JP3427663B2 - Non-contact ic card - Google Patents

Non-contact ic card

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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、非接触型情報媒体に関し、詳しくは、オフィス・オートメーション(Offi BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention relates to a non-contact type information medium, and more particularly, Office Automation (Offi
ce Automation,OA)、ファクトリー・オートメーション(Factory Automation,FA)、 セキュリティー(Securi ce Automation, OA), factory automation (Factory Automation, FA), security (Securi
ty)分野等で使用されるICカード等の情報媒体において、電磁結合方式によって電源電力の受電、ならびに信号の授受をICカードに電気接点を設けることなく非接触状態で行う非接触ICカードに関する。 The information medium such as an IC card used in ty) field and the like, receiving the source power by electromagnetic coupling method, as well as the exchange of signals relating to the non-contact IC card to perform a non-contact state without providing the electrical contact IC card. 【0002】 【従来の技術】半導体メモリーなどを内蔵するICカードの登場により、従来の磁気カードなどに比べて記憶容量が飛躍的に増大すると共に、マイクロコンピュータ等の半導体処理装置を内蔵することによってICカード自体が演算処理機能を有することで情報媒体に高いセキュリティー性を付与することができるようになった。 [0002] With the advent of the Related Art IC cards having a built-in such as a semiconductor memory, with storage capacity than are conventional magnetic card increases dramatically, by incorporating a semiconductor processing device such as a microcomputer IC card itself has become possible to impart high security of the information medium by an arithmetic processing function. 【0003】一般的にICカードは、プラスチックなどのカード本体に半導体メモリー等のICが内蔵され、カード表面に外部読み書き装置との接続用の導電性端子が設けられている。 [0003] Generally, the IC card is built-in IC such as a semiconductor memory on the card body such as plastic, a conductive terminal for connection to an external reading and writing apparatus is provided on the card surface. 【0004】しかしながら、外部接続端子を設けたIC [0004] However, IC provided with the external connection terminal
カードでは、端子が外部に露出している為、その端子の接触部の汚れ、酸化、腐食、破損等による接触不良が発生する。 The card, because the terminal is exposed to the outside, contamination of the contact portions of the terminals, oxidation, corrosion, contact failure may occur due to such damage. また、人体やカードに蓄積された静電気が人体と接触端子との接触などにより放電され、カードに内蔵されたICの破壊や、誤って高電圧を接続端子に印加することによる損傷に対して無防備である。 Also, static electricity accumulated in a human body or a card is discharged by such contact between the contact terminal and the human body, unprotected destruction or IC incorporated in the card, against damage by applying a high voltage to the connection terminal erroneously it is. 【0005】また、ICカードと外部読み書き装置とのデータの交信のためには、ICカードをその装置に挿入しなければならないという煩雑さがあった。 Further, for the communication of data between the IC card and the external reading and writing apparatus, it has been troublesome that it is necessary to insert the IC card into the device. この理由により、同様の煩雑さで有れば磁気カードで充足されるので鉄道の乗車券等のゲート管理や出退勤管理などにIC For this reason, because they are satisfied with a magnetic card if there in the same complexity IC in such as gate management and time and attendance management of tickets, such as the railway
カードを導入することがためらわれている。 It has been hesitant to introduce the card. 【0006】これらの問題を解決するために、空間に高周渡電磁界や超音波、光などの振動エネルギーの場を設け、そのエネルギーを吸収、整流してカードに内蔵された電子回路を駆動する直流電力源とし、この場の交流成分の周波数をそのまま用いるか、或いは逓倍や逓降して識別信号とし、この識別信号をコイルやコンデンサなどの結合器を介してデータをマイクロコンピュータなどの情報処理回路に伝送するような非接触ICカードが提案されている。 [0006] In order to solve these problems, high-frequency transient electromagnetic field or ultrasonic waves to space, the field of the vibration energy, such as light provided absorbs the energy, driving the electronic circuit built in the card by rectifying to a DC power source, or used as the frequency of the AC component of the field, or multiplied and downconverted by the identification signal, information such as the data of the identification signal via a coupler such as coils and capacitors microcomputer contactless IC card so as to transmit to the processing circuit is proposed. この非接触ICカードの出現により、安全性が高まると共に、ゲート通過に際し、カードの携帯者は設置された読み取り装置に接近するだけでよくなり、 With the advent of the non-contact IC card, safety with increases, upon passing through the gate, the user who carries the card will only need to approach the installation has been reader,
データ交信のための煩雑さは軽減された。 Complexity for data communications has been reduced. 【0007】上述した非接触ICカードへの電力の供給手段としては、電池を内蔵する手段も考案されているが、電池を内蔵することによりカード本体が厚くなったり、電池交換などの問題が生じるため上記のようにカードに電池を搭載しないで、受信したエネルギーを電力に変換する方法が多く採用され、各種の結合方式が提案されている。 [0007] As the power supply means to the non-contact IC card mentioned above has been devised a means for incorporating a battery, may become thick card body by incorporating a battery, there is a problem such as a battery replacement since not mount the battery on the card as described above, the method of converting the received energy into electric power is employed in many cases, a variety of coupling systems have been proposed. そのなかで、実用的な結合方式として容量結合方式と磁気結合方式があるが、コンデンサを用いた容量方式では、エネルギーの伝達効率が大きくないこと、 Among them, the practical coupling method there is a capacitive coupling type and magnetic coupling system as, in the volume method using a capacitor, that the transmission efficiency of energy is not large,
および、カードと読み取り機の間隔の変化により容量変化が発生し、通信信頼性が低い為、磁気結合方式が主流となっている。 And, capacitance change is generated by a change in the distance between the card and the reader, since low communication reliability, the magnetic coupling method has become the mainstream. 【0008】しかしながら、従来の非接触ICカードは、単線のスパイラルコイルによって電力およびデータの伝送を行うので、伝送効率が低い。 However, conventional non-contact IC card, since the transmission of power and data through a single wire spiral coil, a low transmission efficiency. このため、ドライブユニットであるリーダ・ライタから送出する電力が充分でなかったり、非接触ICカードのコイルとリーダ・ Therefore, may not be sufficient power to be sent from the reader-writer is a drive unit, a non-contact IC card coil and reader
ライタのコイルとの間隔が大きいと正確な伝送が行われず、非接触ICカードが正常に機能しなくなるという問題があった。 The exact transmission and large spacing between the coils of the writer is not performed, there is a problem that the non-contact IC card may not function properly. 【0009】そこで、この伝達効率を改善するために、 [0009] Therefore, in order to improve the transmission efficiency,
幾つかの提案がなされている。 Several proposals have been made. 例えば、第1の従来例として特開平2−7838号公報に開示されたものがある。 For example, there is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-7838 as a first conventional example. これによれば、変成器の一次巻線及び二次巻線間の電力結合を実現するための装置が、前記一次巻線と並列に第1コンデンサを有しており、この一次タンク回路は、その一端において電圧源に接続され、他端において、所定の周波数で動作するスイッチング回路を通じて接地されているものである。 According to this, a device for realizing the power coupling between the primary winding and the secondary winding of the transformer has a first capacitor in parallel with the primary winding, the primary tank circuit, connected to a voltage source at one end, at the other end, in which is grounded through the switching circuit operating at a predetermined frequency. 前記一次巻線と密結合し、 The tightly coupled with the primary winding,
並列に第2コンデンサを有する三次巻線を付加することによって、伝達効率を改善するものである。 By adding the tertiary winding having a second capacitor in parallel, it is intended to improve the transmission efficiency. 【0010】図13を用いて、この従来例の具体例について更に説明する。 [0010] with reference to FIG. 13, further illustrating a specific example of the prior art. 図13によれば、クロック信号Vc According to FIG. 13, the clock signal Vc
が、抵抗R1,R3を通じてFET100、200をドライブするために用いられている。 But are used to drive the FET100,200 through the resistor R1, R3. FET100、20 FET100,20
0がオンになると、ドライブノードBが、R2を通じて接地される。 0 is turned on, the drive a Node B, are grounded through R2. 抵抗R2は、一次コイルL1を通して流れる最大電流を告1限するものである。 Resistor R2 is to tell 1 Period the maximum current flowing through the primary coil L1. 同様に、コンデンサC3は、電圧源における配線インダクタンスに関連した影響を除去するものである。 Similarly, the capacitor C3 is to eliminate the effects associated with wiring inductance in the voltage source. コイルL2はコイルL1 Coil L2 coil L1
と密結合されている。 It is tightly coupled with. また、磁性体コア101と102 Further, the magnetic core 101 102
は空気間隙によって隔てられている。 They are separated by an air gap. 【0011】コイルL1を流れる電流が変化するとL1 [0011] When the current flowing through the coil L1 is changed L1
自体の変化に対するリアクタンスにより、5V電源とコイルL1自体の磁束との間で連続的にエネルギーが変換される。 The reactance with respect to a change in itself continuously energy between the 5V power supply and the coil L1 itself flux is converted. 磁界エネルギーは磁性体コア101によって吸収され、当該コアが素子L2及びC2よりなる共振タンク回路に当該エネルギーを伝達する。 Magnetic energy is absorbed by magnetic core 101, to transfer the energy to the resonant tank circuit the core is made of elements L2 and C2. 結果として、ノードBにおける電圧の瞬時値(Vb)はFET100がオンになった時点で接地電位(=0V)ヘ向けて変化する。 As a result, the instantaneous value of the voltage at node B (Vb) varies toward the ground potential (= 0V) f when the FET100 is turned on. 【0012】FET100、200がオンになると、コイルL1を通じて流れる電流は以前と同一方向に流れようとする。 [0012] FET100,200 is turned on, the current flowing through the coil L1 tends to flow before the same direction. 従って、Vbはより正の方向に変化しコンデンサC1に電流が流れる。 Therefore, Vb current flows to the changed capacitor C1 to a more positive direction. 実際、FET100、200 In fact, FET100,200
がオンになると一次タンク回路は別々の素子値によって決定される周波数で共振する。 There primary tank circuit when turned on will resonate at a frequency determined by a separate element values. この時、一次回路全体は自由振動となる。 In this case, the entire primary circuit is the free vibration. 【0013】ノードAにおける電圧の瞬時値(Va) [0013] instantaneous value of the voltage at node A (Va)
は、平均直流電圧+5Vを有し実質的に正弦波状に振動する。 Substantially vibrates sinusoidally have an average DC voltage + 5V. 電圧Va及びVbは、空間間隙インターフェースを通した負荷インピーダンスRLへの電力伝達を最適化するように協調している。 Voltage Va and Vb are coordinated to optimize the power transfer to the load impedance RL through the space gap interface. コイルL3は、変成器の二次側に関する誘導性負荷を表し、最大電力伝達はキャパシタを抵抗RLに直列に付加することで実現され、このコンデンサは,コイルL3と電力伝達周波数で直列共振するように選択される。 Coil L3 represents the inductive loads for the secondary side of the transformer, the maximum power transfer is achieved by adding in series the capacitor to the resistor RL, the capacitor, so that the series resonance coil L3 and the power transmission frequency It is selected. 結果として、素子C1、L1、C As a result, elements C1, L1, C
2、L2よりなるタンク回路と素子C2、L2よりなる共振器に位相の反転した電圧王が発生し、倍電圧回路を構成することで、送信端の電源電圧を比較的低くして高い出力電圧を得ている。 2, inverted voltage king phase occurs in L2 consisting of the tank circuit and the element C2, L2 consists of resonators, by configuring the voltage doubler circuit, relatively low to high output voltage power supply voltage of the transmitting end the are obtained. 【0014】第2の従来例としては、特開昭63−22 [0014] As the second conventional example, JP 63-22
4635号公報に示されるものがある。 There is shown in 4635 JP. これは、磁気結合により非接触式に電力を供給する装置であり、送電用磁気結合素子に並列に容量性素子を接続したものである。 This is a device for supplying power to the non-contact by the magnetic coupling is obtained by connecting a capacitive element in parallel to the power transmission magnetic coupling elements. 【0015】図14の当該装置の等価回路を用いて具体的に説明する。 [0015] will be specifically described with reference to the equivalent circuit of the apparatus of FIG. 14. 送電状態でのインダクタンス134とコンデンサ132とが、図示しない送電用コイルに印加される電流の周波数よりも高い周波数で並列共振するようなコンデンサ132の値Cr を選択する。 The inductance 134 and the capacitor 132 in the power transmission state, to select a value Cr of the capacitor 132 such that a parallel resonance at a frequency higher than the frequency of the current applied to the electric power transmission coil (not shown). この選択により、インダクタンス134とコンデンサ132は共振周波数fR の発振源を構成することになり、共振エネルギーも負荷側に流れるので、全体的に送電効率が向上することになる。 This selection inductance 134 and the capacitor 132 could be formed into a oscillation source of the resonance frequency fR, since also the resonance energy flows to the load side, so that improves overall transmission efficiency. 【0016】136、137はインダクタンスであり、 [0016] 136 and 137 is the inductance,
漏れインダクタンスLX の半分の値を持つ。 With half of the value of the leakage inductance LX. 140は整流用のダイオード、142は平滑用のコンデンサである。 140 rectifying diode, 142 is a smoothing capacitor. 共振周波数fR が発振回路130の発振周波数f0 The oscillation frequency f0 of the resonant frequency fR oscillation circuit 130
の1.5倍程度に小さい場合には、直流電圧VDCは入力の交流電圧Vinの変動の影響を受け易くなるが共振周波数fR が1.5倍以上、特に2f0 程度となるようなコンデンサ132の容量を選択した場合には、平滑化回路126からの交流電圧変動に対して安定な3VA程度の電力が得られるというものである。 Of the smaller is about 1.5 times, the DC voltage VDC is easily affected by the variation of the AC voltage Vin of the input resonant frequency fR is 1.5 times or more, in particular of the capacitor 132 such that approximately 2f0 when you select the capacitance is that power of about stable 3VA is obtained for AC voltage variations from the smoothing circuit 126. 従って、送電用磁気結合素子に容量性素子を並列に接続することにより共振が生じ、これにより当該送電用磁気結合素子の蓄積エネルギーも送電に寄与し、当該容量性素子が存在しない場合に較べて効率よく電力を受信側に送ることができるというものである。 Thus, resonance is caused by connecting a capacitive element in parallel to the power magnetic coupling element, thereby accumulating energy in the magnetic coupling elements for the transmission also contribute to the power transmission, as compared with the case where the capacitive element is not present it is that it is possible to send the power efficiently to the receiving side. 【0017】また、非接触ICカードの中には、例えば、特開平7−239922号公報に示されているもののように、接触式と非接触式伝送方法の双方が可能であり、さらには、カード表面に磁気ストライプやエンボス等の形成を可能とし、多目的用途に対応可能としたIC Further, in the non-contact IC card, for example, as the one shown in JP-A-7-239922, it is capable of both contact and non-contact transmission method, furthermore, to allow the formation of such a magnetic stripe or embossed on the card surface, IC was possible to cope with multi-purpose applications
カードもある。 Card also. このICカードは、ICチップと、該I The IC card, and the IC chip, the I
Cチップと電気的に接続された外部機器との間で、情報および/またはエネルギーの伝達を行う接触型伝達機構と、コイルまたはアンテナからなる非接触型伝達機構とを共通の支持体からなるICモジュールとし、該ICモジュールを、これと嵌合するICカード基体に嵌合させることにより、接触型と非接触型の両方の方式に対応可能とし、かつ、カードの表面に磁気ストライプやエンボスを形成したものである。 Between the C chip electrically connected to an external device, IC comprising a contact-type transmission mechanism which transmits information and / or energy, and a non-contact transmission mechanism comprising a coil or antenna from a common support and a module, the IC module, by fitting the IC card base to be fitted therewith, and can support system both contact and non-contact type, and a magnetic stripe and embossed on the surface of the card one in which the. 【0018】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した第1,第2の従来例における電力伝達効率の改善方式は、 [0018] SUMMARY OF THE INVENTION] However, the first mentioned above, improved method of power transfer efficiency in the second conventional example,
送電電力にのみ着目されており、送電側の電力効率を改善し、より多くの電力を送出する効果においてのみ有効である。 Only the transmitted power are focused, and improve the power efficiency of the power transmission, it is only effective in the effect of delivering more power. これらの方式では輻射電磁界の強度に制限が設けられている場合、受信側の受電効率の改善には寄与していない。 If restricted to the intensity of the radiation field in these methods are provided, for improving the power receiving efficiency of the receiver side does not contribute. 微弱な電磁界中に位置した非接触ICカードの受電電力を改善するためには、カード内に輻射されたエネルギーをより多く吸収する手段が設けられなければならない。 To improve the reception power of the non-contact IC card located in a weak electromagnetic field, more absorbing means must be provided to radiation energy in the card. 【0019】更に、ICカードは半導体集積回路を内蔵するため、低電力でより多くの電流を得ることが電源回路の負荷を軽減する。 Furthermore, IC card for incorporating a semiconductor integrated circuit, to reduce the load on that power circuit to obtain a more current at low power. つまり、電力受信側を低インピーダンスとすることが望ましい。 In other words, it is preferable that the power receiving side and a low impedance. しかしながら、従来例では、送信電圧のみに着目しており電力受信側に関して何ら言及していない。 However, in the conventional example it does not mention with respect to only the interest to which the power receiving side transmission voltage. 【0020】そこで本発明は、このような問題を解決し、外部から非接触で電力の供給を受ける非接触ICカードにおいて、電力送信側(リーダ・ライタ側)のコイルと電力受信側(非接触ICカード側)のコイルが空気間隙によって隔てられている結合器において、電力受信側の電力効率を改善しインピーダンス変換を行う非接触ICカードを提供することを目的としている。 [0020] The present invention is to solve such a problem, in the contactless IC card receive power in a non-contact from the outside, the coil and the power receiving side of the power transmission side (reader-writer side) (Non-contact in coupler coil of the IC card side) are separated by an air gap, and its object is to provide a contactless IC card that performs impedance conversion and improve the power efficiency of the power receiving side. 【0021】また、本発明は、前述したような、接触型伝達機構と非接触型伝達機構と合わせ持ち、さらにはカードの表面に磁気ストライプやエンボスを形成したIC Further, the present invention is, as described above, have combined with contact transmission mechanism and a non-contact transmission mechanism, IC further forming a magnetic stripe and embossed on the surface of the card
カードにおいても、磁気ストライプやエンボス形成を損なわずに、電力受信側の電力効率を改善しインピーダンス変換を行い、かつ、カードの厚さを薄く形成することができる非接触ICカードを提供することを目的としている。 Also in card, without sacrificing magnetic stripe and embossing, perform an improved impedance converting power efficiency of the power receiving side, and to provide a contactless IC card that can be formed thin the thickness of the card it is an object. 【0022】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、空間を伝搬する予め定められた周波数の交流磁界を検出し交流電圧を発生させる結合手段と、受信した信号をデータに変換する信号変換手段と、変換されたデータを格納し処理するためのマイクロプロッセサ手段と、マイクロプロセッサで生成したデータを変換し送信する送信手段からなる非接触ICカードにおいて、外部に設けられたドライブユニットからの電磁波を伝送媒体として、その動作に必要な電力の受信と情報の授受を実現する結合手段として第1コイルを有すると共に、静電容量素子に並列接続され、ドライブユニットからの電磁波のみで駆動され、かつ静電容量素子とのインピーダンス値が前記電磁波の周波数に共振するよ [0022] In order to solve the above object, according to an aspect of binding, a first aspect of the present invention, for generating an AC voltage to detect the alternating magnetic field of predetermined frequency as it travels through space means, a signal conversion means for converting the received signal into data, and a micro-plots Sesa means for storing the converted data processing, non-contact consisting transmitting means for transmitting converted data generated by the microprocessor in an IC card, as an electromagnetic wave transmission medium from the drive unit which is provided outside, as coupling means for realizing the transfer of power of the received information necessary for the operation has a first coil, connected in parallel to the capacitive element It is, is driven only by the electromagnetic wave from the drive unit, and the impedance value of the capacitance element resonates with the frequency of the electromagnetic wave うに選択された第2コイルを有し、前記第2コイル It has a second coil which is urchin selected, the second coil
の少なくとも1巻が、前記第1コイルと密結合するよう At least one volume is to tightly coupled with the first coil
に、前記第1コイルと同芯状に巻回されていることを特徴とする【0023】また、請求項2に記載の発明は、請求項1 In the first addition [0023] characterized in that it is wound into a coil and coaxially, the invention of claim 2, claim 1
に記載の非接触ICカードにおいて、電力受信のための第1コイルの直流抵抗による損失を低減するためコイルの抵抗値を0.01Ωから0.5Ωの範囲になるように第1コイルを形成したことを特徴とする。 The contactless IC card according to, to form the first coil to be in the range of the resistance value of the coil from 0.01Ω of 0.5Ω to reduce losses due to DC resistance of the first coil for power reception it is characterized in. 【0024】また、請求項3に記載の発明は、請求項1 Further, the invention according to claim 3, claim 1
に記載の非接触ICカードにおいて、前記第2コイルに並列接続された静電容量素子をカード基材である誘電体膜を平行平板の2枚の導電薄膜で挟み込むことで非接触ICカードを薄くしたことを特徴とする。 Thin in the contactless IC card according the contactless IC card by sandwiching the parallel-connected electrostatic capacitance element to the second coil of the dielectric film is a card substrate with two conductive films of the parallel plate in characterized in that it was. 【0025】また、請求項4に記載の発明は、請求項1 [0025] The invention of claim 4, claim 1
に記載の非接触ICカードにおいて、前記第2コイルを、前記非接触ICカードの周縁に沿って設けたことを特徴とする。 The contactless IC card according to the second coil, characterized in that provided along the periphery of the non-contact IC card. また、請求項5に記載の発明は、請求項1 The invention described in Claim 5, Claim 1
に記載の非接触ICカードにおいて、 第1,第2コイル The contactless IC card according to the first, second coil
がプリントコイルであることを特徴とする。 Characterized in that but a printed coil. 【0026】また、請求項6に記載の発明は、請求項 Further, the invention according to claim 6, claim 4
に記載の非接触ICカードにおいて、 前記第1,第2コ The contactless IC card according to the first, second co
イルは、誘電体膜上に形成されたプリントコイルであっ Yl is a the print coil formed on the dielectric film
て、前記誘電体膜を2枚の平行平板導体薄膜で挟み込む Te, sandwich the dielectric film of two parallel flat conductor film
ことで前記静電容量素子を成し、該静電容量素子を前記 It forms the capacitive element, the said electrostatic capacitance element
プリントコイルと一体に形成することを特徴とする。 And forming integrally with the printed coil. また、請求項7に記載の発明は、請求項に記載の非接触ICカードにおいて、 前記第1,第2コイルが絶縁被膜 Further, the invention according to claim 7, in the non-contact IC card according to claim 1, wherein the first, second coil insulating coating
を施された導線を複数回巻いた巻線コイルで形成される Is formed by a plurality of times wound winding coils has been subjected conductive wire
ことを特徴とする。 It is characterized in. 【0027】さらに、請求項に記載の発明は、 空間を Furthermore, the invention according to claim 8, the space
伝搬する予め定められた周波数の交流磁界を検出し交流 Detecting an AC magnetic field of predetermined frequency propagating AC
電圧を発生させる結合手段と、受信した信号をデータに And coupling means for generating a voltage, the received signal to the data
変換する信号変換手段と、変換されたデータを格納し処 A signal conversion means for converting, processing and storing the converted data
理するためのマイクロプロセッサと、該マイクロプロセ A microprocessor for management, the microprocessor Se
ッサで生成したデータを変換し送信する送信手段からな Converts the data generated by Tsu support it from transmitting means for transmitting
る非接触IC(Integrated Circuits,集積回路)カー Non-contact IC (Integrated Circuits, integrated circuit) car that
ドにおいて、非接触型伝達手段と共に接触型伝達手段を In de, a contact-type transmission means with a non-contact type transfer means
も有し、該非接触型伝達手段および接触型伝達手段を介 Also has, through a non-contact type transfer means and the contact-type transmission means
して授受されるデータを処理するICモジュールを具備 Comprising an IC module for processing data exchanged with
する非接触ICカードであって、前記非接触型伝達手段 A non-contact IC card, the contactless transmission means for
が、外部に設けられたドライブユニットからの電磁波を But electromagnetic waves from the drive unit provided outside
伝送媒体として、その動作に必要な電力の受信と情報の As a transmission medium, the power of the received information necessary for the operation
授受を実現する結合手段として第1コイルを有すると共 Co to have a first coil as a coupling means for realizing the transfer
に、静電容量素子に並列接続され、ドライブユニットか In, it is connected in parallel to the capacitance device, or the drive unit
らの電磁波によってのみ駆動され、かつ静電容量素子と It is driven only by the electromagnetic waves et al, and the capacitance element
のインピーダンス値が前記電磁波の周波数に共振するよ Impedance value of the resonance to the frequency of the electromagnetic wave
うに選択された第2コイルを有し、前記第2コイルの少 A second coil which is urchin selected, small of the second coil
なくとも1巻が、前記第1コイルと密結合するように、 Even so, Volume 1 is tightly coupled with the first coil without
前記第1コイルと同芯状に巻回されていることを特徴とする。 Characterized in that it is wound around the first coil and coaxially. 【0028】 【発明の実施の形態】高周波電力の送信とカードからの情報の受信を行うドライブユニットの送信コイルの一端には直列に静電容量素子であるコンデンサが接続されており、直列共振回路を形成している。 [0028] One end of the transmission coil of the drive unit for receiving information from the Detailed Description of the Invention] transmission of the high-frequency power and the card are connected to the capacitor is the capacitance elements in series, the series resonant circuit It is formed. このドライブユニットの送受信コイルの他端は電圧源に接続されている。 The other end of the transmission and reception coils of the drive unit is connected to a voltage source.
受信側である非接触ICカードには負荷となる受信した高周波信号の受信・整流を行う電源回路と高周波信号に重畳された変調信号を受信及び送信する送・受信回路とが接続された第1コイルがカードの基材面上に幅の広い導体パターンとしてループ状に形成されている。 The a transmitting receiving circuit for receiving and transmitting the modulated signal superimposed on the power supply circuit and the high-frequency signal for receiving and rectifying a high-frequency signal in a non-contact IC card received as a load is a receiving side is connected 1 coil is formed in a loop shape as a broad conductor pattern width on a substrate surface of the card. 幅の広い導体パターンとしたことでコイルの等価抵抗が低減されて、前記コイルは、より多くの電流を流し得るようになり受信電力が改善される。 Wider and the fact a conductor pattern equivalent resistance of the coil is reduced width, said coil reception power is improved now be more current. 【0029】第1コイルと同一平面または、隣接平面内に第2コイルであるスパイラルコイルが前記第1コイルと同じ中心をもって形成される。 [0029] or the first coil and the same plane, the spiral coil is a second coil in the adjacent plane is formed with the same center as the first coil. この第2コイルを静電容量素子であるコンデンサと並列に接続することによって共振回路を構成することにより、受信インピーダンス特性が改善される。 By configuring the resonance circuit by connecting the second coil in parallel to the capacitor is the capacitance element, the receiving impedance characteristics are improved. この共振回路は、前記のドライブユニットの送受信コイルにより発生された高周波電磁界を、受信のための第1コイルと協調し磁気エネルギーとして吸収する。 The resonant circuit, a high frequency electromagnetic field generated by the transmitting and receiving coil of the drive unit, to absorb as coordinated magnetic energy to the first coil for receiving. よって、送信電力が一定の場合、前記第2コイルによる並列共振回路をカードに設けない場合に比較して、より安定して電力を受信できる。 Therefore, when the transmission power is constant, as compared to the case without the parallel resonant circuit of the second coil in the card can receive power more stably. 【0030】更に、上記の構成とする事で受信端のインピーダンスが低減され、低い電圧で、より多くの電流が取り出されるという利点がある。 Furthermore, the impedance of the receiver in that the configuration described above is reduced, a low voltage is advantageous in that more current is taken out. このことは、マイクロプロセッサなどの駆動にとって好都合である。 This is convenient for driving, such as a microprocessor. また、カードを基材に金属導体薄膜を貼りつけた印刷配線板として、カード内の並列共振回路のコンデンサを基材の誘電体とした平面コンデンサとし、受信用第1コイルと、スパイラル状の第2コイルを前記金属導電薄膜で形成することで、カードを薄くすることができるという利点がある。 Furthermore, as a printing wiring board was attached to a metal conductor thin card to a substrate, the planar capacitor to the capacitor of the parallel resonance circuit and the dielectric substrate in the card, the first coil receiving, the spiral by forming the second coil by the metallic conductive film, there is an advantage that it is possible to reduce the card. 【0031】また、ICチップと接触型伝達機構と非接触型伝達機構とを合わせ持ち、接触型伝達機構はICチップの入出力端子に直接接続された金属等の導電性素子からなり、ドライブユニットの端子と電気的に接続されて電力受給及び信号の授受を行い、非接触型伝達機構はICチップの入出力端子に接続されたアンテナコイルを伝達素子として空中に輻射された電磁エネルギーを吸収して非接触に電力の供給と信号の授受を行うように構成された非接触ICカードにおいては、アンテナコイルが、電力受給及び信号の授受を目的とした第1コイルと、この第1コイルとは電気的に絶縁されたLC共振回路とを具備する。 Further, having combined the contact type transmission mechanism and a non-contact transmission mechanism and the IC chip, contact transmission mechanism of a conductive element such as a metal, which is connected directly to the input and output terminals of the IC chip, the drive unit are terminals electrically connected transmits and receives power receiving and signal noncontact transmission mechanism absorbs electromagnetic energy radiated into the air antenna coil connected to the input and output terminals of the IC chip as a transfer element in the non-contact IC card configured to transmit and receive power supply and signal to the non-contact electricity antenna coil, the first coil for the purpose of transfer of power receiving and signal, a first coil manner; and a insulated LC resonant circuit. 【0032】また、ICチップ、接触型伝達機構、および、第1コイルは、モジュール基板に実装されてICモジュール化されており、上記接触型伝達横構は、モジュール基板のICチップ実装面側に取り付けられ、第1コイルは、モジュール基板のICチップ実装面とは反対の表面にスパイラル状に形成されている。 Further, IC chips, contact transmission mechanism and the first coil, are mounted on the module substrate are IC modularized, the contact-type transfer Yoko構 is the IC chip mounting surface side of the module substrate attached, the first coil is formed in a spiral shape in the opposite surface to the IC chip mounting surface of the module substrate. さらに、LC共振回路は、第2コイルと平行平板コンデンサで構成されており、この第2コイルは、スパイラル形状であり、第1コイルと同一平面、または、隣接平面内に非接触IC Further, LC resonant circuit is constituted by the second coil and the parallel plate capacitor, the second coil is a spiral shape, the first coil flush with, or non-contact IC in the adjacent plane
カードの外周部に沿って形成される。 Formed along the outer periphery of the card. また、この第2コイルの両端は、非接触ICカード内に形成された平行平板コンデンサと並列に接続されており、これにより共振回路を構成している。 Both ends of the second coil is connected in parallel with the parallel plate capacitor formed in the non-contact type IC card, thereby constitute a resonance circuit. 【0033】この共振回路は、ドライブユニットの送受信コイルにより発生された高周波電磁界の周波数に鋭く共振するように定数設定されており、この高周波電磁界を受信するための第1コイルと協調して磁気エネルギーとして吸収する。 [0033] The resonant circuit is constant set to resonate sharp the frequency of the generated high-frequency electromagnetic field by the transmitting and receiving coils of the drive unit, magnetic in cooperation with the first coil for receiving the high-frequency electromagnetic field to absorb as energy. よって、送信電力が一定の場合、上記第2コイルによる並列共振回路をカードに設けない場合に比較して、受信効率が向上し、より安定して電力を受信することができる。 Therefore, when the transmission power is constant, the in the parallel resonant circuit of the second coil compared with the case of not providing the card improves the reception efficiency can receive power more stably. 【0034】或いは、上記の構成に加えて、第2コイルの少なくとも1巻を、第1コイルと近接して、かつ、第1コイルと同じ中心をもって形成し、第2コイルの残りのループはカード基体の外周に沿って形成する。 [0034] Alternatively, in addition to the above structure, at least one volume of the second coil, proximate to the first coil, and to form with the same center as the first coil, the remaining loops of the second coil card formed along the outer periphery of the substrate. こうすることで、第1コイルと、第2コイルの一部とを密結合させることができるので、さらに伝達効率が向上する。 In this way, the first coil, since a portion of the second coil can be tightly coupled, further transmission efficiency is improved. 【0035】また、非接触ICカードの基材に金属導体薄膜を貼り付けた印刷配線板により、上記基材を誘電体とする平面コンデンサを形成し、さらに、電力受信用の第1コイルと、スパイラル状の第2コイルとを、上述した金属導体薄膜で形成することで、非接触ICカードを薄くすることができるという利点がある。 Further, the printed wiring board to a substrate of the non-contact IC card was attached a metal conductor film, the substrate to form a planar capacitor to dielectric further comprises a first coil for power reception, a spiral-shaped second coil, by forming a metal conductor film described above, there is an advantage that it is possible to reduce the non-contact IC card. 加えて、第2 In addition, the second
コイルの主たる部分をカードの外周部に沿って形成することで、磁気ストライプやエンボスの形成領域を確保できる。 By forming along a major portion of the coil to the outer peripheral portion of the card, it can be secured to the formation region of the magnetic stripe and embossing. 【0036】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。 EXAMPLES The following will be described in detail with reference to the drawings an embodiment of the present invention. 図1には、本実施例における非接触ICカードとドライブユニットの磁気結合の概略が示されている。 1 shows a schematic of the magnetic coupling of the non-contact IC card and the drive unit is shown in this embodiment. 図1において、1は非接触ICカードであり、2はこの非接触ICカード1への電力供給とデータの授受を非接触式に行うドライブユニットである。 In Figure 1, 1 is a non-contact IC card, 2 is a drive unit for exchanging power and data to the non-contact IC card 1 in a non-contact manner. 【0037】ドライブユニット2には非接触ICカード1への電力供給と情報の授受を行う電磁結合器である送受信コイル3が複数巻きのスパイラル状または、撚線状に形成されている。 [0037] The drive unit 2 receiving coil 3 is multiple turn spiral or is formed into a stranded wire shape is an electromagnetic coupler for exchanging power and information to the non-contact IC card 1. 送受信コイル3の端子は、ドライブユニット2の送受信制御部4に接続されている。 Terminal of the transmitting and receiving coil 3 is connected to the transmission and reception control unit 4 of the drive unit 2. この送受信コイル3は、印刷配線板の導体パターンとして円形に形成したが、その形状に拘束されることなく楕円、又は正方形、長方形、菱形等の矩形としても良い。 The transceiver coil 3 is formed in a circular as a conductor pattern of the printed wiring board, an ellipse without being constrained to the shape, or a square, a rectangle, may be a rectangular rhombus or the like. 更に、 In addition,
その送受信コイル3を適切な太さの導線で形成しても良い。 The transceiver coil 3 may be formed by conductors of suitable thickness. 【0038】一方、非接触ICカード1は電力受信と情報の授受を行う第1コイル5が楕円形のループとして形成されている。 On the other hand, the non-contact IC card 1 first coil 5 for exchanging electric power receiving and information is formed as a loop of elliptical shape. 第1コイル5の端子は、カードの電子回路部6に接続されている。 Terminal of the first coil 5 is connected to the electronic circuit 6 of the card. 第1コイル5の内側に第1コイル5と同じ中心を有した復数巻きの第2コイル7が楕円のスパイラル状に形成された。 First second coil 7 of condensate number winding having the same center as the coil 5 is formed in a spiral shape of an ellipse inside the first coil 5. 本実施例では、第1コイル5と第2コイル7は、共にカードの基材上に35μ In this embodiment, the first coil 5 the second coil 7, 35micro both on the substrate of the card
mの導体パターンで形成され、パターン幅はそれぞれ1.5mm,0.3mmとした。 Is formed by m conductive patterns, each pattern width was 1.5 mm, and 0.3 mm. 【0039】第2コイル7の端子は静電容量素子である共振用コンデンサ8に並列接続されている。 The terminal of the second coil 7 is connected in parallel with the resonance capacitor 8 is an electrostatic capacitance element. 共振用コンデンサ8は、カード基材を誘電体層として第1コイル5 Resonance capacitor 8, the first coil 5 the card substrate as a dielectric layer
と第2コイル7の形成と同様に導体パターンで平行平板電極を形成して静電容量素子とした。 When the electrostatic capacitance element to form a parallel plate electrodes with the conductor pattern similar to the formation of the second coil 7. 【0040】ここで、第1コイル5と第2コイル7の形状を楕円としたが、長方形のカード面を有効に使用するために第1コイル5と第2コイル7のコイル形状を長方形としてもよい。 [0040] Here, the first coil 5 has been shaped to oval of the second coil 7, even as a rectangle with the first coil 5 the coil shape of the second coil 7 in order to effectively use the rectangular card surface good. また、第1コイル5と第2コイル7を同一平面上に形成しても良いし、相異なる面例えば、共振用コンデンサ8の2枚の電極を形成したそれぞれの面に形成することもできる。 Further, the first coil 5 and the second coil 7 may be formed on the same plane, different surfaces for example, can be formed on each side forming two electrodes of the resonance capacitor 8. 図1では、第1コイル5を第2コイル7より断面積を大きくしたが、電力吸収効率が最も大きくなる関係であれば同寸法や第2コイル7を第1コイル5よりも大きくしても良い。 In Figure 1, although the first coil 5 to increase the cross-sectional area than the second coil 7, be larger than the same dimension and the second coil 7 as long as the relationship power absorption efficiency is greatest first coil 5 good. それぞれのコイルの巻き数に関しても同様である。 The same applies to the number of turns in each coil. 【0041】図2に、上述した非接触ICカード2とドライブユニット1の構成ブロック図を示す。 [0041] FIG. 2 shows a block diagram of the contactless IC card 2 and the drive unit 1 described above. 図2において、1は非接触ICカードであり、2はドライブユニットである。 2, 1 is a non-contact IC card, 2 a drive unit. そして、30はドライブユニット2のインターフェース(I/F)29を介してドライブユニット2 Then, 30 drive unit 2 via the interface (I / F) 29 drive unit 2
と情報の授受を行うホストコンピュータである。 And exchanges of information, which is the host computer. 【0042】非接触ICカード1の電子回路部6は、ドライブユニット2からの高周波信号を受信・整流する電源回路11、受信データの解読、送信データ演算等を行う図示しない半導体メモリーを内蔵するデータ処理装置(MPU;Micro ProcessorUnit)12、送受信データの変・復調回路13、前記高周波信号に重畳された情報を受信または変調データを送信する送受信回路14からなる。 The electronic circuit 6 of the non-contact IC card 1, data processing for internal power supply circuit 11 for receiving and rectifying the high frequency signal from the drive unit 2, the decryption of the received data, a semiconductor memory (not shown) to transmit data operation, etc. device; consisting transceiver circuit 14 to send (MPU Micro ProcessorUnit) 12, variable-demodulation circuit 13 for transmitting and receiving data, received or modulated data information superimposed on the high frequency signal. 非接触ICカード1の電源回路11と送受信回路14は、第1コイル5の一端に接続される。 Power supply circuit 11 and reception circuit 14 of the non-contact IC card 1 is connected to one end of the first coil 5. 【0043】ドライブユニット2の送受信制御部4は、 The transmission and reception control unit 4 of the drive unit 2,
図示しない半導体メモリーを内蔵するデータ処理装置(MPU)20、クロック生成回路である発振器21、 Data processing device (MPU) 20, an oscillator 21 is a clock generation circuit having a built-in semiconductor memory, not shown,
高周波電力を増幅する交流増幅器22、非接触ICカード1への送信データの変調と受信データの復調を行う変・復調回路23、非接触ICカード1からの高周波信号を受信する受信回路24からなる。 AC amplifier 22 which amplifies the RF power, the non-contact IC card 1 variant and demodulating circuit 23 demodulates the modulated received data of the transmission data to consist of a receiving circuit 24 for receiving a high frequency signal from the non-contact IC card 1 . 交流増幅器22と受信回路24は、カップリングコンデンサ25を介して送受信コイル3に接続される。 AC amplifier 22 and the receiving circuit 24 is connected to the transceiver coil 3 via a coupling capacitor 25. 発振器21は、例えば1〜 Oscillator 21, for example 1
30MHz程度の搬送波信号を発生し、この搬送波信号を第1コイル5が磁気エネルギーの形で受けて電力が伝達される。 Generating a carrier signal of about 30 MHz, power receiving this carrier signal is first coil 5 in the form of magnetic energy is transferred. なお、この搬送波信号の周波数はデータ伝送周波数に比べ充分高いところに設定される。 The frequency of the carrier signal is set at a sufficiently high compared with the data transmission frequency. 【0044】非接触ICカードは、その電源となる電力をこのドライブユニット2の発振器21から交流増幅器22で変・復調回路23からの変調された送信データを重畳し、カップリングコンデンサ25、送受信コイル3 The contactless IC card superimposes transmission data modulated in the power to be its power from the variable-demodulation circuit 23 by the AC amplifier 22 from the oscillator 21 of the drive unit 2, a coupling capacitor 25, transmitter and receiver coils 3
を介してこれと非接触に結合されている非接触ICカードの送受信コイルである第1コイル5で受ける。 Receiving the first coil 5 is a receive coil of the contactless IC card that is coupled to the non-contact through. 第1コイル5は、ドライブユニット2の送受信コイル3と電磁的に結合するための結合回路である。 The first coil 5 is a coupling circuit for electromagnetically coupling the transmitting and receiving coil 3 of the drive unit 2. 第1コイル5で受信した電力は、電流回路11で整流され直流電力として非接触ICカードに内蔵された各電子回路に供給される。 Power received by the first coil 5 is supplied to each electronic circuit incorporated in a non-contact IC card as a DC power rectified by the current circuit 11. 【0045】以上のようにして、ドライブユニット2から非接触ICカード1に電力と情報の送信が達成される。 [0045] As described above, the transmission of power and information from the drive unit 2 to the non-contact IC card 1 is achieved. ここで、非接触ICカード1に内蔵された電子回路は、電源電圧が2〜5Vで動作されるものであり、その回路規模によっては多くの電流を消費するものであり、 The electronic circuit incorporated in a non-contact IC card 1 is for the power source voltage is operated in 2 to 5 V, the circuit scale is one that consumes more current,
1mAから30mA程度の駆動電流を必要とする。 It requires a drive current of about 30mA from 1 mA. 【0046】しかしながら、従来のような負荷に直接接続された第1コイル5の結合回路のみの構成では、高い電圧で小電流の伝達であって、カードに内蔵された電源回路でのインピーダンス変換が必要であった。 [0046] However, in the coupling circuit only of the configuration of the first coil 5, which is directly connected to conventional such loads, a transfer small current at high voltage, the impedance conversion in the power supply circuit built in the card It was necessary. その変換回路による損失も駆動電力を増大させる原因の一つであった。 Loss due to the conversion circuit was also one of the causes for increasing the driving power. 【0047】そこで、本実施例においては、非接触IC [0047] Therefore, in this embodiment, the non-contact IC
カード1に第1コイル5とは直流的に分離された第2コイル7に共振用コンデンサ8を並列接続した共振回路(以下、共振タンク回路と称する)を設けた。 Resonant circuit connected in parallel to the resonance capacitor 8 to the second coil 7 which is galvanically separated from the first coil 5 to the card 1 (hereinafter, referred to as the resonant tank circuit) and the provided. ドライブユニット2で発生された高周波信号は、カップリングコンデンサ25を介して送受信コイル3に伝達される。 High-frequency signal generated by the drive unit 2 is transmitted to the transmission and reception coil 3 via a coupling capacitor 25. カップリングコンデンンサ25と送受信コイル3とは直列共振回路を構成し、前記高周波電気信号は送受信コイル3にて磁気エネルギーに変換され、交流磁場を形成することで空間に伝播される。 The coupling con den capacitors 25 and receiving coil 3 form a series resonant circuit, the high frequency electric signal is converted into magnetic energy by transmitting and receiving coils 3, is propagated into the space by forming an alternating magnetic field. 【0048】ドライブユニット2の送受信コイル3と空気間隙をもって配置された非接触ICカード1の送受信コイルである第1コイル5は、発生された交流磁場により電流を流す。 The first coil 5 is a non-contact transmitting and receiving coils of the IC card 1 which is arranged with a transmitting and receiving coil 3 and the air gap of the drive unit 2 causes a current to flow by an AC magnetic field generated. それと共に、共振用コンデンサ8と並列接続されることで並列共振回路を構成する第2コイルにも前記交流磁場によって電流が発生する。 At the same time, current is generated by the alternating magnetic field in a second coil constituting a parallel resonant circuit by being connected in parallel with the resonance capacitor 8. この共振タンク回路と第1コイル5の結合回路との協調によって、受信特性が改善される。 By cooperation of the coupling circuit of the resonant tank circuit and the first coil 5, the reception characteristics are improved. 後に説明するように、本実施例の共振タンク回路を有する回路では、共振タンク回路がない本発明の結合回路に比べて受信効率が距離100mm As will be described, the circuit having a resonant tank circuit of this embodiment, the reception efficiency distance 100mm compared to coupling circuit of the present invention is not resonant tank circuit
で約10%改善される。 In is improved by about 10%. 従来の結合回路に対しては、6 For conventional coupling circuit, 6
0%の改善効果が得られる。 0% of improvement effect is obtained. 【0049】更に、最大受電電力を示す第1コイル5を含む負荷側の受電インピーダンスの実行値は、共振タンク回路がない場合に比べ約1桁低下する。 [0049] Furthermore, execution value of the power receiving impedance of the load side including the first coil 5 showing the maximum received power is reduced by about one order of magnitude compared with the case where there is no resonant tank circuit. この結果、比較的低電圧で大きな電流を、非接触ICカードの電源回路11に取り込むことができる。 As a result, a large current at a relatively low voltage, can be incorporated into the power supply circuit 11 of the non-contact IC card. 【0050】図3にカードに共振タンク回路を持たない本実施例の低抵抗コイルによる結合回路と、共振タンク回路を設けた本実施例に関わる結合回路と、共振タンク回路を設けない従来の結合回路の受信レベルの特性を距離100mmにおける受電電力の負荷インピーダンスの関数として示した。 [0050] a coupling circuit with a low-resistance coil of the present embodiment having no resonant tank circuit card 3, a coupling circuit according to the present embodiment in which a resonant tank circuit, coupling of conventional without the resonant tank circuit showing characteristics of the reception level of the circuit as a function of the load impedance of the power receiving power at the distance 100 mm. 図3において、丸の点で示した曲線が共振タンク回路をもたせた場合の本実施例の受信回路Aの受電特性、三角の点で示した曲線が共振タンク回路を持たない本実施例の結合回路Bの受電特性、四角の点で示した曲線が共振タンク回路をもたない従来の結合回路Cの受電特性である。 3, binding of this embodiment the power receiving characteristics of the receiving circuit A of the present embodiment in the case where the curve shown in terms of circle remembering resonant tank circuit, the curve indicated by triangular points no resonant tank circuit receiving characteristics of the circuit B, and curve indicated by squares points are the receiving characteristic of a conventional coupling circuit C having no resonant tank circuit. 表1に、これらの結合回路の特性値を示す。 Table 1 shows the characteristic values ​​of these coupling circuits. 実験に際して、結合回路BとCのコイルには、結合回路として機能するように共振用コンデンサを並列接続させた。 In experiments, the coil of the coupling circuit B and C, and was the resonance capacitor so as to function as a coupling circuit is connected in parallel. 【0051】 【表1】 [0051] [Table 1] 【0052】図3より明らかなように、従来の結合回路Cに対して、直流抵抗が1/10以下の結合回路Bの方が、図示した全ての負荷インピーダンスの範囲において受信電力の増大を示している。 [0052] As apparent from FIG. 3, the conventional coupling circuit C, towards the DC resistance is less than 1/10 of the coupling circuit B is, showed an increase in received power in all the range of load impedance shown ing. 更に、共振タンク回路を持たない結合回路B、及びCでは、最大受信電力を与える負荷インピーダンスは約3.3kΩである。 Furthermore, coupling circuit B without a resonant tank circuit, and In C, the load impedance which gives the maximum received power is about 3.3k. この時の結合回路Bと結合回路Cの受電電力の比は、約2:1となり100%以上の改善ができる。 The ratio of the received power of the coupling circuit C coupling circuit B at this time is about 2: 1 becomes capable of 100% or more improvement. 結合回路Bに共振タンク回路を設けた結合回路Aでは、受電電力のピークは、結合回路Bの3.3kΩ時の75%になるが、ピークを示す負荷インピーダンスが共振回路を持たない結合回路B,Cの1/10の330Ω近傍となる。 The coupling circuit B coupled circuit provided with a resonant tank circuit A, the peak of the received power is comprised 75% of the 3.3kΩ coupling circuit B, coupling circuit B load impedance shows a peak does not have a resonant circuit , the 1/10 330 ohms vicinity of the C. この負荷インピーダンスでの結合回路Aの受信電力は、結合回路Bの同じインピーダンスでの受電電力の125%になっている。 The received power of the coupling circuit A in the load impedance is made 125% of the power received at the same impedance of the coupling circuit B. 更に、従来の結合回路Cの最大受信を示す3. Furthermore, 3 indicating the maximum reception of a conventional coupling circuit C.
3kΩ負荷における数値の160%になっている。 It has become 160% of the numerical values ​​in 3kΩ load. かようにして、本実施例の共振回路を付加することでより低いインピーダンスで最大受信効率を得ることができた。 In the song, it was possible to obtain the maximum reception efficiency at a lower impedance than by adding a resonant circuit of the present embodiment. 【0053】図4に、図3と同じ結合回路での受信電流を距離の関数として示した。 [0053] FIG. 4 shows the received current in the same coupling circuit as Figure 3 as a function of distance. 図4を見ると、距離25m Referring to FIG. 4, distance 25m
m近傍以上の図に示した距離範囲全般において、共振タンク回路を有する330Ω負荷における受電電力が共振タンク回路を有さない結合回路B、Cの3.3kΩ負荷に対して、全体的に受電電流の改善が見られる。 In the distance range in general shown in m above the vicinity figure resonant tank circuit coupled circuit B receiving power at 330Ω load does not have a resonant tank circuit with respect to 3.3kΩ load and C, overall power receiving current improvement of can be seen. また、 Also,
共振タンク回路のない従来の結合回路Cの3.3kΩ負荷では、ほぼ距離の2乗に反比例して受電電力が減少しているが、共振タンク回路のない本実施例の結合回路B In 3.3kΩ load of a conventional coupling circuit C with no resonant tank circuit, but the received power in inverse proportion to the square of approximately the distance is reduced, coupling circuit B of the embodiment without the resonant tank circuit
の3.3kΩ負荷では、その特性は、共振タンク回路のある結合回路Aの330Ω負荷の場合と類似している。 In the 3.3kΩ load, its properties are similar to that of 330Ω load connection circuits A with resonant tank circuit. 【0054】共振タンク回路のある結合回路Aの330 [0054] The coupling circuit A with a resonant tank circuit 330
Ω負荷の場合には、距離50mmまで受電電力が増加し、50mm近傍で受電電力がピークとなり、それ以上の距離では減少する特性を示す。 If the Ω load, distance 50mm until received power is increased, the received power at 50mm near its peak, indicating a decreasing characteristic at higher distances. 一方、負荷330Ωにおける共振タンク回路のない結合回路Bの受信電流特性は、距離にほぼ反比例しており、距離70mm以下では、共振タンク回路を有する場合よりも多くの電流を取り得る。 On the other hand, the reception current characteristics of the coupling circuit B without the resonant tank circuit in the load 330Ω, the distance is substantially in inverse proportion to the distance 70mm hereinafter, it may take more current than having a resonant tank circuit. しかし、距離70mmを越える領域では、共振タンク回路のある結合回路Aの330Ω負荷の場合の方が受信電流は、共振タンク回路がない場合に比べて10 However, in a region beyond the distance 70 mm, the reception current towards the case of 330Ω load connection circuits A with resonant tank circuit, as compared to the case without the resonant tank circuit 10
%程多くなる。 It increases as%. 結果として、送信コイルと受信コイルの距離が、少なくとも25mmから150mmほどの範囲で安定した受電が可能となる。 As a result, the distance between the transmitter coil receiving coil, stable power receiving can be performed with a range of at least 25mm as 150 mm. また、この受電電力のピークを与える距離は、結合回路の定数によって調整可能であって、用途に最適な受信特性を与え得る。 The distance that gives the peak of the received power is an adjustable by constant coupling circuit may provide optimum reception characteristics in the application. 【0055】以上、詳細に説明したように、本実施例のコイルの抵抗値を減少させることと共振タンク回路を付加した結合回路によって、従来の回路に比較して低電圧で、より多くの電流を安定して受電できることが示された。 [0055] As described above in detail, the coupling circuit by adding a resonant tank circuit and reducing the resistance of the coil of the present embodiment, in comparison to the low voltage of the conventional circuit, the more current it has been shown that can be stably receiving the. 【0056】次に、上述した共振タンク回路と、幅の広い導体パターンにより形成された第1コイルとを有する非接触ICカードの構成例について説明する。 Next, a resonant tank circuit described above, a configuration example of a contactless IC card having a first coil formed by a wide conductor pattern width is explained. ここで、 here,
以下に説明する各種構成の非接触ICカードは、接触型伝達機構と、非接触伝達機構とを合わせ持つと共に、カード表面に磁気ストライプおよびエンボスが形成されているものとする。 Contactless IC card of the various configurations described below, a contact-type transmission mechanism, together with having both a non-contact transmission mechanism, it is assumed that the magnetic stripe and embossing are formed on the card surface. 【0057】〔第1構成例〕図5および図6は、第1構成例における非接触ICカードの構成を示す図であり、 [0057] First Configuration Example] FIGS. 5 and 6 are views showing a configuration of a contactless IC card in the first configuration example,
図5(a)は非接触ICカードの正面図、図5(b)は図5(a)に示す非接触ICカードの結合回路を等価的に示した図である。 5 (a) is a front view of a contactless IC card, FIG. 5 (b) is a diagram equivalently showing a combination circuit of the contactless IC card shown in Figure 5 (a). また、図6(a)は図5(a)内のA−A部の断面拡大図、図6(b)は図6(a)のIC Further, IC of FIG. 6 (a) FIGS. 5 (a) enlarged sectional view of A-A section in FIG. 6 (b) FIGS. 6 (a)
モジュールを図6(a)中、下側から見た図である。 6 (a) in the module, which is seen from below. 【0058】これらの図において、1は非接触ICカード、7は第2コイル、8は共振用コンデンサ、40はI [0058] In these drawings, 1 is a contactless IC card, the 7 second coil, 8 resonance capacitor, 40 I
Cモジュール、50は磁気ストライプ、51はエンボスパターンを施すエンボス領域である。 C module, 50 is a magnetic stripe, 51 is an embossed area subjected to embossing pattern. また、図5(b) FIG. 5 (b)
において、非接触ICカード1内の5は第1コイル、1 In, the 5 non-contact IC card 1 first coil, 1
5は第2コイル7と共振用コンデンサ8とが並列接続された共振回路である。 5 is a resonant circuit and the second coil 7 and the resonance capacitor 8 is connected in parallel. また、2はこの非接触ICカード1への電力供給とデータの授受を非接触式に行うドライブユニットであり、3は非接触ICカードに非接触に電力と情報を伝送し、非接触ICカード1からの情報を受信するための送受信コイルであり、4は非接触ドライブユニット2から非接触ICカード1への電力供給と情報の授受の為の送受信制御部である。 Also, 2 is a drive unit for transferring electric power supply and data to the non-contact IC card 1 in a non-contact type, 3 to transmit power and information to the contactless contactless IC card, non-contact IC card 1 a receiving coil for receiving information from, 4 is a transmission and reception control unit for transfer of power and information from the non-contact drive unit 2 to the non-contact IC card 1. 【0059】送受信コイル3の端子は、図5(b)に示すように、ドライブユニット2の送受信制御部4に接続されており、非接触ICカード1の第1コイル5の端子は、ICモジュール40に接続されている。 [0059] terminal of the transmitting and receiving coil 3, as shown in FIG. 5 (b), is connected to the transmission and reception control unit 4 of the drive unit 2, the terminal of the first coil 5 of the non-contact IC card 1, IC module 40 It is connected to the. このICモジュール40は、図6(a)に示すように、電源回路, The IC module 40, as shown in FIG. 6 (a), the power supply circuit,
送受信回路,変復調回路,データ処理装置等の各種電子回路が集積化されたICチップ41、ICチップ41が実装されるモジュール基板42、ICチップ41をモジュール基板42上に封入する封入体43、封入体43の上面に設けられ、接触型伝達機構である接触型の端子電極44等からなっている。 Transceiver circuit, demodulation circuit, enclosure 43 for enclosing the module substrate 42, an IC chip 41 on which the IC chip 41, IC chip 41 on which various electronic circuits such as the data processing device are integrated is mounted on the module substrate 42, sealed provided on the upper surface of the body 43 consists of a contact type terminal electrodes 44 and the like of a contact-type transmission mechanism. 【0060】ここで、封入体43における端子電極44 [0060] Here, the terminal electrode 44 in the enclosure 43
の設置面の面積は、モジュール基板42のICチップ実装面の面積よりも小さくなっており、モジュール基板4 The area of ​​the installation surface, is smaller than the area of ​​the IC chip mounting surface of the module substrate 42, the module substrate 4
2の周縁部がフランジになっている。 Periphery of 2 is turned flange. このICモジュール40は、カード基体55に設けられたICモジュール収納部56に収納され、ICモジュール収納部56の開口部よりも小さく、端子電極44をカード表面に露出させるための嵌合孔57が設けられた保護シート58で覆われている。 The IC module 40 is housed in the IC module housing portion 56 provided on the card base 55 is smaller than the opening of the IC module housing portion 56, the fitting hole 57 for exposing the terminal electrodes 44 on the card surface It is covered with a protective sheet 58, which is provided. これにより、保護シート58の嵌合孔57 As a result, the fitting hole 57 of the protective sheet 58
の周縁部によって、モジュール基板42の周縁部(フランジ部)が押えられることになるので、ICモジュール40がカード基体55から脱落するのを防ぐことができる。 By the peripheral portion, the peripheral portion of the module substrate 42 (flange portion) so that is pressed, IC module 40 can be prevented from falling out of the card body 55. 【0061】第2コイル7と共振用コンデンサ8とが並列接続された共振回路15は、第1コイル5とは、電気的に絶縁されている。 [0061] resonant circuit 15 and the second coil 7 and the resonance capacitor 8 is connected in parallel, the first coil 5, are electrically insulated. 第1コイル5は、図6(a), The first coil 5, FIG. 6 (a), the
(b)に示すように、ICモジュール40のモジュール基板42の、ICチップ41の実装面とは反対の表面に、スパイラル状に形成されている。 (B), the module substrate 42 of the IC module 40 and the mounting surface of the IC chip 41 on the opposite surface, and is formed in a spiral shape. 【0062】図5(a)において、スパイラルコイルの第2コイル7は、第1コイル5と同一平面または、隣接平面内に非接触ICカード1の外周部に沿って形成される。 [0062] In FIG. 5 (a), the second coil 7 of the spiral coils, a first coil 5 and the same plane or may be formed along the outer periphery of the non-contact IC card 1 in a neighboring plane. この第2コイル7は、非接触ICカード1内に形成された共振用コンデンサ8の図示しない金属電極にそれぞれの面で両端が接続される。 The second coil 7, both ends each face a metal electrode (not shown) of the resonance capacitor 8 which is formed in the non-contact IC card 1 is connected. 図5(b)に示すように、この第2コイル7を共振用コンデンサ8と並列に接続することによって共振回路15を構成する。 As shown in FIG. 5 (b), constitute a resonant circuit 15 by connecting the second coil 7 in parallel with the resonance capacitor 8. 【0063】この共振回路15は、ドライブユニット2 [0063] The resonant circuit 15, the drive unit 2
の送受信コイル3により発生された高周波電磁界の周波数に鋭く共振するように定数設定されており、受信のための第1コイル5と協調して磁気エネルギーとして吸収する。 It is set constant so as to resonate sharply to the frequency of the high-frequency electromagnetic field generated by the transmitting and receiving coil 3 is, to absorb the magnetic energy in cooperation with the first coil 5 for receiving. また、第2コイル7に共振用コンデンサ8を並列に接続することにより共振が生じ、これにより当該第2 Further, the resonance is generated by connecting a resonance capacitor 8 in parallel with the second coil 7, thereby the second
コイル7の蓄積エネルギーも第1コイル5に結合され受電に寄与する。 Stored energy in the coil 7 also contributes to the power receiving coupled to the first coil 5. この時、第2コイル7は、非接触ICカード1の外周部に沿って大きな面積で設けられているので、受信する電磁エネルギー量が第1コイル5に比較して格段に大きい。 At this time, the second coil 7, so provided in a large area along the outer periphery of the non-contact IC card 1, much larger amount of electromagnetic energy is compared to the first coil 5 to be received. このため、送信電力が一定の場合、第2コイル7による共振回路15を非接触ICカード1に設けない場合に比較して、より高い受電効率で電力を受信できる。 Therefore, when the transmission power is constant, as compared to the case without the resonant circuit 15 according to the second coil 7 in the non-contact IC card 1 can receive power at a higher power reception efficiency. 【0064】〔第2構成例〕図7および図8は、第2の構成例における非接触ICカードの構成を示すものである。 [0064] Second Configuration Example] Figures 7 and 8 show a non-contact IC card of the structure in the second configuration example. 本構成例では、上述した共振回路および第2コイルをユニット化すると共に、第1コイルと第2コイルとの間に密結合部を設けたものである。 In this configuration example, the unitizing a resonant circuit and a second coil described above, is provided with a tight coupling portion between the first coil and the second coil. なお、本構成例においても、ICカードの表面には、前述した図5(a)に示すように、ICモジュールの端子電極、磁気ストライプ、および、エンボス領域が設けられているものとする(ただし、第2コイルおよび共振用コンデンサはICカードの表面には設けられない)。 Also in this configuration example, the surface of the IC card, as shown in FIG. 5 described above (a), IC module terminal electrodes of the magnetic stripe, and it is assumed that the embossed region is provided (although , the second coil and the resonant capacitor not provided on the surface of the IC card). 【0065】図7(a)は本構成例の共振ユニット(後述する)の概略構成図、図7(b)は図7(a)の共振ユニットのB−B断面図、図8(a)は本構成例の非接触ICカードのICモジュール近傍の拡大断面図であり、図8(b)は図8(a)内のICモジュール周囲の第2コイルの第1コイルとの結合部を示している。 [0065] FIGS. 7 (a) resonance unit of the present configuration example schematic diagram of a (described later), FIG. 7 (b) Figure 7 B-B cross-sectional view of a resonant unit (a), FIG. 8 (a) is an enlarged sectional view of the IC module near the non-contact IC card of the present configuration example, FIG. 8 (b) shows the coupling portion between the first coil of the second coil around the IC module in FIG. 8 (a) ing. 【0066】これらの図中、41はICチップ、44は接触型の端子電極、55はカード基体、60は誘電体層61に第2コイルと共振用コンデンサを形成した共振ユニット、58は保護シート、63は共振ユニット60に設けられたICモジュール嵌合孔、42はICモジュールのモジュール基板である。 [0066] In these drawings, 41 is an IC chip, the contact terminal electrodes 44, 55 are card base, 60 resonance units forming the resonant capacitor and the second coil in the dielectric layer 61, the 58 protective sheet , 63 IC module fitting hole provided in the resonance unit 60, 42 is a module substrate of the IC module. また、第2コイル7は、非接触ICカード1と外形寸法が等しい共振ユニット60 The second coil 7, the non-contact IC card 1 and the external dimensions are equal resonance unit 60
の外周に沿って設けられた第2aコイル7aとICモジュール2に近接して設けられた第2bコイル7bとに分割して示した。 Shown is divided in to a 2a coil 7a provided along and a second 2b coil 7b provided in proximity to the IC module 2 in the outer periphery. 16a及び16bは、共振用コンデンサ8の2枚の平行平板の電極板である。 16a and 16b are the electrode plates of the two parallel plates of the resonance capacitor 8. 【0067】本構成例の共振ユニット60は図7(b) [0067] resonance unit 60 of this configuration example FIG. 7 (b)
に示すように、第2コイル7の1巻がICモジュール嵌合孔63を取り巻くように第2bコイル7bを形成している。 As shown in, Volume 1 of the second coil 7 forms a second 2b coil 7b so as to surround the IC module fitting hole 63. 第2bコイル7bを除く第2コイル7の主たる部分は、非接触ICカード1の外周に沿うように多数回巻かれて第2aコイル7aを形成している。 The main portion of the second coil 7, except for the 2b coil 7b forms a first 2a coil 7a wound many times so as to extend along the outer periphery of the non-contact IC card 1. 第2aコイル7aと第2bコイル7bからなる第2コイル7は、共振用コンデンサ8に並列接続されている。 Second coil 7 consisting of a 2a coil 7a and the 2b coil 7b is connected in parallel to the resonance capacitor 8. 【0068】そして共振用コンデンサ8は、第2コイル7の形成と一体に導体パターンで平行平板電極を形成し、高誘電率材料(例えば、PET,ポリミイド等)の誘電体層61を電極板16a,電極板16bで挟み込むことで静電容量をなした。 [0068] The resonance capacitor 8, forms a parallel plate electrodes with the conductor pattern integrated with the formation of the second coil 7, the high dielectric constant material (e.g., PET, the polyimide, etc.) electrode plate 16a of the dielectric layer 61 of the , it made a capacitance by sandwiching the electrode plate 16b. この静電容量は、電極板16 This capacitance, the electrode plate 16
a,電極板16bのレーザ等によるトリミングによって、共振回路の共振周波数を精密に調整できる。 a, by trimming with laser or the like of the electrode plate 16b, it can be precisely adjust the resonance frequency of the resonance circuit. また、 Also,
上述した第2コイル7および共振用コンデンサ8は誘電体層61の両面に貼り付けられた金属導体薄膜によって形成されており、上記共振ユニット60は、この誘電体層61と、この誘電体層61の両面を覆う保護層62によって構成されている。 The second coil 7 and the resonance capacitor 8 described above is formed by a metal conductor thin film stuck to both surfaces of the dielectric layer 61, the resonance unit 60 includes a dielectric layer 61, the dielectric layer 61 It is constituted by a protective layer 62 covering both sides of the. 【0069】そして、本構成例の非接触ICカード1 [0069] Then, the non-contact IC card 1 of this configuration
は、図8(a)のICモジュール40近傍の断面図に示すように、カード基体55の上に、ICモジュール嵌合孔63を開けた上記共振ユニット60が張り合わされる。 As shown in the sectional view of the IC module 40 near in FIG. 8 (a), on a card base 55, the resonance unit 60 opened the IC module fitting hole 63 is bonded together. ICモジュール40は、共振ユニット60のICモジュール嵌合孔63に位置合わせされてカード基体55 IC module 40 is aligned with the card base 55 in the IC module fitting hole 63 of the resonator units 60
に接着固定される。 It is adhesively fixed to. そして、ICモジュール40は、I Then, IC module 40, I
Cチップ41を搭載したモジュール基板42のICチップ41搭載面に接触型の端子電極44を設け、ICチップ41の搭載面とは反対の面に非接触型の第1コイル5 The C IC terminal electrode 44 of the contact-type chip 41 mounting surface of the module substrate 42 to the chip 41 is mounted is provided, a first coil 5 of the non-contact on the opposite side to the mounting surface of the IC chip 41
をスパイラル状に形成した。 It was formed in a spiral shape. 【0070】このICチップ41のモジュール基板42 [0070] module substrate 42 of the IC chip 41
は、端子電極44よりも僅かに大きく作られておりフランジ形状とした。 Was a slightly larger made by and flange shape than the terminal electrode 44. 次に、カード基体55に共振ユニット60、ICモジュール40を実装した後、共振ユニット60に設けられたICモジュール嵌合孔63よりも小さくICモジュール40の端子電極44が入る大きさの嵌合孔57が開けられた保護シート58が接着される。 Then, after mounting the resonance unit 60, IC module 40 to the card body 55, a fitting hole of a size that the terminal electrodes 44 of the small IC module 40 than the IC module fitting hole 63 provided into the resonance unit 60 57 is a protective sheet 58 that has been opened is bonded. この結果、図8(b)に示す如く、第1コイル5の周囲を第2コイル7の1巻(第2bコイル7b)が取り巻いて密結合するように配置される。 As a result, as shown in FIG. 8 (b), it is disposed around the first coil 5 as Volume 1 of the second coil 7 (2b-th coil 7b) are tightly coupled surrounds. 【0071】図9には、本構成例の非接触ICカード1 [0071] Figure 9 is a non-contact IC card 1 of this configuration
と、ドライブユニット2の磁気結合の概略が示されている。 When a schematic of the magnetic coupling of the drive unit 2 is shown. この図において、第1構成例と同様に、ドライブユニット2には非接触ICカード1への電力供給と情報の授受を行う電磁結合器である送受信コイル3が形成されており、送受信コイル3の端子は、非接触ドライブユニット2の送受信制御部4に接続されている。 In this figure, as in the first configuration example, the drive unit 2 are transmitted and received coil 3 is formed as an electromagnetic coupler for exchanging power and information to the non-contact IC card 1, terminal transmission and reception coil 3 It is connected to the transmission and reception control unit 4 of the non-contact drive unit 2. 【0072】一方、非接触ICカード1は、第2コイル7と共振用コンデンサ8とが接続されて形成された共振回路15と電力受信と情報の授受を行う第1コイル5及びICモジュール40からなり、第2コイル7は、図7 [0072] On the other hand, the non-contact IC card 1, the first coil 5 and the IC module 40 for sending and receiving resonant circuit 15 and the power receiving information in which the second coil 7 and the resonance capacitor 8 is formed by connecting becomes, the second coil 7, 7
に示す共振ユニット60の構成から、等価的にカードの外周部に巻かれた第2aコイル7aと、ICモジュール40に設けられた第1コイル5と密結合する第2bコイル7bの2つに分割して示した。 From the configuration of the resonance unit 60 shown in equivalently divided into a first 2a coil 7a wound around the outer peripheral portion of the card, the two first second 2b coil 7b for tightly coupled with the coil 5 provided in the IC module 40 the shows. 【0073】ここで、ドライブユニット2から非接触I [0073] In this case, the non-contact from the drive unit 2 I
Cカード1に電力および情報を伝達する場合について、 The case for transmitting power and information to the C card 1,
各コイルの結合を以下に説明する。 The binding of each coil will be described below. 【0074】ドライブユニット2の送受信制御部4によって発生された図示しない高周波信号により、送受信コイル3に高周波磁界が誘起される。 [0074] The high-frequency signal (not shown) generated by the reception control unit 4 of the drive unit 2, the high-frequency magnetic field is induced in the reception coil 3. この高周波信号は、 This high-frequency signal,
磁気エネルギーとして空間に放出される。 Released into space as a magnetic energy. この時、非接触ICカード1がこの高周波磁場中に置かれると、発生された高周波磁場により非接触ICカード1の共振用コンデンサ8と並列接続されることで並列共振回路を構成した第2aコイル7aと第2bコイル7bからなる第2 At this time, when the non-contact IC card 1 is placed in the high-frequency magnetic field, the 2a coils constituting the parallel resonance circuit being connected in parallel with the resonance capacitor 8 of the non-contact IC card 1 by generating high frequency magnetic field 7a and second consisting of the 2b coil 7b
コイル7に上述した高周波磁場によって電流が発生する。 Current is generated by a high frequency magnetic field above the coil 7. それと共に、第1コイル5にも高周波電流を流す。 At the same time, high frequency current to the first coil 5. 【0075】しかしながら、第1コイル5と第2bコイル7bに誘起される電流は、第2aコイル7aに誘起される電流に比べて小さく、本発明の非接触ICカード1 [0075] However, current induced in the first coil 5 and the 2b coil 7b is smaller than the current induced in the 2a coil 7a, the non-contact IC card 1 of the present invention
の受信は第2aコイル7aがその主たる役割を果たす。 The reception its principal role is the 2a coil 7a.
この第2aコイル7aと第2bコイル7b及び共振用コンデンサ8からなる共振回路15によって受信された電力および情報は、ICモジュール40に接続された第1 The first 2a coil 7a and the power and the information received by the resonant circuit 15 consisting of the 2b coil 7b and the resonance capacitor 8, the connected to the IC module 40 1
コイル5に非接触に伝達される。 It is transmitted to the non-contact to the coil 5. この時、ICモジュール40の周囲に第2bコイル7bを設けたことで、第2 At this time, it was the first 2b coil 7b provided on the periphery of the IC module 40, the second
bコイル7bは第1コイル5と密結合となり、共振回路15の受信電力をより多く第1コイル5に伝達できる。 b coil 7b becomes tightly coupled with the first coil 5, can transfer the received power more to the first coil 5 of the resonant circuit 15. 【0076】結果として、ドライブユニット2の送受信コイル3と、非接触ICカード1の第2コイル7の第2 [0076] As a result, the transmitting and receiving coil 3 of the drive unit 2, the second of the second coil 7 of the contactless IC card 1
aコイル7aによる結合により受電した電力が、第2コイル7の第2bコイル7bに伝達され、第2コイル7の第2bコイル7bと第1コイル5との密結合によって、 Power received by the coupling by a coil 7a is transmitted to the 2b coil 7b of the second coil 7, the tight coupling between the 2b coil 7b and the first coil 5 of the second coil 7,
換言すれば、トランス結合によって伝達される。 In other words, it transmitted by transformer coupling. そして、第2aコイル7aと第2bコイル7bとは伝達効率が最大になるように回路定数が設定されている。 Then, the first 2a coil 7a and the 2b coil 7b transmission efficiency is set circuit constants so as to maximize. このようにして、共振回路15と第1コイル5の結合回路との協調によって、受信特性の改善が為される。 In this way, the cooperation of the coupling circuit of the first coil 5 and the resonance circuit 15, improvement of reception characteristics is carried out. 【0077】以上のようにして、ドライブユニット2から非接触ICカード1に電力と情報の送信が達成される。 [0077] As described above, the transmission of power and information from the drive unit 2 to the non-contact IC card 1 is achieved. ここで、非接触ICカード1のICモジュール40 Here, the non-contact IC card 1 IC module 40
に内蔵された電子回路は、その電源電圧が2〜5Vで動作され、その回路規模によっては多くの電流を消費するものであり、1mAから30mA程度の駆動電流を必要とする。 Electronic circuit built in, the power supply voltage is operated in 2 to 5 V, is intended by the circuit scale to consume more current and require 30mA about the drive current from 1 mA. しかしながら、従来のような小さなICモジュール内にアンテナコイルを形成するだけでは十分な受信電力が得られないばかりでなく、負荷回路であるICモジュール40に接続された第1コイル5の結合回路のみの構成では、高い電圧で小電流の伝達であって、カードに内蔵された電源回路でのインピーダンス変換が必要であった。 However, only forms the antenna coil in a conventional manner such small IC module not only not sufficient reception power is available, the first coil 5 is connected to the IC module 40 is a load circuit coupling circuit only in the configuration, a transmission of a small current at high voltage was required impedance transformation in the power supply circuit built in the card. その変換回路による損失も駆動電力を増大させる原因の1つであった。 Loss due to the conversion circuit was also one of the causes for increasing the driving power. そこで、本構成例においては、 Therefore, in this configuration example,
非接触ICカード1に第1コイル5とは直流的に分離された第2コイル7に共振用コンデンサ8を並列接続した共振回路15を設けた。 The first coil 5 to the non-contact IC card 1 provided with a resonant circuit 15 that the resonance capacitor 8 connected in parallel to the second coil 7 which is galvanically separated. 【0078】〔第3構成例〕次に、図10および図11 [0078] [Third Configuration Example] Next, FIGS. 10 and 11
を参照して、第3構成例について説明する。 Reference to a description of a third configuration example. なお、本構成例においても、ICカードの表面には、前述した図5 Incidentally, FIG. 5 in the present configuration example, the surface of the IC card, the above-described
(a)に示すように、ICモジュールの端子電極、磁気ストライプ、および、エンボス領域が設けられているものとする(ただし、第2コイルおよび共振用コンデンサはICカードの表面には設けられない)。 As shown in (a), IC module terminal electrodes of the magnetic stripe, and it is assumed that the embossed region is provided (where the second coil and the resonant capacitor not provided on the surface of the IC card) . 【0079】図10は第3構成例の共振ユニットの概略構成図、図11(a)は、本実施例の非接触ICカードの外観図(図5(a)参照)におけるA−A部の拡大断面図であり、図11(b)は、ICモジュール40近傍の第1コイル5と第2コイル7との結合部である第2b [0079] Figure 10 is a schematic structural diagram of a resonance unit of the third configuration example, FIG. 11 (a), external view of a noncontact IC card of the embodiment of A-A section in (see FIG. 5 (a)) it is an enlarged sectional view, FIG. 11 (b), the 2b a coupling portion between the first coil 5 and the second coil 7 of the IC module 40 near
コイル7bを示している。 It shows a coil 7b. 第3構成例において、第2コイル7の第1コイル5との結合部である第2bコイル7 In a third configuration example, the 2b coil 7 is coupled portion between the first coil 5 of the second coil 7
b以外は既に上述した第2構成例と同様である。 Except b is already similar to the second configuration example described above. 【0080】図10に示すように、本実施例ではICモジュール40に設けられた第1コイル5との結合部である第2bコイル7bを、図に示す第1コイル5と同様の形状寸法の複数回巻きのスパイラルコイルとした。 [0080] As shown in FIG. 10, the 2b-th coil 7b is a coupling portion between the first coil 5 provided in the IC module 40 in the present embodiment, the same shape and size as the first coil 5 shown in FIG. It was a multiple-turn spiral coil. 図1 Figure 1
1(a)に、非接触ICカード1のICモジュール40 To 1 (a), the non-contact IC card 1 IC module 40
近傍の概略構成とICモジュール40に設けられた第1 The provided schematic configuration and an IC module 40 in the vicinity of 1
コイル5と共振ユニット60内の第2bコイル7bの結合状態とを示す。 Coil 5 and showing the coupling state of the 2b coil 7b in the resonant unit 60. 【0081】図11(a)において、カード基体55に共振ユニット60と、ICモジュール嵌合孔65をあけられた中間シート66とが積層され、中間シート66のICモジュール嵌合孔65にICモジュール40のモジュール基板42が嵌合されている。 [0081] 11 (a), the the resonant unit 60 on the card base 55, an intermediate sheet 66 that has been drilled IC module fitting hole 65 are stacked, the IC module to the IC module fitting hole 65 of the intermediate sheet 66 the module substrate 42 of the 40 is fitted. その上に、ICモジュール40用の嵌合孔57をあけられた保護シート58 On it, the protective sheet 58 drilled a fitting hole 57 for the IC module 40
が積層されている。 There has been laminated. そして、図11(b)において、第1コイル5は、同図中破線で示されるように、モジュール基板42のICチップ41の実装面と反対側の面に形成され、モジュール基板42にスルーホールT1,T2 Then, in FIG. 11 (b), the first coil 5, as indicated by broken lines in the figure, are formed on the mounting surface opposite to the surface of the IC chip 41 of the module substrate 42, through holes in the module substrate 42 T1, T2
を通してICチップ41と接続されている。 It is connected to the IC chip 41 through. 【0082】また、第2bコイル7bは、その一方端が共振ユニット60とカード基体55との間(図11 [0082] In addition, the 2b coil 7b, during one end thereof with the resonance unit 60 and the card base 55 (FIG. 11
(a)参照)に形成され、共振ユニット60に設けられたスルーホールT3を通して共振ユニット60の誘電体層61の表面上に、図11(b)中、実線で示すように形成される。 Formed in (a) refer), on the surface of the dielectric layer 61 of the resonant unit 60 via a through hole T3 provided in the resonance unit 60, in FIG. 11 (b), the are formed as shown by the solid line. なお、共振ユニット60の誘電体層61の表面において、第2bコイル7bが形成される面は、表裏面いずれでも構わない。 Incidentally, the surface of the dielectric layer 61 of the resonant unit 60, the surface 2b-th coil 7b is formed, it may be either the front and back surfaces. これにより、第1コイル5と第2bコイル7bとは、図11(a),(b)のようにカードの厚さ方向に密結合される。 Thus, a first coil 5 and the second 2b coil 7b, FIG. 11 (a), the is tightly coupled to a thickness direction of the card as shown in (b). 【0083】以上、詳細に説明したように、共振回路を付加した結合回路を設けることによって、従来の回路に比較して低電圧でより多くの電流を安定して受信できる。 [0083] As described above in detail, by providing a coupling circuit obtained by adding a resonant circuit can stably receive more current as compared to the conventional circuit at a low voltage. 【0084】また、上述した第1乃至第3構成例では、 [0084] In the first to third configuration example described above,
磁気結合素子である第1コイル5と第2コイル7とをプリントコイルとしたが、絶縁被膜付き導線を巻いたコイルとしても良く、接着剤充填、インジェクション、座ぐりやシートへの圧着等の方法でカードに実装可能である。 Although the first coil 5 a magnetic coupling element and the second coil 7 a printed coil may be a coil wound with insulating coating with conductors, adhesive filling, injection, in the method of crimping or the like into zag rear seat It can be implemented on the card. また、上述した各構成例のようにICモジュール4 Moreover, IC module 4 as the configuration examples described above
0を、つば付き構造とすることでICモジュール40の剥離による脱落が防止され、構造的に強固になる。 0, it falling off due to peeling of the IC module 40 is prevented by to flanged structure, become structurally rigid. 【0085】しかし、上記の各構成例のICモジュール構造では、ICカードの生産設備を新しく導入しなければならないが、従来のICカード製造設備を転用可能とすることも生産上重要な課題である。 [0085] However, in the IC module structure of the configuration example described above, it is necessary to newly introduced production facilities of the IC card, also an important issue on production be transferable conventional IC card production facilities . そこで、図12 Then, as shown in FIG. 12
(a),(b)に示すカード構成も有用である。 (A), it is also useful card configuration shown in (b). ここで、図12(a)は第4の構成例によるカード構成を、 Here, FIG. 12 (a) card configuration according to the fourth configuration example,
図12(b)は第5の構成例によるカード構成を示す。 FIG. 12 (b) shows a card structure according to fifth configuration example.
また、図示しないが、第2bコイル7bを持たない前述した第1構成例も図12の構成が適用可能である。 Although not shown, the first configuration example described above no. 2b coil 7b also the configuration of FIG. 12 is applicable. 【0086】図12に示すICモジュール45は、従来のICカードのICモジュール構成を踏襲しており、セラミック等からなるモジュール基板42の片面に接触型の端子電極44が設けられており、それとは反対側にI [0086] IC module 45 shown in FIG. 12 has followed the IC module configuration of a conventional IC card, and the terminal electrode 44 of the contact type on one surface of the module substrate 42 made of ceramic or the like is provided, it and the I on the other side
Cチップ41が実装され、端子電極44とはスルーホールを介してワイヤボンディングにより接続されている。 C chips 41 are mounted, are connected by wire bonding via the through-hole and the terminal electrode 44.
第4,第5構成例においては、第1コイル5が、ICチップ41の実装面でICチップ41の周囲に設けられる。 Fourth, in the fifth configuration example, the first coil 5 is provided around the IC chip 41 in the mounting surface of the IC chip 41. その後、ICチップ41の実装面が樹脂ポッティングされ、更に端子電極44の面と平行平面を作るために切削されてICモジュール45とした。 Thereafter, the mounting surface of the IC chip 41 is resin potted, and the IC module 45 is cut to further make a plane parallel the plane of the terminal electrode 44. 以下、図12に示す第4,第5構成例におけるカード構成およびその製作手順について説明する。 Hereinafter, the fourth will be described card configuration and its fabrication procedure in the fifth configuration example shown in FIG. 12. 【0087】〔第4構成例〕図12(a)において、共振ユニット60の構成は、図7(b)と同等である。 [0087] In the Fourth Configuration Example] FIG. 12 (a), the configuration of the resonance unit 60 is equivalent to FIG. 7 (b). まず、共振ユニット60が表裏2枚のカード基体55a, First, the resonance unit 60 are front and back two card base 55a,
55bによって挟み込まれ、熱圧着ラミネートされ、I Sandwiched by 55b, is thermocompression lamination, I
Cモジュール45を実装するためのICモジュール実装部70を加工する前段階のカード(以下、これを白カードと呼ぶ)ができる。 C card before the step of processing the IC module mounting section 70 for mounting the module 45 (hereinafter, referred to as white card) can be. 次に、この白カード上におけるI Then, I on this white card
Cモジュール45の実装位置を機械加工によって厚さ方向に座ぐることで、ICモジュール実装部70を所定の深さに形成する。 The mounting position of the C module 45 in the seat glove that in the thickness direction by machining, to form an IC module mounting section 70 to a predetermined depth. 最後に、ICモジュール45をICモジュール実装部70に接着することで非接触ICカード1が完成する。 Finally, the non-contact IC card 1 by bonding the IC module 45 to the IC module mounting section 70 is completed. 勿論、白カードの製造方法は、ラミネートの他、インジェクション等も実用できる。 Of course, the production method of the white card, in addition to the laminate, can practically be injection or the like. 【0088】なお、上述した加工手順において、白カードに形成するICモジュール実装部70の深さは、IC [0088] Incidentally, in the processing procedure described above, the depth of the IC module mounting section 70 to form the white card, IC
モジュール45の高さに応じて適宜決定されるものである。 It is to be determined appropriately in accordance with the height of the module 45. したがって、図12(a)における共振ユニット6 Therefore, the resonance shown in FIG. 12 (a) Unit 6
0には、図7(b)のICモジュール嵌合孔63のような、ICモジュールを収容するための孔が設けられない場合も有り得る。 0, such as an IC module fitting hole 63 of FIG. 7 (b), there may be a case where the hole for housing the IC module is not provided. 【0089】〔第5構成例〕図12(b)に示す第5構成例においても、図12(a)と同様にしてカード製作される。 [0089] Also in the Fifth Configuration Example] fifth configuration example shown in FIG. 12 (b), it is the card fabricated in the same manner as in FIG. 12 (a). 共振ユニット60は図10と同等である。 Resonance unit 60 is equivalent to FIG. 10. まず、共振ユニット60にカード基体55をラミネート、 First, laminated card body 55 to the resonance unit 60,
または、インジェクションにより固着させることで白カードを製作する。 Or, to produce a white card with be fixed by injection. 次に、この白カード上におけるICモジュール45の実装位置を、機械加工によって厚さ方向に座ぐることでICモジュール嵌合孔71を所定の深さに形成する。 Next, a mounting position of the IC module 45 on the white card, the IC module fitting hole 71 to a predetermined depth in the seat glove that in the thickness direction by machining. なお、ラミネート方式の場合、ICモジュール嵌合孔71は、カード基体55において打ち抜き等によって予め準備されていても良い。 In the case of laminate type, IC module fitting hole 71 may be prepared in advance by punching or the like in the card base 55. 最後に、ICモジュール45をICモジュール嵌合孔71に接着することで非接触ICカード1が完成する。 Finally, the non-contact IC card 1 by bonding the IC module 45 to the IC module fitting hole 71 is completed. 【0090】 【発明の効果】以上の説明から理解できるように、カードの基材面上に幅の広い導体パターンとしてループ状に形成された第1コイルを、幅の広い導体パターンとしたことでコイルの等価抵抗が低減されて、前記コイルはより多くの電流を流し得るようになるため、受信電力が改善される。 [0090] As can be understood from the above description, by a first coil formed in a loop shape as a broad conductor pattern width on a substrate surface of the card, and a wide conductor pattern width equivalent resistance of the coil is reduced, the coil is to become adapted to be more current, the received power is improved. 【0091】また、非接触ICカードに設けられた第1 [0091] Also, first provided in the contactless IC card
コイルとは別個にスパイラル状の第2コイルを静電容量素子であるコンデンサと並列に接続することによって共振タンク回路を構成することで、電力の受信インピーダンス特性が改善される。 The coil by a resonant tank circuit by separately connecting the spiral of the second coil in parallel to the capacitor is the capacitance element, the receiving impedance characteristic of the power is improved. この共振タンク回路は、ドライブユニットの送受信コイルにより発生された高周波電磁界を第1コイルと協調して磁気エネルギーとして吸収し電力の受信特性を改善する。 The resonant tank circuit, improves the absorption receiving characteristics of the power as a magnetic energy high frequency electromagnetic field generated by the transmitting and receiving coils of the drive unit in cooperation with the first coil. よって、送信電力が一定の場合、共振タンク回路をカードに設けない場合に比較して、より安定した電力を受信できるという効果がある。 Therefore, when the transmission power is constant, as compared to the case without the resonant tank circuit cards, there is an effect that it received a more stable power. 【0092】また、上記の構成とすることで受信端のインピーダンスが低減され、低い電圧でより多くの電流が取り出せるという利点がある。 [0092] The impedance of the receiver by the structure described above is reduced, there is an advantage that can be extracted more current at a low voltage. このことは、マイクロプロセッサ等の駆動にとって好都合である。 This is convenient for driving such as a microprocessor. 【0093】また、第1コイルの直流抵抗を小さくするために第1コイルの巻数を減らした場合、共振タンク回路を持たない構成の時に第1コイルによる結合回路に挿入される共振コンデンサは、共振タンク回路を持つ場合に比較して容量が大きくなる。 [0093] Further, when reducing the number of turns of the first coil in order to reduce the direct current resistance of the first coil, the resonant capacitor which is inserted into the coupling circuit according to the first coil when the structure having no resonant tank circuit, the resonant capacity increases as compared with the case with the tank circuit. カードという限られた面積の中にカード基材を誘電体とした容量の大きな平面コンデンサを形成することは好ましくない。 It is not preferable to form a large planar capacitor of capacitance and dielectric a card substrate in a limited area of ​​the card. 共振タンク回路を付加することで、その回路がない場合に比べて、コンデンサの容量は小さくできる。 By adding a resonant tank circuit, as compared with the case where no such circuit, the capacitance of the capacitor can be reduced. つまり、共振タンク回路を設けることのもう1つの効果は、この共振コンデンサの容量、換言すれば、コンデンサの面積を小さくできることである。 In other words, another advantage of the provision of the resonant tank circuit, the capacitance of the resonance capacitor, in other words, is the ability to reduce the area of ​​the capacitor. 【0094】さらに、上記の構成とする事で受信端のインピーダンスが低減され、低い電圧で、より多くの電流を取り出せるという利点がある。 [0094] Furthermore, the impedance of the receiver in that the configuration described above is reduced, a low voltage is advantageous in that retrieve more current. このことは、マイクロプロセッサなどの駆動にとって好都合である。 This is convenient for driving, such as a microprocessor. 或いは、 Or,
上記の構成に加えて、第2コイルの少なくとも1巻が前記第1コイルと同じ中心をもって形成し、第2コイルの残りのループはカード基体の外周に沿って形成される。 In addition to the above structure, at least one volume of the second coil is formed with the same center as the first coil, the remaining loops of the second coil is formed along the outer circumference of the card base.
こうすることで、第1コイルと第2コイルの一部が密結合するようにできるので伝達効率が向上する。 In this way, a portion of the first coil and the second coil transmission efficiency is improved because it to tight coupling. 【0095】このように、いわばトランス結合によって、ICモジュールに非接触に電力を伝達するので、大型アンテナコイルとICモジュールとを相互接続する必要がなく信頼性が向上する。 [0095] Thus, so to speak by transformer coupling, since the transmit power in a non-contact on the IC module, the reliability is improved without the need to interconnect the large antenna coil and the IC module. 【0096】また、カード基材に金属導体薄膜を貼りつけた印刷配線板として、カード内の並列共振回路のコンデンサを、上記基材の誘電体とした平面コンデンサとし、受信用第1コイルと、スパイラル状の第2コイルを前記金属導体薄膜で形成することで、カードを薄くすることができるという利点がある。 [0096] Furthermore, as a printing wiring board was attached to a metal conductor thin film on a card substrate, the capacitor of the parallel resonance circuit in the card, as the plane capacitor as a dielectric of the substrate, a first coil for receiving, by forming the spiral-shaped second coil by the metallic conductor thin film, there is an advantage that it is possible to reduce the card. 加えて、第2コイルの主たる部分をカードの外周部に沿って形成したことで、 In addition, by forming along the main portion of the second coil on an outer peripheral portion of the card,
磁気ストライプやエンボスの形成領域を確保できる。 It can be secured to the formation region of the magnetic stripe and embossing.

【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の実施例のカードとドライブユニットの磁気結合の概略を示す構成図である。 Is a schematic diagram showing the magnetic coupling of the card and drive unit embodiment BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [Figure 1] present invention. 【図2】 本発明の実施例を示す非接触ICカードとドライブユニットの構成ブロック図である。 2 is a block diagram of a contactless IC card and the drive unit illustrating an embodiment of the present invention. 【図3】 従来例との比較による本発明の回路による受信電力の特性図である。 3 is a characteristic diagram of the received power by the circuit of the present invention by comparison with a conventional example. 【図4】 従来例との比較による本発明の回路による受信電流の距離依存を示す図である。 4 is a diagram showing a distance dependency of the received current by the circuit of the present invention by comparison with a conventional example. 【図5】 本発明の非接触ICカードの第1構成例を示す図であり、(a)は正面図、(b)は(a)に示す非接触ICカードの結合回路を等価的に示した図である。 [Figure 5] is a diagram illustrating a first configuration example of a contactless IC card of the present invention, (a) is a front view, (b) is equivalently shows the coupling circuit of the contactless IC card shown in (a) It was a diagram. 【図6】 同第1構成例を示す図であり、(a)は図5 [Figure 6] is a diagram showing the same first configuration example, (a) shows the Figure 5
(a)内のA−A部の断面拡大図、図6(b)は図6 Enlarged sectional view of A-A section in (a), FIG. 6 (b) 6
(a)のICモジュールを、下側から見た図である。 The IC module (a), is a view from the lower side. 【図7】 本発明の非接触ICカードの第2構成例における共振ユニットの構成を示す図であり、(a)は正面図、(b)は(a)内のB−B断面図である。 [Figure 7] is a diagram showing a configuration of a resonance unit in a second configuration example of a contactless IC card of the present invention, a front view, (b) is a sectional view taken along line B-B in (a) (a) . 【図8】 本発明の非接触ICカードの第2構成例を示す図であり、(a)はICモジュール近傍の拡大断面図、(b)は(a)内のICモジュール周囲の第2コイルの第1コイルとの結合部を示す図である。 8 is a diagram illustrating a second configuration example of a contactless IC card of the present invention, (a) is an enlarged sectional view of the vicinity IC module, (b) the second coil around the IC module in the (a) it is a diagram illustrating a connecting portion between the first coil. 【図9】 同第2構成例における非接触結合方式の等価回路を示す図である。 9 is a diagram showing an equivalent circuit of the non-contact coupling method in the same second configuration example. 【図10】 本発明の非接触ICカードの第3構成例における共振ユニットの構成を示す正面図である。 Is a front view showing a configuration of a resonance unit in a third configuration example of a contactless IC card of the present invention; FIG. 【図11】 本発明の非接触ICカードの第3構成例を示す図であり、(a)はICモジュール近傍の拡大断面図、(b)は(a)内のICモジュール周囲の第2コイルの第1コイルとの結合部を示す図である。 [Figure 11] is a diagram illustrating a third configuration example of a contactless IC card of the present invention, (a) is an enlarged sectional view of the vicinity IC module, (b) the second coil around the IC module in the (a) it is a diagram illustrating a connecting portion between the first coil. 【図12】 本発明の非接触ICカードの第4,第5構成例を示す図であり、(a)は第4構成例における非接触ICカードのICモジュール近傍の拡大断面図、 [12] Non-contact IC card 4 of the present invention, is a diagram showing a fifth configuration example, (a) shows the enlarged sectional view of the IC module near the non-contact IC card in the fourth configuration example,
(b)は第5構成例における非接触ICカードのICモジュール近傍の拡大断面図である。 (B) is an enlarged sectional view of the IC module near the non-contact IC card in the fifth configuration example. 【図13】 第1の従来例の電力伝達の模式図である。 13 is a schematic diagram of a power transmission of the first conventional example. 【図14】 第2の従来例の電力伝達装置の給電に関わる等価回路図である。 14 is an equivalent circuit diagram relating to the supply of the power transmission device of the second conventional example. 【符号の説明】 1…非接触ICカード 2…ドライブユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... non-contact IC card 2 ... drive unit
3…送受信コイル4…送受信制御部 5…第1コイル 3 ... receiving coil 4 ... reception control unit 5 ... first coil
6…電子回路部7…第2コイル 7a…第2aコイル 6 ... electronic circuit unit 7 ... second coil 7a ... first 2a coil
7b…第2bコイル8…共振用コンデンサ 11…電源回路 12, 7b ... second 2b coil 8 ... resonant capacitor 11 ... power supply circuit 12,
20…データ処理装置13,23…変・復調回路 14…送・受信回路 20 ... data processing unit 13, 23 ... variable-demodulator circuit 14 ... transmitting receiving circuit
15…共振回路16a,16b…電極板 24…受信回路25…カップリングコンデンサ 29…インターフェース30…ホストコンピュータ 40,45……ICモジュール41…ICチップ 42…モジュール基板 15 ... resonant circuit 16a, 16b ... electrode plate 24 ... receiving circuit 25 ... coupling capacitor 29 ... interface 30 ... host computer 40,45 ...... IC module 41 ... IC chip 42 ... module substrate
43…封入体44…端子電極 46…樹脂50…磁気ストライプ 51…エンボス領域55,55a,55b…カード基体 56…ICモジュール収容部57…嵌合孔 58…保護シート 60… 43 ... inclusion body 44 ... terminal electrodes 46 ... resin 50 ... magnetic stripe 51 ... embossed area 55 and 55a, 55b ... card base 56 ... IC module accommodating portion 57 ... fitting hole 58 ... protection sheet 60 ...
共振ユニット61…誘電体層 62…保護層63,65,71…ICモジュール嵌合孔66…中間シート 70…ICモジュール実装部100,200…FET 101,102… Resonance unit 61 ... dielectric layer 62 ... protective layer 63,65,71 ... IC module fitting hole 66 ... intermediate sheet 70 ... IC module mounting unit 100, 200 ... FET 101 and 102 ...
磁性体コアC1,C2,C3…コンデンサ L1,L2,L3 Magnetic core C1, C2, C3 ... capacitor L1, L2, L3
…コイルR1,R2,R3…抵抗 RL …負荷インピーダンスVc…クロック信号112…周波数変換回路 126…平滑回路 12 ... coils R1, R2, R3 ... resistor RL ... load impedance Vc ... clock signal 112 ... frequency conversion circuit 126 ... smoothing circuit 12
8…電気回路130…発振回路 131…交流回路 13 8 ... electric circuit 130 ... oscillation circuit 131 ... AC circuit 13
2…共振用コンデンサ134,136,137…インダクタンス140…整流用ダイオード 142…平滑用コンデンサVac…交流出力電圧 VDC…直流電圧 Vin…1次側電圧Vout …2次側電圧 Lx …漏れインダクタンス I 2 ... resonance capacitors 134,136,137 ... inductance 140 ... rectifying diode 142 ... smoothing capacitor Vac ... AC output voltage VDC ... DC voltage Vin ... 1 primary voltage Vout ... 2-side voltage Lx ... leakage inductance I
L …負荷電流 L ... load current

フロントページの続き (72)発明者 深井 茂 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版 印刷株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−236687(JP,A) 特開 平4−94996(JP,A) 特開 平7−239922(JP,A) 特開 昭62−27195(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) G06K 19/07 H04B 5/02 Of the front page Continued (72) inventor Shigeru Fukai Taito-ku, Tokyo, Taito-1-chome fifth No. 1 Toppan Printing Co., Ltd. in the (56) Reference Patent flat 4-236687 (JP, A) JP flat 4-94996 ( JP, a) JP flat 7-239922 (JP, a) JP Akira 62-27195 (JP, a) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) G06K 19/07 H04B 5/02

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 空間を伝搬する予め定められた周波数の交流磁界を検出し交流電圧を発生させる結合手段と、受信した信号をデータに変換する信号変換手段と、変換されたデータを格納し処理するためのマイクロプロセッサと、該マイクロプロセッサで生成したデータを変換し送信する送信手段からなる非接触IC(Integrated Circu (57) and Patent Claims 1. A coupling means for generating the detected AC voltage an AC magnetic field of the predetermined frequency as it travels through space, and the signal conversion means for converting the received signal to the data a microprocessor for storing the converted data processing, the noncontact IC consisting transmitting means for transmitting converted data generated by said microprocessor (Integrated Circu
    its,集積回路)カードにおいて、 外部に設けられたドライブユニットからの電磁波を伝送媒体として、その動作に必要な電力の受信と情報の授受を実現する結合手段として第1コイルを有すると共に、 its, in an integrated circuit) card, as an electromagnetic wave transmission medium from the drive unit which is provided outside, and having a first coil as a coupling means for realizing the transfer of power of the received information necessary for its operation,
    静電容量素子に並列接続され、ドライブユニットからの電磁波によってのみ駆動され、かつ静電容量素子とのインピーダンス値が前記電磁波の周波数に共振するように選択された第2コイルを有し、 前記第2コイルの少なくとも1巻が、前記第1コイルと Connected in parallel to the capacitance element, it is driven only by the electromagnetic waves from the drive unit, and the impedance value of the capacitance elements have a second coil selected to resonate with the frequency of the electromagnetic wave, the second at least one volume of the coil, said first coil
    密結合するように、前記第1コイルと同芯状に巻回され As tightly coupled, wound on the first coil and coaxially
    ている ことを特徴とする非接触ICカード。 Contactless IC card, characterized by that. 【請求項2】 請求項1に記載の第1コイルの抵抗値が0.01Ωから0.5Ωの範囲になるように形成されていることを特徴とする非接触ICカード。 2. A non-contact IC card in which the resistance value of the first coil according to claim 1, characterized in that it is formed to be in the range of 0.5Ω from 0.01 Ohm. 【請求項3】 請求項1に記載の静電容量素子がカード基材である誘電体膜を平行平板の2枚の導電体膜で挟み込むことで形成されたことを特徴とする非接触ICカード。 3. A non-contact IC card, wherein the capacitance device according to claim 1 is formed by sandwiching the dielectric film is a card substrate with two conductive films of the parallel plate . 【請求項4】 請求項1に記載の非接触ICカードにおいて、 前記第2コイルを、前記非接触ICカードの周縁に沿って設けたことを特徴とする非接触ICカード。 4. A contactless IC card according to claim 1, wherein the second coil, the non-contact IC card, characterized in that provided along the periphery of the non-contact IC card. 【請求項5】 請求項1に記載の非接触ICカードにお 5. you in a non-contact IC card according to claim 1,
    いて、 前記第1,第2コイルが、プリントコイルであることを There are, in that said first, second coil is a printed coil
    特徴とする非接触ICカード。 Non-contact IC card, characterized. 【請求項6】 請求項4に記載の非接触ICカードにお 6. Contact contactless IC card according to claim 4
    いて、 前記第1,第2コイルは、誘電体膜上に形成されたプリ There are, first, second coil, pre-formed on the dielectric film
    ントコイルであって、 前記誘電体膜を2枚の平行平板導体薄膜で挟み込むこと A Ntokoiru, sandwiching the dielectric film of two parallel flat conductor film
    で前記静電容量素子を成し、該静電容量素子を前記プリ In form the capacitance element, the pre an electrostatic capacitance element
    ントコイルと一体に形成することを特徴とする 非接触I Contactless I, characterized in that integrally formed with Ntokoiru
    Cカード。 C card. 【請求項7】 請求項1に記載の非接触ICカードにお 7. you in a non-contact IC card according to claim 1,
    いて、前記第1,第2コイルが絶縁被膜を施された導線 There are, first, lead the second coil was subjected to insulating coating
    を複数回巻いた巻線コイルで形成されることを特徴とす Be characterized in that it is formed at a plurality of times wound winding coils
    る非接触ICカード。 Non-contact IC card that. 【請求項8】 空間を伝搬する予め定められた周波数の 8. predetermined frequency as it travels through space
    交流磁界を検出し交流電圧を発生させる結合手段と、受 Coupling means for generating the detected AC voltage an AC magnetic field, receiving
    信した信号をデータに変換する信号変換手段と、変換さ A signal conversion means for converting the signal signals to the data, conversion of
    れたデータを格納し処理するためのマイクロプロセッサ Microprocessor for processing stores the data
    と、該マイクロプロセッサで生成したデータを変換し送 If, feed converts the data generated by the microprocessor
    信する送信手段からなる非接触IC(Integrated Circu Non-contact IC consisting transmitting means signal for (Integrated Circu
    its,集積回路)カードにおいて、 非接触型伝達手段と共に接触型伝達手段をも有し、該非 its, in an integrated circuit) card, also has a contact-type transmission means with a non-contact transfer means, said non
    接触型伝達手段および接触型伝達手段を介して授受され It is exchanged via the contact type transfer means and contact transfer means
    るデータを処理するICモジュールを具備する非接触I Contactless I comprising an IC module for processing that data
    Cカードであって、 前記非接触型伝達手段が、 外部に設けられたドライブユニットからの電磁波を伝送 A C card, the contactless transmission means, transmits electromagnetic waves from the drive unit provided outside
    媒体として、その動作に必要な電力の受信と情報の授受 As medium, transfer of the power of the received information necessary for the operation
    を実現する結合手段として第1コイルを有すると共に、 It has a first coil as a coupling means for realizing,
    静電容量素子に並列接続され、ドライブユニットからの Connected in parallel to the capacitance element, from the drive unit
    電磁波によってのみ駆動され、かつ静電容量素子とのイ It is driven only by the electromagnetic wave, and b of the capacitance element
    ンピーダンス値が前記電磁波の周波数に共振するように As impedance value is resonant with the frequency of the electromagnetic wave
    選択された第2コイルを有し、 前記第2コイルの少なくとも1巻が、前記第1コイルと A second coil selected, at least one volume of the second coil, said first coil
    密結合するように、前記第1コイルと同芯状に巻回され As tightly coupled, wound on the first coil and coaxially
    ていることを特徴とする非接触ICカード。 Contactless IC card, characterized by that.
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