JP3413349B2

JP3413349B2 - 送受信装置

Info

Publication number: JP3413349B2
Application number: JP21401397A
Authority: JP
Inventors: 明彦谷屋
Original assignee: Nagano Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Nagano Japan Radio Co Ltd
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 2003-06-03
Anticipated expiration: 2017-07-23
Also published as: JPH1141153A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、送受信装置に関
し、詳しくは、受信装置によって振幅変調された自己の
送信信号である高周波信号を位相同期検波することによ
り、その受信装置からの受信データを受信可能に構成さ
れた送受信装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の送受信装置として、出願人は、
図６に示す非接触ＩＣカードリーダシステム１００（以
下、「システム１００」ともいう）を既に開発してい
る。このシステム１００は、ＩＣカード２を挿入可能に
構成されると共に、挿入されたＩＣカード２に対して、
ＩＣカード用電力としての高周波信号を非接触で伝送す
る電力伝送装置１０１を備えて構成されている。電力伝
送装置１０１は、情報読取りおよび情報書込みのための
制御信号に基づいて搬送波信号を位相変調した高周波信
号をＩＣカード２に送信することにより、ＩＣカード２
内の電子回路部７２にＩＣカード用電力を供給すると共
に電子回路部７２内に配設されている図外の内部メモリ
に対しアクセスすることができるように構成されてい
る。

【０００３】具体的な動作について、図５，６を参照し
て説明すると、電力伝送装置１０１では、インターフェ
ース１１部内のＣＰＵ２１が、例えば読取データとし
て、図５（ａ）に示す送信データＳＤを位相変調部１２
に出力すると、位相変調部１２は、同図（ｂ）に示す
９．８３０４ＭＨｚのクロック信号ＣＬを２分周するこ
とにより生成した４．９１５２ＭＨｚの搬送波信号ＣＲ
（同図（ｃ）参照）を送信データＳＤ（同図（ａ）参
照）に基づいて位相変調する。この場合、位相変調部１
２は、同図（ｄ），（ｅ）にそれぞれ示すように、搬送
波信号ＣＲを位相変調することにより、位相が互いに直
交する高周波信号ＲＦ１，ＲＦ２を生成する。具体的に
は、位相変調部１２は、送信データＳＤがロウレベル信
号（以下、「Ｌ信号」ともいう）のときには、搬送波信
号ＣＲに対して０゜位相変調した高周波信号ＲＦ１を高
周波増幅回路３１に出力すると共に、搬送波信号ＣＲに
対して−９０゜位相変調した高周波信号ＲＦ２を高周波
増幅回路３２に出力する。一方、送信データＳＤがハイ
レベル信号（以下、「Ｈ信号」ともいう）のときには、
位相変調部１２は、搬送波信号ＣＲに対して＋９０゜位
相変調した高周波信号ＲＦ１を高周波増幅回路３１に出
力すると共に、搬送波信号ＣＲに対して−１８０゜位相
変調した高周波信号ＲＦ２を高周波増幅回路３２に出力
する。

【０００４】次いで、両高周波増幅回路３１，３２は、
高周波信号ＲＦ１および高周波信号ＲＦ２を増幅した高
周波信号ＲＦ１１，ＲＦ１２をアンテナ整合回路３３，
３４にそれぞれ出力する。この場合、定電流供給回路３
５が定電流を供給することにより両高周波増幅回路３
１，３２を作動させている。アンテナ整合回路３３，３
４は、中心周波数が搬送波信号ＣＲの基本周波数と同一
周波数である４．９１５２ＭＨｚに同調されており、高
調波やノイズ成分を除去すると共に、高周波増幅回路３
１，３２と、アンテナ部１４内に配設された高周波トラ
ンスの一次巻線４１，４２とをそれぞれ整合する。一
方、ＩＣカード２内は、アンテナ部７１を備えており、
高周波信号ＲＦ１１，ＲＦ１２は、アンテナ部７１内に
配設された高周波トランスの二次巻線８１，８２を介し
てＩＣカード２内の電子回路部７２にそれぞれ入力され
る。

【０００５】電子回路部７２では、両高周波信号ＲＦ１
１，ＲＦ１２を整流することにより自身で使用する電力
を生成すると共に、高周波信号ＲＦ１１，ＲＦ１２を位
相同期検波することにより、送信データＳＤに復調す
る。次いで、電子回路部７２は、送信データＳＤに従
い、電力伝送装置１０１に対してアクセスする。この場
合、電子回路部７２は、高周波信号ＲＦ１１，ＲＦ１２
から、搬送波信号ＣＲの２倍の周波数成分である９．８
３０４ＭＨｚのクロック信号ＣＬを抽出すると共に、ク
ロック信号ＣＬを２分周して自身を制御するための内部
クロック信号を生成する。次いで、電子回路部７２は、
内部クロック信号を１６分周することにより、同図
（ｆ）に示す３０７．２ＫＨｚの基準サブキャリアＲＳ
ＣＲを生成し、生成した基準サブキャリアＲＳＣＲをア
ンサーバック用送信データに基づいて位相変調する。こ
の場合、電子回路部７２は、アンサーバック用送信デー
タのデータ変化点において、同図（ｇ）のＡ点に示すよ
うに、基準サブキャリアＲＳＣＲを１８０゜位相変調す
ることによりサブキャリアＳＣＲを生成する。この後、
電子回路部７２は、位相変調したサブキャリアＳＣＲに
基づいて二次巻線８１，８２の負荷インピーダンスを変
動させる。これにより、高周波信号ＲＦ１１，ＲＦ１２
は、同図（ｈ）に示すように、サブキャリアＳＣＲに同
期して振幅変調させられる。

【０００６】一方、電力伝送装置１０１では、高周波信
号ＲＦ１１，ＲＦ１２が振幅変調させられたことに起因
して、定電流供給回路３５の供給端電圧に電圧変動が生
じる。このため、受信部１５内の受信検出回路５１が、
振幅復調することにより、同図（ｉ）に示すサブキャリ
アＳＣＲを検出する。ここで、キャリア同期回路５２
は、ディジタルＰＬＬ（Digital-Phase-Locked-Loop 、
以下、「ＤＰＬＬ」ともいう）で構成されており、入力
された９．８３０４ＭＨｚのクロック信号ＣＬに駆動さ
せられて、同図（ｊ）に示すように、サブキャリアＳＣ
Ｒに同期した復調用のクロック信号ＤＣＬを生成して位
相検出回路５３に出力する。位相検出回路５３は、クロ
ック信号ＤＣＬとサブキャリアＳＣＲとの排他的論理和
によって位相検波することにより、同図（ｋ）に示す受
信データＲＤをサブキャリアＳＣＲから検出し、検出し
た受信データＲＤをＣＰＵ２１に出力する。これによ
り、ＣＰＵ２１は、受信データＲＤを受信することによ
り、ＩＣカード２内の情報を読み取ったり書き込んだり
することが可能となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この出願人
が開発した電力伝送装置１０１には、以下の改善点があ
る。すなわち、アンテナ整合回路３３，３４では、高周
波信号ＲＦ１１，ＲＦ１２の搬送波周波数に同調させら
れている。一方、位相変調部１２によって搬送波信号Ｃ
Ｒが位相変化させられた際には、搬送波信号ＣＲの高調
波成分や他のノイズ成分が高周波信号ＲＦ１１，ＲＦ１
２に含まれる。このため、受信検出回路５１は、高周波
信号ＲＦ１１，ＲＦ１２の振幅変動分と、サブキャリア
ＳＣＲの振幅成分とを加算して検出する。したがって、
キャリア同期回路５２は、検出された振幅変化に自動的
に追従するため、本来位相ロックすべき位相変化点でな
い部位にロックしようと動作する結果、正常な位相のク
ロック信号ＤＣＬに対して１８０゜位相が異なった（つ
まり、位相が反転した）クロック信号ＤＣＬを出力する
ことがある。このような事態が生じた場合、位相検波回
路５３がサブキャリアＳＣＲを位相検波する際に、Ｈ信
号をＬ信号として検出したり、Ｌ信号をＨ信号として検
出したりすることがある結果、受信エラーが生じる。し
たがって、出願人が開発した電力伝送装置１０１には、
キャリア同期回路によって生成されるクロック信号ＤＣ
Ｌの位相ずれによる受信エラーの発生を防止すべきとす
る改善点がある。

【０００８】なお、キャリア同期回路５２内のＤＰＬＬ
のロックアップタイムをある程度長時間に設定して位相
ずれをなくすことにより、受信エラーを防止することは
可能である。ところが、このように設定した場合には、
調歩同期方式送受信の場合や、サブキャリアＳＣＲの１
データスロットの時間と送信データＳＤの１データスロ
ットの時間との比が小さい場合には、ＤＰＬＬがロック
するまでに時間がかかりすぎる結果、位相検波回路５３
による位相同期検波が困難になるという問題点が発生す
る。

【０００９】本発明は、かかる改善点を解決すべくなさ
れたものであり、受信エラーの発生を防止し得る送受信
装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく請
求項１記載の送受信装置は、送信データに基づいて搬送
波を位相変調することにより高周波信号を生成する変調
部と、高周波信号を増幅する高周波増幅部と、受信装置
側に配設された受信側電力結合部と結合可能に構成され
高周波増幅部によって増幅された増幅高周波信号を受信
側電力結合部に出力する送信側電力結合部と、高周波増
幅部と送信側電力結合部とを整合可能な整合部と、受信
データに基づき受信装置によって振幅変調された増幅高
周波信号から振幅信号を検出する振幅信号検出部と、検
出された振幅信号の基本周波数信号に位相同期する復調
用信号を生成する復調信号生成部と、生成された復調用
信号に基づいて振幅信号を位相検波することにより受信
データを復調する復調部とを備え、送信データおよび受
信データを半二重方式によって送受信する送受信装置に
おいて、変調部による搬送波の位相変化時から所定時間
を経過した時に復調部によって復調された受信データを
予め定めた所定値に確定すると共にその確定時後に復調
される受信データをその確定値との相対的な関係を維持
可能な値に変換するデータ変換部を備えていることを特
徴とする。

【００１１】一般的には、半二重方式によって送受信す
る際は、送信終了から受信を開始するまでには、１デー
タスロットに相当する時間よりも長い休止時間が設けら
れている。この送受信装置では、データ変換部は、変調
部によって搬送波が位相変化させられた時から所定時間
を経過した時に復調部によって復調された受信データ
を、予め定めた所定値に確定する。この場合、所定時間
としては、復調信号生成部によって生成される復調用信
号の位相が完全に安定するに必要とされる時間であるこ
とが好ましい。次いで、データ変換部は、その確定時後
の受信データを、確定値との相対的な関係が維持できる
値に変換する。つまり、例えば、受信データが２値デー
タの場合、データ変換部は、値０の受信データを値１に
確定したときには、それ以降の受信データにおける値０
および値１を、値１および値０にそれぞれ変換する。こ
の場合、例えば、確定する値を、送受信の間の休止期間
に用いられる値に設定しておくことにより、復調用信号
の位相が本来の位相とは反転している場合であっても、
受信データを正確に受信することが可能となる。

【００１２】請求項２記載の送受信装置は、請求項１記
載の送受信装置において、データ変換部は、各送信時に
おける最後の位相変化時から所定時間の経過後毎に受信
データを所定値に確定することを特徴とする。

【００１３】送信データの最後に位相変化が生じた時点
から所定時間を経過すると、復調信号生成部によって生
成される復調信号の位相は安定する。したがって、各送
信時における最後の位相変化時から所定時間の経過後毎
に受信データを確定させることにより、その後に復調さ
れる受信データの相対的な位相関係は正確に維持され
る。この結果、１送信時間内において位相が変化する毎
に確定させる場合と比較して、簡易に制御可能となる。

【００１４】請求項３記載の送受信装置は、請求項１ま
たは２記載の送受信装置において、送信データおよび受
信データは調歩同期方式に適合可能なデータ構造によっ
てそれぞれ構成され、データ変換部は、データ構造にお
ける無信号に対応する値に受信データを確定することを
特徴とする。

【００１５】請求項１記載の送受信装置は、半二重方式
によるすべての通信に適合可能である。一方、調歩同期
方式による送受信の場合には、送信終了から受信までの
間の休止期間におけるデータの値は予め値１に規定され
ている。したがって、調歩同期方式による送受信に用い
られる限りは、工場出荷時において受信データの確定値
を値１に予め設定しておくことが可能となる結果、確定
値を各送受信装置毎に個別的に設定するという煩雑な作
業を省くことが可能となる。

【００１６】請求項４記載の送受信装置は、請求項１か
ら３のいずれかに記載の送受信装置において、送信側電
力結合部および受信側電力結合部は、それぞれ高周波ト
ランスの一次巻線および二次巻線を構成し、高周波信号
の搬送波成分は受信装置側の電力として供給されること
を特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係る送受信装置を、非接触式のＩＣカードリーダに
適用した実施の形態について説明する。なお、従来のシ
ステム１００における構成要素と同一の構成要素および
用いられる各種信号については同一の符号を付して、重
複説明を省略する。

【００１８】最初に、非接触式ＩＣカードリーダのシス
テム構成について、図１，２を参照して説明する。

【００１９】非接触式ＩＣカードリーダシステムは、図
１に示すように、ＩＣカード２に対して例えば２００ｍ
Ｗ〜３００ｍＷの電力を供給すると共にＩＣカード２に
アクセス可能に構成された電力伝送装置（本発明におけ
る送受信装置に相当する）１を備えて構成されている。

【００２０】電力伝送装置１は、同図に示すように、イ
ンターフェース部１１、本発明における変調部に相当す
る位相変調部１２、電力伝送部１３、本発明における送
信側電力結合部に相当するアンテナ部１４、受信部１５
および制御部１６を備えている。

【００２１】インターフェース部１１は、ＣＰＵ２１を
備えて構成されており、ＣＰＵ２１は、通信ポートを介
して図外の管理装置などとの間で各種制御データやカー
ドデータの送受信を実行する。具体的には、ＣＰＵ２１
は、管理装置が送信した制御データに従い、所定の送信
データＳＤを制御部１６に出力することによりＩＣカー
ド２（図２参照）にアクセスし、ＩＣカード２内の顧客
情報や残高情報などの読込み制御や、新たな残高情報な
どの書込み制御を実行する。位相変調部１２は、入力し
た９．８３０４ＭＨｚのクロック信号ＣＬを２分周する
と共に、分周した搬送波信号ＣＲに対して、制御部１６
を介して入力した送信データＳＤに基づいて位相変調す
ることにより、互いに直交する高周波信号ＲＦ１，ＲＦ
２を生成する。

【００２２】電力伝送部１３は、本発明における高周波
増幅部に相当し高周波信号ＲＦ１，ＲＦ２をそれぞれ増
幅する高周波増幅回路３１，３２と、本発明における整
合部に相当し高周波増幅回路３１，３２およびアンテナ
部１４間を整合するアンテナ整合回路３３，３４と、定
電流を高周波増幅回路３１，３２に供給する定電流供給
回路３５とを備えている。アンテナ部１４は、ＩＣカー
ド２側に配設された高周波トランスの二次巻線に磁気的
に結合可能な一次巻線４１，４２を備えて構成されてい
る。この場合、一次巻線４１，４１は、プリント基板上
に渦巻き状に形成されたプリントパターンによって形成
され、その渦巻き状パターンの中央部には図示しない磁
気コアが配設されている。

【００２３】受信部１５は、本発明における振幅信号検
出部に相当する受信検出回路５１と、本発明における復
調信号生成部に相当するキャリア同期回路５２と、本発
明における復調部に相当する位相検波回路５３とを備え
ている。

【００２４】制御部１６は、本発明におけるデータ変換
部に相当し、送信データサンプリング回路６１、タイミ
ング制御回路６２、後述するサンプリングの際のサンプ
リング信号の基準となるクロック信号ＣＬを発振してタ
イミング制御回路６２に出力する発振器６３、および受
信データ変換回路６４を備えている。ここで、送信デー
タサンプリング回路６１は、ＣＰＵ２１から出力され調
歩同期方式のデータ構造によって形成される送信データ
ＳＤを入力すると共に、送信データＳＤの位相変化点を
検出して位相変化データＰＤとしてタイミング制御回路
６２に出力する。タイミング制御回路６２は、位相変化
データＰＤの入力時を起点として所定時間経過後に、後
述する位相確定制御信号ＰＬＳ受信データ変換回路６４
に出力する。受信データ変換回路６４は、位相確定制御
信号ＰＬＳを入力した時に位相検波回路５３から出力さ
れた受信データＲＤを値１に確定する。また、受信デー
タ変換回路６４は、所定時間毎に、確定した所定値に応
じた値に受信データＲＤを変換する。

【００２５】次に、ＩＣカード２の内部構成について、
図２を参照して説明する。

【００２６】同図に示すように、ＩＣカード２は、アン
テナ部７１および電子回路部７２を備えている。アンテ
ナ部７１は、電力伝送装置１におけるアンテナ部１４の
一次巻線４１，４２と磁気的に結合可能な二次巻線８
１，８２を備えており、一次巻線４１，４２と二次巻線
８１，８２とで高周波トランスを形成する。

【００２７】電子回路部７２は、受電回路９１，９２、
定電圧回路９３、初期化回路９４、位相検波回路９５、
クロック生成回路９６，データ復調回路９７，信号処理
回路９８および振幅変調回路９９を備えている。ここ
で、受電回路９１，９２は、ダイオードブリッジによる
整流回路でそれぞれ構成され、アンテナ部７１を介して
入力した高周波信号ＲＦ１１，１２を整流することによ
り生成した直流を定電圧回路９３に出力すると共に、高
周波信号ＲＦ１１，ＲＦ１２を位相検波回路９５に出力
する。定電圧回路９３は、所定電圧に安定化した直流電
源電力を生成し、ＩＣカード２内の各回路用の電源とし
て出力する。初期化回路９４は、所定電圧が入力された
際に、リセット信号ＲＳを出力することにより、信号処
理回路９８を初期リセットする。

【００２８】位相検波回路９５は、入力した高周波信号
ＲＦ１１，ＲＦ１２を位相検波することにより受信デー
タＲＤ１１に復調してデータ復調回路９７に出力すると
共に、高周波信号ＲＦ１，ＲＦ２をクロック生成回路９
６に出力する。クロック生成回路９６は、高周波信号Ｒ
Ｆ１，ＲＦ２の排他的論理和を求めた後２分周すること
により、自身を制御するための４．９１５２ＭＨｚの内
部クロック信号ＣＬＩを生成し、生成した内部クロック
信号ＣＬＩをデータ復調回路９７および信号処理回路９
８に出力する。データ復調回路９７は、内部クロック信
号ＣＬＩに同期して受信データＲＤ１１を読み込みこと
により送信データＳＤに復調し、復調した送信データＳ
Ｄを信号処理回路９８に出力する。信号処理回路９８
は、ＣＰＵを備えて構成されており、送信データＳＤに
従って所定の処理を実行する。また、信号処理回路９８
は、内部クロック信号ＣＬＩを１６分周することによ
り、３０７．２ＫＨｚの基準サブキャリアＲＳＣＲを生
成し、生成した基準サブキャリアＲＳＣＲをアンサーバ
ック用送信データに基づいて位相変調すると共に、位相
変調したサブキャリアＳＣＲを振幅変調回路９９に出力
する。この場合、信号処理回路９８は、アンサーバック
用送信データのデータ変化点において基準サブキャリア
ＲＳＣＲを１８０゜位相変調する。振幅変調回路９９
は、サブキャリアＳＣＲのＨ信号およびＬ信号に同期し
て内部インピーダンスを変動させることにより、受電回
路９１，９２を介して二次巻線８１，８２の負荷インピ
ーダンスを変動させる。これにより、高周波信号ＲＦ１
１，ＲＦ１２は、図５（ｈ）に示すように、サブキャリ
アＳＣＲに同期して振幅変調される。

【００２９】次に、非接触式ＩＣカードリーダにおける
全体的な動作について説明する。なお、電力伝送装置１
からの送信並びにＩＣカード２における受信および送信
動作については、前述した非接触ＩＣカードリーダシス
テム１００における動作と同一のため、ここでは、電力
伝送装置１における受信動作についてのみ、図３，４を
参照して説明する。

【００３０】この非接触式ＩＣカードリーダでは、通信
速度が９８００ＢＰＳの半二重調歩同期方式により送受
信が行われる。この場合、調歩同期方式では、図３に示
すように、送信データＳＤの最後にストップビットＳＤ
Ｅが付加されるため、送信データＳＤの送信終了時か
ら、受信データＲＤのスタートビットＲＤＳを受信する
までの間には、１データスロットに相当する時間以上の
休止時間ｔｒが存在し、その間では、値が１に維持され
る。これらを前提として、電力伝送装置１は、以下の処
理を実行する。

【００３１】送信データサンプリング回路６１は、送信
データＳＤがＣＰＵ２１から出力されると、送信データ
ＳＤの位相変化点を検出し、その都度、位相変化データ
ＰＤをタイミング制御回路６２に出力する。したがっ
て、送信データサンプリング回路６１は、送信データＳ
ＤにおけるストップビットＳＤＥの１つ手前のビットデ
ータＳＤＥ１が値０の場合には、図４（ａ）に示すよう
に、時間ｔ₁，ｔ₂において位相データＰＤを出力す
る。一方、送信データＳＤの位相が変化した際には、キ
ャリア同期回路５２によって生成されるクロック信号Ｄ
ＣＬの位相が、同図（ｄ）に示すように、正常に位相ロ
ックされているときと比較して、位相ずれを生じる。こ
の場合、位相検波回路５３が受信検出回路５１から出力
されたサブキャリアＳＣＲ（同図（ｃ）参照）とクロッ
ク信号ＤＣＬとの排他的論理和によって位相検波してい
る。このため、クロック信号ＤＣＬの位相が本来の位相
に対して１８０゜位相ずれした場合には、同図（ｅ）の
部位Ｂに示すように、本来値１として検出されなければ
ならないデータが値０として検出される。この場合に特
に問題となるのは、一旦位相が１８０゜位相ずれし、そ
の後に正しく位相ロックし直さない限り、誤った値を検
出し続けることである。したがって、誤検出したままの
受信データＲＤがＣＰＵ２１に入力されると、受信エラ
ーが生じる。

【００３２】この電力伝送装置１では、タイミング制御
回路６２が、位相変化データＰＤを入力した時間ｔ₁か
ら所定時間を経過した時間ｔ₁₂に位相確定制御信号ＰＬ
Ｓを受信データ変換回路６４に出力する。次いで、受信
データ変換回路６４は、位相確定制御信号ＰＬＳの入力
時に位相検波回路５３から出力された受信データＲＤを
サンプリングすると共に、そのサンプリング値を初期値
として値１に確定する。この場合、所定時間として、少
なくともキャリア同期回路５２におけるＤＰＬＬのロッ
クアップ時間を超える時間に設定する。次いで、受信デ
ータ変換回路６４は、一般的なデータサンプリングと同
様にして、ノイズＮを除去するために受信データＲＤの
エッジ変化時ｔ₀₁から所定時間を経過する毎に受信デー
タＲＤをサンプリングし、これらの各値を、確定したサ
ンプリング値との相対的関係が保たれるように変換す
る。この場合、所定時間としては、位相を確定した後で
あって、１データスロットに相当する時間よりも短い時
間に設定する。なお、この場合には、時間ｔ₁₂の後の時
間ｔ₂において位相変化データＰＤが入力されるため、
受信データＲＤのサンプリングを一旦停止する。

【００３３】次いで、時間ｔ₂において位相変化データ
ＰＤが入力されると、タイミング制御回路６２は、受信
データ変換回路６４に対して位相確定制御信号ＰＬＳを
出力する。次いで、受信データ変換回路６４は、時間ｔ
₂₁において受信データＲＤを値１に再度確定した後、エ
ッジ変化時ｔ₀₂から所定の時間を経過した時間ｔ₂₂，，
ｔ₂₃・・の時点で受信データＲＤをサンプリングし、サ
ンプリングした受信データＲＤの値に対して、確定した
値１との相対的関係が維持されるように変換する。つま
り、受信データ変換回路６４は、値０の受信データＲＤ
を値１に確定したときには、それ以降の受信データＲＤ
における値０および値１を、値１および値０にそれぞれ
変換する。これにより、時間ｔ₂₂および時間ｔ₂₃におい
て受信データＲＤは、それぞれ値１および値０に変換さ
れる。この結果、受信データＲＤは、同図（ｆ）に示す
ように正規な値の受信データＲＤ１に変換された後にＣ
ＰＵ２１に出力される。

【００３４】ＣＰＵ２１は、時間ｔ₁₂においてサンプリ
ングされた受信データＲＤについては、自己が送信中で
あるため、ＩＣカード２から送信された受信データＲＤ
でないと判別して破棄する。次いで、時間ｔ₂₁において
確定された後の時間ｔ₂₂，ｔ₂₃・・でサンプリングされ
た受信データＲＤは、送信終了後に入力されたデータで
あるため、ＩＣカード２からの受信データＲＤとして取
り扱い、図外の内部ＲＡＭに記憶させる。

【００３５】以上のように処理する結果、ＣＰＵ２１
は、受信エラーを起こすことなく受信データＲＤ１を受
信することができる。ここで受信エラーを防止すること
ができるのは以下の理由からである。すなわち、調歩同
期方式においては、送信データＳＤが位相変化させられ
た後に入力される受信データＲＤ１は常に値１に規定さ
れている。したがって、クロック信号ＤＣＬの位相が安
定している時間ｔ₂₁において位相検波回路５３から出力
される受信データＲＤの値がたとえ値０であっても値１
として確定し、確定した値と、それ以降に入力される受
信データＲＤの値との相対的関係を維持すれば、受信デ
ータＲＤの値を正確に受信することができるのである。

【００３６】なお、本発明は、上記した構成および処理
に限定されず、適宜変更することが可能である。例え
ば、電力伝送装置１では、上記したデータ確定処理を送
信データＳＤの位相変化時毎に行っているが、送信デー
タＳＤにおいて位相が最後に変化した時にのみ行うこと
ができる。つまり、制御部１６では、最後の位相変化デ
ータＰＤが何時入力されるかを把握できないため、送信
データＳＤの位相変化毎にデータ確定処理を行っている
が、ＣＰＵ２１が最終位相変化時にのみ、図１の破線に
示すように、位相変化データＰＤをタイミング制御回路
６２に直接出力するようにしてもよい。この場合には、
送信データサンプリング回路６１を不要にすることがで
きると共に、受信データ変換回路６４に対する位相確定
処理の制御が容易になる。

【００３７】また、本発明の実施の形態では、非接触式
ＩＣカードリーダに適用する例について説明したが、本
発明は、これに限定されず、電話機本体から子機に対し
て非接触または接触して高周波電力を伝送し、伝送した
高周波電力を充電用電力にする電話機充電システムや、
便座の暖房機器にも適用することもできるし、送信側お
よび受信側の結合手段同士が互いに非接触または接触し
て高周波信号を送受信する装置のすべてに適用が可能で
ある。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の送受信装
置によれば、データ変換部が、変調部による搬送波の位
相変化時から所定時間経過時に復調部によって復調され
た受信データを予め定めた所定値に確定すると共に、そ
の確定時後に復調される受信データを確定値との相対的
な関係が維持可能な値に変換することにより、復調用信
号の位相が本来の位相とは反転している場合であって
も、受信データを正確に受信することができる。

【００３９】また、請求項２記載の送受信装置によれ
ば、データ変換部が、各送信時における最後の位相変化
時から所定時間の経過後毎に受信データを所定値に確定
することにより、位相が変化する毎に確定させる場合と
比較して、簡易に制御することができる。

【００４０】また、請求項３記載の送受信装置によれ
ば、送信データおよび受信データが調歩同期方式に適合
可能なデータ構造によって構成され、データ変換部が、
データ構造における無信号に対応する値に受信データを
確定することにより、確定値を画一的かつ容易に設定す
ることができる。

【００４１】さらに、請求項４記載の送受信装置によれ
ば、送信側電力結合部および受信側電力結合部がそれぞ
れ高周波トランスの一次巻線および二次巻線を構成する
ことにより、高周波信号の搬送波成分を受信装置側の電
力として供給することができる結果、いわゆる電力伝送
システムの送信装置として好適に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る非接触式ＩＣカード
リーダにおける電力伝送装置のブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る非接触式ＩＣカード
リーダにおけるＩＣカードのブロック図である。

【図３】調歩同期方式における送信データＳＤと受信デ
ータＲＤとの時間的な関係を示す信号波形図である。

【図４】（ａ）は送信データＳＤのストップビットＳＤ
Ｅ近傍の信号波形図、（ｂ）は受信データＲＤのスター
トビットＲＤＳ近傍の信号波形図、（ｃ）はサブキャリ
アＳＣＲの信号波形図、（ｄ）はクロック信号ＤＣＬの
信号波形図、（ｅ）は受信データＲＤの信号波形図、
（ｆ）は変換後の受信データＲＤ１の信号波形図であ
る。

【図５】本発明の実施の形態に係る非接触式ＩＣカード
リーダおよび出願人が既に開発した非接触ＩＣカードリ
ーダシステムにおける各部の信号波形図であって、
（ａ）は送信データＳＤの信号波形図、（ｂ）はクロッ
ク信号ＣＬの信号波形図、（ｃ）は搬送波信号ＣＲの信
号波形図、（ｄ）は高周波信号ＲＦ１の信号波形図、
（ｅ）は高周波信号ＲＦ２の信号波形図、（ｆ）は基準
サブキャリアＲＳＣＲの信号波形図、（ｇ）はサブキャ
リアＳＣＲの信号波形図、（ｈ）は高周波信号ＲＦ１
１，ＲＦ１２の信号波形図、（ｉ）はサブキャリアＳＣ
Ｒの信号波形図、（ｊ）はクロック信号ＤＣＬの信号波
形図、（ｋ）は受信データＲＤの信号波形図である。

【図６】出願人が既に開発した非接触ＩＣカードリーダ
システムのブロック図である。

【符号の説明】

１電力伝送装置２ＩＣカード１２位相変調部１４アンテナ部１６制御部３１高周波増幅回路３２高周波増幅回路３３アンテナ整合回路３４アンテナ整合回路５１受信検出回路５２キャリア同期回路５３位相検波回路６１送信データサンプリング回路６２タイミング制御回路６４受信データ変換回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】送信データに基づいて搬送波を位相変調
することにより高周波信号を生成する変調部と、前記高
周波信号を増幅する高周波増幅部と、受信装置側に配設
された受信側電力結合部と結合可能に構成され前記高周
波増幅部によって増幅された増幅高周波信号を当該受信
側電力結合部に出力する送信側電力結合部と、前記高周
波増幅部と前記送信側電力結合部とを整合可能な整合部
と、受信データに基づき前記受信装置によって振幅変調
された前記増幅高周波信号から振幅信号を検出する振幅
信号検出部と、当該検出された振幅信号の基本周波数信
号に位相同期する復調用信号を生成する復調信号生成部
と、当該生成された復調用信号に基づいて前記振幅信号
を位相検波することにより前記受信データを復調する復
調部とを備え、前記送信データおよび前記受信データを
半二重方式によって送受信する送受信装置において、前記変調部による前記搬送波の位相変化時から所定時間
を経過した時に前記復調部によって復調された前記受信
データを予め定めた所定値に確定すると共に当該確定時
後に復調される前記受信データを当該確定値との相対的
な関係を維持可能な値に変換するデータ変換部を備えて
いることを特徴とする送受信装置。
【請求項２】前記データ変換部は、各送信時における
最後の位相変化時から前記所定時間の経過後毎に前記受
信データを前記所定値に確定することを特徴とする請求
項１記載の送受信装置。
【請求項３】前記送信データおよび受信データは調歩
同期方式に適合可能なデータ構造によってそれぞれ構成
され、前記データ変換部は、前記データ構造における無
信号に対応する値に前記受信データを確定することを特
徴とする請求項１または２記載の送受信装置。
【請求項４】前記送信側電力結合部および前記受信側
電力結合部は、それぞれ高周波トランスの一次巻線およ
び二次巻線を構成し、前記高周波信号の搬送波成分は前
記受信装置側の電力として供給されることを特徴とする
請求項１から３のいずれかに記載の送受信装置。