JP2000050534A - Icカードの電力供給装置 - Google Patents

Icカードの電力供給装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ICモジュール31を安定に作動させ、IC
カードCDによるデータ通信距離の拡大を図る。 【解決手段】 外来電波に共振する1次コイルL1 と、
1次コイルL1 に電磁的に結合し、ICモジュール31
に接続する2次コイルL2 とを組み合わせる。2次コイ
ルL2 は、外来電波により、1次コイルL1 を介して大
きな2次電圧を誘起し、ICモジュール31に給電する
ことができる。

Description

【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
力供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】無接触のICカードには、電磁誘導方式
の電力供給装置が組み込まれている。
【0003】このものは、外来電波に共振するコイルア
ンテナを使用しており、コイルアンテナは、ICカード
内のICモジュールに接続されている。そこで、このも
のは、外来電波によりコイルアンテナに電圧を誘起させ
てICモジュールに給電することができる。なお、IC
モジュールは、コイルアンテナからの誘起電圧を利用し
て作動し、外来電波を介して伝送されるデータを読み取
り、必要なデータを外部に発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、コイルアンテナは、外来電波によって誘起され
る電圧をそのままICモジュールに給電するため、外来
電波が微弱であると、ICモジュールを安定に作動させ
ることが難しく、ICカードによるデータ通信距離を十
分大きくすることができない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、1次コイルと、1次コイルに電磁的に
結合する2次コイルとを組み合わせることによって、外
来電波が微弱であっても、ICモジュールを安定に作動
させ、ICカードによるデータ通信距離の拡大を図るこ
とができるICカードの電力供給装置を提供することに
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
めのこの発明の構成は、外来電波に共振する1次コイル
と、1次コイルに電磁的に結合し、ICモジュールに接
続する2次コイルとを備えてなり、2次コイルは、1次
コイルよりターン数を多くすることをその要旨とする。
【0007】なお、1次コイル、2次コイルは、同電位
に保持することができる。
【0008】また、1次コイル、2次コイルには、それ
ぞれコンデンサを接続してもよく、コンデンサは、少な
くとも一方を容量設定可能に形成してもよい。
【0009】さらに、1次コイル、2次コイルは、二次
元の螺旋状に形成してもよく、三次元の螺旋状に形成し
てもよい。
【0010】
【作用】かかる発明の構成によるときは、外来電波に共
振する1次コイルは、外来電波により1次電圧を誘起
し、1次コイルと電磁的に結合する2次コイルは、1次
コイルとのターン数の比に従って、1次電圧より高い2
次電圧を誘起してICモジュールに給電することができ
る。すなわち、ICモジュールは、1次コイル、2次コ
イルを介して十分大きな電圧が給電され、安定に作動す
ることができる。
【0011】1次コイル、2次コイルを互いに同電位に
保持することにより、1次コイルは、ICモジュールに
対して極端に異なる電位になるおそれがなく、ICモジ
ュールを一層安定に作動させることができる。なお、こ
のときの1次コイル、2次コイルは、それぞれの同極側
の一端または中間点を電気的に接続すればよい。
【0012】1次コイル、2次コイルのそれぞれにコン
デンサを接続すれば、1次コイルは、コンデンサを介し
て外来電波に容易に共振させることができ、2次コイル
は、コンデンサを介し、ICモジュールに対して容易に
インピーダンスを整合させることができる。
【0013】容量設定可能に形成するコンデンサは、容
量を適切に調節設定することにより、1次コイルを外来
電波に共振させ、2次コイルをICモジュールのインピ
ーダンスに整合させることができる。
【0014】1次コイル、2次コイルは、二次元の螺旋
状に形成することにより、印刷やエッチング等の形成工
程を簡略化することができ、全体の製造コストを低減さ
せることができる。
【0015】また、1次コイル、2次コイルは、三次元
の螺旋状に形成することにより、ターン数を高密度にす
ることができ、小形化、高インダクタンス化を図ること
ができる。
【0016】
【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。
【0017】ICカードの電力供給装置は、1次コイル
L1 、2次コイルL2 を備えてなる(図1、図2)。た
だし、1次コイルL1 、2次コイルL2 は、ICカード
CDに組み込まれている。
【0018】ICカードCDは、所定サイズの薄い長方
形のカード状に形成されている。ICカードCDには、
ランドG、G…を介し、マイクロプロセッサや書込み可
能な不揮発性メモリ等を含むICモジュール31が実装
されている。また、1次コイルL1 、2次コイルL2
は、ICカードCD上において、印刷やエッチング等に
より、互いに平行な二次元の螺旋状に組み合わせて形成
されている。1次コイルL1 は、2次コイルL2 よりラ
イン幅が大きくなっている。また、2次コイルL2 は、
1次コイルL1 よりターン数が多く設定され、1次コイ
ルL1 に対して電磁的に結合されている。
【0019】1次コイルL1 の両端には、コンデンサC
1 が接続されており、2次コイルL2 は、一端のコンデ
ンサC2 を介してICモジュール31に接続されてい
る。また、1次コイルL1 、2次コイルL2 は、同極側
の一端が接続され、互いに同電位に保持されている。
【0020】1次コイルL1 は、外来電波Sa が到来す
ると、外来電波Sa に共振して1次電圧V1 を誘起す
る。すなわち、1次コイルL1 、コンデンサC1 は、外
来電波Sa に共振している。一方、2次コイルL2 は、
1次コイルL1 の1次電圧V1により、2次電圧V2 >
V1 を誘起してICモジュール31に給電することがで
きる。2次コイルL2 は、1次コイルL1 よりターン数
が多く設定されているからである。そこで、ICモジュ
ール31は、2次コイルL2 からの2次電圧V2により
起動し、外来電波Sa に含まれているデータに従って作
動するとともに、2次コイルL2 を介して所定の新たな
データを送信電波Sb として外部に発信することができ
る。
【0021】
【他の実施の形態】1次コイルL1 、2次コイルL2
は、互いに電気的に分離させてもよい(図3(A)、
(C))。また、コンデンサC2 は、2次コイルL2 に
並列に接続してもよい(同図(B)、(C))。
【0022】1次コイルL1 、2次コイルL2 は、IC
カードCD上において、二次元の螺旋状に個別に形成し
てもよい(図4)。なお、同図において、2次コイルL
2 は、1次コイルL1 の内側に形成されている。ただ
し、2次コイルL2 は、1次コイルL1 の外側に形成し
てもよく、1次コイルL1 と並行に配列してもよい。ま
た、1次コイルL1 、2次コイルL2 は、ICカードC
Dの片面ではなく、両面に分離して形成してもよい。
【0023】コンデンサC1 は、容量設定可能に形成す
ることができる(図5)。コンデンサC1 は、一対の線
状のパターン11、12のそれぞれに付設する電極11
a、11a…、12a、12a…を櫛歯状に噛み合わせ
て形成されている。また、パターン11、12には、そ
れぞれ接続用の端子11b、12bが形成されている。
そこで、コンデンサC1 は、適当な位置P、Pにおいて
パターン11、12を切断し、電極11a、11a…、
12a、12a…の任意の組数を使用することにより、
その容量を可変設定することができる。また、コンデン
サC2 も、同様の構造に形成してもよい。すなわち、コ
ンデンサC1 、C2 の少なくとも一方は、容量設定可能
に形成することができる。なお、図5のコンデンサは、
他の固定容量のコンデンサと組み合わせることにより、
コンデンサC1 、C2 を形成してもよい。
【0024】1次コイルL1 、2次コイルL2 は、三次
元の螺旋状に形成してもよい(図6、図7)。
【0025】1次コイルL1 は、端子21cを伴う下部
の導電パターン21a、21a…と、中間の絶縁皮膜2
1dと、上部の導電パターン21b、21b…とを絶縁
性のベース材23上に順に形成して構成されている。下
部の導電パターン21a、21a…は、端子21cとと
もに、所定ピッチごとにベース材23の表面側に斜めに
形成され、絶縁皮膜21dは、下部の導電パターン21
a、21a…の両端部を除く中間部のみを被覆してい
る。また、上部の導電パターン21b、21b…は、絶
縁皮膜21d上において、下部の導電パターン21a、
21a…と同一ピッチに逆方向に斜めに形成され、絶縁
皮膜21dの両側においてベース材23上の下部の導電
パターン21a、21a…の両端を順に連結している。
【0026】したがって、上下の導電パターン21a、
21a…、21b、21b…は、絶縁皮膜21dを介
し、ベース材23上に三次元の1次コイルL1 を形成し
ている(図7、図8)。なお、上部の導電パターン21
b、21b…上には、保護皮膜21eが形成されており
(図6)、保護皮膜21eは、端子21cを除く上下の
導電パターン21a、21a…、21b、21b…の全
体を保護している。
【0027】2次コイルL2 は、1次コイルL1 と同様
に、端子22c、22cを伴う上部の導電パターン22
b、22b…と、中間の絶縁皮膜22dと、下部の導電
パターン22a、22a…とをベース材23の裏面側に
順に形成し、端子22c、22cを除く全体を保護皮膜
22eによって保護することにより形成されている。な
お、1次コイルL1 、2次コイルL2 は、ベース材23
の端子孔23a、端子21c、22cに形成する端子孔
21c1 、22c1 を介し、たとえばスルホールによっ
て各一端を電気的に接続することができ、2次コイルL
2 は、両端の端子22c、22cを介してICモジュー
ル31に接続することができる。このような1次コイル
L1 、2次コイルL2 は、エッチング技術を全く使用す
ることなく、印刷技術のみによって形成することができ
る。
【0028】なお、図6の1次コイルL1 、2次コイル
L2 は、ベース材23の表面側において、複数の絶縁皮
膜21d、21d…を介して互いに2重コイルを形成す
るように配列してもよく、共通の絶縁皮膜21dを介し
て互いに平行に配列してもよい。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、外来電波に共振する1次コイルと、ICモジュール
に接続する2次コイルとを組み合わせることによって、
1次コイルよりターン数が多く、1次コイルに電磁的に
結合している2次コイルは、外来電波により大きな2次
電圧を誘起してICモジュールに給電することができる
から、ICモジュールを安定に作動させ、ICカードに
よるデータ通信距離を大幅に拡大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】 全体構成平面説明図
【図2】 図1の等価電気回路図
【図3】 他の実施の形態を示す図2相当図
【図4】 他の実施の形態を示す図1相当図
【図5】 他の実施の形態を示す要部拡大模式説明図
【図6】 他の実施の形態を示す要部拡大分解斜視図
【図7】 図6の要部拡大分解斜視説明図
【図8】 図6の要部拡大模式説明図
【符号の説明】
Sa …外来電波 L1 …1次コイル L2 …2次コイル C1 、C2 …コンデンサ 31…ICモジュール
フロントページの続き (71)出願人 398051589 株式会社エクスウエイ 東京都渋谷区桜丘町20番1号 (72)発明者 杉村 詩朗 石川県石川郡野々市町押越2−271 Fターム(参考) 5B058 CA17 CA22 KA40 5K012 AA01 AB03 AC06 AE13

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外来電波に共振する1次コイルと、該1
    次コイルに電磁的に結合し、ICモジュールに接続する
    2次コイルとを備えてなり、該2次コイルは、前記1次
    コイルよりターン数を多くすることを特徴とするICカ
    ードの電力供給装置。
  2. 【請求項2】 前記1次コイル、2次コイルは、同電位
    に保持することを特徴とする請求項1記載のICカード
    の電力供給装置。
  3. 【請求項3】 前記1次コイル、2次コイルには、それ
    ぞれコンデンサを接続することを特徴とする請求項1ま
    たは請求項2記載のICカードの電力供給装置。
  4. 【請求項4】 前記コンデンサは、少なくとも一方を容
    量設定可能に形成することを特徴とする請求項3記載の
    ICカードの電力供給装置。
  5. 【請求項5】 前記1次コイル、2次コイルは、二次元
    の螺旋状に形成することを特徴とする請求項1ないし請
    求項4のいずれか記載のICカードの電力供給装置。
  6. 【請求項6】 前記1次コイル、2次コイルは、三次元
    の螺旋状に形成することを特徴とする請求項1ないし請
    求項4のいずれか記載のICカードの電力供給装置。
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