JP2009130389A - Communication apparatus, tuning frequency adjustment method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信装置、同調周波数調整方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a communication device, a tuning frequency adjustment method, and a program.
近年、非接触式IC(Integrated Circuit)カードや、RFID(Radio Frequency Identification)タグ、非接触式ICチップを搭載した携帯電話など、リーダ/ライタ(または、リーダ/ライタ機能を有する通信装置)と非接触式に通信可能な情報処理端末が普及している。 In recent years, reader / writers (or communication devices having a reader / writer function) such as non-contact IC (Integrated Circuit) cards, RFID (Radio Frequency Identification) tags, and mobile phones equipped with non-contact IC chips are not used. Information processing terminals that can communicate in a contact manner have become widespread.
リーダ/ライタと、ICカード、携帯電話などの情報処理端末とは、例えば13.56MHzなど特定の周波数の磁界(搬送波)を通信に使用している。具体的には、リーダ/ライタが搬送波信号をのせた搬送波を送信し、搬送波をアンテナで受信したICカードなどの情報処理端末が負荷変調によって受信した搬送波信号に対する応答信号を返信することにより、リーダ/ライタと情報処理端末とは通信を行うことができる。 A reader / writer and an information processing terminal such as an IC card or a mobile phone use a magnetic field (carrier wave) of a specific frequency such as 13.56 MHz for communication. Specifically, the reader / writer transmits a carrier wave carrying a carrier wave signal, and an information processing terminal such as an IC card that has received the carrier wave by an antenna returns a response signal to the carrier wave signal received by load modulation, whereby the reader / writer / Writer and information processing terminal can communicate.
また、上記のようなリーダ/ライタと非接触式に通信可能な情報処理端末は、耐タンパ性を有するICチップを備えることにより、例えば、電子マネーなどデータの改竄が問題となるデータの送受信や更新を安全に行うことができる。したがって、上記のようなリーダ/ライタと非接触式に通信可能なICチップを搭載した情報処理端末を利用した様々なサービスの提供が社会的に広がっている。そして、サービスの提供の広がりに伴い、ICカードや携帯電話などの非接触式ICチップを搭載した情報処理端末の普及がさらに進んでいる。 In addition, an information processing terminal capable of communicating in a contactless manner with the reader / writer as described above includes a tamper-resistant IC chip, so that, for example, transmission / reception of data such as electronic money where data tampering is a problem Updates can be done safely. Therefore, the provision of various services using an information processing terminal equipped with an IC chip capable of non-contact communication with the reader / writer as described above is socially spreading. With the spread of service provision, information processing terminals equipped with non-contact IC chips such as IC cards and mobile phones are becoming more popular.
このような中、リーダ/ライタと非接触式ICチップを搭載した情報処理端末との間における通信を安定化するための様々な技術が開発されている。通信距離を推定して同調させる周波数をシフトさせる技術としては、例えば、特許文献1、特許文献2が挙げられる。また、変調成分の検出の困難性を判定し判定結果に応じて搬送波を弱める技術としては、例えば、特許文献3が挙げられる。さらに、応答が受信されない時間の経過に応じて出力インピーダンスを切り替える技術としては、例えば、特許文献4が挙げられる。 Under such circumstances, various techniques for stabilizing communication between the reader / writer and the information processing terminal equipped with the non-contact IC chip have been developed. For example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 can be cited as techniques for shifting the frequency to be tuned by estimating the communication distance. Further, as a technique for determining the difficulty of detecting a modulation component and weakening the carrier wave according to the determination result, for example, Patent Document 3 is cited. Furthermore, as a technique for switching the output impedance in accordance with the passage of time when no response is received, for example, Patent Document 4 can be cited.
[第1の問題]
リーダ/ライタやリーダ/ライタ機能を有する通信装置(以下、「通信装置」という。)と、ICカードや携帯電話などの非接触式ICチップを搭載した情報処理端末(以下、「ICチップ搭載端末」という。)とは、磁界(搬送波)を用いて通信を行っているため、通信距離が近ければ近い程磁界のエネルギーは大きくなり、通信の安定化が望める。しかしながら、実際には、通信装置とICチップ搭載端末との通信距離が近い場合(すなわち、通信可能範囲内)であっても通信が行えないことがある。これは、通信装置が、ICチップ搭載端末における負荷変調の前後における状態変化を捉えられないことにより、ICチップ搭載端末から送信される応答信号を受信しているにも関わらず復調できない場合に生じうる。
[First problem]
Information processing terminal (hereinafter referred to as “IC chip-equipped terminal”) equipped with a reader / writer or a communication device having a reader / writer function (hereinafter referred to as “communication device”) and a non-contact IC chip such as an IC card or a mobile phone. ")", Since communication is performed using a magnetic field (carrier wave), the closer the communication distance is, the greater the energy of the magnetic field and the more stable communication can be expected. However, in practice, communication may not be performed even when the communication distance between the communication device and the IC chip mounted terminal is short (that is, within the communicable range). This occurs when the communication device cannot receive the response signal transmitted from the IC chip-equipped terminal and cannot demodulate it because the state change before and after the load modulation in the IC chip-equipped terminal is not captured. sell.
ここで、通信距離を推定して同調させる周波数をシフトさせる従来の技術は、単に通信距離を推定して同調周波数をシフトさせているに過ぎない。したがって、例えば、通信に用いるアンテナサイズや巻き数などによって通信が行えないポイントがずれた場合(すなわち、通信が行えないポイントが一定でない場合)には、通信距離を推定して同調させる周波数をシフトさせる従来の技術を用いたとしても通信の安定化は望めない。 Here, the conventional technique for estimating the communication distance and shifting the tuning frequency merely shifts the tuning frequency by estimating the communication distance. Therefore, for example, when the point where communication cannot be performed shifts due to the antenna size or the number of windings used for communication (that is, when the point where communication cannot be performed is not constant), the frequency to be tuned by estimating the communication distance is shifted. Even if the conventional technology is used, stabilization of communication cannot be expected.
また、変調成分の検出の困難性を判定し判定結果に応じて搬送波を弱める技術は、通信が行えないポイントを回避するために通信に用いる搬送波を意図的に弱めなければならず、通信の安定化は望めない。また、変調成分の検出の困難性を判定し判定結果に応じて搬送波を弱める技術は、補助アンテナを備えなければ、通信が行えないポイントを回避することすら十分にできない。したがって、変調成分の検出の困難性を判定し判定結果に応じて搬送波を弱める技術を用いたとしても通信の安定化は望めない。 In addition, the technology that determines the difficulty of detecting the modulation component and weakens the carrier wave according to the determination result has to deliberately weaken the carrier wave used for communication in order to avoid points where communication cannot be performed. I can't expect it. In addition, the technique for determining the difficulty of detecting the modulation component and weakening the carrier wave according to the determination result cannot sufficiently avoid the point where communication cannot be performed unless the auxiliary antenna is provided. Therefore, even if a technique for determining the difficulty of detecting the modulation component and weakening the carrier according to the determination result is used, stabilization of communication cannot be expected.
さらに、応答が受信されない時間の経過に応じて出力インピーダンスを切り替える従来の技術は、通信が行えないポイントを回避するために出力インピーダンスを単に切り替えているに過ぎない。したがって、切り替えた出力インピーダンスが通信に適した出力インピーダンスであるとは限らないことから、応答が受信されない時間の経過に応じて出力インピーダンスを切り替える従来の技術を用いたとしても通信の安定化は望めない。 Furthermore, the conventional technique for switching the output impedance with the passage of time when no response is received merely switches the output impedance in order to avoid a point where communication cannot be performed. Therefore, since the switched output impedance is not necessarily an output impedance suitable for communication, stabilization of communication can be expected even if the conventional technique of switching the output impedance over time when no response is received is used. Absent.
したがって、従来のリーダ/ライタと情報処理端末との間における通信を安定化する技術は、上記通信可能範囲内において通信が行えない問題について解決を図ることができない。 Therefore, the conventional technology for stabilizing communication between the reader / writer and the information processing terminal cannot solve the problem that communication cannot be performed within the communicable range.
[第2の問題]
また、通信装置は、アンテナ(インダクタ)とキャパシタからなる共振回路を備え、搬送波の出力周波数に共振させることによって効率よく外部に搬送波(磁界)を出力している。また、例えばICカードや携帯電話などのICチップ搭載端末が備えるICチップは、通信装置から送信される搬送波から電力を得て駆動することができる。しかしながら、通信装置にICチップ搭載端末を近づけることによって通信装置のアンテナとICチップ搭載端末のアンテナとの結合が強くなると、ICチップ搭載端末のインダクタ成分やキャパシタンス成分により、共振周波数が出力周波数からずれる場合がある。
[Second problem]
The communication device includes a resonance circuit including an antenna (inductor) and a capacitor, and efficiently outputs a carrier wave (magnetic field) to the outside by resonating with the output frequency of the carrier wave. Further, for example, an IC chip included in an IC chip mounting terminal such as an IC card or a mobile phone can be driven by obtaining power from a carrier wave transmitted from a communication device. However, when the coupling between the antenna of the communication device and the antenna of the IC chip mounting terminal becomes strong by bringing the IC chip mounting terminal closer to the communication device, the resonance frequency deviates from the output frequency due to the inductor component and the capacitance component of the IC chip mounting terminal. There is a case.
共振周波数が搬送波の出力周波数からずれると、通信装置の搬送波の出力効率が悪くなる。このとき、通信装置のアンテナとICチップ搭載端末のアンテナとの結合は強い状態であるので、通信装置のアンテナとICチップ搭載端末のアンテナとはトランス結合している状態と同様の状態となる。したがって、通信装置は、共振周波数が搬送波の出力周波数からずれた場合にはICチップ搭載端末に十分な電力を供給することができない。上記の場合、ICチップ搭載端末は駆動に十分な電力を得られないことから、通信の安定化は望めない。 When the resonance frequency deviates from the output frequency of the carrier wave, the output efficiency of the carrier wave of the communication device is deteriorated. At this time, since the antenna of the communication device and the antenna of the IC chip mounted terminal are in a strong state, the antenna of the communication device and the antenna of the IC chip mounted terminal are in a state similar to the state in which the transformer is coupled. Therefore, the communication device cannot supply sufficient power to the IC chip-equipped terminal when the resonance frequency deviates from the output frequency of the carrier wave. In the above case, the IC chip-equipped terminal cannot obtain sufficient power for driving, and thus stabilization of communication cannot be expected.
ここで、通信距離を推定して同調させる周波数をシフトさせる従来の技術は同調周波数をシフトさせているに過ぎず、また、応答が受信されない時間の経過に応じて出力インピーダンスを切り替える従来の技術は、出力インピーダンスを単に切り替えているに過ぎない。したがって、共振周波数が搬送波の出力周波数からずれる場合が生じる可能性が高く、通信距離を推定して同調させる周波数をシフトさせる従来の技術または応答が受信されない時間の経過に応じて出力インピーダンスを切り替える従来の技術のいずれを用いたとしても、通信の安定化は望めない。 Here, the conventional technique for estimating the communication distance and shifting the frequency to be tuned is merely shifting the tuning frequency, and the conventional technique for switching the output impedance over time when a response is not received is The output impedance is simply switched. Therefore, there is a high possibility that the resonance frequency will deviate from the output frequency of the carrier wave, and the conventional technique for estimating the communication distance and shifting the frequency to be tuned, or the conventional switching the output impedance in response to the passage of time when no response is received. Regardless of which technology is used, stabilization of communication cannot be expected.
また、変調成分の検出の困難性を判定し判定結果に応じて搬送波を弱める技術は、搬送波を意図的に弱めることから、ICチップ搭載端末に十分な電力を供給することは望むべくもなく、通信を安定化させることはできない。 In addition, since the technology for determining the difficulty of detecting the modulation component and weakening the carrier wave according to the determination result intentionally weakens the carrier wave, it is not desirable to supply sufficient power to the IC chip mounted terminal. Communication cannot be stabilized.
したがって、従来のリーダ/ライタと情報処理端末との間における通信を安定化する技術は、上記共振周波数が搬送波の出力周波数からずれた場合における問題について解決を図ることができない。 Therefore, the conventional technology for stabilizing communication between the reader / writer and the information processing terminal cannot solve the problem when the resonance frequency deviates from the output frequency of the carrier wave.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、リーダ/ライタ機能を備える通信装置と非接触式ICチップを搭載した情報処理端末との間における通信を安定化させることが可能な、新規かつ改良された通信装置、同調周波数調整方法、およびプログラムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to perform communication between a communication device having a reader / writer function and an information processing terminal equipped with a non-contact IC chip. It is an object of the present invention to provide a new and improved communication device, tuning frequency adjustment method, and program that can be stabilized.
上記目的を達成するために、本発明の第1の観点によれば、搬送波信号を送信し、上記搬送波信号を受信したICチップが負荷変調を行うことにより上記ICチップを搭載した情報処理端末と非接触通信可能な通信装置であって、一定周期の基準クロック信号を生成する基準クロック生成部と、上記基準クロック信号に応じた所定周波数の搬送波信号を送信し、上記負荷変調に応じた応答信号を所定の同調周波数で共振させて受信する通信アンテナと、上記通信アンテナにおける上記搬送波信号の上記基準クロック信号に対する位相変化に基づいて、上記通信アンテナの上記所定の同調周波数を調整する同調周波数制御部とを備える通信装置が提供される。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, an information processing terminal on which the IC chip is mounted by transmitting a carrier wave signal and performing load modulation on the IC chip that has received the carrier wave signal. A communication device capable of non-contact communication, a reference clock generation unit that generates a reference clock signal having a constant period, a carrier wave signal having a predetermined frequency corresponding to the reference clock signal, and a response signal corresponding to the load modulation A communication antenna that resonates with a predetermined tuning frequency and a tuning frequency control unit that adjusts the predetermined tuning frequency of the communication antenna based on a phase change of the carrier signal with respect to the reference clock signal in the communication antenna Is provided.
かかる構成により、リーダ/ライタ機能を備える通信装置と非接触式ICチップを搭載した情報処理端末との間における通信を安定化させることができる。 With this configuration, communication between a communication device having a reader / writer function and an information processing terminal equipped with a non-contact IC chip can be stabilized.
また、上記同調周波数制御部は、上記応答信号の受信によって上記通信アンテナに励起した電圧から実クロック信号を抽出する実クロック抽出部と、上記実クロック信号と上記基準クロック信号とに基づいて、上記実クロック信号の上記基準クロック信号に対する位相の進み/遅れを判定する位相判定部と、上記位相判定部の判定結果に応じて、上記通信アンテナの上記所定の同調周波数を調整する調整信号を出力する調整信号出力部とを備えてもよい。 Further, the tuning frequency control unit is based on the real clock extraction unit that extracts the real clock signal from the voltage excited in the communication antenna by receiving the response signal, the real clock signal, and the reference clock signal. A phase determination unit that determines the advance / delay of the phase of the actual clock signal with respect to the reference clock signal, and an adjustment signal that adjusts the predetermined tuning frequency of the communication antenna according to the determination result of the phase determination unit And an adjustment signal output unit.
かかる構成により、通信アンテナに励起した電圧に基づく実クロック信号の基準クロック信号に対する位相の進み/遅れに基づいて、通信アンテナの同調周波数(共振周波数)を搬送波の出力周波数に合わせる方向に調整することができる。 With this configuration, the tuning frequency (resonance frequency) of the communication antenna is adjusted to match the output frequency of the carrier wave based on the phase advance / delay of the actual clock signal based on the voltage excited in the communication antenna with respect to the reference clock signal. Can do.
また、上記同調周波数制御部は、上記実クロック信号と上記基準クロック信号とに基づいて、上記実クロック信号の上記基準クロック信号に対する位相のずれ量を判定する位相ずれ量判定部をさらに備え、上記調整信号出力部は、上記位相判定部の判定結果および上記位相ずれ量判定部の判定結果に応じて、上記通信アンテナの上記所定の同調周波数を調整する調整信号を出力してもよい。 The tuning frequency control unit further includes a phase shift amount determination unit that determines a phase shift amount of the real clock signal with respect to the reference clock signal based on the real clock signal and the reference clock signal. The adjustment signal output unit may output an adjustment signal for adjusting the predetermined tuning frequency of the communication antenna according to the determination result of the phase determination unit and the determination result of the phase shift amount determination unit.
かかる構成により、通信アンテナに励起した電圧に基づく実クロック信号の基準クロック信号に対する位相の進み/遅れ、および位相ずれ量に基づいて、通信アンテナの同調周波数(共振周波数)を搬送波の出力周波数に合わせる方向に調整することができる。 With this configuration, the tuning frequency (resonance frequency) of the communication antenna is adjusted to the output frequency of the carrier wave based on the phase advance / delay of the actual clock signal based on the voltage excited in the communication antenna and the phase shift amount. Can be adjusted in the direction.
また、上記位相ずれ量判定部は、上記実クロック信号と上記基準クロック信号とに基づく排他的論理和を出力する排他的論理和演算部と、上記排他的論理和に応じて上記位相のずれ量を測定する位相ずれ量測定部とを備えてもよい。 The phase shift amount determination unit includes an exclusive OR operation unit that outputs an exclusive OR based on the real clock signal and the reference clock signal, and a phase shift amount according to the exclusive OR. And a phase shift amount measuring unit for measuring.
かかる構成により、通信アンテナに励起した電圧に基づく実クロック信号の基準クロック信号に対する位相ずれ量を判定することができる。 With this configuration, it is possible to determine the phase shift amount of the actual clock signal based on the voltage excited in the communication antenna with respect to the reference clock signal.
また、上記同調周波数制御部は、上記実クロック抽出部が抽出した上記実クロック信号および上記基準クロック生成部が生成した上記基準クロック信号を分周する分周部をさらに備え、上記位相判定部には、上記分周部において分周された実クロック信号および基準クロック信号が入力されてもよい。 The tuning frequency control unit further includes a frequency dividing unit that divides the real clock signal extracted by the real clock extraction unit and the reference clock signal generated by the reference clock generation unit, and the phase determination unit includes The real clock signal and the reference clock signal that have been frequency-divided by the frequency divider may be input.
かかる構成により、実クロック抽出部から出力される実クロック信号と、基準クロック生成部から出力される基準クロック信号とのデューティ(Duty)の差を小さくすることができる。 With this configuration, the difference in duty between the actual clock signal output from the actual clock extraction unit and the reference clock signal output from the reference clock generation unit can be reduced.
また、上記同調周波数制御部は、上記実クロック信号と上記基準クロック信号とに基づいて、上記実クロック信号の上記基準クロック信号に対する位相のずれ量を判定する位相ずれ量判定部と、上記基準クロック信号に応じた上記搬送波信号の所定周波数と上記同調周波数とが一致する場合の位相を基準位相として記憶し、上記基準位相、上記位相判定部の判定結果および上記位相ずれ量判定部の判定結果に基づいて、上記実クロック信号の上記基準位相に対する位相の進み/遅れと位相ずれ量とを判定する基準比較部とをさらに備え、上記調整信号出力部は、上記基準比較部の判定結果に応じて、上記通信アンテナの上記所定の同調周波数を調整する調整信号を出力してもよい。 The tuning frequency control unit includes a phase shift amount determination unit that determines a phase shift amount of the real clock signal with respect to the reference clock signal based on the real clock signal and the reference clock signal, and the reference clock. The phase when the predetermined frequency of the carrier wave signal according to the signal matches the tuning frequency is stored as a reference phase, and the reference phase, the determination result of the phase determination unit, and the determination result of the phase shift amount determination unit are stored in the reference phase. Based on the reference phase of the actual clock signal with respect to the reference phase, and a reference comparator for determining the amount of phase shift, the adjustment signal output unit according to the determination result of the reference comparator An adjustment signal for adjusting the predetermined tuning frequency of the communication antenna may be output.
かかる構成により、配線等によって生じる信号の遅延の影響をキャンセルした上で通信アンテナの同調周波数(共振周波数)を調整することができる。 With this configuration, it is possible to adjust the tuning frequency (resonance frequency) of the communication antenna while canceling the influence of signal delay caused by wiring or the like.
また、上記通信アンテナは、所定のインダクタンスを有するインダクタと、上記同調周波数制御部から出力される調整信号に応じて、静電容量が可変する静電容量可変部とを備えてもよい。 In addition, the communication antenna may include an inductor having a predetermined inductance and a capacitance variable unit that varies a capacitance according to an adjustment signal output from the tuning frequency control unit.
かかる構成により、通信アンテナの同調周波数(共振周波数)を調整することができる。 With this configuration, the tuning frequency (resonance frequency) of the communication antenna can be adjusted.
また、上記通信アンテナは、所定の静電容量を有するキャパシタと、上記同調周波数制御部から出力される調整信号に応じて、インダクタンスが可変するインダクタンス可変部とを備えてもよい。 In addition, the communication antenna may include a capacitor having a predetermined capacitance and an inductance variable unit whose inductance varies according to an adjustment signal output from the tuning frequency control unit.
かかる構成により、通信アンテナの同調周波数(共振周波数)を調整することができる。 With this configuration, the tuning frequency (resonance frequency) of the communication antenna can be adjusted.
また、上記通信装置は、リーダ/ライタであってもよい。 The communication device may be a reader / writer.
また、上記通信装置は、携帯型通信装置であってもよい。 The communication device may be a portable communication device.
また、上記目的を達成するために、本発明の第2の観点によれば、搬送波信号を送信し、上記搬送波信号を受信したICチップが負荷変調を行うことにより上記ICチップを搭載した情報処理端末から送信される応答信号を受信可能な通信アンテナを備える通信装置における同調周波数調整方法であって、一定周期の基準クロック信号を生成するステップと、上記搬送波信号を受信した上記ICチップから送信される上記応答信号を所定の同調周波数で共振させて受信するステップと、上記通信アンテナにおける上記搬送波信号の上記基準クロック信号に対する位相変化に基づいて、上記通信アンテナの上記所定の同調周波数を調整するステップとを有する同調周波数調整方法が提供される。 In order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, an information processing device in which the IC chip is mounted by transmitting a carrier wave signal and performing load modulation by the IC chip receiving the carrier wave signal. A tuning frequency adjustment method in a communication device including a communication antenna capable of receiving a response signal transmitted from a terminal, the step of generating a reference clock signal having a fixed period, and the IC chip that has received the carrier signal transmitted from the IC chip Resonating and receiving the response signal at a predetermined tuning frequency, and adjusting the predetermined tuning frequency of the communication antenna based on a phase change of the carrier signal with respect to the reference clock signal at the communication antenna. A tuning frequency adjustment method is provided.
かかる方法を用いることにより、リーダ/ライタ機能を備える通信装置と非接触式ICチップを搭載した情報処理端末との間における通信を安定化させることができる。 By using this method, it is possible to stabilize communication between a communication device having a reader / writer function and an information processing terminal equipped with a non-contact IC chip.
また、上記目的を達成するために、本発明の第3の観点によれば、搬送波信号を送信し、上記搬送波信号を受信したICチップが負荷変調を行うことにより上記ICチップを搭載した情報処理端末から送信される応答信号を受信可能な通信アンテナを備える通信装置に用いることか可能なプログラムであって、一定周期の基準クロック信号を生成するステップ、上記搬送波信号を受信した上記ICチップから送信される上記応答信号を所定の同調周波数で共振させて受信するステップ、上記通信アンテナにおける上記搬送波信号の上記基準クロック信号に対する位相変化に基づいて、上記通信アンテナの上記所定の同調周波数を調整するステップをコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。 In order to achieve the above object, according to a third aspect of the present invention, an information processing device on which the IC chip is mounted by transmitting a carrier wave signal and performing load modulation on the IC chip that has received the carrier wave signal. A program that can be used in a communication device including a communication antenna capable of receiving a response signal transmitted from a terminal, the step of generating a reference clock signal having a constant period, and a transmission from the IC chip that has received the carrier signal Receiving the response signal resonated at a predetermined tuning frequency, and adjusting the predetermined tuning frequency of the communication antenna based on a phase change of the carrier signal with respect to the reference clock signal at the communication antenna. A program for causing a computer to execute is provided.
かかるプログラムにより、リーダ/ライタ機能を備える通信装置と非接触式ICチップを搭載した情報処理端末との間における通信を安定化させることができる。 Such a program can stabilize communication between a communication apparatus having a reader / writer function and an information processing terminal equipped with a non-contact IC chip.
本発明によれば、リーダ/ライタ機能を備える通信装置と非接触式ICチップを搭載した情報処理端末との間における通信を安定化させることができる。 According to the present invention, it is possible to stabilize communication between a communication device having a reader / writer function and an information processing terminal equipped with a non-contact IC chip.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
本発明の実施形態に係る通信装置(リーダ/ライタ機能を有する通信装置)について説明を行う前に、まず、従来のリーダ/ライタ機能を有する通信装置について説明する。また、以下では、リーダ/ライタ機能を有する通信装置として、リーダ/ライタを例として説明する。 Before describing a communication apparatus (communication apparatus having a reader / writer function) according to an embodiment of the present invention, first, a communication apparatus having a conventional reader / writer function will be described. In the following, a reader / writer will be described as an example of a communication apparatus having a reader / writer function.
(従来の通信装置)
図1は、従来の通信装置(リーダ/ライタ20)を示すブロック図である。なお、図1では、負荷変調により応答信号を送信可能なICチップ12を備える従来のICチップ搭載端末10を併せて示している。
(Conventional communication device)
FIG. 1 is a block diagram showing a conventional communication apparatus (reader / writer 20). FIG. 1 also shows a conventional IC chip-equipped
図1を参照すると、従来のリーダ/ライタ20は、通信アンテナ22と、基準クロック生成部24と、送信部26と、復調部28と、データ処理部30とを備える。また、リーダ/ライタ20は、MPU(Micro Processing Unit)などで構成されリーダ/ライタ20全体を制御する制御部(図示せず)などを備えてもよい。
Referring to FIG. 1, the conventional reader /
通信アンテナ22は、例えば、所定のインダクタンスをもつコイルL0と、所定の静電容量をもつキャパシタC0とからなる共振回路で構成される。通信アンテナ22は、上記構成により、送信信号として搬送波信号の送信、およびICチップ搭載端末10から送信される応答信号の受信を行うことができる。
For example, the
基準クロック生成部24は、搬送波の周波数の基準となり、またデータ処理部30における処理クロックとすることが可能な基準クロック信号(例えば、13.56MHzのクロック信号)を生成することができる。
The reference
送信部26は、基準クロック生成部24において生成された基準クロック信号およびデータ処理部30からの入力に基づいて搬送波信号を送信させる送信回路で構成することができる。
The
復調部28は、ICチップ搭載端末10における負荷変調により通信アンテナ22に励起する電圧によって生じる、通信アンテナ22のアンテナ端における電圧の振幅変化を包絡線検波し、検波した信号を2値化する。したがって、復調部28は、通信アンテナ22における電圧の振幅変化によって、ICチップ搭載端末10から送信された応答信号に対応する応答データを復調することができる。
The
データ処理部30は、復調部28において復調された応答データに対して処理を行う。また、データ処理部30は、上記処理に応じて新たな搬送波信号を生成することもできる。
The
従来のリーダ/ライタ20は、上述した構成により、搬送波信号を送信し、また、ICチップ搭載端末10から送信された応答信号により通信アンテナ22に生じる電圧の振幅変化を利用して、受信した応答信号から応答データを復調することができる。
The conventional reader /
(従来の通信装置における問題)
[第1の問題]
しかしながら、従来のリーダ/ライタ20では、上述したように通信可能範囲内において通信が行えない場合がある。そこで、次に、従来の通信装置における問題について説明する。
(Problems with conventional communication devices)
[First problem]
However, the conventional reader /
図2は、従来の通信装置(リーダ/ライタ20)における問題を説明するための第1の説明図であり、ICチップ搭載端末において負荷変調が行われていない場合(負荷変調OFF)およびICチップ搭載端末において負荷変調が行われた場合(負荷変調ON)それぞれの、通信アンテナにおける電圧の振幅を示している。また、図3は、従来の通信装置における問題を説明するための第2の説明図であり、通信装置におけるICチップ搭載端末から送信された応答信号を復調した応答データの正答率を示している。 FIG. 2 is a first explanatory diagram for explaining a problem in the conventional communication apparatus (reader / writer 20). When load modulation is not performed in the IC chip-mounted terminal (load modulation OFF) and the IC chip When the load modulation is performed in the mounted terminal (load modulation ON), the amplitude of the voltage at the communication antenna is shown. FIG. 3 is a second explanatory diagram for explaining a problem in the conventional communication device, and shows the correct answer rate of the response data obtained by demodulating the response signal transmitted from the IC chip mounted terminal in the communication device. .
図2を参照すると、通信アンテナ22における電圧は、ICチップ搭載端末10において負荷変調が行われていない場合(負荷変調OFF)と、ICチップ搭載端末10において負荷変調が行われた場合(負荷変調ON)とで変化することが分かる。これは、ICチップ搭載端末10が負荷変調を行うことによってリーダ/ライタ20が送信する磁界とは逆方向の反磁界がICチップ搭載端末10から発生(ICチップ搭載端末10からの応答信号の送信)し、当該反磁界を通信アンテナ22が受けるためである。
Referring to FIG. 2, the voltage at the
従来のリーダ/ライタ20は、上述したように、通信アンテナ22が共振回路で構成され、ICチップ搭載端末10において負荷変調のON/OFFによって通信アンテナ22に生じる電圧の振幅変化を利用して受信した応答信号から応答データを復調する。しかしながら、図2のAに示すように、ICチップ搭載端末10における負荷変調のOFFとONとの前後で通信アンテナ22に生じる電圧が変化しない場合がある。ここで、リーダ/ライタ20が送信する搬送波は、例えば、13.56MHzなど所定の周波数(以下、従来のリーダ/ライタ20および本発明の実施形態に係る通信装置が出力する搬送波の所定周波数を「出力搬送波周波数」という。)fcを有するが、様々な要因によって出力搬送波周波数で共振させられない(すなわち、出力搬送波周波数fcと受信のための共振周波数f0とがずれる)ことがある。なお、上記要因としては、例えば、リーダ/ライタ20の通信アンテナおよびICチップ搭載端末10の通信アンテナそれぞれのアンテナサイズや巻き数、またリーダ/ライタ20の通信アンテナおよびICチップ搭載端末10の通信アンテナのアンテナ間距離による結合係数の変化などが挙げられる。
In the conventional reader /
上記の場合には、リーダ/ライタ20は、ICチップ搭載端末10から送信される応答信号を受信しているにも関わらず、復調することができない。したがって、図3に示すように、ICチップ搭載端末10とリーダ/ライタ20との通信距離が近い場合であっても復調した応答データの正答率が極端に低くなる領域(以下、「通信不可領域」という。)が生まれてしまう。ここで、図3に示す距離aは、ICチップ搭載端末10とリーダ/ライタ20との通信距離であり、当該距離aにおいて図2のAに示すような状態となっていることを示している。
In the above case, the reader /
図2、図3に示すように、従来のリーダ/ライタ20は、ICチップ搭載端末10から送信される応答信号を復調できない場合があるため、通信可能範囲内であっても通信不可領域が生じてしまう。したがって、従来のリーダ/ライタ20は、通信不可領域を無くしてICチップ搭載端末10との通信を安定化することはできない。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the conventional reader /
[第2の問題]
また、従来のリーダ/ライタ20では、上述したように従来のリーダ/ライタ20の通信アンテナ22とICチップ搭載端末10のアンテナとの結合が強くなると、例えばICチップ搭載端末10のインダクタ成分やキャパシタンス成分により、共振周波数f0が出力搬送波周波数fc(例えば、13.56MHz)からずれる場合がある。従来のリーダ/ライタ20では、共振周波数f0と出力搬送波周波数fcとのずれについて何らの考慮もなされていないので、従来のリーダ/ライタ20は、ICチップ搭載端末に十分な電力を供給することができない場合が起こりうる。特に、例えば従来のリーダ/ライタ20が携帯電話などのリーダ/ライタ機能を備える携帯型通信装置である場合など、搬送波を送信するための電源電圧が低い場合には、ICチップ搭載端末に十分な電力を供給することができない可能性がより高まる。したがって、従来のリーダ/ライタ20は、ICチップ搭載端末10との通信を安定化することはできない。
[Second problem]
Further, in the conventional reader /
(本発明の実施形態に係る問題解決アプローチ)
上述したように、従来のリーダ/ライタ20では、上記第1の問題または第2の問題により通信が行えない(または、通信が安定化されない)場合がある。そこで、次に、上記第1の問題および第2の問題の解決を図ることが可能な本発明の実施形態に係る問題解決アプローチについて説明する。
(Problem solving approach according to embodiments of the present invention)
As described above, in the conventional reader /
図4は、本発明の実施形態に係る問題解決アプローチを説明するための説明図である。図4(a)は、ICチップ搭載端末において負荷変調が行われていない場合(負荷変調OFF)の通信アンテナにおける電圧の振幅を示している。また、図4(b)は、ICチップ搭載端末において負荷変調が行われていない場合(負荷変調OFF)の通信アンテナにおける電圧の位相を示している。 FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a problem solving approach according to an embodiment of the present invention. FIG. 4A shows the voltage amplitude in the communication antenna when load modulation is not performed in the IC chip mounted terminal (load modulation OFF). FIG. 4B shows the phase of the voltage at the communication antenna when load modulation is not performed in the IC chip mounted terminal (load modulation OFF).
図4(a)および図4(b)を参照すると、共振周波数f0において電圧の振幅が最大となり(図4(a))、そのときの電圧の位相は0度となることが分かる(図4(b))。また、共振周波数が出力搬送波周波数からずれる場合には、出力搬送波周波数に対するアンテナ端励起電圧の位相が0度より大きくなる場合(位相進み)と、位相が0度より小さくなる場合(位相遅れ)とに分けることができる。つまり、位相進みまたは位相遅れを検出し、位相が0度になるように共振周波数f0を調整すれば、共振周波数f0と出力搬送波周波数fcとのずれを解消することができる。ここで、共振周波数f0と出力搬送波周波数fcとの間にずれが生じなければ(または、ずれをより小さくすれば)、図2に示す通信不可領域に対応するAにおいて通信が行われることがなくなり、また、搬送波の出力効率が悪くなることもない。 4A and 4B, it can be seen that the amplitude of the voltage becomes maximum at the resonance frequency f0 (FIG. 4A), and the phase of the voltage at that time is 0 degrees (FIG. 4). (B)). Further, when the resonance frequency deviates from the output carrier frequency, the phase of the antenna end excitation voltage with respect to the output carrier frequency is greater than 0 degree (phase advance), and the phase is less than 0 degree (phase delay). Can be divided into That is, if the phase advance or phase lag is detected and the resonance frequency f0 is adjusted so that the phase becomes 0 degree, the deviation between the resonance frequency f0 and the output carrier frequency fc can be eliminated. Here, if there is no deviation between the resonance frequency f0 and the output carrier frequency fc (or if the deviation is made smaller), communication will not be performed in A corresponding to the communication disabled area shown in FIG. Also, the output efficiency of the carrier wave does not deteriorate.
したがって、本発明の実施形態に係る通信装置は、位相進みまたは位相遅れを検出して共振周波数f0(同調周波数)を調整することによって上記第1の問題および第2の問題を解決し、ICチップ搭載端末との通信を安定化させることができる。以下、上記問題解決アプローチを実現することが可能な本発明の実施形態に係る通信装置についてより具体的に説明する。なお、以下では、本発明の実施形態に係る通信装置として、リーダ/ライタを例として説明する。なお、本発明の実施形態に係る通信装置がリーダ/ライタに限られないことは、言うまでもない。 Therefore, the communication apparatus according to the embodiment of the present invention solves the first problem and the second problem by detecting the phase advance or phase lag and adjusting the resonance frequency f0 (tuning frequency). Communication with the on-board terminal can be stabilized. Hereinafter, the communication apparatus according to the embodiment of the present invention capable of realizing the above problem solving approach will be described more specifically. Hereinafter, a reader / writer will be described as an example of the communication apparatus according to the embodiment of the present invention. Needless to say, the communication device according to the embodiment of the present invention is not limited to the reader / writer.
(第1の実施形態)
図5は、本発明の第1の実施形態に係るリーダ/ライタ150を示すブロック図である。なお、図5では、負荷変調により応答信号を送信可能なICチップ102を備えるICチップ搭載端末100を併せて示している。
(First embodiment)
FIG. 5 is a block diagram showing the reader /
図5を参照すると、リーダ/ライタ150は、通信アンテナ152と、基準クロック生成部154と、送信部156と、復調部158と、同調周波数制御部160と、データ処理部162とを備える。
Referring to FIG. 5, the reader /
また、リーダ/ライタ150は、MPUなどで構成されリーダ/ライタ150全体を制御する制御部(図示せず)や、制御部が使用するプログラムや演算パラメータなどの制御用データが記録されたROM(Read Only Memory;図示せず)、制御部により実行されるプログラムなどを一次記憶するRAM(Random Access Memory;図示せず)、制御部における演算結果や実行状態を保持するレジスタ(register;図示せず)、通信を暗号化するための暗号化回路(図示せず)、リーダ/ライタ150において用いられるアプリケーション、データなどを記憶可能な記憶部(図示せず)、他の回路、装置などと接続するためのインタフェース(図示せず)などを備えてもよい。リーダ/ライタ150は、例えば、データの伝送路としてのバス(bus)によりデータ処理部162と上記各構成要素間、および上記各構成要素間を接続する。
The reader /
ここで、記憶部(図示せず)としては、例えば、ハードディスク(Hard Disk)などの磁気記録媒体や、フラッシュメモリ(flash memory)などの不揮発性メモリ(nonvolatile memory)が挙げられるが、上記に限られない。また、インタフェースとしては、例えば、UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)が挙げられるが、上記に限られない。 Here, examples of the storage unit (not shown) include a magnetic recording medium such as a hard disk and a non-volatile memory such as a flash memory. I can't. Examples of the interface include a UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter), but are not limited to the above.
通信アンテナ152は、例えば、所定のインダクタンスをもつコイルL1(インダクタ)と、静電容量が可変する静電容量可変回路C(静電容量可変部)とからなる共振回路で構成される。静電容量可変回路Cは、後述する同調周波数制御部160から出力される調整信号に応じて静電容量を可変させる。ここで、静電容量可変回路Cとしては、例えば、以下の(a)、(b)の構成が挙げられるが、本発明の実施形態に係る静電容量可変回路Cが以下の(a)、(b)の構成に限られないことは、言うまでもない。
(a)バリキャップ
(b)所定の静電容量を有するキャパシタおよびスイッチ素子を並列に備え、デジタル的に静電容量を切り替える回路
For example, the
(A) Varicap (b) A circuit comprising a capacitor having a predetermined capacitance and a switch element in parallel, and switching the capacitance digitally
通信アンテナ152は、上記構成により、送信信号として搬送波信号の送信、およびICチップ搭載端末100から負荷変調により送信される応答信号の受信を行うことができる。
With the above configuration, the
基準クロック生成部154は、搬送波の周波数の基準となり、またデータ処理部162における処理クロックとすることが可能な基準クロック信号(例えば、13.56MHzのクロック信号)を生成する。ここで、基準クロック生成部154は、例えば、水晶とオシレータとを備えることにより、基準クロック信号を生成することができる。また、リーダ/ライタ150は、基準クロック生成部154が生成する基準クロック信号をリーダ/ライタ150の内部クロックとしても使用することができる。例えば、データ処理部162(後述する)は、基準クロック信号を処理クロックとして用いることができる。
The reference
送信部156は、基準クロック生成部154において生成された基準クロック信号およびデータ処理部162(後述する)からの入力に基づいて搬送波信号を通信アンテナ152から送信させる。送信部156は、例えば、データ処理部162から伝達される搬送波信号に基づいてASK変調(Amplitude Shift Keying)する変調回路(図示せず)と、変調回路の出力を増幅する増幅回路(図示せず)で構成することができる。
The
復調部158は、通信アンテナ152のアンテナ端における電圧の振幅変化を包絡線検波し、検波した信号を2値化する。つまり、復調部158は、例えば図2に示すような、ICチップ搭載端末100における負荷変調による電圧の振幅変化を用いて応答データの復調を行う。ここで、復調部158は、例えば、通信アンテナ152のアンテナ端における電圧を包絡線検波する検波回路(図示せず)と、検波された電圧からハイレベルとローレベルとの2値化された応答データを出力する2値化回路(図示せず)とで構成することができる。
同調周波数制御部160は、通信アンテナ152のアンテナ端における電圧の位相変化に基づいて、通信アンテナ152が備える静電容量可変回路Cの静電容量を調整するための調整信号を出力する。同調周波数制御部160が調整信号を出力して静電容量可変回路Cの静電容量を調整することによって、通信アンテナ152の共振周波数f0と出力搬送波周波数fcとのずれを補正し、ICチップ搭載端末100との間における通信を安定化させることができる。以下、同調周波数制御部160の構成について説明する。
The tuning
[同調周波数制御部160の構成例]
図6は、本発明の第1の実施形態に係る同調周波数制御部160の構成例を示すブロック図である。なお、図6では、基準クロック生成部154を併せて示している。
[Configuration Example of Tuning Frequency Control Unit 160]
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of the tuning
図6を参照すると、同調周波数制御部160は、実クロック抽出回路170(実クロック抽出部)と、分周回路172(分周部)と、位相判定回路174(位相判定部)と、調整信号出力回路176(調整信号出力部)とを備える。
Referring to FIG. 6, the tuning
実クロック抽出回路170は、通信アンテナ152のアンテナ端に生じた電圧からクロック抽出を行い、実クロック信号RFCKを出力する。
The actual
分周回路172は、実クロック抽出回路170から出力される実クロック信号RFCKを2分周する第1分周回路178と、基準クロック生成部154から出力される基準クロック信号OSCKを2分周する第2分周回路180とを備える。なお、本発明の第1の実施形態に係る第1分周回路178、第2分周回路180における分周が2分周に限られないことは、言うまでもない。
The
また、図6では、同調周波数制御部160が分周回路172を備える構成を示しているが、本発明の実施形態は、上記に限られない。例えば、本発明の第1の実施形態に係る同調周波数制御部は、分周回路172を備えない構成とすることもできる。ここで、分周回路172は、実クロック抽出回路170から出力される実クロック信号RFCKと、基準クロック生成部154から出力される基準クロック信号OSCKとのデューティの差を小さくし、より確実に位相差を判定するためのものである。
6 shows a configuration in which the tuning
位相判定回路174には分周回路172において分周された実クロック信号RFCKおよび基準クロック信号OSCKが入力され、位相判定回路174は、実クロック信号RFCKの基準クロック信号OSCKに対する位相の進み/遅れを判定して判定結果を出力する。位相判定回路174は、例えば、Dフリップフロップ182で構成され、基準クロック信号OSCKに対して実クロック信号RFCKの位相が進んでいる場合には、ハイレベルの信号(H)を判定結果として出力し、また、基準クロック信号OSCKに対して実クロック信号RFCKの位相が遅れている場合には、ローレベルの信号(L)を判定結果として出力する。なお、本発明の実施形態に係る位相判定回路174が、Dフリップフロップで構成されることに限られないことは、言うまでもない。
The
調整信号出力回路176は、位相判定回路174から伝達される判定結果に基づいて、判定結果に応じた調整信号を出力する。調整信号出力回路176は、例えば、判定結果に応じてカウントを行い、カウントに応じた所定ビット(bit)のデジタル信号を出力するカウンタ回路と、カウンタ回路の出力を電圧信号に変換し、カウンタ回路の出力に応じたアナログ信号としての調整信号を出力するD/Aコンバータ(Digital to Analog converter)とで構成することができる。なお、本発明の実施形態に係る調整信号出力回路176の構成は、上記に限られず、例えば、D/Aコンバータを備えずに、デジタル信号としての調整信号を出力することもできる。
The adjustment
調整信号出力回路176は、位相判定回路174からローレベルの信号が電圧された場合には、通信アンテナ152が備える静電容量可変回路Cの静電容量を小さくするための調整信号を出力する。また、調整信号出力回路176は、位相判定回路174からハイレベルの信号が電圧された場合には、通信アンテナ152が備える静電容量可変回路Cの静電容量を大きくするための調整信号を出力する。ここで、調整信号出力回路176が備えるカウンタ回路(図示せず)が、例えば、位相判定回路174からローレベルの信号が電圧された場合にはカウントを1アップさせ、位相判定回路174からハイレベルの信号が電圧された場合にはカウントを1ダウンさせることによって、調整信号出力回路176は、上記調整信号を出力することができるが、カウンタ回路(図示せず)のカウントと調整信号との関係が上記に限られない。
The adjustment
同調周波数制御部160は、例えば、図6に示す構成によって、実クロック信号RFCKの基準クロック信号OSCKに対する位相の進み/遅れを判定し、当該判定結果に基づいて、通信アンテナ152の共振周波数f0(同調周波数)を調整することができる。したがって、同調周波数制御部160は、ICチップ搭載端末100から送信された応答信号の受信によって生じる通信アンテナ152における搬送波信号の基準クロック信号OSCKに対する位相変化に基づいて、通信アンテナ152の共振周波数f0(同調周波数)を調整することができる。
The tuning
[第1の実施形態に係る同調周波数調整方法]
ここで、本発明の第1の実施形態に係る同調周波数調整方法を示す。図7は、本発明の第1の実施形態に係る同調周波数調整方法の一例を示す流れ図である。
[Tuning Frequency Adjustment Method According to First Embodiment]
Here, a tuning frequency adjustment method according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a flowchart showing an example of a tuning frequency adjustment method according to the first embodiment of the present invention.
リーダ/ライタ150は、実クロック信号RFCKの基準クロック信号OSCKに対する位相の進み/遅れを検出する(S100)。ここで、リーダ/ライタ150は、ICチップ搭載端末100のICチップ102から送信される応答信号を通信アンテナ152において所定の同調周波数で共振させて受信し、通信アンテナ152に励起した電圧から実クロック信号RFCKを抽出することができる。また、リーダ/ライタ150は、基準クロック生成部154を備えることによって基準クロック信号OSCKを生成することができる。
The reader /
ステップS100において位相の進み/遅れが検出されると、リーダ/ライタ150は、位相が進んでいるか否かを判定する(S102)。ここで、ステップS102における判定は、例えば、リーダ/ライタ150が、実クロック信号RFCKと基準クロック信号OSCKとを入力されるフリップフロップを備え、当該フリップフロップの出力により行うことができる。
When the phase advance / delay is detected in step S100, the reader /
ステップS102において、位相が進んでいると判定された場合には、リーダ/ライタ150は、同調周波数(共振周波数)を1段階下げる(S104;同調周波数制御処理)。ここで、リーダ/ライタ150は、ステップS102の判定結果に応じた調整信号を通信アンテナ152の静電容量可変回路Cに印加することによって、ステップS104の処理を行うことができる。
If it is determined in step S102 that the phase is advanced, the reader /
また、ステップS102において、位相が遅れていると判定された場合には、リーダ/ライタ150は、同調周波数(共振周波数)を1段階上げる(S106;同調周波数制御処理)。ここで、リーダ/ライタ150は、ステップS104と同様に、ステップS102の判定結果に応じた調整信号を通信アンテナ152の静電容量可変回路Cに印加することによって、ステップS106の処理を行うことができる。
If it is determined in step S102 that the phase is delayed, the reader /
リーダ/ライタ150は、図7に示す第1の実施形態に係る同調周波数調整方法を繰り返し用いることによって、通信アンテナ152の共振周波数f0(同調周波数)を調整し、通信アンテナ152の共振周波数f0(同調周波数)と出力搬送波周波数fcとのずれを補正することができる。したがって、リーダ/ライタ150は、図7に示す第1の実施形態に係る同調周波数調整方法を用いることによって、ICチップ搭載端末100との通信を安定化させることができる。
The reader /
再度図5を参照して、第1の実施形態に係るリーダ/ライタ150について説明する。データ処理部162は、復調部158が復調した応答データを処理する。また、データ処理部162は、例えば、応答データを処理した処理結果やリーダ/ライタ150の制御部(図示せず)からの命令に基づいて、搬送波信号を生成することができる。そして、データ処理部162は、生成した搬送波信号を送信部156に出力することができる。なお、データ処理部162は、例えば、MPUなどの演算処理装置で構成することができるが、データ処理部162は、入力されるデータを汎用的に処理すること可能なものであってもよいし、応答データを処理する専用のものであってもよい。
With reference to FIG. 5 again, the reader /
以上のように、本発明の第1の実施形態に係るリーダ/ライタ150は、所定のインダクタンスを有するコイルL1と静電容量が可変する静電容量可変回路Cとを備える通信アンテナ152に生じた電圧から実クロック信号RFCKを抽出し、実クロック信号RFCKの基準クロック信号OSCKに対する位相の進み/遅れを判定する。そして、リーダ/ライタ150は、位相の進み/遅れの判定結果に応じてカウントの増減を1段階ずつ行い、当該カウントの値に基づいて通信アンテナ152の共振周波数f0(同調周波数)を出力搬送波周波数fcに合わせる方向に調整する。したがって、リーダ/ライタ150は、ICチップ搭載端末100から送信された応答信号の受信によって生じる通信アンテナ152における搬送波信号の基準クロック信号OSCKに対する位相変化に基づいて、通信アンテナ152の共振周波数f0を出力搬送波周波数fcに合わせる方向に調整することができる。
As described above, the reader /
また、リーダ/ライタ150は、実クロック信号RFCKの基準クロック信号OSCKに対する位相の進み/遅れを検出し、通信アンテナ152の共振周波数f0を出力搬送波周波数fcに合わせる方向に調整することができるので、通信不可領域での通信を回避し、搬送波の出力効率をより高めることができる。したがって、リーダ/ライタ150は、上述した第1の問題および第2の問題を解消することができ、ICチップ搭載端末100との間の通信をより安定化させることができる。
Further, the reader /
[第1の実施形態に係る通信装置の変形例]
図5に示す第1の実施形態に係るリーダ/ライタ150(通信装置)では、通信アンテナ152が所定のインダクタンスを有するコイルL1と静電容量が可変する静電容量可変回路Cとを備え、調整信号に応じて静電容量を変化させる構成を示した。しかしながら、本発明の第1の実施形態に係る通信装置は、上記の構成に限られない。
[Modification of Communication Device According to First Embodiment]
In the reader / writer 150 (communication device) according to the first embodiment shown in FIG. 5, the
〔第1の変形例〕
例えば、第1の実施形態の変形例に係る通信装置は、通信アンテナが所定の静電容量を有するキャパシタと、インダクタンスが可変するインダクタンス可変回路(インダクタンス可変部)とを備え、調整信号に応じてインダクタンスを変化させることもできる。上記構成であっても、第1の実施形態の変形例に係る通信装置は、通信アンテナ152の共振周波数f0を出力搬送波周波数fcに合わせる方向に調整することができるので、図5に示す第1の実施形態に係るリーダ/ライタ150(通信装置)と同様の効果を奏することができる。
[First Modification]
For example, the communication device according to the modification of the first embodiment includes a capacitor having a predetermined electrostatic capacity in the communication antenna, and an inductance variable circuit (inductance variable unit) whose inductance is variable, and according to the adjustment signal. It is also possible to change the inductance. Even with the above-described configuration, the communication device according to the modification of the first embodiment can adjust the resonance frequency f0 of the
なお、第1の実施形態の変形例に係る通信装置の通信アンテナが備えるインダクタンス可変回路は、例えば、中点タップが設けられたループコイルと、調整信号に応じてスイッチングを行うスイッチとで構成することができるが、上記に限られない。 Note that the inductance variable circuit included in the communication antenna of the communication apparatus according to the modification of the first embodiment includes, for example, a loop coil provided with a midpoint tap and a switch that performs switching according to the adjustment signal. It is possible, but not limited to the above.
〔第2の変形例〕
また、第1の実施形態の変形例に係る通信装置は、インダクタンスが可変するインダクタンス可変回路(インダクタンス可変部)と、静電容量が可変する静電容量可変回路(静電容量可変部)とを備え、調整信号に応じてキャパシタンスとインダクタンスとの双方を調整することもできる。上記構成であっても、第1の実施形態の変形例に係る通信装置は、通信アンテナ152の共振周波数f0を出力搬送波周波数fcに合わせる方向に調整することができるので、図5に示す第1の実施形態に係るリーダ/ライタ150(通信装置)と同様の効果を奏することができる。
[Second Modification]
The communication device according to the modification of the first embodiment includes an inductance variable circuit (inductance variable unit) whose inductance is variable, and a capacitance variable circuit (capacitance variable unit) whose capacitance is variable. It is also possible to adjust both capacitance and inductance according to the adjustment signal. Even with the above-described configuration, the communication device according to the modification of the first embodiment can adjust the resonance frequency f0 of the
本発明の第1の実施形態に係る通信装置として、リーダ/ライタ150を挙げて説明したが、本発明の第1の実施形態は、かかる形態に限られず、例えば、リーダ/ライタ機能(すなわち、搬送波信号を主体的に送信する機能)を有する携帯電話などの携帯型通信装置、リーダ/ライタ機能を有するUMPC(Ultra Mobile Personal Computer)などのコンピュータなどに適用することができる。
Although the reader /
(第1の実施形態に係るプログラム)
第1の実施形態に係る通信装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、リーダ/ライタ機能を備える通信装置と非接触式ICチップを搭載した情報処理端末との間における通信を安定化させることができる。
(Program according to the first embodiment)
The program for causing the communication device according to the first embodiment to function as a computer stabilizes communication between the communication device having the reader / writer function and the information processing terminal equipped with the non-contact IC chip. it can.
(第2の実施形態)
上述した第1の実施形態に係る通信装置(リーダ/ライタ150)では、実クロック信号RFCKの基準クロック信号OSCKに対する位相の進み/遅れを判定し、位相の進み/遅れの判定結果に応じてカウントの増減を1段階ずつ行うことにより通信アンテナの共振周波数f0(同調周波数)を出力搬送波周波数fcに合わせる方向に調整する構成を示した。しかしながら、本発明の実施形態に係る通信装置は、位相の進み/遅れの判定結果に応じてカウントの増減を1段階ずつ行う構成に限られない。そこで、次に、本発明の第2の実施形態に係る通信装置について説明する。なお、以下では、本発明の第2の実施形態に係る通信装置として、リーダ/ライタを例として説明する。
(Second Embodiment)
In the communication apparatus (reader / writer 150) according to the first embodiment described above, the phase advance / delay of the actual clock signal RFCK with respect to the reference clock signal OSCK is determined and counted according to the phase advance / delay determination result. The configuration is shown in which the resonance frequency f0 (tuning frequency) of the communication antenna is adjusted in a direction to match the output carrier frequency fc by increasing and decreasing each step. However, the communication apparatus according to the embodiment of the present invention is not limited to the configuration in which the increment / decrement of the count is performed one step at a time according to the phase advance / delay determination result. Then, next, the communication apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. In the following, a reader / writer will be described as an example of the communication apparatus according to the second embodiment of the present invention.
第2の実施形態に係るリーダ/ライタ(図示せず。以下、「リーダ/ライタ250」という。)は、上述した第1の実施形態に係るリーダ/ライタ150と同様の構成をとることができるが、同調周波数制御部260の構成、機能が、第1の実施形態に係る同調周波数制御部160と異なる。つまり、リーダ/ライタ250は、第1の実施形態に係るリーダ/ライタ150と同様の構成を有する通信アンテナ152、基準クロック生成部154、送信部156、復調部158、およびデータ処理部162と、同調周波数制御部260とを備える。
A reader / writer (not shown; hereinafter referred to as “reader / writer 250”) according to the second embodiment can have the same configuration as the reader /
また、リーダ/ライタ250は、MPUなどで構成されリーダ/ライタ250全体を制御する制御部(図示せず)や、制御部が使用するプログラムや演算パラメータなどの制御用データが記録されたROM(図示せず)、制御部により実行されるプログラムなどを一次記憶するRAM(図示せず)、制御部における演算結果や実行状態を保持するレジスタ(図示せず)、通信を暗号化するための暗号化回路(図示せず)、リーダ/ライタ250において用いられるアプリケーション、データなどを記憶可能な記憶部(図示せず)、他の回路、装置などと接続するためのインタフェース(図示せず)などを備えてもよい。 The reader / writer 250 is configured by an MPU or the like, and a control unit (not shown) for controlling the reader / writer 250 as a whole, or a ROM (program for use by the control unit, control data such as calculation parameters, etc.) is recorded. (Not shown), a RAM (not shown) that primarily stores programs executed by the control unit, a register (not shown) that holds calculation results and execution states in the control unit, and a cipher for encrypting communication Circuit (not shown), an application used in the reader / writer 250, a storage unit (not shown) capable of storing data, an interface (not shown) for connecting to other circuits, devices, etc. You may prepare.
以下では、リーダ/ライタ250と第1の実施形態に係るリーダ/ライタ150との差異部分である同調周波数制御部260の構成について説明する。
Hereinafter, the configuration of the tuning
[同調周波数制御部260の構成例]
図8は、本発明の第2の実施形態に係る同調周波数制御部260の構成例を示すブロック図である。なお、図8では、基準クロック生成部154を併せて示している。
[Configuration Example of Tuning Frequency Control Unit 260]
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of the tuning
図8を参照すると、同調周波数制御部260は、実クロック抽出回路170(実クロック抽出部)と、分周回路172(分周部)と、位相判定回路174(位相判定部)と、位相ずれ量判定回路262(位相ずれ量判定部)と、調整信号出力回路264(調整信号出力部)とを備える。
Referring to FIG. 8, the tuning
実クロック抽出回路170は、図6に示す第1の実施形態に係る実クロック抽出回路170と同様に、通信アンテナ152のアンテナ端に生じた電圧からクロック抽出を行い、実クロック信号RFCKを出力する。
Similar to the real
分周回路172は、図6に示す第1の実施形態に係る分周回路172と同様に、実クロック抽出回路170から出力される実クロック信号RFCKを2分周する第1分周回路178と、基準クロック生成部154から出力される基準クロック信号OSCKを2分周する第2分周回路180とを備える。なお、本発明の第2の実施形態に係る第1分周回路178、第2分周回路180における分周が2分周に限られないことは、言うまでもない。
Similarly to the
また、図8では、同調周波数制御部260が分周回路172を備える構成を示しているが、本発明の実施形態は、上記に限られない。例えば、本発明の第2の実施形態に係る同調周波数制御部は、分周回路172を備えない構成とすることもできる。
8 shows a configuration in which the tuning
位相判定回路174には分周回路172において分周された実クロック信号RFCKおよび基準クロック信号OSCKが入力され、位相判定回路174は、図6に示す第1の実施形態に係る位相判定回路174と同様に、実クロック信号RFCKの基準クロック信号OSCKに対する位相の進み/遅れを判定して判定結果を出力する。位相判定回路174は、例えば、Dフリップフロップ182で構成され、基準クロック信号OSCKに対して実クロック信号RFCKの位相が進んでいる場合には、ハイレベルの信号(H)を判定結果として出力し、また、基準クロック信号OSCKに対して実クロック信号RFCKの位相が遅れている場合には、ローレベルの信号(L)を判定結果として出力する。なお、第2の実施形態に係る位相判定回路174は、Dフリップフロップで構成されることに限られない。
The
位相ずれ量判定回路262には分周回路172において分周された実クロック信号RFCKおよび基準クロック信号OSCKが入力され、位相ずれ量判定回路262は、クロック信号RFCKと基準クロック信号OSCKとの間の位相のずれ量を判定する。ここで、位相ずれ量判定回路262は、例えば、排他的論理和演算回路270(XOR。排他的論理和演算部)と、位相ずれ量測定回路272(位相ずれ量測定部)とから構成される。
The phase shift
排他的論理和演算回路270は、入力された実クロック信号RFCKおよび基準クロック信号OSCKの排他的論理和を出力する。ここで、排他的論理和演算回路270が出力する排他的論理和は、実クロック信号RFCKおよび基準クロック信号OSCKの位相のずれの総量に相当する。
The exclusive OR
また、位相ずれ量測定回路272は、排他的論理和演算回路270から出力される排他的論理和に基づいて、クロック信号RFCKと基準クロック信号OSCKとの間の位相のずれ量を測定し、測定結果(位相ずれ量判定回路262の判定結果に相当する。)を出力する。位相ずれ量測定回路272は、例えば、排他的論理和が何クロック分に相当するかで位相のずれ量を測定することができる。ここで、位相ずれ量測定回路272が測定に用いるクロックは、例えば、基準クロック信号OSCKを用いることができるが、上記に限られない。例えば、位相ずれ量測定回路272は、水晶などを備えて測定用クロックを生成し、当該測定用クロックを用いて位相ずれ量を測定することもできる。
In addition, the phase shift
調整信号出力回路264は、位相判定回路174から伝達される判定結果、および位相ずれ量判定回路262の判定結果に基づいて、判定結果に応じた調整信号を出力する。調整信号出力回路264は、図6に示す第1の実施形態に係る調整信号出力回路176と同様に、判定結果に応じてカウントを行い、カウントに応じた所定ビットのデジタル信号を出力するカウンタ回路(図示せず)と、カウンタ回路の出力を電圧信号に変換し、カウンタ回路の出力に応じたアナログ信号としての調整信号を出力するD/Aコンバータ(図示せず)とで構成することができる。なお、第2の実施形態に係る調整信号出力回路264の構成は、上記に限られず、例えば、D/Aコンバータを備えずに、デジタル信号としての調整信号を出力することもできる。
The adjustment
ここで、位相判定回路174から伝達される判定結果は位相の進み/遅れを示し、また、位相ずれ量判定回路262の判定結果は、位相のずれ量を示す。したがって、調整信号出力回路264は、位相判定回路174から伝達される判定結果に基づいてカウントの増減を決定し、位相ずれ量判定回路262から伝達される判定結果に基づいて増減させるカウントの値を決定し、カウントを行うことができる。
Here, the determination result transmitted from the
〔カウントの値の決定方法〕
ここで、本発明の第2の実施形態に係る調整信号出力回路264におけるカウントの値の決定方法の一例を示す。
[How to determine the count value]
Here, an example of a method for determining the count value in the adjustment
(1)第1の決定方法
調整信号出力回路264は、例えば、閾値処理によってカウントの値を決定する。より具体的には、調整信号出力回路264は、位相ずれ量判定回路262から伝達される判定結果と所定の閾値とを比較し、その比較結果に応じて所定のカウントを決定する。
(1) First Determination Method The adjustment
ここで、調整信号出力回路264は、一つの閾値を用いてカウントの値を決定することができるが、上記に限られず、例えば、複数の閾値を順次適用してカウントの値を決定することもできる。また、調整信号出力回路264がカウントの値を決定するために用いる閾値の情報は、例えば、調整信号出力回路264が備える記憶手段に記憶することができる。ここで、調整信号出力回路264が備える記憶手段としては、例えば、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)、フラッシュメモリ、MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)、FeRAM(Ferroelectric Random Access Memory)、PRAM(Phase change Random Access Memory)などの不揮発性メモリが挙げられるが、上記に限られない。なお、調整信号出力回路264がカウントの値を決定するために用いる閾値の情報は、リーダ/ライタ250の記憶部(図示せず)に記憶され、調整信号出力回路264が記憶部(図示せず)から適宜読み出すこともできる。
Here, the adjustment
(2)第2の決定方法
調整信号出力回路264は、例えば、位相ずれ量判定回路262から伝達される判定結果(ずれ量)とカウントの値とが対応付けられたルックアップテーブル(Look Up Table)を用いて、カウントの値を決定する。
(2) Second Determination Method The adjustment
ここで、調整信号出力回路264がカウントの値を決定するために用いるルックアップテーブルは、例えば、調整信号出力回路264が備える記憶手段に記憶することができる。なお、調整信号出力回路264がカウントの値を決定するために用いるルックアップテーブルは、リーダ/ライタ250の記憶部(図示せず)に記憶され、調整信号出力回路264が記憶部(図示せず)から適宜読み出すこともできる。
Here, the lookup table used by the adjustment
調整信号出力回路264は、例えば、上記第1の決定方法や第2の決定方法を用いることによって、位相ずれ量判定回路262から伝達される判定結果に基づいて増減させるカウントの値を決定することができる。
The adjustment
調整信号出力回路264は、上記のようにカウントの値を決定することによって、例えば、位相判定回路174からローレベルの信号が電圧された場合には、位相ずれ量判定回路262から伝達される判定結果に応じてカウントをアップさせる。また、調整信号出力回路264は、位相判定回路174からハイレベルの信号が電圧された場合には、位相ずれ量判定回路262から伝達される判定結果に応じてカウントをダウンさせる。
The adjustment
また、調整信号出力回路264は、位相判定回路174からローレベルの信号が電圧された場合には、通信アンテナ152が備える静電容量可変回路Cの静電容量を小さくするためのカウントに応じた調整信号を出力する。また、調整信号出力回路176は、位相判定回路174からハイレベルの信号が電圧された場合には、通信アンテナ152が備える静電容量可変回路Cの静電容量を大きくするためのカウントに応じた調整信号を出力する。
Further, the adjustment
同調周波数制御部260は、例えば、図8に示す構成によって、実クロック信号RFCKの基準クロック信号OSCKに対する位相の進み/遅れ、および位相のずれ量を判定し、当該判定結果に基づいて、通信アンテナ152の共振周波数f0(同調周波数)を調整することができる。したがって、同調周波数制御部260は、ICチップ搭載端末から送信された応答信号の受信によって生じる通信アンテナ152における搬送波信号の基準クロック信号OSCKに対する位相変化に基づいて、通信アンテナ152の共振周波数f0(同調周波数)を調整することができる。
The tuning
[第2の実施形態に係る同調周波数調整方法]
ここで、本発明の第2の実施形態に係る同調周波数調整方法を示す。図9は、本発明の第2の実施形態に係る同調周波数調整方法の一例を示す流れ図である。なお、図9は、カウントの値の決定方法として、上記第1の決定方法を用いた場合における同調周波数調整方法を示している。
[Tuning Frequency Adjustment Method According to Second Embodiment]
Here, a tuning frequency adjustment method according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a flowchart showing an example of a tuning frequency adjustment method according to the second embodiment of the present invention. FIG. 9 shows a tuning frequency adjustment method when the first determination method is used as the count value determination method.
リーダ/ライタ250は、実クロック信号RFCKの基準クロック信号OSCKに対する位相の進み/遅れ、および位相ずれ量を検出する(S200)。ここで、リーダ/ライタ250は、図8に示すように位相の進み/遅れ、位相ずれ量をそれぞれ別の構成要素(位相判定回路174、位相ずれ量判定回路262)で検出することができるが、上記限られず、一つの構成要素とする(例えば、位相判定回路174と位相ずれ量判定回路262とを一体の回路として構成する。)こともできる。
The reader / writer 250 detects the advance / delay of the phase of the actual clock signal RFCK relative to the reference clock signal OSCK and the amount of phase shift (S200). Here, as shown in FIG. 8, the reader / writer 250 can detect the phase advance / delay and the phase shift amount by separate components (
ステップS200において位相の進み/遅れ、および位相ずれ量が検出されると、リーダ/ライタ250は、位相が進んでいるか否かを判定する(S202)。ここで、ステップS202における判定は、例えば、リーダ/ライタ250が、実クロック信号RFCKと基準クロック信号OSCKとを入力されるフリップフロップを備え、当該フリップフロップの出力により行うことができる。 When the phase advance / delay and phase shift amount are detected in step S200, the reader / writer 250 determines whether or not the phase is advanced (S202). Here, the determination in step S202 can be performed by, for example, the reader / writer 250 including a flip-flop to which the real clock signal RFCK and the reference clock signal OSCK are input, and output of the flip-flop.
〔1〕位相が進んでいると判定された場合
ステップS202において位相が進んでいると判定された場合には、リーダ/ライタ250は、位相ずれ量が第1の閾値より大きいか否かを判定する(S204;第1の閾値判定処理)。
[1] When it is determined that the phase is advanced When it is determined in step S202 that the phase is advanced, the reader / writer 250 determines whether or not the phase shift amount is larger than the first threshold value. (S204; first threshold value determination process).
ステップS204において位相ずれ量が第1の閾値より大きくないと判定された場合には、リーダ/ライタ250は、同調周波数(共振周波数)を1段階下げる(S206;同調周波数制御処理)。ここで、リーダ/ライタ250は、例えば、調整信号出力回路264が備えるカウンタ回路のカウントを1アップさせ、カウントに応じた調整信号を通信アンテナ152の静電容量可変回路Cに調整信号を印加することによって、ステップS206の処理を行うことができる。
If it is determined in step S204 that the phase shift amount is not greater than the first threshold value, the reader / writer 250 lowers the tuning frequency (resonance frequency) by one step (S206; tuning frequency control process). Here, for example, the reader / writer 250 increments the count of the counter circuit included in the adjustment
また、ステップS204において位相ずれ量が第1の閾値より大きいと判定された場合には、リーダ/ライタ250は、位相ずれ量が第2の閾値より大きいか否かを判定する(S208;第2の閾値判定処理)。ここで、第2の閾値は、ステップS204で用いた第1の閾値よりも大きい値とすることができる。 If it is determined in step S204 that the phase shift amount is larger than the first threshold value, the reader / writer 250 determines whether or not the phase shift amount is larger than the second threshold value (S208; second). Threshold determination process). Here, the second threshold value can be a value larger than the first threshold value used in step S204.
ステップS208において位相ずれ量が第2の閾値より大きくないと判定された場合には、リーダ/ライタ250は、同調周波数(共振周波数)を数段階下げる(S210;同調周波数制御処理)。ここで、リーダ/ライタ250は、例えば、調整信号出力回路264が備えるカウンタ回路のカウントを所定の値アップさせ、カウントに応じた調整信号を通信アンテナ152の静電容量可変回路Cに調整信号を印加することによって、ステップS210の処理を行うことができる。
If it is determined in step S208 that the phase shift amount is not greater than the second threshold value, the reader / writer 250 lowers the tuning frequency (resonance frequency) by several steps (S210; tuning frequency control process). Here, the reader / writer 250, for example, increases the count of the counter circuit included in the adjustment
また、ステップS208において位相ずれ量が第2の閾値より大きいと判定された場合には、リーダ/ライタ250は、同調周波数(共振周波数)をステップS210よりも大きく下げる(S212;同調周波数制御処理)。ここで、リーダ/ライタ250は、例えば、調整信号出力回路264が備えるカウンタ回路のカウントをステップS210の場合よりも大きくアップさせ、カウントに応じた調整信号を通信アンテナ152の静電容量可変回路Cに調整信号を印加することによって、ステップS212の処理を行うことができる。
If it is determined in step S208 that the phase shift amount is larger than the second threshold value, the reader / writer 250 lowers the tuning frequency (resonance frequency) more than step S210 (S212; tuning frequency control process). . Here, the reader / writer 250, for example, increases the count of the counter circuit included in the adjustment
〔2〕位相が遅れていると判定された場合
ステップS202において位相が遅れていると判定された場合には、リーダ/ライタ250は、ステップS204と同様に、位相ずれ量が第1の閾値より大きいか否かを判定する(S214;第1の閾値判定処理)。
[2] When it is determined that the phase is delayed When it is determined in step S202 that the phase is delayed, the reader / writer 250 determines that the phase shift amount is less than the first threshold value, as in step S204. It is determined whether or not it is larger (S214; first threshold determination process).
ステップS214において位相ずれ量が第1の閾値より大きくないと判定された場合には、リーダ/ライタ250は、同調周波数(共振周波数)を1段階上げる(S216;同調周波数制御処理)。ここで、リーダ/ライタ250は、例えば、調整信号出力回路264が備えるカウンタ回路のカウントを1ダウンさせ、カウントに応じた調整信号を通信アンテナ152の静電容量可変回路Cに調整信号を印加することによって、ステップS216の処理を行うことができる。
If it is determined in step S214 that the phase shift amount is not greater than the first threshold, the reader / writer 250 increases the tuning frequency (resonance frequency) by one step (S216; tuning frequency control process). Here, the reader / writer 250, for example, decrements the count of the counter circuit included in the adjustment
また、ステップS214において位相ずれ量が第1の閾値より大きいと判定された場合には、リーダ/ライタ250は、ステップS208と同様に、位相ずれ量が第2の閾値より大きいか否かを判定する(S218;第2の閾値判定処理)。 If it is determined in step S214 that the phase shift amount is larger than the first threshold value, the reader / writer 250 determines whether the phase shift amount is larger than the second threshold value as in step S208. (S218; second threshold value determination process).
ステップS218において位相ずれ量が第2の閾値より大きくないと判定された場合には、リーダ/ライタ250は、同調周波数(共振周波数)を数段階上げる(S220;同調周波数制御処理)。ここで、リーダ/ライタ250は、例えば、調整信号出力回路264が備えるカウンタ回路のカウントを所定の値ダウンさせ、カウントに応じた調整信号を通信アンテナ152の静電容量可変回路Cに調整信号を印加することによって、ステップS220の処理を行うことができる。
If it is determined in step S218 that the phase shift amount is not greater than the second threshold, the reader / writer 250 increases the tuning frequency (resonance frequency) by several stages (S220; tuning frequency control process). Here, for example, the reader / writer 250 decrements the count of the counter circuit included in the adjustment
また、ステップS218において位相ずれ量が第2の閾値より大きいと判定された場合には、リーダ/ライタ250は、同調周波数(共振周波数)をステップS220よりも大きく上げる(S222;同調周波数制御処理)。ここで、リーダ/ライタ250は、例えば、調整信号出力回路264が備えるカウンタ回路のカウントをステップS220の場合よりも大きくダウンさせ、カウントに応じた調整信号を通信アンテナ152の静電容量可変回路Cに調整信号を印加することによって、ステップS222の処理を行うことができる。
If it is determined in step S218 that the phase shift amount is larger than the second threshold, the reader / writer 250 increases the tuning frequency (resonance frequency) to be larger than that in step S220 (S222; tuning frequency control process). . Here, for example, the reader / writer 250 lowers the count of the counter circuit included in the adjustment
リーダ/ライタ250は、図9に示す第2の実施形態に係る同調周波数調整方法を繰り返し用いることによって、通信アンテナ152の共振周波数(同調周波数)を調整し、通信アンテナ152の共振周波数f0(同調周波数)と出力搬送波周波数fcとのずれを補正することができる。したがって、リーダ/ライタ250は、図9に示す第2の実施形態に係る同調周波数調整方法を用いることによって、ICチップ搭載端末との通信を安定化させることができる。
The reader / writer 250 adjusts the resonance frequency (tuning frequency) of the
以上のように、本発明の第2の実施形態に係るリーダ/ライタ250は、基本的に第1の実施形態に係るリーダ/ライタ150と同様の構成を備え、所定のインダクタンスを有するコイルL1と静電容量が可変する静電容量可変回路Cとを備える通信アンテナ152に生じた電圧から実クロック信号RFCKを抽出し、実クロック信号RFCKの基準クロック信号OSCKに対する位相の進み/遅れを判定する。また、リーダ/ライタ250は、実クロック信号RFCKと基準クロック信号OSCKとの位相のずれ量を判定する。リーダ/ライタ250は、位相の進み/遅れの判定結果に応じてカウントの増減を決定し、位相のずれ量の判定結果に応じてカウントの増減値を決定することによって当該カウントの増減値分カウントを増減させる。そして、リーダ/ライタ250は、カウントの値に基づいて通信アンテナ152の共振周波数f0(同調周波数)を出力搬送波周波数fcに合わせる方向に調整する。したがって、リーダ/ライタ250は、ICチップ搭載端末から送信された応答信号の受信によって生じる通信アンテナ152における搬送波信号の基準クロック信号OSCKに対する位相変化に基づいて、通信アンテナ152の共振周波数f0を出力搬送波周波数fcに合わせる方向に調整することができる。
As described above, the reader / writer 250 according to the second embodiment of the present invention basically has the same configuration as the reader /
また、リーダ/ライタ250は、第1の実施形態に係るリーダ/ライタ150と同様に、実クロック信号RFCKの基準クロック信号OSCKに対する位相の進み/遅れを検出し、通信アンテナ152の共振周波数f0を出力搬送波周波数fcに合わせる方向に調整することができるので、通信不可領域での通信を回避し、搬送波の出力効率をより高めることができる。したがって、リーダ/ライタ250は、上述した第1の問題および第2の問題を解消することができ、ICチップ搭載端末との間の通信をより安定化させることができる。
In addition, the reader / writer 250 detects the advance / delay of the phase of the actual clock signal RFCK with respect to the reference clock signal OSCK, similarly to the reader /
[第2の実施形態に係る通信装置の変形例]
第2の実施形態に係るリーダ/ライタ250(通信装置)では、通信アンテナ152が所定のインダクタンスを有するコイルL1と静電容量が可変する静電容量可変回路Cとを備え、調整信号に応じて静電容量を変化させる構成を示した。しかしながら、本発明の第2の実施形態に係る通信装置は、上記の構成に限られず、上述した第1の実施形態の変形例に係る通信装置と同様の構成をとることもできる。
[Modification of Communication Device According to Second Embodiment]
In the reader / writer 250 (communication device) according to the second embodiment, the
本発明の第2の実施形態に係る通信装置として、リーダ/ライタ250を挙げて説明したが、本発明の第2の実施形態は、かかる形態に限られず、例えば、リーダ/ライタ機能(すなわち、搬送波信号を主体的に送信する機能)を有する携帯電話などの携帯型通信装置、リーダ/ライタ機能を有するUMPCなどのコンピュータなどに適用することができる。 Although the reader / writer 250 has been described as the communication apparatus according to the second embodiment of the present invention, the second embodiment of the present invention is not limited to such a form. For example, the reader / writer function (that is, The present invention can be applied to a portable communication device such as a cellular phone having a function of mainly transmitting a carrier wave signal, a computer such as a UMPC having a reader / writer function, and the like.
(第2の実施形態に係るプログラム)
第2の実施形態に係る通信装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、リーダ/ライタ機能を備える通信装置と非接触式ICチップを搭載した情報処理端末との間における通信を安定化させることができる。
(Program according to the second embodiment)
The program for causing the communication device according to the second embodiment to function as a computer can stabilize communication between the communication device having the reader / writer function and the information processing terminal equipped with the non-contact IC chip. it can.
(第3の実施形態)
上述した第1および第2の実施形態に係る通信装置(リーダ/ライタ)では、実クロック信号RFCKの基準クロック信号OSCKに対する位相の進み/遅れに基づいて、通信アンテナ152の共振周波数f0(同調周波数)を調整する構成を示した。しかしながら、例えば、配線等による遅延によって、実クロック信号RFCKの位相と基準クロック信号OSCKの位相とが一致した場合であっても、通信アンテナ152の共振周波数f0と出力搬送波周波数fcとが一致しない場合が起こりうる。そこで、次に、上記の場合に対応することが可能な本発明の第3の実施形態に係る通信装置について説明する。なお、以下では、本発明の第3の実施形態に係る通信装置として、リーダ/ライタを例として説明する。
(Third embodiment)
In the communication apparatus (reader / writer) according to the first and second embodiments described above, the resonance frequency f0 (tuning frequency) of the
第3の実施形態に係るリーダ/ライタ(図示せず。以下、「リーダ/ライタ350」という。)は、上述した第1の実施形態に係るリーダ/ライタ150と同様の構成をとることができるが、同調周波数制御部360の構成、機能が、第1の実施形態に係る同調周波数制御部160と異なる。つまり、リーダ/ライタ350は、第1の実施形態に係るリーダ/ライタ150と同様の構成を有する通信アンテナ152、基準クロック生成部154、送信部156、復調部158、およびデータ処理部162と、同調周波数制御部260とを備える。
A reader / writer (not shown; hereinafter referred to as “reader / writer 350”) according to the third embodiment can have the same configuration as the reader /
また、リーダ/ライタ350は、MPUなどで構成されリーダ/ライタ350全体を制御する制御部(図示せず)や、制御部が使用するプログラムや演算パラメータなどの制御用データが記録されたROM(図示せず)、制御部により実行されるプログラムなどを一次記憶するRAM(図示せず)、制御部における演算結果や実行状態を保持するレジスタ(図示せず)、通信を暗号化するための暗号化回路(図示せず)、リーダ/ライタ350において用いられるアプリケーション、データなどを記憶可能な記憶部(図示せず)、他の回路、装置などと接続するためのインタフェース(図示せず)などを備えてもよい。 The reader / writer 350 is configured by an MPU or the like, and a control unit (not shown) that controls the reader / writer 350 as a whole, or a ROM (program that is used by the control unit, control data such as calculation parameters, etc.) (Not shown), a RAM (not shown) that primarily stores programs executed by the control unit, a register (not shown) that holds calculation results and execution states in the control unit, and a cipher for encrypting communication Circuit (not shown), an application used in the reader / writer 350, a storage unit (not shown) capable of storing data, an interface (not shown) for connecting to other circuits, devices, etc. You may prepare.
以下では、リーダ/ライタ350と第1の実施形態に係るリーダ/ライタ150との差異部分である同調周波数制御部360の構成について説明する。
Hereinafter, the configuration of the tuning
[同調周波数制御部360の構成例]
図10は、本発明の第3の実施形態に係る同調周波数制御部360の構成例を示すブロック図である。なお、図10では、基準クロック生成部154を併せて示している。
[Configuration Example of Tuning Frequency Control Unit 360]
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of the tuning
図10を参照すると、同調周波数制御部360は、実クロック抽出回路170(実クロック抽出部)と、分周回路172(分周部)と、位相判定回路174(位相判定部)と、位相ずれ量判定回路262(位相ずれ量判定部)と、基準比較回路362(基準比較部)と、調整信号出力回路364(調整信号出力部)とを備える。
Referring to FIG. 10, the tuning
実クロック抽出回路170は、図6に示す第1の実施形態に係る実クロック抽出回路170と同様に、通信アンテナ152のアンテナ端に生じた電圧からクロック抽出を行い、実クロック信号RFCKを出力する。
Similar to the real
分周回路172は、図6に示す第1の実施形態に係る分周回路172と同様に、実クロック抽出回路170から出力される実クロック信号RFCKを2分周する第1分周回路178と、基準クロック生成部154から出力される基準クロック信号OSCKを2分周する第2分周回路180とを備える。なお、本発明の第3の実施形態に係る第1分周回路178、第2分周回路180における分周が2分周に限られないことは、言うまでもない。
Similarly to the
また、図10では、同調周波数制御部260が分周回路172を備える構成を示しているが、本発明の実施形態は、上記に限られない。例えば、本発明の第3の実施形態に係る同調周波数制御部は、分周回路172を備えない構成とすることもできる。
10 shows a configuration in which the tuning
位相判定回路174は、図6に示す第1の実施形態に係る位相判定回路174と同様に、実クロック信号RFCKの基準クロック信号OSCKに対する位相の進み/遅れを判定して判定結果を出力する。位相判定回路174は、例えば、Dフリップフロップ182で構成され、基準クロック信号OSCKに対して実クロック信号RFCKの位相が進んでいる場合には、ハイレベルの信号(H)を判定結果として出力し、また、基準クロック信号OSCKに対して実クロック信号RFCKの位相が遅れている場合には、ローレベルの信号(L)を判定結果として出力する。なお、第3の実施形態に係る位相判定回路174は、Dフリップフロップで構成されることに限られない。
Similar to the
位相ずれ量判定回路262は、図8に示す第2の実施形態に係る位相ずれ量判定回路262と同様に、クロック信号RFCKと基準クロック信号OSCKとの間の位相のずれ量を判定する。ここで、位相ずれ量判定回路262は、例えば、排他的論理和演算回路270(XOR。排他的論理和演算部)と、位相ずれ量測定回路272(位相ずれ量測定部)とから構成される。
The phase shift
基準比較回路362は、通信アンテナ152の共振周波数f0と出力搬送波周波数fcとが一致するポイントにおける基準クロック信号OSCKの位相を、基準位相として予め記憶する。ここで、基準比較回路362が記憶する基準位相は、例えば、リーダ/ライタ350における配線等によって生じる信号の遅延の影響が考慮され、当該影響をキャンセルするために設定される位相である。基準位相は、例えば、リーダ/ライタ350から通信アンテナ152を外した状態で、基準クロック生成部154から出力された直後の基準クロックOSCKの位相と、位相ずれ量判定回路262に入力される基準クロックOSCKの位相とを比較することにより決定することができる。なお、本発明の実施形態に係る基準位相の決定方法が、上記に限られないことは、言うまでもない。また、基準比較回路362は、例えば、レジスタを備え、当該レジスタに基準位相を記憶することができるが、上記に限られない。
The
また、基準比較回路362は、記憶している基準位相、位相判定回路174から伝達される判定結果、および位相ずれ量判定回路262の判定結果に基づいて、実クロック信号RFCKの基準位相に対する位相の進み/遅れ、および位相のずれ量を判定する。
Further, the
リーダ/ライタ350は、基準比較回路362を備えることによって、配線等によって生じる信号の遅延の影響をキャンセルし、通信アンテナ152の共振周波数f0を出力搬送波周波数fcにより厳密に合わせることができる。
By providing the
調整信号出力回路364は、基準比較回路362から伝達される判定結果に基づいて、判定結果に応じた調整信号を出力する。ここで、調整信号出力回路364は、例えば、カウンタ回路(図示せず)とD/Aコンバータ(図示せず)とで構成され、図8に示す第2の実施形態に係る調整信号出力回路264と同様に、判定結果に応じた調整信号を出力することができる。なお、第3の実施形態に係る調整信号出力回路364の構成は、上記に限られず、例えば、D/Aコンバータを備えずに、デジタル信号としての調整信号を出力することもできる。
The adjustment
同調周波数制御部360は、例えば、図10に示す構成によって、実クロック信号RFCKの基準クロック信号OSCKに対する位相の進み/遅れ、および位相のずれ量を判定し、当該判定結果を用いて実クロック信号RFCKの基準位相に対する位相の進み/遅れ、および位相のずれ量を判定する。そして、同調周波数制御部360は、上記判定結果に基づいて通信アンテナ152の共振周波数(同調周波数)を調整することができる。したがって、同調周波数制御部360は、ICチップ搭載端末から送信された応答信号の受信によって生じる通信アンテナ152における搬送波信号の基準クロック信号OSCKに対する位相変化に基づいて、通信アンテナ152の共振周波数(同調周波数)を調整することができる。
The tuning
[第3の実施形態に係る同調周波数調整方法]
ここで、本発明の第3の実施形態に係る同調周波数調整方法を示す。図11は、本発明の第3の実施形態に係る同調周波数調整方法の一例を示す流れ図である。なお、図11は、カウントの値の決定方法として、第2の実施形態に係るリーダ/ライタ250において示した第1の決定方法を用いた場合における同調周波数調整方法を示している。
[Tuning Frequency Adjustment Method According to Third Embodiment]
Here, a tuning frequency adjustment method according to the third embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a flowchart showing an example of a tuning frequency adjustment method according to the third embodiment of the present invention. FIG. 11 shows a tuning frequency adjustment method when the first determination method shown in the reader / writer 250 according to the second embodiment is used as the count value determination method.
リーダ/ライタ350は、実クロック信号RFCKの基準位相に対する位相の進み/遅れ、および位相ずれ量を検出する(S300)。ここで、リーダ/ライタ350は、実クロック信号RFCKの基準クロック信号OSCKに対する位相の進み/遅れ、および位相ずれ量を検出し、基準位相と比較することによりステップS300の処理を行うことができる。 The reader / writer 350 detects the phase advance / delay with respect to the reference phase of the actual clock signal RFCK and the phase shift amount (S300). Here, the reader / writer 350 can detect the advance / delay of the phase of the actual clock signal RFCK with respect to the reference clock signal OSCK and the amount of phase shift, and perform the process of step S300 by comparing with the reference phase.
ステップS300において位相の進み/遅れ、および位相ずれ量が検出されると、リーダ/ライタ350は、基準位相に対して位相が進んでいるか否かを判定する(S302)。 When the phase advance / delay and phase shift amount are detected in step S300, the reader / writer 350 determines whether or not the phase is advanced with respect to the reference phase (S302).
〔1〕位相が進んでいると判定された場合
ステップS302において基準位相に対して位相が進んでいると判定された場合には、リーダ/ライタ350は、位相ずれ量が第1の閾値より大きいか否かを判定する(S304;第1の閾値判定処理)。
[1] When it is determined that the phase is advanced If it is determined in step S302 that the phase is advanced with respect to the reference phase, the reader / writer 350 has a phase shift amount larger than the first threshold value. Whether or not (S304; first threshold value determination process).
ステップS304において位相ずれ量が第1の閾値より大きくないと判定された場合には、リーダ/ライタ350は、図9に示す第2の実施形態に係る同調周波数調整方法のステップS206と同様に、同調周波数(共振周波数)を1段階下げる(S306;同調周波数制御処理)。 If it is determined in step S304 that the phase shift amount is not larger than the first threshold, the reader / writer 350, like step S206 of the tuning frequency adjustment method according to the second embodiment shown in FIG. The tuning frequency (resonance frequency) is lowered by one step (S306; tuning frequency control process).
また、ステップS304において位相ずれ量が第1の閾値より大きいと判定された場合には、リーダ/ライタ350は、図9に示す第2の実施形態に係る同調周波数調整方法のステップS208と同様に、位相ずれ量が第2の閾値より大きいか否かを判定する(S308;第2の閾値判定処理)。 If it is determined in step S304 that the phase shift amount is larger than the first threshold value, the reader / writer 350, like step S208 of the tuning frequency adjustment method according to the second embodiment shown in FIG. Then, it is determined whether or not the phase shift amount is larger than the second threshold value (S308; second threshold value determination process).
ステップS308において位相ずれ量が第2の閾値より大きくないと判定された場合には、リーダ/ライタ350は、図9に示す第2の実施形態に係る同調周波数調整方法のステップS210と同様に、同調周波数(共振周波数)を数段階下げる(S310;同調周波数制御処理)。 When it is determined in step S308 that the phase shift amount is not larger than the second threshold, the reader / writer 350, like step S210 of the tuning frequency adjustment method according to the second embodiment shown in FIG. The tuning frequency (resonance frequency) is lowered by several steps (S310; tuning frequency control process).
また、ステップS308において位相ずれ量が第2の閾値より大きいと判定された場合には、リーダ/ライタ350は、図9に示す第2の実施形態に係る同調周波数調整方法のステップS212と同様に、同調周波数(共振周波数)をステップS310よりも大きく下げる(S312;同調周波数制御処理)。 If it is determined in step S308 that the phase shift amount is larger than the second threshold value, the reader / writer 350, like step S212 of the tuning frequency adjustment method according to the second embodiment shown in FIG. Then, the tuning frequency (resonance frequency) is greatly decreased from step S310 (S312; tuning frequency control process).
〔2〕位相が遅れていると判定された場合
ステップS302において基準位相に対して位相が遅れていると判定された場合には、リーダ/ライタ350は、ステップS304と同様に、位相ずれ量が第1の閾値より大きいか否かを判定する(S314;第1の閾値判定処理)。
[2] When it is determined that the phase is delayed When it is determined in step S302 that the phase is delayed with respect to the reference phase, the reader / writer 350 determines that the phase shift amount is the same as in step S304. It is determined whether or not it is larger than the first threshold (S314; first threshold determination processing).
ステップS314において位相ずれ量が第1の閾値より大きくないと判定された場合には、リーダ/ライタ350は、図9に示す第2の実施形態に係る同調周波数調整方法のステップS216と同様に、同調周波数(共振周波数)を1段階上げる(S316;同調周波数制御処理)。 If it is determined in step S314 that the phase shift amount is not greater than the first threshold, the reader / writer 350, like step S216 of the tuning frequency adjustment method according to the second embodiment shown in FIG. The tuning frequency (resonance frequency) is increased by one step (S316; tuning frequency control process).
また、ステップS314において位相ずれ量が第1の閾値より大きいと判定された場合には、リーダ/ライタ350は、ステップS308と同様に、位相ずれ量が第2の閾値より大きいか否かを判定する(S318;第2の閾値判定処理)。 If it is determined in step S314 that the phase shift amount is larger than the first threshold, the reader / writer 350 determines whether the phase shift amount is larger than the second threshold as in step S308. (S318; second threshold value determination process).
ステップS318において位相ずれ量が第2の閾値より大きくないと判定された場合には、リーダ/ライタ350は、図9に示す第2の実施形態に係る同調周波数調整方法のステップS220と同様に、同調周波数(共振周波数)を数段階上げる(S320;同調周波数制御処理)。 If it is determined in step S318 that the phase shift amount is not greater than the second threshold, the reader / writer 350, like step S220 of the tuning frequency adjustment method according to the second embodiment shown in FIG. The tuning frequency (resonance frequency) is increased by several steps (S320; tuning frequency control process).
また、ステップS318において位相ずれ量が第2の閾値より大きいと判定された場合には、リーダ/ライタ350は、図9に示す第2の実施形態に係る同調周波数調整方法のステップS222と同様に、同調周波数(共振周波数)をステップS320よりも大きく上げる(S322;同調周波数制御処理)。 If it is determined in step S318 that the phase shift amount is larger than the second threshold value, the reader / writer 350, like step S222 of the tuning frequency adjustment method according to the second embodiment shown in FIG. The tuning frequency (resonance frequency) is increased more than step S320 (S322; tuning frequency control process).
リーダ/ライタ350は、図11に示す第3の実施形態に係る同調周波数調整方法を繰り返し用いることによって、配線等によって生じる信号の遅延の影響をキャンセルした上で通信アンテナ152の共振周波数(同調周波数)を調整し、通信アンテナ152の共振周波数f0(同調周波数)と出力搬送波周波数fcとのずれを補正することができる。したがって、リーダ/ライタ350は、図11に示す第3の実施形態に係る同調周波数調整方法を用いることによって、ICチップ搭載端末との通信を安定化させることができる。
The reader / writer 350 repeatedly uses the tuning frequency adjustment method according to the third embodiment shown in FIG. 11 to cancel the influence of signal delay caused by wiring and the like, and then the resonance frequency (tuning frequency) of the communication antenna 152. ) To adjust the deviation between the resonance frequency f0 (tuning frequency) of the
以上のように、本発明の第3の実施形態に係るリーダ/ライタ350は、基本的に第1の実施形態に係るリーダ/ライタ150と同様の構成を備え、所定のインダクタンスを有するコイルL1と静電容量が可変する静電容量可変回路Cとを備える通信アンテナ152に生じた電圧から実クロック信号RFCKを抽出し、実クロック信号RFCKの基準クロック信号OSCKに対する位相の進み/遅れを判定する。また、リーダ/ライタ350は、実クロック信号RFCKと基準クロック信号OSCKとの位相のずれ量を判定する。さらに、リーダ/ライタ350は、予め記憶した基準位相と、上記実クロック信号RFCKの基準クロック信号OSCKに対する位相の進み/遅れおよび位相のずれ量とに基づいて、実クロック信号RFCKの基準位相に対する位相の進み/遅れおよび位相のずれ量を判定する。リーダ/ライタ350は、第2の実施形態に係るリーダ/ライタ250と同様に、位相の進み/遅れの判定結果に応じてカウントの増減を決定し、位相のずれ量の判定結果に応じてカウントの増減値を決定することによってカウントを増減させる。そして、リーダ/ライタ350は、カウントの値に基づいて通信アンテナ152の共振周波数f0(同調周波数)を出力搬送波周波数fcに合わせる方向に調整する。したがって、リーダ/ライタ350は、ICチップ搭載端末から送信された応答信号の受信によって生じる通信アンテナ152における搬送波信号の基準クロック信号OSCKに対する位相変化に基づいて、通信アンテナ152の共振周波数f0を出力搬送波周波数fcに合わせる方向に調整することができる。
As described above, the reader / writer 350 according to the third embodiment of the present invention basically has the same configuration as the reader /
また、リーダ/ライタ350は、第1の実施形態に係るリーダ/ライタ150と同様に、実クロック信号RFCKの基準クロック信号OSCKに対する位相の進み/遅れを検出し、通信アンテナ152の共振周波数f0を出力搬送波周波数fcに合わせる方向に調整することができるので、通信不可領域での通信を回避し、搬送波の出力効率をより高めることができる。したがって、リーダ/ライタ350は、上述した第1の問題および第2の問題を解消することができ、ICチップ搭載端末との間の通信をより安定化させることができる。
In addition, the reader / writer 350 detects the advance / delay of the phase of the actual clock signal RFCK with respect to the reference clock signal OSCK, similarly to the reader /
さらに、リーダ/ライタ350は、実クロック信号RFCKの基準位相に対する位相の進み/遅れおよび位相のずれ量を判定し、当該判定結果に基づいて通信アンテナ152の共振周波数f0を出力搬送波周波数fcに合わせる方向に調整する。ここで、基準位相は、リーダ/ライタ350における配線等によって生じる信号の遅延の影響が考慮され、当該影響をキャンセルするために設定される位相である。したがって、リーダ/ライタ350は、配線等によって生じる信号の遅延の影響をキャンセルした上で通信アンテナ152の共振周波数(同調周波数)を調整し、通信アンテナ152の共振周波数f0(同調周波数)と出力搬送波周波数fcとのずれを補正することができるので、ICチップ搭載端末との通信をより安定化させることができる。
Further, the reader / writer 350 determines the phase advance / delay and phase shift amount with respect to the reference phase of the actual clock signal RFCK, and matches the resonance frequency f0 of the
[第3の実施形態に係る通信装置の変形例]
〔第1の変形例〕
第3の実施形態に係るリーダ/ライタ350(通信装置)では、通信アンテナ152が所定のインダクタンスを有するコイルL1と静電容量が可変する静電容量可変回路Cとを備え、調整信号に応じて静電容量を変化させる構成を示した。しかしながら、本発明の第3の実施形態に係る通信装置は、上記の構成に限られず、上述した第1の実施形態の変形例に係る通信装置と同様の構成をとることもできる。
[Modification of Communication Device According to Third Embodiment]
[First Modification]
In the reader / writer 350 (communication device) according to the third embodiment, the
〔第2の変形例〕
また、第3の実施形態に係るリーダ/ライタ350(通信装置)では、配線等によって生じる信号の遅延の影響をキャンセルするために基準位相を予め記憶して用いる構成を示した。しかしながら、本発明の第3の実施形態に係る通信装置は、上記の構成に限られない。例えば、第3の実施形態の変形例に係る通信装置は、基準クロック生成部154が生成した基準クロックOSCKを所定の時間遅らせて基準クロックOSCKの位相を調整する遅延部を備えることによって、配線等によって生じる信号の遅延の影響をキャンセルすることもできる。上記構成であっても、第3の実施形態の変形例に係る通信装置は、配線等によって生じる信号の遅延の影響をキャンセルした上で通信アンテナ152の共振周波数(同調周波数)を調整することができるので、図10に示すリーダ/ライタ350と同様の効果を奏することができる。
[Second Modification]
In the reader / writer 350 (communication apparatus) according to the third embodiment, the configuration in which the reference phase is stored and used in advance in order to cancel the influence of signal delay caused by wiring or the like is shown. However, the communication apparatus according to the third embodiment of the present invention is not limited to the above configuration. For example, the communication device according to the modified example of the third embodiment includes a delay unit that adjusts the phase of the reference clock OSCK by delaying the reference clock OSCK generated by the reference
なお、第3の実施形態の変形例に係る通信装置が備える遅延部は、例えば、複数段のバッファ(buffer)や、ローパス・フィルタ(Low-Pass Filter)で構成することができるが、上記に限られない。 Note that the delay unit included in the communication device according to the modification of the third embodiment can be configured by, for example, a multi-stage buffer or a low-pass filter. Not limited.
〔第3の変形例〕
さらに、第3の実施形態の変形例に係る通信装置は、上記第3の実施形態の変形例に係る第1の変形例および第2の変形例を組み合わせた構成をとることもできる。
[Third Modification]
Furthermore, the communication apparatus according to the modification of the third embodiment can also have a configuration in which the first modification and the second modification according to the modification of the third embodiment are combined.
本発明の第3の実施形態に係る通信装置として、リーダ/ライタ350を挙げて説明したが、本発明の第3の実施形態は、かかる形態に限られず、例えば、リーダ/ライタ機能(すなわち、搬送波信号を主体的に送信する機能)を有する携帯電話などの携帯型通信装置、リーダ/ライタ機能を有するUMPCなどのコンピュータなどに適用することができる。 Although the reader / writer 350 has been described as a communication apparatus according to the third embodiment of the present invention, the third embodiment of the present invention is not limited to such a form, and for example, a reader / writer function (that is, The present invention can be applied to a portable communication device such as a cellular phone having a function of mainly transmitting a carrier wave signal, a computer such as a UMPC having a reader / writer function, and the like.
(第3の実施形態に係るプログラム)
第3の実施形態に係る通信装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、リーダ/ライタ機能を備える通信装置と非接触式ICチップを搭載した情報処理端末との間における通信を安定化させることができる。
(Program according to the third embodiment)
The program for causing the communication device according to the third embodiment to function as a computer can stabilize communication between the communication device having the reader / writer function and the information processing terminal equipped with the non-contact IC chip. it can.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
10、100 ICチップ搭載端末
12、102 ICチップ
20、150 リーダ/ライタ
22、152 通信アンテナ
24、154 基準クロック生成部
26、156 送信部
28、158 復調部
30、162 データ処理部
160、260、360 同調周波数制御部
170 実クロック抽出回路
172 分周回路
174 位相判定回路
176、264、364 調整信号出力回路
262 位相ずれ量判定回路
270 排他的論理和演算回路
272 位相ずれ量測定回路
362 基準比較回路
10, 100 IC chip mounted
Claims (12)
一定周期の基準クロック信号を生成する基準クロック生成部と;
前記基準クロック信号に応じた所定周波数の搬送波信号を送信し、前記負荷変調に応じた応答信号を所定の同調周波数で共振させて受信する通信アンテナと;
前記通信アンテナにおける前記搬送波信号の前記基準クロック信号に対する位相変化に基づいて、前記通信アンテナの前記所定の同調周波数を調整する同調周波数制御部と;
を備えることを特徴とする、通信装置。 A communication device capable of contactless communication with an information processing terminal equipped with an IC chip by transmitting a carrier wave signal and performing load modulation on the IC chip that has received the carrier wave signal:
A reference clock generator for generating a reference clock signal having a constant period;
A communication antenna that transmits a carrier wave signal having a predetermined frequency corresponding to the reference clock signal and resonates and receives a response signal corresponding to the load modulation at a predetermined tuning frequency;
A tuning frequency control unit that adjusts the predetermined tuning frequency of the communication antenna based on a phase change of the carrier signal with respect to the reference clock signal in the communication antenna;
A communication apparatus comprising:
前記応答信号の受信によって前記通信アンテナに励起した電圧から実クロック信号を抽出する実クロック抽出部と;
前記実クロック信号と前記基準クロック信号とに基づいて、前記実クロック信号の前記基準クロック信号に対する位相の進み/遅れを判定する位相判定部と;
前記位相判定部の判定結果に応じて、前記通信アンテナの前記所定の同調周波数を調整する調整信号を出力する調整信号出力部と;
を備えることを特徴とする、請求項1に記載の通信装置。 The tuning frequency controller is
An actual clock extraction unit that extracts an actual clock signal from a voltage excited in the communication antenna by receiving the response signal;
A phase determination unit that determines a lead / lag of the phase of the real clock signal with respect to the reference clock signal based on the real clock signal and the reference clock signal;
An adjustment signal output unit that outputs an adjustment signal for adjusting the predetermined tuning frequency of the communication antenna according to a determination result of the phase determination unit;
The communication apparatus according to claim 1, further comprising:
前記調整信号出力部は、前記位相判定部の判定結果および前記位相ずれ量判定部の判定結果に応じて、前記通信アンテナの前記所定の同調周波数を調整する調整信号を出力することを特徴とする、請求項2に記載の通信装置。 The tuning frequency control unit further includes a phase shift amount determination unit that determines a phase shift amount of the real clock signal with respect to the reference clock signal based on the real clock signal and the reference clock signal,
The adjustment signal output unit outputs an adjustment signal for adjusting the predetermined tuning frequency of the communication antenna according to a determination result of the phase determination unit and a determination result of the phase shift amount determination unit. The communication device according to claim 2.
前記実クロック信号と前記基準クロック信号とに基づく排他的論理和を出力する排他的論理和演算部と;
前記排他的論理和に応じて前記位相のずれ量を測定する位相ずれ量測定部と;
を備えることを特徴とする、請求項3に記載の通信装置。 The phase shift amount determination unit
An exclusive OR operation unit that outputs an exclusive OR based on the real clock signal and the reference clock signal;
A phase shift amount measuring unit that measures the phase shift amount according to the exclusive OR;
The communication apparatus according to claim 3, further comprising:
前記実クロック抽出部が抽出した前記実クロック信号および前記基準クロック生成部が生成した前記基準クロック信号を分周する分周部をさらに備え、
前記位相判定部には、前記分周部において分周された実クロック信号および基準クロック信号が入力されることを特徴とする、請求項2に記載の通信装置。 The tuning frequency controller is
A frequency divider that divides the real clock signal extracted by the real clock extractor and the reference clock signal generated by the reference clock generator;
The communication apparatus according to claim 2, wherein the phase determination unit is input with an actual clock signal and a reference clock signal that have been frequency-divided by the frequency division unit.
前記実クロック信号と前記基準クロック信号とに基づいて、前記実クロック信号の前記基準クロック信号に対する位相のずれ量を判定する位相ずれ量判定部と;
前記基準クロック信号に応じた前記搬送波信号の所定周波数と前記同調周波数とが一致する場合の位相を基準位相として記憶し、前記基準位相、前記位相判定部の判定結果および前記位相ずれ量判定部の判定結果に基づいて、前記実クロック信号の前記基準位相に対する位相の進み/遅れと位相ずれ量とを判定する基準比較部と;
をさらに備え、
前記調整信号出力部は、前記基準比較部の判定結果に応じて、前記通信アンテナの前記所定の同調周波数を調整する調整信号を出力することを特徴とする、請求項2に記載の通信装置。 The tuning frequency controller is
A phase shift amount determination unit that determines a phase shift amount of the real clock signal with respect to the reference clock signal based on the real clock signal and the reference clock signal;
The phase when the predetermined frequency of the carrier wave signal corresponding to the reference clock signal matches the tuning frequency is stored as a reference phase, and the reference phase, the determination result of the phase determination unit, and the phase shift amount determination unit A reference comparison unit that determines a phase advance / delay and a phase shift amount with respect to the reference phase of the real clock signal based on a determination result;
Further comprising
The communication apparatus according to claim 2, wherein the adjustment signal output unit outputs an adjustment signal for adjusting the predetermined tuning frequency of the communication antenna according to a determination result of the reference comparison unit.
所定のインダクタンスを有するインダクタと;
前記同調周波数制御部から出力される調整信号に応じて、静電容量が可変する静電容量可変部と;
を備えることを特徴とする、請求項1に記載の通信装置。 The communication antenna is
An inductor having a predetermined inductance;
A capacitance variable unit that varies a capacitance according to an adjustment signal output from the tuning frequency control unit;
The communication apparatus according to claim 1, further comprising:
所定の静電容量を有するキャパシタと;
前記同調周波数制御部から出力される調整信号に応じて、インダクタンスが可変するインダクタンス可変部と;
を備えることを特徴とする、請求項1に記載の通信装置。 The communication antenna is
A capacitor having a predetermined capacitance;
An inductance variable unit that varies the inductance in accordance with an adjustment signal output from the tuning frequency control unit;
The communication apparatus according to claim 1, further comprising:
一定周期の基準クロック信号を生成するステップと;
前記搬送波信号を受信した前記ICチップから送信される前記応答信号を所定の同調周波数で共振させて受信するステップと;
前記通信アンテナにおける前記搬送波信号の前記基準クロック信号に対する位相変化に基づいて、前記通信アンテナの前記所定の同調周波数を調整するステップと;
を有することを特徴とする、同調周波数調整方法。 Tuning frequency adjustment in a communication apparatus including a communication antenna that can receive a response signal transmitted from an information processing terminal equipped with the IC chip by transmitting a carrier wave signal and performing load modulation on the IC chip that has received the carrier wave signal Method:
Generating a reference clock signal having a constant period;
Receiving the response signal transmitted from the IC chip that has received the carrier signal by resonating at a predetermined tuning frequency;
Adjusting the predetermined tuning frequency of the communication antenna based on a phase change of the carrier signal with respect to the reference clock signal at the communication antenna;
A tuning frequency adjustment method comprising:
一定周期の基準クロック信号を生成するステップ;
前記搬送波信号を受信した前記ICチップから送信される前記応答信号を所定の同調周波数で共振させて受信するステップ;
前記通信アンテナにおける前記搬送波信号の前記基準クロック信号に対する位相変化に基づいて、前記通信アンテナの前記所定の同調周波数を調整するステップ;
をコンピュータに実行させるためのプログラム。 Whether an IC chip that transmits a carrier wave signal and that receives the carrier wave signal performs load modulation to use it for a communication apparatus including a communication antenna that can receive a response signal transmitted from an information processing terminal equipped with the IC chip. Possible programs are:
Generating a reference clock signal having a constant period;
Receiving the response signal transmitted from the IC chip that has received the carrier signal by resonating at a predetermined tuning frequency;
Adjusting the predetermined tuning frequency of the communication antenna based on a phase change of the carrier signal relative to the reference clock signal at the communication antenna;
A program that causes a computer to execute.
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