JPH09231340A - 非接触ｉｃカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リーダライタから受信されるバースト波に波
形の歪み等が生じても、常に適正なタイミングにおいて
残響波のシャントの制御を行うことができ、正確なデー
タ送信を行うことができる非接触ＩＣカードを提供す
る。 【解決手段】 非接触ＩＣカード６は、リーダライタ１
から間欠的に送信されるバースト波を受信し、データ送
受信アンテナ１５におけるバースト波の残響波をシャン
トすることにより該データの送信を行う。この非接触Ｉ
Ｃカード６において、ロジック部１０は包絡線検波回路
１２の出力に基づいてバースト波の受信開始を検知し、
カウンタ１６によるバースト波のカウントを開始させ
る。そして、カウンタ１６により所定数のカウントが行
われることを以て、シャント回路１６にシャント命令を
送り、送信データに応じた残響波のシャントを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、リーダライダと
の間で無線により情報の授受を行う非接触ＩＣカードに
関する。

【０００２】

【従来の技術】非接触ＩＣカードシステムにおいては、
利用者が携帯する非接触ＩＣカードを極力薄型化し、か
つ、低消費電力化する必要があるため、非接触ＩＣカー
ド側の回路構成をできるだけ簡単化する必要がある。か
かる要請に応えた一方式として、発振（バースト）／停
止を一定の周期で間欠的に繰り返すバースト波をリーダ
ライタ側から送信し、このバースト波を非接触ＩＣカー
ドの送受信アンテナによって受信すると共にその際に送
受信アンテナに残るバースト波の残響波を送信データに
応じてシャント（送受信アンテナ端を短絡することによ
り残響波を出さなくすること）することにより、リーダ
ライタ側にデータ“０”または“１”を返信する方式が
ある。

【０００３】この方式で非接触ＩＣカードからリーダラ
イタへのデータ送信を行う場合、リーダライタがバース
ト波の送出を停止している間に、非接触ＩＣカード側に
おいてタイミングよくバースト波の残響波のシャントを
行う必要がある。そして、そのためには非接触ＩＣカー
ド側においてバースト波の終了タイミングを正確に検知
する必要がある。

【０００４】そこで、従来の非接触ＩＣカードにおいて
は、積分回路を使用してバースト波の包絡線検波を行う
ことによりバースト波の終了の検知を行っていた。図３
はこのような技術を適用した従来の非接触ＩＣカードシ
ステムの一構成例を示すブロック図である。

【０００５】図３において、リーダライタ１は、電力送
信回路２、データ送受信回路３、電力送信アンテナ４お
よび送受信アンテナ５を有している。ここで、電力送信
回路２は、電力送信アンテナ４を介して電力波を放射す
る。この電力波は、後述する非接触ＩＣカード６におい
て動作電源として利用されるものである。また、データ
送受信回路３は、上述したバースト波を送受信アンテナ
５から送信し、非接触ＩＣカード６との間でデータ送受
信処理を行う。

【０００６】一方、非接触ＩＣカード６は、電力受信ア
ンテナ７、電力供給器８、クロック生成器９、コントロ
ールロジック部１０、メモリ１１、包絡線検波回路１
２、アンプ１３、シャント回路１４およびデータ送受信
アンテナ１５を有している。

【０００７】ここで、電力供給器８は、上述の電力送信
アンテナ４から放射された電力波を電力受信アンテナ７
を介して受信し、この電力波に基づいて電源電圧を発生
し、非接触ＩＣカード６内の各部に供給する。クロック
生成器９は、電力受信アンテナ７により受信された電力
波とデータ送受信アンテナ１５により受信されたバース
ト波から動作クロックを抽出する。この動作クロックに
よりリーダライタ１を相手としたデータ送受信処理のタ
イミング制御が行われる。

【０００８】アンプ１３は、データ送受信アンテナ１５
によって受信したバースト波を増幅し、包絡線検波回路
１２に供給する。包絡線検波回路１２は、ＲＣ積分回路
を内部に含んでおり、この積分回路によりアンプ１３の
出力信号に対し包絡線検波を施し、バースト波の包絡線
に対応した信号波形を有する包絡線信号を出力する。

【０００９】コントロールロジック部１０は、この非接
触ＩＣカード６内の各部の動作を制御する制御中枢をな
すものである。このコントロールロジック部１０が行う
制御の１つとして、バースト波の終了検出およびこれに
伴うシャント制御がある。すなわち、コントロールロジ
ック部１０は、包絡線検波回路１２から出力される包絡
線信号を所定のスライスレベルと比較してＨレベルまた
はＬレベルに２値化し、包絡線信号のレベルがＨレベル
からＬレベルに移行した瞬間（以下、シャントタイミン
グという。）に送信データに応じてシャント命令を出力
する。そして、このシャント命令が与えられることによ
り、シャント回路１４はデータ送受信アンテナ１５を短
絡し反射波をシャントするのである。

【００１０】図４はこのバースト波の終了検出およびシ
ャント制御の内容を詳細に示した波形図である。まず、
リーダライタ１のデータ送受信アンテナ５から送信され
るバースト波の波形は図４（ａ）に例示する通りであ
る。このバースト波は非接触ＩＣカード６のデータ送受
信アンテナ１５により受信されるが、このバースト波は
図４（ｂ）に例示するように後半部分に残響波を含んだ
ものとなる。そして、この残響波を含んだバースト波が
アンプ１３を介して包絡線検波回路１２に供給され、同
回路内において検波されると共に同回路内のＲＣ積分回
路によって積分される。この結果、図４（ｃ）に示すよ
うに、バースト波の包絡線に対応した信号波形を有する
包絡線信号が包絡線検波回路１２から出力される。

【００１１】コントロールロジック部１０では、この包
絡線信号と所定のスライスレベルＳとが逐次比較され
る。そして、コントロールロジック部１０では、包絡線
信号のレベルがスライスレベルＳ以下になった時点でシ
ャントタイミングに至ったとみなされ、このシャントタ
イミングにおいて送信データに対応したシャント制御が
行われる。すなわち、そのシャントタイミングにおいて
リーダライタ１側に返送すべき送信データ（図４（ｄ）
参照）が“１”である場合には一定のパルス幅ＴＷを有
するパルスがシャント命令としてシャント回路１４に供
給される。一方、そのシャントタイミングにおいて返送
すべき送信データが“０”である場合にはシャント命令
は供給されない。

【００１２】一方、データ送受信アンテナ１５によって
受信されるバースト波（図４（ｂ））はその一部が反射
波としてリーダライタ１側に返送されるが、このバース
ト波の反射はデータ送受信アンテナ１５がシャントされ
ていない期間のみ行われる。従って、データ送受信アン
テナ１５によって受信されるバースト波のうち上記シャ
ントタイミングよりも前の部分はリーダライタ１側に反
射されるが、上記シャントタイミングよりも後の残響波
はシャント命令の出力されてないとき（すなわち、送信
データが“０”のとき）のみリーダライタ１側に反射さ
れ、シャント命令の出力されているとき（すなわち、送
信データが“１”のとき）にはリーダライタ１側への反
射は行われない。図４（ｆ）は、このような制御により
データ送受信アンテナ１５からリーダライタ１側へ反射
されたバースト波の波形を例示したものである。

【００１３】リーダライタ１側では、このようにして非
接触ＩＣカード６のデータ送受信アンテナ１５から反射
されてくるバースト波のうち、バースト波の送出を行っ
ていない期間に受信されるもののみ受信される（図４
（ｇ）参照）。そして、このバースト波の送出を行って
いない期間に、非接触ＩＣカード６からの反射波が受信
されるか否かにより非接触ＩＣカード６の送信データの
判別が行われる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】さて、以上の動作が適
正に行われるためには、リーダライタ１からのバースト
波の送出が途絶えた時点で遅滞なく非接触ＩＣカード６
におけるシャント制御が行われ、送信データの返送が行
われなければならない。そして、このシャント制御が適
正なタイミングで行われるためには、バースト波の受信
が正常に行われ、包絡線信号の波形が常に安定している
ことが必要なのである。

【００１５】しかし、非接触ＩＣカード６内の各部の回
路特性に変動が生じた場合には、リーダライタ１から受
信されたバースト波の波形が非接触ＩＣカード６内の各
部を伝播する過程において歪んでしまうことがあり、か
かる場合には適正な波形の包絡線信号が得られず、バー
スト波の送出停止タイミングからずれた不適正なシャン
トタイミングでシャント制御が行われることとなる。ま
た、リーダライタ１から非接触ＩＣカード６に至るまで
の無線伝送経路においてバースト波に瞬間的なノイズ
（外乱）が重畳することもあり、この場合にも適正な波
形の包絡線信号が得られず、上記と同様の問題が生じ
る。

【００１６】そして、このような不適正なシャントタイ
ミングでシャント制御が行われると、非接触ＩＣカード
６からの送信データをリーダライタ１が誤認してしまう
という問題が生じるのである。以下、図４を参照し、こ
の問題について説明する。

【００１７】まず、図４に示す例では、非接触ＩＣカー
ド６からリーダライタ１へ返送すべき最初の送信データ
は“１”である（図４（ｄ）参照）。従って、図４
（ａ）に示された最初のバースト波（最も左側に図示さ
れたバースト波）が途絶えた時点において、遅滞なくシ
ャント命令が出力され、バースト波の残響波のシャント
が行われなければならない。

【００１８】ところが、非接触ＩＣカード６によって受
信されるバースト波に歪みが生じているため、図４
（ｂ）の最も左側に例示したように過度に緩やかな信号
波形の包絡線信号が包絡線検波回路１２から出力される
こととなる。このため、バースト波（図４（ａ）参照）
の送出停止タイミングよりも遅れたシャントタイミング
でシャント命令（図４（ｅ）参照）が発生される。そし
て、このようにシャント命令の発生が遅れた結果、本来
反射されるべきでないバースト波の残響波がデータ送受
信アンテナ１５から反射されてしまい、リーダライタ１
に受信される。図４（ｇ）に符号ｇ１によって示す信号
波形はこのようにして誤って受信されたバースト波を表
している。そして、このように本来返送されるべきでな
いバースト波がリーダライタ１に返送される結果、リー
ダライタ１側では“１”であるべき送信データを“０”
に誤認してしまうのである。なお、同図における符号ｇ
２は、適正なシャントタイミングでシャント制御が行わ
れ、リーダライタ１へのバースト波の残響波の返送が行
われなかった状態を示している。

【００１９】この発明は、以上説明した事情に鑑みてな
されたものであり、リーダライタから受信されるバース
ト波に波形の歪み、乱れ、ノイズ等が生じても、常にバ
ースト波が終了するタイミングにおいて残響波の反射ま
たはシャントの制御を行うことができ、正確なデータ送
信を行うことができる非接触ＩＣカードを提供すること
を目的としている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
リーダライタから間欠的に送信されるバースト波を受信
し、送信すべきデータに応じて該バースト波の残響波を
シャントすることにより、該データの送信を行う非接触
ＩＣカードにおいて、前記バースト波をカウントするカ
ウンタを有し、前記バースト波の受信が開始されてから
前記カウンタにより所定数のカウントが行われることに
より、前記データに応じた前記残響波のシャントを行う
制御手段を具備することを特徴とする非接触ＩＣカード
を要旨とする。

【００２１】請求項２に係る発明は、前記リーダライタ
から受信したバースト波の包絡線検波を行い、該バース
ト波の包絡線に対応した信号波形を有する包絡線信号を
出力する包絡線検波回路を有し、前記制御手段は、前記
包絡線信号が所定レベル以上となることにより前記バー
スト波の受信開始を検知することを特徴とする請求項１
記載の非接触ＩＣカードを要旨とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を更に理解しやすく
するため、実施の形態について説明する。図１はこの発
明の一実施形態の構成を示すブロック図である。本実施
形態では、非接触ＩＣカード６側に、アンプ１３から出
力されるバースト波をカウントするためのカウンタ１６
が設けられている。このカウンタ１６は、包絡線検波回
路１２から出力される包絡線信号がＬレベルからＨレベ
ルに変わったときロジック部１０によってリセットさ
れ、バースト波のカウントを開始する。そして、バース
ト波を一定の個数分カウントし終えたときにカウンタ１
６によるカウントが終了する。ロジック部１０は、この
カウンタ１６のカウント終了を以てシャントタイミング
に至ったとみなし、送信データに応じたシャント制御を
行う。すなわち、本実施形態では、バースト波の受信が
開始されてからカウンタ１６により所定数のカウントが
行われることにより、送信データに応じたバースト波の
残響波のシャント制御を行う。

【００２３】以下、図２の波形図を参照し、本実施形態
の動作を説明する。図２（ａ）〜（ｄ）は、前掲図４
（ａ）〜（ｄ）と同様、リーダライタ１から送信される
バースト波形、非接触ＩＣカード６により受信されるバ
ースト波形、包絡線検波回路１２から得られる包絡線信
号波形およびリーダライタ１へ返送すべき送信データを
各々示している。

【００２４】本実施形態においては、包絡線信号（図２
（ｃ））が所定レベル以上となった時点でバースト波の
受信が開始されたとみなし、ロジック部１０によってカ
ウンタ１６がリセットされ、カウンタ１６によるバース
ト波のカウントが開始される（図２（ｅ）参照）。そし
て、カウンタ１６による一定個数のバースト波のカウン
トが終了すると、カウンタ１６からロジック部１０にカ
ウント終了を示す信号が送信される。ロジック部１０は
カウント終了時における送信データが“１”ならば、シ
ャント命令をシャント回路１４に送り（図４（ｆ）参
照）、データ送受信アンテナ１５を短絡してシャント動
作を行わせる。

【００２５】このように、バースト波の受信が開始され
てから一定の時間で経過することを以てシャントタイミ
ングに至ったとみなしているため、リーダライタ１がバ
ースト波の送出を停止するタイミングと正確に一致した
シャントタイミングでバースト波の残響波のシャント制
御をすることができる。従って、リーダライタ１側へは
本来反射されるべき残響波のみが反射され（図２（ｇ）
参照）、正しくデータを送信することができる（図２
（ｈ）参照）。また、このようにバースト波の送出開始
から非接触ＩＣカードによるシャント制御が行われるま
での時間が一定であるため、リーダライタ側における送
信データの判定が容易になるという利点がある。なお、
本実施形態では、バースト波の受信開始を包絡線信号の
立上がりにより検知するようにしたが、受信開始をバー
スト波から直接検知するようにしてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明による非
接触ＩＣカードによれば、リーダライタから送信される
バースト波をカウンタでカウントし、所定のカウンタ値
に達することを以て、送信データに応じたシャント制御
を行うようにしたので、常にリーダライタがバースト波
の送出を停止している間にシャント制御を行うことが可
能となり通信の安定性が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態による非接触ＩＣカード
システムの構成を示すブロック図である。

【図２】同実施形態の動作を示す波形図である。

【図３】従来の非接触ＩＣカードシステムの構成を示す
ブロック図である。

【図４】同システムの動作を示す波形図である。

【符号の説明】

１ リーダライタ ６ 非接触ＩＣカード １０ ロジック部 １２ 包絡線検波回路 １４ シャント回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リーダライタから間欠的に送信されるバ
   ースト波を受信し、送信すべきデータに応じて該バース
   ト波の残響波をシャントすることにより、該データの送
   信を行う非接触ＩＣカードにおいて、 前記バースト波をカウントするカウンタを有し、前記バ
   ースト波の受信が開始されてから前記カウンタにより所
   定数のカウントが行われることにより、前記データに応
   じた前記残響波のシャントを行う制御手段を具備するこ
   とを特徴とする非接触ＩＣカード。
2. 【請求項２】 前記リーダライタから受信したバースト
   波の包絡線検波を行い、該バースト波の包絡線に対応し
   た信号波形を有する包絡線信号を出力する包絡線検波回
   路を有し、前記制御手段は、前記包絡線信号が所定レベ
   ル以上となることにより前記バースト波の受信開始を検
   知することを特徴とする請求項１記載の非接触ＩＣカー
   ド。