JPH0554209A - カード装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 データの改ざんを防止しながらカードの多用
途化と小型化を図ること。 【構成】 カード２に受波器３を設け、ここで外部入出
力機器よりクロック用の振動エネルギーと駆動用の振動
エネルギーを受波する。またマイコン、メモリなどから
なる信号処理回路６を設け、この信号処理回路６の入力
側、出力側に夫々並列信号入力用の結合器７と並列信号
出力用の結合器８を設け、外部入出力機器からのデータ
を並列信号でメモリに書き込み、また並列信号で読み出
して外部入出力機器に送波する。前記駆動用の振動エネ
ルギーを整流器４にて直流電力とし、これを信号処理回
路に駆動電力として与える。前記クロック用の振動エネ
ルギーから得た交流成分をクロック信号としてデータの
書き込み、読みだしを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電池などの駆動用電源
を搭載する必要がなく、外部入出力機器とのデータの授
受に金属片などの導体を直接接触させる必要をなくし
た、マイコン（マイクロコンピュータ）や、メモリなど
を搭載したキャッシュカード、クレジットカード、ＩＤ
カード（身分証明用）、メモリカードなどに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来こ
の種の装置は、ほとんど存在せず、キャッシュカードな
どとして磁気カード方式が最も広く流通しているが、こ
の方式では、メモリ部である磁気テープが露出している
ために傷が付き易かったり汚れたりすることや、スピー
カなどの強磁性体へ接近することで、記憶内容が消滅し
たり、変質するなどの欠点と、記憶内容が１Ｋビット程
度と小さく、入力データや記憶内容の処理能力を磁気カ
ード自体が全く持たないという欠点もあった。

【０００３】さらに、構造が単純であるために、記憶内
容を読み出すのは容易で、その秘密が保ち難く、複製も
簡単で悪用される危険性が大きかった。

【０００４】なお、この発明の装置に多少類似するもの
として、最近欧米で実用化試験が実施されようとしてい
るいわゆる、「ＩＣカード」、「データメモリカー
ド」、「コンピュータ内臓カード」などと称されるもの
があり、これらはいずれもマイコンやメモリを内蔵し外
部入出力機器とのデータ授受を金属製接触片を介して行
い、カード自体にデータの処理能力をも持たせると共
に、記憶容量を磁気カードの数倍から数１０倍に拡大し
ようとする画期的カードである。

【０００５】しかし、この方式は外部入出力機器とのデ
ータ授受や電力供給を外部に露出した複数個の金属片の
接触により行うために、金属片の摩耗、腐触、汚れなど
による接触不良の恐れと、手指などの人体が接触するこ
とによる内部素子の静電気破壊の恐れがあると同時に、
この金属片からメモリの内容に直接接近できる可能性も
あるために記憶内容の機密保持に不安があり、従ってデ
ータの改ざんが行われて不正使用され、現金支払い者側
が甚大なる損害を被る危険があった。また、一部には紙
状電池を装着して動作させるものがあり、この場合はそ
の取扱いと電池の消耗に常に留意する必要があるなど、
煩わしく不経済である。

【０００６】またこれらの欠点を解消するために識別信
号を発生するＩＣを搭載し、識別信号を高周波電磁界に
乗せて送出する非接触型のものも知られているが、この
場合にはＩＣのクロック信号の発振回路をカード装置に
内蔵しているため高価なものになる上、その分のスペー
スが必要になる。

【０００７】この発明はこれらの欠点を改善し、接触不
良や改ざんを防止することができ、しかもカードの多用
途化、小型化を図ることができるカード装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、外部入出力機
器に接近して信号の授受を行うカード装置において、外
部入出力機器により空間に形成された振動エネルギーの
場のエネルギーを受波して、交流電力を発生する受波器
と、該受波器よりの交流電力を直流電力に変換する整流
回路と、外部入出力機器により空間に形成された振動エ
ネルギーの場のエネルギーを受波し、その中に含まれる
データを取り出す入力用結合器と、前記整流回路で得た
直流電力を駆動電力とし、前記入力用結合器よりのデー
タを並列信号でメモリに書き込む信号処理回路と、この
信号処理回路のメモリより読み出されたデータを振動エ
ネルギーに乗せて送波する出力用結合器とを具備してな
り、前記受波器で受波された、前記交流電力を発生する
ための振動エネルギーとは別の、外部入出力機器よりの
振動エネルギーの交流成分に基づいて得られた周波数信
号をクロック信号として、信号処理回路におけるデータ
の書き込み及び読み出しを行い、前記入力用結合器を並
列信号入力用として構成するか、または信号処理回路の
入力側に直列、並列変換回路を接続し、前記出力用結合
器を並列信号出力用として構成するか、または信号処理
回路の出力側に並列、直列変換回路を接続することを特
徴とする。

【０００９】

【作用】外部入出力機器からの振動エネルギーを受信し
て並列信号で信号処理回路にデータを書き込むことがで
きるので、多種類の情報を記憶しかつ適宜更新すること
ができ、更に非接触であるから改ざんのおそれもないた
め、カードの多用途化を図ることができる。

【００１０】また振動エネルギーを駆動源とすることに
よって電池または電力供給用接触片が不要になると共に
振動エネルギーの交流成分の周波数を利用してクロック
信号を生成することにより、クロック信号用発振素子も
不要になる。

【００１１】

【実施例】図１はこの発明のカード装置の一実施例を示
すブロック図である。この実施例のカード装置２は外部
入出力用機器側で形成された、高周波電磁界や超音波の
ような振動エネルギーの場１よりエネルギーを受波して
交流電力を出力するアンテナやコイルまたは受音体のよ
うな受波器３と、この受波器３よりの交流電力を直流電
力に整流する整流回路４と、受波された振動エネルギー
の交流成分の周波数を分周や逓倍する周波数変換回路５
と、マイコンやメモリなどで構成され、並列信号で処理
される信号処理回路６と、外部入出力機器側で形成され
た、振動エネルギーの場のエネルギーを受波して、その
中に含まれる信号例えば命令やデータを取り出して信号
処理回路６に入力信号として与える、並列信号入力のた
めの入力用結合器７と、前記信号処理回路６よりの出力
信号を振動エネルギーに乗せて送波する、並列信号出力
のための出力用結合器８とから構成されている。

【００１２】次に上述実施例の作用について述べる。図
示しない外部入出力用機器にて出力されたデータや命令
は、当該機器に連結された振動エネルギー発生装置から
発生する電波や超音波といった振動エネルギーに乗せて
送波される。一方前記振動エネルギー発生装置によって
空間に形成された振動エネルギーの場１内に上述のカー
ド装置２が位置すると、受波器３が振動エネルギーを吸
収して交流電力に変換し、この電力は整流回路４で直流
電力に変換された後周波変換回路５や信号処理回路６、
あるいはその他の回路に駆動電力として与えられる。

【００１３】また、受波器で受波された、前記交流電力
を得るための振動エネルギーとは別の振動エネルギーの
交流成分はそのままの周波数で直接に（点線の接続）、
あるいは周波数変換回路５で分周や逓倍して信号処理回
路６へクロック信号として導かれる。そして入力用結合
器７は振動エネルギーに含まれるデータや命令を取り出
して信号処理回路６に与える。信号処理回路６は、例え
ば予めこの中にプログラムが書き込まれており、書き込
み命令及びそれに続くデータの入力により並列信号でメ
モリ内に当該データを書き込み、書き込み終了信号を出
力用結合器８を介して高周波信号として外部入出力用機
器に出力する。この信号処理回路６はデータの書き込み
に限らず、既に書き込まれているデータの変更、追加、
あるいは読み出し命令に基づくデータの読み出しなどの
処理を実行し、記憶されているデータや命令などを出力
する。

【００１４】ここで信号処理回路６におけるデータの書
き込み、読み出し、変更、及び追加は周波数変換回路５
にて振動エネルギーの交流成分を分周または逓倍した周
波数信号をクロック信号として実行される。

【００１５】次に、この発明による装置の各部の回路の
具体例について説明する。

【００１６】受波器３には、高周波電磁界の場のエネル
ギーを吸収する場合にはアンテナやコイルなどを、ま
た、超音波の場のエネルギーを吸収する場合にはマイク
などの受音体を使用し、その出力を、例えば図２に、示
すようにダイオード９、１０、コンデンサ１１、１２よ
りなる整流回路４によって倍電圧整流して直流とし、必
要に応じて抵抗１３、定電圧ダイオード１４、コンデン
サ１５による定電圧回路１６や３端子レギュレータなど
によって電圧を安定化してから他の回路へ供給する。

【００１７】周波数変換回路５を用いる場合には、例え
ば分周器を使用すれば極めて簡単に入力周波数を逓降し
てクロック信号を生成し、マイコンなどの信号処理回路
６へ印加することができる。勿論、場合により逓倍や逓
降の周波数変換を必ずしも行う必要なない。

【００１８】信号処理回路６は一般にＲＯＭや、ＲＡＭ
とこれらのメモリを制御するマイコン部とから構成され
るが、この発明による装置においては、その使用目的か
ら、入力用や出力用の結合器７、８の数は少ない方が、
小型にできる利点があるから、入出力データは１ビット
の直列信号とする場合が多く、この場合には、図３に示
すようにマイコンなどの信号処理回路６の入力側には直
列、並列インターフェイス回路１７を、出力側には並
列、直列インターフェイス回路１８を介して外部入出力
機器とのデータなどの授受を行うように構成すれば、プ
ログラムが簡素化されたりデータ処理速度が改善され
る。

【００１９】また、入力用あるいは出力用結合器７、８
を減らす手段として、電子的切り換えによって１個の結
合器を入力用と出力用に時分割して使用する方法もあ
り、これにより結合器の数を半減でき１ビット直列信号
の授受であれば１個の結合器で済ませることができる。

【００２０】入力用または出力用結合器７、８には図４
に示すように、コイル７０を使用して電磁結合によるデ
ータの授受を行う方法が比較的簡便であるが、その場
合、コイル７０には、入力データなどの微分されたパル
スが図５に示すように現れるから、この微分されたパル
スと入力回路１９によって増幅や波形整形などの処理を
して、図６に示すように入力パルス波形を復元し、信号
処理回路６へ印加する。この場合コイル７０及び入力回
路９により入力用結合器７が構成される。出力用結合器
８へ信号処理回路６からデータなどを伝送する場合、信
号処理回路６の駆動能力が低ければ、図４に示すように
駆動回路２０を設ければ良い。

【００２１】この発明による装置の形状は、名刺などの
カード状である必要は無く、円形、三角形などのように
使用目的に合わせて任意の形状とすることができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明は次のような効果がある。 （１）回路駆動用の電池が不要であるため、その交換時
期を常に留意したり、交換作業を行わなくて済み、電池
交換の費用も不要である。 （２）外部機器から振動エネルギーを介してカード内の
データの書き込みや追加、変更などの処理ができるの
で、それらの処理を、データの書き込み装置にカードを
組み込むといった作業をしなくとも容易に行うことがで
きる。しかもデータなどの入出力はコイルなどの結合器
を介して行えるので、接触不良や静電気による内部素子
破壊などの恐れがなく、機械的にも電気的にも信頼性が
大幅に改善される。 （３）コイルなどの結合器を使用することで、この発明
による装置のケースや筺体外部に接触片などを露出させ
る必要が無く、結合器の位置や配置も外部からは不明で
あるから、メモリの内容を読み出したり、改ざんするこ
とはほとんど不可能であり、メモリ内容の秘密性が極め
て高い。 （４）電力供給やデータなどの授受に接触片を全く使用
していないことから、装置全体をケースの中に封じ込め
る構造にし、特殊気体中や水中あるいは高湿度環境中で
も動作させることが可能となり、極めて有用である。

【００２３】また、この種の装置は常時ポケットなどに
入れて携行することが多いために、人体の汗などの湿気
が装置内に侵入し、内部回路を不良にすることもある
が、密封構造のためこのような不良をも避けられる。 （５）信号処理回路６のクロック信号は、外部入出力機
器により形成された振動エネルギーの周波数に基づいて
生成されるから、当該振動エネルギーの周波数が水晶発
振子などによる極めて安定で確度の高い特性を有するも
のであれば、クロック信号もそれと同等の高品質のもの
となるばかりか、高価で容積が大きく振動に弱い水晶振
動子をクロック信号発生用素子として、すべてのカード
装置に搭載する必要が無くなり、経済的であると同時に
機械的信頼性も向上し、装置を小型軽量にすることが可
能となる。また、外部入出力機器は、前記振動エネルギ
ーの発生装置から、このクロック信号の元となる周波数
を直接得ることができるから、データの授受において、
カード装置側との同期を容易にとること、即ち命令の送
り出しとデータの受け取りのタイミングを容易にとるこ
とができるので、外部入出力機器側で安定したデータの
読み出しができる。 （６）並列信号で書き込み、読みだしを行っているた
め、短い処理時間でありながら多種類の複雑な信号を処
理でき、このためカードの記憶容量も大きくでき、カー
ドの種類を多くすることができると共にカードの登録内
容も複雑にすることができ、カード装置として非常に有
効である。

【００２４】以上において本発明では、キャッシュカー
ドやＩＤカードに留まらず、パスポート、健康保険証、
病院のカルテ、電話料金自動支払い用カード、製品識別
カード、ＦＡ、ＯＡなどのメモリカードなどのように極
めて多くの分野に適応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるカード装置の一実施例を示すブロ
ック図

【図２】整流回路の具体的な一例を示す回路図

【図３】データの直列、並列変換用インターフェースを
使用した他の実施例のブロック図

【図４】本発明の更に他の実施例のブロック図

【図５】コイル７０における出力波形図

【図６】データの入力回路１９における出力波形図

【符号の説明】

１…振動エネルギーの場 ２…カード装置 ３…受波器 ４…整流回路 ５…周波数変換回路 ６…信号処理回路 ７…入力用結合器 ８…出力用結合器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部入出力機器に接近して信号の授受を
   行うカード装置において、 外部入出力機器により空間に形成された振動エネルギー
   の場のエネルギーを受波して、交流電力を発生する受波
   器と、該受波器よりの交流電力を直流電力に変換する整
   流回路と、外部入出力機器により空間に形成された振動
   エネルギーの場のエネルギーを受波し、その中に含まれ
   るデータを取り出す入力用結合器と、前記整流回路で得
   た直流電力を駆動電力とし、前記入力用結合器よりのデ
   ータを並列信号でメモリに書き込む信号処理回路と、こ
   の信号処理回路のメモリより読み出されたデータを振動
   エネルギーに乗せて送波する出力用結合器とを具備して
   なり、 前記交流電力を発生するための振動エネルギーとは別
   の、外部入出力機器よりの振動エネルギーの交流成分に
   基づいて得られた周波数信号をクロック信号として、信
   号処理回路におけるデータの書き込み及び読み出しを行
   い、 前記入力用結合器を並列信号入力用として構成するか、
   または信号処理回路の入力側に直列、並列変換回路を接
   続し、 前記出力用結合器を並列信号出力用として構成するか、
   または信号処理回路の出力側に並列、直列変換回路を接
   続することを特徴とするカード装置。