JP2003187212A - 情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ユーザがリーダライタにかざす向きを意識し
なくても安定した通信を行うＩＣデバイスを提供する。 【解決手段】 ケース４１は、電磁波を透過する材質で
作成されており、コイン型ＩＣカード１は、電磁波を透
過する樹脂などを用いてケース４１に固定されている。
また、コイン型ＩＣカード１は、ケース４１の６つの面
全てと接し（図中Ａ乃至Ｆで示される点において接して
いる）、かつ、コイン型ＩＣカード１の水平面（すなわ
ち、アンテナ面）と、ケース４１のそれぞれの面とのな
す角度（面の対角線とのなす角度）が略一定（略３５
度）となるように固定されている。立方体形状ＩＣデバ
イス３１のユーザは、立方体形状ＩＣデバイス３１の全
ての面を特に区別することができないので、立方体形状
ＩＣデバイス３１の６つの面のうち、いずれの面をリー
ダライタにかざすかを特に意識しないが、安定した通信
を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報処理装置に関
し、特に、様々な形状で、リーダライタと安定した通信
を実行することができる情報処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）
カードは、各種情報を処理するためのＣＰＵやメモリを
内部に有する薄型ＩＣチップ、および外部との通信を行
うための部材が樹脂性のカードに埋め込まれたカード型
のデバイスである。ＩＣカードには、カード表面にＩＣ
チップと電気的に接続された金属端子が露出され、リー
ダライタの接触端子とＩＣカードの金属端子が接触する
ことによりデータを授受することが可能な接触型ＩＣカ
ードと、ＩＣカード表面に対して平行になるように埋め
込まれたアンテナを用いて、リーダライタのアンテナと
電磁波を用いて通信するようになされている非接触型Ｉ
Ｃカードがある。

【０００３】ＩＣチップには、ＣＰＵ（Central Proces
sing Unit）やメモリなどが搭載されている。従って、
ＩＣカードは、磁気テープに記録されたデータを読み取
ることのみが可能な磁気カードと異なり、他の情報機器
と情報を授受し、例えば、認証処理を伴う処理や、演算
処理などの高度の処理を実行することが可能である。

【０００４】ＩＣチップのメモリ容量やＣＰＵの処理能
力が高まるにつれて、例えば、個人認証処理、電子マネ
ーを利用するための処理、あるいは、定期券やプリペイ
ドカードなどの機能をＩＣカードによって実行すること
ができるばかりでなく、それら複数の機能を１枚のＩＣ
カードを用いて実現することが可能になり、ますますＩ
Ｃカードの利用範囲が広まっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】非接触型ＩＣカードが
薄型の長方形（例えば、名刺のような形状）を有する場
合、非接触型ＩＣカードの使用者は、その形状から、無
意識にＩＣカードとリーダライタが平行になるようにＩ
Ｃカードをかざすため、ＩＣカードとリーダライタの通
信は、非常に安定して行われる。

【０００６】近年では、ＩＣカードが一般に広く利用さ
れはじめ、そのデザイン性を高めるため、もしくは、Ｉ
Ｃカードの利用範囲が広まったことにより、その利用用
途によって、様々な形状のものが生産されるようになっ
た。例えば、図１に示されるようなコイン型ＩＣカード
１が利用される場合がある。

【０００７】コイン型ＩＣカード１は、その内部にＣＰ
Ｕやメモリなどを有するＩＣチップと、その表面（水平
面）に対して平行に設けられているアンテナを有し、非
接触で、リーダライタと情報を授受することが可能であ
る。コイン型ＩＣカード１は、名刺型のＩＣカードと比
較して、そのアンテナ部の面積が小さい場合が多い。

【０００８】しかしながら、図１に示されるようなコイ
ン型ＩＣカード１が利用される場合、ユーザは、その形
状から、例えば、図２に示されるように、リーダライタ
１１のアンテナ２１に対して、コイン型ＩＣカード１の
アンテナ面が垂直になってしまうようにかざしてしまう
場合がある。

【０００９】コイン型ＩＣカード１とリーダライタ１１
のアンテナ２１が、図２に示されるような位置関係にな
った場合、あるいは、垂直ではなくとも、それに近い角
度である場合、図３に示されるように、アンテナ２１が
発生する磁力線がコイン型ＩＣカード１のアンテナを通
過しない。すなわち、コイン型ＩＣカード１とリーダラ
イタ１１は相互に通信を行うことが出来ない。

【００１０】また、従来においては、コイン型ＩＣカー
ドに限らず、様々な形状を有する非接触型ＩＣデバイス
が生産される場合、その通信特性を安定したものとする
ためのアンテナパターンがそれぞれの形状に合わせて設
計されていた。

【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、様々な形状を有する非接触型ＩＣデバイス
において、安定した通信を実現するようにするものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の情報処理
装置は、電磁波を透過する材質で形成されたケースと、
ケース内部に設けられ、電磁波を用いてケースの外部と
情報を授受するアンテナと、ケース内部に設けられ、電
磁波を用いて授受される情報を処理する情報処理回路と
を備え、アンテナは、その通信面が、ケースのいずれの
面に対しても略９０°以外の角度をなすようにケース内
で固定されていることを特徴とする。

【００１３】アンテナは、その通信面が、ケースのいず
れの面に対しても、略同一の角度となるようにケース内
で固定されているものとすることができる。

【００１４】アンテナは、ケースの全ての面に内接する
ようにようにケース内で固定されているものとすること
ができる。

【００１５】ケースは、正多面体であるものとすること
ができる。

【００１６】ケースは、立方体であるものとすることが
できる。

【００１７】情報処理回路は集積回路であるものとする
ことができ、情報処理回路およびアンテナは、電磁波を
透過する材質により１つのカード状デバイスとして構成
されているものとすることができる。

【００１８】本発明の第２の情報処理装置は、情報を処
理する集積回路と情報を授受するアンテナを有する非接
触情報媒体と、電磁波を透過する材質で形成されたケー
スとを備え、非接触情報媒体は、ケースに封入されてい
ることを特徴とする。

【００１９】非接触情報媒体は、コイン型の形状である
ものとすることができる。

【００２０】本発明の第１の情報処理装置においては、
ケースが電磁波を透過する材質で形成され、アンテナが
ケース内部に設けられて、電磁波を用いてケースの外部
と情報が授受され、情報処理回路がケース内部に設けら
れ、電磁波を用いて授受される情報が処理され、アンテ
ナは、その通信面が、ケースのいずれの面に対しても略
９０°以外の角度をなすようにケース内で固定されてい
る。

【００２１】本発明の第２の情報処理装置においては、
情報を処理する集積回路と情報を授受するアンテナを有
するＩＣカードが、電磁波を透過する材質で形成された
ケースに封入されている。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して、本発明の実
施の形態について説明する。

【００２３】図４は、本発明を適応した立方体形状ＩＣ
デバイス３１を示す透視斜視図である。立方体形状ＩＣ
デバイス３１は、図１を用いて説明したコイン型ＩＣカ
ード１と、一辺の長さがａである立方体のケース４１で
構成されている。

【００２４】コイン型ＩＣカード１は、いわゆるＩＣカ
ードと同様の機能を有するコイン形状の非接触情報媒体
である。非接触情報媒体とは、ＩＣチップを内蔵し、電
磁波やマイクロ波を利用して情報入出力装置（例えば、
リーダライタ）等の外部装置と非接触で通信する媒体で
あって、カード形状を有するＩＣカードのほか、ＩＣカ
ードと同様の機能を有し、切手サイズやそれ以下の超小
型のものやコイン等の形状を有するいわゆるトークンタ
イプの全ての情報記録媒体を含むものとする。非接触情
報媒体に内蔵されているＩＣチップはアンテナと電気的
に接続されるが、その実装はＩＣチップの端子とアンテ
ナを電気的に接続してもよいし、ウェハレベルでアンテ
ナコイルとＩＣチップが電気的に接続されている、いわ
ゆるコイルオンＩＣチップでもよい。

【００２５】ケース４１が立方体であることにより、立
方体形状ＩＣデバイス３１のユーザは、立方体形状ＩＣ
デバイス３１の全ての面を特に区別することができない
ので、立方体形状ＩＣデバイス３１をリーダライタ１１
にかざす向き（６つの面のうち、いずれの面をリーダラ
イタにかざすか）を特に意識しない。

【００２６】ケース４１は、電磁波を透過する材質で作
成されており、コイン型ＩＣカード１は、電磁波を透過
する樹脂などを用いてケース４１に固定されている。コ
イン型ＩＣカードは、各種情報を処理するためのＣＰＵ
やメモリを内部に有する薄型ＩＣチップと、その表面
（水平面）に対して平行に設けられているアンテナを有
し、非接触で、リーダライタと情報を授受することが可
能であるので、他の情報機器と情報を授受し、例えば、
認証処理を伴う処理や、演算処理などの高度の処理を実
行することが可能である。したがって、立方体形状ＩＣ
デバイス３１は、コイン型ＩＣカード１と同様の処理を
実行可能な情報処理装置として機能するものである。

【００２７】なお、ここでは、ＩＣチップの内部にＣＰ
Ｕやメモリが備えられているものとして説明するが、Ｉ
Ｃチップに代わって、ＣＰＵとメモリなどがそれぞれ異
なるチップによって構成されている情報処理回路を備え
るようにしても良い。

【００２８】また、コイン型ＩＣカード１は、ケース４
１の６つの面全てと接し（図中Ａ乃至Ｆで示される点に
おいて接している）、かつ、コイン型ＩＣカード１の水
平面（すなわち、アンテナ面）と、ケース４１のそれぞ
れの面とのなす角度（面の対角線とのなす角度）が略一
定となるように固定されている。このとき、ケース４１
のそれぞれの面と、コイン型ＩＣカード１の表面との成
す角度θは、略３５度となる（コイン型ＩＣカード１の
厚みなどにより多少異なる）。

【００２９】図３を用いて説明したように、コイン型Ｉ
Ｃカード１とリーダライタ１１のアンテナ２１とが成す
角度θが９０度（もしくは９０度に近い角度）である場
合、コイン型ＩＣカード１とリーダライタ１１とは、安
定した通信ができない。そして、図５に示されるよう
に、コイン型ＩＣカード１とリーダライタ１１のアンテ
ナ２１とが成す角度θが９０度より小さい所定の角度θ
である場合、アンテナ２１から出力される電磁波が、コ
イン型ＩＣカード１のアンテナを通過することができる
ので、コイン型ＩＣカード１とリーダライタ１１とは、
通信が可能である。

【００３０】すなわち、コイン型ＩＣカード１のアンテ
ナの面積や、出力される電磁波の強度によって、コイン
型ＩＣカード１とリーダライタ１１とが安定した通信を
行うことが可能な角度θ、すなわち、アンテナ２１から
出力される電磁波が、コイン型ＩＣカード１のアンテナ
を通過することができる角度の上限が決定する。

【００３１】そして、その角度の上限が３５度より大き
くなるようにコイン型ＩＣカード１のアンテナが設計さ
れ、図４を用いて説明したように、ケース４１にコイン
型ＩＣカード１が固定されて、立方体形状ＩＣデバイス
３１が構成される。

【００３２】立方体形状ＩＣデバイス３１においては、
ユーザが、立方体形状ＩＣデバイス３１の６つの平面の
うち、いずれの面がリーダライタ１１のアンテナ２１と
平行になるようにかざしても、リーダライタ１１のアン
テナ２１と、コイン型ＩＣカード１との成す角度は、通
信が可能な一定の角度（略３５度）となる。従って、ユ
ーザが、立方体形状ＩＣデバイス３１をリーダライタ１
１にかざす向きを特に意識しなくても、安定した通信を
実現することが可能となる。

【００３３】また、ケース４１のそれぞれの面とコイン
型ＩＣカード１の水平面との成す角度が、リーダライタ
１１のアンテナ２１との通信が可能な角度θの上限値よ
り下回っていれば、コイン型ＩＣカード１とケース４１
のそれぞれの面との成す角度が略同一にならなくてもか
まわないが、この場合、ユーザがリーダライタ１１に立
方体形状ＩＣデバイス３１をかざす向きによって、通信
の安定性が多少変化してしまう。

【００３４】また、コイン型ＩＣカード１は、上述した
ような角度の条件を満たし、リーダライタ１１との通信
に支障をきたさないアンテナの大きさや電磁波の強度を
有する場合、ケース４１の一部の面と接していなくて
も、あるいは、ケース４１の全ての面と接していなくて
もかまわない。

【００３５】しかしながら、コイン型ＩＣカード１がケ
ース４１の全ての面と接していることにより、コイン型
ＩＣカード１の平面部分の面積を最も大きくとることが
できるので、アンテナの面積を大きくすることができ、
安定した通信を行うことができるばかりでなく、一部を
固定するだけで、コイン型ＩＣカード１をケース４１内
の所定の位置に固定することができるので、コイン型Ｉ
Ｃカード１をケース４１に固定するために樹脂などをケ
ース４１内全てに充填する必要がなくなり、コストダウ
ンにつながる。

【００３６】また、ケース４１にケース４１の表面と所
定の角度を持って封入されるのは、図４を用いて説明し
たようなコイン型ＩＣカード１でなくても、例えば、名
刺型のＩＣカードであってもかまわないのは言うまでも
ない。

【００３７】このように、従来利用されているＩＣカー
ドを、ＩＣカードのアンテナがケースの表面から所定の
角度を有するようにして、電磁波を透過するケースに電
磁波を透過する樹脂などを用いて封入することにより、
例えば、立方体などの、カード以外の形状を有するＩＣ
デバイスを生産する場合に、それぞれの形状に合わせた
アンテナを設計しなおす必要がなくなる。

【００３８】また、ケース４１にコイン型ＩＣカード１
などの、既にアセンブルされたものを封入せずに、図６
に示されるように、アンテナ６１の通信面が、ケース４
１の各面の対角線から略３５度となるように、また、ア
ンテナ６１がケース４１のそれぞれの面と接するように
構成し、ケース４１の内部で、アンテナ６１とリーダラ
イタ１１のアンテナ２１との通信の妨げとならない位置
（図６においては、アンテナ６１の中心部）に、ＣＰＵ
やメモリなどを有するＩＣ６２を備えるようにすること
により、図４を用いて説明した立方体形状ＩＣデバイス
３１と同様に、ユーザが、リーダライタ１１にかざす向
きを特に意識しなくても、安定した通信を実現すること
が可能な立方体形状ＩＣデバイス５１を構成することが
できる。

【００３９】また、図４および図６においては、立方体
形状のケース４１を用いる場合について説明したが、ユ
ーザが、リーダライタ１１にかざす向きを特に意識しな
くても、安定した通信を実現することが可能なＩＣデバ
イスとして、立方体以外の形状のものを作成することが
可能である。

【００４０】例えば、図７に示されるように、１辺の長
さｂの正三角形６つから構成される正六面体のケースを
用いるようにしても良い。この場合、正六面体の３つの
頂点および中心を含む面Ｇにコイン型ＩＣカード１（も
しくは、名刺型のＩＣカードでも良い）を固定するか、
アンテナ６１を構成することにより、ユーザが、正六面
体のいずれの面をリーダライタ１１にかざしても、その
向きに関わらず、安定した通信を行うことが可能とな
る。

【００４１】図７を用いて説明した場合においても、コ
イン型ＩＣカード１のアンテナ、もしくはアンテナ６１
の表面積を最も大きくするためには、コイン型ＩＣカー
ド１のアンテナ、もしくはアンテナ６１が、正六面体の
ケースと接するように（正六面体のケースと面Ｇとの交
線からなる正三角形に内接するように）すれば良い。

【００４２】また、面Ｇと平行、もしくは略平行な面
に、コイン型ＩＣカード１を固定するか、アンテナ６１
を構成するようにしても、リーダライタ１１との通信に
支障をきたさないアンテナの大きさや電磁波の強度を有
する場合、ユーザが、正六面体のいずれの面をリーダラ
イタ１１にかざしても通信を行うことは可能である。し
かしながら、この場合、ユーザがリーダライタ１１にＩ
Ｃデバイスをかざす向きによって、通信の安定性が多少
変化してしまう。

【００４３】また、図８に示されるように、１辺の長さ
ｃの正三角形８つから構成される正八面体のケースを用
いるようにしても良い。この場合、正八面体の４つの頂
点および中心を含む面Ｈにコイン型ＩＣカード１（もし
くは、名刺型のＩＣカードでも良い）を固定するか、ア
ンテナ６１を構成することにより、ユーザが、正八面体
のいずれの面をリーダライタ１１にかざしても、その向
きに関わらず、安定した通信を行うことが可能となる。

【００４４】この場合も同様にして、コイン型ＩＣカー
ド１のアンテナ、もしくはアンテナ６１が、正八面体の
ケースと接するように（正八面体のケースと面Ｈとの交
線からなる正方形に内接するように）することにより、
コイン型ＩＣカード１のアンテナ、もしくはアンテナ６
１の表面積を最も大きくすることができる。また、面Ｈ
と平行、もしくは略平行な面に、コイン型ＩＣカード１
を固定するか、アンテナ６１を構成するようにしても、
リーダライタ１１との通信に支障をきたさないアンテナ
の大きさや電磁波の強度を有する場合、ユーザが、正八
面体のいずれの面をリーダライタ１１にかざしても通信
を行うことは可能である。

【００４５】更に、図９に示されるように、１辺の長さ
ｄの正三角形４つから構成される正四面体のケースを用
いるようにしても良い。この場合、正四面体の表面のう
ちの一面である面Ｉと平行、もしくは略平行な面に、コ
イン型ＩＣカード１を固定するか、アンテナ６１を構成
するようにすれば、ユーザが、正四面体のいずれの面を
リーダライタ１１にかざしても通信を行うことは可能で
ある。しかしながら、図９に示される正四面体のケース
を用いた場合、ユーザがリーダライタ１１にＩＣデバイ
スをかざす向きによって、通信の安定性が多少変化して
しまう。

【００４６】また、例えば、図１０に示されるような正
五角形からなる正十二面体のケースを用いる場合、いず
れかの正五角形と平行な面Ｊにアンテナを構成すれば、
アンテナの通信面は、正十二面体のいずれの面とも直交
しない。このようにした場合、アンテナが充分な大きさ
と電磁波の強度を有すれば、ユーザが、正四面体のいず
れの面をリーダライタ１１にかざしても通信を行うこと
が可能である。ただし、ユーザがリーダライタ１１にＩ
Ｃデバイスをかざす向きによって、通信の安定性が大き
く変化してしまう。

【００４７】以上説明したように、リーダライタ１１と
の通信に支障をきたさないアンテナの大きさや電磁波の
強度を有する場合、多面体のＩＣデバイスのどの面をリ
ーダライタにかざしても、リーダライタ１１のアンテナ
２１と、ＩＣデバイス内のアンテナとのなす角度が９０
度でない所定の角度以下となるようにすることにより、
ユーザが、ＩＣデバイスをリーダライタにかざす向きを
特に気にすることなく、通信を実行することが可能とな
る。

【００４８】なお、以上の説明では、ＩＣデバイスのケ
ースを正多面体として説明したが、内部に備えられるア
ンテナが、ＩＣデバイスの表面（ＩＣデバイスのケース
を構成する面）のうち、いずれの面とも直交しないよう
にすることが可能な形状であれば、ＩＣデバイスのケー
スは、例えば、直方体などの、正多面体ではない多面体
としても良い。

【００４９】

【発明の効果】本発明の第１の情報処理装置によれば、
電磁波を透過する材質でケースを形成し、アンテナをケ
ース内部に設け、電磁波を用いてケースの外部と情報を
授受し、情報処理回路をケース内部に設け、電磁波を用
いて授受される情報を処理し、アンテナを、その通信面
が、ケースのいずれの面に対しても略９０°以外の角度
をなすようにケース内で固定するようにしたので、ユー
ザが、ＩＣデバイスをリーダライタにかざす向きを特に
気にしなくても、安定した通信を実行することができ
る。

【００５０】本発明の第２の情報処理装置によれば、情
報を処理する集積回路と情報を授受するアンテナを有す
るＩＣカードを、電磁波を透過する材質で形成されたケ
ースに封入するようにしたので、従来利用されているＩ
Ｃカードを利用することによって、カード以外の形状を
有するＩＣデバイスを生産する場合に、それぞれの形状
に合わせたアンテナを設計しなおす必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コイン型ＩＣカードについて説明するための図
である。

【図２】コイン型ＩＣカードを用いてリーダライタと通
信できない場合について説明するための図である。

【図３】コイン型ＩＣカードを用いてリーダライタと通
信できない場合について説明するための図である。

【図４】本発明を適応した立方体形状ＩＣデバイスを説
明するための図である。

【図５】通信可能な角度について説明するための図であ
る。

【図６】本発明を適応した立方体形状ＩＣデバイスを説
明するための図である。

【図７】本発明を適応した立体形状のＩＣデバイスにつ
いて説明するための図である。

【図８】本発明を適応した立体形状のＩＣデバイスにつ
いて説明するための図である。

【図９】本発明を適応した立体形状のＩＣデバイスにつ
いて説明するための図である。

【図１０】本発明を適応した立体形状のＩＣデバイスに
ついて説明するための図である。

【符号の説明】

１ コイン型ＩＣカード， １１ リーダライタ， ２
１ アンテナ， ３１立方体形状ＩＣデバイス， ４１
ケース， ５１ 立方体形状ＩＣデバイス， ６１
アンテナ， ６２ ＩＣ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田久保 裕幸 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 2C005 MA40 MB10 NA08 NB01 NB39 QC07 TA22 5B035 BA01 BA03 BA09 BB09 CA01 CA23

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁波を透過する材質で形成されたケー
   スと、 前記ケース内部に設けられ、前記電磁波を用いて前記ケ
   ースの外部と情報を授受するアンテナと、 前記ケース内部に設けられ、前記電磁波を用いて授受さ
   れる前記情報を処理する情報処理回路とを備え、 前記アンテナは、その通信面が、前記ケースのいずれの
   面に対しても略９０°以外の角度をなすように前記ケー
   ス内で固定されていることを特徴とする情報処理装置。
2. 【請求項２】 前記アンテナは、その通信面が、前記ケ
   ースのいずれの面に対しても、略同一の角度となるよう
   に前記ケース内で固定されていることを特徴とする請求
   項１に記載の情報処理装置。
3. 【請求項３】 前記アンテナは、前記ケースの全ての面
   に内接するようにように前記ケース内で固定されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
4. 【請求項４】 前記ケースは、正多面体であることを特
   徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
5. 【請求項５】 前記ケースは、立方体であることを特徴
   とする請求項１に記載の情報処理装置。
6. 【請求項６】 前記情報処理回路は集積回路であり、前
   記情報処理回路および前記アンテナは、電磁波を透過す
   る材質により１つのカード状デバイスとして構成されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
7. 【請求項７】 情報を処理する集積回路と前記情報を授
   受するアンテナを有する非接触情報媒体と、 電磁波を透過する材質で形成されたケースとを備え、 前記非接触情報媒体は、前記ケースに封入されているこ
   とを特徴とする情報処理装置。
8. 【請求項８】 前記非接触情報媒体は、コイン型の形状
   であることを特徴とする請求項７に記載の情報処理装
   置。