JP2006285594A - Icカード - Google Patents
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Abstract
【課題】 アンチコリジョン特性と、通信特性と、の2つの特性を兼ね備えたICカードを提供する。
【解決手段】 ICカードと同一形状のICカードを、該ICカードの外形が一致するように対向させて重ねた際に、アンテナ(2)の内周面積の重複せざる領域が9%以上、アンテナ(2)の内周面積がICカード平面のカード面積の50%以上、尚且つ、ICカードを該ICカードの中心位置を回転軸として180度回転させて、該ICカードの外形が一致するように重ねた際に、アンテナ(2)の内周面積の重複せざる領域が形成される設計にて、アンテナ(2)を形成する。
【選択図】 図4
【解決手段】 ICカードと同一形状のICカードを、該ICカードの外形が一致するように対向させて重ねた際に、アンテナ(2)の内周面積の重複せざる領域が9%以上、アンテナ(2)の内周面積がICカード平面のカード面積の50%以上、尚且つ、ICカードを該ICカードの中心位置を回転軸として180度回転させて、該ICカードの外形が一致するように重ねた際に、アンテナ(2)の内周面積の重複せざる領域が形成される設計にて、アンテナ(2)を形成する。
【選択図】 図4
Description
本発明は、ICカードに関し、特に、ICモジュールと通信用アンテナとをカード基板に内蔵し、非接触でのデータ通信を行うICカードに関するものである。
近年におけるカード技術の発達により、様々な通信システムに用いられている情報記録媒体として、広範囲な用途に適用可能なICカードがある。このICカードには、専用の装置に接触させることで情報の書き込み処理、及び、読み出し処理が可能な接触型のICカードと、専用の装置に近接させるだけで情報の書き込み処理、及び、読み出し処理が可能な非接触型のICカードと、がある。
特に、非接触型のICカードは、情報の書き込み処理、あるいは、読み出し処理を行う際に、ICカード自体を専用の装置に挿入する必要がなく、カード自体の取り扱いが便利なこともあり、産業上に急速に普及している。
なお、非接触型のICカードは、カード基板に内蔵される通信用アンテナにより通信特性が異なることになり、通信用アンテナの通信特性を高めることで、リーダ・ライタから送出される電波を効率良く受信することが可能となる。
しかしながら、非接触型のICカードを複数枚重ねて使用する場合には、各非接触型のICカードに内蔵される通信用アンテナコイルが相互に影響し合うことになり、各ICカードに内蔵される通信用アンテナコイルのコンデンサ容量(C)やインダクタンス(L)が変化することになり、式(1)に示すように、アンテナ用コイルにより生ずる共振周波数(f)が低減することになる。
f=1/2π√(LC)・・・式(1)
このため、ICカードを複数枚重ねて使用した場合の共振周波数(f)は、ICカード単体で使用した場合の共振周波数(f)よりも低い周波数となってしまうことになり、ICカードを1枚で使用する場合と、ICカードを複数枚重ねて使用する場合と、で良好な通信特性を得るアンテナ設計を両立させることが困難となる。
なお、本発明より先に出願された技術文献として、アンテナコイルと、ICと、プラスチックからなる被覆部材より構成され、上記アンテナコイルの端子に上記ICを電気的に接続したICカードにおいて、上記アンテナコイルが、2枚のICカードを向かい合わせて重ねたときに、互いのアンテナコイルの重なる面積が少なくなるように迂回して形成され、アンチコリジョン特性に優れたICカードが開示された文献がある(例えば、特許文献1参照)。
また、ICカードをその外形を合わせて重ねた場合、一方のICカードの有するアンテナの他方のICカードのアンテナ面への投影面が、前記投影面上で前記他方のアンテナ面に重複せざる領域を有し、当該ICカードの出力が動作可能なるものとし、ICカードがどのような向きに複数枚重ねて使用する状態が生じても、当該ICカードの受信電力が大きく低下せず、通例の使用状態が確保されるようなICカードが開示された文献がある(例えば、特許文献2参照)。
特開2000−113143号公報
特開2000−137777号公報
なお、上記特許文献1は、アンテナコイルの重なる面積が少なくなるように迂回して形成し、アンチコリジョン特性を向上させているが、そのアンテナコイルの重なる面積が少なくなるようなアンテナパターンの形状については具体的な開示がなされていない。
また、上記特許文献2は、ICカードを上下、左右の何れの方向に裏返して重ねて使用する状態が生じても、当該ICカードの受信電力が大きく低下せず、通例の使用状態が確保されるようなICカードについては考慮されているが、ICカードを180度回転させて重ねて使用する状態の場合には、重複せざる領域が形成されず、ICカードを180度回転させて重ねて使用する状態の場合については何ら考慮されたものではない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、アンチコリジョン特性と、通信特性と、の2つの特性を兼ね備えたICカードを提供することを目的とするものである。
かかる目的を達成するために、本発明は以下の特徴を有する。
本発明にかかるICカードは、カード基材と、カード基材の中に埋込まれたアンテナと、該アンテナに接続されたICチップと、を有してなるICカードであって、ICカードと同一形状のICカードを、該ICカードの外形が一致するように対向させて重ねた際に、アンテナの内周面積の重複せざる領域が9%以上、アンテナの内周面積がICカード平面のカード面積の50%以上、尚且つ、ICカードを該ICカードの中心位置を回転軸として180度回転させて、該ICカードの外形が一致するように重ねた際に、アンテナの内周面積の重複せざる領域が形成される設計にて、アンテナが配置されてなり、内周面積は、アンテナの外形形状と、アンテナの内形形状と、の中間形状での内周面積であることを特徴とするものである。
また、本発明にかかるICカードは、ICカードを該ICカードの中心位置を回転軸として180度回転させて、該ICカードの外形が一致するように重ねた際に、アンテナの内周面積の重複せざる領域が1.5%以上形成される設計にて、アンテナが配置されてなることを特徴とするものである。
また、本発明にかかるICカードは、ICカードとデータ通信を行うリーダ・ライタに設けられるアンテナの内周面積に対し、40%以上の範囲の内周面積となる設計にて、アンテナが配置されてなることを特徴とするものである。
また、本発明にかかるICカードは、アンテナの中心位置と、ICカードの中心位置と、が異なる設計にて、アンテナが配置されてなることを特徴とするものである。
本発明にかかるICカードは、カード基材と、カード基材の中に埋込まれたアンテナと、該アンテナに接続されたICチップと、を有してなるICカードであって、ICカードと同一形状のICカードを、該ICカードの外形が一致するように対向させて重ねた際に、アンテナの内周面積の重複せざる領域が9%以上、アンテナの内周面積がICカード平面のカード面積の50%以上、尚且つ、ICカードを該ICカードの中心位置を回転軸として180度回転させて、該ICカードの外形が一致するように重ねた際に、アンテナの内周面積の重複せざる領域が形成される設計にて、アンテナが配置されてなることで、アンチコリジョン特性と、通信特性と、の2つの特性を兼ね備えることが可能となる。なお、本発明において内周面積とは、アンテナの外形形状と、アンテナの内形形状と、の中間形状での内周面積を示す。
まず、図3〜図5を参照しながら、本実施形態におけるICカードについて説明する。
本実施形態におけるICカードは、図3に示すように、カード基材(11、12)と、カード基材(11、12)の中に埋込まれたアンテナ(2)と、該アンテナ(2)に接続されたICチップ(3)と、を有してなるICカードであって、図4(b)、(c)に示すように、ICカードと同一形状のICカードを、該ICカードの外形が一致するように対向させて重ねた場合には、アンテナ(2)の内周面積の重複せざる領域が9%以上、図4(a)に示すようにアンテナ(2)を形成した場合には、アンテナ(2)の内周面積がICカード平面のカード面積の50%以上、尚且つ、図4(d)に示すように、ICカードを該ICカードの中心位置を回転軸として180度回転させて、該ICカードの外形が一致するように重ねた場合には、アンテナ(2)の内周面積の重複せざる領域が形成される設計にて、アンテナ(2)を形成することで、アンチコリジョン特性と、通信特性と、の2つの特性を兼ね備えたICカードを構成することが可能となる。なお、本実施形態において内周面積とは、図5に示すように、アンテナ(2)の外形形状(101)と、アンテナ(2)の内形形状(102)と、の中間形状(103)での内周面積を示す。
まず、図1を参照しながら、アンチコリジョン特性を搭載したICカードについて説明する。
図1に示すように、ICカード1枚での共振周波数をf1と仮定した場合、ICカードを複数枚重ね合わせていくと、ICカード相互間の磁気的な結合により共振周波数f1が徐々に低減していくことになる(f1→f2→f3)。なお、f1は、ICカード単体の場合の共振周波数を示し、f2は、ICカードを2枚重ねた場合の共振周波数を示し、f3は、ICカードを3枚重ねた場合の共振周波数を示す。
このため、アンチコリジョン特性を搭載したICカードは、図1に示すリーダ・ライタ(R/W)のキャリア周波数f'よりもICカードの共振周波数fが高くなるようにアンテナを形成し、ICカードを複数枚重ね合わせた場合でも、所定の共振周波数を満たし、電力を確保することができるように設計されている。しかしながら、ICカードを1枚のみで使用する場合には、ICカードの共振周波数fがリーダ・ライタ(R/W)のキャリア周波数f'よりも高くなるように設計されている分だけ、良好な通信特性を得られないことになる。
なお、ICカードを複数枚重ね合わせた際に、相互のアンテナの重複せざる領域が100%となるようにアンテナを形成した方が、アンテナ相互間の結合が希薄となり、共振周波数fの変化も少なく、アンチコリジョン特性を向上させる上では最も理想的な設計となる。しかしながら、この場合、ICカードに形成されるアンテナの形状が小さくなるため、得られる電力が小さくなってしまうことになる。
このため、アンチコリジョン特性を向上させるために行う「ICカードを重ねた際のアンテナの重複せざる領域の確保」と、通信特性を向上させるために行う「ICカード内でのより大きなアンテナ形状の確保」と、は相反する条件となる。
なお、ICカードに形成するアンテナの形状が大きい方が、電力確保には有利となるが、むやみに大きければ良いというものではない。
例えば、図2(a)に示すように、ICカードのアンテナ(100)が、リーダ・ライタのアンテナ(200)よりも小さい場合には、ICカードのアンテナ(100)は、リーダ・ライタのアンテナ(200)から放射される磁束のうち、20〜30%しか取得することができないため、電力を確保するには効率が悪くなる。
また、図2(b)に示すように、ICカードのアンテナ(100)が、リーダ・ライタのアンテナ(200)よりも大きい場合には、ICカードのアンテナ(100)と、リーダ・ライタのアンテナ(200)と、の結合が希薄になるため、電力を確保するには効率が悪くなる。
従って、図2(c)に示すように、ICカードのアンテナ(100)と、リーダ・ライタのアンテナ(200)と、が略同一形状の場合が、最も、ICカードのアンテナ(100)とリーダ・ライタのアンテナ(200)との結合が良く、電力を確保するには効率が良い状態を確立することになる。
本実施形態におけるICカードは、上記の点を鑑み、図4(b)、(c)に示すように、ICカードと同一形状のICカードを、該ICカードの外形が一致するように対向させて重ねた際に、アンテナ(2)の内周面積の重複せざる領域が9%以上、図4(a)に示すようにアンテナ(2)を形成した場合に、アンテナ(2)の内周面積がICカード平面のカード面積の50%以上、尚且つ、図4(d)に示すように、ICカードを該ICカードの中心位置を回転軸として180度回転させて、該ICカードの外形が一致するように重ねた際に、アンテナ(2)の内周面積の重複せざる領域が1.5%以上形成される設計にて、アンテナ(2)を形成し、アンチコリジョン特性と、通信特性と、の2つの特性を兼ね備えることとした。なお、内周面積は、図5に示すように、アンテナ(2)の外形形状(101)と、アンテナ(2)の内形形状(102)と、の中間形状(103)での内周面積である。以下、添付図面を参照しながら、本実施形態における非接触ICカードについて説明する。
(第1の実施形態)
まず、図3を参照しながら、本実施形態における非接触ICカードの構成について説明する。
まず、図3を参照しながら、本実施形態における非接触ICカードの構成について説明する。
本実施形態における非接触ICカードは、図3に示すように、アンテナ基板(1)上に、螺旋状のアンテナパターン(2)を形成し、該形成したアンテナパターン(2)と、ICチップ(3)と、が接着剤(4)を介して電気的に接続するように、ICチップ(3)をアンテナ基板(1)に実装し、インレットシート(10)が形成されることになる。そして、このインレットシート(10)を覆うように、インレットシート(10)の上下面からラミネート基材となるコアシート(11)と、オーバーシート(12)にて挟持して積層することで、非接触ICカードが形成されることになる。
次に、図3に示す非接触ICカードを構成する各基材について説明する。
<コアシート11>
コアシート(11)は、ICカード本体の中心部分となるカード基材であり、カード本体に強度を付与させる基材である。コアシート(11)に適用する樹脂としては、PET−G(ポリエチレンテレフタレート共重合体)、一般用ポリスチレン樹脂、耐衝撃用ポリスチレン樹脂、アクリルニトリルスチレン樹脂、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体)樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、PC(ポリカーボネート)樹脂、塩化ビニル樹脂、変性PPO樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファルド樹脂等の熱可塑性樹脂、アロイ系樹脂、ガラス繊維の添加による強化樹脂等の従来からICカード本体の中心部分となるカード基材に適用可能な公知の樹脂が挙げられる。
コアシート(11)は、ICカード本体の中心部分となるカード基材であり、カード本体に強度を付与させる基材である。コアシート(11)に適用する樹脂としては、PET−G(ポリエチレンテレフタレート共重合体)、一般用ポリスチレン樹脂、耐衝撃用ポリスチレン樹脂、アクリルニトリルスチレン樹脂、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体)樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、PC(ポリカーボネート)樹脂、塩化ビニル樹脂、変性PPO樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファルド樹脂等の熱可塑性樹脂、アロイ系樹脂、ガラス繊維の添加による強化樹脂等の従来からICカード本体の中心部分となるカード基材に適用可能な公知の樹脂が挙げられる。
なお、塩化ビニル、PET−G等は、自己融着を行う特性を有することから、ラミネートの際に、接着剤や接着剤シートが不要となるため、塩化ビニル、PET−G等をコアシート(11)に適用することが好ましい。
<オーバーシート12>
オーバーシート(12)は、ICカード本体と外側部分を構成するカード基材である。オーバーシート(12)に適用する樹脂としては、上述したコアシート(11)に適用可能な樹脂が挙げられる。
オーバーシート(12)は、ICカード本体と外側部分を構成するカード基材である。オーバーシート(12)に適用する樹脂としては、上述したコアシート(11)に適用可能な樹脂が挙げられる。
<アンテナ基板1>
アンテナ基板(1)は、アンテナパターン(2)を形成する絶縁性を有する基材である。アンテナ基板(1)に適用可能な樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリイミド樹脂、PET、PET−G等の樹脂が挙げられる。
アンテナ基板(1)は、アンテナパターン(2)を形成する絶縁性を有する基材である。アンテナ基板(1)に適用可能な樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリイミド樹脂、PET、PET−G等の樹脂が挙げられる。
<アンテナパターン2の材質>
アンテナパターン(2)を形成する材質としては、銅、アルミニウム、金、銀、鉄、錫、ニッケル、亜鉛、チタン、タングステン、ハンダ、合金等が適用可能である。なお、アンテナ基板(1)上にアンテナパターン(2)を形成する手法としては、エッチング法や、印刷法(スクリーン印刷法、オフセット印刷法)が適用可能である。また、巻き線法でアンテナ基板(1)上にアンテナパターン(2)を形成することも可能である。
アンテナパターン(2)を形成する材質としては、銅、アルミニウム、金、銀、鉄、錫、ニッケル、亜鉛、チタン、タングステン、ハンダ、合金等が適用可能である。なお、アンテナ基板(1)上にアンテナパターン(2)を形成する手法としては、エッチング法や、印刷法(スクリーン印刷法、オフセット印刷法)が適用可能である。また、巻き線法でアンテナ基板(1)上にアンテナパターン(2)を形成することも可能である。
<接着剤4>
接着剤(4)は、アンテナ基板(1)に形成されたアンテナパターン(2)と、ICチップ(3)等の電子部品と、を接続するためのものであり、紫外線硬化樹脂、湿気硬化性樹脂、熱硬化性樹脂などが適用可能である。なお、アンテナパターン(2)と、ICチップ(3)等の電子部品と、を接続する際には、熱硬化性のエポキシ樹脂やエポキシ樹脂に数μm程度の微小な導電性粒子を分散させた異方導電性接着剤(ACP)、ACPをフィルム状にした異方導電性フィルム(ACF)等の接着剤を介してフリップチップ方法で行うことが好ましい。なお、ACFは、ニッケル、金属コートされたプラスチック等の導電粒子、あるいは金属粒子そのものをエポキシ樹脂等の接着剤中に分散した接着剤である。
接着剤(4)は、アンテナ基板(1)に形成されたアンテナパターン(2)と、ICチップ(3)等の電子部品と、を接続するためのものであり、紫外線硬化樹脂、湿気硬化性樹脂、熱硬化性樹脂などが適用可能である。なお、アンテナパターン(2)と、ICチップ(3)等の電子部品と、を接続する際には、熱硬化性のエポキシ樹脂やエポキシ樹脂に数μm程度の微小な導電性粒子を分散させた異方導電性接着剤(ACP)、ACPをフィルム状にした異方導電性フィルム(ACF)等の接着剤を介してフリップチップ方法で行うことが好ましい。なお、ACFは、ニッケル、金属コートされたプラスチック等の導電粒子、あるいは金属粒子そのものをエポキシ樹脂等の接着剤中に分散した接着剤である。
また、ICチップ(3)の装着は、リードフレームなどにICチップ(3)を実装した後に、前記リードフレームにワイヤーボンディングするモジュール形態のワイヤーボンディング実装方式などの公知の方法を用いることも可能である。この際、ICチップ(3)の樹脂封止方法としては、ポッティング法やトランスファーモールド法などを用いることも可能であり、前記アンテナパターン(2)との接続は、溶接や「かしめ」方式などの公知の方法を用いることも可能である。
次に、図4を参照しながら、本実施形態の非接触ICカード内に設けられるアンテナパターン(2)の形状について説明する。なお、図4(a)は、図3に示すアンテナ基板(1)上にアンテナパターン(2)を形成した場合のICカードの上面図であり、少なくとも直線部分を含んだ多角形状からなるアンテナパターン(2)をアンテナ基板(1)上に形成した場合のICカードの構成を示す図である。また、図4(b)は、図4(a)に示すICカードの構成を、ICカードの長手方向に対して平行なX軸を回転軸として、ICカードの外形が一致するように対向させて重ねた場合のアンテナパターン(2)の状態を示す図である。また、図4(c)は、図4(a)に示すICカードの構成を、ICカードの短手方向に対して平行なY軸を回転軸として、ICカードの外形が一致するように対向させて重ねた場合のアンテナパターン(2)の状態を示す図である。また、図4(d)は、図4(a)に示すICカードの構成を、ICカードの中心位置を回転軸として、ICカードの外形が一致するように180度回転させて重ねた場合のアンテナパターン(2)の状態を示す図である。
本実施形態のICカードは、図4(a)に示すように、絶縁性のアンテナ基板(1)の周辺部に、少なくとも直線部分を含んだ多角形状からなるアンテナパターン(2)を螺旋状に形成することになる。
図4(a)に示すように、少なくとも直線部分を含んだ多角形状からなるアンテナパターン(2)をアンテナ基板(1)上に形成してICカードを構成することで、例えば、図4(b)に示すように、ICカードの長手方向に対して平行なX軸を回転軸として、ICカードの外形が一致するように対向させて重ね合わせた場合に、重複せざる領域を形成することになる。また、図4(c)に示すように、ICカードの短手方向に対して平行なY軸を回転軸として、ICカードの外形が一致するように対向させて重ね合わせた場合にも、重複せざる領域を形成することになる。更に、図4(d)に示すように、ICカードの中心位置を回転軸として、ICカードの外形が一致するように180度回転させて重ね合わせた場合にも、重複せざる領域を形成することになる。
このように、本実施形態におけるICカードは、図4(d)に示すように、ICカードの中心位置を回転軸として、ICカードの外形が一致するように180度回転させて重ね合わせた場合にも、重複せざる領域を形成するような設計にて、アンテナ(2)をアンテナ基板(1)上に形成することで、アンチコリジョン特性と、通信特性と、の2つの相反する特性が共に優れたICカードを構成することが可能となる。
なお、図4(a)に示すように、少なくとも直線部分を含んだ多角形状からなるアンテナパターン(2)をアンテナ基板(1)に形成してICカードを構成することで、図4(b)に示すように、ICカードの長手方向に対して平行なX軸を回転軸として、ICカードの外形が一致するように対向させて重ね合わせた場合には、重複せざる領域が、9.9%形成されることになる。また、図4(c)に示すように、ICカードの短手方向に対して平行なY軸を回転軸として、ICカードの外形が一致するように対向させて重ね合わせた場合には、重複せざる領域が、10.3%形成されることになる。また、図4(d)に示すように、ICカードの中心位置を回転軸として、ICカードの外形が一致するように180度回転させて重ね合わせた場合には、重複せざる領域が、2.0%形成されることになる。
なお、本実施形態のICカードにおいて重複せざる領域は、以下のように定義する。
重複領域:図4(b)、(c)に示すように、ICカードを重ね合わせた場合、または、図4(d)に示すように、ICカードを重ね合わせた場合に重複するアンテナパターン(2)の内側部分の領域(21)
基準領域:図4(a)に示すようにアンテナパターン(2)を形成した場合のアンテナパターン(2)の内側部分の領域(21)
重複せざる領域:(基準領域)−(重複領域)
基準領域:図4(a)に示すようにアンテナパターン(2)を形成した場合のアンテナパターン(2)の内側部分の領域(21)
重複せざる領域:(基準領域)−(重複領域)
(本実施形態におけるICカードの実施例)
次に、図6の比較結果を参照しながら、本実施形態のICカードに形成するアンテナパターン(2)の設計方法について説明する。なお、図6は、様々なアンテナパターン(2)をアンテナ基板(1)に形成した場合の、アンテナパターン(2)の重複せざる領域の比較結果を示すものであり、図4(a)〜(d)、図7(a)〜(d)、図8(a)〜(d)に示す状態時におけるアンテナパターン(2)の重複せざる領域の測定結果が列挙されている。
次に、図6の比較結果を参照しながら、本実施形態のICカードに形成するアンテナパターン(2)の設計方法について説明する。なお、図6は、様々なアンテナパターン(2)をアンテナ基板(1)に形成した場合の、アンテナパターン(2)の重複せざる領域の比較結果を示すものであり、図4(a)〜(d)、図7(a)〜(d)、図8(a)〜(d)に示す状態時におけるアンテナパターン(2)の重複せざる領域の測定結果が列挙されている。
なお、図6に示す測定結果は、図5に示すように、アンテナの中間形状(外形形状−内形形状)における重複面積の比較結果を示す。なお、図6に示す表欄のタイトルについて以下に記載する。
図6に示す測定結果の左側の列は、ICカードのアンテナの面積比(%)を示し、左から順に、リーダ・ライタのアンテナに対するICカードのアンテナの面積比(対R/W面積)、ICカード全体の面積に対するICカードのアンテナの面積比(対カード面積)、カードの中心位置を回転軸としてICカードを重ねた際の面積比(中心位置回転)、Y軸を回転軸としてICカードを重ねた際の面積比(Y軸回転)、X軸を回転軸としてICカードを重ねた際の面積比(X軸回転)、を示す。
また、図6に示す測定結果の右側の列は、ICカードのアンテナの実面積(mm2)を示し、左から順に、1枚のICカードに形成されるアンテナの実面積(1枚のアンテナ面積)、カードの中心位置を回転軸としてICカードを重ねた際の実面積(中心位置回転)、Y軸を回転軸としてICカードを重ねた際の実面積(Y軸回転)、X軸を回転軸としてICカードを重ねた際の実面積(X軸回転)、を示す。
図6に示す測定結果には、第1〜第3の実施例のアンテナパターン形成時における測定結果が示されており、第1の実施例は、図4(a)〜(d)に示すアンテナ形成時における測定結果を示す。また、第2の実施例は、図7(a)〜(d)に示すアンテナ形成時における測定結果を示す。また、第3の実施例は、図8(a)〜(d)に示すアンテナ形成時における測定結果を示す。
なお、図6に示す測定結果において、1枚のアンテナ面積は、図4(a)、図7(a)、図8(a)に示す状態時のアンテナ面積を示し、中心位置回転は、図4(d)、図7(d)、図8(d)に示す状態時のアンテナ面積を示し、Y軸回転は、図4(c)、図7(c)、図8(c)に示す状態時のアンテナ面積を示し、X軸回転は、図4(b)、図7(b)、図8(b)に示す状態時のアンテナ面積を示す。
図6に示す測定結果により、第1の実施例と、第2の実施例と、におけるアンテナ形状時の場合には、アンチコリジョン特性と、通信特性と、の2つの特性を満たすことが判明した。これに対し、第3の実施例におけるアンテナ形状時の場合には、アンチコリジョン特性と、通信特性と、の2つの特性を満たさないことが判明した。
上記の点を鑑み、アンチコリジョン特性と、通信特性と、の2つの特性を満たすためには、ICカードの長手方向に対して平行なX軸を回転軸として、ICカードの外形が一致するように対向させて重ね合わせた場合には、アンテナの重複せざる領域が、9%以上形成されることが好ましい。
また、ICカードの短手方向に対して平行なY軸を回転軸として、ICカードの外形が一致するように対向させて重ね合わせた場合には、アンテナの重複せざる領域が、9%以上形成されることが好ましい。
また、ICカードの中心位置を回転軸として、ICカードの外形が一致するように180度回転させて重ね合わせた場合には、アンテナの重複せざる領域が、1.5%以上形成されることが好ましい。
また、ICカードのカード面積に対してアンテナパターン(2)の実面積が50%以上であることが好ましい。
また、リーダ・ライタに形成されるアンテナパターンの実面積に対して、ICカードに形成されるアンテナパターン(2)の実面積が40%以上であることが好ましい。
このように、本実施形態におけるICカードは、図4(b)、(c)に示すように、ICカードと同一形状のICカードを、該ICカードの外形が一致するように対向させて重ねた際に、アンテナ(2)の内周面積の重複せざる領域が9%以上、図4(a)に示すように、アンテナ(2)を形成した場合に、アンテナ(2)の内周面積がICカード平面のカード面積の50%以上、尚且つ、図4(d)に示すように、ICカードを該ICカードの中心位置を回転軸として180度回転させて、該ICカードの外形が一致するように重ねた際に、アンテナ(2)の内周面積の重複せざる領域が1.5%以上、リーダ・ライタのアンテナの内周面積に対しICカードのアンテナ(2)の内周面積が40%以上となる設計にて、アンテナパターン(2)を形成することで、アンチコリジョン特性と、通信特性と、の2つの特性を兼ね備えたICカードを構成することが可能となる。
<アンテナパターン2の形成方法>
次に、アンテナ基板(1)上に形成するアンテナパターン(2)の形成方法について説明する。
次に、アンテナ基板(1)上に形成するアンテナパターン(2)の形成方法について説明する。
アンテナ基板(1)上に形成するアンテナパターン(2)は、エッチング等の手法を用いて形成することが好ましい。エッチングは、緻密なアンテナパターン(2)を正確にアンテナ基板(1)上に形成することが可能である。
例えば、第1のアンテナパターン(2)の形成方法として、アンテナ基板(1)の両面に対しエッチング処理を施し、アンテナ基板(1)の一方の面には、アンテナパターン(2)を形成し、また、アンテナ基板(1)の他方の面には、ジャンパー部分を形成し、該形成したアンテナパターン(2)と、ジャンパー部分と、を、スルーホールを介して電気的に導通させる方法がある。なお、エッチングにてアンテナ基板(1)の一方の面にアンテナパターン(2)を形成し、また、アンテナ基板(1)の他方の面にジャンパー部分を形成した際に、スルーホールを設ける方法として、「かしめる」という方法も適用可能である。
また、第2のアンテナパターン(2)の形成方法として、アンテナ基板(1)の片面に対し、エッチング処理を施し、アンテナパターン(2)を形成し、また、アンテナ基板(1)の他方の面に対し、導電性ペーストをスクリーン印刷し、ジャンパー部分を形成し、アンテナ基板(1)の片面に形成したアンテナパターン(2)と、アンテナ基板(1)の他面に形成したジャンパー部分と、を、スルーホールを介して電気的に導通させる方法がある。
なお、上述した第1、第2のアンテナパターン(2)の形成方法は、金属箔をラミネートすることで、金属箔をアンテナ基板(1)に貼り付けることにしたが、アンテナ基板(1)上に接着剤を用いて金属箔を貼り付けることも可能である。なお、接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等の接着剤が適用可能となる。また、金属箔をプラスチック素材のアンテナ基板(1)上に、「蒸着」にて形成することも可能である。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態におけるICカードは、ICカードに形成されるアンテナの中心位置と、ICカードの中心位置と、が異なるように設計したアンテナパターン(2)を形成することを特徴とするものである。これにより、第1の実施形態におけるICカードよりも、アンチコリジョン特性を向上させたICカードを形成することが可能となる。以下、第2の実施形態におけるICカードについて説明する。なお、ICカードの中心位置とは、図4、図7、図8に示すICカードの「中心位置」を示し、アンテナの中心位置とは、図9(a)に示すように、ICカードの長手方向をX方向とし、ICカードの短手方向をY方向と仮定すると、まず、図9(b)に示すように、アンテナにおいてX軸方向に平行な線で最長となるX方向の最長線を決定し、次に、その決定したX方向の最長線の1/2の中点を決定する。そして、図9(c)に示すように、そのX方向の最長線の1/2の中点からY軸方向に平行な平行線を決定する。また、図9(d)に示すように、アンテナにおいてY軸方向に平行な線で最長となるY方向の最長線を決定し、次に、その決定したY方向の最長線の1/2の中点を決定する。そして、図9(e)に示すように、そのY方向の最長線の1/2の中点からX軸方向に平行な平行線を決定する。そして、図9(f)に示すように、図9(c)において決定したY軸に平行な平行線と、図9(e)において決定したX軸に平行な平行線と、の交点を、アンテナの中心位置とする。
次に、第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態におけるICカードは、ICカードに形成されるアンテナの中心位置と、ICカードの中心位置と、が異なるように設計したアンテナパターン(2)を形成することを特徴とするものである。これにより、第1の実施形態におけるICカードよりも、アンチコリジョン特性を向上させたICカードを形成することが可能となる。以下、第2の実施形態におけるICカードについて説明する。なお、ICカードの中心位置とは、図4、図7、図8に示すICカードの「中心位置」を示し、アンテナの中心位置とは、図9(a)に示すように、ICカードの長手方向をX方向とし、ICカードの短手方向をY方向と仮定すると、まず、図9(b)に示すように、アンテナにおいてX軸方向に平行な線で最長となるX方向の最長線を決定し、次に、その決定したX方向の最長線の1/2の中点を決定する。そして、図9(c)に示すように、そのX方向の最長線の1/2の中点からY軸方向に平行な平行線を決定する。また、図9(d)に示すように、アンテナにおいてY軸方向に平行な線で最長となるY方向の最長線を決定し、次に、その決定したY方向の最長線の1/2の中点を決定する。そして、図9(e)に示すように、そのY方向の最長線の1/2の中点からX軸方向に平行な平行線を決定する。そして、図9(f)に示すように、図9(c)において決定したY軸に平行な平行線と、図9(e)において決定したX軸に平行な平行線と、の交点を、アンテナの中心位置とする。
上述したアンテナの中心位置の定義を基に、例えば、図10(a)に示すように、アンテナの中心位置と、ICカードの中心位置と、が一致するように設計したアンテナパターン(2)を形成したICカードは、図10(d)に示すように、ICカードの中心位置を回転軸として、ICカードの外形が一致するように180度回転させて重ね合わせた場合には、重複せざる領域が形成されず、図10(c)に示すように、ICカードの短手方向に対して平行なY軸を回転軸として、ICカードの外形が一致するように対向させて重ね合わせた場合、または、図10(b)に示すように、ICカードの長手方向に対して平行なX軸を回転軸として、ICカードの外形が一致するように対向させて重ね合わせた場合には、重複せざる領域が僅かに形成されることになる。
これに対し、図11(a)に示すように、アンテナの中心位置と、ICカードの中心位置と、が異なるように設計したアンテナパターン(2)を形成したICカードは、図11(d)に示すように、ICカードの中心位置を回転軸として、ICカードの外形が一致するように180度回転させて重ね合わせた場合にも、重複せざる領域を形成することが可能となり、図11(c)に示すように、ICカードの短手方向に対して平行なY軸を回転軸として、ICカードの外形が一致するように対向させて重ね合わせた場合、または、図11(b)に示すように、ICカードの長手方向に対して平行なX軸を回転軸として、ICカードの外形が一致するように対向させて重ね合わせた場合には、重複せざる領域を更に大きく形成することが可能となる。なお、図10(a)に示すアンテナパターン(2)と、図11(a)に示すアンテナパターン(2)と、は同一の形状である。
従って、アンテナパターン(2)の形状が同一であっても、図11(a)に示すように、アンテナの中心位置を、ICカードの中心位置からずらすようにアンテナパターン(2)をICカードに形成することで、中心位置回転、Y軸回転、X軸回転にてICカードを重ねた場合には、図10(a)に示すようにアンテナの中心位置と、ICカードの中心位置と、を一致させたものに比べて、重複せざる領域を大きくさせることが可能となる。このため、アンチコリジョン特性を更に向上させることが可能となる。
なお、図7(a)に示す第2の実施例におけるアンテナパターン(2)を、図11(a)に示すように、アンテナの中心位置と、ICカードの中心位置と、が異なるように設計した場合の形状を図12に示し、図7に示すアンテナパターン(2)と、図12に示すアンテナパターン(2)と、の重複せざる領域の比較結果を図13に示す。
なお、図12(b)は、図12(a)に示すICカードの構成を、ICカードの長手方向に対して平行なX軸を回転軸として、ICカードの外形が一致するように対向させて重ね合わせた場合のアンテナパターン(2)の状態を示す図である。また、図12(c)は、図12(a)に示すICカードの構成を、ICカードの短手方向に対して平行なY軸を回転軸として、ICカードの外形が一致するように対向させて重ね合わせた場合のアンテナパターン(2)の状態を示す図である。また、図12(d)は、図12(a)に示すICカードの構成を、ICカードの中心位置を回転軸として、ICカードの外形が一致するように180度回転させて重ね合わせた場合のアンテナパターン(2)の状態を示す図である。
図13に示す比較結果から明らかなように、図12(a)に示すように、アンテナの中心位置を、ICカードの中心位置からずらすようにアンテナパターン(2)をアンテナ基板(1)上に形成することで、図7(a)に示す第2の実施例におけるアンテナパターン(2)よりも、重複せざる領域を拡大させることが可能となり、アンチコリジョン特性を更に向上させることが可能となる。
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
本発明にかかるICカードは、各種交通機関での定期券、回数券、電話カード、特定領域への入退出用のカード、IDカード、免許証、パチンコ,遊園地,映画館などにおいて使用されるカード、クレジットカード等の情報記録媒体に適用可能である。
1 アンテナ基板
2 アンテナパターン
3 ICチップ
4 接着剤
10 インレットシート
11 コアシート
12 オーバーシート
100 ICカードのアンテナ
101 アンテナの外形形状
102 アンテナの内形形状
103 アンテナの中間形状
200 リーダ・ライタのアンテナ
2 アンテナパターン
3 ICチップ
4 接着剤
10 インレットシート
11 コアシート
12 オーバーシート
100 ICカードのアンテナ
101 アンテナの外形形状
102 アンテナの内形形状
103 アンテナの中間形状
200 リーダ・ライタのアンテナ
Claims (4)
- カード基材と、前記カード基材の中に埋込まれたアンテナと、該アンテナに接続されたICチップと、を有してなるICカードであって、
前記ICカードと同一形状のICカードを、該ICカードの外形が一致するように対向させて重ねた際に、前記アンテナの内周面積の重複せざる領域が9%以上、前記アンテナの内周面積が前記ICカード平面のカード面積の50%以上、尚且つ、前記ICカードを該ICカードの中心位置を回転軸として180度回転させて、該ICカードの外形が一致するように重ねた際に、前記アンテナの内周面積の重複せざる領域が形成される設計にて、前記アンテナが配置されてなり、
前記内周面積は、アンテナの外形形状と、アンテナの内形形状と、の中間形状での内周面積であることを特徴とするICカード。 - 前記前記ICカードを該ICカードの中心位置を回転軸として180度回転させて、該ICカードの外形が一致するように重ねた際に、前記アンテナの前記内周面積の重複せざる領域が1.5%以上形成される設計にて、前記アンテナが配置されてなることを特徴とする請求項1記載のICカード。
- 前記ICカードとデータ通信を行うリーダ・ライタに設けられるアンテナの前記内周面積に対し、40%以上の範囲の前記内周面積となる設計にて、前記アンテナが配置されてなることを特徴とする請求項1または2記載のICカード。
- 前記アンテナの中心位置と、前記ICカードの中心位置と、が異なる設計にて、前記アンテナが配置されてなることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載のICカード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005104102A JP2006285594A (ja) | 2005-03-31 | 2005-03-31 | Icカード |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2005104102A JP2006285594A (ja) | 2005-03-31 | 2005-03-31 | Icカード |
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Family Applications (1)
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- 2005-03-31 JP JP2005104102A patent/JP2006285594A/ja active Pending
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