JPH03209589A

JPH03209589A - 送受信方式

Info

Publication number: JPH03209589A
Application number: JP2002537A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Katayama; 片山　洋介
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 1990-01-11
Filing date: 1990-01-11
Publication date: 1991-09-12
Also published as: DE4100693A1

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、ＩＣカードとそのリーダライタなど２つの送
受信装百間の送受信方式に係わり、特に、これら送受信
装置を、磁気結合により、非接触に結合したことによる
送受信方式に関する。

〔従来の技術〕

近年、メモリなどのＩＣ回路を内蔵し、大容量のデータ
を記憶できるようにしたＩＣカードが注目されている。

かかるＩＣカードにデータを記憶する場合、あるいはか
かるＩＣカードからデータを読み取る場合、ＩＣカード
をリーダライタに装着するが、この装着により、ＩＣカ
ードに設けられた電気接点とり一ダライタの電気接点と
が接触し、これらＩＣカードとリーダライタとが電気的
に接続される。

ところで、かかるＩＣカードにおいては、上記の電気接
点は外部に露出して取りつけられている。

そして、かかるＩＣカードは常時ユーザによって携帯さ
れているのが一般的であり、このために、電気接点に塵
などが付着したり、静電気が発生したりしやすい。この
ように電気接点に塵などが付着すると、ＩＣカードとリ
ーダライタの電気接点の接触状態が不良となるし、また
、ＩＣカードの電気接点に静電気が生ずると、ＩＣカー
ド内のＩＣ回路に高電圧が印加され、このＩＣ回路が破
壊されかねない。

このような問題を解消する方法として、磁気結合によっ
てＩＣカードとり一ダライタとを接続するようにした方
法が知られている（たとえば、特開昭６２−１８６３９
２号公ｉ１り。

これは、リーダライタに発振コイルと受信コイルの２つ
のコイルを設けるとともに、ＩＣカードに少なくともほ
ぼ１ターンの金属ループを設け、ＩＣカードがリーダラ
イタに装着されたときには、この金属ループが発振コイ
ルと受信コイルとの間に挿入されるようにしている。発
振コイルには発振回路から一定振幅の正弦波が供給され
ており、発振コイルと受信コイルとの電磁誘導により、
受信コイルからこの正弦波が出力される。また、ＩＣカ
ード内には、データの論理状態じ１”ど０”ビット）に
応じてオン５オフし、金属ループを短絡、解放する電子
スイッチが設けられている。金属ループが発振コイルと
受信コイルとの間に挿入されている状態で、電子スイッ
チがオフしているときには、金属ループには渦電流が発
生せず、したがって、受信コイルは金属ループに影響さ
れずに発振コイルからの磁束を受けることになり、受信
コイルから大振幅の正弦波が出力される。これに対して
、電子スイッチがオンしているときには、金属ループに
渦電流が発生し、この渦電流による磁束によって受信コ
イルが受ける磁束量が減少する。

このため、受信コイルから出力される正弦波の振幅が小
さくなる。

このように、ＩＣカード内のデータの１”、″０１ビッ
トに応じて受信コイルから出力される正弦波の振幅が変
化し、この正弦波を振幅検波することによってＩＣカー
ド内のデータが得られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のように、ＩＣカードとリーダライタとを磁気結合
することによっても、これら間のデータ伝送が可能とな
る。

しかしながら、ＩＣカードシステムにおいては、ＩＣカ
ードからリーダライタへのデータの伝送ばかりではなく
、ＩＣカードを動作させるために、リーダライタからＩ
Ｃカードへ電力やクロックを送る必要があるし、また、
ＩＣカードへのデータ書き込みのために、リーダライタ
からＩＣカードへデータを送る必要があり、夫々毎に上
記従来技術のような磁気結合回路が必要となる。

しかも、少なくともリーダライタからＩＣカードへのデ
ータ伝送のためには、上記従来技術を利用した場合、発
振コイル、受信コイルとこの発振コイルに正弦波を供給
する発振回路とをＩＣカードに、金属ループと電子スイ
ッチとをリーダライタに夫々設ける必要がある。

このように、電気接点に比べて大型となるコイルが多数
必要となるし、また、電気接点を有する従来のＩＣカー
ドでは必要としなかった複雑な構成の発振回路をＩＣカ
ード内に設けることが必要となり、ＩＣカードの小型、
薄型化が阻害されるという問題がある。

本発明の目的は、かかる問題点を解消し、送受信チャン
ネル数を削減し、かつ送受信のための回路構成を簡略化
することができるようにした送受信方式を提供すること
にある。

〔課題を解決するだめの手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、第１゜第２の送
受信装置を第１の磁気結合回路によって非接触で磁気結
合し、該第１の送受信装置では、一定振幅の第１の信号
を出力する第１の発振回路の出力端子に該第１の磁気結
合回路と第１の受信信号検出回路の入力端子とを接続し
、該第２の送受信装置では、該第１の磁気結合回路に波
形整形回路の入力端子と第２の信号のレベルに応して負
荷インピーダンスが変化する可変負荷インピーダンス回
路とを接続する。

さらに、本発明は、前記第１．第２の送受信装置を、さ
らに第２の磁気結合回路により、非接触で磁気結合し、
前記第１の送受信装置では、第３の信号を発生する第２
の発振回路と、第４の信号で該第３の信号を変調して前
記第２の磁気結合回路に供給する変調回路とを設け、前
記第２の送受信装置に該第２の磁気結合回路を介して伝
送される該第３の信号が供給されて電源電圧を生成する
回路と、該第２の磁気結合回路を介して伝送された該第
３の信号が供給されて該第４の信号を検出する第２の受
信信号検出回路とを設ける。

〔作用〕

第１の発振回路の出力信号は第１の磁気結合回路を介し
て第１の受信信号検出回路に供給されるが、これと同時
に第２の信号によって可変負荷インピーダンス回路の負
荷インピーダンスが変化すると、第１の送受信装置側か
らみた第１の磁気結合回路のインピーダンスが変化し、
第１の受信信号検出回路の入力信号のレベルが変化する
。このレベル変化を検出することにより、第２の信号が
得られる。

また、第３の信号は第４の信号で変調されて第２の送受
信装置に伝送されるから、この第３の信号を復調するこ
とにより、第４の信号が得られる。

しかも、この第３の信号を整流、平滑することによって
直流電圧が得られ、これを第２の送受信装置の電源電圧
とする。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は本発明による送受信方式の一実施例を示すブロ
ック図であって、１はり一ダライタ、２はＩＣカード、
３は電源回路、４はデータ処理回路、５．６は発振回路
、７は振幅変調回路、８は振幅検波／比較回路、９は送
信コイル、１０は受信コイル、１）．１２は送受信コイ
ル、１３は振幅検波回路、１４は波形整形回路、１５は
可変負荷インピーダンス回路、１６は整流／平滑回路、
１７はデータ処理回路である。

同図において、リーダライタ１は送信コイル９と送受信
コイル１）とを有し、ＩＣカード２は受信コイル１０と
送受信コイル１２とを有している。

ＩＣカード２がリーダライタ１に装着されると、送信コ
イル９と受信コイル１０とが非接触状態で磁気結合し、
同様に、送受信コイル１）．１２が非接触状態で磁気結
合する。

かかる状態において、リーダライタ１では、電源回路３
から各回路に電源電圧が印加されている。

発振回路５はたとえばＩＭＨｚの周波数の搬送波を出力
し、振幅変調回路７に供給する。振幅変調回路７から出
力される搬送波は、送信コイル９と受信コイル１０とか
らなる磁気結合回路を介してＩＣカード２に送られ、整
流／平滑回路１６で電源電圧としての直流電圧に変換さ
れる。このｔ′／ｆＡ電圧はＩＣカード２内の各回路に
印加され、これらに電力が与えられる。このようにして
、リーダライタ１からＩＣカード２に電力が供給される
。

また、ＩＣカード２へのデータ書込みやＩＣカード２か
らのデータ読取りのときには、マイクロプロセッサなど
からなるデータ処理回路４の指令により、発振回路６が
たとえば４．９１５２ＭＨｚの信号を出力する。この信
号は送受信コイル１）１２からなる磁気結合回路を介し
てＩＣカード２に供給され、波形整形回路１４で波形整
形されてクロックが生成される。このクロックはマイク
ロプロセッサやメモリなどからなるデータ処理回路１７
に供給され、メモリへのデータの書込みやメモリからの
データの読取りなどに用いられる。

そこで、ＩＣカード２へのデータ書込みの場合には、デ
ータ処理回路４から書き込むべきデータが出力され、振
幅変調回路７はこのデータによって発振回路５から出力
される搬送波を振幅変調する。ＩＣカード２では、受信
コイル１０で受信されたこの搬送波が、上記のように整
流／平滑回路１６に供給されて電源電圧に変換されると
ともに、振幅検波回路１３にも供給され、振幅検波され
てデータが復調される。このデータはデータ処理回路１
７に供給され、メモリへの書込みが行なわれる。

なお、上記データは、メモリに書き込まれる情報データ
ばかりでな（、書込み、読取りの指令データ、メモリの
アドレスを指定するアドレスデータも含み、これらは時
分割的に送られる。

また、受信コイル１０で受信された搬送波はデータで変
調されて振幅が変動するが、整流／平滑回路１６がＩＣ
カード１７の各回路を動作させるに必要な振幅の電源電
圧を安定に発生するように、発振回路５から出力される
搬送波の振幅が設定されている。

さらに、ＩＣカード２へのデータ書込みのときには、デ
ータ処理回路１７により、可変負荷インピーダンス回路
１５のインピーダンスが、送受信コイル１２から大きい
一定振幅の信号が得られるように、一定の値に設定され
ている。

ＩＣカード２からのデータ読取りのときには、データ書
込みの場合と同様に、受信コイル１０から読取り指令デ
ータやアドレスデータで振幅変調された搬送波を受信し
、また、送受信コイル１２から発振回路６の出力信号を
受信するが、さらに、図示しないメモリから読み取られ
たデータの“１″８“０”ビットに応じて、データ処理
回路１７が可変負荷インピーダンス回路１５の負荷イン
ピーダンスを切り換える。

可変負荷インピーダンス回路１５の負荷インピーダンス
が切り換わると、送受信コイル１２に生ずる渦電流が変
化し、これにより、送受信コイル１）．１２の磁気結合
回路の送受信コイル１）側からみたインピーダンスが変
化する。ここで、発振回路６の出力信号は振幅検波／比
較回路８にも供給されており、送受信コイル１）からみ
た上記インピーダンスが変化すると、この送受信コイル
１）に流れる電流が変化し、これとともに、振幅検波／
比較回路８に流れる電流も変化する。この電流の変化は
ＩＣカード２におけるデータ処理回路１７から可変負荷
インピーダンス回路１５に供給されるデータの“１″、
１０“ビットに応じたものであり、振幅検波／比較回路
８では、この供給される電流が電圧変換され、その電圧
の振幅が検波されて所定の基準電圧と比較され、データ
が復調される。このデータはデータ処理回路４に取り込
まれる。

このとき、可変負荷インピーダンス回路１５の負荷イン
ピーダンスの変化に応じて波形整形回路１４０入力信号
の振幅が変化するが、この人力信号の最小振幅でも波形
整形回路１４でクロックが生成できるように、発振回路
６の出力信号の振幅や可変負荷インピーダンス回路１５
がとる負荷インピーダンスの値が設定されている。

第２図は第１図における可変負荷インピーダンス回路１
５の一具体例を示す図であって、１８はＦＥＴなどの電
子スイッチ、１９は抵抗であり、第１図に対応する部分
には同一符号をつけている。

同図において、可変負荷インピーダンス回路１５は電子
スイッチ１８と抵抗１９とで構成されており、電子スイ
ッチ１８はデータ処理回路１７からのデータの“ド、“
０”ビットに応じてオン、オフする。電子スイッチ１８
がオンしたときには、送受信コイル１２が抵抗１９であ
る負荷インピーダンスを介して短絡されたことになり、
磁気結合回路の送受信コイル１）側からみたインピーダ
ンスが増加する。これにより、振幅検波／比較回路８の
人力信号の振幅は、第３図に示すように、大きくなる。

電子スイッチ１８がオフしたときには、抵抗１９が作用
しなくなって送受信コイル１２は解放され、上記の送受
信コイル１）側からみたインピーダンスが小さくなる。

このため、振幅検波／比較回路８の入力信号の振幅は、
第３図に示すように、小さくなる。

波形整形回路１４の入力信号は、電子スイッチ１８がオ
ンしているとき、振幅が小さくなり、電子スイッチ１８
がオフしているとき、振幅が大きくなる。抵抗１９の抵
抗値は、波形整形回路１４が、その人力信号の振幅が小
さくても、それを波形整形してクロックを生ずることが
できるように設定される。

なお、電子スイッチ１８として、コントロール電圧に応
じて入出力間インピーダンスが略無限大と適度の値との
間を切換え可能なアナログトランジスタを用いれば、抵
抗１９を除くことができる。

また、発振回路６としては、負荷、すなわち磁気結合回
路の送受信コイル１）側からみたインピーダンスが変化
しても、安定に動作するたとえばプッシュプル発振回路
などを用いるのが望ましい。

以上、本発明の一実施例を説明したが、本発明はこの実
施例のみに限定されるものではない。

すなわち、第１図では、リーダライタ１からＩＣカード
２のデータ送信は電力用の搬送波に重畳して行なわれ、
ＩＣカード２からリーダライタ１へのデータ送信はクロ
ック信号の伝送路を介して行なわれたが、逆に、リーダ
ライタ１からＩＣカード２へのデータ送信はクロック信
号に重畳して行ない、可変負荷インピーダンス回路を用
いるＩＣカード２からリーダライタ１へのデータ送信は
電力用搬送波の伝送路を介して行なうようにしてもよい
。また、電力用搬送波とクロック信号の送信は、第１図
のように、別々の磁気結合回路を介して行なうが、リー
ダライタｌとＩＣカード２との間のデータの授受をこれ
ら電力用搬送波、クロック信号の伝送路のいずれか一方
のみで行なう半二重通信方式をとるようにしてもよい。

　さらに、ＩＣカード２での電源としては、第１図のよ
うにリーダライタ１から電力用搬送波が送られるように
せず、太陽電池や超音波などのエネルギーを利用しても
よいし、ＩＣカード２内に科学電池を内蔵してもよい。

さらにまた、上記実施例では、ＩＣカードとそのリーダ
ライタを対象としたが、これに限らず、メモリカードや
メモリカートリッジなどのデータ記憶メモリを備えた装
置にも適用可能であるし、さらには、データの授受を行
なう複数の送受信装置からなる任意のシステムにも適用
可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、少なくとも２つ
の送受信装置間での複数の信号の送受信に際し、該信号
をまとめて１つの磁気結合回路を介して伝送することが
でき、磁気結合回路の使用個数を低減することができる
し、また、該送受信装置の一方で、信号送受信に必要な
発振回路を不要とすることができ、該送受信装置の構成
の簡略化、小型化とともに、部品点数の削減による信転
性の向上を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による送受信方式の一実施例を示すブロ
ック図、第２図は第１図における可変負荷インピーダン
ス回路の一興体例を示す図、第３図は第１図におけるリ
ーダライタでの受信信号を示す図である。 ■・・・・・・リーダライタ、２・・・・・・ＩＣカー
ド、３・・・・・・電源回路、４・・・・・・データ処
理回路、５．６・・・・・・発振回路、７・・・・・・
振幅変調回路、８・・・・・・振幅検波／比較回路、９
・・・・・・送信コイル、１０・・・・・・受信コイル
、１）．１２・・・・・・送受信コイル、１３・・・・
・・振幅検波回路、１４・・・・・・波形整形回路、１
５・・・・・・可変負荷インピーダンス回路、１６・・・・・・整流／平滑回路、７・・・・・・データ処理回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１の送受信装置と第２の送受信装置とを、第１
の磁気結合回路により、非接触で磁気結合し、該第１の
磁気結合回路を介して該第１、第２の送受信装置間で信
号の授受を行なうようにした送受信方式において、該第
１の送受信装置では、一定振幅の第１の信号が出力され
る第１の発振回路の出力端子に該第１の磁気結合回路と
第１の受信信号検出回路の入力端子とが接続されており
、該第２の送受信装置では、該第１の磁気結合回路に波
形整形回路の入力端子と第２の信号のレベルに応じて負
荷インピーダンスが変化する可変負荷インピーダンス回
路とが接続されており、該第１の発振回路から出力され
る該第１の信号を該第１の磁気結合回路を介して該波形
整形回路に送信すると同時に、該可変負荷インピーダン
ス回路および該第１の磁気結合回路を介して該第１の受
信信号検出回路に第２の信号を送信することを特徴とす
る送受信方式。
（２）請求項（１）において、前記第１、第２の送受信
装置は、さらに第２の磁気結合回路により、非接触で磁
気結合され、前記第１の送受信装置は、該第２の磁気結
合回路に第３の信号を供給する第２の発振回路を有し、
前記第２の送受信装置は、該第２の磁気結合回路を介し
て伝送された該第３の信号が供給され、該第３の信号か
ら電源電圧を生成する回路を有することを特徴とする送
受信方式。
（３）請求項（２）において、前記第１の送受信装置に
第４の信号で前記第２の発振回路からの前記第３の信号
を変調して前記第２の磁気結合回路に供給する変調回路
を設け、前記第２の送受信装置に前記第２の磁気結合回
路を介して伝送される前記第３の信号が供給され、該第
４の信号を検出する第２の受信信号検出回路を設けたこ
とを特徴とする送受信方式。
（４）請求項（１）、（２）または（３）において、前
記第２の送受信装置は、少なくともメモリを内蔵したＩ
Ｃカードであつて、前記第１の送受信装置は該ＩＣカー
ドのデータ書込み／読取り装置であり、前記第１、第２
の磁気結合回路は各々コイルからなることを特徴とする
送受信方式。
（５）請求項（１）、（２）、（３）または（４）にお
いて、前記第１の受信信号検出回路は、前記可変負荷イ
ンピーダンス回路の負荷インピーダンスの変化に伴なう
前記第１の磁気結合回路のインピーダンス変化によつて
生ずる入力信号の振幅変化を検出することを特徴とする
送受信方式。