JP2004070453A - 非接触ｉｃカードシステムのリーダライタおよび非接触ｉｃカードシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】データの送受信の成功率の維持を図ることができる非接触ＩＣカードシステムおよびそれのリーダライタを得る。
【解決手段】送受信の両方に用いられる送受一体型コイル５と、送受一体型コイル５に接続された送信回路２と、送信回路２と並列になるように送受一体型コイル５に接続された受信回路３と、送信回路２と受信回路３との間に設けられた負荷抵抗６とを備えており、負荷抵抗６の抵抗値の値は、送受一体型コイル５に流れる電流８の誘導電磁界により発生する非接触ＩＣカード２０で受ける磁界１９の強度が、送信信号の中心周波数に対する受信回路３のインピーダンスの影響を受けないように設定される。
【選択図】 図１
【解決手段】送受信の両方に用いられる送受一体型コイル５と、送受一体型コイル５に接続された送信回路２と、送信回路２と並列になるように送受一体型コイル５に接続された受信回路３と、送信回路２と受信回路３との間に設けられた負荷抵抗６とを備えており、負荷抵抗６の抵抗値の値は、送受一体型コイル５に流れる電流８の誘導電磁界により発生する非接触ＩＣカード２０で受ける磁界１９の強度が、送信信号の中心周波数に対する受信回路３のインピーダンスの影響を受けないように設定される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触ＩＣカードシステムおよびそれのリーダライタに関し、特に、ＩＣカードに対して非接触でデータの送受信をするための非接触ＩＣカードシステムおよびそれのリーダライタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の非接触ＩＣカードシステムのリーダライタとしては、例えば、 特開平０８−１２３９１９号公報に示すもの等がある。図５に、その種のリーダライタの構成を示す。図５において、１は、リーダライタ、２は、リーダライタ１内の送信回路、３は、リーダライタ１内の受信回路、５は、リーダライタ１内のコイル、７は、リーダライタ１内の制御装置、８は、リーダライタ１内のコイル５を流れる電流Ｉ１、１９は、カードで受ける磁界である。
【０００３】
また、図５において、２０は、非接触ＩＣカードから構成されたカード、２１は、カード２０内のコイル、２２は、カード２０内の整流回路、２３は、カード２０内の平滑回路、２４は、カード２０内のコンパレータ、２５は、カード２０内の復調回路、２６は、カード２０内の整流回路出力の電圧Ｖ１、２７はカード２０内の平滑回路出力の電圧Ｖ２、２８はカード２０内のコンパレータ出力の電圧Ｖ３である。
【０００４】
図６は、図５の従来技術におけるリーダライタを使用した非接触ＩＣカードシステムにおけるカード２０内の波形図である。図６において、１８は、オーバーシュートである。その他の名称は、図５と同一のため説明を省略する。なお、図６においては、（ａ）は磁界１９の時間変化を示したものであり、（ｂ）は整流回路出力の電圧Ｖ１の時間変化を示したものであり、（ｃ）は平滑回路出力の電圧Ｖ２の時間変化を示したものであり、（ｄ）はコンパレータ出力の電圧Ｖ３の時間変化を示したものである。
【０００５】
次に、図５の従来技術の動作について、図７及び図８のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、図７において、ステップＳ５００１においては、リーダライタ１内の制御装置７の制御に基づいて、リーダライタ１からのデータ送信を開始する。
ステップＳ５００２においては、リーダライタ１のコイル５に一定の電流Ｉ１ｃ（最大値）８を流す。
ステップＳ５００３においては、リーダライタ１のコイル５に流れる電流Ｉ１ｃ８により誘導電磁界が発生し、図６（ａ）に示すように、カード２０のコイル２１での磁界強度Ｈｃ（最大値）１９が維持される。
ステップＳ５００４においては、図６（ｂ）に示すように、カード２０内の整流回路２２後の一定の電圧２６はＶ１ｃ（最大値）が維持される。
ステップＳ５００５においては、図６（ｃ）に示すように、カード２０内の平滑回路２３後の一定の電圧２７はＶ２ｃ（最大値）が維持される。電圧Ｖ２ｃは、整流回路２２後の電圧２６のＶ１ｃを上回らない。
ステップＳ５００６においては、図６（ｄ）に示すように、カード２０内のコンパレータ２４後の電圧Ｖ３２８がＶ３ｃ（＝Ｈｉｇｈ）なる。電圧Ｖ３２８は、平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７が整流回路２２後の電圧Ｖ１２６を上回らないためにＨｉｇｈが維持される。
【０００６】
ステップＳ５００７においては、リーダライタ１内のコイル５の電流Ｉ１８をＩ１ｃ（最大値）からＩ１ｃ’（最小値）８に変化させる。
ステップＳ５００８においては、リーダライタ１内のコイル５に流れる電流Ｉ１８がＩ１ｃ’に変化することにより、カード２０内コイル２１での磁界強度Ｈ１９がＨ１’（最小値）に変化する。このとき、リーダライタ１内の送信回路２から受信回路３が直結されており、送信信号の中心周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）に対する受信回路３の低インピーダンス（例えば２Ω）の影響を受け、磁界強度Ｈ１９は、図６（ａ）に示すように、オーバーシュート（符号１８）する形でいったん変化し、後にＨ１’（最小値）１９になって安定する。
ステップＳ５００９においては、図６（ｂ）に示すように、カード２０内の整流回路２２後の電圧Ｖ１２６がＶ１ｃからＶ１ｃ’に変化する。このとき、上述のように、磁界強度１９はＨ１’（最小値）に変化する際にオーバーシュート１８が発生するため、整流回路２２後の電圧２６もＶ１ｃ’に変化する際は、図６（ｂ）に示すように、オーバーシュート１８が発生する。
次に、図８において、ステップＳ５０１０においては、カード２０内の整流回路２２後の電圧Ｖ１２６がＶ１ｃ’に変化するのに対してカード２０内の平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７が変動して、図６（ｃ）に示すように、Ｖ２ｃ’になる。電圧２７の変動幅は、電圧Ｖ１２６がＶ１ｃ’に変化する際のオーバーシュート１８の影響により大きく、電圧Ｖ２２７は整流回路２２後のＶ１ｃ’を一旦下回る。後に電圧Ｖ２２７は電圧２６Ｖ１’を上回りＶ２ｃ’となって安定する。
ステップＳ５０１１においては、カード２０内のコンパレータ２４後の電圧Ｖ３２８がＶ３ｃ’（＝Ｌｏｗ）なる。電圧Ｖ３２８はＶ３ｃ’は、平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７が整流回路２２後の電圧Ｖ１ｃ’を一旦下回るために、その部分でＶ３ｃ （＝Ｈｉｇｈ）となり一定とはならない。
【０００７】
ステップＳ５０１２においては、リーダライタ１内のコイル５の電流Ｉ１８をＩ１ｃ’（最小値）８からＩ１ｃ（最大値）８に変化させる。
ステップＳ５０１３においては、リーダライタ１内のコイル５に流れる電流Ｉ１８がＩ１ｃに変化することにより、カード２０内コイル２１での磁界強度Ｈ１９がＨｃ（最大値）に変化する。このとき、リーダライタ１内の送信回路２から受信回路３が直結されており、送信信号の中心周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）に対する受信回路３の低インピーダンス（例えば２Ω）の影響を受け、磁界強度Ｈ１９はオーバーシュートする（符号１８）形で変化し、後にＨｃ（最大値）１９になって安定する。
ステップＳ５０１４においては、カード２０内の整流回路２２後の電圧Ｖ１２６がＶ１ｃ’からＶ１ｃに変化する。このとき、磁界強度１９はＨｃ （最大値）に変化する際にオーバーシュート１８が発生するため、整流回路２２後の電圧２６もＶ１ｃに変化する際はオーバーシュート１８が発生する。
ステップＳ５０１５においては、カード２０内の整流回路２２後の電圧Ｖ１２６がＶ１ｃに変化するのに対してカード２０内の平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７が変動する。Ｖ２ｃになる。電圧２７の変動幅は、電圧Ｖ１２６がＶ１ｃに変化する際のオーバーシュート１８の影響により大きく、電圧Ｖ２２７は整流回路２２後のＶ１ｃを一旦上回る。後に電圧Ｖ２２７は電圧２６Ｖ１ｃを下回りＶ２ｃとなって安定する。
ステップＳ５０１６においては、カード２０内のコンパレータ２４後の電圧Ｖ３２８がＶ３ｃ（＝Ｈｉｇｈ）となる。電圧Ｖ３２８は、平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７が整流回路２２後の電圧Ｖ１ｃを一旦上回るために、その部分でＶ３ｃ’（＝Ｈｉｇｈ）となり一定とはならない。
ステップＳ５０１７においては、カード２０内の復調回路２５が受信信号をデータに復調する。しかしながら、実際には、リーダライタ１内において送信回路側からみた信号の中心周波数に対する受信回路インピーダンスが前記送受一体型コイルのインピーダンスより低い場合には、カード側で信号を受信する際に、上述したように、データの変化点においてオーバーシュートが発生してしまうので、カード内でのデータの復調が不能となっている。
ステップＳ５０１８においては、リーダライタ１内の制御装置７よりリーダライタ１からのデータ送信を終了する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の非接触ＩＣカードシステム用の送受一体型コイルを備えたリーダライタは上記のように構成され、リーダライタからカードに対してＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調でデータを送信する場合、リーダライタ１内において送信回路側からみた信号の中心周波数に対する受信回路インピーダンスが前記送受一体型コイルのインピーダンスより低い場合には、カード側で信号を受信する際にデータの変化点においてオーバーシュートが発生し、上記Ｓ５０１７におけるカード内でのデータの復調が不能となり、データの送受信の成功率の低下を及ぼしてしまうという問題点があった。
【０００９】
このために、リーダライタの設計において、リーダライタとカード間のデータの送受信の成功率の保持の指針を得る事が必要視されている。
【００１０】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、非接触ＩＣカードシステムおいて、送受一体型コイルを備えたリーダライタを使用する場合に、データの送受信の成功率の維持を図ることができる非接触ＩＣカードシステムおよびそれのリーダライタを得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、リーダライタから非接触ＩＣカードに対して非接触で電力を供給しながらデータを送受信する非接触ＩＣカードシステムのリーダライタであって、送受信の両方に用いられる送受一体型コイルと、前記送受一体型コイルに接続され、前記非接触ＩＣカードに対して送信するデータの処理を行う送信回路と、前記送信回路と並列になるように前記送受一体型コイルに接続され、前記非接触ＩＣカードから受信したデータの処理を行う受信回路と、前記送信回路と前記受信回路との間に設けられた負荷抵抗とを備え、前記負荷抵抗の抵抗値の値は、前記送受一体型コイルに流れる電流の誘導電磁界により発生する前記非接触ＩＣカードで受ける磁界の強度が、送信信号の中心周波数に対する前記受信回路のインピーダンスの影響を受けなくなるような値に設定される。
【００１２】
また、この発明は、リーダライタおよび非接触ＩＣカードから構成されて、前記リーダライタから前記非接触ＩＣカードに対して非接触で電力を供給しながらデータを送受信する非接触ＩＣカードシステムであって、前記リーダライタが、送受信の両方に用いられる送受一体型コイルと、前記送受一体型コイルに接続され、前記非接触ＩＣカードに対して送信するデータの処理を行う送信回路と、前記送信回路と並列になるように前記送受一体型コイルに接続され、前記非接触ＩＣカードから受信したデータの処理を行う受信回路と、前記送信回路と前記受信回路との間に設けられた負荷抵抗とを備え、前記負荷抵抗の抵抗値の値は、前記送受一体型コイルに流れる電流の誘導電磁界により発生する前記非接触ＩＣカードで受ける磁界の強度が、送信信号の中心周波数に対する前記受信回路のインピーダンスの影響を受けなくなるような値に設定される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る非接触ＩＣカードシステムの構成図である。当該非接触ＩＣカードシステムにおいては、リーダライタから非接触ＩＣカードに対して非接触で電力を供給しながらデータの送受信を行う。図１において、１は、リーダライタ、２は、リーダライタ１内に設けられ、カードに対して送信するデータの処理を行う送信回路、３は、リーダライタ１内に設けられ、カードから受信したデータの処理を行う受信回路である。送信回路２および受信回路３は後述のコイル５に接続されており、送信回路２と受信回路３とは並列に接続されている。４は、リーダライタ１内の整合回路、５は、リーダライタ１内のコイル（送受一体型コイル）、６は、リーダライタ１内の負荷抵抗である。負荷抵抗６は、送信回路２と受信回路３との間に接続されている。図１の例においては、送信回路２と受信回路３との結点と受信回路３との間に設けられている。負荷抵抗６の抵抗値は、コイル５に流れる電流の誘導電磁界により発生するカード２０で受ける磁界Ｈ１９の強度が、送信信号の中心周波数に対する受信回路３の低インピーダンスの影響を受けなくなるような所定の値（高値）に設定されている。７は、リーダライタ１内の制御装置、８は、リーダライタ１内のコイル５を流れる電流、１９は、カードで受ける磁界である。２０は、非接触ＩＣカードであるカード、２１は、カード２０内のコイル、２２は、カード２０内の整流回路、２３は、カード２０内の平滑回路、２４は、カード２０内のコンパレータ、２５は、カード２０内の復調回路、２６は、カード２０内の整流回路出力の電圧Ｖ１、２７はカード２０内の平滑回路出力の電圧Ｖ２、２８は、カード２０内のコンパレータ出力の電圧Ｖ３である。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態１のリーダライタを使用した非接触ＩＣカードシステムにおけるカード内の波形図である。図２において、図１と同一の構成については、同一符号により示し、ここでは説明を省略する。なお、図２においては、（ａ）は磁界１９の時間変化を示したものであり、（ｂ）は整流回路出力の電圧Ｖ１２６の時間変化を示したものであり、（ｃ）は平滑回路出力の電圧Ｖ２２７の時間変化を示したものであり、（ｄ）はコンパレータ出力の電圧Ｖ３２８の時間変化を示したものである。
【００１５】
次に、実施の形態１の動作について図３および図４のフローチャートを参照しながら説明する。
図３において、まず、ステップＳ１０１においては、リーダライタ１内の制御装置７の制御により、リーダライタ１からデータの送信を開始する。
ステップＳ１０２においては、リーダライタ１のコイル５に電流Ｉ１ｃ（最大値）８を流す。
ステップＳ１０３においては、リーダライタ１のコイル５に流れる電流Ｉ１ｃ８により誘導電磁界が発生し、図２（ａ）に示すように、カード２０のコイル２１での磁界強度がＨｃ（最大値）１９となる。
ステップＳ１０４においては、図２（ｂ）に示すように、カード２０内の整流回路２２後の電圧Ｖ１２６がＶ１ｃになり安定する。
ステップＳ１０５においては、カード２０内の平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７がＶ２ｃになる。Ｖ２ｃに変化するための変動幅は少なく、図２（ｃ）に示すように、整流回路２２後の電圧Ｖ１２６を上回らない。
ステップＳ１０６においては、カード２０内のコンパレータ２４後の電圧Ｖ３２８がＶ３ｃ（＝Ｈｉｇｈ）となる。電圧Ｖ３ｃ２８は、平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７が整流回路２２後の電圧Ｖ１２６を上回らないために、図２（ｄ）に示すように、Ｈｉｇｈのままで安定する。
ステップＳ１０７においては、リーダライタ１内のコイル５の電流Ｉ１８をＩ１ｃ’（最小値）に変更する。
次に、ステップＳ１０８においては、リーダライタ１内のコイル５に流れる電流Ｉ１ｃ’の誘導電磁界により、カード２０内コイル２１での磁界強度Ｈ１９が、図２（ａ）に示すように、Ｈｃ’（最小値）となる。このとき、リーダライタ１内の送信回路２と受信回路３との間に高値の負荷抵抗６（例えば１ｋΩ）が有り、送信信号の中心周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）に対する受信回路３の低インピーダンス（例えば２Ω）の影響を受けないため、磁界強度Ｈ１９は、即、Ｈｃ’（最小値）に変化し安定する。変化直後にオーバーシュートは発生しない。
ステップＳ１０９においては、カード２０内の整流回路２２後の電圧Ｖ１２６がＶ１ｃ’になり安定する。このとき、磁界強度Ｈ１９は、Ｈｃ’（最小値）に変化直後でオーバーシュートが発生しないため、整流回路２２後の電圧Ｖ１２６がＶ１ｃ’に変化した際もオーバーシュートは発生しない。
【００１６】
次に、図４において、ステップＳ１１０においては、カード２０内の整流回路２２後の電圧Ｖ１２６がＶ１ｃ’に対してカード２０内の平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７がＶ２ｃ’になる。電圧Ｖ２２７は変動幅は少なく、整流回路２２後の電圧Ｖ１２６Ｖ１ｃ’を下回らない。
ステップＳ１１１においては、カード２０内のコンパレータ２４後の電圧Ｖ３２８がＶ３ｃ’（＝Ｌｏｗ，０ｖ）なる。電圧Ｖ３２８は、平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７が整流回路２２後の電圧Ｖ１２６を下回らないために、Ｌｏｗ（０ｖ）で安定する。
ステップＳ１１２においては、リーダライタ１内のコイル５の電流Ｉ１８をＩ１ｃ（最大値）に変更する。
ステップＳ１１３においては、リーダライタ１内のコイル５に流れる電流Ｉ１ｃの誘導電磁界により、図２（ａ）に示すように、カード２０内のコイル２１での磁界強度Ｈ１９が、Ｈｃ（最大値）となる。このとき、リーダライタ１内の送信回路２と受信回路３との間に負荷抵抗６（例えば１ｋΩ）が有り、送信信号の中心周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）に対する受信回路３の低インピーダンス（例えば２Ω）の影響を受けないため、磁界強度Ｈ１９は、即、Ｈｃ（最大値）に変化し安定する。変化直後にオーバーシュートは発生しない。
ステップＳ１１４においては、カード２０内の整流回路２２後の電圧Ｖ１２６が、図２（ｂ）に示すように、Ｖ１ｃになり安定する。このとき、磁界強度Ｈ１９は、Ｈｃ（最大値）に変化直後でオーバーシュートが発生しないため、整流回路２２後の電圧Ｖ１２６がＶ１ｃに変化した際もオーバーシュートは発生しない。
ステップＳ１１５においては、カード２０内の整流回路２２後の電圧Ｖ１２６がＶ１ｃであるのに対して、カード２０内の平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７が、図２（ｃ）に示すように、Ｖ２ｃとなる。電圧Ｖ２２７は変動幅は少なく、整流回路２２後の電圧Ｖ１２６を上回らない。
ステップＳ１１６においては、カード２０内のコンパレータ２４後の電圧Ｖ３２８が、図２（ｄ）に示すように、Ｖ３ｃ（＝Ｈｉｇｈ）なる。電圧Ｖ３２８は、平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７が整流回路２２後の電圧Ｖ１２６を上回らないためにＨｉｇｈで安定する。
ステップＳ１１７においては、カード２０内の復調回路２５が受信信号をデータに復調する。
ステップＳ１１８においては、リーダライタ１内の制御装置７の制御によりリーダライタ１からのデータ送信を終了する。
【００１７】
以上のように、本実施の形態においては、以上のように構成されているため、リーダライタからのＡＳＫ変調の信号をカードで受信する際にデータの変化点においてオーバーシュートが発生せずデータを正しく復調できることで、データの送受信の成功率の維持を図ることができるという効果がある。
【００１８】
【発明の効果】
この発明は、リーダライタから非接触ＩＣカードに対して非接触で電力を供給しながらデータを送受信する非接触ＩＣカードシステムのリーダライタであって、送受信の両方に用いられる送受一体型コイルと、前記送受一体型コイルに接続され、前記非接触ＩＣカードに対して送信するデータの処理を行う送信回路と、前記送信回路と並列になるように前記送受一体型コイルに接続され、前記非接触ＩＣカードから受信したデータの処理を行う受信回路と、前記送信回路と前記受信回路との間に設けられた負荷抵抗とを備え、前記負荷抵抗の抵抗値の値は、前記送受一体型コイルに流れる電流の誘導電磁界により発生する前記非接触ＩＣカードで受ける磁界の強度が、送信信号の中心周波数に対する前記受信回路のインピーダンスの影響を受けなくなるような値に設定されるので、受信回路のインピーダンスの影響を受けないため、磁界強度が即変化し安定するので、変化直後にオーバーシュートが発生することを抑えることができ、データの送受信の成功率の維持を図ることができるという効果がある。
【００１９】
また、この発明は、リーダライタおよび非接触ＩＣカードから構成されて、前記リーダライタから前記非接触ＩＣカードに対して非接触で電力を供給しながらデータを送受信する非接触ＩＣカードシステムであって、前記リーダライタが、送受信の両方に用いられる送受一体型コイルと、前記送受一体型コイルに接続され、前記非接触ＩＣカードに対して送信するデータの処理を行う送信回路と、前記送信回路と並列になるように前記送受一体型コイルに接続され、前記非接触ＩＣカードから受信したデータの処理を行う受信回路と、前記送信回路と前記受信回路との間に設けられた負荷抵抗とを備え、前記負荷抵抗の抵抗値の値は、前記送受一体型コイルに流れる電流の誘導電磁界により発生する前記非接触ＩＣカードで受ける磁界の強度が、送信信号の中心周波数に対する前記受信回路のインピーダンスの影響を受けなくなるような値に設定されるので、受信回路のインピーダンスの影響を受けないため、磁界強度が即変化し安定するので、変化直後にオーバーシュートが発生することを抑えることができ、データの送受信の成功率の維持を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による非接触ＩＣカードシステムの全体の構成を示した構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１による非接触ＩＣカードシステムにおけるカード内の波形を示した説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１による非接触ＩＣカードシステムの全体の動作の流れを示した流れ図である。
【図４】本発明の実施の形態１による非接触ＩＣカードシステムの全体の動作の流れを示した流れ図である。
【図５】従来の非接触ＩＣカードシステムの全体の構成を示した構成図である。
【図６】従来の非接触ＩＣカードシステムにおけるカード内の波形を示した説明図である。
【図７】従来の非接触ＩＣカードシステムの全体の動作の流れを示した流れ図である。
【図８】従来の非接触ＩＣカードシステムの全体の動作の流れを示した流れ図である。
【符号の説明】
１ リーダライタ、２ 送信回路、３ 受信回路、４ 整合回路、５ コイル、６ 負荷抵抗、７ 制御装置、８ 電流、１９ 磁界、２０ カード、２１ コイル、２２ 整流回路、２３ 平滑回路、２４ コンパレータ、２５ 復調回路、２６ 整流回路出力の電圧、２７ 平滑回路出力の電圧、２８ コンパレータ出力の電圧。
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触ＩＣカードシステムおよびそれのリーダライタに関し、特に、ＩＣカードに対して非接触でデータの送受信をするための非接触ＩＣカードシステムおよびそれのリーダライタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の非接触ＩＣカードシステムのリーダライタとしては、例えば、 特開平０８−１２３９１９号公報に示すもの等がある。図５に、その種のリーダライタの構成を示す。図５において、１は、リーダライタ、２は、リーダライタ１内の送信回路、３は、リーダライタ１内の受信回路、５は、リーダライタ１内のコイル、７は、リーダライタ１内の制御装置、８は、リーダライタ１内のコイル５を流れる電流Ｉ１、１９は、カードで受ける磁界である。
【０００３】
また、図５において、２０は、非接触ＩＣカードから構成されたカード、２１は、カード２０内のコイル、２２は、カード２０内の整流回路、２３は、カード２０内の平滑回路、２４は、カード２０内のコンパレータ、２５は、カード２０内の復調回路、２６は、カード２０内の整流回路出力の電圧Ｖ１、２７はカード２０内の平滑回路出力の電圧Ｖ２、２８はカード２０内のコンパレータ出力の電圧Ｖ３である。
【０００４】
図６は、図５の従来技術におけるリーダライタを使用した非接触ＩＣカードシステムにおけるカード２０内の波形図である。図６において、１８は、オーバーシュートである。その他の名称は、図５と同一のため説明を省略する。なお、図６においては、（ａ）は磁界１９の時間変化を示したものであり、（ｂ）は整流回路出力の電圧Ｖ１の時間変化を示したものであり、（ｃ）は平滑回路出力の電圧Ｖ２の時間変化を示したものであり、（ｄ）はコンパレータ出力の電圧Ｖ３の時間変化を示したものである。
【０００５】
次に、図５の従来技術の動作について、図７及び図８のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、図７において、ステップＳ５００１においては、リーダライタ１内の制御装置７の制御に基づいて、リーダライタ１からのデータ送信を開始する。
ステップＳ５００２においては、リーダライタ１のコイル５に一定の電流Ｉ１ｃ（最大値）８を流す。
ステップＳ５００３においては、リーダライタ１のコイル５に流れる電流Ｉ１ｃ８により誘導電磁界が発生し、図６（ａ）に示すように、カード２０のコイル２１での磁界強度Ｈｃ（最大値）１９が維持される。
ステップＳ５００４においては、図６（ｂ）に示すように、カード２０内の整流回路２２後の一定の電圧２６はＶ１ｃ（最大値）が維持される。
ステップＳ５００５においては、図６（ｃ）に示すように、カード２０内の平滑回路２３後の一定の電圧２７はＶ２ｃ（最大値）が維持される。電圧Ｖ２ｃは、整流回路２２後の電圧２６のＶ１ｃを上回らない。
ステップＳ５００６においては、図６（ｄ）に示すように、カード２０内のコンパレータ２４後の電圧Ｖ３２８がＶ３ｃ（＝Ｈｉｇｈ）なる。電圧Ｖ３２８は、平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７が整流回路２２後の電圧Ｖ１２６を上回らないためにＨｉｇｈが維持される。
【０００６】
ステップＳ５００７においては、リーダライタ１内のコイル５の電流Ｉ１８をＩ１ｃ（最大値）からＩ１ｃ’（最小値）８に変化させる。
ステップＳ５００８においては、リーダライタ１内のコイル５に流れる電流Ｉ１８がＩ１ｃ’に変化することにより、カード２０内コイル２１での磁界強度Ｈ１９がＨ１’（最小値）に変化する。このとき、リーダライタ１内の送信回路２から受信回路３が直結されており、送信信号の中心周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）に対する受信回路３の低インピーダンス（例えば２Ω）の影響を受け、磁界強度Ｈ１９は、図６（ａ）に示すように、オーバーシュート（符号１８）する形でいったん変化し、後にＨ１’（最小値）１９になって安定する。
ステップＳ５００９においては、図６（ｂ）に示すように、カード２０内の整流回路２２後の電圧Ｖ１２６がＶ１ｃからＶ１ｃ’に変化する。このとき、上述のように、磁界強度１９はＨ１’（最小値）に変化する際にオーバーシュート１８が発生するため、整流回路２２後の電圧２６もＶ１ｃ’に変化する際は、図６（ｂ）に示すように、オーバーシュート１８が発生する。
次に、図８において、ステップＳ５０１０においては、カード２０内の整流回路２２後の電圧Ｖ１２６がＶ１ｃ’に変化するのに対してカード２０内の平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７が変動して、図６（ｃ）に示すように、Ｖ２ｃ’になる。電圧２７の変動幅は、電圧Ｖ１２６がＶ１ｃ’に変化する際のオーバーシュート１８の影響により大きく、電圧Ｖ２２７は整流回路２２後のＶ１ｃ’を一旦下回る。後に電圧Ｖ２２７は電圧２６Ｖ１’を上回りＶ２ｃ’となって安定する。
ステップＳ５０１１においては、カード２０内のコンパレータ２４後の電圧Ｖ３２８がＶ３ｃ’（＝Ｌｏｗ）なる。電圧Ｖ３２８はＶ３ｃ’は、平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７が整流回路２２後の電圧Ｖ１ｃ’を一旦下回るために、その部分でＶ３ｃ （＝Ｈｉｇｈ）となり一定とはならない。
【０００７】
ステップＳ５０１２においては、リーダライタ１内のコイル５の電流Ｉ１８をＩ１ｃ’（最小値）８からＩ１ｃ（最大値）８に変化させる。
ステップＳ５０１３においては、リーダライタ１内のコイル５に流れる電流Ｉ１８がＩ１ｃに変化することにより、カード２０内コイル２１での磁界強度Ｈ１９がＨｃ（最大値）に変化する。このとき、リーダライタ１内の送信回路２から受信回路３が直結されており、送信信号の中心周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）に対する受信回路３の低インピーダンス（例えば２Ω）の影響を受け、磁界強度Ｈ１９はオーバーシュートする（符号１８）形で変化し、後にＨｃ（最大値）１９になって安定する。
ステップＳ５０１４においては、カード２０内の整流回路２２後の電圧Ｖ１２６がＶ１ｃ’からＶ１ｃに変化する。このとき、磁界強度１９はＨｃ （最大値）に変化する際にオーバーシュート１８が発生するため、整流回路２２後の電圧２６もＶ１ｃに変化する際はオーバーシュート１８が発生する。
ステップＳ５０１５においては、カード２０内の整流回路２２後の電圧Ｖ１２６がＶ１ｃに変化するのに対してカード２０内の平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７が変動する。Ｖ２ｃになる。電圧２７の変動幅は、電圧Ｖ１２６がＶ１ｃに変化する際のオーバーシュート１８の影響により大きく、電圧Ｖ２２７は整流回路２２後のＶ１ｃを一旦上回る。後に電圧Ｖ２２７は電圧２６Ｖ１ｃを下回りＶ２ｃとなって安定する。
ステップＳ５０１６においては、カード２０内のコンパレータ２４後の電圧Ｖ３２８がＶ３ｃ（＝Ｈｉｇｈ）となる。電圧Ｖ３２８は、平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７が整流回路２２後の電圧Ｖ１ｃを一旦上回るために、その部分でＶ３ｃ’（＝Ｈｉｇｈ）となり一定とはならない。
ステップＳ５０１７においては、カード２０内の復調回路２５が受信信号をデータに復調する。しかしながら、実際には、リーダライタ１内において送信回路側からみた信号の中心周波数に対する受信回路インピーダンスが前記送受一体型コイルのインピーダンスより低い場合には、カード側で信号を受信する際に、上述したように、データの変化点においてオーバーシュートが発生してしまうので、カード内でのデータの復調が不能となっている。
ステップＳ５０１８においては、リーダライタ１内の制御装置７よりリーダライタ１からのデータ送信を終了する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の非接触ＩＣカードシステム用の送受一体型コイルを備えたリーダライタは上記のように構成され、リーダライタからカードに対してＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調でデータを送信する場合、リーダライタ１内において送信回路側からみた信号の中心周波数に対する受信回路インピーダンスが前記送受一体型コイルのインピーダンスより低い場合には、カード側で信号を受信する際にデータの変化点においてオーバーシュートが発生し、上記Ｓ５０１７におけるカード内でのデータの復調が不能となり、データの送受信の成功率の低下を及ぼしてしまうという問題点があった。
【０００９】
このために、リーダライタの設計において、リーダライタとカード間のデータの送受信の成功率の保持の指針を得る事が必要視されている。
【００１０】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、非接触ＩＣカードシステムおいて、送受一体型コイルを備えたリーダライタを使用する場合に、データの送受信の成功率の維持を図ることができる非接触ＩＣカードシステムおよびそれのリーダライタを得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、リーダライタから非接触ＩＣカードに対して非接触で電力を供給しながらデータを送受信する非接触ＩＣカードシステムのリーダライタであって、送受信の両方に用いられる送受一体型コイルと、前記送受一体型コイルに接続され、前記非接触ＩＣカードに対して送信するデータの処理を行う送信回路と、前記送信回路と並列になるように前記送受一体型コイルに接続され、前記非接触ＩＣカードから受信したデータの処理を行う受信回路と、前記送信回路と前記受信回路との間に設けられた負荷抵抗とを備え、前記負荷抵抗の抵抗値の値は、前記送受一体型コイルに流れる電流の誘導電磁界により発生する前記非接触ＩＣカードで受ける磁界の強度が、送信信号の中心周波数に対する前記受信回路のインピーダンスの影響を受けなくなるような値に設定される。
【００１２】
また、この発明は、リーダライタおよび非接触ＩＣカードから構成されて、前記リーダライタから前記非接触ＩＣカードに対して非接触で電力を供給しながらデータを送受信する非接触ＩＣカードシステムであって、前記リーダライタが、送受信の両方に用いられる送受一体型コイルと、前記送受一体型コイルに接続され、前記非接触ＩＣカードに対して送信するデータの処理を行う送信回路と、前記送信回路と並列になるように前記送受一体型コイルに接続され、前記非接触ＩＣカードから受信したデータの処理を行う受信回路と、前記送信回路と前記受信回路との間に設けられた負荷抵抗とを備え、前記負荷抵抗の抵抗値の値は、前記送受一体型コイルに流れる電流の誘導電磁界により発生する前記非接触ＩＣカードで受ける磁界の強度が、送信信号の中心周波数に対する前記受信回路のインピーダンスの影響を受けなくなるような値に設定される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る非接触ＩＣカードシステムの構成図である。当該非接触ＩＣカードシステムにおいては、リーダライタから非接触ＩＣカードに対して非接触で電力を供給しながらデータの送受信を行う。図１において、１は、リーダライタ、２は、リーダライタ１内に設けられ、カードに対して送信するデータの処理を行う送信回路、３は、リーダライタ１内に設けられ、カードから受信したデータの処理を行う受信回路である。送信回路２および受信回路３は後述のコイル５に接続されており、送信回路２と受信回路３とは並列に接続されている。４は、リーダライタ１内の整合回路、５は、リーダライタ１内のコイル（送受一体型コイル）、６は、リーダライタ１内の負荷抵抗である。負荷抵抗６は、送信回路２と受信回路３との間に接続されている。図１の例においては、送信回路２と受信回路３との結点と受信回路３との間に設けられている。負荷抵抗６の抵抗値は、コイル５に流れる電流の誘導電磁界により発生するカード２０で受ける磁界Ｈ１９の強度が、送信信号の中心周波数に対する受信回路３の低インピーダンスの影響を受けなくなるような所定の値（高値）に設定されている。７は、リーダライタ１内の制御装置、８は、リーダライタ１内のコイル５を流れる電流、１９は、カードで受ける磁界である。２０は、非接触ＩＣカードであるカード、２１は、カード２０内のコイル、２２は、カード２０内の整流回路、２３は、カード２０内の平滑回路、２４は、カード２０内のコンパレータ、２５は、カード２０内の復調回路、２６は、カード２０内の整流回路出力の電圧Ｖ１、２７はカード２０内の平滑回路出力の電圧Ｖ２、２８は、カード２０内のコンパレータ出力の電圧Ｖ３である。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態１のリーダライタを使用した非接触ＩＣカードシステムにおけるカード内の波形図である。図２において、図１と同一の構成については、同一符号により示し、ここでは説明を省略する。なお、図２においては、（ａ）は磁界１９の時間変化を示したものであり、（ｂ）は整流回路出力の電圧Ｖ１２６の時間変化を示したものであり、（ｃ）は平滑回路出力の電圧Ｖ２２７の時間変化を示したものであり、（ｄ）はコンパレータ出力の電圧Ｖ３２８の時間変化を示したものである。
【００１５】
次に、実施の形態１の動作について図３および図４のフローチャートを参照しながら説明する。
図３において、まず、ステップＳ１０１においては、リーダライタ１内の制御装置７の制御により、リーダライタ１からデータの送信を開始する。
ステップＳ１０２においては、リーダライタ１のコイル５に電流Ｉ１ｃ（最大値）８を流す。
ステップＳ１０３においては、リーダライタ１のコイル５に流れる電流Ｉ１ｃ８により誘導電磁界が発生し、図２（ａ）に示すように、カード２０のコイル２１での磁界強度がＨｃ（最大値）１９となる。
ステップＳ１０４においては、図２（ｂ）に示すように、カード２０内の整流回路２２後の電圧Ｖ１２６がＶ１ｃになり安定する。
ステップＳ１０５においては、カード２０内の平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７がＶ２ｃになる。Ｖ２ｃに変化するための変動幅は少なく、図２（ｃ）に示すように、整流回路２２後の電圧Ｖ１２６を上回らない。
ステップＳ１０６においては、カード２０内のコンパレータ２４後の電圧Ｖ３２８がＶ３ｃ（＝Ｈｉｇｈ）となる。電圧Ｖ３ｃ２８は、平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７が整流回路２２後の電圧Ｖ１２６を上回らないために、図２（ｄ）に示すように、Ｈｉｇｈのままで安定する。
ステップＳ１０７においては、リーダライタ１内のコイル５の電流Ｉ１８をＩ１ｃ’（最小値）に変更する。
次に、ステップＳ１０８においては、リーダライタ１内のコイル５に流れる電流Ｉ１ｃ’の誘導電磁界により、カード２０内コイル２１での磁界強度Ｈ１９が、図２（ａ）に示すように、Ｈｃ’（最小値）となる。このとき、リーダライタ１内の送信回路２と受信回路３との間に高値の負荷抵抗６（例えば１ｋΩ）が有り、送信信号の中心周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）に対する受信回路３の低インピーダンス（例えば２Ω）の影響を受けないため、磁界強度Ｈ１９は、即、Ｈｃ’（最小値）に変化し安定する。変化直後にオーバーシュートは発生しない。
ステップＳ１０９においては、カード２０内の整流回路２２後の電圧Ｖ１２６がＶ１ｃ’になり安定する。このとき、磁界強度Ｈ１９は、Ｈｃ’（最小値）に変化直後でオーバーシュートが発生しないため、整流回路２２後の電圧Ｖ１２６がＶ１ｃ’に変化した際もオーバーシュートは発生しない。
【００１６】
次に、図４において、ステップＳ１１０においては、カード２０内の整流回路２２後の電圧Ｖ１２６がＶ１ｃ’に対してカード２０内の平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７がＶ２ｃ’になる。電圧Ｖ２２７は変動幅は少なく、整流回路２２後の電圧Ｖ１２６Ｖ１ｃ’を下回らない。
ステップＳ１１１においては、カード２０内のコンパレータ２４後の電圧Ｖ３２８がＶ３ｃ’（＝Ｌｏｗ，０ｖ）なる。電圧Ｖ３２８は、平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７が整流回路２２後の電圧Ｖ１２６を下回らないために、Ｌｏｗ（０ｖ）で安定する。
ステップＳ１１２においては、リーダライタ１内のコイル５の電流Ｉ１８をＩ１ｃ（最大値）に変更する。
ステップＳ１１３においては、リーダライタ１内のコイル５に流れる電流Ｉ１ｃの誘導電磁界により、図２（ａ）に示すように、カード２０内のコイル２１での磁界強度Ｈ１９が、Ｈｃ（最大値）となる。このとき、リーダライタ１内の送信回路２と受信回路３との間に負荷抵抗６（例えば１ｋΩ）が有り、送信信号の中心周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）に対する受信回路３の低インピーダンス（例えば２Ω）の影響を受けないため、磁界強度Ｈ１９は、即、Ｈｃ（最大値）に変化し安定する。変化直後にオーバーシュートは発生しない。
ステップＳ１１４においては、カード２０内の整流回路２２後の電圧Ｖ１２６が、図２（ｂ）に示すように、Ｖ１ｃになり安定する。このとき、磁界強度Ｈ１９は、Ｈｃ（最大値）に変化直後でオーバーシュートが発生しないため、整流回路２２後の電圧Ｖ１２６がＶ１ｃに変化した際もオーバーシュートは発生しない。
ステップＳ１１５においては、カード２０内の整流回路２２後の電圧Ｖ１２６がＶ１ｃであるのに対して、カード２０内の平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７が、図２（ｃ）に示すように、Ｖ２ｃとなる。電圧Ｖ２２７は変動幅は少なく、整流回路２２後の電圧Ｖ１２６を上回らない。
ステップＳ１１６においては、カード２０内のコンパレータ２４後の電圧Ｖ３２８が、図２（ｄ）に示すように、Ｖ３ｃ（＝Ｈｉｇｈ）なる。電圧Ｖ３２８は、平滑回路２３後の電圧Ｖ２２７が整流回路２２後の電圧Ｖ１２６を上回らないためにＨｉｇｈで安定する。
ステップＳ１１７においては、カード２０内の復調回路２５が受信信号をデータに復調する。
ステップＳ１１８においては、リーダライタ１内の制御装置７の制御によりリーダライタ１からのデータ送信を終了する。
【００１７】
以上のように、本実施の形態においては、以上のように構成されているため、リーダライタからのＡＳＫ変調の信号をカードで受信する際にデータの変化点においてオーバーシュートが発生せずデータを正しく復調できることで、データの送受信の成功率の維持を図ることができるという効果がある。
【００１８】
【発明の効果】
この発明は、リーダライタから非接触ＩＣカードに対して非接触で電力を供給しながらデータを送受信する非接触ＩＣカードシステムのリーダライタであって、送受信の両方に用いられる送受一体型コイルと、前記送受一体型コイルに接続され、前記非接触ＩＣカードに対して送信するデータの処理を行う送信回路と、前記送信回路と並列になるように前記送受一体型コイルに接続され、前記非接触ＩＣカードから受信したデータの処理を行う受信回路と、前記送信回路と前記受信回路との間に設けられた負荷抵抗とを備え、前記負荷抵抗の抵抗値の値は、前記送受一体型コイルに流れる電流の誘導電磁界により発生する前記非接触ＩＣカードで受ける磁界の強度が、送信信号の中心周波数に対する前記受信回路のインピーダンスの影響を受けなくなるような値に設定されるので、受信回路のインピーダンスの影響を受けないため、磁界強度が即変化し安定するので、変化直後にオーバーシュートが発生することを抑えることができ、データの送受信の成功率の維持を図ることができるという効果がある。
【００１９】
また、この発明は、リーダライタおよび非接触ＩＣカードから構成されて、前記リーダライタから前記非接触ＩＣカードに対して非接触で電力を供給しながらデータを送受信する非接触ＩＣカードシステムであって、前記リーダライタが、送受信の両方に用いられる送受一体型コイルと、前記送受一体型コイルに接続され、前記非接触ＩＣカードに対して送信するデータの処理を行う送信回路と、前記送信回路と並列になるように前記送受一体型コイルに接続され、前記非接触ＩＣカードから受信したデータの処理を行う受信回路と、前記送信回路と前記受信回路との間に設けられた負荷抵抗とを備え、前記負荷抵抗の抵抗値の値は、前記送受一体型コイルに流れる電流の誘導電磁界により発生する前記非接触ＩＣカードで受ける磁界の強度が、送信信号の中心周波数に対する前記受信回路のインピーダンスの影響を受けなくなるような値に設定されるので、受信回路のインピーダンスの影響を受けないため、磁界強度が即変化し安定するので、変化直後にオーバーシュートが発生することを抑えることができ、データの送受信の成功率の維持を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による非接触ＩＣカードシステムの全体の構成を示した構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１による非接触ＩＣカードシステムにおけるカード内の波形を示した説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１による非接触ＩＣカードシステムの全体の動作の流れを示した流れ図である。
【図４】本発明の実施の形態１による非接触ＩＣカードシステムの全体の動作の流れを示した流れ図である。
【図５】従来の非接触ＩＣカードシステムの全体の構成を示した構成図である。
【図６】従来の非接触ＩＣカードシステムにおけるカード内の波形を示した説明図である。
【図７】従来の非接触ＩＣカードシステムの全体の動作の流れを示した流れ図である。
【図８】従来の非接触ＩＣカードシステムの全体の動作の流れを示した流れ図である。
【符号の説明】
１ リーダライタ、２ 送信回路、３ 受信回路、４ 整合回路、５ コイル、６ 負荷抵抗、７ 制御装置、８ 電流、１９ 磁界、２０ カード、２１ コイル、２２ 整流回路、２３ 平滑回路、２４ コンパレータ、２５ 復調回路、２６ 整流回路出力の電圧、２７ 平滑回路出力の電圧、２８ コンパレータ出力の電圧。
Claims (2)
- リーダライタから非接触ＩＣカードに対して非接触で電力を供給しながらデータを送受信する非接触ＩＣカードシステムのリーダライタであって、
送受信の両方に用いられる送受一体型コイルと、
前記送受一体型コイルに接続され、前記非接触ＩＣカードに対して送信するデータの処理を行う送信回路と、
前記送信回路と並列になるように前記送受一体型コイルに接続され、前記非接触ＩＣカードから受信したデータの処理を行う受信回路と、
前記送信回路と前記受信回路との間に設けられた負荷抵抗と
を備え、
前記負荷抵抗の抵抗値の値は、前記送受一体型コイルに流れる電流の誘導電磁界により発生する前記非接触ＩＣカードで受ける磁界の強度が、送信信号の中心周波数に対する前記受信回路のインピーダンスの影響を受けなくなるような値に設定される
ことを特徴とする非接触ＩＣカードシステムのリーダライタ。 - リーダライタおよび非接触ＩＣカードから構成されて、前記リーダライタから前記非接触ＩＣカードに対して非接触で電力を供給しながらデータを送受信する非接触ＩＣカードシステムであって、
前記リーダライタが、
送受信の両方に用いられる送受一体型コイルと、
前記送受一体型コイルに接続され、前記非接触ＩＣカードに対して送信するデータの処理を行う送信回路と、
前記送信回路と並列になるように前記送受一体型コイルに接続され、前記非接触ＩＣカードから受信したデータの処理を行う受信回路と、
前記送信回路と前記受信回路との間に設けられた負荷抵抗と
を備え、
前記負荷抵抗の抵抗値の値は、前記送受一体型コイルに流れる電流の誘導電磁界により発生する前記非接触ＩＣカードで受ける磁界の強度が、送信信号の中心周波数に対する前記受信回路のインピーダンスの影響を受けなくなるような値に設定される
ことを特徴とする非接触ＩＣカードシステム。
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|---|---|---|---|
| JP2002225494A JP2004070453A (ja) | 2002-08-02 | 2002-08-02 | 非接触ｉｃカードシステムのリーダライタおよび非接触ｉｃカードシステム |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8238476B2 (en) | 2005-02-28 | 2012-08-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and driving method thereof |
-
2002
- 2002-08-02 JP JP2002225494A patent/JP2004070453A/ja not_active Abandoned
Cited By (1)
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| US8238476B2 (en) | 2005-02-28 | 2012-08-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and driving method thereof |
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