(57)【要約】【課題】通信性能を低下させることなく強磁界による発熱等の悪影響を防止することが可能な無線通信媒体を提供すること。【解決手段】無線通信媒体は、電磁波を受信する受信手段と、前記受信手段による電磁波受信に対応して得られる信号を検波整流する検波整流手段と、前記検波整流手段により検波整流された信号に反映された情報を処理する情報処理手段と、前記検波整流手段により検波整流された信号に基づく動作電圧を前記情報処理手段へ供給する電圧供給手段と、前記受信手段による電磁波受信に対応して発生する電圧レベルを検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段による電圧レベルの検出結果に基づき、前記検波整流手段による検波整流を半波整流へ切り替える切替手段とを備えている。【選択図】図１
2007310582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を受信する受信手段と、
前記受信手段による電磁波受信に対応して得られる信号を検波整流する検波整流手段と、
前記検波整流手段により検波整流された信号に反映された情報を処理する情報処理手段と、
前記検波整流手段により検波整流された信号に基づく動作電圧を前記情報処理手段へ供給する電圧供給手段と、
前記受信手段による電磁波受信に対応して発生する電圧レベルを検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段による電圧レベルの検出結果に基づき、前記検波整流手段による検波整流を半波整流へ切り替える切替手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信媒体。
【請求項２】
前記切替手段は、前記電圧検出手段により検出された電圧レベルが所定レベル以上になることを条件として、前記検波整流手段による検波整流を半波整流へ切り替えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信媒体。
【請求項３】
前記切替手段は、前記電圧検出手段により検出された電圧レベルが所定レベル未満になることを条件として、前記受信手段を構成する共振回路と前記検波整流手段を構成する検波整流回路とを接続し、前記電圧検出手段により検出された電圧レベルが所定レベル以上になることを条件として、前記共振回路と前記検波整流回路との接続両端のうちの一端を接地回路に接続し、前記検波整流手段による検波整流を半波整流へ切り替えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信媒体。
【請求項４】
電磁波を受信する受信手段と、
前記受信手段による電磁波受信に対応して得られる信号を検波整流する検波整流手段と、
前記検波整流手段により検波整流された信号に反映された情報を処理する情報処理手段と、
前記検波整流手段により検波整流された信号に基づく動作電圧を前記情報処理手段へ供給する電圧供給手段と、
前記情報処理手段の温度レベルを検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段による温度レベルの検出結果に基づき、前記検波整流手段による検波整流を半波整流へ切り替える切替手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信媒体。
【請求項５】
前記切替手段は、前記温度検出手段により検出された温度レベルが所定レベル以上になることを条件として、前記検波整流手段による検波整流を半波整流へ切り替えることを特徴とする請求項４に記載の無線通信媒体。
【請求項６】
前記切替手段は、前記温度検出手段により検出された温度レベルが所定レベル未満になることを条件として、前記受信手段を構成する共振回路と前記検波整流手段を構成する検波整流回路とを接続し、前記温度検出手段により検出された温度レベルが所定レベル以上になることを条件として、前記共振回路と前記検波整流回路との接続両端のうちの一端を接地回路に接続し、前記検波整流手段による検波整流を半波整流へ切り替えることを特徴とする請求項４に記載の無線通信媒体。
【請求項７】
電磁波を送信する端末機器及びこの端末機器からの電磁波を受信する無線通信媒体により構成される無線通信システムであって、
前記端末機器は、
電磁波を送信する送信手段を備え、
前記無線通信媒体は、
前記送信手段により送信される電磁波を受信する受信手段と、
前記受信手段による電磁波受信に対応して得られる信号を検波整流する検波整流手段と、
前記検波整流手段により検波整流された信号に反映された情報を処理する情報処理手段と、
前記検波整流手段により検波整流された信号に基づく動作電圧を前記情報処理手段へ供給する電圧供給手段と、
前記受信手段による電磁波受信に対応して発生する電圧レベルを検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段による電圧レベルの検出結果に基づき、前記検波整流手段による検波整流を半波整流へ切り替える切替手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
電磁波を送信する端末機器及びこの端末機器からの電磁波を受信する無線通信媒体により構成される無線通信システムであって、
前記端末機器は、
電磁波を送信する送信手段を備え、
前記無線通信媒体は、
電磁波を受信する受信手段と、
前記受信手段による電磁波受信に対応して得られる信号を検波整流する検波整流手段と、
前記検波整流手段により検波整流された信号に反映された情報を処理する情報処理手段と、
前記検波整流手段により検波整流された信号に基づく動作電圧を前記情報処理手段へ供給する電圧供給手段と、
前記情報処理手段の温度レベルを検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段による温度レベルの検出結果に基づき、前記検波整流手段による検波整流を半波整流へ切り替える切替手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、たとえば不揮発性のデータメモリおよびＣＰＵなどの制御素子を有するＩＣ（集積回路）チップを内蔵し、電磁誘導および電磁結合により非接触で通信するＩＣカードと称される無線通信媒体に関する。また、この無線通信媒体と端末機器により構成される無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、運用面で優れる非接触式ＩＣカードの普及が目覚しい。非接触式ＩＣカードは、リーダライタからの電磁波を受信し、受信電磁波により動作電圧を生成し、また受信電磁波に反映された情報を解析し、リーダライタからの情報を記憶したり、リーダライタに対して情報を送信したりする。
【０００３】
非接触式ＩＣカードが受信する電磁波の強度は、非接触式ＩＣカードとリーダライタとの距離など様々な環境条件に応じて、変化することが知られている。ある程度の電磁波の強度変化は許容されるものの、電磁波の強度が極端に高くなると、ＩＣの発熱などの問題が生じる。
【０００４】
この問題解決策として、例えば非接触式ＩＣカードのアンテナの内側にアンテナによる磁束を遮る遮蔽板を挿入し、アンテナ特性をほとんど変えずに、アンテナの誘導電圧および受信電圧を小さくすることで、強磁界下でのＩＣの過大温度上昇を回避する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１７３９３６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アンテナの内側にアンテナによる磁束を遮る遮蔽板を挿入することにより、アンテナの誘導電圧および受信電圧を小さくすることで、強磁界下でのＩＣの過大温度上昇を回避できる。反面、弱い磁界のときに、遮蔽板がない構成に比べて、遮蔽版がある構成では、アンテナの誘導電圧および受信電圧が小さくなるため、ＩＣカードが正常に動作しなくなるという新たな問題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであり、通信性能を低下させることなく強磁界による発熱等の悪影響を防止することが可能な無線通信媒体及び無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の無線通信媒体及び無線通信システムは、以下のように構成されている。
【０００８】
（１）この発明の無線通信媒体は、電磁波を受信する受信手段と、前記受信手段による電磁波受信に対応して得られる信号を検波整流する検波整流手段と、前記検波整流手段により検波整流された信号に反映された情報を処理する情報処理手段と、前記検波整流手段により検波整流された信号に基づく動作電圧を前記情報処理手段へ供給する電圧供給手段と、前記受信手段による電磁波受信に対応して発生する電圧レベルを検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段による電圧レベルの検出結果に基づき、前記検波整流手段による検波整流を半波整流へ切り替える切替手段とを備えている。
【０００９】
（２）この発明の無線通信媒体は、電磁波を受信する受信手段と、前記受信手段による電磁波受信に対応して得られる信号を検波整流する検波整流手段と、前記検波整流手段により検波整流された信号に反映された情報を処理する情報処理手段と、前記検波整流手段により検波整流された信号に基づく動作電圧を前記情報処理手段へ供給する電圧供給手段と、前記情報処理手段の温度レベルを検出する温度検出手段と、前記温度検出手段による温度レベルの検出結果に基づき、前記検波整流手段による検波整流を半波整流へ切り替える切替手段とを備えている。
【００１０】
（３）この発明の無線通信システムは、電磁波を送信する端末機器及びこの端末機器からの電磁波を受信する無線通信媒体により構成される無線通信システムであって、前記端末機器は、電磁波を送信する送信手段を備え、前記無線通信媒体は、前記送信手段により送信される電磁波を受信する受信手段と、前記受信手段による電磁波受信に対応して得られる信号を検波整流する検波整流手段と、前記検波整流手段により検波整流された信号に反映された情報を処理する情報処理手段と、前記検波整流手段により検波整流された信号に基づく動作電圧を前記情報処理手段へ供給する電圧供給手段と、前記受信手段による電磁波受信に対応して発生する電圧レベルを検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段による電圧レベルの検出結果に基づき、前記検波整流手段による検波整流を半波整流へ切り替える切替手段とを備えている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、通信性能を低下させることなく強磁界による発熱等の悪影響を防止することが可能な無線通信媒体及び無線通信システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。図１に示すように無線通信システムは、リーダライタ１（端末機器）及び非接触ＩＣカード２（無線通信媒体）を備えている。リーダライタ１は、非接触ＩＣカード２と電磁波によって通信を行う。
【００１４】
リーダライタ１は、制御部１１、記憶部１２、通信部１３を備えている。一方の非接触ＩＣカード２は、アンテナ共振回路２１、ダイオードブリッジ検波整流回路２２、定電圧回路２３、受信回路２４、送信回路２５、内部ロジック回路２６、切替回路２７、切替信号発生回路２８、電圧検出回路２９、温度検知回路３０を備えている。
【００１５】
アンテナ共振回路２１は、例えば、ループアンテナと同調コンデンサにより構成されている。アンテナ共振回路２１は、リーダライタ１の通信部１３からのキャリア波を受信する。ダイオードブリッジ検波整流回路２２は、キャリアからデータ信号を検波し、検波されたデータ信号を波形整形する。定電圧回路２３は、ダイオードブリッジ検波整流回路２２からの整流出力を安定化し、動作電圧として内部ロジック回路２６やその他の回路部へ供給する。受信回路２４は、波形整形されたデータ信号に反映された情報を復調し、内部ロジック回路２６へ送信する。送信回路２５は、内部ロジック回路２６から供給される送信データをキャリアに負荷変調する。内部ロジック回路２６は、非接触ＩＣカード２全体を制御するものであり、受信回路２４から送信される復調データを内蔵メモリに格納し適宜読み出して処理し、また必要に応じてリーダライタ１へ送信する送信データを送信回路２５へ供給する。
【００１６】
電圧検出回路２９は、アンテナ共振回路２１の受信電圧レベルを検出し、受信電圧レベルの検出結果を内部ロジック回路２６へ通知する。温度検知回路３０は、非接触ＩＣカード２の内部温度レベル、例えば内部ロジック回路２６の温度レベルを検出し、内部温度レベルの検出結果を内部ロジック回路２６へ通知する。なお、本実施形態では、電圧検出回路２９及び温度検知回路３０の両者を備えるケースについて説明するが、電圧検出回路２９及び温度検知回路３０のどちらか一方を備えるだけでもよい。
【００１７】
内部ロジック回路２６は、電圧検出回路２９により検出された受信電圧レベルと基準電圧レベル（所定電圧レベル）とを比較する。内部ロジック回路２６は、受信電圧レベルが基準電圧レベル以上であると判断すると、切替信号発生回路２８に対して切替トリガ信号を送出する。切替信号発生回路２８は、内部ロジック回路２６からの切替トリガ信号を受信すると、切替回路２７に対して切替信号Ｈを送出する。切替回路２７は、トランジスタ等の電子スイッチにより、アンテナ共振回路２１の片端をダイオードブリッジ検波整流回路２２に接続する第１の回路接続（デフォルトの回路接続）、及びアンテナ共振回路２１の片端を抵抗素子を介して接地する第２の回路接続を選択的に切り替える。つまり、第１の回路接続ではアンテナ共振回路２１とダイオードブリッジ検波整流回路２２とが接続され、第２の回路接続ではアンテナ共振回路２１とダイオードブリッジ検波整流回路２２との接続両端のうちの一端が接地回路に接続される。切替回路２７は、切替信号Ｈを受け取ると第２の回路接続を選択する。第２の回路接続が選択されることにより、ダイオードブリッジ検波整流回路２２による検波整流が半波整流へ切り替わる。結果的に、電圧レベルをおよそ半分に抑えることができる。
【００１８】
内部ロジック回路２６が、受信電圧レベルが基準電圧レベル未満であると判断すると（基準電圧レベル未満になったと判断すると）、切替信号発生回路２８に対する切替トリガ信号の送出を停止する。切替信号発生回路２８が、内部ロジック回路２６からの切替トリガ信号を受信しなくなると、切替回路２７に対して切替信号Ｌを送出する。切替回路２７は、切替信号Ｌを受け取ると第１の回路接続（デフォルトの回路接続）を選択する。
【００１９】
以上により、非接触ＩＣカード２がリーダライタ１から強磁界を受けたときに、内部ロジック回路２６等のＬＳＩの受信電力（電圧）を軽減でき、ＬＳＩの発熱（温度上昇）が抑えられる。これにより、発熱（温度上昇）によるＬＳＩの破損・劣化を回避することができる。また、言い換えると、より広範囲の磁界強度で動作可能な非接触ＩＣカードにすることが可能となる。
【００２０】
或いは、内部ロジック回路２６は、温度検知回路３０により検出された検出温度レベルと基準温度レベル（所定温度レベル）とを比較する。内部ロジック回路２６は、検出温度レベルが基準温度レベル以上であると判断すると、切替信号発生回路２８に対して切替トリガ信号を送出する。切替信号発生回路２８は、内部ロジック回路２６からの切替トリガ信号を受信すると、切替回路２７に対して切替信号Ｈを送出する。切替回路２７は、トランジスタ等の電子スイッチにより、アンテナ共振回路２１の片端をダイオードブリッジ検波整流回路２２に接続する第１の回路接続（デフォルトの回路接続）、及びアンテナ共振回路２１の片端を抵抗素子を介して接地する第２の回路接続を選択的に切り替える。切替回路２７は、切替信号Ｈを受け取ると第２の回路接続を選択する。第２の回路接続が選択されることにより、ダイオードブリッジ検波整流回路２２による検波整流が半波整流へ切り替わる。結果的に、電圧レベルをおよそ半分に抑えることができる。
【００２１】
内部ロジック回路２６が、検出温度レベルが基準温度レベル未満であると判断すると（基準温度レベル未満になったと判断すると）、切替信号発生回路２８に対する切替トリガ信号の送出を停止する。切替信号発生回路２８が、内部ロジック回路２６からの切替トリガ信号を受信しなくなると、切替回路２７に対して切替信号Ｌを送出する。切替回路２７は、切替信号Ｌを受け取ると第１の回路接続（デフォルトの回路接続）を選択する。
【００２２】
以上により、非接触ＩＣカード２がリーダライタ１から強磁界を受けたときに、内部ロジック回路２６等のＬＳＩの温度上昇を早い段階で検出することにより、過度なＬＳＩの発熱（過度な温度上昇）が抑えられる。これにより、過度な発熱（温度上昇）によるＬＳＩの破損・劣化を回避することができる。また、言い換えると、より広範囲の磁界強度で動作可能な非接触ＩＣカードにすることが可能となる。
【００２３】
図２は、電圧検出に基づく過大電圧抑制処理を説明するフローチャートである。図２に示すように、非接触ＩＣカード２のアンテナ共振回路２１がリーダライタ１からの電磁波を受信すると(ＳＴ１０１）、電圧検出回路２９が受信電圧レベルを検出する(ＳＴ１０２）。内部ロジック回路２６は、受信電圧レベルの検出結果に基づき、受信電圧レベルが所定レベル以上か、或いは所定レベル未満かを判断する(ＳＴ１０３）。
【００２４】
内部ロジック回路２６が、所定レベル以上の受信電圧レベルであると判断すると(ＳＴ１０３、ＹＥＳ)、接地回路への選択切替を指示する。切替信号発生回路２８は、接地回路への選択切替の指示に基づき切替信号Ｈを出力し、切替回路２７は、切替信号Ｈに基づき、アンテナ共振回路２１とダイオードブリッジ検波整流回路２２との接続両端のうちの一端を接地回路に接続する(ＳＴ１０４）。これにより、ダイオードブリッジ検波整流回路２２による検波整流が半波整流へ切り替えられる(ＳＴ１０４）。
【００２５】
内部ロジック回路２６が、所定レベル未満の受信電圧レベルであると判断すると(ＳＴ１０３、ＮＯ)、アンテナ共振回路２１とダイオードブリッジ検波整流回路２２との両回路接続への選択切替を指示する。切替信号発生回路２８は、両回路接地への選択切替の指示に基づき切替信号Ｌを出力し、切替回路２７は、切替信号Ｌに基づき、アンテナ共振回路２１とダイオードブリッジ検波整流回路２２とを接続する(ＳＴ１０５）。これにより、ダイオードブリッジ検波整流回路２２による検波整流が継続（或いは再開）される(ＳＴ１０５）。
【００２６】
リーダライタ１からの電磁波の受信が継続されていれば(ＳＴ１０６、ＹＥＳ)、受信電圧レベル検出(ＳＴ１０２）、受信電圧レベルに基づく回路切替(ＳＴ１０３）(ＳＴ１０４）(ＳＴ１０５）が継続される。
【００２７】
図３は、温度検出に基づく過大電圧抑制処理を説明するフローチャートである。図３に示すように、非接触ＩＣカード２のアンテナ共振回路２１がリーダライタ１からの電磁波を受信すると(ＳＴ２０１）、温度検知回路２９が内部温度レベルを検出する(ＳＴ２０２）。内部ロジック回路２６は、内部温度レベルの検出結果に基づき、内部温度レベルが所定レベル以上か、或いは所定レベル未満かを判断する(ＳＴ２０３）。
【００２８】
内部ロジック回路２６が、所定レベル以上の内部温度レベルであると判断すると(ＳＴ２０３、ＹＥＳ)、接地回路への選択切替を指示する。切替信号発生回路２８は、接地回路への選択切替の指示に基づき切替信号Ｈを出力し、切替回路２７は、切替信号Ｈに基づき、アンテナ共振回路２１とダイオードブリッジ検波整流回路２２との接続両端のうちの一端を接地回路に接続する(ＳＴ２０４）。これにより、ダイオードブリッジ検波整流回路２２による検波整流が半波整流へ切り替えられる(ＳＴ２０４）。
【００２９】
内部ロジック回路２６が、所定レベル未満の内部温度レベルであると判断すると(ＳＴ２０３、ＮＯ)、アンテナ共振回路２１とダイオードブリッジ検波整流回路２２との両回路接続への選択切替を指示する。切替信号発生回路２８は、両回路接地への選択切替の指示に基づき切替信号Ｌを出力し、切替回路２７は、切替信号Ｌに基づき、アンテナ共振回路２１とダイオードブリッジ検波整流回路２２とを接続する(ＳＴ２０５）。これにより、ダイオードブリッジ検波整流回路２２による検波整流が継続（或いは再開）される(ＳＴ２０５）。
【００３０】
リーダライタ１からの電磁波の受信が継続されていれば(ＳＴ２０６、ＹＥＳ)、内部温度レベル検出(ＳＴ２０２）、内部温度レベルに基づく回路切替(ＳＴ２０３）(ＳＴ２０４）(ＳＴ２０５）が継続される。
【００３１】
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】電圧検出に基づく過大電圧抑制処理を説明するフローチャートである。
【図３】温度検出に基づく過大電圧抑制処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１…リーダライタ、２…非接触ＩＣカード、１１…制御部、１２…記憶部、１３…通信部２１…アンテナ共振回路、２２…ダイオードブリッジ検波整流回路、２３…定電圧回路、２４…受信回路、２５…送信回路、２６…内部ロジック回路、２７…切替回路、２８…切替信号発生回路、２９…電圧検出回路、３０…温度検知回路
【図１】
2007310582.tif 000003
【図２】
2007310582.tif 000004
【図３】
2007310582.tif 000005