JPH0636087A - 非接触ｉｃカード、非接触ｉｃカードリーダライタ及びデータ伝送方法 - Google Patents

非接触ｉｃカード、非接触ｉｃカードリーダライタ及びデータ伝送方法

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JPH0636087A
JPH0636087A JP4192093A JP19209392A JPH0636087A JP H0636087 A JPH0636087 A JP H0636087A JP 4192093 A JP4192093 A JP 4192093A JP 19209392 A JP19209392 A JP 19209392A JP H0636087 A JPH0636087 A JP H0636087A
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/0008—General problems related to the reading of electronic memory record carriers, independent of its reading method, e.g. power transfer

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、非接触ＩＣカードと非接触ＩＣ
カードリーダライタとの距離に拘わらずに安定して正確
な交信を行うことを目的とする。 【構成】 送信幅設定回路１２５がデータ１ビット幅に
満たない送信幅を設定し、変調回路１２２は分周器１２
３からの搬送波クロック信号Ｓ５をＵＡＲＴ１５からの
シルアルデータＳ４で変調することにより送信幅設定回
路１２５で設定された送信幅の変調信号を形成し、電力
増幅回路１２１を介して送信アンテナ１１から送信させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電波等を用いてデー
タの伝送を行う非接触ＩＣカード及び非接触ＩＣカード
リーダライタに関する。また、この発明は非接触でデー
タを伝送する方法にも関している。
【０００２】
【従来の技術】図１０に非接触ＩＣカードを用いた従来
のデータ伝送システムを示す。外部機器３に非接触ＩＣ
カードリーダライタ１が接続され、このリーダライタ１
の近傍に非接触ＩＣカード２が位置している。外部機器
３は、リーダライタ１に信号伝送に関するコマンドを送
出すると共にリーダライタ１からＩＣカード２との交信
結果等を受け取る。リーダライタ１は、電波を送信する
ための送信アンテナ１１と電波を受信するための受信ア
ンテナ１３とを有しており、送信アンテナ１１には送信
回路１２が、受信アンテナ１３には受信回路１４がそれ
ぞれ接続されている。送信回路１２及び受信回路１４に
ＵＡＲＴ１５が接続され、さらにＵＡＲＴ１５に制御回
路１６が接続されている。この制御回路１６が入出力回
路１７を介して外部機器３に接続されている。一方、Ｉ
Ｃカード２は、リーダライタ１と同様に送信アンテナ２
１と受信アンテナ２３とを有しており、送信アンテナ２
１には送信回路２２が、受信アンテナ２３には受信回路
２４がそれぞれ接続されている。送信回路２２及び受信
回路２４にＵＡＲＴ２５が接続され、さらにＵＡＲＴ２
５に制御回路２６が接続されている。
【０００３】リーダライタ１がＩＣカード２からデータ
を受信する場合には、ＩＣカード２の送信アンテナ２１
から送信された電波がリーダライタ１の受信アンテナ１
３で受信され、受信信号Ｓ１が受信回路１４に送られ
る。受信回路１４の回路ブロック図を図１１に示す。受
信信号Ｓ１は、受信回路１４の高周波増幅回路１４１で
増幅された後、検波回路１４２で復調され、さらに低周
波増幅回路１４３で増幅されてシリアルデータＳ２とな
り、ＵＡＲＴ１５へ伝送される。シリアルデータＳ２は
ＵＡＲＴ１５でパラレルデータＳ３に変換されて制御回
路１６へ送られる。制御回路１６はパラレルデータＳ３
からデータの内容を読み取り、必要な処理を行う。
【０００４】リーダライタ１がＩＣカード２にデータを
送信する場合には、パラレルデータＳ３が制御回路１６
からＵＡＲＴ１５へ送られ、ここでシリアルデータＳ４
に変換されて送信回路１２へ伝送される。送信回路１２
の回路ブロック図を図１２に示す。まず、発振器１２４
により発生されたクロック信号が分周器１２３あるいは
逓倍器により搬送波の周波数を有する搬送波クロック信
号Ｓ５に変換されて変調回路１２２に供給される。変調
回路１２２では分周器１２３から供給された搬送波クロ
ック信号Ｓ５がＵＡＲＴ１５からのシリアルデータＳ４
で変調され、この変調信号が電力増幅回路１２１で増幅
された後、送信信号Ｓ６として送信アンテナ１１へ送ら
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したデータの送受
信には、変調方式として通常ＡＳＫ（アンプリチュード
・シフト・キー）変調が用いられる。このＡＳＫ変調に
おいては、図１３に示されるように、データの“０”及
び“１”が電波Ｗ１の有無で表される。ただし、実際に
は、データが“０”から“１”に変わる際に、アンテナ
内で自由振動が発生するため電波は即座には減衰しな
い。例えば、送信アンテナ１１内での自由振動により送
信電波Ｗ２はデータが“０”から“１”に変わった後も
期間Ｔ１にわたって存在してしまう。また、自由振動は
電波を受信する際にも発生し、図１３の理想的な電波Ｗ
１を受信しても、受信アンテナ１３内で自由振動が発生
するために電波Ｗ１が途切れた後も受信波形Ｗ３は期間
Ｔ２にわたって存在する。自由振動はリーダライタ１だ
けでなく、ＩＣカード２においても同様に発生する。
【０００６】この自由振動は一般に電波が強いほど長時
間存在し、弱いほど短時間で減衰する。従来、リーダラ
イタ１及びＩＣカード２が出力する電波の強度は一定で
あったため、リーダライタ１とＩＣカード２との間の距
離によって双方が受信する電波の強度が変化し、それに
伴って受信波形が存在する期間が変わっていた。すなわ
ち、ＩＣカード２がリーダライタ１に近い場合に、双方
がより強い電波を受信することになり、ＩＣカード２の
受信アンテナ２３及びリーダライタ１の受信アンテナ１
３内にそれぞれ長時間自由振動が発生する。このため、
正常な変復調が困難となり、データを正確に伝送できな
くなる恐れがあるという問題点があった。
【０００７】この発明はこのような問題点を解消するた
めになされたもので、データを正確に伝送することがで
きる非接触ＩＣカード及び非接触ＩＣカードリーダライ
タを提供することを目的とする。また、この発明は正確
なデータ伝送を可能とするデータ伝送方法を提供するこ
とも目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る非接触Ｉ
Ｃカードは、リーダライタから送信される信号を受信す
るための受信アンテナと、受信アンテナで受信された受
信信号を復調して受信データ信号に変換する受信回路
と、受信回路で変換された受信データ信号に基づいてデ
ータ処理を行う制御回路と、制御回路から出力された送
信データ信号に基づいて送信信号を形成すると共にデー
タ１ビットに対応する送信信号の送信幅を１ビットに満
たない幅とする送信回路と、送信回路からの送信信号を
リーダライタへ送信する送信アンテナとを備えたもので
ある。
【０００９】請求項２に係る非接触ＩＣカードは、受信
アンテナで受信された受信信号を復調すると共に復調さ
れた受信信号をデータ１ビット幅を単位とする受信デー
タ信号に変換する受信回路を備えたものである。
【００１０】請求項３に係る非接触ＩＣカードは、受信
アンテナで受信された受信信号を増幅する増幅回路と、
増幅回路で増幅された受信信号を復調する検波回路と、
検波回路で復調された受信信号の強度が一定となるよう
に増幅回路のゲインを制御するオート・ゲイン・コント
ロール回路と、検波回路で復調された受信信号をデータ
１ビット幅を単位とする受信データ信号に変換するビッ
ト幅発生回路とを備えたものである。
【００１１】請求項４に係る非接触ＩＣカードは、受信
アンテナで受信された受信信号を増幅して検波回路に出
力する第１の増幅回路と、変調回路からの送信信号を増
幅して送信アンテナに出力する第２の増幅回路と、検波
回路で復調された受信信号の強度が一定となるように第
１の増幅回路のゲインを制御すると共に第１の増幅回路
のゲインと同様に第２の増幅回路のゲインを制御するオ
ート・ゲイン・コントロール回路とを備えたものであ
る。
【００１２】請求項５に係る非接触ＩＣカードは、デー
タ１ビットに対応する送信信号の送信幅を１ビットに満
たない幅として送信アンテナに出力する変調回路と、送
信信号を送信した後に前記送信アンテナに発生する自由
振動を抑制する自由振動抑制回路とを備えたものであ
る。
【００１３】請求項６に係る非接触ＩＣカードリーダラ
イタは、ＩＣカードから送信される信号を受信するため
の受信アンテナと、受信アンテナで受信された受信信号
を復調して受信データ信号に変換する受信回路と、受信
回路で変換された受信データ信号に基づいてデータ処理
を行う制御回路と、制御回路から出力された送信データ
信号に基づいて送信信号を形成すると共にデータ１ビッ
トに対応する送信信号の送信幅を１ビットに満たない幅
とする送信回路と、送信回路からの送信信号をＩＣカー
ドへ送信する送信アンテナとを備えたものである。
【００１４】請求項７に係るリーダライタは、受信アン
テナで受信された受信信号を復調すると共に復調された
受信信号をデータ１ビット幅を単位とする受信データ信
号に変換する受信回路を備えたものである。
【００１５】請求項８に係るリーダライタは、受信アン
テナで受信された受信信号を増幅する増幅回路と、増幅
回路で増幅された受信信号を復調する検波回路と、検波
回路で復調された受信信号の強度が一定となるように増
幅回路のゲインを制御するオート・ゲイン・コントロー
ル回路と、検波回路で復調された受信信号をデータ１ビ
ット幅を単位とする受信データ信号に変換するビット幅
発生回路とを備えたものである。
【００１６】請求項９に係るリーダライタは、受信アン
テナで受信された受信信号を増幅して検波回路に出力す
る第１の増幅回路と、変調回路からの送信信号を増幅し
て送信アンテナに出力する第２の増幅回路と、検波回路
で復調された受信信号の強度が一定となるように第１の
増幅回路のゲインを制御すると共に第１の増幅回路のゲ
インと同様に第２の増幅回路のゲインを制御するオート
・ゲイン・コントロール回路とを備えたものである。
【００１７】請求項１０に係るリーダライタは、データ
１ビットに対応する送信信号の送信幅を１ビットに満た
ない幅として送信アンテナに出力する変調回路と、送信
信号を送信した後に前記送信アンテナに発生する自由振
動を抑制する自由振動抑制回路とを備えたものである。
【００１８】また、請求項１１に係るデータ伝送方法
は、第１番目のデータをダミーデータとするデータ列を
非接触ＩＣカードからリーダライタへ送信し、ＩＣカー
ドから受信したダミーデータの強度が所定の値となるよ
うにリーダライタの受信信号の増幅のゲインを制御し、
ダミーデータに続くデータ列をＩＣカードから受信する
方法である。
【００１９】
【作用】請求項１に係る非接触ＩＣカードにおいては、
送信回路がデータ１ビットに対応する送信信号の送信幅
を１ビットに満たない幅として送信アンテナに出力す
る。請求項２に係る非接触ＩＣカードにおいては、受信
回路が受信アンテナで受信された受信信号を復調すると
共に復調された受信信号をデータ１ビット幅を単位とす
る受信データ信号に変換する。請求項３に係る非接触Ｉ
Ｃカードにおいては、オート・ゲイン・コントロール回
路が検波回路で復調された受信信号の強度を一定とする
ように増幅回路のゲインを制御すると共にビット幅発生
回路が検波回路で復調された受信信号をデータ１ビット
幅を単位とする受信データ信号に変換する。請求項４に
係る非接触ＩＣカードにおいては、オート・ゲイン・コ
ントロール回路が検波回路で復調された受信信号の強度
を一定とするように第１の増幅回路のゲインを制御する
と共に第１の増幅回路のゲインと同様に第２の増幅回路
のゲインを制御する。請求項５に係る非接触ＩＣカード
においては、変調回路がデータ１ビットに対応する送信
信号の送信幅を１ビットに満たない幅として送信アンテ
ナに出力すると共に自由振動抑制回路が送信アンテナに
発生する自由振動を抑制する。
【００２０】請求項６に係る非接触ＩＣカードリーダラ
イタにおいては、送信回路がデータ１ビットに対応する
送信信号の送信幅を１ビットに満たない幅として送信ア
ンテナに出力する。請求項７に係るリーダライタにおい
ては、受信回路が受信アンテナで受信された受信信号を
復調すると共に復調された受信信号をデータ１ビット幅
を単位とする受信データ信号に変換する。請求項８に係
るリーダライタにおいては、オート・ゲイン・コントロ
ール回路が検波回路で復調された受信信号の強度を一定
とするように増幅回路のゲインを制御すると共にビット
幅発生回路が検波回路で復調された受信信号をデータ１
ビット幅を単位とする受信データ信号に変換する。請求
項９に係るリーダライタにおいては、オート・ゲイン・
コントロール回路が検波回路で復調された受信信号の強
度を一定とするように第１の増幅回路のゲインを制御す
ると共に第１の増幅回路のゲインと同様に第２の増幅回
路のゲインを制御する。請求項１０に係るリーダライタ
においては、変調回路がデータ１ビットに対応する送信
信号の送信幅を１ビットに満たない幅として送信アンテ
ナに出力すると共に自由振動抑制回路が送信アンテナに
発生する自由振動を抑制する。
【００２１】また、請求項１１に係るデータ伝送方法に
おいては、非接触ＩＣカードから送信されるデータ列の
第１番目のデータをダミーデータとしてこのダミーデー
タの受信強度が所定の値となるようにリーダライタの受
信信号の増幅のゲインを制御する。
【００２２】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１にこの発明の第１実施例に係る非接触
ＩＣカードリーダライタを用いたデータ伝送システムを
示す。外部機器３に非接触ＩＣカードリーダライタ１Ａ
が接続され、このリーダライタ１Ａの近傍に非接触ＩＣ
カード２が位置している。外部機器３は、リーダライタ
１Ａに信号伝送に関するコマンドを送出すると共にリー
ダライタ１ＡからＩＣカード２との交信結果等を受け取
る。リーダライタ１Ａは、電波を送信するための送信ア
ンテナ１１と電波を受信するための受信アンテナ１３と
を有しており、送信アンテナ１１には送信回路１２Ａ
が、受信アンテナ１３には受信回路１４がそれぞれ接続
されている。送信回路１２Ａ及び受信回路１４にＵＡＲ
Ｔ１５が接続され、さらにＵＡＲＴ１５に制御回路１６
が接続されている。この制御回路１６が入出力回路１７
を介して外部機器３に接続されている。一方、ＩＣカー
ド２は、リーダライタ１Ａと同様に送信アンテナ２１と
受信アンテナ２３とを有しており、送信アンテナ２１に
は送信回路２２が、受信アンテナ２３には受信回路２４
がそれぞれ接続されている。送信回路２２及び受信回路
２４にＵＡＲＴ２５が接続され、さらにＵＡＲＴ２５に
制御回路２６が接続されている。
【００２３】送信回路１２Ａの回路ブロック図を図２に
示す。クロック信号を発生する発振器１２４に分周器１
２３が接続されている。分周器１２３は、発振器１２４
で発生されたクロック信号を搬送波の周波数の搬送波ク
ロック信号に変換するためのものであり、クロック信号
の周波数と搬送波の周波数との関係によっては分周器１
２３の代わりに逓倍器が用いられる。分周器１２３に変
調回路１２２が接続されている。変調回路１２２には送
信幅設定回路１２５と電力増幅回路１２１とが接続され
ると共にＵＡＲＴ１５が接続されている。送信幅設定回
路１２５は、変調回路１２２で形成される変調信号の幅
を所望の値に設定する回路である。
【００２４】次に、この実施例におけるデータの送信動
作について図３のタイミングチャートを参照して説明す
る。まず、制御回路１６からパラレルデータＳ３がＵＡ
ＲＴ１５へ送られ、ここでシリアルデータＳ４に変換さ
れて送信回路１２Ａへ伝送される。送信回路１２Ａで
は、発振器１２４により発生されたクロック信号が分周
器１２３により搬送波クロック信号Ｓ５に変換されて変
調回路１２２に供給され、ここでＵＡＲＴ１５からのシ
リアルデータＳ４で変調される。このとき、送信幅設定
回路１２５により図３のパルスＰ１で示される送信幅Ｔ
４だけ変調信号が形成される。この送信幅Ｔ４は、デー
タ１ビット幅Ｔ５より小さく設定されている。このよう
にして形成された変調信号は電力増幅回路１２１で増幅
された後、送信信号Ｓ６として送信アンテナ１１へ送ら
れ、送信アンテナ１１から送信電波Ｗ４が送出される。
【００２５】従って、送信アンテナ１１から送信幅Ｔ４
の電波が送出された後に自由振動が発生するために実際
の送信電波が図３のＷ４のような波形となっても、デー
タ１ビットに対応する送信電波の幅Ｔ６をデータ１ビッ
ト幅Ｔ５より小さくすることができる。このため、この
ような電波Ｗ４を受信したＩＣカード２は正常にデータ
の復調を行うことが可能となる。
【００２６】なお、送信幅Ｔ４の設定については、この
幅が小さすぎると送信電波Ｗ４を受けるＩＣカード２が
電波を検出できなくなり、大きすぎると送信アンテナ１
１内に自由振動が発生したときに送信電波Ｗ４の幅Ｔ６
がデータ１ビット幅Ｔ５を越えてＩＣカード２が復調エ
ラーを生じてしまう。
【００２７】また、リーダライタ１の送信出力が大きく
且つ受信感度が良いほどＩＣカード２との通信距離を延
ばすことができる。しかしながら、リーダライタ１Ａの
送信出力が大きい場合、ＩＣカード２を近付けすぎると
送信アンテナ１１内の自由振動が大きくなるために通信
エラーを起こしてしまう。同様に、リーダライタ１Ａが
電波を受信する場合でも、受信感度が良すぎるとＩＣカ
ード２を近付けたときに増幅のレンジを越えて通信エラ
ーを起こすことになる。従って、近距離から遠距離まで
安定して通信するためには、送信出力及び受信感度を通
信距離に応じて調節する必要がある。
【００２８】送信出力の調節は、従来、振幅を調節する
ことにより行っていた。例えば、通常時にリーダライタ
１Ａから５０ｖの振幅で電波を送信するシステムにおい
て、ＩＣカード２がリーダライタ１Ａと１０ｃｍ以内の
距離に近付くと通信エラーを引き起こす場合、振幅を２
０ｖに下げることにより１０ｃｍ以内の距離でも通信可
能となる。しかしながら、振幅を下げた場合には通信可
能距離が極端に短くなってしまう。
【００２９】これに対して、この実施例では、振幅はそ
のままで送信幅を短くするため、送信出力をそれほど落
とすことなく送信アンテナ１１内に発生する自由振動を
抑制することができる。従って、通信距離に応じて電波
の振幅を調節しなくても、近距離から遠距離まで安定し
た通信が可能となる。
【００３０】第２実施例に係る非接触ＩＣカードリーダ
ライタの送信回路の要部を図４に示す。ＵＡＲＴ１５に
送信幅設定回路２２５を介して変調回路２２２が接続さ
れ、変調回路２２２に電力増幅回路２２１が接続されて
いる。送信幅設定回路２２５はＵＡＲＴ１５からのシリ
アルデータＳ４の立下りエッジを検出してタイマあるい
は単安定マルチバイブレータによりデータ１ビット幅Ｔ
５より小さい送信幅Ｔ７を有するパルス信号Ｓ７を変調
回路２２２へ出力する。変調回路２２２はナンド回路２
２２ａから構成されている。電力増幅回路２２１は変調
回路２２２からの出力信号Ｓ８によりオン／オフ駆動さ
れるトランジスタ２２１ａとこのトランジスタ２２１ａ
に接続された抵抗２２１ｂとを有している。トランジス
タ２２１ａにより自由振動抑制回路が形成されている。
【００３１】この送信回路の動作について図５のタイミ
ングチャートを参照して説明する。ＵＡＲＴ１５からシ
リアルデータＳ４が送信幅設定回路２２５に出力される
と、シリアルデータＳ４の立下りエッジに同期した送信
幅Ｔ７のパルス信号Ｓ７が送信幅設定回路２２５から変
調回路２２２へ出力される。変調回路２２２では、この
パルス信号Ｓ７と搬送波クロック信号Ｓ５とのナンドを
とることによって変調信号Ｓ８が形成される。この変調
信号Ｓ８に基づいて電力増幅回路２２１のトランジスタ
２２１ａがオン／オフ駆動され、これにより電力増幅回
路２２１に接続された送信アンテナ１１から送信電波Ｗ
５が送出される。
【００３２】ここで、送信アンテナ１１から電波を送出
しないとき、すなわちパルス信号Ｓ７がＬレベルのとき
には、変調信号Ｓ８がＨレベルとなってトランジスタ２
２１ａがオン状態となる。従って、パルス信号Ｓ７がＨ
レベルからＬレベルに立ち下がった後に送信アンテナ１
１内に電流が残っていても、その電流は抵抗２２１ｂ及
びトランジスタ２２１ａを介してグラウンドに流れるた
め、自由振動が抑制される。その結果、図５に示される
ように、パルス信号Ｓ７により設定される送信幅Ｔ７だ
け電波Ｗ５を送出することが可能となる。
【００３３】変調信号を得る方法として変調回路のナン
ド回路２２２ａの代わりにアンド回路を用いる方法も考
えられるが、この場合図５に示されるように上述した変
調信号Ｓ８とは極性の異なる変調信号Ｓ９が得られるた
め、送信アンテナ１１から電波を送出しないときにトラ
ンジスタ２２１ａがオフ状態となる。従って、送信アン
テナ１１内に電流が残っていると、これをグラウンドに
流すことができずに送信アンテナ１１内に自由振動が発
生してしまう。図２あるいは図４に示される送信回路
は、リーダライタ１Ａのみならず、ＩＣカード２に搭載
することもできる。このようにすれば、ＩＣカード２か
らリーダライタ１Ａへの送信時にＩＣカード２の送信ア
ンテナ２１内に発生する自由振動の影響を抑制すること
が可能となる。
【００３４】また、リーダライタ１Ａの受信回路１４の
代わりに図６に示されるような受信回路１４Ａを備える
ことができる。この受信回路１４Ａは、受信アンテナ１
３に高周波増幅回路１４１を介して接続された検波回路
１４２を有している。検波回路１４２にはノーマルモー
ドノイズを除去するパッシブフィルタ１４４及びコモン
モードノイズを除去するアクティブフィルタ１４５を介
して低周波増幅回路１４３が接続されている。低周波増
幅回路１４３にはパッシブフィルタ１４９及びアナログ
信号をデジタル信号に変換する波形整形回路１４６を介
してビット幅発生回路１４７が接続されている。ビット
幅発生回路１４７は波形整形回路１４６からのデジタル
信号をデータ１ビット幅を単位とする受信データ信号に
変換してＵＡＲＴ１５へ出力する。また、検波回路１４
２には、電波の入力レベルに応じて高周波増幅回路１４
１の増幅率を制御するＡＧＣ（オート・ゲイン・コント
ロール）回路１４８が接続されている。
【００３５】この受信回路１４Ａの動作について図７の
タイミングチャートを参照して説明する。ＩＣカード２
からデータ信号Ｓ１０に基づいて電波Ｗ６が送出され
る。ここで、ＩＣカード２は図４に示したような送信回
路を備えており、データ１ビット幅Ｔ５より小さい送信
幅Ｔ８の電波Ｗ６を送出するものとする。この電波Ｗ６
がリーダライタの受信アンテナ１３で受信され、受信回
路１４Ａの高周波増幅回路１４１で増幅された後、検波
回路１４２で復調され、検波出力Ｓ１１が得られる。こ
のとき、ＡＧＣ回路１４８によって高周波増幅回路１４
１の増幅率が制御され、電波Ｗ６の入力レベルに拘わら
ずに一定の強度の検波出力Ｓ１１が得られるようになっ
ている。
【００３６】検波出力Ｓ１１は、パッシブフィルタ１４
４及びアクティブフィルタ１４５によりノイズが除去さ
れた後、低周波増幅回路１４３で増幅される。なお、オ
ペアンプを用いて低周波増幅を行えば、低周波増幅と同
時にフィルタリングもなされるので、低周波増幅回路１
４３、パッシブフィルタ１４４及びアクティブフィルタ
１４５を一つの素子で形成することができる。低周波増
幅回路１４３で増幅された信号は、さらにパッシブフィ
ルタ１４９でフィルタリングされた後、波形整形回路１
４６でデジタル信号Ｓ１２に変換される。波形整形回路
１４６にＣＭＯＳ素子を用いる場合には、電源電圧をＶ
ｃｃとして波形整形回路１４６の入力をＶｃｃ／２まで
増幅しておく必要がある。
【００３７】波形整形回路１４６の出力信号Ｓ１２はビ
ット幅発生回路１４７に入力され、ここでデータ１ビッ
ト幅Ｔ５を単位とする受信データ信号Ｓ１３に変換され
る。このビット幅発生回路１４７はタイマ、単安定マル
チバイブレータあるいはシフトレジスタ等から構成する
ことができる。このようにして形成された受信データ信
号Ｓ１３はＵＡＲＴ１５へ伝送される。
【００３８】以上のように、受信回路１４Ａにビット幅
発生回路１４７を設けることにより、ＩＣカード２から
のデータ送信時に送信アンテナ２１内に自由振動が生じ
ても正確な復調を行うことができるようになる。
【００３９】なお、ＩＣカード２がリーダライタ１Ａに
近い距離にある場合には、リーダライタ１Ａの受信アン
テナ１１はいきなりＩＣカード２から強い電波を受信す
ることになる。ここで、リーダライタ１Ａの受信回路１
４ＡのＡＧＣ回路１４８のコントロールスピードが問題
となる。すなわち、受信電波が強すぎる場合には高周波
増幅回路１４１の増幅率を調整するのに時間を要するた
め、データの最初のビットから正確に復調することがで
きない恐れがある。ＡＧＣ回路１４８の動作速度を上げ
ることは、可能ではあるが、技術的に困難であり装置も
高価なものとなる。
【００４０】そこで、図８に示されるような方法を採る
ことにより、汎用のＡＧＣ回路１４８を用いながらも正
確なデータ復調を行うことができる。ＩＣカード２はデ
ータ列の第１番目のデータをダミーデータＤ１としてリ
ーダライタ１Ａへ送信する。リーダライタ１Ａは、ＩＣ
カード２から受信したダミーデータＤ１を用いて粗いゲ
イン・コントロールを行う。すなわち、受信回路１４Ａ
のＡＧＣ回路１４８はＩＣカード２から受信されたデー
タ列の第１番目のダミーデータＤ１の強度が所定の値と
なるように高周波増幅回路１４１の増幅率を制御する。
その後は、データ列の各データを受信する毎にＡＧＣ回
路１４１により高周波増幅回路１４１の増幅率の微調整
を行う。このようにすることにより、安定して正確なデ
ータ復調を行うことが可能となる。
【００４１】図６に示される受信回路は、リーダライタ
１Ａのみならず、ＩＣカード２に搭載することもでき
る。このようにすれば、ＩＣカード２においてもリーダ
ライタ１Ａから送信されたデータを正確に復調すること
が可能となる。
【００４２】また、図９に示されるように、リーダライ
タ１Ａに受信回路１４Ａと送信回路１２Ｂとを設け、受
信回路１４ＡのＡＧＣ回路１４８の出力に基づいて送信
回路１２Ｂの電力増幅回路１２１Ｂの増幅率を調整する
ように構成することもできる。このようにすれば、ＩＣ
カード２との距離に応じてリーダライタ１Ａから送信さ
れる電波の強さを自動的に制御することが可能となり、
リーダライタ１ＡとＩＣカード２との距離が近くても遠
くても安定した交信をすることができる。
【００４３】図９に示した受信回路及び送信回路をＩＣ
カード２に搭載することもでき、同様の効果を得ること
ができる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る非
接触ＩＣカードは、リーダライタから送信される信号を
受信するための受信アンテナと、受信アンテナで受信さ
れた受信信号を復調して受信データ信号に変換する受信
回路と、受信回路で変換された受信データ信号に基づい
てデータ処理を行う制御回路と、制御回路から出力され
た送信データ信号に基づいて送信信号を形成すると共に
データ１ビットに対応する送信信号の送信幅を１ビット
に満たない幅とする送信回路と、送信回路からの送信信
号をリーダライタへ送信する送信アンテナとを備えてい
るので、データを正確に伝送することが可能となる。
【００４５】請求項２に係る非接触ＩＣカードは、受信
アンテナで受信された受信信号を復調すると共に復調さ
れた受信信号をデータ１ビット幅を単位とする受信デー
タ信号に変換する受信回路を備えているので、データの
正確な復調が可能となる。
【００４６】請求項３に係る非接触ＩＣカードは、受信
アンテナで受信された受信信号を増幅する増幅回路と、
増幅回路で増幅された受信信号を復調する検波回路と、
検波回路で復調された受信信号の強度が一定となるよう
に増幅回路のゲインを制御するオート・ゲイン・コント
ロール回路と、検波回路で復調された受信信号をデータ
１ビット幅を単位とする受信データ信号に変換するビッ
ト幅発生回路とを備えているので、リーダライタとの距
離に拘わらずに安定した復調が可能となる。
【００４７】請求項４に係る非接触ＩＣカードは、受信
アンテナで受信された受信信号を増幅して検波回路に出
力する第１の増幅回路と、変調回路からの送信信号を増
幅して送信アンテナに出力する第２の増幅回路と、検波
回路で復調された受信信号の強度が一定となるように第
１の増幅回路のゲインを制御すると共に第１の増幅回路
のゲインと同様に第２の増幅回路のゲインを制御するオ
ート・ゲイン・コントロール回路とを備えているので、
リーダライタとの距離に拘わらずに安定した交信をする
ことができる。
【００４８】請求項５に係る非接触ＩＣカードは、デー
タ１ビットに対応する送信信号の送信幅を１ビットに満
たない幅として送信アンテナに出力する変調回路と、送
信信号を送信した後に前記送信アンテナに発生する自由
振動を抑制する自由振動抑制回路とを備えているので、
リーダライタへの送信時に送信アンテナ内に発生する自
由振動の影響を抑制することが可能となる。
【００４９】請求項６に係る非接触ＩＣカードリーダラ
イタは、ＩＣカードから送信される信号を受信するため
の受信アンテナと、受信アンテナで受信された受信信号
を復調して受信データ信号に変換する受信回路と、受信
回路で変換された受信データ信号に基づいてデータ処理
を行う制御回路と、制御回路から出力された送信データ
信号に基づいて送信信号を形成すると共にデータ１ビッ
トに対応する送信信号の送信幅を１ビットに満たない幅
とする送信回路と、送信回路からの送信信号をＩＣカー
ドへ送信する送信アンテナとを備えているので、データ
を正確に伝送することが可能となる。
【００５０】請求項７に係るリーダライタは、受信アン
テナで受信された受信信号を復調すると共に復調された
受信信号をデータ１ビット幅を単位とする受信データ信
号に変換する受信回路を備えているので、データの正確
な復調が可能となる。
【００５１】請求項８に係るリーダライタは、受信アン
テナで受信された受信信号を増幅する増幅回路と、増幅
回路で増幅された受信信号を復調する検波回路と、検波
回路で復調された受信信号の強度が一定となるように増
幅回路のゲインを制御するオート・ゲイン・コントロー
ル回路と、検波回路で復調された受信信号をデータ１ビ
ット幅を単位とする受信データ信号に変換するビット幅
発生回路とを備えているので、ＩＣカードとの距離に拘
わらずに安定した復調が可能となる。
【００５２】請求項９に係るリーダライタは、受信アン
テナで受信された受信信号を増幅して検波回路に出力す
る第１の増幅回路と、変調回路からの送信信号を増幅し
て送信アンテナに出力する第２の増幅回路と、検波回路
で復調された受信信号の強度が一定となるように第１の
増幅回路のゲインを制御すると共に第１の増幅回路のゲ
インと同様に第２の増幅回路のゲインを制御するオート
・ゲイン・コントロール回路とを備えているので、ＩＣ
カードとの距離に拘わらずに安定した交信をすることが
できる。
【００５３】請求項１０に係るリーダライタは、データ
１ビットに対応する送信信号の送信幅を１ビットに満た
ない幅として送信アンテナに出力する変調回路と、送信
信号を送信した後に前記送信アンテナに発生する自由振
動を抑制する自由振動抑制回路とを備えているので、Ｉ
Ｃカードへの送信時に送信アンテナ内に発生する自由振
動の影響を抑制することが可能となる。
【００５４】また、請求項１１に係るデータ伝送方法
は、第１番目のデータをダミーデータとするデータ列を
非接触ＩＣカードからリーダライタへ送信し、ＩＣカー
ドから受信したダミーデータの強度が所定の値となるよ
うにリーダライタの受信信号の増幅のゲインを制御し、
ダミーデータに続くデータ列をＩＣカードから受信する
ので、リーダライタとＩＣカードとの距離が近くても遠
くても安定した交信をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る非接触ＩＣカードリ
ーダライタを用いたデータ伝送システムを示すブロック
図である。
【図２】図１のリーダライタで用いられた送信回路の内
部構成を示すブロック図である。
【図３】図２の送信回路の動作を示すタイミングチャー
ト図である。
【図４】他の実施例に係る非接触ＩＣカードリーダライ
タの送信回路の要部を示すブロック図である。
【図５】図４の送信回路の動作を示すタイミングチャー
ト図である。
【図６】さらに他の実施例に係る非接触ＩＣカードリー
ダライタの受信回路の内部構成を示すブロック図であ
る。
【図７】図６の受信回路の動作を示すタイミングチャー
ト図である。
【図８】この発明に係るデータ伝送方法における送信デ
ータの構成を示す図である。
【図９】他の実施例に係る非接触ＩＣカードリーダライ
タの送信回路及び受信回路の要部を示すブロック図であ
る。
【図１０】従来の非接触ＩＣカード及び非接触ＩＣカー
ドリーダライタを用いたデータ伝送システムを示すブロ
ック図である。
【図１１】図１０のリーダライタで用いられた受信回路
の内部構成を示すブロック図である。
【図１２】図１０のリーダライタで用いられた送信回路
の内部構成を示すブロック図である。
【図１３】従来技術の問題点を示す波形図である。
【符号の説明】
１Ａ リーダライタ ２ ＩＣカード １１、２１ 送信アンテナ １２Ａ、１２Ｂ、２２ 送信回路 １３、２３ 受信アンテナ １４、１４Ａ、２４ 受信回路 １６、２６ 制御回路 １２１、２２１、１２１Ｂ 電力増幅回路 １２２、２２２ 変調回路 １２５、２２５ 送信幅設定回路 １４１ 高周波増幅回路 １４２ 検波回路 １４７ ビット幅発生回路 １４８ ＡＧＣ回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年３月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】また、請求項１１に係るデータ伝送方法
は、第１番目のデータをダミーデータとするデータ列を
非接触ＩＣカードからリーダライタへ送信し、ＩＣカー
ドから受信したダミーデータの強度が所定の値となるよ
うにリーダライタの受信信号の増幅のゲインを制御し、
ダミーデータに続くデータ列をＩＣカードから受信する
方法である。請求項１２及び１３に係るＩＣカードは、
それぞれ請求項１及び２のＩＣカードにおいて信号の受
信と送信とを一つのアンテナで行うようにしたものであ
る。請求項１４行う１５に係るリーダライタは、それぞ
れ請求項６及び７において信号の受信と送信とを一つの
アンテナで行うようにしたものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】また、請求項１１に係るデータ伝送方法に
おいては、非接触ＩＣカードから送信されるデータ列の
第１番目のデータをダミーデータとしてこのダミーデー
タの受信強度が所定の値となるようにリーダライタの受
信信号の増幅のゲインを制御する。請求項１２及び１３
に係るＩＣカードでは、信号の受信と送信とが共通の一
つのアンテナで行われる。請求項１４及び１５に係るリ
ーダライタでは、信号の受信と送信とが共通の一つのア
ンテナで行われる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１にこの発明の第１実施例に係る非接触
ＩＣカードリーダライタを用いたデータ伝送システムを
示す。外部機器３に非接触ＩＣカードリーダライタ１Ａ
が接続され、このリーダライタ１Ａの近傍に非接触ＩＣ
カード２が位置している。外部機器３は、リーダライタ
１Ａに信号伝送に関するコマンドを送出すると共にリー
ダライタ１ＡからＩＣカード２との交信結果等を受け取
る。リーダライタ１Ａは、電波を送信するための送信ア
ンテナ１１と電波を受信するための受信アンテナ１３と
を有しており、送信アンテナ１１には送信回路１２Ａ
が、受信アンテナ１３には受信回路１４がそれぞれ接続
されている。送信回路１２Ａ及び受信回路１４にＵＡＲ
Ｔ１５が接続され、さらにＵＡＲＴ１５に制御回路１６
が接続されている。この制御回路１６が入出力回路１７
を介して外部機器３に接続されている。一方、ＩＣカー
ド２は、リーダライタ１Ａと同様に送信アンテナ２１と
受信アンテナ２３とを有しており、送信アンテナ２１に
は送信回路２２が、受信アンテナ２３には受信回路２４
がそれぞれ接続されている。送信回路２２及び受信回路
２４にＵＡＲＴ２５が接続され、さらにＵＡＲＴ２５に
制御回路２６が接続されている。なお、ＩＣカードにお
いても、リーダライタにおいても、受信と送信とを一つ
のアンテナで行うことも可能である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】変調信号を得る方法として変調回路のナン
ド回路２２２ａの代わりにアンド回路を用いる方法も考
えられるが、この場合図５に示されるように上述した変
調信号Ｓ８とは極性の異なる変調信号Ｓ９が得られるた
め、送信アンテナ１１から電波を送出しないときにトラ
ンジスタ２２１ａがオフ状態となる。従って、送信アン
テナ１１内に電流が残っていると、これをグラウンドに
流すことができずに送信アンテナ１１内に自由振動が発
生してしまう。図２あるいは図４に示される送信回路
は、リーダライタ１Ａのみならず、ＩＣカード２に搭載
することもできる。このようにすれば、ＩＣカード２か
らリーダライタ１Ａへの送信時にＩＣカード２の送信ア
ンテナ２１内に発生する自由振動の影響を抑制すること
が可能となる。ただし、低消費電力化が必要なＩＣカー
ドには、この方法は適しておらず、自由振動と逆位相の
電波を出力して自由振動を抑止するような、複雑な回路
が必要になる。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 リーダライタから送信される信号を受信
    するための受信アンテナと、 前記受信アンテナで受信された受信信号を復調して受信
    データ信号に変換する受信回路と、 前記受信回路で変換された受信データ信号に基づいてデ
    ータ処理を行う制御回路と、 前記制御回路から出力された送信データ信号に基づいて
    送信信号を形成すると共にデータ１ビットに対応する送
    信信号の送信幅を１ビットに満たない幅とする送信回路
    と、 前記送信回路からの送信信号をリーダライタへ送信する
    送信アンテナとを備えたことを特徴とする非接触ＩＣカ
    ード。
  2. 【請求項２】 リーダライタから送信される信号を受信
    するための受信アンテナと、 前記受信アンテナで受信された受信信号を復調すると共
    に復調された受信信号をデータ１ビット幅を単位とする
    受信データ信号に変換する受信回路と、 前記受信回路で変換された受信データ信号に基づいてデ
    ータ処理を行う制御回路と、 前記制御回路から出力された送信データ信号に基づいて
    送信信号を形成する送信回路と、 前記送信回路からの送信信号をリーダライタへ送信する
    送信アンテナとを備えたことを特徴とする非接触ＩＣカ
    ード。
  3. 【請求項３】 リーダライタから送信される信号を受信
    するための受信アンテナと、 前記受信アンテナで受信された受信信号を増幅する増幅
    回路と、 前記増幅回路で増幅された受信信号を復調する検波回路
    と、 前記検波回路で復調された受信信号の強度が一定となる
    ように前記増幅回路のゲインを制御するオート・ゲイン
    ・コントロール回路と、 前記検波回路で復調された受信信号をデータ１ビット幅
    を単位とする受信データ信号に変換するビット幅発生回
    路と、 前記ビット幅発生回路で変換された受信データ信号に基
    づいてデータ処理を行う制御回路と、 前記制御回路から出力された送信データ信号に基づいて
    送信信号を形成する送信回路と、 前記送信回路からの送信信号をリーダライタへ送信する
    送信アンテナとを備えたことを特徴とする非接触ＩＣカ
    ード。
  4. 【請求項４】 リーダライタから送信される信号を受信
    するための受信アンテナと、 前記受信アンテナで受信された受信信号を増幅する第１
    の増幅回路と、 第１の増幅回路で増幅された受信信号を復調する検波回
    路と、 前記検波回路で復調された受信信号をデータ１ビット幅
    を単位とする受信データ信号に変換するビット幅発生回
    路と、 前記ビット幅発生回路で変換された受信データ信号に基
    づいてデータ処理を行う制御回路と、 前記制御回路から出力された送信データ信号に基づいて
    送信信号を形成する変調回路と、 前記変調回路からの送信信号を増幅する第２の増幅回路
    と、 第２の増幅回路で増幅された送信信号をリーダライタへ
    送信する送信アンテナと、 前記検波回路で復調された受信信号の強度が一定となる
    ように第１の増幅回路のゲインを制御すると共に第１の
    増幅回路のゲインと同様に第２の増幅回路のゲインを制
    御するオート・ゲイン・コントロール回路とを備えたこ
    とを特徴とする非接触ＩＣカード。
  5. 【請求項５】 リーダライタから送信される信号を受信
    するための受信アンテナと、 前記受信アンテナで受信された受信信号を復調して受信
    データ信号に変換する受信回路と、 前記受信回路で変換された受信データ信号に基づいてデ
    ータ処理を行う制御回路と、 前記制御回路から出力された送信データ信号に基づいて
    送信信号を形成すると共にデータ１ビットに対応する送
    信信号の送信幅を１ビットに満たない幅とする変調回路
    と、 前記変調回路からの送信信号をリーダライタへ送信する
    送信アンテナと、 送信信号を送信した後に前記送信アンテナに発生する自
    由振動を抑制する自由振動抑制回路とを備えたことを特
    徴とする非接触ＩＣカード。
  6. 【請求項６】 ＩＣカードから送信される信号を受信す
    るための受信アンテナと、 前記受信アンテナで受信された受信信号を復調して受信
    データ信号に変換する受信回路と、 前記受信回路で変換された受信データ信号に基づいてデ
    ータ処理を行う制御回路と、 前記制御回路から出力された送信データ信号に基づいて
    送信信号を形成すると共にデータ１ビットに対応する送
    信信号の送信幅を１ビットに満たない幅とする送信回路
    と、 前記送信回路からの送信信号をＩＣカードへ送信する送
    信アンテナとを備えたことを特徴とする非接触ＩＣカー
    ドリーダライタ。
  7. 【請求項７】 ＩＣカードから送信される信号を受信す
    るための受信アンテナと、 前記受信アンテナで受信された受信信号を復調すると共
    に復調された受信信号をデータ１ビット幅を単位とする
    受信データ信号に変換する受信回路と、 前記受信回路で変換された受信データ信号に基づいてデ
    ータ処理を行う制御回路と、 前記制御回路から出力された送信データ信号に基づいて
    送信信号を形成する送信回路と、 前記送信回路からの送信信号をＩＣカードへ送信する送
    信アンテナとを備えたことを特徴とする非接触ＩＣカー
    ドリーダライタ。
  8. 【請求項８】 ＩＣカードから送信される信号を受信す
    るための受信アンテナと、 前記受信アンテナで受信された受信信号を増幅する増幅
    回路と、 前記増幅回路で増幅された受信信号を復調する検波回路
    と、 前記検波回路で復調された受信信号の強度が一定となる
    ように前記増幅回路のゲインを制御するオート・ゲイン
    ・コントロール回路と、 前記検波回路で復調された受信信号をデータ１ビット幅
    を単位とする受信データ信号に変換するビット幅発生回
    路と、 前記ビット幅発生回路で変換された受信データ信号に基
    づいてデータ処理を行う制御回路と、 前記制御回路から出力された送信データ信号に基づいて
    送信信号を形成する送信回路と、 前記送信回路からの送信信号をＩＣカードへ送信する送
    信アンテナとを備えたことを特徴とする非接触ＩＣカー
    ドリーダライタ。
  9. 【請求項９】 ＩＣカードから送信される信号を受信す
    るための受信アンテナと、 前記受信アンテナで受信された受信信号を増幅する第１
    の増幅回路と、 第１の増幅回路で増幅された受信信号を復調する検波回
    路と、 前記検波回路で復調された受信信号をデータ１ビット幅
    を単位とする受信データ信号に変換するビット幅発生回
    路と、 前記ビット幅発生回路で変換された受信データ信号に基
    づいてデータ処理を行う制御回路と、 前記制御回路から出力された送信データ信号に基づいて
    送信信号を形成する変調回路と、 前記変調回路からの送信信号を増幅する第２の増幅回路
    と、 第２の増幅回路で増幅された送信信号をＩＣカードへ送
    信する送信アンテナと、 前記検波回路で復調された受信信号の強度が一定となる
    ように第１の増幅回路のゲインを制御すると共に第１の
    増幅回路のゲインと同様に第２の増幅回路のゲインを制
    御するオート・ゲイン・コントロール回路とを備えたこ
    とを特徴とする非接触ＩＣカードリーダライタ。
  10. 【請求項１０】 ＩＣカードから送信される信号を受信
    するための受信アンテナと、 前記受信アンテナで受信された受信信号を復調して受信
    データ信号に変換する受信回路と、 前記受信回路で変換された受信データ信号に基づいてデ
    ータ処理を行う制御回路と、 前記制御回路から出力された送信データ信号に基づいて
    送信信号を形成すると共にデータ１ビットに対応する送
    信信号の送信幅を１ビットに満たない幅とする変調回路
    と、 前記変調回路からの送信信号をＩＣカードへ送信する送
    信アンテナと、 送信信号を送信した後に前記送信アンテナに発生する自
    由振動を抑制する自由振動抑制回路とを備えたことを特
    徴とする非接触ＩＣカードリーダライタ。
  11. 【請求項１１】 第１番目のデータをダミーデータとす
    るデータ列を非接触ＩＣカードからリーダライタへ送信
    し、 ＩＣカードから受信したダミーデータの強度が所定の値
    となるようにリーダライタの受信信号の増幅のゲインを
    制御し、 ダミーデータに続くデータ列をＩＣカードから受信する
    ことを特徴とするデータ伝送方法。
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