JP4053875B2 - 非接触型情報記録媒体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能な非接触型情報記録媒体に関し、特に、電磁誘導方式によって非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能な非接触型情報記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、情報化社会の進展に伴って、情報をカードに記録し、該カードを用いた情報管理や決済等が行われている。また、商品等に貼付されるラベルやタグに情報を記録し、このラベルやタグを用いての商品等の管理も行われている。
【0003】
このようなカードやラベル、あるいはタグを用いた情報管理においては、カードやラベル、あるいはタグに対して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しを行うことが可能なICが搭載された非接触型ICカードや非接触型ICラベル、あるいは非接触型ICタグがその優れた利便性から急速な普及が進みつつある。
【0004】
非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能な非接触型ICカードや非接触型ICラベル、非接触型ICタグにおいては、交流磁界によるコイルの相互誘導を利用した電磁結合方式によるものや、2つのコイルの誘電磁束による誘起電力を利用した電磁誘導方式によるのものや、マイクロ波によってデータを送受信するマイクロ波方式によるものや、カードあるいはラベル側と外部に設けられた情報書込/読出側のアンテナ間をコンデンサ原理で帯電させて通信を行う静電結合方式によるものや、近赤外線光を高速で点滅させて光のエネルギー変調を用いた光方式によるもの等があるが、この中でも、2つのコイルの誘電磁束による誘起電力を利用した電磁誘導方式によるものは、透過性に優れ、データ伝送の信頼性が高いことから最も多く利用されている。
【0005】
電磁誘導方式による非接触型ICカードや非接触型ICラベル、非接触型ICタグにおいては、ベース基材上において、コイル状のアンテナが形成されるとともに、このアンテナを介して非接触情報にて情報の書き込み及び読み出しが可能なICチップがアンテナと接続された状態で搭載されており、このアンテナを介してICチップに電源が供給されるとともに、ICチップに書き込まれた情報が読み出されたりICチップに情報が書き込まれたりしている。
【0006】
図3は、従来の非接触型ICカードの構造の一例を示す図であり、(a)は内部構造を示す図、(b)は断面図である。
【0007】
本従来例における非接触型ICカードは図3に示すように、樹脂シート515上に、外部からの情報の書き込み及び読み出しが可能なICチップ511が搭載されるとともに、接点514を介してICチップ511と接続され、外部に設けられた情報書込/読出装置(不図示)からの電磁誘導によりICチップ511に電流を供給し、ICチップ511に対する情報の書き込み及び読み出しを非接触状態にて行うための導電性を有するコイル状のアンテナ512が形成されたインレット510が、コア材520a,520b及びオーバーシート530a,530bに挟まれるようにこれらが積層されて構成されている。
【0008】
上記のように構成された非接触型ICカードにおいては、外部に設けられた情報書込/読出装置に近接させることにより、情報書込/読出装置からの電磁誘導によりアンテナ512に電流が流れ、この電流がICチップ511に供給され、それにより、非接触状態において、情報書込/読出装置からICチップ511に情報が書き込まれたり、ICチップ511に書き込まれた情報が情報書込/読出装置にて読み出されたりする。
【0009】
ここで、上述したような電磁誘導方式による非接触型ICカードや、あるいは非接触型ICラベルや非接触型ICタグ等においては、式1に示すように、コイル状のアンテナ512のインダクタンス(L)と静電容量(C)と抵抗成分(R)とによって、アンテナ512における受信しやすさを示す先鋭度(Q)が決定することになる。
Q=(1/R)×(√C)×(1/√L)・・・(式1)
そこで、アンテナ512における抵抗成分(R)を可変となるように構成することにより、アンテナ512のインダクタンス成分を変えずに先鋭度(Q)を調整可能とする技術が考えられている。
【0010】
図4は、従来の非接触型ICカードの他の構成例を示す図である。
【0011】
本従来例における非接触型ICカードは図4に示すように、基板610上に、導電性を有するコイル状のアンテナ612が形成されるとともに、外部からの情報の書き込み及び読み出しが可能なICチップ611が接点614を介してアンテナ612と接続されて搭載されて構成されており、アンテナ612を介して非接触状態にてICチップ611に対する情報の書き込み及び読み出しが行われることになる。また、アンテナ612の一部には、アンテナ612の抵抗成分を調整するために、アンテナ612から分岐した調整用抵抗616が設けられている。この調整用抵抗616は、所定の長さのパターンが梯子状に並列に接続されて構成されており、任意の箇所を切断し、並列となるパターン数を変更することにより、アンテナ612の抵抗成分が調整されることになる(例えば、特許文献1参照。)。
【0012】
【特許文献1】
特開2001−10264号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図4に示したような非接触型ICカードにおいては、所定の長さのパターンが梯子状に並列に接続されて構成された調整用抵抗がアンテナから分岐するように設けられているのみであるため、アンテナの抵抗成分を調整するために調整用抵抗の任意の箇所を切断した場合であっても、アンテナの抵抗成分の変化量を大きくとることができず、それにより、先鋭度の調整幅を大きくとることができないという問題点がある。
【0014】
また、調整用抵抗がアンテナ612の内側に梯子状に設けられているため、アンテナ612の開口部の面積が狭くなり、それにより、アンテナ612のインダクタンス値や通信性能が低下してしまう虞れがある。
【0015】
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、アンテナのインダクタンス値や通信性能を低下させることなく、アンテナの先鋭度の調整幅を大きくとることができる非接触型情報記録媒体を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、
ベース基材上にコイル状のアンテナが形成されるとともに、前記アンテナを介して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なICチップが前記アンテナと接続されて前記ベース基材上に搭載されてなる非接触型情報記録媒体において、
前記アンテナは、その一部が他の領域とは異なる材質からなることを特徴とする。
【0020】
(作用)
上記のように構成された本発明においては、ベース基材上に搭載されたICチップに対して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しを行うためのコイル状のアンテナの一部が他の領域とは異なる材質から構成されているので、この異なる材質から構成されている部分の長さを変えることにより、アンテナ全体の抵抗成分が変化し、アンテナの先鋭度を調整することができる。
【0021】
このように、異なる材質からなる部分の長さによってアンテナ全体の抵抗成分を調整する構成としたため、アンテナ全体の抵抗成分の変化量の大きさが、その異なる材質によって決まることになり、この材質を、アンテナの他の領域の材質と比べて抵抗値が大きく異なるものとすれば、その長さによってアンテナ全体の抵抗成分の変化量を大きくとることができ、それにより、アンテナの先鋭度の調整幅を大きくとることができる。
【0022】
また、ベース基材上に搭載されたICチップに対して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しを行うためのコイル状のアンテナを、互いに異なる材質からなる少なくとも2つの経路を具備する並列回路を有するものとすれば、この並列回路の構成を変えることによって、アンテナ全体の抵抗成分が変わることになり、並列回路を構成する経路の材質を、互いに抵抗値が大きく異なるものとすれば、アンテナ全体の抵抗成分の変化量を大きくとることができ、それにより、アンテナの先鋭度の調整幅を大きくとることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0024】
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の非接触型情報記録媒体の第1の実施の形態となる非接触型ICカードの一例を示す図であり、(a)は内部構造を示す図、(b)は断面図である。
【0025】
本形態は図1に示すように、ベース基材である樹脂シート15上に、外部からの情報の書き込み及び読み出しが可能なICチップ11が搭載されるとともに、接点14を介してICチップ11と接続され、外部に設けられた情報書込/読出装置(不図示)からの電磁誘導によりICチップ11に電流を供給し、ICチップ11に対する情報の書き込み及び読み出しを非接触状態にて行うための導電性を有するコイル状のアンテナ12が形成されたインレット10が、コア材20a,20b及びオーバーシート30a,30bに挟まれるようにこれらが積層されて構成されている。また、アンテナ12においては、その一部が、他の領域とは材質が異なる副アンテナ部12aとなっている。アンテナ12の材質においては、副アンテナ部12aと他の領域とが互いに抵抗値が異なるような材質であって、例えば、副アンテナ部12aがAgからなり、他の領域がAlからなること等が考えられる。
【0026】
上記のように構成された非接触型ICカードにおいては、外部に設けられた情報書込/読出装置に近接させることにより、情報書込/読出装置からの電磁誘導によりアンテナ12に電流が流れ、この電流がICチップ11に供給され、それにより、非接触状態において、情報書込/読出装置からICチップ11に情報が書き込まれたり、ICチップ11に書き込まれた情報が情報書込/読出装置にて読み出されたりする。
【0027】
ここで、上述したような非接触型ICカードにおいては、上述したように、コイル状のアンテナ12のインダクタンス(L)と静電容量(C)と抵抗成分(R)とによって、アンテナ12における受信しやすさを示す先鋭度(Q)が決定することになるが、本形態においては、アンテナ12の一部が、他の領域とは異なる材質からなる副アンテナ部12aとなっているため、この副アンテナ部12aの抵抗値と他の領域の抵抗値とによってアンテナ12全体の抵抗成分が決まることになる。そのため、副アンテナ部12aの長さを調整することによって、アンテナ12全体の抵抗成分が変化し、それにより、アンテナ12の先鋭度を調整することが可能となる。
【0028】
アンテナ12の先鋭度を調整する場合においては、例えば、副アンテナ部12aを構成する材質を、アンテナ12の他の領域を構成する材質よりも抵抗値が高いものとした場合、副アンテナ部12aの長さを長くすれば、アンテナ12全体の抵抗成分が大きくなり、それにより、アンテナ12の先鋭度が減少し、また、副アンテナ部12aの長さを短くすれば、アンテナ12全体の抵抗成分が小さくなり、それにより、アンテナ12の先鋭度が増大する。
【0029】
このように、異なる材質からなる副アンテナ部12aを設け、この副アンテナ部12aの長さによってアンテナ12全体の抵抗成分を調整する構成としたため、アンテナ12全体の抵抗成分の変化量の大きさは副アンテナ部12aの材質によって決まることになり、副アンテナ部12aの材質を、アンテナ12の他の領域の材質と比べて抵抗値が大きく異なるものとすれば、アンテナ12全体の抵抗成分の変化量を大きくとることができ、それにより、アンテナ12の先鋭度の調整幅を大きくとることができる。
【0030】
なお、本形態においては、アンテナ12の一部を、その他の領域とは材質の異なる副アンテナ部12aとして構成したが、コイル状のアンテナ12の一部に副アンテナ部12aを重ね合わせるように形成することも考えられる。その場合、副アンテナ部12aが形成された領域においては、アンテナ12と副アンテナ部12aとが並列に接続された状態となる。
【0031】
(第2の実施の形態)
図2は、本発明の非接触型情報記録媒体の第2の実施の形態となる非接触型ICカードの他の例を示す図であり、(a)は内部構造を示す図、(b)は断面図である。
【0032】
本形態は図2に示すように、ベース基材である樹脂シート115上に、外部からの情報の書き込み及び読み出しが可能なICチップ111が搭載されるとともに、接点114を介してICチップ111と接続され、外部に設けられた情報書込/読出装置(不図示)からの電磁誘導によりICチップ111に電流を供給し、ICチップ111に対する情報の書き込み及び読み出しを非接触状態にて行うための導電性を有するコイル状のアンテナ112が形成されたインレット110が、コア材120a,120b及びオーバーシート130a,130bに挟まれるようにこれらが積層されて構成されている。また、アンテナ112においては、経路内に互いに経路長が異なる複数の並列回路部112a〜112eが互いに直列に接続されるように設けられており、並列回路部112a〜112eのそれぞれは、アンテナ112の他の領域と同じ材質からなる主アンテナ部116a〜116eと、主アンテナ部116a〜116eとは異なる材質からなる副アンテナ部117a〜117eとが互いに並列に接続されて構成されている。なお、アンテナ112の材質においては、副アンテナ部117a〜117eと他の領域とが互いに抵抗値が異なる材質であって、例えば、副アンテナ部117a〜117eがAgからなり、他の領域がAlからなること等が考えられる。
【0033】
上記のように構成された非接触型ICカードにおいては、外部に設けられた情報書込/読出装置に近接させることにより、情報書込/読出装置からの電磁誘導によりアンテナ112に電流が流れ、この電流がICチップ111に供給され、それにより、非接触状態において、情報書込/読出装置からICチップ111に情報が書き込まれたり、ICチップ111に書き込まれた情報が情報書込/読出装置にて読み出されたりする。
【0034】
ここで、上述したような非接触型ICカードにおいては、上述したように、コイル状のアンテナ112のインダクタンス(L)と静電容量(C)と抵抗成分(R)とによって、アンテナ112における受信しやすさを示す先鋭度(Q)が決定することになるが、本形態においては、アンテナ112の一部に、互いに異なる材質からなる経路を有する複数の並列回路部112a〜112eが直列に接続されるように設けられているため、この並列回路部112a〜112eの合成抵抗と他の領域の抵抗値とによってアンテナ112の抵抗成分が決まることになる。そのため、並列回路部112a〜112eの構成を変えることによって、アンテナ112全体の抵抗成分が変化し、それにより、アンテナ112の先鋭度を調整することが可能となる。
【0035】
並列回路部112a〜112eの構成は、並列回路部112a〜112eのそれぞれについて、主アンテナ部116a〜116eのみを切断することや、副アンテナ部117a〜117eのみを切断することや、主アンテナ部116a〜116e及び副アンテナ部117a〜117eのいずれも切断しないことによって変えることができる。例えば、副アンテナ117a〜117eを構成する材質を、アンテナ112の他の領域を構成する材質よりも抵抗値が高いものとした場合、主アンテナ116a〜116e及び副アンテナ117a〜117eのいずれも切断しない場合が並列回路部112a〜112eのそれぞれにおける抵抗値が最も低くなり、主アンテナ116a〜116eのみを切断した場合が並列回路部112a〜112eのそれぞれにおける抵抗値が最も高くなる。
【0036】
この作用を利用して、並列回路部112a〜112eのそれぞれについて、主アンテナ部116a〜116eのみを切断したり、副アンテナ部117a〜117eのみを切断したり、主アンテナ部116a〜116e及び副アンテナ部117a〜117eのいずれも切断しなかったりすることによって、アンテナ112全体の抵抗成分を調整し、所望の先鋭度を得ることができる。
【0037】
このように、アンテナ112の一部に、互いに異なる材質からなる経路を有する複数の並列回路部112a〜112eを直列に接続されるように設け、その並列回路部112a〜112eの構成を変えることによって、アンテナ112全体の抵抗成分を調整する構成としたため、アンテナ112全体の抵抗成分の変化量の大きさは、並列回路部112a〜112eの数、並びに副アンテナ部117a〜117eの材質及び長さによって決まることになり、副アンテナ部117a〜117eの材質を、アンテナ112の他の領域の材質と比べて抵抗値が大きく異なるものとすれば、アンテナ112全体の抵抗成分の変化量を大きくとることができ、それにより、アンテナ112の先鋭度の調整幅を大きくとることができる。
【0038】
なお、本形態においては、複数の並列回路部112a〜112eが設けられているが、互いに異なる材質からなる主アンテナ部と副アンテナ部とから構成される並列回路部が1つの場合でも、先鋭度を調整することは可能である。
【0039】
また、本形態においては、複数の並列回路部112a〜112eがそれぞれ、互いに異なる材質からなる主アンテナ部116a〜116eと副アンテナ部117a〜117eとの2つの経路から構成されているが、本発明はこれに限定されず、並列回路部112a〜112eのそれぞれが、互いに異なる材質からなる3つ以上の経路から構成されることも考えられる。この場合、経路それぞれの抵抗成分(R)の値によっては、より微妙な先鋭度の調整が可能となる。
【0040】
また、本形態においては、並列回路部112a〜112eを構成する主アンテナ部116a〜116と副アンテナ部117a〜117eとが互いに異なる材質から形成されているが、本発明はこれに限定されず、主アンテナ部116a〜116と副アンテナ部117a〜117eとが互いに同じ材質から形成されている場合であっても、その経路の幅や厚さを変えて断面積を互いに異ならせることにより、先鋭度の調整を行うことも考えられる。
【0041】
また、上述した2つの実施の形態においては、非接触型情報記録媒体として、非接触型ICカードを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、非接触型ICタグや非接触型ICラベル等も含まれることは言うまでもない。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては、ベース基材上にコイル状のアンテナが形成されるとともに、アンテナを介して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なICチップがアンテナと接続されてベース基材上に搭載されてなる非接触型情報記録媒体において、アンテナの一部が他の領域とは異なる材質から構成されているため、この部分の材質がアンテナの他の領域の材質と比べて抵抗値が大きく異なるものとすれば、その長さによってアンテナ全体の抵抗成分の変化量を大きくとることができ、それにより、アンテナのインダクタンス値や通信性能を低下させることなく、アンテナの先鋭度の調整幅を大きくとることができる。
【0043】
また、ベース基材上にコイル状のアンテナが形成されるとともに、アンテナを介して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なICチップがアンテナと接続されてベース基材上に搭載されてなる非接触型情報記録媒体において、アンテナが、互いに異なる材質からなる少なくとも2つの経路を具備する並列回路を有する構成としたものにおいては、並列回路を構成する経路の材質を、互いに抵抗値が大きく異なるものとすれば、アンテナ全体の抵抗成分の変化量を大きくとることができ、それにより、アンテナのインダクタンス値や通信性能を低下させることなく、アンテナの先鋭度の調整幅を大きくとることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の非接触型情報記録媒体の第1の実施の形態となる非接触型ICカードの一例を示す図であり、(a)は内部構造を示す図、(b)は断面図である。
【図2】本発明の非接触型情報記録媒体の第2の実施の形態となる非接触型ICカードの他の例を示す図であり、(a)は内部構造を示す図、(b)は断面図である。
【図3】従来の非接触型ICカードの構造の一例を示す図であり、(a)は内部構造を示す図、(b)は断面図である。
【図4】従来の非接触型ICカードの他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
10,110 インレット
11,111 ICチップ
12,112 アンテナ
12a,117a〜117e 副アンテナ部
14,114 接点
15,115 樹脂シート
20a,20b,120a,120b コア材
30a,30b,130a,130b オーバーシート
112a〜112e 並列回路部
116a〜116b 主アンテナ部
Claims (1)
- ベース基材上にコイル状のアンテナが形成されるとともに、前記アンテナを介して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なICチップが前記アンテナと接続されて前記ベース基材上に搭載されてなる非接触型情報記録媒体において、
前記アンテナは、その一部が他の領域とは異なる材質からなることを特徴とする非接触型情報記録媒体。
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