JP2016177547A - 情報送受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】対向配置された２つの電極層間の電位差に応じて情報を表示する表示部がダイポールアンテナに沿って配置されてなる情報媒体に対して、ダイポールアンテナによる通信距離を確保しながら情報の送受信を行う。
【解決手段】管理対象となる物品３に取り付けられたクリアホルダー４に収容された情報表示カード１に対して、ダイポールアンテナ２１の表示部３０とは反対側からリーダ／ライタ２によって非接触通信を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、非接触通信が可能であるとともに情報を表示する情報媒体に対して非接触通信によって情報の送受信を行う情報送受信方法に関する。

近年、情報化社会の進展に伴って、情報をカードに記録し、該カードを用いた情報管理や決済等が行われている。このような情報管理や決済等に用いられるカードとしては、専用の装置に近接させるだけで情報の書き込みや読み出しを行うことができる非接触型ＩＣカードが、その有用性の高さから、交通系のカードをはじめとして多く用途に利用されている。このように非接触状態にて情報の書き込みや読み出しを行うことができる情報媒体は、リーダ／ライタ等の外部送受信機から送信された搬送波を用いて外部送受信機との間にて情報の送受信を行うことになる。

さらに、近年では、非接触型ＩＣカードに情報表示機能を付加した情報媒体が考えられている。非接触通信が可能であるとともに情報を表示する情報媒体は、通信を行うための通信部と、情報を表示するための表示部とを有している。

通信部としては、電磁誘導方式のものや電波方式のものが考えられるが、通信距離の面では電波方式のものの方が優れている。電波方式を用いて非接触通信を行うためには、略帯状の２つの導体が給電点を介して直線状に並んで配置されたダイポールアンテナが用いられることが多い。

また、表示部としては、対向配置された２つの電極層間に、これら２つの電極層間の電位差に応じて状態が変化する情報表示層が挟み込まれ、この情報表示層の状態変化を用いて情報を表示する、いわゆる電子ペーパーが用いられることが多い。

このように、ダイポールアンテナと電子ペーパーとを用いた情報媒体においては、ダイポールアンテナが、略帯状の２つの導体が給電点を介して直線状に並んで配置された構成であることから、例えば、特許文献１に開示された非接触ＩＣカードのように、電子ペーパーはダイポールアンテナに沿って配置されることになる。

特開２００７−２００２９１号公報

しかしながら、上述したように、電極層を有する表示部がダイポールアンテナに沿って配置されて構成された情報媒体は、表示部における情報表示面側の方向については、電極層等の部品において電波による通信を阻害する作用が働き、ダイポールアンテナの感度が低下し、通信距離が短くなってしまうという問題点がある。

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、対向配置された２つの電極層間の電位差に応じて情報を表示する表示部が、非接触通信を行うためのダイポールアンテナに沿って配置されてなる情報媒体に対して、ダイポールアンテナによる通信距離を確保しながら情報の送受信を行うことができる情報送受信方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
非接触通信を行うためのダイポールアンテナと、前記ダイポールアンテナに沿って配置され、対向配置された２つの電極層間の電位差に応じて情報を表示する表示部とを有する情報媒体に対して、前記ダイポールアンテナを介した非接触通信によって情報の送受信を行う情報送受信方法であって、
前記ダイポールアンテナに対して前記表示部とは反対側から非接触通信を行う。

対向配置された２つの電極層間の電位差に応じて情報を表示する表示部が、非接触通信を行うためのダイポールアンテナに沿って配置されてなる情報媒体においては、表示部が電極層を有することにより、表示部による情報表示面の方向についてはダイポールアンテナによる通信距離が短くなるものの、ダイポールアンテナの表示部とは反対側の方向については、表示部が反射器の働きをすることで、ダイポールアンテナの指向性が増幅され、ダイポールアンテナによる通信距離が短くなることがない。そこで、ダイポールアンテナに対して表示部とは反対側から非接触通信を行うことで、ダイポールアンテナによる通信距離を確保しながら情報の送受信が行われることとなる。

本発明によれば、対向配置された２つの電極層間の電位差に応じて情報を表示する表示部が、非接触通信を行うためのダイポールアンテナに沿って配置されてなる情報媒体に対して、ダイポールアンテナに対して表示部とは反対側から非接触通信を行うが、ダイポールアンテナの表示部とは反対側の方向については、表示部が反射器の働きをすることで、ダイポールアンテナの指向性が増幅され、ダイポールアンテナによる通信距離が短くなることがないので、ダイポールアンテナによる通信距離を確保しながら情報の送受信を行うことができる。

本発明の情報送受信方法によって情報が送受信される情報媒体の実施の一形態を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’に対応する領域の断面図である。 図１に示した情報表示カードの機能ブロック図である。 図１及び図２に示した情報表示カードに対する情報の送受信方法を説明するための図である。 ダイポールアンテナの通信範囲の変化を示す図であり、（ａ）はダイポールアンテナ単体の通信範囲を示す図、（ｂ）は図１に示した情報表示カードと同様にダイポールアンテナ１の長手方向に沿って表示部が配置された場合の通信範囲を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の情報送受信方法によって情報が送受信される情報媒体の実施の一形態を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’に対応する領域の断面図である。

本形態における情報媒体は図１に示すように、ダイポールアンテナ２１と、ＩＣチップ１０と、情報表示部３１と、表示用電源５１と、ＣＰＵ４１と、表示ドライバ４２とを有する情報表示カード１である。

ダイポールアンテナ２１は、細長いボウタイ形状の２つの導体部２１ａ，２１ｂが、その頂角を給電点として対向するように直線状に並んで配置されて構成されている。ダイポールアンテナ２１は、外部に設けられた外部送受信機であるリーダ／ライタから送信された、極超短波（ＵＨＦ）帯の交流からなる搬送波を受信することによって交流電流を取得し、この搬送波に乗せられた電力によって電流が流れる。

ＩＣチップ１０は、導体部２１ａ，２１ｂの給電点に接続されている。ＩＣチップ１０は、ダイポールアンテナ２１に流れた電流が供給されることによって駆動し、ダイポールアンテナ２１を介した非接触通信によって情報が送受信され、情報の書き込みや読み出しが行われる。

情報表示部３１は、電子ペーパーからなり、ダイポールアンテナ２１の長手方向となる導体部２１ａ，２１ｂが並ぶ方向に、ダイポールアンテナ２１に沿って配置されている。情報表示部３１は、ＰＥＴフィルムやガラスエポキシ等の絶縁材料からなるベース基材３２上に、銀や銅、あるいはカーボン等の導電ペーストを用いて、表示パターンに応じたセグメント形状に表示電極３３やそれに接続された配線電極（不図示）が形成されており、透明導電膜基板３５が表示電極３３に対向配置されている。透明導電膜基板３５としては、例えば、ガラスや透明フィルム等からなる透明基板の一方の面にＩＴＯが形成されたものが考えられる。これら表示電極３３と透明導電膜基板３５との間には、これら表示電極３３と透明導電膜基板３５との電位差によって表示色が変化する情報表示層３４が挟み込まれて構成されている。また、情報表示層３４としては、例えば、電気泳動タイプや電子粉粒タイプ、エレクトロクロミック等が挙げられる。このように構成された情報表示部３１は、表示電極３３と透明導電膜基板３５との電位差によって情報表示層３４の表示色が変化し、その色が透明導電膜基板３５側から視認されることにより、情報が認識されることとなる。これにより、情報表示部３１は、対向配置された２つの電極層間の電位差に応じて情報を表示するものとなる。

表示用電源５１は、ＣＰＵ４１及び表示ドライバ４２を駆動するための電力を供給する。

ＣＰＵ４１は、表示用電源５１から供給された電力によって駆動し、ＩＣチップ１０にて処理された情報を情報表示部３１に表示させるために表示ドライバ４２を制御する。

表示ドライバ４２は、表示用電源５１から供給された電力によって駆動し、ＣＰＵ４１の制御によって、情報表示部３１に電圧を供給する。

図２は、図１に示した情報表示カード１の機能ブロック図である。

図１に示した情報表示カード１は、その機能として、送受信部２０と、通信情報処理部１１と、電源部５０と、表示制御部４０と、表示部３０とを有している。

送受信部２０は、図１に示したダイポールアンテナ２１を構成するものである。送受信部２０は、リーダ／ライタから送信された交流からなる搬送波を受信することにより、非接触状態にて交流電流を取得し、搬送波に乗せられた情報を受信したり、情報を搬送波に乗せて送信したりして非接触通信を行う。

通信情報処理部１１は、図１に示したＩＣチップ１０を構成するものであって、変復調回路１２と、整流回路１３と、定電圧制御回路１４と、情報処理部１６と、情報記憶部１５とを有している。

変復調回路１２は、送受信部２０にて受信された搬送波に情報が乗っている場合は、その情報を取り出し、情報処理部１６にて処理可能なデジタル値に復調する。また、情報処理部１６にて処理されたデジタル値による情報を、送受信部２０において搬送波に乗せて送信可能なアナログ値に変調する。

整流回路１３は、送受信部２０にて取得された交流電流から、情報処理部１６にて所定の処理を行うために必要となる電力に応じた電流を取り出し、この電流を直流電流に変換する。

定電圧制御回路１４は、整流回路１３にて直流に変換された電流から安定した電圧を有する電源を生成し、それにより、情報処理部１６にて所定の処理を行うために必要となる電力を生成する。

情報処理部１６は、定電圧制御回路１４にて生成された電力によって、変復調回路１２にて復調された情報について所定の処理を行う。例えば、変復調回路１２にて復調された情報を情報記憶部１５に記憶したり、情報記憶部１５に記憶された情報を表示制御部４０とやりとりしたりするための処理を行う。また、情報記憶部１５に記憶された情報を変復調回路１２に出力し、リーダ／ライタに対して送信するための処理を行う。これらの処理は、情報処理部１６に記憶されたプログラムに従って行われたり、リーダ／ライタからのコマンドに従って行われたりする。

情報記憶部１５は、情報処理部１６にて処理された情報を記憶する。

電源部５０は、図１に示した表示用電源５１を構成するものである。

表示制御部４０は、図１に示したＣＰＵ４１及び表示ドライバ４２を構成するものであって、電源部５０から供給された電力によって駆動し、情報処理部１６にて処理された情報を表示部３０に表示させる。なお、送受信部２０にて取得された交流電流から取り出される電力が十分に大きな場合は、表示制御部４０は、その電力によって駆動することも考えられ、その場合、電源部５０が不要となる。

表示部３０は、図１に示した情報表示部３１を構成するものであって、表示制御部４０の制御によって情報を表示する。

上記のように構成された情報表示カード１においては、表示部３０として、表示の書き替え時には電力を必要とするものの、表示の保持時には電力を必要としないメモリー性表示体である電子ペーパーを用いることで、情報記憶部１５に記憶された情報を表示部３０に表示した状態を保持するためには電源は不要となる。

上記のように構成された情報表示カード１においては、外部送受信機となるリーダ／ライタに近接すると、ダイポールアンテナ２１に電流が流れ、この電流がＩＣチップ１０に供給されてリーダ／ライタとの間にて非接触通信が行われて情報が送受信される。そして、リーダ／ライタから受信された情報に応じて、ＩＣチップ１０にて処理された情報や、ＩＣチップ１０に記憶された情報が表示部３０に表示されることとなる。また、ＩＣチップ１０にて処理された情報や、ＩＣチップ１０に記憶された情報が、ダイポールアンテナ２１を介してリーダ／ライタに送信されることになる。

以下に、上述した情報表示カード１に対するリーダ／ライタによる情報の送受信方法について説明する。

図３は、図１及び図２に示した情報表示カード１に対する情報の送受信方法を説明するための図である。

図１及び図２に示した情報表示カード１は、図３に示すように、情報表示カード１を用いた管理対象となる物品３に取り付けられたクリアホルダー４に収容されて使用される。クリアホルダー４は、物品３の天面に取り付けられており、物品３の一側面の方向から情報表示カード１を収容可能に構成されている。情報表示カード１は、表示部３０側からクリアホルダー４に収納される。

本形態においては、このようにクリアホルダー４に収容された情報表示カード１に対して、ダイポールアンテナ２１の表示部３０とは反対側からリーダ／ライタ２によって非接触通信を行う。

図４は、ダイポールアンテナ２１の通信範囲の変化を示す図であり、（ａ）はダイポールアンテナ２１単体の通信範囲を示す図、（ｂ）は図１に示した情報表示カード１と同様にダイポールアンテナ２１の長手方向に沿って表示部３０が配置された場合の通信範囲を示す図である。

ダイポールアンテナ２１単体では、ダイポールアンテナ２１の通信範囲は図４（ａ）に示すように、ダイポールアンテナ２１を中心軸とした回転体に近いものとなる。そのため、ダイポールアンテナ２１を中心軸とした放射方向についてはどの方向においても通信範囲が同じものであり、どの方向にリーダ／ライタを配置しても、ダイポールアンテナ２１単体の通信特性による距離内であれば、ダイポールアンテナ２１に接続されたＩＣチップに対して情報の送受信を行うことができる。

一方、ダイポールアンテナ２１の長手方向に沿って表示部３０が配置された場合は、表示部３０が、表示電極３３や配線電極、さらには透明導電膜基板３５が有する透明電極を具備することにより、図４（ｂ）に示すように、ダイポールアンテナ２１の表示部３０側、及びダイポールアンテナ２１と表示部３０とが配置される面に垂直方向においては、ダイポールアンテナ２１単体の場合と比べて通信距離が短くなる。

ところが、ダイポールアンテナ２１の表示部３０とは反対側の方向については、表示部３０が反射器の働きをすることで、ダイポールアンテナ２１の指向性が増幅され、ダイポールアンテナ２１による通信距離が短くなることがない。

そこで、図３に示したように、管理対象となる物品３に取り付けられたクリアホルダー４に収容された情報表示カード１に対して、ダイポールアンテナ２１の表示部３０とは反対側からリーダ／ライタ２によって非接触通信を行うことで、ダイポールアンテナ２１による通信距離を確保しながら、リーダ／ライタとの間にて非接触通信による情報の送受信を行うことができる。

このように、２つの電極層間の電位差に応じて情報を表示する表示部がダイポールアンテナに沿って配置された情報媒体に対しても、ダイポールアンテナの表示部とは反対側から非接触通信を行うことにより、ダイポールアンテナによる通信距離を確保しながら情報の送受信を行うことができる。

１ 情報表示カード
２ リーダ／ライタ
３ 物品
４ クリアホルダー
５ 通信範囲
１０ ＩＣチップ
１１ 通信情報処理部
１２ 変復調回路
１３ 整流回路
１４ 定電圧制御回路
１５ 情報記憶部
１６ 情報処理部
２０ 送受信部
２１ ダイポールアンテナ
２１ａ，２１ｂ 導体部
３０ 表示部
３１ 情報表示部
３２ ベース基材
３３ 表示電極
３４ 情報表示層
３５ 透明導電膜基板
４０ 表示制御部
４１ ＣＰＵ
４２ 表示ドライバ
５０ 電源部
５１ 表示用電源

Claims (1)

1. 非接触通信を行うためのダイポールアンテナと、前記ダイポールアンテナに沿って配置され、対向配置された２つの電極層間の電位差に応じて情報を表示する表示部とを有する情報媒体に対して、前記ダイポールアンテナを介した非接触通信によって情報の送受信を行う情報送受信方法であって、
   前記ダイポールアンテナに対して前記表示部とは反対側から非接触通信を行う情報送受信方法。

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