JPH11134456A - Icカード - Google Patents

Icカード

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JPH11134456A
JPH11134456A JP9292390A JP29239097A JPH11134456A JP H11134456 A JPH11134456 A JP H11134456A JP 9292390 A JP9292390 A JP 9292390A JP 29239097 A JP29239097 A JP 29239097A JP H11134456 A JPH11134456 A JP H11134456A
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card
secondary battery
coil
switch
solar cell
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Sadao Kondo
定男 近藤
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部の読取り(書込み)装置における磁界が
微少であってもICに安定した電源を供給することがで
きるICカードを提供する。 【解決手段】 カード1に、太陽電池2と、この太陽電
池2によって充電される二次電池3と、この二次電池3
とIC4との間に設けられたスイッチ7と、磁界を受け
て誘導起電力を生ずる薄型コイル8とを具備し、前記コ
イル8に生じる誘導起電力を受けて前記スイッチ7をオ
ンさせることにより、二次電池3からIC4に電源電圧
を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ICカードに関す
るものであり、さらに詳しく言えば、外部に設けられた
ICカードのデータ読取り・書込み装置に非接触状態
で、該装置とICカード間のデータの送受信および電源
の供給を行うICカードに適用されるものであり、特
に、安定した電源供給を可能とした非接触型ICカード
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えばクレジットカードやキャッ
シュカード等のカードにIC(集積回路)を組み込み、
特定の情報を記憶させるICカードにおいて、読取り
(書込み)装置との接触による信頼性の悪化を防止する
ために、非接触型のICカードが開発された。この種の
ICカードでは、ICに電源を供給するためにカード
に、薄型コイル、たとえばプリント印刷法によって形成
されて成る平面コイルを具備している。そして、ICカ
ードが読取り(書込み)装置の間隙部に生ぜしめた磁界
中を通過した際に、このコイルに誘導起電力が発生し、
これを整流してICに電源を供給していた。
【0003】図3は、従来のICカードの等価回路を示
す図であり、コイル31と、コイル31の出力を直流電
圧に変換する整流回路32、この直流電圧が電源電圧と
して供給されたIC33および信号制御回路34とを具
備している。IC33と、外部の読取り(書込み)装置
(不図示)との間の信号の送受信は、コイル31をアン
テナとし、信号制御回路34を介して為される。また、
IC33にはフラッシュメモリ、DRAM、FRAM等
の半導体メモリが単体であるいはマイクロコントローラ
と共に含まれるが、近年ではデータ保持特性・動作速度
などの点でFRAMが適していると報告されている。上
記の非接触型ICカードについては、例えば特開平7−
282209号公報に記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記コ
イルの持つ自己インダクダンスと外部磁界の大きさに限
界があるために、コイルから発生する誘導起電力が小さ
く、安定した電源を供給できず、その結果としてICカ
ードの誤動作を生じる場合があった。このため、例えば
ICカードを読取り(書込み)装置の磁界中を通過させ
る場合、非常にゆっくり通過させなければならない等の
不都合があった。
【0005】一方、かかる誤動作防止、信頼性向上等を
目的として、太陽電池を備えたICカードが提案され
た。この種のICカードは、例えば特開昭58−142
897号公報、特開昭60−176187号公報、特開
昭62−34291号公報、特開昭63−25094号
公報、特開昭63−185686号公報等に詳しく記載
されている。
【0006】しかしながら、このようなICカードにお
いては、太陽電池の受光部に外部の読取り(書込み)装
置の光源から光を供給するのであるが、短時間では起電
力が十分確保できないという問題を生ずると考えられ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、図1に示すように、薄型カードにICを内蔵したI
Cカードにおいて、カード1に、太陽電池2と、この太
陽電池2によって充電される二次電池3と、この二次電
池3とIC4との間に設けられたスイッチ7と、磁界を
受けて誘導起電力を生ずる薄型コイル8とを具備し、前
記コイル8に生じる誘導起電力を受けて前記スイッチ7
をオンにすることにより、二次電池3からIC4に電源
電圧を供給することを特徴としている。
【0008】本発明によれば、二次電池3は太陽電池2
により常時充電されているために、常に十分な電力が確
保されており、またコイル8はスイッチ7をオンさせる
ためだけに用いられるので、読取り(書込み)装置にお
ける磁界が微少であっても、ICに安定した電源を供給
でき、これによりICカードの誤動作を確実に防止する
ことができる。
【0009】請求項2に記載の発明は、図2に示すよう
に、薄型カードにICを内蔵したICカードにおいて、
カード11に、薄型コイル12と、太陽電池13と、こ
の太陽電池13によって充電される二次電池14と、こ
の二次電池14とIC15との間に設けられ電界効果素
子から成るスイッチ18と、前記コイル12の出力を受
けて前記スイッチ18の制御ゲートに直流電圧を供給す
る整流回路19とを具備し、前記直流電圧によって前記
スイッチのオン・オフを制御することを特徴としてい
る。
【0010】この発明によれば、スイッチ18を電界効
果素子で構成しており、コイル12の誘導起電力に基づ
いて、整流回路19の直流電圧がこの電界効果素子のし
きい値に達するとスイッチがオンとなり、二次電池14
からIC15へ電源電圧が供給される。これにより、外
部磁界が微少であっても、ICに安定した電源を供給で
き、これによりICカードの誤動作を確実に防止するこ
とができる。
【0011】請求項3に記載の発明は、図示しないが、
請求項1または請求項2に記載のICカードにおいて、
薄型カード内に、IC4と外部のデータ書込み・読取り
装置との間の信号の送受信を行うための、半導体発光素
子および半導体受光素子を具備したことを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、上記半導体受光素子として太
陽電池を用いることを特徴としている。この太陽電池
は、電源供給用の太陽電池と兼ねることもできる。
【0012】請求項5に記載の発明は、図1に示すよう
に、請求項1または請求項2に記載のICカードコイル
8を介してIC4と外部のデータ書込み・読取り装置と
の間の信号の送受信を行うことを特徴とする。請求項6
に記載の発明は、請求項1乃至請求項5に記載のICカ
ードにおいて、二次電池は、ポリマー電池であることを
特徴とする。これにより、二次電池を薄型化し、ICカ
ードへの組み込みを容易にすることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1に、本発明の1つの実施形態
を示す。本発明のICカードは、薄型カード(合成樹脂
等から成る)上に、太陽電池2、二次電池3、IC4、
スイッチ7、薄型コイル8を図1の等価回路の如くに配
置して構成される。太陽電池2は、半導体の光電効果を
利用して光エネルギーを電気エネルギーに変換するもの
であり、例えば薄型のアモルファスSi太陽電池が適し
ている。また、カード1には太陽電池2上に、外部の光
源からの光を取り入れるための透明窓(受光部)が設け
られている。二次電池3は充電可能な電池であり、IC
カードに搭載するためには、ポリマー電池が適してい
る。
【0014】ポリマー電池は平面状に加工された正電極
および負電極と、これらの電極の間に介在された電解質
から成り、電極または電解質にポリマー(高分子)を用
いた電池である。このポリマー電池は、薄型化が可能で
あり、また任意の形状に加工できる点で適している。ま
た、薄型コイル8は、プリント印刷法によって形成する
ことができる。
【0015】本実施形態では、図1に示すように、カー
ド1に、太陽電池2と、この太陽電池2によって充電さ
れる二次電池3と、この二次電池3とIC4との間に設
けられたスイッチ7と、磁界を受けて誘導起電力を生ず
る薄型コイル8とを具備しており、コイル8に生じる誘
導起電力を受けてスイッチ7をオン状態にすることによ
り、二次電池3からIC4に電源電圧を供給している。
【0016】IC4は、信号制御回路6と、FRAMや
フラッシュEEPROMなどのメモリを内蔵したマイク
ロコントローラ5を含む。これらは、個別のチップでも
よいし、1つのチップ上に集積化してもよい。このマイ
クロコントローラ5と外部の読取り(書込み)装置(不
図示)との間の信号の送受信は、コイル8をアンテナと
し、信号制御回路6を介して為される。
【0017】また、図示しないが、かかる信号の送受信
のために、カード1に、半導体受光素子として受光ダイ
オード、半導体発光素子として発光ダイオードを組み込
んでも良い。さらに、半導体受光素子として太陽電池を
用いても良い。この場合、二次電池3を充電する太陽電
池2を受光素子として兼用することもできる。これによ
り、部品点数を削減できる利点がある。
【0018】さて、ICカードが読取り(書込み)装置
の磁界を通過すると、コイル8を通過する磁束密度の変
化がもたらされ、コイル8に誘導起電力が生じる。この
起電力または誘導電流をトリガとしてスイッチ7をオン
状態とする。したがってスイッチ7としては、電磁スイ
ッチを用いることができる。スイッチ7は、誘導起電力
が減衰すれば自動的にオフになるが、一定時間オンさせ
る場合には、たとえばタイマー付のフリップフロップを
スイッチ7の制御回路として用い、誘導起電力による電
圧変化をトリガとしてフリップフロップをセットし、タ
イマーのクロックによってこれをリセットする、という
構成を用いることができる。
【0019】上記のICカードによれば、二次電池3は
太陽電池2により常時充電されているために、常に十分
な電力が確保されており、またコイル8はスイッチ7を
オンさせるためだけに用いられるので、読取り(書込
み)装置における磁界が微少であっても、ICに安定し
た電源を供給でき、これによりICカードの誤動作を確
実に防止することができる。
【0020】次に、ICカードのスイッチ部分のさらに
具体的な回路構成を図2に示す。このICカードは、カ
ード11に、薄型コイル12と、太陽電池13と、この
太陽電池13によって充電される二次電池14と、この
二次電池14とIC15との間に設けられ電界効果素子
から成るスイッチ18と、コイル12の出力を受けてス
イッチ18の制御ゲートに直流電圧を供給する整流回路
19(コンデンサCとダイオードDから成る)とを具備
しており、この直流電圧によってスイッチ18のオン・
オフを制御している。
【0021】スイッチ18を構成する電界効果素子とし
ては、MOSトランジスタを用いることができる。(本
実施形態では、エンハンスメント型のNチャネルMOS
トランジスタとして説明する。)スイッチ18は、2つ
のMOSトランジスタTR1,TR2を並列接続して構
成されている。MOSトランジスタTR2のゲートは整
流回路19の出力に接続されており、もう一方のMOS
トランジスタTR2のゲートは、マイクロコントローラ
17の1つの出力端子に接続されている。
【0022】さて、コイル12に誘導起電力が生じる
と、コイル12の出力は、整流回路19によって直流電
圧に変換され、この直流電圧はMOSトランジスタTR
2のゲートに印加される。そして、この直流電圧がMO
SトランジスタTR2のしきい値電圧を越えるとMOS
トランジスタTR2がオンし、二次電池14からIC1
5に電源電圧が供給されるのである。その後、マイクコ
ントローラ17の出力によりMOSトランジスタTR1
がオンする。
【0023】したがって、上記の直流電圧がその後減衰
し、しきい値電圧以下になりMOSトランジスタTR2
がオフしても、MOSトランジスタTR1がオンしてい
る期間は二次電池14からの電源供給を維持することが
できる。この期間は、マイクロコントローラ17に内蔵
されたタイマーによって設定することができる。もっと
も、MOSトランジスタTR2がオンしている期間が、
ICカードの動作上十分であれば、MOSトランジスタ
TR1はなくても差し支えない。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のICカー
ドによれば、太陽電池によって充電された二次電池を具
備しているために、カード本体内に十分な電力が確保さ
れており、またコイルは電源供給のためではなく、IC
と二次電池の間に設けられたスイッチをオンさせるため
だけに用いられるので、読取り(書込み)装置における
磁界が微少であっても、ICに安定した電源を供給で
き、これによりICカードの誤動作を確実に防止するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のICカードを説明する図である。
【図2】本発明のICカードを説明する図である。
【図3】従来のICカードを説明する図である。
【符号の説明】
1 カード 2 太陽電池 3 二次電池 4 IC 7 スイッチ 8 薄型コイル 11 カード 12 コイル 13 太陽電池 14 二次電池 15 IC 18 スイッチ 19 整流回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G06K 19/00 J

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄型カードにICを内蔵したICカード
    において、前記カードに、太陽電池と、該太陽電池によ
    って充電される二次電池と、該二次電池とICとの間に
    設けられたスイッチと、磁界を受けて誘導起電力を生ず
    る薄型コイルとを具備し、前記コイルに生じる誘導起電
    力を受けて前記スイッチをオンにすることにより、前記
    二次電池から前記ICに電源電圧を供給することを特徴
    とするICカード。
  2. 【請求項2】 薄型カードにICを内蔵したICカード
    において、前記カードに、薄型コイルと、太陽電池と、
    該太陽電池によって充電される二次電池と、該二次電池
    とICとの間に設けられ電界効果素子から成るスイッチ
    と、前記コイルの出力を受けて前記スイッチのゲートに
    直流電圧を供給する整流回路とを具備し、前記直流電圧
    によって前記スイッチのオン・オフを制御することを特
    徴とするICカード。
  3. 【請求項3】 前記薄型カード内に、前記ICと外部の
    データ書込み・読取り装置信号との間の信号の送受信を
    行うための半導体発光素子および半導体受光素子を具備
    したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の
    ICカード。
  4. 【請求項4】 前記半導体受光素子は、太陽電池である
    ことを特徴とする請求項3に記載のICカード。
  5. 【請求項5】 前記コイルを介して前記ICと外部のデ
    ータ書込み・読取り装置との間の信号の送受信を行うこ
    とを特徴とする請求項1または請求項2に記載のICカ
    ード。
  6. 【請求項6】 前記二次電池は、ポリマー電池であるこ
    とを特徴とする請求項1乃至請求項5に記載のICカー
    ド。
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