JP2009080687A - 非接触ｉｃカード測定装置、非接触ｉｃカード測定方法及び非接触ｉｃカード測定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】非接触型ＩＣカードの共振周波数測定及び通信動作確認を１つの装置で連続して行うことにより、２つの測定を効率よく行うことができる。
【解決手段】非接触ＩＣカード測定装置では、測定用コイル３０３に所定周波数の信号を入力して、測定用コイル３０３からのリターン信号を測定することにより、非接触ＩＣカードの共振周波数をネットワークアナライザー３０１で測定する。また、測定用コイル３０３に通信動作確認用の信号を入力して、測定用コイル３０３からの無線によるプロービングコイル３１３を介した受信信号を測定することにより、非接触ＩＣカードの通信動作をオシロスコープ３１４で確認する。この共振周波数測定処理と、通信動作確認処理とが一連の処理となるように、スイッチ３０２で切り替える。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、近接距離の無線通信を行う非接触ＩＣカードの機能を測定するための非接触ＩＣカード測定装置、非接触ＩＣカード測定方法及び非接触ＩＣカード測定プログラムに関するものである。

従来、非接触ＩＣカードの製造調整工程において、非接触ＩＣカードの機能を測定するこが行われていた。この非接触ＩＣカードの機能としては、まず、非接触型ＩＣカードの共振周波数測定を行い、別工程で、非接触型ＩＣカードの通信動作の確認を行っていた。

例えば、非接触型ＩＣカードの共振周波数測定システムにおいては、まず、直流電源の出力電圧を変えることにより検出用アンテナの共振周波数を設定する。そして、設定した共振周波数において、非接触型ＩＣカード・メディアと検出用アンテナとの距離を変化させる。ここで、インピーダンス測定装置により検出用アンテナの入力インピーダンスを測定させる制御を行い、測定した入力インピーダンスのリアクタンス成分の変化が最小となる共振周波数を求めるようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

また、例えば、非接触式のＩＣカード通信システムにおいては、非接触リーダライタが電磁波を発生することにより、いわゆるＲＦ（Radio Frequency）フィールド（磁界）を形成する。そして、非接触ＩＣカードが非接触リーダライタに近接すると、非接触ＩＣカードは、電磁誘導によって電源の供給を受けるとともに、非接触リーダライタとの間でコマンドの通信を行うことが確認できる（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−９３４３２号公報 特開平１１−２０３４２８号公報

上述した従来の非接触型ＩＣカードの共振周波数測定や、非接触型ＩＣカードの通信動作の確認を行った後に、次の工程で非接触型ＩＣカードを携帯電話機に装着すると、非接触型ＩＣカードのアンテナコイルのインピーダンスが変化することがある。これは、非接触型ＩＣカードの携帯電話機への貼り付け時に抵抗の断絶が発生するためである。

このため、非接触型ＩＣカードの携帯電話機への装着後に、共振周波数測定及び通信動作確認を再度やり直す必要が生じる。また、非接触型ＩＣカードの共振周波数は変化がなくとも、通信動作が不能となっている場合も考えられる。

また、このとき、非接触型ＩＣカードの共振周波数測定と通信動作の確認とが別の工程で行われていた。これは、非接触型ＩＣカードの共振周波数測定は、通常、ネットワークアナライザーを用いて行われていたので、機器の測定管理が難しかった。すなわち、共振周波数測定においては、ネットワークアナライザーと非接触型ＩＣカードの測定用アンテナを用いて予め定められた共振周波数内となるように共振周波数の測定及び調整を行う必要があった。

また、非接触型ＩＣカードの通信動作の確認は、通常、実際の通信に使用するリーダライタを用いてポーリング試験を行う必要があった。すなわち、通信動作の確認においては、リーダライタと非接触型ＩＣカードの測定用アンテナを用いて実際に通信ができるかどうかを確認する必要があった。

このように、共振周波数測定及び通信動作確認において、両者の機器がそれぞれ必要となるため２つの測定は別の工程でそれぞれ別の測定治具を用いて行われていた。このため、２つの測定が効率よく行われていなかった。

そこで、本発明は、非接触型ＩＣカードの共振周波数測定及び通信動作確認を１つの装置で連続して行うことにより、２つの測定を効率よく行うことができる非接触ＩＣカード測定装置、非接触ＩＣカード測定方法及び非接触ＩＣカード測定プログラムを提供することを目的とするものである。

本発明は、上記目的を達成するために、本発明の非接触ＩＣカード測定装置は、非接触ＩＣカードのアンテナ用コイルに所定周波数の信号を入力して、アンテナ用コイルからのリターン信号を測定することにより、非接触ＩＣカードの共振周波数を測定する共振周波数測定手段と、非接触ＩＣカードのアンテナ用コイルに通信動作確認用の信号を入力して、アンテナ用コイルからの無線による被測定用アンテナを介した受信信号を測定することにより、非接触ＩＣカードの通信動作を確認する通信動作確認手段とを備えている。

また、本発明の非接触ＩＣカード測定装置は、共振周波数測定手段による非接触ＩＣカードの共振周波数測定処理と、通信動作確認手段による非接触ＩＣカードの通信動作確認処理とが一連の処理となるように、共振周波数測定手段と通信動作確認手段とを切り替える切替手段を備えている。

また、本発明の非接触ＩＣカード測定方法は、非接触ＩＣカードのアンテナ用コイルに所定周波数の信号を入力して、アンテナ用コイルからのリターン信号を測定することにより、非接触ＩＣカードの共振周波数を測定する共振周波数測定ステップと、共振周波数測定ステップによる非接触ＩＣカードの共振周波数測定処理と、非接触ＩＣカードの通信動作確認処理とが一連の処理となるように、共振周波数測定処理と通信動作確認処理とを切り替える切替ステップとを含んでいる。

また、本発明の非接触ＩＣカード測定方法は、非接触ＩＣカードのアンテナ用コイルに通信動作確認用の信号を入力して、アンテナ用コイルからの無線による被測定用アンテナを介した受信信号を測定することにより、非接触ＩＣカードの通信動作を確認する通信動作確認ステップを含んでいる。

また、本発明の非接触ＩＣカード測定プログラムは、無線による通信を行う非接触ＩＣカードの機能を測定するための非接触ＩＣカード測定装置を制御するためにコンピュータを、非接触ＩＣカードのアンテナ用コイルに所定周波数の信号を入力して、アンテナ用コイルからのリターン信号を測定することにより、非接触ＩＣカードの共振周波数を測定する共振周波数測定手段と、非接触ＩＣカードのアンテナ用コイルに通信動作確認用の信号を入力して、アンテナ用コイルからの無線による被測定用アンテナを介した受信信号を測定することにより、非接触ＩＣカードの通信動作を確認する通信動作確認手段として機能させる。

また、本発明の非接触ＩＣカード測定プログラムは、無線による通信を行う非接触ＩＣカードの機能を測定するための非接触ＩＣカード測定装置を制御するためにコンピュータを、共振周波数測定手段による非接触ＩＣカードの共振周波数測定処理と、通信動作確認手段による非接触ＩＣカードの通信動作確認処理とが一連の処理となるように、共振周波数測定手段と通信動作確認手段とを切り替える切替手段として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、非接触ＩＣカードの製造調整工程において、非接触型ＩＣカードの共振周波数測定及び通信動作確認を１つの装置で連続して行うことにより、２つの測定を効率よく行うことができるという効果を奏する。

以下、本発明の一実施の形態を、図１〜８を参照して説明する。
図１は、本実施の形態例の非接触ＩＣカードを装着した携帯電話の構成を示すブロック図である。
図１において、携帯電話１００は、基地局に対して送受信を行うアンテナ１０１及び送受信データに送受信のための通信信号処理を行う通信回路１０２を備えている。

また、携帯電話１００は、受話音声、動画ファイルの音声、及び音楽データの音声を出力するスピーカ部１０４と、送話音声等を集音するマイクロホン１０３とを備えている。
また、携帯電話１００は、操作情報や送受信データ等を表示する表示部１０７と、操作情報や送受信データ等を入力するための複数のキーを含む操作部１０６とを備えている。

また、携帯電話１００は、通信アプリケーションプログラム等の各種アプリケーションプログラムを記憶するメモリ１０５と、外部に配置されるに配置されるリーダライタ１７０との間で情報の読み込み及びメモリ１０５に書き込みをする処理を無線にて行う非接触ＩＣカード１０９とを備えている。

また、携帯電話１００は、制御ライン１２０及びデータライン１３０を介して各部と相互に接続されて各部の制御を司る制御部１０８を備えている。
ここで、メモリ１０５は、非接触ＩＣカード１０９とリーダライタ１７０との間の無線通信処理を制御部１０８に実行させる非接触ＩＣカードドライバプログラム１５０を格納している。

また、メモリ１０５は、非接触ＩＣカード１０９がリーダライタ１７０から読み込んだ情報を、データライン１３０を介して制御部１０８内のメモリに書き込みをするためのインターフェースを制御部１０８に実行させるインターフェースプログラム１６０を格納している。

また、携帯電話１００は、非接触ＩＣカード１０９がリーダライタ１７０から読み込んだ情報に基づいて、メモリ１０５に格納された情報を検索し、検索結果を表示部１０７に表示する処理を制御部１０８に実行させる。

図２は、非接触ＩＣカードシステムを示す図である。
図２において、非接触ＩＣカード２０１は、ループアンテナ２０２を介して無線による通信を行う無線通信部と、制御を司る制御部と、情報を記憶する記憶部とを有するＩＣ２０４と、ＩＣ２０４に電源電圧を供給する電源レギュレータ２０５とを備えている。

ここで、ＩＣ２０４の記憶部には、非接触ＩＣカードの製造調整工程において実行された、非接触型ＩＣカードの共振周波数測定及び通信動作確認の動作結果を管理するための管理プログラム２１２が記憶されている。

この管理プログラム２１２は、例えば、事前に、図示しない外部のサーバから無線により書き換え不可能に非接触ＩＣカード２０１のＩＣ２０４の記憶部に装填される。この管理プログラム２１２の書き込みは、例えば、非接触ＩＣカードの製造調整工程後に外部のサーバから実行される。

非接触ＩＣカード２０１は、ＩＣ２０４の制御部による管理プログラム２１２に管理された、例えば、１３．５６ＭＨｚの非接触型ＩＣカードの固有の共振周波数により、通信処理を実行する。

また、非接触ＩＣカード２０１は、ＩＣ２０４の制御部による管理プログラム２１２に管理された、例えば、２０ｍｓｅｃごとに１００ビットの非接触型ＩＣカードの固有のデータ通信により、通信処理を実行する。

非接触ＩＣカード２０１は、ＩＣ２０４の制御部による管理プログラム２１２で管理された共振周波数及び通信動作により、リーダライタ１７０との間の無線通信を実行する。

図２に示した携帯電話２００は、無線による通信を行う無線通信回路２０２と、制御を司る制御部２０８と、情報を表示する表示部２０７とを有している。そこで、図１に示した携帯電話１００は、通信圏内に近接する、図２に示したリーダライタ１７０を検索する。

図２に示す非接触ＩＣカードシステムにおいて、非接触ＩＣカード２０１とリーダライタ１７０との間の非接触による無線通信の動作を説明する。ここでは、予め、図２に示した非接触ＩＣカード２０１は、リーダライタ１７０に記憶された情報を無線通信部により読み出して、記憶部に記憶しているものとする。

なお、リーダライタ１７０は、各情報が記憶されていて、図２に示す接触ＩＣカードシステムの通信圏内に近接して配置される。

すなわち、特定の位置に配置されるリーダライタ１７０は、図２に示した非接触ＩＣカード２０１に対して、電磁波を媒体として、非接触で電源となる電力を供給し、識別情報の書き込み処理及び読み出し処理を行う。

ここで、図２に示す非接触ＩＣカードシステムでは、例えば、特定の位置に配置され、その非接触ＩＣカード２０１に対して、電磁波を媒体として、非接触で電源となる電力を供給するとともに、データの読み書きやその他必要な処理を行うリーダライタ１７０とで構成されている。

リーダライタ１７０においては、断面形状が、例えば長方形とされているループコイル２０７から、コマンド及び必要ならば書き込みデータが、電磁波として放射され、さらに一定期間、無変調波が放射される。すなわち、まずＣＰＵ２０９において、所定のプログラムに従い、所定の変調波に対応した電圧をループコイル２０７に印加するように、変調／復調回路２０８が制御される。

変調／復調回路２０８のうちの変調処理を行う変調回路は、例えば、所定の周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）のキャリアを発生するキャリア発生器、及びＣＰＵ２０９の制御に従って増幅率が変化する駆動回路（アンプ）から構成されている。そして、駆動回路には、キャリア発生器からキャリアが入力されるようになされている。

駆動回路は、複数のループアンテナ２０７それぞれの、２次コイルとコンデンサとの接続点の電圧を検波したものに重み付けをして加算する加算手段をさらに備える。駆動回路の増幅率は、非接触ＩＣカード２０１に対して送信すべきコマンドや書き込みデータなどに対応して、ＣＰＵ２０９により制御される。従って、駆動回路では、キャリアが、非接触ＩＣカード２０１に対して送信すべきコマンドや書き込みデータなどに従って振幅変調されて出力される。

駆動回路の出力端子は、アンテナ（ループアンテナ）であるコイル（ループコイル）２０７に接続されている。従って、駆動回路より出力された振幅変調波は、ループコイル２０７に供給される。すなわち、ループコイル２０７には、振幅変調波に対応する電圧が印加される。これにより、ループコイル２０７では、その電圧に対応した電流が流れ、その電流の変化に対応した磁束（磁界）が発生する。

すなわち、ループコイル２０７からは、駆動回路より出力された振幅変調波が、電磁波として放射される。

その後、リーダライタ１７０では、ＣＰＵ２０９によって、駆動回路の増幅率が一定値になるように制御される。これにより無変調波が、上述した振幅変調波と同様にして、電磁波として放射される。

そして、非接触ＩＣカード２０１から応答があったか否かが判定される。ここで、非接触ＩＣカード２０１から応答があったか否かは、次のようにして判定される。すなわち、リーダライタ１７０においては、図２には図示していないが、例えば、ループコイル２０７とコンデンサ（共振容量）とが並列に接続されて共振回路が構成されている。

さらに、コンデンサには、コンデンサとスイッチ（例えば、ＦＥＴなど）とが直列接続された直列回路が並列接続されている。従って、スイッチがオン／オフすることで、共振回路は、ループコイル及びコンデンサ、又はループコイル、及び他のコンデンサで構成されるようになり、その共振周波数（インピーダンス）が変化するようになされている。

リーダライタ１７０では、非接触ＩＣカード２０１に応答する場合、制御信号をオン／オフするようになされている。これにより、ループコイル２０７とコンデンサとで構成する共振回路の共振周波数（インピーダンス）を変化させる。

この場合、リーダライタ１７０と非接触ＩＣカード２０１とが、ループコイル２０２と２０７との間で相互誘導を生じる距離にあることが前提となる。なお、リーダライタ１７０も非接触ＩＣカード２０１と同様にスイッチにより共振回路に接続されるコンデンサの容量を変化させるようにしてもよい。

上述したように無変調波に対応する電磁波を放射しているリーダライタ１７０の駆動回路とループコイル２０７との接続点（ループコイルの端子）からループアンテナ２０７側を見たインピーダンスは、スイッチのオン／オフに対応して変化する。

従ってループアンテナ２０７の接続点の電圧も変化することになる。この間の電圧は、変調／復調回路２０８で検波、復調され、ＣＰＵ２０９に供給される。非接触ＩＣカード２０１から応答があったか否かは、ＣＰＵ２０９において、変調／復調回路２０８からの信号（復調信号）に基づいて判定される。

ＣＰＵ２０９において、非接触ＩＣカード２０１から応答がなかったと判定された場合、非接触ＩＣカード２０１から応答があるまで、上述したようにして振幅変調波と無変調波とを放射する処理が繰り返される。すなわち、非接触ＩＣカード２０１から応答がなかったと判定された場合とは、非接触ＩＣカード２０１とリーダライタ１７０とが、ループコイル２０２とループコイル２０７との間で相互誘導を生じる距離にない場合である。

一方、ＣＰＵ２０９において、非接触ＩＣカード２０１から応答があったと判定された場合、上述したように得られる応答としての変調／復調回路２０８からの復調信号に基づいて、必要な処理が行われる。

すなわち、図２の非接触ＩＣカードシステムが、例えば特定の位置に配置されたリーダライタ１７０に対して、ユーザが端末に内蔵される非接触ＩＣカード２０１を用いて情報を検索する場合には、以下のように動作が行われる。

ＣＰＵ２０９によって、ディスプレイ２１０やアクセスコントローラ２１１、その他の装置が制御される。ディスプレイ２１０に必要な表示がなされるとともに、アクセスコントローラ２１１によって、情報の検索が行われる。さらに、その他の装置において、所定の処理が行われる。

次に、図２に示した非接触ＩＣカード２０１について説明する。非接触ＩＣカード２０１アクティブＩＣタグ３０１では、まず、最初に、リーダライタ１７０から放射された電磁波が受信される。すなわち、非接触ＩＣカード２０１が、リーダライタ１７０に近づけられると、ループコイル２０２と２０７との間で相互誘導を生じる距離となる。

そこで、ループコイル２０２は、ループコイル２０７より放射された電磁界（磁束）のうち、そこに鎖交する磁束の変化（磁界の変化）に応じて逆起電力を生じる。
ここで、非接触ＩＣカード２０１においては、図示しないが、ループコイル２０２は、コンデンサと並列に接続され、これにより共振回路が構成されている。

従って、ループコイル２０２で発生した電圧のうち、ループコイル２０２及びコンデンサで構成される共振回路の共振周波数を中心とする所定の周波数帯域のものは、効率良く、後段のＩＣ２０４に供給される。

なお、ループコイル２０２及びコンデンサで構成される共振回路の共振周波数は、例えば非接触ＩＣカード２０１が有するキャリア発生器が発生するキャリアの周波数と同一となるように構成されている。

そして、ＩＣ２０４に対し、上述した相互誘導に基づく逆起電力による電源の供給が開始される。その後、ループコイル２０２及びコンデンサで構成される共振回路を通過した信号が検波される。

すなわち、ループコイル２０２及びコンデンサで構成される共振回路を通過した信号は、図示せぬ整流／検波用のダイオード及び平滑用のコンデンサを介することにより、整流、平滑化され（リップルが除去され）、電源レギュレータ２０５に供給される。そして、電源レギュレータ２０５では、そこに入力された信号が安定化されることにより所定の一定電圧とされ、これが、電源として、ＩＣ２０４に供給される。

以上のようにして、ＩＣ２０４に電源が供給され、その動作が可能な状態となった後、ループコイル２０２及びコンデンサで構成される共振回路を通過した信号は、上述した整流／検波用のダイオードを介することにより検波される。さらに図示せぬ交流結合用のコンデンサを介することにより、直流分が除去されて、ＩＣ２０４に供給される。

ＩＣ２０４では、そこに入力された信号に含まれるコマンドが解釈され、そのコマンドに対応した処理が行われる。すなわち、そのコマンドが、例えば書き込みを要求するものである場合には、入力された信号に含まれるデータ（書き込みデータ）が、図示せぬメモリ（例えば、不揮発性メモリなど）に書き込まれる。

逆に、そのコマンドが、例えば読み出しを要求するものである場合には、メモリ（例えば、不揮発性メモリなど）に記憶されているデータ（読み出しデータ）が、送信される。ここで、コマンドが、例えば読み出しを要求するものである場合には、メモリからデータが読み出される。そのデータに対応して、例えば、コンデンサによる容量可変制御がなされる。

ここで、コンデンサによる容量可変制御の制御信号は、ＩＣ２０４の制御に従ってオン／オフする。例えば、通常は、コンデンサの容量が比較的大きいオフ状態になっている。制御信号がオンになった場合には、コンデンサの容量が比較的小さい値に減少する。

このため、ループコイル２０２及びコンデンサでなる並列共振回路が共振周波数で共振されることになる。上述したようにして、非接触ＩＣカード２０１におけるループアンテナ２０７の接続点の電圧は、読み出されたデータに対応して変化することになる。

なお、ループコイル２０２及びコンデンサで構成される共振回路にスイッチを介してコンデンサを並列接続することにより容量を可変制御するようにして、並列共振回路が共振周波数で共振されるようにしても良い。

なお、図２では、電源レギュレータ２０５を有して非接触ＩＣカード２０１自体に電源を設ける例について説明したが、図１に示した非接触ＩＣカード２０１のように携帯電話１００に装着される場合には電源を設けず、携帯電話１００からのみ電源の供給を受けるようにしても通信動作は同様となる。

このため、携帯電話１００に装着される非接触ＩＣカード２０１と非接触ＩＣカード２０１との間の通信動作も同様にすることが可能である。
例えば、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の携帯用電子機器に非接触ＩＣカード２０１を添付して使用する場合には、携帯用電子機器の電源を用いることができる。

次に、本実施の形態例の非接触ＩＣカード測定装置の構成について説明する。
図３は、共振周波数測定時の非接触ＩＣカード測定装置の構成を示すブロック図である。
図３において、共振周波数測定時の非接触ＩＣカード測定装置は、ネットワークアナライザー３０１と、スイッチ３０２と、測定用コイル３０３と、オシロスコープ３１４と、コンピュータ３２０とを動作可能に有している。

ネットワークアナライザー３０１は、測定用コイル３０３に所定周波数の信号を入力して、測定用コイル３０３からのリターン信号の電流値から電力損失を測定する。これにより、共振する周波数では大電流が流れるため、リターン信号の電流値が最小のとき電力損失が最も大きくなる。このため、電力損失が最も大きくなる周波数を共振周波数として測定することができる。

このとき、スイッチ３０２のＳＷ１の可動接点ａは、一端をネットワークアナライザー３０１に接続され、他端を固定接点ｂに切り替えて接続される。
また、スイッチ３０２のＳＷ２の可動接点ｄは、一端を測定用コイル３０３に接続され、他端を固定接点ｅに切り替えて接続される。測定用コイル３０３は、図２に示した非接触ＩＣカード２０１のループコイル２０２と同様であり、例えば、ループコイル２０２に設けられた測定用タップにＳＷ２の可動接点ｄを接続する。

ここで、スイッチ３０２のＳＷ１の固定接点ｂとＳＷ２の固定接点ｅとは直接接続されている。
また、コンピュータ３２０には、非接触ＩＣカード測定プログラム３２１が搭載されていて、非接触ＩＣカード測定プログラム３２１を実行することにより、コンピュータ３２０は、ネットワークアナライザー３０１の共振周波数測定動作、スイッチ３０２のＳＷ１の可動接点ａと固定接点ｂとの切り替え接続及びスイッチ３０２のＳＷ２の可動接点ｄと固定接点ｅとの切り替え接続動作を実行する。

なお、スイッチ３０２のＳＷ１の固定接点ｃはＡＳＫ（amplitude shift keying）変調器３１２の搬送波入力端子ｂと接続され、スイッチ３０２のＳＷ２の固定接点ｆはＡＳＫ変調器３１２の出力端子ａと接続されている。
また、ＡＳＫ変調器３１２のデータ入力端子ａはポーリング用データ発生器３１１と接続されている。

また、測定用コイル３０３の通信可能範囲にプロービングコイル３１３が配置され、プロービングコイル３１３はオシロスコープ３１４が接続される。
また、このとき、コンピュータ３２０は、ポーリング用データ発生器３１１のポーリング用データ発生動作、ＡＳＫ変調器３１２のＡＳＫ変調動作、オシロスコープ３１４の通信確認動作、スイッチ３０２のＳＷ１の可動接点ａと固定接点ｃとの切り替え接続及びスイッチ３０２のＳＷ２の可動接点ｄと固定接点ｆとの切り替え接続動作の実行はしない。

図４は、ポーリング試験時の非接触ＩＣカード測定装置の構成を示すブロック図である。
図４において、ポーリング試験時の非接触ＩＣカード測定装置は、ネットワークアナライザー３０１と、スイッチ３０２と、ポーリング用データ発生器３１１と、ＡＳＫ変調器３１２と、測定用コイル３０３と、プロービングコイル３１３と、オシロスコープ３１４と、コンピュータ３２０とを動作可能に有している。

ネットワークアナライザー３０１は、例えば、所定の周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）の搬送波（キャリア）を発生して、この搬送波をＡＳＫ変調器３１２の搬送波入力端子ｂに入力する。
ポーリング用データ発生器３１１は、例えば、２０ｍｓｅｃごとに１００ビットのポーリング用データを発生して、このポーリング用データをＡＳＫ変調器３１２のデータ入力端子ａに入力する。

ＡＳＫ変調器３１２は、ポーリング用データを搬送波でＡＳＫ変調を施して、変調後のポーリング用データを出力端子ａから測定用コイル３０３に出力する。測定用コイル３０３は、変調後のポーリング用データにより２０ｍｓｅｃごとに１００ビットのデータをオン／オフするようになされている。これにより、測定用コイル３０３と図２で説明したようにコンデンサとで構成する共振回路の共振周波数（インピーダンス）を変化させる。

そこで、測定用コイル３０３とプロービングコイル３１３との距離が通信可能範囲内であれば、測定用コイル３０３とプロービングコイル３１３との間で相互誘導を生じる。
プロービングコイル３１３は、図２で説明したようにコンデンサと並列に接続され、これにより共振回路が構成されている。

従って、プロービングコイル３１３で発生した電圧のうち、プロービングコイル３１３及びコンデンサで構成される共振回路の共振周波数を中心とする所定の周波数帯域のものは、効率良く、後段のオシロスコープ３１４に供給される。

なお、プロービングコイル３１３及びコンデンサで構成される共振回路の共振周波数は、例えばネットワークアナライザー３０１が発生する搬送波（キャリア）の周波数と同一となるように構成されている。

そして、オシロスコープ３１４に対し、上述した相互誘導に基づく逆起電力による電源の供給が開始される。その後、プロービングコイル３１３及びコンデンサで構成される共振回路を通過した信号が検波される。

すなわち、プロービングコイル３１３及びコンデンサで構成される共振回路を通過した信号は、図示せぬ整流／検波用のダイオード及び平滑用のコンデンサを介することにより、整流、平滑化され（リップルが除去され）、オシロスコープ３１４に供給される。

このとき、スイッチ３０２のＳＷ１の可動接点ａは、一端をネットワークアナライザー３０１に接続され、他端を固定接点ｃに切り替えて接続される。
また、スイッチ３０２のＳＷ２の可動接点ｄは、一端を測定用コイル３０３に接続され、他端を固定接点ｆに切り替えて接続される。測定用コイル３０３は、図２に示した非接触ＩＣカード２０１のループコイル２０２と同様であり、例えば、ループコイル２０２に設けられた測定用タップにＳＷ２の可動接点ｄを接続する。

また、コンピュータ３２０には、非接触ＩＣカード測定プログラム３２１が搭載されていて、非接触ＩＣカード測定プログラム３２１を実行することにより、コンピュータ３２０は、ネットワークアナライザー３０１の搬送波（キャリア）発生動作、ポーリング用データ発生器３１１のポーリング用データ発生動作、ＡＳＫ変調器３１２のＡＳＫ変調動作、オシロスコープ３１４の通信確認動作、スイッチ３０２のＳＷ１の可動接点ａと固定接点ｃとの切り替え接続及びスイッチ３０２のＳＷ２の可動接点ｄと固定接点ｆとの切り替え接続動作を実行する。

また、ＡＳＫ変調器３１２のデータ入力端子ａはポーリング用データ発生器３１１と接続されている。
また、測定用コイル３０３の通信可能範囲にプロービングコイル３１３が配置され、プロービングコイル３１３はオシロスコープ３１４が接続されている。
また、このとき、コンピュータ３２０は、ネットワークアナライザー３０１の共振周波数測定動作、スイッチ３０２のＳＷ１の可動接点ａと固定接点ｂとの切り替え接続及びスイッチ３０２のＳＷ２の可動接点ｄと固定接点ｅとの切り替え接続動作の実行はしない。

次に、非接触ＩＣカード測定装置の具体的な動作例について説明する。
図５は、共振周波数測定動作を示すフローチャートである。図５は、非接触ＩＣカード測定プログラム３２１を実行することにより、共振周波数測定時のコンピュータ３２０の機能として実現される動作を示している。

図５において、予め、スイッチ３０２を図３に示す切替状態に切り替えるように制御する（ステップＳ１）。具体的には、コンピュータ３２０は、非接触ＩＣカード測定プログラム３２１の実行により、共振周波数測定時の切替制御信号をスイッチ３０２に供給する。これにより、スイッチ３０２のＳＷ１の可動接点ａは、一端をネットワークアナライザー３０１に接続され、他端を固定接点ｂに切り替えて接続される。また、スイッチ３０２のＳＷ２の可動接点ｄは、一端を測定用コイル３０３に接続され、他端を固定接点ｅに切り替えて接続される。

次に、ネットワークアナライザー３０１を共振周波数測定モードにして周波数を掃引させる（ステップＳ２）。具体的には、コンピュータ３２０は、非接触ＩＣカード測定プログラム３２１の実行によりネットワークアナライザー３０１を共振周波数測定モードにする。これにより、ネットワークアナライザー３０１は、共振周波数測定用の周波数の信号を発生させて、測定用コイル３０３にこの周波数の信号を供給する。

そして、測定用コイル３０３と通信できる位置に被測定物を配置する（ステップＳ３）。具体的には、予め通信可能範囲内に被測定物を配置する。又は、コンピュータ３２０は、非接触ＩＣカード測定プログラム３２１の実行により、図示しない水平又は垂直駆動機構により測定用コイル３０３の通信可能範囲内に被測定物を近接して配置する。この場合、被測定物は、図２に示したリーダライタ１７０である。これにより、測定用コイル３０３とリーダライタ１７０との距離が通信可能範囲内であれば、測定用コイル３０３とリーダライタ１７０との間で相互誘導を生じる。

ネットワークアナライザー３０１でリターン信号の絶対値が最小になる周波数を測定する（ステップＳ４）。具体的には、コンピュータ３２０は、非接触ＩＣカード測定プログラム３２１の実行により、測定用コイル３０３からのリターン信号の電流値から電力損失を測定する。これにより、共振する周波数では大電流が流れるため、リターン信号の電流値が最小のとき電力損失が最も大きくなる。このため、電力損失が最も大きくなる周波数を共振周波数として測定することができる。

図６は、ポーリング試験動作を示すフローチャートである。
図６は、非接触ＩＣカード測定プログラム３２１を実行することにより、ポーリング試験時のコンピュータ３２０の機能として実現される動作を示している。図６に示すポーリング試験動作は、図５に示した共振周波数測定動作の後に一連の動作として連続して実行される。

図６において、まず、スイッチ３０２を図４に示す切替状態に切り替えるように制御する（ステップＳ１１）。具体的には、コンピュータ３２０は、非接触ＩＣカード測定プログラム３２１の実行により、ポーリング試験時の切替制御信号をスイッチ３０２に供給する。これにより、スイッチ３０２のＳＷ１の可動接点ａは、一端をネットワークアナライザー３０１に接続され、他端を固定接点ｃに切り替えて接続される。また、スイッチ３０２のＳＷ２の可動接点ｄは、一端を測定用コイル３０３に接続され、他端を固定接点ｆに切り替えて接続される。

次に、ネットワークアナライザー３０１を同一周波数連続発振状態にする（ステップＳ１２）。具体的には、コンピュータ３２０は、非接触ＩＣカード測定プログラム３２１の実行により、ネットワークアナライザー３０１に対して、例えば、所定の周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）の搬送波（キャリア）を発生させる。これにより、ネットワークアナライザー３０１は、この搬送波をＡＳＫ変調器３１２の搬送波入力端子ｂに入力する。

このとき、ＡＳＫ変調器３１２をオンにして測定用コイル３０３にＡＳＫ変調されたポーリング用データを入力する（ステップＳ１３）。具体的には、コンピュータ３２０は、非接触ＩＣカード測定プログラム３２１の実行により、ポーリング用データ発生器３１１に対して、例えば、２０ｍｓｅｃごとに１００ビットのポーリング用データを発生させる。

これにより、ポーリング用データ発生器３１１は、このポーリング用データをＡＳＫ変調器３１２のデータ入力端子ａに入力する。また、ＡＳＫ変調器３１２に対して、ポーリング用データを搬送波でＡＳＫ変調を施ス用に制御する。これにより、ＡＳＫ変調器３１２は、変調後のポーリング用データを出力端子ａから測定用コイル３０３に出力する。

そして、測定用コイル３０３と通信できる位置に被測定物を配置する（ステップＳ１４）。具体的には、予め通信可能範囲内に被測定物を配置する。又は、コンピュータ３２０は、非接触ＩＣカード測定プログラム３２１の実行により、図示しない水平又は垂直駆動機構により測定用コイル３０３の通信可能範囲内に被測定物を近接して配置する。この場合、被測定物は、図２に示したリーダライタ１７０である。これにより、測定用コイル３０３とリーダライタ１７０との距離が通信可能範囲内であれば、測定用コイル３０３とリーダライタ１７０との間で相互誘導を生じる。

さらに、測定用コイル３０３と被測定物の通信を検出できる場所にプロービングコイル３１３を配置する（ステップＳ１５）。具体的には、予め通信可能範囲内にプロービングコイル３１３を配置する。又は、コンピュータ３２０は、非接触ＩＣカード測定プログラム３２１の実行により、図示しない水平又は垂直駆動機構により測定用コイル３０３の通信可能範囲内にプロービングコイル３１３を近接して配置する。これにより、測定用コイル３０３とプロービングコイル３１３との距離が通信可能範囲内であれば、測定用コイル３０３とプロービングコイル３１３との間で相互誘導を生じる。

そこで、プロービングコイル３１３で検出した電圧をオシロスコープ３１４で測定し、ポーリング試験の成功又は失敗を判定する（ステップＳ１６）。具体的には、コンピュータ３２０は、非接触ＩＣカード測定プログラム３２１の実行により、プロービングコイル３１３で発生した電圧のうち、プロービングコイル３１３及びコンデンサで構成される共振回路の共振周波数を中心とする所定の周波数帯域のものを、オシロスコープ３１４で測定する。

そして、オシロスコープ３１４に対し、上述した相互誘導に基づく逆起電力による電源の供給が開始され、プロービングコイル３１３及びコンデンサで構成される共振回路を通過した信号が検波され、信号の電圧が測定される。従って、オシロスコープ３１４で測定した電圧に基づいてポーリング試験の成功又は失敗を判定することができる。

ここで、このポーリング試験の成功又は失敗の判定の具体例を信号波形図を用いて説明する。
図７は、ポーリング試験時の通信成功時の波形を示す図である。
図７は、横軸に時間（ｍｓ）を示し、縦軸に信号電圧（ｍＶ）を示している。
図７において、通信成功時の波形Ｆ１について説明する。オシロスコープ３１４で測定した波形Ｆ１において、測定用コイル３０３からの信号による電圧変化（ΔＶｒｗ）７０２が４ｍｓごとに検出される。このとき、測定用コイル３０３からの信号による電圧変化（ΔＶｒｗ）７０２が確認された３ｍｓ後に、被測定物の負荷変調による電圧変化（ΔＶｃ）７０１が検出される。

これは、測定用コイル３０３と被測定物のリーダライタ１７０との間で相互誘導を生じたことを示している。すなわち、被測定物のリーダライタ１７０がポーリング用データのコマンドに反応したことを示している。

図８は、ポーリング試験時の通信失敗時の波形を示す図である。
図８は、横軸に時間（ｍｓ）を示し、縦軸に信号電圧（ｍＶ）を示している。
図８において、通信失敗時の波形Ｆ２について説明する。オシロスコープ３１４で測定した波形Ｆ２において、測定用コイル３０３からの信号による電圧変化（ΔＶｒｗ）８０１が３．５ｍｓごとに検出される。このとき、測定用コイル３０３からの信号による電圧変化（ΔＶｒｗ）８０１が確認されているが、図７の通信成功時にその後に確認することができた、被測定物の負荷変調による電圧変化（ΔＶｃ）７０１が検出されていない。

これは、測定用コイル３０３と被測定物のリーダライタ１７０との間で相互誘導を生じていないことを示している。すなわち、被測定物のリーダライタ１７０がポーリング用データのコマンドに反応していないことを示している。

この、測定用コイル３０３からの信号による電圧変化（ΔＶｒｗ）７０２検出後の、被測定物の負荷変調による電圧変化（ΔＶｃ）７０１の検出の有無を測定することにより、ポーリング試験の成功又は失敗を判定することができる。

なお、上述した本実施の形態例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない限り、適宜変更しうることは言うまでもない。

本発明の一実施の形態による非接触ＩＣカードを装着した携帯電話の構成を示すブロック図である。 非接触ＩＣカードシステムを示す図である。 共振周波数測定時の非接触ＩＣカード測定装置の構成を示すブロック図である。 ポーリング試験時の非接触ＩＣカード測定装置の構成を示すブロック図である。 共振周波数測定動作を示すフローチャートである。 ポーリング試験動作を示すフローチャートである。 ポーリング試験時の通信成功時の波形を示す図である。 ポーリング試験時の通信失敗時の波形を示す図である。

符号の説明

１００…携帯電話、１０９…非接触ＩＣカード、１７０…リーダライタ、２０２…ループコイル、２０７…ループコイル、３０１…ネットワークアナライザー、３０２…スイッチ、３０３…測定用コイル、３１１…ポーリング用データ発生器、３１２…ＡＳＫ変調器、３１３…プロービングコイル、３１４…オシロスコープ、３２０…コンピュータ、３２１…非接触ＩＣカード測定プログラム、７０１…被測定物の負荷変調による電圧変化（ΔＶｃ）、７０２…測定用コイル３０３からの信号による電圧変化（ΔＶｒｗ）、８０１…測定用コイル３０３からの信号による電圧変化（ΔＶｒｗ）

Claims (8)

1. 無線による通信を行う非接触ＩＣカードの機能を測定するための非接触ＩＣカード測定装置であって、
   前記非接触ＩＣカードのアンテナ用コイルに所定周波数の信号を入力して、前記アンテナ用コイルからのリターン信号を測定することにより、前記非接触ＩＣカードの共振周波数を測定する共振周波数測定手段と、
   前記非接触ＩＣカードのアンテナ用コイルに通信動作確認用の信号を入力して、前記アンテナ用コイルからの無線による被測定用アンテナを介した受信信号を測定することにより、前記非接触ＩＣカードの通信動作を確認する通信動作確認手段と、
   前記共振周波数測定手段による前記非接触ＩＣカードの共振周波数測定処理と、前記通信動作確認手段による前記非接触ＩＣカードの通信動作確認処理とが一連の処理となるように、前記共振周波数測定手段と前記通信動作確認手段とを切り替える切替手段と、
   を備えたことを特徴とする非接触ＩＣカード測定装置。
2. 前記共振周波数測定手段による前記非接触ＩＣカードの共振周波数測定処理と、前記通信動作確認手段による前記非接触ＩＣカードの通信動作確認処理とは、前記非接触ＩＣカードの製造調整行程において行われる
   ことを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＣカード測定装置。
3. 前記共振周波数測定手段による前記非接触ＩＣカードの共振周波数測定処理と、前記通信動作確認手段による前記非接触ＩＣカードの通信動作確認処理とは、前記非接触ＩＣカードが携帯端末装置に搭載された後に行われる
   ことを特徴とする請求項２に記載の非接触ＩＣカード測定装置。
4. 前記共振周波数測定手段による前記非接触ＩＣカードの共振周波数測定処理は、前記アンテナ用コイルからのリターン信号のレベルが最低となる周波数を共振周波数として測定する
   ことを特徴とする請求項３に記載の非接触ＩＣカード測定装置。
5. 前記通信動作確認手段による前記非接触ＩＣカードの通信動作確認処理は、前記アンテナ用コイルからの無線を介した受信信号のうちの前記アンテナ用コイルに基づく信号及び前記被測定用アンテナに基づく信号を測定することにより、前記非接触ＩＣカードの通信動作の成功又は失敗の判定が行われる
   ことを特徴とする請求項３に記載の非接触ＩＣカード測定装置。
6. 前記アンテナ用コイルに基づく信号は前記アンテナ用コイルからの信号による電圧変化であり、前記被測定用アンテナに基づく信号は前記被測定用アンテナの負荷変調による電圧変化であり、
   前記アンテナ用コイルからの信号による電圧変化の後に、前記被測定用アンテナの負荷変調による電圧変化を測定することにより、前記非接触ＩＣカードの通信動作の成功の判定が行われ、
   前記アンテナ用コイルからの信号による電圧変化のみを測定することにより、前記非接触ＩＣカードの通信動作の失敗の判定が行われることを特徴とする請求項５に記載の非接触ＩＣカード測定装置。
7. 無線による通信を行う非接触ＩＣカードの機能を測定するための非接触ＩＣカード測定方法であって、
   前記非接触ＩＣカードのアンテナ用コイルに所定周波数の信号を入力して、前記アンテナ用コイルからのリターン信号を測定することにより、前記非接触ＩＣカードの共振周波数を測定する共振周波数測定ステップと、
   前記共振周波数測定ステップによる前記非接触ＩＣカードの共振周波数測定処理と、前記非接触ＩＣカードの通信動作確認処理とが一連の処理となるように、前記共振周波数測定処理と前記通信動作確認処理とを切り替える切替ステップと、
   前記非接触ＩＣカードのアンテナ用コイルに通信動作確認用の信号を入力して、前記アンテナ用コイルからの無線による被測定用アンテナを介した受信信号を測定することにより、前記非接触ＩＣカードの通信動作を確認する通信動作確認ステップと、
   を含む、
   ことを特徴とする非接触ＩＣカード測定方法。
8. 無線による通信を行う非接触ＩＣカードの機能を測定するための非接触ＩＣカード測定装置を制御するためにコンピュータを、
   前記非接触ＩＣカードのアンテナ用コイルに所定周波数の信号を入力して、前記アンテナ用コイルからのリターン信号を測定することにより、前記非接触ＩＣカードの共振周波数を測定する共振周波数測定手段と、
   前記非接触ＩＣカードのアンテナ用コイルに通信動作確認用の信号を入力して、前記アンテナ用コイルからの無線による被測定用アンテナを介した受信信号を測定することにより、前記非接触ＩＣカードの通信動作を確認する通信動作確認手段と、
   前記共振周波数測定手段による前記非接触ＩＣカードの共振周波数測定処理と、前記通信動作確認手段による前記非接触ＩＣカードの通信動作確認処理とが一連の処理となるように、前記共振周波数測定手段と前記通信動作確認手段とを切り替える切替手段と、
   として機能させることを特徴とする非接触ＩＣカード測定プログラム。

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