JP2002366908A

JP2002366908A - リーダライタ及びそれを用いた通信システム

Info

Publication number: JP2002366908A
Application number: JP2001176280A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Nagai; 伸之長井
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2001-06-11
Filing date: 2001-06-11
Publication date: 2002-12-20
Anticipated expiration: 2021-06-11
Also published as: JP4738641B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、本発明は、アンテナコイルの減
衰振動を抑制し、良好な通信状態を得ること可能とする
リーダライタ及びそれを用いた通信システムを提供す
る。【解決手段】本発明の一側面としてのリーダライタ
は、ＩＣモジュールを有する非接触情報媒体と電磁波か
らなるキャリアを用いて非接触で通信可能なリーダライ
タであって、前記キャリアを生成するアンテナ部と、所
定のＯＮ／ＯＦＦよりなる波形を有するキャリア信号を
受けて前記アンテナ部を駆動するアンテナ駆動部と、前
記所定のＯＦＦタイミングに同期して所定のパルス信号
を生成することにより前記アンテナ部で生じる減衰振動
を抑制する減衰振動キャンセル部とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般には、情報及
び電力の伝達システムに係り、特に、データを記録可能
なＩＣモジュールを内蔵した非接触情報媒体と通信可能
なリーダライタおよびそれを使用した通信システムに関
する。「ＩＣモジュールを内蔵した非接触情報媒体」と
は、ＩＣチップを含むＩＣモジュールを情報記録媒体と
して備え、リーダライタを介し外部装置と非接触に交信
する媒体であって、非接触であれば、電波の波長を問わ
ず、また、通信距離の長さも問わない。

【０００２】ＩＣチップ又はＩＣモジュールを内蔵した
非接触情報媒体の典型的なものは、例えば、マイクロ波
を利用してリーダライタと交信する非接触ＩＣタグであ
る。なお、本明細書においては、「ＩＣタグ」は、ＩＣ
カードと同様の機能を有するが、切手サイズやそれ以下
の超小型やコイン等の形状を有する全ての情報記録媒体
を含むものである。なお、本出願においては、「ＩＣカ
ード」は、スマートカード、インテリジェントカード、
チップインカード、マイクロサーキット（マイコン）カ
ード、メモリーカード、スーパーカード、多機能カー
ド、コンビネーションカードなどを総括している。

【０００３】但し、リーダライタの交信相手は必ずしも
ＩＣを備えた非接触情報媒体に限定されず、少なくとも
リーダライタと交信可能なアンテナを備えていればよ
い。

【０００４】

【従来の技術】リーダライタは、ＩＣタグやＩＣカード
などの非接触情報媒体との通信方法に従って接触型と非
接触型に分類することができる。このうち、非接触型
は、ＩＣタグとの接点がないので接触不良がなく、ＩＣ
タグがリーダライタから数ｃｍ乃至数十ｃｍ離れた移動
使用を可能にし、汚れ、雨、静電気に強いなどの特徴が
あり、今後ますますその需要は高まるものと予想されて
いる。

【０００５】非接触型のリーダライタは、一般的に、ア
ンテナ（例えば、アンテナコイル）を介しキャリアであ
る電磁波（電波）を送信することで非接触ＩＣタグとの
通信を行っている。より詳細には、リーダライタは一定
振幅の高周波信号のキャリアを与えられたデータで変調
し、変調されたデータを送信している。例えば、ＡＳＫ
１００％変調においては、リーダライタはキャリアをＯ
Ｎ／ＯＦＦさせることでデータを送信している。このと
き、非接触ＩＣタグは、リーダライタのアンテナから受
信した電波から電磁誘導によって動作電力を得ると共
に、電波を利用してリーダライタからデータを受信して
いる。一方、受信時には、リーダライタはキャリアを連
続的に送信することで、非接触ＩＣタグに動作電力を供
給している。これにより、非接触ＩＣタグは、データを
送信するために搬送波を送信データに応じて変化させて
アンテナコイルに送信し、これによりリーダライタにデ
ータを送信している。なお、このような通信システムに
おいて、典型的に、リーダライタは通信システムにおけ
る主導権を有しており、かかる動作を繰り返すことで複
数の非接触ＩＣタグとリーダライタとの通信を行ってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
リーダライタでは、アンテナコイルによって発生する減
衰振動により非接触ＩＣタグが誤作動を起こしてしまい
良好な通信状態を確保することができないという問題を
有していた。図８を参照するに、上述したようにリーダ
ライタはコマンドに応じてキャリアをＯＮ／ＯＦＦする
ことでデータを送信するが（例えば、ＡＳＫ１００％変
調）、キャリアをＯＦＦとしたときアンテナコイルはそ
の性質上減衰振動を発生してしまう。これは、アンテナ
コイルを理想コイルに近づければ近づけるほど顕著とな
る現象であり、また、アンテナの小さなリーダライタに
おいて良好な通信状態を得るべく動作電圧を高くとった
場合に避けられない問題であった。ここで、図８の
（ａ）は減衰振動が発生した場合のキャリアを示す波形
図であり、（ｂ）は非接触ＩＣタグによって検出され波
形整形された波形図である。なお、図８の（ａ）に示す
点線は、非接触ＩＣタグによって検出されるスレッシュ
ホールドレベル（閾値）を示している。

【０００７】図９に示す理想波形、即ち、本来リーダラ
イタが送信すべき波形と比較すると、かかる減衰振動に
よって生じた余分な波形により検出される波形にはΔｔ
だけ時間差が生じていることが理解される。ここで、図
９の（ａ）は理想的なキャリアを示す波形図であり、
（ｂ）は非接触ＩＣタグによって検出され波形整形され
た波形図である。よって、かかる時間差は非接触ＩＣタ
グを構成する回路に遅延時間を発生させるため、非接触
ＩＣタグの誤作動の引き金になっていた。それはすなわ
ち、リーダライタと非接触ＩＣタグの通信状態の不良を
意味する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、このような課題
を解決する新規かつ有用なリーダライタ及びそれを用い
た通信システムを提供することを本発明の概括的目的と
する。

【０００９】より特定的には、本発明は、アンテナコイ
ルの減衰振動を抑制し、良好な通信状態を得ること可能
とするリーダライタ及びそれを用いた通信システムを提
供することを本発明の例示的目的とする。

【００１０】上記目的を達成するために、本発明の一側
面としてのリーダライタは、ＩＣモジュールを有する非
接触情報媒体と電磁波からなるキャリアを用いて非接触
で通信可能なリーダライタであって、前記キャリアを生
成するアンテナ部と、所定のＯＮ／ＯＦＦよりなる波形
を有するキャリア信号を受けて前記アンテナ部を駆動す
るアンテナ駆動部と、前記所定のＯＦＦタイミングに同
期して所定のパルス信号を生成することにより前記アン
テナ部で生じる減衰振動を抑制する減衰振動キャンセル
部とを有する。かかるリーダライタによれば、減衰振動
キャンセル部によりキャリアのＯＦＦタイミングに同期
して所定のパルス信号を生成することで、減衰振動を抑
制することができる。

【００１１】かかるリーダライタにおいて、前記減衰振
動キャンセル部は前記所定のパルス信号を生成するロジ
ック回路を有し、キャリアのＯＦＦタイミングに同期し
た所定のパルス信号を生成することができる。更に、前
記減衰振動キャンセル部は、前記アンテナ駆動部にワイ
ヤードＯＲで接続されたトランジスタを有する。なお、
前記減衰振動キャンセル部は、前記トランジスタに接続
される微分回路を有する構成であってもよい。前記微分
回路は、前記アンテナ部の構造に応じて前記減衰振動を
抑制するように所定の定数が調整可能であり、減衰振動
を効果的に抑制することができる。

【００１２】また、本発明の別の側面としての通信シス
テムは、ＩＣモジュールを有する非接触情報媒体と、非
接触情報媒体と電磁波からなるキャリアを用いて非接触
で通信可能なリーダライタとを有する通信システムであ
って、前記リーダライタは、前記キャリアを生成するア
ンテナ部と、所定のＯＮ／ＯＦＦよりなる波形を有する
キャリア信号を受けて前記アンテナ部を駆動するアンテ
ナ駆動部と、前記所定のＯＦＦタイミングに同期して所
定のパルス信号を生成することにより前記アンテナ部で
生じる減衰振動を抑制する減衰振動キャンセル部とを有
する。かかる通信システムによれば、上述したリーダラ
イタより構成され、同様の作用を奏する。即ち、リーダ
ライタと通信する非接触情報媒体の誤作動を防止するこ
とができるので、かかる通信システムの通信状態は良好
なものとすることができる。

【００１３】本発明の更なる目的又はその他の特徴は添
付図面を参照して説明される好ましい実施例において明
らかにされるであろう。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明のリーダライタ１００及びそれを用いた通信システム
１について説明する。図１を参照するに、通信システム
１は、リーダライタ１００と、非接触情報媒体２００と
を有している。なお、添付図面の各図において、同一の
参照番号を付した部材は同一部材を表すものとし、重複
説明は省略する。図１は、本発明の通信システム１の構
成を示すブロック図である。図２は、図１に示すリーダ
ライタの概略ブロック図である。図３は、図２に示すリ
ーダライタ１００の構成を概略的に示す回路図である。

【００１５】リーダライタ１００はキャリア周波数ｆ_ｃ
を有する電波Ｗ（以下、単にキャリアと表現する場合も
ある。）を非接触情報媒体２００へ送信及びから受信
し、無線通信を利用して非接触情報媒体２００と交信す
る。電波Ｗは任意の周波数帯のキャリア周波数ｆｃ（例
えば、１３．５６ＭＨｚ）を使用することができる。図
１に良く示されるように、リーダライタ１００は本体１
０５と、本体１０５上面に位置するアンテナ部１１０
と、本体１０５内部に格納される制御インターフェース
部１２０と、電源回路１７０とを有している。アンテナ
部１１０と制御インターフェース部１２０は後述するケ
ーブル１８０によって電気的に接続されている。また、
リーダライタ１００は、制御インターフェース部１２０
を介して更なる図示しない外部ホスト装置（処理装置、
制御装置、パーソナルコンピュータ、ディスプレイな
ど）に接続されている。

【００１６】また、リードライタ１００は、例えば、家
庭用コンセントのＡＣ１００Ｖ又は電池等の外部電源を
取り込み可能な図示しないＡＣアダプタ（及び、それに
接続するコード及びプラグ等）又は電池収納部を備え、
かかるＡＣアダプタ又は電池収納部は電源回路１７０に
接続されている。また、通信システム１において、リー
ダライタ１００は図示しない外部装置に接続可能な図示
しないＵＳＢケーブル又はＵＡＲＴケーブルを備えてい
るが、リーダライタ１００が上記外部装置を含む総合的
な装置として構成されてもよい。なお、本実施例のリー
ダライタ１００が外部装置にＵＳＢを介して接続される
場合、上述したＡＣアダプタ又は電池収納部は外部装置
の電源を共有することで省略されても良い。

【００１７】リーダライタ本体１０５は、図１において
筐体として図示されているが、かかる形態は例示的であ
って、これに限定されるものではない。例えば、リーダ
ライタ１０５は用途に合わせた任意の形状（例えば、球
体、筐体を含む多角形体など）を有することができ、所
要のプラスチック材料を成形したものである。但し、本
体１０５の材料についても、金属材料や、ガラス、セラ
ミック、木材、紙などのプラスチック以外の材質であっ
ても良く、また、これらのグループより選択される複合
材料であっても良い。更に、リーダライタ１０５は、後
述するアンテナ部１１０に非接触情報媒体２００を係合
するための係合部材、アンテナ部１１０を可視的に表示
するための表示手段（例えば、アンテナ部１１０を画定
するように配置されたＬＥＤ等）、非接触情報媒体２０
０との通信状態を示すための表示手段、及び、その他い
かなる構成を備えてもよく、その形態は使用に応じてい
かようにも変形可能である。

【００１８】アンテナ部１１０は非接触情報媒体２００
との間で情報の通信を行う機能を有し、図１に示される
ように、アンテナ部１１０は通信装置１００の上面に位
置し、所定の通信領域（図中、点線で示す領域）を有し
ている。アンテナ部１１０は、ループアンテナ１１２と
整合回路１１４により構成される。

【００１９】ループアンテナ１１２は、通信状態を妨げ
ない程度の材料より整形された基体１１１（例えば、円
状の基体１１１）の周囲に沿って延在される巻線部分で
ある。なお、基体１１１はかかる形状に限定されず、所
望の形状として実現することができる。しかしながら、
ループアンテナ１１２は、必ずしも基体１１１に設けら
れることを必要とせず、例えば、リーダライタ本体１０
５の一部に形成されても、巻線部分が外部に露出されて
もよく、所望の形態に応じて選択可能である。

【００２０】ループアンテナ１１２は、フィルムにラミ
ネートされた配線材を接着したり、金属配線、ワイヤの
貼り合わせや、エッチング、蒸着、プレーティングその
他の加工技術によって形成されたものである。配線材料
としては、例えば、アルミニュームや銅などの比較的に
電気導電率の高い材料が用いられるが、これに限定され
るものではない。ループアンテナ１１２の大きさや形状
はアンテナの駆動電力や所望とする通信領域（即ち、広
さ）より決定されることが望ましく、これに関し限定を
有するものではない。なお、本実施形態のリーダライタ
１００は、ループアンテナ１１２が小さい場合であって
も、ループアンテナ１１２によって発生する減衰振動を
抑制可能であり、良好な通信状態を得ることができる。

【００２１】整合回路１１４は本実施形態において容量
であって、ループアンテナ１１２に対して並列に接続さ
れている。

【００２２】制御インターフェース部１２０は、送信部
１３０と、減衰振動キャンセル部１４０（以下、単にキ
ャンセル部１４０と称する）と、受信部１５０と、コン
トローラ１６０とを内蔵している。

【００２３】送信部１３０は、図示しない外部装置より
送信されたデータを変調し、ループアンテナ１１２に送
信する。送信部１３０は発振回路１３２と、変調回路１
３４と、駆動回路１３６とを有する。発振回路１３２は
所定の周波数のキァリアを発生するための回路であり、
水晶振動子又はセラミック振動子等を使用することによ
り構成可能である。変調回路１３４はキャリアを与えら
れた情報に従って変調する回路であり、例えば、通常の
ＣＭＯＳＡＮＤゲート回路等で構成することができ
る。この場合、変調方式としては、振幅変調方式の一種
であるＡＳＫ（ＡｍｐｌｉｔｕｄｅＳｈｉｆｔＫｅｙ
ｉｎｇ）１００％方式であるが、他の変調方式例えばＰ
ＳＫ（ＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）方式，Ｆ
ＳＫ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎ
ｇ）方式であってもよい。最後に、駆動回路１３６は変
調されたキャリアを受けて電力増幅し、アンテナ部１１
０を駆動する。駆動回路１３６は、本実施形態におい
て、抵抗とトランジスタにより構成される。なお、本明
細書に記載された送信部１３０は例示的であって、これ
と同様の作用を奏する構成を適用することを排除するも
のでない。

【００２４】キャンセル部１４０は、キャリアのＯＮ／
ＯＦＦに伴いアンテナ部１１０のループアンテナ１１２
によって発生する減衰振動を抑制する機能を有する。キ
ャンセル部１４０はロジック回路１４２と、キャンセル
回路１４６とを有し、キャンセル回路１４６の後述する
トランジスタ１４７と上述した駆動回路１３６のトラン
ジスタがワイヤードＯＲとなるように接続されている。

【００２５】ロジック回路１４２は上述した変調回路１
３４に接続され、キャリアのＯＦＦタイミングに同期し
て数クロックのパルス信号を作成する。ロジック回路１
４２は図示しないクロックに接続されており、かかるク
ロックを使用して当該数クロックのパルス信号を作成可
能としている。なお、ロジック回路１４２は、後述する
コントローラ１６０のクロックを使用しても良く、かか
る構成においては上述した図示しないクロックは省略可
能である。

【００２６】図４を参照するに、ロジック回路１４２が
生成するパルス信号について説明する。ここで、図４
は、ループアンテナ１１２に送信される信号と同一な時
間軸で示した、ロジック回路１４２によって生成される
パルス信号を示した図である。図４に良く示されるよう
に、ロジック回路１４２はキャリアのＯＦＦタイミング
に同期して所定幅のパルス信号を出力している。所定の
幅は、一般的に、キャリアのＯＮ／ＯＦＦに長さに対応
して決定される値であるが、かかるパルス信号によって
キャリアの減衰振動が最も小さくなるような値をシミュ
レーション等によって決定することが望ましい。

【００２７】キャンセル回路１４６はトランジスタ１４
７と抵抗１４８から構成される回路である。上述したよ
うに、トランジスタ１４７は駆動回路１３６のトランジ
スタとワイヤードＯＲとなるように接続されている。

【００２８】かかる構成のキャンセル部１４０は、所定
のタイミングパルス信号を作成し、上記トランジスタ１
４７を駆動回路１３６のトランジスタとワイヤードＯＲ
で接続することにより、ループアンテナ１１２の減衰振
動を抑制する。図５を参照するに、（ａ）に示すループ
アンテナ１１２より出力されるキャリアに対し、（ｂ）
に示すキャンセル部１４０によって生成されるタイミン
グパルスを生成することで、実際にループアンテナ１１
２より出力されるキャリアは（ｃ）に示すような波形を
示す。なお、（ｂ）に示すパルス信号は、図３に示すよ
うに、キャリアのＯＦＦタイミングに同期して出力され
ているものである。ここで、図５の（ａ）は減衰振動を
有するキャリアを示す波形図であり、（ｂ）は減衰振動
キャンセル部１４６により作成されるパルス信号であ
り、（ｃ）は減衰振動キャンセル部１４６を設けること
によって得られるループアンテナ１１２より出力される
キャリアを示した波形図である。以上より、（ｃ）に示
す波形は理想波形、即ち、図３に示すループアンテナに
送信される信号と同一であり、減衰振動が抑制されてい
る。

【００２９】なお、図３に示すように、キャンセル部１
４０はロジック回路１４２とキャンセル回路１４６の間
に微分回路１４４を配置する構成であっても良い。微分
回路１４４は、上述した減衰振動に関するループアンテ
ナ１１２の内部抵抗の違いによる対応も、微分回路１４
４の所定の定数を調整することで容易に調節可能とな
る。微分回路１４４は、図３に示すように、容量と抵抗
よりなる回路であるが、ＯＰアンプを使用して構成して
も良い。しかしながら、かかる微分回路１４４は、容量
と抵抗よりなる簡素な構成であって、安価に作成できる
という長所を有する。

【００３０】本実施形態において、キャンセル部１４０
はロジック回路１４２を変調回路１３４に接続すること
で、キャリアのＯＦＦタイミングに同期したパルス信号
を生成している。しかし、かかるロジック回路１４２
は、後述するコントローラ１６０に代替される、又はコ
ントローラ１６０の一部として構成されてもよい。かか
る構成において、後述するコントローラ１６０はトラン
ジスタ１４７（又は、微分回路１４４）に接続され、送
信部１３０の変調回路１３４をモニタリングし、ＯＦＦ
タイミングに同期したパルス信号を生成するであろう。

【００３１】受信部１５０は、図示しない検波手段（電
流検出手段）と、復調回路とを有すし、非接触情報媒体
２００が送信した信号を復元する。本実施形態におい
て、検波手段はループアンテナ１１２に流れる電流の変
化を検出する手段であって、例えば、当該周知の電流検
出手段より構成することができる。なお、検波手段は、
本実施形態において電流検出手段として実現されるが、
非接触情報媒体２００が送信した信号を検出可能ないか
なる構成であってよい。また、復調回路は電流検出手段
で検出された変化分を復調する回路であって、これもま
た当該周知のいかなる技術の適用を排除するものでな
い。

【００３２】コントローラ１６０は、復調した信号から
情報を取り出して外部装置に転送する。コントローラ１
６０は、例えば、ＣＰＵより構成されても良いし、これ
と異なる制御及び／又は処理回路であってもよい。

【００３３】電源回路１７０は外部より電力の供給を受
けて適宜電圧変換を行い、各回路に対し必要電力を供給
するものであるが、場合によっては内蔵電池を電力源と
してもよい。電源回路１７０は、本実施形態において、
アンテナ部１１０を１５Ｖ電源で駆動する。なお、電源
回路１７０は当業界周知のいかなる技術をも適用可能で
あり、ここでの詳細な説明は省略する。

【００３４】再び、図１を参照するに、上述のリーダラ
イト１００と交信可能な非接触情報媒体２００について
説明する。

【００３５】非接触情報媒体２００は、リーダライタ１
００と電磁波（電波）を使用して交信する。本実施形態
において、非接触情報媒体２００は、用途に合わせた任
意の形状（例えば、ペンダント形状、コイン形状、キー
形状、カード形状、タグ形状など）を有することがで
き、非接触ＩＣタグとして実現されている（以下、非接
触ＩＣタグ２００と交換可能に使用する）。但し、非接
触情報媒体２００は、クレジットカードと同一寸法を有
する、所謂ＩＳＯ（国際標準化機構：Ｉｎｔｅｒｎａｔ
ｉｏａｌＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＳｔａ
ｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ）サイズ（縦５４ｍｍ、横８
５．６ｍｍ、厚さ０．７６ｍｍ）のＩＣカードとして実
現されてもよい。また、かかるＩＣカードにおいて、ク
レジットカードやキャッシュカードなどの磁気ストライ
プを有するカード媒体に適用されることを妨げるのもで
はない。更に、非接触情報媒体２００は、選択的に、エ
ンボス、サインパネル、ホログラム、刻印、ホットスタ
ンプ、画像プリント、写真などが形成されてもよい。

【００３６】図６及び図７を参照するに、非接触ＩＣタ
グ２００は、基板２０５と、アンテナ部２１０と、ＩＣ
モジュール２２０とを有する。ここで、図６は非接触Ｉ
Ｃタグ２００の構成を示す回路図である。図７は、非接
触ＩＣタグ２００を示す概略平面図である。図７によく
示されるように、非接触ＩＣタグ２００は、基板２０５
上に取り付けられたＩＣモジュール２２０の表面に形成
された後述するコイルパターン２１２がパッド部２３０
を介してＩＣモジュール２２０と電気的に接続されてい
る。本実施例の非接触ＩＣタグ２００は、ＩＣモジュー
ル２２０の回路パターン上にアンテナコイルが形成され
たオンコイルＩＣモジュール２２０として実現されてい
る。しかし、本発明の非接触情報媒体２００はアンテナ
コイルがＩＣモジュールに内蔵されていない非接触情報
媒体２００にも適用できることはいうまでもない。

【００３７】なお、非接触ＩＣタグ２００は、バッテリ
を内蔵してもよいが、内臓バッテリの劣化に伴うトラブ
ルを回避すると共に、チップを小型化するためにバッテ
リレスとすることが好ましい。従って、非接触ＩＣタグ
２００は、リーダライタ１００から受信した電波から電
磁誘導によって動作電力を得ると共に、電波を利用して
リーダライタ１００とデータを交換することができるも
のとする。

【００３８】基板２０５は、ＩＣモジュール２２０を直
接あるいは間接的に張り合わして固定する基板である。
基板２０５は、上述したように所要の形状を有し、所要
のプラスチック材料を成形したものである。しかし、基
板２０５の材料についても、交信を妨げない範囲で金属
材料や、ガラス、セラミック、木材、紙などのプラスチ
ック以外の材質であっても良く、これらとプラスチック
との複合材料であっても良い。

【００３９】アンテナ部２１０はリーダライタ１００と
交信するためのアンテナであって、コイルパターン２１
２と、コイルパターン２１２に対して並列に接続された
容量２１４とを有する。コイルパターン２１２は、例え
ば、略正方形状のＩＣモジュール２２０の周辺部に沿っ
て延在される巻線パターンを有し、その巻数は当該ＩＣ
モジュール２２０の通信電波のキャリア周波数に応じて
設定される。オンチップコイルはその配線の両端におい
て、一対のパッド部２３０を介しＩＣモジュール２２０
の内部回路と電気的に接続されており、信号の送受信が
可能である。図において、容量２１４はパッド部２３０
を介しオンチップ回路２１２に対して並列に接続される
が、容量２１４がコイルパターン２１２と並列となるよ
うなその他の接続方法を排除するものではない。かかる
構成において、アンテナ部２１０を構成する合成回路の
共振周波数は、非接触ＩＣタグ２００が交信する信号の
キャリア周波数となっている。

【００４０】なお、非接触ＩＣタグ２００がＩＣモジュ
ールを内蔵していない非接触情報媒体として実現される
のであれば、コイルパターンはアンテナ部の形状や寸
法、その他の条件に応じて所望の寸法、形状、自己イン
ダクタンス、相互インダクタンスを有するように形成さ
れるに足りるものである。例えば、上から見た場合にコ
イルパターンの形状は円形、四角形、楕円形など所望の
形状を有することができる。また、コイルの代わりにダ
イポールアンテナその他のアンテナを使用してもよい。

【００４１】ＩＣモジュール２２０は、例えば、その内
部にＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性半導体メモリを内蔵し
たＩＣチップや、マイコンなどの半導体チップ、或いは
他の信号処理回路を内蔵した集積回路装置である。ＩＣ
モジュール２２０は、電源回路２２２と、送受信回路２
２４と、メモリ２２６と、ロジック制御回路２２８と、
図示しないクロックとを内蔵している。

【００４２】非接触ＩＣタグ２００はバッテリを内蔵し
ておらず、電源回路２２２はアンテナ部２１０が受信し
た電波から電磁誘導によってその動作電力を得る。

【００４３】送受信回路２２４は受信回路と送信回路を
有している。受信回路は、受信した電波を検波してそれ
からデータを得るために基底帯域信号を復元する。ま
た、送信路は、データを送信するために搬送波を送信デ
ータに応じて変化させてコイルパターン２１２に送信す
る。変調方式は負荷変調を使用することもできる。負荷
変調とは、媒体電力（負荷）を送信でータに従って変調
する方式をいう。なお、本明細書に記載された送受信回
路２２４は例示的であって、これと同様の作用を奏する
いかなる構成の送受信回路を適用することを排除するも
のでない。

【００４４】メモリ２２６はデータを保存するＲＯＭ、
ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ及び／又はＦＲＡＭ等から構成さ
れる。メモリ２２６は、例えば、ＩＤ情報や所定額の電
子マネーなどの価値や取引記録その他を格納することが
でき、送受信回路２２４はロジック制御回路２２８によ
って制御されて、クロックに同期して動作する。ロジッ
ク制御回路２２８はＣＰＵを使用して実現してもよいし
ＣＰＵを用いずに実現してもよい。非接触ＩＣタグ２０
０はリーダライタ１００のアンテナ部１１０とかかるデ
ータに基づいて交信するときに、ロジック制御回路２２
８は所定の処理を行うことができる。例えば、ロジック
制御回路２２８は所定の取引（例えば、切符の購入や電
子マネーの入金など）によりかかる価値をメモリ２２６
から増減等することができる。なお、これらの構成要素
の構成や動作は当業者には容易に理解できるため詳しい
説明は省略する。

【００４５】次に、本発明の通信システム１の動作につ
いて説明する。リーダライタ１００から非接触ＩＣタグ
２００にデータが送られる場合には、図示しない外部装
置からのデータは、リーダライタ１００において、コン
トローラ１６０で処理されて送信部１３０に送られる。
この送信部１３０では、発振回路１３２から一定振幅の
高周波信号がキャリアとして供給されており、このキャ
リアがデータで変調されて変調高周波信号が出力され
る。この場合、変調方式としては、振幅変調、周波数変
調、位相変調などいずれであってもよい。変調回路１３
４から出力される変調高周波信号は駆動回路１３６を介
してアンテナ部１１０に供給される。

【００４６】本発明では、これと同時に、減衰振動キャ
ンセル部１４０が、かかる変調高周波信号のＯＦＦタイ
ミングに同期して、所定のパルス信号を生成し、ループ
アンテナ１１２における減衰振動の抑制に寄与する。よ
って、かかるリードライタ１００は非接触情報媒体２０
０と良好な通信状態を得ることができる。

【００４７】このときには、リーダライタ１００に非接
触ＩＣタグ２００が近接されており、リーダライタ１０
０のループアンテナ１１２と非接触ＩＣタグ２００のコ
イル２１２とが電磁結合されている。

【００４８】そこで、非接触ＩＣタグ２００において
は、アンテナ部２１０のコイル２１２を介して変調高周
波信号が送受信回路２２４の図示しない受信回路に供給
される。また、この変調高周波信号は電源回路２２２に
供給されて非接触ＩＣタグ２００の各部に必要な所定の
電源電圧（例えば、３．３Ｖ）が生成される。また、送
受信回路２２４の図示しない受信回路から出力されたデ
ータは、復調されてロジック制御回路２２８に供給され
る。ロジック制御回路２２８は図示しないクロックの出
力に基づいて動作し、供給されるデータを処理して所定
のものをメモリ２２６に書き込む。

【００４９】非接触ＩＣタグ２００からリーダライタ１
００にデータが送られる場合は、リーダライタ１００に
おいて、変調回路１３４からは無変調で一定振幅の高周
波信号が出力され、駆動回路１３６、アンテナ部１１０
のループアンテナ１１２を介して非接触ＩＣタグ２００
に送られる。非接触ＩＣタグ２００においては、上記と
同様、この高周波信号が電源回路２２２に供給され、上
記の所定電源電圧が生成される。

【００５０】一方、非接触ＩＣタグ２００においては、
メモリ２２６から読み出されたデータがロジック制御回
路２２８で処理されて送受信回路２２４に供給される。
送受信回路２２４の図示しない送信回路は例えば負荷抵
抗とスイッチとからなり、データの“１”、“０”ビッ
トに応じてこのスイッチがＯＮ／ＯＦＦする。

【００５１】リーダライタ１００においては、上記のよ
うに送受信回路２２４の図示しない送信回路のスイッチ
がＯＮ／ＯＦＦすると、アンテナ部１１０のループアン
テナ１１２の両端子からループアンテナ１１２側をみた
負荷が変動し、このため、ループアンテナ１１２に流れ
る高周波電流の振幅が変動する。即ち、この高周波電流
は非接触ＩＣタグ２００のロジック制御回路２２８から
送受信回路２２４の図示しない送信回路に供給されるデ
ータによって振幅変調されたものである。この高周波電
流は受信部１５０の図示しない電流検出手段で検出さ
れ、これもまた図示しない受信回路で復調されてデータ
が得られる。このデータはコントローラ１６０で処理さ
れ、図示しない外部装置などに送られる。

【００５２】本発明の通信システム１は、非接触ＩＣカ
ードやＩＣタグと同様に様々な多目的用途が見込まれて
いる。これらの分野には、金融（キャッシュカード、ク
レジットカード、電子マネー管理、ファームバンキン
グ、ホームバンキングなど）流通（ショッピングカー
ド、商品券など）、医療（診察券、健康保険証、健康手
帳など）、交通（ストアードフェア（ＳＦ）カード、回
数券、免許証、定期券、パスポートなど）、保険（保険
証券など）、証券（証券など）、教育（学生証、成績証
など）、企業（ＩＤカードなど）、行政（印鑑証明、住
民票など）などが含まれる。例えば、非接触ＩＣタグ２
００がＩＤ情報をそのメモリに格納している場合には、
通信システム１は、会社、研究所、大学などの入出力管
理媒体として使用することができる。

【００５３】以上、本発明の好ましい実施例を説明した
が、本発明はその要旨の範囲内で様々な変形や変更が可
能である。

【００５４】

【発明の効果】本発明のリーダライタ及びそれを用いた
通信システムは、かかるリーダライタによれば、減衰振
動キャンセル部によりキャリアのＯＦＦタイミングに同
期して所定のパルス信号を生成することで、減衰振動を
抑制することができる。即ち、リーダライタと通信する
非接触情報媒体の誤作動を防止することができるので、
かかる通信システムの通信状態を良好なものとすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の通信システムの構成を示すブロック
図である。

【図２】図１に示すリーダライタの概略ブロック図で
ある。

【図３】図２に示すリーダライタの構成を概略的に示
す回路図である。

【図４】ループアンテナに送信される信号と同一な時
間軸で示した、ロジック回路によって生成されるパルス
信号を示した図である。

【図５】（ａ）は減衰振動を有するキャリアを示す波
形図であり、（ｂ）は減衰振動キャンセル部により作成
されるパルス信号であり、（ｃ）は減衰振動キャンセル
部を設けることによって得られるループアンテナより出
力されるキャリアを示した波形図である。

【図６】非接触ＩＣタグの構成を示す回路図である。

【図７】非接触ＩＣタグを示す概略平面図である。

【図８】（ａ）は減衰振動が発生した場合のキャリア
を示す波形図であり、（ｂ）は非接触ＩＣタグによって
検出され波形整形された波形図である。

【図９】（ａ）は理想的なキャリアを示す波形図であ
り、（ｂ）は非接触ＩＣタグによって検出される波形整
形された波形図である。

【符号の説明】

１通信システム１００リーダライタ１１０アンテナ部１２０制御インターフェース部１３０送信部１４０減衰振動キャンセル回路１４２ロジック回路１４４微分回路１４６駆動回路１５０受信部１６０コントローラ２００非接触ＩＣタグ２０５基板２１０アンテナ部２２０ＩＣモジュール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＩＣモジュールを有する非接触情報媒体
と電磁波からなるキャリアを用いて非接触で通信可能な
リーダライタであって、前記キャリアを生成するアンテナ部と、所定のＯＮ／ＯＦＦよりなる波形を有するキャリア信号
を受けて前記アンテナ部を駆動するアンテナ駆動部と、前記所定のＯＦＦタイミングに同期して所定のパルス信
号を生成することにより前記アンテナ部で生じる減衰振
動を抑制する減衰振動キャンセル部とを有するリーダラ
イタ。
【請求項２】前記減衰振動キャンセル部は、前記所定
のパルス信号を生成するロジック回路を有する請求項１
記載のリーダライタ。
【請求項３】前記減衰振動キャンセル部は、前記アン
テナ駆動部にワイヤードＯＲで接続されたトランジスタ
を有する請求項２記載のリーダライタ。
【請求項４】前記減衰振動キャンセル部は、前記トラ
ンジスタに接続される微分回路を有する請求項３記載の
リーダライタ。
【請求項５】前記微分回路は、前記アンテナ部の構造
に応じて前記減衰振動を抑制するように所定の定数が調
整可能である請求項３記載のリーダライタ。
【請求項６】ＩＣモジュールを有する非接触情報媒体
と、非接触情報媒体と電磁波からなるキャリアを用いて
非接触で通信可能なリーダライタとを有する通信システ
ムであって、前記リーダライタは、前記キャリアを生成するアンテナ部と、所定のＯＮ／ＯＦＦよりなる波形を有するキャリア信号
を受けて前記アンテナ部を駆動するアンテナ駆動部と、前記所定のＯＦＦタイミングに同期して所定のパルス信
号を生成することにより前記アンテナ部で生じる減衰振
動を抑制する減衰振動キャンセル部とを有する通信シス
テム。