JP5325509B2

JP5325509B2 - 非接触型情報処理媒体

Info

Publication number: JP5325509B2
Application number: JP2008234443A
Authority: JP
Inventors: 敏昭野村
Original assignee: Nittoku Engineering Co Ltd
Current assignee: Nittoku Engineering Co Ltd
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2028-09-12
Also published as: JP2010067128A

Description

本発明は、非接触型情報処理媒体に関するものである。

従来、基板にＩＣチップとアンテナコイルを搭載し、リーダライタからの電源の受給とリーダライタとの間の信号の送受信とを非接触で行う非接触型情報処理媒体が知られている。

特許文献１には、所定のアプリケーションに用いられるデータが格納された複数のＩＣモジュールが搭載され、その複数のＩＣモジュールに接続されたアンテナを有する非接触型ＩＣカードが開示されている。

特許文献１の非接触型ＩＣカードは、ユーザが所望のアプリケーションを利用する場合、そのアプリケーションに用いられるデータが格納されたＩＣチップに接続された接触用端子に触れるように構成される。
特開２００２−２５１５９３号公報

特許文献１の非接触型ＩＣカードでは、ユーザは、非接触型ＩＣカードを利用する毎に、所望のアプリケーションに対応するＩＣカードの接触用端子に触れなければならない。

また、間違ってリーダライタに対応しない方のＩＣカードの接触用端子を触ってしまった場合には、ＩＣチップの読み書きが行えない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、複数のＩＣチップの読み書きを簡単に行うことができる非接触型情報処理媒体を提供することを目的とする。

本発明は、基板上に複数のＩＣチップとアンテナコイルとが搭載された非接触型情報処理媒体であって、前記アンテナコイルは、前記基板の外縁に沿って配設された連続した１本のみのアンテナコイルにて形成され、前記アンテナコイルの一端は前記複数のＩＣチップのそれぞれの一方の接続端子に共通に接続され、他端は前記複数のＩＣチップのそれぞれの他方の接続端子に共通に接続され、前記アンテナコイルの前記一端と前記他端は、互いに平行に一直線に延び、前記複数のＩＣチップは、前記アンテナコイルの前記一端上と前記他端上に接続されることを特徴とする。

本発明によれば、アンテナコイルの一端は複数のＩＣチップのそれぞれの一方の接続端子に接続され、他端は複数のＩＣチップのそれぞれの他方の接続端子に接続されるため、全てのＩＣチップは、リーダライタから発生する磁束に応じて常時駆動可能な状態となる。したがって、リーダライタから発生する磁束に応じて複数のＩＣチップの中から適切なＩＣチップを駆動させることができ、ＩＣチップの読み書きを簡単に行うことができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

本発明の実施の形態に係る非接触型情報処理媒体は、基板にＩＣチップとアンテナコイルを搭載し、外部機器であるリーダライタからの電源の受給とリーダライタとの間の信号の送受信とを非接触で行うものであり、ＩＣカード、ＩＣタグ、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ等を含む。なお、ＩＣチップとは、ＩＣモジュールとベアチップも意味する。

本実施の形態では、非接触型情報処理媒体がＩＣカード１である場合について説明する。まず、図１及び図２を参照して、ＩＣカード１の構成について説明する。図１はＩＣカード１のフィルムを剥した状態を示す平面図であり、図２はＩＣカード１の共振回路図である。

ＩＣカード１の基板２上には、各種のデータが格納された複数のＩＣチップ３と、ＩＣチップ３に接続されたアンテナコイル４とが搭載される。本実施の形態では、第１ＩＣチップ３Ａと第２ＩＣチップ３Ｂの２つのＩＣチップが搭載されたＩＣカード１について説明する。

第１ＩＣチップ３Ａと第２ＩＣチップ３Ｂは、アンテナコイル４に並列に接続される。このように、第１ＩＣチップ３Ａと第２ＩＣチップ３Ｂは、連続した１本のアンテナコイル４を共有している。

具体的には、アンテナコイル４の一端４ａは第１ＩＣチップ３Ａ及び第２ＩＣチップ３Ｂのそれぞれの一方の接続端子６ａに共通に接続され、他端４ｂは第１ＩＣチップ３Ａ及び第２ＩＣチップ３Ｂのそれぞれの他方の接続端子６ｂに共通に接続される。

アンテナコイル４は、基板２に埋め込んで形成する埋め込み方式によって製造される。アンテナコイル４の製造方法としては、埋め込み方式に限られるものではなく、スクリーン印刷方式やエッチング方式等の他の方式を用いてもよい。

第１ＩＣチップ３Ａと第２ＩＣチップ３Ｂは、通信周波数が同一であり、本実施の形態では、１３．５６ＭＨｚのものを用いる。また、第１ＩＣチップ３Ａと第２ＩＣチップ３Ｂは、通信規格が異なり、本実施の形態では、第１ＩＣチップ３ＡはＩＳＯ１４４４３ Mifare standard（主にカード用の通信規格で最大通信距離１０ｃｍ）、第２ＩＣチップ３ＢはＩＳＯ１５６９３ I-code SLI（主にタグ用の通信規格で最大通信距離７０ｃｍ）のものを用いる。

図２に示すように、第１ＩＣチップ３Ａ及び第２ＩＣチップ３Ｂのそれぞれに内蔵されたコンデンサ５Ａ及びコンデンサ５Ｂと、アンテナコイル４とによって共振回路が形成される。この共振回路の共振周波数ｆは、下記式によって求められる。

ｆ＝１／２π√（Ｌ・Ｃ）
Ｌ：アンテナコイルのインダクタンス
Ｃ：コンデンサの静電容量

第１ＩＣチップ３Ａと第２ＩＣチップ３Ｂは、アンテナコイル４に並列に接続されているため、図２に示すように、第１ＩＣチップ３Ａと第２ＩＣチップ３Ｂのそれぞれに内蔵されたコンデンサ５Ａとコンデンサ５Ｂも並列に接続される。したがって、共振回路の合成静電容量Ｃは、コンデンサ５Ａの静電容量Ｃ１とコンデンサ５Ｂの静電容量Ｃ２とを足したもの（Ｃ１＋Ｃ２）となる。

インダクタンスＬは、共振回路の共振周波数ｆが第１ＩＣチップ３Ａと第２ＩＣチップ３Ｂの通信周波数である１３．５６ＭＨｚとなるように設定される。具体的には、アンテナコイル４のターン数、断面積、コイルの間隔を調整することによって設定される。

以上のように、ＩＣカード１の共振回路では、第１ＩＣチップ３Ａと第２ＩＣチップ３Ｂが並列に接続されるため、アンテナコイル４のインダクタンスＬを調整することによって適切な共振周波数に設定することができる。

次に、ＩＣカード１の使用方法について説明する。

第１ＩＣチップ３Ａと第２ＩＣチップ３Ｂは、並列に接続されているため、リーダライタ（図示せず）から発生する磁束に応じて常時駆動可能な状態となっている。

この状態で、例えば、ＩＣカード１を第１ＩＣチップ３Ａの通信規格に対応したリーダライタにかざした場合、アンテナコイル４にて発生した誘導起電力が第１ＩＣチップ３Ａ及び第２ＩＣチップ３Ｂの双方に印加され、双方とも個別に駆動する。しかし、リーダライタに対応した通信規格のＩＣチップ３Ａは、リーダライタとの間で信号を送受信するが、第２ＩＣチップ３Ｂは、その通信規格がリーダライタに対応していないため、リーダライタとの間で信号を送受信しない。

このように、第１ＩＣチップ３Ａと第２ＩＣチップ３Ｂは、常時駆動可能な状態であり、ＩＣカード１をリーダライタにかざした場合に、そのリーダライタに対応した通信規格のＩＣチップのみがリーダライタとの間で信号を送受信する。

ここで、図３に示すように、２つのＩＣチップ３Ａ，３Ｂのそれぞれに個別にアンテナコイル４を接続して一つの基板２上に搭載したＩＣカードでは、それぞれのＩＣチップのアンテナの読み取り面積が小さい。また、リーダライタに対応した通信規格のＩＣチップ３Ａ，３Ｂに接続されたアンテナコイル４をリーダライタにかざさなければ、そのＩＣチップを駆動することができず、読み取り位置に制限がある。さらに、２つのアンテナコイル４の間となるＩＣカードの中央部付近は、リーダライタから発生する磁束をとらえることができない。

これに対して、本実施の形態のＩＣカード１では、アンテナコイル４が第１ＩＣチップ３Ａと第２ＩＣチップ３Ｂに共通に用いられる連続した１本のコイルであるため、図１に示すように、アンテナコイル４をＩＣカード１の基板２の外縁に沿って配設することが可能となる。したがって、ＩＣカード１では、アンテナの読み取り面積を大きくとることができ、読み取り位置に制限がないため、リーダライタに対するＩＣカード１の位置が少々ずれていても信号の送受信を行うことができる。また、ＩＣカード１は、中央部付近でもリーダライタから発生する磁束をとらえることができる。このように、ＩＣカード１の通信特性は良好である。

以上の実施の形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。

アンテナコイル４の一端４ａは第１ＩＣチップ３Ａ及び第２ＩＣチップ３Ｂのそれぞれの一方の接続端子６ａに接続され、他端４ｂは第１ＩＣチップ３Ａ及び第２ＩＣチップ３Ｂのそれぞれの他方の接続端子６ｂに接続されるため、全てのＩＣチップ３Ａ，３Ｂは、リーダライタから発生する磁束に応じて常時駆動可能な状態となる。したがって、ＩＣカード１をリーダライタにかざせば、そのリーダライタに対応した通信規格のＩＣチップのみがリーダライタとの間で信号の送受信を行う。このように、ＩＣカード１をリーダライタにかざすだけで、所望のＩＣチップを駆動させることができ、ＩＣチップの読み書きを簡単に行うことができる。

また、第１ＩＣチップ３Ａと第２ＩＣチップ３Ｂは、アンテナコイル４に並列に接続され、連続した１本のアンテナコイル４を共有しているため、１本のアンテナコイル４を調整するだけで共振回路の共振周波数を設定することができる。

また、アンテナコイル４が１本のみであるため、２つのＩＣチップのそれぞれに個別にアンテナコイルを接続する場合と比較して、製造コストを抑えることができる。

さらに、アンテナコイル４が１本のみであるため、ＩＣカード１の基板２の外縁に沿って配設することができ、アンテナの読み取り面積を十分大きくすることができる。したがって、リーダライタから発生する磁束を容易にとらえることができ、通信特性は良好である。

次に、本実施の形態の他の形態について説明する。

（１）上記実施の形態では、第１ＩＣチップ３Ａと第２ＩＣチップ３Ｂは、通信周波数が同一で、かつ通信規格が異なると説明した。しかし、第１ＩＣチップ３Ａと第２ＩＣチップ３Ｂは、通信周波数が同一で、かつ通信規格も同一であるものを用いてもよい。

この場合、第１ＩＣチップ３Ａと第２ＩＣチップ３Ｂの記憶部に保存されるＩＤや識別子等を異なるものとし、第１ＩＣチップ３Ａと第２ＩＣチップ３Ｂを異なる用途に用いるようにすればよい。また、第１ＩＣチップ３Ａ及び第２ＩＣチップ３Ｂの一方を、他方が故障した場合のバックアップ用として用いるようにしてもよい。

（２）上記実施の形態では、第１ＩＣチップ３Ａと第２ＩＣチップ３Ｂは、アンテナコイル４に並列に接続されると説明した。しかし、第１ＩＣチップ３Ａと第２ＩＣチップ３Ｂを１本のアンテナコイル４に直列に接続するようにしてもよい。

この場合、アンテナコイル４は、第１ＩＣチップ３Ａと第２ＩＣチップ３Ｂのそれぞれを駆動する印加電圧の総和以上の誘導起電力を発生可能なものでなければならない。

本発明は、上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

例えば、上記実施の形態では、本発明の非接触型情報処理媒体としてＩＣカードについて説明したが、リーダライタからの電源の受給とリーダライタとの間の信号の送受信とを非接触で行うものであれば、ＩＣタグやＲＦＩＤタグ等にも適用することができる。

本発明は、リーダライタからの電源の受給とリーダライタとの間の信号の送受信を非接触で行うＩＣカードに適用することができる。

本発明の実施の形態に係るＩＣカードを示す平面図である。本発明の実施の形態に係るＩＣカードの共振回路である。本発明の実施の形態に係るＩＣカードの比較例を示した図である。

符号の説明

１ＩＣカード
２基板
３Ａ第１ＩＣチップ
３Ｂ第２ＩＣチップ
４アンテナコイル
４ａ，４ｂアンテナコイルの両端部
５Ａ，５Ｂコンデンサ
６ａ、６ｂ接続端子

Claims

基板上に複数のＩＣチップとアンテナコイルとが搭載された非接触型情報処理媒体であって、
前記アンテナコイルは、前記基板の外縁に沿って配設された連続した１本のみのアンテナコイルにて形成され、
前記アンテナコイルの一端は前記複数のＩＣチップのそれぞれの一方の接続端子に共通に接続され、他端は前記複数のＩＣチップのそれぞれの他方の接続端子に共通に接続され、
前記アンテナコイルの前記一端と前記他端は、互いに平行に一直線に延び、
前記複数のＩＣチップは、前記アンテナコイルの前記一端上と前記他端上に接続されることを特徴とする非接触型情報処理媒体。
前記複数のＩＣチップは、前記アンテナコイルに並列に接続されることを特徴とする請求項１に記載の非接触型情報処理媒体。