JPH09331278A - 非接触型データキャリア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受信電力の変動に拘らず安定した電力受信が
可能であり、しかも過大な起電力が発生しても内部回路
の破壊を回避し得ると共に、低電圧な駆動電源電圧によ
っても適用可能な非接触型データキャリアを提供するこ
と。 【解決手段】 この非接触型データキャリアでは、共振
回路１で生じる交流起電力が過大である場合、整流回路
２で得られる過大な直流電力によって内部回路４が破壊
されることを対策し、整流回路２からの直流電力を一定
にして出力するツェナダイオード５を含む定電圧回路３
の構成を改良している。この定電圧回路３は、ツェナダ
イオード５の両端に三端子レギュレータ６を接続して成
っており、ツェナ電圧が三端子レギュレータ６の入力定
格電圧以下であって、且つ直流電力の電圧以上のものと
している。定電圧回路３ではツェナダイオード５が過大
な直流電力を三端子レギュレータ６の入力定格電圧に制
限する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主にＩＤカード，
定期券，プリペイドカード等のＩＣカード類として適用
されると共に、外部からのデータ通信によって非接触で
内部メモリに対するデータの読み出し及び書き換えが可
能な非接触型データキャリアに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の非接触型データキャリア
は、外部からのデータ通信に従ってデータの読み出し及
び書き換えを行うための装置（通常リーダ／ライタと呼
ばれる）によって、読み出し又は書き換えされるデータ
を格納するための記憶装置であるメモリ（内部メモリ）
を含んでいる。このようなデータキャリアはリーダ／ラ
イタと合わせて非接触型データキャリアシステムを成
す。

【０００３】この非接触型データキャリアシステムにお
いて、リーダ／ライタには、基本機能を担うリーダ／ラ
イタ回路と共に、特定の周波数で共振する共振回路等が
備えられている。又、データキャリアには、データ及び
電力を授受するためのリーダ／ライタの共振回路と同一
な周波数で共振する共振回路や内部メモリと共に、整流
回路，定電圧回路，及びその他の内部回路等が備えられ
ている。

【０００４】このような非接触型データキャリアシステ
ムでは、リーダ／ライタの共振回路（コイル）から発生
する電磁界によってデータキャリアの共振回路（コイ
ル）に電磁誘導による交流起電力が生じることを利用し
て周波数，位相，振幅等の変化を情報として受信すると
共に、その交流起電力をダイオード及びコンデンサによ
り構成された整流回路で直流電力に変換し、ツェナダイ
オードで構成された定電圧回路で直流電力を一定にして
から内部回路に対する駆動電源とすることにより、無電
池化を可能にしている。

【０００５】即ち、こうした非接触型データキャリアシ
ステムにおいて、リーダ／ライタからデータキャリアへ
の通信は、リーダ／ライタの共振回路から発せられる電
磁界を変化させ、その電磁界の変化をデータキャリアの
共振回路により電磁誘導で発生する起電力として検出
し、データキャリアからリーダ／ライタへの通信は、リ
ーダ／ライタの共振回路から発している電磁界の結合状
態をデータキャリアの共振回路で変化させ、その変化を
リーダ／ライタの共振回路で検出することによって行わ
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したデータキャリ
アの場合、共振回路（コイル）に発生する交流起電力を
整流回路で直流電力に変換した上、定電圧回路により直
流電力を一定値に制限して内部回路動作のために必要な
直流電力を得ているが、定電圧回路にツェナダイオード
を用いているため、データキャリア自体の受信電力が変
動した場合に得られる電圧も変動して安定した電力受信
が行われなくなるという問題がある。これはツェナダイ
オードの場合、ツェナ電流が変動するとこれに伴ってツ
ェナ電圧も変動してしまうためである。一般に、ツェナ
電圧の低いツェナダイオードではツェナ電圧の比較的高
いものと比べてツェナ電圧の変動に対するツェナ電流の
変動が特性的に大きくなっている。

【０００７】又、近年ではＩＣが様々な回路に使用さ
れ、そうした回路では低消費電力化が進んでおり、デー
タキャリアにおいても内部回路の駆動電圧を低電圧にす
れば消費電力を低減できて通信距離を延ばし得るが、現
状のデータキャリアでは駆動電源電圧が低電圧の回路を
用いて定電圧回路で定電圧化すると、回路の駆動電源が
変動してしまうため、実施できないという問題がある。

【０００８】更に、従来のデータキャリアの場合、リー
ダ／ライタと別な同一周波数の過大な電磁界を放射して
いる外部装置に接近した場合等には共振回路（コイル）
に大きな交流起電力が発生することが類推されるが、こ
うした条件下で変動の少ないツェナダイオードから成る
定電圧回路を用いていると、過大電圧を制御し切れず、
内部回路に対してその許容範囲を越えた必要以上の過大
な駆動電圧を出力し、内部回路を破壊してしまう危険が
ある。

【０００９】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、受信電力の変動に
拘らず安定した電力受信が可能であり、しかも過大な起
電力が発生しても内部回路の破壊を回避し得ると共に、
低電圧な駆動電源電圧によっても適用可能な非接触型デ
ータキャリアを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、特定の
周波数で共振する共振回路を含むリーダ／ライタにおけ
る該共振回路から発生する電磁界に応じて同一な周波数
で共振して電磁誘導による交流起電力を生じる共振回路
と、交流起電力を直流電力として変換出力する整流回路
と、直流電力をツェナダイオードにより一定にして出力
する定電圧回路とを含む非接触型データキャリアにおい
て、定電圧回路は、ツェナダイオードの両端を三端子レ
ギュレータで接続して成り、更に、ツェナダイオードの
ツェナ電圧は、三端子レギュレータの入力定格電圧以下
であって、且つ直流電力の電圧以上である非接触型デー
タキャリアが得られる。

【００１１】又、本発明によれば、上記非接触型データ
キャリアと、リーダ／ライタとから成る非接触型データ
キャリアシステムが得られる。

【００１２】

【作用】本発明の非接触型データキャリアでは、共振回
路で生じる交流起電力が過大である場合、整流回路で得
られる過大な直流電力によって内部回路が破壊されるこ
とを対策し、直流電力を一定にして出力するツェナダイ
オードを含む定電圧回路の構成を改良している。ここで
の定電圧回路は、ツェナダイオードの両端に三端子レギ
ュレータを接続して成っており、ツェナダイオードのツ
ェナ電圧が三端子レギュレータの入力定格電圧以下であ
って、且つ直流電力の電圧以上のものとしている。これ
により、過大な直流電力が整流回路から出力されたとし
ても、直流電力の電圧よりもツェナダイオードのツェナ
電圧の方が高いため、ツェナダイオードは動作せずに三
端子レギュレータにその入力定格電圧以下の電圧が入力
され、過大な直流電力による三端子レギュレータ及び内
部回路の破壊を防止可能にしている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ、本発明の非
接触型データキャリアについて、図面を参照して詳細に
説明する。

【００１４】図１は、本発明の一実施例に係る非接触型
データキャリアの要部構成を示した回路ブロック図であ
る。

【００１５】この非接触型データキャリアも、従来のも
のと同様に、特定の周波数で共振する共振回路を含むリ
ーダ／ライタ（図示せず）における共振回路から発生す
る電磁界に応じて同一な周波数で共振して電磁誘導によ
る交流起電力を生じる共振回路１と、交流起電力を直流
電力として変換出力する整流回路２と、直流電力をツェ
ナダイオード５により一定にして出力する定電圧回路３
とを含む基本構成を共通しているが、ここでの定電圧回
路３はツェナダイオード５の両端を三端子レギュレータ
６で接続して成っており、ツェナダイオード５のツェナ
電圧は三端子レギュレータ６の入力定格電圧以下であっ
て、且つ直流電力の電圧以上のものとなっている。ここ
でのデータキャリアも、リーダ／ライタと合わせて非接
触型データキャリアシステムを成すが、リーダ／ライタ
及びデータキャリアは何れも上述した従来のものと同様
にその他の構成部分を共通して具備している。

【００１６】このデータキャリアでは、特定の周波数で
共振している共振回路１の周辺空間で同一周波数の電磁
界が存在すると、共振回路１は電磁誘導による交流起電
力を発生する。共振回路１はコイルの両端にコンデンサ
Ｃ１を接続して成るもので、コイルの共振周波数は例え
ば２５０ｋＨｚとする。

【００１７】共振回路１で生じた交流起電力は整流回路
２で直流電力として変換出力されるが、ここでの整流回
路２はダイドードＤ及びコンデンサＣ２から成るもの
で、ダイドードＤがコンデンサＣ１，Ｃ２のそれぞれの
一方側における相互間に介挿された構成の半波整流回路
を用いている。

【００１８】整流回路２で得られた直流電力は、定電圧
回路３で安定化されて内部回路４に対する駆動電源電圧
として出力されるが、定電圧回路３ではツェナダイオー
ド５が直流電力をその電圧が三端子レギュレータ６の入
力定格電圧以下となるように制限した上で三端子レギュ
レータ６へ伝送し、三端子レギュレータ６がその直流電
力を駆動電源電圧として変換出力する。三端子レギュレ
ータ６としては、例えば入力定格電圧が１６Ｖ，出力電
圧が３．３Ｖの消費電力の少ないＣ−ＭＯＳ型のものを
用いるものとする。又、ここでは三端子レギュレータ６
の出力電圧が３．３Ｖであるため、内部回路４の駆動電
圧は３．３Ｖとなる。更に、ツェナダイオード５のツェ
ナ電圧は三端子レギュレータ６の入力定格電圧１６Ｖ以
下として、例えば１５Ｖに設定している。因みに、三端
子レギュレータ６及び内部回路４は、定電圧回路３外に
設けられたコンデンサＣ３の両端に接続されている。

【００１９】このような構成のデータキャリアにおいて
は、共振回路１のコイルに２０Ｖｐ−ｐの交流起電力が
生じ、これが整流回路２で７Ｖの直流電力に変換出力さ
れたとすると、このときにツェナダイオード５のツェナ
電圧は１５Ｖであるため、ツェナダイオード５は動作せ
ずに７Ｖの直流電圧が三端子レギュレータ６に入力さ
れ、三端子レギュレータ６からは３．３Ｖの駆動電源電
圧が出力される。

【００２０】一方、共振回路１のコイルに４０Ｖｐ−ｐ
の交流起電力が生じ、これが整流回路２で１８Ｖの直流
電力に変換出力されたとすると、このときにツェナダイ
オード５のツェナ電圧は１５Ｖであるため、ツェナダイ
オード５は動作して１８Ｖの直流電力を１５Ｖの直流電
圧に制限した上で三端子レギュレータ６へ伝送する。こ
れによって、こうした条件下でも、三端子レギュレータ
６からは３．３Ｖの駆動電源電圧が出力される。

【００２１】従って、このデータキャリアの場合、共振
回路１で発生する交流起電力が変動しても、定電圧回路
３の三端子レギュレータ６からの出力電圧が一定に保た
れ、共振回路１で過大な交流起電力が発生してもツェナ
ダイオード５でそれを制限するため、三端子レギュレー
タ６や内部回路４が破壊されない。

【００２２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の非接触
型データキャリアによれば、既存の定電圧回路を改良し
てツェナダイオードの両端に三端子レギュレータを接続
した構成とした上、ツェナダイオードのツェナ電圧を三
端子レギュレータの入力定格電圧以下であって、且つ直
流電力の電圧以上のものとしているので、過大な直流電
力が整流回路から出力されたとしても、ツェナダイオー
ドが過大な直流電力を三端子レギュレータの入力定格電
圧に制限するため、三端子レギュレータ及び内部回路の
破壊が防止され、内部回路に対して安定した駆動電源電
圧の出力を行い得るようになる。この結果、この非接触
型データキャリアでは、定電圧回路からの出力電圧が安
定化するため、低電圧な駆動電源電圧によっても適用可
能となり、受信電力の変動に拘らず安定した電力受信が
具現されるようになる。特に、この非接触型データキャ
リアの場合、過大な起電力が発生しても内部回路の破壊
が回避されて動作に必要な電源電圧を確保し得るため、
従来に無く保管等の管理を含む使用上における取扱いが
簡便化されるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る非接触型データキャリ
アの要部構成を示した回路ブロック図である。

【符号の説明】

１ 共振回路（コイル） ２ 整流回路 ３ 定電圧回路 ４ 内部回路 ５ ツェナダイオード ６ 三端子レギュレータ Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ コンデンサ Ｄ ダイオード

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特定の周波数で共振する共振回路を含む
   リーダ／ライタにおける該共振回路から発生する電磁界
   に応じて同一な周波数で共振して電磁誘導による交流起
   電力を生じる共振回路と、前記交流起電力を直流電力と
   して変換出力する整流回路と、前記直流電力をツェナダ
   イオードにより一定にして出力する定電圧回路とを含む
   非接触型データキャリアにおいて、前記定電圧回路は、
   前記ツェナダイオードの両端を三端子レギュレータで接
   続して成り、更に、前記ツェナダイオードのツェナ電圧
   は、前記三端子レギュレータの入力定格電圧以下であっ
   て、且つ前記直流電力の電圧以上であることを特徴とす
   る非接触型データキャリア。
2. 【請求項２】 請求項１記載の非接触型データキャリア
   と、前記リーダ／ライタとから成ることを特徴とする非
   接触型データキャリアシステム。