JP2008027288A - 非接触式ｉｃカード - Google Patents

Abstract

【課題】ロード・スイッチング方式によりデータ送信を行う非接触式ＩＣカードにおいて、データ送信終了後の電源電圧上昇を抑制し、カード動作の成功率を向上させる。
【解決手段】外部とデータ通信を行うアンテナと、アンテナを介して受信した搬送波信号を整流する整流回路と、整流回路の出力を安定化して消費電力を賄うように構成されたレギュレータとを備え、外部へのデータ送信時にアンテナの負荷インピーダンスを変化させてデータを送信するロード・スイッチング方式を採用した非接触式ＩＣカードであって、ロード・スイッチング方式により送信した送信データ終了後にダミーデータを送信する。これによりロード・スイッチング方式による変調に伴う電源電圧の上昇に対し、レギュレータの動作遅延がなくなり、電源電圧の上昇を抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、外部より電力を供給され、ロード・スイッチング方式によりデータをリーダ／ライタ装置に送信する非接触式ＩＣカードに関する。

近年、入退出管理システム、鉄道改札システム、ＦＡ管理システム等の用途にＩＣカードを用いたシステムが普及している。ＩＣカードには外部端子を有する接触式のＩＣカードと、外部端子を有しない非接触式のＩＣカードがある。非接触式のＩＣカードは外部端子がないためセキュリティが高く、今後より広く利用される可能性が高い。

図４は非接触式ＩＣカードシステムの全体構成図を示す。リーダ／ライタ装置１およびＩＣカード２はそれぞれ電磁波にてデータ通信を行うためのアナログ・インタフェース部１ａ，２ａと、信号を処理するためのデジタル部１ｂ，２ｂとを備え、アンテナ・コイルＬ１，Ｌ２を介してデータ通信を行う。デジタル部２ｂで、エラー検出、エラー訂正等の処理、データ認証等の判断、暗号化等の制御が行われたデータは不揮発性メモリ３に蓄えられる。

リーダ／ライタ装置１は、所定周波数の搬送波を所望のデータ列に変調して送信データを生成し、アンテナ・コイルＬ１を介してＩＣカード２にデータを送信する。ＩＣカード２は、アンテナ・コイルＬ２を介して、この送信データを受信し復調を行い、受信データに応じて内部に保持するデータを変調しリーダ／ライタ装置１に送信する。

ＩＣカード２からリーダ／ライタ装置１へのデータ送信方法として、ＩＣカード２のアンテナ・コイルＬ２の両端間の負荷インピーダンスを可変にすることによりデータを送信するロード・スイッチング方式が提案されている。

図５にＩＣカードのアナログ・インタフェース部２ａの構成図を示す。ロード・スイッチング方式による変調部は、データ送信制御用ＭＯＳトランジスタ・スイッチＭ１と負荷抵抗Ｒ１がアンテナ・コイルＬ２の両端間に直列に接続されており、データ送信制御用ＭＯＳトランジスタ・スイッチＭ１のゲートを送信データ２４で制御しアンテナ・コイルＬ２の両端間の負荷抵抗を変化させることで、リーダ／ライタ装置１にデータを送信する。

このロード・スイッチング方式の場合、負荷抵抗Ｒ１が小さいほどインピーダンスの変化度が大きく、リーダ／ライタ装置１による復調が容易になる。２３は共振容量、２１はアンテナ・コイルＬ２を介して受信した搬送波信号を整流する整流回路、２２は整流回路の出力を安定化するレギュレータであり、レギュレータ２２の出力でＩＣカード内部での消費電力が賄われている。

上記従来例に関連する先行技術として、特許文献１に送信データ開始時の電源電圧降下を抑制する技術を示す。
特開２００２−２２２３９９号公報（第一図）

図６はこのように構成された場合の送信データとアナログ電圧ならびに電源電圧の信号波形図である。

ＩＣカード２からリーダ／ライタ装置１へのデータ送信終了後、データ送信制御用ＭＯＳトランジスタ・スイッチＭ１がオフになると、回路内への電力供給が大きくなりアナログ電圧が上昇する。このときレギュレータ２２の動作が追従せずに電源電圧が上昇し、ＩＣカード２にリセットがかかる等、カード動作が正常に行われない場合がある。

したがって、本発明の目的は、非接触式により電力が供給され、さらにロード・スイッチング方式によりデータ送信を行う非接触式ＩＣカードにおいて、データ送信終了後の電源電圧上昇を抑制し、カード動作の成功率を向上させる非接触式ＩＣカードを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１記載の非接触式ＩＣカードは、外部とデータ通信を行うアンテナと、前記アンテナを介して受信した搬送波信号を整流する整流回路と、前記整流回路の出力を安定化して消費電力を賄うように構成されたレギュレータとを備え、外部へのデータ送信時に前記アンテナの負荷インピーダンスを変化させてデータを送信するロード・スイッチング方式を採用した非接触式ＩＣカードであって、前記ロード・スイッチング方式により送信した送信データ終了後にダミーデータを送信する。

請求項２記載の非接触式ＩＣカードは、請求項１記載の非接触式ＩＣカードにおいて、前記ロード・スイッチング方式は、データ送信制御用ＭＯＳトランジスタ・スイッチと、負荷抵抗とが前記アンテナの両端間に直列に接続されている構成を有し、前記ダミーデータは、前記データ送信制御用ＭＯＳトランジスタ・スイッチがオンとなる期間を徐々に短くするデータである。

本発明の請求項１記載の非接触式ＩＣカードによれば、ロード・スイッチング方式により送信した送信データ終了後にダミーデータを送信するので、ロード・スイッチング方式による変調に伴う電源電圧の上昇に対し、レギュレータの動作遅延がなくなる。すなわち、データ送信終了後、整流回路の出力の上昇にレギュレータの動作が追随せずに電源電圧が上昇していたのに対し、ダミーデータ送信することによりレギュレータの動作遅延がなくなり、データ送信終了後の電源電圧上昇を抑制し、カード動作の成功率が向上する。

請求項２では、ロード・スイッチング方式は、データ送信制御用ＭＯＳトランジスタ・スイッチと、負荷抵抗とがアンテナの両端間に直列に接続されている構成を有するので、データ送信制御用ＭＯＳトランジスタ・スイッチのゲートを送信データで制御しアンテナの両端間の負荷抵抗を変化させることで、外部にデータを送信することができる。また、ダミーデータは、データ送信制御用ＭＯＳトランジスタ・スイッチがオンとなる期間を徐々に短くするデータであるので、このダミーデータを送信することにより整流回路の出力が徐々に上昇するためレギュレータの動作遅延がなくなり、電源電圧の上昇を抑制することができる。

本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。

図1は、本発明の実施の形態の非接触式ＩＣカードのロード・スイッチング時の各部信号波形図である。非接触式ＩＣカードシステムの全体構成は図４と同様であり、ＩＣカードのアナログ・インターフェース部の構成は図５と同様である。

すなわち、外部とデータ通信を行うアンテナ・コイルＬ２と、アンテナ・コイルＬ２を介して受信した搬送波信号を整流する整流回路２１と、整流回路２１の出力を安定化して消費電力を賄うように構成されたレギュレータ２２とを備えている。また、外部へのデータ送信時にアンテナ・コイルＬ２の負荷インピーダンスを変化させてデータを送信するロード・スイッチング方式を採用している。上記構成において、ロード・スイッチング方式により送信した送信データ終了後にダミーデータを送信する。この場合、ロード・スイッチング方式は、データ送信制御用のＭＯＳトランジスタ・スイッチＭ１と、負荷抵抗Ｒ１とがアンテナＬ２の両端間に直列に接続されている構成を有する。ダミーデータは、データ送信制御用ＭＯＳトランジスタ・スイッチＭ１がオンとなる期間を徐々に短くするデータである。

上記ロード・スイッチング方式によりデータをリーダ／ライタ装置に送信する非接触式ＩＣカードにおける、ロード・スイッチング時の送信データとアナログ電圧ならびに電源電圧の信号波形図を図１に示す。図６に示す従来の信号波形図と異なる点は、送信データの終了後にダミーデータが追加されている点である。

送信データ終了後、データ送信制御用ＭＯＳトランジスタ・スイッチＭ１がオンとなる期間を徐々に短くするダミーデータを送信することにより、アナログ電圧が徐々に上昇するためレギュレータ２２の動作遅延がなくなり、電源電圧の上昇を抑制することができる。

図２にダミーデータの一例を示す。データ送信制御用ＭＯＳトランジスタ・スイッチＭ１がオンとなる期間を徐々に短くするダミーデータはカウンタを用いて容易に実現することができる。

図３に非接触式ＩＣカードのうち代表的な近接型ＩＣカードの伝送フォーマットを示す。送信データのデータ部と検査ワードを、フレームスタート信号とフレームエンド信号のフォーマットで囲む形式となっている。リーダ／ライタ装置１はフレームエンド信号を認識後、次のコマンドを送信するモードとなり、フレームエンド信号以降の送信データは認識せず無効となるため、ダミーデータの追加により誤動作を引き起こすことはない。

本発明に係る非接触式ＩＣカードは、送信データ終了後にダミーデータを送信することによりデータ送信終了後の電源電圧上昇を抑制する。入退出管理システム、鉄道改札システム、ＦＡ管理システム等の用途に用いる非接触式ＩＣカードとして有用である。

本発明の実施の形態の非接触ＩＣカードのロード・スイッチング時の各部信号波形図である。 本発明の実施の形態のダミーデータの一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態の近接型ＩＣカードの伝送フォーマットの説明図である。 非接触式ＩＣカードシステムの全体構成図である。 ＩＣカードのアナログ・インタフェース部の構成図である。 従来の非接触ＩＣカードのロード・スイッチング時の各部信号波形図である。

符号の説明

１ リーダ／ライタ装置
１ａ リーダ／ライタ装置のアナログ・インタフェース部
１ｂ リーダ／ライタ装置のデジタル部
２ ＩＣカード
２ａ ＩＣカードのアナログ・インタフェース部
２ｂ ＩＣカードのデジタル部
３ 不揮発性メモリ
２１ 整流回路
２２ レギュレータ
２３ 共振容量
２４ 送信データ
Ｌ１ リーダ／ライタ装置のアンテナ・コイル
Ｌ２ ＩＣカードのアンテナ・コイル
Ｍ１ データ送信制御用ＭＯＳトランジスタ・スイッチ
Ｒ１ 負荷抵抗

Claims (2)

1. 外部とデータ通信を行うアンテナと、前記アンテナを介して受信した搬送波信号を整流する整流回路と、前記整流回路の出力を安定化して消費電力を賄うように構成されたレギュレータとを備え、外部へのデータ送信時に前記アンテナの負荷インピーダンスを変化させてデータを送信するロード・スイッチング方式を採用した非接触式ＩＣカードであって、前記ロード・スイッチング方式により送信した送信データ終了後にダミーデータを送信することを特徴とする非接触式ＩＣカード。
2. 前記ロード・スイッチング方式は、データ送信制御用ＭＯＳトランジスタ・スイッチと、負荷抵抗とが前記アンテナの両端間に直列に接続されている構成を有し、前記ダミーデータは、前記データ送信制御用ＭＯＳトランジスタ・スイッチがオンとなる期間を徐々に短くするデータである請求項１記載の非接触式ＩＣカード。

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