(57)【要約】【課題】  電源の消耗を抑えたＲＦ−ＩＤタグ及びＲＦ−ＩＤタグ内蔵携帯通信端末を提供する。【解決手段】  受信した電波に自己に関連する情報が含まれている場合にのみ電源からの電力を無線発信部に供給するので、電源の消耗を抑えたＲＦ−ＩＤタグ及びＲＦ−ＩＤタグ内蔵携帯通信端末が得られる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信した電波を電力に変換する変換部と、
前記変換部からの電力で作動すると共に前記電波を解析して自己に関連する情報が含まれているか否かを判断する解析手段と、
自己の情報を電波で発信するための無線発信部と、
電波を発信するのに必要な電力を有する電源と、
前記変換部からの電力で作動すると共に自己に関連する情報が含まれている場合にのみ前記電源からの電力を前記無線発信部に供給するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とするＲＦ−ＩＤタグ。
【請求項２】
前記電源から前記無線発信部への電力の供給を一定時間だけ行うためのタイマーを備えたことを特徴とする請求項１記載のＲＦ−ＩＤタグ。
【請求項３】
前記電源として一次電池を用いた場合、前記制御手段は、前記電源の電圧が所定の電圧まで低下すると前記電源を交換すべき旨の信号を発生することを特徴とする請求項１または２記載のＲＦ−ＩＤタグ。
【請求項４】
前記電源として二次電池もしくは電気二重層コンデンサを用いた場合、前記電源は前記変換部で変換された電力の一部で充電されることを特徴とする請求項１または２記載のＲＦ−ＩＤタグ。
【請求項５】
受信した電波を電力に変換する変換部と、
前記変換部からの電力で作動すると共に前記電波を解析して自己に関連する情報が含まれているか否かを判断する解析手段と、
自己の情報を電波で発信するための無線発信部と、
電波を発信するのに必要な電力を有する電源と、
前記変換部からの電力で作動すると共に自己に関連する情報が含まれている場合にのみ前記電源からの電力を前記無線発信部に供給するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とするＲＦ−ＩＤタグ内蔵携帯通信端末。
【請求項６】
前記電源から前記無線発信部への電力の供給を一定時間だけ行うためのタイマーを備えたことを特徴とする請求項５記載のＲＦ−ＩＤタグ内蔵携帯通信端末。
【請求項７】
前記電源として一次電池を用いた場合、前記制御手段は、前記電源の電圧が所定の電圧まで低下すると前記電源を交換すべき旨の信号を発生することを特徴とする請求項５または６記載のＲＦ−ＩＤタグ内蔵携帯通信端末。
【請求項８】
前記電源として二次電池もしくは電気二重層コンデンサを用いた場合、前記電源は前記変換部で変換された電力の一部で充電されることを特徴とする請求項５または６記載のＲＦ−ＩＤタグ内蔵携帯通信端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦ−ＩＤタグ及びＲＦ−ＩＤタグ内蔵携帯通信端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＲＦ−ＩＤ（Radio Frequency-Identification）を活用したシステムが出回っているが、その多くはパッシブ型ＲＦ−ＩＤであり、電波が飛ぶ距離は数ｃｍから数１０ｃｍ位であり、他人に電波をスキャンされる恐れはない、また自ら電波を発信しないので電池も持つ必要はないが、アクティブ型ＲＦ−ＩＤを利用したシステムの場合は、本来電波を出さなくてもよいところでアクティブ型ＲＦ−ＩＤタグからむやみに電波が発信され、悪意ある第三者からスキャンされる恐れがあるほか、電池も無駄に消耗されることになる。
そこで、異なる設定時刻毎に電波を発信することにより電池の消耗を抑えたＲＦ−ＩＤタグ及びＲＦ−ＩＤタグ検知システムが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−１１３１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の技術では異なる設定時刻に電波を発信するものの、使用されることのない時間帯（例えば、夜間、休日）でも電波を発信するので、電池を無駄に消耗することになる。
そこで、本発明の目的は、電源の消耗を抑えたＲＦ−ＩＤタグ及びＲＦ−ＩＤタグ内蔵携帯通信端末を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、受信した電波を電力に変換する変換部と、前記変換部からの電力で作動すると共に前記電波を解析して自己に関連する情報が含まれているか否かを判断する解析手段と、自己の情報を電波で発信するための無線発信部と、電波を発信するのに必要な電力を有する電源と、前記変換部からの電力で作動すると共に自己に関連する情報が含まれている場合にのみ前記電源からの電力を前記無線発信部に供給するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
請求項１記載の発明によれば、受信した電波に自己に関連する情報が含まれている場合にのみ電源からの電力を無線発信部に供給するので、電源の消耗が抑えられる。
【０００５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記電源から前記無線発信部への電力の供給を一定時間だけ行うためのタイマーを備えたことを特徴とする。
請求項２記載の発明によれば、一定時間だけ電池から無線発信部へ電力が供給されるので、電源の消耗が抑えられる。
【０００６】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記電源として一次電池を用いた場合、前記制御手段は、前記電源の電圧が所定の電圧まで低下すると前記電源を交換すべき旨の信号を発生することを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明によれば、電源としての一次電池の交換時期をユーザが把握することができるので、電源が完全に消耗する前に新しい一次電池への交換を行うことができる。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記電源として二次電池もしくは電気二重層コンデンサを用いた場合、前記電源は前記変換部で変換された電力の一部で充電されることを特徴とする。
請求項４記載の発明によれば、受信時の電波を変換した電力で電源としての二次電池もしくは電気二重層コンデンサが充電されるので、電源を半永久的に使用することができ、電源の交換作業がほぼ不要となる。
【０００９】
請求項５記載の発明は、受信した電波を電力に変換する変換部と、前記変換部からの電力で作動すると共に前記電波を解析して自己に関連する情報が含まれているか否かを判断する解析手段と、自己の情報を電波で発信するための無線発信部と、電波を発信するのに必要な電力を有する電源と、前記変換部からの電力で作動すると共に自己に関連する情報が含まれている場合にのみ前記電源からの電力を前記無線発信部に供給するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
請求項５記載の発明によれば、受信した電波に自己に関連する情報が含まれている場合にのみ電源からの電力を無線発信部に供給するので、電源の消耗が抑えられる。
【００１０】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記電源から前記無線発信部への電力の供給を一定時間だけ行うためのタイマーを備えたことを特徴とする。
請求項６記載の発明によれば、一定時間だけ電池から無線発信部へ電力が供給されるので、電源の消耗が抑えられる。
【００１１】
請求項７記載の発明は、請求項５または６記載の発明において、前記電源として一次電池を用いた場合、前記制御手段は、前記電源の電圧が所定の電圧まで低下すると前記電源を交換すべき旨の信号を発生することを特徴とする。
請求項７記載の発明によれば、電源としての一次電池の交換時期をユーザが把握することができるので、電源が完全に消耗する前に新しい一次電池への交換を行うことができる。
【００１２】
請求項８記載の発明は、請求項６または７記載の発明において、前記電源として二次電池もしくは電気二重層コンデンサを用いた場合、前記電源は前記変換部で変換された電力の一部で充電されることを特徴とする。
請求項８記載の発明によれば、受信時の電波を変換した電力で電源としての二次電池もしくは電気二重層コンデンサが充電されるので、電源を半永久的に使用することができ、電源の交換作業がほぼ不要となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、受信した電波に自己に関連する情報が含まれている場合にのみ電源からの電力を無線発信部に供給するので、電源の消耗を抑えたＲＦ−ＩＤタグ及びＲＦ−ＩＤタグ内蔵携帯通信端末が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本実施形態のＲＦ−ＩＤタグ（ＲＦ−ＩＤタグ内蔵携帯通信端末）は、受信した電波を電力に変換する変換部と、変換部からの電力で作動すると共に電波を解析して自己に関連する情報が含まれているか否かを判断する解析手段と、自己の情報を電波で発信するための無線発信部と、電波を発信するのに必要な電力を有する電源と、変換部からの電力で作動すると共に自己に関連する情報が含まれている場合にのみ電源からの電力を無線発信部に供給するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
本実施形態のＲＦ−ＩＤタグ（ＲＦ−ＩＤタグ内蔵携帯通信端末）は、上記構成に加え、電源から無線発信部への電力の供給を一定時間だけ行うためのタイマーを備えてもよく、電源として一次電池を用いた場合、制御手段は、電源の電圧が所定の電圧まで低下すると電源を交換すべき旨の信号を発生してもよく、電源として二次電池もしくは電気二重層コンデンサを用いた場合、電源は変換部で変換された電力の一部で充電されるように構成してもよい。
【００１６】
すなわち、本ＲＦ−ＩＤタグ（もしくはＲＦ−ＩＤタグ内蔵携帯通信端末）は、通常はパッシブ型ＲＦ−ＩＤタグ（もしくはＲＦ−ＩＤタグ内蔵携帯通信端末）として機能し、ＲＦＩＤリーダ装置から発信される電波を受信すると、受信した電波から情報を解析して、自身に関連する情報が含まれている場合に、無線発信部の電源をＯＮさせ、アクティブ型ＲＦＩＤとして機能することを特徴とする。
【実施例】
【００１７】
〔実施例１〕
図１は本発明に係わる、ＲＦ−ＩＤタグの一実施例の回路構成の要部を表しものである。
本実施例のＲＦ−ＩＤタグ１は、ＲＦ−ＩＤリーダ装置からの電波を受信するＲＦ−ＩＤリーダ装置電波受信部２と、受信した電波を解析する受信電波解析部３と、各部を統括制御する制御部４と、電源９からの電力を無線発信部７へ投入するための電源投入部５と、得られた情報を記憶する情報記憶部６と、電波を送信アンテナ部８に給電する無線発信部７と、電波を放射する送信アンテナ部８と、無線発信部７だけを駆動するための電源９とを備えている。
【００１８】
ＲＦ−ＩＤタグ１の外形は、図では角部が丸みを帯びた長方形であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、正方形、円形、楕円形、長円形、多角形、星形もしくはこれらの組み合わせのいずれの形状であってもよい。
ＲＦ−ＩＤリーダ装置電波受信部２は、フロントエンド回路と受信アンテナとを有する。フロントエンド回路は、例えば、高周波増幅回路、局部発振回路、周波数混合回路、及び中間周波増幅回路を有する（スーパーへテロダイン回路）。尚、送信周波数（受信周波数）が短波帯以下の場合にはフロントエンド回路はストレート方式を用いてもよい。
受信アンテナは、受信周波数が３０３ＭＨｚの場合、例えば、ＲＦ  ＣＯＤＥ社のスパイダータグ（登録商標）が用いられる。
受信電波解析部３としては、受信した電波の中に自己に関連したデータの有無を判別する機能を有する回路であればよい。
制御部４としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）が挙げられる。
電源投入部５としては、例えば、トランジスタを用いたスイッチング回路やアナログスイッチが用いられるが、リレーを用いてもよい。
情報記憶部６としては、例えばＲＯＭ（Read Only Memory：読み出し専用メモリ）が用いられ、自己のデータ（ＩＤ番号、住所、氏名、生年月日等）が記憶されている。
送信アンテナ部８としては、送信周波数が３０３ＭＨｚの場合、例えば、ＲＦ  ＣＯＤＥ社のスパイダータグ（登録商標）が用いられるが、送信周波数３０３ＭＨｚ、発信電波の電界強度５００μＶ／ｍ（３ｍの地点）のスペックを満たすアンテナであれば他のアンテナを用いてもよい。
また、送信周波数と受信周波数とが異なる場合（例えば、送信周波数３０３ＭＨｚ、受信周波数２．４５ＧＨｚ）には、一般的な電波方式のＲＦ−ＩＤタグが受信するアンテナ（例として周波数２．４５ＧＨｚ）が用いられる。
【００１９】
尚、本実施例では送信アンテナと受信アンテナとを別々に用いた場合で説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、送信アンテナと受信アンテナとを兼用してもよい。また、周波数も限定されるものではなく、１３．５６ＭＨｚ、９００ＭＨｚ帯であっても他の周波数帯であってもよい。
ここで、送信アンテナ部８と受信アンテナとを兼用する場合にはアンテナ切替回路を用いる必要がある。アンテナ切替回路としては例えば、一端にＲＦ−ＩＤリーダ装置電波受信部２が接続されたアナログスイッチの他端と、一端に無線発信部７が接続されたアナログスイッチの他端とを接続して共通端子とし、その共通端子にアンテナを接続し、いずれか一方のアナログスイッチをオンとすることで切り替えることが挙げられる（図示せず。）。
【００２０】
電源９としては、二次電池（カーボン・リチウム電池、バナジウム・リチウム電池、二酸化マンガン・リチウム電池、ポリアニリン・リチウム電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル水素蓄電池、シール鉛蓄電池等）もしくは電気二重層コンデンサを用いが用いられる。電池の容量としては１００ｍＡｈ程度が好ましい。外形サイズとしてはコイン型であれば、直径１０ｍｍ、厚さ２ｍｍ以下のサイズが好ましい。電気二重層コンデンサを用いる場合には静電容量は０．０４７Ｆ程度が好ましく、外形サイズ４２ｍｍ×２６ｍｍ×２ｍｍ程度のサイズが好ましい。
【００２１】
ここで、電気二重層コンデンサはその放電特性において電圧が指数関数的に降下するため、電源９として電気二重層コンデンサを用いる場合には、例えば、平滑回路、リミッタ回路、もしくは三端子レギュレータ等の安定化電源回路を用いて一定時間（送信時間）内だけ一定電圧（送信可能電圧）にするのが好ましい。
【００２２】
本ＲＦ−ＩＤタグ１は、ＲＦ−ＩＤリーダ装置電波受信部２にて受信した電波をベースバンド信号に処理し、そのベースバンド信号を受信電波解析部３に送り、受信電波解析部３では、そのＲＦ−ＩＤタグ１が受けるべき信号であることを認識すると、制御部４へアクティブＲＦ−ＩＤ機能ＯＮ情報を送り、制御部４では、アクティブＲＦ−ＩＤ機能ＯＮ情報を受信すると、電源投入部５に対して、無線発信部７へ電源を供給するように指示を出し、電源投入部５は電源供給指示を受けると、電源９からの電源を、無線発信部７へ供給する。
【００２３】
尚、図３において、施設１１内に二つのリーダ装置１２、１３が示されているが、本発明のＲＦ−ＩＤタグ（ＲＦ−ＩＤタグ内蔵携帯通信端末）は施設１１内に１つのリーダ装置が設けられていてもよい。
【００２４】
〔実施例１の動作の説明〕
図１、図２、及び図３を用いて実施例１の動作について説明する。
図２は、図１に示したＲＦ−ＩＤタグ１がＲＦ−ＩＤリーダ装置からの電波を受信して、アクティブ型ＲＦ−ＩＤタグとして電波を発信する状態になるまでの様子を表したものである。
図２において、ＲＦ−ＩＤタグ１が状態Ｔ１にあるとき、電波は発信せず、施設１１の中に入り、ＲＦ−ＩＤリーダ装置１２からの電波Ｓ１を受信した状態Ｔ２となり、ＲＦ−ＩＤタグ１は、電波Ｓ１に自己に関連する情報が含まれている場合には電波を発信する状態Ｔ３となる。
【００２５】
図３は図１に示したＲＦ−ＩＤタグの一実施例の動作を示したフローチャートである。
ＲＦ−ＩＤタグ１は、ＲＦ−ＩＤリーダ電波受信部２にて、常にＲＦ−ＩＤリーダ装置１２からの電波を受信しているか否かを監視している（ステップＳ１０１）。
このとき、ＲＦ−ＩＤタグ１は電波を発信していない状態であり、状態Ｓ１となる。
ＲＦ−ＩＤタグ１は、ＲＦ−ＩＤリーダ装置１２からの電波Ｒ１を受信すると（ステップＳ１０１のＹ）、状態Ｓ２となり、受信電波解析部３にて、受信した電波をベースバンドへ復調して（Ｓ１０２）、自己が受けるべき信号であるか否かを判断して、自己が受けるべき信号であれば（ステップＳ１０３のＹ）、受信電波解析部３は、制御部４に対して「アクティブ型ＲＦ−ＩＤ機能ＯＮ」を送信する（ステップＳ１０４）。
【００２６】
これとは逆に、自己が受けるべき信号でなければ（ステップＳ１０３のＮ）、処理を終えて、再び、ＲＦ−ＩＤリーダ装置１２からの電波を受信しているか否かを監視する（ステップＳ１０１）状態Ｓ１となる。
ＲＦ−ＩＤタグ１は、制御部４にて「アクティブ型ＲＦ−ＩＤ機能ＯＮ」を受信すると、制御部４は、電源投入部５に対して、情報記憶部６及び無線発信部７に電源を供給するよう指示を送り（ステップＳ１０５）、同時に「電源ＯＮタイマー」を起動させる（ステップＳ１０６）。
電源投入部５は、制御部４からの電源供給指示により、情報記憶部６及び無線発信部７に電源を供給する。
情報記憶部６及び無線発信部７は、電源９からの電力が供給されると、情報記憶部６は内部に記憶されている固有の情報を無線発信部７に送り、無線発信部７は固有の情報で高周波（搬送波）を変調して、送信アンテナ部８より電波Ｒ２を発信して（ステップＳ１０７）、状態Ｓ３となる。
ＲＦ−ＩＤタグ１の制御部４は、「電源ＯＮタイマー」がタイムアウトしたとき（ステップＳ１０８のＹ）、再び、ＲＦ−ＩＤリーダ装置１２からの電波Ｒ１を受信すると（ステップＳ１０９のＹ）、ステップＳ１０２の処理を行い、以後繰り返す。
【００２７】
ＲＦ−ＩＤタグ１は、「電源ＯＮタイマー」がタイムアウトしたとき（ステップＳ１０８のＹ）、ＲＦ−ＩＤリーダ装置１２からの電波Ｒ１を受信していなければ（ステップＳ１０９のＮ）、電源投入部５に対して、情報記憶部６及び無線発信部７に電源を供給するのを停止するよう指示して（ステップＳ１０９）、無線発信部７は電波Ｒ２を発信するのを停止する。
電源９は電波受信時に充電され、無線発信部７の発信時にのみ放電する。
本実施例によれば、受信した電波に自己に関連する情報が含まれている場合にのみ電源からの電力を無線発信部に供給するので、電源の消耗が抑えられるだけでなく、電源９が充放電を繰り返すことにより、ほぼ半永久的に使用でき、交換作業の必要がない。
【００２８】
〔実施例２〕
電源として一次電池（例えば、マンガン電池、アルカリ電池、フッ化黒鉛リチウム電池、二酸化マンガン・リチウム電池、塩化チオニル・リチウム電池、酸化銅リチウム電池、アルカリ・ボタン電池、空気電池）を用いた場合について説明する。
ＲＦ−ＩＤタグ１は、電源として一次電池を用いた場合には充電による電源の再使用ができないため、一次電池が寿命になったときには交換する必要がある。
このため、本実施例では、制御手段（図１参照）が、電源としての一次電池の電圧が公称電圧から所定の電圧（ＲＦ−ＩＤタグからの電波がリーダ装置１２、１３に到達できる最低の電圧）まで低下すると電源を交換すべき旨の信号を発生するようになっている。
【００２９】
図４は図１に示したＲＦ−ＩＤタグの他の実施例の動作を示したフローチャートである。
図４に示したフローチャートと図３に示したフローチャートとの相違点は、電源電圧が所定の電圧（例えば、電源としての一次電池の公称電圧を１．５Ｖとし、送信可能な最低電圧を１．２Ｖとする。）まで低下したか否か（一次電池の電圧が１．５Ｖから１．２Ｖまで低下したか否か）を判別するステップＳ２０１と、電源を交換すべき旨の信号を電波発信するステップＳ２１２とを備えた点である。
【００３０】
図４に示したフローチャートのステップＳ２０２〜Ｓ２１１は、図３に示したフローチャートのステップＳ１０１〜Ｓ１１０と同一のため、説明を省略する。
本実施例によれば、受信した電波に自己に関連する情報が含まれている場合にのみ電源からの電力を無線発信部に供給するので、電源の消耗が抑えられるだけでなく、電源としての一次電池の交換時期をユーザが把握することができるので、電源が完全に消耗する前に新しい一次電池への交換を行うことができる。
一次電池の交換は、予めＲＦ−ＩＤタグの筐体に一次電池の交換が可能な収納箱を設けておき、裏蓋（図示せず。）を開けて交換できるようになっている。
【００３１】
〔効果の説明〕
本実施例によれば、ＲＦ−ＩＤタグにおいて、常時電波を発信することはせず、必要に応じて発信するので、ＲＦ−ＩＤタグに内蔵されている電源、例えばバッテリーの消耗を軽減でき、リーダ装置が存在しない場所では、むやみに電波を発信しないので、電波を悪意ある第三者にスキャンされることがない。
尚、本実施例ではＲＦ−ＩＤタグの場合で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、携帯通信端末にＲＦ−ＩＤタグを内蔵させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明のＲＦ−ＩＤタグを保育園児、幼稚園児、学生等に携帯させて、校門を通過したときや、校内（園内）にいるときの位置管理に利用することができる。また、本発明のＲＦ−ＩＤタグもしくはＲＦ−ＩＤタグ内蔵携帯通信端末（携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants：携帯情報端末)、ノートパソコン）を会社員や店員に携帯させて、通用門を通過したときや、構内（店内）にいるときの位置管理に利用することができる。すなわち、本発明は、限られた施設内における人員の入出管理や位置管理に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係わる、ＲＦ−ＩＤタグの一実施例の回路構成の要部を表しものである。
【図２】図１に示したＲＦ−ＩＤタグ１がＲＦ−ＩＤリーダ装置からの電波を受信して、アクティブ型ＲＦ−ＩＤタグとして電波を発信する状態になるまでの様子を表したものである。
【図３】図１に示したＲＦ−ＩＤタグの一実施例の動作を示したフローチャートである。
【図４】図１に示したＲＦ−ＩＤタグの他の実施例の動作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１    ＲＦ−ＩＤタグ
２    ＲＦ−ＩＤリーダ装置電波受信部
３    受信電波解析部
４    制御部
５    電源投入部
６    情報記憶部
７    無線発信部
８    送信アンテナ部
９    電源
【図１】
2006195794.tif 000003
【図２】
2006195794.tif 000004
【図３】
2006195794.tif 000005
【図４】
2006195794.tif 000006