JP2007065739A - 無線ｉｃカード - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、比較的安価に供給でき、通信の信頼性をも確保できる無線ＩＣカードを提供することを課題とする。
【解決手段】無線ＩＣカード１０は、アンテナを内蔵したカード本体２、およびＩＣモジュール４を有する。ＩＣモジュール４は、カード本体２のソケット３に脱着可能に装着される。
【選択図】図１

Description

この発明は、無線によりデータを送受信するためのアンテナ、およびデータを処理するＩＣモジュールを有する無線ＩＣカードに関する。

従来、無線ＩＣカードとして、コイル状のアンテナを内蔵したカードにＬＳＩを搭載した無線カードが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この無線カードは、アンテナを介して無線カードリーダ・ライタからの電波を受信し、電波を受信したことによる起電力によりＬＳＩを駆動し、リーダ・ライタから受信したデータをＬＳＩに書き込むとともにＬＳＩから読み出したデータをリーダ・ライタへ送信する。

つまり、この種の無線カードは、電源を持たず、リーダ・ライタからの電波が届く範囲内に置かれたときに起電力を生じて動作する。

近年、この種の無線カードの普及が進み、一人のユーザが複数枚の無線カードを所持するケースが多くなっている。通常、無線カードは、パスケースなどに収容して持ち運ぶため、複数枚の無線カードが重ねられた状態のままリーダ・ライタに翳される状況が生じる。この場合、複数枚の無線カードそれぞれに内蔵されたアンテナが重なり、互いに干渉して通信不能となる問題が生じてしまう。

また、無線カードを折り曲げてしまったり破損してしまったりした場合、カードの再発行に際し、ＬＳＩに新たに固有データを書き込む必要があり、再発行までに数日、或いは数週間程度かかり、利便性が損なわれる問題があった。また、この場合、再発行にかかる費用も比較的高価であり、特にＬＳＩの価格が比較的高価であり、費用負担も大きかった。
特開平１０−９７６０１号公報

この発明の目的は、比較的安価に供給でき、通信の信頼性をも確保できる無線ＩＣカードを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の無線ＩＣカードは、アンテナを有するカード本体と、このカード本体に対して脱着可能に取り付けられるＩＣモジュールと、を有する。

この発明によると、アンテナを有するカード本体とＩＣモジュールを別々に製造できるため、ＩＣモジュールに対する静電気による悪影響を少なくでき、歩留まりを向上させることができるとともに、カード本体の大量生産が可能となり、無線ＩＣカードを比較的安価に供給できる。また、ＩＣモジュールに対してアンテナを有するカード本体を交換可能とすることができるため、複数枚の無線ＩＣカードを重ねて使用する場合においても、各カードのアンテナパターンを異ならせることができ、相互干渉を抑制でき、通信不能を防止できる。その上、カード本体を折り曲げたり破損したりした場合であっても、比較的高価なＩＣモジュールを交換する必要はなく、カード本体だけを交換でき、予備のカード本体を予め用意しておけば、再発行に時間を費やすことがなく、費用負担をも低減できる。

また、本発明の無線ＩＣカードは、第１のパターンを有する第１のアンテナを内蔵した第１のカード本体と、上記第１のパターンと異なる第２のパターンを有する第２のアンテナを内蔵した第２のカード本体と、上記第１のカード本体に対して脱着可能に取り付けられるとともに、上記第２のカード本体に対して脱着可能に取り付けられるＩＣモジュールと、を有する。

更に、本発明の無線ＩＣカードは、コイル状のアンテナと、このアンテナに接続されたコンデンサと、上記アンテナを介して各種データを送受信するための送受信部と、各種データを記憶する記憶部と、この記憶部に対する各種データの読み書きを行うとともに、上記送受信部による動作を制御する制御部と、少なくとも上記アンテナを内蔵したカード本体と、このカード本体に対して脱着可能に取り付けられる、少なくとも上記制御部を内蔵したＩＣモジュールと、を有する。

この発明の無線ＩＣカードは、上記のような構成および作用を有しているので、比較的安価に供給でき、通信の信頼性をも確保できる。

以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１には、この発明の第１の実施の形態に係る無線ＩＣカード１０の概略図を示してあり、図２には、この無線ＩＣカード１０の要部の構造を部分的に拡大した部分拡大斜視図を示してあり、図３には、この無線ＩＣカード１０の制御系のブロック図を示してある。

図１および図２に示すように、無線ＩＣカード１０は、コイル状のアンテナ１（図３）を内蔵したカード本体２、およびこのカード本体２のソケット３に脱着可能に取り付けられる略矩形板状のＩＣモジュール４を有する。カード本体２のソケット３は、ＩＣモジュール４の外形と略一致した形状で一回り大きいサイズの略矩形状の凹所であり、カード本体２の一端辺を切り欠いて形成されている。

より詳細には、ＩＣモジュール４の挿脱方向（図１、図２の矢印方向）に沿った両側辺にはテーパー部４ａが形成され、ソケット３の対応する両端辺にも同様にテーパー部３ａが形成されている。また、ＩＣモジュール４の装着方向（矢印方向）先端、およびソケット３の対応する部位（カード本体２の一端辺から離間した底部）には、ソケット３にＩＣモジュール４を装着した状態で両者を電気的に接続するための接続部５、６がそれぞれ設けられている。

そして、ＩＣモジュール４をソケット３に装着する際、ＩＣモジュール４のテーパー部４ａがソケット３のテーパー部３ａに沿って摺接しつつＩＣモジュール４が図中矢印方向にスライドされ、ソケット３内に完全に収容された状態で２つの接続部５、６が電気的に接続される。ＩＣモジュール４がソケット３内に完全に収容されると、カード本体２に対してＩＣモジュール４が面一になり、両者の間に隙間が殆ど無い状態となる。なお、ソケット３のサイズは、装着したＩＣモジュール４が簡単に脱落することのない大きさに設定されており、両者の間にラッチ爪等を設けても良い。

また、ＩＣモジュール４の表面、すなわちソケット３から離間して露出した表面には、エンボス加工等により僅かな凸凹が形成され、或いは表面が粗面加工され、或いは表面に硬貨などを差し込む爪部が形成されても良い。つまり、ＩＣモジュール４をソケット３に対して挿脱する際、ＩＣモジュール４の表面を指で押しながらソケット３に対してスライドさせるため、表面を上記のように加工することでＩＣモジュール４の挿脱を容易にできる。

図３に示すように、上述した無線ＩＣカード１０の制御系は、ＩＣモジュール４に対応するＩＣ部４’、および上述したアンテナ１およびコンデンサ７を有するアンテナ部８によって構成されている。

ＩＣ部４’には、ＲＡＭやＲＯＭから構成されるメモリ１１（記憶部）、アンテナ１を介して外部へ各種データを送信するための変調と送信データの信号レベルの調整を行う送信回路１２、アンテナ１を介して外部から受信する各種データを復調する受信回路１３、メモリ１１に対する各種データの読み書きを行うとともに送信回路１２および受信回路１３（送受信部）による動作を制御する制御部１４、および上述した接続部６が含まれる。

一方、アンテナ部８には、後述する各種パターンで巻かれたアンテナ１、このアンテナ１に接続されアンテナ部８の共振周波数を設定するためのコンデンサ７、および上述した接続部５が含まれる。本実施の形態では、アンテナ１およびコンデンサ７をカード本体２に内蔵したが、カード本体２には少なくともアンテナ１が内蔵されれば良く、コンデンサ７をカード本体２に対して別体として脱着可能としても良い。

以上のように、本実施の形態によると、ＩＣ部４’を一体にしたＩＣモジュール４をカード本体２に対して脱着可能としたため、カード本体２とＩＣモジュール４を別々に製造できる。

通常、ＩＣ部４’をカード本体２に組み込んだ無線ＩＣカードを製造する場合、カード本体の搬送時にカード本体の表面積に応じた量の静電気が生じ、ＩＣ部４’に悪影響を及ぼす問題がある。このため、ＩＣ部４’を組み込んだ無線ＩＣカードを製造する際には、この静電気を逃がすための対策が必要となっている。これに対し、本実施の形態のように、カード本体２と別体でＩＣモジュール４を製造すると、ＩＣモジュール４の表面積が比較的小さく静電気の量を抑えることができるため、静電気による悪影響を抑制でき対策を講じる必要がなくなり、製造コストを低減できる。また、これにより、ＩＣモジュール４の静電気による破損を防止でき、歩留まりを向上させることができる。

また、カード本体２とＩＣモジュール４を別体で製造すると、アンテナ１を内蔵したカード本体２を大量生産でき、製造コストを大幅に低減できる。つまり、ＩＣモジュール４を切り離した状態のカード本体２は、全ての無線ＩＣカード１０に共通の構造物となるため、大量生産が可能となり、カード本体２の製造コスト、ひいては無線ＩＣカード１０の製造コストを低減でき、無線ＩＣカード１０を比較的安価に供給できる。

また、本実施の形態によると、カード本体２をＩＣモジュール４に対して交換可能とすることができる。このため、例えば、無線ＩＣカード１０の殆どの部分を占めるカード本体２が折り曲げなどにより破損した場合であっても、比較的高価なＩＣモジュール４を交換することなく比較的安価なカード本体２だけを交換できる。また、この場合、予備のカード本体２を予め用意しておけば、従来、カードの再発行に要した時間を無くすことができ、ユーザ自身でカード本体２を交換でき、利便性を向上させることができる。

また、一人のユーザが複数枚の無線ＩＣカード１０を所持する場合、後述するように、アンテナパターンの異なる複数枚のカード本体２を用意して、各カード本体２にそれぞれアプリケーションに対応したＩＣモジュール４を装着することで、複数枚の無線ＩＣカード１０を重ねて使用した場合であっても、アンテナパターンが重なることがなくなり、相互に干渉して通信不能となることを防止できる。つまり、カード本体２の種類を適当に選択することで、重ねて使用した場合であっても信頼性の高い通信が可能となる。

さらに、無線ＩＣカードのメーカの都合でカード表面の図柄やエンボスを変更する場合、カード本体だけをユーザに提供すれば良く、迅速な対応が可能となる。また、この場合、ＩＣモジュール４を交換する必要がないため、データの書き換え等も不要となり、費用負担も低減できる。また、ユーザの好みに応じて図柄の異なるカード本体２を安価に提供でき、他メーカとの差別化を図ることができる。

次に、この発明の第２の実施の形態に係る無線ＩＣカード２０について、図４乃至図７を参照して説明する。なお、ここでは、上述した第１の実施の形態に係る無線ＩＣカード１０と同様に機能する構成要素については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

図４および図５に示すように、無線ＩＣカード２０は、ソケット３を有するカード本体２１、およびＩＣモジュール４を別体に有する。ＩＣモジュール４は、テーパー部を持たない矩形板状に形成されている。ソケット３には、ヒンジ部分２２ａを介して開閉可能な蓋２２が取り付けられている。また、ソケット３の一端には、ＩＣモジュール４の接続部６と電気的に接続するための接続部５が設けられている。

図６および図７に示すように、ヒンジ部分２２ａを介してソケット３の一端に取り付けられた蓋２２は、その回動の先端にラッチ爪２２ｂを有する。蓋２２を閉じたときラッチ爪２２ｂに対応するカード本体２側には、ラッチ爪２３が設けられている。

しかして、ＩＣモジュール４をカード本体２のソケット３に装着する場合、まず、蓋２２を開放してソケット３内にＩＣモジュール４を装着する。このとき、ＩＣモジュール４の接続部６がソケット３内の接続部５に向き合う姿勢でＩＣモジュール４がソケット３内に装着される。この場合、ＩＣモジュール４をソケット３に装着したとき、２つの接続部５、６が確実に接続するように、ソケット３のサイズが設定されている。或いは、ソケット３の接続部５から離間した端部に僅かな凸部などを設け、ソケット３内に装着したＩＣモジュール４を接続部５に向けて押圧するようにしても良い。

そして、ＩＣモジュール４をソケット３内に装着した後、蓋２２を閉じてラッチ爪２２ｂ、２３同士を互いに係合させ、蓋２２をカード本体２に固定する。この状態で、蓋２２が不用意に開くことがなく、ソケット３内に装着したＩＣモジュール４が不所望に脱落する心配はない。また、蓋２２を閉じた状態で、ソケット３との間に隙間は殆ど無く、凸凹も殆ど無い。なお、蓋２２を開ける場合には、例えば、ヒンジ部分２２ａのあたりでカード本体２を折り曲げてラッチ爪２２ｂ、２３を外すことで開放できる。

以上のように、本実施の形態においても、上述した第１の実施の形態の無線ＩＣカード１０と同様の効果を奏することができ、蓋２２を設けたことで、ＩＣモジュール４の不所望な脱落をより確実に防止でき埃等の侵入も防止できる。

図８乃至図１０には、カード本体２、２１に内蔵されたアンテナ１の種々のパターン（第１のパターン、第２のパターン）を例示してある。このように、アンテナパターンの異なる複数枚のカード本体（第１のカード本体、第２のカード本体）を用いることにより、アプリケーションの異なる複数種類の無線ＩＣカードを重ねて使用できる。つまり、各カード本体２、２１のソケット３にそれぞれアプリケーションの異なるＩＣモジュール４を装着して用意した複数枚の無線ＩＣカード１０を重ねた場合、アンテナ１同士が重なる領域が極めて少なくなり、相互干渉によって通信不能となる不具合を防止できる。

なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。

例えば、上述した実施の形態では、メモリ１１、送信回路１２、受信回路１３、制御部１４、および接続部６を有するＩＣモジュール４を、アンテナ１、コンデンサ７、および接続部５を有するカード本体２に対して脱着可能とした場合について説明したが、これに限らず、少なくともアンテナ１を内蔵したカード本体に対し、少なくとも制御部１４を有するＩＣモジュールを脱着可能とすれば良く、ＩＣモジュールとして別体にする構成要素は任意に変更できる。

この発明の第１の実施の形態に係る無線ＩＣカードを示す概略図。 図１の無線ＩＣカードの要部の構造を部分的に拡大して示す部分拡大斜視図。 図１の無線ＩＣカードの制御系を示すブロック図。 この発明の第２の実施の形態に係る無線ＩＣカードを示す概略図。 図４の無線ＩＣカードの要部の構造を部分的に拡大して示す部分拡大斜視図。 図４の無線ＩＣカードの要部の構造を部分的に拡大して示す部分拡大断面図。 図６のソケットの蓋のヒンジ部分を拡大して示す部分拡大断面図。 カード本体に内蔵されたアンテナのパターンを示す図。 カード本体に内蔵されたアンテナの別のパターンを示す図。 カード本体に内蔵されたアンテナのさらに別のパターンを示す図。

符号の説明

１…アンテナ、２、２１…カード本体、３…ソケット、３ａ、４ａ…テーパー部、４…ＩＣモジュール、５、６…接続部、７…コンデンサ、８…アンテナ部、１０、２０…無線ＩＣカード、１１…メモリ、１２…送信回路、１３…受信回路、１４…制御部、２２…蓋、２２ａ…ヒンジ部分、２２ｂ、２３…ラッチ爪。

Claims (5)

1. アンテナを有するカード本体と、
   このカード本体に対して脱着可能に取り付けられるＩＣモジュールと、
   を有することを特徴とする無線ＩＣカード。
2. 上記ＩＣモジュールは、
   上記アンテナを介して各種データを送受信するための送受信部と、
   各種データを記憶する記憶部と、
   この記憶部に対する各種データの読み書きを行うとともに、上記送受信部による動作を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の無線ＩＣカード。
3. 第１のパターンを有する第１のアンテナを内蔵した第１のカード本体と、
   上記第１のパターンと異なる第２のパターンを有する第２のアンテナを内蔵した第２のカード本体と、
   上記第１のカード本体に対して脱着可能に取り付けられるとともに、上記第２のカード本体に対して脱着可能に取り付けられるＩＣモジュールと、
   を有することを特徴とする無線ＩＣカード。
4. 上記ＩＣモジュールは、
   上記第１のアンテナ或いは第２のアンテナを介して各種データを送受信するための送受信部と、
   各種データを記憶する記憶部と、
   この記憶部に対する各種データの読み書きを行うとともに、上記送受信部による動作を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする請求項３に記載の無線ＩＣカード。
5. コイル状のアンテナと、
   このアンテナに接続されたコンデンサと、
   上記アンテナを介して各種データを送受信するための送受信部と、
   各種データを記憶する記憶部と、
   この記憶部に対する各種データの読み書きを行うとともに、上記送受信部による動作を制御する制御部と、
   少なくとも上記アンテナを内蔵したカード本体と、
   このカード本体に対して脱着可能に取り付けられる、少なくとも上記制御部を内蔵したＩＣモジュールと、
   を有することを特徴とする無線ＩＣカード。

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