(57)【要約】【課題】整流回路からの直流電圧を監視して適切な共振周波数およびコイル状アンテナの形状を選択でき、リーダライタから遠い距離にある場合は効率良く電力を受けるとともに、リーダライタ近傍にあり過剰な電力を受ける場合には、過電圧印加で生じる発熱や、破壊による不具合を回避することができ、内部回路への電源電圧を安定させ良好な通信状態を得ることができる非接触データキャリアを提供する。【解決手段】コイル状アンテナ１の複数の個所にスイッチ１２ａ〜１２ｆを接続し、それらのスイッチを切替えて、同調コンデンサ２及び整流回路３に並列接続するコイル状アンテナ１の接続個所を切替えることにより、共振周波数の調整及び効率よく電力を受信できるアンテナ形状とすることを可能にし、インダクタンスを変えることで共振周波数を調整したり、コイル状アンテナ１の形状を変えることでコイル状アンテナ１を鎖交する磁束の量を調整する。【選択図】図３
2006072966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リーダライタとの間で無線通信により伝送される交流信号に含まれる情報データを格納する非接触データキャリアであって、コイル状アンテナとコンデンサからなる並列共振回路と、前記並列共振回路のコイル状アンテナにより受信した前記リーダライタからの交流信号を直流電圧に変換する整流回路と、前記リーダライタからの交流信号から情報データを復調する受信回路と、前記並列共振回路を通じて前記リーダライタへ伝送する応答信号を変調する送信回路と、前記情報データを格納するメモリと、前記受信回路、前記送信回路および前記メモリを制御する制御回路と、前記コンデンサ及び前記整流回路へ並列に接続する前記コイル状アンテナの接続個所を選択して、前記並列共振回路の共振周波数を変化させる複数のスイッチと、前記整流回路から前記受信回路、前記送信回路、前記メモリおよび前記制御回路へ印加される直流電圧を監視する電圧制御回路とを備え、前記電圧制御回路は、監視中の前記直流電圧に基づいて、予め組込んだシーケンスに従って前記複数のスイッチを順次切替え、前記複数のスイッチによる前記コイル状アンテナの接続個所の選択を制御することを特徴とする非接触データキャリア。
【請求項２】
請求項１に記載の非接触データキャリアであって、前記コンデンサを複数に分割し、その接続状態により前記コンデンサによる静電容量を調節可能とし、前記複数のスイッチは、前記コンデンサの接続状態を切替えて前記コンデンサによる静電容量を調節し、前記並列共振回路の共振周波数を変化させるよう構成し、前記電圧制御回路は、監視中の前記直流電圧に基づいて、予め組込んだシーケンスに従って前記複数のスイッチを順次切替え、前記複数のスイッチによる前記コンデンサの接続状態の切替えを制御することを特徴とする非接触データキャリア。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の非接触データキャリアであって、前記電圧制御回路は、無線通信中に、前記リーダライタから伝送された前記リーダライタの出力特性、アンテナ形状を含む情報に従って、前記複数のスイッチの設定を切替えることを特徴とする非接触データキャリア。
【請求項４】
請求項１に記載の非接触データキャリアであって、前記電圧制御回路の代わりに、過剰電力を消費することで整流後の直流電圧を安定に保つシャントレギュレータと、前記シャントレギュレータで発生する熱の温度を監視する温度センサとを備え、前記温度センサは、監視中の前記温度に基づいて、予め組込んだシーケンスに従って前記複数のスイッチを順次切替え、前記複数のスイッチによる前記コイル状アンテナの接続個所の選択を制御することを特徴とする非接触データキャリア。
【請求項５】
請求項２に記載の非接触データキャリアであって、前記電圧制御回路の代わりに、過剰電力を消費することで整流後の直流電圧を安定に保つシャントレギュレータと、前記シャントレギュレータで発生する熱の温度を監視する温度センサとを備え、前記温度センサは、監視中の前記温度に基づいて、予め組込んだシーケンスに従って前記複数のスイッチを順次切替え、前記複数のスイッチによる前記コンデンサの接続状態の切替えを制御することを特徴とする非接触データキャリア。
【請求項６】
請求項１に記載の非接触データキャリアであって、前記電圧制御回路の代わりに、過剰電力を消費することで整流後の直流電圧を安定に保つシャントレギュレータと、前記非接触データキャリアの複数の位置に配置されそれぞれ温度により出力の変化する素子を複数有し、前記複数の素子における出力の差を監視する温度センサとを備え、前記温度センサは、監視中の前記出力の差分に基づいて、予め組込んだシーケンスに従って前記複数のスイッチを順次切替え、前記複数のスイッチによる前記コイル状アンテナの接続個所の選択を制御することを特徴とする非接触データキャリア。
【請求項７】
請求項２に記載の非接触データキャリアであって、前記電圧制御回路の代わりに、過剰電力を消費することで整流後の直流電圧を安定に保つシャントレギュレータと、前記非接触データキャリアの複数の位置に配置されそれぞれ温度により出力の変化する素子を複数有し、前記複数の素子における出力の差を監視する温度センサとを備え、前記温度センサは、監視中の前記出力の差分に基づいて、予め組込んだシーケンスに従って前記複数のスイッチを順次切替え、前記複数のスイッチによる前記コンデンサの接続状態の切替えを制御することを特徴とする非接触データキャリア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種ＩＤ確認や、金融取引、あるいは商品管理等に用いられ、電磁誘導結合方式により電気的接点不要で、リーダライタと無線通信を行う非接触データキャリアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気的接点がなく、電磁誘導結合方式等を利用して電源電圧を供給し、同時にデータの送受信を行う非接触データキャリアの開発が行われている。磁気カードや接触型ＩＣカードなどのデータキャリアと異なり、接点が存在しないため、腐食、汚れや接点の磨耗による通信不良がなく、静電気や水に対しても耐性がある。同時にリーダライタに接点やデータキャリア挿抜のための機構を必要とせずメンテナンスフリーであることを特徴とする。メモリ容量の大きさとセキュリティの観点から、個人のＩＤ、または物流、商品管理の分野で大きな市場が期待されている。
【０００３】
以上のような従来の非接触データキャリア（例えば、特許文献１を参照）について、その概要を以下に説明する。
図１は従来の非接触データキャリアの主要な構成を示すブロック図である。従来の非接触データキャリアは、図１に示すように、リーダライタ（図示せず）との間で行う例えば無線通信用の電波を送受信するためのコイル状アンテナ１と、コイル状アンテナ１とで並列共振回路を形成する同調コンデンサ２と、コイル状アンテナ１の両端（ＣｏｉｌＡ、ＣｏｉｌＢ）に生じる交流電圧を整流して直流電圧を出力する整流回路３と、整流回路３で整流した直流電圧を各回路に供給する電源回路４と、リーダライタから並列共振回路を通じて伝送された電波を受信しその電波の周波数に変調された情報信号を復調するための受信回路５と、応答信号を電波の周波数で変調し並列共振回路を通じてリーダライタへ伝送するための送信回路６と、情報を格納したメモリ７と、上記の電源回路４、受信回路５、送信回路６およびメモリ７に対して、それぞれが良好に機能するように各動作を制御する制御回路８とからなる。
【０００４】
以上のように構成された従来の非接触データキャリアにおいて、リーダライタとの間で伝送される情報信号および応答信号は、リーダライタとの無線通信のために用いられる電波を搬送波としてその周波数で変調される。また、リーダライタおよび非接触データキャリアのそれぞれにおいて、コイル状アンテナ１のインダクタンスまたはコンデンサ２の静電容量は、電波を効率良く送受信できるように、コイル状アンテナ１およびコンデンサ２からなる並列共振回路の共振周波数が、情報信号および応答信号の搬送波となる電波の周波数と一致するように、それぞれの定数が決定されている。
【特許文献１】特開２００１−１６０１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記のような従来の非接触データキャリアにおいては、リーダライタから遠い距離にある場合には、アンテナでより多くの電力を効率よく受信することが必要であり、逆に、リーダライタ近傍にある場合には、アンテナは過剰な電力を受け、過電圧により内部回路が発熱または破壊されない工夫が必要になるが、これら２つの条件を十分満たすには、固定された共振周波数とアンテナ形状のもので実現することは困難である。
【０００６】
また、特許文献１に記載の非接触データキャリアのように、コイル状アンテナ１およびコンデンサ２からなる並列共振回路の共振周波数が、リーダライタと非接触データキャリアとの間で電波を効率良く送受信できる周波数になるように、静電容量が決定されたコンデンサ２をＩＣチップ内部に搭載する構造も考えられるが、この場合、静電容量はコンデンサ２の面積に比例するためＩＣチップ面積の増大を招き、そのためＩＣチップの生産性を損なうとともにコストも上昇させるという点で、実現は困難である。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、整流回路からの直流電圧を監視して適切な共振周波数およびコイル状アンテナの形状を選択でき、リーダライタから遠い距離にある場合は効率良く電力を受けるとともに、リーダライタ近傍にあり過剰な電力を受ける場合には、過電圧印加で生じる発熱や、破壊による不具合を回避することができ、内部回路への電源電圧を安定させ良好な通信状態を得ることができる非接触データキャリアを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の非接触データキャリアは、リーダライタとの間で無線通信により伝送される交流信号に含まれる情報データを格納する非接触データキャリアであって、コイル状アンテナとコンデンサからなる並列共振回路と、前記並列共振回路のコイル状アンテナにより受信した前記リーダライタからの交流信号を直流電圧に変換する整流回路と、前記リーダライタからの交流信号から情報データを復調する受信回路と、前記並列共振回路を通じて前記リーダライタへ伝送する応答信号を変調する送信回路と、前記情報データを格納するメモリと、前記受信回路、前記送信回路および前記メモリを制御する制御回路と、前記コンデンサ及び前記整流回路へ並列に接続する前記コイル状アンテナの接続個所を選択して、前記並列共振回路の共振周波数を変化させる複数のスイッチと、前記整流回路から前記受信回路、前記送信回路、前記メモリおよび前記制御回路へ印加される直流電圧を監視する電圧制御回路とを備え、前記電圧制御回路は、監視中の前記直流電圧に基づいて、予め組込んだシーケンスに従って前記複数のスイッチを順次切替え、前記複数のスイッチによる前記コイル状アンテナの接続個所の選択を制御する構成としたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項４に記載の非接触データキャリアは、請求項１に記載の非接触データキャリアであって、前記電圧制御回路の代わりに、過剰電力を消費することで整流後の直流電圧を安定に保つシャントレギュレータと、前記シャントレギュレータで発生する熱の温度を監視する温度センサとを備え、前記温度センサは、監視中の前記温度に基づいて、予め組込んだシーケンスに従って前記複数のスイッチを順次切替え、前記複数のスイッチによる前記コイル状アンテナの接続個所の選択を制御する構成としたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項６に記載の非接触データキャリアは、請求項１に記載の非接触データキャリアであって、前記電圧制御回路の代わりに、過剰電力を消費することで整流後の直流電圧を安定に保つシャントレギュレータと、前記非接触データキャリアの複数の位置に配置されそれぞれ温度により出力の変化する素子を複数有し、前記複数の素子における出力の差を監視する温度センサとを備え、前記温度センサは、監視中の前記出力の差分に基づいて、予め組込んだシーケンスに従って前記複数のスイッチを順次切替え、前記複数のスイッチによる前記コイル状アンテナの接続個所の選択を制御する構成としたことを特徴とする。
【００１１】
以上により、コイル状アンテナの接続箇所を切替えてインダクタンスとアンテナ形状を設定することにより、最適な共振周波数への調整を可能にし、整流回路により整流後の安定した電源を確保し、リーダライタとの効率良い通信を可能にする。
【００１２】
また、本発明の請求項２に記載の非接触データキャリアは、請求項１に記載の非接触データキャリアであって、前記コンデンサを複数に分割し、その接続状態により前記コンデンサによる静電容量を調節可能とし、前記複数のスイッチは、前記コンデンサの接続状態を切替えて前記コンデンサによる静電容量を調節し、前記並列共振回路の共振周波数を変化させるよう構成し、前記電圧制御回路は、監視中の前記直流電圧に基づいて、予め組込んだシーケンスに従って前記複数のスイッチを順次切替え、前記複数のスイッチによる前記コンデンサの接続状態の切替えを制御する構成としたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項５に記載の非接触データキャリアは、請求項２に記載の非接触データキャリアであって、前記電圧制御回路の代わりに、過剰電力を消費することで整流後の直流電圧を安定に保つシャントレギュレータと、前記シャントレギュレータで発生する熱の温度を監視する温度センサとを備え、前記温度センサは、監視中の前記温度に基づいて、予め組込んだシーケンスに従って前記複数のスイッチを順次切替え、前記複数のスイッチによる前記コンデンサの接続状態の切替えを制御する構成としたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項７に記載の非接触データキャリアは、請求項２に記載の非接触データキャリアであって、前記電圧制御回路の代わりに、過剰電力を消費することで整流後の直流電圧を安定に保つシャントレギュレータと、前記非接触データキャリアの複数の位置に配置されそれぞれ温度により出力の変化する素子を複数有し、前記複数の素子における出力の差を監視する温度センサとを備え、前記温度センサは、監視中の前記出力の差分に基づいて、予め組込んだシーケンスに従って前記複数のスイッチを順次切替え、前記複数のスイッチによる前記コンデンサの接続状態の切替えを制御する構成としたことを特徴とする。
【００１５】
以上により、コイル状アンテナの接続箇所を切替えてインダクタンスとアンテナ形状を設定するとともに、コンデンサの接続状態を切替えてコンデンサの静電容量を調節することにより、最適な共振周波数への調整を可能にし、整流回路により整流後の安定した電源を確保し、リーダライタとの効率良い通信を可能にする。
【００１６】
また、本発明の請求項３に記載の非接触データキャリアは、請求項１または請求項２に記載の非接触データキャリアであって、前記電圧制御回路は、無線通信中に、前記リーダライタから伝送された前記リーダライタの出力特性、アンテナ形状を含む情報に従って、前記複数のスイッチの設定を切替える構成としたことを特徴とする。
【００１７】
以上により、リーダライタからの情報を基に、コイル状アンテナの接続箇所を切替えてインダクタンスとアンテナ形状を設定したり、コンデンサの接続状態を切替えてコンデンサの静電容量を調節したりすることにより、最適な共振周波数への調整を可能にし、整流回路により整流後の安定した電源を確保し、リーダライタとの効率良い通信を可能にする。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように本発明によれば、コイル状アンテナの接続箇所を切替えてインダクタンスとアンテナ形状を設定することにより、最適な共振周波数への調整を可能にし、整流回路により整流後の安定した電源を確保し、リーダライタとの効率良い通信を可能にすることができる。
【００１９】
そのため、整流回路からの直流電圧を監視して適切な共振周波数およびコイル状アンテナの形状を選択でき、リーダライタから遠い距離にある場合は効率良く電力を受けるとともに、リーダライタ近傍にあり過剰な電力を受ける場合には、過電圧印加で生じる発熱や、破壊による不具合を回避することができ、内部回路への電源電圧を安定させ良好な通信状態を得ることができる。
【００２０】
また、並列共振回路の共振周波数を調整するため同調用のコンデンサをＩＣチップに内蔵する場合、ＩＣチップ面積の増大を招くが、本発明によれば、コイル状アンテナの接続箇所を切替えてインダクタンスとアンテナ形状を設定するとともに、コンデンサの接続状態を切替えてコンデンサの静電容量を調節することにより、最適な共振周波数への調整を可能にし、整流回路により整流後の安定した電源を確保し、リーダライタとの効率良い通信を可能にすることができる。
【００２１】
また、リーダライタからの情報を基に、コイル状アンテナの接続箇所を切替えてインダクタンスとアンテナ形状を設定したり、コンデンサの接続状態を切替えてコンデンサの静電容量を調節したりすることにより、最適な共振周波数への調整を可能にし、整流回路により整流後の安定した電源を確保し、リーダライタとの効率良い通信を可能にすることができる。
【００２２】
そのため、ＩＣチップの外部にあるコイル状アンテナや同調用のコンデンサを調整できるので、ＩＣチップ面積増大による生産性の低下やコスト上昇を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を示す非接触データキャリアについて、図面を参照しながら具体的に説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１の非接触データキャリアを説明する。
【００２４】
本実施の形態１の非接触データキャリアは、基本的に、同調コンデンサ及び整流回路に並列接続されているコイル状アンテナの複数の箇所にスイッチを接続し、それらのスイッチを、リーダライタとの間の電波強度に応じて変化する整流回路からの直流電圧に基づいて切替え、コイル状アンテナ上で実際にアンテナとして作用する接続箇所を変化させて、コイル状アンテナとしてのインダクタンスと形状を変更設定することにより、上記コイル状アンテナおよび同調コンデンサからなる並列共振回路において、最適な共振周波数への調整を可能にし、整流回路により整流後の安定した電源を確保し、リーダライタとの効率良い通信を可能にする。
【００２５】
それにより、整流回路からの直流電圧を監視し、その直流電圧に応じて、コイル状アンテナおよび同調コンデンサからなる並列共振回路における適切な共振周波数、およびコイル状アンテナの形状を選択することができ、リーダライタから遠い距離にある場合は効率良く電力を受けるとともに、リーダライタ近傍にあり過剰な電力を受ける場合には、過電圧印加で生じる発熱や、破壊による不具合を回避することができ、内部回路へ供給される電源電圧を安定させて、リーダライタとの間で良好な通信状態を得ることができる。
【００２６】
つまり、リーダライタとの無線通信用の電波が弱く電力が不足ぎみの場合は、効率の良い電力の受信のために、コイル状アンテナおよび同調コンデンサからなる並列共振回路の共振周波数を、リーダライタとの無線通信用の搬送波として用いる電波の周波数に揃えることと、コイル状アンテナの開口部をできるだけ多くの電磁波が横切るような形状にすることができる。逆に、リーダライタとの無線通信用の電波が強く電力過多の場合は、コイル状アンテナおよび同調コンデンサからなる並列共振回路の共振周波数をずらしたり、電磁波がコイル状アンテナの開口部を横切る面積を小さくしたりすることができる。
【００２７】
以上のような本実施の形態１の非接触データキャリアについて、以下に詳しく説明する。
図２は本実施の形態１の非接触データキャリアにおけるコイル状アンテナの接続説明図である。例えば、コイル状アンテナ１の９箇所からスイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ９）を接続したとして、図２（ａ）に示すように、ＳＷ１をＣｏｉｌＡ端子に接続し、ＳＷ９をＣｏｉｌＢ端子に接続し、残りのＳＷ２〜ＳＷ８は何処にも接続せずに浮遊した（Ｆｌｏａｔｉｎｇ）状態とすると、コイル状アンテナ１のインダクタンスとして最も大きな値が得られる状態となる。
【００２８】
図２（ｂ）に示すように、ＳＷ１をＣｏｉｌＡ端子に接続し、ＳＷ４をＣｏｉｌＢ端子に接続し、残りのＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ５〜ＳＷ９は何処にも接続せずに浮遊した状態とすると、図２（ａ）の場合に比べて、コイル状アンテナ１の外形は小さくなり、さらにコイルの巻数も減少するため、コイル状アンテナ１のインダクタンスは小さくなる。
【００２９】
図２（ｃ）に示すように、ＳＷ６をＣｏｉｌＡ端子に接続し、ＳＷ９をＣｏｉｌＢ端子に接続し、残りのＳＷ１〜ＳＷ５、ＳＷ７、ＳＷ８は何処にも接続せずに浮遊した状態とすると、図２（ｂ）の場合に比べて、コイルの巻数は同じであっても、コイル状アンテナ１の外形が大きいため、コイル状アンテナ１のインダクタンスは大きくなる。一方図２（ａ）の場合に比べると、コイル状アンテナ１の外形は同じであっても、コイルの巻数が減少するため、コイル状アンテナ１のインダクタンスは小さくなる。
【００３０】
このようにして、コイル状アンテナ１のインダクタンスを変えることで、コンデンサ２とで形成する並列共振回路の共振周波数を調整したり、コイル状アンテナ１の形状を変えることでコイル状アンテナ１を鎖交する磁束の量を調整したりして、結果として、安定した電源電圧を各回路に供給することができる。
【００３１】
図３は本実施の形態１の非接触データキャリアの主要な構成を示すブロック図である。ここでは、コイル状アンテナ１の巻数が３巻の場合を例として示す。本実施の形態１の非接触データキャリアにおいて、コイル状アンテナ１には、コイルの１巻き毎に同調コンデンサ２および整流回路３へ並列接続が可能なように、複数の切替えスイッチ１２ａ〜１２ｆが接続されている。これらの切替えスイッチのオン状態により、コイル状アンテナ１上で、ＣｏｉｌＡ端子およびＣｏｉｌＢ端子を通じて同調コンデンサ２と接続されアンテナとして作用させる接続箇所が選択できる。
【００３２】
このようにして選択されたコイル状アンテナ１上の接続箇所と、ＣｏｉｌＡ端子およびＣｏｉｌＢ端子を通じて接続された同調コンデンサ２とで、並列共振回路を構成し、この並列共振回路のコイル状アンテナ１で、リーダライタ１０からの情報信号が変調されコイル状アンテナ１１から出力された電波を受信することにより、ＣｏｉｌＡ端子とＣｏｉｌＢ端子との間に発生した交流電圧は整流回路３で直流電圧に変換される。
【００３３】
整流回路３からの直流電圧は、リーダライタ１０からの情報信号を復調する受信回路５と、応答信号を変調してリーダライタ１０へ送り返す送信回路６と、情報を格納したメモリ７と、これらの各機能動作を制御する制御回路８とに、各回路への供給電源として印加される。この直流電圧は、同時に電圧制御回路９にも供給され、その電圧値を電圧制御回路９で監視する。
【００３４】
図４は本実施の形態１の非接触データキャリアにおける電圧制御回路の主要な構成を示すブロック図である。電圧制御回路９は、図４に示すように、予めシーケンサ１３に組み込んだシーケンスに従って、そのシーケンスが示すスイッチ設定になるように、スイッチ１２ａ〜１２ｆのオン状態を切替える。そのスイッチ設定において、整流回路３による整流後の直流電圧値を電圧測定回路１４で測定し、処理回路１５により、シーケンスが示すスイッチ設定状態と測定した電圧値とを組み合わせとして、内部メモリ１６に記録する。シーケンス終了後、処理回路１５は、最も適切な電源電圧が得られていたスイッチ設定を内部メモリ１６から読み出し、そのスイッチ設定に従って、スイッチ１２ａ〜１２ｆのオン状態を切替える。電源電圧が変動した場合は、シーケンスを再度実行し、適切なスイッチ設定を行う。
【００３５】
以上により、非接触データキャリアがリーダライタから遠い距離にある場合は、電源電圧が高くなるように、コイル状アンテナ１のインダクタンス及び形状を選択できる。また非接触データキャリアがリーダライタの近傍にあり過剰な電力を供給されている場合は、共振周波数をずらしたり、コイル状アンテナ１を鎖交する電磁波の磁束を減らす形状としたりすることで、電力の受信効率を下げて、過電圧印加による不具合の発生を回避することができる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の非接触データキャリアを説明する。
【００３６】
図５は本実施の形態２の非接触データキャリアの主要な構成を示すブロック図である。コイル状アンテナ１と並列共振回路を構成する同調コンデンサ２は、静電容量が固定値のものではなく、スイッチ１２ｇ〜１２ｊの設定によって可変できるように構成したものであってもよい。
【００３７】
実施の形態１では、コイル状アンテナ１の接続箇所をスイッチ１２ａ〜１２ｆの設定によって切替えることにより、コイル状アンテナ１のインダクタンスのみを変化させて、コイル状アンテナ１および同調コンデンサ２からなる並列共振回路の共振周波数を調整する方法としたが、本実施の形態２の構成により、コイル状アンテナ１のインダクタンスと同調コンデンサ２の静電容量の両方を制御することで、調整できる共振周波数の幅と、アンテナ形状の選択の幅を広げることができる。
【００３８】
なお構成として、スイッチ１２ａ〜１２ｊはＩＣチップ内部に形成し、同調コンデンサ２ａ〜２ｃはＩＣチップの外部に形成したものであってもよい。または同調コンデンサ２ａ〜２ｃを含めてＩＣチップ内部に形成したものであってもよい。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の非接触データキャリアを説明する。
【００３９】
図６は本実施の形態３の非接触データキャリアにおける電圧制御回路の主要な構成を示すブロック図である。本実施の形態３の非接触データキャリアは、上記の実施の形態１および実施の形態２に示した非接触データキャリアにおいて、リーダライタ１０から送られる情報信号の中に、リーダライタ１０の出力特性や形状等の情報信号が挿入されている場合には、そのリーダライタ１０からの情報信号に対応するスイッチ設定情報を、内部メモリ１６に格納しておき、リーダライタ１０から受信した情報信号を受信回路５で復調し、制御回路８を介して電圧制御回路９へ、復調したリーダライタ１０からの情報信号を送る。
【００４０】
電圧制御回路９は、そのリーダライタ１０からの情報信号に対応するスイッチ設定情報を、処理回路１５を介して、内部メモリ１６から呼び出し、そのスイッチ設定情報に従って、適切なアンテナ形状となるように、処理回路１５でスイッチ設定の切替えを行う。
【００４１】
なお、本実施の形態３の非接触データキャリアは、リーダライタ１０から非接触データキャリアへの情報信号に、スイッチ設定の情報そのものを含むようにすることにより、内部メモリ１６を必要としない構成としてもよい。
【００４２】
また、本実施の形態３の非接触データキャリアは、リーダライタ１０からのスイッチ設定情報に従った電圧制御回路９からのスイッチ設定により、コイル状アンテナ１の接続箇所とコンデンサ２の接続状態との両方が切替え可能なように、構成しても良い。
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４の非接触データキャリアを説明する。
【００４３】
図７は本実施の形態４の非接触データキャリアの主要な構成を示すブロック図である。実施の形態１では、図３に示すように、整流回路３による整流後の直流電圧値を電圧制御回路９で監視し、その直流電圧値に基づいてスイッチ１２ａ〜１２ｆを切替えることで、コイル状アンテナ１とＣｏｉｌＡ端子およびＣｏｉｌＢ端子への接続箇所を選択し、過電圧印加による不具合の発生を回避する方法としたが、本実施の形態４では、図７に示すように、電圧制御回路９の代わりに、過剰電力を消費することで電源電圧を一定に保つシャントレギュレータ１７と、シャントレギュレータ１７が過剰電力を消費した際に発生する熱の温度を監視する温度センサ１８を備えた構成とすることにより、過電圧印加による不具合回避だけでなく、熱による誤動作を回避することができる。
【００４４】
以上の構成によれば、非接触データキャリアがリーダライタ１０から遠い距離にある場合は、電源電圧が高くなるようにコイル状アンテナ１のインダクタンス及び形状を選択することができる。また、非接触データキャリアがリーダライタ１０の近傍にあり過剰な電力を供給されている場合は、過剰な電力をシャントレギュレータ１７で消費し、その際に発生する熱の温度に応じて、共振周波数をずらしたり、コイル状アンテナ１を鎖交する電磁波の磁束を減らす形状としたりすることで、電力の受信効率を下げることにより、過電圧印加および２次的に発生する熱による不具合の発生を回避することができる。
【００４５】
また、熱によるＩＣチップの誤動作や不具合は、ＩＣチップ自体の発熱のみならず使用環境の温度にもよっても生じる。これに対して、実施の形態１の非接触データキャリアでは、整流後の直流電圧のみを監視しているため、使用環境温度による誤動作は回避できないが、図７に示す本実施の形態４においては、シャントレギュレータ１７で整流後の直流電圧を一定に保った上で、温度センサ１８で温度を監視しているため、使用環境温度による誤動作や不具合も回避することが可能となる。
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５の非接触データキャリアを説明する。
【００４６】
図８は本実施の形態５の非接触データキャリアの主要な構成を示すブロック図である。実施の形態２では、図５に示すように、整流回路３による整流後の直流電圧値を電圧制御回路９で監視し、その直流電圧値に基づいてスイッチ１２ａ〜１２ｊを切替えることで、コイル状アンテナ１とＣｏｉｌＡ端子およびＣｏｉｌＢ端子への接続箇所、および複数に分割されたコンデンサ２ａ、２ｂ、２ｃのうちから接続する容量を選択し、過電圧印加による不具合の発生を回避する方法としたが、本実施の形態５では、図８に示すように、電圧制御回路９の代わりに、過剰電力を消費することで電源電圧を一定に保つシャントレギュレータ１７と、シャントレギュレータ１７が過剰電力を消費した際に発生する熱の温度を監視する温度センサ１８を備えた構成とすることにより、過電圧印加による不具合回避だけでなく、熱による誤動作を回避することができる。
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６の非接触データキャリアを説明する。
【００４７】
図９は本実施の形態６の非接触データキャリアの主要な構成を示すブロック図である。構成としては、基本的に実施の形態４または実施の形態５のデータキャリアであるが、温度センサの構成として、出力が温度特性を有する素子を複数備え、例えば、温度特性有する素子（１）２０ａをＩＣチップ１９の内部に、温度特性を有する素子（２）２０ｂをＩＣチップ１９の熱的な影響を受けない十分離れた箇所に配置する。
【００４８】
図１０は本実施の形態６の非接触データキャリアにおける温度センサの主要な構成を示すブロック図である。温度特性を有する素子（１）２０ａの出力は、コンパレータ２２に直接つながれ、温度特性を有する素子（２）２０ｂの出力は、抵抗２１ａ、２１ｂにより分圧された値がコンパレータ２２に接続される。
【００４９】
図１１は本実施の形態６の非接触データキャリアにおける温度センサの温度検知原理の説明図である。例えば、温度センサ１８に使われる温度特性を有する素子（１）２０ａ、（２）２０ｂは、全く同じ温度特性であり、温度が上昇するにつれて素子出力が低下するものと仮定する。素子（２）２０ｂの出力の分圧をコンパレータ２２のしきい値とした場合、それらの素子が同じ温度Ｔ１であるなら、素子（１）２０ａの出力はしきい値Ｖ１より大きくなり、コンパレータ２２の出力はＬｏｗとなるが、ＩＣチップ１９の発熱により素子（１）２０ａが温度Ｔ２以上になると、素子（１）２０ａの出力はしきい値Ｖ１より小さくなり、コンパレータ２２の出力はＨｉになる。
【００５０】
実施の形態４および実施の形態５では、使用環境温度とＩＣチップの自己発熱の重畳した温度を監視することで電力の受信効率を調整する方法としたが、この方法だとＩＣチップへの供給電力が少なく発熱していないとしても、使用環境温度により電力の受信効率の調整がなされる可能性がある。本実施の形態６では、使用環境温度をリファレンスとして過電圧印加によるＩＣチップの自己発熱温度のみを監視するため、より正確に電力の受信効率を調整し、リーダライタとの良好な通信を可能にする。
【００５１】
なお構成として、温度特性を有する素子は同一ＩＣチップ内部もしくは外部に複数個存在してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の非接触データキャリアは、整流回路からの直流電圧を監視して、コイル状アンテナの接続箇所を切替えて適切な共振周波数およびコイル状アンテナの形状を選択することができるもので、非接触でデータを伝送するＩＣカード等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】従来の非接触データキャリアの主要な構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１の非接触データキャリアにおけるコイル状アンテナの接続説明図
【図３】同実施の形態１の非接触データキャリアの主要な構成を示すブロック図
【図４】同実施の形態１の非接触データキャリアにおける電圧制御回路の主要な構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態２の非接触データキャリアの主要な構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態３の非接触データキャリアにおける電圧制御回路の主要な構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態４の非接触データキャリアの主要な構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態５の非接触データキャリアの主要な構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態６の非接触データキャリアの主要な構成を示すブロック図
【図１０】同実施の形態６の非接触データキャリアにおける温度センサの主要な構成を示すブロック図
【図１１】同実施の形態６の非接触データキャリアにおける温度センサの原理の説明図
【符号の説明】
【００５４】
１    コイル状アンテナ
２、２ａ、２ｂ、２ｃ    同調コンデンサ
３    整流回路
４    電源回路
５    受信回路
６    送信回路
７    メモリ
８    制御回路
９    電圧制御回路
１０    リーダライタ
１１    アンテナ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ    スイッチ
１２ｇ、１２ｈ、１２ｉ、１２ｊ    スイッチ
１３    シーケンサ
１４    電圧測定回路
１５    処理回路
１６    内部メモリ
１７    シャントレギュレータ
１８    温度センサ
１９    ＩＣチップ
２０ａ、２０ｂ    出力温度特性を有する素子
２１ａ、２１ｂ    抵抗
２２    コンパレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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