無線ＩＣチップおよびそのＩＣモジュール
【課題】 複数の異なる周波数帯で使用可能とし、かつ異なる周波数で交信することによって、異なる情報を読み出したり、情報の読み出しや書き込みに対する制限を行ったりすることが可能な利便性の高い無線ＩＣチップを提供する。
【解決手段】 無線ＩＣチップ１００のＩＣモジュール２０が、複数のメモリ２３と、このメモリ２３に対するデータの読み書き処理を行う読み書き回路２４と、無線信号を受信したアンテナ１０から出力される、この無線信号と同一周波数の電気信号を入力し、この電気信号の周波数に応じて、読み書き回路２４による読み書き処理の対象となるメモリ２３を特定するセレクタ２５とを備える。
【解決手段】 無線ＩＣチップ１００のＩＣモジュール２０が、複数のメモリ２３と、このメモリ２３に対するデータの読み書き処理を行う読み書き回路２４と、無線信号を受信したアンテナ１０から出力される、この無線信号と同一周波数の電気信号を入力し、この電気信号の周波数に応じて、読み書き回路２４による読み書き処理の対象となるメモリ２３を特定するセレクタ２５とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波や電磁波を用いて非接触で情報の読み書きが可能な無線ＩＣチップに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線ＩＣ（Integrated Circuit）チップを用いて人や物を識別・管理するＲＦ−ＩＤ（Radio Frequency Identification）と呼ばれる技術が注目されている。ＲＦ−ＩＤで使用される無線ＩＣチップ（ＲＦ−ＩＤタグ、無線ＩＣタグ等とも呼ばれる）は、電波や電磁波でリーダー／ライターと交信し、アンテナ側からの非接触電力伝送技術により、電池を持たずに動作することができる（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
【０００３】
無線ＩＣチップの規格では、現在利用可能な周波数は、１３５ｋＨｚ以下の帯域、１３．５６ＭＨｚ帯、いわゆるＵＨＦ帯に属する８６０Ｍ〜９６０ＭＨｚ帯、２．４５ＧＨｚ帯という４種類の周波数である。使用する周波数帯によって、リーダー／ライターと交信可能な距離が変わる。そのため、個々の無線ＩＣチップに対して個別に交信する個品管理などでは、１３．５６ＭＨｚなどの低い周波数を用い、多くの製品に付加された無線ＩＣチップから一括読み取りを行うには、ＵＨＦ帯を用いるなど、用途によって周波数を使い分ける必要がある。
【０００４】
ところが、上述したように、無線ＩＣチップは、リーダー／ライターとの交信用の電波や電磁波から電力を経ているため、無線ＩＣチップ内部の動作周波数は、交信に使用される周波数に依存し、固定されることとなる。そのため、ユーザは、上述した個品管理や一括読み取りといった用途に応じて、周波数の異なる無線ＩＣチップを選択して使用する必要があった。さらに、ある製品に対して、複数の用途で無線ＩＣチップを用いようとする場合、用途に応じた周波数ごとに無線ＩＣチップを用意する必要があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３３１２３８号公報
【特許文献２】“基礎から分かる無線ＩＣタグ”、［online］、２００４年１月２０日、日経ＢＰ社、［２００４年７月３０日検索］、インターネット＜http://itpro.nikkeibp.co.jp/free/NBY/RFID/20031204/3/mokuji.jsp＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、無線ＩＣチップの動作周波数は交信用の周波数に依存するため、ユーザは、用途に応じて無線ＩＣチップの種類を適切に選択しなければならず、ユーザにとって負担となっていた。また、複数の用途で無線ＩＣチップを使用するためには、用途に応じて複数の無線ＩＣチップを用意しなければならず、無線ＩＣチップを用いたシステム等の導入コストを引き上げる原因となっていた。
【０００７】
単一の無線ＩＣチップが、複数の異なる周波数帯に対して使用可能であれば、用途に応じて無線ＩＣチップの種類を選択したり、複数の無線ＩＣチップを用意したりする必要がなく、無線ＩＣチップを用いたシステムの利便性が向上し、また導入も容易となる。特に、そのような無線ＩＣチップにおいて、異なる周波数での交信に対して異なる情報を読み出したり、どの周波数を用いるかに応じて情報の読み出しや書き込みに対する制限を行ったりすることができれば、システムの利便性はさらに向上する。
【０００８】
そこで本発明は、複数の異なる周波数帯で使用可能とし、かつ異なる周波数で交信することによって、異なる情報を読み出したり、情報の読み出しや書き込みに対する制限を行ったりすることが可能な利便性の高い無線ＩＣチップを提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明は、データの無線通信を行うためのアンテナと、データの処理および蓄積を行うＩＣモジュールとを備えた無線ＩＣチップとして実現される。この無線ＩＣチップにおけるＩＣモジュールは、複数のメモリまたはメモリ領域と、このメモリまたはメモリ領域に対するデータの読み書き処理を行う読み書き部（回路）と、無線信号を受信したアンテナから出力される、この無線信号と同一周波数の電気信号を入力し、この電気信号の周波数に応じて、読み書き部による読み書き処理の対象となるメモリまたはメモリ領域を特定するセレクタとを備えることを特徴とする。
【００１０】
より好ましくは、このメモリまたはメモリ領域は、アンテナにより受信されることが想定される無線信号の周波数の種類ごとに個別に設けられる。また、特定の周波数にのみ対応して読み書き部による読み書き処理の対象となるメモリまたはメモリ領域と、複数の周波数に対して読み書き部による読み書き処理の対象となる共用のメモリまたはメモリ領域とが設けられる。
【００１１】
さらに好ましくは、セレクタは、共用のメモリまたはメモリ領域を、電気信号が特定の周波数の場合にデータの読み書き処理の対象として特定し、電気信号が他の周波数である場合にデータを読み出す処理の対象としてのみ特定する。または、このセレクタは、共用のメモリまたはメモリ領域を、電気信号が特定の周波数の場合にデータの読み書き処理の対象として特定し、電気信号が他の周波数である場合にデータを書き込む処理の対象としてのみ特定する。または、このセレクタは、電気信号が特定の周波数の場合にデータを書き込む処理の対象として特定されたメモリまたはメモリ領域を、電気信号が他の周波数である場合にデータを読み出す処理の対象として特定する。あるいは、このセレクタは、同一の周波数に応じて処理対象のメモリまたはメモリ領域を特定する場合に、データを読み出す処理を行う場合とデータを書き込む処理を行う場合とで、異なるメモリまたはメモリ領域を処理対象として特定する。
【００１２】
また、本発明の無線ＩＣチップは、アンテナから出力される電気信号を入力し、この電気信号に基づいて動作クロックを生成し出力するＰＬＬ回路と、アンテナから出力される電気信号またはＰＬＬ回路の出力信号を入力し、これらの信号に基づいて、固定周波数の動作クロックを生成するようにＰＬＬ回路の分周比を動的に設定するＰＬＬ設定部とをさらに備える。これにより、読み書き部やその他の各データ処理手段は、アンテナから出力される信号の周波数（すなわち無線信号の周波数）にかかわらず、ＰＬＬ回路から出力される固定周波数の動作クロックにしたがって動作する。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように構成された本発明によれば、ＩＣモジュールに複数のメモリを搭載し、かつセレクタにより、受信周波数に応じて読み書き回路による読み書き処理の対象となるメモリを特定して使用するため、複数の周波数帯を使用して無線ＩＣチップとの交信を行うことができ、かつセレクタの制御により、異なる周波数帯を使用して情報の読み出しが行われた場合に、任意に同じ情報を返したり異なる情報を返したりすることができる。さらに、セレクタの制御により、交信に使用する周波数帯に応じて情報の読み出しや書き込みに対する制限を任意に行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。
図１は、本実施形態の無線ＩＣチップの構成を示す図である。
図１に示すように、無線ＩＣチップ１００は、リーダー／ライターと無線通信するためのアンテナ１０と、データの処理（アンテナ１０を用いた送受信を含む）および蓄積を行うＩＣモジュール２０を備える。無線ＩＣチップ１００の形状は、ラベル型、カード型など様々であり、用途に応じて使い分けることができる。
【００１５】
アンテナ１０は、電磁波（磁界変化）あるいは電波による無線信号を検出し、電気信号に変換して出力する。
ＩＣモジュール２０は、この電気信号を動作電力として動作すると共に、この電気信号に含まれる情報にしたがって処理（演算、メモリへの受信データの書き込み、メモリからのデータの読み出しおよび送信など）を実行する。
【００１６】
図２は、本実施形態におけるＩＣモジュール２０の構成を示す図である。
図２に示すように、本実施形態のＩＣモジュール２０は、ＲＦアンプ（高周波増幅回路）２１と、クロック生成部２２と、メモリ２３と、読み書き回路２４と、セレクタ２５と、演算回路２６と、認証回路２７と、暗号回路２８とを備える。
【００１７】
ＲＦアンプ２１は、アンテナ１０から電気信号を入力し増幅して出力する。この電気信号は、リーダー／ライターから送信された情報を含む。また、この電気信号は、ＩＣモジュール２０の動作電力として各回路に供給される。
【００１８】
クロック生成部２２は、ＲＦアンプ２１から出力された電気信号（受信信号）に基づいて動作クロックを生成し、受信信号と共にＩＣモジュール２０の各回路に供給する。
ＰＬＬ回路２２１とＰＬＬ回路２２１の設定を行うＰＬＬ設定回路２２２とを備える。
ＰＬＬ回路２２１は、ＲＦアンプ２１の出力から一定の周波数の動作クロックを生成し、出力する。ＩＣモジュール２０は、アンテナ１０で受信される信号の周波数（受信周波数）に関わらず、この動作クロックにしたがって動作する。
ＰＬＬ設定回路２２２は、アンテナ１０で受信される信号の周波数に応じて、ＰＬＬ回路２２１が一定周波数の動作クロックを生成するように、ＰＬＬ回路２２１の設定を行う。具体的な設定方法については後述する。
【００１９】
メモリ２３は、無線により受信されたデータや、無線送信されるデータを記憶する。本実施形態では、ＩＣモジュール２０に複数のメモリ２３が搭載される。
読み書き回路２４は、クロック生成部２２から出力された動作クロックと受信信号とを入力し、メモリ２３に対してデータの読み取りおよび書き込みを行う。
セレクタ２５は、メモリ２３と読み書き回路２４の間に介在する。そして、ＲＦアンプ２１の出力を直接入力し、その信号の周波数に応じて、読み書き回路２４による読み書き処理の対象となるメモリ２３を特定する。
【００２０】
演算回路２６は、クロック生成部２２から出力された動作クロックと受信信号とを入力し、無線ＩＣチップ１００の使用目的に応じた、各種の論理演算や算術演算を行う。
認証回路２７は、クロック生成部２２から出力された動作クロックと受信信号とを入力し、ＩＣモジュール２０が動作する前提として、ユーザやリーダー／ライターの認証処理を行う。
暗号回路２８は、クロック生成部２２から出力された動作クロックと受信信号とを入力し、送信データや受信データに対する暗号化処理および復号処理を行う。
【００２１】
上記構成において、読み書き回路２４、演算回路２６、認証回路２７、暗号回路２８は、既存の無線ＩＣチップのＩＣモジュールにおける同種の回路と同様である。また、暗号回路２８は、データの送受信の際に暗号化を行わない場合は不要であり、必須の構成要素ではない。
【００２２】
次に、本実施形態における、複数の周波数による受信信号に対して固定的な周波数の動作クロックを得る仕組みについて説明する。
上述したように、本実施形態では、ＲＦアンプ２１から得られた電気信号（受信信号）に基づき、ＰＬＬ回路２２１が動作クロックを生成するのであるが、異なる周波数の受信信号から一定周波数の動作クロックを得るために、ＰＬＬ設定回路２２２が動的にＰＬＬ回路２２１の設定変更を行う。受信信号の周波数に基づいてＰＬＬ回路２２１の設定を動的に変更することは、種々の既存技術で実現されるが、ここでは、３つの具体例を挙げて説明する。
【００２３】
＜第１の動的設定方法＞
第１の方法としては、リーダー／ライターから送信される情報に周波数情報を埋め込んでおき、ＰＬＬ設定回路２２２がこの周波数情報を読み取ってＰＬＬ回路２２１を設定する方法が考えられる。
図３は、この方法を実現するクロック生成部２２の構成例を示す図である。
図３を参照すると、ＰＬＬ設定回路２２２は、ＰＬＬ回路２２１の出力信号を受信し、受信した信号から周波数情報を読み取ってＰＬＬ回路２２１の設定信号を出力する。
【００２４】
例えば、無線ＩＣチップ１００が２．４５ＧＨｚと１３．５６ＭＨｚの２種類の周波数に対応し、ＩＣモジュール２０は１００ＭＨｚの動作クロックで動作するものとする。この場合、ＰＬＬ回路２２１の初期設定を２．４５ＧＨｚに対応させるとすると、このＰＬＬ回路２２１は、リーダー／ライターから信号を受信した場合、初期的には、受信された周波数（基準周波数）を１／２４．５に分周してクロック信号を生成することとなる。
この場合、もし１３．５６ＭＨｚの信号を受信したとすると、ＰＬＬ回路２２１は、０．５５ＭＨｚ（＝１３．５６ＭＨｚ／２４．５）の動作クロックを出力する。ＰＬＬ設定回路２２２は、この動作クロックで動作して、受信信号から周波数情報を読み取る。そして、得られた周波数情報に基づいて、ＰＬＬ回路２２１の分周比が１／０．１３５６となるように設定変更を行う。これ以降、ＰＬＬ回路２２１からは１００ＭＨｚの動作クロックが出力されることとなる。
以上のようにして、ＩＣモジュール２０は、受信周波数が２．４５ＧＨｚと１３．５６ＭＨｚのいずれであっても、１００ＭＨｚで動作する。
【００２５】
上記の動作例とは反対に、ＰＬＬ回路２２１の設定が１３．５６ＭＨｚに対応している状態で、２．４５ＧＨｚの信号を受信したならば、ＰＬＬ設定回路２２２が受信信号から周波数情報を読み取ってＰＬＬ回路２２１の設定を動的に変更し、１００ＭＨｚの動作クロックを出力させることも可能である。また、受信周波数が３種類以上である場合にも、ＰＬＬ設定回路２２２が受信信号から周波数情報を読み取ることで、ＰＬＬ回路２２１の設定を適切に変更し、受信周波数に関わらず１００ＭＨｚの動作クロックを出力させることが可能である。なお、この第１の動的設定方法は、ＰＬＬ回路２２１の設定変更専用のＰＬＬ設定回路２２２を設ける変わりに、演算回路２６を各種周波数で動作させて、ＰＬＬ回路２２１の設定変更を行わせることで実現しても良い。
【００２６】
＜第２の動的設定方法＞
第２の方法としては、ＰＬＬ回路２２１の出力にバンドパスフィルタを挿入しておき、その出力をフィードバックしてＰＬＬ回路２２１を設定する方法が考えられる。
図４は、この方法を実現するクロック生成部２２の構成例を示す図である。
図４を参照すると、ＰＬＬ回路２２１の出力は、バンドパスフィルタ２２３を経て出力される。ＰＬＬ設定回路２２２は、バンドパスフィルタ２２３の出力を入力して監視し、その出力状態に基づいてＰＬＬ回路２２１を設定する。またＰＬＬ設定回路２２２は、ＲＦアンプ２１から直接電力供給を受けており、バンドパスフィルタ２２３の出力の有無に関わらず動作するようになっている。
【００２７】
例えば、無線ＩＣチップ１００のＩＣモジュール２０が１００ＭＨｚの動作クロックで動作するものとする。この場合、ＰＬＬ回路２２１の出力には１００ＭＨｚのバンドパスフィルタ２２３が挿入され、１００ＭＨｚ近辺の周波数のみが動作クロックとして出力されるようにする。
この状態で、ＲＦアンプ２１から信号が出力されると、ＰＬＬ設定回路２２２は、バンドパスフィルタ２２３の出力を監視しながらＰＬＬ回路２２１の分周比を変更していく。そして、バンドパスフィルタ２２３から信号が出力されるようになると、この信号は１００ＭＨｚのクロック信号なので、ＰＬＬ設定回路２２２は、その時点でＰＬＬ回路２２１の分周比を固定する。これ以降、ＰＬＬ回路２２１からは１００ＭＨｚの動作クロックがバンドパスフィルタ２２３を介して出力されることとなる。
以上のようにして、ＩＣモジュール２０は、受信周波数がどの周波数帯であっても、１００ＭＨｚで動作する。
【００２８】
＜第３の動的設定方法＞
第３の方法としては、受信が想定される周波数帯に応じてＲＦアンプ２１を複数設け、どのＲＦアンプ２１から信号が出力されたかに応じて、ＰＬＬ回路２２１の設定を変更する方法が考えられる。
図５は、この方法を実現するクロック生成部２２の構成例を示す図である。
図５を参照すると、ＩＣモジュール２０は、受信が想定される周波数帯（すなわち無線ＩＣチップ１００が対応する各周波数帯）に応じてＲＦアンプ２１を複数備える。各ＲＦアンプ２１には、受信が想定される各周波数帯に個別に対応するアンテナ１０が、それぞれ接続される。また、ＰＬＬ設定回路２２２は、各ＲＦアンプ２１の出力信号を直接入力する。ＰＬＬ回路２２１は、ＰＬＬ設定回路２２２から出力される設定信号および受信信号を入力する。
【００２９】
図５の構成によれば、各種の周波数の信号に対して受信可能なアンテナ１０は一つなので、受信周波数ごとに信号を出力するＲＦアンプ２１は一つに限定される。したがって、ＰＬＬ設定回路２２２は、どのＲＦアンプ２１から信号が出力されたか（すなわちどのアンテナ１０で無線信号が受信されたか）に基づいて受信周波数を判断し、その受信周波数にしたがってＰＬＬ回路２２１の分周比を設定する。
【００３０】
以上、ＰＬＬ回路２２１の分周比を動的に設定する方法およびそれを実現する構成について、具体例を挙げて説明したが、複数の受信周波数から固定的な動作クロックを得る技術は、これらの具体例に限定されない。ＰＬＬ回路２２１を用いて固定的な動作クロックを得るために、既存の種々の技術を適用することが可能である。
【００３１】
次に、本実施形態における、メモリ２３の構成および利用態様を説明する。
図２を参照して説明したように、本実施形態において、ＩＣモジュール２０は、複数のメモリ２３と、受信周波数に応じてデータの読み書き対象となるメモリ２３を選択するセレクタ２５とを備える。メモリ２３は、受信が想定される周波数帯（無線ＩＣチップ１００が対応する周波数帯）ごとに個別に設けることができる。これにより、本実施形態では、無線ＩＣチップ１００に対してどの周波数で交信したかに応じて、異なる情報（異なるメモリ２３のデータ）を読み出すことが可能となる。また、複数の受信周波数に対してデータの読み書き対象となる共用のメモリ２３を設定することもできる。共用のメモリ２３を設定すれば、ある周波数による交信で書き込んだデータを別の周波数による交信で読み出すことが可能となる。具体的なメモリ２３の個数および周波数との対応関係は、セレクタ２５の設定によって任意に定めることができる。
【００３２】
また、セレクタ２５は、ある特定の受信周波数による受信信号に基づいてデータの書き込みが行われる場合に処理対象とした特定のメモリ２３を、別の受信周波数による受信信号に基づいてデータの読み出しが行われる場合に処理対象とすることができる。言い換えれば、特定のメモリ２３に対して、データ書き込みに用いられる受信周波数と、データ読み出しに用いられる受信周波数とが異なるように制御することができる。
反対に受信周波数に着目すれば、セレクタ２５は、ある特定の受信周波数に関して、その受信周波数による受信信号に基づいてデータの書き込みが行われる場合と、データの読み出しが行われる場合とで、異なるメモリを処理対象として選択することができる。
【００３３】
さらに、共用のメモリ２３を設定した場合、セレクタ２５は、特定の受信周波数の場合にこの共用のメモリ２３をデータの読み書き処理の対象として選択し、他の受信周波数の場合にこの共用のメモリ２３をデータの読み出し対象としてのみ選択するといった制御を行うことができる。反対に、他の受信周波数の場合にこの共用のメモリ２３をデータの書き込み対象としてのみ選択することもできる。
【００３４】
これらの制御を行うことにより、無線ＩＣチップ１００へのデータの読み書きを行う場合に、データを書き込む場合とデータを読み出す場合とで異なるリーダー／ライターを使用しなければならない、データの読み出しはどのリーダー／ライターでもできるがデータの書き込みは特定の周波数を用いるリーダー／ライターでしかできない、などの制約を与えることができる。これにより、無線ＩＣチップ１００の使用態様によっては、データの読み出しや書き込みにおけるセキュリティを高めることができる。
【００３５】
次に、本実施形態による無線ＩＣチップ１００の具体的な適用例を説明する。
例として、店舗における商品管理に本実施形態の無線ＩＣチップ１００を使用する場合を考える。この例において、無線ＩＣチップ１００は、１３．５６ＭＨｚの周波数帯に対応する第１のメモリ２３と、ＵＨＦ帯に対応する第２のメモリ２３とを備える。使用する周波数帯の特性により、第１のメモリ２３に格納された情報は近距離からしか読み取ることができず、第２のメモリ２３に格納された情報はある程度離れた場所からでも読み取ることができる。そして、第１のメモリ２３には、個々の商品に関して、種類やメーカー、ロットナンバー等の詳細な情報が格納され、第２のメモリ２３には、個々の商品の識別情報（シリアルナンバーや重複のないランダムナンバー等）のみが格納されるものとする。
【００３６】
店舗は、商品の在庫状況や販売状況を管理するために、商品の販売時にその商品の詳細な情報を取得する必要がある。そこで、代金支払いの際に、販売員が１３．５６ＭＨｚの周波数帯を用いるリーダー／ライターにより、第１のメモリ２３から情報を読み出す。読み出された情報は、店舗の管理サーバに送られて格納される。また、店舗は、商品の盗難防止のために、出入り口に設置されたＵＨＦ帯を用いるリーダーにより第２のメモリ２３から情報を読み出す。読み出された情報は店舗の管理サーバに送られ、管理サーバによって、その商品が代金を支払われたものか否かが確認される。商品の種類によっては（例えば衣類など個人の嗜好性の高いもの等）、比較的離れた位置から商品の詳細な情報を読み取り可能であることを購買者が嫌う場合がある。そこで、ＵＨＦ帯に対応した第２のメモリ２３には、商品の詳細な情報は格納せず、盗難防止に必要な商品の識別情報のみを格納する。
【００３７】
このように、異なる周波数帯を用いて異なる情報の読み書きを行おうとする場合、従来の無線ＩＣチップでは、各周波数帯に対応する無線ＩＣチップをそれぞれ用意して商品に付加しなければならない。しかし、本実施形態の無線ＩＣチップ１００ならば、単一の無線ＩＣチップ１００で複数の周波数帯に対応し、かつ異なる周波数帯での交信において異なる情報を返すことができるので、経済的である。
【００３８】
また、上記の第２のメモリ２３を、１３．５６ＭＨｚの周波数帯およびＵＨＦ帯に対応する（すなわち共用の）メモリに設定して、販売管理のための情報を格納させることもできる。この場合、第１のメモリ２３には上記と同様に、個々の商品に関して、種類やメーカー、ロットナンバー等の詳細な情報が格納され、第２のメモリ２３には、代金の支払いに関する情報が格納されるものとする。代金支払いの際には、販売員が１３．５６ＭＨｚの周波数帯を用いるリーダー／ライターにより、第１のメモリ２３から情報を読み出すと共に、第２のメモリ２３に代金が支払われたことを示す情報を書き込む。そして、出入り口に設置されたＵＨＦ帯を用いるリーダーにより第２のメモリ２３から情報を読み出し、その商品が代金を支払われたものか否かを確認する。このような構成であれば、店舗の管理サーバに問い合わせるまでもなく、リーダーによって読み取られた情報から直ちに、その商品に対して代金が支払われたか否かを判断することができる。
【００３９】
同様のことを周波数帯ごとに複数の無線ＩＣチップを用いる場合、販売員が、商品の詳細な情報を読み取る場合と代金が支払われたことを示す情報を書き込む場合とで、異なる周波数帯を使用するリーダー／ライターに持ち替える必要がある。しかし、上記の第２のメモリ２３のように、複数の周波数帯による通信に対応させた共用のメモリ２３を設定すれば、販売員が第２のメモリ２３に代金が支払われたことを示す情報を書き込む際にリーダー／ライターを持ち替える煩雑な動作を行う必要はなく、利便性が向上する。
【００４０】
別の適用例として、商品の流通過程における商品管理に本実施形態の無線ＩＣチップ１００を使用する場合を考える。この例において、無線ＩＣチップ１００は、ＵＨＦ帯の複数の周波数（例えば８６８ＭＨｚ、９５０ＭＨｚ）に対応する第１のメモリ２３と、ＵＨＦ帯の８６８ＭＨｚに対応する第２のメモリ２３と、ＵＨＦ帯の９５０ＭＨｚに対応する第３のメモリ２３とを備える。そして、第１のメモリ２３には商品の種類の情報が格納され、第２のメモリ２３にはその商品の個別の情報（例えば果物であれば収穫値や等級等、工業製品であれば、製造データや品質データ等）が格納される。また、第３のメモリ２３には流通の過程で流通データ（流通業者や経路、日程等）が書き込まれるものとする。
【００４１】
小売店では、商品管理のために商品の種類と個別情報とが必要となるので、８６８ＭＨｚの周波数帯を使用するリーダー／ライターを用いて、第１、第２のメモリ２３から情報が読み取られる。
一方、流通業者は、流通過程における商品管理のために商品の種類の読み出しと流通データの読み書きを行う必要がある。そこで、９５０ＭＨｚの周波数帯を使用するリーダー／ライターを用いて、第１のメモリ２３から情報が読み取られると共に、第３のメモリ２３に対して情報の読み書きが行われる。
いずれの場合も、必要とする情報以外の情報を読み取ってしまっても情報処理上の問題はないが、必要な情報のみを限定して読み取ることにより、全商品の読み取りに要する時間を短縮することができる。
【００４２】
流通過程においては、商品は複数個まとめて梱包されている場合があり、また小売店においても、商品を入荷した時点では流通過程と同様に梱包されている。したがって、ＵＨＦ帯を用いて梱包の外から情報の読み書きを行う方法が、利便性が高い。そして、上述したように、ＵＨＦ帯の異なる周波数帯に応じて各々メモリ２３を設定することにより、使用する周波数帯の異なるリーダー／ライターを使い分けることにより、所望のカテゴリで情報を取得し、分類／集計することが可能となる。
【００４３】
なお、この適用例で、商品の種類や個別情報は初期的に付与されたまま変更されない情報であるが、流通データは流通過程で随時交信される情報である。したがって、第１、第２のメモリ２３はデータの読み出しのみが可能であり、第３のメモリ２３はデータの読み書きとも可能となるように、セレクタ２５による制御を行うようにしても良い。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態の無線ＩＣチップ１００は、クロック生成部２２により受信周波数に関わらず固定の動作クロックで動作すると共に、ＩＣモジュール２０に複数のメモリ２３を搭載し、かつセレクタ２５により、受信周波数に応じて読み書き回路２４による読み書き処理の対象となるメモリ２３を特定して使用する構成とした。このため、複数の周波数帯を使用して無線ＩＣチップ１００との交信を行うことができ、かつセレクタ２５の制御により、異なる周波数帯を使用して情報の読み出しが行われた場合に、任意に同じ情報を返したり異なる情報を返したりすることが可能である。
【００４５】
したがって、本実施形態は、複数の周波数帯を用いた交信を行うために各周波数帯に対応する無線ＩＣチップをそれぞれ用意する必要がなく、単一の無線ＩＣチップ１００を用意するだけで済むので経済的である。
また、本実施形態は、セレクタ２５の制御方法を適宜設定することにより、異なる周波数帯を使用したデータの読み書きを任意かつ多様に制御することができるので、非常に利便性が高い。
【００４６】
なお、上記の実施形態では、複数の周波数帯による通信に対応させるために、ＩＣモジュール２０に複数のメモリ２３を搭載することとした。これは、物理的に複数個のメモリ２３を設けるのみならず、物理的には単一もしくはいくつかのメモリ２３を搭載し、そのメモリ２３内で複数の周波数帯にそれぞれ対応するメモリ領域や共用のメモリ領域を設定し、各メモリ領域に対する制御をセレクタ２５が行う場合を含む。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施形態の無線ＩＣチップの構成を示す図である。
【図２】本実施形態におけるＩＣモジュールの構成を示す図である。
【図３】本実施形態におけるクロック生成部の構成例を示す図である。
【図４】本実施形態における他のクロック生成部の構成例を示す図である。
【図５】本実施形態におけるさらに他のクロック生成部の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０…アンテナ、２０…ＩＣモジュール、２１…ＲＦアンプ、２２…クロック生成部、２３…メモリ、２４…読み書き回路、２５…セレクタ、２６…演算回路、２７…認証回路、２８…暗号回路、２２１…ＰＬＬ回路、２２２…ＰＬＬ設定回路、２２３…バンドパスフィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波や電磁波を用いて非接触で情報の読み書きが可能な無線ＩＣチップに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線ＩＣ（Integrated Circuit）チップを用いて人や物を識別・管理するＲＦ−ＩＤ（Radio Frequency Identification）と呼ばれる技術が注目されている。ＲＦ−ＩＤで使用される無線ＩＣチップ（ＲＦ−ＩＤタグ、無線ＩＣタグ等とも呼ばれる）は、電波や電磁波でリーダー／ライターと交信し、アンテナ側からの非接触電力伝送技術により、電池を持たずに動作することができる（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
【０００３】
無線ＩＣチップの規格では、現在利用可能な周波数は、１３５ｋＨｚ以下の帯域、１３．５６ＭＨｚ帯、いわゆるＵＨＦ帯に属する８６０Ｍ〜９６０ＭＨｚ帯、２．４５ＧＨｚ帯という４種類の周波数である。使用する周波数帯によって、リーダー／ライターと交信可能な距離が変わる。そのため、個々の無線ＩＣチップに対して個別に交信する個品管理などでは、１３．５６ＭＨｚなどの低い周波数を用い、多くの製品に付加された無線ＩＣチップから一括読み取りを行うには、ＵＨＦ帯を用いるなど、用途によって周波数を使い分ける必要がある。
【０００４】
ところが、上述したように、無線ＩＣチップは、リーダー／ライターとの交信用の電波や電磁波から電力を経ているため、無線ＩＣチップ内部の動作周波数は、交信に使用される周波数に依存し、固定されることとなる。そのため、ユーザは、上述した個品管理や一括読み取りといった用途に応じて、周波数の異なる無線ＩＣチップを選択して使用する必要があった。さらに、ある製品に対して、複数の用途で無線ＩＣチップを用いようとする場合、用途に応じた周波数ごとに無線ＩＣチップを用意する必要があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３３１２３８号公報
【特許文献２】“基礎から分かる無線ＩＣタグ”、［online］、２００４年１月２０日、日経ＢＰ社、［２００４年７月３０日検索］、インターネット＜http://itpro.nikkeibp.co.jp/free/NBY/RFID/20031204/3/mokuji.jsp＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、無線ＩＣチップの動作周波数は交信用の周波数に依存するため、ユーザは、用途に応じて無線ＩＣチップの種類を適切に選択しなければならず、ユーザにとって負担となっていた。また、複数の用途で無線ＩＣチップを使用するためには、用途に応じて複数の無線ＩＣチップを用意しなければならず、無線ＩＣチップを用いたシステム等の導入コストを引き上げる原因となっていた。
【０００７】
単一の無線ＩＣチップが、複数の異なる周波数帯に対して使用可能であれば、用途に応じて無線ＩＣチップの種類を選択したり、複数の無線ＩＣチップを用意したりする必要がなく、無線ＩＣチップを用いたシステムの利便性が向上し、また導入も容易となる。特に、そのような無線ＩＣチップにおいて、異なる周波数での交信に対して異なる情報を読み出したり、どの周波数を用いるかに応じて情報の読み出しや書き込みに対する制限を行ったりすることができれば、システムの利便性はさらに向上する。
【０００８】
そこで本発明は、複数の異なる周波数帯で使用可能とし、かつ異なる周波数で交信することによって、異なる情報を読み出したり、情報の読み出しや書き込みに対する制限を行ったりすることが可能な利便性の高い無線ＩＣチップを提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明は、データの無線通信を行うためのアンテナと、データの処理および蓄積を行うＩＣモジュールとを備えた無線ＩＣチップとして実現される。この無線ＩＣチップにおけるＩＣモジュールは、複数のメモリまたはメモリ領域と、このメモリまたはメモリ領域に対するデータの読み書き処理を行う読み書き部（回路）と、無線信号を受信したアンテナから出力される、この無線信号と同一周波数の電気信号を入力し、この電気信号の周波数に応じて、読み書き部による読み書き処理の対象となるメモリまたはメモリ領域を特定するセレクタとを備えることを特徴とする。
【００１０】
より好ましくは、このメモリまたはメモリ領域は、アンテナにより受信されることが想定される無線信号の周波数の種類ごとに個別に設けられる。また、特定の周波数にのみ対応して読み書き部による読み書き処理の対象となるメモリまたはメモリ領域と、複数の周波数に対して読み書き部による読み書き処理の対象となる共用のメモリまたはメモリ領域とが設けられる。
【００１１】
さらに好ましくは、セレクタは、共用のメモリまたはメモリ領域を、電気信号が特定の周波数の場合にデータの読み書き処理の対象として特定し、電気信号が他の周波数である場合にデータを読み出す処理の対象としてのみ特定する。または、このセレクタは、共用のメモリまたはメモリ領域を、電気信号が特定の周波数の場合にデータの読み書き処理の対象として特定し、電気信号が他の周波数である場合にデータを書き込む処理の対象としてのみ特定する。または、このセレクタは、電気信号が特定の周波数の場合にデータを書き込む処理の対象として特定されたメモリまたはメモリ領域を、電気信号が他の周波数である場合にデータを読み出す処理の対象として特定する。あるいは、このセレクタは、同一の周波数に応じて処理対象のメモリまたはメモリ領域を特定する場合に、データを読み出す処理を行う場合とデータを書き込む処理を行う場合とで、異なるメモリまたはメモリ領域を処理対象として特定する。
【００１２】
また、本発明の無線ＩＣチップは、アンテナから出力される電気信号を入力し、この電気信号に基づいて動作クロックを生成し出力するＰＬＬ回路と、アンテナから出力される電気信号またはＰＬＬ回路の出力信号を入力し、これらの信号に基づいて、固定周波数の動作クロックを生成するようにＰＬＬ回路の分周比を動的に設定するＰＬＬ設定部とをさらに備える。これにより、読み書き部やその他の各データ処理手段は、アンテナから出力される信号の周波数（すなわち無線信号の周波数）にかかわらず、ＰＬＬ回路から出力される固定周波数の動作クロックにしたがって動作する。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように構成された本発明によれば、ＩＣモジュールに複数のメモリを搭載し、かつセレクタにより、受信周波数に応じて読み書き回路による読み書き処理の対象となるメモリを特定して使用するため、複数の周波数帯を使用して無線ＩＣチップとの交信を行うことができ、かつセレクタの制御により、異なる周波数帯を使用して情報の読み出しが行われた場合に、任意に同じ情報を返したり異なる情報を返したりすることができる。さらに、セレクタの制御により、交信に使用する周波数帯に応じて情報の読み出しや書き込みに対する制限を任意に行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。
図１は、本実施形態の無線ＩＣチップの構成を示す図である。
図１に示すように、無線ＩＣチップ１００は、リーダー／ライターと無線通信するためのアンテナ１０と、データの処理（アンテナ１０を用いた送受信を含む）および蓄積を行うＩＣモジュール２０を備える。無線ＩＣチップ１００の形状は、ラベル型、カード型など様々であり、用途に応じて使い分けることができる。
【００１５】
アンテナ１０は、電磁波（磁界変化）あるいは電波による無線信号を検出し、電気信号に変換して出力する。
ＩＣモジュール２０は、この電気信号を動作電力として動作すると共に、この電気信号に含まれる情報にしたがって処理（演算、メモリへの受信データの書き込み、メモリからのデータの読み出しおよび送信など）を実行する。
【００１６】
図２は、本実施形態におけるＩＣモジュール２０の構成を示す図である。
図２に示すように、本実施形態のＩＣモジュール２０は、ＲＦアンプ（高周波増幅回路）２１と、クロック生成部２２と、メモリ２３と、読み書き回路２４と、セレクタ２５と、演算回路２６と、認証回路２７と、暗号回路２８とを備える。
【００１７】
ＲＦアンプ２１は、アンテナ１０から電気信号を入力し増幅して出力する。この電気信号は、リーダー／ライターから送信された情報を含む。また、この電気信号は、ＩＣモジュール２０の動作電力として各回路に供給される。
【００１８】
クロック生成部２２は、ＲＦアンプ２１から出力された電気信号（受信信号）に基づいて動作クロックを生成し、受信信号と共にＩＣモジュール２０の各回路に供給する。
ＰＬＬ回路２２１とＰＬＬ回路２２１の設定を行うＰＬＬ設定回路２２２とを備える。
ＰＬＬ回路２２１は、ＲＦアンプ２１の出力から一定の周波数の動作クロックを生成し、出力する。ＩＣモジュール２０は、アンテナ１０で受信される信号の周波数（受信周波数）に関わらず、この動作クロックにしたがって動作する。
ＰＬＬ設定回路２２２は、アンテナ１０で受信される信号の周波数に応じて、ＰＬＬ回路２２１が一定周波数の動作クロックを生成するように、ＰＬＬ回路２２１の設定を行う。具体的な設定方法については後述する。
【００１９】
メモリ２３は、無線により受信されたデータや、無線送信されるデータを記憶する。本実施形態では、ＩＣモジュール２０に複数のメモリ２３が搭載される。
読み書き回路２４は、クロック生成部２２から出力された動作クロックと受信信号とを入力し、メモリ２３に対してデータの読み取りおよび書き込みを行う。
セレクタ２５は、メモリ２３と読み書き回路２４の間に介在する。そして、ＲＦアンプ２１の出力を直接入力し、その信号の周波数に応じて、読み書き回路２４による読み書き処理の対象となるメモリ２３を特定する。
【００２０】
演算回路２６は、クロック生成部２２から出力された動作クロックと受信信号とを入力し、無線ＩＣチップ１００の使用目的に応じた、各種の論理演算や算術演算を行う。
認証回路２７は、クロック生成部２２から出力された動作クロックと受信信号とを入力し、ＩＣモジュール２０が動作する前提として、ユーザやリーダー／ライターの認証処理を行う。
暗号回路２８は、クロック生成部２２から出力された動作クロックと受信信号とを入力し、送信データや受信データに対する暗号化処理および復号処理を行う。
【００２１】
上記構成において、読み書き回路２４、演算回路２６、認証回路２７、暗号回路２８は、既存の無線ＩＣチップのＩＣモジュールにおける同種の回路と同様である。また、暗号回路２８は、データの送受信の際に暗号化を行わない場合は不要であり、必須の構成要素ではない。
【００２２】
次に、本実施形態における、複数の周波数による受信信号に対して固定的な周波数の動作クロックを得る仕組みについて説明する。
上述したように、本実施形態では、ＲＦアンプ２１から得られた電気信号（受信信号）に基づき、ＰＬＬ回路２２１が動作クロックを生成するのであるが、異なる周波数の受信信号から一定周波数の動作クロックを得るために、ＰＬＬ設定回路２２２が動的にＰＬＬ回路２２１の設定変更を行う。受信信号の周波数に基づいてＰＬＬ回路２２１の設定を動的に変更することは、種々の既存技術で実現されるが、ここでは、３つの具体例を挙げて説明する。
【００２３】
＜第１の動的設定方法＞
第１の方法としては、リーダー／ライターから送信される情報に周波数情報を埋め込んでおき、ＰＬＬ設定回路２２２がこの周波数情報を読み取ってＰＬＬ回路２２１を設定する方法が考えられる。
図３は、この方法を実現するクロック生成部２２の構成例を示す図である。
図３を参照すると、ＰＬＬ設定回路２２２は、ＰＬＬ回路２２１の出力信号を受信し、受信した信号から周波数情報を読み取ってＰＬＬ回路２２１の設定信号を出力する。
【００２４】
例えば、無線ＩＣチップ１００が２．４５ＧＨｚと１３．５６ＭＨｚの２種類の周波数に対応し、ＩＣモジュール２０は１００ＭＨｚの動作クロックで動作するものとする。この場合、ＰＬＬ回路２２１の初期設定を２．４５ＧＨｚに対応させるとすると、このＰＬＬ回路２２１は、リーダー／ライターから信号を受信した場合、初期的には、受信された周波数（基準周波数）を１／２４．５に分周してクロック信号を生成することとなる。
この場合、もし１３．５６ＭＨｚの信号を受信したとすると、ＰＬＬ回路２２１は、０．５５ＭＨｚ（＝１３．５６ＭＨｚ／２４．５）の動作クロックを出力する。ＰＬＬ設定回路２２２は、この動作クロックで動作して、受信信号から周波数情報を読み取る。そして、得られた周波数情報に基づいて、ＰＬＬ回路２２１の分周比が１／０．１３５６となるように設定変更を行う。これ以降、ＰＬＬ回路２２１からは１００ＭＨｚの動作クロックが出力されることとなる。
以上のようにして、ＩＣモジュール２０は、受信周波数が２．４５ＧＨｚと１３．５６ＭＨｚのいずれであっても、１００ＭＨｚで動作する。
【００２５】
上記の動作例とは反対に、ＰＬＬ回路２２１の設定が１３．５６ＭＨｚに対応している状態で、２．４５ＧＨｚの信号を受信したならば、ＰＬＬ設定回路２２２が受信信号から周波数情報を読み取ってＰＬＬ回路２２１の設定を動的に変更し、１００ＭＨｚの動作クロックを出力させることも可能である。また、受信周波数が３種類以上である場合にも、ＰＬＬ設定回路２２２が受信信号から周波数情報を読み取ることで、ＰＬＬ回路２２１の設定を適切に変更し、受信周波数に関わらず１００ＭＨｚの動作クロックを出力させることが可能である。なお、この第１の動的設定方法は、ＰＬＬ回路２２１の設定変更専用のＰＬＬ設定回路２２２を設ける変わりに、演算回路２６を各種周波数で動作させて、ＰＬＬ回路２２１の設定変更を行わせることで実現しても良い。
【００２６】
＜第２の動的設定方法＞
第２の方法としては、ＰＬＬ回路２２１の出力にバンドパスフィルタを挿入しておき、その出力をフィードバックしてＰＬＬ回路２２１を設定する方法が考えられる。
図４は、この方法を実現するクロック生成部２２の構成例を示す図である。
図４を参照すると、ＰＬＬ回路２２１の出力は、バンドパスフィルタ２２３を経て出力される。ＰＬＬ設定回路２２２は、バンドパスフィルタ２２３の出力を入力して監視し、その出力状態に基づいてＰＬＬ回路２２１を設定する。またＰＬＬ設定回路２２２は、ＲＦアンプ２１から直接電力供給を受けており、バンドパスフィルタ２２３の出力の有無に関わらず動作するようになっている。
【００２７】
例えば、無線ＩＣチップ１００のＩＣモジュール２０が１００ＭＨｚの動作クロックで動作するものとする。この場合、ＰＬＬ回路２２１の出力には１００ＭＨｚのバンドパスフィルタ２２３が挿入され、１００ＭＨｚ近辺の周波数のみが動作クロックとして出力されるようにする。
この状態で、ＲＦアンプ２１から信号が出力されると、ＰＬＬ設定回路２２２は、バンドパスフィルタ２２３の出力を監視しながらＰＬＬ回路２２１の分周比を変更していく。そして、バンドパスフィルタ２２３から信号が出力されるようになると、この信号は１００ＭＨｚのクロック信号なので、ＰＬＬ設定回路２２２は、その時点でＰＬＬ回路２２１の分周比を固定する。これ以降、ＰＬＬ回路２２１からは１００ＭＨｚの動作クロックがバンドパスフィルタ２２３を介して出力されることとなる。
以上のようにして、ＩＣモジュール２０は、受信周波数がどの周波数帯であっても、１００ＭＨｚで動作する。
【００２８】
＜第３の動的設定方法＞
第３の方法としては、受信が想定される周波数帯に応じてＲＦアンプ２１を複数設け、どのＲＦアンプ２１から信号が出力されたかに応じて、ＰＬＬ回路２２１の設定を変更する方法が考えられる。
図５は、この方法を実現するクロック生成部２２の構成例を示す図である。
図５を参照すると、ＩＣモジュール２０は、受信が想定される周波数帯（すなわち無線ＩＣチップ１００が対応する各周波数帯）に応じてＲＦアンプ２１を複数備える。各ＲＦアンプ２１には、受信が想定される各周波数帯に個別に対応するアンテナ１０が、それぞれ接続される。また、ＰＬＬ設定回路２２２は、各ＲＦアンプ２１の出力信号を直接入力する。ＰＬＬ回路２２１は、ＰＬＬ設定回路２２２から出力される設定信号および受信信号を入力する。
【００２９】
図５の構成によれば、各種の周波数の信号に対して受信可能なアンテナ１０は一つなので、受信周波数ごとに信号を出力するＲＦアンプ２１は一つに限定される。したがって、ＰＬＬ設定回路２２２は、どのＲＦアンプ２１から信号が出力されたか（すなわちどのアンテナ１０で無線信号が受信されたか）に基づいて受信周波数を判断し、その受信周波数にしたがってＰＬＬ回路２２１の分周比を設定する。
【００３０】
以上、ＰＬＬ回路２２１の分周比を動的に設定する方法およびそれを実現する構成について、具体例を挙げて説明したが、複数の受信周波数から固定的な動作クロックを得る技術は、これらの具体例に限定されない。ＰＬＬ回路２２１を用いて固定的な動作クロックを得るために、既存の種々の技術を適用することが可能である。
【００３１】
次に、本実施形態における、メモリ２３の構成および利用態様を説明する。
図２を参照して説明したように、本実施形態において、ＩＣモジュール２０は、複数のメモリ２３と、受信周波数に応じてデータの読み書き対象となるメモリ２３を選択するセレクタ２５とを備える。メモリ２３は、受信が想定される周波数帯（無線ＩＣチップ１００が対応する周波数帯）ごとに個別に設けることができる。これにより、本実施形態では、無線ＩＣチップ１００に対してどの周波数で交信したかに応じて、異なる情報（異なるメモリ２３のデータ）を読み出すことが可能となる。また、複数の受信周波数に対してデータの読み書き対象となる共用のメモリ２３を設定することもできる。共用のメモリ２３を設定すれば、ある周波数による交信で書き込んだデータを別の周波数による交信で読み出すことが可能となる。具体的なメモリ２３の個数および周波数との対応関係は、セレクタ２５の設定によって任意に定めることができる。
【００３２】
また、セレクタ２５は、ある特定の受信周波数による受信信号に基づいてデータの書き込みが行われる場合に処理対象とした特定のメモリ２３を、別の受信周波数による受信信号に基づいてデータの読み出しが行われる場合に処理対象とすることができる。言い換えれば、特定のメモリ２３に対して、データ書き込みに用いられる受信周波数と、データ読み出しに用いられる受信周波数とが異なるように制御することができる。
反対に受信周波数に着目すれば、セレクタ２５は、ある特定の受信周波数に関して、その受信周波数による受信信号に基づいてデータの書き込みが行われる場合と、データの読み出しが行われる場合とで、異なるメモリを処理対象として選択することができる。
【００３３】
さらに、共用のメモリ２３を設定した場合、セレクタ２５は、特定の受信周波数の場合にこの共用のメモリ２３をデータの読み書き処理の対象として選択し、他の受信周波数の場合にこの共用のメモリ２３をデータの読み出し対象としてのみ選択するといった制御を行うことができる。反対に、他の受信周波数の場合にこの共用のメモリ２３をデータの書き込み対象としてのみ選択することもできる。
【００３４】
これらの制御を行うことにより、無線ＩＣチップ１００へのデータの読み書きを行う場合に、データを書き込む場合とデータを読み出す場合とで異なるリーダー／ライターを使用しなければならない、データの読み出しはどのリーダー／ライターでもできるがデータの書き込みは特定の周波数を用いるリーダー／ライターでしかできない、などの制約を与えることができる。これにより、無線ＩＣチップ１００の使用態様によっては、データの読み出しや書き込みにおけるセキュリティを高めることができる。
【００３５】
次に、本実施形態による無線ＩＣチップ１００の具体的な適用例を説明する。
例として、店舗における商品管理に本実施形態の無線ＩＣチップ１００を使用する場合を考える。この例において、無線ＩＣチップ１００は、１３．５６ＭＨｚの周波数帯に対応する第１のメモリ２３と、ＵＨＦ帯に対応する第２のメモリ２３とを備える。使用する周波数帯の特性により、第１のメモリ２３に格納された情報は近距離からしか読み取ることができず、第２のメモリ２３に格納された情報はある程度離れた場所からでも読み取ることができる。そして、第１のメモリ２３には、個々の商品に関して、種類やメーカー、ロットナンバー等の詳細な情報が格納され、第２のメモリ２３には、個々の商品の識別情報（シリアルナンバーや重複のないランダムナンバー等）のみが格納されるものとする。
【００３６】
店舗は、商品の在庫状況や販売状況を管理するために、商品の販売時にその商品の詳細な情報を取得する必要がある。そこで、代金支払いの際に、販売員が１３．５６ＭＨｚの周波数帯を用いるリーダー／ライターにより、第１のメモリ２３から情報を読み出す。読み出された情報は、店舗の管理サーバに送られて格納される。また、店舗は、商品の盗難防止のために、出入り口に設置されたＵＨＦ帯を用いるリーダーにより第２のメモリ２３から情報を読み出す。読み出された情報は店舗の管理サーバに送られ、管理サーバによって、その商品が代金を支払われたものか否かが確認される。商品の種類によっては（例えば衣類など個人の嗜好性の高いもの等）、比較的離れた位置から商品の詳細な情報を読み取り可能であることを購買者が嫌う場合がある。そこで、ＵＨＦ帯に対応した第２のメモリ２３には、商品の詳細な情報は格納せず、盗難防止に必要な商品の識別情報のみを格納する。
【００３７】
このように、異なる周波数帯を用いて異なる情報の読み書きを行おうとする場合、従来の無線ＩＣチップでは、各周波数帯に対応する無線ＩＣチップをそれぞれ用意して商品に付加しなければならない。しかし、本実施形態の無線ＩＣチップ１００ならば、単一の無線ＩＣチップ１００で複数の周波数帯に対応し、かつ異なる周波数帯での交信において異なる情報を返すことができるので、経済的である。
【００３８】
また、上記の第２のメモリ２３を、１３．５６ＭＨｚの周波数帯およびＵＨＦ帯に対応する（すなわち共用の）メモリに設定して、販売管理のための情報を格納させることもできる。この場合、第１のメモリ２３には上記と同様に、個々の商品に関して、種類やメーカー、ロットナンバー等の詳細な情報が格納され、第２のメモリ２３には、代金の支払いに関する情報が格納されるものとする。代金支払いの際には、販売員が１３．５６ＭＨｚの周波数帯を用いるリーダー／ライターにより、第１のメモリ２３から情報を読み出すと共に、第２のメモリ２３に代金が支払われたことを示す情報を書き込む。そして、出入り口に設置されたＵＨＦ帯を用いるリーダーにより第２のメモリ２３から情報を読み出し、その商品が代金を支払われたものか否かを確認する。このような構成であれば、店舗の管理サーバに問い合わせるまでもなく、リーダーによって読み取られた情報から直ちに、その商品に対して代金が支払われたか否かを判断することができる。
【００３９】
同様のことを周波数帯ごとに複数の無線ＩＣチップを用いる場合、販売員が、商品の詳細な情報を読み取る場合と代金が支払われたことを示す情報を書き込む場合とで、異なる周波数帯を使用するリーダー／ライターに持ち替える必要がある。しかし、上記の第２のメモリ２３のように、複数の周波数帯による通信に対応させた共用のメモリ２３を設定すれば、販売員が第２のメモリ２３に代金が支払われたことを示す情報を書き込む際にリーダー／ライターを持ち替える煩雑な動作を行う必要はなく、利便性が向上する。
【００４０】
別の適用例として、商品の流通過程における商品管理に本実施形態の無線ＩＣチップ１００を使用する場合を考える。この例において、無線ＩＣチップ１００は、ＵＨＦ帯の複数の周波数（例えば８６８ＭＨｚ、９５０ＭＨｚ）に対応する第１のメモリ２３と、ＵＨＦ帯の８６８ＭＨｚに対応する第２のメモリ２３と、ＵＨＦ帯の９５０ＭＨｚに対応する第３のメモリ２３とを備える。そして、第１のメモリ２３には商品の種類の情報が格納され、第２のメモリ２３にはその商品の個別の情報（例えば果物であれば収穫値や等級等、工業製品であれば、製造データや品質データ等）が格納される。また、第３のメモリ２３には流通の過程で流通データ（流通業者や経路、日程等）が書き込まれるものとする。
【００４１】
小売店では、商品管理のために商品の種類と個別情報とが必要となるので、８６８ＭＨｚの周波数帯を使用するリーダー／ライターを用いて、第１、第２のメモリ２３から情報が読み取られる。
一方、流通業者は、流通過程における商品管理のために商品の種類の読み出しと流通データの読み書きを行う必要がある。そこで、９５０ＭＨｚの周波数帯を使用するリーダー／ライターを用いて、第１のメモリ２３から情報が読み取られると共に、第３のメモリ２３に対して情報の読み書きが行われる。
いずれの場合も、必要とする情報以外の情報を読み取ってしまっても情報処理上の問題はないが、必要な情報のみを限定して読み取ることにより、全商品の読み取りに要する時間を短縮することができる。
【００４２】
流通過程においては、商品は複数個まとめて梱包されている場合があり、また小売店においても、商品を入荷した時点では流通過程と同様に梱包されている。したがって、ＵＨＦ帯を用いて梱包の外から情報の読み書きを行う方法が、利便性が高い。そして、上述したように、ＵＨＦ帯の異なる周波数帯に応じて各々メモリ２３を設定することにより、使用する周波数帯の異なるリーダー／ライターを使い分けることにより、所望のカテゴリで情報を取得し、分類／集計することが可能となる。
【００４３】
なお、この適用例で、商品の種類や個別情報は初期的に付与されたまま変更されない情報であるが、流通データは流通過程で随時交信される情報である。したがって、第１、第２のメモリ２３はデータの読み出しのみが可能であり、第３のメモリ２３はデータの読み書きとも可能となるように、セレクタ２５による制御を行うようにしても良い。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態の無線ＩＣチップ１００は、クロック生成部２２により受信周波数に関わらず固定の動作クロックで動作すると共に、ＩＣモジュール２０に複数のメモリ２３を搭載し、かつセレクタ２５により、受信周波数に応じて読み書き回路２４による読み書き処理の対象となるメモリ２３を特定して使用する構成とした。このため、複数の周波数帯を使用して無線ＩＣチップ１００との交信を行うことができ、かつセレクタ２５の制御により、異なる周波数帯を使用して情報の読み出しが行われた場合に、任意に同じ情報を返したり異なる情報を返したりすることが可能である。
【００４５】
したがって、本実施形態は、複数の周波数帯を用いた交信を行うために各周波数帯に対応する無線ＩＣチップをそれぞれ用意する必要がなく、単一の無線ＩＣチップ１００を用意するだけで済むので経済的である。
また、本実施形態は、セレクタ２５の制御方法を適宜設定することにより、異なる周波数帯を使用したデータの読み書きを任意かつ多様に制御することができるので、非常に利便性が高い。
【００４６】
なお、上記の実施形態では、複数の周波数帯による通信に対応させるために、ＩＣモジュール２０に複数のメモリ２３を搭載することとした。これは、物理的に複数個のメモリ２３を設けるのみならず、物理的には単一もしくはいくつかのメモリ２３を搭載し、そのメモリ２３内で複数の周波数帯にそれぞれ対応するメモリ領域や共用のメモリ領域を設定し、各メモリ領域に対する制御をセレクタ２５が行う場合を含む。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施形態の無線ＩＣチップの構成を示す図である。
【図２】本実施形態におけるＩＣモジュールの構成を示す図である。
【図３】本実施形態におけるクロック生成部の構成例を示す図である。
【図４】本実施形態における他のクロック生成部の構成例を示す図である。
【図５】本実施形態におけるさらに他のクロック生成部の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０…アンテナ、２０…ＩＣモジュール、２１…ＲＦアンプ、２２…クロック生成部、２３…メモリ、２４…読み書き回路、２５…セレクタ、２６…演算回路、２７…認証回路、２８…暗号回路、２２１…ＰＬＬ回路、２２２…ＰＬＬ設定回路、２２３…バンドパスフィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データの無線通信を行うためのアンテナと、
データの処理および蓄積を行うＩＣモジュールとを備え、
前記ＩＣモジュールは、
複数のメモリまたはメモリ領域と、
前記メモリまたはメモリ領域に対するデータの読み書き処理を行う読み書き部と、
無線信号を受信した前記アンテナから出力される電気信号を入力し、当該電気信号の周波数に応じて、前記読み書き部による読み書き処理の対象となるメモリまたはメモリ領域を特定するセレクタと
を備えることを特徴とする無線ＩＣチップ。
【請求項２】
前記メモリまたはメモリ領域は、前記アンテナにより受信されることが想定される無線信号の周波数の種類ごとに個別に設けられることを特徴とする請求項１に記載の無線ＩＣチップ。
【請求項３】
特定の周波数にのみ対応して前記読み書き部による読み書き処理の対象となるメモリまたはメモリ領域と、複数の周波数に対して前記読み書き部による読み書き処理の対象となる共用のメモリまたはメモリ領域とが設けられることを特徴とする請求項１に記載の無線ＩＣチップ。
【請求項４】
前記セレクタは、前記共用のメモリまたはメモリ領域を、前記電気信号が特定の周波数の場合にデータの読み書き処理の対象として特定し、前記電気信号が他の周波数である場合にデータを読み出す処理の対象としてのみ特定することを特徴とする請求項３に記載の無線ＩＣチップ。
【請求項５】
前記セレクタは、前記共用のメモリまたはメモリ領域を、前記電気信号が特定の周波数の場合にデータの読み書き処理の対象として特定し、前記電気信号が他の周波数である場合にデータを書き込む処理の対象としてのみ特定することを特徴とする請求項３に記載の無線ＩＣチップ。
【請求項６】
前記セレクタは、前記電気信号が特定の周波数の場合にデータを書き込む処理の対象として特定されたメモリまたはメモリ領域を、前記電気信号が他の周波数である場合にデータを読み出す処理の対象として特定することを特徴とする請求項１に記載の無線ＩＣチップ。
【請求項７】
前記セレクタは、同一の周波数に応じて処理対象のメモリまたはメモリ領域を特定する場合に、データを読み出す処理を行う場合とデータを書き込む処理を行う場合とで、異なるメモリまたはメモリ領域を処理対象として特定することを特徴とする請求項１に記載の無線ＩＣチップ。
【請求項８】
前記アンテナから出力される前記電気信号を入力し、当該電気信号に基づいて動作クロックを生成し出力するＰＬＬ回路と、
前記アンテナから出力される前記電気信号または前記ＰＬＬ回路の出力信号を入力し、当該電気信号または出力信号に基づいて、固定周波数の動作クロックを生成するように前記ＰＬＬ回路を動的に設定するＰＬＬ設定部とをさらに備え、
前記読み書き部は、前記ＰＬＬ回路から出力される固定周波数の動作クロックにしたがって動作することを特徴とする請求項１に記載の無線ＩＣチップ。
【請求項９】
データの無線通信を行うためのアンテナと、
データの処理および蓄積を行うＩＣモジュールとを備え、
前記ＩＣモジュールは、
前記アンテナから出力される前記電気信号を入力し、当該電気信号に基づいて動作クロックを生成し出力するＰＬＬ回路と、
前記アンテナから出力される前記電気信号または前記ＰＬＬ回路の出力信号を入力し、当該電気信号または出力信号に基づいて、固定周波数の動作クロックを生成するように前記ＰＬＬ回路を動的に設定するＰＬＬ設定手段と、
前記ＰＬＬ回路から出力される固定周波数の動作クロックにしたがって動作するデータ処理手段と
を備えることを特徴とする無線ＩＣチップ。
【請求項１０】
無線ＩＣチップのＩＣモジュールであって、
複数のメモリまたはメモリ領域と、
前記メモリまたはメモリ領域に対するデータの読み書き処理を行う読み書き部と、
無線信号を受信したアンテナから出力される電気信号を入力し、当該電気信号の周波数に応じて、前記読み書き部による読み書き処理の対象となるメモリまたはメモリ領域を特定するセレクタと
を備えることを特徴とするＩＣモジュール。
【請求項１１】
前記メモリまたはメモリ領域は、前記アンテナにより受信されることが想定される無線信号の周波数の種類ごとに個別に設けられることを特徴とする請求項１０に記載のＩＣモジュール。
【請求項１２】
特定の周波数にのみ対応して前記読み書き部による読み書き処理の対象となるメモリまたはメモリ領域と、複数の周波数に対して前記読み書き部による読み書き処理の対象となる共用のメモリまたはメモリ領域とが設けられることを特徴とする請求項１０に記載のＩＣモジュール。
【請求項１３】
前記アンテナから出力される前記電気信号を入力し、当該電気信号に基づいて動作クロックを生成し出力するＰＬＬ回路と、
前記アンテナから出力される前記電気信号または前記ＰＬＬ回路の出力信号を入力し、当該電気信号または出力信号に基づいて、固定周波数の動作クロックを生成するように前記ＰＬＬ回路を動的に設定するＰＬＬ設定部とをさらに備え、
前記読み書き部は、前記ＰＬＬ回路から出力される固定周波数の動作クロックにしたがって動作することを特徴とする請求項１０に記載のＩＣモジュール。
【請求項１４】
無線ＩＣチップのＩＣモジュールであって、
前記アンテナから出力される前記電気信号を入力し、当該電気信号に基づいて動作クロックを生成し出力するＰＬＬ回路と、
前記アンテナから出力される前記電気信号または前記ＰＬＬ回路の出力信号を入力し、当該電気信号または出力信号に基づいて、固定周波数の動作クロックを生成するように前記ＰＬＬ回路を動的に設定するＰＬＬ設定手段と、
前記ＰＬＬ回路から出力される固定周波数の動作クロックにしたがって動作するデータ処理手段と
を備えることを特徴とするＩＣモジュール。
【請求項１】
データの無線通信を行うためのアンテナと、
データの処理および蓄積を行うＩＣモジュールとを備え、
前記ＩＣモジュールは、
複数のメモリまたはメモリ領域と、
前記メモリまたはメモリ領域に対するデータの読み書き処理を行う読み書き部と、
無線信号を受信した前記アンテナから出力される電気信号を入力し、当該電気信号の周波数に応じて、前記読み書き部による読み書き処理の対象となるメモリまたはメモリ領域を特定するセレクタと
を備えることを特徴とする無線ＩＣチップ。
【請求項２】
前記メモリまたはメモリ領域は、前記アンテナにより受信されることが想定される無線信号の周波数の種類ごとに個別に設けられることを特徴とする請求項１に記載の無線ＩＣチップ。
【請求項３】
特定の周波数にのみ対応して前記読み書き部による読み書き処理の対象となるメモリまたはメモリ領域と、複数の周波数に対して前記読み書き部による読み書き処理の対象となる共用のメモリまたはメモリ領域とが設けられることを特徴とする請求項１に記載の無線ＩＣチップ。
【請求項４】
前記セレクタは、前記共用のメモリまたはメモリ領域を、前記電気信号が特定の周波数の場合にデータの読み書き処理の対象として特定し、前記電気信号が他の周波数である場合にデータを読み出す処理の対象としてのみ特定することを特徴とする請求項３に記載の無線ＩＣチップ。
【請求項５】
前記セレクタは、前記共用のメモリまたはメモリ領域を、前記電気信号が特定の周波数の場合にデータの読み書き処理の対象として特定し、前記電気信号が他の周波数である場合にデータを書き込む処理の対象としてのみ特定することを特徴とする請求項３に記載の無線ＩＣチップ。
【請求項６】
前記セレクタは、前記電気信号が特定の周波数の場合にデータを書き込む処理の対象として特定されたメモリまたはメモリ領域を、前記電気信号が他の周波数である場合にデータを読み出す処理の対象として特定することを特徴とする請求項１に記載の無線ＩＣチップ。
【請求項７】
前記セレクタは、同一の周波数に応じて処理対象のメモリまたはメモリ領域を特定する場合に、データを読み出す処理を行う場合とデータを書き込む処理を行う場合とで、異なるメモリまたはメモリ領域を処理対象として特定することを特徴とする請求項１に記載の無線ＩＣチップ。
【請求項８】
前記アンテナから出力される前記電気信号を入力し、当該電気信号に基づいて動作クロックを生成し出力するＰＬＬ回路と、
前記アンテナから出力される前記電気信号または前記ＰＬＬ回路の出力信号を入力し、当該電気信号または出力信号に基づいて、固定周波数の動作クロックを生成するように前記ＰＬＬ回路を動的に設定するＰＬＬ設定部とをさらに備え、
前記読み書き部は、前記ＰＬＬ回路から出力される固定周波数の動作クロックにしたがって動作することを特徴とする請求項１に記載の無線ＩＣチップ。
【請求項９】
データの無線通信を行うためのアンテナと、
データの処理および蓄積を行うＩＣモジュールとを備え、
前記ＩＣモジュールは、
前記アンテナから出力される前記電気信号を入力し、当該電気信号に基づいて動作クロックを生成し出力するＰＬＬ回路と、
前記アンテナから出力される前記電気信号または前記ＰＬＬ回路の出力信号を入力し、当該電気信号または出力信号に基づいて、固定周波数の動作クロックを生成するように前記ＰＬＬ回路を動的に設定するＰＬＬ設定手段と、
前記ＰＬＬ回路から出力される固定周波数の動作クロックにしたがって動作するデータ処理手段と
を備えることを特徴とする無線ＩＣチップ。
【請求項１０】
無線ＩＣチップのＩＣモジュールであって、
複数のメモリまたはメモリ領域と、
前記メモリまたはメモリ領域に対するデータの読み書き処理を行う読み書き部と、
無線信号を受信したアンテナから出力される電気信号を入力し、当該電気信号の周波数に応じて、前記読み書き部による読み書き処理の対象となるメモリまたはメモリ領域を特定するセレクタと
を備えることを特徴とするＩＣモジュール。
【請求項１１】
前記メモリまたはメモリ領域は、前記アンテナにより受信されることが想定される無線信号の周波数の種類ごとに個別に設けられることを特徴とする請求項１０に記載のＩＣモジュール。
【請求項１２】
特定の周波数にのみ対応して前記読み書き部による読み書き処理の対象となるメモリまたはメモリ領域と、複数の周波数に対して前記読み書き部による読み書き処理の対象となる共用のメモリまたはメモリ領域とが設けられることを特徴とする請求項１０に記載のＩＣモジュール。
【請求項１３】
前記アンテナから出力される前記電気信号を入力し、当該電気信号に基づいて動作クロックを生成し出力するＰＬＬ回路と、
前記アンテナから出力される前記電気信号または前記ＰＬＬ回路の出力信号を入力し、当該電気信号または出力信号に基づいて、固定周波数の動作クロックを生成するように前記ＰＬＬ回路を動的に設定するＰＬＬ設定部とをさらに備え、
前記読み書き部は、前記ＰＬＬ回路から出力される固定周波数の動作クロックにしたがって動作することを特徴とする請求項１０に記載のＩＣモジュール。
【請求項１４】
無線ＩＣチップのＩＣモジュールであって、
前記アンテナから出力される前記電気信号を入力し、当該電気信号に基づいて動作クロックを生成し出力するＰＬＬ回路と、
前記アンテナから出力される前記電気信号または前記ＰＬＬ回路の出力信号を入力し、当該電気信号または出力信号に基づいて、固定周波数の動作クロックを生成するように前記ＰＬＬ回路を動的に設定するＰＬＬ設定手段と、
前記ＰＬＬ回路から出力される固定周波数の動作クロックにしたがって動作するデータ処理手段と
を備えることを特徴とするＩＣモジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−８５５４８（Ｐ２００６−８５５４８Ａ）
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２７１１８４（Ｐ２００４−２７１１８４）
【出願日】平成１６年９月１７日（２００４．９．１７）
【出願人】（３９０００９５３１）インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＳＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【復代理人】
【識別番号】１００１０４８８０
【弁理士】
【氏名又は名称】古部 次郎
【復代理人】
【識別番号】１００１１８２０１
【弁理士】
【氏名又は名称】千田 武
【復代理人】
【識別番号】１００１１８１０８
【弁理士】
【氏名又は名称】久保 洋之
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１７日（２００４．９．１７）
【出願人】（３９０００９５３１）インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＳＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【復代理人】
【識別番号】１００１０４８８０
【弁理士】
【氏名又は名称】古部 次郎
【復代理人】
【識別番号】１００１１８２０１
【弁理士】
【氏名又は名称】千田 武
【復代理人】
【識別番号】１００１１８１０８
【弁理士】
【氏名又は名称】久保 洋之
【Ｆターム（参考）】
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