JP2000067194A

JP2000067194A - 記憶装置

Info

Publication number: JP2000067194A
Application number: JP10238176A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Imagawa; 敏幸今川; Tatsuo Hakuta; 達夫伯田; Minoru Ozeki; 実大関
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-08-25
Filing date: 1998-08-25
Publication date: 2000-03-03

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１１上には、情報の記憶および処理を行うＩＣ
チップ２５、チップコンデンサ２６が実装されている。
また、ループアンテナが４カ所（アンテナ２１乃至２
４）配置されている。アンテナ２１乃至２４には、所定
の位相給電が行われ、それぞれ、矢印の向きに電流が流
れるようになされている。ループアンテナ２１乃至２４
を形成しているコイルは、コンデンサ２６で共振され、
それぞれ、異なる共振周波数を得るようになされてい
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、多段型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。

【０００５】従って、従来の非接触型メモリカードにお
いては、一般に送受信用コイル状アンテナパターンを、
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
テナパターンをフィルムシート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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の非接触型メモリカード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（開口面積が小さい）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。

【０００７】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。

【０００８】

【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、情報の記憶およ
び処理を行う情報処理手段と、同一平面上に配置され、
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複数の送受信手段
と、複数の送受信手段に、所定の位相で電圧を印加する
印加手段とを備えることを特徴とする。

【０００９】請求項１に記載の記憶装置においては、情
報処理手段が、情報の記憶および処理を行い、複数の送
受信手段が、同一平面上に配置され、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、印加手段が、複数の送受信手段に、所
定の位相で電圧を印加する。

【００１０】

【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。

【００１１】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、情報の記憶および処理を行
う情報処理手段（例えば、図１のＩＣチップ２５）と、
同一平面上に配置され、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
する複数の送受信手段（例えば、図１のアンテナ２１乃
至２４）と、複数の送受信手段に、所定の位相で電圧を
印加する印加手段（例えば、図１のコンデンサ２６）と
を備えることを特徴とする。

【００１２】図１は、本発明を適用した非接触型メモリ
カード１の一実施の形態の構成を示している。

【００１３】図１に示すように、非接触型メモリカード
１の表面のフィルムシート１１上には、情報の記憶およ
び処理を行うＩＣチップ２５（ワイヤボンディング後、
エポキシ樹脂で封止）、チップコンデンサ２６が実装さ
れている。また、ループアンテナの実効面積を拡大する
ため、アンテナが４カ所（アンテナ２１乃至２４）配置
されている。アンテナ２１乃至２４には、所定の位相給
電が行われ、それぞれ、矢印の向きに電流が流れるよう
になされている。

【００１４】ループアンテナ２１乃至２４を形成してい
るコイルは、チップコンデンサ２６で共振され、それぞ
れ、異なる共振周波数を得るようになされている。これ
により、帯域幅を考慮した総合共振周波数が得られる構
成となっている。尚、ここで、帯域幅を考慮しているの
は、同調周波数がずれた場合に、アンテナの感度が低下
するのを防ぐためである。

【００１５】図１においては、アンテナ２１および２２
における電磁誘導作用により、点線ａｂ上に磁束が集中
するようになされている。また、アンテナ２３および２
４における電磁誘導作用により、点線ａｂ上に磁束が集
中するようになされている。さらに、アンテナ２１およ
び２３における電磁誘導作用により、点線ｃｄ上に磁束
が集中するようになされている。アンテナ２２および２
４における電磁誘導作用により、点線ｃｄ上に磁束が集
中するようになされている。

【００１６】即ち、点線ａｂと点線ｃｄが交わるｅ点付
近が、最も磁束が集中する所となる。これにより、非接
触型メモリカード１の中央付近に最も強い磁場が形成さ
れるため、アンテナの受信感度が向上する。

【００１７】尚、図１に示した電流および磁束の向き
は、ある瞬間のものであり、これに限定されるものでは
ない。

【００１８】また、図１において、各アンテナの位置を
可変させることにより、所望の位置に磁束を集中させる
ことができる。

【００１９】図２は、本発明を適用した非接触型メモリ
カード１の他の実施の形態の構成を示している。

【００２０】図２に示すように、非接触型メモリカード
１の表面のフィルムシート３１上には、情報の記憶およ
び処理を行うＩＣチップ４５、チップコンデンサ４６が
実装されている。また、ループアンテナの実効面積を拡
大するため、アンテナが４カ所（アンテナ４１乃至４
４）配置されている。アンテナ４１乃至４４には、所定
の位相給電が行われるようになされている。さらに、ル
ープアンテナの送受信感度を高めるため、各ループアン
テナの内側に、磁性体（磁性体４７ａ乃至４７ｄ）が塗
布、形成されている。磁性体４７ａ乃至４７ｄにより、
コイル状のアンテナ４１乃至４４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。

【００２１】尚、上述の図１および図２は実施例であっ
て、アンテナおよび磁性体の形状および配置は、これに
限られるものではない。

【００２２】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３乃至図５を参照しながら説明する。

【００２３】図３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３
（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
３（Ｂ））。」が成り立つ。これが、アンペールの右ね
じの法則である。

【００２４】図４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４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。

【００２５】図５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５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。

【００２６】

【数１】

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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６乃至図９を参照しながら説明す
る。

【００３０】図６は、図１に示した非接触型メモリカー
ド１がカセット５１に装着される様子を示している。図
６に示すように、非接触型メモリカード１は、カセット
５１の筐体に設けられた凹部５２および５３にそれぞれ
装着される。

【００３１】図７は、リーダライタ６２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）６１に接
続し、カセット５１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６２は、パソコン６１によって制
御され、パソコン６１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。

【００３２】図８は、非接触型メモリカード１の電気的
な構成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２１は、後述するリーダライタ６
２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７１および電源回路８０に供給するようになさ
れている。同調回路７１は、アンテナ２１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６
２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。

【００３３】増幅回路７２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７３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７４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）７５は、ROM(Read Only Memory)７６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７４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)７７に供給するようになされている。

【００３４】EEPROM７７は、マイコン７５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７８
は、通信制御回路７４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７９は、変調回路７８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７９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。

【００３５】次に、その動作について説明する。先ず、
リーダライタ６２から送信された電波を受信し、それを
EEPROM７７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２１によって受信されたリーダライタ６２
からの電波は、対応する電気信号に変換され、同調回路
７１に供給される。同調回路７１は、アンテナ２１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７２に供給する。増幅回路
７２は、同調回路７１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７３に供給する。

【００３６】復調回路７３は、増幅回路７２より供給さ
れた信号を復調し、通信制御回路７４に供給する。通信
制御回路７４は、この場合、受信モードに切り替えられ
ており、復調回路７３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７５に供給する。通信制御
回路７４よりマイコン７５に供給されたデータは、マイ
コン７５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、EEPROM７７に
供給され、記憶される。

【００３７】アンテナ２１より供給された電気信号は、
電源回路８０にも供給される。ここでは、リーダライタ
６２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。

【００３８】次に、通信制御回路７４より供給されたリ
ーダライタ６２からのデータ（コマンド）が、EEPROM７
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７５は、通信制御回路７４
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、EEPROM７７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７４に供給する。通信制御回路７４は、動作モードを
送信モードに切り替え、マイコン７５より供給されたデ
ータを変調回路７８に供給する。

【００３９】変調回路７８は、通信制御回路７４より供
給された信号を搬送波周波数に変調し、増幅回路７９に
供給する。増幅回路７９は、変調回路７８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７９によって増幅された信号は、アンテナ２１を介し
て送信される。

【００４０】図９は、図７のリーダライタ６２の電気的
な構成を示すブロック図である。アンテナ９１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。

【００４１】同調回路９２は、アンテナ９１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
６２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９３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９４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９５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９６は、ROM９７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９５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)９８に供給するようになされている。

【００４２】RAM９８は、マイコン９６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９９
は、通信制御回路９５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１００は、変調回路９９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９１は、
増幅回路１００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。

【００４３】次に、リーダライタ６２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９１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９２に供給される。同調回路９２は、アンテナ９１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９３に供給する。増幅回路９３は、同調
回路９２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９４に供給する。

【００４４】復調回路９４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９５に供給する。通信制
御回路９５は、受信モードに切り替えられ、復調回路９
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９６に供給する。マイコン９６は、通信制御回
路９５より供給されたデータを一旦RAM９８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。

【００４５】次に、データ伝送要求が発生し、リーダラ
イタ６２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９６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９６は、通信線を
介して供給されたデータまたはRAM９８に記憶されてい
るデータを通信制御回路９５に供給する。

【００４６】通信制御回路９５は、マイコン９６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
９９に供給する。変調回路９９は、通信制御回路９５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１００に供給する。増幅回路１００は、変
調回路９９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９１を介して送信する。

【００４７】アンテナ９１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２１によって受信さ
れ、上述したようにして、EEPROM７７に書き込まれる。

【００４８】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６２との間で、データの送受信を行う
ことができる。

【００４９】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。

【００５０】

【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、複数の送受信手段に所定の位相で電圧を印加
するようにしたので、所望の位置に磁束を集中させるこ
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】本発明を適用した非接触型メモリカード１の構
成例を示す図である。

【図２】本発明を適用した非接触型メモリカード１の他
の構成例を示す図である。

【図３】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４】電磁波の伝搬の様子を説明するための図であ
る。

【図５】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】非接触型メモリカード１のカセット５１への装
着例を示す図である。

【図７】カセット５１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８】非接触型メモリカード１の電気的な構成を示す
ブロック図である。

【図９】リーダライタ６２の電気的な構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１非接触型メモリカード，１１，３１フィルムシ
ート，２１乃至２４，４１乃至４４，９１アンテ
ナ，２５，４５ＩＣチップ，２６，４６コンデン
サ，４７ａ乃至４７ｄ磁性体，５１カセット，
５２，５３凹部，６１パソコン，６２リーダ
ライタ，７１，９２同調回路，７２，７９，９３，
１００増幅回路，７３，９４復調回路，７４，
９５通信制御回路，７５，９６マイコン，７６，
９７ ROM，７７ EEPROM，７８，９９変調回
路，８０電源回路，９８ＲＡＭ

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｈ０４Ｂ 5/00 Ｈ０４Ｂ 5/00 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【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、情報の記憶および処理を行う情報処理手段と、同一平面上に配置され、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
って送信する複数の送受信手段と、前記複数の送受信手段に、所定の位相で電圧を印加する
印加手段とを備えることを特徴とする記憶装置。
【請求項２】前記複数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をさらに備えることを
特徴とする請求項１に記載の記憶装置。