JPH04275694A - Ic card system - Google Patents

Ic card system

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JPH04275694A
JPH04275694A JP3059739A JP5973991A JPH04275694A JP H04275694 A JPH04275694 A JP H04275694A JP 3059739 A JP3059739 A JP 3059739A JP 5973991 A JP5973991 A JP 5973991A JP H04275694 A JPH04275694 A JP H04275694A
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JP
Japan
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card
circuit
data
coupling circuit
magnetic
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JP3059739A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsu Ito
克 伊藤
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Citizen Watch Co Ltd
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Citizen Watch Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To solve magnetic mutual interference between coils for exchanging power and data without increasing the number of parts and to present the compact and high-performance IC card system concerning the IC card system in a conventional non contact system due to magnetic coupling. CONSTITUTION:For the non contact coupling circuits for exchanging power and data, one circuit is composed of a magnetic coupling circuit and the other is composed of a capacity coupling circuit. A coil 320 for power reception in an IC card 102 and an electrode plate 422 for data transmission/reception are arranged so that the direction of a magnetic flux change generated by a displaced current in the capacity coupling circuit can be orthogonal to the direction of a magnetic flux change at the gap part of the magnetic coupling circuit and corresponding to these coil and electrode plate, a power transmission coil 214 in a reader/writer 100 and an electrode plate 416 for data transmission/ reception are arranged.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、ICカードシステムに
関し、詳しくは、非接触状態でICカードリーダ・ライ
タ(以下リーダ・ライタ)などの外部装置との間でデー
タの送受信を行う磁気結合と容量結合を応用したICカ
ードシステムに関する。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to an IC card system, and more specifically, the present invention relates to a magnetic coupling system for transmitting and receiving data to and from an external device such as an IC card reader/writer (hereinafter referred to as a reader/writer) in a non-contact manner. This invention relates to an IC card system that applies capacitive coupling.

【0002】0002

【従来の技術】磁気回路などの非接触結合を利用したI
Cカードシステムが種々提案されている。図2に従来の
非接触形のICカードシステムの一例の要部ブロック図
を示す。100は非接触形のリーダ・ライタ、102は
ICカードである。104はリーダ・ライタの電源回路
であり、リーダ・ライタの各部に電力を供給する。IC
カード102の電源となる電力は、まず、リーダ・ライ
タ100の発振回路106から、例えば正弦波の電力信
号が発生され、電力送信結合回路114を介して送信さ
れる。そして、電力送信結合回路114と非接触状態で
結合されているICカード102の電力受信結合回路1
20により受信される。電力受信結合回路120で磁気
エネルギー、あるいは、静電エネルギーの形で受信され
たこの交流電力は、ICカード102の電源回路となる
整流・平滑回路126を通ることにより、所定の直流電
圧の電力が得られる。そして、この整流・平滑回路12
6を通った電力は、定電圧回路128で、例えば、IC
カードの内部回路の消費電流の変化による電圧変動や、
ICカードのリーダ・ライタへの装着時のリーダ・ライ
タとの間隔の相違による電圧変動が吸収され、電源電圧
が安定化された後、ICカード各部の回路に供給される
[Prior art] I using non-contact coupling such as magnetic circuit
Various C card systems have been proposed. FIG. 2 shows a block diagram of essential parts of an example of a conventional non-contact type IC card system. 100 is a contactless reader/writer, and 102 is an IC card. 104 is a power supply circuit for the reader/writer, which supplies power to each part of the reader/writer. IC
As for the power that serves as the power source for the card 102, first, a sine wave power signal, for example, is generated from the oscillation circuit 106 of the reader/writer 100, and is transmitted via the power transmission coupling circuit 114. The power receiving coupling circuit 1 of the IC card 102 is coupled to the power transmitting coupling circuit 114 in a non-contact state.
20. This AC power received in the form of magnetic energy or electrostatic energy by the power reception coupling circuit 120 passes through a rectification/smoothing circuit 126 that serves as a power supply circuit for the IC card 102, thereby converting it into power at a predetermined DC voltage. can get. And this rectification/smoothing circuit 12
The electric power passing through 6 is passed through a constant voltage circuit 128, for example, an IC.
Voltage fluctuations due to changes in current consumption of the card's internal circuits,
Voltage fluctuations due to differences in the distance between the IC card and the reader/writer when the IC card is attached to the reader/writer are absorbed, and after the power supply voltage is stabilized, it is supplied to the circuits of each part of the IC card.

【0003】データの送受信に関しては、まず、リーダ
・ライタ100からICカード102へ送信されるデー
タは、マイクロプロセッサー、メモリを有するデータ処
理回路112から送出され、データ送信回路108によ
って所定の方式で変調され、スイッチ回路118とデー
タ送受信結合回路116を介して、ICカード102に
送信される。そして、電力伝送の場合と同様に、データ
送受信結合回路116と非接触状態で結合されているI
Cカード102のデータ送受信結合回路122で受信さ
れる。受信されたデータは、スイッチ回路124を介し
て、データ受信回路130で復調され、マイクロプロセ
ッサー、メモリを有するデータ処理回路134へ送られ
、処理される。
Regarding data transmission and reception, first, data transmitted from the reader/writer 100 to the IC card 102 is sent from a data processing circuit 112 having a microprocessor and memory, and is modulated by a data transmission circuit 108 in a predetermined manner. and is transmitted to the IC card 102 via the switch circuit 118 and the data transmission/reception coupling circuit 116. As in the case of power transmission, the I
The data is received by the data transmission/reception coupling circuit 122 of the C card 102. The received data is demodulated by a data receiving circuit 130 via a switch circuit 124, and sent to a data processing circuit 134 having a microprocessor and memory for processing.

【0004】一方、ICカード102からリーダ・ライ
タ100へ送信されるデータは、ICカード102のデ
ータ処理回路134から送出され、データ送信回路13
2によって所定の方式で変調され、スイッチ回路124
とデータ送受信結合回路122を介してリーダ・ライタ
100に送信される。そしてデータ送受信結合回路12
2と非接触状態で結合されているリーダ・ライタ100
側のデータ送受信結合回路116により受信される。受
信されたデータは、スイッチ回路118を介して、デー
タ受信回路110で復調され、データ処理回路112に
送られ、処理される。
On the other hand, data transmitted from the IC card 102 to the reader/writer 100 is sent from the data processing circuit 134 of the IC card 102 and sent to the data transmission circuit 13.
2 in a predetermined manner, and the switch circuit 124
and is transmitted to the reader/writer 100 via the data transmission/reception coupling circuit 122. and data transmission/reception coupling circuit 12
2 and the reader/writer 100 in a non-contact state.
The data is received by the data transmitting/receiving coupling circuit 116 on the side. The received data is demodulated by the data receiving circuit 110 via the switch circuit 118, and sent to the data processing circuit 112 for processing.

【0005】図3は従来の磁気結合による非接触形のI
Cカードシステムのリーダ・ライタの各磁気コイルと各
コアおよびICカードの各磁気コイルの構造、配置を示
す斜視図である。ただし図2と同一の機能のものには同
一の番号を付してある。リーダ・ライタ側の電力送信コ
イル214、データ送受信コイル216は、コの字形の
コア300,302にそれぞれ巻回されている。これら
コイルの端子220、222は図3には図示していない
が、図2に示すリーダ・ライタ100の発振回路106
と、データ送信回路108とデータ受信回路110にス
イッチ回路118を介して、それぞれ接続されている。
FIG. 3 shows a conventional non-contact type I using magnetic coupling.
FIG. 2 is a perspective view showing the structure and arrangement of each magnetic coil and each core of the reader/writer of the C card system and each magnetic coil of the IC card. However, parts with the same functions as those in FIG. 2 are given the same numbers. The power transmitting coil 214 and the data transmitting/receiving coil 216 on the reader/writer side are wound around U-shaped cores 300 and 302, respectively. The terminals 220 and 222 of these coils are not shown in FIG. 3, but the oscillation circuit 106 of the reader/writer 100 shown in FIG.
and are connected to a data transmitting circuit 108 and a data receiving circuit 110 via a switch circuit 118, respectively.

【0006】ICカード102には電力受信コイル32
0、データ送受信コイル322が備えられており、電力
受信コイル320は、ICカード102の整流・平滑回
路126に接続され、データ送受信コイル322は、ス
イッチ回路124を介してデータ受信回路130、デー
タ送信回路132に接続されている。リーダ・ライタ1
00の各コアは、ICカードが挿入あるいは、装着され
るときにICカードに備えられた各コイルが、リーダ・
ライタの各コイルのギャップ内に位置するように配置さ
れる。
[0006] The IC card 102 includes a power receiving coil 32.
0, a data transmitting/receiving coil 322 is provided, the power receiving coil 320 is connected to the rectifying/smoothing circuit 126 of the IC card 102, and the data transmitting/receiving coil 322 is connected to the data receiving circuit 130 and the data transmitting circuit via the switch circuit 124. It is connected to circuit 132. Reader/writer 1
Each core of 00 is configured such that when an IC card is inserted or mounted, each coil provided on the IC card
It is arranged to be located within the gap of each coil of the lighter.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】図3の場合、電力の送
受信、データの送受信の各磁気結合回路のギャップ部に
おいては、ICカードの表面から裏面、あるいは裏面か
ら表面の方向に磁束が変化する。すなわちこの非接触磁
気コイルの磁束変化の方向は、座標軸で示すとZ軸方向
に変化することになる。したがって、磁気結合によりデ
ータを伝送するデータ送受信コイルが電力送受信コイル
と隣接して配置される場合、磁束変化の方向が平行であ
るため、各磁気結合回路の閉磁路からの漏れ磁束が鎖交
しやすく、他の磁気結合コイルに飛び込み、干渉しやす
くなる。このためリーダ・ライタ側のクロック信号や各
種の制御信号やデータ信号であるパルス信号がパルス状
ノイズとしてICカードの電力送受信系に飛び込む可能
性が極めて大きい。従って、電力を供給するための磁気
結合回路に、パルス状ノイズが混入してしまうと、この
ノイズは整流・平滑回路でも除ききれず、その電源出力
の直流電圧にパルス状ノイズが現れてしまう。そのため
十分な電圧の安定化も図れない上に、このパルス状ノイ
ズが電力を供給している各部回路の誤動作を引き起こす
原因となる。特に、ICカードでは、データ処理回路、
すなわち、マイクロプロセッサー、メモリが内蔵されて
いて、パルス状ノイズによる誤動作の発生の確率が極め
て高く、その影響は極めて重大である。
[Problem to be Solved by the Invention] In the case of FIG. 3, the magnetic flux changes from the front side to the back side of the IC card or from the back side to the front side at the gap portions of the magnetic coupling circuits for power transmission/reception and data transmission/reception. . That is, the direction of change in magnetic flux of this non-contact magnetic coil changes in the Z-axis direction when shown on the coordinate axes. Therefore, when a data transmitting/receiving coil that transmits data by magnetic coupling is placed adjacent to a power transmitting/receiving coil, the directions of magnetic flux changes are parallel, so leakage magnetic flux from the closed magnetic circuits of each magnetic coupling circuit interlinks. It easily jumps into other magnetic coupling coils and interferes with them. For this reason, there is a very high possibility that pulse signals such as clock signals, various control signals, and data signals on the reader/writer side will enter the power transmission/reception system of the IC card as pulse noise. Therefore, if pulse-like noise gets mixed into the magnetic coupling circuit for supplying power, this noise cannot be removed even by the rectifying/smoothing circuit, and the pulse-like noise appears in the DC voltage output from the power supply. Therefore, it is not possible to achieve sufficient voltage stabilization, and this pulse-like noise causes malfunctions of various circuits to which power is supplied. In particular, in IC cards, data processing circuits,
That is, since a microprocessor and memory are built-in, the probability of malfunctions caused by pulsed noise is extremely high, and the effects thereof are extremely serious.

【0008】このような問題点を解決するためにリーダ
・ライタから特定の周波数の磁気エネルギーの形で電力
の供給を受ける非接触形のICカードにおいては、電力
供給の磁気エネルギーの周波数のみ、あるいは、その近
傍の周波数のみを通過させるバンドパスフィルタをその
電力受信系の電源回路に挿入することにより、リーダ・
ライタや信号系からのパルス状ノイズの飛び込みを取り
除くことが提案されている(特開平1ー181179号
)。しかしながら、これら各種の制御信号のパルス状ノ
イズの周波数成分は0Hz〜数十MHzの広帯域にきわ
めて密に分布する。従って、電力供給の磁気エネルギー
の周波数のみ、あるいは、その近傍の周波数のみを通過
させるバンドパスフィルタをICカードの電力受信系の
電源回路に挿入する場合や、ICカードからの送信の磁
気エネルギーの周波数のみ、あるいは、その近傍の周波
数のみを通過させるバンドパスフィルタをリーダ・ライ
タの受信コイルに挿入する場合、極めて、急峻な特性を
持つ多段のフィルタを挿入せざるを得ない。このため、
そのフィルタを構成するコンデンサやコイルの部品点数
が増え、ICカードシステムの小型化、低価格化は困難
になる。特にICカードの小型化、薄型化は困難になる
。本発明はこのような問題点を解決するためになされた
もので、ICカードの直流電源にパルス状ノイズが重畳
し、ICカードの各部回路の誤動作を引き起こすという
欠点を解決し、安定した電力とデータの送受信を行うこ
とができる低価格で、小型の非接触形のICカードシス
テムを提供することを目的とする。
[0008] In order to solve such problems, in a contactless IC card that receives power from a reader/writer in the form of magnetic energy of a specific frequency, only the frequency of the magnetic energy supplied with power, or By inserting a bandpass filter that passes only the nearby frequencies into the power supply circuit of the power receiving system, the reader
It has been proposed to remove pulsed noise from the writer and signal system (Japanese Patent Laid-Open No. 1-181179). However, the frequency components of the pulsed noise of these various control signals are extremely densely distributed over a wide band from 0 Hz to several tens of MHz. Therefore, when inserting a bandpass filter that passes only the frequency of the magnetic energy supplied by the power supply or only the frequencies in the vicinity thereof into the power supply circuit of the power receiving system of the IC card, or when the frequency of the magnetic energy transmitted from the IC card is inserted. When inserting a band-pass filter into the receiving coil of a reader/writer that passes only frequencies at or near frequencies, it is necessary to insert a multi-stage filter with extremely steep characteristics. For this reason,
The number of capacitors and coils constituting the filter increases, making it difficult to miniaturize and lower the cost of the IC card system. In particular, it will be difficult to make IC cards smaller and thinner. The present invention was made to solve these problems, and it solves the drawback that pulse noise is superimposed on the DC power supply of the IC card, causing malfunctions of various circuits of the IC card, and provides stable power and The purpose of the present invention is to provide a low-cost, small-sized, non-contact type IC card system capable of transmitting and receiving data.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、ICカードとリーダ・ライタから成り、
前記ICカードに前記リーダ・ライタから電力を送る電
力用の非接触の結合回路と前記ICカードと前記リーダ
・ライタとの間でデータの送受信をするデータ用の非接
触の結合回路を有するICカードシステムにおいて、前
記ICカードに前記電力用の結合回路、データ用の結合
回路の一方となる磁気結合回路のコイルを該コイルによ
り形成される磁路の2つの端部がICカードの対抗面に
面するように設け、結合回路の他方となる容量結合回路
の電極板を前記磁路の2つの端部の面する面と平行な面
内に設け、前記リーダ・ライタにも前記コイルと電極板
に対応して結合回路を構成するコイルと電極板を設けた
ことを特徴としている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention consists of an IC card and a reader/writer,
An IC card having a contactless power coupling circuit for transmitting power from the reader/writer to the IC card, and a contactless coupling circuit for data for transmitting and receiving data between the IC card and the reader/writer. In the system, a coil of a magnetic coupling circuit, which is one of the coupling circuit for power and the coupling circuit for data, is attached to the IC card so that two ends of a magnetic path formed by the coil face the opposing surface of the IC card. The electrode plate of the capacitive coupling circuit, which is the other one of the coupling circuits, is provided in a plane parallel to the surfaces facing the two ends of the magnetic path, and the reader/writer also has an electrode plate between the coil and the electrode plate. It is characterized by correspondingly provided with a coil and an electrode plate constituting a coupling circuit.

【0010】0010

【作用】このようにリーダ・ライタがICカードに対し
て電力を供給する結合回路と、リーダ・ライタとICカ
ードの間でデータを送受信する結合回路とを備え、一方
の結合回路を磁気エネルギーの形で送受信を行う磁気結
合回路とし、他の一方の結合回路を静電エネルギーの形
で行う容量結合回路とし、ICカードとリーダ・ライタ
が非接触結合したときに、電力送受信と、データ送受信
のエネルギーの形態を変えることにより、結合路同志の
干渉を防ぐ。さらに磁気結合回路のギャップ部の磁束変
化の方向と容量結合回路の内部の変位電流による磁束変
化の方向が同一にならないようにする。すなわち互いの
結合回路の磁束変化の方向が直交するように配置するこ
とにより、漏れ磁束が鎖交する事を防ぐことができる。 このため、リーダ・ライタ内部の各信号系からのパルス
状ノイズの飛び込み、混入を防ぐことができ、ICカー
ドの直流電源にパルス状ノイズが重畳し、ICカードの
各部回路の誤動作を引き起こすという欠点を解決するこ
とができる。
[Operation] In this way, the reader/writer is equipped with a coupling circuit that supplies power to the IC card, and a coupling circuit that transmits and receives data between the reader/writer and the IC card. One of the coupling circuits is a magnetic coupling circuit that transmits and receives data in the form of electrostatic energy, and the other coupling circuit is a capacitive coupling circuit that transmits and receives electrostatic energy. By changing the form of energy, interference between coupling paths is prevented. Furthermore, the direction of magnetic flux change in the gap portion of the magnetic coupling circuit is made not to be the same as the direction of magnetic flux change due to the displacement current inside the capacitive coupling circuit. That is, by arranging the coupling circuits so that the directions of magnetic flux change are orthogonal to each other, it is possible to prevent leakage flux from interlinking. For this reason, it is possible to prevent pulse-like noise from entering and mixing with each signal system inside the reader/writer, which has the drawback that pulse-like noise is superimposed on the DC power supply of the IC card, causing malfunction of various circuits of the IC card. can be solved.

【0011】[0011]

【実施例】以下、図面に基づいて、詳細に説明する。図
1は、本発明の非接触形のICカードシステムのリーダ
・ライタの磁気コイルとコアそして電極板およびICカ
ードの磁気コイルと電極板の構造、配置を示す斜視図で
あり、この場合は、電力の送受信に磁気結合回路を用い
、データの送受信に容量結合回路を用いたICカードシ
ステムである。ただし図2、図3と同一の機能のものに
は同一の番号を付してある。ICカード102側には電
力受信コイル320、データ送受信電極板422が備え
られている。電力受信コイル320の中央部には、磁性
体を埋め込むことが望ましい。磁性体を埋め込むことに
より、リーダ・ライタ100に装着した時の磁気結合回
路の閉磁路の形成が容易になり、コアのギャップ部から
の漏れ磁束が少なくなる。この場合、電力受信コイル3
20においては、図から明らかなように磁気結合回路の
ギャップ部において、磁束はICカードの表面から裏面
、あるいは裏面から表面の方向に変化する。すなわちこ
の磁気結合回路のギャップ部の磁束変化の方向は、座標
軸で示すとZ軸方向に変化することになる。データ送受
信電極板422は、図に示すように、リーダ・ライタ1
00のデータ送受信電極板416と対になって平行平板
コンデンサを形成するように配置する。このコンデンサ
内に変位電流が流れるが、この変位電流は伝導電流とま
ったく同じように磁界をつくる。この時の磁界の向きは
、変位電流がZ軸の方向に流れるため、X−Y平面内で
変化する。また、データ送受信電極板422の一方の電
極板は接地され、帰線ループを形成する。この場合、後
に詳述するが、外力によるたわみ力の影響を軽減するた
めに、角部分に近接して配置する事が望ましい。これら
のコイル、電極板はICカードにあらかじめその形状に
刻設された溝部内に変位しないように固定する。その外
表面はプラスチックの被覆材で覆う。電力受信コイル3
20はICカードの整流・平滑回路126へ、データ送
受信電極板422はスイッチ回路124を介してデータ
受信回路130とデータ送信回路132にそれぞれ接続
される。
Embodiments will be described in detail below based on the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the structure and arrangement of the magnetic coil, core, and electrode plate of the reader/writer of the non-contact type IC card system of the present invention, and the magnetic coil and electrode plate of the IC card. This is an IC card system that uses a magnetic coupling circuit to transmit and receive power and a capacitive coupling circuit to transmit and receive data. However, parts with the same functions as those in FIGS. 2 and 3 are given the same numbers. A power receiving coil 320 and a data transmitting/receiving electrode plate 422 are provided on the IC card 102 side. It is desirable to embed a magnetic material in the center of the power receiving coil 320. By embedding the magnetic material, it becomes easier to form a closed magnetic path of the magnetic coupling circuit when attached to the reader/writer 100, and leakage magnetic flux from the gap portion of the core is reduced. In this case, power receiving coil 3
20, the magnetic flux changes from the front side to the back side or from the back side to the front side of the IC card at the gap portion of the magnetic coupling circuit, as is clear from the figure. In other words, the direction of magnetic flux change in the gap portion of this magnetic coupling circuit changes in the Z-axis direction when shown on the coordinate axes. The data transmitting/receiving electrode plate 422 is connected to the reader/writer 1 as shown in the figure.
They are arranged so as to form a pair with the data transmitting/receiving electrode plate 416 of 00 to form a parallel plate capacitor. A displacement current flows in this capacitor, and this displacement current creates a magnetic field just like a conduction current. The direction of the magnetic field at this time changes within the XY plane because the displacement current flows in the Z-axis direction. Further, one electrode plate of the data transmitting/receiving electrode plate 422 is grounded to form a retrace loop. In this case, as will be described in detail later, it is desirable to arrange it close to the corner in order to reduce the influence of deflection force due to external force. These coils and electrode plates are fixed in grooves pre-cut in the IC card so as not to be displaced. Its outer surface is covered with a plastic covering. Power receiving coil 3
20 is connected to a rectifying/smoothing circuit 126 of the IC card, and a data transmitting/receiving electrode plate 422 is connected to a data receiving circuit 130 and a data transmitting circuit 132 via a switch circuit 124, respectively.

【0012】リーダ・ライタ100の電力送信コイル2
14、データ送受信電極板416は、ICカード102
が挿入、あるいは装着されるときにICカード102に
備えられた電力受信コイル320、データ送受信電極板
422と結合するように所定の位置に配置される。電力
送信コイル214は、コの字形のコア300に巻回され
ている。データ送受信電極板416の上には誘電体片4
30を配置する方が望ましい。ICカードを装着したと
きにデータ送受信電極板416、422で形成される平
行平板コンデンサの中に誘電体片430がはさまれるよ
うに配置することにより、リーダ・ライタに装着した時
の容量結合回路のインピーダンスが下がる。またデータ
送受信電極板416の一方の電極板は接地され、帰線ル
ープを形成している。電力送信コイル214、データ送
受信電極板416の端子220、222は、図1には図
示していないが、図2に示されるリーダ・ライタ100
の発振回路106、データ送信回路108とデータ受信
回路110にスイッチ回路118を介して、それぞれ接
続される。
Power transmitting coil 2 of reader/writer 100
14. The data transmitting/receiving electrode plate 416 is connected to the IC card 102
When the IC card 102 is inserted or mounted, the IC card 102 is placed at a predetermined position so as to be combined with the power receiving coil 320 and data transmitting/receiving electrode plate 422 provided in the IC card 102. The power transmitting coil 214 is wound around a U-shaped core 300. A dielectric piece 4 is placed on the data transmitting/receiving electrode plate 416.
It is preferable to arrange 30. By arranging the dielectric piece 430 so that it is sandwiched between the parallel plate capacitors formed by the data transmission/reception electrode plates 416 and 422 when the IC card is installed, a capacitive coupling circuit is created when the IC card is installed in the reader/writer. impedance decreases. Further, one electrode plate of the data transmitting/receiving electrode plate 416 is grounded to form a retrace loop. Although the terminals 220 and 222 of the power transmitting coil 214 and the data transmitting/receiving electrode plate 416 are not shown in FIG. 1, they are connected to the reader/writer 100 shown in FIG.
The oscillation circuit 106, data transmission circuit 108, and data reception circuit 110 are connected to each other via a switch circuit 118.

【0013】電力受信コイル320の中心部に埋め込む
磁性体や、コの字形のコア300の材質は、例えばフェ
ライトなどを使用する。フェライトは周波数特性に優れ
るため、送受信の行われる周波数が例えば、数100K
Hz〜数10MHzにおいても磁気飽和しにくく、また
コア損失も少ないという長所を持つ。送受信の周波数が
もっと低い場合、例えば100KHz程度までの場合、
ニッケルと鉄の合金のパーマロイや、あるいは鉄とシリ
コン、アルミを素材としたセンダストや、あるいはボロ
ン系で、鉄、コバルト、ニッケルなどの溶融合金を高温
状態から急冷したアモルファス合金などは透磁率の面で
フェライトよりも優れている。またフェライトを用いる
場合は、多孔質フェライトにフェノール樹脂を含浸させ
、抗折強度を高めたものを用いると良く、カード本体を
落とした時の衝撃による破損を招くこともほとんどない
The magnetic material embedded in the center of the power receiving coil 320 and the material of the U-shaped core 300 are made of, for example, ferrite. Ferrite has excellent frequency characteristics, so the frequency of transmission and reception is, for example, several hundred K.
It has the advantage of being resistant to magnetic saturation even at frequencies from Hz to several tens of MHz, and having little core loss. If the transmitting and receiving frequency is lower, for example up to about 100KHz,
Permalloy, which is an alloy of nickel and iron, Sendust, which is made of iron, silicon, and aluminum, and boron-based amorphous alloys, which are made by rapidly cooling molten alloys such as iron, cobalt, and nickel from a high temperature state, have low magnetic permeability. It is better than ferrite. In addition, when using ferrite, it is preferable to use porous ferrite impregnated with phenol resin to increase the bending strength, and there is almost no chance of damage due to impact when the card body is dropped.

【0014】ICカード102のデータ送受信電極板4
22とリーダ・ライタ100のデータ送受信電極板41
6の上に配置する誘電体片430の材質には例えば、マ
イカ、ポリプロピレン、ポリエステルなどが使用される
。マイカは電気的にも熱に対してきわめて安定で経年変
化の安定度も高い。ポリプロピレンは比重0.9とプラ
スチック材料中で最も軽く静電容量安定性、周波数特性
、さらには内部発熱が小さいなど、プラスチック材料の
中でも最高の部類に入る。ポリエステルは、低い周波数
で使うならば、安価である。
Data transmission/reception electrode plate 4 of IC card 102
22 and the data transmitting/receiving electrode plate 41 of the reader/writer 100
For example, mica, polypropylene, polyester, or the like is used as the material of the dielectric piece 430 disposed on the dielectric member 6 . Mica is extremely stable electrically and against heat, and has high stability over time. Polypropylene is the lightest plastic material with a specific gravity of 0.9, and is among the best among plastic materials due to its stable capacitance, frequency characteristics, and low internal heat generation. Polyester is inexpensive if used at low frequencies.

【0015】カード本体は、プラスチックなどで形成さ
れるため、使用中、あるいは携行中に、外力が加わって
たわむことが考えられるが、この場合、一般的にカード
本体の中心部に最大の応力が加えられることになるため
、各結合回路は集積回路と同様に中心部への配置を避け
ることが望ましい。すなわちカード本体の偏心した位置
に内蔵することにより外力によるたわみ力の影響を軽減
する事ができる。特に方形のカードにおいては対角線上
にあって、かつ外側近傍の角部分においては、さらにた
わみ力の影響が軽減される。また角部分はリーダ・ライ
タとの磁気コイルが構造的に有利になる利点もある。 さらにコイルの回りに非磁性体、例えばカード本体と同
様のプラスチックなどによる補強材をいれることにより
、カード本体が受ける曲げ応力に対しても影響を軽減で
きる。
[0015] Since the card body is made of plastic or the like, it is likely that it will bend due to external force applied to it during use or carrying.In this case, the maximum stress is generally at the center of the card body. It is desirable to avoid placing each coupling circuit in the center, similar to an integrated circuit. That is, by incorporating it in an eccentric position in the card body, the influence of deflection force due to external force can be reduced. In particular, in the case of a rectangular card, the influence of deflection force is further reduced at corner portions on the diagonal line and near the outside. The corner portion also has the advantage that the magnetic coil with the reader/writer is structurally advantageous. Furthermore, by inserting a reinforcing material around the coil made of a non-magnetic material, such as plastic similar to that of the card body, the effect of bending stress on the card body can be reduced.

【0016】実施例においては、電力送受信用には磁気
結合回路を使用し、データの送受信用には、容量結合回
路を使用した例について説明したが、電力送受信用に容
量結合回路を使い、データ送受信用に磁気結合回路を使
用できることはいうまでもないため説明は省略する。
In the embodiment, an example was explained in which a magnetic coupling circuit was used for power transmission and reception, and a capacitive coupling circuit was used for data transmission and reception. It goes without saying that a magnetic coupling circuit can be used for transmission and reception, so a description thereof will be omitted.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、IC
カードに対しリーダ・ライタを非接触結合にして電力の
供給とデータの送受信とを行うよう構成したICカード
システムにおいて、一方の結合回路を磁気エネルギーの
形で送受信を行う磁気結合回路とし、他の一方の結合回
路を静電エネルギーの形で行う容量結合回路とし、IC
カードとリーダ・ライタが非接触結合したときに、電力
送受信と、データ送受信のエネルギーの形態を変えるこ
とにより、結合路同志の干渉を防ぐ。さらに磁気結合回
路のギャップ部の磁束変化の方向と容量結合回路の内部
の変位電流による磁束変化の方向とが直交するように配
置することにより、漏れ磁束が鎖交する事を防ぐことが
できる。このため、リーダ・ライタ内部の各信号系から
のパルス状ノイズの飛び込み、混入を防ぐことができ、
ICカードの直流電源にパルス状ノイズが重畳し、IC
カードの各部回路の誤動作を引き起こすという欠点を解
決することができる。したがって、これらのパルス状ノ
イズを除くためのフィルタを必要としないため、小型で
低価格のICカードシステムを実現することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the IC
In an IC card system configured to supply power and send and receive data by connecting a reader/writer to the card in a non-contact manner, one coupling circuit is a magnetic coupling circuit that transmits and receives data in the form of magnetic energy, and the other One of the coupling circuits is a capacitive coupling circuit that uses electrostatic energy, and the IC
When a card and a reader/writer are connected in a non-contact manner, interference between the coupling paths is prevented by changing the form of energy for power transmission/reception and data transmission/reception. Further, by arranging the magnetic coupling circuit so that the direction of magnetic flux change in the gap portion and the direction of magnetic flux change due to the displacement current inside the capacitive coupling circuit are perpendicular to each other, it is possible to prevent leakage magnetic flux from interlinking. Therefore, it is possible to prevent pulse noise from entering and mixing from each signal system inside the reader/writer.
Pulse noise is superimposed on the DC power supply of the IC card, and the IC
It is possible to solve the drawback of causing malfunction of various circuits of the card. Therefore, since no filter is required to remove these pulse-like noises, a compact and low-cost IC card system can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の一実施例を示す非接触形のICカード
システムの要部の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of essential parts of a non-contact type IC card system showing one embodiment of the present invention.

【図2】従来の非接触形のICカードシステムの要部ブ
ロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of main parts of a conventional non-contact type IC card system.

【図3】従来の非接触形のICカードシステムの要部の
斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of the main parts of a conventional non-contact type IC card system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100  リーダ・ライタ 102  ICカード 114  電力送信結合回路 120  電力受信結合回路 116  データ送受信結合回路 122  データ送受信結合回路 118  スイッチ回路 124  スイッチ回路 300  コア 302  コア 108  データ送信回路 132  データ送信回路 110  データ受信回路 130  データ受信回路 214  電力送信コイル 216  データ送受信コイル 320  電力受信コイル 322  データ送受信コイル 416  データ送受信電極板 422  データ送受信電極板 430  誘電体片 100 Reader/Writer 102 IC card 114 Power transmission coupling circuit 120 Power reception coupling circuit 116 Data transmission/reception coupling circuit 122 Data transmission/reception coupling circuit 118 Switch circuit 124 Switch circuit 300 core 302 Core 108 Data transmission circuit 132 Data transmission circuit 110 Data receiving circuit 130 Data receiving circuit 214 Power transmitting coil 216 Data transmission/reception coil 320 Power receiving coil 322 Data transmission/reception coil 416 Data transmitting and receiving electrode plate 422 Data transmitting and receiving electrode plate 430 Dielectric piece

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  ICカードとリーダ・ライタから成り
、前記ICカードに前記リーダ・ライタから電力を送る
電力用の非接触の結合回路と前記ICカードと前記リー
ダ・ライタとの間でデータの送受信をするデータ用の非
接触の結合回路を有するICカードシステムにおいて、
前記ICカードに前記電力用の結合回路、データ用の結
合回路の一方となる磁気結合回路のコイルを該コイルに
より形成される磁路の2つの端部がICカードの対抗面
に面するように設け、結合回路の他方となる容量結合回
路の電極板を前記磁路の2つの端部の面する面と平行な
面内に設け、前記リーダ・ライタにも前記コイルと電極
板に対応して結合回路を構成するコイルと電極板を設け
たことを特徴とするICカードシステム。
1. A non-contact power coupling circuit comprising an IC card and a reader/writer, and transmitting/receiving data between the IC card and the reader/writer. In an IC card system having a contactless coupling circuit for data,
A coil of a magnetic coupling circuit, which is one of the power coupling circuit and data coupling circuit, is attached to the IC card so that the two ends of the magnetic path formed by the coil face the opposing surface of the IC card. An electrode plate of a capacitive coupling circuit, which is the other one of the coupling circuits, is provided in a plane parallel to the planes facing the two ends of the magnetic path, and the reader/writer is also provided in a manner corresponding to the coil and the electrode plate. An IC card system characterized by being provided with a coil and an electrode plate that constitute a coupling circuit.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06187514A (en) * 1992-12-15 1994-07-08 Pfu Ltd Ic memory card system
JP2009124683A (en) * 2008-08-26 2009-06-04 Sony Corp Antenna module
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WO2011040392A1 (en) * 2009-09-29 2011-04-07 国立大学法人 電気通信大学 Device, system, and method for transmitting electric power and information

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