JP2001022905A - Ｉｃカード装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 無電池動作のＩＣカ−ド、ＩＣタグ等に対す
る通信距離を拡大する。 【解決手段】 ＩＣカ−ド１、ＩＣタグ等内のＩＣアン
テナ１１に較べて実効面積が格段に大きいアンテナを有
する中継タグ４により、受信信号を付勢して送信する。
また、上記付勢して送信した搬送波によりＩＣカ−ド、
ＩＣタグ等に電源エネルギを供給する。中継タグは受信
信号を復調し再変調する中継回路６を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明においては例えば金
融、流通、医療、交通分野等においてキャッシュカ−
ド、クレジットカ−ド、ＩＤカ−ド等として用いられる
ＩＣカ−ドや、同様の目的に用いられるＩＣ（集積回
路）内臓のタグ、コイン類を一括してＩＣカ−ドと呼ぶ
ことにする。

【０００２】本発明は無線通信により上記ＩＣカ−ドに
情報の書き込み／読み出しを行うＩＣカ−ド装置に関す
る。

【０００３】

【従来の技術】従来装置では情報によりＡＳＫ方式やＰ
ＳＫ方式で変調された電波信号をリ−ダライタとＩＣカ
−ド間で送受信するようにしていた。また、ＩＣカ−ド
側ではリ−ダライタからの送信電波を受信、整流してコ
ンデンサを充電し、このコンデンサ端電圧を直流電源と
して利用するようにしていた。

【０００４】しかし、ＩＣカ−ド内のＩＣ化アンテナは
微小なため受信感度が低いという問題があった。このた
めＩＣカ−ドのアンテナコイル部をリ−ダライタのアン
テナコイル部に密着させて位置合わせし、できるだけ受
信感度をあげるようにしていたが、ＩＣカ−ドの使い方
が制約されるという問題があった。

【０００５】特開平１０−３２４４２３号公報にはブ−
スタを使って上記の問題点を改善することが提案されて
いる。図６はこのブ−スタとＩＣカ−ド、およびリ−ダ
ライタの位置関係の一例を示す図である。ブ−スタ２は
フェライトコア材２３上に巻かれたコイル２１とコンデ
ンサ２２で構成され、コイル２１とコンデンサ２２はリ
−ダライタ５との通信に用いる搬送波周波数に共振する
ように調整されている。ＩＣカ−ド１のＩＣアンテナ１
１はフェライトコア材２３の磁束通過面にできるだけ近
い位置に置かれる。リ−ダライタ５からの電磁波はＩＣ
アンテナ１１に較べて受信面積が格段に大きなブ−スタ
２のコイル２１で受信され、コイル２１の電流は共振に
より効率よく拡大される。この結果、ブ−スタ２の共振
電流による放射磁界がＩＣアンテナ１１に鎖交し、その
誘起電圧を増強する。

【０００６】また、特開平１１−０１７１８９号には図
７に示すように、上記フェライトコア材２３を用いず、
コイル２１とコンデンサ２２とを誘電体フィルム上に形
成したブ−スタ２の構成法が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記改善案により、従
来２ｃｍ以下であったＩＣカ−ドとリ−ダライタ間の通
信可能距離を１ｍ位にまで拡大できるが未だ不十分とは
いえない。例えば在庫管理にＩＣカ−ドシステムを適用
しようとすると、散在する商品とリ−ダライタ間はかな
り離れていることが多く数１０ｍ以上の通信距離が必要
になる。

【０００８】本発明の目的は、ＩＣカ−ドとリ−ダライ
タ間の通信距離をさらに拡大できるＩＣカ−ドシステム
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、ＩＣカ−ドとリ−ダライタ間に信号を中継する中継
タグを設け、中継タグにはリ−ダライタと無線通信を行
う第１のアンテナと、ＩＣカ−ドと無線通信を行う第２
のアンテナ、またはリ−ダライタとの無線通信とＩＣカ
−ドとの無線通信を時間的に切り替えて行う第４のアン
テナを設けるようにする。

【００１０】ＩＣカ−ドには中継タグとの無線通信を行
うＩＣアンテナを備えるようにする。中継タグにはＩＣ
カ−ドを所定の位置に着脱可能に取り付ける手段を設け
る。

【００１１】中継タグにはリ−ダライタからの送信電波
より電源エネルギを得、ＩＣカ−ドには中継タグからの
送信電波より電源エネルギを得る手段を設けるようにす
る。

【００１２】中継タグにはリ−ダライタからの送信信号
またはＩＣカ−ドからの送信信号を復調し再変調する手
段を設ける。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の基本構成を示すブ
ロック図である。ＩＣカ−ド１のアンテナ１１は通常Ｉ
Ｃ化されて小さいので、ＩＣカ−ド１をリ−ダライタ５
に相当近づけない限りリ−ダライタ５との通信ができな
い。そこで本発明では中継タグ４によりリ−ダライタ５
からの到来電波を増強してＩＣカ−ド１に中継するよう
にする。中継タグ４にはアンテナ４１と中継回路６およ
びアンテナ４２等を設け、リ−ダライタ５との通信には
アンテナ４１を用い、ＩＣカ−ド１との通信にはアンテ
ナ４２を用いる。ＩＣカ−ド１はアンテナ４２に近い所
定の位置に取り付ける。中継回路６は受信信号を復調し
て得られるデ−タに波形整形等の処理を施し、これを再
変調してアンテナ４２よりＩＣカ−ド１に送信する。ま
た、アンテナ４２よりＩＣカ−ド１からの受信信号を復
調し、復調デ−タに波形整形等の処理を施してアンテナ
４１よりリ−ダライタ５に送信する。

【００１４】図１において、中継タグ４の電源４４には
リ−ダライタ５からの送信電波の整流電圧をコンデンサ
に蓄えて用い、ＩＣカ−ド１の電源には中継タグ４が送
信する電波の整流電圧を用いるようにする。また、必要
により中継タグ４の電源４４に電池を用いることもでき
る。

【００１５】中継タグ４のアンテナ４１の面積はＩＣカ
−ド１のアンテナ１１の面積より格段に大きくすること
ができるので、例えば中継タグ４はリ−ダライタ５から
数ｍ程度離れていてもほぼ十分な電源エネルギを受信で
き、結果的にＩＣカ−ド１はリ−ダライタ５から数ｍの
範囲内を自由に移動できることになる。さらに広い範囲
を移動する場合には中継タグ４の電源に電池を用いるこ
とになる。

【００１６】このように本発明では上記電源によって増
強された信号をＩＣカ−ド１のアンテナ１１に送信する
ので、図６、７に示した従来装置に較べてリ−ダライタ
５間の通信距離を大きくすることができるのである。

【００１７】次に図２、図３および図４を用いて本発明
によるリ−ダライタ５、中継タグ４、およびＩＣカ−ド
１間の電源エネルギおよびデ−タ授受方法について説明
する。

【００１８】図２はリ−ダライタ５とＩＣカ−ド１間の
電源エネルギおよびデ−タ授受方法を説明するタイムチ
ャ−トである。中継タグ４はリ−ダライタ５からの電波
を受信すると受信電波より電源エネルギを得ると同時に
この電源エネルギを用いて受信信号を復調し、さらにこ
の復調信号により搬送波を変調してＩＣカ−ド１へ送信
する。ＩＣカ−ド１はリ−ダライタ５からの電波を受信
して復調し、復調デ−タをメモリに格納する。

【００１９】この場合、ＩＣカ−ド１上では中継タグ４
から到来する信号とリ−ダライタ５から直接到来する信
号間には若干の時間差が生じるので位相干渉が発生する
可能性がある。しかし、中継タグ４から到来する信号の
方が相当に大きいので一般的には上記位相干渉は問題に
ならない場合が多い。

【００２０】また、ＩＣカ−ド１からリ−ダライタ５に
送信する場合は、ＩＣカ−ド１は上記電源エネルギを用
いて搬送波を変調して中継タグ４にデ−タを送信し、中
継タグ４も同様に上記電源エネルギを用いて搬送波を変
調しリ−ダライタ５にデ−タを送信する。この場合、中
継タグ４の信号が一部ＩＣカ−ド１に戻るがＩＣカ−ド
１は送信状態にあるため特別な問題は発生しない。

【００２１】図３は上記位相干渉を避けるようにした場
合のタイムチャ−トである。リ−ダライタ５が搬送波信
号を発信すると中継タグ４はこれを受信して電源エネル
ギを得ると同時に受信信号を復調し、デ−タを中継回路
６内のメモリに格納する。ついで上記デ−タをメモリか
ら読みだして搬送波を変調し、ＩＣカ−ド１へ送信す
る。ＩＣカ−ド１では中継タグ４から到来する信号とリ
−ダライタ５から到来信号が重ならないので両者の間の
位相干渉は発生しない。

【００２２】ＩＣカ−ド１からリ−ダライタ５に対して
は上記とは逆の手順で電源エネルギ及びデ−タが送受信
される。図３において、ＩＣカ−ド１が搬送波信号を発
信すると中継タグ４はこれを受信して電源エネルギを得
ると同時に受信信号を復調し、デ−タを中継回路６内の
メモリに格納する。ついで上記デ−タをメモリから読み
だして搬送波を変調し、リ−ダライタ５へ送信する。

【００２３】図３の方法は図４に示すようにＩＣカ−ド
１と中継タグ４の双方が搬送波より電源エネルギを得る
過程を先に済ませ、次いでこの電源エネルギを用いてデ
−タを送受信するサイクル行うようにしてよく、同様の
効果を得ることができる。図４において、中継タグ４は
リ−ダライタ５より電源エネルギを受け取り、次いでＩ
Ｃカ−ド１に電源エネルギを供給する。このように、中
継タグ４とＩＣカ−ド１が電源エネルギを受け取った後
に、リ−ダライタ５から中継タグ４へのデ−タ送信、中
継タグ４からＩＣカ−ドへのデ−タ送信、あるいはその
逆方向のデ−タ送信をまとめて行う。

【００２４】図５は本発明の他の実施例のブロック図で
ある。図５においては図１に示した中継タグ４上の二つ
のアンテナ４１と４２を一つのアンテナ４３に集約して
いるのでアンテナ４３の面積を増やしてその感度を高め
ることができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明では、リ−ダライタが送信する信
号を中継タグが増強してＩＣカ−ドに送信し、また、Ｉ
Ｃカ−ドが送信する信号を中継タグが増強してリ−ダラ
イタに送信するので、リ−ダライタとＩＣカ−ド間の無
線通信距離を大幅に増やすことができる。この結果、中
継タグにＩＣカ−ドを取り付けてもち歩くことによりＩ
Ｃカ−ドを自由に移動できるので、例えば在庫管理よう
に、移動しながら多数の商品のＩＣカ−ドの情報を次々
に読み出したり更新したりすることができる。

【００２６】また、中継タグにはＩＣカ−ド内のアンテ
ナより格段に実効面積の大きのアンテナを用いるので、
中継タグはリ−ダライタから大きな電源エネルギの供給
を受けることができ、さらに中継タグはＩＣカ−ドに対
して十分な電源エネルギを供給することができる。この
結果、広域内を無電池で動作するＩＣカ−ド装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成を示すブロック図である。

【図２】リ−ダライタ５とＩＣカ−ド１間の電源エネル
ギおよびデ−タの授受方法を説明するタイムチャ−トで
ある。

【図３】リ−ダライタ５とＩＣカ−ド１間の電源エネル
ギおよびデ−タの他の授受方法を説明するタイムチャ−
トである。

【図４】リ−ダライタ５とＩＣカ−ド１間の電源エネル
ギおよびデ−タの他の授受方法を説明するタイムチャ−
トである。

【図５】本発明の他の基本構成を示すブロック図であ
る。

【図６】従来装置の構成図である。

【図７】従来装置の平面図である。

【符号の説明】

１…ＩＣカ−ド ２…ブ−スタ ４…中継タグ ５…リ−ダライタ ６…中継回路 １１…ＩＣアンテナ ２１…コイル ２２…コンデンサ ２３…フェライトコア材 ４１、４２、４３…アンテナ ４４…電源。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リ−ダライタとの無線通信によりＩＣカ
   −ド内のメモリ装置の書き込みまたは読み出しを行うＩ
   Ｃカ−ド装置において、リ−ダライタからの信号をＩＣ
   カ−ドに中継し、また、ＩＣカ−ドからの信号をリ−ダ
   ライタに中継する中継タグを備えたことを特徴とするＩ
   Ｃカ−ド装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のＩＣカ−ド装置におい
   て、中継タグは少なくともリ−ダライタと無線通信を行
   う第１のアンテナと、ＩＣカ−ドと無線通信を行う第２
   のアンテナを備えたことを特徴とするＩＣカ−ド装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のＩＣカ−ド装置におい
   て、ＩＣカ−ドはＩＣチップ上に作られたＩＣアンテナ
   を備え、ＩＣアンテナにより中継タグとの無線通信を行
   うようにしたことを特徴とするＩＣカ−ド装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載のＩＣカ−ド装置におい
   て、中継タグはＩＣカ−ドを所定の位置に着脱可能に取
   り付ける手段を備えたことを特徴とするＩＣカ−ド装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１記載のＩＣカ−ド装置におい
   て、中継タグはリ−ダライタからの送信電波より電源エ
   ネルギを得る手段を備え、ＩＣカ−ドは中継タグからの
   送信電波より電源エネルギを得る手段を備えたことを特
   徴とするＩＣカ−ド装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載のＩＣカ−ド装置におい
   て、中継タグがリ−ダライタからの送信電波より電源エ
   ネルギを得る時間と中継タグがリ−ダライタからの送信
   デ−タを得る時間とを区分し、またＩＣカ−ドが中継タ
   グからの送信電波より電源エネルギを得る時間とＩＣカ
   −ドが中継タグからの送信デ−タを得る時間とを区分す
   るようにしたことを特徴とするＩＣカ−ド装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載のＩＣカ−ド装置におい
   て、中継タグはリ−ダライタからの送信信号を復調し再
   変調する手段と、ＩＣカ−ドからの送信信号を復調し再
   変調する手段とを備えたことを特徴とするＩＣカ−ド装
   置。