JP4392425B2 - 無線タグ及び無線タグの通信距離変更方法 - Google Patents

Description

本発明は、商品やカードなどに取り付けられる無線タグに関する。

近年、様々な無線タグの活用方法が提案されている。例えば、商品に無線タグを取り付けることにより、人手をかけずに在庫管理や流通管理を行うことが提案されている。また例えば、家庭の冷蔵庫内の食品管理などに無線タグを活用することが提案されている。

一方、無線タグの活用形態が多様化するにつれ、それに伴う問題が指摘されている。その１つとして、例えば次に挙げるようなプライバシーの問題が指摘されている。すなわち、無線タグからある程度離れた場所からでも無線タグ内の情報を読みとることができるため、無線タグが発する情報に基づいて第３者にカバンの中身を知られるおそれや、行動を追跡されるおそれがある。このような問題を解決するために、例えば特許文献１では、アクティブタグの通信距離を変更することによりタグ内の情報を保護する方法が提案されている。

特許文献１のアクティブタグは、各電子回路に電力を供給するバッテリ、増幅手段、到来信号を復調する復調モジュール及びデータ処理ユニットを含む。復調モジュールは、到来信号中に含まれたデータの妥当性を検査するための手段を含む。データ処理ユニットは、信号を所定の電力で送信するタグとリーダとの間の最大通信距離を制御するための回路を含む。この回路が増幅手段の増幅利得または妥当性検査手段の基準電圧を変更する信号を出すことで、最大通信距離を制御する。
特開２００１−３５８６１１号公報

しかし、特許文献１に記載の発明は、アクティブタグをその適用対象としており、前記回路からの信号に基づいて到来信号の増幅利得を変更することにより、タグ・リーダ間の通信距離を制御する。このような構成はパッシブタグに適用できない。すなわち、パッシブタグとリーダ／ライタとの通信距離を変更するための構成は、特許文献１には提案されていない。しかも、アクティブタグは、バッテリや増幅手段が必要となるため、タグ自体のコストが高くなってしまう問題がある。

また、前記発明に係るアクティブタグでは、動作モードに応じて到来信号の増幅利得を制御するため、タグとリーダ／ライタとの通信距離を短くしたときに、本来であればリーダがライタから受信すべき必要なデータであっても、タグがライタからそのデータを受信できなくなる恐れがある。

本発明は、アクティブタグ及びパッシブタブの両方において、リーダ／ライタとの通信距離を調整可能な技術を提供することを目的とする。

また本発明は、通信距離を制御しつつ、タグ及びリーダ／ライタ間での通信の信頼性を担保する技術を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、発明１は、データを記憶している無線タグを提供する。この無線タグは、以下の構成要素を有している。
・電波を送信する第１アンテナ、
・前記データを変調して送信信号を生成し、前記送信信号を前記第１アンテナに供給する送信手段、
・前記第１アンテナ及び前記送信手段に接続され、前記送信信号を送信するための前記第１アンテナの電波の出力を制御する出力制御手段。

出力制御手段は、複数の抵抗を選択的に用いる構成や、複数のアンテナを選択的に用いる構成、第１アンテナへのデータの供給をオン／オフする構成などが考えられる。また、フィルム上に印刷されたコイルアンテナの一部を欠損させる破り線を形成しておくと、この線に沿ってフィルムが破られれば第１アンテナが破壊されるので、第１アンテナからの電波出力をゼロにすることができる。いずれも、アクティブタグ及びパッシブタグの両方において、第１アンテナからの電波の出力を調整することができる。

このような構成を有する無線タグでは、例えば電波の出力を弱めることにより、第１アンテナからの送信電波の到達距離が短くなる。その結果、遠隔地からのデータの不正な読み出しを防止できる。

また、第１アンテナが電波を受信する場合、受信した電波を出力制御手段を介して受信手段に供給することもできる。ここで、受信手段は、電波を復調して受信データを得る機能を持つ。受信電波の強度を制御することで、強力な電波による遠隔地からの不正な書き込みを防止することができる。

発明２は、発明１において、前記出力制御手段が下記の手段を有している無線タグを提供する。
・前記第１アンテナからの電波の出力を減衰させる減衰手段、
・前記減衰手段による電波出力の減衰量を制御する減衰制御手段。

減衰手段は、例えば複数の抵抗や可変抵抗器である。減衰制御手段は、出力レベルに応じ、抵抗を選択または切り替えたり、可変抵抗器の抵抗値を調整する。パッシブタグでは、タグからリーダへのデータ送信にリーダからの電波の反射波を用いている。そこで、バックスキャッタ方式のパッシブタグでは、第１アンテナと並列に接続した抵抗の抵抗値を調整することで、インピーダンスの整合／不整合を調整し、これにより電波出力を減衰させることができる。

発明３は、前記発明２において、前記減衰手段は複数の抵抗を含む無線タグを提供する。この無線タグにおいて、減衰制御手段は、複数の抵抗のうち少なくとも１つの抵抗を介し、送信手段と第１アンテナとを接続する。

バックスキャッタ方式のパッシブタグでは、第１アンテナと並列に接続した抵抗の抵抗値を調整することで、インピーダンスの整合／不整合を調整し、これにより電波出力を減衰させることができる。例えば、インピーダンスの不整合が小さい抵抗Ｒ１を選択することにより、反射波を弱め、電波の送信距離を短くする。一方、インピーダンスの不整合が大きい抵抗Ｒ２を選択することにより、反射波を強め、電波の送信距離を長くすることができる。従って、抵抗の選択により電波の出力を弱めれば、遠隔地からのデータの不正な読み取りを防止することができる。

発明４は、前記発明２において、減衰手段は、送信手段と第１アンテナとの間に接続された可変抵抗器を含む無線タグを提供する。この無線タグにおいて、減衰制御手段は、可変抵抗器の抵抗値を調整する。

バックスキャッタ方式のパッシブタグでは、第１アンテナと並列に接続した抵抗の抵抗値を調整することで、インピーダンスの整合／不整合を調整し、これにより電波出力を減衰させることができる。例えば、可変抵抗器の抵抗値を、インピーダンスの不整合が小さくなる抵抗値Ｒ１に調整すれば、反射波を弱め、電波の送信距離を短くすることができる。一方、可変抵抗器の抵抗値を、インピーダンスの不整合が大きくなる抵抗値Ｒ２に調整すれば、反射波を強め、電波の送信距離を長くすることができる。従って、抵抗値の調整により電波の出力を弱めれば、遠隔地からのデータの不正な読み取りを防止することができる。

発明５は、前記発明１において、出力制御手段は、第１アンテナと送信手段との接続を切断する接続制御手段を有している無線タグを提供する。

例えばスイッチなどの切替手段を用いれば、第１アンテナへのデータの供給を止めることができる。また、フィルム上に印刷されたＩＣチップとコイルアンテナとの間に破り線を形成しておくと、この線に沿ってフィルムが破られることで、ＩＣチップに含まれる送信手段とアンテナとの接続が切断される。

発明６は、前記発明５において、接続制御手段は、送信手段と第１アンテナとの接続をオン／オフする切替手段を含む無線タグを提供する。

スイッチにより、送信手段と第１アンテナとを接続したり切断したりすることができる。従って、出力電波の調整の自由度が高まる。

発明７は、前記発明５または６において、出力制御手段を介して送信手段と接続され、第１アンテナと異なる出力で電波を送信する第２アンテナをさらに備える無線タグを提供する。

この無線タグは、アンテナを使い分けることにより送信電波の出力を制御し、遠隔地からのデータの不正読み取りを防止する。接続制御手段として、例えばスイッチなどの切替手段を用いれば、少なくとも１つのアンテナへのデータの供給を止めることができる。もちろん、全てのアンテナへのデータの供給を止める場合もある。なお、アンテナを使い分けることで送信電波のみならず、受信電波の強度を選択すれば、遠隔地からの不正な書き込みを防止できるようになる。

接続制御手段の別の例として、次の形態が挙げられる。前提として、送信手段を含むＩＣチップに電気的に接続された第１アンテナと、第１アンテナに磁気的に接続された第２アンテナと、が無線タグに設けられている。ＩＣチップ、第１アンテナ及び第２アンテナは、フィルムに形成され、第１アンテナと第２アンテナとの間には切取線が形成されている。切取線に沿ってフィルムを破ることにより、無線タグから第２アンテナをはずし、ＩＣチップと第２アンテナとの接続を切断することができる。このような第２アンテナの離脱を可能にするための構成は、接続制御手段の別の形態の一例としてあげることができる。

なお、第１アンテナの具体例としては、ＩＣチップに電気的に接続されたオンチップコイルを挙げることができる。また第２アンテナの具体例としては、オンチップコイルの周りに、オンチップコイルと磁気的に接続されたコイルアンテナを挙げることができる。このようなフィルム状の無線タグは、通常物品に貼り付けられて使用されるので、切り取り部分の裏面の粘着力とその他の部分の粘着力とに差を設けておくと、物品から第２アンテナをはがしやすい。

発明８は、前記発明１において、前記第１アンテナが送信する電波の出力レベルを決定する決定手段をさらに備える無線タグを提供する。この無線タグにおいて、出力制御手段は、決定手段が決定した出力レベルに基づいて、第１アンテナの電波の出力を制御する。

決定手段は、記憶手段に記憶されている出力レベルを読み出してもよいし、所定のイベントにより出力レベルを決定してもよい。例えば、無線タグがリーダを認証した認証結果に応じ、出力レベルを設定することもできる。また例えば、決定手段は、無線タグが受信するデータにタグＩＤが含まれているか否かや、送信するデータの重要度などに応じ、出力レベルを決定することも考えられる。記憶されている出力レベルに基づいて出力レベルを決定する場合、外部から記憶手段に出力レベルが書き込まれる場合も考えられる。例えば、所定の領域に出入りするゲートに設けられたライタから無線タグに対し、出力レベルを書き込んでもよい。無線タグのＩＣチップに含まれるＣＰＵにより、出力レベルを様々な方法で決定することができ、これにより電波の出力レベルを柔軟に制御することができる。

発明９は、前記発明８において、電波の出力レベルを記憶する記憶手段をさらに備える無線タグを提供する。この無線タグにおいて、決定手段は、記憶手段に記憶されている出力レベルに基づいて出力レベルを決定する。

タグ内に記憶されている出力レベルに基づいてアンテナの電波の出力を調整すれば、タグ内の重要情報が遠隔地から不正に読み取られることを防止しやすい利点がある。

発明１０は、前記発明８において、第１アンテナの電波の送信先である外部機器を認証する認証手段をさらに備える無線タグを提供する。この無線タグにおいて、決定手段は、認証手段による認証結果に応じ、出力レベルを決定する。

例えば、認証された正規のリーダに対しては電波強度を強くし、認証されていないリーダに対しては電波強度を弱くする。これにより、必要なデータの通信を確実に行いつつ、データの不正な読み取りを防止することができる。

より具体的には、決定手段は、認証していないリーダの場合、出力レベルを「低」に制限する。これにより、無線タグ内部で使用できる起電力が大きくなり、無線タグ内の認証回路を起動することができる。認証回路によりリーダを認証できた場合、決定手段は出力レベルを「高」に変更する。これにより、認証情報を遠くから不正リーダに読み取られることを防止しつつ、認証後の通信距離を長くとることで無線タグを用いたフレキシブルな処理が可能となる。

例えば、ブレスレット型タグにこの構成を適用する場合を考える。タグをリーダに接触させて認証処理を行い、認証結果がＯＫであれば、ログインする。認証されたタグがある領域でリーダから検出される限り、その領域でログインが継続される。タグが検出されなくなった時点で、タグはログアウトしたと見なされる。

発明１１は、前記発明８において、決定手段は、データの属性に応じて出力レベルを決定する無線タグを提供する。

例えば秘匿度の高い情報を送信する場合は出力レベルを「低」とし、秘匿度の低い情報を送信する場合は出力レベルを「高」にすることが挙げられる。重要な情報を不正に読みとられることを防止できる。同様に、受信するデータの種類に応じて受信電波強度を調整すれば、遠隔地からの重要データの不正書き込みを防止できる。なお、この処理を行うに当たり、無線タグにはデータの属性、例えば秘匿度、有効期限、公開度などがデータと対応づけて記憶されている。

発明１２は、前記発明８において、第１アンテナはさらに電波を受信する無線タグを提供する。この無線タグは、第１アンテナが受信した電波を復調して受信データを得る受信手段をさらに備える。また、この無線タグにおいて、決定手段は、受信データに基づいて出力レベルを決定する。

例えば、タグＩＤを認識していないリーダが送信するコマンドを無線タグが受信した場合、決定手段は出力レベルを「低」に決定する。一方、タグＩＤの指定を含むコマンドを無線タグが受信した場合、決定手段は出力レベルを「高」に決定する。すなわち、タグＩＤを認識しているリーダを正当な外部機器と見なす。これにより、正当と見なす外部機器との通信距離を制限することなく、不正なおそれのある外部機器との通信距離のみを制限することができる。

発明１３は、前記発明８において、出力レベルの設定を外部機器から受信する設定受信手段をさらに備える無線タグを提供する。この無線タグにおいて、決定手段は、受信した出力レベルの設定に基づいて、出力レベルを決定する。

出力レベルの設定を外部から受信し、それに基づいて出力レベルを決定してもよい。例えば、第１アンテナは遠距離用ＵＨＦ帯アンテナ、第２アンテナは近距離用１３．５ＭＨｚ帯アンテナである。決定手段は、外部機器から遠距離用第１アンテナのオン／オフの設定を受信し、第１アンテナのオン／オフを切り替える。第１アンテナのオン／オフの切り替えに先立ち外部機器の認証を行い、認証の結果に応じてオン／オフの切り替えを行うことも可能である。

例えば、以下の応用例が挙げられる。小学校の生徒の鞄に無線タグを付け、校門に入出門リーダ／ライタを設ける。生徒が登校してきたときには、無線タグはリーダ／ライタを認証後、リーダ／ライタからの設定に従い遠距離用第１アンテナをオンにする。一方、生徒が下校するときには、無線タグはリーダ／ライタを認証後、リーダ／ライタからの設定に従い遠距離用第１アンテナをオフにする。これにより、生徒の無線タグが校外で、遠距離から不正に読み出されたり書き込まれたりすることを防止できる。

本発明の無線タグは、電波の出力を制御することにより、遠隔地からのデータの不正な読み出しを防止できる。また、アクティブタグ及びパッシブタグの両方に適用することができる。

＜第1実施形態＞
（１）構成
図１は、本発明の第1実施形態にかかる無線タグの構成を示すブロック図である。無線タグ１は、アンテナ１１（第１アンテナに相当）、受信部１２（受信手段、設定受信手段に相当）、送信部１３（送信手段に相当）、記憶部１４（記憶手段に相当）、認証部１５（認証手段に相当）、制御部１６（決定手段に相当）及び出力制御部１７（出力制御手段に相当）を有している。以下では、受信部１２、送信部１３、記憶部１４及び制御部１６を、まとめて制御ユニットということがある。アンテナ１１はオンチップコイルやコイル、制御ユニットや認証部１５はＣＰＵを有するＩＣチップなどの電気回路で実現される。

アンテナ１１は、電波を送信及び受信する。

受信部１２は、アンテナ１１が受信した信号を復調して受信データを得、これを制御部１６に渡す。

送信部１３は、記憶部１４から読み出したデータや受信データの処理結果などの送信データを変調して送信信号を生成し、出力制御部１７を介して送信信号をアンテナ１１に供給する。

記憶部１４は、無線タグを識別するタグＩＤや、商品情報、ユーザ情報など、様々なデータを記憶する。記憶されているデータには、データの属性、例えばデータの種類、重要度、秘密度、公開度、有効期限などが含まれる場合がある。記憶部１４は、アンテナ１１の電波の出力レベルを制限する出力レベルの設定を記憶していてもよい。タグ内に記憶されている設定に基づいてアンテナ１１の電波の出力を調整すれば、タグ内の重要情報が遠隔地から不正に読み取られることを防止しやすい利点がある。記憶部１４に記憶されている出力レベルの設定は、あらかじめ記憶されていてもよいし、タグ外部のリーダ／ライタから書き込まれてもよい。例えば、所定の領域に出入りするゲートに設けられたライタから無線タグの記憶部１４に対し、出力レベルの設定が書き込まれる場合がある。

認証部１５は、受信データに基づいて、無線タグのリーダ／ライタを認証する。

制御部１６は、受信データに含まれるコマンドに応じて記憶部１４にデータを書き込んだり、記憶部１４からデータを読み出して送信部１３に渡したりする。また、制御部１６は、アンテナ１１が送信する電波の出力レベルを決定し、出力制御部１７に通知してもよい。出力レベルの決定の仕方は、特に限定されない。具体的には、制御部１６は、記憶部１４に記憶されている出力レベルを読み出してこれを出力レベルに決定してもよいし、所定のイベントにより出力レベルを決定してもよい。所定のイベントにより出力レベルを決定する方法としては、例えば、認証部１５がリーダ／ライタを認証した認証結果に応じ、出力レベルを設定する方法が挙げられる。また例えば、無線タグが受信するデータにタグＩＤが含まれているか否かや、送信するデータの属性情報などに応じ、出力レベルを決定する方法が挙げられる。さらに、制御部１６は、これらの方法により、記憶部１４内に記憶されている出力レベルを更新してもよい。制御部１６により、出力レベルを様々な方法で決定すれば、電波の出力レベルを柔軟に制御することができる。制御部１６が行う出力レベルの決定方法については、詳細を後述する（後述する「（３）出力レベルの決定」参照）。

出力制御部１７は、アンテナ１１及び送信部１３に接続され、アンテナ１１の送信出力を制御する。出力制御部１７は、外部からの操作によりアンテナ１１の送信出力を制御する構成であってもよいし、制御部１６が決定した出力レベルに基づいてアンテナ１１の送信出力を制御してもよい。出力制御部１７としては、複数の抵抗を選択的に用いる構成や、アンテナ１１への送信信号の供給をオン／オフする構成などが一例として考えられる。いずれも、アクティブタグ及びパッシブタグの両方において、アンテナ１１からの送信出力を調整し、送信距離を短くすることができる。その結果、遠隔地からのデータの不正な読み出しを防止できる。出力制御部１７の具体的な構成については、詳細を後述する。

（２）出力制御部の構成
（２−１）アンテナへのデータの供給のオン／オフ
図２は、出力制御部１７の具体的構成例の１つを示す説明図である。この図において、図１と同じ構成要素については同一の符号番号を付して示している。

出力制御部１７は、アンテナ１１と送信部１３との接続を切断する接続制御部１７１を有している。送信部１３は、図１に示したように、制御ユニットに含まれる。この例では、接続制御部１７１は、スイッチＳＷを含む。例えば、接続制御部１７１は、制御部１６からの指示に基づいてスイッチを開閉することにより、アンテナ１１へ送信信号を供給したり供給を停止したりする。

また、スイッチＳＷに代えて、次のような構成を用いても良い。アンテナ１１以外の構成要素を含むＩＣチップが搭載され、かつアンテナ１１が印刷されたフィルム状無線タグであれば、接続制御部１７１としてＩＣチップとアンテナ１１との間に破り線を形成しておくことができる。この線に沿って人の手によりフィルムが破られることで、ＩＣチップに含まれる送信手段とアンテナ１１との接続が切断される。アンテナ１１の一部を欠損させるような位置に破り線を形成しておけば、破り線でフィルムを破ることによりアンテナ１１を破壊し、送信出力をゼロにすることもできる。

以上のような接続制御部１７１は、アクティブタグにもパッシブタグにも適用可能である。もちろん、接続制御部１７１の構成は前述の例に限定されない。

（２−２）抵抗による送信信号の減衰
図３は、出力制御部１７の別の構成例を示す説明図である。この図において、図１と同じ構成要素については同一の符号番号を付して示している。

出力制御部１７は、アンテナ１１からの電波の出力を減衰させる減衰部１７２と、減衰部１７２による電波出力の減衰量を制御する減衰制御部１７３と、を有している。

減衰部１７２は、この例では制御ユニットとアンテナ１１とに並列に接続された複数の抵抗Ｒ１，Ｒ２を含む。また、減衰制御部１７３は、この例では、スイッチＳＷを含む。減衰制御部１７３は、複数の抵抗Ｒ１，Ｒ２のうち少なくとも１つの抵抗を介し、送信部１３とアンテナ１１とを接続する。減衰制御部１７３は、制御部１６が指示する出力レベルに応じ、抵抗を選択または切り替える。

この構成は、アクティブタグにも適用できるが、パッシブタグには好ましく適用される。パッシブタグでは、無線タグからリーダへのデータ送信にリーダからの電波の反射波による負荷変調が用られている。そこで、負荷変調方式のパッシブタグでは、アンテナ１１と並列に接続した抵抗Ｒ１，Ｒ２を選択または切り替えることで、インピーダンスの整合／不整合を調整し、これにより電波出力を減衰させることができる。アンテナ１１に並列に接続した抵抗を選択または切り替えるのではなく、負荷変調に用いる抵抗負荷を選択または切り替えることで同様の作用効果を得ることができる。

例えば、抵抗Ｒ２の方が抵抗Ｒ１よりもアンテナ１１と制御ユニットのインピーダンスの不整合が小さいとする。この場合、減衰制御部１７３が抵抗Ｒ２を選択することにより、反射波が弱まり、電波の送信距離が短くなる。そこで、図３（ａ）に示すように、タグ外部のリーダ／ライタの認証を行う場合は抵抗Ｒ２を選択し、認証部１５を起動する電力を温存するとよい。一方、減衰制御部１７３が、インピーダンスの不整合が大きい抵抗Ｒ１を選択することにより、反射波が強まり、電波の送信距離を長くすることができる。そこで、図３（ｂ）に示すように、認証が不要な場合は抵抗Ｒ１を選択し、データの送信に電力を回すとよい。なお、抵抗の数や値は適宜調整可能である。

減衰部１７２として、複数の抵抗を用いる代わりに、送信部１３とアンテナ１１との間に並列接続された可変抵抗器を用いてもよい。このとき、減衰制御部１７３は、可変抵抗器の抵抗値を制御部１６の指示に応じて調整する。可変抵抗器の抵抗値を調整することで、複数の抵抗Ｒ１，Ｒ２を用いるのと同様の作用効果を得ることができる。

（３）出力レベルの決定
（３−１）記憶されている設定に基づく出力レベルの決定
記憶部１４が出力レベルの設定を記憶している場合、制御部１６は、その設定に基づいて出力レベルを決定してもよい。記憶されている出力レベルに基づいてアンテナ１１の電波の出力を調整すれば、タグ内の重要情報が遠隔地から不正に読み取られることを防止しやすい利点がある。

（３−２）認証結果に基づく出力レベルの決定
制御部１６は、認証部１５による外部のリーダ／ライタの認証結果に応じ、アンテナ１１の電波の出力レベルを決定することができる。例えば、制御部１６は、認証された正規のリーダに対しては電波強度を強く設定し、認証されていないリーダに対しては電波強度を弱く設定する。これにより、必要なデータの通信を確実に行いつつ、データの不正な読み取りを防止することができる。

無線タグがパッシブタグである場合、制御部１６は、リーダに対してまず出力レベルを「低」に設定するとよい。これにより、無線タグ内部で使用できる起電力が大きくなり、無線タグ内の認証部１５を起動することができる。認証部１５によりリーダを認証できた場合、制御部１６は出力レベルを「高」に変更する。これにより、認証情報を遠くから不正リーダに読み取られることを防止しつつ、認証後の通信距離を長くとることができ、無線タグを用いたフレキシブルかつセキュリティの高い通信が可能となる。

この応用例として、ユーザが身につけるブレスレット型無線タグにこの構成を適用する例を考える。この無線タグの近傍でリーダの認証処理を行い、認証されれば、無線タグはリーダが設置されている領域にログインする。認証された無線タグが無線タグを検出している限り、その領域で無線タグのログインが継続される。無線タグがリーダにより検出されなくなった時点で、無線タグはログアウトしたと見なされる。これにより、認証処理に用いる認証情報の漏洩を防止しつつ、無線タグによるログイン／ログアウトを円滑に実現することができる。

なお、受信する電波強度についても、認証された外部リーダ／ライタからは、強い受信電波を受け付けるようにすることも可能である。これにより、不正なデータを遠隔地から書き込まれることを防止できる。

（３−３）送信データに基づく出力レベルの決定
制御部１６は、送信データの属性に応じて出力レベルを決定してもよい。例えば記憶部１４のデータには、データの秘密度が対応づけられて記憶されている場合を考える。制御部１６は、秘密度の高いデータを送信する場合は出力レベルを「低」とし、秘密度の低いデータを送信する場合は出力レベルを「高」にすることが挙げられる。重要な情報を不正に読みとられることを防止できる。

また例えば、記憶部１４にデータとその種類とが対応づけられて記憶されている場合を考える。種類とは、例えば、「商品情報」や「ユーザ情報」を挙げることができる。制御部１６は、ユーザ情報を送信する場合は出力レベルを「低」とし、「商品情報」を送信する場合は出力レベルを「高」とするとよい。ユーザのプライバシーに関わるデータを、遠隔地から不正に読み取られることを防止できる。この他にも、ニーズに応じたデータの属性を適宜利用することにより、送信データによって柔軟に出力レベルを変更することができる。

（３−４）受信データに基づく出力レベルの決定
制御部１６は、受信部１２が受信した受信データに基づいて、アンテナ１１が送信する電波の出力レベルを決定してもよい。例えば、タグＩＤが含まれていないコマンドを受信部１２が受信した場合、制御部１６は出力レベルを「低」に決定するとよい。そのリーダは、不正なリーダであるおそれがあるからである。一方、タグＩＤの指定を含むコマンドを受信部１２が受信した場合、制御部１６は出力レベルを「高」に決定するとよい。すなわち、タグＩＤを認識しているリーダを正当なリーダと見なす。これにより、正当と見なすリーダとの通信距離を制限することなく、その一方で不正なおそれのあるリーダが遠隔地かデータを読み取ることを防止できる。

この他にも、受信データをニーズに応じて解釈することで、受信データによって柔軟に出力レベルを変更することができる。例えば、受信するコマンドの種類や受信コマンドの送信元に応じて出力レベルを変えてもよい。また例えば、周囲の環境を示す温度、照度、湿度、雨量、濃度、花粉量、埃量などの各種データの値に応じ、出力レベルを変更することもできる。

（３−５）外部からの設定に基づく出力レベルの決定
受信部１２が、外部のリーダ／ライタから出力レベルの設定を受信する場合がある。この場合、制御部１６は、受信した出力レベルに基づいて、アンテナ１１の出力レベルを決定してもよい。例えば、受信部１２が、外部のリーダ／ライタからアンテナ１１の出力レベルやオン／オフの設定コマンドを受信する。制御部１６は、好ましくは認証部１５によりリーダ／ライタが認証された場合に、受信した設定コマンドに応じてアンテナ１１の出力レベルやオン／オフを切り替える。認証部１５による認証に代え、設定コマンドに無線タグのタグＩＤが含まれている場合としてもよい。

例えば、以下の応用例が挙げられる。小学校の生徒の鞄に無線タグを付け、校門に入出門リーダ／ライタを設ける。生徒が登校してきたときには、無線タグはリーダ／ライタを認証後、リーダ／ライタからの設定に従いアンテナ１１をオンにする。一方、生徒が下校するときには、無線タグはリーダ／ライタを認証後、リーダ／ライタからの設定に従いアンテナ１１をオフにする。これにより、生徒の無線タグを用いて構内での生徒の居場所などを把握でき、その一方で生徒の無線タグが校外で不正に読み出されたり書き込まれたりすることを防止できる。

なお、同様に、正規のリーダ／ライタから受信電波の強度設定を受け付け、その設定に従って電波を受信することも可能である。

（４）処理
（４−１）認証結果に基づいて出力を制御する例
図４は、図１に示す無線タグ１が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。説明を容易にするために、認証部１５による認証結果に応じて出力レベルを決定する場合を例にとって説明するが、アンテナ１１の出力レベルの決定方法は前述に述べたように限定されない。また、外部からの操作によりアンテナ１１の出力制御を行うことができるのは前述の通りである。

ステップＳ１：制御部１６は、受信部１２を介し、何らかのデータの受信を待機している。データを受信すると、制御部１６は、無線タグ１に対するデータの送信要求コマンドが含まれているか否かを判断する。送信要求コマンドを受信した場合、ステップＳ２に移行する。そうでなければ、再びステップＳ１に戻り、送信要求コマンドの受信を待機する。

ステップＳ２〜Ｓ３：制御部１６は、受信データを認証部１５に渡し、要求元リーダの認証を指示する。さらに、制御部１６は、判断結果を認証部１５から取得する。要求元リーダが認証された場合（Ｓ２）、制御部１６は、出力レベルを「高」に設定するよう、出力制御部１７に指示する（Ｓ３）。これにより、出力制御部１７は、スイッチを閉じる、抵抗を選択または切り替える等の制御を行う。

ステップＳ４：逆に、要求元リーダが認証されなかった場合（Ｓ２）、制御部１６は、出力レベルを「低」に設定するよう、出力制御部１７に指示する（Ｓ４）。これにより、出力制御部１７は、スイッチを開ける、抵抗を選択または切り替える等の制御を行う。

ステップＳ５：制御部１６は、要求されたデータを記憶部１４から読み出し、送信部１３及び出力制御部１７を介してアンテナ１１からデータを送信する。

以上のように、リーダの認証結果に応じてデータの送信に用いるアンテナの送信出力を変えることにより、非認証のリーダからの不正なデータの読出を防止することができる。

（４−２）送信データの属性に基づいて出力を制御する例
図５は、図１に示す無線タグ１が行う処理の流れの別の一例を示すフローチャートである。説明を容易にするために、送信データの属性に応じて出力レベルを決定する場合を例にとって説明する。ここでは、送信データの属性として、「秘密度」の高低を考える。

ステップＳ１１：制御部１６は、受信部１２を介し、何らかのデータの受信を待機している。データを受信すると、制御部１６は、無線タグ１に対するデータの送信要求コマンドが含まれているか否かを判断する。送信要求コマンドを受信した場合、ステップＳ１２に移行する。そうでなければ、再びステップＳ１１に戻り、送信要求コマンドの受信を待機する。

ステップＳ１２〜Ｓ１３：制御部１６は、受信データを認証部１５に渡し、要求元リーダの認証を指示する。さらに、制御部１６は、判断結果を認証部１５から取得する。要求元リーダが認証された場合（Ｓ１２）、制御部１６は、要求されたデータ及びその秘密度を記憶部１４から読み出し、要求されたデータの秘密度が高いか否かを判断する（Ｓ１３）。

ステップＳ１４：制御部１６は、要求されたデータの秘密度が高い場合、出力レベルを「高」に設定するよう、出力制御部１７に指示する。これにより、出力制御部１７は、スイッチを閉じる、抵抗を選択または切り替える等の制御を行う。

ステップＳ１５：逆に、要求されたデータの秘密度が低い場合、制御部１６は、出力レベルを「低」に設定するよう、出力制御部１７に指示する。これにより、出力制御部１７は、スイッチを開ける、抵抗を選択または切り替える等の制御を行う。

ステップＳ１６：制御部１６は、送信部１３及び出力制御部１７を介し、アンテナ１１からデータを送信する。

以上のように、送信しようとするデータの属性に応じてデータの送信に用いるアンテナの送信出力を変えることにより、データに要求されるセキュリティに応じた送信を行い、データの安全性を担保することができる。

上記に説明した処理は、出力レベルをどのように決定するかにより変化するため、無線タグ１が行う処理の一例に過ぎない。

（５）効果
第１実施形態に係る無線タグでは、抵抗によりアンテナの送信出力を減衰させたり、スイッチなどの手段によりアンテナへの送信信号の供給をオン／オフする。そのため、アクティブタグ、パッシブタグを問わず、アンテナの出力レベルを調整することができる。

ＩＣチップを搭載しアンテナが印刷されたフィルム状無線タグにおいては、アンテナとＩＣチップとの接続を切断する破り線を出力制御部１７として用いることができる。これにより、外部からアンテナの出力レベルを調整することができる。

また、記憶されている出力レベル、リーダの認証結果、送信データの属性、受信データ、外部からの設定などに基づいて出力レベルを調整することにより、アンテナの送信距離をフレキシブルに調整し、無線タグに記憶されているデータの安全性を高めつつ、無線タグとリーダ／ライタとの通信の利便性を担保することができる。

＜第２実施形態＞
（１）構成
図６は、本発明の第２実施形態にかかる無線タグの構成を示すブロック図である。無線タグ１’は、複数のアンテナ１１ａ，１１ｂ（第１アンテナ、第２アンテナに相当）を有している点を除き、前記第１実施形態と同様の構成を有している。図中、図１と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号番号を付して示している。

出力制御部１７’は、少なくとも１つのアンテナと送信部１３との接続を切断する接続切断部１７４を有していてもよい。図７は、接続切断部１７４の具体的な構成例である。この例では、接続切断部１７４は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を含む。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、それぞれ第１アンテナ１１ａ、第２アンテナ１１ｂと送信部１３とを接続したり、切断したりする。スイッチＳＷ１，ＳＷ２の選択により、接続切断部１７４は、少なくとも１つのアンテナへのデータの供給を止めることができる。もちろん、全てのアンテナへのデータの供給を止める場合もある。このように構成された無線タグ１’は、複数のアンテナ１１ａ、１１ｂを選択的に使うことにより、アンテナの送信出力を制御し、遠隔地からのデータの不正読み取りを防止する。図１の無線タグと同様、複数の抵抗やスイッチなどを含む減衰部１７２及び減衰制御部１７３を出力制御部１７’に設け、複数のアンテナの一部または全部の送信出力を減衰させることもできる。出力制御部１７’が、外部の操作または制御部１６からの指示により、アンテナの送信出力を制御する点は、第１実施形態と同様である。

（２）応用例１
図８は、複数のアンテナを有する無線タグを用いた送信出力の制御の一例を示す説明図である。この例は、出力レベルの設定を外部から受信し、それに基づいて出力制御部１７’が出力レベルを決定する例である。小学校の生徒の鞄に無線タグを付け、校門に入出門リーダ／ライタを設ける。無線タグの２つのアンテナのうち、一方は遠距離用ＵＨＦ帯アンテナ、他方は近距離用１３．５ＭＨｚ帯アンテナである。生徒が登校してきたときには、無線タグは、近距離用アンテナを用いてリーダ／ライタからの設定を受け付け、遠距離用アンテナをオンにする。一方、生徒が下校するときには、無線タグは、リーダ／ライタからの設定に従い遠距離用アンテナをオフにする。これにより、生徒の無線タグが、校外で、遠距離から不正に読み出されることを防止できる。一方、生徒が校内や校庭にいる場合は、遠距離用アンテナを用いてその存在を検出することができる。遠距離用アンテナのオン／オフの切り替えに先立ち、無線タグはリーダの認証を行い、認証結果に応じて設定の切り替えを行うことが好ましい。

（３）応用例２
図９は、複数のアンテナを有する無線タグを用いた送信出力の制御の別の一例を示す説明図である。同図（Ａ）は、無線タグ１の構成を示す。無線タグ１は、アンテナ以外の構成要素を含むＩＣチップ３０と、ＩＣチップ３０に電気的に接続された第１アンテナ１１ａと、第１アンテナ１１ａに磁気的に接続された第２アンテナ１１ｂと、がフィルム状の主体に設けられて構成されている。第１アンテナ１１ａと第２アンテナ１１ｂとの間のフィルムには、切取線１７５が形成されている。同図（Ｂ），（Ｃ）は、切取線１７５に沿ってフィルムを破ることにより、ＩＣチップ３０から第２アンテナ１１ｂを切断することができることを示す。言い換えれば、切取線１７５に沿ってフィルムを破ることにより、第２アンテナ１１ｂと送信部１３との接続を切断することができる。第１アンテナ１１ａの具体例としては、オンチップコイルを挙げることができる。また第２アンテナ１１ｂの具体例としては、コイルアンテナを挙げることができる。このようなフィルム状の無線タグ１は、通常は物品に貼り付けられて使用されるので、切り取り部分の裏面の粘着力とその他の部分の粘着力とに差を設けておくと、物品から第２アンテナをはがしやすい。図１０は、物品に貼り付けられたフィルム状無線タグ１から、切取線に沿って第２アンテナ１１ｂだけをはがすことにより、無線タグ１全体としての送信出力を制御する説明図である。

なお、アンテナ出力を制御するための出力制御部１７’としての切取線１７５の位置は、図９（Ａ）に示す位置に限定されない。無線タグ１の送信出力を制御するために、図９（Ｄ）に他の位置の例を示す。切取線１７５でフィルムを切り取ることにより、少なくとも一方のアンテナ１１ｂが破損する位置に、切取線１７５を形成することもできる。

＜その他の実施形態＞
（Ａ）図１１は、前記図１において、出力制御部１７を介し、アンテナ１１と受信部１２とが接続されている無線タグ１の構成図である。この構成を用いれば、アンテナ１１が受信する電波の距離を調整することができる。出力制御部１７の構成としては、前記図２に例示する接続制御部１７１を用いることができる。

同様に、図１２は、前記図６において、出力制御部１７’を介し、アンテナ１１ａ，１１ｂと受信部１２とが接続されている無線タグ１’の構成図である。この構成を用いれば、アンテナ１１ａ，１１ｂが受信する電波の距離を調整することができる。出力制御部１７’の構成としては、図７に例示する構成を用いることができる。

以上のようにアンテナを選択または切り替えることにより受信距離を調整すれば、遠隔地から無線タグ１，１’への不正な書き込みを防止することができる。

（Ｂ）前述した方法及びその方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムは、本発明の範囲に含まれる。

本発明は、アクティブタグ及びパッシブタグに適用可能である。

第1実施形態にかかる無線タグの構成を示すブロック図 図１の出力制御部の構成例を示す説明図 図１の出力制御部の別の構成例を示す説明図であり、（ａ）はタグ外部のリーダ／ライタの認証を行う場合であり、（ｂ）は認証が不要な場合である 図１に示す無線タグが行う処理の流れの一例を示すフローチャート 図１に示す無線タグが行う処理の流れの別の一例を示すフローチャート 第２実施形態にかかる無線タグの構成を示すブロック図 図６の出力制御部に含まれる接続切断部の構成例 複数のアンテナを有する無線タグを用いた送信出力の制御の一例を示す説明図 複数のアンテナを有する無線タグを用いた送信出力の制御の別の一例を示す説明図であり、（Ａ）は無線タグの構成であり、（Ｂ）は第２アンテナが切断されたＩＣチップ であり、（Ｃ）はＩＣチップから切断された第２アンテナであり、（Ｄ）は切取線により第２アンテナをはがすことができる無線タグである 無線タグの出力制御の一例を示す説明図 受信距離の制御を行う無線タグの構成例 受信距離の制御を行う無線タグの別の構成例

符号の説明

１：無線タグ
１１：アンテナ
１２：受信部
１３：送信部
１４：記憶部
１５：認証部
１６：制御部
１７：出力制御部

Claims (12)

1. データを記憶している無線タグであって、
   電波を送信する第１アンテナと、
   前記データを変調して送信信号を生成し、前記送信信号を前記第１アンテナに供給する送信手段と、
   前記第１アンテナ及び前記送信手段に接続され、前記送信信号を送信するための前記第１アンテナの電波の出力を制御する出力制御手段と、
   前記第１アンテナが送信する電波の出力レベルを決定する決定手段と、
   前記第１アンテナの電波の送信先である外部機器を認証する認証手段と、
   を備え、
   前記決定手段は、前記認証手段により前記外部機器が認証された場合、出力レベルを高く、認証されなかった場合、出力レベルを低くするように出力レベルを決定し、
   前記出力制御手段は、前記決定手段が決定した出力レベルに基づいて、前記第１アンテナの電波の出力を制御する無線タグ。
2. 前記出力制御手段は、
   前記第１アンテナからの電波の出力を減衰させる減衰手段と、
   前記減衰手段による電波出力の減衰量を制御する減衰制御手段と、
   を有していることを特徴とする、請求項１に記載の無線タグ。
3. 前記減衰手段は複数の抵抗を含み、
   前記減衰制御手段は、前記複数の抵抗のうち少なくとも１つの抵抗を介し、前記送信手段と前記第１アンテナとを接続することを特徴とする、請求項２に記載の無線タグ。
4. 前記減衰手段は、前記送信手段と前記第１アンテナとの間に接続された可変抵抗器を含み、
   前記減衰制御手段は、前記可変抵抗器の抵抗値を調整することを特徴とする、請求項２に記載の無線タグ。
5. 前記出力制御手段は、前記第１アンテナと前記送信手段との接続を切断する接続制御手段を有していることを特徴とする、請求項１に記載の無線タグ。
6. 前記接続制御手段は、前記送信手段と前記第１アンテナとの接続をオン／オフする切替手段を含むことを特徴とする、請求項５に記載の無線タグ。
7. 前記出力制御手段を介して前記送信手段と接続され、前記第１アンテナと異なる出力で電波を送信する第２アンテナをさらに備えることを特徴とする、請求項５または６に記載の無線タグ。
8. 前記決定手段は、前記認証手段により前記外部機器が認証された場合であって、送信する前記データの秘密度の属性が高く設定されている場合に、出力レベルを高くするように出力レベルを決定する、
   請求項１記載の無線タグ。
9. 前記出力レベルの設定を外部機器から受信する設定受信手段をさらに備え、
   前記決定手段は、前記認証手段により前記外部機器が認証された場合、前記受信した出力レベルの設定コマンドに基づいて、前記出力レベルを決定することを特徴とする、請求項１に記載の無線タグ。
10. 前記第１アンテナ、および前記第２アンテナは、前記送信手段とそれぞれ電気的に接続される請求項７に記載の無線タグ。
11. 前記第１アンテナは前記送信手段と電気的接続され、前記第２アンテナは、前記第１アンテナと磁気的に接続される請求項７に記載の無線タグ。
12. 前記第１のアンテナと前記第２アンテナは、両アンテナ間に切取線を有するフィルム上に形成される請求項７または請求項１１に記載の無線タグ。

Images