JP4053875B2

JP4053875B2 - 非接触型情報記録媒体

Info

Publication number: JP4053875B2
Application number: JP2002378227A
Authority: JP
Inventors: 貢齋藤; 孝之林
Original assignee: Toppan Forms Co Ltd
Current assignee: Toppan Forms Co Ltd
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2022-12-26
Also published as: JP2004214709A

Description

【０００１】
【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
１１，１１１ＩＣ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

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。