JP2000276562A - 非接触データ転送装置及びメモリカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイル間の距離が変化し、伝送信号の電圧レ
ベルが変化しても影響を受けることなく、また、電源電
圧の変動や回路の経時変化などによる環境変化に強く安
定で信頼性の高い非接触データ転送装置及びメモリカー
ドを提供する。 【解決手段】 非接触データ転送装置３０は、４種類の
発振周波数ｆ0，ｆ1，ｆ2，ｆ3の正弦波を発振する正弦
波発振器３４〜３７、正弦波発振器３４〜３７出力を接
続するアナログスイッチ３８〜４１、アナログスイッチ
３８〜４１でスイッチングされた正弦波発振器３４〜３
７出力でコイル４３を駆動するドライバ４２、コイル４
３と電磁誘導により結合されたコイル４４、一定の振幅
レベルの信号に増幅するディテクタ４５、４種類の発振
周波数ｆ0，ｆ1，ｆ2，ｆ3に同調した４つの帯域通過型
フィルタ４６〜４９、帯域通過型フィルタ４６〜４９の
出力ｆ0，ｆ1，ｆ2，ｆ3を２値のシリアルデータＳ
0’，Ｓ1’に変換するデコーダ５０を備え、入力信号値
の変化を周波数の変化として伝送するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非接触データ転送
装置及びメモリカードに係り、詳細には、耐環境性、耐
挿抜性にすぐれた非接触メモリカードにおける高速デー
タ転送装置及びメモリカードに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年メモリカードはパーソナルコンピュ
ータの増設メモリ、外部記憶メモリ、デジタルカメラ等
の小型ＡＶ機器のメモリとして需要が拡大している。メ
モリカードには接触式と非接触式がある。接触式は接点
がゴミや油等により汚染して接触不良になるという問題
があるが、非接触式は、接触不良等の問題点がなく、環
境の悪い所等各方面で使用されている。非接触式には送
受信の手段として、光や電波を用いたものがあり、コス
トの面から電磁結合方式が実用化されている。

【０００３】従来のこの種のメモリカードにおける非接
触データ転送装置としては、例えば特開平７−２７１９
２８号公報に開示されたものがある。

【０００４】図５は非接触メモリカードシステムの全体
構成を示すブロック図である。

【０００５】図５において、非接触メモリカードシステ
ムは、ＩＣメモリカード用端末２００と、ＩＣメモリカ
ード３００とから構成される。

【０００６】ＩＣメモリカード用端末２００は、データ
処理回路２０１、コイル制御回路２０２、発振回路２０
３、電源回路２０４及びコイル２０５から構成され、ま
た、ＩＣメモリカード３００は、コイル制御回路３０
１、メモリコントローラ３０２、メモリ３０３、整流回
路３０４、定電圧回路３０５及びコイル２０６から構成
されている。

【０００７】データ処理回路２０１から送出されるコマ
ンドによって、アドレスとデータの区別、及びリードと
ライトの区別を行う信号を送信し、アドレス及びデータ
はパラレルでコイル制御回路２０２に入力される。コイ
ル制御回路２０２は、シリアル出力でコイル２０５を駆
動する。

【０００８】ＩＣメモリカード３００は、電磁結合によ
りコイル２０６から信号を受け取り、コイル制御回路３
０１によりパラレル信号に変換して、メモリコントロー
ラ３０２を通して、メモリ３０３を駆動する。メモリ３
０３から読み出されたデータは同様にして、ＩＣメモリ
カード用端末２００のデータ処理回路２０１に伝達され
る。

【０００９】電源は発振回路２０３がコイル２０５を駆
動し、電磁結合により、コイル２０６から得られた発振
出力から整流を行い、定電圧回路３０５を通してＩＣメ
モリカード３００の電源として供給する。

【００１０】図６は従来の電磁結合方式を用いた非接触
メモリカードシステムのＩＣメモリカード用端末２００
とＩＣメモリカード３００の間のデータ転送を行う部分
の回路図であり、例えば上記コイル制御回路２０２，３
０１及びコイル２０５，２０６において、データ転送部
として用いられる。

【００１１】図６において、データ転送部は、パラレル
入力をシリアル出力に変換するシフトレジスタ１０、シ
リアル出力を駆動するドライバ１３、電磁誘導により結
合されたコイル１４，１５、負電圧除去用ダイオード３
３、信号を増幅するディテクタ１６、ロウパスフィルタ
１８、シリアル入力をパラレル信号に変換するシフトレ
ジスタ２０から構成される。

【００１２】パラレルの入力はシフトレジスタ１０に入
力され、入力されたデータはクロックに同期してシフト
レジスタ１０よりシリアルに出力される。このシリアル
出力はドライバ１３を通してＡＭ変調によりプリント基
板上に形成されたコイル１４を駆動する。電磁誘導で結
合したコイル１５はコイル１４から信号を受け取る。コ
イル１５両端の信号はダイオード３３により負電圧が除
去され、ディテクタ１６に入力される。

【００１３】ディテクタ１６は受け取った信号を増幅
し、ロウパスフィルタ１８により復調してシリアルにシ
フトレジスタ２０に入力される。この入力された信号は
パラレル信号としてシフトレジスタ２０より取り出され
る。

【００１４】ところが、このような従来の非接触カード
の転送装置にあっては、１対のコイル間でデータのシリ
アル信号を“１”か“０”の２値で転送を行っているた
め、以下のような課題があった。

【００１５】すなわち、データがシリアルであるため、
大量のデータを送ろうとすると、転送に時間がかかる。
また、コイルの数を増やして、並列に転送を行えば、転
送速度は速くなるがコイルを並べるため、ΡＣＢ（prin
ted circuit board：プリント回路基板）の面積が必要
となり、小型のカード等では適用できない。

【００１６】上記問題点を解決できるものとして、本出
願人は先に「非接触データ転送装置」（特願平９−３２
１２２９）を出願した。

【００１７】先願に係る非接触データ転送装置では、デ
ータ転送信号を多値化し、該多値化に対応した信号レベ
ルを発生する多値化手段と、多値化された信号レベルを
コイルの電磁結合により転送する転送手段と、転送され
た信号レベルを所定の基準電圧と比較して多値化信号に
戻し、該多値化信号を元のデータ転送信号に変換する変
換手段とを備えて構成することにより、同一のコイル面
積で例えば２倍の転送速度を得ることができ、高速な非
接触データ転送装置及びメモリカードを低価格で実現す
ることが可能になった。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この装置で
は、メモリ部と非接触データ転送部のコイル間の距離が
変化すると、コイルの結合状態が変化し、伝送信号レベ
ルも変化するため、受信側にて電圧レベルの判定を誤
り、データが不正なものとなるおそれがある。また、コ
イル巻数比のばらつきや電源変動などの回路の特性変化
の影響を受けやすいという課題があった。

【００１９】本発明では、コイル間の距離が変化し、伝
送信号の電圧レベルが変化しても影響を受けることな
く、また、電源電圧の変動や回路の経時変化などによる
環境変化に強く安定で信頼性の高い非接触データ転送装
置及びメモリカードを提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る非接触デー
タ転送装置は、コイルの電磁結合によりデータ転送を行
う非接触データ転送装置において、データ転送信号を、
周波数を変化させることにより多値化する手段と、周波
数の変化により多値化された信号をコイルの電磁結合に
より転送する転送手段と、転送された信号を多値化信号
に復元し、該多値化信号を元のデータ転送信号に変換す
る変換手段とを備えて構成する。

【００２１】本発明に係る非接触データ転送装置は、コ
イルの電磁結合によりデータ転送を行う非接触データ転
送装置において、データ転送信号を、搬送波を位相変化
させることにより多値化する手段と、位相変化により多
値化された信号をコイルの電磁結合により転送する転送
手段と、転送された信号を多値化信号に復元し、該多値
化信号を元のデータ転送信号に変換する変換手段とを備
えて構成する。

【００２２】上記多値化手段は、周波数又は位相変化に
より多値化し、さらに信号レベルを変化させるものであ
ってもよい。

【００２３】上記データ転送信号は、４値のデジタル信
号であってもよく、また、上記多値は、４値であっても
よい。

【００２４】本発明に係るメモリカードは、メモリ部
と、コイルの電磁結合によりデータ転送を行う非接触デ
ータ転送部とを備え、非接触データ転送部によりアドレ
ス及びデータを送受信するメモリカードにおいて、非接
触データ転送部が、請求項１、２、３又は４に記載の非
接触データ転送装置であることを特徴とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。 第１の実施形態 図１は本発明の第１の実施形態に係る非接触データ転送
装置の構成を示す回路図である。

【００２６】図１において、非接触データ転送装置３０
は、パラレルの奇数データをシリアル出力に変換するシ
フトレジスタ３１、パラレルの偶数データをシリアル出
力に変換するシフトレジスタ３２、シフトレジスタ３１
のシリアル出力Ｓ0とシフトレジスタ３２のシリアル出
力Ｓ1をデコードしデコード出力ａ，ｂ，ｃ，ｄを出力
するデコーダ３３、４種類の異なる発振周波数ｆ0，ｆ
1，ｆ2，ｆ3の正弦波を発振する正弦波発振器３４〜３
７、デコード出力ａ，ｂ，ｃ，ｄにより正弦波発振器３
４〜３７出力を接続するアナログスイッチ（トランスミ
ッションゲート）３８〜４１、アナログスイッチ３８〜
４１でスイッチングされた正弦波発振器３４〜３７出力
でコイル４３を駆動するドライバ４２、ドライバ４２に
より駆動されるコイル４３、コイル４３と電磁誘導によ
り結合されたコイル４４、一定の振幅レベルの信号に増
幅するディテクタ４５、４種類の発振周波数ｆ0，ｆ1，
ｆ2，ｆ3に同調した４つの帯域通過型フィルタ４６〜４
９、帯域通過型フィルタ４６〜４９の出力ｆ0，ｆ1，ｆ
2，ｆ3を２値のシリアルデータＳ0’，Ｓ1’に変換する
デコーダ５０、２値のシリアルデータＳ0’を奇数のパ
ラレルデータに変換するシフトレジスタ５１、２値のシ
リアルデータＳ1’を偶数のパラレルデータに変換する
シフトレジスタ５２から構成される。

【００２７】上記正弦波発振器３４〜３７及びアナログ
スイッチ３８〜４１は、全体としてＦＳＫ（Frequency
Shift Keying）変調回路５３を構成する。

【００２８】シフトレジスタ３１にはパラレルの奇数デ
ータＤ1，Ｄ3，Ｄ5，Ｄ7が入力され、シフトレジスタ３
２にはパラレルの偶数データＤ0，Ｄ2，Ｄ4，Ｄ6が入力
される。シフトレジスタ３１とシフトレジスタ３２のシ
リアル出力はデコーダ３３に入力され、デコーダ３３で
デコードされた出力は、ＦＳＫ変調回路５３に入力され
る。

【００２９】ＦＳＫ変調回路５３は、伝送するデータ値
の変化を周波数の変化としてドライバ４２に出力する。

【００３０】ドライバ４２は、４値に対応してＦＳＫ変
調されたＦＳＫ変調回路５３出力でコイル４３を駆動す
る。

【００３１】コイル４３と電磁結合したコイル４４は、
コイル４３からの信号を受け取り、受け取った信号はデ
ィテクタ４５に入力される。

【００３２】ディテクタ４５は、コイル４４の出力に接
続され、コイル４４で受信した信号を増幅し一定の振幅
にして帯域通過型フィルタ４６〜４９に出力する。

【００３３】帯域通過型フィルタ４６の中心周波数は、
正弦波発振器３４の発振周波数ｆ0に一致しており、同
様に、帯域通過型フィルタ４７の中心周波数は、正弦波
発振器３５の発振周波数ｆ1に、帯域通過型フィルタ４
８の中心周波数は、正弦波発振器３６の発振周波数ｆ2
に、帯域通過型フィルタ４９の中心周波数は、正弦波発
振器３７の発振周波数ｆ3にそれぞれ一致させる。これ
ら帯域通過型フィルタ４６〜４９により、受信信号の周
波数差を弁別する。

【００３４】復調されたデータはデコーダ５０に入力さ
れ、デコーダ５０で２値のシリアルデータに変換され
て、シフトレジスタ５１，５２に入力される。シフトレ
ジスタ５１からは奇数のパラレルデータが、シフトレジ
スタ５２からは偶数のパラレルデータが出力される。

【００３５】本実施形態に係る非接触データ転送装置
は、例えば、前記図５に示す非接触メモリカードシステ
ムのＩＣメモリカード用端末２００とＩＣメモリカード
３００の間のデータ転送部であるコイル制御回路２０
２，３０１及びコイル２０５，２０６において適用する
ことができる。

【００３６】以下、上述のように構成された非接触デー
タ転送装置の動作を説明する。

【００３７】図２は非接触データ転送装置の動作を説明
するためのタイミングチャートであり、図中の番号は図
１の各部の信号にそれぞれ対応する。

【００３８】パラレルの奇数データＤ1，Ｄ3，Ｄ5，Ｄ7
がシフトレジスタ３１に入力され、パラレルの偶数デー
タＤ0，Ｄ2，Ｄ4，Ｄ6がシフトレジスタ３２に入力され
た後、クロックがそれぞれのシフトレジスタ３１，３２
に入力されると、シフトレジスタ３１，３２は、クロッ
クに同期した２ビットのシリアルデータＳ0，Ｓ1を出力
する。このシリアル出力は、表１の真理値表のＳ0，Ｓ1
で示される。

【００３９】

【表１】

【００４０】このシリアル出力Ｓ0，Ｓ1はデコーダ３３
に入力され、デコーダ３３は、シリアル出力Ｓ0，Ｓ1を
基に、表１に示す真理値表に従ったデコードを行ってデ
コード出力ａ，ｂ，ｃ，ｄを出力する。デコード出力
ａ，ｂ，ｃ，ｄは、ＦＳＫ変調回路５３のアナログスイ
ッチ３８〜４１の制御端子に入力される。一方、正弦波
発振器３４〜３７では、４種類の異なる発振周波数ｆ
0，ｆ1，ｆ2，ｆ3の正弦波を発振しており、アナログス
イッチ３８〜４１の入力端子に出力されている。

【００４１】ＦＳＫ変調回路５３では、デコード出力
ａ，ｂ，ｃ，ｄとアナログスイッチ３８〜４１により常
にただ一つの発振器が選択されるため、転送するデータ
の値の変化は周波数の変化に置き換わる。例えば、シリ
アル出力Ｓ0が“１”で、シリアル出力Ｓ1が“１”のと
き、表１に示す真理値表に従ってデコード出力ｄのみが
“１”となり、これによりアナログスイッチ４１がオン
して発振周波数ｆ3の正弦波を発振する正弦波発振器３
７の出力がドライバ４２に出力される。他のシリアル出
力Ｓ0，Ｓ1についても同様に、データの値の変化は周波
数の変化に置き換えられる。このようにして、ＦＳＫ変
調回路５３はＦＳＫ変調を行い、変調後の信号はドライ
バ４２に出力される。

【００４２】ドライバ４２は、４値に対応してＦＳＫ変
調されたＦＳＫ変調回路５３出力でコイル４３を駆動し
て送信する。

【００４３】コイル４３はコイル４４と電磁結合してお
り、コイル４４では受信した信号をディテクタ４５に出
力する。

【００４４】ディテクタ４５では、受信した信号を増幅
し一定の振幅にして帯域通過型フィルタ４６〜４９に出
力する。ドライバ４２入力とディテクタ４５出力は、図
２に示すように、周波数の差として伝送されるため、コ
イル４３とコイル４４間の距離変化による伝送信号の電
圧レベルの変化は非常に小さい。

【００４５】帯域通過型フィルタ４６〜４９は、ディテ
クタ４５で増幅された信号の周波数差を弁別し、弁別出
力ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’をデコーダ５０に出力する。
すなわち、各帯域通過型フィルタ４６〜４９の中心周波
数は、送信側の正弦波発振器３４〜３７の発振周波数ｆ
0，ｆ1，ｆ2，ｆ3と１対１に対応するため、帯域通過型
フィルタ４６〜４９の４つの出力ａ’，ｂ’，ｃ’，
ｄ’のうち、ただ一つだけが“１”となり、残りは
“０”となる。例えば、上述した例では、送信側の周波
数ｆ3の正弦波を発振する正弦波発振器３７に対応す
る、帯域通過型フィルタ４９の出力ｄ’のみが“１”と
なり、他の帯域通過型フィルタ４６〜４８の出力ａ’，
ｂ’，ｃ’は“０”となる。

【００４６】デコーダ５０は、帯域通過型フィルタ４６
〜４８の出力ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’を基に、表１に示
す真理値表のａ，ｂ，ｃ，ｄを入力としてデコード出力
Ｓ0，Ｓ1を出力するというように、送信側のデコート３
３とは逆のデコードを行って２値の信号Ｓ0’，Ｓ1’を
出力する。この対応関係は、図２のタイミングチャート
により示される。

【００４７】デコードした信号Ｓ0’はシフトレジスタ
５１に、またデコードした信号Ｓ1’はシフトレジスタ
５２にそれぞれ入力される。信号Ｓ0’，Ｓ1’は、クロ
ックが入るたびにシリアルに順次入力され、入力が完了
した後、奇数のパラレルデータＤ1，Ｄ3，Ｄ5，Ｄ7がシ
フトレジスタ５１から、偶数のパラレルデータＤ0，Ｄ
2，Ｄ4，Ｄ6がシフトレジスタ５２から出力される。

【００４８】以上説明したように、第１の実施形態に係
る非接触データ転送装置３０は、パラレルデータをシリ
アル出力に変換するシフトレジスタ３１，３２、シフト
レジスタ３１，３２のシリアル出力Ｓ0，Ｓ1をデコード
しデコード出力ａ，ｂ，ｃ，ｄを出力するデコーダ３
３、４種類の発振周波数ｆ0，ｆ1，ｆ2，ｆ3の正弦波を
発振する正弦波発振器３４〜３７、正弦波発振器３４〜
３７出力を接続するアナログスイッチ３８〜４１、アナ
ログスイッチ３８〜４１でスイッチングされた正弦波発
振器３４〜３７出力でコイル４３を駆動するドライバ４
２、コイル４３と電磁誘導により結合されたコイル４
４、一定の振幅レベルの信号に増幅するディテクタ４
５、４種類の発振周波数ｆ0，ｆ1，ｆ2，ｆ3に同調した
４つの帯域通過型フィルタ４６〜４９、帯域通過型フィ
ルタ４６〜４９の出力ｆ0，ｆ1，ｆ2，ｆ3を２値のシリ
アルデータＳ0’，Ｓ1’に変換するデコーダ５０、２値
のシリアルデータＳ0’，Ｓ1’をパラレルデータに変換
するシフトレジスタ５１，５２を備え、入力信号値の変
化を周波数の変化として伝送するように構成したので、
コイル４３とコイル４４間の距離が変化し、伝送信号の
電圧レベルが変化してもその影響を受け難い。また、周
波数の変化は、電圧レベルの変化よりも高い精度で管理
でき、電源電圧の変動や回路の経時変化などによる環境
の変化にも強いため、より安定で信頼性の高い多値デー
タ転送装置を実現することができる。

【００４９】また、４値の信号を転送することができる
ため、従来の２値で転送する方式に較べて同一のコイル
面積で２倍の転送速度を得ることができ、高速な非接触
データ転送装置を実現することができる。

【００５０】ここで、本回路のみでは片方向の送受信し
かできないが、同一の回路を付け加えることにより双方
向の送受信も可能である。

【００５１】なお、本実施形態では、４値の信号を転送
するようにしているが、伝送信号の周波数変化は４通り
以上、例えば８，１６通りなどでもよい。また、ＦＳＫ
変調・復調方式は図１の構成以外のものでもよい。 第２の実施形態 図３は本発明の第２の実施形態に係る非接触データ転送
装置の構成を示す回路図である。本実施形態の説明にあ
たり図１と同一構成部分には同一符号を付して重複部分
の説明を省略する。

【００５２】図３において、非接触データ転送装置６０
は、パラレルの奇数データをシリアル出力に変換するシ
フトレジスタ３１、パラレルの偶数データをシリアル出
力に変換するシフトレジスタ３２、一定の周波数の正弦
波を発生するキャリア発振器（搬送波発振器）６１、キ
ャリア発振器６１の周波数の位相を９０°進ませる９０
°移相器６２、９０°移相器６２を通したキャリア発振
器６１の出力とシフトレジスタ３１のシリアル出力Ｓ0
とを合成して変調する平衡変調器６３、キャリア発振器
６１の出力とシフトレジスタ３２のシリアル出力Ｓ1と
を合成して変調する平衡変調器６４、ＰＳＫ変調した平
衡変調器６３，６４出力でコイル４３を駆動するドライ
バ４２、ドライバ４２により駆動されるコイル４３、コ
イル４３と電磁誘導により結合されたコイル４４、一定
の振幅レベルの信号に増幅するディテクタ４５、ディテ
クタ４５出力からＰＳＫ変調した信号を検波する同期検
波器６５，６６、搬送波を再生するキャリア再生回路６
７、キャリア再生回路６７により復元したキャリア信号
の位相を９０°進ませる９０°移相器６８、同期検波器
６５出力Ｓ0’を所定値と比較して２値の信号レベルに
対応したデジタルデータＳ01，Ｓ02として出力するコン
パレータ部６９、同期検波器６６出力Ｓ1’を所定値と
比較して２値の信号レベルに対応したデジタルデータＳ
11，Ｓ12として出力するコンパレータ部７０、コンパレ
ータ部６９，７０からの４種類のデータＳ01，Ｓ02，Ｓ
11，Ｓ12を２値のシリアルデータＳ0”，Ｓ1”に変換す
るデコーダ７１、２値のシリアルデータＳ0’を奇数の
パラレルデータに変換するシフトレジスタ５１、２値の
シリアルデータＳ1’を偶数のパラレルデータに変換す
るシフトレジスタ５２から構成される。

【００５３】上記キャリア発振器６１、９０°移相器６
２及び平衡変調器６３，６４は、全体としてＰＳＫ（Ph
ase Shift Keying）変調回路７２を構成し、また、上記
同期検波器６５，６６、キャリア再生回路６７及び９０
°移相器６８は、全体としてＰＳＫ復調回路７３を構成
する。

【００５４】シフトレジスタ３１にはパラレルの奇数デ
ータＤ1，Ｄ3，Ｄ5，Ｄ7が入力され、シフトレジスタ３
２にはパラレルの偶数データＤ0，Ｄ2，Ｄ4，Ｄ6が入力
される。シフトレジスタ３１とシフトレジスタ３２のシ
リアル出力Ｓ0，Ｓ1は、ＰＳＫ変調回路７２に入力され
る。

【００５５】ＰＳＫ変調回路７２は、伝送するデータ値
の変化をキャリアの位相変化としてドライバ４２に出力
する。

【００５６】ドライバ４２は、４値に対応してＰＳＫ変
調されたＰＳＫ変調回路７２出力でコイル４３を駆動す
る。

【００５７】コイル４３と電磁結合したコイル４４は、
コイル４３からの信号を受け取り、受け取った信号はデ
ィテクタ４５に入力される。

【００５８】ディテクタ４５は、コイル４４の出力に接
続され、コイル４４で受信した信号を増幅し一定の振幅
にしてＰＳＫ復調回路７３の同期検波器６５，６６及び
キャリア再生回路６７に出力する。

【００５９】キャリア再生回路６７は、キャリア信号を
復元し、復元したキャリア信号は、９０°移相器６８を
通して同期検波器６５に入力されるとともに、同期検波
器６６に入力される。

【００６０】同期検波器６５，６６は、これらキャリア
信号からＰＳＫ変調した信号を復調する。

【００６１】復調された同期検波器６５，６６の出力
は、それぞれコンパレータ部６９，７０を通してデコー
ダ７１に入力され、デコーダ７１で２値のシリアルデー
タに変換されて、シフトレジスタ５１，５２に入力され
る。シフトレジスタ５１からは奇数のパラレルデータ
が、シフトレジスタ５２からは偶数のパラレルデータが
出力される。

【００６２】コンパレータ部６９，７０は、コンパレー
タ７４，７５及びコンパレータ７６，７７からなり、２
種類の基準電圧Ｖｔｈ0，Ｖｔｈ1はコンパレータ７４，
７５及びコンパレータ７６，７７の一方の入力端子に各
々接続される。コンパレータ７４，７５の他方の入力端
子は同期検波器６５の出力Ｓ0’に接続され、コンパレ
ータ７６，７７の他方の入力端子は同期検波器６６の出
力Ｓ1’に接続される。コンパレータ７４，７５，７
６，７７の比較結果は、コンパレータ部６９，７０出力
Ｓ01，Ｓ02，Ｓ11，Ｓ12としてデコーダ７１に出力され
る。

【００６３】以下、上述のように構成された非接触デー
タ転送装置の動作を説明する。

【００６４】図４は非接触データ転送装置の動作を説明
するためのタイミングチャートであり、図中の番号は図
３の各部の信号にそれぞれ対応する。なお、この図では
位相変化を分かりやすくするため、ドライバ４２入力及
びディテクタ４５の出力の波形は、伝送データ（Ｓ0，
Ｓ1）＝（０，０）時の位相を基準（０°）として示し
ている。実際には、データ値が一定である各区間におい
てそれぞれ４５°進めた位相となる。

【００６５】パラレルの奇数データＤ1，Ｄ3，Ｄ5，Ｄ7
がシフトレジスタ３１に入力され、パラレルの偶数デー
タＤ0，Ｄ2，Ｄ4，Ｄ6がシフトレジスタ３２に入力され
た後、クロックがそれぞれのシフトレジスタ３１，３２
に入力されると、シフトレジスタ３１，３２は、クロッ
クに同期した２ビットのシリアルデータＳ0，Ｓ1を出力
する。パラレル入力のデータを２つのシフトレジスタを
用いて２ビットのシリアルデータＳ0，Ｓ1とするのは、
第１の実施形態の場合と同様である。

【００６６】シリアルデータＳ0，Ｓ1は、ＰＳＫ変調回
路７２に入力され、ここでＰＳＫ変調される。

【００６７】すなわち、キャリア発振器６１では、一定
の周波数の正弦波を発生しキャリアとして９０°移相器
６２及び平衡変調器６４に出力する。９０°移相器６２
は、キャリア発生器６１のキャリア周波数の位相を９０
°進め、９０°進んだ波を平衡変調器６３に出力する。

【００６８】平衡変調器６３は、シフトレジスタ３１の
シリアル出力Ｓ0の値が“０”のときは位相差９０°、
また、“１”のときは位相差２７０°の信号を出力す
る。また、平衡変調器６４は、シフトレジスタ３２のシ
リアル出力Ｓ1の値が“０”のときは位相差０°、ま
た、“１”のときは位相差１８０°の信号を出力する。
このシリアル出力Ｓ0，Ｓ1に対する伝送信号の位相は、
表２（伝送信号の位相配置表）で示される。

【００６９】

【表２】

【００７０】平衡変調器６３の信号と平衡変調器６４の
信号とを加算して、表２の真理値表に示すように、入力
Ｓ0，Ｓ1の値によって４通りの位相の波形を作成し、Ｐ
ＳＫ変調を行う。変調後の信号は、ドライバ４２により
コイル４３を駆動して送信する。

【００７１】コイル４３はコイル４４と電磁結合してお
り、コイル４４では受信した信号をディテクタ４５に出
力する。

【００７２】ディテクタ４５では、受信した信号を増幅
し一定の振幅にしてＰＳＫ復調回路７３の同期検波器６
５，６６及びキャリア再生回路６７に出力する。ドライ
バ４２入力とディテクタ４５出力は、図４に示すよう
に、キャリアの位相変化として伝送されるため、コイル
４３とコイル４４間の距離変化による伝送信号の電圧レ
ベルの変化は非常に小さい。

【００７３】ＰＳＫ復調回路７３では、同期検波器６
５，６６及びキャリア再生回路６７を用いて位相差を弁
別する。

【００７４】具体的には、同期検波器６５，６６は、デ
ィテクタ４５出力と復元したキャリア信号からＰＳＫ変
調した信号を復調し、信号Ｓ0’，Ｓ1’を出力する。こ
こで、上記入力した２つの信号間の位相差が９０°，２
７０°の場合には０を、位相差が０°の場合には正の電
圧を、位相差が１８０°の場合には負の電圧をそれぞれ
出力する。

【００７５】同期検波器６５は、キャリア再生回路６７
によって復元したキャリアの位相を９０°進めた信号を
基準として、ディテクタ４５出力との位相差に応じた電
圧を出力する。すなわち、ディテクタ４５出力の位相が
９０°のときは“＋Ｖ（Ｖは電圧を表す）”を、位相が
２７０°のときは“−Ｖ”を出力する。同様に、同期検
波器６６は、キャリア再生回路６７によって復元したキ
ャリアの位相を基準として、ディテクタ４５出力との位
相差に応じた電圧を出力する。すなわち、ディテクタ４
５出力の位相が０°のときは“＋Ｖ”を、位相が１８０
°のときは“−Ｖ”を出力する。

【００７６】同期検波器６５の出力Ｓ0’は、コンパレ
ータ部６９に入力され、同期検波器６６の出力Ｓ1’
は、コンパレータ部７０に入力される。コンパレータ部
６９は、コンパレータ７４，７５によって、入力Ｓ0’
を２種類の基準電圧Ｖｔｈ0，Ｖｔｈ1と比較することに
より表３（入力電圧に対する出力値表）で示される出力
Ｓ01，Ｓ02を出力する。ここで、コンパレータ部６９の
２つのコンパレータ７４，７５は、しきい値Ｖｔｈ0，
Ｖｔｈ1を、＋Ｖ＞Ｖｔｈ0＞０＞Ｖｔｈ1＞−Ｖとなる
ように設定しておく。コンパレータ部７０についても全
く同様であり、出力Ｓ11，Ｓ12を出力する。

【００７７】

【表３】

【００７８】デコーダ７１は、コンパレータ部６９，７
０出力Ｓ01，Ｓ02，Ｓ11，Ｓ12を基に、表４に示す真理
値表のＳ01，Ｓ02，Ｓ11，Ｓ12を入力としてデコード出
力Ｓ0”，Ｓ1”を出力する。この対応関係は、図４のタ
イミングチャートにより示される。これによって、受信
した４通りの位相差の信号を復調し、２ビットのシリア
ル信号Ｓ0”，Ｓ1”を得る。

【００７９】

【表４】

【００８０】シリアル信号Ｓ0”はシフトレジスタ５１
に、またデコードした信号Ｓ1”はシフトレジスタ５２
に、クロックが入るたびにシリアルで順次入力され、入
力が完了した後、奇数のパラレルデータＤ1，Ｄ3，Ｄ
5，Ｄ7がシフトレジスタ５１から、偶数のパラレルデー
タＤ0，Ｄ2，Ｄ4，Ｄ6がシフトレジスタ５２から出力さ
れる。

【００８１】以上説明したように、第２の実施形態に係
る非接触データ転送装置６０は、キャリア発振器６１、
９０°移相器６２及び平衡変調器６３，６４からなるＰ
ＳＫ変調回路７２と、同期検波器６５，６６、キャリア
再生回路６７及び９０°移相器６８からなるＰＳＫ復調
回路７３とを備え、入力信号値の変化を位相の変化とし
て伝送するように構成したので、第１の実施形態と同様
に、コイル４３とコイル４４間の距離が変化し、伝送信
号の電圧レベルが変化してもその影響を受け難い。ま
た、位相の変化は、電圧レベルの変化よりも高い精度で
管理でき、電源電圧の変動や回路の経時変化などによる
環境の変化にも強いため、より安定で信頼性の高い多値
データ転送装置を実現することができる。

【００８２】ここで、第１の実施形態と同様に、同一の
回路を付け加えることにより双方向の送受信も可能であ
る。

【００８３】なお、本実施形態では、４値の信号を転送
するようにしているが、伝送信号の位相変化は４通り以
上、例えば８，１６通りなどでもよい。また、ＰＳＫ変
調・復調方式は図１の構成以外のものでもよい。

【００８４】このように、上記各実施形態に係る非接触
データ転送装置は、多値化によって転送速度を大幅に向
上させることができるとともに、信頼性が大幅に向上さ
せることができ、種々のデジタル回路内部に搭載するこ
とができるという優れた特長を有する。

【００８５】なお、上記各実施形態では８ビットのデジ
タル信号を転送する回路について述べたが、同様の方法
により８ビット以外のデジタル信号であっても適用でき
る。

【００８６】また、４値の信号レベルとしているが、勿
論これには限定されず、２値以外の例えば３値でもよ
い。また、信号のデコードはどのような方法でもよい。

【００８７】また、上記非接触データ転送装置は、メモ
リカード等の非接触データ転送部に適用することができ
るが、非接触データ転送を行うものであればどのような
装置にも適用できることは言うまでもない。例えば、パ
ーソナルコンピュータの増設メモリ、外部記憶メモリ等
のメモリカードのデータ転送部に適用することができ
る。また、本実施形態に係る非接触データ転送装置が装
置内部に組み込まれて設置されていてもよいし、あるい
は独立した装置に適用してもよい。

【００８８】さらに、上記非接触データ転送装置及び変
復調器を構成する発振器やフィルタの種類や個数、接続
状態等は上記各実施形態に限定されない。

【００８９】

【発明の効果】本発明に係る非接触データ転送装置及び
メモリカードでは、データ転送信号を、周波数を変化さ
せることにより多値化する手段と、周波数の変化により
多値化された信号をコイルの電磁結合により転送する転
送手段と、転送された信号を多値化信号に復元し、該多
値化信号を元のデータ転送信号に変換する変換手段とを
備えて構成したので、コイル間の距離が変化し、伝送信
号の電圧レベルが変化しても影響を受けることなく、ま
た、電源電圧の変動や回路の経時変化などによる環境変
化に強く安定で信頼性の高い非接触データ転送装置及び
メモリカードを実現することができる。

【００９０】本発明に係る非接触データ転送装置及びメ
モリカードでは、データ転送信号を、搬送波を位相変化
させることにより多値化する手段と、位相変化により多
値化された信号をコイルの電磁結合により転送する転送
手段と、転送された信号を多値化信号に復元し、該多値
化信号を元のデータ転送信号に変換する変換手段とを備
えて構成したので、コイル間の距離が変化し、伝送信号
の電圧レベルが変化しても影響を受けることなく、ま
た、電源電圧の変動や回路の経時変化などによる環境変
化に強く安定で信頼性の高い非接触データ転送装置及び
メモリカードを実現することができる。

【００９１】したがって、同一のコイル面積で例えば２
倍の転送速度を得ることができ、高速な非接触データ転
送装置及びメモリカードが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した第１の実施形態に係る非接触
データ転送装置の構成を示す回路図である。

【図２】上記非接触データ転送装置の動作を説明するた
めのタイミングチャートである。

【図３】本発明を適用した第２の実施形態に係る非接触
データ転送装置の構成を示す回路図である。

【図４】上記非接触データ転送装置の動作を説明するた
めのタイミングチャートである。

【図５】従来の非接触メモリカードシステムの全体構成
を示すブロック図である。

【図６】従来の電磁結合方式を用いた非接触メモリカー
ドシステムのコイル制御回路のデータ転送部の回路図で
ある。

【符号の説明】

３０，６０ 非接触データ転送装置、３１，３２，５
１，５２ シフトレジスタ、３３，５０ デコーダ、３
４〜３７ 正弦波発振器、３８〜４１ アナログスイッ
チ、４２ ドライバ、４３，４４ コイル、４５ ディ
テクタ、４６〜４９ 帯域通過型フィルタ、５３ ＦＳ
Ｋ変調回路、６１ キャリア発振器、６２，６８ ９０
°移相器、６３，６４ 平衡変調器、６５，６６ 同期
検波器、６７ キャリア再生回路、６９，７０ コンパ
レータ部６９，７０、７２ ＰＳＫ変調回路、７３ Ｐ
ＳＫ復調回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B035 BB09 CA23 5B058 CA17 CA23 5K012 AB03 AB11 AC06 AC09 AC11 BA03 BA18 5K029 AA01 DD04 FF02 GG03 GG07 HH21 JJ04 LL17

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルの電磁結合によりデータ転送を行
   う非接触データ転送装置において、 データ転送信号を、周波数を変化させることにより多値
   化する手段と、 周波数の変化により多値化された信号をコイルの電磁結
   合により転送する転送手段と、 転送された信号を多値化信号に復元し、該多値化信号を
   元のデータ転送信号に変換する変換手段とを備えたこと
   を特徴とする非接触データ転送装置。
2. 【請求項２】 コイルの電磁結合によりデータ転送を行
   う非接触データ転送装置において、 データ転送信号を、搬送波を位相変化させることにより
   多値化する手段と、 位相変化により多値化された信号をコイルの電磁結合に
   より転送する転送手段と、 転送された信号を多値化信号に復元し、該多値化信号を
   元のデータ転送信号に変換する変換手段とを備えたこと
   を特徴とする非接触データ転送装置。
3. 【請求項３】 前記データ転送信号は、 ４値のデジタル信号であることを特徴とする請求項１又
   は２何れかに記載の非接触データ転送装置。
4. 【請求項４】 前記多値は、 ４値であることを特徴とする請求項１、２又は３の何れ
   かに記載の非接触データ転送装置。
5. 【請求項５】 メモリ部と、コイルの電磁結合によりデ
   ータ転送を行う非接触データ転送部とを備え、前記非接
   触データ転送部によりアドレス及びデータを送受信する
   メモリカードにおいて、 前記非接触データ転送部は、請求項１、２、３又は４に
   記載の非接触データ転送装置であることを特徴とするメ
   モリカード。