JP2011197818A - Portable electronic device and control method therefor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a portable electronic device and a control method therefor, capable of stably performing contactless communication.SOLUTION: The portable electronic device (2) includes: an antenna (21) for receiving a radio wave transmitted from an external device (1); a resonance frequency variable means (244) connected to the antenna; and a switch means (245) for controlling a connection condition between the resonance frequency variable means and the antenna. The portable electronic device generates a direct current voltage based on the radio wave received through the antenna, detects the voltage value of the generated direct current voltage, and controls the switch means based on the detected voltage value.

Description

本発明は、例えば、アンテナにより電波を受信することにより種々の処理を行う携帯可能電子装置、及び携帯可能電子装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a portable electronic device that performs various processes by receiving radio waves with an antenna, for example, and a method for controlling the portable electronic device.

近年、ＩＣカードを処理する端末装置と電磁誘導および電磁結合により非接触通信を行うＩＣカード（携帯可能電子装置）が一般的に実用化されている。   In recent years, a terminal device that processes an IC card and an IC card (portable electronic device) that performs non-contact communication by electromagnetic induction and electromagnetic coupling are generally put into practical use.

ＩＣカードは、プラスチックなどで形成されたカード状の本体と本体に埋め込まれたＩＣモジュールを備えている。ＩＣモジュールは、ＩＣチップとアンテナとを有している。ＩＣチップは、電源が無い状態でもデータを保持することができるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュＲＯＭなどの不揮発性メモリ、ＲＡＭなどの揮発性メモリ、及び種々の演算を実行するＣＰＵを有する。アンテナは、ＩＣカードの処理装置との電波の送受信、及び電力の生成を行う。   The IC card includes a card-like main body formed of plastic or the like and an IC module embedded in the main body. The IC module has an IC chip and an antenna. The IC chip is an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) that can retain data even when there is no power supply, a nonvolatile memory such as a flash ROM, a volatile memory such as a RAM, and a CPU that executes various operations. Have The antenna transmits / receives radio waves to / from the IC card processing device and generates power.

非接触インターフェースとしてのアンテナを備えるＩＣカード（非接触ＩＣカード）は、端末装置（リーダライタ）と非接触通信を行うことにより、データの送受信を行うことができる。非接触ＩＣカードは、リーダライタから発せられる磁界を受けとり、電磁誘導により起電力を生成し、動作する。   An IC card (non-contact IC card) provided with an antenna as a non-contact interface can transmit and receive data by performing non-contact communication with a terminal device (reader / writer). A non-contact IC card receives a magnetic field generated from a reader / writer, generates an electromotive force by electromagnetic induction, and operates.

例えば、特許文献１には、共振周波数を自動的に調整して、効率よく電源供給を受けることのできるＩＣカードにおける応答器が記載されている。   For example, Patent Document 1 describes a responder in an IC card that can automatically adjust the resonance frequency and receive power supply efficiently.

特開平１０−１８７９１６号公報JP-A-10-187916

特許文献１に記載される応答器を備えるＩＣカードは、共振回路から最も大きい出力が得られるように共振回路の共振周波数を切り換える。この為、ＩＣカードは、効率よく電源供給を受けることができる。   The IC card including the responder described in Patent Document 1 switches the resonance frequency of the resonance circuit so that the largest output can be obtained from the resonance circuit. For this reason, the IC card can receive power supply efficiently.

しかし、上記した方法によると、アンテナがリーダライタから受ける磁界の強度が強い場合、アンテナ端の電圧が過大となる。この為、ＩＣチップ内部に過大な電圧が印加される。この結果、ＩＣチップ内部の整流用ダイオード、又は、その他の電気部品が破損する可能性があるという問題がある。また、過大な消費電流がＩＣチップに継続して流れる為、ＩＣチップ内の温度上昇を招き、故障または損傷の原因になるという問題がある。   However, according to the method described above, when the strength of the magnetic field received by the antenna from the reader / writer is strong, the voltage at the antenna end becomes excessive. For this reason, an excessive voltage is applied inside the IC chip. As a result, there is a problem that the rectifying diode in the IC chip or other electrical components may be damaged. In addition, since excessive current consumption continues to flow to the IC chip, there is a problem that the temperature in the IC chip rises, causing failure or damage.

そこで、本発明の目的は、安定して非接触通信を行う事ができる携帯可能電子装置、及び携帯可能電子装置の制御方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a portable electronic device that can stably perform non-contact communication, and a method for controlling the portable electronic device.

本発明の一実施形態としての携帯可能電子装置は、外部機器から送信される電波を受信するアンテナと、前記アンテナと接続される共振周波数可変手段と、前記共振周波数可変手段と前記アンテナとの接続状態を制御するスイッチ手段と、前記アンテナにより受信する電波に基づいて直流電圧を生成する直流電圧生成手段と、前記直流電圧生成手段により生成される直流電圧の電圧値を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段により検出する電圧値に基づいて前記スイッチ手段を制御する制御手段と、を具備する。   A portable electronic device according to an embodiment of the present invention includes an antenna that receives a radio wave transmitted from an external device, a resonance frequency variable unit that is connected to the antenna, and a connection between the resonance frequency variable unit and the antenna. Switch means for controlling the state, DC voltage generating means for generating a DC voltage based on radio waves received by the antenna, voltage detecting means for detecting the voltage value of the DC voltage generated by the DC voltage generating means, Control means for controlling the switch means based on a voltage value detected by the voltage detection means.

また、本発明の一実施形態としての携帯可能電子装置の制御方法は、外部機器から送信される電波を受信するアンテナを具備する携帯可能電子装置の制御方法であって、前記アンテナにより受信する電波に基づいて直流電圧を生成し、生成される直流電圧の電圧値を検出し、検出する電圧値に基づいて前記アンテナの共振周波数を制御する。   A method for controlling a portable electronic device according to an embodiment of the present invention is a method for controlling a portable electronic device including an antenna that receives a radio wave transmitted from an external device, the radio wave received by the antenna. A DC voltage is generated based on the voltage, a voltage value of the generated DC voltage is detected, and a resonance frequency of the antenna is controlled based on the detected voltage value.

本発明によれば、安定して非接触通信を行う事ができる携帯可能電子装置、及び携帯可能電子装置の制御方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the portable electronic device which can perform non-contact communication stably, and the control method of a portable electronic device can be provided.

図１は、本発明の一実施形態に係る携帯可能電子装置の処理システムの構成の例について説明するためのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram for explaining an example of the configuration of a processing system for a portable electronic device according to an embodiment of the present invention. 図２は、図１に示すＩＣカードの構成例について説明するためのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram for explaining a configuration example of the IC card shown in FIG. 図３は、図２に示すＩＣカードの電源部及びアンテナの構成例について説明するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a configuration example of a power supply unit and an antenna of the IC card shown in FIG. 図４は、共振周波数と出力電圧との関係について説明する為の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the resonance frequency and the output voltage. 図５は、図３に示すＩＣカードの動作について説明する為のフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the IC card shown in FIG.

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る携帯可能電子装置について詳細に説明する。   Hereinafter, a portable electronic device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施形態に係る携帯可能電子装置の処理システム（ＩＣカード処理システム）１０の構成の例について説明するためのブロック図である。
図１に示すようにＩＣカード処理システム１０は、携帯可能電子装置の処理装置（端末装置）１と携帯可能電子装置（ＩＣカード）２とを備えている。端末装置１は、制御部１１、ディスプレイ１２、キーボード１３、及びカードリーダライタ１４を備える。端末装置１とＩＣカード２とは、無線通信により互いに種々のデータの送受信を行う。 FIG. 1 is a block diagram for explaining an example of the configuration of a processing system (IC card processing system) 10 for a portable electronic device according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the IC card processing system 10 includes a portable electronic device processing device (terminal device) 1 and a portable electronic device (IC card) 2. The terminal device 1 includes a control unit 11, a display 12, a keyboard 13, and a card reader / writer 14. The terminal device 1 and the IC card 2 transmit / receive various data to / from each other by wireless communication.

制御部１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどを備える。制御部１１は、端末装置１全体の動作を制御する。   The control unit 11 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The control unit 11 controls the operation of the entire terminal device 1.

ディスプレイ１２は、制御部１１の制御により種々の情報を表示する。ディスプレイ１２は、例えば、ＩＣカード２との通信結果等を表示する。   The display 12 displays various information under the control of the control unit 11. For example, the display 12 displays a result of communication with the IC card 2.

キーボード１３は、端末装置１の操作者による操作を操作信号として受け取る。キーボード１３は、受け取った操作信号を制御部１１に対して入力する。   The keyboard 13 receives an operation by the operator of the terminal device 1 as an operation signal. The keyboard 13 inputs the received operation signal to the control unit 11.

カードリーダライタ１４は、ＩＣカード２と通信を行うための機器である。カードリーダライタ１４は、電波を放出する。ＩＣカード２は、カードリーダライタ１４から電波を受信する場合、電磁誘導により電力を生成する。即ち、カードリーダライタ１４は、ＩＣカード２に対して電力を供給する。また、カードリーダライタ１４は、ＩＣカード２に対して、データの送受信を行う。   The card reader / writer 14 is a device for communicating with the IC card 2. The card reader / writer 14 emits radio waves. When receiving a radio wave from the card reader / writer 14, the IC card 2 generates electric power by electromagnetic induction. That is, the card reader / writer 14 supplies power to the IC card 2. The card reader / writer 14 transmits / receives data to / from the IC card 2.

制御部１１は、カードリーダライタ１４によりＩＣカード２に対して種々のコマンドを入力する。ＩＣカード２は、カードリーダライタ１４から受信するコマンドに応じて処理を行う。例えば、制御部１１は、ＩＣカード２に書き込みコマンド、または読み取りコマンドなどを送信することにより、ＩＣカード２に書き込み処理、または読み出し処理を行わせることが出来る。   The control unit 11 inputs various commands to the IC card 2 by the card reader / writer 14. The IC card 2 performs processing according to a command received from the card reader / writer 14. For example, the control unit 11 can cause the IC card 2 to perform a write process or a read process by transmitting a write command or a read command to the IC card 2.

図２は、図１に示すＩＣカード２の構成例について説明するためのブロック図である。
図２に示すように、ＩＣカード２は、カード状の本体と、本体内に内蔵されるＩＣモジュール２２とを備えている。ＩＣモジュール２２は、１つ又は複数のＩＣチップ２０と、送受信アンテナ部（アンテナ）２１とを備える。ＩＣチップ２０とアンテナ２１とは、互いに接続された状態でＩＣモジュール２２に形成される。 FIG. 2 is a block diagram for explaining a configuration example of the IC card 2 shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the IC card 2 includes a card-like main body and an IC module 22 built in the main body. The IC module 22 includes one or a plurality of IC chips 20 and a transmission / reception antenna unit (antenna) 21. The IC chip 20 and the antenna 21 are formed in the IC module 22 in a state where they are connected to each other.

ＩＣチップ２０は、通信部２３、電源部２４、制御部２５、コプロセッサ（ｃｏ−ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）２６、及び記憶部２７などを備えている。   The IC chip 20 includes a communication unit 23, a power supply unit 24, a control unit 25, a coprocessor (co-processor) 26, a storage unit 27, and the like.

通信部２３は、アンテナ２１に接続されている。通信部２３及びアンテナ２１は、端末装置１のカードリーダライタ１４と非接触通信を行うためのインターフェースである。通信部２３は、送受信データの変調および復調を行う送受信回路を備える。   The communication unit 23 is connected to the antenna 21. The communication unit 23 and the antenna 21 are interfaces for performing contactless communication with the card reader / writer 14 of the terminal device 1. The communication unit 23 includes a transmission / reception circuit that modulates and demodulates transmission / reception data.

電源部２４は、カードリーダライタ１４から電波を受信し、受信した電磁波を整流回路にて整流、及び平滑する。これにより、電源部２４は、安定化された直流電圧を生成する。電源部２４は、生成した電圧をＩＣカード２の各部に供給する。ＩＣカード２の各部は、電圧の供給を受けた場合、動作可能な状態（活性化状態）になる。   The power supply unit 24 receives radio waves from the card reader / writer 14 and rectifies and smoothes the received electromagnetic waves with a rectifier circuit. Thereby, the power supply part 24 produces | generates the stabilized DC voltage. The power supply unit 24 supplies the generated voltage to each unit of the IC card 2. Each part of the IC card 2 becomes operable (activated) when supplied with voltage.

制御部２５は、ＩＣカード２全体の制御を司る制御部として機能する。制御部２５は、記憶部２７に記憶されている制御プログラム及び制御データに基づいて種々の処理を行う。例えば、カードリーダライタ１４から受信するコマンドに応じて種々の処理を行う。制御部２５は、処理結果に基づいてレスポンスなどのデータを生成する。   The control unit 25 functions as a control unit that controls the entire IC card 2. The control unit 25 performs various processes based on the control program and control data stored in the storage unit 27. For example, various processes are performed according to commands received from the card reader / writer 14. The control unit 25 generates data such as a response based on the processing result.

コプロセッサ２６は、送受信するデータに対して演算処理を施す。
記憶部２７は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び不揮発性メモリなどのモジュールである。 The coprocessor 26 performs arithmetic processing on data to be transmitted / received.
The storage unit 27 is a module such as a ROM, a RAM, and a nonvolatile memory.

ＲＯＭは、予め制御用のプログラム及び制御データなどを記憶する不揮発性のメモリである。ＲＯＭは、製造段階で制御プログラム及び制御データなどを記憶した状態でＩＣカード２内に組み込まれる。即ち、ＲＯＭに記憶される制御プログラム及び制御データは、予めＩＣカード２の仕様に応じて組み込まれる。   The ROM is a non-volatile memory that stores a control program and control data in advance. The ROM is incorporated in the IC card 2 in a state where a control program, control data, and the like are stored at the manufacturing stage. That is, the control program and control data stored in the ROM are incorporated in advance according to the specifications of the IC card 2.

ＲＡＭは、ワーキングメモリとして機能する揮発性のメモリである。ＲＡＭは、ＣＰＵの処理中のデータなどを一時的に格納する。例えば、ＲＡＭは、アンテナ２１を介して端末装置１から受信したデータを一時的に格納する。また、ＲＡＭは、制御部２５が実行するプログラムを一時的に格納する。   The RAM is a volatile memory that functions as a working memory. The RAM temporarily stores data being processed by the CPU. For example, the RAM temporarily stores data received from the terminal device 1 via the antenna 21. The RAM temporarily stores a program executed by the control unit 25.

不揮発性メモリは、例えば、ＥＥＰＲＯＭあるいはフラッシュＲＯＭなどのデータの書き込み及び書換えが可能な不揮発性のメモリにより構成される。不揮発性メモリは、ＩＣカード２の運用用途に応じて制御プログラム及び種々のデータを格納する。   The non-volatile memory is configured by a non-volatile memory capable of writing and rewriting data, such as an EEPROM or a flash ROM. The non-volatile memory stores a control program and various data according to the usage application of the IC card 2.

たとえば、不揮発性メモリでは、プログラムファイル及びデータファイルなどが創成される。創成された各ファイルには、制御プログラム及び種々のデータなどが書き込まれる。制御部２５は、不揮発性メモリ、または、ＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、種々の処理を実現することができる。   For example, in the nonvolatile memory, a program file and a data file are created. A control program and various data are written in each created file. The control unit 25 can implement various processes by executing a program stored in a nonvolatile memory or ROM.

図３は、図２に示すＩＣカードの電源部及びアンテナの構成例について説明するための説明図である。   FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a configuration example of a power supply unit and an antenna of the IC card shown in FIG.

図３に示すように、電源部２４は、整流平滑回路２４１、レギュレータ２４２、電圧検出回路２４３、コンデンサ部２４４、及びスイッチ部２４５を備える。   As illustrated in FIG. 3, the power supply unit 24 includes a rectifying / smoothing circuit 241, a regulator 242, a voltage detection circuit 243, a capacitor unit 244, and a switch unit 245.

また、アンテナ２１は、アンテナコイルＬｉと同調コンデンサＣｉとを備える。アンテナ２１は、アンテナコイルＬｉと同調コンデンサＣｉとにより構成されるＬＣ並列共振回路を備える。   The antenna 21 includes an antenna coil Li and a tuning capacitor Ci. The antenna 21 includes an LC parallel resonance circuit including an antenna coil Li and a tuning capacitor Ci.

整流平滑回路２４１は、複数のダイオードにより構成される整流ブリッジを備える。整流平滑回路２４１は、アンテナ２１から受信する信号に対して整流、及び平滑化を行う。これにより、整流平滑回路２４１は、直流電圧を生成する。整流平滑回路２４１は、直流電圧をレギュレータ２４２に入力する。   The rectifying / smoothing circuit 241 includes a rectifying bridge including a plurality of diodes. The rectifying / smoothing circuit 241 rectifies and smoothes the signal received from the antenna 21. As a result, the rectifying / smoothing circuit 241 generates a DC voltage. The rectifying / smoothing circuit 241 inputs a DC voltage to the regulator 242.

レギュレータ２４２は、整流平滑回路２４１から供給される直流電圧をＩＣカード２の各部に供給し、各部を動作させる。   The regulator 242 supplies the DC voltage supplied from the rectifying / smoothing circuit 241 to each part of the IC card 2 and operates each part.

電圧検出回路２４３は、整流平滑回路２４１から出力される直流電圧を検出する。電圧検出回路２４３は、検出する直流電圧のレベルを示す情報を制御部２５に出力する。   The voltage detection circuit 243 detects the DC voltage output from the rectifying / smoothing circuit 241. The voltage detection circuit 243 outputs information indicating the level of the DC voltage to be detected to the control unit 25.

コンデンサ部２４４は、複数のコンデンサを備える。即ち、コンデンサ部２４４は、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２、・・・コンデンサＣｎを備える。各コンデンサは、アンテナ２１の同調コンデンサＣｉと並列に接続されている。   The capacitor unit 244 includes a plurality of capacitors. That is, the capacitor unit 244 includes a capacitor C1, a capacitor C2,... A capacitor Cn. Each capacitor is connected in parallel with the tuning capacitor Ci of the antenna 21.

スイッチ部２４５は、複数のスイッチを備える。即ち、スイッチ部２４５は、スイッチＳ１、スイッチＳ２、・・・スイッチＳｎを備える。各スイッチは、コンデンサ部２４４の各コンデンサとそれぞれ直列に接続されている。なお、各スイッチは、制御部２５の制御に基づいてＯＮ／ＯＦＦに切り替えが行われる。   The switch unit 245 includes a plurality of switches. That is, the switch unit 245 includes a switch S1, a switch S2,. Each switch is connected in series with each capacitor of the capacitor unit 244. Each switch is switched ON / OFF based on the control of the control unit 25.

制御部２５は、接続するコンデンサ部２４４のコンデンサの数を制御することにより、アンテナ２１の共振周波数を制御することが出来る。例えば、電圧検出回路２４３により検出する電圧が、予め設定される閾値以上である場合、制御部２５は、コンデンサ部２４４のコンデンサに接続されているスイッチをオフする。これにより、アンテナ２１の共振周波数を上げることが出来る。この結果、整流平滑回路２４１から出力される直流電圧の値を制御することができる。   The control unit 25 can control the resonance frequency of the antenna 21 by controlling the number of capacitors of the capacitor unit 244 to be connected. For example, when the voltage detected by the voltage detection circuit 243 is equal to or higher than a preset threshold value, the control unit 25 turns off the switch connected to the capacitor of the capacitor unit 244. Thereby, the resonant frequency of the antenna 21 can be raised. As a result, the value of the DC voltage output from the rectifying / smoothing circuit 241 can be controlled.

なお、ここでは、端末装置１がＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３に準拠する通信方式により非接触通信を行うと仮定する。この場合、端末装置１のカードリーダライタ１４は、周波数が１３．５６ＭＨｚである搬送波を出力する。この為、ＩＣカード２のアンテナ２１は、共振周波数が１３．５６ＭＨｚに近い程、整流平滑回路２４１から出力される直流電圧が大きくなる。   Here, it is assumed that the terminal device 1 performs non-contact communication by a communication method compliant with ISO / IEC14443. In this case, the card reader / writer 14 of the terminal device 1 outputs a carrier wave having a frequency of 13.56 MHz. For this reason, in the antenna 21 of the IC card 2, the DC voltage output from the rectifying / smoothing circuit 241 increases as the resonance frequency is closer to 13.56 MHz.

例えば、ＩＣカード２のアンテナコイルＬｉの巻き数を５Ｔとし、このときのアンテナコイルＬｉのインダクタンスをＬ＝２．３４μＨとする。また、アンテナ２１の同調コンデンサの容量Ｃは、アンテナ２１の同調コンデンサＣｉの容量Ｃｉと、アンテナコイルの内部容量Ｃcoilと、ＩＣチップ２０の内部の浮遊容量ＣLSIと、ＩＣチップ２０のコンデンサ部２４４のコンデンサ容量ＣINの総和となる。 For example, the number of turns of the antenna coil Li of the IC card 2 is 5T, and the inductance of the antenna coil Li at this time is L = 2.34 μH. The capacitance C of the tuning capacitor of the antenna 21 includes the capacitance C i of the tuning capacitor Ci of the antenna 21, the internal capacitance C coil of the antenna coil, the stray capacitance C LSI inside the IC chip 20, and the capacitor of the IC chip 20. This is the sum of the capacitor capacitance C IN of the unit 244.

ｆｃを共振周波数とし、アンテナ２１の同調コンデンサの容量Ｃとする場合、共振周波数ｆｃは、ｆｃ＝１／（２π（ＬＣ）1/2）により求めることができる。 When fc is the resonance frequency and the capacitance C of the tuning capacitor of the antenna 21, the resonance frequency fc can be obtained by fc = 1 / (2π (LC) 1/2 ).

例えば、アンテナ２１の同調コンデンサの容量Ｃ＝４８．１ｐＦとする場合、共振周波数ｆｃ＝１５ＭＨｚとなる。また、例えば、アンテナ２１の同調コンデンサの容量Ｃ＝２７．１ｐＦとする場合、共振周波数ｆｃ＝２０ＭＨｚとなる。   For example, when the capacitance C of the tuning capacitor of the antenna 21 is set to 48.1 pF, the resonance frequency fc is 15 MHz. Further, for example, when the capacitance C of the tuning capacitor of the antenna 21 is 27.1 pF, the resonance frequency fc is 20 MHz.

ここでは、コンデンサ部２４４の各コンデンサに接続される各スイッチを制御することにより、１５ＭＨｚから２０ＭＨｚの間で共振周波数を制御することが出来ると仮定して説明する。即ち、スイッチ部２４５の全てのスイッチをＯＮする場合、アンテナ２１の共振周波数が１５ＭＨｚになり、スイッチ部２４５の全てのスイッチをＯＦＦする場合、アンテナ２１の共振周波数が２０ＭＨｚになると仮定して説明する。   Here, description will be made assuming that the resonance frequency can be controlled between 15 MHz and 20 MHz by controlling each switch connected to each capacitor of the capacitor unit 244. That is, it is assumed that the resonance frequency of the antenna 21 is 15 MHz when all the switches of the switch unit 245 are turned on, and the resonance frequency of the antenna 21 is 20 MHz when all the switches of the switch unit 245 are turned off. .

図４は、共振周波数と出力電圧との関係について説明する為の説明図である。   FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the resonance frequency and the output voltage.

図４に示すグラフは、磁界強度Ｈ（Ａ／ｍ）に対する整流平滑回路の出力電圧Ｖ（Ｖ）の関係を示すグラフである。ここでは、アンテナ２１の共振周波数が１５ＭＨｚである場合と、２０ＭＨｚである場合とのそれぞれについてグラフを示している。   The graph shown in FIG. 4 is a graph showing the relationship of the output voltage V (V) of the rectifying / smoothing circuit with respect to the magnetic field strength H (A / m). Here, the graph is shown for each of the case where the resonance frequency of the antenna 21 is 15 MHz and the case where it is 20 MHz.

図４に示すように、アンテナ２１の共振周波数が１５ＭＨｚである場合、アンテナ２１は、カードリーダライタ１４からＨ１（Ａ／ｍ）の磁界強度の電波を受け取る。またこの場合、電圧検出回路２４３は、電圧Ｖ１（Ｖ）を検出する。   As shown in FIG. 4, when the resonance frequency of the antenna 21 is 15 MHz, the antenna 21 receives a radio wave having a magnetic field strength of H1 (A / m) from the card reader / writer 14. In this case, the voltage detection circuit 243 detects the voltage V1 (V).

制御部２５は、記憶されている閾値と電圧検出回路２４３により検出するＶ１とを比較し、電圧Ｖ１が閾値より高い場合、スイッチ部２４５のスイッチをＯＦＦするように制御する。これにより、アンテナ２１の共振周波数が２０ＭＨｚになったとする。   The control unit 25 compares the stored threshold value with V1 detected by the voltage detection circuit 243, and controls the switch of the switch unit 245 to be turned off when the voltage V1 is higher than the threshold value. As a result, the resonance frequency of the antenna 21 is assumed to be 20 MHz.

この場合、電圧検出回路２４３は、電圧Ｖ２（Ｖ）を検出する。即ち、アンテナ２１は、共振周波数が１５ＭＨｚであるの磁界強度Ｈ２（Ａ／ｍ）に相当する電波を受け取る。   In this case, the voltage detection circuit 243 detects the voltage V2 (V). That is, the antenna 21 receives a radio wave corresponding to a magnetic field intensity H2 (A / m) having a resonance frequency of 15 MHz.

上記したように、ＩＣカード２は、受信する磁界の強度に応じて同調コンデンサに接続されているスイッチをＯＦＦすることにより、ＩＣチップ２０内に印加される電圧を抑えることができる。   As described above, the IC card 2 can suppress the voltage applied to the IC chip 20 by turning off the switch connected to the tuning capacitor according to the strength of the received magnetic field.

図５は、図４に示す電源部２４及び制御部２５の動作について説明する為のフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart for explaining operations of the power supply unit 24 and the control unit 25 shown in FIG.

まず、ＩＣカード２の制御部２５は、スイッチ部２４５のスイッチを全てＯＮした状態で端末装置１から送信される搬送波を受信するのを待つ（ステップＳ１１）。即ち、端末装置１から送信される搬送波の周波数が１３．５６ＭＨｚであると仮定する場合、ＩＣカード２は、最も感度の高い状態で搬送波の受信を待つ。   First, the control unit 25 of the IC card 2 waits to receive a carrier wave transmitted from the terminal device 1 with all the switches of the switch unit 245 turned on (step S11). That is, assuming that the frequency of the carrier wave transmitted from the terminal device 1 is 13.56 MHz, the IC card 2 waits for reception of the carrier wave with the highest sensitivity.

ＩＣカード２は、端末装置１のカードリーダライタ１４から出力される搬送波が届く範囲に入る場合、アンテナ２１により搬送波を受信する（ステップＳ１２）。   When the IC card 2 falls within a range where the carrier wave output from the card reader / writer 14 of the terminal device 1 reaches, the IC card 2 receives the carrier wave by the antenna 21 (step S12).

ＩＣカード２の電源部２４は、整流平滑回路２４１により受信した搬送波に対して整流、及び平滑化を行い、直流電圧を生成する。電圧検出回路２４３は、生成した直流電圧の電圧値を検出する（ステップＳ１３）。   The power supply unit 24 of the IC card 2 rectifies and smoothes the carrier wave received by the rectifying / smoothing circuit 241 to generate a DC voltage. The voltage detection circuit 243 detects the voltage value of the generated DC voltage (step S13).

制御部２５は、電圧検出回路２４３により検出する電圧値と、予め記憶部２７などに記憶される閾値とを比較する（ステップＳ１４）。   The control unit 25 compares the voltage value detected by the voltage detection circuit 243 with a threshold value stored in advance in the storage unit 27 or the like (step S14).

電圧検出回路２４３により検出する電圧値が閾値より高い場合（ステップＳ１４、ＹＥＳ）、制御部２５は、スイッチ部２４５のスイッチをＯＦＦする（ステップＳ１５）。制御部２５は、ステップＳ１３乃至ステップＳ１５の動作を、電圧検出回路２４３により検出する電圧値が閾値より低くなるまで継続して行う。   When the voltage value detected by the voltage detection circuit 243 is higher than the threshold value (step S14, YES), the control unit 25 turns off the switch of the switch unit 245 (step S15). The control unit 25 continuously performs the operations from step S13 to step S15 until the voltage value detected by the voltage detection circuit 243 becomes lower than the threshold value.

なお、この場合、制御部２５は、１つのスイッチをＯＦＦする構成であってもよいし、複数のスイッチをＯＦＦする構成であってもよい。   In this case, the control unit 25 may be configured to turn off one switch, or may be configured to turn off a plurality of switches.

１つのスイッチをＯＦＦする構成である場合、制御部２５は、細かな電圧制御を行うことができる。これにより、過大電圧ではない範囲で大きな電圧をＩＣチップ２０内で生成することが出来る。   In the case of a configuration in which one switch is turned off, the control unit 25 can perform fine voltage control. As a result, a large voltage can be generated in the IC chip 20 within a range that is not an excessive voltage.

また、複数のスイッチをＯＦＦする構成である場合、制御部２５は、電圧制御を短い時間で行うことができる。これにより、過大電圧がＩＣチップ２０内に印加される時間を短くすることが出来る。なお、この場合、１度にＯＦＦするスイッチの数は予め記憶部２７などに設定されて記憶されているとする。   Moreover, when it is the structure which turns OFF a some switch, the control part 25 can perform voltage control in a short time. As a result, the time during which the excessive voltage is applied to the IC chip 20 can be shortened. In this case, it is assumed that the number of switches that are turned OFF at a time is previously set and stored in the storage unit 27 or the like.

上記したように、アンテナ２１に接続される同調コンデンサの数を制御することにより、過大電圧がＩＣチップ２０内に発生することを防ぐことが出来る。これにより、整流用ダイオード、またはＩＣチップ２０内の電気部品等が破損するリスクを軽減することができる。この結果、安定して非接触通信を行う事ができる携帯可能電子装置、及び携帯可能電子装置の制御方法を提供することができる。   As described above, by controlling the number of tuning capacitors connected to the antenna 21, it is possible to prevent an excessive voltage from being generated in the IC chip 20. Thereby, the risk of damaging the rectifying diode or the electrical components in the IC chip 20 can be reduced. As a result, it is possible to provide a portable electronic device that can stably perform non-contact communication, and a method for controlling the portable electronic device.

さらに、共振周波数の制御を細かく行うことにより、過大電圧未満であり、且つ高い効率で電圧を生成することが出来る。これにより、リーダライタとカードとの間における通信特性が劣化することを防ぐことが出来る。   Furthermore, by finely controlling the resonance frequency, it is possible to generate a voltage that is less than an excessive voltage and with high efficiency. Thereby, it is possible to prevent the communication characteristics between the reader / writer and the card from deteriorating.

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment as it is, It can implement by changing a component in the range which does not deviate from the summary in an implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine the component covering different embodiment suitably.

１…端末装置、２…ＩＣカード、１１…制御部、１２…ディスプレイ、１３…キーボード、１４…カードリーダライタ、２０…ＩＣチップ、２１…アンテナ、２２…ＩＣモジュール、２３…通信部、２４…電源部、２５…制御部、２６…コプロセッサ、２７…記憶部、２４１…整流平滑回路、２４２…レギュレータ、２４３…電圧検出回路、２４４…コンデンサ部、２４５…スイッチ部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Terminal device, 2 ... IC card, 11 ... Control part, 12 ... Display, 13 ... Keyboard, 14 ... Card reader / writer, 20 ... IC chip, 21 ... Antenna, 22 ... IC module, 23 ... Communication part, 24 ... Power supply unit 25 ... control unit 26 ... coprocessor 27 ... storage unit 241 ... rectifying / smoothing circuit 242 ... regulator 243 ... voltage detection circuit 244 ... capacitor unit 245 ... switch unit

Claims (6)

外部機器から送信される電波を受信するアンテナと、
前記アンテナと接続される共振周波数可変手段と、
前記共振周波数可変手段と前記アンテナとの接続状態を制御するスイッチ手段と、
前記アンテナにより受信する電波に基づいて直流電圧を生成する直流電圧生成手段と、
前記直流電圧生成手段により生成される直流電圧の電圧値を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段により検出する電圧値に基づいて前記スイッチ手段を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする携帯可能電子装置。 An antenna for receiving radio waves transmitted from an external device;
Resonance frequency variable means connected to the antenna;
Switch means for controlling a connection state between the resonance frequency variable means and the antenna;
DC voltage generating means for generating a DC voltage based on radio waves received by the antenna;
Voltage detection means for detecting the voltage value of the DC voltage generated by the DC voltage generation means;
Control means for controlling the switch means based on a voltage value detected by the voltage detection means;
A portable electronic device comprising: 前記共振周波数可変手段は、前記アンテナとそれぞれ並列に接続される複数のコンデンサを具備し、
前記スイッチ手段は、前記各コンデンサとそれぞれ直列に接続される複数のスイッチを具備し、
前記制御手段は、前記電圧検出手段により検出する電圧値に基づいて前記複数のスイッチのＯＮ／ＯＦＦを制御することを特徴とする請求項１に記載の携帯可能電子装置。 The resonance frequency varying means includes a plurality of capacitors connected in parallel with the antenna,
The switch means includes a plurality of switches connected in series with the capacitors,
The portable electronic device according to claim 1, wherein the control unit controls ON / OFF of the plurality of switches based on a voltage value detected by the voltage detection unit. 前記制御手段は、前記電圧検出手段により検出する電圧値が予め設定される閾値より高い場合、前記スイッチ手段のスイッチを１つＯＦＦすることを特徴とする請求項２に記載の携帯可能電子装置。   3. The portable electronic device according to claim 2, wherein the control unit turns off one switch of the switch unit when a voltage value detected by the voltage detection unit is higher than a preset threshold value. 4. 前記制御手段は、前記電圧検出手段により検出する電圧値が予め設定される閾値より高い場合、前記スイッチ手段のスイッチを予め設定されている数だけＯＦＦすることを特徴とする請求項２に記載の携帯可能電子装置。   3. The control unit according to claim 2, wherein when the voltage value detected by the voltage detection unit is higher than a preset threshold value, the control unit turns off the switch of the switch unit by a preset number. 4. Portable electronic device. さらに、前記各部を備えるＩＣモジュールと、
前記ＩＣモジュールが設置される本体と、
を具備することを特徴する請求項１乃至４に記載の携帯可能電子装置。 Furthermore, an IC module comprising the above-mentioned parts,
A main body on which the IC module is installed;
The portable electronic device according to claim 1, further comprising: 外部機器から送信される電波を受信するアンテナを具備する携帯可能電子装置の制御方法であって、
前記アンテナにより受信する電波に基づいて直流電圧を生成し、
生成される直流電圧の電圧値を検出し、
検出する電圧値に基づいて前記アンテナの共振周波数を制御する、
ことを特徴とする携帯可能電子装置の制御方法。 A method for controlling a portable electronic device including an antenna for receiving radio waves transmitted from an external device,
Generate a DC voltage based on the radio wave received by the antenna,
Detect the voltage value of the generated DC voltage,
Controlling the resonant frequency of the antenna based on the voltage value to be detected;
A method for controlling a portable electronic device.
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