JPH11161752A - 移動体通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リーダライタ１とＩＤタグ３との距離を利用
者に知らせることにより、リーダライタ１とＩＤタグ３
とが通信するに適当な距離の目安を利用者に認識させ
て、システムの利用し易さを向上させる。 【解決手段】 リーダライタ１とＩＤタグ３との位置関
係はリーダライタ１がＩＤタグ３から受信する信号レベ
ルによって把握することができる。そこで、ＩＤタグ３
から送信されてきた応答信号を受信する手段１７、１８
を有したリーダライタ１に、当該信号の受信レベルを検
出する手段４、６と、検出された受信レベルに応じた音
響信号又は視覚信号を出力する出力手段５、７と、を備
え、ビープ音の大小や周波数の高低等と言った音響信
号、又は、発光素子の発光量や発光個数等と言った視覚
信号によって、利用者にリーダライタ１とＩＤタグ３と
の位置関係を知覚させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＤタグシステム
やＩＣカードシステム等のように、質問器と応答器との
間で非接触状態で通信を行う移動体通信システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】移動可能な応答器と質問器との間で無線
通信を行う非接触方式の移動体通信システムとしては、
例えば、利用者に携帯されたり物に取り付けられること
により移動するＩＣカードやＩＤタグ（応答器）と、固
定設置或いは持ち運び可能なリーダライタ（質問器）と
の間で無線通信を行う非接触方式のＩＣカードシステム
やＩＤタグシステムが知られている。例えば、ＩＤタグ
システムは、利用者や物に取り付けられたＩＤタグが当
該人や物と共にリーダライタのサービスエリアに入って
来ると、リーダライタが識別データ等の要求を送信し、
これに応じてＩＤタグが自己の識別データ等を返送する
ことにより、リーダライタ側が当該ＩＤタグを識別し
て、その人や物を識別するシステムである。

【０００３】このようなＩＤタグシステムでは、搬送波
を送信データによって振幅変調して無線送信する振幅変
調方式（或いは、振幅を離散的なレベルに対応させるＡ
ＳＫ：Amplitude Shift Keying）が用いられており、従
来では、例えば図４に示すようなシステム構成となって
いた。なお、図４に示す例は、ＩＤタグ（応答器）３に
は電池等の電源は備えられておらず、リーダライタ（質
問器）１から電磁誘導等によって送電した動作電力によ
ってＩＤタグ３が動作し、リーダライタ１とＩＤタグ３
との間でアンテナ１０、３０によって以下に説明するよ
うな無線通信を行う非接触型のＩＤタグシステムであ
る。

【０００４】このＩＤタグシステムにおいて、リーダラ
イタ１では、シンセサイザ１１で発生された搬送波を変
調器１２で質問データやクロック等で振幅変調し、得ら
れた質問信号を送信アンプ１３で増幅してサーキュレー
タ１４を介してアンテナ１０から無線送信する。一方、
ＩＤタグ３では、アンテナ３０で受信した質問信号を変
復調器３１で振幅復調し、復調して得た質問データに応
じて制御器３２がメモリ３３に対して識別データ等の読
み出しを行い、内部発振回路３４からの搬送波を、制御
部３２から出力される応答データ（識別データ等）によ
って変復調器３１で振幅変調し、アンテナ３０からリー
ダライタ１へ送信する。

【０００５】そして、リーダライタ１では、アンテナ１
０で受信した信号をサーキュレータ１４を介して分配器
１５へ入力し、この受信信号を２つに分岐して第１の受
信信号を位相シフタ１６を介して第１の受信回路１７へ
入力し、第２の受信信号をそのまま第２の受信回路１８
へ入力する。位相シフタ１６では受信信号の位相を９０
度ずらし、第１の受信回路１７では、送信アンプ１３か
ら出力された送信信号と位相シフトされた受信信号とを
ミキサ１９で混合させて差分を抽出し、フィルタ２０で
不要成分を除去して、この抽出信号を受信アンプ２１で
増幅して合成アンプ２２へ出力する。一方、第２の受信
回路１８では、送信アンプ１３から出力された送信信号
と位相シフトされていない受信信号とをミキサ２３で混
合させて差分を抽出し、フィルタ２４で不要成分を除去
して、この抽出信号を受信アンプ２５で増幅して合成ア
ンプ２２へ出力する。

【０００６】合成アンプ２２では入力された２つの抽出
信号を合成し、合成されたアナログレベルの抽出信号を
変換器２６がディジタル信号に変換してＩＤタグ３から
の応答データを得る。

【０００７】ここで、上記のようにリーダライタ１から
ＩＤタグ３へ動作電力を供給するＩＤタグシステムにお
いては、ＩＤタグ３へあまり大きな動作電力を送電する
ことができないため、リーダライタ１はＩＤタグ３へ送
信した信号レベルより小さいレベルでしか、ＩＤタグ３
から信号を受信することができない。このため、単純に
受信処理しただけでは、リーダライタ１がＩＤタグ３か
ら受信する信号が送信信号に打ち消されて、リーダライ
タ１はこの受信信号を復調することができない。

【０００８】このような問題を解決するため、上記のよ
うなＩＤタグシステムでは、ダブルバランスミキサ１
９、２３のＬＯ端子に送信信号を一定レベルで入力し、
ダブルバランスミキサ１９、２３のＲＦ端子から入力さ
れる受信信号に乗ってくる自らの送信信号をキャンセル
させて、ＩＤタグ３が送信した信号成分のみを抽出する
ようにしている。

【０００９】更に、ＩＤタグシステムでは、ＩＤタグ
（応答器）３が通信中においても移動してリーダライタ
（質問器）１との距離が変化するため、リーダライタ１
が受信する信号の位相が変化する。このため、第１の受
信回路１７又は第２の受信回路１８の１つだけでは、こ
の距離変化に応じて、受信回路に入力される受信信号
が、図５に実線で示すように（λ：波長）、λ／２＝１
８０度周期で極端にレベルが低下するものとなり、受信
信号の復調ができない状態が生じてしまう。そこで、上
記のようなＩＤタグシステムでは、第１の受信回路１７
と第２の受信回路１８とに受信信号を互いに９０度位相
をずらせて入力し、これによって、図５に破線で示すよ
うに上記のような極端なレベル低下の状態を他方の受信
信号で補って、これら受信回路１７、１８の出力を合成
することにより総じて受信信号を振幅復調している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記のような
移動体通信システムにおいて、質問器に対して応答器が
どの程度離れたところに存在するかを判定したいという
要求がある。例えば、質問器からの距離を応答器を携帯
する利用者に知らせることにより、質問器と応答器とが
通信するに適当な距離の目安を利用者に認識させて、当
該システムの利用し易さを向上させることができる。し
かしながら、上記した従来の移動体通信システムでは、
このような要求に応えることができないと言う問題があ
った。

【００１１】本発明はこのような要求に鑑みなされたも
ので、質問器と応答器との位置関係を知覚し易い形態で
出力することができる移動体通信システムを提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明では、質問器と応答器との位置関係は質問器が
応答器から受信する信号レベルによって把握することが
できるという点に着目し、質問器と移動可能な応答器と
の間で無線通信を行う非接触方式の移動体通信におい
て、質問器が応答器から受信した信号のレベルに応じて
聴覚又は視覚で認識できる信号を出力することにより、
質問器と応答器との位置関係を知覚させる。

【００１３】すなわち、本発明に係る移動体通信システ
ムでは、質問器は、応答器から送信されてきた応答信号
を受信する手段と、当該信号の受信レベルを検出する手
段と、検出された受信レベルに応じた音響信号と視覚信
号との少なくとも一方を出力する出力手段と、を備えて
いる。したがって、ビープ音の大小や周波数の高低等と
言った音響信号、又は、発光素子の発光量や発光個数等
と言った視覚信号によって、利用者に質問器と応答器と
の位置関係を容易に知覚させることができる。

【００１４】なお、本発明は、応答器が動作電力源とな
る電池等を内蔵した場合、応答器がこのような動作電力
源を有しておらず、質問器から送電された動作電力を非
接触で受電する場合のいずれにあっても適用することが
できるが、特に後者の場合には、質問器と応答器との間
の距離は応答器が受電する電力量にも関係するので、応
答器を正常に動作させるための位置関係も利用者に容易
に知覚させることができる利点がある。

【００１５】また、本発明では、聴覚信号と視覚信号と
のいずれか一方を出力するようにしても所期の目的を達
成することができるが、両者を出力するようにして聴覚
と視覚との両方によって質問器と応答器との位置関係を
知覚させるようにしてもよい。また、本発明は、好まし
い例としてＩＤタグとリーダライタとから成るＩＤタグ
システムに適用するが、これに限らず、設置された質問
器とカードやバッチ形式の移動可能な応答器との間で無
線により通信を行うシステム等、相対的に移動する通信
機間で無線により通信を行うシステムに広く適用するこ
とができ、所期の目的を達成することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明を非接触式ＩＤタグシステ
ムに適用した一実施形態を、図面を参照して説明する。
なお、図４に示した従来の非接触式ＩＤタグシステムと
同様な機能部分には同一符号を付してある。図１には本
発明の第１の実施形態に係る非接触式ＩＤタグシステム
の構成を示してあり、本例の要部を、図４に示した従来
の非接触ＩＤタグシステムに比較して説明すると、リー
ダライタ（質問器）１に、ＩＤタグ（応答器）３から受
信した信号のレベルを検出するレベル検出器４と、検出
された受信レベルに応じた音響信号を出力する音響出力
器５とが備えられている。

【００１７】本例のＩＤタグシステムにおいても、ＩＤ
タグ（応答器）３には電池等の電源は備えられておら
ず、リーダライタ（質問器）１から電磁誘導等によって
送電した動作電力によってＩＤタグ３が動作し、リーダ
ライタ１とＩＤタグ３との間でアンテナ１０、３０によ
って無線通信を行う。例えば、リーダライタ１に備えら
れたアンテナ１０を電力送電用にも共用し或いは電力送
電用のアンテナをリーダライタ１に別途備えるととも
に、ＩＤタグ３に備えられたアンテナ３０を電力受電用
にも共用し或いは電力受電用のアンテナをＩＤタグ３に
別途備え、これら電力用アンテナ間で電磁誘導等によっ
てリーダライタ１からＩＤタグ３へ非接触で動作電力を
送電する。

【００１８】また、本例のＩＤタグシステムにおけるデ
ータ通信も従来例と同様に行われ、リーダライタ１で
は、シンセサイザ１１で発生された送信搬送波を変調器
１２で質問データ等で振幅変調し、得られた質問信号を
送信アンプ１３で増幅してサーキュレータ１４を介して
アンテナ１０から無線送信する。一方、ＩＤタグ３で
は、図外の受電回路により動作電力を受電し、この電力
によって動作して、アンテナ３０で受信した質問信号を
変復調器３１で振幅復調し、当該受信した質問データに
応じて制御器３２がメモリ３３に対してデータの書き込
みやデータの読み出しを行う。そして、質問データに対
する応答データ（識別データ等）を制御部３２から変復
調器３１へ出力し、変復調器３５が内部発振器３４で発
振された搬送波を当該応答データで振幅変調し、得られ
た応答信号をアンテナ３０からリーダライタ１へ無線送
信する。

【００１９】そして、リーダライタ１では、アンテナ１
０で受信した応答信号をサーキュレータ１４を介して分
配器１５へ入力し、この応答信号（受信信号）を２つに
分岐して一方の応答信号を位相シフタ１６を介して第１
の受信回路１７へ入力し、他方の応答信号をそのまま第
２の受信回路１８へ入力する。位相シフタ１６では一方
の応答信号の位相を９０度ずらし、第１の受信回路１７
では、送信アンプ１３から一定レベルで入力される質問
信号と位相シフトされた応答信号とをミキサ１９で混合
させて差分を抽出し、フィルタ２０で不要成分を除去し
て、この抽出信号を受信アンプ２１で増幅して合成アン
プ２２へ出力する。一方、第２の受信回路１８では、送
信アンプ１３から一定レベルで入力される質問信号と位
相シフトされていない応答信号とをミキサ２３で混合さ
せて差分を抽出し、フィルタ２４で不要成分を除去し
て、この抽出信号を受信アンプ２５で増幅して合成アン
プ２２へ出力する。

【００２０】すなわち、ダブルバランスミキサ１９、２
３のそれぞれのＬＯ端子には送信アンプ１３から質問信
号が一定のレベルで入力されており、ダブルバランスミ
キサ１９、２３はＲＦ端子から入力される応答信号に乗
ってくる自らの質問信号をキャンセルさせて、ＩＤタグ
３が送信した信号成分のみを抽出する。そして、合成ア
ンプ２２では入力された２つの抽出信号を合成し、合成
されたアナログレベルの抽出信号を変換器２６がディジ
タル信号に変換してＩＤタグ３からの応答データを得
る。

【００２１】ここで、上記のデータ受信処理において、
合成アンプ２２からの出力はレベル検出器４にも入力さ
れ、レベル検出器４によって、第１の受信回路１７及び
第２の受信回路１８で受信した応答信号の受信レベルが
検出される。そして、レベル検出器４は検出した受信レ
ベルの大小に応じた音響出力信号を音響出力器５へ出力
し、音響出力器５が当該音響出力信号に応じて音響信号
を出力する。

【００２２】具体的には、音響出力器５はスピーカやブ
ザー等から構成されており、音響出力信号（すなわち、
受信レベル）の大小に応じて、出力する音の音圧、周波
数、断続音の周期、音色等が変化する。したがって、Ｉ
Ｄタグ３が比較的遠い位置にあってリーダライタ１の信
号受信レベルが比較的小さいときと、ＩＤタグ３が比較
的近い位置にあってリーダライタ１の信号受信レベルが
比較的大きいときとの間で、ＩＤタグ３とリーダライタ
１との位置関係に応じて音響出力器５から出力される音
が変化し、利用者はこの音によってＩＤタグ３とリーダ
ライタ１との距離の目安を認識することができる。

【００２３】この他、本発明では、ＩＤタグ３とリーダ
ライタ１との位置関係に応じて、例えば「ＩＤタグはＸ
ｍ〜Ｙｍの範囲にあります」と言ったように音声によっ
て距離の目安を出力する等、種々な態様で出力音を変化
させるようにしてもよく、要は、利用者が聴覚によって
距離の変化を認識できるようにすればよい。ここで、Ｉ
Ｄタグ３とリーダライタ１との位置関係に応じて、出力
音の大小、周波数の高低、断続音周期の長短等を種々設
定することが可能であるが、ＩＤタグ３がリーダライタ
１から遠くになるに従って、例えば、出力音を大きくし
て遠くまで聞こえるようにし、或いは、出力音を高い音
調にして遠くまで音が通るようにすれば、ＩＤタグ３を
携帯する利用者に出力音が聞こえ易くなるので好まし
い。

【００２４】図２には本発明の第２の実施形態に係る非
接触式ＩＤタグシステムの構成を示してあり、本例の要
部を、図１に示した非接触ＩＤタグシステムに比較して
説明すると、リーダライタ（質問器）１に、ＩＤタグ
（応答器）３から受信した信号のレベルを検出するレベ
ル検出器６と、検出された受信レベルに応じた視覚信号
を出力する表示出力器７とが備えられている。なお、図
１に示した非接触式ＩＤタグシステムと同様な機能部分
には同一符号を付してあり、重複する説明は割愛する。

【００２５】本実施形態では、リーダライタ１における
データ受信処理において、合成アンプ２２からの出力は
レベル検出器６にも入力され、レベル検出器６によっ
て、第１の受信回路１７及び第２の受信回路１８で受信
したＩＤタグ３からの応答信号の受信レベルが検出され
る。そして、レベル検出器６は検出した受信レベルの大
小に応じた表示出力信号を表示出力器７へ出力し、表示
出力器７が当該表示出力信号に応じて視覚信号を出力す
る。

【００２６】具体的には、表示出力器７は１つ或いは複
数個のランプ、発光素子（ＬＥＤ）、ＥＬパネル、液晶
表示パネル等から構成されており、表示出力信号（すな
わち、受信レベル）の大小に応じて、出力する光の光
量、発光数、光の色、或いは、出力するメッセージ情報
等が変化する。したがって、ＩＤタグ３が比較的遠い位
置にあってリーダライタ１の信号受信レベルが比較的小
さいときと、ＩＤタグ３が比較的近い位置にあってリー
ダライタ１の信号受信レベルが比較的大きいときとの間
で、ＩＤタグ３とリーダライタ１との位置関係に応じて
表示出力器７から出力される光の光量、発光数、光の
色、或いは、出力するメッセージ情報等と言った視覚信
号が変化し、利用者はこの表示出力によってＩＤタグ３
とリーダライタ１との距離の目安を認識することができ
る。

【００２７】例えば、図３（ａ）に示すように、リーダ
ライタ１の筺体外面に表示出力器７として、複数のＬＥ
Ｄ８と「近い」「遠い」と言った表示を設けておき、Ｉ
Ｄタグ３とリーダライタ１との位置関係に応じて発光す
るＬＥＤ８の数を変化させれば、利用者はＩＤタグ３と
リーダライタ１との距離の目安を一目で認識することが
できる。また、例えば、図３（ｂ）に示すように、リー
ダライタ１の筺体外面に表示出力器７として、液晶表示
パネル９を設けておき、ＩＤタグ３とリーダライタ１と
の位置関係に応じて「ＩＤタグはＸｍ〜Ｙｍの範囲にあ
ります」と言った表示のＸやＹの値を変化させれば、利
用者はＩＤタグ３とリーダライタ１との距離の目安をよ
り一層容易に認識することができる。

【００２８】この他、本発明では、ＩＤタグ３とリーダ
ライタ１との位置関係に応じて、１つのＬＥＤの発光量
を変化させる、ＥＬパネルの発光量を変化させて液晶表
示パネルのバックライトの明るさを変化させる、液晶表
示パネルの色を変化させる等と言ったように種々な態様
を採用することができ、要は、利用者が視覚によって距
離の変化を認識できるようにすればよい。ここで、ＩＤ
タグ３とリーダライタ１との位置関係に応じて、発光量
や発光個数の多少を種々設定することが可能であるが、
ＩＤタグ３がリーダライタ１から遠くになるに従って、
例えば、発光量や発光個数が多くなるようにして遠くま
で見えるようにすれば、ＩＤタグ３を携帯する利用者に
視覚信号が認識し易くなるので好ましい。

【００２９】なお、上記した説明においてリーダライタ
１は設置固定されたものとしたが、本発明においては、
リーダライタ１（質問器）は常時固定或いは持ち運び可
能で任意の場所に設置可能、更には持ち運び自在のハン
ディタイプとしてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
聴覚信号や視覚信号によって質問器と応答器との位置関
係を報知するようにしたため、利用者に当該位置関係の
目安を容易に認識させることができる。このため、例え
ば、ＩＤタグやＩＣカードを携帯する利用者が、どの程
度の位置関係にあればリーダライタと良好に通信するこ
とができるかと言った目安を得ることができ、非接触式
のＩＤタグシステムやＩＣカードシステムの実用に際し
て、利用者の戸惑いを解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る非接触式ＩＤタグ
システムの構成図である。

【図２】 本発明の他の一実施形態に係る非接触式ＩＤ
タグシステムの構成図である。

【図３】 本発明の他の一実施形態に係る表示出力形態
の例を示す図である。

【図４】 従来の非接触式ＩＤタグシステムの構成を示
す図である。

【図５】 受信信号レベルの位相変化を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１・・・リーダライタ（質問器）、 ３・・・ＩＤタグ
（応答器）、４、６・・・レベル検出器、 ５・・・音
響出力器、 ７・・・表示出力器、１０・・・アンテ
ナ、 １７・・・第１の受信回路、１８・・・第２の受
信回路、 ３０・・・アンテナ、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高添 智樹 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (72)発明者 前田 豊 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 質問器と移動可能な応答器との間で無線
   通信を行う非接触方式の移動体通信システムにおいて、 前記質問器は、前記応答器から送信されてきた応答信号
   を受信する手段と、当該信号の受信レベルを検出する手
   段と、検出された受信レベルに応じた音響信号を出力す
   る出力手段と、を備えたことを特徴とする移動体通信シ
   ステム。
2. 【請求項２】 質問器と移動可能な応答器との間で無線
   通信を行う非接触方式の移動体通信システムにおいて、 前記質問器は、前記応答器から送信されてきた応答信号
   を受信する手段と、当該信号の受信レベルを検出する手
   段と、検出された受信レベルに応じた視覚信号を出力す
   る出力手段と、を備えたことを特徴とする移動体通信シ
   ステム。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の移動体通
   信システムにおいて、 前記応答器は、前記質問器から送電された電力を非接触
   で受電して動作して質問器との間で無線通信を行うこと
   を特徴とする移動体通信システム。