(57)【要約】【課題】信頼性の高い高速データ入出力、複数カードを重ね合わせたカスケード構成によるデータ入出力を可能とする構成を提供する。【解決手段】カード型情報記憶装置の上面および下面各々に非接触データ転送を実行する静電結合型カップラー、または、伝送線路結合型カップラーを形成し、カップラーの各々が対向位置に近接配置されたリーダーライターまたは他のカード型情報記憶装置のカップラーとの相互作用により、データ入出力を実行する。接触部位の摩耗、腐食がなく、信頼性の高い高速データ入出力を可能とし、複数カードを重ね合わせたカスケード構成としてカード間でのデータ転送も可能となる。【選択図】  図６
2004157902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カード型情報記憶装置であり、
データを記憶するデータ記憶部と、
前記データ記憶部に対するデータ入出力制御を実行するデータ入出力制御部と、
前記カード型情報記憶装置の上面および下面各々に形成された非接触データ転送を実行するデータ通信用カップラーとを有し、
前記データ通信用カップラーの各々は、対向する位置に近接して配置されたリーダーライターまたは他のカード型情報記憶装置に構成されたデータ通信用カップラーとの相互作用により、データ入力またはデータ出力を実行する構成であることを特徴とするカード型情報記憶装置。
【請求項２】
前記データ通信用カップラーは、静電結合型カップラー、または、伝送線路結合型カップラーであることを特徴とする請求項１に記載のカード型情報記憶装置。
【請求項３】
前記カード型情報記憶装置は、さらに、
電磁誘導型カップラーを構成するコイルが形成され、該コイルを介して外部から非接触で電力供給を受ける構成であることを特徴とする請求項１に記載のカード型情報記憶装置。
【請求項４】
前記データ通信用カップラーは、外部からのデータ入力処理、および外部へのデータ出力処理の双方を実行する構成であり、
前記データ入出力制御部は、
前記データ通信用カップラーを介する前記データ記憶部に対するデータ入力処理、およびデータ出力処理制御を実行する構成であることを特徴とする請求項１に記載のカード型情報記憶装置。
【請求項５】
前記データ通信用カップラーは、外部からのデータ入力処理実行専用のカップラーと、外部へのデータ出力処理実行専用のカップラーとによって構成され、
前記データ入出力制御部は、
前記データ通信用カップラーを介する前記データ記憶部に対するデータ入力処理制御、およびデータ出力処理制御を、データ入力処理実行専用のカップラー、または、データ出力処理実行専用のカップラーを個別に適用して実行する構成であることを特徴とする請求項１に記載のカード型情報記憶装置。
【請求項６】
前記データ入出力制御部は、
前記データ通信用カップラーを介する入出力データの増幅処理を実行する増幅部を有する構成であることを特徴とする請求項１に記載のカード型情報記憶装置。
【請求項７】
前記カード型情報記憶装置は、
該カード型情報記憶装置に対するデータ入出力処理を実行するリーダーライターに形成された突起に対して勘合する穴部を有し、該リーダーライターに形成された突起にカード型情報記憶装置の穴部を勘合することにより、前記カード型情報記憶装置の上面および下面各々に形成された非接触データ転送を実行するデータ通信用カップラーの各々は、対向する位置に近接して配置されたリーダーライターまたは他のカード型情報記憶装置に構成されたデータ通信用カップラーとの位置決めがなされる構成であることを特徴とする請求項１に記載のカード型情報記憶装置。
【請求項８】
前記穴部の周囲には、電磁誘導型カップラーを構成するコイルが形成され、該コイルを介して外部から非接触で電力供給を受ける構成であることを特徴とする請求項７に記載のカード型情報記憶装置。
【請求項９】
前記カード型情報記憶装置は、さらに、
カード型情報記憶装置側周面に電磁誘導型カップラーを構成するコイルが形成され、該コイルを介して外部から非接触で電力供給を受ける構成であることを特徴とする請求項１に記載のカード型情報記憶装置。
【請求項１０】
前記データ通信用カップラーは、複数の異なるデータ通信を実行可能な、複数のデータ通信用カップラーによって構成されていることを特徴とする請求項１に記載のカード型情報記憶装置。
【請求項１１】
カード型情報記憶装置に対するデータ入出力を実行するリーダーライターとしての情報入出力装置であり、
カード型情報記憶装置に対するデータ入出力処理を実行するデータ通信用カップラーと、
前記データ通信用カップラーを介するデータ入出力制御を実行するデータ入出力制御部と、
前記カード型情報記憶装置に対する電力供給用の電磁誘導型カップラーを構成するコイルを周面に有した電力伝送用コアからなり、カード型情報記憶装置に形成された穴を勘合する突起部とを有し、
前記突起部に対する前記カード型情報記憶装置の勘合により、情報入出力装置に形成されたデータ通信用カップラーと、前記カード型情報記憶装置に形成されたデータ通信用カップラーとの位置決めがなされる構成としたことを特徴とする情報入出力装置。
【請求項１２】
カード型情報記憶装置に対するデータ入出力を実行するリーダーライターとしての情報入出力装置であり、
カード型情報記憶装置に対するデータ入出力処理を実行するデータ通信用カップラーと、
前記データ通信用カップラーを介するデータ入出力制御を実行するデータ入出力制御部と、
前記カード型情報記憶装置に対する電力供給用の電磁誘導型カップラーを構成するコイルを周面に有した電力伝送用コアからなり、カード型情報記憶装置全体を挿入可能な枠状体とを有し、
前記枠状体に対する前記カード型情報記憶装置の挿入により、情報入出力装置に形成されたデータ通信用カップラーと、前記カード型情報記憶装置に形成されたデータ通信用カップラーとの位置決めがなされる構成としたことを特徴とする情報入出力装置。
【請求項１３】
カード型情報記憶装置に対するデータ入出力を実行するリーダーライターとしての情報入出力装置と、複数のカード型情報記憶装置とからなる情報入出力システムであり、
前記複数のカード型情報記憶装置の各々は、
データを記憶するデータ記憶部と、
前記データ記憶部に対するデータ入出力制御を実行するデータ入出力制御部と、
前記カード型情報記憶装置の上面および下面各々に形成された非接触データ転送を実行するデータ通信用カップラーとを有し、
前記情報入出力装置は、
カード型情報記憶装置に対するデータ入出力処理を実行するデータ通信用カップラーと、
前記データ通信用カップラーを介するデータ入出力制御を実行するデータ入出力制御部とを有し、
前記カード型情報記憶装置の上面および下面各々に形成された非接触データ転送を実行するデータ通信用カップラーの各々は、対向する位置に近接して配置されたリーダーライターまたは他のカード型情報記憶装置に構成されたデータ通信用カップラーとの相互作用により、データ入力またはデータ出力を実行する構成であることを特徴とする情報入出力システム。
【請求項１４】
前記カード型情報記憶装置は、
前記情報入出力装置に形成された突起に対して勘合する穴部を有し、該情報入出力装置に形成された突起にカード型情報記憶装置の穴部を勘合することにより、前記カード型情報記憶装置の上面および下面各々に形成された非接触データ転送を実行するデータ通信用カップラーの各々が、対向する位置に近接して配置された前記情報入出力装置または他のカード型情報記憶装置に構成されたデータ通信用カップラーと位置決めされる構成であることを特徴とする請求項１３に記載の情報入出力システム。
【請求項１５】
前記カード型情報記憶装置は、さらに、
カード型情報記憶装置側周面に電磁誘導型カップラーを構成するコイルが形成され、前記情報入出力装置に形成された枠状体にカード型情報記憶装置を挿入することにより、前記カード型情報記憶装置の上面および下面各々に形成された非接触データ転送を実行するデータ通信用カップラーの各々が、対向する位置に近接して配置された前記情報入出力装置または他のカード型情報記憶装置に構成されたデータ通信用カップラーと位置決めされる構成であることを特徴とする請求項１３に記載の情報入出力システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カード型情報記憶装置、情報入出力装置、および情報入出力システムに関し、さらに詳細には、接点を介することなく高速にデータ入出力を実行することを可能とするとともに、カード型の情報記憶装置の積層構成により、大容量データの記憶あるいは複数カードに対するデータの一括格納処理等も可能としたカード型情報記憶装置、情報入出力装置、および情報入出力システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、フラッシュ・メモリーなどに代表される大容量不揮発半導体メモリーを小さなカード型のパッケージの中に入れたメモリー・カードが実用化されている。例えば、「コンパクト・フラッシュ・カード」、「スマート・メディア・カード」、「マルチ・メディア・カード」、「メモリー・スティック」など、いわゆるフラッシュメモリを搭載するとともに、データ入出力制御手段としての制御回路を備え、様々な処理を実行可能なメモリー・カードが実用化されている。これらの情報記憶装置の詳細については、すでに様々な文献（例えば非特許文献１参照）に記載されている。
【０００３】
現在、利用されている多くのメモリー・カードは、カードとリーダーライター間のデータ通信を接点を介して行う外部端子付きのカードである。このカードとリーダーライター間のデータ通信を接点を介して行う外部端子付きのカード構成について、図１を参照して説明する。
【０００４】
図１（ａ）に示したのは、例えばメモリー・スティックに代表される接点型メモリー・カードの一般的な構成である。カード内部にはメモリー・チップ（ＲＡＭ）１０１と、制御機能を有するインターフェース回路（Ｉ／Ｆ）１０２を有する。接点付きの外部端子（ＣＯＮＮ）１０３から内部回路を動作させる電力（例えばＶＣＣ，ＧＮＤ）が入力されるとともに、外部端子（ＣＯＮＮ）１０３を介して外部機器とのデータ送受信を行う。例えば、シリアル・インターフェースおよびデータ入出力制御手段としての制御回路を持つインターフェース回路（Ｉ／Ｆ）１０２の実行するメモリー・チップ（ＲＡＭ）１０１へのデータ書き込み、およびメモリー・チップ（ＲＡＭ）１０１からのデータ読み出し処理の手順について、以下に簡単に説明する。
【０００５】
（ａ）メモリー・チップ（ＲＡＭ）１０１へのデータ書き込み（ＷＲＩＴＥ）処理は、以下の手順で実行される。
（ａ１）ＲＡＭへの書き込みを可能とするイネーブル信号をＯＮ（１）とする。
（ａ２）データ書き込み（ＷＲＩＴＥ）を意味する信号（０）をシリアル・データ・バスから受け取る。
（ａ３）シリアル・データ・バスに送られるアドレスを、アドレス・バッファーに蓄える。
（ａ４）シリアル・データ・バスに送られるデータを、データ・バッファーに蓄える。
（ａ５）イネーブルがＯＦＦ（０）になるとともに、アドレス・バッファーに蓄えらているアドレスと一致するメモリーのアドレスに、データ・バッファーに蓄えられていたデータを書き込んで、終了。
【０００６】
（ｂ）メモリー・チップ（ＲＡＭ）１０１からのデータ読みだし（ＲＥＡＤ）処理は、以下の手順で実行される。
（ｂ１）ＲＡＭからのデータ読み出し可能とするイネーブル信号をＯＮ（１）とする。
（ｂ２）データ読み出し（ＲＥＡＤ）を意味する信号（１）をシリアル・データ・バスから受け取る。
（ｂ３）シリアル・データ・バスに送られるアドレスを、アドレス・バッファーに蓄える。
（ｂ４）アドレス・バッファーに蓄えらていたアドレスと一致するメモリーのアドレスに記憶されていたデータをデータ・バッファーに蓄える。
（ｂ５）データ・バッファーに蓄えられていたデータを、シリアル・データ・バスに出力した後、イネーブルがＯＦＦ（０）になって終了。
【０００７】
なお、メモリー・スティックの場合の具体的な動作説明については、非特許文献１：ｐ２２３〜ｐ２３０に詳しい説明がある。
【０００８】
図１（ｂ）は、コンパクト・フラッシュ・カードの内部ブロック図を示す。コンパクト・フラッシュ・カードは、図１（ｂ）に示すように、接点付きの外部端子（５０ピン）（ＣＯＮＮ）１１３、制御機能を持つインタフェース回路（Ｉ／Ｆ）１１２、データ記憶部（ＲＡＭ）としてのフラッシュメモリ１１１を有する。
【０００９】
図１（ｂ）に示すコンパクト・フラッシュ・カードの場合は、ＰＣカード・アダプタを介してＰＣ−ＡＴＡカードとして使えるようにＰＣ−ＡＴＡのインターフェースを持っている構成であり、インターフェース回路１１２は、データ入出力制御手段としての制御回路を有している。
【００１０】
さて、容易に想像できるように、図１に示した接点を持つカードの場合、接点が腐食したり摩耗したりする可能性があるので、信頼性に不安が残る。このような接点を介するデータ送受信の欠点を排除する構成として、近年、接点を持たない非接触メモリー・カードが開発され、実用化されている。例えば、電磁誘導等により接点を介さずにデータ通信を行うものである。このような接点を持たないメモリー・カードは、大きく分類すると、２つの型に分類される。一方は、カードとリーダーライタの間隔が数ｍｍ程度の密着型であり、他方は、カードとリーダーライタの間隔が数ｍｍ以上に対応した近接型である。
【００１１】
大容量不揮発半導体メモリーを密閉した小さなパッケージの中に入れ、非接触で電力供給とデータ通信を行う密着型のメモリー・カードとしては、電磁結合方式を使ったものがすでに製品化されている。（非特許文献２、非特許文献３参照）
【００１２】
密着型メモリー・カードの内部構成例を図２に示す。メモリー・カードに対して電力を供給するカップラー（トランスの２次側コイルに相当）としての電力供給カップラー１２１が整流回路１２４に接続され、インタフェース回路（ＩＦ）１２５、メモリー・チップ（ＲＡＭ）１２６に電力を供給する。信号を受信するカップラー（同じく、トランスの２次側コイル）としての信号受信カップラー１２２、信号を送信するカップラー（トランスの１次側コイルに相当）としての信号送信カップラー１２３は、インタフェース回路（ＩＦ）１２５に接続され、メモリー・チップ（ＲＡＭ）１２６と外部機器とのデータ入出力制御を行なう。
【００１３】
このように、外部からの電力供給構成を持つ密着型メモリー・カードは、電力供給カップラー１２１、信号受信カップラー１２２、信号送信カップラー１２３の３つのトランスを、カードとのデータ送受信を実行する例えばリーダーライターとの間で構成し、リーダーライター電力供給を受け、かつ相互にデータ送受信を行なう構成を持つ。
【００１４】
例えば、マクセル社から提供されているメモリー・カード［ＦＥ−ＥＢシリーズ］は「電磁結合方式でデータと電源用電気エネルギーの伝送を行う非接触タイプのメモリカードであり、静電気や振動、水、油、ホコリなどが多い環境に対応する」ということを特徴とし、また、シチズン社の提供するメモリー・カード［Ｃ３Ｓ／ＮＣ２］は、「ほかのメモリでは実現不可能な劣悪な環境に対して強く、水、泥水、塩水、粉塵、静電気、油煙、振動等、あらゆる環境に強さを発揮し、非常に頑丈なため、扱いがラク」であることが特徴であると製品説明の中で記述している。
【００１５】
しかしながら、これらの既存の密着型メモリー・カードは、前述の接触形の接点を持つ構成に比較すると、データ転送速度が遅いという問題点がある。マクセルのメモリー・カードでは最大で５００ｋｂｐｓ、シチズンのメモリー・カードでは最大で２．５Ｍｂｐｓと、とても遅い。この値は、現在の大容量不揮発半導体メモリーの動作速度と比較しても１／１０程度に過ぎず、将来、メモリーの動作速度が並列化技術などと併せて数１００Ｍｂｐｓに改善されるであろうことを予想すると、このデータ転送速度では明らかに不充分である。
【００１６】
上述したように、大容量不揮発半導体メモリーを、内部に電源を持たない小さなパッケージの中に入れたメモリー・カードには、（１）接点型（２）密着型の２種類が実用化されているが、（１）の接点型には、接点が腐食したり摩耗したりする可能性があるので、信頼性に問題がある。（２）の密着型はデータ転送速度が遅いとともに、拡張性が無いという問題点がある。
【００１７】
既存の密着型メモリー・カードのデータ転送速度が遅い原因は、電力と信号の両方に電磁結合方式を使っていることにある。パッケージを介して電磁結合するためには、１次コイルを形成するコアと２次コイルを形成するコア間の距離が、ｍｍのオーダーになってしまう。これに対して、ＶＴＲのロータリー・トランスで実用化されているような１００Ｍｂｐｓ以上の伝送を行うためには、コア間の距離は数１０μｍにしなければならない。しかしながら、ユーザが携帯することを想定するメモリー・カードにおいて、パッケージの厚さをそこまで薄くすると破損等の恐れが大きくなり信頼性が低下してしまうので、これは現実的ではない。
【００１８】
データ転送速度を高くするための電磁結合方式以外の信号伝送方法としては、静電結合型カップラー、あるいは、伝送線路結合型カップラーがある。
【００１９】
図３は、コンデンザーと同じ原理に基づく静電結合型カップラーの例を説明する図である。それぞれパッケージとしての基板α１３１、基板β１３２に格納され、空気と誘電体を挟んで約０．２ｍｍの距離で密接している電極Ａと電極Ｂにおいて、コンデンサーが構成されポートＡとポートＢの間で静電結合型カップラーが実現される。同様に、電極Ｃと電極Ｄにおいて、コンデンサーが構成されポートＣとポートＤの間で静電結合型カップラーが実現される。
【００２０】
図３において、各パラメータを例えば下記のように設定する。
基板間の距離：ｄａｉｒ＝０．１ｍｍ、
基板表面と電極との距離：ｄｄｅｐｔｈ＝０．０５ｍｍ、
電極の大きさ：Ｗ＝１０ｍｍ角、
基板間の中心軸のずれ：δ＝０ｍｍ、
同一基板における電極間距離：ｄＷ＝２ｍｍ
基板の比誘電率は、ガラエポＦＲ−４：Ｅｒ＝４．５程度、または、セラミック：Ｅｒ＝１０程度の比誘電率とする。
上記の仕様において、伝送できる中心周波数の目安は１００ＭＨｚ前後となる。
【００２１】
このように、図３に示す静電結合型カップラー構成を用いることで、ポートＡＢ間およびポートＣＤ間では、中心周波数の目安が１００ＭＨｚの高速データ通信が可能である。ただし、静電結合型カップラーは、直流成分を通さないコンデンサー構成を持つので、低域成分を抑圧した変調方式を用いる必要がある。なお、静電結合型カップラーについては、例えば特許文献１に記載されている。
【００２２】
次に、図４を参照してマイクロ・ストリップ・ラインを使った伝送線路結合型カップラーの構成例について説明する。片面にグラウンド１４３を形成したパッケージとしての基板α１４１内に伝送線路Ａが形成され、同様のグラウンド１４３を片面に形成したパッケージとしての基板β１４２に伝送線路Ｂが形成されている。伝送線路Ａと伝送線路Ｂは、空気と誘電体を挟んで約０．２ｍｍの距離で密接している。この構成において、両伝送線路の結合長：Ｌｄにもよるが、下記パラメータの条件においては、伝送線路Ａと伝送線路Ｂ間で、２．５ＧＨｚを中心周波数の目安とした高速データ通信が可能である。
【００２３】
図４の構成において、各パラメータの設定を下記のように設定する。
基板間の距離：ｄａｉｒ＝０．１ｍｍ、
基板表面と伝送線路との距離：ｄｄｅｐｔｈ＝０．０５ｍｍ、
グラウンド１４３と、伝送線路間の距離：ｈ＝０．０５ｍｍ
基板の比誘電率は、ガラエポＦＲ−４：Ｅｒ＝４．５程度、または、セラミック：Ｅｒ＝１０程度の比誘電率とする。
上記の仕様において、２．５ＧＨｚを中心周波数の目安とした高速データ通信が可能である。
【００２４】
ただし、伝送線路結合の場合には、結合する周波数の範囲が限られているので、中心周波数をキャリアとした変調方式を用いる必要があり、通信可能なデータレートは図３と同じく１００Ｍｂｐｓ程度になる。なお、マイクロ・ストリップ・ラインを使った伝送線路結合型カップラーの構成については、例えば特許文献２に記載されている。
【００２５】
【特許文献１】
特開平９−６２４５８
【特許文献２】
特開平１１−２６１４５６
【非特許文献１】
トランジスタ技術２００２年１月号、ｐ１４７〜ｐ２３０「特集＊メモリＩＣ＆メモリー・カードの解明」
【非特許文献２】
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍａｘｅｌｌ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ／ｍｅｍｏｒｙ／ｆｘ＿ｅｅｐｒｏｍ．ｈｔｍｌ
【非特許文献３】
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｉｔｉｚｅｎ．ｃｏ．ｊｐ／ｎｃｃａｒｄ／
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、大容量不揮発半導体メモリーを持つメモリー・カードとして、従来から用いられている（１）接点型（２）密着型の欠点、すなわち、接点が腐食したり摩耗したりする可能性がある接点型の欠点、および、データ転送速度が遅いとともに、拡張性が無いという問題点を有する密着型、これらの従来型のメモリー・カードの欠点を排除し、腐食、摩耗を発生することのない非接点構成を持ち、かつ、高速データ転送を可能としたカード型情報記憶装置、情報入出力装置、および情報入出力システムを提供することを目的とする。
【００２７】
具体的には、静電結合型カップラー、あるいは伝送線路結合型カップラーは、高速データ伝送用の結合方式を信号送受信構成として適用し、電力供給に実績のある電磁結合方式と組み合わせることで、信頼性の高い接点を持たない密着型で、接点型と同様にデータ転送速度が高い、大容量不揮発半導体メモリー・カードを実現するものである。
【００２８】
また、大容量不揮発半導体メモリーは、今までのＨＤＤなどの記録媒体と比べると、非常に薄く作ることができる。したがって、これを何枚も重ねて使うことができれば、パソコンなどの本体にほとんど影響を与えずに、重ねた枚数の分だけ大きな容量のメモリーとして使うことができ、一枚のメモリー・カードの容量がＨＤＤと比較して小さかったとしても、組み合わせて使うことでＨＤＤの代わりとしての役割を十分に果たすことが可能である。しかしながら、既存の密着型メモリー・カードは、リーダーライターと１対１での使用しかできない構成なので、数枚のカードをまとめて使うような拡張性は全く持っていないという問題点があった。
【００２９】
そこで、本発明は、１つのカードでは記憶不可能な大容量データを複数カードに分散して格納することを可能とし、大容量不揮発半導体メモリー・カードの拡張性を実現するカード型情報記憶装置、情報入出力装置、および情報入出力システムを提供することも１つの目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面は、
カード型情報記憶装置であり、
データを記憶するデータ記憶部と、
前記データ記憶部に対するデータ入出力制御を実行するデータ入出力制御部と、
前記カード型情報記憶装置の上面および下面各々に形成された非接触データ転送を実行するデータ通信用カップラーとを有し、
前記データ通信用カップラーの各々は、対向する位置に近接して配置されたリーダーライターまたは他のカード型情報記憶装置に構成されたデータ通信用カップラーとの相互作用により、データ入力またはデータ出力を実行する構成であることを特徴とするカード型情報記憶装置にある。
【００３１】
さらに、本発明のカード型情報記憶装置の一実施態様において、前記データ通信用カップラーは、静電結合型カップラー、または、伝送線路結合型カップラーであることを特徴とする。
【００３２】
さらに、本発明のカード型情報記憶装置の一実施態様において、前記カード型情報記憶装置は、さらに、電磁誘導型カップラーを構成するコイルが形成され、該コイルを介して外部から非接触で電力供給を受ける構成であることを特徴とする。
【００３３】
さらに、本発明のカード型情報記憶装置の一実施態様において、前記データ通信用カップラーは、外部からのデータ入力処理、および外部へのデータ出力処理の双方を実行する構成であり、前記データ入出力制御部は、前記データ通信用カップラーを介する前記データ記憶部に対するデータ入力処理、およびデータ出力処理制御を実行する構成であることを特徴とする。
【００３４】
さらに、本発明のカード型情報記憶装置の一実施態様において、前記データ通信用カップラーは、外部からのデータ入力処理実行専用のカップラーと、外部へのデータ出力処理実行専用のカップラーとによって構成され、前記データ入出力制御部は、前記データ通信用カップラーを介する前記データ記憶部に対するデータ入力処理制御、およびデータ出力処理制御を、データ入力処理実行専用のカップラー、または、データ出力処理実行専用のカップラーを個別に適用して実行することを特徴とする。
【００３５】
さらに、本発明のカード型情報記憶装置の一実施態様において、前記データ入出力制御部は、前記データ通信用カップラーを介する入出力データの増幅処理を実行する増幅部を有する構成であることを特徴とする。
【００３６】
さらに、本発明のカード型情報記憶装置の一実施態様において、前記カード型情報記憶装置は、該カード型情報記憶装置に対するデータ入出力処理を実行するリーダーライターに形成された突起に対して勘合する穴部を有し、該リーダーライターに形成された突起にカード型情報記憶装置の穴部を勘合することにより、前記カード型情報記憶装置の上面および下面各々に形成された非接触データ転送を実行するデータ通信用カップラーの各々は、対向する位置に近接して配置されたリーダーライターまたは他のカード型情報記憶装置に構成されたデータ通信用カップラーとの位置決めがなされる構成であることを特徴とする。
【００３７】
さらに、本発明のカード型情報記憶装置の一実施態様において、前記穴部の周囲には、電磁誘導型カップラーを構成するコイルが形成され、該コイルを介して外部から非接触で電力供給を受ける構成であることを特徴とする。
【００３８】
さらに、本発明のカード型情報記憶装置の一実施態様において、前記カード型情報記憶装置は、さらに、カード型情報記憶装置側周面に電磁誘導型カップラーを構成するコイルが形成され、該コイルを介して外部から非接触で電力供給を受ける構成であることを特徴とする。
【００３９】
さらに、本発明のカード型情報記憶装置の一実施態様において、前記データ通信用カップラーは、複数の異なるデータ通信を実行可能な、複数のデータ通信用カップラーによって構成されていることを特徴とする。
【００４０】
さらに、本発明の第２の側面は、
カード型情報記憶装置に対するデータ入出力を実行するリーダーライターとしての情報入出力装置であり、
カード型情報記憶装置に対するデータ入出力処理を実行するデータ通信用カップラーと、
前記データ通信用カップラーを介するデータ入出力制御を実行するデータ入出力制御部と、
前記カード型情報記憶装置に対する電力供給用の電磁誘導型カップラーを構成するコイルを周面に有した電力伝送用コアからなり、カード型情報記憶装置に形成された穴を勘合する突起部とを有し、
前記突起部に対する前記カード型情報記憶装置の勘合により、情報入出力装置に形成されたデータ通信用カップラーと、前記カード型情報記憶装置に形成されたデータ通信用カップラーとの位置決めがなされる構成としたことを特徴とする情報入出力装置にある。
【００４１】
さらに、本発明の第３の側面は、
カード型情報記憶装置に対するデータ入出力を実行するリーダーライターとしての情報入出力装置であり、
カード型情報記憶装置に対するデータ入出力処理を実行するデータ通信用カップラーと、
前記データ通信用カップラーを介するデータ入出力制御を実行するデータ入出力制御部と、
前記カード型情報記憶装置に対する電力供給用の電磁誘導型カップラーを構成するコイルを周面に有した電力伝送用コアからなり、カード型情報記憶装置全体を挿入可能な枠状体とを有し、
前記枠状体に対する前記カード型情報記憶装置の挿入により、情報入出力装置に形成されたデータ通信用カップラーと、前記カード型情報記憶装置に形成されたデータ通信用カップラーとの位置決めがなされる構成としたことを特徴とする情報入出力装置にある。
【００４２】
さらに、本発明の第４の側面は、
カード型情報記憶装置に対するデータ入出力を実行するリーダーライターとしての情報入出力装置と、複数のカード型情報記憶装置とからなる情報入出力システムであり、
前記複数のカード型情報記憶装置の各々は、
データを記憶するデータ記憶部と、
前記データ記憶部に対するデータ入出力制御を実行するデータ入出力制御部と、
前記カード型情報記憶装置の上面および下面各々に形成された非接触データ転送を実行するデータ通信用カップラーとを有し、
前記情報入出力装置は、
カード型情報記憶装置に対するデータ入出力処理を実行するデータ通信用カップラーと、
前記データ通信用カップラーを介するデータ入出力制御を実行するデータ入出力制御部とを有し、
前記カード型情報記憶装置の上面および下面各々に形成された非接触データ転送を実行するデータ通信用カップラーの各々は、対向する位置に近接して配置されたリーダーライターまたは他のカード型情報記憶装置に構成されたデータ通信用カップラーとの相互作用により、データ入力またはデータ出力を実行する構成であることを特徴とする情報入出力システムにある。
【００４３】
さらに、本発明の情報入出力システムの一実施態様において、前記カード型情報記憶装置は、前記情報入出力装置に形成された突起に対して勘合する穴部を有し、該情報入出力装置に形成された突起にカード型情報記憶装置の穴部を勘合することにより、前記カード型情報記憶装置の上面および下面各々に形成された非接触データ転送を実行するデータ通信用カップラーの各々が、対向する位置に近接して配置された前記情報入出力装置または他のカード型情報記憶装置に構成されたデータ通信用カップラーと位置決めされる構成であることを特徴とする。
【００４４】
さらに、本発明の情報入出力システムの一実施態様において、前記カード型情報記憶装置は、さらに、カード型情報記憶装置側周面に電磁誘導型カップラーを構成するコイルが形成され、前記情報入出力装置に形成された枠状体にカード型情報記憶装置を挿入することにより、前記カード型情報記憶装置の上面および下面各々に形成された非接触データ転送を実行するデータ通信用カップラーの各々が、対向する位置に近接して配置された前記情報入出力装置または他のカード型情報記憶装置に構成されたデータ通信用カップラーと位置決めされる構成であることを特徴とする。
【００４５】
【作用】
本発明の構成によれば、カード型情報記憶装置の上面および下面各々に非接触データ転送を実行するデータ通信用カップラーを形成し、データ通信用カップラーの各々が、対向する位置に近接して配置されたリーダーライターまたは他のカード型情報記憶装置に構成されたデータ通信用カップラーとの相互作用により、データ入力またはデータ出力を実行する構成としたので、コネクタ等の接触部位の摩耗、腐食等の問題が発生することなく、安定性、信頼性の高いデータ入出力が可能となる。
【００４６】
また、本発明の構成では、データ通信用カップラーを、静電結合型カップラー、または、伝送線路結合型カップラーとして構成したので、高速でのデータ転送が可能となる。
【００４７】
さらに、本発明のカード型情報記憶装置は、データ入出力制御部に、データ通信用カップラーを介する入出力データの増幅処理を実行する増幅部を構成したので、データ通信用カップラーを介して出力されるデータ信号の強度が減衰することなく、十分な強度で出力することが可能となり、複数枚のカードを重ね合わせたカスケード構成としてカード間でデータ転送する場合にも、通信データの出力を十分な強度を保持して伝達することが可能となる。
【００４８】
さらに、本発明の構成によれば、データ入出力処理を実行するリーダーライターに形成された突起、あるいは枠状体に勘合するようにカード型情報記憶装置を構成し、勘合構成部に電磁誘導型カップラーを構成するコイルを形成したので、該コイルを介して外部から非接触で電力供給を受けることが可能となるとともに、各カップラーの位置決めが容易に正確に実行することが可能となる。
【００４９】
さらに、本発明の構成によれば、複数のメモリーカードを重ね合わせて接続する構成（カスケード接続）とすることで、複数段のデータ通信用カップラーによるデータ転送が可能となり、１枚のカードには格納できない大容量のデータを複数カードに分散して格納したり、あるいは、同一データを、一度の処理で複数のカードに格納することが可能となる。
【００５０】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施例や添付する図面に基づく、より詳細な説明によって明らかになるであろう。なお、本明細書においてシステムとは、複数の装置の論理的集合構成であり、各構成の装置が同一筐体内にあるものには限らない。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明のカード型情報記憶装置、情報入出力装置、および情報入出力システムについて、複数の実施例について、順次説明する。
【００５２】
（１）双方向バス型カップラーを適用したカード型情報記憶装置
まず、本発明のもっとも基本的な構成例である「双方向バス型カップラ」ーを使った半導体メモリー・カードの構成を図５に示す。図５に示すカード型情報記憶装置は、メモリー・カードを構成するパッケージ２１０の上面と下面それぞれにデータ通信用カップラー２１３，２１４が設けられている点に特徴がある。また、電力供給用カップラー２１１としては、「電磁誘導型カップラー」であるトランス構成が用いられている。
【００５３】
データ通信用カップラー（Ａ）２１３、およびデータ通信用カップラー（Ｂ）２１４は、高速データ通信の可能な「静電結合型カップラー」を用いている。図５に示す「双方向バス型カップラー」の場合には、上下のデータ通信用カップラー（Ａ）２１３、およびデータ通信用カップラー（Ｂ）２１４は、カードの内部で接続されており、データは双方向に伝送される。
【００５４】
電力供給カップラー２１１には、外部機器、例えばメモリー・カードとのデータ送受信を実行するリーダーライターから交流電力が入力され、整流回路を持つ電力供給制御部（ＰＯＷＥＲ）２１２で直流変換がなされ、パッケージ２１０内のメモリー・チップ（ＲＡＭ）２１５とデータ入出力制御部２２０に供給される。
【００５５】
データ入出力制御部２２０は、メモリー・チップ（ＲＡＭ）２１５に対するデータ書き込み処理、メモリー・チップ（ＲＡＭ）２１５からのデータ読み取り処理を実行する制御回路２２１と、データ通信用カップラーを介して外部へ出力するデータのデータ変調処理を実行する変調器（ＭＯＤ）２２２、出力データの増幅処理を実行する送信アンプ２２４と、データ通信用カップラーを介して外部から入力する信号の増幅処理を実行する受信アンプ２２５と、データ復調処理を実行する復調器（ＤＥＭ）２２３とを有する。
【００５６】
図６は、図５に示すカード型情報記憶装置と相互にデータ送受信を実行するリーダーライターとの１対１の接続構成例を示している。
【００５７】
リーダーライター２３０は、電力供給部２３１と、電力供給部２３１から供給される電力をカード型情報記憶装置２３８に伝達する「電磁誘導型カップラー」構成を形成する電力供給カップラー２３５、磁性コア２３６と、高速データ通信の可能な「静電結合型カップラー」を構成するデータ通信用カップラー（Ａ）２３３、データ通信用カップラー（Ｂ）２３４と、各データ通信用カップラーに対するデータ出力あるいは各データ通信用カップラーからのデータ入力制御を実行するデータ入出力制御部２３２を有する。
【００５８】
本実施例のカード型情報記憶装置は、データ送受信部、および電力供給部に接点を持たない構成であるので、共通なグランド構成は持たない。図６は、データ通信用カップラー（Ａ）２３３、データ通信用カップラー（Ｂ）２３４に集中定数回路である「静電結合型カップラー」を用いた構成例を示しており、信号電流が流れる経路を確保するために、データ通信用カップラー（Ｂ）２３４とリーダーライターのデータ入出力制御部２３２を接続する信号経路２３７を形成し、２つのカップラー、データ通信用カップラー（Ａ）２３３、データ通信用カップラー（Ｂ）２３４を介してデータをやり取りする構成例である。
【００５９】
データ通信用カップラー（Ａ）２３３、データ通信用カップラー（Ｂ）２３４を「静電結合型カップラー」とせず、「伝送線路結合型カップラー」とした場合には、分布定数回路なので、データ通信用カップラー（Ｂ）２３４とリーダーライターのデータ入出力制御部２３２を接続する信号経路２３７を形成する必要はなく、データ通信用カップラー（Ａ）２３４のみにおいて、データ信号の送受信が可能である。
【００６０】
図７を参照して、データ通信用カップラーとして静電結合タイプのカップラーを用いた信号伝送処理の詳細について説明する。メモリー・カード側およびリーダーライター側それぞれにデータ通信用カップラーを構成する電極（例えば３０ｍｍ角正方形）を設け、その電極どうしが対向して重なりあうように配置することで、双方の電極によるコンデンサー（静電容量をＣとする）として機能させることができる。
【００６１】
図７において、点線（Ａ−Ａ）の左側がリーダーライター、右側がメモリー・カードとする。左側のリーダーライターからデータを右側のメモリー・カードに転送する処理について説明する。
【００６２】
左側のリーダーライターの信号源より発生した信号は、データ変調部において変調され、変調信号に基づいて生成される変調電圧発生部２４１において発生した電圧信号Ｖｉが、増幅部（Ａｍｐ）２４２により増幅、駆動され増幅部（Ａｍｐ）２４２→抵抗（Ｒ１）→リーダーライター側電極Ｃ２４３とカード側電極２５１によって構成されるコンデンサ（Ｃ）→カード側抵抗（Ｒ２）→リーダーライター側電極Ｃ２４４とカード側電極２５２によって構成されるコンデンサ（Ｃ）→Ｒ３→Ｇｒｏｕｎｄの経路で電流Ｉが発生（増幅部（Ａｍｐ）２４２出力が正電圧の場合）する。
【００６３】
あるいは、増幅部（Ａｍｐ）２４２出力が負電圧の場合には、Ｇｒｏｕｎｄ→Ｒ３→リーダーライター側電極Ｃ２４４とカード側電極２５２によって構成されるコンデンサ（Ｃ）→Ｒ２→リーダーライター側電極Ｃ２４３とカード側電極２５１によって構成されるコンデンサ（Ｃ）→Ｒ１→増幅部（Ａｍｐ）２４２の経路で電流Ｉが発生する。
【００６４】
電流Ｉの発生により、カード側の電極２５１と、電極２５２間の抵抗Ｒ２の両端には電位差Ｖ２（＝Ｉ＊Ｒ２）が発生し、この電位差Ｖ２を差動増幅器（作動Ａｍｐ）２５３（Ｇａｉｎ：Ｇ）で検出して、出力Ｖｏを得ることができ、出力Ｖｏの変位に基づいてデータを取得することが可能となる。カード側の出力Ｖｏと、リーダーライター側の入力Ｖｉの関係を、下式（式１）に示す。
【００６５】
【数１】
2004157902.tif 000003
【００６６】
上記（式１）に従って、カード側の出力Ｖｏの変位に従って変化するリーダーライター側の入力Ｖｉに基づいて、データを取得することが可能となる。
【００６７】
この実施例の構成において、データ信号を転送するデータ通信用カップラーを「静電結合型カップラー」とし、各パラメータを例えば下記のように設定する。
メモリーカードと、リーダーライター間の距離：ｄａｉｒ＝０．１ｍｍ、
メモリーカード表面と電極との距離、リーダーライターと電極との距離：ｄｄｅｐｔｈ＝０．０５ｍｍ、
電極の大きさ：Ｗ＝１０ｍｍ角、
メモリーカードと、リーダーライター間の中心軸のずれ：δ＝０ｍｍ、
メモリーカード、およびリーダーライター内の電極間距離：ｄＷ＝２ｍｍ
メモリーカード、およびリーダーライターを構成するパッケージ（基板）の比誘電率は、ガラエポＦＲ−４：Ｅｒ＝４．５程度、または、セラミック：Ｅｒ＝１０程度の比誘電率とする。
【００６８】
上記の仕様において、メモリーカードと、リーダーライター間において、伝送できる中心周波数の目安は１００ＭＨｚ前後となり、１００Ｍｂｐｓの高速データ転送が実現される。
【００６９】
また、この実施例と同様の構成において、データ信号を転送するデータ通信用カップラーを「伝送線路結合型カップラー」として構成してもよい。この場合は、図５に示すメモリー・カード側のデータ通信用カップラー２１３，２１４と、図６に示すリーダーライター側のデータ通信用カップラー２３２，２３４を信号伝送線路として形成し、「伝送線路結合型カップラー」として構成する。
【００７０】
さらに、「伝送線路結合型カップラー」として構成した場合、各パラメータを例えば下記のように設定する。
メモリーカードと、リーダーライター間の距離：ｄａｉｒ＝０．１ｍｍ、
メモリーカード表面と伝送線路との距離、リーダーライターと伝送線路との距離：ｄｄｅｐｔｈ＝０．０５ｍｍ、
メモリーカード、およびリーダーライターを構成するパッケージ（基板）の比誘電率は、ガラエポＦＲ−４：Ｅｒ＝４．５程度、または、セラミック：Ｅｒ＝１０程度の比誘電率とする。
メモリーカード、およびリーダーライタに形成したグランドと、伝送線路間の距離：ｈ＝０．０５ｍｍ
基板の比誘電率は、ガラエポＦＲ−４：Ｅｒ＝４．５程度、または、セラミック：Ｅｒ＝１０程度の比誘電率とする。
【００７１】
上記の仕様とした「伝送線路結合型カップラー」とすることで、２．５ＧＨｚを中心周波数の目安とした高速データ通信が可能である。ただし、伝送線路結合の場合には、結合する周波数の範囲が限られているので、中心周波数をキャリアとした変調方式を用いる必要があり、通信可能なデータレートは、「静電結合型カップラー」と同じく１００Ｍｂｐｓ程度になる。
【００７２】
（２）双方向バス型カップラーのカスケード接続
次に、双方向バス型カップラーのカスケード接続構成について説明する。メモリーカードと、リーダーライター間のデータ転送部を「静電結合型カップラー」、あるいは「伝送線路結合型カップラー」として高速データ転送を可能とするとともに、上下各面に信号転送カップラーを構成した複数のメモリー・カードを重ね合わせて接続する構成（カスケード接続）とすることで、メモリー・カード相互間のデータ転送を可能として、各メモリーカードにデータを格納することを可能とし、１枚のカードには格納できない大容量のデータを複数カードに分散して格納したり、あるいは、同一データを、一度の処理で複数のカードに格納することが可能となる。
【００７３】
図８は、本発明の「双方向バス型カップラー」を有するカード型情報記憶装置を使って、４枚のカードをカスケード接続した例である。メモリーカード３１１〜３１４は、いずれも、上下各面に信号転送カップラーを有する。図では、「静電結合型カップラー」として示してあるが、「伝送線路結合型カップラー」として構成してもよい。重ねられたメモリーカード３１１〜３１４の信号転送カップラー部は、それぞれ電極または信号伝送線路が対向する位置に配置され、それぞれの対向位置において信号転送部３２２〜３２４が構成される。また、最下部のメモリーカード３１１の下面、および最上部のメモリーカード３１４の上面の電極または信号伝送線路は、リーダーライター３３０の電極または信号伝送線路に対向して配置され、信号転送部３２１，３２５が構成される。
【００７４】
また、リーダーライター３３０側に構成される１つの磁性コア３３１を介して、４枚のメモリーカード３１１〜３１４それぞれのコイルに電力が供給される。この電力供給部は、「電磁誘導型カップラー」であるトランスが用いられる。
【００７５】
データは、複数段の「双方向バス型カップラー」によって構成された信号転送部３２１〜３２５、および各メモリーカード内の信号線によって構成されるデータ転送バス（双方向バス）を介して転送することが可能であり、任意のカード間、任意のカードと、リーダーライター間で読み書きを行うことができる。
【００７６】
信号転送部３２１〜３２５に「静電結合型カップラー」を用いた場合は、信号電流経路を確保するために最終段のカップラーとしての信号転送部３２５とリーダーライター３３０を結ぶ信号経路３１４が必要であるが、信号転送部３２１〜３２５に分布定数回路である「伝送線路結合型のカップラー」を用いる場合には、最終段のカップラーとしての信号転送部３２５とリーダーライター３３０を結ぶ信号経路３１４は、削除可能である。
【００７７】
図８に示すように、複数のメモリーカードを重ね合わせて接続する構成（カスケード接続）とすることで、複数段の「双方向バス型カップラー」によって構成された信号転送部、および各メモリーカード内の信号線によって構成されるデータ転送バス（双方向バス）を介してデータ転送が可能となり、１枚のカードには格納できない大容量のデータを複数カードに分散して格納したり、あるいは、同一データを、一度の処理で複数のカードに格納することが可能となる。
【００７８】
（３）単方向バス型カップラーの構成
上述した「双方向バス型カップラー」では、各メモリーカードのデータ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）にデータ入力とデータ出力の双方で機能するポートを用意しなければならない。このように２つの役割を持たせる構成とするとデータ伝送損失が大きくなりやすいので、カスケード接続できる段数が少なくなってしまう。
【００７９】
これを避けるための構成として、「単方向バス型カップラー」を使った構成例を図９に示す。図９に示す構成は、メモリーカードとしてのカード型情報記憶装置のパッケージ４１０内に構成されるリーダーライター間のデータ転送部を「静電結合型カップラー」とした構成であり高速データ転送を可能とした構成を持つ。なお、データ転送部を「伝送線路結合型カップラー」としてもよく、この場合にも高速データ転送が可能である。
【００８０】
メモリー・カードを構成するパッケージ４１０の上面と下面それぞれに設けられたデータ通信用カップラー（Ａ０）４０１とデータ通信用カップラー（Ｂ１）４０４は、リーダーライターからのデータをデータ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）４２０に導くためだけに使われる。一方、データ通信用カップラー（Ａ１）４０２とデータ通信用カップラー（Ｂ０）４０３は、メモリーチップ（ＲＡＭ）４１５から読み出され、データ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）４２０から出力されるデータをリーダーライターへ導くためだけに使われる。また、電力供給用カップラー４１１は、「電磁誘導型カップラー」であるトランスが用いられている。
【００８１】
電力供給カップラー４１１には、外部機器、例えばメモリー・カードとのデータ送受信を実行するリーダーライターから交流電力が入力され、整流回路を持つ電力供給制御部（ＰＯＷＥＲ）４１２で直流変換がなされ、パッケージ４１０内のメモリー・チップ（ＲＡＭ）４１５とデータ入出力制御部４２０に供給される。
【００８２】
データ入出力制御部４２０は、メモリー・チップ（ＲＡＭ）４１５に対するデータ書き込み処理、メモリー・チップ（ＲＡＭ）４１５からのデータ読み取り処理を実行する制御回路４２１と、データ通信用カップラーを介して外部へ出力するデータのデータ変調処理を実行する変調器（ＭＯＤ）４２２、出力データの増幅処理を実行する送信アンプ４２４と、データ通信用カップラーを介して外部から入力する信号の増幅処理を実行する受信アンプ４２５と、データ復調処理を実行する復調器（ＤＥＭ）４２３とを有する。
【００８３】
本構成では、データ通信用カップラー（Ａ０）４０１とデータ通信用カップラー（Ｂ１）４０４は、リーダーライターからのデータ入力専用とし、データ通信用カップラー（Ａ１）４０２とデータ通信用カップラー（Ｂ０）４０３をデータ出力専用として構成したので、データ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）にデータ入力とデータ出力の個別の機能を持つポートによる処理が可能となり、双方向バス型カップラーのようにデータ入力とデータ出力の双方で機能するポートと異なり、データ伝送損失を小さくすることが可能となり、確実なデータ転送処理が実現される。
【００８４】
図１０は、「単方向バス型カップラー」をリーダーライターと１対１で接続する方法を示している。先に、図６を参照して説明した双方向バス型カップラーを用いた構成と異なり、リーダーライターから出てカップラーを経てリーダーライターに戻る２本のバスが構成されており、それぞれデータが進む向きが決まっている。
【００８５】
リーダーライター４３０は、電力供給部４３１と、電力供給部４３１から供給される電力をカード型情報記憶装置４４０に伝達する「電磁誘導型カップラー」構成を形成する電力供給カップラー４３７、磁性コア４３８と、高速データ通信の可能な「静電結合型カップラー」を構成するデータ通信用カップラー４３３〜４３６が、カード型情報記憶装置４４０の上下面のカップラーに対向する位置に配置される。それぞれのデータ通信用カップラー４３３〜４３６に対するデータ出力あるいは各データ通信用カップラーからのデータ入力制御は、データ入出力制御部４３２において実行される。
【００８６】
本実施例のカード型情報記憶装置において、データ通信用カップラー４３３と、データ通信用カップラー４３５の信号経路は、リーダーライター４３０からのデータをカード型情報記憶装置４４０に入力する経路として適用され、一方、データ通信用カップラー４３４と、データ通信用カップラー４３６の信号経路は、カード型情報記憶装置４４０の出力するデータをリーダーライター４３０に入力する経路として適用される。
【００８７】
図１０に示す構成において、データ通信用カップラーとして静電結合型カップラーを用いた場合は、信号電流が流れる経路を確保するために、データ通信用カップラー４３５，４３６とリーダーライターのデータ入出力制御部４３２を接続する信号経路４３９を形成する。また、データ通信用カップラーを「静電結合型カップラー」とせず、「伝送線路結合型カップラー」とした場合には、分布定数回路なので、データ通信用カップラー４３５，４３６とリーダーライターのデータ入出力制御部４３２を接続する信号経路４３９を形成する必要はなく、データ通信用カップラー４３３およびデータ通信用カップラー４３４において、データ信号の送受信を実行可能である。
【００８８】
（４）単方向バス型カップラーのカスケード接続
次に、単方向バス型カップラーのカスケード接続構成について説明する。メモリーカードと、リーダーライター間のデータ転送部を「静電結合型カップラー」、あるいは「伝送線路結合型カップラー」として高速データ転送を可能とするとともに、上下各面にデータ入出力個別の２つの信号転送カップラーを構成した複数のメモリー・カードを重ね合わせて接続する構成（カスケード接続）とすることで、メモリー・カード相互間のデータ転送を可能として、各メモリーカードにデータを格納することを可能とし、１枚のカードには格納できない大容量のデータを複数カードに分散して格納したり、あるいは、同一データを、一度の処理で複数のカードに格納することが可能となる。
【００８９】
図１１は、本発明の「単方向バス型カップラー」を使って、４枚のカードをカスケード接続した例である。メモリーカード４４１〜４４４は、いずれも、上下各面に信号転送カップラーを２つ有する。図では、「静電結合型カップラー」として示してあるが、「伝送線路結合型カップラーとして構成してもよい。重ねられたメモリーカード４４１〜４４４の信号転送カップラー部は、それぞれ電極または信号伝送線路が対向する位置に配置され、それぞれの対向位置において信号転送部４６２〜４６４、および、信号転送部４７２〜４７４が構成される。また、最下部のメモリーカード４４４の下面、および最上部のメモリーカード４４１の上面の電極または信号伝送線路は、リーダーライター４５０の電極または信号伝送線路に対向して配置され、信号転送部４６１，４６５，４７１，４７５が構成される。
【００９０】
データ通信用カップラーを構成する信号転送部４７１〜４７５は、リーダーライター４５０からのデータをカード型情報記憶装置４４１〜４４４に入力する経路として適用され、一方、データ通信用カップラーを構成する信号転送部４６１〜４６５は、カード型情報記憶装置４４１〜４４４の出力するデータをリーダーライター４５０に入力する経路として適用される。
【００９１】
また、リーダーライター４５０側に構成される１つの磁性コア４５１を介して、４枚のメモリーカード４４１〜４４４それぞれのコイルに電力が供給される。この電力供給部は、「電磁誘導型カップラー」であるトランスが用いられる。
【００９２】
データは、複数段の「単方向バス型カップラー」によって構成された信号転送部４６１〜４６５および各メモリーカード内の信号線によって構成されるデータ転送バス（単方向バス）を介して転送することが可能であり、また、信号転送部４７１〜４７５および各メモリーカード内の信号線によって構成されるデータ転送バス（単方向バス）を介して転送することが可能であり、それぞれデータ入力用、データ出力用のバスとして用いられる。これらの２つの単方向バスを利用したデータ転送により、任意のカード間、任意のカードと、リーダーライター間で読み書きを行うことができる。
【００９３】
信号転送部４６１〜４６５、４７１〜４７５に「静電結合型カップラー」を用いた場合は、信号電流経路を確保するために最終段のカップラーとしての信号転送部４６１，４７１とリーダーライター４５０を結ぶ信号経路４８１が必要であるが、信号転送部４６１〜４６５、４７１〜４７５に分布定数回路である「伝送線路結合型のカップラー」を用いる場合には、最終段のカップラーとしての信号転送部４６１，４７１とリーダーライター４５０を結ぶ信号経路４８１は、削除可能である。
【００９４】
図１１に示すように、複数のメモリーカードを重ね合わせて接続する構成（カスケード接続）とすることで、複数段の「単方向バス型カップラー」によって構成された信号転送部、および各メモリーカード内の信号線によって構成されるデータ転送バス（単方向バス）を介してデータ転送が可能となり、１枚のカードには格納できない大容量のデータを複数カードに分散して格納したり、あるいは、同一データを、一度の処理で複数のカードに格納することが可能となる。
【００９５】
また、データ通信用カップラーをデータ入力または出力専用のカップラーとして構成し、メモリーカードのデータ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）にデータ入力とデータ出力の個別の機能を持つポートを構成したので、双方向バス型カップラーのようにデータ入力とデータ出力の双方で機能するポートと異なり、データ伝送損失を小さくすることが可能となり、確実なデータ転送処理が実現される。
【００９６】
（５）双方向中継器型カップラーの構成
上述の「単方向バス型カップラー」は、データの送信と受信で別のバスを使うのでそれぞれを最適化でき、図５〜図８を参照して説明した「双方向バス型カップラー」と比較すれば伝送損失を小さくでき、拡張性が優れ、カスケード接続の枚数が多くできる。しかしながら、上述した実施例で説明した「双方向バス型カップラー」、および「単方向バス型カップラー」の構成を持つメモリー・カードのバス型カップラーは、信号結合の仕方がパッシブなので、カードが一枚増えるたびに確実に伝送損失が増加するという問題があり、カードを複数重ねて接続した構成において、重ねて利用する枚数に限界が生じてしまう。
【００９７】
この問題を解決する構成例として、双方向中継器型カップラーの構成を持つカード型情報記憶装置について、以下、説明する。
【００９８】
図１２に、「双方向中継器型カップラー」を持つカード型情報記憶装置の内部構成図を示す。本実施例構成において、データ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）５２０は、アクティブな中継器である点で、前述の実施例構成とは異なっている。
【００９９】
図１２に示すカード型情報記憶装置は、メモリー・カードを構成するパッケージ５１０の上面と下面それぞれにデータ通信用カップラー５１３，５１４が設けられている。また、電力供給用カップラー５１１としては、「電磁誘導型カップラー」であるトランス構成が用いられている。
【０１００】
データ通信用カップラー（Ａ）５１３、およびデータ通信用カップラー（Ｂ）５１４は、高速データ通信の可能な「静電結合型カップラー」、あるいは、「伝送線路結合型カップラー」とする。図１２に示す「双方向中継器型カップラー」の場合には、上下のデータ通信用カップラー（Ａ）５１３、およびデータ通信用カップラー（Ｂ）５１４は、カードの内部でそれぞれ別々の受信アンプおよび送信アンプと接続されており、データは双方向に伝送される。
【０１０１】
電力供給カップラー５１１には、外部機器、例えばメモリー・カードとのデータ送受信を実行するリーダーライターから交流電力が入力され、整流回路を持つ電力供給制御部（ＰＯＷＥＲ）５１２で直流変換がなされ、パッケージ５１０内のメモリー・チップ（ＲＡＭ）５１５とデータ入出力制御部５２０に供給される。
【０１０２】
データ入出力制御部５２０は、メモリー・チップ（ＲＡＭ）５１５に対するデータ書き込み処理、メモリー・チップ（ＲＡＭ）５１５からのデータ読み取り処理を実行する制御回路５２３と、データ通信用カップラー５１４を介して外部へ出力するデータのデータ変調処理を実行する変調器（ＭＯＤ）５２２、出力データの増幅処理を実行する送信アンプ５２１と、データ通信用カップラー５１４を介して外部から入力する信号の増幅処理を実行する受信アンプ５２６と、データ復調処理を実行する復調器（ＤＥＭ）５２７とを有し、さらに、データ通信用カップラー５１３を介して外部へ出力するデータのデータ変調処理を実行する変調器（ＭＯＤ）５２８、出力データの増幅処理を実行する送信アンプ５２９と、データ通信用カップラー５１３を介して外部から入力する信号の増幅処理を実行する受信アンプ５２５と、データ復調処理を実行する復調器（ＤＥＭ）５２４とを有する。
【０１０３】
データ通信用カップラー５１３、あるいはデータ通信用カップラー５１４を介してデータを外部へ出力する場合には、制御部５２３からのデータ出力制御信号（Ｏｕｔｐｕｔ  Ｇａｔｅ）が送信アンプ５２１または送信アンプ５２９に入力され、所定強度まで増幅した信号を出力したり、送信アンプの出力をハイ・インピーダンスにして切断したりすることを可能としている。従って、データ通信用カップラー５１３、あるいはデータ通信用カップラー５１４を介して出力されるデータ信号の強度は、減衰することなく、十分な強度で伝達することが可能となり、複数枚のカードを重ね合わせたカスケード構成としてカード間でデータ転送する場合にも、通信データの出力を十分な強度を保持して伝達することが可能となり、前述した実施例における重ねて利用する枚数に限界が生じてしまう問題点が解消される。
【０１０４】
図１２に示す「双方向中継器型カップラー」を持つカード型情報記憶装置を単体でリーダーライターと接続した構成例を、図１３を参照して説明する。
【０１０５】
リーダーライター５３０は、電力供給部５３１と、電力供給部５３１から供給される電力をカード型情報記憶装置５３８に伝達する「電磁誘導型カップラー」構成を形成する電力供給カップラー５３５、磁性コア５３６と、高速データ通信の可能な「静電結合型カップラー」を構成するデータ通信用カップラー（Ａ）５３３、データ通信用カップラー（Ｂ）５３４と、各データ通信用カップラーに対するデータ出力あるいは各データ通信用カップラーからのデータ入力制御を実行するデータ入出力制御部５３２を有する。
【０１０６】
図１３に示す本実施例のカード型情報記憶装置は、データ通信用カップラー（Ａ）５３３、データ通信用カップラー（Ｂ）５３４に集中定数回路である「静電結合型カップラー」を用いた構成例を示したものであり、信号電流が流れる経路を確保するために、データ通信用カップラー（Ｂ）５３４とリーダーライターのデータ入出力制御部５３２を接続する信号経路５３７を形成し、２つのカップラー、データ通信用カップラー（Ａ）５３３、データ通信用カップラー（Ｂ）５３４を介してデータをやり取りする構成としたものである。
【０１０７】
データ通信用カップラー（Ａ）５３３、データ通信用カップラー（Ｂ）５３４を「静電結合型カップラー」とせず、「伝送線路結合型カップラー」とした場合には、分布定数回路なので、データ通信用カップラー（Ｂ）５３４とリーダーライターのデータ入出力制御部５３２を接続する信号経路５３７を形成する必要はなく、データ通信用カップラー（Ａ）５３４のみにおいて、データ信号の送受信が可能である。
【０１０８】
（６）双方向中継器型カップラーのカスケード接続
次に、双方向中継器型カップラーのカスケード接続構成について説明する。メモリーカードと、リーダーライター間のデータ転送部を「静電結合型カップラー」、あるいは「伝送線路結合型カップラー」として高速データ転送を可能とするとともに、上下各面に信号転送カップラーを構成した複数のメモリー・カードを重ね合わせて接続する構成（カスケード接続）とすることで、メモリー・カード相互間のデータ転送を可能として、各メモリーカードにデータを格納することを可能とし、１枚のカードには格納できない大容量のデータを複数カードに分散して格納したり、あるいは、同一データを、一度の処理で複数のカードに格納することが可能となる。
【０１０９】
「双方向中継器型カップラー」は、最初からカスケード接続を前提にしたものであり、重ねるカード数が増加しても、転送信号を減衰させることなく伝達可能であるという特徴を持つ。すなわち、各メモリーカードに構成したデータ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）において、カップラーを介して入力するデータの増幅処理を施してカップラーを介して出力する構成としたので、データの減衰を抑えて転送することが可能となる。
【０１１０】
図１４は、本実施例の「双方向中継器型カップラー」を使って、４枚のカードをカスケード接続した例である。メモリーカード５６１〜５６４は、いずれも、上下各面に信号転送カップラーを有する。図では、「静電結合型カップラー」として示してあるが、「伝送線路結合型カップラーとして構成してもよい。重ねられたメモリーカード５６１〜５６４の信号転送カップラー部は、それぞれ電極または信号伝送線路が対向する位置に配置され、それぞれの対向位置において信号転送部５７２〜５７４が構成される。また、最下部のメモリーカード５６１の下面、および最上部のメモリーカード５６４の上面の電極または信号伝送線路は、リーダーライター５５０の電極または信号伝送線路に対向して配置され、信号転送部５７１，５７５が構成される。
【０１１１】
また、リーダーライター５５０側に構成される１つの磁性コア５５１を介して、４枚のメモリーカード５６１〜５６４それぞれのコイルに電力が供給される。この電力供給部は、「電磁誘導型カップラー」であるトランスが用いられる。
【０１１２】
データは、複数段の「双方向中継器型カップラー」によって構成された信号転送部５７１〜５７５、および各メモリーカード内の中継回路によって構成されるデータ転送経路を介して転送することが可能であり、任意のカード間、任意のカードと、リーダーライター間で読み書きを行うことができる。
【０１１３】
すなわち、両側をカードで挟まれたカードのデータ通信用カップラー（Ａ）では、前段のカードで中継されたデータを受信するとともに、データ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）で所定の信号レベルにして前段のカードのデータ通信用カップラー（Ｂ）に送信する。両側をカードで挟まれたカードのデータ通信用カップラー（Ｂ）では、カップラー（Ａ）で受信したが使わなかったデータを所定の信号レベルに増幅して、次のカードのデータ通信用カップラー（Ａ）に送信する。最終段（図では一番上）のカードのデータ通信用カップラー（Ａ）では、前段のカードで中継されたデータを受信するとともに、Ｉ／Ｆ所定の信号レベルにして前段のカードのデータ通信用カップラー（Ｂ）に送信する。
【０１１４】
信号転送部５７１〜５７５に「静電結合型カップラー」を用いた場合は、信号電流経路を確保するために最終段のカップラーとしての信号転送部５７５とリーダーライター５５０を結ぶ信号経路５８１が必要であるが、信号転送部５７１〜５７５に分布定数回路である「伝送線路結合型のカップラー」を用いる場合には、最終段のカップラーとしての信号転送部５７５とリーダーライター５５０を結ぶ信号経路５８１は、削除可能である。
【０１１５】
図１４に示すように、複数のメモリーカードを重ね合わせて接続する構成（カスケード接続）とすることで、複数段の「双方向バス型カップラー」によって構成された信号転送部、および各メモリーカード内の中継回路によって構成されるデータ転送経路を介してデータ転送が可能となり、１枚のカードには格納できない大容量のデータを複数カードに分散して格納したり、あるいは、同一データを、一度の処理で複数のカードに格納することが可能となる。
【０１１６】
さらに、リーダーライター側からリーダーライター側において隣接する他のメモリカードからデータを入力し、他方で隣接するメモリカードにデータを転送するメモリカードは、リーダーライター側からのデータを受信するとともに、データ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）においてデータを所定の信号レベルに増幅して隣接するメモリカードに出力する。
【０１１７】
また、逆に、メモリーカード方向にデータを入力する場合も、リーダーライターから離れた側の他のメモリカードからデータを入力し、リーダーライター、あるいはリーダーライター側のメモリーカードにデータを転送するメモリカードは、リーダーライター側に転送するデータを、データ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）において所定の信号レベルに増幅して出力する。
【０１１８】
このように、データ通信用カップラーを介してデータを外部へ出力する場合に、各メモリカード内のデータ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）において、送信アンプを適用した増幅制御がなされ、データ通信用カップラーを介して出力されるデータ信号の強度が減衰することなく、十分な強度で出力することが可能となり、図１４に示すように複数枚のカードを重ね合わせたカスケード構成としてカード間でデータ転送する場合にも、通信データの出力を十分な強度を保持して伝達することが可能となる。
【０１１９】
（７）単方向中継器型カップラーの構成
上述した「双方向中継器型カップラー」では、各メモリーカードのデータ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）にデータ入力とデータ出力の双方で機能するポートを用意しなければならない。このように２つの役割を持たせる構成とすると、データの入力および出力のためのデータの交通整理、すなわち転送処理制御回路が必要になり、回路構成が複雑化し、また制御が困難になる場合がある。
【０１２０】
これを避けるための構成として、「単方向中継器型カップラー」を使った構成例を図１５に示す。図１５に示す構成は、メモリーカードとしてのカード型情報記憶装置のパッケージ７１０内に構成されるリーダーライター間のデータ転送部を「静電結合型カップラー」とした構成であり高速データ転送を可能とした構成を持つ。なお、データ転送部を「伝送線路結合型カップラー」としてもよく、この場合にも高速データ転送が可能である。
【０１２１】
メモリー・カードを構成するパッケージ７１０の上面と下面それぞれに設けられたデータ通信用カップラー（Ａ０）７１３は、リーダーライターからのデータをデータ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）７２０に導くためだけに使われる。データ通信用カップラー（Ｂ１）７１６は、リーダーライターからのデータを次段のカードに送る、またはリーダーライターに戻すためだけに使われる。データ通信用カップラー（Ａ１）７１４は、データ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）７２０からのデータを前段またはリーダーライターに送るためだけに使われる。データ通信用カップラー（Ｂ０）７１５は、次段のカードからのデータを受信するためだけに使われる。なお、電力供給用カップラー７１１は、「電磁誘導型カップラー」であるトランスが用いられている。
【０１２２】
電力供給カップラー７１１には、外部機器、例えばメモリー・カードとのデータ送受信を実行するリーダーライターから交流電力が入力され、整流回路を持つ電力供給制御部（ＰＯＷＥＲ）７１２で直流変換がなされ、パッケージ７１０内のメモリー・チップ（ＲＡＭ）７１７とデータ入出力制御部７２０に供給される。
【０１２３】
データ入出力制御部７２０は、メモリー・チップ（ＲＡＭ）７１７に対するデータ書き込み処理、メモリー・チップ（ＲＡＭ）７１７からのデータ読み取り処理を実行する制御回路７２３と、データ通信用カップラーを介して外部へ出力するデータのデータ変調処理を実行する変調器（ＭＯＤ）７２２、出力データの増幅処理を実行する送信アンプ７２１と、データ通信用カップラーを介して外部から入力する信号の増幅処理を実行する受信アンプ７２６と、データ復調処理を実行する復調器（ＤＥＭ）７２７とを有し、さらに、データ通信用カップラーを介して外部へ出力するデータのデータ変調処理を実行する変調器（ＭＯＤ）７２８、出力データの増幅処理を実行する送信アンプ７２９と、データ通信用カップラーを介して外部から入力する信号の増幅処理を実行する受信アンプ７２５と、データ復調処理を実行する復調器（ＤＥＭ）７２４とを有する。
【０１２４】
データ通信用カップラーを介してデータを外部へ出力する場合には、送信アンプ７２１または送信アンプ７２９によって、データ信号を所定強度まで増幅して出力する。従って、データ通信用カップラーを介して出力されるデータ信号の強度は、減衰することなく、十分な強度で伝達することが可能となり、複数枚のカードを重ね合わせたカスケード構成としてカード間でデータ転送する場合にも、通信データの出力を十分な強度を保持して伝達することが可能となり、前述した実施例における重ねて利用する枚数に限界が生じてしまう問題点が解消される。
【０１２５】
図１５に示す「双方向中継器型カップラー」を持つカード型情報記憶装置を単体でリーダーライターと接続した構成例を、図１６を参照して説明する。
【０１２６】
リーダーライター７３０は、電力供給部７３１と、電力供給部７３１から供給される電力をカード型情報記憶装置７４０に伝達する「電磁誘導型カップラー」構成を形成する電力供給カップラー７３７、磁性コア７３８と、高速データ通信の可能な「静電結合型カップラー」を構成するデータ通信用カップラー７３３〜７３６と、各データ通信用カップラーに対するデータ出力あるいは各データ通信用カップラーからのデータ入力制御を実行するデータ入出力制御部７３２を有する。
【０１２７】
図１６に示す本実施例のカード型情報記憶装置は、「単方向中継器型カップラー」をリーダーライターと１対１で接続する方法を示している。リーダーライターからのデータは、データ通信用カップラー７３３に対向するカード型情報記憶装置７４０内のデータ通信用カップラー（Ａ０）によって、カード型情報記憶装置７４０内のデータ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）に導かれる。カード型情報記憶装置７４０内のデータ通信用カップラー（Ａ１）は、データ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）からのデータをリーダーライターに送る。
【０１２８】
なお、データ通信用カップラーを「静電容量結合型カップラー」とした場合には、信号電流が流れる経路を確保するために、データ通信用カップラー７３５，７３６とリーダーライターのデータ入出力制御部７３２を接続する信号経路７３９を形成することが必要であるが、「伝送線路結合型カップラー」とした場合には、分布定数回路なので、データ通信用カップラー７３５，７３６とリーダーライターのデータ入出力制御部７３２を接続する信号経路７３９を形成する必要はない。
【０１２９】
（８）単方向中継器型カップラーのカスケード接続
次に、単方向中継器型カップラーのカスケード接続構成について説明する。メモリーカードと、リーダーライター間のデータ転送部を「静電結合型カップラー」、あるいは「伝送線路結合型カップラー」として高速データ転送を可能とするとともに、上下各面に信号転送カップラーを構成した複数のメモリー・カードを重ね合わせて接続する構成（カスケード接続）とすることで、メモリー・カード相互間のデータ転送を可能として、各メモリーカードにデータを格納することを可能とし、１枚のカードには格納できない大容量のデータを複数カードに分散して格納したり、あるいは、同一データを、一度の処理で複数のカードに格納することが可能となる。
【０１３０】
図１７は、「単方向中継器型カップラー」をカスケードで接続した場合を示している。メモリーカード７４１〜７４４は、いずれも、上下各面各々に信号転送カップラーを２つづつ有する。図では、「静電結合型カップラー」として示してあるが、「伝送線路結合型カップラーとして構成してもよい。重ねられたメモリーカード７４１〜７４４の信号転送カップラー部は、それぞれ電極または信号伝送線路が対向する位置に配置され、それぞれの対向位置において信号転送部７６２〜７６４、７７２〜７７４が構成される。また、最下部のメモリーカード７４４の下面、および最上部のメモリーカード７４１の上面の電極または信号伝送線路は、リーダーライター７５０の電極または信号伝送線路に対向して配置され、信号転送部７６１、７７１、および信号転送部７６５、７７５が構成される。
【０１３１】
データ通信用カップラーを構成する信号転送部７７１〜７７５は、リーダーライター７５０からのデータをカード型情報記憶装置７４１〜７４４に入力する経路として適用され、一方、データ通信用カップラーを構成する信号転送部７６１〜７６５は、カード型情報記憶装置７４１〜７４４の出力するデータをリーダーライター７５０に入力する経路として適用される。
【０１３２】
また、リーダーライター７５０側に構成される１つの磁性コア７５１を介して、４枚のメモリーカード７４１〜７４３それぞれのコイルに電力が供給される。この電力供給部は、「電磁誘導型カップラー」であるトランスが用いられる。
【０１３３】
データは、複数段の「単方向中継器型カップラー」によって構成された信号転送部７６１〜７６５および各メモリーカード内の信号線によって構成されるデータ経路を介して転送することが可能であり、また、信号転送部７７１〜７７５および各メモリーカード内の中継回路によって構成されるデータ転送経路を介して転送することが可能であり、それぞれデータ入力用、データ出力用の経路として用いられる。これらの２つの単方向中継器を利用したデータ転送により、任意のカード間、任意のカードと、リーダーライター間で読み書きを行うことができる。
【０１３４】
リーダーライター７５０からのデータは、もっともリーダーライター７５０に近いカードのデータ通信用カップラー（Ａ０）によって、データ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）に導かれる。このカードのデータ通信用カップラー（Ｂ１）は、リーダーライター７５０からのデータを中継して２枚目のカードのデータ通信用カップラー（Ａ０）に送る。データ通信用カップラー（Ｂ０）は、２枚目のカードのデータ通信用カップラー（Ａ１）からのデータを中継しており、データ通信用カップラー（Ａ１）はデータ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）からのデータまたは２枚目のカードからのデータをリーダーライターに送る。
【０１３５】
両側をカードで挟まれたカードのデータ通信用カップラー（Ａ０）では、前段のカードで中継されたデータを受信する。データ通信用カップラー（Ｂ１）は、前段のカードのデータをデータ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）で所定の信号レベルにして次段のカードのデータ通信用カップラー（Ａ０）に送信する。データ通信用カップラー（Ｂ０）では、次段のカードからのデータを受信する。カップラー（Ａ１）は、このカードのＲＡＭデータ、または次段のカードからのデータをデータ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）で所定の信号レベルにして前段のデータ通信用カップラー（Ｂ０）に送る。
【０１３６】
最終段のカードでは、データ通信用カップラー（Ａ０）は、前段のカードで中継されたデータを受信する。カップラー（Ａ１）は、必要に応じてこのカードのＲＡＭデータをデータ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）で所定の信号レベルにして前段のデータ通信用カップラー（Ｂ０）に送る。
【０１３７】
信号転送部７６１〜７６５、７７１〜７７５に「静電結合型カップラー」を用いた場合は、信号電流経路を確保するために最終段のカップラーとしての信号転送部７６１，７７１とリーダーライター７５０を結ぶ信号経路７８１が必要であるが、信号転送部７６１〜７６５、７７１〜７７５に分布定数回路である「伝送線路結合型のカップラー」を用いる場合には、最終段のカップラーとしての信号転送部７６１，７７１とリーダーライター７５０を結ぶ信号経路７８１は、削除可能である。
【０１３８】
図１７に示すように、複数のメモリーカードを重ね合わせて接続する構成（カスケード接続）とすることで、複数段の「単方向中継器型カップラー」によって構成された信号転送部、および各メモリーカード内の中継回路によって構成されるデータ転送経路を介してデータ転送が可能となり、１枚のカードには格納できない大容量のデータを複数カードに分散して格納したり、あるいは、同一データを、一度の処理で複数のカードに格納することが可能となる。
【０１３９】
また、データ通信用カップラーをデータ入力または出力専用のカップラーとして構成し、メモリーカードのデータ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）にデータ入力とデータ出力の個別の機能を持つポートを構成したので、双方向中継器型カップラーのようにデータ入力とデータ出力の双方で機能するポートと異なり、入力、出力用のデータの制御処理構成を簡易な構成で実現することが可能となり、確実なデータ転送処理が実現される。
【０１４０】
さらに、本実施例構成においては、リーダーライター側からリーダーライター側において隣接する他のメモリカードからデータを入力し、他方で隣接するメモリカードにデータを転送するメモリカードは、リーダーライター側からのデータを受信するとともに、データ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）においてデータを所定の信号レベルに増幅して隣接するメモリカードに出力する。
【０１４１】
また、逆に、メモリーカード方向にデータを入力する場合も、リーダーライターから離れた側の他のメモリカードからデータを入力し、リーダーライター、あるいはリーダーライター側のメモリーカードにデータを転送するメモリカードは、リーダーライター側に転送するデータを、データ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）において所定の信号レベルに増幅して出力する。
【０１４２】
このように、データ通信用カップラーを介してデータを外部へ出力する場合に、各メモリカード内のデータ入出力制御部（Ｉ／Ｆ）において、送信アンプを適用した増幅制御がなされ、データ通信用カップラーを介して出力されるデータ信号の強度が減衰することなく、十分な強度で出力することが可能となり、図１７に示すように複数枚のカードを重ね合わせたカスケード構成としてカード間でデータ転送する場合にも、通信データの出力を十分な強度を保持して伝達することが可能となる。
【０１４３】
（９）メモリーカードのカスケード接続構成具体例
次に、リーダーライターとカスケード接続したメモリーカードとの間で電力供給を行ない、データ入出力を実行するための具体的な構成例について説明する。
【０１４４】
まず、メモリー・カードおよびリーダーライターの具体的な構成例として、電力供給用の電磁結合型カップラーを構成する非接触型の電力供給部構成の穴が１つ空いた構造のカード例を図１８を参照して説明する。
【０１４５】
図１８（ａ）は、カード型情報記憶装置単体の内部構造図であり、電力供給用の電磁結合型カップラーを構成する穴が１つ設けられ、穴の周囲に電力伝送用コイル８１１がパッケージ内に埋め込まれた構成となっている。電力伝送用コイル８１１のインダクタンスを大きくして低い周波数での結合効率を高くする磁性コアは、カード内に構成してもしなくてもよい。
【０１４６】
カード型情報記憶装置と、リーダーライター間、あるいはカード型情報記憶装置相互間でデータ信号を転送するためのデータ通信用カップラー８１３は、カードの上面と下面にプリントされている。カード内には、前述した実施例で説明したように、データ入出力制御部（Ｉ／Ｆ），ＲＡＭ，電力供給制御回路などの回路８１２が内蔵されている。
【０１４７】
図１８（ｂ）はカード型情報記憶装置単体の外観図である。データ通信用カップラー８１３は実際には誘電体のパッケージで被われていて外からは見えないので、「電磁誘導型カップラー」の為の穴（電力伝送用コア穴８２１）が開いている点だけが外見上の特徴になる。図１８（ｂ）に示す例では、データ通信用カップラー８１３は４チャンネル分用意されており、「双方向バス型」または「双方向中継器型」であれば４並列のデータ通信が可能となる。また、「単方向バス型」または「単方向中継器型」では２並列のデータ通信が可能となる。すなわち、複数の異なるデータ通信を実行可能な構成を持つ。
【０１４８】
図１８（ｃ）はリーダーライターの構造を示している。リーダーライターからは電力供給用のコア（電力伝送用コア８３１）が突き出ており、カード内のコイルと合わせてトランスを形成する電力伝送用コイル８３２を内部に持つ。この電力伝送用コア８３１は着脱式であっても良い。カードと同様にリーダーライターもデータ通信用カップラー８３３が形成されている。
【０１４９】
リーダーライターから突き出ている電力伝送用コア８３１をカードの電力伝送用コア穴８２１穴に通すことにより、データ通信用カップラーの位置合わせが実行され、データ通信用カップラーは、カード型情報記憶装置と、リーダーライター間、あるいはカード型情報記憶装置相互間で、それぞれ対向する位置に正確に位置決めされる。カードとのデータ通信は、対向する位置に正確に位置決めされたデータ通信用カップラーを用いて実行される。データ通信用カップラーは、「静電結合型カップラー」、あるいは、「伝送線路結合型カップラー」として構成されるので、高速データ転送が可能である。
【０１５０】
リーダーライターから突き出ている電力伝送用コア８３１は、カード数枚分の高さを持っており、ここに所望の数のカードを重ねて突き刺すことでカスケード接続を実現することができる。
【０１５１】
なお、図では省略したが、「静電結合型カップラー」の場合には、信号電流が流れる経路を確保する必要があるので、リーダーライターと電気的に接続されたデータ通信用カップラーを持つカードが一枚あり、一番の上のメモリー・カードの上に乗せることでリーダーライターとの間で伝送線路を形成する。このリーダーライターと電気的に接続されたデータ通信用カップラーを持つカードは、分布定数回路である「伝送線路結合型カップラー」では不要である。
【０１５２】
次に、メモリー・カードおよびリーダーライターのもう１つの具体的な構成例として、電力供給用の「電磁誘導型カップラー」用の穴が開いていない、外見上は普通のカードと同じように見える構造のカード構成例を図１９を参照して説明する。
【０１５３】
図１９（ａ）は、カード型情報記憶装置単体の内部構造図であり、この構造図に示すように、電力供給用の「電磁誘導型カップラー」の為の穴は無く、長方形の薄型カードの外周に沿って、電力伝送用コイル９１１が形成されている。電力伝送用コイル９１１のインダクタンスを大きくして低い周波数での結合効率を高くする磁性コアは、カード内に構成してもしなくてもよい。また、必ずしもカード全周に渡ってコイルが形成されてなくてもよい。
【０１５４】
カード型情報記憶装置と、リーダーライター間、あるいはカード型情報記憶装置相互間でデータ信号を転送するためのデータ通信用カップラー９１３は、カードの上面と下面にプリントされている。カード内には、前述した実施例で説明したように、データ入出力制御部（Ｉ／Ｆ），ＲＡＭ，電力供給制御回路などの回路９１２が内蔵されている。
【０１５５】
図１９（ｂ）はカード型情報記憶装置単体の外観図である。データ通信用カップラー９１３は実際には誘電体のパッケージで被われていて外からは見えないので、外見上は普通のカードを同じように見える。図１９（ｂ）に示す例では、データ通信用カップラー９１３は４チャンネル分用意されており、「双方向バス型」または「双方向中継器型」であれば４並列のデータ通信が可能であり、「単方向バス型」または「単方向中継器型」では２並列のデータ通信が可能である。
【０１５６】
図１９（ｃ）はリーダーライターの構造を示している。リーダーライターはカードを入れるためのスロットまたは井戸のような枠状体のカード格納穴９３３を持っており、カード格納穴９３の内側面に沿って電力伝送用コア９３４が配置され、電力伝送用コイル９３１が周囲に形成されている。なお、電力伝送用コア９３４は必ずしも、閉磁路でなくてもよい。カードと同様に、リーダーライターもデータ通信用カップラー９３２が形成される。
【０１５７】
リーダーライターに形成した枠状体のカード格納穴９３３にカードを格納することにより、データ通信用カップラーの位置合わせが実行され、データ通信用カップラーは、カード型情報記憶装置と、リーダーライター間、あるいはカード型情報記憶装置相互間で、それぞれ対向する位置に正確に位置決めされる。カードとのデータ通信は、対向する位置に正確に位置決めされたデータ通信用カップラーを用いて実行される。データ通信用カップラーは、「静電結合型カップラー」、あるいは、「伝送線路結合型カップラー」として構成されるので、高速データ転送が可能である。
【０１５８】
リーダーライターに形成したカード格納穴９３３はカード数枚分の高さを持っており、ここに所望の数のカードを重ねて入れることでカスケード接続を実現することができる。
【０１５９】
なお、図では省略したが、「静電結合型カップラー」の場合には、信号電流が流れる経路を確保する必要があるので、リーダーライターと電気的に接続されたデータ通信用カップラーを持つカードが一枚あり、一番の上のメモリー・カードの上に乗せることでリーダーライターとの間で伝送線路を形成する。このリーダーライターと電気的に接続されたデータ通信用カップラーを持つカードは、分布定数回路である「伝送線路結合型」カップラーでは不要である。
【０１６０】
以上、特定の実施例を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【０１６１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明においては、カード型情報記憶装置の上面および下面各々に非接触データ転送を実行するデータ通信用カップラーを形成し、データ通信用カップラーの各々が、対向する位置に近接して配置されたリーダーライターまたは他のカード型情報記憶装置に構成されたデータ通信用カップラーとの相互作用により、データ入力またはデータ出力を実行する構成としたので、コネクタ等の接触部位の摩耗、腐食等の問題が発生することなく、安定性、信頼性の高いデータ入出力が可能となる。
【０１６２】
また、本発明の構成では、データ通信用カップラーを、静電結合型カップラー、または、伝送線路結合型カップラーとして構成したので、高速でのデータ転送が可能となる。
【０１６３】
さらに、本発明のカード型情報記憶装置は、データ入出力制御部に、データ通信用カップラーを介する入出力データの増幅処理を実行する増幅部を構成したので、データ通信用カップラーを介して出力されるデータ信号の強度が減衰することなく、十分な強度で出力することが可能となり、複数枚のカードを重ね合わせたカスケード構成としてカード間でデータ転送する場合にも、通信データの出力を十分な強度を保持して伝達することが可能となる。
【０１６４】
さらに、本発明の構成によれば、データ入出力処理を実行するリーダーライターに形成された突起、あるいは枠状体に勘合するようにカード型情報記憶装置を構成し、勘合構成部に電磁誘導型カップラーを構成するコイルを形成したので、該コイルを介して外部から非接触で電力供給を受けることが可能となるとともに、各カップラーの位置決めが容易に正確に実行することが可能となる。
【０１６５】
さらに、本発明の構成によれば、複数のメモリーカードを重ね合わせて接続する構成（カスケード接続）とすることで、複数段のデータ通信用カップラーによるデータ転送が可能となり、１枚のカードには格納できない大容量のデータを複数カードに分散して格納したり、あるいは、同一データを、一度の処理で複数のカードに格納することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】接点型メモリー・カードの一般的な構成を示す図である。
【図２】密着型メモリー・カードの内部構成例を示す図である。
【図３】静電結合型カップラーの構成を説明する図である。
【図４】マイクロ・ストリップ・ラインを使った伝送線路結合型カップラーの構成例について説明する図である。
【図５】「双方向バス型」カップラーを使った半導体メモリー・カードの構成を示す図である。
【図６】「双方向バス型」カップラー構成を有するカード型情報記憶装置と相互にデータ送受信を実行するリーダーライターとの１対１の接続構成を示す図である。
【図７】静電結合タイプのカップラーを用いた信号伝送処理の詳細について説明する図である。
【図８】「双方向バス型カップラー」を有するカード型情報記憶装置のカスケード接続例を示す図である。
【図９】「単方向バス型カップラー」構成を有するーカード型情報記憶装置の構成を示す図である。
【図１０】「単方向バス型カップラー」構成を有するカード型情報記憶装置と相互にデータ送受信を実行するリーダーライターとの１対１の接続構成を示す図である。
【図１１】「単方向バス型カップラー」を有するカード型情報記憶装置のカスケード接続例を示す図である。
【図１２】「双方向中継器型カップラー」を持つカード型情報記憶装置の内部構成を示す図である。
【図１３】「双方向中継器型カップラー」を持つカード型情報記憶装置を単体でリーダーライターと接続した構成例を示す図である。
【図１４】「双方向中継器型カップラー」を有するカード型情報記憶装置のカスケード接続例を示す図である。
【図１５】「単方向中継器型カップラー」を持つカード型情報記憶装置の内部構成を示す図である。
【図１６】「単方向中継器型カップラー」を持つカード型情報記憶装置を単体でリーダーライターと接続した構成例を示す図である。
【図１７】「単方向中継器型カップラー」を有するカード型情報記憶装置のカスケード接続例を示す図である。
【図１８】リーダーライターとカスケード接続したメモリーカードとの間で電力供給を行ない、データ入出力を実行するための具体的な構成例について説明する図である。
【図１９】リーダーライターとカスケード接続したメモリーカードとの間で電力供給を行ない、データ入出力を実行するための具体的な構成例について説明する図である。
【符号の説明】
１０１  メモリー・チップ
１０２  インタフェース回路
１０３  接点付き外部端子
１１１  フラッシュメモリ
１１２  インチフェース回路
１１３  接点付き外部端子
１２１  電力供給カップラー
１２２  信号受信カップラー
１２３  信号送信カップラー
１２４  整流回路
１２５  インタフェース回路
１２６  メモリー・チップ
１３１，１３２  基板
１４１，１４２  基板
１４３  グラウンド
２１０  パッケージ
２１１  電力供給カップラー
２１２  電力供給制御部
２１３，２１４  データ通信用カップラー
２１５  メモリー・チップ
２２０  データ入出力制御部
２２１  制御回路
２２２  変調器
２２３  復調器
２２４  送信アンプ
２２５  受信アンプ
２３０  リーダーライダー
２３１  電力供給部
２３２  データ入出力制御部
２３３，２３４  データ通信用カップラー
２３５  電力供給カップラー
２３６  磁性コア
２３７  信号経路
２３８  カード型情報記憶装置
２４１  変調電圧発生部
２４２  増幅部（Ａｍｐ）
２４３，２４４  電極
２５１，２５２  電極
２５３  差動増幅器（作動Ａｍｐ）
３１１〜３１４  メモリーカード
３２１〜３２５  信号転送部
３３０  リーダーライター
３３１  磁性コア
４０１〜４０４  データ通信用カップラー
４１０  パッケージ
４１１  電力供給カップラー
４１２  電力供給制御部
４１５  メモリー・チップ
４２０  データ入出力制御部
４２１  制御回路
４２２  変調器
４２３  復調器
４２４  送信アンプ
４２５  受信アンプ
４３０  リーダーライダー
４３１  電力供給部
４３２  データ入出力制御部
４３３〜４３６  データ通信用カップラー
４３７  電力供給カップラー
４３８  磁性コア
４３９  信号経路
４４０  カード型情報記憶装置
４４１〜４４４  メモリーカード
４６１〜４６５  信号転送部
４７１〜４７５  信号転送部
４５０  リーダーライター
４５１  磁性コア
５１０  パッケージ
５１１  電力供給カップラー
５１２  電力供給制御部
５１３，５１４  データ通信用カップラー
５１５  メモリー・チップ
５２０  データ入出力制御部
５２１  送信アンプ
５２２  変調器
５２３  制御回路
５２４  復調器
５２５  受信アンプ
５２６  受信アンプ
５２７  復調器
５２８  変調器
５２９  送信アンプ
５３０  リーダーライダー
５３１  電力供給部
５３２  データ入出力制御部
５３３，５３４  データ通信用カップラー
５３５  電力供給カップラー
５３６  磁性コア
５３７  信号経路
５３８  カード型情報記憶装置
５５０  リーダーライター
５５１  磁性コア
５６１〜５６４  メモリーカード
５７１〜５７５  信号転送部
５８１  信号経路
７１０  パッケージ
７１１  電力供給カップラー
７１２  電力供給制御部
７１３〜７１６  データ通信用カップラー
７１７  メモリー・チップ
７２０  データ入出力制御部
７２１  送信アンプ
７２２  変調器
７２３  制御回路
７２４  復調器
７２５  受信アンプ
７２６  受信アンプ
７２７  復調器
７２８  変調器
７２９  送信アンプ
７３０  リーダーライダー
７３１  電力供給部
７３２  データ入出力制御部
７３３〜７３６  データ通信用カップラー
７３７  電力供給カップラー
７３８  磁性コア
７３９  信号経路
７４０  カード型情報記憶装置
７４１〜７４４  メモリーカード
７５０  リーダーライター
７５１  磁性コア
７６１〜７６５  信号転送部
７７１〜７７５  信号転送部
７８１  信号経路
８１１  電力伝送用コイル
８１２  回路
８１３  データ通信用カップラー
８２１  電力伝送用コア穴
８３１  電力伝送用コア
８３２  電力伝送用コイル
８３３  データ通信用カップラー
９１１  電力伝送用コイル
９１２  回路
９１３  データ通信用カップラー
９２１  電力伝送用コイル
９３１  電力伝送用コイル
９３２  データ通信用カップラー
９３３  カード格納穴
９３４  電力伝送用コア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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