JP3115843B2 - Icカードシステム - Google Patents
IcカードシステムInfo
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Classifications
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Description
置からICカードに対して1つのループアンテナを用い
て非接触方式で情報の通信及び電力の送電を行うICカ
ードシステムに関する。
ード基板にマイクロコンピュータチップとメモリチップ
とを埋設して構成したICカードは、金融、流通、交
通、医療等の種々な分野において実用化が図られてい
る。このようなICカードを用いたICカードシステム
では、リーダ・ライタ装置からICカードに対して電力
を伝送供給し、リーダ・ライタ装置とICカードとの間
で制御コードやデータ等といった情報を通信させてい
る。
電力伝送や情報通信では、端子同士を接触させて行う接
触方式の他に、電磁波を用いて行う非接触方式も採用さ
れている。非接触方式においても種々な態様が検討され
ているが、ICカードの表面積を利用して薄型小型化や
電磁波伝送の効率化を容易に実現できる態様として、図
8に示すように、電力の伝送に用いる電力伝送用ループ
アンテナ1と情報の通信に用いる情報通信用ループアン
テナ2とを同一平面内に配置する態様が検討されてい
る。すなわち、ICカードとリーダ・ライタ装置とにそ
れぞれ電力伝送用ループアンテナ1と情報通信用ループ
アンテナ2とを同一平面内に配置して設け、リーダ・ラ
イタ装置とICカードとの間の電力伝送は電力伝送用ル
ープアンテナ1間の電磁波伝送で行い、リーダ・ライタ
装置とICカードとの間の情報通信は情報通信用ループ
アンテナ2間の電磁波伝送で行う。なお、形状について
はICカード用ループコイルとリーダ・ライタ用のルー
プコイルの大きさは、リーダ・ライタ用コイルの方が一
般的に大きい。
示したように電力伝送用ループアンテナ1と情報通信用
ループアンテナ2とを同一平面内に単純に配置した場合
には、これら両者のループアンテナが相互に干渉して、
電力伝送の効率低下や情報通信の妨害が生じてしまうと
いう問題があった。
は、電力伝送用ループアンテナ1に高周波電流iを流す
ことによって生ずる磁束φが情報通信用ループアンテナ
2に干渉し、電力伝送用ループアンテナ1から放出する
電磁波により送電する電力が情報通信用ループアンテナ
2によって消費されてしまうばかりか、情報通信用ルー
プアンテナ2での通信に誘導障害を生じさせてしまう。
また、ICカードにおいては、リーダ・ライタ装置への
通信を行うため情報通信用ループアンテナ2でその高周
波エネルギーを送出するが、その際、電力伝送用のルー
プアンテナ1(この場合電力受電用に使われる)によっ
て送出エネルギーが消費されてしまう。
もので、1つのループアンテナを電力伝送用と情報通信
用とに共用することにより、上記のような両ループアン
テナ間の干渉を回避して効率的な電力伝送及び高品質な
情報通信を実現するICカードを提供することを目的と
する。また、本発明は、1つのループアンテナを電力伝
送用と情報通信用とに共用することにより、上記のよう
な両ループアンテナ間の干渉を回避して効率的な電力伝
送及び高品質な情報通信を実現するリーダライタ装置を
提供することを目的とする。また、本発明は、このよう
なICカードとリーダ・ライタ装置を利用したICカー
ドシステムを提供することを目的とする。
め、本発明に係るICカードでは、ループアンテナのイ
ンダクタンスを要素として構成した、電力伝送周波数に
共振する共振回路と情報通信周波数に共振する共振回路
とを設けることにより、当該1つのループアンテナを電
力伝送用と情報通信用とに共用してリーダ・ライタ装置
から電力を受電するとともに当該リーダ・ライタ装置と
の間で情報の通信を行う。また、本発明に係るリーダ・
ライタ装置では、ループアンテナのインダクタンスを要
素として構成した、電力伝送周波数に共振する共振回路
と情報通信周波数に共振する共振回路とを設けることに
より、当該1つのループアンテナを電力伝送用と情報通
信用とに共用してICカードへ電力を送電するとともに
当該ICカードとの間で情報の通信を行う。
は、上記した構成のICカードとリーダ・ライタ装置を
用いて、リーダ・ライタ装置からICカードに対して非
接触方式によって情報の通信及び電力の送電を行う。す
なわち、本発明では、電力伝送に用いる周波数と情報通
信に用いる周波数との2周波数に1つのループアンテナ
を同調させることにより、電力伝送と情報通信との間に
干渉が生じないようにしている。
して説明する。図1に示すように、本実施形態のICカ
ードシステムは、金融、流通、医療等のデータ処理を行
う情報端末装置10に接続されたリーダ・ライタ装置1
1と、リーダ・ライタ装置11との間で非接触方式によ
って情報の通信及び電力の伝送を行うICカード21
と、を備えている。このシステムでは、後述するように
リーダ・ライタ装置11のループアンテナが配設されて
いる部位の上方(例えば、20cm以内)にICカード
21をかざすことにより、リーダ・ライタ装置11とI
Cカード21との間でループアンテナを用いた電力伝送
及び情報通信を行う。すなわち、ICカード21はリー
ダ・ライタ装置11から無線によって電送供給された電
力で動作し、ICカード11への制御コマンドや書き込
みデータ等といった情報がリーダ・ライタ装置11から
ICカード21へ無線によって通信されるとともに、I
Cカードからの読み出しデータ等といった情報がICカ
ード21からリーダ・ライタ装置11へ無線によって通
信される。
1は、情報端末装置10との間で情報の通信を行うイン
タフェース12と、図外の外部電源から電力を受電する
電源回路13と、ICカード21への電力の送電及びI
Cカード21との間で情報の通信を行うループアンテナ
14と、この電力伝送に用いる周波数Fpと情報通信に
用いる周波数Fdとの2周波数にループアンテナ14を
同調させる同調部15と、これら各手段12〜15の送
受信及び制御を行う制御送受信部16と、を備えてい
る。
ムを格納したメモリと当該プログラムを実行するCPU
とを有したマイクロコンピュータ等により構成されてお
り、電源回路13から受電した電力を高周波電流に変換
して周波数Fpでループアンテナ14から送電させ、ま
た、情報端末装置10からインタフェース12を介して
受信した情報を無線通信に適した形に変調し周波数Fd
でループアンテナ14から送信させ、また、周波数Fd
でループアンテナ14から受信した情報を復調してイン
タフェース12を介して情報端末装置10へ送信させる
等といった機能を有している。
ープアンテナ14は本例では図3に示すように1ターン
又は多重ループで構成されており、リーダ・ライタ装置
11の表面部位に配設されて、このループアンテナ14
の上方にICカード21をかざすことにより、リーダ・
ライタ装置11とICカード21との間でFdとFpと
の2周波数で電力伝送及び情報通信が行われる。なお、
本実施例では、電力伝送周波数Fpは情報通信周波数F
dより大きく設定してあるが、Fp>Fdの条件のもと
で、Fpを情報通信周波数に、Fdを電力伝送周波数に
割り当てることも可能である。
ナ14のインダクタンスL1とコンデンサC1とで構成し
た情報通信周波数Fdに共振をとる共振回路部(I)
と、インダクタンスL2とコンデンサC2とで構成した情
報通信周波数Fdに共振をとる共振回路部(II)と、
アンテナ14のインダクタンスL1とコンデンサC1とコ
ンデンサC3で構成した電力伝送周波数Fpに共振をと
る共振回路部(III)と、を有している。
とにより、アンテナ14は情報通信周波数Fdと電力伝
送周波数Fpとの2つの周波数において同調がとれるこ
ととなる。すなわち、情報通信周波数Fdにおいては、
共振回路部(I)と(II)はそれぞれ共振がとれてい
ることからインピーダンスは最小となる一方、コンデン
サC3のインピーダンス(1/2πFdC3)は大きくな
るので、アンテナ14のインダクタンスL1を要素とし
て、コンデンサC1、インダクタンスL2、コンデンサC
2から構成される共振回路によって、アンテナ14は情
報通信周波数Fdに同調する。また、電力伝送周波数F
pにおいては、インダクタンスL2のインピーダンス
(2πFpL2)は大きくなるので、アンテナ14のイ
ンダクタンスL1を要素として、コンデンサC1、コンデ
ンサC3から構成される共振回路によって、アンテナ1
4は電力伝送周波数Fpに同調する。
ンテナ14は情報通信周波数Fdと電力伝送周波数Fp
との2つの周波数においてのみ同調し、1つのループア
ンテナ14によって電力伝送と情報通信とが効率的且つ
高品質に行われる。なお、上記のような同調部15の回
路に電力及び情報信号(入力)の授受を行うためには、
例えば、図5や図6に示すような回路構成とすればよ
い。
3.39MHz、電力伝送周波数Fpを13.56MH
zとして、ループアンテナ14の周波数特性を測定した
結果の一例を示してある。同図に示すように、ループア
ンテナ14は3.39MHzと13.56MHzとの2
つの周波数で顕著に同調しており、これら周波数を用い
れば情報通信と電力伝送を1つのループアンテナで実施
することができることが明らかである。
示したリーダ・ライタ装置11と同様に、情報通信周波
数Fdと電力伝送周波数Fpとの2つの周波数において
ループアンテナに同調をとる同調部を設けることによ
り、1つのループアンテナによって情報通信と電力受電
とを支障無く実施することができる。また、本発明に係
るICカードシステムでは、ICカードとリーダ・ライ
タ装置とがそれぞれ1つのループアンテナを電力伝送用
と情報通信用とに共用する態様でなくともよく、ICカ
ードとリーダ・ライタ装置とのいずれか一方を異なるル
ープアンテナによって電力伝送と情報通信を行う形態と
することもできる。
ICカード及びリーダ・ライタ装置において、1つのル
ープアンテナを電力伝送用と情報通信用との共用するこ
とができるため、電力伝送用と情報通信用との2つのル
ープアンテナを用いる場合に生ずる問題を解消でき、電
力伝送においては高効率化、情報通信においては高品質
化が実現できる。また、リーダ・ライタ装置を2つのル
ープアンテナを用いる場合に比べて、ループアンテナを
配置するためのスペースを縮小化して小型なものにする
ことができる。
ムを示す構成図である。
置の構成図である。
置のアンテナ配置を示す図である。
を示す図である。
る。
である。
周波数特性を示すグラフである。
合を説明する図である。
ンテナ、15・・・同調部(共振回路)、 21・・・
ICカード、
Claims (3)
- 【請求項1】 1つのループアンテナを電力伝送用と情
報通信用とに共用してリーダ・ライタ装置から電力を受
電するとともに当該リーダ・ライタ装置との間で情報の
通信を行うICカードであって、 前記ループアンテナのインダクタンスを要素として構成
した、電力伝送周波数に共振する共振回路と当該電力伝
送周波数とは異なる情報通信周波数に共振する共振回路
とを設けて、当該ループアンテナがこれら2つの異なる
周波数に共振するようにしたことを特徴とするICカー
ド。 - 【請求項2】 1つのループアンテナを電力伝送用と情
報通信用とに共用してICカードへ電力を送電するとと
もに当該ICカードとの間で情報の通信を行うリーダ・
ライタ装置であって、 前記ループアンテナのインダクタンスを要素として構成
した、電力伝送周波数に共振する共振回路と当該電力伝
送周波数とは異なる情報通信周波数に共振する共振回路
とを設けて、当該ループアンテナがこれら2つの異なる
周波数に共振するようにしたことを特徴とするリーダ・
ライタ装置。 - 【請求項3】 リーダ・ライタ装置からICカードに対
して非接触方式によって情報の通信及び電力の送電を行
うICカードシステムにおいて、 前記リーダ・ライタ装置と前記ICカードとの少なくと
も一方において、電力の伝送に用いる電力伝送用ループ
アンテナと情報の通信に用いる情報通信用ループアンテ
ナとを1つのループアンテナで共用し、当該ループアン
テナのインダクタンスを要素として構成した、電力伝送
周波数に共振する共振回路と当該電力伝送周波数とは異
なる情報通信周波数に共振する共振回路とを設けて、当
該ループアンテナがこれら2つの異なる周波数に共振す
るようにしたことを特徴とするICカードシステム。
Priority Applications (1)
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JP09103957A JP3115843B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | Icカードシステム |
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JP2000211120A Division JP2001076111A (ja) | 2000-07-12 | 2000-07-12 | 共振回路 |
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JPH10283447A JPH10283447A (ja) | 1998-10-23 |
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Family
ID=14367889
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09103957A Expired - Lifetime JP3115843B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | Icカードシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
JP2009076994A (ja) * | 2007-09-19 | 2009-04-09 | Yoshi Takaishi | 非接触データ伝送装置 |
JP5677875B2 (ja) | 2011-03-16 | 2015-02-25 | 日立マクセル株式会社 | 非接触電力伝送システム |
-
1997
- 1997-04-07 JP JP09103957A patent/JP3115843B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10283447A (ja) | 1998-10-23 |
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