信号発信機
【課題】トリガ信号を発信する信号発信機に求められる性能を劣化させることなく、特性の異なる複数のトリガ信号を発信することのできる信号発信機を実現する。
【解決手段】無線ＩＣタグに対して、無線ＩＣタグを起動させるためのトリガ信号を、アンテナを介して発信する信号発信機であって、複数のアンテナを１対１で対応するように接続する複数の接続部と、複数の接続部に接続された複数のアンテナの１つを選択する選択部と、を有し、複数の接続部に接続された複数のアンテナを介して特性の異なる複数のトリガ信号を発信できるように、かつ、電源投入後に、選択部により選択されたアンテナ以外のアンテナの両端の電圧が０となるように構成される。
【解決手段】無線ＩＣタグに対して、無線ＩＣタグを起動させるためのトリガ信号を、アンテナを介して発信する信号発信機であって、複数のアンテナを１対１で対応するように接続する複数の接続部と、複数の接続部に接続された複数のアンテナの１つを選択する選択部と、を有し、複数の接続部に接続された複数のアンテナを介して特性の異なる複数のトリガ信号を発信できるように、かつ、電源投入後に、選択部により選択されたアンテナ以外のアンテナの両端の電圧が０となるように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号発信機に関し、特に、例えば無線ＩＣタグを保持した人の動向を管理する動体管理システム等において好ましく適用される技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、店舗等において商品に無線ＩＣタグを取り付けて商品を管理するセキュリティシステムや、無線ＩＣタグを保持した人の動向を管理する動体管理システムが知られている。無線ＩＣタグ（ＲＦＩＤタグ）は、電池等の電源部を備えたアクティブタグと、電源部を備えないパッシブタグに大別されるが、アクティブタグは、電源部からの電力供給を受けて数十ｍ程度の範囲で通信することができ、またパッシブタグと比べると広範囲に信号を送信することが可能である。このため、上記のシステムでは、アクティブタグが使用されることが多い。
【０００３】
アクティブタグを利用したセキュリティシステムや動体管理システムでは、タグを起動するためのトリガ信号を該タグに対して発信するトリガ発信機が用いられる。トリガ発信機は、数十μＨ〜１００μＨ程度の外部トリガコイルに対して、位置情報等でＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調された１００ｋＨｚ前後の周波数で約１０Ａｐ−ｐの電流を流し、磁界にてアクティブタグを起動する。
【０００４】
例えば特許文献１には、無線ＩＣタグをきめ細かく管理できる管理システムが開示されており、当該管理システムにおいてもトリガ発信機が用いられている。当該管理システムで用いられているトリガ発信機は、図５に示すように、アンテナとしての外部トリガコイルを１つ備えるもの（１チャンネルトリガ発信機）であり、１つの発信機から特性の異なる複数のトリガ信号を発信することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−４１４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
無線ＩＣタグを用いた動体管理システムやセキュリティシステムは、設置するビル内の各フロアの部屋入口や通路にトリガ発信機を設置するため、大規模なビルでは設置に必要なトリガ発信機の数量が多くなり、設置コストが膨大となってしまう。設置コストを減らすには、１つのトリガ発信機から特性の異なる複数のトリガ信号を発信できるようにすることが有効である。例えば、１つのトリガ発信機に２つの外部トリガコイルを搭載すれば、設置に必要な台数を半分にすることができる。
【０００７】
しかし、上記のように２つの外部トリガコイルを１つのトリガ発信機に搭載する場合、トリガコイル間あるいはそれぞれのコイルを接続するコネクタ間の電気的干渉による相手コイルへのトリガ信号のリークが問題となる。このトリガ信号のリークは、予定していない外部トリガコイルからトリガ信号を発信することになり、そのチャンネルに割り当てていないＩＤでタグを起動してしまうというシステム上の誤作動が発生する。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みて、トリガ信号を発信する信号発信機に求められる性能を劣化させることなく、特性の異なる複数のトリガ信号を発信することのできる信号発信機を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の信号発信機は、無線ＩＣタグに対して、無線ＩＣタグを起動させるためのトリガ信号を、アンテナを介して発信する信号発信機であって、複数のアンテナを１対１で対応するように接続する複数の接続部と、複数の接続部に接続された複数のアンテナの１つを選択する選択部と、を有し、複数の接続部に接続された複数のアンテナを介して特性の異なる複数のトリガ信号を発信できるように、かつ、電源投入後に、選択部により選択されたアンテナ以外のアンテナの両端の電圧が０となるように構成されたものである。
【００１０】
また、上記のトリガ発信機において、選択部により選択されたアンテナを流れる電流を検出し電圧値として出力する電流検出部と、電流検出部により出力された電圧値に基づいて、選択部で選択されたアンテナに発生する共振電圧のピーク点を判定する制御部と、を有するものであってもよい。
【００１１】
また、上記のトリガ発信機において、複数のコンデンサが設定値に応じてオン／オフし、複数通りの共振コンデンサを構成するように組み込まれた回路で、制御部及び選択部と接続された共振コンデンサ回路を有し、電流検出部は、選択部により選択されたアンテナ及び共振コンデンサ回路を流れる電流の電圧値を検出し、制御部は、所定の間隔で設定値を共振コンデンサ回路に出力し、設定値ごとの電圧値を電流検出部から取得し、取得した電圧値の中から最大の電圧値に対応する設定値を、選択されたアンテナとの最適な共振コンデンサの設定値として記憶するものであってもよい。
【００１２】
また、上記のトリガ発信機において、第１のアンテナと接続される第１の接続部は、一方の端子がグラウンドと接続され、他方の端子が第１のスイッチを介してグラウンドと接続され、第２のアンテナと接続される第２の接続部は、一方の端子がグラウンドと接続され、他方の端子が第２のスイッチを介してグラウンドと接続され、制御部は、選択部により第１のアンテナが選択された場合に、第１のスイッチをオフ、第２のスイッチをオンとし、選択部により第２のアンテナが選択された場合に、第１のスイッチをオン、第２のスイッチをオフとするものであってもよい。
【００１３】
また、上記のトリガ発信機において、第１の接続部は、一方の端子が第１のコンデンサを介してグラウンドと接続され、第２の接続部は、一方の端子が第２のコンデンサを介してグラウンドと接続されているものであってもよい。
【００１４】
また、上記のトリガ発信機において、第１のコンデンサは、選択部により第１のアンテナが選択された場合に、共振回路の一部として動作し、第２のコンデンサは、選択部により第２のアンテナが選択された場合に、共振回路の一部として動作するものであってもよい。
【００１５】
また、上記のトリガ発信機において、第１のコンデンサは、選択部により第２のアンテナが選択された場合に、第１のコンデンサが接続された端子に漏れこんだ第２のアンテナの電圧を除去するフィルタとして動作し、第２のコンデンサは、選択部により第１のアンテナが選択された場合に、第２のコンデンサが接続された端子に漏れこんだ第２のアンテナの電圧を除去するフィルタとして動作するものであってもよい。
【００１６】
また、上記のトリガ発信機において、第１の接続部は、他方の端子が第３のコンデンサ及び第１のスイッチを介してグラウンドと接続され、第２の接続部は、他方の端子が第４のコンデンサ及び第２のスイッチを介してグラウンドと接続され、第３のコンデンサは、選択部により第２のアンテナが選択された場合に、選択部における第１のアンテナを選択するための端子に漏れこんだ第２のアンテナの電圧を除去するフィルタとして動作し、第４のコンデンサは、選択部により第１のアンテナが選択された場合に、選択部における第２のアンテナを選択するための端子に漏れこんだ第１のアンテナの電圧を除去するフィルタとして動作するものであってもよい。
【００１７】
また、上記のトリガ発信機において、選択部はパワーＭＯＳＦＥＴスイッチで構成されているものであってもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、トリガ信号のリークを防止しシステム上の誤作動を発生させずに、特性の異なる複数のトリガ信号を発信できるトリガ発信機が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る２チャンネルトリガ発信機の内部構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る２チャンネルトリガ発信機におけるＮビット共振コンデンサの内部構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る２チャンネルトリガ発信機における第３ＳＷ（スイッチ）の内部構成を示したブロック図である。
【図４】本発明の実施形態におけるＣＰＵからの出力と各ＡＮＤゲート及び各ＳＷ（スイッチ）の出力との関係を示した図である。
【図５】従来の１チャンネルトリガ発信機の内部構成を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、トリガ発信機に求められる仕様を下げることなく、回路ブロックの共通化と新規回路により２チャンネル発信機を具現化するものである。以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係る２チャンネルトリガ発信機の内部構成を示したブロック図であり、図５は、従来の１チャンネルトリガ発信機の内部構成を示したブロック図である。本実施形態の２チャンネルトリガ発信機は、従来の１チャンネルトリガ発信機をもとに、２チャンネル化して２つの外部トリガコイルを接続可能に構成したものである。
【００２２】
従来の１チャンネルトリガ発信機を２チャンネル化する障害として、外部トリガコイルと接続するチャンネル１用コネクタとチャンネル２用コネクタの電気間干渉による相手チャンネルへのトリガ信号リークがあった。これは、通常動作時にチャンネル１用コネクタ及びチャンネル２用コネクタを経由して外部トリガコイルに２０Ａｐ−ｐ以上の電流を流す場合もあり、また外部トリガコイルのインダクタンス値によっては６００Ｖｐ−ｐ以上の高電圧が発生するのでチャンネル間のリークが生じてしまうことである。また、機器の小型化の市場要求もあり、チャンネル１用コネクタとチャンネル２用コネクタを数センチメートル程度の距離に配置した状態で、トリガ信号リークをなくす必要があった。これが第１の問題である。
【００２３】
また、Ｎビット共振コンデンサと接続するスイッチ回路（例えばパワーＭＯＳＦＥＴスイッチ）は、チャンネル１出力とチャンネル２出力を切り替えるが、選択されないチャンネルへも、スイッチ回路のオフ時のインピーダンスを介して他チャンネル側の外部トリガコイルに数Ｖ程度の電圧を誘起してしまう。そして、その選択されなかったチャンネルに割り当てていないトリガ信号でタグを起動してしまうというシステム上の誤作動が発生する。これが第２の問題である。
【００２４】
上記第１及び第２の問題の解決方法として、本発明では、外部トリガコイルとのコネクタについて、一方の端子はコンデンサを介してグラウンドと接続し、他方の端子はコンデンサ及びスイッチ回路を介してグラウンドと接続するように構成している。当該スイッチ回路は、接続されている側のコネクタがＮビット共振コンデンサと接続されたスイッチ回路により選択されなかった（もう一方のコネクタが選択された）場合、オンに切り替えられる。すなわち、選択されなかったコネクタ側に接続されている外部トリガコイルの両端の電圧を０にして、コネクタの近距離配置によるトリガ信号リークや、Ｎビット共振コンデンサと接続されたスイッチ回路のオフ時のインピーダンスを介したトリガ信号リークを防止する。
【００２５】
従来では、外部トリガコイルと共振するＮビットコンデンサの最適な組み合わせをＣＰＵで判定する手段として、外部トリガコイルに発生する共振電圧をピークホールド回路にて判定していたが、共振波形の立ち上がり時のトランジェントを保持して誤ったピーク点を判定する場合があり、外部トリガコイルとＮビットコンデンサの最適な組み合わせの判定ができなかった。また、共振電圧は、外部トリガコイルのインダクタンス値に比例して増大するため、ＣＰＵに取り込んだＡ／Ｄ値から外部トリガコイルより発生した磁界強度を判定することが困難であった。これが第３の問題である。
【００２６】
上記第３の問題の解決方法として、本発明では、選択されたコネクタ側に接続されている外部トリガコイルや該コイルにトリガ信号を出力する共振ドライブを流れる電流を検出することで、共振ピーク点（共振電圧の最大点）を把握し、該外部トリガコイルと共振するＮビットコンデンサの最適な組み合わせを判定する。
【００２７】
本実施形態の２チャンネルトリガ発信機の構成についてさらに詳細に説明する。本実施形態の２チャンネルトリガ発信機１は、電源部１１、外部Ｉ／Ｆ１２、ＣＰＵ１３、Ｎビット共振コンデンサ１４、第３ＳＷ１５、第１電流検出部２１、第１ＡＮＤゲート２２、第１共振ドライブ２３、第１ＳＷ２４、コンデンサａ２５、コンデンサｂ２６、第２電流検出部３１、第２ＡＮＤゲート３２、第２共振ドライブ３３、第２ＳＷ３４、コンデンサｃ３５、コンデンサｄ３６を有して構成される。
【００２８】
電源部１１は、直流電圧を２チャンネルトリガ発信機１の各部に供給する。
【００２９】
外部Ｉ／Ｆ１２は、ＰＣ等の外部装置との通信を行うためのインターフェースであり、本実施形態ではシリアル通信規格のＲＳ−４８５を用いて構成している。ＰＣ等の外部装置は、外部Ｉ／Ｆ１２を介して、２チャンネルトリガ発信機１に対して、トリガ発信間隔、トリガＩＤ、トリガ信号のデューティ可変による出力調整といった各種設定や、外部トリガコイルの断線検出を行うことが可能である。
【００３０】
ＣＰＵ１３は、２チャンネルトリガ発信機１の全体の動作を制御する回路である。ＣＰＵ１３は、各共振ドライブや各ＳＷに向けてトリガ信号や制御信号を出力するとともに、各電流検出部から検出結果を入力し、その検出結果に基づいてＮビットの設定値を制御信号としてＮビット共振コンデンサ１４に出力する。また、ＣＰＵ１３は、ＰＣ等の外部装置からのトリガＩＤ設定に基づいて、各接続部に接続された外部トリガコイルごとのトリガ信号を生成する。
【００３１】
Ｎビット共振コンデンサ１４は、Ｎ個のコンデンサを有し、ＣＰＵ１３から出力された制御信号（Ｎビットの設定値）に基づいて、所定の数のコンデンサを選択して電流を流す回路である。Ｎビット共振コンデンサ１４は、ビット数（通常８ビット）によっては部品点数が多く、さらに外部トリガコイルに流す電流を１０Ａｐ−ｐ以上にすると共振コンデンサ切替用スイッチ（パワーＭＯＳＦＥＴ）に放熱器を取り付ける必要があるため、コスト低減とサイズダウンのために共通回路としている。具体的な構成を図２に示す。図２では、８ビット共振コンデンサとして説明したが、これに限定されるものではなく、６ビットであっても１０ビットであってもよい。
【００３２】
図２に示すように、Ｎビット共振コンデンサ１４は、Ｎ１コンデンサ１４１１及びＮ１ＳＷ１４２１からＮ８コンデンサ１４１８及びＮ８ＳＷ１４２８まで、８組のコンデンサ及びスイッチング素子の組が並列に接続されて構成される。また、各スイッチング素子は、グラウンドに接続されるとともにコンデンサと接続され、ＣＰＵ１３からのＮビット設定値に基づいてＯＮ／ＯＦＦし、ＯＮに切り替えたとき該コンデンサに電流を流す。そして、ＯＮに切り替えられたスイッチング素子に接続されたコンデンサと接続部に接続された外部トリガコイルとで主に共振回路を構成する（正確には、後述するように、コンデンサａ２５やコンデンサｃ３５も共振回路に含まれる）。
【００３３】
なお、本実施形態では、スイッチング素子としてパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）を用いるが、これに限定されず、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）をもちいてもよい。その他のスイッチング素子（第１ＳＷ、第２ＳＷ、ＳＷａ１５１（図３）、ＳＷｂ１５２（図３））についても同様である。
【００３４】
第３ＳＷ１５は、ＣＰＵ１３から出力された制御信号に基づいて、いずれかのチャンネル（接続部及びこれに接続された外部トリガコイル）を選択して電流を流す回路である。具体的な構成を図３に示す。
【００３５】
図３に示すように、第３ＳＷ１５は、チャンネル１（第１接続部２７及びこれに接続された外部トリガコイル）を選択するための切り替えを行うスイッチング素子であるＳＷａ１５１と、チャンネル２（第２接続部３７及びこれに接続された外部トリガコイル）を選択するための切り替えを行うスイッチング素子であるＳＷｂ１５２と、を有して構成される。
【００３６】
第１電流検出部２１は、第１接続部２７に接続された外部トリガコイルやＮビット共振コンデンサ１４で選択されたコンデンサ等を流れる電流の検出を行う回路で、電流検出で得られた電圧値をＣＰＵ１３のポートＥに出力する。第２電流検出部３１は、第２接続部３７に接続された外部トリガコイルやＮビット共振コンデンサ１４で選択されたコンデンサ等を流れる電流の検出を行う回路で、電流検出で得られた電圧値をＣＰＵ１３のポートＦに出力する。
【００３７】
第１ＡＮＤゲート２２は、ＣＰＵ１３から出力されたトリガ信号や制御信号に基づいて、第１共振ドライブ２３へのトリガ信号の出力を行う回路である。第２ＡＮＤゲート３２は、ＣＰＵ１３から出力されたトリガ信号や制御信号に基づいて、第２共振ドライブ３３へのトリガ信号の出力を行う回路である。両ゲートはＡＮＤゲートであり、２つのポートからＨの制御信号を入力したとき、トリガ信号を各共振ドライブに出力する。
【００３８】
第１共振ドライブ２３は、ＣＰＵ１３で生成されたトリガ信号（第１接続部２７に接続された外部トリガコイルからの発信が想定されたもの）を、第１ＡＮＤゲート２２から入力し、第１接続部２７へ出力する。第２共振ドライブ３３は、ＣＰＵ１３で生成されたトリガ信号（第２接続部３７に接続された外部トリガコイルからの発信が想定されたもの）を、第２ＡＮＤゲート３２から入力し、第２接続部３７へ出力する。
【００３９】
第１ＳＷ２４は、コンデンサｂ２６とグラウンドの接続を切り替えるスイッチング素子である。第１ＳＷ２４は、ＣＰＵ１３のポートＢからの制御信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦし、ＯＮに切り替えたときコンデンサｂ２６とグラウンドの接続して、第３ＳＷ１５のＳＷａ１５１がＯＦＦに切り替えたときに漏れ込んだ電流をグラウンドに流す。第２ＳＷ３４は、コンデンサｄ３６とグラウンドの接続を切り替えるスイッチング素子である。第２ＳＷ３４は、ＣＰＵ１３のポートＣからの制御信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦし、ＯＮに切り替えたときコンデンサｄ３６とグラウンドの接続して、第３ＳＷ１５のＳＷｂ１５２がＯＦＦに切り替えたときに漏れ込んだ電流をグラウンドに流す。
【００４０】
課題で述べたように、１つのトリガ発信機に２つの外部トリガコイルを搭載する場合は相手コイルへのトリガ信号のリークが問題となる。また、通常より著しく高い電圧をかける場合には信号リークの問題はさらに顕著となる。加えて、ユーザによってはより精度の高い信号送信（誤作動を起こさない完璧なシステム運用）を要請することもある。これらの事情に対して、本願発明では、信号送信を行わない側のコイル両端の電圧が０となるように構成し、個々の回路（モジュール）内での接地とは別に独立して、第１ＳＷ２４及び第２ＳＷ３４をグラウンドと接続している。モジュール内におけるグラウンド接続と、第１ＳＷ２４及び第２ＳＷ３４とのグラウンド接続は、その意味合い・目的が異なり、後者において、通常なくてもよいグラウンド接続を、信号リーク防止のためにあえて設けている。
【００４１】
なお、図１では図示を省略しているが、ＣＰＵ１３のポートＢと第１ＳＷ２４、及び、ポートＣと第２ＳＷ３４の間にはインバータ１つが設けられており、各ポートからの制御信号が反転して各ＳＷに入力される。また、ＣＰＵ１３のポートＢと第３ＳＷ１５、及び、ポートＣと第３ＳＷ１５の間にはインバータ２つが設けられており、２度の反転を経て各ポートからの制御信号がそのまま各ＳＷに入力される。
【００４２】
コンデンサａ２５は、第１接続部２７においてコンデンサｂ２６が接続されている端子とは別の端子と一端が接続されており、他端がグラウンドと接続されている。コンデンサｃ３５は、第２接続部３７においてコンデンサｄ３６が接続されている端子とは別の端子と一端が接続されており、他端がグラウンドと接続されている。
【００４３】
第１接続部２７は、一方の外部トリガコイルを接続するコネクタであり、チャンネル１用コネクタである。第２接続部３７は、他方の外部トリガコイルを接続するコネクタであり、チャンネル２用コネクタである。
【００４４】
次に、本発明の２チャンネルトリガ発信機の動作について説明する。まず、電源投入後、電源部１１により直流電圧が各部に供給され、ＣＰＵ１３は、外部装置（ＰＣ等）によるトリガＩＤ設定に基づいてトリガ信号を生成する。
【００４５】
続いて、ＣＰＵ１３は、ポートＡからトリガ信号、ポートＢからＨの制御信号、ポートＣからＬの制御信号を出力し、各信号は、第１ＡＮＤゲート２２、第２ＡＮＤゲート３２、第１ＳＷ２４、第２ＳＷ３４、第３ＳＷ１５に入力される。ポートＡから出力されたトリガ信号は、第１ＡＮＤゲート２２及び第２ＡＮＤゲート３２に入力される。また、ポートＢから出力されたＨの制御信号は、第１ＡＮＤゲート２２にＨの状態で入力され、１つのインバータを経由してＬに反転されて第１ＳＷ２４に入力され、２つのインバータを経由してＨの状態で第３ＳＷ１５内のＳＷａ１５１に入力される。また、ポートＣから出力されたＬの制御信号は、第２ＡＮＤゲート３２にＬの状態で入力され、１つのインバータを経由してＨに反転されて第２ＳＷ３４に入力され、２つのインバータを経由してＨの状態で第３ＳＷ１５内のＳＷｂ１５２に入力される。
【００４６】
第１ＡＮＤゲート２２は、ポートＡからのトリガ信号とポートＢからのＨの制御信号を入力するため、ゲートを開きトリガ信号を第１共振ドライブ２３に出力する。第２ＡＮＤゲート３２は、ポートＡからのトリガ信号とポートＣからのＬの制御信号を入力するため、ゲートを開かずトリガ信号を第２共振ドライブ３３には出力しない。第１ＳＷ２４は、１つのインバータで反転されたＬの制御信号を入力するため、ＯＦＦに切り替えてコンデンサｂ２６とグラウンドを非接続とする。第２ＳＷ３４は、１つのインバータで反転されたＨの制御信号を入力するため、ＯＮに切り替えてコンデンサｄ３６とグラウンドを接続する。第３ＳＷ１５内のＳＷａ１５１は、２つのインバータを経由してＨの状態の制御信号を入力するため、ＯＮに切り替えて第１接続部２７に接続された外部トリガコイルとＮビット共振コンデンサ１４を接続する。第３ＳＷ１５内のＳＷｂ１５２は、２つのインバータを経由してＬの状態の制御信号を入力するため、ＯＦＦに切り替えて第２接続部３７に接続された外部トリガコイルとＮビット共振コンデンサ１４を非接続とする。ＣＰＵ１３からの出力と各ＡＮＤゲート及び各ＳＷの出力との関係を図４に示す。
【００４７】
また、ＣＰＵ１３は、所定の間隔（例えば４ｍｓ）でポートＮから制御信号（Ｎビットの設定値）をＮビット共振コンデンサ１４に出力し、第３ＳＷ１５により選択されたチャンネル１の外部トリガコイルとＮビット共振コンデンサ１４を自動同調させるためのＮビット分のスキャンを行う。自動同調は、第１共振ドライブ２３と接続された第１電流検出部２１からの出力結果（電圧値）をＣＰＵ１３がポートＥから入力し、入力した電圧値が最大となったＮビットの設定値を記憶することで行う。
【００４８】
次いで、ＣＰＵ１３は、ポートＡからトリガ信号、ポートＢからＬの制御信号、ポートＣからＨの制御信号を出力し、上記と同様に、チャンネル２の外部トリガコイルとＮビット共振コンデンサ１４を自動同調させるためのＮビット分のスキャンを行って、共振電圧が最大となったＮビットの設定値を記憶する。
【００４９】
本実施形態では、外部トリガコイルと共振するＮビット共振コンデンサの最適な組み合わせについて電流検出を行うことでＣＰＵが判定しているが、このように構成することで、正確に共振点に同調させることができるようになった。また、外部トリガコイルに流れる電流を測定できるため、コイルから発生する磁界強度を把握することが可能である。さらに、共振ドライブ回路に流れる電流も加算されるため、共振回路全体の異常動作の検出に応用することができる。
【００５０】
チャンネル１（第１接続部）とチャンネル２（第２接続部）にはＣＰＵ１３で設定される任意の発信間隔（例えば１５〜１００ｍｓ）で交互にトリガ信号を供給し、外部トリガコイルを介してトリガ信号を送信し無線ＩＣタグを起動させる。チャンネル１にトリガ信号を供給するときは、ＣＰＵ１３は、上記自動同調で得られたＮビットの設定値をポートＮからＮビット共振コンデンサ１４に出力した後に、ポートＡ、Ｂ、Ｃからトリガ信号や制御信号を出力してチャンネル１へのトリガ信号のドライブを行う。チャンネル２にトリガ信号を供給するときも、ＣＰＵ１３は、上記と同様に、まずＮビットの設定値をポートＮから出力し、その後にトリガ信号や制御信号をポートＡ、Ｂ、Ｃから出力してチャンネル１へのトリガ信号を供給する。
【００５１】
図４に示すように、第１ＳＷ２４及び第２ＳＷ３４は、それぞれ他方のチャンネルが選択されたときにＯＮに切り替えられ、コンデンサとグラウンドを接続する。つまり、チャンネル１が選択された場合、第１ＳＷ２４はＯＦＦ、第２ＳＷ３４はＯＮとなり、チャンネル２が選択された場合、第１ＳＷ２４はＯＮ、第２ＳＷ３４はＯＦＦとなる。
【００５２】
例えばチャンネル１（第１接続部２７及びこれに接続する外部トリガコイル）が選択された場合、第２ＳＷ３４はＯＮとなってコンデンサｄ３６がグラウンドと接続し、またコンデンサｃ３５もグラウンドと接続しているため、チャンネル２における外部トリガコイルの両端の電圧は０となる。また、この場合、コンデンサｃ３５は、チャンネル１への出力時にＹ点（図１）に漏れ込んだ微小電圧を除去するフィルタとして機能し、コンデンサｄ３６は、チャンネル１への出力時にＱ点（図４）に漏れ込んだ微小電圧を除去するフィルタとして機能する。
【００５３】
チャンネル２（第２接続部３７及びこれに接続する外部トリガコイル）が選択された場合も上記と同様で、チャンネル１における外部トリガコイルの両端の電圧は０となり、この場合、コンデンサａ２５は、チャンネル２への出力時にＷ点（図１）に漏れ込んだ微小電圧を除去するフィルタとして機能し、コンデンサｂ２６は、チャンネル２への出力時にＱ点（図４）に漏れ込んだ微小電圧を除去するフィルタとして機能する。
【００５４】
チャンネル１とチャンネル２における外部トリガコイルは、独立したエリアに設置され、別のトリガＩＤを持つため、チャンネル１とチャンネル２のアイソレーションはシステムを運用する上で極めて重要となる。本実施形態では、上記のように構成することで、チャンネル１における外部トリガコイルの両端（Ｗ点、Ｘ点）と、チャンネル２における外部トリガコイルの両端（Ｙ点、Ｚ点）において、非動作（トリガ信号の非ドライブ）時に動作（トリガ信号のドライブ）側のチャンネルの電圧が微小でも発生しないようにしている。
【００５５】
また、各接続部においてＳＷと接続されたコンデンサとは別のコンデンサ（コンデンサａ２５、コンデンサｃ３５）は、自らが接続している側のチャンネルが選択された場合に共振回路の一部として機能する。すなわち、Ｎビット共振コンデンサ１４及び接続部に接続された外部トリガコイルとともに共振回路を構成する。
【００５６】
本発明では、２チャンネル化の実現のために、従来の１チャンネルトリガ発信機で用いた回路ブロックを共通化したが、上述した実施形態のほか、さらに電流検出部を共通化するように構成してもよい。回路ブロックの共通化を可能な限り行うことで、コスト削減及び機器小型化が可能となる。
【００５７】
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１ ２ｃｈトリガ発信機
５ １ｃｈトリガ発信機
１１，５１ 電源部
１２，５２ 外部Ｉ／Ｆ
１３，５３ ＣＰＵ
１４，５４ Ｎビット共振コンデンサ
１５ 第３ＳＷ（スイッチ）
２１ 第１電流検出部
２２ 第１ＡＮＤゲート
２３ 第１共振ドライブ
２４ 第１ＳＷ（スイッチ）
２５ コンデンサａ
２６ コンデンサｂ
２７ 第１接続部
３１ 第２電流検出部
３２ 第２ＡＮＤゲート
３３ 第２共振ドライブ
３４ 第２ＳＷ（スイッチ）
３５ コンデンサｃ
３６ コンデンサｄ
３７ 第２接続部
５５ 共振ドライブ
５６ 接続部
１５１ ＳＷ（スイッチ）ａ
１５２ ＳＷ（スイッチ）ｂ
１４１１〜１４１８ Ｎ１コンデンサ〜Ｎ８コンデンサ
１４２１〜１４２８ Ｎ１ＳＷ（スイッチ）〜Ｎ８ＳＷ（スイッチ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号発信機に関し、特に、例えば無線ＩＣタグを保持した人の動向を管理する動体管理システム等において好ましく適用される技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、店舗等において商品に無線ＩＣタグを取り付けて商品を管理するセキュリティシステムや、無線ＩＣタグを保持した人の動向を管理する動体管理システムが知られている。無線ＩＣタグ（ＲＦＩＤタグ）は、電池等の電源部を備えたアクティブタグと、電源部を備えないパッシブタグに大別されるが、アクティブタグは、電源部からの電力供給を受けて数十ｍ程度の範囲で通信することができ、またパッシブタグと比べると広範囲に信号を送信することが可能である。このため、上記のシステムでは、アクティブタグが使用されることが多い。
【０００３】
アクティブタグを利用したセキュリティシステムや動体管理システムでは、タグを起動するためのトリガ信号を該タグに対して発信するトリガ発信機が用いられる。トリガ発信機は、数十μＨ〜１００μＨ程度の外部トリガコイルに対して、位置情報等でＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調された１００ｋＨｚ前後の周波数で約１０Ａｐ−ｐの電流を流し、磁界にてアクティブタグを起動する。
【０００４】
例えば特許文献１には、無線ＩＣタグをきめ細かく管理できる管理システムが開示されており、当該管理システムにおいてもトリガ発信機が用いられている。当該管理システムで用いられているトリガ発信機は、図５に示すように、アンテナとしての外部トリガコイルを１つ備えるもの（１チャンネルトリガ発信機）であり、１つの発信機から特性の異なる複数のトリガ信号を発信することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−４１４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
無線ＩＣタグを用いた動体管理システムやセキュリティシステムは、設置するビル内の各フロアの部屋入口や通路にトリガ発信機を設置するため、大規模なビルでは設置に必要なトリガ発信機の数量が多くなり、設置コストが膨大となってしまう。設置コストを減らすには、１つのトリガ発信機から特性の異なる複数のトリガ信号を発信できるようにすることが有効である。例えば、１つのトリガ発信機に２つの外部トリガコイルを搭載すれば、設置に必要な台数を半分にすることができる。
【０００７】
しかし、上記のように２つの外部トリガコイルを１つのトリガ発信機に搭載する場合、トリガコイル間あるいはそれぞれのコイルを接続するコネクタ間の電気的干渉による相手コイルへのトリガ信号のリークが問題となる。このトリガ信号のリークは、予定していない外部トリガコイルからトリガ信号を発信することになり、そのチャンネルに割り当てていないＩＤでタグを起動してしまうというシステム上の誤作動が発生する。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みて、トリガ信号を発信する信号発信機に求められる性能を劣化させることなく、特性の異なる複数のトリガ信号を発信することのできる信号発信機を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の信号発信機は、無線ＩＣタグに対して、無線ＩＣタグを起動させるためのトリガ信号を、アンテナを介して発信する信号発信機であって、複数のアンテナを１対１で対応するように接続する複数の接続部と、複数の接続部に接続された複数のアンテナの１つを選択する選択部と、を有し、複数の接続部に接続された複数のアンテナを介して特性の異なる複数のトリガ信号を発信できるように、かつ、電源投入後に、選択部により選択されたアンテナ以外のアンテナの両端の電圧が０となるように構成されたものである。
【００１０】
また、上記のトリガ発信機において、選択部により選択されたアンテナを流れる電流を検出し電圧値として出力する電流検出部と、電流検出部により出力された電圧値に基づいて、選択部で選択されたアンテナに発生する共振電圧のピーク点を判定する制御部と、を有するものであってもよい。
【００１１】
また、上記のトリガ発信機において、複数のコンデンサが設定値に応じてオン／オフし、複数通りの共振コンデンサを構成するように組み込まれた回路で、制御部及び選択部と接続された共振コンデンサ回路を有し、電流検出部は、選択部により選択されたアンテナ及び共振コンデンサ回路を流れる電流の電圧値を検出し、制御部は、所定の間隔で設定値を共振コンデンサ回路に出力し、設定値ごとの電圧値を電流検出部から取得し、取得した電圧値の中から最大の電圧値に対応する設定値を、選択されたアンテナとの最適な共振コンデンサの設定値として記憶するものであってもよい。
【００１２】
また、上記のトリガ発信機において、第１のアンテナと接続される第１の接続部は、一方の端子がグラウンドと接続され、他方の端子が第１のスイッチを介してグラウンドと接続され、第２のアンテナと接続される第２の接続部は、一方の端子がグラウンドと接続され、他方の端子が第２のスイッチを介してグラウンドと接続され、制御部は、選択部により第１のアンテナが選択された場合に、第１のスイッチをオフ、第２のスイッチをオンとし、選択部により第２のアンテナが選択された場合に、第１のスイッチをオン、第２のスイッチをオフとするものであってもよい。
【００１３】
また、上記のトリガ発信機において、第１の接続部は、一方の端子が第１のコンデンサを介してグラウンドと接続され、第２の接続部は、一方の端子が第２のコンデンサを介してグラウンドと接続されているものであってもよい。
【００１４】
また、上記のトリガ発信機において、第１のコンデンサは、選択部により第１のアンテナが選択された場合に、共振回路の一部として動作し、第２のコンデンサは、選択部により第２のアンテナが選択された場合に、共振回路の一部として動作するものであってもよい。
【００１５】
また、上記のトリガ発信機において、第１のコンデンサは、選択部により第２のアンテナが選択された場合に、第１のコンデンサが接続された端子に漏れこんだ第２のアンテナの電圧を除去するフィルタとして動作し、第２のコンデンサは、選択部により第１のアンテナが選択された場合に、第２のコンデンサが接続された端子に漏れこんだ第２のアンテナの電圧を除去するフィルタとして動作するものであってもよい。
【００１６】
また、上記のトリガ発信機において、第１の接続部は、他方の端子が第３のコンデンサ及び第１のスイッチを介してグラウンドと接続され、第２の接続部は、他方の端子が第４のコンデンサ及び第２のスイッチを介してグラウンドと接続され、第３のコンデンサは、選択部により第２のアンテナが選択された場合に、選択部における第１のアンテナを選択するための端子に漏れこんだ第２のアンテナの電圧を除去するフィルタとして動作し、第４のコンデンサは、選択部により第１のアンテナが選択された場合に、選択部における第２のアンテナを選択するための端子に漏れこんだ第１のアンテナの電圧を除去するフィルタとして動作するものであってもよい。
【００１７】
また、上記のトリガ発信機において、選択部はパワーＭＯＳＦＥＴスイッチで構成されているものであってもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、トリガ信号のリークを防止しシステム上の誤作動を発生させずに、特性の異なる複数のトリガ信号を発信できるトリガ発信機が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る２チャンネルトリガ発信機の内部構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る２チャンネルトリガ発信機におけるＮビット共振コンデンサの内部構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る２チャンネルトリガ発信機における第３ＳＷ（スイッチ）の内部構成を示したブロック図である。
【図４】本発明の実施形態におけるＣＰＵからの出力と各ＡＮＤゲート及び各ＳＷ（スイッチ）の出力との関係を示した図である。
【図５】従来の１チャンネルトリガ発信機の内部構成を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、トリガ発信機に求められる仕様を下げることなく、回路ブロックの共通化と新規回路により２チャンネル発信機を具現化するものである。以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係る２チャンネルトリガ発信機の内部構成を示したブロック図であり、図５は、従来の１チャンネルトリガ発信機の内部構成を示したブロック図である。本実施形態の２チャンネルトリガ発信機は、従来の１チャンネルトリガ発信機をもとに、２チャンネル化して２つの外部トリガコイルを接続可能に構成したものである。
【００２２】
従来の１チャンネルトリガ発信機を２チャンネル化する障害として、外部トリガコイルと接続するチャンネル１用コネクタとチャンネル２用コネクタの電気間干渉による相手チャンネルへのトリガ信号リークがあった。これは、通常動作時にチャンネル１用コネクタ及びチャンネル２用コネクタを経由して外部トリガコイルに２０Ａｐ−ｐ以上の電流を流す場合もあり、また外部トリガコイルのインダクタンス値によっては６００Ｖｐ−ｐ以上の高電圧が発生するのでチャンネル間のリークが生じてしまうことである。また、機器の小型化の市場要求もあり、チャンネル１用コネクタとチャンネル２用コネクタを数センチメートル程度の距離に配置した状態で、トリガ信号リークをなくす必要があった。これが第１の問題である。
【００２３】
また、Ｎビット共振コンデンサと接続するスイッチ回路（例えばパワーＭＯＳＦＥＴスイッチ）は、チャンネル１出力とチャンネル２出力を切り替えるが、選択されないチャンネルへも、スイッチ回路のオフ時のインピーダンスを介して他チャンネル側の外部トリガコイルに数Ｖ程度の電圧を誘起してしまう。そして、その選択されなかったチャンネルに割り当てていないトリガ信号でタグを起動してしまうというシステム上の誤作動が発生する。これが第２の問題である。
【００２４】
上記第１及び第２の問題の解決方法として、本発明では、外部トリガコイルとのコネクタについて、一方の端子はコンデンサを介してグラウンドと接続し、他方の端子はコンデンサ及びスイッチ回路を介してグラウンドと接続するように構成している。当該スイッチ回路は、接続されている側のコネクタがＮビット共振コンデンサと接続されたスイッチ回路により選択されなかった（もう一方のコネクタが選択された）場合、オンに切り替えられる。すなわち、選択されなかったコネクタ側に接続されている外部トリガコイルの両端の電圧を０にして、コネクタの近距離配置によるトリガ信号リークや、Ｎビット共振コンデンサと接続されたスイッチ回路のオフ時のインピーダンスを介したトリガ信号リークを防止する。
【００２５】
従来では、外部トリガコイルと共振するＮビットコンデンサの最適な組み合わせをＣＰＵで判定する手段として、外部トリガコイルに発生する共振電圧をピークホールド回路にて判定していたが、共振波形の立ち上がり時のトランジェントを保持して誤ったピーク点を判定する場合があり、外部トリガコイルとＮビットコンデンサの最適な組み合わせの判定ができなかった。また、共振電圧は、外部トリガコイルのインダクタンス値に比例して増大するため、ＣＰＵに取り込んだＡ／Ｄ値から外部トリガコイルより発生した磁界強度を判定することが困難であった。これが第３の問題である。
【００２６】
上記第３の問題の解決方法として、本発明では、選択されたコネクタ側に接続されている外部トリガコイルや該コイルにトリガ信号を出力する共振ドライブを流れる電流を検出することで、共振ピーク点（共振電圧の最大点）を把握し、該外部トリガコイルと共振するＮビットコンデンサの最適な組み合わせを判定する。
【００２７】
本実施形態の２チャンネルトリガ発信機の構成についてさらに詳細に説明する。本実施形態の２チャンネルトリガ発信機１は、電源部１１、外部Ｉ／Ｆ１２、ＣＰＵ１３、Ｎビット共振コンデンサ１４、第３ＳＷ１５、第１電流検出部２１、第１ＡＮＤゲート２２、第１共振ドライブ２３、第１ＳＷ２４、コンデンサａ２５、コンデンサｂ２６、第２電流検出部３１、第２ＡＮＤゲート３２、第２共振ドライブ３３、第２ＳＷ３４、コンデンサｃ３５、コンデンサｄ３６を有して構成される。
【００２８】
電源部１１は、直流電圧を２チャンネルトリガ発信機１の各部に供給する。
【００２９】
外部Ｉ／Ｆ１２は、ＰＣ等の外部装置との通信を行うためのインターフェースであり、本実施形態ではシリアル通信規格のＲＳ−４８５を用いて構成している。ＰＣ等の外部装置は、外部Ｉ／Ｆ１２を介して、２チャンネルトリガ発信機１に対して、トリガ発信間隔、トリガＩＤ、トリガ信号のデューティ可変による出力調整といった各種設定や、外部トリガコイルの断線検出を行うことが可能である。
【００３０】
ＣＰＵ１３は、２チャンネルトリガ発信機１の全体の動作を制御する回路である。ＣＰＵ１３は、各共振ドライブや各ＳＷに向けてトリガ信号や制御信号を出力するとともに、各電流検出部から検出結果を入力し、その検出結果に基づいてＮビットの設定値を制御信号としてＮビット共振コンデンサ１４に出力する。また、ＣＰＵ１３は、ＰＣ等の外部装置からのトリガＩＤ設定に基づいて、各接続部に接続された外部トリガコイルごとのトリガ信号を生成する。
【００３１】
Ｎビット共振コンデンサ１４は、Ｎ個のコンデンサを有し、ＣＰＵ１３から出力された制御信号（Ｎビットの設定値）に基づいて、所定の数のコンデンサを選択して電流を流す回路である。Ｎビット共振コンデンサ１４は、ビット数（通常８ビット）によっては部品点数が多く、さらに外部トリガコイルに流す電流を１０Ａｐ−ｐ以上にすると共振コンデンサ切替用スイッチ（パワーＭＯＳＦＥＴ）に放熱器を取り付ける必要があるため、コスト低減とサイズダウンのために共通回路としている。具体的な構成を図２に示す。図２では、８ビット共振コンデンサとして説明したが、これに限定されるものではなく、６ビットであっても１０ビットであってもよい。
【００３２】
図２に示すように、Ｎビット共振コンデンサ１４は、Ｎ１コンデンサ１４１１及びＮ１ＳＷ１４２１からＮ８コンデンサ１４１８及びＮ８ＳＷ１４２８まで、８組のコンデンサ及びスイッチング素子の組が並列に接続されて構成される。また、各スイッチング素子は、グラウンドに接続されるとともにコンデンサと接続され、ＣＰＵ１３からのＮビット設定値に基づいてＯＮ／ＯＦＦし、ＯＮに切り替えたとき該コンデンサに電流を流す。そして、ＯＮに切り替えられたスイッチング素子に接続されたコンデンサと接続部に接続された外部トリガコイルとで主に共振回路を構成する（正確には、後述するように、コンデンサａ２５やコンデンサｃ３５も共振回路に含まれる）。
【００３３】
なお、本実施形態では、スイッチング素子としてパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）を用いるが、これに限定されず、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）をもちいてもよい。その他のスイッチング素子（第１ＳＷ、第２ＳＷ、ＳＷａ１５１（図３）、ＳＷｂ１５２（図３））についても同様である。
【００３４】
第３ＳＷ１５は、ＣＰＵ１３から出力された制御信号に基づいて、いずれかのチャンネル（接続部及びこれに接続された外部トリガコイル）を選択して電流を流す回路である。具体的な構成を図３に示す。
【００３５】
図３に示すように、第３ＳＷ１５は、チャンネル１（第１接続部２７及びこれに接続された外部トリガコイル）を選択するための切り替えを行うスイッチング素子であるＳＷａ１５１と、チャンネル２（第２接続部３７及びこれに接続された外部トリガコイル）を選択するための切り替えを行うスイッチング素子であるＳＷｂ１５２と、を有して構成される。
【００３６】
第１電流検出部２１は、第１接続部２７に接続された外部トリガコイルやＮビット共振コンデンサ１４で選択されたコンデンサ等を流れる電流の検出を行う回路で、電流検出で得られた電圧値をＣＰＵ１３のポートＥに出力する。第２電流検出部３１は、第２接続部３７に接続された外部トリガコイルやＮビット共振コンデンサ１４で選択されたコンデンサ等を流れる電流の検出を行う回路で、電流検出で得られた電圧値をＣＰＵ１３のポートＦに出力する。
【００３７】
第１ＡＮＤゲート２２は、ＣＰＵ１３から出力されたトリガ信号や制御信号に基づいて、第１共振ドライブ２３へのトリガ信号の出力を行う回路である。第２ＡＮＤゲート３２は、ＣＰＵ１３から出力されたトリガ信号や制御信号に基づいて、第２共振ドライブ３３へのトリガ信号の出力を行う回路である。両ゲートはＡＮＤゲートであり、２つのポートからＨの制御信号を入力したとき、トリガ信号を各共振ドライブに出力する。
【００３８】
第１共振ドライブ２３は、ＣＰＵ１３で生成されたトリガ信号（第１接続部２７に接続された外部トリガコイルからの発信が想定されたもの）を、第１ＡＮＤゲート２２から入力し、第１接続部２７へ出力する。第２共振ドライブ３３は、ＣＰＵ１３で生成されたトリガ信号（第２接続部３７に接続された外部トリガコイルからの発信が想定されたもの）を、第２ＡＮＤゲート３２から入力し、第２接続部３７へ出力する。
【００３９】
第１ＳＷ２４は、コンデンサｂ２６とグラウンドの接続を切り替えるスイッチング素子である。第１ＳＷ２４は、ＣＰＵ１３のポートＢからの制御信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦし、ＯＮに切り替えたときコンデンサｂ２６とグラウンドの接続して、第３ＳＷ１５のＳＷａ１５１がＯＦＦに切り替えたときに漏れ込んだ電流をグラウンドに流す。第２ＳＷ３４は、コンデンサｄ３６とグラウンドの接続を切り替えるスイッチング素子である。第２ＳＷ３４は、ＣＰＵ１３のポートＣからの制御信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦし、ＯＮに切り替えたときコンデンサｄ３６とグラウンドの接続して、第３ＳＷ１５のＳＷｂ１５２がＯＦＦに切り替えたときに漏れ込んだ電流をグラウンドに流す。
【００４０】
課題で述べたように、１つのトリガ発信機に２つの外部トリガコイルを搭載する場合は相手コイルへのトリガ信号のリークが問題となる。また、通常より著しく高い電圧をかける場合には信号リークの問題はさらに顕著となる。加えて、ユーザによってはより精度の高い信号送信（誤作動を起こさない完璧なシステム運用）を要請することもある。これらの事情に対して、本願発明では、信号送信を行わない側のコイル両端の電圧が０となるように構成し、個々の回路（モジュール）内での接地とは別に独立して、第１ＳＷ２４及び第２ＳＷ３４をグラウンドと接続している。モジュール内におけるグラウンド接続と、第１ＳＷ２４及び第２ＳＷ３４とのグラウンド接続は、その意味合い・目的が異なり、後者において、通常なくてもよいグラウンド接続を、信号リーク防止のためにあえて設けている。
【００４１】
なお、図１では図示を省略しているが、ＣＰＵ１３のポートＢと第１ＳＷ２４、及び、ポートＣと第２ＳＷ３４の間にはインバータ１つが設けられており、各ポートからの制御信号が反転して各ＳＷに入力される。また、ＣＰＵ１３のポートＢと第３ＳＷ１５、及び、ポートＣと第３ＳＷ１５の間にはインバータ２つが設けられており、２度の反転を経て各ポートからの制御信号がそのまま各ＳＷに入力される。
【００４２】
コンデンサａ２５は、第１接続部２７においてコンデンサｂ２６が接続されている端子とは別の端子と一端が接続されており、他端がグラウンドと接続されている。コンデンサｃ３５は、第２接続部３７においてコンデンサｄ３６が接続されている端子とは別の端子と一端が接続されており、他端がグラウンドと接続されている。
【００４３】
第１接続部２７は、一方の外部トリガコイルを接続するコネクタであり、チャンネル１用コネクタである。第２接続部３７は、他方の外部トリガコイルを接続するコネクタであり、チャンネル２用コネクタである。
【００４４】
次に、本発明の２チャンネルトリガ発信機の動作について説明する。まず、電源投入後、電源部１１により直流電圧が各部に供給され、ＣＰＵ１３は、外部装置（ＰＣ等）によるトリガＩＤ設定に基づいてトリガ信号を生成する。
【００４５】
続いて、ＣＰＵ１３は、ポートＡからトリガ信号、ポートＢからＨの制御信号、ポートＣからＬの制御信号を出力し、各信号は、第１ＡＮＤゲート２２、第２ＡＮＤゲート３２、第１ＳＷ２４、第２ＳＷ３４、第３ＳＷ１５に入力される。ポートＡから出力されたトリガ信号は、第１ＡＮＤゲート２２及び第２ＡＮＤゲート３２に入力される。また、ポートＢから出力されたＨの制御信号は、第１ＡＮＤゲート２２にＨの状態で入力され、１つのインバータを経由してＬに反転されて第１ＳＷ２４に入力され、２つのインバータを経由してＨの状態で第３ＳＷ１５内のＳＷａ１５１に入力される。また、ポートＣから出力されたＬの制御信号は、第２ＡＮＤゲート３２にＬの状態で入力され、１つのインバータを経由してＨに反転されて第２ＳＷ３４に入力され、２つのインバータを経由してＨの状態で第３ＳＷ１５内のＳＷｂ１５２に入力される。
【００４６】
第１ＡＮＤゲート２２は、ポートＡからのトリガ信号とポートＢからのＨの制御信号を入力するため、ゲートを開きトリガ信号を第１共振ドライブ２３に出力する。第２ＡＮＤゲート３２は、ポートＡからのトリガ信号とポートＣからのＬの制御信号を入力するため、ゲートを開かずトリガ信号を第２共振ドライブ３３には出力しない。第１ＳＷ２４は、１つのインバータで反転されたＬの制御信号を入力するため、ＯＦＦに切り替えてコンデンサｂ２６とグラウンドを非接続とする。第２ＳＷ３４は、１つのインバータで反転されたＨの制御信号を入力するため、ＯＮに切り替えてコンデンサｄ３６とグラウンドを接続する。第３ＳＷ１５内のＳＷａ１５１は、２つのインバータを経由してＨの状態の制御信号を入力するため、ＯＮに切り替えて第１接続部２７に接続された外部トリガコイルとＮビット共振コンデンサ１４を接続する。第３ＳＷ１５内のＳＷｂ１５２は、２つのインバータを経由してＬの状態の制御信号を入力するため、ＯＦＦに切り替えて第２接続部３７に接続された外部トリガコイルとＮビット共振コンデンサ１４を非接続とする。ＣＰＵ１３からの出力と各ＡＮＤゲート及び各ＳＷの出力との関係を図４に示す。
【００４７】
また、ＣＰＵ１３は、所定の間隔（例えば４ｍｓ）でポートＮから制御信号（Ｎビットの設定値）をＮビット共振コンデンサ１４に出力し、第３ＳＷ１５により選択されたチャンネル１の外部トリガコイルとＮビット共振コンデンサ１４を自動同調させるためのＮビット分のスキャンを行う。自動同調は、第１共振ドライブ２３と接続された第１電流検出部２１からの出力結果（電圧値）をＣＰＵ１３がポートＥから入力し、入力した電圧値が最大となったＮビットの設定値を記憶することで行う。
【００４８】
次いで、ＣＰＵ１３は、ポートＡからトリガ信号、ポートＢからＬの制御信号、ポートＣからＨの制御信号を出力し、上記と同様に、チャンネル２の外部トリガコイルとＮビット共振コンデンサ１４を自動同調させるためのＮビット分のスキャンを行って、共振電圧が最大となったＮビットの設定値を記憶する。
【００４９】
本実施形態では、外部トリガコイルと共振するＮビット共振コンデンサの最適な組み合わせについて電流検出を行うことでＣＰＵが判定しているが、このように構成することで、正確に共振点に同調させることができるようになった。また、外部トリガコイルに流れる電流を測定できるため、コイルから発生する磁界強度を把握することが可能である。さらに、共振ドライブ回路に流れる電流も加算されるため、共振回路全体の異常動作の検出に応用することができる。
【００５０】
チャンネル１（第１接続部）とチャンネル２（第２接続部）にはＣＰＵ１３で設定される任意の発信間隔（例えば１５〜１００ｍｓ）で交互にトリガ信号を供給し、外部トリガコイルを介してトリガ信号を送信し無線ＩＣタグを起動させる。チャンネル１にトリガ信号を供給するときは、ＣＰＵ１３は、上記自動同調で得られたＮビットの設定値をポートＮからＮビット共振コンデンサ１４に出力した後に、ポートＡ、Ｂ、Ｃからトリガ信号や制御信号を出力してチャンネル１へのトリガ信号のドライブを行う。チャンネル２にトリガ信号を供給するときも、ＣＰＵ１３は、上記と同様に、まずＮビットの設定値をポートＮから出力し、その後にトリガ信号や制御信号をポートＡ、Ｂ、Ｃから出力してチャンネル１へのトリガ信号を供給する。
【００５１】
図４に示すように、第１ＳＷ２４及び第２ＳＷ３４は、それぞれ他方のチャンネルが選択されたときにＯＮに切り替えられ、コンデンサとグラウンドを接続する。つまり、チャンネル１が選択された場合、第１ＳＷ２４はＯＦＦ、第２ＳＷ３４はＯＮとなり、チャンネル２が選択された場合、第１ＳＷ２４はＯＮ、第２ＳＷ３４はＯＦＦとなる。
【００５２】
例えばチャンネル１（第１接続部２７及びこれに接続する外部トリガコイル）が選択された場合、第２ＳＷ３４はＯＮとなってコンデンサｄ３６がグラウンドと接続し、またコンデンサｃ３５もグラウンドと接続しているため、チャンネル２における外部トリガコイルの両端の電圧は０となる。また、この場合、コンデンサｃ３５は、チャンネル１への出力時にＹ点（図１）に漏れ込んだ微小電圧を除去するフィルタとして機能し、コンデンサｄ３６は、チャンネル１への出力時にＱ点（図４）に漏れ込んだ微小電圧を除去するフィルタとして機能する。
【００５３】
チャンネル２（第２接続部３７及びこれに接続する外部トリガコイル）が選択された場合も上記と同様で、チャンネル１における外部トリガコイルの両端の電圧は０となり、この場合、コンデンサａ２５は、チャンネル２への出力時にＷ点（図１）に漏れ込んだ微小電圧を除去するフィルタとして機能し、コンデンサｂ２６は、チャンネル２への出力時にＱ点（図４）に漏れ込んだ微小電圧を除去するフィルタとして機能する。
【００５４】
チャンネル１とチャンネル２における外部トリガコイルは、独立したエリアに設置され、別のトリガＩＤを持つため、チャンネル１とチャンネル２のアイソレーションはシステムを運用する上で極めて重要となる。本実施形態では、上記のように構成することで、チャンネル１における外部トリガコイルの両端（Ｗ点、Ｘ点）と、チャンネル２における外部トリガコイルの両端（Ｙ点、Ｚ点）において、非動作（トリガ信号の非ドライブ）時に動作（トリガ信号のドライブ）側のチャンネルの電圧が微小でも発生しないようにしている。
【００５５】
また、各接続部においてＳＷと接続されたコンデンサとは別のコンデンサ（コンデンサａ２５、コンデンサｃ３５）は、自らが接続している側のチャンネルが選択された場合に共振回路の一部として機能する。すなわち、Ｎビット共振コンデンサ１４及び接続部に接続された外部トリガコイルとともに共振回路を構成する。
【００５６】
本発明では、２チャンネル化の実現のために、従来の１チャンネルトリガ発信機で用いた回路ブロックを共通化したが、上述した実施形態のほか、さらに電流検出部を共通化するように構成してもよい。回路ブロックの共通化を可能な限り行うことで、コスト削減及び機器小型化が可能となる。
【００５７】
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１ ２ｃｈトリガ発信機
５ １ｃｈトリガ発信機
１１，５１ 電源部
１２，５２ 外部Ｉ／Ｆ
１３，５３ ＣＰＵ
１４，５４ Ｎビット共振コンデンサ
１５ 第３ＳＷ（スイッチ）
２１ 第１電流検出部
２２ 第１ＡＮＤゲート
２３ 第１共振ドライブ
２４ 第１ＳＷ（スイッチ）
２５ コンデンサａ
２６ コンデンサｂ
２７ 第１接続部
３１ 第２電流検出部
３２ 第２ＡＮＤゲート
３３ 第２共振ドライブ
３４ 第２ＳＷ（スイッチ）
３５ コンデンサｃ
３６ コンデンサｄ
３７ 第２接続部
５５ 共振ドライブ
５６ 接続部
１５１ ＳＷ（スイッチ）ａ
１５２ ＳＷ（スイッチ）ｂ
１４１１〜１４１８ Ｎ１コンデンサ〜Ｎ８コンデンサ
１４２１〜１４２８ Ｎ１ＳＷ（スイッチ）〜Ｎ８ＳＷ（スイッチ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ＩＣタグに対して、前記無線ＩＣタグを起動させるためのトリガ信号を、アンテナを介して発信する信号発信機であって、
複数の前記アンテナを１対１で対応するように接続する複数の接続部と、
前記複数の接続部に接続された複数のアンテナの１つを選択する選択部と、
を有し、
前記複数の接続部に接続された複数のアンテナを介して特性の異なる複数のトリガ信号を発信できるように、かつ、電源投入後に、前記選択部により選択されたアンテナ以外のアンテナの両端の電圧が０となるように構成されたことを特徴とする請求項４に記載の信号発信機。
【請求項２】
前記選択部により選択されたアンテナを流れる電流を検出し電圧値として出力する電流検出部と、
前記電流検出部により出力された電圧値に基づいて、前記選択部で選択されたアンテナに発生する共振電圧のピーク点を判定する制御部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の信号発信機。
【請求項３】
複数のコンデンサが設定値に応じてオン／オフし、複数通りの共振コンデンサを構成するように組み込まれた回路で、前記制御部及び前記選択部と接続された共振コンデンサ回路を有し、
前記電流検出部は、前記選択部により選択されたアンテナ及び前記共振コンデンサ回路を流れる電流の電圧値を検出し、
前記制御部は、所定の間隔で設定値を前記共振コンデンサ回路に出力し、設定値ごとの電圧値を前記電流検出部から取得し、前記取得した電圧値の中から最大の電圧値に対応する設定値を、前記選択されたアンテナとの最適な共振コンデンサの設定値として記憶することを特徴とする請求項２に記載の信号発信機。
【請求項４】
第１のアンテナと接続される第１の接続部は、一方の端子がグラウンドと接続され、他方の端子が第１のスイッチを介してグラウンドと接続され、
第２のアンテナと接続される第２の接続部は、一方の端子がグラウンドと接続され、他方の端子が第２のスイッチを介してグラウンドと接続され、
前記制御部は、前記選択部により第１のアンテナが選択された場合に、前記第１のスイッチをオフ、前記第２のスイッチをオンとし、前記選択部により第２のアンテナが選択された場合に、前記第１のスイッチをオン、前記第２のスイッチをオフとすることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の信号発信機。
【請求項５】
前記第１の接続部は、前記一方の端子が第１のコンデンサを介してグラウンドと接続され、
前記第２の接続部は、前記一方の端子が第２のコンデンサを介してグラウンドと接続されていることを特徴とする請求項４に記載の信号発信機。
【請求項６】
前記第１のコンデンサは、前記選択部により第１のアンテナが選択された場合に、共振回路の一部として動作し、前記第２のコンデンサは、前記選択部により第２のアンテナが選択された場合に、共振回路の一部として動作することを特徴とする請求項５に記載の信号発信機。
【請求項７】
前記第１のコンデンサは、前記選択部により第２のアンテナが選択された場合に、前記第１のコンデンサが接続された端子に漏れこんだ前記第２のアンテナの電圧を除去するフィルタとして動作し、前記第２のコンデンサは、前記選択部により第１のアンテナが選択された場合に、前記第２のコンデンサが接続された端子に漏れこんだ前記第２のアンテナの電圧を除去するフィルタとして動作することを特徴とする請求項５又は６に記載の信号発信機。
【請求項８】
前記第１の接続部は、前記他方の端子が第３のコンデンサ及び前記第１のスイッチを介してグラウンドと接続され、
前記第２の接続部は、前記他方の端子が第４のコンデンサ及び前記第２のスイッチを介してグラウンドと接続され、
前記第３のコンデンサは、前記選択部により第２のアンテナが選択された場合に、前記選択部における前記第１のアンテナを選択するための端子に漏れこんだ前記第２のアンテナの電圧を除去するフィルタとして動作し、前記第４のコンデンサは、前記選択部により第１のアンテナが選択された場合に、前記選択部における前記第２のアンテナを選択するための端子に漏れこんだ前記第１のアンテナの電圧を除去するフィルタとして動作することを特徴とする請求項４から７のいずれか１項に記載の信号発信機。
【請求項９】
前記選択部はパワーＭＯＳＦＥＴスイッチで構成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の信号発信機。
【請求項１】
無線ＩＣタグに対して、前記無線ＩＣタグを起動させるためのトリガ信号を、アンテナを介して発信する信号発信機であって、
複数の前記アンテナを１対１で対応するように接続する複数の接続部と、
前記複数の接続部に接続された複数のアンテナの１つを選択する選択部と、
を有し、
前記複数の接続部に接続された複数のアンテナを介して特性の異なる複数のトリガ信号を発信できるように、かつ、電源投入後に、前記選択部により選択されたアンテナ以外のアンテナの両端の電圧が０となるように構成されたことを特徴とする請求項４に記載の信号発信機。
【請求項２】
前記選択部により選択されたアンテナを流れる電流を検出し電圧値として出力する電流検出部と、
前記電流検出部により出力された電圧値に基づいて、前記選択部で選択されたアンテナに発生する共振電圧のピーク点を判定する制御部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の信号発信機。
【請求項３】
複数のコンデンサが設定値に応じてオン／オフし、複数通りの共振コンデンサを構成するように組み込まれた回路で、前記制御部及び前記選択部と接続された共振コンデンサ回路を有し、
前記電流検出部は、前記選択部により選択されたアンテナ及び前記共振コンデンサ回路を流れる電流の電圧値を検出し、
前記制御部は、所定の間隔で設定値を前記共振コンデンサ回路に出力し、設定値ごとの電圧値を前記電流検出部から取得し、前記取得した電圧値の中から最大の電圧値に対応する設定値を、前記選択されたアンテナとの最適な共振コンデンサの設定値として記憶することを特徴とする請求項２に記載の信号発信機。
【請求項４】
第１のアンテナと接続される第１の接続部は、一方の端子がグラウンドと接続され、他方の端子が第１のスイッチを介してグラウンドと接続され、
第２のアンテナと接続される第２の接続部は、一方の端子がグラウンドと接続され、他方の端子が第２のスイッチを介してグラウンドと接続され、
前記制御部は、前記選択部により第１のアンテナが選択された場合に、前記第１のスイッチをオフ、前記第２のスイッチをオンとし、前記選択部により第２のアンテナが選択された場合に、前記第１のスイッチをオン、前記第２のスイッチをオフとすることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の信号発信機。
【請求項５】
前記第１の接続部は、前記一方の端子が第１のコンデンサを介してグラウンドと接続され、
前記第２の接続部は、前記一方の端子が第２のコンデンサを介してグラウンドと接続されていることを特徴とする請求項４に記載の信号発信機。
【請求項６】
前記第１のコンデンサは、前記選択部により第１のアンテナが選択された場合に、共振回路の一部として動作し、前記第２のコンデンサは、前記選択部により第２のアンテナが選択された場合に、共振回路の一部として動作することを特徴とする請求項５に記載の信号発信機。
【請求項７】
前記第１のコンデンサは、前記選択部により第２のアンテナが選択された場合に、前記第１のコンデンサが接続された端子に漏れこんだ前記第２のアンテナの電圧を除去するフィルタとして動作し、前記第２のコンデンサは、前記選択部により第１のアンテナが選択された場合に、前記第２のコンデンサが接続された端子に漏れこんだ前記第２のアンテナの電圧を除去するフィルタとして動作することを特徴とする請求項５又は６に記載の信号発信機。
【請求項８】
前記第１の接続部は、前記他方の端子が第３のコンデンサ及び前記第１のスイッチを介してグラウンドと接続され、
前記第２の接続部は、前記他方の端子が第４のコンデンサ及び前記第２のスイッチを介してグラウンドと接続され、
前記第３のコンデンサは、前記選択部により第２のアンテナが選択された場合に、前記選択部における前記第１のアンテナを選択するための端子に漏れこんだ前記第２のアンテナの電圧を除去するフィルタとして動作し、前記第４のコンデンサは、前記選択部により第１のアンテナが選択された場合に、前記選択部における前記第２のアンテナを選択するための端子に漏れこんだ前記第１のアンテナの電圧を除去するフィルタとして動作することを特徴とする請求項４から７のいずれか１項に記載の信号発信機。
【請求項９】
前記選択部はパワーＭＯＳＦＥＴスイッチで構成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の信号発信機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１２９６３９（Ｐ２０１２−１２９６３９Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７７３３１（Ｐ２０１０−２７７３３１）
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００１６５８４８）原田工業株式会社 (78)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００１６５８４８）原田工業株式会社 (78)
【Ｆターム（参考）】
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