JPH0754541B2

JPH0754541B2 - 情報カ−ド

Info

Publication number: JPH0754541B2
Application number: JP61169505A
Authority: JP
Inventors: 春茂浦田
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1986-07-18
Filing date: 1986-07-18
Publication date: 1995-06-07
Anticipated expiration: 2010-06-07
Also published as: JPS6325792A

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 Autom
ation,OA）、ファクトリー・オートメーション（Factor
y 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
子を持たない無電源（電池を内蔵しない）・非接触形の
透過光方式挿入方向自由形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「ICカード」
P.167−170、日経エレクトロニクス、（1985−12−
２）日経マグロウヒル社「ICカード市場へなだれ込むエ
レクトロニクス・メーカ（上）」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
「ICカード市場へなだれ込むエレクトロニクス・メーカ
（下）」P.249−262、実開昭56−109166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明
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図はその実施例を示す斜視図である。

第２図において、情報の読出し、書込みを行うための外
部装置１と、情報カード２とが設けられ、該外部装置１
から情報カード２へ直流電源V_C,Eが供給されると共に、
その外部装置１と情報カード２の間で入，出力信号I/O
1〜I/O n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。
IC5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１で読出したり、あるいは外部装置１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、その端子接触部のよごれ、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。

このような問題を解決するため、例えば、特開昭61−10
1886号公報等において、端子４のない非接触形の情報カ
ードも提案されている。しかし、１つのコイル装置を介
して電力伝送と信号授受を行っているので、電力と受信
信号と送信信号とを分離する回路が必要となり、回路構
成が複雑化する。また、コイル装置をカード本体の正面
中央部に配置し、カード挿入方向に自由度を持たせて操
作性の向上を図るようにしているが、他の電子部品等の
形成位置に制約を受ける。

従って、情報カードの設計、製造、使用の自由度が大き
く、機械的、電気的信頼性が高く、さらに小型化、薄型
化の点について、未だ技術的に充分満足のゆく情報カー
ドを得ることが困難であった。

（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、ほぼ矩形状のカード本体と、このカード本体の各辺
の中心線に対して対称的に配置され外部から非接触で電
力および信号を受ける受信媒体と、この受信媒体を通し
て入力される電力を電源用の直流電力に変換する電源回
路と、前記受信媒体を通して入力される信号を復調する
復調回路と、情報を記憶するメモリと、前記復調回路の
出力に基づき前記メモリの動作を制御するメモリ制御回
路と、前記カード本体のほぼ中心に配置された透過光形
の光学媒体を有し前記メモリ制御回路の出力により外部
からの光線を該光学媒体で変調して透過させる光変調回
路とを、前記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、受信媒体は該情報カードの挿入方向に制限を受ける
ことなく、外部から電力と信号の供給を受け、同じく光
学媒体も挿入方向に制限を受けることなく、外部からの
光線を変調して透過させることにより、内部の信号を出
力するように働く。これにより、電子部品等の形成位置
にある程度の自由度を持たせつつ、挿入方向に制限を受
けることなく、無電源かつ非接触で、信号の授受が行え
る。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透過光形情報読出し方式
の挿入方向自由形情報カードの構成ブロック図である。

第１図において、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、電力と入力信号S_iを伝送媒体Ｘに変換す
る電気信号／伝送信号変換回路（E/X）11、光OPT_iを放
射するランプや発光ダイオード等の光源２、及び透過光
OPT₀をもとの出力信号S₀に復調する光信号復調回路（P
D）13を有している。

一方、情報カード20は、プラスチック等で作られたほぼ
矩形状のカード本体21を有し、そのカード本体21内に
は、伝送信号／電気信号変換回路（E/X）22、電源回路2
3、メモリ制御回路24、メモリ25、及び透過形の光変調
回路（XOM）26が収容されている。これらカード本体21
内の各回路は、例えばICで構成されている。

伝送信号／電気信号変換回路22は伝送媒体Ｘを受信して
それをもとの信号に復調する回路、電源回路23は伝送信
号／電気信号変換回路22の出力を安定化した直流電圧V
_dcに変換する回路である。メモリ制御回路24は、例えば
マイクロプロセッサで構成され、伝送信号／電気信号変
換器22の出力に基づいてメモリ25の読出しや書込み制御
を行なったり、データの直並列変換等を行なう回路であ
る。メモリ25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（PROM）、電気
的消去書込み可能なROM（EEPROM）、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。光変調
回路26は透過光形の光学媒体を有し、メモリ制御回路24
の出力に基づいて光源12からの光OPT_iを変調し、その透
過光OPT₀を出力する回路である。

なお、外部装置10における入力信号S_iは、情報カード20
側におけるメモリ制御回路24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25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S₀は、メモリ25の読出し情報
や、情報カード内部の動作確認信号等がメモリ制御回路
24内でシリアル化されたものである。

第４図は第１図の光学系を示す図であり、情報カード20
側における光変調回路26の光学媒体がカード本体21のほ
ぼ中心位置に配設されると共に、伝送信号／電気信号変
換回路22の受信媒体も前記カード本体21の長辺および短
辺の各中心線X,Yに対して対照的に配設されている。こ
れらの光学媒体及び受信媒体に対向する位置に、電気信
号／伝送信号変換回路11と光源12及び光信号復調回路13
とが外部装置10側に配設されている。

次に、動作について説明する。

外部装置10に情報カード20を挿入すると、外部装置10側
の電気信号／伝送信号変換回路11は電力と入力信号S_iを
伝送媒体Ｘに変換してそれを情報カード20側へ供給す
る。

情報カード20側へ供給された伝送媒体Ｘ中の電力は、伝
送信号／電気信号変換回路22を通して電源回路23により
安定化された直流電圧V_dcに変換され、カード本体21内
の各回路に電源として供給される。また、情報カード20
側へ供給された伝送媒体Ｘ中の信号は、伝送信号／電気
信号変換回路22でもとの入力信号S_iに変換されてメモリ
制御回路24に与えられる。メモリ制御回路24は、その入
力信号S_iに含まれている情報、例えば書込み情報に基づ
きアドレスを指定してメモリ25へ情報を書込んだ後、そ
の書込み完了信号を出力して光変調回路26へ与える。

光変調回路26は光源12からの光OPT_iを変調し、その変調
後の透過光OPT₀を光信号復調回路13へ供給する。する
と、光信号復調回路13は透過OPT₀を復調して出力信号S₀
を送出する。

ここで、情報カード20側の光学媒体（26）はカード本体
21のほぼ中心に設けられると共に、受信媒体（22）はカ
ード本体21の中心線X,Yに対して対称的に配設されてい
るため、情報カード20をどの方向、すなわち上下、左
右、表裏を逆にして外部装置10へ挿入しても、光学媒体
（26）と光源12及び光信号復調回路13との結合状態、さ
らに受信媒体（22）と電気信号／伝送信号変換回路11と
の結合状態が一定であるため、常に上記のような動作が
可能となる。

第５図〜第10図は第１図をさらに具体化した本発明の他
の実施例を示すものである。

そのうち、第５図は電力供給および信号の受信用に太陽
電池を使用した光結合給電・受信方式の情報カードの構
成ブロック図である。

この回路において、外部装置10側の電気信号//伝送信号
変換回路11は、入力信号S_iを伝送信号に変換する変調回
路（MOD）11−１、発光素子駆動回路11−２、伝送媒体
Ｘとして光OPT_i 1,OPT_i 2を放射する発光ダイオード等
の発光素子11−３、及び送光用のレンズ11−４で構成さ
れている。ここで、発光素子11−３及びレンズ11−４は
第１図の光源12としての機能を有している。さらに、光
復調回路13は、透過光OPT₀を受光するレンズ13−１、透
過光OPT₀を電気信号に変換するホトダイオード等の受光
素子13−２、及び復調回路（DET）13−３で構成されて
いる。

これに対応して情報カード20側の伝送信号／電気信号変
換回路22は、受信媒体としての機能を有し光OPT_i 2を電
気信号に変換する太陽電池22−1,22−２、及び伝送用信
号をもとの信号S_iに復調する復調回路（DEM）22−３で
構成されている。また、光変調回路26は、液晶ライトバ
ルブ駆動回路26−１と、光学媒体の一つである液晶ライ
トバルブ26−２とで構成されている。これら復調回路22
−３及び駆動回路26−１を含む電源回路23、メモリ制御
回路24及びメモリ25は、例えばIC30−１で構成される。

第６図は第５図における情報カード20の実装例を示す平
面図である。液晶ライトバルブ26−２はカード本体21に
おける中心線X,Yの交点に配置され、その液晶ライトバ
ルブ26−２の上下で、かつ同軸上には太陽電池22−1,22
−２が配置されている。

以上の構成において、外部装置10側の入力信号S_iは、変
調回路11−１で伝送用信号に変調され、さらに駆動回路
11−２及び発光素子11−３により光OPT_i 1,OPT_i 2に変
換された後、レンズ11−４を通して情報カード20側の太
陽電池22−1,22−２及び液晶ライトバルブ26−２へ伝送
される。

一方の光OPT_i 2は、太陽電池22−1,22−２で電気エネル
ギーに変換された後、電源回路23及び復調回路22−３へ
与えられる。すると、電源回路23は、与えられた電気エ
ネルギーを安定化した直流電圧V_dcに変換し、IC30−１
内の各回路に印加する。また、復調回路22−３は与えら
れた電気エネルギーのうち、信号分のみをもとの信号S_i
に復調し、メモリ制御回路24に与えられる。メモリ制御
回路24は入力信号S_iに基づき、例えばメモリ25中の情報
を読出し、それを駆動回路26−１に与える。駆動回路26
−１は読出し情報に基づき液晶ライトバルブ26−２を動
作させ、そこへ照射された他方の光OPT_i 1の透過光量を
変調させ、その透過光OPT₀を出力させる。

透過光OPT₀はレンズ13−１を通して受光素子13−２で電
気信号に変換された後、復調回路13−３により復調さ
れ、出力信号S₀として送出される。

この情報カード20では、太陽電池22−1,22−２及び液晶
ライトバルブ26−２が同軸上に配置されているため、ど
の方向に該情報カード20を挿入しても、同一の動作が可
能となる。

第７図は電力供給および信号の受信用に磁気コイルを使
用した磁気結合給電・受信方式の情報カードの構成ブロ
ック図である。

この回路において、外部装置10側の電気信号／伝送信号
変換回路11は、入力信号S_iを伝送用信号に変換する送信
回路（TX）11−11と、磁気結合コイル11−12とで構成さ
れている。さらに、光源12は、発光ダイオード等の発光
素子12−１と、送光用のレンズ12−２とで構成されてい
る。

これに対応して情報カード20側の伝送信号／電気信号変
換回路22は、磁気結合コイル22−11と、伝送用信号をも
との信号に復調する受信回路（RX）22−12とで構成され
ている。そして磁気接合コイル22−１と液晶ライトバル
ブ26−２を除くカード本体21内の全回路は、例えばIC30
−２で構成されている。

第８図は第７図における情報カード20の実装例を示す平
面図である。第６図と同様に液晶ライトバルブ26−２は
カード本体21における中心線X,Yの交点に配置され、さ
らにその交点との同軸上にはほぼ矩形状の磁気結合コイ
ル22−11が配置されている。これら液晶ライトバルブ26
−２及び磁気結合コイル22−11と対向する外部装置10側
の位置には、光源12及び光信号復調回路13と磁気結合コ
イル11−12とが配置されている。

以上の構成において、外部装置10側の入力信号S_iは送信
回路11−11で伝送用信号に変換された後、磁気結合コイ
ル11−12,22−11を通して情報カード20側に与えられ
る。情報カード20側では、磁気結合コイル22−11を通し
て入力される伝送用信号の電力は電源回路23で直流電圧
V_dcに変換されるが、信号部分は受信回路22−12でもと
の信号S_iに変換された後にメモリ制御回路24に与えられ
る。メモリ制御回路24の出力により、駆動回路26−１を
通して液晶ライトバルブ26−２が発光素子12−１及びレ
ンズ12−２からの光OPT_iを変調してその透過光OPT₀をレ
ンズ13−１を通して受光素子13−２に与える。これによ
り、第５図及び第６図と同様の作用、効果が得られる。

第９図は電力供給および信号の受信用に容量結合の極板
を用いた容量結合給電・受信方式の情報カードの構成ブ
ロック図、第10図は第９図における情報カードの実装例
を示す平面図である。

この回路において、外部装置10側の電気信号／伝送信号
変換回路11は、入力信号S_iを伝送用信号に変換する送信
回路（TX）11−21と、容量結合用の極板11−23と、帰線
用の極板11−23とで構成されている。これに対応して情
報カード20側の伝送信号／電気信号変換回路22は、容量
結合用の極板22−21と、帰線用の極板22−22と、受信回
路（RX）22−23とで構成されている。ここで、極板22−
21と22−22はカード本体21の中心点を基準として中心線
Ｘ上に対称的に配設されており、それに対応して外部装
置10側の極板11−22,11−23も配置されている。また、
それらの極板22−21,22−22及び液晶ライトバルブ26−
２を除いてカード本体21内の全回路は、例えばIC30−３
で構成される。

以上の構成において、外部装置10から情報カード20への
電力伝送および信号伝送は極板11−22,22−21を通して
行なわれ、それ以外は第７図および第８図と同様の作
用、効果を奏する。

上記各実施例では、次のような利点を有する。

従来の接触形情報カードのように内部回路の端子を
外部に露出させず、非接触で電力供給と信号の入，出力
を行なうことができるため、端子接触部のよごれ、酸
化、腐食、磨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
部電圧や静電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機器等のほかに、悪
影響下や防爆対策を必要とする場所における装置にも適
用可能である。

電池を内蔵していないので、電池交換の必要がな
く、さらに電池の取付けスペース分だけカード本体21を
薄型化できる。

情報カード20側の受信媒体及び光学媒体がカード本
体21の中心線X,Yに対して対称かつ同軸上に配置されて
いるため、他の電子部品等の形成位置にある程度の自由
度を持たせつつ、情報カード20をどの方向、すなわち上
下、左右、表裏を逆にして外部装置10へ挿入しても動作
が可能である。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、種の変形が
可能である。例えば、受信媒体や光学媒体の形状や構造
を図示以外のものに変形することも可能である。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、受信媒体
をカード本体の各辺の中心線に対して対称的に配置する
と共に、透過光形の光学媒体を該カード本体のほぼ中心
に配置したので、他の電子部品等の形成位置にある程度
の自由度を持たせることができ、情報カードの設計や製
造が容易になる。しかも、受信媒体は、情報カードの挿
入方向に制限を受けることなく、外部から電力と信号の
供給を受け、同じく、光学媒体も、挿入方向に制限を受
けることなく、外部からの光線を変調して透過させるこ
とができるようになり、使い勝手を向上させることがで
きる。その上、電力および受信信号の入力系統と、送信
信号の出力系統とを、分離しているので、それら両系統
をフィルタ等を用いて電気的に分離する必要がなく、回
路構成を簡単化できる。従って、機械的および電気的な
信頼性の向上が図れると共に、小型化および薄型化が可
能になる。

また、例えば、受信媒体を太陽電池で形成してそれらを
光学媒体の周辺に配置し、信号を重合して照射する構成
にした場合、単一の光源によって信号の送受信と電力の
供給をすることができ、装置の構成をより簡略化でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す透過光形情報読出し方式
の挿入方向自由形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
図の実装例を示す斜視図、第４図は第１図の光学系を示
す図、第５図〜第10図は第１図をさらに具体化した本発
明の他の実施例を示すもので、そのうち第５図は第１図
の光結合給電・受信方式の構成例を示すブロック図、第
６図（１），（２）は第５図の実装例を示す平面図及び
縦断面図、第７図は第１図の磁気結合給電・受信方式の
構成例を示すブロック図、第８図は第７図の実装例を示
す平面図、第９図は第１図の容量結合給電・受信方式の
構成例を示すブロック図、第10図（１），（２）は第９
図の実装例を示す平面図および縦断面図である。 10……外部装置、11……電気信号／伝送信号変換回路、
12……光源、13……光信号復調回路、20……情報カー
ド、21……カード本体、22……伝送信号／電気信号変換
回路、23……電源回路、24……メモリ制御回路、25……
メモリ、26……光変調回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ほぼ矩形状のカード本体と、前記カード本体の各辺の中心線に対して対称的に配置さ
れ外部から非接触で電力および信号を受ける受信媒体
と、前記受信媒体を通して入力される電力を電源用の直流電
力に変換する電源回路と、前記受信媒体を通して入力される信号を復調する復調回
路と、情報を記憶するメモリと、前記復調回路の出力に基づき前記メモリの動作を制御す
るメモリ制御回路と、前記カード本体のほぼ中心に配置された透過光形の光学
媒体を有し前記メモリ制御回路の出力により外部からの
光線を該光学媒体で変調して透過させる光変調回路と
を、前記カード本体内に収容したことを特徴とする情報カー
ド。
【請求項２】前記受信媒体は太陽電池で形成し、該太陽
電池を前記光学媒体の周辺に配置して信号を重合して照
射する構成にした特許請求の範囲第１項記載の情報カー
ド。
【請求項３】前記光学媒体は液晶ライトバルブで、前記
受信媒体は前記カード本体の表面および裏面に配置され
た太陽電池で、それぞれ構成した特許請求の範囲第１項
記載の情報カード。
【請求項４】前記光学媒体は液晶ライトバルブで、前記
受信媒体は磁気コイルで、それぞれ構成した特許請求の
範囲第１項記載の情報カード。
【請求項５】前記光学媒体は液晶ライトバルブで、前記
受信媒体は一対の容量結合用極板で、それぞれ構成した
特許請求の範囲第１項記載の情報カード。