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JPH05128324A - 非接触カード、非接触カード用端末機及び非接触伝送システム - Google Patents

非接触カード、非接触カード用端末機及び非接触伝送システム

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Publication number
JPH05128324A
JPH05128324A JP3291462A JP29146291A JPH05128324A JP H05128324 A JPH05128324 A JP H05128324A JP 3291462 A JP3291462 A JP 3291462A JP 29146291 A JP29146291 A JP 29146291A JP H05128324 A JPH05128324 A JP H05128324A
Authority
JP
Japan
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coil
circuit
spiral
terminal
parallel
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
Application number
JP3291462A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Inoue
健 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP3291462A priority Critical patent/JPH05128324A/ja
Priority to US07/964,262 priority patent/US5436441A/en
Priority to EP19920310043 priority patent/EP0541323A3/en
Publication of JPH05128324A publication Critical patent/JPH05128324A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、非接触カードと端末機との間で
授受される電力及びデータ信号の伝送効率を向上する。 【構成】 プリント基板２３の表面上に二重に形成され
た第１のスパイラルコイル配線２５ａ及び２５ｂと裏面
上に二重に形成された第２のスパイラルコイル配線２７
ａ及び２７ｂとをそれぞれスルーホール２６ａ及び２６
ｂで接続することにより互いに並列に接続された二つの
スパイラルコイル回路２８ａ及び２８ｂが処理回路２４
に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電磁結合方式により
電源電力あるいは信号の授受を行う非接触カード及び端
末機、さらには非接触伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１７に例えば米国特許第４，７９１，
２８５号に開示された従来の非接触カードを示す。この
非接触カード１は、電気回路３とこの電気回路３に接続
された四つのコイル４〜７とを有している。コイル４は
図示しない端末機から電源電力を受け取るためのコイ
ル、コイル５は端末機へデータを送信するためのコイ
ル、コイル６は端末機からデータを受信するためのコイ
ル、コイル７は端末機からのモード設定信号を受信する
ためのコイルである。これらのコイルのうちコイル４を
例にとって図１８にその詳細を示す。コイル４はプリン
ト基板２の上に単線によりスパイラル状に形成されてお
り、その一端はプリント基板２の表面に沿って電気回路
３に接続され、他端はプリント基板２の裏面に沿って電
気回路３に接続されている。
【０００３】また、端末機のコイルホルダを図１９に示
す。このコイルホルダ８は、上部基板９、縦基板１２及
び下部基板１３を有しており、断面がほぼＵ字形に形成
されている。上部基板９及び下部基板１３にはそれぞれ
一端が端子１０及び１４に接続されたスパイラルコイル
１１ａ及び１１ｂが形成されており、これらスパイラル
コイル１１ａ及び１１ｂが縦基板１２上の配線を介して
互いに直列に接続されている。図１９では一組のスパイ
ラルコイル１１ａ及び１１ｂのみが示されているが、コ
イルホルダ８には非接触カード１の四つのコイル４〜７
にそれぞれ対応した四組のコイルが形成されている。
【０００４】図１９に示したコイル１１ａ及び１１ｂを
非接触カード１のコイル４に対応した電源電力伝送用の
コイルとして動作を説明する。コイルホルダ８内に非接
触カード１を挿入し、非接触カード１のコイル４の中心
軸をコイルホルダ８のコイル１１ａ及び１１ｂの中心軸
に合わせる。この状態で、端末機が端子１０及び１４を
介して交流電流を流すと、電磁誘導により非接触カード
１のコイル４に交流電圧が誘起される。このとき、コイ
ルホルダ８のコイル１１ａと１１ｂは同じ方向に磁束を
形成するように直列に接続されているので、これらのコ
イル１１ａ及び１１ｂのうち一方のみの場合と比べて２
倍の交流電磁界が発生する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
非接触カードは単線のスパイラルコイルにより電源電力
及びデータの伝送を行うので、伝送の効率が低いもので
あった。このため、端末機から送出する電力が十分でな
かったり、非接触カードのコイルと端末機のコイルとの
間隔が大きいと、正確な伝送が行われず、非接触カード
が十分に機能しなくなるという問題点があった。また、
伝送効率を改善するために、図１９に示したように二つ
の単線コイルを直列に接続して用いると、コイル配線が
長くなるのでコイルの電気抵抗が大きくなるばかりでな
く、コイルのインダクタンスも大きくなる。従って、電
力損失が大きくなると共に例えば１ＭＨｚ以上の高周波
のキャリア信号による電力の伝送及びデータ信号の送受
信が困難になってしまう。
【０００６】この発明はこのような問題点を解消するた
めになされたもので、端末機との間で効率よく電力及び
データ信号の伝送を行うことができる非接触カードを提
供することを目的とする。また、この発明は、非接触カ
ードとの間で効率よく電力及びデータ信号の伝送を行う
ことができる非接触カード用端末機を提供することも目
的としている。さらに、この発明は、伝送効率の優れた
非接触伝送システムを提供することもまた目的としてい
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る非接触カ
ードは、端末機と電磁結合されると共に互いに並列に接
続された少なくとも２回路のスパイラルコイルを含むコ
イル回路と、前記コイル回路に接続されると共に信号処
理を行う処理回路とを備えたものである。
【０００８】請求項２に係る非接触カードは、端末機と
電磁結合されると共に互いに並列に接続された少なくと
も２回路のスパイラルコイルを含む電源受電用コイル回
路と、端末機と電磁結合されると共に互いに並列に接続
された少なくとも２回路のスパイラルコイルを含む信号
送受信用コイル回路と、前記電源受電用コイル回路及び
前記信号送受信用コイル回路に接続されると共に信号処
理を行う処理回路とを備えたものである。
【０００９】請求項３に係る非接触カードは、回路基板
と、前記回路基板の表面に多重に形成されると共に互い
に一端部が接続された複数の第１のスパイラルコイル配
線と、前記回路基板の裏面に多重に形成されると共に互
いに一端部が接続された複数の第２のスパイラルコイル
配線と、前記回路基板に設けられると共に互いに対応す
る第１及び第２のスパイラルコイル配線の他端部を接続
することにより並列に接続された複数のスパイラルコイ
ル回路を形成する接続手段と、前記複数の第１及び第２
のスパイラルコイル配線の一端部に接続されると共に信
号処理を行う処理回路とを備え、各スパイラルコイル回
路を形成する第１及び第２のスパイラルコイル配線の長
さの和を等しくしたものである。
【００１０】請求項４に係る非接触カードは、それぞれ
端末機と電磁結合される複数のスパイラルコイル配線
と、前記複数のスパイラルコイル配線のうち所望の数の
スパイラルコイル配線を選択的に並列接続してコイル回
路を形成する選択手段と、前記選択手段により形成され
たコイル回路に接続されると共に信号処理を行う処理回
路とを備えたものである。
【００１１】請求項５に係る非接触カード用端末機は、
非接触カードと電磁結合されると共に互いに並列に接続
された少なくとも２回路のスパイラルコイルを含むコイ
ル回路と、前記コイル回路に接続されると共に信号処理
を行う処理回路とを備えたものである。
【００１２】請求項６に係る非接触カード用端末機は、
非接触カードと電磁結合されると共に互いに並列に接続
された少なくとも２回路のスパイラルコイルを含む電源
送電用コイル回路と、非接触カードと電磁結合されると
共に互いに並列に接続された少なくとも２回路のスパイ
ラルコイルを含む信号送受信用コイル回路と、前記電源
送電用コイル回路及び前記信号送受信用コイル回路に接
続されると共に信号処理を行う処理回路とを備えたもの
である。
【００１３】請求項７に係る非接触カード用端末機は、
非接触カードと電磁結合されると共に複数本の導線を束
ねたより線がフェライトコアに巻回されてなるコイル回
路と、前記コイル回路に接続されると共に信号処理を行
う処理回路とを備えたものである。
【００１４】請求項８に係る非接触カード用端末機は、
それぞれ非接触カードと電磁結合される複数のスパイラ
ルコイルと、前記複数のスパイラルコイルのうち所望の
数のスパイラルコイルを選択的に並列接続してコイル回
路を形成する選択手段と、前記選択手段により形成され
たコイル回路に接続されると共に信号処理を行う処理回
路とを備えたものである。
【００１５】請求項９に係る非接触伝送システムは、互
いに並列に接続された少なくとも２回路のスパイラルコ
イルを含むコイル回路を有する非接触カードと、互いに
並列に接続された少なくとも２回路のスパイラルコイル
を含むコイル回路を有する端末機とを備え、非接触カー
ドのコイル回路と端末機のコイル回路とを互いに電磁結
合させることにより端末機から非接触カードへの電源電
力の伝送及び端末機と非接触カードとの間の信号の授受
を行うものである。
【００１６】
【作用】請求項１に記載の非接触カードにおいては、端
末機と電磁結合されるコイル回路が、少なくとも２回路
のスパイラルコイルを互いに並列に接続することにより
形成されている。
【００１７】請求項２に記載の非接触カードにおいて
は、端末機と電磁結合される電源受電用コイル回路及び
信号送受信用コイル回路が、それぞれ少なくとも２回路
のスパイラルコイルを互いに並列に接続することにより
形成されている。
【００１８】請求項３に記載の非接触カードにおいて
は、互いに並列に接続された複数のスパイラルコイル回
路のそれぞれが、回路基板の表面に形成された第１のス
パイラルコイル配線と裏面に形成された第２のスパイラ
ルコイル配線とを接続手段で接続することにより形成さ
れ、各スパイラルコイル回路を形成する第１及び第２の
スパイラルコイル配線の長さの和が等しくなっている。
【００１９】請求項４に記載の非接触カードにおいて
は、選択手段が複数のスパイラルコイル配線のうち所望
の数のスパイラルコイル配線を選択的に並列接続してコ
イル回路を形成する。
【００２０】請求項５に記載の非接触カード用端末機に
おいては、非接触カードと電磁結合されるコイル回路
が、少なくとも２回路のスパイラルコイルを互いに並列
に接続することにより形成されている。
【００２１】請求項６に記載の非接触カード用端末機に
おいては、非接触カードと電磁結合される電源受電用コ
イル回路及び信号送受信用コイル回路が、それぞれ少な
くとも２回路のスパイラルコイルを互いに並列に接続す
ることにより形成されている。
【００２２】請求項７に記載の非接触カード用端末機に
おいては、コイル回路が、フェライトコアに複数本の導
線を束ねたより線を巻回することにより形成される。
【００２３】請求項８に記載の非接触カード用端末機に
おいては、選択手段が複数のスパイラルコイル配線のう
ち所望の数のスパイラルコイル配線を選択的に並列接続
してコイル回路を形成する。
【００２４】請求項９に記載の非接触伝送システムにお
いては、互いに並列接続された少なくとも２回路のスパ
イラルコイルを含む非接触カードのコイル回路と、互い
に並列接続された少なくとも２回路のスパイラルコイル
を含む端末機のコイル回路とが電磁結合される。
【００２５】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１はこの発明の一実施例に係る非接触カ
ードを示す透視平面図である。この非接触カード２１
は、樹脂等からなるパッケージ本体２２内に封止された
プリント基板２３を有している。プリント基板２３の表
面上には、信号処理を行うための処理回路２４が形成さ
れると共に二重に第１のスパイラルコイル配線２５ａ及
び２５ｂが形成されている。これらスパイラルコイル配
線２５ａ及び２５ｂの一端部は互いに結線されて処理回
路２４に接続され、他端部はそれぞれプリント基板２３
に設けられたスルーホール２６ａ及び２６ｂに接続され
ている。一方、プリント基板２３の裏面上には、図１に
破線で示すように二重に第２のスパイラルコイル配線２
７ａ及び２７ｂが形成されており、これらスパイラルコ
イル配線２７ａ及び２７ｂの一端部は互いに結線されて
処理回路２４に接続され、他端部はそれぞれスルーホー
ル２６ａ及び２６ｂに接続されている。すなわち、スル
ーホール２６ａ及び２６ｂを介して第１のスパイラルコ
イル配線２５ａ及び２５ｂと第２のスパイラルコイル配
線２７ａ及び２７ｂとがそれぞれ接続されており、これ
により互いに並列に接続された二つのスパイラルコイル
回路２８ａ及び２８ｂが形成されている。
【００２６】ここで、プリント基板２３の表面において
は図２に示されるように配線２５ａが外側に、配線２５
ｂが内側になるようにスパイラルコイルが巻回されてい
るが、プリント基板２３の裏面においては図３に示され
るように反対に配線２７ａが内側に、配線２７ｂが外側
になるように巻回されている。その結果、各スパイラル
コイル回路２８ａ及び２８ｂを構成する第１及び第２の
スパイラルコイル配線の長さの和が互いに等しく構成さ
れている。このため、図４に等価回路を示すように、ス
パイラルコイル回路２８ａ及び２８ｂの抵抗及びインダ
クタンスはそれぞれ等しくなっている。
【００２７】なお、このように並列接続されたスパイラ
ルコイル回路２８ａ及び２８ｂによって一つのコイル回
路２９が形成されるが、このコイル回路２９は図示しな
い端末機から電源電力を受け取る機能と端末機との間で
データ信号の送受信を行う機能とを兼ねたものである。
また、スルーホール２６ａ及び２６ｂにより接続手段が
形成されている。さらに、スパイラルコイル配線２５
ａ、２５ｂ、２７ａ及び２７ｂは、それぞれプリント基
板２３上に例えば銅箔を形成した後、これをスパイラル
状にエッチングすることにより形成される。
【００２８】この実施例に係る非接触カード２１では、
二つのスパイラルコイル回路２８ａ及び２８ｂが互いに
並列に接続されて一つのコイル回路２９を形成している
ので、端末機のコイルと電磁結合することにより、端末
機との間で効率よく電源電力及びデータ信号の伝送を行
うことができる。特に、スパイラルコイル回路２８ａ及
び２８ｂが互いに並列に接続されていることから、コイ
ル回路２９の抵抗及びインダクタンスを小さく抑えるこ
とができ、電力損失が低減されると共に例えば１ＭＨｚ
以上の高周波のキャリア信号による伝送が可能となる。
また、二つのスパイラルコイル回路２８ａ及び２８ｂの
抵抗及びインダクタンスはそれぞれ等しいので、端末機
との電磁結合のバランスに優れている。
【００２９】なお、プリント基板２３の表面のみに図５
に示されるような二重のスパイラルコイル配線２５ａ及
び２５ｂを形成してもよい。スパイラルコイル配線２５
ａ及び２５ｂの一端部は互いに結線して処理回路２４に
接続され、他端部は互いに結線してスルーホール２６を
介した後プリント基板２３の裏面から処理回路２４に接
続される。この場合、互いに並列に接続された二つのス
パイラルコイル配線２５ａ及び２５ｂの長さの違いか
ら、図６に示されるようにこれら二つのスパイラルコイ
ル回路の抵抗及びインダクタンスはそれぞれ異なるが、
端末機との間で効率のよい伝送が可能となる。
【００３０】また、並列に接続されるスパイラルコイル
配線の本数は２本に限るものではない。例えば、図７に
示されるようにプリント基板２３の表面上に三重に第１
のスパイラルコイル配線２５ａ〜２５ｃを形成すると共
に図８に示されるようにプリント基板２３の裏面上に三
重に第２のスパイラルコイル配線２７ａ〜２７ｃを形成
し、互いに対応するスパイラルコイル配線を図９に示さ
れるようにスルーホール２６ａ〜２６ｃを介して接続す
ることもできる。このとき、第１のスパイラルコイル配
線がコイル巻回の外側から内側に向かって配線２５ａ、
２５ｂ及び２５ｃの順で配置されるものとすると、第２
のスパイラルコイル配線は逆にコイル巻回の外側から内
側に向かって配線２７ｃ、２７ｂ及び２７ａの順で配置
する。その結果、互いに対応する第１及び第２のスパイ
ラルコイル配線を接続することにより形成されるスパイ
ラルコイル回路２８ａ、２８ｂ及び２８ｃの長さを互い
に等しくすることができる。これにより、図１０に等価
回路を示すように、スパイラルコイル回路２８ａ、２８
ｂ及び２８ｃの抵抗及びインダクタンスはそれぞれ等し
くなる。このように、並列に接続されるスパイラルコイ
ル回路の数を増加することにより、さらに端末機との伝
送の効率を向上させることが可能となる。
【００３１】図１１に非接触カード２１と端末機とを組
み合わせて電源電力及びデータ信号を非接触で伝送する
非接触伝送システムを模式的に示す。端末機は例えば予
め設定された処理シーケンスに基づいて信号処理を行う
ための処理回路３０を有し、この処理回路３０に非接触
カード２１のコイル回路２９と電磁結合するためのスパ
イラル状のコイル回路３１が接続されている。コイル回
路３１は、図１２に示されるように複数本の導線３２を
束ねたより線３３により形成されている。このより線３
３内においては、複数本の導線３２は互いに電気的に絶
縁されている。
【００３２】一般に、交流電流が導体を流れるとき、導
体径をｄ（ｍｍ）、電流が流れる導体の表皮の深さをδ
（ｍｍ）とすると、表皮効果による交流抵抗増加率Ｋｓ
は、Ｋｓ＝ｄ２／４（ｄ−δ）δで示されることが知ら
れている。この式から導体径と表皮の深さとの比ｄ／δ
を横軸にとって交流抵抗増加率Ｋｓをグラフに示すと図
１３のようになる。すなわち、導体径ｄが大きいほど、
また表皮の深さδが小さいほど、交流抵抗が増加するこ
とがわかる。また、表皮の深さδは、導体の固有抵抗を
ρ（Ωｃｍ）、交流電流の周波数をｆ（Ｈｚ）、真空の
透磁率をμ０＝４π×１０-7（Ｈ／ｍ）、導体の比透磁
率をμｒとして、δ＝（ρ／２ｆμ0μr）1/2 ／１０で
示される。ここで、固有抵抗ρ、真空の透磁率μ０及び
導体の比透磁率μｒは導体材料が決まれば固定される定
数であり、変数は交流電流の周波数ｆのみとなる。ここ
で、種々の導体材料における周波数ｆと表皮の深さδと
の関係をグラフに示すと図１４のようになる。周波数ｆ
が高くなるほど、表皮の深さδは小さくなる、すなわち
高周波電流は導体の表面部分にしか流れないことがわか
る。従って、導体を介して大きな高周波電力を伝送する
ためには、一本の太い導線を用いるより、図１２に示し
たように複数本の細い導線を束にして同じ導体断面積と
したより線を用いた方が、交流抵抗が小さく、効率よく
電力を伝送することができる。
【００３３】図１１において、端末機に非接触カード２
１が挿入され、端末機のコイル回路３１の中心軸と非接
触カード２１のコイル回路２９の中心軸とが一致するよ
うに非接触カード２１が位置合わせされた後、端末機の
処理回路３０からコイル回路３１に交流電流が流され
る。すると、電磁誘導によって非接触カード２１のコイ
ル回路２９に交流電圧が誘起され、これにより非接触カ
ード２１が起動する。その後、処理回路３０は予め設定
された処理シーケンスに基づき、コイル回路３１を用い
て非接触カード２１との間でデータ信号の送受信を行
う。
【００３４】図１５に示されるように、端末機のコイル
回路３１をフェライトコア３４に巻回することもでき
る。フェライトコア３４は、互いに対向する一対の端面
３５及び３６を有しており、これら端面３５及び３６の
間に非接触カード２１のコイル回路２９が挿入される。
フェライトコア３４は電気的に空気に比べて透磁率が高
くて磁気抵抗が小さいため、端末機のコイル回路３１と
非接触カード２１のコイル回路２９とを効率よく電磁結
合させることができる。なお、フェライトコア３４の端
面３５及び３６間のギャップは狭い方が効果的である。
【００３５】図１６に非接触カード４１と端末機６１と
を組み合わせて構築した非接触伝送システムを示す。非
接触カード４１は、電源受電用のコイル回路４２を有し
ており、このコイル回路４２に交流電源波形を全波整流
する整流回路４４が接続されている。整流回路４４に
は、脈流波形を平滑化するコンデンサ４５と、処理回路
４６とが接続されている。さらに、非接触カード４１
は、データ信号送受信用のコイル回路４７を有してお
り、このコイル回路４７がトランジスタ４９を介して処
理回路４６に接続されている。また、コイル回路４２と
コイル回路４７との間には、コイル回路４２で誘起され
た交流電力をコイル回路４７に供給するためのトランジ
スタ５０及び５１が接続されている。
【００３６】コイル回路４２は互いにトランジスタ５２
を介して並列に接続された二つのスパイラルコイル４３
ａ及び４３ｂを有しており、一方コイル回路４７は互い
にトランジスタ５３を介して並列に接続された二つのス
パイラルコイル４８ａ及び４８ｂを有している。トラン
ジスタ５２及び５３は選択手段を形成するものであり、
そのゲート端子は共に処理回路４６に接続されている。
例えば、トランジスタ５２がオンすると、スパイラルコ
イル４３ａと４３ｂとが並列に接続され、コイル回路４
２は並列２回路のスパイラルコイルとして機能する。一
方、トランジスタ５２がオフすると、スパイラルコイル
４３ａと４３ｂとが遮断され、コイル回路４２はスパイ
ラルコイル４３ａのみの１回路として機能する。トラン
ジスタ５３についても同様である。
【００３７】端末機６１は、電源送電用のコイル回路６
２を有しており、このコイル回路６２に交流発生器６４
及びアッテネータ６５が接続されると共に出力電圧検出
回路６６が接続されている。また、端末機６１は、デー
タ信号送受信用のコイル回路６７を有しており、このコ
イル回路６７にデータ信号送出用の発振器６９が接続さ
れている。さらに、コイル回路６７には波形整形回路７
０が接続されている。コイル回路６２は互いにスイッチ
回路７１を介して並列に接続された二つのスパイラルコ
イル６３ａ及び６３ｂを有しており、一方コイル回路６
７は互いにスイッチ回路７２を介して並列に接続された
二つのスパイラルコイル６８ａ及び６８ｂを有してい
る。スイッチ回路７１及び７２は選択手段を形成するも
のであり、スイッチ回路７１が閉じたときには、スパイ
ラルコイル６３ａと６３ｂとが並列に接続され、コイル
回路６２は並列２回路のスパイラルコイルとして機能す
る。一方、スイッチ回路７１が開いたときには、スパイ
ラルコイル６３ａと６３ｂとが遮断され、コイル回路６
２はスパイラルコイル６３ａのみの１回路として機能す
る。スイッチ回路７２についても同様である。
【００３８】この非接触伝送システムの動作について説
明する。なお、非接触カード４１のトランジスタ５２及
び５３は共にオン状態にあり、端末機６１のスイッチ回
路７１及び７２は共に閉じているものとする。まず、非
接触カード４１が端末機６１に挿入されて非接触カード
４１のコイル回路４２が端末機６１のコイル回路６２に
近接し、この状態で端末機６１の交流発生器６４から交
流電圧が発生される。出力電圧検出回路６６はコイル回
路６２の端子間電圧を検出し、この検出値が所定の値と
なるようにアッテネータ６５にフィードバックをかけ
る。これにより、非接触カード４１への供給電力が一定
に保たれる。このようにしてコイル回路６２に電圧が印
加されると、電磁誘導により非接触カード４１のコイル
回路４２に交流電圧が誘起される。この交流電圧が整流
回路４４で脈流に変換され、さらにコンデンサ４５で平
滑された後、処理回路４６に供給されて非接触カード４
１が起動される。その後、端末機６１の発振器６９から
コイル回路６７を介して信号が送信されると、電磁誘導
により非接触カード４１のコイル回路４７で信号の受信
が行われ、この受信信号によってトランジスタ４９がオ
ンして受信信号が処理回路４６に伝達される。一方、非
接触カード４１から端末機６１に対して信号を送信する
際には、処理回路４６からの信号によりトランジスタ５
０及び５１がオンされ、これにより信号送受信用コイル
回路４７に電源受電用コイル回路４２から交流電力が供
給されて端末機６１のコイル回路６７に対し信号が送信
される。
【００３９】ここで、非接触カード４１の消費電力が小
さいと、負荷軽減のため端末機６１の出力電圧検出回路
６６で検出される電圧値が上昇する。この場合、アッテ
ネータ６５で発振交流電圧を減衰する代わりにスイッチ
回路７１を開いてコイル回路６２をスパイラルコイル６
３ａのみの１回路とすることにより供給電力を制御する
こともできる。同様に、信号送受信用のコイル回路６７
においても、受信信号電圧が高いときには、スイッチ回
路７２を開くことにより受信信号電圧の制御をすること
ができる。一方、非接触カード４１の負荷が少ない場
合、あるいはアイドル状態で供給電力量を減じたい場合
には、処理回路４６からの信号によりトランジスタ５２
をオフさせてコイル回路４２をスパイラルコイル４３ａ
のみの１回路とすればよい。また、信号送受信用コイル
回路４７においても、トランジスタ５３のオン／オフを
切り替えることにより、受信／送信信号レベルを最適レ
ベルに設定することができる。ただし、この場合には端
末機６１のスイッチ回路７２の開／閉と非接触カード４
１のトランジスタ５３のオン／オフとを組み合わせて最
適レベルを探すことが効果的である。
【００４０】なお、図１６では非接触カード４１及び端
末機６１の各コイル回路４２、４７、６２及び６７をそ
れぞれ並列２回路のスパイラルコイルで示したが、これ
に限るものではなく、３回路以上のスパイラルコイルを
並列に接続するようにすれば、さらに効率のよい伝送が
可能となる。
【００４１】また、非接触カードのコイル回路として、
図１２に示したようなより線をプリント基板上に巻回し
たコイルを用いることもできる。さらに、端末機のコイ
ル回路として、銅箔をエッチングすることにより形成し
たコイルを用いることもできる。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る非
接触カードは、端末機と電磁結合されると共に互いに並
列に接続された少なくとも２回路のスパイラルコイルを
含むコイル回路と、前記コイル回路に接続されると共に
信号処理を行う処理回路とを備えているので、端末機と
の間の伝送効率が向上する。
【００４３】請求項２に係る非接触カードは、端末機と
電磁結合されると共に互いに並列に接続された少なくと
も２回路のスパイラルコイルを含む電源受電用コイル回
路と、端末機と電磁結合されると共に互いに並列に接続
された少なくとも２回路のスパイラルコイルを含む信号
送受信用コイル回路と、前記電源受電用コイル回路及び
前記信号送受信用コイル回路に接続されると共に信号処
理を行う処理回路とを備えているので、端末機との間で
効率よく電力及び信号の伝送を行うことができる。
【００４４】請求項３に係る非接触カードは、回路基板
と、前記回路基板の表面に多重に形成されると共に互い
に一端部が接続された複数の第１のスパイラルコイル配
線と、前記回路基板の裏面に多重に形成されると共に互
いに一端部が接続された複数の第２のスパイラルコイル
配線と、前記回路基板に設けられると共に互いに対応す
る第１及び第２のスパイラルコイル配線の他端部を接続
することにより並列に接続された複数のスパイラルコイ
ル回路を形成する接続手段と、前記複数の第１及び第２
のスパイラルコイル配線の一端部に接続されると共に信
号処理を行う処理回路とを備え、各スパイラルコイル回
路を形成する第１及び第２のスパイラルコイル配線の長
さの和が等しいので、電気的特性のバランスのとれた複
数のスパイラルコイル回路が形成され、端末機との伝送
効率が向上する。
【００４５】請求項４に係る非接触カードは、それぞれ
端末機と電磁結合される複数のスパイラルコイル配線
と、前記複数のスパイラルコイル配線のうち所望の数の
スパイラルコイル配線を選択的に並列接続してコイル回
路を形成する選択手段と、前記選択手段により形成され
たコイル回路に接続されると共に信号処理を行う処理回
路とを備えているので、最適条件下で端末機との伝送を
行うことができる。
【００４６】請求項５に係る非接触カード用端末機は、
非接触カードと電磁結合されると共に互いに並列に接続
された少なくとも２回路のスパイラルコイルを含むコイ
ル回路と、前記コイル回路に接続されると共に信号処理
を行う処理回路とを備えているので、非接触カードとの
間の伝送効率が向上する。
【００４７】請求項６に係る非接触カード用端末機は、
非接触カードと電磁結合されると共に互いに並列に接続
された少なくとも２回路のスパイラルコイルを含む電源
送電用コイル回路と、非接触カードと電磁結合されると
共に互いに並列に接続された少なくとも２回路のスパイ
ラルコイルを含む信号送受信用コイル回路と、前記電源
送電用コイル回路及び前記信号送受信用コイル回路に接
続されると共に信号処理を行う処理回路とを備えている
ので、非接触カードとの間で効率よく電力及び信号の伝
送を行うことができる。
【００４８】請求項７に係る非接触カード用端末機は、
非接触カードと電磁結合されると共に複数本の導線を束
ねたより線がフェライトコアに巻回されてなるコイル回
路と、前記コイル回路に接続されると共に信号処理を行
う処理回路とを備えているので、電力損失が低減され、
非接触カードとの間の伝送効率が向上する。
【００４９】請求項８に係る非接触カード用端末機は、
それぞれ非接触カードと電磁結合される複数のスパイラ
ルコイルと、前記複数のスパイラルコイルのうち所望の
数のスパイラルコイルを選択的に並列接続してコイル回
路を形成する選択手段と、前記選択手段により形成され
たコイル回路に接続されると共に信号処理を行う処理回
路とを備えているので、最適条件下で非接触カードとの
伝送を行うことができる。
【００５０】請求項９に係る非接触伝送システムは、互
いに並列に接続された少なくとも２回路のスパイラルコ
イルを含むコイル回路を有する非接触カードと、互いに
並列に接続された少なくとも２回路のスパイラルコイル
を含むコイル回路を有する端末機とを備え、非接触カー
ドのコイル回路と端末機のコイル回路とを互いに電磁結
合させることにより端末機から非接触カードへの電源電
力の伝送及び端末機と非接触カードとの間の信号の授受
を行うので、伝送効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る非接触カードを示す
透視平面図である。
【図２】図１の第１のスパイラルコイル配線を示す平面
図である。
【図３】図１の第２のスパイラルコイル配線を示す平面
図である。
【図４】図１のコイル回路の等価回路図である。
【図５】他の実施例に係る非接触カードの要部を示す平
面図である。
【図６】図５のコイル回路の等価回路図である。
【図７】さらに他の実施例に係る非接触カードのコイル
回路の第１のスパイラルコイル配線を示す平面図であ
る。
【図８】図７の実施例の第２のスパイラルコイル配線を
示す平面図である。
【図９】図７の実施例の第１及び第２のスパイラルコイ
ル配線の接続部を示す平面図である。
【図１０】図７の実施例のコイル回路の等価回路図であ
る。
【図１１】この発明の一実施例に係る非接触伝送システ
ムを模式的に示す図である。
【図１２】図１１のシステムで用いられたより線を示す
断面図である。
【図１３】導体径と表皮の深さの比に対する交流抵抗増
加率の変化を示すグラフである。
【図１４】交流電流の周波数に対する表皮の深さの変化
を示すグラフである。
【図１５】他の実施例に係る非接触伝送システムを示す
図である。
【図１６】さらに他の実施例に係る非接触伝送システム
を示す回路図である。
【図１７】従来の非接触カードを示す斜視図である。
【図１８】図１７の非接触カードのコイルを示す平面図
である。
【図１９】従来の非接触カード用端末機の要部を示す斜
視図である。
【符号の説明】
２１ 非接触カード ２３ プリント基板 ２４ 処理回路 ２５ａ 第１のスパイラルコイル配線 ２５ｂ 第１のスパイラルコイル配線 ２５ｃ 第１のスパイラルコイル配線 ２６ スルーホール ２６ａ スルーホール ２６ｂ スルーホール ２６ｃ スルーホール ２７ａ 第２のスパイラルコイル配線 ２７ｂ 第２のスパイラルコイル配線 ２７ｃ 第２のスパイラルコイル配線 ２８ａ スパイラルコイル回路 ２８ｂ スパイラルコイル回路 ２８ｃ スパイラルコイル回路 ２９ コイル回路 ３０ 処理回路 ３１ コイル回路 ３２ 導線 ３３ より線 ３４ フェライトコア ４１ 非接触カード ４２ 電源受電用コイル回路 ４３ａ スパイラルコイル ４３ｂ スパイラルコイル ４６ 処理回路 ４７ 信号送受信用コイル回路 ４８ａ スパイラルコイル ４８ｂ スパイラルコイル ５２ トランジスタ ５３ トランジスタ ６２ 電源送電用コイル回路 ６３ａ スパイラルコイル ６３ｂ スパイラルコイル ６７ 信号送受信用コイル回路 ６８ａ スパイラルコイル ６８ｂ スパイラルコイル ７１ スイッチ回路 ７２ スイッチ回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年６月５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】請求項９に係る非接触伝送システムは、互
いに並列に接続された少なくとも２回路のスパイラルコ
イルを含むコイル回路を有する非接触カードと、互いに
並列に接続された少なくとも２回路のスパイラルコイル
を含むコイル回路を有する端末機とを備え、非接触カー
ドのコイル回路と端末機のコイル回路とを互いに電磁結
合させることにより端末機から非接触カードへの電源電
力の伝送及び端末機と非接触カードとの間の信号の授受
を行うものである。請求項１０に係る非接触カードは、
端末機と電磁結合されると共に複数本の導線を束ねたよ
り線を巻回したコイル回路と、前記コイル回路に接続さ
れると共に信号処理を行う処理回路とを備えたものであ
る。請求項１１に係る非接触カード用端末機は、非接触
カードと電磁結合されると共に複数本の導線を束ねたよ
り線が巻回されてなるコイル回路と、前記コイル回路に
接続されると共に信号処理を行う処理回路とを備えたも
のである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】請求項９に記載の非接触伝送システムにお
いては、互いに並列接続された少なくとも２回路のスパ
イラルコイルを含む非接触カードのコイル回路と、互い
に並列接続された少なくとも２回路のスパイラルコイル
を含む端末機のコイル回路とが電磁結合される。請求項
１０に記載の非接触カードにおいては、端末機と電磁結
合されるコイル回路が複数本の導線を束ねたより線を巻
回することにより形成される。請求項１１に記載の非接
触カード用端末機においては、コイル回路が複数本の導
線を束ねたより線を巻回することにより形成される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５０】請求項９に係る非接触伝送システムは、互
いに並列に接続された少なくとも２回路のスパイラルコ
イルを含むコイル回路を有する非接触カードと、互いに
並列に接続された少なくとも２回路のスパイラルコイル
を含むコイル回路を有する端末機とを備え、非接触カー
ドのコイル回路と端末機のコイル回路とを互いに電磁結
合させることにより端末機から非接触カードへの電源電
力の伝送及び端末機と非接触カードとの間の信号の授受
を行うので、伝送効率の向上を図ることができる。請求
項１０に係る非接触カードは、端末機と電磁結合される
と共に複数本の導線を束ねたより線を巻回したコイル回
路と、前記コイル回路に接続されると共に信号処理を行
う処理回路とを備えているので、電力損失が低減され、
端末機との伝送効率が向上する。請求項１１に係る非接
触カード用端末機は、非接触カードと電磁結合されると
共に複数本の導線を束ねたより線が巻回されてなるコイ
ル回路と、前記コイル回路に接続されると共に信号処理
を行う処理回路とを備えているので、電力損失が低減さ
れ、非接触カードとの伝送効率が向上する。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 端末機と電磁結合されると共に互いに並
    列に接続された少なくとも２回路のスパイラルコイルを
    含むコイル回路と、 前記コイル回路に接続されると共に信号処理を行う処理
    回路とを備えたことを特徴とする非接触カード。
  2. 【請求項２】 端末機と電磁結合されると共に互いに並
    列に接続された少なくとも２回路のスパイラルコイルを
    含む電源受電用コイル回路と、 端末機と電磁結合されると共に互いに並列に接続された
    少なくとも２回路のスパイラルコイルを含む信号送受信
    用コイル回路と、 前記電源受電用コイル回路及び前記信号送受信用コイル
    回路に接続されると共に信号処理を行う処理回路とを備
    えたことを特徴とする非接触カード。
  3. 【請求項３】 回路基板と、前記回路基板の表面に多重
    に形成されると共に互いに一端部が接続された複数の第
    １のスパイラルコイル配線と、 前記回路基板の裏面に多重に形成されると共に互いに一
    端部が接続された複数の第２のスパイラルコイル配線
    と、 前記回路基板に設けられると共に互いに対応する第１及
    び第２のスパイラルコイル配線の他端部を接続すること
    により並列に接続された複数のスパイラルコイル回路を
    形成する接続手段と、 前記複数の第１及び第２のスパイラルコイル配線の一端
    部に接続されると共に信号処理を行う処理回路とを備
    え、各スパイラルコイル回路を形成する第１及び第２の
    スパイラルコイル配線の長さの和が等しいことを特徴と
    する非接触カード。
  4. 【請求項４】 それぞれ端末機と電磁結合される複数の
    スパイラルコイル配線と、 前記複数のスパイラルコイル配線のうち所望の数のスパ
    イラルコイル配線を選択的に並列接続してコイル回路を
    形成する選択手段と、 前記選択手段により形成されたコイル回路に接続される
    と共に信号処理を行う処理回路とを備えたことを特徴と
    する非接触カード。
  5. 【請求項５】 非接触カードと電磁結合されると共に互
    いに並列に接続された少なくとも２回路のスパイラルコ
    イルを含むコイル回路と、 前記コイル回路に接続されると共に信号処理を行う処理
    回路とを備えたことを特徴とする非接触カード用端末
    機。
  6. 【請求項６】 非接触カードと電磁結合されると共に互
    いに並列に接続された少なくとも２回路のスパイラルコ
    イルを含む電源送電用コイル回路と、 非接触カードと電磁結合されると共に互いに並列に接続
    された少なくとも２回路のスパイラルコイルを含む信号
    送受信用コイル回路と、 前記電源送電用コイル回路及び前記信号送受信用コイル
    回路に接続されると共に信号処理を行う処理回路とを備
    えたことを特徴とする非接触カード用端末機。
  7. 【請求項７】 非接触カードと電磁結合されると共に複
    数本の導線を束ねたより線がフェライトコアに巻回され
    てなるコイル回路と、 前記コイル回路に接続されると共に信号処理を行う処理
    回路とを備えたことを特徴とする非接触カード用端末
    機。
  8. 【請求項８】 それぞれ非接触カードと電磁結合される
    複数のスパイラルコイルと、 前記複数のスパイラルコイルのうち所望の数のスパイラ
    ルコイルを選択的に並列接続してコイル回路を形成する
    選択手段と、 前記選択手段により形成されたコイル回路に接続される
    と共に信号処理を行う処理回路とを備えたことを特徴と
    する非接触カード用端末機。
  9. 【請求項９】 互いに並列に接続された少なくとも２回
    路のスパイラルコイルを含むコイル回路を有する非接触
    カードと、 互いに並列に接続された少なくとも２回路のスパイラル
    コイルを含むコイル回路を有する端末機とを備え、非接
    触カードのコイル回路と端末機のコイル回路とを互いに
    電磁結合させることにより端末機から非接触カードへの
    電源電力の伝送及び端末機と非接触カードとの間の信号
    の授受を行うことを特徴とする非接触伝送システム。
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