(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルな基板を用いたアンテナ基板と、
コンタクトレスメディアと無線で信号を交信する複数のアンテナコイルと、
各々の前記複数のアンテナコイルに接続されたアンテナ同調用の複数の同調回路と、
前記複数のアンテナコイルの縦方向及び横方向のそれぞれの個数を示すシート情報を記憶したシート情報部と、
前記アンテナコイル及び前記同調回路の各組と、前記アンテナコイルとの接続を切り替えるアンテナセレクタ部とをそれぞれ接続し、及び、前記シート情報部と、データ交信を制御するためのリーダ／ライタ制御部とを接続するためのコネクタと
を備え、
前記シート情報部がシート情報をリーダ／ライタ制御部に与え、リーダ／ライタ制御部はシート情報を読み込んで前記アンテナコイルの配置状態を識別し、
該リーダ／ライタ制御部が前記アンテナセレクタ部を切り替えることにより、コンタクトレスメディアとデータを読み出し又は書き込みするためのリーダ／ライタ装置と、前記アンテナコイルのいずれかとが接続され、接続された前記アンテナコイルを介してリーダ／ライタ装置とコンタクトレスメディア間でデータ交信するためのコンタクトレスメディア用アンテナシート。
【請求項２】
フレキシブルな基板を用いたアンテナ基板と、
コンタクトレスメディアと無線で信号を交信する複数のアンテナコイルと、
各々の前記複数のアンテナコイルに接続されたアンテナ同調用の複数の同調回路と、
前記複数のアンテナコイルの縦方向及び横方向のそれぞれの個数を示すシート情報を記憶したシート情報部と、
前記アンテナコイル及び前記同調回路の各組と、前記アンテナコイルとの接続を切り替えるアンテナセレクタ部とをそれぞれ接続し、及び、前記シート情報部と、データ交信を制御するためのリーダ／ライタ制御部とを接続するためのコネクタと
を備え、
前記シート情報部がシート情報をリーダ／ライタ制御部に与え、リーダ／ライタ制御部はシート情報を読み込んで前記アンテナコイルの配置状態を識別し、
該リーダ／ライタ制御部が前記アンテナセレクタ部を切り替えることにより、コンタクトレスメディアとデータを読み出し又は書き込みするためのリーダ／ライタ装置と、前記複数のアンテナコイルのそれぞれとが順次接続され、
接続された前記アンテナコイルの位置でのコンタクトレスメディアの有無に従い、前記アンテナコイルの２次元で表される位置に対応して有又は無を示す情報が、リーダ／ライタ制御部の２次元の仮想空間座標記憶部に記憶されるためのコンタクトレスメディア用アンテナシート。
【請求項３】
前記アンテナコイル及び前記同調回路の各組を前記コネクタと接続するためのラインに共通にそれぞれ接続され、前記アンテナコイルとコンタクトレスメディアとの間の交信と識別される信号で情報を伝達されるようにして、該情報を表示するための複数の表示制御部と、
各前記表示制御部によりそれぞれ表示制御される複数の表示部と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のコンタクトレスメディア用アンテナシート。
【請求項４】
アンテナシートの背面に張られた電磁遮へいシートをさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のコンタクトレスメディア用アンテナシート。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のコンタクトレスメディア用アンテナシートと、
コンタクトレスメディアとデータを読み出し又は書き込みするためのリーダ／ライタ装置と、
前記リーダ/ライタ装置を前記アンテナシートに実装されたアンテナコイルの各々に切り替え接続するアンテナセレクタ部と、
前記アンテナセレクタ部を切り替えて前記アンテナコイルのいずれかを前記リーダ／ライタ装置と接続して、接続された前記アンテナコイルを介して前記リーダ／ライタ装置とコンタクトレスメディア間のデータ交信を制御するためのリーダ／ライタ制御部と
を備えたコンタクトレスメディア用リーダ／ライタシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンタクトレスメディア用アンテナシート及びリーダ／ライタシステムに係り、特に、コンタクトレスメディアとのデータ交信およびリード/ライトの制御を行うためのコンタクトレスメディア用アンテナシート及びリーダ／ライタシステムに関する。本発明において、コンタクトレスメディアとは、特に、データを記憶する内部メモリと所定位置に配置された内部メモリに対応する無線送受素子を有するカード形状の非接触ＩＣメディアのことである。コンタクトレスメディア用リーダ／ライタシステムは、コンタクトレスメディアに対して、非接触または無線で情報の送受信を行う。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＰＵとメモリとを内部に備えた非接触ＩＣメディア（コンタクトレスメディア）を用い、非接触ＩＣメディアとリーダ／ライタとの間で、非接触または無線によりデータの送受を行い、非接触ＩＣメディアのメモリにデータを書き込み又はメモリからデータを読み取り、各種処理を可能とする技術が開発されている。さらに、従来は、最近検討されつつあるマルチアンテナリーダ／ライタ装置は、コンタクトレスメディアとのデータのリード／ライト用のアンテナを複数実装する事で、複数のコンタクトレスメディアとの交信を可能とするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来のコンタクトレスメディア用のマルチアンテナリーダ/ライタ装置は、コンタクトレスメディアとのリード/ライト用のアンテナを複数実装する事で実現しているが、個々のアンテナ部には利得調整用のドライバ回路が必要であり、アンテナ部だけでも多重基板で部品点数もかなり必要としていた。その為、従来は、アンテナ部をシート化するには不向きでありコスト高になるという課題があった。
【０００４】
また、従来のコンタクトレスメディア用のマルチアンテナリーダ/ライタ装置は、アンテナ部が、スチールの机、棚やテーブル等の金属面に接していると、アンテナのコイルとしての機能が損なわれて、十分な通信が出来ないことがあった。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、アンテナシートに柔軟性のあるフレキシブルな材質を用いることで、曲面の場所へも設置が可能なコンタクトレスメディア用アンテナシート及びリーダ／ライタシステムを提供することを目的とする。また、本発明は、アンテナのサイズ（個数）に関わらずリーダ/ライタ装置は同じ仕様の物を利用できるコンタクトレスメディア用アンテナシート及びリーダ／ライタシステムを提供することを目的とする。さらに、本発明は、目的に応じたアンテナサイズに交換してもリーダ/ライタ装置がそのサイズを認識することができるコンタクトレスメディア用アンテナシート及びリーダ／ライタシステムを提供することを目的とする。また、本発明は、金属面又はその近くにアンテナシートの取り付けを行った場合においても、アンテナ性能を損なう事無くコンタクトレスメディアとの交信を可能とするコンタクトレスメディア用アンテナシート及びリーダ／ライタシステムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の、主な特徴を以下に例示する。
１．アンテナ部を曲面のある場所でも設置が行えるように、フレキシブルな素材（フレキシブル基板）を使用し、シート化を実現。
２．アンテナシートを実現する為にアンテナ同調用の殆どの回路をリーダ/ライタ装置部に実装し、アンテナ部のアンテナ１つ当たり部品を同調用のコンデンサのみとした。
３．アンテナシートのサイズ（アンテナの数）が交換の際に識別出来るようシートＩＤ情報設定したシート情報部をアンテナシートに設け、これをリーダ/ライタ制御部が読込む事で現在接続中のアンテナシートのサイズを判断出来るようにした。
４．アンテナシート背面に電磁遮へいシートを張り、金属面に設置しても影響が無いようにした。
【０００７】
本発明の第１の解決手段によると、
コンタクトレスメディアと無線で信号を交信する複数のアンテナコイルと、
各々の前記複数のアンテナコイルに接続されたアンテナ同調用の複数の同調回路と、
前記複数のアンテナコイルの配置状態を示すシート情報を設定するためのシート情報部と、
前記アンテナコイルと前記同調回路との組みの各々と、前記シート情報部とにそれぞれ接続されたコネクタと
を備え、
コンタクトレスメディアとデータを読み出し又は書き込みするためのリーダ／ライタ装置と前記アンテナコイルのいずれかとを前記コネクタを介して切り替え、切り替え制御状態に基づきコンタクトレスメディアの存在を判定してデータ交信するための、フレキシブル基板を使用したコンタクトレスメディア用アンテナシート
が提供される。
【０００８】
本発明の第２の解決手段によると、
このようなコンタクトレスメディア用アンテナシートと、
コンタクトレスメディアとデータを読み出し又は書き込みするためのリーダ／ライタ装置と、
前記リーダ/ライタ装置を前記アンテナシートに実装されたアンテナコイルの各々に切り替え接続するアンテナセレクタ部と、
前記アンテナセレクタ部を切り替えて前記アンテナコイルのいずれかを前記リーダ／ライタ装置と接続して、切り替え制御状態に基づきコンタクトレスメディアの存在を判定してデータ交信を制御するためのリーダ／ライタ制御部と
を備えたコンタクトレスメディア用リーダ／ライタシステム
が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して実施の形態を説明する。
図１は、本発明による、コンタクトレスメディア/マルチアンテナ・リーダ/ライタシステムの構成図である。
【００１０】
このコンタクトレスメディア用リーダ／ライタシステムは、コンタクトレスメディア用・マルチアンテナシート１、リーダ／ライタ装置２と、アンテナセレクタ部３と、リーダ／ライタ制御部（ＣＰＵ）４を備える。
【００１１】
コンタクトレスメディア用・マルチアンテナシート１（以下、アンテナシート１  という。）は、複数のアンテナ部１１（図中、アンテナ１〜ｎで表示）と、シートＩＤ情報が設定されたシート情報部１２と、複数のアンテナ部１１とシート情報部１２とにそれぞれ接続されたコネクタ１３とを備える。
【００１２】
リーダ／ライタ装置２は、コンタクトレスメディアとデータを読み出し又は書き込みするための装置である。アンテナセレクタ部３は、アンテナシート１内のアンテナ部の各々にリーダ/ライタ装置２を切り替え接続する。リーダ／ライタ制御部４は、アンテナセレクタ部３を切り替えてアンテナシート１内のアンテナ部１１のいずれかをリーダ／ライタ装置２と接続して、切り替え制御状態に基づきコンタクトレスメディアの存在を判定しデータ交信を制御する。リーダ／ライタ制御部４は、さらに、外部ＣＰＵとも接続され、所望の信号を送受する。また、後述するように、リーダ/ライタ制御部４は、アンテナシート１上のアンテナ部１１の２次元的配列に対応してコンタクトレスメディアの有無情報を配列的に管理する仮想空間座標管理部と、その配列で管理されたコンタクトレスメディアの有無情報を記憶する仮想空間座標記憶部を有する。
【００１３】
図２は、アンテナ部の構成図である。
各々のアンテナ部１１は、コンタクトレスメディアと無線で信号を交信するアンテナコイル２１と、アンテナコイル２１に接続されたアンテナ同調用の同調回路２２と、表示制御部２３と、表示部２４とを備える。
【００１４】
表示制御部２３は、アンテナコイル２１及び同調回路２２の各組をコネクタ１３と接続するためのラインに共通に接続され、アンテナコイル２１とコンタクトレスメディアとの間の交信と識別される信号で情報を伝達されるようにして、各アンテナコイル２１の通信状態を表示する。表示部２４は、各表示制御部２３により表示が制御される。
【００１５】
コンタクトレスメディアへの情報の読込み・書込みは、アンテナセレクタ部３を制御することで単一アンテナを選択して、コンタクトレスメディアと通信が可能となる。各アンテナ部１１には、例えば、表示部２４により赤・緑のＬＥＤ表示を行う事が可能である。制御方法としては、コンタクトレスメディアとの通信線をそのまま利用し周波数を変更することでＬＥＤ制御の点灯を実現することができる。コンタクトレスメディアと通信を行う時は、例えば、１３．５６ＭＨｚという高周波で通信を行い、この時、コイルＬ１がフィリタリング動作しＬＥＤ制御用のフリップフロップ回路（以降、Ｆ／Ｆ回路という。）には信号が伝達されないようにすることができる。ＬＥＤ等の表示部２４を制御する時は周波数成分を、例えば、kＨｚオーダ程度に抑えることで、Ｆ／Ｆ回路へクロック信号として伝達する事が可能となる。表示部制御２３は、この時コンタクトレスメディアとの交信周波数とはまったく異なる周波数となるため、コンタクトレスメディア間との通信は実行されず、ＬＥＤ制御のみ行う事が可能となる。また、ＬＥＤの消灯制御はＦ／Ｆ回路の電源供給をカットすることで実現することができる。
【００１６】
図３は、シート情報部により設定されるシートＩＤ情報の説明図を示す。
シート情報部１２は、複数のアンテナコイルの配置状態を示すシートＩＤ情報を、リーダ／ライタ制御部４に与える。シートＩＤ情報は、リーダ/ライタ装置２に接続されるアンテナシートのアンテナ部１１の配置状態（サイズ、個数等）を識別する。この例では、シートＩＤ情報は、アンテナ部１１の縦及び横の２次元の配置状態を判別するための情報であり、縦方向（Ｙ方向）及び横方向（Ｘ方向）のアンテナ部１１の個数をそれぞれ４ビットの情報で示している（この例では、最大１５まで設定可能）。
【００１７】
図４は、アンテナシートの構造図を示したものである。
アンテナシート１は、保護シート層３１、アンテナ基板層３２、電磁遮蔽シート層３３を備える。第１層目の保護シート層３１は、アンテナシートを外部から保護するシートであるが、実際には利用目的に応じた印刷物や、金属以外の材料を使用したシートを用いることも可能である。第２層目のアンテナ基板層３２は、アンテナシートそのものであり、フレキシブルな両面基板・片面基板を用いて作成することができる。第３層目の電磁遮蔽シート層３３は、電磁シールドシートである。この電磁遮蔽シート層３３は、必要に応じて省略してもよい。
【００１８】
このように、アンテナシート１は、フレキシブルなため、曲面、凹凸面、筒状の面等に配置することができる。また、電磁遮蔽シート層３３を備えることで、アンテナシート背面又はアンテナシート付近等にあるものの材質が金属であってもアンテナとしての機能を保つ事が可能となる。
【００１９】
図５は、シートＩＤ情報の自動認識についてのフローチャートである。
リーダ/ライタ制御部４は、システムが電源投入されイニシャルスタートする際に、アンテナシート１にあるシートＩＤ情報を読込み、接続するアンテナシート１のアンテナの配置状態に関する判断を行う。この情報により、リーダ／ライタシステムはアンテナシートサイズに合う動作を開始する。
【００２０】
電源が投入されると、リーダ／ライタ制御部４は、シートＩＤ情報をシート情報部１２から読み込む（Ｓ１１）。リーダ／ライタ制御部４は、リードエラーがある場合（Ｓ１２）所定回数（例、３回）繰り返し（Ｓ１３）、それでもリードエラーがある場合は、シート無しとしてシステムを初期化する（Ｓ１４）。一方、リーダ／ライタ制御部４は、リードエラーが無い場合（Ｓ１２）、シートＩＤ情報を元にシステムの初期化を行う（Ｓ１５）。このような処理を経て、システムはアイドル処理へ移行する（Ｓ１６）。
【００２１】
図６は、コンタクトレスメディア・マルチアンテナリーダライタ装置のアイドル状態におけるフローチャートである。
アイドル処理がスタートすると、リーダ／ライタ制御部４は、アンテナ切り替え制御を初期化する（Ｓ２１）。次に、リーダ／ライタ制御部４は、アンテナセレクタ部３を制御して、順次アンテナ部１１を選択する（Ｓ２２）。リーダ／ライタ制御部４は、選択された位置にコンタクトレスメディアがあるか判断し（Ｓ２３）、それが無い場合はステップＳ２２に戻り、一方、有る場合は、読み込んだ座標情報を２次元の仮想空間座標記憶部に保存する（Ｓ２４）。ここで、図７に、仮想空間座標記憶部の説明図を示す。この例では、６×６に２次元配列されたアンテナシートを用いた場合を示している。リーダ／ライタ制御部４は、全てのアンテナ部１１を選択して読み込みが完了するまでステップＳ２２からの処理を繰り返し（Ｓ２５）、このような処理を全てのアンテナ部１１について完了するとステップＳ２１に戻る。
【００２２】
図８は、コンタクトレスメディアをリード／ライト動作するフローチャートである。
リーダ／ライタ制御部４は、操作者からの読込み／書込み要求指令を受けると、その指令により指定されたアンテナ部１１をアンテナセレクタ部３を制御して選択する（Ｓ３１）。リーダ／ライタ制御部４は、選択された位置にコンタクトレスメディアがあるかどうかを判断する（Ｓ３２）。ここで、リーダ／ライタ制御部４は、コンタクトレスメディアが有る場合、読込み又は書込みの指令に応じて（Ｓ３３）、指定メモリ領域の読込み処理（Ｓ３４）又は指定メモリ領域への書込み処理（Ｓ３５）を実行する。その後、リーダ／ライタ制御部４は、読込み情報又は書込み情報を外部ＣＰＵへ通知する（Ｓ３６）。一方、ステップＳ３２においてコンタクトレスメディアが無い場合、リーダ／ライタ制御部４は、メディア無し情報又はエラー情報を外部ＣＰＵへ通知する（Ｓ３６）。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によると、以上のように、アンテナシートは柔軟性のあるフレキシブルな材質であるため、局面の場所へも設置が可能である。また、本発明によると、アンテナのサイズに関わらずリーダ/ライタ装置は同じ仕様の物を利用することが出来る。さらに、本発明によると、目的に応じたアンテナサイズに交換してもリーダ/ライタ装置がそのサイズを認識することが出来る。また、本発明によると、金属面又はその近くにアンテナシートの取り付けを行った場合においても、アンテナ性能を損なう事無くコンタクトレスメディアとの交信が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による、コンタクトレスメディア/マルチアンテナ・リーダ/ライタシステムの構成図。
【図２】アンテナ部の構成図。
【図３】シート情報部により設定されるシートＩＤ情報の説明図。
【図４】アンテナシートの構造図
【図５】シートＩＤ情報の自動認識についてのフローチャート。
【図６】コンタクトレスメディア・マルチアンテナリーダライタ装置のアイドル状態におけるフローチャート。
【図７】仮想空間座標記憶部の説明図。
【図８】コンタクトレスメディアをリード／ライト動作するフローチャート。
【符号の説明】
１    コンタクトレスメディア用・マルチアンテナシート
２    リーダ/ライタ装置
３    アンテナセレクタ
４    リーダ/ライタ制御部(ＣＰＵ)
１１  アンテナ部
１２  シート情報部
１３  コネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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