(57)【要約】【課題】  リーダ・ライタ側から電力を供給しつつ、安定したデータ信号の伝送を可能にすると共に、ＩＣタグに書き込むデータが複数ある場合にも相互に干渉しないスポット的な伝送を行うことのできる非接触ＩＣタグシステムを提供することである。【解決手段】  リーダ・ライタ１１とＩＣタグ１２とを備えた非接触ＩＣタグシステム１０において、前記リーダ・ライタ１１側に可視光Ｌによる所定の発光パターンを発信するデータ送信部１４、ＩＣタグ１２側に前記発光パターンを受信するデータ受信部２４を設けることで、前記可視光Ｌを介してデータの伝送を行うと共に、前記リーダ・ライタ１１側から送出する搬送波Ｒを介してＩＣタグ１２側に電力供給を行う。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リーダ・ライタとＩＣタグとを備えた非接触ＩＣタグシステムにおいて、
前記リーダ・ライタ側に可視光による所定の発光パターンを発信するデータ送信部、ＩＣタグ側に前記発光パターンを受信するデータ受信部を設けることで、前記可視光を介してデータの伝送を行うと共に、前記リーダ・ライタ側から送出する搬送波を介してＩＣタグ側に電力供給を行うことを特徴とする非接触ＩＣタグシステム。
【請求項２】
前記データ送信部は、前記ＩＣタグ側に書き込むデータを前記発光パターンに変換する可視光パターン変換部と、前記発光パターンを外部に向けて照射させる発光部とを備える請求項１記載の非接触ＩＣタグシステム。
【請求項３】
前記データ受信部は、前記発光部から発せられる前記発光パターンを検知する受光部と、この受光部で検知された前記発光パターンをデータに変換するデータ変換部とを備える請求項１記載の非接触ＩＣタグシステム。
【請求項４】
前記発光部は、発光ダイオード又はレーザダイオードによって構成される請求項２記載の非接触ＩＣタグシステム。
【請求項５】
前記受光部は、フォトダイオード又はフォトＩＣによって構成される請求項３記載の非接触ＩＣタグシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ信号の伝送に可視光を利用した非接触ＩＣタグシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電波（搬送波）を介して送受信することで、商品あるいは生産物等のシリアル番号や製造年月日などの各種情報（データ）を照合・管理することのできる非接触式のＩＣタグが広く用いられるようになってきている。このＩＣタグを用いた基本構成は、図４に示すように、商品などに付するシート状のＩＣタグ３と、このＩＣタグ３と搬送波Ｒを介してデータをやりとりするリーダ・ライタ２とからなる。
【０００３】
前記ＩＣタグ３は、搬送波Ｒに載せたデータを受信するためのアンテナ４と、前記データを記憶するメモリ部５、その他、データの入出力を制御する制御回路６等を備えて構成されている。また、前記リーダ・ライタ２は、前記ＩＣタグ３に送信するデータの読み出し部や電力供給部等を有する本体部７と、この本体部７から搬送波Ｒを介してＩＣタグ３に書き込まれるデータの伝送や電力を供給するためのアンテナ８とを備えている。
【０００４】
前記構成のＩＣタグ３は、内部に電源部を持たず、前記リーダ・ライタ２側から搬送波Ｒを介して電力を供給するパッシブタイプのものであるため、データと電力の伝送を単一の搬送波Ｒを介して行うようになっている。このように搬送波Ｒにデータと電力を載せて伝送する場合は、搬送波Ｒに所定の変調や符号化等の処理が施される。
【０００５】
図５は、上記ＩＣタグ３を用いた商品管理ラインの一例を示したものである。この例は、ベルトコンベア９ａ上を流れる個々の商品９ｂごとにＩＣタグ３が付され、ベルトコンベア９ａの下方にはアンテナ８を備えた複数のリーダ・ライタ２が所定間隔ごとに複数配置して構成されたものである。前記個々のリーダ・ライタ２には異なったデータが格納されており、ベルトコンベア９ａ上を流れる商品９ｂが通過する過程でそれらのデータが逐次ＩＣタグ３に書き込まれるように構成されている。このようなシステムにあっては、前記リーダ・ライタ２を隣接して配置した場合に、それぞれのアンテナ８から出力される搬送波Ｒ同士が重なる重合領域Ｍが生じ、この重合領域Ｍを前記商品９ｂが通過すると、ＩＣタグ３に誤ったデータが書き込まれてしまうおそれがある。
【０００６】
このような搬送波Ｒ同士の干渉を回避して正確なデータの書き込み動作を行わせるためには、リーダ・ライタ２側に備わるアンテナ８をＩＣタグ３に正確に対応させる必要がある。このため、特許文献１では、前記リーダ・ライタにスポット光を投射する光源を備え、前記スポット光がＩＣタグに投射されたタイミングによってデータの書き込みを行うようにした構成例が示されている。
【特許文献１】特開２００６−１１８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記パッシブタイプのＩＣタグにあっては、前述したように、データと電力の伝送を単一の搬送波Ｒに載せて伝送させるため、搬送波Ｒに対して変調度の設定や調整を施すための処理が複雑となる。また、データをデジタル符号化して伝送させるための符号化や帯域制限などの処理が必要となる。
【０００８】
前記搬送波Ｒに施す処理に関しては、変調の度合いが高過ぎると、データの伝送時に電力の供給が不足し、逆に変調の度合いが低過ぎるとデータの伝送エラーが発生するため、最適な変調度に設定あるいは維持するのが容易でないといった問題がある。
【０００９】
また、前記搬送波Ｒは、周囲の電気製品や携帯電話等から発する電磁波や気象現象などによる環境の変化によって影響を受けやすい。このため、特にデータの伝送中におけるノイズの発生によって送受信エラーや伝送遅延などを引き起こしやすく、信頼性に欠けるといった問題もある。
【００１０】
さらに、前記図５に示したように、ＩＣタグ３に複数のリーダ・ライタ２からそれぞれ異なったデータを書き込む場合に、前記リーダ・ライタ２を隣接して配置すると、搬送波Ｒを用いた伝送では相互に干渉し合う。このため、特許文献１に示されているようなスポット光によってアンテナの向く方向を調整したとしても、伝播範囲の広い搬送波ＲではＩＣタグに正確に照準を合わせることが困難となるため、正確なデータ信号の伝送ができないといった問題があった。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、リーダ・ライタ側から電力を供給しつつ、安定したデータ信号の伝送を可能にすると共に、ＩＣタグに書き込むデータが複数ある場合にも相互に干渉しないスポット的な伝送を行うことのできる非接触ＩＣタグシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の非接触ＩＣタグシステムは、リーダ・ライタとＩＣタグとを備えた非接触ＩＣタグシステムにおいて、前記リーダ・ライタ側に可視光による所定の発光パターンを発信するデータ送信部、ＩＣタグ側に前記発光パターンを受信するデータ受信部を設けることで、前記可視光を介してデータの伝送を行うと共に、前記リーダ・ライタ側から送出する搬送波を介してＩＣタグ側に電力供給を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る非接触ＩＣタグシステムによれば、各種の情報からなるデータの伝送を搬送波と別の可視光を媒介にして行うため、外部の環境等に影響されることなく、安定した高品質なデータの伝送を行うことができる。また、前記データの伝送を従来の搬送波から切り離すことで、搬送波による電力の伝送効率も向上する。
【００１４】
また、前記データの伝送に可視光を用いているため、伝送範囲を光の届く角度や距離に限定させることができるので、スポット的な限られた範囲でのデータの書き込みが可能となる。これによって、複数のリーダ・ライタを隣接して配置した場合であっても、複数のデータ同士が干渉したり、混信したりすることなく、必要なデータを正確に書き込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面に基づいて本発明に係る非接触ＩＣタグシステムの実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１に示すように、本発明の非接触ＩＣタグシステム１０は、リーダ・ライタ１１と、このリーダ・ライタ１１から発せられる可視光Ｌ及び電波（搬送波）Ｒを介してデータ及び電力を受けるＩＣタグ１２とで構成されている。
【００１７】
前記リーダ・ライタ１１は、図２（ａ）に示すように、ＩＣタグ１２に伝送するデータや電力を格納している本体部１３と、この本体部１３から前記データを送信するデータ送信部１４と、電力を送信する電力送出部１５とを備えて構成されている。
【００１８】
前記データ送信部１４は、前記本体部１３に格納されている書き込み用の情報（データ信号）を可視光Ｌによる発光パターンに変換する可視光パターン変換部１６と、前記発光パターンを外部に向けて照射する発光部１７とを備えている。
【００１９】
前記発光部１７は、発光ダイオード又はレーザダイオード等を光源とするスポットライトであり、前記本体部１３と同じケーシングに収容されるか、このケーシングから所定の照射方向に可変可能に分離して配置される。前記発光ダイオードは、一般的に可視光と赤外光とに分けられるが、各種装置の稼動状態などを示すランプや表示ボードの光源等に使用されるような可視光タイプのものが使用される。特に、この可視光タイプの発光ダイオードの中でも白色ＬＥＤなどは、照明機器等にも使用されるように高輝度であるため、本発明のシステム構成に適している。このような発光ダイオードは、他の照明装置に比べて非常にスイッチングスピードが高く、耐久性にも優れているため、可視光を用いた通信に必要な高速なＯＮ−ＯＦＦの繰り返し操作が可能である。なお、赤外光タイプの発光ダイオードは、主にＩｒＤＡ等の通信用途や、位置検出等のセンサー用途に使用されるものであるが、前記可視光タイプの発光ダイオードの代わりに使用することもできる。
【００２０】
前記発光部１７から発せられる可視光Ｌは、波長が３８０〜７７０ミリミクロンの人間の目で視認可能な光線である。この可視光の中に人間の目で認識できない高速の点滅による発光パターンが存在しており、この発光パターンの組み合わせによって、所定の情報からなるデータ信号が作られる。
【００２１】
また、前記発光部１７をリーダ・ライタ１１から分離して設ける場合は、図１に示したように、発光ダイオードが実装された基板の周囲を取り囲むような反射面を有した集光体１８に収容され、ケーブル１９を介して接続される。さらに、前記集光体１８を配置あるいは取り付けやすいように、スタンド部あるいはクリップを設けることもできる。
【００２２】
前記電力送出部１５は、ＩＣタグ１２に電力を供給するための搬送波Ｒを発生させ、所定の出力に増幅させる電力変調部２１と、増幅させた搬送波Ｒを空中に放出させるための送信用のアンテナ２２を備えている。この送信用のアンテナ２２からは、一例として、１３．５６ＭＨｚの搬送波Ｒを１００ｍＷで送出される。ただし、要求されるＩＣタグとの通信距離により、電力量は異なるため、電波法の規制の中で可能な範囲で出力調整することになる。また、電力供給するためには他の周波数（２．４５ＧＨｚ／特定小電力）を使用することも可能であるが、電波法に基づいた規格の中で送信機を設計する必要がある。
【００２３】
前記ＩＣタグ１２は、シート状の薄い基材をベースにして構成され、図２（ｂ）に示すように、データ受信部２４、電力受給部２５、制御回路２８及びメモリ部２９とを備えている。
【００２４】
前記データ受信部２４は、前記リーダ・ライタ１１側の発光部１７から発せられる可視光Ｌによる発光パターンを検知する受光部２７と、この受光部２７で検知された発光パターンをデジタルのデータ信号に変換するデータ変換部２６とで構成されている。前記受光部２７は、フォトダイオード又はこのフォトダイオードの他にドライバ回路等を内蔵したフォトＩＣなどで構成される。前記フォトダイオードは、受光した光を電流に変換する特性を有している。したがって、本システム構成では、発光部１７から送られてくる光のデータを受光し、ＩＣタグ１２のデータ変換部２６へ受光データをそのまま送出する働きをする。前記データ変換部２６は、フォトダイオードが送信部から送られてきた点滅周期のデータを増幅し、デジタル信号に変換する。また、前記フォトダイオードは、前記発光ダイオードから発せられる可視光Ｌを効率よく受けるために、受光面を除いた部分が遮光され、実装用の基材の端部から外方向に向かうように表面実装される。
【００２５】
前記電力受給部２５は、前記リーダ・ライタ１１側の送信用のアンテナ２２から発せられる搬送波Ｒを受信するための受信用のアンテナ３２と、この受信用のアンテナ３２を介して取り込まれた搬送波Ｒを電力変換する電力変換部３１とで構成される。この電力変換部３１では、前記受信用のアンテナ３２を介して受信された搬送波ＲをＩＣタグ駆動用の電力に変換させる。なお、搬送波Ｒは、周波数が１３．５６ＭＨｚのものが一般的に広く使用されるが、９００ＭＨｚのものやマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）を使用する場合もある。
【００２６】
このように、ＩＣタグ１２内の受信用のアンテナ３２で前記リーダ・ライタ１１から発信されている搬送波Ｒを検出することで、その誘導起電力を利用して発電を行い、これで制御回路２８を介して命令を実行するための時間の単位となるクロック信号を作り出している。一方、リーダ・ライタ１１の発光部１７から発せられる可視光Ｌによる発光パターンによって、データ信号による各種の情報がメモリ部２９に書き込まれる。
【００２７】
次に、前記非接触ＩＣタグシステム１０を用いた応用例を図３に基づいて説明する。この応用例は、ベルトコンベア４１上を順次流れる商品や生産物等の物体４２に対してシリアル番号や製造年月日、内容物等の情報を逐次書き込むと共に、この情報の管理を行うためのシステム構成例を示したものである。このシステムにおける複数のリーダ・ライタ１１は、それぞれの発光部１７がケーブル１９を介して接続配置されている。そして、前記物体４２に付されているＩＣタグ１２に書き込むデータの格納部と電力供給部とが備わる本体部１３は、ベルトコンベア４１の下方にまとめて配置され、各発光部１７はＩＣタグ１２が付された物体４２の通過間隔に合わせて配置される。前記発光部１７は、光源に発光ダイオードを使用したスポットライトであり、この発光ダイオードの周囲を円筒形状の集光体１８で囲うことで単一の指向性を有して構成される。なお、このシステムにあっては、発光部１７と本体部１３とが対になるように構成しているが、前記本体部１３を単一構成にし、リーダ・ライタに共通の電力供給部と、各発光部に対応して切り替え可能なデータ送信部を設けて構成することもできる。
【００２８】
上記応用例のように、データ発信側のリーダ・ライタ１１とデータ受信側である物体４２に付されたＩＣタグ１２との距離が比較的狭く、限られた範囲でのデータ信号の伝送に可視光Ｌを利用しているため、外部の電磁界現象や様々なノイズによる影響を受けることなく、必要な情報のみを効率よく伝送させることができる。特に、一つのＩＣタグ１２に対して複数のリーダ・ライタ１１から異なる情報を付加する際にも、情報同士が干渉することがない。また、前記発光部１７がリーダ・ライタ１１から独立し、可視光Ｌの照射方向が可変可能となっているので、情報を書き込む側のＩＣタグ１２が付された物体４２の位置や方向、あるいは、移動する方向に適合させることが可能となる。
【００２９】
上記応用例における非接触ＩＣタグシステム１０は、商品等の物体４２に付加される各種の情報をベルトコンベア４１上で流れる間に順次書き込むことを目的として構成されたものであるが、このようなシステムに限定されることなく、製造ラインあるいは物流ラインなどの一定の定められた範囲における商品等の管理システムに応用することができる。
【００３０】
以上説明したように、本発明の非接触ＩＣタグシステムにあっては、電力伝送は従来の搬送波を用い、各種の情報からなるデータ伝送は可視光によって行うように分離構成されているので、電力の伝送及びデータの伝送を安定かつ正確に行うことができる。また、前記データ伝送が可視光を媒体としているため、ＩＣタグに対するデータの書き込み位置が正確に定まることによって、データ伝送エラーを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る非接触ＩＣタグシステムの概略構成図である。
【図２】上記非接触ＩＣタグシステムのシステムブロック図である。
【図３】上記非接触ＩＣタグシステムを用いた商品管理の応用例を示す説明図である。
【図４】従来の非接触ＩＣタグシステムの概略構成図である。
【図５】従来の非接触ＩＣタグシステムを用いて構成された商品管理の応用例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
Ｌ  可視光
Ｒ  搬送波（電波）
１０  非接触ＩＣタグシステム
１１  リーダ・ライタ
１２  ＩＣタグ
１３  本体部
１４  データ送信部
１５  電力送出部
１６  可視光パターン変換部
１７  発光部
１８  集光体
１９  ケーブル
２１  電力変調部
２２  アンテナ
２４  データ受信部
２５  電力受給部
２６  データ変換部
２７  受光部
２８  制御回路
２９  メモリ部
３１  電力変換部
３２  アンテナ
４１  ベルトコンベア
４２  物体
【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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