JP2005165839A - Reader/writer, ic tag, article control device, and optical disk device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非接触ICタグ用リーダライタに関し、さらに詳しくは、金属による電波障害を回避する技術手段に関するものである。 The present invention relates to a reader / writer for a non-contact IC tag, and more particularly to technical means for avoiding radio wave interference caused by metal.
近年、ICカードと呼ばれる新しい情報記録媒体が、市場に広く出回っている。ICカードは、クレジットカード、銀行カード、ポイントカード等のカード状あるいはシート状の形状を備え、カード内にIC(Integrated Circuit)が組み込まれているものを総称した名称である。最近では、ICカードの応用品としてのICタグが、各種物品に付されて在庫管理等の効率化に貢献している。このようなICカードやICタグは、リーダライタとの間でのデータの授受を電波にて行うため、定期券等のように1枚単位で処理されるICカードでは特に発生しない特有の問題を有している。
即ち、商品がCDやDVD等の光ディスクの場合、記録媒体の情報記録領域にレーザ光を反射するための金属箔が形成されているため、その上にICタグを取り付けると金属箔によりリーダライタからの電波が反射と減衰によりICタグが動作するための必要磁界に達しなくなり、情報が正確に読み書きできなくなるといった問題がある。仮にICタグを光ディスクのケースの隅部等に取り付けて金属箔に重ならないようにすれば1枚単位では情報の読み書きは可能であるが、ケースと光ディスクが別体のため、必ずしもICタグから読み書きする情報が、光ディスク本体の記録情報と一致する保証がなくなる。
また前述の金属箔により電波が反射されて情報が正確に読み書きできないといった問題を解決するために、ICタグと金属との間に磁性シートを設け、それにより磁路を形成してタグ情報を読み取る技術がある。しかし、ICタグを積載した場合、磁束は外側だけ通過して内側には磁束が通過しないため、内側のタグは交信できないといった問題が残る。
また従来技術として特開2003−59177公報には、コンピュータ記録媒体に記録した再生可能な音楽・画像などの情報に対して、不正使用防止、機密情報の漏洩あるいは個人認証による機密情報の保護管理を行う技術について開示されている。それによると、RFIDおよびコンピュータ記録媒体にそれぞれ識別情報が記録されたRFID搭載コンピュータ記録媒体から情報を読み取り再生する際に、コンピュータに、前記記録媒体および前記RFIDより識別情報を読み取り、双方の識別情報から正しい利用者と認識されたとき、前記記録媒体に記録されている情報を読み取り再生を可能とする機能を実現させるためのプログラムについて開示されている。
また特開2002−245433公報には、光ディスクとICカードの融合を図るために、光ディスクの非記録領域に一体的にループアンテナとICチップを形成して光ディスクの管理を行う技術について開示されている。
また同一出願人より特開2002−24776公報として、リーダライタの磁束をICカードに効率よく集中させるために、ループコイル内に磁心を挿入したリーダライタについて開示されている。
That is, when the product is an optical disc such as a CD or DVD, a metal foil for reflecting laser light is formed on the information recording area of the recording medium. When an IC tag is attached on the metal foil, the metal foil removes the reader / writer from the reader / writer. There is a problem in that the radio waves of the IC tag do not reach the required magnetic field for the operation of the IC tag due to reflection and attenuation, and information cannot be read and written accurately. If the IC tag is attached to the corner of the optical disk case so that it does not overlap the metal foil, information can be read and written in units of one sheet. However, because the case and optical disk are separate, reading and writing are not necessarily done from the IC tag. There is no guarantee that the information to be recorded matches the recording information of the optical disc body.
In addition, in order to solve the problem that radio waves are reflected by the metal foil and the information cannot be read and written accurately, a magnetic sheet is provided between the IC tag and the metal, thereby forming a magnetic path and reading the tag information. There is technology. However, when an IC tag is loaded, the magnetic flux passes only outside and the magnetic flux does not pass inside, so that the problem remains that the inner tag cannot communicate.
Further, as a conventional technique, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-59177 discloses the protection management of confidential information by preventing unauthorized use, leakage of confidential information, or personal authentication with respect to information such as reproducible music and images recorded on a computer recording medium. The technique to perform is disclosed. According to this, when reading and reproducing information from an RFID-equipped computer recording medium in which identification information is recorded on the RFID and the computer recording medium, the computer reads the identification information from the recording medium and the RFID, and the identification information of both Discloses a program for realizing a function of reading and reproducing information recorded on the recording medium when the user is recognized as a correct user.
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-245433 discloses a technique for managing an optical disk by integrally forming a loop antenna and an IC chip in a non-recording area of the optical disk in order to fuse an optical disk and an IC card. .
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-24776 discloses a reader / writer in which a magnetic core is inserted in a loop coil in order to efficiently concentrate the magnetic flux of the reader / writer on an IC card.
前述のように光ディスク或いは金属で構成される商品にICタグを取り付けた場合、リーダライタの電波を金属が反射して正常に交信ができないといった問題がある。この問題を解決するために、光ディスクの金属箔が存在しない非情報記録領域にICタグを取り付けたり、非磁性シートをICタグに取り付けて磁路を形成する等の方法があるが、いずれの場合も複数の物品を重ねた場合、ICタグ同士の干渉や金属の影響によりリーダライタとの交信が正常に行われないといった問題が残る。
また特許文献1に開示されている従来技術は、CD等の記録媒体面以外の場所にRFIDチップを埋め込んだ構成であり、複数のCDを重ねた場合、RFIDチップの位置関係が重複する可能性があるため、ICタグ同士の干渉により必ずしも全てのRFIDチップからの情報を正確に読み取れる保証はない。
また特許文献2に開示されている従来技術は、光ディスクにICタグを一体的に構成し、光ディスクの情報は従来通り光ディスク装置により読み書きし、ICタグの情報は別のリーダライタにより読み書きするものであり、特許文献1と同様の問題を含んでいる。
また特許文献3に開示されている従来技術は、あくまでも磁束をICタグに効率良く通過させる技術であり、ループアンテナの磁心にICタグのループアンテナを挿通して読み書きするものではないため、複数のICタグの記録情報を一括して読み書きすることはできない。
本発明は、かかる課題に鑑み、リーダライタのアンテナを棒状にし、且つ商品に取り付けられたICタグのループアンテナの中心部を開口することにより、ICタグが取り付けられた商品の、タグ同士の干渉や金属による電磁波障害の影響を無くしたリーダライタを提供することを目的とする。
As described above, when an IC tag is attached to a product made of an optical disk or metal, there is a problem that the radio wave of the reader / writer is reflected by the metal and cannot communicate normally. In order to solve this problem, there are methods such as attaching an IC tag to a non-information recording area where a metal foil of an optical disk does not exist, or attaching a non-magnetic sheet to an IC tag to form a magnetic path. However, when a plurality of articles are stacked, there remains a problem that communication with the reader / writer is not normally performed due to interference between IC tags or the influence of metal.
The prior art disclosed in Patent Document 1 has a configuration in which an RFID chip is embedded in a location other than the surface of a recording medium such as a CD. When a plurality of CDs are stacked, the positional relationship between the RFID chips may overlap. Therefore, there is no guarantee that information from all RFID chips can be accurately read due to interference between IC tags.
In the prior art disclosed in Patent Document 2, an IC tag is integrally formed on an optical disc, information on the optical disc is read and written by an optical disc apparatus as usual, and information on the IC tag is read and written by another reader / writer. There is a problem similar to that of Patent Document 1.
In addition, the prior art disclosed in Patent Document 3 is a technique that allows magnetic flux to pass through the IC tag efficiently, and does not read or write by inserting the loop antenna of the IC tag into the magnetic core of the loop antenna. It is impossible to read / write the recorded information of the IC tag at once.
In view of the above problems, the present invention makes the antenna of the reader / writer a rod-like shape and opens the center of the loop antenna of the IC tag attached to the product, thereby interfering the tags of the product with the IC tag attached. Another object of the present invention is to provide a reader / writer that eliminates the effects of electromagnetic interference caused by metal or metal.
本発明はかかる課題を解決するために、請求項1は、所定の変調方式に基づく搬送電力の送信とデータの授受をICタグとの間で非接触にて行うリーダライタであって、前記リーダライタは棒状の磁心に導線を所定回数巻きつけた棒状アンテナを備え、前記ICタグのループアンテナと前記棒状アンテナの磁心が互いに挿通し合うことにより、前記ICタグに起電力を誘起して、前記ICタグとの間で所定の変調方式に基づく搬送電力の送信とデータの授受を行うことを特徴とする。
磁心に巻きつけたコイルに信号(交流信号)を流すと、磁心に磁束の変化が生じる。一方、磁心にループアンテナを挿通すると磁束変化による誘導作用によって、ループアンテナに起電力が誘起される。本発明はこの原理を利用してリーダライタのアンテナを棒状の磁心とし、そこにコイルを所定ピッチにて巻きつけ、その磁心にICタグのループアンテナを挿通するものである。
かかる発明によれば、ICタグのループアンテナと棒状アンテナの磁心が互いに挿通し合うので、金属による電波障害の影響を無くすことができる。
請求項2は、前記棒状アンテナの磁心材料は、フェライト、純鉄、珪素鋼、鉄・ニッケル合金、及びダストコアであることを特徴とする。
コイルに電流を流すと、その周囲には磁界が生ずるが、コイルの中に磁心を入れると磁心は磁石となり更に磁界が強まる。磁心には比透磁率が大きくヒステリシス現象の小さいものが好ましい。このような条件を満足する磁心として、フェライト、純鉄、珪素鋼、鉄・ニッケル合金、及びダストコアがある。
かかる発明によれば、棒状アンテナの磁心材料がフェライト、純鉄、珪素鋼、鉄・ニッケル合金、及びダストコアであるので、磁心の比透磁率を大きく、且つヒステリシス現象を小さくすることができる。
In order to solve such a problem, the present invention provides a reader / writer that performs transmission of carrier power and transmission / reception of data based on a predetermined modulation method in a non-contact manner with an IC tag. The writer includes a rod-shaped antenna in which a conductive wire is wound around a rod-shaped magnetic core a predetermined number of times. When the loop antenna of the IC tag and the magnetic core of the rod-shaped antenna are inserted into each other, an electromotive force is induced in the IC tag, Transmission of carrier power and transmission / reception of data based on a predetermined modulation method are performed with an IC tag.
When a signal (AC signal) is passed through a coil wound around a magnetic core, a change in magnetic flux occurs in the magnetic core. On the other hand, when the loop antenna is inserted through the magnetic core, an electromotive force is induced in the loop antenna due to an induction effect due to a change in magnetic flux. The present invention uses this principle to make the reader / writer antenna a rod-shaped magnetic core, wind a coil around it at a predetermined pitch, and insert the IC tag loop antenna through the magnetic core.
According to this invention, since the loop antenna of the IC tag and the magnetic core of the rod-shaped antenna are inserted into each other, the influence of the radio wave interference caused by the metal can be eliminated.
According to a second aspect of the present invention, the magnetic core material of the rod-shaped antenna is ferrite, pure iron, silicon steel, iron / nickel alloy, and dust core.
When a current is passed through the coil, a magnetic field is generated around it, but when a magnetic core is inserted into the coil, the magnetic core becomes a magnet and the magnetic field is further strengthened. The magnetic core preferably has a large relative permeability and a small hysteresis phenomenon. Magnetic cores that satisfy such conditions include ferrite, pure iron, silicon steel, iron / nickel alloy, and dust core.
According to this invention, since the magnetic core material of the rod-shaped antenna is ferrite, pure iron, silicon steel, iron / nickel alloy, and dust core, the relative permeability of the magnetic core can be increased and the hysteresis phenomenon can be reduced.
請求項3は、前記棒状アンテナは、前記棒状磁心の長手方向の全長又は一部に亘って前記導線を所定回数巻きつけたことを特徴とする。
棒状アンテナの磁束は、磁心に巻きつけられたコイルの巻き数(N)と電流(A)の積(AT)に比例する。従って、送信パワーを増やさないで所定の磁束を得るには、磁心の長手方向の全長又は一部に亘ってコイルを巻きつけ巻き数(N)を増やす必要がある。また、ループアンテナとの相互誘導作用を強めるには棒状アンテナのコイルとループアンテナが近いほど強くなる。そのためにも磁心の長手方向の全長又は一部に亘って導線を巻きつけることは、相互誘導作用を強めるには有効である。
かかる発明によれば、棒状アンテナは、磁心の長手方向の全長又は一部に亘って導線を所定回数巻きつけた構成とするので、棒状アンテナとループアンテナとの相互誘導作用を強め、且つ送信パワーを必要最小限にすることができる。
請求項4は、請求項1記載のリーダライタのリードライト対象物としての前記ICタグは、誘電体基板と、該誘電体基板の所定の位置に設けた開口部の周縁に導線を所定回数周回して形成したループアンテナと、該ループアンテナを介して所定の変調方式に基づく搬送電力の送信とデータの授受を制御する集積回路とを備えたことを特徴とする。
本発明のもう一つの特徴はICタグの構成である。即ち、ICタグを誘電体基板で構成し、その基板の所定の位置に中心部を開口したループアンテナを形成して制御用の集積回路(IC)を搭載する。この構成により、ループアンテナとリーダライタの棒状アンテナとが確実に相互誘導作用により結合することができる。
かかる発明によれば、ICタグは、誘電体基板の所定の位置に設けた開口部の周回に導線を所定回数周回して形成したループアンテナと、このループアンテナを介して所定の変調方式に基づく搬送電力の送信とデータの授受を制御する集積回路とを備えたので、ループアンテナとリーダライタの棒状アンテナとが確実に相互誘導作用により結合して、リーダライタとICタグの交信を確実なものにすることができる。
According to a third aspect of the present invention, the rod-shaped antenna is characterized in that the conducting wire is wound a predetermined number of times over the entire length or a part of the rod-shaped magnetic core in the longitudinal direction.
The magnetic flux of the rod-shaped antenna is proportional to the product (AT) of the number of turns (N) of the coil wound around the magnetic core and the current (A). Therefore, in order to obtain a predetermined magnetic flux without increasing the transmission power, it is necessary to increase the number of turns (N) by winding the coil over the entire length or part of the length of the magnetic core. In addition, in order to strengthen the mutual induction effect with the loop antenna, the closer the coil of the rod-shaped antenna and the loop antenna are, the stronger it is. Therefore, winding the conductive wire over the entire length or a part of the longitudinal direction of the magnetic core is effective for enhancing the mutual induction effect.
According to this invention, since the rod-shaped antenna has a configuration in which the conducting wire is wound a predetermined number of times over the entire length or a part of the longitudinal direction of the magnetic core, the mutual induction action between the rod-shaped antenna and the loop antenna is enhanced, and the transmission power is increased. Can be minimized.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the IC tag as the read / write object of the reader / writer according to the first aspect of the present invention, in which the conductor is circulated a predetermined number of times around the dielectric substrate and the periphery of the opening provided at a predetermined position of the dielectric substrate. And an integrated circuit that controls transmission of carrier power and transmission / reception of data based on a predetermined modulation system via the loop antenna.
Another feature of the present invention is the configuration of the IC tag. That is, the IC tag is formed of a dielectric substrate, a loop antenna having an opening at the center is formed at a predetermined position of the substrate, and a control integrated circuit (IC) is mounted. With this configuration, the loop antenna and the rod-shaped antenna of the reader / writer can be reliably coupled by mutual induction.
According to this invention, the IC tag is based on a loop antenna formed by winding a lead wire a predetermined number of times around the opening provided at a predetermined position of the dielectric substrate, and a predetermined modulation system via the loop antenna. Since it has an integrated circuit that controls the transmission of carrier power and the transmission and reception of data, the loop antenna and the rod-shaped antenna of the reader / writer are reliably coupled by mutual induction, ensuring communication between the reader / writer and the IC tag. Can be.
請求項5は、請求項4記載のICタグの前記集積回路のメモリに当該ICタグの取付対象物に関する必要情報を記憶し、当該ICタグの開口部と前記取付対象物の開口部との位置関係が一致するように構成することにより、前記取付対象物の開口部を請求項1記載のリーダライタの前記棒状アンテナに挿入、若しくは前記棒状アンテナを前記取付対象物の開口部に挿入して前記取付対象物の必要情報の読み書きを行うことを特徴とする。
ICタグのループアンテナの中心部には、棒状アンテナを(に)挿入するための開口部(穴)が形成されている。従って、ICタグを物品に取り付ける場合は、その物品の必要情報をメモリに記憶し、且つその開口部と物品の開口部を一致するように構成する必要がある。そうすることにより、物品の開口部を(に)棒状アンテナに(を)挿入すると、物品の必要情報を取得することができる。
かかる発明によれば、ICタグの集積回路のメモリに当該ICタグを取り付ける物品の必要情報を記憶し、当該ICタグの開口部と物品の開口部との位置関係が一致するように構成するので、物品の開口部を(に)棒状アンテナに(を)挿入すると、物品の必要情報を取得することができる。
請求項6は、請求項2又は3に記載の棒状アンテナをディスク回転軸内に形成したディスク機構部と、請求項4に記載のICタグを備えた光ディスクと、請求項1乃至3の何れか一項に記載のリーダライタとを備え、前記光ディスク機構部に前記光ディスクを装填することにより、該光ディスクのICタグに記憶された情報を読み書きすると共に、該光ディスクの記録情報を読み書きすることを特徴とする。
光ディスク装置の機構部にはディスクを回転するための回転軸がある。本発明はその回転軸に棒状アンテナを形成し、光ディスクの中心部分にICタグを形成することにより、ICタグの情報を読み書きすると共に、光ディスクの記録情報を読み書きするものである。これにより、光ディスクのセキュリティを向上させ、不正なコピー等を防ぐことができる。
かかる発明によれば、光ディスクの回転軸に棒状アンテナを形成し、光ディスクの中心部分にICタグを形成するので、光ディスクのセキュリティを向上させ、不正なコピー等を防ぐことができる。
According to a fifth aspect of the present invention, the necessary information regarding the attachment target of the IC tag is stored in the memory of the integrated circuit of the IC tag according to the fourth aspect, and the positions of the opening of the IC tag and the opening of the attachment target The opening of the attachment object is inserted into the rod-shaped antenna of the reader / writer according to claim 1, or the rod-shaped antenna is inserted into the opening of the attachment object by configuring the relationship so as to match. It is characterized by reading and writing necessary information on the attachment object.
At the center of the loop antenna of the IC tag, an opening (hole) for inserting the rod-shaped antenna is formed. Therefore, when attaching an IC tag to an article, it is necessary to store the necessary information of the article in a memory and configure the opening and the opening of the article to coincide. By doing so, when the opening of the article is inserted into the rod-shaped antenna, necessary information on the article can be acquired.
According to such an invention, the necessary information of the article to which the IC tag is attached is stored in the memory of the IC tag integrated circuit, and the positional relationship between the opening of the IC tag and the opening of the article is matched. When the opening of the article is inserted into the rod-shaped antenna, necessary information on the article can be acquired.
A sixth aspect of the present invention relates to a disk mechanism portion in which the rod-shaped antenna according to the second or third aspect is formed in a disk rotation shaft, an optical disk having the IC tag according to the fourth aspect, and any one of the first to third aspects. A reader / writer according to claim 1, wherein the optical disk is loaded into the optical disk mechanism unit to read / write information stored in an IC tag of the optical disk and to read / write information recorded on the optical disk. And
A mechanism part of the optical disk device has a rotation shaft for rotating the disk. In the present invention, a rod-shaped antenna is formed on the rotating shaft, and an IC tag is formed at the center of the optical disc, whereby information on the IC tag is read and written and information recorded on the optical disc is read and written. As a result, the security of the optical disk can be improved and unauthorized copying or the like can be prevented.
According to this invention, since the rod-shaped antenna is formed on the rotating shaft of the optical disk and the IC tag is formed at the center of the optical disk, the security of the optical disk can be improved and unauthorized copying and the like can be prevented.
請求項7は、前記ICタグは、前記光ディスクに貼付若しくは一体に形成されていることを特徴とする。
既に存在する光ディスクの在庫管理等を行う場合は、誘電体基板上に形成されたICタグを後から光ディスクに貼付する必要がある。この場合、任意に管理対象とする光ディスクを選択することができるが、貼付する手間がかかり、ICタグを剥がされるといった危険性がある。それに対して、光ディスクの製造段階で一体的にICタグを埋め込んでおけば、そのような危険性は回避できる。
かかる発明によれば、ICタグは、光ディスクに貼付若しくは一体に形成されているので、既存の光ディスクから新規に製造するディスクまで広い範囲で対応することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, the IC tag is attached to or integrally formed with the optical disc.
When inventory management of an existing optical disk is performed, an IC tag formed on a dielectric substrate needs to be attached to the optical disk later. In this case, an optical disc to be managed can be arbitrarily selected, but there is a risk that the IC tag is peeled off due to the time and effort required for pasting. On the other hand, if the IC tag is embedded in the optical disk manufacturing stage, such a risk can be avoided.
According to this invention, since the IC tag is attached to or integrally formed with the optical disk, it can be used in a wide range from an existing optical disk to a newly manufactured disk.
請求項1の発明によれば、ICタグのループアンテナと棒状アンテナの磁心が互いに挿通し合うので、金属による電波障害の影響を無くすことができる。
また請求項2では、棒状アンテナの磁心材料がフェライト、純鉄、珪素鋼、鉄・ニッケル合金、及びダストコアであるので、磁心の比透磁率を大きく、且つヒステリシス現象を小さくすることができる。
また請求項3では、棒状アンテナは、磁心の長手方向の全体又は一部に亘って導線を所定回数巻きつけた構成とするので、棒状アンテナとループアンテナとの相互誘導作用を強め、且つ送信パワーを必要最小限にすることができる。
また請求項4では、ICタグは、誘電体基板の所定の位置に設けた開口部の周回に導線を所定回数周回して形成したループアンテナと、このループアンテナを介して所定の変調方式に基づく搬送電力の送信とデータの授受を制御する集積回路とを備えたので、ループアンテナとリーダライタの棒状アンテナとが確実に相互誘導作用により結合して、リーダライタとICタグの交信を確実なものにすることができる。
また請求項5では、ICタグの集積回路のメモリに当該ICタグを取り付ける物品の必要情報を記憶し、当該ICタグの開口部と物品の開口部との位置関係が一致するように構成するので、物品の開口部を(に)棒状アンテナに(を)挿入すると、物品の必要情報を取得することができる。
また請求項6では、光ディスクの回転軸に棒状アンテナを形成し、光ディスクの中心部分にICタグを形成するので、光ディスクのセキュリティを向上させ、不正なコピー等を防ぐことができる。
また請求項7では、ICタグは、光ディスクに貼付若しくは一体に形成されているので、既存の光ディスクから新規に製造するディスクまで広い範囲で対応することができる。
According to the first aspect of the present invention, since the loop antenna of the IC tag and the magnetic core of the rod-shaped antenna are inserted through each other, it is possible to eliminate the influence of radio wave interference caused by metal.
In the second aspect, since the magnetic core material of the rod-shaped antenna is ferrite, pure iron, silicon steel, iron / nickel alloy, and dust core, the relative permeability of the magnetic core can be increased and the hysteresis phenomenon can be decreased.
According to the third aspect of the present invention, since the rod-shaped antenna has a configuration in which the conducting wire is wound a predetermined number of times over the whole or a part of the longitudinal direction of the magnetic core, the mutual induction action between the rod-shaped antenna and the loop antenna is strengthened and the transmission power is increased. Can be minimized.
According to a fourth aspect of the present invention, the IC tag is based on a loop antenna formed by circulating a lead wire a predetermined number of times around the opening provided at a predetermined position of the dielectric substrate, and based on a predetermined modulation system via the loop antenna. Since it has an integrated circuit that controls the transmission of carrier power and the transmission and reception of data, the loop antenna and the rod-shaped antenna of the reader / writer are reliably coupled by mutual induction, ensuring communication between the reader / writer and the IC tag. Can be.
According to the fifth aspect of the present invention, the necessary information of the article to which the IC tag is attached is stored in the memory of the integrated circuit of the IC tag, and the positional relationship between the opening of the IC tag and the opening of the article is matched. When the opening of the article is inserted into the rod-shaped antenna, necessary information on the article can be acquired.
According to the sixth aspect of the present invention, since the rod-shaped antenna is formed on the rotating shaft of the optical disk and the IC tag is formed at the center part of the optical disk, the security of the optical disk can be improved and unauthorized copying and the like can be prevented.
According to the seventh aspect of the present invention, since the IC tag is attached to or integrally formed with the optical disk, it can be used in a wide range from an existing optical disk to a newly manufactured disk.
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図1は、本発明のリーダライタの構成を示すブロック図である。このリーダライタ100は、外部にあってリーダライタ100に対してデータの授受を行ってシステム全体を制御するコンピュータ(以下、PCと記す)150と、外部のPC150とのデータの通信プロトコルを司る送受信装置1と、リーダライタ100全体の動作を制御する制御装置(CPU)2と、制御装置2を動作させる手順を記録したプログラムを格納するメモリ装置3と、制御装置2からのデータを搬送波に乗せて変調する変調器4と、操作コマンドを入力する入力装置5と、制御装置2からの情報を表示する表示装置6と、制御装置2からの交流信号である電力供給用信号と変調器4からの書き込みコマンドを電力増幅する電力増幅器7と、棒状アンテナ9から受信した信号から2値化データに変換する検波復調器8と、図示しないICタグとの電力用搬送波とデータの授受をする棒状アンテナ9(詳細は後述する)とを備えて構成されている。
図2は、本発明のICタグの構成を示すブロック図である。このICタグ200は、前記リーダライタ100からの電力用搬送波によりデータの授受をするループアンテナ20と、書き込みコマンド読み出しコマンドを送受する送受信装置21と、ループアンテナ20からの電力用搬送波を受け、それを整流して直流電力に変換する電力生成回路22と、制御用プログラムとデータの一時記憶を司るメモリ装置23と、制御回路26からの搬送波に送信コマンドを乗せて変調する変調器24と、送受信装置21からの搬送波データから2値化データに変換する復調器25と、ICタグ200の全体の動作を制御する制御回路26から構成されている。尚、本実施形態の場合は、ループアンテナ20以外の回路は1つのIC201(以下、制御ICと記す)として集積化されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the reader / writer of the present invention. This reader /
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the IC tag of the present invention. The
次に、図1と図2を参照してそれぞれの動作について説明する。リーダライタ100は、図示しない電源が投入されると、制御装置2のイニシャル動作後、メモリ装置3に記憶されたプログラムに従い動作を開始する。まず、制御装置2は、ICタグ200に供給する電力供給用信号と、ポーリング信号を電力増幅器7から送信する。その信号は、棒状アンテナ9から電磁波として外部に放射される。次に、ICタグ200のループアンテナ20が電力供給用信号を受信し、電力生成回路22によりその搬送波を整流して直流電力に変換して、タグ内の全ての回路に供給する。電力を供給されて制御回路26が駆動すると、メモリ装置23に格納されたプログラムに従って制御を開始する。
次に、ICタグ200の制御回路26は、まず送受信装置21からコマンドを復調器25で復調して2値化信号に変換し、そのコマンドを解析する。その結果自分が呼び出されていることを認識すると、レスポンスを変調器24により変調して送受信装置21を介してループアンテナ20から送信する。
このレスポンスをリーダライタ100が棒状アンテナ9で受信して、検波復調器8で2値化コードに変換し、制御装置2により解析してICタグ200が規格に合致したタグであると認識する。それにより、以後リーダライタ100とICタグ200の間で通信が行われる。
図3は、本発明のICタグ200の一例を示す外観図である。同一構成要素には同一参照番号を付して説明する。このICタグ200は、略中心に開口部31を有する誘電体基板32と、この誘電体基板32上にパターン化して形成されたループアンテナ20と、ループアンテナ20を介してデータの授受を行う制御IC201とを備えて構成される。尚、誘電体基板32の材質はガラスエポキシ材等の堅い材質でもよいし、FPC等のフレキシブルな材質のどちらでも構わない。また、開口部31とループアンテナ20の形状は図では円形であるが、形状は円形である必要はない。そしてその大きさは、相手側の棒状アンテナ(又はL字やU字型アンテナ等)の大きさにより決定される。このICタグ200の最も大きな特徴は、誘電体基板32の略中心に開口部31を設け、その周回にループアンテナ20を形成した点である。
図4は、本発明のICタグ200を備えた光ディスクの外観図である。この光ディスク400は、光ディスクのベース41に形成された情報記録領域42以外の内周部43に、ICタグ200を配置したものである。そして光ディスク400の開口部40と、ICタグ200の開口部31の穴位置を一致させたものである。尚、ICタグ200は後から光ディスク400に取り付けても良いし、光ディスク400の製造段階で一体的に構成しても良い。
Next, each operation will be described with reference to FIGS. When a power supply (not shown) is turned on, the reader /
Next, the
The reader /
FIG. 3 is an external view showing an example of the
FIG. 4 is an external view of an optical disc provided with the
図5は、本発明の棒状アンテナの一例を示す外観構成図である。この棒状アンテナ9は、磁心45に導線46をコイル状に巻きつけ、その導線46の始端47と終端48にリーダライタ100と接続するリード線49を備えて構成される。
尚、磁心45の材料としては、比透磁率が大きくヒステリシス現象の小さいものが好ましい。このような条件を満足する磁心として、フェライト、純鉄、珪素鋼、鉄・ニッケル合金、及びダストコアがある。また、導線46に図では帯状の導線を使用しているが、線状の導線でも構わない。
図6は、本発明の棒状アンテナによるデータ交信方法を説明する図である。図6(a)はICタグの近傍に金属が存在する場合を仮定した様子を表す図であり、図6(b)はそのときの原理図である。例えば、棒状アンテナ9の磁心45に導線46を巻きつけ、その始端と終端に交流信号50を供給した場合を考える。例えば、ある瞬間に矢印51の方向に電流が流れたとすると、磁心45に磁束52が発生する。そのとき磁心45に本発明の光ディスク400a、400bが挿入されており、且つ光ディスク400bの近傍に金属板53が存在したとする。(この金属板53は、例えば光ディスクを分類するための境界として使用する)また光ディスク400a、400bにはICタグ200a、200bが取り付けられている。この図から明らかなように、ICタグ200a、200bには金属板53の存在の如何にかかわらず磁束52が通過することになる(即ち、ICタグ200a、200bのループアンテナに磁束52が通過する)。これにより、ループアンテナ20は磁束52の磁束変化により起電力が誘起される。このことは言い換えると、光ディスク400bの近傍に金属板53が存在してもその影響を受けないことを表している。
図6(b)は上記の説明を更に詳しく説明するための原理図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。ここで、導線46の巻き数をT、交流信号50の電流をA、磁路の抵抗をRとすると、磁心45の磁束ψはψ=AT/Rとなる。そして金属板53は巻き数が1回のコイルと見なせる。従って、磁束52が発生すればその影響を殆ど受けることなくICタグ200bのループアンテナ20に起電力が誘起される。即ち、磁心45内であれば何枚の光ディスクが存在してもICタグとリーダライタとの交信が可能である。
また、前述より棒状アンテナの磁束ψは、磁心45に巻きつけられた導線46の巻き数(N)と導線46に流す電流(A)の積(AT)に比例する。従って、送信パワーを増やさないで所定の磁束を得るには、磁心の長手方向の全体に亘って導線46を巻きつけ巻き数(N)を増やす必要がある。また、ループアンテナとの相互誘導作用を強めるには棒状アンテナ9の導線46とループアンテナが近いほど強くなる。そのためにも磁心の長手方向の全体に亘って導線を巻きつけることは、相互誘導作用を強めるには有効である。
FIG. 5 is an external configuration diagram showing an example of the rod-shaped antenna of the present invention. The rod-shaped antenna 9 includes a
The material of the
FIG. 6 is a diagram for explaining a data communication method using the rod-shaped antenna of the present invention. FIG. 6A is a diagram illustrating a state in which a metal is present in the vicinity of the IC tag, and FIG. 6B is a principle diagram at that time. For example, consider a case where a
FIG. 6B is a principle diagram for explaining the above description in more detail. The same components will be described with the same reference numerals. Here, if the number of turns of the
Further, as described above, the magnetic flux ψ of the rod-shaped antenna is proportional to the product (AT) of the number of turns (N) of the
図7は、本発明の第1の実施形態に係る棒状アンテナを備えたリーダライタによる光ディスク管理装置の構成図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。CDやDVD等の光ディスクを管理する場合、従来ではラベルの表記で判断するか、PCのドライブ装置に挿入して内容を確認しなければならなかった。また、内容の確認や仕分けが終了したか否かを判断するのが困難であった。本実施形態では、このような管理上の課題を解決するために、光ディスク管理装置300は、外部にありリーダライタ100に対してデータの授受を行ってシステム全体を制御するPC150と、所定の変調方式に基づく搬送電力の送信とデータの授受をICタグ200との間で非接触にて行うリーダライタ100と、光ディスクの軸穴と略同じ径を有する棒状アンテナ9と、本発明のICタグ200を備えた複数の光ディスク400と、棒状アンテナ9と複数の光ディスク400を保持する保持台57とを備えて構成される。また、PC150とリーダライタ100はケーブル55により接続され、リーダライタ100と棒状アンテナ9はケーブル56により接続されている。尚、この図ではリーダライタ100と棒状アンテナ9を別体の構成として説明しているが、両者が一体の構成でも構わない。
次に光ディスク管理装置300の動作について図7を参照して説明する。まず、管理すべき複数の光ディスク400を棒状アンテナ9に挿入する。このとき光ディスク400の表裏の向きはどちらでも構わない。また、光ディスク400の枚数は積載したときの高さが棒状アンテナ9の長さ以内であれば何枚でも構わない。そしてPC150から読み取りコマンドを送信する指令がリーダライタ100に出されると、リーダライタ100は図6で説明したように棒状アンテナ9に信号を送信する。それにより棒状アンテナ9の磁心45から磁束が発生し、光ディスク400に取り付けられたICタグ200と交信を開始し、ICタグ200のメモリに記憶された情報が読み取られる。PC150は各光ディスク400の情報をリーダライタ100を介して受信してメモリに記憶する。また、必要であれば、PC150からリーダライタ100を介して所定の光ディスクのタグ情報を書き換えることもできる。このように、ICタグ200を備えた光ディスク400を棒状アンテナ9に挿入するだけで、容易に光ディスク400を一括管理することができる。
FIG. 7 is a configuration diagram of an optical disc management apparatus using a reader / writer equipped with a rod-shaped antenna according to the first embodiment of the present invention. The same components will be described with the same reference numerals. In the case of managing optical disks such as CDs and DVDs, conventionally, it has been necessary to make a determination based on the label notation or to insert the contents into a PC drive device to check the contents. Also, it has been difficult to determine whether the content confirmation and sorting has been completed. In this embodiment, in order to solve such a management problem, the optical
Next, the operation of the optical
図8は本発明の第2の実施形態に係る棒状アンテナを備えたリーダライタによる光ディスク装置の構成図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。この光ディスク装置500は、棒状アンテナ9を内装したディスク回転軸61と、ICタグ200を備えた光ディスク400と、光ディスク400に情報を読み書きする光ピックアップ62と、光ピックアップ62を駆動するディスクドライバ60と、ICタグ用リーダライタ100と、全体を制御するPC150とを備えて構成される。
図8を参照して動作を説明する。図7の第1の実施形態では複数の光ディスクのICタグ情報を一括して処理したが、本実施形態では、光ディスクに記録された情報の処理と、ICタグの情報の処理を光ディスク1枚単位で同時に行うものである。そのために、通常のディスク操作が可能な機構の他に、ICタグのリーダライタを併せて備えるものである。本実施形態では、例えば、光ディスクのセキュリティを行う場合について説明する。まずディスク回転軸61に光ディスク400を装填する。そしてPC150がこの光ディスクのICタグに記憶されている情報を読みとった結果、ICタグにコピー禁止の情報が書き込まれていた場合、PC150からコピー動作の指示が出されると、表示部にコピー不可の表示をして動作を停止する。また他の例として、ICタグ200に光ディスク400の書き換え不可の領域を指定しておくことにより、光ディスク400の重要なデータが消失することを未然に防止できる。
FIG. 8 is a block diagram of an optical disc apparatus using a reader / writer equipped with a rod-shaped antenna according to the second embodiment of the present invention. The same components will be described with the same reference numerals. The optical disk device 500 includes a
The operation will be described with reference to FIG. In the first embodiment of FIG. 7, the IC tag information of a plurality of optical discs is processed in a lump, but in this embodiment, the processing of information recorded on the optical disc and the processing of the information of the IC tag are performed in units of one optical disc. It is done at the same time. For this purpose, an IC tag reader / writer is provided in addition to a mechanism capable of normal disk operation. In the present embodiment, for example, a case where security of an optical disk is performed will be described. First, the
図9は本発明の第3の実施形態に係る棒状アンテナを備えたリーダライタによる金属板管理装置の構成図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。この金属板管理装置600は、棒状アンテナ9と、ICタグ200を備えた複数の金属板65と、金属板65を保持する保持台66と、ICタグ用リーダライタ100と、全体を制御するPC150とを備えて構成される。
図9を参照して動作を説明する。金属にICタグを取り付けた場合、リーダライタからの電波が反射と減衰によりICタグが動作するための必要磁界に達しなくなり、交信が正常に行われないことは既に述べた。管理する品物が金属の場合、ICタグを取り付けただけでは前述と同じ問題により交信が正常に行われない。そこで本実施形態では、金属板65の所定の場所に開口部67を設け、その開口部67と一致するようにICタグ200の開口部を備えることにより、金属の影響を回避して(その理由は図6を参照)ICタグ200の情報を読み書きすることができる。本実施形態では、管理する品物が金属の場合について説明したが、特に金属に限定する必要はないのは言うまでもない。
FIG. 9 is a configuration diagram of a metal plate management apparatus using a reader / writer equipped with a bar-shaped antenna according to a third embodiment of the present invention. The same components will be described with the same reference numerals. The metal
The operation will be described with reference to FIG. As described above, when an IC tag is attached to a metal, radio waves from the reader / writer do not reach a necessary magnetic field for the operation of the IC tag due to reflection and attenuation, and communication is not normally performed. If the item to be managed is a metal, communication cannot be performed normally due to the same problem as described above just by attaching an IC tag. Therefore, in this embodiment, an
9 棒状アンテナ、57 保持台、100 リーダライタ、150 コンピュータ、200 ICタグ、300 光ディスク管理装置、400 光ディスク 9 Rod Antenna, 57 Holding Base, 100 Reader / Writer, 150 Computer, 200 IC Tag, 300 Optical Disk Management Device, 400 Optical Disk
Claims (7)
前記リーダライタは棒状の磁心に導線を所定回数巻きつけた棒状アンテナを備え、前記ICタグのループアンテナと前記棒状アンテナの磁心が互いに挿通し合うことにより、前記ICタグに起電力を誘起して、前記ICタグとの間で所定の変調方式に基づく搬送電力の送信とデータの授受を行うことを特徴とするリーダライタ。 A reader / writer that performs carrier power transmission and data exchange based on a predetermined modulation method in a contactless manner with an IC tag,
The reader / writer includes a rod-shaped antenna in which a lead wire is wound around a rod-shaped magnetic core a predetermined number of times, and an electromotive force is induced in the IC tag by inserting the loop antenna of the IC tag and the magnetic core of the rod-shaped antenna into each other. A reader / writer which transmits carrier power and exchanges data with the IC tag based on a predetermined modulation method.
前記光ディスク機構部に前記光ディスクを装填することにより、該光ディスクのICタグに記憶された情報を読み書きすると共に、該光ディスクの記録情報を読み書きすることを特徴とする光ディスク装置。 The disk mechanism part which formed the rod-shaped antenna of Claim 2 or 3 in the disk rotating shaft, the optical disk provided with the IC tag of Claim 4, and any one of Claims 1 thru | or 3 With a reader / writer,
An optical disc apparatus, wherein the optical disc is loaded into the optical disc mechanism section to read / write information stored in an IC tag of the optical disc and read / write information recorded on the optical disc.
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