JP2002170082A

JP2002170082A - 非接触ｉｃカード読取／書込装置

Info

Publication number: JP2002170082A
Application number: JP2000368891A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nagase; 博之長瀬; Koichi Wada; 晃一和田; Kazuo Washisawa; 一夫鷲沢; Kazuhiko Yamaki; 一彦山木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2002-06-14

Abstract

(57)【要約】【課題】ＩＣカードとの通信距離を拡大するととも
に、ＩＣカードが接近した場合でも、データの読出しや
書き込みを正常に行うことができる非接触ＩＣカード読
取／書込装置を提供する。【解決手段】ＩＣカード１から受信する信号の信号強
度を検出する信号強度検出手段35と、信号強度検出手段
によって検出された信号強度に応じて、ＩＣカードへの
無線送信電力を切り替える送信電力切替手段14、17とを
設ける。無線送信電力を高めて、ＩＣカードとの通信距
離を拡げることができ、また、ＩＣカードが接近した場
合には、送信電力を弱めてＩＣカードの動作の安定化を
図ることができる。

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ＩＣカード
読取／書込装置に関し、特に、離れた位置からでも非接
触ＩＣカード（以下、「ＩＣカード」と云う）の読み取
りができるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、非接触ＩＣカードは、ゲートを通
過する入場者や、機密室への入室者の管理などに広く利
用されている。ＩＣカードを使用する入室者管理システ
ムでは、入室者がＩＣカードを非接触ＩＣカード読取／
書込装置に翳して、ＩＣカードに記憶されているコード
を非接触ＩＣカード読取／書込装置に読み取らせる。読
み取ったコードが予め登録されているコードと一致する
場合には、出入口のロックが解除され、入室が可能にな
る。

【０００３】図８に示すように、非接触ＩＣカード読取
／書込装置２は、壁面や平面上に設置され、アンテナか
ら電波を送出する。ＩＣカード１は、共振回路、メモリ
及びＣＰＵなどを具備しており、非接触ＩＣカード読取
／書込装置２から受信した電波のエネルギーを整流し、
それを電源として、受信データのメモリへの書込みや、
メモリから読み出したデータの送信を実行する。

【０００４】図９は、非接触ＩＣカード読取／書込装置
のアンテナを示している。図９（ａ）は、アンテナを取
り付けた非接触ＩＣカード読取／書込装置の側面図を示
し、図９（ｂ）は、アンテナだけの斜視図を示してい
る。このアンテナは、一枚の送信アンテナ20と、送信ア
ンテナ20を間に挟む二枚の受信アンテナ30、31とで構成
されている。

【０００５】図１０は、非接触ＩＣカード読取／書込装
置の無線部の回路構成をブロック図で示している。送信
部は、搬送波信号を増幅する緩衝増幅回路110と、変調
波信号を増幅する緩衝増幅回路112と、搬送波を変調波
でＡＭ変調するＡＭ変調回路111と、被変調波を励振す
る励振増幅回路115と、励振された信号を無線送信が可
能なレベルまで増幅する電力増幅回路118と、増幅した
信号から不要成分を除去するローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）119と、送信信号を無線送出する送信アンテナ20と
を備えている。

【０００６】一方、受信部は、ＩＣカード１からの電波
を受信する受信アンテナ30、31と、受信アンテナ30及び
受信アンテナ31の受信信号を合成する合成回路132と、
合成された受信信号のレベルを一定に調整する自動利得
調整回路133と、高周波帯域の受信信号を増幅する同調
増幅回路134と、受信信号をＡＭ復調するＡＭ検波回路1
36と、復調波から高周波成分を除去するＬＰＦ137と、
信号波形を整形して受信データとして出力する波形整形
回路138とを備えている。

【０００７】この無線部の送信部に入力する搬送波信号
は、１３．５６ＭＨｚの周波数を有しており、この搬送
波は、緩衝増幅回路110で増幅されてＡＭ変調回路111に
入力する。読み取りコマンドを示す変調波信号も、同様
に緩衝増幅回路112で増幅されてＡＭ変調回路111に入力
し、搬送波は変調波信号で振幅変調される。

【０００８】被変調波は、励振増幅回路115で増幅さ
れ、さらに電力増幅回路118で所定電力まで増幅され、
ＬＰＦ119で不要成分が除去された後、送信アンテナ20
から送信される。

【０００９】受信電波のエネルギーから電源を生成した
ＩＣカード１は、読み取りコマンドを確認すると、メモ
リからデータを読み出して返信する。ＩＣカード１から
の送信データは、１３．５６ＭＨｚの搬送波に多重され
た８４７．５ｋＨｚの副搬送波の位相変調により伝送さ
れる。

【００１０】ＩＣカード１の送信信号は、受信アンテナ
30及び受信アンテナ31の両方で受信される。このとき、
ＩＣカード１と受信アンテナ30との位置関係と、ＩＣカ
ード１と受信アンテナ31との位置関係とが異なるため、
受信アンテナ30で受信される信号は、受信アンテナ31で
の受信信号と多少異なる。

【００１１】受信部の合成回路132は、受信アンテナ30
の受信信号と、受信アンテナ31の受信信号とを合成する
ことにより両者の差分を取る。そのため、合成回路132
から出力される合成信号は、ＩＣカード１の送信出力レ
ベルには依存しないレベルを有している。

【００１２】この合成信号は、自動利得調整回路133で
一定レベルに調整された後、同調増幅回路134で増幅さ
れる。同調増幅回路134の出力は、ＡＭ検波回路136に入
力するとともに、その一部が自動利得調整回路133にフ
ィードバックされ、このフィードバック信号に基づいて
自動利得調整回路133の利得が調整される。

【００１３】ＡＭ検波回路136は、入力した被変調波を
復調する。復調波は、ＬＰＦ137を通ることによって副
搬送波信号のみが取り出される。波形整形回路138は、
この信号を整形して受信データとして出力する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の非接触
ＩＣカード読取／書込装置では、ＩＣカードとの通信距
離が１００ｍｍ以下に設定されており、ＩＣカードを非
接触ＩＣカード読取／書込装置のアンテナ面から１００
ｍｍ以内に近づけないと、データを読み取ることができ
ない。

【００１５】非接触ＩＣカード読取／書込装置にＩＣカ
ードを翳すときのアンテナ面とＩＣカードとの距離は、
人によってまちまちであるから、この通信距離が短く設
定されている程、ＩＣカードの読み取りに失敗する事例
が統計的に増えることは明らかである。例えば、コンサ
ートの入場者がＩＣカード付きチケットをゲートの非接
触ＩＣカード読取／書込装置に翳して会場に入場するよ
うな場合、データ読み取りに失敗し、ゲートに阻止され
てチケットの再読み取りを試行する入場者数は、この通
信距離が短く設定されている程、増加することになる。
非接触ＩＣカード読取／書込装置の通信距離を延ばすに
は、非接触ＩＣカード読取／書込装置の送信電力を上げ
れば良い。

【００１６】しかし、送信電力を上げた場合には、ＩＣ
カードを非接触ＩＣカード読取／書込装置のアンテナ面
に近接させたとき、ＩＣカードに規定以上の電力が加わ
り、ＩＣカードが異常発熱して誤動作したり、動作を停
止したりすると云う問題点がある。また、ＩＣカードを
アンテナ面に近づけたまま数分間放置すると、発熱のた
めにＩＣカードの樹脂部分が破損する事故も発生する。

【００１７】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、ＩＣカードとの通信距離を拡大するとと
もに、ＩＣカードが接近した場合でも、データの読出し
や書き込みを正常に行うことができる非接触ＩＣカード
読取／書込装置を提供することを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、非
接触ＩＣカードのデータを読み取り、または、データを
書き込む非接触ＩＣカード読取／書込装置において、Ｉ
Ｃカードから受信する信号の信号強度を検出する信号強
度検出手段と、信号強度検出手段によって検出された信
号強度に応じて、ＩＣカードへの無線送信電力を切り替
える送信電力切替手段とを設けている。

【００１９】そのため、無線送信電力を高めて、ＩＣカ
ードとの通信距離を拡げることができ、また、ＩＣカー
ドが接近した場合には、送信電力を弱めてＩＣカードの
動作の安定化を図ることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）第１の実施形
態の非接触ＩＣカード読取／書込装置は、受信部で、Ｉ
Ｃカードとの距離に依存する受信信号強度を検出し、そ
の信号強度に応じて無線送信電力を切り替える。

【００２１】この装置は、図１に示すように、送信部
が、搬送波信号を増幅する緩衝増幅回路10と、変調波信
号を増幅する緩衝増幅回路12と、無線送信電力の切替え
時に変調度を切り替えるスイッチ14と、搬送波を変調波
でＡＭ変調するＡＭ変調回路11と、被変調波を励振する
励振増幅回路15と、被変調波を増幅する電力増幅回路18
と、無線送信電力の切替え時に電力増幅回路18に入力す
る被変調波のレベルを選択して電力増幅回路18の利得を
切り替えるスイッチ17と、増幅された信号から正弦波信
号を取り出すＬＰＦ19と、信号を無線送出する送信アン
テナ20とを備えている。

【００２２】一方、受信部は、ＩＣカード１からの電波
を受信する受信アンテナ30、31と、受信アンテナ30及び
受信アンテナ31の受信信号を合成する合成回路32と、合
成された受信信号のレベルを自動調整する自動利得調整
回路33と、高周波帯域の受信信号を増幅する同調増幅回
路34と、同調増幅回路34の出力レベルに基づいてスイッ
チ14及びスイッチ17を制御する信号強度検出回路35と、
受信信号をＡＭ復調するＡＭ検波回路36と、復調波から
高周波成分を除去するＬＰＦ37と、信号波形を整形して
受信データとして出力する波形整形回路38とを備えてい
る。

【００２３】また、信号強度検出回路35は、図２に示す
ように、入力する正弦波信号の振幅を２倍に増幅する電
圧増幅回路50と、入力信号の正弦波の振幅に比例した直
流電圧を発生する整流／平滑回路51と、基準電圧を発生
する基準電圧発生回路53と、整流／平滑回路51の出力電
圧と基準電圧とを比較し、比較結果に基づいて制御信号
を出力する電圧比較回路52と、この制御信号によりスイ
ッチ14及びスイッチ17のオン／オフを制御するフォトＭ
ＯＳリレースイッチ回路54とから成る。

【００２４】また、自動利得調整回路33は、図３に示す
ように、同調増幅回路34からフィードバックされる信号
の正弦波の振幅に比例した直流電圧を発生する整流／平
滑回路61と、整流／平滑回路61の出力がＰＮ接合の逆電
圧として印加されるツェナーダイオード62と、合成回路
32から入力する信号をツェナーダイオード62の出力レベ
ルに応じた利得で増幅する増幅回路60とから成る。

【００２５】次に、この非接触ＩＣカード読取／書込装
置の動作について説明する。この装置の送信部には、搬
送波信号として、周波数１３．５６ＭＨｚ、振幅３．１
Ｖのパルス信号が入力する。図４のＡには、この搬送波
信号の波形を模式的に示している。この搬送波信号は、
緩衝増幅回路10で増幅されてＡＭ変調回路11に入力す
る。

【００２６】また、読み取りコマンドを表す変調波信号
は、振幅３．５Ｖの信号として入力する。図４のＢに
は、変調波信号の波形を例示している。この変調波信号
は、緩衝増幅回路112で図４のＣの波形に増幅された
後、スイッチ14がオンのときはスイッチ14を通り、スイ
ッチ14がオフのときは抵抗13を通って、ＡＭ変調回路11
に入力する。スイッチ14は、無線送信電力を引き下げる
ときにオンとなるように信号強度検出回路35により制御
される。

【００２７】搬送波は、ＡＭ変調回路11で、入力する変
調波信号により振幅変調される。スイッチ14がオンのと
きは、スイッチ14がオフのときに比べて変調波の振幅が
大きいため、変調度が増大する。

【００２８】ＡＭ変調回路11から出力された被変調波
は、励振増幅回路15で増幅される。図４のＤ（１）に
は、スイッチ14がオンの場合の励振増幅回路15の出力波
形を示し、図４のＤ（２）には、スイッチ14がオフの場
合の励振増幅回路15の出力波形を示している。このよう
に、スイッチ14のオフにより変調度は低下する。

【００２９】励振増幅回路15から出力された被変調波
は、スイッチ17がオンのときにはスイッチ17を通り、ス
イッチ17がオフのときには抵抗16を通って、電力増幅回
路18のエミッタ接地トランジスタのベースに入力し、こ
のトランジスタのコレクタに現れる出力を増幅する。

【００３０】スイッチ17は、無線送信電力を引き下げる
ときにオフとなるように信号強度検出回路35により制御
される。スイッチ17がオフになると、電力増幅回路18の
エミッタ接地トランジスタのベースに入力する信号レベ
ルが低下するため、電力増幅回路18の出力レベルが低下
する。しかし、スイッチ17がオフのときは、連動するス
イッチ14がオフとなって変調度を減少させるため、被変
調波に現れる変調波の振幅は、スイッチ17がオン、且
つ、スイッチ14がオンの場合と差がない。

【００３１】電力増幅回路18の出力は、ＬＰＦ19に入力
して、正弦波出力が取り出され、送信アンテナ20から送
信される。

【００３２】図４のＥ（１）は、スイッチ14がオン、且
つ、スイッチ17がオンの場合のＬＰＦ19の出力波形を示
している。この信号は、１３．５６ＭＨｚの正弦波であ
り、１Ｗの送信電力で送信アンテナ20から送信される。
また、図４のＥ（２）は、スイッチ14がオフ、且つ、ス
イッチ17がオフの場合のＬＰＦ19の出力波形を示してい
る。この信号は、０．３３Ｗの送信電力で送信アンテナ
20から送信される。

【００３３】このように、アンテナからの送信電力を引
き下げる際に、信号の増幅率の引き下げに併せて、変調
度を切り上げているため、変調信号の振幅が小さくなり
過ぎるのを避けることができる。

【００３４】信号を受信したＩＣカード１は、読み取り
コマンドを確認すると、メモリからデータを読み出して
返信する。ＩＣカード１からの送信データは、１３．５
６ＭＨｚの搬送波に多重された８４７．５ｋＨｚの副搬
送波の位相変調により伝送される。

【００３５】ＩＣカード１の送信信号は、受信アンテナ
30及び受信アンテナ31の両方で受信され、受信部の合成
回路32は、受信アンテナ30が受信した信号と、受信アン
テナ31が受信した信号とを合成し、双方の信号の差分を
取る。この合成回路32から出力される合成信号の強度
は、ＩＣカード１の送信出力レベルには依存せず、ＩＣ
カード１と非接触ＩＣカード読取／書込装置との距離に
依存している。

【００３６】図５のＦは、１３．５６ＭＨｚの搬送波に
８４７．５ｋＨｚの副搬送波が多重された合成回路32の
出力信号波形と、その振幅の測定値とを示している。Ｉ
Ｃカードが無い場合のピークからピークまでの電圧は２
０ｍＶであり、ＩＣカードを１５ｃｍ離したときの同電
圧は２０ｍＶ、１０ｃｍ離したときの同電圧は２０ｍ
Ｖ、５ｃｍ離したときの同電圧は１００ｍＶ、ＩＣカー
ドを０ｃｍ離した（ＩＣカードを非接触ＩＣカード読取
／書込装置に接触させた状態）ときの同電圧は８００ｍ
Ｖであった。

【００３７】合成回路32から出力された合成信号は、自
動利得調整回路33（図３）に入力し、自動利得調整回路
33は、同調増幅回路34から出力されたフィードバック信
号に基づいてこの合成信号を増幅する。フィードバック
信号は、自動利得調整回路33の整流／平滑回路61で平滑
化される。この整流／平滑回路61のＫ位置の出力電圧を
測定した値は、次の通りである。

【００３８】ＩＣカードが無い場合：−０．９ＶＩＣカードを１５ｃｍ離した場合：−１．０ＶＩＣカードを１０ｃｍ離した場合：−１．１ＶＩＣカードを５ｃｍ離した場合：−１．５ＶＩＣカードを０ｃｍ離した場合：−３．８Ｖ

【００３９】整流／平滑回路61の出力は、ツェナーダイ
オード62に入力し、ツェナーダイオード62は、入力信号
の振幅が小さい範囲では一定レベルの電圧を出力し、入
力信号の振幅が大きくなると、出力レベルを高める。ツ
ェナーダイオード62のＬ位置の出力電圧（ＤＣ電圧）を
測定した値は、次の通りである。

【００４０】ＩＣカードが無い場合：０ＶＩＣカードを１５ｃｍ離した場合：０ＶＩＣカードを１０ｃｍ離した場合：０ＶＩＣカードを５ｃｍ離した場合：−６０ｍＶＩＣカードを０ｃｍ離した場合：−１．８Ｖ

【００４１】ツェナーダイオード62の出力は、合成回路
32の出力とともに、自動利得調整回路33の増幅回路60に
入力する。増幅回路60は、ツェナーダイオード62の出力
の振幅が大きくなるに連れて、合成回路32の出力を増幅
する際の利得を小さくする。しかし、ツェナーダイオー
ド62の出力の振幅は、入力信号の振幅が小さい範囲では
０Ｖであるため、この自動利得調整回路33は、合成回路
32の出力レベルが小さい範囲では一定利得の増幅回路と
して働き、合成回路32の出力レベルが大きくなり、ツェ
ナーダイオード62の振幅も増加するようになると、通常
の自動利得調整回路と同様、その振幅に従って徐々に利
得を小さくし、出力電圧を一定範囲に制限する回路とし
て動作する。図６は、この自動利得調整回路33の利得特
性を示している。ここでは、横軸に整流／平滑回路61の
Ｋ位置の出力電圧を取り、縦軸に利得の大きさを取って
いる。

【００４２】自動利得調整回路33の出力は同調増幅回路
34に入力し、同調増幅回路34により１３．５６ＭＨｚの
帯域の信号が増幅される。図５のＧは、同調増幅回路34
の出力信号波形と、その振幅の測定値とを示している。
振幅の測定値（ピークからピークまで）は次の通りであ
る。

【００４３】ＩＣカードが無い場合：２．４ＶＩＣカードを１５ｃｍ離した場合：２．５ＶＩＣカードを１０ｃｍ離した場合：２．８ＶＩＣカードを５ｃｍ離した場合：３．７ＶＩＣカードを０ｃｍ離した場合：９．６Ｖ

【００４４】同調増幅回路34の出力は、一部が自動利得
調整回路33にフィードバックされ、一部が信号強度検出
回路35に入力し、一部がＡＭ検波回路36に入力する。

【００４５】信号強度検出回路35（図２）では、電圧増
幅回路50が、１３．５６ＭＨｚの正弦波入力（図５Ｇの
波形図）の振幅を２倍に増幅し、整流／平滑回路51が正
弦波振幅に比例する負の直流電圧を発生する。この整流
／平滑回路51の出力電圧の測定値は、次の通りである。

【００４６】ＩＣカードが無い場合：−３．１ＶＩＣカードを１５ｃｍ離した場合：−３．２ＶＩＣカードを１０ｃｍ離した場合：−３．６ＶＩＣカードを５ｃｍ離した場合：−４．７ＶＩＣカードを０ｃｍ離した場合：−１０Ｖ

【００４７】信号強度検出回路35の基準電圧発生回路53
は、＋４．２Ｖの基準電圧を発生する。電圧比較回路52
は、整流／平滑回路51の出力電圧と基準電圧との大きさ
（絶対値）を比較し、基準電圧の方が大きい場合には−
２．０Ｖの制御信号をフォトＭＯＳリレースイッチ回路
54に出力し、基準電圧の方が小さい場合には＋０．２Ｖ
の制御信号をフォトＭＯＳリレースイッチ回路54に出力
する。

【００４８】フォトＭＯＳリレースイッチ回路54は、発
光素子と受光素子との２つの対を具備しており、端子１
と２との間に接続した発光素子が発光すると、端子５と
６との間に接続した受光素子が導通し、端子３と４との
間に接続した発光素子が発光すると、端子７と８との間
に接続した受光素子が導通する。端子５及び６に接続し
た受光素子はスイッチ14として機能し、端子７及び８に
接続した受光素子はスイッチ17として機能する。また、
電圧比較回路52からの制御信号は端子４に入力し、端子
２と３は短絡されている。また、端子１は接地されてい
る。

【００４９】電圧比較回路52から−２．０Ｖの制御信号
が入力すると、発光素子に順方向の電圧が印加され、こ
の発光素子が発光し、端子５、６及び７、８に接続する
受光素子が導通する。従って、スイッチ14、17がオンに
なる。

【００５０】電圧比較回路52から＋０．２Ｖの制御信号
が入力すると、端子４に接続する発光素子には逆方向の
電圧が印加されるため、この発光素子が発光せず、端子
５、６及び７、８に接続する受光素子は不導通となる。
従って、スイッチ14、17はオフとなる。

【００５１】結局、信号強度検出回路35は、ＩＣカード
１が非接触ＩＣカード読取／書込装置から７〜８ｃｍ以
上離れている場合には、スイッチ14、17をオンにする。
また、ＩＣカード１と非接触ＩＣカード読取／書込装置
との距離が７〜８ｃｍより短い場合には、スイッチ14、
17をオフにする。

【００５２】なお、前述するように、自動利得調整回路
33は、合成回路32の出力レベルが小さい範囲では一定利
得の増幅回路として動作するため、この範囲では、同調
増幅回路34の出力は、合成回路32の出力レベルに比例し
ている。信号強度検出回路35によるスイッチ14、17のオ
ン・オフの切り替えは、自動利得調整回路33が一定利得
を維持している状態で行われるため、信号強度検出回路
35では、受信信号の信号強度に基づくスイッチ14、17の
制御が可能である。

【００５３】また、同調増幅回路34の出力が入力したＡ
Ｍ検波回路36は、被変調波を復調する。図５のＨは、復
調波の波形を示している。この復調波の振幅は、ＩＣカ
ード１との距離によって異なり、１．２Ｖ〜５．０Ｖの
間にある。この復調波は、ＬＰＦ37を通ることによって
副搬送波信号のみが取り出される。図５のＩはＬＰＦ37
の出力波形を示している。波形整形回路38は、この信号
を最高電圧が＋４．５Ｖ、最低電圧が＋０．２Ｖの信号
に整形し、受信データとして出力する。図５のＪは波形
整形回路38の出力波形を示している。

【００５４】このように、この非接触ＩＣカード読取／
書込装置は、ＩＣカードとの通信距離を最大２００ｍｍ
まで拡げることができ、また、ＩＣカードが接近した場
合には、送信電力を弱めてＩＣカードの動作の安定化を
図ることができる。従って、ＩＣカードとの距離が０ｍ
ｍから２００ｍｍの間であれば、ＩＣカードのデータ読
取りや、ＩＣカードへのデータ書込みを正常に行うこと
ができる。

【００５５】なお、ここでは、ＩＣカードとの距離に応
じて送信電力を２段階に切り替える場合について説明し
たが、スイッチ14、17の切り替えを多段階で行い、送信
電力を多段階に切り替えることも可能である。

【００５６】また、送信電力の切替は、データの送受信
を行っていない、信号送受信と次の信号送受信との間に
行うことにより、信号の変復調を、送信電力の切替によ
る影響を受けずに正確に行うことができる。

【００５７】また、ここでは、同調増幅回路34の出力か
ら受信信号の信号強度を検出しているが、合成回路32の
出力から直接、受信信号の信号強度を検出するようにし
ても良い。

【００５８】（第２の実施形態）第２の実施形態では、
非接触ＩＣカード読取／書込装置の送信電力の切り替え
をデジタル的に処理する場合について説明する。

【００５９】この装置は、図７に示すように、受信部
に、合成回路32、自動利得調整回路33、同調増幅回路3
4、ＡＭ検波回路36、ＬＰＦ37、及び波形整形回路38の
他に、同調増幅回路34の出力を平滑化する整流平滑回路
39と、整流平滑回路39の出力をデジタルデータに変換す
るＡ−Ｄコンバータ40とを備えており、Ａ−Ｄコンバー
タ40から、デジタル化された信号強度検出信号が出力さ
れる。

【００６０】また、送信部は、送信出力用制御データが
入力し、これをアナログデータに変換するＤ−Ａコンバ
ータ23と、Ｄ−Ａコンバータ23から入力する制御電圧に
応じて搬送波信号を増幅する利得調整回路21と、Ｄ−Ａ
コンバータ23から入力する制御電圧に応じて変調波信号
を増幅する利得調整回路22と、利得調整回路21から出力
された搬送波を利得調整回路22から出力された変調波で
ＡＭ変調するＡＭ変調回路11とを備え、さらに、励振増
幅回路15、電力増幅回路18及びＬＰＦ19を備えている。

【００６１】この装置では、受信部の同調増幅回路34の
出力が、整流平滑回路39で平滑化された後、Ａ−Ｄコン
バータ40でデジタルデータに変換され、信号強度検出信
号として信号処理部（不図示）に出力される。信号処理
部は、受信信号の信号強度に対応する送信出力用の制御
データが記述されたテーブルを具備しており、信号強度
検出信号が入力すると、その信号強度に対応する送信出
力用の制御データをＤ−Ａコンバータ23に出力する。Ｄ
−Ａコンバータ23は、この制御データを制御電圧（アナ
ログ量）に変換して利得調整回路21及び22に出力する。
利得調整回路21は、搬送波をＤ−Ａコンバータ23から入
力する制御電圧に応じて増幅し、また、利得調整回路22
は、同様に、変調波信号をＤ−Ａコンバータ23から入力
する制御電圧に応じて増幅する。

【００６２】利得調整回路21から出力された搬送波は、
ＡＭ変調回路11において、利得調整回路22から出力され
た変調波でＡＭ変調される。この被変調波は、励振増幅
回路15で増幅され、さらに電力増幅回路18で増幅され、
ＬＰＦ119で不要成分が除去された後、送信アンテナ20
から送信される。

【００６３】受信部が、ＩＣカード１からの信号を受信
して受信データとして出力するまでの動作は第１の実施
形態と同じである。

【００６４】この装置では、搬送波及び変調波の増幅
が、利得調整回路21及び22を用いて個別に実施され、こ
の利得調整回路21及び22の利得が、受信信号の信号強度
に基づいて、きめ細かく調整されるため、ＩＣカード１
との距離に応じて、送信信号の変調度及び送信電力を最
適な状態に設定することができる。

【００６５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の非接触ＩＣカード読取／書込装置は、ＩＣカードの正
常なデータ読み取りや、正常なデータ書込みを可能にす
るＩＣカードまでの距離を拡張することができ、読取／
書込装置にＩＣカードを翳す場合の距離的な制約を緩和
し、自由度を拡げることができる。

【００６６】従って、この非接触ＩＣカード読取／書込
装置を機密室の入口やゲートなどに設置した場合、ＩＣ
カードの提示の仕方が不適切なためＩＣカードのデータ
読み取りができない、と云う事態が減少する。

【００６７】その結果、入場者が多数に及ぶコンサート
会場などでも、ＩＣカードの読み取りのトラブルや再試
行によりゲートで入場者が停滞する状態を回避すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における非接触ＩＣカ
ード読取／書込装置の構成を示すブロック図、

【図２】第１の実施形態における信号強度検出回路の構
成を示すブロック図、

【図３】第１の実施形態における自動利得調整回路の構
成を示すブロック図、

【図４】第１の実施形態の非接触ＩＣカード読取／書込
装置における送信部の各部の信号波形を示す図、

【図５】第１の実施形態の非接触ＩＣカード読取／書込
装置における受信部の各部の信号波形を示す図、

【図６】第１の実施形態における自動利得調整回路の利
得特性を示す特性図、

【図７】本発明の第２の実施形態における非接触ＩＣカ
ード読取／書込装置の構成を示すブロック図、

【図８】非接触ＩＣカード読取／書込装置にＩＣカード
を読み取らせるときの状態を示す図、

【図９】（ａ）非接触ＩＣカード読取／書込装置へのア
ンテナの取り付け状態を示す側面図、（ｂ）非接触ＩＣ
カード読取／書込装置のアンテナを示す斜視図、

【図１０】従来の非接触ＩＣカード読取／書込装置の構
成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ＩＣカード２非接触ＩＣカード読取／書込装置 10、12、110、112 緩衝増幅回路 11、111 ＡＭ変調回路 14、17 スイッチ 15、115 励振増幅回路 18、118 電力増幅回路 19、37、119、137 ＬＰＦ 20 送信アンテナ 21、22 利得調整回路 23 Ｄ−Ａコンバータ 30、31 受信アンテナ 32、132 合成回路 33、133 自動利得調整回路 34、134 同調増幅回路 35 信号強度検出回路 36、136 ＡＭ検波回路 38、138 波形整形回路 39、51、61 整流／平滑回路 40 Ａ−Ｄコンバータ 50 電圧増幅回路 52 電圧比較回路 53 基準電圧発生回路 54 フォトＭＯＳリレースイッチ回路 60 増幅回路 62 ツェナーダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鷲沢一夫神奈川県横浜市港北区新羽町1244番地トム通信工業株式会社内 (72)発明者山木一彦神奈川県横浜市港北区新羽町1244番地トム通信工業株式会社内Ｆターム(参考） 2C005 MA25 MB07 NA46 TA22 5B058 CA15 KA02 KA04 KA21 YA20 5K012 AB05 AC06 AC07 AC08 AC10 BA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非接触ＩＣカードのデータを読み取り、
または、非接触ＩＣカードへデータを書き込む非接触Ｉ
Ｃカード読取／書込装置において、前記ＩＣカードから受信する信号の信号強度を検出する
信号強度検出手段と、前記信号強度検出手段によって検出された信号強度に応
じて、前記ＩＣカードへの無線送信電力を切り替える送
信電力切替手段とを備えることを特徴とする非接触ＩＣ
カード読取／書込装置。
【請求項２】前記送信電力切替手段が、送信信号の変
調度を切り替える変調度切替手段と、前記送信信号を増
幅する際の利得を切り替える利得切替手段とを具備し、
前記利得切替手段が前記利得を引き下げるとき、前記変
調度切替手段は、連動して前記変調度を引き上げること
を特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＣカード読取／
書込装置。
【請求項３】前記送信電力切替手段は、前記無線送信
電力を複数の段階に切り替えることを特徴とする請求項
１または２に記載の非接触ＩＣカード読取／書込装置。
【請求項４】前記送信電力切替手段は、データ送受信
が行われていない間に前記無線送信電力の切り替えを実
行することを特徴とする請求項１、２または３に記載の
非接触ＩＣカード読取／書込装置。
【請求項５】前記信号強度検出手段は、自動利得調整
回路を経由した受信信号の信号強度を検出し、前記自動
利得調整回路は、前記受信信号の信号強度が所定レベル
に達するまでは、一定利得で前記受信信号を増幅するこ
とを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＣカード読取
／書込装置。
【請求項６】前記自動利得調整回路は、フィードバッ
クされた信号が入力するツェナーダイオードを具備し、
前記ツェナーダイオードの出力の振幅が大きくなるに連
れて、前記受信信号の増幅時の利得を小さくすることを
特徴とする請求項５に記載の非接触ＩＣカード読取／書
込装置。