JP2004252522A

JP2004252522A - 非接触データキャリア

Info

Publication number: JP2004252522A
Application number: JP2003039133A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Ikebe; 将之池辺
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2003-02-18
Filing date: 2003-02-18
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】従来のゲートとタグを用いた盗難防止方法より良い盗難防止方法。
【解決手段】非接触データキャリアが無線電波の電力供給範囲から外れたことを検知したら内蔵電池１４２を使って通信を開始し盗難防止の警報などを発する。くわしくは、共振アンテナ回路部１１０が受信した無線電波信号を整流・平滑し、得られた直流電圧が所定値より低ければ、内蔵電池１４２により通信や発光・発声等を行う。すなわちデータキャリア動作をオンする。高ければオフする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触データキャリアに関し、特に、通信する無線電波の電力供給範囲からはずれたときに、内蔵電池で通信動作、あるいは発光、発声等の動作を開始する電池内蔵動作回路を備えた、電池内蔵型の非接触データキャリアに関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報の機密性の面からＩＣカードが次第に普及されつつ中、近年では、読み書き装置（リーダライタ）と接触せずに情報の授受を行う非接触型のＩＣカードが提案されている。
中でも、外部の読み書き装置との信号交換を、あるいは信号交換と電力供給とを電磁波により行う方式のものが一般的である。
一方、データを搭載したＩＣを、アンテナコイルと接続した、シート状ないし札状の非接触式のＩＣタグが、近年、種々提案され、商品や包装箱等に付け、万引き防止、物流システム等に利用されるようになってきた。
【０００３】
最近では、データキャリアであるＩＣチップの端子面上にアンテナを設けた、即ちコイルオンチップ型の、半導体チップまたは半導体チップモジュールの試験品が提供され、それを使用した非接触式ＩＣタグや非接触式ＩＣカードが提案されている。
このような非接触ＩＣカードや非接触式ＩＣタグ等の非接触式データキャリア装置では、外部リーダライタと信号交換用のブースターアンテナコイルを設け、且つ、これを一次コイル（ブースターアンテナとも言う）として、これと電磁結合するための二次コイルを設けたコイルオンチップ型のデータキャリア用半導体チップあるいは他のデータキャリアモジュールとを備えて、非接触方式を実現する方法が、通常となつている。
【０００４】
ところで、従来より、盗難や万引き防止用途を目的として、「共振式」のタグあるいはメモリを付加した非接触式ＩＣタグ等など、非接触で検知する盗難防止用タグが実用化されている。
通常は、例えば、医薬化粧品や食料品等の商品のパッケージに貼付して不正に持ち出された場合は、所定のゲートのセンサーに感応して警告を発するようにされている。
そして、正規に購入された商品の場合は、所定のゲートのセンサーが感応しないようレジ近傍でタグを無効化する処理を行っている。
しかし、このような盗難防止方法、非接触式ＩＣタグは、所定のゲートを通過しなければ、盗難防止用として役に立たず、
特に、高価な商品については、その盗難防止が重要で、良い盗難防止方法が求められていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１３３５４３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の、所定のゲートとタグを用いた盗難防止方法では十分ではなく、より良い盗難防止方法が求められていた。
本発明は、これに対応するもので、具体的には、通信する無線電波の電力供給範囲からはずれたときに、通信を開始し、これにより盗難防止することができる、非接触データキャリアを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の非接触データキャリアは、通信する無線電波の電力供給範囲からはずれたときに、内蔵電池で通信動作、あるいは発光、発声等の動作を開始する電池内蔵動作回路を備えた、電池内蔵型の非接触データキャリアであって、電池内蔵動作回路は、通信する無線電波の信号を受信するための共振アンテナ回路部と、共振アンテナ回路部により受信された受信信号を整流し、平滑化するための、整流平滑化回路部と、内蔵電池により、通信動作や、発光、発声等の動作を行うデータキャリア動作部と、整流平滑化回路部により、整流され、平滑化され得られた直流電圧を入力動作電圧とし、その出力にてデータキャリア動作部の動作をスイッチオン−スイッチオフ制御するスイッチング回路部とを備えたもので、前記スイッチング回路部は、入力動作電圧が所定の電圧以上である場合に、データキャリア動作部の動作をスイッチオフし、入力動作電圧が前記所定の電圧以上でない場合に、データキャリア動作部の動作をスイッチオンするものであることを特徴とするものである。
そして、上記において、共振アンテナ回路部はＬＣ回路からなり、整流平滑化回路部はダイオードブリッジとＣＲ回路を備えたものであることを特徴とするものである。
そしてまた、上記において、スイッチング回路部は、ｐＭＯＳスイッチからなる負荷インバータに、該負荷インバータの出力を入力として、偶数個のＣＭＯＳインバータを直列接続させたもので、前記入力動作電圧を、ｐＭＯＳスイッチのスイッチ動作電圧とし、且つ、ｐＭＯＳスイッチのスイッチ動作電圧以外の電圧供給を、内蔵電池から行うものであることを特徴とするものである。
また、上記において、内蔵電池は、一次電池であることを特徴とするものである。
あるいはまた、上記において、内蔵電池は、通信する無線電波の電力供給範囲内である場合に、該無線電波を電圧供給源として充電される方式の二次電池であることを特徴とするものである。
また、上記において、非接触ＩＣタグであることを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】
本発明の非接触データキャリアは、上記のような構成にすることによって、従来の、所定のゲートとタグを用いた盗難防止方法では十分ではなく、より良い盗難防止方法の提供を可能とするもので、詳しくは、通信する無線電波の電力供給範囲からはずれたときに、通信を開始し、これにより盗難防止することができる、非接触データキャリアの提供を可能とするものである。
具体的には、電池内蔵動作回路は、通信する無線電波の信号を受信するための共振アンテナ回路部と、共振アンテナ回路部により受信された受信信号を整流し、平滑化するための、整流平滑化回路部と、内蔵電池により、通信動作や、発光、発声等の動作を行うデータキャリア動作部と、整流平滑化回路部により、整流され、平滑化され得られた直流電圧を入力動作電圧とし、その出力にてデータキャリア動作部の動作をスイッチオン−スイッチオフ制御するスイッチング回路部とを備えたもので、前記スイッチング回路部は、入力動作電圧が所定の電圧以上である場合に、データキャリア動作部の動作をスイッチオフし、入力動作電圧が前記所定の電圧以上でない場合に、データキャリア動作部の動作をスイッチオンするものであることにより、これを達成している。
共振アンテナ回路部はＬＣ回路からなり、整流平滑化回路部がダイオードブリッジとＣＲ回路を備えたものが挙げられる。
スイッチング回路部としては、ｐＭＯＳスイッチによる負荷インバータと、該インバータ出力を入力とする偶数個のＣＭＯＳインバータの直列接続からなるものが挙げられるが、この場合、整流平滑化回路部により、整流され、平滑化され得られた直流電圧をｐＭＯＳスイッチのスイッチ動作電圧とし、且つ、ｐＭＯＳスイッチのスイッチ動作電圧以外の電圧供給を、内蔵電池から行うものであることにより、通信する無線電波の電力供給時には、回路上のすべての部分で内蔵電池の電力消費をなくすことを可能としている。
このため、製品やその包装体に配設ないし添付して盗難防止用に用いられる場合には、内蔵電池の不要の電力の消費をなくすことができるものとしており、内蔵電池として、扱いが簡単な一次電池を用いることを可能としている。
また、特に、内蔵電池として、通信する無線電波の電力供給範囲内である場合に、該無線電波を電圧供給源として充電される方式の二次電池を用いることにより、電池交換を全く不要とすることができる。
非接触データキャリアとしては、非接触ＩＣタグが挙げられるが、これに限らない。
【０００９】
また、本発明の非接触データキャリアは、通信する無線電波の電力供給範囲内においては、通信する無線電波から電力供給を受け無線通信を行う構成を、電池内蔵動作回路と併せて備えることにより、通信する無線電波の電力供給範囲内からずれた場合にも、内蔵電池を電源としてデータ転送を正常に終了できるものとすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態例を図に基づいて説明する。
図１は本発明の非接触データキャリアの実施の形態の１例の要部である電池内蔵動作回路の概略回路構成図である。
図１中、１１０は共振アンテナ回路部、１１１はコイル、１１２はコンデンサ、１２０は整流平滑化回路部、１２１はダイオード、１２２はコンデンサ、１２３は抵抗、１３０はスイッチング回路部、１３１はｐＭＯＳスイッチ（負荷インバータとも言う）、１３２は抵抗、１３３、１３４はインバータ、１４０はデータキャリア動作部、１４１は主電源スイッチ、１４２は内蔵電池である。
尚、図１中、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４は、回路配線上の位置を示し、ＶＤＤはソース側の電位を示し、ＧＮＤはグランドを示す。
図１に示す本例の非接触データキャリアは、通信する無線電波の電力供給範囲からはずれたときに、一次電池からなる内蔵電池１４２で通信動作を開始する電池内蔵動作回路を備えた、電池内蔵型の非接触ＩＣタグで、電池内蔵動作回路は、図１に示すように、通信する無線電波の信号を受信するための共振アンテナ回路部１１０と、共振アンテナ回路部により受信された受信信号を整流し、平滑化するための、整流平滑化回路部１２０と、内蔵電池により、非接触データキャリア側から、通信動作を行うデータキャリア動作部１４０と、整流平滑化回路部により、整流され、平滑化され得られた直流電圧を入力動作電圧とし、その出力にてデータキャリア動作部の動作をスイッチイングするスイッチング回路部１３０とを備えたものである。
そして、共振アンテナ回路部１１０はＬＣ回路からなり、整流平滑化回路部１２０はダイオードブリッジとＣＲ回路を備えたもので、スイッチング回路部１３０は、ｐＭＯＳスイッチ（負荷インバータ）１３１と、該ｐＭＯＳスイッチ１３１の出力を入力とする２個のＣＭＯＳインバータ１３３の直列接続からなり、スイッチング回路部１３０は、入力動作電圧Ｖｇ（Ａ２の電位で、ゲート電圧とも言う）が所定の電圧Ｖｔｈ（ｐＭＯＳスイッチ１３１のしきい値電圧に相当するもので、以下しきい値電圧と言う）以上である場合に、データキャリア動作部１４０の主電源スイッチ１４１をスイッチオフし、入力動作電圧Ｖｇが所定のしきい値電圧Ｖｔｈ以上でない場合に、データキャリア動作部１４０の主電源スイッチ１４１をスイッチオンするものである。
また、主電源スイッチ１４１がスイッチオンすることにより、内蔵電池１４２を電源として、データ送信用の通信動作が行なわれるものである。
尚、Ａ１はソース側に接続し、Ａ２はゲート側に接続し、Ａ４はドレイン側に接続している。
【００１１】
図１には図示していないが、データキャリア動作部１４０には、無線通信動作を行うための回路が設けられている。
この無線通信動作を行うための回路は、通常、メモリ、制御部、送信回路、受信回路、送受信用のアンテナコイル等からなる。
通信する無線電波の電力供給範囲からはずれたときに、内蔵電池１４２を電源としてデータ送信用の通信動作が行なわれる。
保持されているメモリのデータは制御部を介して送信回路に送信データ信号として送られ、更に、アンテナコイルを経て外部へ送られる。
尚、無線通信用のリーダライタとの送受信により本例の非接触データキャリアのメモリへの書込みは行なわれる。
【００１２】
一次電池からなる内蔵電池としては、ｐＭＯＳスイッチ動作用の電圧を供給できるもので、できるだけ小型のものが好ましい。
小型電池としては、ボタン型電池（偏平型とも言う）として、アルカリ電池、酸化銀電池、リチウム電池、亜鉛電池等が挙げられ、また、超小型のものとしては、例えば、腕時計の電源等に用いられる銀電池が挙げられるが、これらに限定はされない。
【００１３】
本例の非接触データキャリアの電池内蔵動作回路の動作を、以下、簡単に説明する。
非接触データキャリアに通信する電波により十分な電力が供給されている状態のとき、即ち、共振アンテナ回路部１１０は、電波を受信し、電波は交流電圧から直流電圧に変換され、これから得られる直流電圧であるスイッチング回路部１３０への入力電圧Ｖｇ（Ａ２の電位）が、ｐＭＯＳスイッチ１３１のしきい値電圧Ｖｔｈ以上である場合には、ｐＭＯＳスイッチ１３１は、入力電圧Ｖｇの電圧レベルがしきい値電圧Ｖｔｈ未満でＯＮ状態となり、入力電圧Ｖｇの電圧レベルがしきい電値圧Ｖｔｈ以上である時はＯＦＦ状態となっているため、その出力はＬｏｗの状態となり、インバータ１３４の出力もＬｏｗ状態となる。
尚、Ａ２−Ａ３間の電位差が入力電圧Ｖｇとなる。
そして、このとき、ＶＤＤ／ＧＮＤ間に電流は流れず、電力は消費されない。
一方、非接触データキャリアに通信する電波により十分な電力が供給されていない状態のとき、即ち、非接触データキャリアが、盗難等により移動され、通信する無線電波の電力供給範囲からはずれ、共振アンテナ回路部１１０が電波を受信できなくなり、ｐＭＯＳスイッチ１３１の入力電圧Ｖｇが、そのしきい値電圧Ｖｔｈのレベルを保てなくなり、０に近づく場合には、ｐＭＯＳスイッチ１３１は、ＯＮ状態に遷移して、その出力はＨｉｇｈの状態となり、インバータ１３４の出力もＨｉｇｈ状態となる。
データキャリア動作部１４０は、このようなインバータ１３４の出力の状態変化を検知して、主電源スイッチ１４１がＯＮのときに、内蔵電池１４２により無線通信を開始する。
ここでは、インバータ１３４の出力がＨｉｇｈのとき、主電源スイッチ１４１がＯＮされ、内蔵電池１４２を電源として、通信動作を開始し、インバータ１３４の出力がＬｏｗのとき、主電源スイッチ１４１がＯＦＦされ、無線通信動作を停止するとともに、回路上すべての部分での内蔵電池１４２の電力消費が停止する。
【００１４】
本例では、単体の一次電池を内蔵電池１４２として使用したが、これを、通信する無線電波の電力供給範囲内である場合、該無線電波を電圧供給源として充電される方式の二次電池に代えた形態を採ることもできる。
即ち、図１における内蔵電池１４２として、二次電池を使用する場合で、例えば、図１においてＡ２−Ａ３間の電圧、図示していないＣＲ回路にかけて、その出力にて、二次電池を充電する形態を採ることもできる。
【００１５】
また、本例では、データキャリアの動作をデータの無線通信動作としたが、光通信動作、発光、発声等の動作を行うように、データキャリア動作部を形成した形態のものを、変形例として挙げることができる。
例えば、音にデータ成分を乗せて行う場合、乗せるデータは自由に設定でき、一定信号でも構わない。
尚、光通信動作の場合、リーダには受光素子を用いる等、データキャリアの動作に対応したリーダが必要となる。
また、本例では、ｐＭＯＳスイッチ１３１に接続するＣＭＯＳインバータを２個（インバータ１３３、１３４に相当）としたが、偶数個であれば良くこれに限定されない。
尚、ＣＭＯＳインバータは、波形の整形のために配設している。
回路上のしきい電圧ＶｓはＡ１点でＭＯＳを多段接続する等で様々な方法で調節可能である。
また、本例では、ライタによるデータのメモリへの書込みを行うものであるが、接触式の書込みでも良い。
【００１６】
本例の非接触データキャリアは、非接触ＩＣタグであるが、データキャリアとしてはＩＣタグに限定されない。
勿論、非接触ＩＣカードに本例と同様の、電池内蔵動作回路を設けたものも、変形例として挙げられる。
また、非接触データキャリアとしては、ブースターアンテナ（一次コイル）を介して外部と通信するコイルオンチップ型でも、非コイルオンチップ型でも良い。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、上記のように、従来の、所定のゲートとタグを用いた盗難防止方法に比べ、より良い盗難防止方法の提供を可能とした。
具体的には、通信する無線電波の電力供給範囲からはずれたときに、通信を開始し、これにより盗難防止することができる、非接触データキャリアの提供を可能とした。
特に、通信する無線電波の電力供給時には、回路上のすべての部分で内蔵電池の電力消費をなくすことができる非接触データキャリアの提供を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の非接触データキャリアの実施の形態の１例の要部である電池内蔵動作回路の概略回路構成図である。
【符号の説明】
１１０共振アンテナ回路部
１１１コイル
１１２コンデンサ
１２０整流平滑化回路部
１２１ダイオード
１２２コンデンサ
１２３抵抗
１３０スイッチング回路部
１３１ｐＭＯＳスイッチ（負荷インバータとも言う）
１３２抵抗
１３３、１３４インバータ
１４０データキャリア動作部
１４１主電源スイッチ
１４２内蔵電池

Claims

通信する無線電波の電力供給範囲からはずれたときに、内蔵電池で通信動作、あるいは発光、発声等の動作を開始する電池内蔵動作回路を備えた、電池内蔵型の非接触データキャリアであって、電池内蔵動作回路は、通信する無線電波の信号を受信するための共振アンテナ回路部と、共振アンテナ回路部により受信された受信信号を整流し、平滑化するための、整流平滑化回路部と、内蔵電池により、通信動作や、発光、発声等の動作を行うデータキャリア動作部と、整流平滑化回路部により、整流され、平滑化され得られた直流電圧を入力動作電圧とし、その出力にてデータキャリア動作部の動作をスイッチオン−スイッチオフ制御するスイッチング回路部とを備えたもので、前記スイッチング回路部は、入力動作電圧が所定の電圧以上である場合に、データキャリア動作部の動作をスイッチオフし、入力動作電圧が前記所定の電圧以上でない場合に、データキャリア動作部の動作をスイッチオンするものであることを特徴とする非接触データキャリア。
請求項１において、共振アンテナ回路部はＬＣ回路からなり、整流平滑化回路部はダイオードブリッジとＣＲ回路を備えたものであることを特徴とする非接触データキャリア。
請求項１ないし２において、スイッチング回路部は、ｐＭＯＳスイッチからなる負荷インバータに、該負荷インバータの出力を入力として、偶数個のＣＭＯＳインバータを直列接続させたもので、前記入力動作電圧を、ｐＭＯＳスイッチのスイッチ動作電圧とし、且つ、ｐＭＯＳスイッチのスイッチ動作電圧以外の電圧供給を、内蔵電池から行うものであることを特徴とする非接触データキャリア。
請求項１ないし３において、内蔵電池は、一次電池であることを特徴とする非接触データキャリア。
請求項１ないし３において、内蔵電池は、通信する無線電波の電力供給範囲内である場合に、該無線電波を電圧供給源として充電される方式の二次電池であることを特徴とする非接触データキャリア。
請求項１ないし５において、非接触ＩＣタグであることを特徴とする非接触データキャリア。