JP2567219B2 - 非接触方式による記憶基板とリ−ド・ライト装置間の書込み・読取り方法 - Google Patents

非接触方式による記憶基板とリ−ド・ライト装置間の書込み・読取り方法

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JP2567219B2
JP2567219B2 JP60147450A JP14745085A JP2567219B2 JP 2567219 B2 JP2567219 B2 JP 2567219B2 JP 60147450 A JP60147450 A JP 60147450A JP 14745085 A JP14745085 A JP 14745085A JP 2567219 B2 JP2567219 B2 JP 2567219B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カードその他の基板にメモリを設けてなる
記憶基板の該メモリにコンピュータのデジタル信号を書
込み並びに読取りを行う際に非接触でもって実行するシ
ステムに関する。
従来の技術 例えば、銀行等において汎用されている磁気カードに
代わって、近年半導体集積回路を、内蔵した、いわゆる
ICカードあるいはLSIカードが利用されるようになって
いる。このICカードやLSIカードとリード・ライト装置
との間において、データや各種情報を送受するには、通
常、接触方式により行われている。また、ICカードとリ
ード・ライト装置との間でやり取りされるデータは、一
般的には複数のビット（例えば１バイト）を１つの構成
単位として文字や記号等に対応させたものである。従っ
て、この種のデータをICカードのメモリから読み取って
リード・ライト装置のメモリに書き込む場合には、或い
はリード・ライト装置のメモリから読み取ってICカード
のメモリに書き込む場合には、書き込む前に、所定のデ
ータが書込み用のレジスタに移送、格納すみであること
を確認する必要がある。この確認のために、例えば、デ
ータの前後にそれぞれいわゆるスタートビッド、ストッ
プビットを設けたり、或いは、データの前後にそれぞれ
いわゆる同期キャラクタ、エンドキャラクタを設けたり
してメモリへの書込みの可否の確認を行っているがのが
一般的である。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、この方式はカード表面にターミナルを
露出させる関係上、ターミナル上に塵埃が付着したり、
またターミナルが接触のため損傷して、ターミナル接触
不良が生じたりする。また、静電気をターミナルから拾
って、故障を生じたりする欠点もある。
すなわち、汚染したり、傷ついたりしたターミナルは
信号を確実に伝達できないから、ICカードの正常な動作
を妨げたり、またはデータ転送の際に誤りが生じたりす
る危険性がある。さらに不純物がターミナルに付着する
結果、当該ターミナル間が短絡することがあり、そのた
め正常なデータ転送ができなくなることがある。
ただし、電源について見ると、非接触方式の一例とし
て、太陽電池を用いた方式が実施提案されている。
太陽電池の場合、確かにICカード内で消費される電力
は非接触で得ることはできる。しかし、ICカード内の電
子回路を正常に動作させるに必要なクロックやデータ信
号等を非接触でもってICカードとリード・ライト装置間
で授受することは現在の技術では困難である。また、前
述のように、データのメモリへの書込みの可否の確認の
ために設けたビットやキャラクタの処理を行うので、IC
カードやリード・ライト装置に設けられる電子回路が複
雑になる上に、この確認作業を行う時間が必要となるの
で、データの転送速度が遅くなるという問題がある。
本発明の目的は、このようなICカードと呼ばれる記憶
基板に電源を供給し、記録信号を書込み、かつ読出しす
るのに、従来のようにターミナルの接触不良等が発生す
ることがなく、また、ICカードやリード・ライト装置の
電子回路が簡単で、しかもデータの速い転送速度をえら
れるようにしたところにある。
問題点を解決するための手段・作用 このような本発明の目的を達成するために、カードそ
の他の基板に第１のメモリを搭載した記憶基板と、第１
のメモリに対するデータの書込み・読出しを行うリード
・ライト装置とから構成されており、記憶基板には、前
記装置から回路駆動用の電力及びクロック信号を受ける
ための第１のコイルと、前記装置にシリアルのデータを
送るための第２のコイルと、前記装置からシリアルのデ
ータを受けるための第３のコイルト、前記装置から第１
のメモリに対するデータの書込み・読出しの区別を示す
モード指令を受けるための第４のコイルとを設ける一
方、前記装置には、記憶基板の第１〜第４のコイルにそ
れぞれに対応した４つのコイルを設け、前記装置の各コ
イルに生じる磁束内に記憶基板の各対応したコイルを挿
入・位置させることにより、記憶基板の回路に前記装置
から電源を供給し、且つ所定時間継続するモード指令が
データ書込みのときは、前記装置の第２のメモリ上のデ
ータを読出して記憶基板の第１のメモリに記録させる一
方、データ読出しのときは、記憶基板の第１のメモリ上
のデータを読出して前記装置の第２のメモリに記録させ
る非接触方式による記憶基板とリード・ライト装置間の
書込み・読取りシステムであって、前記装置には、同装
置の第２のコイルと第２のメモリの入力との間に接続さ
れており且つデータをシリアルからパラレルに変換する
直列並列変換回路と、第２のメモリの出力と同装置の第
３のコイルとの間に接続されており且つデータをパラレ
ルからシリアルに変換する並列直列変換回路とを設ける
一方、記憶基板には、同基板の第３のコイルと第１のメ
モリの入力との間に接続されており且つデータをシリア
ルからパラレルに変換する直列並列変換回路と、第１の
メモリの出力と同基板の第２のコイルとの間に接続され
ており且つデータをパラレルからシリアルに変換する並
列直列変換回路とを設け、前記装置にてデータ書込みの
モード指令の開始時点とほぼ同じくして第２のメモリか
らデータを読出し、並列直列変換回路、同装置の第３の
コイルを介して記憶基板側に転送し、記憶基板にて当該
データを同基板の第３のコイルで受けて直列並列変換回
路でパラレルに変換させ、同基板の第４のコイルを介し
て受けたデータ書込みのモード指令の終末時点とほぼ同
じくして第１のメモリに当該データを書込むようにする
一方、記憶基板にて同基板の第４のコイルを介して受け
たデータ読出しのモード指令の開始時点とほぼ同じくし
て第１のメモリからデータを読出し、並列直列変換回
路、同基板の第２のコイルを介して前記装置側に転送
し、前記装置にて当該データを同装置の第２のコイルで
受けて直列並列変換回路でパラレルに変換させ、データ
読出しのモード指令の終末時点とほぼ同じくして第２の
メモリに当該データを書込むようにする。
好ましくは、記憶基板の各コイルは、記憶基板の一面
および他面にそれぞれ被着形成された１対のリード導体
と、これらリード導体間に接続され前記面に被着形成さ
れた渦巻き状のコイル導体とを備えることが望ましい。
実施例 第１図に示すように、ICカード１は合成樹脂その他の
絶縁材料からなる基板101と、基板101の内部に埋めこま
れた電子回路102と、コイルＩ、コイルII、コイルIIIお
よびコイルIVを具備している。
ここで、コイルＩは電子回路102を駆動するための電
力を第４図にて図示するリード・ライト装置２から受け
とるための電源用コイルである。
コイルIIは電子回路102の中にあるメモリに書込んだ
記憶内容をリード・ライト装置側に送り出すためのデー
タ出力用コイルである。
コイルIIIはリード・ライト装置から前記メモリが記
憶すべきデジタル信号を受取るためのデータ入力用コイ
ルである。
コイルIVはリード・ライト装置から前記メモリがモー
ド指令を受取るためのコイルであって、モード設定用コ
イルという。各コイルは、第１図および第２図に示す如
く、その形状は渦巻状に形成されてあり、いずれもICカ
ードの縁端部近傍に設けられている。
これらコイル群は、例えば粘着またはメッキ法によっ
て絶縁基板101に被着された銅箔をエッチングする公知
の手段によって作成することができる。
もう一つの方法として、これらコイルは金属線を渦巻
状に巻くことによって形成することもできる。
前記ICカード１に対して、書込み・読取りを行うリー
ド・ライト装置２は前述のコイルＩ、II、III、IVに対
応して４個のコイルＩ′、II′、III′、IV′を備えて
いる。
ここで、コイルＩ′の具体的な構成をまず説明してお
こう。第３図に示す如く、コイルＩ′は合成樹脂などの
絶縁材料からなる断面コの字形状のコイルホルダ201の
内部に埋設されることが好ましい。さらに詳しくは、前
記コイルホルダ201はターミナル201dを有する上板201a
と、ターミナル201eを有する下板201bがあり、さらに上
板201aと下板201bを連結する垂直板201fとを具備してい
る。そして上板201aと下板201bの間にICカード１のコイ
ルＩが挿入されるようになっている。
しかして、コイルＩ′は上板201aに埋設されたコイル
Ｉ′ａと下板201bに埋設されたコイルＩ′ｂとからな
り、両コイルは同じ方向の磁束を発生しうる如く、接続
されている。図ではコイルＩ′ａとＩ′ｂが直列に接続
され、コイルＩ′ａの一端は前記ターミナル201dに、コ
イルＩ′ｂの一端はターミナル201eにそれぞれ接続され
たところを示してある。
図示はしないが、他のコイルＩ′、II′、III′、I
V′も前述したコイルＩ′と同様な構成となっている。
ただし、第３図には単独のコイルホルダ201が描かれて
いるが、このコイルホルダの長さをもっと長くし、この
長いコイルホルダにコイルＩ′、II′、III′、IV′を
連設するすることも可能である。
さらに、コイルＩ′はＩ′ａとＩ′ｂの２つの部分か
ら構成されているものとして説明したが、コイルＩ′に
所望する磁束を発生させることができるのであればコイ
ルＩ′をコイルＩ′ａのみ、あるいはコイルＩ′ｂのみ
とすることも可能である。このような場合には、上板20
1aと下板201bとの間隙は必要なものではない。すなわ
ち、コイルＩ′ａをその中に埋設した上板201a、あるい
はコイルＩ′ｂをその中に埋設した下板201bがあれば、
電磁エネルギーの授受はできることは明らかである。
すでに前述したところから判るように、コイルＩ′は
ICカード１に電力を供給するための電源用コイルであ
り、コイルII′はICカード１のメモリの記憶内容を読み
出すための読み出しコイルである。
コイルIII′はICカードのメモリにデータを書込むた
めの書込みコイルである。
またコイルIV′は前記メモリにモード指令を与えるた
めのモード設定用コイルである。
次に第４図、第５図および第６図にしたがって、ICカ
ードとリード・ライト装置２の具体的な動作を説明す
る。
第４図の左側に示したICカード１のコイルＩ、II、II
I、IVはそれぞれ右側に示したリード・ライト装置２の
コイルＩ′、II′、III′IV′に前述した手段でもっ
て、電磁的に係合しているものとする。
なお、コイルIIに交流磁束を発生させるには、直列デ
ータを直結しただけでは、直列データの電気力が弱いの
で、コイルＩの交流電源を一部バイパスしてチョッパ回
路25で受けてコイルIIにつなぐ。つまり、コイルIIの作
動交流電源は、コイルＩの成分であるが、チョッパ回路
25にてON/OFFされ、メモリ10のデータに対応した磁束を
コイルIIに発生させている。
リード・ライト装置からICカードへ書込みをするとき リード・ライト装置２内の発振回路５はコンピュータ
３より配線４を介して、電力を供給される。DC電力を供
給された発振回路５は交流1MHzの周波数でもって発振す
る。この発振電力は電源用コイル駆動回路６にて所望の
電力Ｍにまで増幅されたあと、これをコイルＩ′に送
る。
一方、発振回路５から出たクロックＮはリード・ライ
ト側のタイミング回路14およびクロックを必要とする他
の回路に送られる。インターフェイス12は読み出し信号
Ｐをメモリ13に送り、またタイミング回路14はアドレス
Ｕを前記メモリ13に送り出す。その結果、メモリ13は入
力出力切換回路を介してａ、ｂ、ｃ……ｈからなる8bit
のＳを並列直列変換回路18に送る。一方タイミング回路
14はシフトクロック信号Ｏを並列直列変換回路18および
内部に並列直列変換回路を含むモード切換回路27に送
る。
並列直列変換回路18は送られてきた並列データＳをシ
フトロック信号の指令に基づいて直列に変換して、Ｔを
コイルIII′へ送る。モード切換回路27は前記タイミン
グ回路14から送られてきたシフトクロック信号に基づい
て、リセットモードからライトコマンドモードに切換え
（波形Ｑ）、信号ＲをコイルIV′側に送る。
コイルＩ（ICカード１側の電源用コイル）はコイル
Ｉ′から電力Ａを提供され、これを整流回路７に送る。
タイミング回路20はクロックＢを受けとり、シフトクロ
ックＥを直列並列変換回路19および内部に内部に直列並
列変換回路を含むモード切換回路28に送る。
一方、モード切換回路28はコイルIVよりモード信号Ｃ
を受取り、回路内部にてＣをラッチしてＤに変換する。
モード切換回路28内では、前記ＤをＥに、Ｅをさらに
Ｆに変換し、最終的にはメモリ書込み指令Ｇおよびメモ
リ読出し信号Ｈをメモリ10に送る。即ち、第５図（Ａ）
と第５図（Ｂ）に示すように、書込み命令信号Ｑ（点Q1
〜点Q3）の点Q1においてメモリ13からデータ信号Ｓの読
取りが始まり、信号Ｑと信号Ｓが、それぞれ、ICカード
１に伝送されて信号Ｆ（点F1〜点F3）と並列データ信号
Ｋとなって後、信号Ｆが点F2に至ると、メモリ書込み指
令Ｇおよびメモリ読出し信号Ｈをメモリ10に送る。信号
Ｆの点F1から点F2までの時間は、即ち、信号Ｑの点Q1か
ら点Q2までの時間は、信号Ｓの発信後、信号Ｋは、後述
のパラレルデータとして、直列並列変換回路19の図示し
ないレジスタへの移送、格納が十分に終わっているよう
に選定してある。しかして、前記メモリ書込み指令Ｇと
メモリ読み出し指令ＨがともにLOWとなった時点で、メ
モリ10にデータが書込まれるようになっている。
一方、コイルIIIに入力された直列データＩは直列並
列変換回路19内においてＪに変換されたのち、パラレル
データＫとして出力し、入出力切換回路を経てメモリ10
に書込まれる。この場合には、前記タイミング回路20に
よって指定されたアドレスＬに前記パラレルデータＫが
書込まれる。
前述したように、ＧとＨがともにLOWになったときが
メモリ10への書込みタイミングとなるので、図示するよ
うにメモリ13のアドレス０のデータａ〜ｈはメモリ10の
アドレス１に書込まれることとなる。
以下図示する如く、メモリ13のアドレスｎのデータは
メモリ10のアドレスｎ＋１に書込まれる。
ICカードからリード・ライト装置へ読み出されるとき リード・ライト装置からICカードへの電力供給の方法
については、前述したリード・ライト装置からICカード
へWRITEするときと全く同じであるので、この説明は省
略する。
まず、リード・ライト装置のメモリ13への書込み信号
Ｘは常時LOWであり、WWRITE ENABLEになっている。した
がって信号ＰがLOWになったときに、メモリ13にはデー
タが書込まれるようになっている。
この場合においてはモード切換回路27はタイミング回
路14から送られたきたシフトクロック信号Ｏに基づい
て、リセットモードからリードコマンドモードに切換え
（波形Ｑ′）、これを当該回路内で並列直列変換をして
直列の信号Ｒ′をコイルIV′側に送る。
一方、モード切換回路28はコイルIVよりモードＣ′を
受取るとともに、タイミング回路20よりシフトクロック
Ｅを受取り、回路内部にてＣ′をラッチしてＤ′に変換
する。モード切換回路28内では、前記Ｄ′をＥに、Ｅを
さらにＦ′に変換し、最終的にはメモリ読み出し信号
Ｈ′をメモリ10に送る。即ち、第６図（Ａ）と第６図
（Ｂ）に示すように、リードコマンド（読取り命令信
号）Ｑ′（点Ｑ′１〜点Ｑ′３）はICカード１へ伝送さ
れて信号Ｆ′（点Ｆ′１〜点Ｆ′３）となった後、点
Ｆ′２においてメモリ読出し信号Ｈ′をメモリ10に送
る。またタイミング回路20は読み出しすべきアドレス
Ｌ′をメモリ10に指定する。メモリ10では、前記メモリ
読み出し信号Ｈ′に基づいてアドレスＬ′に格納されて
いるデータＹをパラレル信号として入力出力切換回路を
介して並列直列変換回路24に送る。
前記並列直列変換回路24内では、パラレルデータＹを
直列データＺに変換し、データＺ′としてコイルIIに送
る。
コイルII′は前記Ｚ′を電流Ｖとして受取り、これを
直列並列変換回路26に送り、直列並列変換回路26はパラ
レルデータＷを入力出力切換回路を介してメモリ13に送
る。即ち、読み出されて直列信号となったデータ信号Ｚ
は、信号Ｑ′の点Ｑ′２から点Ｑ′３までの時間は、即
ち、信号Ｆ′の点Ｆ′２から点Ｆ′３までの時間は、信
号Ｙの発信後、信号Ｗは、パラレルデータＷとして、直
列並列変換回路26の図示しないレジスタへの移送、格納
が十分に終わっているように選定してある。メモリ13は
タイミング回路14からのアドレスＵ′を受けて、このア
ドレスに前記パラレルデータＷを書込む。
前記した如く、書込み信号Ｘは常にWRITE ENABLEの状
態になっているので、実際にデータＷがメモリ13に書込
まれる時点は信号ＰがLOWになるときである。
発明の効果 以上説明したように、本発明による書込み・読取りシ
ステムにおいては、記憶基板と装置間にそれぞれ４個の
コイルを非接触状態で配し、電源や信号の受給を行うよ
うにしたので、従来の如く、接点部分に不良を発生さ
せ、そのため導通不良となり、信号の送受を不能にする
ことなく、極めて信頼性の高い電源供給や信号の送受を
行うことができるものである。また、リード・ライト装
置からデータとは別にクロック信号やモード指令が記憶
基板に直接に送られる構成となっているので、記憶基板
での回路構成が単純となり高速処理が可能となる。特
に、リード・ライト装置はモード指令を通じて記憶基板
内でのシーケンスを直接に制御することができ、シーケ
ンスの変更やエラー中断後の再開等の処理を容易・迅速
に行うことができる。
更に、所定時間継続するモード指令の開始時点、終末
時点を見るだけで第１又は第２のメモリに対するデータ
の読み書きが行われる構成となっているので、メモリへ
の書込み可否を確認するための特別な回路や処理が必要
とならず、リード・ライト装置及び記憶装置の回路構成
を単純にすることができ、データ転送の速度を高めるこ
とができる。
また、記憶基板の各コイルが、記憶基板の一面および
他面にそれぞれ被着形成された１対のリード導体と、こ
れらリード導体間に接続され前記面に被着形成された渦
巻き状のコイル導体とを備える構成である場合、各コイ
ルは記憶基板上の他の回路の導体と同時に例えばメッキ
法で形成することができることから、記憶基板の製造工
程が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例に係るICカードの概略を示す
外観図である。 第２図はICカードのコイルの部分の平面拡大図である。 第３図はコイルホルダの部分の概略を示す外観図であ
る。 第４図はICカードとリード・ライト装置の電気回路のブ
ロックダイヤグラムである。 第５図は装置からICカードへ書込みをする際の波形を示
すタイムチャートである。 第６図はICカードから装置側へ読取りをする際の波形を
示すタイムチャートである。 １……記憶基板、２……リード・ライト装置。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】カードその他の基板に第１のメモリを搭載
    した記憶基板と、第１のメモリに対するデータの書込み
    ・読出しを行うリード・ライト装置とから構成されてお
    り、 記憶基板には、前記装置から回路駆動用の電力及びクロ
    ック信号を受けるための第１のコイルと、前記装置にシ
    リアルのデータを送るための第２のコイルと、前記装置
    からシリアルのデータを受けるための第３のコイルと、
    前記装置から第１のメモリに対するデータの書込み・読
    出しの区別を示すモード指令を受けるための第４のコイ
    ルとを設ける一方、前記装置には、記憶基板の第１〜第
    ４のコイルにそれぞれに対応した４つのコイルを設け、 前記装置の各コイルに生じる磁束内に記憶基板の各対応
    したコイルを挿入・位置させることにより、記憶基板の
    回路に前記装置から電源を供給し、且つ所定時間継続す
    るモード指令がデータ書込みのときは、前記装置の第２
    のメモリ上のデータを読出して記憶基板の第１のメモリ
    に記録させる一方、データ読出しのときは、記憶基板の
    第１のメモリ上のデータを読出して前記装置の第２のメ
    モリに記録させる非接触方式による記憶基板とリード・
    ライト装置間の書込み・読取りシステムであって、 前記装置には、同装置の第２のコイルと第２のメモリの
    入力との間に接続されており且つデータをシリアルから
    パラレルに変換する直列並列変換回路と、第２のメモリ
    の出力と同装置の第３のコイルとの間に接続されており
    且つデータをパラレルからシリアルに変換する並列直列
    変換回路とを設ける一方、記憶基板には、同基板の第３
    のコイルと第１のメモリの入力との間に接続されており
    且つデータをシリアルからパラレルに変換する直列並列
    変換回路と、第１のメモリの出力と同基板の第２のコイ
    ルとの間に接続されており且つデータをパラレルからシ
    リアルに変換する並列直列変換回路とを設け、 前記装置にてデータ書込みのモード指令の開始時点とほ
    ぼ同じくして第２のメモリからデータを読出し、並列直
    列変換回路、同装置の第３のコイルを介して記憶基板側
    に転送し、記憶基板にて当該データを同基板の第３のコ
    イルで受けて直列並列変換回路でパラレルに変換させ、
    同基板の第４のコイルを介して受けたデータ書込みのモ
    ード指令の終末時点とほぼ終じくして第１のメモリに当
    該データを書込むようになっている一方、記憶基板にて
    同基板の第４のコイルを介して受けたデータ読出しのモ
    ード指令の開始時点とほぼ同じくして第１のメモリから
    データを読出し、並列直列変換回路、同基板の第２のコ
    イルを介して前記装置側に転送し、前記装置にて当該デ
    ータを同装置の第２のコイルで受けて直列並列変換回路
    でパラレルに変換させ、データ読出しのモード指令の終
    末時点とほぼ同じくして第２のメモリに当該データを書
    込むようになっていることを特徴とする非接触方式によ
    る記憶基板とリード・ライト装置間の書込み・読取りシ
    ステム。
  2. 【請求項２】記憶基板の各コイルは、記憶基板の一面お
    よび他面にそれぞれ被着形成された１対のリード導体
    と、これらリード導体間に接続され前記面に被着形成さ
    れた渦巻き状のコイル導体とを備えたことを特徴とする
    請求項１記載の非接触方式による記憶基板とリード・ラ
    イト装置間の書込み・読取りシステム。
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