JP2019057834A - Portable radio communication device, information identification device using portable radio communication device, and communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は携帯型無線通信装置、情報識別装置、および通信システムに関する。 The present invention relates to a portable wireless communication device, an information identification device, and a communication system.
近年、非接触方式の近距離通信技術を利用した情報伝達方法が飛躍的に普及し、様々な分野で利用されるに至っている。非接触方式の近距離通信では、集積回路が搭載された半導体素子とアンテナを基本構造とする携帯型の無線通信装置が用いられる。リーダ/ライタによる電磁誘導、または電波によってアンテナに電力が誘起され、これによって電源を有しない様々な素子を含む集積回路(IC)チップが駆動される。ICチップは、ICチップ内に組み込まれた情報の読出し、ICチップ内への情報の書き込み、命令の生成と送信、リーダ/ライタからの命令の受信など、種々のプロセスを実行する。このような無線通信装置は、一般的にはRFID(Radio Frequency Identification)と呼ばれるが、その形状や用途によって多様な名称が付与されている。例えばICタグ、無線タグ、RFタグ、ICカードなどとも呼ばれる。 In recent years, information transmission methods using non-contact short-range communication technology have spread dramatically and have been used in various fields. In the non-contact short-range communication, a portable wireless communication device having a basic structure of a semiconductor element on which an integrated circuit is mounted and an antenna is used. Electric power is induced in the antenna by electromagnetic induction by a reader / writer or radio waves, thereby driving an integrated circuit (IC) chip including various elements not having a power source. The IC chip performs various processes such as reading of information embedded in the IC chip, writing of information into the IC chip, generation and transmission of instructions, and reception of instructions from the reader / writer. Such a wireless communication apparatus is generally called RFID (Radio Frequency Identification), but various names are given depending on its shape and application. For example, it is also called an IC tag, a wireless tag, an RF tag, an IC card, or the like.
記憶される情報の多様性や無線通信装置自体の優れた携帯性に起因し、商品管理や個人識別、セキュリティ対策、電子乗車券、遊戯用カード、商取引決裁などの手段として、無線通信装置は幅広く利用されている。例えば特許文献1では、携帯型の無線通信装置を用いた通信システムが開示されている。 Due to the diversity of information stored and the excellent portability of wireless communication devices themselves, wireless communication devices are widely used as means for product management, personal identification, security measures, electronic tickets, game cards, commercial transaction approval, etc. It's being used. For example, Patent Document 1 discloses a communication system using a portable wireless communication device.
例えば、非接触情報媒体(チップ、カード、コイン等)のうち、非接触情報媒体内部の情報の取得は上記の通り無線通信を行うことで可能である。一方で、非接触情報媒体の外側の情報(具体的には非接触情報媒体の表側あるいは裏側の情報及び回転角度の情報など)を取得するには画像認識を行うなどの他の手法を用いて識別する必要があった。 For example, among non-contact information media (chips, cards, coins, etc.), information inside the non-contact information medium can be acquired by performing wireless communication as described above. On the other hand, in order to obtain information outside the non-contact information medium (specifically, information on the front or back side of the non-contact information medium and information on the rotation angle), other methods such as image recognition are used. There was a need to identify.
上記課題を鑑み、本発明は、記憶された情報、表裏の情報、および回転方向の情報の識別を可能とする携帯型無線通信装置を提供することを目的の一つとする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a portable wireless communication device that enables identification of stored information, front and back information, and rotation direction information.
本発明の一実施形態によれば、ループ状に配置された第1のアンテナと、第1のアンテナと電気的に接続され、第1のアンテナの周りに複数設けられた第2のアンテナと、第1のアンテナおよび第2のアンテナと電気的に接続されたICチップと、第1のアンテナおよび第2のアンテナの少なくともいずれかの近くに配置された磁石と、を含み、第2のアンテナおよび磁石は、第1のアンテナが配置された平面に設けられ、第2のアンテナは、上記平面に対して直交して配置される、携帯型無線通信装置が、提供される。 According to one embodiment of the present invention, a first antenna arranged in a loop shape, a second antenna electrically connected to the first antenna and provided around the first antenna, An IC chip electrically connected to the first antenna and the second antenna, and a magnet disposed in the vicinity of at least one of the first antenna and the second antenna, the second antenna and A portable radio communication device is provided in which the magnet is provided on a plane on which the first antenna is arranged, and the second antenna is arranged orthogonal to the plane.
上記携帯型無線通信装置において、第2のアンテナの大きさは、第1のアンテナよりも小さくてもよい。 In the portable wireless communication device, the size of the second antenna may be smaller than that of the first antenna.
上記携帯型無線通信装置において、第2のアンテナの巻き数は、第1のアンテナの巻き数よりも多くてもよい。 In the portable wireless communication device, the number of turns of the second antenna may be larger than the number of turns of the first antenna.
上記携帯型無線通信装置において、携帯型無線通信装置は、断面視において、第1面と、第1面と反対側の第2面とを有し、第1面側の磁力と、第2面側の磁力とは異なってもよい。 In the portable wireless communication device, the portable wireless communication device has a first surface and a second surface opposite to the first surface in a cross-sectional view, the first surface side magnetic force, and the second surface. It may be different from the magnetic force on the side.
上記携帯型無線通信装置において、磁石は、2つ以上配置されてもよい。 In the portable wireless communication device, two or more magnets may be arranged.
上記携帯型無線通信装置において、磁石は、第2のアンテナの内側に配置されてもよい。 In the portable wireless communication device, the magnet may be disposed inside the second antenna.
本発明の一実施形態によれば、上記携帯型無線通信装置と、リーダ/ライタと、磁気センサと、を含む情報識別装置が提供される。 According to one embodiment of the present invention, an information identification device including the portable wireless communication device, a reader / writer, and a magnetic sensor is provided.
上記情報識別装置において、さらに近接センサを含んでもよい。 The information identification apparatus may further include a proximity sensor.
本発明の一実施形態によれば、上記携帯型無線通信装置と、携帯型無線通信装置から送信された第1情報を識別する第1情報識別部、携帯型無線通信装置の表裏を識別する表裏識別部、携帯型無線通信装置の回転方向を識別する回転識別部、第1情報に基づいて第2情報を生成する第2情報生成部、および第2情報を送信する送信部、を含む入力装置と、受信した第2情報に基づいた信号を出力する出力部を含む出力装置と、を含む、通信システムが提供される。 According to one embodiment of the present invention, the portable wireless communication device, the first information identifying unit for identifying the first information transmitted from the portable wireless communication device, and the front and back for identifying the front and back of the portable wireless communication device An input device including: an identification unit; a rotation identification unit that identifies a rotation direction of the portable wireless communication device; a second information generation unit that generates second information based on the first information; and a transmission unit that transmits second information. And an output device including an output unit that outputs a signal based on the received second information.
以下、本出願で開示される発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the invention disclosed in the present application will be described with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in various forms without departing from the gist thereof, and is not construed as being limited to the description of the embodiments exemplified below.
なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号(数字の後に−1、−2等を付しただけの符号)を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。 Note that in the drawings referred to in the present embodiment, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference symbols or similar reference symbols (symbols in which numbers such as -1, -2 etc. are added after numbers), The repeated description may be omitted. In addition, the dimensional ratio in the drawing may be different from the actual ratio for convenience of explanation, or a part of the configuration may be omitted from the drawing.
<第1実施形態>
以下、本発明の一実施形態の携帯型無線通信装置(以下、ICタグと記す)およびICタグを含む情報識別装置について説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, a portable wireless communication device (hereinafter referred to as an IC tag) and an information identification device including an IC tag according to an embodiment of the present invention will be described.
図1は、情報識別装置500の模式図である。情報識別装置500は、ICタグ100およびリーダ/ライタ300(リーダ/ライタ300−1およびリーダ/ライタ300−2)、および磁気センサ400を含む。なお、リーダ/ライタ300−1およびリーダ/ライタ300−2は、特に区別する必要がない場合、リーダ/ライタ300として説明する。
FIG. 1 is a schematic diagram of an
(1−1.ICタグの構成)
図1に示すように、ICタグ100は、ICチップ110、アンテナ部130、支持部140および磁石170を含む。ICチップ110、アンテナ部130および磁石170は、支持部140の表面または内部に設けられる。ICチップ110とアンテナ部130とは電気的に接続される。
(1-1. Configuration of IC tag)
As shown in FIG. 1, the
ICチップ110は、リーダ/ライタ300(後述)からの命令に従い、信号を生成するように構成される。信号は、アンテナ部130によってリーダ/ライタ300へ送信される。
The
支持部140は、ICチップ110、アンテナ部130および磁石170を支持する機能を有する。支持部140には、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ塩化ビニル(PVC)または紙などの材料が用いられる。支持部140は、第1面140Aおよび第2面140B(後述する図2(B)にて記載)を有する。第2面140Bは、第1面140Aの反対側に設けられた面である。支持部140の厚さは、数百μmから数cmの間で目的に応じて適宜選択される。
The
(1−2.アンテナ部および磁石の構成)
アンテナ部130は、第1のアンテナ131および第2のアンテナ133を有する。第1のアンテナ131および第2のアンテナ133は、電磁誘導方式のアンテナであり、ループアンテナとも呼ばれる。第1のアンテナ131および第2のアンテナ133に囲まれた領域を通過する磁束密度の変化に応じた大きさの起電力(電圧)がアンテナ部130に発生する。この起電力はICチップ110に与えられ、ICチップ110が駆動する。アンテナ部130は、例えば短波(HF)や極超短波(UHF)の周波数帯域で共振するように構成される。具体的には、短波は13.56MHzの周波数帯域に相当する。また、極超短波は、860MHz〜960MHzの周波数帯域に相当する。
(1-2. Configuration of antenna unit and magnet)
The
第1のアンテナ131および第2のアンテナ133には、磁性を有する導電体である磁性体が用いられる。磁性を有する導電体としては、例えば鉄(Fe)が用いられる。なお、第1のアンテナ131および第2のアンテナ133として、鉄が用いられる例を示したが、これに限定されない。例えば、第1のアンテナ131および第2のアンテナ133は、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、フェライトなどを含んでもよい。また、磁性を有する導電体は、単体でもよいし、合金でもよい。また、磁性を有する導電体にホウ素を含んでもよい。また、磁性体に限定されずに、アルミニウム、銀、金などの抵抗率が低い材料、チタンニッケル合金などの形状記憶合金、さらにステンレスなどが第1のアンテナ131および第2のアンテナ133に用いられてもよい。
The
磁石170は、二つの極(磁極)を持ち、双極性の磁場を発生させる機能を有する。磁石170は、第1のアンテナ131および前記第2のアンテナ133の少なくともいずれかの近くに配置される。図1に示すように、磁石170は、例えば第1のアンテナ131の内側に2つ配置される。磁石170のうち、磁石170Nは、N極を上側にして配置される。磁石170Sは、S極を上側にして配置される。磁石170には、フェライトなどの保磁力の高い硬磁性体材料が用いられる。
The
なお、磁石170には、フェライトのほか、鉄、コバルトなどの強磁性材料のほか、フェライト磁石、ネオジム鉄ボロン合金、アルミニッケルコバルト合金(アルニコ)、サマリウムコバルト合金、鉄白金合金、コバルト白金などの硬磁性体材料が用いられてもよい。硬磁性体材料は、磁極の向きを特定の方向に固定することができるため、磁石の材料として望ましい。
The
図2(A)は、アンテナ部130の上面図である。図2(B)は、アンテナ部130の上面図A1−A2間の断面図である。
FIG. 2A is a top view of the
図2(A)および図2(B)に示すように、第1のアンテナ131は、ループ状に配置される。なお、第1のアンテナ131は、図2(A)に示す形状に限定されず、複数回巻く構成でもよい。第2のアンテナ133は、第1のアンテナ131の周りに複数個配置される。この例では、第1のアンテナ131の外側に6つの第2のアンテナ133が等間隔で配置される。また、第2のアンテナ133は、第1のアンテナ131よりも小さいものが用いられる。第1のアンテナ131と、第2のアンテナ133とは電気的に接続される。この例では、第1のアンテナ131および複数の第2のアンテナ133は、1本の配線を加工成型することで構成されている(具体的には、一筆書きのように構成される)。このとき、第2のアンテナ133の一(第2のアンテナ133A)と第2のアンテナの他の一(第2のアンテナ133B)とを結ぶ部分が第1のアンテナ131となる。この構造とすることで、第1のアンテナ131にリーダ/ライタ300からの磁場が影響して誘導電流が流れる。さらに、この誘導電流が第1のアンテナ131に接続されている第2のアンテナ133に流れ、第2のアンテナ133から磁場が発生する。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
また、図2(B)に示すように、第2のアンテナ133の中心133Cおよび磁石170は、第1のアンテナ131が配置された平面131Sに設けられる。また、第2のアンテナ133は、第1のアンテナ131の平面131Sに対して直交して配置される。この配置とすることにより、詳細は後述するが支持部140の第1面140A側と第2面140B側との間で磁力の差を設ける上でより大きな効果を得ることができる。
As shown in FIG. 2B, the
なお、上記の構成に限定されずに、第2のアンテナ133は配置されてもよい。例えば、第2のアンテナ133の中心133Cおよび磁石170は、平面131Sから離れて配置されてもよい。また、第2のアンテナ133は、製造工程等の影響などにより、第2のアンテナ133は、第1のアンテナ131の平面131Sに対して略直交して配置されてもよい。この場合の略直交するとは、直交した状態から1度以上20度以下で上側または下側に傾斜した状態をいう。また、第2のアンテナ133は、必ずしも等間隔ではなく局在して配置されてもよい。
Note that the
図2(A)および図2(B)に示すように、第2のアンテナ133は、第1のアンテナ131よりも小さい。この場合、第2のアンテナ133の磁場(磁力)を高めるために、第2のアンテナ133の巻き数は、第1のアンテナ131の巻き数よりも多いほうが望ましい。これにより、第2のアンテナ133における磁場(磁力)が高められる。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
図3は、アンテナ部130における磁力線を示す模式図である。図3に示すように、平面131Sより上方の領域R1において、第1のアンテナ131の磁力線M131は、下方向に向いているのに対して、第2のアンテナ133の磁力線M133は上方向に向いている。そのため、第1のアンテナ131の磁力線M131と、第2のアンテナ133の磁力線M133とが領域R1において干渉する。したがって、領域R1においては、第1のアンテナ131の磁力線M131が邪魔される。一方、平面131Sより下方の領域R2において、第1のアンテナ131の磁力線M131および第2のアンテナ133の磁力線M133は、ともに下方向に向いている。したがって、領域R2においては、第1のアンテナ131の磁力線M131が邪魔されない。つまり、図4に示すように、アンテナ部130において、平面131Sより上方、つまり支持部140の第1面140A側の磁気特性と、平面131Sより下方、つまり支持部140の第2面140B側の磁気特性は非対称であり、異なっているということができる。
FIG. 3 is a schematic diagram showing lines of magnetic force in the
(1−3.ICチップの構成)
次に、図5(A)に、ICチップ110の構成例を示す。
(1-3. Configuration of IC chip)
Next, FIG. 5A illustrates a configuration example of the
ICチップ110は、主な構成として、電圧リミット回路111、整流回路113、復調回路115、変調回路117、制御回路119、記憶部121、および抵抗123などを有することができる。
The
電圧リミット回路111は、アンテナ部130において過大な電圧が誘起された場合に入力される電圧からICチップ110を保護する機能を有する。過大な電圧が誘起された場合、発生する電流のうち不要な部分は抵抗123を用いて熱に変換され、外部へ放出される。
The
整流回路113は、アンテナ部130において誘起される交流電流を直流電流へ変換する機能を有する。整流回路113により直流となった電源電圧は、ICタグ100を構成するすべての回路に供給される。
The
復調回路115は、リーダ/ライタ300から入力される搬送波に重ねられた情報(信号)を1または0の信号列に変換する機能を有する。
The
制御回路119は、リーダ/ライタ300間の送受信、命令の解釈、記憶部121からの情報の読出しや記憶部121への書込みなどを制御する機能を有する。制御回路119は種々の論理回路によって構成される。制御回路119には、CPU(Central Processing Unit)などが用いられてもよい。
The
また、制御回路119は、リーダ/ライタ300から受信した命令に対する返答を生成し、このデータを変調回路117へ送る。変調回路117は、送信するデータに基づいて搬送波を変調し、送信用の信号を生成する。生成された信号は、搬送波としてアンテナ部130から送信される。
The
記憶部121には、データを記憶するためのメモリ素子が備えられる。記憶部121には、固有の情報や書き換え可能な様々な情報が保存される。
The
(1−4.リーダ/ライタの構成)
図5(B)にリーダ/ライタ300の構成例を示す。リーダ/ライタ300は、制御回路310、記憶部313、変調回路320、送信回路330、アンテナ340、受信回路350、復調回路360、および発振回路370などを含む。
(1-4. Configuration of reader / writer)
FIG. 5B shows a configuration example of the reader /
制御回路310は、リーダ/ライタ300全体を制御するものであり、受信したデータやコマンドの解釈、データの記憶部313への書き込み、記憶部313からのデータの読出し、受信した命令に適合する返答の生成などを行う。
The
変調回路320は、制御回路310から送られる命令やデータを発振回路370で生成された搬送波に重ねて変調する。変調された搬送波は送信回路330へ送られ、信号の増幅、不要な周波数の減衰などを行い、送信すべき周波数のみを取り出す。このように処理された信号がアンテナ340を介してICタグ100へ送信される。
The
受信回路350は、アンテナ340によって受信されたICタグ100から送信される搬送波を受信する機能を有する。受信回路350は、搬送波に含まれるノイズを取り除き、必要な信号を増幅する。増幅された信号は復調回路360へ送られ、必要な命令やデータへ復調される。
The receiving
発振回路370は、交信するために必要な搬送波を生成する機能を有する。搬送波として、例えば13.56MHzの高周波が生成される。
The
(1−5.磁気センサの構成)
図6に磁気センサ400の構成例を示す。磁気センサ400は、検知素子410、フィルタ回路420、制御回路430、および記憶部440などを含む。
(1-5. Configuration of magnetic sensor)
FIG. 6 shows a configuration example of the
検知素子410は、磁石170の磁界を検知する機能を有する。検知素子410には、例えばホール素子が用いられる。ホール素子は、固体に電流を流した状態で固体表面に対し垂直に磁界を加えたとき、電流方向及び磁界方向それぞれに対して垂直な電圧を発生するホール効果を利用した検知素子である。なお、検知素子には、ホール素子のほかに磁気抵抗(MR)素子が用いられてもよい。
The
フィルタ回路420は、検知素子で得られた電圧信号のうち、ノイズをカットする機能を有する。フィルタ回路420には、抵抗素子、容量素子、インダクタのいずれか一以上を含むローパスフィルタが用いられる。
The
制御回路430は、フィルタ回路420を経て得られた電圧信号などの情報を記憶部440への書込み、または外部への出力を制御する機能を有する。制御回路430は種々の論理回路によって構成される。制御回路430には、CPUなどが用いられる。
The
(1−6.情報識別装置500の動作)
次に、情報識別装置500の動作について、説明する。図7は、情報識別装置500の断面図である。ICタグ100の第1面(支持部140の第1面140A)には、構造体150が設けられる。ICタグ100の第2面(支持部140の第2面140B)には、構造体160が設けられる。構造体150および構造体160は、凹凸または模様を有し、それぞれ異なる視認性を有する。ICタグ100の第2面側に磁気センサ400、リーダ/ライタ300−1およびリーダ/ライタ300−2が設けられる。
(1-6. Operation of Information Identification Device 500)
Next, the operation of the
リーダ/ライタ300−1およびリーダ/ライタ300−2において、同一の方向に磁場が発生する。なお、ICタグ100とリーダ/ライタ300−1との距離L1と、ICタグ100とリーダ/ライタ300−2との距離L2とは異なり、距離L2は距離L1よりも長い。つまり、リーダ/ライタ300−1は、リーダ/ライタ300−2よりもICタグ100の近くに配置されるといえる。これにより、リーダ/ライタ300−1とリーダ/ライタ300−2との間でICタグ100との送受信において差が生じる。
In the reader / writer 300-1 and the reader / writer 300-2, a magnetic field is generated in the same direction. Unlike the distance L1 between the
なお、リーダ/ライタ300−1およびリーダ/ライタ300−2により生じる磁界が、磁気センサ400に影響を与える場合がある。この場合、磁気センサ400にフィルタ回路(例えばローパスフィルタ)を設けることにより、磁気センサ400周辺のリーダ/ライタ300−1およびリーダ/ライタ300−2により生じる磁界の影響を除去してもよい。
A magnetic field generated by the reader / writer 300-1 and the reader / writer 300-2 may affect the
図8および図9は、リーダ/ライタ300−1およびリーダ/ライタ300−2を駆動させたときのICタグ100の情報識別方法を説明する断面図である。
8 and 9 are cross-sectional views for explaining an information identification method of the
図8に示すように、ICタグ100の第2面(支持部140の第2面140B)を下側にした状態で、リーダ/ライタ300−1またはリーダ/ライタ300−2を駆動させる。リーダ/ライタ300−1またはリーダ/ライタ300−2が駆動すると、リーダ/ライタ300−1またはリーダ/ライタ300−2から搬送波380がICタグ100に送られる。このとき、ICタグ100には磁力線M131Bが発生する。図4において示したように、磁力線M131BはICタグ100の第1面側よりも第2面側に強い磁場を生じる。例えば、ICタグ100の近くに配置されたリーダ/ライタ300(リーダ/ライタ300−1)を駆動させる。このとき、ICタグ100とリーダ/ライタ300−1との送受信が可能であることが識別される。次に、ICタグ100から離れて配置されたリーダ/ライタ300(リーダ/ライタ300−2)を駆動させる。このとき、ICタグ100とリーダ/ライタ300−2との送受信が可能であることが識別される。上記により、ICタグ100に記憶された情報とともにICタグ100の第2面が下側に配置されている(ICタグ100が表の状態で配置されている)ことが、識別される。
As shown in FIG. 8, the reader / writer 300-1 or the reader / writer 300-2 is driven with the second surface of the IC tag 100 (the
一方、図9に示すように、ICタグ100のうち第1面140Aを下側にした状態でリーダ/ライタ300−1またはリーダ/ライタ300−2を駆動させた場合、磁力線M131Bよりも弱い磁力線M131Aが発生する。このとき、図9において、ICタグ100の近くに配置されたリーダ/ライタ300−1との送受信が可能であるが、ICタグ100から離れて配置されたリーダ/ライタ300−2との送受信はできない。したがって、ICタグ100に記憶された情報とともに第1面140Aが下側に配置されている(ICタグ100が裏の状態で配置されている)ことが、識別される。
On the other hand, as shown in FIG. 9, when the reader / writer 300-1 or the reader / writer 300-2 is driven with the
なお、ICタグ100の表裏の識別を行った後に、ICタグ100に近いリーダ/ライタ300−1を用いてICタグ100の存否確認を常時行ってもよい。これにより何度もICタグ100の表裏の判定を行う必要がなく、識別(反応)速度を高めることができる。なお、リーダ/ライタ300−1により送受信ができない場合には、ICタグ100がない(抜き取られた)と識別される。このとき、ICタグ100の識別がまた初めから行われる。
In addition, after identifying the front and back of the
図10は、磁気センサ400を駆動させたときのICタグ100の情報識別方法を説明する断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining an information identification method of the
図10に示すように、磁気センサ400は、ICタグ100に内蔵された磁石170から発生する磁界M170を検出する。このとき、磁気センサ400は、磁石170の位置関係に応じて異なる信号(電圧)を検出する。これにより、磁気センサ400は、ICタグ100の基準位置からの回転方向を識別することができる。
As shown in FIG. 10, the
以上より、本実施形態を用いることにより、ICタグ100に記憶された情報のみならず、ICタグ100の第1面および第2面の情報、さらにはICタグ100の回転方向の情報も同時に取得することできる。また、従来であれば媒体の表裏の情報および回転方向の情報を識別するために、画像認識などの別の方法を用いる必要があったが、本実施形態を用いることにより媒体の表裏の情報および回転方向の情報を容易に取得することができる。
As described above, by using this embodiment, not only information stored in the
なお、情報識別装置500は、さらに近接センサを含んでもよい。近接センサには、光を用いるフォトダイオードのほか、超音波を用いる超音波センサを用いてもよい。また、磁気センサ400の磁界により近接検知を行ってもよい。近接検知を行うことにより、精度よく情報識別を行うことができる。
以下に、本実施形態で説明した携帯型無線通信装置の変形例について説明する。 Below, the modification of the portable radio | wireless communication apparatus demonstrated by this embodiment is demonstrated.
(変形例1)
本実施形態においては、2つの磁石170が第1のアンテナ131の中心に対して均等に配置される例を示したが、これに限定されない。図11(A)は、アンテナ部130−1の上面図であり、図11(B)は、アンテナ部130−1のA1−A2間の断面図である。図12(A)は、アンテナ部130−2の上面図であり、図12(B)は、アンテナ部130−2のA1−A2間の断面図である。図11(A)、図11(B)、図12(A)、および図12(B)に示すように、例えば、2つの磁石170のうち一方(例えば、磁石170S)が第1アンテナ131の中心に配置されてもよい。また、このとき磁石170の他方(例えば、磁石170N)は、第1のアンテナ131の内側でもよいし(図11(A)および図11(B)参照)、外側でもよい(図12(A)および図12(B)参照)。これにより、磁石170Sの位置を基準として磁石170Nの位置が変化することにより、ICタグ100の回転方向を識別することができる。
(Modification 1)
In the present embodiment, an example in which the two
(変形例2)
また、本実施形態においては、ICタグ100に磁石170が2つ配置される例を示したが、これに限定されない。図13(A)は、アンテナ部130−3の上面図であり、図13(B)は、アンテナ部130−3のA1−A2間の断面図である。図13(A)および図13(B)に示すように、磁石170は、3つ以上配置されてもよい。磁石170が3つ配置されることにより、磁石170が2つ配置される場合よりも精度よくICタグ100の回転方向を識別することができる。
(Modification 2)
In the present embodiment, an example in which two
(変形例3)
また、本実施形態においては、2つの磁石170が第1のアンテナ131の内側に配置される例を示したが、これに限定されない。図14(A)は、アンテナ部130−4の上面図であり、図14(B)は、アンテナ部130−4のA1−A2間の断面図である。図14(A)および図14(B)に示すように、2つの磁石170は、第2のアンテナ133の内側に配置されてもよい。このとき、磁石170は、第2のアンテナ133の芯として用いることができる。これにより、第2のアンテナ133の磁界が強められ、ICタグ100の表裏面の識別がより高精度に行われる。
(Modification 3)
Moreover, in this embodiment, although the example in which the two
<第2実施形態>
本実施形態では、第1実施形態で説明したICタグを用いた通信システムについて説明する。なお、第1実施形態で説明したICタグ、リーダ/ライタおよび磁気センサの構造、機能は、適宜援用される。また、説明の関係上、ICタグ、リーダ/ライタおよび磁気センサの有する機能を一部追加または省略して説明する場合がある。
Second Embodiment
In this embodiment, a communication system using the IC tag described in the first embodiment will be described. The structures and functions of the IC tag, reader / writer, and magnetic sensor described in the first embodiment are used as appropriate. In addition, for the sake of explanation, the functions of the IC tag, reader / writer, and magnetic sensor may be partially added or omitted.
図15は、通信システム800の斜視図である。通信システム800は、ICタグ100、プレート480、入力装置600、および出力装置700を含む。
FIG. 15 is a perspective view of the
ICタグ100は、ICタグ100を保有するユーザによってプレート480上に配置される。プレート480は、格子状の模様を有している。ICタグ100は、プレート480上においてユーザによって自由に移動可能とすることができる。具体的には、ICタグ100は、表面(図7の支持部140の第1面140A)を上側にして配置されてもよいし、裏面(図7の支持部140の第1面140B)を上側にして配置されてもよい。また、ICタグ100は、同じ場所でユーザによって回転されてもよい。
The
入力装置600は、第1実施形態で説明したリーダ/ライタ300および磁気センサ400を含む。入力装置600は、図15に示すようにプレート480と同様の形状を有している。このとき、入力装置600において、リーダ/ライタ300および磁気センサ400は、格子(ブロック)毎に分けて配置されてもよい。これにより、各ブロックに配置されたときのICタグ100の情報が入力装置600に入力される。
The
出力装置700は、通信部701、制御部703、記憶部705、および映像出力部707を有する。通信部701は、配線695などを用いて入力装置600で取得された情報(信号)を受け取る。制御部703は、通信部701で受け取った信号を出力可能な信号に変換し、変換した信号を出力、記憶するなどの制御を行う。信号は、記憶部705に記憶されるが、外部サーバを用いて記憶されてもよい。映像出力部707は、外部に対して得られた信号を映像として出力する。図15において、映像出力部707は、信号を映像として出力している。なお、映像出力部707は、映像以外に音声やその他の情報を出力してもよい。
The
図16は、通信システム800における通信方法を説明するフローチャートである。
FIG. 16 is a flowchart for explaining a communication method in the
まず、入力装置600において、ICタグ100が近接したことを検知した(S1050)ときに、アンテナ(図5(B)のアンテナ340)から磁界が発生する(S1100)。磁界は、搬送波として入力装置600からICタグ100に送信される。なお、磁界にはリーダ/ライタ300の保有する情報が含まれていてもよい。
First, when the
次に、ICタグ100が入力装置600からの搬送波を受信すると、ICタグ100は、電磁誘導により生じる誘導電流により起動する(S2000)。起動したICタグ100は、記憶部(図5(A)の記憶部121)に記憶されているICタグ100の識別情報(第1情報という場合がある)を入力装置600に対して送信する(S3000)。
Next, when the
次に、入力装置600は、ICタグ100の情報識別処理を行う(S4000)。
Next, the
上記情報識別処理において、入力装置600は、はじめにICタグ100から送信された第1情報を識別する(S4100)。これにより、プレート480に配置されたICタグ100の種類などが特定されるとともに、ICタグ100の存否が識別される(S4200)。また、入力装置600は、上述したようにプレート480に設けられた格子と同じ形状を有するブロックを有している。それぞれのブロックには、リーダ/ライタ300が配置されているため、ICタグ100がどのブロックに配置されているかを識別することができる。なお、リーダ/ライタ300が各ブロックに配置されなくても、ICタグ100の位置を把握することができる場合には、必ずしもブロックごとにリーダ/ライタ300が配置されなくてもよい。なお、ICタグ100の位置が変更となった場合には、再度存否識別が行われてもよい。
In the information identification process, the
次に、ICタグ100の表裏識別処理を行う(S4300)。これにより、ICタグ100の表面および裏面のいずれが上側(ユーザ側)を向いているかが識別される。
Next, the front / back identification processing of the
次に、ICタグ100の回転方向の識別処理を行う(S4400)。回転方向の識別処理は、磁気センサ400を用いて行われる。なお、磁気センサ400は、リーダ/ライタ300と合わせて、各ブロックに配置されることで、より高精度でICタグ100の回転方向を識別することができる。
Next, the identification process of the rotation direction of the
上記において得られた情報をもとに、入力装置600は、ICタグ100に内蔵された情報に基づいて位置情報、表裏情報および回転方向の情報を組み合わせた情報(第2情報)を生成する(S5000)。生成された第2情報は、入力装置600から出力装置700に送信される(S6000)。
Based on the information obtained above, the
出力装置700は、受信した第2情報(信号)を出力可能な信号に変換して、情報を出力する(S7000)。なお、第2情報(信号)がそのまま出力可能である場合には、信号の変換を行わなくてもよい。
The
以上の通信方法により、ICタグ100の情報が出力装置700により出力される。上記通信方法では、ICタグ100の情報を、画像認識を行わなくても取得することができる。画像認識を行う場合、画像を取得した後の解析に時間がかかるため、出力が遅れる場合がある。しかしながら、上記通信方法の場合、画像認識が不要となるため、速い応答(出力)が可能となる。
With the above communication method, the information of the
また、上記通信方法の場合、ICタグ100の位置を変えることで応答するリーダ/ライタ300が変わる。つまり、ICタグ100はスイッチとしての機能を果たすことができる。
In the case of the above communication method, the responding reader /
図17は、上記処理フローに関連した通信システム800の機能ブロック図である。
FIG. 17 is a functional block diagram of the
図17において、通信システム800は、起動部101および第1情報送信部102を含むICタグ100、近接検知部605、磁界発生部610、第1情報識別部620、表裏識別部630、回転識別部640、第2情報生成部650および送信部660を含む入力装置600、ならびに受信部710および出力部720を含む出力装置700を備える。
17, the
ICタグ100において、起動部101は、入力装置からの磁界を受信して起動する機能を有する。したがって、起動部101は、上記の通信処理におけるS2000の処理を実現する機能である。
In the
第1情報送信部102は、ICタグ100の情報(第1情報)を送信する機能を有する。したがって、第1情報送信部102は、上記の通信処理におけるS3000の処理を実現する機能である。
The first
入力装置600において、磁界発生部610は、近接したICタグ100に対して磁界を発生し、送信する機能を有する。したがって、磁界発生部610は、上記の通信処理におけるS1100の処理を実現する機能である。
In the
第1情報識別部620は、ICタグ100から送信された第1情報を識別する機能を有する。したがって、第1情報識別部620は、上記の通信処理におけるS4100の処理を実現する機能である。
The first
表裏識別部630は、ICタグ100の表裏を識別する機能を有する。したがって、表裏識別部630は、上記の通信処理におけるS4300の処理を実現する機能である。
The front /
回転識別部640は、ICタグ100の回転方向を識別する機能を有する。したがって、回転識別部640は、上記の通信処理におけるS4400の処理を実現する機能である。
The
第2情報生成部650は、ICタグ100の内蔵された第1情報に基づいて位置情報、表裏の情報および回転方向を組み合わせた情報(第2情報)を生成する機能を有する。したがって、第2情報生成部650は、上記の通信処理におけるS5000の処理を実現する機能である。
The second
送信部660は、ICタグ100の第2情報を出力装置700に送信する機能を有する。したがって、送信部660は、上記の通信処理におけるS6000の処理を実現する機能である。
The
出力部720は、受信部710が入力装置600の送信部660から受信したICタグ100の第2情報に基づいて情報(信号)を出力する機能を有する。したがって、出力部720は、上記の通信処理におけるS7000の処理を実現する機能である。
The
なお、通信システム800において、近接検知部605は、必ずしも設けなくてもよい。近接検知部605は、ICタグ100が入力装置600に近接したことを検知する機能を有する。近接検知部605は、上記の通信処理におけるS1050の処理を実現する機能である。
Note that in the
また、通信システム800において、存否識別部625は、必ずしも設けなくてもよい。存否識別部625は、ICタグ100がプレート480上に存在することを識別する機能を有する。存否識別部625は、上記の通信処理におけるS4200の処理を実現する機能である。
In the
上記通信システムを用いることにより、ICタグ100の表裏・回転方向の識別が可能となるとともに応答速度の速い通信が可能となる。
By using the communication system, it is possible to identify the front / back / rotation direction of the
<第3実施形態>
本実施形態では、第1実施形態において説明したICタグ100を搭載した具体例について説明する。
<Third Embodiment>
In the present embodiment, a specific example in which the
図18および図19は、ICタグ100を搭載した携帯可能な媒体を説明する図である。ICタグ100は、例えば、商品管理や個人識別、セキュリティ対策、電子乗車券、遊戯用カード、商取引決裁などの様々な場面において用いられる。図18(A)は、トランプ1000の模式図である。図18(B)は、ID(Identification)カード2000の模式図である。図19(A)は、コイン3000の模式図である。図19(B)は、スマートフォン4000の模式図である。図19(C)は、人形が配置された台座5000の模式図である。
18 and 19 are diagrams for explaining a portable medium on which the
これらの媒体において、ICタグ100は、リーダ/ライタ300および磁気センサ400を介して、記憶された情報に加えて各媒体の表面および裏面の情報、さらに回転方向の情報を得ることができる。
In these media, the
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。 The embodiments described above as the embodiments of the present invention can be implemented in appropriate combination as long as they do not contradict each other. Moreover, what the person skilled in the art added, deleted, or changed the design as appropriate based on each embodiment is also included in the scope of the present invention as long as the gist of the present invention is included.
また、上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと理解される。 Of course, other operational effects that are different from the operational effects provided by each of the above-described embodiments are obvious from the description of the present specification or can be easily predicted by those skilled in the art. It is understood that this is brought about by the present invention.
(変形例)
なお、本発明の第1実施形態においては、側面に比べて広い領域を有する第1面および第2面を有する支持体に設けられたICタグについて説明したが、これに限定されない。ICタグ100は、サイコロ6000のような6面体でもよいし(図20(A)参照)、円錐7000(図20(B)参照)、多角錐などの構造の支持体に設けられてもよい。
(Modification)
In addition, in 1st Embodiment of this invention, although the IC tag provided in the support body which has the 1st surface and 2nd surface which have a wide area | region compared with the side surface was demonstrated, it is not limited to this. The
また、本発明の第1実施形態では、第2のアンテナ133がすべて第1のアンテナ131の外側に配置された例を示したが、これに限定されない。第2のアンテナ133は、第1のアンテナ131の内側と外側にそれぞれ設けられてもよい。また、第1のアンテナ131の内側に設けられた第2のアンテナ133と、外側に設けられた第2のアンテナ133とは、同じ大きさでもよいし、異なる大きさとしてもよい。これにより、アンテナ部の磁力を制御することができる。
In the first embodiment of the present invention, the example in which the
また、第2のアンテナ133は、すべて第1のアンテナ131の内側に設けられてもよい。これにより、本発明の効果を得ながら、アンテナ部130の面積を小さくすることができる。
Further, all the
また、アンテナ部130の作製の都合に応じて、第1のアンテナ131および第2のアンテナ133は矩形状を有してもよい。
Further, the
なお、本発明の第1実施形態では、ICタグ100の表裏の情報を識別する際に2つのリーダ/ライタ300を用いる例を示したが、これに限定されない。例えば、ICタグ100を適宜上下反転させることで、表裏の情報を識別してもよい。
In the first embodiment of the present invention, the example in which the two reader /
本発明の第2実施形態において、プレート480と入力装置600は、それぞれ別々に設けられた例を説明したが、これに限定されない。例えば、プレート480の裏側(ICタグ100が配置されない側)に入力装置600が配置されてもよい。
In 2nd Embodiment of this invention, although the
100・・・ICタグ,101・・・起動部,102・・・情報送信部,110・・・チップ,111・・・電圧リミット回路,113・・・整流回路,115・・・復調回路,117・・・変調回路,119・・・制御回路,121・・・記憶部,123・・・抵抗,130・・・アンテナ部,131・・・アンテナ,133・・・アンテナ,133C・・・中心,140・・・支持部,150・・・構造体,160・・・構造体,170・・・磁石,300・・・リーダ/ライタ,310・・・制御回路,313・・・記憶部,320・・・変調回路,330・・・送信回路,340・・・アンテナ,350・・・受信回路,360・・・復調回路,370・・・発振回路,380・・・搬送波,400・・・磁気センサ,410・・・検知素子,420・・・フィルタ回路,430・・・制御回路,440・・・記憶部,480・・・プレート,500・・・情報識別装置,600・・・入力装置,605・・・近接検知部,610・・・磁界発生部,620・・・情報識別部,625・・・存否識別部,630・・・表裏識別部,640・・・回転識別部,650・・・情報生成部,660・・・送信部,695・・・配線,700・・・出力装置,701・・・通信部,703・・・制御部,705・・・記憶部,707・・・出力部,710・・・受信部,720・・・出力部,800・・・通信システム,1000・・・トランプ,2000・・・ID(Identification)カード,3000・・・コイン,4000・・・スマートフォン,5000・・・人形が配置された台座,6000・・・サイコロ,7000・・・円錐
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記第1のアンテナと電気的に接続され、前記第1のアンテナの周りに複数設けられた第2のアンテナと、
前記第1のアンテナおよび前記第2のアンテナと電気的に接続されたICチップと、
前記第1のアンテナおよび前記第2のアンテナの少なくともいずれかの近くに配置された磁石と、
を含み、
前記第2のアンテナおよび前記磁石は、前記第1のアンテナが配置された平面に設けられ、前記第2のアンテナは、前記平面に対して直交して配置される、
携帯型無線通信装置。 A first antenna arranged in a loop;
A plurality of second antennas electrically connected to the first antenna and provided around the first antenna;
An IC chip electrically connected to the first antenna and the second antenna;
A magnet disposed near at least one of the first antenna and the second antenna;
Including
The second antenna and the magnet are provided on a plane on which the first antenna is arranged, and the second antenna is arranged orthogonal to the plane.
Portable wireless communication device.
請求項1に記載の携帯型無線通信装置。 The second antenna is smaller in size than the first antenna;
The portable wireless communication apparatus according to claim 1.
請求項1または2に記載の携帯型無線通信装置。 The number of turns of the second antenna is greater than the number of turns of the first antenna.
The portable wireless communication apparatus according to claim 1 or 2.
断面視において、第1面と、前記第1面と反対側の第2面とを有し、
前記第1面側の磁力と、前記第2面側の磁力とは異なる、
請求項1乃至3のいずれか一に記載の携帯型無線通信装置。 The portable wireless communication device includes:
In cross-sectional view, it has a first surface and a second surface opposite to the first surface,
The magnetic force on the first surface side is different from the magnetic force on the second surface side,
The portable wireless communication apparatus according to any one of claims 1 to 3.
請求項1乃至4のいずれか一に記載の携帯型無線通信装置。 Two or more magnets are arranged.
The portable wireless communication apparatus according to any one of claims 1 to 4.
請求項1乃至5のいずれか一に記載の携帯型無線通信装置。 The magnet is disposed inside the second antenna;
The portable wireless communication apparatus according to any one of claims 1 to 5.
前記携帯型無線通信装置から送信された第1情報を識別する第1情報識別部、前記携帯型無線通信装置の表裏を識別する表裏識別部、前記携帯型無線通信装置の回転方向を識別する回転識別部、前記第1情報に基づいて第2情報を生成する第2情報生成部、および前記第2情報を送信する送信部、を含む入力装置と、
受信した前記第2情報に基づいた信号を出力する出力部を含む出力装置と、
を含む、通信システム。 A portable wireless communication device according to any one of claims 1 to 6;
A first information identifying unit for identifying first information transmitted from the portable wireless communication device, a front / back identifying unit for identifying the front and back of the portable wireless communication device, and a rotation for identifying the rotation direction of the portable wireless communication device An input device including an identification unit, a second information generation unit that generates second information based on the first information, and a transmission unit that transmits the second information;
An output device including an output unit that outputs a signal based on the received second information;
Including a communication system.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2017181355A JP2019057834A (en) | 2017-09-21 | 2017-09-21 | Portable radio communication device, information identification device using portable radio communication device, and communication system |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2017181355A JP2019057834A (en) | 2017-09-21 | 2017-09-21 | Portable radio communication device, information identification device using portable radio communication device, and communication system |
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JP2017181355A Pending JP2019057834A (en) | 2017-09-21 | 2017-09-21 | Portable radio communication device, information identification device using portable radio communication device, and communication system |
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2017
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