JP3607585B2

JP3607585B2 - 非接触応答装置

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Publication number: JP3607585B2
Application number: JP2000252473A
Authority: JP
Inventors: 弘司伴; 利徳福永; 正浩吉澤; 忠雄竹田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2020-08-23
Also published as: JP2002064403A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁誘導を用いて非接触状態で電力供給とデータ通信を行う質問装置と応答装置とからなる非接触通信システムに係り、特に通信状態に応じて内部回路の特性を動的に変化させることにより、電力伝送の効率を向上させることができる非接触応答装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＩＣカード、ＲＦタグ、データキャリアなどの携帯可搬電子データ担体を非接触応答装置として使用し、０．１ＭＨｚ〜数１０ＭＨｚ程度のキャリア周波数を用いた電磁誘導を利用して、非接触で非接触応答装置へ電力を供給するとともに、キャリア波に変調をかけることによりデータを重畳してデータ通信を行う、非接触通信システムが盛んに検討され、商用化が進みつつある。このような非接触通信システムには、１つの質問装置の電磁界によって複数の非接触応答装置が同時に給電を受け、各非接触応答装置の内部回路が動作可能なアクティブ状態をとることができ、質問装置は各非接触応答装置と通信が可能であるという特徴がある。
【０００３】
しかし、このような非接触通信システムでは、その電磁界の出力特性が電波法等の法規により制限を受け、また例えば、情報処理装置等電波障害自主規制協議会、通称ＶＣＣＩと呼ばれる協議会によって制定された「情報処理装置および電子事務機器等から発生する妨害波の自主規制運用規定」などの自主規制運用規定によっても、種々の制限を受けている。このような制限により、質問装置の送信出力を低く設定する結果、非接触応答装置が受信可能な電力も低く設定せざるを得なくなり、非接触応答装置のデータ処理機能を抑える必要が生じる。また、質問装置の送信出力を抑えなければならないため、非接触通信システムの特徴である、質問装置と複数の非接触応答装置との通信機能を損なう結果となっているのが実情である。
【０００４】
このような問題の背景にある技術的問題の１つが、非接触応答装置の電力消費の特性である。電磁誘導によって質問装置から給電を受けつつ安定したデータ通信の変復調を行うために、通常、非接触応答装置内の電源回路は定電力設計がなされており、回路全体の動作による内部信号ノイズを抑えるように設計されている。非接触応答装置の内部の処理が軽い場合、電源回路は、余剰電力を抵抗成分で熱に変化させる。その結果、非接触応答装置は、内部処理の状態に関わらず、一定の電力を消費することになる。
【０００５】
このような非接触応答装置の複数個が質問装置の送信電磁界の中に入ってアクティブ状態をとれば、質問装置との通信状態や内部の処理状態に関わらず、各々が電磁結合状態に応じて一定の電力給電を確保しようとする。非接触通信システムの電力消費の観点から見ると、ある時間においては、質問装置と応答を行う装置は一つであって、他の非接触応答装置は質問を待機する状態にしかすぎないため、エネルギー効率上、待機状態の非接触応答装置の多大な電力消費は問題であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の非接触通信システムでは、質問装置の送信電磁界内に入った全ての非接触応答装置が、質問装置との通信状態や内部の処理状態に関わらず、一定の電力を消費してしまうという問題点があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、質問装置からの受信電力量の効率的な制御を簡単な構成で実現し、非接触通信システムにおける電力消費の効率を向上させることができる非接触応答装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明は、質問装置からのキャリア波を受信すると共に質問装置への応答波を送信するアンテナ回路と、このアンテナ回路で受信したキャリア波から自装置の駆動用電力を得る整流回路と、キャリア波から自装置に対する質問データを取得したとき、この質問データに対する応答データを生成して、アンテナ回路から応答波として送信させる内部ロジック回路とを備え、電磁誘導を用いて非接触状態で質問装置から電力供給を受けると共に質問装置との間でデータ通信を行う非接触応答装置において、アンテナ回路のインピーダンスを変化させる容量切替回路と、整流回路の出力電圧を検出する電圧検出回路とを有し、容量切替回路は、容量素子と電子スイッチとを直列に接続した容量スイッチを複数組備え、容量スイッチは、アンテナ回路と並列に接続され、内部ロジック回路は、自装置が質問装置からの質問データを待つ待機状態になったとき、質問装置からの受信電力量が質問データの認識に最低限必要な電力量ＰＬとなるようアンテナ回路の受電効率を低下させ、自装置に対する質問データを受信したとき、受信電力量が応答波の生成・送信に最低限必要な電力量ＰＨ（ＰＬ＜ＰＨ）となるよう受電効率を増大させるように容量切替回路を制御するとともに、電圧検出回路の出力状態に応じて容量切替回路中の各電子スイッチの開閉状態を制御するようにしたものである。
【０００８】
このように、本発明では、非接触応答装置が質問装置から電力供給を受けつつ質問装置と通信する通常の伝送モードにおいて、内部ロジック回路が容量切替回路を制御することにより、非接触応答装置が待機状態になったとき、アンテナ回路のインピーダンスを変化させて受電効率を低下させ、質問装置からの受電電力量を電力量ＰＬとし、非接触応答装置が質問装置からの質問データを受信してアクティブ状態になるとき、アンテナ回路のインピーダンスを変化させて受電効率を増大させ、質問装置からの受電電力量を電力量ＰＨとするので、待機状態における非接触応答装置の電力消費量を簡単な構成で低減することができる。また、電圧検出回路の出力状態に応じて容量切替回路中の各電子スイッチの開閉状態を制御することにより、質問装置の出力特性や質問装置と非接触応答装置の相互の位置・角度によって受信電力が変動することがあっても、受信する電力を適切に減少させることが可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、スイッチ制御が可能な容量切替回路を搭載した非接触応答装置を用いて、伝送状態においてインピーダンス制御を動的に行い、非接触応答装置の電力消費量を制御することを特徴とする。
〔基本例〕
以下、本発明の実施の形態の説明に入る前に、基本例となる非接触通信システムについて図１を用いて説明する。図１の非接触通信システムは、質問装置１と非接触応答装置２とから構成される。質問装置１は、非接触応答装置２への電力供給のためにデータ送信時以外のときにも無変調のキャリア波を送信している。質問装置１と非接触応答装置２は、データを送信するときキャリア波を変調してデータを重畳する。
【００１０】
質問装置１は、無変調のキャリア波を発生するキャリア波発生回路１０と、キャリア波発生回路１０から出力された無変調のキャリア波または変調されたキャリア波を送信したり、非接触応答装置２から送信された応答波を受信したりするためのアンテナ回路１１を有している。アンテナ回路１１は、アンテナとして動作するコイルＬ１１と２つの容量素子Ｃ１１，Ｃ１２を備えており、コイルＬ１１は、一方の容量素子Ｃ１１と並列接続されているとともに、他方の容量素子Ｃ１２と直列接続されている。なお、図１では、データの送信時にキャリア波を変調する変調回路、非接触応答装置２から送信された応答波を受信して復調する復調回路、非接触応答装置２へのデータを生成したり、復調回路で復調されたデータを処理したりする制御回路等の回路については記載を省略している。
【００１１】
非接触応答装置２は、質問装置１から送信されたキャリア波を受信したり、応答波を送信したりするためのアンテナ回路２０と、アンテナ回路２０のインピーダンスを変化させる容量切替回路２１と、アンテナ回路２０で受信されたキャリア波を整流して非接触応答装置２の各回路駆動用の電力を得る整流回路２２と、整流回路２２の出力電圧を定電圧化する定電圧回路２３と、アンテナ回路２０で受信された変調されたキャリア波を復調する復調回路２４と、キャリア波から自装置に対する質問データを取得したとき、この質問データに対する応答データを生成してアンテナ回路２０から応答波として送信させると共に、通信状態に応じて容量切替回路２１を制御してアンテナ回路２０のインピーダンスを変化させ、非接触応答装置２の受信電力量を制御する内部ロジック回路２５と、内部ロジック回路２５から出力された応答データでキャリア波を変調する変調回路２６とを有している。
【００１２】
アンテナ回路２０は、アンテナとして動作するコイルＬ２１と２つの容量素子Ｃ２１，Ｃ２２を備えており、コイルＬ２１は、一方の容量素子Ｃ２１と並列接続されているとともに、他方の容量素子Ｃ２２と直列に接続されている。ここで、コイルＬ２１のインダクタンスと２つの容量素子Ｃ２１，Ｃ２２の容量は、アンテナ回路２０の受信電力量がこの非接触応答装置２の全ての動作に必要十分な電力レベルとなるように設定されている。
【００１３】
容量切替回路２１は、容量素子Ｃｖ１と、例えばトランジスタ等からなる電子スイッチＳ１とを直列に接続した容量スイッチＣＳからなり、アンテナ回路２０と並列に接続されている。ここで、容量素子Ｃｖ１の容量は、電子スイッチＳ１が閉じて容量素子Ｃｖ１がアンテナ回路２０に並列接続されたときに、アンテナ回路２０の受信電力量が質問装置１の発信する質問を正常に受信するための最低限必要な電力量に適当なマージンを付加した電力レベルとなるように設定されている。また、電子スイッチＳ１と内部ロジック回路２５の間には、電子スイッチＳ１の開閉を制御する信号線が接続されている。
【００１４】
整流回路２２は全波整流回路であり、入力側が容量切替回路２１の容量スイッチＣＳの両端に接続され、出力側が定電圧回路２３の入力側に接続されている。定電圧回路２３は、出力側が駆動用電力を必要とする各回路と接続されている。内部ロジック回路２５は、ＣＰＵ２５ａと、ＲＯＭ２５ｂと、ＲＡＭ２５ｃと、不揮発メモリ２５ｄと、カウンタ２５ｅとを有している。
【００１５】
質問装置１から非接触応答装置２へ供給される電力は、両者のインピーダンスの整合状態の関数となり、整合すると高効率で給電が行われるため非接触応答装置２の受信電力が増加し、整合がミスマッチすると反射される電力が増えるため非接触応答装置２の受信電力が減少する。通常、アンテナ回路２０のインピーダンスの制御は、受信電力を高めるためのインピーダンス整合に用いるが、本発明においては、非接触応答装置２の余分な消費電力を削減するために、インピーダンス整合をミスマッチさせる制御にも用いることを特徴とする。
【００１６】
次に、図１〜図３を参照して非接触応答装置２の動作を説明する。図２は、質問装置１からの質問と非接触応答装置２からの応答のタイミング、およびその際の非接触応答装置２の受信電力量を時系列的に表したタイミングチャートである。図２において、非接触応答装置２がコマンド処理を行うために必要十分な電力レベルをＰＨで示し、非接触応答装置２が質問装置１からの質問を正常に受信するために最低限必要な電力量に適当なマージンを付加した電力レベルをＰＬで示す。図３は、図１の内部ロジック回路２５の動作を示すフローチャートである。
【００１７】
ここで、内部ロジック回路２５は、ＰＨとＰＬの状態を実現するために、容量切替回路２１を制御することによって容量を切り替えてアンテナ回路２０のインピーダンスを変化させる。容量切替回路２１の初期状態は、ＰＨとＰＬのいずれの状態に対応してもよいが、非接触応答装置２の活性化において初期化処理を行うことを考慮するとＰＨの状態を初期状態とすることがより好ましい。この基本例では、容量切替回路２１の初期状態がＰＨをとるものとして説明する。
【００１８】
まず、非接触応答装置２が質問装置１の発生する電磁界の領域に挿入されると、アンテナ回路２０でキャリア波が受信されて、整流回路２２に給電される。整流回路２２はキャリア波を整流して定電圧回路２３に供給する。定電圧回路２３の出力電圧が所定のしきい値を超えると、内部ロジック回路２５のリセットが働いて内部ロジック回路２５が起動し、初期化処理が行われる（ステップＳ１１）。この初期化処理の間は、容量切替回路２１が初期状態をとるので、非接触応答装置２の受信電力量はＰＨの状態となる。
【００１９】
内部ロジック回路２５は初期化処理が終了すると、質問装置１からの質問を待つ待機状態に遷移し、質問装置１から自身にあてた質問が受信されたか受信判定を行う（ステップＳ１２）。質問が受信されていない場合は、容量切替回路２１へ電子スイッチＳ１をオンする制御信号を出力し（ステップＳ１３）、非接触応答装置２の受信電力量をＰＬの状態にする。次に、待機状態に遷移し、ステップＳ１２の受信判定に戻る。
【００２０】
質問が受信された場合は、容量切替回路２１へ電子スイッチＳ１をオフする制御信号を出力し（ステップＳ１４）、非接触応答装置２の受信電力量をＰＨの状態にする。次に、コマンド処理状態に遷移し、コマンド処理を実行する（ステップＳ１５）。コマンド処理後、データ伝送状態に遷移し、データ伝送を実行する（ステップＳ１６）。データ伝送が完了すると内部ロジック回路２５は待機状態に遷移し、ステップＳ１２の受信判定に戻る。なお、データ伝送完了直後は、質問が受信されていないので、非接触応答装置２の受信電力量がＰＬの状態となるように制御される。非接触応答装置２は起動後、質問装置１との間で質問と応答を繰り返すが、上記プロセスにより、待機状態になると受電効率を低下させ、質問を受けると受電効率を向上させることを繰り返す。
【００２１】
ここで、質問装置１から送信されるポーリングと通常呼ばれる非接触応答装置検出用のコマンドは、例えば他の非接触応答装置が同じ電磁界領域に既に存在して質問装置１がすでに伝送通信を行っている場合などでは、あまり頻繁に発せられない。このため、電力レベルをＰＨの状態で維持すると、長い時間ＰＨのままポーリングを待機することになって非接触通信システム全体における電力の効率が悪くなることになり、また、他の非接触応答装置の通信を阻害しかねない。したがって、内部ロジック回路２５の初期化が終わった時点で、一旦、電力レベルをＰＨからＰＬに低減させることが好ましい。この基本例においては、前述したように、待機状態に遷移した直後に質問装置１から自身にあてた質問が受信されたか判定し、質問が受信されていない場合は受信電力量をＰＬにするように構成することで、これに対応している。
【００２２】
前述した内部ロジック回路２５の動作は、ＣＰＵ２５ａとＣＰＵ２５ａを動作させるプログラムによって実現される。この場合、内部ロジック回路２５のリセットが働くと、リセットされた内部ロジック回路２５のＣＰＵ２５ａは、ＲＯＭ２５ｂに記憶されたプログラムに基づいて不揮発メモリ２５ｄより所定のデータ読み出しを行って非接触応答装置２の制御を行う。また、ＣＰＵ２５ａは、ＲＡＭ２５ｃとカウンタ２５ｅをプログラム実行の作業領域として使用する。
【００２３】
この非接触応答装置２は、受信電力量をＰＨとＰＬの間で切り替えるのに、内部ロジック回路２５が動作状態に合わせて容量切替回路２１の電子スイッチＳ１をオン・オフしてアンテナ回路２０のインピーダンスを変化させるだけでよいので回路構成が簡単であり、小型化や低コスト化が可能である。この非接触応答装置２は、インピーダンスの変化量が固定されているので、質問装置１との相互の位置・角度などの条件が固定されている場合に適用することが好ましい。
【００２４】
この基本例では、容量切替回路２１の容量スイッチＣＳが１つの場合について説明したが、容量スイッチＣＳは複数でもよい。この場合、複数の容量スイッチＣＳを組み合わせることによりアンテナ回路２０のインピーダンスを複数設定できるので、使用する容量スイッチＣＳの組み合わせを不揮発メモリ２５ｄに記憶させておき、受信電力量をＰＬに切り替えるときにこの組み合わせとなるようにＣＰＵ２５ａが容量切替回路２１を制御することで、出力特性の異なる質問装置１にも対応することが可能である。このようにすれば、非接触応答装置２の品種を増やさずに済むので、量産効果が期待できると共に、生産管理や在庫管理にかかるコストを削減することができる。
【００２５】
〔実施の形態〕
次に、本発明の実施の形態について、図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施の形態を示すブロック図であり、前述した図１と同一部分には同一符号を付してある。この実施の形態の非接触応答装置３が上述した基本例の非接触応答装置２と異なる点は、整流回路２２の出力電圧を検出する電圧検出回路２７をさらに備えたことと、容量切替回路２１が複数の容量スイッチＣＳ１〜ＣＳｎを有しており、内部ロジック回路２５が電圧検出回路２７の出力状態に応じて容量切替回路２１の各電子スイッチＳ１〜Ｓｎを制御し、各電子スイッチＳ１〜Ｓｎの開閉の組み合わせにより各容量素子Ｃｖ１〜Ｃｖｎの接続状態を変更し、待機状態において必要最小限の受信電力となるようにアンテナ回路２０のインピーダンスを変化させるようにしたことである。
【００２６】
ここで、電圧検出回路２７は公知の技術によるものでよく、例えば、所定の測定範囲の電圧を０〜５Ｖの直流電圧に変換して出力するもの、測定値を数値データとして出力するもの、設定電圧以上でＯＮするものなど、内部ロジック回路２５の構成、使用用途、コストなどに応じて適宜選択して用いればよい。容量切替回路２１は、複数の容量スイッチＣＳ１〜ＣＳｎが並列に接続されている。また、各電子スイッチＳ１〜Ｓｎは、個別に開閉できるように開閉を制御する信号線が１対１で内部ロジック回路２５と接続されている。また、内部ロジック回路２５の不揮発メモリ２５ｄには、電圧検出回路２７の出力と各電子スイッチＳ１〜Ｓｎの開閉の組み合わせを定めたデータが記憶されており、ＣＰＵ２５ａが待機状態時に電圧検出回路２７の出力に応じた組み合わせで各電子スイッチＳ１〜Ｓｎの開閉を同時に行うように構成されている。
【００２７】
次に、図４と図５を参照して非接触応答装置３の動作を説明する。図５は、図４の内部ロジック回路２５の動作を示すフローチャートである。なお、この実施の形態においても、容量切替回路２１の初期状態がＰＨをとるものとして説明する。まず、非接触応答装置３が質問装置１の発生する電磁界の領域に挿入されると、アンテナ回路２０でキャリア波が受信されて、整流回路２２に給電される。整流回路２２はキャリア波を整流して定電圧回路２３に供給する。定電圧回路２３の出力電圧が所定のしきい値を超えると、内部ロジック回路２５のリセットが働いて内部ロジック回路２５が起動し、初期化処理が行われる（ステップＳ２１）。この初期化処理の間は、容量切替回路２１が初期状態をとるので、非接触応答装置３の受信電力量は、ＰＨの状態となる。
【００２８】
内部ロジック回路２５は、初期化処理が終了すると質問装置１からの質問を待つ待機状態に遷移し、質問装置１から自身にあてた質問が受信されたか受信判定を行う（ステップＳ２２）。質問が受信されていない場合は、電圧検出回路２７の出力状態を確認し（ステップＳ２３）、電圧検出回路２７の出力に対応した各電子スイッチＳ１〜Ｓｎの開閉データを不揮発メモリ２５ｄから読み出し（ステップＳ２４）、この開閉データに基づいて各電子スイッチＳ１〜Ｓｎの開閉を制御する制御信号を容量切替回路２１へ出力して各電子スイッチＳ１〜Ｓｎの開閉状態を切り替え（ステップＳ２５）、非接触応答装置３の受信電力量をＰＬの状態にする。次に、待機状態に遷移し、ステップＳ２２の受信判定に戻る。
【００２９】
質問が受信された場合は、各電子スイッチＳ１〜Ｓｎを全て開とする制御信号を容量切替回路２１へ出力し（ステップＳ２６）、非接触応答装置３の受信電力量をＰＨの状態にする。次に、コマンド処理状態に遷移し、コマンド処理を実行する（ステップＳ２７）。コマンド処理後、データ伝送状態に遷移し、データ伝送を実行する（ステップＳ２８）。データ伝送が完了すると内部ロジック回路２５は待機状態に遷移し、ステップＳ２２の受信判定に戻る。なお、データ伝送完了直後は、質問が受信されていないので、容量切替回路２１は電圧検出回路２７の出力状態に基づいて制御される。非接触応答装置３は起動後、質問装置１との間で質問と応答を繰り返すが、上記プロセスにより、待機状態では電圧検出回路２７の出力状態に基づいて受電効率を低下させ、質問を受けると受電効率を向上させることを繰り返す。
【００３０】
前述した内部ロジック回路２５の動作は、基本例と同様にＣＰＵ２５ａとＣＰＵ２５ａを動作させるプログラムによって実現される。この実施の形態によれば、電圧検出回路２７によって受信電力に関する情報を得ることができ、かつそれに応じて各電子スイッチＳ１〜Ｓｎの開閉の組み合わせによりアンテナ回路２０のインピーダンスを多様に変化させることができるので、受信電力の制御をより柔軟に行うことができる。このため、質問装置１の出力特性、質問装置１と非接触応答装置３との距離や角度といった非接触応答装置３の入出力インピーダンス以外の要因による受信電力の変化にも対応することができる。よって、基本例において設けたような、質問装置１からの質問を正常に受信するために最低限必要な電力量に付加した適当なマージンを減らすことが可能となるので、待機状態における受信電力をさらに少なくすることができる。
【００３１】
この実施の形態では、各電子スイッチＳ１〜Ｓｎの開閉を同時に行うようにしたが、各電子スイッチＳ１〜Ｓｎを１つずつ順番に切り替えて受信電力の評価を行いながら所定の受信電力に最も近い組み合わせを選択するようにしてもよい。この場合、各電子スイッチＳ１〜Ｓｎの開閉を同時に行う場合に比べてインピーダンスの変動が小さくなり、内部ロジック回路２５の動作を不安定にさせることが少なくなるので、受信電力の制御をより正確に行うことができる。
【００３２】
【実施例】
以下に本発明による非接触応答装置の実施例を説明する。非接触応答装置のアンテナ回路のインピーダンスは、コイルＬ２１のインダクタンス、２つの容量素子Ｃ２１，Ｃ２２の容量、内部回路の抵抗成分などによって変わるため、容量切替回路で用いる容量素子の容量は、一概には言えない。このため、回路全体の特性値と、消費電力のＰＨ、ＰＬをまず決定し、それから逆にＰＨとＰＬを制御するために必要となる容量を求めることが必要である。しかし、概して言えば通常は１０〜５００ｐＦ位の間の値が適当になる。これは、１０ｐＦ以下を切り替えるのでは、インピーダンスの変化度が不十分であり、また逆に５００ｐＦを超えると変化が大きすぎるためである。
【００３３】
〔基本例の実施例〕
この実施例は、基本例で説明した非接触応答装置を非接触ＩＣカードに適用したものであり、その構成と動作は先に説明した基本例と同じであるので説明を省略する。図１を参照すると、この非接触ＩＣカードは、容量切替回路２１を構成する容量素子Ｃｖ１が容量１００ｐＦのコンデンサで構成され、電子スイッチＳ１が電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）で構成されている。この電子スイッチＳ１を開閉する信号は、ＦＥＴのゲートに接続されており、初期状態でオフ（スイッチ開）となるように構成されている。この容量切替回路２１は、電子スイッチＳ１がオフのときに受信電力レベルがＰＨとなり、オン（スイッチ閉）のときに電力レベルがＰＬとなる。
【００３４】
この非接触ＩＣカードを質問装置１であるリーダーライタの電磁界に挿入すると、容量切替回路２１は初期状態のままでＰＨレベルの電力を受信することが可能であり、内部ロジック回路２５がリセットされてアイドル状態となる。この段階で、ＣＰＵ２５ａが質問の待機状態になったと判断して電子スイッチＳ１をオンする。これにより、アンテナ回路２０のインピーダンスが変化し、数μｓの時間で受信電力レベルが変化してＰＬになる。この状態で保持している際に、リーダーライタ（質問装置１）から質問を受信すると、ＣＰＵ２５ａは電子スイッチＳ１をオフにする。これにより、アンテナ回路２０のインピーダンスが変化し、数μｓの時間で受信電力レベルが変化してＰＨになる。以後は、この２状態を通信状態に応じて繰り返す。この非接触ＩＣカードは、質問装置１であるリーダーライタとの相互の位置や角度が固定された状態でデータ伝送を行う場合に用いて待機状態での受信電力量を削減することができる。
【００３５】
〔実施の形態の実施例〕
この実施例は、実施の形態で説明した非接触応答装置を非接触ＩＣカードに適用したものであり、その構成と動作は先に説明した実施の形態と同じであるので説明を省略する。図４を参照すると、この非接触ＩＣカードは、電圧検出回路２７が整流回路２２の出力電圧を検出し、内部ロジック回路２５にステータスを出力する。また、容量切替回路２１は、３０ｐＦ、５０ｐＦ、１００ｐＦの容量を有する３つの容量スイッチを有しており、各容量スイッチは並列に接続されている。この場合、容量素子はコンデンサであり、電子スイッチはＦＥＴである。各電子スイッチを開閉する信号が内部ロジック回路２５から１対１で各ＦＥＴのゲートに接続されており、初期状態でオフ（スイッチ開）となるように構成されている。
【００３６】
この容量切替回路２１は、各電子スイッチが全てオフのときに受信電力レベルがＰＨとなるように構成されており、内部ロジック回路２５が通信状態および電圧検出回路２７の出力状態に基づいて各電子スイッチを制御するよう構成されている。この非接触ＩＣカードは、内部ロジック回路２５のＣＰＵ２５ａが電圧検出回路２７の出力状態に応じて、３つの電子スイッチのオン・オフを組み合わせて得られる、｛０ｐＦ、３０ｐＦ、５０ｐＦ、８０ｐＦ、１００ｐＦ、１３０ｐＦ、１５０ｐＦ、１８０ｐＦ｝の容量値の中から適当なものを選択して切り替えることができるので、リーダーライタ（質問装置１）の出力特性やリーダーライタと非接触ＩＣカードの相互の位置・角度によって受信電力が変動することがあっても、受信する電力を適切に減少させることが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、アンテナ回路のインピーダンスを変化させる容量切替回路を設け、内部ロジック回路が、自装置が質問装置からの質問データを待つ待機状態になったとき、質問装置からの受信電力量が質問データの認識に最低限必要な電力量ＰＬとなるようアンテナ回路の受電効率を低下させ、自装置に対する質問データを受信したとき、受信電力量が応答波の生成・送信に最低限必要な電力量ＰＨ（ＰＬ＜ＰＨ）となるようアンテナ回路の受電効率を増大させるように容量切替回路を制御するという簡単な構成で、非接触応答装置の伝送モードにおける電力消費量を適切な量に設定することができ、かつ待機状態における電力消費量を低減することができるので、非接触通信システムにおける電力消費の効率を向上させることができる。また、待機状態における非接触応答装置の電力消費量を低減させる結果、非接触応答装置の発熱を抑制することができる。
【００３８】
また、整流回路の出力電圧を検出する電圧検出回路を設け、容量切替回路を複数の容量スイッチで構成し、内部ロジック回路を電圧検出回路の出力状態に応じて容量切替回路中の各電子スイッチの開閉状態を制御するよう構成したので、質問装置の出力特性や質問装置と非接触応答装置の相互の位置・角度によって受信電力が変動することがあっても、受信する電力を適切に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の説明に入る前の基本例となる非接触通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】質問装置からの質問と非接触応答装置からの応答のタイミング、およびその際の非接触応答装置の受信電力量を時系列的に表したタイミングチャートである。
【図３】図１の内部ロジック回路の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態となる非接触通信システムの構成を示すブロック図である。
【図５】図４の内部ロジック回路の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…質問装置、２，３…非接触応答装置、１０…キャリア波発生回路、１１，２０…アンテナ回路、２１…容量切替回路、２２…整流回路、２３…定電圧回路、２４…復調回路、２５…内部ロジック回路、２６…変調回路、２７…電圧検出回路、２５ａ…ＣＰＵ、２５ｂ…ＲＯＭ、２５ｃ…ＲＡＭ、２５ｄ…不揮発メモリ、２５ｅ…カウンタ、Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃｖ１〜Ｃｖｎ…容量素子、ＣＳ，ＣＳ１〜ＣＳｎ…容量スイッチ、Ｌ１１，Ｌ２１…コイル、Ｓ１〜Ｓｎ…電子スイッチ。

Claims

質問装置からのキャリア波を受信すると共に前記質問装置への応答波を送信するアンテナ回路と、このアンテナ回路で受信した前記キャリア波から自装置の駆動用電力を得る整流回路と、前記キャリア波から自装置に対する質問データを取得したとき、この質問データに対する応答データを生成して、前記アンテナ回路から応答波として送信させる内部ロジック回路とを備え、電磁誘導を用いて非接触状態で前記質問装置から電力供給を受けると共に前記質問装置との間でデータ通信を行う非接触応答装置において、
前記アンテナ回路のインピーダンスを変化させる容量切替回路と、
前記整流回路の出力電圧を検出する電圧検出回路とを有し、
前記容量切替回路は、容量素子と電子スイッチとを直列に接続した容量スイッチを複数組備え、
前記容量スイッチは、前記アンテナ回路と並列に接続され、
前記内部ロジック回路は、自装置が前記質問装置からの質問データを待つ待機状態になったとき、前記質問装置からの受信電力量が前記質問データの認識に最低限必要な電力量ＰＬとなるよう前記アンテナ回路の受電効率を低下させ、自装置に対する前記質問データを受信したとき、前記受信電力量が前記応答波の生成・送信に最低限必要な電力量ＰＨ（ＰＬ＜ＰＨ）となるよう前記受電効率を増大させるように前記容量切替回路を制御するとともに、前記電圧検出回路の出力状態に応じて前記容量切替回路中の各電子スイッチの開閉状態を制御するように構成されていることを特徴とする非接触応答装置。