JP2680001B2 - Ｉｃカード用リーダライタの受信系検波方式 - Google Patents
Ｉｃカード用リーダライタの受信系検波方式Info
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、カード等に半導体集積回路（IC）を組込
み記憶機能を保持させたICカードと、該ICカードの情報
の読取りおよび書込みを電気接点を設けることなく非接
触で行うよう構成したリーダライタとの組合せによる信
号伝送方式において、ICカードから伝送されるキャリア
変調されたデータ信号をリーダライタで受信するに際
し、キャリア信号がある時の時間幅またはキャリア信号
がない時の時間幅をそれぞれビッド（bit）幅とするデ
ータ信号に対して常に適切なビットデータ信号として識
別するための受信系検波方式に関する。 〔従来の技術〕 今日、メモリやCPUの機能を有するICを内蔵させてこ
れをカード状に構成したICカードが普及されている。一
般に、このICカードは、データの読取りおよび書込みを
行う手段として、カードの外表面にICの電気接点を設
け、これら電気接点と接触してICカードへの電力の供給
並びにデータ信号の授受を行うよう構成したリーダライ
タが使用されている。 この種のICカードは、メモリ容量の増大に伴いその用
途が拡大化され、個人的に使用する種々のビジネスカー
ドとしてのみならず、各種産業界におけるプログラム制
御システムのメモリ媒体としても簡便かつ有効に利用さ
れている。このように多用途化されるICカードは、その
使用頻度が増大されると共にその使用環境も外部的汚損
や損傷を受け易くなるため、電気接点を劣化させて適正
なデータ信号の授受を行うことができなくなる難点があ
る。 このような観点から、空間に高周波電磁界や超音波に
よる振動エネルギの場を設け、この場のエネルギを吸
収，整流して直流電源とすることによって、ICカードに
おける電池または電力供給用接点を不要にし、またリー
ダライタとの各種データ信号等の授受には、アンテナや
コイルのような結合器を使用すると共にこの結合器をIC
カードの適所に埋設することにより、ICカードの外部に
露呈する全ての電気接点を省略し、ICカードとリーダラ
イタとの電気接続を非接触とした信号伝送方式が提案さ
れている（例えば、特開昭58−154082号公報）。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、前述した従来のICカードの信号伝送方
式においては、外部から電力の供給を受けるため特定の
振動エネルギの場から所要のエネルギを受信する専用の
受波器と、リーダライタからのデータや命令等の入力コ
ードを受信するための入力用結合器および入力データの
処理結果やメモリ内容などのコードをデータ処理してリ
ーダライタへ出力する出力用結合器等を必要とし、これ
らの受波器や結合器等を介して種々の信号を適正かつ確
実に授受するにはその具体的構成を如何にするかが未解
決であった。 すなわち、従来のICカードの電気接点に代えて、非接
触で信号の授受を行うために設ける受波器や結合器は、
送受信効率を良好にするため構造を大きくし、また電力
容量も増大する必要があり、ICカードとしての小形化お
よび低消費電力化に適さない難点がある。また、各種取
扱信号の内容によって専用の受波器や結合器を設けるた
め、信号の取扱上は簡便であるが、この場合にも前記の
ような問題点が存在する。 そこで、例えばICカードへの電力とデータ信号の伝送
を共通の受波器もしくは結合器を使用し、ICカードから
送信するデータ信号の伝送を別の結合器等で行うことに
より、ICカードの回路構成を一層小形化することが可能
となる。しかしながら、この場合、リーダライタにおい
てICカードから送信されるデータ信号に基づく磁界は、
リーダライタよりICカードへ伝送する信号に基づく磁界
に比べて非常に微弱であるため、リーダライタの受信系
が送信系等の影響を受けて適正なデータ信号の受信を行
うことができなくなる難点がある。例えば、この種リー
ダライタの受信系の入口における周波数スペクトルを示
せば、第８図に示すように基本波成分と複数の高調波成
分が誘導され、これらの周波数成分の間にICカードより
送信されるデータ信号の周波数成分（破線で示す）が存
在することになる。この場合に、前記ICカードより送信
されるデータ信号の周波数成分のみを抽出するには、
周波数同調を行い、バンドパスフイルタ（BPF）を使
用し、同期検波を行う等の方法がある。最も有効な方
法は、同期検波であるが、この場合ICカードから送信さ
れるデータ信号の周波数でフェーズロックループ（PL
L）を構成する必要があり、回路構成が複雑になるばか
りでなく、ICカードから送信されるデータ信号はデータ
の内容により信号の状態が“0"となる場合があって、フ
ェーズロックループのロックが困難となる等の問題点が
ある。 また、所定周波数のキャリアにより、その出力の有り
または無しの期間を指定してICカードより所要のビット
データ信号を調歩同期式伝送システムによって伝送する
場合、例えば１ビットデータ幅でキャリアが出力されて
いる状態を、第９図に示すように回路構成したトランジ
スタ検波器で検波すると、第10図（１），（２）に示す
ように検波入力の１ビットデータ幅に対し検波出力の１
ビット幅がより小さくなり、また例えば１ビットデータ
幅でキャリアが出力されていない状態を前記と同様に検
波すると、第11図（１），（２）に示すように検波入力
の１ビットデータ幅に対し検波出力の１ビット幅がより
大きくなる。このように、前述したキャリアの有無によ
って調歩同期式データ伝送を行う場合に各ビットデータ
幅と検波された各ビット幅が異なるため、ビットの識別
を誤り、正確なデータ伝送を行うことができなくなる難
点がある。 そこで、本発明の目的は、共通の結合器によりICカー
ドへ電力とデータ信号との伝送を非接触で行うと共にIC
カードからのデータ信号の伝送を専用の結合器により非
接触で行うよう構成したICカード用リーダライタを使用
するICカードの信号伝送方式において、ICカードからの
微弱なデータ信号の抽出を適正に行うと共にキャリアの
有無による調歩同期式伝送システムで所要のビットデー
タ信号を受信する際にビット誤りを生じないように検波
を行うことができるICカード用リーダライタの受信系検
波方式を提供するにある。 〔問題点を解決するための手段〕 前記目的を達成するため、本発明に係るICカード用リ
ーダライタの受信系検波方式は、記憶機能を有すると共
に信号入力手段および信号出力手段としてそれぞれ空芯
の入力コイルと出力コイルを設けたICカードと、このIC
カードが挿脱されると共に該ICカードの挿着時には前記
空芯の入力コイルと出力コイルとをそれぞれ電気結合し
て情報の読取りおよび書込みを行うICカード用リーダラ
イタとの組合せによる信号伝送方式において、 前記ICカードから送信されるデータ信号を、キャリア
の有無によって決定される調歩同期式伝送システムによ
るビットデータとし、このビットデータ信号をリーダラ
イタの受信系においてそれぞれ電磁結合によって受信す
る場合において、リーダライタの送信系から出力される
データ信号等に基づく妨害波信号に対し、前記ICカード
から送信されるデータ信号の周波数より低い最も高次の
高調波成分選択して、これを前記データ信号の周波数と
ミキシングすることにより、前記ビットデータ信号の周
波数より小さい妨害波信号の周波数成分を除去した後、
前記リーダライタの受信系に設けた同期検波回路によっ
て局部発振の周波数をキャリアの周波数と一致させてゼ
ロビートとして変調波と同期した信号の検波を行うよう
に構成することを特徴とする。 この場合、前記ビットデータ信号をリーダライタの受
信系においてそれぞれ電磁結合によって受信する場合に
おいて、リーダライタの送信系から出力されるデータ信
号等に基づく妨害波信号に対し、前記ICカードから送信
されるデータ信号の周波数より低い最も高次の高調波成
分を選択して、これを前記データ信号の周波数とミキシ
ングすることにより、前記ビットデータ信号の周波数よ
り小さい妨害波信号の周波数成分を除去すると共に、さ
らにバンドパスフィルタを介して前記妨害波信号のさら
に高次の高調波成分を除去した後、前記リーダライタの
受信系に設けた同期検波回路によって局部発振の周波数
をキャリアの周波数と一致させてゼロビートとして変調
波と同期した信号の検波を行うように構成することがで
きる。 〔作用〕 本発明に係るICカード用リーダライタの受信系検波方
式によれば、ICカードとリーダライタとを非接触に電気
的接続を行って情報の読取りおよび書込みを行うに際
し、ICカードからリーダライタの受信系へデータ信号の
伝送を行うに際し、ICカードから送信されるデータ信号
を、キャリアの有無によって決定される調歩同期式伝送
システムによるビットデータとし、このビットデータ信
号をリーダライタの受信系においてそれぞれ電磁結合に
よって受信する場合において、リーダライタの送信系か
ら出力されるデータ信号等に基づく妨害波信号に対し、
前記ICカードから送信されるデータ信号の周波数より低
い最も高次の高調波成分を選択して、これを前記データ
信号の周波数とミキシングすることにより、前記ビット
データ信号の周波数より小さい妨害波信号の周波数成分
を除去することができ、次いで同期検波回路によって局
部発振の周波数をキャリアの周波数と一致させてゼロビ
ートとして変調波と同期した信号の検波を行うことによ
り、常にビット幅の一致した同期検波を達成し、ビット
誤りを生じない適正なデータ信号を受信を容易に達成す
ることができる。 〔実施例〕 次に、本発明に係るICカード用リーダライタの受信系
検波方式の実施例につき、添付図面を参照しながら以下
詳細に説明する。 第１図は、本発明に係る受信系検波方式を実施するIC
カードとリーダライタとの基本的結合構成を示す概略図
である。第１図において、参照符号10はICカード、12は
リーダライタの入出力部を示す。ICカード10は、単一も
しくは複数の半導体集積回路からなる記憶・演算素子で
回路構成したプリント回路14を内蔵する。このICカード
10に対し、外部より電力の供給を受けると共に所要のデ
ータ信号を入力するための空芯の入力コイル16を、前記
プリント回路14から離間したICカード10の適正位置に配
置する。また、前記プリント回路14には、所要のデータ
信号を出力するための空芯の出力コイル18が設けられ、
この出力コイル18は前記入力コイル16と同様に前記プリ
ント回路14から離間したICカード10の適正位置に配置さ
れる。 これに対し、リーダライタの入出力部12には、前記IC
カード10に設けた入力コイル16および出力コイル18の設
定位置に対応して、例えば出力ヘッドコア20および空芯
の受信コイル22が設けられる。なお、出力ヘッドコア20
は、その一部に巻回されたコイル24を介して駆動回路26
に接続され、また受信コイル22は受信回路28に接続され
る。前記ICカード10の入力コイル16に対し、電力とデー
タ信号とを供給するための出力ヘッドコア20としては、
第２図に示すように、コ字状に形成した磁性枠体の両端
部にそれぞれ円柱コア部21,21′を互いに対向させて延
設し、これらコア部21,21′間に所要のギャップｇを有
するよう構成したものが好適に使用される。一方、ICカ
ード10に設ける入力コイル16は、第３図に示すように、
ICカード10のプラスチック基体30に予め刻設した円形溝
部32内に変位しないように嵌入固定して、その外表面を
プラスチック被覆材34で被覆した構成とし、出力ヘッド
コア20のギャップｇ間へ図示のように挿入位置させるこ
とにより、信号の受信を行うようにする。 また、ICカード10のプリント回路14と接続されて所要
のデータ信号を出力する出力コイル18は、前述した信号
を入力する場合と同様にして、第４図に示すように、IC
カード10のプラスチック基体30に予め刻設した円形溝部
36内に嵌入固定して、その外表面をプラスチック被覆材
34で被覆して構成する。一方、この出力コイル18に対
し、図示のように受信コイル22を対向配置し、これら空
芯の両コイル18,22による電磁結合作用で信号の伝達を
行うことができる。 しかるに、本発明においては、前述したようにICカー
ドから送信されるデータ信号をリーダライタの受信系で
適正に受信するため、例えば第５図に示すように回路構
成した受信系を使用する。すなわち、第５図は、ICカー
ドの送信系40とリーダライタの受信系42をそれぞれ示
し、前記送信系40は説明の便宜上送信側コイルL1と送信
回路44とで表示してある。これに対し、リーダライタの
受信系42は、受信側コイルL2に、同調回路46,バッファ4
8,周波数混合器50,バンドパスフイルタ52,検波回路54お
よびコンパレータ56を順次接続した構成からなる。ここ
で、ICカードの送信系40から送出されるデータ信号の周
波数Ｆが、第８図に示すように、リーダライタの送信系
（図示せず）から送出される信号の基本波成分f0に対す
る第２高調波成分f2と第３高調波成分f3との間にあるも
のとすれば、前記混合器50に対し前記送信信号の第２高
調波成分f2を入力するよう構成する。 また、検波回路54は、例えば第６図に示すように回路
構成したホモダイン検波IC回路60（例えば、テキサスイ
ンスツルメント社製SN76515）を使用した同期検波回路
を使用することにより、局部発振の周波数をキャリアの
周波数と一致させてゼロビートとして変調波と同期した
信号の検波を行うことができる。なお、第６図におい
て、参照符号62はローパスフイルタを示し、これにより
所要の検波出力を好適に取出すことができる。 次に、このように構成した本実施例回路の動作につき
説明する。今、リーダライタの受信系42において、同調
回路46の入口部で第８図に示すような周波数スペクトル
からなる基本波成分f0と高調波成分f2,f3,f4とを有する
リーダライタの送信系（図示せず）から出力される信号
が、妨害波信号として入力され、またICカードの送信系
40より前記妨害波信号の第２高調波成分f2と第３高調波
成分f3との間の周波数Ｆからなる信号が受信されるもの
とする。この時、同調回路46では前記周波数Ｆとの同調
を行うと共にバッファ48を介して混合器50へ信号を送出
する。そこで、この混合器50に対しては、前記リーダラ
イタの送信系より送出される妨害波信号の第２高調波成
分f2を選択して入力し、前記ICカードからの信号の周波
数Ｆとミキシングを行う。この結果、混合器50から出力
される信号は、第７図に示すように、リーダライタの送
信系より送出される妨害波信号の基本波成分f0および第
２高調波成分f2が除去される。そして、第７図に示すよ
うな周波数スペクトルを有する信号は、バンドパスフイ
ルタ52を介して濾波することにより、ICカードから送出
される周波数Ｆのみからなる信号を容易に抽出すること
ができる。次いで、このように妨害波信号を除去された
データ信号は、検波回路54すなわちホモダイン検波回路
により、各ビットデータ幅と一致したキャリア変調波の
検波すなわち同期検波を行うことができる。従って、こ
のようにして検波回路54によってキャリア信号のある期
間のみキャリア信号のミキシングが行われるため、キャ
リアの幅とデータ幅とは一致する。従って、検波された
信号は、コンパレータ56を介して識別され所要のデータ
信号として確実に受信することができる。 〔発明の効果〕 前述した実施例から明らかなように、本発明によれ
ば、ICカードに対しリーダライタを非接触状態にして電
力の供給とデータ信号の授受とを行うよう構成し、特に
ICカードから送信されるデータ信号がキャリアの有無に
よって決定される調歩同期式伝送システムによるビット
データからなり、このビットデータ信号をリーダライタ
の受信系においてそれぞれ電磁結合によって受信する場
合、このビットデータ信号をホモダイン検波により検波
を行うことにより、各ビットデータ幅と一致した同期検
波を行うことができ、ICカードから送出されるビットデ
ータと誤りのないビットデータの受信を行うことができ
る。 特に、本発明においては、リーダライタの送信系から
出力されるデータ信号等に基づく妨害波信号に対し、前
記ICカードから送信されるデータ信号の周波数より低い
最も高次の高調波成分を選択してこれを前記データ信号
の周波数とミキシングすることにより、前記データ信号
の周波数より小さい妨害波信号の周波数成分を確実に除
去することができ、この結果前記データ信号の適正な抽
出を容易に達成することができる。 また、本発明においては、前記ビットデータ信号の周
波数より小さい妨害波信号の周波数成分を除去した後、
バンドパスフィルタを介して前記妨害波信号のさらに高
次の高調波成分を除去することによって、ICカードから
送出される周波数のみからなる信号を容易に抽出するこ
とができる。 以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本
発明は前述した実施例に限定されることなく、本発明の
精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更をなし
得ることは勿論である。
み記憶機能を保持させたICカードと、該ICカードの情報
の読取りおよび書込みを電気接点を設けることなく非接
触で行うよう構成したリーダライタとの組合せによる信
号伝送方式において、ICカードから伝送されるキャリア
変調されたデータ信号をリーダライタで受信するに際
し、キャリア信号がある時の時間幅またはキャリア信号
がない時の時間幅をそれぞれビッド（bit）幅とするデ
ータ信号に対して常に適切なビットデータ信号として識
別するための受信系検波方式に関する。 〔従来の技術〕 今日、メモリやCPUの機能を有するICを内蔵させてこ
れをカード状に構成したICカードが普及されている。一
般に、このICカードは、データの読取りおよび書込みを
行う手段として、カードの外表面にICの電気接点を設
け、これら電気接点と接触してICカードへの電力の供給
並びにデータ信号の授受を行うよう構成したリーダライ
タが使用されている。 この種のICカードは、メモリ容量の増大に伴いその用
途が拡大化され、個人的に使用する種々のビジネスカー
ドとしてのみならず、各種産業界におけるプログラム制
御システムのメモリ媒体としても簡便かつ有効に利用さ
れている。このように多用途化されるICカードは、その
使用頻度が増大されると共にその使用環境も外部的汚損
や損傷を受け易くなるため、電気接点を劣化させて適正
なデータ信号の授受を行うことができなくなる難点があ
る。 このような観点から、空間に高周波電磁界や超音波に
よる振動エネルギの場を設け、この場のエネルギを吸
収，整流して直流電源とすることによって、ICカードに
おける電池または電力供給用接点を不要にし、またリー
ダライタとの各種データ信号等の授受には、アンテナや
コイルのような結合器を使用すると共にこの結合器をIC
カードの適所に埋設することにより、ICカードの外部に
露呈する全ての電気接点を省略し、ICカードとリーダラ
イタとの電気接続を非接触とした信号伝送方式が提案さ
れている（例えば、特開昭58−154082号公報）。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、前述した従来のICカードの信号伝送方
式においては、外部から電力の供給を受けるため特定の
振動エネルギの場から所要のエネルギを受信する専用の
受波器と、リーダライタからのデータや命令等の入力コ
ードを受信するための入力用結合器および入力データの
処理結果やメモリ内容などのコードをデータ処理してリ
ーダライタへ出力する出力用結合器等を必要とし、これ
らの受波器や結合器等を介して種々の信号を適正かつ確
実に授受するにはその具体的構成を如何にするかが未解
決であった。 すなわち、従来のICカードの電気接点に代えて、非接
触で信号の授受を行うために設ける受波器や結合器は、
送受信効率を良好にするため構造を大きくし、また電力
容量も増大する必要があり、ICカードとしての小形化お
よび低消費電力化に適さない難点がある。また、各種取
扱信号の内容によって専用の受波器や結合器を設けるた
め、信号の取扱上は簡便であるが、この場合にも前記の
ような問題点が存在する。 そこで、例えばICカードへの電力とデータ信号の伝送
を共通の受波器もしくは結合器を使用し、ICカードから
送信するデータ信号の伝送を別の結合器等で行うことに
より、ICカードの回路構成を一層小形化することが可能
となる。しかしながら、この場合、リーダライタにおい
てICカードから送信されるデータ信号に基づく磁界は、
リーダライタよりICカードへ伝送する信号に基づく磁界
に比べて非常に微弱であるため、リーダライタの受信系
が送信系等の影響を受けて適正なデータ信号の受信を行
うことができなくなる難点がある。例えば、この種リー
ダライタの受信系の入口における周波数スペクトルを示
せば、第８図に示すように基本波成分と複数の高調波成
分が誘導され、これらの周波数成分の間にICカードより
送信されるデータ信号の周波数成分（破線で示す）が存
在することになる。この場合に、前記ICカードより送信
されるデータ信号の周波数成分のみを抽出するには、
周波数同調を行い、バンドパスフイルタ（BPF）を使
用し、同期検波を行う等の方法がある。最も有効な方
法は、同期検波であるが、この場合ICカードから送信さ
れるデータ信号の周波数でフェーズロックループ（PL
L）を構成する必要があり、回路構成が複雑になるばか
りでなく、ICカードから送信されるデータ信号はデータ
の内容により信号の状態が“0"となる場合があって、フ
ェーズロックループのロックが困難となる等の問題点が
ある。 また、所定周波数のキャリアにより、その出力の有り
または無しの期間を指定してICカードより所要のビット
データ信号を調歩同期式伝送システムによって伝送する
場合、例えば１ビットデータ幅でキャリアが出力されて
いる状態を、第９図に示すように回路構成したトランジ
スタ検波器で検波すると、第10図（１），（２）に示す
ように検波入力の１ビットデータ幅に対し検波出力の１
ビット幅がより小さくなり、また例えば１ビットデータ
幅でキャリアが出力されていない状態を前記と同様に検
波すると、第11図（１），（２）に示すように検波入力
の１ビットデータ幅に対し検波出力の１ビット幅がより
大きくなる。このように、前述したキャリアの有無によ
って調歩同期式データ伝送を行う場合に各ビットデータ
幅と検波された各ビット幅が異なるため、ビットの識別
を誤り、正確なデータ伝送を行うことができなくなる難
点がある。 そこで、本発明の目的は、共通の結合器によりICカー
ドへ電力とデータ信号との伝送を非接触で行うと共にIC
カードからのデータ信号の伝送を専用の結合器により非
接触で行うよう構成したICカード用リーダライタを使用
するICカードの信号伝送方式において、ICカードからの
微弱なデータ信号の抽出を適正に行うと共にキャリアの
有無による調歩同期式伝送システムで所要のビットデー
タ信号を受信する際にビット誤りを生じないように検波
を行うことができるICカード用リーダライタの受信系検
波方式を提供するにある。 〔問題点を解決するための手段〕 前記目的を達成するため、本発明に係るICカード用リ
ーダライタの受信系検波方式は、記憶機能を有すると共
に信号入力手段および信号出力手段としてそれぞれ空芯
の入力コイルと出力コイルを設けたICカードと、このIC
カードが挿脱されると共に該ICカードの挿着時には前記
空芯の入力コイルと出力コイルとをそれぞれ電気結合し
て情報の読取りおよび書込みを行うICカード用リーダラ
イタとの組合せによる信号伝送方式において、 前記ICカードから送信されるデータ信号を、キャリア
の有無によって決定される調歩同期式伝送システムによ
るビットデータとし、このビットデータ信号をリーダラ
イタの受信系においてそれぞれ電磁結合によって受信す
る場合において、リーダライタの送信系から出力される
データ信号等に基づく妨害波信号に対し、前記ICカード
から送信されるデータ信号の周波数より低い最も高次の
高調波成分選択して、これを前記データ信号の周波数と
ミキシングすることにより、前記ビットデータ信号の周
波数より小さい妨害波信号の周波数成分を除去した後、
前記リーダライタの受信系に設けた同期検波回路によっ
て局部発振の周波数をキャリアの周波数と一致させてゼ
ロビートとして変調波と同期した信号の検波を行うよう
に構成することを特徴とする。 この場合、前記ビットデータ信号をリーダライタの受
信系においてそれぞれ電磁結合によって受信する場合に
おいて、リーダライタの送信系から出力されるデータ信
号等に基づく妨害波信号に対し、前記ICカードから送信
されるデータ信号の周波数より低い最も高次の高調波成
分を選択して、これを前記データ信号の周波数とミキシ
ングすることにより、前記ビットデータ信号の周波数よ
り小さい妨害波信号の周波数成分を除去すると共に、さ
らにバンドパスフィルタを介して前記妨害波信号のさら
に高次の高調波成分を除去した後、前記リーダライタの
受信系に設けた同期検波回路によって局部発振の周波数
をキャリアの周波数と一致させてゼロビートとして変調
波と同期した信号の検波を行うように構成することがで
きる。 〔作用〕 本発明に係るICカード用リーダライタの受信系検波方
式によれば、ICカードとリーダライタとを非接触に電気
的接続を行って情報の読取りおよび書込みを行うに際
し、ICカードからリーダライタの受信系へデータ信号の
伝送を行うに際し、ICカードから送信されるデータ信号
を、キャリアの有無によって決定される調歩同期式伝送
システムによるビットデータとし、このビットデータ信
号をリーダライタの受信系においてそれぞれ電磁結合に
よって受信する場合において、リーダライタの送信系か
ら出力されるデータ信号等に基づく妨害波信号に対し、
前記ICカードから送信されるデータ信号の周波数より低
い最も高次の高調波成分を選択して、これを前記データ
信号の周波数とミキシングすることにより、前記ビット
データ信号の周波数より小さい妨害波信号の周波数成分
を除去することができ、次いで同期検波回路によって局
部発振の周波数をキャリアの周波数と一致させてゼロビ
ートとして変調波と同期した信号の検波を行うことによ
り、常にビット幅の一致した同期検波を達成し、ビット
誤りを生じない適正なデータ信号を受信を容易に達成す
ることができる。 〔実施例〕 次に、本発明に係るICカード用リーダライタの受信系
検波方式の実施例につき、添付図面を参照しながら以下
詳細に説明する。 第１図は、本発明に係る受信系検波方式を実施するIC
カードとリーダライタとの基本的結合構成を示す概略図
である。第１図において、参照符号10はICカード、12は
リーダライタの入出力部を示す。ICカード10は、単一も
しくは複数の半導体集積回路からなる記憶・演算素子で
回路構成したプリント回路14を内蔵する。このICカード
10に対し、外部より電力の供給を受けると共に所要のデ
ータ信号を入力するための空芯の入力コイル16を、前記
プリント回路14から離間したICカード10の適正位置に配
置する。また、前記プリント回路14には、所要のデータ
信号を出力するための空芯の出力コイル18が設けられ、
この出力コイル18は前記入力コイル16と同様に前記プリ
ント回路14から離間したICカード10の適正位置に配置さ
れる。 これに対し、リーダライタの入出力部12には、前記IC
カード10に設けた入力コイル16および出力コイル18の設
定位置に対応して、例えば出力ヘッドコア20および空芯
の受信コイル22が設けられる。なお、出力ヘッドコア20
は、その一部に巻回されたコイル24を介して駆動回路26
に接続され、また受信コイル22は受信回路28に接続され
る。前記ICカード10の入力コイル16に対し、電力とデー
タ信号とを供給するための出力ヘッドコア20としては、
第２図に示すように、コ字状に形成した磁性枠体の両端
部にそれぞれ円柱コア部21,21′を互いに対向させて延
設し、これらコア部21,21′間に所要のギャップｇを有
するよう構成したものが好適に使用される。一方、ICカ
ード10に設ける入力コイル16は、第３図に示すように、
ICカード10のプラスチック基体30に予め刻設した円形溝
部32内に変位しないように嵌入固定して、その外表面を
プラスチック被覆材34で被覆した構成とし、出力ヘッド
コア20のギャップｇ間へ図示のように挿入位置させるこ
とにより、信号の受信を行うようにする。 また、ICカード10のプリント回路14と接続されて所要
のデータ信号を出力する出力コイル18は、前述した信号
を入力する場合と同様にして、第４図に示すように、IC
カード10のプラスチック基体30に予め刻設した円形溝部
36内に嵌入固定して、その外表面をプラスチック被覆材
34で被覆して構成する。一方、この出力コイル18に対
し、図示のように受信コイル22を対向配置し、これら空
芯の両コイル18,22による電磁結合作用で信号の伝達を
行うことができる。 しかるに、本発明においては、前述したようにICカー
ドから送信されるデータ信号をリーダライタの受信系で
適正に受信するため、例えば第５図に示すように回路構
成した受信系を使用する。すなわち、第５図は、ICカー
ドの送信系40とリーダライタの受信系42をそれぞれ示
し、前記送信系40は説明の便宜上送信側コイルL1と送信
回路44とで表示してある。これに対し、リーダライタの
受信系42は、受信側コイルL2に、同調回路46,バッファ4
8,周波数混合器50,バンドパスフイルタ52,検波回路54お
よびコンパレータ56を順次接続した構成からなる。ここ
で、ICカードの送信系40から送出されるデータ信号の周
波数Ｆが、第８図に示すように、リーダライタの送信系
（図示せず）から送出される信号の基本波成分f0に対す
る第２高調波成分f2と第３高調波成分f3との間にあるも
のとすれば、前記混合器50に対し前記送信信号の第２高
調波成分f2を入力するよう構成する。 また、検波回路54は、例えば第６図に示すように回路
構成したホモダイン検波IC回路60（例えば、テキサスイ
ンスツルメント社製SN76515）を使用した同期検波回路
を使用することにより、局部発振の周波数をキャリアの
周波数と一致させてゼロビートとして変調波と同期した
信号の検波を行うことができる。なお、第６図におい
て、参照符号62はローパスフイルタを示し、これにより
所要の検波出力を好適に取出すことができる。 次に、このように構成した本実施例回路の動作につき
説明する。今、リーダライタの受信系42において、同調
回路46の入口部で第８図に示すような周波数スペクトル
からなる基本波成分f0と高調波成分f2,f3,f4とを有する
リーダライタの送信系（図示せず）から出力される信号
が、妨害波信号として入力され、またICカードの送信系
40より前記妨害波信号の第２高調波成分f2と第３高調波
成分f3との間の周波数Ｆからなる信号が受信されるもの
とする。この時、同調回路46では前記周波数Ｆとの同調
を行うと共にバッファ48を介して混合器50へ信号を送出
する。そこで、この混合器50に対しては、前記リーダラ
イタの送信系より送出される妨害波信号の第２高調波成
分f2を選択して入力し、前記ICカードからの信号の周波
数Ｆとミキシングを行う。この結果、混合器50から出力
される信号は、第７図に示すように、リーダライタの送
信系より送出される妨害波信号の基本波成分f0および第
２高調波成分f2が除去される。そして、第７図に示すよ
うな周波数スペクトルを有する信号は、バンドパスフイ
ルタ52を介して濾波することにより、ICカードから送出
される周波数Ｆのみからなる信号を容易に抽出すること
ができる。次いで、このように妨害波信号を除去された
データ信号は、検波回路54すなわちホモダイン検波回路
により、各ビットデータ幅と一致したキャリア変調波の
検波すなわち同期検波を行うことができる。従って、こ
のようにして検波回路54によってキャリア信号のある期
間のみキャリア信号のミキシングが行われるため、キャ
リアの幅とデータ幅とは一致する。従って、検波された
信号は、コンパレータ56を介して識別され所要のデータ
信号として確実に受信することができる。 〔発明の効果〕 前述した実施例から明らかなように、本発明によれ
ば、ICカードに対しリーダライタを非接触状態にして電
力の供給とデータ信号の授受とを行うよう構成し、特に
ICカードから送信されるデータ信号がキャリアの有無に
よって決定される調歩同期式伝送システムによるビット
データからなり、このビットデータ信号をリーダライタ
の受信系においてそれぞれ電磁結合によって受信する場
合、このビットデータ信号をホモダイン検波により検波
を行うことにより、各ビットデータ幅と一致した同期検
波を行うことができ、ICカードから送出されるビットデ
ータと誤りのないビットデータの受信を行うことができ
る。 特に、本発明においては、リーダライタの送信系から
出力されるデータ信号等に基づく妨害波信号に対し、前
記ICカードから送信されるデータ信号の周波数より低い
最も高次の高調波成分を選択してこれを前記データ信号
の周波数とミキシングすることにより、前記データ信号
の周波数より小さい妨害波信号の周波数成分を確実に除
去することができ、この結果前記データ信号の適正な抽
出を容易に達成することができる。 また、本発明においては、前記ビットデータ信号の周
波数より小さい妨害波信号の周波数成分を除去した後、
バンドパスフィルタを介して前記妨害波信号のさらに高
次の高調波成分を除去することによって、ICカードから
送出される周波数のみからなる信号を容易に抽出するこ
とができる。 以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本
発明は前述した実施例に限定されることなく、本発明の
精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更をなし
得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係るICカード用リーダライタの受信系
検波方式を実施するICカードとリーダライタとのシステ
ム構成を示す概略説明図、第２図は第１図に示す出力ヘ
ッドコアの要部斜視図、第３図は第１図および第２図に
示す出力ヘッドコアとICカードに設けた入力コイルとの
構成配置を示す要部断面図、第４図は第１図に示すICカ
ードの出力コイルとリーダライタの受信コイルとの構成
配置を示す要部断面図、第５図は本発明に係る検波方式
を実施するICカード用リーダライタの受信系のブロック
図、第６図は第５図に示す検波回路の一実施例を示す結
線図、第７図は第５図に示す受信系で妨害波信号の除去
を実施した場合の混合器の出口部におけるデータ信号の
周波数スペクトル図、第８図は妨害波信号の除去を実施
しない場合における受信系の入口部におけるデータ信号
の周波数スペクトル図、第９図は従来のトランジスタ検
波器の回路図、第10図（１），（２）は従来の検波器を
使用した場合におけるキャリア有りの状態でのビットデ
ータ信号の検波入力と検波出力をそれぞれ示す波形図、
第11図（１），（２）は従来の検波器を使用した場合に
おけるキャリア無しの状態でのビットデータ信号の検波
入力と検波出力をそれぞれ示す波形図である。 10……ICカード 12……リーダライタの入出力部 14……プリント回路、16……入力コイル 18……出力コイル、20……出力ヘッドコア 21……コア部、22……受信コイル 24……コイル、26……駆動回路 28……受信回路、30……プラスチック基体 32……円形溝部、34……プラスチック被覆材 36……円形溝部、40……送信系 42……受信系、44……送信回路 46……同調回路、48……バッファ 50……混合器、52……バンドパスフイルタ 54……検波回路、56……コンパレータ 60……ホモダイン検波IC回路 62……ローパスフイルタ L1……送信側コイル、L2……受信側コイル f0……妨害波信号の基本波成分 f2,f3,f4……妨害波信号の第2,3,4高調波成分 Ｆ……ICカードの送信信号の周波数
検波方式を実施するICカードとリーダライタとのシステ
ム構成を示す概略説明図、第２図は第１図に示す出力ヘ
ッドコアの要部斜視図、第３図は第１図および第２図に
示す出力ヘッドコアとICカードに設けた入力コイルとの
構成配置を示す要部断面図、第４図は第１図に示すICカ
ードの出力コイルとリーダライタの受信コイルとの構成
配置を示す要部断面図、第５図は本発明に係る検波方式
を実施するICカード用リーダライタの受信系のブロック
図、第６図は第５図に示す検波回路の一実施例を示す結
線図、第７図は第５図に示す受信系で妨害波信号の除去
を実施した場合の混合器の出口部におけるデータ信号の
周波数スペクトル図、第８図は妨害波信号の除去を実施
しない場合における受信系の入口部におけるデータ信号
の周波数スペクトル図、第９図は従来のトランジスタ検
波器の回路図、第10図（１），（２）は従来の検波器を
使用した場合におけるキャリア有りの状態でのビットデ
ータ信号の検波入力と検波出力をそれぞれ示す波形図、
第11図（１），（２）は従来の検波器を使用した場合に
おけるキャリア無しの状態でのビットデータ信号の検波
入力と検波出力をそれぞれ示す波形図である。 10……ICカード 12……リーダライタの入出力部 14……プリント回路、16……入力コイル 18……出力コイル、20……出力ヘッドコア 21……コア部、22……受信コイル 24……コイル、26……駆動回路 28……受信回路、30……プラスチック基体 32……円形溝部、34……プラスチック被覆材 36……円形溝部、40……送信系 42……受信系、44……送信回路 46……同調回路、48……バッファ 50……混合器、52……バンドパスフイルタ 54……検波回路、56……コンパレータ 60……ホモダイン検波IC回路 62……ローパスフイルタ L1……送信側コイル、L2……受信側コイル f0……妨害波信号の基本波成分 f2,f3,f4……妨害波信号の第2,3,4高調波成分 Ｆ……ICカードの送信信号の周波数
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．記憶機能を有すると共に信号入力手段および信号出
力手段としてそれぞれ空芯の入力コイルと出力コイルを
設けたICカードと、このICカードが挿脱されると共に該
ICカードの挿着時には前記空芯の入力コイルと出力コイ
ルとをそれぞれ電磁結合して情報の読取りおよび書込み
を行うICカード用リーダライタとの組合せによる信号伝
送方式において、 前記ICカードから送信されるデータ信号を、キャリアの
有無によって決定される調歩同期式伝送システムによる
ビットデータとし、このビットデータ信号をリーダライ
タの受信系においてそれぞれ電磁結合によって受信する
場合において、リーダライタの送信系から出力されるデ
ータ信号等に基づく妨害波信号に対し、前記ICカードか
ら送信されるデータ信号の周波数より低い最も高次の高
調波成分を選択して、これを前記データ信号の周波数と
ミキシングすることにより、前記ビットデータ信号の周
波数より小さい妨害波信号の周波数成分を除去した後、
前記リーダライタの受信系に設けた同期検波回路によっ
て局部発振の周波数をキャリアの周波数と一致させてゼ
ロビートとして変調波と同期した信号の検波を行うよう
に構成することを特徴とするICカード用リーダライタの
受信系検波方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62284269A JP2680001B2 (ja) | 1987-11-12 | 1987-11-12 | Ｉｃカード用リーダライタの受信系検波方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62284269A JP2680001B2 (ja) | 1987-11-12 | 1987-11-12 | Ｉｃカード用リーダライタの受信系検波方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01126785A JPH01126785A (ja) | 1989-05-18 |
| JP2680001B2 true JP2680001B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=17676341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62284269A Expired - Lifetime JP2680001B2 (ja) | 1987-11-12 | 1987-11-12 | Ｉｃカード用リーダライタの受信系検波方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2680001B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0838780B1 (en) * | 1996-05-09 | 2005-05-04 | Citizen Watch Co., Ltd. | Storage medium system using contactless memory card |
| US7339120B2 (en) | 2003-06-26 | 2008-03-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electromagnetic wave shield |
| JP2005102101A (ja) | 2003-09-01 | 2005-04-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ゲートアンテナ装置 |
| JP4650237B2 (ja) * | 2005-11-28 | 2011-03-16 | 株式会社デンソーウェーブ | 通信装置及び搬送波検出方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63184184A (ja) * | 1987-01-26 | 1988-07-29 | Tokyo Keiki Co Ltd | メモリパツケ−ジシステム |
-
1987
- 1987-11-12 JP JP62284269A patent/JP2680001B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01126785A (ja) | 1989-05-18 |
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