JP2006146539A - Noncontact ic card reader and/or writer device - Google Patents

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武志 興梠
Minoru Kanda
実 神田
Hideo Nabeshima
秀生 鍋嶋
Hideki Takenaga
秀樹 武長
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate adjustment of resonance frequency, in a noncontact IC card reader and/or writer device, and suppress the loss in a matching circuit for the adjustment. <P>SOLUTION: For adjusting the slippage of resonance frequency of the reader device 10 to a noncontact IC card 20, the device comprises a separate adjusting coil 14 which is electrically separated from a reader coil 11 and magnetically coupled with the reader coil 11 and the matching circuit 15, and adjustment of impedance in resonance is performed by the turn ratio of the two coils 11 and 14, while the adjustment of the resonance frequency is performed by adjustment of a reactance component in the matching circuit 15 or the like. Therefore, the adjustment of resonance frequency can be performed while adjusting the impedance near the resonance frequency, and the adjustment can be facilitated. Since the matching circuit 15 is not provided on the reader coil 11 side, or no resistance component is needed for the adjustment, the loss in the matching circuit 15 can be minimized. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、たとえば入退室管理システム、自動改札システム、電子マネー等におけるIDカード、管理カード、定期券、回数券、キャッシュカード等の非接触ICカードとの間で非接触で通信を行い、その非接触ICカードの読取りと書込みとの少なくとも一方を行うリーダおよび/またはライター装置に関する。   The present invention performs non-contact communication with non-contact IC cards such as ID cards, management cards, commuter passes, coupon tickets, cash cards, etc. in, for example, entrance / exit management systems, automatic ticket gate systems, electronic money, etc. The present invention relates to a reader and / or writer device that performs at least one of reading and writing of a non-contact IC card.

上述のような非接触ICカードのリーダライター装置の一例は、たとえば特許文献1に示されている。そのリーダライター装置100の構成を簡単に示すと、図8のようになる。リーダコイル104から送出される電波(磁束)を受波すると、非接触ICカードのカード内コイルはカード内電源を生成し、その電源によってICチップは能動化し、該ICチップに記憶されている携行者を固別に識別するIDを前記カード内コイルからリーダライター装置へ返信する。その返信された信号は前記リーダコイル104で受波され、送受信データの変復調を行う無線回路102で前記IDが復号化され、制御部101に与えられる。こうして制御部101は、リーダ装置の場合は前記IDを読取り、ライター装置の場合はその読取ったIDに対応した信号を前記リーダコイル104から非接触ICカードへ送信し、書込みを行わせる。   An example of a reader / writer device for a non-contact IC card as described above is disclosed in Patent Document 1, for example. The configuration of the reader / writer device 100 is simply shown in FIG. When a radio wave (magnetic flux) transmitted from the reader coil 104 is received, the in-card coil of the non-contact IC card generates an in-card power source, and the IC chip is activated by the power source, and is stored in the IC chip. An ID for uniquely identifying the person is returned from the coil in the card to the reader / writer device. The returned signal is received by the reader coil 104, and the ID is decoded by the radio circuit 102 that modulates and demodulates transmission / reception data and is given to the control unit 101. In this way, the control unit 101 reads the ID in the case of the reader device, and transmits a signal corresponding to the read ID from the reader coil 104 to the non-contact IC card in the case of the writer device to perform writing.

前記リーダコイル104に関連して、整合回路103が設けられており、この整合回路103は、リーダコイル104から効率よく電波を空間に送出するために、無線回路102から見た整合回路103とリーダコイル104とを含めた系の共振周波数を、通信に使用する周波数(キャリア周波数)と一致させ、無線回路102とインピーダンス整合するように、整合回路103内のリアクタンスを調整する。
特開2004−21484号公報
In association with the reader coil 104, a matching circuit 103 is provided. The matching circuit 103 and the matching circuit 103 viewed from the wireless circuit 102 and the reader in order to efficiently transmit radio waves from the reader coil 104 to the space. The reactance in the matching circuit 103 is adjusted so that the resonance frequency of the system including the coil 104 matches the frequency (carrier frequency) used for communication, and impedance matching with the radio circuit 102 is performed.
JP 2004-21484 A

しかしながら、このような方法では、前記整合回路103とリーダコイル104とを含めた系のQが高く、共振周波数付近のインピーダンスの変化が急峻で、調整が難しいという問題がある。また、リーダコイル104側に整合回路103を設けており、しかも共振時のインピーダンスの調整は、抵抗成分を設け、それを変化させて行うので、該整合回路103での損失が生じるという問題もある。   However, in such a method, there is a problem that the Q including the matching circuit 103 and the reader coil 104 has a high Q, the impedance change near the resonance frequency is steep, and adjustment is difficult. In addition, since the matching circuit 103 is provided on the reader coil 104 side and the impedance adjustment at the time of resonance is performed by changing the resistance component, there is a problem that a loss occurs in the matching circuit 103. .

本発明の目的は、調整を容易に行うことができるとともに、整合回路での損失を抑えることができる非接触ICカードのリーダおよび/またはライター装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a reader and / or writer device for a non-contact IC card that can be adjusted easily and can suppress loss in a matching circuit.

本発明の非接触ICカードのリーダおよび/またはライター装置は、送受信データの変復調を行う無線回路部と、非接触ICカードへの給電および通信を行うための交流磁界を発生するリーダコイルとを備えて成る非接触ICカードのリーダおよび/またはライター装置において、前記リーダコイルとは別体に形成され、前記リーダコイルに磁気結合する調整コイルおよび前記磁気結合したコイルの共振周波数を調整するための整合回路を含むことを特徴とする。   A reader and / or writer device for a non-contact IC card according to the present invention includes a radio circuit unit that modulates and demodulates transmission / reception data, and a reader coil that generates an AC magnetic field for feeding and communicating with the non-contact IC card. In the non-contact IC card reader and / or writer device, the adjustment coil that is formed separately from the reader coil and is magnetically coupled to the reader coil and the matching for adjusting the resonance frequency of the magnetically coupled coil A circuit is included.

上記の構成によれば、携行者を固有に識別するIDが登録されるICチップに、リーダおよび/またはライター装置から送出される電波(磁束)を受波してカード内電源を生成する一方で、前記IDをリーダおよび/またはライター装置へ返信するカード内コイルを備えて成る携行カード形態の非接触ICカードの読取りと書込みとの少なくとも一方を行うリーダおよび/またはライター装置において、該リーダおよび/またはライター装置の非接触ICカードに対する共振周波数のずれを調整するにあたって、リーダコイル側に調整のための構成を設けるのではなく、前記リーダコイルとは電気的に分離され、前記リーダコイルに磁気結合する別体の調整コイルおよび整合回路を設け、共振時インピーダンスの調整は2つのコイルの巻数比で、前記共振周波数の調整は前記整合回路内のリアクタンス成分を調整するなどして行う。   According to the above configuration, the IC chip in which the ID that uniquely identifies the carrier is registered receives the radio wave (magnetic flux) transmitted from the reader and / or writer device and generates the power in the card. In a reader and / or writer device that performs at least one of reading and writing of a non-contact IC card in the form of a carrying card comprising an in-card coil that returns the ID to the reader and / or writer device, Or, when adjusting the deviation of the resonance frequency of the writer device with respect to the non-contact IC card, the reader coil side is not provided with an adjustment configuration, but is electrically separated from the reader coil and magnetically coupled to the reader coil. A separate adjustment coil and matching circuit are provided, and the impedance at resonance is adjusted by the turns ratio of the two coils. The adjustment of the resonance frequency carried by such as adjusting the reactance component in the matching circuit.

したがって、共振周波数付近のインピーダンスを調整しつつ、共振周波数の調整を行うことができ、調整を容易に行うことができる。また、リーダコイル側に整合回路を設けず、しかも調整のために抵抗成分を必要としないので、該整合回路での損失を最小限に抑えることができる。   Therefore, the resonance frequency can be adjusted while adjusting the impedance near the resonance frequency, and the adjustment can be easily performed. In addition, since no matching circuit is provided on the reader coil side and no resistance component is required for adjustment, loss in the matching circuit can be minimized.

また、本発明の非接触ICカードのリーダおよび/またはライター装置は、前記リーダコイルに流れる電流値を検出する電流検知部と、その検出電流値が最大になるように、前記整合回路を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする。   Further, the reader and / or writer device of the non-contact IC card of the present invention controls the matching circuit so that the current detection unit for detecting the current value flowing through the reader coil and the detected current value become maximum. It further has a control part.

上記の構成によれば、電流検知部でリーダコイルに流れる電流値を検出し、その検出結果から、電流値が最大になるように制御部が整合回路を制御することで、最も効率良くリーダコイルから磁界電波が送出される状態を常に保つことができ、より安定した通信性能を確保できる。また、手動で整合回路の調整を行う必要が無くなるので、利便性を向上することもできる。   According to the above configuration, the current detection unit detects the current value flowing through the reader coil, and the control unit controls the matching circuit so that the current value is maximized based on the detection result. Thus, it is possible to always maintain the state in which the magnetic field radio wave is transmitted from, and to secure more stable communication performance. Further, since it is not necessary to manually adjust the matching circuit, convenience can be improved.

さらにまた、本発明の非接触ICカードのリーダおよび/またはライター装置は、リーダコイル端でのリターンロスを検知するリターンロス検知部と、そのリターンロスが最小になるように、前記整合回路を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする。   Furthermore, the reader and / or writer device of the non-contact IC card according to the present invention controls a return loss detector that detects a return loss at the end of the reader coil and the matching circuit so that the return loss is minimized. And a control unit.

上記の構成によれば、リターンロス検知部でリーダコイル端でのリターンロス(入力電力の反射)を検出し、その検出結果から、リターンロスが最小になるように制御部が整合回路を制御することで、最も効率良くリーダコイルから磁界電波が送出される状態を常に保つことができ、より安定した通信性能を確保できる。また、手動で整合回路の調整を行う必要が無くなるので、利便性を向上することもできる。   According to the above configuration, the return loss detection unit detects the return loss (reflection of input power) at the reader coil end, and the control unit controls the matching circuit based on the detection result so that the return loss is minimized. Thus, the state in which the magnetic field radio wave is transmitted from the reader coil most efficiently can always be maintained, and more stable communication performance can be ensured. Further, since it is not necessary to manually adjust the matching circuit, convenience can be improved.

本発明の非接触ICカードのリーダおよび/またはライター装置は、以上のように、携行カード形態の非接触ICカードの読取りと書込みとの少なくとも一方を行うリーダおよび/またはライター装置において、該リーダおよび/またはライター装置の非接触ICカードに対する共振周波数のずれを調整するにあたって、リーダコイル側に調整のための構成を設けるのではなく、前記リーダコイルとは電気的に分離され、前記リーダコイルに磁気結合する別体の調整コイルおよび整合回路を設け、共振時インピーダンスの調整は2つのコイルの巻数比で、前記共振周波数の調整は前記整合回路内のリアクタンス成分を調整するなどして行う。   As described above, the reader and / or writer device of the non-contact IC card of the present invention is a reader and / or writer device that performs at least one of reading and writing of a non-contact IC card in the form of a carrying card. In adjusting the resonance frequency deviation of the writer device with respect to the non-contact IC card, the adjustment is not provided on the reader coil side, but is electrically separated from the reader coil, and the reader coil is magnetically A separate adjustment coil and a matching circuit to be coupled are provided. The resonance impedance is adjusted by the turn ratio of the two coils, and the resonance frequency is adjusted by adjusting a reactance component in the matching circuit.

それゆえ、共振周波数付近のインピーダンスを調整しつつ、共振周波数の調整を行うことができ、調整を容易に行うことができる。また、リーダコイル側に整合回路を設けず、しかも調整のために抵抗成分を必要としないので、該整合回路での損失を最小限に抑えることができる。   Therefore, the resonance frequency can be adjusted while adjusting the impedance near the resonance frequency, and the adjustment can be easily performed. In addition, since no matching circuit is provided on the reader coil side and no resistance component is required for adjustment, loss in the matching circuit can be minimized.

[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の一形態に係る非接触ICカードのリーダ装置10の電気的構成を示すブロック図である。本発明は、非接触ICカードのリーダ装置とライター装置との少なくとも一方の機能を有するものに適用することができ、以下の説明ではリーダ装置として説明する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a reader device 10 for a non-contact IC card according to an embodiment of the present invention. The present invention can be applied to a contactless IC card having at least one function of a reader device and a writer device, and will be described as a reader device in the following description.

非接触ICカード20は、携行者を固有に識別するIDが登録されるICチップ21と、前記リーダ装置10から送出される電波(磁束)を受波してカード内電源を生成する一方で、前記IDをリーダ装置10へ返信する電波(磁束)を返信するカード内コイル22と、前記カード内コイル22に並列に設けられる共振コンデンサ23とを備えて構成される携行カード形態の非接触ICカードである。   While the non-contact IC card 20 receives an IC chip 21 in which an ID for uniquely identifying a carrier is registered and a radio wave (magnetic flux) transmitted from the reader device 10, it generates a power in the card, A non-contact IC card in the form of a portable card comprising an in-card coil 22 for returning radio waves (magnetic flux) for returning the ID to the reader device 10 and a resonance capacitor 23 provided in parallel to the in-card coil 22. It is.

一方、リーダ装置10は、送信電波(磁束)を発生するとともに、電波(磁束)を受信するリーダコイル11と、送信信号の変調および受信信号の復調を行う無線回路12と、前記無線回路12からの信号を解析し、前記IDの認識等を行うとともに、該リーダ装置10の全体を制御する制御部13と、前記リーダコイル11とは電気的に分離され、前記リーダコイル11に磁気結合する別体の調整コイル14と、前記リーダコイル11の共振周波数を調整するための整合回路15とを備えて構成される。このリーダ装置10は、必要に応じて非接触ICカード20へ書込みを行うライターとしての機能を有することもある。前記リーダコイル11および無線回路12を含む回路部分と、前記調整コイル14および整合回路15を含む回路部分とは、相互に独立した回路を構成している。   On the other hand, the reader device 10 generates a transmission radio wave (magnetic flux), receives a radio wave (magnetic flux), a reader coil 11, a radio circuit 12 that modulates a transmission signal and a demodulation of the reception signal, and the radio circuit 12 The control unit 13 that controls the entire reader device 10 and the reader coil 11 are electrically separated and magnetically coupled to the reader coil 11. A body adjustment coil 14 and a matching circuit 15 for adjusting the resonance frequency of the reader coil 11 are provided. The reader device 10 may have a function as a writer for writing to the non-contact IC card 20 as necessary. The circuit portion including the reader coil 11 and the radio circuit 12 and the circuit portion including the adjustment coil 14 and the matching circuit 15 constitute an independent circuit.

前記リーダコイル11と調整コイル14とは互いに磁気結合する位置に配置され、トランスのような状態となっている。このため、リーダコイル11と調整コイル14との巻数の比を変えることによって、無線回路12から見たリーダコイル11、調整コイル14および整合回路15を含む系の共振時インピーダンス値を任意に設定することが可能となる。また、整合回路15内のリアクタンス値を変えることによって、無線回路12から見たリーダコイル11、調整コイル14および整合回路15を含む系の共振周波数を任意に設定することが可能となる。   The reader coil 11 and the adjustment coil 14 are arranged at positions where they are magnetically coupled to each other, and are in a state like a transformer. For this reason, the impedance value at the time of resonance of the system including the reader coil 11, the adjustment coil 14, and the matching circuit 15 as viewed from the wireless circuit 12 is arbitrarily set by changing the turn ratio of the reader coil 11 and the adjustment coil 14. It becomes possible. Further, by changing the reactance value in the matching circuit 15, it is possible to arbitrarily set the resonance frequency of the system including the reader coil 11, the adjustment coil 14, and the matching circuit 15 as viewed from the radio circuit 12.

図2は、前記整合回路15の一構成例である整合回路15aを示すブロック図である。この整合回路15aは、相互に並列に配置されるキャパシタ16および各キャパシタ16に直列に接続されるスイッチ17を備えて構成されており、各キャパシタ16は前記調整コイル14とLC並列共振回路を構成する。前記スイッチ17は、前記制御部13によって選択的にONされる。前記制御部13内には、必要なキャパシタンス値を実現するスイッチ17の組合わせの一覧が予め記憶されている。   FIG. 2 is a block diagram showing a matching circuit 15a which is a configuration example of the matching circuit 15. As shown in FIG. The matching circuit 15a includes a capacitor 16 arranged in parallel to each other and a switch 17 connected in series to each capacitor 16, and each capacitor 16 constitutes an LC parallel resonance circuit with the adjustment coil 14. To do. The switch 17 is selectively turned on by the control unit 13. In the control unit 13, a list of combinations of switches 17 for realizing a necessary capacitance value is stored in advance.

したがって、各スイッチ17のON/OFFの組合わせによって、整合回路15全体のキャパシタンス値を自在に変更することが可能になっている。各キャパシタ16は、相互に等しいキャパシタンス値に形成されていてもよく、または所定の重みを有するキャパシタンス値に形成されていてもよい。また、スイッチ17は、択一的にONされてもよいが、複数が同時にONされ、キャパシタンス値が合成されるようになっていてもよい。   Therefore, the capacitance value of the entire matching circuit 15 can be freely changed by the ON / OFF combination of the switches 17. Each capacitor 16 may be formed with a capacitance value equal to each other, or may be formed with a capacitance value having a predetermined weight. In addition, the switch 17 may alternatively be turned on, but a plurality of switches 17 may be turned on at the same time to synthesize capacitance values.

図2では、スイッチ17とキャパシタ16とをそれぞれ5個ずつ用いており、スイッチ17のON/OFFによる組合わせは、2=32通りであるが、これに限定するものでは無い。スイッチ17およびキャパシタ16の数を増やせば、組合わせの数を更に増やすことが出来、よりきめ細かな制御が可能となる。 In FIG. 2, five switches 17 and five capacitors 16 are used, and the number of combinations of ON / OFF of the switch 17 is 2 5 = 32. However, the present invention is not limited to this. If the number of switches 17 and capacitors 16 is increased, the number of combinations can be further increased, and finer control is possible.

一方、図3は、前記整合回路15の他の構成例である整合回路15bを示すブロック図である。この整合回路15bは、前記調整コイル14とLC並列共振回路を構成する可変容量ダイオード18から成る。可変容量ダイオード18は、pn接合に逆方向の電圧を印加すると、端子間のキャパシタンスが逆電圧の大きさによって変化するダイオードであり、制御部13でこの逆電圧を制御することによって、整合回路15bのキャパシタンス値を一定の範囲内で変化させることができる。   On the other hand, FIG. 3 is a block diagram showing a matching circuit 15b which is another configuration example of the matching circuit 15. In FIG. The matching circuit 15b includes the adjustment coil 14 and a variable capacitance diode 18 constituting an LC parallel resonance circuit. The variable capacitance diode 18 is a diode in which the capacitance between the terminals changes depending on the magnitude of the reverse voltage when a reverse voltage is applied to the pn junction, and the control circuit 13 controls the reverse voltage, whereby the matching circuit 15b. Can be varied within a certain range.

上述のように構成されるリーダ装置10において、共振周波数の調整は、たとえば食堂等での決済などで既に使用されている社員証としての非接触ICカード20を用いて、新たに入退室の管理用として該リーダ装置10を設置する場合のように、メーカにおいて該リーダ装置10に設定されている共振周波数と、既に使用されている非接触ICカード20の共振周波数との微妙な合せ込みのために行われる。その手順は、以下のとおりである。   In the reader apparatus 10 configured as described above, the resonance frequency is adjusted, for example, by using a non-contact IC card 20 as an employee ID card already used for settlement in a dining room or the like to newly manage the entrance / exit. As in the case where the reader device 10 is installed for the purpose, for the fine adjustment of the resonance frequency set in the reader device 10 by the manufacturer and the resonance frequency of the contactless IC card 20 already used To be done. The procedure is as follows.

リーダ装置10の板状のリーダコイル11上に、透磁性の部材を介して非接触ICカード20を搭載するなどして、該非接触ICカード20のカード内コイル22とリーダコイル11とをある一定の距離に保つ。その状態で、前記制御部13が、前記スイッチ17のON/OFFや可変容量ダイオード18の印加電圧を制御することで、整合回路15内のキャパシタンス値の調整を行い、共振周波数を調整する。このとき、リーダコイル11とカード内コイル22とは磁気結合しており、リーダコイル11、調整コイル14および整合回路15を含む系だけでなく、さらに非接触ICカード20を含んだ系の共振周波数を調整することになる。その共振周波数を通信に使用する周波数(キャリア周波数)に一致させることによって、実際に通信を行う位置に前記非接触ICカード20を配置したときに、最も効率良くリーダコイル11から電波が送出され、より安定した通信性能を確保することができる。   A non-contact IC card 20 is mounted on a plate-shaped reader coil 11 of the reader device 10 via a magnetically permeable member, and the in-card coil 22 of the non-contact IC card 20 and the reader coil 11 are fixed to each other. Keep in the distance. In this state, the control unit 13 controls the ON / OFF of the switch 17 and the voltage applied to the variable capacitance diode 18 to adjust the capacitance value in the matching circuit 15 and adjust the resonance frequency. At this time, the reader coil 11 and the in-card coil 22 are magnetically coupled, and not only the system including the reader coil 11, the adjustment coil 14 and the matching circuit 15, but also the resonance frequency of the system including the non-contact IC card 20. Will be adjusted. By making the resonance frequency coincide with the frequency used for communication (carrier frequency), when the non-contact IC card 20 is arranged at a position where communication is actually performed, radio waves are transmitted from the reader coil 11 most efficiently, More stable communication performance can be ensured.

以上のように、非接触ICカード20の読取りを行うリーダ装置10において、該リーダ装置10の非接触ICカード20に対する共振周波数のずれを調整するにあたって、リーダコイル11とは電気的に分離され、前記リーダコイル11に磁気結合する別体の調整コイル14および整合回路15を設け、2つのコイル11,14の巻数比で共振周波数付近のインピーダンスを調整しつつ、前記整合回路15のリアクタンス値で前記共振周波数を調整することで、調整を容易に行うことができる。また、リーダコイル11側に整合回路15を設けず、しかも整合回路15に抵抗成分が設けられておらず、損失を低減することもできる。   As described above, in the reader device 10 that reads the non-contact IC card 20, in adjusting the deviation of the resonance frequency of the reader device 10 with respect to the non-contact IC card 20, it is electrically separated from the reader coil 11. A separate adjustment coil 14 and a matching circuit 15 that are magnetically coupled to the reader coil 11 are provided, and the impedance near the resonance frequency is adjusted by the turn ratio of the two coils 11 and 14, and the reactance value of the matching circuit 15 is Adjustment can be easily performed by adjusting the resonance frequency. Further, the matching circuit 15 is not provided on the reader coil 11 side, and no resistance component is provided in the matching circuit 15, so that loss can be reduced.

[実施の形態2]
図4は、本発明の実施の他の形態に係る非接触ICカードのリーダ装置30の電気的構成を示すブロック図である。このリーダ装置30は、前述のリーダ装置10に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、このリーダ装置30では、リーダコイル11に流れる電流値を検出する電流検知部31を設け、その検知結果に応答して、制御部13’は電流値が最大になるように、整合回路15’のキャパシタンス値を自動的に変化させ、無線回路12とリーダコイル11との整合を最適に保つことである。
[Embodiment 2]
FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration of a reader device 30 of a non-contact IC card according to another embodiment of the present invention. The reader device 30 is similar to the reader device 10 described above, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. It should be noted that the reader device 30 is provided with a current detection unit 31 that detects a current value flowing through the reader coil 11, and in response to the detection result, the control unit 13 ′ has a maximum current value. The capacitance value of the matching circuit 15 ′ is automatically changed to keep the matching between the radio circuit 12 and the reader coil 11 optimal.

図5は、前記電流検知部31の一構成例である電流検知部31aを示すブロック図である。この電流検知部31aは、方向性結合器32と、検波回路33と、アナログ/デジタル変換器34と、マイコン35とを備えて構成される。前記リーダコイル11に流れる電流の一部は、方向性結合器32で分岐され、検波回路33で整流されて、アナログ/デジタル変換器34においてデジタル値に変換されてマイコン35に入力され、処理される。こうして求められた電流値が前記制御部13’に入力される。なお、マイコン35の処理を制御部13’が行うようにしてもよい。   FIG. 5 is a block diagram showing a current detection unit 31 a which is a configuration example of the current detection unit 31. The current detection unit 31a includes a directional coupler 32, a detection circuit 33, an analog / digital converter 34, and a microcomputer 35. A part of the current flowing through the reader coil 11 is branched by the directional coupler 32, rectified by the detection circuit 33, converted into a digital value by the analog / digital converter 34, input to the microcomputer 35, and processed. The The current value thus obtained is input to the control unit 13 '. The processing of the microcomputer 35 may be performed by the control unit 13 '.

このように構成することで、最も効率良くリーダコイル11から電波が送出される状態を常に保つことができ、より安定した通信性能を確保することができる。また、手動で整合回路15の調整を行う必要が無くなるので、利便性を向上することもできる。   With this configuration, it is possible to always keep the state in which radio waves are transmitted from the reader coil 11 most efficiently, and to secure more stable communication performance. Further, since it is not necessary to manually adjust the matching circuit 15, it is possible to improve convenience.

[実施の形態3]
図6は、本発明の実施のさらに他の形態に係る非接触ICカードのリーダ装置40の電気的構成を示すブロック図である。このリーダ装置40は、前述のリーダ装置30に類似している。注目すべきは、このリーダ装置40では、リーダコイル11に入力された電力のうち、実際にはリーダコイル11には流れずにリーダコイル11の入力端で反射し、損失となる電力(リターンロス)を検知するリターンロス検知部41を設け、その検知結果に応答して、制御部13''はリターンロスが最小になるように、整合回路15''のキャパシタンス値を自動的に変化させ、無線回路12とリーダコイル11との整合を最適に保つことである。
[Embodiment 3]
FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration of a reader device 40 of a non-contact IC card according to still another embodiment of the present invention. The reader device 40 is similar to the reader device 30 described above. It should be noted that, in the reader device 40, the power input to the reader coil 11 does not actually flow through the reader coil 11 but is reflected at the input end of the reader coil 11 and becomes a loss (return loss). ) Is detected, and in response to the detection result, the control unit 13 ″ automatically changes the capacitance value of the matching circuit 15 ″ so that the return loss is minimized, This is to keep the matching between the radio circuit 12 and the reader coil 11 optimal.

図7は、前記リターンロス検知部41の一構成例であるリターンロス検知部41aを示すブロック図である。このリターンロス検知部41aは、サーキュレータ42,43と、方向性結合器44と、検波回路45と、アナログ/デジタル変換器46と、マイコン47とを備えて構成される。前記サーキュレータ42,43と、方向性結合器44とは、閉ループを形成しており、無線回路12からの電流は、サーキュレータ42,43を通してそのままリーダコイル11に流れ、これに対してリーダコイル11で反射した電流は、サーキュレータ43、方向性結合器44およびサーキュレータ42を通して無線回路12へ戻る。   FIG. 7 is a block diagram showing a return loss detection unit 41a which is a configuration example of the return loss detection unit 41. As shown in FIG. The return loss detection unit 41a includes circulators 42 and 43, a directional coupler 44, a detection circuit 45, an analog / digital converter 46, and a microcomputer 47. The circulators 42 and 43 and the directional coupler 44 form a closed loop, and the current from the radio circuit 12 flows to the reader coil 11 as it is through the circulators 42 and 43. The reflected current returns to the radio circuit 12 through the circulator 43, the directional coupler 44 and the circulator 42.

この際、反射電流の一部は、方向性結合器44で分岐され、検波回路45で整流されて、アナログ/デジタル変換器46においてデジタル値に変換されてマイコン47に入力され、処理される。こうして求められた反射電流値が前記制御部13''に入力される。なお、マイコン47の処理を制御部13''が行うようにしてもよい。   At this time, a part of the reflected current is branched by the directional coupler 44, rectified by the detection circuit 45, converted into a digital value by the analog / digital converter 46, input to the microcomputer 47, and processed. The reflected current value thus obtained is input to the control unit 13 ''. Note that the control unit 13 ″ may perform the processing of the microcomputer 47.

このように構成してもまた、最も効率良くリーダコイル11から電波が送出される状態を常に保つことができ、より安定した通信性能を確保することができる。また、手動で整合回路15の調整を行う必要が無くなるので、利便性を向上することもできる。   Even with this configuration, the state in which radio waves are transmitted from the reader coil 11 with the highest efficiency can always be maintained, and more stable communication performance can be ensured. Further, since it is not necessary to manually adjust the matching circuit 15, it is possible to improve convenience.

本発明の実施の一形態に係る非接触ICカードのリーダ装置の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of the reader apparatus of the non-contact IC card which concerns on one Embodiment of this invention. 図1で示すリーダ装置における整合回路の一構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a matching circuit in the reader device illustrated in FIG. 1. 図1で示すリーダ装置における整合回路の他の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other structural example of the matching circuit in the reader apparatus shown in FIG. 本発明の実施の他の形態に係る非接触ICカードのリーダ装置の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of the reader apparatus of the non-contact IC card concerning other embodiments of the present invention. 図4で示すリーダ装置における電流検知部の一構成例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of a current detection unit in the reader device illustrated in FIG. 4. 本発明の実施のさらに他の形態に係る非接触ICカードのリーダ装置の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of the reader apparatus of the non-contact IC card based on the further another form of implementation of this invention. 図6で示すリーダ装置におけるリターンロス検知部の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one structural example of the return loss detection part in the reader apparatus shown in FIG. 従来の非接触ICカードのリーダライター装置の一構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one structure of the reader / writer apparatus of the conventional non-contact IC card.

符号の説明Explanation of symbols

10,30,40 非接触ICカードのリーダ装置
11 リーダコイル
12 無線回路
13,13’,13'' 制御部
14 調整コイル
15,15’,15'',15a,15b 整合回路
16 キャパシタ
17 スイッチ
18 可変容量ダイオード
20 非接触ICカード
21 ICチップ
22 カード内コイル
23 共振コンデンサ
31,31a 電流検知部
32,44 方向性結合器
33,45 検波回路
34,46 アナログ/デジタル変換器
35,47 マイコン
41,41a リターンロス検知部
42,43 サーキュレータ
10, 30, 40 Non-contact IC card reader device 11 Reader coil 12 Radio circuit 13, 13 ', 13 "Control unit 14 Adjustment coil 15, 15', 15", 15a, 15b Matching circuit 16 Capacitor 17 Switch 18 Variable capacitance diode 20 Non-contact IC card 21 IC chip 22 In-card coil 23 Resonance capacitor 31, 31a Current detection unit 32, 44 Directional coupler 33, 45 Detection circuit 34, 46 Analog / digital converter 35, 47 Microcomputer 41, 41a Return loss detector 42, 43 Circulator

Claims (3)

送受信データの変復調を行う無線回路部と、非接触ICカードへの給電および通信を行うための交流磁界を発生するリーダコイルとを備えて成る非接触ICカードのリーダおよび/またはライター装置において、
前記リーダコイルとは別体に形成され、前記リーダコイルに磁気結合する調整コイルおよび前記磁気結合したコイルの共振周波数を調整するための整合回路を含むことを特徴とする非接触ICカードのリーダおよび/またはライター装置。
In a reader and / or writer device of a non-contact IC card comprising a wireless circuit unit that modulates and demodulates transmission / reception data and a reader coil that generates an AC magnetic field for feeding and communicating with the non-contact IC card.
A reader for a non-contact IC card, which is formed separately from the reader coil, and includes an adjustment coil that is magnetically coupled to the reader coil and a matching circuit for adjusting a resonance frequency of the magnetically coupled coil, and / Or lighter device.
前記リーダコイルに流れる電流値を検出する電流検知部と、その検出電流値が最大になるように、前記整合回路を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の非接触ICカードのリーダおよび/またはライター装置。   The non-contact IC according to claim 1, further comprising: a current detection unit that detects a current value flowing through the reader coil; and a control unit that controls the matching circuit so that the detected current value is maximized. Card reader and / or writer device. リーダコイル端でのリターンロスを検知するリターンロス検知部と、そのリターンロスが最小になるように、前記整合回路を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の非接触ICカードのリーダおよび/またはライター装置。   The non-contact IC according to claim 1, further comprising: a return loss detection unit that detects a return loss at the end of the reader coil; and a control unit that controls the matching circuit so that the return loss is minimized. Card reader and / or writer device.
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