JPH079667B2 - 情報カード装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、送受信機と情報カードとの間で情報及び電力
の授受を非接触で行う情報カード装置に関する。

＜従来の技術＞ CPUやメモリ等を内蔵した情報カード（ICカード）は、
送受信装置との間で情報及び電力の授受を行うことによ
り利用に供せられる。

情報カードと送受信機との結合方式には結合用磁気コイ
ル間の電磁誘導を利用した非接触方式があり、端子同士
を接続する接触方式に較べて接触による種々の障害を回
避することができ環境や取扱が劣悪な使用にも耐え得る
点で有利である。

このような非接触方式の情報カードにおいて、送受信機
には情報カードとの間で情報や電力の授受を行うために
送信用磁気コイル、受信用磁気コイル及び送電用磁気コ
イルといった３つの結合用磁気コイルが備えられている
一方、情報カードには受信用磁気コイル、送信用磁気コ
イル及び受電用磁気コイルが送受信機側の送信用磁気コ
イル、受信用磁気コイル及び送電用磁気コイルに対応し
て配設されている。従って、情報カード側の結合用コイ
ルと送受信機側の結合用コイルが互いに対応して配設さ
れていることから、情報カードを送受信機へ装着して結
合させる場合にはカードの挿入方向及び裏表が規定され
る。

ここで、送受信機への装着に際する情報カードの挿入方
向の制限を無くして、使い勝手の向上を図った情報カー
ドが提案されている（特開昭63−18489号公報）。

この情報カードは、カード本体の中心に配設した受電用
磁気コイルと、カード本体に受電用磁気コイルを中心と
して対称に配設した送信用若しくは受信用となる第２及
び第３の結合用磁気コイルと、第２及び第３の結合用磁
気コイルを通して授受される入出力信号の経路を切り換
えるスイッチ回路と、第２または第３の結合用磁気コイ
ルを通じて入力された入力信号に基づきスイッチ回路の
切換動作を制御するスイッチ切換回路と、をCPU、メモ
リ、交流電力を直流電力に変換する電源回路等と共に備
えている。

この情報カードによれば、送受信機へ情報カードを挿入
すると送受信機の送信用磁気コイルまたは受信用磁気コ
イルに情報カードの第２または第３の磁気コイルが対向
することとなり、作動開始初期に送受信機の送信用磁気
コイルから第２または第３の磁気コイルを介して情報カ
ードへ入力された信号に基づいて、第２または第３の磁
気コイルの内の送受信機の送信用磁気コイルに対向して
いるものが受信用に切り換えられると共に、送受信機の
送信用磁気コイルに対向している他方の磁気コイルが送
信用に切り換えられる。従って、情報カードと送受信機
との各結合用コイルの位置関係が修正され、情報カード
の挿入方向に拘らず情報カード装置を作動させることが
できる。

＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、カード挿入方向の制限を無くした上記の
情報カードにあっては情報カードのCPUやメモリ等のIC
内部トランジスタの誤動作が生じてしまうという虞があ
った。すなわち、送受信機へ情報カードを挿入した際、
第２または第３の磁気コイルの内の送信用に切り換えら
れていたものが送受信機の送信用磁気コイルに対向して
しまった場合には、作動初期に送受信機から情報カード
の送信用磁気コイルへ信号が入力されることとなるが、
この信号電流は送信用磁気コイルの出力バッファからIC
半導体基板へ大量に流れてしまうこととなる。このた
め、半導体基板の電位が上昇してしまい、CPUやメモリ
を成すICの内部トランジスタに誤動作を惹起してしまう
という虞があった。

また、上記した従来の情報カードにあっては、結合用磁
気コイルの切り換えをカード側で行っているため、カー
ド内の回路が複雑化してしまうという問題があった。

本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、上記従
来の不具合を生ずることなくカード挿入方向の制限を排
除して、情報カードの使い勝手向上を達成することがで
きる情報カード装置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＞ 上記目的を達成する本発明の情報カード装置は、情報カ
ードと送受信機とを備えた情報カード装置において、情
報カードは、カード本体の中心位置に配設したカード側
送信用磁気コイルと、カード本体の対称軸上でカード側
送信用磁気コイルを中心とした対称位置にそれぞれ配設
したカード側受信用磁気コイルおよびカード側受電用磁
気コイルと、情報を記録するメモリと、カード側受信用
磁気コイルから入力された情報をメモリに記録しメモリ
に記録されている情報をカード側送信用磁気コイルから
出力する制御回路と、カード側受電用磁気コイルから入
力される交流電力を直流電力に変換して制御回路及びメ
モリに供給する整流安定化回路とを備える一方、送受信
機は、カード側送信用磁気コイルから信号が入力される
送受信機側受信用磁気コイルと、送受信機側受信用磁気
コイルを中心にカード側受信用磁気コイルおよびカード
側受電用磁気コイルに対応して配設された第１及び第２
の磁気コイルと、情報カードから送受信機側受信用磁気
コイルを通して得られる信号に基づいて第１の磁気コイ
ルと第２の磁気コイルとを送信用と送電用とに切り換え
る切換回路とを備えていることを特徴とする。

＜作用＞ 本発明においては、情報カードの挿入方向に拘らず、情
報カード側の送信用磁気コイルは必ず送受信機側の受信
用磁気コイルに対向することとなり、情報カード側の受
信用または受電用の磁気コイルが送受信機側の送信用ま
たは送電用の磁気コイルに対向することとなる。従っ
て、送受信機からカード側送信用磁気コイルを介して信
号が入力されることはなく、送受信機からの信号はカー
ド側の受信用または受電用磁気コイルに入力されること
となる。このため、情報カードにおいて大量の入力電流
が基板に流れてしまうことはなく、IC内部トランジスタ
の誤動作が生ずることはない。

そして、カード側受信用磁気コイルに対向する送受信機
の磁気コイルが送信用であるか送電用であるか（カード
側受電用磁気コイルに対向する送受信機の磁気コイルが
送電用であるか送信用であるか）は、送受信機からカー
ド側受信用または受電用磁気コイルに信号が入力される
ことによってカード側送信用磁気コイルから送受信機側
受信用磁気コイルを介して送受信機に入力される信号に
基づき判断され、これら磁気コイル間に正常な対応関係
が無い場合には、送受信機側の第１と第２の磁気コイル
が送信用と送電用とに相互に逆に切り換えられ、カード
側受信用磁気コイルには送受信機側送信用磁気コイルが
対向し且つカード側受電用磁気コイルには送受信機側送
電用磁気コイルが対向する正常な対応関係が実現され
る。

＜実施例＞ 本発明に係る情報カード装置を実施例に基づいて具体的
に説明する。

本発明の一実施例を表す第１図及び第２図に示すよう
に、情報カード装置は情報カードＸと送受信機Ｙとによ
り構成されている。

情報カードＸはカード本体20に３つの結合用磁気コイル
１、２、３および半導体装置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを備えて構
成されている。

結合用磁気コイル１は送信用、結合用磁気コイル２は受
信用、結合用磁気コイル３は受電用にそれぞれ設定され
ており、送信用磁気コイル１は矩形のカード本体20の中
心位置すなわちカード本体20の各辺の中心線の交点に配
設されている。受信用磁気コイル２と受電用磁気コイル
３とはカード本体20の対称軸（カード本体20の各辺の中
心線）上で送信用磁気コイル１を中心とした対称位置に
配設されている。

半導体装置ＡはCPU5およびEPROMメモリ７を構成し、半
導体装置Ｂはデータ再生回路９を構成し、半導体装置Ｃ
は整流安定化回路11およびクロック信号再生回路13を構
成し、半導体装置Ｄはリセット信号発生回路15、分周回
路17、19、データセレクタ21を備えたデータ送信回路を
構成している。尚、23は導体から成るシールド板であ
り、磁気コイルの周囲に配設されて磁気コイル１、２、
３の電磁波による障害を防止している。

一方、送受信機Ｙにはカード側磁気コイル１、２、３に
対応して３つの結合用磁気コイル31、32、33が備えられ
ている。磁気コイル31はカード側送信用磁気コイル１と
結合する受信用のものであり、磁気コイル32、33は受信
用磁気コイル31を中心にカード側磁気コイル２、３に対
応して配設されている。従って、情報カードＸの挿入方
向に拘らずカード側送信用磁気コイル１は送受信機側受
信用磁気コイル31に対向することとなるが、情報カード
Ｘの挿入方向に応じてカード側受信用磁気コイル２また
はカード側受電用コイル３が送受信機側磁気コイル32ま
たは33に対向することとなり、これがために磁気コイル
32、33は送信用または送電用に切換得るようになってい
る。

送受信機Ｙには受信回路41及び互いに全く同一構成のパ
ワー・クロック転送回路とデータ転送回路42、43が備え
られており、受信回路41は受信用磁気コイル31に接続
し、パワー・クロック若しくはデータ転送回路42、43は
それぞれ磁気コイル32、33に接続してある。

受信回路41は、ローパスフィルター51、アンプ52、ロー
パスフィルター53、データ再生回路54、ローパスフィル
ター55、キャリア検出回路56を備え、インターフェース
45のRXDおよびREADYに接続してある。

パワー・クロック若しくはデータ転送回路42、43はドラ
イバー60、61、バンドパスフィルター62、63、パワーア
ンプ64、65を備え、インバータ回路70、71、AND回路7
2、73、水晶発信器75を備えた切換回路76を介してイン
ターフェース45のTXD1およびTXD2に接続してある。

上記構成の情報カード装置によるデータ通信開始までの
作動は、第３図に示すフローチャートに従って行われ
る。すなわち、送受信機Ｙに情報カードＸが挿入される
と、送受信機Ｙ側の磁気コイル31、32、33に情報カード
Ｘ側の磁気コイル１、２、３が対向してセットされてい
るかを確認し（ステップS1）、これら磁気コイルが対向
していることが確認された場合にはインターフェース45
からカード供給電源ON命令を発行する。この命令はTXD2
をLOWレベルとすることによりなされ（ステップS2）、
これによって、発振器75で発せられたクロックパルスが
AND回路73からドライバ61へ入力される。そして、この
クロックパルスは、ドライバ61で増幅され、バンドパス
フィルター63で整形された後、パワーアンプ65でカード
供給用直流電源と合成されて電波として磁気コイル33に
供給される。磁気コイル33に供給された電波はこの磁気
コイル33に対向するカード側受電コイル３に電磁誘導に
より伝達される（ステップS3）。すなわち、インターフ
ェース45のTXD2がLOWレベルとなったときには磁気コイ
ル33が送電用磁気コイルとして機能することとなる。

このようにしてカード側受電コイル３に入力された電波
は電源とクロックパルスとに検波される（ステップS
4）。検波された電源は整流安定化回路11によって直流5
Vに整流され、CPU5及びリセット信号発生回路15に供給
される。これによって、リセット信号発生回路15からの
パワーオンリセットRST信号がCPU5に出力されると共
に、データセレクタ21を介して送電用磁気コイル１から
情報カードＸがアイドル状態であることを示すREADY信
号として出力される（ステップS5）。

READY信号はカード側送信用磁気コイル１から送受信機
側受信用磁気コイル31に入力され（ステップS6）、キャ
リア検出回路56からキャリア検出信号READYとしてイン
ターフェース45に入力される。このようにインターフェ
ース45にREADY信号が戻ってきたか否かを判断し（ステ
ップS7）、インターフェース45に入力される。このよう
にインターフェース45にREADY信号が戻ってきた場合に
は、インターフェース45のTXD1側からデータが出力さ
れ、回路42をデータ転送回路として送受信機側磁気コイ
ル（送信用）32からカード側受信用磁気コイル２へデー
タが入力される（ステップS8）。

尚、カード側受信用磁気コイル２へ入力されたデータは
データ再生回路９からCPU5に入力され、従来より公知の
ICカードにおけると同様に、CPU5はEPROM7と通信して所
定のデータの読み出し及び保存を行う。また、CPU5から
のデータはデータセレクタ21を介して送信用磁気コイル
１から受信用磁気コイル31へ入力され、ローパスフィル
タ51、アンプ52、ローパスフィルタ53、再生回路54、ロ
ーパスフィルタ55を介してインターフェース45のRXDに
レスポンスされる。すなわち、情報カードＸの機能は従
来より公知のICカードと同様であり、磁気コイル１、
２、３の配置の点を除いては公知技術に基づいて種々変
更を加えることができる。

一方、上記ステップS7の判断において、インターフェー
ス45にREADY信号が戻ってこない場合は、情報カードＸ
の挿入により、カード側受電用磁気コイル３が送受信機
側の磁気コイル33に対向せずに磁気コイル32に対向して
いる状態であり、上記TXD2をHIレベルとすると共にTXD1
をLOWレベルとしてインターフェース45からカード供給
電源ON命令を発行する（ステップS9）。この結果、回路
42がパワー・クロック転送回路となり、上記と同様にし
てクロックパルスとカード供給用直流電源とを合成した
電波として磁気コイル32に供給される（ステップS1
0）。磁気コイル32に供給された電波はカード側受電コ
イル３に電磁誘導により伝達され、電源とクロックパル
スとに検波される（ステップS11）。

検波された電源は整流安定化回路11によって直流5Vに整
流されてCPU5及びリセット信号発生回路15に供給され、
リセット信号発生回路15からのパワーオンリセットRST
信号がCPU5に出力されると共に、データセレクタ21を介
して送電用磁気コイル１からREADY信号として出力され
る（ステップS12）。

READY信号はカード側送信用磁気コイル１から送受信機
側受信用磁気コイル31に入力され（ステップS13）、キ
ャリア検出回路56からキャリア検出信号READYとしてイ
ンターフェース45に入力される。このようにインターフ
ェース45にREADY信号が戻ってきたか否かを判断し（ス
テップS14）、インターフェース45にREADY信号が戻って
きた場合には、インターフェース45のTXD2側からデータ
が出力され、回路43をデータ転送回路として送受信機側
磁気コイル（送信用）33からカード側受信用磁気コイル
２へデータが入力される（ステップS8）。

ここで、上記TXD1とTXD2との変更によってもインターフ
ェース45にREADY信号が戻ってこない場合には、情報カ
ードＸに異常があるものとして処理を終了する。

上記のように、送受信機の送信用磁気コイルと送電用磁
気コイルとが切り替わることによって、情報カードＸは
その挿入方向に拘らず送受信機Ｙとの結合が達成でき
る。

尚、上記実施例では結合用磁気コイルを情報カードの横
方向に対称に配設した例を示したが、これら結合用磁気
コイルを情報カードの縦方向に対称に配設しても良い。
また更に、情報カードの結合用磁気コイルをカードの表
裏面に対して対称に設ければ、情報カードを裏表を考え
るとなく送受信機に挿入することができ、使い勝手が更
に向上する。また、情報カードに備えるメモリは上記実
施例に示したEPROMの他にEEPROM等を用いることもでき
る。

＜効果＞ 本発明の情報カード装置によれば、送受信機側の切換制
御によって情報カードと送受信機との間の磁気コイルの
正常な対応関係が実現されるため、コンパクトさを要求
される情報カードにおいて内蔵される回路の複雑化を招
くことなくカード挿入方向の制限を排除することができ
る。更に、カードの挿入方向に拘らずカード側送信用磁
気コイルは常に送受信機側受信用磁気コイルに対向する
ようにしたため、送受信機から情報カードの送信用磁気
コイルに信号電圧または電源電圧が印加されて情報カー
ドの基板に大量の電流が流れてしまうというような事態
は生ずることはなく、結合用磁気コイルの切換を行って
も情報カードの誤動作発生の虞を排除することができ
る。従って、本発明によれば、情報カードの内部回路の
複雑化や情報カードの誤動作を防止しつつ、挿入方向の
制約排除により情報カードの使い勝手を大幅に向上する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る情報カード装置のシス
テムを示すブロック図、第２図は本発明の一実施例に係
る情報カードの内部構造を示す正面図、第３図は本発明
の一実施例に係る情報カード装置の作動を説明するフロ
ーチャートである。 １はカード側送信用磁気コイル、 ２はカード側受信用磁気コイル、 ３はカード側受電用磁気コイル、 ５はCPU、 ７はROM、 11は整流安定化回路、 20はカード本体、 31は送受信機側受信用磁気コイル、 32、33は送受信機側結合用磁気コイル、 42、43はパワークロック転送若しくはデータ転送用回
路、 56はキャリア検出回路、 Ｘは情報カード、 Ｙは送受信機である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報カードと送受信機とを備えた情報カー
   ド装置において、 情報カードは、カード本体の中心位置に配設したカード
   側送信用磁気コイルと、カード本体の対称軸上でカード
   側送信用磁気コイルを中心とした対称位置にそれぞれ配
   設したカード側受信用磁気コイルおよびカード側受電用
   磁気コイルと、情報を記録するメモリと、カード側受信
   用磁気コイルから入力された情報をメモリに記録しメモ
   リに記録されている情報をカード側送信用磁気コイルか
   ら出力する制御回路と、カード側受電用磁気コイルから
   入力される交流電力を直流電力に変換して制御回路及び
   メモリに供給する整流安定化回路とを備える一方、 送受信機は、カード側送信用磁気コイルから信号が入力
   される送受信機側受信用磁気コイルと、送受信機側受信
   用磁気コイルを中心にカード側受信用磁気コイルおよび
   カード側受電用磁気コイルに対応して配設された第１及
   び第２の磁気コイルと、情報カードから送受信機側受信
   用磁気コイルを通して得られる信号に基づいて第１の磁
   気コイルと第２の磁気コイルとを送信用と送電用とに切
   り換える切換回路とを備えていることを特徴とする情報
   カード装置。