JPH09116495A - ワイヤレスデータキャリアシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＣタグが小さな消費電力で、長距離かつ広
い範囲に渡って読み取り器との通信を可能にする。 【解決手段】 読み取り器からＩＣタグへの情報通信媒
体して電磁波を用いる。一方、ＩＣタグから読み取り器
への情報通信媒体として赤外光を用いる。読み取り器
は、電磁波を放射するアンテナと、赤外光を受光する赤
外線受光素子とを有する。ＩＣタグは、電磁波の受信感
度に指向性のあるアンテナと赤外光を出射する１つ以上
の赤外線発光素子とを含む入出力部を柱状の物体の周囲
に複数個配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非接触型のＩＣタ
グを用いたワイヤレスデータキャリアシステムに関す
る。ここで、ＩＣタグはＩＣメモリを利用したデータキ
ャリアをいう。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣタグは、従来の磁気テープによるカ
ード等に比べて大きなメモリ容量を有することや、デー
タの解読や偽造がしにくいといった安全性の高さが特徴
になっている。このＩＣタグと読み取り器が接触するこ
となく通信できるワイヤレスデータキャリアシステム
は、ＩＣタグに記憶された情報の読み取り動作が簡単で
あるために近年急速に普及しつつある。

【０００３】図３は、非接触型ＩＣタグの種類と通信距
離の関係を示す。近接タイプの通信距離は、容量結合型
が１ｍｍ以下であり、電磁結合型が３ｍｍ以下である。
一方、遠隔タイプの通信距離は、中波帯無線型が約１ｍ
以下であり、マイクロ波帯無線型が約５〜６ｍ以下であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近接タイプの非接触型
ＩＣタグは、ＩＣを動作させるための電力の転送が容易
であるので、ＩＣタグに電池を備える必要がなく、さら
に電極接点の腐食・信頼性を憂慮しなくてすむなど、接
触型ＩＣカード等と比較して優れた特徴をもっている。
しかし、通信距離が非常に短いので、今のところ磁気カ
ードや接触型ＩＣカードと同様の適用範囲に限られてい
る。

【０００５】遠隔タイプの非接触型ＩＣタグは、通信距
離が数十ｃｍから数ｍと長く、読み取り器への出し入れ
をすることなく使用可能である。したがって、自動車や
列車あるいは工場のベルトコンベア上の製品等、移動し
ている物の管理に応用され、その応用も従来のカードで
は不可能な範囲へ広がってきている。しかし、ＩＣタグ
側から読み取り器への通信に大きな電力を要するので、
ほとんどの場合ＩＣタグに電池を内蔵する必要があっ
た。そのため、電池交換が不可欠であり不便であった。

【０００６】また、長波帯で電磁誘導を利用して電力を
送るシステムも考えられている。しかし、ＩＣタグ側か
らも長波帯の信号を送る必要があり、通信距離はせいぜ
い１ｍ程度が限界であった。また、少ない電力で長距離
の通信が可能な赤外線発光素子をＩＣタグからの送信に
利用したシステムも考えられている。しかし、赤外線発
光素子は指向性が強く、ＩＣタグから発せられる赤外光
が読み取り器に正確に向いていないと通信ができないの
で、非常に使いにくくなっていた。

【０００７】本発明は、ＩＣタグが小さな消費電力で、
長距離かつ広い範囲に渡って読み取り器と通信すること
ができるワイヤレスデータキャリアシステムを提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のワイヤレスデー
タキャリアシステムは、読み取り器からＩＣタグへの情
報通信媒体して電磁波を用いる。これにより、長距離で
広い範囲にあるＩＣタグに情報を送ることができる。一
方、ＩＣタグから読み取り器への情報通信媒体として赤
外光を用いる。

【０００９】読み取り器は、電磁波を放射するアンテナ
と、赤外光を受光する赤外線受光素子とを有する。ＩＣ
タグは、電磁波の受信感度に指向性のあるアンテナと赤
外光を出射する１つ以上の赤外線発光素子とを含む入出
力部を柱状の物体の周囲に複数個配置する。これによ
り、読み取り器から放射された電磁波の受信強度が各入
出力部のアンテナによって異なるので、読み取り器が存
在する方向を特定することができる。この最大強度の電
磁波を受信したアンテナと同じ入出力部にある赤外線発
光素子を動作させ、そのアンテナの指向性の向きに対し
て赤外光の強度を最大にすることにより、効率よくＩＣ
タグから読み取り器に情報を送ることができる。

【００１０】このように、本発明のワイヤレスデータキ
ャリアシステムでは、ＩＣタグに備えられた複数のアン
テナの受信強度の違いから電磁波の入射方向、すなわち
読み取り器の方向を定め、ＩＣタグからその方向に赤外
光を送出させる。したがって、読み取り器とＩＣタグ
が、小さな消費電力で長距離かつ広い範囲に渡って通信
することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）図１は、本発明のワイヤレスデータ
キャリアシステムの第１の実施形態を示す。本実施形態
は、ＩＣタグが電池をもたない場合のものである。図に
おいて、１は読み取り器、２はＩＣタグ、３はホストコ
ンピュータであり、読み取り器１とＩＣタグ２との間は
無線回線で接続され、読み取り器１とホストコンピュー
タ３との間は有線回線で接続される。

【００１２】読み取り器１は、ホストコンピュータ３と
のインタフェース処理を行うインタフェース回路部１１
と、ＩＣタグ２への電磁波を送信する送信用アンテナ１
３と、ＩＣタグ２からの赤外光を受光する赤外線受光素
子１４とを備え、制御部１２が各部を制御する構成であ
る。ＩＣタグ２は、その周囲に配置される複数の入出力
部２０と、各入出力部２０に接続される送受信用回路部
２１と、ＩＣメモリ２３とを備え、主制御部２２が送受
信用回路部２１およびＩＣメモリを制御する構成であ
る。入出力部２０は、読み取り器１からの電磁波を受信
する受信用アンテナ２４と、１つ以上の赤外線発光素子
２５と、受信用アンテナ２４に受信された電磁波から得
られた電力を蓄積し各部に供給する整流・充電回路部２
６とにより構成される。

【００１３】以下、本実施形態の動作について説明す
る。ホストコンピュータ３から読み取り器１に対して、
ＩＣタグ２のＩＣメモリ２３に記憶されたデータを読み
出すように指示がいくと、読み取り器１の送信用アンテ
ナ１３から送電のための電磁波を所定の時間放射する。
この電磁波は、ＩＣタグ２の入出力部２０にある受信用
アンテナ２４に受信される。ここで、例えばＩＣタグ２
の円筒面に配置される各受信用アンテナ２４の最大感度
方向が法線方向とすると、読み取り器１と正体する位置
に最も近いアンテナの受信強度が最大となる。各受信用
アンテナ２４で受信された電力は、各入出力部２０にあ
る整流・充電回路部２６に充電される。すなわち、読み
取り器１に対向する入出力部２０に最大の電力が蓄積さ
れる。

【００１４】所定の時間後、読み取り器１は送電に用い
た電磁波を搬送波として、振幅変調または周波数変調さ
れたメモリ情報転送を指示する信号を送信する。ＩＣタ
グ２は充電された電力を用い、送受信用回路部２１，主
制御部２２，ＩＣメモリ２３，赤外線発光素子２５を動
作させ、読み取り器１からの信号を受信および復調し、
ＩＣメモリ２３から情報を読み出し、このメモリ情報を
赤外線発光素子２５から送信する。このとき、赤外線発
光素子２５は各入出力部２０の整流・充電回路部２６に
蓄積された電力を用いるので、最大電力を受信した受信
用アンテナ２４と同じ入出力部２０に搭載された赤外線
発光素子２５から最大強度の赤外光が出射されることに
なる。１つの赤外線発光素子２５の通信エリアに比べて
受信用アンテナ２４の通信エリアが広い場合には、受信
用アンテナ２３の通信エリアをカバーするように赤外線
発光素子２５が複数個設置される。これにより、ＩＣタ
グ２の赤外線発光素子２５から送信された赤外光は、読
み取り器１の赤外線受光素子１４に確実に受信され、メ
モリ情報の読み取り動作は終了する。

【００１５】この一連の動作において、ＩＣタグ２内で
は、ＩＣ等の電気回路や赤外線発光素子等の低消費電力
の素子のみが駆動されるので、電磁波によってＩＣタグ
２に送電された電力でも十分に動作が可能である。ま
た、ＩＣタグ２のＩＣメモリ２３のデータを書き換える
場合には、ＩＣタグ２から読み取り器１へ送信する必要
がなく、ＩＣタグ２内で駆動される回路が減るので、電
力の消費はさらに少なくてすむ。

【００１６】（第２の実施形態）図２は、本発明のワイ
ヤレスデータキャリアシステムの第２の実施形態を示
す。本実施形態は、ＩＣタグが電池をもつ場合のもので
ある。したがって、ＩＣタグ２は読み取り器１からの送
電が不要となり、指示信号のみを受信すればよいので、
さらに長距離の通信が可能となる。なお、読み取り器１
およびホストコンピュータ３の構成は同じであるので省
略する。

【００１７】図において、ＩＣタグ２′は、複数の入出
力部２０′、送受信用回路部２１、主制御部２２、ＩＣ
メモリ２３に加えて、複数の入出力部２０′の１つを選
択する入出力部選択回路２７および電池２８を備える。
入出力部２０′は、受信用アンテナ２４および１つ以上
の赤外線発光素子２５のみが備えられる。以下、本実施
形態の動作について説明する。

【００１８】ホストコンピュータ３から読み取り器１に
対して、ＩＣタグ２′のＩＣメモリ２３に記憶されたデ
ータを読み出すように指示がいくと、読み取り器１の送
信用アンテナ１３からメモリ情報転送を指示する信号を
送信する。ＩＣタグ２′は読み取り器１からの信号を受
信用アンテナ２３で受信し、さらに送受信用回路部２１
で復調し、主制御部２２の制御によりＩＣメモリ２３か
ら情報を読み出し、このメモリ情報を赤外線発光素子２
５から送信する。このとき、最大電力を受信した受信用
アンテナ２４をもつ入出力部２０′を入出力部選択回路
２８が判別し、その赤外線発光素子２５を送信用に決定
する。これにより、ＩＣタグ２′の赤外線発光素子２５
から送信された赤外光は、読み取り器１の赤外線受光素
子１４に確実に受信され、メモリ情報の読み取り動作は
終了する。

【００１９】この一連の動作において、ＩＣタグ２′内
では、ＩＣ等の電気回路や赤外線発光素子等の低消費電
力の素子のみが駆動されるので、電池２８の寿命は長く
なる

【００２０】。

【発明の効果】以上説明したように、本発明のワイヤレ
スデータキャリアシステムでは、低消費電力でＩＣタグ
を動作させることができるので、電池をもたない構成で
も対応でき、また電池をもつ構成でもその寿命を長くす
ることができる。さらに、読み取り器からＩＣタグへは
電磁波を用い、ＩＣタグから読み取り器へは赤外光を用
いることにより、消費電力の低減とともに長距離で広い
範囲に渡って通信が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のワイヤレスデータキャリアシステムの
第１の実施形態を示すブロック図。

【図２】本発明のワイヤレスデータキャリアシステムの
第２の実施形態を示すブロック図。

【図３】非接触型ＩＣタグの種類と通信距離の関係を示
す図。

【符号の説明】 １ 読み取り器 ２ ＩＣタグ ３ ホストコンピュータ １１ インタフェース回路部 １２ 制御部 １３ 送信用アンテナ １４ 赤外線受光素子 ２０ 入出力部 ２１ 送受信用回路部 ２２ 主制御部 ２３ ＩＣメモリ ２４ 受信用アンテナ ２５ 赤外線発光素子 ２６ 整流・充電回路部 ２７ 入出力部選択回路 ２８ 電池

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一ノ瀬 裕 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読み取り器と、この読み取り器と非接触
   で通信するＩＣタグとにより構成されるワイヤレスデー
   タキャリアシステムにおいて、 前記読み取り器は、電磁波を放射するアンテナと、赤外
   光を受光する赤外線受光素子とを有し、 前記ＩＣタグは、電磁波の受信感度に指向性のあるアン
   テナと赤外光を出射する１つ以上の赤外線発光素子とを
   含む入出力部を柱状の物体の周囲に複数個配置し、前記
   読み取り器から電磁波として放射された情報信号を入出
   力部のアンテナで受信し、その情報に従ってＩＣタグ内
   のＩＣメモリの記憶情報を書き換え、あるいは記憶情報
   を入出力部の赤外線発光素子から赤外光によって前記読
   み取り器に送信する構成であることを特徴とするワイヤ
   レスデータキャリアシステム。
2. 【請求項２】 ＩＣタグは、読み取り器からの電磁波を
   受信した複数個の入出力部のうち、最大の電力を受信し
   たアンテナが存在する入出力部にある赤外線発光素子か
   ら、最大強度の赤外光を出射させる構成であることを特
   徴とする請求項１に記載のワイヤレスデータキャリアシ
   ステム。
3. 【請求項３】 ＩＣタグは、複数個の入出力部に対し
   て、共通のＩＣメモリおよびそれを制御する回路を有す
   る構成であることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ
   レスデータキャリアシステム。