JP2008027015A - Noncontact ic card - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非接触ICカードに関し、特に、表示機能等の付加機能のための電力を効率良く充電するための技術に関する。 The present invention relates to a non-contact IC card, and more particularly to a technique for efficiently charging power for an additional function such as a display function.
近年、無線通信により外部との情報の授受を行う非接触ICカードの利用が飛躍的に増えてきており、様々な分野に利用されている。特に、最近では、情報の授受を行うだけでなく、表示デバイスを搭載し、ICチップに記録されている情報を表示させる機能等の付加機能を持った非接触ICカードが登場している。 In recent years, the use of non-contact IC cards for exchanging information with the outside by wireless communication has increased dramatically and is used in various fields. In particular, recently, contactless IC cards that not only exchange information but also have additional functions such as a function of displaying information recorded on an IC chip have been introduced.
このような付加機能を搭載する場合には、その駆動のための電力が必要になるため、従来に比べて多くの電力を必要とすることになる。このため、情報の授受等のためのアンテナとは別に、付加機能専用のアンテナを独立して設け、電力を確保する技術が提案されている(特許文献1参照)。
しかしながら、上記特許文献1に記載の発明では、外部から電力供給を受けた場合にしか駆動できないため、任意のタイミングで付加機能を駆動することができないという問題がある。 However, the invention described in Patent Document 1 has a problem that it cannot be driven at an arbitrary timing because it can be driven only when power is supplied from the outside.
そこで、本発明は、付加機能を駆動するのに充分な電力を、短時間で充電することが可能な非接触ICカードを提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a non-contact IC card that can be charged in a short time with power sufficient to drive an additional function.
上記課題を解決するため、本発明では、ICと外部とのデータの授受を無線通信により行う非接触ICカードであって、前記ICと外部との通信用のアンテナである通信用アンテナと、前記データの授受以外の機能である付加機能を実行する付加機能実行手段と、前記付加機能実行手段の電力確保用のアンテナである充電用アンテナと、前記充電用アンテナから得られた電磁波を直流電圧に整流する整流回路と、前記整流回路により整流された直流電圧を充電する電気二重層キャパシタとを有する非接触ICカードを提供する。 In order to solve the above-described problem, the present invention provides a contactless IC card that performs data communication between an IC and the outside by wireless communication, the communication antenna being an antenna for communication between the IC and the outside, Additional function executing means for executing an additional function other than data exchange, a charging antenna that is an antenna for securing power of the additional function executing means, and an electromagnetic wave obtained from the charging antenna to a DC voltage A non-contact IC card having a rectifying circuit for rectifying and an electric double layer capacitor for charging a DC voltage rectified by the rectifying circuit is provided.
本発明によれば、非接触ICカードにおいて、IC駆動用のアンテナとは別に表示機能等の付加機能用のアンテナを設けるとともに、このアンテナから得られた電力を充電する電気二重層キャパシタを設けたため、付加機能を駆動するのに充分な電力を、短時間で充電することが可能となるという効果を奏する。 According to the present invention, in the non-contact IC card, an antenna for an additional function such as a display function is provided in addition to the antenna for driving the IC, and an electric double layer capacitor for charging power obtained from the antenna is provided. Thus, there is an effect that it is possible to charge the power sufficient to drive the additional function in a short time.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(1.非接触ICカードの構成)
まず、本発明に係る非接触ICカードの構成について説明する。図1は、本発明に係る非接触ICカードの機能ブロック図である。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1. Configuration of contactless IC card)
First, the configuration of the non-contact IC card according to the present invention will be described. FIG. 1 is a functional block diagram of a non-contact IC card according to the present invention.
図1において、10はICカード、11は通信用アンテナ、12はカード用IC、13はCPU、14はメモリ、15はドライバIC、16は表示部、17は充電用アンテナ、18は整流回路、19は電気二重層キャパシタ、30は非接触型リーダライタである。 In FIG. 1, 10 is an IC card, 11 is a communication antenna, 12 is a card IC, 13 is a CPU, 14 is a memory, 15 is a driver IC, 16 is a display unit, 17 is a charging antenna, 18 is a rectifier circuit, 19 is an electric double layer capacitor, and 30 is a non-contact type reader / writer.
図1に示すように、本発明に係るICカード10は、通信用アンテナ11、カード用IC12、CPU13、メモリ14、ドライバIC15、表示部16、充電用アンテナ17、整流回路18、電気二重層キャパシタ19を有しており、通信用アンテナ11を介して、非接触型リーダライタ30との通信を行うとともに、充電用アンテナ17を介して表示用の電力を非接触型リーダライタ30から得るようになっている。
As shown in FIG. 1, an IC card 10 according to the present invention includes a
ICカード10において、通信用アンテナ11、カード用IC12は、通常のICカードが有するものと同一であり、ICカードの必須機能となるものである。CPU13、メモリ14、ドライバIC15、表示部16は上記必須機能に対して付加機能を実現するためのものであり、本実施形態では表示機能を実現している。
In the IC card 10, the
図1中、通信用アンテナ11は、カード用IC12へ入出力するためのデータの送受信およびデータ入出力のための電力の供給を受けるためのものであり、ICカード10を構成する基材内部において、コイル状に巻かれたものとなっている。カード用IC12は、データを記録するためのICチップである。CPU13は、カード用IC12に記録されたデータを処理するための演算処理装置である。本実施形態においては、表示部16に対するデータの表示処理も行う。メモリ14は、表示部16に表示させるデータの記憶領域である。ドライバIC15は、表示部16にデータを表示させるためのICである。表示部16は、データを表示するためのものであり、例えばTN、STN等のネマチック液晶表示媒体、コレステリック液晶媒体、強誘電性液晶媒体、電子ペーパー、発光ダイオード等を用いることができる。
In FIG. 1, a
充電用アンテナ17は、付加機能用の電力の供給を受けるためのものであり、通信用アンテナ11と同様、ICカード10を構成する基材内部において、コイル状に巻かれたものとなっている。整流回路18は、非接触型リーダライタ30から充電用アンテナ17が受信した電磁波を整流して直流電圧に変換する機能を有している。電気二重層キャパシタ19は、整流回路18による整流により得られた直流電圧を電力として蓄積する機能を有している。
The
上述のように、通信用アンテナ11と充電用アンテナ17は共に、コイル状に巻かれて基材内部に形成されている。この2つのアンテナはICカード10内の平面方向に互いに重なり合わないように配置することが望ましい。平面方向に重なり合わないように配置した場合の例を図2(a)に示す。図2(a)の例では、通信用アンテナ11を太線で、充電用アンテナ17を細線で示している。図2(a)に示すように、平面方向に重なり合わないように配置する手法としては、非接触ICカード10のカード基材上において、一方の側(図中左側)に通信用アンテナ11をコイル状に巻いて配置し、他方の側(図中右側)に充電用アンテナ17をコイル状に巻いて配置する手法がある。
As described above, both the
また、重なり合ってしまう場合でも、平面方向において重なる部分ができるだけ少なくするようにすることが望ましい。平面方向において重なる部分をできるだけ少なくなるように配置した場合の例を図2(b)に示す。図2(b)の例でも、図2(a)と同様、通信用アンテナ11を太線で、充電用アンテナ17を細線で示している。図2(b)に示すように、平面方向において重なる部分をできるだけ少なくなるように配置する手法としては、非接触ICカード10のカード基材上において、外周側に通信用アンテナ11をコイル状に巻いて配置し、その内周側に充電用アンテナ17をコイル状に巻いて配置する手法がある。
Even if they overlap, it is desirable to minimize the number of overlapping portions in the plane direction. FIG. 2B shows an example in which the overlapping portions in the plane direction are arranged so as to be as small as possible. In the example of FIG. 2B as well, the
上述のように、通信用アンテナ11と充電用アンテナ17を平面方向において重なる部分をできるだけ少なくしたとしても、アンテナが近隣に複数本存在する場合、それぞれが干渉して受信の効率が低下し、通信不良などの不具合が発生する場合がある。そこで、これらについては、通信阻害を発生させないように、その周波数特性を調整しておく。具体的には、通信用アンテナ11と充電用アンテナ17を重ねた状態での共振周波数が、非接触型リーダライタ30の搬送周波数と等しくなるように調整する。規格により定められた非接触型リーダライタ30の搬送周波数が13.56MHzであるので、2本のアンテナの共振周波数が13.56MHzとなるよう設定することになる。このように2本のアンテナの周波数特性を調整しておくと、通信阻害が発生せず、充電時間も短くなる。
As described above, even if the overlapping portion of the
(2.処理動作)
続いて、図1に示したICカード10の処理動作について説明する。ICカード10を非接触型リーダライタ30に近付けると、ICカード10は通信用アンテナ11および充電用アンテナ17の両方を介して通信を開始する。通信用アンテナ11においては、双方向に情報のやりとりを行う。具体的には、カード用IC12に記録された情報を非接触型リーダライタ30に送信するとともに、非接触型リーダライタ30から受信した情報をカード用IC12に記録する処理等を行うことになる。この際、必要な駆動電力は、通信用アンテナ11が非接触型リーダライタ30から得ることになる。
(2. Processing operation)
Next, the processing operation of the IC card 10 shown in FIG. 1 will be described. When the IC card 10 is brought close to the non-contact type reader /
このように、カード用IC12と非接触型リーダライタ30の間において情報のやりとりが行われている際、並行して充電用アンテナ17は、非接触型リーダライタ30から電磁波を受信する。そして、整流回路18が受信した電磁波を整流して直流電圧に変換する。さらに電気二重層キャパシタ19が、変換された直流電圧を電力として蓄積していく。このようにして、通信用アンテナ11側で情報のやりとりが行われている間、充電用アンテナ17側では、付加機能用の電力を得るための充電が行われることになる。
Thus, when information is exchanged between the
そして、カード用IC12に記録されたデータを表示部16に表示させる場合には、電気二重層キャパシタ19に蓄積された電力を利用してCPU13がカード用IC12からデータを抽出してメモリ14に渡し、ドライバIC15がメモリに保持されたデータを表示部16に表示させる。
When the data recorded in the
非接触型リーダライタ30とカード用IC12の間のデータのやりとりについては、上述のように通信用アンテナ11から得られる電力を利用するため、ICカード10が非接触型リーダライタ30から離れた場合には、電力供給がされず、実行することができない。一方、表示部16へのデータの表示は、電気二重層キャパシタ19に蓄積された電力を利用して行うため、ICカード10が非接触型リーダライタ30から離れていても、表示を行うことが可能である。
Regarding the exchange of data between the non-contact type reader /
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、付加機能として表示機能を備えた場合について説明したが、付加機能として音声を発する発音機能等を備えるようにしても良い。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the case where the display function is provided as the additional function has been described. However, a sound generation function that emits sound may be provided as the additional function.
10・・・ICカード
11・・・通信用アンテナ
12・・・カード用IC
13・・・CPU
14・・・メモリ
15・・・ドライバIC
16・・・表示部
17・・・充電用アンテナ
18・・・整流回路
19・・・電気二重層キャパシタ
30・・・非接触型リーダライタ
10 ...
13 ... CPU
14 ...
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ICと外部との通信用のアンテナである通信用アンテナと、
前記データの授受以外の機能である付加機能を実行する付加機能実行手段と、
前記付加機能実行手段の電力確保用のアンテナである充電用アンテナと、
前記充電用アンテナから得られた電磁波を直流電圧に整流する整流回路と、
前記整流回路により整流された直流電圧を充電する電気二重層キャパシタと、
を有することを特徴とする非接触ICカード。 A non-contact IC card that exchanges data between the IC and the outside by wireless communication,
A communication antenna which is an antenna for communication between the IC and the outside;
An additional function executing means for executing an additional function which is a function other than the data exchange;
A charging antenna that is an antenna for securing power of the additional function executing means;
A rectifier circuit that rectifies electromagnetic waves obtained from the charging antenna into a DC voltage;
An electric double layer capacitor for charging a DC voltage rectified by the rectifier circuit;
A non-contact IC card comprising:
The communication antenna and the charging antenna are both formed in a coil shape inside the card substrate, and are arranged so as not to overlap each other in the plane direction of the card. Item 3. A non-contact IC card according to item 2.
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