JPH04153896A

JPH04153896A - 非接触型ｉｃカード情報処理システム

Info

Publication number: JPH04153896A
Application number: JP2280030A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Katayama; 片山　洋介; Kimitaka Koseki; 小関　公崇; Takashi Takeuchi; 隆竹内; Toshiatsu Iegi; 家木　俊温
Original assignee: N T T DATA TSUSHIN KK; NTT Data Communications Systems Corp; Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: N T T DATA TSUSHIN KK; Maxell Ltd; NTT Data Group Corp
Priority date: 1990-10-18
Filing date: 1990-10-18
Publication date: 1992-05-27

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］この発明は、基板ヒに集積回路を搭載した非接触型ＩＣ
カードの情報処理システムに関し、詳しくは、ＩＣカー
ド情報処理システムのＩＣカードとそれを受ける情報処
理装置との間の磁気結合の改良に関する。

［従来の技術］従来、この種のＩＣカードの磁気結合部においては、電
気的接点同志を機械的に押しつけることで接触させて電
力供給、信号の送信および受信を行なっていた。しかし
、電気的な接点は外部に露出しているために、ｔチれ９
ｇ食、磨耗等により接触不良を起こし、また、静電気に
よりこれらの接点から高い電圧が印加されて、ＩＣカー
ド内に設けられた集積回路素ｆが破壊する恐れがあり、
高い信頼性を保障できない。

そこで、このような接点方式の欠点を補うために、非接
触で電力供給、信号の送信および受信を行う方式が提案
された。これは、コネクタの接点を機械的に押しつけて
接触させることで電力の供給およびデータの送信および
受信を行なう方式に代って、例えば、特開昭６１−１０
１８８６号公報に示されているように電気的な接触部を
全く持たずに、電磁結合方式により電力供給、データの
送信および受信を行なう、非接触型ＩＣカードで代表さ
れるものである。

この種のＩＣカードは、単一コイルで電力供給。

データの送信および受信を行なう構成のものであり、コ
イルをカードの正面中央部に内蔵することで、カードを
ＩＣカードリーダΦライタやホストコンピュータ等の外
部装置に装着され、その挿入する方向か限定されないこ
とから、その操作性は高い。

［解決しようとする課題］しかしながら、この特開昭６１−１０１８８６号公報に
示されているＩＣカードを用いた非接触型ＩＣカード情
報処理システムでは、次のような欠点がある。すなわち
、空芯コイルを用いるのでコイルのインダクタンスを大
きくすることができず、送信および受信の効率が悪く、
さらに、コイルが大きくなるので実装効率も悪い。

この発明は、従来の機械的な接点で外部装置と結合する
ＩＣカードが持っていた前記の欠点を解消し、コンパク
トで伝達効率がよく、信頼性に優れた非接触型ＩＣカー
ド情報処理システムを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］このような目的を達成するためのこの発明のＩＣカード
情報処理システムは、薄型コイル、コアを有するＩＣカ
ードと、装着されたＩＣカードに対して電力供給を行な
うときもにＩＣカードと非接触で情報の送信および受信
を行なうコイル、コアを有する外部装置（情報処理装置
）とを用いた非接触型ＩＣカード情報処理システムにお
いて、外部装置のコアの径かＩＣカード内のコアの径よ
り小さいことを特徴とする。なお、この場合、外部装置
のコアの径φｌ　とＩＣカード内のコアの径φ２とか、
（φ２−φ１）≧０．３φ２なる関係を満足すると特に
よい。

［作用］このように、電気的な接点を持たず中心部にコアを有す
るコイルで、外部装置のコア径をＩＣカード内のコア径
をより小さくすることによって高能率で漏れ磁束の少な
い磁気結合を実現することができ、非接触で行なう情報
の送信および受信の信頼性をヒげることができる。また
、ＩＣカードと外部装置との結合部での位置ずれの許容
範囲をこれにより大きくすることができる。

このような構成の磁気結合部を用いて、電磁誘導でＩＣ
カードへ電力の供給を行ない、さらに外部装置とＩＣカ
ード七で情報を非接触で送信および受信することにより
、電気的に非接触で効率的で信頼性の高い情報の送信お
よび受信を杼なうことができる。

［実施例］以下、この発明の実施例について図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は、この発明の一実施例のＩＣカードと外部装置
の磁気結合部の断面を示す概略図であり、第２図はＩＣ
カードの概略斜視図である。

図において、５は、ＩＣカードであって、ＩＣカード５
は、第２図に示されるように、配線基板上にメモＩＪＩ
ｃ、演算処理回路（マイクロプロセッサを主体とする回
路）、そして、整流定電圧機能、変復調機能９分波機能
等を存する回路等の複数の集積回路が搭載され、中央部
には径がφ２で高透磁率の薄型コア２と、このコア２の
周囲に巻回されたコイル４からなる磁気誘導部が配置さ
れている。

第１図に示されるように、このＩＣカード５を外部装置
に装着したときには、外部装置のコア１のギャップ部分
にＩＣカード２のコア２が挿入され、コア２とコア１が
対峙する関係に配置される。

この時コア１の径φｌはコア２の径φ２より小さく設定
されている。この実施例では、φｌが７゜０ｍｍｗ　φ
２が１０．０ｍｍである。

次に、この非接触型ＩＣカード情報処理ンステムの動作
を説明する。ＩＣカード５が外部装置に装着されると、
第３図に示すように、コア１．コア２により閉磁路が形
成されロスの少ない電磁結合が行なわれる。そこで、外
部装置側からコイル３に所定の周波数の交流電力を供給
するとコア１のギャップ部分に磁界が発生し電磁誂導に
よりＩＣカード５側のコイル４に電力が誘起されＩＣカ
ード５の分波器１０を通って整流・定電圧回路１２でそ
れが直流電圧の電力に変換される。

ここで、分岐器１０は、電力供給の周波数信号とデータ
送受信の周波数の信号とを分離するフィルタで構成され
ている。また、整流・定電圧回路１２で発生する電力は
、ＩＣカード５側の電源電力となり、その内部の各集積
回路に供給される。

さらに、コイル３には外部装置内の演算処理回路で処理
された出力情報が変調されて電力の場合の伝送周波数と
は異なるより高い周波数で前記の電力とともに供給され
る。この情報信号はＩＣカード５内のコイル４に誘起さ
れ、分波器１０を経て変復調回路１１に供給されて復調
される。そして、演算処理回路１４で処理され、メモＩ
Ｊ　Ｉ　Ｃ１５が書込み或は読出し制御されて前記の処
理結果がメモリＩＣｌ３に書込まれる。

ＩＣカードから外部装置に対して必要に応じて信号を出
力する。この外部装置への情報の送信は、外部装置がＩ
Ｃカード５へ情報を送信する場合と同様である。また、
ＩＣカード５から受信情報を受けた外部装置が受信情報
を復調するまでの処理はＩＣカード５の場合と同じよう
な処理となる。

そこで、これらの詳細は割愛する。

なお、１６は、クロック信号や送信信号の搬送波を生成
するための発振器であり、通常、搬送波は、発振器１６
の信号を直接或は分周した信号が用いられ、送信データ
でこれを変調するトーンバースト方式で外部装置とＩＣ
カード５との間で情報の授受が行われる。また、１３は
、データ大田力関係の接続制御等を行うゲートアレイで
ある。

ここで、コア１の径φ１１コア２の径φ２についてこれ
ら径φ１．φ２の差と、コイルの結合時のずれ量による
結合特性を示すと、第４図乃至第６図のようなグラフに
なる。第４図は、φｌ＝７゜０ｍｍｗ　φ２＝１０．０
ｍｍの場合であって、許容される減衰量を１．０ｄＢと
すると、最大３゜７ｍｍまでのずれが許容される。しか
しながら、第５図に示すように、φ１　＝７．０ｍｍ＋
　　φ２＝９．０ｍｍとすると、それは、通常、許容さ
れる減衰量１．０ｄＢの範囲では、最大１．５ｍｍ程度
までのずれしか許容されない。ＩＣカードは、通常子で
外部装置に挿入されるので、カード挿入スロットに「あ
そび」が必要であり、この「あそび」を勘案すると１．
５ｍｍの許容ずれ量がある。

そこで、この第５図に示されたコイル寸法のカードでは
、前記の「あそび」に対して限界の範囲にある。一方、
第６図は、φ１　＝７．０ｍｍ＋　　φ２＝７．０ｍｍ
の場合であって、許容される減衰量を１．０ｄＢとする
と、０．７ｍｍまでのずれが許容されるにすぎない。こ
のカードを、人手によって抜き差しするＩＣカードシス
テムに採用すると、情報の伝達効率や電力の伝達効率が
落ち、伝達率が装着状態で左右され、好ましくない。

以上のとおり、（φ２−φ１）の差が大きいと、第４図
、第５図のように外部装置のコア１とＩＣカードコア２
との中心軸のズレによる減衰は緩やかで、許容されるず
れ量は大きく、ＩＣカードの操作性が向トする。このよ
うなコア径φｌとコア径φ２の関係を考えると、第５図
で示すものでは、（φ２−φ１　）＝０．２２φ２とな
っている。第５図の関係は、は、許容すれ量のほぼ限界
に近いので、コア１とコア２の径の関係が多少変わって
も同様であり、ＩＣカードでは、その形状からコア２の
径がカード幅で制限されているので、さほど大きくでき
ない。そこで、より好ましいコア径の関係は、（φ２−
φ１）≧０．３φ２程度であり、この範囲に設定するこ
とで漏れ磁束の少ない閉磁路が形成され効率よく、電力
、情報の送信および受信が行なえる。

［発明の効果コ以ト説明したように、この発明では電気的な接点による
結合は行わず、フィルで電力、情報の送信、受信を行な
う構成をとったから、接点の接触不良による信頼性低下
は無くなり、コイルの中心部に外部装置側のコアの径φ
ｌがＩＣカード内のコアの径φ２より小さい構造となる
ようなコアを設けであるため、漏れ磁束の少ない閉磁路
が形成できる。すなわち、漏れ磁束が少なくなり磁気結
合部での信号減衰量が小さくなり効率の良い電力供給、
情報の送信および受信が出来、信頼性か向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の磁気結合部の断面図、第
２図はこの発明の一実施例のＩＣカードの斜視図、第３
図はこの発明の一実施例の磁気結合部コアの斜視歯、第
４図、第５図および第６図は、それぞれ磁気結合部コア
の位置ずれ量と減衰量の関係図である。１・・・外部装置コアｓ１ａ・・・外部装置コアの径、
２・・・ＩＣカードコア、２ａ・・・ＩＣカードコアの
径、３・・・フィル、４・・・コイル、５・・・ＩＣカ
ード、１０・・・分波器、１１・・・変復調回路、１２
・・・整流拳定電圧回路、１３・・・ゲートアレイ、１
４・・・演算処理回路、１５・・・メモＩＪＩｃ。１６・・・発振器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　外部の情報処理装置と電磁結合するコイルを有
するＩＣカードと、前記ＩＣカードが所定の位置に装着
され、装着されたこのＩＣに対して前記コイルと電磁結
合して電力供給を行なうとともに前記ＩＣカードと非接
触で情報の送信および受信を行なう共通又は個別のコイ
ルを有する情報処理装置とを備える非接触型ＩＣカード
情報処理システムにおいて、前記ＩＣカードのコイルが
コアに巻かれ、かつ、前記情報処理装置のコイルがコア
に巻かれていて、そのコア径が前記ＩＣカードが前記情
報処理装置に装着されたときの許容ずれ量の最大のずれ
において磁気結合状態が許容される減衰量より低下しな
いように前記ＩＣカードのコイルのコア径より小さく設
定されていることを特徴とする非接触型ＩＣカード情報
処理システム。
（２）　情報処理装置のコイルのコアの径φ＿１とＩＣ
カード内のコイルのコアの径φ＿２とが（φ＿２−φ＿
１）≧０．３φ＿２にある関係を満足することを特徴と
する請求項１記載の非接触型ＩＣカード情報処理システ
ム。