CN1469673A - 便携式信息处理装置 - Google Patents

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Abstract

在以便携电话终端为首的小形便携信息装置上使用IC卡模块的情况下，根据装置形小量轻的需求使用远比通常的IC卡更小形的东西。在小型的非接触式的卡中存在不能确保模块上的天线线圈面积、不能获取收发信号的能量、与外部装置的通信距离变小的问题。通过升压线圈在外部装置与IC卡模块的天线线圈之间进行收发信，这样可得到扩展实效天线线圈面积的效果，并使通信距离伸展到在实用上不成问题的程度。由此不会产生可靠性、静电损害的问题。

Description

便携式信息处理装置
技术领域
本发明涉及可装配以非接触形IC卡为首的非接触信息媒体的信息处理装置。
背景技术
作为非接触IC卡的现有技术，例如有特开平11-149536号公报。在该公报中记载了“复合IC卡具备安装有内置了接触型与非接触型两通信功能的IC的IC模块和非接触传输用天线，并把IC模块与非接触传输用天线的各信号传输用线圈设置成相互紧密耦合，使IC模块和非接触传输用天线通过变压器耦合非接触地耦合。把外部读写装置和非接触耦合的天线线圈配置成不涉及到接触型电极的外部端子区即IC模块的嵌合部、压纹区以及磁条区”的内容。
而且，作为其它的现有技术有特开2001-5920号公报。在该公报中记载了“使便携电话具备可与非接触IC卡进行数据通信的接口，使读写器具备呼叫便携电话的功能以及与便携电话之间进行双向通信的功能，把非接触IC卡与便携电话接近配置。总是从读写器输出呼叫便携电话的发送信号，便携电话响应发送信号的接收在与读写器之间建立双向通信状态，并且便携电话响应发送信号的接收向非接触IC卡发送请求通信的请求信号，由此来建立便携电话与非接触IC卡之间的双向通信状态”的内容。
另外，非接触IC卡有多种标准，但被广泛采用的是即使在离开与其通信的外部装置即读写器(以下简称RW)数cm至10cm程度的位置也能使用的ISO14443标准。
发明内容
在从具有通信功能的个人计算机(以下简称PC)发展而来的便携信息终端(PDA(Personal Digital Assistant)或HPC(Handheld PC)等)、包含PHS(Personal Handy Phone)的便携电话终端或电子钱包一类的便携信息装置等的信息处理装置的领域中，出现了为了多功能化而安装IC卡等信息媒体的装置。利用终端，对于信用卡等的金融结算、票证的预约等以往必须前往相关店点办理的事情，可以不论时间和地点来进行。
目前，用于此目的的IC卡大多都是具有提供电源、时钟、数据等用的电接点的接触形IC卡。
而且在卡上不具备电接点的非接触形IC卡的实用化最近已经迅速展开，特别是在电话卡、铁路的月票中由于使用方便而得到普及。
通常的非接触形IC卡的大小当然与标准的IC卡、磁卡等的大小相同，是85×55mm左右。然而，特别是如果要安装到便携电话终端，则这一尺寸是根本放不进去的。在最近的例子中，出现了安装15×25mm左右的被称为UIM(Universal Identification Module)的接触型卡的装置，在特别要求形小量轻的便携电话来说，可以认为今后会是这种程度的尺寸。
众所周知，非接触形IC卡为了利用电磁感应向内置于卡内的信息处理用的电路部分提供功率并且与外部的RW之间进行通信，而具有天线线圈。如果IC卡如上述那样变小，则天线线圈就难有面积、圈数，卡与RW间的通信距离变短。实际上，按上述UIM类型的尺寸即使形成天线线圈，也只能有3cm左右的通信距离，可预想到在实际运用上会有问题。而且，这么小的东西，根据安装的位置，通信的电磁波会被电池组、屏蔽板等本来便携电话终端所具有的部品所屏蔽。从而，可预想到实际可能的通信距离将会更短。
对此，考虑了形成以往程度大小的天线线圈，外置在非接触形IC卡上的情况。但是，使用作为相对于IC卡的独立体所形成的天线线圈，不仅有连接部的可靠性问题，还存在由于内置于卡中电路的天线连接端子被引出，在安装天线线圈前的制造过程等出现电路设备的静电损害的问题。
这个问题是利用小形的非接触形IC卡场合下的新问题，在现有的文献中未被言及。
本发明的目的在于提供一种即使在把上述那样的小形的非接触形IC卡安装到便携信息装置，也可以在与RW之间取得以往的通信距离、而且不出现可靠性及静电损害的问题的方法。
为达成上述目的，本发明的信息处理装置，其特征在于：具有安装单元，其安装非接触信息媒体；收发单元，其把从被安装在该安装单元的该非接触信息媒体接收到的信号发送给外部装置，把从该外部装置接收到的信号发送给被安装在该安装部的该非接触信息媒体。特别理想的是，非接触信息媒体是非接触IC卡，收发单元是升压线圈，非接触IC卡作成的面与升压线圈作成的面相对配置，并在其间没有电磁屏蔽物。
附图说明
图1A、1B是表示本发明的便携电话终端中元件的配置例的附图。
图2A、2B是表示本发明的便携电话终端中其它元件的配置例的附图。
图3是表示本发明中升压线圈一例的附图。
图4是表示本发明中IC卡模块一例的附图。
图5是包含RW(读写器)的整体系统图。
实施方式
以下，根据需要利用附图对本发明实施方式加以说明。本发明以上述那样的各种各样信息处理终端，特别是可应用于便携信息终端、在以下说明中作为代表以便携电话为例子。然而，本发明并不限于该例子。
本发明的1个特征是：例如便携电话终端那样的小形便携信息装置，在具有小形非接触形IC卡的情况下，该IC卡与在该装置外部的RW之间的通信并不是在各自具有的天线线圈之间直接进行，而是经由叫作升压线圈的共振线圈来实现的。
首先利用图1，对在便携电话终端与本发明直接相关的元件的配置例进行说明。图1A是从背面观看本发明便携电话终端1的概略图。11是在便携电话中使用的收发电波用的天线杆，12是在基于液晶等的显示部的背面的便携电话的主体壳。2是电池组，3是升压线圈，4是IC卡模块，这些在使用时是用与前面的主体壳相区别的独立体的电池盖壳覆盖而什么都看不见，在此是用去掉了该电池盖壳的状态进行图示的。而且，在这种状态下仍不能直接看见的部分用点线表示。在从正面观看便携电话终端1的情况下，多在电池组2的位置放置键板，在主体壳12的位置如前面所述放置显示部。而且在收藏时除图1形状的直的类型外，还有2个折叠的翻叠类型。
另外，IC卡模块被设置在便携电话的恰当的安装单元安装。例如是在便携电话设置插入IC卡模块的插入口等的单元。
而且其效果有如果该显示部不仅对有关电话的信息、还对在IC卡模块4存储的信息例如下述的铁路月票的有效期间或区间的信息进行显示，或者对表示IC卡模块4正常工作的标记进行显示，可以提高使用的方便性。
图1B是表示电池组2、升压线圈3、IC卡模块4的高度方向相对位置的概略图。这相当于从图1A的下侧观察的状态。图中的虚线是基于塑性材料等的内部间隔。在此，IC卡模块4是以插入到设置在内部间隔的凹部的形式安装的。IC卡模块4的安装和取出是在取掉电池组2的状态下进行的，由于并非是频繁的操作所以没有不便。升压线圈3一般理想的是其面积大于IC卡模块4。在此IC卡模块4当然配置成涉及电池组2的大部分，也当然并不局限于此。可以覆盖电池组2的全体，而且也可以相反扩展到主体壳12的内部侧。
电池组2有时与未图示的壳成为一体。这种情况下可以考虑有把升压线圈3夹在电池组2和壳之间成为一体，或者在壳的外侧形成升压线圈3等的方法。
在图1的例子中，升压线圈3和IC卡模块4并未隔着电池组2来配置，因此收发的信息不会被电池组2屏蔽。
图2A、2B是表示与图1A、1B不同的本发明配置例的概略图。在此IC卡模块4位于电池组2的里侧。这种情况下，升压线圈3虽然以前面图1B所示那样的直的形状也能发挥作用，但理想的是不如图2B所示那样利用软板等形成，绕到电池组2的里侧与IC卡模块4有效耦合。
另外，在图2B的配置中，用于来自外部的收发信的电磁场和与IC卡模块4通信的电磁场虽然是相互抵消的方向，但由于电池组2作为电磁场的屏蔽物起作用，所以少有问题。
在图2B，可以把升压线圈3配置到电池组2与IC卡模块4之间。在这种情况下，还有在电池组2的壳上形成升压线圈3的方法。而且升压线圈3还可以在电池组2的图中其它边缠绕。
在图2中由于升压线圈3跨越电池组2的两面，所以从便携电话终端1表里的哪一面都能与外部的RW(读写器)进行信息交流，这一点非常方便。为此，可以把在图2B中升压线圈3的位于在图中电池组2的下侧的部分再向在图中左侧延长，使得不论从哪一面都能得到相同程度的灵敏度。
接下来，图3是表示前面的升压线圈3的一例图。31是基片，如上所述，根据需要可以采用柔软材料。32是印刷到基片上的天线线圈。这里只描绘了2匝，当然不只限于此。一般为了加强耦合多卷绕5匝以上。33是在基片上安装乃至形成的电容元件。后面将会叙述，实际上可以设计成在耦合状态下，在进行收发的信号的载波频率附近，线圈和电容元件产生共振。
升压线圈3一般在装置允许的条件下希望有大的面积。在具有大形液晶显示器乃至键板的便携信息终端，若灵活利用壳的背面则可以确保充分的面积。
图4是表示前面的IC卡模块4的一例图。41是基片，42是印刷到基片上的天线线圈，43是非接触IC卡的进行信息处理的信息处理部即非接触用IC。这里的天线线圈的匝数也不限于图示的内容。非接触用IC43从由天线线圈42得到的信号获取功率和信息，而且通过对其负荷进行调制来向外部装置发送信息。为具有运算处理功能和信息存储功能，在非接触用IC43中具有必要规模的微型计算机和存储器。另外，在基片41上也可以与图3的例子一样设置共振用的电容。
图4的IC卡模块4如前所述是15×25mm左右的大小，不太能得到天线线圈42的面积，从而在这种形态下不能得到用于收发信息的通信距离。升压线圈3虽然是基于终端装置的情况，但还是能取得35×50mm的程度。通过升压线圈3如果利用其2共振作用，则等效地扩大了天线线圈42的面积，可以把通信距离延长到实用上没有问题的程度。
另外，如果不使用升压天线3而欲取必要的通信距离，则天线线圈42不能内置于面积小的IC卡模块4中，而变成设置连接端子外付大的天线线圈。这种情况下，存在连接端子可靠性的问题，而且在制造工序上到安装外付的天线线圈为止的期间，存在非接触用IC43引起静电损害的可能。但是，如本发明在利用升压线圈3的方法中，具有消除这种问题的效果。
而且，以中介升压线圈3为前提，即使再缩小IC卡模块4的天线线圈42的面积，也几乎不对收发信的通信距离造成影响。于是可以考虑把天线线圈42嵌入非接触用IC43的内部，在IC流程中形成或在IC上追加加工来形成。这样一来，如果使天线线圈42与非接触用IC43一体化，用于除去非接触用IC43不良品的检查可以用IC单体在非接触状态下进行，具有降低在检查时损害IC的可能性的效果。
到此为止的说明，是把所使用的IC卡模块4设定为非接触形，但能在接触形、非接触形的双方发挥功能的混合形也可以。一方面利用接触形的功能，通过便携电话进行金融结算，另一方面购买乘车券或月票，利用非接触形的功能，穿过铁路的剪票口等，可以大幅度扩充便携电话机的功能。
在图5中示出包含外部RW(读写器)的全体系统。在此，5是RW，51是其天线线圈，52是RW主体具有信息处理电路等。升压线圈3内部的天线线圈32为了图示的方便分成32A和32B的两个部分进行表示。从RW5发送给IC卡模块4的信息调制载波从天线线圈51送出。对此在升压线圈3的天线线圈32A接收。升压线圈3如前面所述其面积大，而且与电容元件33的共振频率设定成基本等于上述的载波频率，所以能够接收的能量大。因此，从天线线圈32B以此大的能量向IC卡模块4的天线线圈42、进而向非接触用IC43提供信息。这样由于能接收更多的能量，所以与不通过升压线圈3而直接在天线线圈51与42之间进行通信的情况相比，可以收到增大通信距离的效果。
从IC卡模块4向RW5送还信息时也具有完全相同的作用和效果。
另外，在图5中把升压线圈3的线圈天线分成32A、32B的两分进行了描写。正如此实际上即使形成其它的线圈效果也一样，当然如图3所示利用1个线圈来实现也可以。而且，在实际利用32A、32B的2个线圈时，可以把电容元件33如图5所示放置在与2个线圈并联共振的位置，也可以放置在串联共振的位置。
而且实际的共振频率在很多场合下多少与在升压线圈3的单体情况下的共振频率有些不同。这是从升压线圈3看到的IC卡模块4、RW5的阻抗的影响，还有在图1、图2示出的电池组2等近邻构成元件的影响。在调整并统一共振频率的场合，理想的是预先考虑这些影响或实际组装进装置进行调整。
另外，IC卡模块4、升压线圈3、电池组2的配置方法并不限于以上说明的配置。而且，在以上的说明中是以便携电话为例说明的，但对于其它便携信息装置和信息处理装置本发明同样可以适用。其时最好的配置是非接触IC卡作成的面与升压线圈作成的面相对，并在其间没有电磁屏蔽物。
如以上所述在本发明中，在信息处理装置使用小形非接触卡模块的场合下，正因为是小形才消除了得不到与外部装置的通信距离的问题，可以确保所希望的通信距离，具有可提高使用方便性的效果。而且其效果还有不会产生非接触卡模块的可靠性问题或静电损害的问题。

Claims (13)

1.一种信息处理装置，包括：
安装单元，其安装非接触信息媒体；
收发单元，其把从被安装在该安装单元的该非接触信息媒体接收到的信号发送给外部装置，把从该外部装置接收到的信号发送给被安装在该安装部的该非接触信息媒体。
2.一种信息处理装置，包括：由
插入非接触IC卡的插入口；
在与插入在该插入口的该非接触IC卡之间以及与外部装置之间利用电磁感应进行信息收发的线圈组成的装置。
3.一种信息处理装置，包括：由
在与进行信息收发的外部装置之间利用电磁感应进行信息收发的升压线圈；
安装具有在与上述升压线圈之间利用电磁感应进行信息收发的天线线圈的非接触信息媒体的安装部组成的装置。
4.权利要求3中记载的信息处理装置，其中
按照上述升压线圈作成的面与上述天线线圈作成的面相对的原则来配置上述升压线圈和上述安装部。
5.权利要求4中记载的信息处理装置，其中
按照在上述升压线圈作成的面与上述天线线圈作成的面之间没有电磁屏蔽物的原则来配置上述升压线圈和上述安装部。
6.权利要求3中记载的信息处理装置，其中
按照在上述升压线圈的一部分作成的面与上述天线线圈作成的面之间没有电磁屏蔽物的原则来使上述升压线圈的一部分变形。
7.权利要求6中记载的信息处理装置，其中
上述升压线圈在可变形的软基片上形成。
8.权利要求5中记载的信息处理装置，其中
上述电磁屏蔽物是向该便携信息装置提供电源的电池组。
9.权利要求6中记载的信息处理装置，其中
上述电磁屏蔽物是向该便携信息装置提供电源的电池组，
上述升压线圈按照裹夹该电池组的原则配置。
10.权利要求3中记载的信息处理装置，其中
上述便携信息装置具备主体壳和电池盖壳，
在上述电池盖壳设置上述升压线圈。
11.权利要求3中记载的信息处理装置，其中
上述非接触信息媒体具有的天线线圈在构成非接触信息媒体的半导体芯片上与其成为一体而形成。
12.一种非接触信息媒体，其安装在第1信息处理装置，通过该第1信息处理装置与第2信息处理装置进行信息的收发，包括：
可安装在该第1信息处理装置所具备的安装单元上的基片；
与该第1信息处理装置所具备的收发单元利用电磁感应进行信息收发的天线线圈；
对用该天线线圈收发的信息进行处理的信息处理部。
13.权利要求12中记载的非接触信息媒体，其中
上述天线线圈与上述信息处理部在半导体芯片上成为一体而形成。
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