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技術 非接触電子装置

出願人 株式会社日立製作所
発明者 渡邊一希大西忠志吉木宏
出願日 2004年9月2日 (16年2ヶ月経過) 出願番号 2004-255061
公開日 2006年3月16日 (14年8ヶ月経過) 公開番号 2006-072678
状態 特許登録済
技術分野 デジタルマーク記録担体
主要キーワード 最大時間幅 情報電圧 段切り デュアルタイプ マンチェスターコード 折りたたみ型 非接触インターフェース EOF
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2006年3月16日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

複数の情報伝達手段を搭載する非接触電子装置において、内部で初期値として設定された情報伝達手段以外の情報伝達手段を使用する場合、情報伝達手段を判別するために通信エラーが発生してしまい、その結果、通信時間が延びてしまう問題があった。

解決手段

部装置との間で情報信号の伝達を行う複数の情報伝達手段を搭載する非接触電子装置において、外部装置から送信される情報信号を構成する論理値時間幅を検出することで、前記情報信号の先頭で外部装置が使用している情報伝達手段を判別し、情報伝達手段を切り替えることで、通信エラーを発生することなくなり、通信時間の延長を防止することが可能になる。

概要

背景

カード内に半導体集積回路装置及びアンテナを搭載した、いわゆる非接触電子装置は、外部装置と半導体集積回路装置との間で情報の交換を行い、非接触電子装置が保持しているデータの送信、外部装置から送信されたデータの保持など様々な機能を実現する。

近年、上記非接触電子装置の高機能化への要求が高まりつつあり、様々な機能を実現するものが検討されている。
例えば、[特許文献1]に示すように、複数の情報伝達手段を搭載する情報記録媒体において、利用頻度計数手段で計数した利用頻度に応じて情報伝達手段を切り替えることができる情報伝達手段切り替え手段もその1つである。

特開2000−163538号公報

ISO/IEC−14443 Type−B
ISO/IEC−18092 212kbps and 424kbps

概要

複数の情報伝達手段を搭載する非接触電子装置において、内部で初期値として設定された情報伝達手段以外の情報伝達手段を使用する場合、情報伝達手段を判別するために通信エラーが発生してしまい、その結果、通信時間が延びてしまう問題があった。外部装置との間で情報信号の伝達を行う複数の情報伝達手段を搭載する非接触電子装置において、外部装置から送信される情報信号を構成する論理値時間幅を検出することで、前記情報信号の先頭で外部装置が使用している情報伝達手段を判別し、情報伝達手段を切り替えることで、通信エラーを発生することなくなり、通信時間の延長を防止することが可能になる。

目的

本発明の目的は、情報伝達手段の利用頻度等に関わらず、外部装置から送信されたデータに対して、通信エラーを発生せずに、複数の情報伝達手段を切り替えることが可能な情報伝達手段切り替え手段を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

部装置との間で情報の伝達を行う複数の情報伝達手段を搭載する非接触電子装置であって、外部装置から送信される情報を構成する論理値時間幅を検出することで、外部装置が使用している情報伝達手段を判別し、いずれかの情報伝達手段に切り替える機能を備えた非接触電子装置。

請求項2

請求項1に記載の非接触電子装置であって、非接触電子装置に搭載される前記複数の情報伝達手段が、同一の変調方式によって、高周波交流信号を部分的に情報信号によって変調する情報伝達手段であることを特徴とした非接触電子装置。

請求項3

請求項1または2に記載の非接触電子装置であって、非接触電子装置に搭載される前記複数の情報伝達手段が、高周波の交流信号の振幅を部分的に情報信号によって変調する情報伝達手段であることを特徴とした非接触電子装置。

技術分野

0001

本発明は、外部装置アンテナを介して、情報の交換を行う非接触電子装置係り、特に、複数の情報伝達手段を備えた非接触電子装置に好適な技術に関する。

背景技術

0002

カード内に半導体集積回路装置及びアンテナを搭載した、いわゆる非接触電子装置は、外部装置と半導体集積回路装置との間で情報の交換を行い、非接触電子装置が保持しているデータの送信、外部装置から送信されたデータの保持など様々な機能を実現する。

0003

近年、上記非接触電子装置の高機能化への要求が高まりつつあり、様々な機能を実現するものが検討されている。
例えば、[特許文献1]に示すように、複数の情報伝達手段を搭載する情報記録媒体において、利用頻度計数手段で計数した利用頻度に応じて情報伝達手段を切り替えることができる情報伝達手段切り替え手段もその1つである。

0004

特開2000−163538号公報

0005

ISO/IEC−14443 Type−B
ISO/IEC−18092 212kbps and 424kbps

発明が解決しようとする課題

0006

非特許文献1]に記載される情報伝達手段は、高周波交流信号振幅を部分的に情報信号によって変調する、所謂、振幅変調方式による情報伝達手段であり、情報信号は、NRZ−Lにより符号化され、情報信号の先頭にSOF、最後尾EOFが付加されるものである。

0007

[非特許文献2]に記載される情報伝達手段は、高周波の交流信号の振幅を部分的に情報信号によって変調する、所謂、振幅変調方式による情報伝達手段であり、情報信号は、マンチェスターコードにより符号化されるものである。

0008

上記[非特許文献1]及び[非特許文献2]に記載されている情報伝達手段において、[特許文献1]に記載されている情報伝達手段切り替え手段によって、情報伝達手段を切り替える場合、利用頻度計数手段によって計数した利用頻度によって選択された情報伝達手段と、外部装置が使用する情報伝達手段が一致する場合は、正常に通信が行われる。

0009

しかし、利用頻度計数手段によって計数した利用頻度によって決定された情報電圧手段と、外部装置が使用する情報伝達手段が一致しない場合、一度目の外部装置からの送信データを正常に受信することができないため、もう一方の情報伝達手段に切り替え、再度、受信を開始する。この切り替え動作により、外部装置が使用する情報伝達手段と一致することができれば、二度目以降の外部装置からの送信データを正常に受信することが可能になる。

0010

したがって、[特許文献1]に記載されている情報伝達手段切り替え手段によって情報伝達手段を切り替える場合、利用頻度を計数することで、通信が失敗する確率を低減することは可能になる。しかし、利用頻度の低い情報伝達手段を利用する場合においては、情報伝達手段を判定するために、外部装置が送信する最初のデータを受信できない。その結果、再度、外部装置が同一のデータを送信することが必要になり、通信時間が延びてしまうという問題があった。

0011

本発明の目的は、情報伝達手段の利用頻度等に関わらず、外部装置から送信されたデータに対して、通信エラーを発生せずに、複数の情報伝達手段を切り替えることが可能な情報伝達手段切り替え手段を提供することにある。

課題を解決するための手段

0012

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、外部装置との間で情報の伝達を行う複数の情報伝達手段を搭載する非接触電子装置であって、外部装置から送信される情報を構成する論理値時間幅を検出することで、外部装置が使用している情報伝達手段を判別し、いずれかの情報伝達手段に切り替える機能を有する非接触電子装置である。

発明の効果

0013

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、本発明に係る非接触電子装置は、外部装置から送信される情報の先頭部分で、外部装置が使用している情報伝達手段を判別することができ、外部装置が使用している情報伝達手段を判別するために発生する通信エラーがなくなり、通信時間の延長を防止することが可能になる。

発明を実施するための最良の形態

0014

以下、本発明に係る非接触電子装置について、添付図面を参照しながら説明する。

0015

図1は、本発明の非接触電子装置の第1の実施例を示す基本構成ブロック図である。
図1において、U1は非接触電子装置、U2は非接触電子装置U1に搭載される半導体集積回路装置、L1は非接触電子装置U1に搭載されるアンテナである。アンテナL1と並列に接続された容量C1は、共振回路を構成する。半導体集積回路装置U2は、電源回路U3、内部回路U4、及びアンテナL1を接続するためのアンテナ端子LA及びLBを有している。

0016

図2に、非接触電子装置U1の構造を示す。非接触電子装置U1は、樹脂モールドされたプリント基板U11によってカードの形態を成す。外部装置U14からの電磁波を受けるアンテナL1は、プリント基板U11の配線により形成される渦巻き状のコイルU12によって構成される。1個のICチップU13で構成された半導体集積回路装置U2は、プリント基板U11に実装され、ICチップU13にアンテナとなるコイルU12が接続される。

0017

外部装置U14からの電磁波を受けたアンテナL1は、アンテナ端子LA及びLBに高周波の交流信号を出力する。交流信号は、部分的に情報信号(データ)によって変調されている。
本発明は、典型的には外部と入出力端子をカードの表面に持たない非接触電子装置、いわゆる非接触型ICカードに適用される。勿論、非接触インターフェース入出力のための端子を持つデュアルタイプICカードに用いても良い。
また、特に限定はされないが、半導体集積回路装置U2は、公知の半導体集積回路装置の製造技術によって、単結晶シリコン等のような1個の半導体基板上に形成される。

0018

図1において、基本的には、電源回路U3は、整流回路U5及び平滑容量から構成される。勿論、電源回路U3が出力する電圧DDが所定の電圧レベルを超えないように制御するレギュレータU6を設けても良い。
電源回路U3が出力する電圧VDDが、内部回路U4の電源電圧VDDとして供給される。内部回路U4は、受信回路U7、送信回路U8、信号処理部U9、メモリU10から構成される。受信回路U7は、非接触電子装置に備えられるアンテナL1によって受信された交流信号に重畳された情報信号を、復調してディジタルの情報信号として信号処理部U9に供給する。

0019

送信回路U8は、信号処理部U9から出力されるディジタル信号の情報信号を受け、アンテナL1が受信している交流信号を同情報信号によって変調する。外部装置U14は、アンテナL1からの電磁波の反射が上記変調によって変化するのを受けて、信号処理部U9からの情報信号を受信する。メモリU10は信号処理部U9との間で復調された情報データや送信データの記録などに利用される。

0020

図3は、[非特許文献1]及び[非特許文献2]に記載される情報伝達手段における信号波形例である。(A)〜(D)は、[非特許文献2]に記載される情報伝達手段における信号波形例を示しており、(A)は、外部装置から送信される情報信号(データ)が”11”の時の信号波形、(B)は、外部装置から送信される情報信号(データ)が”00”の時の信号波形、(C)は、外部装置から送信される情報信号(データ)が”01”の時の信号波形、(D)は、外部装置から送信される情報信号(データ)が”10”の時の信号波形、(E)は、[非特許文献1]に記載される情報伝達手段において、外部装置から送信されるデータの先頭に付加されるSOFの信号波形を示している。

0021

ここでは、[非特許文献2]に記載される情報伝達手段で使用されるマンチェスターコードは、情報信号(データ)の前半が論理値”0”、後半が論理値”1”で構成される情報信号(データ)の”0”を示し、情報信号(データ)の前半が論理値”1”、後半が論理値”0”で構成される情報信号(データ)の”1”を示している。

0022

また、(A)〜(D)はデータ伝送速度が212kbpsの場合の信号波形例を示しており、(E)はデータ伝送速度が847kbpsの場合の信号波形例を示している。
(A)〜(D)に示すように、[非特許文献2]に記載される情報伝達手段は、符号化方式としてマンチェスターコードを用いている。これにより、論理値”0”が連続する最大時間幅T1は、(1/212k)秒となる。

0023

一方、(E)に示すように、[非特許文献1]に記載される情報伝達手段は、データの先頭にSOFが付加され、このSOFを構成する論理値”0”の時間幅T2は、(10/847k)秒以上(11/847k)秒以下となる。
これより、[非特許文献1]に記載される情報伝達手段におけるSOFを構成する論理値”0”が連続する時間幅T2は、[非特許文献2]に記載される情報伝達手段における外部装置から送信されるデータを構成する論理値”0”が連続する時間幅より大きいことがわかる。

0024

上記では、[非特許文献2]のデータ伝送速度が212kbps、[非特許文献1]のデータ伝送速度が847kbpsの場合について説明したが、[非特許文献1]及び[非特許文献2]に記載される他のデータ伝送速度においても、同様の関係が成り立つ。
したがって、この情報信号(データ)を構成するパルス幅の違いを検出することで、[非特許文献1]に記載される情報伝達手段と、[非特許文献2]に記載される情報伝達手段とを区別することができ、この検出結果によって、情報伝達手段を切り替えることが可能になる。

0025

図4は、本発明の非接触電子装置に搭載される受信回路U7が有する情報伝達手段切り替え手段の切り替え動作を示すフローチャートである。
外部装置から供給される電磁波によって、非接触電子装置は内部電源を生成し、信号処理が開始され、外部装置からの送信データを受信可能な状態に遷移する(F1)。外部装置かの送信データが入力されると、F2に進み、論理値”0”の連続時間、いわゆるパルス幅を監視する。

0026

F2において、論理値”0”のパルス幅が、所望のパルス幅以上であれば、外部装置が使用する情報伝達手段が[非特許文献1]に記載の情報伝達手段であると判定し、F3に進む。F3において、受信処理1が開始され、最終データを受信後にF4進み、正常に受信できたか否かを判定する。正常に受信できていれば、F7に進み、受信完了となる。正常に受信できていなければ、再度受信可能な状態に遷移する。

0027

一方、F2において、論理値”0”のパルス幅が、所望のパルス幅未満であれば、外部装置が使用する情報伝達手段が[非特許文献2]に記載の情報伝達手段であると判定し、F5に進む。F5において、受信処理2が開始され、最終データを受信後にF6に進み、正常に受信できたか否かを判定する。正常に受信できていれば、F7に進み、受信完了となる。正常に受信できていなければ、再度受信可能な状態に遷移する。
ここで、上記F2において検出する論理値”0”のパルス幅は、図3に示した関係から設定すれば良い。

0028

上述の動作により、非接触電子装置が受信した信号の先頭で、情報伝達手段を切り替えることが可能になる。これにより、非接触電子装置内で設定されている情報伝達手段と外部装置が使用する情報伝達手段の不一致による通信エラーは発生しない。したがって、情報伝達手段を切り替える機能を追加しても、通信時間が延長することがなくなる。

0029

図5に実施例1の非接触電子装置のいずれかを内蔵した本発明の携帯情報端末の第4の実施例を示す。
図5において、U15は携帯情報端末である携帯電話、U16は携帯電話U15の折りたたみ型筐体、U17は筐体U16の本体の内側表面に設けたデータを入力する入力装置、U18は筐体U16の内部で入力装置U19の裏面側に配置した非接触電子装置が配置されている。図5では示されないが、筐体U16の蓋の内側表面に表示装置が配置されている。また、筐体U16の蓋の内部に音声またはデータによって通信を行うための送受信回路及びデータ処理回路が配置されている。データ処理回路に入出力されるデータ等が上記表示装置に表示される。

0030

非接触電子装置U18は、データを出力する端子及び電源電圧を入力する端子を有し、これら端子を介してデータ処理回路に接続される。非接触電子装置U18の内部回路のデータは、入力装置U17の操作によって上記表示装置に表示させることも可能である。
また、非接触電子装置U18は、外部装置U14の近傍に置かれたとき、携帯電話U16の電源投入の有無とは関係なく、外部装置U14との間でデータの送受信を行う。尚、非接触電子装置U18は、携帯電話U15に着脱可能な形で内蔵されても良い。

0031

本実施例により、外部装置を介さずとも非接触電子装置U18の有するデータを知ることが可能になり、非接触電子装置U18の利便性を高めることができる。
尚、本実施例では、非接触電子装置U18は、携帯電話U15に内蔵されたが、手帳タイプのパーソナルコンピュータノート型パーソナルコンピュータ等その他の携帯情報端末の全般に内蔵可能である。

0032

以上、本発明者よりなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、図3において、[非特許文献2]に記載される情報伝達手段で使用されるマンチェスターコードは、情報信号(データ)の前半が論理値”0”、後半が論理値”1”で構成される情報信号(データ)の”1”を示し、情報信号(データ)の前半が論理値”1”、後半が論理値”0”で構成される情報信号(データ)の”0”を示すものであっても良い。

0033

また、図1の非接触電子装置において、電源回路、受信部、送信部、信号処理部、メモリを複数の半導体集積回路装置で構成するものであっても良い。この発明は、複数の情報伝達手段を有する半導体集積回路装置及び非接触電子装置に広く利用できる。

0034

本発明は、ICカード等に適用して好適であり、交通金融運送、商業等に広く利用可能である。

図面の簡単な説明

0035

本発明の半導体集積回路装置及び非接触電子装置の第1の実施例の基本構成図。
アンテナと本発明の半導体集積回路装置とを有する非接触電子装置の配線基板及び外部装置の斜視図。
[非特許文献1]及び[非特許文献2]に記載される情報伝達手段における信号波形例。
本発明の非接触電子装置に搭載される受信回路U7が有する情報伝達手段切り替え手段の切り替え動作を示すフローチャート。
第2の実施例を説明するための携帯電話の鳥瞰図

符号の説明

0036

C1・・・共振容量、L1・・・アンテナ、LA、LB・・・アンテナ接続端子、T1、T2・・・時間幅、U1・・・非接触電子装置、U2・・・半導体集積回路装置、U3・・・電源回路、U4・・・内部回路、U5・・・整流回路、U6・・・レギュレータ、U7・・・受信回路、U8・・・送信回路、U9・・・信号処理部、U10・・・メモリ、U11・・・プリント基板、U12・・・コイル、U13・・・ICチップ、U14・・・外部装置、U15・・・携帯電話、U16・・・携帯電話U17の折りたたみ型の筐体、U17・・・入力装置、U18・・・非接触電子装置、VDD・・・電源電圧。

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