JPH0548511B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はICカードに記録されている信号の検
出方法に係るもので、特に、電気的な端子の接続
を必要としない非接触式の検出方法に関するもの
である。そして、ICカードからの送信を必要と
せず、外部機器のみの動作によるICカードの信
号検出方法に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

近年、ICカードと呼ばれるプラスチツクスな
どに覆われた薄いカード状の直方体の中に演算、
制御や記憶などの機能を有する集積回路を内蔵す
るものが実用化されつつある。このようなICカ
ードにおいて、ICカードの表面に電力供給及び
入出力信号やタイミング信号の受渡しのための端
子となる複数個の電気的接点を設け、これに外部
より金属探針などによつて機械的かつ電気的接触
を行い、ICカードと外部装置の間で電力供給や
各種信号の受渡しを行う方式が実用化されてい
る。

しかし、ICカードの表面の限られた面積に微
小な電気的接点を設ける場合には、位置合わせの
精度や接点部分にゴミが付着することから不完全
な電気的接続状態が生じたり、また露出された接
点部分に静電気現象による高電圧が印加されて
ICカード内にある集積回路が破壊されたりする
問題について注意することが必要とされる。

上記のように接点を用いずに電力供給や入出力
信号の受渡しを行う方法として、ICカードと外
部機器の間を機械的かつ電気的に非接触の光電現
象や電磁誘導現象によつて結合することが考えら
れている。

本発明は、この非接触式のICカードの信号検
出方法、特に電磁誘導現象を利用する信号検出方
法に関するものである。

電磁誘導現象を利用する信号の送信、受信にお
いては、外部機器とICカードの双方にコイルを
具え、一方のコイルへ変調した高周波信号を印加
した場合に生じる磁束の変化に他方のコイルが反
応してその信号に応答した高周波信号を発生する
ことを利用して信号の受渡しを行つている。その
ための磁気結合部分の占有面積、その周辺への不
要な磁気妨害、結合部での結合損失などの問題が
あるが、特にICカード内の微弱な信号を外部機
器で検出することが難しかつた。また、そのため
に結合部のコイルのターン数を増さなければなら
ないとか、駆動のために比較的大きなエネルギー
を必要とするといつた問題が生じる。

〔目的〕

本発明は、上記のような問題を解決することを
目的とするもので、ICカード内に発信用コイル
を必要としない信号検出方法を提供することを目
的とする。

そして、外部機器のみの発信、受信によつて
ICカードの内部論理状態を検出することを目的
とする。

更に、ICカードに内蔵される集積回路は比較
的微弱なエネルギーで動作することが必要とされ
るが、その内部論理状態を現す微弱な信号を効率
良く検出することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、外部機器の磁気結合をICカードの
微弱な信号によつて変化させ、これを検出するこ
とによつて上記の目的を達成するものである。

すなわち、ICカードの内部論理状態を外部機
器によつて読み取るICカードの信号検出方法に
おいて、該ICカードには記録した信号の論理状
態に応じたオンオフする電子的スイツチ手段とこ
れに接続された金属ループを具え、該外部機器に
は電磁結合を生じるように配置された発信用コイ
ルと受信用コイルを具え、該ICカードの該金属
ループを該発信用コイルと該受信用コイルの間に
挿入し、該電子的スイツチ手段のオンオフによつ
て該発信用コイルと該受信用コイルの電磁結合状
態を変化させることによつてICカードの内部論
理状態を検出することに特徴を有するものであ
る。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、本発明の実施例につい
て説明する。

第１図は本発明の実施例の主要部を示す斜視図
である。破線１０で囲まれた部分はICカードの
内部を示し、その他は外部機器を示している。

ICカード内には集積回路素子（図示しない）
を具えており、この内部論理状態を表す二値信号
によつて電子スイツチ１１をオンオフするように
なつている。電子スイツチ１１は、オンの状態で
は導通抵抗が小さく、オフの状態では導通抵抗が
大きいことを必要とするが、集積回路内の論理素
子によつて容易に実現できる。この電子スイツチ
１１には金属ループ１２が接続されている。この
金属ループ１２は導電率の良いアルミニウムまた
は銅などを用いて形成し少くともほゞ１ターンの
ループを構成させる。なお、金属ループ１２は後
述する二つのコイルの間の電磁結合に対して、電
子スイツチ１１がオンの状態で渦電流を発生する
が、電子スイツチ１１がオフの状態では発生する
渦電流が十分小さくなるような線幅、厚さ及び寸
法を有するように形成する。

一方外部機器には、フエライトなどによる磁性
体の磁心に銅線などを巻回した二つのコイルを具
えており、一方は発振回路１３に接続されて発
信、コイル１４として用いられ、他方は波形整形
回路１５に接続されて受信コイル１６として用い
られる。発信コイル１４と受信コイル１６は磁気
結合が生じるように近接して配置され、発振回路
で発生した正弦波または矩形波の高周波信号によ
つて発信コイル１４で生じる磁束の変化によつ
て、受信コイル１６には電磁誘導現象によつて磁
束の変化に応じた高周波信号を生じる。この信号
を波形整形回路１５によつて増幅、整流、弁別を
行つて信号を検出する。発振回路１３、波形整形
回路１５はいずれも通常用いられる電子回路によ
つて構成することができる。

次に動作について第２図に示した波形図も参照
して説明する。発振回路１３によつて正弦波２７
が発生しこれが発信コイル１４に印加されると発
信コイル１４は磁束を発生し、この磁束は信号の
周期に応じて変化する。このとき発生する磁束の
大部分は巻線に垂直な方向すなわちコアの鍔の方
向に伸びる。この磁束が受信コイル１６に達する
ように受信コイル１６は配置されているが、IC
カードを挿入できる間隔を有している。磁束の変
化に応じて受信コイル１６の巻線に正弦波の電流
が発生し、これが波形整形回路１５に入力され
る。

発信コイル１４と受信コイル１６との間の〓間
にICカードが挿入され、その金属ループ１２が
二つのコイルと対向するように配置される。この
状態で、ICカードの電子的スイツチ手段が内部
論理状態に応じてオン又はオフされる。電子スイ
ツチ１１がオフの状態では金属ループ１２には渦
電流が発生しないので発信コイル１４に発生した
磁束は影響を受けることなく受信コイル１６に達
して、波形整形回路１５には正弦波の信号２９ａ
が入力される。一方、電子スイツチ１１がオンの
状態では金属ループ１２と電子スイツチ１１で形
成される回路と電子スイツチ１１の回路が閉じら
れるので、発信コイル１４の磁束によつて金属ル
ープ１２に渦電流が発生して受信コイル１６に達
する磁束が減少することになる。したがつて、波
形整形回路１５には振幅の小さい正弦波２９ｂが
入力される。

上記のようにして電子スイツチ１１のオンオフ
によつて出力信号のレベルを変え、このレベルの
変化を波形整形回路で増幅し、整流し、弁別して
ICカードの内部の論理状態に応じた信号を得る
ことができる。ICカード内においては電子スイ
ツチ１１のオンオフに必要なエネルギーを消費す
るだけであり、信号の発生そのものは外部機器の
動作のみで行つている。

なお、第３図のように金属ループ３２を角形に
形成すると実装スペースを小さくすることができ
る。また、二つ以上の内部論理状態を表す二値信
号を同時に検出する場合には、外部機器のコイル
の配置を増すとともに第４図のように金属ループ
４２を梯子形に形成すると良い。

外部機器におけるコイルの配置は第５図のよう
に近接して水平方向に位置するようにしても良
い。磁気結合とその制御の面での効率は若干落ち
るが、外部機器の小型化、簡略化の面では有利と
なる。

ICカード内の電子スイツチはMOS半導体素子
などで容易に実現でき、集積回路の信号出力端子
を集積回路内の論理素子を用いれば、内部論理状
態に応じて等価的に電子スイツチとして動作させ
ることも容易である。

前記の例では発振回路と波形整形回路の双方を
用いたが、受信コイルの出力を発振回路に帰還し
て発振を制御することによつて波形整形回路を省
略することもできる。

〔効果〕

本発明によれば、ICカード内に送信用の磁束
を発生するための巻数、面積の大きなコイルを設
ける必要がなく、比較的小さな金属ループのみで
済ませることができるので、限られたスペースを
有効に利用することができる。

また従来の方法によれば、ICカードの内部論
理状態を表すレベル電圧などによる二値信号を高
周波信号で変調するための高周波発生回路を必要
とするが、本発明によればこの回路が不要とな
り、ICカードの構成を簡略化できる。

更に、電子的スイツチ手段をオン又はオフする
のみでICカード内の信号を検出するので、ICカ
ードの内部論理状態の送信に必要なエネルギーは
微弱なもので済ませることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す斜視図、第２図
はその動作波形の説明図、第３図、第４図は金属
ループの他の例の斜視図、第５図は本発明の他の
実施例を示す斜視図である。 １１……電子スイツチ、１２，３２，４２……
金属ループ、１４……発信コイル、１６……受信
コイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 演算・記憶などの論理機能を有するICカー
   ドの内部論理状態を外部機器によつて読み取る
   ICカードの信号検出方法において、ICカードに
   は内部論理状態に応じてオン又はオフする電子的
   スイツチ手段とこれに接続された金属ループを設
   け、外部機器には電磁結合を生じるように〓間を
   介して対向した発信用コイルと受信用コイルを設
   け、ICカードを該〓間に挿入し金属ループを発
   信用コイルと受信用コイルの間に位置させた状態
   で、電子的スイツチ手段を内部論理状態に応じて
   オン又はオフすることによつて、発信用コイルと
   受信用コイルの電磁結合状態の大きさを変化さ
   せ、ICカードの内部の論理状態を検出すること
   を特徴とするICカードの信号検出方法。