JP2000057282A - 記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非接触型メモリカードにおけるループアンテ
ナの送受信感度を高める。 【解決手段】 非接触型メモリカード１の表面のフィル
ムシート１６上には、情報の記憶および処理を行うＩＣ
チップ１３（ワイヤボンディング後、エポキシ樹脂で封
止）、コンデンサ電極１１が実装されており、その周辺
部に送受信用のアンテナパターン１５が形成されてい
る。また、アンテナパターン１５は、スルーホール１４
を介して裏面のアンテナパターンに接続されている。さ
らに、アンテナパターン１５の内側（コンデンサ電極１
１の左側）に、磁性体１２が塗布、形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記憶装置に関し、
特に、非接触でデータの読み出しや書き込みを行い得る
メモリカードにおいて、ループアンテナの送受信感度を
高めることができるようにした記憶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報処理の高能率化と機密保持な
どの観点から、ＩＣチップのような情報（データ）の記
憶および処理を行う半導体素子を実装し、記憶容量など
を飛躍的に高めたメモリカードがデータカードとして広
く使用されている。

【０００３】そして最近は、入出力の電波信号を送受信
するデータ送受信用アンテナ回路（コイル）を内蔵し、
外部処理装置との間のデータの読み出しや書き込みを、
いわゆる無線方式によって、非接触的に行うように構成
された非接触型メモリカードも開発されている。

【０００４】非接触型メモリカード１０１は、基本的に
２枚のフィルムシートで構成され、図１１は、それを表
面から見たフィルムシート上の構成を示しており、図１
２は非接触型メモリカード１０１を裏面から見たフィル
ムシート上の構成を示している。

【０００５】図１１に示すように、非接触型メモリカー
ド１０１の表面のフィルムシート１１５上には、情報の
記憶および処理を行うＩＣチップ１１２（ワイヤボンデ
ィング後、エポキシ樹脂で封止）、コンデンサ電極１１
１が実装されており、その周辺部に送受信用のアンテナ
パターン１１４が形成されている。また、アンテナパタ
ーン１１４は、スルーホール１１３を介して裏面のコン
デンサ電極１２１に接続されている。

【０００６】図１２に示すように、非接触型メモリカー
ド１０１の裏面のフィルムシート１２２上には、コンデ
ンサ電極１２１が実装されている。コンデンサ電極１２
１と前述のコンデンサ電極１１１の間には、誘電体（図
示せず）が配置されており、これらが一体となってコン
デンサとして機能している。即ち、非接触型メモリカー
ド１０１の電源として利用される。

【０００７】ところで、前記構成の非接触型メモリカー
ド１０１の送受信感度は、アンテナとして機能するコイ
ルのインピーダンスと開口面積などによって決定され、
インピーダンスが低く、開口面積が大きいほど送受信感
度は良好となる。

【０００８】従って、前述の非接触型メモリカード１０
１においては、一般に送受信用コイル状アンテナパター
ン１１４を、数１００μｍの幅、数１００μｍのピッチ
で数１０パターン形成してインピーダンスを低くすると
ともに、アンテナパターン１１４をフィルムシート１１
５の外周縁に沿って渦巻き状に形成することで、開口面
積の増大を図っていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の構成では、非接触型メモリカード１０１と情報処
理装置との間でデータの読み出しや書き込みを行う場
合、アンテナの送受信感度がまだ充分でないため、非常
に接近した状態でしか通信ができないという課題があっ
た。

【００１０】また、非接触型メモリカード１０１は、情
報処理装置が送信する電波により、アンテナが励振した
電圧を検波、整流して電力源としているため、通信距離
が限られるという課題があった。

【００１１】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、非接触型メモリカードにおいて、ループ
アンテナの送受信感度を高めることにより、情報処理装
置との通信距離が拡大できるようにするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の記憶装
置は、情報の記憶および処理を行い、外部装置との間で
情報の送受信を行う記憶装置において、電気的な絶縁機
能を有する絶縁手段と、絶縁手段上に実装され、情報の
記憶および処理を行う情報処理手段と、絶縁手段上にル
ープ状に形成され、外部装置からの電波を受信するか、
または情報処理手段からの信号を電波によって送信する
送受信手段と、絶縁手段上であって、ループ状の送受信
手段の内側に形成された磁束を集中させる磁束集中手段
とを備えることを特徴とする。

【００１３】請求項１に記載の記憶装置においては、絶
縁手段が、電気的な絶縁機能を有し、情報処理手段が、
絶縁手段上に実装され、情報の記憶および処理を行い、
送受信手段が、絶縁手段上にループ状に形成され、外部
装置からの電波を受信するか、または情報処理手段から
の信号を電波によって送信し、磁束集中手段が、絶縁手
段上であって、ループ状の送受信手段の内側に形成さ
れ、磁束を集中させる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
するが、特許請求の範囲に記載の発明の各手段と、以下
の実施の形態との対応関係を明らかにするために、各手
段の後の括弧内に、対応する実施の形態（但し一例）を
付加して本発明の特徴を記述すると、次のようになる。
但し、勿論この記載は、各手段を記載したものに限定す
ることを意味するものではない。

【００１５】即ち、請求項１に記載の記憶装置は、情報
の記憶および処理を行い、外部装置との間で情報の送受
信を行う記憶装置において、電気的な絶縁機能を有する
絶縁手段（例えば、図１に示すフィルムシート１６）
と、絶縁手段上に実装され、情報の記憶および処理を行
う情報処理手段（例えば、図１に示すＩＣチップ１３）
と、絶縁手段上にループ状に形成され、外部装置からの
電波を受信するか、または情報処理手段からの信号を電
波によって送信する送受信手段（例えば、図１に示すア
ンテナパターン１５）と、絶縁手段上であって、ループ
状の送受信手段の内側に形成された磁束を集中させる磁
束集中手段（例えば、図１に示す磁性体１２）とを備え
ることを特徴とする。

【００１６】図１乃至図３を参照しながら、本発明の一
実施の形態の構成について説明する。

【００１７】図１は、本発明の非接触型メモリカード１
を表面から見たフィルムシート１６上の構成例を示して
いる。図１に示すように、非接触型メモリカード１の表
面の平面上のフィルムシート１６上には、情報の記憶お
よび処理を行うＩＣチップ１３（ワイヤボンディング
後、エポキシ樹脂で封止）、コンデンサ電極１１が実装
されており、その周辺部に送受信用のアンテナパターン
１５がコイル状に形成されている。また、アンテナパタ
ーン１５は、スルーホール１４を介して裏面のアンテナ
パターン（図示せず）に接続されている。アンテナパタ
ーン１５は、例えば、フィルムシート１６上に形成され
た銅箔を選択エッチングすることにより形成されたもの
である。

【００１８】さらに、ループアンテナの送受信感度を高
めるため、アンテナパターン１５の内側（コンデンサ電
極１１の左側）に、磁性体１２が塗布、形成されてい
る。この磁性体１２により、コイル状のアンテナパター
ン１５により発生された磁束を集中することができ、そ
の感度を高めることができる。

【００１９】図２は非接触型メモリカード１を裏面から
見たフィルムシート２３上の構成例を示している。この
フィルムシート２３は、フィルムシート１６に対向し
て、その裏側に配置されている。図２に示すように、非
接触型メモリカード１の裏面のフィルムシート２３上に
は、コンデンサ電極２１が実装されている。コンデンサ
電極２１と前述のコンデンサ電極１１の間には、誘電体
（図示せず）が配置されており、これらが一体となって
コンデンサとして機能しており、例えば、非接触型メモ
リカード１の電源として利用される。また、ループアン
テナの送受信感度を高めるため、コンデンサ電極２１の
左側に、磁性体２２が磁性体１２と対向する位置に塗
布、形成されている。

【００２０】図３は、非接触型メモリカード１を裏面か
ら見たフィルムシート２３の他の構成例を示している。
図２においては、ループアンテナの送受信感度を高める
ため、コンデンサ電極２１の左側に、磁性体２２が塗
布、形成された場合を示したが、図３においては、裏面
に磁性体を塗布、形成しない場合を示している。即ち、
この例では、表面にのみ磁性体が塗布、形成される。

【００２１】次に、ループアンテナの内側に磁性体を塗
布することにより、アンテナの送受信感度が向上する理
由について、図４乃至図６を参照しながら説明する。

【００２２】図４は、アンペールの右ねじの法則を説明
するための図である。電荷の存在する空間には必ず電界
が現れるように、電流が存在すれば必ず磁界が現れるこ
とが知られている。電流により発生する磁界の磁力線
は、必ず電流のまわりを回る閉曲線となり、電流および
磁界の方向に関して、「（１）電流の方向が右ねじの進
む方向であるとき、磁界はねじの回る方向となる（図４
（Ａ））。（２）環状電流の方向が右ねじの回る方向で
あるとき、環の内側の磁界はねじの進む方向となる（図
４（Ｂ））。」が成り立つ。これが、アンペールの右ね
じの法則である。

【００２３】図５は、導線に電流が流れたときの電磁波
の伝搬の様子を示している。図５に示すように、導線に
電流Ｉが流れることにより、磁界Ｈが発生する。そし
て、電界Ｅと磁界Ｈが時間的に変化することにより、電
磁波エネルギーとして伝搬していく。尚、電磁波の伝わ
る方向と電界Ｅおよび磁界Ｈの向きは常に垂直をなして
いる。

【００２４】図６は、アンペールの周回積分の法則を説
明するための図である。図６に示すように、磁界の強さ
Ｈを閉曲線Ｃについて線積分（周回積分）すると、その
閉曲線Ｃで囲まれた面を貫く電流Ｉの代数和となること
が知られている。これが、アンペールの周回積分の法則
である。アンペールの周回積分の法則は、次の（１）式
で表される。

【００２５】

【数１】

【００２６】但し、Ｉ_iの正負はアンペールの右ねじの
法則に従って決めるものとする。

【００２７】従って、電流が流れる閉回路内に磁性体を
形成することにより、磁気誘導が発生し、閉回路内の磁
束密度を向上させることができる。即ち、アンテナ感度
を向上させることができる。

【００２８】次に、本発明の非接触型メモリカード１の
使用例について、図７乃至図１０を参照しながら説明す
る。

【００２９】図７は、図１に示した非接触型メモリカー
ド１がカセット４１に装着される様子を示している。図
７に示すように、非接触型メモリカード１は、カセット
４１の筐体に設けられた凹部４２および４３にそれぞれ
装着される。

【００３０】図８は、リーダライタ５２をパーソナルコ
ンピュータ（以下、適宜パソコンと略記する）５１に接
続し、カセット４１に装着された非接触型メモリカード
１からデータを読み出したり、非接触型メモリカード１
にデータを書き込んだりする様子を示している。この例
の場合、リーダライタ５２は、パソコン５１によって制
御され、パソコン５１からの指令に従って、非接触型メ
モリカード１に記憶されているデータを読み出したり、
非接触型メモリカード１にデータを書き込んだりするこ
とができる。

【００３１】図９は、非接触型メモリカード１の構成例
を示すブロック図である。非接触型メモリカード１を構
成するアンテナ１５は、後述するリーダライタ５２から
の電波を受信し、受信した電波に対応する信号を同調回
路６１および電源回路７０に供給するようになされてい
る。同調回路６１は、アンテナ１５より供給された信号
から、非接触型メモリカード１とリーダライタ５２との
間の通信に用いられる搬送波周波数を抽出するようにな
されている。

【００３２】増幅回路６２は、入力された信号を所定の
レベルまでに増幅した後、出力するようになされてい
る。復調回路６３は、搬送波周波数に変調された信号を
復調し、対応する所定のデータに変換するようになされ
ている。通信制御回路６４は、データの送受信を切り替
えるようになされている。マイコン（マイクロコンピュ
ータ）６５は、ROM(Read Only Memory)６６に記憶され
た制御プログラムに従って各部を制御するようになされ
ている。また、通信制御回路６４を介して供給されたデ
ータのうち、記憶しておく必要のあるデータを適宜、EE
PROM(Electrically Erasable and Programmable Read O
nly Memory)６７に供給するようになされている。

【００３３】EEPROM６７は、マイコン６５より供給され
たデータを記憶するようになされている。変調回路６８
は、通信制御回路６４より供給されたデータを搬送波周
波数の信号に変調し、出力するようになされている。増
幅回路６９は、変調回路６８より供給された搬送波周波
数に変調された信号を、通信に必要なレベルにまで増幅
するようになされている。そして、アンテナ１５は、増
幅回路６９によって増幅された搬送波周波数の信号を電
波によって送信するようになされている。

【００３４】次に、その動作について説明する。先ず、
リーダライタ５２から送信された電波を受信し、それを
EEPROM６７に記憶させる場合の処理手順について説明す
る。アンテナ１５によって受信されたリーダライタ５２
からの電波は、対応する電気信号に変換され、同調回路
６１に供給される。同調回路６１は、アンテナ１５より
供給された信号のうち、所定の搬送波周波数に対応する
信号だけを抽出し、増幅回路６２に供給する。増幅回路
６２は、同調回路６１より供給された信号を所定の信号
レベルにまで増幅した後、復調回路６３に供給する。

【００３５】復調回路６３は、増幅回路６２より供給さ
れた信号を復調し、通信制御回路６４に供給する。通信
制御回路６４は、この場合、受信モードに切り替えられ
ており、復調回路６３より供給された信号をデジタルデ
ータに変換した後、マイコン６５に供給する。通信制御
回路６４よりマイコン６５に供給されたデータは、マイ
コン６５により記憶しておくべきデータであるか否かが
判定され、判定の結果に基づいて、適宜、EEPROM６７に
供給され、記憶される。

【００３６】アンテナ１５より供給された電気信号は、
電源回路７０にも供給される。ここでは、リーダライタ
５２から送信される搬送波との電磁結合により、エネル
ギーが取り出され、必要な電力が各部に供給される。こ
のように、非接触型メモリカード１には、外部から電源
が供給される。

【００３７】次に、通信制御回路６４より供給されたリ
ーダライタ５２からのデータ（コマンド）が、EEPROM６
７に記憶されているデータの伝送要求である場合の動作
について説明する。マイコン６５は、通信制御回路６４
を介してデータの送信要求に対応するデータ（コマン
ド）を受信すると、EEPROM６７から、そこに記憶されて
いるデータを読み出し、読み出したデータを通信制御回
路６４に供給する。通信制御回路６４は、動作モードを
送信モードに切り替え、マイコン６５より供給されたデ
ータを変調回路６８に供給する。

【００３８】変調回路６８は、通信制御回路６４より供
給された信号を搬送波周波数に変調し、増幅回路６９に
供給する。増幅回路６９は、変調回路６８より供給され
た信号を、通信に必要なレベルにまで増幅する。増幅回
路６９によって増幅された信号は、アンテナ１５を介し
て送信される。

【００３９】図１０は、図８のリーダライタ５２の構成
例を示すブロック図である。アンテナ８１は、非接触型
メモリカード１に対して所定の信号を送信したり、非接
触型メモリカード１との間の通信を行うために、所定の
搬送波の送受信を行うようになされている。また、非接
触型メモリカード１に対して電源を供給するための磁界
を発生するようにもなされている。

【００４０】同調回路８２は、アンテナ８１より供給さ
れた信号から、非接触型メモリカード１とリーダライタ
５２との間の通信に用いられる搬送波周波数を抽出する
ようになされている。増幅回路８３は、入力された信号
を所定のレベルにまで増幅した後、出力するようになさ
れている。復調回路８４は、搬送波周波数に変調された
信号を復調し、所定のデータに変換するようになされて
いる。通信制御回路８５は、データの送受信を切り替え
るとともに、通信を制御するようになされている。マイ
コン８６は、ROM８７に記憶された制御プログラムに従
って各部を制御するようになされている。また、通信制
御回路８５を介して供給されたデータのうち、記憶して
おく必要のあるデータを適宜、RAM(Random Access Memo
ry)８８に供給するようになされている。

【００４１】RAM８８は、マイコン８６より供給された
データを記憶するようになされている。変調回路８９
は、通信制御回路８５より供給されたデータを搬送波周
波数の信号に変調し、出力するようになされている。増
幅回路９０は、変調回路８９より供給された搬送波周波
数に変調された信号を、通信に必要なレベルにまで増幅
するようになされている。そして、アンテナ８１は、増
幅回路９０によって増幅された搬送波周波数の信号を電
波によって送信するようになされている。

【００４２】次に、リーダライタ５２の動作について説
明する。先ず、非接触型メモリカード１から送信された
データを受信する場合の動作について説明する。アンテ
ナ８１によって受信された非接触型メモリカード１から
の搬送波は、対応する電気信号に変換された後、同調回
路８２に供給される。同調回路８２は、アンテナ８１よ
り供給された信号から、所定の搬送波周波数の信号を抽
出し、増幅回路８３に供給する。増幅回路８３は、同調
回路８２より供給された信号を所定の信号レベルにまで
増幅した後、復調回路８４に供給する。

【００４３】復調回路８４は、搬送波周波数に変調され
た信号を復調し、通信制御回路８５に供給する。通信制
御回路８５は、受信モードに切り替えられ、復調回路８
４より供給された信号をデジタルデータに変換した後、
マイコン８６に供給する。マイコン８６は、通信制御回
路８５より供給されたデータを一旦RAM８８に記憶させ
る。その後、通信線を介して図示せぬ外部回路に伝送す
る。

【００４４】次に、データ伝送要求が発生し、リーダラ
イタ５２から非接触型メモリカード１に対して、所定の
データを伝送する場合の動作について説明する。その場
合、必要に応じて、通信線を介して、外部回路からマイ
コン８６に対して、非接触型メモリカード１に記憶させ
たいデータ等が伝送される。マイコン８６は、通信線を
介して供給されたデータまたはRAM８８に記憶されてい
るデータを通信制御回路８５に供給する。

【００４５】通信制御回路８５は、マイコン８６より供
給されたデータをアナログ信号に変換した後、変調回路
８９に供給する。変調回路８９は、通信制御回路８５よ
り供給された信号を所定の搬送波周波数の信号に変調
し、増幅回路９０に供給する。増幅回路９０は、変調回
路８９より供給された信号を通信に必要なレベルにまで
増幅した後、アンテナ８１を介して送信する。

【００４６】アンテナ８１を介して送信された信号は、
非接触型メモリカード１のアンテナ１５によって受信さ
れ、上述したようにして、EEPROM６７に書き込まれる。

【００４７】以上のようにして、非接触型メモリカード
１とリーダライタ５２との間で、データの送受信を行う
ことができる。

【００４８】尚、本発明は上述の実施の形態に限定され
るものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で様々な
変形をとりうる。

【００４９】

【発明の効果】以上の如く、請求項１に記載の記憶装置
によれば、ループ状の送受信手段の内側に磁束集中手段
を形成するようにしたので、磁束密度を向上させること
が可能となる。即ち、アンテナ感度を向上させることが
可能となる。従って、記憶装置と外部装置との間の通信
距離を拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の非接触型メモリカード１の構成例を示
す表面図である。

【図２】本発明の非接触型メモリカード１の構成例を示
す裏面図である。

【図３】本発明の非接触型メモリカード１の他の構成例
を示す裏面図である。

【図４】アンペールの右ねじの法則を説明するための図
である。

【図５】電磁波の伝搬の様子を説明するための図であ
る。

【図６】アンペールの周回積分の法則を説明するための
図である。

【図７】非接触型メモリカード１のカセット４１への装
着例を示す図である。

【図８】カセット４１に装着された非接触型メモリカー
ド１の使用例を示す図である。

【図９】本発明の非接触型メモリカード１の一実施の形
態の構成を示すブロック図である。

【図１０】リーダライタ５２の一実施の形態の構成を示
すブロック図である。

【図１１】従来の非接触型メモリカード１０１の構成を
示す表面図である。

【図１２】従来の非接触型メモリカード１０１の構成を
示す裏面図である。

【符号の説明】

１，１０１ 非接触型メモリカード， １１，２１，１
１１，１２１ コンデンサ電極， １２，２２ 磁性
体， １３，１１２ ＩＣチップ， １４，１１３ ス
ルーホール， １５，１１４ アンテナパターン， １
６，２３，１１５，１２２ フィルムシート， ４１
カセット， ４２，４３ 凹部， ５１パソコン， ５
２ リーダライタ， ６１，８２ 同調回路， ６２，
６９，８３，９０ 増幅回路， ６３，８４ 復調回
路， ６４，８５ 通信制御回路，６５，８６ マイコ
ン， ６６，８７ ROM， ６７ EEPROM， ６８，８
９変調回路， ７０ 電源回路， ８１ アンテナ，
８８ ＲＡＭ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報の記憶および処理を行い、外部装置
   との間で情報の送受信を行う記憶装置において、 電気的な絶縁機能を有する絶縁手段と、 前記絶縁手段上に実装され、情報の記憶および処理を行
   う情報処理手段と、 前記絶縁手段上にループ状に形成され、前記外部装置か
   らの電波を受信するか、または前記情報処理手段からの
   信号を電波によって送信する送受信手段と、 前記絶縁手段上であって、ループ状の前記送受信手段の
   内側に形成された磁束を集中させる磁束集中手段とを備
   えることを特徴とする記憶装置。
2. 【請求項２】 前記絶縁手段は２つ設けられ、前記磁束
   集中手段は、一方の絶縁手段上にのみ形成されることを
   特徴とする請求項１に記載の記憶装置。
3. 【請求項３】 前記磁束集中手段は、前記情報処理手段
   および前記送受信手段と同一の平面上に形成されること
   を特徴とする請求項１に記載の記憶装置。