JP2003218624A - Ｉｃカード用のブースタアンテナ - Google Patents

Ｉｃカード用のブースタアンテナ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＣカードの情報伝達距離を拡大する。 【解決手段】 ＩＣチップＣＰのアンテナＡに電磁結合
する励磁コイルＬ1と、励磁コイルＬ1 に直列接続する
ブースタコイルＬ2 とをカード基材ＣＤ上に形成する。
ブースタコイルＬ2 は、励磁コイルＬ1 を介してＩＣチ
ップＣＰの外部アンテナとして作動することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、無接触形のＩＣ
カードに好適に使用することができるＩＣカード用のブ
ースタアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】無接触形のＩＣカードには、アンテナ搭
載形の通信用のＩＣチップが組み込まれている。ただ
し、ここでいうＩＣカードとは、いわゆるＩＣタグを含
むものとする。
【０００３】アンテナ搭載形のＩＣチップには、通信用
のチップ本体とともに、使用周波数に適合するアンテナ
が一体に搭載されている。そこで、ＩＣチップのアンテ
ナは、外部のリーダライタからの電波を受信してチップ
本体に作動用の電力を供給し、チップ本体とリーダライ
タとの間において必要なデータ交信を実現することがで
きる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術による
ときは、ＩＣチップのアンテナは、極めて小形に形成さ
れているので、十分な送受信感度を得ることができず、
ＩＣカードによる情報伝達距離が不足しがちであるとい
う問題があった。
【０００５】そこで、この発明の目的は、かかる従来技
術の問題に鑑み、ＩＣチップのアンテナに電磁結合する
励磁コイルと、ブースタコイルとを設けることによっ
て、情報伝達距離の拡大を図ることができるＩＣカード
用のブースタアンテナを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めのこの発明の構成は、ＩＣチップのアンテナに電磁結
合する励磁コイルと、励磁コイルに直列接続するブース
タコイルとをカード基材上に形成してなり、ブースタコ
イルは、励磁コイルより開口面積が大きいことをその要
旨とする。
【０００７】なお、励磁コイル、ブースタコイルは、そ
れぞれ２次元の螺旋状に形成することができ、巻き方向
を同一にすることができる。
【０００８】また、励磁コイル内にＩＣチップを設置し
てもよく、ブースタコイル内に共振用のコンデンサを形
成してもよい。
【０００９】さらに、励磁コイルは、ブースタコイルの
外部に形成してもよく、カード基材上の複数のＩＣチッ
プごとに設けてもよい。
【００１０】なお、励磁コイルは、ブースタコイルの内
部に形成してもよい。
【００１１】
【作用】かかる発明の構成によるときは、励磁コイル
は、ＩＣチップのアンテナと電磁結合し、ブースタコイ
ルに直列接続されているから、ブースタコイルをＩＣチ
ップの外部アンテナとして作動させることができる。ブ
ースタコイルは、外部のリーダライタからの電波を受信
し、励磁コイルを介してＩＣチップのアンテナに伝送す
ることができ、励磁コイルを介してＩＣチップのアンテ
ナからの電波を受信して、外部のリーダライタに送信す
ることができるからである。
【００１２】なお、励磁コイルは、ＩＣチップのアンテ
ナからの電波を受信するとき、ＩＣチップのアンテナに
対する２次コイルとして作用し、両者のターン数比に従
って信号増幅作用をすることができる。また、ブースタ
アンテナは、励磁コイルより大きな開口面積に形成する
ことにより、十分高い送受信感度を容易に実現すること
ができる。
【００１３】２次元の螺旋状に形成する励磁コイル、ブ
ースタコイルは、それぞれ所定のターン数に形成し、必
要なインダクタンスを実現することができる。
【００１４】励磁コイル、ブースタコイルは、巻き方向
を同一にして、１本の導電パターンや線材により簡単に
形成することができる。
【００１５】励磁コイル内にＩＣチップを設置すれば、
励磁コイルは、ＩＣチップのアンテナに対し、十分密に
電磁結合させることができる。
【００１６】ブースタコイル内に形成する共振用のコン
デンサは、たとえば平行パターンによって所要容量を精
度よく実現し、外付けのコンデンサを不要にすることが
できる。
【００１７】ブースタコイルの外部に励磁コイルを形成
すれば、ブースタコイルは、その実効開口面積を最大に
することができる。
【００１８】複数のＩＣチップごとに設ける励磁コイル
は、共通のブースタコイルに直列接続することにより、
複数のＩＣチップを連係して作動させることができ、た
とえばＩＣカードのメモリ容量を大きくするために有効
である。なお、各ＩＣチップは、それぞれに対応する励
磁コイルと、共通のブースタコイルとを介し、外部のリ
ーダライタと相互にデータ交信することができる。
【００１９】ブースタコイルの内部に励磁コイルを形成
するときは、励磁コイル、ブースタコイルは、ブースタ
コイル相当のサイズにコンパクトにまとめることができ
る。なお、このときも、ＩＣチップは、励磁コイル内に
設けるものとする。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図面を以って発明の実施の
形態を説明する。
【００２１】ＩＣカード用のブースタアンテナは、励磁
コイルＬ1 と、励磁コイルＬ1 に直列接続するブースタ
コイルＬ2 とをカード基材ＣＤ上に形成してなる（図
１、図２）。
【００２２】カード基材ＣＤは、紙材や合成樹脂材など
の絶縁材料によって薄いカード状に形成されている。励
磁コイルＬ1 、ブースタコイルＬ2 は、それぞれ印刷や
エッチングなどの手法によりカード基材ＣＤ上に２次元
の螺旋状の導電パターンとして形成されている。なお、
励磁コイルＬ1 、ブースタコイルＬ2 は、巻き方向が同
一に揃えられている。励磁コイルＬ1 は、ブースタコイ
ルＬ2 の外部に形成されており、励磁コイルＬ1 内に
は、チップ本体ＩＣ、アンテナＡを搭載するＩＣチップ
ＣＰが設置されている。
【００２３】ブースタコイルＬ2 は、励磁コイルＬ1 よ
り大きい開口面積に形成され、励磁コイルＬ1 より多く
のターン数となっている。ブースタコイルＬ2 内には、
共振用のコンデンサＣが形成されている。コンデンサＣ
は、相対向する櫛歯状の導電パターンを介して所定長
さ、所定間隔の平行パターンを形成することにより、所
要容量を確保することができる。
【００２４】励磁コイルＬ1 は、ＩＣチップＣＰのアン
テナＡに電磁結合されており、ブースタコイルＬ2 は、
コンデンサＣとともに、ジャンパ線Ｂ1 、ブースタコイ
ルＬ2 の外側の迂回パターンＢ2 、ジャンパ線Ｂ3 を介
して励磁コイルＬ1 に直列接続されている。ただし、図
２の符号Ｍは、アンテナＡ、励磁コイルＬ1 の電磁結合
を示している。なお、励磁コイルＬ1 は、ＩＣチップＣ
Ｐの外形サイズ相当に開口面積を小さくすることによ
り、アンテナＡに対して十分密に電磁結合されている。
【００２５】ブースタコイルＬ2 は、外部の図示しない
リーダライタからの電波Ｓ1 を受信し、励磁コイルＬ1
、アンテナＡを介してＩＣチップＣＰのチップ本体Ｉ
Ｃに高周波電力を供給し、チップ本体ＩＣを起動すると
ともに、電波Ｓ1 に含まれるデータをチップ本体ＩＣに
伝送することができる。このとき、アンテナＡは、励磁
コイルＬ1 により励磁される。また、ＩＣチップＣＰ
は、アンテナＡを介して必要なデータを含む電波を発信
し、励磁コイルＬ1 を介してブースタコイルＬ2 に伝送
し、ブースタコイルＬ2 は、電波Ｓ2 としてリーダライ
タに送出する。すなわち、ブースタコイルＬ2 は、励磁
コイルＬ1 、アンテナＡを介し、ＩＣチップＣＰ用の外
部アンテナとして作動し、ＩＣチップＣＰの情報伝達距
離を拡大することができる。
【００２６】以上の説明において、励磁コイルＬ1 、ブ
ースタコイルＬ2 は、絶縁性の被膜を有する１本の線材
を使用してカード基材ＣＤ上に形成してもよい（図
３）。また、共振用のコンデンサＣは、線材の両端部を
ブースタコイルＬ2 内に引き出して所定長さ、所定間隔
の平行パターンに形成することにより、所要容量に形成
することができる（同図）。なお、コンデンサＣは、ブ
ースタコイルＬ2 内に形成する螺旋状の平行パターンに
より形成してもよい（図４）。さらに、ブースタコイル
Ｌ2 は、カード基材ＣＤに帯状の磁気記憶部分ＣＤ1 を
設けるとき（図５）、磁気記憶部分ＣＤ1 を横切らない
ように形成するものとする。
【００２７】
【他の実施の形態】励磁コイルＬ1 は、カード基材ＣＤ
上の複数のＩＣチップＣＰ、ＣＰごとに形成することが
できる（図６、図７）。なお、励磁コイルＬ1 、Ｌ1
は、共通のブースタコイルＬ2 に対応しており、各励磁
コイルＬ1 内には、ＩＣチップＣＰが設置されている。
ブースタコイルＬ2 は、ジャンパ線Ｂ4 、迂回パターン
Ｂ5 、ジャンパ線Ｂ6 、迂回パターンＢ7 、ジャンパ線
Ｂ8 を介し、コンデンサＣとともに、励磁コイルＬ1 、
Ｌ1 に直列接続されている。すなわち、ＩＣチップＣ
Ｐ、ＣＰは、それぞれ励磁コイルＬ1 を介して共通のブ
ースタコイルＬ2 を使用し、外部のリーダライタとデー
タ交信することができる。なお、図６、図７において、
ＩＣチップＣＰ、励磁コイルＬ1 は、２以上の任意の組
数を設けてもよい。
【００２８】励磁コイルＬ1 は、ブースタコイルＬ2 の
内部に設けてもよい（図８、図９）。なお、励磁コイル
Ｌ1 、ブースタコイルＬ2 の間には、共振用のコンデン
サＣ1 、Ｃ2 、Ｃ3 、Ｃ4 が並列接続して形成されてい
る。また、励磁コイルＬ1 内には、ＩＣチップＣＰが設
置され、励磁コイルＬ1 、ＩＣチップＣＰの間には、単
一ループの補助コイルＬ1a、Ｌ1aが形成されている。
【００２９】ブースタコイルＬ2 は、ジャンパ線Ｂ9a、
Ｂ9bを介し、コンデンサＣ1 、Ｃ2、Ｃ3 、Ｃ4 ととも
に、励磁コイルＬ1 に直列接続されている。補助コイル
Ｌ1a、Ｌ1aは、励磁コイルＬ1 の導体パターンの幅を実
質的に大きくして見掛けのＱを向上させるとともに、励
磁コイルＬ1 をＩＣチップＣＰのアンテナＡに密に電磁
結合させることができる。また、励磁コイルＬ1 は、ブ
ースタコイルＬ2 の内部に形成することにより、全体サ
イズをブースタコイルＬ2 の外形相当に小形化すること
ができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ＩＣチップのアンテナに電磁結合する励磁コイル
と、励磁コイルに直列接続するブースタコイルとをカー
ド基材上に形成することによって、ブースタコイルは、
励磁コイルを介してＩＣチップの外部アンテナとして作
動することができるから、ＩＣカードの情報伝達距離を
拡大することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 全体構成平面説明図
【図２】 等価回路図
【図３】 他の実施の形態を示す図１相当図（１）
【図４】 他の実施の形態を示す模式平面図（１）
【図５】 他の実施の形態を示す模式平面図（２）
【図６】 他の実施の形態を示す模式平面図（３）
【図７】 図６の等価回路図
【図８】 他の実施の形態を示す図１相当図（２）
【図９】 図８の等価回路図
【符号の説明】
ＣＤ…カード基材 ＣＰ…ＩＣチップ Ａ…アンテナ Ｌ1 …励磁コイル Ｌ2 …ブースタコイル Ｃ…コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０２Ｊ 17/00 Ｇ０６Ｋ 19/00 Ｋ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＩＣチップのアンテナに電磁結合する励
    磁コイルと、該励磁コイルに直列接続するブースタコイ
    ルとをカード基材上に形成してなり、前記ブースタコイ
    ルは、前記励磁コイルより開口面積が大きいことを特徴
    とするＩＣカード用のブースタアンテナ。
  2. 【請求項２】 前記励磁コイル、ブースタコイルは、そ
    れぞれ２次元の螺旋状に形成することを特徴とする請求
    項１記載のＩＣカード用のブースタアンテナ。
  3. 【請求項３】 前記励磁コイル、ブースタコイルは、巻
    き方向を同一にすることを特徴とする請求項２記載のＩ
    Ｃカード用のブースタアンテナ。
  4. 【請求項４】 前記励磁コイル内にＩＣチップを設置す
    ることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか
    記載のＩＣカード用のブースタアンテナ。
  5. 【請求項５】 前記ブースタコイル内に共振用のコンデ
    ンサを形成することを特徴とする請求項１ないし請求項
    ４のいずれか記載のＩＣカード用のブースタアンテナ。
  6. 【請求項６】 前記励磁コイルは、前記ブースタコイル
    の外部に形成することを特徴とする請求項１ないし請求
    項５のいずれか記載のＩＣカード用のブースタアンテ
    ナ。
  7. 【請求項７】 前記励磁コイルは、カード基材上の複数
    のＩＣチップごとに設けることを特徴とする請求項６記
    載のＩＣカード用のブースタアンテナ。
  8. 【請求項８】 前記励磁コイルは、前記ブースタコイル
    の内部に形成することを特徴とする請求項１ないし請求
    項５のいずれか記載のＩＣカード用のブースタアンテ
    ナ。
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