JPS61226887A

JPS61226887A - Ｉｃカ−ド

Info

Publication number: JPS61226887A
Application number: JP60066862A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Shintani; 哲生新谷
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1985-03-30
Filing date: 1985-03-30
Publication date: 1986-10-08
Also published as: JPH0460270B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明はＩＣカードに係わり、特に電磁誘導作用を利用
してＩＣ素子で形成された演算処理部に対してデータ信
号の入出力を行なうＩＣカードに関する。

［発明の技術的背景とその問題点］近年、キャッシュカードやクレジットカードとほぼ同程
度の厚みおよび形状のカード内に、記憶部および演算処
理部を罷えた一種のマイクロコンピュータを埋込んだＩ
Ｃカードが実用化されている。そして、このＩＣカード
を例えば上記キャッシュカードに応用することによって
、このＩＣカード内に一定容量の預金残高および取引デ
ータを記憶できる。また、クレジットカードに応用する
ことによって、一定期間の購入リストおよび購入合計値
を記憶させることが可能である。

このようなＩＣカードにおいては、カード内に埋設され
たＩＣ素子で形成された演算処理部にこの演算処理部を
駆動するための駆動電力を供給する必要がある。また、
演算処理部へ８ＩＩ算処理されるべきデータ信号を入力
する必要があると共に、演ｎ処理結果のデータ信号を取
出す必要がある。

従来のＩＣカードにおいては、カードの表面に接触端子
を露出させ、カードが外部ＩＩＩ　ａ部の端末濃に設け
られたカード挿入口へ挿入されると、上記接触面に端末
機側の接触子が接触することによって電力の供給および
データ信号の入出力が実施されていた。

しかしながら、カードの表面に接触端子が露出する構造
であると、接触面の劣化、接触不良、静′ｒｌ破壊等に
てＩＣカードへの電力供給およびデータ信号の入出力が
円滑に実施されない問題がしばしば発生した。

上記問題を解消するために、カードの表面に太陽電池等
の光電素子を埋込み端末１ｌＩｌ！１１１に光源を設け
ることによって、演算処理部に駆１ｌｌｌＲ力を供給す
ると共に、カード側の入力データ信号の受信部にフォト
トランジスタを用い、出力データ信号の送信部に発光ダ
イオード（ＬＥＤ）を用いて光通信によってデータ信号
の入出力を行なうようにしたものもある。

しかしながら、このように光電素子を利用したものにお
いては、カードの光電素子の表面が露出しているので、
ゴミ付着等に起因するよごれによってデータ信号の入出
力が円滑に実施されない問題が発生する。

また、光電素子の表面が露出しているので、この光電素
子へ光を照射しながらフォトトランジスタへ光データを
印加することによって、容易にカード内の演算処理部を
動作させて記憶内容の改ざんを実行することが可能であ
る。その結果、このカードが第三者に渡った場合に不正
使用される懸念があり、安全性において万全であるとは
言えない。

［発明の目的］本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり
、その目的とするところは、電磁誘導作用を利用してカ
ード内の演算処理部へのデータ信号の入出力を行ないか
つ送信部にデータ漏洩防止用の磁気層を設けることによ
って、データ信号の入出力を確実に実施できるとともに
防犯上の安全性をより向上できるＩＣカードを提供する
ことにある。

［発明の概要］本発明のＩＣカードは、印刷配線基板に外部から給電さ
れる電力にて駆動されるＩＣ素子で形成された演算処理
部を埋設し、またこの印刷配線基板上に、外部から印加
された、入力データ信号に応動して変化する磁界によっ
て誘導起電圧が誘起されるデータ受信コイルと、この誘
導起電圧を入力データ信号へ復号して演算処理部へ送出
するデコーダと、演算処理部から出力される出力データ
信号に応動する磁界を発生させるデータ送信コイルとを
設けている。さらに、データ送信コイルにて発生される
磁界の磁束が外部に漏れるのを防止するとともに外部か
ら印加されたバイアス磁界にて磁気飽和する磁性材料で
形成された磁気層をデータ送信コイルの外表面に設けた
ものである。

［発明の実施例］以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図（ａ）は実施例のＩＣカードの概略構成を示す分
解斜？！図である。図中１は矩形の印刷配線基板であり
、この印刷配線基板１の一端側に外部から給電される電
力を受電するための３個の受電コイル２ａ、２ｂ、２ｃ
が印刷配線されている。

各受電コイル２ａ、２ｂ、２ｃの各端子は整流回路３の
各入力端子へ入力される。この整流回路３は三相交流を
直流に変換するものであり、例えばダイオードマトリッ
クスで構成されている。この整流回路３から出力された
直流電圧は過電圧防止回路４を経て演算処理部および記
憶部等からなるＩＣ素子５の駆動電圧入力端子へ入力さ
れる。なお、過電圧防止回路４はＩＣ素子５に規定電圧
以上の異常電圧が印加されることを防止する保護回路で
ある。そして、このＩｃ素子５の出力端子から印刷配線
基板１の他端側に印刷配線されたデータ送信コイル６へ
出力データ信号が出力されると共に、同じく印刷配線基
板１の他端側に印刷配線されたデータ受信コイル７から
の入力データ信号が入力端子へ入力される。

なお、印刷配線基板１上又は内部に形成された上記各構
成部材の上面は共通して、印刷配線基板１と同一形状で
かつ薄肉に形成された非磁性材料製のカバー８で覆われ
ている。なお、このカバー８は不透明であり、カバー８
のデータ送信コイル６が当接する部分には矩形の貫通窓
が穿設されており、こ貫通窓に例えばセンダスト粒子膜
等の軟磁性材で形成された磁気層９が嵌込まれている。

第１図（ｂ）はカバー８を印刷配線基板１に貼付けた場
合における同図（ａ）のｘ−Ｘ線断面図であり、この断
面図で明らかなようにデータ送信コイル６の外表面はカ
バー８に嵌込まれた磁気層９に覆われている。

第２図は印刷配線基板１に埋設されたＩＣ素子５の概略
構成を示すブロック図である。図中１０は各種演算処理
を実行する演算処理部としてのＣＰＬＩ（中央処理装置
）であり、このＣＰＵ１０の電源端子に前記過電圧防止
回路４を介した整流回路３からの例えば３ｖの直流電圧
が印加されている。そして、ＣＰｔ１１０はデータバス
１１を介して、制御プログラム等の固定データを記憶す
るＲＯＭ１２．データ受信コイル７から入力したデータ
や処理済みのデータを一時記憶するＲＡＭ１３゜１１０
ポート１４．１５等を制御する。

データ受信コイル７にて受信し゛た入力データ信号は増
幅器１６で増幅された後デコーダ１７でＨ又はＬレベル
信号に復号されてＩ１０ボート１４へ入力する。前記デ
コーダ１７は第３図に示すように、データ受信コイル７
にて受信された入力データ信号すの（＋）側パルスで出
力信号ＣがＨレベルとなり、（−）側のパルスでＬレベ
ルへ変化する特性を有する。Ｉ１０ポート１５から出力
された出力データ信号は増幅器１８で増幅された後、デ
ータ送信コイル６へ印加される。

第４図は端末機側における、ＩＣカードに対する電力供
給およびデータの入出力を実施するための入出力機構を
示す図である。平行配列された３つの口字形のコア１９
ａ、１９ｂ、１９ｃにそれぞれ給電コイル２０ａ、２０
ｂ、２０ｃが巻回されている。また、上記３つのコア１
９ａ、１９ｂ。

１９ｃと直交する位置に互いに対向して口字形のコア２
１．２２が配列されている。そして、コア２１には受信
コイル２３およびバイアスコイル２４が巻回され、コア
２２には送信コイル２５が巻回されている。そして、Ｉ
Ｃカードがカード挿入口に正規に挿入されると、カード
側の各受電コイル２ａ、２ｂ、２ｃが各コア１９ａ、１
９ｂ、１９Ｃの各ギャップ内に位置すると共に、カード
側のデータ送信コイル６およびデータ受信コイル７がそ
れぞれコア２１およびコア２２の各ギャップ内に位置す
る。

前記各給電コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃにはそれぞれ
各交流電源２６ａ、２６ｂ、２６ｃから互いに位相が１
２０゛ずつ異なる交流電圧Ｖａ。

Ｖｂ、Ｖｃ、すなわち三相交流電圧が印加される。

なおこの三相交流電圧の周波数は２０〜１００Ｋ）１ｚ
範囲の一定値に設定されている。受信コイル２３にて受
信した受信データ信号は増幅器２７にて増幅された後、
第２図のデコーダ１７と同一特性を有するデコーダ２８
でＨレベル又はＬレベル信号に復号され口承しないＣＰ
Ｕ等の制御部に入力される。また、バイアスコイル２４
にはバッテリ２９から電流制限抵抗３０およびスイッチ
３１を介して直流の励ｒａｔ流が流れる。さらに、前記
制御部から出力された送信データ信号は増幅器３２を介
して送信コイル２５へ印加される。

このように構成されたＩＣカードにおいて、このＩＣカ
ードが端末機のカード挿入口に正規に挿入された状態に
おいては、カード側の各受電コイル２ａ、２ｂ、２ｃは
それぞれ端末機側のコア１９ａ、１９ｂ、１９ｃの各ギ
ｔツブ内に位置し、カード側のデータ送信コイル６およ
びデータ受信コイル７はそれぞれコア２１およびコア２
２の各ギャップ内に位置する。この状態で端末機側の各
交流電！２６ａ、２６ｂ、２６ｃから各給電コイル２０
ａ、２０ｂ、２０ｃに三相交流電圧Ｖａ。

Ｖｂ、Ｖｃを印加すると、各コア１９ａ、１９ｂ。

１９ｃの各ギャップ内に交番磁界が発生する。すると、
ＩＣカード側の受電コイル２ａ、２ｂ、２Ｃには交流電
圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃと同一波形の三相交流電圧が誘起さ
れる。この三相交流電圧は整流回路３で３■の直流電圧
に変換されたのちＩＣ素子５に供給される。その結果、
ｃｐｕｉｏが起動する。

ＩＣカードのｃｐｕｉｏが起動すると、端末機側の制御
部は増幅器３２を介して第３図に示す送信データ信号ａ
を送信コイル２５に印加する。するとコア２２のギャッ
プ内に送信データ信号ａとほぼ同じ波形の磁束が生じる
。このギアツブ内に位置するＩＣカードのデータ受信コ
イル７には磁束の変化に応動する入力データ信号すが励
起される。この入力データ信号すを前述した特性を有す
るデコーダ１７で復号すると端末機側の制御部から出力
された送信データ信号ａと同一波形の入力データ信号Ｃ
が得られる。そしてデコーダ１７でｊａ号された入力デ
ータ信号ＣがＩ１０ボート１４へ入力される。

次にＩＣカードからＣＰＵ　１０にて演算処理済みの出
力データ信号を端末機側へ送信する場合の動作を第５図
および第６図を用いて説明する。

まずバイアスコイル２４のスイッチ３１が開放されてい
る状態においては、データ送信コイル６と受信コイル２
３との間に軟磁性材料で形成された磁気層９が存在する
ために、データ送信コイル６にて形成される磁界の磁束
Ａの大部分はこの磁気［１９内を通過する。したがって
、磁束Ａが磁気層９を透過して受信コイル２３に達する
ことはない。その結果、ＩＣカードのデータ送信コイル
６によって出力データ信号に応動する磁界が形成されて
いるにもかかわらず、端末機側でその出力データ信号を
受信することは不可能である。

次にスイッチ３１を投入すると、バイアスコイル２４に
直流電源２９から電流制限抵抗３０を介して直流の励磁
電流が流れる。その結果、この励磁ｉ！流にてバイアス
コイル２４の回りにバイアス磁界が形成されこのバイア
ス磁界の磁束Ｂは前述の磁気層９内を通過する。この磁
束Ｂの強度が磁気層９が磁気飽和する程度の値になるよ
うに前記電流制限抵抗３０の抵抗値が設定されている。

したがって、スイッチ３１を投入すると磁気層９は磁気
飽和状態になる。一般に磁気飽和状態の磁気層に外部か
ら新たな磁界を印加した場合その磁界の磁束は磁気層を
透過する。したがって、データ送信コイル６による磁界
の磁束Ａは上記磁気層９を透過して受信コイル２３に達
する。その結果、データ送信コイル６にて形成された磁
界の変化に対応する誘起電圧が励起される。その結果、
ＩＣカードのＩ１０ボート１５から送出された出力デー
タ信号は正規に端末機側の制御部へ入力される。

このように構成されたＩＣカードであれば、端末機側か
らＩＣカード側に非接触で電力が供給されると共に、デ
ータ信号の入出力も非接触で実施されるので、従来ＩＣ
カードのように接触面の劣化、接触不良等に起因する給
電不良およびデータ信号の送受信不良が生じることはな
い。

また、電磁誘導作用を利用してデータ信号の入出力を実
施しているので、各コイルの表面のよごれ等に起因して
送受信不良が生じることはない。

したがって、発光ダイオードおよびフォトトランジスタ
を用いてデータの入出力を行なっていた従来のＩＣカー
ドに比較しても、より確実にＩＣカードへのデータ信号
の入出力を実行できる。

また、実施例においては電力給電においても電磁誘導作
用を利用して実施しており、ＩＣカードの印刷配線基板
１に配設された各受電コイル２ａ。

２ｂ、２０．ＩＣ素子５、データ受信コイル７等の構成
部材の表面は不透明なカバー８で覆われているので、こ
のＩＣカードがどのデータ入出力方式およびどの給電方
式を採用しているのか、さらにどの位置にデータ受信コ
イル７、受電コイル２ａ、２ｂ、２ｃが配設されている
のかを目視で確認することが不可能である。したがって
、不正使用に対する安全性を向上することが可能である
。

さらに、データ送信コイル６の外表面に磁気層９を配設
しているので、端末機側のバイアスコイル２４に励１ａ
ｉｆ流を流さない限り、たとえ何等かの方法でＩＣカー
ドに駆動電力を給電して入カデ−タ信号をデータ受信コ
イル７へ入力して、ＩＣ素子５のＣＰＵ１０を起動させ
てデータ送信コイル６へ出力データ信号を印加させたと
しても、このデータ送信コイル６にて形成される磁界の
磁束Ａが端末機側の受信コイル２３に達することはない
ので、バイアスコイル２３が設けられていない一般の端
末機では本発明のＩＣカードから出力データ信号を取出
すことは不可能である。したがって、防犯上の安全性を
ざらに向上することができる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、電磁誘導作用を利
用してカード内の演算処理部へのデータ信号の入出力を
行ないかつ出力部にデータ漏洩防止用の磁気層を設けて
いる。したがって、データ信号の入出力を確実に実施で
きるとともに防犯上の安全性をより一層向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例に係わるＩＣカードを
示す分解斜視図、同１ｉ＜（ｂ）は同ＩＣカードの断面
図、第２図は同ＩＣカードのＩＣ素子のブロック構成図
、第３図は同ＩＣカードの入出力データ信号波形図、第
４図は端末機側の各コアの配置を示す斜視図、第５図お
よび第６図は出力データ信号の送信時における各磁界の
動作を説明するための図である。１・・・印刷配線基板、２ａ、２ｂ、２ｃ・・・受電コ
イル、３・・・整流回路、４・・・過電圧防止回路、５
・・・ＩＣ素子、６・・・データ送信コイル、７・・・
データ受信コイル、８・・・カバー、９・・・磁気層、
１０・・・ＣＰＬｌ、１６．１８．２７．３２・・・増
幅器、１７゜２８　・・・デコーダ、１９ａ、１９ｂ、
１９ｃ、２１゜２２　・・・コア、２０ａ、２０ｂ、２
０ｃｍ・・給電コイル、２３・・・受信コイル、２４・
・・バイアスコイル、２５　・・・送信コイル、２６ａ
、２６ｂ、２６ｃ・・・交流電源、２９・・・直流電源
、３０・・・電流制限抵抗、３１・・・スイッチ、Ａ、
Ｂ・・・磁束。

Claims

【特許請求の範囲】

印刷配線基板と；該印刷配線基板に取付けられ、外部か
ら給電される電力にて駆動されるＩＣ素子で形成された
演算処理部と；前記印刷配線基板上に印刷配線され、外
部から印加された、入力データ信号に応動して変化する
磁界によって誘導起電圧が誘起されるデータ受信コイル
と；前記印刷配線基板に取付けられ前記データ受信コイ
ルに誘起された前記誘導起電圧を入力データ信号へ復号
して前記演算処理部へ送出するデコーダと；前記印刷配
線基板上に印刷配線されるとともに前記演算処理部から
出力される出力データ信号が印加され、この出力データ
信号に応動する磁界を発生させるデータ送信コイルと；
該データ送信コイルの外表面に設けられ、前記データ送
信コイルにて発生される前記磁界の磁束が外部に漏れる
のを防止するとともに外部から印加されたバイアス磁界
にて磁気飽和する磁性材料で形成された磁気層とを具備
したことを特徴とするＩＣカード。