JP3065171B2 - 非接触型icカードおよびその識別システム - Google Patents
非接触型icカードおよびその識別システムInfo
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- JP3065171B2 JP3065171B2 JP4113103A JP11310392A JP3065171B2 JP 3065171 B2 JP3065171 B2 JP 3065171B2 JP 4113103 A JP4113103 A JP 4113103A JP 11310392 A JP11310392 A JP 11310392A JP 3065171 B2 JP3065171 B2 JP 3065171B2
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- card
- coil
- antenna
- contact type
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非接触型ICカードお
よびこれを用いた識別システムに関し、特に、電源が不
要で簡単な回路構成の非接触型ICカードおよびこれを
用いた識別システムに関する。
よびこれを用いた識別システムに関し、特に、電源が不
要で簡単な回路構成の非接触型ICカードおよびこれを
用いた識別システムに関する。
【0002】
【従来の技術】移動体の識別システムにおいては、たと
えば非接触型のICカードが用いられる。このようなカ
ードを保持して移動する人を識別する場合に、識別装置
から発射される搬送波がカードにより受信されると、カ
ードはあらかじめ保持しているデータに基づいて、受信
した搬送波を変調し、発射する。このような識別システ
ムは、たとえば移動体識別装置標準規格RCR STD
−1に規定されている。
えば非接触型のICカードが用いられる。このようなカ
ードを保持して移動する人を識別する場合に、識別装置
から発射される搬送波がカードにより受信されると、カ
ードはあらかじめ保持しているデータに基づいて、受信
した搬送波を変調し、発射する。このような識別システ
ムは、たとえば移動体識別装置標準規格RCR STD
−1に規定されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、このような識別
システムに使用されるカードは、内部に電池を保有し、
この電池によってカードで消費されるエネルギーを供給
していた。したがって、カードの寿命が電池の寿命に依
存し、カードの大きさから受ける制約によって電池の寿
命を長くすることには限界があるため、長期間使用でき
ないという問題があった。
システムに使用されるカードは、内部に電池を保有し、
この電池によってカードで消費されるエネルギーを供給
していた。したがって、カードの寿命が電池の寿命に依
存し、カードの大きさから受ける制約によって電池の寿
命を長くすることには限界があるため、長期間使用でき
ないという問題があった。
【0004】一方、カードが外部から電力の供給を受け
る方式とする場合には、外部から送られてくる磁界をコ
イルによって受信し、得られた電流を整流回路によって
整流し、カードで使用する電力を得ることが考えられ
る。しかし、このように外部から送られてくる磁界をコ
イルによって受信する場合には、このような電力の整流
に使用される非直線素子がスイッチングされた状態とな
るので、通信用の電磁波がコイルに到達すると、その反
射波はスイッチング周波数、すなわち磁界の周波数によ
る被変調波となり、アンテナからのデータで変調された
反射波に対して支障を与えるという問題がある。
る方式とする場合には、外部から送られてくる磁界をコ
イルによって受信し、得られた電流を整流回路によって
整流し、カードで使用する電力を得ることが考えられ
る。しかし、このように外部から送られてくる磁界をコ
イルによって受信する場合には、このような電力の整流
に使用される非直線素子がスイッチングされた状態とな
るので、通信用の電磁波がコイルに到達すると、その反
射波はスイッチング周波数、すなわち磁界の周波数によ
る被変調波となり、アンテナからのデータで変調された
反射波に対して支障を与えるという問題がある。
【0005】本発明は、上記のような問題点を解消し、
寿命が長く通信に支障のない非接触型ICカードおよび
これを用いた識別システムを提供することを目的とす
る。
寿命が長く通信に支障のない非接触型ICカードおよび
これを用いた識別システムを提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、外部か
ら所定の搬送波を受信するとともに、搬送波をあらかじ
め保持するデータに基づいて変調した後、送信すること
により識別に使用される非接触型ICカードは、データ
送受信兼用のアンテナと、外部から電力の供給を受ける
ための第1のコイル手段とを有し、第1のコイル手段
は、第1のコイル手段のみを覆うように電磁波シールド
手段により被覆され、電磁波シールド手段が第1のコイ
ル手段によるアンテナのデータ送受信への影響を防止す
るものである。
ら所定の搬送波を受信するとともに、搬送波をあらかじ
め保持するデータに基づいて変調した後、送信すること
により識別に使用される非接触型ICカードは、データ
送受信兼用のアンテナと、外部から電力の供給を受ける
ための第1のコイル手段とを有し、第1のコイル手段
は、第1のコイル手段のみを覆うように電磁波シールド
手段により被覆され、電磁波シールド手段が第1のコイ
ル手段によるアンテナのデータ送受信への影響を防止す
るものである。
【0007】また、本発明によれば、所定の搬送波を送
信する識別装置と、搬送波を受信して保持するデータに
基づき変調し識別装置へ送信する非接触型ICカードと
からなる識別システムにおいて、非接触型ICカード
は、データ送受信用のアンテナと、識別装置から電力の
供給を受けるための第1のコイル手段とを有し、第1の
コイル手段は、第1のコイル手段のみを覆うように電磁
波シールド手段により被覆され、識別装置は、非接触型
ICカードへ電力を供給するための第2のコイル手段を
有し、第2のコイル手段は、第2のコイル手段のみを覆
うように電界シールド手段により被覆されているもので
ある。
信する識別装置と、搬送波を受信して保持するデータに
基づき変調し識別装置へ送信する非接触型ICカードと
からなる識別システムにおいて、非接触型ICカード
は、データ送受信用のアンテナと、識別装置から電力の
供給を受けるための第1のコイル手段とを有し、第1の
コイル手段は、第1のコイル手段のみを覆うように電磁
波シールド手段により被覆され、識別装置は、非接触型
ICカードへ電力を供給するための第2のコイル手段を
有し、第2のコイル手段は、第2のコイル手段のみを覆
うように電界シールド手段により被覆されているもので
ある。
【0008】
【実施例】次に添付図面を参照して本発明による非接触
型ICカードおよびこれを用いた識別システムの実施例
を詳細に説明する。
型ICカードおよびこれを用いた識別システムの実施例
を詳細に説明する。
【0009】図1には、本発明による非接触型ICカー
ドの一実施例の回路構成が示されている。同図に示すよ
うに、カードは通信部10と電源部30とからなる。通
信部10は識別装置との間で周波数f1 の電磁波により
通信を行う。電源部30は識別装置から送られる周波数
f2 の磁界を受けてカードで使用される電力を取り出
す。通信部10および電源部30は、図2に示すように
カードの周辺部に電源部30の後述するコイルL1が配
置され、このコイルL1に囲まれて通信部10および電
源部30のその他の回路が配置される。
ドの一実施例の回路構成が示されている。同図に示すよ
うに、カードは通信部10と電源部30とからなる。通
信部10は識別装置との間で周波数f1 の電磁波により
通信を行う。電源部30は識別装置から送られる周波数
f2 の磁界を受けてカードで使用される電力を取り出
す。通信部10および電源部30は、図2に示すように
カードの周辺部に電源部30の後述するコイルL1が配
置され、このコイルL1に囲まれて通信部10および電
源部30のその他の回路が配置される。
【0010】通信部10はダイポールアンテナ12を有
し、アンテナ12にはショットキバリアダイオードD1
が接続されている。ショットキバリアダイオードD1は
周知のように、通常のダイオードと同様に復調に使用で
きるだけでなく、印加される電圧によってその端子間容
量が変化するため、本実施例においては送信用の変調器
としても使用される。
し、アンテナ12にはショットキバリアダイオードD1
が接続されている。ショットキバリアダイオードD1は
周知のように、通常のダイオードと同様に復調に使用で
きるだけでなく、印加される電圧によってその端子間容
量が変化するため、本実施例においては送信用の変調器
としても使用される。
【0011】アンテナ12には抵抗R、コンパレータ1
6を介して制御部18が接続され、制御部18にはメモ
リ20が接続されている。アンテナ12はまた、抵抗
R、スイッチSW、コンパレータ22を介して制御部1
8に接続されている。スイッチSWは、図示しない操作
手段によってデータ受信時にはオフとされ、送信時には
オンとされる。
6を介して制御部18が接続され、制御部18にはメモ
リ20が接続されている。アンテナ12はまた、抵抗
R、スイッチSW、コンパレータ22を介して制御部1
8に接続されている。スイッチSWは、図示しない操作
手段によってデータ受信時にはオフとされ、送信時には
オンとされる。
【0012】コンパレータ16はアンテナ12から受信
され、ショットキバリアダイオードD1により復調され
た信号を所定のしきい値と比較することによりデジタル
信号に変換する。コンパレータ16から出力されるデジ
タル信号は制御部18に送られる。
され、ショットキバリアダイオードD1により復調され
た信号を所定のしきい値と比較することによりデジタル
信号に変換する。コンパレータ16から出力されるデジ
タル信号は制御部18に送られる。
【0013】送信すなわち応答時には、制御部18は、
メモリ20を制御してメモリ20の所定の領域に格納さ
れたこのカード10に固有のデータを読み出し、このデ
ータに基づいて、受信した搬送波を変調するデータを出
力する。制御部18から出力された変調用のデータはス
イッチSW、抵抗Rを通してアンテナ12に送られる。
アンテナ12に送られた変調用のデータに基づきショッ
トキバリアダイオードD1に印加される電圧が変化し、
識別装置から受信された搬送波が変調され、反射波とし
てアンテナ12から発射される。
メモリ20を制御してメモリ20の所定の領域に格納さ
れたこのカード10に固有のデータを読み出し、このデ
ータに基づいて、受信した搬送波を変調するデータを出
力する。制御部18から出力された変調用のデータはス
イッチSW、抵抗Rを通してアンテナ12に送られる。
アンテナ12に送られた変調用のデータに基づきショッ
トキバリアダイオードD1に印加される電圧が変化し、
識別装置から受信された搬送波が変調され、反射波とし
てアンテナ12から発射される。
【0014】電源部30は、並列に接続されたコイルL
1とコンデンサC1、およびこれらのコイルL1、コン
デンサC1の一方の端子に接続されたダイオードD2、
コンデンサC2により構成される。コイルL1、コンデ
ンサC1の他方の端子は接地されている。
1とコンデンサC1、およびこれらのコイルL1、コン
デンサC1の一方の端子に接続されたダイオードD2、
コンデンサC2により構成される。コイルL1、コンデ
ンサC1の他方の端子は接地されている。
【0015】このカードにおいては、図1および図3に
示すように、コイルL1には電磁波シールド32が施さ
れている。電磁波シールド32は、図3に示すように、
カード基材34の表面に配置されたコイルL1、絶縁シ
ート層36上に設けられたシールド層38によって構成
される。シールド層38は、周波数f1 の電磁波をシー
ルドできる材料を使用する。シールド層38としては、
たとえばプラスチックに導電性の亜鉛を溶射した材料
や、プラスチックに導電性材料を塗布した材料が使用さ
れる。なお、カードのシールド層38は、カードの片面
またはカードの中心位置に設けてもよい。
示すように、コイルL1には電磁波シールド32が施さ
れている。電磁波シールド32は、図3に示すように、
カード基材34の表面に配置されたコイルL1、絶縁シ
ート層36上に設けられたシールド層38によって構成
される。シールド層38は、周波数f1 の電磁波をシー
ルドできる材料を使用する。シールド層38としては、
たとえばプラスチックに導電性の亜鉛を溶射した材料
や、プラスチックに導電性材料を塗布した材料が使用さ
れる。なお、カードのシールド層38は、カードの片面
またはカードの中心位置に設けてもよい。
【0016】識別装置から送られてくる周波数f2 の磁
界はコイルL1によって受信され、ダイオードD2およ
びコンデンサC2によって平滑化され、カードの各回路
に供給される。
界はコイルL1によって受信され、ダイオードD2およ
びコンデンサC2によって平滑化され、カードの各回路
に供給される。
【0017】このカードにおいては、電磁波シールド3
2が設けられているから、整流ダイオードD2が周波数
f2 によってスイッチングを受けているにもかかわら
ず、アンテナ12によって送受される通信周波数f1 が
コイルL1によって変調されるのを防止することができ
る。
2が設けられているから、整流ダイオードD2が周波数
f2 によってスイッチングを受けているにもかかわら
ず、アンテナ12によって送受される通信周波数f1 が
コイルL1によって変調されるのを防止することができ
る。
【0018】また、識別装置においては、通信周波数f
1 は電力供給用の周波数f2 に比較して十分高い周波数
を使用し、コイルからの周波数f2 が乗った場合にもハ
イパスフィルタまたはバンドパスフィルタなどのフィル
タ74(図4)によって周波数f2 の成分をカットでき
るようにすることが好ましい。
1 は電力供給用の周波数f2 に比較して十分高い周波数
を使用し、コイルからの周波数f2 が乗った場合にもハ
イパスフィルタまたはバンドパスフィルタなどのフィル
タ74(図4)によって周波数f2 の成分をカットでき
るようにすることが好ましい。
【0019】図4には、本発明による識別システムにお
いて上記のカードとともに使用される識別装置の構成が
示されている。識別装置もカードと同様に、通信部40
および電力供給部80を有する。
いて上記のカードとともに使用される識別装置の構成が
示されている。識別装置もカードと同様に、通信部40
および電力供給部80を有する。
【0020】電力供給部80には、コイルL2に接続さ
れた増幅マッチング部82、交流電源84が設けられて
いる。コイルL2には電界シールド86が設けられてい
る。電界シールド86は、コイルL2から発生される電
磁界成分のうち磁界成分のみを放射できる構造もしくは
材料を用い、たとえば銅、銀などの金属やプラスチック
に導電性の亜鉛を溶射した材料、もしくはプラスチック
に導電性材料を塗布した材料を使用し、間隙を設けてコ
イルL2を包みこんだ上、接地するようにすればよい。
れた増幅マッチング部82、交流電源84が設けられて
いる。コイルL2には電界シールド86が設けられてい
る。電界シールド86は、コイルL2から発生される電
磁界成分のうち磁界成分のみを放射できる構造もしくは
材料を用い、たとえば銅、銀などの金属やプラスチック
に導電性の亜鉛を溶射した材料、もしくはプラスチック
に導電性材料を塗布した材料を使用し、間隙を設けてコ
イルL2を包みこんだ上、接地するようにすればよい。
【0021】交流電源84から発生された交流電力は増
幅マッチング部82で増幅およびインピーダンス整合さ
れ、コイルL2から磁界の形で前述のカードへ供給され
る。その場合に、前述のようにコイルL2から発生する
電界成分は電界シールド86によってシールドされ、磁
界成分のみがカードへ送られる。
幅マッチング部82で増幅およびインピーダンス整合さ
れ、コイルL2から磁界の形で前述のカードへ供給され
る。その場合に、前述のようにコイルL2から発生する
電界成分は電界シールド86によってシールドされ、磁
界成分のみがカードへ送られる。
【0022】通信部40は、カードとの間で送受信を行
うアンテナ42およびこれに接続された図示のような回
路によって構成されている。
うアンテナ42およびこれに接続された図示のような回
路によって構成されている。
【0023】データ送信時には、制御回路44から所定
のデータが出力され、変調回路50に送られる。発振器
46から発生された周波数f1の交流が搬送波として使
用され、スプリッタ48を介して変調回路50に送ら
れ、制御回路44から送られたデータによって変調され
る。変調された信号は増幅回路52、スプリッタ54お
よびフィルタ74を介してアンテナ42に送られ、アン
テナ42からカードへ向けて発射される。
のデータが出力され、変調回路50に送られる。発振器
46から発生された周波数f1の交流が搬送波として使
用され、スプリッタ48を介して変調回路50に送ら
れ、制御回路44から送られたデータによって変調され
る。変調された信号は増幅回路52、スプリッタ54お
よびフィルタ74を介してアンテナ42に送られ、アン
テナ42からカードへ向けて発射される。
【0024】データ受信時には、変調回路50は働か
ず、搬送波のみがアンテナから送られる。カードではこ
れを受信し、前述のように応答信号を識別装置へ発射す
る。カードからの信号はアンテナ42で受信され、スプ
リッタ54および56を通して混合回路58および60
に送られる。混合回路58および60には、発振器46
から発生されスプリッタ48および62、またはさらに
π/2位相シフト回路64を通した信号がそれぞれ入力
され、スプリッタ56から送られた信号と混合される。
混合回路58および60からの出力はそれぞれ増幅回路
66および68を通して位相検出回路70および±選択
回路72に送られる。位相検出回路70は増幅回路66
および68から入力された2つの信号により位相を検出
する。±選択回路72は位相検出回路70から送られた
位相検出信号に基づき信号の符号を選択する。制御回路
44は±選択回路72からの信号に基づき、応答したカ
ードを識別し、またはデータを受信する。
ず、搬送波のみがアンテナから送られる。カードではこ
れを受信し、前述のように応答信号を識別装置へ発射す
る。カードからの信号はアンテナ42で受信され、スプ
リッタ54および56を通して混合回路58および60
に送られる。混合回路58および60には、発振器46
から発生されスプリッタ48および62、またはさらに
π/2位相シフト回路64を通した信号がそれぞれ入力
され、スプリッタ56から送られた信号と混合される。
混合回路58および60からの出力はそれぞれ増幅回路
66および68を通して位相検出回路70および±選択
回路72に送られる。位相検出回路70は増幅回路66
および68から入力された2つの信号により位相を検出
する。±選択回路72は位相検出回路70から送られた
位相検出信号に基づき信号の符号を選択する。制御回路
44は±選択回路72からの信号に基づき、応答したカ
ードを識別し、またはデータを受信する。
【0025】このような識別装置を上記のカードととも
に用いるシステムによれば、識別装置から発射した周波
数f1の電磁波をカードが受信し、その保持するデータ
によってこれを変調して識別装置へ送り返す。したがっ
て、識別装置がこれを受信することによってカードを識
別することができる。しかもカードは電池をそなえる必
要がないため、長寿命とすることができる。
に用いるシステムによれば、識別装置から発射した周波
数f1の電磁波をカードが受信し、その保持するデータ
によってこれを変調して識別装置へ送り返す。したがっ
て、識別装置がこれを受信することによってカードを識
別することができる。しかもカードは電池をそなえる必
要がないため、長寿命とすることができる。
【0026】また、識別装置のコイルL2が電界シール
ド86によってシールドされているから、コイルL2か
ら発射されるカードの電力用の周波数f2の電磁界の電
界成分は電界シールド86によってシールドされ、磁界
成分のみがカードへ発射される。したがって、カードに
おいてこれを受信する場合に、周波数f2の電界成分に
よってアンテナ12に誘導電圧が発生することがない。
さらにカードにおいても、コイルL1には電磁波シール
ド32が設けられているから、アンテナ12によって送
受される通信周波数f1 がコイルLによって変調される
のを防止することができる。
ド86によってシールドされているから、コイルL2か
ら発射されるカードの電力用の周波数f2の電磁界の電
界成分は電界シールド86によってシールドされ、磁界
成分のみがカードへ発射される。したがって、カードに
おいてこれを受信する場合に、周波数f2の電界成分に
よってアンテナ12に誘導電圧が発生することがない。
さらにカードにおいても、コイルL1には電磁波シール
ド32が設けられているから、アンテナ12によって送
受される通信周波数f1 がコイルLによって変調される
のを防止することができる。
【0027】また、ショットキバリアダイオードD1が
受信用の復調手段および送信用の変調手段の両方に使用
されるから、アンテナ12を送信および受信に兼用で
き、復調および変調のための回路も簡単なものとするこ
とができる。したがって、カード内蔵に適したコンパク
トな回路を実現することができる。
受信用の復調手段および送信用の変調手段の両方に使用
されるから、アンテナ12を送信および受信に兼用で
き、復調および変調のための回路も簡単なものとするこ
とができる。したがって、カード内蔵に適したコンパク
トな回路を実現することができる。
【0028】なお、カードにおいて、直交する2本のア
ンテナを設け、これらの間にショットキバリアダイオー
ドを接続するようにしてもよい。このようにすれば、1
つの平面内で互いに直交する2本のアンテナが設けら
れ、この平面に垂直に入射する電磁波に対しては偏波面
を選ばないため、アンテナの偏波面に対する角度依存性
を少なくすることができる。したがって、カードの所持
者の所持方向によってカード内のアンテナの偏波面に対
する角度依存性が低下することがない。
ンテナを設け、これらの間にショットキバリアダイオー
ドを接続するようにしてもよい。このようにすれば、1
つの平面内で互いに直交する2本のアンテナが設けら
れ、この平面に垂直に入射する電磁波に対しては偏波面
を選ばないため、アンテナの偏波面に対する角度依存性
を少なくすることができる。したがって、カードの所持
者の所持方向によってカード内のアンテナの偏波面に対
する角度依存性が低下することがない。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、カードに電源を備える
必要がないため、カードを長寿命とすることができる。
また、カードが識別装置から電力の供給を受ける場合
に、これらの送受信に使用されるコイル手段にシールド
手段が設けられているから、電力授受用の周波数と通信
用の周波数の相互間の影響を防止することができる。
必要がないため、カードを長寿命とすることができる。
また、カードが識別装置から電力の供給を受ける場合
に、これらの送受信に使用されるコイル手段にシールド
手段が設けられているから、電力授受用の周波数と通信
用の周波数の相互間の影響を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による非接触型ICカードの一実施例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図2】図1のカードの概略平面図である。
【図3】図1のカードの一部省略断面図である。
【図4】本発明によるシステムに使用される識別装置の
一実施例を示すブロック図である。
一実施例を示すブロック図である。
10 通信部 12 アンテナ 16 コンパレータ 18 制御部 20 メモリ 22 コンパレータ 30 電源部 32 電磁波シールド 34 カード基材 36 絶縁シート層 38 シールド層 40 通信部 42 アンテナ 44 制御部 46 発振器 50 変調回路 58、60 混合回路 L1、L2 コイル D1 ショットキバリアダイオード D2 ダイオード C1、C2 コンデンサ SW スイッチ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−25996(JP,A) 特開 平2−19989(JP,A) 特開 平1−181179(JP,A) 特開 平2−226392(JP,A) 特開 平3−224799(JP,A) 特開 平2−299892(JP,A) 実開 平1−156071(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06K 19/00 - 19/07 G06K 17/00
Claims (3)
- 【請求項1】 外部から所定の搬送波を受信するととも
に、該搬送波をあらかじめ保持するデータに基づいて変
調した後、送信することにより識別に使用される非接触
型ICカードにおいて、該非接触型IC カードは、 データ送受信兼用のアンテナと、 外部から電力の供給を受けるための第1のコイル手段と
を有し、 該第1のコイル手段は、該第1のコイル手段のみを覆う
ように電磁波シールド手段により被覆され、該電磁波シ
ールド手段が前記第1のコイル手段による前記アンテナ
のデータ送受信への影響を防止することを特徴とする非
接触型ICカード。 - 【請求項2】 所定の搬送波を送信する識別装置と、前
記搬送波を受信して保持するデータに基づき変調し前記
識別装置へ送信する非接触型ICカードとからなる識別
システムにおいて、 前記非接触型ICカードは、デ ータ送受信用のアンテナと、前 記識別装置から電力の供給を受けるための第1のコイ
ル手段とを有し、該第1のコイル手段は、該第1のコイル手段のみを覆う
ように電磁波シールド手段により被覆され、 前記識別装置は、前 記非接触型ICカードへ電力を供給するための第2の
コイル手段を有し、 該第2のコイル手段は、該第2のコイル手段のみを覆う
ように電界シールド手段により被覆されている ことを特
徴とする非接触型ICカードの識別システム。 - 【請求項3】 請求項2に記載のシステムにおいて、 前記アンテナには、ショットキバリアダイオードが接続
され、前 記ショットキバリアダイオードは、受信用の復調手段
および送信用の変調手段として使用されることを特徴と
する非接触型ICカードの識別システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4113103A JP3065171B2 (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 非接触型icカードおよびその識別システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4113103A JP3065171B2 (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 非接触型icカードおよびその識別システム |
Publications (2)
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