JP4666038B2 - 無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置、処理装置及び無線通信システムに関する。

無線通信を行う半導体チップ（以下「無線タグ」という。）がさまざまな物品に使用されている。無線タグは、非接触でも通信を行えるため、無線通信が可能な範囲内にあればいかなる位置でも通信を行えるのが特長の一つである。例えば、特許文献１に記載された電子ペーパは、アクセス装置に載せられた場合と挿入スロットに挿入された場合の双方の位置において通信を行い得る。
特開２００７−７９８１０号公報（段落００３５−００３６参照）

本発明の目的は、意図しない無線タグと無線通信が行われることを抑制することにある。

本発明の請求項１に係る無線通信システムは、記録媒体と、前記記録媒体と無線通信を行う無線通信装置とを有し、前記記録媒体は、情報を記憶する第１の通信部を有する第１の部分と、情報を書き換え可能に表示する表示体を有する第２の部分とを有し、電磁波の内から外への放射を抑制する第１の電磁波抑制部材が前記第１の部分と前記第２の部分とに挟まれるように設けられ、前記無線通信装置は、電磁波により無線通信を行う第２の通信部と、前記表示体に表示される情報を書き換える書込部と、前記記録媒体の前記第１の部分を収容する収容部とを備え、前記第２の通信部は、前記収容部に収容されている前記第１の通信部と対向する位置に設けられ、前記書込部が前記表示体に書き換えを行うと、書き換え結果に応じた情報を前記第１の通信部に記録し、前記収容部は、前記第１の通信部が収容されているときに前記第１の電磁波抑制部材と組み合わされて前記第１の通信部と前記第２の通信部とを覆う第２の電磁波抑制部材であって、前記第２の通信部から当該収容部に収容されている状態の前記記録媒体の前記第１の通信部に向かう方向と異なる方向の電磁波の放射を抑制する第２の電磁波抑制部材を有する構成を有する。

本発明の請求項２に係る無線通信システムは、請求項１の構成において、前記記録媒体の前記第１の部分が、前記収容部に収容されたときに前記第２の通信部と対向する方向について、あらかじめ決められた厚さを有し、前記収容部が、あらかじめ決められた数を超える前記記録媒体の収容を妨げる形状を有する構成を有する。
本発明の請求項３に係る無線通信システムは、請求項１又は２の構成において、前記収容部に収容されている前記第１の通信部の前記第２の通信部と対向しない面と対向する第３の電磁波抑制部材を備える構成を有する。

本発明の請求項１の構成によれば、同構成を有しない場合に比べ、意図しない第１の通信部と無線通信が行われることを抑制することが可能となる。
本発明の請求項２の構成によれば、あらかじめ決められた数を超える第１の通信部と無線通信が行われることを抑制することが可能となる。
本発明の請求項３の構成によれば、第２の通信部からみて収容部に収容されている第１の通信部がある方向に当該第１の通信部と異なる他の第１の通信部が存在する場合であっても、当該他の第１の通信部と無線通信が行われることを抑制することが可能となる。

［実施形態］
図１は、本発明の一実施形態である無線通信システムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態の無線通信システム１０は、無線通信装置１００と、記録媒体２００とを備える。記録媒体２００は、本実施形態においては、いわゆる電子ペーパである。そのため、記録媒体２００は、無線タグ２１０に加え、表示体２２０を備える。また、無線通信装置１００は、本実施形態においては、記録媒体２００の無線タグ２１０と無線通信を行う手段であるとともに、表示体２２０を書き換える手段でもある。

無線通信装置１００は、制御部１１０と、取得部１２０と、無線通信部１３０と、書込部１４０と、検知部１５０とを備える。制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置やメモリを備え、あらかじめ記憶されたプログラムを実行することにより無線通信装置１００の動作を制御する。取得部１２０は、無線通信装置１００の動作に必要な情報を取得する。取得部１２０は、フラッシュメモリ等の記憶手段から情報を取得するものであってもよいし、インターネット等の外部ネットワークから情報を取得するものであってもよい。取得部１２０が取得する情報には、表示体２２０に表示されることを目的とした情報とが含まれる。以下においては、これを「表示情報」という。

無線通信部１３０は、後述するアンテナ１３１を備え、記録媒体２００の無線タグ２１０と無線通信を行う。無線通信部１３０は、情報を送信し、又は受信することが可能であるが、本実施形態においては、無線タグ２１０から情報を読み取って受信する。本実施形態において、無線通信部１３０が受信する情報は、記録媒体２００の各々を識別する識別情報である。ただし、無線通信部１３０が受信する情報は、これに限らず、例えば、記録媒体２００の表示体２２０に表示されている表示情報を識別するものであってもよい。

書込部１４０は、記録媒体２００の表示体２２０に表示情報を表示させ、あるいは表示体２２０に表示された表示情報を消去するものである。すなわち、書込部１４０は、表示体２２０の表示を書き換えるものである。書込部１４０は、表示体２２０の表示方式に応じた構成を有するが、本実施形態においては、表示体２２０に光と電圧とを供給する構成を有する。検知部１５０は、あらかじめ決められた態様で記録媒体２００が無線通信装置１００に装着されたことを検知するセンサ１５１を備える。制御部１１０は、検知部１５０の検知結果に基づき、記録媒体２００が無線通信装置１００に装着されたか否かを判定し、記録媒体２００が装着されたと判定した場合に、書込部１４０に書き換えを行わせる。

記録媒体２００は、上述のとおり、無線タグ２１０と表示体２２０とを備える。無線タグ２１０は、本発明における第１の通信部の一例であり、ＣＰＵ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read-Only Memory）、アンテナなどを備え、無線通信装置１００の無線通信部１３０と無線通信を行う。本実施形態の無線タグ２１０は、ＥＥＰＲＯＭに識別情報を記憶している。なお、無線タグ２１０は、他の情報を記憶してもよく、記憶した情報を書き換えてもよい。また、無線タグ２１０の動作は、アンテナ１３１により放射される電磁波から抽出した電力によってもよいが、記録媒体２００に電池を設け、ここから電力を得てもよい。表示体２２０は、情報を書き換え可能に表示する表示領域を構成する。本実施形態の表示体２２０は、コレステリック液晶表示素子により情報を表示する。ただし、本発明における表示体は、これに限らず、例えば、ロイコ色素を用いた表示体であってもよい。

図２は、表示体２２０の構成を示す図であり、表示体２２０を切断した場合の断面を示す断面図である。同図に示すように、表示体２２０は、フィルム基板２２１及び２２７と、透明電極２２２及び２２６と、光導電層２２３と、着色層２２４と、表示素子層２２５とを有する。なお、本実施形態の光書込型表示体は、モノクロ表示を行う表示体である。フィルム基板２２１及び２２７は、表示媒体２０の表面を保護するために設けられた層であり、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）により形成される。フィルム基板２２１は、光が照射される側の面にあり、フィルム基板２２７は、書き込まれた情報を使用者が観察する側の面にある。透明電極２２２及び２２６は、無線通信装置１００の書込部１４０と電気的に接続される電極であり、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）により形成される層である。透明電極２２２及び２２６は、電圧が印加されると、各々の間に電位差が生じる。光導電層２２３は、照射される光の光量に応じてその導電率を異ならせる導電体（すなわち光導電体）により形成される層である。光導電層２２３としては、例えば、有機光導電体が用いられる。

着色層２２４は、表示素子層２２５が光を透過する場合に観察される層であり、あらかじめ決められた色（本実施形態においては、黒）になされている。表示素子層２２５は、印加される電圧に応じて光の反射状態を異ならせる表示素子を含む層である。本実施形態の表示素子層２２５は、バインダー樹脂中にマイクロカプセル状のコレステリック液晶表示素子を分散させたものである。コレステリック液晶表示素子は、配向状態として、プレーナ配向状態とフォーカルコニック配向状態とになり得る。コレステリック液晶表示素子は、プレーナ配向状態にある場合には、光を反射（ブラッグ反射）してあらかじめ決められた色（本実施形態においては、白）を呈し、フォーカルコニック配向状態にある場合には、光を透過して着色層２２４の色を呈する。コレステリック液晶表示素子がいかなる配向状態となるかは、コレステリック液晶表示素子に生じる電位差によって決まる。コレステリック液晶表示素子に生じる電位差は、対向する光導電層２２３の導電率に応じて変化する。

図３は、記録媒体２００が無線通信装置１００に装着される状態を示す図である。図３（ａ）に示すように、無線通信装置１００は、記録媒体２００の少なくとも一部（破線部分）を収容する構造を有する。無線通信装置１００の記録媒体２００を収容する部分のことを、以下においては「収容部１６０」という。収容部１６０は、本実施形態においては記録媒体２００の一部を覆うように設けられているが、記録媒体２００の全部を覆う形状であってもよい。本実施形態において、記録媒体２００が無線通信装置１００に装着されている状態とは、記録媒体２００が収容部１６０に収容されている状態のことをいう。

収容部１６０に収容されるのは、記録媒体２００のうちの無線タグ２１０を含む部分である。無線タグ２１０を含む部分は、例えば、図３（ａ）において二点鎖線で示した部分であるが、他の位置であってもよい。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線、すなわち無線タグ２１０を含む部分を切断面とした場合の無線通信装置１００及び記録媒体２００の要部の断面図である。同図に示すように、アンテナ１３１は、本発明における第２の通信部の一例であり、収容部１６０において無線タグ２１０と対向する位置に設けられている。アンテナ１３１は、例えば、平面状のコイルである。また、収容部１６０には、無線タグ２１０及びアンテナ１３１を覆うように、電磁波吸収部材１７０が設けられている。同様に、記録媒体２００にも、収容部１６０に収容されたときに電磁波吸収部材１７０と組み合わされて無線タグ２１０及びアンテナ１３１を覆うように、電磁波吸収部材２３０が設けられている。

電磁波吸収部材１７０及び２３０は、電磁波の内から外への放射を抑制する電磁波抑制部材の一例である。ここにおいて、「内」とは、電磁波吸収部材１７０及び２３０からみて電磁波が生じている側のことである。電磁波吸収部材１７０及び２３０は、アンテナ１３１から放射される電磁波を吸収することにより、この電磁波を外部、すなわち電磁波吸収部材１７０及び２３０が覆う部分より外に放射させないようにするものである。電磁波吸収部材１７０及び２３０としては、カーボンゴム等の誘電性吸収材料や、フェライト等の磁性吸収材料が用いられる。

電磁波吸収部材１７０は、少なくとも、アンテナ１３１の上面（無線タグ２１０と対向しない側の面）に設けられている。アンテナ１３１は、図３（ｂ）における横方向、すなわち無線タグ２１０に対向する方向と直交する方向には電磁波を比較的放射しにくいが、電磁波の外部への放射をより抑制するためには、電磁波吸収部材１７０がこの横方向の電磁波も吸収するように設けられていると好ましい。電磁波吸収部材２３０を設けるのも、同様の目的によるものである。
また、電磁波吸収部材１７０及び２３０は、電磁波を外部に放射させないようにするためには、互いの間隙を小さくすることが望ましい。例えば、収容部１６０は、記録媒体２００との間に余分な間隔を生じない形状であると好ましい。

センサ１５１は、記録媒体２００が収容部１６０に収容されているか否かを検知する。センサ１５１は、例えば、記録媒体２００の接触を検知するセンサであり、記録媒体２００が収容部１６０に差し込まれたことを検知する。なお、センサ１５１は、記録媒体２００を光学的に検知するものであってもよい。

本実施形態の無線通信システム１０の構成は、以上のとおりである。この構成のもと、使用者は、記録媒体２００の書き換えを必要とするときに、記録媒体２００を無線通信装置１００に装着させる。無線通信装置１００は、記録媒体２００が装着されたことを検知部１５０によって検知すると、記録媒体２００の書き換えを行う。

記録媒体２００の書き換えを行うとき、無線通信装置１００は、装着された記録媒体２００の識別情報を無線通信部１３０を介して取得し、これを記憶する。無線通信装置１００は、記録媒体２００の書き換えを行うと、書き換え結果に応じた情報と識別情報とを対応付けて記憶する。ここにおいて、書き換え結果に応じた情報とは、例えば、書き換え後の表示情報を識別する情報（ファイル名等）である。また、無線通信装置１００は、記録媒体２００の消去を行った場合には、表示情報を消去したことを表す情報と識別情報とを対応付けて記憶してもよい。

本実施形態の無線通信システム１０によれば、無線通信装置１００に装着された記録媒体２００の無線タグ２１０以外の無線タグとの無線通信が妨げられる。例えば、図４に示すように、装着された記録媒体２００ａと他の記録媒体２００ｂとが無線通信装置１００の近傍に存在し、双方の無線タグ２１０がアンテナ１３１による無線通信が可能な範囲内にあったとしても、記録媒体２００ｂの無線タグ２１０は、電磁波吸収部材１７０よりも外側にあるため、アンテナ１３１から放射された電磁波の受信を妨げられる状態にある。一方、電磁波吸収部材１７０が存在しない場合、アンテナ１３１は、記録媒体２００ａ及び２００ｂの双方の無線タグ２１０と通信し得る。

したがって、本実施形態の無線通信システム１０によれば、表示が書き換えられた記録媒体が記録媒体２００ａであるのに、無線通信が行われた記録媒体が記録媒体２００ｂである、といったように、無線通信の対象と書き換え処理の対象とに不一致が生じることが妨げられ、書き換え結果に応じた情報と識別情報の対応付けの正しさがより保証される。よって、本実施形態の無線通信システム１０によれば、例えば、書き換えの行われていない記録媒体が書き換えの行われた記録媒体になりすますような偽装行為や誤通信が抑制される。

［変形例］
上述した実施形態は、本発明の一例である。本発明は、例えば、以下の変形例を適用可能である。なお、上述した実施形態及び以下の変形例は、必要に応じて、これらを組み合わせて適用してもよい。

（１）変形例１
上述した書込部１４０は、記録媒体２００に対して書き換え処理を行うものであり、本発明における処理手段の一例である。しかし、本発明は、記録媒体２００と異なる物品に対して処理を行うものであってもよく、かかる場合においては、処理手段をその物品に応じて変更してもよい。例えば、処理手段は、物品に表示された画像やバーコードなどを光学的に読み取るものであってもよいし、物品に変形等の加工を行うものであってもよい。
なお、本発明は、処理手段を無線通信装置と異なる外部装置によって実現してもよい。

（２）変形例２
本発明に係る無線通信装置は、あらかじめ決められた数の記録媒体と無線通信を行うものであればよく、その数は１つに限らない。本発明に係る無線通信装置は、複数の記録媒体と無線通信を行う場合には、当該複数の記録媒体と他の記録媒体とを区別できる構成であればよい。

図５は、収容部の変形例を示す図である。同図に示す収容部１８０は、３つの記録媒体２００（２００ａ、２００ｂ及び２００ｃ）を重ねて収容可能であるが、４つ以上の記録媒体２００を重ねて収容できない厚さの空隙を有する形状である。この場合、同図に示す記録媒体２００ｄは、アンテナ１３１と無線通信が行われない。なお、各々の記録媒体２００は、同一の形状を有し、あらかじめ決められた厚さを有している。ここにおいて、記録媒体２００の「厚さ」とは、収容部１８０に収容されたときにアンテナ１３１と対向する方向の寸法をいうものである。また、収容部１８０の空隙の「厚さ」も、これと同じ方向についていうものである。

（３）変形例３
図３（ｂ）に示す構成において、無線タグ２１０の下面（アンテナ１３１と対向しない側の面）には、電磁波吸収部材１７０が設けられないでもよい場合がある。例えば、図６（ａ）に示すように、無線通信装置１００が下面の方向に十分な厚さ（アンテナ１３１が通信可能な範囲を超える厚さ）を有している場合には、無線タグ２１０の下面に電磁波吸収部材１７０が設けられないでも、無線通信装置１００の下方に置かれた記録媒体２００と誤通信が行われるおそれがない。よって、このような場合には、電磁波吸収部材１７０は、アンテナ１３１から無線タグ２１０に向かう方向と異なる方向に放射される電磁波のみを抑制する構成であってもよい。

一方、図６（ｂ）に示すように、無線通信装置１００が下面の方向に十分な厚さを有していない場合には、無線通信装置１００の下方に置かれた記録媒体２００との誤通信を防ぐために、電磁波吸収部材１７０を無線タグ２１０の下面にも設けることが望ましい。なお、かかる電磁波吸収部材は、無線通信装置１００に設けられてもよいし、記録媒体２００のアンテナ１３１と対向しない側の面に設けられてもよい。

無線通信システムの構成を示すブロック図 表示体の構成を示す断面図 記録媒体が無線通信装置に装着される状態を示す図 無線通信装置が電磁波の放射を妨げる態様を例示する図 収容部の変形例を示す図 無線通信装置の変形例を示す図

符号の説明

１０…無線通信システム、１００…無線通信装置、１１０…制御部、１２０…取得部、１３０…無線通信部、１４０…書込部、１５０…検知部、１６０…収容部、１７０…電磁波吸収部材、２００…記録媒体、２１０…無線タグ、２２０…表示体、２３０…電磁波吸収部材

Claims (3)

1. 記録媒体と、前記記録媒体と無線通信を行う無線通信装置とを有し、
   前記記録媒体は、
   情報を記憶する第１の通信部を有する第１の部分と、情報を書き換え可能に表示する表示体を有する第２の部分とを有し、電磁波の内から外への放射を抑制する第１の電磁波抑制部材が前記第１の部分と前記第２の部分とに挟まれるように設けられ、
   前記無線通信装置は、
   電磁波により無線通信を行う第２の通信部と、
   前記表示体に表示される情報を書き換える書込部と、
   前記記録媒体の前記第１の部分を収容する収容部とを備え、
   前記第２の通信部は、
   前記収容部に収容されている前記第１の通信部と対向する位置に設けられ、
   前記書込部が前記表示体に書き換えを行うと、書き換え結果に応じた情報を前記第１の通信部に記録し、
   前記収容部は、
   前記第１の通信部が収容されているときに前記第１の電磁波抑制部材と組み合わされて前記第１の通信部と前記第２の通信部とを覆う第２の電磁波抑制部材であって、前記第２の通信部から当該収容部に収容されている状態の前記記録媒体の前記第１の通信部に向かう方向と異なる方向の電磁波の放射を抑制する第２の電磁波抑制部材を有する
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記記録媒体の前記第１の部分が、前記収容部に収容されたときに前記第２の通信部と対向する方向について、あらかじめ決められた厚さを有し、
   前記収容部が、あらかじめ決められた数を超える前記記録媒体の収容を妨げる形状を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記収容部に収容されている前記第１の通信部の前記第２の通信部と対向しない面と対向する第３の電磁波抑制部材を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。

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