WO2019138445A1 - Ｉｃカード及びｉｃカード通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＣカードのアンテナコイルのパターン形状に基づいてＩＣカードの配置方向を検知可能とし、利便性を向上することが可能なＩＣカード及びＩＣカード通信システムを提供する。 【解決手段】ＩＣカード１０は、基材１１と、基材上に配置され、Ｌ字形状のパターンに形成されたアンテナコイル１２と、アンテナコイルを介して無線通信処理を行い、アンテナコイルの両端部にそれぞれ接続されたＩＣチップ１３とを具備する。

Description

ＩＣカード及びＩＣカード通信システム

　本発明は、ＩＣカードの配置方向を検知可能とするＩＣカード及びこのＩＣカードを用いたＩＣカード通信システムに関する。

　近年、非接触でデータ通信を行う非接触型ＩＣカードが普及している。この非接触型ＩＣカードは、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）技術を利用して、リーダライタと通信することが可能である。つまり、リーダライタから発せられた電磁波により、ＩＣカードの内部にあるＩＣチップとリーダライタとの間において、データの読み書きが行われる。このような非接触型ＩＣカードの多くは電池を持っておらず、外部のリーダライタから電源供給されるため、半永久的に利用が可能である。このため、ＲＦＩＤシステム全体の中でも、重要な製品となっている。

　一般的な非接触型ＩＣカードを用いた通信システムでは、カードとリードライタとの通信において、表裏及び回転方向の向きや位置の制限はない。
　しかし、表裏や回転方向を検出する非接触型ＩＣカードを用いた通信システムでは、リードライタに対するＩＣカードの配置（セット）方向が、表向きでかつ順方向に限られる場合があり、利用者が煩わしく感じることがあった。

　これに対し、リードライタに対するＩＣカードの配置方向が制約されないシステムが提案されている。
　例えば、特許文献１では、リードライト装置２０は、２対のアンテナコイルＨ１－Ｈ３、Ｈ２－Ｈ４による４つのカップリングエリアを備え、ＩＣカード１０は、使用時にリードライト装置２０の２つのカップリングエリアを含む１コイルタイプ又は２コイルタイプのアンテナコイルを有している。これにより、ＩＣカード１０のリードライト装置２０に対する配置方向を識別している。
　また、特許文献２の非接触ＩＣカード１では、検出コイル１１に発生する起電力Ｅ１の大きさと、検出コイル１２に発生する起電力Ｅ２の大きさとを比較することにより、リーダライタ２のアンテナコイルに対して、カードをかざす表裏の向きをカード単体で判定することが可能である。

特開平１１－１１０５０７号公報 特開２０１５－１６１９４９号公報

　しかしながら、従来技術では、ＩＣカードのアンテナコイルのパターン形状を変更することで、リードライト装置に対するＩＣカードの配置方向を検知させていない。
　そこで、本発明は、ＩＣカードのアンテナコイルのパターン形状に基づいてＩＣカードの配置方向を検知可能とし、利便性を向上することが可能なＩＣカード及びＩＣカード通信システムを提供する。

　本発明の一実施形態に係るＩＣカードは、基材と、前記基材上に配置され、Ｌ字形状のパターンに形成されたアンテナコイルと、前記アンテナコイルを介して無線通信処理を行い、前記アンテナコイルの両端部にそれぞれ接続されたＩＣチップとを具備する。

　前記ＩＣカードにおいて、前記基材上の前記アンテナコイルの外側のスペースに配置され、前記アンテナコイルと同じ材料で形成された金属部とをさらに具備してもよい。また、前記ＩＣカードにおいて、前記ＩＣチップは、前記金属部が形成された前記スペース側に引き出されてもよい。

　本発明の一実施形態に係るＩＣカード通信システムは、ＩＣカードとＩＣカードリーダとを用いたＩＣカード通信システムであって、前記ＩＣカードは、基材と、前記基材上に配置され、Ｌ字形状のパターンに形成された第１アンテナコイル１２と、前記第１アンテナコイルを介して無線通信処理を行い、前記第１アンテナコイルの両端部にそれぞれ接続されたＩＣチップ１３とを具備し、前記ＩＣカードリーダは、複数のコイルで形成され、前記ＩＣカードを前記ＩＣカードリーダ上に配置した場合に前記複数のコイルの一部が前記第１アンテナコイルと重なる第２アンテナコイルと、前記第２アンテナコイルを制御する制御部３３とを具備し、前記ＩＣカードを前記ＩＣカードリーダ上に配置した場合、前記制御部は、前記第２アンテナコイルの前記複数のコイルの前記一部の位置情報に基づいて、前記ＩＣカードの配置方向を特定する。

　前記ＩＣカード通信システムにおいて、前記第２アンテナコイルの前記複数のコイルは、それぞれ分離して配置されてもよい。また、前記ＩＣカード通信システムにおいて、前記第２アンテナコイルの前記複数のコイルは、格子状に配置されてもよい。

　本発明は、ＩＣカードのアンテナコイルのパターン形状に基づいてＩＣカードの配置方向を検知可能とし、利便性を向上することが可能なＩＣカード及びＩＣカード通信システムを提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るＩＣカード通信システムの模式図を示す。 図２は、本発明の一実施形態に係るＩＣカード通信システムのブロック図を示す。 図３は、本発明の一実施形態に係るＩＣカード通信システムにおけるＩＣカードの配置方向のパターン図を示す。 図４は、本発明の一実施形態に係るＩＣカードのアンテナコイルの平面図を示す。 図５は、本発明の一実施形態に係るＩＣカードのアンテナコイルの平面図を示す。 図６は、本発明の一実施形態に係るＩＣカードのアンテナコイルの平面図を示す。 図７は、本発明の一実施形態に係るＩＣカードのアンテナコイルの平面図を示す。 図８は、本発明の一実施形態に係るＩＣカードのアンテナコイルの平面図を示す。 図９は、本発明の一実施形態に係るＩＣカードのアンテナコイルの平面図を示す。 図１０は、本発明の一実施形態に係るＩＣカードのアンテナコイルの平面図を示す。 図１１は、本発明の一実施形態に係るＩＣカードのアンテナコイルの平面図を示す。 図１２は、本発明の一実施形態に係るＩＣカードのアンテナコイルの平面図を示す。 図１３は、本発明の一実施形態に係るＩＣカードのアンテナコイルの平面図を示す。 図１４は、本発明の一実施形態に係るＩＣカードのアンテナコイルの平面図を示す。 図１５は、本発明の一実施形態に係るＩＣカードのＩＣチップ周辺の拡大図を示す。 図１６は、図１５のＸＶＩ－ＸＶＩ線に沿った断面図を示す。 図１７は、本発明の一実施形態に係るＩＣカードリーダのアンテナコイルの模式図を示す。 図１８は、図１７のＩＣカードリーダを用いた場合のＩＣカードの配置方向のパターン図を示す。

　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については、共通する参照符号を付す。

　＜ＩＣカード通信システム＞
　図１は、本発明の一実施形態に係るＩＣカード通信システムの模式図を示す。図２は、本発明の一実施形態に係るＩＣカード通信システムのブロック図を示す。図１及び図２を用いて、本発明の一実施形態に係るＩＣカード通信システムの全体構成について説明する。尚、本実施形態のＩＣカード通信システムは、例えば、カードゲーム等に用いることが可能である。

　図１及び図２に示すように、ＩＣカード通信システム１００は、ＩＣカード１０とＩＣカードリーダ３０とを含んで構成されている。ＩＣカード１０は、基材（カード基材及びアンテナ基材）１１、アンテナコイル１２及びＩＣチップ（又はＩＣモジュール）１３を備えている。

　基材１１は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂フィルム等のフィルム基材を含んで構成されてもよい。但し、基材の材料は、カード等に加工可能なものであれば特に限定されるものではなく、一般的な、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥＴＧ、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等でもよい。基材１１の平面形状は、本図では長方形であるが、用途に応じて、例えば、正方形、円、楕円等、種々の形状に変形可能である。

　アンテナコイル１２は、例えば２ターンの渦巻き状に形成されている。但し、アンテナコイル１２のターン数は、適宜変更可能である。アンテナコイル１２は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）で形成されているが、銅（Ｃｕ）等、他の導電材で形成することも可能である。

　アンテナコイル１２は、Ｌ字形状のパターンを有している。このＬ字形状では、Ｌの文字の外枠に沿ってアンテナコイル１２が配置されている。Ｌ字形状のアンテナコイル１２では、窪みが存在する。このため、基材１１のアンテナコイル１２の外側に、アンテナコイル１２が存在しないスペース２０が設けられている。
　尚、ＩＣカード１０に図示する「ＡＢＣ」のマークは、ＩＣカード１０の配置方向を理解し易くするために、便宜的に記載したものである。

　ＩＣチップ１３は、アンテナコイル１２の両端に電気的にそれぞれ接続され、アンテナコイル１２を介して送受信される信号等を処理している。ＩＣチップ１３は、アンテナコイル１２の一部を跨ぐように配置されている。ＩＣチップ１３は、Ｌ字形状のパターンのアンテナコイル１２の角部からずれた位置に配置されている。

　ＩＣカードリーダ３０は、アンテナコイル３２と制御部３３と記憶部３４とを含んで構成されている。
　アンテナコイル３２は、リーダ基板３１上に配置されている。このアンテナコイル３２は、例えば、複数のコイルで形成され、縦横３×３の９つの領域Ｒ１～Ｒ９に配置されている。本図では、複数のコイルはそれぞれ分離して配置され、１つの領域Ｒ１～Ｒ９に１つのコイルがそれぞれ配置されている。各領域Ｒ１～Ｒ９のアンテナコイル３２は、領域Ｒ１～Ｒ３に示すように、渦巻き状のパターンをそれぞれ有している。尚、図では、簡略化しているが、領域Ｒ４～Ｒ９のアンテナコイル３２も、渦巻き状のパターンを有している。

　各領域Ｒ１～Ｒ９のアンテナコイル３２の巻き方向は、時計回り又は反時計回りになっている。また、各領域Ｒ１～Ｒ９のアンテナコイル３２の巻き方については、１層と２層以上等、種々変更可能である。

　制御部３３は、ＩＣカードリーダ３０全体を制御している。例えば、制御部３３は、各領域Ｒ１～Ｒ９のアンテナコイル３２をそれぞれ制御可能であり、アンテナコイル３２から電磁波を発生させている。制御部３３は、アンテナコイル１２からの電磁波により反応した領域Ｒ１～Ｒ９のアンテナコイル３２の位置情報を、記憶部３４に予め記憶された配置方向情報と比較し、ＩＣカード１０の配置方向を特定する。
　尚、制御部３３は、ＩＣカードリーダ３０に必ずしも備える必要はなく、ＰＣ側に搭載することも可能である。

　記憶部３４は、ＩＣカード１０の配置方向情報が記憶されている。例えば、記憶部３４には、図１に示すような、反応したアンテナコイル３２の領域がＲ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ７の場合、ＩＣカード１０は表の右向きであるという情報が記憶されている。
　尚、記憶部３４には、アンテナコイル１２からの電磁波により反応した領域Ｒ１～Ｒ９のアンテナコイル３２の位置情報が記憶されてもよい。また、記憶部３４は、ＩＣカードリーダ３０に必ずしも備える必要はなく、ＰＣ側に搭載することも可能である。この場合、上述する情報は、ＩＣカードリーダ３０ではなく、ＰＣ側で記憶されてもよい。

　このようなＩＣカード通信システム１００では、図１に示すように、ＩＣカードリーダ３０にＩＣカード１０が所定の向きで配置された場合、次のような処理が行われる。尚、図１の配置の場合、ＩＣカード１０は、ＩＣカードリーダ３０の６つの領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ８と重なる。

　まず、ＩＣカードリーダ３０の制御部３３により、アンテナコイル３２から電磁波が発生されている。この電磁波が、ＩＣカード１０内のアンテナコイル１２で受信される。これにより、ＩＣカード１０内のＩＣチップ１３が起動する。そして、ＩＣカード１０のアンテナコイル１２から信号が発信される。この際、ＩＣカードリーダ３０において、領域Ｒ１～Ｒ９のうち、アンテナコイル１２と重なる領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ７のアンテナコイル３２のみが反応する。ここで、制御部３３は、反応した領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ７の位置情報を、記憶部３４に予め記憶された配置方向情報と比較する。その結果、制御部３３は、ＩＣカード１０の配置方向を特定し、このＩＣカード１０の配置方向に基づいた処理を実行する。
　このようなＩＣカードリーダ３０において、全アンテナコイル３２で同時に通信すると、干渉する可能性が高いので、個別にスイッチングすることが望ましい。

　尚、本実施形態では、ＩＣカードリーダ３０は読み取り装置として説明しているが、これに限定されず、読み取りだけでなく、書き込みも可能なリーダライタ装置として機能させることも可能である。

　＜ＩＣカードの配置方向のパターン＞
　図３は、本発明の一実施形態に係るＩＣカード通信システムにおけるＩＣカードの配置方向のパターン図を示す。図３を用いて、本発明の一実施形態に係るＩＣカードの配置方向のパターンについて説明する。

　図３に示すように、ＩＣカードリーダ３０に対するＩＣカード１０の配置方向は、次のような８パターンがある。（ａ）ＩＣカード１０が表向きで、マーク（ＡＢＣ）が右側に位置する。（ｂ）ＩＣカード１０が表向きで、マークが上側に位置する。（ｃ）ＩＣカード１０が表向きで、マークが左側に位置する。（ｄ）ＩＣカード１０が表向きで、マークが下側に位置する。（ｅ）ＩＣカード１０が裏向きで、マークが右側に位置する。（ｆ）ＩＣカード１０が裏向きで、マークが上側に位置する。（ｇ）ＩＣカード１０が裏向きで、マークが左側に位置する。（ｈ）ＩＣカード１０が裏向きで、マークが下側に位置する。

　（ａ）の場合、ＩＣカードリーダ３０の領域Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ８のアンテナコイル３２が反応する。但し、（ａ）のパターンでは、ＩＣカード１０がＩＣカードリーダ３０の上側に寄って配置されることもあり、この場合は、領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ７のアンテナコイル３２が反応する。

　（ｂ）の場合、ＩＣカードリーダ３０の領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ６のアンテナコイル３２が反応する。但し、（ｂ）のパターンでは、ＩＣカード１０がＩＣカードリーダ３０の右側に寄って配置されることもあり、この場合は、領域Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ９のアンテナコイル３２が反応する。

　（ｃ）の場合、ＩＣカードリーダ３０の領域Ｒ３、Ｒ６、Ｒ８、Ｒ９のアンテナコイル３２が反応する。但し、（ｃ）のパターンでは、ＩＣカード１０がＩＣカードリーダ３０の上側に寄って配置されることもあり、この場合は、領域Ｒ２、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ８のアンテナコイル３２が反応する。

　（ｄ）の場合、ＩＣカードリーダ３０の領域Ｒ１、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６のアンテナコイル３２が反応する。但し、（ｄ）のパターンでは、ＩＣカード１０がＩＣカードリーダ３０の右側に寄って配置されることもあり、この場合は、領域Ｒ４、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９のアンテナコイル３２が反応する。

　（ｅ）の場合、ＩＣカードリーダ３０の領域Ｒ２、Ｒ３、Ｒ６、Ｒ９のアンテナコイル３２が反応する。但し、（ｅ）のパターンでは、ＩＣカード１０がＩＣカードリーダ３０の上側に寄って配置されることもあり、この場合は、領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５、Ｒ８のアンテナコイル３２が反応する。

　（ｆ）の場合、ＩＣカードリーダ３０の領域Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６のアンテナコイル３２が反応する。但し、（ｆ）のパターンでは、ＩＣカード１０がＩＣカードリーダ３０の右側に寄って配置されることもあり、この場合は、領域Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９のアンテナコイル３２が反応する。

　（ｇ）の場合、ＩＣカードリーダ３０の領域Ｒ２、Ｒ５、Ｒ８、Ｒ９のアンテナコイル３２が反応する。但し、（ｇ）のパターンでは、ＩＣカード１０がＩＣカードリーダ３０の上側に寄って配置されることもあり、この場合は、領域Ｒ１、Ｒ４、Ｒ７、Ｒ８のアンテナコイル３２が反応する。

　（ｈ）の場合、ＩＣカードリーダ３０の領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のアンテナコイル３２が反応する。但し、（ｈ）のパターンでは、ＩＣカード１０がＩＣカードリーダ３０の右側に寄って配置されることもあり、この場合は、領域Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７のアンテナコイル３２が反応する。

　このように、本実施形態のＩＣカード通信システム１００では、ＩＣカード１０をＩＣカードリーダ３０上に配置した場合、ＩＣカードリーダ３０の一部の領域のアンテナコイル３２が反応する。そして、ＩＣカードリーダ３０は、アンテナコイル３２の反応した領域の位置によって、ＩＣカード１０の配置方向を検知する。

　＜ＩＣカードのアンテナコイルのパターン＞
　図４乃至図１４は、本発明の一実施形態に係るＩＣカードのアンテナコイルの平面図を示す。図４乃至図１４を用いて、本発明の一実施形態に係るＩＣカードのアンテナコイルのパターンの例について説明する。尚、ＩＣカードのアンテナコイルのパターンは、以下に示すパターンに限定されず、適宜変更可能である。例えば、図４乃至図１４のパターンが適宜組み合わされてもよい。

　図４に示すように、アンテナコイル１２は、基材１１の片面上に配置され、２ターンの巻き数で、Ｌ字形状のパターンになっている。このＬ字形状のアンテナコイル１２は、ＩＣカードリーダ３０おけるアンテナコイル３２の４つの領域と重なるようになっている。具体的には、Ｌ字のＸ方向に突出する部分がアンテナコイル３２の２つの領域に重なり、Ｌ字のＹ方向の突出する部分がアンテナコイル３２の１つの領域に重なり、Ｌ字の折れ曲がる部分がアンテナコイル３２の１つの領域に重なるため、アンテナコイル１２はアンテナコイル３２の合計４つの領域に重なる。

　アンテナコイル１２のパターン形状は、線対称でなく、かつ、点対称でない。つまり、アンテナコイル１２は、ＩＣカード１０の表裏、上下、左右を変えることで、８パターンの配置方向ができる（図３参照）。但し、本実施形態のアンテナコイル１２のパターン形状は、Ｌ字形状に限定されず、線対称でなく、かつ、点対称でないパターンであれば、Ｌ字形状以外に変更することも可能である。

　尚、図５に示すように、Ｌ字形状のアンテナコイル１２の角部分は、丸まっていてもよい。ここで、アンテナコイル１２の角部分の一部のみが丸まっていてもよい。

　また、図６に示すように、Ｌ字形状のアンテナコイル１２のスペース２０に、金属部２１を設けてもよい。金属部２１は、アンテナコイル１２の外側のスペース２０全体を埋めるように配置されている。但し、金属部２１は、スペース２０の一部のみに形成することも可能である。金属部２１は、フローティング状態のダミー層となっている。金属部２１は、例えば、アンテナコイル１２と同工程で形成することが可能である。このため、金属部２１は、アンテナコイル１２と同じ材料で同じ厚みで形成されている。但し、金属部２１は、アンテナコイル１２と異なる材料、異なる厚みで形成することも可能である。このようなＩＣカード１０に金属部２１を形成することで、静電気の影響を抑制（又は軽減）する効果が得られる。

　図７に示すように、アンテナコイル１２は、基材１１の両面上に配置され、３以上の複数ターンで、Ｌ字形状のパターンになっていてもよい。

　尚、図８に示すように、図５と同様、Ｌ字形状のアンテナコイル１２の角部分の少なくとも一部が、丸まっていてもよい。

　また、図９に示すように、図６と同様、Ｌ字形状のアンテナコイル１２のスペース２０に、金属部２１を設けてもよい。
　また、図１０に示すように、ＩＣチップ１３は、金属部２１が形成されたスペース２０側に引き出すことも可能である。例えば、ＩＣチップ１３は、スペース２０における金属部２１が形成されていない領域や、スペース２０における金属部２１が形成されている反対面上に配置されてもよい。この場合、ＩＣチップ１３に対する静電気の影響を抑制（又は軽減）する効果が得られる。

　上述した図４乃至図１０のアンテナコイル１２は、分断されずに一体的にＬ字パターンが形成されているが、これに限定されない。例えば、図１１乃至図１３に示すように、４つに分断されたアンテナコイル１２Ａ～１２Ｄを電気的に接続し、全体としてＬ字形状になるように配置してもよい。

　図１１と図１２及び図１３とは、ＩＣチップ１３の取り付け位置が異なる。図１１の場合、ＩＣチップ１３は、スペース２０側のＩＣカード１０の端に引き出されている。一方、図１２及び図１３の場合、ＩＣチップ１３は、アンテナコイル１２Ｄの内側に配置されている。

　図１２と図１１及び図１３とは、アンテナコイル１２の最外形の取り回しが異なる。図１２の場合、最外形のアンテナコイル１２はＬ字形状に沿って配置されている。一方、図１１及び図１３の場合、最外形のアンテナコイル１２はＩＣカード１０の長方形状に沿って配置されている。

　上述した図４乃至図１３のアンテナコイル１２は、アンテナコイル３２の４つの領域に重なるようなＬ字パターンとなっているが、これに限定されない。例えば、図１４に示すようなＬ字形状に変形してもよい。つまり、このＬ字形状では、アンテナコイル１２のＹ方向に突出する部分が太くなっており、アンテナコイル３２の５つの領域に重なるようになる。このため、図１４のスペース２０は、図４乃至図１３のスペース２０よりも小さくなっている。

　＜ＩＣカードのＩＣチップ周辺部の構造＞
　図１５は、本発明の一実施形態に係るＩＣカードのＩＣチップ周辺の拡大図を示す。図１５を用いて、本発明の一実施形態に係るＩＣチップ周辺の構造について説明する。本図は、図４等に示す片面アンテナの２ターン巻きのアンテナコイルの例である。尚、図１５では、ＩＣチップの周辺の異方性導電接合材は省略している。

　図１５に示すように、アンテナコイル１２は、アンテナコイル１２の両端部分にそれぞれ位置する内周端部（第１端部）１２ａ及び外周端部（第２端部）１２ｂを有している。また、アンテナコイル１２は、内周端部１２ａ及び外周端部１２ｂ間の隙間に延在する中間部１２ｃを有している。このため、渦巻き状のアンテナコイル１２は、交差しないようにパターン化されている。アンテナコイル１２の巻き数が２の場合、内周端部１２ａ及び外周端部１２ｂ間の隙間を通る中間部１２ｃは１本であるが、内周端部１２ａ及び外周端部１２ｂ間の隙間を通る本数は、アンテナコイル１２の巻き数に応じて変化する。

　アンテナコイル１２の内周端部１２ａ及び外周端部１２ｂは、Ｙ方向に延在し、アンテナコイル１２の中間部１２ｃは、Ｘ方向に延在している。従って、中間部１２ｃは、内周端部１２ａ及び外周端部１２ｂと異なる方向（例えば、垂直方向）に延在している。

　アンテナコイル１２の中間部１２ｃの線幅は、アンテナコイル１２の他の部分（内周端部１２ａ及び外周端部１２ｂ等）の線幅よりも細くなっている。アンテナコイル１２において、中間部１２ｃ以外の線幅はほぼ同じであるが、中間部１２ｃ以外に細い部分があってもよく、アンテナコイル１２は、少なくとも一部（中間部１２ｃ）の幅が狭められていればよい。

　ＩＣチップ１３は、アンテナコイル１２の内周端部１２ａ及び外周端部１２ｂの端、アンテナコイル１２の中間部１２ｃの上方に配置されている。そして、ＩＣチップ１３は、アンテナコイル１２の中間部１２ｃをＹ方向に跨ぎ、アンテナコイル１２の内周端部１２ａ及び外周端部１２ｂにそれぞれ接続されている。

　図１６は、図１５のＸＶＩ－ＸＶＩ線に沿った断面図を示す。図１６を用いて、本発明の一実施形態に係るＩＣ実装部の断面構造について説明する。尚、ＩＣカードは、インレイ（ＰＥＴ、アンテナ、ＩＣ）と表層材料を有するが、本図では一部省略している。
　図１６に示すように、本実施形態のＩＣカード１０では、基材１１の片面上にアンテナコイル１２が配置され、このアンテナコイル１２の中間部１２ｃを跨ぐようにＩＣチップ１３が配置されている。ＩＣチップ１３は、バンプ１４を介してアンテナコイル１２の内周端部１２ａ及び外周端部１２ｂに電気的に接続されている。ＩＣチップ１３の周辺は、異方性導電接合材１５で覆われている。
　尚、異方性導電接合材１５は、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Anisotropic Conductive Paste）や異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）等が含まれる。図１６は、異方性導電接合材１５がＡＣＰの場合を示している。

　このような本実施形態のＩＣカード１０は、例えば、次のようなサイズになっている。アンテナコイル１２の線幅は１ｍｍであり、厚みは１０μｍである。但し、アンテナコイル１２の中間部１２ｃの線幅は、６０μｍである。ＩＣチップ１３の大きさは０．５ｍｍ×０．５ｍｍであり、厚みは１２０μｍである。バンプ１４の高さは、１８μｍである。

　従って、アンテナコイル１２の中間部１２ｃの線幅は、ＩＣチップ１３の一辺の長さより小さく、ＩＣチップ１３の一辺の長さは、アンテナコイル１２の内周端部１２ａ及び外周端部１２ｂの線幅よりも小さくなっている。また、アンテナコイル１２の厚みは、ＩＣチップ１３の厚みより薄くなっている。
　尚、上述した種々のサイズは、適宜変更可能である。例えば、アンテナコイル１２の内周端部１２ａ及び外周端部１２ｂの線幅は、ＩＣチップ１３の一辺の長さより小さくなってもよい。

　＜ＩＣカードリーダのアンテナコイル＞
　図１７は、本発明の一実施形態に係るＩＣカードリーダのアンテナコイルの模式図を示す。図１８は、図１７のＩＣカードリーダを用いた場合のＩＣカードの配置方向のパターン図を示す。図１７及び図１８を用いて、本発明の一実施形態に係るＩＣカードリーダのアンテナコイルについて説明する。

　図１７に示すように、ＩＣカードリーダ３０では、６つのアンテナコイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆが用いられている。ＩＣカードリーダ３０は、アンテナコイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆが順に起動するように制御することが可能である。
　アンテナコイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃは、リーダ基板３１をＹ方向に延在する。アンテナコイル３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆは、リーダ基板３１をＸ方向に延在する。このように、アンテナコイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆは、格子状に配置されている。
　尚、アンテナコイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆは、図では簡略化されているが、各コイルが複数ターンの渦巻き状に形成されている。

　このようなＩＣカードリーダ３０にＩＣカード１０を置いた場合、次のように、ＩＣカード１０の配置方向が検知される。例えば、領域Ｒ１にアンテナコイル１２が存在する場合、アンテナコイル３２Ａ及び３２Ｄが反応する。領域Ｒ２にアンテナコイル１２が存在する場合、アンテナコイル３２Ａ及び３２Ｅが反応する。領域Ｒ３にアンテナコイル１２が存在する場合はアンテナコイル３２Ａ及び３２Ｆが反応する。領域Ｒ４にアンテナコイル１２が存在する場合、アンテナコイル３２Ｂ及び３２Ｄが反応する。領域Ｒ５にアンテナコイル１２が存在する場合、アンテナコイル３２Ｂ及び３２Ｅが反応する。領域Ｒ６にアンテナコイル１２が存在する場合はアンテナコイル３２Ｂ及び３２Ｆが反応する。領域Ｒ７にアンテナコイル１２が存在する場合、アンテナコイル３２Ｃ及び３２Ｄが反応する。領域Ｒ８にアンテナコイル１２が存在する場合、アンテナコイル３２Ｃ及び３２Ｅが反応する。領域Ｒ９にアンテナコイル１２が存在する場合はアンテナコイル３２Ｃ及び３２Ｆが反応する。

　従って、反応したアンテナコイル３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆの組み合わせによって、領域Ｒ１～Ｒ９の位置が特定される。これに基づいて、ＩＣカードリーダ３０では、図１８に示すような８つのパターンのいずれかであることが判断される。

　＜効果＞
　従来からトレーディングカードゲームでは、カードの向きに応じての技等が設定されており、１枚のカードで複数種類の遊びが可能となっている。しかし、現在のカードゲームにおいて、カードの向きに応じて複数種類の遊びが可能となっているのは、対面対戦のみであり、ネット対戦ができなかった。

　これに対し、本実施形態のＩＣカード通信システム１００において、ＩＣカード１０は、Ｌ字形状パターンのアンテナコイル１２を有し、ＩＣカードリーダ３０は、Ｌ字のアンテナコイル１２と一部が重なるように配置された複数のコイルからなるアンテナコイル３２を有している。
　これにより、ＩＣカード１０をＩＣカードリーダ３０上に配置した場合、アンテナコイル１２と重なって反応したアンテナコイル３２の一部の位置情報に基づいて、ＩＣカード１０の配置方向を特定することが可能である。このため、ＩＣカードリーダ３０に対してＩＣカード１０をどのような配置に置いても、ＩＣカード１０の配置方向を判断することができる。

　従って、例えば、本実施形態のＩＣカード及びＩＣカード通信システムをトレーディングカードゲームに用いた場合、リアル（対面）でのゲームが楽しめるほか、デジタル（オンライン）でも同じゲームを、同じルールで楽しむことができる。このため、対戦相手が近くにいない場合でも、オンライン上の対戦相手といつでもどこでもトレーディングカードゲームを楽しむことが可能となり、娯楽性が向上する。

　以上のように、本実施形態のＩＣカード１０及びＩＣカード通信システム１００によれば、ＩＣカード１０のアンテナコイル１２のパターン形状に基づいてＩＣカード１０の配置方向を検知可能とし、利便性を向上することができる。

　尚、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

　１０…ＩＣカード
　１１…基材
　１２、３２…アンテナコイル
　１３…ＩＣチップ
　１４…バンプ
　１５…異方性導電接合材
　２０…スペース
　２１…金属部
　３０…ＩＣカードリーダ
　３１…リーダ基板
　３３…制御部
　３４…記憶部
　１００…ＩＣカード通信システム
 

 

Claims (6)

1. 　基材と、
   　前記基材上に配置され、Ｌ字形状のパターンに形成されたアンテナコイルと、
   　前記アンテナコイルを介して無線通信処理を行い、前記アンテナコイルの両端部にそれぞれ接続されたＩＣチップと
   　を具備するＩＣカード。
2. 　前記基材上の前記アンテナコイルの外側のスペースに配置され、前記アンテナコイルと同じ材料で形成された金属部と
   　をさらに具備する請求項１に記載のＩＣカード。
3. 　前記ＩＣチップは、前記金属部が形成された前記スペース側に引き出されていることを特徴とする請求項２に記載のＩＣカード。
4. 　ＩＣカードとＩＣカードリーダとを用いたＩＣカード通信システムであって、
   　前記ＩＣカードは、
   　基材と、
   　前記基材上に配置され、Ｌ字形状のパターンに形成された第１アンテナコイルと、
   　前記第１アンテナコイルを介して無線通信処理を行い、前記第１アンテナコイルの両端部にそれぞれ接続されたＩＣチップと
   　を具備し、
   　前記ＩＣカードリーダは、
   　複数のコイルで形成され、前記ＩＣカードを前記ＩＣカードリーダ上に配置した場合に前記複数のコイルの一部が前記第１アンテナコイルと重なる第２アンテナコイルと、
   　前記第２アンテナコイルを制御する制御部と
   　を具備し、
   　前記ＩＣカードを前記ＩＣカードリーダ上に配置した場合、前記制御部は、前記第２アンテナコイルの前記複数のコイルの前記一部の位置情報に基づいて、前記ＩＣカードの配置方向を特定するＩＣカード通信システム。
5. 　前記第２アンテナコイルの前記複数のコイルは、それぞれ分離して配置されていることを特徴とする請求項４に記載のＩＣカード通信システム。
6. 　前記第２アンテナコイルの前記複数のコイルは、格子状に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のＩＣカード通信システム。

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