JPH03111987A - 電磁結合形カードの情報処理システム - Google Patents

電磁結合形カードの情報処理システム

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JPH03111987A
JPH03111987A JP1249774A JP24977489A JPH03111987A JP H03111987 A JPH03111987 A JP H03111987A JP 1249774 A JP1249774 A JP 1249774A JP 24977489 A JP24977489 A JP 24977489A JP H03111987 A JPH03111987 A JP H03111987A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
card
transmission
power supply
power
Prior art date
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Pending
Application number
JP1249774A
Other languages
English (en)
Inventor
Yosuke Katayama
片山 洋介
Hiromi Hamada
浜田 裕美
Toshiatsu Iegi
家木 俊温
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
N T T DATA TSUSHIN KK
Maxell Ltd
NTT Data Group Corp
Original Assignee
N T T DATA TSUSHIN KK
NTT Data Communications Systems Corp
Hitachi Maxell Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by N T T DATA TSUSHIN KK, NTT Data Communications Systems Corp, Hitachi Maxell Ltd filed Critical N T T DATA TSUSHIN KK
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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】 [産業上の利用分野コ この発明は、電磁結合形カードの情報処理システムに関
し、詳しくは、非接触状態でICカードリーダーライタ
(以下リーダ・ライタ)等の外部装置との間でデータの
授受を行う電磁結合形のICカードにおける電磁結合回
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Qi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、この平滑回路の直流電圧をレキュレ
ータとか、ツェナダイオード等の定電圧回路で降圧して
、安定な定電圧の電力を得ている。
[解決しようとする課題] このような電圧安定化回路を設けることにより、す・−
ダ・ライタとICカードとの間の間隔の相違による電圧
の変動を低減し、ICカードの消費電流の変化による電
圧の変動を吸収し、もってICカード側における電源電
圧そのものが変動しないようにしている。しかし、従来
の方式で電磁結合の効率がよくないために比較的大きな
電力を外部から供給してやらなければならず、その分だ
け挿着状態の相違による電力の変動も大きく、電力ロス
も大きい欠点がある。
この種の非接触形のICカードとして特開昭63−20
587号を挙げることができる。これは、ICカードの
結合の信頼性の向−ヒと誤挿入をなくすためにICカー
ドの正面中央部にコイルを内蔵するように構成したもの
であるが、このような非接触形のICカードでは、空芯
コイルによる結合で電力が伝送されるために磁気結合し
た場合の減衰量が多くなり、供給される電力が相互間の
間隔の変動や装置、ICカードのサイズのばらつき等に
影響を受は易い。また、以上の関係は電源供給ばかりで
なく、信弓系についても同様であり、特に、直流抵抗の
小さいコイルを信号伝送系の送受信コイルに使用した場
合にはデータ送信時に消費される電力が大きくならざる
を得す、外部から供給する電力も多くならざるを得ない
この発明は、このような従来技術の問題点を解決し、効
率よく電力供給を行い、かつ、消費電力を抑えてデータ
の送信或は受信ができる電磁結合形カードの情報処理シ
ステムを提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段コ このような目的を達成するためのこの発明の電磁結合形
カードの情報処理システムの構成は、ICカード等の情
報カードが挿着される外部装置側では、内側に高透磁率
のコアが配置され、情報カードに磁気エネルギーの形で
電力を供給する第1のコイルが設けられ、さらに情報カ
ードとの間でデータを授受するために第1のコイルの外
側に配置された第2のコイルが設けられていて、情報カ
ード側では、内側に高透磁率のコアが配置され、第1の
コイルと磁気結合する第3のコイルが設けられ、さらに
第3のコイルの外側に配置され、第2のコイルに電磁結
合する第4のコイルが設けられているものである。
[作用コ このように、外部装置、情報カード双方においてそれぞ
れその内側に電力供給用のコイルを配置することで、コ
イル自体のインダクタンスを小さくできるのでその内部
抵抗を小さくできる結果、直流消費電力を低減できる。
しかも、その内部にコアを設けているのでインダクタン
スが小さいコイルでも外部装置と情報カードとの結合関
係においては全体のインダクタンスを大きくでと、密結
合に近い結合で効率よく電力を伝送できる。
一方、データを授受するための送信/受信用のコイルが
双方ともに電力供給用のコイルの外側に配置されている
のでそのインダクタンスは大きく採れ、内部インピーダ
ンスを高くできるので信号伝送系の送信時に流す電流を
小さく抑えることができる。
その結果、データ送信時に消費する直流電力を低減する
ことがでと、電力供給系も信号送受信系もともに電力効
率のよい電力及び情報の伝送が可能になる。
[実施例コ 以下、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カードの情報処理シス
テムを適用した一実施例のICカード情報処理システム
における電磁結合部分の説明図であり、第2図は、その
ICカード情報処理システムのブロック図、第3図は、
その電源系と信弓系の使用周波数とその伝送特性の説明
図である。
第2図において、1は、磁気結合形のICカード2(以
下単にICカード2)が挿着されるICカードリーダ・
ライタ(以下リーダ・ライタ)であって、ICカード2
は、その電源となる電力をリーダーライタ1の発振回路
7からフィルタ5d・。
送信コイル3aを介してこれと非接触状態で磁気結合す
る受信コイル3bに受ける。この場合、発振回路7は、
例えば、数+−kHz−数百k 14 z程度の信号を
送信コイル3aに供給し、この仇号を受信コイル3bが
磁界の形で受けて電力が伝達される。受信コイル3bで
受けたこの電力は、次にフィルタ5bを介して整流回路
9に加えられ、ここで平滑された直流電圧の電力に変換
されて定電圧回路10により、例えば、I)C5Vに安
定化され、ICカード2の内部の各回路に供給される。
なお、8は、リーダーライタ1に設けられた電源回路(
直流電源)であって、発振回路7のほかその内部の各回
路に電力を供給している。
ここで、リーダ・ライタ1からICカード2へ送出され
るデータは、マイクロプロセッサ等を有する演算処理回
路13からこれにつながっている送信回路としての変調
回路11.フィルタ8a。
送受信コイル4aを介して送出される。変調回路11は
、内部に搬送波発生回路を有していて、例えば、IMH
z程度の周波数の搬送波をその内部で発生し、演算処理
回路13からの送信データによりこの搬送波が“0N−
OFF”されることで送信信号を生成し、この送信信号
か送受信コイル4aに加えられる。すなわち、ここでの
データの送信は、トーンバースト方式により行われる。
このようにしてトーン・バーストの形でフィルタ6a、
送受信コイル4aを通して磁束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の送
受信コイル4bで受信され、フィルタ6bを経て受信回
路である復調回路16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演算処理回路17に送られる
一方、ICカード2からリーダ・ライタ1へのデータの
送信は、前記と同様にトーンバースト方式で行われ、こ
のとと、リーダ・ライタ1の変調回路11は演算処理回
路13の制御により停止し、受信回路としての復調回路
12が起動されている。
そこで、ICカード2のフィルタ6bと復調回路16と
の接続点にその出力側が接続された送信回路としての変
調回路15を演算処理回路17が動作させてリーダ・ラ
イタ1への送信が行われる。
変調回路15は、変調回路11と同様に内部に搬送波発
生回路を有していて、同様にIMHz程度の周波数の搬
送波をその内部で発生し、演算処理回路17からの送信
データによりこの搬送波がが“’0N−OFF”される
ことで送信信号を生成する。そして、それが送受信コイ
ル4bに加えられてデータの送信が行われる。
なお、演算処理回路13.17は、それぞれマイクロプ
ロセッサ13a、17aとメモリ13b。
17bとを有していて、メモリ13b、17bは、それ
ぞれマイクロプロセッサ13 at  17 aにより
処理された相手方の送信データが潜込まれ、また、相手
方に送信するデータがデータ送信の際に読出される。こ
れらメモリは、通常、EEPROMやSRAM等で構成
される。また、20は、リーダ・ライタ1と情報の授受
を行うホストコンピュータである。
以−Lのような動作によりICカード2がリーダ・ライ
タ1から電力の供給を受けてリーダ・ライタ1とICカ
ード2との間でデータの授受が行われるが、ここで、電
力を送受する関係にある送信コイル3aと受信コイル3
bにはそれぞれコア14.18が設けられている。この
ような電源系の送信コイル3 a +受信コイル3bと
、信号系の送受信コイル4a、4bとの関係を示すのが
第1図である。
第1図の(a)は、ICカード2のコイルの配置を示し
ていて、円板状のコア18に巻き付けられた電源系の受
信コイル3bがその中央部に配置され、その外側には信
号系の送受イ5コイル4bが配置され、ICカード2の
内側に埋込まれている。
このような電源系の受信コイルと6号系の送受信コイル
との関係は、リーダーライタ1についても同様である。
同図の(b)は、それら相互の関係を小していて、IC
カード2がリーダ・ライタ1に挿着された状態では、I
Cカード2の各コイルにリーダ・ライタIの送信コイル
3a、送受イハコイル4aがそれぞれ対応するように位
置していて、それぞれが対応するコイルと対峙するよう
になっている。
ここで、電源系の送信コイル3aは、コイル3a−1,
3a−2に2分割され、その内部に配置されるコア14
は、ICカード2のコア18が挿入されるギャップ19
を持っ0字形成はコ字形のコアとなっていて一体的なも
のである。すなわち、図に見るように、ICカード2側
の受信コイル3bとコア18とを送信コイル3aとコア
14とでギャップ19を介在して挟むような関係にある
なお、コア14.18は、それぞれ高透磁率の材料、例
えば、フェライト、パーマロイ、鉄やその合金のアモル
ファス等が使用される。また、その厚みとしては、IC
カード2内部では、0.5mm〜5mm程度である。
以上のように構成した場合、外側に位置する信号系のコ
イル(送信コイル3 a v受信コイル3b)は、大き
な径を採ることがでと、そのインダクタンスが大きく採
れる。特に、細い線材を使用することで内部インピーダ
ンスをより高くすることがrjJ能である。その結果、
電源系のコイルよりも高い直流抵抗値に設定できるので
データ伝送時の直流平均電流値をその分だけ小さく抑え
ることがでと、データ送信時の電力を低減することがで
きる。
一方、内側に位置する電源系のコイル(送受信コイル4
a、送受信コイル4b)は、内部にコアを配置している
ので、インダクタンスが小さいコイルでも十分な電力伝
送が可能である。したがって、そのインダクタンスを小
さくすることがでと、特に、径の太い線材を使用してそ
の直流抵抗をより小さいものとすることが可能である。
その結果、電力伝送時の無駄な消費電力を低減でと、か
つ、コアを使用しているので漏洩磁束も少なくなり効率
的な電力伝送ができる。
このような条件でそれぞれのコイルのインダクタンスを
選択した場合には、リーダ・ライタ1にICカード2が
挿着されたときの結合状態で、それぞれのコイルが隣接
し、閉磁路が形成されて電源系では密結合のトランスが
形成され、信号系では、粗結合のトランスが形成される
。その結果、第3図に示すように、それぞれの選択され
たインダクタンス応じてそれぞれのトランスは減衰特性
が中心周波数ft+f2で最小となるような特性になる
。そこで、周波数fl を数十kHz〜数百kHz程度
の範囲から選択された周波数とし、周波数f2を信号系
の周波数である、この実施例のIMHz程度に選択する
ことができる。このように減衰特性の最小となる周波数
を選択することでさらに効率よく電力及びデータの伝送
ができる。
なお、このような場合には、電源系のフィルタ5a、5
bは、第3図に示す周波数flを中心とする帯域フィル
タが採用され、フィルタ6 a +  8 bは、同図
の周波数f2を中心とする帯域フィルタが採用され、そ
れぞれその帯域が相違し、重ならず、相互干渉しないよ
うにされる。
以上のように、各コイルのインダクタンスが選択され、
かつ、周波数frtfzが選択されることで、伝送効率
よく電力及び情報で伝送ができる。
以上説明してきたが、実施例では、コイルが円形の場合
を示しているが、コイルの形状は円形に限定されるもの
ではない。また、そのインダクタンスは、カード側の大
きさに応じて選択可能である。
実施例では、リーグ中ライタに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、カード状の記録媒
体一般に適用でと、装着する相手方も、ホストコンピュ
ータ等の外部装置−般であってよい。
[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、外部装置、情報カード双方においてそれぞれその内
側に電力供給用のコイルを配置することで、コイル自体
のインダクタンスを小さ(できるのでその内部抵抗を小
さくできる結果、直流消費電力を低減できる。しかも、
その内部にコアを設けているのでインダクタンスが小さ
いコイルでも外部装置と情報カードとの結合関係におい
ては全体のインダクタンスを大きくでと、密結合に近い
結合で効率よく電力を伝送できる。
一方、データを授受するための送信/受信用のコイルが
双方ともに電力供給用のコイルの外側に配置されている
のでそのインダクタンスは大きく採れ、内部インピーダ
ンスを高くできるので信号伝送系の送信時に流す電流を
小さく抑えることができる。
その結果、データ送信時に消費する直流電力を低減する
ことがでと、電力供給系も信号送受信系もともに電力効
率のよい電力及び情報の伝送が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の電磁結合形カードの情報処理シス
テムを適用した一実施例のICカード情報処理システム
における電磁結合部分の説明図、第2図は、そのICカ
ード情報処理システムのブロック図、第3図は、その電
源系と信号系の使用周波数とその伝送特性の説明図であ
る。 ■・・・ICCカードリーダウライタ 2・・・ICカード、3a・・・送信コイル、3b・・
・受信コイル、4a+4b・・・送受信コイル、5a、
5b、6a、6b・・・フィルタ、7・・・発振回路、
8・・・電源回路、9・・・整流回路、10・・・定電
圧回路、11.15・・・変調回路、12.16・・・
復調回路、13.17・・・演算処理回路、14.18
・・・コア。 第 図 第 図 用汲叔 (Hzン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電磁結合形の情報カード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電磁結合形の情報カードと
    からなる電磁結合形カードの情報処理システムにおいて
    、前記外部装置は、高透磁率のコアを有し、前記情報カ
    ードに磁気エネルギーの形で電力を供給する第1のコイ
    ルと、前記情報カードとの間でデータを授受するために
    第1のコイルを内側としてその外側に配置された第2の
    コイルとを有していて、前記情報カードは、高透磁率の
    コアを有し、第1のコイルと磁気結合する第3のコイル
    と、第3のコイルを内側としてその外側に配置され、第
    2のコイルに電磁結合する第4のコイルとを有している
    ことを特徴とする電磁結合形カードの情報処理システム
JP1249774A 1989-09-26 1989-09-26 電磁結合形カードの情報処理システム Pending JPH03111987A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5947294A (en) * 1996-05-27 1999-09-07 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Flat tablet case with a hinged cap
JP2006256692A (ja) * 2005-02-17 2006-09-28 Dainippon Printing Co Ltd 開閉蓋付き密閉容器
WO2012095896A1 (ja) * 2011-01-11 2012-07-19 パナソニック株式会社 無線電力伝送システム及び位置ずれ検知装置
JP2014154085A (ja) * 2013-02-13 2014-08-25 Toshiba Corp 無線通信機能付きタグ及び表示装置

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