JPH01102693A - 電磁結合形記録媒体の電力供給方式 - 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］ この発明は、電磁結合形記録媒体の電力供給方式に関し
、詳しくは、非接触状態でＩＣカードリーダ・ライタ（
以下リーダ・ライタ）等の外部装置との間でデータの送
受信を行う電磁結合形のＩＣカードにおける電源回路の
改良に関する。

［従来の技術］ 従来の電磁結合形のＩＣカードにあっては、例えば、リ
ーダ・ライタ等から供給される振動磁気エネルギーをコ
イルで受波し、それを整流回路。

平滑回路で受けて、所定の直流電圧の電力を得ている。

そして、この平滑回路の直流電圧をレギュレータとか、
ツェナダイオード等で降圧して、安定化した一定電圧の
電源としている。

このような安定化電源回路を設けることにより、リーダ
ーライタとＩＣカードとの間の距離による電圧の変動又
はＩＣカードの消費電流の変化による電圧の変動を吸収
し、電源電圧そのものが変動しないようにしているが、
このような方式では、平滑化するためのコンデンサの容
量が大きくなるため、ＩＣカードの極薄化を図れないと
いう欠点がある。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は、このような従来製品が持っている比較的容
量の大きなコンデンサを使用して電源電圧変動を吸収し
て安定化するという欠点を解消し、電源回路に容量の大
きなコンデンサを使用することなく、ＩＣカードの電源
電圧を安定化することができる電磁結合形記録媒体の電
力供給方式を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明の特徴は、リーダ・ライタから出力される振動
磁気エネルギーの場をＩＣカード側で受波し、整流・平
滑して所定の直流電圧の電力に変換する場合において、
リーダ・ライタとＩＣカードとの間の振動エネルギーの
結合度やＩＣカードの消費電流の変化による電源電圧の
変動を検出する検出回路を設けて、その検出結果をリー
ダ・ライク側へ伝達して、リーダ・ライタ側からＩＣカ
ード側へ供給する磁気エネルギーを前記検出結果に応じ
て制御するものである。

このような構成を採ることにより、ＩＣカードに容量の
大きなコンデンサを必要とするようなレギュレータとか
、ツェナダイオードによる安定化回路を入れることな（
、ＩＣ化に適する゛電源電圧安定化電源回路を実現でき
る。

しかして、前記の目的を達成するためのこの発明の電磁
ｉ台形記録媒体の電力供給方式の構成は、外部装置が記
録媒体に磁気エネルギーの形で電力を供給する磁界発生
回路と記録媒体と電磁結合して前記磁気エネルギーの発
生強さを制御する；ｔｉ制御信号を受ける電磁結合受信
回路とこの電磁結合受信回路からの信号に応じて磁界発
生回路の磁気エネルギーの発生量を制御する制御回路と
を備えていて、記録媒体が磁界発生回路からの磁気エネ
ルギーを受けて電気エネルギーに変換する変換回路とこ
の変換回路からの電気エネルギーを直流電圧の電力とし
て得る電源回路とこの電源回路の電圧正応じて制御信号
を発生する制御□信号発生回路と電磁結合受信回路に電
磁結合して制御信号を送出する制御信号送出回路とを備
えていて、少なくとも前記制御信号発生回路はＩＣ化さ
れた回路であって、制御信号により電源回路の出力電圧
を一定に制御するものである。

［作用］ このようにＩＣカードにその電源回路の電圧レベルに応
じて供給電力を調節するための制御信号を発生する制御
信号発生回路をＩＣ化回路として設けておき、供給電力
を調節する制御信号を外部装置側へ伝達することにより
、外部装置から出力される磁界の強さを外部装置側にお
いて調節するようにしているので、比較的大きな容量の
コンデンサを必要とするような電力の大きな変動をカバ
−する安定化電源回路をＩＣカード側に設けな（でも済
む。

その結果、比較的容量の大きなコンデンサを使用するよ
うなレギュレータとか、ツェナダイオードによる降圧回
路をＩＣカード側に設ける必要がなく、たとえ、電源電
圧安定化等のためにコンデンサを使用するとしても小さ
な容量のもので済み、ＩＣカードを薄形化できる。

［実施例コ 以ド、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。

第１図は、この発明の電磁結合形記録媒体の電力供給方
式を適用した一実施例のＩＣカード送受信システムのブ
ロック図である。

第１図において、■は、非接触形ＩＣカード２（以下単
にＩＣカード２）が挿着されるリーダ・ライタである。

ＩＣカード２は、その電源となる電力をこのリーダ・ラ
イタ１の発振回路５から送信コイル９を介してこれと非
接触状態で電磁結合されている受信コイル１３で受ける
。なお、発振回路５は、例えば２００ｋＨｚ程度の信号
を送信コイル９に供給し、この信号を受信コイル１３が
磁界の形で受けて電力が伝達される。

受信コイル１３で受けたこの電力は、次に、ＩＣカード
２の電源回路である整流◆平滑回路１７で直流電圧の電
力に変換されてＩＣカード２の各回路に供給される。な
お、４は、リーダ・ライタ１に設けられた電源回路であ
って、その各部の回路に電力を供給している。

２１は、ＩＣカード２における整流・平滑回路１７の電
圧を監視して、その電圧に応じた制御電圧を発生する電
圧検出回路であって、発生した制御電圧により電圧制御
発振器（ＶＣＯ）１８の発振周波数を制御する。ＶＣＯ
１８は、この制御信号に応じてそれに応じた周波数で発
振し、その出力信号を送信コイル１４に送出する。

その結果、送信コイル１４と磁気結合しているリーダ拳
ライタ１の受信コイル１０にｖｃｏ　ｉ　ｓから送出さ
れる周波数の信号が伝達され、受信コイル１０により受
信された信号は、周波数変化検出回路６で検出され、そ
の受信信号の周波数変動に応じたデータを周波数変化検
出回路６が発生して、それがマイクロプロセッサ等を有
するデータ処理回路３に送出される。　。

データ処理回路３は、このデータを受けてＩＣカード２
の電源電圧が高（なったときには、低くなるように、逆
に、電源電圧が低くなったときには、高くなるように制
御信号を発振回路５に送出して発振回路５の出力レベル
を制御する。

さて、リーダ争ライタ１からＩＣカード２へ送出される
データは、データ処理装置３により、これに接続されて
いるデータ送信回路７．送信コイル１１を介してＩＣカ
ード２側に送出される。ここで、データ送信回路７は、
例えば１０ＭＨｚ程度の周波数の搬送波を発生する。こ
の搬送波がデータ処理装置３からの送信データにより“
０Ｎ−ＯＦＦ”される。この場合、データの送信は、い
わゆるトーンバースト方式により行われる。

トーン・バーストの形で送信コイル１１を通して磁界の
形で送信されたデータは、これと非接触状態で磁気結合
するＩＣカード２の受信コイル１５で受信され、データ
受信回路１９でデジタル信号に復調されて、マイクロプ
ロセッサ等を有するデータ処理回路２２に送られる。

一方、ＩＣカード２からリーダ・ライタｌへのデータの
送信は、データ送信回路２０により送信コイル１６を介
して行われる。すなわち、データ処理回路２２から送出
されるデジタルデータをデータ送信回路２０が受けて、
前記データ送信回路７と同様にトーンバースト方式によ
る信号を送信コイル１６に供給し、それを送信コイル１
６と磁気結合しているリーダ番ライタ１側の受信フィル
１２で受けて、データ受信回路８が復調し、受信データ
をデジタル値に変−換してデータ処理回路３へ送出する
。

次に、ＩＣカード２の電源電圧の制御について説明する
。まず、ＩＣカード２とリーダ・ライタｌとの間隔が小
さくなっているか、或いはＩＣカードにおける消費電力
が少なくなっているとすると、整流・平滑回路１７の出
力電圧が上昇する。

この電圧上昇を電圧検出回路２１で検出すると、電圧検
出回路２１は、この検出に応じた制御信号をｖｃｏｔｓ
に出力し、ＶＣＯ１８は、コノ制御信号を受けてその基
準発振周波数よりも高い周波数で発振する。　　　　　
　　　　　　　　　　１この基準発振周波数よりも高い
周波数の信号は、送信コイル１４．受信コイル１０を経
て周波数変化検出回路６で受信される。周波数変化検出
回路６は、周波数比較回路と前記ＶＣ０１８の基準発振
周波数に対応する周波数の発振器とを有していて、受信
コイルｌＯにより受信した周波数とｖｃｏｔｓの基準発
振周波数とを比較して、基準周波数からの高い側へのず
れ量に対応するデジタル値の信号を発生し、これをデー
タ処理回路３に送出する。データ処理回路３は、このデ
ータを受けてＩＣカード２の電源電圧が高くなったこと
を知り、発振回路５の出力レベルを下げる制御信号を発
振回路５に送出する。

次に、ＩＣカード２とリーダ・ライタ１との間隔が大き
くなっているか、或いはＩＣカードにおける消費電力が
大きくなっているとすると、整流・平滑回路１７の出力
電圧が下降する。この電圧下降を電圧検出回路２１で検
出すると、この検出に応じた制御信号が発生し、この制
御信号を受けたｖｃｏｔｓは、その基準発振周波数より
も低い周波数で発振する。この基準発振周波数よりも低
い周波数の信号は、前記と同様に送信コイル１４゜受信
コイル１０を経て周波数変化検出回路６で受信される。

そして、周波数変化検出回路６は、基準周波数から低い
側へのずれ量に対応するデジタル値の信号を発生し、こ
れをデータ処理回路３に送出する。データ処理回路３は
、このデータを受けてＩＣカード２の電源電圧が低くな
ったことを知り、発振回路５の出力レベルを上げる制御
信号を発振回路５に送出する。

このようにして、ＩＣカード２の電源電圧が上下に変動
しても、その電圧変動に応じて供給磁気エネルギーを増
減させて、ＩＣカード２の電源電圧が一定になるように
制御するものである。

なお、発振回路５と送信コイル９とは、この発明におけ
る磁界発生回路の具体例であり、受信コイル１３は、磁
気エネルギーを電気エネルギーに変換する変換回路の具
体例である。そして、ｖｃｏｔｓは、制御信号発生回路
の具体例であり、送信コイル１４は、制御信号送出回路
の具体例である。また、受信コイルｌＯと周波数変化検
出回路６とは、この発明の磁気結合受信回路の具体例で
あり、データ処理装置３は、制御回路の具体例である。

ここで、電圧検出回路２１は、具体的には、電圧比較回
路又は電圧レベル変換回路であって、これらは、通常、
コンデンサを用いない演算増幅回路、或いはトランジス
タ回路等で構成でき、ＩＣ化できるものである。

電圧検出回路２１として、例えば、電圧比較回路を用い
るときには、電圧レベルの上限及び下限で検出信号を発
生する２つの電圧比較回路を用いる。そして上限値又は
下限値を越えた検出信号に応じてｖｃｏｔｓの発振周波
数を基準発振周波数に対して高い値又は低い値で発振す
るように制御する。一方、これを電圧レベル変換回路と
するときには、整流拳平滑回路１７の出力電圧値をＶＣ
０１８の電圧制御レベルに変換する回路となる。

なお、ＶＣＯ１８の制御を整流・平滑回路１７の出力で
直接制御できる場合には、電圧検出回路２１は省いても
よい。

ところで、実施例において、ＩＣカード２のクロック信
号は、受波した信号をそのままか、或いは逓部・分周し
て利用してもよいし、又ＩＣカード２の内部にクロック
信号の発振回路を内蔵してもよい。

以上説明してきたが、実施例では、ｖＣＯを使用してい
るが、これは、基準周波数からその周波数より高い値及
び低い値に設定できる発振回路であればどのようなもの
でもよい。さらに、実施例では、電圧の変動に応じて供
給磁気エネルギーを電圧が一定になるよゝうに制御して
いるが、ツェナダイオードによる電圧安定化の場合と同
様に、電源回路の電圧をあらかじめ高い値になる方向に
設定しておき、大きなエネルギーをリーダ・ライタ側か
ら供給して、これを電圧検出回路で一定値になるように
制御するようにすれば、一方向のみの制御で済み、回路
が簡単になる。

例えば、電圧比較回路を電圧検出回路に用いた場合には
、電圧値が高い値になる方向に設定しておき、所定の低
い値になるように制御する信号を発生させればよく、こ
の場合には、電圧比較回路は１つのレベル判定で済む。

同様に、レベル変換回路を用いた場合には、周波数を基
準値から高い値或いはその逆に低い値に制御する回路の
みで済む。なお、電圧を調整する信号としての周波数の
発生のさせがたは、電圧が高いときに、低い値とし、低
いときは、逆に高くしてもよいことはもちろんである。

実施例では、電力を供給するエネルギー調整信号をｖＣ
Ｏの発振周波数としてリーダ・ライタ側に送出している
が、周波数によることなく、単に現在の電圧値に対応す
るデータであってもよい。

この場合、検出した電圧値又は基準電圧値からのずれ量
に応じた値をデジタル値に変換する回路を設けて、電力
供給量調節信号をデジタル信号化して詳しい値の信号を
リーダ・ライタ側に送信してやってもよい。

実施例では、リーダ・ライタにＩＣカードを装着するＩ
Ｃカードの送受信システムを例に挙げているが、この発
明は、メモリカードをはじめとして、記録媒体一般に適
用でき、装着する相手力も、ホストコンピュータ等の外
部装置一般でよい。

［発明の効果コ 以上の説明から理解できるのように、この発明にあって
は、ＩＣカードにその電源回路の電圧レベルに応じて供
給電力を調節するための制御信号を発生する制御信号発
生回路をＩＣ化回路として設けておき、供給電力を調節
する制御信号を外部装置側へ伝達することにより、外部
装置から出力される磁界の強さを外部装置側において調
節するようにしているので、比較的大きな容量のコンデ
ンサを必要とするような電力の大きな変動をカバーする
安定化電源回路をＩＣカード側に設けなくても済む。

その結果、比較的容量の大きなコンデンサを使用するよ
うなレギュレータとか、ツェナダイオードによる降圧回
路をＩＣカード側に設ける必要がな（、たとえ、電源電
圧安定化等のためにコンデンサを使用するとしても小さ
な容量のもので済み、ＩＣカードを薄形化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の電磁結合形ＩＣカードの電力供給
方式を適用した一実施例のＩＣカード送受信システムの
ブロック図である。 ■・・・リーダ・ライタ、 ２・・・ＩＣカード、３・・・データ処理装置、４・・
・電源回路、５・・・発振回路、６・・・周波数変化検
出回路、 ７・・・データ発振回路、８・・・データ受信回路、９
．１２・・・送信コイル、１０．１１・・・受信コイル
、　　１７・・・整流・平滑回路、 １８・・・電圧制御発振器（ＶＣＯ）、１９・・・デー
タ受信回路、２０・・・データ送信回路２１・・・電圧
検出回路、２２・・・データ処理回路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　記録媒体に対してデータの読出し或いは書込み
   を行う外部装置と、この外部装置に非接触状態で電磁結
   合され、この外部装置から電力供給を受けてこの外部装
   置との間で信号の授受を行う記録媒体とからなるデータ
   送受信システムにおいて、前記外部装置は、前記記録媒
   体に磁気エネルギーの形で電力を供給する磁界発生回路
   と前記記録媒体と電磁結合して前記磁気エネルギーの発
   生強さを制御する制御信号を受ける電磁結合受信回路と
   この電磁結合受信回路からの信号に応じて前記磁界発生
   回路の磁気エネルギーの発生量を制御する制御回路とを
   備え、前記記録媒体は、前記磁界発生回路からの磁気エ
   ネルギーを受けて電気エネルギーに変換する変換回路と
   この変換回路からの電気エネルギーを直流電圧の電力と
   して得る電源回路とこの電源回路の電圧に応じて前記制
   御信号を発生する制御信号発生回路と前記電磁結合受信
   回路に電磁結合して前記制御信号を送出する制御信号送
   出回路とを備え、少なくとも前記制御信号発生回路はＩ
   Ｃ化された回路であって、前記制御信号により前記電源
   回路の出力電圧を一定に制御することを特徴とする電磁
   結合形記録媒体の電力供給方式。
2. （２）　制御信号発生回路は電源回路の電圧を検出する
   電圧検出回路を有していて、この電圧検出回路の検出電
   圧に応じて前記制御信号を発生することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の電磁結合形記録媒体の電力供
   給方式。
3. （３）　外部装置はＩＣカードリーダ・ライタであり、
   記録媒体はＩＣカードであり、磁界発生回路は発振回路
   とコイルとを有し、制御信号送出回路はコイルであり、
   制御信号発生回路は電圧制御発振回路と電源回路の電圧
   を検出する電圧検出回路とを有していて、電圧検出回路
   は前記電圧制御発振回路に対する制御電圧を発生するも
   のであることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   電磁結合形記録媒体の電力供給方式。
4. （４）　電圧検出回路は電圧比較回路であり、少なくと
   もこの電圧比較回路と電圧制御発振回路と電源回路とが
   ＩＣ化された回路であることを特徴とする特許請求の範
   囲第３項記載の電磁結合形記録媒体の電力供給方式。