JP2004086646A - 非接触型icカード - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の非接触型ICカードAは、補助電源部30を設けて構成されており、この補助電源部30は、振動により電荷を発生する圧電素子31と、該圧電素子31で発生した電荷を整流する整流回路32と、この整流回路32で整流された電荷を蓄積する電力蓄積手段33と、電力蓄積手段33に蓄積された電荷を制御回路25に供給する電力供給手段34と、を備えて構成されている。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ICカードにかかり、特には、電波によりデータの送受信を行うRF−IDシステムに用いられる非接触型ICカードに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電波を用いてデータを送受信するシステムとしてRF−ID(Radio Frequency Identification)システムと呼ばれるものが提供されている。
図3は、従来のRF−IDシステムのブロック図を示しており、Bは、電波を送信する機能を備えた読取装置、Cは、読取装置Bからの電波を受信すると固体識別のための識別情報を含んだ電波を返信する機能を備えた非接触型ICカードである。
【0003】
読取装置Bは、非接触型ICカードCに電波を送信するもので、搬送波を生成する送信回路11と、この送信回路11で生成された搬送波を電波として送信するとともに、非接触型ICカードCから返信された電波を受信するアンテナコイル12と、このアンテナコイル12にて受信した電波から非接触型ICカードCの識別情報を取り出す受信回路13とを備えて構成されている。
【0004】
非接触型ICカードCは、RF−ID部20aをカード本体内に備えて構成されている。
このRF−ID部20aは、本実施形態においては、読取装置Bのアンテナコイル12から送信される電波を受信するとともに、読取装置Bからの電波を受信すると固体識別のための識別情報を含んだ電波を送信する送受信アンテナコイル21と、このアンテナコイル21にて受信した読取装置Bから送信された電波からデータ信号及びクロック信号CLKを生成する受信回路22と、受信した電波を電力に変換する整流平滑回路23と、この非接触型ICカードCの内部電源部24と、受信回路22からのデータ信号及びクロック信号CLKが入力されると、記憶素子に記憶された識別情報を出力する制御回路25と、アンテナコイル21にて受信した電波に識別情報を重畳する送信回路26と、この非接触型ICカードCの識別情報が記憶されている半導体メモリを用いた記憶素子27とから構成されている。
【0005】
上記のように構成されたRF−IDシステムによれば、読取装置B側から必要に応じてコマンド及びデータを搬送波に乗せて送信し、非接触型ICカードC側で、その搬送波より必要な電力を発生させ、この発生した電力を記憶素子27へのデータの書き込み及び読み出しと、送信とに利用して読取装置B側に情報を返すので電池が不要である。
【0006】
したがって、読取装置B側では、非接触型ICカードCの記憶素子27内に記憶されたデータの内容を書き換えることにより、RF−IDシステムを人の入退室の管理等に活用することができる。
また、上記以外にも、服のポケットに定期券用の非接触型ICカードをいれたまま改札口を出入りすることができ、また、この非接触型ICカードを自動車につけて高速道路の料金所でいちいち止まらなくても清算することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような非接触型ICカードにおける電力供給方法としては、上述したように、電波により電力供給を行い、電池を必要としない方式と、リチウム電池や太陽電池を内蔵するバッテリー内蔵方式の2種類が存在する。
しかしながら、バッテリー内蔵方式では、内蔵電池に外部から充電を行う等のメンテナンスが必要であり、また、太陽電池の場合には、ポケットに入れておく等の使用形態であれば、入射光が遮断され、必要な電力を供給できないという問題があった。
【0008】
また、電波により電力供給を行い、電池を必要としない方式では、メンテナンスが不要で且つ薄型で軽量性に優れ、低コストではあるが、電波法で規制された電磁波出力値の範囲内で電力供給を行う必要があるため、通信距離を大きくできないという問題があった。
すなわち、この非接触型ICカードが、読取装置と通信可能な範囲から離れていく場合において、供給される電力が弱くなり、データ書き込みの途中で電源エネルギーが不足し、書き込み処理を中止しなければならないという不具合が発生することがあった。
【0009】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、非接触型ICカードが、読取装置と通信可能な範囲から離れていく場合において、データ書き込み途中で電源エネルギーが不足することを防ぎ、処理を確実化するとともに、送信距離の延長を図ることができ、また、電池のように充電を行うことなく効率的な電力の供給を可能とする非接触型ICカードを提供することを目的とする。
【0010】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、
データの送受信を兼ねるアンテナコイルと、このアンテナコイルから入力する高周波信号から内部電源を得る内部電源部と、この内部電源部からの電源供給を受けて記憶素子との間でデータの書き込み/読み出し制御を行う制御回路と、を備えた非接触型ICカードにおいて、
振動により電荷を発生する圧電素子と、該圧電素子で発生した電荷を蓄積する電力蓄積手段と、この電力蓄積手段に蓄積された電荷を前記制御回路に供給する電力供給手段と、を具備した補助電源部を備えたことを特徴とする。
【0011】
【作用】
請求項1の発明によれば、
補助電源部の圧電素子が振動を受けて電荷を発生し、この発生した電荷を電力蓄積手段で蓄積し、この蓄積した電荷を制御回路に供給する。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる非接触型ICカードの一実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
なお、以下に述べる説明において、非接触型ICカードの基本的な構成については、上述した従来の非接触型ICカードと同じ構成であるため、同じ部分については同じ符号を付して説明を省略し、本発明の特徴となる部分についてのみ説明することとする。
【0013】
すなわち、本発明の非接触型ICカードAは、図1に示すように、上述した従来の非接触型ICカードCの定電圧回路を備えた内部電源部24に補助電力を供給する補助電源部30を備えている。
この補助電源部30は、本実施形態においては、振動により電荷を発生する圧電素子31と、該圧電素子31で発生した電荷を整流する整流回路32と、この整流回路32で整流された電荷を蓄積する電力蓄積手段33と、電力蓄積手段33に蓄積された電荷を制御回路25に供給する電力供給手段34と、を備えて構成されている。
【0014】
図2は、上記補助電源部30を説明するための回路図である。
圧電素子31は、本発明の非接触型ICカードAを携帯する人体の動きによる振動や、このICカードAが設置された自動車の振動等によって電荷を発生させるもので、本実施形態においては、圧電バイモルフ(以下、圧電バイモルフ31と呼ぶ)が用いられており、図示するように、円盤状の金属板31aに、この金属板31aより小さい径の円盤状の圧電素子31bを貼り付けて構成されている。
【0015】
上記のように構成された圧電バイモルフ31は、振動が生じやすいように、非接触型ICカードAの端部付近に配設されている。
なお、上記圧電バイモルフ31は、金属板の両面に圧電素子を貼り合わせたものでも、複数枚の圧電素子を貼り合わせたものであっても良く、また、圧電素子の形状は矩形状のものであっても構わない。
【0016】
上記圧電バイモルフ31の一方の電極からは、リード線31cが引き出されており、また、他方の電極は金属板31aに電気的に接続され、該金属板31aから他方のリード線31dが引き出されている。
そして、これらリード線31c、31dは、それぞれ整流回路32に接続されている。
【0017】
整流回路32は、ダイオード32a〜32dをブリッジ接続することによりブリッジ型整流回路に構成されている。
これにより、圧電バイモルフ31で電荷が発生すると、それによって取り出せる電流を整流回路32を通すことにより全波整流する。
【0018】
整流回路32の後段には、コンデンサを用いた電力蓄積手段33が接続されており、整流回路32で全波整流された電荷が電力蓄積手段33で蓄積される構成となっている。
また、電力蓄積手段33の後段には、非接触型ICカードAの内部電源部24に電力を供給するスイッチ回路を用いた電力供給手段34が接続されている。
【0019】
この電力供給手段34の後段には、非接触型ICカードAのRF−ID部20aの内部電源部24が接続されており、また、この電力供給手段34には、RF−ID部20aの制御回路25が接続されている。
これにより、非接触型ICカードAの制御回路25からの制御信号に基づいて、電力蓄積手段33に蓄積された電荷を内部電源部24に供給する構成となっている。
【0020】
つぎに、上記のように構成された非接触型ICカードAの動作について説明する。
非接触型ICカードAは、読取装置Bのアンテナコイル12から送信される電波を受信すると、この受信した電波を整流平滑回路23で整流平滑し、定電圧回路を備えた内部電源部24で定電圧化する。
【0021】
一方、受信回路22においては、アンテナコイル21からの電波を信号処理してデータ信号を復号化するとともに、クロック信号CLKを生成する。
【0022】
制御回路25は、内部電源部24から電源電圧が供給され、データ信号及びクロック信号CLKが入力されると、記憶素子27へのデータの書き込み/読み出しや、データの送信等を行う。これにより、読取装置B側とのデータの授受が行われる。
【0023】
また、制御回路25は、読取装置Bから送信された信号の受信を確認すると、補助電源部30の電力供給手段34をオンして電力蓄積手段33に蓄積された電荷を内部電源部24に導く。
ここで、電力蓄積手段33には、圧電バイモルフ31が振動を受けて発生した電荷が蓄積されており、データ処理時に制御回路25からの制御信号を受けて電力供給手段34がオンすると、蓄積された電荷が内部電源部24に導かれ、さらに制御回路25に供給される。
なお、上記電力供給手段34は、制御回路25におけるデータ処理時に必要な電力が不足した際に、オンして内部電源部24に必要な電力を供給する構成とすることも可能である。
【0024】
この結果、上述したように、電波から取り出される電力に、補助電源部30から供給される電力が加えられたものが定電圧化され、内部電源部24として制御回路25、若しくは、受信回路22、送信回路26、記憶素子27等に供給されることとなる。
これにより、制御回路25における処理に必要な電力が補われ、非接触型ICカードAが読取装置Bと通信可能な範囲から離れていく場合であっても、記憶素子27への書き込み/読み出し処理を確実に行うことができる。
また、補助電源部30から供給される電力により、送信距離の延長を図ることができる。
【0025】
さらにまた、本発明の非接触型ICカードAは、補助電源部30で、振動を電気エネルギーに変換して補助電源とするため、電池のように充電を行うことなく、また、太陽電池のように使用形態を選ばずに効率的な電力の供給を可能とすることができ、半永久的に電力を供給することができるという効果がある。
【0026】
そして、制御回路25において必要な処理が終了すると、制御回路25からの制御信号に基づいて電力供給手段34をオフする。
この結果、補助電源部30から必要なときにのみ電力が供給されることとなり、この補助電源部30が常時電力を発生させるものである必要はなく、徐々に電力を蓄積するものであっても十分に活用することができる。
【0027】
また、本発明の非接触型ICカードAは、基本的に電波により電力搬送を行い、電池を必要としない方式のRF−ID部20aを具備する構成が採用されているため、仮に、補助電源部30の電力蓄積手段33に全く電力が蓄積されていない場合においても、この非接触型ICカードAが全く機能しないということを防ぐことができる。
【0028】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、
補助電源部の圧電素子が振動を受けて電荷を発生し、この発生した電荷を電力蓄積手段により蓄積し、この蓄積された電荷を制御回路に供給する。
この結果、電波から取り出される電力に、補助電源部から供給される電力が加えられたものが定電圧化され、内部電源部として制御回路に供給されることとなる。
【0029】
これにより、制御回路における処理に必要な電力が補われ、非接触型ICカードが、読取装置と通信可能な範囲から離れていく場合であっても、メモリへの書き込み/読み出し処理を確実に行うことができる。
また、本発明の非接触型ICカードは、補助電源部で、振動を電気エネルギーに変換して補助電源とするため、電池のように充電を行うことなく、また、太陽電池のように使用形態を選ばずに効率的な電力の供給を可能とすることができ、半永久的に電力を供給することができるという効果がある。
【0030】
さらにまた、補助電源部から必要なときにのみ電力が供給されることにより、この補助電源部が常時電力を発生させるものである必要はなく、徐々に電力を蓄積するものであっても十分に活用することができる。
【0031】
また、本発明の非接触型ICカードは、基本的に電波により電力供給を行い、電池を必要としない方式のRF−ID部を具備する構成が採用されているため、仮に、補助電源部の電力蓄積手段に全く電力が蓄積されていない場合においても、このICカードが全く機能しないということを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる非接触型ICカードの構成を示すブロック図である。
【図2】本発明にかかる非接触型ICカードの補助電源部を示す構成図である。
【図3】従来のRF−IDシステムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
A 非接触型ICカード
B 読取装置
C 従来の非接触型ICカード
20a RF−ID部
21 アンテナ
22 受信回路
23 整流平滑回路
24 内部電源部
25 制御回路
26 送信回路
27 記憶素子
30 補助電源部
31 圧電素子
32 整流回路
33 電力蓄積手段
34 電力供給手段
Claims (1)
- データの送受信を兼ねるアンテナコイルと、このアンテナコイルから入力する高周波信号から内部電源を得る内部電源部と、この内部電源部からの電源供給を受けて記憶素子との間でデータの書き込み/読み出し制御を行う制御回路と、を備えた非接触型ICカードにおいて、
振動により電荷を発生する圧電素子と、該圧電素子で発生した電荷を蓄積する電力蓄積手段と、この電力蓄積手段に蓄積された電荷を前記制御回路に供給する電力供給手段と、を具備した補助電源部を備えたことを特徴とする非接触型ICカード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002248003A JP2004086646A (ja) | 2002-08-28 | 2002-08-28 | 非接触型icカード |
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JP2002248003A JP2004086646A (ja) | 2002-08-28 | 2002-08-28 | 非接触型icカード |
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JP2002248003A Pending JP2004086646A (ja) | 2002-08-28 | 2002-08-28 | 非接触型icカード |
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006024101A (ja) * | 2004-07-09 | 2006-01-26 | Tempearl Ind Co Ltd | データキャリア |
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-
2002
- 2002-08-28 JP JP2002248003A patent/JP2004086646A/ja active Pending
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