(57)【要約】【課題】ＲＦＩＤメディアに対して情報の書き込みや読み出しを行うリーダ／ライタ装置において、省電力化を図る。【解決手段】発振器１５にて発生するキャリア波のみを一定時間毎に間欠送信し、マイコン３０において、このキャリア波のＩ値及びＱ値の変化に基づいて、ＩＣカード４０が近接しているかどうかを判断し、ＩＣカード４０が近接していると判断した場合、マイコン３０から通信用データを送信し、ポーリング及びＩＣカード４０に対するデータの送受信を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア波を出力するキャリア出力手段と、ＲＦＩＤメディアに対する通信用データを出力する制御手段と、前記制御手段から出力された通信用データを前記キャリア波に乗せることで当該キャリア波を変調する変調手段と、該変調手段にて前記キャリア波に乗せられた前記通信用データをアンテナ部を介して送信するとともに、前記通信用データに対するＲＦＩＤメディアからの受信データを前記アンテナ部を介して受信する送受信手段とを有し、前記制御手段が、前記送受信手段を介して前記通信用データ及び前記受信データの送受信を行うことで、前記ＲＦＩＤメディアに対する情報の書き込み及び／または読み出しを行うリーダ／ライタ装置において、
前記制御手段は、前記キャリア出力手段に前記キャリア波を一定時間毎に間欠出力させて当該キャリア波のみを前記一定時間毎に前記送受信手段及び前記アンテナ部を介して間欠送信し、前記送受信手段において、前記アンテナ部のインピーダンスの変化によって当該キャリア波が有する値が基準値として設定された値から変化した場合、前記通信用データの出力を開始することを特徴とするリーダ／ライタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触型ＩＣカード等のＲＦＩＤメディアに対して情報の書き込みや読み出しを行うリーダ／ライタ装置に関し、特に、省電力化を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カードやラベルに対して非接触状態にて情報の読み出しや書き込みを行うことが可能なＩＣが搭載された非接触型ＩＣカードや非接触型ＩＣラベル等のＲＦＩＤメディアがその優れた利便性から急速に普及しつつある。このようなＲＦＩＤメディアは、リーダ／ライタ装置に近接させることによって、リーダ／ライタ装置から電源が供給され、情報の読み出しや書き込みが行われる。
【０００３】
一般にリーダ／ライタ装置は、いわゆるポーリングと呼ばれる、ＲＦＩＤメディアに対する問いかけ信号の送信を常時行っており、この問いかけ信号に対する応答信号を受信した場合に、ＲＦＩＤメディアが近接していると判断し、ＲＦＩＤメディアに対するデータの送受信を行う。そのため、問いかけ信号の常時送信により、ＲＦＩＤメディアが近接していない状態においても電力が消費され続けることとなり、省電力化の面で好ましくない。
【０００４】
そこで、質問器と応答器とからなる非接触通信システムにおいて、質問器から、応答器との通信用の電波よりも弱い検知用の電波を発生し、この検知用の電波の所定の変化によって、応答器が質問器と通信できる範囲に存在していることを質問器が認識した場合に、質問器から通信用の電波を送出する技術が、特許文献１に開示されている。この技術のように、リーダ／ライタ装置において、ＲＦＩＤメディアを検出するまでの間は、通信用の電波よりも弱い検知用の電波を用いてＲＦＩＤメディアを検知することにより、リーダ／ライタ装置の省電力化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−４９６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されたものにおいては、リーダ／ライタ装置において、ＲＦＩＤメディアを検出するまでの間は、通信用の電波よりも弱い検知用の電波を用いてＲＦＩＤメディアを検知しているものの、ＲＦＩＤメディアを検出するまでの間においても、検知用の電波が常時出力されており、省電力化を図ることができているとは言い難い。
【０００７】
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、ＲＦＩＤメディアに対して情報の書き込みや読み出しを行うリーダ／ライタ装置において、省電力化を図ることができるリーダ／ライタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、
キャリア波を出力するキャリア出力手段と、ＲＦＩＤメディアに対する通信用データを出力する制御手段と、前記制御手段から出力された通信用データを前記キャリア波に乗せることで当該キャリア波を変調する変調手段と、該変調手段にて前記キャリア波に乗せられた前記通信用データをアンテナ部を介して送信するとともに、前記通信用データに対するＲＦＩＤメディアからの受信データを前記アンテナ部を介して受信する送受信手段とを有し、前記制御手段が、前記送受信手段を介して前記通信用データ及び前記受信データの送受信を行うことで、前記ＲＦＩＤメディアに対する情報の書き込み及び／または読み出しを行うリーダ／ライタ装置において、
前記制御手段は、前記キャリア出力手段に前記キャリア波を一定時間毎に間欠出力させて当該キャリア波のみを前記一定時間毎に前記送受信手段及び前記アンテナ部を介して間欠送信し、前記送受信手段において、前記アンテナ部のインピーダンスの変化によって当該キャリア波が有する値が基準値として設定された値から変化した場合、前記通信用データの出力を開始することを特徴とする。
【０００９】
上記のように構成された本発明においては、制御手段において、ＲＦＩＤメディアに対する通信用データを送信するためのキャリア波のみが送受信手段及びアンテナ部を介して一定時間毎に間欠送信されており、送受信手段において、アンテナ部のインピーダンスの変化によってキャリア波が有する値が基準値として設定された値から変化した場合に、ＲＦＩＤメディアが近接していると判断され、通信用データの出力が開始され、通信用データがキャリア波に乗せられて送受信手段及びアンテナ部を介して送信される。そして、通信用データに対するＲＦＩＤメディアからの受信データが受信されることにより、ＲＦＩＤメディアに対する情報の書き込みや読み出しが行われることになる。
【００１０】
このように、ＲＦＩＤメディアが近接しているかどうかが、キャリア波のみを一定時間毎に間欠送信し、このキャリア波が有する値を用いて判断されるので、ＲＦＩＤメディアを検知するまでの間、ＲＦＩＤメディアを検知するための信号が常時送信されているものに対して省電力化を図ることができる。またその際、通信用データを送信するためのキャリア波を用いて、ＲＦＩＤメディアが近接しているかどうかが判断されるので、ＲＦＩＤメディアを検知するために別個の構成を設ける必要がなく、また、通信用データ及びそれに対する受信データを用いることなく、ＲＦＩＤメディアが近接しているかどうかを判断することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＲＦＩＤメディアが近接しているかどうかを、キャリア波のみを一定時間毎に間欠送信し、このキャリア波が有する値を用いて判断し、ＲＦＩＤメディアが近接していると判断した場合に、通信用データ及びそれに対する受信データの送受信を開始する構成としたため、ＲＦＩＤメディアが近接していると判断するための信号を常時送信しているものに対して、省電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のリーダ／ライタ装置の実施の一形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示したリーダ／ライタ装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】図１に示したリーダ／ライタ装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】図１に示したリーダ／ライタ装置における、キャリア波の変化を説明するための図であり、（ａ）は波形を示す図、（ｂ）はその変化をディジタル値として捉える方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明のリーダ／ライタ装置の実施の一形態を示すブロック図である。
【００１５】
図１に示すように、本形態におけるリーダ／ライタ装置１０は、ＲＦＩＤメディアとなるＩＣカード４０に対して非接触状態にて情報の書き込みや読み出しを行うものであって、アンテナ部となるアンテナコイル１１及びキャパシタ１２と、ＲＦネットワーク１３と、符号化回路１９ａと、発振器１５と、変調器１６と、送信アンプ１４と、直交検波器２０と、受信アンプ１７ａ，１７ｂと、Ａ／Ｄ変換器１８ａ，１８ｂと、復号回路１９ｂと、マイコン３０とを有している。
【００１６】
直交検波器２０は、ミキサー２１ａ，２１ｂと、位相シフト器２２とを有している。マイコン３０は、本願発明における制御手段となるものであって、ＩＱ値検知部３１と、データ送受信部３２と、比較部３３と、記憶部３４とを有している。
【００１７】
符号化回路１９ａは、マイコン３０から出力された問いかけ信号や送信データ列からなるＲＦＩＤメディアに対する通信用データを符号化する。
【００１８】
発振器１５は、本願発明におけるキャリア出力手段となるものであって、１３．５６ＭＨｚの信号を発生し、出力する。
【００１９】
変調器１６は、符号化回路１９ａにて符号化された通信用データを、発振器１５から出力された信号からなるキャリア波に乗せることで、発振器１５から出力されたキャリア波を変調する。
【００２０】
送信アンプ１４は、変調器１６にて変調されたキャリア波や、発振器１５から出力されたキャリア波を増幅させる。
【００２１】
ＲＦネットワーク１３は、本願発明における送受信手段となるものであって、送信アンプ１４にて増幅されたキャリア波をアンテナコイル１１を介して送信したり、通信用データに対するＩＣカード４０からの受信データをアンテナコイル１１を介して受信したりする。また、ＲＦネットワーク１３では、アンテナコイル１１及びキャパシタ１２のインピーダンスの変化によってキャリア波の振幅及び位相が変化する。
【００２２】
アンテナコイル１１は、キャパシタ１２と並列に接続されており、ＲＦネットワーク１３によって送信されるキャリア波やキャリア波に乗せられた通信用データを、電磁波を放射することによって送信し、また、電磁波を受信することによって、通信用データに対するＩＣカード４０からの受信データを受信する。
【００２３】
ミキサー２１ａは、ＲＦネットワーク１３にて受信された、通信用データに対するＩＣカード４０からの受信データに、発振器１５から出力された１３．５６ＭＨｚの信号を乗算し、通信用データに対するＩＣカード４０からの受信データのＩ成分を出力する。また、ＲＦネットワーク１３から取り出したキャリア波に、発振器１５から出力された１３．５６ＭＨｚの信号を乗算し、キャリア波のＩ成分を出力する。
【００２４】
位相シフト器２２は、発振器１５から出力された１３．５６ＭＨｚの信号の位相を９０°変化させる。
【００２５】
ミキサー２１ｂは、ＲＦネットワーク１３にて受信された、通信用データに対するＩＣカード４０からの受信データに、発振器１５から出力されて位相シフト器２２にて９０°位相が変化した１３．５６ＭＨｚの信号を乗算し、通信用データに対するＩＣカード４０からの受信データのＱ成分を出力する。また、ＲＦネットワーク１３から取り出したキャリア波に、発振器１５から出力されて位相シフト器２２にて９０°位相が変化した１３．５６ＭＨｚの信号を乗算し、キャリア波のＱ成分を出力する。
【００２６】
受信アンプ１７ａは、ミキサー２１ａから出力された、キャリア波や通信用データに対するＩＣカード４０からの受信データのＩ成分を増幅するとともに高周波成分を除去して出力する。
【００２７】
受信アンプ１７ｂは、ミキサー２１ｂから出力された、キャリア波や通信用データに対するＩＣカード４０からの受信データのＱ成分を増幅するとともに高周波成分を除去して出力する。
【００２８】
Ａ／Ｄ変換器１８ａは、受信アンプ１７ａから出力された、キャリア波のＩ成分をディジタル値に変換して出力する。
【００２９】
Ａ／Ｄ変換器１８ｂは、受信アンプ１７ｂから出力された、キャリア波のＱ成分をディジタル値に変換して出力する。
【００３０】
復号回路１９ｂは、受信アンプ１７ａ，１７ｂから出力された、通信用データに対するＩＣカード４０からの受信データを復号する。
【００３１】
ＩＱ値検知部３１は、Ａ／Ｄ変換器１８ａ，１８ｂから出力された、キャリア波のＩ成分及びＱ成分のディジタル値が入力され、このディジタル値に基づいて、キャリア波のＩ値及びＱ値を検知する。
【００３２】
記憶部３４は、キャリア波のＩ値及びＱ値の基準値をディジタル値として記憶している。この基準値は、リーダ／ライタ装置１０にＩＣカード４０が近接していない状態にてアンテナコイル１１を介してキャリア波が送信された場合におけるキャリア波のＩ値及びＱ値が予め検知されており、その値が基準値として設定されて記憶部３４に記憶されており、その詳細は後述する。
【００３３】
比較部３３は、ＩＱ値検知部３１にて検知された、キャリア波のＩ値及びＱ値と、記憶部３４に記憶された基準値とを比較し、比較結果を出力する。
【００３４】
データ送受信部３２は、比較部３３から出力された比較結果が、ＩＱ値検知部３１にて検知されたキャリア波のＩ値及びＱ値が、記憶部３４に記憶された基準値から変化したものである場合、通信用データの送信を開始し、問いかけ信号の出力及びその後の送信データの出力を行い、また、復号回路１９ｂにて復号された受信データを受信する。
【００３５】
このように構成されたリーダ／ライタ装置１０においては、マイコン３０にてＲＦネットワーク１３及びアンテナコイル１１を介して通信用データ及び受信データの送受信を行うことで、ＩＣカード４０に対する情報の書き込みや読み出しを行うことになる。
【００３６】
リーダ／ライタ装置１０との間にて非接触状態にてデータの送受信を行うＩＣカード４０は、ＩＣカードデバイス４１と、アンテナ４２と、キャパシタ４３とを有している。
【００３７】
ＩＣカードデバイス４１は、リーダ／ライタ装置１０から送信された問いかけ信号に対して応答した後、リーダ／ライタ装置１０との間にて決められたプロトコルに従って、情報の送受信をアンテナ４２を介して行う。
【００３８】
以下に、上述したリーダ／ライタ装置１０の動作について説明する。
【００３９】
図２は、図１に示したリーダ／ライタ装置１０の動作を説明するためのフローチャートである。また、図３は、図１に示したリーダ／ライタ装置１０の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００４０】
図１に示したリーダ／ライタ装置１０は、低消費電力モードと通常電力モードとの２つのモードを有しており、ＩＣカード４０に対する情報の書き込みや読み出しを行っていない状態においては、低消費電力モードとなっている（ステップ１）。
【００４１】
低消費電力モードにおいては、図３に示すように、発振器１５からキャリア波が一定時間毎に間欠出力され、出力されたキャリア波のみが変調器１６及び送信アンプ１４を介してＲＦネットワーク１３に送られ、アンテナコイル１１を介して、一定時間毎に間欠送信されている（ステップ２）。この発振器１５からのキャリア波の間欠出力及びこのキャリア波のみの間欠送信は、マイコン３０の制御によって行ってもよく、またその他の制御手段を用いて行ってもよい。
【００４２】
ＲＦネットワーク１３に送られたキャリア波は、ＲＦネットワーク１３から見たアンテナコイル１１及びキャパシタ１２のインピーダンスの変化の影響を受け、ＲＦネットワーク１３においてその振幅及び位相が変化する。
【００４３】
アンテナコイル１１及びキャパシタ１２のインピーダンスの変化の影響を受け、ＲＦネットワーク１３にて振幅及び位相が変化したキャリア波は、直交検波器２０にてＩ成分とＱ成分とが抽出され、それぞれ受信アンプ１７ａ，１７ｂ及びＡ／Ｄ変換器１８ａ，１８ｂを介してディジタル値のＩ値及びＱ値としてマイコン３０のＩＱ値検知部３１にて検知される。
【００４４】
すると、マイコン３０の比較部３３において、ＩＱ値検知部３１にて検知されたキャリア波のＩ値及びＱ値と、記憶部３４に記憶された基準値とが比較され、比較結果が出力される。
【００４５】
ここで、リーダ／ライタ装置１０にＩＣカード４０が近接している場合と近接していない場合とでは、ＲＦネットワーク１３から見たアンテナコイル１１及びキャパシタ１２のインピーダンスの値が変化することにより、ＲＦネットワーク１３においてキャリア波の振幅及び位相が変化することになる。
【００４６】
図４は、図１に示したリーダ／ライタ装置１０における、キャリア波の変化を説明するための図であり、（ａ）は波形を示す図、（ｂ）はその変化をディジタル値として捉える方法を説明するための図である。
【００４７】
図４（ａ）に示すように、リーダ／ライタ装置１０から送信されたキャリア波は、リーダ／ライタ装置１０にＩＣカード４０が近接している場合（一点鎖線にて図示）と、ＩＣカード４０が近接していない場合（破線にて図示）とで、ＲＦネットワーク１３においてその波形の位相及び振幅が互いに異なるものとなる。
【００４８】
そこで、図４（ｂ）に示すように、ＩＱ値検知部３１において、この位相及び振幅の変化をディジタル値として捉えることにより、リーダ／ライタ装置１０にＩＣカード４０が近接しているかどうかを判断することができる。
【００４９】
リーダ／ライタ装置１０においては、ＩＣカード４０が近接していない状態にてアンテナコイル１１を介して送信されたキャリア波のＩ値及びＱ値がディジタル値としてＩＱ値検知部３１にて予め検知され、基準値として記憶部３４に記憶されている。なお、この基準値は、通常電力モードから低消費電力モードに移行した際に、最初に間欠送信されたキャリア波についてＩＱ値検知部３１にて検知されたＩ値及びＱ値が基準値として設定され、記憶部３４に記憶しておくことが考えられる。なおその場合、基準値として設定されたＩ値及びＱ値は、記憶部３４に記憶しておかなくてもよい。
【００５０】
それにより、その後、ＩＱ値検知部３１にて検知されたＩ値及びＱ値と、基準値として設定されて記憶部３４に記憶されたＩ値及びＱ値とが比較され、ＩＱ値検知部３１にて検知されたＩ値及びＱ値が、記憶部３４に基準値として記憶されたＩ値及びＱ値から変化した場合、リーダ／ライタ装置１０にＩＣカード４０が近接していると判断することができる。
【００５１】
このようにして、ＩＱ値検知部３１にて検知されたＩ値及びＱ値と、記憶部３４に基準値として記憶されたＩ値及びＱ値とが比較され、ＩＱ値検知部３１にて検知されたＩ値及びＱ値が、記憶部３４に基準値として記憶されたＩ値及びＱ値から変化してその旨が比較結果として比較部３３から出力されると（ステップ３）、マイコン３０の制御によってリーダ／ライタ装置１０が通常電力モードに移行し（ステップ４）、図３に示すようにデータ送受信部３２において通信用データの出力が開始され、問いかけ信号が出力されることにより、所定のプロトコルに基づいてポーリングが開始される。
【００５２】
データ送受信部３２から出力された問いかけ信号は、符号化回路１９ａにて符号化され、変調器１６にて発振器１５から出力されたキャリア波に乗せられ、それによりキャリア波が変調され、送信アンプ１５、ＲＦネットワーク１３及びアンテナコイル１１を介して送信されることになる（ステップ５）。
【００５３】
その後、問いかけ信号に対してＩＣカード４０から応答信号が送信されると、この応答信号が、アンテナコイル１１及びＲＦネットワーク１３を介して受信データとして受信される。そして、この受信データが復号回路１９ｂにて復号され、問いかけ信号に対するＩＣカード４０からの応答信号であると判断されると（ステップ６）、ＩＣカード４０に送信すべき送信データ列がデータ送受信部３２から出力される。
【００５４】
また、問いかけ信号に対する応答がない場合は、リーダ／ライタ装置１はステップ１に戻り、図３に示すように、マイコン３０の制御によってリーダ／ライタ装置１０が低消費電力モードに移行する。
【００５５】
データ送受信部３２から出力された送信データ列は、符号化回路１９ａにて符号化され、変調器１６にて発振器１５から出力されたキャリア波に乗せられ、それによりキャリア波が変調され、送信アンプ１５、ＲＦネットワーク１３及びアンテナコイル１１を介して送信されることになる。
【００５６】
そして、この送信データ列に対するＩＣカード４０からの受信データ列がアンテナコイル１１及びＲＦネットワーク１３を介して受信されると、受信された受信データ列は、直交検波器２０にて検波され、受信アンプ１７ａ，１７ｂを介して復号回路１９ｂに入力され、復号回路１９ｂにて復号された受信データ列がデータ送受信部３２に入力され、図３に示すように、リーダ／ライタ装置１０とＩＣカード４０との間にてデータの送受信が行われることになる（ステップ７）。
【００５７】
リーダ／ライタ装置１０は、例えば、プリンタ装置等のホストに接続されており、ＩＣカード４０とのデータの送受信動作にて受信されたＩＣカード４０のＩＤによって認証等が行われた後、ホストにウェイクアップコマンド等が送信されることによって、ＩＣカード４０の検出が通知される（ステップ８）。この通知に基づき、ホストは印字出力等の通常動作の処理を行うことになる。なお、図３においては、ホストが通常動作の処理を行っている間、リーダ／ライタ装置１０とＩＣカード４０との間にてデータの送受信が継続して行われているように記載されているが、上述したように、ＩＣカード４０を用いた認証を行ってホストが通常動作の処理を行う場合等においては、通常動作の開始時にのみデータの送受信が行われればよい。
【００５８】
その後、ホストにて通常動作の処理が終了し、その旨がリーダ／ライタ装置１０に通知されると（ステップ９）、ステップ１に戻り、図３に示すように、マイコン３０の制御によってリーダ／ライタ装置１は低消費電力モードに移行する。この際、ＩＣカード４０がリーダ／ライタ装置１０に近接していない状態において、上述したようにキャリア波のみを送信し、ＩＱ値検知部３１にて検知された値を新たに基準値として設定して記憶部３４に記憶しておいてもよい。
【００５９】
上述したように本形態のリーダ／ライタ装置１０においては、ＩＣカード４０が近接しているかどうかが、キャリア波のみが一定時間毎に間欠送信され、このキャリア波のＩ値及びＱ値の変化に基づいて判断されるので、ＩＣカード４０を検知するまでの間、ＩＣカード４０を検知するための信号が常時送信されているものに対して省電力化を図ることができる。またその際、通信用データを送信するためのキャリア波を用いて、ＩＣカード４０が近接しているかどうかが判断されるので、ＩＣカード４０を検知するために別個の構成を設ける必要がなく、また、通信用データ及びそれに対する受信データを用いることなく、ＩＣカード４０が近接しているかどうかを判断することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０    リーダ／ライタ装置
１１，４２    アンテナコイル
１２，４３    キャパシタ
１３    ＲＦネットワーク
１４    送信アンプ
１５    発振器
１６    変調器
１７ａ，１７ｂ    受信アンプ
１８ａ，１８ｂ    Ａ／Ｄ変換器
１９ａ    符号化回路
１９ｂ    復号回路
２０    直交検波器
２１ａ，２１ｂ    ミキサー
２２    位相シフト器
３０    マイコン
３１    ＩＱ値検知部
３２    データ送受信部
３３    比較部
３４    記憶部
４０    ＩＣカード
４１    ＩＣカードデバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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