JP2007279897A - 非接触データキャリアシステム、リーダライタおよび棚 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの利便性を損なうことなく非接触データキャリアの不正利用を防止できる非接触データキャリアシステムを提供する。
【解決手段】非接触データキャリアである非接触ＩＣカード１の共振周波数は、リーダライタ２と交信するための周波数帯から外れた周波数にチューニングされている。リーダライタ２には磁性体３が設けられ、非接触ＩＣカード１をリーダライタ２に近づけると、磁性体３が有する共振周波数のずらし効果によって、非接触ＩＣカード１の共振周波数は、リーダライタ２と交信するための周波数帯近傍にシフトする。よって、磁性体３を備えたリーダライタ２の近傍で非接触ＩＣカード１は動作するが、それ以外の場所では正常に動作しない。
【選択図】図１

Description

本発明は、非接触ＩＣカードやＩＣタグに代表される非接触データキャリアの不正利用を防止する技術に関し、非接触データキャリアを利用する非接触データキャリアシステム、非接触データキャリアシステムと非接触で交信するリーダライタ、および、非接触データキャリアシステムが貼られた物品を陳列するための棚に関する。

アンテナが内蔵され、端末装置と非接触で交信する非接触データキャリアは、その利便性を生かし、様々な用途で利用されている。例えば、入退室管理システム、鉄道改札システムなどでは、非接触データキャリアとして非接触ＩＣカードが利用され、スーパーなどの流通業界では商品管理などには、非接触ＩＣカードよりデータ容量が少なくかつ消費電流も小さいＩＣタグが利用されている。

端末装置が非接触で非接触データキャリアにアクセスできることは、ユーザの利便性を高められるメリットがある一方、第三者が非接触データキャリアを不正使用しても、ユーザはそのことに気づきにくいデメリットも生じる。

非接触データキャリアの不正使用を物理的に対処する発明として、特許文献１、２および３では、非接触ＩＣカードとして動作するために必要な電子部品の一部（例えば、コンデンサやアンテナ）を着脱自在に装着可能にすることで、第三者による非接触ＩＣカードの不正使用を防止する発明が開示されている。

また、特許文献４では、非接触データキャリアへの搬送波を遮断して、その不正使用を防止する発明が開示されている。特許文献４で開示されている発明は、金属箔フィルムなどの電磁シールドフィルムを非接触データキャリアに繰り返し再接着、再剥離を可能とし、利用するとき以外は非接触データキャリアに電磁シールドフィルムを貼ることで、非接触データキャリアの不正使用を防止する。

また、特許文献５では非接触データキャリアに貼られる電磁シールドフィルムを、非接触データキャリアを収納する収納媒体（例えば、財布）が備えることで、非接触データキャリアをこの収納媒体に収納されている限り、その不正使用を防止できる発明も開示されている（例えば、特許文献５）。
特開２００３−７６９７０号公報 特開２００３−７６９７１号公報 特開２００３−９９７４２号公報 特開２００４−３１１７３０号公報 実用新案登録第３１１４１４５号公報

しかしながら、特許文献１、２および３に開示されている発明では、非接触データキャリアを利用するたびに、電子部品の一部を着脱しなければならず、利便性が悪くなってしまう問題がある。また、特許文献４で開示されている発明では、非接触データキャリアを利用するたびに電磁シールドフィルムを剥がす必要があるため、この発明でもユーザの利便性が悪くなってしまう。更に、特許文献５で開示されている収納媒体を用いると、ユーザは非接触データキャリアを収納する収納媒体が限定されてしまい、ユーザの嗜好に合った収納媒体をユーザは利用できない。

そこで、本発明は、非接触ＩＣカード／ＩＣタグに代表される非接触データキャリアの不正利用を防止する一つの技術として、ユーザの利便性を損なうことなく非接触データキャリアの不正利用を防止できる非接触データキャリアシステム、リーダライタ、及び、非接触データキャリアが貼られた物品を陳列するための棚を提供することを目的とする。

上述した課題を解決する第１の発明は、ＩＣチップとアンテナを有する非接触データキャリアと、前記非接触データキャリアと交信するリーダライタとから、少なくとも構成される非接触データキャリアシステムにおいて、前記リーダライタと通信しない周波数帯に調整され、前記リーダライタと通信する周波数帯に前記非接触データキャリアの共振周波数をシフトさせる物質が、前記非接触データキャリアを利用する箇所に備えられいることを特徴とする。

第１の発明において、前記非接触データキャリアの共振周波数をシフトさせる前記物質は、前記リーダライタが備えていてもよく、また、前記非接触データキャリアまたは前記非接触データキャリアが貼られた物品を載せるための棚に備えられていても良い。なお、前記物質とは、共振周波数のシフト効果を有する磁性体などの物質を意味する。

更に、第２の発明は、非接触データキャリアと組み合わされて利用されるリーダライタであって、前記リーダライタと通信しない周波数帯に調整された前記非接触データキャリアの共振周波数を、前記リーダライタで利用できる周波数帯にシフトさせる物質を備えたことを特徴とする。

更に、第３の発明は、非接触データキャリアまたは前記非接触データキャリアが貼られた物品を載せるための棚であって、リーダライタと通信しない周波数帯に調整された非接触データキャリアの共振周波数を、前記リーダライタと通信する周波数帯にシフトさせる物質を備えたことを特徴とする。

上述した本発明によれば、非接触データキャリアの共振周波数をシフトさせる物質に、非接触データキャリアをに近づけた場合のみ、この物質が有する共振周波数のずらし効果によって、非接触データキャリアの共振周波数は所定の周波数にシフトし動作する。よって、非接触データキャリアの共振周波数をシフトさせる物質が存在しない場合は、非接触データキャリアは動作せず、非接触データキャリアの不正利用を防止できる。

この物質をリーダライタが備えることで、リーダライタにかざして使用する非接触データキャリア（例えば、非接触ＩＣカード）の不正使用を防止でき、また、非接触データキャリアまたは非接触データキャリアが貼られた物品を載せるための棚が、この物質を備えることで、この棚の上に非接触データキャリアがあるときのみ、非接触データキャリアは動作するため、商品管理などに利用されるＩＣタグの不正使用を防止できる。

〔第１の実施の形態〕
ここから、非接触データキャリアを非接触ＩＣカードとしたときの実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。図１は、非接触ＩＣカードの実施形態を説明する図である。非接触ＩＣカード１は、交通用途やドアゲートシステムなどで利用され、ＩＳＯ１４４４３規格で定められた１３．５６ＭＨｚの周波数帯で動作し、１３．５６ＭＨｚの周波数帯の搬送波を発信し、磁性体３を有するリーダライタ２と組み合わされて利用される。

図２は、非接触ＩＣカード１の動作原理を説明する図である。非接触ＩＣカード１には、中央演算処理装置や非接触通信インターフェース回路などを備えたＩＣチップ１ｂが実装され、このＩＣチップ１ｂにはアンテナコイル１ａが接続されている。また、リーダライタ２は、電源や非接触通信用の制御回路などの電気回路２ｂを備え、非接触ＩＣカード１と非接触で交信するためのアンテナコイル２ａがこの電気回路２ｂに接続されている。

リーダライタ２のアンテナコイル２ａからは、１３．５６ＭＨｚの搬送波が発信されている。この搬送波の磁界内に非接触ＩＣカード１が入り、非接触ＩＣカード１のアンテナコイル１ａに搬送波が誘導されると、トランスの原理と同様に、非接触ＩＣカード１のアンテナコイル１ａに誘導磁束による電力が発生し、この電力によって非接触ＩＣカード１のＩＣチップ１ｂは動作する。

リーダライタ２が発信する搬送波は、非接触ＩＣカード１とリーダライタ２間のデータ通信にも利用され、リーダライタ２は搬送波そのものを変調してデータを非接触ＩＣカード１に送信する。非接触ＩＣカード１は、非接触ＩＣカード１のアンテナコイル１ａで反射する搬送波を負荷変調することで、リーダライタ２にデータを伝送する。

図３は、非接触ＩＣカード１の共振周波数を説明する図である。上述したように、非接触ＩＣカード１は電磁誘導方式を用いて動作する都合上、非接触ＩＣカード１の共振周波数は重要な意味を持ち、通常の非接触カードの共振周波数は、搬送波の周波数帯である１３．５６ＭＨｚ近傍になるようにチューニングされるが、本発明に係る非接触ＩＣカード１の共振周波数は１３．５６ＭＨｚよりも高くチューニングされている。

図３で示したように、非接触ＩＣカード１の共振周波数を１３．５６ＭＨｚよりも高くチューニングしていると、通常の端末装置に非接触ＩＣカード１を近づけても動作することはない。何故ならば、通常の端末装置が発信する搬送波の周波数帯よりも、非接触ＩＣカード１の共振周波数が高く、通常の端末装置から非接触ＩＣカード１に電力が十分に供給されないからである。

そこで、本実施の形態では、ユーザが非接触ＩＣカード１をリーダライタ２にかざしたときに、非接触ＩＣカード１が正常に動作するよう、リーダライタ２には磁性体３が備えられている。

図４は、リーダライタ１が備える磁性体３の作用を説明する図である。図４の左側には非接触ＩＣカード１とリーダライタ２の相対位置を示し、その右側には非接触ＩＣカード１の共振周波数を示している。なお、図４においては、非接触ＩＣカード１の共振周波数を実線で示し、リーダライタ２の搬送波の共振周波数を点線で示している。

図４で示しているように、非接触ＩＣカード１とリーダライタ２とが離れている場合、非接触ＩＣカード１の共振周波数は１３．５６ＭＨｚよりも高く、非接触ＩＣカード１は動作しない。しかし、非接触ＩＣカード１をリーダライタ２に近づけると、リーダライタ２の磁性体３が有する共振周波数のずらし効果によって、非接触ＩＣカード１の共振周波数は１３．５６ＭＨｚ近傍にシフトし、非接触ＩＣカード１は動作する。

また、リーダライタ２が、非接触ＩＣカード１の共振周波数は１３．５６ＭＨｚ近傍にシフトさせる効果を有する磁性体を備えていないときは、非接触ＩＣカード１をリーダライタ２に近づけても、非接触ＩＣカード１の共振周波数は１３．５６ＭＨｚ近傍にシフトせず、非接触ＩＣカード１は動作しない。

このように、本発明において、非接触ＩＣカード１の共振周波数は、通常の端末装置では正常に動作しない周波数に設定されているため、非接触ＩＣカード１の不正使用を目的とし、第三者が通常の端末装置を近づけたとしても、非接触ＩＣカード１は正常に動作せず不正使用を防止できる。

また、非接触ＩＣカード１をリーダライタ２に近づけたときに、非接触ＩＣカードの共振周波数がシフトする量は、非接触ＩＣカード１のアンテナ特性と磁性体３の特性に依存するため、非接触ＩＣカード１の不正使用を目的とする第三者が、非接触ＩＣカード１がリーダライタ２を作り得ることも非常に困難である。

〔第２の実施の形態〕
ここから、非接触データキャリアをＩＣタグとしたときの実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。図５はＩＣタグの実施形態を説明する図で、図６は、図５の商品７に貼られているＩＣタグ８を説明する図である。

商品７に貼られているＩＣタグ８とは、主に物品の個体識別に利用される非接触データキャリアで、上述した非接触ＩＣカードよりもデータの記憶容量は小さく、付加されている機能も少ないため、非接触ＩＣカードよりも小さい電力で動作する。

図５は、ＩＣタグ８を商品管理に適用したときの実施形態を説明する図で、図６に示しているように商品棚４に陳列されているすべての商品７の裏面にはＩＣタグ８が添付され、顧客は、商品７に添付されているＩＣタグ８と通信する携帯端末５を用いて、ＩＣタグ８が添付されている商品７に関する情報を閲覧する。

ＩＣタグ８は使用する周波数帯によって、ＩＣタグ８の動作方式は異なり、１３．５６ＭＨｚ帯を利用する場合は、既に説明している電磁誘導方式でＩＣタグは動作する。また、ＵＨＦ帯（８６０〜９６０ＭＨｚ）を利用するマイクロ波方式の場合は、ＩＣタグ８は空気中のある特定の周波数の搬送波のみを受信し、ラジオの原理と同様に、受信した搬送波で電力を発生させ、発生された電力でＩＣタグ８は動作する。

電磁誘導方式／マイクロ波方式のいずれの方式においても、ＩＣタグ８の共振周波数は重要な意味を持ち、使用する搬送波の周波数帯の近傍にＩＣタグ８の共振周波数がチューニングされていなければ、ＩＣタグ８は動作しない。

このことを利用し、第１の実施の形態と同様に第２の実施の形態においても、故意的にＩＣタグ８の共振周波数を所定の周波数からずらし、ＩＣタグ８が貼られている商品７が商品棚４に陳列されているときはＩＣタグ８が動作可能とし、商品７が商品棚４から取られた後はＩＣタグ８が動作しない仕組みが、図５の商品棚４に設けられている。

すなわち、第１の実施の形態ではリーダライタ２が有していた磁性体３は、商品棚４の商品７を陳列する各棚に磁性体６は設置され、商品７が商品棚４に陳列されている間は、この磁性体６の作用によって、商品７に添付されているＩＣタグ８の共振周波数は所定の周波数になり、携帯端末５との交信が可能である。そして、商品７が商品棚４から外されると、商品棚４に設けられた磁性体６の作用はなくなり、ＩＣタグ８の共振周波数は所定の周波数から外れ、携帯端末５との交信はできなくなる。

商品棚４にこの機能を持たせることで、例えば、商品７の購入情報の盗聴を目的とする第三者が、遠隔操作で顧客が購入した商品の情報を取得しようとしても、商品棚４から外された商品７に添付されたＩＣタグ８は携帯端末５との通信ができないため、商品７の購入情報の盗聴を防止することができる。

非接触ＩＣカードの実施形態を説明する図。 非接触ＩＣカードの動作原理を説明する図。 非接触ＩＣカードの共振周波数を説明する図。 リーダライタが備える磁性体の作用を説明する図。 ＩＣタグの実施形態を説明する図。 商品に貼られているＩＣタグを説明する図。

符号の説明

１ 非接触ＩＣカード
２ リーダライタ
３ 磁性体
４ 商品棚
５ 携帯端末
６ 磁性体
７ 商品
８ ＩＣタグ

Claims (5)

1. ＩＣチップとアンテナを有する非接触データキャリアと、前記非接触データキャリアと交信するリーダライタとから、少なくとも構成される非接触データキャリアシステムにおいて、前記リーダライタと通信しない周波数帯に前記非接触データキャリアの共振周波数は調整され、前記リーダライタと通信する周波数帯に前記非接触データキャリアの共振周波数をシフトさせる物質が、前記非接触データキャリアを利用する箇所に備えられいることを特徴とする非接触データキャリアシステム。
2. 請求項１に記載の非接触データキャリアシステムにおいて、前記非接触データキャリアの共振周波数をシフトさせる前記物質は、前記リーダライタに備えらていることを特徴とする非接触データキャリアシステム。
3. 請求項１に記載の非接触データキャリアシステムにおいて、前記非接触データキャリアの共振周波数をシフトさせる前記物質は、前記非接触データキャリアまたは前記非接触データキャリアが貼られた物品を載せるための棚に備えられていることを特徴とする非接触データキャリアシステム。
4. 非接触データキャリアと組み合わされて利用されるリーダライタであって、前記リーダライタと通信する周波数帯に調整された前記非接触データキャリアの共振周波数を、前記リーダライタと通信する周波数帯にシフトさせる物質を備えたことを特徴とするリーダライタ。
5. 非接触データキャリアまたは前記非接触データキャリアが貼られた物品を載せるための棚であって、リーダライタと通信する周波数帯に調整された非接触データキャリアの共振周波数を、前記リーダライタと通信する周波数帯にシフトさせる物質を備えたことを特徴とする棚。
   
   

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