JP4628084B2

JP4628084B2 - 通信装置

Info

Publication number: JP4628084B2
Application number: JP2004367279A
Authority: JP
Inventors: 章次栗木; 達也藤井; 信治吉岡
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2024-12-20
Also published as: JP2006172359A; US7580675B2; US20060240775A1

Description

本発明は、ＩＤタグとＩＤタグ用リーダ・ライタの両機能を備えた通信装置に関する。

近年、無線通信機能を備えたＩＤタグは、その小型化、低価格化、及びバーコードよりも圧倒的に多くの情報量を扱えることから、多くの製品や商品に取り付けられて利用されるようになってきた。その結果、例えば、商店に陳列されている商品の内容や流通履歴などの情報が、商品に取り付けられているＩＤタグのメモリに格納されることになり、消費者はリーダ・ライタを目的の商品に近づけるだけで商品の情報を確認できるようになった。また、ＩＤタグの普及に伴い、リーダ・ライタにＩＤタグの機能を設け、リーダ・ライタをＩＤタグとして利用する形態も考えられ、例えば、特開２００３−１５０９１６号公報にはＩＤタグ機能付リーダ・ライタが提案されている。

このＩＤタグ機能付リーダ・ライタは、図３のブロック図に示すように、無線通信部１０６を備えており、そこにはリーダ・ライタ機能を有する能動通信部（ＩＤタグ用リーダ・ライタ）１０６Ｂと、ＩＤタグ機能を有する受動通信部（ＩＤタグ）１０６Ａが設けてあり、受動通信部１０６Ａは外部機器から送信された信号（要求信号）を受信してそれに対応する信号（応答信号）を返し、能動通信部１０６Ｂは他の機器に信号（要求信号）を送信すると共に外部機器から返信された信号（応答信号）を受信するように構成されている。

受動通信部１０６Ａは、リーダ・ライタの無線通信エリア内に複数のＩＤタグやリーダ・ライタが混在する環境にあっても相互の干渉を防止するために、外部機器からの読み出し要求や書込み要求の信号の他に、スリープ要求およびスリープ解除要求などの要求信号を受信することができるように構成されており、スリープ要求を受信するとスリープ状態に移行し、外部からの読み出し要求や書込み要求に応答しなくなる。例えば、同一無線通信エリア内に複数の受動通信部１０６Ａが存在する場合、特定の受動通信部１０６Ａ以外をスリープ状態に設定し、複数の受動通信部１０６Ａからの応答が干渉するという問題を回避する。スリープ状態は、受動通信部１０６Ａの状態保持部１０６Ｃに保持されており、スリープ解除要求を受信してスリープが解除されるまで継続する。

能動通信部１０６Ｂは、外部機器への読み出し要求や書込み要求の他に、スリープ要求およびスリープ解除要求などの要求信号を送信すると共に、これに対する応答信号を受信することができる。具体的に、能動通信部１０６Ｂは、スリープ要求を送信すると、通信相手の受動通信部１０６Ａをスリープ状態に遷移させ、スリープ解除要求を送信することにより受動通信部１０６Ａのスリープ状態を解除する。また、能動通信部１０６Ｂは、要求信号を送信する前に、受動通信部１０６Ａ内の状態保持部１０６Ｃを参照して、受動通信部１０６Ａがスリープ状態であるか否かを判断する。そして、受動通信部１０６Ａがスリープ状態であれば、要求信号の送出をディセーブルする。これによって、例えば同一無線通信エリア内に複数の能動通信部１０６Ｂが混在するような場合、要求信号同士が相互に干渉するという問題を回避する。

このような機能以外にも、携帯電話などの携帯機器にＩＤタグとリーダ・ライタの両機能を付加することで、新たな用途が開かれる可能性がある。

特開２００３−１５０９１６号公報

そこで、本発明は、ＩＤタグとＩＤタグ用リーダ・ライタの両機能を備えた通信装置において、ＩＤタグ機能とリーダ・ライタ機能に共通の部分を設け、これにより通信装置の構成を簡略化することを目的とする。

そのため、請求項１に係る発明は、ＩＤタグとＩＤタグ用リーダ・ライタの両機能を備えた通信装置において、
アンテナに接続されたフロントエンド部と、
上記フロントエンド部を制御する制御回路を備え、
上記フロントエンド部は、
他のＩＤタグに送信するデータを変調して上記アンテナに出力する第１の変調回路と、
他のリーダ・ライタに送信するデータを変調する第２の変調回路と、
上記第２の変調回路の出力を増幅し、上記アンテナを駆動するためのドライバ回路と、
上記他のＩＤタグから送信されたデータと上記他のリーダ・ライタから送信されたデータを復調する一つの復調回路と、
上記制御回路から上記フロントエンド部に送信されたデータを上記第１の変調回路と第２の変調回路のいずれかに選択的に入力する入力切換部を備えており、
上記フロントエンド部は、上記制御回路から送信されたコマンド信号を受信し、上記コマンド信号に応じて上記入力切換部を制御するフロントエンド制御回路を備えていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、上記フロントエンド部が、上記制御回路から送信された上記コマンド信号を受信し、上記コマンド信号に応じて上記ドライバ回路を活性化又は非活性化するようにしたことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、上記フロントエンド制御回路が、アンテナが上記他のリーダ・ライタから送信された信号を受信すると上記制御回路に起動信号を送信して上記制御回路を起動させるパワー検出回路を備えていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、少なくとも上記第１の変調回路、上記第２の変調回路及び上記復調回路が一つの集積回路で構成されていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、上記フロントエンド部が一つの集積回路で構成されていることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、上記フロントエンド部と上記制御回路がシリアルのデジタル通信でデータの送受信が行われることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、上記第２の変調回路はＡＳＫ変調方式の変調回路であり、上記第１の変調回路は負荷変調方式の変調回路であることを特徴とする。

請求項８に係る発明は、上記第１の変調回路と上記第２の変調回路がＡＳＫ変調方式の変調回路であることを特徴とする。

このような構成を採用したことにより、請求項１の発明によれば、ＩＤタグ機能とリーダ・ライタ機能を備えた機器のアンテナ部に接続されるフロントエンド部のアナログ回路部分のうち、復調回路をＩＤタグ機能とリーダ・ライタ機能の両方に共通して使用するとともに、制御回路からの信号を切り換える入力切換部を備えているため、回路の簡素化と制御回路とフロントエンドを接続する配線の省力化及び省スペース化が可能にとなる。

また、請求項１の発明によれば、制御回路とフロントエンド部を接続する線が少なくなる。この利点は、１つの制御回路に対して複数のフロントエンド部を備えたシステムを構築する場合、配線スペースと配線コストを抑えるうえで特に有効である。

請求項２の発明によれば、フロントエンド部の省電力化が図れる。

請求項３の発明によれば、制御回路がスタンバイ状態でも、ＩＤタグ／ＩＤタグ用リーダ・ライタをＩＤタグとして機能させることができる。

請求項４の発明は、リーダ・ライタ用変調回路と、ＩＤタグ用変調回路と、復調回路を、１つの集積回路（チップＩＣ）で構成したため、小型で安価なフロントエンド部が構成できる。

請求項５の発明は、フロントエンド部が入力切換部を含み、フロントエンド部を一つの集積回路（チップＩＣ）で構成したので、さらに、小型で安価なフロントエンド部が構成できる。

請求項６の発明は、制御回路からフロントエンド部を離して配置しても、信号の減衰やノイズの放出を少なくできる。

請求項７、８の発明は、変復調方式をＩＳＯ規格に準拠させ、リーダ・ライタ用変調回路をＡＳＫ変調方式とし、ＩＤタグ用変調回路を負荷変調方式とし、復調方式をＡＳＫ復調方式としたので、フロントエンド部の汎用性が向上する。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

実施の形態１

図１は、本発明に係る通信装置の機能構成を示すブロック図である。図において、符号１０で示す本発明の通信装置は、ＩＤタグとＩＤタグ用リーダ・ライタの両機能を備えた通信装置で、他のＩＤタグに記憶されている情報を読み取ると共に当該他のＩＤタグに記憶されている情報を書き換えるＩＤタグ用リーダ・ライタとして動作する機能（リーダ・ライタ機能）と、他のリーダ・ライタからの要求に応じて必要な情報を当該他のリーダ・ライタに送信すると共に当該他のリーダ・ライタの指示に基づいて通信装置の記憶情報を書き換えるＩＤタグとして動作する機能（ＩＤタグ機能）を有する。また、通信装置１０は、ＩＤタグ機能とリーダ・ライタ機能を備えた同種の通信装置との間で、選択的にＩＤタグ又はリーダ・ライタとして動作する。例えば、他の通信装置がリーダ・ライタとして機能するときに当該通信装置１０はＩＤタグとして動作し、他の通信装置がＩＤタグとして機能するときに当該通信装置１０はリーダ・ライタとして動作する。

通信装置１０の具体的形態は携帯機器であることが望ましい。この携帯機器としては、例えば、携帯電話機、携帯型メモリ（記憶される情報のコンテンツが音声、画像、テキストのいずれであるかは問題ではない。）、携帯型デジタル音響機器、携帯型デジタルカメラ、ＰＤＡなどが考えられる。しかし、通信装置１０はそのような装置に限定されるものでなく、土地に固定された設備に取り付けた装置又は当該設備に着脱可能な装置であってもよいし、土地に対して移動可能な設備（例えば自動車）に固定的又は着脱可能に搭載された装置あってもよい。

図１を参照すると、通信装置１０は、概略、アンテナ部１と、アンテナ部１に接続され、送受信データの変復調を行うアナログフロントエンド部（以下、「フロントエンド部」と略す。）１０、フロントエンド部１０を制御する制御回路２０からなる。

フロントエンド部１０は、他のＩＤタグ（図示せず）に送信するデータを変調するリーダ・ライタ用変調回路（第２の変調回路）１２、リーダ・ライタ用変調回路１２の出力を増幅し、アンテナ部１をドライブするためのドライバ回路１６、他のＩＤタグ用リーダ・ライタ（図示せず）に返信するデータを変調するＩＤタグ用変調回路（第１の変調回路）１４、他のＩＤタグから返信されたデータと、他のＩＤタグ用リーダ・ライタから送信されたデータを復調する１つのリーダ・ライタ／タグ用復調回路１３、アンテナ部１が他のＩＤタグ用リーダ・ライタからの電波を受信したことを検出するパワー検出回路１５、制御回路２０とデータの授受を行い、フロントエンド部１０内の各回路を制御するフロントエンド部制御回路１１、および、制御回路２０からフロントエンド部１０に送出されるデータを、リーダ・ライタ用変調回路１２と、ＩＤタグ用変調回路１４のどちらに入力するかを切り換える入力切換部（入力切換手段）１７で構成されている。

制御回路２０は、シリアルＩＮ３１、シリアルＯＵＴ３２およびＷＡＫＥ線３３からなる複数の通信ラインを介してフロントエンド部１０に接続されており、制御回路２０とフロントエンド部１０との間でデジタル信号の送受信が行えるようになっている。制御回路２０からフロントエンド部１０に送られる送信信号はシリアルＩＮ３１を通して送られる。送信信号は図２に示すように、コマンド信号、アドレス信号、エラーチェック信号(ＥＣＣ)、送信データなどで構成されている。

フロントエンド部１０において、入力切換部１７は３つの端子（端子Ａ，端子Ｂ、共通端子Ｃ）を備えており、端子Ａがリーダ・ライタ用変調回路１２に接続され、端子ＢがＩＤタグ用変調回路１４に接続され、共通端子ＣがシリアルＩＮ３１を通じて制御回路２０に接続されている。フロントエンド部制御回路１１はシリアルＩＮ３１に接続されており、制御回路２０から送信された信号がシリアルＩＮ３１を通じてフロントエンド部制御回路１１に入力される。フロントエンド部制御回路１１はまた入力切換部１７に接続されており、シリアルＩＮ３１を通じて制御回路２０から送信された信号に対応する信号が入力切換部１７に入力される。例えば、フロントエンド部制御回路１１は、制御回路２０から出力された信号に含まれるコマンド信号を解析し、コマンド信号がフロントエンド部１０をリーダ・ライタとして機能させる命令の場合、入力切換部１７の端子Ａを選択し、シリアルＩＮ３１をリーダ・ライタ用変調回路１２の入力に接続し、コマンド信号がフロントエンド部１０をＩＤタグとして機能させる命令の場合、入力切換部１７の端子Ｂを選択し、シリアルＩＮ３１をＩＤタグ用変調回路１４の入力に接続する。したがって、制御回路２０からフロントエンド部１０に送信する信号線はシリアルＩＮ３１だけで済む。また、このような構成は、１つの制御回路２０に対して複数のフロントエンド部１０を備えたシステムであって、各々のフロントエンド部１０が制御回路２０から離れて配置されるものにおいて、配線スペースと配線コストを抑えることができる。

フロントエンド部制御回路１１は、制御回路２０から搬送波の出力開始コマンドを受信すると、ドライバ回路１６を活性化してアンテナ部１を励磁する。また、制御回路２０から搬送波の出力停止コマンドを受信すると、ドライバ回路１６を非活性化してアンテナ部１の励磁を停止する。

シリアルＯＵＴ３２は、フロントエンド部１０のリーダ・ライタ／タグ用復調回路１３と制御回路２０を接続しており、フロントエンド部１０がＩＤタグとして機能しているときには他のリーダ・ライタから送られてきた情報を伝送し、リーダ・ライタとして機能しているときには他のＩＤタグから送られてきた情報を伝送する。

パワー検出回路１５は、フロントエンド部１０がリーダ・ライタ機能を実行していない状態で、他のリーダ・ライタから送られてきた電波でアンテナ部１が励磁されると、その起電力を検出してＷＡＫＥ信号を生成し、ＷＡＫＥ線３３を通じて制御回路２０に送信する。制御回路２０はスタンバイ状態であっても、ＷＡＫＥ信号を受信すると起動し、フロントエンド部１０がＩＤタグとして機能するためのコマンド信号を送信する。

リーダ・ライタ用変調回路１２の入力は入力切換部１７の端子Ａに接続されており、フロントエンド部１０がリーダ・ライタとして機能している状態で作動し、制御回路２０から送信されてきたデータを振幅シフト・キーイング(ＡＳＫ)方式で変調してドライバ回路に送信する。

ＩＤタグ用変調回路１４は入力切換部１７の端子Ｂに接続されており、フロントエンド部１０がＩＤタグとして機能している状態で作動し、制御回路２０から送信されてきたデータをロード・スイッチング(負荷変調)方式で変調してアンテナ部１に送信する。

リーダ・ライタ／タグ用復調回路１３は、フロントエンド部１０がＩＤタグとして機能している場合とリーダ・ライタとして機能している場合のいずれの場合も動作し、アンテナ部１からの信号を復調し、デジタル信号に変換してシリアルＯＵＴ３２を介して制御回路２０伝送する。本実施の形態において、リーダ・ライタ／タグ用復調回路１３の復調方式は、振幅シフト・キーイング(ＡＳＫ)方式である。このような構成を採用したことにより、フロントエンド部１０がＩＤタグとして機能する場合とリーダ・ライタとして機能する場合の復調回路を１つのリーダ・ライタ／タグ用復調回路１３で構成したので、回路規模の縮小が図れる。また、リーダ・ライタ用変調回路１２とＩＤタグ用変調回路１４の変調方式をそれぞれＡＳＫ方式とロード・スイッチング(負荷変調)方式とし、ＩＤタグ用変調回路を負荷変調方式としてＩＳＯ規格に準拠させたため、フロントエンド部の汎用性が向上する。この結果、フロントエンド部１０の汎用性が向上し、多様なシステムにおいて利用可能となる。その結果、フロントエンド部１０を一つの集積回路として構成（ＩＣ化）するとともに、ＩＣ化されたフロントエンド部１０を大量に供給することで、その低価格化も可能となる。

なお、上述した実施の形態１では、入力切換部１７を切り換えるための信号をシリアルＩＮ３１からフロントエンド部制御回路１１に入力しているが、図１に点線で示すように、制御回路２０とフロントエンド部制御回路１１を接続する通信ライン３４を設け、この通信ライン３４を通じて制御回路２０からフロントエンド部制御回路１１に入力切換部１７の切り換え信号を送信してもよい。

実施の形態２

図４は、本発明に係る、ＩＤタグとＩＤタグ用リーダ・ライタの両機能を備えた通信装置の実施の形態２を示す回路ブロック図である。実施の形態２の通信装置は、上述した実施の形態１の通信装置に類似の構成を有する。したがって、実施の形態２における構成部分のうち、実施の形態１の構成部分と同一又は類似のものには同一の符号が付されている。実施の形態２が実施の形態１と異なる点は、入力切換部１７の切換が制御回路２０から出力される信号によって直接的に制御されることである。具体的に、実施の形態２において、フロントエンド部１０は端子（ピン端子）４０を備えており、この端子４０を介して制御回路２０と入力切換部１７が接続されており、制御回路２０から出力される信号（入力切換信号）に基づいて、入力切換部１７がシリアルＩＮ３１をリード・ライト用変調回路１２又はＩＤタグ用変調１４のいずれか一方に選択的に接続されるように構成されている。したがって、フロントエンド部１０をリーダ・ライタとして機能させる場合、制御回路２０は入力切換部１７の端子Ａと共通端子Ｃを接続し、シリアルＩＮ３１をリーダ・ライタ用変調回路１２の入力に接続する。また、フロントエンド部１０をＩＤタグとして機能させる場合、制御回路２０は、入力切換部１７の端子Ｂを共通端子Ｃに接続し、シリアルＩＮ３１をＩＤタグ用変調回路１４の入力に接続する。

このような構成を採用したことにより、制御回路２０からフロントエンド部１０に送信する信号線はシリアルＩＮ３１だけで済む。したがって、１つの制御回路２０に対して複数のフロントエンド部１０を備えたシステムであって、各々のフロントエンド部１０を制御回路２０から離して配置したシステムにおいては、配線スペースと配線コストを抑えることができる。

本発明に係る通信装置の実施の形態１を示す回路ブロック図。図１に示す制御回路からフロントエンド部に送信されるデータファーマットを説明するための図。ＩＤタグとＩＤタグ用リーダ・ライタの両機能を備えた従来の通信装置のブロック図。本発明に係る通信装置の実施の形態２を示す回路ブロック図。

符号の説明

１：アンテナ部、１０：フロントエンド部、１１：フロントエンド部制御回路、１２：リーダ・ライタ用変調回路、１３：リーダ・ライタ／タグ用復調回路、１４：ＩＤタグ用変調回路、１５：パワー検出回路、１６：ドライバ回路、２０：制御回路。

Claims

ＩＤタグとＩＤタグ用リーダ・ライタの両機能を備えた通信装置において、
アンテナに接続されたフロントエンド部と、
上記フロントエンド部を制御する制御回路を備え、
上記フロントエンド部は、
他のＩＤタグに送信するデータを変調して上記アンテナに出力する第１の変調回路と、
他のリーダ・ライタに送信するデータを変調する第２の変調回路と、
上記第２の変調回路の出力を増幅し、上記アンテナを駆動するためのドライバ回路と、
上記他のＩＤタグから送信されたデータと上記他のリーダ・ライタから送信されたデータを復調する一つの復調回路と、
上記制御回路から上記フロントエンド部に送信されたデータを上記第１の変調回路と第２の変調回路のいずれかに選択的に入力する入力切換部を備えており、
上記フロントエンド部は、上記制御回路から送信されたコマンド信号を受信し、上記コマンド信号に応じて上記入力切換部を制御するフロントエンド制御回路を備えていることを特徴とする通信装置。
上記フロントエンド部は、上記制御回路から送信された上記コマンド信号を受信し、上記コマンド信号に応じて上記ドライバ回路を活性化又は非活性化するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
上記フロントエンド制御回路は、アンテナが上記他のリーダ・ライタから送信された信号を受信すると上記制御回路に起動信号を送信して上記制御回路を起動させるパワー検出回路を備えていることを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
少なくとも上記第１の変調回路、上記第２の変調回路及び上記復調回路が一つの集積回路で構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一に記載の通信装置。
上記フロントエンド部が一つの集積回路で構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一に記載の通信装置。
上記フロントエンド部と上記制御回路はシリアルのデジタル通信でデータの送受信が行われることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一に記載の通信装置。
上記第２の変調回路はＡＳＫ変調方式の変調回路であり、上記第１の変調回路は負荷変調方式の変調回路であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一に記載の通信装置。
上記第１の変調回路と上記第２の変調回路はＡＳＫ変調方式の変調回路であることを特
徴とする請求項１〜６のいずれか一に記載の通信装置。