JP3879098B2 - Booster antenna for Ic card - Google Patents

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Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
この発明は、非接触式の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。 This invention relates to booster antenna for IC card which can be suitably used for non-contact IC card.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
非接触式のICカードには、通信用のICチップとともにアンテナコイルが組み込まれている。 The non-contact IC card, the antenna coil is incorporated with an IC chip for communication. 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。 However, here the term IC card is intended to include the so-called IC tag.
【0003】 [0003]
ICチップは、使用周波数に適合するアンテナコイルとともにカード基材に一体に搭載されている。 IC chip is mounted integrally with the card substrate with the antenna coil adapted for use frequency. アンテナコイルは、十分な送受信感度を得るために、ICカードのカード基材の外周に沿って長方形の枠状に形成されている。 Antenna coil, in order to obtain a sufficient reception sensitivity, and is formed into a rectangular frame shape along the outer periphery of the card substrate of the IC card. そこで、アンテナコイルは、外部のリーダライタからの電波を受信してICチップに作動用の電力を供給し、ICチップ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。 Therefore, the antenna coil can supply power for operating the IC chip receives radio waves from an external reader-writer, to realize the data communication necessary between the IC chip and the reader-writer. なお、ICチップは、使用用途や必要な情報伝達距離に応じて通信方式や使用周波数が適切に選定されている。 Incidentally, IC chip, a transmission method and a use frequency according to the use application and necessary communication distance is properly chosen.
【0004】 [0004]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
かかる従来技術によるときは、複数枚のICカードを重ねて使用すると、それぞれのICカードのアンテナコイルが互いに干渉し、送受信感度が低下したり、情報伝達距離が不足したりすることがあるという問題があった。 Such time according to the prior art, when using Multiple layers of IC cards, a problem that the antenna coil of each IC card interfere with each other, lowered reception sensitivity, communication distance may be insufficient or was there.
【0005】 [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、ブースタコイルをカード基材の長辺方向に繰返し連続的に屈曲させることによって、ICカードを重ねて使用しても十分な情報伝達距離を得ることができるICカード用のブースタアンテナを提供することにある。 It is an object of the present invention, the conventional view of the art problems, by repeatedly continuously bent in longitudinal direction of the booster coil card substrate, sufficient communication distance even when used repeatedly IC card and to provide a booster antenna for IC card can be obtained.
【0006】 [0006]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、ICチップの外部アンテナとして作動するブースタコイルをカード基材上に形成してなり、ブースタコイルは、コイル幅の3倍以上の有効幅となるようにカード基材の各長辺方向に繰返し連続的に屈曲させることをその要旨とする。 Configuration of the present invention for achieving the above object is made to form a booster coil which operates as an external antenna of the IC chip on a card substrate, the booster coil, so as to be more than three times the effective width of the coil width that is repeatedly continuously bent to each long side of the card substrate in the gist thereof.
【0007】 [0007]
なお、ブースタコイルは、コイル幅の3倍以上の有効幅となるようにカード基材の一方の短辺方向に繰返し連続的に屈曲させることができる。 Incidentally, the booster coil can be repeatedly continuously bent one short side direction of the card substrate so that more than three times the effective width of the coil width.
【0008】 [0008]
また、ブースタコイルには、ICチップのアンテナに電磁結合する励磁コイルを直列接続してもよく、ブースタコイルは、励磁コイルより開口面積を大きくしてもよい。 In addition, the booster coil may excitation coils electromagnetically coupled to the IC chip of the antenna are connected in series, the booster coil may be to increase the opening area than the exciting coil.
【0009】 [0009]
さらに、励磁コイル、ブースタコイルは、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。 Furthermore, the exciting coil, a booster coil may be formed in a two-dimensional spiral can be the winding direction in the same.
【0010】 [0010]
なお、ブースタコイルには、共振用のコンデンサを付設してもよい。 Note that the booster coil may be additionally provided a capacitor for resonance.
【0011】 [0011]
ただし、この発明において、ブースタコイルのコイル幅とは、ギャップを介してブースタコイルのターン数相当だけ平行配列する平行導体パターンのギャップを含む総幅をいい、有効幅とは、このような平行導体パターンの屈曲部分における最大幅をいう。 However, in this invention, the coil width of the booster coil, means the total width including the gap parallel conductor patterns that only parallel alignment considerable number of turns booster coil through the gap, the effective width, such parallel conductors It means the maximum width of the bent portion of the pattern.
【0012】 [0012]
【作用】 [Action]
かかる発明の構成によるときは、ICチップの外部アンテナとして作動す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てICチップに伝送することができ、ICチップからの応答データを外部のリーダライタに伝達することができる。 When by configuration of the invention, the booster coil that operates as an external antenna of the IC chip may be transmitted to the IC chip receives radio waves from an external reader-writer, external reader response data from the IC chip it can be transmitted to the writer. なお、ブースタコイルは、コイル幅の3倍以上の有効幅に繰返し連続的に屈曲しているから、長方形のアンテナコイルを有する別のICカードを重ねても、カード基材の長辺に沿うアンテナコイルの直線状の長辺を斜めに完全に横切るため、別のICカードのアンテナコイルとの相互干渉が極めて少なく、送受信感度の低下や情報伝達距離の減少が殆ど認められない。 The antenna booster coil, from being bent repeatedly continuously three times or more the effective width of the coil width, even if repeated another IC card having a rectangular antenna coil, along the long side of the card substrate since crossing completely straight long sides of the coil diagonally, mutual interference is extremely small and the antenna coil of another IC card, not decrease and a decrease in communication distance of the transmitting and receiving sensitivity can be observed most. ただし、ブースタコイルは、カード基材の有効面積内に最大開口面積を実現するように、カード基材上に形成するものとする。 However, the booster coil so as to achieve maximum opening area in the effective area of ​​the card substrate, it is assumed to be formed on a card substrate.
【0013】 [0013]
ブースタコイルは、カード基材の短辺方向にも繰返し連続的に屈曲させることにより、別のICカードのアンテナコイルとの相互干渉を一層効果的に抑制することができる。 Booster coil, by also repeated continuously bent in the direction of the short side of the card substrate, it is possible to suppress the mutual interference between the antenna coil of another IC card more effectively.
【0014】 [0014]
ブースタコイルに直列接続する励磁コイルは、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。 Excitation coil to be connected in series to the booster coil acts as a secondary coil with respect to the antenna of the IC chip can be a signal amplification effect according to both the number of turns ratio.
【0015】 [0015]
ブースタコイルは、励磁コイルより大きな開口面積にすることにより、十分高い送受信感度を容易に実現することができる。 Booster coil by a larger opening area than the exciting coil, it is possible to easily realize a sufficiently high transmission and reception sensitivity. なお、励磁コイルは、ICチップのアンテナに対して十分密に電磁結合させるために、内部にICチップを設置するに必要な最小の開口面積とすることが好ましい。 Incidentally, the excitation coil, in order to sufficiently tightly electromagnetically coupled to the IC chip of the antenna, it is preferable to minimize the opening area required for installing the IC chip therein.
【0016】 [0016]
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、カード基材上に互いに重ならないように配列し、それぞれ所定のターン数に形成して必要なインダクタンスを実現することができる。 Exciting coils forming a two-dimensional spiral, booster coil, arranged so as not to overlap each other on the card substrate, it is possible to realize a required inductance each formed on a predetermined number of turns.
【0017】 [0017]
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により、1本の導電パターンや線材を使用して簡単に形成することができる。 Excitation coil, booster coil by a winding direction to the same, can be easily formed using a single conductive pattern and the wire.
【0018】 [0018]
ブースタコイルは、共振用のコンデンサを付設することにより、共振時のQを高くして鋭い周波数特性を実現することができる。 Booster coil by attaching a capacitor for resonance, it is possible to realize a sharp frequency characteristics by increasing the Q at resonance.
【0019】 [0019]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the invention drives out drawings.
【0020】 [0020]
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)。 Booster antenna for IC card, and the exciting coil L1, obtained by forming the booster coil L2 to be connected in series on a card substrate CD to the exciting coil L1 (Fig. 1, Fig. 2).
【0021】 [0021]
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。 Card substrate CD is formed into a thin card shape by an insulating material such as paper material or synthetic resin material. 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って作る導電パターンにより、または1本の線材により、カード基材CD上に巻き方向が同一の2次元の螺旋状の平行導体パターンとして形成されている。 Exciting coil L1, the booster coil L2, a conductive pattern made by techniques such as respective printing or etching, or by one wire rod, as a two-dimensional spiral parallel conductor patterns winding direction identical on the card substrate CD It is formed. 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にアンテナAを搭載するICチップCPが設置されている。 Exciting coil L1 is formed on the outside of the booster coil L2, Within the exciting coil L1, IC chip CP is provided for mounting the antenna A to the chip body IC.
【0022】 [0022]
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。 Booster coil L2 is formed in a larger opening area exciting coil L1, and has a lot number of turns than the exciting coil L1. ブースタコイルL2 は、カード基材CDの各長辺方向に屈曲角θ≒90°となるように繰返し連続的に屈曲されて屈曲部分G1 、G1 を形成するとともに、カード基材CDの一方の短辺方向にも、屈曲角θ≒90°となるように繰返し連続的に屈曲され、別の屈曲部分G2 を形成している。 Booster coil L2, thereby forming a is repeated continuously bent curved portion G1, G1 such that the bending angle theta ≒ 90 ° in the longitudinal direction of the card substrate CD, one short of the card substrate CD in side direction, it is repeatedly continuously bent such that the bending angle theta ≒ 90 °, form another bent portion G2. なお、各屈曲部分G1 、G2 におけるブースタコイルL2 の有効幅W1 、W2 は、コイル幅Wa に対し、W2 >W1 ≧3Wa となっている。 Incidentally, the effective widths W1, W2 of the booster coil L2 in each curved portion G1, G2, compared coil width Wa, has a W2> W1 ≧ 3Wa. 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、ブースタコイルL2 に付設されている。 In the booster coil L2, a capacitor C for resonance is formed, it is attached to the booster coil L2. 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、所定間隔の平行導体パターンを形成し、所要容量を確保することができる。 Capacitor C may be a predetermined length through the comb-shaped conductive pattern to be opposed to form parallel conductive pattern of a predetermined interval, to ensure the required capacity.
【0023】 [0023]
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 を介して励磁コイルL1 に直列接続されている。 Exciting coil L1 is electromagnetically coupled to the antenna A of the IC chip CP, the booster coil L2, with capacitor C, are connected in series to the exciting coil L1 via the jumper wire B1. 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。 However, reference sign M in Fig. 2 shows the electromagnetic coupling of the antenna A, the exciting coil L1. なお、励磁コイルL1 は、ICチップCPの外形サイズ相当に開口面積を小さくし、アンテナAに対して十分密に電磁結合されている。 Incidentally, the exciting coil L1, to reduce the opening area in the external size equivalent IC chip CP, is well tightly electromagnetically coupled to the antenna A.
【0024】 [0024]
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IC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。 Booster coil L2 receives the radio waves S1 from the reader-writer, not external shown, the exciting coil L1, high-frequency power is supplied to the chip body IC of the IC chip CP via the antenna A, as well as activates the chip body IC, the data contained in the radio waves S1 and can be transmitted to the chip body IC. このとき、アンテナAは、励磁コイルL1 により励磁される。 In this case, the antenna A is excited by the exciting coil L1. また、ICチップCPは、必要に応じてリーダライタからの電波S1 に含まれるデータに応答し、応答データに従って電波S1 を負荷変調する。 Moreover, IC chip CP is responsive to data contained in the radio wave S1 from the reader-writer as necessary, to load modulate the radio waves S1 according to the response data. 負荷変調の内容は、アンテナAから励磁コイルL1 を介してブースタコイルL2 に伝送され、ブースタコイルL2 を介してリーダライタに伝達される。 The contents of the load modulation are transmitted to the booster coil L2 from the antenna A through the exciting coil L1, it is transmitted to the reader-writer through the booster coil L2. 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の情報伝達距離を大きくすることができる。 That is, the booster coil L2, the exciting coil L1, via the antenna A, and operates as an external antenna of the IC chip CP, it is possible to increase the information transmission distance of the IC chip CP.
【0025】 [0025]
ブースタコイルL2 を有するICカードは、カード基材CDに別のICカードのカード基材CDa を重ねて使用しても、リーダライタRWとの情報伝達距離の減少が殆どない(図3)。 IC card having a booster coil L2, is almost no decrease in communication distance between the reader writer RW using overlapping the card substrate CDa another IC card in the card substrate CD (FIG. 3). なお、別のカード基材CDa には、長方形の枠状のアンテナコイルLa が外周に沿って形成されており、アンテナコイルLa は、たとえば共振用のコンデンサCa を介してカード基材CDa 上のICチップCPa に接続されている。 Note that another card substrate CDa, rectangular frame-shaped antenna coil La is formed along the outer periphery, the antenna coil La, for example on a card substrate CDa through a capacitor Ca for resonance IC It is connected to the chip CPa. そこで、カード基材CD、CDa を重ねると、ブースタコイルL2 は、屈曲部分G1 、G1 、G2 がアンテナコイルLa の直線状の各辺を斜めに完全に横切り(図4)、アンテナコイルLa との相互干渉を最小に抑えることができる。 Therefore, when overlapping the card substrate CD, the CDa, booster coil L2, the bent portions G1, G1, G2 is completely across the straight sides of the antenna coil La obliquely (FIG. 4), the antenna coil La it is possible to suppress the mutual interference to a minimum.
【0026】 [0026]
【他の実施の形態】 [Other embodiments]
カード番号や名前、有効期限などを表示するエンボス加工部分CD1 、CD1 をカード基材CDに設ける場合(図5)、ブースタコイルL2 は、エンボス加工部分CD1 、CD1 を避けて形成するものとする。 When providing the card number or name, the embossed portion CD1, CD1 for displaying the expiration date on the card substrate CD (FIG. 5), the booster coil L2 shall be formed to avoid the embossed portion CD1, CD1. また、ブースタコイルL2 は、カード基材CDの短辺方向の屈曲部分G2 を省略してもよい(同図)。 Moreover, the booster coil L2 may be omitted bent portion G2 in the short side direction of the card substrate CD (FIG). さらに、コンデンサCは、複数のコンデンサC1 、C2 …を並列接続して所要容量を実現してもよい(同図)。 Further, the capacitor C may be implemented a required capacity plurality of capacitors C1, C2 ... and connected in parallel (FIG).
【0027】 [0027]
励磁コイルL1 は、ブースタコイルL2 の内部に設けてもよく(図6)、共振用のコンデンサCは、ブースタコイルL2 の外部に形成してもよい(同図)。 Exciting coil L1 may be provided inside the booster coil L2 (FIG. 6), a capacitor C for resonance may be formed on the outside of the booster coil L2 (FIG). また、ブースタコイルL2 は、カード基材CDの短辺方向に複数回、繰返し連続的に屈曲させて屈曲部分G2 を形成してもよい(同図)。 Moreover, the booster coil L2, a plurality of times in the direction of the short side of the card substrate CD, repeated continuously bent may be formed bent portion G2 with (FIG). なお、図6において、屈曲部分G2 の有効幅W2 は、W2 ≒W1 ≧3Wa に設定されている。 In FIG. 6, the effective width W2 of the bent portion G2 is set to W2 ≒ W1 ≧ 3Wa.
【0028】 [0028]
以上の説明において、ブースタコイルL2 は、各屈曲部分G1 、G2 において、屈曲角θ≒90°に屈曲させるに代えて、θ<90°に屈曲させてもよく(図7(A))、θ>90°に屈曲させてもよい(同図(B))。 In the above description, the booster coil L2, at each bent portion G1, G2, instead of bending the bending angle theta ≒ 90 °, may be bent to θ <90 ° (Fig. 7 (A)), θ > it may be bent to 90 ° (Fig. (B)). また、屈曲角θを不連続的に変化させてもよく(同図(C))、連続的に変化させてもよい(同図(D))。 Also, may be discontinuously changing the bending angle theta (FIG. (C)), may be changed continuously (FIG (D)). ただし、図7において、ブースタコイルL2 、アンテナコイルLa は、それぞれのコイル幅を無視して図示されている。 However, in FIG. 7, the booster coil L2, the antenna coil La is illustrated ignoring the respective coil width.
【0029】 [0029]
なお、励磁コイルL1 、ブースタコイルL2 は、1本の絶縁性の線材によりカード基材CD上に形成してもよい。 Incidentally, the exciting coil L1, the booster coil L2 may be formed by a single insulating wire on the card substrate CD. さらに、ブースタコイルL2 は、共振用のコンデンサCとともに、アンテナAを有しないICチップCPに直接接続し(図8)、ICチップCPの外部アンテナとして作動させてもよい。 Furthermore, the booster coil L2, with the capacitor C for resonance is connected directly to the IC chip CP having no antenna A (FIG. 8), it may operate as an external antenna of the IC chip CP. ただし、このときのICチップCPは、結合用のコンデンサを内蔵していてもよく、外部のコンデンサCに対し、直列接続してもよく(同図(A))、並列接続してもよい(同図(B))。 However, IC chip CP at this time may have a built-in capacitor for coupling, to an external capacitor C, may be connected in series (FIG. (A)), may be connected in parallel ( FIG. (B)).
【0030】 [0030]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上説明したように、この発明によれば、カード基材上に形成するブースタコイルを繰返し連続的に屈曲させることによって、ブースタコイルは、別のICカードのアンテナコイルとの相互干渉を最小に抑えることができるから、ICカードを重ねて使用しても十分な情報伝達距離を容易に得ることができるという優れた効果がある。 As described above, according to the present invention, by continuously bending repeated booster coil formed on the card substrate, the booster coil, suppress the mutual interference between the antenna coil of another IC card to a minimum since it is possible, be used in stacked IC card has excellent effect that it is possible to obtain a sufficient communication distance easily.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】 全体構成模式平面図【図2】 等価回路図【図3】 使用状態説明図【図4】 使用状態模式説明図【図5】 他の実施の形態を示す図1相当図(1) [1] the overall configuration schematic plan view FIG. 2 is an equivalent circuit diagram FIG. 3 using state diagram Figure 4 using state schematic illustration [5] Figure 1 corresponds diagram showing another embodiment (1 )
【図6】 他の実施の形態を示す図1相当図(2) [6] Figure 1 corresponds diagram showing another embodiment (2)
【図7】 他の実施の形態を示す模式説明図【図8】 他の実施の形態を示す等価回路説明図【符号の説明】 Figure 7 is a schematic explanatory view showing another embodiment Figure 8 is an equivalent circuit diagram showing another embodiment EXPLANATION OF REFERENCE NUMERALS
CP…ICチップA…アンテナCD…カード基材Wa …コイル幅W1 、W2 …有効幅L1 …励磁コイルL2 …ブースタコイルC…コンデンサ CP ... IC chip A ... antenna CD ... card substrate Wa ... coil width W1, W2 ... effective width L1 ... exciting coil L2 ... booster coil C ... Capacitor

Claims (7)

  1. ICチップの外部アンテナとして作動するブースタコイルをカード基材上に形成してなり、前記ブースタコイルは、コイル幅の3倍以上の有効幅となるようにカード基材の長辺方向に繰返し連続的に屈曲させることを特徴とするICカード用のブースタアンテナ。 It forms a booster coil which operates as IC chip of an external antenna on a card substrate, said booster coil is repeated continuously in the long side direction of the card substrate so that more than three times the effective width of the coil width booster antenna for IC card, characterized in that for to bend.
  2. 前記ブースタコイルは、コイル幅の3倍以上の有効幅となるようにカード基材の一方の短辺方向に繰返し連続的に屈曲させ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。 Said booster coil is a booster antenna for IC card according to claim 1, wherein the to repeatedly continuously bent one short side direction of the card substrate so that more than three times the effective width of the coil width .
  3. 前記ブースタコイルには、ICチップのアンテナに電磁結合する励磁コイルを直列接続することを特徴とする請求項1または請求項2記載のICカード用のブースタアンテナ。 Wherein the booster coil, the booster antenna for claim 1 or claim 2, wherein IC cards, characterized in that the excitation coils electromagnetically coupled to the IC chip of the antenna are connected in series.
  4. 前記ブースタコイルは、前記励磁コイルより開口面積を大きくすることを特徴とする請求項3記載のICカード用のブースタアンテナ。 It said booster coil is a booster antenna for IC card according to claim 3, wherein to increase the opening area than the exciting coil.
  5. 前記励磁コイル、ブースタコイルは、2次元の螺旋状に形成することを特徴とする請求項3または請求項4記載のICカード用のブースタアンテナ。 The exciting coil, a booster coil, a two-dimensional claim 3 or claim 4 booster antenna for IC card, wherein the forming helically.
  6. 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5記載のICカード用のブースタアンテナ。 The exciting coil, a booster coil, the booster antenna for IC card according to claim 5, characterized in that the winding direction in the same.
  7. 前記ブースタコイルには、共振用のコンデンサを付設することを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか記載のICカード用のブースタアンテナ。 Wherein the booster coil claim 1 or booster antenna for IC card according to claim 6, characterized in that attaching a capacitor for resonance.
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