遠隔検知装置及び遠隔検知システム
【課題】ＲＦＩＤタグ（子機）の残響信号の送信時間がわずかであっても、残響信号の周波数を判定できる遠隔検知装置及び遠隔検知システムを提供する。
【解決手段】遠隔検知装置２は、送信部１１で送信信号Ｓｔを例えば１０μ秒間送信する。子機３は、送信信号Ｓｔにより励振されて短時間、周波数ｆｓの残響信号Ｓｓを送信する。遠隔検知装置２は、測定部１５で、それぞれ異なる周波数ｆ１〜ｆｎの比較用信号Ｓ１〜Ｓｎを一斉に発生させて、残響信号Ｓｓと比較用信号Ｓ１〜比較用信号Ｓｎとの周波数を個別に比較し、比較結果に基づいて残響信号Ｓｓの周波数範囲を判定する。制御部１６は、周波数の情報を対応する温度範囲に変換して、報知部１９に報知させる。遠隔検知システム１では、送信信号Ｓｔを送信してから約１５μ秒後には残響信号Ｓｓの周波数がわかるので、親機２は、子機３で検知した温度をきわめて短時間で検知できる。
【解決手段】遠隔検知装置２は、送信部１１で送信信号Ｓｔを例えば１０μ秒間送信する。子機３は、送信信号Ｓｔにより励振されて短時間、周波数ｆｓの残響信号Ｓｓを送信する。遠隔検知装置２は、測定部１５で、それぞれ異なる周波数ｆ１〜ｆｎの比較用信号Ｓ１〜Ｓｎを一斉に発生させて、残響信号Ｓｓと比較用信号Ｓ１〜比較用信号Ｓｎとの周波数を個別に比較し、比較結果に基づいて残響信号Ｓｓの周波数範囲を判定する。制御部１６は、周波数の情報を対応する温度範囲に変換して、報知部１９に報知させる。遠隔検知システム１では、送信信号Ｓｔを送信してから約１５μ秒後には残響信号Ｓｓの周波数がわかるので、親機２は、子機３で検知した温度をきわめて短時間で検知できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＲＦＩＤタグが送信した残響信号の周波数を検出する遠隔検知装置と遠隔検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムの利用が増加している。
【０００３】
ＲＦＩＤシステムには、センサを備えた子機（ＲＦデバイス）に対して親機（リーダ）が信号を送信すると、子機が応答信号を親機に送信し、親機がセンサの検出値を取得できるものがある（特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８１７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＲＦＩＤシステムの子機をさらに小型化して、子機を取り付ける対象物の範囲を拡大させたいというニーズがある。このニーズに対して、電池を搭載せずに回路構成を簡略化したパッシブ型の子機が新たに開発されている。このような子機は、親機からの送信信号を受信したときに共振し、親機からの送信信号が停止した後は共振信号の減衰振動の信号（以下、残響信号と称する。）を送信する。親機は、送信信号を停止後に、子機がわずかな時間（例えば約１０μ秒）だけ送信する残響信号（電波）を受信して、子機の情報を取得する。
【０００６】
一方、従来のＲＦＩＤシステムにおいて、アクティブ型の子機から送信された応答信号を親機が受信可能な時間は、上記のようなパッシブ型の子機の残響信号を受信可能な時間に比べて十分長かった。また、従来のＲＦＩＤシステムの親機は、アクティブ型の子機から送信された応答信号のように受信時間の長い信号を受信できるように構成されていた。そのため、従来のＲＦＩＤシステムの親機を使用すると、上記のようなパッシブ型の子機が送信する、受信時間がわずかな残響信号を受信できないという問題があった。
【０００７】
そこで、この発明は、ＲＦＩＤタグ（子機）が送信した残響信号の受信時間がわずかであっても、残響信号を受信して子機の情報を取得できる遠隔検知装置及び遠隔検知システム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】
【０００８】
この発明は、無線通信によりＲＦＩＤタグへ電波を送信し、ＲＦＩＤタグが送信する残響信号を受信する遠隔検知装置に関するものである。この発明の遠隔検知装置は、送信部と、受信部と、比較用信号生成部と、周波数比較部と、周波数判定部と、を備えている。遠隔検知装置は、ＲＦＩＤタグの残響信号の周波数を含む所定の帯域幅の送信信号を、ＲＦＩＤタグへ送信部から送信する。ＲＦＩＤタグは、この送信信号を受信すると共振し、送信信号が停止すると残響信号を送信する。遠隔検知装置は、残響信号の受信時に、又はそれ以前に、複数の比較用信号を比較用信号生成部で生成し、残響信号を受信部で受信すると、複数の比較用信号の周波数と残響信号の周波数とを周波数比較部で比較する。そして、周波数比較部の比較結果に基づいて残響信号の周波数範囲を周波数判定部で判定する。
【０００９】
比較用信号と残響信号との周波数の比較は、残響信号を受信すると直ちに行うことが可能である。そのため、ＲＦＩＤタグが送信した残響信号の受信時間が短時間であっても、残響信号と比較用信号との周波数の比較を行って、残響信号の周波数が、いずれの比較用信号の周波数の間になるかを判定できる。したがって、残響信号の受信時間にかかわらず、残響信号の周波数範囲を確実に判定できる。
【００１０】
上記発明において、比較用信号生成部は、複数の比較用信号を一斉に生成する。また、周波数比較部は、残響信号の周波数と複数の比較用信号の周波数とを個別に比較する。
【００１１】
この構成により、遠隔検知装置は、残響信号の周波数と複数の比較用信号の周波数とを一斉に比較できる。また、残響信号の周波数と複数の比較用信号の周波数とを個別に比較するので、周波数の高低の判定やすべての判定結果の確認を短時間で完了できる。したがって、残響信号の受信時間が短時間であっても、残響信号の周波数範囲を判定できる。また、残響信号の周波数を短時間で判定できる。
【００１２】
上記発明において、送信部は送信信号を繰り返し送信し、比較用信号生成部は受信部が残響信号を受信する毎に、前回と異なる周波数の比較用信号を生成する。
【００１３】
この構成により、比較用信号生成部が一度に生成できる比較用信号が１個乃至数個であっても、周波数が毎回異なる比較用信号と残響信号との周波数比較を、残響信号を受信する毎に繰り返すことで、比較結果に基づいて残響信号の周波数範囲を判定できる。したがって、残響信号の受信時間が短時間であっても、残響信号の周波数を確実に判定できる。また、一度に生成する比較用信号の数は少なくても良いので、比較用信号生成部及び周波数比較部の構成を簡素化することが可能となる。
【００１４】
上記発明において、周波数比較部は、比較用信号と残響信号の位相差に応じたデューティ比のパルス信号を出力する位相周波数比較器を備えている。
【００１５】
位相周波数比較器は、信号が入力される時間がわずかであっても、確実に信号の位相差や周波数差を比較して、その結果に応じた信号を出力する。そのため、周波数比較部に位相周波数比較器を用いることで、残響信号の受信時間がわずかであっても、残響信号の周波数範囲を確実に判定できる。
【００１６】
上記発明において、遠隔検知装置はさらに比較用信号設定部を備えている。比較用信号設定部は、複数の比較用信号の周波数を設定する。
【００１７】
この構成により、残響信号の周波数がそれぞれ異なる複数のＲＦＩＤタグから残響信号を受信する場合には、ＲＦＩＤタグに応じて複数の比較用信号の帯域を変更することで、各ＲＦＩＤタグの残響信号の周波数がどの周波数範囲に入るかを判定できる。また、あるＲＦＩＤタグから残響信号を受信する場合に、残響信号の周波数が、粗く定めた周波数範囲のうちどの周波数範囲に入るかを判定し、その結果に基づいて比較用信号生成部に複数の比較用信号の周波数帯域及び周波数間隔を狭くすることで、残響信号の周波数範囲を高精度に判定できる。
【００１８】
上記発明において、遠隔検知装置は、さらに周波数変換部を備えている。周波数変換部は、受信部が受信した残響信号の周波数を別の周波数に変換する。
【００１９】
この構成により、例えば、残響信号の周波数が比較用信号生成部や周波数比較部が取り扱うことができない周波数の場合、比較用信号生成部や周波数比較部が取り扱い可能な周波数に変換するように設定することで、遠隔検知装置が取り扱うことができる残響信号の周波数範囲を拡大できる。
【００２０】
上記発明において、周波数変換部は、局部発振器と発振周波数設定部と混合器を備えている。局部発振器は発振周波数が可変であり、出力信号を混合器に出力する。発振周波数設定部は局部発振器の発振周波数を設定する。混合器は、局部発振器の出力信号と残響信号とを混合する。
【００２１】
この構成によると、混合器は残響信号と局部発振器の出力信号を混合して、残響信号とは周波数の異なる信号を出力する。したがって、発振周波数設定部により残響信号の周波数を任意の値に設定できるので、例えば、複数のＲＦＩＤタグにおいて残響信号の周波数が異なる帯域の場合に、同じ帯域に変換されるように設定することで、比較用信号生成部で生成する複数の比較用信号の周波数を変更しなくても良くなり、処理を簡略化できる。
【００２２】
上記発明において、遠隔検知装置はさらに状態判定部を備えている。状態判定部は、周波数判定部が判定する残響信号の周波数の変動を監視して、その監視結果を出力する。
【００２３】
この構成によると、状態判定部は、周波数判定部がノイズ等の雑音信号の影響を受けずに残響信号の周波数を判定できるか否かを知ることができる。例えば、周波数判定部が判定する残響信号の周波数範囲が一定の場合には、雑音信号の影響を受けていないので、判定した周波数範囲を出力するように設定する。一方、周波数判定部が判定する残響信号の周波数範囲が時間の経過とともに変動する場合には、雑音信号の影響を受けているので、周波数範囲を判定できない旨を出力するように設定する。これにより、周波数測定の信頼性を高めることができる。
【００２４】
上記発明において、遠隔検知装置はさらに検知量変換部を備えている。検知量変換部は、周波数判定部が判定した周波数範囲を、ＲＦＩＤタグがセンサで検知した検知量に変換して出力する。
【００２５】
この構成によると、残響信号の周波数範囲に対応するセンサの検知量を把握できる。したがって、遠隔検知装置から離れた場所に設置されたＲＦＩＤタグからの残響信号の受信時間が短時間であっても、ＲＦＩＤタグがセンサで検知した検知量を速やかに把握できる。
【００２６】
本発明の遠隔検知システムは、ＲＦＩＤタグと、上記のいずれかの遠隔検知装置と、を備えている。また、ＲＦＩＤタグは、アンテナと、このアンテナに共振器として接続された表面弾性波共振子と、を備えている。
【００２７】
この構成によれば、表面弾性波共振子は、周囲温度や素子に加わる圧力などの検知量に応じて共振周波数が変化するので、センサとして使用できる。また、表面弾性波共振子は、数十ＭＨｚ〜数ＧＨｚのような高周波帯域の信号を、アンテナを介して送信させることができるので、ＲＦＩＤタグの共振子として利用できる。これにより、センサを別途設けることなく、構成を簡素化したＲＦＩＤタグにより検知した検知量を、離れた位置に設置した遠隔検知装置で把握できる。また、ＲＦＩＤタグからの残響信号の受信時間が短時間であっても、遠隔検知装置で残響信号の周波数を確実に判定できる。
【発明の効果】
【００２８】
この発明によれば、ＲＦＩＤタグ（子機）が送信する残響信号の受信時間がわずかであっても、残響信号の周波数を判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】遠隔検知システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】ＲＦＩＤタグの具体的な構成図である。
【図３】遠隔検知システムにおいて、遠隔検知装置とＲＦＩＤタグが送受信する信号の周波数の概念図である。
【図４】遠隔検知装置の送信波及び受信波のタイミングチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態に係る遠隔検知装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図６（Ａ）は残響信号と比較用信号の周波数の例を示す図である。図６（Ｂ）は各周波数比較器の出力信号の例を示す表である。
【図７】図７（Ａ）は周波数比較器に用いる位相周波数比較器のブロック図である。図７（Ｂ）は位相周波数比較器の入出力信号のタイミングチャートである。
【図８】遠隔検知システムの概略構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る遠隔検知装置のブロック図である。
【図１０】遠隔検知装置の送信信号及び受信信号のタイミングチャートである。
【図１１】図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は残響信号と比較用信号の周波数の例を示す図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る遠隔検知装置のブロック図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る遠隔検知装置のブロック図である。
【図１４】本発明の第５実施形態に係る遠隔検知装置のブロック図である。
【図１５】本発明の第５実施形態に係る遠隔検知装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
［第１実施形態］
図１は、遠隔検知システムの概略構成を示すブロック図である。図２は、ＲＦＩＤタグの具体的な構成図である。図３は、遠隔検知システムにおいて、遠隔検知装置とＲＦＩＤタグが送受信する信号の周波数帯を示す図である。図４は、遠隔検知装置の送信信号及び受信信号のタイミングチャートである。
【００３１】
遠隔検知システム１は、ＲＦＩＤシステムの一種であり、遠隔検知装置（以下、親機と称する。）２と、パッシブ型のＲＦＩＤタグ（以下、子機と称する。）３と、を備える。親機２と子機３は、５０ＭＨｚ〜３ＧＨｚのうちの任意の帯域において無線通信する。子機３の小型化や製造の容易性を考慮すると、通信帯域を３００ＭＨｚ〜１ＧＨｚのうちの任意の帯域に設定すると良い。
【００３２】
以下、遠隔検知システム１の一例として、親機２が子機３へ送信信号（電波）Ｓｔを送信し、子機３が送信信号Ｓｔにより励振して、センサで検知した検知量に応じた周波数の残響信号（電波）Ｓｓを送信する構成を説明する。
【００３３】
図１に示すように、親機２は、送信部１１、アンテナ共用器１２、アンテナ１３、受信部１４、測定部１５、制御部１６、操作部１７、記憶部１８、及び報知部１９を備えている。
【００３４】
子機３は、アンテナ３１及びセンシング共振器３２を備えている。図２に示すように、センシング共振器３２は、水晶またはリチウムタンタレートを素材とする圧電基板３２１と、この圧電基板３２１の表面に形成されたＩＤＴ電極（櫛歯状電極）３２２と、を備えたＳＡＷ（Surface Acoustic Wave:表面弾性波）共振子から成る。ＩＤＴ電極３２２は、アンテナ（ダイポールアンテナ）３１に接続されている。センシング共振器３２は、温度センサと共振子を兼ねた素子であり、親機２からの送信信号Ｓｔをアンテナ３１で受信すると、この送信信号Ｓｔにより励振されて、測定温度（測定対象物の温度、周囲温度等）に応じた周波数ｆｓで共振する。また、センシング共振器３２は、送信信号Ｓｔが停止すると、測定温度に応じた周波数ｆｓでわずかな時間（例えば１０μ秒程度）残響して、アンテナ３１から残響信号Ｓｓを送信する。つまり、子機３は、センシング共振器３２が測定可能な温度範囲に対応する周波数範囲の残響信号であって、測定温度に応じた周波数ｆｓの残響信号Ｓｓを送信する。
【００３５】
なお、子機３の応答周波数（残響信号の周波数）は、基本的にはセンシング共振器３２の共振周波数により決まるが、詳細にはアンテナの長さや設置環境の影響を受ける。
【００３６】
なお、外部から圧力（気圧、タイヤの空気圧）や磁力が加えられると、この圧力や磁力に応じてセンシング共振器３２に圧縮応力または引張応力が加わるように構成すると、センシング共振器３２の共振周波数が変化するので、センシング共振器３２を気圧センサ、圧力センサ、または磁気センサとしても使用できる。
【００３７】
なお、センシング共振器３２としては、複数のＳＡＷ共振子を１つの容器（パッケージ）に組み込んだものを用いても良い。また、ＳＡＷ共振子が測定量に対して感度に差がある場合には、校正（較正）を行いながら測定する手法を用いると良い。これにより、共振子を安価かつ精度良く実現できる。
【００３８】
親機２では制御部１６が各部を制御する。制御部１６は、操作部１７においてユーザの操作を受け付けたとき、または予め設定された所定のタイミングにおいて、送信部１１に制御信号を出力する。送信部１１は、制御信号が入力されると、図３に示すような所定の帯域幅ｆｔ（周波数ｆｔ１〜周波数ｆｔ２）の送信信号（電波）Ｓｔをアンテナ共用器１２及びアンテナ１３を介して送信する。
【００３９】
送信信号Ｓｔの帯域ｆｔは、センシング共振器３２の残響信号Ｓｓの周波数範囲を含むように設定されている。例えば、センシング共振器３２は、検出可能な温度範囲が０℃〜１００℃であり、０℃のときには残響信号Ｓｓの周波数がｆｓ１で、温度の上昇に比例して周波数が上昇し、１００℃のときには残響信号Ｓｓの周波数がｆｓ２とする。この場合、図３に示したように、子機３が出力可能な残響信号Ｓｓの周波数範囲（周波数ｆｓ１〜周波数ｆｓ２）は、帯域ｆｔ（周波数ｆｔ１〜周波数ｆｔ２）に含まれる。帯域幅ｆｔは、例えば数百ｋＨｚに設定する。
【００４０】
図４に示すように、制御部１６は、送信部１１に送信信号Ｓｔを例えば１０μ秒間送信させる。親機２が送信信号Ｓｔを送信している間、子機３は、センシング共振器３２が検知した測定温度（検知量）に応じた共振周波数ｆｓで共振して共振信号を送信する。前記のように、子機３が出力可能な残響信号Ｓｓの周波数範囲は、親機２の送信信号Ｓｔの帯域ｆｔに含まれる。また、親機２が送信する送信信号Ｓｔの信号強度（電波強度）に対して、子機３の残響信号Ｓｓの信号強度（電波強度）は非常に弱い。これらの理由により、送信信号Ｓｔの送信中に、子機３が送信する共振信号を抽出するのは困難である。そのため、本発明では、残響信号Ｓｓの周波数を検知する。
【００４１】
制御部１６は、送信信号Ｓｔが停止すると、続いて受信部１４に制御信号を出力して、受信部１４がアンテナ１３及びアンテナ共用器１２を介して残響信号Ｓｓを受信可能な状態にする。また、制御部１６は、測定部１５に制御信号を出力して、残響信号Ｓｓの周波数を測定可能な状態にする。
【００４２】
子機３のセンシング共振器３２は、送信信号Ｓｔが停止してもきわめて短時間、共振周波数ｆｓで共振を継続する（残響する）。このとき、子機３は、共振周波数ｆｓの残響信号Ｓｓを、アンテナ３１を介して送信する。センシング共振器３２にはＱ値の高いもの（例えばＱ＝１００００程度）が使用されているが、子機３は共振器とアンテナだけの構成であり増幅器を備えていないため、残響信号Ｓｓの送信時間はわずかである。例えば、図４に示すように、子機３は、一例として約１０μ秒間残響信号Ｓｓを出力するが、残響信号Ｓｓは急速に減衰して環境雑音以下になる。そのため、親機２が残響信号を受信して周波数を測定できるのは５μ秒間程度と、わずかな時間である。
【００４３】
受信部１４は、アンテナ１３及びアンテナ共用器１２を介して残響信号Ｓｓを受信すると、残響信号Ｓｓを測定部１５に出力する。
【００４４】
測定部１５は、残響信号Ｓｓの周波数ｆｓを測定して、測定結果を制御部１６へ出力する。制御部１６は、本発明の検知量変換部に相当し、記憶部１８から読み出した所定の演算式またはチャートを用いて、測定部１５が測定した周波数ｆｓを対応する温度に変換する。そして、制御部１６は、報知部１９に、子機３が検知した温度を音声または画像により報知させる。なお、報知部１９は、音声出力部や表示部の機能を備えている。
【００４５】
なお、親機２において、アンテナ共用器１２に代えて、アンテナ切替器を設けても良い。また、アンテナ共用器１２やアンテナ切替器を設けずに、送信部１１と受信部１４の各々にアンテナを接続するように構成しても良い。
【００４６】
次に、測定部１５の具体的な構成について説明する。図５は、本発明の第１実施形態に係る遠隔検知装置の構成を示すブロック図である。図６（Ａ）が残響信号と比較用信号の周波数の例を示す図である。図６（Ｂ）は、各周波数比較器の出力信号の例を示す表である。図７（Ａ）は、周波数比較器に用いる位相周波数比較器のブロック図である。図７（Ｂ）は、位相周波数比較器の入出力信号のタイミングチャートである。
【００４７】
第１実施形態に係る親機２Ａは、残響信号Ｓｓを受信すると、周波数がそれぞれ異なるｎ個の比較用信号Ｓ１〜Ｓｎと、残響信号Ｓｓと、を個別に比較する構成である。
【００４８】
図５に示すように、測定部１５Ａは、波形整形部２１、基準信号発生部２２、比較用信号生成部２３、周波数比較部２４、及び周波数判定部２５を備えている。比較用信号生成部２３は、ｎ個の周波数発生器２３−１〜２３−ｎを備え、周波数比較部２４は、ｎ個の周波数比較器２４−１〜２４−ｎを備えている。
【００４９】
測定部１５Ａは、制御部１６から所定のタイミングで制御信号が入力されると、基準信号発生部２２に基準信号を発生させる。この基準信号は、測定部１５Ａの各周波数発生器２３−１〜２３−ｎに入力される。周波数発生器２３−１〜２３−ｎは、入力された基準信号を用いて、それぞれ異なる周波数ｆ１〜ｆｎの比較用信号Ｓ１〜Ｓｎを発生させて、周波数比較器２４−１〜２４−ｎに出力する。
【００５０】
測定部１５Ａの周波数発生器２３−１〜２３−ｎは、生成する比較用信号の周波数が予め設定されている。比較用信号の周波数は、子機３が出力可能な残響信号Ｓｓの周波数範囲（周波数ｆｓ１〜周波数ｆｓ２）を含むようにすると良い。すなわち、ｆ１＜ｆｓ１＜…＜ｆｓ２＜ｆｎとすると良い。また、周波数発生器２３−１〜２３−ｎが生成する比較用信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３〜Ｓ（ｎ−１），Ｓｎは、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜…＜ｆ（ｎ−１）＜ｆｎで、周波数間隔が一定である。なお、ｘ番目の比較用信号を比較用信号Ｓｘと称する。周波数発生器２３−１〜２３−ｎは、制御部１６からの制御信号が入力されると、ｎ個の比較用信号を一斉に生成する。
【００５１】
周波数発生器としては、分周器や、ＰＬＬ，ＤＤＳなどの信号合成器を用いると良い。周波数発生器が出力する周波数が予め決まっており、信号を常に発生させていても良いので、残響信号Ｓｓの受信時間が短くても、安定して比較用信号を出力することができる。周波数発生器としてＰＬＬを使用する場合、例えば１ｋＨｚステップといった細かい周波数間隔で複数の比較用信号を生成できる。比較用信号の周波数は、例えば１００．００１ＭＨｚ、１００．００２ＭＨｚ、１００．００３ＭＨｚ…のように設定すると良い。
【００５２】
なお、残響信号Ｓｓの受信時間は５μ秒程度と短時間であるため、残響信号Ｓｓを受信すると周波数比較部２４で直ちに周波数の比較ができるように、比較用信号生成部２３は、送信信号Ｓｔを出力する前から比較用信号を発生して周波数比較部２４に出力するように設定しておくと良い。
【００５３】
波形整形部２１は、受信部１４から残響信号Ｓｓが入力されると、残響信号Ｓｓの波形を整形して、周波数比較器が動作するのに適した振幅の信号を出力する。波形整形部２１は、周波数比較部２４をデジタル回路で構成した場合には、残響信号Ｓｓ（アナログ信号）を論理レベルの信号に変換して出力する。残響信号Ｓｓは周波数比較部２４の各周波数比較器２４−１〜２４−ｎに入力される。
【００５４】
周波数比較器２４−１〜２４−ｎは、残響信号Ｓｓと、比較用信号Ｓ１〜Ｓｎと、の周波数をそれぞれ個別に比較して、比較結果に応じた信号を周波数判定部２５に出力する。周波数比較器２４−ｘは、残響信号Ｓｓの周波数ｆｓが比較用信号Ｓｘの周波数ｆｘ未満（ｆｓ＜ｆｘ）であれば信号０を出力し、残響信号Ｓｓの周波数ｆｓが比較用信号Ｓｘの周波数ｆｘ以上（ｆｓ＞ｆｘ）であれば信号１を出力する。
【００５５】
周波数比較器をデジタル回路で構成する場合には、位相周波数比較器(Phase Frequency Comparator)や、排他論理和（Exclusive-OR）型位相比較器を使用するのが好ましい。また、周波数比較器をアナログ回路で構成する場合には、アナログ乗算器や周波数弁別回路の使用が好ましい。
【００５６】
また、位相周波数比較器は、２つの入力信号の位相差に応じたデューティ比のパルス信号を出力し、位相差だけでなく周波数の違いも検出できるので、残響信号Ｓｓの周波数をより確実に判定できる。また、広い位相・周波数範囲の信号に対して、速い応答速度で測定が可能となる。そのため、周波数比較器としては、特に位相周波数比較器の使用が好ましい。位相周波数比較器としては、例えば図７（Ａ）に示すＴＣ５０８１ＡＰ（株式会社東芝製）が知られている。
【００５７】
周波数比較器２４−１〜２４−ｎとしてＴＣ５０８１ＡＰを使用する場合には、Ｓｉｎ（７）端子に比較用信号を入力し、Ｒｉｎ（８）端子に残響信号Ｓｓを入力すると、上記のようにＰＤｏｕｔ（３）端子から信号０または信号１が出力される。
【００５８】
なお、図７（Ｂ）に示すように、ＰＤｏｕｔ（３）端子の出力はハイインピーダンスになるので、これを防止するために、ＰＤｏｕｔ（３）端子にローパスフィルタ（ＬＰＦ）を接続すると良い。出力がハイインピーダンスになるのを防止するためには、ＰＤｏｕｔ（３）端子にラッチ（Ｌａｔｃｈ）回路を接続しても良く、その場合はローパスフィルタを使用した場合に特有の時定数の影響を受けない。
【００５９】
周波数判定部２５は、周波数比較器２４−１〜２４−ｎから出力された信号（信号０または信号１）に基づいて、残響信号Ｓｓの周波数範囲を判定する。周波数判定部２５は、残響信号Ｓｓの周波数がどの比較用信号の周波数の間であるかを確認する。すなわち、各周波数比較器２４−１〜２４−ｎから出力された信号を確認して、信号０を出力した周波数比較器のうち比較用信号の周波数が最大の周波数比較器２４−ｘと、信号１を出力した周波数比較器のうち比較用信号の周波数が最小の周波数比較器２４−（ｘ＋１）と、を選出する。そして、これら２つの周波数比較器に入力された比較用信号の周波数を確認して、残響信号Ｓｓの周波数範囲を判定する。
【００６０】
例えば、図６（Ａ）に示したように、残響信号Ｓｓの周波数が、比較用信号Ｓ２の周波数ｆ２と比較用信号Ｓ３の周波数ｆ３の間である場合には、周波数比較器２４−１〜２４−ｎは図６（Ｂ）に示す信号を出力する。すなわち、周波数比較器２４−１と周波数比較器２４−２は信号０を出力し、周波数比較器２４−３〜周波数比較器２４−ｎは信号１を出力する。この場合、信号０を出力した周波数比較器のうち比較用信号の周波数が最大なのは周波数比較器２４−２であり、入力された比較用信号Ｓ２の周波数はｆ２である。また、信号１を出力した周波数比較器のうち比較用信号の周波数が最小なのは周波数比較器２４−３であり、入力された比較用信号Ｓ３の周波数はｆ３である。したがって、周波数判定部２５は、残響信号Ｓｓの周波数（範囲）ｆｓが周波数ｆ２〜周波数ｆ３であると判定する。
【００６１】
周波数判定部２５は、残響信号Ｓｓの周波数ｆｓが周波数ｆ２と周波数ｆ３の間であるという情報を制御部１６へ出力する。
【００６２】
制御部１６は、前記のように、周波数の情報を対応する温度範囲に変換して、子機で検知した温度範囲を報知部１９に報知させる。
【００６３】
このように、遠隔検知システム１では、図４に示した例の場合、送信信号Ｓｔを送信してから約１５μ秒後には残響信号Ｓｓの周波数がわかるので、親機２Ａは、子機３で検知した温度をきわめて短時間で検知できる。
【００６４】
以上のように、本発明の遠隔検知装置では、従来の構成のようにＰＬＬの帰還ループが収束するのに必要な時間を要さず、子機３が送信する残響信号のように周波数を測定可能な時間が約５μ秒といった短時間の信号に対して、瞬時（数十サイクル以内）に残響信号の周波数（周波数範囲）を判定することができる。また、遠隔検知装置２は、比較用信号生成部２３で発生させる複数の周波数、及び周波数比較部２４の位相比較器の数に応じた分解能で、短時間に周波数を判定できる。
【００６５】
なお、周波数比較器や周波数発生器として、すべてデジタル論理回路を用いて形成する場合には、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）を用いることで、遠隔検知装置を小型、軽量、安価に実現できる。
【００６６】
また、周波数比較器としては、周波数弁別器も使用可能である。周波数弁別器は、無線周波数帯（数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ）で動作する、ある種のｆ−Ｖ変換器であり、ある帯域において、入力周波数に対して出力電圧が比例するので、周波数を容易に判定できる。
【００６７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る遠隔検知装置（親機）の構成を説明する。図８は、遠隔検知システムの概略構成を示すブロック図である。図９は、本発明の第２実施形態に係る遠隔検知装置のブロック図である。図１０は、遠隔検知装置の送信信号及び受信信号のタイミングチャート、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、残響信号と比較用信号の周波数の例を示す図である。
【００６８】
第２実施形態に係る親機２Ｂは、比較用信号生成部２３で発生させる比較用信号Ｓｘの周波数ｆｘを変更できるように構成されている。
【００６９】
図９に示す親機２Ｂは、図５に示した親機２Ａの測定部１５Ａに、比較用信号設定部２６が追加されている。比較用信号設定部２６は、周波数発生器２３−１〜２３−ｎに発生させる比較用信号Ｓ１〜Ｓｎの周波数を設定（変更）する。また、周波数発生器２３−１〜２３−ｎは、比較用信号設定部２６により比較用信号Ｓ１〜Ｓｎの周波数を変更できるように、プログラム可能な分周器、またはプログラム可能なＰＬＬやＤＤＳなどの信号合成器を使用している。その他の各部は、親機２Ａと同じ構成である。以下の説明では相違点について説明する。
【００７０】
測定部１５Ｂは、比較用信号生成部２３で発生させる複数の比較用信号Ｓ１〜Ｓｎの周波数（帯域）を比較用信号設定部２６により変更できるので、任意の帯域での周波数測定が可能となる。例えば、遠隔検知システム１が親機２Ｂと複数の子機３−１〜３−ｎを備えている場合、各子機の残響信号Ｓｓの帯域をそれぞれ重複せずに異なる値に設定する。そして、親機２Ｂから、各子機の残響信号Ｓｓの帯域を含む送信信号Ｓｔ１〜Ｓｔｎを切り換えながら順番に送信させることで、子機３−１〜３−ｎの検知量を短時間で取得できる。
【００７１】
次に、親機２Ｂの動作の一例を説明する。図８に示す遠隔検知システム１Ｂは、親機２Ｂと子機３Ａと子機３Ｂを備えた構成である。図１１（Ａ）に示すように、子機３Ａの残響信号Ｓｓ１の周波数が変化する範囲を帯域ｆａ（周波数ｆ１１〜周波数ｆ１ｎ）、子機３Ｂの残響信号Ｓｓ２の周波数が変化する範囲を帯域ｆｂ（周波数ｆ２１〜周波数ｆ２ｎ）とする。帯域ｆａと帯域ｆｂは重複しない。子機３Ａは物品Ａに取り付けられ、子機３Ｂは物品Ｂに取り付けられているものとする。なお、ｆａやｆｂの帯域幅は１００ｋＨｚ〜数百ｋＨｚに設定し、ｆａの中心周波数とｆｂの中心周波数の間隔は１ＭＨｚ〜数ＭＨｚに設定すると良く、例えば、帯域ｆａは１０１ＭＨｚ帯、帯域ｆｂは１０２ＭＨｚ帯といった帯域に設定する。
【００７２】
図１０に示すように、親機２Ｂは、まず、帯域ｆａの送信信号Ｓｔ１を１０μ秒間送信し、子機３Ａからの残響信号を受信可能な状態を１０μ秒間継続する。続いて、帯域ｆｂの送信信号Ｓｔ２を１０μ秒間送信し、子機３Ｂからの残響信号を受信可能な状態を１０μ秒間継続する。
【００７３】
子機３Ａは、送信信号Ｓｔ１により励振されて、送信信号Ｓｔ１が停止すると、物品Ａの温度に応じた周波数ｆｓ１の残響信号Ｓｓ１を送信する。
【００７４】
親機２Ｂの制御部１６は、送信部１１に送信信号Ｓｔ１の出力を停止させると、比較用信号設定部２６に制御信号を出力する。比較用信号設定部２６は、制御信号が入力されると、周波数発生器２３−１〜２３−ｎにそれぞれ周波数ｆ１１〜周波数ｆ１ｎの比較用信号Ｓ１１〜Ｓ１ｎを生成させる信号を出力する。周波数発生器２３−１〜２３−ｎは、比較用信号設定部２６により設定された周波数の比較用信号Ｓ１１〜Ｓ１ｎを生成して出力する。周波数比較部２４は、比較結果に応じた信号を出力し、周波数判定部２５は、残響信号Ｓｓ１の周波数ｆｓ１が周波数ｆ１２と周波数ｆ１３の間であると判定して、制御部１６に判定結果を出力する。
【００７５】
また、親機２Ｂの制御部１６は、送信部１１に送信信号Ｓｔ２の出力を停止させると、周波数ｆ２１〜周波数ｆ２ｎの比較用信号Ｓ２１〜Ｓ２ｎを生成させて、上記処理と同様に処理を行って、子機３Ｂからの残響信号Ｓｓ２の周波数ｆｓ２が周波数ｆ２３と周波数ｆ２４の間であると判定する。
【００７６】
そして、制御部１６は、上記の各周波数を対応する温度に変換して、報知部１９に音声または表示により子機３Ａと子機３Ｂで検知した温度を報知させる。
【００７７】
以上のように、第２実施形態に係る遠隔検知装置では、複数の子機の検知量を短時間で連続的に測定できる。
【００７８】
次に、上記構成において、残響信号Ｓｓと複数の比較用信号とを比較する毎に、比較用信号生成部２３で発生させる複数の比較用信号の帯域幅と周波数間隔を狭くする（絞り込む）ことで、残響信号Ｓｓの周波数の高精度な測定が可能となる。
【００７９】
例えば、図１１（Ａ）に基づいて説明したように、残響信号Ｓｓ１の周波数ｆｓ１が周波数ｆ１２と周波数ｆ１３の間であると判定した場合、比較用信号設定部２６は以下のような信号を出力する。すなわち、図１１（Ｂ）に示すように、比較用信号設定部２６は、制御部１６からの制御信号が入力されると、周波数ｆ１２〜周波数ｆ１３をｎ等分した比較用信号Ｓ１２、Ｓ１２２〜Ｓ１２（ｎ−１）、Ｓ１３を周波数発生器２３−１〜２３−ｎにそれぞれ生成させる信号を出力する。この場合、親機２は、残響信号Ｓｓ１の周波数ｆｓ１が周波数ｆ１２４と周波数ｆ１２５の間であると判定する。
【００８０】
このような処理を繰り返すことで、本来は測定精度の低い小規模な回路により、高精度な測定が可能となる。
【００８１】
なお、上記の説明では、送信信号を送信する子機に応じて比較用信号生成部２３で発生させる比較用信号の周波数を変更したが、これに限るものではなく、比較用信号の周波数を設定する帯域を、複数の子機が送信する残響信号の帯域を含むように設定することも可能である。例えば、図１１（Ａ）に示した構成では、比較用信号が帯域ｆａと帯域ｆｂを含むように、つまりｆ１１〜ｆ２ｎをｎ等分した各周波数を比較用信号の周波数とすることも可能である。また、この場合、図１１（Ａ）と図１１（Ｂ）に示したように、複数回測定を行い、比較用信号の帯域幅と周波数間隔を、測定する毎に狭くすると良い。これにより、残響信号Ｓｓの周波数の精度を高くすることができる。
【００８２】
なお、比較用信号設定部２６を設けずに、周波数発生器２３−１〜２３−ｎに対して制御部１６が比較用信号の周波数を直接設定する構成であっても良い。
【００８３】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る遠隔検知装置（親機）について説明する。図１２は、本発明の第３実施形態に係る遠隔検知装置のブロック図である。
【００８４】
第３実施形態に係る親機２Ｃは、残響信号Ｓｓの周波数を別の周波数に変換して測定部に出力するように構成されている。
【００８５】
図１２に示す親機２Ｃは、図５に示した親機２Ｂの受信部１４Ｂの構成が変更されている。その他の各部は、親機２Ｂと同じ構成である。以下の説明では相違点について説明する。
【００８６】
受信部１４Ｃは、発振周波数設定部１４１、局部発振器１４２、及び混合器１４３を備えている。
【００８７】
発振周波数設定部１４１は、局部発振器１４２が出力する局部発振周波数ｆｋを、任意の値に設定する。
【００８８】
局部発振器１４２は、基準信号発生部２２が出力する基準信号を用いて、発振周波数設定部１４１が設定した局部発振周波数ｆｋの信号を発生して、混合器１４３に出力する。
【００８９】
混合器１４３は、アンテナ共用器１２が出力した（受信）周波数ｆｓの残響信号Ｓｓを、局部発振器１４２が出力した局部発振周波数ｆｋの信号を用いて、残響信号Ｓｓを中間周波数ｆｓｓの信号に変換して波形整形部２１に出力する。中間周波数ｆｓｓ＝ｆｓ−ｆｋである。
【００９０】
混合器１４３は、例えば、周波数を１０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚに変換して比較を行う。これは、１ＧＨｚ程度の周波数の比較を高速で行う比較器はあまり一般的ではないからである。残響信号の周波数（受信周波数）ｆｓｓが１．１ＧＨｚの場合、局部発振周波数ｆｋを１．０ＧＨｚとすると、中間周波数ｆｓｓは１００ＭＨｚである。
【００９１】
親機２をこのような構成にすることで、残響信号Ｓｓの周波数が、周波数比較部２４で生成する比較用信号の周波数範囲（帯域）外や、周波数比較部２４が動作可能な周波数帯域外であっても、周波数変換によって周波数比較部２４で生成する比較用信号の周波数範囲内や、周波数比較部２４が動作可能な周波数帯域内に、残響信号の周波数を変換することができる。これにより、親機２Ｃが測定可能な帯域（周波数範囲）を拡大できる。
【００９２】
また、第２実施形態で説明したように、比較用信号設定部２６により、比較用信号生成部２３に発生させる比較用信号の帯域を絞り込みながら所定時間毎に複数回発生させることができるので、比較用信号設定部２６と受信部１４Ｃの組み合わせにより、残響信号Ｓｓの帯域が広範囲であっても高精度な測定が可能となる。
【００９３】
また、発振周波数設定部１４１により、局部発振器１４２の周波数を任意に設定して周波数変換するように構成することで、任意の周波数帯における測定が可能となる。
【００９４】
なお、発振周波数設定部１４１を設けずに、局部発振器１４２の局部発振周波数の値を固定値となるように構成しても良い。この構成でも、上記の効果が得られる。
【００９５】
また、発振周波数設定部１４１を設けずに、制御部１６が局部発振器１４２に局部発振周波数の値を直接設定するように構成しても良い。
【００９６】
なお、親機２Ｃにおいて、比較用信号設定部２６を設けずに、周波数発生器２３−１〜２３−ｎが生成する比較用信号の周波数を予め設定しておくことも可能である。
【００９７】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る遠隔検知装置（親機）を説明する。図１３は、本発明の第４実施形態に係る遠隔検知装置のブロック図である。
【００９８】
第４実施形態に係る親機２Ｄは、周波数の測定時に雑音信号の影響を受けていないか否かを判定できるように構成されている。
【００９９】
図１３に示す親機２Ｄは、図１２に示した親機２Ｃの測定部１５Ｂに状態判定部２７が追加されている。また、周波数判定部２５に代えて状態判定部２７が制御部１６に周波数測定結果を出力する。その他の各部は、図１２に示した親機２Ｃと同じ構成である。以下の説明では相違点について説明する。
【０１００】
状態判定部２７は、周波数判定部２５の出力を時間の経過に伴い、出力が安定しているか、または変動しているかを監視して、子機３が送信した残響信号Ｓｓであるか、または周囲の機器から発生するノイズ等の雑音信号であるかを判定（監視）し、判定結果（監視結果）を制御部１６に出力する。雑音信号は、時間の経過に伴い周波数が頻繁に上下する信号である。
【０１０１】
状態判定部２７は、残響信号Ｓｓの周波数を判定可能な受信時間である５μ秒間において、周波数判定部２５が判定した周波数の値が常に同じ値の場合には、残響信号Ｓｓを測定していると判断して、周波数の値を制御部１６に出力する。一方、周波数判定部２５が判定した周波数の値が常時変化する場合には、残響信号Ｓｓではなく雑音信号を測定していると判断して、雑音信号の影響で残響信号Ｓｓの周波数を測定できない旨を制御部１６に出力する。制御部１６は、入力された信号（情報）に応じて、報知部１９（不図示）に周波数範囲または周波数を測定できない旨を報知させる。
【０１０２】
したがって、残響信号と雑音信号のいずれを測定しているかを判別できるので、高信頼性とすることができる。
【０１０３】
なお、周波数比較部２４の各周波数比較器は、残響信号Ｓｓの１周期毎に周波数の判定が可能である。残響信号Ｓｓの周波数が１００ＭＨｚの場合、１周期が０．０１μ秒なので、親機２Ｄは５μ秒間において最大５００回周波数を判定することが可能である。
【０１０４】
なお、周波数比較部２４では、短時間に周波数を複数回判定できるので、周波数の判定結果の大半が同じであり、数回〜十数回程度異なる場合には、残響信号Ｓｓの周波数を正確に判定できていると判定することも可能である。この場合には、異なる値の回数が何回程度であると、雑音信号の影響を受けずに残響信号Ｓｓの周波数の周波数を測定できているものとするかは、実験等を行って決定すると良い。
【０１０５】
なお、状態判定部は、図５に示した親機２Ａや図９に示した親機２Ｂにも、当然設けることが可能である。
【０１０６】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係る遠隔検知装置（親機）を説明する。図１４は、本発明の第５実施形態に係る遠隔検知装置のブロック図である。
【０１０７】
第５実施形態に係る親機２Ｅは、残響信号Ｓｓの周波数を１つの比較用信号と比較する構成である。親機２Ｅは、不図示の子機３に対して所定の周期で同じ帯域の送信信号を送信し、残響信号Ｓｓを受信する毎に比較用信号の周波数を変更し、前回と異なる周波数の比較用信号と残響信号Ｓｓの周波数を比較する。これをｎ回繰り返すことで、残響信号Ｓｓの周波数を判定する。
【０１０８】
図１４に示す親機２Ｅは、図５に示した親機２Ａの測定部１５Ａにおいて、比較用信号生成部２３と周波数比較部２４の構成が変更されている。また、周波数判定部２５と比較用信号設定部２６の動作が異なる。その他の各部は、親機２Ａと同じ構成である。以下の説明では相違点について説明する。
【０１０９】
比較用信号生成部２３Ｅは、１つの周波数発生器２３−１を備え、周波数比較部２４は、１つの周波数比較器２４−１を備えている。比較用信号設定部２６は、周波数発生器２３−１に対して、周波数が毎回異なる比較用信号を生成させる。周波数判定部２５Ｅは、周波数比較器２４−１が出力した判定結果を制御部１６に出力する。なお、親機２Ｅには周波数判定部２５Ｅを設けずに、周波数比較器２４−１の出力を制御部１６に直接入力するように構成しても良い。
【０１１０】
親機（遠隔検知装置）２Ｅは、以下のように動作する。一例として、図６（Ａ）に示したように、残響信号Ｓｓの周波数ｆｓがｆ２とｆ３の間である場合について説明する。図１５は、本発明の第５実施形態に係る遠隔検知装置の動作を説明するためのフローチャートである。なお、以下の説明において、カウンタｈは、制御部１６が内蔵している。
【０１１１】
ユーザは、子機３を取り付けた物品の温度を知るために親機２Ｅの操作部１７を操作する。制御部１６は、操作部１７の操作を検出すると（Ｓ１）、カウンタｈの値をｈ＝１にリセットする（Ｓ２）。そして、送信部１１に送信信号Ｓｔを一定時間（例えば１０μ秒間）送信させ（Ｓ３）、送信信号Ｓｔの送信が完了すると、受信部１４に残響信号Ｓｓを受信させ、測定部１５Ｅに測定を開始させる（Ｓ４）。
【０１１２】
測定部１５Ｅの比較用信号設定部２６Ｅは、カウンタｈを確認し（Ｓ５）、カウンタの値に対応する周波数の比較用信号を生成する（Ｓ６）。例えば、カウンタがｈ＝１のときには周波数発生器２３−１に対して、周波数ｆ１の比較用信号Ｓ１を生成させる。また、ｈ＝ｘのときには周波数発生器２３−１に対して、周波数ｆｘの比較用信号Ｓｘを生成させる。
【０１１３】
周波数比較器２４−１は、残響信号Ｓｓと比較用信号Ｓ１の周波数を比較し（Ｓ７）、比較結果に応じた信号を出力する（Ｓ８）。比較用信号がＳ１の場合、残響信号Ｓｓの方が周波数は高いので、信号０を出力する。一方、比較用信号がＳ３の場合、残響信号Ｓｓの方が周波数は低いので、信号１を出力する。周波数判定部２５は、判定結果を制御部１６に出力する。
【０１１４】
制御部１６は判定結果が入力されると、カウンタｈの数と判定結果とを関連づけて記憶する（Ｓ９）。また、制御部１６は、カウンタｈ＝ｎでなければ（Ｓ１０）、カウンタｈの数を１だけ上昇させて（Ｓ１１）、カウンタｈ＝ｎになるまでステップＳ３〜ステップＳ１１の処理を繰り返し行う。
【０１１５】
制御部１６は、ステップＳ１０において、カウンタｈ＝ｎであれば、最後に入力された信号０のカウンタｈの数と、最初に入力された信号１のカウンタｈの数と、を確認する。また、比較用信号設定部２６Ｅに設定した比較用信号の初期値及び周波数間隔の情報を確認する（Ｓ１２）。そして、これらの情報に基づいて残響信号Ｓｓの周波数範囲を判定する（Ｓ１３）。制御部１６は、判定した残響信号Ｓｓの周波数範囲を報知部１９（不図示）に報知させる（Ｓ１４）。
【０１１６】
このような構成により、子機の残響信号の受信時間がわずかであっても、親機は繰り返し残響信号Ｓｓを送信させることで、センサの検知量を取得できる。
【０１１７】
なお、上記の処理において、ステップＳ１０ではカウンタｈ＝ｎであるか否かを判定するが、別の処理を行うことも可能である。例えば、周波数比較器２４−１の出力が１であれば、つまり、比較用信号が残響信号Ｓｓよりも周波数が低くなれば、ステップＳ１２の処理を行うように設定すると良い。このように設定することで、周波数の比較をｎ回行わなくても周波数の範囲を判定できることが多くなるので、処理時間を短縮できる。
【０１１８】
［その他の実施形態］
第５実施形態の説明では、親機２Ｅが周波数発生器２３−１と周波数比較器２４−１を１つずつ備えた構成について説明したが、図５に示したように、周波数発生器と周波数比較器をそれぞれｎ個備えた構成にすることも可能である。この構成においても、異なる周波数の比較用信号を一定時間毎に発生させると良い。例えば、ｎ個の周波数発生器に、１回目にはｆ１〜ｆｎの比較用信号を発生させ、２回目にはｆ（ｎ＋１）〜ｆ（２ｎ）の比較用信号を発生させ、ｍ回目にはｆ（ｍ＋１）〜ｆ（ｍｎ）の比較用信号を発生させることで、ｍｎ個の比較用信号と残響信号Ｓｓとを比較できる。
【０１１９】
このとき、周波数判定部２５は、各周波数比較器２４−１〜２４−ｎから出力された信号を確認し、信号が０から１に切り替わる点において隣接する２つの周波数比較器の番号と、何回目に切り替わったかの情報と、を制御部１６へ出力する。すなわち、信号０を出力した周波数比較器のうち比較用信号の周波数が最大の周波数比較器２４−ｘを特定する情報と、信号１を出力した周波数比較器のうち比較用信号の周波数が最小の周波数比較器２４−（ｘ＋１）を特定する情報と、何回目に検出したかの情報と、を制御部１６に出力する。
【０１２０】
制御部１６は、ｘ回目に周波数比較器２４−ｘと、周波数比較器２４−（ｘ＋１）とが出力した比較用信号の周波数を確認することで、残響信号Ｓｓの周波数ｆｓ（周波数範囲）を判定する。
【０１２１】
このように構成することで、周波数がそれぞれ異なるｍｎ個の比較用信号を生成できるので、残響信号Ｓｓの帯域が広い場合でも、短時間で周波数を判定できる。また、残響信号Ｓｓの帯域が狭い場合には、比較用信号の周波数間隔を狭くすることで、残響信号Ｓｓの周波数を短時間で高精度に判定できる。
【０１２２】
また、図１４に示した親機２Ｅには、第３実施形態のように、残響信号Ｓｓの周波数を変換する構成（局部発振器１４２と混合器１４３）や変換周波数を任意の値にする構成（発振周波数設定部１４１）を設けることが可能である。これにより、第３実施形態と同様、測定できる周波数範囲（帯域）を広げることができる。
【０１２３】
また、図１４に示した親機２Ｅには、第４実施形態のように、状態判定部を設けることが可能である。これにより、親機が残響信号Ｓｓを測定する際に、雑音信号の影響を受けているか否かを判定できる。
【０１２４】
また、第１実施形態乃至第５実施形態の説明では、子機がセンシング共振器３２を備えた構成を説明したが、これに限るものではなく、子機は判定の周波数で共振・残響する共振器を備えた構成であっても良い。この場合、例えば第２実施形態で説明したように、複数の子機を用意し、各子機の残響信号Ｓｓの周波数を所定の間隔で離して設定しておく。また、各子機を、普段携行する物品等に取り付ける。このように構成することで、物品の検出や管理ができ、例えば忘れものの確認ができる。
【符号の説明】
【０１２５】
１，１Ｂ…遠隔検知システム
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ…遠隔検知装置（親機）
３，３Ａ，３Ｂ…ＲＦＩＤタグ（子機）
１４，１４Ｂ，１４Ｃ…受信部
１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｅ…測定部
１６…制御部
２２…基準信号発生部
２３，２３Ｅ…比較用信号生成部
２３−１〜２３−ｎ…周波数発生器
２４…周波数比較部
２４−１〜２４−ｎ…周波数比較器
２５，２５Ｅ…周波数判定部
２６，２６Ｅ…周波数設定部
２７…状態判定部
３２…センシング共振器
１４１…発振周波数設定部
１４２…局部発振器
１４３…周波数変換部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＲＦＩＤタグが送信した残響信号の周波数を検出する遠隔検知装置と遠隔検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムの利用が増加している。
【０００３】
ＲＦＩＤシステムには、センサを備えた子機（ＲＦデバイス）に対して親機（リーダ）が信号を送信すると、子機が応答信号を親機に送信し、親機がセンサの検出値を取得できるものがある（特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８１７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＲＦＩＤシステムの子機をさらに小型化して、子機を取り付ける対象物の範囲を拡大させたいというニーズがある。このニーズに対して、電池を搭載せずに回路構成を簡略化したパッシブ型の子機が新たに開発されている。このような子機は、親機からの送信信号を受信したときに共振し、親機からの送信信号が停止した後は共振信号の減衰振動の信号（以下、残響信号と称する。）を送信する。親機は、送信信号を停止後に、子機がわずかな時間（例えば約１０μ秒）だけ送信する残響信号（電波）を受信して、子機の情報を取得する。
【０００６】
一方、従来のＲＦＩＤシステムにおいて、アクティブ型の子機から送信された応答信号を親機が受信可能な時間は、上記のようなパッシブ型の子機の残響信号を受信可能な時間に比べて十分長かった。また、従来のＲＦＩＤシステムの親機は、アクティブ型の子機から送信された応答信号のように受信時間の長い信号を受信できるように構成されていた。そのため、従来のＲＦＩＤシステムの親機を使用すると、上記のようなパッシブ型の子機が送信する、受信時間がわずかな残響信号を受信できないという問題があった。
【０００７】
そこで、この発明は、ＲＦＩＤタグ（子機）が送信した残響信号の受信時間がわずかであっても、残響信号を受信して子機の情報を取得できる遠隔検知装置及び遠隔検知システム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】
【０００８】
この発明は、無線通信によりＲＦＩＤタグへ電波を送信し、ＲＦＩＤタグが送信する残響信号を受信する遠隔検知装置に関するものである。この発明の遠隔検知装置は、送信部と、受信部と、比較用信号生成部と、周波数比較部と、周波数判定部と、を備えている。遠隔検知装置は、ＲＦＩＤタグの残響信号の周波数を含む所定の帯域幅の送信信号を、ＲＦＩＤタグへ送信部から送信する。ＲＦＩＤタグは、この送信信号を受信すると共振し、送信信号が停止すると残響信号を送信する。遠隔検知装置は、残響信号の受信時に、又はそれ以前に、複数の比較用信号を比較用信号生成部で生成し、残響信号を受信部で受信すると、複数の比較用信号の周波数と残響信号の周波数とを周波数比較部で比較する。そして、周波数比較部の比較結果に基づいて残響信号の周波数範囲を周波数判定部で判定する。
【０００９】
比較用信号と残響信号との周波数の比較は、残響信号を受信すると直ちに行うことが可能である。そのため、ＲＦＩＤタグが送信した残響信号の受信時間が短時間であっても、残響信号と比較用信号との周波数の比較を行って、残響信号の周波数が、いずれの比較用信号の周波数の間になるかを判定できる。したがって、残響信号の受信時間にかかわらず、残響信号の周波数範囲を確実に判定できる。
【００１０】
上記発明において、比較用信号生成部は、複数の比較用信号を一斉に生成する。また、周波数比較部は、残響信号の周波数と複数の比較用信号の周波数とを個別に比較する。
【００１１】
この構成により、遠隔検知装置は、残響信号の周波数と複数の比較用信号の周波数とを一斉に比較できる。また、残響信号の周波数と複数の比較用信号の周波数とを個別に比較するので、周波数の高低の判定やすべての判定結果の確認を短時間で完了できる。したがって、残響信号の受信時間が短時間であっても、残響信号の周波数範囲を判定できる。また、残響信号の周波数を短時間で判定できる。
【００１２】
上記発明において、送信部は送信信号を繰り返し送信し、比較用信号生成部は受信部が残響信号を受信する毎に、前回と異なる周波数の比較用信号を生成する。
【００１３】
この構成により、比較用信号生成部が一度に生成できる比較用信号が１個乃至数個であっても、周波数が毎回異なる比較用信号と残響信号との周波数比較を、残響信号を受信する毎に繰り返すことで、比較結果に基づいて残響信号の周波数範囲を判定できる。したがって、残響信号の受信時間が短時間であっても、残響信号の周波数を確実に判定できる。また、一度に生成する比較用信号の数は少なくても良いので、比較用信号生成部及び周波数比較部の構成を簡素化することが可能となる。
【００１４】
上記発明において、周波数比較部は、比較用信号と残響信号の位相差に応じたデューティ比のパルス信号を出力する位相周波数比較器を備えている。
【００１５】
位相周波数比較器は、信号が入力される時間がわずかであっても、確実に信号の位相差や周波数差を比較して、その結果に応じた信号を出力する。そのため、周波数比較部に位相周波数比較器を用いることで、残響信号の受信時間がわずかであっても、残響信号の周波数範囲を確実に判定できる。
【００１６】
上記発明において、遠隔検知装置はさらに比較用信号設定部を備えている。比較用信号設定部は、複数の比較用信号の周波数を設定する。
【００１７】
この構成により、残響信号の周波数がそれぞれ異なる複数のＲＦＩＤタグから残響信号を受信する場合には、ＲＦＩＤタグに応じて複数の比較用信号の帯域を変更することで、各ＲＦＩＤタグの残響信号の周波数がどの周波数範囲に入るかを判定できる。また、あるＲＦＩＤタグから残響信号を受信する場合に、残響信号の周波数が、粗く定めた周波数範囲のうちどの周波数範囲に入るかを判定し、その結果に基づいて比較用信号生成部に複数の比較用信号の周波数帯域及び周波数間隔を狭くすることで、残響信号の周波数範囲を高精度に判定できる。
【００１８】
上記発明において、遠隔検知装置は、さらに周波数変換部を備えている。周波数変換部は、受信部が受信した残響信号の周波数を別の周波数に変換する。
【００１９】
この構成により、例えば、残響信号の周波数が比較用信号生成部や周波数比較部が取り扱うことができない周波数の場合、比較用信号生成部や周波数比較部が取り扱い可能な周波数に変換するように設定することで、遠隔検知装置が取り扱うことができる残響信号の周波数範囲を拡大できる。
【００２０】
上記発明において、周波数変換部は、局部発振器と発振周波数設定部と混合器を備えている。局部発振器は発振周波数が可変であり、出力信号を混合器に出力する。発振周波数設定部は局部発振器の発振周波数を設定する。混合器は、局部発振器の出力信号と残響信号とを混合する。
【００２１】
この構成によると、混合器は残響信号と局部発振器の出力信号を混合して、残響信号とは周波数の異なる信号を出力する。したがって、発振周波数設定部により残響信号の周波数を任意の値に設定できるので、例えば、複数のＲＦＩＤタグにおいて残響信号の周波数が異なる帯域の場合に、同じ帯域に変換されるように設定することで、比較用信号生成部で生成する複数の比較用信号の周波数を変更しなくても良くなり、処理を簡略化できる。
【００２２】
上記発明において、遠隔検知装置はさらに状態判定部を備えている。状態判定部は、周波数判定部が判定する残響信号の周波数の変動を監視して、その監視結果を出力する。
【００２３】
この構成によると、状態判定部は、周波数判定部がノイズ等の雑音信号の影響を受けずに残響信号の周波数を判定できるか否かを知ることができる。例えば、周波数判定部が判定する残響信号の周波数範囲が一定の場合には、雑音信号の影響を受けていないので、判定した周波数範囲を出力するように設定する。一方、周波数判定部が判定する残響信号の周波数範囲が時間の経過とともに変動する場合には、雑音信号の影響を受けているので、周波数範囲を判定できない旨を出力するように設定する。これにより、周波数測定の信頼性を高めることができる。
【００２４】
上記発明において、遠隔検知装置はさらに検知量変換部を備えている。検知量変換部は、周波数判定部が判定した周波数範囲を、ＲＦＩＤタグがセンサで検知した検知量に変換して出力する。
【００２５】
この構成によると、残響信号の周波数範囲に対応するセンサの検知量を把握できる。したがって、遠隔検知装置から離れた場所に設置されたＲＦＩＤタグからの残響信号の受信時間が短時間であっても、ＲＦＩＤタグがセンサで検知した検知量を速やかに把握できる。
【００２６】
本発明の遠隔検知システムは、ＲＦＩＤタグと、上記のいずれかの遠隔検知装置と、を備えている。また、ＲＦＩＤタグは、アンテナと、このアンテナに共振器として接続された表面弾性波共振子と、を備えている。
【００２７】
この構成によれば、表面弾性波共振子は、周囲温度や素子に加わる圧力などの検知量に応じて共振周波数が変化するので、センサとして使用できる。また、表面弾性波共振子は、数十ＭＨｚ〜数ＧＨｚのような高周波帯域の信号を、アンテナを介して送信させることができるので、ＲＦＩＤタグの共振子として利用できる。これにより、センサを別途設けることなく、構成を簡素化したＲＦＩＤタグにより検知した検知量を、離れた位置に設置した遠隔検知装置で把握できる。また、ＲＦＩＤタグからの残響信号の受信時間が短時間であっても、遠隔検知装置で残響信号の周波数を確実に判定できる。
【発明の効果】
【００２８】
この発明によれば、ＲＦＩＤタグ（子機）が送信する残響信号の受信時間がわずかであっても、残響信号の周波数を判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】遠隔検知システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】ＲＦＩＤタグの具体的な構成図である。
【図３】遠隔検知システムにおいて、遠隔検知装置とＲＦＩＤタグが送受信する信号の周波数の概念図である。
【図４】遠隔検知装置の送信波及び受信波のタイミングチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態に係る遠隔検知装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図６（Ａ）は残響信号と比較用信号の周波数の例を示す図である。図６（Ｂ）は各周波数比較器の出力信号の例を示す表である。
【図７】図７（Ａ）は周波数比較器に用いる位相周波数比較器のブロック図である。図７（Ｂ）は位相周波数比較器の入出力信号のタイミングチャートである。
【図８】遠隔検知システムの概略構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る遠隔検知装置のブロック図である。
【図１０】遠隔検知装置の送信信号及び受信信号のタイミングチャートである。
【図１１】図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は残響信号と比較用信号の周波数の例を示す図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る遠隔検知装置のブロック図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る遠隔検知装置のブロック図である。
【図１４】本発明の第５実施形態に係る遠隔検知装置のブロック図である。
【図１５】本発明の第５実施形態に係る遠隔検知装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
［第１実施形態］
図１は、遠隔検知システムの概略構成を示すブロック図である。図２は、ＲＦＩＤタグの具体的な構成図である。図３は、遠隔検知システムにおいて、遠隔検知装置とＲＦＩＤタグが送受信する信号の周波数帯を示す図である。図４は、遠隔検知装置の送信信号及び受信信号のタイミングチャートである。
【００３１】
遠隔検知システム１は、ＲＦＩＤシステムの一種であり、遠隔検知装置（以下、親機と称する。）２と、パッシブ型のＲＦＩＤタグ（以下、子機と称する。）３と、を備える。親機２と子機３は、５０ＭＨｚ〜３ＧＨｚのうちの任意の帯域において無線通信する。子機３の小型化や製造の容易性を考慮すると、通信帯域を３００ＭＨｚ〜１ＧＨｚのうちの任意の帯域に設定すると良い。
【００３２】
以下、遠隔検知システム１の一例として、親機２が子機３へ送信信号（電波）Ｓｔを送信し、子機３が送信信号Ｓｔにより励振して、センサで検知した検知量に応じた周波数の残響信号（電波）Ｓｓを送信する構成を説明する。
【００３３】
図１に示すように、親機２は、送信部１１、アンテナ共用器１２、アンテナ１３、受信部１４、測定部１５、制御部１６、操作部１７、記憶部１８、及び報知部１９を備えている。
【００３４】
子機３は、アンテナ３１及びセンシング共振器３２を備えている。図２に示すように、センシング共振器３２は、水晶またはリチウムタンタレートを素材とする圧電基板３２１と、この圧電基板３２１の表面に形成されたＩＤＴ電極（櫛歯状電極）３２２と、を備えたＳＡＷ（Surface Acoustic Wave:表面弾性波）共振子から成る。ＩＤＴ電極３２２は、アンテナ（ダイポールアンテナ）３１に接続されている。センシング共振器３２は、温度センサと共振子を兼ねた素子であり、親機２からの送信信号Ｓｔをアンテナ３１で受信すると、この送信信号Ｓｔにより励振されて、測定温度（測定対象物の温度、周囲温度等）に応じた周波数ｆｓで共振する。また、センシング共振器３２は、送信信号Ｓｔが停止すると、測定温度に応じた周波数ｆｓでわずかな時間（例えば１０μ秒程度）残響して、アンテナ３１から残響信号Ｓｓを送信する。つまり、子機３は、センシング共振器３２が測定可能な温度範囲に対応する周波数範囲の残響信号であって、測定温度に応じた周波数ｆｓの残響信号Ｓｓを送信する。
【００３５】
なお、子機３の応答周波数（残響信号の周波数）は、基本的にはセンシング共振器３２の共振周波数により決まるが、詳細にはアンテナの長さや設置環境の影響を受ける。
【００３６】
なお、外部から圧力（気圧、タイヤの空気圧）や磁力が加えられると、この圧力や磁力に応じてセンシング共振器３２に圧縮応力または引張応力が加わるように構成すると、センシング共振器３２の共振周波数が変化するので、センシング共振器３２を気圧センサ、圧力センサ、または磁気センサとしても使用できる。
【００３７】
なお、センシング共振器３２としては、複数のＳＡＷ共振子を１つの容器（パッケージ）に組み込んだものを用いても良い。また、ＳＡＷ共振子が測定量に対して感度に差がある場合には、校正（較正）を行いながら測定する手法を用いると良い。これにより、共振子を安価かつ精度良く実現できる。
【００３８】
親機２では制御部１６が各部を制御する。制御部１６は、操作部１７においてユーザの操作を受け付けたとき、または予め設定された所定のタイミングにおいて、送信部１１に制御信号を出力する。送信部１１は、制御信号が入力されると、図３に示すような所定の帯域幅ｆｔ（周波数ｆｔ１〜周波数ｆｔ２）の送信信号（電波）Ｓｔをアンテナ共用器１２及びアンテナ１３を介して送信する。
【００３９】
送信信号Ｓｔの帯域ｆｔは、センシング共振器３２の残響信号Ｓｓの周波数範囲を含むように設定されている。例えば、センシング共振器３２は、検出可能な温度範囲が０℃〜１００℃であり、０℃のときには残響信号Ｓｓの周波数がｆｓ１で、温度の上昇に比例して周波数が上昇し、１００℃のときには残響信号Ｓｓの周波数がｆｓ２とする。この場合、図３に示したように、子機３が出力可能な残響信号Ｓｓの周波数範囲（周波数ｆｓ１〜周波数ｆｓ２）は、帯域ｆｔ（周波数ｆｔ１〜周波数ｆｔ２）に含まれる。帯域幅ｆｔは、例えば数百ｋＨｚに設定する。
【００４０】
図４に示すように、制御部１６は、送信部１１に送信信号Ｓｔを例えば１０μ秒間送信させる。親機２が送信信号Ｓｔを送信している間、子機３は、センシング共振器３２が検知した測定温度（検知量）に応じた共振周波数ｆｓで共振して共振信号を送信する。前記のように、子機３が出力可能な残響信号Ｓｓの周波数範囲は、親機２の送信信号Ｓｔの帯域ｆｔに含まれる。また、親機２が送信する送信信号Ｓｔの信号強度（電波強度）に対して、子機３の残響信号Ｓｓの信号強度（電波強度）は非常に弱い。これらの理由により、送信信号Ｓｔの送信中に、子機３が送信する共振信号を抽出するのは困難である。そのため、本発明では、残響信号Ｓｓの周波数を検知する。
【００４１】
制御部１６は、送信信号Ｓｔが停止すると、続いて受信部１４に制御信号を出力して、受信部１４がアンテナ１３及びアンテナ共用器１２を介して残響信号Ｓｓを受信可能な状態にする。また、制御部１６は、測定部１５に制御信号を出力して、残響信号Ｓｓの周波数を測定可能な状態にする。
【００４２】
子機３のセンシング共振器３２は、送信信号Ｓｔが停止してもきわめて短時間、共振周波数ｆｓで共振を継続する（残響する）。このとき、子機３は、共振周波数ｆｓの残響信号Ｓｓを、アンテナ３１を介して送信する。センシング共振器３２にはＱ値の高いもの（例えばＱ＝１００００程度）が使用されているが、子機３は共振器とアンテナだけの構成であり増幅器を備えていないため、残響信号Ｓｓの送信時間はわずかである。例えば、図４に示すように、子機３は、一例として約１０μ秒間残響信号Ｓｓを出力するが、残響信号Ｓｓは急速に減衰して環境雑音以下になる。そのため、親機２が残響信号を受信して周波数を測定できるのは５μ秒間程度と、わずかな時間である。
【００４３】
受信部１４は、アンテナ１３及びアンテナ共用器１２を介して残響信号Ｓｓを受信すると、残響信号Ｓｓを測定部１５に出力する。
【００４４】
測定部１５は、残響信号Ｓｓの周波数ｆｓを測定して、測定結果を制御部１６へ出力する。制御部１６は、本発明の検知量変換部に相当し、記憶部１８から読み出した所定の演算式またはチャートを用いて、測定部１５が測定した周波数ｆｓを対応する温度に変換する。そして、制御部１６は、報知部１９に、子機３が検知した温度を音声または画像により報知させる。なお、報知部１９は、音声出力部や表示部の機能を備えている。
【００４５】
なお、親機２において、アンテナ共用器１２に代えて、アンテナ切替器を設けても良い。また、アンテナ共用器１２やアンテナ切替器を設けずに、送信部１１と受信部１４の各々にアンテナを接続するように構成しても良い。
【００４６】
次に、測定部１５の具体的な構成について説明する。図５は、本発明の第１実施形態に係る遠隔検知装置の構成を示すブロック図である。図６（Ａ）が残響信号と比較用信号の周波数の例を示す図である。図６（Ｂ）は、各周波数比較器の出力信号の例を示す表である。図７（Ａ）は、周波数比較器に用いる位相周波数比較器のブロック図である。図７（Ｂ）は、位相周波数比較器の入出力信号のタイミングチャートである。
【００４７】
第１実施形態に係る親機２Ａは、残響信号Ｓｓを受信すると、周波数がそれぞれ異なるｎ個の比較用信号Ｓ１〜Ｓｎと、残響信号Ｓｓと、を個別に比較する構成である。
【００４８】
図５に示すように、測定部１５Ａは、波形整形部２１、基準信号発生部２２、比較用信号生成部２３、周波数比較部２４、及び周波数判定部２５を備えている。比較用信号生成部２３は、ｎ個の周波数発生器２３−１〜２３−ｎを備え、周波数比較部２４は、ｎ個の周波数比較器２４−１〜２４−ｎを備えている。
【００４９】
測定部１５Ａは、制御部１６から所定のタイミングで制御信号が入力されると、基準信号発生部２２に基準信号を発生させる。この基準信号は、測定部１５Ａの各周波数発生器２３−１〜２３−ｎに入力される。周波数発生器２３−１〜２３−ｎは、入力された基準信号を用いて、それぞれ異なる周波数ｆ１〜ｆｎの比較用信号Ｓ１〜Ｓｎを発生させて、周波数比較器２４−１〜２４−ｎに出力する。
【００５０】
測定部１５Ａの周波数発生器２３−１〜２３−ｎは、生成する比較用信号の周波数が予め設定されている。比較用信号の周波数は、子機３が出力可能な残響信号Ｓｓの周波数範囲（周波数ｆｓ１〜周波数ｆｓ２）を含むようにすると良い。すなわち、ｆ１＜ｆｓ１＜…＜ｆｓ２＜ｆｎとすると良い。また、周波数発生器２３−１〜２３−ｎが生成する比較用信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３〜Ｓ（ｎ−１），Ｓｎは、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜…＜ｆ（ｎ−１）＜ｆｎで、周波数間隔が一定である。なお、ｘ番目の比較用信号を比較用信号Ｓｘと称する。周波数発生器２３−１〜２３−ｎは、制御部１６からの制御信号が入力されると、ｎ個の比較用信号を一斉に生成する。
【００５１】
周波数発生器としては、分周器や、ＰＬＬ，ＤＤＳなどの信号合成器を用いると良い。周波数発生器が出力する周波数が予め決まっており、信号を常に発生させていても良いので、残響信号Ｓｓの受信時間が短くても、安定して比較用信号を出力することができる。周波数発生器としてＰＬＬを使用する場合、例えば１ｋＨｚステップといった細かい周波数間隔で複数の比較用信号を生成できる。比較用信号の周波数は、例えば１００．００１ＭＨｚ、１００．００２ＭＨｚ、１００．００３ＭＨｚ…のように設定すると良い。
【００５２】
なお、残響信号Ｓｓの受信時間は５μ秒程度と短時間であるため、残響信号Ｓｓを受信すると周波数比較部２４で直ちに周波数の比較ができるように、比較用信号生成部２３は、送信信号Ｓｔを出力する前から比較用信号を発生して周波数比較部２４に出力するように設定しておくと良い。
【００５３】
波形整形部２１は、受信部１４から残響信号Ｓｓが入力されると、残響信号Ｓｓの波形を整形して、周波数比較器が動作するのに適した振幅の信号を出力する。波形整形部２１は、周波数比較部２４をデジタル回路で構成した場合には、残響信号Ｓｓ（アナログ信号）を論理レベルの信号に変換して出力する。残響信号Ｓｓは周波数比較部２４の各周波数比較器２４−１〜２４−ｎに入力される。
【００５４】
周波数比較器２４−１〜２４−ｎは、残響信号Ｓｓと、比較用信号Ｓ１〜Ｓｎと、の周波数をそれぞれ個別に比較して、比較結果に応じた信号を周波数判定部２５に出力する。周波数比較器２４−ｘは、残響信号Ｓｓの周波数ｆｓが比較用信号Ｓｘの周波数ｆｘ未満（ｆｓ＜ｆｘ）であれば信号０を出力し、残響信号Ｓｓの周波数ｆｓが比較用信号Ｓｘの周波数ｆｘ以上（ｆｓ＞ｆｘ）であれば信号１を出力する。
【００５５】
周波数比較器をデジタル回路で構成する場合には、位相周波数比較器(Phase Frequency Comparator)や、排他論理和（Exclusive-OR）型位相比較器を使用するのが好ましい。また、周波数比較器をアナログ回路で構成する場合には、アナログ乗算器や周波数弁別回路の使用が好ましい。
【００５６】
また、位相周波数比較器は、２つの入力信号の位相差に応じたデューティ比のパルス信号を出力し、位相差だけでなく周波数の違いも検出できるので、残響信号Ｓｓの周波数をより確実に判定できる。また、広い位相・周波数範囲の信号に対して、速い応答速度で測定が可能となる。そのため、周波数比較器としては、特に位相周波数比較器の使用が好ましい。位相周波数比較器としては、例えば図７（Ａ）に示すＴＣ５０８１ＡＰ（株式会社東芝製）が知られている。
【００５７】
周波数比較器２４−１〜２４−ｎとしてＴＣ５０８１ＡＰを使用する場合には、Ｓｉｎ（７）端子に比較用信号を入力し、Ｒｉｎ（８）端子に残響信号Ｓｓを入力すると、上記のようにＰＤｏｕｔ（３）端子から信号０または信号１が出力される。
【００５８】
なお、図７（Ｂ）に示すように、ＰＤｏｕｔ（３）端子の出力はハイインピーダンスになるので、これを防止するために、ＰＤｏｕｔ（３）端子にローパスフィルタ（ＬＰＦ）を接続すると良い。出力がハイインピーダンスになるのを防止するためには、ＰＤｏｕｔ（３）端子にラッチ（Ｌａｔｃｈ）回路を接続しても良く、その場合はローパスフィルタを使用した場合に特有の時定数の影響を受けない。
【００５９】
周波数判定部２５は、周波数比較器２４−１〜２４−ｎから出力された信号（信号０または信号１）に基づいて、残響信号Ｓｓの周波数範囲を判定する。周波数判定部２５は、残響信号Ｓｓの周波数がどの比較用信号の周波数の間であるかを確認する。すなわち、各周波数比較器２４−１〜２４−ｎから出力された信号を確認して、信号０を出力した周波数比較器のうち比較用信号の周波数が最大の周波数比較器２４−ｘと、信号１を出力した周波数比較器のうち比較用信号の周波数が最小の周波数比較器２４−（ｘ＋１）と、を選出する。そして、これら２つの周波数比較器に入力された比較用信号の周波数を確認して、残響信号Ｓｓの周波数範囲を判定する。
【００６０】
例えば、図６（Ａ）に示したように、残響信号Ｓｓの周波数が、比較用信号Ｓ２の周波数ｆ２と比較用信号Ｓ３の周波数ｆ３の間である場合には、周波数比較器２４−１〜２４−ｎは図６（Ｂ）に示す信号を出力する。すなわち、周波数比較器２４−１と周波数比較器２４−２は信号０を出力し、周波数比較器２４−３〜周波数比較器２４−ｎは信号１を出力する。この場合、信号０を出力した周波数比較器のうち比較用信号の周波数が最大なのは周波数比較器２４−２であり、入力された比較用信号Ｓ２の周波数はｆ２である。また、信号１を出力した周波数比較器のうち比較用信号の周波数が最小なのは周波数比較器２４−３であり、入力された比較用信号Ｓ３の周波数はｆ３である。したがって、周波数判定部２５は、残響信号Ｓｓの周波数（範囲）ｆｓが周波数ｆ２〜周波数ｆ３であると判定する。
【００６１】
周波数判定部２５は、残響信号Ｓｓの周波数ｆｓが周波数ｆ２と周波数ｆ３の間であるという情報を制御部１６へ出力する。
【００６２】
制御部１６は、前記のように、周波数の情報を対応する温度範囲に変換して、子機で検知した温度範囲を報知部１９に報知させる。
【００６３】
このように、遠隔検知システム１では、図４に示した例の場合、送信信号Ｓｔを送信してから約１５μ秒後には残響信号Ｓｓの周波数がわかるので、親機２Ａは、子機３で検知した温度をきわめて短時間で検知できる。
【００６４】
以上のように、本発明の遠隔検知装置では、従来の構成のようにＰＬＬの帰還ループが収束するのに必要な時間を要さず、子機３が送信する残響信号のように周波数を測定可能な時間が約５μ秒といった短時間の信号に対して、瞬時（数十サイクル以内）に残響信号の周波数（周波数範囲）を判定することができる。また、遠隔検知装置２は、比較用信号生成部２３で発生させる複数の周波数、及び周波数比較部２４の位相比較器の数に応じた分解能で、短時間に周波数を判定できる。
【００６５】
なお、周波数比較器や周波数発生器として、すべてデジタル論理回路を用いて形成する場合には、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）を用いることで、遠隔検知装置を小型、軽量、安価に実現できる。
【００６６】
また、周波数比較器としては、周波数弁別器も使用可能である。周波数弁別器は、無線周波数帯（数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ）で動作する、ある種のｆ−Ｖ変換器であり、ある帯域において、入力周波数に対して出力電圧が比例するので、周波数を容易に判定できる。
【００６７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る遠隔検知装置（親機）の構成を説明する。図８は、遠隔検知システムの概略構成を示すブロック図である。図９は、本発明の第２実施形態に係る遠隔検知装置のブロック図である。図１０は、遠隔検知装置の送信信号及び受信信号のタイミングチャート、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、残響信号と比較用信号の周波数の例を示す図である。
【００６８】
第２実施形態に係る親機２Ｂは、比較用信号生成部２３で発生させる比較用信号Ｓｘの周波数ｆｘを変更できるように構成されている。
【００６９】
図９に示す親機２Ｂは、図５に示した親機２Ａの測定部１５Ａに、比較用信号設定部２６が追加されている。比較用信号設定部２６は、周波数発生器２３−１〜２３−ｎに発生させる比較用信号Ｓ１〜Ｓｎの周波数を設定（変更）する。また、周波数発生器２３−１〜２３−ｎは、比較用信号設定部２６により比較用信号Ｓ１〜Ｓｎの周波数を変更できるように、プログラム可能な分周器、またはプログラム可能なＰＬＬやＤＤＳなどの信号合成器を使用している。その他の各部は、親機２Ａと同じ構成である。以下の説明では相違点について説明する。
【００７０】
測定部１５Ｂは、比較用信号生成部２３で発生させる複数の比較用信号Ｓ１〜Ｓｎの周波数（帯域）を比較用信号設定部２６により変更できるので、任意の帯域での周波数測定が可能となる。例えば、遠隔検知システム１が親機２Ｂと複数の子機３−１〜３−ｎを備えている場合、各子機の残響信号Ｓｓの帯域をそれぞれ重複せずに異なる値に設定する。そして、親機２Ｂから、各子機の残響信号Ｓｓの帯域を含む送信信号Ｓｔ１〜Ｓｔｎを切り換えながら順番に送信させることで、子機３−１〜３−ｎの検知量を短時間で取得できる。
【００７１】
次に、親機２Ｂの動作の一例を説明する。図８に示す遠隔検知システム１Ｂは、親機２Ｂと子機３Ａと子機３Ｂを備えた構成である。図１１（Ａ）に示すように、子機３Ａの残響信号Ｓｓ１の周波数が変化する範囲を帯域ｆａ（周波数ｆ１１〜周波数ｆ１ｎ）、子機３Ｂの残響信号Ｓｓ２の周波数が変化する範囲を帯域ｆｂ（周波数ｆ２１〜周波数ｆ２ｎ）とする。帯域ｆａと帯域ｆｂは重複しない。子機３Ａは物品Ａに取り付けられ、子機３Ｂは物品Ｂに取り付けられているものとする。なお、ｆａやｆｂの帯域幅は１００ｋＨｚ〜数百ｋＨｚに設定し、ｆａの中心周波数とｆｂの中心周波数の間隔は１ＭＨｚ〜数ＭＨｚに設定すると良く、例えば、帯域ｆａは１０１ＭＨｚ帯、帯域ｆｂは１０２ＭＨｚ帯といった帯域に設定する。
【００７２】
図１０に示すように、親機２Ｂは、まず、帯域ｆａの送信信号Ｓｔ１を１０μ秒間送信し、子機３Ａからの残響信号を受信可能な状態を１０μ秒間継続する。続いて、帯域ｆｂの送信信号Ｓｔ２を１０μ秒間送信し、子機３Ｂからの残響信号を受信可能な状態を１０μ秒間継続する。
【００７３】
子機３Ａは、送信信号Ｓｔ１により励振されて、送信信号Ｓｔ１が停止すると、物品Ａの温度に応じた周波数ｆｓ１の残響信号Ｓｓ１を送信する。
【００７４】
親機２Ｂの制御部１６は、送信部１１に送信信号Ｓｔ１の出力を停止させると、比較用信号設定部２６に制御信号を出力する。比較用信号設定部２６は、制御信号が入力されると、周波数発生器２３−１〜２３−ｎにそれぞれ周波数ｆ１１〜周波数ｆ１ｎの比較用信号Ｓ１１〜Ｓ１ｎを生成させる信号を出力する。周波数発生器２３−１〜２３−ｎは、比較用信号設定部２６により設定された周波数の比較用信号Ｓ１１〜Ｓ１ｎを生成して出力する。周波数比較部２４は、比較結果に応じた信号を出力し、周波数判定部２５は、残響信号Ｓｓ１の周波数ｆｓ１が周波数ｆ１２と周波数ｆ１３の間であると判定して、制御部１６に判定結果を出力する。
【００７５】
また、親機２Ｂの制御部１６は、送信部１１に送信信号Ｓｔ２の出力を停止させると、周波数ｆ２１〜周波数ｆ２ｎの比較用信号Ｓ２１〜Ｓ２ｎを生成させて、上記処理と同様に処理を行って、子機３Ｂからの残響信号Ｓｓ２の周波数ｆｓ２が周波数ｆ２３と周波数ｆ２４の間であると判定する。
【００７６】
そして、制御部１６は、上記の各周波数を対応する温度に変換して、報知部１９に音声または表示により子機３Ａと子機３Ｂで検知した温度を報知させる。
【００７７】
以上のように、第２実施形態に係る遠隔検知装置では、複数の子機の検知量を短時間で連続的に測定できる。
【００７８】
次に、上記構成において、残響信号Ｓｓと複数の比較用信号とを比較する毎に、比較用信号生成部２３で発生させる複数の比較用信号の帯域幅と周波数間隔を狭くする（絞り込む）ことで、残響信号Ｓｓの周波数の高精度な測定が可能となる。
【００７９】
例えば、図１１（Ａ）に基づいて説明したように、残響信号Ｓｓ１の周波数ｆｓ１が周波数ｆ１２と周波数ｆ１３の間であると判定した場合、比較用信号設定部２６は以下のような信号を出力する。すなわち、図１１（Ｂ）に示すように、比較用信号設定部２６は、制御部１６からの制御信号が入力されると、周波数ｆ１２〜周波数ｆ１３をｎ等分した比較用信号Ｓ１２、Ｓ１２２〜Ｓ１２（ｎ−１）、Ｓ１３を周波数発生器２３−１〜２３−ｎにそれぞれ生成させる信号を出力する。この場合、親機２は、残響信号Ｓｓ１の周波数ｆｓ１が周波数ｆ１２４と周波数ｆ１２５の間であると判定する。
【００８０】
このような処理を繰り返すことで、本来は測定精度の低い小規模な回路により、高精度な測定が可能となる。
【００８１】
なお、上記の説明では、送信信号を送信する子機に応じて比較用信号生成部２３で発生させる比較用信号の周波数を変更したが、これに限るものではなく、比較用信号の周波数を設定する帯域を、複数の子機が送信する残響信号の帯域を含むように設定することも可能である。例えば、図１１（Ａ）に示した構成では、比較用信号が帯域ｆａと帯域ｆｂを含むように、つまりｆ１１〜ｆ２ｎをｎ等分した各周波数を比較用信号の周波数とすることも可能である。また、この場合、図１１（Ａ）と図１１（Ｂ）に示したように、複数回測定を行い、比較用信号の帯域幅と周波数間隔を、測定する毎に狭くすると良い。これにより、残響信号Ｓｓの周波数の精度を高くすることができる。
【００８２】
なお、比較用信号設定部２６を設けずに、周波数発生器２３−１〜２３−ｎに対して制御部１６が比較用信号の周波数を直接設定する構成であっても良い。
【００８３】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る遠隔検知装置（親機）について説明する。図１２は、本発明の第３実施形態に係る遠隔検知装置のブロック図である。
【００８４】
第３実施形態に係る親機２Ｃは、残響信号Ｓｓの周波数を別の周波数に変換して測定部に出力するように構成されている。
【００８５】
図１２に示す親機２Ｃは、図５に示した親機２Ｂの受信部１４Ｂの構成が変更されている。その他の各部は、親機２Ｂと同じ構成である。以下の説明では相違点について説明する。
【００８６】
受信部１４Ｃは、発振周波数設定部１４１、局部発振器１４２、及び混合器１４３を備えている。
【００８７】
発振周波数設定部１４１は、局部発振器１４２が出力する局部発振周波数ｆｋを、任意の値に設定する。
【００８８】
局部発振器１４２は、基準信号発生部２２が出力する基準信号を用いて、発振周波数設定部１４１が設定した局部発振周波数ｆｋの信号を発生して、混合器１４３に出力する。
【００８９】
混合器１４３は、アンテナ共用器１２が出力した（受信）周波数ｆｓの残響信号Ｓｓを、局部発振器１４２が出力した局部発振周波数ｆｋの信号を用いて、残響信号Ｓｓを中間周波数ｆｓｓの信号に変換して波形整形部２１に出力する。中間周波数ｆｓｓ＝ｆｓ−ｆｋである。
【００９０】
混合器１４３は、例えば、周波数を１０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚに変換して比較を行う。これは、１ＧＨｚ程度の周波数の比較を高速で行う比較器はあまり一般的ではないからである。残響信号の周波数（受信周波数）ｆｓｓが１．１ＧＨｚの場合、局部発振周波数ｆｋを１．０ＧＨｚとすると、中間周波数ｆｓｓは１００ＭＨｚである。
【００９１】
親機２をこのような構成にすることで、残響信号Ｓｓの周波数が、周波数比較部２４で生成する比較用信号の周波数範囲（帯域）外や、周波数比較部２４が動作可能な周波数帯域外であっても、周波数変換によって周波数比較部２４で生成する比較用信号の周波数範囲内や、周波数比較部２４が動作可能な周波数帯域内に、残響信号の周波数を変換することができる。これにより、親機２Ｃが測定可能な帯域（周波数範囲）を拡大できる。
【００９２】
また、第２実施形態で説明したように、比較用信号設定部２６により、比較用信号生成部２３に発生させる比較用信号の帯域を絞り込みながら所定時間毎に複数回発生させることができるので、比較用信号設定部２６と受信部１４Ｃの組み合わせにより、残響信号Ｓｓの帯域が広範囲であっても高精度な測定が可能となる。
【００９３】
また、発振周波数設定部１４１により、局部発振器１４２の周波数を任意に設定して周波数変換するように構成することで、任意の周波数帯における測定が可能となる。
【００９４】
なお、発振周波数設定部１４１を設けずに、局部発振器１４２の局部発振周波数の値を固定値となるように構成しても良い。この構成でも、上記の効果が得られる。
【００９５】
また、発振周波数設定部１４１を設けずに、制御部１６が局部発振器１４２に局部発振周波数の値を直接設定するように構成しても良い。
【００９６】
なお、親機２Ｃにおいて、比較用信号設定部２６を設けずに、周波数発生器２３−１〜２３−ｎが生成する比較用信号の周波数を予め設定しておくことも可能である。
【００９７】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る遠隔検知装置（親機）を説明する。図１３は、本発明の第４実施形態に係る遠隔検知装置のブロック図である。
【００９８】
第４実施形態に係る親機２Ｄは、周波数の測定時に雑音信号の影響を受けていないか否かを判定できるように構成されている。
【００９９】
図１３に示す親機２Ｄは、図１２に示した親機２Ｃの測定部１５Ｂに状態判定部２７が追加されている。また、周波数判定部２５に代えて状態判定部２７が制御部１６に周波数測定結果を出力する。その他の各部は、図１２に示した親機２Ｃと同じ構成である。以下の説明では相違点について説明する。
【０１００】
状態判定部２７は、周波数判定部２５の出力を時間の経過に伴い、出力が安定しているか、または変動しているかを監視して、子機３が送信した残響信号Ｓｓであるか、または周囲の機器から発生するノイズ等の雑音信号であるかを判定（監視）し、判定結果（監視結果）を制御部１６に出力する。雑音信号は、時間の経過に伴い周波数が頻繁に上下する信号である。
【０１０１】
状態判定部２７は、残響信号Ｓｓの周波数を判定可能な受信時間である５μ秒間において、周波数判定部２５が判定した周波数の値が常に同じ値の場合には、残響信号Ｓｓを測定していると判断して、周波数の値を制御部１６に出力する。一方、周波数判定部２５が判定した周波数の値が常時変化する場合には、残響信号Ｓｓではなく雑音信号を測定していると判断して、雑音信号の影響で残響信号Ｓｓの周波数を測定できない旨を制御部１６に出力する。制御部１６は、入力された信号（情報）に応じて、報知部１９（不図示）に周波数範囲または周波数を測定できない旨を報知させる。
【０１０２】
したがって、残響信号と雑音信号のいずれを測定しているかを判別できるので、高信頼性とすることができる。
【０１０３】
なお、周波数比較部２４の各周波数比較器は、残響信号Ｓｓの１周期毎に周波数の判定が可能である。残響信号Ｓｓの周波数が１００ＭＨｚの場合、１周期が０．０１μ秒なので、親機２Ｄは５μ秒間において最大５００回周波数を判定することが可能である。
【０１０４】
なお、周波数比較部２４では、短時間に周波数を複数回判定できるので、周波数の判定結果の大半が同じであり、数回〜十数回程度異なる場合には、残響信号Ｓｓの周波数を正確に判定できていると判定することも可能である。この場合には、異なる値の回数が何回程度であると、雑音信号の影響を受けずに残響信号Ｓｓの周波数の周波数を測定できているものとするかは、実験等を行って決定すると良い。
【０１０５】
なお、状態判定部は、図５に示した親機２Ａや図９に示した親機２Ｂにも、当然設けることが可能である。
【０１０６】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係る遠隔検知装置（親機）を説明する。図１４は、本発明の第５実施形態に係る遠隔検知装置のブロック図である。
【０１０７】
第５実施形態に係る親機２Ｅは、残響信号Ｓｓの周波数を１つの比較用信号と比較する構成である。親機２Ｅは、不図示の子機３に対して所定の周期で同じ帯域の送信信号を送信し、残響信号Ｓｓを受信する毎に比較用信号の周波数を変更し、前回と異なる周波数の比較用信号と残響信号Ｓｓの周波数を比較する。これをｎ回繰り返すことで、残響信号Ｓｓの周波数を判定する。
【０１０８】
図１４に示す親機２Ｅは、図５に示した親機２Ａの測定部１５Ａにおいて、比較用信号生成部２３と周波数比較部２４の構成が変更されている。また、周波数判定部２５と比較用信号設定部２６の動作が異なる。その他の各部は、親機２Ａと同じ構成である。以下の説明では相違点について説明する。
【０１０９】
比較用信号生成部２３Ｅは、１つの周波数発生器２３−１を備え、周波数比較部２４は、１つの周波数比較器２４−１を備えている。比較用信号設定部２６は、周波数発生器２３−１に対して、周波数が毎回異なる比較用信号を生成させる。周波数判定部２５Ｅは、周波数比較器２４−１が出力した判定結果を制御部１６に出力する。なお、親機２Ｅには周波数判定部２５Ｅを設けずに、周波数比較器２４−１の出力を制御部１６に直接入力するように構成しても良い。
【０１１０】
親機（遠隔検知装置）２Ｅは、以下のように動作する。一例として、図６（Ａ）に示したように、残響信号Ｓｓの周波数ｆｓがｆ２とｆ３の間である場合について説明する。図１５は、本発明の第５実施形態に係る遠隔検知装置の動作を説明するためのフローチャートである。なお、以下の説明において、カウンタｈは、制御部１６が内蔵している。
【０１１１】
ユーザは、子機３を取り付けた物品の温度を知るために親機２Ｅの操作部１７を操作する。制御部１６は、操作部１７の操作を検出すると（Ｓ１）、カウンタｈの値をｈ＝１にリセットする（Ｓ２）。そして、送信部１１に送信信号Ｓｔを一定時間（例えば１０μ秒間）送信させ（Ｓ３）、送信信号Ｓｔの送信が完了すると、受信部１４に残響信号Ｓｓを受信させ、測定部１５Ｅに測定を開始させる（Ｓ４）。
【０１１２】
測定部１５Ｅの比較用信号設定部２６Ｅは、カウンタｈを確認し（Ｓ５）、カウンタの値に対応する周波数の比較用信号を生成する（Ｓ６）。例えば、カウンタがｈ＝１のときには周波数発生器２３−１に対して、周波数ｆ１の比較用信号Ｓ１を生成させる。また、ｈ＝ｘのときには周波数発生器２３−１に対して、周波数ｆｘの比較用信号Ｓｘを生成させる。
【０１１３】
周波数比較器２４−１は、残響信号Ｓｓと比較用信号Ｓ１の周波数を比較し（Ｓ７）、比較結果に応じた信号を出力する（Ｓ８）。比較用信号がＳ１の場合、残響信号Ｓｓの方が周波数は高いので、信号０を出力する。一方、比較用信号がＳ３の場合、残響信号Ｓｓの方が周波数は低いので、信号１を出力する。周波数判定部２５は、判定結果を制御部１６に出力する。
【０１１４】
制御部１６は判定結果が入力されると、カウンタｈの数と判定結果とを関連づけて記憶する（Ｓ９）。また、制御部１６は、カウンタｈ＝ｎでなければ（Ｓ１０）、カウンタｈの数を１だけ上昇させて（Ｓ１１）、カウンタｈ＝ｎになるまでステップＳ３〜ステップＳ１１の処理を繰り返し行う。
【０１１５】
制御部１６は、ステップＳ１０において、カウンタｈ＝ｎであれば、最後に入力された信号０のカウンタｈの数と、最初に入力された信号１のカウンタｈの数と、を確認する。また、比較用信号設定部２６Ｅに設定した比較用信号の初期値及び周波数間隔の情報を確認する（Ｓ１２）。そして、これらの情報に基づいて残響信号Ｓｓの周波数範囲を判定する（Ｓ１３）。制御部１６は、判定した残響信号Ｓｓの周波数範囲を報知部１９（不図示）に報知させる（Ｓ１４）。
【０１１６】
このような構成により、子機の残響信号の受信時間がわずかであっても、親機は繰り返し残響信号Ｓｓを送信させることで、センサの検知量を取得できる。
【０１１７】
なお、上記の処理において、ステップＳ１０ではカウンタｈ＝ｎであるか否かを判定するが、別の処理を行うことも可能である。例えば、周波数比較器２４−１の出力が１であれば、つまり、比較用信号が残響信号Ｓｓよりも周波数が低くなれば、ステップＳ１２の処理を行うように設定すると良い。このように設定することで、周波数の比較をｎ回行わなくても周波数の範囲を判定できることが多くなるので、処理時間を短縮できる。
【０１１８】
［その他の実施形態］
第５実施形態の説明では、親機２Ｅが周波数発生器２３−１と周波数比較器２４−１を１つずつ備えた構成について説明したが、図５に示したように、周波数発生器と周波数比較器をそれぞれｎ個備えた構成にすることも可能である。この構成においても、異なる周波数の比較用信号を一定時間毎に発生させると良い。例えば、ｎ個の周波数発生器に、１回目にはｆ１〜ｆｎの比較用信号を発生させ、２回目にはｆ（ｎ＋１）〜ｆ（２ｎ）の比較用信号を発生させ、ｍ回目にはｆ（ｍ＋１）〜ｆ（ｍｎ）の比較用信号を発生させることで、ｍｎ個の比較用信号と残響信号Ｓｓとを比較できる。
【０１１９】
このとき、周波数判定部２５は、各周波数比較器２４−１〜２４−ｎから出力された信号を確認し、信号が０から１に切り替わる点において隣接する２つの周波数比較器の番号と、何回目に切り替わったかの情報と、を制御部１６へ出力する。すなわち、信号０を出力した周波数比較器のうち比較用信号の周波数が最大の周波数比較器２４−ｘを特定する情報と、信号１を出力した周波数比較器のうち比較用信号の周波数が最小の周波数比較器２４−（ｘ＋１）を特定する情報と、何回目に検出したかの情報と、を制御部１６に出力する。
【０１２０】
制御部１６は、ｘ回目に周波数比較器２４−ｘと、周波数比較器２４−（ｘ＋１）とが出力した比較用信号の周波数を確認することで、残響信号Ｓｓの周波数ｆｓ（周波数範囲）を判定する。
【０１２１】
このように構成することで、周波数がそれぞれ異なるｍｎ個の比較用信号を生成できるので、残響信号Ｓｓの帯域が広い場合でも、短時間で周波数を判定できる。また、残響信号Ｓｓの帯域が狭い場合には、比較用信号の周波数間隔を狭くすることで、残響信号Ｓｓの周波数を短時間で高精度に判定できる。
【０１２２】
また、図１４に示した親機２Ｅには、第３実施形態のように、残響信号Ｓｓの周波数を変換する構成（局部発振器１４２と混合器１４３）や変換周波数を任意の値にする構成（発振周波数設定部１４１）を設けることが可能である。これにより、第３実施形態と同様、測定できる周波数範囲（帯域）を広げることができる。
【０１２３】
また、図１４に示した親機２Ｅには、第４実施形態のように、状態判定部を設けることが可能である。これにより、親機が残響信号Ｓｓを測定する際に、雑音信号の影響を受けているか否かを判定できる。
【０１２４】
また、第１実施形態乃至第５実施形態の説明では、子機がセンシング共振器３２を備えた構成を説明したが、これに限るものではなく、子機は判定の周波数で共振・残響する共振器を備えた構成であっても良い。この場合、例えば第２実施形態で説明したように、複数の子機を用意し、各子機の残響信号Ｓｓの周波数を所定の間隔で離して設定しておく。また、各子機を、普段携行する物品等に取り付ける。このように構成することで、物品の検出や管理ができ、例えば忘れものの確認ができる。
【符号の説明】
【０１２５】
１，１Ｂ…遠隔検知システム
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ…遠隔検知装置（親機）
３，３Ａ，３Ｂ…ＲＦＩＤタグ（子機）
１４，１４Ｂ，１４Ｃ…受信部
１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｅ…測定部
１６…制御部
２２…基準信号発生部
２３，２３Ｅ…比較用信号生成部
２３−１〜２３−ｎ…周波数発生器
２４…周波数比較部
２４−１〜２４−ｎ…周波数比較器
２５，２５Ｅ…周波数判定部
２６，２６Ｅ…周波数設定部
２７…状態判定部
３２…センシング共振器
１４１…発振周波数設定部
１４２…局部発振器
１４３…周波数変換部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦＩＤタグへ電波を送信し、該ＲＦＩＤタグが送信する残響信号を受信する遠隔検知装置であって、
前記残響信号の周波数を含む所定の周波数帯域幅の送信信号を送信する送信部と、
前記残響信号を受信する受信部と、
前記残響信号の周波数を含む周波数帯域の信号であって、周波数がそれぞれ異なる複数の比較用信号を生成する比較用信号生成部と、
前記残響信号の周波数と前記複数の比較用信号の周波数とを比較して、比較結果を出力する周波数比較部と、
前記周波数比較部の比較結果に基づいて前記残響信号の周波数範囲を判定する周波数判定部と、
を備えたことを特徴とする遠隔検知装置。
【請求項２】
前記比較用信号生成部は、前記複数の比較用信号を一斉に生成し、
前記周波数比較部は、前記残響信号の周波数と前記複数の比較用信号の周波数とを個別に比較する、請求項１に記載の遠隔検知装置。
【請求項３】
前記送信部は、前記送信信号を繰り返し送信し、
前記比較用信号生成部は、前記受信部が前記残響信号を受信する毎に、前回と異なる周波数の比較用信号を生成する、請求項１または２に記載の遠隔検知装置。
【請求項４】
前記周波数比較部は、前記比較用信号と前記残響信号の位相差に応じたデューティ比のパルス信号を出力する位相周波数比較器を備えた、請求項１乃至３のいずれかに記載の遠隔検知装置。
【請求項５】
前記複数の比較用信号の周波数を設定する比較用信号設定部を備えた、請求項１乃至４のいずれかに記載の遠隔検知装置。
【請求項６】
前記受信部は受信した残響信号の周波数を別の周波数に変換する周波数変換部を備えた、請求項１乃至５のいずれかに記載の遠隔検知装置。
【請求項７】
前記周波数変換部は、発振周波数が可変の局部発振器と、前記局部発振器の発振周波数を設定する発振周波数設定部と、前記局部発振器の出力信号と前記残響信号とを混合する混合器と、を備えた、請求項６に記載の遠隔検知装置。
【請求項８】
前記周波数判定部が判定する残響信号の周波数の変動を監視して、その監視結果を出力する状態判定部を備えた請求項１乃至７のいずれかに記載の遠隔検知装置。
【請求項９】
前記周波数判定部が判定した周波数範囲を、前記ＲＦＩＤタグがセンサで検知した検知量に変換して出力する検知量変換部を備えた請求項１乃至８のいずれかに記載の遠隔検知装置。
【請求項１０】
アンテナと、このアンテナに共振器として接続された表面弾性波共振子と、を備えたＲＦＩＤタグと、
請求項１乃至９のいずれかに記載の遠隔検知装置と、
を備えた遠隔検知システム。
【請求項１】
ＲＦＩＤタグへ電波を送信し、該ＲＦＩＤタグが送信する残響信号を受信する遠隔検知装置であって、
前記残響信号の周波数を含む所定の周波数帯域幅の送信信号を送信する送信部と、
前記残響信号を受信する受信部と、
前記残響信号の周波数を含む周波数帯域の信号であって、周波数がそれぞれ異なる複数の比較用信号を生成する比較用信号生成部と、
前記残響信号の周波数と前記複数の比較用信号の周波数とを比較して、比較結果を出力する周波数比較部と、
前記周波数比較部の比較結果に基づいて前記残響信号の周波数範囲を判定する周波数判定部と、
を備えたことを特徴とする遠隔検知装置。
【請求項２】
前記比較用信号生成部は、前記複数の比較用信号を一斉に生成し、
前記周波数比較部は、前記残響信号の周波数と前記複数の比較用信号の周波数とを個別に比較する、請求項１に記載の遠隔検知装置。
【請求項３】
前記送信部は、前記送信信号を繰り返し送信し、
前記比較用信号生成部は、前記受信部が前記残響信号を受信する毎に、前回と異なる周波数の比較用信号を生成する、請求項１または２に記載の遠隔検知装置。
【請求項４】
前記周波数比較部は、前記比較用信号と前記残響信号の位相差に応じたデューティ比のパルス信号を出力する位相周波数比較器を備えた、請求項１乃至３のいずれかに記載の遠隔検知装置。
【請求項５】
前記複数の比較用信号の周波数を設定する比較用信号設定部を備えた、請求項１乃至４のいずれかに記載の遠隔検知装置。
【請求項６】
前記受信部は受信した残響信号の周波数を別の周波数に変換する周波数変換部を備えた、請求項１乃至５のいずれかに記載の遠隔検知装置。
【請求項７】
前記周波数変換部は、発振周波数が可変の局部発振器と、前記局部発振器の発振周波数を設定する発振周波数設定部と、前記局部発振器の出力信号と前記残響信号とを混合する混合器と、を備えた、請求項６に記載の遠隔検知装置。
【請求項８】
前記周波数判定部が判定する残響信号の周波数の変動を監視して、その監視結果を出力する状態判定部を備えた請求項１乃至７のいずれかに記載の遠隔検知装置。
【請求項９】
前記周波数判定部が判定した周波数範囲を、前記ＲＦＩＤタグがセンサで検知した検知量に変換して出力する検知量変換部を備えた請求項１乃至８のいずれかに記載の遠隔検知装置。
【請求項１０】
アンテナと、このアンテナに共振器として接続された表面弾性波共振子と、を備えたＲＦＩＤタグと、
請求項１乃至９のいずれかに記載の遠隔検知装置と、
を備えた遠隔検知システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−１８０７９９（Ｐ２０１１−１８０７９９Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４３７０７（Ｐ２０１０−４３７０７）
【出願日】平成２２年３月１日（２０１０．３．１）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１日（２０１０．３．１）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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