JP4518585B2 - アンテナ装置及びカード状記憶媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアンテナ装置及びカード状記憶媒体に関し、例えばＩＣ(Integrated Circuit)カードと非接触でデータの書き込み及び読み出しを行うためのアンテナ装置及びカード状記憶媒体に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、駅の改札機、セキュリティシステム、電子マネーシステム等の分野においては、データ書込読出器とＩＣカードとを用いたＩＣカードシステムが試験的に導入されており、ＩＣカードに対するデータの書き込みやＩＣカードからのデータの読み出しを非接触で実行するようになされている。
【０００３】
図８に示すように、ＩＣカードシステム１においては互いに対向するように配置されたデータ書込読出装置２とＩＣカード５とから構成され、データ書込読出器３のループアンテナ４から放射された電磁波を、ＩＣカード５に設けられた共振回路８のループアンテナ６によって受信し、共振コンデンサ７を介して共振電流として流れることにより磁界を発生し、当該磁界のエネルギーに応じた受信電力を電子回路９に供給して動作させるようになされている。
【０００４】
この場合のＩＣカード５は、図９に示すように共振回路８による共振周波数Ｆres と、データ書込読出器３のループアンテナ４から放射された電磁波のキャリア周波数Ｆcar とを一致させるようになされており、これにより電磁波の受信効率を向上させている。
【０００５】
ところでＩＣカードシステム１においては、所定の論理プロトコルが組み込まれており、これによりデータ書込読出器３のループアンテナ４に対して複数枚のＩＣカード５が重ねられた状態で同時に配置された場合でも、各ＩＣカード毎に送受信するデータが衝突することなく確実にデータ処理を行い得るようになされている。
【０００６】
しかしながら、図１０に示すようにデータ書込読出器３のループアンテナ４に対して複数（Ｎ）枚のＩＣカード５Ａ〜５Ｎが重ねられた状態で配置された場合、共振コンデンサの容量Ｃres はＮ倍になると共に、電子回路９の負荷抵抗Ｒcir は１／Ｎ倍になる。
【０００７】
このように複数（Ｎ）枚のＩＣカード５Ａ〜５Ｎが重ねられた状態では、共振コンデンサの容量Ｃres がＮ倍になることに伴って、共振周波数Ｆres が√(1/N) に低下してしまうという特性がある。
【０００８】
従って、図１１に示すようにＩＣカード５Ａ〜５Ｎが同時に重ねられた状態においては、共振回路８による共振周波数Ｆres がデータ書込読出器３のループアンテナ４から放射された電磁波のキャリア周波数Ｆcar から大きくずれてしまうことにより、受信効率の大幅な低下を招いて通信が困難になる。
【０００９】
そこで従来からの手法として図１２に示すように、ＩＣカード５の共振周波数Ｆres をキャリア周波数Ｆcar に一致させるのではなく、キャリア周波数Ｆcar よりも予め少し高く設定しておくことが一般的に行われている。こうしたＩＣカード５を２枚又は３枚重ねた場合には、低下した共振周波数Ｆres ´及びＦres ″とキャリア周波数Ｆcar とのずれ量は最小で済み、受信効率の大幅な低下を未然に防止して１枚及び複数枚重ねた場合でも、ある程度の通信距離におけるデータの送受信を可能にしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところでかかる構成のＩＣカード５においては、共振周波数Ｆres をキャリア周波数Ｆcar よりも予め少し高く設定してあることにより、ＩＣカード５が１枚のみデータ書込読出器３のループアンテナ４と対向するように配置された場合、共振周波数Ｆres とキャリア周波数Ｆcar とを完全に同調させることはできなかった。
【００１１】
このためＩＣカード５では、１枚における通信距離が犠牲になるだけでなく、複数枚重ねられた状態であっても受信効率の向上を図ることはできず、１枚のとき及び複数枚重ねられたときであっても受信効率をより改善したいという問題があった。
【００１２】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、常に最良の受信効率で電磁波を受信し得るアンテナ装置及びカード状記憶媒体を提案しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、データ書込読出装置から放射される電磁波を受信するループアンテナを有するアンテナ装置において、電磁波のキャリア周波数と一致した共振周波数に設定されてなる第１共振回路と、アンテナ装置に対して、アンテナ装置が有するループアンテナと略同一形状のループアンテナを有する他のアンテナ装置が近接された際、共振周波数が低下することを予め見越した高い周波数の共振周波数に設定されてなる第２共振回路とを設けることにより、アンテナ装置と他のアンテナ装置とが近接したときにでも常に最良の受信効率で電磁波を受信することができる。
【００１４】
また本発明においては、所定の電子回路に対するデータの書き込み及び読み出しを電磁波を介して非接触で行うカード状記憶媒体において、共振コンデンサとループアンテナとからなり、カード状記憶媒体が１枚で用いられたときデータ書込読出装置から放射される電磁波のキャリア周波数と一致した共振周波数に設定されてなる単体用の第１共振回路と、カード状記憶媒体に対して、カード状記憶媒体が有するループアンテナと略同一形状のループアンテナを有する他のカード状記憶媒体が１枚重ねられた際、共振周波数が低下することを予め見越してその分だけ高い共振周波数に設定された共振コンデンサとループアンテナとからなる第２共振回路とを設けることにより、カード状記憶媒体と他のカード状記憶媒体とが重ねられ、共振周波数が低下したときに電磁波のキャリア周波数と第２共振回路とを同調させることができるので、カード状記憶媒体が１枚で用いられる場合及びカード状記憶媒体と他のカード状記憶媒体とが２枚重ねられて用いられる場合の何れであっても常に最良の受信効率で電磁波を受信することができる。
さらに本発明においては、所定の電子回路に対するデータの書き込み及び読み出しを電磁波を介して非接触で行うカード状記憶媒体において、共振コンデンサとループアンテナとからなり、カード状記憶媒体が１枚で用いられたときデータ書込読出装置から放射される電磁波のキャリア周波数と一致した共振周波数に設定されてなる単体用の第１共振回路と、カード状記憶媒体に対して、カード状記憶媒体が有するループアンテナと略同一形状のループアンテナを有する他のカード状記憶媒体が１枚重ねられた際、共振周波数が低下することを予め見越してその分だけ高い共振周波数に設定された共振コンデンサとループアンテナとからなるてなる第２共振回路と、カード状記憶媒体に対して、カード状記憶媒体が有するループアンテナと略同一形状のループアンテナを有する他のカード状記憶媒体が２枚重ねられた際、共振周波数が低下することを予め見越してその分だけ高い共振周波数に設定された共振コンデンサとループアンテナとからなる第３共振回路とを設けることにより、カード状記憶媒体と他のカード状記憶媒体とが２枚又は３枚重ねられ、共振周波数が低下したときに電磁波のキャリア周波数と第２共振回路又は第３共振回路とを同調させることができるので、カード状記憶媒体が１枚で用いられる場合及びカード状記憶媒体と他のカード状記憶媒体とが２枚又は３枚重ねられて用いられる場合の何れであっても常に最良の受信効率で電磁波を受信することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１６】
（１）ＩＣカードシステムの全体構成
図１において、１０は全体として非接触型のＩＣ(Integrated Circuit)カードシステムを示し、互いに対向するように配置されたカード状記憶媒体としてのＩＣカード１１とデータ書込読出装置２１とから構成されている。
【００１７】
ＩＣカード１１は、電源供給用のバッテリーを有しないバッテリーレス型のＩＣカードであり、例えばクレジットカード状の平板形状の基板１５上に実装され、データ書込読出装置２１から放射された電磁波（破線で示す）を受信して電気信号に変換するコイル状のループアンテナ１２と、送信データの変調又は受信データの復調を行う変復調回路１３と、受信データの解析及び送信データの生成を行う信号処理回路１４とから構成されている。
【００１８】
実際上ＩＣカード１１においては、データ書込読出装置２１から放射された電磁波をループアンテナ１２で受信し、これを変調波として変復調回路１３に送出する。変復調回路１３は変調波を復調し、これをデータ書込読出装置２１から送られてきた再生データＤ１として信号処理回路１４に送出する。
【００１９】
信号処理回路１４はＣＰＵ(Central Processing Unit) でなり、ＲＯＭ(Read Only Memory)やＲＡＭ(Random Access Memory)を内部に有し（図示せず）、ＲＯＭに内蔵されているプログラムを読み出して再生データＤ１をＲＡＭ上で解析し、再生データＤ１に基づいて内部の不揮発性メモリ（図示せず）に格納されている返答データＤ２を読み出し、これを変復調回路１３に送出する。変復調回路１３は、返答データＤ２に基づいて変調し、ループアンテナ１２から電磁波としてデータ書込読出装置２１に放射する。
【００２０】
ここで変復調回路１３は、電磁波の磁界エネルギーを安定した直流電源に変換する電源回路（図示せず）を内部に有しており、データ書込読出装置２１から放射されてループアンテナ１２で受信した電磁波を基に電源回路によって直流電源ＤＣ１に変換して信号処理回路１４に供給すると共に、受信した電磁波に基づいて生成したクロック信号ＣＬＫ１を信号処理回路１４に送出し、また各種制御用のコントロール信号ＣＴＬ１を信号処理回路１４から受け取るようになされている。
【００２１】
データ書込読出装置２１は、キーボードや操作パネル等でなる入力部２６からの指示信号Ｓ１を信号処理部２４に送出する。信号処理部２４はＣＰＵでなり、ＲＯＭやＲＡＭを内部に有し（図示せず）、ＲＯＭに内蔵されているプログラムを読み出し、指示信号Ｓ１に応じた信号処理をＲＡＭ上で行うことによりＩＣカード１１に送信すべき送信データＤ３を生成し、これを変復調回路２３に送出する。
【００２２】
変復調回路２３は、効率良く放射し得るような所定の周波数帯域の搬送波を用いて送信データＤ３に基づく変調処理を施し、ループアンテナ２２から電磁波として放射する。
【００２３】
またデータ書込読出装置２１は、ＩＣカード１１から放射された電磁波をループアンテナ２２によって受信し、これを変調波として変復調回路２３に送出する。変復調回路２３は、変調波を復調し、これをＩＣカード１１から送られてきた再生データＤ４として信号処理部２４に送出する。
【００２４】
ここで信号処理部２４は、電源回路（図示せず）から供給された直流電源ＤＣ２を変復調回路２３に供給すると共に、クロック信号ＣＬＫ２及び各種制御用のコントロール信号ＣＴＬ２を変復調回路２３に送出するようになされている。
【００２５】
信号処理部２４は、受け取った再生データＤ４に基づいて信号処理を施し、その結果をディスプレイ２５に表示する。また信号処理部２４は、再生データＤ４に基づく信号処理結果を外部装置２７に送出し得るようにもなされている。
【００２６】
（２）複数枚重ね対応型のＩＣカード
次に、複数枚重ねられた状態であってもデータ書込読出装置２１から放射された電磁波をループアンテナ１２によって最良の受信効率で受信するようになされた複数枚重ね対応型のＩＣカード１１の具体的な構成について説明する。
【００２７】
（２−１）２枚重ね対応型のＩＣカード
図２に示すように２枚重ね対応型のＩＣカード１１は、共振コンデンサ３１及びループアンテナ３２からなる第１共振回路３７と、共振コンデンサ３３及びループアンテナ３４からなる第２共振回路３８とを有し、第１共振回路３７と第２共振回路３８とがコンデンサ３５によって接続されている。
【００２８】
実際上２枚重ね対応型のＩＣカード１１は、図３に示すように基板１５上の外周側の縁部分を沿うように実装されたループアンテナ３２に共振コンデンサ３１が接続されて第１共振回路３７が構成されると共に、ループアンテナ３２と所定間隔離れた内周側の位置に実装されたループアンテナ３３に共振コンデンサ３４が接続されて第２共振回路３８が構成されている。
【００２９】
このとき２枚重ね対応型のＩＣカード１１は、他のＩＣカード１１と互いにそれぞれの面が向き合った状態で重ねられた場合でも、第２共振回路３８の共振コンデンサ３４が互いに対向した位置になるように設定されている。
【００３０】
また２枚重ね対応型のＩＣカード１１は、第１共振回路３７と第２共振回路３８とがコンデンサ３５を介して接続されることにより、第１共振回路３７によって受信した電磁波に基づく受信電力をコンデンサ３５及び第２共振回路３８を介して電子回路３６に供給するようになされている。
【００３１】
このように２枚重ね対応型のＩＣカード１１は、第１共振回路３７と第２共振回路３８とをコンデンサ３５を介して接続していることにより、第１共振回路３７のループアンテナ３２と第２共振回路３８のループアンテナ３３との距離を離しても受信電力を電子回路３６に供給することができ、かくして設計上の自由度が高い。
【００３２】
単体用共振手段としての第１共振回路３７は、データ書込読出装置２１から放射された電磁波のキャリア周波数Ｆcar と一致した共振周波数Ｆｌres に設定され、共振手段としての第２共振回路３８はＩＣカード１１が２枚重ねられたときに低下する分を予め見越した高い周波数の共振周波数Ｆｍres （キャリア周波数Ｆcar ×√2 ）に設定されている。
【００３３】
従って、図４（Ａ）に示すように２枚重ね対応型のＩＣカード１１においては、１枚だけでデータ書込読出装置２１のループアンテナ２２と対向するように配置された場合、キャリア周波数Ｆcar と第１共振回路３７の共振周波数Ｆｌres とが一致する。
【００３４】
これにより２枚重ね対応型のＩＣカード１１は、キャリア周波数Ｆcar と第１共振回路３７の共振周波数Ｆｌres とが一致した状態で、データ書込読出装置２１のループアンテナ２２から放射される電磁波を最も効率良く受信し得るようになされている。
【００３５】
また、図４（Ｂ）に示すように２枚重ね対応型のＩＣカード１１においては、２枚重ねられた状態でデータ書込読出装置２１のループアンテナ２２と対向するように配置された場合、第１共振回路３７の共振周波数Ｆｌres がキャリア周波数Ｆcar の√2 倍に低下するが、キャリア周波数Ｆcar と第２共振回路３８の共振周波数Ｆｍres とが一致する。
【００３６】
これにより２枚重ね対応型のＩＣカード１１は、キャリア周波数Ｆcar と第２共振回路３８の共振周波数Ｆｍres とが一致した状態で、データ書込読出装置２１のループアンテナ２２から放射される電磁波を最も効率良く受信し得るようになされている。
【００３７】
（２−２）３枚重ね対応型のＩＣカード
図２との対応部分に同一符号を付して示す図５に示すように、３枚重ね対応型のＩＣカード１１は、共振コンデンサ４１及びループアンテナ４２からなる第１共振回路４３と、共振コンデンサ４４及びループアンテナ４５、４６からなる第２共振回路４７と、共振コンデンサ４８及びループアンテナ４９からなる第３共振回路５０とを有し、第１共振回路４３、第２共振回路４７及び第３共振回路５０がそれぞれループアンテナ４２及び４５とループアンテナ４６及び４９とによって電磁的にトランス結合されている。
【００３８】
実際上３枚重ね対応型のＩＣカード１１は、図６に示すように基板１５上の外周側の縁部分を沿うように実装されたループアンテナ４２に共振コンデンサ４１が接続されて第１共振回路４７が構成されると共に、ループアンテナ３２と所定間隔離れた内周側の位置に実装されたループアンテナ４５、４６に共振コンデンサ４４が接続されて第２共振回路４７が構成され、さらにループアンテナ４５、４６と所定間隔離れた最内周側の位置に実装されたループアンテナ４９に共振コンデンサ４８が接続されて第３共振回路５０が構成されている。
【００３９】
このとき３枚重ね対応型のＩＣカード１１は、他のＩＣカード１１と互いに共通の面が向き合った状態で重ねられた場合でも、第２共振回路４７の共振コンデンサ４４及び第３共振回路５０の共振コンデンサ４８は互いに対向した位置になるように設定されている。
【００４０】
この場合の３枚重ね対応型のＩＣカード１１は、第１共振回路４３、第２共振回路４７及び第３共振回路５０をコンデンサ等によって接続するのではなくそれぞれ電磁結合されていることにより、回路構成を簡素化し得るようになされている。
【００４１】
単体用共振手段としての第１共振回路４３は、データ書込読出装置２１から放射された電磁波のキャリア周波数Ｆcar と一致した共振周波数Ｆｌres に設定され、共振手段としての第２共振回路４７はＩＣカード１１が２枚重ねられたときに低下する分を予め見越した高い周波数の共振周波数Ｆｍres （キャリア周波数Ｆcar ×√2 ）に設定され、共振手段としての第３共振回路５０はＩＣカード１１が３枚重ねられたときに低下する分を予め見越したさらに高い周波数の共振周波数Ｆｈres （キャリア周波数Ｆcar ×√3 ）に設定されている。
【００４２】
従って、図７（Ａ）に示すように３枚重ね対応型のＩＣカード１１においては、１枚だけでデータ書込読出装置２１のループアンテナ２２と対向するように配置された場合、キャリア周波数Ｆcar と第１共振回路４３の共振周波数Ｆｌres とが一致する。
【００４３】
これにより３枚重ね対応型のＩＣカード１１は、キャリア周波数Ｆcar と第１共振回路４３の共振周波数Ｆｌres とが一致した状態で、データ書込読出装置２１のループアンテナ２２から放射される電磁波を最も効率良く受信し得るようになされている。
【００４４】
また、図７（Ｂ）に示すように３枚重ね対応型のＩＣカード１１においては、２枚重ねられた状態でデータ書込読出装置２１のループアンテナ２２と対向するように配置された場合、第１共振回路４３の共振周波数Ｆｌres がキャリア周波数Ｆcar の１／√2 倍に低下するが、キャリア周波数Ｆcar と第２共振回路４７の共振周波数Ｆｍres とが一致する。
【００４５】
これにより３枚重ね対応型のＩＣカード１１は、キャリア周波数Ｆcar と第２共振回路４７の共振周波数Ｆｍres とが一致した状態で、データ書込読出装置２１のループアンテナ２２から放射される電磁波を最も効率良く受信し得るようになされている。
【００４６】
さらに、図７（Ｃ）に示すように３枚重ね対応型のＩＣカード１１においては、３枚重ねられた状態でデータ書込読出装置２１のループアンテナ２２と対向するように配置された場合、第１共振回路４３の共振周波数Ｆｌres がキャリア周波数Ｆcar の１／√3 倍に低下し、第２共振回路４７の共振周波数Ｆｍres がキャリア周波数Ｆcar の√2 ／√3 倍に低下するが、キャリア周波数Ｆcar と第３共振回路５０の共振周波数Ｆｈres とが一致する。
【００４７】
これにより３枚重ね対応型のＩＣカード１１は、キャリア周波数Ｆcar と第３共振回路５０の共振周波数Ｆｈres とが一致した状態で、データ書込読出装置２１のループアンテナ２２から放射される電磁波を最も効率良く受信し得るようになされている。
【００４８】
以上の構成において、ＩＣカード１１は共振周波数Ｆｌres が低下する分を予め予想して高い共振周波数Ｆｍres に設定した第２共振回路３８（２枚重ね対応型のＩＣカード）、又は高い共振周波数Ｆｍres 及びＦｈres に設定した第２共振回路４７と第３共振回路５０（３枚重ね対応型のＩＣカード）を基板１５上に設けるようにしたことにより、他のＩＣカード１１と重ねられたときに、重ねられた状態の第２共振回路の共振周波数Ｆｍres 又は第３共振回路の共振周波数Ｆｈres を電磁波のキャリア周波数Ｆcar に一致させることができる。
【００４９】
これによりＩＣカード１１は、他のＩＣカード１１と２枚又は３枚重ねられた場合においても、データ書込読出装置２１から放射された電磁波を最良の受信効率で受信することができる。
【００５０】
またＩＣカード１１は、電磁波のキャリア周波数Ｆcar と一致させた共振周波数Ｆｌres を持つ第１共振回路を基板１５上に設けるようにしたことにより、１枚だけの場合にも最良の受信効率で電磁波を受信することができる。従ってＩＣカード１１は、１枚時及び複数枚重ねられた時においてもデータ書込読出装置２１から放射された電磁波を最良の受信効率で受信することができる。
【００５１】
以上の構成によれば、ＩＣカード１１は共振周波数Ｆｌres が低下する分を予め見越して高い共振周波数に設定した第２共振回路、又は第２共振回路と第３共振回路を基板１５上に設けることにより、他のＩＣカード１１と重ねられた場合においてもデータ書込読出装置２１から放射された電磁波を最良の受信効率で受信することができ、かくして１枚時の通信距離や通信品質を犠牲にすることなく複数枚重ねられた時においても十分な通信距離や通信品質を得ることができる。
【００５２】
なお上述の実施の形態においては、２枚重ね対応型のＩＣカード１１において、アンテナ装置を構成する第１共振回路３７と第２共振回路３８とをコンデンサ３５を介して接続することにより、第１共振回路３７によって受信した電磁波に基づく受信電力を電子回路３６に供給するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、コンデンサ３５を介して接続するのではなく第１共振回路３７と第２共振回路３８とを電磁気的なトランス結合によって受信電力を電子回路３６に供給するようにしても良い。この場合、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
また上述の実施の形態においては、２枚及び３枚重ね対応型のＩＣカード１１を構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、基板１５上のスペースに応じて複数個の共振回路を設けて複数枚重ね対応型のＩＣカード１１を構成するようにしても良い。
【００５４】
さらに上述の実施の形態においては、３枚重ね対応型のＩＣカード１１において、アンテナ装置を構成する第１共振回路４３と第２共振回路４７と第３共振回路５０とを電磁結合によって接続するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、１枚重ね対応型のＩＣカード１１のように第１共振回路４３と第２共振回路４７と第３共振回路５０とをコンデンサを介して接続するようにしても良い。
【００５５】
さらに上述の実施の形態においては、２枚重ね及び３枚重ね対応型のＩＣカード１１を同一のＩＣカード同志で重ねて用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、キャリア周波数Ｆcar よりも予め高く設定した第２共振回路及び第３共振回路と重ねられて共振周波数が低下したときにキャリア周波数Ｆcar に同調すれば、他の種類のＩＣカードと重ねられて用いるようにしても良い。
【００５６】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、データ書込読出装置から放射される電磁波を受信するループアンテナを有するアンテナ装置において、電磁波のキャリア周波数と一致した共振周波数に設定されてなる第１共振回路と、アンテナ装置に対して、アンテナ装置が有するループアンテナと略同一形状のループアンテナを有する他のアンテナ装置が近接された際、共振周波数が低下することを予め見越した高い周波数の共振周波数に設定されてなる第２共振回路とを設けることにより、アンテナ装置と他のアンテナ装置とが近接したときにでも常に最良の受信効率で電磁波を受信することができ、かくして常に最良の受信効率で電磁波を受信し得るアンテナ装置を実現することができる。
【００５７】
また本発明によれば、所定の電子回路に対するデータの書き込み及び読み出しを電磁波を介して非接触で行うカード状記憶媒体において、共振コンデンサとループアンテナとからなり、カード状記憶媒体が１枚で用いられたときデータ書込読出装置から放射される電磁波のキャリア周波数と一致した共振周波数に設定されてなる単体用の第１共振回路と、カード状記憶媒体に対して、カード状記憶媒体が有するループアンテナと略同一形状のループアンテナを有する他のカード状記憶媒体が１枚重ねられた際、共振周波数が低下することを予め見越してその分だけ高い共振周波数に設定された共振コンデンサとループアンテナとからなる第２共振回路とを設けることにより、カード状記憶媒体と他のカード状記憶媒体とが重ねられ、共振周波数が低下したときに電磁波のキャリア周波数と第２共振回路とを同調させることができるので、カード状記憶媒体が１枚で用いられる場合及びカード状記憶媒体と他のカード状記憶媒体とが２枚重ねられて用いられる場合の何れであっても常に最良の受信効率で電磁波を受信することができ、かくして常に最良の受信効率で電磁波を受信し得るカード状記憶媒体を実現することができる。
さらに本発明によれば、所定の電子回路に対するデータの書き込み及び読み出しを電磁波を介して非接触で行うカード状記憶媒体において、共振コンデンサとループアンテナとからなり、カード状記憶媒体が１枚で用いられたときデータ書込読出装置から放射される電磁波のキャリア周波数と一致した共振周波数に設定されてなる単体用の第１共振回路と、カード状記憶媒体に対して、カード状記憶媒体が有するループアンテナと略同一形状のループアンテナを有する他のカード状記憶媒体が１枚重ねられた際、共振周波数が低下することを予め見越してその分だけ高い共振周波数に設定された共振コンデンサとループアンテナとからなるてなる第２共振回路と、カード状記憶媒体に対して、カード状記憶媒体が有するループアンテナと略同一形状のループアンテナを有する他のカード状記憶媒体が２枚重ねられた際、共振周波数が低下することを予め見越してその分だけ高い共振周波数に設定された共振コンデンサとループアンテナとからなる第３共振回路とを設けることにより、カード状記憶媒体と他のカード状記憶媒体とが２枚又は３枚重ねられ、共振周波数が低下したときに電磁波のキャリア周波数と第２共振回路又は第３共振回路とを同調させることができるので、カード状記憶媒体が１枚で用いられる場合及びカード状記憶媒体と他のカード状記憶媒体とが２枚又は３枚重ねられて用いられる場合の何れであっても常に最良の受信効率で電磁波を受信することができ、かくして常に最良の受信効率で電磁波を受信し得るカード状記憶媒体を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】非接触ＩＣカードシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明による２枚重ね対応型のＩＣカードの構成を示す接続図である。
【図３】２枚重ね対応型のＩＣカードの実装イメージを示す略線図である。
【図４】２枚重ね対応型のＩＣカードにおける受信特性及び同調周波数の遷移を示す特性曲線図である。
【図５】本発明による３枚重ね対応型のＩＣカードの構成を示す接続図である。
【図６】３枚重ね対応型のＩＣカードの実装イメージを示す略線図である。
【図７】３枚重ね対応型のＩＣカードにおける受信特性及び同調周波数の遷移を示す特性曲線図である。
【図８】従来の非接触ＩＣカードシステムの構成を示すブロック図である。
【図９】ＩＣカードが１枚のときの同調周波数を示す略線図である。
【図１０】ＩＣカードを複数枚重ねたときの等価回路の構成を示す接続図である。
【図１１】ＩＣカードを複数枚重ねたときの同調周波数の遷移を示す特性曲線図である。
【図１２】複数枚重ねに対応したＩＣカードにおける同調周波数の遷移を示す特性曲線図である。
【符号の説明】
１、１０……非接触ＩＣカードシステム、２、２１……データ書込読出装置、６、１２、２２、３２、３４、４２、４５、４６、４９……ループアンテナ、７、３１、３３、４１、４８……共振コンデンサ、３５、４４……コンデンサ、８……共振回路、３７、４３……第１共振回路、３８、４７……第２共振回路、５０……第３共振回路。
【発明の属する技術分野】
本発明はアンテナ装置及びカード状記憶媒体に関し、例えばＩＣ(Integrated Circuit)カードと非接触でデータの書き込み及び読み出しを行うためのアンテナ装置及びカード状記憶媒体に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、駅の改札機、セキュリティシステム、電子マネーシステム等の分野においては、データ書込読出器とＩＣカードとを用いたＩＣカードシステムが試験的に導入されており、ＩＣカードに対するデータの書き込みやＩＣカードからのデータの読み出しを非接触で実行するようになされている。
【０００３】
図８に示すように、ＩＣカードシステム１においては互いに対向するように配置されたデータ書込読出装置２とＩＣカード５とから構成され、データ書込読出器３のループアンテナ４から放射された電磁波を、ＩＣカード５に設けられた共振回路８のループアンテナ６によって受信し、共振コンデンサ７を介して共振電流として流れることにより磁界を発生し、当該磁界のエネルギーに応じた受信電力を電子回路９に供給して動作させるようになされている。
【０００４】
この場合のＩＣカード５は、図９に示すように共振回路８による共振周波数Ｆres と、データ書込読出器３のループアンテナ４から放射された電磁波のキャリア周波数Ｆcar とを一致させるようになされており、これにより電磁波の受信効率を向上させている。
【０００５】
ところでＩＣカードシステム１においては、所定の論理プロトコルが組み込まれており、これによりデータ書込読出器３のループアンテナ４に対して複数枚のＩＣカード５が重ねられた状態で同時に配置された場合でも、各ＩＣカード毎に送受信するデータが衝突することなく確実にデータ処理を行い得るようになされている。
【０００６】
しかしながら、図１０に示すようにデータ書込読出器３のループアンテナ４に対して複数（Ｎ）枚のＩＣカード５Ａ〜５Ｎが重ねられた状態で配置された場合、共振コンデンサの容量Ｃres はＮ倍になると共に、電子回路９の負荷抵抗Ｒcir は１／Ｎ倍になる。
【０００７】
このように複数（Ｎ）枚のＩＣカード５Ａ〜５Ｎが重ねられた状態では、共振コンデンサの容量Ｃres がＮ倍になることに伴って、共振周波数Ｆres が√(1/N) に低下してしまうという特性がある。
【０００８】
従って、図１１に示すようにＩＣカード５Ａ〜５Ｎが同時に重ねられた状態においては、共振回路８による共振周波数Ｆres がデータ書込読出器３のループアンテナ４から放射された電磁波のキャリア周波数Ｆcar から大きくずれてしまうことにより、受信効率の大幅な低下を招いて通信が困難になる。
【０００９】
そこで従来からの手法として図１２に示すように、ＩＣカード５の共振周波数Ｆres をキャリア周波数Ｆcar に一致させるのではなく、キャリア周波数Ｆcar よりも予め少し高く設定しておくことが一般的に行われている。こうしたＩＣカード５を２枚又は３枚重ねた場合には、低下した共振周波数Ｆres ´及びＦres ″とキャリア周波数Ｆcar とのずれ量は最小で済み、受信効率の大幅な低下を未然に防止して１枚及び複数枚重ねた場合でも、ある程度の通信距離におけるデータの送受信を可能にしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところでかかる構成のＩＣカード５においては、共振周波数Ｆres をキャリア周波数Ｆcar よりも予め少し高く設定してあることにより、ＩＣカード５が１枚のみデータ書込読出器３のループアンテナ４と対向するように配置された場合、共振周波数Ｆres とキャリア周波数Ｆcar とを完全に同調させることはできなかった。
【００１１】
このためＩＣカード５では、１枚における通信距離が犠牲になるだけでなく、複数枚重ねられた状態であっても受信効率の向上を図ることはできず、１枚のとき及び複数枚重ねられたときであっても受信効率をより改善したいという問題があった。
【００１２】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、常に最良の受信効率で電磁波を受信し得るアンテナ装置及びカード状記憶媒体を提案しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、データ書込読出装置から放射される電磁波を受信するループアンテナを有するアンテナ装置において、電磁波のキャリア周波数と一致した共振周波数に設定されてなる第１共振回路と、アンテナ装置に対して、アンテナ装置が有するループアンテナと略同一形状のループアンテナを有する他のアンテナ装置が近接された際、共振周波数が低下することを予め見越した高い周波数の共振周波数に設定されてなる第２共振回路とを設けることにより、アンテナ装置と他のアンテナ装置とが近接したときにでも常に最良の受信効率で電磁波を受信することができる。
【００１４】
また本発明においては、所定の電子回路に対するデータの書き込み及び読み出しを電磁波を介して非接触で行うカード状記憶媒体において、共振コンデンサとループアンテナとからなり、カード状記憶媒体が１枚で用いられたときデータ書込読出装置から放射される電磁波のキャリア周波数と一致した共振周波数に設定されてなる単体用の第１共振回路と、カード状記憶媒体に対して、カード状記憶媒体が有するループアンテナと略同一形状のループアンテナを有する他のカード状記憶媒体が１枚重ねられた際、共振周波数が低下することを予め見越してその分だけ高い共振周波数に設定された共振コンデンサとループアンテナとからなる第２共振回路とを設けることにより、カード状記憶媒体と他のカード状記憶媒体とが重ねられ、共振周波数が低下したときに電磁波のキャリア周波数と第２共振回路とを同調させることができるので、カード状記憶媒体が１枚で用いられる場合及びカード状記憶媒体と他のカード状記憶媒体とが２枚重ねられて用いられる場合の何れであっても常に最良の受信効率で電磁波を受信することができる。
さらに本発明においては、所定の電子回路に対するデータの書き込み及び読み出しを電磁波を介して非接触で行うカード状記憶媒体において、共振コンデンサとループアンテナとからなり、カード状記憶媒体が１枚で用いられたときデータ書込読出装置から放射される電磁波のキャリア周波数と一致した共振周波数に設定されてなる単体用の第１共振回路と、カード状記憶媒体に対して、カード状記憶媒体が有するループアンテナと略同一形状のループアンテナを有する他のカード状記憶媒体が１枚重ねられた際、共振周波数が低下することを予め見越してその分だけ高い共振周波数に設定された共振コンデンサとループアンテナとからなるてなる第２共振回路と、カード状記憶媒体に対して、カード状記憶媒体が有するループアンテナと略同一形状のループアンテナを有する他のカード状記憶媒体が２枚重ねられた際、共振周波数が低下することを予め見越してその分だけ高い共振周波数に設定された共振コンデンサとループアンテナとからなる第３共振回路とを設けることにより、カード状記憶媒体と他のカード状記憶媒体とが２枚又は３枚重ねられ、共振周波数が低下したときに電磁波のキャリア周波数と第２共振回路又は第３共振回路とを同調させることができるので、カード状記憶媒体が１枚で用いられる場合及びカード状記憶媒体と他のカード状記憶媒体とが２枚又は３枚重ねられて用いられる場合の何れであっても常に最良の受信効率で電磁波を受信することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１６】
（１）ＩＣカードシステムの全体構成
図１において、１０は全体として非接触型のＩＣ(Integrated Circuit)カードシステムを示し、互いに対向するように配置されたカード状記憶媒体としてのＩＣカード１１とデータ書込読出装置２１とから構成されている。
【００１７】
ＩＣカード１１は、電源供給用のバッテリーを有しないバッテリーレス型のＩＣカードであり、例えばクレジットカード状の平板形状の基板１５上に実装され、データ書込読出装置２１から放射された電磁波（破線で示す）を受信して電気信号に変換するコイル状のループアンテナ１２と、送信データの変調又は受信データの復調を行う変復調回路１３と、受信データの解析及び送信データの生成を行う信号処理回路１４とから構成されている。
【００１８】
実際上ＩＣカード１１においては、データ書込読出装置２１から放射された電磁波をループアンテナ１２で受信し、これを変調波として変復調回路１３に送出する。変復調回路１３は変調波を復調し、これをデータ書込読出装置２１から送られてきた再生データＤ１として信号処理回路１４に送出する。
【００１９】
信号処理回路１４はＣＰＵ(Central Processing Unit) でなり、ＲＯＭ(Read Only Memory)やＲＡＭ(Random Access Memory)を内部に有し（図示せず）、ＲＯＭに内蔵されているプログラムを読み出して再生データＤ１をＲＡＭ上で解析し、再生データＤ１に基づいて内部の不揮発性メモリ（図示せず）に格納されている返答データＤ２を読み出し、これを変復調回路１３に送出する。変復調回路１３は、返答データＤ２に基づいて変調し、ループアンテナ１２から電磁波としてデータ書込読出装置２１に放射する。
【００２０】
ここで変復調回路１３は、電磁波の磁界エネルギーを安定した直流電源に変換する電源回路（図示せず）を内部に有しており、データ書込読出装置２１から放射されてループアンテナ１２で受信した電磁波を基に電源回路によって直流電源ＤＣ１に変換して信号処理回路１４に供給すると共に、受信した電磁波に基づいて生成したクロック信号ＣＬＫ１を信号処理回路１４に送出し、また各種制御用のコントロール信号ＣＴＬ１を信号処理回路１４から受け取るようになされている。
【００２１】
データ書込読出装置２１は、キーボードや操作パネル等でなる入力部２６からの指示信号Ｓ１を信号処理部２４に送出する。信号処理部２４はＣＰＵでなり、ＲＯＭやＲＡＭを内部に有し（図示せず）、ＲＯＭに内蔵されているプログラムを読み出し、指示信号Ｓ１に応じた信号処理をＲＡＭ上で行うことによりＩＣカード１１に送信すべき送信データＤ３を生成し、これを変復調回路２３に送出する。
【００２２】
変復調回路２３は、効率良く放射し得るような所定の周波数帯域の搬送波を用いて送信データＤ３に基づく変調処理を施し、ループアンテナ２２から電磁波として放射する。
【００２３】
またデータ書込読出装置２１は、ＩＣカード１１から放射された電磁波をループアンテナ２２によって受信し、これを変調波として変復調回路２３に送出する。変復調回路２３は、変調波を復調し、これをＩＣカード１１から送られてきた再生データＤ４として信号処理部２４に送出する。
【００２４】
ここで信号処理部２４は、電源回路（図示せず）から供給された直流電源ＤＣ２を変復調回路２３に供給すると共に、クロック信号ＣＬＫ２及び各種制御用のコントロール信号ＣＴＬ２を変復調回路２３に送出するようになされている。
【００２５】
信号処理部２４は、受け取った再生データＤ４に基づいて信号処理を施し、その結果をディスプレイ２５に表示する。また信号処理部２４は、再生データＤ４に基づく信号処理結果を外部装置２７に送出し得るようにもなされている。
【００２６】
（２）複数枚重ね対応型のＩＣカード
次に、複数枚重ねられた状態であってもデータ書込読出装置２１から放射された電磁波をループアンテナ１２によって最良の受信効率で受信するようになされた複数枚重ね対応型のＩＣカード１１の具体的な構成について説明する。
【００２７】
（２−１）２枚重ね対応型のＩＣカード
図２に示すように２枚重ね対応型のＩＣカード１１は、共振コンデンサ３１及びループアンテナ３２からなる第１共振回路３７と、共振コンデンサ３３及びループアンテナ３４からなる第２共振回路３８とを有し、第１共振回路３７と第２共振回路３８とがコンデンサ３５によって接続されている。
【００２８】
実際上２枚重ね対応型のＩＣカード１１は、図３に示すように基板１５上の外周側の縁部分を沿うように実装されたループアンテナ３２に共振コンデンサ３１が接続されて第１共振回路３７が構成されると共に、ループアンテナ３２と所定間隔離れた内周側の位置に実装されたループアンテナ３３に共振コンデンサ３４が接続されて第２共振回路３８が構成されている。
【００２９】
このとき２枚重ね対応型のＩＣカード１１は、他のＩＣカード１１と互いにそれぞれの面が向き合った状態で重ねられた場合でも、第２共振回路３８の共振コンデンサ３４が互いに対向した位置になるように設定されている。
【００３０】
また２枚重ね対応型のＩＣカード１１は、第１共振回路３７と第２共振回路３８とがコンデンサ３５を介して接続されることにより、第１共振回路３７によって受信した電磁波に基づく受信電力をコンデンサ３５及び第２共振回路３８を介して電子回路３６に供給するようになされている。
【００３１】
このように２枚重ね対応型のＩＣカード１１は、第１共振回路３７と第２共振回路３８とをコンデンサ３５を介して接続していることにより、第１共振回路３７のループアンテナ３２と第２共振回路３８のループアンテナ３３との距離を離しても受信電力を電子回路３６に供給することができ、かくして設計上の自由度が高い。
【００３２】
単体用共振手段としての第１共振回路３７は、データ書込読出装置２１から放射された電磁波のキャリア周波数Ｆcar と一致した共振周波数Ｆｌres に設定され、共振手段としての第２共振回路３８はＩＣカード１１が２枚重ねられたときに低下する分を予め見越した高い周波数の共振周波数Ｆｍres （キャリア周波数Ｆcar ×√2 ）に設定されている。
【００３３】
従って、図４（Ａ）に示すように２枚重ね対応型のＩＣカード１１においては、１枚だけでデータ書込読出装置２１のループアンテナ２２と対向するように配置された場合、キャリア周波数Ｆcar と第１共振回路３７の共振周波数Ｆｌres とが一致する。
【００３４】
これにより２枚重ね対応型のＩＣカード１１は、キャリア周波数Ｆcar と第１共振回路３７の共振周波数Ｆｌres とが一致した状態で、データ書込読出装置２１のループアンテナ２２から放射される電磁波を最も効率良く受信し得るようになされている。
【００３５】
また、図４（Ｂ）に示すように２枚重ね対応型のＩＣカード１１においては、２枚重ねられた状態でデータ書込読出装置２１のループアンテナ２２と対向するように配置された場合、第１共振回路３７の共振周波数Ｆｌres がキャリア周波数Ｆcar の√2 倍に低下するが、キャリア周波数Ｆcar と第２共振回路３８の共振周波数Ｆｍres とが一致する。
【００３６】
これにより２枚重ね対応型のＩＣカード１１は、キャリア周波数Ｆcar と第２共振回路３８の共振周波数Ｆｍres とが一致した状態で、データ書込読出装置２１のループアンテナ２２から放射される電磁波を最も効率良く受信し得るようになされている。
【００３７】
（２−２）３枚重ね対応型のＩＣカード
図２との対応部分に同一符号を付して示す図５に示すように、３枚重ね対応型のＩＣカード１１は、共振コンデンサ４１及びループアンテナ４２からなる第１共振回路４３と、共振コンデンサ４４及びループアンテナ４５、４６からなる第２共振回路４７と、共振コンデンサ４８及びループアンテナ４９からなる第３共振回路５０とを有し、第１共振回路４３、第２共振回路４７及び第３共振回路５０がそれぞれループアンテナ４２及び４５とループアンテナ４６及び４９とによって電磁的にトランス結合されている。
【００３８】
実際上３枚重ね対応型のＩＣカード１１は、図６に示すように基板１５上の外周側の縁部分を沿うように実装されたループアンテナ４２に共振コンデンサ４１が接続されて第１共振回路４７が構成されると共に、ループアンテナ３２と所定間隔離れた内周側の位置に実装されたループアンテナ４５、４６に共振コンデンサ４４が接続されて第２共振回路４７が構成され、さらにループアンテナ４５、４６と所定間隔離れた最内周側の位置に実装されたループアンテナ４９に共振コンデンサ４８が接続されて第３共振回路５０が構成されている。
【００３９】
このとき３枚重ね対応型のＩＣカード１１は、他のＩＣカード１１と互いに共通の面が向き合った状態で重ねられた場合でも、第２共振回路４７の共振コンデンサ４４及び第３共振回路５０の共振コンデンサ４８は互いに対向した位置になるように設定されている。
【００４０】
この場合の３枚重ね対応型のＩＣカード１１は、第１共振回路４３、第２共振回路４７及び第３共振回路５０をコンデンサ等によって接続するのではなくそれぞれ電磁結合されていることにより、回路構成を簡素化し得るようになされている。
【００４１】
単体用共振手段としての第１共振回路４３は、データ書込読出装置２１から放射された電磁波のキャリア周波数Ｆcar と一致した共振周波数Ｆｌres に設定され、共振手段としての第２共振回路４７はＩＣカード１１が２枚重ねられたときに低下する分を予め見越した高い周波数の共振周波数Ｆｍres （キャリア周波数Ｆcar ×√2 ）に設定され、共振手段としての第３共振回路５０はＩＣカード１１が３枚重ねられたときに低下する分を予め見越したさらに高い周波数の共振周波数Ｆｈres （キャリア周波数Ｆcar ×√3 ）に設定されている。
【００４２】
従って、図７（Ａ）に示すように３枚重ね対応型のＩＣカード１１においては、１枚だけでデータ書込読出装置２１のループアンテナ２２と対向するように配置された場合、キャリア周波数Ｆcar と第１共振回路４３の共振周波数Ｆｌres とが一致する。
【００４３】
これにより３枚重ね対応型のＩＣカード１１は、キャリア周波数Ｆcar と第１共振回路４３の共振周波数Ｆｌres とが一致した状態で、データ書込読出装置２１のループアンテナ２２から放射される電磁波を最も効率良く受信し得るようになされている。
【００４４】
また、図７（Ｂ）に示すように３枚重ね対応型のＩＣカード１１においては、２枚重ねられた状態でデータ書込読出装置２１のループアンテナ２２と対向するように配置された場合、第１共振回路４３の共振周波数Ｆｌres がキャリア周波数Ｆcar の１／√2 倍に低下するが、キャリア周波数Ｆcar と第２共振回路４７の共振周波数Ｆｍres とが一致する。
【００４５】
これにより３枚重ね対応型のＩＣカード１１は、キャリア周波数Ｆcar と第２共振回路４７の共振周波数Ｆｍres とが一致した状態で、データ書込読出装置２１のループアンテナ２２から放射される電磁波を最も効率良く受信し得るようになされている。
【００４６】
さらに、図７（Ｃ）に示すように３枚重ね対応型のＩＣカード１１においては、３枚重ねられた状態でデータ書込読出装置２１のループアンテナ２２と対向するように配置された場合、第１共振回路４３の共振周波数Ｆｌres がキャリア周波数Ｆcar の１／√3 倍に低下し、第２共振回路４７の共振周波数Ｆｍres がキャリア周波数Ｆcar の√2 ／√3 倍に低下するが、キャリア周波数Ｆcar と第３共振回路５０の共振周波数Ｆｈres とが一致する。
【００４７】
これにより３枚重ね対応型のＩＣカード１１は、キャリア周波数Ｆcar と第３共振回路５０の共振周波数Ｆｈres とが一致した状態で、データ書込読出装置２１のループアンテナ２２から放射される電磁波を最も効率良く受信し得るようになされている。
【００４８】
以上の構成において、ＩＣカード１１は共振周波数Ｆｌres が低下する分を予め予想して高い共振周波数Ｆｍres に設定した第２共振回路３８（２枚重ね対応型のＩＣカード）、又は高い共振周波数Ｆｍres 及びＦｈres に設定した第２共振回路４７と第３共振回路５０（３枚重ね対応型のＩＣカード）を基板１５上に設けるようにしたことにより、他のＩＣカード１１と重ねられたときに、重ねられた状態の第２共振回路の共振周波数Ｆｍres 又は第３共振回路の共振周波数Ｆｈres を電磁波のキャリア周波数Ｆcar に一致させることができる。
【００４９】
これによりＩＣカード１１は、他のＩＣカード１１と２枚又は３枚重ねられた場合においても、データ書込読出装置２１から放射された電磁波を最良の受信効率で受信することができる。
【００５０】
またＩＣカード１１は、電磁波のキャリア周波数Ｆcar と一致させた共振周波数Ｆｌres を持つ第１共振回路を基板１５上に設けるようにしたことにより、１枚だけの場合にも最良の受信効率で電磁波を受信することができる。従ってＩＣカード１１は、１枚時及び複数枚重ねられた時においてもデータ書込読出装置２１から放射された電磁波を最良の受信効率で受信することができる。
【００５１】
以上の構成によれば、ＩＣカード１１は共振周波数Ｆｌres が低下する分を予め見越して高い共振周波数に設定した第２共振回路、又は第２共振回路と第３共振回路を基板１５上に設けることにより、他のＩＣカード１１と重ねられた場合においてもデータ書込読出装置２１から放射された電磁波を最良の受信効率で受信することができ、かくして１枚時の通信距離や通信品質を犠牲にすることなく複数枚重ねられた時においても十分な通信距離や通信品質を得ることができる。
【００５２】
なお上述の実施の形態においては、２枚重ね対応型のＩＣカード１１において、アンテナ装置を構成する第１共振回路３７と第２共振回路３８とをコンデンサ３５を介して接続することにより、第１共振回路３７によって受信した電磁波に基づく受信電力を電子回路３６に供給するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、コンデンサ３５を介して接続するのではなく第１共振回路３７と第２共振回路３８とを電磁気的なトランス結合によって受信電力を電子回路３６に供給するようにしても良い。この場合、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
また上述の実施の形態においては、２枚及び３枚重ね対応型のＩＣカード１１を構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、基板１５上のスペースに応じて複数個の共振回路を設けて複数枚重ね対応型のＩＣカード１１を構成するようにしても良い。
【００５４】
さらに上述の実施の形態においては、３枚重ね対応型のＩＣカード１１において、アンテナ装置を構成する第１共振回路４３と第２共振回路４７と第３共振回路５０とを電磁結合によって接続するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、１枚重ね対応型のＩＣカード１１のように第１共振回路４３と第２共振回路４７と第３共振回路５０とをコンデンサを介して接続するようにしても良い。
【００５５】
さらに上述の実施の形態においては、２枚重ね及び３枚重ね対応型のＩＣカード１１を同一のＩＣカード同志で重ねて用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、キャリア周波数Ｆcar よりも予め高く設定した第２共振回路及び第３共振回路と重ねられて共振周波数が低下したときにキャリア周波数Ｆcar に同調すれば、他の種類のＩＣカードと重ねられて用いるようにしても良い。
【００５６】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、データ書込読出装置から放射される電磁波を受信するループアンテナを有するアンテナ装置において、電磁波のキャリア周波数と一致した共振周波数に設定されてなる第１共振回路と、アンテナ装置に対して、アンテナ装置が有するループアンテナと略同一形状のループアンテナを有する他のアンテナ装置が近接された際、共振周波数が低下することを予め見越した高い周波数の共振周波数に設定されてなる第２共振回路とを設けることにより、アンテナ装置と他のアンテナ装置とが近接したときにでも常に最良の受信効率で電磁波を受信することができ、かくして常に最良の受信効率で電磁波を受信し得るアンテナ装置を実現することができる。
【００５７】
また本発明によれば、所定の電子回路に対するデータの書き込み及び読み出しを電磁波を介して非接触で行うカード状記憶媒体において、共振コンデンサとループアンテナとからなり、カード状記憶媒体が１枚で用いられたときデータ書込読出装置から放射される電磁波のキャリア周波数と一致した共振周波数に設定されてなる単体用の第１共振回路と、カード状記憶媒体に対して、カード状記憶媒体が有するループアンテナと略同一形状のループアンテナを有する他のカード状記憶媒体が１枚重ねられた際、共振周波数が低下することを予め見越してその分だけ高い共振周波数に設定された共振コンデンサとループアンテナとからなる第２共振回路とを設けることにより、カード状記憶媒体と他のカード状記憶媒体とが重ねられ、共振周波数が低下したときに電磁波のキャリア周波数と第２共振回路とを同調させることができるので、カード状記憶媒体が１枚で用いられる場合及びカード状記憶媒体と他のカード状記憶媒体とが２枚重ねられて用いられる場合の何れであっても常に最良の受信効率で電磁波を受信することができ、かくして常に最良の受信効率で電磁波を受信し得るカード状記憶媒体を実現することができる。
さらに本発明によれば、所定の電子回路に対するデータの書き込み及び読み出しを電磁波を介して非接触で行うカード状記憶媒体において、共振コンデンサとループアンテナとからなり、カード状記憶媒体が１枚で用いられたときデータ書込読出装置から放射される電磁波のキャリア周波数と一致した共振周波数に設定されてなる単体用の第１共振回路と、カード状記憶媒体に対して、カード状記憶媒体が有するループアンテナと略同一形状のループアンテナを有する他のカード状記憶媒体が１枚重ねられた際、共振周波数が低下することを予め見越してその分だけ高い共振周波数に設定された共振コンデンサとループアンテナとからなるてなる第２共振回路と、カード状記憶媒体に対して、カード状記憶媒体が有するループアンテナと略同一形状のループアンテナを有する他のカード状記憶媒体が２枚重ねられた際、共振周波数が低下することを予め見越してその分だけ高い共振周波数に設定された共振コンデンサとループアンテナとからなる第３共振回路とを設けることにより、カード状記憶媒体と他のカード状記憶媒体とが２枚又は３枚重ねられ、共振周波数が低下したときに電磁波のキャリア周波数と第２共振回路又は第３共振回路とを同調させることができるので、カード状記憶媒体が１枚で用いられる場合及びカード状記憶媒体と他のカード状記憶媒体とが２枚又は３枚重ねられて用いられる場合の何れであっても常に最良の受信効率で電磁波を受信することができ、かくして常に最良の受信効率で電磁波を受信し得るカード状記憶媒体を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】非接触ＩＣカードシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明による２枚重ね対応型のＩＣカードの構成を示す接続図である。
【図３】２枚重ね対応型のＩＣカードの実装イメージを示す略線図である。
【図４】２枚重ね対応型のＩＣカードにおける受信特性及び同調周波数の遷移を示す特性曲線図である。
【図５】本発明による３枚重ね対応型のＩＣカードの構成を示す接続図である。
【図６】３枚重ね対応型のＩＣカードの実装イメージを示す略線図である。
【図７】３枚重ね対応型のＩＣカードにおける受信特性及び同調周波数の遷移を示す特性曲線図である。
【図８】従来の非接触ＩＣカードシステムの構成を示すブロック図である。
【図９】ＩＣカードが１枚のときの同調周波数を示す略線図である。
【図１０】ＩＣカードを複数枚重ねたときの等価回路の構成を示す接続図である。
【図１１】ＩＣカードを複数枚重ねたときの同調周波数の遷移を示す特性曲線図である。
【図１２】複数枚重ねに対応したＩＣカードにおける同調周波数の遷移を示す特性曲線図である。
【符号の説明】
１、１０……非接触ＩＣカードシステム、２、２１……データ書込読出装置、６、１２、２２、３２、３４、４２、４５、４６、４９……ループアンテナ、７、３１、３３、４１、４８……共振コンデンサ、３５、４４……コンデンサ、８……共振回路、３７、４３……第１共振回路、３８、４７……第２共振回路、５０……第３共振回路。
Claims (8)
- データ書込読出装置から放射される電磁波を受信するループアンテナを有するアンテナ装置において、
上記電磁波のキャリア周波数と一致した共振周波数に設定されてなる第１共振回路と、
上記アンテナ装置に対して、上記アンテナ装置が有する上記ループアンテナと略同一形状のループアンテナを有する他のアンテナ装置が近接された際、共振周波数が低下することを予め見越した高い周波数の共振周波数に設定されてなる第２共振回路と
を具えることを特徴とするアンテナ装置。 - 上記第１共振回路及び上記第２共振回路は、略同一平面上に配置され、互いにコンデンサ結合又は電磁結合されている
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。 - 所定の電子回路に対するデータの書き込み及び読み出しを電磁波を介して非接触で行うカード状記憶媒体において、
共振コンデンサとループアンテナとからなり、上記カード状記憶媒体が１枚で用いられたときデータ書込読出装置から放射される上記電磁波のキャリア周波数と一致した共振周波数に設定されてなる単体用の第１共振回路と、
上記カード状記憶媒体に対して、上記カード状記憶媒体が有する上記ループアンテナと略同一形状のループアンテナを有する他のカード状記憶媒体が１枚重ねられた際、上記共振周波数が低下することを予め見越してその分だけ高い共振周波数に設定された共振コンデンサとループアンテナとからなる第２共振回路と
を具えることを特徴とするカード状記憶媒体。 - 上記第１共振回路及び上記第２共振回路は、略同一平面上に配置され、互いにコンデンサ結合又は電磁結合されている
ことを特徴とする請求項３に記載のカード状記憶媒体。 - 上記第２共振回路は、上記カード状記憶媒体のほぼ中心に設けられ、当該カード状記憶媒体に対して他のカード状記憶媒体が１枚重ねられた際、当該カード状記憶媒体の上記第２共振回路と、上記他のカード状記憶媒体の上記第２共振回路とが互いに対向状態になる
ことを特徴とする請求項３に記載のカード状記憶媒体。 - 所定の電子回路に対するデータの書き込み及び読み出しを電磁波を介して非接触で行うカード状記憶媒体において、
共振コンデンサとループアンテナとからなり、上記カード状記憶媒体が１枚で用いられたときデータ書込読出装置から放射される上記電磁波のキャリア周波数と一致した共振周波数に設定されてなる単体用の第１共振回路と、
上記カード状記憶媒体に対して、上記カード状記憶媒体が有する上記ループアンテナと略同一形状のループアンテナを有する他のカード状記憶媒体が１枚重ねられた際、上記共振周波数が低下することを予め見越してその分だけ高い共振周波数に設定された共振コンデンサとループアンテナとからなるてなる第２共振回路と、
上記カード状記憶媒体に対して、上記カード状記憶媒体が有する上記ループアンテナと略同一形状のループアンテナを有する他のカード状記憶媒体が２枚重ねられた際、上記共振周波数が低下することを予め見越してその分だけ高い共振周波数に設定された共振コンデンサとループアンテナとからなる第３共振回路と
を具えることを特徴とするカード状記憶媒体。 - 上記第１共振回路、上記第２共振回路及び上記第３共振回路は、略同一平面上に配置され、互いにコンデンサ結合又は電磁結合されている
ことを特徴とする請求項６に記載のカード状記憶媒体。 - 上記第１共振回路は、上記カード状記憶媒体の周辺に設けられ、上記第２共振回路は、上記第１共振回路よりも上記カード状記憶媒体の内側に設けられ、上記第３共振回路は上記カード状記憶媒体のほぼ中心に設けられ、当該カード状記憶媒体に対して他のカード状記憶媒体が２枚重ねられた際、上記第２共振回路及び上記第３共振回路とが互いに対向状態になる
ことを特徴とする請求項６に記載のカード状記憶媒体。
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