JP2002078247A - 電磁場受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁場受信装置の動作可能領域の拡大を図
る。 【解決手段】 アンテナ回路２０，２１は、電磁場送信
装置１から送信された電磁波を受信する。整流回路２２
は、アンテナ回路２０，２１で受信した電磁波から自装
置の駆動用電力を得る。定電圧回路２３は、整流回路２
２の出力電圧を定電圧化する。インピーダンス制御回路
３１は、整流回路２２の出力電圧が所望の電圧設定値と
なるよう自装置のインピーダンスを変化させる制御動作
を繰り返し行い、電磁場送信装置１からの受信電力量を
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁誘導を用いて
非接触状態で電力供給を行うリーダライタ等の電磁場送
信装置と非接触ＩＣカード等の電磁場受信装置とからな
る非接触通信システムに係り、特に自装置のインピーダ
ンスを動的に変化させることにより、電磁場送信装置か
らの受信電力量を制御することができる電磁場受信装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、非接触型のＩＣカードやＲＦタグ
に代表される、電磁誘導を用いて電力伝送と通信を行う
電磁場受信装置が注目されている。電磁場受信装置は、
電池を内蔵せず、リーダライタ等の電磁場送信装置から
電磁誘導により供給される電力を用いて内部回路を駆動
し、内部処理および通信動作を行う。電力伝送に電磁誘
導を利用する利点としては、電磁場送信装置と通信する
際に、機械的な接触端子が不要なため、端子の接触不良
等の故障が少ないという点がある。さらに、電磁場送信
装置に挿入したり、電磁場送信装置と有線接続したりす
る必要が無く、電磁場送信装置にかざして使用すればよ
いので、使い勝手が良く、操作性に優れているという点
が挙げられる。

【０００３】電磁場受信装置は、高いセキュリティを実
現する手段として、本人認証や電子決済等のサービスで
の利用が期待されている。しかし、このような高度な処
理を行うには、複雑な演算処理や暗号処理等の高機能な
動作が必要となり、ＩＣチップ内部のＣＰＵが高速に演
算処理を行ったり、専用演算回路が動作したりするため
に、ＩＣチップの消費電力が大きくならざるを得ない。
しかるに、電磁誘導を用いて電力伝送を行う電磁場受信
装置では、電波法等の法規によって電磁場送信装置の出
力が制限されていたり、電磁場送信装置と電磁場受信装
置のインピーダンスの整合が狭い範囲内でしか効率が高
くなく、電磁場受信装置の電力受信効率が低かったりす
るために、往々にして電磁場受信装置の電力が不足し、
操作が制限されていた。

【０００４】すなわち、電磁場受信装置を電磁場送信装
置から離れた状態で使用するなどの高い操作性と、電磁
場受信装置にて高機能な処理を行うことは相反する関係
にある。実際、電子マネー等のサービスで使用する高機
能処理を行う非接触ＩＣカードでは、電磁場送信装置に
密着した状態でしか動作せず、入退室管理サービス等で
使用するＩＤカード等の低機能な非接触ＩＣカードし
か、かざして使用する等の高い操作性を得ることはでき
なかった。電磁場受信装置の特長のひとつは、電磁場送
信装置から離れた状態で操作できることにあるため、こ
のように電磁場受信装置が動作できる範囲が狭いと、利
用者にとっては不便であり、また誤動作の原因であっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
電磁場受信装置では、電磁場送信装置から電力供給を受
けて動作することができる動作可能領域が狭いという問
題点があった。本発明は、上記課題を解決するためにな
されたもので、通信距離や対向角度の幅広い範囲におい
て電力伝送の効率を高めることにより、動作可能領域の
拡大を図ることができる電磁場受信装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、電磁場送信装
置から送信された電磁波を受信するアンテナ回路（２
０，２１）と、このアンテナ回路で受信した前記電磁波
から自装置の駆動用電力を得る整流回路（２２）と、こ
の整流回路の出力電圧を定電圧化する定電圧回路（２
３）とを備え、電磁誘導を用いて非接触状態で前記電磁
場送信装置から電力供給を受ける電磁場受信装置におい
て、前記電磁場送信装置から見た自装置のインピーダン
スを変化させるインピーダンス制御回路（３１）を有
し、このインピーダンス制御回路は、前記整流回路の出
力電圧が所望の電圧設定値となるよう前記自装置のイン
ピーダンスを変化させる制御動作を繰り返し行うことに
より、前記電磁場送信装置からの受信電力量を制御する
ものである。本発明の電磁場受信装置の動作を概して言
うと、電磁場受信装置の入出力インピーダンスを微小に
変化させた際の、整流回路の出力電圧の変動と、あらか
じめ設定した所望の電圧設定値から、あらかじめ設定し
たプログラムに基づき、整流回路の出力電圧が所望の電
圧設定値に近づくよう電磁場受信装置の入出力インピー
ダンスの微小な変化の方向を決定し、再び電磁場受信装
置の入出力インピーダンスを微小に変化させる、という
動作を連続的に行い、内部回路の消費電力量が変動した
り、電磁場送信装置と電磁場受信装置との間の距離や角
度の変動により受信電力量が変動したりしても、内部回
路の駆動に過不足ない適切な電力量を受信するよう動作
することを特徴とする。整流回路の出力電圧を検出する
のは、電磁場受信装置が受信する電力量と、電磁場受信
装置の内部回路の動作に必要な電力量との差を検知する
ためである。定電圧回路は、内部回路の駆動に必要な電
力を供給しており、内部回路の消費電力が変動しても、
その出力電圧値は一定である。この一定の出力電圧値を
得るためには、整流回路の出力電圧値はあるしきい値以
上無ければならず、そのしきい値は定電圧回路の性能に
よって決まるが、やはり一定である。よって、内部回路
の消費電力量にかかわらず、整流回路の出力電圧値が前
記しきい値以上であれば、電磁場受信装置が受信する電
力量が、内部回路の動作に必要な電力量を上回ってお
り、内部回路が駆動できると検知することができる。よ
って、該しきい値より大きく、また過剰な電力を受信し
ないような、整流回路の出力電圧値をあらかじめ電圧設
定値として設定しておき、整流回路の出力電圧を前記所
望の電圧設定値に近づけることで、内部回路の駆動に過
不足ない適切な電力量を受信する。

【０００７】また、本発明の電磁場受信装置の１構成例
として、前記インピーダンス制御回路は、容量素子と電
子スイッチとを直列に接続した直列接続回路を前記アン
テナ回路と並列に複数個配置した可変容量回路（２８）
と、前記整流回路の出力電圧を検出する電圧検出回路
（２６）と、この電圧検出回路の検出結果に基づいて、
前記整流回路の出力電圧が前記所望の電圧設定値となる
よう前記可変容量回路の各電子スイッチの状態を決定す
るプログラム回路（２７）と、このプログラム回路の決
定に従って前記可変容量回路の各電子スイッチのオン／
オフを制御するスイッチ制御回路（２９）と、前記電子
スイッチのスイッチングクロックを生成するスイッチン
グクロック生成回路（３０）とを含み、前記プログラム
回路による前記電子スイッチの状態決定と、前記スイッ
チ制御回路による前記電子スイッチの制御と、前記電圧
検出回路による前記整流回路の出力電圧検出とを１スイ
ッチングクロック毎に繰り返し行うことにより、前記イ
ンピーダンスを段階的に変化させて、前記整流回路の出
力電圧を前記所望の電圧設定値に漸近させるものであ
る。電磁場受信装置の入出力インピーダンスを変化させ
るためには、特性値が可変の容量回路もしくはインダク
タ回路を、電磁場受信装置に挿入しそれを制御すれば良
いが、実装のし易さを考慮すると可変の容量回路が良
い。また、可変容量回路の特性値をプログラム回路にて
制御するために、可変容量回路を電子スイッチで制御す
るのが良い。よって、容量素子と電子スイッチとを直列
に接続した直列接続回路をアンテナ回路と並列に複数個
配置した可変容量回路を用いるのが良い。また、本発明
の電磁場受信装置の１構成例として、前記電圧検出回路
は、１スイッチングクロック毎に前記整流回路の出力電
圧の変動を検出する出力電圧変動検出部（２６ａ）を含
み、この出力電圧変動検出部は、前記スイッチングクロ
ック生成回路から出力されたスイッチングクロックに同
期して前記整流回路の出力電圧を保持するサンプルホー
ルド回路（２６ａ−１）と、このサンプルホールド回路
によって保持された出力電圧と前記整流回路の現在の出
力電圧との大小を比較するコンパレータ（２６ａ−２）
とからなるものである。

【０００８】また、本発明の電磁場受信装置の１構成例
として、前記インピーダンス制御回路は、前記所望の電
圧設定値を含む、下限値ＶＬ及び上限値ＶＨの第１の電
圧許容範囲を設定し、｜ＶＨ−ＶＬ｜を１回の前記制御
動作による前記整流回路の出力電圧の変動量よりも大き
く設定し、前記下限値ＶＬを前記定電圧回路の出力が定
格値を得るのに最低限必要な前記整流回路の出力電圧Ｖ
ｔｈよりも大きく設定し、｜ＶＬ−Ｖｔｈ｜を１回の前
記制御動作による前記整流回路の出力電圧の変動量より
も大きく設定し、前記整流回路の出力電圧が前記第１の
電圧許容範囲内である場合に、前記制御動作を停止する
ものである。また、本発明の電磁場受信装置の１構成例
として、前記インピーダンス制御回路は、前記第１の電
圧許容範囲に加えて、下限値ＶＬ−ΔＶ２（ＶＬ−ΔＶ
２＜ＶＬ）及び上限値ＶＨ＋ΔＶ１（ＶＨ＋ΔＶ１＞Ｖ
Ｈ）の第２の電圧許容範囲を設定し、制御動作中に、前
記整流回路の出力電圧が前記第１の電圧許容範囲内に入
ったとき、前記制御動作を停止し、制御動作停止中に、
前記整流回路の出力電圧が前記第２の電圧許容範囲から
外れたとき、前記制御動作を再開するものである。

【０００９】また、本発明の電磁場受信装置の１構成例
として、前記電圧検出回路は、前記整流回路の出力電圧
を所定のしきい値と比較する出力電圧比較部（２６ｂ）
を含み、この出力電圧比較部は、前記整流回路の出力電
圧が低下するときのしきい値として前記ＶＬ−ΔＶ２が
設定され、前記整流回路の出力電圧が上昇するときのし
きい値として前記ＶＬが設定された第１のシュミットト
リガ（２６ｂ−１）と、前記整流回路の出力電圧が低下
するときのしきい値として前記ＶＨが設定され、前記整
流回路の出力電圧が上昇するときのしきい値として前記
ＶＨ＋ΔＶ１が設定された第２のシュミットトリガ（２
６ｂ−２）と、この第２のシュミットトリガの出力を論
理反転させるインバータ（２６ｂ−３）と、前記第１の
シュミットトリガの出力と前記インバータの出力の論理
和をとるＯＲ回路（２６ｂ−４）とからなるものであ
る。また、本発明の電磁場受信装置の１構成例として、
前記スイッチングクロック生成回路は、前記アンテナ回
路で誘起した電圧のクロック成分を分周して前記スイッ
チングクロックを生成するものである。また、本発明の
電磁場受信装置の１構成例として、前記アンテナ回路
は、アンテナコイル（２０）と同調回路（２１）とを含
み、前記同調回路は、前記アンテナコイルと並列に接続
された第１の容量素子（Ｃａ）と、この第１の容量素子
の後段に配置され、前記アンテナコイルと直列に接続さ
れた第２の容量素子（Ｃｂ）とからなるものである。ま
た、本発明の電磁場受信装置の１構成例において、前記
スイッチングクロックの周波数は、１ｋＨｚ以上１ＭＨ
ｚ以下である。また、本発明の電磁場受信装置の１構成
例において、前記直列接続回路の個数は、３個以上１０
０個以下である。

【００１０】

【発明の実施の形態】［実施の形態の１］以下、本発明
の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態となる非接触通信シス
テムの構成を示すブロック図である。図１の非接触通信
システムは、電磁場送信装置１と電磁場受信装置２とか
ら構成される。電磁場送信装置１は、電磁場受信装置２
への電力供給のためにデータ送信時以外のときにも無変
調のキャリア波を送信している。そして、電磁場送信装
置１と電磁場受信装置２は、データを送信するとき、キ
ャリア波を変調してデータを重畳する。

【００１１】電磁場送信装置１は、無変調のキャリア波
を発生するキャリア波発生回路１０と、キャリア波発生
回路１０から出力された無変調のキャリア波または変調
されたキャリア波を送信したり、電磁場受信装置２から
送信された応答波を受信したりするためのアンテナコイ
ル１１と、アンテナコイル１１の共振状態を得るための
同調回路１２とを有している。

【００１２】なお、図１では、データの送信時にキャリ
ア波を変調する変調回路、電磁場受信装置２からの応答
波を受信して復調する復調回路、電磁場受信装置２への
データを生成したり、復調回路で復調されたデータを処
理したりする制御回路等の回路については記載を省略し
ている。アンテナコイル１１と同調回路１２はアンテナ
回路を構成している。

【００１３】電磁場受信装置２は、電磁場送信装置１か
ら送信されたキャリア波を受信したり、応答波を送信し
たりするためのアンテナコイル２０と、アンテナコイル
２０が電磁場送信装置１のキャリア波の周波数で共振し
て同調状態を得るための同調回路２１と、アンテナ回路
２０，２１で受信されたキャリア波を整流して電磁場受
信装置２の各回路駆動用の電力を得る整流回路２２と、
この整流回路２２の出力電圧を定電圧化する定電圧回路
２３と、キャリア波から自装置に対する質問データを取
得したとき、この質問データに対する応答データを生成
して、アンテナ回路２０，２１から応答波として送信さ
せる内部ロジック回路２４とを有している。

【００１４】また、電磁場受信装置２は、整流回路２２
の出力電圧を検出する電圧検出回路２６と、電圧検出回
路２６の検出結果と所定のインピーダンス制御プログラ
ムに従って、電磁場送信装置１から見た自装置のインピ
ーダンスを変化させるインピーダンス制御を行い、電磁
場受信装置２の受信電力量を制御するプログラム回路２
７と、容量素子と電子スイッチとを直列に接続した直列
接続回路をアンテナ回路２０，２１と並列に複数個有
し、電磁場受信装置２の入出力インピーダンスを電子ス
イッチのオン／オフによって調整可能な可変容量回路２
８と、プログラム回路２７の出力に応じて可変容量回路
２８の電子スイッチを制御するスイッチ制御回路２９
と、プログラム回路２７及びスイッチ制御回路２９の基
準動作クロックであるスイッチングクロック信号を生成
するスイッチングクロック生成回路３０とを有してい
る。

【００１５】アンテナコイル２０と同調回路２１はアン
テナ回路を構成している。また、電圧検出回路２６、プ
ログラム回路２７、可変容量回路２８、スイッチ制御回
路２９及びスイッチングクロック生成回路３０は、電磁
場受信装置２の入出力インピーダンスを制御するインピ
ーダンス制御回路３１を構成している。インピーダンス
制御回路３１の動作に必要な動作電圧は、内部ロジック
回路２４の駆動用の定電圧回路２３の出力を用いてもよ
いし、定電圧回路２３とは別に、インピーダンス制御回
路３１の駆動用の定電圧回路を設けてもよい。

【００１６】スイッチングクロック生成回路３０は、予
め設定されたクロック周波数に基づき自発的に発振動作
を行ってもよい。ただし、通常の電磁場受信装置は、通
信および内部ロジック回路２４の動作に必要なクロック
をアンテナコイル２０に誘起した電圧から生成する内部
回路クロック生成回路（不図示）を有しており、この内
部回路クロック生成回路の出力を分周することでもスイ
ッチングクロック信号が得られるので、電磁場受信装置
２の構成を簡略化するためにはこの方法を用いるのが良
い。

【００１７】ここで、本発明の概念を図２を用いて説明
する。整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅｇは、電磁場送信
装置１の送信出力、電磁場受信装置２の内部回路の消費
電力、電磁場送信装置１及び電磁場受信装置２の回路パ
ラメータ、電磁場送信装置１と電磁場受信装置２との間
の距離や角度等の影響を受ける。電磁場受信装置２の入
出力インピーダンス以外のパラメータを固定して考える
と、整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅｇと電磁場受信装置
２の入出力インピーダンスの関係は、図２のように単調
に上に凸の特性となり、整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅ
ｇが局所的に高くなるような入出力インピーダンスの特
性値、つまり特異点は持たない。

【００１８】いま、電磁場受信装置２の入出力インピー
ダンスをＳとし、このときの整流回路２２の出力電圧Ｖ
ｒｅｇをＶ１とする。ここで、インピーダンス制御回路
３１により電磁場受信装置２の入出力インピーダンスを
△Ｓだけ変化させ、Ｓ＋△Ｓにすると、図２の特性に応
じて、整流回路２２の出力電圧ＶｒｅｇはＶ２に変動す
る。

【００１９】プログラム回路２７は、この整流回路２２
の出力電圧ＶｒｅｇのＶ１からＶ２への変動と、あらか
じめ設定された所望の電圧設定値Ｖｓと現在の出力電圧
Ｖ２との差に基づいて、電磁場受信装置２の入出力イン
ピーダンスをＳからＳ＋△Ｓへ変化させた制御によって
整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅｇが電圧設定値Ｖｓに接
近したか否かを判定し、この判定結果に応じて次回の入
出力インピーダンスの制御方向（インピーダンスの増加
または減少）を決定して、再び電磁場受信装置２の入出
力インピーダンスを変化させる。

【００２０】プログラム回路２７は、電磁場受信装置２
の入出力インピーダンスを制御し、この制御によって変
動する整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅｇに基づいて次回
の入出力インピーダンスの制御方向を決定する、という
一連の動作を繰り返し行うことで、整流回路２２の出力
電圧Ｖｒｅｇをあらかじめ設定された電圧設定値Ｖｓに
近づける。

【００２１】この繰り返し動作を高速に行うことで、電
磁場受信装置２の内部回路の消費電力が変動したり、電
磁場送信装置１と電磁場受信装置２との間の距離や角度
が変化して、整流回路２２の出力電圧−電磁場受信装置
２の入出力インピーダンス特性が変化したりしても、整
流回路２２の出力電圧Ｖｒｅｇを所望の電圧設定値Ｖｓ
の近傍に保持することができ、電磁場受信装置２の内部
回路の駆動に過不足ない適切な電力量を電磁場送信装置
１から受けることができる。

【００２２】次に、本実施の形態の電磁場受信装置２の
動作を図３を用いて説明する。図３は電磁場受信装置２
のインピーダンス制御回路３１の動作を説明するための
フローチャート図である。電磁場受信装置２が電磁場送
信装置１に接近して、アンテナ回路２０，２１が電磁場
送信装置１からの無変調のキャリア波を受信すると、整
流回路２２は、このキャリア波を全波整流し、定電圧回
路２３は、整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅｇを定電圧化
する。また、図示しない内部回路クロック生成回路は、
キャリア波からクロック成分を抽出してクロック信号を
生成する。

【００２３】内部ロジック回路２４は、定電圧回路２３
から電力供給を受け、クロック信号に同期して動作す
る。次に、電磁場送信装置１から発せられた質問に対し
て、電磁場受信装置２は応答を返送する。すなわち、電
磁場送信装置１の図示しない変調回路は、キャリア波発
生回路１０から出力された無変調のキャリア波を質問コ
マンドで変調する。これにより、変調されたキャリア波
（質問波）が電磁場送信装置１のアンテナ回路１１，１
２から送信される。

【００２４】電磁場受信装置２のアンテナ回路２０，２
１が変調されたキャリア波を受信すると、内部ロジック
回路２４内の復調回路（不図示）は、このキャリア波を
復調する。内部ロジック回路２４内のＣＰＵ（不図示）
は、この復調により電磁場送信装置１からの質問コマン
ドを受信した場合、質問コマンドに対する内部演算処理
を行う。

【００２５】質問コマンドに対する内部演算処理として
は、ＣＰＵによる演算、内部ロジック回路２４内の不揮
発メモリ（不図示）からのデータ読み出し、不揮発メモ
リへのデータ書き込みもしくは消去、応答データの生成
などがある。そして、内部ロジック回路２４内の変調回
路（不図示）は、ＣＰＵによって生成された応答データ
でキャリア波を変調する。これにより、変調されたキャ
リア波（応答波）が電磁場受信装置２のアンテナ回路２
０，２１から送信される。

【００２６】以上のように、電磁場送信装置１と電磁場
受信装置２との間で質問と応答のシーケンスが行われる
一方で、インピーダンス制御回路３１は、電磁場受信装
置２の入出力インピーダンスの制御を開始している。本
実施の形態では、電磁場受信装置２の入出力インピーダ
ンスの制御を可変容量回路２８の回路特性を変化させる
ことで実現する。

【００２７】電磁場受信装置２が電磁場送信装置１に接
近して、定電圧回路２３（あるいは図示しない他の定電
圧回路）の出力電圧がインピーダンス制御回路３１の駆
動に最低限必要な電圧に達したとき、インピーダンス制
御回路３１は動作を開始する。動作開始時、プログラム
回路２７は、可変容量回路２８の回路特性Ｓn を初期値
Ｓstart に設定する（図３ステップ１０１）。

【００２８】通常、インピーダンス制御回路３１が動作
を開始するのは、電磁場受信装置２が電磁場送信装置１
の送信電磁界内にあって、かつ電磁場送信装置１と距離
が離れているときであるため、電磁場送信装置１と距離
が離れていても、電磁場受信装置２の受信電力量が大き
くなるような値に初期値Ｓstart を設定することが好ま
しい。そして、プログラム回路２７は、電圧検出回路２
６によって検出された整流回路２２の出力電圧値Ｖｒｅ
ｇをＶａとして保持する（ステップ１０２）。

【００２９】次に、プログラム回路２７は、スイッチン
グクロック信号に同期して、前記可変容量回路２８の回
路特性Ｓn を微小量変化させてＳn+1 にする（ステップ
１０３）。なお、ここでは説明の都合上、インピーダン
ス制御回路３１が動作を開始した後の最初の制御方向を
Ｓn+1 の方向としたが、Ｓn-1 の方向に変化させてもよ
い。

【００３０】このように可変容量回路２８の回路特性Ｓ
n を変化させると、電磁場受信装置全体のインピーダン
スが変わるため、電力伝送状態が変動し、整流回路２２
の出力電圧Ｖｒｅｇが変動する。このときの出力電圧Ｖ
ｒｅｇは、可変容量回路２８の変化後の回路特性Ｓn に
よって一意に決定されるので、出力電圧変動に要する一
定の時間が経過した後、出力電圧Ｖｒｅｇは概略一定と
なる。

【００３１】前記出力電圧変動に要する一定の時間は、
電磁場受信装置２の回路パラメータによって決定される
が、特に整流回路２２に含まれる、出力電圧Ｖｒｅｇを
平滑化するための平滑容量素子（不図示）の充電時間が
主な要因となって決定される。通常の電磁場受信装置２
では、この平滑容量素子が数十ｐＦから数ｎＦ程度であ
ることを考慮すると、前記出力電圧変動に要する一定の
時間は概略１μｓｅｃとなる。

【００３２】そこで、プログラム回路２７は、可変容量
回路２８の回路特性Ｓn を変化させてから前記一定の時
間よりも長い時間Δｔが経過した後（ステップ１０
４）、電圧検出回路２６によって検出された整流回路２
２の出力電圧値ＶｒｅｇをＶｂとして保持する（ステッ
プ１０５）。

【００３３】そして、プログラム回路２７は、出力電圧
ＶｒｅｇのＶａからＶｂへの変動が所望の電圧設定値Ｖ
ｓに近づく変動であるか否かを判定し（ステップ１０
６，１０７，１１３）、回路特性Ｓn の次回の制御方向
（Ｓn+1 またはＳn-1 ）を決定する。

【００３４】出力電圧Ｖｒｅｇが電圧設定値Ｖｓに接近
したか否かは、Δｔ時間前の出力電圧Ｖａと現在の出力
電圧Ｖｂを比較し（ステップ１０６，１１２）、さらに
出力電圧Ｖｂと電圧設定値Ｖｓを比較することによって
判定する（ステップ１０７，１１３）。具体的な判定の
アルゴリズムは図３のフローチャートに従うが、この判
定のアルゴリズムを表形式で表すと表１のようになる。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１において、処理Ａは、整流回路２２の
出力電圧Ｖｒｅｇが電圧設定値Ｖｓに近づいたと判定し
て、インピーダンス制御回路３１の次回の制御方向を今
回と同方向にすることを意味する。また、処理Ｂは、出
力電圧Ｖｒｅｇが電圧設定値Ｖｓから遠ざかったと判定
して、インピーダンス制御回路３１の次回の制御方向を
今回と逆方向にすることを意味する。

【００３７】すなわち、Δｔ時間前の出力電圧Ｖａと現
在の出力電圧Ｖｂの大小を比較することで、出力電圧Ｖ
ｒｅｇが増えたか減ったかの増減方向を判定し、出力電
圧Ｖｂと電圧設定値Ｖｓの大小を比較することで、電圧
設定値Ｖｓが現在の出力電圧Ｖｒｅｇを増やす方向にあ
るのか減らす方向にあるのかを判定する。

【００３８】これら２つの判定結果より、表１に基づい
て、出力電圧Ｖｒｅｇが電圧設定値Ｖｓに近づいたと判
定した場合は、次回の制御において可変容量回路２８の
回路特性Ｓn を今回と同方向に変化させ、電圧設定値Ｖ
ｓから遠ざかったと判定した場合は、次回の制御におい
て可変容量回路２８の回路特性Ｓn を今回と逆方向に変
化させる。

【００３９】実際の判定では、プログラム回路２７は、
ステップ１０６においてＶｂ−Ｖａ＞０が成立し、かつ
ステップ１０７においてＶｓ−Ｖｂ≧０が成立した場
合、またはＶｂ−Ｖａ＞０が不成立で、かつステップ１
１３においてＶｓ−Ｖｂ≧０が不成立の場合、次回の制
御方向を今回と同方向のＳn+1 としてステップ１０２に
戻る。

【００４０】また、プログラム回路２７は、ステップ１
０６においてＶｂ−Ｖａ＞０が不成立で、かつステップ
１１３においてＶｓ−Ｖｂ≧０が成立した場合、または
ステップ１０６においてＶｂ−Ｖａ＞０が成立し、かつ
ステップ１０７においてＶｓ−Ｖｂ≧０が不成立の場
合、次回の制御方向を今回と逆方向のＳn-1 としてステ
ップ１０８に進む。

【００４１】ステップ１０８〜１１１の処理は、ステッ
プ１０９において制御方向をＳn-1とする以外はステッ
プ１０２〜１０５と同じである。そして、プログラム回
路２７は、ステップ１１２においてＶｂ−Ｖａ＞０が成
立し、かつステップ１１３においてＶｓ−Ｖｂ≧０が成
立した場合、またはステップ１１２においてＶｂ−Ｖａ
＞０が不成立で、かつステップ１０７においてＶｓ−Ｖ
ｂ≧０が不成立の場合、次回の制御方向を今回と同方向
のＳn-1 としてステップ１０８に戻る。

【００４２】また、プログラム回路２７は、ステップ１
１２においてＶｂ−Ｖａ＞０が不成立で、かつステップ
１０７においてＶｓ−Ｖｂ≧０が成立した場合、または
Ｖｂ−Ｖａ＞０が成立し、かつステップ１１３において
Ｖｓ−Ｖｂ≧０が不成立の場合、次回の制御方向を今回
と逆方向のＳn+1 としてステップ１０２に進む。以上の
ステップ１０２〜１１３の処理がΔｔごとに行われる。

【００４３】なお、図３、表１では、Ｖａ＝Ｖｂのとき
にはＶｂ＜Ｖａと同じ処理を行い、Ｖｂ＝Ｖｓのときに
はＶｂ＜Ｖｓと同じ処理を行っているが、Ｖａ＝Ｖｂの
ときにＶｂ＞Ｖａと同じ処理を行い、Ｖｂ＝Ｖｓのとき
にＶｂ＞Ｖｓと同じ処理を行うようにしてもよい。

【００４４】以上のように、電磁場受信装置２のインピ
ーダンス制御回路３１は、可変容量回路２８の回路特性
Ｓn の制御と、整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅｇの検出
と、この検出結果に基づく回路特性Ｓn の次回の制御方
向の決定とを繰り返し行うことで、出力電圧Ｖｒｅｇを
電圧設定値Ｖｓに近づける。前述のように、整流回路２
２の出力電圧変動に要する一定の時間が概略１μｓｅｃ
なので、インピーダンス制御回路３１の繰り返し動作周
波数、すなわちスイッチングクロック周波数（＝１／Δ
ｔ）の上限は概略１ＭＨｚである。

【００４５】また、電磁場受信装置２は人が携帯するも
のなので、インピーダンス制御回路３１は、電磁場送信
装置１と電磁場受信装置２との間の距離や角度が変化し
ても、電磁場受信装置２の内部回路の駆動に過不足ない
適切な受信電力量が電磁場送信装置１から得られるよう
追従動作する必要があるので、ある程度高速に動作しな
ければならない。また、電圧設定値Ｖｓが電磁場送信装
置１との通信に最低限必要な電圧値である場合、出力電
圧Ｖｒｅｇが電圧設定値Ｖｓに達する時間が長くなる
と、通信のオーバーヘッドになり得る。したがって、イ
ンピーダンス制御回路３１の繰り返し動作周波数の下限
は１ｋＨｚ程度が妥当である。

【００４６】図４は、インピーダンス制御回路３１によ
る繰り返し制御と整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅｇとの
関係の１例を示す図である。ここでは、電磁場送信装置
１と電磁場受信装置２との間の距離や角度、電磁場送信
装置１の送信出力、及び電磁場受信装置２の内部回路の
所要電力量に時間的な変動がないものとする。また、図
４に示す時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６，ｔ
７，ｔ８，ｔ９の各間隔は、スイッチングクロック周期
Δｔと等しい。

【００４７】整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅｇは、イン
ピーダンス制御回路３１の繰り返し制御により、初期値
Ｖ１から次第に増加して電圧設定値Ｖｓに近づき、時刻
ｔ４以降は電圧設定値Ｖｓを挟んでＶ３とＶ４の間を往
復している。これは、時刻ｔ１，ｔ２では、インピーダ
ンス制御回路３１の次回の制御方向が同一方向に決定さ
れ、時刻ｔ３以降の各時刻では、次回の制御方向が逆方
向に決定されたことを意味する。

【００４８】このように、インピーダンス制御回路３１
の動作により、整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅｇは、電
圧設定値Ｖｓに近づき、電圧設定値Ｖｓを超えると、イ
ンピーダンス制御回路３１の制御方向が周期的に反転
（図４の例ではΔｔ毎に反転）するのに合わせて、電圧
設定値Ｖｓの近傍で振動状態となる。

【００４９】電磁場送信装置１の送信出力が小さい場合
や、電磁場送信装置１と電磁場受信装置２との間の距離
や角度が大きい場合には、出力電圧Ｖｒｅｇが取りうる
最大値が電圧設定値Ｖｓを下回る場合がある。この場合
のインピーダンス制御回路３１による繰り返し制御と出
力電圧Ｖｒｅｇとの関係を図５に示す。

【００５０】整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅｇは、イン
ピーダンス制御回路３１の繰り返し制御により、初期値
Ｖ１から次第に増加して電圧設定値Ｖｓに近づく。しか
し、可変容量回路２８の回路特性Ｓn を制御しても電圧
設定値Ｖｓに達しない条件であるため、出力電圧Ｖｒｅ
ｇは、電圧設定値Ｖｓに最大限近づいたところで、イン
ピーダンス制御回路３１の制御方向が周期的に反転（図
５の例では２Δｔ毎に反転）するのに合わせて、電圧設
定値Ｖｓに最大限近づいたＶ５の近傍で振動状態とな
る。

【００５１】以上のように、インピーダンス制御回路３
１は、整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅｇが電圧設定値Ｖ
ｓに近づくよう動作し、与えられた条件下で最大限接近
させた後は、制御方向を周期的に反転（以下、この動作
を周回動作と呼ぶ）させる。電磁場送信装置１と電磁場
受信装置２との間の距離や角度が変化すると、可変容量
回路２８の容量値に対する出力電圧Ｖｒｅｇの特性が変
動するため、電磁場送信装置１から受ける受信電力量が
変動する。しかし、本実施の形態の電磁場受信装置２に
おいては、インピーダンス制御回路３１の繰り返し動作
を高速に行うため、このような特性変化にも十分追従
し、内部回路の駆動に過不足ない適切な電力量を受信す
るよう動作する。

【００５２】図５、図６の例では、出力電圧Ｖｒｅｇが
電圧設定値Ｖｓに最大限近づいたところで、インピーダ
ンス制御回路３１が周回動作を始め、出力電圧Ｖｒｅｇ
が振動状態を示すが、このような振動状態は、電磁場受
信装置２の受信電力的には問題が無くても、通信にとっ
てはあまり好ましくない。ここで、周回動作が通信にと
って好ましくない理由を説明する。非接触ＩＣカードシ
ステムに代表される非接触通信システムでは、通常、電
磁場送信装置１から電磁場受信装置２への通信に振幅変
調を用いる。電磁場受信装置２では、アンテナ回路２
０，２１に誘起する電圧または整流回路２２の出力電圧
Ｖｒｅｇの変動を復調することで電磁場送信装置１から
送信されたデータを得る。しかしながら、インピーダン
ス制御回路３１による周回動作によっても受信電力は変
動する。復調回路単体では、周回動作による受信電力の
変動と電磁場送信装置１の変調出力による受信電力の変
動の区別がつかないため、周回動作による受信電力の変
動が大きいと、変調信号と誤って復調してしまい、通信
エラーの原因となる。一方、電磁場受信装置２から電磁
場送信装置１への通信時には、負荷変調方式と呼ばれる
方式を使用しており、電磁場受信装置２側で自装置の入
出力インピーダンスを変動させることで、電磁場送信装
置１側の出力電圧の振幅を変動させ、その変動を検出す
ることで電磁場受信装置２からのデータを取得してい
る。よって、電磁場送信装置１側から見れば、出力電圧
の変動が負荷変調によるものなのか、周回動作によるも
のなのかを区別できないため、通信エラーの原因とな
る。以上の点から、周回動作は通信にとって好ましくな
いと言える。

【００５３】そこで、可変容量回路２８の回路特性Ｓn
がＳn+1 とＳn-1 の間を繰り返し往復する状態、若しく
は出力電圧Ｖｒｅｇの振動状態を検知することで、イン
ピーダンス制御回路３１の周回動作を検知し、周回動作
を検知したとき回路特性Ｓnの制御を停止する動作停止
手段をインピーダンス制御回路３１（プログラム回路２
７）に設けることが望ましい。あるいは、電圧設定値Ｖ
ｓを含む、下限値ＶＬ及び上限値ＶＨの電圧許容範囲を
あらかじめ設定し、出力電圧Ｖｒｅｇがこの電圧許容範
囲内である場合に制御を停止する動作停止手段を設けて
もよい。

【００５４】なお、動作停止手段による制御の停止後
に、電磁場送信装置１と電磁場受信装置２との間の距離
や角度が変化したり、電磁場受信装置２の内部回路の駆
動に必要な電力量が変化したりして、出力電圧Ｖｒｅｇ
が変動する場合がある。よって、プログラム回路２７
は、制御の停止後も、出力電圧Ｖｒｅｇの変動を検知し
て、出力電圧Ｖｒｅｇが前記電圧許容範囲を外れたとき
は、可変容量回路２８の回路特性Ｓn の制御を再開する
のがよい。

【００５５】整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅｇが前記電
圧許容範囲内である場合に制御を停止する動作停止手段
をプログラム回路２７に設ける場合、｜ＶＨ−ＶＬ｜、
すなわち上限値ＶＨと下限値ＶＬの差の絶対値は、可変
容量回路２８の回路特性Ｓnを１回制御することによる
出力電圧Ｖｒｅｇの変動量よりも大きい必要がある。そ
の理由は、前記電圧許容範囲が１回の制御による出力電
圧Ｖｒｅｇの変動量より小さいと、出力電圧Ｖｒｅｇが
前記電圧許容範囲内に入らず、制御を停止することがで
きなくなるためである。

【００５６】また、下限値ＶＬは、定電圧回路２３の出
力が定格値を得るのに最低限必要な整流回路２２の出力
電圧Ｖｔｈより大きく、かつ｜ＶＬ−Ｖｔｈ｜が１回の
制御による出力電圧Ｖｒｅｇの変動量より大きくなるよ
うに設定するのがよい。その理由は、動作停止手段によ
る制御の停止後に、電磁場送信装置１と電磁場受信装置
２との間の距離や角度が変化したり、電磁場受信装置２
の内部回路の駆動に必要な電力量が変化したりして、出
力電圧Ｖｒｅｇが下限値ＶＬを下回り、制御動作を再開
したとき、１回の制御により出力電圧Ｖｒｅｇが最低限
必要な電圧Ｖｔｈを下回ってしまうのを防ぐためであ
る。

【００５７】図６は、動作停止手段を有する場合のイン
ピーダンス制御回路３１の動作を説明するためのフロー
チャート図であり、図３と同一の処理には同一の符号を
付してある。プログラム回路２７は、ステップ１０２に
おいて電圧検出回路２６で検出された整流回路２２の出
力電圧Ｖａ＝Ｖｒｅｇが前記電圧許容範囲内であるか否
かを判定し（ステップ１１４）、出力電圧Ｖａが前記電
圧許容範囲外である場合はステップ１０３に進み、前記
電圧許容範囲内である場合は、可変容量回路２８の回路
特性Ｓn の制御を行わずに、一定時間Δｔだけ待機した
後（ステップ１１５）、ステップ１０２に戻る。

【００５８】同様に、プログラム回路２７は、ステップ
１０８において検出された出力電圧Ｖａが前記電圧許容
範囲内であるか否かを判定し（ステップ１１６）、出力
電圧Ｖａが前記電圧許容範囲外である場合はステップ１
０９に進み、前記電圧許容範囲内である場合は時間Δｔ
だけ待機した後（ステップ１１７）、ステップ１０８に
戻る。以上のステップ１０２〜１１７の処理がΔｔごと
に行われる。

【００５９】図７は、動作停止手段を有する場合のイン
ピーダンス制御回路３１の制御と整流回路２２の出力電
圧Ｖｒｅｇとの関係の１例を示す図である。ここでは、
電磁場送信装置１と電磁場受信装置２との間の距離や角
度、電磁場送信装置１の送信出力、及び電磁場受信装置
２の内部回路の所要電力量に時間的な変動がないものと
する。

【００６０】整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅｇは、イン
ピーダンス制御回路３１の繰り返し制御により、初期値
から次第に増加して電圧設定値Ｖｓに近づき、下限値Ｖ
Ｌ及び上限値ＶＨの電圧許容範囲内に入る。このとき、
動作停止手段が制御動作を停止させることにより、以降
は出力電圧Ｖｒｅｇの時間変動がなくなる。これに対し
て、動作停止手段がない場合には、前述のように出力電
圧Ｖｒｅｇは電圧設定値Ｖｓの近傍で振動状態となる。

【００６１】電磁場送信装置１がキャリア波を振幅変調
して信号を送信するなどして、送信電力が時間経過に伴
って等価的に変動する場合には、この変動に合わせて出
力電圧Ｖｒｅｇも変動する。したがって、出力電圧Ｖｒ
ｅｇがＶＨまたはＶＬの近傍にある場合には、送信電力
の変動に伴って、制御動作の停止と再開とが繰り返さ
れ、通信エラーを起こす可能性がある。

【００６２】そこで、インピーダンス制御回路３１が制
御動作を停止するときのしきい値と制御動作を再開する
ときのしきい値とを変えることで、通信エラーを防ぐこ
とができる。すなわち、プログラム回路２７には、Ｖ
Ｈ，ＶＬが制御を停止するときのしきい値として予め設
定され、ＶＨ＋ΔＶ１，ＶＬ−ΔＶ２が制御を再開する
ときのしきい値として予め設定されている。

【００６３】そして、プログラム回路２７は、図８に示
すように、制御動作中に整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅ
ｇが下限値ＶＬ及び上限値ＶＨの第１の電圧許容範囲内
に入った場合（ＶＬ＜Ｖｒｅｇ＜ＶＨ）、制御動作を停
止し、動作停止後、出力電圧Ｖｒｅｇが下限値ＶＬ−Δ
Ｖ２及び上限値ＶＨ＋ΔＶ１の第２の電圧許容範囲から
外れた場合（Ｖｒｅｇ＞ＶＨ＋ΔＶ１またはＶｒｅｇ＜
ＶＬ−ΔＶ２）、制御動作を再開する。上記ΔＶ１およ
びΔＶ２を、電磁場送信装置１が振幅変調することで変
動する出力電圧Ｖｒｅｇの変動幅より大きくなるように
適切に設定することで、出力電圧ＶｒｅｇがＶＨまたは
ＶＬの近傍で変動しても、制御動作の停止と再開とが繰
り返されることがなくなる。

【００６４】次に、以上のような電磁場受信装置２のイ
ンピーダンス制御を実現する可変容量回路２８の構成に
ついて詳細に説明する。図９は可変容量回路２８の構成
を示す回路図である。可変容量回路２８は、容量素子Ｃ
０をアンテナ回路２０，２１と並列に配置し、さらに容
量素子Ｃｖ（Ｃｖ１，Ｃｖ２，Ｃｖ３，・・・，Ｃｖ
ｉ）と例えばトランジスタ等からなる電子スイッチＳ
（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・，Ｓｉ）とを直列に接続し
た直列接続回路をアンテナ回路２０，２１と並列に複数
個配置したものである。なお、容量素子Ｃ０は必須の構
成ではない。

【００６５】プログラム回路２７は、図２〜図８を用い
て説明した制御アルゴリズムに従って可変容量回路２８
の回路特性Ｓn を制御すべく各電子スイッチＳのオン／
オフ状態を決定する。スイッチ制御回路２９は、プログ
ラム回路２７の決定を受けて、可変容量回路２８の電子
スイッチＳをオン／オフさせるための制御信号ＣＴＬを
スイッチングクロック生成回路３０からのスイッチング
クロック信号に同期して出力する。

【００６６】可変容量回路２８の電子スイッチＳは、制
御信号ＣＴＬに応じてオンまたはオフ状態となる。電子
スイッチＳがオン／オフすることにより、可変容量回路
２８の回路特性Ｓn 、すなわち可変容量回路２８の容量
値が変化するので、これにより電磁場送信装置１から見
た電磁場受信装置２の入出力インピーダンスが変化す
る。

【００６７】図３、図６のステップ１０３で説明した回
路特性Ｓn+1 がオン状態の電子スイッチＳを１個増した
ときの回路特性であるとすれば、ステップ１０９で説明
した回路特性Ｓn-1 はオン状態の電子スイッチＳを１個
減らしたときの回路特性である。こうして、可変容量回
路２８の回路特性Ｓn を変化させ、電磁場受信装置２の
入出力インピーダンスを変化させることができる。

【００６８】可変容量回路２８の回路特性Ｓn の可変範
囲（容量値の可変範囲）及び回路特性Ｓn がとり得る状
態の数（可変容量回路２８内の直列接続回路の個数）
は、以下のように設定するのが良い。すなわち、電磁場
受信装置２の内部回路の動作に必要な所要電力量と、電
磁場送信装置１の送信出力とから、可変容量回路２８の
回路特性Ｓn を制御することによって得られる最大の動
作距離や対向角度を決定する。

【００６９】そして、決定した動作距離や対向角度の範
囲内において電磁場送信装置１と電磁場受信装置２との
間の距離や角度が変化し、可変容量回路２８の回路特性
Ｓnに対する出力電圧Ｖｒｅｇの特性が変動したとして
も、回路特性Ｓn を制御すれば出力電圧Ｖｒｅｇを電圧
設定値Ｖｓの近傍に到達させることができるように前記
回路特性Ｓn の可変範囲を設定すればよい。

【００７０】また、この回路特性Ｓn の可変範囲内にお
いて、回路特性Ｓn がとり得る状態の数を決定する。こ
の際、１回の制御による出力電圧Ｖｒｅｇの変動量が大
きいと、出力電圧Ｖｒｅｇを低下させるときに電磁場受
信装置２の内部回路の駆動に最低限必要な電圧Ｖｔｈを
下回って動作不良を起こす危険性があるので、このよう
な危険性を避け得る程度に出力電圧Ｖｒｅｇが変動する
よう、１制御当たりの回路特性Ｓn の変化量を設定す
る。

【００７１】さらに、１回の制御による出力電圧Ｖｒｅ
ｇの変動量が大きいと、電磁場送信装置１と電磁場受信
装置２間の通信エラーを起こし誤動作する可能性がある
ので、１回の制御による出力電圧Ｖｒｅｇの変動量の上
限を通信エラーが起こらない程度に抑えることとし、こ
れに基づいて１制御当たりの回路特性Ｓn の変化量を設
定するのがよい。

【００７２】また、スイッチングクロック周波数との兼
ね合いであるが、電磁場送信装置１と電磁場受信装置２
との間の距離や角度の変動速度に、可変容量回路２８の
回路特性制御による受信電力量制御が追従できるよう回
路特性Ｓn の状態数を少なく設定するのがよい。

【００７３】このように、回路パラメータや使用目途等
によって１制御当たりの回路特性Ｓn の変化量及び回路
特性Ｓn がとり得る状態数の最適値は異なるが、概して
言うと、回路特性Ｓn がとり得る状態数は概略３〜１０
０程度がよい。また、電磁場受信装置２を人間が手に持
って動作させることと、電磁場送信装置１と電磁場受信
装置２間の通信の安定性とを考慮すると、前記状態数は
概略５〜５０程度である方がより好ましい。さらに、本
実施の形態の電磁場受信装置２を１つのＩＣチップ内で
構成するためには、回路規模等をかんがみ、前記状態数
は概略１０〜３０程度であるほうがより好ましい。

【００７４】可変容量回路２８の各容量素子Ｃ０，Ｃｖ
１〜Ｃｖｉに対する容量値の分配は、荒く決めるなら全
て等量な容量値を用いても差し支えない。しかし、より
望ましくは、回路パラメータを用いて図２に示すような
入出力インピーダンスに対する出力電圧Ｖｒｅｇの特性
をシミュレーション等を用いて計算し、所望の動作範囲
内で可変容量回路２８の回路特性Ｓn を変化させながら
上記特性を調べ、その範囲をカバーするように各容量値
を割り振るのが良い。このようにして容量値を決定する
と、等間隔や指数関数的な数値列等の単純な配列にはな
らず、各容量素子Ｃ０，Ｃｖ１〜Ｃｖｉの容量値は概略
数ｐＦから数十ｐＦ程度となる。

【００７５】［実施の形態の２］本発明は、非接触で通
信を行う携帯可搬の電磁場受信装置なら、どのようなも
のであっても差し支えなく、ＲＦタグ、携帯情報端末な
どにも利用できる。しかし、より有用な適用領域はＩＣ
カードシステムである。そこで、本実施の形態では、電
磁場送信装置１をＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３で標準化さ
れたリーダライタとし、電磁場受信装置２をＩＳＯ／Ｉ
ＥＣ１４４４３で標準化された非接触ＩＣカードとし
て、非接触通信システム（非接触ＩＣカードシステム）
を詳細に説明する。

【００７６】図１０は、本発明の第２の実施の形態とな
る非接触通信システムの構成図である。本実施の形態に
おいても、電磁場送信装置１及び電磁場受信装置２の構
成は実施の形態の１と同様であるので、実施の形態の１
の符号を用いて説明する。電磁場送信装置１は、図１０
に示すようにコンピュータ等の制御端末３によってその
動作を制御されている。電磁場送信装置１と電磁場受信
装置２は電磁誘導で結合されており、これを用いて、電
磁場送信装置１から電磁場受信装置２に電力を供給して
いる。また、同時に通信も電磁誘導で行う。

【００７７】電磁場送信装置１は周波数１３．５６ＭＨ
ｚのキャリヤ周波数の電磁波をアンテナコイル１１から
送信しており、その出力は概略１Ｗ程度である。また、
電磁場送信装置１からのデータ送信は、１３．５６ＭＨ
ｚのキャリア波を概略１０６ｋｂａｕｄの速度で概略１
０％のＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調すること
によって行う。

【００７８】電磁場受信装置２のアンテナコイル２０
は、銅エッチングによって印刷形成されたスパイラルコ
イルを図１０のようにカード部材内部に埋め込んだもの
で、その外周寸法は最大でも概略５ｃｍ×８ｃｍ程度で
ある。ターン数は電磁場送信装置１のキャリヤ周波数が
１３．５６ＭＨｚであり、これに対してアンテナコイル
２０と同調回路２１と可変容量回路２８とで受信するこ
とをかんがみ、４ターンで自己インダクタンスが０．９
１７μＨのアンテナコイル２０を使用した。なお、電磁
場送信装置１については、５ターンで自己インダクタン
スが２．８９μＨのアンテナコイル１１を使用した。

【００７９】図１１は整流回路２２及び定電圧回路２３
の構成を示す回路図である。整流回路２２は、４つのダ
イオード２２ａを用いた全波整流回路と、出力電圧Ｖｒ
ｅｇを平滑化するための平滑容量素子２２ｂとから構成
される。平滑容量素子２２ｂの容量値は１０ｎＦとし
た。定電圧回路２３は、整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅ
ｇを入力とするレギュレータ２３ａによって構成され、
出力電圧Ｖｒｅｇを電磁場受信装置２の内部回路の動作
電圧に定電圧化して出力する。

【００８０】同調回路２１は、図９に示すように、アン
テナコイル２０と並列に接続された６５ｐＦの容量素子
Ｃａと、アンテナコイル２０と直列に接続された１２０
ｐＦの容量素子Ｃｂとから構成される。なお、容量素子
ＣａもしくはＣｂの１つを取り除いて、この容量素子を
取り除いた箇所に可変容量回路２８を挿入することも可
能であるが、アンテナ回路２０，２１に近づくに従っ
て、電子スイッチＳに印加される電圧が高くなり、電子
スイッチＳの耐圧を上回る可能性が高くなる。この電圧
は同調回路２１で降圧されるので、可変容量回路２８は
同調回路２１の後段に配することが好ましい。

【００８１】また、可変容量回路２８については、容量
素子Ｃｖと電子スイッチＳとからなる直列接続回路の数
を２０個とし、容量素子ＣｖにＣｖ１〜Ｃｖ２０、容量
素子Ｃｖ１〜Ｃｖ２０と接続された電子スイッチＳにそ
れぞれＳ１〜Ｓ２０の符号を付与するものとする。表２
に容量素子Ｃ０，Ｃｖ１〜Ｃｖ２０の容量値を示す。容
量素子Ｃ０については必ずしも必要ではないが、ここで
は２０ｐＦとした。

【００８２】

【表２】

【００８３】内部ロジック回路２４は、その駆動電力を
定電圧回路２３から得ており、内部には、主にカードの
機能動作を行うＣＰＵ等のディジタル回路と、電磁場送
信装置１との通信を行うための変調回路及び復調回路を
有する。通常、ＣＰＵ等のディジタル回路は、制御端末
３との通信手段、クロックを自立発振で生成する基準周
波数発生回路、バッファメモリ、初期応答や衝突防止等
の通信プロトコルの制御手段、内部ロジック回路２４の
動作に必要な内部クロック信号をキャリア波から生成す
る内部回路クロック生成回路、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯ
Ｍ、電気的に書き換え／消去可能な不揮発メモリ（ＥＥ
ＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、強誘電体メモリ等）を含
む。

【００８４】復調回路は、電磁場送信装置１によって変
調されアンテナ回路２０，２１で受信したキャリヤ波か
ら通信信号を抽出し、変調回路は、電磁場受信装置２の
入出力インピーダンスを変化させることにより、キャリ
ヤ波に対して負荷変調を行う。内部ロジック回路２４の
動作に必要な電力は概略５０ｍＷである。

【００８５】図１２はインピーダンス制御回路３１の詳
細な構成を示すブロック図である。スイッチ制御回路２
９は、プログラム回路２７の決定に基づいて、制御信号
ＣＴＬを可変容量回路２８へ出力する。ここで、制御信
号ＣＴＬにより可変容量回路２８の全ての電子スイッチ
Ｓ１〜Ｓ２０をオンにした状態を初期状態Ｓ０とする
と、初期状態Ｓ０から電子スイッチＳ１〜Ｓ２０を１つ
ずつ順次オフにしていったときの可変容量回路２８の等
価容量値は、表２に示す各容量素子Ｃ０，Ｃｖ１〜Ｃｖ
２０の容量値から表３のようになる。表３において、Ｓ
１は初期状態Ｓ０から電子スイッチＳ１をオフにした状
態を示し、Ｓ２は電子スイッチＳ１，Ｓ２をオフにした
状態を示す。

【００８６】

【表３】

【００８７】電圧検出回路２６は、１スイッチングクロ
ック毎に整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅｇの変動を検出
して、検出結果をプログラム回路２７に出力する出力電
圧変動検出部２６ａと、整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅ
ｇを所定のしきい値と比較して比較結果をプログラム回
路２７に出力する出力電圧比較部２６ｂとから構成され
る。

【００８８】出力電圧変動検出部２６ａは、スイッチン
グクロック生成回路３０から出力されたスイッチングク
ロック信号に同期して整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅｇ
を保持するサンプルホールド回路２６ａ−１と、サンプ
ルホールド回路２６ａ−１によって保持された１スイッ
チングクロック前の整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅｇと
現在の出力電圧Ｖｒｅｇとを比較して、この比較結果を
プログラム回路２７に出力するコンパレータ２６ａ−２
とを有している。

【００８９】サンプルホールド回路２６ａ−１によって
保持された１スイッチングクロック前の出力電圧Ｖｒｅ
ｇは、図３、図６で説明した出力電圧Ｖａに相当する。
したがって、プログラム回路２７は、コンパレータ２６
ａ−２の比較結果に基づいてステップ１０６，１１２の
処理を実行することができる。

【００９０】出力電圧比較部２６ｂは、第１のシュミッ
トトリガ２６ｂ−１と、この第１のシュミットトリガ２
６ｂ−１としきい値が異なる第２のシュミットトリガ２
６ｂ−２と、この第２のシュミットトリガ２６ｂ−２の
出力を論理反転させるインバータ２６ｂ−３と、シュミ
ットトリガ２６ｂ−１の出力とインバータ２６ｂ−３の
出力の論理和をとるＯＲ回路２６ｂ−４とを有してい
る。

【００９１】第１のシュミットトリガ２６ｂ−１の２つ
のしきい値としては、整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅｇ
が低下するときのしきい値として前述のＶＬ−ΔＶ２が
設定され、出力電圧Ｖｒｅｇが上昇するときのしきい値
としてＶＬが設定される。また、第２のシュミットトリ
ガ２６ｂ−２の２つのしきい値としては、出力電圧Ｖｒ
ｅｇが低下するときのしきい値としてＶＨが設定され、
出力電圧Ｖｒｅｇが上昇するときのしきい値としてＶＨ
＋ΔＶ１が設定される。

【００９２】図１３は、シュミットトリガ２６ｂ−１の
出力Ｘ、シュミットトリガ２６ｂ−２の出力Ｙ、インバ
ータ２６ｂ−３の出力Ｚ及びＯＲ回路２６ｂ−４の出力
ＯＵＴと整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅｇとの関係を示
す図である。図１２のような回路構成とすることで、整
流回路２２の出力電圧Ｖｒｅｇが下限値ＶＬ及び上限値
ＶＨの第１の電圧許容範囲内に入った場合（ＶＬ＜Ｖｒ
ｅｇ＜ＶＨ）、出力電圧比較部２６ｂ（ＯＲ回路２６ｂ
−４）の出力ＯＵＴは「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに
変わり、出力電圧Ｖｒｅｇが下限値ＶＬ−ΔＶ２及び上
限値ＶＨ＋ΔＶ１の第２の電圧許容範囲から外れた場合
（Ｖｒｅｇ＞ＶＨ＋ΔＶ１またはＶｒｅｇ＜ＶＬ−ΔＶ
２）、出力電圧比較部２６ｂの出力ＯＵＴは「Ｌ」レベ
ルから「Ｈ」レベルに変わる。

【００９３】プログラム回路２７は、制御動作中に出力
電圧比較部２６ｂの出力ＯＵＴが「Ｌ」レベルに変わっ
たとき、制御動作を停止し、動作停止後に出力電圧比較
部２６ｂの出力ＯＵＴが「Ｈ」レベルに変わったとき、
制御動作を再開する。こうして、図８を用いて説明し
た、制御動作の停止と再開の繰り返しを防止する動作を
実現することができる。

【００９４】本実施の形態では、定電圧回路２３の定格
出力が２Ｖで、この定格出力が安定して得られるのに必
要な整流回路２２の出力電圧Ｖｒｅｇが概略４Ｖであ
り、かつ電磁場送信装置１の出力の変調度が１０％であ
ることより、この変調による出力電圧Ｖｒｅｇの変動に
も誤動作しないよう、第１のシュミットトリガ２６ｂ−
１のしきい値ＶＬ−ΔＶ２，ＶＬをそれぞれ４．５Ｖ，
５．５Ｖとし、第２のシュミットトリガ２６ｂ−２のし
きい値ＶＨ，ＶＨ＋ΔＶ１をそれぞれ６．５Ｖ，７．５
Ｖとした。

【００９５】プログラム回路２７は、図６に示すアルゴ
リズムに従って動作するよう内部ロジックが設定されて
いる。ただし、プログラム回路２７の動作停止手段は、
制御動作中に出力電圧比較部２６ｂの出力ＯＵＴが
「Ｌ」レベルになったとき制御動作を停止させる。スイ
ッチングクロック生成回路３０は、アンテナ回路２０の
誘起電圧（キャリア波）からクロック信号を抽出するク
ロック抽出回路３０ａと、クロック抽出回路３０ａによ
って生成されたクロック信号を分周してスイッチングク
ロック信号を生成する分周回路３０ｂとから構成され
る。スイッチングクロックの周波数は約３３３ｋＨｚに
設定した。

【００９６】可変容量回路２８の状態、整流回路２２の
出力電圧Ｖｒｅｇ及び定電圧回路２３の出力電圧の時間
変動の１例を図１４に示す。図１４は、電磁場送信装置
１と電磁場受信装置２とが正対し、電磁場送信装置１と
電磁場受信装置２との間の距離がそれぞれ５ｍｍ、１０
ｍｍ、１５ｍｍ、４０ｍｍのときの動作例を示す図であ
る。

【００９７】図１４の例では、時刻０において電磁場送
信装置１からキャリア波の送信を開始している。キャリ
ア波は、１０６ｋｂａｕｄで１０％振幅変調されてい
る。キャリア波を振幅変調しているビット列は１／０の
繰り返しとした。電磁場送信装置１の出力が発生してか
ら約６μｓｅｃ後に、電磁場受信装置２のインピーダン
ス制御回路３１が動作を開始する。この動作開始後はス
イッチングクロック生成回路３０から出力される３３３
ｋＨｚのスイッチングクロックに同期して可変容量回路
２８の状態が変動する。

【００９８】初期状態では、整流回路２２の出力電圧Ｖ
ｒｅｇが電圧設定値Ｖｓ以下であるため、全ての距離に
おいて、出力電圧Ｖｒｅｇが電圧設定値Ｖｓに近づくよ
うインピーダンス制御回路３１が制御動作を行い、この
結果、出力電圧Ｖｒｅｇが時間経過とともに増加する。

【００９９】出力電圧Ｖｒｅｇが第１のシュミットトリ
ガ２６ｂ−１のしきい値ＶＬ＝５．５Ｖを超えると、イ
ンピーダンス制御回路３１の制御動作が停止する。例え
ば、距離５ｍｍでは、概略７０μｓｅｃ後に出力電圧Ｖ
ｒｅｇがしきい値ＶＬを超え、制御動作が停止してい
る。距離５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍの場合、何れもイ
ンピーダンス制御回路３１の制御動作によって、出力電
圧Ｖｒｅｇが下限値ＶＬ及び上限値ＶＨの第１の電圧許
容範囲内に入り、制御動作が停止している。制御動作停
止時の可変容量回路２８の状態は、電磁場送信装置１と
の距離によって異なることが分かる。

【０１００】また、制御動作停止後は、電磁場送信装置
１の送信出力の１０％振幅変調によって整流回路２２の
出力電圧Ｖｒｅｇが周期的に上がったり下がったりして
いるが、シュミットトリガ２６ｂ−１，２６ｂ−２のヒ
ステリシスにより、インピーダンス制御回路３１が制御
動作を再開することは無く、上記１０％振幅変調信号を
正しく受信することができる。

【０１０１】一方、距離４０ｍｍの場合、可変容量回路
２８の容量値を調整しても、出力電圧Ｖｒｅｇが前記第
１の電圧許容範囲内に入らないため、出力電圧Ｖｒｅｇ
が電圧設定値Ｖｓに最大限近づいたところで、インピー
ダンス制御回路３１が周回動作をしている。この周回動
作時は出力電圧Ｖｒｅｇが振動状態となるが、制御動作
による出力電圧Ｖｒｅｇの変動値が５％以下と十分に小
さくなるよう可変容量回路２８の各容量値を設定してい
るため、上記１０％振幅変調信号を正しく受信すること
ができる。また、いずれの距離においても、定電圧回路
２３の出力電圧は定格の２Ｖとなり、内部ロジック回路
２４の動作に十分な電力が供給される。

【０１０２】次に、従来の電磁場受信装置における整流
回路の出力電圧及び定電圧回路の出力電圧の時間変動の
１例を図１５に示す。この従来の電磁場受信装置は、本
実施の形態の電磁場受信装置２において入出力インピー
ダンスを固定したものであり、その他の回路パラメータ
等の条件については電磁場受信装置２と同じである。こ
こでは、電磁場送信装置と電磁場受信装置とが正対し、
電磁場送信装置と電磁場受信装置との間の距離を１０ｍ
ｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍとした。

【０１０３】図１５の例では、電磁場送信装置と電磁場
受信装置間の距離が大きくなるにつれて整流回路の出力
電圧Ｖｒｅｇが低下し、距離４０ｍｍにおいては、定電
圧回路の出力電圧が定格の２Ｖに達していないことか
ら、距離４０ｍｍ以上では内部ロジック回路の動作に十
分な電力が得られないことが分かる。以上より、本発明
では、電磁場送信装置から電力供給を受けて動作するこ
とができる動作可能領域（空間）を拡大できることが分
かる。

【０１０４】

【発明の効果】本発明によれば、電磁場送信装置から見
た自装置のインピーダンスを変化させるインピーダンス
制御回路を電磁場受信装置に設け、このインピーダンス
制御回路が、整流回路の出力電圧が所望の電圧設定値と
なるよう自装置のインピーダンスを変化させる制御動作
を繰り返し行うので、電磁場受信装置の内部回路の消費
電力量が増大したり、電磁場送信装置と電磁場受信装置
との間の距離や角度が変化して電磁場送信装置からの受
信電力量が変化したりしても、内部回路の駆動に過不足
ない適切な電力量を受信することができる。その結果、
電磁場受信装置の動作可能領域（空間）を拡大すること
ができる。

【０１０５】また、インピーダンス制御回路が、容量素
子と電子スイッチとを直列に接続した直列接続回路をア
ンテナ回路と並列に複数個配置した可変容量回路と、整
流回路の出力電圧を検出する電圧検出回路と、電圧検出
回路の検出結果に基づいて、整流回路の出力電圧が所望
の電圧設定値となるよう可変容量回路の各電子スイッチ
の状態を決定するプログラム回路と、プログラム回路の
決定に従って可変容量回路の各電子スイッチのオン／オ
フを制御するスイッチ制御回路と、電子スイッチのスイ
ッチングクロックを生成するスイッチングクロック生成
回路とを含み、プログラム回路による電子スイッチの状
態決定と、スイッチ制御回路による電子スイッチの制御
と、電圧検出回路による整流回路の出力電圧検出とを１
スイッチングクロック毎に繰り返し行うことにより、電
磁場送信装置から見た自装置のインピーダンスを段階
的、かつ容易に変化させることができ、インピーダンス
制御を動的に行って、電磁場送信装置からの受信電力量
を制御するインピーダンス制御回路を容易に実現するこ
とができる。

【０１０６】また、電圧検出回路が出力電圧変動検出部
を含み、出力電圧変動検出部を、スイッチングクロック
生成回路から出力されたスイッチングクロックに同期し
て整流回路の出力電圧を保持するサンプルホールド回路
と、このサンプルホールド回路によって保持された出力
電圧と整流回路の現在の出力電圧との大小を比較するコ
ンパレータとから構成することにより、整流回路の出力
電圧の変動を１スイッチングクロック毎に検出すること
ができる。

【０１０７】また、インピーダンス制御回路が、所望の
電圧設定値を含む、下限値ＶＬ及び上限値ＶＨの第１の
電圧許容範囲を設定し、｜ＶＨ−ＶＬ｜を１回の制御動
作による整流回路の出力電圧の変動量よりも大きく設定
し、下限値ＶＬを定電圧回路の出力が定格値を得るのに
最低限必要な整流回路の出力電圧Ｖｔｈよりも大きく設
定し、｜ＶＬ−Ｖｔｈ｜を１回の制御動作による整流回
路の出力電圧の変動量よりも大きく設定し、整流回路の
出力電圧が第１の電圧許容範囲内である場合に制御動作
を停止することにより、インピーダンスの制御方向が周
期的に反転する周回動作を回避することができ、通信エ
ラーの発生を回避することができる。

【０１０８】また、インピーダンス制御回路が、第１の
電圧許容範囲に加えて、下限値ＶＬ−ΔＶ２（ＶＬ−Δ
Ｖ２＜ＶＬ）及び上限値ＶＨ＋ΔＶ１（ＶＨ＋ΔＶ１＞
ＶＨ）の第２の電圧許容範囲を設定し、制御動作中に、
整流回路の出力電圧が第１の電圧許容範囲内に入ったと
き、制御動作を停止し、制御動作停止中に、整流回路の
出力電圧が第２の電圧許容範囲から外れたとき、制御動
作を再開することにより、制御動作の停止と再開とが繰
り返されることを防止でき、通信エラーの危険性を回避
することができる。

【０１０９】また、電圧検出回路が出力電圧比較部を含
み、出力電圧比較部を、整流回路の出力電圧が低下する
ときのしきい値としてＶＬ−ΔＶ２が設定され、整流回
路の出力電圧が上昇するときのしきい値としてＶＬが設
定された第１のシュミットトリガと、整流回路の出力電
圧が低下するときのしきい値としてＶＨが設定され、整
流回路の出力電圧が上昇するときのしきい値としてＶＨ
＋ΔＶ１が設定された第２のシュミットトリガと、第２
のシュミットトリガの出力を論理反転させるインバータ
と、第１のシュミットトリガの出力とインバータの出力
の論理和をとるＯＲ回路とから構成することにより、出
力電圧比較部を用いることで、制御動作の停止と再開の
繰り返しを防止する動作を容易に実現することができ
る。

【０１１０】また、アンテナ回路で誘起した電圧のクロ
ック成分を分周してスイッチングクロックを生成するこ
とにより、スイッチングクロックを簡易な構成で生成す
ることができる。

【０１１１】また、スイッチングクロックの周波数を１
ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下とすることにより、電磁場送信
装置から見た自装置のインピーダンスを変化させるイン
ピーダンス制御とこれに付随する整流回路の出力電圧検
出とを正確に実行でき、かつインピーダンス制御に要す
る時間を短くして、電磁場送信装置に応答を返すまでの
時間を短くすることができる。

【０１１２】また、直列接続回路の個数を３個以上１０
０個以下とすることにより、１つの電子スイッチの状態
変化による整流回路の出力電圧変化を適切な量にするこ
とができ、整流回路の出力電圧を低下させるときに出力
電圧が電磁場受信装置の各回路の最低必要電圧を下回っ
て動作不良を起こすという危険性及び通信の不安定性を
回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態となる非接触通信
システムの構成を示すブロック図である。

【図２】 本発明の動作概念を模式的に示す図である。

【図３】 本発明の第１の実施の形態におけるインピー
ダンス制御回路の動作を説明するためのフローチャート
図である。

【図４】 インピーダンス制御回路による繰り返し制御
と整流回路の出力電圧との関係の１例を示す図である。

【図５】 インピーダンス制御回路による繰り返し制御
と整流回路の出力電圧との関係の他の例を示す図であ
る。

【図６】 動作停止手段を有する場合のインピーダンス
制御回路の動作を説明するためのフローチャート図であ
る。

【図７】 動作停止手段を有する場合のインピーダンス
制御回路の制御と整流回路の出力電圧との関係の１例を
示す図である。

【図８】 インピーダンス制御回路の動作としきい値と
の関係を示す図である。

【図９】 本発明の第１の実施の形態における可変容量
回路の構成を示す回路図である。

【図１０】 本発明の第２の実施の形態となる非接触通
信システムの構成図である。

【図１１】 本発明の第２の実施の形態における整流回
路及び定電圧回路の構成を示す回路図である。

【図１２】 本発明の第２の実施の形態におけるインピ
ーダンス制御回路の詳細な構成を示すブロック図であ
る。

【図１３】 電圧検出回路の出力電圧比較部内の各回路
の出力と整流回路の出力電圧との関係を示す図である。

【図１４】 本発明の第２の実施の形態における可変容
量回路の状態、整流回路の出力電圧及び定電圧回路の出
力電圧の時間変動の１例を示す図である。

【図１５】 従来の電磁場受信装置における整流回路の
出力電圧及び定電圧回路の出力電圧の時間変動の１例を
示す図である。

【符号の説明】

１…電磁場送信装置、２…電磁場受信装置、３…端末装
置、１０…キャリア波発生回路、１１…アンテナコイ
ル、１２…同調回路、２０…アンテナコイル、２１…同
調回路、２２…整流回路、２３…定電圧回路、２４…内
部ロジック回路、２６…電圧検出回路、２７…プログラ
ム回路、２８…可変容量回路、２９…スイッチ制御回
路、３０…スイッチングクロック生成回路、３１…イン
ピーダンス制御回路、２６ａ…出力電圧変動検出部、２
６ｂ…出力電圧比較部、２６ａ−１…サンプルホールド
回路、２６ａ−２…コンパレータ、２６ｂ−１、２６ｂ
−２…シュミットトリガ、２６ｂ−３…インバータ、２
６ｂ−４…ＯＲ回路、３０ａ…クロック抽出回路、３０
ｂ…分周回路、Ｃａ、Ｃｂ、Ｃ０、Ｃｖ…容量素子、Ｓ
…電子スイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹田 忠雄 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 寺田 純 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5K012 AB05 AC01 AC10 AE13 BA02

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁場送信装置から送信された電磁波を
   受信するアンテナ回路と、このアンテナ回路で受信した
   前記電磁波から自装置の駆動用電力を得る整流回路と、
   この整流回路の出力電圧を定電圧化する定電圧回路とを
   備え、電磁誘導を用いて非接触状態で前記電磁場送信装
   置から電力供給を受ける電磁場受信装置において、 前記電磁場送信装置から見た自装置のインピーダンスを
   変化させるインピーダンス制御回路を有し、このインピ
   ーダンス制御回路は、前記整流回路の出力電圧が所望の
   電圧設定値となるよう前記自装置のインピーダンスを変
   化させる制御動作を繰り返し行うことにより、前記電磁
   場送信装置からの受信電力量を制御することを特徴とす
   る電磁場受信装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電磁場受信装置におい
   て、 前記インピーダンス制御回路は、 容量素子と電子スイッチとを直列に接続した直列接続回
   路を前記アンテナ回路と並列に複数個配置した可変容量
   回路と、 前記整流回路の出力電圧を検出する電圧検出回路と、 この電圧検出回路の検出結果に基づいて、前記整流回路
   の出力電圧が前記所望の電圧設定値となるよう前記可変
   容量回路の各電子スイッチの状態を決定するプログラム
   回路と、 このプログラム回路の決定に従って前記可変容量回路の
   各電子スイッチのオン／オフを制御するスイッチ制御回
   路と、 前記電子スイッチのスイッチングクロックを生成するス
   イッチングクロック生成回路とを含み、 前記プログラム回路による前記電子スイッチの状態決定
   と、前記スイッチ制御回路による前記電子スイッチの制
   御と、前記電圧検出回路による前記整流回路の出力電圧
   検出とを１スイッチングクロック毎に繰り返し行うこと
   により、前記インピーダンスを段階的に変化させて、前
   記整流回路の出力電圧を前記所望の電圧設定値に漸近さ
   せることを特徴とする電磁場受信装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の電磁場受信装置におい
   て、 前記電圧検出回路は、１スイッチングクロック毎に前記
   整流回路の出力電圧の変動を検出する出力電圧変動検出
   部を含み、 この出力電圧変動検出部は、 前記スイッチングクロック生成回路から出力されたスイ
   ッチングクロックに同期して前記整流回路の出力電圧を
   保持するサンプルホールド回路と、 このサンプルホールド回路によって保持された出力電圧
   と前記整流回路の現在の出力電圧との大小を比較するコ
   ンパレータとからなることを特徴とする電磁場受信装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の電磁場受信装置におい
   て、 前記インピーダンス制御回路は、 前記所望の電圧設定値を含む、下限値ＶＬ及び上限値Ｖ
   Ｈの第１の電圧許容範囲を設定し、 ｜ＶＨ−ＶＬ｜を１回の前記制御動作による前記整流回
   路の出力電圧の変動量よりも大きく設定し、 前記下限値ＶＬを前記定電圧回路の出力が定格値を得る
   のに最低限必要な前記整流回路の出力電圧Ｖｔｈよりも
   大きく設定し、 ｜ＶＬ−Ｖｔｈ｜を１回の前記制御動作による前記整流
   回路の出力電圧の変動量よりも大きく設定し、 前記整流回路の出力電圧が前記第１の電圧許容範囲内で
   ある場合に、前記制御動作を停止することを特徴とする
   電磁場受信装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の電磁場受信装置におい
   て、 前記インピーダンス制御回路は、 前記第１の電圧許容範囲に加えて、下限値ＶＬ−ΔＶ２
   （ＶＬ−ΔＶ２＜ＶＬ）及び上限値ＶＨ＋ΔＶ１（ＶＨ
   ＋ΔＶ１＞ＶＨ）の第２の電圧許容範囲を設定し、 制御動作中に、前記整流回路の出力電圧が前記第１の電
   圧許容範囲内に入ったとき、前記制御動作を停止し、 制御動作停止中に、前記整流回路の出力電圧が前記第２
   の電圧許容範囲から外れたとき、前記制御動作を再開す
   ることを特徴とする電磁場受信装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の電磁場受信装置におい
   て、 前記電圧検出回路は、前記整流回路の出力電圧を所定の
   しきい値と比較する出力電圧比較部を含み、 この出力電圧比較部は、 前記整流回路の出力電圧が低下するときのしきい値とし
   て前記ＶＬ−ΔＶ２が設定され、前記整流回路の出力電
   圧が上昇するときのしきい値として前記ＶＬが設定され
   た第１のシュミットトリガと、 前記整流回路の出力電圧が低下するときのしきい値とし
   て前記ＶＨが設定され、前記整流回路の出力電圧が上昇
   するときのしきい値として前記ＶＨ＋ΔＶ１が設定され
   た第２のシュミットトリガと、 この第２のシュミットトリガの出力を論理反転させるイ
   ンバータと、 前記第１のシュミットトリガの出力と前記インバータの
   出力の論理和をとるＯＲ回路とからなることを特徴とす
   る電磁場受信装置。
7. 【請求項７】 請求項２記載の電磁場受信装置におい
   て、 前記スイッチングクロック生成回路は、前記アンテナ回
   路で誘起した電圧のクロック成分を分周して前記スイッ
   チングクロックを生成することを特徴とする電磁場受信
   装置。
8. 【請求項８】 請求項１記載の電磁場受信装置におい
   て、 前記アンテナ回路は、アンテナコイルと同調回路とを含
   み、 前記同調回路は、 前記アンテナコイルと並列に接続された第１の容量素子
   と、 この第１の容量素子の後段に配置され、前記アンテナコ
   イルと直列に接続された第２の容量素子とからなること
   を特徴とする電磁場受信装置。
9. 【請求項９】 請求項２記載の電磁場受信装置におい
   て、 前記スイッチングクロックの周波数は、１ｋＨｚ以上１
   ＭＨｚ以下であることを特徴とする電磁場受信装置。
10. 【請求項１０】 請求項２記載の電磁場受信装置におい
    て、 前記直列接続回路の個数は、３個以上１００個以下であ
    ることを特徴とする電磁場受信装置。