(57)【要約】【課題】電波受信に基づいて発生した電流を捨てることなく内部回路の動作消費電流として有効活用しつつ、電力損失による発熱を抑制する。【解決手段】非接触携帯可能記録媒体１は、電波を受信するアンテナ２と、電波を受信したアンテナ２で発生した電流を整流する整流手段３と、整流手段３による整流後における電圧に基づいて電波の表すデータを復調する復調手段４と、電波の表すデータを受ける制御手段５と、制御手段５による制御にしたがってデータの記録を行う記録手段６と、整流手段３による整流後における電流を受け、整流後における電流が大きいほど電圧の増加を抑制する電流対電圧特性を持ち、制御手段５に電流を供給する抵抗手段７と、抵抗手段７と制御手段５との間において、制御手段５に供給される電圧を一定とする定電圧電源手段８とを具備する。抵抗手段７と定電圧電源手段８とは直列に備えられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を受信するアンテナと、
前記電波を受信したアンテナで発生した電流を整流する整流手段と、
前記整流手段による整流後における電圧に基づいて前記電波の表すデータを復調する復調手段と、
前記電波の表すデータを受ける制御手段と、
前記制御手段による制御にしたがってデータの記録を行う記録手段と、
前記整流手段による整流後における電流を受け、前記整流後における電流が大きいほど電圧の増加を抑制する電流対電圧特性を持ち、前記制御手段に電流を供給する抵抗手段と、
前記抵抗手段と前記制御手段との間において、前記制御手段に供給される電圧を一定とする定電圧電源手段と
を具備し、
前記抵抗手段と前記定電圧電源手段とを直列に備えた
ことを特徴とする非接触携帯可能記録媒体。
【請求項２】
前記抵抗手段は、
前記整流手段の電流出力端と第１抵抗の一端とを接続し、前記第１抵抗の他端と第２抵抗の一端とを接続し、前記第２抵抗の他端を接地し、前記整流手段の電流出力端とＭＯＳＦＥＴのソースとを接続し、前記ＭＯＳＦＥＴのゲートと前記第１抵抗の他端とを接続した構成を持ち、前記第１抵抗の一端と前記ＭＯＳＦＥＴのソースとから電流を入力し、前記ＭＯＳＦＥＴのドレインから前記制御手段に電流を出力する
ことを特徴とする請求項１記載の非接触携帯可能記録媒体。
【請求項３】
前記抵抗手段は、
前記整流手段の電流出力端と第１抵抗の一端とを接続し、前記第１抵抗の他端と第１パイポーラトランジスタのコレクタとを接続し、前記整流手段の電流出力端と第２バイポーラトランジスタのコレクタとを接続し、前記第１バイポーラトランジスタのベースと前記第２バイポーラトランジスタのベースとを接続し、前記第１バイポーラトランジスタのコレクタと前記第２バイポーラトランジスタのベースとを接続し、前記第１パイポーラトランジスタのエミッタと第２抵抗の一端とを接続し、前記第２抵抗の他端と前記第２バイポーラトランジスタのエミッタとを接続した構成を持ち、前記第１抵抗の一端と第２バイポーラトランジスタのコレクタとから電流を入力し、前記第２バイポーラトランジスタのエミッタと前記第２抵抗の他端とから前記制御手段に電流を出力する
ことを特徴とする請求項１記載の非接触携帯可能記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波をアンテナで受信し、この電波の表すデータを記憶し又は電波の表すデータに基づいて記憶内容を変更する非接触携帯可能記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報発信装置から発信された電波をアンテナで受信し、この電波の表すデータを記憶し又はこの電波の表すデータに基づいて記憶内容を変更する非接触情報記録媒体が利用されている。
【０００３】
非接触情報記録媒体は、アンテナで電波を受信した場合に生じる電流を整流器により整流し、整流器による整流後の電圧に基づいて電波の表すデータを復調回路により復調し、復調後のデータを制御部に提供し、メモリに記憶する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１では、整流回路と対数特性シャントレギュレータとシリーズレギュレータとが並列に配置されており、電流を捨てることにより消費電力による発熱が抑制されている。
【０００５】
上記の特許文献１では、非接触情報記録媒体の内部において、電流が捨てられるため、大きな動作消費電流の供給が困難な場合がある。
【特許文献１】特開2002-99887号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたもので、電波受信に基づいて発生した電流を捨てることなく内部回路の動作消費電流として有効活用しつつ、電力損失による発熱を抑制する非接触携帯可能記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明の一態様によれば、電波を受信するアンテナと、電波を受信したアンテナで発生した電流を整流する整流手段と、整流手段による整流後における電圧に基づいて電波の表すデータを復調する復調手段と、電波の表すデータを受ける制御手段と、制御手段による制御にしたがってデータの記録を行う記録手段と、整流手段による整流後における電流を受け、整流後における電流が大きいほど電圧の増加率を抑制する電流対電圧特性を持ち、制御手段に電流を供給する抵抗手段と、抵抗手段と制御手段との間において、制御手段に供給される電圧を一定とする定電圧電源手段とを具備し、抵抗手段と定電圧電源手段とを直列に備えた非接触携帯可能記録媒体が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては、電波受信に基づいて発生した電流を捨てることなく内部回路の動作消費電流として有効活用しつつ、電力損失による発熱を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、下記の各図において同様の部分については同様の符号を付して説明を省略する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態に係る非接触携帯可能記憶媒体の一例を示すブロック図である。
【００１１】
非接触携帯可能記録媒体１は、例えば、ＩＣカード、電子マネー、携帯電話などに対して用いられる。非接触携帯可能記録媒体１は、情報発信装置９からの電波の受信に基づいて、この電波の表すデータを記憶し又は電波の表すデータに基づいて記憶内容を変更する。非接触携帯可能記録媒体１は、アンテナ２で電波を受信して発生する電圧、電流を制御部５の駆動電源及び記録部６の駆動電源として用いる。
【００１２】
非接触携帯可能記録媒体１と情報発信装置９との間の通信距離の変化に応じて非接触携帯可能記録媒体１のアンテナ２で発生する電流も変化する。すなわち、非接触携帯可能記録媒体１において、アンテナ２で電波を受信して発生する電力は、通信距離の影響を受けて変動する。
【００１３】
非接触携帯可能記録媒体１は、アンテナ２、整流回路（電源整流回路）３、復調回路４、制御部（制御ロジック）５、記録部（メモリ）６、抵抗回路（直列抵抗回路）７、定電圧電源回路８を具備する。
【００１４】
アンテナ２は、外部の情報発信装置９から発信された電波を受信する。
【００１５】
整流回路３は、電波を受信したアンテナ２で発生した電流を整流する。
【００１６】
復調回路４は、整流回路３による整流後における電圧に基づいて電波の表すデータ（信号）を復調する。
【００１７】
制御部５は、電波の表すデータを復調回路４から受け、このデータを記録部６に記録し、又はこのデータに基づいて記録部６に記録されているデータを変更する。すなわち、制御部５は、復調回路４から出力されたデータを基に読出し／書込み動作を制御する。
【００１８】
記録部６には、例えば不揮発性メモリなどが適用される。例えば、残高に関するデータなどが記録されている。
【００１９】
抵抗回路７は、トランジスタを具備する可変抵抗回路であり、整流回路３及び定電圧電源回路８と直列に設置され、電流に応じて対数的に抵抗値が変化する。抵抗回路７は、整流回路３による整流後における電流を受け、整流後における電流が大きいほど電圧の増加が抑制される電流対電圧特性を持ち、定電圧電源回路８による電圧制御後に制御部５及び記録部６に電流を供給する。
【００２０】
定電圧電源回路８は、抵抗回路７と、制御部５及び記録部６との間において、制御部５に供給される電圧を一定とする機能を持つシャントレギュレータである。
【００２１】
図２は、本実施の形態に係る抵抗回路７の電流対電圧特性の例を示すグラフである。
【００２２】
抵抗回路７は、対数近似、より好ましくは対数の非線形の電流対電圧特性を持ち、整流回路３からの入力電流の変動に対して、対数特性的に応答して入力電圧を発生させる。なお、入力電圧は、対数特性を持った抵抗に発生する電圧である。このため、抵抗回路７は、整流回路３からの電流値が大きいほど電圧値が増加しにくい特性を持つことになる。抵抗回路７の電流対電圧特性をこのような対数近似又は対数とすることにより、復調回路４における復調電圧の一定化が図られる。
【００２３】
上記のような非接触携帯可能記録媒体１は、電子データを記録部６に記憶しており、非接触でデータの読取り／書込みを行い、動作電力をアンテナ２の起電圧から得る。非接触携帯可能記録媒体１において、アンテナ２で電波が受信されると、整流回路３と抵抗回路７とにより内部回路に提供される電圧が生成される。定電圧電源回路８は、電源電圧を安定させる。復調回路４は、整流回路３の出力電圧から受信したデータを取り出し、制御部５に提供する。制御部５と記録部６とは、定電圧電源回路８による安定した電圧を得て動作する。制御部５は、復調回路４からのデータに基づいて、記録部６の内容を更新する。受信電流を電圧に変換するための抵抗回路７は、対数又は対数に近似した非線形の電流対電圧特性を持つことにより、非接触携帯可能記録媒体１と情報発信装置９との間の通信距離の変化による入力電流の変化に対して、受信データの復調電圧の一定化を図る。
【００２４】
図３は、抵抗回路７の電流対電圧特性と電流対消費電力特性との関係の例を示すグラフである。この図３では、対数特性の抵抗回路７及び通常の抵抗素子（純抵抗）の電流対電圧特性と、対数特性の抵抗回路７及び通常の抵抗素子の電流対消費電力特性とが、比較可能に図示されている。
【００２５】
上記図１に示すように、直列の抵抗回路７は、非接触携帯可能記録媒体１の内部回路の動作電圧を得るための定電圧電源回路８と整流回路３との間に直列に備えられている。抵抗回路７は、動作電流が大きくなるにつれて抵抗値が小さくなる。すなわち、抵抗回路７は、発生する電圧降下が直線的に増大せず対数的に詰まる状態となり、例えば電流が大きくなるにつれて電圧が所定の値に漸近するように構成されている。このように、発生する電圧降下が対数的に詰まる場合、入力電流が変化しても、受信データの変調率は一定であるため、受信データの変化により得られる電圧振幅は一定の電圧に抑えられる。
【００２６】
この結果、非接触携帯可能記録媒体１においては、安定なデータ復調が可能であり、動作電流の増大に対する入力電圧の上昇を適切に抑えることができ、抵抗回路７の代わりに通常の抵抗素子を用いた場合と比べて、大電流動作時の消費電力を抑え、発熱を抑制できる。
【００２７】
以上説明した本実施の形態に係る非接触携帯可能記録媒体１では、非接触携帯可能記録媒体１と情報発信装置９との間の通信距離に応じてアンテナ２から発生する電流の大きさが変化するが、電流が大きくなるほど抵抗回路７の抵抗値を小さくすることにより、電波受信により発生する動作電流の変化に対して安定したデータ復調を可能とし、消費電力損失を抑制して発熱を抑制することができる。
【００２８】
さらに、本実施の形態においては、抵抗回路７を定電圧電源回路８と並列に入れて電流を捨てる構成の場合と比べて、抵抗回路７を定電圧電源回路８と直列に挿入することにより電流を捨てることなく非接触携帯可能記録媒体１内部の動作消費電流として有効に活用することができ、より電力損失による発熱を抑えることができる。
【００２９】
これにより、より大きな動作消費電流を供給することができ、高機能なシステムに対して対応することができる。
【００３０】
（第２の実施の形態）
本実施の形態では、上記第１の実施の形態に係る非接触携帯可能記録媒体１の詳細について説明する。
【００３１】
図４は、本実施の形態に係る非接触携帯可能記録媒体１の詳細構成例を示すブロック図である。
【００３２】
非接触携帯可能記録媒体１は、電波の送受信を行うアンテナ２、共振コンデンサＣ１、整流回路３、抵抗回路７、定電圧電源回路８、復調回路４、制御部５、記録部６、クロック供給回路１０、変調回路１１を具備する。
【００３３】
整流回路３は、平滑コンデンサＣ２及びダイオードＤ２を具備する。抵抗回路７は、受信した電波により引き起こされた電磁誘導で得られる入力電流の変化に対して対数的に応答して入力電圧を得る。定電圧電源回路８は、電磁誘導で生じた電圧の変動を吸収し、所定の電圧を供給する。復調回路４は、コンパレータ４１を具備し、受信したデータの復調を行う。例えば、復調回路４は、入力電圧の直流成分を再生する直流再生回路と、この直流再生回路から得られる入力電圧の直流成分と予め設定された基準電圧とを比較し、２値化データを出力する比較回路とを具備する。記録部６はデータを格納する。クロック供給回路１０は、情報発信装置９から送信された電波の周波数に基づいて得られるシステムクロックを制御部５へ供給する。変調回路１１は、記録部６から読み出されたデータにより情報発信装置９から供給される電波を変調する。
【００３４】
図５は、抵抗回路７の構成の第１例を示す回路図である。この図５では、ＭＯＳＦＥＴを用いて抵抗回路７を構成した場合が図示されている。
【００３５】
整流回路３の電流出力端は、抵抗１２の一端と接続される。抵抗１２の他端は抵抗１３の一端と接続される。抵抗１３の他端は接地される。
【００３６】
整流回路３の電流出力端及び抵抗１２の一端とは、ＭＯＳＦＥＴ１４（ＰＭＯＳ）のソースと接続される。ＭＯＳＦＥＴ１４のゲートは、抵抗１２の他端及び抵抗１３の一端と接続される。
【００３７】
抵抗１２の一端とＭＯＳＦＥＴ１４のソースとは、この抵抗回路７の電流入力端となる。ＭＯＳＦＥＴ１４のドレインは、この抵抗回路７の電流出力端となる。抵抗回路７の電流出力端から流出された電流は、定電圧電源回路８による調整を受けた後、制御部５及び記録部６に供給される。
【００３８】
図６は、抵抗回路７の構成の第２例を示す回路図である。この図６では、バイポーラトランジスタを用いて抵抗回路７を構成した場合が図示されている。
【００３９】
整流回路３の電流出力端は、抵抗１５の一端と接続される。抵抗１５の他端はパイポーラトランジスタ１６（ＮＰＮ）のコレクタと接続される。
【００４０】
また、整流回路３の電流出力端及び抵抗１５の一端は、バイポーラトランジスタ１７（ＮＰＮ）のコレクタと接続される。バイポーラトランジスタ１６のベースとバイポーラトランジスタ１７のベースとは接続される。
【００４１】
抵抗１５の他端と、バイポーラトランジスタ１６のコレクタと、バイポーラトランジスタ１７のベースとは、接続される。
【００４２】
パイポーラトランジスタ１６のエミッタは、抵抗１８の一端と接続される。抵抗１８の他端は、バイポーラトランジスタ１７のエミッタと接続される。
【００４３】
抵抗１５の一端とバイポーラトランジスタのコレクタとは、この抵抗回路７の電流入力端となる。抵抗１８の他端とバイポーラトランジスタ１７のエミッタとは、この抵抗回路７の電流出力端となる。抵抗回路７の電流出力端から流出された電流は、定電圧電源回路８による調整を受けた後、制御部５及び記録部６に供給される。
【００４４】
上記のような例えば約１０％の低変調度の振幅変調（ＡＭ変調）を用いてデータの復調、変調を行う非接触携帯可能記録媒体１においては、受信した電波の電磁界で発生した電磁誘導から得られる交幡磁界を、整流回路３で整流して電圧を発生させる。これにより定電圧電源回路８により所定の電圧に抑制された動作電力が得られる。
【００４５】
電波を供給する情報発信装置９と非接触携帯可能記録媒体１との通信距離（例えば約１０センチ前後）の変動に従って、非接触携帯可能記録媒体１内部で生じる電磁誘導の大きさは変動し、電磁誘導により得られる電力も大幅に変動する。このため、電磁誘導で生じる電流変化による電圧変動を吸収する回路として、例えば、定電圧電源回路８のような回路が非接触携帯可能記録媒体１に内蔵される。
【００４６】
しかしながら、例えば電磁誘導で生じた電力の変動、すなわち電圧の変動を定電圧電源回路８のみが吸収して一定の電圧に押さえるとすると、データの復調が困難となる。そこで、本実施の形態では、定電圧電源回路８に対して直列に抵抗回路７を組み込み、電磁誘導で得られる電圧の変化を、抵抗回路７を介して取り出す。
【００４７】
例えば、抵抗回路７の代わりに通常の抵抗素子を用いた場合、受信した電波の電磁界により発生する電磁誘導から得られた交幡磁界を整流回路３で整流し、入力電流が得られ、通常の抵抗素子を通じて、入力した電波に応じた入力電圧としての直流電圧が得られる。このように抗回路７の代わりに通常の抵抗素子を用いた場合のノードＮ１の電流対電圧特性は、図７の点線で表されるように、電磁誘導で得られる入力電流の増大に比例して入力電圧Ｖｉｎも高くなる。
【００４８】
非接触携帯可能記録媒体１では、抵抗回路７の代わりに通常の抵抗素子を用いた場合と比較して、抵抗回路７により入力電流Ｉｉｎの変動による影響を低く抑えながら、受信した電波に応じた入力電圧Ｖｉｎを得ることができる。
【００４９】
すなわち、抵抗回路７を用いることにより、情報発信装置９と非接触携帯可能記録媒体１との通信距離の変化に応じて、また、情報発信装置９から供給される電波の強度に応じて電磁誘導で生じる入力電流Ｉｉｎが大きく変動した場合であっても、入力電流Ｉｉｎの変動を吸収し、データの読出し／書込み動作を安定して実行することができる。
【００５０】
また、抵抗回路７を組み込んだことで、入力電流Ｉｉｎの変動があった場合でも、入力電圧Ｖｉｎの変動を吸収することができるので、整流回路３内のダイオードＤ２の素子耐圧を低く設定することできる。
【００５１】
以上のように、本実施の形態に係る非接触携帯可能記録媒体１は、低変調度の振幅変調を使用してデータの復調／変調を行い、受信したデータの電磁界から交幡磁界を発生させ、電磁誘導で得られる電力変動、即ち、入力信号の電流の変動を、抵抗回路７により吸収するので、入力電力の変動に対しても安定した受信データの電圧出力を得ることができ、また、安定してデータの書込み／読出し動作を実行できる。
【００５２】
そして、本実施の形態では、抵抗回路７を定電圧電源回路８と直列に挿入することにより、電流を捨てることなく非接触携帯可能記録媒体１内部の動作消費電流として有効に活用することができ、抵抗回路７を定電圧電源回路８と並列に入れて電流を捨てた場合と比べて、より電力損失による発熱を抑えることができ、より大きな動作消費電流を他の内部回路に供給することができ、高機能なシステムに対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る非接触携帯可能記憶媒体の一例を示すブロック図。
【図２】第１の実施の形態に係る抵抗回路７の電流対電圧特性の例を示すグラフ。
【図３】抵抗回路の電流対電圧特性と電流対消費電力特性との関係の例を示すグラフ。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る非接触携帯可能記録媒体の詳細構成例を示すブロック図。
【図５】抵抗回路の構成の第１例を示す回路図。
【図６】抵抗回路の構成の第２例を示す回路図。
【図７】第２の実施の形態に係る電流対電圧特性の比較の例を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５４】
１…非接触携帯可能記録媒体、２…アンテナ、３…整流回路、４…復調回路、５…制御部、６…記録部、７…抵抗回路、８…定電圧電源回路、９…情報発信装置、１０…クロック供給回路、１１…変調回路、１２，１３，１５，１８…抵抗、１４…ＭＯＳＦＥＴ、１６，１７…バイポーラトランジスタ
【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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