JP2006185050A - 情報記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 リーダライタとの間の通信距離を長くすることができるようにする。
【解決手段】 電源回路２ａは、リーダライタ４からの電波信号によりＩＣカード１の変復調回路２ｂおよび制御回路２ｃに電源供給すると共に、リーダライタ４以外の他の無線送信機（放送局６、携帯電話基地局７、無線ＬＡＮ端末）から受信した電波信号によりＩＣカード１の変復調回路２ｂおよび制御回路２ｃに電源供給する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＲＦＩＤタグや非接触型ＩＣカード等の情報記憶媒体に関する。

この種の情報記憶媒体は、情報を記憶処理する小型のＩＣチップとアンテナとを備えている。ＩＣチップは、外部からリーダライタによりアンテナを通じて電力供給されると共にデータの読み書き（リード／ライト）が可能に構成されている。

このような情報記憶媒体の通信可能な距離は、外部からリーダライタにより供給される供給電力に依存しており、日本国内では通信距離は数ｃｍから２ｍ程度となっている。情報記憶媒体のリーダライタとの間の距離が離れるに従い、供給パワーが少なくなっていくため、パワーがある下限値を下回ると情報記憶媒体は動作しなくなる。尚、電磁波により通信を行う装置の一例が特許文献１に開示されている。
特表２０００−５０９５３６号公報

しかしながら、リーダライタから出力可能な周波数帯は、規格上、所定の周波数帯に定められており、情報記憶媒体はこの周波数帯の送信電力を受けて動作するしかない。すると、条件が悪化すると通信距離が短くなってしまい利便性が劣るものとなる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、リーダライタとの間の通信距離を長くすることができる情報記憶媒体を提供することにある。

請求項１記載の発明によれば、次のように作用する。アンテナ回路は、複数の異なる共振周波数で共振する共振回路を備えている。通信手段は、リーダライタとの間でデータ通信する際にアンテナ回路の共振周波数のうち少なくとも何れか１つの一の共振周波数を含む周波数帯を所定の周波数帯としてデータ通信する。このとき、電源供給手段は、リーダライタから所定の周波数帯における電波信号が与えられることにより情報記憶媒体本体に電源供給すると共に、アンテナ回路の他の共振周波数を含む周波数帯を通じて外部から受信した電波信号により情報記憶媒体本体に電源供給するため、リーダライタの送信信号の周波数帯以外で外部から到来した電波信号を電源として利用することができる。したがって、リーダライタからの電波信号のみで電源供給する従来構成に比較して、情報記憶媒体に与えられる電源電力が向上し、リーダライタとの間の通信距離を長くすることができる。

請求項２記載の発明によれば、アンテナ回路は複数のアンテナによる複数の共振周波数に共振するため、情報記憶媒体の受信可能な周波数帯を調整しやすくなる。しかも、アンテナ回路の同調調整がしやすくなる。

請求項３記載の発明によれば、アンテナ回路は、多共振アンテナ（複共振アンテナ）を備え、この多共振アンテナにより複数の共振周波数に共振するため、アンテナを複数設ける必要がなくなる。

請求項４記載の発明によれば、電源供給手段は、ラジオ局、テレビ局、携帯電話基地局、無線ＬＡＮ端末等の無線通信機からアンテナ回路の複数の共振周波数のうちの一の共振周波数周辺の周波数帯を通じて受信した電波信号により電源供給するため、情報記憶媒体の電源として公共電波等の電波信号を利用することができる。

請求項５記載の発明のように、電源供給手段が、アンテナ回路から与えられる電源供給信号を整流する整流回路および当該整流された信号を平滑回路を備え、情報記憶媒体本体に電源供給するように構成することが望ましい。

（第１の実施形態）
以下、本発明の情報記憶媒体を非接触型ＩＣカードに適用した第１の実施形態について、図１（ａ）および図１（ｂ）を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、非接触型ＩＣカードを利用し、このＩＣカードに保持された内容をリードライトするシステムの電気的接続をブロック構成により模式的に示しており、図１（ｂ）は、非接触型ＩＣカードの外観図を模式的に示している。

図１（ｂ）に示すように、非接触型ＩＣカード（以下、ＩＣカードと略す）１は、ＩＣチップ２にアンテナ部３が接続されることにより構成されている。図１（ａ）に示すように、このＩＣカード１は、リーダライタ４からマイクロ波帯（８００MHｚ〜９６０ＭＨzのうちの一部範囲の周波数帯、もしくは２．４５ＧＨｚ帯）における所定の周波数帯の電波信号が与えられることにより当該電波信号を駆動用電力として動作するように構成されている。

ＩＣチップ２は、電源供給手段としての電源回路２ａと、変復調回路２ｂと、通信手段としての制御回路２ｃと、共振用回路２ｄとを備えて構成されている。アンテナ回路５は、アンテナ部３と共振用回路２ｄとから構成されている。アンテナ部３は、フレキシブル基板（図示せず）上に形成された複数のアンテナ３ａ〜３ｃにより構成され、ＩＣチップ２との間で半田、異方性導電性樹脂、超音波接続、ワイヤボンディング等により電気的に導通接続されている。アンテナ部３を構成する各アンテナ３ａ〜３ｃは、銅箔，導電性ペースト，アルミパターン等により形成されており、ダイポールアンテナとして機能する。尚、各アンテナ３ａ〜３ｃはどのような種類のアンテナであっても良い。

アンテナ回路５は、リーダライタ４から電波信号が与えられると共にＩＣカード１がリーダライタ４との間で通信するときには、アンテナ部３のアンテナ３ａ〜３ｃおよび共振用回路２ｄにより複数の異なる共振周波数に共振するように構成されている。具体的には、アンテナ回路５は、リーダライタ４から与えられる電波信号（伝播信号）の周波数帯に共振するように回路構成されていると共に、他の無線送信機から送信される周波数帯の電波信号の周波数帯の例えば中心周波数を共振周波数とするように回路構成されている。

電源回路２ａは、整流回路（図示せず）および平滑回路（図示せず）を備えている。整流回路は、アンテナ回路５を通じて電源供給信号が与えられると、当該電源供給信号を整流する。また、平滑回路は、整流回路を通じて得られる整流信号を平滑し、ＩＣカード１の構成要素に電源供給する。このように構成することにより電源を効率よくＩＣチップ２内の構成要素に供給できる。

尚、図１（ａ）に示すように、ラジオ局やテレビ局などの放送局６や、携帯電話基地局７、無線ＬＡＮ端末（図示せず）等を他の無線送信機として適用できる。例えば放送局６は、ＡＭ帯，ＦＭ帯，ＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯等の電波信号（周波数ｆｔｖ）を送信している。また携帯電話基地局７は、ＵＨＦ帯、マイクロ波帯の電波信号（周波数ｆｍｖ）を送信しており、その出力は例えば０．５Ｗ〜３０Ｗ程度である。また、無線ＬＡＮ端末もまた、マイクロ波帯（２．４ＧＨｚＩＳＭ帯）の電波信号を送信している。本実施形態では、ＩＣカード１が、このような公共電波や家庭内、事業所内等で使用されている電波信号を受信し駆動電源として利用することを特徴としている。

すなわち、無線ＬＡＮ端末から送信される電波信号を駆動用電源として利用する場合には、アンテナ回路５の複数の共振周波数を、リーダライタ４から送信される電波信号の周波数帯域に設定するとともに、さらに別の共振周波数をマイクロ波帯（２．４ＧＨｚＩＳＭ帯）の電波信号の周波数帯域中の周波数に設定すると良い。このとき、ＩＣカード２は、リーダライタ４からの電波信号を受信できると共に、無線ＬＡＮ端末からの電波信号を受信することができる。

上記構成の作用について説明する。リーダライタ４からアンテナ部３を通じてＩＣカード１に電波信号が与えられると、共振用回路２ｄを通じて電源回路２ａに電力供給される。すると、電源回路２ａは、ＩＣチップ２の構成要素（例えば変復調回路２ｂや制御回路２ｃ）に電源供給する。制御回路２ｃは、メモリ（図示せず）を備えており、リーダライタ４から送信される電波信号を変復調回路２ｂにより復調しデータを受信する。また制御回路２ｃは、メモリに記憶されたデータを変復調回路２ｂにより変調しアンテナ部３を通じてリーダライタ４にデータを与える。

このような第１の実施形態によれば、電源回路２ａは、リーダライタ４からの電波信号によりＩＣカード１の変復調回路２ｂおよび制御回路２ｃに電源供給すると共に、リーダライタ４以外の他の無線送信機（放送局６、携帯電話基地局７、無線ＬＡＮ端末）から受信した電波信号によりＩＣカード１の変復調回路２ｂおよび制御回路２ｃに電源供給するため、ＩＣカード１に与えられる電源電力が向上し、リーダライタ４から受信した電波信号のみを電力利用している従来構成に比較して、通信可能距離を長くすることができる。しかも、与えられる電力が向上するため、たとえ通信条件が悪化したとしても通信可能距離を保つことができる。

また、アンテナ回路５は、複数のアンテナ３ａ〜３ｃによる複数の共振周波数ｆ０，ｆｔｖ，ｆｍｖに共振するように構成されている。したがって、複数のアンテナ３ａ〜３ｃのエレメント長をそれぞれ調整することで同調させることもできるため、アンテナ回路５の共振周波数を複数の周波数ｆ０，ｆｔｖ，ｆｍｖに調整しやすくなる。

また、電源回路２ａは、ラジオ局やテレビ局等の放送局６や、携帯電話基地局７や、無線ＬＡＮ端末等の他の無線通信機からアンテナ回路５を通じて受信した電波信号を受けて変復調回路２ｂや制御回路２ｃに電源供給するため、ＩＣカード２の駆動電源として公共電波等の電波信号を利用することができる。

（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態の説明を示すもので、第１の実施形態と異なるところは、アンテナ部３に代えて、多共振アンテナとしての機能を備えたアンテナ部８を適用したところにある。第１の実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。

非接触型ＩＣカード９は、アンテナ部８とＩＣチップ２とを備えて構成されている。アンテナ部８は、多共振アンテナにより構成されている。アンテナ回路１０は、アンテナ部８と共振用回路２ｄとを備えて構成されている。具体的にアンテナ部８は、図２に示すように、三角形状をなしており、所謂ボウタイアンテナ(Bow-tie Antenna)と称されるアンテナにより構成されている。尚、このアンテナ部８は、多共振アンテナであればどのようなアンテナであっても良い。すなわち、アンテナ回路１０が複数の周波数ｆ０，ｆｎに共振するように構成されているため、アンテナを別体で複数設ける必要がなくなる。

（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形もしくは拡張が可能である。
ＩＣカード１が受信する電波信号として、マイクロ波帯の電波信号を受信する実施形態を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、短波帯（例えば１３．５６ＭＨｚ帯）または超短波帯や長波帯を受信するように構成しても良い。
情報記憶媒体として、非接触型ＩＣカード１に適用した実施形態を示したが、これに限定されるものではなく、例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ（ＩＣタグとも称される）に適用しても良い。

本発明の第１の実施形態を示す構成図（（ａ）は概略的な電気的構成を示すブロック図、（ｂ）は外観を模式的に示す図） 本発明の第２の実施形態を示す図１相当図

符号の説明

図面中、１，９は非接触型ＩＣカード（情報記憶媒体）、２はＩＣチップ、３，８はアンテナ部、３ａ〜３ｃはアンテナ、４はリーダライタ、５，１０はアンテナ回路を示す。

Claims (7)

1. リーダライタから所定の周波数帯における電波信号が与えられることにより情報記憶媒体本体に電源供給する電源供給手段と、当該電源供給状態にて前記リーダライタとの間で前記所定の周波数帯によりデータ通信する通信手段とを備えた情報記憶媒体において、
   複数の異なる共振周波数を有するアンテナ回路を備え、
   前記通信手段は、前記リーダライタとの間でデータ通信する際に前記アンテナ回路の共振周波数のうち少なくとも何れか１つの一の共振周波数を含む周波数帯を前記所定の周波数帯としてデータ通信するように構成されると共に、
   前記電源供給手段は、前記リーダライタから前記所定の周波数帯における電波信号が与えられることにより情報記憶媒体本体に電源供給すると共に、前記アンテナ回路の他の共振周波数を含む周波数帯を通じて外部から受信した電波信号により前記情報記憶媒体本体に電源供給するように構成されていることを特徴とする情報記憶媒体。
2. 前記アンテナ回路は、複数のアンテナを備え、複数のアンテナによる複数の共振周波数に共振するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の情報記憶媒体。
3. 前記アンテナ回路は、多共振アンテナを備え、当該多共振アンテナにより複数の共振周波数に共振するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の情報記憶媒体。
4. 前記電源供給手段は、ラジオ局、テレビ局、携帯電話基地局、無線ＬＡＮ端末等の無線送信機から前記アンテナ回路の複数の共振周波数のうちの一の共振周波数周辺の周波数帯を通じて受信した電波信号により電源供給するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の情報記憶媒体。
5. 前記電源供給手段は、前記アンテナ回路から与えられる電源供給信号を整流する整流回路および当該整流された信号を平滑する平滑回路を備え、情報記憶媒体本体に電源供給するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の情報記憶媒体。
6. 非接触型ＩＣカードに適用したことを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の情報記憶媒体。
7. ＲＦＩＤタグに適用したことを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の情報記憶媒体。
   
   

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