JP2003332820A - Icカード用のブースタアンテナ - Google Patents
Icカード用のブースタアンテナInfo
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Abstract
伝達距離を得る。 【解決手段】 ICチップCPの外部アンテナとして作
動するブースタコイルL2 をカード基材CD上に形成
し、コイル幅Wa の3倍以上の有効幅W1 、W2 となる
ようにブースタコイルL2 を繰返し連続的に屈曲させ
る。ブースタコイルL2 は、別のICカードを重ねて
も、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。
Description
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。
Cチップとともにアンテナコイルが組み込まれている。
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。
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。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。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。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。
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。
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。
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長辺方向に繰返し屈曲させるこ
とをその要旨とする。
以上の有効幅となるようにカード基材の短辺方向に繰返
し屈曲させることができる。
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。
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。
デンサを付設してもよい。
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。
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。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。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。
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。
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。
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。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。
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。
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。
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。
形態を説明する。
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)。
の絶縁材料によって薄いカード状に形成されている。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。励磁コイルL1 は、ブースタコイルL
2 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。
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。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。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。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。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。
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。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。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。
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I
C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。このとき、アンテナAは、励磁
コイルL1 により励磁される。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。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。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。
は、カード基材CDに別のICカードのカード基材CD
a 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)。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。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。
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。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)。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)。
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)。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)。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。
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))。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))。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。
2 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。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。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))。
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。
Claims (7)
- 【請求項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。 - 【請求項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短辺方向に繰返
し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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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I
Cカード用のブースタアンテナ。 - 【請求項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。
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