JPH1051352A - 非接触通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信装置が供給する動作エネルギーを制御す
ることにより、データ通信の通信エリアの範囲を制御
し、データ通信の信頼性を損なうことのない非接触通信
システムを得る。 【解決手段】 非接触で外部から供給される動作エネル
ギーを動作電源に変換し所定の情報を送信する情報媒体
と、非接触で上記情報媒体に上記動作エネルギーを供給
し上記情報媒体から非接触で上記所定の情報を受信する
通信装置とを備えた非接触通信システムにおいて、上記
動作エネルギーの大きさを上記所定の情報の受信強度に
応じて制御する電源供給制御部を上記通信装置に設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は情報を記録された媒
体との間で非接触でデータ通信を行う非接触通信システ
ムに係わり、例えば、移動するカード状の情報媒体と通
信装置とでデータ通信を行う非接触カードシステムに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４は従来の非接触カードシステムの
全体構成図である。図１４において、２２は予めＩＤコ
ード等を記録された情報媒体であるカード、２３はカー
ド２２から発信された返送信号を受信する通信装置、２
４はカード２２と通信装置２３が通信できる範囲である
通信エリア、ａ、ｅは通信エリア２４の外側の位置、
ｂ、ｃ、ｄは通信エリア２４の内側の位置を示す。２５
は非接触通信システムである非接触カード通信システム
であり、上述の符号２２〜２４を付した構成を含む。

【０００３】図１５は図１４に示すカード２２の詳細説
明図、図１６は図１５に示すカード２２の電気回路図で
ある。図１５、図１６において、２６は動作エネルギー
を受信する受信アンテナ、２７は受信した動作エネルギ
ーを動作電源に変換する電源回路であり、図１６に示す
スイッチング制御回路２７ａとスイッチ２７ｂとスイッ
チ２７ｃと電圧検出部２７ｄとコンデンサ２７ｅとコン
デンサ２７ｆとを含んでいる。図１５に示す２８は予め
ＩＤコード等を記録されたＩＤコード発生器、２９はＩ
Ｄコードを返送信号に変調する変調器、３０は返送信号
を増幅する増幅器、３１は返送信号を発信する送信アン
テナである。

【０００４】尚、図１６に示す電気回路図において、３
２は並列共振回路であり、受信アンテナ２６とコンデン
サ２７ｅとにより構成される。３３は電源回路２７に含
まれる保護回路であり、スイッチング制御回路２７ａと
スイッチ２７ｂとスイッチ２７ｃと電圧検出部２７ｄと
により構成される。３４は電源回路２７が電源を供給す
るＩＤコード出力部２８や変調器２９や増幅器３０等々
を負荷抵抗として示すものである。

【０００５】図１７は図１４に示す通信装置２３の詳細
説明図、図１７において、３５はカード２２に供給する
動作エネルギーとなる電気信号を生成する発振器、３６
は電気信号を増幅する増幅器、３７は電気信号を電波と
して放射する送信アンテナ、３８はカード２２からの返
送信号を受信する受信アンテナ、３９は受信した返送信
号を増幅する増幅器、４０は返送信号を復調する復調器
である。

【０００６】次に、動作を図１４乃至図１７により説明
する。例えば、カード２２が図１４に示す矢印方向に移
動する場合について説明する。通信装置２３は、カード
２２の動作電源となる動作エネルギーを、例えば、規定
の周波数の電磁波等を発生させるための電気信号を発振
器３５により生成し、増幅器３６で電気信号を所定量増
幅し、この増幅した電気信号を所定の振幅の電波として
送信アンテナ３７より供給する。この電波の大きさによ
り、図１４に点線で示す通信エリア２４の範囲が決定さ
れる。

【０００７】カード２２が、人に携帯され、車両に取り
付けられ、製造中の半完成品に取り付けられた状態で通
信エリア２４内に進入すると、カード２２の受信アンテ
ナ２６により受信された電波は、並列共振回路３２によ
り電気信号に変換され、電源回路２７により、例えば、
カード２２の各回路が動作する設定値である約３Ｖの動
作電源に変換されてカード２２のＩＤコード発生器２
８、変調器２９、増幅器３０等の各回路に供給される。

【０００８】次に、ＩＤコード出力部２８は動作電源３
Ｖ以上を供給されると予め記録されたＩＤコードを出力
する。このＩＤコードは、変調器２９により返送信号に
変調され、増幅器３０により増幅され、送信アンテナ３
１より発信される。

【０００９】但し、カード２２が、例えば、図１４に示
す矢印方向に位置ａ〜位置ｃへと進行する場合、電波を
供給している通信装置２３にカード２２が近づくにつれ
て、カード２２の受信アンテナ２６が受信する電波は大
きくなり、並列共振回路３２により過大な電流が流れ、
各回路を破損する虞がある。このため、電源回路２７に
は過大な電流が流れるのを防止するための保護回路３３
が設けられている。

【００１０】この保護回路３３の動作を図１８により説
明する。図１８は図１５に示す電源回路２７の出力を示
す説明図であり、縦軸は電源回路２７の供給電圧、横軸
は位置を示す。位置ａ〜ｅは各々図１４に示す通信エリ
ア２４の位置ａ〜ｅに対応した位置を示す。カード２２
が、通信装置２３からの動作エネルギーである電波を受
信アンテナ２６で受信することにより、カード２２の並
列共振回路３２に誘導電流が流れ、コンデンサ２７ｅに
電荷が蓄積されて負荷抵抗３４に電圧が印加される。電
圧検出部２７ｄは、負荷抵抗３４の両端電圧を監視し、
この両端電圧と上述の設定値３Ｖとの差に比例した電圧
をスイッチング制御回路２７ａに出力する。

【００１１】スイッチング制御回路２７ａは、負荷抵抗
３４の両端電圧が設定値３Ｖよりも低い場合の電圧検出
部２７ｄの出力、即ちカード２２が位置ａ〜位置ｂの間
にある場合の電圧検出部２７ｄの出力では駆動せず、ス
イッチ２７ｂは開、スイッチ２７ｃが閉で、コンデンサ
２７ｆの充電が継続し負荷抵抗３４に電圧が印加され
る。また、スイッチング制御部２７ａは、負荷抵抗３４
の両端電圧が設定値３Ｖを超えた場合の電圧検出部２７
ｄの出力、即ちカード２２が図１４に示す位置ｂ〜位置
ｄにある場合の電圧検出部２７ｄの出力により駆動し、
スイッチ２７ｂを閉じてコンデンサ２７ｅの充電を停止
し、スイッチ２７ｃを開放することにより、負荷抵抗３
４であるカード２２のＩＤコード発生器２８、変調器２
９等の各回路に過剰な電圧がかかるのを防止する。した
がって電源回路２７が出力する電源は図１８に示す位置
ｂ〜位置ｄにおいてほぼ一定の値を示す。

【００１２】次に通信装置２３の動作を図１４乃至図１
７により説明する。カード２２から送信された返送信号
は、通信装置２３の受信アンテナ３８により受信され
る。受信された返送信号は増幅器３９により増幅され、
復調器４０により復調され、復調された返送信号に含ま
れるＩＤコードは不図示のホストコンピュータに出力さ
れる。

【００１３】尚、従来の非接触カードシステム２５のデ
ータ通信において、カード２２に予め複数のＩＤコード
を記録し、その内の何れかのＩＤコードのみを必要とす
るものがある。この場合には、通信装置２３に動作エネ
ルギーと同時に、所望のＩＤコードを出力させるための
要求信号をカード２２に出力する回路等を設け、カード
２２にその要求に対応するＩＤコードを出力する回路等
を設けることにより所望のＩＤコードを得ている。

【００１４】次に、従来の他の非接触カードシステムに
ついて説明する。この非接触カードシステムは、通信装
置を複数用いたものである。図１９は従来の非接触カー
ドシステムの全体構成図である。図１９中、図１４〜図
１８と同等のものは同一符号を付し説明を省略する。

【００１５】４１及び４２は通信装置２３と同様の通信
装置である。但し説明の都合上、別の符号を付して区別
する。４３は通信装置４１、４２の動作エネルギーの供
給タイミングを制御する制御部、４４は通信装置４１が
受け持つ通信エリア、４５は通信装置４２が受け持つ通
信エリア、４６は通信エリア４４と通信エリア４５とが
重複するエリア、ｆ〜ｉは位置を示し、ｆは通信エリア
４４の左端、ｇは通信エリア４５の左端、ｈは通信エリ
ア４４の右端、ｉは通信エリア４５の右端である。４７
は非接触カードシステムであり、上述の符号４１〜４６
を付した構成及びカード２２を含む。

【００１６】次に、動作を図１９により説明する。カー
ド２２が図１９に示す矢印方向に移動する場合について
説明する。制御部４３は、通信装置４１の発振器３５を
起動し動作エネルギーの基となる電気信号を生成させ、
送信アンテナ３７より電波を放射させる。カード２２が
通信エリア４４内に進入すると、カード２２の受信アン
テナ２６で受信された電波は、並列共振回路３２により
電気信号に変換され、電源回路２７により動作電源とし
てカード２２のＩＤコード発生器２８、変調器２９、増
幅器３０等の各回路に供給される。カード２２の各回路
は図１５に示すカード２２の構成と同様に動作し返送信
号を発信する。

【００１７】次に、通信装置４１は、図１７に示す通信
装置２３と同様に返送信号を受信し、復調した返送信号
に含まれるＩＤコードを不図示のホストコンピュータに
出力する。

【００１８】次に、制御部４３は、不図示の位置検出部
によりカード２２が位置ｇを通過したことを検出する
と、通信装置４１からの動作エネルギーの供給を停止さ
せ、通信装置４１とカード２２とのデータ通信を終え、
通信装置４２の発振器３５を起動し動作エネルギーであ
る電波を供給させる。カード２２では同様に通信装置４
２からの電波を電源に変換して動作し返送信号を発信す
る。通信装置４２は通信装置４１と同様に返送信号を受
信し、復調した返送信号に含まれるＩＤコードを不図示
のホストコンピュータに出力する。

【００１９】尚、従来の非接触カードシステム４７のデ
ータ通信においても、カード２２に予め複数のＩＤコー
ドを記録し、通信装置４１と通信装置４２とで別々のＩ
Ｄコードを必要とするものがある。この場合には、通信
装置４１及び通信装置４２に動作エネルギーと同時に、
所望のＩＤコードを出力させるための要求信号をカード
２２に出力する回路等を設け、カード２２にその要求に
対応するＩＤコードを出力する回路等を設けることによ
り所望のＩＤコードを得ている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】従来の非接触カードシ
ステム２５は以上のように構成されているので、通信装
置２３は常に一定の動作エネルギーを供給し、カード２
２にはカード２２の各回路を保護するために保護回路３
３を設けて過剰な電力を廃棄していたので、省電力化の
妨げとなとっていた。また、カード２２には保護回路３
３を設けていたので、カード２２の低コスト化や小型化
に適さないという欠点があった。また、不要に通信エリ
ア２４を大きくしていたので、他の非接触カードシステ
ムが隣接してる場合等で、非接触カードシステム２５と
他の非接触カードシステムとの間で通信エリアが重複し
てデータ通信が混信し、データ通信の信頼性を損なうと
いう問題点がある。

【００２１】この混信の問題に関し、従来の非接触カー
ドシステム４７では、カード２２が図１９に示す位置ｇ
を通過するまでは、通信装置４１から動作エネルギーを
供給し、カード２２と通信装置４１とで通信を行い、カ
ード２２が位置ｇを通過すると、通信装置４１からの動
作エネルギーの供給を停止し、通信装置４１とカード２
２とのデータ通信を終え、通信装置４２から動作エネル
ギーを供給し、カード２２と通信装置４２とで通信を行
うので、通信エリアが重複しても通信装置４１と通信装
置４２との間で混信が発生するのをある程度防止でき
る。しかし、従来の非接触カードシステム４７において
も、カード２２が位置ｇから位置ｈを通過するまでは、
カード２２は通信装置４１の通信エリア４４内にもある
ので、通信装置４１は通信装置４２からの動作エネルギ
ーによるカード２２の返送信号を受信し、ＩＤコードを
不図示のホストコンピュータに出力し誤認識又は誤動作
させる等の虞がある。特に、通信装置４１と通信装置４
２とで異なるＩＤコードを要求していた場合、通信装置
４１は間違ったＩＤコードを受信しホストコンピュータ
に出力することになり、データ通信の信頼性を損なうと
いう問題点がある。

【００２２】さらに、非接触カードシステム４７は、通
信装置４１と通信装置４２の動作エネルギー供給のタイ
ミング切り替えを行う制御部４３や不図示のカードの位
置検出部を必要とするので、構成が複雑となるという問
題点がある。また、制御部４３が通信装置４１と通信装
置４２の動作エネルギー供給のタイミング切り替えを行
うので、通信装置４１又は通信装置４２の実質的なデー
タ通信時間が少なくなり、長いデータを通信することが
難しくデータ通信の信頼性を損なうという問題点があ
る。

【００２３】この発明は以上のような問題点を解決する
ために成されたもので、通信装置が供給する動作エネル
ギーを制御することにより、データ通信の通信エリアの
範囲を制御し、データ通信の信頼性を損なうことのない
非接触通信システムを得ることを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】この発明による非接触通
信システムは、動作エネルギーの大きさを所定の情報の
受信強度に応じて制御する電源供給制御部を通信装置に
設けたものである。

【００２５】また、次の発明による非接触通信システム
は、一方と他方の通信装置を備え、上記一方の通信装置
と上記他方の通信装置とが供給する電波の供給範囲を重
複させ、上記一方の通信装置が供給する上記電波の位相
に対し、上記他方の通信装置が供給する上記電波の位相
を反転させる位相制御部を設けたものである。

【００２６】また、次の発明による非接触通信システム
は、一方と他方の通信装置を備え、上記一方の通信装置
と上記他方の通信装置とが供給する上記電波の供給範囲
を重複させ、上記一方の通信装置と上記他方の通信装置
とが供給する上記電波の位相を同相としたものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．この発明の一実施の形態について説明す
る。図１は、実施の形態１による非接触カードシステム
の全体構成図である。図１において、１は予めＩＤコー
ド等を記録された情報媒体であるカード、２はカード１
から発信された返送信号を受信する通信装置、３はカー
ド１と通信装置２が通信できる範囲である通信エリア、
ａ、ｅは通信エリア３の外側の位置、ｂ、ｃ、ｄは通信
エリア３の内側の位置であり、ｂは通信エリア３の左
端、ｃは通信エリア３の中央部、ｄは通信エリア３の右
端の位置を示す。４は非接触通信システムである非接触
カード通信システムであり、上述の符号１〜３を付した
構成を含む。

【００２８】図２は図１に示す情報媒体であるカード１
の詳細説明図、図３は図１に示すカード１の電気回路図
である。図２、図３において、図１５又は図１６と同等
のものは同一符号を付し説明を省略する。５は、受信ア
ンテナ２６が受信した動作エネルギーを動作電源に変換
する電源回路であり、図３に示すコンデンサ２７ｅとコ
ンデンサ２７ｆとを含んでいる。尚、このカード１に
は、図１６に示すカード２２に含まれる保護回路３３は
設けられていない。

【００２９】図４は図１に示す通信装置２の詳細説明
図、図５は図４に示す利得制御回路の詳細説明図であ
る。図４、図５において、図１７と同等のものは同一符
号を付し説明を省略する。６は、発振器３５が生成した
電気信号を増幅度を可変して出力できる可変増幅器、７
は、可変増幅器６の増幅度を制御する利得制御回路であ
り、増幅器３９からの返送信号を６ビットのデジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器７ａと、Ａ／Ｄ変換器７ａか
らのデジタル信号に応じて可変増幅器６の利得を制御す
るための規則を記録されたＲＯＭ７ｂとを含んでいる。
８は電源供給制御部であり、可変増幅器６と利得制御回
路７とを含んでいる。

【００３０】次に、動作を図１乃至図５により説明す
る。例えば、カード１が図１に示す矢印方向に移動する
場合について説明する。通信装置２は、予めカード１の
動作電源となる動作エネルギーを、例えば、規定の周波
数の電磁波等を発生させるための電気信号を発振器３５
により生成する。発振器３５が生成した電気信号は、そ
の動作の詳細を後述する利得制御回路７に制御される可
変増幅器６にて増幅され、電波として送信アンテナ３７
より放射される。この電波の大きさにより、図１に点線
で示す通信エリア３の範囲が決定される。

【００３１】カード１が、人に携帯され、車両に取り付
けられ、製造中の半完成品に取り付けられた状態で通信
エリア３内に進入すると、カード１の受信アンテナ２６
で受信された電波は、並列共振回路３２により電気信号
に変換され、電源回路５により、例えば、カード１の各
回路が動作する設定値である約３Ｖの動作電源に変換さ
れてカード１のＩＤコード発生器２８、変調器２９、増
幅器３０等の各回路に供給される。ＩＤコード出力部２
８は、供給される電源が３Ｖ以上となると、予め記録さ
れたＩＤコードを出力する。このＩＤコードは、変調器
２９によりアナログ信号の返送信号に変調され、増幅器
３０により増幅される。この返送信号は送信アンテナ３
１より発信される。

【００３２】次に、通信装置２の受信アンテナ３８によ
り受信された返送信号は、増幅器３９により一定の増幅
がなされ、利得制御回路７と復調器４０とに出力され
る。復調器４０は、増幅された返送信号を復調し、復調
した返送信号に含まれるＩＤコードを不図示のホストコ
ンピュータに出力する。

【００３３】次に、利得制御回路７と可変増幅器６との
動作を図６乃至図９により説明する。図６は図２に示す
増幅器３９の出力を示す説明図であり、縦軸は増幅器３
９が出力する返送信号の大きさ、横軸は返送信号を発信
するカード１の位置である。図７は図４に示す利得制御
回路７の動作を示す説明図であり、縦軸は可変増幅器６
の制御値、横軸はＡ／Ｄ変換器７ａが出力するデジタル
信号、Ｆ、３Ｆ等は各々６ビットのデジタル信号値であ
る。図８は可変増幅器６の動作を示す説明図であり、縦
軸は可変増幅器６の増幅度である利得、横軸は返送信号
を発信するカード１の位置である。図９は電源回路５の
供給電源を示す説明図であり、縦軸は供給電圧、横軸は
返送信号を発信するカード１の位置である。図６、図８
及び図９中の位置ａ〜ｅは各々図１に示す位置ａ〜ｅに
対応している。

【００３４】例えば、カード１が図１に示す位置ａ〜位
置ｅへと移動する場合、カード１が位置ａにある場合、
カード１は通信エリア３の外なので、カード１の各構成
は動作せず返送信号は発信されない。この状態では可変
増幅器６は発振器３５からの電気信号を所定の増幅度で
増幅している。カード１が位置ｂに達すると、カード１
は通信エリア３内なので、上述のとおりカード１の各構
成が動作し返送信号が送信される。この返送信号は上述
のとおり通信装置２の受信アンテナ３８により受信さ
れ、増幅器３９により所定の増幅度で増幅され、復調器
４０と利得制御回路７とに出力される。

【００３５】カード１が位置ｂから位置ｃに移動するに
伴い、カード１と受信装置２との距離が近くなるので、
通信装置２が受信する返送信号は大きくなり、図６に示
すように位置ｂから位置ｃにかけて徐々に増幅器３９の
出力が大きくなる。この増幅器３９からの出力は上述の
とおり利得制御回路７に入力される。利得制御回路７の
Ａ／Ｄ変換器７ａは、増幅器３９からの出力である増幅
された返送信号を６ビットのデジタル信号に変換しＲＯ
Ｍ７ｂに出力する。ＲＯＭ７ｂはＡ／Ｄ変換器７ａの出
力とＲＯＭ７ｂが可変増幅器６に出力する制御値との関
係を記憶したテーブルを有し、利得制御回路７は、この
テーブルと、Ａ／Ｄ変換器７ａの出力するデジタル信号
とにより可変増幅器６の利得を制御する制御値を可変増
幅器６に出力する。

【００３６】Ａ／Ｄ変換器７ａからのデジタル信号を可
変増幅器６の制御値に変換するためＲＯＭ７ｂに記憶さ
れたテーブルは、図７に示すような、横軸にＡ／Ｄ変換
器７ａの出力するデジタル信号、即ちＲＯＭ７ｂの入力
データＸ、縦軸に制御値である出力データＹのグラフに
示す関係として表わされる。例えば、図７に示すよう
に、利得制御回路７は、Ａ／Ｄ変換器７ａの出力する６
ビットのデジタル信号の大きさが０〜Ｆの範囲の場合、
ＲＯＭ７ｂのテーブルを基に、制御値として６ビットの
デジタル信号Ｆ３を求め、これを制御値として可変増幅
器６に出力する。尚、これは、カード１が図１に示す位
置ｂ〜位置ｄの間に、又は通信エリア３内になく、図６
に示すように増幅器３９の出力がない場合である。

【００３７】また、図７に示すように、利得制御回路７
は、Ａ／Ｄ変換器７ａの出力する６ビットのデジタル信
号の大きさがＦ〜３０までの範囲の場合、次式（１）に
より求められる６ビットのデジタル信号を制御値として
可変増幅器６に出力する。 Ｙ＝３Ｆ−Ｘ ・・・（１） 但しＸはＲＯＭ７ｂに入力されるデジタル信号、Ｙは制
御値である。尚、これは、カード１が図１に示す位置ｂ
〜位置ｄの間に、又は通信エリア３内にあり、図６に示
すように増幅器３９の出力が変化する場合である。

【００３８】また、図７に示すように、利得制御回路７
は、Ａ／Ｄ変換器７ａの出力するデジタル信号の大きさ
が３０以上の場合、制御値として６ビットのデジタル信
号Ｆを求め、これを制御値として可変増幅器６に出力す
る。尚、これは、カード１が図１に示す位置ｃ、即ち、
この実施の形態１での動作説明において、カード１が通
信装置２に最も近づく位置にあり、図６に示すように増
幅器３９の出力が最大の場合である。

【００３９】次に、可変増幅器６は、利得制御回路７か
らの制御値に応じて、発振器３５が生成した電気信号を
増幅度を変えて増幅して送信アンテナ３７に出力する。
これにより送信アンテナ３７から送信される電波の大き
さは、カード１の移動によるカード１と通信装置２との
相対距離の変化に伴い変化する。即ち、図８に示したよ
うに、返送信号を発信するカード１の位置に対して、可
変増幅器６の増幅度は変化するので、図１に示す位置ｂ
〜位置ｃへとカード１が移動し、カード１が通信装置２
に近づけば通信装置２が供給する電波は小さくなり、カ
ード１と通信装置２との最短距離の位置ｃを境に、カー
ド１が通信装置２から遠ざかれば通信装置２が供給する
電波は大きくなる。従って、カード１の移動に伴い通信
エリア３の範囲はデータ通信に必要な範囲に変化するの
で、図９に示すように、カード１の電源回路５からカー
ド１の各構成に出力される動作電源はほぼ一定の値とな
る。

【００４０】上述のように、実施の形態１に示す非接触
カードシステム４によれば、通信装置２の電源供給制御
部８が、カード１からの返送信号の大きさの変化に応じ
て変化する増幅器３９の出力に応じて、カード１に供給
する動作エネルギーの大きさを調整し、データ通信中
は、通信エリア３をデータ通信に必要な最低限の範囲に
変化させるので、通信装置２は不要な動作エネルギーを
放射しなくて済み省電力化ができる。

【００４１】また、データ通信中は、通信エリア３をデ
ータ通信に必要な最低現の範囲に変化させるので、他の
非接触カードシステムが隣接してる場合でも、他の非接
触カードシステムとの間でデータ通信が混信するのを防
止でき、データ通信の信頼性を損なうのを防止できる。

【００４２】また、カード１からの返送信号の大きさの
変化に応じて、電源供給制御部８がカード１に供給する
動作エネルギーの大きさを調整するので、カード１の電
源回路５からカード１の各構成に供給される動作電源を
ほぼ一定とすることができ、電源回路５に保護回路等を
設けなくて済み、カード１の低コスト化、小型化ができ
る。

【００４３】実施の形態２．この発明の他の実施の形態
について説明する。図１０は、実施の形態２による非接
触カードシステムの全体構成図である。図１０におい
て、図１乃至図５又は図１４乃至図１９と同等のものは
同一符号を付し説明を省略する。９は通信装置であり、
発振器３５と増幅器３６と送信アンテナ３７と受信アン
テナ３８と増幅器３９と復調器４０とを含んでいる。１
０は通信装置であり、増幅器３６と送信アンテナ３７と
受信アンテナ３８と増幅器３９と復調器４０とを含んで
いる。１１は通信装置９の発振器３５からの電気信号を
位相を反転させて通信装置１０の増幅器３６に出力する
位相制御部である反転増幅器、１２は通信装置９が受け
持つ通信エリア、１３は通信装置１０が受け持つ通信エ
リア、１４は通信エリア１２と通信エリア１３とが重複
する部分である。１５は非接触通信システムである非接
触カードシステムであり、上述の符号９〜１３を付した
構成及びカード２２を含んでいる。ｊ〜ｍは位置を示
し、ｊは通信エリア１２の左端端、ｋは通信エリア１３
の左端、ｌは通信エリア１２の右端、ｍは通信エリア１
３の右端である。

【００４４】次に、動作を図１０により説明する。例え
ば、カード２２が図１０に示す矢印方向に移動する場合
について説明する。通信装置９の発振器３５は、カード
１の動作電源となる動作エネルギーを、例えば、規定の
周波数の電磁波等を発生させるための電気信号を生成
し、通信装置９の増幅器３６と反転増幅器１１とに出力
する。通信装置９の増幅器３６に出力された電気信号
は、増幅器３６により増幅された後、通信装置９の送信
アンテナ３７より電波として放射される。これにより通
信エリア１２が形成される。

【００４５】また、発振器３５から反転増幅器１１に出
力された電気信号は、反転増幅器１１により位相を１８
０度反転され増幅されて通信装置１０の増幅器３６に出
力される。この電気信号は通信装置１０の増幅器３６に
より増幅された後、通信装置１０の送信アンテナ３７よ
り電波として、通信装置９が放射する電波と同時に放射
される。これにより通信エリア１３が形成される。ここ
で、通信装置９が放射する電波と通信装置１０が放射す
る電波は位相が１８０度異なるので、図１０に斜線で示
した重複部分１４では電波どうしが干渉し互いに打ち消
しあうことになる。

【００４６】カード２２が、人に携帯され、車両に取り
付けられ、製造中の半完成品に取り付けられた状態で通
信エリア１２内に進入しすると、カード２２の図１５に
示す受信アンテナ２６により受信された電波は、図１６
に示す並列共振回路３２により電気信号に変換され、電
源回路２７により、例えば、カード２２の各回路が動作
する設定値である約３Ｖの動作電源に変換されてカード
２２の図１５に示すＩＤコード発生器２８、変調器２
９、増幅器３０等の各回路に供給される。供給される電
源が３Ｖ以上となると、ＩＤコード出力部２８は記録さ
れたＩＤコードを出力する。このＩＤコードは、変調器
２９によりアナログ信号の返送信号に変調される。この
返送信号は増幅器３０により増幅され、送信アンテナ３
１より発信される。

【００４７】次に、通信装置９の受信アンテナ３８によ
り受信された返送信号は、増幅器３９により一定の増幅
がなされ、復調器４０に出力される。復調器４０は増幅
された返送信号を復調し、復調した返送信号に含まれる
ＩＤコードを不図示のホストコンピュータに出力する。

【００４８】次に、反転増幅器１１の動作を図１１によ
り詳細に説明する。図１１は図１０に示すカード２２の
受信電波の大きさの変化を示す説明図である。図１１に
おいて、縦軸はカード２２の受信電波の大きさ、横軸は
返送信号を発信するカード２２の位置、１６は通信装置
９が放射した電波をカード２２の受信アンテナ２６が受
信した受信特性、１７は通信装置１０が放射した電波を
カード２２の受信アンテナ２６が受信した受信特性であ
る。ｊ〜ｍは図１０に示す位置ｊ〜ｍに各々対応し、図
１１中ｊとｌの間が通信エリア１２に対応し、位置ｋと
位置ｍの間が通信エリア１３に対応し、位置ｋと位置ｌ
の間が重複部分１４に対応する。Ａはカード２２の並列
共振回路３２を経て、電源回路２７が３Ｖ以上の動作電
源を出力するために必要な電波の受信レベルを示す閾値
である。Ｂは受信特性１６と閾値Ａとの交点、Ｃは受信
特性１７と閾値Ａとの交点である。ここで、図１１に示
すように、交点Ｂは位置ｋと位置ｍの間になく通信エリ
ア１３に含まれず、交点Ｃは位置ｊと位置ｌの間になく
通信エリア１２に含まれない。

【００４９】カード２２の移動に伴って、カード２２と
通信装置９との相対距離が変化するので、受信特性１６
は図１１に示すように、カード２２が通信装置９に近づ
くに伴い徐々に大きくなり、カード２２と通信装置９と
の距離が最短となる位置を境に徐々に小さくなる。ここ
で、反転増幅器１１により通信装置９からの電波の位相
と通信装置１０からの電波の位相との位相差が１８０度
とされているため、重複部分１４及びその付近は電波が
互いに打ち消しあっているので、カード２２が図１０に
示す位置ｋに近づくと、受信特性１６に示すようにカー
ド２２の受信する電波は急激に小さくなる。そして、図
１１に示すように受信特性１６は、位置ｋに達する以前
の交点Ｂで閾値Ａと交わり、以降は閾値Ａ未満の値とな
る。図１１に示すように交点Ｂと交点Ｃの間では、カー
ド２２が受信する電波は閾値Ａ未満となるので、カード
２２から返送信号は発信されない。カード２２が位置ｋ
と位置ｌとの間にある場合、即ち、カード２２が図１０
に示す間重複部分１４内にある場合は、カード２２は通
信装置９、１０の何れともデータ通信を行わない。

【００５０】尚、カード２２がさらに移動し、受信特性
１７が交点Ｃを超えると、カード２２が受信する通信装
置１０からの電波は閾値Ａ以上となるので、カード２２
の図１５に示す電源回路２７は約３Ｖの直流電源を出力
し、ＩＤコード発生器２８、増幅器２９、変調器３０等
が図１５に示したものと同様に動作し、返送信号が送信
アンテナ３１より発信される。通信装置１０の受信アン
テナ３８により受信された返送信号は、増幅器３９によ
り一定の増幅がなされ、復調器４０に出力される。復調
器４０は増幅された返送信号を復調し復調した返送信号
に含まれるＩＤコードを不図示のホストコンピュータに
出力する。

【００５１】尚、この実施の形態２において、通信装置
９、通信装置１０に、図４に示す電源供給制御部８を設
けて、通信装置９と通信装置１０の供給する電波の大き
さを調整するようにしてもよい。この場合、通信装置９
の通信エリア１２と通信装置１０の通信エリア１３とを
必要最低限の範囲とすることができるので、重複部分１
４の範囲も小さくすることができ、より混信を防止する
ことができると共に通信装置９、１０のデータ通信の時
間を長くすることもできる。

【００５２】上述のとおり、実施の形態２による非接触
カードシステム１５によれば、位相制御部である反転増
幅器１１が通信装置９の発振器３５からの電気信号の位
相を反転させて通信装置１０に出力し、位相差が１８０
度の電波を通信装置９と通信装置１０から同時に放射す
ることにより、通信装置９からの電波による通信エリア
１２と、通信装置１０からの電波による通信エリア１３
とが重複する重複部分１４内の電波が打ち消し合うよう
に作用するので、重複部分１４にカード２２がある場合
は、カード２２と通信装置９、１０とのデータ通信がな
く、通信装置９と通信装置１０との混信を防止でき、デ
ータ通信の信頼性を確保できる。また、従来の非接触カ
ードシステム４７のように動作エネルギー供給のタイミ
ング切り替えを行う制御部４３や位置検出部を必要とせ
ず、低コスト化、構成の簡易化ができる。

【００５３】また、通信装置９と通信装置１０との混信
を防止できるので、通信装置９、通信装置１０の設置間
隔を小さくすることもでき、例えば、電子部品や電子製
品等の生産ラインで各工程の距離的間隔が小さい生産ラ
インにも適用できる。

【００５４】また、この実施の形態２において、通信装
置９、通信装置１０に、図４に示す電源供給制御部８を
設けて、通信装置９と通信装置１０の供給する電波の大
きさを調整するようにした場合、通信装置９の通信エリ
ア１２と通信装置１０の通信エリア１３とを必要最低限
の範囲とすることができるので、重複部分１４の範囲も
小さくすることができ、より混信を防止することができ
ると共に通信装置９、１０のデータ通信の時間を長くす
ることもできる。

【００５５】実施の形態３．この発明の他の実施の形態
について説明する。図１２は、実施の形態３による非接
触カードシステムの全体構成図である。図１２におい
て、図１０と同等のものは同一符号を付し説明を省略す
る。１８は通信装置９の発振器３５からの電気信号を通
信装置１０の増幅器３６に出力する接続部、１９は通信
エリア１２と通信エリア１３との重複部分、２０は非接
触カードシステムであり、上述の符号１８及び１９を付
した構成と通信装置９と通信装置１０と通信エリア１２
と通信エリア１３とカード２２とを含む。

【００５６】次に、動作を図１２により説明する。例え
ば、カード２２が図１２に示す矢印方向に移動する場合
について説明する。通信装置９の発振器３５は、カード
１の動作電源となる動作エネルギーを、例えば、規定の
周波数の電磁波等を発生させるための電気信号を生成
し、通信装置９の増幅器３６と接続部１８とに出力す
る。通信装置９の増幅器３６に出力された電気信号は、
増幅器３６により増幅された後、通信装置９の送信アン
テナ３７より電波として放射される。これにより通信エ
リア１２が形成される。また、発振器３５から接続部１
８に出力された電気信号は、接続部１８により通信装置
１０の増幅器３６に出力される。この電気信号は増幅器
３６により増幅された後、送信アンテナ３７より、通信
装置９の放射する電波と同時に放射される。これにより
通信エリア１３が形成される。ここで、通信装置９と通
信装置１０は、通信装置９の発振器３６が生成した電気
信号を電波として同時に放射するので、通信装置９と通
信装置１０が放射する電波の位相は同じであり、図１２
に斜線で示した重複部分１９では電波どうしが干渉し相
加することになる。

【００５７】カード２２が、人に携帯され、車両に取り
付けられ、製造中の半完成品に取り付けられた状態で通
信エリア１２内に進入しすると、カード２２の図１５に
示す受信アンテナ２６により受信された電波は、図１６
に示す並列共振回路３２により電気信号に変換され、電
源回路２７により、例えば、カード２２の各回路が動作
する設定値である約３Ｖの動作電源に変換されてカード
２２の図１５に示すＩＤコード発生器２８、変調器２
９、増幅器３０等の各回路に供給される。供給される電
源が３Ｖ以上となると、ＩＤコード出力部２８は記録さ
れたＩＤコードを出力する。このＩＤコードは、変調器
２９によりアナログ信号の返送信号に変調される。この
返送信号は増幅器３０により増幅され、送信アンテナ３
１より発信される。

【００５８】次に、接続部１８の動作を図１３により詳
細に説明する。図１３は図１２に示すカード２２の受信
電波の大きさを示す説明図である。図１３において、図
１１と同等のものは同一符号を付し説明を省略する。２
１は通信装置９と通信装置１０とが放射した電波による
受信アンテナ２６の受信特性である。ｊ〜ｍは図１２に
示す位置ｊ〜ｍに各々対応する。図１３中位置ｊと位置
ｌの間が通信エリア１２に対応し、位置ｋと位置ｍの間
が通信エリア１３に対応し、位置ｋと位置ｌの間が重複
部分１９に対応する。

【００５９】カード２２の移動に伴って、カード２２と
通信装置９との相対距離が変化するので、受信特性２１
は図１３に示すように、カード２２が通信装置９に近づ
くに伴い徐々に大きくなり、カード２２と通信装置９と
の距離が最短となる位置を境に徐々に小さくなる。ここ
で、接続部１８により通信装置９の発振器３６が生成し
た電気信号を通信装置１０に出力し、通信装置９と通信
装置１０とから同位相の電波を放射しているので、重複
部分１９及びその付近は電波が互いに相加し合ってい
る。そのため、カード２２が図１２に示す位置ｋに近づ
くと、受信特性２１に示すように、カード２２の受信す
る電波はほぼ一定の値となり、また、カード２２が位置
ｌを超えるまで、カード２２の受信する電波はほぼ一定
の値となる。このように、カード２２は、重複部分１９
においても十分な電波を得ることができ、カード２２は
返送信号を発信することができ、カード２２と通信装置
９、通信装置１０とでデータ通信を行うことができる。

【００６０】上述のとおり、実施の形態３による非接触
カードシステム２０によれば、通信装置９の発振器３５
からの電気信号を通信装置１０に出力し、同位相の電波
を通信装置９と通信装置１０から同時に放射することに
より、通信装置９からの電波による通信エリア１２と、
通信装置１０からの電波による通信エリア１３とが重複
する重複部分１９内の電波が相加し合うように作用する
ので、重複部分１９にカード２２がある場合でも、カー
ド２２は十分な電波を得て返送信号を発信できるので、
カード２２と通信装置９、通信装置１０との通信時間を
長くすることができる。したがって、通信装置９と通信
装置１０とが同じデータをカード２２に要求する場合の
データ通信においては、通信時間を長くとれることによ
り、比較的大きなデータも通信することができ、データ
通信の信頼性を高くすることができる。

【００６１】

【発明の効果】この発明による非接触通信システムは、
動作エネルギーの大きさを所定の情報の受信強度に応じ
て制御する電源供給制御部を通信装置に設けたので、通
信装置はデータ通信に不要な動作エネルギーを放射しな
くて済み省電力化ができる。

【００６２】さらに、電源供給制御部が、動作エネルギ
ーの大きさを所定の情報の受信強度に応じて制御するの
で、データ通信中は通信エリアをデータ通信に必要な最
低限の範囲に変化させることができ、他の非接触通信シ
ステムとの間でデータ通信が混信するのを防止でき、デ
ータ通信の信頼性を損なうのを防止できる。

【００６３】さらに、情報媒体の電源回路で変換される
動作電源をほぼ一定とすることができ、電源回路に保護
回路等を設けなくて済み、情報媒体の低コスト化、小型
化ができる。

【００６４】また、次の発明による非接触通信システム
は、一方と他方の通信装置が供給する電波の供給範囲を
重複させ、一方の上記通信装置が供給する上記電波の位
相に対し、他方が供給する上記電波の位相を反転させる
位相制御部を設けたので、一方の上記通信装置からの上
記電波による通信エリアと他方からの上記電波による通
信エリアとが重複する部分の電波は、互いに打ち消し合
う。したがって、情報媒体が上記重複する部分にある場
合、上記情報媒体と上記２つの通信装置との間にデータ
通信が行われないので、上記２つの通信装置間での混信
を防止でき、データ通信の信頼性を確保できる。

【００６５】また、次の発明による非接触通信システム
は、一方と他方の通信装置が供給する電波の供給範囲を
重複させ、上記２つの通信装置が供給する上記電波の位
相を同相とする位相制御部を設けたので、一方の上記通
信装置からの上記電波による通信エリアと他方からの上
記電波による通信エリアとが重複する部分の電波は、互
いに相加し合う。したがって、情報媒体が上記重複する
部分にある場合でも、上記情報媒体は十分な電波を得る
ことができ、上記情報媒体と上記２つの通信装置との間
で比較的大きな同一データを通信することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による非接触カード
システム４の全体構成図である。

【図２】 図１に示す情報媒体であるカード１の詳細説
明図である。

【図３】 図２に示すカード１の電気回路図である。

【図４】 図１に示す通信装置２の詳細説明図である。

【図５】 図４に示す利得制御回路７の詳細説明図であ
る。

【図６】 図４に示す増幅器３９からの出力を示す説明
図である。

【図７】 図４に示す利得制御回路７の動作を示す説明
図である。

【図８】 図４に示す可変増幅器６の動作を示す説明図
である。

【図９】 図２に示す電源回路５からの出力を示す説明
図であるである。

【図１０】 この発明の実施の形態２による非接触カー
ドシステムの全体構成図である。

【図１１】 図１０に示すカード２２の受信電波の大き
さの変化を示す説明図である。

【図１２】 この発明の実施の形態３による非接触カー
ドシステムの全体構成図である。

【図１３】 図１２に示すカード２２の受信電波の大き
さを示す説明図である。

【図１４】 従来の非接触カードシステムの全体構成図
である。

【図１５】 図１４に示すカード２２の詳細説明図であ
る。

【図１６】 図１５に示すカード２２の電気回路図であ
る。

【図１７】 図１４に示す通信装置２３の詳細説明図で
ある。

【図１８】 図１６に示す電源回路２７の出力を示す説
明図である。

【図１９】 従来の他の非接触カードシステムの全体構
成図である。

【符号の説明】

１ カード、２ 通信装置、４ 非接触カードシステ
ム、 ６ 可変増幅器、７ 利得制御回路、８ 電源供
給制御部、１１反転増幅器、１５ 非接触カードシステ
ム、１８ 接続部、２０ 非接触カードシステム。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非接触で外部から供給される動作エネル
   ギーを動作電源に変換し所定の情報を送信する情報媒体
   と、非接触で上記情報媒体に上記動作エネルギーを供給
   し上記情報媒体から非接触で上記所定の情報を受信する
   通信装置とを備えた非接触通信システムにおいて、上記
   動作エネルギーの大きさを上記所定の情報の受信強度に
   応じて制御する電源供給制御部を上記通信装置に設けた
   ことを特徴とする非接触通信システム。
2. 【請求項２】 非接触で外部から供給される電波を動作
   電源に変換し所定の情報を送信する情報媒体と、非接触
   で上記情報媒体に上記電波を供給し上記情報媒体から非
   接触で上記所定の情報を受信する通信装置とを備えた非
   接触通信システムにおいて、一方と他方の上記通信装置
   を備え、上記一方の通信装置と上記他方の通信装置とが
   供給する上記電波の供給範囲を重複させ、上記一方の通
   信装置が供給する上記電波の位相に対し、上記他方の通
   信装置が供給する上記電波の位相を反転させる位相制御
   部を設けたことを特徴とする非接触通信システム。
3. 【請求項３】 非接触で外部から供給される電波を動作
   電源に変換し所定の情報を送信する情報媒体と、非接触
   で上記情報媒体に上記電波を供給し上記情報媒体から非
   接触で上記所定の情報を受信する通信装置とを備えた非
   接触通信システムにおいて、一方と他方の上記通信装置
   を備え、上記一方の通信装置と上記他方の通信装置とが
   供給する上記電波の供給範囲を重複させ、上記一方の通
   信装置と上記他方の通信装置とが供給する上記電波の位
   相を同相としたことを特徴とする非接触通信システム。