JP2001209772A

JP2001209772A - 非接触伝達機構付ｉｃカード

Info

Publication number: JP2001209772A
Application number: JP2000015864A
Authority: JP
Inventors: Hidemi Nakajima; 英実中島; Yutaka Kato; 裕加藤; Susumu Emori; 晋江森
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2000-01-25
Filing date: 2000-01-25
Publication date: 2001-08-03

Abstract

(57)【要約】【課題】外部読み書き装置からの電波が微弱であっても
十分な交信距離が得られる受信感度を有し、エンボスに
よるシステムに適用可能な非接触伝達機構付きＩＣカー
ドを提供する。【解決手段】少なくとも、ＩＣモジュール、非接触伝達
機構としてのアンテナ又はコイル、そしてカード基体を
備えており、該ＩＣモジュールは、非接触型伝達機能を
内蔵したＩＣチップが支持体であるモジュール基板表面
に搭載されているか、又は、ＩＣチップ単独のいずれか
であって、非接触伝達機構としてのアンテナ又はコイル
で受信した信号を整流して電力を得るとともに、前記カ
ード基体の表面に太陽電池が設けられ、その太陽電池か
らもＩＣチップの駆動電力を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は非接触型情報媒体に
関し、詳しくは、オフィスオートメーション（いわゆる
ＯＡ）、ファクトリーオートメーション（いわゆるＦ
Ａ）、あるいはいわゆるセキュリティー（Ｓｅｃｕｒｉ
ｔｙ）を必要とする分野等で使用されるＩＣカード等に
代表される情報記録媒体において、電源電力の受電ある
いは信号の授受を少なくとも非接触状態で行うことが可
能な非接触伝達機構を備えたＩＣカード（非接触型）と
か、あるいは接触型（電気的接点を備えた）と前記非接
触型との双方の装備をもつＩＣカード（複合型）に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体メモリー等を内蔵するＩＣカード
の登場により、従来の磁気カード等に比べて記憶容量が
飛躍的に増大するとともに、マイクロコンピュータ等の
半導体集積回路装置を内蔵することによってＩＣカード
自体が演算処理機能を有することで情報媒体に高いセキ
ュリティー性を付与することができるようになった。

【０００３】ＩＣカードは、いわゆるＩＳＯによって国
際的に規格化されており、一般的に外部端子付きＩＣカ
ードはプラスチックなどを基材とするカード本体に半導
体メモリー等のＩＣが内蔵され、カード表面に外部読み
書き装置との接続のために金属製の導電性端子が設けら
れており、そのＩＣカードと外部読み書き装置とのデー
タの交信のためにＩＣカードを外部読み書き装置のカー
ドスロットに挿入して用いるものである。これは、大量
データ交換や決済業務等交信の確実性と安全性が求めら
れる用途、例えばクレジットや電子財布応用では好都合
である。

【０００４】一方、入退室等のゲート管理への適用に際
しては、認証が主たる交信内容であって、交信データ量
も少量の場合が多く、より簡略な処理が望まれる。この
問題を解決するために考案された技術が非接触ＩＣカー
ドである。尚、本明細書では、非接触型伝達機構のみを
備えたＩＣカードのことを、非接触ＩＣカードと称す
る。これは、空間に高周波電磁界や超音波、光等の振動
エネルギーの場を設けて、そのエネルギーを吸収、整流
してカードに内蔵された電子回路を駆動する直流電力源
とし、この場の交流成分の周波数をそのまま用いるか、
或いは逓倍や分周して識別信号とし、この識別信号をア
ンテナ又はコイルやコンデンサ等の結合器を介してデー
タを半導体素子の情報処理回路に伝送するものである。

【０００５】特に、認証や単純な計数データ処理を目的
とした非接触ＩＣカードの多くは、電池とＣＰＵ（中央
処理装置）を搭載しないハードロジックの無線認証（本
明細書ではこれを単にＲＦ−ＩＤと呼ぶ；Radio Freque
ncy IDentificationの略）であって、このＲＦ−ＩＤの
出現によって、従来の単なる磁気カードに比較して偽造
や改竄に対する安全性が高まるとともに、ゲート通過に
際してカードの携帯者はゲート装置に取り付けられた読
み書き装置のアンテナ部に接近させるか、携帯したカー
ドを読み書き装置のアンテナ部に触れるだけでよく、カ
ードをケースから取り出して読み書き装置のスロットに
挿入するというデータ交信のための煩雑さは軽減され
た。加えて、非接触ＩＣカードを使用する通信周波数帯
において大別すると、１００ｋＨｚ近傍の長波帯と、１
０ＭＨｚ近傍の短波帯、そして数ＧＨｚ帯のマイクロ波
帯の３帯域に分類される。そして、長波帯から短波帯に
おけるアンテナはコイルによって実現され、マイクロ波
帯では主に、ストリップアンテナ等の平面型アンテナで
ある。さらに、長波帯に於けるアンテナの感度は巻数に
比例し、短波帯では断面積に大きく依存する。

【０００６】さて、一般的に、非接触ＩＣカードは以下
のように製作される。導電性ペースト印刷、巻線溶着加
工、銅箔エッチング加工などによって製作された非接触
伝達用の金属箔のアンテナ又はコイルを持つフィルム状
に形成されたアンテナ基板にＩＣモジュールが実装さ
れ、オーバーシートと基材によって挟み込まれ、ラミネ
ートされてカードが製作される。このとき、アンテナ又
はコイルとＩＣモジュールとの接続のための２つのアン
テナ端子はアンテナ基板上に露出している。ＩＣモジュ
ールは、ＩＣが実装され、アンテナとの接続のための端
子が設けられている。アンテナ基板の接続端子には導電
性接着フィルムが貼付される。ＩＣモジュールの接続端
子と端子に導電性接着フィルムが貼付されたアンテナ基
板とが双方の接続端子が重なり合うようにＩＣモジュー
ルがアンテナ基板に据え付けられた後、熱と圧力を加え
てＩＣモジュールの端子とアンテナ端子とが結合されて
実装を終了する。その他、最近では、ＩＣモジュールを
形成することなく、アンテナを形成したフィルムや基板
上にＩＣチップを直接導電性接着フィルムを用いて実装
する方法が多く採用されている。

【０００７】短波帯のＲＦ−ＩＤのアンテナは、通常、
印刷配線板によってプリントコイルとして平面的に形成
される。そのため、カードに収まるようにアンテナを形
成した場合にアンテナの巻線はカードの内側に入り込む
ことになる。実用的なアンテナ又はコイルを形成する為
に、巻線溶着法や銅箔エッチング法では、コイルの実装
幅として２〜５ｍｍ、導電性ペースト印刷法では５ｍｍ
以上の幅を必要とする。つまり、２次元的に形成された
アンテナ又はコイルは占有面積が多く必要であり、実効
的なアンテナ又はコイルの断面積が制限され、小さくな
ることになる。さらに、エンボス加工を行うことを前提
に設計された非接触ＩＣカードのアンテナ又はコイル
は、アンテナの実装にかなりの幅を要することから、例
えば特開平８−１８７９８１号公報や特開平８−２２７
４４７号公報に提案されているように、エンボス領域を
避けアンテナ面積を小さくするることでアンテナを配置
する手段が多く行われている。この実現手段ではアンテ
ナの面積が大きく減少してしまい、十分な受信感度が得
られないという欠点があった。

【０００８】一方、近年になって、多目的な用途に１枚
のカードで対応することを目的として前者の外部端子を
持つ接触型の機能と後者の無線通信によってデータ交信
する非接触型の機能の双方を有する複合型のＩＣカード
が考案されている。接触型のＣＰＵ処理という高いセキ
ュリティー性と非接触型の利便性という双方の利点を結
合したものである。尚、本明細書では、接触型と非接触
型の双方の伝達機構を備えた複合型のＩＣカードを複合
ＩＣカードと称する。

【０００９】複合ＩＣカードにおいてエンボス加工を前
提とした従来の技術としては、例えば特開平７−２３９
９２２号公報に示されるものがある。これによれば、Ｉ
Ｃカード用ＩＣモジュールであって、該ＩＣモジュール
は、ＩＣチップと、該ＩＣチップと電気的に接続され外
部機器との間で情報及び／またはエネルギーの伝達を行
う伝達機構と、該ＩＣチップ及び該伝達機構とを支持す
る支持体とからなり、前記伝達機構が、コイル又はアン
テナからなる非接触型伝達機構と、前記支持体表面に設
けられた導体をパターン化した複数の端子電極からなる
接触型伝達機構と、を備えた構成とし、接触型と非接触
型の両方の方式に対応可能な機能をモジュール化して、
このＩＣモジュールをプラスチックカード基体に嵌合固
定するものである。

【００１０】さらに、前記の実現手段として非接触伝達
のためのアンテナまたはコイルを端子電極の周囲を囲む
ように設けるか、逆に、アンテナを中心に据え、その周
囲に端子電極を設けるものであって、端子電極とアンテ
ナとがモジュール基板に対して同じ側でしかもカード表
面側に露出して配置されるものである。つまり、非接触
伝達用のアンテナをＩＣモジュール内に収納すること
で、最終工程であるＩＣモジュールのカード基板への実
装工程におけるアンテナ又はコイルとＩＣモジュールと
の接続を不要としたものである。

【００１１】しかしながら、この提案で具体的に説明さ
れているＩＣモジュール基板の端子電極の周囲にプリン
トパターンでアンテナ又はコイルを設ける方法では、通
常のＩＣモジュールの寸法が１２ｍｍ×１２ｍｍ程度で
あるのでアンテナ又はコイルの大きさは上記の数値を超
えることは許容されない。よって、ＩＣモジュール内で
端子電極の外周部にコイルを配置した場合には、プリン
トコイルを形成するとしても数巻きしかとれないことに
なり、コイルの面積が小さいことも影響して十分な電力
を受信することができず、交信距離が短い（交信距離が
数ｍｍ以下の）密着結合のみが許される。しかし、その
結果これでは非接触伝達機構を付加する効果が小さい。

【００１２】ＲＦ−ＩＤのような非接触伝達機構を付与
する効果は、数十ｍｍから百ｍｍを超える交信距離によ
って得られるものであり、この領域において、カードを
外部読み書き装置のアンテナ部に「かざす」ことで交信
が達成可能となる。そうするためには、コイルの面積を
大きくすることが必要である。しかし、実用的な面積に
するとエンボス領域にかかってしまうことになる。

【００１３】また、後者のアンテナの周囲に端子電極を
設ける配置は、エンボス領域への侵犯が明白であり、外
部端子付きＩＣカードの規格であるＩＳＯ７８１６から
大きく逸脱したものであって、市場に受け入れられる可
能性は低い。結果として、外部端子と同一面にプリント
コイルを設ける方法では、収容効率が低く実用的ではな
い為に、商業的には採用し難いところとなる。

【００１４】一方、外部読みとり装置における磁界強度
の変動に影響されることなく回路を安定動作させ、微弱
な電波でも通信距離を確保することを目的として、太陽
電池を備えたＩＣカードも提案されている。この種のカ
ードは、特開平１１−１３４４５６号に詳しく記載され
ている。しかしながら、このような非接触ＩＣカードに
おいては、２次電池を必要とし、且つ、ＩＣの主要回路
であるマイクロコントローラを太陽電池によって充電さ
れた２次電池からの供給電力のみで動作させているの
で、２次電池が充電されていないと使用できないという
欠点があった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
従来の技術が持つ問題点に着目してなされたものであっ
て、非接触伝達機構付ＩＣカードにおいてエンボスによ
るシステムに適用可能であり、しかも外部読み書き装置
からの電波が微弱であっても２次電池を搭載することな
く十分な交信距離が得られる受信感度を有すこと。ま
た、たとえ接触型と非接触型の双方の伝達機構を備えた
ＩＣカードであっても、実用的に満足のいく動作状態を
維持できるカードとすること。このような課題を解決出
来る非接触伝達機構付ＩＣカードを提供することを目的
とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明が提供する手段とは、まず請求項１に示すよう
に、少なくとも、ＩＣモジュール、非接触伝達機構とし
てのアンテナ又はコイル、そしてカード基体を備えてお
り、該ＩＣモジュールは、非接触型伝達機能を内蔵した
ＩＣチップが支持体であるモジュール基板表面に搭載さ
れているか、又は、ＩＣチップ単独のいずれかであっ
て、非接触伝達機構としてのアンテナ又はコイルで受信
した信号を整流して電力を得るとともに、前記カード基
体の表面に太陽電池が設けられ、その太陽電池からもＩ
Ｃチップの駆動電力を供給すること、を特徴とする非接
触伝達機構付ＩＣカードである。

【００１７】これによって、２次電池を搭載することな
く、アンテナまたは、コイルから得られる受信電力に加
えて太陽電池からの電力もＩＣチップの駆動電力として
使用できるので、受信感度の高い非接触伝達機構を実現
する。また、エンボスを設けることによってアンテナ面
積が小さくなっても、受信感度の低下を抑制できる。

【００１８】また、請求項２に示すように、請求項１に
記載の非接触伝達機構付ＩＣカードを基本構成としてお
り、前記ＩＣチップが、アンテナ又はコイルの接続端子
とは別に、外部電源として第２の接続端子を有し、アン
テナ又はコイルで受信された信号を整流して得られた直
流電力に第２の接続端子に接続された太陽電池の直流電
力を重畳可能とする電力加算回路をＩＣチップに内蔵し
ていることを特徴とする。

【００１９】これによって、太陽電池が動作していない
ときには、アンテナ又はコイルで受信された電力のみで
動作しうる。

【００２０】また、請求項３に示す発明は、請求項１に
記載の非接触伝達機構付ＩＣカードを基本構成としてお
り、支持体のＩＣチップ搭載面と反対側の面に太陽電池
が貼り合わされていることを特徴とする。

【００２１】これによって、ＩＣチップと太陽電池と
を、導電性接着剤などで接続することが無く、接続信頼
性が高く、美観状も好ましい。

【００２２】また、請求項４に示す発明は、請求項１に
記載の非接触伝達機構付ＩＣカードを基本構成としてお
り、太陽電池がカード基体の表面に設けられた透明なオ
ーバーシート上に形成され、ＩＣチップの支持体を兼ね
ていることを特徴とする。

【００２３】これによって、ＩＣチップの支持体を特に
設ける必要が無く、コストを低減できる。

【００２４】また、請求項５に示す発明は、非接触伝達
機構付ＩＣカードが接触型と非接触型の２つの伝達機能
を有する複合ＩＣカードであって、少なくとも、ＩＣモ
ジュール、非接触伝達機構としてのアンテナ又はコイ
ル、そしてカード基体を備えており、該ＩＣモジュール
は、前記非接触型伝達機構の他に接触型伝達機構も内蔵
したＩＣチップが支持体であるモジュール基板の一方の
表面に搭載されており、該ＩＣチップを搭載した支持体
の該ＩＣチップ搭載面とは反対側の表面に接触型伝達機
構としての外部端子を備えているものであって、該外部
端子に隣接して太陽電池が形成されていることを特徴と
する。

【００２５】これによって、複合ＩＣカードにおいても
十分に良好なアンテナ特性を実現できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明に関連する非接触伝達機構
付ＩＣカードの基本構成を以下に説明する。非接触伝達
機構付ＩＣカードシステムに用いられる非接触伝達は、（イ）非接触伝達用の送受信回路と、空間にエネルギー
と情報を放出するためのアンテナ又はコイルを装備した
外部読み書き装置と；（ロ）エネルギーを受け取り回路の動作電力を受電する
回路と、外部読み取り装置からの情報を受信するアンテ
ナ又はコイルと、受信した情報をデータに復元する受信
回路、受信情報に対する回答情報を送信する送信回路、
及び、外部に情報を放出するためのアンテナ又はコイ
ル、を有するカード；との間で行われる。現在では、外
部読み取り装置と、前記カードのアンテナ又はコイルと
しては、送信／受信兼用のアンテナ又はコイルを、それ
ぞれ１つだけ持っているのが一般的である。

【００２７】そして、外部読み書き装置の送受信回路で
発生された高周波信号により、送受信用アンテナ又はコ
イルに高周波磁界が誘起される。この高周波信号は、電
磁エネルギーとして空間に放射される。このとき、非接
触伝達機構付ＩＣカードがこの高周波磁界中に位置する
と、外部読み書き装置の送受信アンテナ又はコイルによ
り発生された高周波磁界により、非接触伝達機構付ＩＣ
カードのアンテナ又はコイルに電流を流す。このとき、
受信感度は非接触伝達機構付ＩＣカードのアンテナ又は
コイルの特性と外部読み書き装置の送受信アンテナ又は
コイルの特性に大きく依存する。

【００２８】外部読み書き装置の送受信コイルにより発
生された電磁エネルギーは送受信アンテナ又はコイル近
傍でコイル面と垂直方向に電磁エネルギーを放出する。
一方、非接触伝達機構付ＩＣカードのアンテナ又はコイ
ルは、受信効率を最適化するようにインピーダンス整合
される。このとき、結果として、非接触伝達機構付ＩＣ
カードのアンテナ又はコイルは、その断面積が大きいほ
ど外部読み書き装置の送受信コイルから放出されたエネ
ルギーを多く受信できる。更に、外部読み書き装置の送
受信コイルと非接触伝達機構付ＩＣカードのアンテナ又
はコイルの間の最大伝達効率は回路定数の選択によって
決定される。

【００２９】しかしながら、電波法の規制等により外部
読み書き装置の送信電力が制限されたり、設計上、送信
出力を大きくできない等の理由により、通信可能な距離
が制限される。一般的なゲート応用では、１０ｃｍ程の
通信距離が要求されるが、実際には数ミリメートルの通
信距離に留まることもある。

【００３０】一方、非接触伝達機構付ＩＣカードと外部
読み書き装置との間の通信距離をより大きくするために
は、コイルアンテナを用いる場合、可能な限りコイルの
断面積を大きく取ることが重要であるが、エンボスや磁
気ストライプの組み込みにより、アンテナ面積が制限さ
れる。更に、近年の暗号回路の増大とＣＰＵを搭載する
非接触伝達機構付ＩＣカードの出現により、非接触伝達
機構付ＩＣカードに内蔵された電子回路の消費電力は、
増加の傾向にある。それによって、非接触伝達機構付Ｉ
Ｃカードと外部読み書き装置との間の通信距離の減少を
引き起こしている。特に、これらのすべての条件を満た
す必要のある接触型と非接触型の双方の機能を持つ複合
ＩＣカードで十分な通信距離を実現することは困難であ
る。

【００３１】従来より、太陽電池を搭載し、非接触伝達
機構付ＩＣカードに内蔵された主要回路を駆動すること
も提案されているが、光が微弱であると非接触伝達機構
付ＩＣカードを使用できないという欠点を有していた。
そこで、外部読み書き装置からの受信電力のみでも動作
可能であり、多大な充電時間を必要とせず、外部読み書
き装置の通信エリア近傍で瞬時に応答可能な補助電力供
給手段が望まれていた。結果として、非接触伝達機構付
ＩＣカードの受信電力に加えて、簡単に利用可能な光エ
ネルギーを取り込むことで非接触伝達機構付ＩＣカード
に内蔵された電子回路装置を駆動することが有効な手段
である。

【００３２】そのような技術的な実状を鑑みて、従来の
非接触伝達機構付ＩＣカードの利便性を保持しつつ、製
造が容易で、カードの美観を損なうことなく且つ、十分
な通信距離を実現しうる手段を考案するに至った。

【００３３】

【実施例】＜実施例１＞図１は、本発明にかかる非接触
伝達機構付ＩＣカードの第１の実施例である非接触ＩＣ
カードの機能ブロック図である。図２は、第１の実施例
の非接触ＩＣカードの概略構成図である。図１に示すよ
うに、本発明にかかる非接触ＩＣカード１の機能ブロッ
クは、非接触伝達機能としてのアンテナコイル３と太陽
電池４と、それらに接続された非接触伝達機能を有する
ＩＣチップ２からなる。ＩＣチップ２は、アンテナコイ
ル３で受信した高周波信号から直流電力を得るための整
流器１０、その直流電力と太陽電池４の発生電力の電力
加算回路１１、高周波信号の送信、受信を行う信号制御
回路１２、図示しない暗号回路や変・復調回路等を有す
る演算回路１３、および、メモリー１４で構成される。

【００３４】図２に示すように、本発明にかかる非接触
ＩＣカード１は、非接触伝達機構を有するＩＣチップ２
とアンテナコイル３、太陽電池４、それらを実装するモ
ジュール基板５、スペーサー６、オーバーシート７、お
よび、カード基体８からなる。

【００３５】この非接触ＩＣカード１は以下の手順で作
製される。ＳＴＥＰ１まず、両面銅貼りプラスチック基材を用いて回路形成さ
れたモジュール基板５が準備される。そのモジュール基
板５の片面にアンテナコイル３を形成し、ＩＣチップ２
との接続導体を形成してあり、スルーホールを介しても
う一方の面に太陽電池４との接続用の端子が設けられて
いる。アンテナコイル３を形成した面にＩＣチップ２が
ベアチップ実装される。もう一方の面に太陽電池４が貼
り付けられ、前記接続端子と電気的に結合される。太陽
電池４としては、プラスチックフィルム表面に透明電
極、ＰＩＮダイオード構成で形成されたフィルム型太陽
電池を用いた。ここで、モジュール基板５に替えて、Ｉ
Ｃチップ２の実装基板とアンテナコイル３の実装基板と
は分離させてもよいし、アンテナコイル３を巻線で形成
することも可能であり、いずれも本発明に適用できる。
また、太陽電池４をモジュール基板５表面に直接形成し
てもよい。

【００３６】ＳＴＥＰ２次に、ＩＣチップ２のチップ実装穴９を明けられたスペ
ーサー６がＩＣチップ２の実装面でモジュール基板５と
貼り合わされる。ＳＴＥＰ３その後、透明なオーバーシート７が太陽電池４の実装面
でモジュール基板５と貼り合わされる。ＳＴＥＰ４最後に、ＳＴＥＰ３の完成品のスペーサー６の面とカー
ド基体８とが貼り合わされる。

【００３７】＜実施例２＞図３は、本発明にかかる第２
の実施例として複合ＩＣカードを挙げたその概略機能ブ
ロック図である。複合ＩＣカード２１は、アンテナコイ
ル１５、共振用コンデンサ１６、第一結合コイル１７、
第二結合コイル１８からなる非接触信号伝達機構と、接
触型伝達機構としての外部端子１９、太陽電池４およ
び、複合ＩＣチップ２０からなる。第一結合コイル１
７、第二結合コイル１８は、アンテナとＩＣチップとの
接続を電気的な接続に替えて、磁気的に結合させること
で非接触に信号を伝達させる機構であり、以下、トラン
ス結合と呼ぶ。

【００３８】図４は、第２の実施例の複合ＩＣカードの
概略構成図である。本発明にかかる複合ＩＣカード２１
は、複合ＩＣモジュール２２とカードベース２３、およ
び、オーバーシート３０からなる。

【００３９】カードベース２３は、図４（ａ）及び、図
４（ｂ）に示すように、樹脂シート２５に図示しない銅
箔パターンで平面コイルの第一結合コイル１７と図示し
ない共振用コンデンサ１６とアンテナコイル１５とが形
成された結合コイル基板２６とカード基体２４からな
る。

【００４０】図４（ａ）に示すように、本発明に係る複
合ＩＣカード２１の複合ＩＣモジュール２２は、モジュ
ール基板２９の一方の表面に図３に示す接触型伝達機構
である端子電極１９、他方の面に接触型インターフェー
スと非接触型インターフェースとの双方の機能を内蔵し
た複合ＩＣチップ２０を実装し、第二結合コイル１８を
複合ＩＣチップ２０と同一の面に隣接して銅箔にて形成
してなる。

【００４１】ＳＴＥＰ１まず、複合ＩＣチップ２０は、モジュール基板２９の端
子電極１９の形成面とは反対側の面に実装される。複合
ＩＣチップ２０の図示しない外部接続点と外部端子１９
の電極とは、図示しないスルーホールで結ばれた外部端
子１９の形成面とは反対の面に設けられた導体パターン
で接続されている。複合ＩＣチップ２０と図示しない導
体パターンの端子とは半田や導電性接着剤を用いて熱溶
着されて回路が形成される。この接続は、複合ＩＣチッ
プ２０の回路形成面とモジュール基板２９の表面に設け
られた導体パターンとをワイヤボンドすることによって
も実現されうる。必要に応じて、複合ＩＣチップ２０に
は樹脂モールドが施される。第二結合コイル１８は、銅
箔パターンで１０から２０巻することでモジュール基板
２９の複合ＩＣチップ２０の搭載面に隣接して形成され
ている。

【００４２】ＳＴＥＰ２次に、実施例１で説明したものと同様なフィルム型太陽
電池４が外部端子１９に隣接して実装される。太陽電池
４の接続端子がモジュール基板２９表面の図示しない導
体パターンと回路接続されて複合ＩＣモジュール２２が
完成する。ＳＴＥＰ３続いて、カードベース２３が、カード基体２４、結合コ
イル基板２６を順次積層して作られ、更に、カードベー
ス２３表面にオーバーシート３０が積層されてラミネー
ト法で製作される。

【００４３】ＳＴＥＰ４次ぎに、オーバーシート３０と結合コイル基板２６に複
合ＩＣモジュール２２のモジュール嵌合穴２８が明けら
れる。ＳＴＥＰ５最後に、図示しない接着シートを端子電極１９形成面と
は反対の面に貼り付けた複合ＩＣモジュール２２が、複
合ＩＣカード２１のモジュール嵌合穴２８に搭載され、
複合ＩＣカード２１が完成する。

【００４４】太陽電池４は、モジュール基板２９の表面
に直接形成してもよく、第２の実施例における太陽電池
の構成と製作方法は第１の実施例と同等である。

【００４５】オーバーシート７、３０とカード基体８，
２４の基材としては塩化ビニルを用いたが、その他、Ｐ
ＥＴ、ポリカーボネート、合成紙など十分なカードの特
性が得られるもので有ればすべて本発明に適用できる。

【００４６】本発明において、カード基体の製作をラミ
ネート方式としたが、カード特性を維持する方法であれ
ばいずれも本発明に適用可能であって、例えば、射出成
形によってカードベースを製作してもよい。

【００４７】第２の実施例の複合ＩＣカード２１の非接
触伝達機構は、アンテナコイル１５と複合ＩＣモジュー
ル２２間を、第一結合コイル１７と第二結合コイル１８
とによるトランス結合とした。この利点は、カード製造
の最終工程で、複合ＩＣモジュール２２の接続端子とア
ンテナコイル１５の導線端子とをカード内部で接続する
という問題を解決したことにある。

【００４８】＜電力加算の実施例＞図５は、本発明に係
る電力加算回路方式の概略図である。電力加算回路１１
は、スイッチ素子３１とそのバイアスを供給する受動素
子３２、整流素子３３、および、２つのコンデンサ３４
ａ、３４ｂで構成される。

【００４９】受信コイルであるアンテナコイル３の両端
子は高周波信号の整流回路１０に接続される。整流回路
１０の高電圧側は図１に於ける演算回路１３に対応する
マイクロコントローラ３５の電源端子に導かれる。太陽
電池４の高電圧側は整流回路１０の低電圧側に導かれる
とともに、整流素子３３を介して２つのコンデンサ３４
ａ、３４ｂの直列接続の中点に接続される。スイッチ素
子３１は、一方が受動素子３２と太陽電池の高電圧側
に、もう一方の端子が太陽電池の低電圧側とマイクロコ
ントローラ３５の接地端子に接続される。

【００５０】太陽電池４が動作していないときには、ス
イッチ素子３１は、オン状態であり低抵抗値を示す。結
果として、整流回路１０の端子電圧がマイクロコントロ
ーラ３５に供給される。太陽電池４が動作しているとき
には、スイッチ素子３１は、オフ状態となり太陽電池４
で発生した電荷は、整流素子を介してコンデンサ３４ｂ
に蓄積される。コンデンサ３４ａと３４ｂは直列接続さ
れており、整流素子３３で逆流は防止されているので、
２つのコンデンサの中点の電圧は、太陽電池の出力電圧
Ｖｓ近傍まで上昇する。この状態で、アンテナコイル３
に高周波信号が入力され、高周波整流電圧Ｖｈを発生す
ると整流回路１０の高電圧側は、Ｖｈ＋Ｖｓとなる。

【００５１】斯様にして、アンテナコイル３にて受信し
た高周波信号の整流出力電圧と太陽電池４の出力電圧の
和Ｖｈ＋Ｖｓがマイクロコントローラ３５の電源端子に
導かれる。しかし、アンテナコイル３の受信信号強度と
太陽電池４の起電力は、それぞれ、磁界強度と光強度の
変化によって変動するため、Ｖｈ＋Ｖｓは安定していな
い。そこで、マイクロコントローラ３５は、図示しない
電源安定化回路を内蔵し、内部回路の動作電圧を制御し
ている。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
における非接触伝達機構付ＩＣカードは、アンテナ又は
コイル等の非接触結合素子を持つ非接触型の方式に対応
可能な機能を有しており、接触型伝達機構と非接触型伝
達機構とを併せ持つ複合ＩＣモジュールを組み込んだ複
合ＩＣカードは、接触型ＩＣカード構成と同等性を持つ
ようにように構成した。

【００５３】本発明の非接触伝達機構付ＩＣカードのよ
うに構成することによって、従来の非接触ＩＣカードに
比較して大きな直流電力を供給できる。また、２次電池
を搭載することなく、アンテナまたはコイルから得られ
る受信電力に加えて太陽電池からの電力もＩＣチップの
駆動電力として使用できるので、受信感度の高い非接触
伝達機構を実現する。また、エンボスを設けることによ
ってアンテナ面積が小さくなっても、受信感度の低下を
抑制できる。消費電力の比較的大きな複合型ＩＣカード
においても十分に良好なアンテナ特性を実現できる。更
に、太陽電池が動作していないときには、アンテナ又は
コイルで受信された電力のみで動作しうるという効果が
ある。加えて、ＩＣチップと太陽電池とを、導電性接着
剤などで接続することが無く、接続信頼性が高く、美観
状も好ましい。

【００５４】総じて、本発明によれば、非接触伝達機構
付ＩＣカードにおいてエンボスによるシステムに適用可
能であり、十分な交信距離が得られる受信感度を有し、
たとえ接触型と非接触型の双方の伝達機構を備えた複合
ＩＣカードであっても、実用的な動作状態を維持できる
非接触伝達機構付ＩＣカードを提供することが出来た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる非接触伝達機構付ＩＣカードの
第１の実施例である非接触ＩＣカードの機能ブロック図
である。

【図２】本発明の第１の実施例に関わる非接触ＩＣカー
ドの概略構成図である。ここで、（ａ）は非接触ＩＣカ
ードの断面図、（ｂ）は正面からの透視図である。

【図３】本発明にかかるＩＣカードの第２の実施例であ
る複合ＩＣカードの概略機能ブロック図である。

【図４】本発明の第２の実施例に関わる複合ＩＣカード
の概略構成図である。ここで、（ａ）は複合ＩＣカード
の断面図、（ｂ）はカードの正面図である。

【図５】本発明にかかる電力加算回路方式の一実施例を
示す概略図である。

【符号の説明】

１・・・・非接触ＩＣカード２・・・・ＩＣチップ３・・・・アンテナコイル４・・・・太陽電池５・・・・モジュール基板６・・・・スペーサー７・・・・オーバーシート８・・・・カード基体９・・・・チップ実装穴１０・・・整流器１１・・・電力加算回路１２・・・信号制御回路１３・・・演算回路１４・・・メモリー１５・・・アンテナコイル１６・・・共振用コンデンサ１７・・・第一結合コイル１８・・・第二結合コイル１９・・・外部端子２０・・・複合ＩＣチップ２１・・・複合ＩＣカード２２・・・複合ＩＣモジュール２３・・・カードベース２４・・・カード基体２５・・・樹脂シート２６・・・結合コイル基板２８・・・モジュール嵌合穴２９・・・モジュール基板３０・・・オーバーシート３１・・・スイッチ素子３２・・・受動素子３３・・・整流素子３４ａ、３４ｂ・・・コンデンサ３５・・・マイクロコントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C005 NA02 NA08 NA09 NB26 PA14 PA17 QA02 RA03 RA07 5B035 BA05 BB09 BC00 CA12 CA25 5F051 BA05 JA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、ＩＣモジュール、非接触伝達
機構としてのアンテナ又はコイル、そしてカード基体を
備えており、該ＩＣモジュールは、少なくとも、非接触型伝達機能を
内蔵したＩＣチップが支持体であるモジュール基板表面
に搭載されているか、又は、ＩＣチップ単独のいずれか
であって、非接触伝達機構としてのアンテナ又はコイルで受信した
信号を整流して電力を得るとともに、前記カード基体の
表面に太陽電池が設けられ、その太陽電池からもＩＣチ
ップの駆動電力を供給すること；を特徴とする非接触伝
達機構付ＩＣカード。
【請求項２】前記ＩＣチップが、アンテナ又はコイルの
接続端子とは別に、外部電源として第２の接続端子を有
し、アンテナ又はコイルで受信された信号を整流して得
られた直流電力に第２の接続端子に接続された太陽電池
の直流電力を重畳可能とする電力加算回路をＩＣチップ
に内蔵していること；を特徴とする請求項１に記載の非
接触伝達機構付ＩＣカード。
【請求項３】前記支持体のＩＣチップ搭載面と反対側の
面に太陽電池が貼り合わされていること；を特徴とする
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の非接触伝達機
構付ＩＣカード。
【請求項４】前記太陽電池がカード基体の表面に設けら
れた透明なオーバーシート上に形成され、ＩＣチップの
支持体を兼ねていること；を特徴とする請求項１又は請
求項２のいずれかに記載の非接触伝達機構付ＩＣカー
ド。
【請求項５】前記非接触伝達機構付ＩＣカードが、接触
型と非接触型の２つの伝達機構を有する複合ＩＣカード
であって、少なくとも、ＩＣモジュール、非接触伝達機
構としてのアンテナ又はコイル、そしてカード基体を備
えており、該ＩＣモジュールは、前記非接触型伝達機能の他に接触
型伝達機能も内蔵したＩＣチップが支持体であるモジュ
ール基板の一方の表面に搭載されており、該ＩＣチップ
を搭載した支持体の該ＩＣチップ搭載面とは反対側の表
面に接触型伝達機構としての外部端子を備えているもの
であって、該外部端子に隣接して太陽電池が形成されていること；
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
非接触伝達機構付ＩＣカード。