JP2006164164A

JP2006164164A - Ｒｆ−ｉｄメディア

Info

Publication number: JP2006164164A
Application number: JP2004358426A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yamaguchi; 治山口
Original assignee: Toppan Forms Co Ltd
Current assignee: Toppan Edge Inc
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2006-06-22

Abstract

【課題】多大な開発コストをかけることなく、ＩＣチップに対する情報の書き込みや読み出しを光の受光状態によっても制御する。
【解決手段】ベース基材３０上に、アンテナ２０が形成されるとともにアンテナ２０と接続されたＩＣチップ１０が搭載され、アンテナ２０を介してＩＣチップ１０に対する情報の書き込み及び読み出しが可能な非接触型ＩＣタグ１において、アンテナ２０との接続状態によってアンテナ２０の抵抗成分を調節するための配線パターン５０と、光の受光状態によって配線パターン５０とアンテナ２０との接続状態を切り替える光スイッチ４０とを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、非接触型ＩＣカードや非接触型ＩＣラベル等といった非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なＲＦ−ＩＤメディアに関する。

近年、情報化社会の進展に伴って、情報をカードに記録し、該カードを用いた情報管理や決済等が行われている。また、商品等に貼付されるタグ、ラベルに情報を記録し、このラベルを用いての商品等の管理も行われている。

このようなカードやタグ、ラベルを用いた情報管理においては、カードやタグ、ラベルに対して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しを行うことが可能なＩＣチップが搭載された非接触型ＩＣカードや非接触型ＩＣタグ、非接触型ＩＣラベルがその優れた利便性から急速な普及が進みつつある。

図３は、従来の非接触型ＩＣタグの一構成例を示す図であり、（ａ）は構造を示す図、（ｂ）は機能構成を示すブロック図である。

図３（ａ）に示すように本構成例においては、樹脂シート等からなるベース基材３０上に、コイル状の導電性アンテナ２０が形成されるとともに、このアンテナ２０のコイル状の両端に、アンテナ２０を介して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なＩＣチップ１０が接続されて搭載されている。

また、ＩＣチップ１０は図３（ｂ）に示すように、アンテナ２０を介して受信した信号を復調する復調部１１と、アンテナ２０を介して送信する情報を変調して変調信号とする変調部１２と、情報が書き込まれるメモリ１４と、復調部１１にて復調された信号を情報としてメモリ１４に書き込んだり、メモリ１４に書き込まれた情報を読み出したりする制御部１３と、アンテナ２０に流れる電流を整流して電源を生成する電源生成部１５とから構成されており、電源生成部１５にて生成された電源が、復調部１１、変調部１２及び制御部１３に供給され、それにより、復調部１１、変調部１２及び制御部１３が動作することになる。

上記のように構成されたＲＦ−ＩＤタグにおいては、外部に設けられた情報書込／読出装置に近接させることにより、情報書込／読出装置からの電磁誘導によりアンテナ２０からＩＣチップ１０に電流が供給され、それにより、非接触状態において、情報書込／読出装置からＩＣチップ１０内のメモリ１４に情報が書き込まれたり、ＩＣチップ１０内のメモリ１４に書き込まれた情報が情報書込／読出装置にて読み出されたりする。

ここで、上述したようなＲＦ−ＩＤメディアに、光を受光する受光素子と、受光素子にて光を受光した場合に、アンテナにて受信された搬送波をＩＣチップに供給する搬送波スイッチとが設けられたものが考えられている（例えば、特許文献１参照。）。この技術においては、例えば、２つの受光素子を設けておき、一方の受光素子にて光を受光した場合に搬送波スイッチをＯＮ状態とし、他方の受光素子にて光を受光した場合に搬送波スイッチをＯＦＦ状態としたり、また、１つの受光素子を設け、受光素子にて光を受光した場合に搬送波スイッチをＯＮ状態とし、その後、制御回路からの命令によって搬送波スイッチをＯＦＦ状態としたりすることにより、ＩＣチップに対する情報の書き込みや読み出しを光の受光状態によっても制御している。
特開２００３−３１７０５０号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載された技術においては、２つの受光素子のうち一方の受光素子にて光を受光した場合に搬送波スイッチをＯＮ状態とし、他方の受光素子にて光を受光した場合に搬送波スイッチをＯＦＦ状態としたり、また、受光素子にて光を受光した場合に搬送波スイッチをＯＮ状態とし、その後、制御回路からの命令によって搬送波スイッチをＯＦＦ状態としたりするといった特殊な制御を搬送波スイッチにて行う必要があるため、搬送波スイッチを専用に作製しなければならず、多大な開発コストがかかってしまうという問題点がある。

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、多大な開発コストをかけることなく、ＩＣチップに対する情報の書き込みや読み出しを光の受光状態によっても制御することができるＲＦ−ＩＤメディアを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
ベース基材上に、アンテナが形成されるとともに該アンテナと接続されたＩＣチップが搭載され、前記アンテナを介して前記ＩＣチップに対する情報の書き込み及び読み出しが可能なＲＦ−ＩＤメディアであって、
前記アンテナとの接続状態によって該アンテナの抵抗成分を調節するための配線パターンと、
前記配線パターンと前記アンテナとの間に接続され、光の受光状態によって前記配線パターンと前記アンテナとの接続状態を切り替える光スイッチとを有する。

上記のように構成された本発明においては、光スイッチにて光が受光されている場合と光が受光されていない場合とで、アンテナの抵抗成分を調節するための配線パターンとアンテナとの接続状態が切り替わる。それにより、光スイッチにて光が受光されている場合と光が受光されていない場合とで、アンテナの抵抗成分が変化することになる。ＲＦ−ＩＤメディアにおいては、アンテナのインダクタンスと静電容量と抵抗成分とによって、アンテナにおける受信しやすさを示す先鋭度が決定することになる。そのため、上述したように抵抗成分が変化すると、アンテナの先鋭度も変化することになる。アンテナ単体と配線パターンとからなる抵抗成分を、ＩＣチップに対する情報の書き込みや読み出しが良好に行われるような値としておく。この状態にて、光スイッチにて光が受光されると、配線パターンの両端とアンテナとが接続された状態となり、それにより、アンテナの抵抗成分が、アンテナ単体と配線パターンとからなる抵抗成分となり、ＩＣチップに対する情報の書き込みや読み出しを良好に行うことができるような状態となる。また、光スイッチにて光が受光されないと、配線パターンの一端がアンテナとが接続されない状態となり、それにより、アンテナの抵抗成分がアンテナ単体からなる抵抗成分となって先鋭度が低下し、ＩＣチップに対して情報を書き込んだり情報を読み出したりすることができない状態となる。

このように、アンテナとの接続状態によってアンテナの抵抗成分を調節する配線パターンが設けられ、この配線パターンとアンテナとの接続状態が、光の受光状態によって導通／非導通状態が切り替わる既存の光スイッチによって切り替えられるので、ＩＣチップに対する情報の書き込みや読み出しを光の受光状態によっても制御するために多大な開発コストがかかることがない。

以上説明したように本発明においては、アンテナとの接続状態によってアンテナの抵抗成分を調節するための配線パターンを設け、このアンテナと配線パターンとの接続状態を、光の受光状態によって導通／非導通状態が切り替わる既存の光スイッチによって切り替える構成としたため、多大な開発コストをかけることなく、ＩＣチップに対する情報の書き込みや読み出しを光の受光状態によっても制御することができる。

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。

図１は、本発明のＲＦ−ＩＤメディアの実施の一形態となる非接触型ＩＣタグを示す図であり、（ａ）は構造を示す図、（ｂ）は機能構成を示すブロック図である。

図１（ａ）に示すように本形態においては、樹脂シート等からなるベース基材３０上に、コイル状の導電性アンテナ２０が形成されるとともに、このアンテナ２０のコイル状の両端に、アンテナ２０を介して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なＩＣチップ１０が接続されて搭載されている。また、ベース基材３０上には、一端がアンテナ２０と接続され、アンテナ２０との接続状態によってアンテナ２０の抵抗成分を調節するための配線パターン５０が形成されているとともに、受光部４１にて光を受光した場合に導通状態となる光スイッチ４０が設けられており、この配線パターン５０の他端とアンテナ２０とが光スイッチ４０を介して接続されている。これにより、光スイッチ４０において、光の受光状態によって配線パターン５０とアンテナ２０との接続状態が切り替えられることになる。

また、ＩＣチップ１０は図１（ｂ）に示すように、アンテナ２０を介して受信した信号を復調する復調部１１と、アンテナ２０を介して送信する情報を変調して変調信号とする変調部１２と、情報が書き込まれる記憶領域であるメモリ１４と、復調部１１にて復調された信号を情報としてメモリ１４に書き込んだり、メモリ１４に書き込まれた情報を読み出したりする制御部１３と、アンテナ２０に流れる電流を整流して電源を生成する電源生成部１５とから構成されており、電源生成部１５にて生成された電源が、復調部１１、変調部１２及び制御部１３に供給され、それにより、復調部１１、変調部１２及び制御部１３が動作することになる。また、光スイッチ４０は、光を受光する受光部４１と、受光部４１にて光を受光した場合にのみ導通状態となるスイッチング部４２とから構成されている。この光スイッチとしては、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＣｄＳ等の材料からなる光ダイオードや、光トライアック、光トランジスタ、あるいはフォトＭＯＳリレー等を用いることができる。

以下に、上記のように構成された非接触型ＩＣタグ１の動作について説明する。

上記のように構成された非接触型ＩＣタグ１においては、式１に示すように、コイル状のアンテナ２０のインダクタンス（Ｌ）と静電容量（Ｃ）と抵抗成分（Ｒ）とによって、アンテナ２０における受信しやすさを示す先鋭度（Ｑ）が決定することになる。
Ｑ＝（１／Ｒ）×（√Ｃ）×（１／√Ｌ）・・・（式１）
このため、共振周波数を決定するインダクタンス（Ｌ）と静電容量（Ｃ）とを、ＩＣチップ１０に対して情報の書き込み及び読み出しを行う情報書込／読出装置（不図示）に合わせて調節した後、これらの値を変えずに先鋭度（Ｑ）を調節するためには、アンテナ２０の抵抗成分（Ｒ）を調節することになる。

図２は、先鋭度の違いによる起電力の大きさを示す図である。

図２に示すように、先鋭度（Ｑ）が大きくなればなるほど、情報書込／読出装置との間における共振周波数ｆ₀においては、アンテナ２０における起電力が大きくなり、それにより良好な通信を行うことができるようになるが、共振周波数が僅かにずれた場合でも通信ができなくなる可能性が高くなる。すなわち、先鋭度（Ｑ）が大きくなると、情報書込／読出装置とのマッチング範囲が狭くなる。一方、先鋭度（Ｑ）が小さくなると、情報書込／読出装置とのマッチング範囲は広がるが、アンテナ２０における起電力が小さくなり、制御部１３や復調部１１、変調部１２を動作させるために必要な電源が電源生成部１５にて生成できなくなる可能性がある。そのため、アンテナ２０の抵抗成分を調節することにより先鋭度（Ｑ）を所望の値に設定しておく必要がある。

本形態においては、アンテナ２０単体からなる抵抗成分を、ＩＣチップ１０に対する情報の書き込みや読み出しが良好に行われないような値に設定し、また、アンテナ２０単体と配線パターン５０とからなる抵抗成分を、ＩＣチップ１０に対する情報の書き込みや読み出しが良好に行われ、かつ、情報書込／読出装置との間にて所望のマッチング範囲を得ることができるような値に設定しておく。

この状態において、光スイッチ４０の受光部４１にて光が受光されていない場合は、スイッチング部４２が非導通状態となっているため、配線パターン５０の一端とアンテナ２０とが電気的に接続されておらず、それにより、アンテナ２０の抵抗成分がアンテナ２０単体からなる抵抗成分となる。そのため、非接触型ＩＣタグ１を情報書込／読出装置に近接させても、アンテナ２０にて生じる起電力が、ＩＣチップ１０に対する情報の書き込みや読み出しを行うために十分なものとはならず、ＩＣチップ１０に対する情報の書き込みや読み出しが良好に行うことができない。

また、光スイッチ４０の受光部４１にて光が受光されると、スイッチング部４２が導通状態となるため、配線パターン５０の両端とアンテナ２０とが接続され、それにより、アンテナ２０の抵抗成分が、アンテナ２０単体と配線パターン５０とからなる抵抗成分となる。そのため、非接触型ＩＣタグ１を情報書込／読出装置に近接させると、ＩＣチップ１０に対する情報の書き込みや読み出しを行うために十分な起電力がアンテナ２０にて生じ、ＩＣチップ１０に対する情報の書き込みや読み出しを良好に行うことができることになる。

このように、アンテナ２０単体からなる抵抗成分を、ＩＣチップ１０に対する情報の書き込みや読み出しが良好に行われないような値に設定し、また、アンテナ２０単体と配線パターン５０とからなる抵抗成分を、ＩＣチップ１０に対する情報の書き込みや読み出しが良好に行われ、かつ、情報書込／読出装置との間にて所望のマッチング範囲を得ることができるような値に設定しておくことにより、光スイッチ４０の受光部４１にて光が受光された場合にのみ、ＩＣチップ１０に対する情報の書き込みや読み出しが良好に行われる状態とすることができる。

なお、本形態においては、アンテナ２０単体における抵抗成分と、アンテナ２０単体と配線パターン５０とからなる抵抗成分との違いを用いて非接触型ＩＣタグ１の先鋭度を異ならせ、それにより、ＩＣチップ１０への情報の書き込みや読み出しを制御しているが、アンテナ２０単体における抵抗成分と、アンテナ２０単体と配線パターン５０とからなる抵抗成分とが大きく異なる場合は、光スイッチ４０にて光が受光されない状態においては、非接触型ＩＣタグ１において電源そのものが生成されず、また、アンテナ２０単体における抵抗成分と、アンテナ２０単体と配線パターン５０とからなる抵抗成分とが、電源生成部１５において、制御部１３や復調部１１、変調部１２を動作させるために必要な電源が生成されない程度にしか異ならない場合は、光スイッチ４０にて光が受光されない状態においては、非接触型ＩＣタグ１にて電源が生成されるもののＩＣチップ１０に対する情報の書き込みや読み出しが不可能となる。その場合、電源生成部１５にて電源が生成されているため、受光部４１における光の受光状態によってＩＣチップ１０に対する情報の書き込み及び読み出しが可能な状態に変移した場合に、応答速度が遅くなってしまうことがない。

また、本形態においては、ベース基材３０の一方の面にアンテナ２０及び配線パターン５０が形成されるとともにＩＣチップ１０及び光スイッチ４０が搭載されただけの形態を例に挙げて説明したが、ベース基材３０の一方の面あるいは両面に、紙や樹脂からなるシート基材を粘着剤を介して積層することも考えられる。ただしその場合においても、光スイッチ４０の受光部４１は、外部から光を受光可能なように露出させておく必要がある。また、本形態のように、非接触型ＩＣタグ１に限らず、非接触型ＩＣラベルや非接触型ＩＣカードに本発明を適用できることは言うまでもない。

本発明のＲＦ−ＩＤメディアの実施の一形態となる非接触型ＩＣタグを示す図であり、（ａ）は構造を示す図、（ｂ）は機能構成を示すブロック図である。先鋭度の違いによる起電力の大きさを示す図である。従来の非接触型ＩＣタグの一構成例を示す図であり、（ａ）は構造を示す図、（ｂ）は機能構成を示すブロック図である。

符号の説明

１非接触型ＩＣタグ
１０ＩＣチップ
１１復調部
１２変調部
１３制御部
１４メモリ
１５電源生成部
２０アンテナ
３０ベース基材
４０光スイッチ
４１受光部
４２スイッチング部
５０配線パターン

Claims

ベース基材上に、アンテナが形成されるとともに該アンテナと接続されたＩＣチップが搭載され、前記アンテナを介して前記ＩＣチップに対する情報の書き込み及び読み出しが可能なＲＦ−ＩＤメディアであって、
前記アンテナとの接続状態によって該アンテナの抵抗成分を調節するための配線パターンと、
前記配線パターンと前記アンテナとの間に接続され、光の受光状態によって前記配線パターンと前記アンテナとの接続状態を切り替える光スイッチとを有するＲＦ−ＩＤメディア。