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技術 非接触ICカード測定装置、非接触ICカード測定方法及び非接触ICカード測定プログラム

出願人 ソニーモバイルコミュニケーションズ株式会社
発明者 丸山浩二
出願日 2007年9月26日 (11年9ヶ月経過) 出願番号 2007-249959
公開日 2009年4月16日 (10年3ヶ月経過) 公開番号 2009-080687
状態 未査定
技術分野 カ-ドリ-ダライタ及び複合周辺装置 近接電磁界伝送方式 記録担体の読み取り デジタルマーク記録担体
主要キーワード 調整行程 測定用コイル 交流結合用 垂直駆動機構 搬送波入力端子 電源レギュレータ 検出用アンテナ 連続発振状態
関連する未来課題
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図面 (9)

課題

非接触型ICカード共振周波数測定及び通信動作確認を1つの装置で連続して行うことにより、2つの測定を効率よく行うことができる。

解決手段

非接触ICカード測定装置では、測定用コイル303に所定周波数の信号を入力して、測定用コイル303からのリターン信号を測定することにより、非接触ICカードの共振周波数をネットワークアナライザー301で測定する。また、測定用コイル303に通信動作確認用の信号を入力して、測定用コイル303からの無線によるプロービングコイル313を介した受信信号を測定することにより、非接触ICカードの通信動作オシロスコープ314で確認する。この共振周波数測定処理と、通信動作確認処理とが一連の処理となるように、スイッチ302で切り替える。

概要

背景

従来、非接触ICカードの製造調整工程において、非接触ICカードの機能を測定するこが行われていた。この非接触ICカードの機能としては、まず、非接触型ICカード共振周波数測定を行い、別工程で、非接触型ICカードの通信動作の確認を行っていた。

例えば、非接触型ICカードの共振周波数測定システムにおいては、まず、直流電源出力電圧を変えることにより検出用アンテナの共振周波数を設定する。そして、設定した共振周波数において、非接触型ICカード・メディアと検出用アンテナとの距離を変化させる。ここで、インピーダンス測定装置により検出用アンテナの入力インピーダンスを測定させる制御を行い、測定した入力インピーダンスのリアクタンス成分の変化が最小となる共振周波数を求めるようにしていた(例えば、特許文献1参照)。

また、例えば、非接触式ICカード通信システムにおいては、非接触リーダライタ電磁波を発生することにより、いわゆるRF(Radio Frequency)フィールド磁界)を形成する。そして、非接触ICカードが非接触リーダライタに近接すると、非接触ICカードは、電磁誘導によって電源の供給を受けるとともに、非接触リーダライタとの間でコマンドの通信を行うことが確認できる(例えば、特許文献2参照)。

特開2004−93432号公報
特開平11−203428号公報

概要

非接触型ICカードの共振周波数測定及び通信動作確認を1つの装置で連続して行うことにより、2つの測定を効率よく行うことができる。非接触ICカード測定装置では、測定用コイル303に所定周波数の信号を入力して、測定用コイル303からのリターン信号を測定することにより、非接触ICカードの共振周波数をネットワークアナライザー301で測定する。また、測定用コイル303に通信動作確認用の信号を入力して、測定用コイル303からの無線によるプロービングコイル313を介した受信信号を測定することにより、非接触ICカードの通信動作をオシロスコープ314で確認する。この共振周波数測定処理と、通信動作確認処理とが一連の処理となるように、スイッチ302で切り替える。

目的

そこで、本発明は、非接触型ICカードの共振周波数測定及び通信動作確認を1つの装置で連続して行うことにより、2つの測定を効率よく行うことができる非接触ICカード測定装置、非接触ICカード測定方法及び非接触ICカード測定プログラムを提供することを目的とするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

無線による通信を行う非接触ICカードの機能を測定するための非接触ICカード測定装置であって、前記非接触ICカードのアンテナ用コイル所定周波数の信号を入力して、前記アンテナ用コイルからのリターン信号を測定することにより、前記非接触ICカードの共振周波数を測定する共振周波数測定手段と、前記非接触ICカードのアンテナ用コイルに通信動作確認用の信号を入力して、前記アンテナ用コイルからの無線による被測定用アンテナを介した受信信号を測定することにより、前記非接触ICカードの通信動作を確認する通信動作確認手段と、前記共振周波数測定手段による前記非接触ICカードの共振周波数測定処理と、前記通信動作確認手段による前記非接触ICカードの通信動作確認処理とが一連の処理となるように、前記共振周波数測定手段と前記通信動作確認手段とを切り替え切替手段と、を備えたことを特徴とする非接触ICカード測定装置。

請求項2

前記共振周波数測定手段による前記非接触ICカードの共振周波数測定処理と、前記通信動作確認手段による前記非接触ICカードの通信動作確認処理とは、前記非接触ICカードの製造調整行程において行われることを特徴とする請求項1に記載の非接触ICカード測定装置。

請求項3

前記共振周波数測定手段による前記非接触ICカードの共振周波数測定処理と、前記通信動作確認手段による前記非接触ICカードの通信動作確認処理とは、前記非接触ICカードが携帯端末装置に搭載された後に行われることを特徴とする請求項2に記載の非接触ICカード測定装置。

請求項4

前記共振周波数測定手段による前記非接触ICカードの共振周波数測定処理は、前記アンテナ用コイルからのリターン信号のレベル最低となる周波数を共振周波数として測定することを特徴とする請求項3に記載の非接触ICカード測定装置。

請求項5

前記通信動作確認手段による前記非接触ICカードの通信動作確認処理は、前記アンテナ用コイルからの無線を介した受信信号のうちの前記アンテナ用コイルに基づく信号及び前記被測定用アンテナに基づく信号を測定することにより、前記非接触ICカードの通信動作の成功又は失敗の判定が行われることを特徴とする請求項3に記載の非接触ICカード測定装置。

請求項6

前記アンテナ用コイルに基づく信号は前記アンテナ用コイルからの信号による電圧変化であり、前記被測定用アンテナに基づく信号は前記被測定用アンテナの負荷変調による電圧変化であり、前記アンテナ用コイルからの信号による電圧変化の後に、前記被測定用アンテナの負荷変調による電圧変化を測定することにより、前記非接触ICカードの通信動作の成功の判定が行われ、前記アンテナ用コイルからの信号による電圧変化のみを測定することにより、前記非接触ICカードの通信動作の失敗の判定が行われることを特徴とする請求項5に記載の非接触ICカード測定装置。

請求項7

無線による通信を行う非接触ICカードの機能を測定するための非接触ICカード測定方法であって、前記非接触ICカードのアンテナ用コイルに所定周波数の信号を入力して、前記アンテナ用コイルからのリターン信号を測定することにより、前記非接触ICカードの共振周波数を測定する共振周波数測定ステップと、前記共振周波数測定ステップによる前記非接触ICカードの共振周波数測定処理と、前記非接触ICカードの通信動作確認処理とが一連の処理となるように、前記共振周波数測定処理と前記通信動作確認処理とを切り替える切替ステップと、前記非接触ICカードのアンテナ用コイルに通信動作確認用の信号を入力して、前記アンテナ用コイルからの無線による被測定用アンテナを介した受信信号を測定することにより、前記非接触ICカードの通信動作を確認する通信動作確認ステップと、を含む、ことを特徴とする非接触ICカード測定方法。

請求項8

無線による通信を行う非接触ICカードの機能を測定するための非接触ICカード測定装置を制御するためにコンピュータを、前記非接触ICカードのアンテナ用コイルに所定周波数の信号を入力して、前記アンテナ用コイルからのリターン信号を測定することにより、前記非接触ICカードの共振周波数を測定する共振周波数測定手段と、前記非接触ICカードのアンテナ用コイルに通信動作確認用の信号を入力して、前記アンテナ用コイルからの無線による被測定用アンテナを介した受信信号を測定することにより、前記非接触ICカードの通信動作を確認する通信動作確認手段と、前記共振周波数測定手段による前記非接触ICカードの共振周波数測定処理と、前記通信動作確認手段による前記非接触ICカードの通信動作確認処理とが一連の処理となるように、前記共振周波数測定手段と前記通信動作確認手段とを切り替える切替手段と、として機能させることを特徴とする非接触ICカード測定プログラム

技術分野

0001

本発明は、例えば、近接距離無線通信を行う非接触ICカードの機能を測定するための非接触ICカード測定装置、非接触ICカード測定方法及び非接触ICカード測定プログラムに関するものである。

背景技術

0002

従来、非接触ICカードの製造調整工程において、非接触ICカードの機能を測定するこが行われていた。この非接触ICカードの機能としては、まず、非接触型ICカード共振周波数測定を行い、別工程で、非接触型ICカードの通信動作の確認を行っていた。

0003

例えば、非接触型ICカードの共振周波数測定システムにおいては、まず、直流電源出力電圧を変えることにより検出用アンテナの共振周波数を設定する。そして、設定した共振周波数において、非接触型ICカード・メディアと検出用アンテナとの距離を変化させる。ここで、インピーダンス測定装置により検出用アンテナの入力インピーダンスを測定させる制御を行い、測定した入力インピーダンスのリアクタンス成分の変化が最小となる共振周波数を求めるようにしていた(例えば、特許文献1参照)。

0004

また、例えば、非接触式ICカード通信システムにおいては、非接触リーダライタ電磁波を発生することにより、いわゆるRF(Radio Frequency)フィールド磁界)を形成する。そして、非接触ICカードが非接触リーダライタに近接すると、非接触ICカードは、電磁誘導によって電源の供給を受けるとともに、非接触リーダライタとの間でコマンドの通信を行うことが確認できる(例えば、特許文献2参照)。

0005

特開2004−93432号公報
特開平11−203428号公報

発明が解決しようとする課題

0006

上述した従来の非接触型ICカードの共振周波数測定や、非接触型ICカードの通信動作の確認を行った後に、次の工程で非接触型ICカードを携帯電話機に装着すると、非接触型ICカードのアンテナコイルインピーダンスが変化することがある。これは、非接触型ICカードの携帯電話機への貼り付け時に抵抗の断絶が発生するためである。

0007

このため、非接触型ICカードの携帯電話機への装着後に、共振周波数測定及び通信動作確認を再度やり直す必要が生じる。また、非接触型ICカードの共振周波数は変化がなくとも、通信動作が不能となっている場合も考えられる。

0008

また、このとき、非接触型ICカードの共振周波数測定と通信動作の確認とが別の工程で行われていた。これは、非接触型ICカードの共振周波数測定は、通常、ネットワークアナライザーを用いて行われていたので、機器測定管理が難しかった。すなわち、共振周波数測定においては、ネットワークアナライザーと非接触型ICカードの測定用アンテナを用いて予め定められた共振周波数内となるように共振周波数の測定及び調整を行う必要があった。

0009

また、非接触型ICカードの通信動作の確認は、通常、実際の通信に使用するリーダライタを用いてポーリング試験を行う必要があった。すなわち、通信動作の確認においては、リーダライタと非接触型ICカードの測定用アンテナを用いて実際に通信ができるかどうかを確認する必要があった。

0010

このように、共振周波数測定及び通信動作確認において、両者の機器がそれぞれ必要となるため2つの測定は別の工程でそれぞれ別の測定治具を用いて行われていた。このため、2つの測定が効率よく行われていなかった。

0011

そこで、本発明は、非接触型ICカードの共振周波数測定及び通信動作確認を1つの装置で連続して行うことにより、2つの測定を効率よく行うことができる非接触ICカード測定装置、非接触ICカード測定方法及び非接触ICカード測定プログラムを提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

0012

本発明は、上記目的を達成するために、本発明の非接触ICカード測定装置は、非接触ICカードのアンテナ用コイル所定周波数の信号を入力して、アンテナ用コイルからのリターン信号を測定することにより、非接触ICカードの共振周波数を測定する共振周波数測定手段と、非接触ICカードのアンテナ用コイルに通信動作確認用の信号を入力して、アンテナ用コイルからの無線による被測定用アンテナを介した受信信号を測定することにより、非接触ICカードの通信動作を確認する通信動作確認手段とを備えている。

0013

また、本発明の非接触ICカード測定装置は、共振周波数測定手段による非接触ICカードの共振周波数測定処理と、通信動作確認手段による非接触ICカードの通信動作確認処理とが一連の処理となるように、共振周波数測定手段と通信動作確認手段とを切り替え切替手段を備えている。

0014

また、本発明の非接触ICカード測定方法は、非接触ICカードのアンテナ用コイルに所定周波数の信号を入力して、アンテナ用コイルからのリターン信号を測定することにより、非接触ICカードの共振周波数を測定する共振周波数測定ステップと、共振周波数測定ステップによる非接触ICカードの共振周波数測定処理と、非接触ICカードの通信動作確認処理とが一連の処理となるように、共振周波数測定処理と通信動作確認処理とを切り替える切替ステップとを含んでいる。

0015

また、本発明の非接触ICカード測定方法は、非接触ICカードのアンテナ用コイルに通信動作確認用の信号を入力して、アンテナ用コイルからの無線による被測定用アンテナを介した受信信号を測定することにより、非接触ICカードの通信動作を確認する通信動作確認ステップを含んでいる。

0016

また、本発明の非接触ICカード測定プログラムは、無線による通信を行う非接触ICカードの機能を測定するための非接触ICカード測定装置を制御するためにコンピュータを、非接触ICカードのアンテナ用コイルに所定周波数の信号を入力して、アンテナ用コイルからのリターン信号を測定することにより、非接触ICカードの共振周波数を測定する共振周波数測定手段と、非接触ICカードのアンテナ用コイルに通信動作確認用の信号を入力して、アンテナ用コイルからの無線による被測定用アンテナを介した受信信号を測定することにより、非接触ICカードの通信動作を確認する通信動作確認手段として機能させる。

0017

また、本発明の非接触ICカード測定プログラムは、無線による通信を行う非接触ICカードの機能を測定するための非接触ICカード測定装置を制御するためにコンピュータを、共振周波数測定手段による非接触ICカードの共振周波数測定処理と、通信動作確認手段による非接触ICカードの通信動作確認処理とが一連の処理となるように、共振周波数測定手段と通信動作確認手段とを切り替える切替手段として機能させることを特徴とする。

発明の効果

0018

本発明によれば、非接触ICカードの製造調整工程において、非接触型ICカードの共振周波数測定及び通信動作確認を1つの装置で連続して行うことにより、2つの測定を効率よく行うことができるという効果を奏する。

発明を実施するための最良の形態

0019

以下、本発明の一実施の形態を、図1〜8を参照して説明する。
図1は、本実施の形態例の非接触ICカードを装着した携帯電話の構成を示すブロック図である。
図1において、携帯電話100は、基地局に対して送受信を行うアンテナ101及び送受信データに送受信のための通信信号処理を行う通信回路102を備えている。

0020

また、携帯電話100は、受話音声動画ファイル音声、及び音楽データの音声を出力するスピーカ部104と、送話音声等を集音するマイクロホン103とを備えている。
また、携帯電話100は、操作情報や送受信データ等を表示する表示部107と、操作情報や送受信データ等を入力するための複数のキーを含む操作部106とを備えている。

0021

また、携帯電話100は、通信アプリケーションプログラム等の各種アプリケーションプログラムを記憶するメモリ105と、外部に配置されるに配置されるリーダライタ170との間で情報の読み込み及びメモリ105に書き込みをする処理を無線にて行う非接触ICカード109とを備えている。

0022

また、携帯電話100は、制御ライン120及びデータライン130を介して各部と相互に接続されて各部の制御を司る制御部108を備えている。
ここで、メモリ105は、非接触ICカード109とリーダライタ170との間の無線通信処理を制御部108に実行させる非接触ICカードドライバプログラム150を格納している。

0023

また、メモリ105は、非接触ICカード109がリーダライタ170から読み込んだ情報を、データライン130を介して制御部108内のメモリに書き込みをするためのインターフェースを制御部108に実行させるインターフェースプログラム160を格納している。

0024

また、携帯電話100は、非接触ICカード109がリーダライタ170から読み込んだ情報に基づいて、メモリ105に格納された情報を検索し、検索結果を表示部107に表示する処理を制御部108に実行させる。

0025

図2は、非接触ICカードシステムを示す図である。
図2において、非接触ICカード201は、ループアンテナ202を介して無線による通信を行う無線通信部と、制御を司る制御部と、情報を記憶する記憶部とを有するIC204と、IC204に電源電圧を供給する電源レギュレータ205とを備えている。

0026

ここで、IC204の記憶部には、非接触ICカードの製造調整工程において実行された、非接触型ICカードの共振周波数測定及び通信動作確認の動作結果を管理するための管理プログラム212が記憶されている。

0027

この管理プログラム212は、例えば、事前に、図示しない外部のサーバから無線により書き換え不可能に非接触ICカード201のIC204の記憶部に装填される。この管理プログラム212の書き込みは、例えば、非接触ICカードの製造調整工程後に外部のサーバから実行される。

0028

非接触ICカード201は、IC204の制御部による管理プログラム212に管理された、例えば、13.56MHzの非接触型ICカードの固有の共振周波数により、通信処理を実行する。

0029

また、非接触ICカード201は、IC204の制御部による管理プログラム212に管理された、例えば、20msecごとに100ビットの非接触型ICカードの固有のデータ通信により、通信処理を実行する。

0030

非接触ICカード201は、IC204の制御部による管理プログラム212で管理された共振周波数及び通信動作により、リーダライタ170との間の無線通信を実行する。

0031

図2に示した携帯電話200は、無線による通信を行う無線通信回路202と、制御を司る制御部208と、情報を表示する表示部207とを有している。そこで、図1に示した携帯電話100は、通信圏内に近接する、図2に示したリーダライタ170を検索する。

0032

図2に示す非接触ICカードシステムにおいて、非接触ICカード201とリーダライタ170との間の非接触による無線通信の動作を説明する。ここでは、予め、図2に示した非接触ICカード201は、リーダライタ170に記憶された情報を無線通信部により読み出して、記憶部に記憶しているものとする。

0033

なお、リーダライタ170は、各情報が記憶されていて、図2に示す接触ICカードシステムの通信圏内に近接して配置される。

0034

すなわち、特定の位置に配置されるリーダライタ170は、図2に示した非接触ICカード201に対して、電磁波を媒体として、非接触で電源となる電力を供給し、識別情報書き込み処理及び読み出し処理を行う。

0035

ここで、図2に示す非接触ICカードシステムでは、例えば、特定の位置に配置され、その非接触ICカード201に対して、電磁波を媒体として、非接触で電源となる電力を供給するとともに、データの読み書きやその他必要な処理を行うリーダライタ170とで構成されている。

0036

リーダライタ170においては、断面形状が、例えば長方形とされているループコイル207から、コマンド及び必要ならば書き込みデータが、電磁波として放射され、さらに一定期間、無変調波が放射される。すなわち、まずCPU209において、所定のプログラムに従い、所定の変調波に対応した電圧をループコイル207に印加するように、変調復調回路208が制御される。

0037

変調/復調回路208のうちの変調処理を行う変調回路は、例えば、所定の周波数(例えば、13.56MHz)のキャリアを発生するキャリア発生器、及びCPU209の制御に従って増幅率が変化する駆動回路アンプ)から構成されている。そして、駆動回路には、キャリア発生器からキャリアが入力されるようになされている。

0038

駆動回路は、複数のループアンテナ207それぞれの、2次コイルコンデンサとの接続点の電圧を検波したものに重み付けをして加算する加算手段をさらに備える。駆動回路の増幅率は、非接触ICカード201に対して送信すべきコマンドや書き込みデータなどに対応して、CPU209により制御される。従って、駆動回路では、キャリアが、非接触ICカード201に対して送信すべきコマンドや書き込みデータなどに従って振幅変調されて出力される。

0039

駆動回路の出力端子は、アンテナ(ループアンテナ)であるコイル(ループコイル)207に接続されている。従って、駆動回路より出力された振幅変調波は、ループコイル207に供給される。すなわち、ループコイル207には、振幅変調波に対応する電圧が印加される。これにより、ループコイル207では、その電圧に対応した電流が流れ、その電流の変化に対応した磁束(磁界)が発生する。

0040

すなわち、ループコイル207からは、駆動回路より出力された振幅変調波が、電磁波として放射される。

0041

その後、リーダライタ170では、CPU209によって、駆動回路の増幅率が一定値になるように制御される。これにより無変調波が、上述した振幅変調波と同様にして、電磁波として放射される。

0042

そして、非接触ICカード201から応答があったか否かが判定される。ここで、非接触ICカード201から応答があったか否かは、次のようにして判定される。すなわち、リーダライタ170においては、図2には図示していないが、例えば、ループコイル207とコンデンサ(共振容量)とが並列に接続されて共振回路が構成されている。

0043

さらに、コンデンサには、コンデンサとスイッチ(例えば、FETなど)とが直列接続された直列回路並列接続されている。従って、スイッチがオンオフすることで、共振回路は、ループコイル及びコンデンサ、又はループコイル、及び他のコンデンサで構成されるようになり、その共振周波数(インピーダンス)が変化するようになされている。

0044

リーダライタ170では、非接触ICカード201に応答する場合、制御信号をオン/オフするようになされている。これにより、ループコイル207とコンデンサとで構成する共振回路の共振周波数(インピーダンス)を変化させる。

0045

この場合、リーダライタ170と非接触ICカード201とが、ループコイル202と207との間で相互誘導を生じる距離にあることが前提となる。なお、リーダライタ170も非接触ICカード201と同様にスイッチにより共振回路に接続されるコンデンサの容量を変化させるようにしてもよい。

0046

上述したように無変調波に対応する電磁波を放射しているリーダライタ170の駆動回路とループコイル207との接続点(ループコイルの端子)からループアンテナ207側を見たインピーダンスは、スイッチのオン/オフに対応して変化する。

0047

従ってループアンテナ207の接続点の電圧も変化することになる。この間の電圧は、変調/復調回路208で検波、復調され、CPU209に供給される。非接触ICカード201から応答があったか否かは、CPU209において、変調/復調回路208からの信号(復調信号)に基づいて判定される。

0048

CPU209において、非接触ICカード201から応答がなかったと判定された場合、非接触ICカード201から応答があるまで、上述したようにして振幅変調波と無変調波とを放射する処理が繰り返される。すなわち、非接触ICカード201から応答がなかったと判定された場合とは、非接触ICカード201とリーダライタ170とが、ループコイル202とループコイル207との間で相互誘導を生じる距離にない場合である。

0049

一方、CPU209において、非接触ICカード201から応答があったと判定された場合、上述したように得られる応答としての変調/復調回路208からの復調信号に基づいて、必要な処理が行われる。

0050

すなわち、図2の非接触ICカードシステムが、例えば特定の位置に配置されたリーダライタ170に対して、ユーザが端末に内蔵される非接触ICカード201を用いて情報を検索する場合には、以下のように動作が行われる。

0051

CPU209によって、ディスプレイ210やアクセスコントローラ211、その他の装置が制御される。ディスプレイ210に必要な表示がなされるとともに、アクセスコントローラ211によって、情報の検索が行われる。さらに、その他の装置において、所定の処理が行われる。

0052

次に、図2に示した非接触ICカード201について説明する。非接触ICカード201アクティブICタグ301では、まず、最初に、リーダライタ170から放射された電磁波が受信される。すなわち、非接触ICカード201が、リーダライタ170に近づけられると、ループコイル202と207との間で相互誘導を生じる距離となる。

0053

そこで、ループコイル202は、ループコイル207より放射された電磁界(磁束)のうち、そこに鎖交する磁束の変化(磁界の変化)に応じて逆起電力を生じる。
ここで、非接触ICカード201においては、図示しないが、ループコイル202は、コンデンサと並列に接続され、これにより共振回路が構成されている。

0054

従って、ループコイル202で発生した電圧のうち、ループコイル202及びコンデンサで構成される共振回路の共振周波数を中心とする所定の周波数帯域のものは、効率良く、後段のIC204に供給される。

0055

なお、ループコイル202及びコンデンサで構成される共振回路の共振周波数は、例えば非接触ICカード201が有するキャリア発生器が発生するキャリアの周波数と同一となるように構成されている。

0056

そして、IC204に対し、上述した相互誘導に基づく逆起電力による電源の供給が開始される。その後、ループコイル202及びコンデンサで構成される共振回路を通過した信号が検波される。

0057

すなわち、ループコイル202及びコンデンサで構成される共振回路を通過した信号は、図示せぬ整流/検波用のダイオード及び平滑用のコンデンサを介することにより、整流、平滑化され(リップルが除去され)、電源レギュレータ205に供給される。そして、電源レギュレータ205では、そこに入力された信号が安定化されることにより所定の一定電圧とされ、これが、電源として、IC204に供給される。

0058

以上のようにして、IC204に電源が供給され、その動作が可能な状態となった後、ループコイル202及びコンデンサで構成される共振回路を通過した信号は、上述した整流/検波用のダイオードを介することにより検波される。さらに図示せぬ交流結合用のコンデンサを介することにより、直流分が除去されて、IC204に供給される。

0059

IC204では、そこに入力された信号に含まれるコマンドが解釈され、そのコマンドに対応した処理が行われる。すなわち、そのコマンドが、例えば書き込みを要求するものである場合には、入力された信号に含まれるデータ(書き込みデータ)が、図示せぬメモリ(例えば、不揮発性メモリなど)に書き込まれる。

0060

逆に、そのコマンドが、例えば読み出しを要求するものである場合には、メモリ(例えば、不揮発性メモリなど)に記憶されているデータ(読み出しデータ)が、送信される。ここで、コマンドが、例えば読み出しを要求するものである場合には、メモリからデータが読み出される。そのデータに対応して、例えば、コンデンサによる容量可変制御がなされる。

0061

ここで、コンデンサによる容量可変制御の制御信号は、IC204の制御に従ってオン/オフする。例えば、通常は、コンデンサの容量が比較的大きいオフ状態になっている。制御信号がオンになった場合には、コンデンサの容量が比較的小さい値に減少する。

0062

このため、ループコイル202及びコンデンサでなる並列共振回路が共振周波数で共振されることになる。上述したようにして、非接触ICカード201におけるループアンテナ207の接続点の電圧は、読み出されたデータに対応して変化することになる。

0063

なお、ループコイル202及びコンデンサで構成される共振回路にスイッチを介してコンデンサを並列接続することにより容量を可変制御するようにして、並列共振回路が共振周波数で共振されるようにしても良い。

0064

なお、図2では、電源レギュレータ205を有して非接触ICカード201自体に電源を設ける例について説明したが、図1に示した非接触ICカード201のように携帯電話100に装着される場合には電源を設けず、携帯電話100からのみ電源の供給を受けるようにしても通信動作は同様となる。

0065

このため、携帯電話100に装着される非接触ICカード201と非接触ICカード201との間の通信動作も同様にすることが可能である。
例えば、携帯電話、PDA(Personal Digital Assistant)等の携帯用電子機器に非接触ICカード201を添付して使用する場合には、携帯用電子機器の電源を用いることができる。

0066

次に、本実施の形態例の非接触ICカード測定装置の構成について説明する。
図3は、共振周波数測定時の非接触ICカード測定装置の構成を示すブロック図である。
図3において、共振周波数測定時の非接触ICカード測定装置は、ネットワークアナライザー301と、スイッチ302と、測定用コイル303と、オシロスコープ314と、コンピュータ320とを動作可能に有している。

0067

ネットワークアナライザー301は、測定用コイル303に所定周波数の信号を入力して、測定用コイル303からのリターン信号の電流値から電力損失を測定する。これにより、共振する周波数では大電流が流れるため、リターン信号の電流値が最小のとき電力損失が最も大きくなる。このため、電力損失が最も大きくなる周波数を共振周波数として測定することができる。

0068

このとき、スイッチ302のSW1の可動接点aは、一端をネットワークアナライザー301に接続され、他端を固定接点bに切り替えて接続される。
また、スイッチ302のSW2の可動接点dは、一端を測定用コイル303に接続され、他端を固定接点eに切り替えて接続される。測定用コイル303は、図2に示した非接触ICカード201のループコイル202と同様であり、例えば、ループコイル202に設けられた測定用タップにSW2の可動接点dを接続する。

0069

ここで、スイッチ302のSW1の固定接点bとSW2の固定接点eとは直接接続されている。
また、コンピュータ320には、非接触ICカード測定プログラム321が搭載されていて、非接触ICカード測定プログラム321を実行することにより、コンピュータ320は、ネットワークアナライザー301の共振周波数測定動作、スイッチ302のSW1の可動接点aと固定接点bとの切り替え接続及びスイッチ302のSW2の可動接点dと固定接点eとの切り替え接続動作を実行する。

0070

なお、スイッチ302のSW1の固定接点cはASK(amplitude shift keying)変調器312の搬送波入力端子bと接続され、スイッチ302のSW2の固定接点fはASK変調器312の出力端子aと接続されている。
また、ASK変調器312のデータ入力端子aはポーリング用データ発生器311と接続されている。

0071

また、測定用コイル303の通信可能範囲にプロービングコイル313が配置され、プロービングコイル313はオシロスコープ314が接続される。
また、このとき、コンピュータ320は、ポーリング用データ発生器311のポーリング用データ発生動作、ASK変調器312のASK変調動作、オシロスコープ314の通信確認動作、スイッチ302のSW1の可動接点aと固定接点cとの切り替え接続及びスイッチ302のSW2の可動接点dと固定接点fとの切り替え接続動作の実行はしない。

0072

図4は、ポーリング試験時の非接触ICカード測定装置の構成を示すブロック図である。
図4において、ポーリング試験時の非接触ICカード測定装置は、ネットワークアナライザー301と、スイッチ302と、ポーリング用データ発生器311と、ASK変調器312と、測定用コイル303と、プロービングコイル313と、オシロスコープ314と、コンピュータ320とを動作可能に有している。

0073

ネットワークアナライザー301は、例えば、所定の周波数(例えば、13.56MHz)の搬送波(キャリア)を発生して、この搬送波をASK変調器312の搬送波入力端子bに入力する。
ポーリング用データ発生器311は、例えば、20msecごとに100ビットのポーリング用データを発生して、このポーリング用データをASK変調器312のデータ入力端子aに入力する。

0074

ASK変調器312は、ポーリング用データを搬送波でASK変調を施して、変調後のポーリング用データを出力端子aから測定用コイル303に出力する。測定用コイル303は、変調後のポーリング用データにより20msecごとに100ビットのデータをオン/オフするようになされている。これにより、測定用コイル303と図2で説明したようにコンデンサとで構成する共振回路の共振周波数(インピーダンス)を変化させる。

0075

そこで、測定用コイル303とプロービングコイル313との距離が通信可能範囲内であれば、測定用コイル303とプロービングコイル313との間で相互誘導を生じる。
プロービングコイル313は、図2で説明したようにコンデンサと並列に接続され、これにより共振回路が構成されている。

0076

従って、プロービングコイル313で発生した電圧のうち、プロービングコイル313及びコンデンサで構成される共振回路の共振周波数を中心とする所定の周波数帯域のものは、効率良く、後段のオシロスコープ314に供給される。

0077

なお、プロービングコイル313及びコンデンサで構成される共振回路の共振周波数は、例えばネットワークアナライザー301が発生する搬送波(キャリア)の周波数と同一となるように構成されている。

0078

そして、オシロスコープ314に対し、上述した相互誘導に基づく逆起電力による電源の供給が開始される。その後、プロービングコイル313及びコンデンサで構成される共振回路を通過した信号が検波される。

0079

すなわち、プロービングコイル313及びコンデンサで構成される共振回路を通過した信号は、図示せぬ整流/検波用のダイオード及び平滑用のコンデンサを介することにより、整流、平滑化され(リップルが除去され)、オシロスコープ314に供給される。

0080

このとき、スイッチ302のSW1の可動接点aは、一端をネットワークアナライザー301に接続され、他端を固定接点cに切り替えて接続される。
また、スイッチ302のSW2の可動接点dは、一端を測定用コイル303に接続され、他端を固定接点fに切り替えて接続される。測定用コイル303は、図2に示した非接触ICカード201のループコイル202と同様であり、例えば、ループコイル202に設けられた測定用タップにSW2の可動接点dを接続する。

0081

また、コンピュータ320には、非接触ICカード測定プログラム321が搭載されていて、非接触ICカード測定プログラム321を実行することにより、コンピュータ320は、ネットワークアナライザー301の搬送波(キャリア)発生動作、ポーリング用データ発生器311のポーリング用データ発生動作、ASK変調器312のASK変調動作、オシロスコープ314の通信確認動作、スイッチ302のSW1の可動接点aと固定接点cとの切り替え接続及びスイッチ302のSW2の可動接点dと固定接点fとの切り替え接続動作を実行する。

0082

また、ASK変調器312のデータ入力端子aはポーリング用データ発生器311と接続されている。
また、測定用コイル303の通信可能範囲にプロービングコイル313が配置され、プロービングコイル313はオシロスコープ314が接続されている。
また、このとき、コンピュータ320は、ネットワークアナライザー301の共振周波数測定動作、スイッチ302のSW1の可動接点aと固定接点bとの切り替え接続及びスイッチ302のSW2の可動接点dと固定接点eとの切り替え接続動作の実行はしない。

0083

次に、非接触ICカード測定装置の具体的な動作例について説明する。
図5は、共振周波数測定動作を示すフローチャートである。図5は、非接触ICカード測定プログラム321を実行することにより、共振周波数測定時のコンピュータ320の機能として実現される動作を示している。

0084

図5において、予め、スイッチ302を図3に示す切替状態に切り替えるように制御する(ステップS1)。具体的には、コンピュータ320は、非接触ICカード測定プログラム321の実行により、共振周波数測定時の切替制御信号をスイッチ302に供給する。これにより、スイッチ302のSW1の可動接点aは、一端をネットワークアナライザー301に接続され、他端を固定接点bに切り替えて接続される。また、スイッチ302のSW2の可動接点dは、一端を測定用コイル303に接続され、他端を固定接点eに切り替えて接続される。

0085

次に、ネットワークアナライザー301を共振周波数測定モードにして周波数を掃引させる(ステップS2)。具体的には、コンピュータ320は、非接触ICカード測定プログラム321の実行によりネットワークアナライザー301を共振周波数測定モードにする。これにより、ネットワークアナライザー301は、共振周波数測定用の周波数の信号を発生させて、測定用コイル303にこの周波数の信号を供給する。

0086

そして、測定用コイル303と通信できる位置に被測定物を配置する(ステップS3)。具体的には、予め通信可能範囲内に被測定物を配置する。又は、コンピュータ320は、非接触ICカード測定プログラム321の実行により、図示しない水平又は垂直駆動機構により測定用コイル303の通信可能範囲内に被測定物を近接して配置する。この場合、被測定物は、図2に示したリーダライタ170である。これにより、測定用コイル303とリーダライタ170との距離が通信可能範囲内であれば、測定用コイル303とリーダライタ170との間で相互誘導を生じる。

0087

ネットワークアナライザー301でリターン信号の絶対値が最小になる周波数を測定する(ステップS4)。具体的には、コンピュータ320は、非接触ICカード測定プログラム321の実行により、測定用コイル303からのリターン信号の電流値から電力損失を測定する。これにより、共振する周波数では大電流が流れるため、リターン信号の電流値が最小のとき電力損失が最も大きくなる。このため、電力損失が最も大きくなる周波数を共振周波数として測定することができる。

0088

図6は、ポーリング試験動作を示すフローチャートである。
図6は、非接触ICカード測定プログラム321を実行することにより、ポーリング試験時のコンピュータ320の機能として実現される動作を示している。図6に示すポーリング試験動作は、図5に示した共振周波数測定動作の後に一連の動作として連続して実行される。

0089

図6において、まず、スイッチ302を図4に示す切替状態に切り替えるように制御する(ステップS11)。具体的には、コンピュータ320は、非接触ICカード測定プログラム321の実行により、ポーリング試験時の切替制御信号をスイッチ302に供給する。これにより、スイッチ302のSW1の可動接点aは、一端をネットワークアナライザー301に接続され、他端を固定接点cに切り替えて接続される。また、スイッチ302のSW2の可動接点dは、一端を測定用コイル303に接続され、他端を固定接点fに切り替えて接続される。

0090

次に、ネットワークアナライザー301を同一周波数連続発振状態にする(ステップS12)。具体的には、コンピュータ320は、非接触ICカード測定プログラム321の実行により、ネットワークアナライザー301に対して、例えば、所定の周波数(例えば、13.56MHz)の搬送波(キャリア)を発生させる。これにより、ネットワークアナライザー301は、この搬送波をASK変調器312の搬送波入力端子bに入力する。

0091

このとき、ASK変調器312をオンにして測定用コイル303にASK変調されたポーリング用データを入力する(ステップS13)。具体的には、コンピュータ320は、非接触ICカード測定プログラム321の実行により、ポーリング用データ発生器311に対して、例えば、20msecごとに100ビットのポーリング用データを発生させる。

0092

これにより、ポーリング用データ発生器311は、このポーリング用データをASK変調器312のデータ入力端子aに入力する。また、ASK変調器312に対して、ポーリング用データを搬送波でASK変調を施ス用に制御する。これにより、ASK変調器312は、変調後のポーリング用データを出力端子aから測定用コイル303に出力する。

0093

そして、測定用コイル303と通信できる位置に被測定物を配置する(ステップS14)。具体的には、予め通信可能範囲内に被測定物を配置する。又は、コンピュータ320は、非接触ICカード測定プログラム321の実行により、図示しない水平又は垂直駆動機構により測定用コイル303の通信可能範囲内に被測定物を近接して配置する。この場合、被測定物は、図2に示したリーダライタ170である。これにより、測定用コイル303とリーダライタ170との距離が通信可能範囲内であれば、測定用コイル303とリーダライタ170との間で相互誘導を生じる。

0094

さらに、測定用コイル303と被測定物の通信を検出できる場所にプロービングコイル313を配置する(ステップS15)。具体的には、予め通信可能範囲内にプロービングコイル313を配置する。又は、コンピュータ320は、非接触ICカード測定プログラム321の実行により、図示しない水平又は垂直駆動機構により測定用コイル303の通信可能範囲内にプロービングコイル313を近接して配置する。これにより、測定用コイル303とプロービングコイル313との距離が通信可能範囲内であれば、測定用コイル303とプロービングコイル313との間で相互誘導を生じる。

0095

そこで、プロービングコイル313で検出した電圧をオシロスコープ314で測定し、ポーリング試験の成功又は失敗を判定する(ステップS16)。具体的には、コンピュータ320は、非接触ICカード測定プログラム321の実行により、プロービングコイル313で発生した電圧のうち、プロービングコイル313及びコンデンサで構成される共振回路の共振周波数を中心とする所定の周波数帯域のものを、オシロスコープ314で測定する。

0096

そして、オシロスコープ314に対し、上述した相互誘導に基づく逆起電力による電源の供給が開始され、プロービングコイル313及びコンデンサで構成される共振回路を通過した信号が検波され、信号の電圧が測定される。従って、オシロスコープ314で測定した電圧に基づいてポーリング試験の成功又は失敗を判定することができる。

0097

ここで、このポーリング試験の成功又は失敗の判定の具体例を信号波形図を用いて説明する。
図7は、ポーリング試験時の通信成功時の波形を示す図である。
図7は、横軸に時間(ms)を示し、縦軸信号電圧mV)を示している。
図7において、通信成功時の波形F1について説明する。オシロスコープ314で測定した波形F1において、測定用コイル303からの信号による電圧変化(ΔVrw)702が4msごとに検出される。このとき、測定用コイル303からの信号による電圧変化(ΔVrw)702が確認された3ms後に、被測定物の負荷変調による電圧変化(ΔVc)701が検出される。

0098

これは、測定用コイル303と被測定物のリーダライタ170との間で相互誘導を生じたことを示している。すなわち、被測定物のリーダライタ170がポーリング用データのコマンドに反応したことを示している。

0099

図8は、ポーリング試験時の通信失敗時の波形を示す図である。
図8は、横軸に時間(ms)を示し、縦軸に信号電圧(mV)を示している。
図8において、通信失敗時の波形F2について説明する。オシロスコープ314で測定した波形F2において、測定用コイル303からの信号による電圧変化(ΔVrw)801が3.5msごとに検出される。このとき、測定用コイル303からの信号による電圧変化(ΔVrw)801が確認されているが、図7の通信成功時にその後に確認することができた、被測定物の負荷変調による電圧変化(ΔVc)701が検出されていない。

0100

これは、測定用コイル303と被測定物のリーダライタ170との間で相互誘導を生じていないことを示している。すなわち、被測定物のリーダライタ170がポーリング用データのコマンドに反応していないことを示している。

0101

この、測定用コイル303からの信号による電圧変化(ΔVrw)702検出後の、被測定物の負荷変調による電圧変化(ΔVc)701の検出の有無を測定することにより、ポーリング試験の成功又は失敗を判定することができる。

0102

なお、上述した本実施の形態例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない限り、適宜変更しうることは言うまでもない。

図面の簡単な説明

0103

本発明の一実施の形態による非接触ICカードを装着した携帯電話の構成を示すブロック図である。
非接触ICカードシステムを示す図である。
共振周波数測定時の非接触ICカード測定装置の構成を示すブロック図である。
ポーリング試験時の非接触ICカード測定装置の構成を示すブロック図である。
共振周波数測定動作を示すフローチャートである。
ポーリング試験動作を示すフローチャートである。
ポーリング試験時の通信成功時の波形を示す図である。
ポーリング試験時の通信失敗時の波形を示す図である。

符号の説明

0104

100…携帯電話、109…非接触ICカード、170…リーダライタ、202…ループコイル、207…ループコイル、301…ネットワークアナライザー、302…スイッチ、303…測定用コイル、311…ポーリング用データ発生器、312…ASK変調器、313…プロービングコイル、314…オシロスコープ、320…コンピュータ、321…非接触ICカード測定プログラム、701…被測定物の負荷変調による電圧変化(ΔVc)、702…測定用コイル303からの信号による電圧変化(ΔVrw)、801…測定用コイル303からの信号による電圧変化(ΔVrw)

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