ＩＤタグ
【課題】バックスキャッタ通信時において、安定した内部電源電圧を供給し、リーダ／ライタとの通信距離を向上させる。
【解決手段】ＡＳＫ前段昇圧回路１３は、アンテナ端子ＬＡ，ＬＢがそれぞれ接続されており、整流回路９と並列に接続された構成となっている。このＡＳＫ前段昇圧回路１３には、変調部として作用するバックスキャッタ用スイッチ１２が設けられている。バックスキャッタ通信時において、バックスキャッタ信号’１’を送信する場合、バックスキャッタ用スイッチ１２がＯＮすることによって捨てられてしまう電流は、変調／復調部４の信号受信の経路のみから発生することになり、インピーダンスマッチング分以外の余分な電流ロスを防止することができる。
【解決手段】ＡＳＫ前段昇圧回路１３は、アンテナ端子ＬＡ，ＬＢがそれぞれ接続されており、整流回路９と並列に接続された構成となっている。このＡＳＫ前段昇圧回路１３には、変調部として作用するバックスキャッタ用スイッチ１２が設けられている。バックスキャッタ通信時において、バックスキャッタ信号’１’を送信する場合、バックスキャッタ用スイッチ１２がＯＮすることによって捨てられてしまう電流は、変調／復調部４の信号受信の経路のみから発生することになり、インピーダンスマッチング分以外の余分な電流ロスを防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：電波方式認識）システムの通信技術に関し、特に、ＩＤタグにおける通信品質の向上に有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信によりデータ交信することができる自動認識技術として、ＲＦＩＤが広まりつつある。このＲＦＩＤは、情報を記憶可能なＩＤタグと、該ＩＤタグにおける情報の読み出しや書き込みを行うリーダ／ライタとによって構成されている。ＩＤタグは、たとえば、非接触ＩＣチップなどの半導体集積回路装置、およびアンテナからなる。
【０００３】
ＩＤタグは、リーダ／ライターから出力される電波をアンテナで受信し、該アンテナで受信した電波を整流回路で整流／安定化して内部電源電圧ＶＤＤを生成する。この内部電源電圧ＶＤＤは、ＩＤタグ内の内部回路（論理回路など）に供給される。
【０００４】
ＩＤタグとリーダ／ライタとの通信は、リーダ／ライタから出力される電波を変調して行われる。リーダ／ライタからＩＤタグへの通信は、リーダ／ライタから出力された電波をＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：振幅シフトキーイング）変調し、ＡＳＫ変調した電波をタグが復調することで行われる。
【０００５】
また、ＩＤタグからリーダ／ライタへの通信は、バックスキャッタ方法を用いたものが知られている。このバックスキャッタ方法とは、ＩＤタグの入力インピーダンスを変化させることにより、該ＩＤタグの反射係数を変化させ、リーダ／ライタへ反射する電波の電力量を変化させることで実現する。
【０００６】
バックスキャッタ方法では、たとえば、ＩＤタグのアンテナ間（内部回路に電流を供給する経路）に、たとえば、ＭＯＳトランジスタなどからなるバックスキャッタ用スイッチを挿入するものが知られている。
【０００７】
このバックスキャッタ用スイッチをＯＮ（導通）させることにより、ＩＤタグにおけるアンテナ間のインピーダンスを変化させてマッチングをずらし、バックスキャッタ通信を実現する。
【０００８】
この種のバックスキャッタ方法を用いたＩＤタグの通信技術については、たとえば、ＩＤタグの整流器内にダイオードスイッチを設けてバックスキャッタの制御行うものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−５４５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、上記のようなＲＦＩＤにおけるバックスキャッタによる通信技術では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。
【００１０】
ＩＤタグにおける内部回路の消費電流は、バックスキャッタ通信時でも変化しないため、バックスキャッタ通信時においても、整流回路が内部回路に電流を供給することが望ましい。
【００１１】
しかし、バックスキャッタ通信時には、アンテナ間をバックスキャッタ用スイッチで短絡するため、アンテナの後段に接続された整流回路に電力が入力されないことになってしまう。これによって、整流回路は、内部回路に電流を供給することができなくなってしまうという問題がある。
【００１２】
ＩＤタグには、静電容量素子などの電源容量が備えられており、整流回路からの電流供給が低下した場合に、該電源容量の電荷が電源電圧ＶＤＤとして内部回路に対して供給されるが、この電源容量から供給される電源が、動作限界以下の電圧になると、ＩＤタグは動作しなくなってしまうことなる。
【００１３】
よって、バックスキャッタ通信時における通信距離限界などに大きく影響してしまうことになる。
【００１４】
また、特許文献１のようにバックスキャッタ用スイッチをアンテナ間ではなく、内部回路に電流を供給する整流回路内に設けた場合には、入力インピーダンスをずらすためにＯＮしたバックスキャッタ用スイッチが電源電圧ＶＤＤ供給用の電流を引き抜いてしまうことになる。
【００１５】
そのため、アンテナ間にバックスキャッタ用スイッチを設けた場合と同様に、電源電圧ＶＤＤとして供給する電流を捨てることになり、整流回路からの電流供給が略なくなってしまうことになる。
【００１６】
さらに、ＩＤタグとリーダ／ライタとの通信距離がごく短い場合、大電力入力となり、整流回路の各素子に大きい電圧が発生する。一般的に、整流回路内の各素子の耐圧を確保するため、整流回路には、大電力入力時のみ電流を引き抜き、整流回路内の各電位を低下させる保護回路が加えられる。
【００１７】
この種の保護回路は、たとえば、ダイオード接続されたＭＯＳトランジスタが直列接続された構成からなり、整流回路の出力部と基準電位ＶＳＳとの間に接続されている。整流回路に大電力が入力された場合、保護回路からの電流引き抜きパスの電流が支配的となり、バックスキャッタ用スイッチをＯＮさせても、大きく入力インピーダンスを変化させることができなくなってしまい、十分なバックスキャッタ強度を実現できないという問題がある。
【００１８】
本発明の目的は、バックスキャッタ通信時において、安定した内部電源電圧を供給し、通信距離を向上させることのできる技術を提供することにある。
【００１９】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００２１】
本発明は、リーダ／ライタから受けた電波を電力に変換し、該リーダ／ライタへ情報を送信する際にバックスキャッタ通信を行うＩＤタグであって、リーダ／ライタからの電波を送受信するアンテナと、該アンテナに接続され、アンテナが受信したリーダ／ライタから出力された電波の電磁誘導による電力を整流して一次電圧を生成する整流回路と、該整流回路が生成した一次電圧を安定化して内部電源電圧を生成し、内部回路に供給する安定化電圧回路と、ＩＤタグが、バックスキャッタ通信を行う際に、アンテナのインピーダンスを変化させてマッチングをずらすバックスキャッタ用スイッチとを備え、該バックスキャッタ用スイッチは、整流回路に並列接続された内部回路に設けられているものである。
【００２２】
また、本発明は、前記整流回路に並列接続された内部回路が、アンテナが受信したリーダ／ライタから出力された電波を昇圧／整流し、包絡線検波を行うＡＳＫ前段昇圧回路であり、バックスキャッタ用スイッチは、ＡＳＫ前段昇圧回路に設けられているものである。
【００２３】
さらに、本発明は、前記バックスキャッタ用スイッチが、ＡＳＫ前段昇圧回路の出力部と基準電位との間に接続されているものである。
【００２４】
また、本発明は、前記バックスキャッタ用スイッチを動作制御する制御信号をレベル変換するレベルシフタを備え、該レベルシフタは、バックスキャッタ用スイッチを、整流回路が生成した一次電圧によって駆動させるものである。
【００２５】
さらに、本発明は、前記整流回路に並列接続された内部回路が、アンテナが受信したリーダ／ライタから出力された電波を昇圧／整流して昇圧電源電圧を生成し、情報の格納を行うメモリ部の動作電源として供給するメモリ用昇圧回路よりなるものである。
【００２６】
また、本願のその他の発明の概要を簡単に示す。
【００２７】
本発明は、リーダ／ライタから受けた電波を電力に変換し、該リーダ／ライタへ情報を送信する際にバックスキャッタ通信を行うＩＤタグであって、リーダ／ライタからの電波を送受信するアンテナと、該アンテナに接続され、アンテナが受信したリーダ／ライタから出力された電波の電磁誘導による電力を整流して一次電圧を生成する第１の整流回路と、該第１の整流回路が生成した一次電圧を安定化して内部電源電圧を生成し、第１の内部回路に供給する第１の安定化電圧回路と、第１の整流回路に並列接続され、アンテナが受信したリーダ／ライタから出力された電波の電磁誘導による電力を整流して一次電圧を生成する第２の整流回路と、第１の整流回路が生成した一次電圧を安定化して内部電源電圧を生成し、第２の内部回路に供給する第２の安定化電圧回路と、ＩＤタグがバックスキャッタ通信を行う際に、アンテナのインピーダンスを変化させてマッチングをずらすバックスキャッタ用スイッチとを備え、該バックスキャッタ用スイッチは、第１の整流回路に並列接続された第２の整流回路に設けられているものである。
【００２８】
また、本発明は、前記第１の内部回路が、基準クロックを生成し、論理回路に供給するクロック生成回路からなり、前記第２の内部回路は、該論理回路からなるものである。
【００２９】
さらに、本発明は、第１の整流回路に並列接続され、アンテナが受信したリーダ／ライタから出力された電波を昇圧／整流し、包絡線検波を行うＡＳＫ前段昇圧回路を有するものである。
【発明の効果】
【００３０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００３１】
（１）バックスキャッタ通信時におけるＩＤタグとリーダ／ライタとの通信可能距離を向上させることができる。
【００３２】
（２）また、近距離通信される大電力入力時においても、バックスキャッタ強度を確保することができる。
【００３３】
（３）さらに、上記（１）、（２）により、ＲＦＩＤシステムの通信品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１によるＩＤタグの構成例を示すブロック図、図２は、図１のＩＤタグにおける整流部、および変調／復調部の構成例を示した説明図、図３は、ＩＤタグによるバックスキャッタ通信時におけるバックスキャッタ信号の説明図である。
【００３６】
本実施の形態１において、ＩＤタグ１は、自動認識技術の１つであるＲＦＩＤに用いられる。ＩＤタグ１は、図１に示すように、アンテナ２、整流部３、変調／復調部４、送信系論理回路５、受信系論理回路６、制御回路７、およびメモリ部８から構成されている。
【００３７】
整流部３は、アンテナ２を介して受信した電波から、動作電力となる内部電源電圧ＶＤＤを生成し、変調／復調部４、送信系論理回路５、受信系論理回路６、制御回路７、ならびにメモリ部８にそれぞれ供給する。
【００３８】
整流部３は、整流回路９、および電源電圧制御回路１０から構成されている。整流回路９は、アンテナ２を介して受信した電波を、昇圧、および整流する。電源電圧制御回路１０は、整流回路９によって整流された電圧を安定化させ、内部電源電圧ＶＤＤとして出力する。
【００３９】
変調／復調部４は、変調部と復調部とから構成されている。変調部は、アンテナ２が接続されるアンテナ端子インピーダンスをデータに応じて変化させることで反射波（バックスキャッタ）を変調する。
【００４０】
復調部は、情報の読み出しや書き込みを行うリーダ／ライタから送信されるＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：振幅シフトキーイング）変調でキャリア信号に加えられた各種コマンドなど復調してデジタル信号に変換して受信系論理回路６に出力する。
【００４１】
送信系論理回路５は、応答の有無、応答種別、応答パラメータの指示を受け必要に応じてメモリ部８からデータを取り出し、応答データの伝送速度に応じて変調／復調部４のバックスキャッタ用スイッチ１２（図２）を動作させる。
【００４２】
受信系論理回路６は、変調／復調部４が復調した信号のコマンド判定を行う。制御回路７は、受信系論理回路６が判定したコマンドに基づいて、メモリ部８への情報の読み出し／書き込みにおける動作制御を司り、情報の読み出し／書き込みを行う。
【００４３】
メモリ部８は、たとえば、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性メモリからなり、各種データなどが格納される。
【００４４】
図２は、ＩＤタグ１における整流部３、および変調／復調部４の構成を示した説明図である。
【００４５】
整流回路９によって整流された電圧（一次電圧）は、電源電圧制御回路１０によって安定化され、内部電源電圧ＶＤＤとして、変調／復調部４、および送信系論理回路５、受信系論理回路６、制御回路７、ならびにメモリ部８からなる内部回路１１に出力される。
【００４６】
電源電圧制御回路１０は、レギュレータ１０ａ、および静電容量素子１０ｂからなる。安定化電圧回路となるレギュレータ１０ａは、整流回路９が整流された電圧を安定化させ、内部電源電圧ＶＤＤを生成する。静電容量素子１０ｂは、レギュレータ１０ａの出力部と基準電位ＶＳＳとの間に接続されている。この静電容量素子１０ｂは、電荷を蓄積し、レギュレータ１０ａからの電流供給が低下した際に、変調／復調部４やその他の内部回路である内部回路１１に電源を供給する。
【００４７】
整流回路９の入力部には、アンテナ端子ＬＡ，ＬＢがそれぞれ接続されている。アンテナ端子ＬＡには、アンテナ２の一方の端部が接続されており、アンテナ端子ＬＢには、該アンテナ２の他方の端部が接続されている。
【００４８】
また、変調／復調部４は、バックスキャッタ用スイッチ１２からなる変調部と、ＡＳＫ前段昇圧回路１３、および復調回路１４とからなる復調部とから構成されている。バックスキャッタ用スイッチ１２は、たとえば、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタからなり、ＩＤタグ１からリーダ／ライタへデータ送信するバックスキャッタ通信時に送信系論理回路５の制御に基づいてＯＮ／ＯＦＦ動作を行う。
【００４９】
ＡＳＫ前段昇圧回路１３は、リーダ／ライタから出力された電波を昇圧／整流し、包絡線検波を行う。復調回路１４は、ＡＳＫ前段昇圧回路１３から出力された検波信号をＡＳＫ復調してデジタル信号に変換する。
【００５０】
ＡＳＫ前段昇圧回路１３は、静電容量素子１５，１６、およびダイオード１７，１８から構成されている。また、このＡＳＫ前段昇圧回路１３には、変調部であるバックスキャッタ用スイッチ１２が設けられている。
【００５１】
静電容量素子１５の一方の接続部には、アンテナ端子ＬＡが接続されており、該静電容量素子１５の他方の接続部には、ダイオード１７のカソード、ダイオード１８のアノード、ならびにバックスキャッタ用スイッチ１２の一方の接続部がそれぞれ接続されている。
【００５２】
ダイオード１８のカソードには、静電容量素子１６の一方の接続部が接続されており、該ダイオード１８のカソードがＡＳＫ前段昇圧回路１３の出力部となっている。また、ダイオード１７のアノード、バックスキャッタ用スイッチ１２の他方の接続部、および静電容量素子１６の他方の接続部には、アンテナ端子ＬＢがそれぞれ接続されている。
【００５３】
次に、本実施の形態によるバックスキャッタ用スイッチ１２の作用について説明する。
【００５４】
図３は、バックスキャッタ通信時におけるバックスキャッタ信号の説明図である。この図３に示した信号は、アンテナ端子ＬＡ，ＬＢ間の振幅を示している。
【００５５】
バックスキャッタ通信においては、図示するように、ＩＤタグ１がバックスキャッタ信号’１’を送信する際には、送信系論理回路５の制御によってバックスキャッタ用スイッチ１２をＯＮさせることにより、アンテナ端子ＬＡ，ＬＢ間のインピーダンスを変化させてマッチングをずらして反射係数を大きくする。
【００５６】
また、ＩＤタグ１がバックスキャッタ信号’０’を送信する際には、送信系論理回路５がバックスキャッタ用スイッチ１２をＯＦＦして反射係数を小さくしている。
【００５７】
このバックスキャッタ通信時において、バックスキャッタ用スイッチ１２をＯＮさせるバックスキャッタ信号’１’を送信する際に、バックスキャッタ用スイッチ１２を内部電源電圧ＶＤＤに電流供給する整流回路９などと並列に接続される経路であるＡＳＫ前段昇圧回路１３に設けたことにより、整流部３の経路から、内部電源電圧ＶＤＤに供給する電流を引き抜くことを防止することができる。
【００５８】
よって、バックスキャッタ通信時に、バックスキャッタ用スイッチ１２がＯＮすることによって捨てられてしまう電流は、変調／復調部４の信号受信の経路のみから発生することになる。
【００５９】
このことから、バックスキャッタ用スイッチ１２がＯＮした際にインピーダンスマッチング分以外の余分な電流ロスを防止することができる。また、バックスキャッタ用スイッチ１２をＡＳＫ前段昇圧回路１３に設けても、ＡＳＫ信号受信とバックスキャッタ通信とは異なるタイミングで行われるために、復調部への悪影響はない。
【００６０】
さらに、ＡＳＫ前段昇圧回路１３は、整流部３のように大電圧を供給するような回路構成になっていないために、大電力入力時においても、整流回路９のように強い電流引き抜きパスを必要としない。よって、大電力時のバックスキャッタ強度も確保しやすいことになる。
【００６１】
それにより、本実施の形態１によれば、バックスキャッタ通信時におけるＩＤタグ１とリーダ／ライタとの通信可能距離を大きくすることができる。
【００６２】
また、ＩＤタグ１とリーダ／ライタが近距離通信される大電力入力時においても、バックスキャッタ強度を確保することができる。
【００６３】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２によるＩＤタグに設けられたＡＳＫ前段昇圧回路、およびバックスキャッタ用スイッチの回路例を示す説明図、図５は、図４の整流部、および変調／復調部の構成例を示す回路図である。
【００６４】
本実施の形態２において、ＩＤタグ１（図１）は、前記実施の形態１と同様に、アンテナ２、整流部３、変調／復調部４、送信系論理回路５、受信系論理回路６、制御回路７、およびメモリ部８から構成されている。
【００６５】
また、整流部３の構成についても、前記実施の形態１と同様に、整流回路９、レギュレータ１０ａ、および静電容量素子１０ｂからなり、変調／復調部４の構成においても、前記実施の形態１と同様に、バックスキャッタ用スイッチ１２（変調部）とＡＳＫ前段昇圧回路１３、および復調回路１４とからなる復調部とから構成されている。
【００６６】
さらに、ＡＳＫ前段昇圧回路１３の構成についても、静電容量素子１５，１６、およびダイオード１７，１８から構成されており、該ＡＳＫ前段昇圧回路１３にバックスキャッタ用スイッチ１２が設けられているが、前記実施の形態１と異なる点は、バックスキャッタ用スイッチ１２の接続位置である。
【００６７】
図４は、ＡＳＫ前段昇圧回路１３、およびバックスキャッタ用スイッチ１２の回路例を示す説明図である。
【００６８】
この場合、バックスキャッタ用スイッチ１２は、図２で示したダイオード１７，１８の間ではなく、ＡＳＫ前段昇圧回路１３の出力部と基準電位ＶＳＳとの間に（静電容量素子１６の一方の接続部にバックスキャッタ用スイッチ１２の一方の接続部が接続され、静電容量素子１６の他方の接続部にバックスキャッタ用スイッチ１２の他方の接続部が接続されている）接続されている。
【００６９】
前記実施の形態１で示したバックスキャッタ用スイッチ１２の接続位置では、ダイオード１７，１８で構成される整流回路の動作時に大きな振幅が発生してしまい、バックスキャッタ用スイッチ１２であるＭＯＳトランジスタの寄生容量や寄生抵抗などによって余分な電力を消費してしまうことになるが、図４に示したバックスキャッタ用スイッチ１２の接続位置では、該整流回路の振幅を略なくすことができるので、余分な電力の消費を防止することができる。
【００７０】
図５は、本発明を適用したＩＤタグ１における整流部３、および変調／復調部４の構成例を回路図である。
【００７１】
整流回路９は、静電容量素子Ｃ１〜Ｃ４、ダイオードＤ１〜Ｄ８、および抵抗Ｒ１から構成されている。チャージポンプ回路を構成する静電容量素子Ｃ１，Ｃ２の一方の接続部には、アンテナ端子ＬＡがそれぞれ接続されている。
【００７２】
静電容量素子Ｃ１の他方の接続部には、ダイオードＤ４のアノード、およびダイオードＤ３のカソードがそれぞれ接続されている。静電容量素子Ｃ２の他方の接続部には、ダイオードＤ１のカソード、ならびにダイオードＤ２のアノードがそれぞれ接続されている。
【００７３】
ダイオードＤ２のカソードには、ダイオードＤ３のアノード、および静電容量素子Ｃ３の一方の接続部がそれぞれ接続されている。ダイオードＤ４のカソードには、抵抗Ｒ１の一方の接続部、静電容量素子Ｃ４の一方の接続部、およびダイオードＤ５のアノードがそれぞれ接続されている。
【００７４】
ダイオードＤ５のカソードには、ダイオードＤ６のアノードが接続されており、ダイオードＤ６のカソードには、ダイオードＤ７のアノードが接続されている。また、ダイオードＤ７のカソードには、ダイオードＤ８のアノードが接続されている。
【００７５】
また、ダイオードＤ１のアノード、静電量素素子Ｃ３，Ｃ４の他方の接続部、ならびにダイオードＤ８のカソードには、アンテナ端子ＬＢがそれぞれ接続されている。ダイオードＤ５〜Ｄ８は、たとえば、ダイオード接続されたＭＯＳトランジスタからなり、整流回路９に大電力が入力された際に電流の引き抜きを行う保護回路である。
【００７６】
ＡＳＫ前段昇圧回路１３は、静電容量素子１５，１６、およびダイオード１７，１８から構成されており、接続構成は、図４と同様である。また、図５では、バックスキャッタ用スイッチ１２をＭＯＳトランジスタで示している。
【００７７】
続いて、レギュレータ１０ａは、抵抗Ｒ２，Ｒ３、オペアンプＯＰ、トランジスタＴ１、および基準電圧発生回路ＶｒＣから構成されている。抵抗Ｒ１の他方の接続部（整流回路９の出力部）には、クランプ用のＭＯＳトランジスタとなるトランジスタＴ１の一方の接続部、および抵抗Ｒ２の一方の接続部がそれぞれ接続されている。この接続部は、レギュレータ１０ａの出力部ともなり、復調回路１４、および内部回路１１の電源端子にも接続されている。
【００７８】
抵抗Ｒ２の他方の接続部には、抵抗Ｒ３の一方の接続部、およびオペアンプＯＰの一方の入力部がそれぞれ接続されている。基準電圧発生回路ＶｒＣは、基準電圧ＶＲＥＦを生成する。
【００７９】
オペアンプＯＰの他方の入力部には、基準電圧発生回路ＶｒＣが生成した基準電圧ＶＲＥＦが入力されるように接続されている。抵抗Ｒ３の他方の接続部、ならびにトランジスタＴ１の他方の接続部には、アンテナ端子ＬＢが接続されている。
【００８０】
また、静電容量素子１０ｂの一方の接続部には、トランジスタＴ１の一方の接続部が接続されており、静電容量素子１０ｂの他方の接続部には、トランジスタＴ１の他方の接続部が接続されている。
【００８１】
それにより、本実施の形態２によれば、バックスキャッタ通信時におけるＩＤタグ１とリーダ／ライタとの通信可能距離をより大きくすることができる。
【００８２】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３によるＩＤタグに設けられた整流部、変調／復調部、メモリ部、メモリ用昇圧回路、および内部回路の構成を示した説明図である。
【００８３】
本実施の形態３において、ＩＤタグ１は、アンテナ２、整流部３、変調／復調部４、送信系論理回路５、受信系論理回路６、制御回路７、およびメモリ部８からなる前記実施の形態１と同様の構成に、新たにメモリ部８に電源を供給するメモリ用昇圧回路８ａが新たに設けられている。
【００８４】
図６は、ＩＤタグ１における整流部３、変調／復調部４、メモリ部８、ならびにメモリ用昇圧回路８ａの構成を示した説明図である。
【００８５】
この場合、変調部を構成するバックスキャッタ用スイッチ１２が変調／復調部４のＡＳＫ前段昇圧回路１３に設けられているのではなく、メモリ用昇圧回路８ａに設けられている点が前記実施の形態１と異なっている。
【００８６】
メモリ用昇圧回路８ａの入力部には、アンテナ端子ＬＡ，ＬＢがそれぞれ接続されており、整流回路９と並列接続された構成となっている。メモリ用昇圧回路８ａは、アンテナ２を介して受信した電波から、メモリ部８の動作電力となる昇圧電源電圧を生成し、メモリ部８に供給する。
【００８７】
また、その他の接続構成については、前記実施の形態１の図２と同様であるので、説明は省略する。
【００８８】
それによって、本実施の形態１においても、バックスキャッタ通信時におけるＩＤタグ１とリーダ／ライタとの通信可能距離を大きくすることができる。
【００８９】
また、本実施の形態３の構成では、ＡＳＫ前段昇圧回路１３にバックスキャッタ用スイッチ１２が不要となるので、たとえば、図７に示すように、整流回路９内にＡＳＫ前段昇圧回路１３（図示せず）を備える構成としてもよい。
【００９０】
（実施の形態４）
図８は、本発明の実施の形態４によるＩＤタグにおける整流部、および変調／復調部の構成例を示した説明図である。
【００９１】
本実施の形態４は、図８に示すように、前記実施の形態１の図２の構成に、新たにレベルシフタ１９を備えた構成となっている。レベルシフタ１９は、送信系論理回路５から出力される内部電源電圧ＶＤＤ−基準電位ＶＳＳ振幅のバックスキャッタ用スイッチ１２の制御信号を、整流回路９が昇圧、および整流した電源電圧ＶＰＰ−基準電位ＶＳＳ振幅にレベル変換してバックスキャッタ用スイッチ１２に出力する。
【００９２】
電源電圧ＶＰＰは、内部電源電圧ＶＤＤよりも電圧レベルが高い。この電源電圧ＶＰＰでバックスキャッタ用スイッチ１２であるＭＯＳトランジスタをＯＮさせることによって、大電力入力時であっても該ＭＯＳトランジスタのＯＮ抵抗を小さくすることができ、バックスキャッタ強度を十分確保することが可能となる。
【００９３】
それにより、本実施の形態４においては、ＩＤタグ１とリーダ／ライタとの近距離通信した際の大電力入力時であっても安定した通信を行うことができる。
【００９４】
（実施の形態５）
図９は、本発明の実施の形態５によるＩＤタグの構成例を示したブロック図である。
【００９５】
本実施の形態５は、整流部３、内部回路１１、ＡＳＫ前段昇圧回路１３、および復調回路１４からなる前記実施の形態１の図２と同様の構成に、図９に示すように、整流部３ａと第１の内部回路となる内部回路１１ａとを新たに設けた構成となっている。
【００９６】
第２の内部回路となる内部回路１１には、たとえば、基準クロック信号を生成するクロック信号生成回路などが設けられており、内部回路１１ａには、その他のロジック系回路である送信系論理回路５、受信系論理回路６、制御回路７、ならびにメモリ部８などが設けられる。
【００９７】
整流部３ａの構成は、整流部３（第１の整流回路となる整流回路９、第２の電圧安定化回路となるレギュレータ１０ａ、および静電容量素子１０ｂ）と同様に、第２の整流回路となる整流回路、第２の安定化電圧回路となるレギュレータ、および静電容量素子から構成されており、バックスキャッタ用スイッチ１２は、たとえば、内部回路１１ａに内部電源電圧ＶＤＤ２を供給する整流部３ａに設けられた構成となっている。
【００９８】
バックスキャッタ用スイッチ１２がＯＮになった際、整流部３は、バックスキャッタ用スイッチ１２が設けられていないために、整流部３ａに比べて、より安定した内部電源電圧ＶＤＤを供給することが可能となる。
【００９９】
よって、バックスキャッタ用スイッチ１２がＯＮの場合でも、内部回路１１に設けられたクロック信号生成回路が、周波数変動の少ない安定した基準クロック信号を生成することができる。
【０１００】
それにより、本実施の形態５によれば、ＩＤタグ１の通信性能を向上させることができる。
【０１０１】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、ＲＦＩＤシステムにおけるリーダ／ライタとＩＤタグと通信技術に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の形態１によるＩＤタグの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１のＩＤタグにおける整流部、および変調／復調部の構成例を示した説明図である。
【図３】ＩＤタグによるバックスキャッタ通信時におけるバックスキャッタ信号の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２によるＩＤタグに設けられたＡＳＫ前段昇圧回路、およびバックスキャッタ用スイッチの回路例を示す説明図である。
【図５】図４の整流部、および変調／復調部の構成例を示す回路図である。
【図６】本発明の実施の形態３によるＩＤタグに設けられた整流部、変調／復調部、メモリ部、メモリ用昇圧回路、および内部回路の構成を示した説明図である。
【図７】本発明の他の実施の形態によるＩＤタグに設けられた整流部、変調／復調部、メモリ部、メモリ用昇圧回路、および内部回路の構成を示した説明図である。
【図８】本発明の実施の形態４によるＩＤタグにおける整流部、および変調／復調部の構成例を示した説明図である。
【図９】本発明の実施の形態５によるＩＤタグの構成例を示したブロック図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１ ＩＤタグ
２ アンテナ
３ 整流部
３ａ 整流部
４ 変調／復調部
５ 送信系論理回路
６ 受信系論理回路
７ 制御回路
８ メモリ部
８ａ メモリ用昇圧回路
９ 整流回路
１０ 電源電圧制御回路
１０ａ レギュレータ
１０ｂ 静電容量素子
１１ 内部回路
１１ａ 内部回路
１２ バックスキャッタ用スイッチ
１３ ＡＳＫ前段昇圧回路
１４ 復調回路
１５，１６ 静電容量素子
１７，１８ ダイオード
１９ レベルシフタ
ＬＡ，ＬＢ アンテナ端子
Ｃ１〜Ｃ４ 静電容量素子
Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード
Ｒ１〜Ｒ３ 抵抗
ＯＰ オペアンプ
Ｔ１ トランジスタ
ＶｒＣ 基準電圧発生回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：電波方式認識）システムの通信技術に関し、特に、ＩＤタグにおける通信品質の向上に有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信によりデータ交信することができる自動認識技術として、ＲＦＩＤが広まりつつある。このＲＦＩＤは、情報を記憶可能なＩＤタグと、該ＩＤタグにおける情報の読み出しや書き込みを行うリーダ／ライタとによって構成されている。ＩＤタグは、たとえば、非接触ＩＣチップなどの半導体集積回路装置、およびアンテナからなる。
【０００３】
ＩＤタグは、リーダ／ライターから出力される電波をアンテナで受信し、該アンテナで受信した電波を整流回路で整流／安定化して内部電源電圧ＶＤＤを生成する。この内部電源電圧ＶＤＤは、ＩＤタグ内の内部回路（論理回路など）に供給される。
【０００４】
ＩＤタグとリーダ／ライタとの通信は、リーダ／ライタから出力される電波を変調して行われる。リーダ／ライタからＩＤタグへの通信は、リーダ／ライタから出力された電波をＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：振幅シフトキーイング）変調し、ＡＳＫ変調した電波をタグが復調することで行われる。
【０００５】
また、ＩＤタグからリーダ／ライタへの通信は、バックスキャッタ方法を用いたものが知られている。このバックスキャッタ方法とは、ＩＤタグの入力インピーダンスを変化させることにより、該ＩＤタグの反射係数を変化させ、リーダ／ライタへ反射する電波の電力量を変化させることで実現する。
【０００６】
バックスキャッタ方法では、たとえば、ＩＤタグのアンテナ間（内部回路に電流を供給する経路）に、たとえば、ＭＯＳトランジスタなどからなるバックスキャッタ用スイッチを挿入するものが知られている。
【０００７】
このバックスキャッタ用スイッチをＯＮ（導通）させることにより、ＩＤタグにおけるアンテナ間のインピーダンスを変化させてマッチングをずらし、バックスキャッタ通信を実現する。
【０００８】
この種のバックスキャッタ方法を用いたＩＤタグの通信技術については、たとえば、ＩＤタグの整流器内にダイオードスイッチを設けてバックスキャッタの制御行うものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−５４５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、上記のようなＲＦＩＤにおけるバックスキャッタによる通信技術では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。
【００１０】
ＩＤタグにおける内部回路の消費電流は、バックスキャッタ通信時でも変化しないため、バックスキャッタ通信時においても、整流回路が内部回路に電流を供給することが望ましい。
【００１１】
しかし、バックスキャッタ通信時には、アンテナ間をバックスキャッタ用スイッチで短絡するため、アンテナの後段に接続された整流回路に電力が入力されないことになってしまう。これによって、整流回路は、内部回路に電流を供給することができなくなってしまうという問題がある。
【００１２】
ＩＤタグには、静電容量素子などの電源容量が備えられており、整流回路からの電流供給が低下した場合に、該電源容量の電荷が電源電圧ＶＤＤとして内部回路に対して供給されるが、この電源容量から供給される電源が、動作限界以下の電圧になると、ＩＤタグは動作しなくなってしまうことなる。
【００１３】
よって、バックスキャッタ通信時における通信距離限界などに大きく影響してしまうことになる。
【００１４】
また、特許文献１のようにバックスキャッタ用スイッチをアンテナ間ではなく、内部回路に電流を供給する整流回路内に設けた場合には、入力インピーダンスをずらすためにＯＮしたバックスキャッタ用スイッチが電源電圧ＶＤＤ供給用の電流を引き抜いてしまうことになる。
【００１５】
そのため、アンテナ間にバックスキャッタ用スイッチを設けた場合と同様に、電源電圧ＶＤＤとして供給する電流を捨てることになり、整流回路からの電流供給が略なくなってしまうことになる。
【００１６】
さらに、ＩＤタグとリーダ／ライタとの通信距離がごく短い場合、大電力入力となり、整流回路の各素子に大きい電圧が発生する。一般的に、整流回路内の各素子の耐圧を確保するため、整流回路には、大電力入力時のみ電流を引き抜き、整流回路内の各電位を低下させる保護回路が加えられる。
【００１７】
この種の保護回路は、たとえば、ダイオード接続されたＭＯＳトランジスタが直列接続された構成からなり、整流回路の出力部と基準電位ＶＳＳとの間に接続されている。整流回路に大電力が入力された場合、保護回路からの電流引き抜きパスの電流が支配的となり、バックスキャッタ用スイッチをＯＮさせても、大きく入力インピーダンスを変化させることができなくなってしまい、十分なバックスキャッタ強度を実現できないという問題がある。
【００１８】
本発明の目的は、バックスキャッタ通信時において、安定した内部電源電圧を供給し、通信距離を向上させることのできる技術を提供することにある。
【００１９】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００２１】
本発明は、リーダ／ライタから受けた電波を電力に変換し、該リーダ／ライタへ情報を送信する際にバックスキャッタ通信を行うＩＤタグであって、リーダ／ライタからの電波を送受信するアンテナと、該アンテナに接続され、アンテナが受信したリーダ／ライタから出力された電波の電磁誘導による電力を整流して一次電圧を生成する整流回路と、該整流回路が生成した一次電圧を安定化して内部電源電圧を生成し、内部回路に供給する安定化電圧回路と、ＩＤタグが、バックスキャッタ通信を行う際に、アンテナのインピーダンスを変化させてマッチングをずらすバックスキャッタ用スイッチとを備え、該バックスキャッタ用スイッチは、整流回路に並列接続された内部回路に設けられているものである。
【００２２】
また、本発明は、前記整流回路に並列接続された内部回路が、アンテナが受信したリーダ／ライタから出力された電波を昇圧／整流し、包絡線検波を行うＡＳＫ前段昇圧回路であり、バックスキャッタ用スイッチは、ＡＳＫ前段昇圧回路に設けられているものである。
【００２３】
さらに、本発明は、前記バックスキャッタ用スイッチが、ＡＳＫ前段昇圧回路の出力部と基準電位との間に接続されているものである。
【００２４】
また、本発明は、前記バックスキャッタ用スイッチを動作制御する制御信号をレベル変換するレベルシフタを備え、該レベルシフタは、バックスキャッタ用スイッチを、整流回路が生成した一次電圧によって駆動させるものである。
【００２５】
さらに、本発明は、前記整流回路に並列接続された内部回路が、アンテナが受信したリーダ／ライタから出力された電波を昇圧／整流して昇圧電源電圧を生成し、情報の格納を行うメモリ部の動作電源として供給するメモリ用昇圧回路よりなるものである。
【００２６】
また、本願のその他の発明の概要を簡単に示す。
【００２７】
本発明は、リーダ／ライタから受けた電波を電力に変換し、該リーダ／ライタへ情報を送信する際にバックスキャッタ通信を行うＩＤタグであって、リーダ／ライタからの電波を送受信するアンテナと、該アンテナに接続され、アンテナが受信したリーダ／ライタから出力された電波の電磁誘導による電力を整流して一次電圧を生成する第１の整流回路と、該第１の整流回路が生成した一次電圧を安定化して内部電源電圧を生成し、第１の内部回路に供給する第１の安定化電圧回路と、第１の整流回路に並列接続され、アンテナが受信したリーダ／ライタから出力された電波の電磁誘導による電力を整流して一次電圧を生成する第２の整流回路と、第１の整流回路が生成した一次電圧を安定化して内部電源電圧を生成し、第２の内部回路に供給する第２の安定化電圧回路と、ＩＤタグがバックスキャッタ通信を行う際に、アンテナのインピーダンスを変化させてマッチングをずらすバックスキャッタ用スイッチとを備え、該バックスキャッタ用スイッチは、第１の整流回路に並列接続された第２の整流回路に設けられているものである。
【００２８】
また、本発明は、前記第１の内部回路が、基準クロックを生成し、論理回路に供給するクロック生成回路からなり、前記第２の内部回路は、該論理回路からなるものである。
【００２９】
さらに、本発明は、第１の整流回路に並列接続され、アンテナが受信したリーダ／ライタから出力された電波を昇圧／整流し、包絡線検波を行うＡＳＫ前段昇圧回路を有するものである。
【発明の効果】
【００３０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００３１】
（１）バックスキャッタ通信時におけるＩＤタグとリーダ／ライタとの通信可能距離を向上させることができる。
【００３２】
（２）また、近距離通信される大電力入力時においても、バックスキャッタ強度を確保することができる。
【００３３】
（３）さらに、上記（１）、（２）により、ＲＦＩＤシステムの通信品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１によるＩＤタグの構成例を示すブロック図、図２は、図１のＩＤタグにおける整流部、および変調／復調部の構成例を示した説明図、図３は、ＩＤタグによるバックスキャッタ通信時におけるバックスキャッタ信号の説明図である。
【００３６】
本実施の形態１において、ＩＤタグ１は、自動認識技術の１つであるＲＦＩＤに用いられる。ＩＤタグ１は、図１に示すように、アンテナ２、整流部３、変調／復調部４、送信系論理回路５、受信系論理回路６、制御回路７、およびメモリ部８から構成されている。
【００３７】
整流部３は、アンテナ２を介して受信した電波から、動作電力となる内部電源電圧ＶＤＤを生成し、変調／復調部４、送信系論理回路５、受信系論理回路６、制御回路７、ならびにメモリ部８にそれぞれ供給する。
【００３８】
整流部３は、整流回路９、および電源電圧制御回路１０から構成されている。整流回路９は、アンテナ２を介して受信した電波を、昇圧、および整流する。電源電圧制御回路１０は、整流回路９によって整流された電圧を安定化させ、内部電源電圧ＶＤＤとして出力する。
【００３９】
変調／復調部４は、変調部と復調部とから構成されている。変調部は、アンテナ２が接続されるアンテナ端子インピーダンスをデータに応じて変化させることで反射波（バックスキャッタ）を変調する。
【００４０】
復調部は、情報の読み出しや書き込みを行うリーダ／ライタから送信されるＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：振幅シフトキーイング）変調でキャリア信号に加えられた各種コマンドなど復調してデジタル信号に変換して受信系論理回路６に出力する。
【００４１】
送信系論理回路５は、応答の有無、応答種別、応答パラメータの指示を受け必要に応じてメモリ部８からデータを取り出し、応答データの伝送速度に応じて変調／復調部４のバックスキャッタ用スイッチ１２（図２）を動作させる。
【００４２】
受信系論理回路６は、変調／復調部４が復調した信号のコマンド判定を行う。制御回路７は、受信系論理回路６が判定したコマンドに基づいて、メモリ部８への情報の読み出し／書き込みにおける動作制御を司り、情報の読み出し／書き込みを行う。
【００４３】
メモリ部８は、たとえば、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性メモリからなり、各種データなどが格納される。
【００４４】
図２は、ＩＤタグ１における整流部３、および変調／復調部４の構成を示した説明図である。
【００４５】
整流回路９によって整流された電圧（一次電圧）は、電源電圧制御回路１０によって安定化され、内部電源電圧ＶＤＤとして、変調／復調部４、および送信系論理回路５、受信系論理回路６、制御回路７、ならびにメモリ部８からなる内部回路１１に出力される。
【００４６】
電源電圧制御回路１０は、レギュレータ１０ａ、および静電容量素子１０ｂからなる。安定化電圧回路となるレギュレータ１０ａは、整流回路９が整流された電圧を安定化させ、内部電源電圧ＶＤＤを生成する。静電容量素子１０ｂは、レギュレータ１０ａの出力部と基準電位ＶＳＳとの間に接続されている。この静電容量素子１０ｂは、電荷を蓄積し、レギュレータ１０ａからの電流供給が低下した際に、変調／復調部４やその他の内部回路である内部回路１１に電源を供給する。
【００４７】
整流回路９の入力部には、アンテナ端子ＬＡ，ＬＢがそれぞれ接続されている。アンテナ端子ＬＡには、アンテナ２の一方の端部が接続されており、アンテナ端子ＬＢには、該アンテナ２の他方の端部が接続されている。
【００４８】
また、変調／復調部４は、バックスキャッタ用スイッチ１２からなる変調部と、ＡＳＫ前段昇圧回路１３、および復調回路１４とからなる復調部とから構成されている。バックスキャッタ用スイッチ１２は、たとえば、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタからなり、ＩＤタグ１からリーダ／ライタへデータ送信するバックスキャッタ通信時に送信系論理回路５の制御に基づいてＯＮ／ＯＦＦ動作を行う。
【００４９】
ＡＳＫ前段昇圧回路１３は、リーダ／ライタから出力された電波を昇圧／整流し、包絡線検波を行う。復調回路１４は、ＡＳＫ前段昇圧回路１３から出力された検波信号をＡＳＫ復調してデジタル信号に変換する。
【００５０】
ＡＳＫ前段昇圧回路１３は、静電容量素子１５，１６、およびダイオード１７，１８から構成されている。また、このＡＳＫ前段昇圧回路１３には、変調部であるバックスキャッタ用スイッチ１２が設けられている。
【００５１】
静電容量素子１５の一方の接続部には、アンテナ端子ＬＡが接続されており、該静電容量素子１５の他方の接続部には、ダイオード１７のカソード、ダイオード１８のアノード、ならびにバックスキャッタ用スイッチ１２の一方の接続部がそれぞれ接続されている。
【００５２】
ダイオード１８のカソードには、静電容量素子１６の一方の接続部が接続されており、該ダイオード１８のカソードがＡＳＫ前段昇圧回路１３の出力部となっている。また、ダイオード１７のアノード、バックスキャッタ用スイッチ１２の他方の接続部、および静電容量素子１６の他方の接続部には、アンテナ端子ＬＢがそれぞれ接続されている。
【００５３】
次に、本実施の形態によるバックスキャッタ用スイッチ１２の作用について説明する。
【００５４】
図３は、バックスキャッタ通信時におけるバックスキャッタ信号の説明図である。この図３に示した信号は、アンテナ端子ＬＡ，ＬＢ間の振幅を示している。
【００５５】
バックスキャッタ通信においては、図示するように、ＩＤタグ１がバックスキャッタ信号’１’を送信する際には、送信系論理回路５の制御によってバックスキャッタ用スイッチ１２をＯＮさせることにより、アンテナ端子ＬＡ，ＬＢ間のインピーダンスを変化させてマッチングをずらして反射係数を大きくする。
【００５６】
また、ＩＤタグ１がバックスキャッタ信号’０’を送信する際には、送信系論理回路５がバックスキャッタ用スイッチ１２をＯＦＦして反射係数を小さくしている。
【００５７】
このバックスキャッタ通信時において、バックスキャッタ用スイッチ１２をＯＮさせるバックスキャッタ信号’１’を送信する際に、バックスキャッタ用スイッチ１２を内部電源電圧ＶＤＤに電流供給する整流回路９などと並列に接続される経路であるＡＳＫ前段昇圧回路１３に設けたことにより、整流部３の経路から、内部電源電圧ＶＤＤに供給する電流を引き抜くことを防止することができる。
【００５８】
よって、バックスキャッタ通信時に、バックスキャッタ用スイッチ１２がＯＮすることによって捨てられてしまう電流は、変調／復調部４の信号受信の経路のみから発生することになる。
【００５９】
このことから、バックスキャッタ用スイッチ１２がＯＮした際にインピーダンスマッチング分以外の余分な電流ロスを防止することができる。また、バックスキャッタ用スイッチ１２をＡＳＫ前段昇圧回路１３に設けても、ＡＳＫ信号受信とバックスキャッタ通信とは異なるタイミングで行われるために、復調部への悪影響はない。
【００６０】
さらに、ＡＳＫ前段昇圧回路１３は、整流部３のように大電圧を供給するような回路構成になっていないために、大電力入力時においても、整流回路９のように強い電流引き抜きパスを必要としない。よって、大電力時のバックスキャッタ強度も確保しやすいことになる。
【００６１】
それにより、本実施の形態１によれば、バックスキャッタ通信時におけるＩＤタグ１とリーダ／ライタとの通信可能距離を大きくすることができる。
【００６２】
また、ＩＤタグ１とリーダ／ライタが近距離通信される大電力入力時においても、バックスキャッタ強度を確保することができる。
【００６３】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２によるＩＤタグに設けられたＡＳＫ前段昇圧回路、およびバックスキャッタ用スイッチの回路例を示す説明図、図５は、図４の整流部、および変調／復調部の構成例を示す回路図である。
【００６４】
本実施の形態２において、ＩＤタグ１（図１）は、前記実施の形態１と同様に、アンテナ２、整流部３、変調／復調部４、送信系論理回路５、受信系論理回路６、制御回路７、およびメモリ部８から構成されている。
【００６５】
また、整流部３の構成についても、前記実施の形態１と同様に、整流回路９、レギュレータ１０ａ、および静電容量素子１０ｂからなり、変調／復調部４の構成においても、前記実施の形態１と同様に、バックスキャッタ用スイッチ１２（変調部）とＡＳＫ前段昇圧回路１３、および復調回路１４とからなる復調部とから構成されている。
【００６６】
さらに、ＡＳＫ前段昇圧回路１３の構成についても、静電容量素子１５，１６、およびダイオード１７，１８から構成されており、該ＡＳＫ前段昇圧回路１３にバックスキャッタ用スイッチ１２が設けられているが、前記実施の形態１と異なる点は、バックスキャッタ用スイッチ１２の接続位置である。
【００６７】
図４は、ＡＳＫ前段昇圧回路１３、およびバックスキャッタ用スイッチ１２の回路例を示す説明図である。
【００６８】
この場合、バックスキャッタ用スイッチ１２は、図２で示したダイオード１７，１８の間ではなく、ＡＳＫ前段昇圧回路１３の出力部と基準電位ＶＳＳとの間に（静電容量素子１６の一方の接続部にバックスキャッタ用スイッチ１２の一方の接続部が接続され、静電容量素子１６の他方の接続部にバックスキャッタ用スイッチ１２の他方の接続部が接続されている）接続されている。
【００６９】
前記実施の形態１で示したバックスキャッタ用スイッチ１２の接続位置では、ダイオード１７，１８で構成される整流回路の動作時に大きな振幅が発生してしまい、バックスキャッタ用スイッチ１２であるＭＯＳトランジスタの寄生容量や寄生抵抗などによって余分な電力を消費してしまうことになるが、図４に示したバックスキャッタ用スイッチ１２の接続位置では、該整流回路の振幅を略なくすことができるので、余分な電力の消費を防止することができる。
【００７０】
図５は、本発明を適用したＩＤタグ１における整流部３、および変調／復調部４の構成例を回路図である。
【００７１】
整流回路９は、静電容量素子Ｃ１〜Ｃ４、ダイオードＤ１〜Ｄ８、および抵抗Ｒ１から構成されている。チャージポンプ回路を構成する静電容量素子Ｃ１，Ｃ２の一方の接続部には、アンテナ端子ＬＡがそれぞれ接続されている。
【００７２】
静電容量素子Ｃ１の他方の接続部には、ダイオードＤ４のアノード、およびダイオードＤ３のカソードがそれぞれ接続されている。静電容量素子Ｃ２の他方の接続部には、ダイオードＤ１のカソード、ならびにダイオードＤ２のアノードがそれぞれ接続されている。
【００７３】
ダイオードＤ２のカソードには、ダイオードＤ３のアノード、および静電容量素子Ｃ３の一方の接続部がそれぞれ接続されている。ダイオードＤ４のカソードには、抵抗Ｒ１の一方の接続部、静電容量素子Ｃ４の一方の接続部、およびダイオードＤ５のアノードがそれぞれ接続されている。
【００７４】
ダイオードＤ５のカソードには、ダイオードＤ６のアノードが接続されており、ダイオードＤ６のカソードには、ダイオードＤ７のアノードが接続されている。また、ダイオードＤ７のカソードには、ダイオードＤ８のアノードが接続されている。
【００７５】
また、ダイオードＤ１のアノード、静電量素素子Ｃ３，Ｃ４の他方の接続部、ならびにダイオードＤ８のカソードには、アンテナ端子ＬＢがそれぞれ接続されている。ダイオードＤ５〜Ｄ８は、たとえば、ダイオード接続されたＭＯＳトランジスタからなり、整流回路９に大電力が入力された際に電流の引き抜きを行う保護回路である。
【００７６】
ＡＳＫ前段昇圧回路１３は、静電容量素子１５，１６、およびダイオード１７，１８から構成されており、接続構成は、図４と同様である。また、図５では、バックスキャッタ用スイッチ１２をＭＯＳトランジスタで示している。
【００７７】
続いて、レギュレータ１０ａは、抵抗Ｒ２，Ｒ３、オペアンプＯＰ、トランジスタＴ１、および基準電圧発生回路ＶｒＣから構成されている。抵抗Ｒ１の他方の接続部（整流回路９の出力部）には、クランプ用のＭＯＳトランジスタとなるトランジスタＴ１の一方の接続部、および抵抗Ｒ２の一方の接続部がそれぞれ接続されている。この接続部は、レギュレータ１０ａの出力部ともなり、復調回路１４、および内部回路１１の電源端子にも接続されている。
【００７８】
抵抗Ｒ２の他方の接続部には、抵抗Ｒ３の一方の接続部、およびオペアンプＯＰの一方の入力部がそれぞれ接続されている。基準電圧発生回路ＶｒＣは、基準電圧ＶＲＥＦを生成する。
【００７９】
オペアンプＯＰの他方の入力部には、基準電圧発生回路ＶｒＣが生成した基準電圧ＶＲＥＦが入力されるように接続されている。抵抗Ｒ３の他方の接続部、ならびにトランジスタＴ１の他方の接続部には、アンテナ端子ＬＢが接続されている。
【００８０】
また、静電容量素子１０ｂの一方の接続部には、トランジスタＴ１の一方の接続部が接続されており、静電容量素子１０ｂの他方の接続部には、トランジスタＴ１の他方の接続部が接続されている。
【００８１】
それにより、本実施の形態２によれば、バックスキャッタ通信時におけるＩＤタグ１とリーダ／ライタとの通信可能距離をより大きくすることができる。
【００８２】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３によるＩＤタグに設けられた整流部、変調／復調部、メモリ部、メモリ用昇圧回路、および内部回路の構成を示した説明図である。
【００８３】
本実施の形態３において、ＩＤタグ１は、アンテナ２、整流部３、変調／復調部４、送信系論理回路５、受信系論理回路６、制御回路７、およびメモリ部８からなる前記実施の形態１と同様の構成に、新たにメモリ部８に電源を供給するメモリ用昇圧回路８ａが新たに設けられている。
【００８４】
図６は、ＩＤタグ１における整流部３、変調／復調部４、メモリ部８、ならびにメモリ用昇圧回路８ａの構成を示した説明図である。
【００８５】
この場合、変調部を構成するバックスキャッタ用スイッチ１２が変調／復調部４のＡＳＫ前段昇圧回路１３に設けられているのではなく、メモリ用昇圧回路８ａに設けられている点が前記実施の形態１と異なっている。
【００８６】
メモリ用昇圧回路８ａの入力部には、アンテナ端子ＬＡ，ＬＢがそれぞれ接続されており、整流回路９と並列接続された構成となっている。メモリ用昇圧回路８ａは、アンテナ２を介して受信した電波から、メモリ部８の動作電力となる昇圧電源電圧を生成し、メモリ部８に供給する。
【００８７】
また、その他の接続構成については、前記実施の形態１の図２と同様であるので、説明は省略する。
【００８８】
それによって、本実施の形態１においても、バックスキャッタ通信時におけるＩＤタグ１とリーダ／ライタとの通信可能距離を大きくすることができる。
【００８９】
また、本実施の形態３の構成では、ＡＳＫ前段昇圧回路１３にバックスキャッタ用スイッチ１２が不要となるので、たとえば、図７に示すように、整流回路９内にＡＳＫ前段昇圧回路１３（図示せず）を備える構成としてもよい。
【００９０】
（実施の形態４）
図８は、本発明の実施の形態４によるＩＤタグにおける整流部、および変調／復調部の構成例を示した説明図である。
【００９１】
本実施の形態４は、図８に示すように、前記実施の形態１の図２の構成に、新たにレベルシフタ１９を備えた構成となっている。レベルシフタ１９は、送信系論理回路５から出力される内部電源電圧ＶＤＤ−基準電位ＶＳＳ振幅のバックスキャッタ用スイッチ１２の制御信号を、整流回路９が昇圧、および整流した電源電圧ＶＰＰ−基準電位ＶＳＳ振幅にレベル変換してバックスキャッタ用スイッチ１２に出力する。
【００９２】
電源電圧ＶＰＰは、内部電源電圧ＶＤＤよりも電圧レベルが高い。この電源電圧ＶＰＰでバックスキャッタ用スイッチ１２であるＭＯＳトランジスタをＯＮさせることによって、大電力入力時であっても該ＭＯＳトランジスタのＯＮ抵抗を小さくすることができ、バックスキャッタ強度を十分確保することが可能となる。
【００９３】
それにより、本実施の形態４においては、ＩＤタグ１とリーダ／ライタとの近距離通信した際の大電力入力時であっても安定した通信を行うことができる。
【００９４】
（実施の形態５）
図９は、本発明の実施の形態５によるＩＤタグの構成例を示したブロック図である。
【００９５】
本実施の形態５は、整流部３、内部回路１１、ＡＳＫ前段昇圧回路１３、および復調回路１４からなる前記実施の形態１の図２と同様の構成に、図９に示すように、整流部３ａと第１の内部回路となる内部回路１１ａとを新たに設けた構成となっている。
【００９６】
第２の内部回路となる内部回路１１には、たとえば、基準クロック信号を生成するクロック信号生成回路などが設けられており、内部回路１１ａには、その他のロジック系回路である送信系論理回路５、受信系論理回路６、制御回路７、ならびにメモリ部８などが設けられる。
【００９７】
整流部３ａの構成は、整流部３（第１の整流回路となる整流回路９、第２の電圧安定化回路となるレギュレータ１０ａ、および静電容量素子１０ｂ）と同様に、第２の整流回路となる整流回路、第２の安定化電圧回路となるレギュレータ、および静電容量素子から構成されており、バックスキャッタ用スイッチ１２は、たとえば、内部回路１１ａに内部電源電圧ＶＤＤ２を供給する整流部３ａに設けられた構成となっている。
【００９８】
バックスキャッタ用スイッチ１２がＯＮになった際、整流部３は、バックスキャッタ用スイッチ１２が設けられていないために、整流部３ａに比べて、より安定した内部電源電圧ＶＤＤを供給することが可能となる。
【００９９】
よって、バックスキャッタ用スイッチ１２がＯＮの場合でも、内部回路１１に設けられたクロック信号生成回路が、周波数変動の少ない安定した基準クロック信号を生成することができる。
【０１００】
それにより、本実施の形態５によれば、ＩＤタグ１の通信性能を向上させることができる。
【０１０１】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、ＲＦＩＤシステムにおけるリーダ／ライタとＩＤタグと通信技術に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の形態１によるＩＤタグの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１のＩＤタグにおける整流部、および変調／復調部の構成例を示した説明図である。
【図３】ＩＤタグによるバックスキャッタ通信時におけるバックスキャッタ信号の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２によるＩＤタグに設けられたＡＳＫ前段昇圧回路、およびバックスキャッタ用スイッチの回路例を示す説明図である。
【図５】図４の整流部、および変調／復調部の構成例を示す回路図である。
【図６】本発明の実施の形態３によるＩＤタグに設けられた整流部、変調／復調部、メモリ部、メモリ用昇圧回路、および内部回路の構成を示した説明図である。
【図７】本発明の他の実施の形態によるＩＤタグに設けられた整流部、変調／復調部、メモリ部、メモリ用昇圧回路、および内部回路の構成を示した説明図である。
【図８】本発明の実施の形態４によるＩＤタグにおける整流部、および変調／復調部の構成例を示した説明図である。
【図９】本発明の実施の形態５によるＩＤタグの構成例を示したブロック図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１ ＩＤタグ
２ アンテナ
３ 整流部
３ａ 整流部
４ 変調／復調部
５ 送信系論理回路
６ 受信系論理回路
７ 制御回路
８ メモリ部
８ａ メモリ用昇圧回路
９ 整流回路
１０ 電源電圧制御回路
１０ａ レギュレータ
１０ｂ 静電容量素子
１１ 内部回路
１１ａ 内部回路
１２ バックスキャッタ用スイッチ
１３ ＡＳＫ前段昇圧回路
１４ 復調回路
１５，１６ 静電容量素子
１７，１８ ダイオード
１９ レベルシフタ
ＬＡ，ＬＢ アンテナ端子
Ｃ１〜Ｃ４ 静電容量素子
Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード
Ｒ１〜Ｒ３ 抵抗
ＯＰ オペアンプ
Ｔ１ トランジスタ
ＶｒＣ 基準電圧発生回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リーダ／ライタから受けた電波を電力に変換し、前記リーダ／ライタへ情報を送信する際にバックスキャッタ通信を行うＩＤタグであって、
前記リーダ／ライタからの電波を送受信するアンテナと、
前記アンテナに接続され、前記アンテナが受信した前記リーダ／ライタから出力された電波の電磁誘導による電力を整流して一次電圧を生成する整流回路と、
前記整流回路が生成した一次電圧を安定化して内部電源電圧を生成し、内部回路に供給する安定化電圧回路と、
前記ＩＤタグが、バックスキャッタ通信を行う際に、前記アンテナのインピーダンスを変化させてマッチングをずらすバックスキャッタ用スイッチとを備え、
前記バックスキャッタ用スイッチは、前記整流回路に並列接続された内部回路に設けられていることを特徴とするＩＤタグ。
【請求項２】
請求項１記載のＩＤタグにおいて、
前記整流回路に並列接続された内部回路は、
前記アンテナが受信した前記リーダ／ライタから出力された電波を昇圧／整流し、包絡線検波を行うＡＳＫ前段昇圧回路であり、
前記バックスキャッタ用スイッチは、
前記ＡＳＫ前段昇圧回路に設けられていることを特徴とするＩＤタグ。
【請求項３】
請求項２記載のＩＤタグにおいて、
前記バックスキャッタ用スイッチは、
前記ＡＳＫ前段昇圧回路の出力部と基準電位との間に接続されていることを特徴とするＩＤタグ。
【請求項４】
請求項２または３記載のＩＤタグにおいて、
前記バックスキャッタ用スイッチを動作制御する制御信号をレベル変換するレベルシフタを備え、
前記レベルシフタは、
前記バックスキャッタ用スイッチを、前記整流回路が生成した一次電圧によって駆動させることを特徴とするＩＤタグ。
【請求項５】
請求項１記載のＩＤタグにおいて、
前記整流回路に並列接続された内部回路は、
前記アンテナが受信した前記リーダ／ライタから出力された電波を昇圧／整流して昇圧電源電圧を生成し、情報の格納を行うメモリ部の動作電源として供給するメモリ用昇圧回路であることを特徴とするＩＤタグ。
【請求項６】
リーダ／ライタから受けた電波を電力に変換し、前記リーダ／ライタへ情報を送信する際にバックスキャッタ通信を行うＩＤタグであって、
前記リーダ／ライタからの電波を送受信するアンテナと、
前記アンテナに接続され、前記アンテナが受信した前記リーダ／ライタから出力された電波の電磁誘導による電力を整流して一次電圧を生成する第１の整流回路と、
前記第１の整流回路が生成した一次電圧を安定化して内部電源電圧を生成し、第１の内部回路に供給する第１の安定化電圧回路と、
前記第１の整流回路に並列接続され、前記アンテナが受信した前記リーダ／ライタから出力された電波の電磁誘導による電力を整流して一次電圧を生成する第２の整流回路と、
前記第１の整流回路が生成した一次電圧を安定化して内部電源電圧を生成し、第２の内部回路に供給する第２の安定化電圧回路と、
前記ＩＤタグがバックスキャッタ通信を行う際に、前記アンテナのインピーダンスを変化させてマッチングをずらすバックスキャッタ用スイッチとを備え、
前記バックスキャッタ用スイッチは、前記第１の整流回路に並列接続された前記第２の整流回路に設けられていることを特徴とするＩＤタグ。
【請求項７】
請求項６記載のＩＤタグにおいて、
前記第１の内部回路は、基準クロックを生成し、論理回路に供給するクロック生成回路からなり、
前記第２の内部回路は、前記論理回路からなることを特徴とするＩＤタグ。
【請求項８】
請求項６または７記載のＩＤタグにおいて、
前記第１の整流回路に並列接続され、前記アンテナが受信した前記リーダ／ライタから出力された電波を昇圧／整流し、包絡線検波を行うＡＳＫ前段昇圧回路を有することを特徴とするＩＤタグ。
【請求項１】
リーダ／ライタから受けた電波を電力に変換し、前記リーダ／ライタへ情報を送信する際にバックスキャッタ通信を行うＩＤタグであって、
前記リーダ／ライタからの電波を送受信するアンテナと、
前記アンテナに接続され、前記アンテナが受信した前記リーダ／ライタから出力された電波の電磁誘導による電力を整流して一次電圧を生成する整流回路と、
前記整流回路が生成した一次電圧を安定化して内部電源電圧を生成し、内部回路に供給する安定化電圧回路と、
前記ＩＤタグが、バックスキャッタ通信を行う際に、前記アンテナのインピーダンスを変化させてマッチングをずらすバックスキャッタ用スイッチとを備え、
前記バックスキャッタ用スイッチは、前記整流回路に並列接続された内部回路に設けられていることを特徴とするＩＤタグ。
【請求項２】
請求項１記載のＩＤタグにおいて、
前記整流回路に並列接続された内部回路は、
前記アンテナが受信した前記リーダ／ライタから出力された電波を昇圧／整流し、包絡線検波を行うＡＳＫ前段昇圧回路であり、
前記バックスキャッタ用スイッチは、
前記ＡＳＫ前段昇圧回路に設けられていることを特徴とするＩＤタグ。
【請求項３】
請求項２記載のＩＤタグにおいて、
前記バックスキャッタ用スイッチは、
前記ＡＳＫ前段昇圧回路の出力部と基準電位との間に接続されていることを特徴とするＩＤタグ。
【請求項４】
請求項２または３記載のＩＤタグにおいて、
前記バックスキャッタ用スイッチを動作制御する制御信号をレベル変換するレベルシフタを備え、
前記レベルシフタは、
前記バックスキャッタ用スイッチを、前記整流回路が生成した一次電圧によって駆動させることを特徴とするＩＤタグ。
【請求項５】
請求項１記載のＩＤタグにおいて、
前記整流回路に並列接続された内部回路は、
前記アンテナが受信した前記リーダ／ライタから出力された電波を昇圧／整流して昇圧電源電圧を生成し、情報の格納を行うメモリ部の動作電源として供給するメモリ用昇圧回路であることを特徴とするＩＤタグ。
【請求項６】
リーダ／ライタから受けた電波を電力に変換し、前記リーダ／ライタへ情報を送信する際にバックスキャッタ通信を行うＩＤタグであって、
前記リーダ／ライタからの電波を送受信するアンテナと、
前記アンテナに接続され、前記アンテナが受信した前記リーダ／ライタから出力された電波の電磁誘導による電力を整流して一次電圧を生成する第１の整流回路と、
前記第１の整流回路が生成した一次電圧を安定化して内部電源電圧を生成し、第１の内部回路に供給する第１の安定化電圧回路と、
前記第１の整流回路に並列接続され、前記アンテナが受信した前記リーダ／ライタから出力された電波の電磁誘導による電力を整流して一次電圧を生成する第２の整流回路と、
前記第１の整流回路が生成した一次電圧を安定化して内部電源電圧を生成し、第２の内部回路に供給する第２の安定化電圧回路と、
前記ＩＤタグがバックスキャッタ通信を行う際に、前記アンテナのインピーダンスを変化させてマッチングをずらすバックスキャッタ用スイッチとを備え、
前記バックスキャッタ用スイッチは、前記第１の整流回路に並列接続された前記第２の整流回路に設けられていることを特徴とするＩＤタグ。
【請求項７】
請求項６記載のＩＤタグにおいて、
前記第１の内部回路は、基準クロックを生成し、論理回路に供給するクロック生成回路からなり、
前記第２の内部回路は、前記論理回路からなることを特徴とするＩＤタグ。
【請求項８】
請求項６または７記載のＩＤタグにおいて、
前記第１の整流回路に並列接続され、前記アンテナが受信した前記リーダ／ライタから出力された電波を昇圧／整流し、包絡線検波を行うＡＳＫ前段昇圧回路を有することを特徴とするＩＤタグ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１３０８９６（Ｐ２００９−１３０８９６Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０７０００（Ｐ２００７−３０７０００）
【出願日】平成１９年１１月２８日（２００７．１１．２８）
【出願人】（５０３１２１１０３）株式会社ルネサステクノロジ (4,790)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２８日（２００７．１１．２８）
【出願人】（５０３１２１１０３）株式会社ルネサステクノロジ (4,790)
【Ｆターム（参考）】
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