JP4463574B2 - Icタグ用リーダ/ライタ及びicタグ用リーダ/ライタを有する装置 - Google Patents

Icタグ用リーダ/ライタ及びicタグ用リーダ/ライタを有する装置 Download PDF

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Description

本発明は、特定のICタグに対してデータの読み書きを行うICタグ用リーダ/ライタに関し、特に、ICタグが取り付けられている環境が異なっていても確実に通信を行うことができるICタグ用リーダ/ライタ及びICタグ用リーダ/ライタを有する装置に関するものである。
図5は、従来のリーダ/ライタの構成例を示したブロック図である。
図5において、リーダ/ライタ100は、ICタグ110及び120からのデータ読み出し及びICタグ110及び120へのデータ書き込みを行うものであり、発振回路部101、制御回路部102、変復調回路部103及びアンテナANTaで構成されている。また、ICタグ110は、アンテナANTb1と変復調回路部111で構成され、ICタグ120は、アンテナANTb2と変復調回路部121で構成されている。発振回路部101は、ICタグ110及び120と無線通信を行うための搬送波を生成して出力する。周波数は13.56MHzが一般的に使用されるが、用途によっては120KHz〜500KHzの低周波や、2.4GHzのマイクロ波が用いられる場合もある。
例えば、ICタグ110及び120にデータを書き込む場合、制御回路部102は、発振回路部101から出力された搬送波に重畳するデータ信号の入出力制御を行う。変復調回路部103は、制御回路部102から出力された搬送波とデータ信号を受けて、該搬送波にデータ信号に基づいた変調を施してアンテナANTaに出力する。アンテナANTaは変調されたデータを電波にして放出する。ICタグ110及び120は、リーダ/ライタ100から送られる電波を対応するアンテナANTb1及びANTb2で受信し、該受信した信号は、変復調回路部111又は121で復調する。
次に、リーダ/ライタ100がICタグ110のデータを読み出す場合について説明する。
リーダ/ライタ100は、ICタグ110とだけ通信を行うために、ICタグ110をセレクトする信号とリードコマンドデータをICタグ110とICタグ120にそれぞれ送る。リーダ/ライタ100からリードコマンドデータがICタグ110に送られると、ICタグ110は所望のデータを変復調回路部111で搬送波に変調を施し、ICタグ110のアンテナANTbから電波にして放出する。
このとき、ICタグ120は、選択されていないためリードコマンドデータが届いてもデータの出力は行わない。リーダ/ライタ100は、該電波をアンテナANTaで受信して、該受信した信号を変復調回路部103で復調し、制御回路部102で所望のデータを取り出す。同様に、ICタグ120のデータを読み出す場合は、まずリーダ/ライタ100からICタグ120をセレクトする信号を送ってICタグ120を選択すれば、前記ICタグ110の場合と同様にデータ読み出しを行うことができる。
なお、従来においては、複数個の物品が重ねられた状態でリーダによりデータの一括読取が行われる場合でも、各々の動作用電源が適切に得ることができるIDタグ及びIDタグの受信電力制御制御方法があった(例えば、特許文献1参照。)。また、識別符号が付与されたタグを、無線周波帯の搬送波を用いて非接触にて確実に識別することにより、タグの取り付けられた物体を識別し、その物体を制御、管理する無線周波符号識別のための、多くの設計仕様に自動的に対応できる無線周波符号識別方法があった(例えば、特許文献2参照。)。
特開2002−259921号公報 特開平7−200749号公報
しかし、図5において、ICタグとの通信で使用される周波数は1種類、又は中心周波数から限られた範囲にある複数の周波数が使用されていた。このため、搬送波に使用されている周波数の電波を遮蔽、又は減衰させてしまう環境にICタグが取り付けられている場合は、該ICタグとの通信を行うことができないという問題があった。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、ICタグが取り付けられている環境に応じて、その環境に影響されにくい周波数の搬送波を選択してICタグとの通信を行うようにして、ICタグと確実な通信を行うことができ、ICタグが取り付けられている環境の影響が小さい場合は、搬送波の周波数を高くしてデータ通信速度を上げるようにして通信速度の向上も図ることができるICタグ用リーダ/ライタ及びICタグ用リーダ/ライタを有する装置を得ることを目的とする。
この発明に係るICタグ用リーダ/ライタは、通信周波数の異なる複数のICタグに対してデータの書き込み及び読み出しを行うICタグ用リーダ/ライタにおいて、
対応するICタグと通信を行うためのそれぞれのリーダ/ライタ側アンテナを有し、該各リーダ/ライタ側アンテナから送受信される信号に対して変調又は復調を対応して行う通信回路部と、
周波数の異なる複数の搬送波をそれぞれ生成して出力する発振回路部と、
入力された制御信号に応じて、該発振回路部から出力された各搬送波の内1つを排他的に選択して出力する切替回路部と、
該切替回路部から出力された搬送波と前記送信データ信号を同期させて前記通信回路部にそれぞれ出力する制御回路部と、
前記各ICタグの通信情報を記憶した記憶部と、
を備え、
前記各ICタグは、使用される環境に応じて共振周波数があらかじめ設定されたICタグ側アンテナがそれぞれ設けられており、前記制御回路部は、記憶部に記憶された通信情報から、通信を行う所望のICタグに設けられたICタグ側アンテナの共振周波数と同じ周波数の搬送波を選択するように前記切替回路部の動作制御を行い、前記発振回路部は、各ICタグが取り付けられた環境条件に応じてあらかじめ設定された各周波数の搬送波をそれぞれ生成して出力するものである。
また、前記発振回路部は、ICタグ側アンテナが取り付けられた部分の材料に応じてあらかじめ設定された周波数の搬送波をそれぞれ生成して出力するようにした。
また、前記制御回路部は、ICタグ側アンテナが取り付けられた部分が金属又は導電材料の場合は低周波の搬送波を、非金属又は非導電材料の場合は該低周波の搬送波よりも高い周波数の搬送波を選択するようにしてもよい。
また、前記各リーダ/ライタ側アンテナは、対応するICタグが有するICタグ側アンテナに近接してそれぞれ配置されると共に、共振周波数を該対応するICタグ側アンテナとそれぞれ同じであるようにした。
また、この発明に係る装置は、ICタグが設けられた所定の機能を有する少なくとも1つのパーツを有し、該ICタグに対してデータの書き込み及び読み出しを行うICタグ用リーダ/ライタを有する装置において、
前記ICタグ用リーダ/ライタは、
対応するICタグと通信を行うためのそれぞれのリーダ/ライタ側アンテナを有し、該各リーダ/ライタ側アンテナから送受信される信号に対して変調又は復調を対応して行う通信回路部と、
周波数の異なる複数の搬送波をそれぞれ生成して出力する発振回路部と、
入力された制御信号に応じて、該発振回路部から出力された各搬送波の内1つを排他的に選択して出力する切替回路部と、
該切替回路部から出力された搬送波と前記送信データ信号を同期させて前記通信回路部にそれぞれ出力する制御回路部と、
前記各ICタグの通信情報を記憶した記憶部と、
を備え、
前記各ICタグは、使用される環境に応じて共振周波数があらかじめ設定されたICタグ側アンテナがそれぞれ設けられており、前記制御回路部は、記憶部に記憶された通信情報から、通信を行う所望のICタグに設けられたICタグ側アンテナの共振周波数と同じ周波数の搬送波を選択するように前記切替回路部の動作制御を行い、前記発振回路部は、各ICタグが取り付けられた環境条件に応じてあらかじめ設定された各周波数の搬送波をそれぞれ生成して出力するものである。
また、前記各リーダ/ライタ側アンテナは、対応するICタグが有するICタグ側アンテナに近接してそれぞれ配置されると共に、共振周波数を該対応するICタグ側アンテナとそれぞれ同じであるようにした。
具体的には、前記各リーダ/ライタ側アンテナは、前記パーツの取り付け部に配置されるようにした。
本発明のICタグ用リーダ/ライタによれば、ICタグが取り付けられている環境に応じて、該環境に影響されにくい周波数の搬送波を選んでICタグとの通信を行うようにしたことから、ICタグと確実な通信が行うことができる。更に、ICタグが取り付けられている環境の影響が小さい場合は、搬送波の周波数を高くしてデータ通信速度を上げるようにしたことから、通信速度の向上を図ることができる。
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第1の実施の形態.
図1は、本発明の第1の実施の形態におけるICタグ用リーダ/ライタの構成例を示した図である。
図1において、リーダ/ライタ1は、所定の複数の周波数の搬送波をそれぞれ生成して出力する発振回路部2と、入力された制御信号に応じて発振回路部2から出力された各搬送波の内1つを選択して出力する切替回路部3と、切替回路部3の切り替え制御を行い切替回路部3からの搬送波に重畳するデータ信号の入出力を行う制御回路部4と、記憶部5と、変復調回路部MD1〜MDn(nは、n>1の整数)と、リーダ/ライタ側アンテナANT1〜ANTnとを備えている。なお、変復調回路部MD1〜MDn及びリーダ/ライタ側アンテナANT1〜ANTnは通信回路部をなす。
発振回路部2は、第1周波数〜第m(mは、1<m≦nの自然数)周波数の各搬送波S1〜Smを生成して切替回路部3に出力する。切替回路部3は、制御回路部4からの制御信号に応じて発振回路部2から入力されている各搬送波S1〜Smのいずれか1つを排他的に選択して制御回路部4に出力する。記憶部5は、通信を行う対象となるすべてのICタグIT1〜ITnの通信周波数や通信プロトコル等のデータを記憶しており、制御回路部4は、記憶部5に記憶されているこれらのデータを基に1つの搬送波を選択し、切替回路部3に対して、該選択した搬送波を出力するように動作制御を行う。
変復調回路部MD1〜MDnは、制御回路部4から出力された搬送波と送信データを示す信号を受けて、該搬送波に送信データ信号に基づいた変調を施して対応するリーダ/ライタ側アンテナANT1〜ANTnに送る。また、変復調回路部MD1〜MDnは、対応するリーダ/ライタ側アンテナANT1〜ANTnで受信された信号を復調し、該復調した信号を制御回路部4に出力する。制御回路部4は、該入力された信号からデータを取り出す。
ICタグIT1〜ITnのICタグ側アンテナANTa1〜ANTanは、対応するリーダ/ライタ側アンテナANT1〜ANTnに近接して配置されている。リーダ/ライタ側アンテナANTk(k=1〜n)とICタグ側アンテナANTakの共振周波数は同じ第k周波数に設定されており、基本的には、リーダ/ライタ側アンテナANTkを介して通信を行うICタグはICタグITkだけである。
ただし、1つのリーダ/ライタ側アンテナの近傍に複数のICタグ側アンテナを配置することができ、同じ周波数で通信することができる場合は、リーダ/ライタ1側の1組の変復調回路部とリーダ/ライタ側アンテナで、複数のICタグと通信を行うこともできる。
リーダ/ライタ1がICタグITkと通信を行う場合は、制御回路部4は記憶部5に記憶されているICタグITkの共振周波数のデータを読み取り、該読み取った共振周波数を選択する信号を切替回路部3に送る。切替回路部3は、制御回路部4からの信号に応じた周波数の搬送波を選択して制御回路部4に出力する。制御回路部4は、更に、記憶部5に記憶されているICタグITkのセレクトデータと、通信プロトコル等の情報を取り出し、入力された搬送波と共に変復調回路部MDkに出力する。
変復調回路MDkでは、該搬送波にデータ信号に基づいた変調を施して対応するリーダ/ライタ側アンテナANTkに送る。リーダ/ライタ側アンテナANTkから放出された電波をICタグITkのICタグ側アンテナANTakで受信し、該受信した信号を変復調回路部MDakで復調する。
リーダ/ライタ側アンテナANTkから送信された電波と同じ周波数の搬送波を使用した電波が他のリーダ/ライタ側アンテナから送信されることは、制御回路部4によって禁止することができる。
また、制御回路部4がこのような禁止機能を保有していない場合でも、リーダ/ライタ1の他の変復調回路部に変復調回路部MDkと同じ信号が送られ、リーダ/ライタ側アンテナANTk以外のアンテナからも第k周波数の電波が放出されるが、リーダ/ライタ側アンテナANTk以外のアンテナは離れており、リーダ/ライタ側アンテナANTk以外のアンテナから送信される電波は弱い。
更に、ICタグITk以外のICタグのICタグ側アンテナの共振周波数も第k周波数でないことから、ICタグITk以外のICタグのICタグ側アンテナに誘導される信号は非常に弱く、通信を行うことはできない。
リーダ/ライタ1がICタグITk以外のICタグ、例えばICタグIT2と通信を行う場合は、制御回路部4は、切替回路部3に該ICタグIT2に対応した第2周波数の搬送波S2を選択し、記憶部5に記憶されている該ICタグIT2のセレクトデータと、通信プロトコル等の情報を、第2周波数の搬送波S2と共に変復調回路部MD2に出力することで、ICタグITkの場合と同様にICタグIT2だけと通信を行うことができる。
ICタグとリーダ/ライタとの通信速度は、搬送波の周波数が高いほど速くなるので、リーダ/ライタとICタグとの間で通信を行う周波数は、ICタグが取り付けられている環境や、必要な通信速度に応じて変える。
ICタグが取り付けられている部分、例えば面の材質が金属や導電材料である場合は、これらの材質の影響を受けにくい120kHzから500kHzの低周波数を選択する。また、ICタグが非金属や絶縁材料等に取り付けられている場合は、13.56MHzの高周波を使用し、通信速度も速くすることができる。
更に、要求される通信速度と、ICタグ取り付け部分の環境によって、900kHzや2.4GHz等の周波数も選択可能である。
なお、図1では、発振回路部2は、複数の搬送波S1〜Smを生成して出力するようにしたが、図2で示すように、発振回路部2は1つの搬送波、例えば搬送波S1を生成して出力し、分周回路部10で該搬送波S1を分周して搬送波S2〜Smを生成して出力するようにしてもよい。図2では、図1と同じもの又は同様のものは同じ符号で示しており、ここではその説明を省略すると共に図1との相違点のみ説明する。
図2において、発振回路部2aで生成された搬送波S1は、切替回路部3及び分周回路部10にそれぞれ出力され、分周回路部10は、入力された搬送波S1を異なる分周比で分周して搬送波S2〜Smをそれぞれ生成して切替回路部3に出力する。
また、図2において、切替回路部3及び分周回路部10の動作を制御回路部4によってソフトウエア処理で行うようにしてもよく、このようにした場合、図2は図3のようになる。図3における図2との相違点は、図2の切替回路部3及び分周回路部10をなくし、図2の制御回路部4を制御回路部4aにした。図3において、発振回路部2aから出力された搬送波S1は制御回路部4aに入力され、制御回路部4aは、入力された搬送波S1から搬送波S2〜Smを生成する機能を備えている。リーダ/ライタ1がICタグITkと通信を行う場合は、制御回路部4aは、記憶部5に記憶されているICタグITkの共振周波数のデータを読み取り、該読み取った共振周波数の搬送波を生成する。
制御回路部4aは、更に、記憶部5に記憶されているICタグITkのセレクトデータと、通信プロトコル等の情報を取り出し、生成した搬送波と共に変復調回路部MDkに出力する。なお、制御回路部4aは、記憶部5に記憶されているICタグITkの共振周波数の搬送波が搬送波S1である場合、記憶部5に記憶されているICタグITkのセレクトデータと、通信プロトコル等の情報を発振回路部2aから入力された搬送波S1と共に変復調回路部MDkに出力する。
次に、図4は、本第1の実施の形態におけるリーダ/ライタを複写機やプリンタ等の装置に応用した場合の例を示したものである。なお、図4では、図1の発振回路部2、切替回路部3、制御回路部4、記憶部5及び変復調回路部MD1,MD2を回路部6として示している。
図4において、装置11には複数のパーツ15,16が取り付け部12に取り付けられている。例えば、装置11が複写機やプリンタ等の場合、パーツ15,16としてはトナー部等が考えられる。装置11の性能を確保するため、該パーツ15,16の各情報をそれぞれチェックする必要がある。そこで、パーツ15,16にICタグIT1,IT2を取り付け、リーダ/ライタ1で各パーツ15,16に取り付けられたICタグIT1,IT2の情報を確認する。
パーツ15には、ICタグIT1が取り付けられている。該取り付け位置は、パーツ15を装置11に取り付けるための取り付け部12付近に設ける。ICタグIT1と通信を行うリーダ/ライタ1のリーダ/ライタ側アンテナANT1は、装置11の取り付け部12に配置され、しかもパーツ15に取り付けられたICタグIT1にできるだけ近い位置に取り付ける。パーツ16に取り付けられたICタグIT2とリーダ/ライタ側アンテナANT2の取り付け位置についても同様である。
パーツ15の材質が非金属又は絶縁材料であれば、ICタグIT1と通信を行う第1周波数は13.56MHz等の高周波を選択することにより、データの転送速度を速くすることができる。また、パーツ16のように材質が金属又は導電材料の場合は、金属にも影響を受けにくい通信周波数として120kHzから500kHzの低周波を選択する。更に、パーツの材質と必要な通信速度の兼ね合いで上記以外の周波数、例えば900kHzや2.4GHz等を使用することもできる。
装置11には複数のパーツが取り付け部12に取り付けられている。装置11の性能を確保するため、各パーツの情報をチェックする必要がある。そこで、図4で示すように、各パーツにICタグを取り付け、リーダ/ライタで各パーツに取り付けられたICタグの情報を確認するようにすればよい。
なお、図4では、パーツの数が2つの場合を例に示したが、装置11に取り付けるすべてのパーツにICタグを取り付けることもできる。
このように、本第1の実施の形態におけるリーダ/ライタは、ICタグIT1〜ITnが取り付けられている環境に応じて、その環境に影響されにくい周波数の搬送波を選択してICタグとの通信を行うようにした。このため、ICタグとの確実な通信を行うことができ、更にICタグが取り付けられている環境の影響が小さい場合は、搬送波の周波数を高くしてデータ通信速度を上げるようにして通信速度の向上を図ることができる。
本発明の第1の実施の形態におけるICタグ用リーダ/ライタの構成例を示した図である。 本発明の第1の実施の形態におけるICタグ用リーダ/ライタの他の構成例を示した図である。 本発明の第1の実施の形態におけるICタグ用リーダ/ライタの他の構成例を示した図である。 図1のICタグ用リーダ/ライタ1を装置に応用した場合の例を示したものである。 従来のリーダ/ライタの構成例を示したブロック図である。
符号の説明
1 リーダ/ライタ
2 発振回路部
3 切替回路部
4 制御回路部
5 記憶部
11 装置
12 取り付け部
15,16 パーツ
MD1〜MDn,MDa1〜MDan 変復調回路部
ANT1〜ANTn リーダ/ライタ側アンテナ
ANTa1〜ANTan ICタグ側アンテナ
IT1〜ITn ICタグ

Claims (7)

  1. 通信周波数の異なる複数のICタグに対してデータの書き込み及び読み出しを行うICタグ用リーダ/ライタにおいて、
    対応するICタグと通信を行うためのそれぞれのリーダ/ライタ側アンテナを有し、該各リーダ/ライタ側アンテナから送受信される信号に対して変調又は復調を対応して行う通信回路部と、
    周波数の異なる複数の搬送波をそれぞれ生成して出力する発振回路部と、
    入力された制御信号に応じて、該発振回路部から出力された各搬送波の内1つを排他的に選択して出力する切替回路部と、
    該切替回路部から出力された搬送波と前記送信データ信号を同期させて前記通信回路部にそれぞれ出力する制御回路部と、
    前記各ICタグの通信情報を記憶した記憶部と、
    を備え、
    前記各ICタグは、使用される環境に応じて共振周波数があらかじめ設定されたICタグ側アンテナがそれぞれ設けられており、前記制御回路部は、記憶部に記憶された通信情報から、通信を行う所望のICタグに設けられたICタグ側アンテナの共振周波数と同じ周波数の搬送波を選択するように前記切替回路部の動作制御を行い、前記発振回路部は、各ICタグが取り付けられた環境条件に応じてあらかじめ設定された各周波数の搬送波をそれぞれ生成して出力することを特徴とするICタグ用リーダ/ライタ。
  2. 前記発振回路部は、ICタグ側アンテナが取り付けられた部分の材料に応じてあらかじめ設定された周波数の搬送波をそれぞれ生成して出力することを特徴とする請求項1記載のICタグ用リーダ/ライタ。
  3. 前記制御回路部は、ICタグ側アンテナが取り付けられた部分が金属又は導電材料の場合は低周波の搬送波を、非金属又は非導電材料の場合は該低周波の搬送波よりも高い周波数の搬送波を選択することを特徴とする請求項1又は2記載のICタグ用リーダ/ライタ。
  4. 前記各リーダ/ライタ側アンテナは、対応するICタグが有するICタグ側アンテナに近接してそれぞれ配置されると共に、共振周波数を該対応するICタグ側アンテナとそれぞれ同じであることを特徴とする請求項記載のICタグ用リーダ/ライタ。
  5. ICタグが設けられた所定の機能を有する少なくとも1つのパーツを有し、該ICタグに対してデータの書き込み及び読み出しを行うICタグ用リーダ/ライタを有する装置において、
    前記ICタグ用リーダ/ライタは、
    対応するICタグと通信を行うためのそれぞれのリーダ/ライタ側アンテナを有し、該各リーダ/ライタ側アンテナから送受信される信号に対して変調又は復調を対応して行う通信回路部と、
    周波数の異なる複数の搬送波をそれぞれ生成して出力する発振回路部と、
    入力された制御信号に応じて、該発振回路部から出力された各搬送波の内1つを排他的に選択して出力する切替回路部と、
    該切替回路部から出力された搬送波と前記送信データ信号を同期させて前記通信回路部にそれぞれ出力する制御回路部と、
    前記各ICタグの通信情報を記憶した記憶部と、
    を備え、
    前記各ICタグは、使用される環境に応じて共振周波数があらかじめ設定されたICタグ側アンテナがそれぞれ設けられており、前記制御回路部は、記憶部に記憶された通信情報から、通信を行う所望のICタグに設けられたICタグ側アンテナの共振周波数と同じ周波数の搬送波を選択するように前記切替回路部の動作制御を行い、前記発振回路部は、各ICタグが取り付けられた環境条件に応じてあらかじめ設定された各周波数の搬送波をそれぞれ生成して出力することを特徴とする装置
  6. 前記各リーダ/ライタ側アンテナは、対応するICタグが有するICタグ側アンテナに近接してそれぞれ配置されると共に、共振周波数を該対応するICタグ側アンテナとそれぞれ同じであることを特徴とする請求項5記載の装置。
  7. 前記各リーダ/ライタ側アンテナは、前記パーツの取り付け部に配置されることを特徴とする請求項6記載の装置。
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