專利名稱：無(wú)線通信標(biāo)簽以及無(wú)線通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種與讀寫器進(jìn)行無(wú)線通信的無(wú)線通信標(biāo)簽以及使用該無(wú)線 通信標(biāo)簽的無(wú)線通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，例如使用RFID標(biāo)簽的無(wú)線通信標(biāo)簽根據(jù)其通信方式大體分成有源 型和無(wú)源型兩種。有源型是搭載了作為使無(wú)線通信標(biāo)簽工作的電力供給源的電 池的標(biāo)簽，另一方面，無(wú)源型是從外部供給使無(wú)線通信標(biāo)簽工作的電力的標(biāo)簽。 在這種情況下，有源型由于搭載電池，因此不僅成本高，在數(shù)年的周期中需要 廢棄或者進(jìn)行電池的更換。另一方面，無(wú)源型由于能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化和長(zhǎng)壽命 化，因此期待其用途的擴(kuò)展。
在此，作為無(wú)源型的通信方式，具有代表性的有電磁結(jié)合方式、電磁感應(yīng) 方式、電波方式這3種方式，根據(jù)使用的頻率來(lái)靈活使用。例如，電波方式的 無(wú)線通信標(biāo)簽1如圖2所示， 一般具有RFIDIC芯片3和收發(fā)用天線5,通過 電波在與讀寫器(未圖示)之間進(jìn)行通信。另外，作為電波的頻帶，例如使用 UHF頻帶或微波頻帶，另外，作為收發(fā)用天線5，例如使用將全長(zhǎng)構(gòu)成為電波 的半波長(zhǎng)(入/2)的偶極天線5。
此時(shí)，在無(wú)源型的無(wú)線通信標(biāo)簽l中，用偶極天線5接收從讀寫器發(fā)送來(lái) 的電波(讀出電波)來(lái)充電，將其作為電源使IC芯片3工作，由此對(duì)讀寫器 發(fā)送存儲(chǔ)在該IC芯片3中的ID (識(shí)別信息)。
在如上所述的現(xiàn)有的無(wú)源型無(wú)線通信標(biāo)簽中，4艮據(jù)其充電量，對(duì)讀寫器發(fā) 送ID (識(shí)別信息)時(shí)的通信距離受到限制。因此需要持續(xù)地接收從讀寫器發(fā) 送來(lái)的電波(讀出電波)，直至達(dá)到通信所需的充分的充電量，而且需要確保充電所需的電場(chǎng)強(qiáng)度。因此，在日本特開2007-34951號(hào)公報(bào)中提出了如下技 術(shù)始終由商用電源供給用于使無(wú)線通信標(biāo)簽工作的電力，由此始終確保充分 的充電量，并增大讀寫器和無(wú)線通信標(biāo)簽之間的通信距離。
但是，在日本特開2007-34951號(hào)公報(bào)的技術(shù)中，必須另外構(gòu)筑用于將商 用電源連接到無(wú)線通信標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)，因此，無(wú)線通信標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，該 無(wú)線通信標(biāo)簽的制造成本上升。另外，在該技術(shù)中，由于無(wú)線通信標(biāo)簽的使用 狀態(tài)被限定在能夠確保商用電源的環(huán)境，因此對(duì)該無(wú)線通信標(biāo)簽的使用環(huán)境帶 來(lái)一定的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決這樣的問題而提出的，其目的在于提供一種與使用環(huán)境 無(wú)關(guān)地確保充分的充電量、并且可以增大與讀寫器之間的通信距離的低成本的 無(wú)線通信標(biāo)簽以及無(wú)線通信系統(tǒng)。
本發(fā)明的第 一方式是一種預(yù)先設(shè)定了規(guī)定的識(shí)別信息的無(wú)線通信標(biāo)簽，具 有第一天線，在與讀寫器之間通過無(wú)線方式對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行通信；控制部， 控制通過所述第一天線進(jìn)行通信的所述數(shù)據(jù)；第二天線，接收用于進(jìn)行基于電 波的生電的生電用電波；以及充電部，通過從所述第二天線接收到的所述生電 用電波而生電，同時(shí)儲(chǔ)存產(chǎn)生的電力；通過使用由所述充電部?jī)?chǔ)存的電力，從 所述第一天線以及所述第二天線中的某一方對(duì)所述讀寫器提供與所述識(shí)別信 息有關(guān)的數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方式，和在與讀寫器之間通過無(wú)線方式對(duì)與規(guī)定的識(shí)別 信息(作為一例，RFID)有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行通信的天線(第一天線)不同地， 為了進(jìn)行基于電波的生電而設(shè)置用于接收生電用電波的天線(第二天線)，由 此能夠以非常低的成本進(jìn)行生電，而且可以將產(chǎn)生的電充分地儲(chǔ)存到充電部 中。由此，與使用環(huán)境無(wú)關(guān)地確保充分的充電量，當(dāng)向讀寫器提供與所述識(shí)別 信息有關(guān)的數(shù)據(jù)時(shí)，可以使用該儲(chǔ)存的電，可以進(jìn)行穩(wěn)定的遠(yuǎn)距離通信(即增 大無(wú)線通信標(biāo)簽和讀寫器之間的通信距離)。
本發(fā)明的第二方式是根據(jù)第一方式的無(wú)線通信標(biāo)簽，當(dāng)所述第一天線通過 無(wú)線方式從所述讀寫器接收到所述數(shù)據(jù)時(shí)，從所述第二天線通過無(wú)線方式向所 述讀寫器發(fā)送與所述識(shí)別信息有關(guān)的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的第二方式，可以用專用的天線分別進(jìn)行與所述識(shí)別信息有關(guān) 的數(shù)據(jù)的收發(fā)，具體地用第一天線進(jìn)行接收、用第二天線進(jìn)行發(fā)送，因此可以 高效地進(jìn)行該數(shù)據(jù)收發(fā)。
本發(fā)明的第三方式是根據(jù)第一方式的無(wú)線通信標(biāo)簽，在所述第一天線和所
述讀寫器之間對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行通信時(shí)的電波頻率(例如UHF頻帶(860MHz ~ 960MHz頻帶))、和從所述第二天線接收的所述生電用電波的頻率(例如 13.56MHz頻帶或2.45GHz頻帶)被設(shè)定在彼此不同的頻帶。
根據(jù)本發(fā)明的第三方式，可以與第一天線從讀寫器接收的電波完全獨(dú)立地 設(shè)定第二天線接收的生電用電波的頻率精度、穩(wěn)定性、調(diào)制等。由此，消除在 第一、第二天線使用同一頻率的電波時(shí)發(fā)生相互干擾的可能性，同時(shí)例如可以 將生電用電波的輸出頻率設(shè)定在電波輸出的限制較小的頻帶，增大輸出后送出 該生電用電波，可以提高無(wú)線通信標(biāo)簽中的生電效率以及充電效率。
本發(fā)明的第四方式是根據(jù)第 一方式的無(wú)線通信標(biāo)簽，無(wú)線通信標(biāo)簽中具有 存儲(chǔ)單元，預(yù)先存儲(chǔ)所述識(shí)別信息，而且存儲(chǔ)由所述控制部控制的所述數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的第四方式，用于存儲(chǔ)該數(shù)據(jù)的容量設(shè)計(jì)的自由度增大，能夠 實(shí)現(xiàn)可以進(jìn)行大容量的數(shù)據(jù)通信的無(wú)線通信標(biāo)簽。
本發(fā)明的第五方式是根據(jù)第一方式的無(wú)線通信標(biāo)簽，所述充電部中具有整 流電路以及二次電池部(例如鋰電池或電容器等)，當(dāng)從所述第二天線接收到 所述生電用電波時(shí)，通過所述整流電路整流后的電動(dòng)勢(shì)被蓄電至所述二次電池 部。
才艮據(jù)本發(fā)明的第五方式，第 一方式所涉及的無(wú)線通信標(biāo)簽可以將交流電力
轉(zhuǎn)換成直流電力來(lái)進(jìn)行充電。
本發(fā)明的第六方式將所述整流電路形成為橋電路。 根據(jù)本發(fā)明的第六方式，可以簡(jiǎn)單形成所述整流電路。 本發(fā)明的第七方式是根據(jù)第一方式的無(wú)線通信標(biāo)簽，還具有共振電路。 根據(jù)本發(fā)明的第七方式，通過應(yīng)用可簡(jiǎn)單構(gòu)成的共振電路，通過標(biāo)簽內(nèi)部
的共振，在標(biāo)簽內(nèi)部也可以生電，因此可以以低成本并且與使用環(huán)境無(wú)關(guān)地確
保充分的充電量。
本發(fā)明的第八方式是根據(jù)第一方式的無(wú)線通信標(biāo)簽，所述第二天線由共振電路構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的第八方式，通過應(yīng)用可簡(jiǎn)單構(gòu)成的共振電路，通過標(biāo)簽內(nèi)部 的共振，在標(biāo)簽內(nèi)部也可以生電，因此可以以低成本并且與使用環(huán)境無(wú)關(guān)地確 保充分的充電量。
本發(fā)明的第九方式是一種無(wú)線通信標(biāo)簽，具有IC器件，存儲(chǔ)規(guī)定的識(shí) 別信息；第一天線，從外部的讀寫器接收包含讀取用的命令信號(hào)的第一電波， 并向該外部的讀寫器側(cè)發(fā)送通過該命令信號(hào)讀出的、存儲(chǔ)在所述IC器件中的 規(guī)定的識(shí)別信息；第二天線，從外部的規(guī)定的裝置接收生電用的第二電波；以 及充電部，將通過從所述第二天線接收到的第二電波產(chǎn)生的電力進(jìn)行儲(chǔ)存；當(dāng) 從所述第 一天線接收到的所述第一電波強(qiáng)時(shí)，通過由該接收到的第 一電波產(chǎn)生 的電流使所述IC器件工作，同時(shí)通過包含在所述第一電波中的命令信號(hào)讀出 存儲(chǔ)在所述IC器件中的規(guī)定的識(shí)別信息；使用通過由所述第一電波產(chǎn)生的電 流而得到的電波，通過所述第一天線向所述外部的讀寫器側(cè)發(fā)送從所述IC器 件讀出的規(guī)定的識(shí)別信息；當(dāng)從所述第一天線接收到的所述第一電波弱時(shí)，通 過合成由該接收到的弱的第 一 電波產(chǎn)生的電流和來(lái)自預(yù)先儲(chǔ)存了電力的所述 充電部的電流而得的合成電流，使所述IC器件工作，同時(shí)通過包含在所述第 一電波中的命令信號(hào)讀出存儲(chǔ)在所述IC器件中的規(guī)定的識(shí)別信息；使用通過 包含來(lái)自所述充電部的電流的所述合成電流得到的電波，通過所述第一天線向 所述外部的讀寫器側(cè)發(fā)送從所述IC器件讀出的規(guī)定的識(shí)別信息。
根據(jù)本發(fā)明的第九方式，可以通過第二天線生電，而且可以將產(chǎn)生的電力 儲(chǔ)存到充電部中。由此，可以使用充分的電力穩(wěn)定地和外部的讀寫器進(jìn)行通信。 另外，當(dāng)從第一天線8接收的電波弱時(shí)，使用通過第二天線IO預(yù)先儲(chǔ)存到電 容器18的電力來(lái)生成電流，因此不會(huì)受到通過該接收到的微弱電波得到的低 電流的影響，使用通過合成電流得到的強(qiáng)電波，達(dá)到能夠通過第一天線8向讀 寫器6側(cè)發(fā)送從IC芯片14的內(nèi)部存儲(chǔ)器讀出的數(shù)據(jù)的效果，所述合成電流包 含來(lái)自電容器18的電流。另外，僅在從第一天線8接收的電波較弱時(shí)使用通 過第二天線IO儲(chǔ)存在電容器18的電力，因此能夠高效地向IC芯片14側(cè)供給 高電力。
本發(fā)明的第十方式是根據(jù)第九方式的無(wú)線通信標(biāo)簽，還具有二極管，被配置在所述IC器件和所述充電部之間，根據(jù)通過所述第一天線接收的所述第一
電波的強(qiáng)度，控制從所述充電部向所述IC器件供給的電流的ON/OFF。
根據(jù)本發(fā)明的第十方式，通過二極管的整流作用能夠高效地向IC器件供
給儲(chǔ)存在充電部中的電力。
本發(fā)明的第十一方式是一種無(wú)線通信系統(tǒng)，具有讀寫器，發(fā)送包含讀取
用的命令信號(hào)的第一電波；電波送出裝置，發(fā)送生電用的第二電波；以及無(wú)線
通信標(biāo)簽；所述無(wú)線通信標(biāo)簽具有IC器件，存儲(chǔ)規(guī)定的識(shí)別信息；第一天 線，從所述讀寫器接收第一電波，并向該讀寫器側(cè)發(fā)送通過包含在該第一電波 中的命令信號(hào)讀出的、存儲(chǔ)在所述IC器件的規(guī)定的識(shí)別信息；第二天線，從 所述電波送出裝置接收第二電波；以及充電部，將通過從所述第二天線接收到 的第二電波產(chǎn)生的電力進(jìn)行儲(chǔ)存；當(dāng)從所述第 一天線接收到的所述第 一 電波強(qiáng) 時(shí)，通過由該接收到的強(qiáng)的第一電波產(chǎn)生的電流使所述IC器件工作，同時(shí)通 過包含在所述第一電波中的命令信號(hào)讀出存儲(chǔ)在所述IC器件中的規(guī)定的識(shí)別 信息；使用通過由所述第一電波產(chǎn)生的電流得到的電波，通過所述第一天線向 所述讀寫器側(cè)發(fā)送從所述IC器件讀出的規(guī)定的識(shí)別信息；當(dāng)從所述第一天線 接收到的所述第 一 電波弱時(shí)，通過合成由該接收到的弱的第 一 電波產(chǎn)生的電流 和來(lái)自預(yù)先儲(chǔ)存了電力的所述充電部的電流而得的合成電流，使所述IC器件 工作，同時(shí)通過包含在所述第一電波中的命令信號(hào)讀出存儲(chǔ)在所述IC器件中 的規(guī)定的識(shí)別信息；使用通過包含來(lái)自所述充電部的電流的所述合成電流得到 的電波，通過所述第一天線向所述讀寫器側(cè)發(fā)送從所述IC器件讀出的規(guī)定的 識(shí)別信息。
根據(jù)本發(fā)明的第十一方式，通過第二天線，使用從電波送出裝置發(fā)送的電 波可以進(jìn)行生電，而且可以將產(chǎn)生的電力儲(chǔ)存到充電部中。由此，無(wú)線通信標(biāo) 簽可以使用充分的電力穩(wěn)定地和讀寫器進(jìn)行通信。另外，當(dāng)從第一天線8接收 的電波弱時(shí)，使用通過第二天線IO預(yù)先儲(chǔ)存到電容器18的電力來(lái)生成電流， 因此不會(huì)受到通過該接收到的微弱電波得到的低電流的影響，使用通過合成電 流得到的強(qiáng)電波，達(dá)到能夠通過第一天線8向讀寫器6側(cè)發(fā)送從IC芯片14 的內(nèi)部存儲(chǔ)器讀出的數(shù)據(jù)的效果，所述合成電流包含來(lái)自電容器18的電流。 另外，僅在從第一天線8接收的電波較弱時(shí)使用通過第二天線IO儲(chǔ)存在電容器18的電力，因此能夠高效地向IC芯片14側(cè)供給高電力。
本發(fā)明的第十二方式是根據(jù)第十一方式的無(wú)線通信系統(tǒng)，所述無(wú)線通信標(biāo)
簽還具有二極管，該二極管被配置在所述IC器件和所述充電部之間，根據(jù)通
過所述第一天線接收的所述第一電波的強(qiáng)度，控制從所述充電部向所述IC器
件供給的電流的ON/OFF。
根據(jù)本發(fā)明的第十二方式，通過二極管的整流作用，可以高效地向IC器
件供給儲(chǔ)存在充電部中的電力。
根據(jù)本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)與使用環(huán)境無(wú)關(guān)地確保充分的充電量，并可以增大 與讀寫器之間的通信距離的低成本的無(wú)線通信標(biāo)簽以及無(wú)線通信系統(tǒng)。


圖1A是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的無(wú)線通信標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。 圖1B是表示圖1 (A)所示的無(wú)線通信標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)的平面圖。 圖1C是表示本發(fā)明的另 一實(shí)施方式的無(wú)線通信標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)的平面圖。 圖1D是表示使用了本發(fā)明的無(wú)線通信標(biāo)簽的無(wú)線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。 圖2是表示現(xiàn)有的無(wú)線通信標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的無(wú)線通信標(biāo)簽以及無(wú)線通信系 統(tǒng)進(jìn)行說明。
在本實(shí)施方式中，考慮通過電波來(lái)生電的無(wú)源型的無(wú)線通信標(biāo)簽。例如圖 1D所示，該無(wú)線通信標(biāo)簽2將通過從電波送出裝置4送出的生電用電波4e而 產(chǎn)生的電力進(jìn)行蓄電(充電)，并將其作為電源，在與讀寫器6 (實(shí)際上是與 讀寫器6連接的通信用天線6t)之間能夠進(jìn)行基于各種數(shù)據(jù)的無(wú)線通信的讀取 (或者寫入)。
另夕卜，電波送出裝置4只要能夠送出可通過無(wú)線通信標(biāo)簽2接收的頻率的 生電用電波4e即可，可以任意選用市場(chǎng)上銷售的發(fā)送裝置。此時(shí)，由于與可 通過后述的無(wú)線通信標(biāo)簽2的第二天線10接收的頻率對(duì)應(yīng)地設(shè)置生電用電波 4e的頻率，因此，在此不特別限定數(shù)值。另外，作為通信用天線6t，應(yīng)用例 如通信精度(靈敏度、增益)高的UHF天線即可。
如圖1A、圖1B所示，在本實(shí)施方式的無(wú)線通信標(biāo)簽2中設(shè)置有第一天線8，其與讀寫器6 (通信用天線60之間通過無(wú)線方式對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行通 信；第二天線IO,其接收從電波送出裝置4 (圖ID)送出的生電用電波4e; 以及轉(zhuǎn)發(fā)器12,其執(zhí)行對(duì)讀寫器6 (圖1D)提供與預(yù)先設(shè)定在該無(wú)線通信標(biāo) 簽2中的規(guī)定的識(shí)別信息有關(guān)的數(shù)據(jù)的動(dòng)作。
轉(zhuǎn)發(fā)器12具有對(duì)接收到的數(shù)據(jù)(電信號(hào))進(jìn)行中繼發(fā)送、或者根據(jù)該數(shù) 據(jù)(電信號(hào))返回某種應(yīng)答信號(hào)的功能。為了實(shí)現(xiàn)該功能，本實(shí)施方式的轉(zhuǎn)發(fā) 器12具有控制部，其對(duì)用第一天線8通信(接收)的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制；充電 部，其通過用第二天線10接收到的生電用電波4e (圖1D)來(lái)生電，同時(shí)將 產(chǎn)生的電力進(jìn)行充電；以及存儲(chǔ)單元，其預(yù)先存儲(chǔ)識(shí)別信息，并且存儲(chǔ)通過控 制部控制的數(shù)據(jù)。
在此，在控制部中配置有IC芯片14，該IC芯片14#1構(gòu)成為集成了例如 晶體管、二極管、各種存儲(chǔ)器(ROM、 RAM)、電阻器等元件(未圖示)的集 成電路。此時(shí)，作為存儲(chǔ)單元，可以使用控制部的各種存儲(chǔ)器，或者也可以在 無(wú)線通信標(biāo)簽2中新增設(shè)例如閃存器等存儲(chǔ)元件(未圖示)。由此，用于存儲(chǔ) 與識(shí)別信息(RFID)有關(guān)的數(shù)據(jù)的容量設(shè)計(jì)的自由度上升，可以實(shí)現(xiàn)能夠進(jìn) 行大容量的數(shù)據(jù)通信的無(wú)線通信標(biāo)簽2。
此外，作為第一天線8，例如根據(jù)無(wú)線通信標(biāo)簽2的使用目的或使用環(huán)境 任意使用能夠與讀寫器6進(jìn)行無(wú)線通信的已有的天線(例如，偶極天線、環(huán)形 天線)即可。此時(shí)，第一天線8最好設(shè)定為其全長(zhǎng)(天線長(zhǎng)度)8L成為在與 讀寫器6之間進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)(電波)的半波長(zhǎng)(入/2)。由此，通信增益達(dá) 到最大，能夠高效地對(duì)數(shù)據(jù)(電波)進(jìn)行通信。
另外，在充電部中設(shè)置有整流電路16以及作為二次電池部的充電用電容 器18，當(dāng)從第二天線10接收到生電用電波4e時(shí)，通過整流電路16整流的電 動(dòng)勢(shì)被蓄電至充電用電容器18。此時(shí)，整流電路16有例如可由一個(gè)二極管構(gòu) 成的半波整流方式、使用4個(gè)二極管來(lái)整流的橋整流方式等各種方式的電路， 而在本實(shí)施方式中，作為一例，整流電路16被形成為應(yīng)用了 4個(gè)二極管16d 的橋電路。由此始終可以得到穩(wěn)定的直流電壓(電流)。此外，除了充電用電 容器18以外，二次電池部還可以被構(gòu)成為例如鋰電池等可對(duì)電壓(電流)蓄 電(充電)的結(jié)構(gòu)，也可以設(shè)置多個(gè)該二次電池部。而且，在上述充電部(電容器18)和控制部(IC芯片14)之間設(shè)置有二 極管20。該二極管20通過蓄電(充電)至電容器18的電力(電荷或者電能) 使IC芯片14工作，在與讀寫器6 (通信用天線6t)之間通過無(wú)線通信進(jìn)行各 種數(shù)據(jù)的讀取(寫入)時(shí)，控制由電容器18對(duì)IC芯片14施加的直流電壓(電 流)的ON/OFF。
對(duì)在具有上述結(jié)構(gòu)的無(wú)線通信標(biāo)簽2中利用第二天線IO來(lái)充電至電容器 18的情況進(jìn)行說明。第二天線10始終接收用于在電容器18中儲(chǔ)存電荷的生 電用電波4e。下面進(jìn)行詳細(xì)說明。
當(dāng)通過第二天線10接收到從電波送出裝置4送出的生電用電波4e時(shí)，通 過該第二天線IO對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)器(transponder) 12施加(輸出)交流電壓(電流)。 在此，生電用電波4e是一邊交替產(chǎn)生電場(chǎng)和磁場(chǎng)一邊傳播的電磁波，當(dāng)交流 磁場(chǎng)作用于第二天線IO時(shí)，通過該第二天線IO將轉(zhuǎn)換后的交流電壓(電流) 施加(輸出)到轉(zhuǎn)發(fā)器12。
此時(shí)，施加(輸出)給轉(zhuǎn)發(fā)器12的交流電壓(電流)通過整流電路16 的兩個(gè)上方的二極管16d被轉(zhuǎn)換成直流電壓(電流)后，被蓄電(充電)至電 容器18。此外，在無(wú)線通信標(biāo)簽2的第二天線10接收從電波送出裝置4送出 的生電用電波4e的期間，始終持續(xù)進(jìn)行上述蓄電(充電)。由此，該無(wú)線通信 標(biāo)簽2的電容器18始終維持滿蓄電(充電)狀態(tài)。這樣，如后所述在通過第 一天線8接收到來(lái)自讀寫器6的微弱的電波時(shí)，為了使IC芯片14工作而使用 通過第二天線IO儲(chǔ)存到電容器18的電力，并且，為了產(chǎn)生用于從第一天線8 向讀寫器6進(jìn)行發(fā)送的強(qiáng)電波也使用上述電力。
下面，對(duì)在本實(shí)施方式的無(wú)線通信標(biāo)簽2中第一天線8從讀寫器6的通信 用天線6t接收強(qiáng)電波的情況和接收弱電波的情況進(jìn)行說明。當(dāng)從無(wú)線通信標(biāo) 簽2的IC芯片14的內(nèi)部存儲(chǔ)器讀出與識(shí)別信息有關(guān)的數(shù)據(jù)時(shí)，讀寫器6通過 通信用天線6t對(duì)第一天線8發(fā)送包含命令信號(hào)的電波。
首先，對(duì)第一天線8接收強(qiáng)電波的情況進(jìn)行說明。當(dāng)從第一天線8接收的 電波較強(qiáng)時(shí)，由該電波產(chǎn)生的電流流向IC芯片14。通過該電流使IC芯片14 工作，同時(shí)通過包含在電波中的命令信號(hào)讀出存儲(chǔ)在IC芯片14的內(nèi)部存儲(chǔ)器 中的、與識(shí)別信息有關(guān)的數(shù)據(jù)(例如標(biāo)簽固有的識(shí)別符號(hào)、與標(biāo)簽的使用環(huán)境有關(guān)的信息)。然后，讀出的數(shù)據(jù)通過由上述產(chǎn)生的電流而得到的強(qiáng)電波從第
一天線8被發(fā)送到讀寫器6側(cè)。即，當(dāng)從第一天線8接收的電波較強(qiáng)時(shí)，無(wú)需 使用通過從第二天線10接收到的生電用電波4e儲(chǔ)存了電荷的電容器18的電 力，而僅使用通過第一天線8接收到的電波而得到的電流進(jìn)行從IC芯片14 的數(shù)據(jù)讀出和向讀寫器6側(cè)的數(shù)據(jù)發(fā)送。此外，當(dāng)用第一天線8接收強(qiáng)電波時(shí)， 由于第一天線8側(cè)的電壓變高，因此通過由反向偏置引起的二極管20的整流 作用而利用電容器18的電荷，不從二極管20側(cè)向IC芯片14流過電流。
下面，對(duì)第 一天線8接收弱電波的情況進(jìn)行說明。當(dāng)從第 一天線8接收的 電波較弱時(shí)，第一天線8側(cè)的電壓變低，通過由正向偏置引起的二極管20的 整流作用而利用電容器18的電荷，從二極管20側(cè)向IC芯片14流過電流。此 時(shí)，使IC芯片14工作的電流是把來(lái)自儲(chǔ)存有電荷的電容器18的電流和通過 從第一天線8接收的微弱的電波而得到的電流合成所得的合成電流。通過該合 成電流使IC芯片14工作，同時(shí)通過包含在電波中的命令信號(hào)讀出存儲(chǔ)在IC 芯片14的內(nèi)部存儲(chǔ)器中的與識(shí)別信息有關(guān)的數(shù)據(jù)。然后，將讀出的數(shù)據(jù)通過 由上述合成電流得到的強(qiáng)電波從第一天線8發(fā)送到讀寫器6側(cè)。即，當(dāng)從第一 天線8接收的電波較弱時(shí)，使用通過第二天線IO儲(chǔ)存的電容器18的電力，進(jìn) 行從IC芯片14的數(shù)據(jù)讀出和向讀寫器6側(cè)的數(shù)據(jù)發(fā)送。
如上所述，在本實(shí)施方式的無(wú)線通信標(biāo)簽2中，當(dāng)從第一天線8接收的電 波較弱時(shí)，使用通過第二天線IO預(yù)先儲(chǔ)存在電容器18的電力來(lái)生成電流，因 此不會(huì)受到通過該接收到的微弱電波得到的低電流的影響，使用通過包含來(lái)自 電容器18的電流的合成電流得到的強(qiáng)電波，達(dá)到能夠通過第一天線8向讀寫 器6側(cè)發(fā)送從IC芯片14的內(nèi)部存儲(chǔ)器讀出的數(shù)據(jù)的效果。另夕卜，僅在從第一 天線8接收的電波較弱時(shí)使用通過第二天線IO儲(chǔ)存在電容器18中的電力，因 此能夠高效地向IC芯片14側(cè)供給高電力。
另夕卜，根據(jù)本實(shí)施方式，和在與讀寫器6之間對(duì)規(guī)定數(shù)據(jù)(例如讀出電波) 進(jìn)行無(wú)線通信的第一天線8不同地，設(shè)置了接收用于將充電部蓄電(充電)的 生電用電波4e的第二天線10，由此可以與無(wú)線通信標(biāo)簽2的使用環(huán)境無(wú)關(guān)地， 以短時(shí)間高效地將充電部(電容器18 )蓄電(充電)，始終維持滿蓄電(充電) 狀態(tài)。由此，當(dāng)向讀寫器6提供與識(shí)別信息有關(guān)的數(shù)據(jù)時(shí)，通過使用滿蓄電(充電)狀態(tài)的電力(電荷或者電能)，可以始終穩(wěn)定地進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。
另外，才艮據(jù)本實(shí)施方式，可以將充電部(電容器18)始終維持滿蓄電(充 電)狀態(tài)，因此可以持續(xù)地使向讀寫器6提供與識(shí)別信息有關(guān)的數(shù)據(jù)時(shí)的數(shù)據(jù) 發(fā)送輸出始終維持最大。由此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以大幅度增大無(wú)線通信標(biāo)
簽2和讀寫器6 (實(shí)際上是與讀寫器6連接的通信用天線6t)之間的通信距離 Ld (圖1D)。
而且，根據(jù)本實(shí)施方式，與專門接收數(shù)據(jù)(讀出電波)的第一天線8不同 地設(shè)置了專門接收用于將充電部蓄電(充電)的生電用電波4e的第二天線10, 由此可以高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)。此時(shí)，在第一天線8和讀寫器6之間進(jìn)行通信 時(shí)的電波頻率(例如UHF頻帶(860MHz ~ 960MHz頻帶))和從第二天線10 接收的生電用電波4e的頻率(例如13.56MHz頻帶或2.45GHz頻帶)最好設(shè) 定在彼此不同的頻帶。
由此，可以與第一天線8從讀寫器6接收的電波完全獨(dú)立地設(shè)定第二天線 10接收的生電用電波4e的頻率精度、穩(wěn)定性、調(diào)制等。由此，消除在第一、 第二天線8、 IO使用同一頻率的電波時(shí)發(fā)生相互干擾的可能性，并且可以將例 如生電用電波4e的輸出頻率設(shè)定在電波輸出的限制較小的頻帶，結(jié)果，增大 輸出后送出該生電用電波4e，可以提高無(wú)線通信標(biāo)簽2中的生電效率以及充 電效率。當(dāng)在通信中可使用的頻帶受限制時(shí)，兩端的頻帶作為用于防止與相鄰 頻帶的干擾的保護(hù)頻帶(guard band )，因此實(shí)際可使用的頻帶變得更窄。因此， 可以將生電用電波4e的輸出頻率設(shè)定在電波輸出的限制較小的頻帶的優(yōu)點(diǎn)較 大。
另外，才艮據(jù)本實(shí)施方式，用于將無(wú)線通信標(biāo)簽2的充電部蓄電(充電)的 生電用電波4e不用于讀出存儲(chǔ)在IC芯片14中的與識(shí)別信息有關(guān)的數(shù)據(jù)，因 此其頻率精度、穩(wěn)定性、調(diào)制等一切都不需要考慮。因此，用于送出該生電用 電波4e的電波送出裝置4可以僅由例如簡(jiǎn)單的發(fā)送裝置和天線構(gòu)成，可以以 非常低的成本實(shí)現(xiàn)。由此，可以以低成本并且簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)具有該電波送出裝置 4和無(wú)線通信標(biāo)簽2以及讀寫器6 (通信用天線6t)的無(wú)線通信系統(tǒng)(圖1D)。
另外，在這樣的無(wú)線通信系統(tǒng)中，例如在電場(chǎng)強(qiáng)度較弱的場(chǎng)所或電波狀態(tài) 較差的場(chǎng)所，也可以從充電部長(zhǎng)期充分地確保(供給)無(wú)線通信標(biāo)簽2的驅(qū)動(dòng)電力。由此，可以穩(wěn)定地進(jìn)行與識(shí)別信息有關(guān)的數(shù)據(jù)的收發(fā)，并且可以進(jìn)行長(zhǎng) 距離通信。
另外，在上述實(shí)施方式(無(wú)線通信標(biāo)簽2、無(wú)線通信系統(tǒng))中，作為第二
天線10，例如根據(jù)無(wú)線通信標(biāo)簽的使用目的或使用環(huán)境任意應(yīng)用可以在與電 波送出裝置4之間進(jìn)行無(wú)線通信的已有的天線(例如偶極天線、環(huán)形天線)即 可。另外，第二天線IO最好設(shè)定為其全長(zhǎng)(天線長(zhǎng)度)10L (圖1B)成為在 與電波送出裝置4之間進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)(電波)的半波長(zhǎng)(入/2)。由此，可 以使通信增益成為最大，可以高效地對(duì)數(shù)據(jù)(電波)進(jìn)行通信。
此時(shí)，第二天線10的天線長(zhǎng)度10L與上述第一天線8的天線長(zhǎng)度無(wú)關(guān)地 可以設(shè)定為任意(自由)的長(zhǎng)度，因此在此不特別限定數(shù)值。
此外，在上述實(shí)施方式中，也可以使第二天線10和讀寫器6之間通過無(wú) 線方式來(lái)收發(fā)存儲(chǔ)在IC芯片14的存儲(chǔ)器中的各種數(shù)據(jù)(與識(shí)別信息有關(guān)的數(shù) 據(jù)等)。
而且，在上述實(shí)施方式中，作為無(wú)線通信標(biāo)簽2的第二天線IO考慮例如 偶極天線或環(huán)形天線來(lái)進(jìn)行了說明，但是也可以取而代之，例如圖1C所示那 樣通過共振電路構(gòu)成第二天線10。
當(dāng)被施加從電波送出裝置4送出的生電用電波4e時(shí)，上述共振電路產(chǎn)生 固有振蕩而共振，由此，電力(電荷或者電能)通過整流電路16蓄電(充電) 至電容器18。然后，將其作為電源可以與上述實(shí)施方式相同地在與讀寫器6 之間通過數(shù)據(jù)的無(wú)線通信來(lái)讀取識(shí)別信息。由此，通過具有可簡(jiǎn)單構(gòu)成的共振 電路，標(biāo)簽內(nèi)部的生電變得可能，可以以低成本并且與^f吏用環(huán)境無(wú)關(guān)地確保充 分的充電量。此外，也可以設(shè)置多個(gè)共振電路。由此，通過設(shè)置多個(gè)共振電路， 可以將一個(gè)無(wú)線通信標(biāo)簽2用于多個(gè)頻帶。例如，可以將一個(gè)共振電路構(gòu)成為 UHF頻帶，將另一個(gè)共振電路構(gòu)成為13.56MHz頻帶(或者2.45GHz頻帶)。 因此，按照后述的各個(gè)用途或場(chǎng)所的頻率的分開使用、兼用也變得可能。而且， 通過設(shè)置多個(gè)共振電路，可以增大從各共振電路產(chǎn)生的電量來(lái)進(jìn)行蓄電(充 電)，可以覆蓋伴隨無(wú)線通信標(biāo)簽2的大型化所需要的電量。
此外，也可以構(gòu)成為并用(省略圖示)第二天線10和共振電路。此時(shí)， 通過第二天線10的接收電力以及在共振電路中產(chǎn)生的電力，可以進(jìn)一步以低成本并且與使用環(huán)境無(wú)關(guān)地確保充分的充電量。
在上述實(shí)施方式的無(wú)線通信標(biāo)簽2中，從IC芯片14的內(nèi)部存儲(chǔ)器讀出的 與識(shí)別信息有關(guān)的數(shù)據(jù)從第一天線8被發(fā)送到讀寫器6側(cè)，但是本發(fā)明并不限 定于此，例如也可以從第二天線10向讀寫器6側(cè)發(fā)送與識(shí)別信息有關(guān)的數(shù)據(jù)。 此時(shí)，當(dāng)IC芯片14通過上述的規(guī)定電流而工作時(shí)，該規(guī)定電流通過整流電路 16的兩個(gè)下方的二極管16d流到第二天線10。另外，當(dāng)在讀寫器6側(cè)接收來(lái) 自第二天線IO的電波時(shí)，讀寫器6最好與向第一天線8的發(fā)送用天線6t不同 地，進(jìn)一步具有與第二天線IO的頻帶相對(duì)應(yīng)的接收用天線。
另夕卜，在上述實(shí)施方式中沒有特別提及無(wú)線通信標(biāo)簽2的用途，但是可以 應(yīng)用于如下各種用途例如在工廠生產(chǎn)的階段在產(chǎn)品上粘貼無(wú)線通信標(biāo)簽，并 在其后的輸送渠道中追蹤物品的移動(dòng)的流通用途；記錄在物品的流通過程中該 物品通過何處、進(jìn)行何種加工并運(yùn)送到何處的履歷信息的履歷管理用途；或者 管理人現(xiàn)在在何處等存在信息的存在管理用途等。
權(quán)利要求
1. 一種預(yù)先設(shè)定了規(guī)定的識(shí)別信息的無(wú)線通信標(biāo)簽，其特征在于，具有第一天線，在與讀寫器之間通過無(wú)線方式對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行通信；控制部，控制通過所述第一天線進(jìn)行通信的所述數(shù)據(jù)；第二天線，接收用于進(jìn)行基于電波的生電的生電用電波；以及充電部，通過從所述第二天線接收到的所述生電用電波而生電，同時(shí)儲(chǔ)存產(chǎn)生的電力，通過使用由所述充電部?jī)?chǔ)存的電力，從所述第一天線以及所述第二天線中的某一方對(duì)所述讀寫器提供與所述識(shí)別信息有關(guān)的數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信標(biāo)簽，其特征在于，當(dāng)所述第一天線通過無(wú)線方式從所述讀寫器接收到所述數(shù)據(jù)時(shí)，從所述第 二天線通過無(wú)線方式向所述讀寫器發(fā)送與所述識(shí)別信息有關(guān)的數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信標(biāo)簽，其特征在于， 在所述第一天線和所述讀寫器之間對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行通信時(shí)的電波頻率、和從所述第二天線接收的所述生電用電波的頻率被設(shè)定在彼此不同的頻帶。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信標(biāo)簽，其特征在于，具有存儲(chǔ)部，預(yù)先存儲(chǔ)所述識(shí)別信息，而且存儲(chǔ)由所述控制部控制的所述 數(shù)據(jù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信標(biāo)簽，其特征在于，所述充電部中具有整流電路以及二次電池部，當(dāng)從所述第二天線接收到所 述生電用電波時(shí)，通過所述整流電路整流后的電動(dòng)勢(shì)被蓄電至所述二次電池 部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)線通信標(biāo)簽，其特征在于， 所述整流電路被形成為橋電路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信標(biāo)簽，其特征在于， 還具有共振電路。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信標(biāo)簽，其特征在于，所述第二天線由共振電路構(gòu)成。
9. 一種無(wú)線通信標(biāo)簽，其特征在于，具有IC器件，存儲(chǔ)規(guī)定的識(shí)別信息；第一天線，從外部的讀寫器接收包含讀取用的命令信號(hào)的第一電波，并向 該外部的讀寫器側(cè)發(fā)送通過該命令信號(hào)讀出的、存儲(chǔ)在所述IC器件中的規(guī)定 的識(shí)別信息；第二天線，從外部的規(guī)定的裝置接收生電用的第二電波；以及充電部，將通過從所述第二天線接收到的第二電波產(chǎn)生的電力進(jìn)行儲(chǔ)存，當(dāng)從所述第 一天線接收到的所述第 一 電波強(qiáng)時(shí)，通過由該接收到的強(qiáng)的第一電波產(chǎn)生的電流使所述IC器件工作，同時(shí)通 過包含在所述第一電波中的命令信號(hào)讀出存儲(chǔ)在所述IC器件中的規(guī)定的識(shí)別 信息，使用通過由所述第 一電波產(chǎn)生的電流而得到的電波，通過所述第 一天線向 所述外部的讀寫器側(cè)發(fā)送從所述IC器件讀出的規(guī)定的識(shí)別信息； 當(dāng)從所述第 一天線接收到的所述第 一 電波弱時(shí)，通過合成由該接收到的弱的第 一 電波產(chǎn)生的電流和來(lái)自預(yù)先儲(chǔ)存了電力 的所述充電部的電流而得的合成電流，使所述IC器件工作，同時(shí)通過包含在 所述第一電波中的命令信號(hào)讀出存儲(chǔ)在所述IC器件中的規(guī)定的識(shí)別信息，使用通過包含來(lái)自所述充電部的電流的所述合成電流而得到的電波，通過自
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)線通信標(biāo)簽，其特征在于， 還具有二極管，被配置在所述IC器件和所述充電部之間，根據(jù)通過所述第一天線接收的所述第一電波的強(qiáng)度，控制從所述充電部向所述IC器件供給 的電流的ON/OFF。
11. 一種無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于， 具有讀寫器，發(fā)送包含讀取用的命令信號(hào)的第一電波；電波送出裝置，發(fā)送生電用的第二電波；以及 無(wú)線通4言標(biāo)簽，所述無(wú)線通信標(biāo)簽具有 IC器件，存儲(chǔ)規(guī)定的識(shí)別信息；第一天線，從所述讀寫器接收第一電波，并向該讀寫器側(cè)發(fā)送通過包含在 該第一電波中的命令信號(hào)讀出的、存儲(chǔ)在所述IC器件的規(guī)定的識(shí)別信息； 第二天線，從所述電波送出裝置接收第二電波；以及 充電部，將通過從所述第二天線接收到的第二電波產(chǎn)生的電力進(jìn)行儲(chǔ)存， 當(dāng)從所述第 一天線接收到的所述第 一 電波強(qiáng)時(shí)，通過由該接收到的強(qiáng)的第一電波產(chǎn)生的電流使所述IC器件工作，同時(shí)通 過包含在所述第一電波中的命令信號(hào)讀出存儲(chǔ)在所述IC器件中的規(guī)定的識(shí)別 信息，使用通過由所述第 一電波產(chǎn)生的電流而得到的電波，通過所述第 一天線向 所述讀寫器側(cè)發(fā)送從所述ic器件讀出的規(guī)定的識(shí)別信息； 當(dāng)從所述第 一天線接收到的所述第 一 電波弱時(shí)，通過合成由該接收到的弱的第 一 電波產(chǎn)生的電流和來(lái)自預(yù)先儲(chǔ)存了電力 的所述充電部的電流而得的合成電流，使所述IC器件工作，同時(shí)通過包含在 所述第一電波中的命令信號(hào)讀出存儲(chǔ)在所述IC器件中的規(guī)定的識(shí)別信息；使用通過包含來(lái)自所述充電部的電流的所述合成電流而得到的電波，通過 所述第一天線向所述讀寫器側(cè)發(fā)送從所述IC器件讀出的規(guī)定的識(shí)別信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)線通信標(biāo)簽還具有二極管，該二極管被配置在所述IC器件和所述 充電部之間，根據(jù)通過所述第一天線接收的所述第一電波的強(qiáng)度，控制從所述 充電部向所述IC器件供給的電流的ON/OFF。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無(wú)線通信標(biāo)簽以及無(wú)線通信系統(tǒng)。本發(fā)明的無(wú)線通信標(biāo)簽預(yù)先設(shè)定有規(guī)定的識(shí)別信息，具有第一天線(8)，在與讀寫器(6)之間對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)線通信；控制部(IC芯片14)，控制通過第一天線進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)；第二天線(10)，接收用于進(jìn)行基于電波的生電的生電用電波(4e)；以及充電部(整流電路16、電容器18)，通過從第二天線接收到的生電用電波而生電，同時(shí)儲(chǔ)存產(chǎn)生的電力。通過使用由充電部?jī)?chǔ)存的電力，從第一天線向讀寫器提供與識(shí)別信息有關(guān)的數(shù)據(jù)。另外，也可以從第二天線向讀寫器提供與識(shí)別信息有關(guān)的數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G06K19/07GK101414363SQ20081014992
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月17日
發(fā)明者富士本淳, 小山敏美 申請(qǐng)人:阿魯策株式會(huì)社