DE4328100C2 - Signalempfangsspuleneinrichtung und IC-Karte vom kontaktlosen Typ, welche die Signalempfangsspuleneinrichtung verwendet - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Vermeidung eines fehlerhaften Betriebes einer Empfangsspuleneinrichtung wie beispielsweise einer Rücksetzsignal-Empfangsspuleneinrichtung, welche bei­ spielsweise bei einer IC-Karte vom kontaktlosen Typ verwendet ist, die elektromagnetische Wellen zur Durchführung eines Empfangs-/Übertragungsbetriebes ver­ wendet.

Unter den verwendeten IC-Karten ist in den vergangenen Jahren insbesondere eine IC-Karte vom kon­ taktlosen Typ interessant geworden, bei der elektromagne­ tische Wellen bzw. Licht verwendet wird zur Durchführung einer Änderung von Signalen. Fig. 6 zeigt in einem Blockdiagramm die grundlegende Anordnung einer IC-Karte vom kontaktlosen Typ. Des Weiteren zeigt Fig. 7 ein Schaltungsblockdiagramm von weiteren Einzelheiten der Schaltungsstruktur der IC-Karte vom kontaktlosen Typ gemäß Fig. 6. Diese Figuren sind in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 3-262089 offenbart. Unter Bezugnahme auf Fig. 6 ist ein ROM 2 und ein RAM 3 über einen Bus 8 mit einer CPU 1 miteinander verbunden, welche die Betriebsweise einer IC-Karte vom kontaktlosen Typ 100 steuert. Eine I/O-Steuerschaltung 4 zur Steuerung des Eingangs/Ausgangs von Daten von/nach einer externen Vorrichtung 9 ist mit dem Bus 8 verbunden, und die I/O- Steuerschaltung 4 ist des Weiteren mit einer Antennenschaltung 6 über eine Modulator- Demodulatorschaltung 5 verbunden. Des Weiteren ist auf eingebaute Weise eine Batterie 7 zur Lieferung von Leistung an jede der Schaltung vorgesehen. Da die IC- Karte vom kontaktlosen Typ 100 als ein Computer mit einem gespeicherten Programm arbeitet, liest die CPU 1 das in dem ROM 2 oder RAM 3 gespeicherte Programm, um es nach Dekodierung auszuführen.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 die be­ sondere Schaltungsordnung, der IC-Karte vom kontaktlosen Typ 100 kurz beschrieben. Die IC-Karte 100 vom kontaktlo­ sen Typ besitzt einen IC 10, mit dem die Antennenschaltung 6, die Batterie 7 und ein Kristallschwingkreis 19 verbunden sind. Der IC 10 weist die CPU 1 auf, die mit dem Bus 8 verbunden ist. Jeweils mit dem Bus 8 verbunden sind: Der ROM 2 zum Speichern des Programmes für die Steuerung des Betriebes der CPU 1; der RAM 3 zum Speichern von Daten und die I/O- Steuerschaltung 4 zum Steuern des Eingangs/Ausgangs von Daten von/nach einer (nicht näher dargestellten) externen Vorrichtung. Des weiteren ist ein Timer 20 zum Zählen durch Frequenzteilen eines internen Taktes und ein Prescaler 21 zum Setzen eines Anfangswertes des Timers 20 mit dem Bus 8 verbunden.

Die I/O Steuerschaltung 4 umfaßt einen UART 22 zur Ausübung einer asynchronen seriellen Datenübertragung, einen Baud-Ratengenerator 23 zum Setzen der Übertragungsrate des UART 22, und einen Carrier-Generator 24 zum Erzeugen eines Carriers. Die Modulator- Demodulatorschaltung 5 ist mit der I/O-Steuerschaltung 4 verbunden, und die Antennenschaltung 6 ist mit der Modulator-Demodulatorschaltung 5 verbunden. Die Modulator-Demodulatorschaltung 5 weist auf: eine Modulationsschaltung 25 zur Modulation eines Ausganges des UART 22 mittels eines Carriers; eine Demodulatorschaltung 26 zur Demodulation eines Eingangssignales von der Antennenschaltung 6; und Ausgangstransistoren 27 und 28 zum Treiben der Antennenschaltung 6. Ein Rücksetzsignal zum Rücksetzen der CPU 1 wird von einer externen Vorrichtung durch eine Rücksetzsignal-Empfangsspule 50 empfangen und über einen Anschluß 47 und Gatter 49, 48 übertragen. Des weiteren sind in dem IC eine Takterzeugungsschaltung 29, mit der der Kristallschwingkreis 19 verbunden ist, und ein Überwachungstimer 30 vorhanden. Es wird vermerkt, daß eine genauere Beschreibung jeder Komponente in der IC- Karte vom kontaktlosen Typ als Ganzes in der zuvor er­ wähnten Veröffentlichung dargestellt worden ist und im folgenden nicht näher erläutert wird.

Fig. 8 zeigt die tatsächliche innere Anordnung einer IC-Karte vom kontaktlosen Typ. Die Karte 100 vom kontakt­ losen Typ ist derart ausgebildet, daß die funktionellen Elemente auf der vorderen Oberflächenseite oder auf sowohl der vorderen, als auch rückseitigen Oberfläche eines Schaltungssubstrates 110 befestigt sind, und das Schaltungssubstrat 110 mit den funktionellen Elementen darauf beispielsweise über ein (nicht näher dargestell­ ten) Harz abgedichtet ist. In Fig. 8 bezeichnet das Bezugszeichen 6 die Antennenschaltung, 7 die Batterie und 50 die Rücksetzsignal-Empfangsspule, während die Hauptabschnitte aus Fig. 7 mit Ausnahme dieser Komponenten durch den IC 10 dargestellt sind. Des weite­ ren sind diskrete Widerstände, diskrete Kapazitäten, usw. als Schaltungselemente in der Umgebung des IC 10 vorgese­ hen. Des weiteren ist ein Teil der elektrischen Verbindung zwischen den jeweiligen Komponenten, die auf der vorderen Oberflächeseite befestigt sind, mit der rückseitigen Oberflächenseite des Schaltungssubstrates 110 mittels vorgesehener Durchgangsöffnungen bewirkt.

Die Rücksetzsignal-Empfangsspule ist beispielsweise durch Ausbilden einer Windung eines Leiters wie bei­ spielsweise aus Kupfer oder durch Bilden einer Leitungsstrukturierung in der Form einer Spirale auf dem Schaltungssubstrat ausgebildet. Die Rücksetzsignal- Empfangsspule 50 und ein Datenübertragungsspule, die die Antennenschaltung 6 in Fig. 8 bildet, sind beide auf ähnliche Weise gebildet, d. h. durch Ausbilden einer Leitungsstrukturierung in der Form einer Spirale auf dem Schaltungssubstrat 110. Die Rücksetzsignal-Empfangsspule 50 ist mit dem einen Ende mit dem IC 10 über einen Verdrahtungsleiter verbunden, der auf der vorderen Oberflächseite des Schaltungssubstrats 110 gebildet ist, und ist mit dem anderen Ende mit Masse über eine Durchgangsöffnung 60 gemeinsam mit dem IC 10, usw. ver­ bunden. Die Beziehung zwischen der Rücksetzsignal- Empfangsspule 50 und dem IC 10 in der IC-Karte vom kon­ taktlosen Typ gemäß Fig. 8 ist auf schematische Weise in Fig. 9 dargestellt. Die beiden Enden der Rücksetzsignal- Empfangsspule 50 sind jeweils mit dem Anschluss 47 des IC 10 (vgl. Fig. 7) mit Masse verbunden.

In EP 0 249 356 A1 ist eine Vorrichtung zur indukti­ ven Signalübertragung offenbart, die zwei benachbarte, nicht miteinander überlappende Spulen mit entgegengesetz­ ter Windungsrichtung umfasst, die in Reihe geschaltet sind. Werden beide Spulen demselben magnetischen Wechselfeld unterzogen, so wird in ihnen jeweils eine elektromotorische Kraft von im Wesentlichen gleicher Größe aber entgegengesetzter Richtung induziert. Diese Vorrichtung zur induktiven Signalübertragung findet Anwendung als Signalempfangsspule in einer IC-Karte vom kontaktlosen Typ, die des Weiteren einen Schaltungsabschnitt, der einen funktionalen Bereich bildet, und eine mit dem Schaltungsabschnitt verbundene Datenübertragungs/Empfangsvorrichtung zum kontaktlosen Übertragen/Empfangen nach bzw. von außen umfasst.

Die bisher verwendeten IC-Karten vom kontaktlosen Typ sind wie vorstehend beschrieben aufgebaut. Obwohl im Falle der Verwendung einer einzigen Rücksetzsignal- Empfangsspule ein Rücksetzsignal durch die Rücksetzsignal-Empfangsspule empfangen werden kann, wird dieses bei einem normalen Betrieb nicht verwendet, da das Rücksetzsignal lediglich in einigen begrenzten Fällen vorgesehen wird, beispielsweise bei der Inspektion der Karte oder bei einem Speicherbetrieb bei einem Auftreten einer Abnormalität. Aus diesem Grund ist die Anzahl der Windungen oder die Größe der Spule verringert, um die Empfindlichkeit der Spule zu verringern und um ein Fehlverhalten zu vermeiden. In einigen Fällen wird jedoch ein magnetisches Wechselfeld (ein magnetisches Feld, welches sich mit der Zeit ändert) auf zufällige Weise an die Rücksetzsignalspule angelegt, etwa aufgrund eines starken Elektromagneten oder dergleichen, wodurch eine Rücksetzung relativ leicht von außerhalb durchgeführt werden kann. Hierdurch kann sich in nachteiliger Weise ein unerwünschter Rücksetzvorgang ergeben. Auch die Verwendung von zwei entgegengesetzt geschalteten Signalempfangsspulen sichert eine IC-Karte vom kontaktlo­ sen Typ nicht gegen unerwünschte Rücksetzsignale, da ein lokales magnetisches Wechselfeld, das nur eine der beiden Signalempfangsspulen durchdringt, jederzeit einen uner­ wünschten Rücksetzvorgang auslösen kann.

Hier soll die Erfindung abhelfen. Aufgabe ist es, ei­ ne Signalempfangsspuleneinrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der ein fehlerhafter Betrieb vermieden ist, beispielsweise aufgrund eines zufälligerweise erzeugten magnetischen Wechselfeldes, und des Weiteren eine IC- Karte vom kontaktlosen Typ zur Verfügung zu stellen, welche eine derartige Signalempfangsspuleneinrichtung als Rücksetzsignal-Empfangsspuleneinrichtung verwendet.

Diese Aufgabe wird durch eine Signalempfangsspuleneinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Eine Signalempfangsspuleneinrichtung entsprechend ei­ nem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist auf: eine Vielzahl von Paaren von Spulen, wobei jedes Paar aus einer ersten spiralförmigen Spule mit einer vorbestimmten Windungsrichtung und einer zweiten spiralförmigen Spule besteht, die in der Nachbarschaft der ersten spiralförmi­ gen Spule derart vorgesehen ist, dass keine Überlappung mit der ersten spiralförmigen Spule verursacht ist, wobei die zweite spiralförmige Spule in Reihe mit der ersten spiralförmigen Spule verbunden ist und eine entgegenge­ setzte Windungsrichtung hierzu aufweist, und die zweite spiralförmige Spule eine induzierte elektromotorische Kraft von im Wesentlichen derselben Größe und der entge­ gengesetzten Richtung zu derjenigen der ersten spiralför­ migen Spule erzeugt, wenn sie demselben magnetischen Wechselfeld unterzogen ist und eine AND-Schaltung, mit der die Spulenpaare parallel verbunden sind, wobei die AND-Schaltung das logische Produkt der Ausgänge der jeweiligen Spulenpaare herausnimmt, und es als Ausgangssignal hiervon zur Verfügung stellt.

Des Weiteren ist eine IC-Karte vom kontaktlosen Typ gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen, die eine Rücksetzsignal- Empfangsspuleneinrichtung mit dem Aufbau der Signalempfangsspuleneinrichtung entsprechend dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist.

Des Weiteren ist eine IC-Karte vom kontaktlosen Typ entsprechend einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen, bei der eine Abdeckfolie bzw. ein Abdeckblatt mit einem Leitungsfilm zum Abschneiden von elektromagnetischen Wellen vorgesehen ist, die über einem Abschnitt entsprechend dem Abschnitt des Kartenkörpers, über dem die Rücksetzsignalspule vorgesehen ist, ange­ bracht ist, und zwar auf eine ablösbare/erneut anbring­ bare Weise auf dem Kartenkörper.

Bei der Signalempfangsspuleneinrichtung entsprechend dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vielzahl von Paaren von Spulen vorgesehen, wobei jedes Paar aus ersten und zweiten spiralförmigen Spulen be­ steht, und diese zwei spiralförmigen Spulen jeweils in Reihe verbunden und in enger Nachbarschaft zueinander vorgesehen sind, wobei deren Windungsrichtungen entgegen­ gesetzt zueinander angeordnet sind, sodass, wenn sie demselben magnetischen Wechselfeld unterzogen werden, elektromotorische Kräfte mit im Wesentlichen derselben Größe und von entgegengesetzten Richtungen induziert werden. Selbst falls ein magnetisches Wechselfeld auf zufällige Weise vorgesehen ist, ergibt sich kein Fehlverhalten, da die elektromotorischen Kräfte, die auf den beiden spiralförmigen Spulen eines Spulenpaares erzeugt werden, gegenseitig ausgelöscht werden, und da das logische Produkt der Ausgänge der jeweiligen Spulenpaare herausgenommen wird, wird die Zuverlässigkeit im Hinblick auf die Vermeidung eines Fehlverhaltens weiterhin verbessert. Wenn tatsächlich ein Signal über die Signalempfangsspuleneinrichtung gegeben wird, werden magnetische Wechselfelder von entgegengesetzten Polaritäten jeweils beispielsweise an die beiden spiral­ förmigen Spulen eines jeden Spulenpaares angelegt auf­ grund einer Signalübertragungsspuleneinrichtung, die einen ähnlichen Aufbau besitzt.

Bei der IC-Karte vom kontaktlosen Typ entsprechend dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Rücksetzsignal-Empfangsspuleneinrichtung durch eine Signalempfangsspuleneinrichtung ausgebildet, die eine Anordnung entsprechend dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Es ist somit äußerst unwahrscheinlich, dass eine fehlerhafte Wirkung eines Rücksetzvorganges auf­ tritt, welcher in den begrenzten Fällen durchgeführt wird wie beispielsweise Inspektion der Karte oder erneute Speicherung nach dem Auftreten einer Abnormalität.

Bei der IC-Karte vom kontaktlosen Typ entsprechend dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Abschnitt des Kartenkörpers entsprechend der Rücksetzsignal-Empfangsspuleneinrichtung mit einem Leitungsfilm bedeckt, der auf einer Abdeckfolie gebildet ist. Auf diese Weise wird die Rücksetzsignal- Empfangsspuleneinrichtung nicht durch ein magnetisches Wechselfeld betätigt, welches auf zufällige Weise erzeugt worden ist.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vor­ liegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht des Aufbaues eines Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaares einer IC-Karte vom kontaktlosen Typ;

Fig. 2 eine Draufsicht zur Darstellung der inneren Struktur der IC-Karte vom kontaktlosen Typ gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Ansicht es Aufbaus einer Rücksetzsignal-Empfangsspuleneinrichtung einer IC-Karte vom kontaktlosen Typ entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine Draufsicht zur Darstellung der internen Struktur der IC-Karte vom kontaktlosen Typ gemäß Fig. 3;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung einer IC-Karte vom kontaktlosen Typ entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 ein Blockdiagramm zur schematischen Darstellung der fundamentalen Konstruktion einer IC-Karte vom kontaktlosen Typ;

Fig. 7 ein Schaltungsblockdiagramm zur Darstellung der Schaltungskonstruktion der IC-Karte vom kontaktlosen Typ gemäß Fig. 6;

Fig. 8 eine Draufsicht zur Darstellung der internen Struktur einer IC-Karte vom kontaktlosen Typ; und

Fig. 9 eine schematische Ansicht der Konstruktion ei­ ner Rücksetzsignal-Empfangsspule bei der IC-Karte vom kontaktlosen Typ gemäß Fig. 8.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 1 und 2 der Stand der Technik gemäß EP-0 249 356 A1 beschrieben.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Ansicht die Anordnung eines Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaares einer IC-Karte vom kontaktlosen Typ. Ein Rücksetzsignal- Empfangsspulenpaar 51 einer IC-Karte vom kontaktlosen Typ 100a ist durch Anordnen einer ersten spiralförmigen Spule 51a und einer zweiten spiralförmigen Spule 51b in Nachbarschaft zueinander geformt, ohne dass sich diese gegenseitig überlappen. Des Weiteren sind diese spiral­ förmigen Spulen in Reihe miteinander verbunden. Wichtig ist, dass die erste spiralförmige Spule und die zweite spiralförmige Spule derart angeordnet sind, dass sie bei der Einwirkung desselben magnetischen Wechselfeldes jeweils induzierte magnetische Kräfte mit im Wesentlichen derselben Größe und entgegengesetzten Vorzeichen zueinan­ der erzeugen. Aus diesem Grund sind wie es in Fig. 1 dargestellt ist, die erste spiralförmige Spule 51a und die zweite spiralförmige Spule 50b derart ausgebildet, dass sie in Form, Größe, Anzahl der Windungen und Windungsabstand identisch sind, während deren jeweilige Windungsrichtungen entgegengesetzt zueinander sind (d. h. die Spiralrichtungen eines Stromflusses sind entgegenge­ setzt zueinander, wenn eine Stromleitung in der Serienverbindung auftritt).

Fig. 2 zeigt in einer Draufsicht die innere Anordnung einer IC-Karte vom kontaktlosen Typ mit einem Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaar, welches eine Anordnung gemäß Fig. 1 aufweist. Die erste und die zweite spiral­ förmige Spule 51a, 51b sind durch Ausbilden einer Leiterstrukturierung in der Art und Weise von Spiralen auf einem Schaltungssubstrat 110 erhalten. Die erste spiralförmige Spule 51a ist mit einem Ende an dem Anschluss 47 des IC 10 verbunden (vgl. Fig. 1 und 7), und ist mit dem anderen Ende mit einem Ende der zweiten spiralförmigen Spule 51b über die Durchgangsöffnung 60 und eine Verdrahtungsstrukturierung auf der rückseitigen Oberfläche des Schaltungssubstrates 110 verbunden, was in der Figur durch eine unterbrochene Linie angedeutet ist. Das andere Ende der zweiten spiralförmigen Spule 51b ist über die Durchgangsöffnung 60 mit Masse (nicht näher dargestellt) verbunden, an die es gemeinsam mit dem IC 10 verbunden ist.

Im folgenden wird die Betriebsweise des Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaares gemäß Fig. 1 und 2 erläutert. Aus der Theorie des Elektromagnetismus ist allgemein bekannt, dass eine zeitweise Änderung im magne­ tischen Fluss eine elektromotorische Kraft in einer geschlossenen Schleife bewirkt, die innerhalb des magne­ tischen Feldes angeordnet ist. Auf diese Weise werden, wenn die beiden Spulen 51a, 51b zuerst in demselben magnetischen Feld angeordnet sind und der magnetische Fluss anschließend in Abhängigkeit der Zeit geändert wird, jeweils induzierte elektromotorische Kräfte verur­ sacht. Die Absolutwerte der jeweils erzeugten induzierten elektromotorischen Kräfte sind im Wesentlichen gleich, da die vorstehend genannten beiden Spulen 51a, 51b nahe zueinander auf dem Schaltungssubstrat 110 angeordnet sind und in Form, Größe, Anzahl der Windungen und Windungsabstand identisch sind. Da diese jedoch eine derartige Windung aufweisen, dass die Richtungen der induzierten Ströme entgegengesetzt zueinander sind, wird die Eingangsanschlussspannung an den IC 10 auf annähernd 0 V gebracht, falls kein Rücksetzsignal empfangen wird. Auf diese Weise ist es möglich, einen fehlerhaften Empfang eines Rücksetzsignales aufgrund einer Änderung des magnetischen Flusses, der üblicherweise über die gesamte Oberfläche der Karte empfangen wird, zu vermei­ den.

Falls der IC 10 absichtlich in der IC-Karte vom kon­ taktlosen Typ mit der in Fig. 1 und 2 gezeigten Anordnung zurückgesetzt werden soll, wird lediglich eine der ersten und zweiten spiralförmigen Spule 51a, 51b des Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaares 51 einem magnetischen Wechselfeld ausgesetzt (ein magnetisches Feld, bei dem sich der magnetische Fluss in Abhängigkeit der Zeit ändert). Beispielsweise wird eine (nicht näher dargestellte) Rücksetzsignal-Übertragungsspule mit denselben Dimensionen wie die obige spiralförmige Spule auf genaue Weise in enge Nachbarschaft über eine der spiralförmigen Spulen gebracht und ein Wechselstromfluss erzeugt. Hierdurch ist es möglich, eine induzierte elektromotori­ sche Kraft auf eine der spiralförmigen Spulen zu bewir­ ken. Des Weiteren kann beispielsweise eine (nicht näher dargestellte) Rücksetzsignal-Übertragungseinrichtung, bei der ein Leistungsversorgungsabschnitt mit einem Spulenpaar mit einer ähnlichen Anordnung wie das vorste­ hend dargestellte Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaar 51 verbunden ist, in enge Nachbarschaft mit den spiralförmi­ gen Spulen 51a, 51b gebracht werden, um diese jeweils magnetischen Felder zu unterziehen, die entgegengesetzte Richtungen haben.

Es wird vermerkt, dass die erste spiralförmige Spule und die zweite spiralförmige Spule bei dem vorstehend beschriebenen Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaar identisch hinsichtlich Form, Größe, Anzahl der Windungen, Windungsabstand sind, sodass die induzierten elektromoto­ rischen Kräfte in derselben Größe und entgegengesetzten Richtung erzeugt werden.

Fig. 3 zeigt in einer schematischen Ansicht die Anordnung einer Signalempfangsspuleneinrichtung bzw. Rücksetzsignal-Empfangsspuleneinrichtung einer IC-Karte vom kontaktlosen Typ entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Rücksetzsignal- Empfangsspulenpaare 51, 52 vorgesehen, die eine ähnliche Anordnung wie bei dem Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaar gemäß Fig. 1 besitzen. Das Rücksetzsignal- Empfangsspulenpaar 51 ist durch eine erste und zweite spiralförmige Spule 51a, 51b ausgebildet, während das Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaar 52 durch eine erste und zweite spiralförmige Spule 52a, 52b ausgebildet ist. Die spiralförmigen Spulen 51a und 51b, genauso wie die spi­ ralförmigen Spulen 52a und 52b, sind nahe zueinander angeordnet und identisch hinsichtlich Größe, Form, Anzahl der Windungen und Windungsabstand. Sie sind in Reihe miteinander geschaltet und in entgegengesetzte Richtungen derart gewunden, dass, falls ein Stromfluss erzeugt wird, die Spiralrichtungen der Ströme entgegengesetzt zueinan­ der sind. Somit sind in beiden Rücksetzsignal- Empfangsspulenpaaren 51, 52 die erste spiralförmige Spule und die zweite spiralförmige Spule derart angeordnet, dass induzierte elektromotorische Kräfte mit im Wesentlichen derselben Größe und der entgegengesetzten Richtung verursacht werden, wenn diese demselben magneti­ schen Wechselfeld unterzogen wurden. Es wird vermerkt, dass die jeweiligen spiralförmigen Spulen in den Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaaren 51 und 52 nicht unbedingt identisch hinsichtlich deren Form, Größe, Anzahl der Windungen und Windungsabstand sein müssen. Wichtig ist lediglich, dass sie jeweils derart ausgebil­ det sind, dass induzierte elektromotorische Kräfte von im wesentlichen derselben Größe, aber entgegengesetzter Richtung erzeugt werden, wenn die Spulen demselben magne­ tischen Wechselfeld unterzogen sind. Des Weiteren ist ein NAND-Gatter 70 in dem IC 10 vorgesehen, wobei die Ausgänge der Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaare 51, 52 mit dem NAND-Gatter 70 jeweils über Anschlüsse 74a, 74b verbunden sind, sodass eine AND-Schaltung zur Herausnahme des logischen Produktes ausgebildet ist (es ist ein NAND- Gatter vorgesehen, da die Schaltung in dem IC 10 eine negative Logik aufweist). Demnach wird der Ausgang des NAND-Gatters 70 das Rücksetzsignal.

Fig. 4 zeigt in einer Draufsicht die innere Anordnung einer IC-Karte vom kontaktlosen Typ gemäß der vorliegen­ den Erfindung mit den in Fig. 3 dargestellten Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaaren. Die spiralförmigen Spulen 51a, 51b des Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaars 51 und die spiralförmigen Spulen 52a, 52b des Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaars 52 sind erhalten durch Ausbilden von Leitungsstrukturierungen in spiralförmiger Form auf dem Schaltungssubstrat 110. Auf ähnliche Weise wie bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung des Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaars 51 ist die erste spiralförmige Spule 51a mit dem einen Ende mit einem Anschluss 47b (entsprechend dem Anschluss 47 gemäß Fig. 7) des IC 10 verbunden, und mit dem weiteren Ende mit einem Ende der zweiten spiralförmigen Spule 51b über eine Durchgangsöffnung 60 und eine Verdrahtungsstrukturierung auf der rückseitigen Oberfläche des Schaltungssubstrates 110 verbunden, welches durch eine unterbrochene Linie in der Figur angedeutet ist. Das andere Ende der zweiten spiralförmigen Spule 51b ist über die Durchgangsöffnung 60 mit Masse (nicht näher dargestellt) verbunden, an welche diese gemeinsam mit dem IC 10 usw. verbunden ist. Auf ähnliche Weise ist bei dem Rücksetzsignal- Empfangsspulenpaar 52 die erste spiralförmige Spule 52a mit dem einen Ende mit einem Anschluss 47a (entsprechend dem Anschluss 47 gemäß Fig. 7) des IC 10 über die Durchgangsöffnung 60 und Verdrahtungsstrukturierung (teilweise dargestellt) auf der rückseitigen Oberfläche des Schaltungssubstrates 110 verbunden, was in der Figur durch eine unterbrochene Linie angedeutet ist. Das andere Ende hiervon ist mit dem einen Ende der zweiten spiral­ förmigen Spule 52b ebenfalls über die Durchgangsöffnung 60 und einer Verdrahtungsstrukturierung auf der rücksei­ tigen Oberfläche des Schaltungssubstrates 110 verbunden, was durch eine unterbrochene Linie in der Figur darge­ stellt ist. Das andere Ende der zweiten spiralförmigen Spule 52b ist anschließend über die Durchgangsöffnung 60 mit Masse (nicht näher dargestellt) verbunden, an die es gemeinsam mit dem IC 10 verbunden ist. Bei dem IC 10 wird das logische Produkt der Ausgänge der Rücksetzsignal- Empfangsspulenpaare 51, 52 als Rücksetzsignal über das NAND-Gatter 70 eingegeben. Während des Weiteren das NAND- Gatter 70 bei diesem Ausführungsbeispiel aufgrund der Tatsache, dass die Schaltung im IC 10 eine Negativlogikschaltung darstellt, verwendet wird, wird naturgemäß ein AND-Gatter verwendet, falls eine Positivlogik vorliegt.

Es wird erwähnt, dass die in den Ansprüchen erwähnte Datenübertragungs-/Empfangsvorrichtung durch die Antennenschaltung 6 ausgebildet ist, die Rücksetzsignal- Empfangsspuleneinrichtung durch die Rücksetzsignal- Empfangsspulenpaare 51, 52 ausgebildet ist, die AND- Schaltung durch das NAND-Gatter 70 ausgebildet ist und der Schaltungsabschnitt durch die weiteren Abschnitte, die den IC 10, die Batterie 7, usw. umfassen, ausgebildet ist. Des Weiteren ist bei der tatsächlich ausgebildeten IC-Karte vom kontaktlosen Typ 100a das Schaltungssubstrat 110 als Ganzes mit den Spulen und darauf angeordneten Schaltungsteilen beispielsweise durch ein Kunstharz abgedichtet bzw. versiegelt, sodass sie in der Gestalt einer Karte mit glatten Oberflächen ausgebildet ist.

Im Folgenden wird die Betriebsweise des in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Die beiden unabhängigen Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaaren 51, 52, von denen jede eine erste und eine zweite spiral­ förmige Spule aufweist, sind auf dem Schaltungssubstrat 110 bei Positionen angeordnet, die einen Abstand relativ zueinander aufweisen. Ähnlich wie bei der im Zusammenhang mit dem Stand der Technik erwähnten Theorie ist es mög­ lich, einen fehlerhaften Empfang eines Rücksetzsignales aufgrund einer Änderung des magnetischen Flusses aufgrund eines magnetischen Wechselfeldes, welches über die gesam­ te Oberfläche der Karte empfangen wird, zu verhindern. Da des Weiteren das logische Produkt der Ausgangssignale der jeweiligen Rücksetzsignal-Empfangsspulen 51, 52 als Rücksetzsignal durch das NAND-Gatter 70 eingegeben wird, ist es möglich, einen fehlerhaften Empfang eines Rücksetzsignales auch dann zu vermeiden, falls die Karte an einer Stelle ein lokales magnetisches Wechselfeld empfängt.

Falls es erwünscht ist, den IC 10 der IC-Karte vom kontaktlosen Typ 100a gemäß Fig. 4 absichtlich zurückzu­ setzen, wird lediglich eine der ersten und zweiten spi­ ralförmigen Spule in jedem der Rücksetzsignal- Empfangsspulenpaaren 51, 52 jeweils einem magnetischen Wechselfeld unterzogen, bei dem der magnetische Fluss in Abhängigkeit von der Zeit variiert. Beispielsweise werden zwei (nicht näher dargestellte) Spulen zum Übertragen des Rücksetzsignales, von denen jede dieselbe Dimension wie jede spiralförmige Spule besitzt, verwendet. Diese werden auf genaue Weise in enge Nachbarschaft zu lediglich einer Spule der ersten und zweiten spiralförmigen Spulen der Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaare 51, 52 jeweils ge­ bracht, und es wird ein Stromfluss erzeugt. Hierbei ist es möglich, dass eine induzierte elektromotorische Kraft in jeder ausgewählten spiralförmigen Spule verursacht wird. Des Weiteren kann beispielsweise eine (nicht näher dargestellte) Rücksetzsignal- Übertragungsspuleneinrichtung verwendet werden, die durch Verbinden eines Leistungsversorgungsabschnittes mit zwei Spulenpaaren gebildet ist, die jeweils eine ähnliche Anordnung wie die zwei Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaare 51, 52 besitzen, so dass diese in enge Nachbarschaft zu den Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaaren 51, 52 gebracht werden, um die jeweilige erste und zweite spiralförmige Spule magnetischen Feldern zu unterziehen, die entgegen­ gesetzt in der Richtung zueinander sind.

Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, ist selbstverständlich eine Vorrichtung zum Erzeugen eines magnetischen Feldes mit vorbestimmter Polarität (Richtung) bei genauen Positionen notwendig, um absicht­ lich ein Rücksetzsignal vorzusehen. Hierdurch wird es ermöglicht, einen fehlerhaften Empfang eines Rücksetzsignales bei der normalen Verwendung zu verhin­ dern.

Während bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die beiden Rücksetzsignal- Empfangsspulenpaare 51, 52 verwendet werden, wird im Folgenden vermerkt, dass es ebenfalls möglich ist, auch drei oder mehr Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaare vorzu­ sehen, und das Logikprodukt dieser Ausgänge herzunehmen und es als das Rücksetzsignal zu verwenden.

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer IC- Karte vom kontaktlosen Typ gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Abdeckfolie bzw. ein Abdeckblatt 130, welche beispielsweise aus Vinylchlorid mit einer Dicke von etwa 100 µm gebildet ist, in einer ablösbaren/erneut anbringbaren Weise mittels eines Klebrigmachers ("Tackifier") (nicht näher dargestellt) oder dergleichen an der vorderen Seitenoberfläche eines Kartenkörpers 120 eingepasst, in dem ein Schaltungssubstrat wie beispielsweise das in den Figs. 2, 4 oder 8 dargestellte mit dem Schaltungsabschnitt und ihren implementierten Spulen abgedichtet ist. Ein dünner Leitungsfilm 140 mit einer Dicke von einigen µm, welcher durch Abscheiden eines leitenden Metalles wie beispiels­ weise Aluminium ausgebildet ist, ist auf der Oberfläche der Abdeckfolie 130 vorgesehen. Der Leitungsfilm 140 ist bei einer derartigen Position gebildet, dass er die Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaare 51, 52 bedeckt. Es wird vermerkt, dass ein Leitungsfilm 130a jeweils für jedes Spulenpaar ausgebildet ist.

In dem Fall der IC-Karte vom kontaktlosen Typ 100b gemäß Fig. 5 ist die Abdeckfolie 130 mit dem Leitungsfilm 140 zum Abdecken des Abschnittes der Rücksetzsignal- Empfangsspulenpaare 51, 52 auf dem Kartenkörper 120 beispielsweise bei der Verpackung der Karte von der Fabrik oder beim Verkauf nach Ausgabe der Karte pastiert bzw. geklebt. Da hierbei ein magnetischer Fluss die Rücksetzsignal-Empfangsspulenpaare auch dann nicht durch­ dringt, wenn die Karte einem magnetischen Feld unterzogen wird, kann das Auftreten einer induzierten elektromotori­ schen Kraft verhindert werden, um einen fehlerhaften Empfang zu vermeiden.

Obwohl bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen sich die Beschreibung auf eine Rücksetzsignal-Empfangsspuleneinrichtung bezog, ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht begrenzt. Vielmehr ist diese auch auf eine beliebige Spuleneinrichtung anwendbar, bei der die Möglichkeit eines fehlerhaften Empfanges besteht, um ähnliche Vorteile zu erzielen.

Wie beschrieben wurde, können die folgenden Vorteile durch die Signalempfangsspuleneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und der IC-Karte vom kontaktlosen Typ, welche dieselbe verwendet, erhalten werden.

Bei der Signalempfangsspuleneinrichtung gemäß dem er­ sten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vielzahl von Paaren von Spulen vorgesehen, wobei jedes Paar aus ersten und zweiten spiralförmigen Spulen besteht, und diese zwei spiralförmigen Spulen jeweils in Serie mitein­ ander verbunden und nahe beieinander vorgesehen sind, wobei deren Windungsrichtungen in entgegengesetzten Richtungen zueinander ausgebildet sind, so dass bei einem Einwirken desselben magnetischen Wechselfeldes elektromo­ torische Kräfte von im Wesentlichen derselben Größe, aber unterschiedlichen Richtungen erzeugt werden. Selbst falls ein magnetisches Wechselfeld zufällig auf die Signalempfangsspuleneinrichtung einwirkt, werden die auf den beiden spiralförmigen Spulen eines Spulenpaares erzeugten elektromotorischen Kräfte gegenseitig ausge­ löscht, sodass ein fehlerhafter Betrieb verhindert werden kann, und da das logische Produkt der Ausgänge der jewei­ ligen Spulenpaare genommen wird, wird die Zuverlässigkeit hinsichtlich des Verhinderns eines Fehlbetriebes weiter verbessert.

Bei der IC-Karte vom kontaktlosen Typ gemäß dem zwei­ ten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Rücksetzsignal-Empfangsspuleneinrichtung durch eine Signalempfangsspuleneinrichtung ausgebildet, welche die Anordnung entsprechend dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Gemäß der Erfindung wird es demzufolge äußerst unwahrscheinlich, dass auf fehlerhafte Weise ein Rücksetzvorgang beeinflusst wird, der an sich auf die Fälle beschränkt ist wie beispielsweise die Inspektion der Karte, oder einen Abspeicherungsvorgang nach dem Auftreten einer Abnormalität.

Bei der IC-Karte vom kontaktlosen Typ entsprechend dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Abschnitt des Kartenkörpers entsprechend der Rücksetzsignal-Empfangsspuleneinrichtung mit einem Leitungsfilm bedeckt, welcher auf einer Abdeckfolie ausgebildet ist. Wie bei den vorhergehenden Aspekten der Erfindung wird es somit ermöglicht, eine Betätigung der Rücksetzsignalspuleneinrichtung aufgrund eines magneti­ schen Wechselfeldes zu verhindern, welches auf zufällige Weise erzeugt worden ist.

Claims (3)

1. Signalempfangsspuleneinrichtung zur Durchführung eines Empfanges von Signalen mittels elektromagneti­ scher Wellen, welche aufweist:
eine Vielzahl von Spulenpaaren (51, 52, . . .), von denen jedes aufweist: eine erste spiralförmige Spule (51a, 52a, . . .) mit einer vorbestimmten Windungs­ richtung; und eine zweite spiralförmige Spule (51b, 52b, . . .), die in der Nachbarschaft der ersten spiralförmigen Spule derart vorgesehen ist, daß keine Überlappung mit der ersten spiralförmigen Spule ver­ ursacht ist, wobei die zweite spiralförmige Spule (51b, 52b, . . .) in Reihe mit der ersten spiralförmi­ gen Spule (51a, 52a, . . .) verbunden ist und eine ent­ gegengesetzte Windungsrichtung hierzu aufweist, und die zweite spiralförmige Spule (51b, 52b, . . .) eine induzierte elektromotorische Kraft von im wesent­ lichen derselben Größe und der entgegengesetzten Richtung zu derjenigen der ersten spiralförmigen Spule (51a, 52a, . . .) erzeugt, wenn sie demselben magnetischen Wechselfeld unterzogen ist; und
eine AND-Schaltung, mit der die Spulenpaare (51, 52, . . .) parallel verbunden sind, wobei die AND-Schaltung das logische Produkt der Ausgänge der jeweiligen Spu­ lenpaare herausnimmt und es als Rücksetzsignal vor­ sieht.

2. IC-Karte vom kontaktlosen Typ, welche aufweist:
einen Schaltungsabschnitt, der einen funktionalen Be­ reich bildet;
eine mit dem Schaltungsabschnitt verbundene Daten­ übertragungs-/Empfangsvorrichtung (6) zum Durchführen einer kontaktlosen Übertragung und/oder eines Empfan­ ges von Daten nach/von außerhalb hiervon; und
eine Rücksetzsignal-Empfangsspuleneinrichtung mit dem Aufbau der Signalempfangsspuleneinrichtung nach An­ spruch 1.

3. IC-Karte von kontaktlosen Typ nach Anspruch 2, ge­ kennzeichnet durch eine in einer ablösbaren und/oder erneut anbringbaren Weise an einem Kartenkörper (120) angebrachte Abdeckschicht (130) mit einem Leitungs­ film (140) zum Abschirmen von elektromagnetischen Wellen, der auf der Oberfläche der Abdeckschicht an den Abschnitten vorgesehen ist, an denen er die Rück­ setzsignal-Empfangsspuleneinrichtung abdeckt.