JP4057451B2 - 非接触方式による通信方法、通信システム、外部装置及びｒｆｉｄタグ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触による通信方法及び通信システム並びに通信システムに用いられるＲＦＩＤタグ及び外部装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機械、在庫品又は生き物を識別したりその動きをチェックする目的で、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システムが利用されている。このＲＦＩＤシステムはアンテナコイルやメモリ等を有するＲＦＩＤタグと、アンテナコイルとＲＦＩＤタグからの情報の読み込みとＲＦＩＤタグへの情報の書き込みを行うリーダ／ライタモジュールと、リーダ／ライタモジュールの情報を管理するホストコンピューター等により構成される。このＲＦＩＤタグは商品の種類等の所定の情報が記憶されており、データキャリアとして例えば、商品等に貼り付けられ、ホストコンピューターにより在庫情報等の管理が行われる。このＲＦＩＤタグとリーダ／ライタ間の通信はアンテナコイルを用いて非接触方式により行われるため、接点劣化や機械的ストレスによる不良障害の恐れが少なくすることができる。このＲＦＩＤタグは非接触方式のＩＣカードとして用いられ、商品管理等に利用される。
【０００３】
このＲＦＩＤタグとリーダ／ライタ間の通信方式としてはＡＳＫ方式が用いられている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３）。ＡＳＫ変調を用いることにより、アンテナコイルの導電性部材の影響によって生じる周波数ずれによる通信感度の低下を抑制することができる。ＲＦＩＤシステムにおいてＡＳＫ方式を用いる通信方式の1例を以下に説明する。
【０００４】
ＲＦＩＤシステムで送受信されるデータは例えば、９バイトのコマンド情報にエラーチェックに用いられる２バイトのＣＲＣデータ等から構成されている。この１度に送受信されるデータを１フレームのデータとする。書き込み時には、このコマンド情報等がＲＦＩＤタグに設けられたメモリに記憶される。書き込み時には、この１フレームのデータは振幅変位変調されてリーダ／ライタからＲＦＩＤタグに送信されている。
図５は従来の通信方式により、キャリアを変調するための信号波形を示す図である。２ビットのデータに基づいて変調するために、データの値に応じて図５に示す４種類の波形が用意されている。ここで、００の２ビットデータはｌｏｇｉｃ“００”の波形で表される。０１、１０、１１の２ビットデータも同様にｌｏｇｉｃ“０１”、ｌｏｇｉｃ“１０”、ｌｏｇｉｃ“１１”の波形で表される。４種類の２ビットデータはそれぞれ異なる４種類の９．４４μｓｅｃの波形により表されている。この時間を単位変調区間とする。例えば、ｌｏｇｉｃ“００”の波形では最初の１．１８μｓｅｃの間、信号がＨとなり、その次の１．１８μｓｅｃの間はＬとなる。そして残りの５．９μｓｅｃはＨとなる。
図５に示すように信号がＬレベルとなっている時間はｌｏｇｉｃ“００”、ｌｏｇｉｃ“０１”、ｌｏｇｉｃ“１０”、ｌｏｇｉｃ“１１”のいずれの波形でも１．１８μｓｅｃであるが、ＨからＬに変わるタイミングがそれぞれ異なり、単位変調区間の始まりから１．１８μｓｅｃ、３．５４μｓｅｃ、５．９０μｓｅｃ、８．２６μｓｅｃでそれぞれＨからＬになる。この４種類の波形により２ビットデータを表している。送信される１フレームのデータに応じて単位変調区間の波形が連続した波形が生成される。例えば、００１１と続くデータではｌｏｇｉｃ“００”の波形とｌｏｇｉｃ“１１”の波形が連続している波形が生成される。このようにして２ビットデータに基づく波形により、複数バイトからなる１フレームのデータを表している。ＲＦＩＤタグではこの波形に基づいて２ビットのデータが区別されるため、複数バイトのデータの送受信を行うことができる。
【０００５】
リーダ／ライタからＲＦＩＤタグへの信号の送信時では、ＡＳＫ方式を用いているため、上述の単位変調区間の波形が連続する信号によってキャリア信号を変調している。キャリア信号には１３．５６ＭＨｚの正弦波が用いられている。よって、１３．５６ＭＨｚの正弦波のキャリアを乗せた信号を出力している。すなわち、波形がＬレベルとなっている間はキャリアが乗らず、Ｈレベルとなっている間だけキャリアが乗るようにしている。この送受信される信号の出力の一例を図６に示す。図６は１１のデータと００のデータが連続する部分の出力信号を示す図である。図６では上に１１と００が連続している変調用の波形を示し、下にキャリアが乗った出力信号の波形を示している。Ａの部分とＣの部分では波高（レベル）がＬになっているため、キャリアが切れている。Ａより前の部分、Ｂの部分及びＣより後の部分ではＨレベルであるため、キャリアが乗っている。従って、Ａより前の部分、Ｂの部分及びＣより後の部分ではキャリアが送信され、Ａの部分とＣの部分ではキャリアが送信されていないことになる。なお、キャリアが送信されていない時間をキャリアＯＦＦ時間、キャリアが送信されている時間をキャリアＯＮ時間とする。
【０００６】
そして送信された信号に基づいてキャリアＯＮ時間を測り、その時間からデータ認識を行う。具体的にはキャリアＯＮ時間の長さはそれぞれのデータ及びその順番により異なるため、１回のキャリアＯＮ時間に含まれるキャリア数に基づいて、波形を検出する。単位変調区間の波形が＃１ｌｏｇｉｃ“００”〜ｌｏｇｉｃ“１１”のいずれの波形に対応しているかを順次判別していき、１フレーム分のデータを認識していく。データの書き込み時には、ＲＦＩＤタグはこの認識されたデータをメモリに記憶させる。
【０００７】
このような通信方式を用いた場合、以下に示す問題点があった。ＲＦＩＤタグは通常、リーダ／ライタから送信されるキャリアによって電源を生成して、メモリ等に電源供給している。具体的には、リーダ／ライタのアンテナコイルから送信される信号のキャリアはＲＦＩＤタグに設けられたアンテナコイルに受信される。このＲＦＩＤタグのアンテナコイルに受信された信号を用いて電源が生成される。この電源を用いてメモリの書き換え等を行っている。従って、キャリアＯＮ時間はなるべく長くすることが望ましく、キャリアＯＮ時間が短いと電源が安定して供給されず、メモリへの書き込みができないことがあった。
【０００８】
特に１１、００とデータが連続する場合、図６に示すように１１区間から００の区間に切り替わる時には、１．１８μｓｅｃの時間幅でキャリアＯＦＦ時間（Ａ）、キャリアＯＮ時間（Ｂ）、キャリアＯＦＦ時間（Ｃ）が連続することになる。この場合、３．５４μｓｅｃの間でその１／３の１．１８μｓｅｃしかキャリアが送信されず、電源が安定して供給できなくなってしまう。このようなキャリアＯＮ時間の減少はＲＦＩＤリセットの原因となってしまう。もちろん、上述の変調用の波形は一例であるので１１、００とデータが連続する場合にキャリアＯＦＦ時間が短くなるとは限らないが、変調用の波形の組み合わせによって、ある特定の２つのデータが連続するときに必ずキャリアＯＮ時間が短くなってしまうことになる。
【０００９】
この問題点を解決するためには、変調用の波形を変えることが考えられる。例えば、ｌｏｇｉｃ“００”の波形のＬとなる時間を後にする、あるいはｌｏｇｉｃ“１１”の波形のＬとなる時間を前にすることが考えられる。しかし、Ｌの位置が他の波形と重なった場合または近づいた場合は２ビットデータが誤認識されてしまう恐れがある。そのため、Ｌの位置を４種類の波形間である程度離す必要があり、理想的には単位変調区間の中でＬレベルの位置を均等に配置することが望ましい。また、変調用波形のＬの時間を短くすることが考えられるが、データの誤認識の観点から限界がある。さらに通信速度の観点から単位変調区間を短くした場合、キャリアＯＮ時間もさらに短くなってしまう。従って、従来の通信方法ではＲＦＩＤタグに安定して電源を供給することが困難であった。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−２０８８７６号公報
【特許文献２】
特開２００２−１５７５６８号公報
【特許文献３】
特開２００２−３６６９０８号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の通信方法では、タグに安定して電源を供給できないという問題点があった。
【００１２】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、安定して電源を供給することができる非接触方式の通信方法及び通信システム並びに前記通信システムに用いられる外部装置及びＲＦＩＤタグを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる通信システムは、アンテナを有するタグと前記タグにデータを送信する外部装置により非接触方式にてデータの通信が行われる通信方法であって、前記送信データをｎビット（ｎは１以上の整数）のデータ毎に、前記ｎビットのデータの値に対応した変調用波形を生成するステップと、キャリア信号を生成するステップと、前記変調用波形に基づいてキャリア信号を変調して、送信信号を生成するステップと、前記送信信号を前記タグに送信するステップと、前記タグが前記送信信号に基づいて電源を生成するステップとを備え、前記変調用波形を生成するステップでは前記ｎビットのデータが第１の値例えば、本実施の形態における００）であるかを判別し、前記第１の値である場合は第１の変調用波形（例えば、本実施の形態における＃２ｌｏｇｉｃ“００”）又は第２の変調用波形（例えば、本実施の形態における＃１ｌｏｇｉｃ“００”）が生成されるものである。これによりタグに電源を安定して供給することができる。
【００１４】
上述の通信方法において、前記第１の値以外の値の直後にある第１の値では第２の変調用波形が生成されることが望ましい。これによりタグに電源を安定して供給することができる。
上述の通信方法の好適な実施例は、前記変調用波形が、ＨレベルとＬレベルの２つのレベルを有し、前記ｎビットのデータの値により異なるタイミングでＬレベルとなるものである。
【００１５】
本発明にかかる通信方法は、上述の通信方法の前記送信信号において、前記変調用波形がＬレベルに対応する間はキャリアが送信されないことを特徴とするものである。
【００１６】
上述の通信方法において前記第１の変調用波形は、前記第１の値以外に対応する変調用波形と比べて、Ｌレベルとなるタイミングが最も早い波形であり、前記送信データにおいて前記第１の値以外の値の直後にある第１の値では前記第２の変調用波形が用いられることが望ましい。これによりタグに電源を安定して供給することができる。
【００１７】
上述の通信方法において前記第２の変調用波形はＬレベルとならない波形であることが望ましい。これによりタグに電源をより安定して供給することが出来る。
【００１８】
上述の通信方法の好適な実施例はＡＳＫ方式によって変調されるものである。
【００１９】
本発明にかかる通信システムは、アンテナ（例えば、本実施の形態におけるアンテナコイル１１）を有するタグ（例えば、本実施の形態におけるＲＦＩＤタグ１０）と非接触方式により前記タグにデータを送信する外部装置（例えば、本実施の形態におけるリーダ／ライタ２０）を備える通信システムであって、前記タグは前記外部装置から送信された信号に基づいて電源を生成する電源生成部（例えば、本実施の形態における電源生成回路１２）と、前記電源生成部により生成された電源によって、前記データに基づいた情報を記憶する記憶部（例えば、本実施の形態におけるメモリ１３）とを備え、前記外部装置は前記送信データをｎビット（ｎは１以上の整数）のデータ毎に、前記ｎビットのデータの値により異なるタイミングでＬレベルとなる変調用波形を生成する変調用波形生成部（例えば、本実施の形態におけるコントローラ２１）と、前記変調用波形に基づいて送信信号を生成する送信信号生成部（例えば、本実施の形態におけるトランシーバ／レシーバ２２）と、前記送信信号を送信する送信部（例えば、本実施の形態におけるアンテナコイル２３）とを備え、前記ｎビットのデータの値のうち第１の値には第１の変調用波形と第２の変調用波形を有する２種類以上の異なる変調用波形が対応付けられているものである。これによりタグに電源を安定して供給することができる。
【００２０】
上述の通信システムの好適な実施例は前記タグがＲＦＩＤタグであるものである。
【００２１】
上述の通信システムにおいて前記第１の変調用波形は、前記第１の値以外に対応する変調用波形と比べて、Ｌレベルとなるタイミングが最も早い波形であり、前記送信データにおいて前記第１の値以外の値の直後にある第１の値では前記第２の変調用波形が用いられることが望ましい。これによりタグに電源を安定して供給することができる。
【００２２】
上述の通信システムにおいて、前記第２の変調用波形はＬレベルとならない波形であることが望ましい。これによりタグに電源を安定して供給することができる。
【００２３】
本発明にかかる外部装置は、信号を受信するアンテナを有し、前記アンテナにより受信された信号に基づいて電源を生成するＲＦＩＤタグにデータを送信する外部装置であって、送信データをｎビット（ｎは１以上の整数）のデータ毎に、前記ｎビットのデータの値に対応した変調用波形を生成する変調波形生成部と、前記変調用波形に基づいて送信信号を生成する送信信号生成部と、前記送信信号を送信する送信部とを備え、前記ｎビットのデータの値のうち第１の値であった場合において、前記変調波形生成部が第１の変調用波形又は第２の変調用波形を生成するものである。
【００２４】
上述の外部装置において、前記第１の変調用波形は、前記第１の値以外に対応する変調用波形と比べて、Ｌレベルとなるタイミングが最も早い波形であり、前記送信データにおいて前記第１の値以外の値の直後にある第１の値では前記第２の変調用波形が用いられることが望ましい。
【００２５】
本発明にかかるＲＦＩＤタグは、１フレームのデータがｎビット（ｎは１以上の整数）のデータ毎に前記ｎビットのデータの値に対応された変調用波形によって変調された信号を非接触方式により受信するＲＦＩＤタグであって、前記信号を受信する受信部と、前記受信された信号に基づいて電源を生成する電源生成部と、前記電源生成部によって電源が供給され、前記受信された信号に基づくデータを記憶するメモリと、前記信号を復調して、前記変調用波形を検出する復調部（例えば、本実施の形態におけるコントロール回路１４）と、前記電源生成部によって生成された電源により駆動され、前記変調用波形に基づいたデータを前記メモリに記録する制御部とを備え、前記制御部が異なる２つの変調用波形を同じ値のデータであると認識するものである。これにより、電源供給を安定して行うことができる。
【００２６】
上述のＲＦＩＤタグにおいて、前記異なる２つの変調用波形の一方がＬレベルとなるタイミングが最も早い波形であることが望ましい。これにより、電源供給を安定して行うことができる。
【００２７】
上述のＲＦＩＤタグにおいて、前記異なる２つの変調用波形の他方がＬレベルとならない波形であることが望ましい。これにより、電源供給を安定して行うことができる。
【００２８】
上述のＲＦＩＤタグの好適な実施例は、前記変調用波形がＬレベルに対応する時に前記信号のキャリアがＯＦＦとなり、前記復調部は前記信号のキャリアがＯＦＦとなる時間により変調用波形を検出するものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態１．
本実施の形態にかかるＲＦＩＤタグを用いた通信方法について説明する。図１はＲＦＩＤシステムの１例を示す構成図である。１０はＲＦＩＤタグ、１１はアンテナコイル、１２は電源生成部、１３はメモリ、１４はコントロール回路、２０はリーダ／ライタ、２１はコントローラ、２２はトランシーバ／レシーバ、２３はアンテナコイル、３０はホストである。
【００３０】
ＲＦＩＤタグ１０とリーダ／ライタ２０間ではアンテナコイル１１及びアンテナコイル２３により信号の送受信が行われ、データが通信される。ホスト３０とリーダ／ライタ２０はＵＳＢケーブルやＵＡＲＴケーブル等によって接続されている。ＲＦＩＤタグ１０からリーダ／ライタ２０に読み出された情報はホスト３０に送信される。ホスト３０は通常のコンピュータや産業機器であり、リーダ／ライタ２０から受信した情報を記憶できるようになっている。また、ホスト３０はリーダ／ライタ２０にＲＦＩＤタグ１０に記憶された情報を書き換えるコマンドを送信できるようになっている。このコマンドに基づいて、リーダ／ライタ２０は送信信号を生成、出力しＲＦＩＤタグ１０に情報を書き込む。ＲＦＩＤタグ１０は例えば商品毎に取り付けられているため、ホスト３０により商品管理等ができるようになっている。あるいはＲＦＩＤタグ１０をＩＣカードとして用いることにより、人間の識別等を行うことができる。このようにＲＦＩＤタグ１０を用いた通信システムにより機械、在庫品又は生き物を識別したり、その動きをチェックをすることができるようになる。なお、ＲＦＩＤタグ１０には所定の情報が記憶され、この情報の書き換えが行われるデータキャリアを含むものとする。
【００３１】
リーダ／ライタ２０はコントローラ２１、トランシーバ／レシーバ２２及びアンテナコイル２３を備えている。コントローラ２１はＡＳＩＣなどのマイコンにより構成される。トランシーバ／レシーバ２２は変調器及び復調器等により構成される。コントローラ２１はホスト３０からＲＦＩＤタグ１０への書き込みコマンドを受けた場合、そのコマンド情報のデータに基づいて変調用の波形を生成する。トランシーバ／レシーバ２２は変調用の波形に基づいてキャリアを変調して送信信号を生成し、アンテナコイル２３を介して信号を出力する。ＲＦＩＤタグ１０のデータを読み込む時はアンテナコイル２３により受信された信号をトランシーバ／レシーバ２２が復調する。コントローラ２１はこの復調された信号に基づいてデータを認識し、ホスト３０に送信する。
【００３２】
ＲＦＩＤタグ１０はアンテナコイル１１、電源生成部１２、メモリ１３、コントロール回路１４を備えている。ＲＦＩＤタグ１０には半導体チップ上にアンテナが形成されたＣｏｉｌ−Ｏｎ−Ｃｈｉｐを用いている。さらに、電源生成部１２、メモリ１３、コントロール回路１４を同じチップ上に形成することも可能である。アンテナコイル１１は半導体チップ上に形成された渦巻状の導体層により形成されている。アンテナコイル１１は半導体ウェハにリソグラフィー処理及び、蒸着、スパッタ、めっき処理等を施すことにより形成することができる。このアンテナコイル１１は従来の製造方法と同様の方法により形成することができるため、詳細については説明を省略する。
【００３３】
ホスト３０からＲＦＩＤタグ１０へのデータの書き込みコマンドが出された場合、リーダ／ライタ２０により出力された信号はアンテナコイル１１により受信される。アンテナコイル１１は電源生成部１２に接続されている。電源生成部１２は受信された信号をＡＣ／ＤＣコンバータ等により整流し、この電流をメモリ１３、コントロール回路１４に供給する。これにより、メモリ１３及びコントロール回路１４を駆動するための電源が供給される。コントロール回路１４はアンテナコイル１１により受信された信号を復調してメモリ１３に記憶させることができるようになっている。メモリ１３はデータを保存するＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ及び／又はＦＲＡＭ等から構成される。このメモリに商品情報等に基づくデータが記憶される。コントロール回路１４はＣＰＵ等により構成される。
【００３４】
データの読み出し時には、ＲＦＩＤタグ１０からリーダ／ライタ２０へ信号が送信される。この場合、メモリ１３に記憶されている情報がコントロール回路１４によって変調される。変調された信号はアンテナコイル１１を介してリーダ／ライタ２０に送信される。リーダ／ライタ２０はアンテナコイル２３により信号を受信し、その信号はトランシーバ／レシーバ２２により復調される。復調された信号に基づいてコントローラ２１はデータを認識し、ホスト３０に送信する。
【００３５】
ＲＦＩＤタグ１０を用いた通信システムにおいて送信されるデータは例えば、９バイトのコマンド情報及びエラーチェックに用いられる２バイトのＣＲＣデータ等から構成されている。この１度に送受信されるデータを１フレームのデータとする。書き込み時には、このコマンド情報がＲＦＩＤタグに設けられたメモリに記憶される。この１フレームのデータは振幅変位変調（ＡＳＫ変調）されて、送受信されている。
【００３６】
書き込み時にリーダ／ライタ２０のコントローラ２１で生成される信号波形の一例を図２に示す。図２はキャリア信号を変調するための２ビットデータの値（００、０１、１０、１１）に対応した変調用の波形を示す図である。従来の通信方法では２ビットのデータに対応した４種類の波形が用意されていたが、本実施の形態では５種類の変調用波形が用意されている。ここで、値が００のデータはｌｏｇｉｃ“００”の波形によって示されている。０１、１０、１１のデータも同様にｌｏｇｉｃ“０１”の波形、ｌｏｇｉｃ“１０” の波形、ｌｏｇｉｃ“１１”の波形によって表される。さらに００のデータを示す波形が予め２種類用意されている。この２つの波形を＃１ｌｏｇｉｃ“００”の波形、＃２ｌｏｇｉｃ“００”の波形とする。これらはそれぞれ異なる９．４４μｓｅｃの波形により表されている。この時間を単位変調区間とする。この単位変調区間の波形を変調用波形とする。この変調用波形の種類によって、２ビットの信号が区別される。また、２ビットのデータが９．４４μｓｅｃで送信されるため、１ビットデータの送信時間は４．７２μｓｅｃとなる。
【００３７】
例えば、＃２ｌｏｇｉｃ“００”の変調用波形では最初の１．１８μｓｅｃの間、波高（レベル）はＨ（Ｈｉｇｈ）となり、その次の１．１８μｓｅｃの間はＬ（Ｌｏｗ）となる。そして残りの５．９μｓｅｃはＨとなる。図２に示すように振幅がＬレベルとなっている時間は＃２ｌｏｇｉｃ“００”、ｌｏｇｉｃ“０１”、ｌｏｇｉｃ“１０”、ｌｏｇｉｃ“１１”のいずれの波形でも１．１８μｓｅｃであるが、ＨからＬに変わるタイミングがそれぞれ異なり、単位変調区間の始まりから１．１８μｓｅｃ、３．５４μｓｅｃ、５．９０μｓｅｃ、８．２６μｓｅｃでそれぞれＨレベルからＬレベルになる。さらに＃１ｌｏｇｉｃ“００”の変調用波形ではＬとなる時間がなく、単位変調区間（９．４４μｓｅｃ）の間、Ｈレベルのままで一定である。この５つの波形により２ビットデータが表されている。送信される複数バイトのデータに応じて単位変調区間の波形が連続した波形が生成される。例えば、送信するデータが１１、１０である時、ｌｏｇｉｃ“１１”の変調用波形とｌｏｇｉｃ“１０”の変調用波形が連続することになる。このように変調用波形が連続した信号波形により、複数バイトからなる１フレーム分のデータを表している。ＲＦＩＤタグではこの連続波形に基づいて１フレームのデータが区別されるため、複数バイトのデータの書き込みを行うことができる。
【００３８】
リーダ／ライタ２０からＲＦＩＤタグ１０へのデータの書き込み時には、上述の変調用波形が連続する波形にキャリアを乗せた信号を送信している。キャリア信号にはクロック周波数（ｆｃ）が１３．５６ＭＨｚの正弦波が用いられている。従って、変調用波形によってキャリアが変調され、Ｌレベルとなっている間はキャリアが乗らず、Ｈとなっている間だけキャリアが乗る。この送受信される信号の出力は図２に示す様になる。図３はデータの値が１１、００、００となっている部分の出力信号を示す図である。実際はこのような出力信号が１フレームのデータ分だけ生成される。図３の上には１１、００、００のデータに基づく連続波形を示し、下には連続波形に１３．５６ＭＨｚのキャリアが乗った出力信号を示す。なお、実際は単位変調区間に１２８のキャリアが乗ることになるが、説明のため、キャリア数は実際の数より少なくしてある。Ｌの部分では、出力波形においてキャリアが切れる。この時間をキャリアＯＦＦ時間とする。Ｈレベルの部分では、キャリアが乗っている。この時間をキャリアＯＮ時間とする。キャリアＯＮ時間ではキャリアが送信され、キャリアＯＦＦ時間ではキャリアが送信されていないことになる。なお、この変調はトランシーバ／レシーバ２２によって行われる。
【００３９】
そして送信された信号に基づいてコントロール回路１４はキャリアＯＮ時間（データエッジ間隔）を測り、その時間からデータ認識を行う。具体的にはキャリアＯＮ時間の長さはそれぞれのデータの順番により異なるため、１回のキャリアＯＮ時間に含まれるキャリア数（１３．５６ＭＨｚの正弦波の数）に基づいて、変調用波形を検出する。単位変調区間の波形が＃１ｌｏｇｉｃ“００”〜ｌｏｇｉｃ“１１”のいずれの波形に対応しているかを順次判別していき、１フレーム分のデータを認識していく。認識されたデータはメモリ１３に記録される。コントロール回路１４はこのようにして信号を復調し、データを認識している。
【００４０】
本実施の形態ではキャリアＯＮ時間を長くするために、Ｈレベルで固定されＬレベルとなることがない＃１ｌｏｇｉｃ“００”の変調用波形を用いている。このような波形を用いてキャリアを乗せた場合、無変調の出力信号が生成される。この＃１ｌｏｇｉｃ“００”の変調用波形は１１、１０、０１のいずれかのデータの後に００のデータが連続する時に生成される。例えば１１のデータの直後に００のデータがある場合、＃１ｌｏｇｉｃ“００”の変調用波形が連続する。これにより図３に示すようになる。
【００４１】
従来は１１の波形から００の波形に切り替わる時に１．１８μｓｅｃの間隔でレベルがＬ→Ｈ→Ｌと連続していたが、本実施の形態では＃１ｌｏｇｉｃ“００”の変調用波形を用いているため、Ｌレベルの後に００のデータに対応する単位変調区間の間、Ｌレベルとならず、Ｈレベルのままとなる。このように単位変調区間の間、Ｈレベルのままである波形の場合もコントロール回路１４は００のデータを認識するようになっている。本実施の形態では他のデータ（０１、１０、１１）に対応する変調用波形（ｌｏｇｉｃ“０１”、ｌｏｇｉｃ“１０”、ｌｏｇｉｃ“１１”）と比べてＬレベルとなるタイミングが最も速い＃２ｌｏｇｉｃ“００”とＨレベルで固定されている＃１ｌｏｇｉｃ“００”の２種類の波形を００のデータに対応させている。
これにより、Ｌレベルとなるタイミングが最も遅い１１からＬレベルとなるタイミングが最も早い００へデータが切り替わる時であっても、キャリアＯＮ時間を一定時間以上長くすることが出来る。ｌｏｇｉｃ“１１”の変調用波形の後、＃１ｌｏｇｉｃ“００”の変調用波形を連続させることでメモリへデータを記録するための電源を安定して供給することができる。さらにＲＦＩＤタグ１０のリセットを防ぐことができる。
【００４２】
一方、００のデータが２回以上連続する場合、２回目以降の波形として＃２ｌｏｇｉｃ“００”の変調用波形を用いる。これにより図３に示す様に＃１ｌｏｇｉｃ“００”の変調用波形の後には＃２ｌｏｇｉｃ“００”の変調用波形が用いられることになる。もし、＃２ｌｏｇｉｃ“００”を用いずに＃１ｌｏｇｉｃ“００”の変調用波形のみで００が連続するデータを表した場合、＃１ｌｏｇｉｃ“００”の変調用波形ではＬとなる時間がないため、００のデータ数に対応する時間だけＨレベルが連続することになる。この場合、キャリアＯＮ時間を長くすることはできるが、キャリアＯＦＦ時間がなくなってしまう。
【００４３】
ところで、ＲＦＩＤタグ１０ではキャリア数によって、連続波形のどの部分が１つの単位変調区間に対応しているかを認識している。すなわち、ある一定の数（クロック周波数、単位変調区間及び変調用波形によって決まる数）のキャリアが来たら、その部分を１つのデータに対応する単位変調区間である認識している。しかし、このキャリア数は通信環境、通信距離等によってずれる恐れがあるため、キャリアＯＦＦ時間に基づいてキャリア数のずれを補正している。これにより、各データに対応する単位変調区間が正確に認識され、クロックとデータの整合性をとることができる。すなわち、各波形に対してキャリアがＯＦＦとなるタイミングは予め記憶されているため、キャリアＯＦＦ時間によって、データ毎にクロックとデータの整合性をとることができる。このようにしてデータの誤認識を防いでいる。
【００４４】
＃１ｌｏｇｉｃ“００”の変調用波形のみで表した場合、キャリアＯＦＦ時間がないため、補正を行うことができずに、ずれが蓄積していってしまう。よって、００のデータが連続するとずれに蓄積によってデータが誤認識されてしまう。しかし、本実施の形態のように００のデータに対して２種類の波形を用いることによって、００のデータが連続した場合でもキャリアＯＦＦ時間が発生するので、ずれを補正することができる。これにより、クロックとデータの整合性をとることができる。
【００４５】
このように本実施の形態では０１、１０、１１のいずれかのデータから００のデータになった場合、＃１ｌｏｇｉｃ“００”の変調用波形を生成する。そして００のデータが連続した場合は２回目以降のデータに対して＃２ｌｏｇｉｃ“００”の変調用波形を生成する。そして＃１ｌｏｇｉｃ“００”の変調用波形または＃２ｌｏｇｉｃ“００”の変調用波形のいずれの波形でも００のデータと認識することができるようなっている。この２種類の波形の生成はリーダ／ライタ２０のコントローラ２１で行われる。以下にこの２種類の波形を生成するためのフローについて図４を用いて説明する。
【００４６】
図４は変調用波形生成のためのフローチャートである。変調用波形の生成はＲＦＩＤタグ１０への送信データに対して行われる。コントローラ２１は２ビットのデータ毎にその値に基づいて変調用の波形を１フレーム分順次生成していく。まず、２ビットデータの値が００であるか否かを判別する。データが００でない場合、０１、１０、１１のデータであるかが順次判別され、それぞれのデータに対応した波形（ｌｏｇｉｃ“０１”、ｌｏｇｉｃ“１０”又はｌｏｇｉｃ“１１”の変調用波形）が生成される。さらにデータが００でない場合、００連続フラグを０にする。この００連続フラグにより、００が連続しているか否かの判別が行われる。
【００４７】
データが００である場合、００連続フラグに基づいて００が連続しているか否かを判別する。直前のデータが０１、１０、１１の場合、上述のようにフラグは１となっている。従って、フラグが０の時、００が連続していないと判別し、００無変調波形（＃１ｌｏｇｉｃ“００”）を生成する。この時フラグを１にする。一方、直前のデータが００である場合は、前のデータの処理で上述のように００連続フラグが１となっているので００変調波形（＃２ｌｏｇｉｃ“００”）が生成される。このようにして２種類の００データに対応する波形が判別され、生成される。
【００４８】
００が連続したデータの後に、００以外のデータがきた場合は、上述のように００連続フラグが０とする。そのため、００以外のデータの後に再度００のデータが来た場合であっても直後の００のデータは００無変調波形（＃１ｌｏｇｉｃ“００”）が生成される。２回目以降の００データでは００変調波形（＃２ｌｏｇｉｃ“００”）が生成される。このような処理を繰り返して行うことにより、１フレームのデータに基づいた連続波形が生成できる。そしてこの連続波形に基づいて変調され、信号が送信される。
【００４９】
このように本実施の形態では他の値に対応する変調用波形と比べて１番早いタイミングでＬレベルとなる変調用波形に対応するデータ（００）には、さらにＬがない波形を用意している。そして他のデータ（１１、１０、０１）の後、そのデータ（００）が来た場合、Ｌとならない波形とすることで、キャリアを無変調とすることができ、全てのデータの組み合わせでキャリアＯＮの時間を一定時間以上長くすることができる。また、そのデータ（００）が連続する時、２回目以降のデータはＬとなる波形を用いる。これにより、クロックとデータの整合性をとることができ、データの誤認識を防止することができる。なお、連続する００データの1回目の００データにのみ、＃１ｌｏｇｉｃ“００”の変調用波形を用いることとしたが、データの誤認識が起きない程度であれば、連続する００データの２回目までの００又は３回目までの００のように＃１ｌｏｇｉｃ“００”の変調用波形の数を増やすことも可能である。さらには００のデータが連続する場合、＃１ｌｏｇｉｃ“００”の変調用波形と＃２ｌｏｇｉｃ“００”の変調用波形を交互に用いること等も可能である。これにより、ＲＦＩＤタグ１０に安定して電源を供給することができる。
【００５０】
その他の実施の形態．
上述の実施の形態は好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。例えば、それぞれのデータに対応する波形のＨの時間、Ｌの時間、変調用波形、単位変調区間、キャリア信号、クロック周波数、変調方式は１例であり、これに限られるものはない。また、２ビット毎に変調用波形が生成されるものに限られるものではなく、任意のｎビット（ｎは１以上の整数）毎に変調用の波形を生成しても良い。さらに、上述の実施の形態では００のデータのみ２種類の波形を用意したが、これに限られるものではなく、０１、１１、１１（ｎビットの場合はそれに対応する値）に２種類の波形を用意しても良い。もちろん、Ｌとなるタイミングが最も早い変調用波形に対応する値に２種類変調用波形を用意することが望ましい。そしてもう一方の変調用波形を無変調の波形とすることが望ましい。これにより、データを誤認識することなく、さらにデータが切り替わる時のキャリアＯＦＦ時間を短くすることができ電源供給を安定させることができる。
【００５１】
さらには、ある特定の値の直後のみ、無変調波形を用いてもよい。例えば、Ｌとなるタイミングが最も遅い変調用波形に対応するデータ（実施の形態１における１１）の直後のみ無変調波形とすることでも同様の効果を得ることが出来る。この場合、図４に示すフローでフラグを０とするタイミングを００ではないと判別した時でなく、１０でないと判別した時にすればよい。また、用意する変調用波形は２種類に限らず３種類以上用意して、その中から変調用波形を選択しても良い。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、安定して電源を供給することができる非接触方式による通信方式及び通信システム並びに前記通信システムに用いられる外部装置又はＲＦＩＤタグを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる通信システムを示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる通信システムにおいて、データを変調するための波形を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる通信システムにおいて、送信される信号を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかる通信システムにおいて、変調用波形を生成するフローを示すフローチャートである。
【図５】従来の通信システムでデータを変調するための波形を示す図である。
【図６】従来の通信システムで送信される信号を示す図である。
【符号の説明】
１０ ＲＦＩＤタグ、１１ アンテナコイル、１２ 電源生成部、
１３ メモリ、１４ コントロール回路、２０ リーダ／ライタ
２１ コントローラ、２２ トランシーバ／レシーバ、２３ アンテナコイル
３０ ホスト

Claims (17)

1. アンテナを有するタグと前記タグに送信データを送信する外部装置により非接触方式にてデータの通信が行われる通信方法であって、
   前記送信データをｎビット（ｎは１以上の整数）のデータ毎に、前記ｎビットのデータの値に対応した変調用波形を生成するステップと、
   キャリア信号を生成するステップと、
   前記変調用波形に基づいてキャリア信号を変調して、送信信号を生成するステップと、
   前記送信信号を前記タグに送信するステップと、
   前記タグが前記送信信号に基づいて電源を生成するステップとを備え、
   前記変調用波形を生成するステップでは前記ｎビットのデータが第１の値であるかを判別し、前記第１の値である場合には、第１の変調用波形及び第２の変調用波形の一方を選択的に生成する通信方法。
2. 前記第１の値以外の値の直後にある第１の値では第２の変調用波形が生成される請求項１記載の通信方法。
3. 前記変調用波形は、ＬレベルとＨレベルの２つのレベルを有し、前記ｎビットのデータの値により異なるタイミングでＬレベルとなることを特徴とする請求項１又は２記載の通信方法。
4. 前記送信信号において、前記変調用波形がＬレベルに対応する間はキャリアが送信されないことを特徴とする請求項３記載の通信方法。
5. 前記第１の変調用波形は、前記第１の値以外の値に対応する変調用波形と比べて、Ｌレベルとなるタイミングが最も早い波形であることを特徴とする請求項３又は４記載の通信方法。
6. 前記第２の変調用波形はＬレベルとならない波形であることを特徴とする請求項５記載の通信方法。
7. ＡＳＫ方式によって変調される請求項１乃至６いずれかに記載の通信方法。
8. アンテナを有するタグと非接触方式により前記タグに送信データを送信する外部装置とを備える通信システムであって、
   前記タグは前記外部装置から送信された信号に基づいて電源を生成する電源生成部と、
   前記電源生成部により生成された電源によって、前記データに基づいた情報を記憶する記憶部とを備え、
   前記外部装置は前記送信データをｎビット（ｎは１以上の整数）のデータ毎に、前記ｎビットのデータの値により異なるタイミングでＬレベルとなる変調用波形を生成する変調用波形生成部と、
   前記変調用波形に基づいて送信信号を生成する送信信号生成部と、
   前記送信信号を前記タグに送信する送信部とを備え、
   前記ｎビットのデータの値のうち第１の値には第１の変調用波形と第２の変調用波形を有する２種類以上の異なる変調用波形が対応付けられている通信システム。
9. 前記タグがＲＦＩＤタグであることを特徴とする請求項８記載の通信システム。
10. 前記第１の変調用波形は、前記第１の値以外の値に対応する変調用波形と比べて、Ｌレベルとなるタイミングが最も早い波形であり、
    前記送信データにおいて前記第１の値以外の値の直後にある第１の値では前記第２の変調用波形が用いられる請求項８又は９記載の通信システム。
11. 前記第２の変調用波形はＬレベルとならない波形であることを特徴とする請求項１０記載の通信システム。
12. 信号を受信するアンテナを有し、前記アンテナにより受信された信号に基づいて電源を生成するＲＦＩＤタグにデータを送信する外部装置であって、
    送信データをｎビット（ｎは１以上の整数）のデータ毎に、前記ｎビットのデータの値に対応した変調用波形を生成する変調波形生成部と、
    前記変調用波形に基づいて送信信号を生成する送信信号生成部と、
    前記送信信号を送信する送信部とを備え、
    前記ｎビットのデータの値が第１の値であった場合において、前記変調波形生成部が第１の変調用波形及び第２の変調用波形の一方を選択的に生成する外部装置。
13. 前記第１の変調用波形は、前記第１の値以外の値に対応する変調用波形と比べて、Ｌレベルとなるタイミングが最も早い波形であり、
    前記送信データにおいて前記第１の値以外の値の直後にある第１の値では前記第２の変調用波形が用いられる請求項１２記載の外部装置。
14. １フレームのデータがｎビット（ｎは１以上の整数）のデータ毎に前記ｎビットのデータの値に対応された変調用波形によって変調された信号を非接触方式により受信するＲＦＩＤタグであって、
    前記信号を受信する受信部と、
    前記受信部で受信された信号に基づいて電源を生成する電源生成部と、
    前記電源生成部によって電源が供給され、前記受信された信号に基づくデータを記憶する記憶部と、
    前記信号を復調して、前記変調用波形を検出する復調部と、
    前記電源生成部によって生成された電源により駆動され、前記変調用波形に基づいたデータを前記記憶部に記録する制御部とを備え
    前記制御部が異なる２つの変調用波形を同じ第１の値のデータであると認識するＲＦＩＤタグ。
15. 前記異なる２つの変調用波形の一方が、前記第１の値以外の値に対応する変調用波形と比べてＬレベルとなるタイミングが最も早い波形であることを特徴とする請求項１４記載のＲＦＩＤタグ。
16. 前記異なる２つの変調用波形の他方がＬレベルとならない波形であることを特徴とする請求項１５記載のＲＦＩＤタグ。
17. 前記変調用波形がＬレベルに対応する時に前記信号のキャリアがＯＦＦとなり、
    前記復調部は前記信号のキャリアがＯＦＦとなる時間により変調用波形を検出する請求項１５又は１６記載のＲＦＩＤタグ。

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