JP6154952B1 - 非接触型通信媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】使用する際の利便性を確保することを前提に、耐久性を向上させた非接触型通信媒体を提供する。【解決手段】本発明に係る非接触型通信媒体は、平面状かつ略ループ状のアンテナコイルを有する通信装置と、前記通信装置と電気的に接続され、各種処理を実行するための電子回路を集積したＩＣ（Integrated Circuit）を実装したプリント回路基板と、磁性体シートと、被貼付対象に貼付するための粘着剤層を片面に有する粘着フィルムとを備えた非接触型通信媒体であって、前記粘着フィルムの粘着剤層を有する面とは反対側の面に、前記通信装置と、前記プリント回路基板と、前記磁性体シートとが順に重ね合わされて配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、非接触状態においてデータ通信が可能な非接触型通信媒体に関する。

従来、クレジットカード等を利用する決済において、非接触状態での決済の需要が高まっている。また、同時に、顧客の趣味／嗜好も多様化されており、様々な場面で無線通信により決済情報の送受信が可能な非接触型通信媒体が使用されている。さらに、昨今、ウェアラブルデバイスの市場の拡大に伴い、腕時計型・イヤホン型等の形状とした非接触型通信媒体に関する、顧客からの要望も寄せられている。

しかしながら、非接触型通信媒体を、腕時計・イヤホンの形状に形成して製造することは、製造コスト等の観点から困難な状況にある。そこで、このような問題を解消するために、例えば、特許文献１には、使用時において携帯情報端末等の情報処理装置に貼付することを想定したアンテナ装置が記載されている。なお、このアンテナ装置では、アンテナコイルと、金属部材である情報処理装置との間に磁性体層が位置するように実装し、磁性体層と金属部材との間に非磁性で非金属の材料（例えば、接着層）を配置している。

また、最近では、電子マネーとして利用可能なＱＵＩＣＰａｙ（登録商標）コインと呼ばれるコイン形状の非接触型通信媒体が発行されており、このＱＵＩＣＰａｙコインでは、小銭入れや専用のリストバンドに入れて携帯することで、前述の問題を解消している。

特開２００８−２１９６１４号公報

但し、特許文献１の磁性体シートを活用したアンテナ装置では、携帯情報端末等の本体外面に貼付することを想定しているが、使用を繰り返す過程で、アンテナ装置が貼付対象から剥がれやすくなり、耐久年数が短くなるという問題がある。また、例えば、この磁性体シートを活用したアンテナ装置を携帯情報端末等のケースの内側に貼り付けた場合、その構造に関係して（即ち、その構造上、ケースの内側から接着層、磁性体層、アンテナコイルが配置されることに関係して）、内蔵されているアンテナから送信される電波がケースの外部と遮断されるために、決済に関する情報を通信することができない恐れがある。そのため、特許文献１の磁性体シートを活用したアンテナ装置では、携帯情報端末等又はそのケースの外側にしか貼り付けることができず、貼付位置が制限されることとなる。さらに、アンテナ装置を携帯情報端末等の本体外面に貼付し、携帯情報端末等にケースを付属させた場合であっても、アンテナ装置のアンテナコイルから携帯情報端末等の金属部材までの距離等に関係して、電波の通信状況に不具合が生じ、性能の劣化を招くことも予想される。

次に、ＱＵＩＣＰａｙコインでは、ＱＵＩＣＰａｙコインを小銭入れ等に入れる場合、小銭入れを収納する場所、また他の硬貨との関係で外力を受けることも想定され、その場合、ＱＵＩＣＰａｙコインが破損する可能性がある。その他においても、硬貨を小銭入れから取り出す際に、ＱＵＩＣＰａｙコインを紛失する可能性も想定される。また、ＱＵＩＣＰａｙコインを専用リストバンドに入れる場合、専用リストバンドが別途、必要となることから、利便性の観点から十分なものとはいえない。

本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、使用する際の利便性を確保することを前提に、耐久性を向上させた非接触型通信媒体を提供することである。

このような目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る非接触型通信媒体は、平面状かつ略ループ状のアンテナコイルを有する通信装置と、前記通信装置と電気的に接続されるＩＣ（Integrated Circuit）を実装したプリント回路基板と、磁性体シートと、粘着剤層を片面に有する粘着フィルムとを備えた非接触型通信媒体であって、前記粘着フィルムの粘着剤層を有する面とは反対側の面に、前記通信装置と、前記プリント回路基板と、前記磁性体シートとが順に重ね合わされて配置されることを特徴とする。

また、本発明の一実施形態に係る非接触型通信媒体は、平面状かつ略ループ状のアンテナコイルを有する、１対の通信装置と、前記１対の通信装置とデータを送受信するＩＣ（Integrated Circuit）を実装した１対のプリント回路基板と、１対の磁性体シートと、粘着剤層を片面に有する１対の粘着フィルムとを備えた非接触型通信媒体であって、前記１対の磁性体シートが、互いに通信状態を改善する効果を有さない面同士を対向させて配置され、前記１対のプリント回路基板が、前記１対の磁性体シートを挟むように配置され、前記１対の通信装置が、前記１対のプリント回路基板を挟むように配置され、かつ、前記１対の通信装置の各々が隣接する前記プリント回路基板に実装される前記ＩＣと電気的に接続され、前記１対の粘着フィルムが、前記１対の通信装置を、各々、前記粘着剤層を有する面とは反対側の面で挟むように配置されることを特徴とする。

また、本発明の一実施形態に係る非接触型通信媒体は、平面状かつ略ループ状のアンテナコイルを有する、１対の通信装置と、前記通信装置とデータを送受信するＩＣ（Integrated Circuit）を実装したプリント回路基板と、１対の磁性体シートと、粘着剤層を片面に有する１対の粘着フィルムとを備えた非接触型通信媒体であって、前記１対の磁性体シートが、互いに通信状態を改善する効果を有さない面同士を対向させて配置され、前記プリント回路基板が、前記１対の磁性体シートの一方の磁性体シートの、前記１対の磁性体シートの他方の磁性体シートと対向する面とは反対側の面に配置され、前記１対の通信装置の一方の通信装置が、前記プリント回路基板の前記一方の磁性体シートと対向する面とは反対側の面に配置され、かつ、前記ＩＣと電気的に接続され、前記１対の通信装置の他方の通信装置が、前記他方の磁性体シートの前記一方の磁性体シートと対向する面とは反対側の面に配置され、かつ、前記１対の磁性体シートに形成される導電性接続要素を介して、前記ＩＣと電気的に接続され、前記１対の粘着フィルムが、前記１対の通信装置を、各々、前記粘着剤層を有する面とは反対側の面で挟むように配置されることを特徴とする。

本発明の非接触型通信媒体によれば、使用する際の利便性を確保することを前提に、耐久性を向上させることができる。

本発明の第１の実施形態に係る非接触型通信媒体を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る非接触型通信媒体を模式的に示した図である。 本発明の第２の実施形態に係る非接触型通信媒体を模式的に示した図である。 本発明の第３の実施形態に係る非接触型通信媒体を模式的に示した図である。 通信装置とＩＣとの間に形成される導電性接続要素を示す図である。 非接触型通信媒体をＳＤカードに貼付した例を示す図である。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る非接触型通信媒体１０を示す図である。非接触型通信媒体１０は、図１に示すように長方形形状で形成され、主にデータを送受信するための通信装置１１０、送受信するデータに関する各種処理を実行するための電子回路を集積したＩＣ（Integrated Circuit）１２０、渦電流に起因する電磁波を抑制する磁性体シート１３０、被貼付対象に非接触型通信媒体１０を貼付するための粘着フィルム１４０で構成される。非接触型通信媒体１０は、リーダライタ（非接触型通信媒体１０に対してデータの書き込み・非接触型通信媒体１０からのデータの読み込みを実行する端末）から送信されるデータを受信し、その応答をリーダライタに返す。

通信装置１１０は、ループアンテナ１１５であり、導線が平面状かつ略ループ状に巻線されることにより形成されたアンテナコイルにより構成され、入力信号に対応した電磁波（電波）を放射することで、リーダライタと近距離無線通信を実行する。通信装置１１０（即ち、ループアンテナ１１５）は、プリント回路基板１２５に配置される。

ＩＣ１２０は、プリント回路基板１２５に実装され、通信装置１１０のループアンテナ１１５と、例えば、導電性接着剤等により接着することで、電気的に接続される。ＩＣ１２０は、主にＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサと各種メモリ（ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory））を備え、データを受信すると、そのデータに対応する処理を実行する。例えば、その受信したデータに、書き込みを要求するコマンドが含まれている場合、ＩＣ１２０は、プロセッサにより記憶対象となるデータをメモリに書き込み、記憶させる。

磁性体シート１３０は、磁性体で形成される矩形形状のシートである。磁性体シート１３０は、ＩＣ１２０が実装されたプリント回路基板１２５と同形かつ略同大（即ち、粘着フィルム１４０と接着させるために、その分を考慮し、プリント回路基板１２５よりも僅かに大きくした大きさ）で、ＩＣ１２０が実装されたプリント回路基板１２５の全面を平面的に覆うように形成される。なお、磁性体シート１３０は、単一の磁性体又は複数の磁性体を組み合わせることにより形成される。

粘着フィルム１４０は、非磁性で非金属の材料で、磁性体シート１３０と同形かつ同大で形成され、その片面に粘着剤層を積層し、さらに粘着剤層に剥離シートが付されている。また、他方の面には、その周縁部に、磁性体シート１３０と接着させ、非接触型通信媒体１０として、その材質を変質させることなく、一体化させるための接着剤（例えば、融点の低いホットメルト剤）を付すこともできる。この粘着フィルム１４０により、図２に示すように、例えば、スマートフォン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等の情報処理装置のケース７０の内側に、非接触型通信媒体１０を貼付することを想定する。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る非接触型通信媒体１０を模式的に示す図として、非接触型通信媒体１０の各構成の配置を階層的に示している。図２において、非接触型通信媒体１０は、図中に示す情報処理装置のケース７０の内側に貼付することを想定しており、ケース７０の内側方向から、粘着フィルム１４０、通信装置１１０、プリント回路基板１２５（ＩＣ１２０）、磁性体シート１３０の順序に従って重ね合わされて配置され、さらに粘着フィルム１４０の周縁部に付された接着剤により接着される。

即ち、粘着フィルム１４０の他面（即ち、粘着剤層と反対側の面）に、通信装置１１０と、その通信装置１１０にＩＣ１２０が電気的に接続されるようにプリント回路基板１２５とが順に重ね合わされて配置され、さらに、磁性体シート１３０が、例えば、通信装置１１０から伝播する電磁波等により、金属部材である情報処理装置において渦電流が発生することを防止するように（即ち、プリント回路基板１２５の粘着フィルム１４０とは反対側の面に）、プリント回路基板１２５の全面を平面的に覆うように重ね合わされて形成される。

なお、ここで、情報処理装置のケース７０は、天然／人工皮革、ポリカーボネイトといった合成樹脂等の非磁性で非金属の材料で形成されているものとし、非接触型通信媒体１０は、前述のように、この情報処理装置のケース７０の内側に、粘着フィルム１４０の粘着剤層により貼付される。また、ここで、非接触型通信媒体１０の貼付時に、磁性体シート１３０がケース７０の内側方向から最も外側に位置する構成になっているが、磁性体シート１３０の耐久性を向上させることを目的として、例えば、ＰＥＴ−Ｇ（非結晶性コポリエステル）等の保護フィルムを磁性体シート１３０のさらに外側に構成させることもできる。

このような配置にすることにより、通信装置１１０（ループアンテナ１１５）が磁性体シート１３０よりもケース７０の内側方向に位置することから、非接触型通信媒体１０を情報処理装置のケース７０の内側に貼付した状態で、非接触型通信媒体１０により無線通信を行うことが可能となる。そのため、使用する際の利便性が確保されるだけではなく、外部からの影響を低減することができることから、非接触型通信媒体１０の耐久性を向上させることができる。加えて、通信装置１１０と情報処理装置との間に所定の空隙を確保できることから、通信状況の不具合による性能の劣化を低減することもできる。

（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る非接触型通信媒体２０を模式的に示す図として、非接触型通信媒体２０の各構成の配置を階層的に示している。非接触型通信媒体２０は、図３に示すように、各々１対の、アンテナコイル２１５を有する通信装置２１０、ＩＣ２２０（プリント回路基板２２５）、磁性体シート２３０、粘着フィルム２４０で構成され、各構成の機能、材質、形状、大きさ等に関しては、実施形態１と略同様である。但し、粘着フィルム２４０（例えば、２４０Ａ）に関して、他方の粘着フィルム（例えば、２４０Ｂ）と接着させるために、その分を考慮し、プリント回路基板２２５よりも僅かに大きく形成される。

本発明の第２の実施形態に係る非接触型通信媒体２０は、磁性体シートによる、無線通信状態を改善する効果が、磁性体シートの片面側（表面側）のみであることを考慮したものであり、非接触型通信媒体２０では、図３に示すように、１対の磁性体シート２３０（２３０Ａ、２３０Ｂ）を互いに裏面（即ち、通信状態を改善する効果を有さない面）同士で対向させて配置し、その両側に、１対のプリント回路基板２２５（２２５Ａ、２２５Ｂ）を、磁性体シート２３０Ａ、２３０Ｂに平面的に覆われ、かつ磁性体シート２３０Ａ、２３０Ｂを平面的に挟むように重ね合わせて配置し、また、１対の、データを送受信するための通信装置２１０（２１０Ａ、２１０Ｂ）を、プリント回路基板２２５Ａ、２２５Ｂを平面的に挟むように重ね合わせて、かつ各々隣接するプリント回路基板２２５Ａ、２２５Ｂに実装されたＩＣ２２０（２２０Ａ、２２０Ｂ）と、例えば、導電性接着剤等により接着することで、電気的に接続されるように配置される。さらに、１対の、非接触型通信媒体２０を貼付するための粘着フィルム２４０（２４０Ａ、２４０Ｂ）が、１対の通信装置２１０（２１０Ａ、２１０Ｂ）の両側に、１対の通信装置２１０を平面的に挟むように重ね合わされて配置され、１対を構成する粘着フィルム２４０のいずれか一方の粘着フィルム２４０の周縁部に形成された接着剤により接着される。

また、図３に示す非接触型通信媒体２０において、一方の粘着フィルム２４０（例えば、２４０Ａ）で被貼付対象に非接触型通信媒体２０を貼付する場合、他方の粘着フィルム２４０Ｂは、剥離シートを剥がさない状態にすることで、通信装置２１０Ｂを保護する保護シートとして機能させることもできる。

このような配置にすることにより、非接触型通信媒体２０をいずれの方向からリーダライタに近接させた場合であっても、無線通信を行うことが可能になる。より具体的には、例えば、小銭入れ等の小物入れの内部に貼付する場合においても、非接触型通信媒体２０の少なくとも一方の面は、硬貨（即ち、金属）による電磁散乱の影響を受けないことから、正常な無線通信を担保することができる。また、使用する際の利便性が確保されることは勿論のこと、外部からの影響を低減することができることから、非接触型通信媒体２０の耐久性を向上させることができる。

（第３の実施の形態）
図４は、本発明の第３の実施形態に係る非接触型通信媒体３０を模式的に示す図として、非接触型通信媒体３０の各構成の配置を階層的に示したものである。非接触型通信媒体３０は、本発明の第２の実施形態に係る非接触型通信媒体２０の変形例として示すものであり、非接触型通信媒体２０との主な違いとして、１つのＩＣ３２０（プリント回路基板３２５）で構成されている。

非接触型通信媒体３０では、図４に示すように、１対の磁性体シート３３０（３３０Ａ、３３０Ｂ）を互いに裏面同士で対向させて配置し、その片側に（図４では上側に）、１つのプリント回路基板３２５を、磁性体シート３３０Ａに平面的に覆われるように、平面的に重ね合わせて配置する。また、１対の、データを送受信するための通信装置３１０（３１０Ａ、３１０Ｂ）のうち、一方の通信装置３１０Ａを、プリント回路基板３２５の磁性体シート３３０Ａとは反対側の面に平面的に重ね合わせて配置し、他方の通信装置３１０Ｂを、磁性体シート３３０Ｂに平面的に覆われるように、平面的に重ね合わせて配置する。さらに、１対の、非接触型通信媒体３０を貼付するための粘着フィルム３４０（３４０Ａ、３４０Ｂ）が、１対の通信装置３１０（３１０Ａ、３１０Ｂ）の両側に、１対の通信装置３１０を平面的に挟むように重ね合わされて配置され、１対を構成する粘着フィルム３４０のいずれか一方の粘着フィルム３４０の周縁部に形成された接着剤により接着される。

なお、非接触型通信媒体３０において、通信装置３１０Ａだけではなく、通信装置３１０Ｂも、プリント回路基板３２５に実装されたＩＣ３２０に電気的に接続されるように配置される。具体的には、図５に示すように、磁性体シート３３０Ａ及び３３０Ｂに所定の貫通孔３５５を設け、その貫通孔３５５に例えば、銅等を組成物とする導電性充填材を充填し、導電性接続要素３５０を形成させることで、通信装置３１０ＢとＩＣ３２０とを電気的に接続している。

また、図４に示す非接触型通信媒体３０において、非接触型通信媒体２０と同様に、一方の粘着フィルム３４０（例えば、３４０Ａ）で被貼付対象に非接触型通信媒体３０を貼付する場合、他方の粘着フィルム３４０Ｂは、剥離シートを剥がさない状態にすることで、通信装置３１０Ｂを保護する保護シートとして機能させることもできる。

このような配置にすることにより、非接触型通信媒体２０と同様に、非接触型通信媒体３０をいずれの方向からリーダライタに近接させた場合であっても、無線通信を行うことが可能になる。また、使用する際の利便性が確保されることは勿論のこと、外部からの影響を低減することができることから、非接触型通信媒体３０の耐久性を向上させることができる。さらに、非接触型通信媒体２０と比べて、１つのＩＣ３２０（プリント回路基板３２５）で非接触型通信媒体３０を構成させることから、製造コストを低減させることもできる。

上述のように、第１から第３の実施形態における非接触型通信媒体１０、２０、３０に関して説明したが、これらの非接触型通信媒体１０，２０、３０は、通信環境が確保されることを前提に、非接触型通信媒体１０、２０、３０を貼付することが可能な略平滑面を、その形状の一部に有する被貼付対象であれば、どのような被貼付対象においても適用（即ち、貼付）することができる。したがって、例えば、情報処理装置のケースの内側、小銭入れ以外に、ＳＤ（Secure Digital）カード（登録商標）、ミニＳＤカード、マイクロＳＤカード等のメモリカード、ＳＩＭ（Subscriber Identity Module）カード等のＩＣカードに貼付することもできる。

図６は、その一例として、非接触型通信媒体１０をＳＤカード５に貼付した例を示している。図６に示すＳＤカード５に関して、その表面は平滑面で形成され、情報処理装置のカードスロットに挿入される部分に接続端子５０が実装され、情報処理装置のカードスロットへの挿入時において、カードスロットの外部に位置する部分（即ち、通信環境が確保される部分）に非接触型通信媒体１０を貼付している。図６に示すように、非接触型通信媒体１０を貼付することにより、非接触型通信媒体１０の通信装置１１０（ループアンテナ１１５）と外部のリーダライタとの通信を可能にすることができる。

このように、非接触型通信媒体１０、２０、３０を、メモリカード、ＩＣカードが情報処理装置のカードスロットに挿入された状態においても、カードスロットの外部（カードスロットから突出された部分）に位置させるように、その平滑面に貼付することで非接触型通信媒体１０、２０、３０により無線通信を行うことが可能になる。そのため、使用する際の利便性が確保されるだけではなく、外部からの影響を低減することができることから、非接触型通信媒体１０、２０、３０の耐久性を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態によれば、非接触型通信媒体を使用する際の利便性を確保することを前提に、耐久性を向上させることができる。

なお、本発明の非接触型通信媒体は、例えば、クレジットカード、デビットカード、プリペイドカード及び各種電子マネーの決済等に用いることができる。また、本発明の範囲は、図示され、記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらす、すべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、各請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画され得る。

５ ＳＤカード
１０、２０、３０ 非接触型通信媒体
５０ 接続端子
１１０、２１０、３１０ 通信装置
１１５、２１５、 ループアンテナ
１２０、２２０、３２０ ＩＣ（Integrated Circuit）
１２５、２２５、３２５ プリント回路基板
１３０、２３０、３３０ 磁性体シート
１４０、２４０，３４０ 粘着フィルム
３５０ 導電性接続要素
３５５ 貫通孔

Claims (4)

1. 平面状かつ略ループ状のアンテナコイルを有する、１対の通信装置と、
   前記１対の通信装置とデータを送受信するＩＣ（Integrated Circuit）を実装した１対のプリント回路基板と、
   １対の磁性体シートと、
   粘着剤層を片面に有する１対の粘着フィルムと
   を備えた非接触型通信媒体であって、
   前記１対の磁性体シートが、互いに通信状態を改善する効果を有さない面同士を対向させて配置され、
   前記１対のプリント回路基板が、前記１対の磁性体シートを挟むように配置され、
   前記１対の通信装置が、前記１対のプリント回路基板を挟むように配置され、かつ、前記１対の通信装置の各々が隣接する前記プリント回路基板に実装される前記ＩＣと電気的に接続され、
   前記１対の粘着フィルムが、前記１対の通信装置を、各々、前記粘着剤層を有する面とは反対側の面で挟むように配置されることを特徴とする非接触型通信媒体。
2. 平面状かつ略ループ状のアンテナコイルを有する、１対の通信装置と、
   前記通信装置とデータを送受信するＩＣ（Integrated Circuit）を実装したプリント回路基板と、
   １対の磁性体シートと、
   粘着剤層を片面に有する１対の粘着フィルムと
   を備えた非接触型通信媒体であって、
   前記１対の磁性体シートが、互いに通信状態を改善する効果を有さない面同士を対向させて配置され、
   前記プリント回路基板が、前記１対の磁性体シートの一方の磁性体シートの、前記１対の磁性体シートの他方の磁性体シートと対向する面とは反対側の面に配置され、
   前記１対の通信装置の一方の通信装置が、前記プリント回路基板の前記一方の磁性体シートと対向する面とは反対側の面に配置され、かつ、前記ＩＣと電気的に接続され、前記１対の通信装置の他方の通信装置が、前記他方の磁性体シートの前記一方の磁性体シートと対向する面とは反対側の面に配置され、かつ、前記１対の磁性体シートに形成される導電性接続要素を介して、前記ＩＣと電気的に接続され、
   前記１対の粘着フィルムが、前記１対の通信装置を、各々、前記粘着剤層を有する面とは反対側の面で挟むように配置されることを特徴とする非接触型通信媒体。
3. 前記導電性接続要素が、前記１対の磁性体シートに所定の貫通孔を設け、当該貫通孔に導電性充填材を充填することにより形成されることを特徴とする、請求項２に記載の非接触型通信媒体。
4. 前記粘着剤層により、小物入れ、ＩＣカードに貼付することが可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の非接触型通信媒体。