【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、非接触型ＩＣカードお
よびこれを用いた識別システムに関し、特に、電源が不
要で簡単な回路構成の非接触型ＩＣカードおよびこれを
用いた識別システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-contact type IC card and an identification system using the same, and more particularly to a non-contact type IC card having a simple circuit structure that does not require a power source and an identification system using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】移動体の識別システムにおいては、たと
えば非接触型のＩＣカードが用いられる。このようなカ
ードを保持して移動する人を識別する場合に、識別装置
から発射される搬送波がカードにより受信されると、カ
ードはあらかじめ保持しているデータに基づいて、受信
した搬送波を変調し、発射する。このような識別システ
ムは、たとえば移動体識別装置標準規格ＲＣＲ ＳＴＤ
−１に規定されている。2. Description of the Related Art In a mobile body identification system, for example, a non-contact type IC card is used. When identifying a moving person by holding such a card, when the carrier wave emitted from the identification device is received by the card, the card modulates the received carrier wave based on the data held in advance. Fire. Such an identification system is, for example, a mobile identification device standard RCR STD.
-1.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来、このような識別
システムに使用されるカードは、内部に電池を保有し、
この電池によってカードで消費されるエネルギーを供給
していた。したがって、カードの寿命が電池の寿命に依
存し、カードの大きさから受ける制約によって電池の寿
命を長くすることには限界があるため、長期間使用でき
ないという問題があった。Conventionally, a card used in such an identification system has an internal battery,
This battery provided the energy consumed by the card. Therefore, the service life of the card depends on the service life of the battery, and there is a limit to extending the service life of the battery due to the restriction imposed by the size of the card, and there is a problem that the service cannot be used for a long time.
【０００４】一方、カードが外部から電力の供給を受け
る方式とする場合には、外部から送られてくる磁界をコ
イルによって受信し、得られた電流を整流回路によって
整流し、カードで使用する電力を得ることが考えられ
る。しかし、このように外部から送られてくる磁界をコ
イルによって受信する場合には、このような電力の整流
に使用される非直線素子がスイッチングされた状態とな
るので、通信用の電磁波がコイルに到達すると、その反
射波はスイッチング周波数、すなわち磁界の周波数によ
る被変調波となり、アンテナからのデータで変調された
反射波に対して支障を与えるという問題がある。On the other hand, in the case where the card receives the power from the outside, the magnetic field sent from the outside is received by the coil, the obtained current is rectified by the rectifier circuit, and the power used in the card is used. It is possible to get However, when the coil receives a magnetic field sent from the outside in this way, the non-linear element used for such rectification of electric power is in a switched state, so that electromagnetic waves for communication are transmitted to the coil. When it arrives, the reflected wave becomes a modulated wave depending on the switching frequency, that is, the frequency of the magnetic field, and there is a problem that it interferes with the reflected wave modulated by the data from the antenna.
【０００５】本発明は、上記のような問題点を解消し、
寿命が長く通信に支障のない非接触型ＩＣカードおよび
これを用いた識別システムを提供することを目的とす
る。The present invention solves the above problems,
It is an object of the present invention to provide a non-contact type IC card that has a long life and does not hinder communication and an identification system using the same.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、外部か
ら所定の搬送波を受信するとともに、搬送波をあらかじ
め保持するデータに基づいて変調した後、送信すること
により識別に使用される非接触型ＩＣカードは、データ
送受信用のアンテナと、外部から電力の供給を受けるた
めの第１のコイル手段とを有し、第１のコイル手段はシ
ールド手段により被覆され、シールド手段が第１のコイ
ル手段によるアンテナのデータ送受信への影響を防止す
るものである。According to the present invention, a non-contact type which is used for identification by receiving a predetermined carrier wave from the outside, modulating the carrier wave based on the data holding in advance, and then transmitting the modulated carrier wave. The IC card has an antenna for transmitting and receiving data, and a first coil means for receiving power supply from the outside, the first coil means is covered by the shield means, and the shield means is the first coil means. It is intended to prevent the influence of the antenna on the data transmission / reception of the antenna.
【０００７】また、本発明によれば、所定の搬送波を送
信する識別装置と、搬送波を受信して保持するデータに
基づき変調し識別装置へ送信する非接触型ＩＣカードと
からなる識別システムにおいて、カードは、データ送受
信用のアンテナと、識別装置から電力の供給を受けるた
めの第１のコイル手段とを有し、識別装置は、カードへ
電力を供給するための第２のコイル手段を有しているも
のである。Further, according to the present invention, in an identification system comprising an identification device for transmitting a predetermined carrier wave and a non-contact type IC card for modulating the carrier wave based on data held and held and transmitting the modulated carrier wave to the identification device, The card has an antenna for transmitting / receiving data and a first coil means for receiving power from the identification device, and the identification device has second coil means for supplying power to the card. Is what
【０００８】[0008]
【実施例】次に添付図面を参照して本発明による非接触
型ＩＣカードおよびこれを用いた識別システムの実施例
を詳細に説明する。Embodiments of the non-contact type IC card and the identification system using the same according to the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
【０００９】図１には、本発明による非接触型ＩＣカー
ドの一実施例の回路構成が示されている。同図に示すよ
うに、カードは通信部１０と電源部３０とからなる。通
信部１０は識別装置との間で周波数ｆ1 の電磁波により
通信を行う。電源部３０は識別装置から送られる周波数
ｆ2 の磁界を受けてカードで使用される電力を取り出
す。通信部１０および電源部３０は、図２に示すように
カードの周辺部に電源部３０の後述するコイルＬ１が配
置され、このコイルＬ１に囲まれて通信部１０および電
源部３０のその他の回路が配置される。FIG. 1 shows a circuit configuration of an embodiment of a non-contact type IC card according to the present invention. As shown in the figure, the card includes a communication unit 10 and a power supply unit 30. The communication unit 10 communicates with the identification device using an electromagnetic wave of frequency f1. The power supply unit 30 receives the magnetic field of the frequency f2 sent from the identification device and extracts the power used by the card. As shown in FIG. 2, in the communication unit 10 and the power supply unit 30, a coil L1 of the power supply unit 30 which will be described later is arranged in the peripheral portion of the card, and other circuits of the communication unit 10 and the power supply unit 30 are surrounded by the coil L1. Are placed.
【００１０】通信部１０はダイポールアンテナ１２を有
し、アンテナ１２にはショットキバリアダイオードＤ１
が接続されている。ショットキバリアダイオードＤ１は
周知のように、通常のダイオードと同様に復調に使用で
きるだけでなく、印加される電圧によってその端子間容
量が変化するため、本実施例においては送信用の変調器
としても使用される。The communication section 10 has a dipole antenna 12, and the antenna 12 has a Schottky barrier diode D1.
Are connected. As is well known, the Schottky barrier diode D1 can be used not only for demodulation like a normal diode but also for the capacitance between terminals depending on the applied voltage. Therefore, in the present embodiment, the Schottky barrier diode D1 is also used as a modulator for transmission. To be done.
【００１１】アンテナ１２には抵抗Ｒ、コンパレータ１
６を介して制御部１８が接続され、制御部１８にはメモ
リ２０が接続されている。アンテナ１２はまた、抵抗
Ｒ、スイッチＳＷ、コンパレータ２２を介して制御部１
８に接続されている。スイッチＳＷは、図示しない操作
手段によってデータ受信時にはオフとされ、送信時には
オンとされる。The antenna 12 has a resistor R and a comparator 1
A control unit 18 is connected via 6, and a memory 20 is connected to the control unit 18. The antenna 12 also includes a control unit 1 via a resistor R, a switch SW, and a comparator 22.
8 is connected. The switch SW is turned off at the time of receiving data and turned on at the time of data transmission by an operating means (not shown).
【００１２】コンパレータ１６はアンテナ１２から受信
され、ショットキバリアダイオードＤ１により復調され
た信号を所定のしきい値と比較することによりデジタル
信号に変換する。コンパレータ１６から出力されるデジ
タル信号は制御部１８に送られる。The comparator 16 converts the signal received from the antenna 12 and demodulated by the Schottky barrier diode D1 into a digital signal by comparing it with a predetermined threshold value. The digital signal output from the comparator 16 is sent to the control unit 18.
【００１３】送信すなわち応答時には、制御部１８は、
メモリ２０を制御してメモリ２０の所定の領域に格納さ
れたこのカード１０に固有のデータを読み出し、このデ
ータに基づいて、受信した搬送波を変調するデータを出
力する。制御部１８から出力された変調用のデータはス
イッチＳＷ、抵抗Ｒを通してアンテナ１２に送られる。
アンテナ１２に送られた変調用のデータに基づきショッ
トキバリアダイオードＤ１に印加される電圧が変化し、
識別装置から受信された搬送波が変調され、反射波とし
てアンテナ１２から発射される。At the time of transmission or response, the control unit 18
The memory 20 is controlled to read the data unique to the card 10 stored in a predetermined area of the memory 20, and based on this data, the data for modulating the received carrier wave is output. The modulation data output from the control unit 18 is sent to the antenna 12 through the switch SW and the resistor R.
The voltage applied to the Schottky barrier diode D1 changes based on the modulation data sent to the antenna 12,
The carrier wave received from the identification device is modulated and emitted from the antenna 12 as a reflected wave.
【００１４】電源部３０は、並列に接続されたコイルＬ
１とコンデンサＣ１、およびこれらのコイルＬ１、コン
デンサＣ１の一方の端子に接続されたダイオードＤ２、
コンデンサＣ２により構成される。コイルＬ１、コンデ
ンサＣ１の他方の端子は接地されている。The power source unit 30 includes a coil L connected in parallel.
1, a capacitor C1, a coil L1 thereof, a diode D2 connected to one terminal of the capacitor C1,
It is composed of a capacitor C2. The other terminals of the coil L1 and the capacitor C1 are grounded.
【００１５】このカードにおいては、図１および図３に
示すように、コイルＬ１には電磁波シールド３２が施さ
れている。電磁波シールド３２は、図３に示すように、
カード基材３４の表面に配置されたコイルＬ１、絶縁シ
ート層３６上に設けられたシールド層３８によって構成
される。シールド層３８は、周波数ｆ1 の電磁波をシー
ルドできる材料を使用する。シールド層３８としては、
たとえばプラスチックに導電性の亜鉛を溶射した材料
や、プラスチックに導電性材料を塗布した材料が使用さ
れる。なお、カードのシールド層３８は、カードの片面
またはカードの中心位置に設けてもよい。In this card, as shown in FIGS. 1 and 3, the coil L1 is provided with an electromagnetic wave shield 32. The electromagnetic wave shield 32, as shown in FIG.
The coil L1 is disposed on the surface of the card substrate 34, and the shield layer 38 is provided on the insulating sheet layer 36. The shield layer 38 uses a material capable of shielding an electromagnetic wave of frequency f1. As the shield layer 38,
For example, a material obtained by spraying conductive zinc on plastic or a material obtained by coating a conductive material on plastic is used. The shield layer 38 of the card may be provided on one side of the card or on the center of the card.
【００１６】識別装置から送られてくる周波数ｆ2 の磁
界はコイルＬ１によって受信され、ダイオードＤ２およ
びコンデンサＣ２によって平滑化され、カードの各回路
に供給される。The magnetic field of frequency f2 sent from the identification device is received by the coil L1, smoothed by the diode D2 and the capacitor C2, and supplied to each circuit of the card.
【００１７】このカードにおいては、電磁波シールド３
２が設けられているから、整流ダイオードＤ２が周波数
ｆ2 によってスイッチングを受けているにもかかわら
ず、アンテナ１２によって送受される通信周波数ｆ1 が
コイルＬ１によって変調されるのを防止することができ
る。In this card, the electromagnetic wave shield 3
2 is provided, it is possible to prevent the communication frequency f1 transmitted and received by the antenna 12 from being modulated by the coil L1 even though the rectifying diode D2 is switched by the frequency f2.
【００１８】また、識別装置においては、通信周波数ｆ
1 は電力供給用の周波数ｆ2 に比較して十分高い周波数
を使用し、コイルからの周波数ｆ2 が乗った場合にもハ
イパスフィルタまたはバンドパスフィルタなどのフィル
タ７４（図４）によって周波数ｆ2 の成分をカットでき
るようにすることが好ましい。Further, in the identification device, the communication frequency f
1 uses a frequency that is sufficiently higher than the frequency f2 for power supply, and even if the frequency f2 from the coil is present, the component of the frequency f2 can be detected by the filter 74 (Fig. 4) such as a high pass filter or a band pass filter. It is preferable to be able to cut.
【００１９】図４には、本発明による識別システムにお
いて上記のカードとともに使用される識別装置の構成が
示されている。識別装置もカードと同様に、通信部４０
および電力供給部８０を有する。FIG. 4 shows the configuration of an identification device used with the above card in the identification system according to the present invention. As with the card, the identification device also has a communication unit 40.
And a power supply unit 80.
【００２０】電力供給部８０には、コイルＬ２に接続さ
れた増幅マッチング部８２、交流電源８４が設けられて
いる。コイルＬ２には電界シールド８６が設けられてい
る。電界シールド８６は、コイルＬ２から発生される電
磁界成分のうち磁界成分のみを放射できる構造もしくは
材料を用い、たとえば銅、銀などの金属やプラスチック
に導電性の亜鉛を溶射した材料、もしくはプラスチック
に導電性材料を塗布した材料を使用し、間隙を設けてコ
イルＬ２を包みこんだ上、接地するようにすればよい。The power supply section 80 is provided with an amplification matching section 82 and an AC power source 84 connected to the coil L2. An electric field shield 86 is provided on the coil L2. The electric field shield 86 uses a structure or material that can radiate only the magnetic field component of the electromagnetic field component generated from the coil L2. For example, a metal such as copper or silver or a plastic obtained by spraying conductive zinc on the plastic or a plastic is used. It suffices to use a material coated with a conductive material, enclose the coil L2 with a gap, and ground the coil L2.
【００２１】交流電源８４から発生された交流電力は増
幅マッチング部８２で増幅およびインピーダンス整合さ
れ、コイルＬ２から磁界の形で前述のカードへ供給され
る。その場合に、前述のようにコイルＬ２から発生する
電界成分は電界シールド８６によってシールドされ、磁
界成分のみがカードへ送られる。The AC power generated from the AC power supply 84 is amplified and impedance-matched by the amplification matching section 82, and is supplied from the coil L2 to the above card in the form of a magnetic field. In that case, as described above, the electric field component generated from the coil L2 is shielded by the electric field shield 86, and only the magnetic field component is sent to the card.
【００２２】通信部４０は、カードとの間で送受信を行
うアンテナ４２およびこれに接続された図示のような回
路によって構成されている。The communication section 40 is composed of an antenna 42 for transmitting and receiving data to and from the card, and a circuit as shown in the figure connected to the antenna 42.
【００２３】データ送信時には、制御回路４４から所定
のデータが出力され、変調回路５０に送られる。発振器
４６から発生された周波数ｆ１の交流が搬送波として使
用され、スプリッタ４８を介して変調回路５０に送ら
れ、制御回路４４から送られたデータによって変調され
る。変調された信号は増幅回路５２、スプリッタ５４お
よびフィルタ７４を介してアンテナ４２に送られ、アン
テナ４２からカードへ向けて発射される。At the time of data transmission, predetermined data is output from the control circuit 44 and sent to the modulation circuit 50. The alternating current of the frequency f1 generated from the oscillator 46 is used as a carrier wave, is sent to the modulation circuit 50 via the splitter 48, and is modulated by the data sent from the control circuit 44. The modulated signal is sent to the antenna 42 via the amplifier circuit 52, the splitter 54 and the filter 74, and is emitted from the antenna 42 toward the card.
【００２４】データ受信時には、変調回路５０は働か
ず、搬送波のみがアンテナから送られる。カードではこ
れを受信し、前述のように応答信号を識別装置へ発射す
る。カードからの信号はアンテナ４２で受信され、スプ
リッタ５４および５６を通して混合回路５８および６０
に送られる。混合回路５８および６０には、発振器４６
から発生されスプリッタ４８および６２、またはさらに
π／２位相シフト回路６４を通した信号がそれぞれ入力
され、スプリッタ５６から送られた信号と混合される。
混合回路５８および６０からの出力はそれぞれ増幅回路
６６および６８を通して位相検出回路７０および±選択
回路７２に送られる。位相検出回路７０は増幅回路６６
および６８から入力された２つの信号により位相を検出
する。±選択回路７２は位相検出回路７０から送られた
位相検出信号に基づき信号の符号を選択する。制御回路
４４は±選択回路７２からの信号に基づき、応答したカ
ードを識別し、またはデータを受信する。At the time of data reception, the modulation circuit 50 does not work, and only the carrier wave is sent from the antenna. The card receives this and sends a response signal to the identification device as described above. The signal from the card is received at antenna 42 and passed through splitters 54 and 56 to mixing circuits 58 and 60.
Sent to. The mixing circuits 58 and 60 include an oscillator 46.
The signals generated by the splitters 48 and 62 or further passed through the π / 2 phase shift circuit 64 are respectively input and mixed with the signals sent from the splitter 56.
The outputs from the mixing circuits 58 and 60 are sent to the phase detection circuit 70 and the ± selection circuit 72 through the amplification circuits 66 and 68, respectively. The phase detection circuit 70 is an amplifier circuit 66.
The phase is detected by the two signals input from the input terminals 68 and 68. The ± selection circuit 72 selects the sign of the signal based on the phase detection signal sent from the phase detection circuit 70. The control circuit 44 identifies the responding card or receives data based on the signal from the ± selection circuit 72.
【００２５】このような識別装置を上記のカードととも
に用いるシステムによれば、識別装置から発射した周波
数ｆ１の電磁波をカードが受信し、その保持するデータ
によってこれを変調して識別装置へ送り返す。したがっ
て、識別装置がこれを受信することによってカードを識
別することができる。しかもカードは電池をそなえる必
要がないため、長寿命とすることができる。According to the system in which such an identification device is used together with the above card, the card receives the electromagnetic wave of the frequency f1 emitted from the identification device, modulates the electromagnetic wave with the data held therein, and sends it back to the identification device. Therefore, the identification device can identify the card by receiving this. Moreover, since the card does not need to have a battery, it can have a long life.
【００２６】また、識別装置のコイルＬ２が電界シール
ド８６によってシールドされているから、コイルＬ２か
ら発射されるカードの電力用の周波数ｆ２の電磁界の電
界成分は電界シールド８６によってシールドされ、磁界
成分のみがカードへ発射される。したがって、カードに
おいてこれを受信する場合に、周波数ｆ２の電界成分に
よってアンテナ１２に誘導電圧が発生することがない。
さらにカードにおいても、コイルＬ１には電磁波シール
ド３２が設けられているから、アンテナ１２によって送
受される通信周波数ｆ1 がコイルＬによって変調される
のを防止することができる。Further, since the coil L2 of the identification device is shielded by the electric field shield 86, the electric field component of the electromagnetic field of the frequency f2 for power of the card emitted from the coil L2 is shielded by the electric field shield 86, and the magnetic field component. Only the fired cards. Therefore, when the card receives this, an induced voltage is not generated in the antenna 12 due to the electric field component of the frequency f2.
Further, also in the card, since the coil L1 is provided with the electromagnetic wave shield 32, it is possible to prevent the communication frequency f1 transmitted and received by the antenna 12 from being modulated by the coil L.
【００２７】また、ショットキバリアダイオードＤ１が
受信用の復調手段および送信用の変調手段の両方に使用
されるから、アンテナ１２を送信および受信に兼用で
き、復調および変調のための回路も簡単なものとするこ
とができる。したがって、カード内蔵に適したコンパク
トな回路を実現することができる。Further, since the Schottky barrier diode D1 is used as both the demodulating means for receiving and the modulating means for transmitting, the antenna 12 can be used for both transmitting and receiving, and the circuit for demodulating and modulating is also simple. Can be Therefore, it is possible to realize a compact circuit suitable for embedding in a card.
【００２８】なお、カードにおいて、直交する２本のア
ンテナを設け、これらの間にショットキバリアダイオー
ドを接続するようにしてもよい。このようにすれば、１
つの平面内で互いに直交する２本のアンテナが設けら
れ、この平面に垂直に入射する電磁波に対しては偏波面
を選ばないため、アンテナの偏波面に対する角度依存性
を少なくすることができる。したがって、カードの所持
者の所持方向によってカード内のアンテナの偏波面に対
する角度依存性が低下することがない。The card may be provided with two orthogonal antennas and a Schottky barrier diode may be connected between them. If you do this, 1
Two antennas that are orthogonal to each other in one plane are provided, and the plane of polarization is not selected for electromagnetic waves that enter perpendicularly to this plane, so that the angle dependence of the antenna with respect to the plane of polarization can be reduced. Therefore, the angle dependency of the antenna in the card with respect to the polarization plane does not decrease depending on the carrying direction of the card holder.
【００２９】[0029]
【発明の効果】本発明によれば、カードに電源を備える
必要がないため、カードを長寿命とすることができる。
また、カードが識別装置から電力の供給を受ける場合
に、これらの送受信に使用されるコイル手段にシールド
手段が設けられているから、電力授受用の周波数と通信
用の周波数の相互間の影響を防止することができる。According to the present invention, since it is not necessary to equip the card with a power source, the life of the card can be extended.
Further, when the card receives power from the identification device, the coil means used for transmitting and receiving these is provided with a shield means, so that the influence between the frequency for power transfer and the frequency for communication is prevented. Can be prevented.
【図１】本発明による非接触型ＩＣカードの一実施例を
示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a non-contact type IC card according to the present invention.
【図２】図１のカードの概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view of the card of FIG.
【図３】図１のカードの一部省略断面図である。FIG. 3 is a partially omitted cross-sectional view of the card of FIG.
【図４】本発明によるシステムに使用される識別装置の
一実施例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of an identification device used in the system according to the present invention.
１０ 通信部 １２ アンテナ １６ コンパレータ １８ 制御部 ２０ メモリ ２２ コンパレータ ３０ 電源部 ３２ 電磁波シールド ３４ カード基材 ３６ 絶縁シート層 ３８ シールド層 ４０ 通信部 ４２ アンテナ ４４ 制御部 ４６ 発振器 ５０ 変調回路 ５８、６０ 混合回路 Ｌ１、Ｌ２ コイル Ｄ１ ショットキバリアダイオード Ｄ２ ダイオード Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ ＳＷ スイッチ 10 communication section 12 antenna 16 comparator 18 control section 20 memory 22 comparator 30 power supply section 32 electromagnetic wave shield 34 card base material 36 insulating sheet layer 38 shield layer 40 communication section 42 antenna 44 control section 46 oscillator 50 modulation circuit 58, 60 mixed circuit L1 , L2 coil D1 Schottky barrier diode D2 diode C1, C2 capacitor SW switch
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4113103AJP3065171B2 (en) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | Contactless IC card and its identification system |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4113103AJP3065171B2 (en) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | Contactless IC card and its identification system |
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| Country | Link |
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