JPH01156890A - Ｉｃカードとその給電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電源供給部の送電板に対向するようにＩＣカ
ードの受電板を配置し、それらの間の分布容量を利用し
て静電結合により高周波電力をＩＣカード側へ供給する
よう゛にしたＩＣカードおよびＩＣカード給電装置に関
するものである。

［従来の技術］ 近年、ＩＣカード、メモリカード、ＬＳＩカード等、各
種電子回路を内蔵したカード類の用途並びに数量は増加
の一途をたどっている。本明細書においては、これらの
カード類をまとめて「ＩＣカード」と称することとする
。

ＩＣカードにおいても内部の電子回路を作動させるため
には電源が必要となる。外部から電力を供給する代表的
な給電技術としては、コネクタを使用し、ＩＣカード端
部をコネクタに差し込んで、両者の接点同士の機械的接
触により行う方式が最も一般的である。

ところがこのような機械的接触の場合には、常に接触不
良の問題があり、塵埃の多い厳しい環境下ではコネクタ
接点が汚染され、信頼性に乏しい欠点がある。

そこで非接触型のＩＣカードが開発された。

従来の非接触型のＩＣカードは、コイルを使用して電磁
結合により電力を供給する方式であり、非接触であるた
め塵埃の多い厳しい環境下でも十分使用可能である。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし上記のような電磁結合方式による給電は、電磁波
ノイズを放射するためノイズ規制による使用制限の問題
がある。また電磁ノイズ環境下では誤動作する虞れも大
きい。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、ノイズ規制の問題がな（且つ非接触で確実に電力を供
給できるようなＩＣカードおよびＩＣカード給電装置を
提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記のような目的を達成することのできる本発明は、複
数の受電板を備えたＩＣカードに静電結合を利用して外
部から電力を供給し、内部の電子回路を作動させるよう
に構成した技術である。

第１番目の発明は、外部からの高周波電力を静電結合に
より受ける複数の受電板と、該受電板間に接続される整
流回路と、その整流出力を受けて内部の回路に定電圧出
力を供給する安定化電源回路とを具備しているＩＣカー
ドである。

また第２番目の発明は、第１番目の発明のＩＣカードと
それを着脱可能な電源供給部との組み合わせからなり、
電源供給部は、高周波発振器と、その発振出力により制
御される電源スイッチングドライバ回路と、その出力が
印加される複数の送電板とを具備し、他方、ＩＣカード
は、前記送電板に対応した複数の受電板と、該受電板間
に接続される整流回路と、その整流出力を受けて内部の
回路に定電圧出力を供給する安定化電源回路とを具備し
ていて、前記ＩＣカードはその受電板が前記送電板に対
向するよう装着可能で静電結合により給電されるＩＣカ
ード給電装置である。

ＩＣカードに設ける受電板は出来るだけ広い面積になる
ように表裏両面のほぼ全面にわたって設け、ＩＣカード
装着時に電源供給部の送電板が該ＩＣカードを挾むよう
な構成にするのが望ましい。

［作用］ 受電板が送電板に対向するようにＩＣカードを電源供給
部に装着する。その状態で電源供給部の高周波発振器が
作動し、電源スイッチングドライバ回路により送電板に
高周波電圧が印加される。高周波電力は送電板と受電板
との間の静電結合により受電板に送られ、受電板間に接
続されている整流回路で整流されて、安定化電源回路に
より定電圧出力となってＩＣカードの内部回路に供給さ
れることになる。

このように本発明では送電板と受電板との間の分布容量
を利用した静電結合方式で給電が行われる。従ってＩＣ
カードは電源供給部に対して非接触であってよく、接点
の接触不良や電磁ノイズ規制等の問題は生じない。

［実施例］ 第１図は本発明に係るＩＣカード給電装置の全体構成図
であり、第２図はその一実施例を示す回路図である。こ
のＩＣカード給電装置は、ＩＣカード１０と電源供給部
１２との組み合わせからなる。

ＩＣカードｌＯは、第１図では非常に厚いものとして描
かれているが、通常は厚さ数■請程度以下の薄い名刺サ
イズである。このＩＣカードｌＯは、外部からの高周波
電力を静電結合により受けるため表裏両面にそれぞれ設
けられた受電板ＰＴ、、ｐ’ｒｍ　と、両受電板Ｐ　Ｔ
　＋　、　　Ｐ　Ｔ　を間に接続される整流回路１４と
、その整流出力を受けて内部回路に定電圧出力を供給す
る安定化電源回路１６と具備している。この実施例では
整流回路１４はダイオードブリッジであり、安定化電源
回路１６は例えば３端子レギエレータ等である。

それに対して電源供給部１２は、高周波発振器１８と、
その発振器出力により制御される電源スイッチングドラ
イバ回路２０と、その出力が印加される２枚の送電板Ｐ
　Ｌ、１．　　Ｐ　Ｌｘ　とを具備している。

高周波発振器１８は、ここでは１０ＭＨｚ程度の方形波
信号を発生するものである。電源スイッチングドライバ
回路２０は、インバータラ組み合わせた２相分配回路と
ドライバ等からなる。

前記方形波発振信号は分配回路により２相出力となる。

一方は２個のインパークＵ＋、Ｕｇを遺り正相波として
スピードアップ用コンデンサＣ１と抵抗器Ｒ１との並列
接続を通ってドライバＤＲＩ　に入力する。他方はイン
バータＵ、を通り逆相波としてスピードアップ用コンデ
ンサＣ８と抵抗器Ｒ８の並列接続を通ってドライバＤＲ
１に入力する。ドライバＤＲＩ、ＤＲｔでは入力信号を
＋１２Ｖ幅の高周波電力に増幅し両送電板ＰＬ＋、ＰＬ
ｔ間に印加する。

電源供給部１２からＩＣカード１０への電力の伝送効率
は分布容量が大きい方がよい、この分布容量は面積と比
例関係にあるので、送電板および受電板の面積はほぼ名
刺サイズのＩＣカードを最大限に活用するよ表裏両面に
それぞれ設けるのが望ましい、実際にはＩＣカードの表
裏面は表示ラベルを兼ねることが多く、その表面は印刷
塗料で絶縁される０本発明では使用に際して送電板と受
電板は電気的に接触していても絶縁されていてもよい０
名刺サイズの場合、送電板と受電板間の分布容量は、ラ
ベル絶縁層の厚さにもよるが実測したことろでは約４０
０〜６００９Ｆ程度である。

次に本装置の動作について説明する。ＩＣカードｌＯを
電源供給部１２の所定の位置にセントすると、それが検
出されて電源供給部１２からＩＣカード１０へ高周波電
力が供給される。

電源供給部１２では高周波発振器１８が作動し、その信
号により電源スイッチングドライバ回路２０が制御され
て送電板ＰＬ＋　、ＰＬｔにそれぞれ逆位相で高周波電
力が供給され、送電板ＰＬ、、ＰＬ、の間には高周波電
界が作り出される。送電板ＰＬＩ　、ｐｔ、ｇと受電板
ｐ’ｒ＋。

ＰＴｔとの間には数百９Ｆ程度の分布容量が存在するた
め、静電結合により高周波電力が受電板ＰＴ＋　、ＰＴ
ｔ側へ伝達される。このようにして受は取られた高周波
電力は、整流回路１４で整流され、更に安定化電源回路
１６で定電゛正比されてカード内のＣＰＵやメモリ等、
各種電子回路で使用されることになる。

本発明ではこのように静電結合により電力が伝送される
ため、ＩＣカードは非接触であってよく、シかも電磁ノ
イズなどの影響も受けず信鯨性の高いものとなる。

以上本発明の好ましい一実施例について詳述したが、本
発明はこのような構成のみに限定されるものではない、
前述したように電力の伝送効率は分布容量が大きい方が
よいから、ＩＣカードを電源供給部にセントする場合に
、送電板と受電板の間隙を極力小さくできるように送電
板をスプリング等で受電板に軽く押さえつけるような機
構を付設するのが望ましい、またＩＣカードの表裏面を
最大限に活用するように受電板を設けるのが望ましいが
、場合によってはＩＣカードの片面のみを使用し、その
面積を前後または左右に２等分して受１ｉｖｉを設ける
等の構成も可能である。

更にＩＣカードにおける整流回路もブリッジ型に限定さ
れるものではなく、例えば第３図のような構成でもよい
、この実施例では一方の受電板ＰＴｔをグランドと共通
にしたいような場合に有効であり、コンデンサＣ３とダ
イオードＤ１．Ｄｚを組み合わせて倍電圧整流回路を構
成している。勿論この回路例に限定されるものでもない
。

第４図は実際にパーソナルコンピュータ等に組み込む場
合のシステム構成例を示しており、第５図はその装置の
斜視図である０図面を分かり易くすると共に説明を容易
にするため、前記第１図および第２図と対応する部分に
は同一符号を付す、パーソナルコンピュータ等のユーザ
ーシステム３０にＩＣカード用リーダ／ライタ装置ｔ３
２が装置され１００Ｖの交流電力が供給される０両者の
間は例えばシリアル伝送でデータのやり取りが行われる
。リーダ／ライタ装置３２の中に第１図で示したような
電源供給部が組み込まれている。

リーダ／ライタ装置３２からＩＣカードｌＯべの給電を
静電方式による非接触構成にしても、データ伝送を非接
触にしなければあまり意味はない。第４図に示す例では
、リーダ／ライタ装置３２とＩＣカード１０との間に、
発光ダイオード３４とフォトダイオード３６をそれぞれ
対となるように対向する位置で組み込み、非接触の光結
合によるシリアルデータ伝送を可能にしている。

ここでＩＣカード１０内の符号３８で示すブロックはＣ
Ｐ、Ｕを含むカスタムＩＣ等であり、符号４０はメモリ
等を示す。

ユーザーシステム３０からのコマンドによりリーダ／ラ
イタ装置３２が作動し光結合によるデータ伝送を行いＩ
Ｃカード１０の内部で必要な命令が実行される。勿論１
ｃカードｌＯにはリーダ／ライタ装置３２に組み込まれ
ている電源供給部から送電板ＰＬ、、ＰＬオと受電板Ｐ
　Ｔ　＋　、　　Ｐ　Ｔ　ｔ　との静電結合を利用して
非接触で電力が供給されることになる。

具体的には第５図に示すようにリーダ／ライタ装置３２
の前面のスロット５０からＩＣカード１０が挿入できる
ようにして、その挿入を内部で検出して電力の供給やデ
ータ転送が行われる。リーダ／ライタ装置３２の前面に
は、電源スィッチ５２や電源表示ＬＥＤ５４．動作表示
しＥＤ５６があり、またＩＣカード１０を抜き取るため
のイジェクト・ボタン５８等も装備されている。

Ｉｃカード１０内のメモリ回路にはスタチックＲＡＭが
用いられ、その記憶を保持するためのバックアンプ用電
池を組み込んで、ＩＣカード１０をリーダ／ライタ装Ｎ
３２から取、り外した場合でも記憶内容が保存されるよ
うに構成する場合が多い。

［発明の効果］ 本発明は上記のようにＩＣカード側に複数の受電板と整
流回路と安定化電源回路を組み込み、それに対して電源
供給部側には前記受電板と対向するように送電板を配置
し、該送電板に高周波電界が加わるように駆動し分布容
量を利用した静電結合方式で電力を供給するように構成
したから、ＩＣカードに対して非接触で電力を供給でき
るようになり、従来のコネクタ接点の接触不良等の問題
を解消することができ、塵や汚れ等が付き易い厳しい環
境下でも十分使用可能である。

また本発明では静電方式による給電であるから、電磁ノ
イズ規制による使用制限の問題もないし、大きな電磁ノ
イズ環境下でも誤動作の戊れがなく、信頼性の高い装置
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るＩＣカード給電装置の全体構成図
、第２図はその一実施例を示す回路図、第３図は本発明
に係るｔＣカードの他の実施例を示す回路図、第４図は
本発明を適用したＩＣカードシステムの一例を示す概略
構成図、第５図はその装置の斜視図である。 １０・・・ｒｃカード、１２・・・電源供給部、１４・
・・整流回路、１６・・・安定化電源回路、１８・・・
高周波発振器、２０・・・電源スイッチングドライバ回
路、ＰＬ、、ＰＬｔ・・・送電板、ＰＴ、、ＰＴ。 ・・・受電板。 特許出願人　　いわき電子株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 　１．外部からの高周波電力を静電結合により受ける複
   数の受電板と、該受電板間に接続される整流回路と、そ
   の整流出力を受けて内部の回路に定電圧出力を供給する
   安定化電源回路とを具備しているＩＣカード。
2. 　２．ＩＣカードとそれを着脱可能な電源供給部との組
   み合わせからなり、電源供給部は、高周波発振器と、そ
   の発振出力により制御される電源スイッチングドライバ
   回路と、その出力が印加される複数の送電板とを具備し
   、他方ＩＣカードは、前記送電板に対応した複数の受電
   板と、該受電板間に接続される整流回路と、その整流出
   力を受けて内部の回路に定電圧出力を供給する安定化電
   源回路とを具備していて、前記ＩＣカードはその受電板
   が前記送電板に対向するよう装着可能で静電結合により
   給電されることを特徴とするＩＣカード給電装置。