JP2003108942A - Non-contact communication device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、非接触型ICカー
ドシステムのリーダライタ装置などの非接触通信装置に
関し、特に、非接触型ICカードなどからのデータの検
出レベルを調整することが可能な非接触通信装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】例えば非接触型のICカードシステムで
は、質問器として用いられるリーダライタ(R/W)装
置と、応答器として用いられる非接触型ICカードとの
間で非接触で電力伝送やデータ通信することが行われ
る。一例として、リーダライタ装置は、ループ状のアン
テナを用いて非接触型ICカードに対して電力を送信す
る機能や、当該アンテナを用いて非接触型ICカードと
の間で情報を通信して当該非接触型ICカードの内部の
メモリの記憶内容を読み書きする機能などを有する。ま
た、非接触型ICカードは、例えば内部に電源を有して
おらず、情報を記憶するメモリや、ループ状のアンテナ
を用いてリーダライタ装置から電力を受信する機能や、
受信した電力により当該アンテナを用いてリーダライタ
装置との間で情報を通信する機能などを有する。
【0003】このような非接触型ICカードシステムで
は、リーダライタ装置から電磁誘導などを用いて非接触
型ICカードに対して非接触で電力を送信し、非接触型
ICカードが受信した当該電力を用いて動作し、これに
より、リーダライタ装置と非接触型ICカードとが非接
触で情報を通信などする。
【0004】ところで、従来の非接触型ICカードシス
テムのリーダライタ装置では、ほとんどの場合におい
て、無線通信処理を行う通信処理部を有する通信処理部
ユニットと、アンテナを有するアンテナユニットとが1
対1で対応していた。このため、従来のリーダライタ装
置では、例えば図3(a)に示されるようにループ状の
アンテナA2を有するアンテナユニット21と通信処理
部を有する通信処理部ユニット22とが一体化された構
成や、或いは、同図(b)に示されるようにループ状の
アンテナを有するアンテナユニット31と通信処理部を
有する通信処理部ユニット32との距離が固定されてこ
れら2つのユニット31、32がケーブル33を介して
接続される構成が用いられていた。
【0005】このようなリーダライタ装置の構成では、
アンテナユニットのアンテナと通信処理部ユニットの通
信処理部との間の距離は一定或いはほぼ一定であるた
め、アンテナとしては、例えば無線通信に使用される周
波数の特性だけを考慮して設計されればよく、特に、通
信信号の位相を調整するようなことは全く考えられてい
なかった。
【0006】しかしながら、例えばアンテナユニットや
通信処理部ユニットを設置する場所などに依存してこれ
ら2つのユニットを接続するケーブルの長さをその都度
変更しなければならない場合や、或いは、アンテナユニ
ットと通信処理部ユニットとが1対1の組み合わせとは
ならないような場合がある。このような場合には、ケー
ブルの長さを一定の長さに統一することができないこと
が多く、リーダライタ装置のアンテナと通信処理部との
間の距離が一定ではなくなってしまう。
【0007】ここで、上記のような場合の具体例を2つ
示す。まず、第1の具体例として、分配器を使用したゲ
ート型アンテナを用いたリーダライタ装置の場合を示
す。図4には、このようなリーダライタ装置のゲート型
アンテナなどの構成例を示してあり、具体的には、ルー
プ状の第1のアンテナA4を有する第1のアンテナユニ
ット41と、ループ状の第2のアンテナA5を有する第
2のアンテナユニット42と、通信処理部ユニット(図
示せず)からの信号(電力信号や情報信号)を2分配す
ることなどを行う分配器43と、当該分配された一方の
信号を第1のアンテナユニット41のアンテナA4へ供
給することなどを行うケーブル44と、当該分配された
他方の信号を第2のアンテナユニット42のアンテナA
5へ供給することなどを行うケーブル45と、分配器4
3と通信処理部ユニットとを接続するケーブル46とを
示してある。
【0008】同図に示したゲート型アンテナでは、例え
ば第2のアンテナA5から第1のアンテナA4への磁界
方向をもって、分配器43から出力される信号が第1の
アンテナA4及び第2のアンテナA5から送信され、こ
れにより、第1のアンテナユニット41と第2のアンテ
ナユニット42との間のゲートを通過する非接触型IC
カード(図示せず)に対して非接触で電力を供給し、当
該非接触型ICカードとの間で非接触で情報を通信す
る。
【0009】このようなゲート型アンテナでは、ほとん
どの場合において分配器43の機能がいずれかのアンテ
ナユニット41、42の筐体の内部に組み込まれる構成
が用いられ、このような場合には、当該分配器43から
それぞれのアンテナA4、A5までの間の距離が異なっ
てしまうため、それぞれのケーブル44、45の長さが
異なってしまう。
【0010】次に、第2の具体例として、アンテナ切替
装置などを使用した棚型アンテナを用いたリーダライタ
装置を示す。図5には、このようなリーダライタ装置の
棚型アンテナなどの構成例を示してあり、具体的には、
本棚ユニットJのそれぞれの棚にアンテナを備えて成る
複数の棚型アンテナ51a、51bと、リーダライタ装
置の通信処理部ユニット53と、当該通信処理部ユニッ
ト53からの信号(電力信号や情報信号)を接続する棚
型アンテナ51a、51bを切り替えることなどを行う
アンテナ切替装置52と、当該アンテナ切替装置52と
各棚型アンテナ51a、51bとを接続する複数のケー
ブル54a、54bと、各棚に格納された本Hを示して
ある。
【0011】なお、同図では、複数の棚型アンテナの中
の一部51a、51bのみについて符号を付してあり、
また、複数のケーブルの中の一部54a、54bのみに
ついて符号を示してあり、また、複数の本の中の一部H
のみについて符号を示してあるが、本棚ユニットJで
は、例えばそれぞれの棚が棚型アンテナとして構成され
ており、これら各棚型アンテナ毎にケーブルが備えられ
ており、各棚に複数の本が格納されている。
【0012】同図に示した棚型アンテナでは、例えばそ
れぞれの本Hに非接触型ICカードの機能が備えられて
おり、それぞれの棚型アンテナ51a、51bを用いて
それぞれの棚に格納された本(非接触型ICカード)H
との間で非接触で電力や情報を通信することが行われ、
これに際して、アンテナ切替装置52により通信処理部
ユニット53からの信号を出力などする棚型アンテナ5
1a、51bを切り替えることが行われる。
【0013】このような棚型アンテナでは、アンテナ切
替装置52からそれぞれの棚(棚型アンテナ51a、5
1b)までの距離が異なってしまうため、それぞれのケ
ーブル54a、54bの長さが異なってしまう。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例で示したよ
うに、従来の非接触型ICカードシステムのリーダライ
タ装置では、アンテナユニットと通信処理部ユニットと
を接続するためのケーブルの長さが一定とはならない場
合が生じてしまう。そして、従来のリーダライタ装置で
は、このようなケーブルの長さの違いに起因して、ケー
ブルにより当該ケーブルを伝送する信号に対して与えら
れる位相の変化量が異なってしまうことから、リーダラ
イタ装置により非接触型ICカードから受信するデータ
の検出レベルが変動してしまうといった不具合があり、
このため、例えばリーダライタ装置により非接触型IC
カードを検出して非接触通信を行うことが可能なエリア
(非接触型ICカードの検出エリア)が変動してしまう
といった不具合があった。
【0015】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、通信処理部とアンテナとを接
続するために用いられるケーブルにより当該ケーブルを
伝送する信号に対して与えられる位相の変化量を補正す
ることにより、非接触型ICカードなどの移動情報通信
体からのデータの検出レベルを所定のレベルに調整する
ことができ、これにより、例えば移動情報通信体の検出
エリアを一定化することなどができるリーダライタ装置
などの非接触通信装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る非接触通信装置では、通信処理部とア
ンテナとをケーブルを介して接続して構成され、移動情
報通信体から非接触で送信される信号をアンテナにより
受信してケーブルを介して通信処理部に入力し、通信処
理部が当該入力される受信信号と当該受信信号の搬送波
周波数と同一の周波数を有する信号との乗算結果に基づ
くデータを検出するに際して、次のようにして、ケーブ
ルを伝送する信号の位相変化量を補正する。すなわち、
ケーブル位相変化量補正手段が、通信処理部における前
記乗算結果に基づくデータの検出レベルが所定のレベル
となるように、ケーブルを伝送する信号に対して当該ケ
ーブルにより与えられる位相の変化量を補正するための
位相変化量を当該信号に対して与える。
【0017】従って、ケーブルを伝送する信号に対し
て、当該ケーブルにより当該信号に対して与えられる位
相の変化量を補正するための位相変化量が与えられて、
通信処理部における前記乗算結果に基づくデータの検出
レベルが所定のレベルに調整されるため、移動情報通信
体からのデータの検出レベルを所定のレベルに調整する
ことができ、これにより、例えば移動情報通信体の検出
エリアを一定化することなどができる。
【0018】ここで、非接触通信装置としては、例えば
リーダライタ装置などの種々な装置を用いることができ
る。また、移動情報通信体としては、種々な装置が用い
られてもよく、例えば自己の識別情報などをメモリに格
納したICカードを用いることができ、また、例えば自
己の識別情報などをメモリに格納したタグ状などの装置
を用いることもできる。
【0019】また、通信処理部としては、種々な構成の
ものが用いられてもよい。また、アンテナとしては、例
えばループアンテナなどの種々なアンテナが用いられて
もよい。また、ケーブルとしては、例えば同軸ケーブル
などの種々なケーブルが用いられてもよい。また、非接
触の通信としては、例えば電磁誘導を用いた通信などを
用いることができる。
【0020】また、例えば非接触通信装置から移動情報
通信体へ送信する信号(送信信号)の搬送波を移動情報
通信体が変調して応答信号として非接触通信装置へ返送
するような構成では、通信処理部に入力される信号(受
信信号)は通信処理部から出力した送信信号の搬送波が
移動情報通信体により変調された信号となり、送信信号
と同一の周波数の搬送波を有してケーブルなどにより位
相が変化した信号となる。
【0021】また、受信信号の搬送波周波数と同一の周
波数を有する信号としては、例えば送信信号の搬送波周
波数と受信信号の搬送波周波数とが同一である場合には
当該送信信号をそのまま用いることが可能であり、ま
た、他の信号が用いられても構わない。
【0022】また、前記乗算結果に基づくデータは、移
動情報通信体から非接触通信装置に対して送信されたデ
ータであり、例えば当該乗算結果に含まれる周波数成分
をフィルタにより除去して残った定数成分を当該データ
の値として検出することが行われる。移動情報通信体か
ら非接触通信装置に対する情報通信では、例えば振幅変
調などの変調方式が用いられ、当該振幅変調などにより
前記乗算結果に基づくデータの値が変化する。
【0023】また、前記乗算結果に基づくデータの検出
レベル(当該データの値)は、ケーブルを含む信号伝送
路により当該信号伝送路を伝送する信号に対して与えら
れる位相の変化量に依存して変化し、場合によっては、
当該検出レベルが常にゼロ或いは非常に小さくなってし
まうようなことが生じる。また、このような位相変化量
による影響は、通常、ケーブルの長さに大きく依存す
る。そこで、本発明では、例えばケーブルの長さに基づ
いて、このような位相変化量を補正するための位相変化
量を当該信号に対して与えることにより当該検出レベル
を調整する。
【0024】また、前記乗算結果に基づくデータの検出
レベルを調整する目標となる所定のレベルとしては、種
々なレベルが用いられてもよく、例えば「所定の閾値以
上の任意のレベル」が用いられてもよく、「所定の閾値
を超える任意のレベル」が用いられてもよく、「所定の
一定値のレベル」が用いられてもよく、「所定の一定範
囲内の任意のレベル」が用いられてもよい。具体的に
は、当該検出レベルを大きくすると移動情報通信体の検
出エリアを大きくすることができ、また、当該検出レベ
ルを一定化すると移動情報通信体の検出エリアを一定化
することができる。
【0025】また、ケーブル位相変化量補正手段として
は、ケーブルを伝送する信号に対して位相の変化量を与
えることができるものであれば、種々なものが用いられ
てもよく、例えば容量を可変することが可能なコンデン
サなどを用いて構成することができる。また、ケーブル
位相変化量補正手段としては、種々なところに備えられ
てもよく、例えばケーブルとアンテナとの接続端の付近
や、通信処理部とケーブルとの接続端の付近や、ケーブ
ルの一部などに備えることができる。
【0026】以下で、本発明の原理を論理的に説明す
る。なお、以下では、本発明に係る非接触通信装置をリ
ーダライタ装置に適用し、移動情報通信体を非接触型I
Cカードに適用した場合を例として示す。まず、リーダ
ライタ装置と非接触型ICカードとの間で行われる無線
通信の具体例を説明する。図6(a)には、一般的なリ
ーダライタ装置の概略的な構成の一例と、非接触型IC
カード64とを示してある。リーダライタ装置は、アン
テナ(アンテナユニット)61と通信処理部ユニット6
2とをケーブル63を介して接続して構成される。通信
処理部ユニット62には、アンテナ61を用いて無線に
より信号を送受信する回路として、送信回路71と、ト
ランス72と、検波回路73と、受信回路74とが備え
られている。
【0027】同図(a)に示した構成では、送信回路7
1から出力される送信信号(ここで、B信号と言う)
が、トランス72を介してケーブル63へ出力され、ケ
ーブル63を介してアンテナ61から非接触で送信さ
れ、そして、非接触型ICカード64により受信され
る。一方、非接触型ICカード64は、リーダライタ装
置から供給される電力を用いて動作し、リーダライタ装
置から受信したB信号の搬送波をロードスイッチなどに
より変調することで当該B信号にリーダライタ装置に対
する送信データを載せ、そして、当該変調したB信号を
リーダライタ装置に対してアンテナから非接触で返送す
る。
【0028】このような構成では、非接触型ICカード
64により変調を行う搬送波の周波数はリーダライタ装
置から受信される信号(B信号)の周波数と同一である
ことから、リーダライタ装置から非接触型ICカード6
4への無線通信で用いられる搬送波(リーダライタ装置
の送信搬送波)の周波数と、非接触型ICカード64か
らリーダライタ装置への無線通信で用いられる搬送波
(リーダライタ装置の受信搬送波)とは同一となる。
【0029】また、非接触型ICカード64から応答信
号として送信されるB信号はアンテナ61により受信さ
れ、ケーブル63を介して通信処理部ユニット62に入
力され、そして、通信処理部ユニット62ではトランス
72を介して受信信号として検波回路73に入力され
る。また、これと共に、通信処理部ユニット62では、
送信回路71から出力される送信信号(ここで、A信号
と言う)がトランス72を介して直接的に検波回路73
に入力される。検波回路73では入力されるA信号及び
B信号に基づいて検波が行われ、その後、受信回路74
では非接触型ICカード64からの受信データを検出す
ることが行われる。
【0030】また、図6(b)には、一般的なリーダラ
イタ装置の概略的な構成の他の例と、非接触型ICカー
ド84とを示してある。リーダライタ装置は、アンテナ
(アンテナユニット)81と通信処理部ユニット82と
をケーブル83を介して接続して構成される。通信処理
部ユニット82には、アンテナ81を用いて無線により
信号を送受信する回路として、送信回路91と、コンデ
ンサ92と、検波回路93と、受信回路94とが備えら
れている。
【0031】ここで、同図(b)に示した構成や動作
は、通信処理部ユニット82において同図(a)に示し
たトランス72の代わりにコンデンサ92が備えられて
おり、送信回路91からの送信信号がコンデンサ92を
介さずにケーブル83へ直接的に出力され、ICカード
84からの受信信号がコンデンサ92を介して検波回路
93に入力されるといった点を除いては、例えば同図
(a)に示した構成や動作と同様である。
【0032】次に、上記図6(a)、(b)を用いて説
明したような無線通信における通信処理部ユニットによ
るデータの検出レベルを説明する。なお、アンテナユニ
ットと通信処理部ユニットとを接続するケーブルの長さ
をxとし、また、リーダライタ装置と非接触型ICカー
ドとの無線通信で使用される周波数は近接型ICカード
の国際標準規格である13.56[MHz]であるとす
る。
【0033】例えば送信搬送波の周波数と受信搬送波の
周波数とが同一である場合には、通信処理部ユニットで
は、送信搬送波の回り込みとして入力されるA信号と、
受信搬送波の信号であるB信号とがミキシング(合成)
される。このように、受信側の検波回路に現れる信号
は、送信信号が直接的に受信側に回ってきたA信号と、
非接触型ICカードから送信信号が折り返されてきたB
信号とが合成されたものとなる。
【0034】ここで、受信側に回ってきたA信号aを式
1に示すように表し、B信号bを式2に示すように表
す。なお、AはA信号の振幅を示し、ωは送信搬送波及
び受信搬送波の角周波数を示し、λは当該ωに対応する
波長を示し、tは時刻を示す。また、Bは、例えば非接
触型ICカードが固定的な位置に存するとした場合にお
いて、リーダライタ装置からの送信信号(A信号)を用
いて返送される非接触型ICカードからの応答信号(B
信号)が受信側に達するまでの減衰量(減衰率)を示
す。また、αは、当該応答信号(B信号)の位相が例え
ば非接触型ICカード内での位相変化やケーブル以外の
線路での位相変化などに起因して固定的に変化する量を
示す。なお、当該αにはケーブルの長さxに起因する位
相変化量は含まれていない。
【0035】
【数1】
【0036】
【数2】
【0037】また、A信号aとB信号bとが合成された
信号(合成信号)Yは式3で示されるように表される。
【0038】
【数3】
【0039】ここで、上記式3の最右辺に示した合成信
号Yの第2項の成分は角周波数(2ω)を有する信号で
あり受信回路に備えられたフィルタにより除去され、定
数成分である第1項の成分のみが残って、当該除去後の
合成信号Y’は式4に示されるように表される。
【0040】
【数4】
【0041】また、フィルタ除去後の合成信号Y’は絶
対値により判定され、当該絶対値Z=|Y’|は式5に
示されるように表される。
【0042】
【数5】
【0043】ここで、ケーブルの長さxが変化すると、
上記式5中の位相変化量(4πx)/λが変化し、これ
により、上記式5に示した絶対値Zの値が変化する。な
お、送信信号が回り込むA信号aの位相は、部品の配置
やパターンなどに依存して固定値となり、ここでは省略
してある。しかし、受信信号であるB信号bの位相は、
ケーブルの長さxや、リーダライタ装置のアンテナと非
接触型ICカードとの間の距離などに依存して変化す
る。これに関して、無線通信に使用される周波数が上記
のように13.56[MHz]である場合には自由空間
での波長は約22mとなり、近接型の非接触型ICカー
ドの通信距離は約40cm以内であるため、このような
場合には、リーダライタ装置のアンテナと非接触型IC
カードとの間の距離は波長に対してほんの僅かしか(つ
まり、ほとんど)変化しないことから、当該距離による
影響は非常に小さく無視することが可能である。
【0044】これに対して、リーダライタ装置の通信処
理部ユニットとアンテナユニットとの間に備えられるケ
ーブルの長さxは、設置場所によっては例えば10m以
上となるようなこともあるため、この影響は非常に大き
く無視することはできない。
【0045】図7には、非接触型ICカードが同一の位
置に固定的に存するとした場合において、リーダライタ
装置の通信処理部ユニットの受信回路により検出される
受信信号のレベル(前記フィルタ除去後の合成信号Y’
の絶対値Zの値)がケーブルの長さxの変化に応じて変
動する様子の一例を示してあり、これは計算により得ら
れた値である。なお、同図のグラフの横軸はケーブルの
長さx[m]を示しており、縦軸は相対的な受信信号レ
ベルを示している。
【0046】同図に示されるように、例えば非接触型I
Cカードが同一の位置に存しても、ケーブルの長さxに
応じて受信信号レベルが変化してしまって非接触型IC
カードの検出エリアが広くなったり狭くなったりしてし
まい、正常に受信することができる場合とできない場合
とが発生してしまう。また、ケーブルの長さxによって
は、受信信号レベルが常にゼロとなってしまって全く受
信データを検出することができなくなってしまうことが
発生する。なお、計算上ではケーブルの長さxに関して
(λ/4)の周期で非接触型ICカードを全く検出する
ことができなくなってしまい、通常ではケーブルの波長
短縮率が67%程度であることを考慮すると、約3.7
[m]ごとに受信信号レベルが落ち込んでしまう。
【0047】また、図8には、実際の実験によりケーブ
ルの長さxを種々に変化させた場合において、リーダラ
イタ装置により非接触型ICカードからの受信信号を検
出することができたときにおけるリーダライタ装置のア
ンテナと非接触型ICカードとの最大の距離(最大検出
距離)を示してある。なお、同図のグラフの横軸はケー
ブルの長さx[m]を示しており、縦軸は最大検出距離
[mm]を示している。
【0048】同図の測定結果では、例えばリーダライタ
装置のアンテナ及び送信回路の側と非接触型ICカード
の側との整合が完全にとれていないために上記図7に示
した計算結果と比べるとややばらつきがあるが、ケーブ
ルの長さxに関して最大検出距離が小さく落ち込む周期
が上記図7に示した計算結果とほぼ同じであることが示
され、つまり、受信信号レベルと同じ周期で検出エリア
(最大検出距離)が広くなったり狭くなったりすること
が示される。
【0049】なお、上記図8の測定に関して、リーダラ
イタ装置の回路のインピーダンス整合や非接触型ICカ
ードの内部のインピーダンス整合などを完全にとること
は非常に困難であり、このようなインピーダンス整合が
完全にとれれば、例えば上記図7の計算結果のように、
最大検出距離が落ち込むところが顕著に(λ/4)の周
期で現れると考えられる。
【0050】このように、従来のリーダライタ装置で
は、例えば同一のアンテナを使用するような場合であっ
ても、ケーブルの長さが変化すると非接触型ICカード
の検出エリアが変化してしまうなどといった問題があっ
た。そこで、本発明では、このようなケーブルを伝送す
る信号に対して補正のための位相変化量を与えることに
より、例えばケーブルの長さによらずに非接触型ICカ
ードの検出エリアを一定化するなどといったことを実現
する。
【0051】なお、例えば特開平8−162818号公
報や特開平8−116276号公報や特開平8−293
725号公報や特開2001−60841号公報や特開
平11−145852号公報には、携帯電話機などに関
してインピーダンス整合回路を設ける技術が記載されて
いるが、本発明は、このようなインピーダンス整合をと
ることを目的とするものではなく、移動情報通信体から
の受信データの検出レベルの改善や移動情報通信体の検
出エリアの改善を目的とするものであり、特に、非接触
型ICカードシステムのリーダライタ装置などに特有な
ものである。また、一般に、通常の携帯電話機などで
は、送信搬送波の周波数と受信搬送波の周波数とは異な
っており、受信回路においてフィルタなどを用いて受信
信号と送信信号とを分離している。
【0052】上記のように、本発明による位相変化量の
調整は、インピーダンス整合を目的としたものではな
く、非接触通信装置により移動情報通信体からのデータ
を常に安定なレベルで受信することなどを可能とするも
のである。例えば、上記図8に示した測定結果を例とす
ると、ケーブルの長さを変化させても常に同図中でケー
ブルの長さxが6[m]である場合に対応したピーク
(極大値)の信号レベルでデータを受信できる状態など
に調整することが可能なものである。つまり、例えば設
置場所の都合などにより実際に使用するケーブルの長さ
が異なるような場合においても、常に、ケーブルの長さ
が見かけ上同じとなるような状態に調整することが可能
なものである。
【0053】
【発明の実施の形態】本発明に係る一実施例を図面を参
照して説明する。なお、本例では、本発明に係る非接触
通信装置と移動情報通信体から構成される移動情報通信
体システムを非接触型ICカードシステムに適用した場
合を示し、非接触通信装置としてリーダライタ装置を用
い、移動情報通信体として非接触型ICカードを用い
る。
【0054】また、本例のリーダライタ装置の構成や動
作は、例えばアンテナユニットと通信処理部ユニットと
を接続するケーブルを伝送する信号に対して補正のため
の位相変化量を与える位相回路を備えているといった点
を除いては、例えば従来例で示した構成や動作と同様で
あり、本例では、当該同様な部分についての詳しい説明
は省略する。また、本例の非接触型ICカードの構成や
動作は、例えば従来例で示した構成や動作と同様であ
り、本例では、詳しい説明は省略する。
【0055】図1には、本例のリーダライタ装置に備え
られる位相回路の構成例を示してあり、本例では、当該
位相回路がアンテナユニットに備えられている。そし
て、通信処理部ユニットからケーブルへ出力される非接
触型ICカードに対する送信信号は、当該ケーブルを伝
送した後に位相回路を通過し、その後、当該位相回路か
らアンテナへ出力されて、当該アンテナから非接触型I
Cカードに対して非接触で送信される。一方、非接触型
ICカードから非接触で送信される信号は、アンテナに
より受信された後に位相回路を通過し、その後、当該位
相回路からケーブルへ出力されて、当該ケーブルを伝送
して通信処理部に受信信号として入力される。
【0056】上記図1に示されるように、本例の位相回
路は、一方の線路において信号の伝送方向に沿って2つ
のコイル1、2を直列に接続し、これら2つのコイル
1、2の間にコンデンサ3の一端及びトリマコンデンサ
4の一端を接続し、また、他方の線路に当該コンデンサ
3の他端及び当該トリマコンデンサ4の他端を接続して
構成されている。ケーブルとアンテナとの間を伝送する
信号は、例えばこれら2つの線路の間の電圧信号として
本例の位相回路を伝送する。
【0057】また、トリマコンデンサ4は、容量を変化
させることが可能な機能を有しており、例えばユーザの
手動や、リーダライタ装置の通信処理部からの制御や、
リーダライタ装置とは別の外部からの制御などにより、
当該容量を調整することが可能な構成となっている。ト
リマコンデンサ4の容量を変化させると、位相回路によ
り当該位相回路を伝送する信号に対して与えられる位相
の変化量が変化し、これにより、当該容量を調整するこ
とにより、当該位相回路により当該信号に対して与えら
れる位相変化量を調整することができる。
【0058】また、他の例として、図2には、それぞれ
異なる位相変化量を与える複数の位相回路の中の任意の
位相回路とアンテナユニットとが、ケーブル接続のため
にアンテナユニットに設けられたコネクタ部などの構造
により、着脱可能であるリーダライタ装置の構成例を示
してある。具体的には、同図には、ループ状のアンテナ
A1を有するアンテナユニット11と、一端が通信処理
部ユニット(図示せず)に接続されたケーブル12と、
当該ケーブル12の他端と一端が接続されるとともにア
ンテナA1と他端が接続された位相回路13とを示して
あり、位相回路13はアンテナユニット11に設けられ
たコネクタ部により当該アンテナユニット11に取り付
けられている。
【0059】位相回路13としては、上述のように例え
ば種々な位相変化量の特性を有する複数の位相回路が用
意されている。そして、アンテナユニット11と任意の
位相回路13とをコネクタ部において付け替えすること
が可能であり、これにより、例えばケーブル12の長さ
に合わせて最適な位相変化量の特性を有する位相回路1
3を任意に選択して当該位相回路13をアンテナユニッ
ト11に取り付けることにより、ケーブル12とアンテ
ナA1との間を伝送する信号に対して与えられる位相変
化量を最適に補正することができる。
【0060】以上のように、本例のリーダライタ装置で
は、アンテナを有するアンテナユニットと通信処理部を
有する通信処理部ユニットとをケーブルを介して接続
し、通信処理部がアンテナを用いて非接触型ICカード
と電力伝送や情報通信を行う構成において、非接触型I
Cカードに対する送信信号や当該非接触型ICカードか
らの応答信号(受信信号)が伝送する信号経路に位相回
路を接続して備え、ケーブルの長さに応じて当該位相回
路による位相変化量を調整することにより、通信処理部
による非接触型ICカードからの受信信号(受信デー
タ)の検出レベルを一定以上のレベルなどに保持するこ
とができ、これにより、非接触型ICカードの検出エリ
アを一定以上の範囲などに保持することができる。
【0061】具体的には、例えば1つの通信処理部に対
して複数のアンテナをそれぞれの設置スペースなどに合
わせて最適な長さの同軸ケーブルなどを使用して接続す
るような場合においても、アンテナ用のアプローチケー
ブルである当該同軸ケーブルなどの長さによらずに、常
に一定の受信信号レベルを確保することや、常に一定の
検出エリアを確保することなどができる。このため、例
えば従来では1つの通信処理部に対して複数のアンテナ
を使用する場合には最長のケーブルが必要となるアンテ
ナに合わせて当該最長のケーブルを全てのアンテナにつ
いて使用することで同一の検出エリアを確保などしてい
たが、本例では、それぞれのアンテナ毎に合わせた異な
る長さのケーブルを使用するができる。また、本例のよ
うにアンテナユニット側に位相回路を備えるような構成
では、例えば通信処理部ユニット側の受信回路などの構
成や動作を統一化することができて好ましい。
【0062】ここで、本例のリーダライタ装置では、例
えば上記図6を用いて説明したように、送信搬送波の周
波数と受信搬送波の周波数とが同一であり、通信処理部
において、非接触型ICカードからの受信信号(B信
号)と当該受信信号の搬送波周波数と同一の周波数を有
する送信信号(A信号)とが乗算(合成)され、そし
て、当該乗算結果に基づくデータ(フィルタ除去後の合
成信号Y’の絶対値Zの値)が検出される。
【0063】また、本例では、ケーブルを伝送する信号
に対して補正のための位相変化量を与える位相回路の機
能により、ケーブル位相変化量補正手段が構成されてい
る。そして、当該機能により、ケーブルを伝送する信号
に対して例えば当該ケーブルの長さに応じて与えられる
位相の変化量を補正することができる。また、本例で
は、例えば上記図6(a)に示した構成では送信回路7
1、トランス72、検波回路73、受信回路74から通
信処理部が構成され、また、例えば上記図6(b)に示
した構成では送信回路91、コンデンサ92、検波回路
93、受信回路94から通信処理部が構成される。
【0064】なお、本例では、リーダライタ装置のルー
プアンテナ及び非接触型ICカードのループアンテナに
より電力伝送と情報送受信とを行う構成を示したが、例
えば非接触型ICカードの内部に電源が備えられるよう
な場合には、必ずしもリーダライタ装置から非接触型I
Cカードへの電力伝送は行われなくともよい。
【0065】ここで、本発明に係る移動情報通信体シス
テムや非接触通信装置や移動情報通信体などの構成とし
ては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構
成が用いられてもよい。また、本発明の適用分野として
は、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、
種々な分野に適用することが可能なものである。
【0066】また、本発明に係る非接触通信装置などに
おいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサ
やメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッ
サがROM(Read Only Memory)に格納された制御プロ
グラムを実行することにより制御される構成が用いられ
てもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機
能手段が独立したハードウエア回路として構成されても
よい。また、本発明は上記の制御プログラムを格納した
フロッピー(登録商標)ディスクやCD(Compact Dis
c)−ROM等のコンピュータにより読み取り可能な記
録媒体や当該プログラム(自体)として把握することも
でき、当該制御プログラムを記録媒体からコンピュータ
に入力してプロセッサに実行させることにより、本発明
に係る処理を遂行させることができる。
【0067】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る非接
触通信装置によると、通信処理部とアンテナとをケーブ
ルを介して接続して構成され、移動情報通信体から非接
触で送信される信号をアンテナにより受信してケーブル
を介して通信処理部に入力し、通信処理部が当該入力さ
れる受信信号と当該受信信号の搬送波周波数と同一の周
波数を有する信号との乗算結果に基づくデータを検出す
るに際して、通信処理部における前記乗算結果に基づく
データの検出レベルが所定のレベルとなるように、ケー
ブルを伝送する信号に対して当該ケーブルにより与えら
れる位相の変化量を補正するための位相変化量を当該信
号に対して与えるようにしたため、移動情報通信体から
のデータの検出レベルを所定のレベルに調整することが
でき、これにより、例えば移動情報通信体の検出エリア
を一定化することなどができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-contact type IC car.
Contactless communication devices such as reader / writer devices
In particular, the detection of data from non-contact IC cards, etc.
For non-contact communication devices capable of adjusting the output level
You. [0002] For example, in a non-contact type IC card system
Is a reader / writer (R / W) device used as an interrogator
And a contactless IC card used as a transponder
Non-contact power transmission and data communication are performed between
You. As an example, the reader / writer device has a loop-shaped
Transmit power to contactless IC card using tena
Function and the contactless IC card using the antenna.
To communicate information between the non-contact type IC card
It has a function of reading and writing contents stored in a memory. Ma
In addition, a non-contact type IC card has a power supply inside, for example.
There is no memory to store information or a loop antenna
A function of receiving power from a reader / writer device using
A reader / writer using the antenna with the received power
It has a function of communicating information with the device. In such a non-contact type IC card system,
Is non-contact using electromagnetic induction from a reader / writer device
Contactless power is transmitted to the IC card
It operates using the power received by the IC card, and
The reader / writer device and the non-contact type IC card
It communicates information by touch. By the way, a conventional non-contact type IC card system
In most cases, the reader / writer
Communication processing unit having a communication processing unit for performing wireless communication processing
Unit and one antenna unit having an antenna
One to one. For this reason, the conventional reader / writer
In the arrangement, for example, as shown in FIG.
Communication processing with antenna unit 21 having antenna A2
And a communication processing unit 22 having a unit.
Or, as shown in FIG.
An antenna unit 31 having an antenna and a communication processing unit
The distance to the communication processing unit 32 is fixed.
These two units 31, 32 are connected via a cable 33
A configuration to be connected was used. In such a configuration of the reader / writer device,
Communication between the antenna of the antenna unit and the communication processing unit
The distance to the signal processing unit is constant or almost constant.
For example, antennas used for wireless communication
The design only needs to be considered in consideration of the wave number characteristics.
Adjusting the phase of the signal is not considered at all.
Did not. However, for example, an antenna unit or
This depends on the location where the communication processing unit is installed, etc.
The length of the cable connecting the two units
If you need to change it, or
What is a one-to-one combination of a unit and a communication processing unit?
It may not be. In such a case,
Inability to standardize the length of the bull to a certain length
Between the antenna of the reader / writer device and the communication processing unit.
The distance between them is not constant. Here, two specific examples in the above case are described.
Show. First, as a first specific example, a game using a distributor is described.
The figure shows the case of a reader / writer device using a
You. FIG. 4 shows a gate type of such a reader / writer device.
An example of the configuration of an antenna and the like is shown.
A first antenna unit having a first antenna A4
And a second antenna A5 having a loop-shaped second antenna A5.
2 antenna unit 42 and a communication processing unit (FIG.
(Not shown) to split the signal (power signal and information signal) into two
And a distributor 43 that performs
The signal is supplied to the antenna A4 of the first antenna unit 41.
And the distributed cable 44
The other signal is sent to the antenna A of the second antenna unit 42.
5 and a distributor 4 for supplying to the
3 and the cable 46 connecting the communication processing unit
Is shown. In the gate type antenna shown in FIG.
For example, the magnetic field from the second antenna A5 to the first antenna A4
With the direction, the signal output from the distributor 43 is the first
Transmitted from the antenna A4 and the second antenna A5,
As a result, the first antenna unit 41 and the second antenna
Non-contact type IC that passes through a gate between
Supply contactless power to a card (not shown)
Non-contact communication of information with the non-contact type IC card
You. With such a gate type antenna, almost all
In any case, the function of the distributor 43 is
Configuration incorporated in the housings of the base units 41 and 42
Is used, in such a case, from the distributor 43
The distance between each antenna A4 and A5 is different
The length of each cable 44, 45
Will be different. Next, as a second specific example, the antenna switching
Reader / writer using a shelf-type antenna using a device
The device is shown. FIG. 5 shows such a reader / writer device.
A configuration example of a shelf antenna or the like is shown. Specifically,
An antenna is provided on each shelf of the bookshelf unit J.
A plurality of shelf-type antennas 51a, 51b and a reader / writer
Communication processing unit 53 and the communication processing unit
Shelf for connecting signals (power signals and information signals) from
Perform switching between the antennas 51a and 51b.
An antenna switching device 52;
A plurality of cables for connecting the respective shelf-type antennas 51a and 51b.
Bullets 54a and 54b and books H stored on each shelf
is there. In FIG. 1, a plurality of shelf antennas are shown.
The reference numerals are assigned to only a part 51a and 51b of
Also, only some of the cables 54a and 54b
And a sign is shown, and a part H in a plurality of books is shown.
Although only the reference numerals are shown for bookshelf unit J,
For example, each shelf is configured as a shelf antenna
A cable is provided for each of these shelf-type antennas.
And a plurality of books are stored on each shelf. In the shelf antenna shown in FIG.
Each book H has the function of a non-contact IC card
And using the respective shelf-type antennas 51a and 51b.
Books (non-contact type IC card) H stored in each shelf
It communicates power and information without contact between
At this time, the communication processing unit is controlled by the antenna switching device 52.
A shelf type antenna 5 for outputting a signal from the unit 53, etc.
Switching between 1a and 51b is performed. In such a shelf antenna, the antenna
From the replacement device 52 to the respective shelves (shelf antennas 51a,
Since the distance to 1b) is different,
Cables 54a and 54b have different lengths. [0014] As shown in the above conventional example,
The reader / writer of the conventional non-contact IC card system
In the monitoring device, the antenna unit and the communication processing unit
If the length of the cable connecting the
Union occurs. And with a conventional reader / writer device
Due to cable length differences
Signal given by the cable
Since the amount of phase change differs,
Data received from non-contact type IC card by iter device
There is a problem that the detection level of
For this reason, for example, a non-contact IC
Area where contactless communication can be performed by detecting the card
(Detection area of non-contact type IC card) fluctuates
There was such a problem. The present invention solves such a conventional problem.
This is for connecting the communication processing unit and the antenna.
The cable used to connect
Correct the amount of phase change given to the transmitted signal
Mobile information communication such as non-contact IC cards
Adjust the detection level of data from the body to a predetermined level
This allows, for example, the detection of mobile information
Reader / writer device that can stabilize the area
It is an object of the present invention to provide a non-contact communication device such as the one described above. [0016] To achieve the above object,
Therefore, in the contactless communication device according to the present invention, the communication processing unit and the
Connected to the antenna via a cable.
The signal transmitted from the broadcaster without contact is transmitted by the antenna.
Receives the data and inputs it to the communication processing unit via a cable.
The received signal and the carrier of the received signal
Based on the result of multiplication of the frequency with a signal having the same frequency
When detecting data, use the following
The phase change amount of the signal transmitting the signal is corrected. That is,
The cable phase change amount correcting means is provided in the communication processing unit.
The detection level of data based on the multiplication result is a predetermined level
So that the signal transmitted through the cable
Cable to compensate for the amount of phase change
A phase change amount is given to the signal. Therefore, for a signal transmitted through a cable,
The position given to the signal by the cable
Given a phase change amount for correcting the phase change amount,
Detection of data based on the multiplication result in the communication processing unit
Since the level is adjusted to a predetermined level, mobile information communication
Adjust the detection level of data from the body to a predetermined level
This allows, for example, the detection of mobile information
The area can be fixed. Here, as the non-contact communication device, for example,
Various devices such as a reader / writer can be used.
You. Various devices are used as mobile information communication bodies.
For example, self-identification information may be stored in a memory.
IC card can be used.
A device such as a tag that stores its own identification information in memory
Can also be used. The communication processing unit has various configurations.
Things may be used. Also, as an antenna,
For example, various antennas such as loop antennas are used
Is also good. Also, as the cable, for example, a coaxial cable
For example, various cables may be used. In addition,
As tactile communication, for example, communication using electromagnetic induction
Can be used. [0020] Also, for example, moving information from a non-contact communication device is transmitted.
The carrier of the signal (transmission signal) to be transmitted to the communication body is the movement information
The communication body modulates and sends it back to the contactless communication device as a response signal
In such a configuration, the signal input to the communication processing unit (receiving
Signal) is the carrier of the transmission signal output from the communication processing unit.
It becomes a signal modulated by the mobile information communication body, and the transmission signal
It has a carrier wave of the same frequency as
The signal changes phase. The same frequency as the carrier frequency of the received signal is used.
As a signal having a wave number, for example, a carrier frequency of a transmission signal is used.
If the wave number and the carrier frequency of the received signal are the same,
The transmitted signal can be used as it is,
Further, another signal may be used. The data based on the multiplication result is transferred.
Data transmitted from the mobile information communication device to the contactless communication device.
Data, for example, frequency components included in the multiplication result.
Is removed by a filter and the remaining constant component is
Is detected. Mobile information communication body
In information communication with non-contact communication devices, for example,
Modulation method such as key modulation is used.
The value of the data based on the result of the multiplication changes. Also, data detection based on the multiplication result
Level (value of the data) is the signal transmission including cable
Path to the signal transmitted through the signal transmission path.
Depending on the amount of phase change, and in some cases,
The detection level is always zero or very low
Something goes wrong. Also, such a phase change amount
Effects are usually highly dependent on cable length
You. Therefore, in the present invention, for example, based on the length of the cable,
In order to correct such a phase change amount,
The detection level by giving an amount to the signal
To adjust. Also, data detection based on the multiplication result
The predetermined level for which the level is to be adjusted
Various levels may be used, for example, "below a predetermined threshold.
Any level above may be used, and a "predetermined threshold
May be used, and any level above
A "constant level" may be used, and "a predetermined constant range".
Any level within the box "may be used. Specifically
If the detection level is increased, detection of mobile information
Output area can be enlarged, and the detection level
The detection area of mobile information communication objects
can do. Also, as a cable phase change amount correcting means,
Gives the amount of phase change to the signal transmitted through the cable.
If it can be obtained, various things are used
For example, a capacitor with variable capacity
It can be configured by using a semiconductor device. Also the cable
The phase change amount correction means is provided in various places.
For example, near the connection end between the cable and the antenna
Near the connection end between the communication processing unit and the cable,
For a part of the file. In the following, the principle of the present invention will be explained logically.
You. In the following, the non-contact communication device according to the present invention will be described.
Mobile information communicator is applied to non-contact type
An example in which the present invention is applied to a C card will be described. First, the reader
Wireless communication between writer device and non-contact type IC card
A specific example of communication will be described. FIG. 6 (a) shows a general
Example of schematic configuration of reader / writer device and non-contact type IC
A card 64 is shown. The reader / writer device
Tenor (antenna unit) 61 and communication processing unit 6
2 are connected via a cable 63. communication
The processing unit 62 is wirelessly connected using the antenna 61.
As a circuit for transmitting and receiving signals, a transmission circuit 71 and a
A lance 72, a detection circuit 73, and a reception circuit 74 are provided.
Have been. In the configuration shown in FIG.
Transmission signal output from 1 (here, referred to as B signal)
Is output to the cable 63 via the transformer 72,
Wirelessly transmitted from the antenna 61 via the cable 63
Received by the contactless IC card 64
You. On the other hand, the non-contact type IC card 64 has a reader / writer device.
It operates using the power supplied from the
The carrier of the B signal received from the device to the load switch, etc.
By further modulating, the B signal is applied to the reader / writer device.
And transmit the modulated B signal.
Non-contact return from antenna to reader / writer device
You. In such a configuration, a non-contact type IC card
The frequency of the carrier wave modulated by 64
Frequency of the signal (B signal) received from the device
From the reader / writer device, the contactless IC card 6
Carrier used in wireless communication to the PC (reader / writer device)
Transmission carrier wave) and the frequency of the contactless IC card 64
Carrier used in wireless communication from the PC to the reader / writer device
(Reception carrier wave of the reader / writer device). A response signal from the non-contact type IC card 64
The B signal transmitted as a signal is received by the antenna 61.
And enters the communication processing unit 62 via the cable 63.
And the communication processing unit 62
The signal is input to a detection circuit 73 as a reception signal via a signal 72.
You. At the same time, in the communication processing unit 62,
The transmission signal output from the transmission circuit 71 (here, the A signal
) Directly via the transformer 72
Is input to In the detection circuit 73, the input A signal and
Detection is performed based on the B signal.
Detects data received from the non-contact type IC card 64.
Is done. FIG. 6 (b) shows a general reader
Another example of the schematic configuration of an iter device and a non-contact IC car
84. The reader / writer device has an antenna
(Antenna unit) 81 and communication processing unit 82
Are connected via a cable 83. Communication processing
Unit unit 82 wirelessly using an antenna 81
A signal transmitting and receiving circuit includes a transmitting circuit 91 and a capacitor.
A sensor 92, a detection circuit 93, and a reception circuit 94.
Have been. Here, the configuration and operation shown in FIG.
In the communication processing unit 82 shown in FIG.
A capacitor 92 is provided in place of the transformer 72
The transmission signal from the transmission circuit 91
Output directly to the cable 83 without any intervention
A detection signal is received from the signal 84 via the capacitor 92.
Except that it is input to 93, for example,
This is the same as the configuration and operation shown in FIG. Next, a description will be given with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b).
Communication processing unit in wireless communication as described above.
The data detection level will be described. The antenna unit
Length of the cable connecting the communication unit and the communication unit
X, and the reader / writer device and the non-contact type IC car
The frequency used for wireless communication with the PC is a proximity IC card
13.56 [MHz] which is the international standard of
You. For example, the transmission carrier frequency and the reception carrier
If the frequency is the same, the communication processing unit
Is an A signal input as a wraparound of a transmission carrier,
Mixing (synthesis) with the B signal which is the signal of the received carrier wave
Is done. Thus, the signal that appears in the detection circuit on the receiving side
Is an A signal whose transmission signal is directly transmitted to the receiving side,
B where the transmission signal is folded back from the non-contact type IC card
And the signal. Here, the A signal a sent to the receiving side is expressed by the following equation.
1 and the B signal b is expressed as shown in Equation 2.
You. A indicates the amplitude of the A signal, and ω indicates the transmission carrier spread.
And the angular frequency of the received carrier, where λ corresponds to ω
The wavelength indicates the time, and t indicates the time. B represents, for example,
If the tactile IC card is in a fixed position
And uses a transmission signal (A signal) from the reader / writer device.
Response signal from the contactless IC card (B
Signal) until the signal reaches the receiver.
You. Α is the phase of the response signal (B signal).
If there is a phase change in a non-contact IC card
The amount that changes fixedly due to phase changes in the line
Show. Note that α is a position caused by the cable length x.
Phase change is not included. ## EQU1 ## ## EQU2 ## The A signal a and the B signal b are combined.
The signal (combined signal) Y is expressed as shown in Expression 3. ## EQU3 ## Here, the composite signal shown on the rightmost side of the above equation (3)
The component of the second term of the signal Y is a signal having an angular frequency (2ω).
Removed by the filter provided in the receiver circuit
Only the component of the first term, which is a few components, remains, and after the removal,
The composite signal Y ′ is expressed as shown in Expression 4. [Equation 4] Further, the synthesized signal Y ′ after the filter is removed is indispensable.
The absolute value Z = | Y ′ |
It is represented as shown. [Equation 5] Here, when the length x of the cable changes,
The phase change amount (4πx) / λ in the above equation 5 changes.
As a result, the value of the absolute value Z shown in Expression 5 changes. What
Note that the phase of the A signal a into which the transmission signal wraps depends on the component arrangement
Value is fixed depending on the parameter and pattern, etc., and omitted here
I have. However, the phase of the B signal b which is the received signal is
The length of the cable x and the antenna of the reader / writer
It changes depending on the distance from the contact type IC card, etc.
You. In this regard, the frequency used for wireless communication is
Free space when 13.56 [MHz] as in
Wavelength is about 22m, proximity type non-contact IC car
Communication distance is within about 40 cm.
In the case, the antenna of the reader / writer device and the non-contact type IC
The distance to the card is only a fraction of the wavelength.
The distance does not change.
The effects are very small and can be ignored. On the other hand, the communication processing of the reader / writer device
Cable provided between the control unit and the antenna unit.
The cable length x is, for example, 10 m or less depending on the installation location.
This effect can be very large because it can be
Cannot be ignored. FIG. 7 shows that the non-contact type IC card has the same position.
Reader / writer
Detected by the receiving circuit of the communication processing unit of the device
Received signal level (combined signal Y 'after removing the filter)
The absolute value Z of the cable) changes in accordance with the change in the cable length x.
This is an example of how the
Value. The horizontal axis of the graph in the figure is the cable
The vertical axis indicates the relative received signal level.
Indicates a bell. As shown in FIG.
Even if the C card is in the same position, the cable length x
Received signal level changes accordingly, causing non-contact IC
The detection area of the card becomes wider or narrower
No, if it can and cannot be received normally
Will occur. Also, depending on the cable length x
Is received at all times because the received signal level is always zero.
May not be able to detect communication data
appear. In the calculation, the cable length x
Non-contact type IC card is detected at a period of (λ / 4)
The cable wavelength
Considering that the shortening rate is about 67%, about 3.7
The received signal level drops every [m]. FIG. 8 shows a cable obtained by an actual experiment.
In various cases where the length x of the
The received signal from the non-contact type IC card
Of the reader / writer device when the
Maximum distance between antenna and contactless IC card (maximum detection
Distance). The horizontal axis of the graph in the figure is the case
And the vertical axis indicates the maximum detection distance.
[Mm]. In the measurement results shown in FIG.
Non-contact IC card with antenna and transmission circuit side of device
Is not shown in FIG.
Although there is some variation compared to the calculated results,
The period in which the maximum detection distance decreases for a small length x
Is almost the same as the calculation result shown in FIG.
In other words, the detection area is
(Maximum detection distance) becomes wider or narrower
Is shown. In the measurement shown in FIG.
Impedance matching of non-contact IC
Complete impedance matching inside the board
Is very difficult, and such impedance matching
If completely obtained, for example, as shown in the calculation result of FIG.
The place where the maximum detection distance drops is markedly around (λ / 4).
Period. As described above, in the conventional reader / writer device,
Is the case, for example, when using the same antenna.
Even if the cable length changes, a non-contact IC card
There is a problem that the detection area of
Was. Therefore, in the present invention, such a cable is transmitted.
The amount of phase change for correction
For example, a non-contact type IC card
To achieve a fixed detection area
I do. Incidentally, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-162818
And JP-A-8-116276 and JP-A-8-293.
No. 725, JP-A-2001-60841 and JP-A-2001-60841.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-145852 discloses a mobile phone and the like.
To provide an impedance matching circuit
However, the present invention provides such impedance matching.
It is not intended to be
To improve the level of detection of received data and to detect mobile information
The purpose is to improve the exit area, especially in non-contact
Type IC card system
Things. In addition, in general, ordinary mobile phones
Is different from the frequency of the transmitting carrier and the frequency of the receiving carrier.
And receive data using a filter in the receiving circuit.
The signal and the transmission signal are separated. As described above, the phase change amount according to the present invention is
Adjustments are not intended for impedance matching.
Data from mobile information communicators using contactless communication devices
Can always be received at a stable level
It is. For example, the measurement result shown in FIG.
If you change the cable length, the cable
Peak corresponding to when the length x of the bull is 6 [m]
Data can be received at the (maximum) signal level, etc.
Can be adjusted. That is, for example,
The length of the cable actually used depending on the location
Cable length, always
Can be adjusted so that they look the same
It is something. Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
It will be described in the light of the above. In this example, the non-contact type according to the present invention is used.
Mobile information communication consisting of communication device and mobile information communication body
When the body system is applied to a contactless IC card system
The reader / writer device is used as the non-contact communication device.
Using a non-contact IC card as a mobile information communication body
You. The configuration and operation of the reader / writer device of this embodiment
The operation is, for example, with the antenna unit and the communication processing unit.
To correct the signal transmitted through the cable connecting the
That it has a phase circuit that gives the amount of phase change
Is the same as the configuration and operation shown in the conventional example, except for
Yes, in this example, a detailed description of the similar parts
Is omitted. In addition, the configuration of the non-contact type IC card
The operation is the same as, for example, the configuration and operation shown in the conventional example.
Therefore, in this example, detailed description is omitted. FIG. 1 shows a configuration of the reader / writer of this embodiment.
The configuration example of the phase circuit shown in FIG.
A phase circuit is provided in the antenna unit. Soshi
Connected to the cable from the communication processing unit
The transmission signal for the tactile IC card is transmitted through the cable.
After passing through the phase circuit,
Output from the antenna to the non-contact type I
It is transmitted to the C card without contact. On the other hand, non-contact type
The signal transmitted from the IC card without contact is sent to the antenna
After passing through the phase circuit, and then
Output from phase circuit to cable and transmit the cable
Then, it is input to the communication processing unit as a reception signal. As shown in FIG. 1, the phase rotation of this embodiment is
There are two paths on one line along the signal transmission direction.
Coils 1 and 2 are connected in series, and these two coils
One end of capacitor 3 and trimmer capacitor between 1 and 2
4 and the other line is connected to the capacitor
3 and the other end of the trimmer capacitor 4
It is configured. Transmit between cable and antenna
The signal is, for example, as a voltage signal between these two lines
The phase circuit of this example is transmitted. The capacitance of the trimmer capacitor 4 changes.
It has a function that can be
Manual or control from the communication processing unit of the reader / writer device,
By external control other than the reader / writer device,
The capacity can be adjusted. G
When the capacity of the lima capacitor 4 is changed,
Phase given to the signal transmitted through the phase circuit
The amount of change in
Is given to the signal by the phase circuit.
The amount of phase change to be performed can be adjusted. As another example, FIG.
Arbitrary among multiple phase circuits that give different amounts of phase change
Phase circuit and antenna unit are for cable connection
The structure of the connector part etc. provided in the antenna unit
Shows an example of the configuration of a removable reader / writer device.
I have. More specifically, FIG.
Antenna unit 11 having A1 and one end performing communication processing
A cable 12 connected to an external unit (not shown);
The other end and one end of the cable 12 are connected and
Shows the antenna A1 and the phase circuit 13 to which the other end is connected.
The phase circuit 13 is provided in the antenna unit 11.
Attached to the antenna unit 11 with the connector
Have been killed. The phase circuit 13 is described above.
If multiple phase circuits with various phase change characteristics are used,
Is intended. Then, the antenna unit 11 and any
Replacement with the phase circuit 13 in the connector section
Which allows, for example, the length of the cable 12
Phase circuit 1 having the characteristic of the optimal phase change amount according to
3 is arbitrarily selected to connect the phase circuit 13 to the antenna unit.
By attaching to cable 11, cable 12 and antenna
Phase change given to the signal transmitted between
The amount of conversion can be optimally corrected. As described above, in the reader / writer device of this embodiment,
Is an antenna unit having an antenna and a communication processing unit.
Connected to the communication processing unit via a cable
The communication processing unit uses an antenna to make a non-contact type IC card.
In a configuration that performs power transmission and information communication with the
The transmission signal to the C card or the contactless IC card
Phase response to the signal path through which the response signal (received signal) is transmitted.
Path, and connect the phase
By adjusting the amount of phase change due to the
Signal from a non-contact type IC card (received data
Data) should be kept above a certain level.
As a result, the detection area of the non-contact type IC card is
Can be kept in a certain range or more. Specifically, for example, one communication processing unit
To fit multiple antennas in each installation space, etc.
Connection using a coaxial cable of the optimal length
In such a case, the approach cable for the antenna
Regardless of the length of the coaxial cable
To ensure a constant received signal level,
For example, a detection area can be secured. So, for example,
For example, conventionally, a plurality of antennas are provided for one communication processing unit.
If you use an antenna that requires the longest cable,
Connect the longest cable to all antennas
To use the same detection area.
However, in this example, different antennas
Length of cable can be used. Also, this example
With a phase circuit on the antenna unit side
Now, for example, the configuration of the receiving circuit on the communication processing unit
This is preferable because the configuration and operation can be unified. Here, in the reader / writer device of this embodiment,
For example, as described with reference to FIG.
If the wave number and the frequency of the received carrier are the same,
, The received signal (B signal) from the non-contact type IC card
Signal) and the same frequency as the carrier frequency of the received signal.
Is multiplied (combined) with the transmission signal (A signal)
Data based on the result of the multiplication (the total
The absolute value Z of the formed signal Y ′) is detected. In this example, the signal transmitted through the cable
Of phase circuit to give phase change amount for correction
Function constitutes a cable phase change amount correcting means.
You. And, by this function, the signal transmitted through the cable
For example, given according to the length of the cable
The phase change amount can be corrected. In this example,
Is, for example, the transmitting circuit 7 in the configuration shown in FIG.
1, from the transformer 72, the detection circuit 73, and the reception circuit 74.
A communication processing unit is configured, for example, as shown in FIG.
In the configuration described above, the transmission circuit 91, the capacitor 92, the detection circuit
A communication processing unit includes the receiving circuit 93 and the receiving circuit 94. In this example, the router of the reader / writer device
Antenna and loop antenna of non-contact type IC card
The configuration for more power transmission and information transmission / reception has been described.
For example, a power supply can be provided inside a non-contact IC card.
In such cases, the non-contact type I
Power transmission to the C card need not be performed. Here, the mobile information communication system according to the present invention
System, contactless communication device, mobile information communication body, etc.
Are not necessarily limited to those shown above.
Configuration may be used. In addition, as an application field of the present invention,
Is not necessarily limited to the above, and the present invention provides
It can be applied to various fields. Further, in the non-contact communication device according to the present invention, etc.
The various processing performed in, for example, the processor
Processing on hardware resources with
The control processor stored in the ROM (Read Only Memory)
The configuration controlled by executing the program is used
For example, each device for executing the process.
Function means are configured as independent hardware circuits,
Good. Further, the present invention stores the above control program.
Floppy (registered trademark) disks and CDs (Compact Dis
c)-A record that can be read by a computer such as a ROM
It can be grasped as a recording medium or the program itself.
The control program can be transferred from a recording medium to a computer.
Input to the processor and executed by the processor.
Can be performed. As described above, according to the present invention, the non-contact
According to the tactile communication device, the communication processing unit and the antenna
Connected via a mobile information communication body.
The signal transmitted by touch is received by the antenna and the cable
Input to the communication processing unit via the
Received signal and the same frequency as the carrier frequency of the received signal
Detects data based on the result of multiplication with a signal having a wave number
At the time of communication based on the multiplication result in the communication processing unit.
Make sure that the data detection level is at the specified level.
Signal transmitted by the cable
The amount of phase change for correcting the amount of phase change
For mobile information communication
It is possible to adjust the data detection level to a predetermined level.
This allows, for example, detection areas for mobile information
Can be constant.
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る位相回路の構成例を
示す図である。
【図2】 位相回路がアンテナユニットに着脱可能なリ
ーダライタ装置の構成例を示す図である。
【図3】 リーダライタ装置のアンテナユニットと通信
処理部ユニットの構成例を示す図である。
【図4】 分配器を使用したゲート型アンテナの構成例
を示す図である。
【図5】 アンテナ切替装置を使用した棚型アンテナの
構成例を示す図である。
【図6】 リーダライタ装置の通信処理部(送受信回路
部)の構成例を示す図である。
【図7】 ケーブル長の変化による受信信号レベルの変
動の一例を示す図である。
【図8】 ケーブル長を変化させたときにおける非接触
型ICカードの最大検出距離の一例を示す図である。
【符号の説明】
1、2・・コイル、 3、92・・コンデンサ、 4・
・トリマコンデンサ、11・・アンテナユニット、 1
2、63、83・・ケーブル、13・・位相回路、 A
1、61、81・・アンテナ、62、82・・通信処理
部ユニット、 64、84・・非接触型ICカード、7
1、91・・送信回路、 72・・トランス、73、9
3・・検波回路、 74、94・・受信回路、BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a phase circuit according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a reader / writer device in which a phase circuit is detachable from an antenna unit. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of an antenna unit and a communication processing unit of the reader / writer device. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a gate antenna using a distributor. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a shelf-type antenna using an antenna switching device. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a communication processing unit (transmission / reception circuit unit) of the reader / writer device. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a change in a received signal level due to a change in a cable length. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a maximum detection distance of a non-contact type IC card when a cable length is changed. [Explanation of symbols] 1, 2, coil, 3, 92, capacitor, 4.
-Trimmer condenser, 11-Antenna unit, 1
2, 63, 83 ... cable, 13 ... phase circuit, A
1, 61, 81 ... antenna, 62, 82 ... communication processing unit, 64, 84 ... non-contact type IC card, 7
1, 91... Transmission circuit, 72... Transformer, 73, 9
3 ・ ・ Detection circuit, 74, 94 ・ ・ ・ Reception circuit,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C005 NA08 TA22 5B035 BB09 CA23 5B058 CA15 KA24 5K012 AB05 AC06 AD05 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page F term (reference) 2C005 NA08 TA22 5B035 BB09 CA23 5B058 CA15 KA24 5K012 AB05 AC06 AD05
Claims (1)
して接続して構成され、移動情報通信体から非接触で送
信される信号をアンテナにより受信してケーブルを介し
て通信処理部に入力し、通信処理部が当該入力される受
信信号と当該受信信号の搬送波周波数と同一の周波数を
有する信号との乗算結果に基づくデータを検出する非接
触通信装置であって、 通信処理部における前記乗算結果に基づくデータの検出
レベルが所定のレベルとなるように、ケーブルを伝送す
る信号に対して当該ケーブルにより与えられる位相の変
化量を補正するための位相変化量を当該信号に対して与
えるケーブル位相変化量補正手段を備えたことを特徴と
する非接触通信装置。Claims 1. A communication processing unit and an antenna are connected via a cable, a signal transmitted from a mobile information communication body in a non-contact manner is received by the antenna, and the signal is transmitted through the cable. A non-contact communication device that inputs to a communication processing unit, and the communication processing unit detects data based on a multiplication result of the input reception signal and a signal having the same frequency as a carrier frequency of the reception signal, The phase change amount for correcting the phase change amount given by the cable with respect to the signal transmitted through the cable is set to the signal so that the detection level of the data based on the multiplication result in the processing unit becomes a predetermined level. A non-contact communication device comprising a cable phase change amount correcting means provided to the communication device.
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---|---|---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2001-09-28 JP JP2001299538A patent/JP2003108942A/en active Pending
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