JP2002251594A - Ic card and card reader device - Google Patents
Ic card and card reader deviceInfo
- Publication number
- JP2002251594A JP2002251594A JP2001047528A JP2001047528A JP2002251594A JP 2002251594 A JP2002251594 A JP 2002251594A JP 2001047528 A JP2001047528 A JP 2001047528A JP 2001047528 A JP2001047528 A JP 2001047528A JP 2002251594 A JP2002251594 A JP 2002251594A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- card
- antenna
- antennas
- thin film
- metal thin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Details Of Aerials (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
- Credit Cards Or The Like (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、非接触方式による
アクセスが可能に構成されたICカードおよびカードリ
ーダ装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an IC card and a card reader which can be accessed by a non-contact method.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種の非接触方式によるアクセスが可
能な従来のICカードおよびカードリーダ装置として
は、一般的に、ICカード内にアンテナ用コイルが内蔵
され、かつカードリーダ装置には、カード挿入口に挿入
されたICカード内のアンテナ用コイルに近接するよう
にアンテナ用コイルが配置されている。2. Description of the Related Art As a conventional IC card and a card reader which can be accessed by this kind of non-contact method, generally, an antenna coil is built in an IC card, and the card reader has a card reader. The antenna coil is arranged close to the antenna coil in the IC card inserted into the insertion slot.
【0003】この従来のICカードおよびカードリーダ
装置では、カードリーダ装置が、そのカード挿入口にI
Cカードが挿入された際に、ICカードの挿入を検出
し、アクセス信号で搬送波信号を変調して生成した高周
波信号をアンテナ用コイルからICカードに向けて送信
する。一方、ICカード側では、カードリーダ装置のア
ンテナ用コイルから送信された高周波信号を内蔵のアン
テナ用コイルで受信し、その受信した高周波信号を整流
してアクセス信号と直流電圧とを生成する。次いで、そ
の直流電圧を作動用電力として作動して、アクセス信号
に対するアンサーデータをカードリーダ装置に送信す
る。この結果、カードリーダ装置とICカードとの間で
相互通信が行われる。In this conventional IC card and card reader device, the card reader device has an I
When the C card is inserted, the insertion of the IC card is detected, and a high-frequency signal generated by modulating a carrier signal with an access signal is transmitted from the antenna coil to the IC card. On the other hand, on the IC card side, a high-frequency signal transmitted from an antenna coil of the card reader device is received by a built-in antenna coil, and the received high-frequency signal is rectified to generate an access signal and a DC voltage. Next, the DC voltage is operated as operating power, and answer data for the access signal is transmitted to the card reader device. As a result, mutual communication is performed between the card reader device and the IC card.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
ICカードおよびカードリーダ装置には、以下の問題点
がある。すなわち、従来のICカードでは、高周波信号
を受信して十分な作動用電力を生成するために、アンテ
ナ用コイルのインダクタンスと共振用コンデンサの容量
とから定まる共振周波数を高周波信号の周波数に精度良
く一致させる必要がある。この場合、その共振周波数
は、一般的には、アンテナ用コイルの巻数や長さを微調
整したり、共振用コンデンサの容量を微調整したりする
ことによって調整される。しかし、厚みが0.8〜0.
9mmという薄厚のICカード内にアンテナ用コイルを
内蔵させて封止した際には、アンテナ用コイルのインダ
クタンスが大きく変化する。このため、たとえ、内蔵さ
せた際のインダクタンス変化分を想定してアンテナ用コ
イルを製造したとしても、ICカードに実際に内蔵させ
た際には、想定したインダクタンス変化分と実際のイン
ダクタンス変化分とが一致しないことがある。この場
合、共振周波数と高周波信号の周波数とが封止した状態
で一致しないICカードについては破棄せざるを得ない
ため、その分の歩止まりが低下する。したがって、従来
のICカードには、アンテナ用コイルのインダクタンス
を精度良く製造することが困難なことに起因して、その
コストが高騰しているという問題点がある、However, the conventional IC card and card reader have the following problems. That is, in the conventional IC card, in order to receive a high-frequency signal and generate sufficient operating power, the resonance frequency determined from the inductance of the antenna coil and the capacitance of the resonance capacitor accurately matches the frequency of the high-frequency signal. Need to be done. In this case, the resonance frequency is generally adjusted by finely adjusting the number of turns or the length of the antenna coil or finely adjusting the capacitance of the resonance capacitor. However, when the thickness is 0.8-0.
When the antenna coil is embedded in a thin IC card having a thickness of 9 mm and sealed, the inductance of the antenna coil greatly changes. For this reason, even if the antenna coil is manufactured by assuming the inductance change at the time of being incorporated, when the antenna coil is actually incorporated into the IC card, the assumed inductance change and the actual inductance change are different. May not match. In this case, an IC card in which the resonance frequency and the frequency of the high-frequency signal do not match in a sealed state must be discarded, and the yield is reduced accordingly. Therefore, the conventional IC card has a problem that its cost is soaring because it is difficult to accurately manufacture the inductance of the antenna coil.
【0005】本発明は、かかる問題点を解決すべくなさ
れたものであり、コストダウンを図り得るICカード、
およびそのICカードとの間でのアクセスが可能なカー
ドリーダ装置を提供することを主目的とする。The present invention has been made to solve such a problem, and an IC card capable of reducing costs.
And a card reader device capable of accessing the IC card.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく請
求項1記載のICカードは、カードリーダ装置によって
送信される高周波信号をICカード本体に設けられたア
ンテナ部を介して受信し、その高周波信号を整流して作
動用電圧を生成すると共にその高周波信号に重畳されて
いる変調信号を復調することによって前記カードリーダ
装置との間で相互に通信可能に構成されたICカードで
あって、前記アンテナ部は、互いに分離した一対の静電
容量結合型アンテナで構成されていることを特徴とす
る。In order to achieve the above object, an IC card according to the present invention receives a high-frequency signal transmitted by a card reader device via an antenna section provided in an IC card main body, and receives the high-frequency signal. An IC card configured to rectify a high-frequency signal to generate an operating voltage and to communicate with the card reader device by demodulating a modulation signal superimposed on the high-frequency signal, The antenna unit includes a pair of capacitively coupled antennas separated from each other.
【0007】請求項2記載のICカードは、請求項1記
載のICカードにおいて、前記一対の静電容量結合型ア
ンテナは、前記カード本体の長手方向に沿ってその外表
面に並設されていることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided an IC card according to the first aspect, wherein the pair of capacitively coupled antennas are arranged on the outer surface of the card body along a longitudinal direction of the card body. It is characterized by the following.
【0008】請求項3記載のICカードは、請求項1ま
たは2記載のICカードにおいて、前記一対の静電容量
結合型アンテナは、前記ICカード本体の表面に配設さ
れると共に互いに分離した第1の金属薄膜および第2の
金属薄膜と、前記ICカード本体の裏面に配設されると
共に互いに分離した第3の金属薄膜および第4の金属薄
膜とを備えて構成され、前記第1の金属薄膜および第3
の金属薄膜は、当該ICカード本体を挟んで互いに対向
させられると共に互いに接続されて一方の前記静電容量
結合型アンテナを構成し、前記第2の金属薄膜および第
4の金属薄膜は、当該ICカード本体を挟んで互いに対
向させられると共に互いに接続されて他方の前記静電容
量結合型アンテナを構成することを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided the IC card according to the first or second aspect, wherein the pair of capacitively coupled antennas are disposed on a surface of the IC card main body and separated from each other. A first metal thin film and a second metal thin film, and a third metal thin film and a fourth metal thin film provided on a back surface of the IC card main body and separated from each other; Thin film and third
Are connected to each other with the IC card body interposed therebetween and constitute one of the capacitively coupled antennas. The second metal thin film and the fourth metal thin film are It is characterized by being opposed to each other across a card body and connected to each other to form the other capacitively coupled antenna.
【0009】請求項4記載のICカードは、請求項2ま
たは3記載のICカードにおいて、前記ICカード本体
は、前記静電容量結合型アンテナが形成されている面に
錆止めコーティングが施されていることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the IC card according to the second or third aspect, the IC card body is provided with a rust-proof coating on a surface on which the capacitive coupling antenna is formed. It is characterized by the following.
【0010】請求項5記載のカードリーダ装置は、請求
項1から4のいずれかに記載のICカードとの間で通信
可能に構成されたカードリーダ装置であって、前記IC
カードにおける前記一対の静電容量結合型アンテナにそ
れぞれ対向可能に配置された一対の装置側静電容量結合
型アンテナを備え、当該装置側静電容量結合型アンテナ
と前記ICカード側の前記一対の静電容量結合型アンテ
ナを介して当該ICカードに前記高周波信号を送信する
ことを特徴とする。A card reader according to a fifth aspect is a card reader configured to be able to communicate with the IC card according to any one of the first to fourth aspects,
A pair of device-side capacitance-coupling antennas respectively disposed so as to be able to face the pair of capacitance-coupling antennas in the card, and the device-side capacitance-coupling antenna and the pair of IC card-side antennas. The high-frequency signal is transmitted to the IC card via a capacitive coupling antenna.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係るICカードおよびカードリーダ装置の好適な実
施の形態について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of an IC card and a card reader according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0012】カードリーダライタ1は、本発明における
カードリーダ装置に相当し、図1に示すように、ICカ
ード2に対して静電容量結合方式によって高周波信号を
送信することにより、電力の供給、およびICカード2
内の後述するEEPROMへのアクセスが可能に構成さ
れている。具体的には、カードリーダライタ1は、発振
回路11、変調回路12、検波回路13、増幅回路14
およびアンテナ部15を備えて構成されている。The card reader / writer 1 corresponds to the card reader in the present invention, and supplies power by transmitting a high-frequency signal to the IC card 2 by an electrostatic capacitance coupling method as shown in FIG. And IC card 2
It is configured to be able to access an EEPROM described later. Specifically, the card reader / writer 1 includes an oscillation circuit 11, a modulation circuit 12, a detection circuit 13, and an amplification circuit 14.
And an antenna unit 15.
【0013】この場合、発振回路11は、ICカード2
との静電容量結合の結合度を強化すべく、より高い周波
数、例えば18MHzの搬送波Sc(図4参照)を生成
して変調回路12に出力する。変調回路12は、外部に
配置されたパーソナルコンピュータ(以下、「パソコ
ン」ともいう)から出力される制御データなどの変調信
号SMA(図4参照)に同期して搬送波Scを振幅変調す
る。この場合、変調信号SMAは、そのデューティ比が5
0%のシリアルデータで構成されている。このため、I
Cカード2側において十分な電力の生成を可能とするた
めに、変調回路12は、変調信号SMAに同期してパルス
幅が例えば15μの変調信号SMB(図4参照)を生成し
て、その変調信号SMBで搬送波Scを振幅変調すること
によって図4に示す高周波信号SC1を生成する。検波回
路13は、ICカード2によって搬送波Scが振幅変調
された際の高周波信号SC2(図4参照)を整流すること
により、アンサーバックデータとしての復調信号SD2
(図4参照)を生成する。増幅回路14は、例えば、オ
ペアンプで構成され、復調信号SD2を増幅して図4に示
す復調信号SD3をパソコンに出力する。アンテナ部15
は、一対の非接触方式による静電容量結合型のアンテナ
15a,15bを備えて構成され、一方のアンテナ15
aは変調回路12の出力端に接続され、他方のアンテナ
15bはグランド電位(アース電位)に接続されてい
る。なお、変調回路12が平衡方式で高周波信号SC1を
出力する構成の場合には、平衡線路にアンテナ15a,
15bが接続される。また、このアンテナ15a,15
bの構造については後述する。In this case, the oscillation circuit 11 includes the IC card 2
In order to enhance the degree of capacitance coupling with the carrier, a carrier wave Sc (see FIG. 4) of a higher frequency, for example, 18 MHz is generated and output to the modulation circuit 12. The modulation circuit 12 amplitude-modulates the carrier Sc in synchronization with a modulation signal SMA (see FIG. 4) such as control data output from a personal computer (hereinafter, also referred to as a “personal computer”) arranged outside. In this case, the modulation signal SMA has a duty ratio of 5
It consists of 0% serial data. Therefore, I
To enable the C card 2 to generate sufficient power, the modulation circuit 12 generates a modulation signal SMB (see FIG. 4) having a pulse width of, for example, 15 μ in synchronization with the modulation signal SMA, and modulates the modulation signal. The high frequency signal SC1 shown in FIG. 4 is generated by amplitude modulating the carrier Sc with the signal SMB. The detection circuit 13 rectifies the high-frequency signal SC2 (see FIG. 4) when the carrier wave Sc is amplitude-modulated by the IC card 2, thereby obtaining a demodulated signal SD2 as answerback data.
(See FIG. 4). The amplifier circuit 14 includes, for example, an operational amplifier, amplifies the demodulated signal SD2, and outputs the demodulated signal SD3 shown in FIG. 4 to a personal computer. Antenna unit 15
Are provided with a pair of non-contact type capacitive coupling type antennas 15a and 15b,
a is connected to the output terminal of the modulation circuit 12, and the other antenna 15b is connected to the ground potential (earth potential). When the modulation circuit 12 is configured to output the high-frequency signal SC1 in a balanced manner, the antenna 15a,
15b is connected. Also, the antennas 15a, 15
The structure of b will be described later.
【0014】一方、ICカード2は、送受信用のアンテ
ナ部21、整流回路としてのダイオードスタック22、
電圧安定化回路23、制御回路24、復調回路25およ
び変調回路26を備えて構成されている。この場合、ア
ンテナ部21は、図2,3に示すように、ICカード2
におけるカード本体の表裏両面に形成されている。具体
的には、アンテナ部21は、例えば、カード本体の表裏
両面に数十ミクロン(例えば、15μm)程度の厚みで
蒸着されたアルミニウムなどの金属箔(金属薄膜)で形
成された静電容量結合型のアンテナ21a(第1の金属
薄膜),21b(第2の金属薄膜),21c(第3の金
属薄膜),21d(第4の金属薄膜)で構成されてい
る。この場合、アンテナ21a,21bは、カード本体
の長手方向に沿って長尺なほぼ長方形形状にそれぞれ形
成され、僅かな間隙を隔てて互いに分離した状態でカー
ド本体の表面に並設されている。また、アンテナ21
c,21dは、アンテナ21a,21bと同様にして、
カード本体の長手方向に沿って長尺なほぼ長方形形状に
それぞれ形成され、僅かな間隙を隔てて互いに分離した
状態で、かつICカード本体を挟んでアンテナ21a,
21bに対向するように、カード本体の裏面にそれぞれ
並設されている。また、アンテナ21a,21cは、I
Cカード2内部で互いに短絡接続され、アンテナ21
b,21dも、ICカード2内部で互いに短絡接続され
ている。一方、上記したカードリーダライタ1側のアン
テナ15a,15bは、例えば、薄厚金属板で構成さ
れ、挿入状態のICカード2におけるアンテナ21a,
21b(または21c,21d)に対して面的に対向す
るように配置されている。この場合、アンテナ15a
(または15b)とアンテナ21a(または21b)と
は、約100PpF程度で結合する。なお、ICカード
2は、アンテナ21a〜21dの錆発生を防止すべく、
アンテナ21a〜21dが形成された表裏両面に例えば
樹脂によるコーティングが施されている。したがって、
雨水がICカード2に付着した場合であっても、アンテ
ナ21a〜21dの腐食を防止することができるため、
耐久性を向上させることができる。On the other hand, the IC card 2 includes a transmitting / receiving antenna unit 21, a diode stack 22 as a rectifier circuit,
The circuit includes a voltage stabilizing circuit 23, a control circuit 24, a demodulation circuit 25, and a modulation circuit 26. In this case, as shown in FIGS.
Are formed on both sides of the card body. Specifically, the antenna unit 21 is, for example, a capacitive coupling formed by a metal foil (metal thin film) such as aluminum deposited on the front and back surfaces of the card body with a thickness of about several tens of microns (eg, 15 μm). Antenna 21a (first metal thin film), 21b (second metal thin film), 21c (third metal thin film), and 21d (fourth metal thin film). In this case, the antennas 21a and 21b are each formed in a long and substantially rectangular shape along the longitudinal direction of the card body, and are arranged side by side on the surface of the card body in a state where they are separated from each other with a slight gap. Also, the antenna 21
c and 21d are the same as the antennas 21a and 21b,
The antennas 21a, 21a, 21a, 21b are formed in a substantially rectangular shape that is long along the longitudinal direction of the card body, are separated from each other with a slight gap therebetween, and sandwich the IC card body.
21b, they are arranged side by side on the back surface of the card body. Further, the antennas 21a and 21c
The antenna 21 is short-circuited and connected to each other inside the C card 2.
b and 21d are also short-circuited to each other inside the IC card 2. On the other hand, the antennas 15a and 15b on the card reader / writer 1 side are formed of, for example, a thin metal plate, and the antennas 21a and 15a of the inserted IC card 2 are used.
21b (or 21c, 21d) is disposed so as to face the surface. In this case, the antenna 15a
(Or 15b) and the antenna 21a (or 21b) are coupled at about 100 PpF. Note that the IC card 2 is designed to prevent rust from being generated on the antennas 21a to 21d.
The front and back surfaces on which the antennas 21a to 21d are formed are coated with, for example, resin. Therefore,
Even if rainwater adheres to the IC card 2, the antennas 21a to 21d can be prevented from being corroded.
Durability can be improved.
【0015】このICカード2では、その表面にアンテ
ナ21a,21bが配設され、その裏面にアンテナ21
c,21dが配設されているため、カード挿入口に対し
て表裏の区別なく挿入することができ、表裏いずれを上
向き状態で挿入したとしても、アンテナ部21は、高周
波信号SC1を確実に受信する。なお、表裏いずれか一方
のみにアンテナ21a,21bを配設することも可能で
ある。しかし、表裏いずれか一方を上向きにしてカード
挿入口に挿入した際に、ICカード2の厚み(0.8〜
0.9mm)分だけアンテナ部15とアンテナ部21と
が離間する。したがって、アンテナ部15およびアンテ
ナ部21間の静電容量結合が弱くなるため、ICカード
2による高周波信号SC1の受信レベルが低下する。この
ため、ICカード2側で十分な作動用電力を生成するた
めには、このICカード2の構成を採用するのが好まし
い。また、ICカード2は、通常、その長手方向に沿っ
て挿入される。このため、ICカード2の幅方向に沿っ
てアンテナ21a〜21dを並設し、かつカードリーダ
ライタ1のカード挿入口に挿入されたICカード2にお
けるアンテナ21a,21b(または21c,21d)
に対してアンテナ部15のアンテナ15a,15bを面
的に対向するように配置した場合には、カード挿入口に
ICカード2を挿入した際に、アンテナ部15のアンテ
ナ15a(または15b)とアンテナ部21の両アンテ
ナ21a,21bとが重なって短絡状態になるおそれが
ある。したがって、かかる構成を採用した場合、アンテ
ナ15a(または15b)とアンテナ部21の両アンテ
ナ21a,21bとの重なり合いを回避するためには、
高い位置合わせ精度が必要となる。このため、ICカー
ド2の挿入方向に沿ってアンテナ21a〜21dを並設
するのが好ましい。In this IC card 2, antennas 21a and 21b are provided on the front surface, and the antenna 21a is provided on the back surface.
Since c and 21d are provided, the front and back sides can be inserted into the card insertion slot without distinction, and the antenna unit 21 reliably receives the high-frequency signal SC1 regardless of whether the front or back side is inserted upward. I do. Note that the antennas 21a and 21b can be provided on only one of the front and back sides. However, when the IC card 2 is inserted into the card slot with one of the front and back facing upward, the thickness of the IC card 2 (0.8 to
The antenna unit 15 is separated from the antenna unit 21 by 0.9 mm). Therefore, the capacitance coupling between the antenna unit 15 and the antenna unit 21 is weakened, and the reception level of the high frequency signal SC1 by the IC card 2 is reduced. Therefore, in order to generate sufficient operating power on the IC card 2 side, it is preferable to adopt the configuration of the IC card 2. Further, the IC card 2 is usually inserted along its longitudinal direction. For this reason, the antennas 21a to 21d are arranged side by side along the width direction of the IC card 2 and the antennas 21a and 21b (or 21c and 21d) of the IC card 2 inserted into the card insertion slot of the card reader / writer 1
In the case where the antennas 15a and 15b of the antenna unit 15 are arranged so as to face each other, when the IC card 2 is inserted into the card insertion slot, the antenna 15a (or 15b) of the antenna unit 15 and the antenna There is a possibility that both antennas 21a and 21b of the unit 21 may overlap and cause a short circuit state. Therefore, when such a configuration is adopted, in order to avoid the overlap between the antenna 15a (or 15b) and the two antennas 21a and 21b of the antenna unit 21,
High alignment accuracy is required. For this reason, it is preferable to arrange the antennas 21a to 21d side by side along the insertion direction of the IC card 2.
【0016】ダイオードスタック22は、カードリーダ
ライタ1によって送信された高周波信号SC1を全波整流
することによって図4に示す直流信号SDCを生成し、そ
の生成した直流信号SDCを電圧安定化回路23および復
調回路25に出力する。電圧安定化回路23は、直流信
号SDCを安定化して作動用電力としての直流電圧を制御
回路24に供給する。制御回路24は、実際には、各種
処理を実行するCPUと、各種データを記憶してカード
リーダライタ1によってその記憶データの読出しや書換
えが行われるEEPROM(Electrically Erasable PR
OM)と、CPUの動作用プログラムを記憶するROM
と、各種データを一時的に記憶するRAMとを備えて構
成されている。復調回路25は、直流信号SDCを復調し
て復調信号SD1として制御回路24に出力する。この場
合、復調信号SD1は、変調信号SMBとほぼ同一波形とな
る。なお、復調回路25を設けずに、直流信号SDCを復
調信号SD1として制御回路24に出力する構成を採用す
ることもできる。変調回路26は、制御回路24から出
力されるアンサーバックデータとしての出力信号SO
(図4参照)に同期してダイオードスタック22の出力
端を短絡することにより、カードリーダライタ1のアン
テナ15aにおける搬送波Sc(つまり、無変調の高周
波信号SC1)を振幅変調する。The diode stack 22 generates a DC signal SDC shown in FIG. 4 by full-wave rectifying the high-frequency signal SC1 transmitted by the card reader / writer 1, and converts the generated DC signal SDC to a voltage stabilizing circuit 23 and Output to the demodulation circuit 25. The voltage stabilizing circuit 23 stabilizes the DC signal SDC and supplies a DC voltage as operating power to the control circuit 24. The control circuit 24 is actually an CPU (Electrically Erasable PR) storing various data and reading and rewriting the stored data by the card reader / writer 1.
OM) and a ROM for storing a program for operating the CPU
And a RAM for temporarily storing various data. The demodulation circuit 25 demodulates the DC signal SDC and outputs it to the control circuit 24 as a demodulated signal SD1. In this case, the demodulated signal SD1 has substantially the same waveform as the modulated signal SMB. Note that a configuration in which the DC signal SDC is output to the control circuit 24 as the demodulated signal SD1 without providing the demodulation circuit 25 may be employed. The modulation circuit 26 outputs an output signal SO as answerback data output from the control circuit 24.
By short-circuiting the output end of the diode stack 22 in synchronization with (see FIG. 4), the carrier Sc (that is, the unmodulated high-frequency signal SC1) in the antenna 15a of the card reader / writer 1 is amplitude-modulated.
【0017】次に、カードリーダライタ1におけるIC
カード2に対する通信処理について、図4を参照して説
明する。Next, an IC in the card reader / writer 1
The communication process for the card 2 will be described with reference to FIG.
【0018】ICカード2からのアクセス待ち受け時に
は、カードリーダライタ1では、変調回路12が、例え
ば無変調の高周波信号SC1をアンテナ15aに対して間
欠出力し、同時に、アンテナ部15が、その高周波信号
SC1を間欠送信する。次いで、カード挿入口にICカー
ド2が挿入された際に、アンテナ15a,15bとIC
カード2内のアンテナ21a,21b(または21c,
21d)とが対向し、これにより、アンテナ部21が高
周波信号SC1を受信する。この際に、ICカード2で
は、電圧安定化回路23が、ダイオードスタック22に
よって生成された直流信号SDCを安定化した直流電圧を
制御回路24に出力する。At the time of waiting for access from the IC card 2, in the card reader / writer 1, the modulation circuit 12 intermittently outputs, for example, an unmodulated high-frequency signal SC1 to the antenna 15a, and at the same time, the antenna section 15 Send SC1 intermittently. Next, when the IC card 2 is inserted into the card insertion slot, the antennas 15a and 15b and the IC
The antennas 21a, 21b (or 21c,
21d) are opposed to each other, whereby the antenna unit 21 receives the high-frequency signal SC1. At this time, in the IC card 2, the voltage stabilizing circuit 23 outputs a DC voltage obtained by stabilizing the DC signal SDC generated by the diode stack 22 to the control circuit 24.
【0019】続いて、制御回路24は、挿入されたこと
をカードリーダライタ1に通知する挿入確認データを図
4に示す出力信号SO として変調回路26に出力する。
次いで、変調回路26が、出力信号SO に同期してダイ
オードスタック22の出力端を短絡させる。つまり、ダ
イオードスタック22の負荷インピーダンスを変動させ
る。この結果、アンテナ部21,15を介して変調回路
12の出力端のインピーダンスが変動するため、その出
力端における高周波信号SC2は、図4に示す電圧波形の
ように、出力信号SO に同期して振幅変調される。この
後、検波回路13が、高周波信号SC2を検波することに
より、図4に示す復調信号SD2を生成して増幅回路14
に出力する。次いで、増幅回路14は、復調信号SD2を
所定の利得で増幅した復調信号SD3(同図参照)をパソ
コンに出力する。Subsequently, the control circuit 24 outputs insertion confirmation data for notifying the card reader / writer 1 of the insertion to the modulation circuit 26 as an output signal SO shown in FIG.
Next, the modulation circuit 26 short-circuits the output terminal of the diode stack 22 in synchronization with the output signal So. That is, the load impedance of the diode stack 22 is changed. As a result, the impedance of the output terminal of the modulation circuit 12 fluctuates via the antenna units 21 and 15, so that the high-frequency signal SC2 at the output terminal is synchronized with the output signal SO as shown in the voltage waveform of FIG. Amplitude modulated. Thereafter, the detection circuit 13 detects the high-frequency signal SC2 to generate the demodulated signal SD2 shown in FIG.
Output to Next, the amplifier circuit 14 outputs a demodulated signal SD3 (see FIG. 7) obtained by amplifying the demodulated signal SD2 with a predetermined gain to a personal computer.
【0020】一方、ICカード2の挿入を検知したパソ
コンは、ICカード2に対するアクセスデータを図4に
示す変調信号SMAとしてカードリーダライタ1に出力す
る。この際には、変調回路12が、変調信号SMAに同期
して同図に示す変調信号SMBを生成し、発振回路11か
ら出力される搬送波Sc(同図参照)を変調信号SMBで
変調して同図に示す高周波信号SC1を生成してアンテナ
部15に出力する。これにより、高周波信号SC1は、互
いに静電容量結合されているアンテナ部15,21を介
してICカード2に送信される。On the other hand, the personal computer that has detected the insertion of the IC card 2 outputs access data to the IC card 2 to the card reader / writer 1 as a modulation signal SMA shown in FIG. At this time, the modulation circuit 12 generates the modulation signal SMB shown in FIG. 3 in synchronization with the modulation signal SMA, and modulates the carrier Sc (see FIG. 4) output from the oscillation circuit 11 with the modulation signal SMB. The high-frequency signal SC1 shown in FIG. Thus, the high-frequency signal SC1 is transmitted to the IC card 2 via the antenna units 15 and 21 that are capacitively coupled to each other.
【0021】ICカード2では、ダイオードスタック2
2が高周波信号SC1を全波整流することにより図4に示
す直流信号SDCを生成して電圧安定化回路23および復
調回路25に出力する。次いで、復調回路25が直流信
号SDCを復調信号SD1に復調して制御回路24に出力す
る。これにより、制御回路24内のCPUは、アクセス
データの内容に応じて、EEPROMに記録されている
残高情報などの書替えや、顧客情報や残高情報などのカ
ードリーダライタ1に対する転送を実行する。また、C
PUは、必要に応じて、残高情報などを書き替えるため
の書替情報をRAMに一時的に記憶させる。In the IC card 2, the diode stack 2
2 generates a DC signal SDC shown in FIG. Next, the demodulation circuit 25 demodulates the DC signal SDC into a demodulated signal SD1 and outputs the demodulated signal to the control circuit 24. Accordingly, the CPU in the control circuit 24 executes rewriting of balance information and the like recorded in the EEPROM and transfer of customer information and balance information to the card reader / writer 1 in accordance with the contents of the access data. Also, C
The PU temporarily stores the rewriting information for rewriting the balance information and the like in the RAM as necessary.
【0022】一方、顧客情報などを転送する際には、制
御回路24内のCPUは、顧客情報などの転送データを
図4に示す出力信号SO として変調回路26に出力す
る。この際には、変調回路26は、上記した動作と同様
にして、出力信号SO に同期してダイオードスタック2
2の出力端を短絡させる。この結果、アンテナ部21,
15を介して変調回路12の出力端のインピーダンスが
変動するため、その出力端における高周波信号SC2は、
図4に示す電圧波形のように、出力信号SO に同期して
振幅変調される。次いで、検波回路13が、高周波信号
SC2を検波することにより図4に示す復調信号SD2に復
調する。この後、増幅回路14が、復調信号SD2を増幅
してパソコンに出力する。以上により、ICカード2内
の顧客情報や残高情報などがパソコンに転送される。On the other hand, when transferring customer information and the like, the CPU in the control circuit 24 outputs transfer data such as customer information to the modulation circuit 26 as an output signal SO shown in FIG. At this time, the modulation circuit 26 synchronizes with the output signal So in the same manner as the operation described above,
2 is short-circuited. As a result, the antenna unit 21,
15, the impedance of the output terminal of the modulation circuit 12 fluctuates, so that the high-frequency signal SC2 at the output terminal
As in the voltage waveform shown in FIG. 4, the amplitude is modulated in synchronization with the output signal So. Next, the detection circuit 13 detects the high-frequency signal SC2 to demodulate it into a demodulated signal SD2 shown in FIG. Thereafter, the amplifier circuit 14 amplifies the demodulated signal SD2 and outputs it to the personal computer. As described above, customer information and balance information in the IC card 2 are transferred to the personal computer.
【0023】このように、このカードリーダライタ1お
よびICカード2によれば、静電容量結合によって高周
波信号を互いに送受信可能なアンテナ部15,21を用
いたことにより、従来方式のアンテナ用コイルを用いる
方式と比較して、アンテナ部についての共振周波数調整
作業を不要にできるため、ICカード2を極めて簡易か
つ安価に製造することができる。As described above, according to the card reader / writer 1 and the IC card 2, the antenna units 15 and 21 capable of transmitting and receiving high-frequency signals to and from each other by capacitive coupling are used. Compared with the method used, the operation of adjusting the resonance frequency of the antenna section can be made unnecessary, so that the IC card 2 can be manufactured extremely simply and at low cost.
【0024】なお、本発明の実施の形態では、アンテナ
部21をICカード2の外表面に配設した例について説
明したが、ICカード2におけるカード本体の内側にア
ンテナ部21を配設することもできる。ただし、カード
リーダライタ1のアンテナ部15に対して一層近接させ
るためには、外表面にアンテナ部21を配設するのが好
ましい。また、カードリーダライタ1およびICカード
2間で通信する際の変調方式として振幅変調を用いた例
について説明したが、この変調方式自体は限定されず、
位相変調など各種変調方式を採用することができる。さ
らに、カードリーダライタ1およびICカード2の各回
路の構成も本発明の実施の形態で示した構成に限らず、
適宜変更が可能であるのは勿論である。Although the embodiment of the present invention has been described with respect to an example in which the antenna unit 21 is provided on the outer surface of the IC card 2, the antenna unit 21 may be provided inside the card body of the IC card 2. Can also. However, in order to bring the antenna unit 15 closer to the antenna unit 15 of the card reader / writer 1, it is preferable to dispose the antenna unit 21 on the outer surface. Also, an example has been described in which amplitude modulation is used as a modulation method for communication between the card reader / writer 1 and the IC card 2, but the modulation method itself is not limited.
Various modulation methods such as phase modulation can be adopted. Further, the configuration of each circuit of the card reader / writer 1 and the IC card 2 is not limited to the configuration shown in the embodiment of the present invention.
Needless to say, it can be appropriately changed.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上のように、請求項1記載のICカー
ドによれば、互いに分離した一対の静電容量結合型アン
テナでアンテナ部を構成したことにより、カードリーダ
装置に一対の静電容量結合型アンテナを設けるだけで、
カードリーダ装置とICカードとの間で高周波信号を確
実かつ容易に送受信することができる。したがって、ア
ンテナ部についての共振周波数調整作業を不要にできる
結果、ICカードを極めて簡易かつ安価に製造すること
ができる。As described above, according to the IC card of the first aspect, since the antenna section is constituted by the pair of capacitively coupled antennas separated from each other, the pair of capacitances is provided to the card reader device. Just providing a coupled antenna,
High frequency signals can be transmitted and received reliably and easily between the card reader device and the IC card. Therefore, the operation of adjusting the resonance frequency of the antenna unit can be made unnecessary, so that the IC card can be manufactured extremely simply and at low cost.
【0026】また、請求項2記載のICカードによれ
ば、一対の静電容量結合型アンテナをカード本体の長手
方向に沿ってその外表面に並設したことにより、ICカ
ードの幅方向に沿ってアンテナ部を並設する構成と比較
して、カードリーダ装置におけるカード挿入口にICカ
ードを挿入する際の位置合わせ精度がそれほど要求され
ないため、カードリーダ装置のカード挿入口を簡易に構
成できると共にICカードとカードリーダ装置との間で
の確実な通信を確保することができる。According to the second aspect of the present invention, the pair of capacitively coupled antennas are arranged along the longitudinal direction of the card body and on the outer surface of the card body, so that the antennas extend in the width direction of the IC card. As compared with the configuration in which the antenna unit is arranged side by side, since the positioning accuracy when inserting the IC card into the card insertion slot of the card reader device is not so required, the card insertion slot of the card reader device can be configured easily. Reliable communication between the IC card and the card reader device can be ensured.
【0027】さらに、請求項3記載のICカードによれ
ば、その表裏両面に一対の金属薄膜による静電容量結合
型アンテナを設けたことにより、ICカードとカードリ
ーダ装置との間での確実な通信を確保しつつ、カードリ
ーダ装置におけるカード挿入口に対して表裏の区別なく
ICカードを挿入することができる。Further, according to the third aspect of the present invention, since a pair of metal thin-film capacitive coupling antennas is provided on the front and back surfaces of the IC card, reliable connection between the IC card and the card reader device is ensured. It is possible to insert the IC card into the card insertion slot of the card reader without discriminating the front and back sides while ensuring communication.
【0028】また、請求項4記載のICカードによれ
ば、ICカード本体における静電容量結合型アンテナが
形成されている面に錆止めコーティングを施したことに
より、雨水がICカードに付着した場合であっても、静
電容量結合型アンテナの腐食を防止することができるた
め、耐久性を向上させることができる。According to the fourth aspect of the present invention, the surface of the IC card body on which the capacitive coupling antenna is formed is provided with a rust-preventive coating, so that rainwater adheres to the IC card. Even so, the corrosion of the capacitively coupled antenna can be prevented, so that the durability can be improved.
【0029】また、請求項5記載のカードリーダ装置に
よれば、ICカードにおける一対の静電容量結合型アン
テナにそれぞれ対向可能に配置された一対の装置側静電
容量結合型アンテナを備えたことにより、簡易な構成で
ありながら、ICカードとの間での相互通信の確実性を
高めることができる。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a card reader having a pair of device-side capacitive coupling antennas which are disposed so as to be opposed to a pair of capacitive coupling antennas in an IC card. Accordingly, it is possible to increase the reliability of mutual communication with the IC card while having a simple configuration.
【図1】本発明の実施の形態に係るカードリーダライタ
1およびICカード2のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a card reader / writer 1 and an IC card 2 according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態に係るICカード2の平面
図である。FIG. 2 is a plan view of the IC card 2 according to the embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施の形態に係るICカード2の側面
図である。FIG. 3 is a side view of the IC card 2 according to the embodiment of the present invention.
【図4】カードリーダライタ1およびICカード2の各
部位における信号波形図である。FIG. 4 is a signal waveform diagram in each part of the card reader / writer 1 and the IC card 2.
1 カードリーダライタ 2 ICカード 15,21 アンテナ部 15a,15b,21a〜21d アンテナ SC1 高周波信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Card reader / writer 2 IC card 15, 21 Antenna part 15a, 15b, 21a-21d Antenna SC1 High frequency signal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01Q 13/08 H01Q 21/24 5J046 21/24 H04B 5/02 5K012 H04B 5/02 G06K 19/00 H Fターム(参考) 2C005 MA18 MA19 NA10 5B035 AA04 BA05 BB09 CA12 CA23 5B058 CA15 KA02 KA04 KA24 5J021 AA01 AA02 AA09 AB06 CA06 GA08 HA05 HA10 JA07 5J045 AA21 AB05 DA10 EA07 FA02 NA01 5J046 AA04 AA19 AB13 PA07 QA03 5K012 AA03 AB04 AC07 AC08 AC10 BA02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01Q 13/08 H01Q 21/24 5J046 21/24 H04B 5/02 5K012 H04B 5/02 G06K 19/00 HF Term (reference) 2C005 MA18 MA19 NA10 5B035 AA04 BA05 BB09 CA12 CA23 5B058 CA15 KA02 KA04 KA24 5J021 AA01 AA02 AA09 AB06 CA06 GA08 HA05 HA10 JA07 5J045 AA21 AB05 DA10 EA07 FA02 NA01 5J046 AA04 ACA AB13
Claims (5)
周波信号をICカード本体に設けられたアンテナ部を介
して受信し、その高周波信号を整流して作動用電圧を生
成すると共にその高周波信号に重畳されている変調信号
を復調することによって前記カードリーダ装置との間で
相互に通信可能に構成されたICカードであって、 前記アンテナ部は、互いに分離した一対の静電容量結合
型アンテナで構成されていることを特徴とするICカー
ド。A high-frequency signal transmitted by a card reader device is received via an antenna unit provided in an IC card body, the high-frequency signal is rectified to generate an operating voltage, and is superimposed on the high-frequency signal. An IC card configured to be able to communicate with the card reader device by demodulating a modulated signal, wherein the antenna unit includes a pair of capacitively coupled antennas separated from each other. An IC card, comprising:
前記カード本体の長手方向に沿ってその外表面に並設さ
れていることを特徴とする請求項1記載のICカード。2. The pair of capacitively coupled antennas,
2. The IC card according to claim 1, wherein the IC card is arranged on an outer surface of the card body along a longitudinal direction thereof.
前記ICカード本体の表面に配設されると共に互いに分
離した第1の金属薄膜および第2の金属薄膜と、前記I
Cカード本体の裏面に配設されると共に互いに分離した
第3の金属薄膜および第4の金属薄膜とを備えて構成さ
れ、前記第1の金属薄膜および第3の金属薄膜は、当該
ICカード本体を挟んで互いに対向させられると共に互
いに接続されて一方の前記静電容量結合型アンテナを構
成し、前記第2の金属薄膜および第4の金属薄膜は、当
該ICカード本体を挟んで互いに対向させられると共に
互いに接続されて他方の前記静電容量結合型アンテナを
構成することを特徴とする請求項1または2記載のIC
カード。3. The pair of capacitively coupled antennas,
A first metal thin film and a second metal thin film provided on a surface of the IC card main body and separated from each other;
A third metal thin film and a fourth metal thin film provided on the back surface of the C card body and separated from each other, wherein the first metal thin film and the third metal thin film are provided in the IC card body. And the other is connected to each other to constitute one of the capacitively coupled antennas, and the second metal thin film and the fourth metal thin film are opposed to each other across the IC card body. 3. The IC according to claim 1, wherein the IC is connected to each other to form the other capacitively coupled antenna. 4.
card.
合型アンテナが形成されている面に錆止めコーティング
が施されていることを特徴とする請求項2または3記載
のICカード。4. The IC card according to claim 2, wherein the IC card body has a rust-proof coating on a surface on which the capacitive coupling antenna is formed.
カードとの間で通信可能に構成されたカードリーダ装置
であって、前記ICカードにおける前記一対の静電容量
結合型アンテナにそれぞれ対向可能に配置された一対の
装置側静電容量結合型アンテナを備え、当該装置側静電
容量結合型アンテナと前記ICカード側の前記一対の静
電容量結合型アンテナを介して当該ICカードに前記高
周波信号を送信することを特徴とするカードリーダ装
置。5. The IC according to claim 1, wherein
A card reader device configured to be able to communicate with a card, comprising: a pair of device-side capacitive coupling antennas respectively disposed so as to be able to face the pair of capacitive coupling antennas in the IC card. A card reader device for transmitting the high-frequency signal to the IC card via the device-side capacitive coupling antenna and the pair of capacitive coupling antennas on the IC card side.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001047528A JP2002251594A (en) | 2001-02-23 | 2001-02-23 | Ic card and card reader device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001047528A JP2002251594A (en) | 2001-02-23 | 2001-02-23 | Ic card and card reader device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002251594A true JP2002251594A (en) | 2002-09-06 |
Family
ID=18908937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001047528A Pending JP2002251594A (en) | 2001-02-23 | 2001-02-23 | Ic card and card reader device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002251594A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7114653B2 (en) | 2002-03-11 | 2006-10-03 | Aruze Corporation | IC card and card reader |
US7791540B2 (en) | 2004-11-02 | 2010-09-07 | Sensormatic Electronics, LLC | RFID near field microstrip antenna |
JP2011515739A (en) * | 2008-03-06 | 2011-05-19 | ミュールバウアー アーゲー | Device having RFID transponder in conductive material and manufacturing method thereof |
JP2011237857A (en) * | 2010-05-06 | 2011-11-24 | Ricoh Co Ltd | Image processing apparatus, image processing system and operation management method |
JP2013125408A (en) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Dainippon Printing Co Ltd | Relay card, and communication system |
-
2001
- 2001-02-23 JP JP2001047528A patent/JP2002251594A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7114653B2 (en) | 2002-03-11 | 2006-10-03 | Aruze Corporation | IC card and card reader |
US7791540B2 (en) | 2004-11-02 | 2010-09-07 | Sensormatic Electronics, LLC | RFID near field microstrip antenna |
JP2011515739A (en) * | 2008-03-06 | 2011-05-19 | ミュールバウアー アーゲー | Device having RFID transponder in conductive material and manufacturing method thereof |
JP2011237857A (en) * | 2010-05-06 | 2011-11-24 | Ricoh Co Ltd | Image processing apparatus, image processing system and operation management method |
JP2013125408A (en) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Dainippon Printing Co Ltd | Relay card, and communication system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9489611B1 (en) | RFID integrated circuits with antenna contacts on multiple surfaces | |
US9875438B1 (en) | RFID integrated circuits with antenna contacts on multiple surfaces | |
US6282407B1 (en) | Active electrostatic transceiver and communicating system | |
US8249502B2 (en) | Radio-frequency communication device, system and method | |
US6650226B1 (en) | Detection, by an electromagnetic transponder reader, of the distance separating it from a transponder | |
EP2071734A2 (en) | Communication apparatus | |
US20140144992A1 (en) | Rfid integrated circuits and tags with antenna contacts on multiple surfaces | |
US10146967B2 (en) | Contactless communication method with negative modulation | |
US20140070010A1 (en) | Rfid integrated circuits with antenna contacts on multiple surfaces | |
JP5023965B2 (en) | Reader / writer device and non-contact data carrier system | |
JP3475996B2 (en) | Non-contact IC card system, IC card reader and IC card | |
MXPA04010053A (en) | Integrated circuit with enhanced coupling. | |
US11455478B2 (en) | Closed-system capacitive coupling RFID | |
CN205176868U (en) | A device and object for managing can with operation of object of reading device non -contact communication | |
CN103597660A (en) | Arrangement of antennas transmitting and receiving an electromagnetic field | |
JP2000165132A (en) | Antenna device and card-like storage medium | |
US20060027666A1 (en) | Identification-data media | |
US7114653B2 (en) | IC card and card reader | |
JP2002251594A (en) | Ic card and card reader device | |
US20140357190A1 (en) | Detection of Change in Generated Magnetic Field Due to Tag-Loading | |
KR20010075032A (en) | Electrostatic radio frequency identification system having contactless programmability | |
JP2006180491A (en) | Electromagnetic transponder with no autonomous power supply | |
JP2000216715A (en) | Communication system using non-contact information medium and communication auxiliary device used in such communication system | |
EP3196807B1 (en) | Smart objects | |
KR20120000597A (en) | RFID Stackable Tag |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050121 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070109 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070309 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070515 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090416 |