(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カードリーダに組み込む第１の通信回路と、ＩＣカードに組み込む第２の通信回路とを備えてなり、前記第１の通信回路は、マイクロコンピュータからのデータに基づくパルス状の磁界を低周波の交流磁界に重畳し、該低周波の交流磁界をデータの搬送磁界とする交流磁界としてアンテナを介して出力し、前記第２の通信回路は、ローパスフィルタを介して前記第１の通信回路からの前記低周波の交流磁界による誘起電力を電源部に供給し、該電源部で直流電力に整流してＩＣモジュールに給電するとともに、ハイパスフィルタを介して前記ＩＣモジュールに双方向に接続することにより、前記ハイパスフィルタを介して前記交流磁界に重畳されているデータを分離して前記ＩＣモジュールに出力し、該ＩＣモジュールから前記ハイパスフィルタを介して出力されるデータを交流磁界としてアンテナを介して外部に出力し、前記第１、第２の通信回路は、前記低周波の交流磁界を数１００Hz以下に設定してＩＣカードに接触する使用者の手の影響を受けることなく前記ＩＣモジュールに入出力するデータを相互通信することを特徴とするＩＣカードの電力供給システム。
【請求項２】
カードリーダに組み込む第１の通信回路と、ＩＣカードに組み込む第２の通信回路とを備えてなり、前記第１の通信回路は、マイクロコンピュータからのデータに基づくパルス状の磁界を低周波の交流磁界に重畳し、該低周波の交流磁界をデータの搬送磁界とする交流磁界としてアンテナを介して出力し、前記第２の通信回路は、ローパスフィルタを介して前記第１の通信回路からの前記低周波の交流磁界による誘起電力を電源部に供給し、該電源部で直流電力に整流してＩＣモジュールに給電するとともに、ハイパスフィルタを介して前記ＩＣモジュールに双方向に接続することにより、前記ハイパスフィルタを介して前記交流磁界に重畳されているデータを分離して前記ＩＣモジュールに出力し、該ＩＣモジュールから前記ハイパスフィルタを介して出力されるデータを電磁波としてアンテナを介して外部に出力し、前記第１、第２の通信回路は、前記低周波の交流磁界を数１００Hz以下に設定してＩＣカードに接触する使用者の手の影響を受けることなく前記ＩＣモジュールに入出力するデータを相互通信することを特徴とするＩＣカードの電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無接触形のＩＣカードを安定に作動させることができるＩＣカードの電力供給システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
無接触形のＩＣカードは、電磁誘導方式の電力供給システムを介し、必要な電力をＩＣカード内のＩＣモジュールに給電する。
【０００３】
電力供給システムは、一対の通信回路をカードリーダ側、ＩＣカード側に組み込んで構成されており、各通信回路には、アンテナが付設されている。カードリーダ側の通信回路は、たとえば約１３．５MHz の高周波電力をアンテナに供給して電磁波を発生させ、ＩＣカード側の通信回路は、カードリーダからの電磁波によりアンテナに電圧を誘起させてＩＣモジュールに給電するとともに、誘起電圧からデータを分離し、ＩＣモジュールに対して必要なデータを入力することができる。ただし、カードリーダ側からの電磁波は、データによって変調されている。また、ＩＣカード側の通信回路は、ＩＣモジュールからのデータをカードリーダ側に送信することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来技術によるときは、ＩＣカード側のアンテナは、カードリーダ側からの電磁波に共振する狭帯域幅のコイルアンテナであるから、使用者の手がＩＣカードに接触すると、アンテナの共振周波数が低い方にドリフトし、必要十分な電力をＩＣモジュールに給電することができないことがあり、カードリーダとの通信距離が短くなってしまうことがあるという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、ＩＣカード側の第２の通信回路を介し、カードリーダ側からの低周波の交流磁界による誘起電力をＩＣモジュールに給電することによって、ＩＣモジュールに対して十分な電力を安定に給電し、大きな通信距離を確保することができるＩＣカードの電力供給システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための請求項１の発明の構成は、カードリーダに組み込む第１の通信回路と、ＩＣカードに組み込む第２の通信回路とを備えてなり、第１の通信回路は、マイクロコンピュータからのデータに基づくパルス状の磁界を低周波の交流磁界に重畳し、低周波の交流磁界をデータの搬送磁界とする交流磁界としてアンテナを介して出力し、第２の通信回路は、ローパスフィルタを介して第１の通信回路からの低周波の交流磁界による誘起電力を電源部に供給し、電源部で直流電力に整流してＩＣモジュールに給電するとともに、ハイパスフィルタを介してＩＣモジュールに双方向に接続することにより、ハイパスフィルタを介して交流磁界に重畳されているデータを分離してＩＣモジュールに出力し、ＩＣモジュールからハイパスフィルタを介して出力されるデータを交流磁界としてアンテナを介して外部に出力し、第１、第２の通信回路は、低周波の交流磁界を数１００Hz以下に設定してＩＣカードに接触する使用者の手の影響を受けることなくＩＣモジュールに入出力するデータを相互通信することをその要旨とする。
【０００７】
請求項２の発明の構成は、カードリーダに組み込む第１の通信回路と、ＩＣカードに組み込む第２の通信回路とを備えてなり、第１の通信回路は、マイクロコンピュータからのデータに基づくパルス状の磁界を低周波の交流磁界に重畳し、低周波の交流磁界をデータの搬送磁界とする交流磁界としてアンテナを介して出力し、第２の通信回路は、ローパスフィルタを介して第１の通信回路からの低周波の交流磁界による誘起電力を電源部に供給し、電源部で直流電力に整流してＩＣモジュールに給電するとともに、ハイパスフィルタを介してＩＣモジュールに双方向に接続することにより、ハイパスフィルタを介して交流磁界に重畳されているデータを分離してＩＣモジュールに出力し、ＩＣモジュールからハイパスフィルタを介して出力されるデータを電磁波としてアンテナを介して外部に出力し、第１、第２の通信回路は、低周波の交流磁界を数１００Hz以下に設定してＩＣカードに接触する使用者の手の影響を受けることなくＩＣモジュールに入出力するデータを相互通信することをその要旨とする。
【０００９】
【作用】
かかる発明の構成によるときは、ＩＣカード側の第２の通信回路は、カードリーダ側の第１の通信回路からの交流磁界による誘起電力をＩＣモジュールに給電し、ＩＣモジュールを安定に作動させることができる。ただし、このときの交流磁界は、使用者の手がＩＣカードに接触しても、その影響を無視し得るように、数１００Hz以下の低周波に設定するものとする。
【００１０】
第１の通信回路は、交流磁界にデータを重畳して出力することにより、交流磁界をデータの搬送磁界とすることができ、データ通信時における外部からの電磁波等の影響を最小にすることができる。
【００１１】
第１の通信回路は、交流磁界とデータとを個別に出力することにより、十分強力な交流磁界を容易に発生させ、ＩＣモジュールに供給する電力を一層安定化することができる。
【００１２】
第１の通信回路は、磁石を介して低周波の交流磁界を発生させることにより、交流磁界を発生させるために格別な電源を必要としない。なお、このときの磁石は、機械的に旋回させ、または往復運動させることにより、交流磁界を発生させることができる。また、第１の通信回路は、別のアンテナを介し、交流磁界から分離してデータを出力すればよい。
【００１３】
第１の通信回路は、機械的に旋回させ、または往復運動するコイルに直流電圧を印加することにより、低周波の交流磁界を発生させることもできる。なお、このときのデータは、交流磁界に重畳させて出力してもよく、別のアンテナを介して出力してもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
ＩＣカードの電力供給システムは、カードリーダ１０に組み込む第１の通信回路１１と、ＩＣカード２０に組み込む第２の通信回路２１とを備えてなる（図１）。
【００１６】
第１の通信回路１１は、アンテナ１１ａと、アンテナ１１ａに分岐接続するミキサ１１ｂ、ハイパスフィルタ１１ｃとを備えて構成されている。ミキサ１１ｂ、ハイパスフィルタ１１ｃは、それぞれカードリーダ１０内の図示しない交流電源回路、マイクロコンピュータに接続されている。
【００１７】
第２の通信回路２１は、アンテナ２１ａと、アンテナ２１ａに分岐接続するローパスフィルタ２１ｂ、ハイパスフィルタ２１ｃと、ローパスフィルタ２１ｂに接続する電源部２１ｄとを備えて構成されている。電源部２１ｄの出力は、ＩＣモジュール２２のマイクロプロセッサ２２ａと、フラッシュメモリ等の書込み可能な不揮発性のメモリ２２ｂとに分岐接続されている。ハイパスフィルタ２１ｃの出力は、ＩＣモジュール２２のマイクロプロセッサ２２ａに双方向に接続されており、マイクロプロセッサ２２ａ、メモリ２２ｂは、互いに双方向に接続されている。
【００１８】
第１の通信回路１１は、カードリーダ１０内の交流電源回路からミキサ１１ｂを介してアンテナ１１ａに低周波電力Ｐ1 を供給することにより、アンテナ１１ａを介して低周波の交流磁界Ｈ1 を発生させることができる（図２）。また、第１の通信回路１１は、カードリーダ１０内のマイクロコンピュータからのデータＤをミキサ１１ｂに供給することにより、交流磁界Ｈ1 に対してデータＤに基づく磁界Ｈ2 を重畳させ、交流磁界Ｈとして出力することができる。
【００１９】
一方、第２の通信回路２１は、アンテナ２１ａを介して第１の通信回路１１からの交流磁界Ｈを受信すると、ローパスフィルタ２１ｂを介して低周波の交流磁界Ｈ1 に基づく誘起電力Ｐ2 を電源部２１ｄに供給する。そこで、電源部２１ｄは、誘起電力Ｐ2 を直流電力Ｐ3 に整流してＩＣモジュール２２に給電することができる。また、第２の通信回路２１は、ハイパスフィルタ２１ｃを介し、交流磁界Ｈに重畳されているデータＤを分離してＩＣモジュール２２のマイクロプロセッサ２２ａに出力することができ、マイクロプロセッサ２２ａは、データＤに従って作動し、メモリ２２ｂに所定の記憶データを書き込んだり、メモリ２２ｂの記憶データを読み込んだり、さらに、新たなデータＤを第２の通信回路２１に出力したりすることができる。第２の通信回路２１は、アンテナ２１ａを介し、ＩＣモジュール２２からのデータＤを磁界Ｈ3 として出力することができる。
【００２０】
第１の通信回路１１は、アンテナ１１ａを介してＩＣカード２０からの交流磁界Ｈ3 を受信すると、ハイパスフィルタ１１ｃを介し、データＤをマイクロコンピュータに出力する。したがって、第１、第２の通信回路１１、２１は、磁界Ｈ2 、Ｈ3 を介し、データＤを相互通信することができる。
【００２１】
以上の説明において、第２の通信回路２１から出力する交流磁界Ｈ3 は、所定の周波数の電磁波であってもよい。このとき、第１の通信回路１１は、アンテナ１１ａを介して第２の通信回路２１からの電磁波を受信し、ハイパスフィルタ１１ｃを介してデータＤをマイクロコンピュータに送出する。
【００２２】
【他の実施の形態】
第１の通信回路１１は、アンテナ１１ａ1 、１１ａ2 を介し、低周波の交流磁界Ｈ1 、データＤに基づく磁界Ｈ2 を個別に出力してもよい（図３、図４）。すなわち、アンテナ１１ａ1 は、低周波電力Ｐ1 により交流磁界Ｈ1 を発生することができ、アンテナ１１ａ2 は、データＤに基づく磁界Ｈ2 を発生するとともに、第２の通信回路２１からのデータＤに基づく磁界Ｈ3 を受信することができる。なお、アンテナ１１ａ2 は、磁界Ｈ2 、Ｈ3 に代えて、電磁波を介してデータＤを出力し、データＤを受信してもよい。
【００２３】
第１の通信回路１１は、アンテナ１１ａ1 に代えて、磁石１１ｅを介して交流磁界Ｈ1 を発生することができる（図５）。磁石１１ｅは、両端に磁極を有する永久磁石であって、モータ１１ｅ1 に連結されている。そこで、磁石１１ｅは、モータ１１ｅ1 を介して周期的に旋回させることにより（同図の矢印Ｋ1 方向）、交流磁界Ｈ1 を発生することができる。
【００２４】
また、第１の通信回路１１は、コイル１１ｆを介して交流磁界Ｈ1 を発生させてもよい（図６）。コイル１１ｆは、長孔１１ｆ2 を有する移動ベース１１ｆ1 上に立設されており、移動ベース１１ｆ1 は、図示しないガイドレールを介し、左右に摺動自在に保持されている。また、長孔１１ｆ2 には、係合ピン１１ｆ3 が係合しており、係合ピン１１ｆ3 は、モータ１１ｆ5 の軸端のアーム１１ｆ4 上に立設されている。
【００２５】
そこで、コイル１１ｆは、直流電圧を印加するとともにモータ１１ｆ5 を回転させることにより、左右に周期的に往復移動し（同図の矢印Ｋ2 方向）、交流磁界Ｈ1 を発生することができる。なお、コイル１１ｆは、移動ベース１１ｆ1 を介して左右に往復揺動させてもよい。また、コイル１１ｆからの交流磁界Ｈ1 には、データＤに基づく磁界Ｈ2 を重畳させてもよい。
【００２６】
なお、図５の磁石１１ｅ、図６のコイル１１ｆは、それぞれの駆動機構を交換してもよい。すなわち、磁石１１ｅ、コイル１１ｆは、任意の駆動機構を介し、適当な周期により、機械的に旋回させ、または往復運動させればよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ＩＣカード側の第２の通信回路を介し、カードリーダ側の第１の通信回路からの低周波の交流磁界による誘起電力をＩＣモジュールに給電することによって、第２の通信回路は、ＩＣカードに接触する使用者の手の影響を受けることなく、ＩＣモジュールに対して十分な電力を安定に給電することができるから、カードリーダ、ＩＣカード間のデータ通信を安定化し、大きな通信距離を容易に実現することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  全体構成ブロック系統図
【図２】  動作信号波形図
【図３】  他の実施の形態を示す要部ブロック系統図
【図４】  図３の動作信号波形図
【図５】  他の実施の形態を示す要部構成説明図（１）
【図６】  他の実施の形態を示す要部構成説明図（２）
【符号の説明】
Ｈ1 …交流磁界
Ｐ2 …誘起電力
Ｄ…データ
１０…カードリーダ
２０…ＩＣカード
１１…第１の通信回路
２１…第２の通信回路
１１ｅ…磁石
１１ｆ…コイル
２２…ＩＣモジュール
【図１】
0004207171.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004207171.tif 000004
【図４】
0004207171.tif 000005
【図５】
0004207171.tif 000006
【図６】
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