JP2005063278A

JP2005063278A - 非接触ｉｃカード

Info

Publication number: JP2005063278A
Application number: JP2003294694A
Authority: JP
Inventors: Joji Hayashi; 錠二林
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-08-18
Filing date: 2003-08-18
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2023-08-18
Also published as: CN1584927A; JP3871667B2; CN1332351C; US7218204B2; US20050040885A1

Abstract

【課題】強入力電界時で、基準電圧が立ち上がる前に、ＩＣ内の電源が急激に上昇することを抑制し、高性能な非接触ＩＣカードの実現を目的とする。
【解決手段】基準電圧回路９と、この基準電圧回路９の出力する基準電圧Ｖｒｅｆをモニタする判定回路１０と、電源安定化手段１１とを備え、判定回路１０により基準電圧Ｖｒｅｆが所定の電圧以上かどうか判定し、基準電圧Ｖｒｅｆが所定の電圧に達していない場合は、電源安定化手段１１で電源ＶＤＤＤにエネルギーを供給し、急激な電源ＶＤＤＡの上昇を抑制することで、ＩＣ内の電源の安定と信号品質の劣化を抑制する非接触ＩＣカードを実現する。
【選択図】図１

Description

本発明は、非接触で外部より電源が供給される非接触ＩＣカードに関し、特にＩＣの電源電圧の安定化を図ったものに関するものである。

セキュリティ機能、個人認証機能等を特徴とするＣＰＵ付きＩＣカードは、リーダ／ライタと接点を介してデータ通信を行う「外部端子付きＩＣカード」と、電磁誘導等により行う「非接触ＩＣカード」とに大別される。この中で、無線でデータ通信を行う非接触ＩＣカードは、外部機器との接続端子を必要としないため耐久性に優れている。また、受信電波を整流器で整流しＩＣの動作に必要なＤＣ電源を生成するため電池不要となり、システムの小型化、ローコスト化に有効である。

従来の非接触ＩＣカードは、アナログ、ＣＰＵ、メモリを一つのＩＣで実現している（例えば、非特許文献１参照）。また、リーダ／ライタとＩＣカードとの相対位置が変動しても安定した電源供給を行う非接触ＩＣカードもある（例えば、特許文献１参照）。

こうした非接触ＩＣカードの動作を、図９を用いて説明する。非接触ＩＣカード１は、コイルアンテナＬ₁と半導体集積回路２とで構成されている。半導体集積回路２は、整流器３、シャントレギュレータ４、復調手段５、変調手段６、デジタル信号処理部７、リニアレギュレータ８、基準電圧回路９とからなる。上記整流器３には、図１０に示すダイオードＤ₁〜Ｄ₄を用いた全波整流回路が用いられている。

上記コイルアンテナＬ₁で受信された信号は、整流器３により整流され電源ＶＤＤＡを生成する。復調手段５は、電源ＶＤＤＡに重畳されたＲＸ（受信）信号を抽出する。この抽出されたＲＸ信号は、ＣＰＵやメモリで構成されるデジタル信号処理部７で信号処理される。変調手段６は、デジタル信号処理部７で生成されたＴＸ（送信）信号により、コイルアンテナＬ₁間のインピーダンスに変調をかける。基準電圧回路９には、図１１に示すようなバンドギャップリファレンス回路が用いられており、基準電圧Ｖｒｅｆを生成する。このようなバンドギャップリファレンス回路の場合、例えば、基準電圧Ｖｒｅｆ＝１．２Ｖの基準電圧を生成する。

リニアレギュレータ８は、図８に示すようなオペアンプを用いたレギュレータ回路が用いられている。図８に示すリニアレギュレータの場合、出力としてＶｒｅｆ×（１＋Ｒ₁／Ｒ₂）の電源ＶＤＤＤが生成される。例えば、Ｒ₁＝Ｒ₂とすると、ＶＤＤＤ＝２．４Ｖとなる。電源ＶＤＤＤは、デジタル信号処理部７の電源となる。

また、上記シャントレギュレータ４は、電源ＶＤＤＡが耐圧以上に上昇するのを防ぐ回路である。ここで、通信規格をＩＳＯ１４４４３ＴＹＰＥＢとする。本規格の通信周波数は１３．５６ＭＨｚ、転送レートは１０６ｋｂｐｓ、リーダライタから非接触ＩＣカードへの変調方式は１０％ＡＳＫ変調、非接触ＩＣカードからリーダライタへはＢＰＳＫ変調である。

非接触ＩＣカード１に供給される電力は、カードコイルが受ける磁界強度で決まる。通常、カードがリーダ／ライタ（図示せず）と近づくと磁界強度が大きくなり、半導体集積回路２に供給される電力が増大する。供給された電力は整流器３によりＤＣ電圧に変換される。ここで、半導体集積回路２の負荷を一定とすると、供給電力に比例して電源電圧が上昇する。現在の半導体プロセスで製造できるトランジスタの耐圧は、ゲート酸化膜厚を１０ｎｍとすると５Ｖ程度である。電源ＶＤＤが耐圧以上に上昇すると、トランジスタは破壊されることになる。

こうした電源ＶＤＤの電圧上昇を抑制するために、不要な電力を消費するシャントレギュレータ４が用いられる。例えば、４Ｖ以上に電源電圧が上昇すると、シャントレギュレータ４で余分のエネルギーを消費し、結果として、電源ＶＤＤＡの上昇を抑えることができる。ここで、変調信号を復調手段５で復調するために、シャントレギュレータ４の能力は調整される。
特許第３３７６０８５号（第３図） Shoichi Masui 他，「エー 13.56メガヘルツシーエムオーエスアールエフアイデンティフィケーショントランスポンダーインテグレイテッドサーキットウイズアデディケイティドシーピーユー（A 13.56MHz CMOS RF Identification Transponder Integrated Circuit With A Dedicated CPU）」，アイエスエスシーシーダイジェストオブテクニカルペーパーズ（ISSCC Digest of Technical Papers），１９９９年２月１６日，ｐ．１６２−１６３，図9.1.1

従来の非接触ＩＣカードは以上のように構成されており、外部機器との接続端子を必要としないため耐久性に優れており、また、電池が不要で、システムの小型化、ローコスト化に有効であったが、以下のような問題点があった。すなわち、基準電圧回路９が立ち上がるよりも早い応答に対して、リニアレギュレータ８で電源ＶＤＤＤに電力を供給することができない。これは、前述したリニアレギュレータ８の出力電圧が、基準電圧Ｖｒｅｆ＝０Ｖだと、電源ＶＤＤＤ＝０Ｖとなるためである。基準電圧回路９の立ち上がりには、１００マイクロ秒程度の時間を要す。そして、以上のような原因から、本来、ＶＤＤＤ電源に供給されるべきエネルギーが、電源ＶＤＤＡに供給されると、電源ＶＤＤＡの電位が上昇し、電源ＶＤＤＡが耐圧以上に上昇するとデバイスが破壊されることになる。このようなデバイス破壊は、デジタル信号処理部７の規模が大きい程、電源ＶＤＤＡが大きく上昇することになるために一層懸念される。

こうした電源ＶＤＤＡの上昇を抑制するために、シャントレギュレータ４の能力を上げて対処することもできるが、ＡＳＫ信号を復調する場合、復調手段５が電源ＶＤＤＡの変化を検出してＲＸ信号を抽出する構成になっているので、シャントレギュレータ４の能力を単に上げると、信号の変化量が小さくなり復調手段５によるＡＳＫ信号の復調が困難となる。

本発明は以上のような問題点を解消するためになされたものであり、強電界入力時に基準電圧回路が立ち上がっていなくても電源ＶＤＤＤにエネルギーを供給でき、急激な電源ＶＤＤＡの上昇を抑制でき、デバイスが破壊されるという不具合のない高性能な非接触ＩＣカードを実現することを目的とする。

本発明の請求項１にかかる非接触ＩＣカードは、コイルアンテナと半導体集積回路を備え、外部装置から送波される電磁波エネルギーをコイルアンテナで受信して整流器で整流することにより電源電圧を生成する非接触ＩＣカードにおいて、上記コイルアンテナの出力信号を受けて整流することにより第１の電源電圧を生成する整流器と、基準電圧を生成する基準電圧回路と、上記基準電圧が所定の電圧以上かどうかを判定する判定回路と、上記判定回路の判定結果に基づき、上記第１の電源電圧の電位を制御する電源電圧安定化手段と、を備えたものである。

本発明の請求項２にかかる非接触ＩＣカードは、請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記電源電圧安定化手段は、上記基準電圧の電位に基づいて上記第１の電源電圧から上記第２の電源電圧を生成するリニアレギュレータを有し、上記判定回路の判定結果により基準電位が所定の電圧以下の場合に上記リニアレギュレータを作動させるように制御するものである。

本発明の請求項３にかかる非接触ＩＣカードは、請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記電源電圧安定化手段はリニアレギュレータを有し、上記リニアレギュレータは、上記判定回路により選択された基準電圧と所定の電圧のいずれかを基にして上記第１の電源電圧から第２の電源電圧を生成するものである。

本発明の請求項４にかかる非接触ＩＣカードは、請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記電源電圧安定化手段はシャント回路を有し、上記シャント回路の動作は上記判定回路の判定結果により制御されるものである。

本発明の請求項５にかかる非接触ＩＣカードは、請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記判定回路で判定比較される所定の電圧は、上記第１の電源電圧によらず、上記基準電圧よりも低い一定の電圧とするものである。

本発明の請求項６にかかる非接触ＩＣカードは、請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記基準電圧回路が、バンドギャップリファレンス回路としたものである。

本発明の請求項７にかかる非接触ＩＣカードは、請求項４記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記シャント回路は、抵抗とスイッチとで構成され、上記抵抗とスイッチは、上記第１の電源とグランド間に直列に接続され、上記スイッチは上記判定回路の出力により制御されるものである。

本発明の請求項８にかかる非接触ＩＣカードは、請求項７記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記判定回路は、上記基準電圧が所定の電圧より低い時に、上記シャント回路を構成する上記スイッチを強制的に閉じるものである。

本発明の請求項９にかかる非接触ＩＣカードは、請求項３記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記判定回路は、上記基準電圧と上記所定の電圧の高い方を、上記基準電圧とするものである。

本発明の請求項１０にかかる非接触ＩＣカードは、請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記所定の電圧を、ダイオードの順方向電圧とするものである。

本発明の請求項１１にかかる非接触ＩＣカードは、請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記半導体集積回路は、上記第１の電源とグランド間に直列に接続されたシャントレギュレータを備えたものである。

本発明の請求項１２にかかる非接触ＩＣカードは、請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記半導体集積回路は、上記第１の電源に重畳されたＲＸ（受信）信号を抽出する復調器と、上記抽出されたＲＸ（受信）信号を信号処理するデジタル信号処理部と、を備えたものである。

本発明の請求項１３にかかる非接触ＩＣカードは、請求項１２記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記デジタル信号処理部より送られるＴＸ（送信）信号により上記アンテナコイル間のインピーダンスに変調をかける変調手段を備えたものである。

本発明の請求項１４にかかる非接触ＩＣカードは、請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記整流器は全波整流回路としたものである。

本発明の請求項１５にかかる非接触ＩＣカードは、請求項１２記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記復調手段は、ＡＳＫ変調信号を復調するものである。

本発明（請求項１）にかかる非接触ＩＣカードによれば、コイルアンテナと半導体集積回路を備え、外部装置から送波される電磁波エネルギーをコイルアンテナで受信して整流器で整流することにより電源電圧を生成する非接触ＩＣカードにおいて、上記コイルアンテナの出力信号を受けて整流することにより第１の電源電圧を生成する整流器と、基準電圧を生成する基準電圧回路と、上記基準電圧が所定の電圧以上かどうかを判定する判定回路と、上記判定回路の判定結果に基づき、上記第１の電源電圧の電位を制御する電源電圧安定化手段と、を備えたものとしたので、強電界入力時に基準電圧回路が立ち上がっていなくても第２の電源にエネルギーを供給することができ、急激に第１の電源が上昇することを抑制でき、高性能な非接触ＩＣカードを実現することができるという効果がある。

また、本発明（請求項２）にかかる非接触ＩＣカードによれば、請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記電源電圧安定化手段は、上記基準電圧の電位に基づいて上記第１の電源電圧から上記第２の電源電圧を生成するリニアレギュレータを有し、上記判定回路の判定結果により基準電位が所定の電圧以下の場合に上記リニアレギュレータを作動させるように制御するものとしたので、強電界入力時に基準電圧回路が立ち上がっていなくても第２の電源にエネルギーを供給することができ、急激に第１の電源が上昇することを抑制でき、高性能な非接触ＩＣカードを実現することができるという効果がある。

また、本発明（請求項３）にかかる非接触ＩＣカードによれば、請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記電源電圧安定化手段はリニアレギュレータを有し、上記リニアレギュレータは、上記判定回路により選択された基準電圧と所定の電圧のいずれかを基にして上記第１の電源電圧から第２の電源電圧を生成するものとしたので、強電界入力時に基準電圧回路が立ち上がっていなくても第２の電源にエネルギーを供給することができ、急激に第１の電源が上昇することを抑制でき、高性能な非接触ＩＣカードを実現することができるという効果がある。

また、本発明（請求項４）にかかる非接触ＩＣカードによれば、請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記電源電圧安定化手段はシャント回路を有し、上記シャント回路の動作は上記判定回路の判定結果により制御されるものとしたので、強電界入力時に基準電圧回路が立ち上がっていなくても、余分のエネルギーをシャント回路で消費し、急激に第１の電源が上昇することを抑制でき、高性能な非接触ＩＣカードを実現することができる効果がある。

また、本発明（請求項５）にかかる非接触ＩＣカードによれば、請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記判定回路で判定比較される所定の電圧は、上記第１の電源電圧によらず、上記基準電圧よりも低い一定の電圧とするものとしたので、強電界入力時に基準電圧回路が立ち上がっていなくても第２の電源にエネルギーを供給することができ、急激に第１の電源が上昇することを抑制でき、高性能な非接触ＩＣカードを実現することができるという効果がある。

また、本発明（請求項６）にかかる非接触ＩＣカードによれば、請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記基準電圧回路が、バンドギャップリファレンス回路としたので、強電界入力時に基準電圧回路が立ち上がっていなくても第２の電源にエネルギーを供給することができ、急激に第１の電源が上昇することを抑制でき、高性能な非接触ＩＣカードを実現することができるという効果がある。

また、本発明（請求項７）にかかる非接触ＩＣカードによれば、請求項４記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記シャント回路は、抵抗とスイッチとで構成され、上記抵抗とスイッチは、上記第１の電源とグランド間に直列に接続され、上記スイッチは上記判定回路の出力により制御されるものとしたので、強電界入力時に基準電圧回路が立ち上がっていなくても、余分のエネルギーをシャント回路で消費し、急激に第１の電源が上昇することを抑制でき、高性能な非接触ＩＣカードを実現することができる効果がある。

また、本発明（請求項８）にかかる非接触ＩＣカードによれば、請求項７記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記判定回路は、上記基準電圧が所定の電圧より低い時に、上記シャント回路を構成する上記スイッチを強制的に閉じるものとしたので、強電界入力時に基準電圧回路が立ち上がっていなくても、余分のエネルギーをシャント回路で消費し、急激に第１の電源が上昇することを抑制でき、高性能な非接触ＩＣカードを実現することができる効果がある。

また、本発明（請求項９）にかかる非接触ＩＣカードによれば、請求項３記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記判定回路は、上記基準電圧と上記所定の電圧の高い方を、上記基準電圧とするものとしたので、強電界入力時に基準電圧回路が立ち上がっていなくても、余分のエネルギーをシャント回路で消費し、急激に第１の電源が上昇することを抑制でき、高性能な非接触ＩＣカードを実現することができる効果がある。

また、本発明（請求項１０）にかかる非接触ＩＣカードによれば、請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記所定の電圧を、ダイオードの順方向電圧とするものとしたので、強電界入力時に基準電圧回路が立ち上がっていなくても、余分のエネルギーをシャント回路で消費し、急激に第１の電源が上昇することを抑制でき、高性能な非接触ＩＣカードを実現することができる効果がある。

また、本発明（請求項１１）にかかる非接触ＩＣカードによれば、請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記半導体集積回路は、上記第１の電源とグランド間に直列に接続されたシャントレギュレータを備えたものとしたので、強電界入力時に基準電圧回路が立ち上がっていなくても、余分のエネルギーをシャント回路で消費し、急激に第１の電源が上昇することを抑制でき、高性能な非接触ＩＣカードを実現することができる効果がある。

また、本発明（請求項１２）にかかる非接触ＩＣカードによれば、請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記半導体集積回路は、上記第１の電源に重畳されたＲＸ（受信）信号を抽出する復調器と、上記抽出されたＲＸ（受信）信号を信号処理するデジタル信号処理部と、を備えたものとしたので、強電界入力時に基準電圧回路が立ち上がっていなくても、余分のエネルギーをシャント回路で消費し、急激に第１の電源が上昇することを抑制でき、高性能な非接触ＩＣカードを実現することができる効果がある。

また、本発明（請求項１３）にかかる非接触ＩＣカードによれば、請求項１２記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記デジタル信号処理部より送られるＴＸ（送信）信号により上記アンテナコイル間のインピーダンスに変調をかける変調手段を備えたものとしたので、強電界入力時に基準電圧回路が立ち上がっていなくても、余分のエネルギーをシャント回路で消費し、急激に第１の電源が上昇することを抑制でき、高性能な非接触ＩＣカードを実現することができる効果がある。

また、本発明（請求項１４）にかかる非接触ＩＣカードによれば、請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記整流器は全波整流回路としたので、強電界入力時に基準電圧回路が立ち上がっていなくても、余分のエネルギーをシャント回路で消費し、急激に第１の電源が上昇することを抑制でき、高性能な非接触ＩＣカードを実現することができる効果がある。

また、本発明（請求項１５）にかかる非接触ＩＣカードによれば、請求項１２記載の非接触ＩＣカードにおいて、上記復調手段は、ＡＳＫ変調信号を復調するものとしたので、強電界入力時に基準電圧回路が立ち上がっていなくても、余分のエネルギーをシャント回路で消費し、急激に第１の電源が上昇することを抑制でき、高性能な非接触ＩＣカードを実現することができる効果がある。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図において、同一符号は同一、または相当部分を示し、その説明は省略するものとする。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る非接触ＩＣカードを、図１を用いて説明する。
従来例との相違は、判定回路１０と電源安定化手段１１とを備えていることである。電源安定化手段１１は、図３に示すように、リニアレギュレータ８とスイッチＳ₁とで構成される。スイッチＳ₁は、リニアレギュレータ８の電流制御用トランジスタＭ₁のゲートに接続される。また、判定回路１０は、図４に示すように、ダイオードＤ５と電流源ｉ₁、比較器１２とで構成される。ダイオードＤ₅と電流源Ｉ₁は、電源ＶＤＤＡとグランド間に直列に接続される。

次に動作について説明する。まず、基本的な動作については従来例と同様であり、上記コイルアンテナＬ₁で受信された信号は、整流器３により整流され電源ＶＤＤＡを生成する。復調手段５は、電源ＶＤＤＡに重畳されたＲＸ（受信）信号を抽出する。この抽出されたＲＸ信号は、ＣＰＵやメモリで構成されるデジタル信号処理部７で信号処理される。変調手段６は、デジタル信号処理部７で生成されたＴＸ（送信）信号により、コイルアンテナＬ₁間のインピーダンスに変調をかける。いま、ダイオードＤ₅の順方向電圧Ｖｄを所定の電圧とする。例えば、順方向電圧Ｖｄは、０．８Ｖである。判定回路１０を構成する比較器１２は、所定の電圧Ｖｄと、基準電圧Ｖｒｅｆとを比較する。基準電圧Ｖｒｅｆが所定の電圧Ｖｄより低い場合は、基準電圧Ｖｒｅｆが十分立ち上がっていないことになるので、スイッチＳ₁を強制的にＯＮし、電源ＶＤＤＡから電源ＶＤＤＤに電力を供給する。逆に、基準電圧Ｖｒｅｆが所定の電圧Ｖｄより高い場合は、基準電圧Ｖｒｅｆが十分立ち上がっていることになるので、スイッチＳ₁をＯＦＦし、判定回路１０を構成するリニアレギュレータ８を通常動作させる。

こうすることにより、基準電圧回路９が立ち上がるまでの期間、強電界が印加されても、電源ＶＤＤＤには電力が供給され続け、耐圧以上に電源ＶＤＤＡが上昇することを抑制することができる。

このように本実施の形態１にかかる非接触ＩＣカードによれば、基準電圧回路９の出力する基準電圧Ｖｒｅｆをモニタする判定回路１０を設け、電源安定化手段１１によって、基準電圧回路９の基準電圧Ｖｒｅｆが立ち上がるまでの間、電源ＶＤＤＡを電源ＶＤＤＤに供給するようにしたので、基準電圧Ｖｒｅｆが立ち上がっていない期間においても、電源ＶＤＤＡの上昇を抑制することができ、デバイスが破壊されることを防止することができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る非接触ＩＣカードについて説明する。
基本構成は、実施の形態１と同一である。実施の形態１との相違は、図５に示すように、電源安定化手段１１に代えて、リニアレギュレータ８を用い、判定回路１０でリニアレギュレータ８の基準電圧Ｖａを制御する電源安定化手段１１ａを備えたことである。

これにより、判定回路１０では、基準電圧Ｖａは、基準電圧Ｖｒｅｆとダイオード電圧Ｖｄの高い方が選択される。

以上のように構成することにより、基準電圧回路９が立ち上がるまでの期間、強電界が印加されても、電源ＶＤＤＤには基準電圧Ｖｒｅｆもしくはダイオード電圧Ｖｄによる電力が供給され続け、耐圧以上に電源ＶＤＤＡが上昇することを抑制することができる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係る非接触ＩＣカードを、図２を用いて説明する。
上記実施の形態１との相違は、電源安定化手段１１に代えてリニアレギュレータ８を設け、さらにシャントレギュレータと復調回路５との間にＶＤＤＡ−グランド間に接続されたシャント回路１３を備えることである。

以下、動作について説明する。
上記シャント回路１３は、図６に示すように、抵抗Ｒ₆とスイッチＳ₂とで構成され、電源ＶＤＤＡとグランド間に直列に接続される。判定回路１０は、基準電圧回路９が立ち上がるまでシャント回路１３のスイッチＳ₂をＯＮし、電源ＶＤＤＡの上昇を抑制する。基準電圧回路９が立ち上がると、判定回路１０はシャント回路１３のスイッチＳ₂をＯＦＦし、シャント回路１３でのエネルギー消費を抑制する。

以上のように構成することにより、基準電圧回路９が立ち上がるまでの間は、シャント回路１３で余分のエネルギーが消費され、強電界入力時に急激に電源ＶＤＤＡが上昇することを抑制することができる。

なお、上記実施の形態１から実施の形態３で用いた整流器３、リニアレギュレータ８、基準電圧回路９、判定回路１０、電源安定化手段１１の構成、及び、所定の電圧、通信規格は一例であって、これに限定されるものではない。例えば、整流器３として、全波整流回路を用いたが、半波整流回路でもよい。整流器３としては、交流信号を直流信号に変換する回路であればよい。また、所定の電圧として、ダイオードＤ₅の順方向電圧Ｖｄを用いたが、デバイスにバイポーラやＭＯＳトランジスタをダイオード接続したものを用いてもよい。さらに、所定の電圧は、基準電圧源である基準電圧回路９よりも早く立ち上がる電圧で、定常動作時にグランド以上で基準電圧Ｖｒｅｆ以下の電圧値を有するものであればどんな値でもよい。また、実施の形態３で用いたリニアレギュレータ８は必須ではなく、電源ＶＤＤＤを電源ＶＤＤＡと共通にしてもよいシステムの場合には不要となる。

また、送受信を必要としないシステムの場合は、復調手段５、変調手段６のどちらか一方、もしくは両方とも無くてもよい。
さらに供給される電力が小さければ、シャントレギュレータ４はなくてもよい。

また、電源安定化手段１１に、上記実施の形態３ではシャント回路１３を用いたが、図７に示すように、トランジスタＭ₂のドレインとソースを、それぞれ、電源ＶＤＤＡとグランドに接続し、判定回路１０によりゲートを制御する構成としてもよい。

また、電源安定化手段１１として、二つの整流器を用い、判定回路１０によりどちらか一方かもしくは両方の整流器を選択できるようにしてもよい。要は、判定回路１０により、基準電圧回路９が立ち上がるまで、電源ＶＤＤＡの電圧を制御する電源安定化手段１１を有する非接触ＩＣカードは全て本発明に含まれる。

本発明にかかる非接触ＩＣカードは、強電界入力時に基準電圧回路が立ち上がっていなくてもデジタル信号処理部の電源ＶＤＤＤにエネルギーを供給して、コイルアンテナで変化して得られる電源ＶＤＤＡの急激な上昇を抑制することができ、電源の安定化と高性能な非接触ＩＣカードを実現することに寄与し、極めて有用となる。

本発明の実施の形態１における非接触ＩＣカードの構成を示す図である。本発明の実施の形態３における非接触ＩＣカードの構成を示す図である。上記実施の形態１の非接触ＩＣカードに用いる電源安定化手段の一例を示す図である。上記実施の形態１の非接触ＩＣカードに用いる判定回路の一例を示す図である。本発明の実施の形態２の非接触ＩＣカードに用いる電源安定化手段の一例を示す図である。上記実施の形態３の非接触ＩＣカードに用いるシャント回路の一例を示す図である。上記実施の形態３の非接触ＩＣカードに用いる電源安定化手段の一例を示す図である。リニアレギュレータの一例を示す図である。従来の非接触ＩＣカードの構成を示す図である。整流器の一例を示す図である。基準電圧回路の一例を示す図である。

符号の説明

１非接触ＩＣカード
２半導体集積回路
３整流器
４シャントレギュレータ
５復調手段
６変調手段
７デジタル信号処理部
８リニアレギュレータ
９基準電圧回路
１０判定回路
１１電源安定化手段
１２比較器
１３シャント回路
Ｌ₁ インダクタ
Ｍ₁、Ｍ₂ トランジスタ
Ｒ₁〜Ｒ₆ 抵抗
Ｄ₁〜Ｄ₇ ダイオード
ＲＸ受信信号
ＴＸ送信信号

Claims

コイルアンテナと半導体集積回路を備え、外部装置から送波される電磁波エネルギーをコイルアンテナで受信して整流器で整流することにより電源電圧を生成する非接触ＩＣカードにおいて、
上記コイルアンテナの出力信号を受けて整流することにより第１の電源電圧を生成する整流器と、
基準電圧を生成する基準電圧回路と、
上記基準電圧が所定の電圧以上かどうかを判定する判定回路と、
上記判定回路の判定結果に基づき、上記第１の電源電圧の電位を制御する電源電圧安定化手段と、
を備えたことを特徴とする非接触ＩＣカード。
請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、
上記電源電圧安定化手段は、上記基準電圧の電位に基づいて上記第１の電源電圧から上記第２の電源電圧を生成するリニアレギュレータを有し、
上記判定回路の判定結果により基準電位が所定の電圧以下の場合に上記リニアレギュレータを作動させるように制御することを特徴とする非接触ＩＣカード。
請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、
上記電源電圧安定化手段はリニアレギュレータを有し、
上記リニアレギュレータは、上記判定回路により選択された基準電圧と所定の電圧のいずれかを基にして上記第１の電源電圧から第２の電源電圧を生成することを特徴とする非接触ＩＣカード。
請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、
上記電源電圧安定化手段はシャント回路を有し、
上記シャント回路の動作は上記判定回路の判定結果により制御されることを特徴とする非接触ＩＣカード。
請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、
上記判定回路で判定比較される所定の電圧は、上記第１の電源電圧によらず、上記基準電圧よりも低い一定の電圧とすることを特徴とする非接触ＩＣカード。
請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、
上記基準電圧回路が、バンドギャップリファレンス回路であることを特徴とする非接触ＩＣカード。
請求項４記載の非接触ＩＣカードにおいて、
上記シャント回路は、抵抗とスイッチとで構成され、
上記抵抗とスイッチは、上記第１の電源とグランド間に直列に接続され、
上記スイッチは上記判定回路の出力により制御されることを特徴とする非接触ＩＣカード。
請求項７記載の非接触ＩＣカードにおいて、
上記判定回路は、上記基準電圧が所定の電圧より低い時に、上記シャント回路を構成する上記スイッチを強制的に閉じることを特徴とする非接触ＩＣカード。
請求項３記載の非接触ＩＣカードにおいて、
上記判定回路は、上記基準電圧と上記所定の電圧の高い方を、上記基準電圧とすることを特徴とする非接触ＩＣカード。
請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、
上記所定の電圧を、ダイオードの順方向電圧とすることを特徴とする非接触ＩＣカード。
請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、
上記半導体集積回路は、上記第１の電源とグランド間に直列に接続されたシャントレギュレータを備えた、
ことを特徴とする非接触ＩＣカード。
請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、
上記半導体集積回路は、
上記第１の電源に重畳されたＲＸ（受信）信号を抽出する復調器と、
上記抽出されたＲＸ（受信）信号を信号処理するデジタル信号処理部と、
を備えたことを特徴とする非接触ＩＣカード。
請求項１２記載の非接触ＩＣカードにおいて、
上記デジタル信号処理部より送られるＴＸ（送信）信号により上記アンテナコイル間のインピーダンスに変調をかける変調手段を、
備えたことを特徴とする非接触ＩＣカード。
請求項１記載の非接触ＩＣカードにおいて、
上記整流器は全波整流回路であることを特徴とする非接触ＩＣカード。
請求項１２記載の非接触ＩＣカードにおいて、
上記復調手段は、ＡＳＫ変調信号を復調することを特徴とする非接触ＩＣカード。