JPS6312084A - 情報カ−ド - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、オフィス・オートメーション（Ｏｆｆｉｃｅ
　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｍ、　ＯＡ）ファクトリ−・オー
トメーション（Ｆａｃｔｏｒｙ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ
　、　ＦＡ）等の分野で使用されるＩＣカード等の情報
カード、特に電源および信号の入出力用の接触形端子を
持たない無電源（電池を内蔵しない）・非接触形の超音
波結合給電・受信・非接触送信方式の情報カードに関す
るものである。

（従来の技術） 一般的な情報カードは、プラスチック等のカード本体に
半導体メモリ等の集積回路が内蔵され、カード表面に外
部装置との接触端子が設けられている。

従来、このような分野の技術としては、■日経メカニカ
ル、（１９８５−１０−２１）日経マグロウ上１１社「
ＩＣカードＪ　Ｐ、１６７−１７０　、■日経エレクト
ロニクス、（１９８５−１２−２）日経マグロウ上１１
社［ＩＣカード市場へなだれ込むエレクトロニクス・メ
ーカ（上）　Ｊ　Ｐ、２７５−２９２　、日経エレクト
ロニクス、（１９８５−１２−６）日経マグロウヒル社
ＦＩＣカード市場へなだれ込むエレクトロニクス・メー
カ（下）」Ｐ、２４９−２６２に記載されるものがあっ
た。以下、その構成を図を用いて説明する。

第２図は従来の情報カードの一構成例を示すブロック図
、第３図はその実装例を示す斜視図である。

第２図において、１は情報の読出し、書込みを行うため
の外部装置、２は情報カードであり、外部装置１から情
報カード２へ直流電源ＶＣ，Ｅが供給されると共に、そ
の外部装置１と情報カード２の間で人、出力信号ｌ１０
１〜Ｉ１０　ｎが授受される。

第２図および第３図に示すように、情報カード２はプラ
スチック等で作られた矩形状のカード本体３を有し、そ
のカード本体３にはその表面に露出する電源および信号
用の複数個の接触形端子４が設けられると共に、内部に
電子集積回路（以下、ＩＣという）５が設けられている
。ＩＣ５は、半導体メモリ６と、そのメモリ６に対する
情報の書込みや読出しを制御するマイクロプロセッサ７
とを有している。

この種の情報カード２では、それを外部装置１に差し込
むと、カード２側の端子４が外部装置１側の端子と接触
し、これらの端子４等を通してメモリ６に格納された情
報を外部装置１で読出したり、おるいは外部装置１側の
情報をメモリ６内に書込んだりする。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記構成の情報カードでは、端子４が外
部に露出しているため、その端子接触部のよごれ、酸化
、腐食、摩耗等による接触不良や、リーク電流による誤
動作、ざらに静電気や外部電圧によるＩＣ５の破壊がお
こり、信頼性に問題があった。

本発明は前記従来技術が持っていた問題点として、信頼
性が低い点について解決した情報カードを提供するもの
でおる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するために、情報の読出し、
おるいは読出しおよび書込みを行なう情報カードにおい
て、信号が重畳された電源用超音波エネルギーを電気エ
ネルギーに変換して電気信号と電力に分離する超音波／
電気変換器と、情報を記憶するメモリと、前記超音波／
電気変換器の電気信号に基づき前記メモリの動作を制御
するメモリ制御回路と、このメモリ制御回路から出力さ
れる電気信号を伝送信号に変換して出力する電気信号／
伝送信号変換器と、前記超音波／電気変換器の電力を入
力して前記メモリ、メモリ制御回路、及び電気信号／伝
送信号変換器に電源電力を供給する電源回路とを、カー
ド本体に収容したものである。

（作　用） 本発明によれば、以上のように情報カードを構成したの
で、超音波／電気変換器は外部装置から超音波エネルギ
ーの形で信号と電力の供給を受け、電気信号／伝送信号
変換器は光信号等の形で信号の出力を行なう動きをする
。また、電源回路は超音波／電気変換器を通して与えら
れる電力を内部の回路に供給するように働く。これによ
り、無電源かつ非接触で信号の授受が行える。従って前
記問題点を除去できるのである。

（実施例） 第１図は本発明の実施例を示す情報カードの概略構成図
でおる。

第１図において、１０は外部装置であり、この外部装置
１０には情報カード２０が挿入される。

外部装置１０は、入力信号Ｓｉが重畳された電力を超音
波Ｓに変換する電気／超音波変換器（Ｅ／５）１１　、
及び光信号等の伝送信号Ｓｘを電気信号に変換して出力
信号Ｓ。を送出する伝送信号／電気信号変換器（Ｘ／Ｅ
）１２を備えている。

一方、情報カード２０は、プラスチック等で作られたほ
ぼ矩形状のカード本体２１を有し、そのカード本体２１
内には、超音波／電気変換器（Ｓ／Ｅ）２２、電源回路
２３、メモリ制御回路２４、メモリ２５、及び電気信号
／伝送信号変換器（Ｅ／Ｘ）２６が設けられている。

ここで、超音波／電気変換器２２は、外部装置１０側か
ら供給される超音波Ｓを電気エネルギーに変換した後、
そのエネルギーを電力と電気信号に分離してその電力を
電源回路２３に与えると共にその電気信号をメモリ制御
回路２４に与える回路である。

超音波／電気変換器２２と前記電気／超音波変換器１１
で、電力伝送及び信号伝送を行なう超音波伝送系を構成
している。電源回路２３は、入力された電力を安定化し
た直流電圧ｖｄｃに変換し、それをカード本体２１内の
各回路に電源電圧として供給する回路である。メモリ制
御回路２４は、例えば中央処理装置（ＣＰＵ）及び入出
力装置等の機能を有するマイクロプロセッサで構成され
、超音波／電気変換器２２の出力信号を入力してメモリ
２５の読出しや書込み制御等を行なう回路である。メモ
リ２５は各種の情報を記憶する回路であり、読出し専用
メモリ（ＲＯＭ）、書込み可能なＲＯ）ｌ（ＰＲＯＮ）
　、電気的消去書込み可能なＲＯＭ（ＥＥＰＲＯ）り　
、紫外線消去および書込み可能なＲＯ）ｆ（ＥＰＲＯ）
ｌ）等で構成されている。また、電気信号／伝送信号変
換器２６は、メモリ制御回路２４の出力信号を光信号等
の伝送信号Ｓｘに変換し、それを外部装置１０側の伝送
信号／電気信号変換器１２へ送出する回路である。これ
らカード本体２１内の各回路は、ＩＣや、光電子集積回
路（以下、０ＥＩＣという）等で構成されている。

次に動作を説明する。

外部装置１０における入力信号Ｓｉは、情報カード２０
側におけるメモリ制御回路２４のイニシャルセット（初
期設定）、情報の読出しや書込み等の制御信号、ざらに
メモリ２５に書込むべき信号等をシリアル（直列）化し
たものである。

このような外部装置１０に情報カード２０を挿入すると
、外部装置１０側の入力信号Ｓｉが電気／超音波変換器
１１で超音波Ｓに変換され、情報カード２０側の超音波
／電気変換器２２へ供給される。

超音波／電気変換器２２は入力された超音波Ｓを電気エ
ネルギーに変換した後、そのエネルギーを電力と電気信
号に分離する。分離された電力は、電源回路２３で安定
化した直流電圧ＶｄＣに変換された後、カード本体２１
内の各回路に電源として供給される。ざらに、前記分離
された電気信号がメモリ制御回路２４に与えられると、
このメモリ制御回路２４では、その入力信号に含まれて
いる情報、例えば読出し情報に基づきアドレスを指定し
てメモリ２５から記憶情報を読出す。この記憶情報は電
気信号／伝送信号変換器２６により所定の伝送信号Ｓｘ
に変換され、外部装置１０側の伝送信号／電気信号変換
器１２に送出される。

伝送信号／電気信号変換器１２は入力された伝送信号を
電気信号に変換し、メモリ２５の読出し情報や、情報カ
ード内部の動作確認信号等をシリアル化した出力信号Ｓ
。を送出する。

第４図〜第１２図は第１図の情報カードの具体的な構成
を示すもので、そのうち（ｉ）第４図〜第６図は超音波
結合給電・受信・光送信方式の情報カード、（ｉｉ）、
　　（ｉｉｉ）第７図〜第１２図は超音波結合給電・受
信・超音波送信方式の情報カードであり、以下それらの
構成について説明刃る。

（ｉ）第４図〜第６図の超音波結合給電・受信・光送信
方式の情報カード 第４図は回路構成ブロック図である。外部装置１０側の
電気／超音波変換器１１は、入力信号Ｓｉを伝送用信号
に変換する変調回路１１−１、超音波発生素子駆動回路
１１−２、及び超音波Ｓを発生する電歪撮動子等からな
る超音波発生素子１１−３で構成され、また伝送信号／
電気信号変換器１２は、光信号ＯＰ丁受光用のレンズ１
２−１、ホトダイオード等の受光素子１２−３、及び受
光増幅回路１２−２で構成されている。

外部装置１０に対応する情報カード２０側の超音波／電
気変換器２２は、超音波Ｓを受信する電歪撮動子等から
なる超音波受信素子２２−１、及び伝送用信号を復調す
る復調回路２２−２で構成され、また電気信号／伝送信
号変換器２６は、発光素子駆動回路２６−１、及び発光
ダイオード等からなる光信号ＯＰ丁発生用の発光素子２
６−２で構成されている。これらの各回路２２−１．２
２−２．２６−１．２６−２を含むカード本体２１内の
全回路は、例えば０ＥＩＣ２７−１で構成されている。

第５図は第４図における情報カード２０の実装例を示す
斜視図、第６図は第５図の要部構成例を示す斜視図であ
る。０ＥＩＣ２７−１を収納するプラスチック等のカー
ド本体２１において、超音波Ｓ及び光信号ＯＰ丁の通路
には孔をおけたり、超音波通過可能な部材や透明膜等が
設けられている。

以上の構成において、情報カード２０を外部装置１０に
挿入すると、外部装置１０側の入力信号Ｓｉは変調回路
１１−１で伝送用信号に変調され、駆動回路１１−２及
び超音波発生素子１１−３で超音波Ｓに変換された後、
情報カード２０側の超音波受信素子２２−１へ送られる
。

情報カード２０側の超音波受信素子２２−１は超音波Ｓ
を電気エネルギーに変換してそれを電源回路２３及び復
調回路２２−２に与える。電源回路２３は安定化した直
流電圧ＶｄＣを生成し、それを００Ｃ２７−１内の各回
路に電源として印加する。また、復調回路２２−２は超
音波受信素子２２−１の出力から信号弁のみを復調して
電気信号を生成し、それをメモリ制御回路２４に与える
。すると、メモリ制御回路２４は、例えばメモリ２５に
情報を書込み、その書込み確認信号を駆動回路２６−１
に与える。駆動回路２６−１は発光素子２６−２を発光
させて書込み確認信号を光信号ＯＰ丁に変換させ、外部
装置１０側のレンズ１２−１へ送る。

レンズ１２−１を通った光信号ＯＰＴは、受光素子１２
−２で電気信号に変換され、増幅回路１２−３で増幅さ
れ出力信＠Ｓｏの形で出力される。

（ｉｉ）第７図〜第９図の超音波結合給電・受信・超音
波送信方式の情報カード 第７図は回路構成ブロック図である。第４図と箕なる点
は、伝送信号／電気信号変換器１２、及び電気信号／伝
送信号変換器２６を超音波伝送方式にしたことである。

すなわち、外部装置１０側の伝送信号／電気信号変換器
１２は、超音波信号Ｓａを受信する電歪撮動子等からな
る超音波受信素子１２−１１　、及び伝送用信号を復調
する復調回路１２−１２で構成されている。

また、情報カード２０側の電気信号／伝送信号変換器２
６は、メモリ制御回路２４の出力を伝送用信号に変換す
る変調回路２Ｂ−１１、超音波発生素子駆動回路２６−
１２　、及び電歪撮動子等からなり超音波信号Ｓ、を発
生する超音波発生素子２６−１３で構成されている。こ
れらの回路２６−１１　、２６−１２を含む復調回路２
２−２、電源回路２３、メモリ制御回路２４、及びメモ
リ２５は、ＩＣ２７−２で構成されている。

第８図は第７図における情報カード２０の実装例を示す
斜視図、第９図は第８図の要部構成例を示す斜視図でお
る。ＩＣ２７−２、超音波受信素子２２−１及び超音波
発生素子２６−１３を収納するカード本体２１において
、超音波信号Ｓ、Ｓａの通路には孔をおけたり、あるい
は超音波が通過可能な部材が設けられている。

以上の構成において、情報カード２０側のメモリ制御回
路２４の出力は変゛調回路２６−１１で伝送用信号に変
調され、駆動回路２６−１２及び超音波発生素子２Ｂ−
１３により超音波信号Ｓａに変換されて外部装置１０側
の超音波受信素子１２−１１へ伝送される。すると、超
音波受信素子１２−１１は超音波信号Ｓ、を電気信号に
変換し、復調回路１２−１２で復調させて出力信号Ｓ。

を送出させる。

（ｉｉｉ　＞第１０図〜第１２図の超音波結合給電・受
信・超音波送信方式の情報カード 第１０図は回路構成ブロック図、第１１図は第１０図に
おける情報カードの実装例を示す斜視図、第１２図は第
１１図の要部構成例を示す斜視図である。

この回路が前記（ｉｉ）のものと異なる点は、カード本
体２１内に収容された全回路がＩＣ２７−３で構成され
ていることである。

上記各実施例は、次のような利点を有している。

■　従来のように内部回路の端子を外部に露出させず、
非接触で電源供給と信号の人、出力を行なうことができ
るため、従来のように端子接触部のよごれ、酸化、腐食
、摩耗等による接触不良の影響が無い。ざらに、リーク
電流による故障や誤動作が無いばかりか、外部電圧や静
電気による内部回路に対する保護の必要が無い。従って
高い信頼性が得られる。

■　完全密封構造にできるため、防爆性ヤ防水性が向上
する。そのため、通常の〇へ機器やＦＡ機器等の他に、
悪環境下や防爆対策を必要とする場所における装置にも
適用可能である。

■　電池交換の必要が無いため、使い勝手が向上する。

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能である。例えば、信号伝送を磁気結合、容量結合
、電波伝送等の他の伝送方式で構成したり、ざらにカー
ド本体２１内の各回路を他の回路で構成することも可能
である。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、外部に露
出しない超音波／電気変換器、及び電気信号／伝送信号
変換器を通して電源の入力と信号の人、出力を行なうよ
うにしたので、外部装置との接触不良、リーク電流によ
る誤動作、静電気や外部電圧による内部回路の破壊等を
防止でき、信頼性が向上する。ざらに、完全密封構造に
できるために防爆性および防水性があり、また電池交換
の必要もないという効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す情報カードの概略構成図
、第２図は従来の情報カードの構成ブロック図、第３図
は第２図の実装例を示す斜視図、第４図は第１図を具体
化した超音波結合給電・受信・光送信方式の情報カード
における構成ブロック図、第５図は第４図の情報カード
の実装例を示す斜視図、第６図は第５図の要部構成例を
示す斜視図、第７図は第１図を具体化した超音波結合給
電・受信・超音波送信方式の情報カードにおける構成ブ
ロック図、第８図は第７図の情報カードの実装例を示す
斜視図、第９図は第８図の要部構成例を示す斜視図、第
１０図は第１図を具体化した超音波結合給電・受信・超
音波送信方法の情報カードにおける構成ブロック図、第
１１図は第１０図の情報カードの実装例を示す斜視図、
第１２図は第１１図の要部構成例を示す斜視図である。 １０・・・・・・外部装置、１１・・・・・・電気／超
音波変換器、１２・・・・・・伝送信号／電気信号変換
器、２０・・・・・・情報カード、２１・・・・・・カ
ード本体、２２・・・・・・超音波／電気変換器、２３
・・・・・・電源回路、２４・・・・・・メモリ制御回
路、２５・・・・・・メモリ、２６・・・・・・電気信
号／伝送信号変換器、２７−１・−・−・光電子集積回
路（ＯＥＩＣ）、２７−２．２７−３・−−−−−電子
集積回路（ＩＣ）。 出願人代理人　　柿　　本　　恭　　成１０　　外ε３
剋置 第１図 第２図 す 第２図の実技側斜視図 第３図 ￥１図の超音波糸顆銖会隊・受信・光送信方式の精報カ
ード第４図 第４図の精報カードの実装例 第う図 第８図の要郁構成例 第９図 第１図の超音波結合給電受信・超音波送信方式の補綴カ
ード第１０図 第１０図の情報カードの其競遡ｊ 第１１図 第１１図の要部構成例 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、信号が重畳された電源用超音波エネルギーを電気エ
   ネルギーに変換して電気信号と電力に分離する超音波／
   電気変換器と、 情報を記憶するメモリと、 前記超音波／電気変換器の電気信号に基づき前記メモリ
   の動作を制御するメモリ制御回路と、このメモリ制御回
   路から出力される電気信号を伝送信号に変換して出力す
   る電気信号／伝送信号変換器と、 前記超音波／電気信号変換器の電力を入力して前記メモ
   リ、メモリ制御回路、及び電気信号／伝送信号変換器に
   電源電力を供給する電源回路とを、カード本体内に収容
   したことを特徴とする情報カード。 ２、前記超音波／電気変換器、メモリ、メモリ制御回路
   、電気信号／伝送信号変換器、及び電源回路を集積回路
   で構成した特許請求の範囲第１項記載の情報カード。 ３、前記超音波／電気変換器を超音波受信素子及び復調
   回路で、前記電気信号／伝送信号変換器を発光素子駆動
   回路及び発光素子でそれぞれ構成すると共に、これらの
   各回路を含む前記電源回路、メモリ及びメモリ制御回路
   を光電子集積回路で構成した特許請求の範囲第１項記載
   の情報カード。 ４、前記超音波／電気変換器を超音波受信素子及び復調
   回路で、前記電気信号／伝送信号変換器を変調回路、超
   音波発生素子駆動回路及び超音波発生素子でそれぞれ構
   成すると共に、これらの復調回路、変調回路及び超音波
   発生素子駆動回路を含む前記電源回路、メモリ及びメモ
   リ制御回路を電子集積回路で構成した特許請求の範囲第
   １項記載の情報カード。 ５、前記超音波／電気変換器、電気信号／伝送信号変換
   器、電源回路、メモリ、及びメモリ制御回路を電子集積
   回路で構成した特許請求の範囲第４項記載の情報カード
   。