JP3792002B2 - データ通信装置、データ通信システムおよびデータ通信方法 - Google Patents
データ通信装置、データ通信システムおよびデータ通信方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はデータ通信装置、データ通信システムおよびデータ通信方法に関し、特に、安全性（セキュリティー）の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリペイドカード、スキー場のリフトや鉄道の自動改札、荷物の自動仕分け等に、非接触式のＩＣカードを用いたデータ通信システムが用いられる。図２５に、非接触式ＩＣカードを用いたデータ通信システムの構成を示す。このシステムは、リーダー／ライター２（たとえば、スキー場のリフトのゲート内に搭載される）と非接触ＩＣカード２０によって構成される。
【０００３】
リーダー／ライター２は、制御部８の制御により、発振回路１０からの高周波搬送波をアンテナ４から送り出している。リーダー／ライター２に対して非接触ＩＣカード２０が接近すると、この高周波搬送波は、非接触ＩＣカード２０のアンテナ２４に受信される。電源生成回路２８は、受信した高周波を直流電力に変換して、他の回路部分に供給する。このようにして、リーダー／ライター２に近づくと、非接触ＩＣカード２０が動作可能となる。なお、電源生成回路２８、変復調回路３０、制御部３２、不揮発性メモリ３４は、小型化のためＩＣチップ３６とされている。
【０００４】
リーダー／ライター２から非接触ＩＣカード２０に対するデータ送信は、制御部８の制御により、高周波搬送波を変復調回路６において変調することにより行う。非接触ＩＣカード２０は、変調された高周波搬送波を変復調回路３０において復調する。制御部３２は、復調されたデータを得て、不揮発性メモリ３４の内容の書き換えやデータ返信等の必要な処理を行う。
【０００５】
上記と逆に、非接触ＩＣカード２０からリーダー／ライター２に対してのデータ送信も行われる。ここで、非接触ＩＣカード２０側には、発振回路が設けられていない。したがって、リーダー／ライター２の側から無変調の高周波搬送波を送り出しておき、非接触ＩＣカード２０側にて、変復調回路３０により、共振回路２２のインピーダンスを変化させるようにしている。リーダー／ライター２は、このインピーダンス変化を、自己側の共振回路１２のインピーダンス変化として、変復調回路６により検出して復調を行う。制御部８は、復調されたデータを得て、必要な処理を行う。
【０００６】
非接触ＩＣカード２０がリーダー／ライター２から遠ざかると、電力供給が無くなるので、カード２０の動作は停止する。しかし、不揮発性メモリ３４を用いているので、電力供給が無くなっても、記憶されたデータは保持される。
【０００７】
このように、ＩＣカード２０を用いたデータ通信システムを使用すれば、カード内に電源を必要とせずかつ非接触でデータの授受を行なうことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来のＩＣカード２０を用いたデータ通信システムは、次のような問題点があった。従来のＩＣカード２０を用いたデータ通信システムにおいては、システムの製造コストを低く抑えるために、リーダー／ライター２とＩＣカード２０との間の通信データを原データのまま用いていた。したがって、第３者が通信データを読み取るのは比較的容易であった。このため、機密保護を要するデータの通信には不向きであった。
【０００９】
一方、機密保護を要するデータの通信方法として、複雑な方法を用いてデータを暗号化し、暗号化されたデータを通信する方法がある。しかしながら、このような暗号化方法には、複雑で大掛かりな装置が必要となるため、システムの製造コストが高くなる。
【００１０】
この発明は、このような問題点を解決し、機密保護に関する安全性が高くコストの低いデータ通信装置、データ通信システムおよびデータ通信方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明のデータ通信装置は、他のデータ通信装置との間で加工データの通信を行なうデータ通信手段と、変動し得る条件であって他のデータ通信装置との間で共通に認識可能な所定の条件または当該データ通信装置において認識可能な所定の条件に対応させて、原データと加工データとの間の複数の変換方式の中から、実行する変換方式を選択して指定する変換方式指定手段と、変換方式指定手段により指定された変換方式にしたがって、データ通信手段から得た加工データを原データに変換し、または原データを加工データに変換してデータ通信手段に与えるデータ変換手段と、を備えており、他のデータ通信装置と同一の変換方式にしたがって、原データと加工データとの間の変換を行なうよう構成したこと、を特徴とする。
【００１２】
この発明のデータ通信装置においては、他のデータ通信装置との間で電気的に接触してデータの通信または電力の伝達を行なう機能を備えたこと、を特徴とする。
【００１３】
この発明のデータ通信装置においては、他のデータ通信装置との間で電磁波を利用して非接触にデータの通信または電力の伝達を行なう機能を備えており、変換方式指定手段は、当該電磁波の特性のうち変動し得る特性であって他のデータ通信装置との間で共通に認識可能な所定の特性または当該データ通信装置において認識可能な所定の特性に対応させて、実行する変換方式を指定すること、を特徴とする。
【００１４】
この発明のデータ通信装置において、変換方式指定手段は、電磁波の伝達強度に対応させて、実行する変換方式を指定すること、を特徴とする。
【００１５】
この発明のデータ通信装置において、データ通信手段は、電磁波を利用してデータの通信または電力の伝達を行なうためのアンテナを含む共振回路を有しており、変換方式指定手段は、電磁波のうち受信波のレベルに対応する共振回路の出力の大きさを計測するとともに、計測された共振回路の出力の大きさに対応させて、実行する変換方式を指定すること、を特徴とする。
【００１６】
この発明のデータ通信装置において、変換方式指定手段は、共振回路にあらわれる電圧の変動に拘わらず一定の基準電圧を得る基準電圧発生手段と、基準電圧発生手段において得られた基準電圧を基準として、共振回路の出力の大きさを計測する出力値計測手段と、出力値計測手段により得られた共振回路の出力の大きさに対応させて、実行する変換方式を選択する変換方式選択手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
この発明のデータ通信装置において、変換方式指定手段は、電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を指定すること、を特徴とする。
【００１８】
この発明のデータ通信装置において、データ通信手段は、電磁波を利用してデータの通信または電力の伝達を行なうためのアンテナを含む共振回路であって、スイッチ手段によって共振周波数が切換可能な共振回路を備えており、変換方式指定手段は、スイッチ手段を用いて共振回路の共振周波数を前記電磁波の周波数に適合した好適共振周波数に設定する共振周波数設定手段を備えたこと、を特徴とする。
【００１９】
この発明のデータ通信装置において、変換方式指定手段は、電磁波の周波数を検出する周波数検出手段と、周波数検出手段により検出された電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を選択する変換方式選択手段と、を備え、共振周波数設定手段は、周波数検出手段により検出された電磁波の周波数に基づいて共振回路の共振周波数を設定すること、を特徴とする。
【００２０】
この発明のデータ通信装置において、共振周波数設定手段は、スイッチ手段を用いて共振回路の共振周波数を切り換えつつ、各切換態様における共振回路からの出力信号を受けて、所望の出力信号が得られるようにスイッチ手段の切換態様を固定するよう構成したこと、を特徴とする。
【００２１】
この発明のデータ通信装置において、共振周波数設定手段は、共振回路のスイッチ手段を順次切り換えるとともに、各切換態様における共振回路にあらわれる電圧または電流を得て、所望の電圧または電流が得られるスイッチ手段の好適切換態様を得る判定手段と、判定手段によって得られた好適切換態様を記憶する切換態様記憶手段と、を備えたこと、を特徴とする。
【００２２】
この発明のデータ通信装置において、判定手段は、共振回路にあらわれる電圧の変動に拘わらず一定の基準電圧を得る基準電圧発生手段と、基準電圧発生手段からの基準電圧を基準として、各切換態様における共振回路の出力の大きさを計測する出力値計測手段と、出力値計測手段によって得られた出力の大きさに基づいて好適切換態様を決定する態様決定手段と、を備えたこと、を特徴とする。
【００２３】
この発明のデータ通信装置において、判定手段は、さらに、スイッチ手段の各切換態様に応じた共振回路の出力値を、各切換態様に対応づけて、それぞれ記憶する出力値記憶手段を備えており、態様決定手段は、出力値記憶手段に記憶された出力値に基づいて好適切換態様を決定するものであること、を特徴とする。
【００２４】
この発明のデータ通信装置において、判定手段は、最も大きな出力値に対応する切換態様を好適切換態様とすること、を特徴とする。
【００２５】
この発明のデータ通信装置において、判定手段は、切換態様を順次切り換えるごとに出力値を得て、所定のしきい値を越える出力値が得られると、当該切換態様を好適切換態様とすること、を特徴とする。
【００２６】
この発明のデータ通信装置において、変換方式指定手段は、共振周波数設定手段により得られた共振回路の好適共振周波数に対応させて、実行する変換方式を選択する変換方式選択手段を備えたこと、を特徴とする。
【００２７】
この発明のデータ通信装置において、変換方式指定手段は、共振周波数設定手段により好適共振周波数に設定された共振回路を介して得られる電磁波の周波数を検出する周波数検出手段と、周波数検出手段により検出された電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を選択する変換方式選択手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２８】
この発明のデータ通信装置において、スイッチ手段を複数のトランジスタによって構成したこと、を特徴とする。
【００２９】
この発明のデータ通信装置において、共振回路は、アンテナに対して接続するコンデンサの容量を、スイッチ手段によって選択可能に構成したこと、を特徴とする。
【００３０】
この発明のデータ通信装置において、共振回路は、コンデンサに接続するアンテナのインダクタンスを、スイッチ手段によって選択可能に構成したこと、を特徴とする。
【００３１】
この発明のデータ通信装置において、当該データ通信装置は、他のデータ通信装置から、データの通信および電力の伝達に兼用して用いられる電磁波を受ける機能、または、前記他のデータ通信装置から、データの通信に用いられる電磁波および当該データの通信に用いられる電磁波と異なる周波数を有し電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を受ける機能、を備えた無電源方式のデータ通信装置であること、を特徴とする。
【００３２】
この発明のデータ通信装置において、当該データ通信装置は、他のデータ通信装置から、データの通信に用いられる電磁波であって周波数が変動し得る電磁波、および当該データの通信に用いられる電磁波と異なる固定周波数を有し電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を受ける機能を備えた無電源方式のデータ通信装置であって、変換方式指定手段は、データの通信に用いられる電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を指定すること、を特徴とする。
【００３３】
この発明のデータ通信装置において、当該データ通信装置は、他のデータ通信装置から、データの通信に用いられる電磁波および電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を受ける機能を備えたデータ通信装置であって、データの通信に用いられる電磁波および電力の伝達に用いられる電磁波のうち一方が固定周波数の電磁波であり、他方が変動し得る周波数の電磁波であり、変換方式指定手段は、固定周波数の電磁波の周波数を基準として、変動し得る周波数の電磁波の周波数を検出し、検出した周波数に対応させて、実行する変換方式を指定すること、を特徴とする。
【００３４】
この発明のデータ通信装置において、当該データ通信装置は、他のデータ通信装置に対して、データの通信および電力の伝達に兼用して用いられる電磁波を送り出す機能、または、前記他のデータ通信装置に対して、データの通信に用いられる電磁波および当該データの通信に用いられる電磁波と異なる周波数を有する電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を送り出す機能、を備えたデータ通信装置であること、を特徴とする。
【００３５】
この発明のデータ通信装置において、当該データ通信装置は、他のデータ通信装置に対して、データの通信に用いられる電磁波であって周波数が変動し得る電磁波、および当該データの通信に用いられる電磁波と異なる固定周波数を有し電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を送り出す機能を備えたデータ通信装置あって、変換方式指定手段は、データの通信に用いられる電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を指定すること、を特徴とする。
【００３６】
この発明のデータ通信装置において、データの通信および電力の伝達に兼用して用いられる電磁波、データの通信に用いられる電磁波、または電力の伝達に用いられる電磁波の少なくともひとつの電磁波の周波数が変動し得るものであり、変換方式指定手段は、所定の決定方法にしたがって、当該周波数が変動し得る電磁波の周波数を決定する周波数決定手段を備えており、周波数決定手段により決定された変動し得る電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を選択すること、を特徴とする。
【００３７】
この発明のデータ通信装置において、データ通信手段は、電磁波を利用してデータの通信または電力の伝達を行なうためのアンテナを含む共振回路であって、スイッチ手段によって共振周波数が切換可能な共振回路と、共振回路に電気振動を与えるための可変周波数の発振回路であって、周波数決定手段により決定された周波数の発振を行なう可変発振回路と、を備えており、変換方式指定手段は、スイッチ手段を用いて共振回路の共振周波数を前記周波数決定手段により決定された電磁波の周波数に適合した好適共振周波数に設定する共振周波数設定手段を備えたこと、を特徴とする。
【００３８】
この発明のデータ通信装置において、周波数決定手段は、無作為に前記変動し得る電磁波の周波数を決定すること、を特徴とする。
【００３９】
この発明のデータ通信装置において、データ変換手段は、原データと加工データとの間の変換方式として、(a1)原データの間にダミーデータを挿入することにより加工データを得るダミーデータ挿入方式、(a2)原データの所定のビットを反転して加工データを得るビット反転方式、(a3)原データを分割して加工データを得るデータ分割方式、の各方式を単独でまたは組合せて構成した変換方式を含め、２つ以上の変換方式を用意したこと、を特徴とする。
【００４０】
この発明のデータ通信装置において、データ通信装置は、ＩＣカード通信システムにおける質問器または応答器の一方であり、前記他のデータ通信装置は、ＩＣカード通信システムにおける質問器または応答器の他方であること、を特徴とする。
【００４１】
この発明のデータ通信システムは、この発明に記載されたデータ通信装置および他のデータ通信装置を備え、当該データ通信装置と他のデータ通信装置との間で加工データの通信を行なうデータ通信システムであって、前記他のデータ通信装置は、前記データ通信装置との間で加工データの通信を行なうデータ通信手段と、前記所定の条件に対応させて、原データと加工データとの間の複数の変換方式の中から実行する変換方式を選択して指定する変換方式指定手段と、変換方式指定手段により指定された変換方式にしたがって、データ通信手段から得た加工データを原データに変換し、または原データを加工データに変換してデータ通信手段に与えるデータ変換手段と、を備え、前記データ通信装置において指定された変換方式と、前記他のデータ通信装置において指定された変換方式とが同一になるよう構成したこと、を特徴とする。
【００４２】
この発明のデータ通信方法は、少なくとも２つのデータ通信装置の間で加工データの通信を行なうデータ通信方法であって、変動し得る条件であって各データ通信装置との間で共通に認識可能な所定の条件または各データ通信装置において認識可能な所定の条件に対応させて、原データと加工データとの間の複数の変換方式の中から、実行する変換方式を選択して指定し、指定された変換方式にしたがって、他のデータ通信装置から受信した加工データを原データに変換し、または原データを加工データに変換して他のデータ通信装置に送信するとともに、各データ通信装置において指定された変換方式が同一になるようにしたこと、を特徴とする。
【００４３】
この発明において、「加工データ」とは、なんらかの方法を用いて原データを加工して得られるデータであって、当該加工データから原データを復元することが可能なデータをいう。
【００４４】
「通信」とは、無線通信の他、有線通信も含む概念である。
【００４５】
「電磁波を利用した通信」とは、電磁的作用を利用した無線通信をいい、電波を用いる通信の他、電磁結合による通信も含む概念である。
【００４６】
「電磁波の特性」とは、電磁波の認識可能な性質をいい、たとえば電磁波の強さ、周波数、位相など電磁波自体の物理的特性を含む概念である。
【００４７】
「スイッチ手段」とは、回路の結線状態、定数等を切り換えることのできる手段をいい、機械的構造であると電気的構造であるとを問わない。また、ディジタル的にオン・オフの切り換えを行うものだけでなく、アナログ的に抵抗値等の定数を連続的に切り換えるものも含む概念である。実施態様においては、図１２、図２０のトランジスタＳＱ1〜ＳＱnがこれに該当する。
【００４８】
「トランジスタ」とは、ゲートやベース等に印加する制御電圧（電流）により、オンまたはオフを制御可能な素子をいう。
【００４９】
「アンテナ」とは、その外形的形状、形成方法等を問わず、所望の電磁波を受けるために必要なインダクタンス成分を有する要素をいう。実施形態においては、図５のように導線をコイル状に巻いたものが該当する。この他に、たとえばＩＣチップ表面に印刷したものや、ＩＣチップ内にアルミ配線層として形成したものも含まれる。
【００５０】
「コンデンサ」とは、その外形的形状、形成方法等を問わず、前記アンテナとともに共振回路を構成するに必要な静電容量を有する要素をいう。実施形態においては、図１２、図２０のコンデンサＣ1〜Ｃnが該当する。場合によっては、アンテナの有する浮遊容量をコンデンサとして用いてもよい。
【００５１】
【発明の作用および効果】
この発明のデータ通信装置、データ通信システム、およびデータ通信方法は、変動し得る条件であって他のデータ通信装置との間で共通に認識可能な所定の条件または当該データ通信装置において認識可能な所定の条件に対応させて、原データと加工データとの間の複数の変換方式の中から、実行する変換方式を選択して指定することを特徴とする。
【００５２】
したがって、所定の条件が変動すると実行する変換方式も変動する。このため、現在どのような変換方式により変換が行なわれているかを知ることが困難である。この結果、通信の際のデータの機密保護に関する安全性を高めることができる。また、複数の変換方式の中から、前記変動し得る条件に対応させて実行する変換方式を選択するよう構成しているから、用意する個々の変換方式が比較的簡単な変換方式であっても、通信の際のデータの機密保護に関する安全性は高い。したがって、複雑な方法を用いてデータを暗号化する場合のように複雑で大掛かりな装置は必要ない。このため、装置やシステムの製造コストを低く抑えることができる。
【００５３】
この発明のデータ通信装置は、他のデータ通信装置との間で電気的に接触してデータの通信または電力の伝達を行なう機能を備えたことを特徴とする。したがって、接触式のデータ通信装置において、通信の際のデータの機密保護に関する安全性を高めることができるとともに、装置の製造コストを低く抑えることができる。
【００５４】
この発明のデータ通信装置は、他のデータ通信装置との間で電磁波を利用して非接触にデータの通信または電力の伝達を行なう機能を備えており、当該電磁波の特性のうち変動し得る特性であって他のデータ通信装置との間で共通に認識可能な所定の特性または当該データ通信装置において認識可能な所定の特性に対応させて、実行する変換方式を指定することを特徴とする。
【００５５】
したがって、非接触式のデータ通信装置において、通信の際のデータの機密保護に関する安全性を高めることができるとともに、装置の製造コストを低く抑えることができる。また、電磁波の特性のうち変動し得る特性に対応させて、実行する変換方式を指定するため、現在どのような変換方式により変換が行なわれているかを知ることが、いっそう困難である。
【００５６】
この発明のデータ通信装置は、電磁波の伝達強度に対応させて、実行する変換方式を指定することを特徴とする。したがって、たとえば他のデータ通信装置との距離によって電磁波の伝達強度が異なるので、指定される変換方式も異なることとなる。このため、現在どのような変換方式により変換が行なわれているかを知ることが、さらに困難となる。
【００５７】
この発明のデータ通信装置は、電磁波のうち受信波のレベルに対応する共振回路の出力の大きさを計測するとともに、計測された共振回路の出力の大きさに対応させて、実行する変換方式を指定することを特徴とする。したがって、共振回路の出力の大きさを計測することにより、比較的簡単な構成により、実行する変換方式を指定することができる。
【００５８】
この発明のデータ通信装置は、共振回路にあらわれる電圧の変動に拘わらず一定の基準電圧を得るとともに、得られた基準電圧を基準として、共振回路の出力の大きさを計測することを特徴とする。したがって、より確実に共振回路の出力の大きさを計測することができる。
【００５９】
この発明のデータ通信装置は、電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を指定することを特徴とする。したがって、通信に際し、適宜、電磁波の周波数を変更することにより、変換方式の指定を変更することができる。このため、現在どのような変換方式により変換が行なわれているかを知ることが、さらに困難となる。
【００６０】
この発明のデータ通信装置は、共振回路の共振周波数を電磁波の周波数に適合した好適共振周波数に設定することを特徴とする。したがって、通信に際し、電磁波の周波数が変更されても、効率よくデータの通信または電力の伝達を行なうことができる。
【００６１】
この発明のデータ通信装置は、電磁波の周波数を検出し、検出された電磁波の周波数に基づいて共振回路の共振周波数を設定することを特徴とする。したがって、電磁波の周波数と共振回路の共振周波数とが相違しても電磁波の周波数の検出が比較的容易である場合には、検出された電磁波の周波数に基づいて、簡単な構成により共振回路の共振周波数を好適共振周波数に設定することができる。
【００６２】
この発明のデータ通信装置は、共振回路の共振周波数を切り換えつつ、共振回路からの出力を受けて、所望の出力が得られる共振周波数となるようにスイッチ手段の切換態様を決定するようにしている。したがって、通信に際し、電磁波の周波数が変更されても、好適共振周波数を自動的に設定して、通信を行うことができる。
【００６３】
この発明のデータ通信装置は、スイッチ手段の好ましい切換態様を記憶するようにしている。したがって、通信に際し、電磁波の周波数が変更されない場合には、一度切換態様の記憶を行えば、共振周波数を順次切り換えて調整を行う必要がなく、迅速に好適共振周波数による動作を行うことができる。
【００６４】
この発明のデータ通信装置は、印加された電圧の変動に拘わらず一定の基準電圧を得る基準電圧発生手段を設け、当該基準電圧に基づいて、各切換態様における共振回路の出力の大きさを比較するようにしている。したがって、電源を持たないデータ通信装置においても、正確な共振周波数の調整を行うことができる。
【００６５】
この発明のデータ通信装置は、各切換態様における共振回路の出力を、各切換態様に対応づけて記憶し、当該記憶内容基づいて好適切換態様を決定するようにしている。したがって、より正確に、好適切換態様を決定することができる。
【００６６】
この発明のデータ通信装置は、最も大きな出力値に対応する切換態様を好適切換態様とするようにしている。したがって、共振回路を最も効率のよい共振周波数に調整することができる。
【００６７】
この発明のデータ通信装置は、切換態様を順次切り換えるごとに出力値を得て、所定のしきい値を越える出力値が得られると、当該切換態様を好適切換態様とするようにしている。したがって、共振周波数の自動調整を迅速に行うことができる。
【００６８】
この発明のデータ通信装置は、共振周波数設定手段により得られた共振回路の好適共振周波数に対応させて、実行する変換方式を選択することを特徴とする。したがって、電磁波の周波数を直接検出する機能を備えていなくても、得られた共振回路の好適共振周波数を知ることで、間接的に電磁波の周波数を知ることができる。このため、装置を簡略化することができる。
【００６９】
この発明のデータ通信装置は、共振周波数設定手段により好適共振周波数に設定された共振回路を介して得られる電磁波の周波数を直接検出し、検出された電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を選択することを特徴とする。したがって、より正確に電磁波の周波数を検出することができるため、実行する変換方式の選択を、より正確に行なうことができる。
【００７０】
この発明のデータ通信装置は、スイッチ手段を複数のトランジスタによって構成している。したがって、切換態様を容易に電気的に制御でき、記憶することができる。
【００７１】
この発明のデータ通信装置は、他のデータ通信装置からデータの通信および電力の伝達に兼用して用いられる電磁波を受ける機能、または、他のデータ通信装置からデータの通信に用いられる電磁波および電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を別々に受ける機能、を備えた無電源方式のデータ通信装置であることを特徴とする。
【００７２】
したがって、データの通信に用いられる電磁波と電力の伝達に用いられる電磁波とが、兼用して用いられるかそれぞれ専用で用いられるかを問わず、受信機能を有する無電源方式の非接触式データ通信装置において、通信の際のデータの機密保護に関する安全性を高めることができるとともに、装置の製造コストを低く抑えることができる。
【００７３】
この発明のデータ通信装置は、データの通信に用いられる電磁波と電力の伝達に用いられる電磁波とがそれぞれ専用で用いられる機能を備えた受信機能を有する無電源方式のデータ通信装置であって、データの通信に用いられる電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を指定することを特徴とする。
【００７４】
したがって、電力の伝達に用いられる電磁波の周波数を固定したまま、データの通信に用いられる電磁波の周波数のみを変動させることができる。このため、受信機能を有する無電源方式のデータ通信装置において、動作電力を確保しつつ、データの通信に用いられる電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を指定することができる。
【００７５】
この発明のデータ通信装置は、データの通信に用いられる電磁波と電力の伝達に用いられる電磁波とがそれぞれ専用で用いられる機能を備えた受信機能を有する無電源方式のデータ通信装置であって、それぞれの電磁波のうち一方が固定周波数の電磁波であり、他方が変動し得る周波数の電磁波であり、固定周波数の電磁波の周波数を基準として、変動し得る周波数の電磁波の周波数を検出することを特徴とする。
【００７６】
したがって、固定周波数の電磁波の周波数を基準とすることにより、より正確に、変動し得る周波数の電磁波の周波数を検出するができる。
【００７７】
この発明のデータ通信装置は、他のデータ通信装置に対してデータの通信および電力の伝達に兼用して用いられる電磁波を送り出す機能、または、他のデータ通信装置に対してデータの通信に用いられる電磁波および電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を送り出す機能、を備えたデータ通信装置であることを特徴とする。
【００７８】
したがって、データの通信に用いられる電磁波と電力の伝達に用いられる電磁波とが、兼用して用いられるかそれぞれ専用で用いられるかを問わず、送信機能を有する非接触式データ通信装置において、通信の際のデータの機密保護に関する安全性を高めることができるとともに、装置の製造コストを低く抑えることができる。
【００７９】
この発明のデータ通信装置は、データの通信に用いられる電磁波と電力の伝達に用いられる電磁波とがそれぞれ専用で用いられる機能を備えた送信機能を有するデータ通信装置であって、データの通信に用いられる電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を指定することを特徴とする。
【００８０】
したがって、電力の伝達に用いられる電磁波の周波数を固定したまま、データの通信に用いられる電磁波の周波数のみを変動させることができる。このため、無電源方式の他のデータ通信装置の動作電力を確保しつつ、データの通信に用いられる電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を指定することができる。
【００８１】
この発明のデータ通信装置は、所定の決定方法にしたがって、周波数が変動し得る電磁波の周波数を決定し、決定された変動し得る電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を選択することを特徴とする。したがって、送信機能を有する非接触式データ通信装置において、実行する変換方式を選択するための電磁波の周波数を決定することができる。このため、現在どのような変換方式により変換が行なわれているかを知ることが困難である。この結果、通信の際のデータの機密保護に関する安全性を、より高めることができる。
【００８２】
この発明のデータ通信装置は、共振周波数を変更し得る共振回路と、周波数決定手段により決定された周波数の発振出力を共振回路に与える可変周波数の発振回路とを備えるとともに、共振回路の共振周波数を周波数決定手段により決定された電磁波の周波数に適合した共振周波数に設定することを特徴とする。
【００８３】
したがって、共振回路の共振周波数は、発振回路から与えられる周波数に適合した好適共振周波数となる。このため、送信機能を有する非接触式データ通信装置において、電磁波を効率よく送信することができる。
【００８４】
この発明のデータ通信装置は、送信機能を有する非接触式データ通信装置において、実行する変換方式を選択するための電磁波の周波数を、無作為に、決定することを特徴とする。このため、現在どのような変換方式により変換が行なわれているかを知ることが、さらに困難となる。この結果、通信の際のデータの機密保護に関する安全性を、さらに高めることができる。
【００８５】
この発明のデータ通信装置は、原データと加工データとの間の変換方式として、(a1)ダミーデータ挿入方式、(a2)ビット反転方式、(a3)データ分割方式、の各方式を単独でまたは組合せて構成した変換方式を含め、２つ以上の変換方式を用意したことを特徴とする。
【００８６】
したがって、きわめて簡単な変換方式を複数用意するだけで、通信の際のデータの機密保護に関する安全性を確保することができる。このため、装置やシステムの製造コストを、さらに低く抑えることができる。
【００８７】
この発明のデータ通信装置は、データ通信装置がＩＣカード通信システムにおける質問器または応答器の一方であり、他のデータ通信装置がＩＣカード通信システムにおける質問器または応答器の他方であることを特徴とする。したがって、ＩＣカード通信システムにおける質問器または応答器において、通信の際のデータの機密保護に関する安全性を高めることができるとともに、装置の製造コストを低く抑えることができる。
【００８８】
【発明の実施の形態】
図１に、この発明の一実施形態によるデータ通信システムの構成を示す。この実施形態においては、データ通信装置である応答器８０と他のデータ通信装置である質問器９０とを備えたデータ通信システムについて説明する。このデータ通信システムは、応答器８０と質問器９０との間で電磁波を利用して非接触にデータの通信を行なうとともに電力の伝達を行なう非接触式のデータ通信システムである。
【００８９】
応答器８０は、質問器９０から出される電磁波を受けて、これを電力に変えることにより動作電源を得る無電源方式のデータ通信装置である。応答器８０において、データ通信手段８２は、質問器９０との間で電磁波を利用して非接触にデータの通信を行なうとともに、電磁波を利用して質問器９０から電力を受ける。
【００９０】
変換方式指定手段８８は、当該電磁波の特性のうち変動し得る特性であって質問器９０との間で共通に認識可能な所定の特性に対応させて、原データと加工データとの間の複数の変換方式の中から、実行する変換方式を選択して指定する。
【００９１】
データ変換手段８４は、変換方式指定手段８８により指定された変換方式にしたがって、データ通信手段８２から得た加工データを原データに変換するとともに、原データを加工データに変換してデータ通信手段８２に与える。データ記憶部８６は、原データを記憶する。
【００９２】
質問器９０は、応答器８０と類似した構成であるが、応答器８０と異なり、動作電源を備えている。質問器９０において、データ通信手段９２は、応答器８０との間で電磁波を利用して非接触にデータの通信を行なうととも、電磁波を利用して応答器８０に電力を送る。
【００９３】
変換方式指定手段９８は、当該電磁波の特性のうち変動し得る特性であって応答器８０との間で共通に認識可能な所定の特性に対応させて、原データと加工データとの間の複数の変換方式の中から、実行する変換方式を選択して指定する。応答器８０との間で共通に認識可能な所定の特性に対応させて、実行する変換方式を指定することで、当該変換方式指定手段９８において指定された変換方式と、応答器８０の変換方式指定手段９８において指定された変換方式とが同一になるよう構成されている。
【００９４】
データ変換手段９４は、変換方式指定手段９８により指定された変換方式にしたがって、データ通信手段９２から得た加工データを原データに変換するとともに、原データを加工データに変換してデータ通信手段９２に与える。データ記憶部９６は、原データを記憶する。
【００９５】
図２に、応答器８０の詳細な構成の一例を示す。応答器８０において、データ通信手段８２は、電磁波を利用してデータの通信および電力の伝達を行なうためのアンテナを含む共振回路４０を有している。
【００９６】
変換方式指定手段８８は、共振回路４０にあらわれる電圧の変動に拘わらず一定の基準電圧を得る基準電圧発生手段５０と、基準電圧発生手段５０において得られた基準電圧を基準として共振回路４０の出力の大きさを計測する出力値計測手段５２と、出力値計測手段５２により得られた共振回路４０の出力の大きさに対応させて実行する変換方式を選択する変換方式選択手段１００とを備えている。
【００９７】
データ変換手段８４は、原データと加工データとの間の変換方式として、ダミーデータ挿入方式８４ａ、ビット反転方式８４ｂ、データ分割方式８４ｃの３つの変換方式を用意している。データ変換手段８４は、変換方式選択手段１００により指定されたいずれかの変換方式にしたがって、変換処理を実行することで、原データと加工データとの間の変換を行なう。
【００９８】
図９に、各変換方式の具体例を示す。ダミーデータ挿入方式８４ａにおいては、原データと原データとの間にダミーデータ（波線を付したデータ）を挿入することにより加工データを得る。ビット反転方式８４ｂにおいては、原データの各ビットを反転して加工データを得る。データ分割方式８４ｃにおいては、原データを分割してダミービット（波線を付したビット）を付加することにより加工データを得る。なお、用意する変換方式の種類、数は、これらに限られるものではない。
【００９９】
図５に、図２の例による応答器８０を、非接触式のＩＣカードとして具体化した実施形態を示す。このＩＣカード１４は、２点鎖線で示すカード状の基材の中に、アンテナ６０、複数のコンデンサＣ、ＩＣチップ１６を収納して構成される。
【０１００】
図３に、このＩＣカード１４の回路ブロック図を示す。この実施形態では、アンテナ６０、コンデンサＣを除いた他の要素は、ＩＣチップ１６として構成されている。アンテナ６０とコンデンサＣとにより応答器の共振回路を構成している。整流回路６２は、受信した電磁波である高周波搬送波を整流し、レギュレータ６４に与える。レギュレータ６４は、これを安定化し、各部に電源として供給する。
【０１０１】
レギュレータ６４の出力は、基準電圧発生手段である基準電圧発生回路７２、出力値計測手段である出力値計測回路７４に与えられる。基準電圧発生回路７２、出力値計測回路７４の詳細を図４に示す。この実施形態では、基準電圧発生回路７２として、バンドギャップ電圧発生回路７６を用いている。バンドギャップ電圧発生回路７６は、レギュレータ６４から与えられる電圧が変動しても、その出力電圧を一定に保つ。したがって、この出力電圧を基準電圧Ｖrefとして用いるようにしている。
【０１０２】
基準電圧Ｖrefを抵抗Ｒ1〜Ｒ4によって分圧し、しきい値Ｖa、Ｖb、Ｖcを得る。このしきい値Ｖa、Ｖb、Ｖcとレギュレータ６４からの出力（抵抗Ｒ5、Ｒ6による分圧値）を、比較器７８ａ、７８ｂ、７８ｃによって比較することにより、出力のレベルを得ている。
【０１０３】
つまり、搬送波の受信強度が大きくレギュレータ６４からの出力がＶａよりも大きい場合には、比較器７８ａ（レベルＡ）、比較器７８ｂ（レベルＢ）、比較器７８ｃ（レベルＣ）の全てから出力が得られる。出力がＶａよりも小さく、Ｖｂよりも大きい場合には、比較器７８ｂ（レベルＢ）、比較器７８ｃ（レベルＣ）から出力が得られる。同様に、出力がＶｂよりも小さく、Ｖcよりも大きい場合には、比較器７８ｃ（レベルＣ）からのみ出力が得られる。なお、出力がＶｃよりも小さい場合には、何れの比較器からも出力は得られない。比較器７８ａ、７８ｂ、７８ｃの出力は、それぞれ、ＣＰＵ６８に与えられる。
【０１０４】
図３に戻って、ＣＰＵ６８は、出力値計測回路７４の出力に基づいて、原データと加工データとの間の変換方式を選択する。
【０１０５】
復調回路６６は、変調された高周波搬送波を検波して復調することにより、後述するリーダー／ライター３８（図６参照）から送られた加工データを得る。この加工データは、ＣＰＵ６８に与えられ、上述の選択された変換方式にしたがって原データに復元されたあと、所定の処理が行われる。
【０１０６】
一方、ＣＰＵ６８は、データ記憶部である不揮発性メモリ７０から取り出した原データを、上述の選択された変換方式にしたがって加工データに変換したあと、リーダー／ライター３８に送る。リーダー／ライター３８に向けて加工データを送るには、リーダー／ライター３８が無変調の高周波搬送波を出力している時に、該加工データに基づいて、ＣＰＵ６８が変調用トランジスタＭＱをオン・オフして、抵抗ＲＭの接続をオン・オフさせればよい。これにより、リーダー／ライター３８から見たインピーダンスを変化させて当該搬送波の振幅を変化させることができる。リーダー／ライター３８は、このような搬送波の変調を検出することにより、ＩＣカード１４から送られた加工データを知ることができる。
【０１０７】
アンテナ６０、コンデンサＣ、整流回路６２、レギュレータ６４、復調回路６６、変調用トランジスタＭＱ、抵抗ＲＭ、およびＣＰＵ６８が、応答器のデータ通信手段に対応する。なお、ＣＰＵ６８の動作プログラムは、不揮発性メモリ７０に記憶されている。
【０１０８】
図６に、図１の例による質問器９０を、非接触式のリーダー／ライター３８として具体化した場合の回路ブロックの一例を示す。このリーダー／ライター３８は、前述のＩＣカード１４（図３参照）と併せて用いられ、非接触式のＩＣカード通信システムを構成する。
【０１０９】
リーダー／ライター３８は、発振器１２０から得られた無変調の高周波搬送波を、ＣＰＵ１２４の制御により、変復調回路１２２を用いて、適宜、変調してアンテナ１３０から送出している。アンテナ１３０とコンデンサＣとにより質問器の共振回路を構成している。前述のように、ＩＣカード１４からの信号は、リーダー／ライター３８から見たインピーダンス（反射インピーダンス）の変化に伴う送出搬送波の振幅の変化として与えられるが、このようなＩＣカード１４からの信号は、変復調回路１２２により復調されたあと、ＣＰＵ１２４に送られる。
【０１１０】
このようにしてＩＣカード１４から送られてきた信号（受信信号）のレベルは、受信レベル検出回路１２８により検出され、ＣＰＵ１２４に与えられる。この実施形態においては、受信レベルは、ＩＣカード１４に対して送り出される無変調の高周波搬送波のレベルを基準として測定される。
【０１１１】
ＣＰＵ１２４は、受信レベル検出回路１２８の出力に基づいて、原データと加工データとの間の変換方式を選択する。
【０１１２】
ＣＰＵ１２４は、不揮発性メモリ１２６から取り出した原データを、上述の変換方式にしたがって加工データに変換したあと、変復調回路１２２に与える。変復調回路１２２は、無変調の高周波搬送波を、該加工データに基づいて変調したあと、アンテナ１３０を介して、ＩＣカード１４に送る。
【０１１３】
一方、前述のように、ＩＣカード１４からの加工データは、変復調回路１２２により復調されたあと、ＣＰＵ１２４に送られるが、このようにして得られた加工データは、上述の選択された変換方式にしたがって原データに復元されたあと、所定の処理が行われる。
【０１１４】
アンテナ１３０、コンデンサＣ、発振器１２０、変復調回路１２２、およびＣＰＵ１２４が、質問器のデータ通信手段に対応する。なお、ＣＰＵ１２４の動作プログラムは、不揮発性メモリ１２６に記憶されている。
【０１１５】
つぎに、上述のＩＣカード１４（図３参照）およびリーダー／ライター３８（図６参照）を備えたＩＣカードシステムの動作を、図７および図８に示すフローチャートを用いて説明する。リーダー／ライター３８は、所定のパターンに変調された高周波搬送波である応答信号を送信している（ステップＳ２０）。
【０１１６】
リーダー／ライター３８にＩＣカード１４が近づくと、ＩＣカード１４は、この応答信号を受信する（ステップＳ２１）。ＩＣカード１４がこの応答信号を受信することにより、ＩＣカード１４は動作可能となる。すなわち、高周波搬送波である応答信号はＩＣカード１４のアンテナ６０により受信され、整流回路６２、レギュレータ６４を介して、ＩＣカード１４の電力として取り出される。
【０１１７】
また、応答信号は復調回路６６で復調されたあと、ＣＰＵ６８に取込まれる。ＣＰＵ６８は、取込まれた信号が応答信号であると判断した場合は、応答信号に対する返答信号を、リーダー／ライター３８に返す（ステップＳ２２）。返答信号の送信は、リーダー／ライター３８から送られる無変調の高周波搬送波を所定のパターンで変調することにより行なう。高周波搬送波の変調は、変調用トランジスタＭＱをオン・オフして抵抗ＲＭの接続をオン・オフすることにより、ＩＣカード１４の共振回路のインピーダンスを変化させることにより行なう。
【０１１８】
また、ＣＰＵ６８は、レギュレータ６４から得られた応答信号の受信出力を、基準電圧発生回路７２および出力値計測回路７４を介して、電圧として検出し（ステップＳ２３）、検出した電圧に基づいて、原データと加工データとの間の変換方式を決定する（ステップＳ２４）。この実施形態においては、変換方式として、図９に示す、ダミーデータ挿入方式８４ａ、ビット反転方式８４ｂ、データ分割方式８４ｃの３つの変換方式を用意している。検出した電圧は電圧値に応じて３つのクラスに分類され、分類された各クラスと、上記３つの変換方式とが対応づけられている。すなわち、ＣＰＵ６８は、検出電圧がどのクラスに属するかを判断し、該当するクラスに対応する変換方式を、実行する変換方式として選択して指定する。ステップＳ２４が、応答器の変換方式選択手段に対応する。また、ステップＳ２３およびステップＳ２４が、応答器の変換方式指定手段に対応する。
【０１１９】
一方、ステップＳ２２において送信された返答信号は、リーダー／ライター３８により受信され（ステップＳ２５）、変復調回路１２２において復調されたあと、ＣＰＵ１２４に送られる。ＣＰＵ１２４は、受信された信号が返答信号であると判断した場合には、受信レベル検出回路１２８を介して、受信レベルの検出を行なう（ステップＳ２６）。
【０１２０】
つぎにＣＰＵ１２４は、検出した受信レベルに基づいて、原データと加工データとの間の変換方式を決定する（ステップＳ２７）。変換方式として、ＩＣカード１４と同じ、ダミーデータ挿入方式８４ａ、ビット反転方式８４ｂ、データ分割方式８４ｃの３つの変換方式を用意している。
【０１２１】
ＩＣカード１４の場合と同様に、検出した受信レベルはその大きさに応じて３つのクラスに分類され、分類された各クラスと、上記３つの変換方式とが対応づけられている。リーダー／ライター３８の受信レベル検出回路１２８を介して検出された受信レベルが属するクラスと、前述のＩＣカード１４の出力値計測回路７４を介して検出された電圧が属するクラスとが同一となるよう、各定数が設定されている。このように設定することで、リーダー／ライター３８において指定された変換方式とＩＣカード１４各データ通信装置において指定された変換方式とを同一にすることができる。ステップＳ２６およびステップＳ２７が、質問器の変換方式指定手段に対応する。
【０１２２】
ＣＰＵ１２４は、つぎに、不揮発性メモリ１２６から原データを取り出し、前ステップで決定された変換方式にしたがって、原データを加工データに変換する（ステップＳ２８）とともに、変換した加工データを変復調回路１２２により変調したあと、ＩＣカード１４に送信する（ステップＳ２９）。
【０１２３】
ＩＣカード１４は、送信された加工データを受信する（ステップＳ３０）。受信された加工データは、復調回路６６で復調されたあとＣＰＵ６８に与えられる。ＣＰＵ６８は、与えられた加工データを、ステップＳ２４で決定した変換方式にしたがって、原データに復元し（ステップＳ３１）、復元した原データを不揮発性メモリ７０に書込む（ステップＳ３２）。
【０１２４】
ＩＣカード１４のＣＰＵ６８は、復元した原データにしたがって所定の処理を行なったのち、送信すべき原データを不揮発性メモリ７０から読み出し、上述の変換方式にしたがって、原データを加工データに変換する（ステップＳ３４）。上述のステップＳ３１またはステップＳ３４が、応答器のデータ変換手段に対応する。
【０１２５】
ＣＰＵ６８は、得られた加工データを、ステップＳ２２の返答信号と同様の手順で、リーダー／ライター３８に送信する（ステップＳ３５）。ＣＰＵ６８は、このときリーダー／ライター３８から送られてくる高周波搬送波の受信出力を、ステップＳ２３と同様の手順で検出し（ステップＳ３６）、検出した電圧に基づいて、原データと加工データとの間の、新たな変換方式を決定しておく（ステップＳ３７）。
【０１２６】
一方、リーダー／ライター３８は、ＩＣカード１４から送信された加工データを受信する（ステップＳ３８）。ＣＰＵ１２４は、受信した加工データを変復調回路１２２を介して取込み、以前（ステップＳ２７）に決定された変換方式に従って、この加工データを原データに復元し（ステップＳ３９）、復元した原データにしたがって所定の処理を行なう。上述のステップＳ２８またはステップＳ３９が、質問器のデータ変換手段に対応する。
【０１２７】
ＣＰＵ１２４は、つぎに、当該加工データを受信したとき（ステップＳ３８）の受信レベルを、ステップＳ２６と同様の手順で検出し（ステップＳ４０）、検出した受信レベルに基づいて、原データと加工データとの間の、新たな変換方式を決定する（ステップＳ４１）。このステップにおいて決定された変換方式と、ＩＣカード１４において新たに決定された変換方式（ステップＳ３７）とは、同一の変換方式となっている。
【０１２８】
リーダー／ライター３８のＣＰＵ１２４は、送信すべき原データを不揮発性メモリ１２６から読み出し、前ステップにおいて決定された新たな変換方式にしたがって加工データに変換するとともに（ステップＳ４２）、変換した加工データを、変復調回路１２２を介して変調した後、ＩＣカード１４に送信する（ステップＳ４３）。
【０１２９】
ＩＣカード１４のＣＰＵ６８は、送信された加工データを受信すると（ステップＳ４４）、受信した加工データをステップＳ３７で決定した新たな変換方式にしてがって、原データに復元し（ステップＳ４５）、復元した原データを不揮発性メモリ７０に書込む（ステップＳ４６）。
【０１３０】
以下、ステップＳ３３にもどり、ＩＣカード１４およびリーダー／ライター３８は、同様の処理を繰り返す。このように、データ通信の一往復ごとに新たな変換方式を指定するよう構成することにより、データの機密保護に対する安全性をより高くすることができる。
【０１３１】
なお、この実施形態においては、データ通信の一往復ごとに新たな変換方式を指定するよう構成したが、データ通信の数往復ごとに新たな変換方式を指定するよう構成してもよい。また、いちど指定した変換方式を、一連の通信が終るまで固定するようにしてもよい。
【０１３２】
前述の実施形態においては、電力供給とデータ通信とを同じ搬送波にて行うデータ通信システムについて説明したが、この発明は、電力供給とデータ通信とをそれぞれ異なる周波数の搬送波にて行うデータ通信システムにも適用することができる。
【０１３３】
図１０は、図１に示される応答器８０を、このような実施形態へ適用した場合の構成例を示す図面である。この応答器８０において、データ通信手段８２は、電磁波を利用してデータの通信を行なうためのアンテナを含む共振回路であって、スイッチ手段によって共振周波数が切換可能な共振回路４０を備えている。
【０１３４】
共振周波数設定手段４２は、上述のスイッチ手段を用いて共振回路４０の共振周波数を切り換えつつ、各切換態様における共振回路４０からの出力信号を受けて、所望の出力信号が得られるようにスイッチ手段の切換態様を固定する。周波数検出手段１０２は、共振周波数設定手段４２により好適共振周波数に設定された共振回路４０を介して得られる電磁波の周波数を検出する。変換方式選択手段１００は、周波数検出手段１０２により検出された電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を選択する。なお、データ変換手段８４およびデータ記憶部８６は、図２に示す例と同様であるので、記載を省略している。
【０１３５】
上述の共振周波数設定手段４２の詳細な構成を、図１１に示す。切換手段４８は、共振回路４０の共振周波数を順次切り換えていく。基準電圧発生手段５０は、共振回路４０からの出力を受けてこれを直流電圧に変換する。なお、共振周波数の切り換えにより、変換される直流電圧の大きさが変化するが、基準電圧発生手段５０はこの変動に拘わらず、一定の基準電圧を得る。
【０１３６】
出力値計測手段５２は、この基準電圧を基準として、各共振周波数における共振回路４０の出力値を計測する。計測した出力値は、各共振周波数（つまり各切換態様）に対応づけて、出力値記憶手段５４に記憶される。
【０１３７】
態様決定手段５６は、出力値記憶手段５４に記憶された出力値の中から最も大きなものを選択し、これに対応する切換態様を好ましい切換態様（好適切換態様）と決定する。このようにして、最も効率よくデータの通信を行なうことのできる共振周波数を得る好適切換態様が得られる。この好適切換態様は、切換態様記憶手段４６に記憶される。
【０１３８】
以上のようにして、共振周波数の調整が完了した後は、切換手段４８は、切換態様記憶手段４６に記憶された好適切換態様にしたがって、共振回路４０の共振周波数を決定する。
【０１３９】
図１２に、図１０の例による応答器８０を、非接触式のＩＣカード１８として具体化した場合の回路ブロック図を示す。後述するリーダー／ライター５８（図２０参照）からの電力の供給は固定周波数の無変調の高周波搬送波ｆ0にて受け、リーダー／ライター５８との間の加工データの通信は高周波搬送波ｆLによって行う。搬送波ｆLは、加工データの通信の際、加工データに応じて変調されるとともに、原データと加工データとの間の変換方式に対応して、周波数が変化する。
【０１４０】
電力供給を受けるための共振回路は、アンテナ６１とコンデンサＣとによって構成されている。整流回路６２は、受信した搬送波ｆ0を整流し、レギュレータ６４に与える。レギュレータ６４は、これを安定化し、各部に電源として供給する。受信した搬送波ｆ0の周波数は、共振回路からＣＰＵ６８に与えられる。
【０１４１】
一方、データ通信のための共振回路は、アンテナ６３、コンデンサＣ1〜Ｃn、スイッチ手段であるトランジスタＳＱ1〜ＳＱnによって構成されている。復調回路６６は、変調された搬送波ｆLを検波して復調する。復調回路６６の出力は、基準電圧発生手段である基準電圧発生回路７２、出力値計測手段である出力値計測回路７４に与えられる。基準電圧と比較することにより、復調回路６６の出力を計測する。なお、基準電圧発生回路７２、出力値計測回路７４は、上述の実施形態（図３参照）に示すものと同様の構成である（図４参照）。
【０１４２】
ＣＰＵ６８は、復調回路６６の出力が最大となるように、データ通信のための共振回路の共振周波数を自動調整する。共振周波数の調整は、トランジスタＳＱ1〜ＳＱnを適当に切換えることにより行なう。このように、データ通信のための共振回路の共振周波数を自動調整するよう構成することで、変動する搬送波ｆLの周波数に対応させて、効率良く、加工データの通信を行なうことができる。また、搬送波ｆLの周波数の検出が容易になる。
【０１４３】
ＣＰＵ６８は、電力供給に用いられる固定周波数の搬送波ｆ0を基準として、データ通信に用いられる搬送波ｆLの周波数を検出し、検出した搬送波ｆLの周波数に基づいて、原データと加工データとの間の変換方式を選択する。ＣＰＵ６８は、選択した変換方式にしたがって、原データと加工データとの間の変換を行なう。
【０１４４】
また、復調回路６６は、変調された搬送波ｆLから加工データを復調し、ＣＰＵ６８に与える。リーダー／ライター５８に向けて加工データを送る場合には、リーダー／ライター５８が無変調の搬送波ｆLを出力している時に、ＣＰＵ６８の制御により、好適切換態様とそれ以外の切換態様とを加工データに応じて切り換える。このようにして、リーダー／ライター５８から見たインピーダンスを変化させることで、搬送波ｆLの振幅を変化させ、リーダー／ライター５８に加工データを送ることができる。
【０１４５】
不揮発性メモリ７０には、通信や、原データと加工データとの間の変換のためのプログラムの他、データ通信のための共振回路の共振周波数を自動調整するためのプログラムも記憶されている。自動調整のプログラムのフローチャートを、図１３に示す。図１３のフローチャート、図１２のブロック図を参照しつつ、まず、共振周波数の自動調整処理について説明する。
【０１４６】
自動調整のモード（図２１、ステップＳ５５参照）に入ると、ＣＰＵ６８は、まず切換態様を示す変数ｊを１にセットする（ステップＳ１）。次に、トランジスタＳＱjをオンにし、他のトランジスタをオフとするよう制御する（ステップＳ２）。今、ｊ＝１であるから、トランジスタＳＱ1のみがオンとなる。したがって、コンデンサＣ1が接続され、最も低い共振周波数となる。この場合の共振回路の周波数特性を図１５のＣＡＳＥ１に示す。なお、縦軸は図４の点αにおける電圧である。ここで、図１５に示すように、リーダー／ライター５８のデータ通信に用いられる搬送波ｆLの現在の周波数がｆLであったとすると、ＣＡＳＥ１の場合には、何れの比較器７８ａ、７８ｂ、７８ｃからも出力が得られない。ＣＰＵ６８は、各比較器７８ａ、７８ｂ、７８ｃの出力Ａ、Ｂ、Ｃを、切換態様ｊに対応づけて、不揮発メモリ７０に記憶する（ステップＳ３、図１６参照）。ここでは、Ａ＝０、Ｂ＝０、Ｃ＝０を記憶する。なお、この実施形態においては、不揮発性メモリ７０の図１６に示す部分が、出力値記憶手段および切換態様記憶手段に対応している。
【０１４７】
次に、ステップＳ４において、切換態様ｊが最大値ｎに達したか否かを判断する。達していなければ、切換態様ｊをインクリメントし、ｊ＝２とする（ステップＳ５）。次に、ステップＳ２に戻って、２番目の切換態様について、上記と同様の処理を行う。つまり、トランジスタＳＱ2をオンにして、他のトランジスタをオフにし、コンデンサＣ2を接続する。これにより、共振回路の周波数特性は、図１５のＣＡＳＥ２に示すようになる。したがって、搬送波ｆLに対しては、比較器７８ｃのみより出力が得られる。ＣＰＵ６８は、この出力を受けて、図１６に示すように、ｊ＝２に対応づけて、Ａ＝０、Ｂ＝０、Ｃ＝１を不揮発性メモリ７０に記憶する。
【０１４８】
切換態様ｊがｎになるまで、上記の処理を繰り返し、次に、ステップＳ６に進む。ｊ＝ｎまで処理を行うと、不揮発性メモリ７０には、図１６に示すように各切換態様における出力レベルが記憶される。ステップＳ６においては、記憶された出力値のうちから最大のものを選び出す。ここでは、切換態様ｊ＝４、５、６の場合が最も大きい出力値である。これらのうち、中心にある切換態様ｊ＝５を好適切換態様として選択する。切換態様ｊ＝５が好ましいことは、図１５よりも明らかである。次に、ＣＰＵ６８は、この好適切換態様ｊ＝５に対し、好適フラグを立てて記憶する（ステップＳ７）。以上のように、この実施形態では、ステップＳ６が態様決定手段に対応している。
【０１４９】
上記のようにして好適切換態様を決定すると、ＣＰＵ６８は、次に、当該好適共振周波数にて動作を行う。この処理のフローチャートを図１４に示す。まず、ステップＳ１０において、不揮発性メモリ７０より、好適フラグの記憶された切換態様ｊを得る。次に、この切換態様ｊにより指定されたトランジスタＳＱjをオンにする（ステップＳ１１）。これにより、リーダー／ライター５８からのデータ通信に用いられる搬送波ｆLを最も効率のよい状態で受けることができる。以後は、定められた通信処理を行う（ステップＳ１２）。上記のように、この実施形態では、ステップＳ１０、Ｓ１１が切換手段に対応している。
【０１５０】
以上のように、リーダー／ライター５８からのデータ通信に用いられる搬送波ｆLを最も効率よく受けることができるよう、ＩＣカード１８の共振回路の共振周波数を自動的に調整することができる。したがって、データ通信に用いられる搬送波ｆLの周波数が変化しても、共振回路の共振周波数を容易に調整することができる。また、一度調整すれば、搬送波ｆLの周波数が変化しない間は、図１４に示す動作を行うだけで好適共振周波数を得られるので、動作速度を損なうこともない。
【０１５１】
なお、上記実施態様では、好適切換態様を得るために、全ての切換態様について検討を行うようにしている。しかし、所定のしきい値を越える出力が得られた時点で以後の切換態様についての検討を止め、当該しきい値を越える切換態様を好適切換態様としてもよい。これにより、迅速な自動調整を行うことができる。
【０１５２】
また、出力値が所定のしきい値を越え、かつ、前回の切換態様よりも出力値が下がった時点で以後の切換態様についての検討を止め、この時点での最大値に対応する切換態様を好適切換態様としてもよい。これにより、迅速にかつ最適な切換態様を得ることができる。
【０１５３】
上記実施形態においては、コンデンサＣ1〜Ｃnのうち、いずれか１つのコンデンサをアンテナ６３に接続するようにしている。しかしながら、同時に複数のコンデンサをアンテナ６３に接続するような切換態様を設けてもよい。このようにすれば、少ないコンデンサの数で多くの切換態様を得ることができる。
【０１５４】
また、上記実施形態においては、搬送波ｆLの周波数が連続的に変化するような場合であっても最適な切替態様が得られるよう、多くの切換態様を用意したが、搬送波ｆLの周波数が予め定められた複数の固定周波数の中から選択されるような場合には、当該複数の固定周波数にそれぞれ適応する共振周波数が選択される切替態様のみを用意しておけばよい。
【０１５５】
図１７に、共振回路の他の構成例を示す。図１７Ａは、アンテナ６３の実効インダクタンスを切り換えるものである。図１７Ｂは、直列に接続したコンデンサＣ１、Ｃ2、Ｃ3を切り換えるものである。図１７Ｃは、並列に接続したアンテナ６３a、６３b、６３cを切り換えるものである。なお、これらを任意に組み合わせて共振回路を構成してもよい。共振回路の構成をいずれのようにするかは、各素子の形成のしやすさ、ＩＣチップ化の範囲に伴う接続点の数等を考慮して決定すればよい。
【０１５６】
上記の実施形態では、ＩＣカード１８の使用時に、ＣＰＵ６８が不揮発性メモリ７０から好適フラグの付された好適切換態様を読み出し、これに基づいてトランジスタＳＱ1〜ＳＱnの何れかをオンにしている。しかしながら、図１８に示すように、強誘電体層ＦＬを有する不揮発性メモリＦＱ1、ＦＱ2・・・によって、好適フラグの記憶素子とトランジスタを共用するようにしてもよい。この不揮発性メモリＦＱは、ゲートＧとメモリゲートＭＧ間に印加する電圧の方向により、強誘電体層ＦＬの分極方向を変えることができるようになっている。この分極方向に応じて、ソースＳとドレインＤ間がオン・オフする。この実施形態によれば、ＣＰＵ６８は、好適切換態様においてオンとすべき不揮発性メモリの強誘電体層ＦＬをオン方向に分極しておく。これにより、当該不揮発性メモリは自動的にオンとなるので、実際の使用時には、ＣＰＵ６８が図１４のステップＳ１０，Ｓ１１の処理を行うことなく、好適な共振周波数を得るようにコンデンサを選択でき、動作速度を向上することができる。
【０１５７】
つぎに、図１９に、図１に示された質問器９０の他の構成例を示す。この質問器９０は、前述の図１０に示される応答器８０と併せて、電力供給とデータ通信とをそれぞれ異なる周波数の搬送波にて行うデータ通信システムを構成する。
【０１５８】
図１９に示す質問器９０において、データ通信手段９２は、電磁波を利用してデータの通信を行なうためのアンテナを含む共振回路であってスイッチ手段によって共振周波数が切換可能な共振回路１１８と、共振回路１１８に電気振動を与えるための可変周波数の発振回路であって後述する周波数決定手段１１２により決定された周波数の発振を行なう可変発振回路１１６と、を備えている。
【０１５９】
変換方式指定手段９８は、可変発振回路１１６の発振周波数をランダムに決定する周波数決定手段１１２と、周波数決定手段１１２により決定された発振周波数に対応させて、実行する変換方式を選択する変換方式選択手段１１０と、上述のスイッチ手段を用いて、共振回路１１８の共振周波数を周波数決定手段１１２により決定された発振周波数に適合した好適共振周波数に設定する共振周波数設定手段１１４と、を備えている。
【０１６０】
図２０に、図１９の例による質問器９０を、非接触式のリーダー／ライター５８として具体化した場合の回路ブロックの一例を示す。このリーダー／ライター５８は、前述のＩＣカード１８と併せて用いられ、電力供給とデータ通信とをそれぞれ異なる周波数の搬送波にて行うＩＣカード通信システムを構成する。
【０１６１】
リーダー／ライター５８においては、電源用発振器１５０において生成された固定周波数の無変調の高周波搬送波ｆ0が、電力供給用の共振回路のアンテナ１５２を介して、ＩＣカード１８に送られる。この搬送波ｆ0は、専らＩＣカード１８への電力の供給に用いられるものであり、リーダー／ライター５８が動作しているあいだは、途切れることなく送出されている。
【０１６２】
一方、データ通信用の共振回路のアンテナ１４８からは、加工データの通信に用いられる高周波搬送波ｆLが送出される。ＣＰＵ１４４は、搬送波ｆLの周波数を、乱数発生装置（図示せず）等を用いてランダムに決定し、決定した周波数を可変発振回路である可変発振器１４０に指示する。可変発振器１４０は、指示された周波数の無変調の搬送波ｆLを変復調回路１４２に与える。
【０１６３】
一方、ＣＰＵ１４４は、決定された搬送波ｆLの周波数に対応づけて、原データと加工データとの間の変換方式を決定する。ＣＰＵ１４４は、決定された変換方式にしたがって、原データを加工データに変換する。変復調回路１４２に与えられた搬送波ｆLは、ＣＰＵ１４４において変換された加工データに応じて変調され、アンテナ１４８から送出される。
【０１６４】
また、ＩＣカード１８から送られた加工データは、データ通信用の共振回路で受信され、変復調回路１４２で復調されたあと、ＣＰＵ１４４において、上述の決定された変換方式にしたがって、原データに復元される。
【０１６５】
また、ＣＰＵ１４４は、共振回路の共振周波数を、決定された搬送波ｆLの周波数に適合する好適共振周波数に調整する。この実施形態においては、共振回路の共振周波数が、決定された搬送波ｆLの周波数と一致するように切換えるよう構成している。すなわち、ＣＰＵ１４４は、決定された搬送波ｆLの周波数に基づいて、トランジスタＳＱ1〜ＳＱnのオン・オフを行なう。これによって、コンデンサＣ1〜Ｃnを共振回路に選択的に接続することができる。このようにして、共振回路の共振周波数が切換えられる。
【０１６６】
このように、共振回路の共振周波数を、決定された搬送波ｆLの周波数に適合する好適共振周波数に調整することで、データ通信用の搬送波ｆLが変化しても、効率よく加工データの通信を行なうことができる。
【０１６７】
つぎに、上述のＩＣカード１８（図１２参照）およびリーダー／ライター５８（図２０参照）を備えたＩＣカードシステムの動作を、図２１および図２２に示すフローチャートを用いて説明する。リーダー／ライター５８のＣＰＵ１４４は、まず、データ通信に用いる搬送波ｆLの周波数を決定する（ステップＳ５０）。
【０１６８】
この実施形態においては、原データと加工データとの間の変換方式として、図９に示す３つの方式が用意されているとする。したがって、データ通信に用いる搬送波ｆLの周波数も、この変換方式に対応させて、３種類設けられている。たとえば、電力供給用の搬送波ｆ0が１３．５６ＭＨzのとき、これと異なる３種類の周波数、たとえば１．７ＭＨz、３．３９ＭＨz、６．８ＭＨzを、データ通信に用いる搬送波ｆLの周波数の候補として設定することができる。ＣＰＵ１４４は、これら３つの周波数の中からひとつを、搬送波ｆLの周波数としてランダムに選択することにより決定する。ステップＳ５０が、周波数決定手段に対応する。なお、搬送波ｆLの周波数を、これら３つの周波数の中からランダムに選択するのではなく、予め定められた所定の順序により選択するよう構成することもできる。
【０１６９】
つぎにＣＰＵ１４４は、共振回路の共振周波数を、決定された搬送波ｆLの周波数に対して好適な共振周波数となるよう設定する（ステップＳ５１）。共振周波数の設定は、トランジスタＳＱ1〜ＳＱnのオン・オフを行なうことにより行なわれる。ステップＳ５１が、質問器の共振周波数設定手段に対応する。
【０１７０】
つぎにＣＰＵ１４４は、搬送波ｆLを所定のパターンに変調した応答信号を送信する（ステップＳ５２）とともに、ステップＳ５０において決定した搬送波ｆLの周波数に対応する、原データと加工データとの間の変換方式を決定する（ステップＳ５３）。
【０１７１】
リーダー／ライター５８にＩＣカード１８が近づくと、ＩＣカード１８は、電力供給用の搬送波ｆ0を受けて動作可能となるとともに、所定のパターンに変調された搬送波ｆLである応答信号を受信する（ステップＳ５４）。応答信号は復調回路６６で復調されたあと、ＣＰＵ６８に取込まれる。ＣＰＵ６８は、取込まれた信号が応答信号であると判断した場合は、ＩＣカード１８側のデータ通信用の共振回路について、上述の共振周波数調整処理を行なう（ステップＳ５５、図１３、図１４参照）。ステップＳ５１が、応答器の共振周波数設定手段に対応する。
【０１７２】
ＣＰＵ６８は、電力供給用の共振回路から得た搬送波ｆ0の周波数を基準として、データ通信用の共振回路から得た搬送波ｆLの周波数を検出し（ステップＳ５６）、検出した搬送波ｆLの周波数に基づいて、原データと加工データとの間の変換方式を決定する（ステップＳ５７）。ステップＳ５６が、周波数検出手段に対応する。
【０１７３】
ＩＣカード１８における、搬送波ｆLの周波数と変換方式との対応関係は、リーダー／ライター５８における、搬送波ｆLの周波数と変換方式との対応関係と同一になるよう設定されている。このように設定することで、両者において指定された変換方式が同一になることが担保される。
【０１７４】
つぎに、ＣＰＵ６８は、応答信号に対する返答信号を、リーダー／ライター５８に返す（ステップＳ５８）。返答信号の送信は、リーダー／ライター５８から送られる無変調の搬送波ｆLを所定のパターンで変調することにより行なう。搬送波ｆLの変調は、リーダー／ライター５８が無変調の搬送波ｆLを出力している時に、ＣＰＵ６８の制御により、データ通信用の共振回路の共振周波数を、前記所定のパターンに応じて、好適切換態様とそれ以外の切換態様とに切り換える。このようにして、リーダー／ライター５８から見たインピーダンスを変化させることで、搬送波ｆLの振幅を変化させ、リーダー／ライター５８に返答信号を送ることができる。
【０１７５】
リーダー／ライター５８は、返答信号を受信すると（ステップＳ５９）、不揮発性メモリ１４６から原データを取り出し、ステップＳ５３において決定された変換方式にしたがって、原データを加工データに変換する（ステップＳ６０）とともに、変換した加工データを変復調回路１４２により変調したあと、ＩＣカード１８に送信する（ステップＳ６１）。
【０１７６】
ＩＣカード１８は、送信された加工データを受信する（ステップＳ６２）。受信された加工データは、復調回路６６で復調されたあとＣＰＵ６８に与えられる。ＣＰＵ６８は、与えられた加工データを、ステップＳ５７で決定した変換方式にしたがって、原データに復元し（ステップＳ６３）、復元した原データを不揮発性メモリ７０に書込む（ステップＳ６４）。
【０１７７】
ＩＣカード１８のＣＰＵ６８は、復元した原データにしたがって所定の処理を行なったのち、送信すべき原データを不揮発性メモリ７０から読み出し（ステップＳ６５）、上述の変換方式にしたがって、原データを加工データに変換したあと（ステップＳ６６）、リーダー／ライター５８に送信する（ステップＳ６７）。
【０１７８】
リーダー／ライター５８のＣＰＵ１４４は、ＩＣカード１８から送信された加工データを受信し（ステップＳ６８）、ステップＳ５３において決定された変換方式に従って、この加工データを原データに復元し（ステップＳ６９）、復元した原データにしたがって所定の処理を行なう。
【０１７９】
ＣＰＵ１４４は、前述のステップＳ６０〜ステップＳ６２と同様に、ステップＳ５３において決定された変換方式にしたがって、原データを加工データに変換し（ステップＳ７０）、ＩＣカード１８に送信する（ステップＳ７１）。ＩＣカード１８は、送信された加工データを受信する（ステップＳ７２）。以下、ステップＳ６３に戻り、ＩＣカード１８およびリーダー／ライター５８は、同様の処理を繰り返す。
【０１８０】
なお、この実施形態においては、いちど指定した変換方式を、一連の通信が終るまで固定するよう構成したが、データ通信の一往復ごとにデータ通信用の搬送波ｆLの周波数を選択仕直して、新たな変換方式を指定するよう構成することもできる。このように構成すれば、データの機密保護に対する安全性をより高くすることができる。また、データ通信の数往復ごとに搬送波ｆLの周波数を選択仕直して、新たな変換方式を指定するよう構成してもよい。
【０１８１】
上述の実施形態においては、図１０および図２１のステップＳ５５〜ステップＳ５７に示すように、応答器８０の共振回路４０の共振周波数を調整したあと、調整された共振回路４０を介して電磁波の周波数を検出し、検出した電磁波の周波数に基づいて変換方式を選択するよう構成したが、応答器８０の共振回路４０の共振周波数を調整したあと、当該調整された共振回路４０の共振周波数に基づいて、変換方式を選択するよう構成することもできる。
【０１８２】
図２３は、図１に示される応答器８０を、このような実施形態へ適用した場合の構成例を示す図面である。応答器８０において、データ通信手段８２は、図１０の場合と同様に、電磁波を利用してデータの通信または電力の伝達を行なうためのアンテナを含む共振回路であって、スイッチ手段によって共振周波数が切換可能な共振回路４０を備えている。
【０１８３】
変換方式指定手段８８は、共振周波数設定手段４２と、共振周波数設定手段４２により得られた共振回路４０の好適共振周波数に対応させて、実行する変換方式を選択する変換方式選択手段１００とを備えている。なお、共振周波数設定手段４２は、図１０の場合と同様の構成である。このように構成することにより、図１０のような周波数検出手段１０２は不要となり、構成を簡略化することができ、好都合である。なお、データ変換手段８４およびデータ記憶部８６は、図２に示す例と同様であるので、記載を省略している。
【０１８４】
また、図１０に示す実施形態においては、応答器８０の共振回路４０の共振周波数を調整したあと、調整された共振回路４０を介して電磁波の周波数を検出するよう構成したが（図２１のステップＳ５５、ステップＳ５６参照）、検出能力の高い周波数検出手段１０２が入手可能であれば、まず、電磁波の周波数を検出し、検出した電磁波の周波数に基づいて、応答器８０の共振回路４０の共振周波数を調整するよう構成することもできる。
【０１８５】
図２４は、図１に示される応答器８０を、このような実施形態へ適用した場合の構成例を示す図面である。応答器８０において、データ通信手段８２は、図１０の場合と同様の構成である。
【０１８６】
変換方式指定手段８８は、電磁波の周波数を検出する周波数検出手段１０２と、周波数検出手段１０２により検出された電磁波の周波数に基づいて、スイッチ手段を用いて共振回路４０の共振周波数を当該電磁波の周波数に適合した好適共振周波数に設定する共振周波数設定手段１０４と、周波数検出手段１０２により検出された当該電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を選択する変換方式選択手段１００と、を備えている。このように、検出能力の高い周波数検出手段１０２が入手可能であれば、図１０のような複雑な共振周波数設定手段４２に替えて、簡単な構成の共振周波数設定手段１０４を用いればよいから、装置の構成を簡略化することができ、好都合である。
【０１８７】
なお、上述の各実施形態においては、データ通信のために、搬送波をパルス振幅変調している。しかしながら、パルス周波数変調、パルス位相変調、アナログ振幅変調、アナログ周波数変調、アナログ位相変調等、いずれの変調方式においても適用することができる。
【０１８８】
また、上述の各実施形態においては、他のデータ通信装置との間で、データの通信および電力の伝達に兼用して用いられる電磁波を用いて通信を行なう機能を備えたデータ通信装置（システム）、または、他のデータ通信装置との間で、データの通信に用いられる電磁波および当該データの通信に用いられる電磁波と異なる周波数を有し電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を通信する機能を備えたデータ通信装置（システム）を例に説明したが、この発明は、これら２つの機能をともに備えたデータ通信装置（システム）についても適用することができる。
【０１８９】
また、上述の各実施形態においては、非接触式のデータ通信装置（システム）を例に説明したが、この発明は、他のデータ通信装置との間で電気的に接触してデータの通信または電力の伝達を行なう機能を備えた接触式のデータ通信装置（システム）にも適用することができる。
【０１９０】
さらに、他のデータ通信装置との間で電気的に接触してデータの通信または電力の伝達を行なう機能、および、他のデータ通信装置との間で電磁波を利用して非接触にデータの通信または電力の伝達を行なう機能の、双方の機能をともに備えた接触式／非接触式兼用のデータ通信装置（システム）にも適用することができる。
【０１９１】
なお、上述の各実施形態においては、ＩＣカードとリーダー／ライターとを備えたＩＣカード通信システムを例に説明したが、この発明はＩＣカード通信システムに留まらず、データ通信装置一般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態によるデータ通信システムの構成を示す図面である。
【図２】応答器８０の構成の一例を示す図面である。
【図３】この発明の一実施形態によるＩＣカードの構成を示す図面である。
【図４】基準電圧発生回路７２，出力値計測回路７４の詳細を示す図面である。
【図５】ＩＣカードの外観を示す図面である。
【図６】図１の例による質問器９０を、非接触式のリーダー／ライター３８として具体化した場合の回路ブロックの一例を示す図面である。
【図７】ＩＣカード１４およびリーダー／ライター３８を備えたＩＣカードシステムの動作を示すフローチャートである。
【図８】ＩＣカード１４およびリーダー／ライター３８を備えたＩＣカードシステムの動作を示すフローチャートである。
【図９】原データと加工データとの間の変換方式の具体例を示す図面である。
【図１０】図１に示される応答器８０の他の構成例を示す図面である。
【図１１】共振周波数設定手段４２の構成を示す図面である。
【図１２】他の実施形態によるＩＣカードの構成を示す図面である。
【図１３】共振周波数の自動調整処理のフローチャートである。
【図１４】好適共振周波数による動作処理を示す図面である。
【図１５】各切換態様における共振回路の周波数特性と、リーダー／ライターの搬送波ｆLの周波数ｆLとの関係を示す図面である。
【図１６】共振周波数の自動調整処理において不揮発性メモリ７０に記憶される内容を示す図面である。
【図１７】共振回路の他の例を示す図面である。
【図１８】スイッチ手段であるトランジスタと、好適フラグの記憶手段とを一つの素子によって形成した例を示す図面である。
【図１９】図１に示された質問器９０の他の構成例を示す図面である。
【図２０】図１９の例による質問器９０を、非接触式のリーダー／ライター５８として具体化した場合の回路ブロックの一例を示す図面である。
【図２１】ＩＣカード１８およびリーダー／ライター５８を備えたＩＣカードシステムの動作を示すフローチャートである。
【図２２】ＩＣカード１８およびリーダー／ライター５８を備えたＩＣカードシステムの動作を示すフローチャートである。
【図２３】図１に示される応答器８０の他の構成例を示す図面である。
【図２４】図１に示される応答器８０の他の構成例を示す図面である。
【図２５】従来の非接触式のデータ通信システムの構成を示す図面である。
【符号の説明】
４０・・・・・・共振回路
５２・・・・・・出力値計測手段
８２・・・・・・データ通信手段
８４・・・・・・データ変換手段
８８・・・・・・変換方式指定手段
１００・・・・・変換方式選択手段
【発明の属する技術分野】
この発明はデータ通信装置、データ通信システムおよびデータ通信方法に関し、特に、安全性（セキュリティー）の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリペイドカード、スキー場のリフトや鉄道の自動改札、荷物の自動仕分け等に、非接触式のＩＣカードを用いたデータ通信システムが用いられる。図２５に、非接触式ＩＣカードを用いたデータ通信システムの構成を示す。このシステムは、リーダー／ライター２（たとえば、スキー場のリフトのゲート内に搭載される）と非接触ＩＣカード２０によって構成される。
【０００３】
リーダー／ライター２は、制御部８の制御により、発振回路１０からの高周波搬送波をアンテナ４から送り出している。リーダー／ライター２に対して非接触ＩＣカード２０が接近すると、この高周波搬送波は、非接触ＩＣカード２０のアンテナ２４に受信される。電源生成回路２８は、受信した高周波を直流電力に変換して、他の回路部分に供給する。このようにして、リーダー／ライター２に近づくと、非接触ＩＣカード２０が動作可能となる。なお、電源生成回路２８、変復調回路３０、制御部３２、不揮発性メモリ３４は、小型化のためＩＣチップ３６とされている。
【０００４】
リーダー／ライター２から非接触ＩＣカード２０に対するデータ送信は、制御部８の制御により、高周波搬送波を変復調回路６において変調することにより行う。非接触ＩＣカード２０は、変調された高周波搬送波を変復調回路３０において復調する。制御部３２は、復調されたデータを得て、不揮発性メモリ３４の内容の書き換えやデータ返信等の必要な処理を行う。
【０００５】
上記と逆に、非接触ＩＣカード２０からリーダー／ライター２に対してのデータ送信も行われる。ここで、非接触ＩＣカード２０側には、発振回路が設けられていない。したがって、リーダー／ライター２の側から無変調の高周波搬送波を送り出しておき、非接触ＩＣカード２０側にて、変復調回路３０により、共振回路２２のインピーダンスを変化させるようにしている。リーダー／ライター２は、このインピーダンス変化を、自己側の共振回路１２のインピーダンス変化として、変復調回路６により検出して復調を行う。制御部８は、復調されたデータを得て、必要な処理を行う。
【０００６】
非接触ＩＣカード２０がリーダー／ライター２から遠ざかると、電力供給が無くなるので、カード２０の動作は停止する。しかし、不揮発性メモリ３４を用いているので、電力供給が無くなっても、記憶されたデータは保持される。
【０００７】
このように、ＩＣカード２０を用いたデータ通信システムを使用すれば、カード内に電源を必要とせずかつ非接触でデータの授受を行なうことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来のＩＣカード２０を用いたデータ通信システムは、次のような問題点があった。従来のＩＣカード２０を用いたデータ通信システムにおいては、システムの製造コストを低く抑えるために、リーダー／ライター２とＩＣカード２０との間の通信データを原データのまま用いていた。したがって、第３者が通信データを読み取るのは比較的容易であった。このため、機密保護を要するデータの通信には不向きであった。
【０００９】
一方、機密保護を要するデータの通信方法として、複雑な方法を用いてデータを暗号化し、暗号化されたデータを通信する方法がある。しかしながら、このような暗号化方法には、複雑で大掛かりな装置が必要となるため、システムの製造コストが高くなる。
【００１０】
この発明は、このような問題点を解決し、機密保護に関する安全性が高くコストの低いデータ通信装置、データ通信システムおよびデータ通信方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明のデータ通信装置は、他のデータ通信装置との間で加工データの通信を行なうデータ通信手段と、変動し得る条件であって他のデータ通信装置との間で共通に認識可能な所定の条件または当該データ通信装置において認識可能な所定の条件に対応させて、原データと加工データとの間の複数の変換方式の中から、実行する変換方式を選択して指定する変換方式指定手段と、変換方式指定手段により指定された変換方式にしたがって、データ通信手段から得た加工データを原データに変換し、または原データを加工データに変換してデータ通信手段に与えるデータ変換手段と、を備えており、他のデータ通信装置と同一の変換方式にしたがって、原データと加工データとの間の変換を行なうよう構成したこと、を特徴とする。
【００１２】
この発明のデータ通信装置においては、他のデータ通信装置との間で電気的に接触してデータの通信または電力の伝達を行なう機能を備えたこと、を特徴とする。
【００１３】
この発明のデータ通信装置においては、他のデータ通信装置との間で電磁波を利用して非接触にデータの通信または電力の伝達を行なう機能を備えており、変換方式指定手段は、当該電磁波の特性のうち変動し得る特性であって他のデータ通信装置との間で共通に認識可能な所定の特性または当該データ通信装置において認識可能な所定の特性に対応させて、実行する変換方式を指定すること、を特徴とする。
【００１４】
この発明のデータ通信装置において、変換方式指定手段は、電磁波の伝達強度に対応させて、実行する変換方式を指定すること、を特徴とする。
【００１５】
この発明のデータ通信装置において、データ通信手段は、電磁波を利用してデータの通信または電力の伝達を行なうためのアンテナを含む共振回路を有しており、変換方式指定手段は、電磁波のうち受信波のレベルに対応する共振回路の出力の大きさを計測するとともに、計測された共振回路の出力の大きさに対応させて、実行する変換方式を指定すること、を特徴とする。
【００１６】
この発明のデータ通信装置において、変換方式指定手段は、共振回路にあらわれる電圧の変動に拘わらず一定の基準電圧を得る基準電圧発生手段と、基準電圧発生手段において得られた基準電圧を基準として、共振回路の出力の大きさを計測する出力値計測手段と、出力値計測手段により得られた共振回路の出力の大きさに対応させて、実行する変換方式を選択する変換方式選択手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
この発明のデータ通信装置において、変換方式指定手段は、電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を指定すること、を特徴とする。
【００１８】
この発明のデータ通信装置において、データ通信手段は、電磁波を利用してデータの通信または電力の伝達を行なうためのアンテナを含む共振回路であって、スイッチ手段によって共振周波数が切換可能な共振回路を備えており、変換方式指定手段は、スイッチ手段を用いて共振回路の共振周波数を前記電磁波の周波数に適合した好適共振周波数に設定する共振周波数設定手段を備えたこと、を特徴とする。
【００１９】
この発明のデータ通信装置において、変換方式指定手段は、電磁波の周波数を検出する周波数検出手段と、周波数検出手段により検出された電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を選択する変換方式選択手段と、を備え、共振周波数設定手段は、周波数検出手段により検出された電磁波の周波数に基づいて共振回路の共振周波数を設定すること、を特徴とする。
【００２０】
この発明のデータ通信装置において、共振周波数設定手段は、スイッチ手段を用いて共振回路の共振周波数を切り換えつつ、各切換態様における共振回路からの出力信号を受けて、所望の出力信号が得られるようにスイッチ手段の切換態様を固定するよう構成したこと、を特徴とする。
【００２１】
この発明のデータ通信装置において、共振周波数設定手段は、共振回路のスイッチ手段を順次切り換えるとともに、各切換態様における共振回路にあらわれる電圧または電流を得て、所望の電圧または電流が得られるスイッチ手段の好適切換態様を得る判定手段と、判定手段によって得られた好適切換態様を記憶する切換態様記憶手段と、を備えたこと、を特徴とする。
【００２２】
この発明のデータ通信装置において、判定手段は、共振回路にあらわれる電圧の変動に拘わらず一定の基準電圧を得る基準電圧発生手段と、基準電圧発生手段からの基準電圧を基準として、各切換態様における共振回路の出力の大きさを計測する出力値計測手段と、出力値計測手段によって得られた出力の大きさに基づいて好適切換態様を決定する態様決定手段と、を備えたこと、を特徴とする。
【００２３】
この発明のデータ通信装置において、判定手段は、さらに、スイッチ手段の各切換態様に応じた共振回路の出力値を、各切換態様に対応づけて、それぞれ記憶する出力値記憶手段を備えており、態様決定手段は、出力値記憶手段に記憶された出力値に基づいて好適切換態様を決定するものであること、を特徴とする。
【００２４】
この発明のデータ通信装置において、判定手段は、最も大きな出力値に対応する切換態様を好適切換態様とすること、を特徴とする。
【００２５】
この発明のデータ通信装置において、判定手段は、切換態様を順次切り換えるごとに出力値を得て、所定のしきい値を越える出力値が得られると、当該切換態様を好適切換態様とすること、を特徴とする。
【００２６】
この発明のデータ通信装置において、変換方式指定手段は、共振周波数設定手段により得られた共振回路の好適共振周波数に対応させて、実行する変換方式を選択する変換方式選択手段を備えたこと、を特徴とする。
【００２７】
この発明のデータ通信装置において、変換方式指定手段は、共振周波数設定手段により好適共振周波数に設定された共振回路を介して得られる電磁波の周波数を検出する周波数検出手段と、周波数検出手段により検出された電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を選択する変換方式選択手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２８】
この発明のデータ通信装置において、スイッチ手段を複数のトランジスタによって構成したこと、を特徴とする。
【００２９】
この発明のデータ通信装置において、共振回路は、アンテナに対して接続するコンデンサの容量を、スイッチ手段によって選択可能に構成したこと、を特徴とする。
【００３０】
この発明のデータ通信装置において、共振回路は、コンデンサに接続するアンテナのインダクタンスを、スイッチ手段によって選択可能に構成したこと、を特徴とする。
【００３１】
この発明のデータ通信装置において、当該データ通信装置は、他のデータ通信装置から、データの通信および電力の伝達に兼用して用いられる電磁波を受ける機能、または、前記他のデータ通信装置から、データの通信に用いられる電磁波および当該データの通信に用いられる電磁波と異なる周波数を有し電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を受ける機能、を備えた無電源方式のデータ通信装置であること、を特徴とする。
【００３２】
この発明のデータ通信装置において、当該データ通信装置は、他のデータ通信装置から、データの通信に用いられる電磁波であって周波数が変動し得る電磁波、および当該データの通信に用いられる電磁波と異なる固定周波数を有し電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を受ける機能を備えた無電源方式のデータ通信装置であって、変換方式指定手段は、データの通信に用いられる電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を指定すること、を特徴とする。
【００３３】
この発明のデータ通信装置において、当該データ通信装置は、他のデータ通信装置から、データの通信に用いられる電磁波および電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を受ける機能を備えたデータ通信装置であって、データの通信に用いられる電磁波および電力の伝達に用いられる電磁波のうち一方が固定周波数の電磁波であり、他方が変動し得る周波数の電磁波であり、変換方式指定手段は、固定周波数の電磁波の周波数を基準として、変動し得る周波数の電磁波の周波数を検出し、検出した周波数に対応させて、実行する変換方式を指定すること、を特徴とする。
【００３４】
この発明のデータ通信装置において、当該データ通信装置は、他のデータ通信装置に対して、データの通信および電力の伝達に兼用して用いられる電磁波を送り出す機能、または、前記他のデータ通信装置に対して、データの通信に用いられる電磁波および当該データの通信に用いられる電磁波と異なる周波数を有する電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を送り出す機能、を備えたデータ通信装置であること、を特徴とする。
【００３５】
この発明のデータ通信装置において、当該データ通信装置は、他のデータ通信装置に対して、データの通信に用いられる電磁波であって周波数が変動し得る電磁波、および当該データの通信に用いられる電磁波と異なる固定周波数を有し電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を送り出す機能を備えたデータ通信装置あって、変換方式指定手段は、データの通信に用いられる電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を指定すること、を特徴とする。
【００３６】
この発明のデータ通信装置において、データの通信および電力の伝達に兼用して用いられる電磁波、データの通信に用いられる電磁波、または電力の伝達に用いられる電磁波の少なくともひとつの電磁波の周波数が変動し得るものであり、変換方式指定手段は、所定の決定方法にしたがって、当該周波数が変動し得る電磁波の周波数を決定する周波数決定手段を備えており、周波数決定手段により決定された変動し得る電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を選択すること、を特徴とする。
【００３７】
この発明のデータ通信装置において、データ通信手段は、電磁波を利用してデータの通信または電力の伝達を行なうためのアンテナを含む共振回路であって、スイッチ手段によって共振周波数が切換可能な共振回路と、共振回路に電気振動を与えるための可変周波数の発振回路であって、周波数決定手段により決定された周波数の発振を行なう可変発振回路と、を備えており、変換方式指定手段は、スイッチ手段を用いて共振回路の共振周波数を前記周波数決定手段により決定された電磁波の周波数に適合した好適共振周波数に設定する共振周波数設定手段を備えたこと、を特徴とする。
【００３８】
この発明のデータ通信装置において、周波数決定手段は、無作為に前記変動し得る電磁波の周波数を決定すること、を特徴とする。
【００３９】
この発明のデータ通信装置において、データ変換手段は、原データと加工データとの間の変換方式として、(a1)原データの間にダミーデータを挿入することにより加工データを得るダミーデータ挿入方式、(a2)原データの所定のビットを反転して加工データを得るビット反転方式、(a3)原データを分割して加工データを得るデータ分割方式、の各方式を単独でまたは組合せて構成した変換方式を含め、２つ以上の変換方式を用意したこと、を特徴とする。
【００４０】
この発明のデータ通信装置において、データ通信装置は、ＩＣカード通信システムにおける質問器または応答器の一方であり、前記他のデータ通信装置は、ＩＣカード通信システムにおける質問器または応答器の他方であること、を特徴とする。
【００４１】
この発明のデータ通信システムは、この発明に記載されたデータ通信装置および他のデータ通信装置を備え、当該データ通信装置と他のデータ通信装置との間で加工データの通信を行なうデータ通信システムであって、前記他のデータ通信装置は、前記データ通信装置との間で加工データの通信を行なうデータ通信手段と、前記所定の条件に対応させて、原データと加工データとの間の複数の変換方式の中から実行する変換方式を選択して指定する変換方式指定手段と、変換方式指定手段により指定された変換方式にしたがって、データ通信手段から得た加工データを原データに変換し、または原データを加工データに変換してデータ通信手段に与えるデータ変換手段と、を備え、前記データ通信装置において指定された変換方式と、前記他のデータ通信装置において指定された変換方式とが同一になるよう構成したこと、を特徴とする。
【００４２】
この発明のデータ通信方法は、少なくとも２つのデータ通信装置の間で加工データの通信を行なうデータ通信方法であって、変動し得る条件であって各データ通信装置との間で共通に認識可能な所定の条件または各データ通信装置において認識可能な所定の条件に対応させて、原データと加工データとの間の複数の変換方式の中から、実行する変換方式を選択して指定し、指定された変換方式にしたがって、他のデータ通信装置から受信した加工データを原データに変換し、または原データを加工データに変換して他のデータ通信装置に送信するとともに、各データ通信装置において指定された変換方式が同一になるようにしたこと、を特徴とする。
【００４３】
この発明において、「加工データ」とは、なんらかの方法を用いて原データを加工して得られるデータであって、当該加工データから原データを復元することが可能なデータをいう。
【００４４】
「通信」とは、無線通信の他、有線通信も含む概念である。
【００４５】
「電磁波を利用した通信」とは、電磁的作用を利用した無線通信をいい、電波を用いる通信の他、電磁結合による通信も含む概念である。
【００４６】
「電磁波の特性」とは、電磁波の認識可能な性質をいい、たとえば電磁波の強さ、周波数、位相など電磁波自体の物理的特性を含む概念である。
【００４７】
「スイッチ手段」とは、回路の結線状態、定数等を切り換えることのできる手段をいい、機械的構造であると電気的構造であるとを問わない。また、ディジタル的にオン・オフの切り換えを行うものだけでなく、アナログ的に抵抗値等の定数を連続的に切り換えるものも含む概念である。実施態様においては、図１２、図２０のトランジスタＳＱ1〜ＳＱnがこれに該当する。
【００４８】
「トランジスタ」とは、ゲートやベース等に印加する制御電圧（電流）により、オンまたはオフを制御可能な素子をいう。
【００４９】
「アンテナ」とは、その外形的形状、形成方法等を問わず、所望の電磁波を受けるために必要なインダクタンス成分を有する要素をいう。実施形態においては、図５のように導線をコイル状に巻いたものが該当する。この他に、たとえばＩＣチップ表面に印刷したものや、ＩＣチップ内にアルミ配線層として形成したものも含まれる。
【００５０】
「コンデンサ」とは、その外形的形状、形成方法等を問わず、前記アンテナとともに共振回路を構成するに必要な静電容量を有する要素をいう。実施形態においては、図１２、図２０のコンデンサＣ1〜Ｃnが該当する。場合によっては、アンテナの有する浮遊容量をコンデンサとして用いてもよい。
【００５１】
【発明の作用および効果】
この発明のデータ通信装置、データ通信システム、およびデータ通信方法は、変動し得る条件であって他のデータ通信装置との間で共通に認識可能な所定の条件または当該データ通信装置において認識可能な所定の条件に対応させて、原データと加工データとの間の複数の変換方式の中から、実行する変換方式を選択して指定することを特徴とする。
【００５２】
したがって、所定の条件が変動すると実行する変換方式も変動する。このため、現在どのような変換方式により変換が行なわれているかを知ることが困難である。この結果、通信の際のデータの機密保護に関する安全性を高めることができる。また、複数の変換方式の中から、前記変動し得る条件に対応させて実行する変換方式を選択するよう構成しているから、用意する個々の変換方式が比較的簡単な変換方式であっても、通信の際のデータの機密保護に関する安全性は高い。したがって、複雑な方法を用いてデータを暗号化する場合のように複雑で大掛かりな装置は必要ない。このため、装置やシステムの製造コストを低く抑えることができる。
【００５３】
この発明のデータ通信装置は、他のデータ通信装置との間で電気的に接触してデータの通信または電力の伝達を行なう機能を備えたことを特徴とする。したがって、接触式のデータ通信装置において、通信の際のデータの機密保護に関する安全性を高めることができるとともに、装置の製造コストを低く抑えることができる。
【００５４】
この発明のデータ通信装置は、他のデータ通信装置との間で電磁波を利用して非接触にデータの通信または電力の伝達を行なう機能を備えており、当該電磁波の特性のうち変動し得る特性であって他のデータ通信装置との間で共通に認識可能な所定の特性または当該データ通信装置において認識可能な所定の特性に対応させて、実行する変換方式を指定することを特徴とする。
【００５５】
したがって、非接触式のデータ通信装置において、通信の際のデータの機密保護に関する安全性を高めることができるとともに、装置の製造コストを低く抑えることができる。また、電磁波の特性のうち変動し得る特性に対応させて、実行する変換方式を指定するため、現在どのような変換方式により変換が行なわれているかを知ることが、いっそう困難である。
【００５６】
この発明のデータ通信装置は、電磁波の伝達強度に対応させて、実行する変換方式を指定することを特徴とする。したがって、たとえば他のデータ通信装置との距離によって電磁波の伝達強度が異なるので、指定される変換方式も異なることとなる。このため、現在どのような変換方式により変換が行なわれているかを知ることが、さらに困難となる。
【００５７】
この発明のデータ通信装置は、電磁波のうち受信波のレベルに対応する共振回路の出力の大きさを計測するとともに、計測された共振回路の出力の大きさに対応させて、実行する変換方式を指定することを特徴とする。したがって、共振回路の出力の大きさを計測することにより、比較的簡単な構成により、実行する変換方式を指定することができる。
【００５８】
この発明のデータ通信装置は、共振回路にあらわれる電圧の変動に拘わらず一定の基準電圧を得るとともに、得られた基準電圧を基準として、共振回路の出力の大きさを計測することを特徴とする。したがって、より確実に共振回路の出力の大きさを計測することができる。
【００５９】
この発明のデータ通信装置は、電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を指定することを特徴とする。したがって、通信に際し、適宜、電磁波の周波数を変更することにより、変換方式の指定を変更することができる。このため、現在どのような変換方式により変換が行なわれているかを知ることが、さらに困難となる。
【００６０】
この発明のデータ通信装置は、共振回路の共振周波数を電磁波の周波数に適合した好適共振周波数に設定することを特徴とする。したがって、通信に際し、電磁波の周波数が変更されても、効率よくデータの通信または電力の伝達を行なうことができる。
【００６１】
この発明のデータ通信装置は、電磁波の周波数を検出し、検出された電磁波の周波数に基づいて共振回路の共振周波数を設定することを特徴とする。したがって、電磁波の周波数と共振回路の共振周波数とが相違しても電磁波の周波数の検出が比較的容易である場合には、検出された電磁波の周波数に基づいて、簡単な構成により共振回路の共振周波数を好適共振周波数に設定することができる。
【００６２】
この発明のデータ通信装置は、共振回路の共振周波数を切り換えつつ、共振回路からの出力を受けて、所望の出力が得られる共振周波数となるようにスイッチ手段の切換態様を決定するようにしている。したがって、通信に際し、電磁波の周波数が変更されても、好適共振周波数を自動的に設定して、通信を行うことができる。
【００６３】
この発明のデータ通信装置は、スイッチ手段の好ましい切換態様を記憶するようにしている。したがって、通信に際し、電磁波の周波数が変更されない場合には、一度切換態様の記憶を行えば、共振周波数を順次切り換えて調整を行う必要がなく、迅速に好適共振周波数による動作を行うことができる。
【００６４】
この発明のデータ通信装置は、印加された電圧の変動に拘わらず一定の基準電圧を得る基準電圧発生手段を設け、当該基準電圧に基づいて、各切換態様における共振回路の出力の大きさを比較するようにしている。したがって、電源を持たないデータ通信装置においても、正確な共振周波数の調整を行うことができる。
【００６５】
この発明のデータ通信装置は、各切換態様における共振回路の出力を、各切換態様に対応づけて記憶し、当該記憶内容基づいて好適切換態様を決定するようにしている。したがって、より正確に、好適切換態様を決定することができる。
【００６６】
この発明のデータ通信装置は、最も大きな出力値に対応する切換態様を好適切換態様とするようにしている。したがって、共振回路を最も効率のよい共振周波数に調整することができる。
【００６７】
この発明のデータ通信装置は、切換態様を順次切り換えるごとに出力値を得て、所定のしきい値を越える出力値が得られると、当該切換態様を好適切換態様とするようにしている。したがって、共振周波数の自動調整を迅速に行うことができる。
【００６８】
この発明のデータ通信装置は、共振周波数設定手段により得られた共振回路の好適共振周波数に対応させて、実行する変換方式を選択することを特徴とする。したがって、電磁波の周波数を直接検出する機能を備えていなくても、得られた共振回路の好適共振周波数を知ることで、間接的に電磁波の周波数を知ることができる。このため、装置を簡略化することができる。
【００６９】
この発明のデータ通信装置は、共振周波数設定手段により好適共振周波数に設定された共振回路を介して得られる電磁波の周波数を直接検出し、検出された電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を選択することを特徴とする。したがって、より正確に電磁波の周波数を検出することができるため、実行する変換方式の選択を、より正確に行なうことができる。
【００７０】
この発明のデータ通信装置は、スイッチ手段を複数のトランジスタによって構成している。したがって、切換態様を容易に電気的に制御でき、記憶することができる。
【００７１】
この発明のデータ通信装置は、他のデータ通信装置からデータの通信および電力の伝達に兼用して用いられる電磁波を受ける機能、または、他のデータ通信装置からデータの通信に用いられる電磁波および電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を別々に受ける機能、を備えた無電源方式のデータ通信装置であることを特徴とする。
【００７２】
したがって、データの通信に用いられる電磁波と電力の伝達に用いられる電磁波とが、兼用して用いられるかそれぞれ専用で用いられるかを問わず、受信機能を有する無電源方式の非接触式データ通信装置において、通信の際のデータの機密保護に関する安全性を高めることができるとともに、装置の製造コストを低く抑えることができる。
【００７３】
この発明のデータ通信装置は、データの通信に用いられる電磁波と電力の伝達に用いられる電磁波とがそれぞれ専用で用いられる機能を備えた受信機能を有する無電源方式のデータ通信装置であって、データの通信に用いられる電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を指定することを特徴とする。
【００７４】
したがって、電力の伝達に用いられる電磁波の周波数を固定したまま、データの通信に用いられる電磁波の周波数のみを変動させることができる。このため、受信機能を有する無電源方式のデータ通信装置において、動作電力を確保しつつ、データの通信に用いられる電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を指定することができる。
【００７５】
この発明のデータ通信装置は、データの通信に用いられる電磁波と電力の伝達に用いられる電磁波とがそれぞれ専用で用いられる機能を備えた受信機能を有する無電源方式のデータ通信装置であって、それぞれの電磁波のうち一方が固定周波数の電磁波であり、他方が変動し得る周波数の電磁波であり、固定周波数の電磁波の周波数を基準として、変動し得る周波数の電磁波の周波数を検出することを特徴とする。
【００７６】
したがって、固定周波数の電磁波の周波数を基準とすることにより、より正確に、変動し得る周波数の電磁波の周波数を検出するができる。
【００７７】
この発明のデータ通信装置は、他のデータ通信装置に対してデータの通信および電力の伝達に兼用して用いられる電磁波を送り出す機能、または、他のデータ通信装置に対してデータの通信に用いられる電磁波および電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を送り出す機能、を備えたデータ通信装置であることを特徴とする。
【００７８】
したがって、データの通信に用いられる電磁波と電力の伝達に用いられる電磁波とが、兼用して用いられるかそれぞれ専用で用いられるかを問わず、送信機能を有する非接触式データ通信装置において、通信の際のデータの機密保護に関する安全性を高めることができるとともに、装置の製造コストを低く抑えることができる。
【００７９】
この発明のデータ通信装置は、データの通信に用いられる電磁波と電力の伝達に用いられる電磁波とがそれぞれ専用で用いられる機能を備えた送信機能を有するデータ通信装置であって、データの通信に用いられる電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を指定することを特徴とする。
【００８０】
したがって、電力の伝達に用いられる電磁波の周波数を固定したまま、データの通信に用いられる電磁波の周波数のみを変動させることができる。このため、無電源方式の他のデータ通信装置の動作電力を確保しつつ、データの通信に用いられる電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を指定することができる。
【００８１】
この発明のデータ通信装置は、所定の決定方法にしたがって、周波数が変動し得る電磁波の周波数を決定し、決定された変動し得る電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を選択することを特徴とする。したがって、送信機能を有する非接触式データ通信装置において、実行する変換方式を選択するための電磁波の周波数を決定することができる。このため、現在どのような変換方式により変換が行なわれているかを知ることが困難である。この結果、通信の際のデータの機密保護に関する安全性を、より高めることができる。
【００８２】
この発明のデータ通信装置は、共振周波数を変更し得る共振回路と、周波数決定手段により決定された周波数の発振出力を共振回路に与える可変周波数の発振回路とを備えるとともに、共振回路の共振周波数を周波数決定手段により決定された電磁波の周波数に適合した共振周波数に設定することを特徴とする。
【００８３】
したがって、共振回路の共振周波数は、発振回路から与えられる周波数に適合した好適共振周波数となる。このため、送信機能を有する非接触式データ通信装置において、電磁波を効率よく送信することができる。
【００８４】
この発明のデータ通信装置は、送信機能を有する非接触式データ通信装置において、実行する変換方式を選択するための電磁波の周波数を、無作為に、決定することを特徴とする。このため、現在どのような変換方式により変換が行なわれているかを知ることが、さらに困難となる。この結果、通信の際のデータの機密保護に関する安全性を、さらに高めることができる。
【００８５】
この発明のデータ通信装置は、原データと加工データとの間の変換方式として、(a1)ダミーデータ挿入方式、(a2)ビット反転方式、(a3)データ分割方式、の各方式を単独でまたは組合せて構成した変換方式を含め、２つ以上の変換方式を用意したことを特徴とする。
【００８６】
したがって、きわめて簡単な変換方式を複数用意するだけで、通信の際のデータの機密保護に関する安全性を確保することができる。このため、装置やシステムの製造コストを、さらに低く抑えることができる。
【００８７】
この発明のデータ通信装置は、データ通信装置がＩＣカード通信システムにおける質問器または応答器の一方であり、他のデータ通信装置がＩＣカード通信システムにおける質問器または応答器の他方であることを特徴とする。したがって、ＩＣカード通信システムにおける質問器または応答器において、通信の際のデータの機密保護に関する安全性を高めることができるとともに、装置の製造コストを低く抑えることができる。
【００８８】
【発明の実施の形態】
図１に、この発明の一実施形態によるデータ通信システムの構成を示す。この実施形態においては、データ通信装置である応答器８０と他のデータ通信装置である質問器９０とを備えたデータ通信システムについて説明する。このデータ通信システムは、応答器８０と質問器９０との間で電磁波を利用して非接触にデータの通信を行なうとともに電力の伝達を行なう非接触式のデータ通信システムである。
【００８９】
応答器８０は、質問器９０から出される電磁波を受けて、これを電力に変えることにより動作電源を得る無電源方式のデータ通信装置である。応答器８０において、データ通信手段８２は、質問器９０との間で電磁波を利用して非接触にデータの通信を行なうとともに、電磁波を利用して質問器９０から電力を受ける。
【００９０】
変換方式指定手段８８は、当該電磁波の特性のうち変動し得る特性であって質問器９０との間で共通に認識可能な所定の特性に対応させて、原データと加工データとの間の複数の変換方式の中から、実行する変換方式を選択して指定する。
【００９１】
データ変換手段８４は、変換方式指定手段８８により指定された変換方式にしたがって、データ通信手段８２から得た加工データを原データに変換するとともに、原データを加工データに変換してデータ通信手段８２に与える。データ記憶部８６は、原データを記憶する。
【００９２】
質問器９０は、応答器８０と類似した構成であるが、応答器８０と異なり、動作電源を備えている。質問器９０において、データ通信手段９２は、応答器８０との間で電磁波を利用して非接触にデータの通信を行なうととも、電磁波を利用して応答器８０に電力を送る。
【００９３】
変換方式指定手段９８は、当該電磁波の特性のうち変動し得る特性であって応答器８０との間で共通に認識可能な所定の特性に対応させて、原データと加工データとの間の複数の変換方式の中から、実行する変換方式を選択して指定する。応答器８０との間で共通に認識可能な所定の特性に対応させて、実行する変換方式を指定することで、当該変換方式指定手段９８において指定された変換方式と、応答器８０の変換方式指定手段９８において指定された変換方式とが同一になるよう構成されている。
【００９４】
データ変換手段９４は、変換方式指定手段９８により指定された変換方式にしたがって、データ通信手段９２から得た加工データを原データに変換するとともに、原データを加工データに変換してデータ通信手段９２に与える。データ記憶部９６は、原データを記憶する。
【００９５】
図２に、応答器８０の詳細な構成の一例を示す。応答器８０において、データ通信手段８２は、電磁波を利用してデータの通信および電力の伝達を行なうためのアンテナを含む共振回路４０を有している。
【００９６】
変換方式指定手段８８は、共振回路４０にあらわれる電圧の変動に拘わらず一定の基準電圧を得る基準電圧発生手段５０と、基準電圧発生手段５０において得られた基準電圧を基準として共振回路４０の出力の大きさを計測する出力値計測手段５２と、出力値計測手段５２により得られた共振回路４０の出力の大きさに対応させて実行する変換方式を選択する変換方式選択手段１００とを備えている。
【００９７】
データ変換手段８４は、原データと加工データとの間の変換方式として、ダミーデータ挿入方式８４ａ、ビット反転方式８４ｂ、データ分割方式８４ｃの３つの変換方式を用意している。データ変換手段８４は、変換方式選択手段１００により指定されたいずれかの変換方式にしたがって、変換処理を実行することで、原データと加工データとの間の変換を行なう。
【００９８】
図９に、各変換方式の具体例を示す。ダミーデータ挿入方式８４ａにおいては、原データと原データとの間にダミーデータ（波線を付したデータ）を挿入することにより加工データを得る。ビット反転方式８４ｂにおいては、原データの各ビットを反転して加工データを得る。データ分割方式８４ｃにおいては、原データを分割してダミービット（波線を付したビット）を付加することにより加工データを得る。なお、用意する変換方式の種類、数は、これらに限られるものではない。
【００９９】
図５に、図２の例による応答器８０を、非接触式のＩＣカードとして具体化した実施形態を示す。このＩＣカード１４は、２点鎖線で示すカード状の基材の中に、アンテナ６０、複数のコンデンサＣ、ＩＣチップ１６を収納して構成される。
【０１００】
図３に、このＩＣカード１４の回路ブロック図を示す。この実施形態では、アンテナ６０、コンデンサＣを除いた他の要素は、ＩＣチップ１６として構成されている。アンテナ６０とコンデンサＣとにより応答器の共振回路を構成している。整流回路６２は、受信した電磁波である高周波搬送波を整流し、レギュレータ６４に与える。レギュレータ６４は、これを安定化し、各部に電源として供給する。
【０１０１】
レギュレータ６４の出力は、基準電圧発生手段である基準電圧発生回路７２、出力値計測手段である出力値計測回路７４に与えられる。基準電圧発生回路７２、出力値計測回路７４の詳細を図４に示す。この実施形態では、基準電圧発生回路７２として、バンドギャップ電圧発生回路７６を用いている。バンドギャップ電圧発生回路７６は、レギュレータ６４から与えられる電圧が変動しても、その出力電圧を一定に保つ。したがって、この出力電圧を基準電圧Ｖrefとして用いるようにしている。
【０１０２】
基準電圧Ｖrefを抵抗Ｒ1〜Ｒ4によって分圧し、しきい値Ｖa、Ｖb、Ｖcを得る。このしきい値Ｖa、Ｖb、Ｖcとレギュレータ６４からの出力（抵抗Ｒ5、Ｒ6による分圧値）を、比較器７８ａ、７８ｂ、７８ｃによって比較することにより、出力のレベルを得ている。
【０１０３】
つまり、搬送波の受信強度が大きくレギュレータ６４からの出力がＶａよりも大きい場合には、比較器７８ａ（レベルＡ）、比較器７８ｂ（レベルＢ）、比較器７８ｃ（レベルＣ）の全てから出力が得られる。出力がＶａよりも小さく、Ｖｂよりも大きい場合には、比較器７８ｂ（レベルＢ）、比較器７８ｃ（レベルＣ）から出力が得られる。同様に、出力がＶｂよりも小さく、Ｖcよりも大きい場合には、比較器７８ｃ（レベルＣ）からのみ出力が得られる。なお、出力がＶｃよりも小さい場合には、何れの比較器からも出力は得られない。比較器７８ａ、７８ｂ、７８ｃの出力は、それぞれ、ＣＰＵ６８に与えられる。
【０１０４】
図３に戻って、ＣＰＵ６８は、出力値計測回路７４の出力に基づいて、原データと加工データとの間の変換方式を選択する。
【０１０５】
復調回路６６は、変調された高周波搬送波を検波して復調することにより、後述するリーダー／ライター３８（図６参照）から送られた加工データを得る。この加工データは、ＣＰＵ６８に与えられ、上述の選択された変換方式にしたがって原データに復元されたあと、所定の処理が行われる。
【０１０６】
一方、ＣＰＵ６８は、データ記憶部である不揮発性メモリ７０から取り出した原データを、上述の選択された変換方式にしたがって加工データに変換したあと、リーダー／ライター３８に送る。リーダー／ライター３８に向けて加工データを送るには、リーダー／ライター３８が無変調の高周波搬送波を出力している時に、該加工データに基づいて、ＣＰＵ６８が変調用トランジスタＭＱをオン・オフして、抵抗ＲＭの接続をオン・オフさせればよい。これにより、リーダー／ライター３８から見たインピーダンスを変化させて当該搬送波の振幅を変化させることができる。リーダー／ライター３８は、このような搬送波の変調を検出することにより、ＩＣカード１４から送られた加工データを知ることができる。
【０１０７】
アンテナ６０、コンデンサＣ、整流回路６２、レギュレータ６４、復調回路６６、変調用トランジスタＭＱ、抵抗ＲＭ、およびＣＰＵ６８が、応答器のデータ通信手段に対応する。なお、ＣＰＵ６８の動作プログラムは、不揮発性メモリ７０に記憶されている。
【０１０８】
図６に、図１の例による質問器９０を、非接触式のリーダー／ライター３８として具体化した場合の回路ブロックの一例を示す。このリーダー／ライター３８は、前述のＩＣカード１４（図３参照）と併せて用いられ、非接触式のＩＣカード通信システムを構成する。
【０１０９】
リーダー／ライター３８は、発振器１２０から得られた無変調の高周波搬送波を、ＣＰＵ１２４の制御により、変復調回路１２２を用いて、適宜、変調してアンテナ１３０から送出している。アンテナ１３０とコンデンサＣとにより質問器の共振回路を構成している。前述のように、ＩＣカード１４からの信号は、リーダー／ライター３８から見たインピーダンス（反射インピーダンス）の変化に伴う送出搬送波の振幅の変化として与えられるが、このようなＩＣカード１４からの信号は、変復調回路１２２により復調されたあと、ＣＰＵ１２４に送られる。
【０１１０】
このようにしてＩＣカード１４から送られてきた信号（受信信号）のレベルは、受信レベル検出回路１２８により検出され、ＣＰＵ１２４に与えられる。この実施形態においては、受信レベルは、ＩＣカード１４に対して送り出される無変調の高周波搬送波のレベルを基準として測定される。
【０１１１】
ＣＰＵ１２４は、受信レベル検出回路１２８の出力に基づいて、原データと加工データとの間の変換方式を選択する。
【０１１２】
ＣＰＵ１２４は、不揮発性メモリ１２６から取り出した原データを、上述の変換方式にしたがって加工データに変換したあと、変復調回路１２２に与える。変復調回路１２２は、無変調の高周波搬送波を、該加工データに基づいて変調したあと、アンテナ１３０を介して、ＩＣカード１４に送る。
【０１１３】
一方、前述のように、ＩＣカード１４からの加工データは、変復調回路１２２により復調されたあと、ＣＰＵ１２４に送られるが、このようにして得られた加工データは、上述の選択された変換方式にしたがって原データに復元されたあと、所定の処理が行われる。
【０１１４】
アンテナ１３０、コンデンサＣ、発振器１２０、変復調回路１２２、およびＣＰＵ１２４が、質問器のデータ通信手段に対応する。なお、ＣＰＵ１２４の動作プログラムは、不揮発性メモリ１２６に記憶されている。
【０１１５】
つぎに、上述のＩＣカード１４（図３参照）およびリーダー／ライター３８（図６参照）を備えたＩＣカードシステムの動作を、図７および図８に示すフローチャートを用いて説明する。リーダー／ライター３８は、所定のパターンに変調された高周波搬送波である応答信号を送信している（ステップＳ２０）。
【０１１６】
リーダー／ライター３８にＩＣカード１４が近づくと、ＩＣカード１４は、この応答信号を受信する（ステップＳ２１）。ＩＣカード１４がこの応答信号を受信することにより、ＩＣカード１４は動作可能となる。すなわち、高周波搬送波である応答信号はＩＣカード１４のアンテナ６０により受信され、整流回路６２、レギュレータ６４を介して、ＩＣカード１４の電力として取り出される。
【０１１７】
また、応答信号は復調回路６６で復調されたあと、ＣＰＵ６８に取込まれる。ＣＰＵ６８は、取込まれた信号が応答信号であると判断した場合は、応答信号に対する返答信号を、リーダー／ライター３８に返す（ステップＳ２２）。返答信号の送信は、リーダー／ライター３８から送られる無変調の高周波搬送波を所定のパターンで変調することにより行なう。高周波搬送波の変調は、変調用トランジスタＭＱをオン・オフして抵抗ＲＭの接続をオン・オフすることにより、ＩＣカード１４の共振回路のインピーダンスを変化させることにより行なう。
【０１１８】
また、ＣＰＵ６８は、レギュレータ６４から得られた応答信号の受信出力を、基準電圧発生回路７２および出力値計測回路７４を介して、電圧として検出し（ステップＳ２３）、検出した電圧に基づいて、原データと加工データとの間の変換方式を決定する（ステップＳ２４）。この実施形態においては、変換方式として、図９に示す、ダミーデータ挿入方式８４ａ、ビット反転方式８４ｂ、データ分割方式８４ｃの３つの変換方式を用意している。検出した電圧は電圧値に応じて３つのクラスに分類され、分類された各クラスと、上記３つの変換方式とが対応づけられている。すなわち、ＣＰＵ６８は、検出電圧がどのクラスに属するかを判断し、該当するクラスに対応する変換方式を、実行する変換方式として選択して指定する。ステップＳ２４が、応答器の変換方式選択手段に対応する。また、ステップＳ２３およびステップＳ２４が、応答器の変換方式指定手段に対応する。
【０１１９】
一方、ステップＳ２２において送信された返答信号は、リーダー／ライター３８により受信され（ステップＳ２５）、変復調回路１２２において復調されたあと、ＣＰＵ１２４に送られる。ＣＰＵ１２４は、受信された信号が返答信号であると判断した場合には、受信レベル検出回路１２８を介して、受信レベルの検出を行なう（ステップＳ２６）。
【０１２０】
つぎにＣＰＵ１２４は、検出した受信レベルに基づいて、原データと加工データとの間の変換方式を決定する（ステップＳ２７）。変換方式として、ＩＣカード１４と同じ、ダミーデータ挿入方式８４ａ、ビット反転方式８４ｂ、データ分割方式８４ｃの３つの変換方式を用意している。
【０１２１】
ＩＣカード１４の場合と同様に、検出した受信レベルはその大きさに応じて３つのクラスに分類され、分類された各クラスと、上記３つの変換方式とが対応づけられている。リーダー／ライター３８の受信レベル検出回路１２８を介して検出された受信レベルが属するクラスと、前述のＩＣカード１４の出力値計測回路７４を介して検出された電圧が属するクラスとが同一となるよう、各定数が設定されている。このように設定することで、リーダー／ライター３８において指定された変換方式とＩＣカード１４各データ通信装置において指定された変換方式とを同一にすることができる。ステップＳ２６およびステップＳ２７が、質問器の変換方式指定手段に対応する。
【０１２２】
ＣＰＵ１２４は、つぎに、不揮発性メモリ１２６から原データを取り出し、前ステップで決定された変換方式にしたがって、原データを加工データに変換する（ステップＳ２８）とともに、変換した加工データを変復調回路１２２により変調したあと、ＩＣカード１４に送信する（ステップＳ２９）。
【０１２３】
ＩＣカード１４は、送信された加工データを受信する（ステップＳ３０）。受信された加工データは、復調回路６６で復調されたあとＣＰＵ６８に与えられる。ＣＰＵ６８は、与えられた加工データを、ステップＳ２４で決定した変換方式にしたがって、原データに復元し（ステップＳ３１）、復元した原データを不揮発性メモリ７０に書込む（ステップＳ３２）。
【０１２４】
ＩＣカード１４のＣＰＵ６８は、復元した原データにしたがって所定の処理を行なったのち、送信すべき原データを不揮発性メモリ７０から読み出し、上述の変換方式にしたがって、原データを加工データに変換する（ステップＳ３４）。上述のステップＳ３１またはステップＳ３４が、応答器のデータ変換手段に対応する。
【０１２５】
ＣＰＵ６８は、得られた加工データを、ステップＳ２２の返答信号と同様の手順で、リーダー／ライター３８に送信する（ステップＳ３５）。ＣＰＵ６８は、このときリーダー／ライター３８から送られてくる高周波搬送波の受信出力を、ステップＳ２３と同様の手順で検出し（ステップＳ３６）、検出した電圧に基づいて、原データと加工データとの間の、新たな変換方式を決定しておく（ステップＳ３７）。
【０１２６】
一方、リーダー／ライター３８は、ＩＣカード１４から送信された加工データを受信する（ステップＳ３８）。ＣＰＵ１２４は、受信した加工データを変復調回路１２２を介して取込み、以前（ステップＳ２７）に決定された変換方式に従って、この加工データを原データに復元し（ステップＳ３９）、復元した原データにしたがって所定の処理を行なう。上述のステップＳ２８またはステップＳ３９が、質問器のデータ変換手段に対応する。
【０１２７】
ＣＰＵ１２４は、つぎに、当該加工データを受信したとき（ステップＳ３８）の受信レベルを、ステップＳ２６と同様の手順で検出し（ステップＳ４０）、検出した受信レベルに基づいて、原データと加工データとの間の、新たな変換方式を決定する（ステップＳ４１）。このステップにおいて決定された変換方式と、ＩＣカード１４において新たに決定された変換方式（ステップＳ３７）とは、同一の変換方式となっている。
【０１２８】
リーダー／ライター３８のＣＰＵ１２４は、送信すべき原データを不揮発性メモリ１２６から読み出し、前ステップにおいて決定された新たな変換方式にしたがって加工データに変換するとともに（ステップＳ４２）、変換した加工データを、変復調回路１２２を介して変調した後、ＩＣカード１４に送信する（ステップＳ４３）。
【０１２９】
ＩＣカード１４のＣＰＵ６８は、送信された加工データを受信すると（ステップＳ４４）、受信した加工データをステップＳ３７で決定した新たな変換方式にしてがって、原データに復元し（ステップＳ４５）、復元した原データを不揮発性メモリ７０に書込む（ステップＳ４６）。
【０１３０】
以下、ステップＳ３３にもどり、ＩＣカード１４およびリーダー／ライター３８は、同様の処理を繰り返す。このように、データ通信の一往復ごとに新たな変換方式を指定するよう構成することにより、データの機密保護に対する安全性をより高くすることができる。
【０１３１】
なお、この実施形態においては、データ通信の一往復ごとに新たな変換方式を指定するよう構成したが、データ通信の数往復ごとに新たな変換方式を指定するよう構成してもよい。また、いちど指定した変換方式を、一連の通信が終るまで固定するようにしてもよい。
【０１３２】
前述の実施形態においては、電力供給とデータ通信とを同じ搬送波にて行うデータ通信システムについて説明したが、この発明は、電力供給とデータ通信とをそれぞれ異なる周波数の搬送波にて行うデータ通信システムにも適用することができる。
【０１３３】
図１０は、図１に示される応答器８０を、このような実施形態へ適用した場合の構成例を示す図面である。この応答器８０において、データ通信手段８２は、電磁波を利用してデータの通信を行なうためのアンテナを含む共振回路であって、スイッチ手段によって共振周波数が切換可能な共振回路４０を備えている。
【０１３４】
共振周波数設定手段４２は、上述のスイッチ手段を用いて共振回路４０の共振周波数を切り換えつつ、各切換態様における共振回路４０からの出力信号を受けて、所望の出力信号が得られるようにスイッチ手段の切換態様を固定する。周波数検出手段１０２は、共振周波数設定手段４２により好適共振周波数に設定された共振回路４０を介して得られる電磁波の周波数を検出する。変換方式選択手段１００は、周波数検出手段１０２により検出された電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を選択する。なお、データ変換手段８４およびデータ記憶部８６は、図２に示す例と同様であるので、記載を省略している。
【０１３５】
上述の共振周波数設定手段４２の詳細な構成を、図１１に示す。切換手段４８は、共振回路４０の共振周波数を順次切り換えていく。基準電圧発生手段５０は、共振回路４０からの出力を受けてこれを直流電圧に変換する。なお、共振周波数の切り換えにより、変換される直流電圧の大きさが変化するが、基準電圧発生手段５０はこの変動に拘わらず、一定の基準電圧を得る。
【０１３６】
出力値計測手段５２は、この基準電圧を基準として、各共振周波数における共振回路４０の出力値を計測する。計測した出力値は、各共振周波数（つまり各切換態様）に対応づけて、出力値記憶手段５４に記憶される。
【０１３７】
態様決定手段５６は、出力値記憶手段５４に記憶された出力値の中から最も大きなものを選択し、これに対応する切換態様を好ましい切換態様（好適切換態様）と決定する。このようにして、最も効率よくデータの通信を行なうことのできる共振周波数を得る好適切換態様が得られる。この好適切換態様は、切換態様記憶手段４６に記憶される。
【０１３８】
以上のようにして、共振周波数の調整が完了した後は、切換手段４８は、切換態様記憶手段４６に記憶された好適切換態様にしたがって、共振回路４０の共振周波数を決定する。
【０１３９】
図１２に、図１０の例による応答器８０を、非接触式のＩＣカード１８として具体化した場合の回路ブロック図を示す。後述するリーダー／ライター５８（図２０参照）からの電力の供給は固定周波数の無変調の高周波搬送波ｆ0にて受け、リーダー／ライター５８との間の加工データの通信は高周波搬送波ｆLによって行う。搬送波ｆLは、加工データの通信の際、加工データに応じて変調されるとともに、原データと加工データとの間の変換方式に対応して、周波数が変化する。
【０１４０】
電力供給を受けるための共振回路は、アンテナ６１とコンデンサＣとによって構成されている。整流回路６２は、受信した搬送波ｆ0を整流し、レギュレータ６４に与える。レギュレータ６４は、これを安定化し、各部に電源として供給する。受信した搬送波ｆ0の周波数は、共振回路からＣＰＵ６８に与えられる。
【０１４１】
一方、データ通信のための共振回路は、アンテナ６３、コンデンサＣ1〜Ｃn、スイッチ手段であるトランジスタＳＱ1〜ＳＱnによって構成されている。復調回路６６は、変調された搬送波ｆLを検波して復調する。復調回路６６の出力は、基準電圧発生手段である基準電圧発生回路７２、出力値計測手段である出力値計測回路７４に与えられる。基準電圧と比較することにより、復調回路６６の出力を計測する。なお、基準電圧発生回路７２、出力値計測回路７４は、上述の実施形態（図３参照）に示すものと同様の構成である（図４参照）。
【０１４２】
ＣＰＵ６８は、復調回路６６の出力が最大となるように、データ通信のための共振回路の共振周波数を自動調整する。共振周波数の調整は、トランジスタＳＱ1〜ＳＱnを適当に切換えることにより行なう。このように、データ通信のための共振回路の共振周波数を自動調整するよう構成することで、変動する搬送波ｆLの周波数に対応させて、効率良く、加工データの通信を行なうことができる。また、搬送波ｆLの周波数の検出が容易になる。
【０１４３】
ＣＰＵ６８は、電力供給に用いられる固定周波数の搬送波ｆ0を基準として、データ通信に用いられる搬送波ｆLの周波数を検出し、検出した搬送波ｆLの周波数に基づいて、原データと加工データとの間の変換方式を選択する。ＣＰＵ６８は、選択した変換方式にしたがって、原データと加工データとの間の変換を行なう。
【０１４４】
また、復調回路６６は、変調された搬送波ｆLから加工データを復調し、ＣＰＵ６８に与える。リーダー／ライター５８に向けて加工データを送る場合には、リーダー／ライター５８が無変調の搬送波ｆLを出力している時に、ＣＰＵ６８の制御により、好適切換態様とそれ以外の切換態様とを加工データに応じて切り換える。このようにして、リーダー／ライター５８から見たインピーダンスを変化させることで、搬送波ｆLの振幅を変化させ、リーダー／ライター５８に加工データを送ることができる。
【０１４５】
不揮発性メモリ７０には、通信や、原データと加工データとの間の変換のためのプログラムの他、データ通信のための共振回路の共振周波数を自動調整するためのプログラムも記憶されている。自動調整のプログラムのフローチャートを、図１３に示す。図１３のフローチャート、図１２のブロック図を参照しつつ、まず、共振周波数の自動調整処理について説明する。
【０１４６】
自動調整のモード（図２１、ステップＳ５５参照）に入ると、ＣＰＵ６８は、まず切換態様を示す変数ｊを１にセットする（ステップＳ１）。次に、トランジスタＳＱjをオンにし、他のトランジスタをオフとするよう制御する（ステップＳ２）。今、ｊ＝１であるから、トランジスタＳＱ1のみがオンとなる。したがって、コンデンサＣ1が接続され、最も低い共振周波数となる。この場合の共振回路の周波数特性を図１５のＣＡＳＥ１に示す。なお、縦軸は図４の点αにおける電圧である。ここで、図１５に示すように、リーダー／ライター５８のデータ通信に用いられる搬送波ｆLの現在の周波数がｆLであったとすると、ＣＡＳＥ１の場合には、何れの比較器７８ａ、７８ｂ、７８ｃからも出力が得られない。ＣＰＵ６８は、各比較器７８ａ、７８ｂ、７８ｃの出力Ａ、Ｂ、Ｃを、切換態様ｊに対応づけて、不揮発メモリ７０に記憶する（ステップＳ３、図１６参照）。ここでは、Ａ＝０、Ｂ＝０、Ｃ＝０を記憶する。なお、この実施形態においては、不揮発性メモリ７０の図１６に示す部分が、出力値記憶手段および切換態様記憶手段に対応している。
【０１４７】
次に、ステップＳ４において、切換態様ｊが最大値ｎに達したか否かを判断する。達していなければ、切換態様ｊをインクリメントし、ｊ＝２とする（ステップＳ５）。次に、ステップＳ２に戻って、２番目の切換態様について、上記と同様の処理を行う。つまり、トランジスタＳＱ2をオンにして、他のトランジスタをオフにし、コンデンサＣ2を接続する。これにより、共振回路の周波数特性は、図１５のＣＡＳＥ２に示すようになる。したがって、搬送波ｆLに対しては、比較器７８ｃのみより出力が得られる。ＣＰＵ６８は、この出力を受けて、図１６に示すように、ｊ＝２に対応づけて、Ａ＝０、Ｂ＝０、Ｃ＝１を不揮発性メモリ７０に記憶する。
【０１４８】
切換態様ｊがｎになるまで、上記の処理を繰り返し、次に、ステップＳ６に進む。ｊ＝ｎまで処理を行うと、不揮発性メモリ７０には、図１６に示すように各切換態様における出力レベルが記憶される。ステップＳ６においては、記憶された出力値のうちから最大のものを選び出す。ここでは、切換態様ｊ＝４、５、６の場合が最も大きい出力値である。これらのうち、中心にある切換態様ｊ＝５を好適切換態様として選択する。切換態様ｊ＝５が好ましいことは、図１５よりも明らかである。次に、ＣＰＵ６８は、この好適切換態様ｊ＝５に対し、好適フラグを立てて記憶する（ステップＳ７）。以上のように、この実施形態では、ステップＳ６が態様決定手段に対応している。
【０１４９】
上記のようにして好適切換態様を決定すると、ＣＰＵ６８は、次に、当該好適共振周波数にて動作を行う。この処理のフローチャートを図１４に示す。まず、ステップＳ１０において、不揮発性メモリ７０より、好適フラグの記憶された切換態様ｊを得る。次に、この切換態様ｊにより指定されたトランジスタＳＱjをオンにする（ステップＳ１１）。これにより、リーダー／ライター５８からのデータ通信に用いられる搬送波ｆLを最も効率のよい状態で受けることができる。以後は、定められた通信処理を行う（ステップＳ１２）。上記のように、この実施形態では、ステップＳ１０、Ｓ１１が切換手段に対応している。
【０１５０】
以上のように、リーダー／ライター５８からのデータ通信に用いられる搬送波ｆLを最も効率よく受けることができるよう、ＩＣカード１８の共振回路の共振周波数を自動的に調整することができる。したがって、データ通信に用いられる搬送波ｆLの周波数が変化しても、共振回路の共振周波数を容易に調整することができる。また、一度調整すれば、搬送波ｆLの周波数が変化しない間は、図１４に示す動作を行うだけで好適共振周波数を得られるので、動作速度を損なうこともない。
【０１５１】
なお、上記実施態様では、好適切換態様を得るために、全ての切換態様について検討を行うようにしている。しかし、所定のしきい値を越える出力が得られた時点で以後の切換態様についての検討を止め、当該しきい値を越える切換態様を好適切換態様としてもよい。これにより、迅速な自動調整を行うことができる。
【０１５２】
また、出力値が所定のしきい値を越え、かつ、前回の切換態様よりも出力値が下がった時点で以後の切換態様についての検討を止め、この時点での最大値に対応する切換態様を好適切換態様としてもよい。これにより、迅速にかつ最適な切換態様を得ることができる。
【０１５３】
上記実施形態においては、コンデンサＣ1〜Ｃnのうち、いずれか１つのコンデンサをアンテナ６３に接続するようにしている。しかしながら、同時に複数のコンデンサをアンテナ６３に接続するような切換態様を設けてもよい。このようにすれば、少ないコンデンサの数で多くの切換態様を得ることができる。
【０１５４】
また、上記実施形態においては、搬送波ｆLの周波数が連続的に変化するような場合であっても最適な切替態様が得られるよう、多くの切換態様を用意したが、搬送波ｆLの周波数が予め定められた複数の固定周波数の中から選択されるような場合には、当該複数の固定周波数にそれぞれ適応する共振周波数が選択される切替態様のみを用意しておけばよい。
【０１５５】
図１７に、共振回路の他の構成例を示す。図１７Ａは、アンテナ６３の実効インダクタンスを切り換えるものである。図１７Ｂは、直列に接続したコンデンサＣ１、Ｃ2、Ｃ3を切り換えるものである。図１７Ｃは、並列に接続したアンテナ６３a、６３b、６３cを切り換えるものである。なお、これらを任意に組み合わせて共振回路を構成してもよい。共振回路の構成をいずれのようにするかは、各素子の形成のしやすさ、ＩＣチップ化の範囲に伴う接続点の数等を考慮して決定すればよい。
【０１５６】
上記の実施形態では、ＩＣカード１８の使用時に、ＣＰＵ６８が不揮発性メモリ７０から好適フラグの付された好適切換態様を読み出し、これに基づいてトランジスタＳＱ1〜ＳＱnの何れかをオンにしている。しかしながら、図１８に示すように、強誘電体層ＦＬを有する不揮発性メモリＦＱ1、ＦＱ2・・・によって、好適フラグの記憶素子とトランジスタを共用するようにしてもよい。この不揮発性メモリＦＱは、ゲートＧとメモリゲートＭＧ間に印加する電圧の方向により、強誘電体層ＦＬの分極方向を変えることができるようになっている。この分極方向に応じて、ソースＳとドレインＤ間がオン・オフする。この実施形態によれば、ＣＰＵ６８は、好適切換態様においてオンとすべき不揮発性メモリの強誘電体層ＦＬをオン方向に分極しておく。これにより、当該不揮発性メモリは自動的にオンとなるので、実際の使用時には、ＣＰＵ６８が図１４のステップＳ１０，Ｓ１１の処理を行うことなく、好適な共振周波数を得るようにコンデンサを選択でき、動作速度を向上することができる。
【０１５７】
つぎに、図１９に、図１に示された質問器９０の他の構成例を示す。この質問器９０は、前述の図１０に示される応答器８０と併せて、電力供給とデータ通信とをそれぞれ異なる周波数の搬送波にて行うデータ通信システムを構成する。
【０１５８】
図１９に示す質問器９０において、データ通信手段９２は、電磁波を利用してデータの通信を行なうためのアンテナを含む共振回路であってスイッチ手段によって共振周波数が切換可能な共振回路１１８と、共振回路１１８に電気振動を与えるための可変周波数の発振回路であって後述する周波数決定手段１１２により決定された周波数の発振を行なう可変発振回路１１６と、を備えている。
【０１５９】
変換方式指定手段９８は、可変発振回路１１６の発振周波数をランダムに決定する周波数決定手段１１２と、周波数決定手段１１２により決定された発振周波数に対応させて、実行する変換方式を選択する変換方式選択手段１１０と、上述のスイッチ手段を用いて、共振回路１１８の共振周波数を周波数決定手段１１２により決定された発振周波数に適合した好適共振周波数に設定する共振周波数設定手段１１４と、を備えている。
【０１６０】
図２０に、図１９の例による質問器９０を、非接触式のリーダー／ライター５８として具体化した場合の回路ブロックの一例を示す。このリーダー／ライター５８は、前述のＩＣカード１８と併せて用いられ、電力供給とデータ通信とをそれぞれ異なる周波数の搬送波にて行うＩＣカード通信システムを構成する。
【０１６１】
リーダー／ライター５８においては、電源用発振器１５０において生成された固定周波数の無変調の高周波搬送波ｆ0が、電力供給用の共振回路のアンテナ１５２を介して、ＩＣカード１８に送られる。この搬送波ｆ0は、専らＩＣカード１８への電力の供給に用いられるものであり、リーダー／ライター５８が動作しているあいだは、途切れることなく送出されている。
【０１６２】
一方、データ通信用の共振回路のアンテナ１４８からは、加工データの通信に用いられる高周波搬送波ｆLが送出される。ＣＰＵ１４４は、搬送波ｆLの周波数を、乱数発生装置（図示せず）等を用いてランダムに決定し、決定した周波数を可変発振回路である可変発振器１４０に指示する。可変発振器１４０は、指示された周波数の無変調の搬送波ｆLを変復調回路１４２に与える。
【０１６３】
一方、ＣＰＵ１４４は、決定された搬送波ｆLの周波数に対応づけて、原データと加工データとの間の変換方式を決定する。ＣＰＵ１４４は、決定された変換方式にしたがって、原データを加工データに変換する。変復調回路１４２に与えられた搬送波ｆLは、ＣＰＵ１４４において変換された加工データに応じて変調され、アンテナ１４８から送出される。
【０１６４】
また、ＩＣカード１８から送られた加工データは、データ通信用の共振回路で受信され、変復調回路１４２で復調されたあと、ＣＰＵ１４４において、上述の決定された変換方式にしたがって、原データに復元される。
【０１６５】
また、ＣＰＵ１４４は、共振回路の共振周波数を、決定された搬送波ｆLの周波数に適合する好適共振周波数に調整する。この実施形態においては、共振回路の共振周波数が、決定された搬送波ｆLの周波数と一致するように切換えるよう構成している。すなわち、ＣＰＵ１４４は、決定された搬送波ｆLの周波数に基づいて、トランジスタＳＱ1〜ＳＱnのオン・オフを行なう。これによって、コンデンサＣ1〜Ｃnを共振回路に選択的に接続することができる。このようにして、共振回路の共振周波数が切換えられる。
【０１６６】
このように、共振回路の共振周波数を、決定された搬送波ｆLの周波数に適合する好適共振周波数に調整することで、データ通信用の搬送波ｆLが変化しても、効率よく加工データの通信を行なうことができる。
【０１６７】
つぎに、上述のＩＣカード１８（図１２参照）およびリーダー／ライター５８（図２０参照）を備えたＩＣカードシステムの動作を、図２１および図２２に示すフローチャートを用いて説明する。リーダー／ライター５８のＣＰＵ１４４は、まず、データ通信に用いる搬送波ｆLの周波数を決定する（ステップＳ５０）。
【０１６８】
この実施形態においては、原データと加工データとの間の変換方式として、図９に示す３つの方式が用意されているとする。したがって、データ通信に用いる搬送波ｆLの周波数も、この変換方式に対応させて、３種類設けられている。たとえば、電力供給用の搬送波ｆ0が１３．５６ＭＨzのとき、これと異なる３種類の周波数、たとえば１．７ＭＨz、３．３９ＭＨz、６．８ＭＨzを、データ通信に用いる搬送波ｆLの周波数の候補として設定することができる。ＣＰＵ１４４は、これら３つの周波数の中からひとつを、搬送波ｆLの周波数としてランダムに選択することにより決定する。ステップＳ５０が、周波数決定手段に対応する。なお、搬送波ｆLの周波数を、これら３つの周波数の中からランダムに選択するのではなく、予め定められた所定の順序により選択するよう構成することもできる。
【０１６９】
つぎにＣＰＵ１４４は、共振回路の共振周波数を、決定された搬送波ｆLの周波数に対して好適な共振周波数となるよう設定する（ステップＳ５１）。共振周波数の設定は、トランジスタＳＱ1〜ＳＱnのオン・オフを行なうことにより行なわれる。ステップＳ５１が、質問器の共振周波数設定手段に対応する。
【０１７０】
つぎにＣＰＵ１４４は、搬送波ｆLを所定のパターンに変調した応答信号を送信する（ステップＳ５２）とともに、ステップＳ５０において決定した搬送波ｆLの周波数に対応する、原データと加工データとの間の変換方式を決定する（ステップＳ５３）。
【０１７１】
リーダー／ライター５８にＩＣカード１８が近づくと、ＩＣカード１８は、電力供給用の搬送波ｆ0を受けて動作可能となるとともに、所定のパターンに変調された搬送波ｆLである応答信号を受信する（ステップＳ５４）。応答信号は復調回路６６で復調されたあと、ＣＰＵ６８に取込まれる。ＣＰＵ６８は、取込まれた信号が応答信号であると判断した場合は、ＩＣカード１８側のデータ通信用の共振回路について、上述の共振周波数調整処理を行なう（ステップＳ５５、図１３、図１４参照）。ステップＳ５１が、応答器の共振周波数設定手段に対応する。
【０１７２】
ＣＰＵ６８は、電力供給用の共振回路から得た搬送波ｆ0の周波数を基準として、データ通信用の共振回路から得た搬送波ｆLの周波数を検出し（ステップＳ５６）、検出した搬送波ｆLの周波数に基づいて、原データと加工データとの間の変換方式を決定する（ステップＳ５７）。ステップＳ５６が、周波数検出手段に対応する。
【０１７３】
ＩＣカード１８における、搬送波ｆLの周波数と変換方式との対応関係は、リーダー／ライター５８における、搬送波ｆLの周波数と変換方式との対応関係と同一になるよう設定されている。このように設定することで、両者において指定された変換方式が同一になることが担保される。
【０１７４】
つぎに、ＣＰＵ６８は、応答信号に対する返答信号を、リーダー／ライター５８に返す（ステップＳ５８）。返答信号の送信は、リーダー／ライター５８から送られる無変調の搬送波ｆLを所定のパターンで変調することにより行なう。搬送波ｆLの変調は、リーダー／ライター５８が無変調の搬送波ｆLを出力している時に、ＣＰＵ６８の制御により、データ通信用の共振回路の共振周波数を、前記所定のパターンに応じて、好適切換態様とそれ以外の切換態様とに切り換える。このようにして、リーダー／ライター５８から見たインピーダンスを変化させることで、搬送波ｆLの振幅を変化させ、リーダー／ライター５８に返答信号を送ることができる。
【０１７５】
リーダー／ライター５８は、返答信号を受信すると（ステップＳ５９）、不揮発性メモリ１４６から原データを取り出し、ステップＳ５３において決定された変換方式にしたがって、原データを加工データに変換する（ステップＳ６０）とともに、変換した加工データを変復調回路１４２により変調したあと、ＩＣカード１８に送信する（ステップＳ６１）。
【０１７６】
ＩＣカード１８は、送信された加工データを受信する（ステップＳ６２）。受信された加工データは、復調回路６６で復調されたあとＣＰＵ６８に与えられる。ＣＰＵ６８は、与えられた加工データを、ステップＳ５７で決定した変換方式にしたがって、原データに復元し（ステップＳ６３）、復元した原データを不揮発性メモリ７０に書込む（ステップＳ６４）。
【０１７７】
ＩＣカード１８のＣＰＵ６８は、復元した原データにしたがって所定の処理を行なったのち、送信すべき原データを不揮発性メモリ７０から読み出し（ステップＳ６５）、上述の変換方式にしたがって、原データを加工データに変換したあと（ステップＳ６６）、リーダー／ライター５８に送信する（ステップＳ６７）。
【０１７８】
リーダー／ライター５８のＣＰＵ１４４は、ＩＣカード１８から送信された加工データを受信し（ステップＳ６８）、ステップＳ５３において決定された変換方式に従って、この加工データを原データに復元し（ステップＳ６９）、復元した原データにしたがって所定の処理を行なう。
【０１７９】
ＣＰＵ１４４は、前述のステップＳ６０〜ステップＳ６２と同様に、ステップＳ５３において決定された変換方式にしたがって、原データを加工データに変換し（ステップＳ７０）、ＩＣカード１８に送信する（ステップＳ７１）。ＩＣカード１８は、送信された加工データを受信する（ステップＳ７２）。以下、ステップＳ６３に戻り、ＩＣカード１８およびリーダー／ライター５８は、同様の処理を繰り返す。
【０１８０】
なお、この実施形態においては、いちど指定した変換方式を、一連の通信が終るまで固定するよう構成したが、データ通信の一往復ごとにデータ通信用の搬送波ｆLの周波数を選択仕直して、新たな変換方式を指定するよう構成することもできる。このように構成すれば、データの機密保護に対する安全性をより高くすることができる。また、データ通信の数往復ごとに搬送波ｆLの周波数を選択仕直して、新たな変換方式を指定するよう構成してもよい。
【０１８１】
上述の実施形態においては、図１０および図２１のステップＳ５５〜ステップＳ５７に示すように、応答器８０の共振回路４０の共振周波数を調整したあと、調整された共振回路４０を介して電磁波の周波数を検出し、検出した電磁波の周波数に基づいて変換方式を選択するよう構成したが、応答器８０の共振回路４０の共振周波数を調整したあと、当該調整された共振回路４０の共振周波数に基づいて、変換方式を選択するよう構成することもできる。
【０１８２】
図２３は、図１に示される応答器８０を、このような実施形態へ適用した場合の構成例を示す図面である。応答器８０において、データ通信手段８２は、図１０の場合と同様に、電磁波を利用してデータの通信または電力の伝達を行なうためのアンテナを含む共振回路であって、スイッチ手段によって共振周波数が切換可能な共振回路４０を備えている。
【０１８３】
変換方式指定手段８８は、共振周波数設定手段４２と、共振周波数設定手段４２により得られた共振回路４０の好適共振周波数に対応させて、実行する変換方式を選択する変換方式選択手段１００とを備えている。なお、共振周波数設定手段４２は、図１０の場合と同様の構成である。このように構成することにより、図１０のような周波数検出手段１０２は不要となり、構成を簡略化することができ、好都合である。なお、データ変換手段８４およびデータ記憶部８６は、図２に示す例と同様であるので、記載を省略している。
【０１８４】
また、図１０に示す実施形態においては、応答器８０の共振回路４０の共振周波数を調整したあと、調整された共振回路４０を介して電磁波の周波数を検出するよう構成したが（図２１のステップＳ５５、ステップＳ５６参照）、検出能力の高い周波数検出手段１０２が入手可能であれば、まず、電磁波の周波数を検出し、検出した電磁波の周波数に基づいて、応答器８０の共振回路４０の共振周波数を調整するよう構成することもできる。
【０１８５】
図２４は、図１に示される応答器８０を、このような実施形態へ適用した場合の構成例を示す図面である。応答器８０において、データ通信手段８２は、図１０の場合と同様の構成である。
【０１８６】
変換方式指定手段８８は、電磁波の周波数を検出する周波数検出手段１０２と、周波数検出手段１０２により検出された電磁波の周波数に基づいて、スイッチ手段を用いて共振回路４０の共振周波数を当該電磁波の周波数に適合した好適共振周波数に設定する共振周波数設定手段１０４と、周波数検出手段１０２により検出された当該電磁波の周波数に対応させて、実行する変換方式を選択する変換方式選択手段１００と、を備えている。このように、検出能力の高い周波数検出手段１０２が入手可能であれば、図１０のような複雑な共振周波数設定手段４２に替えて、簡単な構成の共振周波数設定手段１０４を用いればよいから、装置の構成を簡略化することができ、好都合である。
【０１８７】
なお、上述の各実施形態においては、データ通信のために、搬送波をパルス振幅変調している。しかしながら、パルス周波数変調、パルス位相変調、アナログ振幅変調、アナログ周波数変調、アナログ位相変調等、いずれの変調方式においても適用することができる。
【０１８８】
また、上述の各実施形態においては、他のデータ通信装置との間で、データの通信および電力の伝達に兼用して用いられる電磁波を用いて通信を行なう機能を備えたデータ通信装置（システム）、または、他のデータ通信装置との間で、データの通信に用いられる電磁波および当該データの通信に用いられる電磁波と異なる周波数を有し電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を通信する機能を備えたデータ通信装置（システム）を例に説明したが、この発明は、これら２つの機能をともに備えたデータ通信装置（システム）についても適用することができる。
【０１８９】
また、上述の各実施形態においては、非接触式のデータ通信装置（システム）を例に説明したが、この発明は、他のデータ通信装置との間で電気的に接触してデータの通信または電力の伝達を行なう機能を備えた接触式のデータ通信装置（システム）にも適用することができる。
【０１９０】
さらに、他のデータ通信装置との間で電気的に接触してデータの通信または電力の伝達を行なう機能、および、他のデータ通信装置との間で電磁波を利用して非接触にデータの通信または電力の伝達を行なう機能の、双方の機能をともに備えた接触式／非接触式兼用のデータ通信装置（システム）にも適用することができる。
【０１９１】
なお、上述の各実施形態においては、ＩＣカードとリーダー／ライターとを備えたＩＣカード通信システムを例に説明したが、この発明はＩＣカード通信システムに留まらず、データ通信装置一般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態によるデータ通信システムの構成を示す図面である。
【図２】応答器８０の構成の一例を示す図面である。
【図３】この発明の一実施形態によるＩＣカードの構成を示す図面である。
【図４】基準電圧発生回路７２，出力値計測回路７４の詳細を示す図面である。
【図５】ＩＣカードの外観を示す図面である。
【図６】図１の例による質問器９０を、非接触式のリーダー／ライター３８として具体化した場合の回路ブロックの一例を示す図面である。
【図７】ＩＣカード１４およびリーダー／ライター３８を備えたＩＣカードシステムの動作を示すフローチャートである。
【図８】ＩＣカード１４およびリーダー／ライター３８を備えたＩＣカードシステムの動作を示すフローチャートである。
【図９】原データと加工データとの間の変換方式の具体例を示す図面である。
【図１０】図１に示される応答器８０の他の構成例を示す図面である。
【図１１】共振周波数設定手段４２の構成を示す図面である。
【図１２】他の実施形態によるＩＣカードの構成を示す図面である。
【図１３】共振周波数の自動調整処理のフローチャートである。
【図１４】好適共振周波数による動作処理を示す図面である。
【図１５】各切換態様における共振回路の周波数特性と、リーダー／ライターの搬送波ｆLの周波数ｆLとの関係を示す図面である。
【図１６】共振周波数の自動調整処理において不揮発性メモリ７０に記憶される内容を示す図面である。
【図１７】共振回路の他の例を示す図面である。
【図１８】スイッチ手段であるトランジスタと、好適フラグの記憶手段とを一つの素子によって形成した例を示す図面である。
【図１９】図１に示された質問器９０の他の構成例を示す図面である。
【図２０】図１９の例による質問器９０を、非接触式のリーダー／ライター５８として具体化した場合の回路ブロックの一例を示す図面である。
【図２１】ＩＣカード１８およびリーダー／ライター５８を備えたＩＣカードシステムの動作を示すフローチャートである。
【図２２】ＩＣカード１８およびリーダー／ライター５８を備えたＩＣカードシステムの動作を示すフローチャートである。
【図２３】図１に示される応答器８０の他の構成例を示す図面である。
【図２４】図１に示される応答器８０の他の構成例を示す図面である。
【図２５】従来の非接触式のデータ通信システムの構成を示す図面である。
【符号の説明】
４０・・・・・・共振回路
５２・・・・・・出力値計測手段
８２・・・・・・データ通信手段
８４・・・・・・データ変換手段
８８・・・・・・変換方式指定手段
１００・・・・・変換方式選択手段
Claims (35)
- 他のデータ通信装置との間で加工データの通信を行なうデータ通信手段と、
変動し得る条件であって他のデータ通信装置との間で共通に認識可能な所定の条件に対応させて、原データと加工データとの間の複数の変換方式の中から、実行する変換方式を選択して指定する変換方式指定手段と、
変換方式指定手段により指定された変換方式にしたがって、データ通信手段から得た加工データを原データに変換し、または原データを加工データに変換してデータ通信手段に与えるデータ変換手段と、
を備えており、
他のデータ通信装置と同一の変換方式にしたがって、原データと加工データとの間の変換を行なうよう構成したことを特徴とするデータ通信装置であって、
当該データ通信装置は、前記他のデータ通信装置との間で電磁波を利用して非接触にデータの通信または電力の伝達を行なう機能を備えており、
前記変換方式指定手段は、当該電磁波の特性のうち変動し得る特性であって他のデータ通信装置との間で共通に認識可能な所定の特性に対応させて、前記実行する変換方式を指定するものであって、
前記変換方式指定手段は、電磁波の周波数に対応させて、前記実行する変換方式を指定すること、
を特徴とするもの。 - 請求項１のデータ通信装置において、
前記データ通信手段は、電磁波を利用してデータの通信または電力の伝達を行なうためのアンテナを含む共振回路であって、スイッチ手段によって共振周波数が切換可能な共振回路を備えており、
前記変換方式指定手段は、前記スイッチ手段を用いて共振回路の共振周波数を前記電磁波の周波数に適合した好適共振周波数に設定する共振周波数設定手段を備えたこと、
を特徴とするもの。 - 請求項２のデータ通信装置において、
前記変換方式指定手段は、
電磁波の周波数を検出する周波数検出手段と、
周波数検出手段により検出された電磁波の周波数に対応させて、前記実行する変換方式を選択する変換方式選択手段と、
を備え、
前記共振周波数設定手段は、周波数検出手段により検出された電磁波の周波数に基づいて共振回路の共振周波数を設定すること、
を特徴とするもの。 - 請求項２のデータ通信装置において、
前記共振周波数設定手段は、前記スイッチ手段を用いて前記共振回路の共振周波数を切り換えつつ、各切換態様における共振回路からの出力信号を受けて、所望の出力信号が得られるようにスイッチ手段の切換態様を固定するよう構成したこと、
を特徴とするもの。 - 請求項４のデータ通信装置において、
前記共振周波数設定手段は、
共振回路のスイッチ手段を順次切り換えるとともに、各切換態様における共振回路にあらわれる電圧または電流を得て、所望の電圧または電流が得られるスイッチ手段の好適切換態様を得る判定手段と、
判定手段によって得られた好適切換態様を記憶する切換態様記憶手段と、
を備えたこと、
を特徴とするもの。 - 請求項５のデータ通信装置において、
前記判定手段は、
共振回路にあらわれる電圧の変動に拘わらず一定の基準電圧を得る基準電圧発生手段と、
基準電圧発生手段からの基準電圧を基準として、各切換態様における共振回路の出力の大きさを計測する出力値計測手段と、
出力値計測手段によって得られた出力の大きさに基づいて好適切換態様を決定する態様決定手段と、
を備えたこと、
を特徴とするもの。 - 請求項５または請求項６のデータ通信装置において、
前記判定手段は、さらに、スイッチ手段の各切換態様に応じた共振回路の出力値を、各切換態様に対応づけて、それぞれ記憶する出力値記憶手段を備えており、
前記態様決定手段は、出力値記憶手段に記憶された出力値に基づいて好適切換態様を決定するものであること、
を特徴とするもの。 - 請求項５ないし請求項７のいずれかのデータ通信装置において、
前記判定手段は、最も大きな出力値に対応する切換態様を好適切換態様とすること、
を特徴とするもの。 - 請求項５ないし請求項７のいずれかのデータ通信装置において、
前記判定手段は、切換態様を順次切り換えるごとに出力値を得て、所定のしきい値を越える出力値が得られると、当該切換態様を好適切換態様とすること、
を特徴とするもの。 - 請求項４ないし請求項９のいずれかのデータ通信装置において、
前記変換方式指定手段は、前記共振周波数設定手段により得られた共振回路の好適共振周波数に対応させて、前記実行する変換方式を選択する変換方式選択手段を備えたこと、
を特徴とするもの。 - 請求項４ないし請求項９のいずれかのデータ通信装置において、
前記変換方式指定手段は、
前記共振周波数設定手段により好適共振周波数に設定された共振回路を介して得られる前記電磁波の周波数を検出する周波数検出手段と、
周波数検出手段により検出された電磁波の周波数に対応させて、前記実行する変換方式を選択する変換方式選択手段と、
を備えたことを特徴とするもの。 - 請求項２ないし請求項１１のいずれかのデータ通信装置において、
前記スイッチ手段を複数のトランジスタによって構成したこと、
を特徴とするもの。 - 請求項２ないし請求項１２のいずれかのデータ通信装置において、
前記共振回路は、アンテナに対して接続するコンデンサの容量を、スイッチ手段によって選択可能に構成したこと、
を特徴とするもの。 - 請求項２ないし請求項１２のいずれかのデータ通信装置において、
前記共振回路は、コンデンサに接続するアンテナのインダクタンスを、スイッチ手段によって選択可能に構成したこと、
を特徴とするもの。 - 請求項１ないし請求項１４のいずれかのデータ通信装置において、
当該データ通信装置は、
前記他のデータ通信装置から、データの通信および電力の伝達に兼用して用いられる電磁波を受ける機能、または、
前記他のデータ通信装置から、データの通信に用いられる電磁波および当該データの通信に用いられる電磁波と異なる周波数を有し電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を受ける機能、
を備えた無電源方式のデータ通信装置であること、
を特徴とするもの。 - 請求項１５のデータ通信装置において、
当該データ通信装置は、前記他のデータ通信装置から、データの通信に用いられる電磁波であって周波数が変動し得る電磁波、および当該データの通信に用いられる電磁波と異なる固定周波数を有し電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を受ける機能を備えた無電源方式のデータ通信装置であって、
前記変換方式指定手段は、データの通信に用いられる電磁波の周波数に対応させて、前記実行する変換方式を指定すること、
を特徴とするもの。 - 請求項１５のデータ通信装置において、
当該データ通信装置は、前記他のデータ通信装置から、前記データの通信に用いられる電磁波および電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を受ける機能を備えたデータ通信装置であって、
前記データの通信に用いられる電磁波および電力の伝達に用いられる電磁波のうち一方が固定周波数の電磁波であり、他方が変動し得る周波数の電磁波であり、
前記変換方式指定手段は、固定周波数の電磁波の周波数を基準として、変動し得る周波数の電磁波の周波数を検出し、検出した周波数に対応させて、前記実行する変換方式を指定すること、
を特徴とするもの。 - 請求項１または請求項２のデータ通信装置において、
当該データ通信装置は、
前記他のデータ通信装置に対して、データの通信および電力の伝達に兼用して用いられる電磁波を送り出す機能、または、
前記他のデータ通信装置に対して、データの通信に用いられる電磁波および当該データの通信に用いられる電磁波と異なる周波数を有する電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を送り出す機能、
を備えたデータ通信装置であること、
を特徴とするもの。 - 請求項１８のデータ通信装置において、
当該データ通信装置は、前記他のデータ通信装置に対して、データの通信に用いられる電磁波であって周波数が変動し得る電磁波、および当該データの通信に用いられる電磁波と異なる固定周波数を有し電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を送り出す機能を備えたデータ通信装置あって、
前記変換方式指定手段は、データの通信に用いられる電磁波の周波数に対応させて、前記実行する変換方式を指定すること、
を特徴とするもの。 - 請求項１８のデータ通信装置において、
前記データの通信および電力の伝達に兼用して用いられる電磁波、データの通信に用いられる電磁波、または電力の伝達に用いられる電磁波の少なくともひとつの電磁波の周波数が変動し得るものであり、
前記変換方式指定手段は、所定の決定方法にしたがって、当該周波数が変動し得る電磁波の周波数を決定する周波数決定手段を備えており、周波数決定手段により決定された変動し得る電磁波の周波数に対応させて、前記実行する変換方式を選択すること、
を特徴とするもの。 - 請求項２０のデータ通信装置において、
前記データ通信手段は、
電磁波を利用してデータの通信または電力の伝達を行なうためのアンテナを含む共振回路であって、スイッチ手段によって共振周波数が切換可能な共振回路と、
共振回路に電気振動を与えるための可変周波数の発振回路であって、前記周波数決定手段により決定された周波数の発振を行なう可変発振回路と、
を備えており、
前記変換方式指定手段は、前記スイッチ手段を用いて共振回路の共振周波数を前記周波数決定手段により決定された電磁波の周波数に適合した好適共振周波数に設定する共振周波数設定手段を備えたこと、
を特徴とするもの。 - 請求項２０または請求項２１のデータ通信装置において、
前記周波数決定手段は、無作為に前記変動し得る電磁波の周波数を決定すること、
を特徴とするもの。 - 請求項１ないし請求項２２のいずれかのデータ通信装置において、
前記データ変換手段は、原データと加工データとの間の変換方式として、
(a1)原データの間にダミーデータを挿入することにより加工データを得るダミーデータ挿入方式、
(a2)原データの所定のビットを反転して加工データを得るビット反転方式、
(a3)原データを分割して加工データを得るデータ分割方式、
の各方式を単独でまたは組合せて構成した変換方式を含め、２つ以上の変換方式を用意したこと、
を特徴とするもの。 - 請求項１ないし請求項２３のいずれかのデータ通信装置において、
当該データ通信装置は、ＩＣカード通信システムにおける質問器または応答器の一方であり、
前記他のデータ通信装置は、ＩＣカード通信システムにおける質問器または応答器の他方であること、
を特徴とするもの。 - 請求項１ないし請求項２４のいずれかの請求項に記載されたデータ通信装置および他のデータ通信装置を備え、当該データ通信装置と他のデータ通信装置との間で加工データの通信を行なうデータ通信システムであって、
前記他のデータ通信装置は、
前記データ通信装置との間で加工データの通信を行なうデータ通信手段と、
前記所定の条件に対応させて、原データと加工データとの間の複数の変換方式の中から実行する変換方式を選択して指定する変換方式指定手段と、
変換方式指定手段により指定された変換方式にしたがって、データ通信手段から得た加工データを原データに変換し、または原データを加工データに変換してデータ通信手段に与えるデータ変換手段と、
を備え、
前記他のデータ通信装置は、前記データ通信装置との間で電磁波を利用して非接触にデータの通信または電力の伝達を行なう機能を備えており、
前記変換方式指定手段は、当該電磁波の特性のうち変動し得る特性であって前記データ通信装置との間で共通に認識可能な所定の特性に対応させて、前記実行する変換方式を指定するものであって、
前記変換方式指定手段は、電磁波の周波数に対応させて、前記実行する変換方式を指定するものであり、
前記データ通信装置において指定された変換方式と、前記他のデータ通信装置において指定された変換方式とが、同一になるよう構成したこと、
を特徴とするデータ通信システム。 - 少なくとも２つのデータ通信装置の間で加工データの通信を行なうデータ通信方法であって、
変動し得る条件であって各データ通信装置との間で共通に認識可能な所定の条件に対応させて、原データと加工データとの間の複数の変換方式の中から、実行する変換方式を選択して指定し、
指定された変換方式にしたがって、他のデータ通信装置から受信した加工データを原データに変換し、または原データを加工データに変換して他のデータ通信装置に送信するとともに、
各データ通信装置において指定された変換方式が同一になるようにし、
各データ通信装置は、前記他のデータ通信装置との間で電磁波を利用して非接触にデータの通信または電力の伝達を行なう機能を備えており、
当該電磁波の特性のうち変動し得る特性であって他のデータ通信装置との間で共通に認識可能な所定の特性に対応させて、前記実行する変換方式を指定するものであって、
電磁波の周波数に対応させて、前記実行する変換方式を指定すること、
を特徴とするデータ通信方法。 - 他のデータ通信装置との間で加工データの通信を行なうデータ通信手段と、
変動し得る条件であって当該データ通信装置において認識可能な所定の条件に対応させて、原データと加工データとの間の複数の変換方式の中から、実行する変換方式を選択して指定する変換方式指定手段と、
変換方式指定手段により指定された変換方式にしたがって、データ通信手段から得た加工データを原データに変換し、または原データを加工データに変換してデータ通信手段に与えるデータ変換手段と、
を備えており、
他のデータ通信装置と同一の変換方式にしたがって、原データと加工データとの間の変換を行なうよう構成したことを特徴とするデータ通信装置であって、
当該データ通信装置は、前記他のデータ通信装置との間で電磁波を利用して非接触にデータの通信または電力の伝達を行なう機能を備えており、
前記変換方式指定手段は、当該電磁波の特性のうち変動し得る特性であって当該データ 通信装置において認識可能な所定の特性に対応させて、前記実行する変換方式を指定するものであって、
前記変換方式指定手段は、電磁波の伝達強度に対応させて、前記実行する変換方式を指定すること、
を特徴とするもの。 - 請求項２７のデータ通信装置において、
前記データ通信手段は、電磁波を利用してデータの通信または電力の伝達を行なうためのアンテナを含む共振回路を有しており、
前記変換方式指定手段は、電磁波のうち受信波のレベルに対応する共振回路の出力の大きさを計測するとともに、計測された共振回路の出力の大きさに対応させて、前記実行する変換方式を指定すること、
を特徴とするもの。 - 請求項２８のデータ通信装置において、
前記変換方式指定手段は、前記共振回路にあらわれる電圧の変動に拘わらず一定の基準電圧を得る基準電圧発生手段と、
基準電圧発生手段において得られた基準電圧を基準として、共振回路の出力の大きさを計測する出力値計測手段と、
出力値計測手段により得られた共振回路の出力の大きさに対応させて、前記実行する変換方式を選択する変換方式選択手段と、
を備えたことを特徴とするもの。 - 請求項２７ないし請求項２９のいずれかのデータ通信装置において、
当該データ通信装置は、
前記他のデータ通信装置から、データの通信および電力の伝達に兼用して用いられる電磁波を受ける機能、または、
前記他のデータ通信装置から、データの通信に用いられる電磁波および当該データの通信に用いられる電磁波と異なる周波数を有し電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を受ける機能、
を備えた無電源方式のデータ通信装置であること、
を特徴とするもの。 - 請求項２７ないし請求項２９のいずれかのデータ通信装置において、
当該データ通信装置は、
前記他のデータ通信装置に対して、データの通信および電力の伝達に兼用して用いられる電磁波を送り出す機能、または、
前記他のデータ通信装置に対して、データの通信に用いられる電磁波および当該データの通信に用いられる電磁波と異なる周波数を有する電力の伝達に用いられる電磁波の双方の電磁波を送り出す機能、
を備えたデータ通信装置であること、
を特徴とするもの。 - 請求項２７ないし請求項３１のいずれかのデータ通信装置において、
前記データ変換手段は、原データと加工データとの間の変換方式として、
(a1)原データの間にダミーデータを挿入することにより加工データを得るダミーデータ挿入方式、
(a2)原データの所定のビットを反転して加工データを得るビット反転方式、
(a3)原データを分割して加工データを得るデータ分割方式、
の各方式を単独でまたは組合せて構成した変換方式を含め、２つ以上の変換方式を用意したこと、
を特徴とするもの。 - 請求項２７ないし請求項３２のいずれかのデータ通信装置において、
当該データ通信装置は、ＩＣカード通信システムにおける質問器または応答器の一方であり、
前記他のデータ通信装置は、ＩＣカード通信システムにおける質問器または応答器の他方であること、
を特徴とするもの。 - 請求項２７ないし請求項３３のいずれかの請求項に記載されたデータ通信装置および他のデータ通信装置を備え、当該データ通信装置と他のデータ通信装置との間で加工データの通信を行なうデータ通信システムであって、
前記他のデータ通信装置は、
前記データ通信装置との間で加工データの通信を行なうデータ通信手段と、
前記所定の条件に対応させて、原データと加工データとの間の複数の変換方式の中から実行する変換方式を選択して指定する変換方式指定手段と、
変換方式指定手段により指定された変換方式にしたがって、データ通信手段から得た加工データを原データに変換し、または原データを加工データに変換してデータ通信手段に与えるデータ変換手段と、
を備え、
前記他のデータ通信装置は、前記データ通信装置との間で電磁波を利用して非接触にデータの通信または電力の伝達を行なう機能を備えており、
前記変換方式指定手段は、当該電磁波の特性のうち変動し得る特性であって当該データ通信装置において認識可能な所定の特性に対応させて、前記実行する変換方式を指定するものであって、
前記変換方式指定手段は、電磁波の伝達強度に対応させて、前記実行する変換方式を指定するものであり、
前記データ通信装置において指定された変換方式と、前記他のデータ通信装置において指定された変換方式とが、同一になるよう構成したこと、
を特徴とするデータ通信システム。 - 少なくとも２つのデータ通信装置の間で加工データの通信を行なうデータ通信方法であって、
変動し得る条件であって各データ通信装置においてそれぞれ認識可能な所定の条件に対応させて、原データと加工データとの間の複数の変換方式の中から、実行する変換方式を選択して指定し、
指定された変換方式にしたがって、他のデータ通信装置から受信した加工データを原データに変換し、または原データを加工データに変換して他のデータ通信装置に送信するとともに、
各データ通信装置において指定された変換方式が同一になるようにし、
各データ通信装置は、前記他のデータ通信装置との間で電磁波を利用して非接触にデータの通信または電力の伝達を行なう機能を備えており、
当該電磁波の特性のうち変動し得る特性であって当該データ通信装置において認識可能な所定の特性に対応させて、前記実行する変換方式を指定するものであって、
電磁波の伝達強度に対応させて、前記実行する変換方式を指定すること、
を特徴とするデータ通信方法。
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