JPWO2011132701A1 - Wireless communication system - Google Patents
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Abstract
小型で簡単な構成からなり安価に製造でき、省電力タイプであり、情報の伝達速度の速い無線ICデバイスを用いた無線通信システムを得る。所定の無線信号を処理する無線ICデバイス1Aと、リーダライタとを備えた無線通信システム。無線ICデバイス1Aは、無線IC素子50及び放射体(ループ状電極30)を備え、枠体61に固定されている。金属体からなる扉60が無線ICデバイス1Aに近接することによって無線ICデバイス1Aの指向特性が変化し、リーダライタとの通信が可能となる。A wireless communication system using a wireless IC device that is small in size, can be manufactured at low cost, is a power-saving type, and has a high information transmission speed is obtained. A wireless communication system including a wireless IC device 1A for processing a predetermined wireless signal and a reader / writer. The wireless IC device 1A includes a wireless IC element 50 and a radiator (loop electrode 30), and is fixed to a frame body 61. When the door 60 made of a metal body comes close to the wireless IC device 1A, the directivity characteristic of the wireless IC device 1A changes, and communication with the reader / writer becomes possible.
Description
本発明は、無線通信システム、特に無線ICデバイスとリーダライタを用いたRFID(Radio Frequency Identification)システムを利用した無線通信システムに関する。 The present invention relates to a wireless communication system, and more particularly to a wireless communication system using an RFID (Radio Frequency Identification) system using a wireless IC device and a reader / writer.
従来、物品の管理システムとして、誘導電磁界を発生するリーダライタと物品や容器などに付された所定の情報を記憶したICチップ(ICタグ、無線ICチップとも称する)とを非接触方式で通信し、情報を伝達するRFIDシステムが開発されている。ICチップはアンテナ、即ち、放射板と結合されることによりリーダライタとの通信が可能になる。 Conventionally, as an article management system, a reader / writer that generates an induction electromagnetic field and an IC chip (also referred to as an IC tag or a wireless IC chip) that stores predetermined information attached to an article or a container are communicated in a non-contact manner. RFID systems that transmit information have been developed. The IC chip can be communicated with a reader / writer by being coupled with an antenna, that is, a radiation plate.
一方、RFIDシステムを用いて、扉や窓などの開閉を検出するセキュリティシステムを構築することも考慮されており、この種のセンサとしては特許文献1に記載のセンサスイッチを用いることが考えられる。このセンサスイッチは、開閉素子に接続されたアンテナコイルと、そのアンテナコイルからの電力で動作して外部と無線通信するICモジュールとを備えている。
On the other hand, it is also considered to use a RFID system to construct a security system that detects opening and closing of doors, windows, and the like, and it is conceivable to use the sensor switch described in
しかしながら、このセンサスイッチでは、ICモジュールとは別に開閉素子が必要でコストが高く付く、開閉素子を動作させるための電力が必要となるのでアンテナコイルが大型化する、開閉素子の開閉情報はいったんICモジュールに書き込まれ、その後にICモジュールから情報を読み取るために開閉情報の伝達が遅いという問題点を有している。 However, this sensor switch requires an opening / closing element separately from the IC module and is expensive, and requires electric power to operate the opening / closing element. Therefore, the antenna coil is enlarged. In order to read information from the IC module after being written in the module, there is a problem that transmission of the opening / closing information is slow.
そこで、本発明の目的は、小型で簡単な構成からなり安価に製造でき、省電力タイプであり、情報の伝達速度の速い無線ICデバイスを用いた無線通信システムを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a wireless communication system using a wireless IC device which is small in size and can be manufactured at low cost, is a power saving type, and has a high information transmission speed.
本発明の一形態である無線通信システムは、
所定の無線信号を処理する無線ICデバイスと、
前記無線ICデバイスと無線信号を交換し合うリーダライタと、
を備えた無線通信システムであって、
前記無線ICデバイスは無線IC素子及び放射体を備え、
前記無線ICデバイスは第1物体に固定され、第1物体及び第2物体の近接/離間に伴う無線ICデバイスと第2物体との近接/離間を前記リーダライタによって検出すること、
を特徴とする。A wireless communication system according to an aspect of the present invention includes:
A wireless IC device for processing a predetermined wireless signal;
A reader / writer for exchanging wireless signals with the wireless IC device;
A wireless communication system comprising:
The wireless IC device includes a wireless IC element and a radiator,
The wireless IC device is fixed to a first object, and the reader / writer detects the proximity / separation between the wireless IC device and the second object accompanying the proximity / separation of the first object and the second object;
It is characterized by.
前記無線通信システムにおいては、金属体などを含む第2物体と近接した場合に、無線ICデバイスの指向特性が変化するので、両者が近接することによってリーダライタとの通信可能な電力/情報伝達経路が形成される。放射体はリーダライタからの信号を受け、この受信信号は無線ICデバイスに供給される。無線ICデバイスは応答信号を発し、この応答信号は放射体からリーダライタに放射される。このような交信は、第1物体と第2物体とが近接しているとき、例えば扉や窓が閉じられているときに可能であり、仮に扉や窓が開かれていると交信は不能又は不良になる。応答信号の強弱(レベル差)によって第1物体と第2物体との近接/離間を検知してもよい。これにて、セキュリティを管理することができる。 In the wireless communication system, the directivity characteristics of the wireless IC device change when approaching a second object including a metal body, etc., so that the power / information transmission path capable of communicating with the reader / writer when both approach each other Is formed. The radiator receives a signal from the reader / writer, and this received signal is supplied to the wireless IC device. The wireless IC device emits a response signal, and this response signal is emitted from the radiator to the reader / writer. Such communication is possible when the first object and the second object are close to each other, for example, when a door or a window is closed. If the door or window is opened, communication is impossible or breaking bad. The proximity / separation between the first object and the second object may be detected based on the strength (level difference) of the response signal. Thus, security can be managed.
本発明によれば、無線ICデバイスと金属体などを含む第2物体とでセキュリティシステムを構築することができる。しかも、無線ICデバイスは簡単な構成からなり、安価に製造でき、リーダライタからの信号を電力として利用するので省電力で済む。また、無線ICデバイスとダイレクトに信号を交換し合うので情報の伝達速度は極めて迅速である。 According to the present invention, a security system can be constructed with a wireless IC device and a second object including a metal body. In addition, the wireless IC device has a simple configuration, can be manufactured at low cost, and uses a signal from the reader / writer as power, saving power. In addition, since the signal is exchanged directly with the wireless IC device, the information transmission speed is extremely rapid.
以下、本発明に係る無線通信システムの実施例について添付図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部品、部分には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。 Embodiments of a wireless communication system according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to a common component and part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
(無線ICデバイスの第1例、図1参照)
まず、本発明に係る無線通信システムに用いられる無線ICデバイスの第1例について説明する。図1に示すように、この無線ICデバイス1Aは、UHF帯の通信に用いられるものであり、無線IC素子50と、直方体形状をなす絶縁体基板20と、放射体(ループ状電極30)とで構成されている。無線IC素子50は、所定周波数の高周波信号を処理するもので、その詳細は図4〜図7を参照して以下に詳述する。絶縁体基板20は、エポキシなどの熱硬化性樹脂やポリイミドなどの熱可塑性樹脂、あるいは、LTCCなどのセラミックからなる(誘電体や磁性体であってもよい)。(First example of wireless IC device, see FIG. 1)
First, a first example of a wireless IC device used in the wireless communication system according to the present invention will be described. As shown in FIG. 1, this wireless IC device 1A is used for UHF band communication, and includes a
ループ状電極30は、絶縁体基板20の表面に配置された表面電極31,32と、裏面に配置された裏面電極33と、電極31,33及び電極32,33をそれぞれ接続する側面電極34とで構成されている。表面電極31,32の互いに対向する端部は、無線IC素子50との結合部(給電部31a,32a)とされている。ループ状電極30の各電極31〜34は、銅やアルミなどの金属箔からなる薄膜電極パターンとして、あるいは、銀や銅などの粉末を含む導電体ペーストからなる厚膜電極パターンとして絶縁体基板20の表面に形成されている。
The
絶縁体基板20の表面には、無線IC素子50が給電部31a,32aに結合されている。この結合は電磁界結合あるいは半田バンプなどによる電気的な直接結合(DC接続)である。なお、無線IC素子50と給電部31a,32aとは電磁界を介して電気的に接続されていてもよい。
On the surface of the
以上の構成からなる無線ICデバイス1Aは、無線IC素子50から所定の高周波信号がループ状電極30に伝達されると、ループ状電極30に高周波電流が流れ、ループ状電極30は通信距離が比較的短い磁界アンテナとして機能する。ここで、ループ状電極30の裏面電極33に図示しない金属体が近接すると、磁界ループが金属体とは反対方向に形成される。即ち、ループ状電極30の電流周回面であるループ面は金属体の平面に対して垂直に位置するため、磁界Hが金属体の表面に対して平行に発生するが、磁界Hは金属体の方向には磁界ループを形成することができないため、金属体とは反対方向に磁界ループが集中して形成される。そして、磁界ループにより誘起される電界Eも金属体とは反対方向に形成される。つまり、ループ状電極30がアンテナ素子として働き、このアンテナ素子から電磁波が金属体表面の法線方向に放射される。このように、金属体を近接させると、金属体とは反対方向にエネルギーを集中させることができるため、金属体とは反対方向に大きな利得をもつことができる。即ち、指向特性を変化させることができる。そして、この大きな利得により、無線ICデバイス1Aとリーダライタとの通信が可能となる。RFIDシステムのリーダライタから放射されてループ状電極30で受信された高周波信号は無線IC素子50に供給され、無線IC素子50が動作する。一方、無線IC素子50からの応答信号はループ状電極30に伝達されてリーダライタに放射される。なお、リーダライタは、前述の電磁波を受信しやすいように、金属体表面の法線方向に配置されることが好ましい。
In the wireless IC device 1A having the above configuration, when a predetermined high-frequency signal is transmitted from the
ループ状電極30は、そのループ面において、給電部31aから電極31,34,33,34,32及び給電部32aへ至る所定の長さを有し、この電気長に相当する所定の共振周波数を有し、かつ、無線ICデバイス1Aのインピーダンスとループ状電極30(放射素子)自体のインピーダンスとのマッチングを図っている。
The
一方、前記金属体がループ状電極30の裏面電極33から離間すると、磁界ループが金属体のあった方向にも形成されるようになり、磁界エネルギーが分散されることによって指向性が弱くなる。そのため、リーダライタから見たとき、無線ICデバイス1Aとしてはループ状電極30が弱い放射素子として機能するのみであり、リーダライタとの交信が不能になるか、低い放射レベルでの交信が行われる。
On the other hand, when the metal body is separated from the
(セキュリティシステム、図2及び図3参照)
前述のごとく、無線ICデバイス1Aにおけるリーダライタとの交信は、無線ICデバイス1Aと金属体とが近接しているときに可能であり、両者が離間すると不能又は不良になる。この作用を利用することにより、扉や窓の開閉状態をリーダライタに接続した管理機器が検知できる。応答信号の強弱(レベル差)によって扉や窓の開閉を検知してもよい。これにて、セキュリティを管理することができる。(Security system, see FIGS. 2 and 3)
As described above, communication with the reader / writer in the wireless IC device 1A is possible when the wireless IC device 1A and the metal body are close to each other, and becomes impossible or defective when they are separated from each other. By utilizing this action, the management device connected to the reader / writer can detect the open / closed state of the door or window. The opening / closing of doors and windows may be detected based on the strength (level difference) of the response signal. Thus, security can be managed.
図2に具体例を示す。例えば、図1に示した無線ICデバイス1Aを扉60(第2物体)の枠体61(第1物体)に取り付け、扉60が金属体であるとする。図2(A)に示すように、扉60が閉じられているときには、無線ICデバイス1Aと扉60(金属体)とが近接し、無線ICデバイス1Aとリーダライタとの交信が可能になる。図2(B)に示すように、扉60が開かれると交信は不能又は不良になる。これにて、扉60や窓の開閉状態を検知することができる。扉60が木製であれば、無線ICデバイス1Aが近接する部分に金属体を貼着ないし埋め込んでおけばよい。即ち、図2に示すように、無線ICデバイス1Aは、その側面電極34側にて枠体61に固定されており、裏面電極33側は扉60に対面するように配置されている。また、無線ICデバイス1Aの表面電極31,32側には、リーダライタ(図示しない)が配置されている。
A specific example is shown in FIG. For example, it is assumed that the wireless IC device 1A shown in FIG. 1 is attached to the frame 61 (first object) of the door 60 (second object), and the
セキュリティシステムとしては、例えば、図3に示すように、室内80にコンピュータ81と連動するリーダライタ82を設ける。リーダライタ82は送受信用のアンテナ83を備えている。一方、室内での装置品である第1物体としての扉枠61、窓枠64、置き台66,68に無線ICデバイス1Aを取り付ければよい。第2物体としての金属体は扉60自体、窓サッシ63自体、金庫65自体、商品67自体であればよい。商品67が非金属体であれば、置き台68であって無線ICデバイス1Aが近接する部分に金属体を取り付けておけばよい。なお、無線ICデバイス1Aと金属体との配置関係は逆であってもよい。
As a security system, for example, as shown in FIG. 3, a reader /
このセキュリティシステムにおいて、リーダライタ82からの信号に対して無線ICデバイス1Aが応答すれば、コンピュータ81は例えば扉60が閉じている、金庫65が所定の位置にあることを検知する。一方、無線ICデバイス1Aが応答しない、あるいは、反応レベルが一定値以下であれば、コンピュータ81は扉60が開けられた、金庫65が移動したことを検知する。これにて室内80のセキュリティを管理することができる。他の装置品に関しても同様である。
In this security system, when the wireless IC device 1A responds to a signal from the reader /
(無線IC素子、図4〜図7参照)
無線IC素子50は、図4に示すように、高周波信号を処理する無線ICチップ51であってもよく、あるいは、図5に示すように、無線ICチップ51と所定の共振周波数を有する共振回路を含んだ給電回路基板65とで構成されていてもよい。(Wireless IC element, see FIGS. 4 to 7)
The
図4に示す無線ICチップ51は、クロック回路、ロジック回路、メモリ回路などを含み、必要な情報がメモリされている。無線ICチップ51は、その裏面に入出力用端子電極52,52及び実装用端子電極53,53が設けられている。入出力用端子電極52,52は前記給電部31a,32aと金属バンプなどを介して電気的に接続される。なお、金属バンプの材料としては、Au、はんだなどを用いることができる。
The
図5に示すように、無線ICチップ51と給電回路基板65とで無線IC素子50を構成する場合、給電回路基板65には種々の給電回路(共振回路/整合回路を含む)を設けることができる。例えば、図6に等価回路として示すように、互いに異なるインダクタンス値を有し、かつ、互いに逆相で磁気結合(相互インダクタンスMで示す)されているインダクタンス素子L1、L2を含む給電回路66であってもよい。給電回路66は、所定の共振周波数を有するとともに、無線ICチップ51のインピーダンスと近接する金属体とのインピーダンスマッチングを図っている。なお、無線ICチップ51と給電回路66とは、電気的に接続(DC接続)されていてもよいし、電磁界を介して結合されていてもよい。
As shown in FIG. 5, when the
給電回路66は、無線ICチップ51から発信された所定の周波数を有する高周波信号を前記ループ状電極30に伝達し、かつ、受信した高周波信号をループ状電極30を介して無線ICチップ51に供給する。給電回路66は所定の共振周波数を有する。ループ状電極30にて送受信される信号の周波数は、給電回路66の共振周波数によって実質的に決定されていてもよい。これにより、インピーダンスマッチングが図りやすくなり、インピーダンスの整合回路、即ち、ループ状電極30の電気長を短くすることができる。
The
次に、給電回路基板65の構成について説明する。図4及び図5に示すように、無線ICチップ51の入出力用端子電極52は給電回路基板65上に形成した給電端子電極142a、142bに、実装用端子電極53は実装端子電極143a、143bに金属バンプなどを介して接続される。
Next, the configuration of the
給電回路基板65は、図7に示すように、誘電体あるいは磁性体からなるセラミックシート141a〜141hを積層、圧着、焼成したものである。但し、給電回路基板65を構成する絶縁層はセラミックシートに限定されるものではなく、例えば、液晶ポリマなどのような熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂のような樹脂シートであってもよい。最上層のシート141aには、給電端子電極142a,142b、実装端子電極143a,143b、ビアホール導体144a,144b,145a,145bが形成されている。2層目〜8層目のシート141b〜141hには、それぞれ、インダクタンス素子L1,L2を構成する配線電極146a,146bが形成され、必要に応じてビアホール導体147a,147b,148a,148bが形成されている。
As shown in FIG. 7, the
以上のシート141a〜141hを積層することにより、配線電極146aがビアホール導体147aにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子L1が形成され、配線電極146bがビアホール導体147bにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子L2が形成される。また、配線電極146a,146bの線間にキャパシタンスが形成される。
By laminating the
シート141b上の配線電極146aの端部146a−1はビアホール導体145aを介して給電端子電極142aに接続され、シート141h上の配線電極146aの端部146a−2はビアホール導体148a,145bを介して給電端子電極142bに接続される。シート141b上の配線電極146bの端部146b−1はビアホール導体144bを介して給電端子電極142bに接続され、シート141h上の配線電極146bの端部146b−2はビアホール導体148b,144aを介して給電端子電極142aに接続される。
The
以上の給電回路66において、インダクタンス素子L1,L2は、互いに磁気結合しており、それぞれ逆方向に巻かれているため、インダクタンス素子L1,L2の内径を通過する磁界は、互いに逆向きとなる。そのため、インダクタンス素子L1,L2で形成される磁界は閉磁路となる。また、所望のインダクタンス値を得るためには配線電極146a,146bをある程度長くする必要がある。これにてエネルギーのロスが少なくなるとともに、共振周波数付近で広帯域化することになる。
In the above
インダクタンス素子L1,L2は、給電回路基板65を平面透視したときに、左右の異なる位置に形成されている。また、インダクタンス素子L1,L2で発生する磁界はそれぞれ逆向きになる。これにて、給電回路66をループ状電極30に結合させたとき、ループ状電極30には逆向きの電流が励起され、その電流による電位差でループ状電極30を放射素子として動作させる。
The inductance elements L1 and L2 are formed at different positions on the left and right when the
給電回路基板65に共振/整合回路を内蔵することにより、外部の物品の影響による特性変動を抑えることができ、通信品質の劣化を防ぐことができる。また、無線IC素子50を構成する無線ICチップ51を給電回路基板65の厚み方向の中央側に向けて配置すれば、無線ICチップ51の破壊を防ぐことができ、無線IC素子50としての機械的強度を向上させることができる。
By incorporating the resonance / matching circuit in the power
(無線ICデバイスの第2例、図8参照)
第2例である無線ICデバイス1Bは、図8に示すように、ループ状電極30の裏面電極33の中央部分にスリット部35を形成したものである。第2例での基本的な作用効果は前記第1例と同様である。ループ状電極30と金属体が近接している場合は、ループ状電極30の裏面電極33に形成されたスリット部35は近接した金属体と容量結合し、金属体との二つの容量結合部を介して、ループ状電極30はループを形成する。なお、スリット部35を介してループ状電極が容量結合していてもよい。金属体との結合は前記第1例と同様であり、近接した金属体により、無線ICデバイス1Bとリーダライタとが通信可能になる。即ち、金属体が近接することにより、金属体とは反対方向にエネルギーを集中させて大きな利得をもつことができるので、リーダライタとの通信が可能になる。一方、ループ状電極30と金属体が離間しているとき、ループ状電極30はスリット部35によって離間した状態となる。これにより、ループ状電極30のインピーダンスマッチング機能が失われ、無線IC素子50のインピーダンスとループ状電極30のインピーダンスとのマッチングが図れなくなる。この結果、ループ状電極30は磁界アンテナとして機能しなくなる。従って、本第2例では、金属体が近接した場合と離間した場合とで、リーダライタとの交信状態に明瞭な差が生じ、検知が確実なものとなる。(Refer to the second example of the wireless IC device, FIG. 8)
As shown in FIG. 8, the
(無線ICデバイスの第3例、図9参照)
第3例である無線ICデバイス1Cは、図9に示すように、無線IC素子50との給電部31a,32aを片方に寄せて配置し、他方は側面電極を省略して容量Cで結合させたものである。第3例の基本的な作用効果は前記第1例と同様である。このように、ループ状電極30自体を容量Cで結合させて、ループを形成していてもよい。(Refer to the third example of the wireless IC device, FIG. 9)
As shown in FIG. 9, the
(無線ICデバイスの第4例、図10参照)
第4例である無線ICデバイス1Dは、図10に示すように、絶縁体基板20の表面に設けた放射電極36に、開口部36aと該開口部36aから外部に連通するスリット部36bを形成したもので、放射電極36は絶縁体基板20の側面から裏面に延在され、基板20の端部において容量Cで結合している。スリット部36bの対向部分は給電部36cとされ、この給電部36cに無線IC素子50が結合されている。そして、スリット部36b(給電部36c)を含む開口部36aの周囲に磁界電極37が形成されている。(Refer to the fourth example of the wireless IC device, FIG. 10)
As shown in FIG. 10, the
本第4例では、放射電極36がスリット部36bにより開いたループ形状を有しており、開口部36aの周囲に電流が集中する。この電流集中部分が磁界電極37として機能する。磁界電極37は所定の長さを有しているため、給電部36cに対して所定の電位差を有することになる。ここでは、放射電極36と磁界電極37とは見かけ上一体的に形成されている。従って、磁界電極37の所定の電位差が、磁界電極37と一体となった、絶縁体基板20の表面に設けた放射電極36に伝わる。このように、磁界電極37と放射電極36とが一体となっているので、給電部36cからの信号の特性(例えば広帯域な周波数特性)をそのまま外部へ伝えることができる。なお、受信の場合も同様である。ここで、磁界電極37は、絶縁体基板20の裏面に設けた放射電極36に対して電位差をもつので、絶縁体基板20の表面に設けた放射電極36も絶縁体基板20の裏面に設けた放射電極36に対して電位差をもつ。この電位差により、絶縁体基板20の表面に設けた放射電極36がパッチアンテナとして動作する。
In the fourth example, the
金属体を無線ICデバイスIDに近接させた場合、金属体とは反対方向にエネルギーを集中させることができるため、金属体とは反対方向に大きな利得をもつことができる。そして、この大きな利得により、無線ICデバイス1Aとリーダライタとの通信が可能となる。 When the metal body is brought close to the wireless IC device ID, energy can be concentrated in a direction opposite to the metal body, and thus a large gain can be obtained in the direction opposite to the metal body. The large gain enables communication between the wireless IC device 1A and the reader / writer.
なお、ループ形状の磁界電極37は、無線IC素子50のインピーダンスと放射電極36のインピーダンスとのマッチングを図っていてもよい。
The loop-shaped
(無線ICデバイスの第5例、図11及び図12参照)
第5例である無線ICデバイス1Eは、図11に示すように、ループ状電極30の裏面電極33の2箇所にスリット部35を形成したものである。第5例での基本的な作用効果は前記第2例と同様である。(Refer to fifth example of wireless IC device, FIG. 11 and FIG. 12)
As shown in FIG. 11, the
この無線ICデバイス1Eは、図12に示すように、両開きの扉70の開閉状態の検知に好適に用いることができる。即ち、図12(A)に示すように、無線ICデバイス1Eを扉枠71であって扉70の閉じ合わされる部分に対向する位置に取り付けることにより、より具体的には、無線ICデバイス1Eをループ状電極の二つのスリット部35が、それぞれ一方の扉、他方の扉に対面するように配置することにより、扉70のいずれが開放された場合であってもその開放状態を検知可能である(図12(B)参照)。扉70が近接した場合と離間した場合とで、リーダライタとの交信状態に明瞭な差が生じ、検知が確実なものとなることは、第2例と同様である。
As shown in FIG. 12, the
(他の適用例、図13参照)
図13は前記無線ICデバイス1Aをふすま72の開閉を検知するために鴨居(図示せず)に取り付けた例を示す。この場合、ふすまの上部に金属シート73を貼着することにより、該金属シート73を放射素子として機能させ、ふすま72の開閉状態を検知することが可能になる。(Refer to other application example, FIG. 13)
FIG. 13 shows an example in which the wireless IC device 1A is attached to a duck (not shown) in order to detect opening and closing of the
(他の実施例)
なお、本発明に係る無線通信システムは前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。(Other examples)
In addition, the radio | wireless communications system which concerns on this invention is not limited to the said Example, It can change variously within the range of the summary.
例えば、無線ICデバイスは前記実施例に示したもの以外に種々の第1物体に固定し、無線IC素子と第2物体との近接/離間をリーダライタで検出することができる。 For example, the wireless IC device can be fixed to various first objects other than those shown in the above embodiments, and the proximity / separation between the wireless IC element and the second object can be detected by the reader / writer.
また、無線IC素子に関しても、給電回路基板などはあくまで例示であり、給電回路は種々の構成を採用することができる。また、無線ICは給電回路基板内の素子として作製しても構わない。給電回路基板内に無線IC部を形成することにより、無線IC部と給電回路との接続部における寄生成分をなくすことができ、無線ICデバイスの特性を向上させることができる。また、無線IC素子の低背化も可能である。 As for the wireless IC element, the power supply circuit board and the like are merely examples, and the power supply circuit can employ various configurations. The wireless IC may be manufactured as an element in the power supply circuit board. By forming the wireless IC part in the power supply circuit board, the parasitic component in the connection part between the wireless IC part and the power supply circuit can be eliminated, and the characteristics of the wireless IC device can be improved. In addition, the height of the wireless IC element can be reduced.
また、第2物体には、金属体以外にも、誘電率の高いもの、透磁率の高いもの、又は液体などを固定することも可能であり、これにより指向特性を変化させることができる。 In addition to the metal body, it is also possible to fix a high dielectric constant, a high magnetic permeability, a liquid, or the like to the second object, thereby changing the directivity.
また、実施例には、金属体を近づけたときに交信レベルが上がる例を示したが、金属体を近づけたときに利得が下がるように設計し、交信レベルが下がることを検出して、第1物体及び第2物体との近接/離間を検出することも可能である。また、RFIDシステムは、UHF帯に限定されるものではなく、HF帯などの他の周波数帯を利用することもできる。 In addition, the embodiment shows an example in which the communication level increases when the metal body is brought closer, but the design is made so that the gain is lowered when the metal body is brought closer, and it is detected that the communication level is lowered. It is also possible to detect the proximity / separation between the first object and the second object. Further, the RFID system is not limited to the UHF band, and can use other frequency bands such as the HF band.
1A〜1E…無線ICデバイス
20…絶縁体基板
30…放射体(ループ状電極)
31a,32a…給電部
35…スリット部
36…放射電極
36c…給電部
37…磁界電極
50…無線IC素子
51…無線ICチップ
65…給電回路基板
66…給電回路
82…リーダライタDESCRIPTION OF SYMBOLS 1A-1E ...
31a, 32a ... feeding
本発明の一形態である無線通信システムは、
所定の無線信号を処理する無線ICデバイスと、
前記無線ICデバイスと無線信号を交換し合うリーダライタと、
を備えた無線通信システムであって、
前記無線ICデバイスは無線IC素子及び放射体を備え、
前記無線IC素子は、所定の無線信号を処理する無線ICチップを備え、
前記放射体は、前記無線ICチップに直接的又は間接的に結合したループ状電極を有し、該ループ状電極は前記無線ICチップと直接的又は間接的に結合する給電部及び切り欠かれた第1スリット部及び第2スリット部を有し、
前記無線ICデバイスは第1物体に固定され、金属体を含む第2物体及び金属体を含む第3物体の近接に伴って、第1スリット部が第2物体に含まれる金属体に結合し、第2スリット部が第3物体に含まれる金属体に結合することにより、無線ICデバイスと第2物体及び第3物体との近接/離間を前記リーダライタによって検出すること、
を特徴とする。
A wireless communication system according to an aspect of the present invention includes:
A wireless IC device for processing a predetermined wireless signal;
A reader / writer for exchanging wireless signals with the wireless IC device;
A wireless communication system comprising:
The wireless IC device includes a wireless IC element and a radiator,
The wireless IC element includes a wireless IC chip that processes a predetermined wireless signal,
The radiator has a loop-like electrode directly or indirectly coupled to the wireless IC chip, and the loop-shaped electrode is cut out with a power feeding unit directly or indirectly coupled to the wireless IC chip. Having a first slit portion and a second slit portion;
The wireless IC device is fixed to the first object, and with the proximity of the second object including the metal body and the third object including the metal body, the first slit portion is coupled to the metal body included in the second object, Detecting the proximity / separation between the wireless IC device and the second object and the third object by the reader / writer by coupling the second slit portion to the metal body included in the third object ;
It is characterized by.
前記無線通信システムにおいては、無線ICデバイスに金属体などを含む第2物体及び第3物体が近接した場合に、無線ICデバイスの指向特性が変化するので、3者が近接することによってリーダライタとの通信可能な電力/情報伝達経路が形成される。放射体はリーダライタからの信号を受け、この受信信号は無線ICデバイスに供給される。無線ICデバイスは応答信号を発し、この応答信号は放射体からリーダライタに放射される。このような交信は、無線ICデバイスに対して第2物体及び第3物体が近接しているとき、例えば両開きの扉や窓が閉じられているときに可能であり、仮に扉や窓が開かれていると交信は不能又は不良になる。応答信号の強弱(レベル差)によって第2物体及び第3物体の近接/離間を検知してもよい。これにて、セキュリティを管理することができる。 In the wireless communication system, when the second object and the third object and the like metal member in the wireless IC device is close, since directivity of the wireless IC device changes, and the reader-writer by the third party to close The power / information transmission path that can communicate with each other is formed. The radiator receives a signal from the reader / writer, and this received signal is supplied to the wireless IC device. The wireless IC device emits a response signal, and this response signal is emitted from the radiator to the reader / writer. Such communication is possible when the second object and the third object are close to the wireless IC device , for example, when a double door or window is closed. Communication becomes impossible or bad. The proximity / separation of the second object and the third object may be detected based on the strength (level difference) of the response signal. Thus, security can be managed.
本発明によれば、無線ICデバイスと金属体などを含む第2物体及び第3物体とでセキュリティシステムを構築することができる。しかも、無線ICデバイスは簡単な構成からなり、安価に製造でき、リーダライタからの信号を電力として利用するので省電力で済む。また、無線ICデバイスとダイレクトに信号を交換し合うので情報の伝達速度は極めて迅速である。 According to the present invention, a security system can be constructed with a wireless IC device and a second object and a third object including a metal body. In addition, the wireless IC device has a simple configuration, can be manufactured at low cost, and uses a signal from the reader / writer as power, saving power. In addition, since the signal is exchanged directly with the wireless IC device, the information transmission speed is extremely rapid.
Claims (13)
前記無線ICデバイスと無線信号を交換し合うリーダライタと、
を備えた無線通信システムであって、
前記無線ICデバイスは無線IC素子及び放射体を備え、
前記無線ICデバイスは第1物体に固定され、第1物体及び第2物体の近接/離間に伴う無線ICデバイスと第2物体との近接/離間を前記リーダライタによって検出すること、
を特徴とする無線通信システム。A wireless IC device for processing a predetermined wireless signal;
A reader / writer for exchanging wireless signals with the wireless IC device;
A wireless communication system comprising:
The wireless IC device includes a wireless IC element and a radiator,
The wireless IC device is fixed to a first object, and the reader / writer detects the proximity / separation between the wireless IC device and the second object accompanying the proximity / separation of the first object and the second object;
A wireless communication system.
前記複数のスリット部のうち、第1スリット部は第2物体に固定した金属体に結合し、第2スリット部は第3物体に固定した金属体に結合すること、
を特徴とする請求項11に記載の無線通信システム。The metal body is fixed to the second object and the third object;
Of the plurality of slit portions, the first slit portion is coupled to a metal body fixed to the second object, and the second slit portion is coupled to the metal body fixed to the third object.
The wireless communication system according to claim 11.
を特徴とする請求項3、請求項4又は請求項5に記載の無線通信システム。The radiator includes a radiation electrode formed on one main surface of an insulator substrate, a magnetic field electrode connected to the radiation electrode, and a power feeding unit connected to the magnetic field electrode, and the wireless IC chip Or coupled to the feeder circuit board,
The wireless communication system according to claim 3, claim 4, or claim 5.
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