JP4172327B2 - 非接触ｉｃカードリード／ライト装置及びその調整方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁波を使用した非接触ＩＣカードリード／ライト装置及びその調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＣカードを用いた読取／書込（リード／ライト、以下、Ｒ／Ｗと省略することもある）システムは、一般に非接触ＩＣカードシステムと呼ばれ、例えば１３．５６ＭＨｚの周波数帯を利用した入退出管理システム、物流システム、等々に実用化されている。
【０００３】
このシステムは、図１２に示すように、１枚の樹脂製カード上にＩＣチップ２２とアンテナコイル２３を備えた非接触ＩＣカード２１と、この非接触ＩＣカード２１との通信を行うＲ／Ｗ装置２６とを備えている。Ｒ／Ｗ装置２６は、本体部２５にアンテナ部２４が接続され、更に、パソコン２７に接続されて構成されている。そして、アンテナ部２４により電力と送信データを常時または間欠に送信し、この電力と送信データを受信できる範囲内にある非接触ＩＣカード２１からの受信データを得るものである。なお、図１２は、非接触ＩＣカードシステムの説明図である。
【０００４】
非接触ＩＣカードを用いた個人認識システムは、磁気ストライプカードのようにカードデータの書き込み及び読み取りの際にカードリーダにカードを挿入する必要がなく、利便性に優れており、ビルなどの出入管理システムに用いる個人識別媒体として、使われることが多くなってきている。特に、非接触カードを名札ないしは身分証明書と兼ねて胸などにつけておくシステムでは、ドアの前に設置されたＲ／Ｗ装置に近づくだけでドアの電気錠が解錠され、ドアを開けることが出来る点が評価されている。
【０００５】
例えば、（特許文献１）に示される出入管理システムがあるが、このような出入管理システムに用いられるＲ／Ｗ装置のアンテナ部は、一般的には、オフィスの出入口ドア近辺の壁面に露出あるいは壁に埋め込んで取り付けられる。しかし、この様な取付場所の周囲には他の機器に使用する電線や、コンクリートの補強のための鉄筋などがある場合が多い。
【０００６】
このように、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部を実際に設置する場合の周囲の条件は千差万別なのが実状であるにも拘らず、従来のＲ／Ｗ装置のアンテナ部は、自由空間においたときに最良の性能を発揮するように作られており、設置環境が変化すると、それに伴って非接触ＩＣカードデータの読み取り性能が大幅に低下してしまうものが殆どであった。
【０００７】
そこで、一般的には、Ｒ／Ｗ装置を実際に設置する際に、夫々の設置場所に応じて、夫々個々別にＲ／Ｗ装置のアンテナ部の共振周波数調整及びインピーダンス調整を行い、適正な通信距離の確保を行っているが、非常に手間のかかる作業であり、Ｒ／Ｗ装置設置における大きな問題点である。
【０００８】
そこで、（特許文献２）や（特許文献３）に示される遮蔽版を追加することでＲ／Ｗ装置のアンテナ部背面の設置環境の影響を和らげると共に、アンテナ設置場所でのアンテナ共振周波数の調整や通信距離の調整をする方法が考案されている。
【０００９】
更に、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部の設置環境の影響を少なくする別の方法として、（特許文献４）に示されるフェライト等の磁性体をアンテナの背面に付加する方法も考案されている。
【００１０】
また、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部の共振周波数及びインピーダンスが変化しても、送信パワーを調整して、適正な通信距離を確保する方法が、（特許文献５）に示される方法で考案されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平８−１０９７６４号公報
【特許文献２】
特開平８−２６３６０９号公報
【特許文献３】
特開２００１−４４７４７号公報
【特許文献４】
特開２００２−２９８０９５号公報
【特許文献５】
特開２０００−３５３２２２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法は、非接触ＩＣカードとＲ／Ｗの通信距離が数ｍｍ程度の密着型（送信出力１０ｍＷ）や通信距離が１０ｃｍ程度の近接形（送信出力１Ｗ）では有効ではあるが、平成１４年度改訂の近傍型（送信出力４Ｗ）では、送信電力が大きいために従来の方法では対処できない課題が生じてしまうと言う問題がある。
【００１３】
近傍型では送信出力が大きい為、Ｒ／Ｗ部の送信部の発熱が重要な課題となる。発熱を少なくする為の手段としては、Ｒ／Ｗ部のアンテナと送信部のインピーダンス整合を確実に行い、アンテナのクオリティファクタを大きくしてアンテナ効率を高め、送信部のパワーアンプの電力効率を高める等の方法があるが、これらはひとつでも特性が悪くなると、全体的な電力効率が悪くなり、発熱の問題が生じる。特にアンテナの設置環境により、アンテナの共振周波数やアンテナのインピーダンスが変化し、Ｒ／Ｗ部の送信部とのインピーダンス整合が取れなくなると、通信距離の低下だけの問題ではなく、Ｒ／Ｗ送信部に過大な電流が流れ、Ｒ／Ｗ送信部の過熱及び破壊という大きな問題が生じてしまうと言う課題があった。
【００１４】
従来方法の手段としてＲ／Ｗアンテナ部に遮蔽板の付加があるが、近傍型では通信距離がＲ／Ｗ装置のアンテナの前面及び背面に夫々５０ｃｍ程度もあるので、Ｒ／Ｗアンテナ部と遮蔽板の距離を相当とらないと、磁束が遮蔽板により切られてしまい、通信距離が低下する。通信距離が低下しない様に遮蔽板を取りつけると、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部が構造的に厚くなり、遮蔽板は遠隔型には適切な手段とは言えない。
【００１５】
また、従来方法の他の手段としてフェライトの付加があるが、近傍型では通信距離がＲ／Ｗ装置のアンテナの前面及び背面に夫々５０ｃｍ程度もあるだけでは無く、同時にＲ／Ｗ装置のアンテナ部と水平方向の通信範囲も広く、アンテナ面積の４倍以上の通信範囲をもっている。従って、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部背面の影響を完全になくす為には非常に広いフェライトが必要である。Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部の面積と同等程度の面積のフェライトでは、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部背面の金属の影響を受け、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部の共振周波数やアンテナインピーダンスが変化してしまい、過大な電流がＲ／Ｗ装置の送信部に流れ、Ｒ／Ｗ装置の送信部の異常発熱や破壊につながると言う課題があった。
【００１６】
更に、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部の共振周波数及びインピーダンスが変化しても、送信パワーを調整して、適正な通信距離を確保する方法であるが、遠隔型の様な大きな送信電力のＲ／Ｗ装置の場合、Ｒ／Ｗ装置の送信部とＲ／Ｗ装置のアンテナ部とのインピーダンス整合を良好に取らないと、過大な電流がＲ／Ｗ装置の送信部に流れ、Ｒ／Ｗ装置の送信部の異常発熱や破壊につながると言う課題があった。
【００１７】
そこで、本発明は、上記のような従来の技術における不具合を解消し、アンテナのインピーダンス調整及び、またはＲ／Ｗの送信パワーを最適に自動調整が可能な非接触ＩＣカードリード／ライト装置及びその調整方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、電磁波により、データ通信及び電力供給を行なう非接触ＩＣカードリード／ライト装置であって、アンテナの共振周波数やアンテナインピーダンスを自動調整する構成としたものである。
【００１９】
そして、本発明はＲ／Ｗ装置の送信部に流れる電流を検出する検出手段と、検出したレベルに応じてアンテナ共振整合回路の回路定数を調整し、アンテナのインピーダンス及びアンテナ共振周波数を自動調整する手段を持つ事で、所望の周波数でのＲ／Ｗ送信部とＲ／Ｗアンテナ部のインピーダンス整合を取り、Ｒ／Ｗ送信部に過大な電流が流れ、Ｒ／Ｗ送信部が異常発熱したり、通信距離が低下する事を防ぐ事が出来、千差万別な設置場所でも最適な電力効率のＲ／Ｗ装置が得られる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図１から図１１を用いて説明する。
【００２４】
ここで、図１〜図１１は、それぞれ、本発明の実施の形態１〜１１によるＲ／Ｗ装置のブロック図である。
【００２５】
図１〜図１１において、１は発振器、２はパワーアンプ（以下、ＰＡと略す）である。また、３は電流検出回路、４は制御回路、５はアンテナ調整回路、６はアンテナであり、更に、７はＲ／Ｗ装置の送信部、８はＲ／Ｗ装置のアンテナ部、９はＲ／Ｗ装置の受信部である。また、１０はＲ／Ｗ装置を示す。
【００２６】
（実施の形態１）
図１において、発振器１で生み出された搬送波はパワーアンプ２（ＰＡ２）で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。送信部７にはＰＡ２の電流検出回路３を設け、ＰＡ２に流れる電流に応じて、アンテナ調整回路５の回路定数を制御し、ＰＡ２に流れる電流を最適値に制御することにより、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境に応じて、Ｒ／Ｗアンテナ部８の共振周波数調整およびインピーダンス調整を行い、所望の周波数でのＲ／Ｗ装置の送信部７とＲ／Ｗ装置のアンテナ部８のインピーダンス整合を取り、Ｒ／Ｗ装置のアンテナを設置環境毎に個別に調整しなくても、自動的に最適な電流値で、通信距離が確保できる様にしている。
【００２７】
（実施の形態２）
図２において、発振器１で生み出された搬送波はＰＡ２で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。送信部７にはＰＡ２の電流検出部３を設け、電流値に応じたデジタル信号がマイコン１３に入力される。マイコン１３はＰＡ２に流れる電流値に応じて、アンテナ調整回路５を制御し、ＰＡ２に流れる電流を最適値に制御することにより、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境に応じて、Ｒ／Ｗアンテナ部の共振周波数調整およびインピーダンス調整を行い、所望の周波数でのＲ／Ｗ装置の送信部７とＲ／Ｗ装置のアンテナ部８のインピーダンス整合を取り、Ｒ／Ｗ装置１０のアンテナを設置環境毎に個別に調整しなくても、自動的に最適な電流値で、通信距離が確保できる様にしている。
【００２８】
（実施の形態３）
図３において、発振器１で生み出された搬送波はＰＡ２で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。送信部７には送信部７とアンテナ部８間の進行波、反射波検出回路１４を設け、その検出された信号に応じて、制御回路４は所望の周波数で反射波が最小で進行波が最大になる様にアンテナ調整回路５を調整する。この様に調整する事でＲ／Ｗ装置の送信部７とＲ／Ｗ装置のアンテナ部８のインピーダンス整合を取る事が出来、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境によって、送信部７に過度の電流が流れるのを防ぎ、Ｒ／Ｗ装置のアンテナを設置環境毎に個別に調整しなくても、最適な電流で、通信距離が確保できる様にしている。
【００２９】
（実施の形態４）
図４において、発振器１で生み出された搬送波はＰＡ２で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。送信部７には送信部７とアンテナ部８間の進行波、反射波検出回路１４を設け、その検出された信号はマイコン１３に入力される。マイコン１３は、その検出された信号に応じて、所望の周波数で反射波が最小で進行波が最大になる様に制御回路４でアンテナ調整回路５を調整制御する。この様に調整する事でＲ／Ｗ装置の送信部７とＲ／Ｗ装置のアンテナ部８のインピーダンス整合を取る事が出来、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境によって、送信部７に過度の電流が流れるのを防ぎ、Ｒ／Ｗ装置のアンテナを設置環境毎に個別に調整しなくても、最適な電流で、通信距離が確保できる様にしている。
【００３０】
（実施の形態５）
図５において、発振器１で生み出された搬送波はＰＡ２で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。送信部７には送信部７とアンテナ部８間の進行波、反射波検出回路１４を設け、その検出された信号はＰＡ制御回路４に入力される。ＰＡ制御回路４は、その検出された信号に応じて、ＰＡ２の出力インピーダンスを調整して、アンテナ部８とインピーダンス整合を取ったり、送信出力を制御する事が出来る。この様に調整する事により、所望の周波数でＲ／Ｗ装置の送信部７とＲ／Ｗ装置のアンテナ部８のインピーダンス整合を取ったり、送信出力を制御する事が出来る為、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境によって、送信部７に過度の電流が流れるのを防ぎ、Ｒ／Ｗ装置のアンテナを設置環境毎に個別に調整しなくても、送信部７の最適な電流や送信出力で、通信距離が確保できる様にしている。
【００３１】
（実施の形態６）
図６において、発振器１で生み出された搬送波はＰＡ２で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。送信部７には送信部７とアンテナ部８間の進行波、反射波検出回路１４を設け、その検出された信号はマイコン１３に入力される。マイコン１３はその入力された信号に応じ、制御回路４を制御し、ＰＡ２の出力インピーダンスを調整して、アンテナ部８とインピーダンス整合を取ったり、送信出力を制御する事が出来る。この様に調整する事により、所望の周波数でＲ／Ｗ装置の送信部７とＲ／Ｗ装置のアンテナ部８のインピーダンス整合を取ったり、送信出力を制御する事が出来る為、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境によって、送信部７に過度の電流が流れるのを防ぎ、Ｒ／Ｗ装置のアンテナを設置環境毎に個別に調整しなくても、送信部９の最適な電流や送信出力で、通信距離が確保できる様にしている。
【００３２】
（実施の形態７）
図７において、発振器１で生み出された搬送波はＰＡ２で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。送信部７には送信部７とアンテナ部８間の進行波、反射波検出回路１４を設け、その検出された信号は制御回路４に入力される。制御回路４は搬送波発信回路である発振器１から発生した搬送波信号のデューティーを制御する。ＰＡ２が例えば、Ｅ級動作等のスイッチング増幅器の場合は増幅器に入力される信号のデューティーを制御する事により出力電力の制御が出来る。実施の形態７の例では、進行波、反射波検出回路１４で検出されたレベルに応じて、制御回路４がデューティー調整回路１５を制御し、Ｅ級動作アンプのＰＡ２の送信パワーを調整することができる為、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境によって、送信部７に過度の電流が流れ様とした場合、送信パワーを制御して、送信部７の過電流や発熱、破壊を自動的に防ぐ事が出きる様にしている。
【００３３】
（実施の形態８）
図８において、発振器１で生み出された搬送波はＰＡ２で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。送信部７には送信部７とアンテナ部８間の進行波、反射波検出回路１４を設け、その検出された信号はマイコン１３に入力される。マイコン１３はその入力された信号に応じ、制御回路４を介し、制御回路４を制御する。制御回路４は発振器１の搬送波信号のデューティーを制御する。ＰＡ２が例えば、Ｅ級動作等のスイッチング増幅器の場合は増幅器に入力される信号のデューティーを制御する事により出力電力の制御が出来る。実施の形態７の例では、進行波、反射波検出回路１４で検出されたレベルに応じて、制御回路４がデューティー調整回路１５を制御し、Ｅ級動作アンプＰＡ２の送信パワーを調整することができる為、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境によって、送信部７に過度の電流が流れ様とした場合、送信パワーを制御して、送信部７の過電流や発熱、破壊を自動的に防ぐ事が出きる様にしている。
【００３４】
（実施の形態９）
図９は実施の形態２と実施の形態８の組み合わせである。図９において、発振器１で生み出された搬送波はＰＡ２で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。送信部７にパワー検出回路１７を設け、その検出された信号はマイコン１３に入力される。また、送信部７のＰＡ２の電流を検出する電流検出回路部３を設け、その検出レベルはマイコン１３に入力される。マイコン１３はＰＡ２に流れる電流に応じて、アンテナ調整回路５を制御し、ＰＡ２に流れる電流を最適値に制御することで、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境に応じて、Ｒ／Ｗアンテナ部の共振周波数調整インピーダンス調整を行い、Ｒ／Ｗ装置の送信部７とＲ／Ｗ装置のアンテナ部８のインピーダンス整合を取る。次に、マイコン１３に入力されるパワー検出回路１７からの検出レベルに応じて、マイコン１３はデューティー調整回路１５を制御し、ＰＡ２の送信出力を初所定のレベルに調整する。この様にＲ／Ｗ装置の送信部７とＲ／Ｗ装置のアンテナ部８のインピーダンス整合を自動的に取った後で、送信パワーを自動調整する事で、Ｒ／Ｗ装置の設置環境毎に、個別に調整夫々調整することなく、最適な電力効率で、最適なパワーで、最適な通信距離が確保できる様にしている。
【００３５】
（実施の形態１０）
図１０において、発振器１で生み出された搬送波はＰＡ２で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。ＡＭ変調方式のＲ／Ｗ装置においては、ＰＡ２の電源電圧を変化させる事でＡＭ変調を掛ける場合が多いが、この場合、ＡＭ変調器内の抵抗器の両端の電位差を見る事でＰＡ２に流れる電流を検出することができる。図１０の実施の形態１０の例ではパワー検出回路１７にて、ＡＭ変調と電流検出を行っている。検出された電流値はマイコン１３に入力される。マイコンはＰＡ２に流れる電流に応じて、アンテナ調整回路５を制御し、ＰＡ２に流れる電流を最適値に制御することで、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境に応じて、所望の周波数でのＲ／Ｗアンテナ部の共振周波数調整およびインピーダンス調整を行い、Ｒ／Ｗ装置の送信部７とＲ／Ｗ装置のアンテナ部８のインピーダンス整合を取り、Ｒ／Ｗ装置のアンテナを設置環境毎に個別に調整しなくても、自動的に最適な電流で、通信距離が確保できる様にしている。
【００３６】
（実施の形態１１）
図１１において、発振器１で生み出された搬送波はＰＡ２で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。送信部７にはＰＡ２の電流検出３があり、マイコン１３に入力される。電流検出３の抵抗器はＰＡ２と電源の間に直列に挿入されている。この抵抗器の両端の電位差を読むことでＰＡ２に流れる電流を検出することができる。マイコンはＰＡ２に流れる電流に応じて、アンテナ調整回路５を制御し、ＰＡ２に流れる電流を最適値に制御することで、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境に応じて、所望の周波数でのＲ／Ｗアンテナ部の共振周波数調整およびインピーダンス調整を行い、Ｒ／Ｗ装置の送信部７とＲ／Ｗ装置のアンテナ部８のインピーダンス整合を取り、Ｒ／Ｗ装置のアンテナを設置環境毎に個別に調整しなくても、自動的に最適な電流で、通信距離が確保できる様にしている。
【００３７】
（実施の形態１２）
上記で説明した実施の形態１〜１１について、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ設置の時にだけ動作させることで、Ｒ／Ｗ装置の設置環境に応じて、Ｒ／Ｗ装置のアンテナやＲ／Ｗ装置の送信出力が自動調整される為、従来の様にＲ／Ｗ装置のアンテナ取り付け時に行っていた、設置環境毎にＲ／Ｗ装置のアンテナの調整やＲ／Ｗ装置の送信出力調整をする事無く、簡便に設置することができる。設置以降の通常運用時はこれらの自動調整機能は動作させず、通常の非接触ＩＣカードＲ／Ｗ装置として動作させる。
【００３８】
（実施の形態１３）
上記で説明した実施の形態１〜１１について、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ設置の時に動作させることで、Ｒ／Ｗ装置の設置環境に応じて、Ｒ／Ｗ装置のアンテナやＲ／Ｗ装置の送信出力が自動調整される為、従来の様にＲ／Ｗ装置のアンテナ取り付け時に行っていた、設置環境毎にＲ／Ｗ装置のアンテナの調整やＲ／Ｗ装置の送信出力調整をする事無く、簡便に設置することができる。また、設置以降の通常運用時もこれらの自動調整機能を動作させる。
【００３９】
これらの自動調整機能が無い、一般的なＲ／Ｗ装置では、外的要員等でアンテナ設置環境が変化した場合、アンテナのインピーダンスや共振周波数が変化し、電力効率が落ち、送信部に大きな電流が流れたり、通信距離が落ちたりする。しかし、これらの自動調整機能が常時機能していると、アンテナ設置環境が外的要員等で変化しても自動的に、アンテナのインピーダンス調整や共振周波数調整を行い、また送信パワー調整も自動的に行う為電力効率が落ち、送信部に大きな電流が流れ、通信距離が落ちる事無しに、常に最適な電力効率で、最適な通信距離を確保することが出来る。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態１〜１３について説明したが、上述したように、発振器１からの搬送波は電力増幅器であるパワーアンプ２で増幅されるが、その増幅にはＥ級増幅器（Ｅクラスアンプ）を用いることが好ましい。Ｅ級増幅器を用いることによって、高効率動作を実現することが可能となる。よって、送信出力を上げても発熱を抑えることができる。
【００４１】
なお、本発明における非接触ＩＣカードの定義は、いわゆるカードに限定されるものではなく、非接触でＲ／Ｗ装置との通信を行うことができる無線通信媒体である。よって、用途によってはＩＣタグ、ＩＤタグ、識別ラベルと呼ばれるものを含む。
【００４２】
【発明の効果】
以上の様に本発明により、Ｒ／Ｗ装置の送信部に流れる電流を検出する検出手段と、検出したレベルに応じてアンテナ共振回路の回路定数を自動調整し、アンテナのインピーダンスや共振周波数を自動調整する手段を持つ事で、Ｒ／Ｗ送信部とＲ／Ｗアンテナ部のインピーダンス整合を取り、アンテナ設置環境によっては、Ｒ／Ｗ送信部に過大な電流が流れたり、Ｒ／Ｗ送信部が異常発熱したり、通信距離が低下する事を防ぐ事が出来る為、千差万別な設置場所でも、個々にＲ／Ｗ装置を調整する事無く、自動的に適正な電力効率と最適な通信距離を確保したＲ／Ｗ装置が得られる。
【００４３】
よって、本発明によれば、アンテナのインピーダンス調整及び、またはＲ／Ｗの送信パワーを最適に自動調整が可能な非接触ＩＣカードリード／ライト装置及びその調整方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態２によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図３】本発明の実施の形態３によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図４】本発明の実施の形態４によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図５】本発明の実施の形態５によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図６】本発明の実施の形態６によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図７】本発明の実施の形態７によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図８】本発明の実施の形態８によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図９】本発明の実施の形態９によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図１０】本発明の実施の形態１０によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図１１】本発明の実施の形態１１によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図１２】非接触ＩＣカードシステムの説明図
【符号の説明】
１ 発振器
２ パワーアンプ
３ 電流検出回路
４ 制御回路
５ アンテナ調整回路
６ アンテナ
７ 送信部
８ アンテナ部
９ 受信部
１０ Ｒ／Ｗ装置
１１ 磁束
１２ 非接触ＩＣカード
１３ マイコン
１４ 進行波、反射波検出回路
１５ デューティー調整回路
１６ 制御回路
１７ パワー検出回路
２１ 非接触ＩＣカード
２２ ＩＣチップ
２３ アンテナ
２４ アンテナ部
２５ 本体部
２６ Ｒ／Ｗ装置
２７ パソコン
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁波を使用した非接触ＩＣカードリード／ライト装置及びその調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＣカードを用いた読取／書込（リード／ライト、以下、Ｒ／Ｗと省略することもある）システムは、一般に非接触ＩＣカードシステムと呼ばれ、例えば１３．５６ＭＨｚの周波数帯を利用した入退出管理システム、物流システム、等々に実用化されている。
【０００３】
このシステムは、図１２に示すように、１枚の樹脂製カード上にＩＣチップ２２とアンテナコイル２３を備えた非接触ＩＣカード２１と、この非接触ＩＣカード２１との通信を行うＲ／Ｗ装置２６とを備えている。Ｒ／Ｗ装置２６は、本体部２５にアンテナ部２４が接続され、更に、パソコン２７に接続されて構成されている。そして、アンテナ部２４により電力と送信データを常時または間欠に送信し、この電力と送信データを受信できる範囲内にある非接触ＩＣカード２１からの受信データを得るものである。なお、図１２は、非接触ＩＣカードシステムの説明図である。
【０００４】
非接触ＩＣカードを用いた個人認識システムは、磁気ストライプカードのようにカードデータの書き込み及び読み取りの際にカードリーダにカードを挿入する必要がなく、利便性に優れており、ビルなどの出入管理システムに用いる個人識別媒体として、使われることが多くなってきている。特に、非接触カードを名札ないしは身分証明書と兼ねて胸などにつけておくシステムでは、ドアの前に設置されたＲ／Ｗ装置に近づくだけでドアの電気錠が解錠され、ドアを開けることが出来る点が評価されている。
【０００５】
例えば、（特許文献１）に示される出入管理システムがあるが、このような出入管理システムに用いられるＲ／Ｗ装置のアンテナ部は、一般的には、オフィスの出入口ドア近辺の壁面に露出あるいは壁に埋め込んで取り付けられる。しかし、この様な取付場所の周囲には他の機器に使用する電線や、コンクリートの補強のための鉄筋などがある場合が多い。
【０００６】
このように、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部を実際に設置する場合の周囲の条件は千差万別なのが実状であるにも拘らず、従来のＲ／Ｗ装置のアンテナ部は、自由空間においたときに最良の性能を発揮するように作られており、設置環境が変化すると、それに伴って非接触ＩＣカードデータの読み取り性能が大幅に低下してしまうものが殆どであった。
【０００７】
そこで、一般的には、Ｒ／Ｗ装置を実際に設置する際に、夫々の設置場所に応じて、夫々個々別にＲ／Ｗ装置のアンテナ部の共振周波数調整及びインピーダンス調整を行い、適正な通信距離の確保を行っているが、非常に手間のかかる作業であり、Ｒ／Ｗ装置設置における大きな問題点である。
【０００８】
そこで、（特許文献２）や（特許文献３）に示される遮蔽版を追加することでＲ／Ｗ装置のアンテナ部背面の設置環境の影響を和らげると共に、アンテナ設置場所でのアンテナ共振周波数の調整や通信距離の調整をする方法が考案されている。
【０００９】
更に、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部の設置環境の影響を少なくする別の方法として、（特許文献４）に示されるフェライト等の磁性体をアンテナの背面に付加する方法も考案されている。
【００１０】
また、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部の共振周波数及びインピーダンスが変化しても、送信パワーを調整して、適正な通信距離を確保する方法が、（特許文献５）に示される方法で考案されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平８−１０９７６４号公報
【特許文献２】
特開平８−２６３６０９号公報
【特許文献３】
特開２００１−４４７４７号公報
【特許文献４】
特開２００２−２９８０９５号公報
【特許文献５】
特開２０００−３５３２２２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法は、非接触ＩＣカードとＲ／Ｗの通信距離が数ｍｍ程度の密着型（送信出力１０ｍＷ）や通信距離が１０ｃｍ程度の近接形（送信出力１Ｗ）では有効ではあるが、平成１４年度改訂の近傍型（送信出力４Ｗ）では、送信電力が大きいために従来の方法では対処できない課題が生じてしまうと言う問題がある。
【００１３】
近傍型では送信出力が大きい為、Ｒ／Ｗ部の送信部の発熱が重要な課題となる。発熱を少なくする為の手段としては、Ｒ／Ｗ部のアンテナと送信部のインピーダンス整合を確実に行い、アンテナのクオリティファクタを大きくしてアンテナ効率を高め、送信部のパワーアンプの電力効率を高める等の方法があるが、これらはひとつでも特性が悪くなると、全体的な電力効率が悪くなり、発熱の問題が生じる。特にアンテナの設置環境により、アンテナの共振周波数やアンテナのインピーダンスが変化し、Ｒ／Ｗ部の送信部とのインピーダンス整合が取れなくなると、通信距離の低下だけの問題ではなく、Ｒ／Ｗ送信部に過大な電流が流れ、Ｒ／Ｗ送信部の過熱及び破壊という大きな問題が生じてしまうと言う課題があった。
【００１４】
従来方法の手段としてＲ／Ｗアンテナ部に遮蔽板の付加があるが、近傍型では通信距離がＲ／Ｗ装置のアンテナの前面及び背面に夫々５０ｃｍ程度もあるので、Ｒ／Ｗアンテナ部と遮蔽板の距離を相当とらないと、磁束が遮蔽板により切られてしまい、通信距離が低下する。通信距離が低下しない様に遮蔽板を取りつけると、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部が構造的に厚くなり、遮蔽板は遠隔型には適切な手段とは言えない。
【００１５】
また、従来方法の他の手段としてフェライトの付加があるが、近傍型では通信距離がＲ／Ｗ装置のアンテナの前面及び背面に夫々５０ｃｍ程度もあるだけでは無く、同時にＲ／Ｗ装置のアンテナ部と水平方向の通信範囲も広く、アンテナ面積の４倍以上の通信範囲をもっている。従って、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部背面の影響を完全になくす為には非常に広いフェライトが必要である。Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部の面積と同等程度の面積のフェライトでは、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部背面の金属の影響を受け、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部の共振周波数やアンテナインピーダンスが変化してしまい、過大な電流がＲ／Ｗ装置の送信部に流れ、Ｒ／Ｗ装置の送信部の異常発熱や破壊につながると言う課題があった。
【００１６】
更に、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部の共振周波数及びインピーダンスが変化しても、送信パワーを調整して、適正な通信距離を確保する方法であるが、遠隔型の様な大きな送信電力のＲ／Ｗ装置の場合、Ｒ／Ｗ装置の送信部とＲ／Ｗ装置のアンテナ部とのインピーダンス整合を良好に取らないと、過大な電流がＲ／Ｗ装置の送信部に流れ、Ｒ／Ｗ装置の送信部の異常発熱や破壊につながると言う課題があった。
【００１７】
そこで、本発明は、上記のような従来の技術における不具合を解消し、アンテナのインピーダンス調整及び、またはＲ／Ｗの送信パワーを最適に自動調整が可能な非接触ＩＣカードリード／ライト装置及びその調整方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、電磁波により、データ通信及び電力供給を行なう非接触ＩＣカードリード／ライト装置であって、アンテナの共振周波数やアンテナインピーダンスを自動調整する構成としたものである。
【００１９】
そして、本発明はＲ／Ｗ装置の送信部に流れる電流を検出する検出手段と、検出したレベルに応じてアンテナ共振整合回路の回路定数を調整し、アンテナのインピーダンス及びアンテナ共振周波数を自動調整する手段を持つ事で、所望の周波数でのＲ／Ｗ送信部とＲ／Ｗアンテナ部のインピーダンス整合を取り、Ｒ／Ｗ送信部に過大な電流が流れ、Ｒ／Ｗ送信部が異常発熱したり、通信距離が低下する事を防ぐ事が出来、千差万別な設置場所でも最適な電力効率のＲ／Ｗ装置が得られる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図１から図１１を用いて説明する。
【００２４】
ここで、図１〜図１１は、それぞれ、本発明の実施の形態１〜１１によるＲ／Ｗ装置のブロック図である。
【００２５】
図１〜図１１において、１は発振器、２はパワーアンプ（以下、ＰＡと略す）である。また、３は電流検出回路、４は制御回路、５はアンテナ調整回路、６はアンテナであり、更に、７はＲ／Ｗ装置の送信部、８はＲ／Ｗ装置のアンテナ部、９はＲ／Ｗ装置の受信部である。また、１０はＲ／Ｗ装置を示す。
【００２６】
（実施の形態１）
図１において、発振器１で生み出された搬送波はパワーアンプ２（ＰＡ２）で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。送信部７にはＰＡ２の電流検出回路３を設け、ＰＡ２に流れる電流に応じて、アンテナ調整回路５の回路定数を制御し、ＰＡ２に流れる電流を最適値に制御することにより、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境に応じて、Ｒ／Ｗアンテナ部８の共振周波数調整およびインピーダンス調整を行い、所望の周波数でのＲ／Ｗ装置の送信部７とＲ／Ｗ装置のアンテナ部８のインピーダンス整合を取り、Ｒ／Ｗ装置のアンテナを設置環境毎に個別に調整しなくても、自動的に最適な電流値で、通信距離が確保できる様にしている。
【００２７】
（実施の形態２）
図２において、発振器１で生み出された搬送波はＰＡ２で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。送信部７にはＰＡ２の電流検出部３を設け、電流値に応じたデジタル信号がマイコン１３に入力される。マイコン１３はＰＡ２に流れる電流値に応じて、アンテナ調整回路５を制御し、ＰＡ２に流れる電流を最適値に制御することにより、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境に応じて、Ｒ／Ｗアンテナ部の共振周波数調整およびインピーダンス調整を行い、所望の周波数でのＲ／Ｗ装置の送信部７とＲ／Ｗ装置のアンテナ部８のインピーダンス整合を取り、Ｒ／Ｗ装置１０のアンテナを設置環境毎に個別に調整しなくても、自動的に最適な電流値で、通信距離が確保できる様にしている。
【００２８】
（実施の形態３）
図３において、発振器１で生み出された搬送波はＰＡ２で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。送信部７には送信部７とアンテナ部８間の進行波、反射波検出回路１４を設け、その検出された信号に応じて、制御回路４は所望の周波数で反射波が最小で進行波が最大になる様にアンテナ調整回路５を調整する。この様に調整する事でＲ／Ｗ装置の送信部７とＲ／Ｗ装置のアンテナ部８のインピーダンス整合を取る事が出来、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境によって、送信部７に過度の電流が流れるのを防ぎ、Ｒ／Ｗ装置のアンテナを設置環境毎に個別に調整しなくても、最適な電流で、通信距離が確保できる様にしている。
【００２９】
（実施の形態４）
図４において、発振器１で生み出された搬送波はＰＡ２で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。送信部７には送信部７とアンテナ部８間の進行波、反射波検出回路１４を設け、その検出された信号はマイコン１３に入力される。マイコン１３は、その検出された信号に応じて、所望の周波数で反射波が最小で進行波が最大になる様に制御回路４でアンテナ調整回路５を調整制御する。この様に調整する事でＲ／Ｗ装置の送信部７とＲ／Ｗ装置のアンテナ部８のインピーダンス整合を取る事が出来、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境によって、送信部７に過度の電流が流れるのを防ぎ、Ｒ／Ｗ装置のアンテナを設置環境毎に個別に調整しなくても、最適な電流で、通信距離が確保できる様にしている。
【００３０】
（実施の形態５）
図５において、発振器１で生み出された搬送波はＰＡ２で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。送信部７には送信部７とアンテナ部８間の進行波、反射波検出回路１４を設け、その検出された信号はＰＡ制御回路４に入力される。ＰＡ制御回路４は、その検出された信号に応じて、ＰＡ２の出力インピーダンスを調整して、アンテナ部８とインピーダンス整合を取ったり、送信出力を制御する事が出来る。この様に調整する事により、所望の周波数でＲ／Ｗ装置の送信部７とＲ／Ｗ装置のアンテナ部８のインピーダンス整合を取ったり、送信出力を制御する事が出来る為、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境によって、送信部７に過度の電流が流れるのを防ぎ、Ｒ／Ｗ装置のアンテナを設置環境毎に個別に調整しなくても、送信部７の最適な電流や送信出力で、通信距離が確保できる様にしている。
【００３１】
（実施の形態６）
図６において、発振器１で生み出された搬送波はＰＡ２で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。送信部７には送信部７とアンテナ部８間の進行波、反射波検出回路１４を設け、その検出された信号はマイコン１３に入力される。マイコン１３はその入力された信号に応じ、制御回路４を制御し、ＰＡ２の出力インピーダンスを調整して、アンテナ部８とインピーダンス整合を取ったり、送信出力を制御する事が出来る。この様に調整する事により、所望の周波数でＲ／Ｗ装置の送信部７とＲ／Ｗ装置のアンテナ部８のインピーダンス整合を取ったり、送信出力を制御する事が出来る為、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境によって、送信部７に過度の電流が流れるのを防ぎ、Ｒ／Ｗ装置のアンテナを設置環境毎に個別に調整しなくても、送信部９の最適な電流や送信出力で、通信距離が確保できる様にしている。
【００３２】
（実施の形態７）
図７において、発振器１で生み出された搬送波はＰＡ２で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。送信部７には送信部７とアンテナ部８間の進行波、反射波検出回路１４を設け、その検出された信号は制御回路４に入力される。制御回路４は搬送波発信回路である発振器１から発生した搬送波信号のデューティーを制御する。ＰＡ２が例えば、Ｅ級動作等のスイッチング増幅器の場合は増幅器に入力される信号のデューティーを制御する事により出力電力の制御が出来る。実施の形態７の例では、進行波、反射波検出回路１４で検出されたレベルに応じて、制御回路４がデューティー調整回路１５を制御し、Ｅ級動作アンプのＰＡ２の送信パワーを調整することができる為、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境によって、送信部７に過度の電流が流れ様とした場合、送信パワーを制御して、送信部７の過電流や発熱、破壊を自動的に防ぐ事が出きる様にしている。
【００３３】
（実施の形態８）
図８において、発振器１で生み出された搬送波はＰＡ２で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。送信部７には送信部７とアンテナ部８間の進行波、反射波検出回路１４を設け、その検出された信号はマイコン１３に入力される。マイコン１３はその入力された信号に応じ、制御回路４を介し、制御回路４を制御する。制御回路４は発振器１の搬送波信号のデューティーを制御する。ＰＡ２が例えば、Ｅ級動作等のスイッチング増幅器の場合は増幅器に入力される信号のデューティーを制御する事により出力電力の制御が出来る。実施の形態７の例では、進行波、反射波検出回路１４で検出されたレベルに応じて、制御回路４がデューティー調整回路１５を制御し、Ｅ級動作アンプＰＡ２の送信パワーを調整することができる為、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境によって、送信部７に過度の電流が流れ様とした場合、送信パワーを制御して、送信部７の過電流や発熱、破壊を自動的に防ぐ事が出きる様にしている。
【００３４】
（実施の形態９）
図９は実施の形態２と実施の形態８の組み合わせである。図９において、発振器１で生み出された搬送波はＰＡ２で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。送信部７にパワー検出回路１７を設け、その検出された信号はマイコン１３に入力される。また、送信部７のＰＡ２の電流を検出する電流検出回路部３を設け、その検出レベルはマイコン１３に入力される。マイコン１３はＰＡ２に流れる電流に応じて、アンテナ調整回路５を制御し、ＰＡ２に流れる電流を最適値に制御することで、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境に応じて、Ｒ／Ｗアンテナ部の共振周波数調整インピーダンス調整を行い、Ｒ／Ｗ装置の送信部７とＲ／Ｗ装置のアンテナ部８のインピーダンス整合を取る。次に、マイコン１３に入力されるパワー検出回路１７からの検出レベルに応じて、マイコン１３はデューティー調整回路１５を制御し、ＰＡ２の送信出力を初所定のレベルに調整する。この様にＲ／Ｗ装置の送信部７とＲ／Ｗ装置のアンテナ部８のインピーダンス整合を自動的に取った後で、送信パワーを自動調整する事で、Ｒ／Ｗ装置の設置環境毎に、個別に調整夫々調整することなく、最適な電力効率で、最適なパワーで、最適な通信距離が確保できる様にしている。
【００３５】
（実施の形態１０）
図１０において、発振器１で生み出された搬送波はＰＡ２で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。ＡＭ変調方式のＲ／Ｗ装置においては、ＰＡ２の電源電圧を変化させる事でＡＭ変調を掛ける場合が多いが、この場合、ＡＭ変調器内の抵抗器の両端の電位差を見る事でＰＡ２に流れる電流を検出することができる。図１０の実施の形態１０の例ではパワー検出回路１７にて、ＡＭ変調と電流検出を行っている。検出された電流値はマイコン１３に入力される。マイコンはＰＡ２に流れる電流に応じて、アンテナ調整回路５を制御し、ＰＡ２に流れる電流を最適値に制御することで、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境に応じて、所望の周波数でのＲ／Ｗアンテナ部の共振周波数調整およびインピーダンス調整を行い、Ｒ／Ｗ装置の送信部７とＲ／Ｗ装置のアンテナ部８のインピーダンス整合を取り、Ｒ／Ｗ装置のアンテナを設置環境毎に個別に調整しなくても、自動的に最適な電流で、通信距離が確保できる様にしている。
【００３６】
（実施の形態１１）
図１１において、発振器１で生み出された搬送波はＰＡ２で必要な電力まで増幅され、アンテナ調整回路５を介してアンテナ６に供給され、磁束１１を生み出し、非接触ＩＣカード１２に電力と送信データが供給される。送信部７にはＰＡ２の電流検出３があり、マイコン１３に入力される。電流検出３の抵抗器はＰＡ２と電源の間に直列に挿入されている。この抵抗器の両端の電位差を読むことでＰＡ２に流れる電流を検出することができる。マイコンはＰＡ２に流れる電流に応じて、アンテナ調整回路５を制御し、ＰＡ２に流れる電流を最適値に制御することで、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ部８の設置環境に応じて、所望の周波数でのＲ／Ｗアンテナ部の共振周波数調整およびインピーダンス調整を行い、Ｒ／Ｗ装置の送信部７とＲ／Ｗ装置のアンテナ部８のインピーダンス整合を取り、Ｒ／Ｗ装置のアンテナを設置環境毎に個別に調整しなくても、自動的に最適な電流で、通信距離が確保できる様にしている。
【００３７】
（実施の形態１２）
上記で説明した実施の形態１〜１１について、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ設置の時にだけ動作させることで、Ｒ／Ｗ装置の設置環境に応じて、Ｒ／Ｗ装置のアンテナやＲ／Ｗ装置の送信出力が自動調整される為、従来の様にＲ／Ｗ装置のアンテナ取り付け時に行っていた、設置環境毎にＲ／Ｗ装置のアンテナの調整やＲ／Ｗ装置の送信出力調整をする事無く、簡便に設置することができる。設置以降の通常運用時はこれらの自動調整機能は動作させず、通常の非接触ＩＣカードＲ／Ｗ装置として動作させる。
【００３８】
（実施の形態１３）
上記で説明した実施の形態１〜１１について、Ｒ／Ｗ装置のアンテナ設置の時に動作させることで、Ｒ／Ｗ装置の設置環境に応じて、Ｒ／Ｗ装置のアンテナやＲ／Ｗ装置の送信出力が自動調整される為、従来の様にＲ／Ｗ装置のアンテナ取り付け時に行っていた、設置環境毎にＲ／Ｗ装置のアンテナの調整やＲ／Ｗ装置の送信出力調整をする事無く、簡便に設置することができる。また、設置以降の通常運用時もこれらの自動調整機能を動作させる。
【００３９】
これらの自動調整機能が無い、一般的なＲ／Ｗ装置では、外的要員等でアンテナ設置環境が変化した場合、アンテナのインピーダンスや共振周波数が変化し、電力効率が落ち、送信部に大きな電流が流れたり、通信距離が落ちたりする。しかし、これらの自動調整機能が常時機能していると、アンテナ設置環境が外的要員等で変化しても自動的に、アンテナのインピーダンス調整や共振周波数調整を行い、また送信パワー調整も自動的に行う為電力効率が落ち、送信部に大きな電流が流れ、通信距離が落ちる事無しに、常に最適な電力効率で、最適な通信距離を確保することが出来る。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態１〜１３について説明したが、上述したように、発振器１からの搬送波は電力増幅器であるパワーアンプ２で増幅されるが、その増幅にはＥ級増幅器（Ｅクラスアンプ）を用いることが好ましい。Ｅ級増幅器を用いることによって、高効率動作を実現することが可能となる。よって、送信出力を上げても発熱を抑えることができる。
【００４１】
なお、本発明における非接触ＩＣカードの定義は、いわゆるカードに限定されるものではなく、非接触でＲ／Ｗ装置との通信を行うことができる無線通信媒体である。よって、用途によってはＩＣタグ、ＩＤタグ、識別ラベルと呼ばれるものを含む。
【００４２】
【発明の効果】
以上の様に本発明により、Ｒ／Ｗ装置の送信部に流れる電流を検出する検出手段と、検出したレベルに応じてアンテナ共振回路の回路定数を自動調整し、アンテナのインピーダンスや共振周波数を自動調整する手段を持つ事で、Ｒ／Ｗ送信部とＲ／Ｗアンテナ部のインピーダンス整合を取り、アンテナ設置環境によっては、Ｒ／Ｗ送信部に過大な電流が流れたり、Ｒ／Ｗ送信部が異常発熱したり、通信距離が低下する事を防ぐ事が出来る為、千差万別な設置場所でも、個々にＲ／Ｗ装置を調整する事無く、自動的に適正な電力効率と最適な通信距離を確保したＲ／Ｗ装置が得られる。
【００４３】
よって、本発明によれば、アンテナのインピーダンス調整及び、またはＲ／Ｗの送信パワーを最適に自動調整が可能な非接触ＩＣカードリード／ライト装置及びその調整方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態２によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図３】本発明の実施の形態３によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図４】本発明の実施の形態４によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図５】本発明の実施の形態５によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図６】本発明の実施の形態６によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図７】本発明の実施の形態７によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図８】本発明の実施の形態８によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図９】本発明の実施の形態９によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図１０】本発明の実施の形態１０によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図１１】本発明の実施の形態１１によるＲ／Ｗ装置のブロック図
【図１２】非接触ＩＣカードシステムの説明図
【符号の説明】
１ 発振器
２ パワーアンプ
３ 電流検出回路
４ 制御回路
５ アンテナ調整回路
６ アンテナ
７ 送信部
８ アンテナ部
９ 受信部
１０ Ｒ／Ｗ装置
１１ 磁束
１２ 非接触ＩＣカード
１３ マイコン
１４ 進行波、反射波検出回路
１５ デューティー調整回路
１６ 制御回路
１７ パワー検出回路
２１ 非接触ＩＣカード
２２ ＩＣチップ
２３ アンテナ
２４ アンテナ部
２５ 本体部
２６ Ｒ／Ｗ装置
２７ パソコン
Claims (2)
- 搬送波を増幅する増幅回路と前記搬送波をＡＭ変調するＡＭ変調回路とを有する送信部と、アンテナ共振回路を有するアンテナ部を備え、電磁波により、データ通信及び電力供給を行う非接触ＩＣカードのリード／ライト装置であって、前記ＡＭ変調回路の抵抗の両端の電位差より前記増幅回路に流れる電流を検出する検出回路と、前記検出回路で得た電流レベルに応じて、前記アンテナ部のアンテナ共振回路の回路定数を可変する事により、アンテナの共振周波数またはアンテナのインピーダンスを調整するマイコンとを有する事を特徴とする非接触ＩＣカードリード／ライト装置。
- 電磁波により、データ通信及び電力供給を行うＡＭ変調方式の非接触ＩＣカードのリード／ライト装置のアンテナ共振周波数またはアンテナインピーダンス調整方法であって、ＡＭ変調を行うＡＭ変調回路の抵抗の両端の電位差を測定し、前記電位差より増幅器の電流レベルを検出回路で検出し、検出した前記電流レベルに応じて、前記リード／ライト装置のアンテナ部のアンテナ共振回路の回路定数をマイコンを介して可変する事により、アンテナの共振周波数またはアンテナインピーダンスを調整し、前記リード／ライト装置の送信部とアンテナ部の整合を取る事を特徴とする非接触ＩＣカードリード／ライト装置の調整方法。
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