CN105052043A - 近场无线通信rfid标签读取器和近场无线通信系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于近场无线通信的RFID标签读取器(300)，其中，天线选择开关(310)具有在预定范围内分散布置的用于将数据发送至RFID标签并从RFID标签接收数据的多个天线，并且从所述多个天线之中选择要用于发送和接收数据的一个天线。如果所述多个天线中的一个已经接收到由RFID标签发送的载波，则检测单元(314)获取指示天线转换控制单元(312)已经使得天线选择开关(310)选择的天线的信息。

Description

近场无线通信RFID标签读取器和近场无线通信系统
技术领域
本发明涉及一种用于近场无线通信的RFID(射频识别)标签读取器以及近场无线通信系统。
背景技术
近年来，用于近场无线通信的技术已经快速发展，并且非接触式信息通信技术已经变得被广泛用于火车站的检票口、商店的结算、建筑物的进入和离开管理或上锁等中。
引用列表
专利文献
PTL1
日本专利特开No.2010-156796
发明内容
技术问题
在近场无线通信中，用于读取RFID标签的信息的读取器与存在在其通信范围内的RFID标签交换信息。因此，在RFID标签读取器可以读取RFID标签的信息的通信范围较宽的情况下，当读取RFID标签的信息时RFID标签读取器的使用方便性更好。
本申请的发明人认识到了如下可能性：如果不仅增大可以与RFID标签通信的范围、而且还还辨识到存在着该范围中的标签的位置，那么提供利用近场无线通信的新申请可变为可能。
已经鉴于如上刚刚所述的这种问题而做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种可以增大可以近场无线通信进行通信的范围、并且检测存在在该范围中的标签的位置的技术。
问题的解决方案
为了解决上述问题，根据本发明的特定模式的用于近场无线通信的RFID标签读取器包括发送和接收单元，其将载波发送至RFID标签并接收从RFID标签发送的载波。发送和接收单元包括：调制部分，其生成用待发送至RFID标签的数据调制的载波；以及天线选择开关，其中，以在预定范围内的广度(extent)布置将数据发送至RFID标签并从RFID标签接收数据的多个天线，并且该天线选择开关从多个天线之中选择要用于发送和接收数据的一个天线。RFID标签读取器还包括：天线转换控制部分，其转换要被天线选择开关选择的天线；以及检测部分，其当由多个天线中的任一个接收从RFID标签发送的载波时，获取指示由天线选择开关在天线转换控制部分的控制下选择的天线的信息。
本发明的另一模式是近场无线通信系统。近场无线通信系统包括用于近场无线通信的一个或多个RFID标签、用于近场无线通信的RFID标签读取器、控制RFID标签读取器的软件、以及进行耦接以用于与RFID标签读取器通信并且执行该软件的信息处理装置。RFID标签读取器包括发送和接收单元，其将载波发送至RFID标签并接收从RFID标签发送的载波。发送和接收单元包括：调制部分，其生成用待发送至RFID标签的数据调制的载波；以及天线选择开关，其中，以在预定范围内的广度布置将数据发送至一个或多个RFID标签并从一个或多个RFID标签接收数据的多个天线，并且该天线选择开关从多个天线之中选择要用于发送和接收数据的一个天线。RFID标签读取器还包括：天线转换控制部分，其转换要被天线选择开关选择的天线；以及标签检测部分，其当由多个天线中的一个接收从一个或多个RFID标签中的任一个发送的载波时，获取指示由天线选择开关在天线转换控制部分的控制下选择的天线的信息，然后检测发送载波的RFID标签的存在位置。该软件控制天线转换控制部分使得信息处理装置实施用于设置转换模式(pattern)的功能，该转换模式定义要被天线选择开关选择的天线的转换时刻。
应注意，上述组件的任意组合、以及将本发明的表示在方法、装置、系统、计算机程序、数据结构、记录介质等之间变换而获得的那些，作为本发明的模式也是有效的。
发明的有益效果
通过本发明，可以提供一种技术，其增大可以近场无线通信进行通信的范围并检测存在在该范围中的标签的位置。
附图说明
图1是示意性地描绘根据实施例的近场无线通信系统的一般构成的视图。
图2是示意性地描绘根据该实施例的信息处理装置以及RFID标签读取器的功能构成的视图。
图3是示意性地描绘根据该实施例的在天线中提供的线圈天线的布置示例的视图。
图4是描绘容纳根据该实施例的RFID标签读取器的外壳的顶面的视图。
图5是图示根据该实施例的在RFID标签读取器上布置多个RFID标签的方式的视图。
图6是示意性地描绘根据该实施例的由信息处理装置执行的软件所生成的游戏屏幕图像的示例的视图。
图7是图示根据该实施例的由RFID标签读取器执行的天线转换处理的流程的流程图。
图8是示意性地描绘根据该实施例的RFID标签的功能构成的视图。
图9是示意性地描绘根据对该实施例的变形例的在天线中提供的线圈天线的布置示例的视图。
图10(a)至图10(d)是示意性地描绘彼此具有不同尺寸的四个线圈天线的视图。
图11是示意性地描绘使用具有不同尺寸的线圈天线的线圈天线的布置示例的视图。
图12(a)至图12(d)是图示根据第三变形例的线圈天线的布置示例的视图。
图13是描绘根据第四变形例的天线选择开关的比较示例的视图。
图14是示意性地描绘根据第四变形例的天线选择开关的构成的视图。
图15是示意性地描绘根据第五变形例的RFID标签读取器中提供的接触传感器的示例的视图。
图16是示意性地描绘根据第五变形例的RFID标签读取器的截面与RFID标签的截面一起的视图。
图17是示意性地描绘在线圈天线与传感器模块之间的量值和位置关系的视图。
图18是示意性地描绘根据第五变形例的RFID标签读取器的功能构成的视图。
图19是示意性地描绘RFID标签读取器的顶板的外观示例的视图。
图20是描绘利用接触传感器的应用的示例的视图。
图21(a)至图21(c)是描绘利用接触传感器的应用的不同示例的视图。
图22是描绘当在RFID标签的顶板上放置机械按钮时的方式的视图。
图23是描绘将根据第六变形例的检测目标放置在RFID标签读取器的顶板上的方式的视图。
具体实施方式
描述本发明的实施例的概述。根据本发明的实施例的近场无线通信系统包括用于与RFID标签通信的多个天线，并且在于天线之间转换天线的同时与RFID标签通信。近场无线通信系统从多个天线中与RFID标签通信的天线的位置检测RFID标签的存在位置。
图1是示意性地描绘根据实施例的近场无线通信系统100的一般构成的视图。根据该实施例的近场无线通信系统100包括信息处理装置200、用于近场无线通信的RFID标签读取器300、以及用于近场无线通信系统的一个或多个RFID标签400。为了简化描述，“用于近场无线通信的RFID标签读取器300”和“用于近场无线通信的RFID标签400”在下文中分别称为“RFID标签读取器300”和“RFID标签400”。
耦接信息处理装置200用于与RFID标签读取器300通信。这可以利用例如通过已知USB(通用串行总线)线缆等的有线连接、或者通过蓝牙(注册商标)等的无线连接技术来实施。信息处理装置200包括未描绘的CPU(中央处理单元)、存储器等，并利用从RFID标签读取器300获取的RFID标签400的信息执行应用软件、或者控制RFID标签读取器300的部分功能。作为信息处理装置200的示例，例如，PC(个人计算机)、或家用安装类型的游戏机、或者诸如便携式游戏机、智能电话或平板式PC的便携式电子装置、商用的电玩游戏机、包括可以与真实世界的图像的重叠关系显示虚拟图像的眼镜类型的显示设备的可穿戴计算机是适用的。
在图1中描绘的示例中，描绘了由参考标记400a至400f表示的六个RFID标签400。然而，RFID标签400的数目不限于六个，而是可以大于或小于六个。除非不需要详细区分RFID标签400，否则每个RFID标签400在下文中称为RFID标签400。
图2是示意性地描绘根据该实施例的信息处理装置200以及RFID标签读取器300的功能构成的视图。信息处理装置200包括用于与RFID标签读取器300通信的通信单元202，并在完全控制信息处理装置200的操作系统204的控制下执行软件206。
RFID标签读取器300包括通信单元302、算术运算单元303、发送和接收单元306、以及转换模式存储单元316。图2描绘用于实施根据该实施例的信息处理装置200和RFID标签读取器300的功能构成，但是省略了其它组件。由CPU、主存储器和一些其它LSI(大规模集成)以硬件构成作为用于执行各个处理的功能块的所述组件，或者可以以加载在主存储器中的软件、程序等实施所述组件。因此，本领域技术人员认识到，可以以仅从硬件、仅从软件、或者从硬件和软件的组合的各种形式实施功能块，但是功能块不限于所述形式中的任何一个。
算术运算单元303包括检测部分314以及天线转换控制部分312。使用已知微计算机实施算术运算单元303，并且算术运算单元303执行对要发送到RFID标签400的数据或者从RFID标签400接收的数据的处理。在下文中描述算术运算单元303中的检测部分314和天线转换控制部分312。
发送和接收单元306执行信息到和从RFID标签400的发送和接收。为了实施此，根据该实施例的发送和接收单元306包括调制部分304、解调部分318、天线308、以及天线选择开关310。
调制部分304从算术运算单元303获取要发送至RFID标签的数据，并用所获取的数据调制要用于与RFID标签400通信的载波。解调部分318解调叠加在从RFID标签400接收的载波上的数据。
假设根据该实施例的调制部分304遵循用于NFC(近场通信)的通信标准而生成载波，给出以下描述。为此，天线308和RFID标签400利用电磁感应发送和接收遵循用于NFC的通信标准的频率(13.56MHz)的载波。然而，对于本领域技术人员来说显然的是，也可以在发送和接收遵循与用于NFC的通信标准不同的通信标准的情况下实现本发明。
虽然在图2中使用单个参考标记308，但是根据该实施例的发送和接收单元306包括多个线圈天线。通过在预定范围内分散而布置每个线圈天线，并且每个线圈天线具有其可以与RFID标签通信的通信范围。
图3是示意性地描绘根据该实施例的在天线308中提供的线圈天线的布置示例的视图。图3描绘发送和接收单元306包括16个线圈天线并且每个线圈天线具有矩形形状的情况下的示例。一般地，在线圈天线具有矩形形状的情况下，线圈天线可以与RFID标签400通信的通信范围的形状也是几乎矩形的形状。在图3中描绘的天线308的布置示例中，被分配从1到16的序号的矩形区域分别指示16个线圈天线的通信范围。在以下描述中，与被分配从1到16的参考标记的矩形区域对应的线圈天线有时分别称为线圈天线1到线圈天线16。
在图3中描绘的示例中，线圈天线的通信范围在它们之中具有类似的广度，除了在它们之间没有间隙的情况下将它们并置(juxtapose)之外，从而线圈天线的通信范围彼此不重叠。结果，发送和接收单元306具有与使用单个线圈天线的广度相比等于其16倍的广度的通信范围。
为了与如上所述的RFID标签400通信，RFID标签读取器300需要用于调制和解调载波的电力。这里，在RFID标签读取器300例如通过USB线缆而有线连接至信息处理装置200并且接收从信息处理装置供应的电力的情况下，RFID标签读取器300可以接收足够的电力供应。然而，在RFID标签读取器300和信息处理装置200无线通信的情况下，由电池驱动RFID标签读取器300。替代地，在由电池驱动信息处理装置200自身的情况下，即使RFID标签读取器300和信息处理装置200彼此有线连接，也由电池驱动整个系统。
然而，为了使多个线圈天线同时与RFID标签400通信，需要调制部分304和解调部分318的数目等于要用于同时通信的线圈天线的数目，并且需要同样多的成本。
因此，根据该实施例的RFID标签读取器300包括天线选择开关310，用于从天线308具有的多个线圈天线之中选择要用于数据到和从RFID标签读取器的发送和接收的一个天线。此外，天线转换控制部分312控制要被天线选择开关310选择的天线的转换。可以使用例如已知高频切换设备实施天线选择开关310。
这里，天线转换控制部分312根据定义要被天线选择开关310选择的天线的转换时刻的转换模式，转换要被天线选择开关选择的线圈开关。将线圈天线的转换模式存储在转换模式存储单元316中。由转换模式定义的转换模式的示例是扫描模式，其定义多个线圈天线在预定时间间隔在它们之中被依次转换并且被选择。当线圈天线的转换遵循扫描模式时，天线转换控制部分312控制天线选择开关310，使得在图3描绘的布置示例中从线圈天线1到线圈天线16循环转换与RFID标签400通信的线圈天线。
由转换模式定义的转换模式的另一示例是自己选择模式，其定义由来自多个线圈天线之中的一些线圈天线构成的子集在它们之中被依次转换并且被选择。在图3中描绘的布置示例中，“由线圈天线构成的子集”是例如由线圈天线1、2、5、6、9、10、13和14构成的线圈天线组，并且覆盖整个通信范围的左半区域。在线圈天线的转换遵循子集选择模式的情况下，天线转换控制部分312控制天线选择开关310，使得以线圈天线1、2、5、6、9、10、13和14的顺序循环转换与RFID标签400通信的线圈天线。
以此方式，天线转换控制部分312控制天线选择开关310，使得时分地转换与RFID标签400通信的线圈天线。因此，与RFID标签400通信的线圈天线的数目在每个瞬间总是一个，并且要用于载波的调制和解调的调制部分304和解调部分318的数目也可以分别仅为一个。在扩展发送和接收单元306可以与RFID标签400通信的发送和接收单元306的整个通信范围的同时，可以实施RFID标签读取器300的功耗的抑制、成本的减少、以及重量的减少。
顺便提及，通过上述由天线转换控制部分312对天线选择开关310的控制，可以扩展与RFID标签400的通信范围。这里，不仅如果扩展与RFID标签400的通信范围、而且如果可以检测RFID标签存在在通信范围内的哪个位置，那么利用通过由信息处理装置200等执行的应用软件的信息成为可能。
为此，当由多个线圈天线中的一个接收从RFID标签400发送的载波时，检测部分314获取表示由天线选择开关310在天线转换控制部分312的控制下选择的线圈天线的信息。这里，“表示线圈天线的信息”是为了识别线圈天线而向每个线圈天线唯一分派的标识符，并且是例如在上文中参考图3描述的序号中的一个。
检测部分314使用由天线选择开关310在天线转换控制部分312的控制下选择的线圈天线的序号，来指定RFID标签400在布置多个线圈天线的发送范围内的存在位置。具体地，检测部分314在未描绘的其存储单元中保持如图3中描绘的线圈天线的这种布置图，并且获取与从天线转换控制部分312获取的序号对应的线圈天线在布置图中的位置。例如，在从天线转换控制部分312获取的序号是4的情况下，检测部分314确定RFID标签400存在在线圈天线的布置图的右上位置。以此方式，基于与RFID标签400通信的线圈天线的位置检测RFID标签的位置。
图4是描绘容纳根据该实施例的RFID标签读取器300的外壳的顶面的视图，并且是当从上方观察RFID标签读取器300的外壳的顶面时的视图。在图4中描绘的示例中，在RFID标签读取器300的外壳的顶面上布置天线308中包括的多个线圈天线。在图4中，在被分配从1至16的序号的圆形区域中布置线圈天线。换言之，图4中被分配从1至16的序号的圆形区域对应于图3中被分配从1至16的序号的矩形区域。如果将RFID标签400放置在RFID标签读取器300的外壳的顶面上，那么具有包括该地方的通信范围的线圈天线可以与RFID标签400通信。
现在，描述利用由检测部分314对的位置检测的应用的示例。
图5是图示根据该实施例的在RFID标签读取器300上布置多个RFID标签400的方式的视图。在图5中，将从RFID标签400a到400e的五个RFID标签400放置在RFID标签读取器300的外壳的顶面上。在其上分别展示图画的卡片形状的多张中内置RFID标签400a至400e。然而，每个RFID标签400不需要必须内置在卡片中，而是可以具有各种其它形式，例如使得其被安装在图的基底上、或者被安装在日本象棋的象棋棋子中。
在图5中描绘的示例中，将RFID标签400a放置在图4中的圆形区域1中；将RFID标签400b放置在图4中的圆形区域2中；将RFID标签400c和400d放置在图4中的圆形区域7中；并且将RFID标签400e放置在图4中的圆形区域8中。这里，假设天线转换控制部分312控制天线选择开关310，使得根据扫描模式，以对应于圆形区域1的线圈天线1开始并以对应于圆形区域16的线圈天线16结束，循环转换与RFID标签400通信的线圈天线。此时，线圈天线1、2、7和8从RFID标签400接收载波。
在圆形区域7中，将RFID标签400d以重叠关系放置在RFID标签400c上。然而，因为根据该实施例的线圈天线遵循用于NFC的通信标准而发送和接收载波，所以线圈天线7可以与以彼此重叠的关系、彼此独立地放置的RFID标签400c和RFID标签400d两者通信。从由线圈天线1、2、7和8从RFID标签400接收的载波，由解调部分318分离数据(在下文中有时简称为“RFID标签400的数据”)。通过通信单元302将所分离的数据与由检测部分314获取的位置信息(在下文中有时简称为“RFID标签400的位置信息”)一起输出至信息处理装置200。
在该实施例中，由信息处理装置200执行的软件206是利用从RFID标签读取器300获取的RFID标签400的数据、以及RFID标签400的位置信息的应用软件，并且作为示例是游戏应用软件。
图6是示意性地描绘根据该实施例的由信息处理装置200执行的软件206所生成的游戏屏幕图像的示例的视图，并且描绘基于图5中描绘的五个RFID标签400的数据和位置信息、通过由信息处理装置200执行的软件206的处理生成的屏幕图像。在以下描述中，例如，为了简化描绘，仅以简化形式将“由信息处理装置200执行的软件206处理以生成”描述为“软件206生成”。注意，将由软件206生成的游戏屏幕图像显示在信息处理装置200中提供的或者连接至信息处理装置200的显示单元(未描绘)上。
在图6中，参考标记301表示的平板是由软件206在虚拟三维空间中生成的虚拟游戏棋盘(board)，并且是对应于RFID标签读取器300的顶面的图像。图6是假设诸如象棋或日本象棋的对战棋盘游戏的例示游戏的屏幕图像的视图。用户将移动可以说作为“驹(piece)”的RFID标签400来玩。
由软件206获取的RFID标签400的数据还包括用于指定RFID标签400的类型的ID(标识符)。软件206基于ID生成适合于RFID标签400的类型的图像，并且在RFID标签400在虚拟游戏棋盘301上的存在位置处显示所生成的图像。
应注意，虚拟游戏棋盘301是由软件206生成的视频。软件206不需要必须生成模仿实际存在的RFID标签读取器300的顶面的视频，而是可以生成自由设置诸如沙滩、草地、月球表面或海底洞穴的场景(stage)的游戏屏幕图像。此外，RFID标签读取器300以使用电磁场的非接触方式与RFID标签400通信。因此，即使在RFID标签读取器300的顶面上布置展示图画的纸张(sheet)，也维持通信。此时，通过在布置在顶面上的纸张上也提供RFID标签400，软件206也可以生成与纸张的图画类似的图画的游戏屏幕图像。
更具体地，图5中的RFID标签400a的类型是象棋的卒(pawn)，并且将RFID标签400a放置在圆形区域1中。因此，软件206在图6中描绘的虚拟游戏棋盘301的对应于圆形区域1的位置生成卒的视频。而且，图5中的RFID标签400e是类似于RFID标签400a的象棋的卒，因此，软件206在图6中描绘的虚拟游戏棋盘301的对应于圆形区域8的位置生成卒的视频。
这里，在图5中的圆形区域7中，将指示“人”的RFID标签400d以重叠关系放置在指示“大炮”的RFID标签400c上。因此，软件206在图6中描绘的虚拟游戏棋盘301的对应于圆形区域7的位置生成“大炮”上的“人”的视频。以此方式，当一个线圈天线同时从多个RFID标签400接收数据时，与从多个RFID标签400彼此独立地接收数据的替代情况相比，软件206可以生成不同视频。这使得可以实现用于提升游戏性能的情境(direction)，诸如，角色配备有物品或魔法的情境、或者将两个物品合成或融合以生成新物品的另一情境。
图7是图示根据该实施例的由RFID标签读取器300执行的天线转换处理的流程的流程图。例如，当开启对RFID标签读取器300的电源时，开始本流程图的处理。
天线转换控制部分312从转换模式存储单元获取并设置定义线圈天线的转换时刻的转换模式(S2)。天线选择开关310在天线转换控制部分312的控制下从多个线圈天线之中选择要用于将数据发送到RFID标签读取器和从RFID标签读取器接收数据的一个线圈天线(S4)。
调制部分304用由检测部分314生成的用于检测线圈天线的检测信号调制载波，并使得所选择的线圈天线发送该载波(S6)。接收检测信号的RFID标签400发送用于通知其的存在的响应信号。当所选择的线圈天线接收从RFID标签400发送的响应信号时(在S8的Y)，检测部分314将用于识别接收载波的线圈天线的天线编号存储到检测部分314中未描绘的天线编号临时存储单元中(S10)。此外，检测部分314基于响应信号将对于唯一数据的读取信号发送至已经发送了该响应信号的RFID标签400，并读出在RFID标签400中写入的该唯一数据(S12)。检测部分314将所读出的RFID标签400的数据存储到临时存储单元中(S14)。如果所选择的线圈天线未接收从RFID标签400发送的载波(在S8的N)，那么跳过用于存储天线编号的处理。
应注意，用于检测线圈天线的检测信号例如是由ISO14443-A规定的REQA命令，并且响应信号例如是由ISO14443-A规定的ATQA响应。
在直到由转换模式定义的要被选择的线圈天线的选择执行了一轮(在S16的N)为止的时间段内，重复在步骤S4到S14的处理以继续用于存储用于识别接收载波的线圈天线的天线编号以及RFID标签400的数据的处理。如果由转换模式定义的要被选择的线圈天线的选择执行了一轮(在S16的Y)，那么检测部分314基于临时存储的天线编号检测RFID标签400的位置(S18)。检测部分314使得通信单元302发送包括表示所检测的RFID标签400的位置的数据的RFID标签400的数据(S20)。
在通信单元302将数据发送至信息处理装置200之后，通过本流程图的处理结束。RFID标签400重复上述处理以继续RFID标签400的位置检测。
这里，如上文所述，用户将移动作为图6中描绘的游戏的示例中的驹的RFID标签400。此时，例如，如果用户拾起RFID标签400并将RFID标签400移动至线圈天线的通信范围的外部，那么软件206可以从RFID标签400的位置信息的改变确定用户想要移动RFID标签400中的哪一个。
然而，即使在用户实际上移动RFID标签400之前，如果在用户接触RFID标签400的时间段可以检测到这种接触，那么软件206也可以使用检测结果来执行新情境。具体地，当获取表示用户接触RFID标签400的数据时，软件206可以执行这样的情境：将对应视频从虚拟游戏棋盘301移走，生成以振动方式移动的视频，等等。
图8是示意性地描绘根据该实施例的每个RFID标签400的功能构成的视图。根据该实施例的RFID标签400包括接通部分404、标签天线408、调制部分418、算术运算单元420、传输电力获取单元422以及接触传感器424。
传输电力获取单元422通过标签天线408获取从RFID标签读取器300发送的传输电力。虽然从RFID标签读取器300发送的传输电力通常是交流(AC)电力，但是RFID标签400的组件用直流(DC)电力工作。因此，通过诸如将AC电力变换为DC电力的整流电路、或防止施加过高电压的限压电路的已知技术实施传输电力获取单元422。RFID标签400的组件用传输电力获取单元212所获取的电力工作。应注意，虽然未描绘，但是在RFID标签400是所谓的包括诸如电池的电源的活动标签的情况下，可以由电源的电力驱动RFID标签400。
标签天线408接收从RFID标签读取器300中的天线408发送的载波，并向RFID标签读取器300发送载波。接触传感器424检测用户对RFID标签的接触。可以使用诸如电阻膜方法或静电容量类型的已知检测技术实施接触传感器424。
如果接触传感器424检测到接触，那么算术运算单元420将表示检测的信息变换为数据。调制部分418生成用由算术运算单元420生成的数据或者表示RFID标签400的类型的数据调制的载波，以便通过标签天线408将载波发送至RFID标签读取器300。标签天线408将由算术运算单元420生成的载波发送至RFID标签读取器300。因此，软件206可以通过RFID标签读取器300获取由RFID标签400的接触传感器检测的信息，并且可以在用户接触RFID标签400的时间点向视频应用情境。
在以上给出的描述中，采取假设棋盘游戏的游戏的应用软件作为利用RFID标签400的数据和RFID标签400的位置信息的软件206的示例。可以由软件206实施的游戏应用不限于棋盘游戏，而是可以假设为如所谓的“打地鼠游戏”这样的游戏作为另一示例。
如果使用根据该实施例的近场无线通信系统100，那么可以例如以如下所述这样的模式实施打地鼠游戏。首先，准备模仿锤子的工具以用于打地鼠，并且将RFID标签400安装在锤子的头部或锤子的部分的位置。软件206生成与RFID标签读取器300的顶面对应的图像，并使得显示单元显示图像，如图6中类似地。在此图像中，与每个圆形区域对应的位置是“地鼠”所出来的洞穴。
除了与顶面对应的图像之外，软件206还周期性地或随机地生成与“地鼠”对应的图像，并使得显示单元显示图像。用户将观察显示单元，并使用模仿锤子的工具击打RFID标签读取器300的顶板的与“地鼠”出现的位置对应的圆形区域。如果用户击打RFID标签读取器300的顶板，那么因为RFID标签读取器300与工具中安装的RFID标签400之间的距离接近可以通信的距离，所以软件206可以获知用户击打顶板的时刻。软件206将显示“地鼠”的时刻与用户击打顶板的时刻相互比较，以确定用户在打地鼠中是否成功。
这里，如果将上述“打地鼠游戏”与“棋盘游戏”相互比较，那么天线转换控制部分312当要执行“打地鼠游戏”时将线圈天线的转换周期设置得比当要执行“棋盘游戏”时短。具体地，考虑到，在“棋盘游戏”中，由于用户仔细思考驹等的移动目的地的这样的理由，需要几十秒到多于一分钟的时段来移动RFID标签400。因此，天线转换控制部分312可以以在一秒中依次选择一轮线圈天线的这样的周期转换线圈天线。
另一方面，在“打地鼠游戏”中，需要至少以基本上等于显示“地鼠”的频率的周期选择一轮线圈天线。即使“地鼠”的出现频率是每一秒到几秒一次，也因为牵涉16个线圈天线，所以对于天线转换控制部分312优选的是在几十到几百毫秒中选择一轮线圈天线。
因此，构成该实施例中的天线转换控制部分312，以使得其从执行软件206的信息处理装置200接收指令，并且可以通过通信单元302改变转换模式。作为特定示例，当天线转换控制部分312例如将上述扫描模式设置为转换模式时，其根据来自软件206的指令改变在其之后要转换线圈天线的时间间隔。作为另一示例，当天线转换控制部分312在其中设置上述子集选择模式时，其根据来自软件206的指令改变构成该子集的线圈天线。
以此方式，通过根据来自外部的命令改变转换模式，天线转换控制部分312可以灵活地应对由近场无线通信系统100执行的应用所需的规范。
如上所述，通过根据该实施例的近场无线通信系统100，可以提供一种增大可以基于近场无线通信进行通信的范围并且检测标签存在在该范围内的位置的技术。
已经基于该实施例描述了本发明。该实施例是示例性的，并且本领域技术人员认识到，可以对该实施例的组件和处理的组合进行变形、以及这些变形也保持在本发明的范围内。
(第一变形例)
图3中描绘的上述示例针对于如下情况：线圈天线的通信范围具有类似的广度，并且被布置为在它们之间无间隙，使得它们彼此不重叠。线圈天线的布置方法不限于此。以下，描述线圈天线的不同布置示例作为变形例。
图9是示意性地描绘根据对该实施例的变形例的在天线308中提供的线圈天线的布置示例的视图。在图9中描绘的示例中，六个线圈天线的形状和尺寸类似于图3中描绘的示例中的线圈天线的形状和尺寸。然而，在图9中描绘的示例中，布置多个线圈天线以使得它们的至少部分与线圈天线的一个或多个的至少部分重叠。结果，多个线圈天线的至少部分通信范围与一个或多个其它天线的至少部分通信范围重叠。
图9中的编号对应于图3中的线圈天线的序号。例如，图9中的区域350是线圈天线1的部分通信范围。同时，区域352是线圈天线1和线圈天线2的通信范围彼此重叠的区域。类似地，在区域354中，线圈天线1、2、5和6的通信范围彼此重叠。类似地在其它区域中发现通信范围的重叠，并且图9中的每个区域中描述的编号意味着通信范围是该区域的线圈天线的序号。
这里，图9中描绘的示例中的每个线圈天线的通信范围和图3中描绘的示例中的每个线圈天线的通信范围具有相同广度。因此，图9中的线圈天线1的通信范围是与由区域350、352、354和356指示的区域的组合区域等同的区域。在图3中描绘的示例中，当RFID标签400与由区域350、352、354和356指示的区域接触时，将其置于仅可与线圈天线1通信的状态中。另一方面，在图9中描绘的示例中，当RFID标签400接触区域350时，其可以仅与线圈天线1通信。然而，如果RFID标签400接触区域352、354和356，那么将其置于还可与不同于线圈天线1的线圈天线的通信的状态中。
例如，如果RFID标签400可与线圈天线1、2、5和6的全部通信，那么检测部分314可以指定RFID标签400位于区域354中。通过布置多个线圈天线以使得它们的至少部分通信范围以此方式至少与一个或多个其它通信范围的部分重叠，可以提高检测部分314对RFID标签400的位置检测的分辨率。换言之，图3中描绘的示例中的位置检测的分辨率等同于线圈天线的通信范围。同时，在图9中描绘的示例中，虽然使用与图3中描绘的示例中的线圈天线等同的线圈天线，但是RFID标签400的位置检测的分辨率变得比图3中描绘的示例中的分辨率精细。更具体地，在图9中描绘的示例中，可以使用与图3中描绘的示例中的16个线圈天线等同的16个线圈天线检测7行和7列中的49个位置。
顺便提及，在图9中描绘的示例中，在天线308的末端的区域比天线308的中心区域中的区域具有更大面积的其用于检测RFID标签400的区域。例如，区域350的面积大于区域354的面积。根据由软件206实施的应用，有时需要在整个天线308上具有统一的分辨率。因此，为了在整个天线308上实现统一的分辨率，可以使用不同尺寸的线圈天线。
图10(a)至图10(d)是示意性地描绘彼此具有不同尺寸的四个线圈天线的视图。图10(d)描绘具有与图3中的线圈天线的尺寸相同的尺寸的线圈天线。图10(a)描绘要用在图3中的线圈天线1、4、13和16的地方的线圈天线。图10(b)描绘要用在图3中的线圈天线2、3、14和15的地方的线圈天线。图10(c)描绘要用在图3中的线圈天线5、8、9和12的地方的线圈天线。对于线圈天线6、7、10和11，使用图10(d)中描绘的线圈天线，即，与图3中的线圈天线的尺寸相同的尺寸的线圈。
图11是示意性地描绘使用不同尺寸的线圈天线的线圈天线的布置示例的视图，并且具体地是描绘使用图10(a)至图10(d)中描绘的线圈天线的线圈天线的布置示例的视图。图11中的区域350’、352’、354’和356’分别对应于图9中的区域350、352、354和356。图11中的区域354’的广度与图9中的区域354的广度基本上彼此相等。而且，图11中的区域350’、352’和356’的广度等于图9中的区域354的广度。因此，在图11中描绘的示例中，RFID标签400的位置检测的分辨率在整个天线308上是统一的。
(第二变形例)
在前述描述中，描述了如下情况：在显示单元上显示由信息处理装置200执行的软件206所生成的虚拟三维空间中生成的虚拟视频。然而，虚拟视频的展示方法不限于此。
在根据第二变形例的近场无线通信系统100中，信息处理装置200是包括可以以与真实世界的视频的重叠关系显示虚拟视频的眼镜类型的显示设备(未描绘的)的可穿戴计算机。信息处理装置200可以通过执行软件206显示由固态图像拾取元件拍摄的视频。信息处理装置200还可以通过使用已知的AR(增强现实)技术，以与由固态图像拾取元件成像的视频的重叠关系显示虚拟视频。
根据第二变形例的近场无线通信系统100的用户将佩戴眼镜类型的显示设备以观察RFID标签读取器300。此时，如果RFID标签400存在在RFID标签读取器300的顶板上，那么软件206响应于RFID标签400生成视频，以便以在真实存在的RFID标签读取器300的顶板上的视频上的重叠关系显示图像。因此，用户可以将重叠在真实存在的RFID标签读取器300上的虚拟视频、与RFID标签读取器300一起欣赏。因此，可以提升游戏性能。
(第三变形例)
在上文参考图9和图11描述的示例中，一个线圈天线需要最多检测九个不同标签。例如，在图9中描绘的示例中，线圈天线1需要同时检测放置在由区域350、352、354和356指示的四个区域中的标签。类似地，例如，在图11中描绘的示例中，线圈天线11需要同时检测放置在九个区域中的标签。此外，在图11中描绘的示例中，因为线圈天线具有不同的尺寸，所以要在检测到标签时执行的处理在不同的线圈天线之间不同。因此，构成根据第三变形例的RFID标签400以使得减少要由每个线圈天线检测的标签的数目，除此之外，线圈天线具有统一的尺寸。
图12(a)至图12(d)是图示根据第三变形例的线圈天线的布置示例的视图。图12(a)描绘由在4行和4列中并置的相同形状的16个线圈天线1至16构成的天线。图12(b)描绘由具有与图12(a)中构成天线的线圈天线的形状相同的形状并且在3行和4列中并置的12个线圈天线(线圈天线a至l)构成的天线。类似地，图12(c)描绘由具有与图12(a)中构成天线的线圈天线的形状相同的形状并且在4行和3列中并置的12个线圈天线(线圈天线A至L)构成的天线。
图12(d)是示意性地描绘根据第三变形例的天线308的布置示例的视图。通过将图12(a)至图12(c)中描绘的天线以一个在另一个上的方式放置在三层中，构成根据第三变形例的线圈天线。更具体地，根据第三变形例的线圈天线通过如下方式构成：以一个在另一个上的方式放置其以使得图12(a)至图12(c)中描绘的天线的中心(由标记“x”指示的)彼此一致。
根据第三变形例的天线308可以检测RFID标签400的范围与如图12(a)中描绘的并置16个线圈天线的范围相同。此外，图12(d)中描绘的8*8＝64个区域在重叠的线圈天线的组合方面不同。因此，根据第三变形例的天线308的分辨率提高到图12(d)中描绘的8*8＝64个区域。此外，分辨率在整个天线308上统一，除此之外，线圈天线具有统一的尺寸。此外，可以将一个线圈天线必须检测的RFID标签400的最大数目抑制到四个。
应注意，虽然在图12中描绘了可以使用图12(a)至图12(c)中描绘的总共40个天线的组合在64个区域中检测RFID标签的天线308，但是要使用的天线的数目不限于40个。例如，在构成可以在4*4＝16个区域中检测RFID标签的天线308的情况下，仅需要八个线圈天线，并且，为了构成可以在10*10个区域中检测RFID标签的天线308，使用65个线圈天线。此外，天线308可以检测RFID标签400的范围的形状不限于正方形，而是可以是矩形形状、或者可以是任何形状，只要可以通过线圈天线的组合构成天线308即可。
(第四变形例)
在前述描述中，描述了如下情况：天线选择开关310通过将天线308中的一个线圈天线与一个开关电路以一一对应的关系关联并选择一个开关电路，来选择一个线圈天线。这里，当要选择一个线圈天线时，需要选择线圈天线的输入侧和输出侧。因此，上述天线选择开关310需要2N个开关电路，以便使得可以选择N个线圈天线。因此，如果构成天线308的线圈天线的数目增加，则开关电路的数目也增加，从而导致电路规模和成本增加。
因此，根据第四变形例的天线选择开关310包括第一开关电路330和第二开关电路332，并且基于由第一开关电路330选择的开关以及由第二开关电路332选择的开关的组合指定一个线圈天线。以下，描述基于两个开关电路的组合对线圈天线的指定。
图13是描绘根据第四变形例的天线选择开关310的比较示例的视图。在图13中，描绘在4行和4列中布置的16个线圈天线。在图13中描绘的示例中，线圈天线的列由从A到D的四个大写字母表示，并且线圈天线的行由从a到d的四个小写字母表示。此时，图13中描绘的16个线圈天线各自可以从表示列的大写字母和表示行的小写字母的组合来识别。例如，图13中描绘的线圈天线8可以由(D，b)指定。
第一开关电路330包括四个端子A至D，并且与线圈天线电耦接，以便选择一列线圈天线。另一方面，第二开关电路332包括四个端子a至d，并且与线圈天线电耦接，以便选择一行线圈天线。例如，为了选择图13中描绘的线圈天线8，第一开关电路330可以选择端子D，并且第二开关电路332可以选择端子b。应注意，开关选择部分334在天线转换控制部分312的控制下转换要被第一开关电路330和第二开关电路332选择的端子。
这里，第一开关电路330的端子的数目是四个，并且第二开关电路332的端子的数目是四个。因此，通过由如图13中描绘的第一开关电路330和第二开关电路332的组合指定线圈天线，可以由4+4＝8个开关指定16个线圈天线。
一般地，当成为指定的目标的线圈天线的数目由A表示时，可以使用两个因子m和n将A表示为A＝m*n。因为满足1≤i≤m和1≤j≤n的m+n个数字的组合(i，j)的数目是m*n＝A，所以可以通过m+n个数字的组合(i，j)唯一地分派A个线圈天线。此外，如果构成第一开关电路330以便允许选择m个端子、并且构成第二开关电路332以便允许选择n个端子，那么可以使用m+n个开关指定A个线圈天线。应注意，将第一开关电路330的m个端子的每个并联耦接至n个线圈天线，除此之外，连接至端子的线圈天线的组合互不相交。类似地，应注意，将第二开关电路332的n个端子的每个并联耦接至m个线圈天线，除此之外，连接至端子的线圈天线的组合互不相交。
图13描绘A＝16并且m＝n＝4的示例。这里，不一定需要m＝n，并且，例如，m和n可以分别是m＝2并且n＝8。在此情况下，可以由2+8＝10个开关指定16个线圈天线。应注意，随着m和n的值彼此越接近，可以减少指定线圈天线所需的开关的数目。因此，优选的是，采用在m*n＝A的条件下最小化|m-n|的数字的组合。例如，在A＝72的情况下，优选地，(m，n)＝(8，9)或(9，8)。
应注意，m和n的选择不依赖于多个线圈天线的实际布置方式。例如，即使在在18行和4列中以垂直延伸的方式布置72个线圈天线的情况下，也可以选择m和n，以便满足(m，n)＝(8，9)或(9，8)，即，例如，构成第一开关电路330以便选择八个端子，并且构成第二开关电路332，以便选择九个端子，并且，除此之外，耦接端子以使得每个线圈天线可以由第一开关电路330所耦接的端子与第二开关电路332所耦接的端子的组合唯一地指定。此外，在m和n中之一是1的情况下，构成变为类似于在图2中描绘的一个线圈天线和一个开关电路以一一对应的关系彼此关联的情况下的构成。
顺便提及，构成天线308的每个线圈天线具有环形形状，并且使用由流过该环的电流感应的磁力进行通信。这里，考虑如下情况：例如，在图13中描绘的示例中，选择线圈天线10。具体地，这是如下情况：第一开关电路330选择端子B，并且第二开关电路332选择端子C。此时，电流自然流过感应磁场的线圈天线10。因此，线圈天线10可以与位于线圈天线10附近的RFID标签400通信。
另一方面，从第一开关电路330的被选择的端子B到第二开关电路332的被选择的端子C的电流路径也具有环形形状，并且可以用作天线。由电流路径构成的环具有包括包括线圈天线2、3、4、6、7和8的尺寸。因此，在图13中描绘的电路构成中，存在如下可能性：如果选择线圈天线10，那么不仅可以检测位于线圈天线10附近的RFID标签400，而且还可以检测位于包括线圈天线2、3、4、6、7和8的区域中的RFID标签400。
因此，在根据第四变形例的天线选择开关310中，执行到天线选择开关的耦接，以使得：在由从第一开关电路330所耦接的端子到第二开关电路332所耦接的端子的电流路径构成的环内，不包括任何其它线圈天线。
图14是示意性地描绘根据第四变形例的天线选择开关310的视图。根据第四变形例的天线选择开关310包括第一开关电路330、第二开关电路332、和开关选择部分334，它们分别类似于图13中描绘的第一开关电路330、第二开关电路332、和开关选择部分334。
而且，与图13中描绘的天线选择开关310的比较示例类似地，根据第四变形例的天线选择开关310从第一开关电路330所选择的端子和第二开关电路332所选择的端子的组合唯一地指定每个线圈天线。然而，在根据第四变形例的天线选择开关310中，从第一开关电路330所选择的端子到第二开关电路332所选择的端子的电流路径不同于图13中描绘的天线选择开关310的比较示例的电流路径。
更具体地，如图14中描绘的，在布置线圈天线的区域中，将天线选择开关310与线圈天线的输入和输出端子互连的电流路径在它们之间不共享布线线路，而是通过专用于单独的线圈天线的布线线路连接。通过使用专用于单独的线圈天线的布线，可以将用于将每个线圈天线的输入端子和输出端子彼此连接的两条布线线路部署在彼此附近。结果，可以将其它线圈天线从由布线线路形成的环内排除，并且可以抑制那些布线线路构成伪天线。
(第五变形例)
在前述描述中，描述如下情况：RFID标签400包括接触传感器424。根据第五变形例的RFID标签读取器300包括接触传感器以取代刚刚描述的构成，或者除了刚刚描述的构成之外还包括接触传感器。
图15是示意性地描绘根据第五变形例的RFID标签读取器中提供的接触传感器500的示例的视图。在图15中描绘的示例中，接触传感器500包括在4行和4列中布置的16个传感器模块502。虽然为了防止复杂描述，仅向图15中的一个传感器模块分配参考标记502，但是，多个传感器模块在下文中各自称为“传感器模块502”，除了将传感器模块502彼此详细区分的情况。
可以通过使用例如已知的静电容量型传感器来实施每个传感器模块502。因为静电容量传感器是已知技术，所以省略了传感器的详细描述。传感器模块502包括用于在垂直方向上检测接触位置的第一电极504、以及用于在水平方向上检测接触位置的第二电极506。当用户的手指直接地或者通过导体接触RFID标签读取器300的表面时，传感器模块502检测在电极与RFID标签读取器300的表面直接的静电容量的变化以检测接触位置。
在图15中描绘的接触传感器500中，在4行和4列中布置传感器模块502，并且与例如在如图14中描绘的4行和4列中布置线圈天线的天线308结合地使用传感器模块502。虽然例如通过在构建RFID标签400的检测目标(例如，卡、图等)中构建导体而在下文中描述细节，也使得可以辨识接触RFID标签读取器300的表面的对象的类型、以及辨识该对象是否实际接触该表面。具体地，通过天线308与RFID标签400的组合，可以获取该对象中RFID标签400的类型，并且接触传感器500可以辨识检测目标是否实际上接触RFID标签读取器300的表面。
图16是示意性地描绘根据第五变形例的RFID标签读取器300的截面与RFID标签400的截面一起的视图。如图16中所描绘的，在根据第五变形例的RFID标签读取器300中，将天线308布置在用作RFID标签读取器300的表面的顶板340附近。将第一电介质510、导体508和第二电介质512以此顺序以堆叠关系布置在接触传感器500的第一和第二电极504和506与顶板340之间。
因为接触传感器500包括如上所述的第一电极504和第二电极506，所以如果将接触传感器500布置在顶板340与天线308之间，那么这使得天线308与RFID标签400之间的通信困难。因此，构成根据第五变形例的RFID标签读取器300，以使得将顶板340、天线308和接触传感器500以此顺序布置。此外，为了在天线308与接触传感器500之间提供距离，在天线308与接触传感器500之间插入第一电介质510。
虽然不限，但是，作为示例，顶板340具有大约30cm的垂直维度和大约30cm的水平维度的尺寸。在此情况下，如果在如图15中描绘的顶板340之下在4行和4列中均匀布置传感器模块502，那么传感器模块502的尺寸变为大约2至3cm。因此，当用户的手指接触顶板340时，存在如下可能性：第一电极504和第二电极506可能无法同时检测接触。这是因为第一电极504和第二电极506的尺寸大于用户的手指接触的区域的尺寸。
因此，在根据第五变形例的RFID标签读取器300中，在第一电介质510与第一和第二电极504和506之间布置导体508。因此，第一和第二电极504和506可以检测稳定的接触。此外，为了防止由导体508与第一电极504或第二电极506彼此接触产生的短路，在导体508与第一电极504和第二电极506之间提供第二电介质512。
图17是示意性地描绘在线圈天线与传感器模块502之间的尺寸和位置关系的视图。如图17中所描绘的，布置传感器模块502的第一电极504和第二电极506，以便将它们容纳在圆形线圈天线的内部。此外，布置导体508以便覆盖第一电极504和第二电极506。
图18是示意性地描绘根据第五变形例的RFID标签读取器300的功能构成的视图。与图2中描绘的RFID标签读取器300相比，根据第五变形例的RFID标签读取器300还包括接触传感器500、接触检测部分364、第一匹配电路360以及第二匹配电路362。虽然其它组件类似于图2中描绘的RFID标签读取器300的组件，但是图2中的检测部分314在图18中称为标签检测部分314，以便将检测部分314与接触检测部分364区分。
接触检测部分364基于接触传感器500的每个传感器模块502中的第一电极504和第二电极506的静电容量的变化，检测顶板340上的接触位置。将接触检测部分364所检测的接触位置通过通信单元302发送至信息处理装置200。
如上所述，RFID标签读取器300包括多个线圈天线，并与RFID标签400通信，同时在线圈天线之中时分地转换线圈天线。为此，在通信期间为每个线圈天线匹配阻抗等。为了实施此，RFID标签读取器300包括第一匹配电路360以及第二匹配电路362。这里，第一匹配电路360与所有线圈天线耦接，并且共同调整线圈天线的性能。另一方面，第二匹配电路362仅与线圈天线的特定一个耦接。更具体地，第二匹配电路362与要求比第一匹配电路360的性能高的性能的调整的线圈天线耦接。
如上所述，在根据第五变形例的RFID标签读取器300中，天线308和接触传感器500共存。因此，与RFID标签400的通信性能根据天线308与接触传感器500之间的位置关系等下降的线圈天线也可能存在。第二匹配电路362和通信性能与如上所述的其它线圈天线的通信性能相比下降的这样的线圈天线耦接。
图19是示意性地描绘RFID标签读取器300的顶板340的外观示例的视图。在图19中描绘的示例中，提供其上要放置用于应用的RFID标签400的应用放置区域342、以及其上要放置通用RFID标签400的通用放置区域344。将上述天线308放置在应用放置区域342上。另一方面，在通用放置区域344上，独立地布置要求比天线308的通信性能高的通信性能的线圈天线。
假设在通用放置区域344上布置的线圈天线与具有各种天线尺寸或通信性能的诸如IC卡或准备好用于NFC的便携式电话机的装置通信。因此，不将上述接触传感器500布置在通用放置区域344中，并且通过将专门用于线圈天线的第二匹配电路362与线圈天线耦接来保证更高的通信性能。应注意，根据应用的种类，在其上印刷图片等的专用的纸张覆盖顶板340的状态中使用线圈天线。当将专用的纸张放置在顶板340上时，通过将用于识别该纸张的RFID标签400嵌入在顶板340的与通用放置区域344对应的位置，可以检测是否用合适的纸张覆盖信息处理装置200。
现在，描述利用接触传感器500的应用。
RFID具有几mm到几十mm的通信距离，并且在RFID标签400与线圈天线接触之前辨识RFID标签400。在RFID标签400与线圈天线或顶板340实际接触之前，辨识RFID标签400。因为存在期望动作类型应用判定接触的情况，所以根据第五变形例的RFID标签读取器300利用接触传感器500用于检测接触。
图20是描绘利用接触传感器500的应用的示例的视图。图20中描绘的示例是指示要用于上述“打地鼠游戏”的如锤子的工具的视图。工具包括用于击打地鼠的锤子部分600、以及用于由用户抓握的手柄部分602。此外，RFID标签400和导体604附至锤子部分600。导体604例如是导电橡胶。
这里，手柄部分602也由导体构成，并且手柄部分602和导体604通过布线线路606彼此电耦接。因此，如果用户紧握手柄部分602并使用锤子部分600击打顶板340，那么用户和传感器模块502彼此电耦接，因此，接触传感器500可以检测接触。
图21(a)至图21(c)是描绘利用接触传感器500的应用的不同示例的视图。更具体地，图21(a)至图21(c)是描绘移动型机械按钮700的构成的视图。此外，图22是描绘当在RFID标签400的顶板340上放置图21(a)至图21(c)中描绘的机械按钮700时的方式的视图。
图21(a)至图21(c)描绘用于实施机械按钮700的彼此不同的构成。在图21(a)中描绘的示例中，通过将RFID标签400和弹性构件708容纳在用可变形侧盖710和上盖702覆盖的空间中，构成机械按钮700。将上盖702与弹性构件708耦接，以使得：如果用户按下上盖702，那么可以从弹性构件708的阻力享受点击感觉。在机械按钮700的内侧将RFID标签400与上盖702耦接。
通过将弹性构件708容纳在用可变形侧盖710和导电构建704覆盖的空间中，构成图21(b)中描绘的机械按钮700。在图21(b)中描绘的示例中，在机械按钮700的外侧将RFID标签400与导电构件704耦接。如果用户按下图21(b)中描绘的机械按钮700，那么可以从弹性构件708的阻力享受点击感觉。同时，使导电构件704与顶板340彼此接触，并且接触传感器500可以由此检测接触。
与图21(a)中描绘的示例类似地，通过将RFID标签400和弹性构件708容纳在用可变形侧盖710和上盖702覆盖的空间中，构成图21(c)中描绘的机械按钮700。此外，在机械按钮700的内侧将RFID标签400与上盖702耦接。
在图21(c)描绘的示例中，在上盖702的外侧以及RFID标签400的下侧(与顶板340接触的侧)布置导电构件704，并且通过导电线路706将导电构件彼此电耦接。因此，如果用户按下图21(c)中描绘的机械按钮700，那么用户的手指通过两个导电构件704和导电线路706与顶板340电接触。因此，接触传感器500可以检测接触。
因为可以移动机械按钮700，所以可以在如图22中描绘的顶板340上自由布置其。可以由内置RFID标签400检测机械按钮700的类型，并且由接触传感器500检测机械按钮700的按下的存在与否。因为该结构简单，所以可以抑制制造成本，并且可以实施高度的耐久性。而且，可以提升设计的自由度。
应注意，虽然以静电容量方法的接触传感器作为示例而描述接触传感器500，但是接触传感器500不限于静电容量类型的接触传感器，而是，即使使用电阻膜类型的接触传感器、压力传感器、振动传感器、机械开关、光学传感器和LED的组合等也可以实施接触传感器500。特别地，在使用压力传感器或振动传感器用于接触传感器500的情况下，在RFID标签读取器300中，将布置的顶板340和天线308、以及诸如压力传感器或振动传感器的接触传感器500按顺序堆叠和布置。
(第六变形例)
在前述描述中，主要描述了如下情况：RFID标签读取器300的每个检测目标仅包括一个RFID标签400。在第六变形例中，RFID标签读取器300的检测目标包括多个RFID标签400。
图23是描绘将根据第六变形例的检测目标800放置在RFID标签读取器300的顶板340上的方式的视图。在图23中描绘的示例中，将卡片类型的检测目标800a和另一检测目标800b放置在顶板340上。在检测目标800a和检测目标800b的每个中，内置三个RFID标签。更具体地，检测目标800a包括RFID标签400a、另一RFID标签400b和又一RFID标签400c，并且检测目标800b包括RFID标签400d、另一RFID标签400e和又一RFID标签400f。
如图23中例示的，在根据第六变形例的检测目标800上，布置三个或更多个RFID标签400。这里，以彼此间隔一距离的关系部署RFID标签400，在该距离内，天线308可以检测RFID标签400，即，在该距离内，天线308的分辨率性能高于线圈天线的分辨率性能。因此，用于实施应用的软件206可以基于由标签检测部分314检测的RFID标签400的存在位置，判定顶板340上放置的检测目标800的取向或旋转角。图23描绘了检测目标800a在顺时针方向上倾斜大约30度，并且检测目标800a上描述的字符P也倾斜。
软件206还可以基于由标签检测部分314检测的多个RFID标签400的存在位置，判定顶板340上放置的卡片类型检测目标800的正面或反面。在图23中描绘的示例中，与检测目标800a的正面和反面相比，反转检测目标800b的正面和反面，并且，检测目标800上描述的字符P也是镜像字符。应注意，为了判定检测目标800的正面或反面，优选的是将三个或更多个RFID标签400布置为不被并置在一条直线上。更具体地，将三个RFID标签400中的任意一个布置为存在在从经过RFID标签400中的其它两个RFID标签400的直线偏移(displace)的位置。
应注意，在检测目标800是例如如一个图的三维对象的情况下，当将检测目标800放置在顶板340上时，其即不具有正面也不具有反面。在如刚刚描述的这样的情况下，检测目标800可以包括至少两个RFID标签400。软件206可以判定顶板340上放置的三维空间中的检测目标800的立体倾斜。
参考标记列表
100近场无线通信系统，200信息处理装置，202通信单元，204操作系统，206软件，202传输功率获取单元，300读取器，301游戏板，302通信单元，303算术运算单元，304调制部分，306发送和接收单元，308天线，301天线选择开关，312天线转换控制部分，314检测部分，316转换模式存储单元，318解调部分，330第一开关电路，331第二开关电路，334开关选择部分，340顶板，342应用放置区域，344通用放置区域，360第一匹配电路，362第二匹配电路，364接触检测部分，400RFID标签，404解调部分，408标签天线，418调制部分，420算术运算单元，422传输功率获取单元，424、500接触传感器，502传感器模块，504第一电极，506第二电极，508导体，510第一电介质，512第二电介质，700机械按钮，702上盖，704导电构件，708弹性构件，710侧盖，800检测目标。
工业适用性
本发明可用于近场无线通信的RFID(射频识别)读取器以及近场无线通信系统。

Claims (14)

1.一种用于近场无线通信的RFID(射频识别)标签读取器，包括：
发送和接收单元，其将载波发送至所述RFID标签并接收从所述RFID标签发送的载波；
所述发送和接收单元包括
调制部分，其生成用待发送至所述RFID标签的数据调制的载波；以及
天线选择开关，其中，以在预定范围内的广度布置将数据发送至所述RFID标签并从所述RFID标签接收数据的多个天线，并且所述天线选择开关从所述多个天线之中选择要用于发送和接收数据的一个天线；
所述RFID标签读取器还包括
天线转换控制部分，其转换要被所述天线选择开关选择的天线；以及
检测部分，其当由所述多个天线中的任一个接收从所述RFID标签发送的载波时，获取指示由所述天线选择开关在所述天线转换控制部分的控制下选择的天线的信息。
2.如权利要求1所述的用于近场无线通信的RFID标签读取器，
其中，所述检测部分使用指示由所述天线选择开关在所述天线转换控制部分的控制下选择的天线的信息，指定所述RFID标签在布置所述多个天线的范围内的存在位置。
3.如权利要求1或2所述的用于近场无线通信的RFID标签读取器，
其中，所述多个天线的每个具有所述天线能够与所述RFID标签通信的通信范围；并且
在所述预定范围内布置所述发送和接收单元，使得所述多个天线的每个的通信范围的部分与所述天线中的一个或多个不同天线的通信范围的部分重叠。
4.如权利要求1至3中任一项所述的用于近场无线通信的RFID标签读取器，
其中，所述调制部分根据NFC(近场通信)的通信标准生成所述载波。
5.如权利要求1至4中任一项所述的用于近场无线通信的RFID标签读取器，
其中，所述天线转换控制部分根据定义要被所述天线选择开关选择的天线的转换时刻的转换模式，转换要被所述天线选择开关选择的天线；并且
由所述转换模式定义的转换模式被配置为能够被耦接用于与所述RFID标签读取器通信的外部装置改变。
6.如权利要求1至5中任一项所述的用于近场无线通信的RFID标签读取器，
其中，在多个天线的数目由A表示并且数目A的两个因子由m和n表示(m*n＝A)的情况下，所述天线选择开关包括：
第一开关电路，能够选择分别与n个天线耦接的m个端子；以及
第二开关电路，能够选择分别与m个天线耦接的n个端子；并且
所述多个天线的每个
(1)与所述天线选择开关电耦接，以便基于所述第一开关电路所耦接的端子和所述第二开关电路所耦接的端子的组合被唯一指定；以及
(2)与所述天线选择开关耦接，使得在由从所述第一开关电路所耦接的端子到所述第二开关电路所耦接的端子的电流路径构成的环中不包括任何其它天线。
7.如权利要求1至6中任一项所述的用于近场无线通信的RFID标签读取器，还包括：
顶板，接收放置在其上的RFID标签；以及
接触传感器，检测与所述顶板的接触的存在与否；
其中，通过将所述顶板、天线和接触传感器以此顺序堆叠而配置所述用于近场无线通信的RFID标签读取器。
8.如权利要求1至7中任一项所述的用于近场无线通信的RFID标签读取器，
其中，所述接触传感器是静电容量类型接触传感器；
所述用于近场无线通信的RFID标签读取器还包括：
第一电介质、导体和第二电介质；
通过将所述顶板、天线、第一电介质、导体、第二电介质和接触传感器以此顺序堆叠构成所述用于近场无线通信的RFID标签读取器。
9.一种近场无线通信系统，包括：
用于近场无线通信的一个或多个RFID标签；
用于近场无线通信的RFID标签读取器；
软件，控制所述RFID标签读取器；以及
信息处理装置，其进行耦接以用于与所述RFID标签读取器通信，并且执行所述软件；
其中，所述RFID标签读取器包括发送和接收单元，其将载波发送至所述RFID标签并接收从所述RFID标签发送的载波；
所述发送和接收单元包括
调制部分，其生成用待发送至所述RFID标签或标签的数据调制的载波；
天线选择开关，其中，以在预定范围内的广度布置将数据发送至一个或多个RFID标签并从一个或多个RFID标签接收数据的多个天线，并且所述天线选择开关从所述多个天线之中选择要用于发送和接收数据的一个天线；
所述RFID标签读取器还包括：
天线转换控制部分，其转换要被所述天线选择开关选择的天线；以及
标签检测部分，其当由所述多个天线中的一个接收从一个或多个RFID标签中的任一个发送的载波时，获取指示由所述天线选择开关在所述天线转换控制部分的控制下选择的天线的信息，然后检测发送所述载波的RFID标签的存在位置；并且
所述软件控制所述天线转换控制部分使得所述信息处理装置实施用于设置转换模式的功能，所述转换模式定义要被所述天线选择开关选择的天线的转换时刻。
10.如权利要求9所述的近场无线通信系统，
其中，要被所述天线选择开关选择的天线的转换模式包括扫描模式，其定义在以预定时间间隔依次转换所述多个天线的同时选择所述多个天线；并且
所述软件控制所述天线转换控制部分使得所述信息处理装置实施用于改变所述扫描模式中的时间间隔的功能。
11.如权利要求9或10所述的近场无线通信系统，
其中，要被所述天线选择开关选择的天线的转换模式包括子集选择模式，其定义在依次转换由所述多个天线中的部分构成的子集的同时选择所述子集；
所述软件控制所述天线转换控制部分，使得所述信息处理装置实施用于改变构成作为所述子集选择模式中的扫描目标的子集的天线的功能。
12.如权利要求9至11中任一项所述的近场无线通信系统，
其中，所述一个或多个RFID标签的每个包括：
标签侧天线，其接收从所述RFID标签读取器发送的载波，并将载波发送至所述RFID标签读取器；
接触传感器，其检测用户与所述RFID标签的接触；
算术运算单元，其当所述接触传感器检测到接触时，生成指示所述检测的信息的数据；以及
调制部分，其生成用所述算术运算单元所生成的数据调制的载波，以便通过所述标签侧天线将所述载波发送至所述RFID标签读取器。
13.如权利要求9至12中任一项所述的近场无线通信系统，还包括：
顶板，接收放置在其上的RFID标签；
其中，当将包括用于近场无线通信的多个RFID标签的检测目标放置在所述顶板上时，所述软件基于所述标签检测部分所检测的检测目标中包括的多个RFID标签的存在位置，判定放置在所述顶板上的检测目标的取向。
14.如权利要求13所述的近场无线通信系统，
其中，当将包括用于近场无线通信的多个RFID标签的平面形状的检测目标放置在所述顶板上时，所述软件基于所述标签检测部分所检测的检测目标中包括的多个RFID标签的存在位置，判定放置在所述顶板上的检测目标的正面或反面。
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