JPH09178844A

JPH09178844A - データキャリア

Info

Publication number: JPH09178844A
Application number: JP7336343A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Nakao; 敏章中尾; Younosuke Nakahara; 洋之祐中原; Hiroaki Yoshida; 宏明吉田; Kazufumi Oki; 一史大木
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1995-12-25
Filing date: 1995-12-25
Publication date: 1997-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】小型且つ安価であり、複数の電波に共鳴するデ
ータキャリアを提供する。【解決手段】データキャリアを、薄い円盤状の絶縁性
基板４と、絶縁性基板４に配設される渦巻き状のコイル
Ｌ及びコイルＬに並列接続される周波数の異なるセラミ
ック発振子３₁、３₂からなる周波数共鳴要素２と、こ
れらを収納するケースＡとで構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の周波数の電
波に共鳴するデータキャリアに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、物品等にデータキャリアを付
しておき、このデータキャリアのデータを読み取って、
物品の管理等を行うデータ読み取りシステムとして、図
５（特開平２−１９８３８２号公報）や図８に示す構成
のものがある。図５に示すデータ読み取りシステムにお
けるデーキャリア１’は、図６に示すように、１つのコ
イルＬと１つのコンデンサＣとから構成される周波数共
鳴要素２’が絶縁体４０に複数個配設されたものであ
り、各周波数共鳴要素２’を構成するコイルＬの巻数等
に基づくインダクタンスとコンデンサＣの容量とにより
定まる特定の周波数の電波に共鳴する。しかし、このよ
うな周波数共鳴要素２’は、インダクタンス及びコンデ
ンサＣの容量夫々に特性ばらつきがあることにより、得
ようとする共鳴周波数のばらつきが大きく、また、図７
に示すように共鳴周波数特性ａの共鳴周波数帯域が広い
ので、複数の共鳴周波数を検出するには使用周波数帯域
が広くなってしまう。

【０００３】このため、図８に示すデータ読み取りシス
テムにおけるデータキャリア１”は、周波数共鳴要素
２”の共鳴周波数帯域を狭くして、シャープに共鳴させ
るようにする（図７に示すような共鳴周波数特性ｂを持
たせる）と共に、温度変化に対する共鳴周波数特性の安
定化を図るために、コイルＬとコンデンサＣとに対して
水晶発振子やセラミック発振子等からなる発振子３を直
列に接続したもので構成されている。この周波数共鳴要
素２”は、単一でデータキャリア１”を構成することも
でき、またそれぞれ異なる共鳴周波数特性を持った複数
の周波数共鳴要素２”を配列して、全体が１つのデータ
キャリア１”を構成するようにしても良い。

【０００４】周波数共鳴要素２”は、具体的には、例え
ば、図９に示すように、シート状の基板４に、一対の電
極Ｅ₁，Ｅ₂を形成し、一方の電極Ｅ₁を中心にした渦
巻き状のコイルＬを形成して、その他端に電極Ｅ₂を接
続させ、両電極₁，Ｅ₂間にコンデンサを備えた水晶発
振素子５の端子５ａ，５ｂを接続するように構成されて
いる。このような周波数共鳴要素２”では、コイルＬの
巻数を変化させることによって、巻数に応じた共鳴周波
数特性を持たせることができる。そして、基板４の表面
を樹脂等で封止すると共に、裏面側に物品に貼着するた
めの粘着層を形成することによりデータキャリア１”を
構成できる。而して、このデータキャリア１”は、１ｃ
ｍ以下の大きさで、数ｍｍ程度の厚みに形成することが
できる。

【０００５】図８に示す読み取り装置１０は、データキ
ャリア１”に対面させて、データキャリア１”を構成す
る周波数共鳴要素２”の共鳴周波数を読み取るものであ
って、段階的に周波数が変化する電波信号を出力する発
振部１１と、その信号を受信する受信部１１とを有し、
また周波数の切換タイミング等を制御するクロック信号
を出力する動作制御部１３及び読み取ったデータを出力
するデコード部１４とを備えている。発振部１２は、受
信コイル２４と、その受信信号を増幅する増幅回路２５
及び検波回路２６、さらにピーク検出回路２７を備えて
いる。そして、動作制御部１３はクロック信号を発振す
るクロック発信器２８と、このクロック発振器２８から
のクロックパルスを計数する計数回路２９とを備え、デ
コード部１４は、計数記録回路３０と、翻訳器３１及び
データ出力回路３２から構成される。

【０００６】正弦波発振回路２０は、例えばコルピッツ
発振器の発振回路で構成され、この正弦波発振回路２０
には周波数制御回路２１が接続されている。周波数制御
回路２１は位相比較手段と分周器から構成され、この周
波数制御回路２１は正弦波発振回路２０の出力信号をフ
ィードバックさせて、位相比較を行うことによって、そ
の周波数をシフトさせる回路である。周波数制御回路２
１にはクロック発振器２８からのクロックパルスの数を
計数する計数回路２９が接続されており、この計数回路
２９からのクロック信号に基づいて周波数をシフトさせ
るように制御されると共に、そのパルス数によって現に
発振している周波数を同定する機能を有する。そして、
正弦波発振回路２０から出力される周波数信号は出力増
幅部２２で増幅されて、発振コイル２３から出力される
ようになっている。

【０００７】受信コイル２４による検出信号は、発振コ
イル２３から出力される信号を受信するが、それに対向
配設されるデータキャリア１”を構成する周波数共鳴要
素２”は固有の共鳴周波数を有していることから、発振
コイル２３から出力される信号の周波数がこの周波数共
鳴要素２”の共鳴周波数と一致すると、その影響で受信
コイル２４の受信信号の振幅が大きくなったり、または
小さくなったりする変化を示す。データキャリア１”の
周波数共鳴要素２”で影響を受けた受信コイル２４の受
信信号は増幅回路２５で増幅され、検波回路２６によっ
て変調されることにより受信信号から高周波成分が除去
される。そして、ピーク検出回路２７によって、検波回
路２６の出力信号のピークを検出するようになってい
る。

【０００８】計数記録回路３０には、ピーク検出回路２
７から出力される信号と、計数回路２９からクロックパ
ルスとが入力されるようになっており、これらによっ
て、どの周波数で共鳴したかが検出される。そして、翻
訳器３１は、この共鳴周波数に関する信号を、それに応
じた数値等のデータに翻訳して、データ出力回路３２を
介して出力されるようになる。

【０００９】以上のように、読み取り装置１０をデータ
キャリア１”に対面させるだけで、走査することなく、
このデータキャリア１”の持つデータを読み取ることが
でき、しかも読み取り装置１０はデータキャリア１”か
らかなり離れた位置、例えば、１ｍ乃至それ以上離した
位置からそのデータを読み取ることができ、またデータ
キャリア１”と読み取り装置１０との間に他の部材が介
在しても、データの読み取りが可能である。さらに、デ
ータキャリア１”における周波数共鳴素子２のコイルＬ
が読み取り装置１０に対して垂直な方向に向けられてい
ない限り、どの方向からでもその情報を読み取ることが
でき、読み取り装置１０とデータキャリア１”との位置
関係を調整する必要はなくなる。従って、データキャリ
ア１”が設けられている物品と読み取り装置１０との相
対位置関係を考慮しなくとも良くなるので、例えばコン
ベアラインの上に読み取り装置１０を装着して、このコ
ンベアライン上を自由な姿勢で搬送される物品に設けら
れたデータキャリア１”の持つデータを読み取ることも
可能となる。

【００１０】しかも、データキャリア１”は、基本的に
はコイルＬとコンデンサＣと発振子３とで構成されてい
るから、安価に製造でき、かつ汚れ等によってそれが持
つ情報の劣化等が生じるおそれがなく、共鳴周波数特性
や機械的特性等の安定性、耐久性に優れている。また、
データキャリア１”は、独立した周波数共鳴要素２”か
ら構成され、これを組み合わせてなるものであるから、
それを物品等に使用に当たって、自由に組み合わせ、ま
たそれらの組み替えを行うことができるようになり、さ
らには繰り返して使用することもできる。なお、データ
キャリア１”は物品に直接貼り付けたり、タグ等として
設けたりされる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のデータキャリア１”で複数の共鳴周波数を持たせる
ためには、共鳴周波数の数だけコイルＬが必要であり、
コストが高くなるとともに、コイルＬが大きいことによ
りデータキャリア１”が大型化してしまう。しかも、読
み取り装置１０は、共鳴周波数の数の増加とともに送受
信する周波数の幅が広くなるので、装置が大型化し製造
コストが高くなるとともに、データの読み取り時間（検
出時間）が長くなってしまう。

【００１２】また、セラミッック発振子３とコイルＬの
組み合わせにおいて、コイルの巻数が一定であれば、共
鳴周波数の値が大きくなるにつれて読み取り装置１０で
の検出レベルが小さくなるので、コイルＬの巻数を変え
る必要があるが、１０ＭＨｚ以上の高周波では必要検出
レベルが確保できない。このため、共鳴周波数の数を増
やすのには限界があり、データキャリア１”の持つデー
タの種類が制限され、識別できる数も制限される。

【００１３】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、小型且つ安価であり、複数の周波数
の電波に共鳴するデータキャリアを提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、１つのコイルと、前記コイルに
並列接続される周波数の異なる複数の発振子とから成る
ことを特徴とするものであり、複数の共鳴周波数を有す
るデータキャリアの小型化及び低コスト化が可能にな
る。

【００１５】請求項２の発明は、１つのコイルと、前記
コイルに並列接続される周波数の異なる複数の発振子と
から成る周波数共鳴要素を複数個一体化したことを特徴
とするものであり、複数の共鳴周波数を有するデータキ
ャリアの小型化及び低コスト化が可能になり、さらに、
数通りの識別が可能になる。請求項３の発明は、請求項
２の発明において、各周波数共鳴要素のコイルの巻数が
夫々異なるので、識別数を更に増加できる。

【００１６】請求項４の発明は、使用周波数帯域が４乃
至６．５ＭＨｚなので、一般に使用されている周波数帯
域の発振子を使用でき、このため、データキャリアの低
コスト化が可能になる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態により
説明する。図１（ａ）に本発明の一実施の形態のデータ
キャリア１の概略分解斜視図を、図１（ｂ）に周波数共
鳴要素の平面図を示す。本実施の形態のデータキャリア
１のデータは、図８に示した読み取り装置１０により読
み取られる。

【００１８】本実施の形態１のデータキャリア１は、図
１（ａ）に示すように、薄い円盤状の絶縁性基板４と、
絶縁性基板４に配設される渦巻き状のコイルＬ及びコイ
ルＬに並列接続される周波数の異なるセラミック発振子
３₁、３₂からなる周波数共鳴要素２と、これらを収納
するケースＡとで構成されるものであり、周波数共鳴要
素の等価回路を図２に示す。

【００１９】本データキャリア１は、１つのコイルＬに
並列に２つのセラミック発振子３₁、３₂を接続してい
るので、１つのコイルＬで、図３に示すように２つの共
鳴周波数（ただし、図３は、セラミック発振子３₁、３
₂夫々の周波数が夫々５．２５〔ＭＨｚ〕、５．７５
〔ＭＨｚ〕の場合である）を得ることができるのであ
る。ここで、１つのコイルＬに並列接続するセラミック
発振子３の数は２つに限定するものではなく、３つ以上
でもよい。而して、複数の共鳴周波数を有するデータキ
ャリア１を製造する際にコイルＬの数が少なくてすむの
で、データキャリア１の小型化ができるとともに低コス
ト化ができる。

【００２０】例えば、周波数の異なる５種類のセラミッ
ク発振子３₁、３₂、３₃、３₄、３₅を図４に示すよ
うに、１つのコイルＬに対して２個づつ組み合わせるこ
とで１０通りのデータキャリア１を製造することができ
る。ところで、図８に示した従来のデータキャリア１”
の構成で１０通りの識別を行う場合、例えば、周波数の
異なる１０種類のセラミック素子３₁〜３₁₀を用意し、
１個のコイルＬに対して１個づつ接続して１０通りのデ
ータキャリア１”を製造する必要がある。

【００２１】したがって、本実施の形態のデータキャリ
ア１は、従来のデータキャリア１”に比べて少ない種類
のセラミック素子３₁、３₂、３₃・・・で従来のデー
タキャリア１”と数のデータキャリアを製造することが
できる。また、各セラミック素子の周波数の値を共鳴周
波数特性が重ならない程度に近づけておくことにより、
読み取り装置１０で送受信する周波数の幅が狭くてすむ
ので、読み取り装置１０も簡単且つ安価に作ることがで
きる。

【００２２】各セラミック素子３₁〜３₅は、共鳴周波
数特性が図３に示すようにシャープなので、夫々の周波
数を５〔ＭＨｚ〕、５．２〔ＭＨｚ〕、５．４〔ＭＨ
ｚ〕、５．６〔ＭＨｚ〕、５．８〔ＭＨｚ〕のように設
定することで、狭い周波数領域で１０通りのデータキャ
リアを識別できる。したがって、周波数が１０〔ＭＨ
ｚ〕以下のセラミック素子３を用いていることにより、
コイルＬの巻数を同一にしても読み取り装置１０での必
要な検出レベルを確保できる。このため、コイルの巻数
を同一にすることで量産時の製造コストを安くすること
もできる。また、一般的に使用されている周波数帯域で
ある４〔ＭＨｚ〕〜６．５〔ＭＨｚ〕のセラミック発振
子を使用できるため、安価で精度良い商品を使用でき
る。

【００２３】さらに、１枚の絶縁性基板４に、１つのコ
イルＬとコイルＬに並列接続される複数のセラミック素
子３₁、３₂、３₃・・・とで構成される周波数共鳴要
素２を複数個配設して一体化することにより、数通りの
識別が可能になる。ここで、コイルＬの巻数を変えて構
成することにより、識別数を更に増加させることができ
る。

【００２４】

【発明の効果】請求項１の発明は、１つのコイルと、前
記コイルに並列接続される周波数の異なる複数の発振子
とで構成されるので、複数の共鳴周波数を有するデータ
キャリアの小型化及び低コスト化が可能になる。請求項
２の発明は、１つのコイルと、前記コイルに並列接続さ
れる周波数の異なる複数の発振子とから成る周波数共鳴
要素を複数個一体化したたので、複数の共鳴周波数を有
するデータキャリアの小型化及び低コスト化が可能にな
り、さらに、数通りの識別が可能になるという効果があ
る。

【００２５】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、各周波数共鳴要素のコイルの巻数が夫々異なるの
で、識別数を更に増加できるという効果がある。請求項
４の発明は、使用周波数帯域が４乃至６．５ＭＨｚなの
で、一般に使用されている周波数帯域の発振子を使用で
き、このため、データキャリアの低コスト化が可能にな
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１の概略分解斜視
図である。（ｂ）は同上の要部の平面図である。

【図２】同上の等価回路図である。

【図３】同上の動作説明図である。

【図４】同上の使用例図である。

【図５】従来のデータ読み取りシステムの全体構成図で
ある。

【図６】同上のシステムにおけるデータキャリアの構成
図である。

【図７】同上のシステムにおけるデータキャリアの動作
説明図である。

【図８】他の従来のデータ読み取りシステムの全体構成
図である。

【図９】同上のシステムにおけるデータキャリアの構成
図である。

【符号の説明】

１データキャリア２周波数共鳴要素３₁、３₂ セラミック発振子４基板ＡケースＬコイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大木一史大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１つのコイルと、前記コイルに並列接続
される周波数の異なる複数の発振子とから成ることを特
徴とするデータキャリア。
【請求項２】１つのコイルと、前記コイルに並列接続
される周波数の異なる複数の発振子とから成る周波数共
鳴要素を複数個一体化したことを特徴とするデータキャ
リア。
【請求項３】各周波数共鳴要素のコイルの巻数が夫々
異なることを特徴とする請求項２記載のデータキャリ
ア。
【請求項４】使用周波数帯域が４乃至６．５ＭＨｚで
あることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のデー
タキャリア。