通信装置
【課題】複数のコイルアンテナを備える通信装置であって、各コイルアンテナに接続される動作手段の消費電力が異なる場合に、消費電力に応じた電力をバランスよく供給することができる通信装置を提供する。
【解決手段】外部の通信機器から送信される信号の受信を行なう第一コイルアンテナと、前記第一コイルアンテナを介して受信した信号から得られる電力を用いて所定の出力を行なう第一出力手段と、前記外部の通信機器から送信される信号の受信を行なう第二コイルアンテナと、前記第二コイルアンテナを介して受信した信号から得られる電力であって、前記第一出力手段に供給される電力よりも大きい電力を用いて所定の出力を行なう第二出力手段とを備える通信装置であって、少なくとも、前記第二コイルアンテナの開口面積が前記第一コイルアンテナの開口面積よりも大きい、又は前記第二コイルアンテナの巻き数が第一コイルアンテナの巻き数よりも多い。
【解決手段】外部の通信機器から送信される信号の受信を行なう第一コイルアンテナと、前記第一コイルアンテナを介して受信した信号から得られる電力を用いて所定の出力を行なう第一出力手段と、前記外部の通信機器から送信される信号の受信を行なう第二コイルアンテナと、前記第二コイルアンテナを介して受信した信号から得られる電力であって、前記第一出力手段に供給される電力よりも大きい電力を用いて所定の出力を行なう第二出力手段とを備える通信装置であって、少なくとも、前記第二コイルアンテナの開口面積が前記第一コイルアンテナの開口面積よりも大きい、又は前記第二コイルアンテナの巻き数が第一コイルアンテナの巻き数よりも多い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の出力手段とそれらに対応して設けられる複数のコイルアンテナを備えた通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁誘導や電波方式によって電力や信号を非接触で伝送する非接触信号伝送装置がある。例えば、下記特許文献１は、環状の電力用コイルと前記電力用コイルの内側に配置された信号用コイルを備える非接触信号伝送装置で、信号用コイルの内側及び周囲の比透磁率が電力用コイルの内側及び周囲の比透磁率よりも低くなるように構成されている。
【０００３】
具体的には、電力用コイルは強磁性体であるフェライトで構成され、信号用コイルの比透磁率は電力用コイルの比透磁率に対する比が１０分の１未満になるように作製される。このような構成にすることで、電力用コイルの信号用コイルに対する干渉を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３５３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような非接触信号伝送装置において、上記複数のコイルから構成されるアンテナとそのアンテナに接続される複数の動作手段がある場合に、各アンテナから信号を受信して得られる電力を用いた動作手段を動作させるために、それぞれの動作手段の消費電力が異なる場合がある。
【０００６】
本発明は、複数のコイルアンテナを備える通信装置であって、各コイルアンテナに接続される動作手段の消費電力が異なる場合に、なるべく簡単な構成で消費電力に応じた電力を供給することができる通信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】
【０００７】
上記目的を達成するために、第１発明の通信装置は、外部の通信機器から送信される信号の受信を行なう第一コイルアンテナと、前記第一コイルアンテナを介して受信した信号から得られる電力を用いて所定の出力を行なう第一出力手段と、前記外部の通信機器から送信される信号の受信を行なう第二コイルアンテナと、前記第二コイルアンテナを介して受信した信号から得られる電力であって、前記第一出力手段に供給される電力よりも大きい電力を用いて所定の出力を行なう第二出力手段とを備える通信装置であって、少なくとも、前記第二コイルアンテナの開口面積が前記第一コイルアンテナの開口面積よりも大きい、又は前記第二コイルアンテナの巻き数が第一コイルアンテナの巻き数よりも多いことを特徴とする。
【０００８】
第２発明の通信装置は、上記第１発明において、前記第一出力手段は、前記第一コイルアンテナを介して受信した信号を整流部で整流して得られる電力を用いて、前記外部の通信機器と信号の送受信を行うことを特徴とする。
【０００９】
第３発明の通信装置は、上記第２発明において、前記第二出力手段は、前記第一コイルアンテナを介して受信した信号に基づいて、動作を行なうことを特徴とする。
【００１０】
第４発明の通信装置は、上記第２又は第３発明において、前記通信装置を対象物品に装着する場合に、前記対象物品の表面に対向する対向面を有し、前記第一コイルアンテナが設けられる第一面は、前記第二コイルアンテナが設けられる第二面よりも、前記対向面に近い側に形成されることを特徴とする。
【００１１】
第５発明の通信装置は、上記第４発明において、前記第二出力手段は、前記第二ループアンテナを介して受信した信号から整流して得られる電力を用いて表示を行なう表示手段であって、前記第二面は前記第一面よりも前記表示手段に近い側に形成されることを特徴とする。
【００１２】
第６発明の通信装置は、上記第５発明において、前記表示手段は発光手段であることを特徴とする。
【００１３】
第７発明の通信装置は、上記第１ないし第３発明のいずれかにおいて、前記第一コイルアンテナは、前記第一面側に配置される第一面側第一コイルアンテナ部と前記第二面側に配置される第二面側第一コイルアンテナ部を有し、前記第二コイルアンテナは、前記第一面側に配置される第一面側第二コイルアンテナ部と前記第二面側に配置される第二面側第二コイルアンテナ部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明の通信装置によれば、前記第一コイルアンテナに接続される前記第一出力手段の消費電力と、前記第二コイルアンテナに接続される前記第二出力手段の消費電力がそれぞれ異なる場合であっても、消費電力に応じた電力を各出力手段に供給することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明の通信装置によれば、前記第一コイルアンテナは前記第一出力手段を兼ねることにより、前記第一コイルアンテナを介して受信した信号を整流部で整流して得られる電力を用いて、外部の通信機器と信号の送受信を行なうことができる。
【００１６】
請求項３に係る発明の通信装置によれば、前記第一コイルアンテナを介して受信した信号に基づいて第二出力手段は動作を行なうため、第一コイルアンテナより受信した信号により、外部の通信機器との通信に基いて第二出力手段での動作を行なうことができる。
【００１７】
請求項４に係る発明の通信装置によれば、前記第一面は前記第二面よりも、前記対象物品の表面に対向する側に前記第一面が配置され、外部の通信機器との距離が近くなる側に第二コイルアンテナが配置されるので、第一コイルアンテナよりも第二コイルアンテナの方が外部の通信機器からの送信された信号を受信しやすくなる。そのため、前記第一出力手段よりも消費電力の大きい第二出力手段へ、より大きな電力を供給することができる。
【００１８】
請求項５に係る発明の通信装置によれば、前記表示手段は前記通信装置において、ユーザが視認しやすいように、通信装置の表面側に配置される。第二コイルアンテナが、第一コイルアンテナよりも表示手段に近い面に設けられることで、外部の通信機器からの距離が第二コイルアンテナの方が近くなる。そのため、第一コイルアンテナよりも第二コイルアンテナの方が外部の通信機器からの信号を受信しやすくなるので、前記第一出力手段よりも消費電力の大きい第二出力手段へ、より大きな電力を供給することができる。
【００１９】
請求項６に係る発明の通信装置によれば、前記表示手段が発光手段であるので、効果的に発光を行うことができる。
【００２０】
請求項７に係る発明の通信装置によれば、外部の通信機器に対して、前記第一コイルアンテナと前記第二コイルアンテナの設けられる位置が規定されない場合であっても、前記第一コイルアンテナに接続される前記第一出力手段と、前記第二コイルアンテナに接続される前記第二出力手段の消費電力に応じた電力を各出力手段に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態のＲＦＩＤシステムの全体構成の一例を表すシステム構成図である。
【図２】本実施形態の無線タグの詳細機能を表す機能ブロック図である。
【図３】本実施形態の無線タグの第一コイルアンテナと第二コイルアンテナの構成の一例を表す平面模式図である。
【図４】本実施形態の無線タグの第一コイルアンテナと第二コイルアンテナの構成の別例を表す平面模式図である。
【図５】本実施形態の無線タグの第一コイルアンテナと第二コイルアンテナの構成の他の例を表す平面模式図である。
【図６】図４と図５の無線タグの６−６線及び６‘−６’線における断面模式図である。
【図７】アンテナコイルに対する磁界を示す模式図である。
【図８】本実施形態の無線タグを用いた物品管理のシステム構成図である。
【図９】図８の無線タグを物品に貼着したときの断面図である。
【図１０】無線タグ通信装置の詳細機能を示す機能ブロック図である。
【図１１】無線タグ通信装置のＣＰＵによって実行される制御手順を表すフローチャートである。
【図１２】本実施形態の無線タグのＣＰＵによって実行される制御手順を表すフローチャートである。
【図１３】変形例の無線タグの詳細機能を表す機能ブロック図である。
【図１４】変形例の無線タグの第一コイルアンテナと第二コイルアンテナの構成の一例を表す平面模式図である。
【図１５】変形例の無線タグのＣＰＵによって実行される制御手順を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１の無線タグ通信システム４００において、無線タグ２００は請求項に記載の通信装置の一実施形態であり、また、外部の通信機器としての無線タグ通信装置１００と無線通信を行なう。
【００２３】
図１の無線タグ通信システム４００の概略を説明すると、装置アンテナ１５２を備えた無線タグ通信装置１００と、その無線タグ通信装置１００の通信対象である無線タグ２００とから構成されるＲａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（以下、ＲＦＩＤとする）システムである。上記無線タグ通信装置１００は、そのＲＦＩＤシステムの質問器として、上記無線タグ２００は応答器としてそれぞれ機能する。
【００２４】
前記無線タグ通信装置１００から送信信号である質問波ＦＣが前記装置アンテナ１５２を介して、上記無線タグ２００に向けて送信される。そして、その質問波ＦＣを受信した上記無線タグ２００において、所定のデータである情報信号によりその質問波ＦＣが変調され、返信信号である応答波ＦＲとして上記無線タグ通信装置１００に向けて返信される。また、前記無線タグ２００では受信した質問波ＦＣを整流して電力を得ることで、電池を備えずに表示等の機能を実現している。このようにして、前記無線タグ通信装置１００と前記無線タグ２００との間で情報の通信が行われる。以下、各構成について順を追って説明する。
【００２５】
図２において、前記無線タグ２００の機能的構成を説明する。無線タグ２００は第一コイルアンテナ２１０と第二コイルアンテナ２２０を有し、前記第一コイルアンテナ２１０と前記第二コイルアンテナ２２０に接続された制御回路部２５０を有する。前記制御回路部２５０は、第一コイルアンテナ２１０により受信された応答要求コマンドを含む信号を含む質問波を整流する第一整流部２５２と、この第一整流部２５２により整流された質問波のエネルギーを蓄積して駆動電源とするための第一電源部２５３を有する。
【００２６】
また、上記第一コイルアンテナ２１０により受信された質問波からクロック信号を抽出して制御部２５７に供給するクロック抽出部２５４と、所定の情報信号を記憶し得るメモリ部２５５を有する。そして、後述する変復調部２５６と、上記メモリ部２５５、クロック抽出部２５４、及び変復調部２５６等を介し上記制御回路部２５０の作動を制御するための上記制御部２５７とを備えている。
【００２７】
前記変復調部２５６は、前記第一コイルアンテナ２１０により受信された上記無線タグ通信装置１００のアンテナからの質問波の復調を行う。また、上記制御部２５７からの返信信号を変調し、タグＩＤなどを含む信号を前記第一コイルアンテナ２１０より応答波として送信する。なお、本実施形態の前記第一コイルアンテナ２１０は、請求項１に記載の第一出力手段を兼ねる。
【００２８】
クロック抽出部２５４は受信した信号からクロック成分を抽出し、受信した信号のクロック成分の周波数に対応したクロックを制御部２５７に供給する。
【００２９】
制御部２５７は、上記変復調部２５６により復調された受信信号を解析し、上記メモリ部２５５において記憶された情報信号に基づいて返信信号を生成し、この返信信号を上記変復調部２５６により上記第一コイルアンテナ２１０から返信する制御等の基本的な制御を実行する。
【００３０】
一方、第二コイルアンテナ２２０は、前記質問波を整流する第二整流部２６２と、この第二整流部２６２により整流された質問波のエネルギーを蓄積して表示手段２６０の駆動電源とするための第二電源部２６３を有する。前記第二電源部２６３は、少なくとも前記第一電源部２５３よりも多くのエネルギーを蓄積できるものとする。
【００３１】
前記制御部２５７は、上記変復調部２５６により復調された受信信号を解析した場合に、所定の条件において、スイッチ部２６５をＯＮに切り替える。これにより、前記第二電源部２６３からの電力が表示手段２６０に供給されて、前記表示手段２６０に情報が表示される。
【００３２】
前記表示手段２６０はテキスト文字などによって情報を表示する。前記表示手段２６０として、液晶ディスプレイや電子ペーパーなどが用いられる。また、前記表示手段２６０として発光手段が用いられてもよく、情報の表示として、点滅発光や７セグメント表示などを行ってもよい。前記発光手段として、各種の発光素子が用いられ、発光ダイオード、有機Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（以下、有機ＥＬとする）などがあげられる。なお、有機ＥＬ素子の場合は、面全体が発光するため、薄くても視認性の高い発光素子を実現できる。
【００３３】
このような構成の前記無線タグ２００において、前記第一コイルアンテナ２１０から信号を送信するための消費電力と、前記表示手段２６０に情報を表示するための必要な消費電力の量は同じではない。通常は、前記表示手段２６０に情報を表示するための消費電力の方が、前記第一コイルアンテナ２１０から信号を送信するための消費電力よりも大きい。
【００３４】
そのため、前記無線タグ通信装置１００から送信された質問波を整流して駆動電源とする場合に、従来のように、第一コイルアンテナと第二コイルアンテナを同じように形成すると、第一コイルアンテナから信号を送信するための消費電力に相当する電力は第一電源部に蓄えられているのに、第二電源部には前記表示手段に情報を表示するための消費電力に相当する電力が蓄えられておらず、前記表示手段での表示を行うことができないという場合が生じる。
【００３５】
そのため、本実施形態では以下のように第一コイルアンテナ２１０と第二コイルアンテナ２２０を形成する。各構成について、順を追って説明する。
【００３６】
＜基板の同一面に第一コイルアンテナと第二コイルアンテナが形成される場合＞
図３（ａ）を用いて、本実施形態の無線タグ２００に形成される前記第一コイルアンテナ２１０と前記第二コイルアンテナ２２０の構成を説明する。前記第一コイルアンテナ２１０と前記第二コイルアンテナ２２０は、無線タグ２００本体を構成する基板２０１の任意の面である第一面１０上に形成される。
【００３７】
ここで、コイルアンテナの誘起電流Ｉ（Ａ）は、コイルアンテナを鎖交する磁界強度Ｈ（Ａ／ｍ）と、コイルアンテナの巻き数Ｎ、コイルアンテナの開口面積Ａ（ｍ２）の積に比例する。また、コイルアンテナから得られる電力は、誘起電流（Ａ）に比例する。誘起電流がより多く流れることにより、出力手段へより多くの電力を供給することができる。
【００３８】
本実施形態において、前記第一出力手段としての第一コイルアンテナ２１０と、第二出力手段である表示手段２６０は、前記表示手段２６０の方が消費電力が大きい（図２参照）。そのため、前記表示手段２６０に電力を供給する前記第二コイルアンテナ２２０の方が、前記第一コイルアンテナ２１０よりも得られる電力が大きくなるように形成する必要がある。
【００３９】
そこで、第二コイルアンテナ２２０の開口部２２６の面積である開口面積は、本実施形態では第一コイルアンテナ２１０の開口部２２５を含んでおり、第一コイルアンテナ２１０の開口面積よりも大きく形成される（図３（ａ）参照）。このとき、前記第一コイルアンテナ２１０の巻き数と前記第二コイルアンテナ２２０の巻き数は同一である。
【００４０】
また、図３（ｂ）の無線タグ２００Ａにおいて、第一コイルアンテナ２１０Ａの巻き数と第二コイルアンテナ２２０Ａの巻き数は、第二コイルアンテナ２２０Ａの巻き数の方が多く形成される。このとき、前記第一コイルアンテナ２１０Ａの開口部２２５Ａの面積である開口面積と前記第二コイルアンテナ２２０Ａの開口部２２６Ａの面積である開口面積は略同じである。なお、図３（ｂ）においては、わかりやすいように、第二コイルアンテナ２１０Ａは、破線で示している。
【００４１】
加えて、図３（ｃ）の無線タグ２００Ｂのように、第一コイルアンテナ２１０Ｂと第二コイルアンテナ２２０Ｂの開口部２２５Ｂ，２２６Ｂの開口面積と巻き数を両方とも変化させてもよい。前記第二コイルアンテナ２２０Ｂの開口部２２６Ｂの面積は、前記第一コイルアンテナ２１０Ｂの開口部２２５Ｂの面積よりも大きく形成されると共に、前記第二コイルアンテナ２２０Ｂの巻き数は、前記第一コイルアンテナ２１０Ｂの巻き数よりも多く形成される。
【００４２】
なお、前記第一コイルアンテナ２１０，２１０Ａ，２１０Ｂの消費電力と前記表示手段２６０の消費電力に応じて、前記第一コイルアンテナ２１０、２１０Ａ、２１０Ｂと、前記第二コイルアンテナ２２０，２２０Ａ，２２０Ｂの、コイルアンテナの巻き数や開口面積は適宜決定される。なお、以下の実施形態においても同様である。
【００４３】
また、上述の実施形態では、無線タグ２００において、第二コイルアンテナ２２０の開口部２２６の開口面積が、第一コイルアンテナ２１０の開口部２２５の開口面積よりも大きく形成される場合に、前記前記第一コイルアンテナ２１０の巻き数と前記第二コイルアンテナ２２０の巻き数は同一とした。しかしながら、前記第一コイルアンテナ２１０の巻き数が前記第二コイルアンテナ２２０の巻き数より多くなってもよい。この場合には、前記第一コイルアンテナ２１０の開口面積と巻き数の積が、前記第二コイルアンテナ２２０の開口面積と巻き数の積よりも小さく形成されている必要がある。
【００４４】
同様に、無線タグ２００Ａにおいて、第二コイルアンテナ２２０Ａの巻き数が、第一コイルアンテナ２１０Ａの巻き数よりも多く形成される場合に、前記前記第一コイルアンテナ２１０Ａの開口面積と前記第二コイルアンテナ２２０Ａの開口面積は同一とした。しかしながら、前記第一コイルアンテナ２１０Ａの開口部２２５Ａの開口面積が、前記第二コイルアンテナ２２０の開口部２２６Ａの開口面積よりも大きくなってもよい。この場合には、前記第一コイルアンテナ２１０Ａの開口面積と巻き数の積が、前記第二コイルアンテナ２２０Ａの開口面積と巻き数の積よりも小さく形成されている必要がある。
【００４５】
＜第一コイルアンテナと第二コイルアンテナが第一面と第二面の両方に設けられる場合＞
次に、図４及び図６（ａ）を用いて、本実施形態の無線タグ２００Ｃに形成される前記第一コイルアンテナ２１０Ｃ（図６（ａ）参照）と前記第二コイルアンテナ２２０Ｃ（図６（ｂ）参照）の構成を説明する。図３と同じ符号のものは同じ構成であるものとし、説明を省略する。本実施形態では、第一コイルアンテナ２１０Ｃは、基板２０１の第一面１０側に配置される第一面側第一コイルアンテナ部２１１と（図４（ａ）及び図６（ａ）参照）、貫通孔３０より引き出されて第二面２０側に配置される第二面側第一コイルアンテナ部２１２を有している（図４（ｂ）及び図６（ａ）参照）。
【００４６】
また、第二コイルアンテナ２２０Ｃは、前記第一面１０側に配置される前記第一面側第二コイルアンテナ部２２１と（図４（ａ）、図６（ａ）参照）、貫通孔３１、３１より引き出されて前記第二面２０側に配置される第二面側第２コイルアンテナ部２２２とを有している（図４（ｂ）、図６（ａ）参照）。
【００４７】
通常、図７の従来図で示されるように、無線タグ通信装置１００の装置アンテナ１５２から送信された電波信号により発生する磁界Ｅは、無線タグ２００の厚みのある基板の各面にそれぞれコイルアンテナ８００、９００が設けられた場合、無線タグ通信装置１００との距離が近いほうの面を第８面８０、遠い方の面を第９面９０とすると、第８面８０側に形成されるコイルアンテナ８００の方が、相対的に鎖交磁束量が強くなる。
【００４８】
そこで、本実施形態の無線タグ２００Ｃは、無線タグ通信装置１００が無線タグ２００Ｃの基板２０１のどちら側に配置されても、基板２０１の厚みによるコイルアンテナの配置の違いに伴う磁界の影響を考慮せず、各コイルアンテナの形成の仕方の違いによって、第二コイルアンテナよりも第一コイルアンテナから得られる電力の方が大きくなるように形成されている。
【００４９】
具体的には、図６（ａ）において、前記第一面１０側に設けられた前記第一面側第一コイルアンテナ部２１１と前記第一面側第二コイルアンテナ部２２１は同一面上に形成されているため、無線タグ通信装置１００から受信した信号による誘起電力の比が前記第一面側第一コイルアンテナ部２１１の開口部と前記第一面側第二コイルアンテナ部２２１の開口部の開口面積の比と等しくなる。ここで、図４（ａ）において、開口部２２５Ｃとは、第一面側第一コイルアンテナ部２１１と、貫通孔３０，３０を結んだ線で囲まれた略半円形状の内側の部分とする。また、開口部２２６Ｃとは、第一面側第二コイルアンテナ部２２１と、貫通孔３１，３１を結んだ線で囲まれた略半円形状の内側の部分とする。
【００５０】
また、前記第二面２０側に設けられた前記第二面側第一コイルアンテナ部２１２と前記第二面側第２コイルアンテナ部２２２も同一面上に形成されているため、無線タグ通信装置１００から受信した信号による誘起電力の比が前記第二面側第一コイルアンテナ部２１２の開口部と前記第二面側第二コイルアンテナ部２２２の開口部の開口面積比と等しくなる。なお、開口部２２７Ｃとは、第二面側第一コイルアンテナ部２１２と、貫通孔３０，３０を結んだ線で囲まれた内側の部分とする。また、なお、開口部２２８Ｃとは、第二面側第二コイルアンテナ部２２２と、貫通孔３１，３１を結んだ線で囲まれた略半円形状の内側の部分とする。
【００５１】
そのため、無線タグ通信装置１００が無線タグ２００Ｃの厚みのある基板２０１のどちら側に配置されても、第二コイルアンテナよりも第一コイルアンテナから得られる電力の方が大きくなる。なお、前記第一コイルアンテナと前記第二コイルアンテナの開口面積と巻き数の関係は、上述の実施形態の無線タグ２００，２００Ａ，２００Ｂのように、第一コイルアンテナに供給する電力よりも、前記表示手段１６０に供給する電力の方が大きくなるように、各アンテナコイル同士の開口面積、巻き数を変化させて形成すればよい。
【００５２】
例えば、図４（ａ）の無線タグ２００Ｃは、第一面１０上において、第一面側第一コイルアンテナ部２１１の開口部２２５Ｃの開口面積よりも、第一面側第二コイルアンテナ部２２１の開口部２２６Ｃの開口面積のほうが大きく形成される（図４（ａ）参照）。
【００５３】
また、第二面２０上において、第二面側第一コイルアンテナ部２１２の開口部２２７Ｃの開口面積よりも、第一面側第二コイルアンテナ部２２１の開口部２２８Ｃの開口面積のほうが大きく形成される（図４（ｂ）参照）。
【００５４】
このように、開口面積を異ならせて各アンテナコイルを形成することで、第一コイルアンテナ２１０Ｃよりも第二コイルアンテナ２２０Ｃから得られる電力の方が大きくなるように形成される。
【００５５】
図５の無線タグ２００Ｄは、第一面１０上において、第一面側第一コイルアンテナ部２１１Ａの開口部２２５Ｄの開口面積よりも、第一面側第二コイルアンテナ部２２１Ａの開口部２２６Ｄの開口面積のほうが大きく形成される（図５（ａ）参照）。ここで、開口部２２５Ｄとは、第一面側第一コイルアンテナ部２１１Ａと、貫通孔３０，３０を結んだ線で囲まれた内側の部分とする。
【００５６】
また、第二面２０上において、第二面側第一コイルアンテナ部２１２Ａの開口部２２７Ｄの開口面積よりも、第二面側第二コイルアンテナ部２２２Ａの開口部２２８Ｄの開口面積のほうが大きく形成される（図５（ｂ）参照）。ここで、開口部２２７Ｄとは、第二面側第一コイルアンテナ部２１２Ａと、貫通孔３０，３０を結んだ線で囲まれた内側の部分とする。
【００５７】
さらに、図６（ｂ）にも示すように、本実施形態の無線タグ２００Ｄは、第一コイルアンテナ２１０Ｄの巻き数よりも第二コイルアンテナ２２０Ｄの巻き数のほうが多く形成されている。
【００５８】
そのため、このように各アンテナコイルを形成することで、無線タグ通信装置１００が無線タグ２００Ｃの基板２０１のどちら側に配置されても、第一コイルアンテナ２１０Ｄよりも第二コイルアンテナ２２０Ｄから得られる電力の方がより大きくなる。
【００５９】
なお、図示はしないが、前記無線タグ２００Ｄにおいて、第一コイルアンテナ２１０Ｄの開口部２２５Ｄ，２２７Ｄと第二コイルアンテナ２２０Ｄの開口部２２６Ｄ，２２８Ｄの開口面積を同一にして、各コイルアンテナの巻き数を変化させてもよい。
【００６０】
本実施形態の無線タグ２００Ｃ，２００Ｄは、例えば、財布に入れた電子マネー用のカードや乱雑に箱詰めされた衣類につけられた商品タグのなどのように、基板のどちら側から無線タグ通信装置１００の信号を受信するか定められないような場合に適している。
【００６１】
＜無線タグにおいて、外部の通信機器から信号を受信する側がある程度決まっている場合＞
上述の実施形態では、無線タグ２００のどちら側から無線タグ通信装置１００と信号を送受信するか、特に定められていないような場合が想定されている。
【００６２】
一方、本実施形態の無線タグ２００Ｅでは、無線タグ通信装置１００と信号を送受信する側がある程度決まっている場合について説明する。
【００６３】
例えば、本実施形態の無線タグ２００Ｅと前記無線タグ通信装置１００を用いて物品管理などを行なう場合を説明する。図８の物品管理システム６００では、無線タグ２００Ｅを貼り付ける対象物品である書籍Ｍに、前記表示手段２６０として発光ダイオードや有機ＥＬなどの発光素子が備えられた無線タグ２００Ｅが貼り付けられている。
【００６４】
本実施形態では、無線タグ通信装置１００と、探索対象である前記書籍Ｍに備えられた無線タグ２００ＥのタグＩＤを指定して、発光指示コマンドを送信する。前記無線タグ２００Ｅは受信した発光指示コマンドに基づいて、前記発光素子を発光させる。無線タグ２００Ｅにおいて、無線タグとして通信を行う部分（図２におけるメモリ部２５５、制御部２５７）などは動作電圧が２Ｖ程度であり、動作に必要な電力も０．１ｍＷ以下と非常に小さい。
【００６５】
しかし、表示手段２６０（発光素子）は動作電圧が高く（有機ＥＬの場合、５Ｖ程度）、動作電力も数ｍＷ必要になる。そこで、図２に示すように電源部を２つに分け、通信を行う部分を第一整流部及び第一電源部、発光部を第二整流部及び第二電源部で動作させる。また、それぞれの電源部で必要となる電力が異なるため、第一電源部と、第二電源部ではそれぞれ異なるコイルアンテナを用い、その出力電力を調整することで、通信を行う部分が起動するときには、必ず表示手段も動作できる電力を得られているように、コイルの開口面積、巻き数等を規定する必要がある。
【００６６】
図８及び図９のように、無線タグ２００Ｅを構成する基板２０１の第一面１０と第二面２０において、第二面２０の方が無線タグ通信装置１００からの信号を受信しやすい側に配置される。これにより、前記第二コイルアンテナ２２０Ｅは、前記第一コイルアンテナ２１０Ｅよりも、受信した信号による磁界が強くなるので、前記第二コイルアンテナ２２０Ｅにより多くの誘起電流が流れ、より多くの電力を表示手段２６０に供給できる。
【００６７】
具体的には、図９において、前記無線タグ２００Ｅは対象物品Ｍに貼り付けるための粘着層などからなる貼着面３０を有している。第一コイルアンテナ２１０Ｅが形成される前記基板２０１の第一面１０が、前記第二コイルアンテナ２２０Ｅが形成される第二面２０よりも貼着面３０に近い側に形成される。図３と同じ符号のものは同じ構成であるものとし、説明を省略する。また、前記第一面２０は貼着面として形成されてもよい。ここで、前記貼着面３０は請求項の前記通信装置を対象物品に装着する場合において、前記対象物品の表面に対向する対向面に相当する。なお、図9中の符号２１１は、無線タグ本体部２１１である。
【００６８】
また、前記無線タグ２００Ｅには表示手段２６０が形成されており、前記第二面２０は、前記第一面１０よりも前記表示手段２６０に近い側に形成される。前記表示手段２６０は視認しやすいように前記無線タグ２００Ｅの表面側に形成されており、前記表示手段２６０が設けられた側から無線タグ通信装置１００との信号の送受信を行なうことになる。
【００６９】
つまり、前記表示手段２６０により近い面である第二面２０側の方が無線タグ通信装置１００からの信号を受信しやすい。これにより、前記第二コイルアンテナ２２０Ｅは、前記第一コイルアンテナ２１０Ｅよりも、受信した信号による磁界が強くなるので、前記第二コイルアンテナ２２０Ｅより多くの誘起電流が流れ、より多くの電力を表示手段２６０に供給できる。
【００７０】
加えて、第一コイルアンテナ２１０Ｅと第二コイルアンテナ２２０Ｅの開口面積と巻き数を変化させることで、より確実に第二コイルアンテナ２２０Ｅに接続される表示手段２６０に、第一コイルアンテナ２１０Ｅに供給するよりも大きな電力を供給することができる。
【００７１】
このときの、第一コイルアンテナ２１０Ｅと第二コイルアンテナ２２０Ｅの形成の仕方は、前述の実施形態の前記無線タグ２００，２００Ａ，２００Ｂにおいて、第一面１０側に第一コイルアンテナ２１０，２１０Ａ，２１０Ｂを形成し、前記第二面２０側に第二コイルアンテナ２２０，２２０Ａ，２２０Ｂを形成させればよいので、その説明は省略する。
【００７２】
次に、前記物品管理システム６００の無線タグ通信装置１００と無線タグ２００Ｅの動作について順を追って説明する。
【００７３】
図９、図１０を用いて、前記無線タグ通信装置１００の構成について説明する。前記無線タグ通信装置１００は、装置アンテナ１５２を介して無線タグ２００Ｅとの無線通信の制御を行なう。そして、前記装置アンテナ１５２を介して無線タグ２００Ｅから読み出された信号を処理する高周波回路１１２、ＣＰＵ１５４、記憶手段としてのＲＡＭ１５６及びＲＯＭ１５５を有し、これらは、電気的にバスで接続されている。
【００７４】
前記高周波回路１１２は、無線タグ２００Ｅを動作させるための信号を発生させる。また、無線タグ２００Ｅとの通信を行うために、前記ＣＰＵ１５４からの指示に基づいて無線タグ２００Ｅへの送信命令を発生し、前記信号を変調して質問波ＦＣとして送信すると共に、無線タグ２００Ｅにおいて変調された応答波ＦＲを受信、復調して前記ＣＰＵ１５４に伝える。
【００７５】
前記ＣＰＵ１５４は、前記ＲＡＭ１５６の一時記憶機能を利用するのと並行して、前記ＲＯＭ１５５にあらかじめ記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより無線タグ通信装置１００全体の制御を行なう。また、無線タグ通信装置１００は、操作者からの指示や情報が入力される入力手段１７０、情報やメッセージを表示する表示手段１６０を備える。
【００７６】
次に、図１１において、前記無線タグ通信装置１００のＣＰＵ１５４によって実行される制御手順を説明する。この例では、タグ探索コマンドが実行されるとこのフローが開始される。
【００７７】
まず、ステップＳ１１０において、キーボタンなどの入力手段１７０によって、対象物品Ｍに備えられる無線タグ２００ＥのタグＩＤを指定する操作情報が入力される。
【００７８】
ステップＳ１２０において、高周波回路１１２に制御信号を出力して、前記特定のタグＩＤを指定して無線タグ２００Ｅのメモリ部２５５に記録されたデータを読み出すタグ読み取り信号を送信する。前記タグ読み取り信号として、応答要求コマンドを含む質問波ＦＣが、リーダアンテナ１５２を介して通信領域内に存在する無線タグ２００Ｅに送信される。
【００７９】
ステップＳ１３０では、前記応答要求コマンドに対応して前記タグＩＤに対応する無線タグ２００Ｅからのリプライ信号を含む応答波ＦＲを受信したか否かを判定する。すなわち、通信領域内の無線タグ２００Ｅから指定した所定のタグＩＤが返答されたかどうか判断される。所定のタグＩＤを受信した場合には、判定が満たされてステップＳ１４０に進む。一方、所定のタグＩＤを受信しない場合は、ステップＳ１５０へ進む。
【００８０】
ステップＳ１４０では、前記タグＩＤを指定して前記無線タグ２００Ｅの表示手段２６０に表示を指示するための発光指示コマンドを送信する。
【００８１】
ステップＳ１５０では、表示手段１６０に探索結果に対応して記憶手段に記憶された表示画面を表示させる。例えば、指定したタグＩＤに対応する無線タグ２００Ｅから応答信号を受信している場合には、「探索対象の物品が見つかりました」などの表示を行う。一方、指定したタグＩＤに対応する無線タグ２００Ｅから応答信号を受信していない場合には、「検索対象の物品が見つかりませんでした」などの表示を行う。
【００８２】
ステップＳ１６０では、入力手段１７０によって停止操作情報が入力されたか否かが判断される。停止操作情報が入力された場合には、このフローを終了する。一方、停止操作情報が入力されない場合は、ステップＳ１２０へ戻り、指定したタグＩＤの検索が継続して実施される。
【００８３】
続いて、無線タグ２００Ｅの動作について説明する。図１２は、無線タグ２００Ｅの制御部２５７によって実行される制御手順を表すフローチャートである。この例では無線タグ通信装置１００からコマンドを受信すると、このフローが開始される。
【００８４】
ステップＳ２０５では、受信したコマンドが応答要求コマンドであるか否かが判断される。応答要求コマンドである場合には、ステップＳ２１０へ進む。一方、応答要求コマンドでない場合には、このフローを終了する。
【００８５】
ステップＳ２１０では、無線タグ通信装置からの応答要求コマンドに対して、メモリ部２５５に記憶されたタグＩＤを応答して、ステップＳ２２０へ進む。
【００８６】
ステップＳ２２０では、前記無線タグ通信装置１００から発光指示コマンドを受信したか否かが判断される。発光指示コマンドを受信しない場合はこのフローを終了する。一方、前記発光指示コマンドを受信した場合には、ステップＳ２３０の処理へ進む。
【００８７】
ステップＳ２３０では、受信した発光指示コマンドに基づいて、スイッチ回路部２６５をＯＮにして、発光手段を発光させてこのフローを終了する。
【００８８】
＜無線タグの制御回路部の構成が異なる場合＞
次に、変形例の無線タグ２００Ｆについて説明する。図１３において、前記無線タグ２００Ｆの機能的構成を説明する。図２と同じ符号のものは同じ構成であるものとして、その説明を省略する。本変形例では、第一コイルアンテナ２１０に接続され、無線タグ通信装置１００と信号を送受信するための第一制御回路部２５１（図１３（ａ））と、前記第二コイルアンテナに接続され、前記表示手段に表示を行なうための第二制御回路部２５２（図１３（ｂ））が別々に構成されている。
【００８９】
図１３（ａ）において、前記第一制御回路部２５１は、前記第一整流部２５２と、前記第一電源部２５３、前記クロック抽出部２５４、前記変復調部２５６を有する。
【００９０】
前記第一制御部１５７は、上記変復調部２５６により復調された受信信号を解釈し、上記メモリ部２５５において記憶された情報信号に基づいて返信信号を生成し、この返信信号を上記変復調部２５６により上記第一コイルアンテナ２１０から返信するための基本的な制御を実行する。
【００９１】
一方、図１３（ｂ）において、第二制御回路部２５２は前記第二整流部２６３と、前記第二電源部２６２、前記クロック抽出部２５４、前記変復調部２５６を有する。
【００９２】
前記第二制御部１５８は、上記変復調部２５６により復調された受信信号を解釈して、発光指示コマンドを受信した場合に、スイッチ部２５６をＯＮに切り替えて、前記表示手段２６０に情報を表示する制御を行なう。
【００９３】
このように、前記第一制御回路部２５１と前記第二制御回路部２５２を設けることで、上述した実施形態において、制御回路部２５０が１つのときの構成と比較して、第一出力手段である第一コイルアンテナ２１０Ｅの消費電力をさらに小さくすることができる。
【００９４】
図１４を用いて、本変形例の無線タグ２００Ｆに形成される前記第一コイルアンテナ２１０Ｆと前記第二コイルアンテナ２２０Ｆの構成を説明する。前記第一制御回路部２５１に接続される前記第一コイルアンテナ２１０Ｆと、前記第二制御回路部２５２に接続される前記第二コイルアンテナ２２０Ｆは、この例では、無線タグ２００本体を構成する基板２０１の任意の面である第一面１０上に形成される。
【００９５】
前記第一コイルアンテナ２１０Ｆと第二コイルアンテナ２２０Ｆの開口部２２５Ｆ，２２６Ｆの開口面積と巻き数を両方とも変化させて形成している。すなわち、前記第二コイルアンテナ２２０Ｆの開口部２２６Ｆの面積である開口面積は、前記第一コイルアンテナ２１０Ｆの開口部２２５Ｆの面積である開口面積よりも大きく形成されると共に、前記第二コイルアンテナ２２０Ｆの巻き数は、前記第一コイルアンテナ２１０Ｆの巻き数よりも多く形成される。なお、その他の構成については、上述の図３（ｃ）の無線タグ２００Ｂの実施形態と同様である。
【００９６】
また、図１４（ｂ）に他の変形例としての無線タグ２００Ｇを示す。この無線タグ２００Ｇにおいて、第一コイルアンテナ２１０Ｇと第二コイルアンテナ２２０Ｇは矩形状のコイルアンテナとして形成されている。この無線タグ２００Ｇにおいて、第一コイルアンテナ２１０Ｇと第二コイルアンテナ２２０Ｇの開口部２２５Ｇ，２２６Ｇの開口面積と巻き数の構成の相対的な関係は、上述の無線タグ２００Ｆと同様であるので説明を省略する。
【００９７】
次に、前記無線タグ通信装置１００と無線タグ２００Ｆの動作について説明する。なお、前記無線タグ通信装置１００の図１１と同じ動作を行うものとして、説明を省略する。
【００９８】
図１５において、無線タグ２００Ｆの第一制御部１５７、及び第二制御部１５８の動作について説明する。まず、図１５（ａ）を用いて、無線タグ２００Ｆの第一制御部１５７によって実行される制御手順を述べる。この例では、無線タグ通信装置１００からコマンドを受信すると、このフローが開始される。
【００９９】
ステップＳ３０５では、受信したコマンドが応答要求コマンドであるか否かが判断される。応答要求コマンドである場合には、ステップＳ３１０へ進む。一方、応答要求コマンドでない場合には、このフローを終了する。
【０１００】
ステップＳ３１０では、無線タグ通信装置からの応答要求コマンドに対して、第一制御回路部２５１のメモリ部２５５に記憶されたタグＩＤを応答して、このフローを終了する。
【０１０１】
また、図１５（ｂ）を用いて、無線タグ２００Ｆの第二制御部１５８によって実行される制御手順を説明する。この例では、無線タグ通信装置１００からコマンドを受信すると、このフローが開始される。
【０１０２】
ステップＳ４１０では、受信したコマンドが発光指示コマンドであるか否かが判断される。発光指示コマンドである場合には、ステップＳ４１５へ進む。一方、発光指示コマンドでない場合には、このフローを終了する。
【０１０３】
ステップＳ４１５では、受信した発光指示コマンドに含まれるタグＩＤが第二制御回路部２５２のメモリ部２５５に記憶されているＩＤと一致するかどうかが判断される。一致する場合にはステップＳ４２０へ進むが、一致しない場合にはこのフローを終了する。
【０１０４】
ステップＳ４２０では、受信した発光指示コマンドに基づいて、発光手段を発光させて、このフローを終了する。
【０１０５】
上述した実施形態では、第一出力手段は第一コイルアンテナ、第二出力手段は表示手段としたが、所定の報知を行なう報知手段や所定の状態を検知する検知手段などの他の動作手段で構成されていてもよい。また、動作手段は第一出力手段と第二出力手段の２つだけに限らず、３つ以上の複数の動作手段とそれぞれに対応して接続されるコイルアンテナが設けられていてもよい。この場合、複数の動作手段のうち、任意の２つの動作手段とそれに対するコイルアンテナが、上述の実施形態の構成となるように形成される。
【０１０６】
また、前記第一面１０と前記第二面２０にそれぞれ所定の態様で備えられる前記第一コイルアンテナ２１０と前記第二コイルアンテナ２２０は、実質上、前記実施形態の構成となるように所定の面に設けられていれば良く、図示しない接続端子への引き込みなどの都合上、その一部が他の面に設けられていても良い。
【０１０７】
さらに、本実施形態の第一コイルアンテナと第二コイルアンテナの形状として、円形状、矩形状のものを説明したが、これらの形状に限られず、楕円形、正方形、長方形、三角形などその他の形状であってもよい。また、第一コイルアンテナと第二コイルアンテナの形状は、例えば、第一コイルアンテナが円形状、第二コイルアンテナが矩形状など、それぞれが異なる形状であってもよい。
【０１０８】
通信装置の一例として無線タグをあげて説明したが、無線通信を行う他の通信装置であってもよい。その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【０１０９】
１００ 無線タグ通信装置
２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ，２００Ｄ，２００Ｅ，２００Ｆ，２００Ｇ 無線タグ
２１０，２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ，２１０Ｄ，２１０Ｅ，２１０Ｆ，２１０Ｇ 第一コイルアンテナ
２２０，２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃ，２２０Ｄ，２２０Ｅ，２２０Ｆ，２２０Ｇ 第二コイルアンテナ
２６０ 表示手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の出力手段とそれらに対応して設けられる複数のコイルアンテナを備えた通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁誘導や電波方式によって電力や信号を非接触で伝送する非接触信号伝送装置がある。例えば、下記特許文献１は、環状の電力用コイルと前記電力用コイルの内側に配置された信号用コイルを備える非接触信号伝送装置で、信号用コイルの内側及び周囲の比透磁率が電力用コイルの内側及び周囲の比透磁率よりも低くなるように構成されている。
【０００３】
具体的には、電力用コイルは強磁性体であるフェライトで構成され、信号用コイルの比透磁率は電力用コイルの比透磁率に対する比が１０分の１未満になるように作製される。このような構成にすることで、電力用コイルの信号用コイルに対する干渉を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３５３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような非接触信号伝送装置において、上記複数のコイルから構成されるアンテナとそのアンテナに接続される複数の動作手段がある場合に、各アンテナから信号を受信して得られる電力を用いた動作手段を動作させるために、それぞれの動作手段の消費電力が異なる場合がある。
【０００６】
本発明は、複数のコイルアンテナを備える通信装置であって、各コイルアンテナに接続される動作手段の消費電力が異なる場合に、なるべく簡単な構成で消費電力に応じた電力を供給することができる通信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】
【０００７】
上記目的を達成するために、第１発明の通信装置は、外部の通信機器から送信される信号の受信を行なう第一コイルアンテナと、前記第一コイルアンテナを介して受信した信号から得られる電力を用いて所定の出力を行なう第一出力手段と、前記外部の通信機器から送信される信号の受信を行なう第二コイルアンテナと、前記第二コイルアンテナを介して受信した信号から得られる電力であって、前記第一出力手段に供給される電力よりも大きい電力を用いて所定の出力を行なう第二出力手段とを備える通信装置であって、少なくとも、前記第二コイルアンテナの開口面積が前記第一コイルアンテナの開口面積よりも大きい、又は前記第二コイルアンテナの巻き数が第一コイルアンテナの巻き数よりも多いことを特徴とする。
【０００８】
第２発明の通信装置は、上記第１発明において、前記第一出力手段は、前記第一コイルアンテナを介して受信した信号を整流部で整流して得られる電力を用いて、前記外部の通信機器と信号の送受信を行うことを特徴とする。
【０００９】
第３発明の通信装置は、上記第２発明において、前記第二出力手段は、前記第一コイルアンテナを介して受信した信号に基づいて、動作を行なうことを特徴とする。
【００１０】
第４発明の通信装置は、上記第２又は第３発明において、前記通信装置を対象物品に装着する場合に、前記対象物品の表面に対向する対向面を有し、前記第一コイルアンテナが設けられる第一面は、前記第二コイルアンテナが設けられる第二面よりも、前記対向面に近い側に形成されることを特徴とする。
【００１１】
第５発明の通信装置は、上記第４発明において、前記第二出力手段は、前記第二ループアンテナを介して受信した信号から整流して得られる電力を用いて表示を行なう表示手段であって、前記第二面は前記第一面よりも前記表示手段に近い側に形成されることを特徴とする。
【００１２】
第６発明の通信装置は、上記第５発明において、前記表示手段は発光手段であることを特徴とする。
【００１３】
第７発明の通信装置は、上記第１ないし第３発明のいずれかにおいて、前記第一コイルアンテナは、前記第一面側に配置される第一面側第一コイルアンテナ部と前記第二面側に配置される第二面側第一コイルアンテナ部を有し、前記第二コイルアンテナは、前記第一面側に配置される第一面側第二コイルアンテナ部と前記第二面側に配置される第二面側第二コイルアンテナ部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明の通信装置によれば、前記第一コイルアンテナに接続される前記第一出力手段の消費電力と、前記第二コイルアンテナに接続される前記第二出力手段の消費電力がそれぞれ異なる場合であっても、消費電力に応じた電力を各出力手段に供給することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明の通信装置によれば、前記第一コイルアンテナは前記第一出力手段を兼ねることにより、前記第一コイルアンテナを介して受信した信号を整流部で整流して得られる電力を用いて、外部の通信機器と信号の送受信を行なうことができる。
【００１６】
請求項３に係る発明の通信装置によれば、前記第一コイルアンテナを介して受信した信号に基づいて第二出力手段は動作を行なうため、第一コイルアンテナより受信した信号により、外部の通信機器との通信に基いて第二出力手段での動作を行なうことができる。
【００１７】
請求項４に係る発明の通信装置によれば、前記第一面は前記第二面よりも、前記対象物品の表面に対向する側に前記第一面が配置され、外部の通信機器との距離が近くなる側に第二コイルアンテナが配置されるので、第一コイルアンテナよりも第二コイルアンテナの方が外部の通信機器からの送信された信号を受信しやすくなる。そのため、前記第一出力手段よりも消費電力の大きい第二出力手段へ、より大きな電力を供給することができる。
【００１８】
請求項５に係る発明の通信装置によれば、前記表示手段は前記通信装置において、ユーザが視認しやすいように、通信装置の表面側に配置される。第二コイルアンテナが、第一コイルアンテナよりも表示手段に近い面に設けられることで、外部の通信機器からの距離が第二コイルアンテナの方が近くなる。そのため、第一コイルアンテナよりも第二コイルアンテナの方が外部の通信機器からの信号を受信しやすくなるので、前記第一出力手段よりも消費電力の大きい第二出力手段へ、より大きな電力を供給することができる。
【００１９】
請求項６に係る発明の通信装置によれば、前記表示手段が発光手段であるので、効果的に発光を行うことができる。
【００２０】
請求項７に係る発明の通信装置によれば、外部の通信機器に対して、前記第一コイルアンテナと前記第二コイルアンテナの設けられる位置が規定されない場合であっても、前記第一コイルアンテナに接続される前記第一出力手段と、前記第二コイルアンテナに接続される前記第二出力手段の消費電力に応じた電力を各出力手段に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態のＲＦＩＤシステムの全体構成の一例を表すシステム構成図である。
【図２】本実施形態の無線タグの詳細機能を表す機能ブロック図である。
【図３】本実施形態の無線タグの第一コイルアンテナと第二コイルアンテナの構成の一例を表す平面模式図である。
【図４】本実施形態の無線タグの第一コイルアンテナと第二コイルアンテナの構成の別例を表す平面模式図である。
【図５】本実施形態の無線タグの第一コイルアンテナと第二コイルアンテナの構成の他の例を表す平面模式図である。
【図６】図４と図５の無線タグの６−６線及び６‘−６’線における断面模式図である。
【図７】アンテナコイルに対する磁界を示す模式図である。
【図８】本実施形態の無線タグを用いた物品管理のシステム構成図である。
【図９】図８の無線タグを物品に貼着したときの断面図である。
【図１０】無線タグ通信装置の詳細機能を示す機能ブロック図である。
【図１１】無線タグ通信装置のＣＰＵによって実行される制御手順を表すフローチャートである。
【図１２】本実施形態の無線タグのＣＰＵによって実行される制御手順を表すフローチャートである。
【図１３】変形例の無線タグの詳細機能を表す機能ブロック図である。
【図１４】変形例の無線タグの第一コイルアンテナと第二コイルアンテナの構成の一例を表す平面模式図である。
【図１５】変形例の無線タグのＣＰＵによって実行される制御手順を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１の無線タグ通信システム４００において、無線タグ２００は請求項に記載の通信装置の一実施形態であり、また、外部の通信機器としての無線タグ通信装置１００と無線通信を行なう。
【００２３】
図１の無線タグ通信システム４００の概略を説明すると、装置アンテナ１５２を備えた無線タグ通信装置１００と、その無線タグ通信装置１００の通信対象である無線タグ２００とから構成されるＲａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（以下、ＲＦＩＤとする）システムである。上記無線タグ通信装置１００は、そのＲＦＩＤシステムの質問器として、上記無線タグ２００は応答器としてそれぞれ機能する。
【００２４】
前記無線タグ通信装置１００から送信信号である質問波ＦＣが前記装置アンテナ１５２を介して、上記無線タグ２００に向けて送信される。そして、その質問波ＦＣを受信した上記無線タグ２００において、所定のデータである情報信号によりその質問波ＦＣが変調され、返信信号である応答波ＦＲとして上記無線タグ通信装置１００に向けて返信される。また、前記無線タグ２００では受信した質問波ＦＣを整流して電力を得ることで、電池を備えずに表示等の機能を実現している。このようにして、前記無線タグ通信装置１００と前記無線タグ２００との間で情報の通信が行われる。以下、各構成について順を追って説明する。
【００２５】
図２において、前記無線タグ２００の機能的構成を説明する。無線タグ２００は第一コイルアンテナ２１０と第二コイルアンテナ２２０を有し、前記第一コイルアンテナ２１０と前記第二コイルアンテナ２２０に接続された制御回路部２５０を有する。前記制御回路部２５０は、第一コイルアンテナ２１０により受信された応答要求コマンドを含む信号を含む質問波を整流する第一整流部２５２と、この第一整流部２５２により整流された質問波のエネルギーを蓄積して駆動電源とするための第一電源部２５３を有する。
【００２６】
また、上記第一コイルアンテナ２１０により受信された質問波からクロック信号を抽出して制御部２５７に供給するクロック抽出部２５４と、所定の情報信号を記憶し得るメモリ部２５５を有する。そして、後述する変復調部２５６と、上記メモリ部２５５、クロック抽出部２５４、及び変復調部２５６等を介し上記制御回路部２５０の作動を制御するための上記制御部２５７とを備えている。
【００２７】
前記変復調部２５６は、前記第一コイルアンテナ２１０により受信された上記無線タグ通信装置１００のアンテナからの質問波の復調を行う。また、上記制御部２５７からの返信信号を変調し、タグＩＤなどを含む信号を前記第一コイルアンテナ２１０より応答波として送信する。なお、本実施形態の前記第一コイルアンテナ２１０は、請求項１に記載の第一出力手段を兼ねる。
【００２８】
クロック抽出部２５４は受信した信号からクロック成分を抽出し、受信した信号のクロック成分の周波数に対応したクロックを制御部２５７に供給する。
【００２９】
制御部２５７は、上記変復調部２５６により復調された受信信号を解析し、上記メモリ部２５５において記憶された情報信号に基づいて返信信号を生成し、この返信信号を上記変復調部２５６により上記第一コイルアンテナ２１０から返信する制御等の基本的な制御を実行する。
【００３０】
一方、第二コイルアンテナ２２０は、前記質問波を整流する第二整流部２６２と、この第二整流部２６２により整流された質問波のエネルギーを蓄積して表示手段２６０の駆動電源とするための第二電源部２６３を有する。前記第二電源部２６３は、少なくとも前記第一電源部２５３よりも多くのエネルギーを蓄積できるものとする。
【００３１】
前記制御部２５７は、上記変復調部２５６により復調された受信信号を解析した場合に、所定の条件において、スイッチ部２６５をＯＮに切り替える。これにより、前記第二電源部２６３からの電力が表示手段２６０に供給されて、前記表示手段２６０に情報が表示される。
【００３２】
前記表示手段２６０はテキスト文字などによって情報を表示する。前記表示手段２６０として、液晶ディスプレイや電子ペーパーなどが用いられる。また、前記表示手段２６０として発光手段が用いられてもよく、情報の表示として、点滅発光や７セグメント表示などを行ってもよい。前記発光手段として、各種の発光素子が用いられ、発光ダイオード、有機Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（以下、有機ＥＬとする）などがあげられる。なお、有機ＥＬ素子の場合は、面全体が発光するため、薄くても視認性の高い発光素子を実現できる。
【００３３】
このような構成の前記無線タグ２００において、前記第一コイルアンテナ２１０から信号を送信するための消費電力と、前記表示手段２６０に情報を表示するための必要な消費電力の量は同じではない。通常は、前記表示手段２６０に情報を表示するための消費電力の方が、前記第一コイルアンテナ２１０から信号を送信するための消費電力よりも大きい。
【００３４】
そのため、前記無線タグ通信装置１００から送信された質問波を整流して駆動電源とする場合に、従来のように、第一コイルアンテナと第二コイルアンテナを同じように形成すると、第一コイルアンテナから信号を送信するための消費電力に相当する電力は第一電源部に蓄えられているのに、第二電源部には前記表示手段に情報を表示するための消費電力に相当する電力が蓄えられておらず、前記表示手段での表示を行うことができないという場合が生じる。
【００３５】
そのため、本実施形態では以下のように第一コイルアンテナ２１０と第二コイルアンテナ２２０を形成する。各構成について、順を追って説明する。
【００３６】
＜基板の同一面に第一コイルアンテナと第二コイルアンテナが形成される場合＞
図３（ａ）を用いて、本実施形態の無線タグ２００に形成される前記第一コイルアンテナ２１０と前記第二コイルアンテナ２２０の構成を説明する。前記第一コイルアンテナ２１０と前記第二コイルアンテナ２２０は、無線タグ２００本体を構成する基板２０１の任意の面である第一面１０上に形成される。
【００３７】
ここで、コイルアンテナの誘起電流Ｉ（Ａ）は、コイルアンテナを鎖交する磁界強度Ｈ（Ａ／ｍ）と、コイルアンテナの巻き数Ｎ、コイルアンテナの開口面積Ａ（ｍ２）の積に比例する。また、コイルアンテナから得られる電力は、誘起電流（Ａ）に比例する。誘起電流がより多く流れることにより、出力手段へより多くの電力を供給することができる。
【００３８】
本実施形態において、前記第一出力手段としての第一コイルアンテナ２１０と、第二出力手段である表示手段２６０は、前記表示手段２６０の方が消費電力が大きい（図２参照）。そのため、前記表示手段２６０に電力を供給する前記第二コイルアンテナ２２０の方が、前記第一コイルアンテナ２１０よりも得られる電力が大きくなるように形成する必要がある。
【００３９】
そこで、第二コイルアンテナ２２０の開口部２２６の面積である開口面積は、本実施形態では第一コイルアンテナ２１０の開口部２２５を含んでおり、第一コイルアンテナ２１０の開口面積よりも大きく形成される（図３（ａ）参照）。このとき、前記第一コイルアンテナ２１０の巻き数と前記第二コイルアンテナ２２０の巻き数は同一である。
【００４０】
また、図３（ｂ）の無線タグ２００Ａにおいて、第一コイルアンテナ２１０Ａの巻き数と第二コイルアンテナ２２０Ａの巻き数は、第二コイルアンテナ２２０Ａの巻き数の方が多く形成される。このとき、前記第一コイルアンテナ２１０Ａの開口部２２５Ａの面積である開口面積と前記第二コイルアンテナ２２０Ａの開口部２２６Ａの面積である開口面積は略同じである。なお、図３（ｂ）においては、わかりやすいように、第二コイルアンテナ２１０Ａは、破線で示している。
【００４１】
加えて、図３（ｃ）の無線タグ２００Ｂのように、第一コイルアンテナ２１０Ｂと第二コイルアンテナ２２０Ｂの開口部２２５Ｂ，２２６Ｂの開口面積と巻き数を両方とも変化させてもよい。前記第二コイルアンテナ２２０Ｂの開口部２２６Ｂの面積は、前記第一コイルアンテナ２１０Ｂの開口部２２５Ｂの面積よりも大きく形成されると共に、前記第二コイルアンテナ２２０Ｂの巻き数は、前記第一コイルアンテナ２１０Ｂの巻き数よりも多く形成される。
【００４２】
なお、前記第一コイルアンテナ２１０，２１０Ａ，２１０Ｂの消費電力と前記表示手段２６０の消費電力に応じて、前記第一コイルアンテナ２１０、２１０Ａ、２１０Ｂと、前記第二コイルアンテナ２２０，２２０Ａ，２２０Ｂの、コイルアンテナの巻き数や開口面積は適宜決定される。なお、以下の実施形態においても同様である。
【００４３】
また、上述の実施形態では、無線タグ２００において、第二コイルアンテナ２２０の開口部２２６の開口面積が、第一コイルアンテナ２１０の開口部２２５の開口面積よりも大きく形成される場合に、前記前記第一コイルアンテナ２１０の巻き数と前記第二コイルアンテナ２２０の巻き数は同一とした。しかしながら、前記第一コイルアンテナ２１０の巻き数が前記第二コイルアンテナ２２０の巻き数より多くなってもよい。この場合には、前記第一コイルアンテナ２１０の開口面積と巻き数の積が、前記第二コイルアンテナ２２０の開口面積と巻き数の積よりも小さく形成されている必要がある。
【００４４】
同様に、無線タグ２００Ａにおいて、第二コイルアンテナ２２０Ａの巻き数が、第一コイルアンテナ２１０Ａの巻き数よりも多く形成される場合に、前記前記第一コイルアンテナ２１０Ａの開口面積と前記第二コイルアンテナ２２０Ａの開口面積は同一とした。しかしながら、前記第一コイルアンテナ２１０Ａの開口部２２５Ａの開口面積が、前記第二コイルアンテナ２２０の開口部２２６Ａの開口面積よりも大きくなってもよい。この場合には、前記第一コイルアンテナ２１０Ａの開口面積と巻き数の積が、前記第二コイルアンテナ２２０Ａの開口面積と巻き数の積よりも小さく形成されている必要がある。
【００４５】
＜第一コイルアンテナと第二コイルアンテナが第一面と第二面の両方に設けられる場合＞
次に、図４及び図６（ａ）を用いて、本実施形態の無線タグ２００Ｃに形成される前記第一コイルアンテナ２１０Ｃ（図６（ａ）参照）と前記第二コイルアンテナ２２０Ｃ（図６（ｂ）参照）の構成を説明する。図３と同じ符号のものは同じ構成であるものとし、説明を省略する。本実施形態では、第一コイルアンテナ２１０Ｃは、基板２０１の第一面１０側に配置される第一面側第一コイルアンテナ部２１１と（図４（ａ）及び図６（ａ）参照）、貫通孔３０より引き出されて第二面２０側に配置される第二面側第一コイルアンテナ部２１２を有している（図４（ｂ）及び図６（ａ）参照）。
【００４６】
また、第二コイルアンテナ２２０Ｃは、前記第一面１０側に配置される前記第一面側第二コイルアンテナ部２２１と（図４（ａ）、図６（ａ）参照）、貫通孔３１、３１より引き出されて前記第二面２０側に配置される第二面側第２コイルアンテナ部２２２とを有している（図４（ｂ）、図６（ａ）参照）。
【００４７】
通常、図７の従来図で示されるように、無線タグ通信装置１００の装置アンテナ１５２から送信された電波信号により発生する磁界Ｅは、無線タグ２００の厚みのある基板の各面にそれぞれコイルアンテナ８００、９００が設けられた場合、無線タグ通信装置１００との距離が近いほうの面を第８面８０、遠い方の面を第９面９０とすると、第８面８０側に形成されるコイルアンテナ８００の方が、相対的に鎖交磁束量が強くなる。
【００４８】
そこで、本実施形態の無線タグ２００Ｃは、無線タグ通信装置１００が無線タグ２００Ｃの基板２０１のどちら側に配置されても、基板２０１の厚みによるコイルアンテナの配置の違いに伴う磁界の影響を考慮せず、各コイルアンテナの形成の仕方の違いによって、第二コイルアンテナよりも第一コイルアンテナから得られる電力の方が大きくなるように形成されている。
【００４９】
具体的には、図６（ａ）において、前記第一面１０側に設けられた前記第一面側第一コイルアンテナ部２１１と前記第一面側第二コイルアンテナ部２２１は同一面上に形成されているため、無線タグ通信装置１００から受信した信号による誘起電力の比が前記第一面側第一コイルアンテナ部２１１の開口部と前記第一面側第二コイルアンテナ部２２１の開口部の開口面積の比と等しくなる。ここで、図４（ａ）において、開口部２２５Ｃとは、第一面側第一コイルアンテナ部２１１と、貫通孔３０，３０を結んだ線で囲まれた略半円形状の内側の部分とする。また、開口部２２６Ｃとは、第一面側第二コイルアンテナ部２２１と、貫通孔３１，３１を結んだ線で囲まれた略半円形状の内側の部分とする。
【００５０】
また、前記第二面２０側に設けられた前記第二面側第一コイルアンテナ部２１２と前記第二面側第２コイルアンテナ部２２２も同一面上に形成されているため、無線タグ通信装置１００から受信した信号による誘起電力の比が前記第二面側第一コイルアンテナ部２１２の開口部と前記第二面側第二コイルアンテナ部２２２の開口部の開口面積比と等しくなる。なお、開口部２２７Ｃとは、第二面側第一コイルアンテナ部２１２と、貫通孔３０，３０を結んだ線で囲まれた内側の部分とする。また、なお、開口部２２８Ｃとは、第二面側第二コイルアンテナ部２２２と、貫通孔３１，３１を結んだ線で囲まれた略半円形状の内側の部分とする。
【００５１】
そのため、無線タグ通信装置１００が無線タグ２００Ｃの厚みのある基板２０１のどちら側に配置されても、第二コイルアンテナよりも第一コイルアンテナから得られる電力の方が大きくなる。なお、前記第一コイルアンテナと前記第二コイルアンテナの開口面積と巻き数の関係は、上述の実施形態の無線タグ２００，２００Ａ，２００Ｂのように、第一コイルアンテナに供給する電力よりも、前記表示手段１６０に供給する電力の方が大きくなるように、各アンテナコイル同士の開口面積、巻き数を変化させて形成すればよい。
【００５２】
例えば、図４（ａ）の無線タグ２００Ｃは、第一面１０上において、第一面側第一コイルアンテナ部２１１の開口部２２５Ｃの開口面積よりも、第一面側第二コイルアンテナ部２２１の開口部２２６Ｃの開口面積のほうが大きく形成される（図４（ａ）参照）。
【００５３】
また、第二面２０上において、第二面側第一コイルアンテナ部２１２の開口部２２７Ｃの開口面積よりも、第一面側第二コイルアンテナ部２２１の開口部２２８Ｃの開口面積のほうが大きく形成される（図４（ｂ）参照）。
【００５４】
このように、開口面積を異ならせて各アンテナコイルを形成することで、第一コイルアンテナ２１０Ｃよりも第二コイルアンテナ２２０Ｃから得られる電力の方が大きくなるように形成される。
【００５５】
図５の無線タグ２００Ｄは、第一面１０上において、第一面側第一コイルアンテナ部２１１Ａの開口部２２５Ｄの開口面積よりも、第一面側第二コイルアンテナ部２２１Ａの開口部２２６Ｄの開口面積のほうが大きく形成される（図５（ａ）参照）。ここで、開口部２２５Ｄとは、第一面側第一コイルアンテナ部２１１Ａと、貫通孔３０，３０を結んだ線で囲まれた内側の部分とする。
【００５６】
また、第二面２０上において、第二面側第一コイルアンテナ部２１２Ａの開口部２２７Ｄの開口面積よりも、第二面側第二コイルアンテナ部２２２Ａの開口部２２８Ｄの開口面積のほうが大きく形成される（図５（ｂ）参照）。ここで、開口部２２７Ｄとは、第二面側第一コイルアンテナ部２１２Ａと、貫通孔３０，３０を結んだ線で囲まれた内側の部分とする。
【００５７】
さらに、図６（ｂ）にも示すように、本実施形態の無線タグ２００Ｄは、第一コイルアンテナ２１０Ｄの巻き数よりも第二コイルアンテナ２２０Ｄの巻き数のほうが多く形成されている。
【００５８】
そのため、このように各アンテナコイルを形成することで、無線タグ通信装置１００が無線タグ２００Ｃの基板２０１のどちら側に配置されても、第一コイルアンテナ２１０Ｄよりも第二コイルアンテナ２２０Ｄから得られる電力の方がより大きくなる。
【００５９】
なお、図示はしないが、前記無線タグ２００Ｄにおいて、第一コイルアンテナ２１０Ｄの開口部２２５Ｄ，２２７Ｄと第二コイルアンテナ２２０Ｄの開口部２２６Ｄ，２２８Ｄの開口面積を同一にして、各コイルアンテナの巻き数を変化させてもよい。
【００６０】
本実施形態の無線タグ２００Ｃ，２００Ｄは、例えば、財布に入れた電子マネー用のカードや乱雑に箱詰めされた衣類につけられた商品タグのなどのように、基板のどちら側から無線タグ通信装置１００の信号を受信するか定められないような場合に適している。
【００６１】
＜無線タグにおいて、外部の通信機器から信号を受信する側がある程度決まっている場合＞
上述の実施形態では、無線タグ２００のどちら側から無線タグ通信装置１００と信号を送受信するか、特に定められていないような場合が想定されている。
【００６２】
一方、本実施形態の無線タグ２００Ｅでは、無線タグ通信装置１００と信号を送受信する側がある程度決まっている場合について説明する。
【００６３】
例えば、本実施形態の無線タグ２００Ｅと前記無線タグ通信装置１００を用いて物品管理などを行なう場合を説明する。図８の物品管理システム６００では、無線タグ２００Ｅを貼り付ける対象物品である書籍Ｍに、前記表示手段２６０として発光ダイオードや有機ＥＬなどの発光素子が備えられた無線タグ２００Ｅが貼り付けられている。
【００６４】
本実施形態では、無線タグ通信装置１００と、探索対象である前記書籍Ｍに備えられた無線タグ２００ＥのタグＩＤを指定して、発光指示コマンドを送信する。前記無線タグ２００Ｅは受信した発光指示コマンドに基づいて、前記発光素子を発光させる。無線タグ２００Ｅにおいて、無線タグとして通信を行う部分（図２におけるメモリ部２５５、制御部２５７）などは動作電圧が２Ｖ程度であり、動作に必要な電力も０．１ｍＷ以下と非常に小さい。
【００６５】
しかし、表示手段２６０（発光素子）は動作電圧が高く（有機ＥＬの場合、５Ｖ程度）、動作電力も数ｍＷ必要になる。そこで、図２に示すように電源部を２つに分け、通信を行う部分を第一整流部及び第一電源部、発光部を第二整流部及び第二電源部で動作させる。また、それぞれの電源部で必要となる電力が異なるため、第一電源部と、第二電源部ではそれぞれ異なるコイルアンテナを用い、その出力電力を調整することで、通信を行う部分が起動するときには、必ず表示手段も動作できる電力を得られているように、コイルの開口面積、巻き数等を規定する必要がある。
【００６６】
図８及び図９のように、無線タグ２００Ｅを構成する基板２０１の第一面１０と第二面２０において、第二面２０の方が無線タグ通信装置１００からの信号を受信しやすい側に配置される。これにより、前記第二コイルアンテナ２２０Ｅは、前記第一コイルアンテナ２１０Ｅよりも、受信した信号による磁界が強くなるので、前記第二コイルアンテナ２２０Ｅにより多くの誘起電流が流れ、より多くの電力を表示手段２６０に供給できる。
【００６７】
具体的には、図９において、前記無線タグ２００Ｅは対象物品Ｍに貼り付けるための粘着層などからなる貼着面３０を有している。第一コイルアンテナ２１０Ｅが形成される前記基板２０１の第一面１０が、前記第二コイルアンテナ２２０Ｅが形成される第二面２０よりも貼着面３０に近い側に形成される。図３と同じ符号のものは同じ構成であるものとし、説明を省略する。また、前記第一面２０は貼着面として形成されてもよい。ここで、前記貼着面３０は請求項の前記通信装置を対象物品に装着する場合において、前記対象物品の表面に対向する対向面に相当する。なお、図9中の符号２１１は、無線タグ本体部２１１である。
【００６８】
また、前記無線タグ２００Ｅには表示手段２６０が形成されており、前記第二面２０は、前記第一面１０よりも前記表示手段２６０に近い側に形成される。前記表示手段２６０は視認しやすいように前記無線タグ２００Ｅの表面側に形成されており、前記表示手段２６０が設けられた側から無線タグ通信装置１００との信号の送受信を行なうことになる。
【００６９】
つまり、前記表示手段２６０により近い面である第二面２０側の方が無線タグ通信装置１００からの信号を受信しやすい。これにより、前記第二コイルアンテナ２２０Ｅは、前記第一コイルアンテナ２１０Ｅよりも、受信した信号による磁界が強くなるので、前記第二コイルアンテナ２２０Ｅより多くの誘起電流が流れ、より多くの電力を表示手段２６０に供給できる。
【００７０】
加えて、第一コイルアンテナ２１０Ｅと第二コイルアンテナ２２０Ｅの開口面積と巻き数を変化させることで、より確実に第二コイルアンテナ２２０Ｅに接続される表示手段２６０に、第一コイルアンテナ２１０Ｅに供給するよりも大きな電力を供給することができる。
【００７１】
このときの、第一コイルアンテナ２１０Ｅと第二コイルアンテナ２２０Ｅの形成の仕方は、前述の実施形態の前記無線タグ２００，２００Ａ，２００Ｂにおいて、第一面１０側に第一コイルアンテナ２１０，２１０Ａ，２１０Ｂを形成し、前記第二面２０側に第二コイルアンテナ２２０，２２０Ａ，２２０Ｂを形成させればよいので、その説明は省略する。
【００７２】
次に、前記物品管理システム６００の無線タグ通信装置１００と無線タグ２００Ｅの動作について順を追って説明する。
【００７３】
図９、図１０を用いて、前記無線タグ通信装置１００の構成について説明する。前記無線タグ通信装置１００は、装置アンテナ１５２を介して無線タグ２００Ｅとの無線通信の制御を行なう。そして、前記装置アンテナ１５２を介して無線タグ２００Ｅから読み出された信号を処理する高周波回路１１２、ＣＰＵ１５４、記憶手段としてのＲＡＭ１５６及びＲＯＭ１５５を有し、これらは、電気的にバスで接続されている。
【００７４】
前記高周波回路１１２は、無線タグ２００Ｅを動作させるための信号を発生させる。また、無線タグ２００Ｅとの通信を行うために、前記ＣＰＵ１５４からの指示に基づいて無線タグ２００Ｅへの送信命令を発生し、前記信号を変調して質問波ＦＣとして送信すると共に、無線タグ２００Ｅにおいて変調された応答波ＦＲを受信、復調して前記ＣＰＵ１５４に伝える。
【００７５】
前記ＣＰＵ１５４は、前記ＲＡＭ１５６の一時記憶機能を利用するのと並行して、前記ＲＯＭ１５５にあらかじめ記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより無線タグ通信装置１００全体の制御を行なう。また、無線タグ通信装置１００は、操作者からの指示や情報が入力される入力手段１７０、情報やメッセージを表示する表示手段１６０を備える。
【００７６】
次に、図１１において、前記無線タグ通信装置１００のＣＰＵ１５４によって実行される制御手順を説明する。この例では、タグ探索コマンドが実行されるとこのフローが開始される。
【００７７】
まず、ステップＳ１１０において、キーボタンなどの入力手段１７０によって、対象物品Ｍに備えられる無線タグ２００ＥのタグＩＤを指定する操作情報が入力される。
【００７８】
ステップＳ１２０において、高周波回路１１２に制御信号を出力して、前記特定のタグＩＤを指定して無線タグ２００Ｅのメモリ部２５５に記録されたデータを読み出すタグ読み取り信号を送信する。前記タグ読み取り信号として、応答要求コマンドを含む質問波ＦＣが、リーダアンテナ１５２を介して通信領域内に存在する無線タグ２００Ｅに送信される。
【００７９】
ステップＳ１３０では、前記応答要求コマンドに対応して前記タグＩＤに対応する無線タグ２００Ｅからのリプライ信号を含む応答波ＦＲを受信したか否かを判定する。すなわち、通信領域内の無線タグ２００Ｅから指定した所定のタグＩＤが返答されたかどうか判断される。所定のタグＩＤを受信した場合には、判定が満たされてステップＳ１４０に進む。一方、所定のタグＩＤを受信しない場合は、ステップＳ１５０へ進む。
【００８０】
ステップＳ１４０では、前記タグＩＤを指定して前記無線タグ２００Ｅの表示手段２６０に表示を指示するための発光指示コマンドを送信する。
【００８１】
ステップＳ１５０では、表示手段１６０に探索結果に対応して記憶手段に記憶された表示画面を表示させる。例えば、指定したタグＩＤに対応する無線タグ２００Ｅから応答信号を受信している場合には、「探索対象の物品が見つかりました」などの表示を行う。一方、指定したタグＩＤに対応する無線タグ２００Ｅから応答信号を受信していない場合には、「検索対象の物品が見つかりませんでした」などの表示を行う。
【００８２】
ステップＳ１６０では、入力手段１７０によって停止操作情報が入力されたか否かが判断される。停止操作情報が入力された場合には、このフローを終了する。一方、停止操作情報が入力されない場合は、ステップＳ１２０へ戻り、指定したタグＩＤの検索が継続して実施される。
【００８３】
続いて、無線タグ２００Ｅの動作について説明する。図１２は、無線タグ２００Ｅの制御部２５７によって実行される制御手順を表すフローチャートである。この例では無線タグ通信装置１００からコマンドを受信すると、このフローが開始される。
【００８４】
ステップＳ２０５では、受信したコマンドが応答要求コマンドであるか否かが判断される。応答要求コマンドである場合には、ステップＳ２１０へ進む。一方、応答要求コマンドでない場合には、このフローを終了する。
【００８５】
ステップＳ２１０では、無線タグ通信装置からの応答要求コマンドに対して、メモリ部２５５に記憶されたタグＩＤを応答して、ステップＳ２２０へ進む。
【００８６】
ステップＳ２２０では、前記無線タグ通信装置１００から発光指示コマンドを受信したか否かが判断される。発光指示コマンドを受信しない場合はこのフローを終了する。一方、前記発光指示コマンドを受信した場合には、ステップＳ２３０の処理へ進む。
【００８７】
ステップＳ２３０では、受信した発光指示コマンドに基づいて、スイッチ回路部２６５をＯＮにして、発光手段を発光させてこのフローを終了する。
【００８８】
＜無線タグの制御回路部の構成が異なる場合＞
次に、変形例の無線タグ２００Ｆについて説明する。図１３において、前記無線タグ２００Ｆの機能的構成を説明する。図２と同じ符号のものは同じ構成であるものとして、その説明を省略する。本変形例では、第一コイルアンテナ２１０に接続され、無線タグ通信装置１００と信号を送受信するための第一制御回路部２５１（図１３（ａ））と、前記第二コイルアンテナに接続され、前記表示手段に表示を行なうための第二制御回路部２５２（図１３（ｂ））が別々に構成されている。
【００８９】
図１３（ａ）において、前記第一制御回路部２５１は、前記第一整流部２５２と、前記第一電源部２５３、前記クロック抽出部２５４、前記変復調部２５６を有する。
【００９０】
前記第一制御部１５７は、上記変復調部２５６により復調された受信信号を解釈し、上記メモリ部２５５において記憶された情報信号に基づいて返信信号を生成し、この返信信号を上記変復調部２５６により上記第一コイルアンテナ２１０から返信するための基本的な制御を実行する。
【００９１】
一方、図１３（ｂ）において、第二制御回路部２５２は前記第二整流部２６３と、前記第二電源部２６２、前記クロック抽出部２５４、前記変復調部２５６を有する。
【００９２】
前記第二制御部１５８は、上記変復調部２５６により復調された受信信号を解釈して、発光指示コマンドを受信した場合に、スイッチ部２５６をＯＮに切り替えて、前記表示手段２６０に情報を表示する制御を行なう。
【００９３】
このように、前記第一制御回路部２５１と前記第二制御回路部２５２を設けることで、上述した実施形態において、制御回路部２５０が１つのときの構成と比較して、第一出力手段である第一コイルアンテナ２１０Ｅの消費電力をさらに小さくすることができる。
【００９４】
図１４を用いて、本変形例の無線タグ２００Ｆに形成される前記第一コイルアンテナ２１０Ｆと前記第二コイルアンテナ２２０Ｆの構成を説明する。前記第一制御回路部２５１に接続される前記第一コイルアンテナ２１０Ｆと、前記第二制御回路部２５２に接続される前記第二コイルアンテナ２２０Ｆは、この例では、無線タグ２００本体を構成する基板２０１の任意の面である第一面１０上に形成される。
【００９５】
前記第一コイルアンテナ２１０Ｆと第二コイルアンテナ２２０Ｆの開口部２２５Ｆ，２２６Ｆの開口面積と巻き数を両方とも変化させて形成している。すなわち、前記第二コイルアンテナ２２０Ｆの開口部２２６Ｆの面積である開口面積は、前記第一コイルアンテナ２１０Ｆの開口部２２５Ｆの面積である開口面積よりも大きく形成されると共に、前記第二コイルアンテナ２２０Ｆの巻き数は、前記第一コイルアンテナ２１０Ｆの巻き数よりも多く形成される。なお、その他の構成については、上述の図３（ｃ）の無線タグ２００Ｂの実施形態と同様である。
【００９６】
また、図１４（ｂ）に他の変形例としての無線タグ２００Ｇを示す。この無線タグ２００Ｇにおいて、第一コイルアンテナ２１０Ｇと第二コイルアンテナ２２０Ｇは矩形状のコイルアンテナとして形成されている。この無線タグ２００Ｇにおいて、第一コイルアンテナ２１０Ｇと第二コイルアンテナ２２０Ｇの開口部２２５Ｇ，２２６Ｇの開口面積と巻き数の構成の相対的な関係は、上述の無線タグ２００Ｆと同様であるので説明を省略する。
【００９７】
次に、前記無線タグ通信装置１００と無線タグ２００Ｆの動作について説明する。なお、前記無線タグ通信装置１００の図１１と同じ動作を行うものとして、説明を省略する。
【００９８】
図１５において、無線タグ２００Ｆの第一制御部１５７、及び第二制御部１５８の動作について説明する。まず、図１５（ａ）を用いて、無線タグ２００Ｆの第一制御部１５７によって実行される制御手順を述べる。この例では、無線タグ通信装置１００からコマンドを受信すると、このフローが開始される。
【００９９】
ステップＳ３０５では、受信したコマンドが応答要求コマンドであるか否かが判断される。応答要求コマンドである場合には、ステップＳ３１０へ進む。一方、応答要求コマンドでない場合には、このフローを終了する。
【０１００】
ステップＳ３１０では、無線タグ通信装置からの応答要求コマンドに対して、第一制御回路部２５１のメモリ部２５５に記憶されたタグＩＤを応答して、このフローを終了する。
【０１０１】
また、図１５（ｂ）を用いて、無線タグ２００Ｆの第二制御部１５８によって実行される制御手順を説明する。この例では、無線タグ通信装置１００からコマンドを受信すると、このフローが開始される。
【０１０２】
ステップＳ４１０では、受信したコマンドが発光指示コマンドであるか否かが判断される。発光指示コマンドである場合には、ステップＳ４１５へ進む。一方、発光指示コマンドでない場合には、このフローを終了する。
【０１０３】
ステップＳ４１５では、受信した発光指示コマンドに含まれるタグＩＤが第二制御回路部２５２のメモリ部２５５に記憶されているＩＤと一致するかどうかが判断される。一致する場合にはステップＳ４２０へ進むが、一致しない場合にはこのフローを終了する。
【０１０４】
ステップＳ４２０では、受信した発光指示コマンドに基づいて、発光手段を発光させて、このフローを終了する。
【０１０５】
上述した実施形態では、第一出力手段は第一コイルアンテナ、第二出力手段は表示手段としたが、所定の報知を行なう報知手段や所定の状態を検知する検知手段などの他の動作手段で構成されていてもよい。また、動作手段は第一出力手段と第二出力手段の２つだけに限らず、３つ以上の複数の動作手段とそれぞれに対応して接続されるコイルアンテナが設けられていてもよい。この場合、複数の動作手段のうち、任意の２つの動作手段とそれに対するコイルアンテナが、上述の実施形態の構成となるように形成される。
【０１０６】
また、前記第一面１０と前記第二面２０にそれぞれ所定の態様で備えられる前記第一コイルアンテナ２１０と前記第二コイルアンテナ２２０は、実質上、前記実施形態の構成となるように所定の面に設けられていれば良く、図示しない接続端子への引き込みなどの都合上、その一部が他の面に設けられていても良い。
【０１０７】
さらに、本実施形態の第一コイルアンテナと第二コイルアンテナの形状として、円形状、矩形状のものを説明したが、これらの形状に限られず、楕円形、正方形、長方形、三角形などその他の形状であってもよい。また、第一コイルアンテナと第二コイルアンテナの形状は、例えば、第一コイルアンテナが円形状、第二コイルアンテナが矩形状など、それぞれが異なる形状であってもよい。
【０１０８】
通信装置の一例として無線タグをあげて説明したが、無線通信を行う他の通信装置であってもよい。その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【０１０９】
１００ 無線タグ通信装置
２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ，２００Ｄ，２００Ｅ，２００Ｆ，２００Ｇ 無線タグ
２１０，２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ，２１０Ｄ，２１０Ｅ，２１０Ｆ，２１０Ｇ 第一コイルアンテナ
２２０，２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃ，２２０Ｄ，２２０Ｅ，２２０Ｆ，２２０Ｇ 第二コイルアンテナ
２６０ 表示手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の通信機器から送信される信号の受信を行なう第一コイルアンテナと、
前記第一コイルアンテナを介して受信した信号から得られる電力を用いて所定の出力を行なう第一出力手段と、
前記外部の通信機器から送信される信号の受信を行なう第二コイルアンテナと、
前記第二コイルアンテナを介して受信した信号から得られる電力であって、前記第一出力手段に供給される電力よりも大きい電力を用いて所定の出力を行なう第二出力手段とを備える通信装置であって、
少なくとも、前記第二コイルアンテナの開口面積が前記第一コイルアンテナの開口面積よりも大きい、又は前記第二コイルアンテナの巻き数が第一コイルアンテナの巻き数よりも多いことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記第一出力手段は、前記第一コイルアンテナを介して受信した信号を整流部で整流して得られる電力を用いて、前記外部の通信機器と信号の送受信を行うことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記第二出力手段は、前記第一コイルアンテナを介して受信した信号に基づいて、動作を行なうことを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記通信装置を対象物品に装着する場合に、前記対象物品の表面に対向する対向面を有し、
前記第一コイルアンテナが設けられる第一面は、前記第二コイルアンテナが設けられる第二面よりも、前記対向面に近い側に形成されることを特徴とする請求項２又は３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記第二出力手段は、前記第二ループアンテナを介して受信した信号から整流して得られる電力を用いて表示を行なう表示手段であって、
前記第二面は前記第一面よりも前記表示手段に近い側に形成されることを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
前記表示手段は発光手段であることを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
前記第一コイルアンテナは、前記第一面側に配置される第一面側第一コイルアンテナ部と前記第二面側に配置される第二面側第一コイルアンテナ部を有し、
前記第二コイルアンテナは、前記第一面側に配置される第一面側第二コイルアンテナ部と前記第二面側に配置される第二面側第二コイルアンテナ部を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１】
外部の通信機器から送信される信号の受信を行なう第一コイルアンテナと、
前記第一コイルアンテナを介して受信した信号から得られる電力を用いて所定の出力を行なう第一出力手段と、
前記外部の通信機器から送信される信号の受信を行なう第二コイルアンテナと、
前記第二コイルアンテナを介して受信した信号から得られる電力であって、前記第一出力手段に供給される電力よりも大きい電力を用いて所定の出力を行なう第二出力手段とを備える通信装置であって、
少なくとも、前記第二コイルアンテナの開口面積が前記第一コイルアンテナの開口面積よりも大きい、又は前記第二コイルアンテナの巻き数が第一コイルアンテナの巻き数よりも多いことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記第一出力手段は、前記第一コイルアンテナを介して受信した信号を整流部で整流して得られる電力を用いて、前記外部の通信機器と信号の送受信を行うことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記第二出力手段は、前記第一コイルアンテナを介して受信した信号に基づいて、動作を行なうことを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記通信装置を対象物品に装着する場合に、前記対象物品の表面に対向する対向面を有し、
前記第一コイルアンテナが設けられる第一面は、前記第二コイルアンテナが設けられる第二面よりも、前記対向面に近い側に形成されることを特徴とする請求項２又は３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記第二出力手段は、前記第二ループアンテナを介して受信した信号から整流して得られる電力を用いて表示を行なう表示手段であって、
前記第二面は前記第一面よりも前記表示手段に近い側に形成されることを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
前記表示手段は発光手段であることを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
前記第一コイルアンテナは、前記第一面側に配置される第一面側第一コイルアンテナ部と前記第二面側に配置される第二面側第一コイルアンテナ部を有し、
前記第二コイルアンテナは、前記第一面側に配置される第一面側第二コイルアンテナ部と前記第二面側に配置される第二面側第二コイルアンテナ部を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−６５５０７（Ｐ２０１１−６５５０７Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１６６３０（Ｐ２００９−２１６６３０）
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]