JP2008527464A - 識別タグ、識別方法及び識別リーダ - Google Patents

識別タグ、識別方法及び識別リーダ Download PDF

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Abstract

【課題】識別タグに単一のマイクロ回路が形成される。
【解決手段】マイクロ回路は光送受信器、無線送受信器を備え、これらは両方とも識別コードを記憶するメモリに接続される。送受信器の少なくとも一方が受信モードで動作し、送受信器の少なくとも一方が送信モードで動作する。識別コードは、受信モードで動作している送受信器が所定の信号を受信することに応答して、送信モードで動作している送受信器により送信される。

Description

本発明は、包括的には識別タグに関し、特に選択的に動作可能なタグに関する。
従来の無線周波識別（ＲＦＩＤ）タグは、人間を含む物体の識別に使用されている。ＲＦＩＤタグは、購入の際に商品を区別し記録する、バーコードの代替を提供する。ＲＦＩＤタグを使用することにより、製造業者、卸売業者、小売店での労働力の節減に繋げることができる。ＲＦＩＤタグを使用しての大規模小売店での年間推定節減は総計で数十億ドルに達し得る。
一般的な従来技術によるＲＦＩＤタグは、マイクロチップ及びアンテナを備える。アンテナは、同調誘電コイルの形であることができる。動作は基本的に単純である。通常、マイクロチップが、タグのアンテナが基本的な属性に誘電結合する際に検出可能な一意の識別コードを記憶する。アクティブＲＦＩＤタグは、マイクロチップを作動させるとともに、信号をリーダに「ブロードキャスト」する電源を備える。セミパッシブタグは、バッテリを使用してマイクロチップを作動させるが、誘電電流を用いて送信器を作動させる。これらのタイプのタグは製造により費用がかかるため、通常、より長い距離で識別する必要がある高コストの物品に使用される。パッシブタグの場合、リーダは、電磁放射を発することによってタグ内に電流を誘導する。こういったタグは比較的安価であり、送信されるＲＦ信号の電力に応じて最大で約５０ｍの範囲まで有効である。
タグは、読み取り専用型又は読み書き型であることができる。後者のタイプでは、経時的に、たとえば電気的に消去可能なプログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を使用してタグに情報を追加することができる。たとえば、タグはいつ読み出されたか、又は読み出された頻度を記憶することができる。
ＲＦＩＤタグは、動作周波数によって区別することもできる。動作周波数は、米国のＦＣＣ等の規制機関によって行われたＲＦスペクトル割り当てに合致する必要がある。低周波タグは一般に、高周波素子よりも製造が安価であり、使用電力量が少ない。用途によっても好ましい周波数が異なり得る。たとえば、低周波タグは、高流動性内容物に関する用途、たとえば水中の品物、人間、果物、水性製品により適している。高周波タグは、より高いデータ速度及びより広い範囲を提供する。また、高周波は得てして見通し線であるため、視野の狭い固定場所、たとえば組立ラインと出入口で有用であり得る。
ＲＦＩＤタグに発生する１つの問題は衝突である。
或るリーダが付近の別のリーダの信号に干渉する場合に、リーダ衝突が発生する恐れがある。これは、複数のユーザが同時に在庫を識別したいことがある倉庫で問題になり得る。これは、同じタグの複数読み込みに繋がる恐れがあり、これは解決する必要がある。従来技術では、時分割多重化がこの問題の解消に用いられてきた。しかし、これはシステムの複雑性及びコストを増大させる。
多くのタグが同じ場所に配置されている場合に、タグ衝突も発生する。これは異なるタグの複数の同時読み取りに繋がる恐れがあり、これは解決する必要がある。多くの技法が、このような衝突を軽減するために提案されてきた。それらの大半は、プロセスを遅くする複雑なプロトコルを必要とする。
したがって、選択的に動作可能なＲＦＩＤタグが必要である。
識別タグに単一のマイクロ回路が形成される。マイクロ回路は、単一のフォトダイオード又はフォトトランジスタの形の光送受信器を備える。ダイオードは、電流がダイオードを通して駆動される方向に応じて光の送信及び感知を行うことができる。
回路は無線送受信器も備える。その最も単純な形では、送受信器は誘電コイルである。光送受信器及び無線送受信器は両方とも、識別コードを記憶するメモリに接続される。
送受信器の少なくとも一方が受信モードで動作し、送受信器の少なくとも一方が送信モードで動作する。識別コードは、受信モードで動作している送受信器が所定の信号を受信したことに応答して、送信モードで動作している送受信器により送信される。
図１及び図２は、本発明による識別タグ１００を示す。タグは、各辺の長さが数ミリの単一のマイクロ集積回路上に形成される。タグは、当該技術分野において既知のＲＦＩＤタグに準拠する。タグの主な目的は、ユーザに識別を提供することである。さらに、本発明によるタグは視覚的な識別も提供する。
タグ１００は、光周波（ＯＦ）送受信器２０１及び無線周波（ＲＦ）送受信器２０２を備える。ＯＦ送受信器は、単一の周波数帯域（光チャネル）を使用して信号を送受信する。ＲＦ送受信器は、別の信号周波数帯域（ＲＦチャネル）を使用して信号を送受信する。
ＯＦ送受信器２０１は、特定周波数帯域で光１６０を受信し、光１６１を送信することが可能なフォトダイオード又はフォトトランジスタ１０１を備える。ディーツ（Ｄｉｅｔｚ）等により２００２年４月１９日に出願され、参照によりその全体を本明細書に援用する米国特許出願第１０／１２６，７６１号「Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ Ｂｉ−Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ＬＥＤｓ」には、このような光送受信器が記載されている。別法として、ＯＦ送受信器はフォトトランジスタであることができる。ＯＦ送受信器を使用して同期情報を取得し、タグリーダとの通信をサポートすることができる。ＯＦ送受信器は、狭ビーム又は全方向性であるように構成することができる。
ＲＦ送受信器２０２は、無線信号１７０を受信し、無線信号１７１を送信することができるアンテナ１０２を備える。「送信」により、ＲＦアンテナ１０２が別のアンテナに無線周波信号により選択的に結合可能なことを意味する。すなわち、アンテナは誘電コイルの形である。コイルに誘導された電流もまた、ＯＦ送受信器及びＲＦ送受信器を寄生的に給電するために使用することができる。電流はキャパシタに蓄えることができる。
送受信器２０１、２０２は両方とも、識別（ＩＤ）コードを記憶したメモリ１０３にアクセスすることができる。コードは、製造日又は使用期限等の他の情報を含むことができる。ＩＤコードは一意であることも、又はコードの分類に属することもできる。
動作中、少なくとも１つの送受信器は受信モードで動作し、少なくとも１つの送受信器は送信モードで動作する。送受信する送受信器は同じであっても、又は別であってもよい。「受信」送受信器は、関連するチャネル上で受信信号、たとえば光信号１６０又はＲＦ信号１７０のいずれかを検出すると、「送信」送受信器に送信信号、たとえばＲＦ信号１７１又は光信号１６１のいずれかで応答させる。送信信号は、ＩＤコード１０３又は他の或る記憶された情報に従って変調される。タグは両方の送受信器を両方のモードで同時に動作させることも可能なことを理解されたい。たとえば、ＩＤコードが特定の製品の分類に対応し、その分類の複数の製品が範囲内にある場合、期限切れの製品のみが応答することができる。
動作モード
光イン／ＲＦアウト
ユーザは、狭ビームの所定の信号光１６０でタグ１００を照らす。タグは、所定の信号の受信に応答して、ＲＦ信号１７１でＩＤを送信する。これにより、ユーザは識別する特定のタグを選択することができる。たとえば、ユーザは、手の届きにくい箱を識別することができる。ＲＦ送受信器は、ＲＦアンテナが感知装置に選択的に結合したときに送信して、たとえばＩＤコード１０３を伝達すると言える。
ＲＦイン／光アウト
ユーザは、所定の無線信号１７０の形のクエリを、１つ又は複数のタグを含むエリアに送信する。次いで、タグは、受信信号がＩＤ１０３にマッチする場合に光１６１を発する。これにより、ユーザは特定のタグを見分けることができる。これは、他の同一の箱の中に混ざった特定の箱を選び出す際に有用である。光は定常であってもよく、又はコード１０３に従って変調してもよい。
光イン／光・ＲＦアウト
ユーザは、狭ビームの所定の信号光１６０でタグ１００を照らす。タグは、所定の信号１６０が感知された場合にＲＦ信号１７１内のＩＤで応答する。さらに、タグは、ＲＦクエリ信号がＩＤ１０３にマッチする場合に光１６１を送信する。これにより、ユーザは識別する特定のタグを選択するとともに、そのタグを視覚的に見つけることができる。
ＲＦイン／光・ＲＦアウト
ユーザは、所定の無線信号１７０の形のクエリを、１つ又は複数のタグを含むエリアに送信する。次いで、タグは、クエリがＩＤ１０３にマッチする場合に光１６１を発する。さらに、タグは、クエリがＩＤ１０３にマッチする場合にＲＦ信号１７１を発する。これにより、ユーザは特定のタグを見分け、その識別を得る。
光・ＲＦイン／光・ＲＦアウト
この場合、タグは、光信号及びＲＦ信号を両方とも受信する場合のみ光信号及びＲＦ信号で応答する。
動作モードは予め決める、タグに符号化する、又は受信信号を適宜変調することによって動的に選択することができる。
本発明によるタグは、上述したように衝突問題を解消する。さらに、タグは、多数のタグが同じ場所に配置される用途で見分けられるようにする。
タグは、送受信器の範囲を広げるように電力を蓄える手段を含むように改良することができることを理解されたい。送受信器は、ＲＦ信号から得られる電力から寄生的に動作することができる。
タグはさらなる処理を行い、受信データを記憶し、記憶されているデータに従って動作することができる。
ＲＦＩＤシステム
図３は、タグ１０及びＲＦＩＤリーダ２０を備えたＲＦＩＤシステムを示す。タグは、リーダ２０により発せられ、タグ１０に向けられた所定の信号、たとえばコマンド光（ＣＬ）８を検出した場合、タグ１０から情報、たとえばＩＤをリーダ２０に応答信号（ＲＳ）９として送信する。したがって、リーダ２０はタグのＩＤ及び他の情報を上述したように取得する。
リーダ２０は通常、ユーザによって操作され、タグ１０は通常、製品、荷台、ケース、又は他の梱包資材に取り付けられる。発せられた光にレンズを透過させて光ビームの範囲及び形状を制御することができる。別法として、光ビームはピクセルベースのデジタルプロジェクタによって整形することができる。したがって、コマンド光を単一のタグ又は所定数の隣接タグに向けることができる。光ビームは、他のユーザが不用意に、同時にタグを読み取ろうとしないようにタグが読み取り中であることを示す。
タグ構造
図４は、識別タグ１０の詳細を示す。ＩＤタグ１０はパッシブ型である。電力は、リーダ２０から放射される電磁波によって供給される。ＩＤタグ１０は、光周波受信器（ＯＦＲ）１１、無線周波送受信器（ＲＦＴ）１２、コントローラ１３、ＩＤ及び他の情報を記憶するメモリ１４、電力ユニット１５及びアンテナ１６を備える。ＯＦＲ１１、ＲＦＴ１２、メモリ１４及び電力ユニット１５は、単一の集積回路（ＩＣ）上に実装される。ＯＦＲ１１、ＲＦＴ１２、メモリ１４及び電力ユニット１５は、制御ユニット１３に電気的に接続される。
ＯＦＲ１１は受光部１１ａを備える。受光部１１ａは、フォトダイオード又はフォトトランジスタ等の感光素子を備える。ＯＦＲ１１は、コマンド光ＣＬを受光部１１ａで受信したときにコマンド光ＣＬから復調された信号を供給する。コマンド光ＣＬは、所定の特定の周波数及び変調を有する光である。周波数は、受光部を安価に構成するために可視光又は赤外線であることができる。変調は振幅変調（ＡＭ）又は周波数変調（ＦＭ）等の他の変調であることができる。
入力光をしきい値処理して、安定した光通信を可能にすることができる。光通信前に、ルミナンスしきい値が初期化される。このため、周囲光又はコマンド光の強度が変動する場合であっても安定した光通信が可能である。
コントローラ部１３は、判断プロセスのための判断部１３ａ、メモリアクセスプロセスのためのメモリアクセス部１３ｂ、ＩＤ送信プロセスのためのＩＤ送信部１３ｃ、及びレジスタ１３ｄを備える。
判断部１３ａは、ＯＦＲ１１からのルミナンス信号をレジスタ１３ａに記憶されているルミナンスしきい値と比較する。ルミナンスが或る状態にある場合、すなわち、ＩＤタグ１０がリーダ２０によって照らされている場合、判断部１３ａは、ＲＦＴ１２からのＩＤ読み取りコマンドに応答してメモリアクセス部１３ｂにＩＤを読み取らせる。次いで、メモリアクセス部１３ｂは、ＩＤ読み取り信号をメモリ１４に供給する。換言すれば、コントローラ１３は、受信した光がコマンド光ＣＬに対応することを確認した場合のみＩＤ読み取り信号をアサートする。
メモリ１４はＩＤ関連情報を記憶する。ＩＤ関連情報は、タグ固有の識別、上述した他の属性、並びに制御情報、たとえばタグに「スリープ」するように命令するビット、ＣＲＣ等のエラー検出コード、及びユーザ規定の一般情報を含む。コントローラ１３は、ＩＤ情報をＲＦＴ１２に転送する。
ＲＦＴ１２は、ＲＦ復調部１２ａ及びＲＦ変調部１２ｂを備える。ＲＦ復調部１２ａは、所定の周波数の無線波を使用して、リーダ２０から送信されたＩＤ読み取りコマンドを復調する。復調されたコマンドはコントローラ１３に送られる。コントローラ１３のＩＤ送信部１３ｃは、メモリからＩＤ関連情報を受け取り、ＩＤ関連情報をＲＦＴ１２に転送する。ＩＤ関連情報に基づいて、ＲＦ変調部１２ｂはアンテナ１６を介して応答信号を送信する。
通常、ＲＦＩＤは１２５ｋＨｚ（低周波）、１３．５６ＭＨｚ（高周波）、８６０〜９６０ＭＨｚ（超高周波）、２．４５ＧＨｚ（マイクロ波）等の周波数帯域を使用する。
アンテナ１６は、たとえばＬＦ及びＨＦ等の比較的低周波の誘電コイルを備え、ＲＦ通信及び電力伝送は、リーダ２０をアンテナに誘電結合することによって行われる。
ＵＨＦ及びマイクロ波等の比較的高い周波を使用する別の場合では、アンテナ１６は、ダイポールアンテナ又はパッチアンテナを備えて無線波を送受信する。
電力部１５は整流器、キャパシタ、及びリセットコントローラを備える。整流器は、アンテナ１６が受信する電力を整流する。整流された電力はキャパシタに蓄えられ、タグ１０に供給される。こうして、タグ１０はバッテリなしで動作することができる。リセットコントローラは、キャパシタに蓄えられている電力を監視し、十分な電力が蓄えられているときのみＩＤタグ１０が動作できるようにする。
上述したように、タグ１０は、コマンド光ＣＬの受信に応答してＩＤ関連情報を含む応答信号ＲＳを送信する。
リーダ
図５は、光通信部２１、ＲＦ通信部２２、コントローラ２３、及び外部インタフェース２４を備えるリーダ２０を示す。リーダ２０は、外部インタフェース２４から受け取ったコマンドに基づいて光通信部２１にコマンド光ＣＬを発せさせ、ＲＦ通信部２２に、リーダの給電のための無線波及びＩＤ読み取りコマンドを送信させる。これに応答して、リーダ２０は、ＩＤタグ１０から送信された応答信号ＲＳをＲＦ通信部２２において受信する。
光通信部２１は発光部２１ａを備える。発光部２１ａは、ＬＥＤ、電球、デジタルプロジェクタ等のフォトエミッタを含む。光通信部２１は、所定の形状を有するコマンド光ＣＬを所定の範囲及び周波数で発光部２１ａから発する。こうして、照らされるタグの数を厳密に制御することができる。
コントローラ２３からの開始コマンドの受信に応答して、ＲＦ通信部２２は、タグ給電のためのＲＦ信号を送信する。ＲＦ通信部２２は、送信された応答信号ＲＳも受信し、応答信号ＲＳを復調することによってＩＤ関連情報を抽出し、次いで復調された信号をコントローラ２３に供給する。
コントローラ２３は、光通信部２１及びＲＦ通信部２２を制御する。より詳細には、コントローラ２３は、外部インタフェース２４からの読み取り開始信号の受信に応答して、ＲＦ通信部２２を制御し、ＲＦ通信部２２に給電電磁波及び読み取りコマンドを放射させる。コントローラ２３は、外部インタフェース２４からの読み取り開始信号の受信に応答して光通信部２１を制御し、発光部２１ａにコマンド光ＣＬを発せさせる。
外部インタフェース２４は、リーダ２０へのコマンドの送信及び結果の出力を含む動作に使用される。据え置き型のＲＦＩＤリーダが通常構成されるように、外部インタフェース２４は、イーサネット（登録商標）、無線ＬＡＮ、ＲＳ−２３２Ｃ、及びＵＳＢ等の通信部、並びにコマンド及びデータの交換のために通信プロトコルを実施するマイクロプロセッサ等の通信処理部を備える。読み取り開始コマンド信号が、外部インタフェース２４からコントローラ２３に提供される。外部インタフェースは、別のコンピュータ又は制御ボタンを有するユーザインタフェースに接続することができる。外部インタフェースは表示ユニットを備えることもできる。
ＲＦＩＤの動作
図６はＲＦＩＤシステムの動作を示す。ＩＤ関連情報の読み取り動作は、読み取り開始コマンドが外部インタフェース２４を通してリーダ２０に与えられることによって開始される。
最初に、ＯＦＲ１１のルミナンスしきい値が初期化される（６０１）。次に、１つ又は複数の読み取り動作６０２が行われる。
図７は初期化ステップを示す。最初に、リーダ２０は、ＲＦ通信部２２から給電電磁波を送信し、ＩＤタグ１０は電力部１５のキャパシタに電力を蓄え、電力をタグ１０の各構成要素に供給する（７０１）。同時に、リーダ２０は、光通信部２１から光を発する（７０２）。
次いで、リーダ２０は、「初期化１」コマンドをＲＦ通信部２２から送信し（７０３）、タグ１０は「初期化１」コマンドを受信するとルミナンス値を保存する。その後、リーダ２０は、光通信部２１から光を発するのを止め（７０４）、給電電磁波を放射し（７０５）、「初期化０」コマンドを送信する（７０６）。ＩＤタグ１０は、「初期化０」コマンドを受信するとルミナンス値を保存し、「初期化１」のルミナンス値と「初期化０」のルミナンス値との中間値をルミナンスしきい値としてレジスタ１３ｄに記憶する（７０７）。
図８は、図６の「ＩＤ読み取り」コマンドの動作を示す。最初に、リーダ２０は、給電電磁波をＲＦ通信部２２から放射する。次いで、ＩＤタグ１０は電力を電力部１５のキャパシタに蓄え、その電力をＩＤタグ１０の各構成要素に供給する（８０１）。次いで、リーダ２０は所定の範囲でコマンド光ＣＬを発し、同時に、「ＩＤ読み取り」コマンドをＲＦ通信部２２から放射する（８０２）。コマンド光ＣＬを受信したことを確認した（８０３）後、ＩＤタグ１０は、ＩＤ関連情報を含む応答信号をリーダ２０に送信する（８０４）。
具体的には、タグ１０は、ＯＦＲ１１で受け取った光の強度をレジスタ１３ｄに記憶されているルミナンスしきい値と比較することにより、受け取った光がコマンド光ＣＬであるか否かを判断する。受け取った光がコマンド光ＣＬであることが確認された場合、コントローラ１３はＩＤ読み取り信号をメモリ１４に供給し、ＩＤ関連情報をメモリ１４から読み出す。読み出されたＩＤ関連情報は、ＲＦＴ１２から応答信号として送信される（８０４）。
リーダ２０は、ＲＦ通信部２２において受信した応答信号からＩＤ関連情報を抽出する。抽出されたＩＤ関連情報は、リーダ２０のメモリに記憶することができる。情報は表示することも可能であり、また別のコンピュータに送信することも可能である。
図９は、タグ１０の代替の実施形態３０を示す。タグは、受光部３１ａを備える光周波受信器（ＯＦＲ）３１、ＲＦ復調部３２ａ及びＲＦ変調部３２ｂを有する無線周波受信器（ＲＦＴ）３２、判断部３３ａ、メモリアクセス部３３ｂ、ＩＤ送信部３３ｃ、及びレジスタ３３ｄを有するコントローラ３３、メモリ３４、アンテナ３６、並びにバッテリ３５を有する。バッテリ３５は電力をＩＤタグ３０内の各部に供給する。
バッテリはタグの送信範囲を拡張することができ、リーダは給電する必要がない。
リーダの別の実施形態４０を図１０に示す。タグは、受光部４１ａを備えた光周波受信器（ＯＦＲ）４１、ＲＦ復調部４２ａ及びＲＦ変調部４２ｂを有する無線周波受信器（ＲＦＴ）４２、判断部４３ａ、メモリアクセス部４３ｂ、ＩＤ送信部４３ｃ、レジスタ４３ｄ、及び比較部４３ｅを有するコントローラ４３、メモリ４４、アンテナ４６、並びに電力部４５を有する。電力部４５は、電力をＩＤタグ４０内の各部に供給する。
ＩＤタグ４０は、受け取った光の変調パターンに従ってコマンド光ＣＬを受け取ったか否かを判断する。換言すれば、コマンド光ＣＬは複数の「ビット」を有する。変調パターンは既知のグレイコード（交番２進コード）を使用することができる。より具体的には、判断部４３ａは、レジスタ４３ｄ及び比較部４３ｅを備える。レジスタ４３ｄは、所定数のビットの所定の２進コードを記憶する。レジスタ４３ｄは、ＥＥＰＲＯＭ等の電子的に書き換え可能なメモリとして実施することも可能である。比較部４３ｅは、ＯＦＲ４１内の受光部４１ａから出力された復調済みの信号をレジスタ４３ｄに記憶されているコードと比較する。２つが同一である場合、ＩＤ読み取り信号がメモリアクセス部４３ｂに供給される。
その結果、メモリアクセス部４３ｂはＩＤ関連情報をメモリ４４から読み取り、ＩＤ送信部４３ｃがこの情報をＲＦＴ４２に供給する。ＲＦＴ４２は、ＩＤ関連情報を含む、ＲＦ変調部４２ｂに対する応答信号を生成し、アンテナ４６を介して応答信号を送信する。
上述したように、コードは、ＯＦＲ４１の受光部４１ａにより受信信号から抽出され、抽出されたコードがレジスタ４３ｄに記憶されている内容に対応する場合のみ、ＩＤ関連情報が送信される。したがって、ＩＤ確認の正確性が向上する。
図１１は、リーダ２０の代替の実施形態６０を示す。この実施形態では、コマンド光ＣＬの放射範囲をリーダ６０により変更することができる。
リーダ６０内の光通信部６１は、発光部６１ａに加えて放射範囲設定部６１ｂを有する。放射範囲設定部６１ｂは、コントローラ６３が生成する制御信号に従って放射範囲を変更する。コントローラ６３は、外部インタフェース６４からの命令信号に基づいて放射範囲設定部６１ｂを制御する。より詳細には、外部インタフェース６４は、読み取り開始コマンド及び放射範囲設定コマンドを提供する。コントローラ６３は、光が放射範囲設定コマンドに対応する範囲に発せられるように放射範囲設定部６１ｂを制御する。ＲＦ通信部６２の機能は上述の通りである。
図１２は、ＩＤタグ１０の代替の実施形態７０を示す。ＩＤタグ７０は、受光部７１ａに加えて発光部７１ｂを有する光周波送受信器（ＯＦＴ）７１を備える。ＩＤタグ７０は、ＯＦＴ７１及びＲＦＴ７２の両方に対して送受信モードを設定することができ、受信モードで動作している送受信器で所定の信号を受信することに応答して、送信モードで動作している送受信器から応答信号を送信する。このＩＤタグ７０はアクティブ型タグの一例である。
より詳細には、ＩＤタグ７０はＯＦＴ７１、ＲＦ復調部７２ａ及びＲＦ変調部７２ｂを有するＲＦＴ７２、コントローラ７３、メモリ７４、バッテリ７５、並びにアンテナ７６を備える。
ＯＦＴ７１は、受光部７１ａ及び発光部７１ｂを備え、所定の周波数で光を受け取り、また発することができる。受光部７１ａは、たとえばフォトダイオード又はフォトトランジスタを含み、発光部７１ｂはたとえばＬＥＤを含む。受光部７１ａ及び発光部７１ｂは両方とも、ディーツ等により２００２年４月１９日に出願され、参照により本明細書に全体を援用する米国特許出願第１０／１２６，７６１号「Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ Ｂｉ−Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ＬＥＤｓ」に記載の単一ＬＥＤを使用して実施することができる。
ＯＦＴ７１、ＲＦＴ７２、コントローラ７３、及びメモリ７４は、コスト削減のために単一集積回路（ＩＣ）として実施することができるが、これは実施に必ずしも必要なことではない。
ＩＤタグ７０内のコントローラ７３は、判断部７３ａ、メモリアクセス部７３ｂ、及びＩＤ送信部７３ｃに加えてモード設定部７３ｇ及びモード通信コントローラ７３ｈを備える。モード設定部７３ｇは、２つの送受信器の１つに送信モード及び受信モードの一方をセットアップし、他方のモードを他方の送受信器にセットアップする。モード設定部７３ｇは、送信／受信モードを２つの送受信器の一方にセットアップし、送信モード又は受信モードを他方の送受信器にセットアップする。このモード設定プロセスは、リーダ８０から送信されるモード設定信号に応答して行われ、コントローラ７３でのスイッチング又はソフトウェアとして実施される。
可能な設定パターンは以下である。（ａ）受信モードをＯＦＴに、送信モードをＲＦＴに、送信モードをＯＦＴに、受信モードをＲＦＴに、（ｃ）送信／受信モードをＯＦＴに、送信モードをＲＦＴに、（ｄ）送信モードをＯＦＴに、送信／受信モードをＲＦＴに、及び（ｅ）送信／受信モードをＯＦＴに、送信／受信モードをＲＦＴに。
モード通信コントローラ７３ｈは、受信モードで動作している送受信器でコマンド信号を受信することに応答してＩＤ関連情報を応答信号として送信するように、送信モードで動作している送受信器を制御する。モード通信コントローラ７３ｈは、モード（ｃ）又は（ｅ）が使用されている場合、光を発するようにＯＦＴ７１を制御する。
図１３は、代替のリーダ８０のブロック図である。リーダ８０光通信部８１、ＲＦ通信部８２、コントローラ８３、及び外部インタフェース８４を備える。外部インタフェース８４は上述したように実施することができ、モード変更部８４ａを備えることもできる。モード変更部８４ａは、外部通信プロトコル又はインタラクティブインタフェースのモード変更キーにより制御されるように、送信／受信モードを変更するためのものである。
コントローラ８３は、モードコントローラ８３ａを備える。モードコントローラ８３ａは、外部インタフェース８４のモード変更部８４ａにより命令されたモードで動作するように光通信部８１及びＲＦ通信部８２を制御する。コントローラ８３はまた、ＩＤタグ７０をモード変更部８４ａにより命令されたモードと同じモードで動作させるようにモード設定信号を生成し、モード設定信号をＲＦ通信部８２からＩＤタグ７０に送信する。上述したように、ＩＤタグ７０は、モード設定信号により命令されたモードをセットアップする。
リーダ８０内の光通信部８１は、発光部８１ａ及び受光部８１ｂを備える。受光部８１ｂは、ＩＤタグ７０から、ＩＤ関連情報を含む応答信号として発せられた光を受け取る。
図１４は、上記実施形態のリーダの動作を示す。たとえば、リーダ８０は、モードパターン（ａ）を命令するモード設定信号をＩＤタグ７０に送信する（１４０１）。ＩＤタグ７０は、受信モードをＯＦＴ７１に、送信モードをＲＦＴ７２にセットアップする（１４０２）。より詳細には、ＩＤタグ７０内のＲＦＴ７２は、モード設定信号を受信すると、モード設定信号をコントローラ７３に供給する。コントローラ７３内のモード設定部７３ｇは、モード設定信号の命令に基づいて受信モードをＯＦＴ７１にセットアップし、送信モードをＲＦＴ７２にセットアップする。
リーダ８０が、外部インタフェース８４を通して読み取り開始コマンドを受け取ると、リーダは、「しきい値初期化」プロセスを実行する（１４０３）。次いで、リーダ８０は、所定のコードに基づいて光を変調し、変調された光をコマンド光ＣＬとして所定の範囲に向けて発する（１４０４）。
放射範囲内のＩＤタグ７０が、受け取った光がコマンド光ＣＬであることを確認する（１４０５）と、タグは、ＩＤ関連情報を含む応答信号ＲＳを送信する（１４０６）。より詳細には、送信モードがＲＦＴ７２にセットアップされているため、コントローラ７３は、ＯＦＴ７１でのコマンド光の受け取りに応答してメモリ７４からＩＤ関連情報を読み出し、その情報をＲＦＴ７２に供給する。ＲＦＴ７２は、ＩＤ関連情報を有する応答信号を生成し、その情報を無線周波により送信する。リーダ８０内のＲＦ通信部８２は、受信した応答信号からＩＤ関連情報を抽出する。
図１５は、代替のモードセットアップの場合の上記実施形態のＲＦＩＤの動作を示す。リーダ８０内のコントローラ８３は、外部インタフェース８４からの命令に基づいてモードパターン（ｂ）をセットアップする。コントローラ８３は、モードパターン（ｂ）をＩＤタグ７０にセットアップするように命令するモード設定信号をＲＦ通信部８２が送信するようにする（１５０１）。その結果、ＩＤタグ７０は、送信モードをＯＦＴ７１にセットアップし、受信モードをＲＦＴ７２にセットアップする（１５０２）。
リーダ８０が外部インタフェース８４を通して読み取り開始コマンドを受信すると、「しきい値初期化」プロセスを実行する（１５０３）。この場合、ＩＤタグ７０は光を発し、リーダ８０は光を受け取り、したがって、しきい値初期化がリーダ８０において行われる。次いでリーダ８０は、所定のコマンドを有するコマンドＲＦ信号を生成し、ＲＦ通信部８２を介してコマンドを送信する（１５０４）。
コマンドＲＦ信号をＲＦＴ７２において受信すると、ＩＤタグ７０内のコントローラ７３は、受信信号がコマンドＲＦ信号であることを確認し（１５０５）、ＩＤ関連情報を有する応答信号をリーダ８０に送信する（１５０６）。より具体的には、送信モードがＯＦＴ７１にセットアップされているため、コントローラ７３は、メモリ７４から読み出されたＩＤ関連情報を有する光信号を応答信号として生成し、ＯＦＴ７１に応答信号を送信させる。応答信号をリーダ８０内の光通信部８１で受信すると、コントローラ８３は応答信号からＩＤ関連情報を抽出する。
図１６は、モードパターン（ｃ）をセットアップするためのＲＦＩＤの動作を示すフローチャートである。リーダ８０内のコントローラ８３は、外部インタフェース８４からの命令に基づいてモードパターン（ｃ）をセットアップする。コントローラ８３は、ＩＤタグ７０にセットアップモードパターン（ｃ）を命令するモード設定信号をＲＦ通信部８２が送信するようにする（１６０１）。ＩＤタグ７０は、送信／受信モードをＯＦＴ７１にセットアップし、送信モードをＲＦＴ７２にセットアップする（１６０２）。
リーダ８０は、外部インタフェース８４を通して読み取り開始コマンドを受信すると、「しきい値初期化」プロセスを実行する（１６０３）。リーダ８０は、コマンド光ＣＬを生成し、ＣＬを所定範囲のＲＦＩＤに向けて発する（１６０４）。
受け取った光がコマンド光ＣＬであることが確認される（１６０５）と、ＩＤタグ７０は、ＩＤ関連情報を有する応答信号をリーダ８０に送信する（１６０６）。より詳細には、送信モードがＲＦＴ７２にセットアップされているため、コントローラ７３は、メモリ７４から読み出されたＩＤ関連情報を有するＲＦ信号を応答信号として生成し、ＲＦＴ７２にその信号を送信させる。応答信号をリーダ８０のＲＦ通信部８２で受信すると、コントローラ８３は、応答信号からＩＤ関連情報を抽出する。
ＩＤタグ７０はまた、送信モードをＯＦＴ７１にセットアップする。受け取った光がコマンド光ＣＬであることが確認される（１６０５）と、ＩＤタグ７０内のコントローラ７３は、ＯＦＴ７１内の放射部７１ｂに光を発せさせる（１６０７）。こうして、ユーザはＩＤタグ７０から発せられた光を見ることができ、そのためＩＤタグ７０の場所を認識することができる。
図１７は、モードパターン（ｄ）をセットアップするためのＲＦＩＤの動作を示す。リーダ８０は、外部インタフェース８４からの命令に基づいて各構成要素をモードパターン（ｄ）にセットアップする。リーダ８０は、モードパターン（ｄ）をＩＤタグ７０にセットアップするようにタグに命令するモード設定信号をＲＦ通信部８２が送信するようにする（１７０１）。その結果、ＩＤタグ７０は、モード設定信号に基づいて送信モードをＯＦＴ７１にセットアップし、送信／受信モードをＲＦＴ７２にセットアップする（１７０２）。
リーダ８０は、外部インタフェース８４を通して読み取り開始コマンドを受信すると、コマンドＲＦ信号を生成し、ＲＦ通信部８２にその信号を送信させる（１７０３）。
受信したＲＦ信号がコマンドＲＦ信号であることが確認される（１７０４）と、ＩＤタグ７０は、ＩＤ関連情報を有する応答信号をリーダ８０に送信する（１７０５）。より詳細には、送信モードがＲＦＴ７２にセットアップされているため、コントローラ７３は、メモリ７４から読み出されたＩＤ関連情報を有するＲＦ信号を応答信号として生成し、ＲＦＴ７２にその信号を送信させる。応答信号をリーダ８０内のＲＦ通信部８２で受信すると、コントローラ８３は応答信号からＩＤ関連情報を抽出する。
さらに、ＩＤタグ７０はまた、送信モードをＯＦＴ７１にセットアップする。受信したＲＦ信号がコマンドＲＦ信号であることが確認されると、ＩＤタグ７０内のコントローラ７３は、ＯＦＴ７１内の発光部７１ｂに光を発せさせる（１７０６）。こうして、ユーザはＩＤタグ７０から発せられた光を見ることができ、そのためＩＤタグ７０の場所を認識することができる。
図１８は、モードパターン（ｅ）をセットアップするためのＲＦＩＤの動作を示す。リーダ８０は、外部インタフェース８４からの命令に基づいてモードパターン（ｅ）を始動するように各構成要素をセットアップする。リーダ８０は、モードパターン（ｅ）のセットアップをＩＤタグ７０に命令するモード設定信号をＲＦ通信部８２が送信するようにする（１８０１）。その結果、ＩＤタグ７０は、モード設定信号に基づいて送信／受信モードをＯＦＴ７１及びＲＦＴ７２の両方にセットアップする（１８０２）。
リーダ８０は、外部インタフェース８４を通して読み取り開始コマンドを受信すると、「しきい値初期化」プロセスを実行する（１８０３）。次いで、リーダ８０は、コマンド光ＣＬ及びコマンドＲＦ信号の両方を生成し、光通信部８１及びＲＦ通信部８２にそれらを送信させる（それぞれステップ１８０４及び１８０５）。
タグが、受け取った光及びＲＦ信号がコマンド光及びコマンドＲＦ信号であると確認すると（１８０６）、ＩＤタグ７０は、ＩＤ関連情報を有する応答信号をリーダ８０に送信する（１８０７）。
より詳細には、受け取った光のルミナンスがルミナンスしきい値以上であり、所定のコマンドが受信無線波に含まれる場合、コントローラ７３は、メモリ７４から読み出されたＩＤ関連情報を有するＲＦ信号を生成し、ＲＦＴ７２に情報を送信させる。応答信号をリーダ８０内のＲＦ通信部８２で受信すると、コントローラ８３は応答信号からＩＤ関連情報を抽出する。
さらに、ＩＤタグ７０はまた、送信モードをＯＦＴ７１にセットアップする。コマンド光及びコマンドＲＦ信号が確認されると、ＩＤタグ７０内のコントローラ７３は、ＯＦＴ７１内の発光部７１ｂに光を発せさせる（１８０８）。こうして、ユーザはＩＤタグ７０から発せられた光を見ることができ、そのためＩＤタグ７０の場所を認識することができる。
本発明について好ましい実施形態の例として説明したが、本発明の精神及び範囲内で他の各種適合及び変更を行うことができることを理解されたい。したがって、添付の特許請求の範囲の目的は、本発明の真の精神及び範囲内にあるこのような変形及び変更をすべて包含することにある。
本発明による識別タグのブロック図である。 図１のタグの実物大の上面図である。 本発明による識別タグ及びリーダを備えたＲＦＩＤシステムのブロック図である。 本発明による識別タグの詳細なブロック図である。 本発明によるリーダの詳細なブロック図である。 ＲＦＩＤシステムの動作の流れ図である。 初期化ステップの流れ図である。 ＩＤ読み取りコマンドの流れ図である。 本発明によるＲＦＩＤタグの代替の実施形態のブロック図である。 本発明によるリーダの代替の実施形態のブロック図である。 リーダの代替の実施形態のブロック図である。 ＲＦＩＤタグの代替の実施形態のブロック図である。 タグリーダの代替の実施形態のブロック図である。 本発明によるＲＦＩＤタグ及びリーダの動作の流れ図である。 本発明によるＲＦＩＤタグ及びリーダの動作の流れ図である。 本発明によるＲＦＩＤタグ及びリーダの動作の流れ図である。 本発明によるＲＦＩＤタグ及びリーダの動作の流れ図である。 本発明によるＲＦＩＤタグ及びリーダの動作の流れ図である。

Claims (10)

  1. 識別コードを記憶するメモリと、
    所定の光信号を受信するように構成される光通信部と、
    前記光通信部が前記所定の光信号を受信する場合、前記メモリに記憶されている前記識別コードを送信するように構成される無線通信部と
    を備える識別タグ。
  2. 前記光通信部は、光信号を送信し、前記無線通信部は、無線信号を受信し、
    前記通信部の少なくとも一方を送信モードで動作させながら、前記通信部の少なくとも一方を受信モードで動作させる手段と、
    前記受信モードで動作している前記通信部による所定の信号の受信に応答して、前記送信モードで動作している前記通信部により前記識別コードを送信する手段とをさらに備える
    請求項１記載の識別タグ。
  3. 所定の光信号を識別タグ内の光通信部で受信すること、
    及び
    前記光通信部が前記所定の光信号を受信する場合、無線通信部によりメモリに記憶されている識別コードを送信すること
    を含む識別方法。
  4. 前記通信部の少なくとも一方を送信モードで動作させながら、前記通信部の少なくとも一方を受信モードで動作させること、
    及び
    前記受信モードで動作している前記通信部による所定の信号の受信に応答して、前記送信モードで動作している前記通信部により前記識別コードを送信することをさらに含む
    請求項３記載の識別方法。
  5. 所定の光信号を送信する光通信部と、
    識別タグが前記所定の光信号を受信する場合に送信される識別コードを受信する無線通信部と
    を備える識別リーダ。
  6. 前記所定の光信号は、所定のレベルを有する
    請求項１記載の識別タグ。
  7. 前記受信した光信号のレベルに基づいて、前記受信した光信号が前記所定の光信号であるかを判断する判断部をさらに備え、
    前記無線通信部は、前記判断部による前記判断に基づいて前記識別コードを送信する
    請求項６記載の識別タグ。
  8. 前記所定の光信号は、所定のグレイコードにより変調される
    請求項１記載の識別タグ。
  9. 前記受信した光信号から復調されるグレイコードに基づいて、前記受信した光信号が前記所定の光信号であるかを判断する判断部と、
    前記判断部による前記判断に基づいて前記識別コードを送信する無線通信部とをさらに備える
    請求項８記載の識別タグ。
  10. 前記無線通信部は、コマンド無線周波信号を受信し、前記光通信部は、前記無線通信部が前記コマンド無線周波信号を受信する場合、前記メモリに記憶されている識別コードを送信する
    請求項１記載の識別タグ。
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