JPH02226086A - 非接触識別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、人や物体などを非接触で検知識別するのに使
用する電磁波を利用した識別装置に関する。

〔従来の技術〕

第４図は従来のこの種非接触識別装置の一例の構成を示
すグロクク図である。

図において１は質問器％１０１は発振器、１０２はサー
キユレータ、１０３はアンテナ、１０４は検波器、１０
５は増幅器、２は応答器、２０１，２０２はアンテナ、
２０３は検波器、２０４は増幅器、２０５は電圧比較器
を備えたスイッチ、２０６は電池、２０７はノｆルス信
号発生器、２０８は記憶素子、２０９は変調器である。

この種識別装置では、通常、マイクロ波帯または準マイ
クロ波帯の電磁波を使用する。

発振器１０１で発生した電磁波を、サーキュレータ１０
２を経てアンテナ１０３がら空間に送出する。空間に送
出した電磁波は、アンテナ１０３の指向特性と送出電力
によって決定される検知領域を形成する。

この検知領域内に応答器２を所持した人あるいは応答器
２を取り付けた物体が入ると、アンテナ１０３から送出
された電磁波の一部を応答器２のアンテナ２０１が捕え
る。

応答器２のアンテナ２０１、検波器２０３、増幅器２０
４、スイッチ２０５は、応答器２が質問器１の送出電磁
波の検知領域内に入ったときのみ作動するように制御す
る省電力回路である。

送出電磁波をアンテナ２０１が捕え、スイッチ２０５が
オンになると、Ａｌｌスス号発生器２０７と記憶素子２
０８が起動し、記憶素子２０８に登録されたデータが、
ｌとＯの論理値に比例する電圧信号として変調器２０９
に印加され、アンテナ２０２かも反射される電磁波が変
調される。

質問器１がアンテナ１０３で応答器２からの反射波を捕
え、検波、増幅して、変調データを復調し、信号処理回
路（図示してない）で変調データを検出識別する。

応答器２の記憶素子２０８にそれぞれ異なるデータを登
録しておけば、質問器１では、応答器２を個々に、すな
わち、応答器２を所持する人あるいは応答器２を取り付
けた物体を個々に識別することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような構成の従来の非接触識別装置は、応答器を
個別に識別できる利点があるが、識別装置の用途には、
必ずしも個別に識別しなくてもよく、応答器を所持して
いるか否かだけが判別できればよい場合とか、グループ
別が判別できればよい場合がある。

上記のような用途に対しては、従来の非接触識別装置で
は、応答器２が記憶素子２０８のために高価に々す、小
型化が難しいという問題があつた。

本発明は上記の問題を解消するためになされたもので、
応答器を小型で低価格にできるものを提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の非接触識別装置は、応答器をパルス信号発生器
が直接駆動する変調器で質問器からの電磁波の一部を変
調して反射させる構成に、質問器を応答器からの反射波
を検波、増幅し、周波数検出器で変調周波数成分を検出
して応答器を検知識別する構成にしたものと、 応答器を周波数の異なる２つのパルス信号発生器の７４
’ルス信号を入力信号とするエクスクル−シブオア回路
か駆動する変調器で質問器からの電磁波の一部を変調し
て反射させる構成に、質問器を応答器からの反射波を検
波、増幅し、信号が直接入力するトグル・フリップ７０
クプと信号がインバータ回路を介して入力するトグル・
フリップフロップを介し、これらトグル・フリップフロ
ップにそれぞれ接続した周波数検出器で応答器の２つの
ノクルス信号発生器のパルス信号の周波数を検出し、２
つのパルス信号発生器のパルス信号の周波数をｎ個の周
波数から選択することでｎＣ２個のグループにグループ
分けした応答器をグループ別に検知識別する構成にした
ものである。

〔作用〕

消費電力が大きく高価な記憶素子を除いたので、省電力
回路部分も省くことができ、回路構成が単純化し、部品
点数が減り、小型化が容易で、安価な応答器を得ること
ができる。

グループ別に検知識別する場合には、請求項第１項に示
す構造のものは、応答器のパルス信号発生器の周波数に
よってグループ分けすればよいが、余シ多くのグループ
に分ける場合、問題が発生するが、請求項第２項に示す
構造にすると、多くのグループ別の検知識別が可能にな
る。

〔実施例〕

第１図は請求項第１項に示す発明の一実施例の構成金示
すブロック図である。

図において第４図の符号と同一の符号は同一または相当
する部分を示し、１ａは質問器、２ａは応答器、１０６
は周波数検出器、１０７は外部機器制御回路である。

応答器２ａは、パルス信号発生器２０７の出力信号が直
接変調器２０９を駆動しているため、アンテナ２０２か
ら反射される反射波にはパルス信号の周波数成分が含ま
れる。

質問器１ａは、応答器２ａからの反射波をアンテナ１０
３で捕え、検波、増幅し、周波数検出器１０６で周波数
を検出し、あらかじめ設定しである周波数帯域内に含ま
れる周波数が検出されると、外部機器制御回路１０７が
作動し、ランプやプデーなどを駆動して、特定周波数を
識別符号とする応答器２ａが検知領域内に入りたことを
知らせる。

周波数検出器１０６は、周波数電圧変換器Ｃｆ−Ｖコン
バータ）や７エーズ・ロククト・ルーフ（ＰＬＬ　：位
相同期回路）などを使って容易に構成することができる
。

ｆ−Ｖコンバータを使ったときは、その出力段に電圧比
較器（コン・ぞレータ）を接続し、特定周波数を検出し
たときにコン・やレータの出力がオンになるように帯域
幅を定めて、ウィンド・コ／／ヤレータを形成しておく
。

一方、ＰＬＬを使うときは、検出しようとする特定周波
数をその範囲内に含むように保持範囲（ロックレンジ）
を設定しておけば、所望の周波数のロック信号が出力さ
れる。

外部機器制御回路１０７は、周波数検出器１０６の出力
信号を受けて、質問器１ａの外部に接続した表示機器な
どのオン／オフを制御するもので、リレーまたはフォト
カプラなどの接点開閉素子によって構成することができ
る。

上記のような構成によって、応答器２ａを所持する人あ
るいは応答器２ａを取り付けた物体を１つのグループと
して検知識別することができる。

対象物を複数グループ別に検知識別するには、グループ
ごとに応答器２ａのパルス信号発生器２０７のパルス信
号を変えることで達成できる。

一方、質問器１ａは、周波数検出器１０６と外部機器制
御回路１０７を多段構成とする。例えば、ｆ−Ｖコンバ
ータを用いた周波数検出器では、ｆ　−Ｖ　コｙバー１
ｔＤ次段のウィンド参コンノ！レータを必要数設置し、
互いに検出すべき周波数範囲をずらして設定し、それぞ
れに独立に外部機器制御回路１０７を接続する。また、
ＰＬＬを用いた周波数検出器１０６では、各々のロック
レンジをずらして設定した複数個のＰＬＬを用意し、そ
れぞれに独立に外部機器制御回路１０７を接続する。

・でルス信号発生器２０７は、一般に、タイマＩＣを用
いた無安定マルチバイブレータや、インバータＩＣを用
いたＣＲ発振回路、同じくインバータＩＣによる水晶発
振回路などで構成する。したがって、これらの発振周波
数を変えるには、コンデンサ（Ｃ）や抵抗（８）などの
回路定数を変えたり、共振周波数の異なる水晶振動子に
置き換えたりするだけでよい。

このことは、従来行っていた記憶素子への符号登録や、
質問器の出力信号を処理する信号処理回路におけるディ
ジタル処理プログラムの変更を必要としないため、製造
コストの低減や、使用者の利便性向上に大いに寄与する
。

一方、インバータＩＣを用いた〇Ｒ発振器や無安定発振
器によるパルス信号発生器２０７では、周波数決定要因
のＣとＲの定数とＩＣのしきい値がばらつきが大きく、
かつ、温度特性をもっているため、周波数がばらつきが
大きく、温度安定度が悪い。このため、質問器１ａの周
波数検出器１０６では、検出しようとする周波・数ｆ。

を中心周波数としである程度広い帯域をカバーする構造
にしなければならない。したがって、応答器２＆のグル
ープ数を増やすと、増幅器１０５の帯域が広がり、Ｓ／
Ｎ比が悪くなるから、グループ数をあまり増やすことが
できない。

水晶発振回路によるパルス信号発生器２０７では、水晶
振動子は、７オ）　ＩＪソグラフィ加工法によって製造
するので、異なる周波数の振動子を得るＫは、異なるマ
スクを準備しなければならない。

なお、同一マスクによる振動子の音叉を削って周波数を
高めたり、音叉に金属を蒸着して周波数を下ばたりする
方法があるが、これらの方法は多量生産する場合は不適
である。したがって、グループ数をあまり増やすとコス
トが上昇する。

請求項第２項の構成にすると、請求項第１項の構成のも
のより容易にグループ数を増やすことができる。

第２図は請求項第２項に示す発明の一実施例の構成を示
すブロック図である。

本実施例は応答器のノぞルス信号発生器の周波数を第１
．第２．第３の３つの周波数から選択することでグルー
プ別に検知識別する例である。

図において第１図の符号と同一の符号は同一または相当
する部分を示し、１ｂは質問器、２ｂは応答器、１０６
ａ、１０６ｂ、１０６ｃは検出周波数がそれぞれ第１．
第２．第３の周波数の周波数検出器、１０７ａ、１０７
ｂ、１０７ｅは外部機器制御回路、１０８はインバータ
回路、１０９ｍ、１０９ｂはトグル・フリップフロップ
、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ。

１１０ｅ、１１０ｆはＡＮＤ回路、１ｌｌａ、１ｌｌｂ
。

１１１ｃｉＪ１．ＯＲ回路、２０７ｍ、２０７ｂは／セ
ルス信号発生器、２１０はエクスクル−シブオア回路で
ある。

第３図は第２図に示す実施例におけるパルス信号のタイ
ミングの例を示すタイミング波形図である。

応答器２ｂのノクルス信号発生器２０７　ａ　、　２０
７ｂの・ぜルス信号の周波数がそれぞれ第１の周波１２
ｄ。

（ノクルス幅τ１．八＝　１／２τ、）、第２の周波数
ｆ！（・ぞルス幅τｚ　、ｆｔ　＝１／２τ２）の場合
を例に説明を進める。

第３図囚、（Ｂ）に示すパルス幅τ１．τ２の・セルス
波の入力によって、エクスクル−シブ回路２１０の出力
には図（Ｑに示すようにパルス幅が時々刻々と変ってゆ
くパルス波が現われる。

変調器２０９は、図（Ｃ）に示すパルス波で駆動される
から、質問器１ｂが応答器２ａからの反射波を捕え、検
波、増幅すると、復調信号が図（Ｑに示す／ｌＰルス波
と同じ周波数のパルス波となる。

増幅器１０５の出力は２分され、一方は直接トグル・フ
リップフロップ（Ｔ−ＦＦＩ）　１０９　ｇの、他方は
インバータ回路１０８を介してトグル・フリップフロッ
プ（Ｔ−ＦＦ２）　１０９　ｂの立下がりエッソトリ！
クロック入力に接続されていて、それぞれ復調信号の立
下がシェラ・ゾと立上がシェッジで出方を反転する。

増幅器１０５の出力に現われる復調信号は、時時刻々と
パルス幅が変わシ、徐々にパルス幅が広がりていく段階
と、狭まっていく段階がある。

・やルス幅が広がっていく段階では、トグル・フリップ
フロップ１０９ａにパルス幅τ、（周波数ｆ、）のパル
ス波が出力され、トグル・フリッグフロッ７’１０９ｂ
に、４１ルス幅τ、、　　（［波数ｆ１　）のパルス波
が出力される。

ノ４ルス幅が狭まっていく段階では、トグル・７リツデ
フロツプ１０９＆にパルス幅τ、（周波数ｆｔ　　）の
パルス波が出力され、トグル・フリップフロップ１０９
ｂにノやルス幅τ、（周波数ｆ！　）の・ぐルス波が出
力される〔図（ロ）日日〕。

したがりて、トグル・フリッゾ７ｏッデ１０９ａ。

１０９ｂの出力を同時に観測すれば、常に、いずれか一
方から周波数ｆ１のパルス波が出力され、他方から周波
数ｆ２のパルス波が出力されている。

中心周波数がｆ、、ｆ、に設定されている周波数検出器
１１０ａ、１１０ｂがそれぞれ１個ずっトグル・７リツ
プフロツｆ１０９ｈと１０９ｂの出力に並列に接続され
ているので、トグル・フリップフロップ１０９ｍ、１０
９ｂがそれぞれ周波数１１の／ｅルス波または周波数ｆ
２のｄ’ルス波のいずれを出力しようとも、周波数検出
器１１０ａ、１１０ｂのいずれかによって検出される。

周波数検出器１１０ａと１１０ｂの出力はＡＮＤ回路１
１１ａと１１１ｂとＯＲ回路１１２ａを経て外部機器制
御回路１０７ａを駆動する。

パルス信号発生器２０７ｍ、２０７ｂｃｒ）パルス信号
の周波数がｆＩ、ｆｔの応答器２ｂに対しては外部機器
制御回路１０７ａが駆動され、・ぞルス信号の周波数が
ｆＩ　　−ｆｓの応答器ｚｂ＋１２＋への応答器２ｂに
対してはそれぞれ外部機器制御回路１０７ｂ。

１０７ｅが駆動される。ｆ、は第３の周波数を示す。

選択する周波数の数を増やすと、よシ多くのグループ別
の検知識別ができる。例えば、６つの周波数から選択し
て組合わせれば、６Ｃ２＝　１５までのグループに分類
することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、回路が単純にな
り、コストが下るとともに、小型化が容易になり、かな
シ多くのグループでグループ別に検知識別できるものも
容易に得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項第１項に示す発明の一実施例の構成を示
すブロック図、第２図は請求項第２項に示す発明の一実
施例の構成を示すブロック図、第３図は第２図に示す実
施例におけるパルス信号のタイミングの例を示すタイミ
ング波形図、第４図は従来のこの穫非接触識別装置の一
例の構成を示すブロック図である。 Ｉａ、ｌｂ・・・質問器、１０１・・・発振器、１０２
・・・サーキュレータ、１０３・・・アンテナ、１０４
・・・検波器、１０５−・・増幅器、１０６，１０６ａ
、１０６ｂ。 １０６　ｃ−周波数検出器、１０７，１０７ａ、１０７
ｂ。 １０７ｃ・・・外部機器制御回路、１．０８・・・イン
・ぐ−タ回Ｗｒ、１０９ｍ　、　１０９ｂ・・・トグル
・フリソデフロノグ、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、
１１０ｄ、１１０ｅ。 １１０　ｆ−ＡＮＤ回路、１１１ａ、１１１ｂ、１１１
ｅ−ＯＲ回路、２ｍ、２ｂ・・・応答器、２０２・・・
アンテナ、２０６−・・電池、２０７，２０７ｇ、２０
７ｂ−ノｊル：ｘ、信号発生器、２０９・・・変調器、
２１０・・・エクスクル−シブオア回路、 なお図中同一符号は同一または相描する部分を示す。 特許出願人　　新日本無線株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）質問器が電磁波を空間に送出し、応答器が上記質
   問器が送出する電磁波の検知領域内に入るとパルス信号
   発生器が直接駆動する変調器で上記電磁波の一部を変調
   して反射させ、上記質問器が上記応答器からの反射波を
   捕え、検波、増幅し、周波数検出器で変調周波数成分を
   検出して応答器を検知識別する構成の非接触識別装置。
2. （２）質問器が電磁波を空間に送出し、応答器が上記質
   問器が送出する電磁波の検知領域内に入ると周波数の異
   なる２つのパルス信号発生器のパルス信号を入力信号と
   するエクスクルーシブオア回路が駆動する変調器で上記
   電磁波の一部を変調して反射させ、上記質問器が上記応
   答器からの反射波を捕え、検波、増幅し、信号が直接入
   力するトグル・フリップフロップと信号がインバータ回
   路を介して入力するトグル・フリップフロップを介し、
   これらトグル・フリップフロップにそれぞれ接続した周
   波数検出器で上記応答器の２つのパルス信号発生器のパ
   ルス信号の周波数を検出し、上記２つのパルス信号発生
   器のパルス信号の周波数をｎ個の周波数から選択するこ
   とで＿ｎＣ＿２個のグループにグループ分けした応答器
   をグループ別に検知識別する構成の非接触識別装置。