JPS6351194A - 非接触交互送受信方式の情報カ−ド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、オフィス・オートメーション（Ｏｆｆｉｃｅ
　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ、ＯＡ）、ファクトリ−・オー
トメーション（Ｆａｃｔｏｒｙ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ
、ＦＡ）等の分野で使用されるＩＣカード等の情報カー
ド、特に電源および信号の入出力用の接触形端子を持た
ない非接触交互送受信方式の情報カードに関するもので
ある。

（従来の技術） 一般的な情報カードは、プラスチック等のカード本体に
半導体メモリ等の集積回路が内蔵され、カード表面に外
部装置との接触端子が設けられている。

従来、このような分野の技術としては、■日経メカニカ
ル、（１９８５−１０−２１）日経マグロウヒル社ｒＩ
ｃカードＪ　Ｐ、１ｅ７−１７０　、■日経エレクトロ
ニクス、（１９８５−１２−２）日経マグロウヒル社ｒ
ＩＧカード市場／＼なだれ込むエレクトロニクス・メー
カ（上）　Ｊ　Ｐ、２７５−２９２　、■日経エレクト
ロニクス、（１９８５−１２−６）日経マグロウヒル社
ｒＩＣカード市場へなだれ込むエレクトロニクスφメー
カ（下）」Ｐ、２４９−２Ｅｉ２　、■実開昭５６−１
０９１１１ｉ６号公報に記載されるものがあった。以下
、その構成を図を用いて説ＩＪｊする。

第２図は従来の情報カードの一構成例を示すブロック図
、第３図はその実装例を示す斜視図である。

第２図において、１は情報の読出し、書込みを行うため
の外部装置、２は情報カードであり、外部袋こ１から情
報カード２へ直流電源Ｖｃ、Ｅが供給されると共に、そ
の外部装置１と情報カード２の間で人、出力信号ｌ１０
１〜ｌ１０ｎが授受される。第２図および第３図に示す
ように、情報カード２はプラスチック等で作られた矩形
状のカード本体３を有し、そのカード本体３にはその表
面に露出する電源および信号用の複数個の接触形端子４
が設けられると共に、内部に電子集積回路（以下、ＩＣ
という）５が設けられている。［５は、半導体メモリ６
と、そのメモリ６に対する情報の書込みや読出しを制御
するマイクロプロセッサ７とを有している。

この種の情報カード２では、それを外部装置１に差し込
むと、カード２側の端子４が外部装置１側の端子と接触
し、これらの端子４等を通してメモリ６に格納された情
報を外部装置ｌで読出したり、あるいは外部袋２１！■
側の情報をメモリ６内に書込んだりする。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記構成の情報カードでは、端子４が外
部に露出しているため、その端子接合部によごれ、酸化
、腐食、摩耗等による接触不良や、リーク電流による誤
動作、さらに静電気や外部電圧によるＩＣ５の破壊がお
こり、信頼性に問題があった。

本発明は前記従来技術が持っていた問題点として信頼性
が低い点について解決した非接触交互送受信方式の情報
カードを提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するために、情報の読出し、
あるいは読出しおよび書込みを行なう情報カードにおい
て、外部からの電源電力の供給および外部との間で信号
の授受を非接触で行なう伝送媒体と、蓄電機能を有し前
記伝送媒体を通して入力される電源電力を直流電力に変
換する電源回路と、前記伝送媒体に接続され切換信号に
基づき信号経路を切換えるスイッチ回路と、このスイッ
チ回路を通して入力される外部からの信号を受信する受
信回路と、情報を記憶するメモリと、前記受信回路の出
力に基づき前記メモリの動作を制御すると共に所定のタ
イミングで出力信号及び前記切換信号を出力するメモリ
制御回路と、前記メモリ制御回路の出力信号を前記スイ
ッチ回路を通して前記伝送媒体へ送出する送信回路とを
、ほぼ矩形状のカード本体内に収容したものである。

（作　用） 本発明によれば、以上のように情報カードを構成したの
で、伝送媒体は非接触で電力の供給と信号の授受とを行
ない、電源回路は伝送媒体からの電力を直流電力に変換
して内部の回路に供給する。スイッチ回路はメモリ制御
回路からの切換信号に基づき、受信回路への受信経路と
送信回路からの送信経路とを切換える。これにより、非
接触で信号の授受が行なえる６従って前記問題点を除去
できるのである。

（実施例） 第１図は本発明の実施例を示す非接触交互送受信方式の
情報カードの構成ブロック図である。

第１図において、ｌＯは外部装置であり、この外部装置
１０には情報カード２０が挿入される。

外部装置１０は送信回路１１及び受信回路１２を有し、
それにはスイッチ回路１３を介して伝送媒体１４が接続
されている。送信回路１１は入力信号Ｓｉを伝送信号に
変換すると共に、その伝送信号と電源電力をスイッチ回
路１３を通して伝送媒体１４に与える回路、受信回路１
２はスイッチ回路１３を通して入力される伝送信号をも
との出力信号Ｓｏの形に変換する回路である。スイッチ
回路１３は切換信号Ｓ１により送信回路１１と伝送媒体
１４を、または伝送媒体１４と受信回路１２を接続する
回路である。伝送媒体１４は電源電力を情報カード２０
側へ非接触で伝送すると共に、情報カード２０側との間
で伝送信号の送受を非接触で行なうものである。

一方、情報カード２０は、プラスチック停で作られたほ
ぼ矩形状のカード本体２１を有し、その方−ド本体２１
内には、外部装置ｌＯ側の伝送媒体１４と対向する電力
伝送および信号伝送共用の伝送媒体２２が設けられると
共に、Ｉ（：２３が収納されている。ＩＣ２３内には、
伝送媒体２２に接続された電源回路２４及びスイッチ回
路２５を有し、そのスイッチ回路２５には受信回路２６
及び送信回路２７を介してメモリ制御回路２８及びメモ
リ２９が接続されている。

電源回路２４は蓄電機能を有し、伝送媒体２２を通して
人力される電源電力を安定化した直流電圧Ｖｄｃに変換
する回路である。スイッチ回路２５はメモリ制御回路２
８の切換信号Ｓ２に基づき、伝送媒体２２と受信回路２
６を、または送信回路２７と伝送媒体２２を接続する回
路である。受信回路２６はスイッチ回路２５を通して入
力される伝送信号をもとの信号に変換しそれをメモリ制
御回路２８へ与える回路、送信回路２７はメモリ制御回
路２８の出力信号を伝送信号に変換しそれをスイッチ回
路２５を通して伝送媒体２２へ与える回路である。メモ
リ制御回路２８は、例えばマイクロプロセッサで構成さ
れ、メモリ２９の読出しや書込み制御を行なったり、切
換信号Ｓ２を出力したり、あるいはデータの直並列変換
等を行なう回路である。メモリ２８は各種の情報を記憶
する媒体であり、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）　、書込
み可能なＲＯＭ　（ＰＲＯに）、電気的消去書込み可能
なＲＯ）！（ＥＥＰＲＯ）Ｉ）　、紫外線消去および書
込み可能なＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）等で構成されている。

なお、外部装Ｈ１０における入力信号Ｓｉは、情報カー
ド２０側におけるメモリ制御回路２８のイニシャルセッ
ト（初期設定）、情報の読出しや書込み等の制御信号、
さらにメモリ２９に書込むべき信号等をシリアル（直列
）化したものである。また、出力信号Ｓｏは、メモリ２
９の読出し情報や、情報カード２０内部の動作確認信号
等がメモリ制御回路２８内でシリアル化されたものであ
る。

次に、第４ＵＡのタイムチャートを参照しつつ第１図の
動作を説明する。

外部装置１０に情報カード２０を挿入すると、外部装置
ｌＯ側の送信回路１１から送出された電源電力用の充電
信号は、スイッチ回路１３．及び非接触の伝送媒体１４
．２２を通して電源回路２４に伝送される。

電源回路２４は入力された充電信号により充電を開始す
ると共に、その電源回路２４の動作可能になる最小の時
間で１が経過すると、直流電圧Ｖｄｃを出力してカード
本体２１内の各回路に電源として供給する。

外部装置ｌＯ側の入力信号Ｓｉであるカード制御信号は
、送信回路１１で伝送信号に変換された後、スイッチ回
路１３、非接触の伝送媒体１４．２２を通して情報カー
ド２０側のスイッチ回路２５へ伝送される。受信回路２
６はスイッチ回路２５を通して外部情報を受信し、それ
をもとの信号に変換してメモリ制御回路２８に与える。

メモリ制御回路２８は、入力信号に含まれている外部情
報、例えば書込み情報に基づきアドレスを指定してメモ
リ２９へ情報を書込んだ後、その書込み完了信号を送信
回路２７に与えると共に、切換信号Ｓ２を出力してスイ
ッチ回路２５を送信回路２７側に切換える。これと同期
して外部１０側のスイッチ回路１３も、切換信号Ｓ１に
より受信回路１２側に切換えられる。なお、受信回路２
６が外部情報の受信を終了すると、電源回路２４は充電
から放電動作へと移り、直流電圧Ｖｄｃの供給を続ける
。

送信回路２７は、外部情報を受信してからカード情報を
送出するまでのガード時間で２の経過後に、メモリ制御
回路２８から出力されるカード情報を伝送信号に変換し
てそれをスイッチ回路２５及び伝送媒体２２．１４を通
して外部装置ｔｏ側へ伝送する。

外部装置１０側へ伝送されたカード情報は、スイッチ回
路１３を通して受信回路１２で受信され、そこでもとの
信号に変換されて出力信号Ｓｏの形で送出される。

以後、同様にして外部装置１０から情報カード２０への
電力および外部情報の伝送と、その情報カード２０から
外部装置１０へのカード情報の伝係とが所定回数繰り返
された後、情報カード２０が外部装置１０から抜き取ら
れ、動作が終了する。

第５図〜第１１図は第１図の情報カードを具体化した図
である。

そのうち、第５図は磁気結合交互送受信方式の情報カー
ドの構成ブロック図、第６図〜第８図は第５図中の情報
カード２０の実装例を示す平面図である。

第５図の回路では、伝送媒体１４．２２を磁気結合コイ
ル１４Ａ、２２Ａで構成すると共に、電源回路２４を整
流充電回路２４Ａ及び二次電池（バッテリー）２４Ｂで
構成している。ここで、二次電池２４Ｂは、ＩＣ：２３
外のカード本体２１内に埋設されている。電力伝送およ
び信号の授受は磁気結合コイル１４Ａ　、２２Ａを通し
て非接触に行なわれ、その磁気結合コイル１４Ａ、２２
Ａを通して情報カード２０側へ供給された電力は整流充
電回路２４Ａで直流電圧Ｖｄｃに変換されると共に、二
次電池２４Ｂに蓄えられる。

第５図の情報カード２０の実装例を示す第６図では、磁
気結合コイル２２Ａが円形に形成されてカード本体２１
内に埋設されている。

第７図の実装例では、カード本体２１の長辺の中心ｌｘ
と短辺の中心線Ｙとの交点を中心点として円形の磁気結
合コイル２２Ａが配設されている。これに対向して外部
装置１０側の磁気結合コイル１４Ａを配置しておけば、
情報カード２０をどの方向、すなわち上下、左右、表裏
を逆にして挿入しても、常に同一の動作が可能である。

第８図の実装例では、ほぼ矩形状の磁気結合コイル２２
Ａが中心線Ｘ、Ｙ上に対称的に配置されており、第７図
と同様の利点を有している。

第９図は容量結合交互送受信方式の情報カードの構成ブ
ロック図、第１０図（１）、（２）及び第１１図（１）
、（２）は第５図中の情報カード２０の実装例を示す平
面図及び縦断面図である。

第９図の回路では、第５図の磁気結合コイル１４Ａ、２
２Ａが各一対の容量結合用極板１４Ｂ１．１４Ｂ２と２
２Ｂ＋、２２Ｂ２に置き換えられているが、第９図と同
一の動作を行なう。なお、各一対の極板１４Ｂ１　。

１４日２と２２Ｂ１．２２Ｂ２の各一方の極板１４Ｂ２
と２２８２はそれぞれ接地され、帰線ループを構成して
いる。

第９図の実装例を示す第１Ｏ図（１）、（２）では、ほ
ぼ同一形状をなす矩形状の極板２２Ｂｌ、２２Ｂ２がカ
ード本体２１内に埋設されている。また、第１１図（１
）　、（２）ではほぼ同一形状をなす矩形状の極板２２
Ｂ１．２２Ｂ２がカード本体２１の中心線Ｘ、Ｙ上に対
称的に配置されており、これと対向して外部装置１０側
の極板１４Ｂ１．１４Ｂ２も配置すれば、情報カード２
０をどの方向から挿入しても同一の動作が可能である。

上記各実施例は、次のような利点を有する。

■　従来のように内部回路の端子を外部に露出せず、非
接触で電力の供給と信号の人、出力を行なうことができ
るため、従来のように端子接触部のよごれ、酸化、腐食
、痒耗等による接触不良の影響が無い。さらに、リーク
電流による故障や誤動作が無いばかりか、外部電圧や静
゛市気による内部回路に対する保護の必要が無い。従っ
て高い信頼性が得られる。

■　完全密封構造にできるため、防爆性や防水性が向上
する。そのため、通常のＯＡ機器やＦＡ機感等の他に、
悪環境下や防爆対策を必要とする場所における装置にも
適用可詣である。

■　充電式の電源回路２４を内蔵しているため、電池交
換の必要がない。

■　情報カード２０側の伝送媒体２２をカード本体２１
の中心線Ｘ、Ｙに対して対称的に配置すると共に、これ
に対向して外部装置ｌｏ側の伝送媒体１４を配置すれば
、情報カード２ｏをどの方向、すなわち」二下、左右、
表裏を逆にして外部装置１０へ挿入しても動作が可（ｍ
である。このように情報カード２０の挿入方向に制限を
受けないので、使い勝手が向上する。

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可ス駈である。例えば、伝送媒体２２を磁気結合コイ
ル２２Ａや極板２２Ｂ１．２２８２以外のもので構成し
たり、それらの伝送媒体２２の形状や配置状態を図示以
外のものに変形したり、あるいはＩＣ２３内の回路構成
をハイブリット方式等の他のものに変形することも可使
である。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば。

外部に露出しない伝送媒体を通して電源電力の入力と信
号の人、出力を行なうようのにしたので、外部装置との
接触不良や、リーク電流による誤動作、さらには静電気
や外部電圧による内部回路の破壊等を防止できる。しか
も、伝送媒体をカード本体の各辺の中心線に対して対称
的に配設すると、情報カードの挿入方向に制限を受けず
、使い勝手が向上するという効果も期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す非接触交互送受信方式の
情報カードの構成ブロック図、第２図は従来の情報カー
ドの構成ブロック図、第３図は第２図の実装例を示す情
報カードの斜視図、第４図は第１図の動作を示すタイム
チャート、第５図〜第１１図は第１図の具体例を示すも
ので、第５図は第１図の磁気結合交互送受信方式の情報
カードの構成ブロック図、第６図、第７図及び第８図は
第５図の実装例を示す情報カードの平面図、第９図は第
１図の容量結合交互送受信方式の情報カードの構成ブロ
ック図、第１Ｏ図（１）　、（２）及び第１１図（１）
、（２）は第９図の実装例を示す情報カードの平面図及
び縦断面図である。 １０・・・・・・外部装置、１１．２７・・・・・・送
信回路、１２．２６・・・・・・受信回路４３．２５・
・・・・・スイッチ回路、　１４．２２・・・・・・伝
送媒体、２０・・・・・・情報カード、２１・・・・・
・カード本体、２３・・・・・・ＩＣ２２４・・・・・
・電源回路、２８・旧・・メモリル制御回路、２９・・
・・・・メモリ、１４Ａ　、２２Ａ・・・・・・磁気結
合コイル、１４’Ｂ１，１４Ｂ２．２２Ｂ１．２２Ｂ２
・旧・・極板。 出願人代理人　　　柿　　木　　恭　　成功カ性の梢報
カードの構成プロラグ回 連２図 づ 第２図の実役ケ餘材見図 第３図 第９図の他の実装例 第１１図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．　外部からの電源電力の供給および外部との間で信
   号の授受を非接触で行なう伝送媒体と、蓄電機能を有し
   前記伝送媒体を通して入力される電源電力を直流電力に
   変換する電源回路と、前記伝送媒体に接続され切換信号
   に基づき信号経路を切換えるスイツチ回路と、 このスイツチ回路を通して入力される外部からの信号を
   受信する受信回路と、 情報を記憶するメモリと、 前記受信回路の出力に基づき前記メモリの動作を制御す
   ると共に所定のタイミングで出力信号及び前記切換信号
   を出力するメモリ制御回路と、前記メモリ制御回路の出
   力信号を前記スイツチ回路を通して前記伝送媒体へ送出
   する送信回路とを、 ほぼ矩形状のカード本体内に収容したことを特徴とする
   非接触交互送受信方式の情報カード。
2. ２．　前記伝送媒体は磁気結合コイルで構成すると共に
   、前記電源回路は整流充電回路及び二次電池で構成した
   特許請求の範囲第１項記載の非接触交互送受信方式の情
   報カード。
3. ３．　前記伝送媒体は一対の容量結合用極板で構成する
   と共に、前記電源回路は整流充電回路及び二次電池で構
   成した特許請求の範囲第１項記載の非接触交互送受信方
   式の情報カード。
4. ４．　前記磁気結合コイルは、前記カード本体の各辺の
   中心線に対して対称的に配置したことを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の非接触交互送受信方式の情報カ
   ード。
5. ５．　前記一対の容量結合用極板は、前記カード本体の
   各辺の中心線に対して対称的に配置したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項記載の非接触交互送受信方式の
   情報カード。