JP5231180B2 - Non-contact IC tag device - Google Patents
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Description
本発明は、非接触で情報を交信する非接触ICタグ装置に関し、特に、物理的な切断作業を行う物品の状態変化を、使用する毎に確認することができる非接触ICタグ装置に関する。 The present invention relates to a non-contact IC tag device that communicates information in a non-contact manner, and more particularly, to a non-contact IC tag device that can confirm a change in the state of an article to be physically cut every time it is used.
従来、物品を識別するために、共振回路を複数有し、各共振回路間における共振の特性の相対的な関係が固有の情報を表しており、物品の自動識別に用いられるIDタグ(例えば、特許文献1参照。)、複数ビットからなるデータの設定により送信周波数が設定可能な無線タグを用いることで盗難物品を識別する万引き盗難防止装置(例えば、特許文献2参照。)等が知られており、これらを用いることにより物品の識別が行われていた。 Conventionally, in order to identify an article, there are a plurality of resonance circuits, and the relative relationship of the resonance characteristics between the resonance circuits represents unique information, and an ID tag (for example, Patent Document 1), and a shoplifting anti-theft device for identifying a stolen article by using a wireless tag whose transmission frequency can be set by setting data consisting of a plurality of bits (see, for example, Patent Document 2). The articles are identified by using these.
しかし、このような物品の識別は、正式に購入されたか否かをタグの有無で判別し、またその種類を設定される共振周波数で識別するものであったり、複数の共振回路の相対的な関係を個々の物品で異ならせることにより、物品の種類を識別するものであったりするものであり、その物品の状態までは識別することはできなかった。 However, the identification of such an article is made by determining whether or not the product has been officially purchased based on the presence or absence of a tag, and identifying the type by a set resonance frequency, or by comparing the relative frequency of a plurality of resonance circuits. By making the relationship different for each article, the type of the article is identified, and the state of the article cannot be identified.
そこで、物品の状態を識別可能とするものとして、外的要因の変化により共振周波数が変化するように設定された共振回路を有する共振タグ(例えば、特許文献3参照。)等のICタグにより、物品の環境変化を検知するICタグが知られている。
しかしながら、このような外的要因の変化を検知することができるICタグは、セラミックコンデンサ等を用いて、温度変化によるセラミックコンデンサの容量変化により外的要因が変化したことを検知するものであり、特別な素子を設け、これが外的要因により影響を受けることで達成されるものであった。 However, an IC tag that can detect such a change in external factor is to detect that the external factor has changed due to a change in the capacitance of the ceramic capacitor due to a temperature change using a ceramic capacitor or the like. This was achieved by providing a special element, which was influenced by external factors.
本発明は、このような特別な素子を使用しなくても、物品の使用状態を正確に把握することができるものであって、かつ複数の使用状態を正確に判別することができる非接触ICタグ装置を提供することを目的とする。 The present invention is a non-contact IC capable of accurately grasping the use state of an article without using such a special element and accurately discriminating a plurality of use states. An object is to provide a tag device.
上記目的を達成するために、本発明の非接触ICタグ装置は、キャパシタ及びアンテナコイルからなる共振回路と接続されているICチップで構成されるICタグ回路を複数個有する非接触ICタグ装置であって、共振回路は、それぞれキャパシタに対して並列に形成された1つ以上の共振周波数調整用キャパシタを有しており、非接触ICタグ装置は、複数の共振回路の配線を断線させて共振周波数調整用キャパシタの一部又は全部を共振回路から除くことができる切断部を有し、該切断部により配線が断線されることで複数の共振回路の少なくとも1つの共振周波数が高周波数側へシフトすることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a non-contact IC tag device of the present invention is a non-contact IC tag device having a plurality of IC tag circuits composed of IC chips connected to a resonance circuit composed of a capacitor and an antenna coil. The resonance circuit has one or more resonance frequency adjusting capacitors formed in parallel with the capacitors, and the non-contact IC tag device resonates by disconnecting the wires of the plurality of resonance circuits. A cutting part that can remove a part or all of the frequency adjusting capacitor from the resonance circuit is provided, and the wiring is disconnected by the cutting part, so that at least one resonance frequency of the plurality of resonance circuits is shifted to the high frequency side. It is characterized by doing.
本発明の非接触ICタグ装置のICタグ回路は、従来の非接触ICタグと同様に、少なくとも、メモリ、メモリからの情報の読出しを行う制御部を有するICチップを有し、該ICチップには送受信用のアンテナコイル及びキャパシタを備えた共振回路が接続され、メモリ等から読出された情報をアンテナを介して送信し得るように構成されている。 The IC tag circuit of the non-contact IC tag device of the present invention has at least an IC chip having a memory and a control unit for reading information from the memory, as in the conventional non-contact IC tag. Is connected to a resonance circuit including an antenna coil for transmission and reception and a capacitor so that information read from a memory or the like can be transmitted via the antenna.
本発明の非接触ICタグ装置は、このようなICタグ回路を複数個有することが特徴であり、さらに、このICタグ回路はICチップに接続された共振回路のキャパシタに対して複数個の共振周波数調整用キャパシタが並列に接続されて構成され、この共振周波数調整用キャパシタは共振周波数を所定の値に設定するのに用いられる。 The contactless IC tag device of the present invention is characterized by having a plurality of such IC tag circuits, and further, the IC tag circuit has a plurality of resonances with respect to a capacitor of a resonance circuit connected to the IC chip. A frequency adjustment capacitor is connected in parallel, and this resonance frequency adjustment capacitor is used to set the resonance frequency to a predetermined value.
そして、本発明の非接触ICタグ装置は、複数のICタグ回路ごと(すなわちICチップごと)に設けられた共振回路の少なくとも1つから、配線を断線させて共振周波数調整用キャパシタの一部又は全部を除くことができる切断部を有している。この切断部は、1つの共振回路から共振周波数調整用キャパシタの一部又は全部を除くようにしてもよく、複数又は全ての共振回路から、それぞれ共振周波数調整用キャパシタの一部又は全部を除くことができるようにしてもよい。 The non-contact IC tag device of the present invention includes a part of the resonance frequency adjusting capacitor by disconnecting the wiring from at least one of the resonance circuits provided for each of the plurality of IC tag circuits (that is, for each IC chip). It has a cutting part that can be removed entirely. This cutting section may be configured such that a part or all of the resonance frequency adjustment capacitor is removed from one resonance circuit, and a part or all of the resonance frequency adjustment capacitor is removed from a plurality or all of the resonance circuits. You may be able to.
この切断部により配線を断線させることで、共振回路から共振周波数調整用キャパシタが除かれて、キャパシタンスが減少した共振回路は、その共振周波数が高周波側へシフトして、リーダ/ライタとの反応が変化するようになる。この反応の変化により、例えば、ICタグ回路とリーダ/ライタとの通信可能最低電力又は最大通信距離が変化するので、これを検知することで容易に物品の状態の変化の有無を判断することができる。ここで、共振周波数調整用キャパシタが除かれて共振周波数が変化したことにより、通信可能最低電力又は最大通信距離が所定の閾値を超えて変化した場合に、状態の変化があったとする。 By disconnecting the wiring by this cutting part, the resonance frequency adjusting capacitor is removed from the resonance circuit, and the resonance circuit whose capacitance is reduced shifts the resonance frequency to the high frequency side and reacts with the reader / writer. To change. Due to the change in the reaction, for example, the minimum communicable power or the maximum communication distance between the IC tag circuit and the reader / writer changes. By detecting this, it is possible to easily determine whether there is a change in the state of the article. it can. Here, it is assumed that the state has changed when the minimum communicable power or the maximum communication distance changes beyond a predetermined threshold due to the change in the resonance frequency by removing the resonance frequency adjustment capacitor.
このとき、共振周波数調整用キャパシタを除くことで共振周波数がシフトし、このシフトに基づいて通信可能最低電力又は最大通信距離が変化するため、複数又は全ての共振回路から共振周波数調整用キャパシタの一部を除いた場合は、そのうちの1つの共振回路のみが通信可能最低電力又は最大通信距離を所定の閾値を超えて変化させる程度に共振周波数がシフトし、他の共振回路の共振周波数のシフトは通信可能最低電力又は最大通信距離を変化させない(つまり所定の閾値以下である)ことが好ましい。 At this time, the resonance frequency shifts by removing the resonance frequency adjustment capacitor, and the minimum communicable power or the maximum communication distance changes based on this shift. Therefore, one or more resonance circuits adjust the resonance frequency adjustment capacitor. In this case, the resonance frequency is shifted to such an extent that only one of the resonance circuits can change the minimum communicable power or the maximum communication distance beyond a predetermined threshold, and the resonance frequency shift of the other resonance circuits is It is preferable not to change the minimum communicable power or the maximum communication distance (that is, below a predetermined threshold).
これは、非接触ICタグ装置の有する複数の共振回路のうち、1つの変化が読み取れれば、状態が変化したことを読み取ることができるからであり、同時に二つの共振回路の共振周波数を所定の閾値以上に大きくシフトさせることは、状態の変化が重複して生じ、状態変化の識別回数を減らすこととなってしまうためである。つまり、通信可能最低電力又は通信最大距離の変化が、ICタグ回路ごと(すなわちICチップごと)に異なる切断部で変化が生じるようにすることが好ましい。 This is because, if one change can be read among a plurality of resonance circuits included in the non-contact IC tag device, it is possible to read that the state has changed, and at the same time, the resonance frequencies of the two resonance circuits are set to a predetermined value. A large shift beyond the threshold value is due to the occurrence of overlapping state changes and a reduction in the number of state change identifications. In other words, it is preferable that the change in the minimum communicable power or the maximum communication distance occurs at different cutting portions for each IC tag circuit (that is, for each IC chip).
さらに、このようにシフトする共振周波数は、少なくとも、非接触ICタグ装置と通信を行うリーダ/ライタが送信する通信信号の搬送波より低い周波数の状態から、前記搬送波に近い(ほぼ一致した)周波数の状態へシフトするのが好ましく、さらに、前記搬送波より高い周波数の状態にまでシフトすることが好ましい。これは、搬送波の周波数と共振周波数が十分に近い場合に、通信可能最低電力が最も小さい電力量となり、最大通信距離は最も長くなるため、その共振周波数の変化を検知するのに極めて有効であるためである。このように搬送波に近い周波数を経由させることで状態変化の識別を効果的に行なうことができる。 Further, the resonance frequency shifted in this way is at least a frequency close to (substantially coincident with) the carrier from a state of a frequency lower than the carrier of the communication signal transmitted by the reader / writer communicating with the non-contact IC tag device. It is preferable to shift to a state, and it is also preferable to shift to a state having a frequency higher than that of the carrier wave. This is extremely effective in detecting changes in the resonance frequency because the lowest communicable power is the smallest power amount and the maximum communication distance is the longest when the carrier frequency and the resonance frequency are sufficiently close. Because. Thus, the state change can be identified effectively by passing the frequency close to the carrier wave.
そして、上記説明した通り、切断部とは、複数の共振回路の一部を断線させるものであり、本発明においては、この切断部により複数の共振回路の配線を断線させることで、複数あるICタグ回路(すなわちICチップ)の少なくとも1つの通信可能最低電力又は最大通信距離を変化させて、使用状態の判別を行うことを可能とする重要な構成要素である。 As described above, the cutting part is a part of a plurality of resonance circuits, and in the present invention, a plurality of ICs are formed by disconnecting the wirings of the plurality of resonance circuits by the cutting part. This is an important component that makes it possible to determine the use state by changing the minimum communicable power or the maximum communication distance of at least one of the tag circuits (that is, the IC chip).
ここで、通信可能最低電力とは、リーダ/ライタと非接触ICタグ装置の各ICタグ回路とが相互に通信することが可能となる最低の電力をいうが、ここでいう電力とは、本発明の非接触ICタグ装置と通信を行うリーダ/ライタに設定された通信電力のことをいう。つまり、本願発明における通信可能最低電力とは、リーダ/ライタに適宜設定された通信電力であって、ICタグ回路のICチップとの通信を可能とする最低のものである。 Here, the lowest communicable power is the lowest power that enables the reader / writer and each IC tag circuit of the non-contact IC tag device to communicate with each other. The communication power set in the reader / writer that communicates with the non-contact IC tag device of the invention. In other words, the lowest communicable power in the present invention is a communication power that is appropriately set in the reader / writer, and is the lowest that enables communication with the IC chip of the IC tag circuit.
したがって、本願発明において、「通信可能最低電力が変化する」とは、リーダ/ライタに複数設定された通信電力のうち、断線の前後において、ICタグ回路のICチップとの通信可能な最も低い設定電力が変化することをいう。例えば、リーダ/ライタが大電力と小電力の2段階の電力設定を有している場合に、断線前は大電力での通信のみが可能であったものが、断線後は小電力での通信も可能となり、さらに別の切断部で断線させることで小電力での通信が不可となり、大電力での通信しか行うことができなくなるというように、通信可能最低電力が、大電力から小電力、さらに大電力へと変化するものが例示される。 Therefore, in the present invention, “the minimum communicable power changes” means the lowest setting that allows communication with the IC chip of the IC tag circuit before and after disconnection among a plurality of communication powers set in the reader / writer. It means that electric power changes. For example, when the reader / writer has two power settings of high power and low power, communication with only high power was possible before disconnection, but communication with low power after disconnection was possible. It is also possible to communicate with low power by disconnecting at another disconnection part, and only communication with high power can be performed, so that the lowest communicable power is from high power to low power, Furthermore, what changes to high electric power is illustrated.
また、最大通信距離とは、リーダ/ライタと非接触ICタグ装置の各ICタグ回路とが相互に通信することが可能となる最大の通信距離のことをいうが、ここでいう距離とは、一定の電力を供給したときに、本発明の非接触ICタグ装置の各ICタグ回路のICチップと通信を行うために適宜設定された距離をいい、リーダ/ライタとの通信可能な範囲を示すものである。 The maximum communication distance refers to the maximum communication distance at which the reader / writer and each IC tag circuit of the non-contact IC tag device can communicate with each other. When a certain amount of power is supplied, this is a distance set appropriately for communication with the IC chip of each IC tag circuit of the non-contact IC tag device of the present invention, and indicates a range where communication with the reader / writer is possible. Is.
したがって、本願発明において、「最大通信距離が変化する」とは、リーダ/ライタから一定の通信電力を供給したときに、断線の前後において、ICタグ回路のICチップとの通信可能な設定距離が変化することをいう。例えば、リーダ/ライタとICタグ回路との距離を長短の2段階で設けた場合に、ある切断部での断線前は短距離での通信が可能で、長距離での通信ができなかったものが、断線後は長距離での通信も可能となり、最大通信距離が伸び、さらに別の切断部を断線することで、今度は長距離での通信は不可となり、短距離での通信のみが可能となるように、最大通信距離が短距離から長距離、さらには短距離へと変化するものが例示される。 Therefore, in the present invention, “the maximum communication distance changes” means that when a certain communication power is supplied from the reader / writer, the set distance at which communication with the IC chip of the IC tag circuit is possible before and after disconnection. It means changing. For example, when the distance between the reader / writer and the IC tag circuit is provided in two stages, long and short, communication at a short distance is possible before disconnection at a certain cutting section, and communication at a long distance is not possible However, long-distance communication is possible after disconnection, the maximum communication distance is extended, and further disconnection is disconnected, this time it becomes impossible to communicate over long distances, only communication over short distances is possible For example, the maximum communication distance is changed from a short distance to a long distance, and further to a short distance.
そして、本発明の非接触ICタグ装置は、上述したように、その非接触ICタグ装置が有する複数のICタグ回路のICチップの、それぞれの通信可能最低電力又は最大通信距離の変化が異なる切断部の断線操作の際に生じるように構成されていることが好ましく、このようにすれば、断線の操作を複数回行ったときに、実際に断線されて、共振周波数が通信可能最低電力又は最大通信距離を変化させるほど変化するICチップは1つだけである。 As described above, the non-contact IC tag device of the present invention has a different minimum power or maximum communication distance of the IC chips of the plurality of IC tag circuits included in the non-contact IC tag device. It is preferable to be configured so as to occur at the time of disconnection operation of the part. In this way, when the disconnection operation is performed a plurality of times, the disconnection is actually performed and the resonance frequency becomes the lowest communicable power or maximum There is only one IC chip that changes as the communication distance changes.
すなわち、ICタグ回路1つでは、例えば、図1の実線に示したように、容量変化が生じた際に、共振周波数がf1のように大電力が必要であったところから、共振周波数は高周波側へシフトしていきf2となり、小電力でも通信が可能となる。さらに容量変化が生じた際に、共振周波数がさらに高周波側へシフトしていきf3となり、小電力での通信が不可となり、大電力での通信のみが可能となる。 That is, in one IC tag circuit, for example, as shown by a solid line in FIG. 1, when a capacitance change occurs, a resonance frequency is a high frequency because a large power is required such as a resonance frequency f1. Shifting to the side becomes f2, and communication is possible even with low power. When the capacitance further changes, the resonance frequency further shifts to the high frequency side to become f3, and communication with low power becomes impossible, and only communication with high power is possible.
このとき、通信可能最低電力は大と小の2つの状態を判別することができるのみである。なお、図1は、共振周波数の変化と通信可能最低電力比との関係を示した図である。ここで、リーダ/ライタの通信信号の搬送波の周波数はf2である。 At this time, the lowest communicable power can only distinguish between two states, large and small. FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the change in resonance frequency and the lowest communicable power ratio. Here, the frequency of the carrier wave of the communication signal of the reader / writer is f2.
このとき、複数のICタグ回路を使用することにより、そのICタグ回路のICチップの通信可能最低電力又は最大通信距離の組み合わせにより、異なる使用状態を判別することができる。例えば、2つのICタグ回路(すなわち2つのICチップ)を使用した場合は、通信可能最低電力又は最大通信距離の組み合わせにより4つの使用状態を識別することができ、3つのICタグ回路(すなわち3つのICチップ)を使用した場合は6つの使用状態を識別することができ、ICタグ回路の個数(すなわちICチップの使用する個数)を増やすことで使用状態の識別数をさらに増やすことができる。 At this time, by using a plurality of IC tag circuits, different usage states can be determined depending on the combination of the minimum communicable power or the maximum communication distance of the IC chip of the IC tag circuit. For example, when two IC tag circuits (that is, two IC chips) are used, four usage states can be identified by a combination of minimum communicable power or maximum communication distance, and three IC tag circuits (that is, three IC chips). When six IC chips are used, six usage states can be identified, and the number of usage state identifications can be further increased by increasing the number of IC tag circuits (that is, the number of IC chips used).
なお、上記説明では、通信可能最低電力及び最大通信距離について、2段階の設定をしている場合の説明を行ったが、さらに、3段階にした場合、例えば通信可能最低電力で見れば、リーダ/ライタが大電力、中電力及び小電力の3段階の電力設定を有している場合には図2に示したように、断線前は大電力での通信のみが可能であったものが、断線させ容量が変化する毎に中電力、小電力での通信も可能となり、さらに断線させて小電力での通信が不可で中電力と大電力での通信が可能となり、次に断線させて中電力での通信も不可となり大電力での通信しか行うことができなくなるというように、通信可能最低電力が、大電力→中電力→小電力→中電力→大電力へと変化するようにすれば、1つのICチップでの状態変化の識別数が増える。なお、図2は、このときの通信可能最低電力比と共振周波数の関係を示したものであり、搬送波の周波数はf3である。 In the above description, the description has been given of the case where the lowest communicable power and the maximum communication distance are set in two stages. However, in the case of further three stages, for example, in terms of the lowest communicable power, the reader / When the writer has three power settings of high power, medium power and low power, as shown in FIG. 2, only communication with high power was possible before disconnection, Each time the capacity is changed due to disconnection, communication with medium power and low power is possible. Further, communication with low power is impossible due to disconnection, communication with medium power and high power is possible, and then disconnection is performed. If the minimum power that can be communicated is changed from high power → medium power → small power → medium power → high power so that communication with power becomes impossible and only communication with high power can be performed. Increasing number of state change identifications with one IC chip . FIG. 2 shows the relationship between the lowest communicable power ratio and the resonance frequency at this time, and the frequency of the carrier wave is f3.
このように、1つのICチップによる状態の識別(通信電力又は通信距離を複数段で測定することができるようにしておくこと)と、複数のICチップを組み合わせた通信状態の識別とを組み合わせることで、適用する物品に応じた最適な識別可能数を適宜設定することができる。 In this way, combining the identification of the state by one IC chip (so that the communication power or the communication distance can be measured in a plurality of stages) and the identification of the communication state by combining a plurality of IC chips. Thus, the optimum identifiable number according to the applied article can be set as appropriate.
また、本発明の非接触ICタグ装置のICチップの制御部は、メモリに対してICチップ識別コードを読み出したりするものである。なお、ICチップ識別コードは、例えば読出し専用メモリ(ROM)に予め記憶されており、これに基づいて各ICチップの通信可能最低電力又は最大通信距離を確認することができる。 Further, the IC chip control unit of the non-contact IC tag device of the present invention reads an IC chip identification code from the memory. The IC chip identification code is stored in advance in, for example, a read-only memory (ROM), and based on this, the minimum communicable power or the maximum communication distance of each IC chip can be confirmed.
ここで、本発明の非接触ICタグ装置は、電池で駆動する素子等を必須としないため、電池を有しない構成とすることができ、この場合、メモリとして不揮発性メモリを用いればよい。しかしながら、当然メモリに電池から電力が供給されるようにして揮発性メモリを用いることもできる。ここで電池を用いる場合には、例えば、クロックを設けて時刻データを得られるようにすれば、共振回路が断線された時刻等をメモリに記憶させ、使用状態の現状把握のみでなく、いつ使用されたかという情報も把握することができる。 Here, since the non-contact IC tag device of the present invention does not require an element driven by a battery and the like, it can be configured without a battery. In this case, a nonvolatile memory may be used as the memory. However, it is also possible to use a volatile memory so that power is supplied from the battery to the memory. When using a battery here, for example, if a clock is provided so that time data can be obtained, the time when the resonance circuit is disconnected is stored in the memory, and not only the current status of the use state is grasped, but also when it is used It is also possible to grasp the information about whether or not it has been done.
アンテナを介した信号の送信/読出しの具体的な方法は、リーダ/ライタに非接触ICタグ装置が内蔵された物品を所定の距離まで近接させて実現され、リーダ/ライタにより、通信の可否の確認と、メモリの内容の読出しを行うことができる。 A specific method of transmitting / reading a signal via an antenna is realized by bringing an article having a non-contact IC tag device built in the reader / writer close to a predetermined distance, and the reader / writer determines whether communication is possible. Confirmation and reading of memory contents can be performed.
本発明において、複数の共振回路におけるアンテナコイルは、その巻き方向を全て同じ方向にしてもよいし、1つ以上のアンテナコイルの巻き方向を逆方向にして、相互の干渉を抑えるようにしてもよい。巻き数は全て同一にしてもよいし、1つ以上を異なるようにしてもよい。 In the present invention, the antenna coils in the plurality of resonance circuits may all be wound in the same direction, or the winding directions of one or more antenna coils may be reversed to suppress mutual interference. Good. The number of turns may be all the same, or one or more may be different.
また、アンテナコイルの形状についても、全て同一形状にして形成してもよいし、1つ以上のアンテナコイルを異形状にして形成してもよく、異形状にした場合には、リーダ/ライタのアンテナに対する反応が異なるため、ICチップの区別を容易に行うことができる。このとき、リーダ/ライタのアンテナに対する反応が異なるものとしては、アンテナコイルの巻き数を異ならせる場合も挙げられる。 Also, the antenna coils may be formed in the same shape, or one or more antenna coils may be formed in different shapes. In the case of different shapes, the reader / writer Since the response to the antenna is different, the IC chip can be easily distinguished. At this time, the response of the reader / writer to the antenna may be different, for example, by changing the number of turns of the antenna coil.
次に、本発明の共振周波数調整用キャパシタは、予め任意のキャパシタが切断されるように構成しておき、切断部で断線されたときに、複数のICチップに接続された共振回路のうちの少なくとも1つの共振回路の共振周波数が変化するように設けられるものである。このとき、切断部で断線されたときに、通信可能最低電力又は最大通信距離が変化する共振回路は断線部1つに対して1つのICチップとなるようにすることが好ましい。 Next, the resonance frequency adjusting capacitor of the present invention is configured such that an arbitrary capacitor is cut in advance, and when the cut portion is disconnected, the resonance frequency adjustment capacitor is connected to a plurality of IC chips. The resonance frequency of at least one resonance circuit is provided to change. At this time, it is preferable that the resonance circuit in which the minimum communicable power or the maximum communication distance changes when the disconnection is disconnected is one IC chip for each disconnection.
そして、キャパシタ及び共振周波数調整用キャパシタとしては、特に限定されず、公知のキャパシタを形成すればよく、また、ここで可変コンデンサを用いることもできる。可変コンデンサを用いた場合には、非接触ICタグ装置を製造した後に、任意のキャパシタンスに設定して、どの切断部で断線されたときに、どの共振回路の共振周波数を変化させるかを任意に設定することができ、用途に応じて設定することができる点で好ましい。 The capacitor and the resonance frequency adjusting capacitor are not particularly limited, and a known capacitor may be formed, and a variable capacitor may be used here. In the case of using a variable capacitor, after manufacturing a non-contact IC tag device, it is set to an arbitrary capacitance, and it is arbitrarily set which resonance circuit's resonance frequency is changed when it is disconnected at which cutting portion. It is preferable in that it can be set and set according to the application.
また、本発明においては、非接触ICタグ装置が有する共振回路の全てにICチップが接続されておりICタグ回路を形成しているため、回路が機能していながら通信可能最低電力の供給電力が足りないために通信ができなかったのか、物理的な回路の断線等の故障により通信ができなかったかを確認することができ、非接触ICタグ装置としての機能が確保されているか否かを容易に確認することもできる。 In the present invention, the IC chip is connected to all the resonance circuits of the non-contact IC tag device to form the IC tag circuit. Therefore, the supply power of the lowest communicable power is maintained while the circuit is functioning. It is possible to confirm whether communication was not possible due to a lack, or whether communication was not possible due to a failure such as a physical circuit disconnection, and it was easy to confirm whether the function as a non-contact IC tag device was secured. It can also be confirmed.
本発明の非接触ICタグ装置によれば、物品の現状をリーダ/ライタとの通信により把握することができ、物品の使用状態を確認することができる。また、メモリに状態変化の時間等を記憶させる態様とすれば、より正確に物品の使用状態を把握することができる。 According to the non-contact IC tag device of the present invention, the current state of an article can be grasped by communication with a reader / writer, and the use state of the article can be confirmed. Further, if the memory is configured to store the state change time and the like, the use state of the article can be grasped more accurately.
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図3は、本発明の非接触ICタグ装置を等価回路により示したものであり、図4は、図3の非接触ICタグ装置の透視図である。また、図5は、図4のICチップを薬包シートに適用したときの透視図である。
(First embodiment)
FIG. 3 shows an equivalent circuit of the non-contact IC tag device of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view of the non-contact IC tag device of FIG. FIG. 5 is a perspective view when the IC chip of FIG. 4 is applied to the medicine package sheet.
図3及び図4に示したように、非接触ICタグ装置1は、ICチップ11、ICチップ21、ICチップ31の3つのICチップを有し、これらICチップはそれぞれアンテナコイル、キャパシタ及びキャパシタに対して並列に形成された共振周波数調整用キャパシタからなる共振回路と接続されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the non-contact
すなわち、ICチップ11は、アンテナコイル12とキャパシタ13と共振周波数調整用キャパシタ14(14−1〜14−5)で形成される共振回路に接続されており、ICチップ21は、アンテナコイル22とキャパシタ23と共振周波数調整用キャパシタ24(24−1〜24−5)で形成される共振回路に接続されており、ICチップ31は、アンテナコイル32とキャパシタ33と共振周波数調整用キャパシタ34(34−1〜34−5)で形成される共振回路に接続されている。
That is, the
これらのアンテナコイル、キャパシタ、共振周波数調整用キャパシタ及び配線部分は、図示を省略した絶縁シートや絶縁基板上に公知のホトリソグラフィ技術又は印刷技術により直接パターニングして形成することができ、他の受動・能動素子は、これらの配線部分と電気的に接続されて絶縁シート上に実装されている。これらの配線部分と実装部品は、例えば図示を省略した合成樹脂フィルムによって被覆され、加圧加熱により一体化させることができる。 These antenna coil, capacitor, resonance frequency adjusting capacitor and wiring part can be formed by directly patterning on an insulating sheet or insulating substrate (not shown) by a known photolithography technique or printing technique, and other passive elements. The active element is electrically connected to these wiring portions and mounted on the insulating sheet. These wiring parts and mounting parts are covered with, for example, a synthetic resin film (not shown), and can be integrated by pressure heating.
そして、非接触ICタグ装置1には、切断部2〜6が形成されており、この切断部を切り離すことで、3つの共振回路の一部を断線させて共振周波数調整用キャパシタを回路から除くことができるようになっている。
The non-contact
そして、図5には、図3に示した非接触ICタグ装置1を薬包シートに適用したものを示しており、非接触ICタグ装置1は薬包シート41に内包して構成されている。この薬包シート41は、切断部に対応する部分にミシン目等が形成されて切断しやすくなっており、この切断される部分に一回分の使用量の薬包42〜46が固定されている。薬を使用する際には、このミシン目(切断部に相当)に沿って、一回分の薬包をシートから切り取ることにより、共振回路が部分的に断線されキャパシタが回路から除かれるようになっている。このとき、断線により除去する共振周波数調整用キャパシタは、他の共振周波数調整用キャパシタに影響を与えない回路の最も外側に形成されたものから順に断線されていくものである。
FIG. 5 shows an application of the non-contact
まず、未使用の状態では、図5に示したとおり薬包シート41は、薬包が切り取られておらず、ICチップ11,21,31にそれぞれ接続された共振回路は、図3及び図4に示した通りの状態で存在する。 First, in the unused state, as shown in FIG. 5, the medicine package sheet 41 is not cut off and the resonance circuits connected to the IC chips 11, 21, 31 are shown in FIGS. 3 and 4. It exists in the state shown in.
そして、最初の使用時には、薬包42を使用するために切断部2を切断するが、これにより、共振周波数調整用キャパシタ14−1,24−1,34−1がそれぞれ断線され、共振回路の静電容量の変化が起こる。
Then, at the first use, the cutting
以下、同様に、薬包43を使用する際、切断部3によりキャパシタ14−2,24−2,34−2が、薬包44を使用する際、切断部4によりキャパシタ14−3,24−3,34−3が、薬包45を使用する際、切断部5によりキャパシタ14−4,24−4,34−4が、薬包46を使用する際、切断部6の切断によりキャパシタ14−5,24−5,34−5が、切断され、それぞれキャパシタが共振回路から除かれることとなり、特定の共振周波数調整用キャパシタが切断されたときに通信可能最低電力又は最大通信距離が変化する程の容量変化が起こるようになっている。このとき、共振周波数調整用キャパシタのキャパシタンスは、適宜設定することができ、通信可能最低電力又は最大通信距離の変化に関与しないキャパシタは、キャパシタンスを0としてもよい。
Similarly, when using the
次に、この断線作業を行ったときの各ICチップの通信可能最低電力及び共振周波数の変化について説明する。 Next, changes in the minimum communicable power and resonance frequency of each IC chip when this disconnection work is performed will be described.
なお、リーダ/ライタの通信電力及び非接触ICタグ装置との通信距離の設定は、通信条件によって適宜選択すればよく、本明細書の実施の形態においては、例えば、100mWと10mWの大小2種類の通信電力の切り替えを行うことができるようになっており、リーダ/ライタと非接触ICタグ装置との通信距離は27mmで行うよう設定を想定した。 The communication power of the reader / writer and the setting of the communication distance with the non-contact IC tag device may be appropriately selected depending on the communication conditions. In the embodiment of the present specification, for example, two types, 100 mW and 10 mW, large and small It is assumed that the communication distance between the reader / writer and the non-contact IC tag device is set to 27 mm.
図6は図5の薬包シートの使用状態と、そのときのICチップごとの共振周波数及び通信可能最低電力との関係を示したものである。 FIG. 6 shows the relationship between the usage state of the medicine package sheet of FIG. 5 and the resonance frequency and the lowest communicable power for each IC chip at that time.
まず、未使用の薬包シートは、図5に示した通りの状態となっており、このときの共振周波数は、状態1に示したように、ICチップ11、ICチップ21、ICチップ31の全ての共振周波数が13.56MHzよりも小さい状態(L)であり、通信可能最低電力は全て大電力、すなわち大電力−大電力−大電力の状態となっている。
First, the unused medicine package sheet is in the state shown in FIG. 5, and the resonance frequency at this time is as shown in
そして、最初の使用時に、切断部2を切断すると、状態2に示したようにICチップ31の共振周波数だけが変化してほぼ13.56MHz(M)となることで通信可能最低電力が小さくてもすむようになり、ICチップの通信可能最低電力はICチップ11,21,31の順番に大電力−大電力−小電力の組み合わせとなり使用状態が変化したことがわかる。
When the
次に、切断部3を切断すると、状態3に示したようにICチップ11の共振周波数だけが変化してほぼ13.56MHzとなることで通信可能最低電力が小さくてすむようになり、ICチップの通信可能最低電力はICチップ11,21,31の順番に小電力−大電力−小電力の組み合わせとなり使用状態が変化したことがわかる。
Next, when the
さらに、切断部4を切断すると、状態4に示したようにICチップ21の共振周波数だけが変化してほぼ13.56MHzとなることで通信可能最低電力が小さくてすむようになり、ICチップの通信可能最低電力は全て小電力の状態となっている。
Further, when the
次いで、切断部5を切断すると、状態5に示したようにICチップ31の共振周波数だけが変化して13.56MHzよりも大きい状態(H)となることで、また通信可能最低電力が大となり、小では通信ができないようになって、ICチップの通信可能最低電力はICチップ11,21,31の順番に小電力−小電力−大電力の組み合わせとなり使用状態が変化したことがわかる。
Next, when the
最後に、切断部6を切断すると、状態6に示したようにICチップ11の共振周波数だけが変化して13.56MHzよりも大きい状態となることで、また通信可能最低電力が大となり、小では通信ができないようになって、ICチップの通信可能最低電力はICチップ11,21,31の順番に大電力−小電力−大電力の組み合わせとなり使用状態が変化したことがわかる。
Finally, when the
上記の操作を行ったときの通信可能最低電力及び共振周波数の変化について、図6にまとめて示した。 Changes in minimum communicable power and resonance frequency when the above operation is performed are collectively shown in FIG.
このように、ICチップを3つ有する非接触ICタグ装置は、それぞれICチップの通信可能最低電力を異なる切断部において変化させることで、どの切断部で切断されているかがICチップの通信可能最低電力の組み合わせを見ることでわかり、使用状態を確認することができる。このとき、ICチップに共振周波数の変化を記録しておけば、きちんと順番に使用されているかが確認でき、使用状態をより正確に確認することができる。 As described above, the non-contact IC tag device having three IC chips changes the minimum communicable power of each IC chip in different cutting parts, thereby determining which cutting part is cut at the lowest possible communication of the IC chip. It can be seen by looking at the combination of power, and the usage status can be confirmed. At this time, if the change of the resonance frequency is recorded on the IC chip, it can be confirmed whether the resonance frequency is used in order, and the use state can be more accurately confirmed.
さらに説明すれば、この第1の実施の形態で、通信可能最大電力の変化に関与しない共振周波数調整用キャパシタを除いた共振回路を用いて簡略にしたICタグ回路を用いた本発明の非接触ICタグ装置の動作は次の通りである。 More specifically, in the first embodiment, the non-contact of the present invention using the IC tag circuit simplified by using the resonance circuit excluding the resonance frequency adjusting capacitor not involved in the change of the maximum communicable power. The operation of the IC tag device is as follows.
図7は、図3に示した非接触ICタグ装置1の共振周波数調整用キャパシタのなかで切断部2、切断部3、切断部4、切断部5、切断部6をそれぞれ切断した場合、通信可能最大電力の変化に関与しない周波数調整用キャパシタのキャパシタンスを0とし、回路から除いて表示した図である。この図では共振周波数調整用キャパシタとしては14−2、14−5、24−3、34−1、34−4が残り、他の共振周波数調整用キャパシタは除去されている。
FIG. 7 shows a case where the
図7で切断部2を切断すると共振周波数調整用コンデンサ34−1が断線して切り離され、切断部3を切断すると共振周波数調整用コンデンサ14−2が断線して切り離され、切断部4を切断すると共振周波数調整用コンデンサ24−3が断線して切り離され、切断部5を切断すると共振周波数調整用コンデンサ34−4が断線して切り離され、切断部6を切断すると共振周波数調整用コンデンサ14−5が断線してきりはなされる。
7, when cutting the cutting
図8は、非接触ICタグ装置1の切断部2〜6を前記の手順で切断した場合に、前記の順序で周波数調整用コンデンサが断線して切り離され、ICタグ回路19〜39(すなわちICチップ11〜31)の各共振回路の共振周波数がどのように変化するかを示した図である。切断部2〜6を順に切断した場合、ICチップ11の共振周波数は(L→L→M→M→M→H)と変化し、ICチップ21の共振周波数は(L→L→L→M→M→M)と変化し、ICチップ31の共振周波数は(L→M→M→M→H→H)と変化する。ここで表記「L」は、リーダ/ライタが送信する通信信号の搬送波の周波数より共振周波数が低い状態を表し、表記「M」は共振周波数が前記搬送波の周波数に近い状態を表し、表記「H」は共振周波数が前記搬送波の周波数より高い状態を表している。
FIG. 8 shows that when the cutting
図9は前記の共振周波数の変化に従って、各ICチップ11〜31の通信可能最低電力がどのように変化するか示した図である。つまり、非接触ICタグ装置1の切断部2〜6を前記の手順で切断した場合に、ICチップ11の通信可能最低電力は(電力:大→大→小→小→小→大)、ICチップ21の通信可能最低電力は(電力:大→大→大→小→小→小)、ICチップ31の通信可能最低電力は(電力:大→小→小→小→大→大)と変化する。これらの図8、図9の結果をまとめると図6の表と同じ結果になる。
FIG. 9 is a diagram showing how the minimum communicable power of each of the IC chips 11 to 31 changes according to the change of the resonance frequency. That is, when the cutting
ここで、非接触ICタグ装置1の切断部2〜6を前記の手順で切断した場合の通信可能最低電力を、ICチップ11、ICチップ21、ICチップ31の順に並べて括弧で括って表記すると(電力:大、大、大)→(電力:大、大、小)→(電力:小、大、小)→(電力:小、小、小)→(電力:小、小、大)→(電力:大、小、大)との順で状態が変化する。このとき、前記の例では「大」、「小」の組み合わせが切断部ごとにすべて異なり、どの切断部で切断されているかがリーダ/ライタで3つのICタグ回路、即ち3つのICチップの通信可能最低電力を調べることで判別できる。
Here, the minimum communicable power when the cutting
(第2の実施の形態)
図10は、本発明の非接触ICタグ装置を等価回路により示したものである。この図に示したように、非接触ICタグ装置51は、ICチップ61、ICチップ71、ICチップ81の3つのICチップを有し、これらのICチップはそれぞれアンテナコイル、キャパシタ及びキャパシタに対して並列に形成された共振周波数調整用キャパシタからなる共振回路と接続されている。
(Second Embodiment)
FIG. 10 shows the non-contact IC tag device of the present invention by an equivalent circuit. As shown in this figure, the non-contact
すなわち、ICチップ61は、アンテナコイル62とキャパシタ63と共振周波数調整用キャパシタ64(64−1〜64−5)で形成される共振回路に接続されており、ICチップ71は、アンテナコイル72とキャパシタ73と共振周波数調整用キャパシタ74(74−1〜74−5)で形成される共振回路に接続されており、ICチップ81は、アンテナコイル82とキャパシタ83と共振周波数調整用キャパシタ84(84−1〜84−5)で形成される共振回路に接続されている。
That is, the
そして、非接触ICタグ装置51には、切断部52〜56が形成されており、この切断部を切り離すことで、3つの共振回路の一部を断線させてキャパシタを回路から除くことができるようになっている。
The non-contact
この実施の形態においては、切断部を切り離して断線した際に、キャパシタが共振回路と物理的に一体となっており、第1の実施形態が、断線した際にキャパシタが共振回路から物理的に切断されるのと対照的になっている。 In this embodiment, the capacitor is physically integrated with the resonance circuit when the cut portion is disconnected and disconnected, and in the first embodiment, the capacitor is physically separated from the resonance circuit when disconnected. In contrast to being cut.
この第2の実施の形態のようなICタグ装置とした場合には、切断部を近接して設けることも容易にでき、例えば、回数チケットのように、チケット本体に比べて切断する部分が小さく、チケットの端部を複数回切断するような場合に適用することができる。 In the case of the IC tag device as in the second embodiment, it is possible to easily provide the cutting portion close to the IC tag device. For example, a portion to be cut is smaller than the ticket main body, such as a ticket. It can be applied to the case where the end of the ticket is cut a plurality of times.
なお、この端部を切断部により切断したときは、第1の実施の形態と同様に各ICチップの共振周波数が変化し、その組み合わせによりどの切断部が切断されたかが容易に確認できる。 When this end portion is cut by the cutting portion, the resonance frequency of each IC chip changes as in the first embodiment, and it can be easily confirmed which cutting portion is cut by the combination.
(第3の実施の形態)
次に、図11は、本発明の非接触ICタグ装置の応用例を示したものである。この図に示したように、非接触ICタグ装置101は、ICチップ111、ICチップ121、ICチップ131の3つのICチップを有し、これらのICチップはそれぞれアンテナコイル112,122,132、キャパシタ113,123,133及び共振周波数調整用キャパシタ114(114−1〜114−5),124(124−1〜124−5),134(134−1〜134−5)からなる共振回路と接続されており、図3に示した等価回路と同一の構成の回路が形成されている。
(Third embodiment)
Next, FIG. 11 shows an application example of the non-contact IC tag device of the present invention. As shown in this figure, the non-contact
そして、この共振回路は基板上に配線がパターン印刷されたプリント配線板として回路が形成されており、切断部102〜106においては基板同士がコネクタで接続されており、図11の切断部102に示されるように、まず、102a〜102cのコネクタを外すことで断線を行うことができる。これは、103〜106の切断部においても同様に3つのコネクタで配線が接続されており、断線させることができるようになっている。
This resonant circuit is formed as a printed wiring board in which wiring is pattern-printed on the substrate. In the cutting
すなわち、この実施の形態においては、非接触ICタグ装置自体は第1の実施の形態と同様の形態をとっているが、基板に配線が形成されており、このとき、第1の実施の形態で薬包シートにミシン目により切断部を設けていたのを、本実施の形態においては、配線基板をコネクタにより接続した形状となっている点が異なる。 That is, in this embodiment, the non-contact IC tag device itself takes the same form as that of the first embodiment, but the wiring is formed on the substrate. At this time, the first embodiment In the present embodiment, the cut portion is provided in the medicine package sheet by perforation, except that the wiring board is connected by a connector.
このように切断部をコネクタにより接続すると、切断して断線させた後で、再度結線させることができる。すなわち、断線させる際の使用状態だけではなく、結線させる際の使用状態をも確認することができるのである。 When the cutting part is thus connected by the connector, it can be connected again after being cut and disconnected. That is, it is possible to confirm not only the use state when disconnecting but also the use state when connecting.
このように非接触ICタグ装置の各ICタグ回路、すなわち各ICチップの通信状態を確認することで物品の使用状態を正確に把握することができる。 Thus, by confirming the communication state of each IC tag circuit of the non-contact IC tag device, that is, each IC chip, it is possible to accurately grasp the use state of the article.
1…非接触ICタグ装置、2〜6…切断部、11,21,31…ICチップ、12,22,32…アンテナコイル、13,23,33…キャパシタ、14,24,34…共振周波数調整用キャパシタ、19,29,39…ICタグ回路、41…薬包シート、42〜46…薬包、101…非接触ICタグ装置、102〜106…切断部、102a〜102c…コネクタ,111,121,131…ICチップ、112,122,123…アンテナコイル、113、123,133…キャパシタ、114,124,134…共振周波数調整用キャパシタ
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記共振回路は、それぞれ前記キャパシタに対して並列に形成された1つ以上の共振周波数調整用キャパシタを有しており、
前記非接触ICタグ装置は、前記物品の切断作業に伴い前記複数の共振回路の配線を断線させて前記共振周波数調整用キャパシタの一部又は全部を共振回路から除くことができる切断部を有し、該切断部により配線が断線されることで前記複数の共振回路の少なくとも1つの共振周波数が高周波数側へシフトすることを特徴とする非接触ICタグ装置。 Non capable of confirming the IC tag circuit including an IC chip which is connected to the resonant circuit consisting of a capacitor and an antenna coil plurality Yes, each time using a state change of an article for performing physical cutting operations A contact IC tag device,
The resonance circuit includes one or more resonance frequency adjusting capacitors formed in parallel with the capacitor,
The non-contact IC tag device has a cutting section that can disconnect a part of or all of the resonance frequency adjusting capacitors from the resonance circuit by disconnecting the wirings of the plurality of resonance circuits along with the cutting operation of the article. The contactless IC tag device characterized in that at least one resonance frequency of the plurality of resonance circuits is shifted to a high frequency side when the wiring is disconnected by the cutting portion.
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