JP2005026741A - 非接触icカード読取/書込装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、非接触ICカードに電磁誘導により電力と送信信号を供給し、非接触ICカードからの受信信号を負荷変動により取得するループアンテナと、ループアンテナを所望の第一の周波数に共振させるための第一の共振回路部と、第一の共振回路部を介し、ループアンテナに電力と送信データを供給する無線送信部を設け、さらに、ループアンテナにカップリングコンデンサにて接続された、所望の第二の周波数に共振した第二の共振回路部を介して、ループアンテナからの受信信号を取得する無線受信部を設け、無線送信部及び無線受信部をそれぞれCPUに接続した構成を有し、無線送信部は高周波除去用のローパスフィルタとE級アンプと変調器が直列に接続された構成としたものである。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本願発明は、非接触ICカードシステムの読取/書込装置に関し、特に増幅器に高効率のE級アンプを用い、しかも受信と送信をマッチング回路にてアンテナ端で分岐することにより、効率改善するだけでなく受信感度をも改良した非接触ICカード読取/書込装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、ICカードを用いた読取/書込システムは、一般に非接触ICカードシステムと呼ばれ、例えば13.56MHzの周波数帯を利用した入退出管理システム、物流システム、航空貨物管理システム等々に実用化されつつある。
【0003】
このシステムは、図3に示すように、1枚の樹脂製カードにICチップ103とアンテナコイル102を備えた非接触ICカード101と、この非接触ICカード101との通信を行う読取/書込装置105とを備え、この読取/書込装置105にはループアンテナ104が備えられている。なお、図3は、従来の非接触ICカードシステムの概念図である。ループアンテナ104により電力と送信データを常時または間欠に送信し、この電力と送信データを受信できる範囲内にある非接触ICカード101からの受信データを得るものである。
【0004】
更に、(特許文献1)に記載の非接触ICカードシステムの読取/書込装置を図4に示す。図4は、従来の非接触ICカードシステムの読取/書込装置と非接触ICカードの結合に関連する部分を示したブロック図である。なお、図4(a)はループアンテナ104とコンデンサが並列共振回路を構成し、図4(b)はループアンテナ104とコンデンサが直列共振回路を構成している場合をそれぞれ示している。以下、図3及び図4を用いて従来例1の非接触ICカードシステムの動作を説明する。
【0005】
まず、送信データ伝送の場合は、前段の発振器からの搬送波を変調器へ入力し、送信データによりこれを変調する(図示せず)。そしてこの変調波を図4に示す電力増幅器106で増幅し、マッチング回路107を介してループアンテナ104から送信する。
【0006】
また、電力伝送のみの場合は、前段の発振器からの搬送波を無変調のままで送信する。この読取/書込装置から非接触ICカード101への送信は、電磁結合によりループアンテナ104が生成する磁束が非接触ICカード101のアンテナコイル102と鎖交し、誘起電力を励起することにより行われる。非接触ICカード101側では、アンテナコイル102の誘起電圧をICチップ103内の整流回路(図示せず)で整流し、非接触ICカード101内の各回路の電源として用いる。また、同じ誘起電圧を復調回路(図示せず)へ導いて、読取/書込装置105からのデータを復調する。
【0007】
次に、非接触ICカード101より読取/書込装置105へのデータ伝送時には、読取/書込装置105は無変調の搬送波を送信して、非接触ICカード101への電力供給のみを行っている。非接触ICカード101側では、ICチップ103内のメモリ(図示せず)から読み出されたデータに応じて、例えばアンテナコイル102に接続された負荷抵抗(図示せず)とスイッチ(図示せず)とからなる変調回路(図示せず)にて、データの“1”、“0”ビットに応じて、このスイッチがオン、オフされる。このように、スイッチがオン、オフすると、アンテナコイル102に対する負荷Zが変動し、この変動が読取/書込装置105側のループアンテナ104へ電磁誘導により伝わり、ループアンテナ104側のインピーダンスが変動し、図4(a)の点Aに於ける電圧/電流すなわちインピーダンスが、非接触ICカード101の送信データに応じて変化する。結果として、高周波信号の振幅が変動する。即ち、この高周波信号は非接触ICカード101のデータによって振幅変調される。この変調高周波信号が復調回路108で復調されて受信データが得られる。
【0008】
また、これら非接触ICカードシステムの読取/書込装置にE級アンプを使用した例として、(特許文献2)が知られており、以下、この従来例2について図5を用いて説明する。なお、図5は、従来の非接触ICカードシステムの読取/書込装置を示すブロック図である。ここでは、(特許文献2)に記載された読取/書込装置ついて、その一部を簡易的なブロックにまとめている。
【0009】
図5において、115はアンテナ、116はE級アンプ、117はインピーダンス回路、118はコンデンサ、119はフィルタ回路、120はCPU、Tr11はトランジスタ、L11はコイル、D11はダイオード、C12は第二のコンデンサ、L12は第二のコイル、C13は第三のコンデンサ、C14は第四のコンデンサを示しており、E級アンプ116はアンテナ112、CPU120及びインピーダンス回路117と接続し、インピーダンス回路117の他端は電源と接続し、さらにE級アンプ116とインピーダンス回路の間でカップリングコンデンサ118を介してフィルタ回路119と接続し、フィルタ回路119の他端はCPU120に接続されている。
【0010】
ここで、E級アンプ116について詳しく説明する。図5に示すように、E級アンプ116はスイッチ素子にトランジスタTr11を用いており、ベース端子を入力端子とし、エミッタ端子はグランドに接続し、コレクタ端子は他端を電源と接続したコイルL11と第二のコイルL12の一端と接続、さらにダイオードD11及び第二のコンデンサC12を前記コレクタ端子とグランドの間に並列に接続し、第二のコイルL12の他端は第三のコンデンサC13と接続、さらに第三のコンデンサC13の他端は一端をグランドと接続した第四のコンデンサ14と接続し、第三のコンデンサC13の他端を出力端子とする。
【0011】
次に、読取/書込装置の動作を説明する。非接触ICカードが読取/書込装置に挿入されると、図外の検知回路がICカードを検知して、CPU120に送信開始信号を与える。送信開始信号を受けたCPU120はE級アンプ116の電源をオンにして、変調データ信号をE級アンプ116に送る。E級アンプ116では変調データ信号を増幅すると共に正弦波に整形して、アンテナから送信する。ここで、CPU120が出力する送信データ信号は、ディジタル信号となっており、ハイの時はトランジスタTr11はオフとなり、ローの時はオンとなる。このようにしてトランジスタTr11はスイッチング動作を行うが、トランジスタTr11のコレクタ端子ではコイルL11、第二のコンデンサC12、第二のコイルL12、第三のコンデンサC13で構成されるロードネットワークと呼ばれる回路により、スイッチング動作の立ち上がりと立ち下がりを時間的に鈍らせ、矩形波では無く正弦波に近い状態にして取り出す。スイッチング増幅とよばれるこの増幅方式では高効率にて増幅動作を行うことができる。この従来例2の場合では、非接触ICカードが挿入されているときに、トランジスタTr11はE級動作するように調整されている。
【0012】
また、非接触ICカードと非接触ICカード読取/書込装置のアンテナは、通信状態においてトランスと見立てることができ、通常このような場合では、トランスは疎結合状態となる場合が多いため、第四のコンデンサにより疎結合状態時に発生するリアクタンスを打ち消し、安定動作を補償している。
【0013】
送信信号を受信した非接触ICカードでは、前述の従来例1と同様に負荷変動で返信し、この従来例2の場合では、E級アンプのロードネットワークを通り、受信フィルタ119で不要波を除去した後CPU120で復調する。本従来例2はこのように非接触ICカードが近づき受信可能となったときのみ増幅器の特性がE級で動作するようにすることで、低消費電力動作の非接触ICカードシステムの読取/書込装置を実現している。
【0014】
【特許文献1】
特開2002−7976号公報
【特許文献2】
特開平10−256957号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成で大出力の非接触ICカードシステムの読取/書込装置を実現した場合、いくつかの問題がある。
【0016】
第一に周りに非接触ICカードがない場合、増幅器は安定動作をしなくなり、効率劣化を起こす。そのため挿入検出器もしくは冷却器が必要となるため、従来例2として説明した(特許文献2)の利点として述べている小型低価格の電力送信装置を実現することは難しい。第二にパワーアンプ出力のフィルタとして用いているロードネットワークが低次のフィルタの回路構成となっているため、高周波除去能力が小さく、不要輻射を抑えることが非常に難しい。第三に受信信号がインピーダンス回路で分圧されているため感度が悪くなるばかりでなく、増幅器の効率劣化になる。(特許文献2)でスイッチング素子に用いているトランジスタはオン抵抗が大きいため増幅器の効率が悪いなど、様々な問題があった。
【0017】
本発明は、上記のような従来の技術における課題を解消し、増幅器の効率向上を図ることができ、低コストで小型の非接触ICカード読取/書込装置を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、非接触ICカードに電磁誘導により電力と送信信号を供給し、非接触ICカードからの受信信号を負荷変動により取得するループアンテナと、ループアンテナを所望の第一の周波数に共振させるための第一の共振回路部と、第一の共振回路部を介し、ループアンテナに電力と送信データを供給する無線送信部を設け、さらに、ループアンテナにカップリングコンデンサにて接続された、所望の第二の周波数に共振した第二の共振回路部を介して、ループアンテナからの受信信号を取得する無線受信部を設け、無線送信部及び無線受信部をそれぞれCPUに接続した構成を有し、無線送信部は高周波除去用のローパスフィルタとE級アンプと変調器が直列に接続された構成としたものである。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、非接触ICカードまたは非接触ICタグとのデータ通信を行う非接触ICカード読取/書込装置において、非接触ICカードに電磁誘導により電力と送信信号を供給し、非接触ICカードからの受信信号を負荷変動により取得するループアンテナと、ループアンテナを所望の第一の周波数に共振させるための第一の共振回路部と、第一の共振回路部を介し、ループアンテナに電力と送信データを供給する無線送信部を設け、さらに、ループアンテナにカップリングコンデンサにて接続された、所望の第二の周波数に共振した第二の共振回路部を介して、ループアンテナからの受信信号を取得する無線受信部を設け、無線送信部及び無線受信部をそれぞれCPUに接続した構成を有し、無線送信部は高周波除去用のローパスフィルタとE級アンプと変調器が直列に接続された構成としたことにより、送信周波数専用の共振回路と受信波専用の共振回路を設けることができ、E級アンプの効率向上を図ることができる。
【0020】
請求項2に記載の発明は、E級アンプはスイッチング素子としてFETを使用し、FETのゲート端子は信号発生器に接続、ドレイン端子は一端を電源に接続したコイルの他端と接続し、さらにロードネットワークを接続、ソース端子は変調器に接続した構成を有し、E級アンプの効率をさらに向上することができる。
【0021】
請求項3に記載の発明は、ロードネットワークは、入力に一端がグランドに接続されたコンデンサの他端と第二のコイルを接続し、第二のコイルの他端は第二のコンデンサと接続され、第二のコンデンサの他端はロードネットワークの出力となるよう構成され、非接触ICカード読取/書込装置が常にE級アンプがEクラス動作するように、ロードネットワークの定数を所望の値に設定した構成を有し、常時E級動作することが可能である。
【0022】
請求項4に記載の発明は、ローパスフィルタは入力端とグランドとの間に第三のコンデンサと第三のコイルを直列に接続、さらに入力端には第四のコイルが接続されており、第四のコイルの他端は第五のコイルが接続され、第五のコイルの他端はローパスフィルタの出力端となっており、第四のコイルと第五のコイルの間には、一端がグランドと接続された第四のコンデンサが接続され、第五のコイルの他端には一端がグランドに接続された第五のコンデンサが接続された構成を有し、高周波除去能力の向上を図ることができる。
【0023】
請求項5に記載の発明は、ローパスフィルタ入力とグランドとの間に直列に配置した第三のコンデンサと第三のコイルをリアクタンス除去用の補償回路としても用いる構成を有し、E級アンプのさらなる安定動作を図ることができる。
【0024】
以下、本発明の一実施の形態について図1、図2を用いて説明する。なお、本発明における非接触ICカードの定義は、いわゆるカードに限定されるものではなく、非接触で読取/書込装置との通信を行うことができる無線通信媒体である。よって、用途によってはICタグ、IDタグ、識別ラベルと呼ばれるものを含む。
【0025】
(実施の形態)
図1は本発明の一実施の形態による非接触ICカード読取/書込装置を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、共振回路の一例として直列共振回路を用いた場合を示している。
【0026】
図1において、20は非接触ICカード読取/書込装置であり、以下、省略して、読取/書込装置と言うこともある。また、30は非接触ICカードを示す。更に、1は無線送信部、2は無線受信部、3はループアンテナ、4は第一の共振回路、5は第二の共振回路、6はトランス、7は信号発生器、8は変調器、12はCPU、13はアンテナコイル、14はICチップをそれぞれ示している。
【0027】
図1に示すように、ループアンテナ3を所望の第一の周波数に共振させるための第一の共振回路4と、第一の共振回路4を介しループアンテナ3に電力と送信データを供給する無線送信部1を設け、さらにループアンテナ3にカップリングコンデンサC0にて接続された、所望の第二の周波数に共振した第二の共振回路5を介して、ループアンテナ3からの受信信号を取得する無線受信部2を設け、無線送信部1及び無線受信部2をそれぞれCPU12に接続した構成を有し、無線送信部1は変調器8、E級アンプ9、ロードネットワーク10、ローパスフィルタ11が直列に接続されている。
【0028】
図1において、送信データ伝送の場合は、CPU12からの送信データを変調器8で変調し、E級アンプ9で増幅し、ロードネットワーク10及びローパスフィルタ11を経て、高周波を除去し、図1に示すC41、C42、L31からなる第一の共振回路4を介して、ループアンテナ3から送信する。また、電力伝送のみの場合は、信号発生器7からの搬送波を無変調のままで送信する。この読取/書込装置20から非接触ICカード30への送信は、電磁結合によりループアンテナ3が生成する磁束が非接触ICカード30のアンテナコイル13と鎖交し、誘起電圧を励起することにより行われる。
【0029】
非接触ICカード30では、アンテナコイル13の誘起電圧をICチップ14内の整流回路(図示せず)で整流して、非接触ICカード30内の各回路の電源として用いる。また、同じ誘起電圧を復調回路(図示せず)に導いて読取/書込装置20からのデータを復調する。
【0030】
次に、非接触ICカード30から読取/書込装置20へのデータの伝送時には、読取/書込装置20は無変調の搬送波を送信して、非接触ICカード30への電力供給のみを行っている。非接触ICカード30側では、ICチップ14内のメモリ(図示せず)から読み出されたデータDATAbに応じて、例えばアンテナコイル13に接続された負荷抵抗(図示せず)とスイッチ(図示せず)とからなる変調回路(図示せず)において、データの“1”、“0”ビットに応じて、このスイッチがオン、オフされる。読取/書込装置20においては、上記のように、スイッチがオン、オフすると、アンテナコイル13に対する負荷が変動する。この変動が読取/書込装置20側のループアンテナ3への電磁誘導により伝わり、ループアンテナ3側のインピーダンスが変動する。ループアンテナ3に接続されたカップリングコンデンサC0を介して、C51、L51からなる第二の共振回路5を介して、無線受信部2のCPU12でデータが復調される。このようにして、高効率にて動作可能な増幅器を有した非接触ICカード読取/書込装置20を実現することができる。
【0031】
次に、E級アンプ9について詳しく説明する。E級アンプ9の詳細ブロックでは、7は信号発生器、FET1はスイッチ素子用のFET、L1はコイルを示しており、FET1のソース端子は変調器8と接続、FET1のゲート端子に信号発生器7を接続、FET1のドレイン端子は一端を電源と接続したコイルの他端及びロードネットワーク10と接続、ドレイン端子−第二のコイルL2間とグランドとの間にコンデンサC1を接続している。
【0032】
更に、このE級アンプ9の動作について説明する。FET1のゲート端子には信号発生器7から発生された搬送波周波数の送信信号が入力されており、信号がディジタル信号であるため、FET1は搬送波周波数にてスイッチング動作を行う。変調器8にて変調された送信信号が入力されると、FET1のドレイン端子では送信信号を電源電圧の振幅まで増幅する。但し、この波形は理想的には矩形波となっているため(実際は立ち上がりと立下り時間が0でないため、矩形波ではない)、余分な高周波を含んでおり、ロードネットワーク10を所望の特性に定めることにより、矩形波の立ち上がりと立下りを鈍らせて取り出し、正弦波に近い波形に整形する。この増幅方式をスイッチング増幅と言い、非常に効率の良い増幅器を得ることができる。
【0033】
次に、ロードネットワーク10について詳しく説明する。ロードネットワーク10の詳細において、L2は第二のコイル、C1はコンデンサ、C2は第二のコンデンサを示しており、FET1のドレイン端子を第二のコイルL2の一端と接続し、第二のコイルL2の他端は第二のコンデンサC2と接続、ドレイン端子−第二のコイルL2間とグランドの間にコンデンサC1を接続している。
【0034】
前述した通り、スイッチング動作をしただけでは、出力は矩形波となり、不要成分が多く生成される。そこで、ロードネットワーク10ではL2とC2で構成される直列共振回路で構成され、共振周波数を搬送波の周波数に調整することにより、矩形波ではなく正弦波として出力を取り出すことが可能となる。
【0035】
ここで、図2を用いてE級アンプの基本的な動作原理を説明する。図2は、E級アンプの動作原理説明図である。E級アンプはスイッチとして動作する1つのFETと負荷回路網及び直流電源を供給するためのチョークコイル(RFC)からなり、FETは外部からゲートに入力される基本周波数信号によりスイッチとして周期的に動作する。
【0036】
負荷回路の最も簡単な形は図2(a)で示すように、FETに並列なキャパシタと直列共振回路からなり、この共振周波数を所望の周波数に定めることで、大振幅の出力を取り出すことができる。また、直列共振回路をローパスフィルタ11とすることにより広帯域の増幅器を作ることも可能である。
【0037】
ゲート電圧に図2(b)で示すような電圧がかかった場合、FETはゲート電圧がローの場合オン、ハイの場合オフとなり、ドレイン電圧は図3(c)のような三角形の角がとれたような波形となる。
【0038】
また、L1に流れる電流はドレイン電流Isと負荷回路の抵抗成分により流れる電流Icの和であり、図2(d)で示すような波形となり、損失はこれら電流と電圧の積となるため、非常に小さく、大きな効率を得ることができる。このようにして、高効率にて動作可能な増幅器を有した非接触ICカード読取/書込装置を実現することができる。
【0039】
そして、第一の共振回路4にて、無線送信部1は外部及び受信回路の影響を受けにくくなっているため、ロードネットワーク10の共振周波数を搬送波周波数になるように定数を調整することにより、ICカード有り無し関係なく、常にE級動作が可能になる。このようにして、常時高効率にて動作可能な増幅器を有した非接触ICカード読取/書込装置を実現することができる。
【0040】
次に、ローパスフィルタ11について詳しく説明する。ローパスフィルタ11の詳細において、C3は第三のコンデンサ、L3は第三のコイル、C4は第四のコンデンサ、L4は第四のコイル、C5は第五のコンデンサ、L5は第五のコイルを示しており、ローパスフィルタ11の入力端とグランドとの間に第三のコンデンサC3と第三のコイルL3を直列に接続、さらに入力端には第四のコイルL4が接続し、第四のコイルL4の他端は第五のコイルL5が接続され、第五のコイルL5の他端はローパスフィルタ11の出力端となっており、第四のコイルL4と第五のコイルL5の間には一端がグランドと接続された第四のコンデンサC4が接続され、第五のコイルL5の他端には一端がグランドと接続された第五のコンデンサC5が接続されている。
【0041】
動作の説明であるが、E級アンプ9で送信信号を増幅し、ロードネットワーク10で波形整形された後、L4、C4、L5、C5にて構成されるローパスフィルタ11にて不要な高周波を除去する。さらに、C3とL3で構成される直列共振回路の共振周波数を搬送波の定倍の周波数にすることにより、増幅器で必ず発生する定倍の高調波を除去することができ、不要輻射に優れた非接触ICカード読取/書込装置を実現する。
【0042】
また、ループアンテナ3とアンテナコイル13をそれぞれトランスと見たてた場合、非接触ICカードが通信できる時は通常疎結合状態になっている時が多く、疎結合状態時に発生するリアクタンスをC3とL3で構成される直列共振回路を所望の特性にあわせることで、このリアクタンスを打ち消すことができ、ループアンテナ3から抵抗成分のみが見えるようになり、安定動作補償ができる。
【0043】
以上説明したように、本実施の形態の非接触ICカード読取/書込装置によれば、高効率にて動作可能な増幅器を有した非接触ICカード読取/書込装置を実現することができる。そして、RF−IDシステムの普及に大きく貢献することができ、非接触ICカード通信分野で益するとことが大である。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような効果がある。請求項1に記載の発明は、ループアンテナの直後で共振回路を受信と送信にそれぞれ専用で設けたので、E級アンプの効率の向上を図ることができる。請求項2に記載の発明は、E級アンプのスイッチ素子にFETを用い、ロードネットワークで波形整形し、ローパスフィルタで高周波を除去するので、常時E級動作が可能な増幅器を実現できる。請求項3に記載の発明は、ロードネットワークにコンデンサとコイルを直列に接続した共振回路で構成したので、大出力を高効率で動作できる。請求項4に記載の発明は、ローパスフィルタにコンデンサとコイルを直列に接続した共振回路をグランドに接地し、更に高次のローパスフィルタで構成したので、低不要輻射を実現できる。請求項5に記載の本発明は、ローパスフィルタ入力とグランドとの間に直列に配置したコンデンサとコイルをローパスフィルタとグランド間に接続したコンデンサとコイルをリアクタンス除去回路と共用するので、安定動作を補償できる。
【0045】
よって、本発明は、増幅器の効率向上を図ることができ、低コストで小型の非接触ICカード読取/書込装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態による非接触ICカード読取/書込装置を示すブロック図
【図2】E級アンプの動作原理説明図
【図3】従来の非接触ICカードシステムの概念図
【図4】従来の非接触ICカードシステムの読取/書込装置と非接触ICカードの結合に関連する部分を示したブロック図
【図5】従来の非接触ICカードシステムの読取/書込装置を示すブロック図
【符号の説明】
1 無線送信部
2 無線受信部
3 ループアンテナ
4 第一の共振回路
5 第二の共振回路
6 トランス
7 信号発生器
8 変調器
9 E級アンプ
10 ロードネットワーク
11 ローパスフィルタ
12 CPU
13 アンテナコイル
14 ICチップ
20 非接触ICカード読取/書込装置
30 非接触ICカード
Claims (5)
- 非接触ICカードとのデータ通信を行う非接触ICカード読取/書込装置において、非接触ICカードに電磁誘導により電力と送信信号を供給し、前記非接触ICカードからの受信信号を負荷変動により取得するループアンテナと、前記ループアンテナを所望の第一の周波数に共振させるための第一の共振回路部と、前記第一の共振回路部を介し、前記ループアンテナに電力と送信データを供給する無線送信部を設け、さらに、前記ループアンテナにカップリングコンデンサにて接続された、所望の第二の周波数に共振した第二の共振回路部を介して、前記ループアンテナからの受信信号を取得する無線受信部を設け、前記無線送信部及び前記無線受信部をそれぞれCPUに接続した構成を有し、前記無線送信部は高周波除去用のローパスフィルタとE級アンプと変調器が直列に接続されたことを特徴とする非接触ICカード読取/書込装置。
- 前記E級アンプはスイッチング素子としてFETを使用し、前記FETのゲート端子は信号発生器に接続、ドレイン端子は一端を電源に接続したコイルの他端と接続し、さらにロードネットワークを接続、ソース端子は変調器に接続した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。
- 前記ロードネットワークは、入力に一端がグランドに接続されたコンデンサの他端と第二のコイルを接続し、前記第二のコイルの他端は第二のコンデンサと接続され、前記第二のコンデンサの他端は前記ロードネットワークの出力となるよう構成され、非接触ICカード読取/書込装置が常に前記E級アンプがEクラス動作するように、前記ロードネットワークの定数を所望の値に設定したことを特徴とする請求項1,2の内いずれか1項に記載の非接触ICカード読取/書込装置。
- 前記ローパスフィルタは入力端とグランドとの間に第三のコンデンサと第三のコイルを直列に接続、さらに前記入力端には第四のコイルが接続されており、前記第四のコイルの他端は第五のコイルが接続され、第五のコイルの他端は前記ローパスフィルタの出力端となっており、第四のコイルと第五のコイルの間には、一端がグランドと接続された第四のコンデンサが接続され、第五のコイルの他端には一端がグランドに接続された第五のコンデンサが接続されたことを特徴とする請求項1〜3の内いずれか1項に記載の非接触ICカード読取/書込装置。
- 前記ローパスフィルタ入力とグランドとの間に直列に配置した第三のコンデンサと第三のコイルをリアクタンス除去用の補償回路としても用いることを特徴とする請求項1〜4の内いずれか1項に記載の非接触ICカード読取/書込装置。
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008182458A (ja) * | 2007-01-24 | 2008-08-07 | National Univ Corp Shizuoka Univ | インダクティブリンク |
US7617814B2 (en) | 2008-03-06 | 2009-11-17 | Synerject, Llc | Fuel pump module having a direct mounted jet pump and methods of assembly |
JP2012503469A (ja) * | 2008-09-17 | 2012-02-02 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 無線送電のためのトランスミッタ |
US8432070B2 (en) | 2008-08-25 | 2013-04-30 | Qualcomm Incorporated | Passive receivers for wireless power transmission |
KR101323365B1 (ko) * | 2012-05-31 | 2013-10-30 | 주식회사 에스아이티코리아 | 카지노 칩 용 rfid 밀집 안테나 |
JP2014514901A (ja) * | 2011-03-25 | 2014-06-19 | クアルコム,インコーポレイテッド | 駆動回路の効率を改善するためのフィルタおよび操作方法 |
US8947041B2 (en) | 2008-09-02 | 2015-02-03 | Qualcomm Incorporated | Bidirectional wireless power transmission |
US9166562B2 (en) | 2013-02-25 | 2015-10-20 | Qualcomm Incorporated | Impedance transformation network for improved driver circuit performance |
JP2016067135A (ja) * | 2014-09-25 | 2016-04-28 | 東芝テック株式会社 | 非接触給電装置 |
JP2017093180A (ja) * | 2015-11-11 | 2017-05-25 | 株式会社ダイヘン | 非接触電力伝送システム、および、送電装置 |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2840431B1 (fr) * | 2002-05-29 | 2004-09-03 | Francois Trantoul | Procede et dispositif de protection d'inscriptions a lire |
WO2007029435A1 (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Nec Corporation | 伝送方法、インターフェース回路、半導体装置、半導体パッケージ、半導体モジュールおよびメモリモジュール |
US8447234B2 (en) | 2006-01-18 | 2013-05-21 | Qualcomm Incorporated | Method and system for powering an electronic device via a wireless link |
US9130602B2 (en) * | 2006-01-18 | 2015-09-08 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for delivering energy to an electrical or electronic device via a wireless link |
JP2007214890A (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電力線通信装置及び電力線通信システム |
PL2047414T3 (pl) * | 2006-08-03 | 2014-03-31 | Smart Packaging Solutions Sps | Zabezpieczony dokument, zwłaszcza paszport elektroniczny ze wzmocnionym zabezpieczeniem |
US9774086B2 (en) * | 2007-03-02 | 2017-09-26 | Qualcomm Incorporated | Wireless power apparatus and methods |
US9124120B2 (en) | 2007-06-11 | 2015-09-01 | Qualcomm Incorporated | Wireless power system and proximity effects |
EP2023661A1 (en) * | 2007-07-26 | 2009-02-11 | Oticon A/S | A communications device, a system and method using inductive communication |
CN103187629B (zh) * | 2007-08-09 | 2016-08-24 | 高通股份有限公司 | 增加谐振器的q因数 |
KR20100063756A (ko) | 2007-09-13 | 2010-06-11 | 퀄컴 인코포레이티드 | 무선 전력 자기 공진기로부터 산출된 전력의 최대화 |
WO2009039113A1 (en) * | 2007-09-17 | 2009-03-26 | Nigel Power, Llc | Transmitters and receivers for wireless energy transfer |
WO2009049281A2 (en) * | 2007-10-11 | 2009-04-16 | Nigel Power, Llc | Wireless power transfer using magneto mechanical systems |
US8629576B2 (en) * | 2008-03-28 | 2014-01-14 | Qualcomm Incorporated | Tuning and gain control in electro-magnetic power systems |
US20090299918A1 (en) * | 2008-05-28 | 2009-12-03 | Nigelpower, Llc | Wireless delivery of power to a mobile powered device |
US8536736B2 (en) * | 2009-04-03 | 2013-09-17 | International Business Machines Corporation | Wireless power infrastructure |
WO2011042974A1 (ja) * | 2009-10-08 | 2011-04-14 | 株式会社日立製作所 | 無線電力伝送システムおよび無線電力伝送装置 |
US20120203620A1 (en) | 2010-11-08 | 2012-08-09 | Douglas Howard Dobyns | Techniques For Wireless Communication Of Proximity Based Marketing |
US8929809B2 (en) | 2011-03-22 | 2015-01-06 | Radeum, Inc. | Techniques for wireless communication of proximity based content |
US8880100B2 (en) | 2011-03-23 | 2014-11-04 | Radium, Inc. | Proximity based social networking |
US20130038136A1 (en) * | 2011-03-25 | 2013-02-14 | Qualcomm Incorporated | Filter for improved driver circuit efficiency and method of operation |
KR102022867B1 (ko) * | 2012-08-07 | 2019-09-20 | 삼성전자 주식회사 | Nfc 회로 및 이의 동작 방법 |
US9601267B2 (en) | 2013-07-03 | 2017-03-21 | Qualcomm Incorporated | Wireless power transmitter with a plurality of magnetic oscillators |
CN104680198A (zh) * | 2013-11-27 | 2015-06-03 | 哈尔滨市三和佳美科技发展有限公司 | 无线射频读卡器 |
US9621227B2 (en) | 2014-08-29 | 2017-04-11 | Freelinc Technologies | Proximity boundary based communication using radio frequency (RF) communication standards |
US10164685B2 (en) | 2014-12-31 | 2018-12-25 | Freelinc Technologies Inc. | Spatially aware wireless network |
CN113962235A (zh) * | 2021-10-27 | 2022-01-21 | 维沃移动通信有限公司 | Rfid读卡电路和电子设备 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3909566A1 (de) | 1989-03-23 | 1990-09-27 | Hoechst Ag | Verfahren und vorrichtung zum verpacken und pressen von faserflocke |
DE19608451A1 (de) * | 1996-03-05 | 1997-09-11 | Philips Patentverwaltung | Verfahren zum Übertragen von Informationen |
JPH10256957A (ja) | 1997-03-13 | 1998-09-25 | Nagano Japan Radio Co | 電力伝送装置および電力伝送システム |
JP4501241B2 (ja) * | 2000-07-10 | 2010-07-14 | ソニー株式会社 | Icカード及びicカードのデータ通信方法 |
DE10042875C2 (de) | 2000-08-31 | 2002-12-12 | Skidata Ag | Kommunikationsendgerät |
JP3449621B2 (ja) | 2001-04-16 | 2003-09-22 | 株式会社日立国際電気 | 非接触icカードシステムのリーダ/ライタ装置 |
JP2003182321A (ja) | 2001-12-17 | 2003-07-03 | Pacific Ind Co Ltd | タイヤ状態監視装置の送信機 |
-
2003
- 2003-06-30 JP JP2003186822A patent/JP4380239B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-06-29 US US10/878,633 patent/US7182266B2/en active Active
- 2004-06-30 EP EP04015384A patent/EP1494162A3/en not_active Withdrawn
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4555969B2 (ja) * | 2007-01-24 | 2010-10-06 | 国立大学法人静岡大学 | インダクティブリンク |
JP2008182458A (ja) * | 2007-01-24 | 2008-08-07 | National Univ Corp Shizuoka Univ | インダクティブリンク |
US7617814B2 (en) | 2008-03-06 | 2009-11-17 | Synerject, Llc | Fuel pump module having a direct mounted jet pump and methods of assembly |
US8432070B2 (en) | 2008-08-25 | 2013-04-30 | Qualcomm Incorporated | Passive receivers for wireless power transmission |
US8947041B2 (en) | 2008-09-02 | 2015-02-03 | Qualcomm Incorporated | Bidirectional wireless power transmission |
US8532724B2 (en) | 2008-09-17 | 2013-09-10 | Qualcomm Incorporated | Transmitters for wireless power transmission |
JP2012503469A (ja) * | 2008-09-17 | 2012-02-02 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 無線送電のためのトランスミッタ |
US9425653B2 (en) | 2008-09-17 | 2016-08-23 | Qualcomm Incorporated | Transmitters for wireless power transmission |
JP2014514901A (ja) * | 2011-03-25 | 2014-06-19 | クアルコム,インコーポレイテッド | 駆動回路の効率を改善するためのフィルタおよび操作方法 |
US10122214B2 (en) | 2011-03-25 | 2018-11-06 | Qualcomm Incorporated | Impedance transformation network for improved driver circuit performance |
US10381874B2 (en) | 2011-03-25 | 2019-08-13 | Qualcomm Incorporated | Filter for improved driver circuit efficiency and method of operation |
KR101323365B1 (ko) * | 2012-05-31 | 2013-10-30 | 주식회사 에스아이티코리아 | 카지노 칩 용 rfid 밀집 안테나 |
US9166562B2 (en) | 2013-02-25 | 2015-10-20 | Qualcomm Incorporated | Impedance transformation network for improved driver circuit performance |
JP2016513448A (ja) * | 2013-02-25 | 2016-05-12 | クアルコム,インコーポレイテッド | ドライバ回路性能改善のためのインピーダンス変換回路網 |
JP2016067135A (ja) * | 2014-09-25 | 2016-04-28 | 東芝テック株式会社 | 非接触給電装置 |
US10211645B2 (en) | 2014-09-25 | 2019-02-19 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Non-contact power supply device |
JP2017093180A (ja) * | 2015-11-11 | 2017-05-25 | 株式会社ダイヘン | 非接触電力伝送システム、および、送電装置 |
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