JPH10290186A - Ｉｃカードシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＣカード及びリーダ・ライタ装置におい
て、電力伝送用と情報通信用との２つのループアンテナ
を略同一平面内に配置しても、両ループアンテナ間の干
渉を抑制して効率的な電力伝送及び高品質な情報通信を
実現する。 【解決手段】 電力伝送用ループアンテナ２２を用いて
リーダ・ライタ装置１１から電力を受電するとともに、
情報通信用ループアンテナ２３を用いてリーダ・ライタ
装置１１との間で情報の通信を行うＩＣカード２１であ
って、電力伝送用ループアンテナ２２と情報通信用ルー
プアンテナ２３とを互いに平行且つずれた位置に重ねて
配置して、一方のループアンテナによって発生する磁束
φが他方のループアンテナに与える影響を相殺させた。
また、リーダ・ライタ装置１１においての同様な配置関
係で、電力伝送用ループアンテナ１４と情報通信用ルー
プアンテナ１５とを配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リーダ・ライタ装
置からＩＣカードに対して情報通信用ループアンテナと
電力伝送用ループアンテナとを用いて非接触方式で情報
の通信及び電力の送電を行うＩＣカードシステムに関
し、特に、これらのループアンテナ間で発生する電磁結
合を抑制する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】クレジットカード等と同様な大きさのカ
ード基板にマイクロコンピュータチップとメモリチップ
とを埋設して構成したＩＣカードは、金融、流通、交
通、医療等の種々な分野において実用化が図られてい
る。このようなＩＣカードを用いたＩＣカードシステム
では、リーダ・ライタ装置からＩＣカードに対して電力
を伝送供給し、リーダ・ライタ装置とＩＣカードとの間
で制御コードやデータ等といった情報を通信させてい
る。

【０００３】リーダ・ライタ装置とＩＣカードとの間の
電力伝送や情報通信では、端子同士を接触させて行う接
触方式の他に、電磁波を用いて行う非接触方式も採用さ
れている。非接触方式においても種々な態様が検討され
ているが、ＩＣカードの表面積を利用して薄型小型化や
電力伝送の効率化を容易に実現できる態様として、図９
や図１０に示すように、電力の伝送に用いる電力伝送用
ループアンテナ１と情報の通信に用いる情報通信用ルー
プアンテナ２とを略同一な平面内に配置する態様が検討
されている。すなわち、ＩＣカードとリーダ・ライタ装
置とにそれぞれ電力伝送用ループアンテナ１と情報通信
用ループアンテナ２とを間隔をもって略同一平面内に配
置して設け、リーダ・ライタ装置とＩＣカードとの間の
電力伝送は電力伝送用ループアンテナ１間の電磁結合で
行い、リーダ・ライタ装置とＩＣカードとの間の情報通
信は情報通信用ループアンテナ２間の電磁結合で行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
示したように電力伝送用ループアンテナ１と情報通信用
ループアンテナ２とを単純に重ねて配置した場合、及
び、図１０に示したように電力伝送用ループアンテナ１
と情報通信用ループアンテナ２とを重なり無く隣接して
配置した場合には、これら両者のループアンテナが相互
に干渉して、電力伝送の効率低下や情報通信の品質低下
が生じてしまうという問題があった。

【０００５】すなわち、リーダ・ライタ装置において
は、例えば、電力伝送用ループアンテナ１に高周波電流
ｉを流すことによって生ずる磁束φが自己の情報通信用
ループアンテナ２に干渉し、電力伝送用ループアンテナ
１から放出する磁界により送電する電力が自己の情報通
信用ループアンテナ２によって消費されてしまうばかり
か、この情報通信用ループアンテナ２での通信に誘導障
害を生じさせてしまう。また、ＩＣカードにおいても同
様に、例えば、リーダ・ライタ装置へ情報を送信するた
めに情報通信用ループアンテナ２から放出する磁界が自
己の電力伝送用ループアンテナ１に干渉し、情報通信に
用いるアンテナとしての効率が低下して通信品質が低下
してしまう。

【０００６】本発明は、上記従来の事情に鑑みなされた
もので、電力伝送用ループアンテナと情報通信用ループ
アンテナとを、両ループアンテナ間での干渉を抑制して
効率的な電力伝送及び高品質な情報通信を実現するよう
に配置したＩＣカードを提供することを目的とする。ま
た、本発明は、電力伝送用ループアンテナと情報通信用
ループアンテナとを、両ループアンテナ間での干渉を抑
制して効率的な電力伝送及び高品質な情報通信を実現す
るように配置したリーダ・ライタ装置を提供することを
目的とする。また、本発明は、このようなＩＣカードと
リーダ・ライタ装置を利用したＩＣカードシステムを提
供することを目的とする。

【０００７】また、本発明は、効率的な電力伝送及び高
品質な情報通信を実現しつつ、電力伝送用ループアンテ
ナと情報通信用ループアンテナとの配置に必要なスペー
スを縮小化し、ＩＣカードやリーダ・ライタ装置の小型
化や薄型化を実現するＩＣカードシステムを提供するこ
とを目的とする。また、本発明は、効率的な電力伝送及
び高品質な情報通信を実現させるための、電力伝送用ル
ープアンテナと情報通信用ループアンテナとの配置につ
いて、ＩＣカードにおいて好適な態様を提供することを
目的とする。また、本発明は、効率的な電力伝送及び高
品質な情報通信を実現させるための、電力伝送用ループ
アンテナと情報通信用ループアンテナとの配置につい
て、リーダ・ライタ装置において好適な態様を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るＩＣカードでは、リーダ・ライタ装置
から電力を受電する電力伝送用ループアンテナと、リー
ダ・ライタ装置との間で情報の通信を行う情報通信用ル
ープアンテナとを互いに非接触な状態で一部を重ねて配
置して、一方のループアンテナによって発生する磁束が
他方のループアンテナに与える影響を相殺させる。

【０００９】また、本発明に係るリーダ・ライタ装置で
は、ＩＣカードへ電力を送電する電力伝送用ループアン
テナと、ＩＣカードとの間で情報の通信を行う情報通信
用ループアンテナとを互いに非接触な状態で一部を重ね
て配置して、一方のループアンテナによって発生する磁
束が他方のループアンテナに与える影響を相殺させる。
また、本発明に係るＩＣカードシステムでは、上記した
構成のＩＣカードとリーダ・ライタ装置を用いて、リー
ダ・ライタ装置からＩＣカードに対して非接触方式によ
って情報の通信及び電力の送電を行う。

【００１０】ここで、電力伝送用ループアンテナと情報
通信用ループアンテナとは、その一部が重なり合うこと
により、一方のループアンテナで発生する磁束は他方の
ループアンテナに与える影響を相殺させる。すなわち、
一方のループアンテナによって発生する磁界の、他方の
ループアンテナ内を下から上へ貫く磁束量と、他方のル
ープアンテナ内を上から下へ貫く磁束量と、が打ち消し
あって相殺され、総じて他方のループアンテナが被る影
響が低減される。更に、本発明では、両ループアンテナ
の重なり具合を調整することにより、一方のループアン
テナによって発生する磁界の、他方のループアンテナ内
を下から上へ貫く磁束量と、他方のループアンテナ内を
上から下へ貫く磁束量と、を同量として完全に相殺させ
ることもでき、他方のループアンテナが被る影響を防止
することができる。

【００１１】本発明には、他方のループアンテナが被る
影響を完全に相殺させる態様のみならず、或る程度相殺
させて他方のループアンテナが被る影響を低減させる態
様も包含されており、後者の態様にあっても、例えば実
用上で問題とならない程度に電磁結合を低減することが
できる。また、本発明は、電力伝送用ループアンテナで
発生した磁界が情報通信用ループアンテナへ与える影響
を低減或いは解消する場合のみならず、情報通信用ルー
プアンテナで発生した磁界が電力伝送用ループアンテナ
へ与える影響を低減或いは解消する場合も含まれ、これ
ら両者の場合を共に実現する態様とすることができる。
なお、空間に非直線性透磁率をもつ強磁性体や非対称誘
電率をもつ媒体などが存在する場合等を除いて、一方の
ループアンテナで発生した磁界が他方のループアンテナ
へ与える影響を低減或いは解消するように、これら両ル
ープアンテナを一部を重ねて配置すれば、公知のように
相反定理によりこの逆も成り立って、他方のループアン
テナで発生した磁界が一方のループアンテナへ与える影
響も低減或いは解消される。

【００１２】本発明を、２つのループアンテナＡ、Ｂを
微少な間隔を隔てて一部を重ねて配置した状態を示す図
６、そのＸ−Ｘ矢視断面を示す図７、そのＹ−Ｙ矢視断
面を示す図８を参照して、更に詳しく説明する。ループ
アンテナＡに電流ｉが流されると、このループアンテナ
Ａには右ネジ方向への磁束が発生する。なお、図中に
は、他のループアンテナＢへ影響する方向を区別して示
すために、この磁束を便宜上からφ1とφ2として示して
あるが、これら磁束φ1、φ2はループアンテナＡで発生
する同一の磁束である。

【００１３】この磁束φ1、φ2は、ループアンテナＡの
ループ内では磁束密度が高く、ループアンテナＡのルー
プ外では外側へ離れるに従って磁束密度が低くなってい
る。また、この磁束φ1、φ2は、図７及び図８に示すよ
うに他方のループアンテナＢを貫通するが、図７に示す
ように他のループアンテナＢはループアンテナＡと一部
においてのみ重なっているため、磁束φ1については、
他のループアンテナＢのループ内を下から上へ貫くもの
と上から下へ貫くものとが生ずる。なお、磁束φ2側に
ついては、図８に示すように、ループアンテナＢはルー
プアンテナＡに完全に重なっているため、磁束φ2はル
ープアンテナＢのループ内を全て上から下へ貫くものと
なっている。

【００１４】このような状態において、図７に示す方向
では、ループアンテナＡに対してループアンテナＢの重
なっている部分の面積と重なっていない部分の面積との
差、及び、位置の相違による磁束密度の差によって、ル
ープアンテナＢのループ内を下から上へ貫く磁束量の方
が上から下へ貫く磁束量より多くなっている。一方、図
８に示す方向では、ループアンテナＢのループ内を上か
ら下へ貫く磁束のみであるので、この磁束φ2の量と上
記の磁束φ1の残差量とが完全に打ち消し合えば、ルー
プアンテナＡとループアンテナＢとの電磁結合が全くな
い状態となる。なお、相反定理により、ループアンテナ
Ｂに電流を流した場合にも同様なことが成り立つ。

【００１５】本発明では、最も好ましい態様として、上
記のように他方のループアンテナのループ内を下から上
へ貫く磁束量と上から下へ貫く磁束量とが完全に打ち消
し合うように、一方のループアンテナと他方のループア
ンテナとをその一部を重ねて配置する。また、本発明は
このように完全な打ち消し合いを生ずる配置関係に限定
されるものではなく、一方のループアンテナと他方のル
ープアンテナとをその一部を重ねて配置さえすれば、ル
ープ内を下から上へ貫く磁束量と上から下へ貫く磁束量
との打ち消し合い効果をその設定に応じた程度で得るこ
とができ、実用上で必要な範囲の効果を実現することが
できる。

【００１６】また、本発明では、好ましい態様の一例と
して、ＩＣカードとリーダ・ライタ装置との少なくとも
一方において、電力伝送用ループアンテナと情報通信用
ループアンテナとは互いに略平行な状態で間隔を隔てて
一部を重ねて配置される。上記の説明から明らかなよう
に、本発明では、両ループアンテナが平行でなくとも一
部を重ねることによって、一方のループアンテナによっ
て発生する磁束の、他方のループアンテナ内を下から上
へ貫く磁束量と、他方のループアンテナ内を上から下へ
貫く磁束量と、が一部でも打ち消しあって相殺されるよ
うにすればよい。このことからすれば、本発明では、両
ループアンテナの配置関係は種々な態様が可能である
が、ＩＣカードやリーダ・ライタ装置を薄型化するとい
う観点から、両ループアンテナを接近させた状態で互い
に略平行に配置（すなわち、略同一面内に位置するよう
に配置）するのが好ましい。

【００１７】また、本発明に係るＩＣカードでは、好ま
しい態様の一例として、電力伝送用ループアンテナと情
報通信用ループアンテナとがカード基板の表面側と裏面
側とに分離して設けられ、これらループアンテナが樹脂
等の絶縁材料から成るカード基板によって互いに平行な
状態で間隔を隔てて一部を重ねて配置される。これによ
って、カードの薄型化が図られるとともに、両ループア
ンテナが接触することなく配設される。

【００１８】また、本発明に係るリーダ・ライタ装置で
は、好ましい態様の一例として、比較的高電流が通じる
電力伝送用ループアンテナを情報通信用ループアンテナ
より装置の内部側に配置する。電力伝送用ループアンテ
ナや情報通信用ループアンテナは、アンテナとしての必
要性から一般的に装置の表面側位置に配設され、場合に
よっては装置の表面に露呈して配置される。しかしなが
ら、比較的高電流が通じる電力伝送用ループアンテナを
装置の表面に露呈させて配置する態様は、場合によって
は好ましくないので、電力伝送用ループアンテナは表面
部に露呈しないように情報通信用ループアンテナより装
置の内部側へ後退した位置に配置する。

【００１９】また、本発明に係るＩＣカードシステムで
は、電力伝送用の周波数と情報通信用の周波数とを異な
らせた２周波方式が実現され、電力伝送用ループアンテ
ナと情報通信用ループアンテナとには互いに異なる周波
数の電流が流される。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面を参照
して説明する。図１に示すように、本実施形態のＩＣカ
ードシステムは、金融、流通、交通、医療等のデータ処
理を行う情報端末装置１０に接続されたリーダ・ライタ
装置１１と、リーダ・ライタ装置１１との間で非接触方
式によって情報の通信及び電力の伝送を行うＩＣカード
２１と、を備えている。

【００２１】このシステムでは、後述するようにリーダ
・ライタ装置１１のループアンテナが配設されている部
位の上方（例えば、２０ｃｍ以内）にＩＣカード２１を
かざすことにより、リーダ・ライタ装置１１とＩＣカー
ド２１との間でループアンテナを用いた電力伝送及び情
報通信を行う。すなわち、ＩＣカード２１はリーダ・ラ
イタ装置１１から無線によって供給された電力で動作
し、ＩＣカード１１への制御コマンドや書き込みデータ
等といった情報がリーダ・ライタ装置１１からＩＣカー
ド２１へ無線によって通信されるとともに、ＩＣカード
からの読み出しデータ等といった情報がＩＣカード２１
からリーダ・ライタ装置１１へ無線によって通信され
る。

【００２２】図２に示すように、リーダ・ライタ装置１
１は、情報端末装置１０との間で情報の通信を行うイン
タフェース１２と、図外の外部電源から電力を受電する
電源回路１３と、ＩＣカード２１へ電力を送電する電力
伝送用ループアンテナ１４と、ＩＣカード２１との間で
情報の通信を行う情報通信用ループアンテナ１５と、こ
れら各手段１２〜１５を機能させて制御する制御送受信
部１６と、を備えている。

【００２３】制御送受信部１６は、一例として、制御プ
ログラムを格納したメモリと当該プログラムを実行する
ＣＰＵとを有したマイクロコンピュータ及び送受信回路
により構成されており、電源回路１３から受電した電力
を高周波電流に変換して電力伝送用ループアンテナ１４
から送電させ、また、情報端末装置１０からインタフェ
ース１２を介して受信した情報を無線通信に適した形に
変換して情報通信用ループアンテナ１５から送信させ、
また、情報通信用ループアンテナ１５で受信した情報を
復調してインタフェース１２を介して情報端末装置１０
へ送信させる等といった機能を有している。

【００２４】また、電力伝送用ループアンテナ１４と情
報通信用ループアンテナ１５とは、図３に示すように、
装置１１の表面に近い部分で、互いに平行で微少な間隔
を隔てた位置で一部を重ねて配置されており、電力伝送
用ループアンテナ１４に高周波電流ｉを流すことによっ
て発生する磁束φは情報通信用ループアンテナ１５に影
響を与えず、また相反定理により、情報通信用ループア
ンテナ１５に高周波電流を流すことによって発生する磁
束も電力伝送用ループアンテナ１４に影響を与えないよ
うになっている。なお、図３（ｂ）に示すように、電力
伝送用ループアンテナ１４は比較的大きなパワーの伝送
するために比較的大きな電流が流されることから、本例
では好ましい態様として、リーダ・ライタ装置１１の情
報通信用ループアンテナ１５より装置の奥側位置に配置
されている。

【００２５】すなわち、電力伝送用ループアンテナ１４
と情報通信用ループアンテナ１５とは、互いに接触しな
いように微少な隙間をもって略同一平面内にずれた位置
関係で配置されている。これによって、図３に示す例で
電力電送用ループアンテナ１４に高周波電流ｉを流した
場合には、電力伝送用ループアンテナ１４によって発生
する磁界φで情報通信用ループアンテナ１５内を下から
上へ貫く磁束量と上から下へ貫く磁束量とが同量となっ
て、磁束φが情報通信用ループアンテナ１５に与える影
響が相殺されている。なお、図３に示す例で情報通信用
ループアンテナ１５に高周波電流を流した場合には、相
反定理により、情報通信用ループアンテナ１５によって
発生する磁界で電力伝送用ループアンテナ１４内を下か
ら上へ貫く磁束量と上から下へ貫く磁束量とが同量とな
って、磁束が電力伝送用ループアンテナ１４に与える影
響が相殺されている。

【００２６】この作用を更に説明すると、上記した電力
伝送用ループアンテナ１４と情報通信用ループアンテナ
１５とのずれ位置関係は、図９及び図１０に示したルー
プアンテナ１とループアンテナ２との位置関係の中間と
なっている。すなわち、図９に示すようにループアンテ
ナ１とループアンテナ２とを完全に重ねて配置した場合
には、ループアンテナ１（本例では、電力伝送用ループ
アンテナ１４に該当）に高周波電流ｉを流すことによっ
て生ずる磁束φがループアンテナ２内を上から下へ貫く
状態となる。一方、図１０に示すようにループアンテナ
１に対してループアンテナ２を重なることなく隣接して
配置した場合には、ループアンテナ１に高周波電流ｉを
流すことによって生ずる磁束φがループアンテナ２内を
下から上へ貫く状態となる。

【００２７】したがって、図３に示すように、電力伝送
用ループアンテナ１４に対して情報通信用ループアンテ
ナ１５が例えばほぼ半分と言ったようにその一部で重な
るように、ループアンテナ１４に対してループアンテナ
１５をずらせて重ねた状態として、ループアンテナ１５
内を上から下へ貫く磁束量と下から上へ貫く磁束量とを
等しくさせており、これによって、両ループアンテナ１
４、１５間の電磁結合がない状態が実現される。本例の
電力伝送用ループアンテナ１４と情報通信用ループアン
テナ１５とはこの配置関係で配設されており、電力伝送
用ループアンテナ１４に高周波電流ｉを流すことによっ
て生ずる磁束φが情報通信用ループアンテナ１５に干渉
してしまうことが回避されて、送電する電力が情報通信
用ループアンテナ１５によって消費されてしまう事態が
防止されるとともに、情報通信用ループアンテナ１５で
の通信においても電力伝送用ループアンテナ１４への電
磁結合がない状態となっているので良好な通信が確保さ
れる。

【００２８】なお、本例では、ループアンテナ１５内を
上から下へ貫く磁束量と下から上へ貫く磁束量とが等し
くなるように両ループアンテナ１４、１５を互いに一部
を重ねて配置したが、本発明は特にこの態様に限定され
るものではなく、両ループアンテナ１４、１５間の電磁
結合を低減させるだけでもよい。すなわち、上から下へ
貫く磁束量と下から上へ貫く磁束量とを完全に相殺させ
ずとも、ループアンテナ１４に対してループアンテナ１
５を例えば１／４重ねる或いは３／５重ねると言ったよ
うに、両ループアンテナ１４、１５を少なくとのその一
部において互いに重ねて配置するだけで、ループアンテ
ナ１５内を上から下へ貫く磁束と下から上へ貫く磁束と
の或る程度の相殺を実現することができ、これによっ
て、両ループアンテナ１４、１５間の電磁結合を低減さ
せることができる。

【００２９】図４に示すように、ＩＣカード２１は、リ
ーダ・ライタ装置１１から送電された電力を受信する電
力伝送用ループアンテナ２２と、リーダ・ライタ装置１
１との間で情報の通信を行う情報通信用ループアンテナ
２３と、金融、流通、交通、医療等のデータを読み書き
自在に格納するメモリ２４と、これら各手段２２〜２４
を機能させて制御する制御送受信部２５と、を備えてい
る。

【００３０】制御送受信部２５は、一例として、制御プ
ログラムを格納したメモリと当該プログラムを実行する
ＣＰＵとを有したマイクロコンピュータ及び送受信回路
により構成されており、電力伝送用ループアンテナ２２
で受信した磁束の変化を電力に変換させ、また、メモリ
２４から読み出した情報を無線通信に適した形に変換し
て情報通信用ループアンテナ２３から送信させ、また、
情報通信用ループアンテナ２３で受信した情報を復調し
てメモリ２４に書き込ませる等といった機能を有してい
る。

【００３１】図５に示すように、これら電力伝送用ルー
プアンテナ２２と情報通信用ループアンテナ２３とは、
リーダ・ライタ装置１１の場合と同様に、互いに接触し
ないように微少な隙間をもって互いに平行且つずれた位
置に重ねて配置されており、情報通信用ループアンテナ
２３に高周波電流ｉが流れることによって発生する磁束
φが電力伝送用ループアンテナ２２内で相殺しあって、
情報通信用ループアンテナ２３が電力伝送用ループアン
テナ２２に結合してしまわないようになっている。

【００３２】すなわち、電力伝送用ループアンテナ２２
と情報通信用ループアンテナ２３とは、カード基板２１
の表面側と裏面側とに分離して埋設されており、プラス
チック等の絶縁材から成るカード基板２１が介在するこ
とによって、互いに接触しないように微少な隙間をもっ
て略同一平面内にずれた位置関係で配置されている。そ
して、情報通信用ループアンテナ２３によって発生する
磁束φで電力伝送用ループアンテナ２２内を下から上へ
貫く磁束量と上から下へ貫く磁束量とが同量となって、
情報通信用ループアンテナ２３が電力伝送用ループアン
テナ２２に電磁結合してしまうことが防止されている。

【００３３】このように、電力伝送用ループアンテナ２
２と情報通信用ループアンテナ２３とを互いに一部を重
ねて配置した状態では、磁束の相殺効果が生じて、情報
通信用ループアンテナ２３に高周波電流ｉが流れること
によって生ずる磁束φが電力伝送用ループアンテナ２２
に干渉してしまうことが回避されて、情報通信用ループ
アンテナ２３での通信エネルギーが電力伝送用ループア
ンテナ２２によって消費され通信品質が低下してしまう
事態が防止されている。なお、本例では、ループアンテ
ナ２２内を上から下へ貫く磁束量と下から上へ貫く磁束
量とが等しくなるように両ループアンテナ２２、２３を
互いに一部を重ねて配置したが、本発明は特にこの態様
に限定されるものではなく、上から下へ貫く磁束量と下
から上へ貫く磁束量とを完全に相殺させずとも、両ルー
プアンテナ２２、２３を少なくともその一部において互
いに重ねて配置するだけで、ループアンテナ２２内を上
から下へ貫く磁束と下から上へ貫く磁束との或る程度の
相殺を実現させて、これによって、両ループアンテナ２
２、２３間の電磁結合を低減させるようにしてもよい。

【００３４】なお、上記したＩＣカードシステムでは、
ＩＣカード２１とリーダ・ライタ装置１１とがそれぞれ
電力伝送用ループアンテナと情報通信用ループアンテナ
とを備えた構成としたが、ＩＣカードとリーダ・ライタ
装置とのいずれか一方を１つのアンテナによって電力伝
送と情報通信を行う形態とすることもできる。また、上
記したＩＣカード及びリーダ・ライタ装置では、電力伝
送用ループアンテナと情報通信用ループアンテナとを大
きさを異ならせて示したが、本発明では、例えば、電力
伝送用ループアンテナと情報通信用ループアンテナとを
ほぼ同じ大きさのループとして互いにほぼ半分ずつ重な
り合った構成としてもよい。

【００３５】また、上記したＩＣカードシステムでは、
一方のループアンテナに対して他方のループアンテナを
ほぼ半分重ねることにより磁束の影響を相殺させたが、
どの程度の重なり具合をもって設定するかは種々な設計
上の要因によって設定されるものであり、要は、できる
だけ電磁結合を少なくするためには、一方のループアン
テナによって発生する磁束で、他方のループアンテナ内
を下から上へ貫く磁束量と、他方のループアンテナ内を
上から下へ貫く磁束量と、がほぼ同量となる位置関係と
なればよい。なお、このような配置関係を検証する方法
としては、例えば、一方のループアンテナに電流を流
し、他方のループアンテナで電磁結合により生ずる電圧
を計測するようにすればよい。

【００３６】また、上記したＩＣカードシステムでは、
電力伝送用ループアンテナと情報通信用ループアンテナ
とを互いに平行に配置してこれらループアンテナの配置
スペースを薄くしたが、電磁結合を少なくすることを主
眼とすれば、電力伝送用ループアンテナと情報通信用ル
ープアンテナとは厳密に平行でなくとも３次元空間で重
なりをもった配置であればよく、要は、一方のループア
ンテナによって発生する磁界で、他方のループアンテナ
内を下から上へ貫く磁束量と、他方のループアンテナ内
を上から下へ貫く磁束量と、が相殺される配置関係であ
ればよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
ＩＣカード及びリーダ・ライタ装置において、電力伝送
用ループアンテナと情報通信用ループアンテナとの電磁
結合を防止或いは低減することができ、効率的な電力伝
送及び高品質な情報通信を実現することができる。ま
た、電力伝送用ループアンテナと情報通信用ループアン
テナとを略同一平面内に配置した場合に、両ループアン
テナ間の干渉を抑制して効率的な電力伝送及び高品質な
情報通信を実現することができる。したがって、２つの
ループアンテナを極めて接近させて、その配置面積を小
さく抑えることができ、ＩＣカードとリーダ・ライタ装
置を薄型にして小型にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係るＩＣカードシステ
ムを示す構成図である。

【図２】 本発明の一実施形態に係るリーダ・ライタ装
置の概略構成を示す図である。

【図３】 本発明の一実施形態に係るリーダ・ライタ装
置のアンテナ配置を示す図であり、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は側面図である。

【図４】 本発明の一実施形態に係るＩＣカードの概略
構成を示す図である。

【図５】 本発明の一実施形態に係るＩＣカードのアン
テナ配置を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側
面図である。

【図６】 本発明のアンテナ配置を説明する斜視図であ
る。

【図７】 図６中のＸ−Ｘ断面で磁束の状態を説明する
図である。

【図８】 図６中のＹ−Ｙ断面で磁束の状態を説明する
図である。

【図９】 アンテナ配置の比較例を示す図である。

【図１０】 アンテナ配置の比較例を示す図である。

【符号の説明】

１１・・・リーダ・ライタ装置、 １４、２２・・・電力伝送用ループアンテナ、 １５、２３・・・情報通信用ループアンテナ、 ２１・・・ＩＣカード、 φ、φ1、φ2・・・磁束、 ｉ・・・電流、 Ａ、Ｂ・・・ループアンテナ、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 充弘 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 (72)発明者 宮下 信一 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力伝送用ループアンテナを用いてリー
   ダ・ライタ装置から電力を受電するとともに、情報通信
   用ループアンテナを用いて前記リーダ・ライタ装置との
   間で情報の通信を行うＩＣカードであって、 前記電力伝送用ループアンテナと前記情報通信用ループ
   アンテナとを互いに非接触な状態で一部を重ねて配置
   し、一方のループアンテナによって発生する磁束が他方
   のループアンテナに与える影響を相殺させたことを特徴
   とするＩＣカード。
2. 【請求項２】 電力伝送用ループアンテナを用いてＩＣ
   カードへ電力を送電するとともに、情報通信用ループア
   ンテナを用いて前記ＩＣカードとの間で情報の通信を行
   うリーダ・ライタ装置であって、 前記電力伝送用ループアンテナと前記情報通信用ループ
   アンテナとを互いに非接触な状態で一部を重ねて配置
   し、一方のループアンテナによって発生する磁束が他方
   のループアンテナに与える影響を相殺させたことを特徴
   とするリーダ・ライタ装置。
3. 【請求項３】 リーダ・ライタ装置からＩＣカードに対
   して非接触方式によって情報の通信及び電力の送電を行
   うＩＣカードシステムにおいて、 前記リーダ・ライタ装置と前記ＩＣカードとの少なくと
   も一方において、電力の伝送に用いる電力伝送用ループ
   アンテナと情報の通信に用いる情報通信用ループアンテ
   ナとを互いに非接触な状態で一部を重ねて配置し、一方
   のループアンテナによって発生する磁束が他方のループ
   アンテナに与える影響を相殺させたことを特徴とするＩ
   Ｃカードシステム。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のＩＣカードシステムに
   おいて、 前記電力伝送用ループアンテナと前記情報通信用ループ
   アンテナとは相反定理により、双方のループアンテナに
   よって発生する磁束によって他方のループアンテナに与
   えられる影響が相殺されていることを特徴とするＩＣカ
   ードシステム。
5. 【請求項５】 請求項３又は請求項４に記載のＩＣカー
   ドシステムにおいて、 前記電力伝送用ループアンテナと前記情報通信用ループ
   アンテナとは互いに略平行な状態で間隔を隔てて一部を
   重ねて配置されていることを特徴とするＩＣカードシス
   テム。
6. 【請求項６】 請求項１に記載のＩＣカードにおいて、 前記電力伝送用ループアンテナと前記情報通信用ループ
   アンテナとはカード基板の表面側と裏面側とに分離して
   設けられ、これらループアンテナがカード基板によって
   互いに略平行な状態で間隔を隔てられて一部を重ねて配
   置されていることを特徴とするＩＣカード。
7. 【請求項７】 請求項２に記載のリーダ・ライタ装置に
   おいて、 前記電力伝送用ループアンテナは前記情報通信用ループ
   アンテナより装置の内部側の位置に設けられていること
   を特徴とするリーダ・ライタ装置。