シールドシート、収納ケース、収納方法及びリーダライタ
【課題】 磁力線減衰板と磁力線遮蔽部を組み合わせたシールドシートを非接触型情報記録媒体用収納ケースに使用することにより、複数の非接触型情報記録媒体を重ねて使用することが可能な技術を提供する。
【解決手段】 このシールドシート１２は、銅又はアルミニュウム等の完全導体又は反磁性体からなるシールド材（磁力線減衰板）１３と、シールド材１３の表裏に夫々取り付けられるフェライトコア等の磁性材料からなるフェライト材（磁力線遮蔽部）１１、１４と、を備え、フェライト材１１、１４同士は少なくとも一部が重複しないように配置される。この実施形態では、シールド材１３の略半分に夫々フェライト材１１、１４を取り付け、それらが互いに重複しないようにしている。即ち、フェライト材１１の位置に対向する裏面にシールド材１３ｂがあり、フェライト材１４の位置に対向する裏面にシールド材１３ａがくるようにしている。
【解決手段】 このシールドシート１２は、銅又はアルミニュウム等の完全導体又は反磁性体からなるシールド材（磁力線減衰板）１３と、シールド材１３の表裏に夫々取り付けられるフェライトコア等の磁性材料からなるフェライト材（磁力線遮蔽部）１１、１４と、を備え、フェライト材１１、１４同士は少なくとも一部が重複しないように配置される。この実施形態では、シールド材１３の略半分に夫々フェライト材１１、１４を取り付け、それらが互いに重複しないようにしている。即ち、フェライト材１１の位置に対向する裏面にシールド材１３ｂがあり、フェライト材１４の位置に対向する裏面にシールド材１３ａがくるようにしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドシート、収納ケース、収納方法及びリーダライタに関し、さらに詳しくは、ＩＣカード等の非接触型情報記録媒体を複数枚重ねた状態で、各記録媒体に対する読み書きを正確に行うことを可能にする技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣカードと呼ばれる非接触型情報記録媒体が、市場に広く出回っている。ＩＣカードは、クレジットカード、銀行カード、ポイントカード等のカード状あるいはシート状の形状を備え、カード内にＩＣチップが組み込まれているものを総称した名称である。最近では、ＩＣカード対応の自動改札機の普及に伴い、一部の利用者においては複数のＩＣカードを定期入れやパスケース等に入れて所持している場面が増加している。例えば、ＩＣカードに対応した自動改札機の利用例として、関東圏ではSuicaを、関西圏ではICOCAを利用する人の場合、夫々の自動改札機を通過する際にその都度、ＩＣカードを定期入れやパスケースから取り出さなければならず煩わしかった。また誤って２枚のＩＣカードを重ねた状態で利用すれば、読取りエラー（または処理エラー）となってしまう。
これらの課題を解決するために特許文献１には、非接触ＩＣカードを入れるカードポケット部の片側に軟質磁性材料からなる磁力線遮蔽部を設けたり、あるいは、非接触ＩＣカードを入れる第１、第２のカードポケット部を、軟質磁性材料からなる磁力線遮蔽部の両側に配設し、第１、第２のカードポケット部のうちの一方のカードポケット部の外側には、完全導体または反磁性体からなる磁力線減衰部を設けることにより、ポケットを向ける面によりどの非接触ＩＣカードと交信するかを決定する技術について開示されている。
また特許文献２には、２枚の非接触式情報記録媒体を積層状に収納でき、かつ、その収納状態で非接触式情報記録媒体処理機のアンテナにかざされたときに、その非接触式情報記録媒体処理機との間でデータ授受を行うことのできる材質からなる収納部と、その収納部内で、かつ、積層状の前記非接触式情報記録媒体の間に設けられ、前記非接触式情報記録媒体処理機との間のデータ授受を阻止する材質からなる遮蔽板とからなり、２枚の非接触式情報記録媒体のうち交信が必要な非接触式情報記録媒体と選択的に交信する技術について開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２０１５１７号公報
【特許文献２】特開２００１−７６１０４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示されている従来技術は、磁力線遮蔽部をＩＣカード全面に設ける必要がある。一般に磁力線遮蔽部はフェライト等のコスト的に高価な部材を使用するため、部品単価が高くなるといった問題がある。
また特許文献２に開示されている従来技術は、特許文献１と同様にフェライトコアにより形成される遮蔽部をＩＣカード全面に設ける必要があるため、部品単価が高くなるといった問題がある。また、遮蔽部の材質を金属で構成することが開示されているが、この場合、金属による磁力線の減衰が発生して不都合が発生する虞がある。
本発明は、かかる課題に鑑み、磁力線減衰板と磁力線遮蔽部を組み合わせたシールドシートを非接触型情報記録媒体用収納ケースに使用することにより、複数の非接触型情報記録媒体を重ねて使用することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、完全導体又は反磁性体からなる磁力線減衰板と、該磁力線減衰板の表裏面に夫々取り付けられる磁性材料からなる磁力線遮蔽部と、を備え、前記各磁力線遮蔽部同士は少なくとも一部が重複しないように配置されることを特徴とする。
磁力線減衰板とは電磁誘導を遮断する働きがあるもので、例えば銅板やアルミニュウム等の完全導体又は反磁性体を指す。また磁力線遮蔽部とは磁力線が減衰しない材料でフェライトコア等の磁性材料を指す。本発明では磁力線減衰板の表裏に各磁力線遮蔽部同士が少なくとも一部が重複しないように配置される。
請求項２は、前記磁力線減衰板の表裏面に夫々磁力線遮蔽部用凹部を設け、各磁力線遮蔽部用凹部内に前記各磁力線遮蔽部を嵌合させたことを特徴とする。
平坦な磁力線減衰板の表裏に厚みのある磁力線遮蔽部を取り付けると、全体の厚みが厚くなると共に、表面に凹凸が生じてしまう。そこで本発明では、磁力線減衰板に磁力線遮蔽部が収まるような凹部を設けることにより、全体の厚みを薄くすると共に、表面を平らにするものである。
請求項３は、前記磁力線減衰板は、銅、若しくはアルミニュウムにより構成されていることを特徴とする。
磁力線は導体内を通過するときにジュール熱としてエネルギーが減衰する。その結果、磁力線が減衰する。従って、磁力線減衰板の材料としては反磁性材料である銅、若しくはアルミニュウムが好ましい。
請求項４は、前記磁力線遮蔽部はフェライトコアにより構成されていることを特徴とする。
磁力線は磁性材料内を通過するときはほとんど減衰しない。この原理を応用して磁束密度は小さいが、保磁力が大きいフェライトコアを磁力線遮蔽部として使用するには最適である。それによりフェライトコアにより磁力線が遮蔽される。
【０００５】
請求項５は、２枚の非接触型情報記録媒体を重ねて収納する収納ケースであって、請求項１乃至４の何れか一項に記載のシールドシートと、前記非接触型情報記録媒体を夫々１枚ずつ収納する２つの収納部と、を備え、前記２つの収納部は前記シールドシートにより分離されていることを特徴とする。
収納ケースに２枚の非接触型情報記録媒体を重ねて収納する場合、２枚の非接触型情報記録媒体の間に本発明のシールドシートを介在させ、一方から放射された磁力線が片面の非接触型情報記録媒体だけに到達するように構成する。
請求項６は、前記２枚の非接触型情報記録媒体を前記収納部に夫々個別に収納する場合、夫々の非接触型情報記録媒体の制御を司るＩＣチップ搭載部分が前記シールドシートに取り付けられた磁力線減衰板と対向するように、前記各非接触型情報記録媒体を収納することを特徴とする。
シールドシートによる非接触型情報記録媒体へのシールド効果は、非接触型情報記録媒体のシールド面積を一定とした場合、非接触型情報記録媒体のチップ搭載部周辺に施した場合がもっとも高いことが実験により判明した。逆に言えば、非接触型情報記録媒体のチップ搭載部にあたる場所の磁力線減衰板の両面に磁力線遮蔽部があると、シールド効果が低下するとも言える。
請求項７は、請求項６記載の収納方法により収納した２枚の非接触型情報記録媒体に対する情報の読み書きをリーダライタにより行う場合、前記２枚の非接触型情報記録媒体の何れか一方の面を前記リーダライタのアンテナ部に近接することにより、当該面に対する情報の読み書きが行われることを特徴とする。
本発明の収納ケースに本発明の収納方法により２枚の非接触型情報記録媒体を収納した場合、動作させる方の非接触型情報記録媒体をアンテナ部に近接する必要がある。これによりアンテナ部に近接した非接触型情報記録媒体とリーダライタとが交信し、反対側に収納された非接触型情報記録媒体とは交信しない。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明によれば、磁力線減衰板の表裏に各磁力線遮蔽部同士が少なくとも一部が対向し合わないように配置されるので、少ない部品で且つ磁力線遮蔽効果を高めたシールドシートを実現することができる。
また請求項２では、磁力線減衰板に磁力線遮蔽部が収まるような凹部を設けるので、シールドシート全体の厚みを薄くすると共に、表面を平らにすることができる。
また請求項３では、磁力線減衰板の材料としては反磁性材料である銅、若しくはアルミニュウムを使用するので、比較的安価で且つ磁力線の減衰効果を高めることができる。
また請求項４では、磁束密度は小さいが、保磁力が大きいフェライトコアを磁力線遮蔽部として使用するので、磁力線遮蔽効果を高め、且つその効果を長く持続することができる。
また請求項５では、２枚の非接触型情報記録媒体の間に本発明のシールドシートを介在させるので、同じ収納ケースに２枚の非接触型情報記録媒体を重ねて収納しても読み取りエラーをなくすことができる。
また請求項６では、ＩＣチップ搭載部分がシールドシートに取り付けられた磁力線遮蔽部と重ならないように、各非接触型情報記録媒体を収納するので、各非接触型情報記録媒体へのシールド効果を更に高めることができる。
また請求項７では、本発明の収納ケースに本発明の収納方法により２枚の非接触型情報記録媒体を収納した場合、動作させる方の非接触型情報記録媒体をアンテナ部に近接するので、明らかに使用する非接触型情報記録媒体の向きを間違えることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、一般的なＩＣカード用リーダライタの構成を示すブロック図である。このＩＣカード用リーダライタ（以下、単にリーダライタと呼ぶ）１００は、リーダライタ１００との間でデータの授受を行ってシステム全体を制御するＰＣ５０によって制御される。リーダライタ１００は、外部のＰＣ５０とのデータの通信プロトコルを司る送受信装置１と、リーダライタ１００全体の動作を制御する制御装置２と、制御装置２を動作させる手順を記録したファームウェアと読み取ったデータを格納するメモリ装置３と、制御装置２からのデータを搬送波に乗せて変調する変調器４と、操作コマンドを入力する入力装置５と、制御装置２により制御された情報を表示する表示装置６と、制御装置２からの交流信号である電力供給用信号と変調器４からの書き込みコマンドを電力増幅する電力増幅器７と、ループアンテナ９から受信した搬送波から２値化データに変換する検波復調器８と、図示しないＩＣカード（ＲＦタグ）との電力用搬送波とデータの授受をするループアンテナ９とを備えて構成されている。
図２は、ＩＣカードの構成を示すブロック図である。本実施形態のＩＣカード２００は、リーダライタ１００からの電力用搬送波によりデータの授受をするアンテナ２０と、書き込みコマンド読み出しコマンドを生成する送受信回路２１と、アンテナ２０からの電力用搬送波を受け、それを整流して直流電力に変換する電力生成回路２２と、制御用ファームウェアとデータの記憶を司るメモリ装置２３と、制御回路２６からの送信コマンドに搬送波を乗せて変調する変調器２４と、送受信回路２１からの搬送波データから２値化データに変換する検波器２５と、ＩＣカード２００の全体の動作を制御する制御回路２６から構成されている。
【０００８】
次に、図１と図２を併せて参照してそれぞれ単独の動作について説明する。リーダライタ１００は、図示しない電源が入れられると制御装置２のイニシャル動作後、メモリ装置３に記憶されたプログラムに従い動作を開始する。まず、初期化が行われる。次に、制御装置２は、ＩＣカード２００に供給する電力供給用信号と、ポーリング信号を交互に電力増幅器７から送信する。その信号は、ループアンテナ９から電磁波として外部に放射される。次に、ＩＣカード２００がリーダライタ１００に近接すると、アンテナ２０が電力供給用信号を受信し、電力生成回路２２によりその搬送波を整流して直流電力に変換して、ＩＣカード２００内の全ての回路に供給する。電力を供給されて制御回路２６が駆動すると、メモリ装置２３に格納されたプログラムに従って、制御を開始する。
次に、制御回路２６は、まず送受信回路２１からコマンドを検波器２５で復調して２値化信号に変換し、そのコマンドを解析する。その結果自分が呼び出されていることを認識すると、レスポンスを変調器２４により変調して送受信回路２１を介してアンテナ２０から送信する。このレスポンスをリーダライタ１００がループアンテナ９で受信して、検波復調器８で２値化コードに変換し、制御回路２により解析してＩＣカード２００が規格に合致したＩＣカードであると認識する。それにより、以後リーダライタ１００とＩＣカード２００の間でポーリングが行われる。
【０００９】
図３（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るシールドシートの構成を示す図である。このシールドシート１２は、銅又はアルミニュウム等の完全導体又は反磁性体からなるシールド材（磁力線減衰板）１３と、シールド材１３の表裏に夫々取り付けられるフェライトコア等の磁性材料からなるフェライト材（磁力線遮蔽部）１１、１４と、を備え、フェライト材１１、１４同士は少なくとも一部が重複しないように配置される。この実施形態では、シールド材１３の略半分に夫々フェライト材１１、１４を取り付け、それらが互いに対向しないようにしている。即ち、フェライト材１１の位置に対向する裏面にシールド材１３ｂがあり、フェライト材１４の位置に対向する裏面にシールド材１３ａがくるようにしている。
図３（ｂ）はパスケース（詳細は後述する）に収納した２枚のＩＣカードをＩＣカード読み取り部に近接した場合の動作を説明する図である。この実施形態では、パスケース（収納ケース）１５は２枚のＩＣカードＡ２００ａとＩＣカードＢ２００ｂを重ねて収納するパスケースであって、図３（ａ）で説明したシールドシート１２と、ＩＣカードＡ２００ａとＩＣカードＢ２００ｂを夫々１枚ずつ収納する２つの収納部１７、１８と、を備え、２つの収納部１７、１８はシールドシート１２により分離されている。このパスケースをリーダライタ１００のアンテナ９に近接すると、例えば図３（ｂ）の場合は、ＩＣカードＢ２００ｂがパスカード１２の収納部１８に収納されているので、アンテナ９から放射された磁力線１６によりＩＣカードＢ２００ｂに備えられたアンテナ２０によりリーダライタ１００と交信が可能となる。このときＩＣカードＡ２００ａはシールドシート１２により磁力線１６が遮断されてリーダライタ１００と交信が不可能となる（詳細は後述する）。
図３（ｃ）はパスケースを正面から見た図である。パスケース１５は正面に収納部１７、１８の口１７ａ、１８ａがあり、その境界に上下を分けるようにシールドシート１２により分離されている。この場合、パスケース１５の外壁は磁力線影響を与えない材質（例えば樹脂材等）により構成される。
【００１０】
図４（ａ）はＩＣカードのチップ搭載部のシールド方法を説明する図である。シールドシート１２によるＩＣカードへのシールド効果は、ＩＣカードのシールド材１３の面積を一定とした場合、ＩＣカードのチップ搭載部周辺に施した場合がもっとも高いことが実験により判明した。逆に言えば、ＩＣカード２００ａのチップ搭載部３０にあたる場所のシールド材１３ｂの両面にフェライト材があると、シールド効果が低下するとも言える。そこで本実施形態では、シールド材１３の両面の略半分にフェライト材１１とフェライト材１４を取り付け、ＩＣカードＡ２００ａのチップ搭載部３０がフェライト材１１とのみと重なるようにするため、フェライト材１１と重なるシールド材１３ｂにはフェライト材を取り付けないようにする。また同様にしてＩＣカードＢ２００ｂのチップ搭載部３１がフェライト材１４とのみと重なるようにするため、フェライト材１４と重なるシールド材１３ａにはフェライト材を取り付けないようにする。図４（ｂ）はシールドシート１２にＩＣカードＡ２００ａのチップ搭載部３０がフェライト材１１に重なるようにセットした場合の上面図である。従って、パスケース１５にＩＣカードＡ２００ａを収納する場合は、どの方向で重ねてもチップ搭載部の下はシールドされる。即ち、シールド効果が高いのは、図４（ｂ）においてチップ搭載部３０が右側にあるときである。
【００１１】
図５は本発明の第２の実施形態に係るシールドシートの構成を示す図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。図５（ａ）は第１の実施形態のシールドシートの構成であり、平坦なシールド材１３の表裏に厚みのあるフェライト材１１、１４を取り付けるため全体の厚みが厚くなると共に、両面に凹凸が生じてしまう。図５（ｂ）は本実施形態におけるシールドシートの構成である。本実施形態のシールドシートは、フェライト材１１、１４をシールド材１３の表裏の少なくとも一部が重複しない位置に取り付け、且つフェライト材１１、１４の表裏に夫々フェライト材用凹部（磁力線遮蔽部用凹部）１１ａ、１４ａを設け、各フェライト材用凹部１１ａ、１４ａ内にフェライト材１１、１４を嵌合させるものである。
図６は本発明のシールドシートにＩＣカードを重ねた場合の磁力線の動きを説明する模式図である。図６のようにＩＣカード２００の片面に磁束７０、７３の磁路を形成するフェライト材１１（１４）を配置することにより、ＩＣカード２００の直下にシールド材１３が存在していても、磁束７０、７３がフェライト材１１（１４）を磁路として利用してＩＣカード２００の図示しないループアンテナを横切るため、図示しないリーダライタとの交信を行うことができる。尚、図では磁束７４がシールド材１３により減衰されるが、フェライト材１１（１４）が磁束の通路となり金属の影響を無視することができる。
図７は図６の原理に基づいて本発明のシールドシートによる磁力線の動きを説明する模式図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。尚、説明を簡略化するために磁力線を２本として説明する。リーダライタのアンテナ９から放射した磁力線４０は、ＩＣカードＢ２００ｂの図示しないアンテナを横切ってフェライト材１４に到達する。フェライト材１４は磁性材料であるため、磁力線４０を減衰することなく矢印の方向に通過させる。仮にフェライト材１４から漏洩した磁力線が存在しても、シールド材１３が完全導体又は非磁性体から構成されているので、漏洩した磁力線は減衰してＩＣカード２００ａ側には殆ど到達しない。また、他の磁力線４１は、ＩＣカードＢ２００ｂの図示しないアンテナを横切って直接シールド材１３に到達する。シールド材１３は完全導体又は非磁性体から構成されているので、磁力線は減衰してフェライト材１１を矢印の方向に通過する。そして再びシールド材１３により減衰されてその表面から磁力線４２として放射されるが、磁力線４２はシールド材１３により大きく減衰して磁力線４０には殆ど影響を与えない。このときフェライト材１１は磁性材料であるため、磁力線４１を減衰することなく矢印の方向に通過させるため、ＩＣカード２００ａ側には殆ど到達しない。
前述したように、シールドシート１２によるＩＣカードへのシールド効果は、ＩＣカードのシールド材１３の面積を一定とした場合、ＩＣカードのチップ搭載部周辺に施した場合がもっとも高いことが実験により判明している。従って、ＩＣカード２００ａのチップ搭載部３０にあたる場所のシールド材１３ｂの両面にフェライト材があると、シールド効果が低下するので、本発明ではシールド材１３ｂにはフェライト材を設置しないようにしている。
【００１２】
以上の通り本発明によれば、シールド材１３の表裏に各フェライト材１１、１４同士が少なくとも一部が対向し合わないように配置されるので、少ない部品で且つ磁力線遮蔽効果を高めたシールドシート１２を実現することができる。
また、シールド材１３にフェライト材１１、１４が収まるような凹部１１ａ、１４ａを設けるので、シールドシート１２全体の厚みを薄くすると共に、表面を平らにすることができる。
また、シールド材１３の材料としては反磁性材料である銅、若しくはアルミニュウムを使用するので、比較的安価で且つ磁力線の減衰効果を高めることができる。
また、磁束密度は小さいが、保磁力が大きいフェライトコアを磁力線遮蔽部として使用するので、磁力線遮蔽効果を高め、且つ効果を長く持続することができる。
また、２枚のＩＣカード２００ａ、２００ｂの間に本発明のシールドシート１２を介在させるので、同じ収納ケースに２枚のＩＣカード２００ａ、２００ｂを重ねて収納しても読み取りエラーをなくすことができる。
また、ＩＣチップ搭載部３０、３１がシールドシート１２に取り付けられたフェライト材１１、１４と重ならないように、各ＩＣカード２００ａ、２００ｂを収納するので、各ＩＣカード２００ａ、２００ｂへのシールド効果を更に高めることができる。
また、本発明の収納ケース１５に本発明の収納方法により２枚のＩＣカード２００ａ、２００ｂを収納した場合、動作させる方のＩＣカードをアンテナ部９に近接するので、明らかに使用するＩＣカードの向きを間違えることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一般的なＩＣカード用リーダライタの構成を示すブロック図である。
【図２】ＩＣカードの構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るシールドシートの構成を示す図、（ｂ）はパスケースに収納した２枚のＩＣカードをＩＣカード読み取り部に近接した場合の動作を説明する図、（ｃ）はパスケースを正面から見た図である。
【図４】（ａ）はＩＣカードのチップ搭載部のシールド方法を説明する図、（ｂ）はシールドシート１２にＩＣカードＡ２００ａのチップ搭載部３０がフェライト材１１に重なるようにセットした場合の上面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係るシールドシートの構成を示す図である。
【図６】本発明のシールドシートにＩＣカードを重ねた場合の磁力線の動きを説明する模式図である。
【図７】図６の原理に基づいて本発明のシールドシートによる磁力線の動きを説明する模式図である。
【符号の説明】
【００１４】
９ アンテナ部、１１、１４ フェライト材、１２ シールドシート、１３ シールド材、１５ パスカード、１７、１８収納部、３０、３１ チップ搭載部、１００ リーダライタ、２００ ＩＣカード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドシート、収納ケース、収納方法及びリーダライタに関し、さらに詳しくは、ＩＣカード等の非接触型情報記録媒体を複数枚重ねた状態で、各記録媒体に対する読み書きを正確に行うことを可能にする技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣカードと呼ばれる非接触型情報記録媒体が、市場に広く出回っている。ＩＣカードは、クレジットカード、銀行カード、ポイントカード等のカード状あるいはシート状の形状を備え、カード内にＩＣチップが組み込まれているものを総称した名称である。最近では、ＩＣカード対応の自動改札機の普及に伴い、一部の利用者においては複数のＩＣカードを定期入れやパスケース等に入れて所持している場面が増加している。例えば、ＩＣカードに対応した自動改札機の利用例として、関東圏ではSuicaを、関西圏ではICOCAを利用する人の場合、夫々の自動改札機を通過する際にその都度、ＩＣカードを定期入れやパスケースから取り出さなければならず煩わしかった。また誤って２枚のＩＣカードを重ねた状態で利用すれば、読取りエラー（または処理エラー）となってしまう。
これらの課題を解決するために特許文献１には、非接触ＩＣカードを入れるカードポケット部の片側に軟質磁性材料からなる磁力線遮蔽部を設けたり、あるいは、非接触ＩＣカードを入れる第１、第２のカードポケット部を、軟質磁性材料からなる磁力線遮蔽部の両側に配設し、第１、第２のカードポケット部のうちの一方のカードポケット部の外側には、完全導体または反磁性体からなる磁力線減衰部を設けることにより、ポケットを向ける面によりどの非接触ＩＣカードと交信するかを決定する技術について開示されている。
また特許文献２には、２枚の非接触式情報記録媒体を積層状に収納でき、かつ、その収納状態で非接触式情報記録媒体処理機のアンテナにかざされたときに、その非接触式情報記録媒体処理機との間でデータ授受を行うことのできる材質からなる収納部と、その収納部内で、かつ、積層状の前記非接触式情報記録媒体の間に設けられ、前記非接触式情報記録媒体処理機との間のデータ授受を阻止する材質からなる遮蔽板とからなり、２枚の非接触式情報記録媒体のうち交信が必要な非接触式情報記録媒体と選択的に交信する技術について開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２０１５１７号公報
【特許文献２】特開２００１−７６１０４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示されている従来技術は、磁力線遮蔽部をＩＣカード全面に設ける必要がある。一般に磁力線遮蔽部はフェライト等のコスト的に高価な部材を使用するため、部品単価が高くなるといった問題がある。
また特許文献２に開示されている従来技術は、特許文献１と同様にフェライトコアにより形成される遮蔽部をＩＣカード全面に設ける必要があるため、部品単価が高くなるといった問題がある。また、遮蔽部の材質を金属で構成することが開示されているが、この場合、金属による磁力線の減衰が発生して不都合が発生する虞がある。
本発明は、かかる課題に鑑み、磁力線減衰板と磁力線遮蔽部を組み合わせたシールドシートを非接触型情報記録媒体用収納ケースに使用することにより、複数の非接触型情報記録媒体を重ねて使用することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、完全導体又は反磁性体からなる磁力線減衰板と、該磁力線減衰板の表裏面に夫々取り付けられる磁性材料からなる磁力線遮蔽部と、を備え、前記各磁力線遮蔽部同士は少なくとも一部が重複しないように配置されることを特徴とする。
磁力線減衰板とは電磁誘導を遮断する働きがあるもので、例えば銅板やアルミニュウム等の完全導体又は反磁性体を指す。また磁力線遮蔽部とは磁力線が減衰しない材料でフェライトコア等の磁性材料を指す。本発明では磁力線減衰板の表裏に各磁力線遮蔽部同士が少なくとも一部が重複しないように配置される。
請求項２は、前記磁力線減衰板の表裏面に夫々磁力線遮蔽部用凹部を設け、各磁力線遮蔽部用凹部内に前記各磁力線遮蔽部を嵌合させたことを特徴とする。
平坦な磁力線減衰板の表裏に厚みのある磁力線遮蔽部を取り付けると、全体の厚みが厚くなると共に、表面に凹凸が生じてしまう。そこで本発明では、磁力線減衰板に磁力線遮蔽部が収まるような凹部を設けることにより、全体の厚みを薄くすると共に、表面を平らにするものである。
請求項３は、前記磁力線減衰板は、銅、若しくはアルミニュウムにより構成されていることを特徴とする。
磁力線は導体内を通過するときにジュール熱としてエネルギーが減衰する。その結果、磁力線が減衰する。従って、磁力線減衰板の材料としては反磁性材料である銅、若しくはアルミニュウムが好ましい。
請求項４は、前記磁力線遮蔽部はフェライトコアにより構成されていることを特徴とする。
磁力線は磁性材料内を通過するときはほとんど減衰しない。この原理を応用して磁束密度は小さいが、保磁力が大きいフェライトコアを磁力線遮蔽部として使用するには最適である。それによりフェライトコアにより磁力線が遮蔽される。
【０００５】
請求項５は、２枚の非接触型情報記録媒体を重ねて収納する収納ケースであって、請求項１乃至４の何れか一項に記載のシールドシートと、前記非接触型情報記録媒体を夫々１枚ずつ収納する２つの収納部と、を備え、前記２つの収納部は前記シールドシートにより分離されていることを特徴とする。
収納ケースに２枚の非接触型情報記録媒体を重ねて収納する場合、２枚の非接触型情報記録媒体の間に本発明のシールドシートを介在させ、一方から放射された磁力線が片面の非接触型情報記録媒体だけに到達するように構成する。
請求項６は、前記２枚の非接触型情報記録媒体を前記収納部に夫々個別に収納する場合、夫々の非接触型情報記録媒体の制御を司るＩＣチップ搭載部分が前記シールドシートに取り付けられた磁力線減衰板と対向するように、前記各非接触型情報記録媒体を収納することを特徴とする。
シールドシートによる非接触型情報記録媒体へのシールド効果は、非接触型情報記録媒体のシールド面積を一定とした場合、非接触型情報記録媒体のチップ搭載部周辺に施した場合がもっとも高いことが実験により判明した。逆に言えば、非接触型情報記録媒体のチップ搭載部にあたる場所の磁力線減衰板の両面に磁力線遮蔽部があると、シールド効果が低下するとも言える。
請求項７は、請求項６記載の収納方法により収納した２枚の非接触型情報記録媒体に対する情報の読み書きをリーダライタにより行う場合、前記２枚の非接触型情報記録媒体の何れか一方の面を前記リーダライタのアンテナ部に近接することにより、当該面に対する情報の読み書きが行われることを特徴とする。
本発明の収納ケースに本発明の収納方法により２枚の非接触型情報記録媒体を収納した場合、動作させる方の非接触型情報記録媒体をアンテナ部に近接する必要がある。これによりアンテナ部に近接した非接触型情報記録媒体とリーダライタとが交信し、反対側に収納された非接触型情報記録媒体とは交信しない。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明によれば、磁力線減衰板の表裏に各磁力線遮蔽部同士が少なくとも一部が対向し合わないように配置されるので、少ない部品で且つ磁力線遮蔽効果を高めたシールドシートを実現することができる。
また請求項２では、磁力線減衰板に磁力線遮蔽部が収まるような凹部を設けるので、シールドシート全体の厚みを薄くすると共に、表面を平らにすることができる。
また請求項３では、磁力線減衰板の材料としては反磁性材料である銅、若しくはアルミニュウムを使用するので、比較的安価で且つ磁力線の減衰効果を高めることができる。
また請求項４では、磁束密度は小さいが、保磁力が大きいフェライトコアを磁力線遮蔽部として使用するので、磁力線遮蔽効果を高め、且つその効果を長く持続することができる。
また請求項５では、２枚の非接触型情報記録媒体の間に本発明のシールドシートを介在させるので、同じ収納ケースに２枚の非接触型情報記録媒体を重ねて収納しても読み取りエラーをなくすことができる。
また請求項６では、ＩＣチップ搭載部分がシールドシートに取り付けられた磁力線遮蔽部と重ならないように、各非接触型情報記録媒体を収納するので、各非接触型情報記録媒体へのシールド効果を更に高めることができる。
また請求項７では、本発明の収納ケースに本発明の収納方法により２枚の非接触型情報記録媒体を収納した場合、動作させる方の非接触型情報記録媒体をアンテナ部に近接するので、明らかに使用する非接触型情報記録媒体の向きを間違えることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、一般的なＩＣカード用リーダライタの構成を示すブロック図である。このＩＣカード用リーダライタ（以下、単にリーダライタと呼ぶ）１００は、リーダライタ１００との間でデータの授受を行ってシステム全体を制御するＰＣ５０によって制御される。リーダライタ１００は、外部のＰＣ５０とのデータの通信プロトコルを司る送受信装置１と、リーダライタ１００全体の動作を制御する制御装置２と、制御装置２を動作させる手順を記録したファームウェアと読み取ったデータを格納するメモリ装置３と、制御装置２からのデータを搬送波に乗せて変調する変調器４と、操作コマンドを入力する入力装置５と、制御装置２により制御された情報を表示する表示装置６と、制御装置２からの交流信号である電力供給用信号と変調器４からの書き込みコマンドを電力増幅する電力増幅器７と、ループアンテナ９から受信した搬送波から２値化データに変換する検波復調器８と、図示しないＩＣカード（ＲＦタグ）との電力用搬送波とデータの授受をするループアンテナ９とを備えて構成されている。
図２は、ＩＣカードの構成を示すブロック図である。本実施形態のＩＣカード２００は、リーダライタ１００からの電力用搬送波によりデータの授受をするアンテナ２０と、書き込みコマンド読み出しコマンドを生成する送受信回路２１と、アンテナ２０からの電力用搬送波を受け、それを整流して直流電力に変換する電力生成回路２２と、制御用ファームウェアとデータの記憶を司るメモリ装置２３と、制御回路２６からの送信コマンドに搬送波を乗せて変調する変調器２４と、送受信回路２１からの搬送波データから２値化データに変換する検波器２５と、ＩＣカード２００の全体の動作を制御する制御回路２６から構成されている。
【０００８】
次に、図１と図２を併せて参照してそれぞれ単独の動作について説明する。リーダライタ１００は、図示しない電源が入れられると制御装置２のイニシャル動作後、メモリ装置３に記憶されたプログラムに従い動作を開始する。まず、初期化が行われる。次に、制御装置２は、ＩＣカード２００に供給する電力供給用信号と、ポーリング信号を交互に電力増幅器７から送信する。その信号は、ループアンテナ９から電磁波として外部に放射される。次に、ＩＣカード２００がリーダライタ１００に近接すると、アンテナ２０が電力供給用信号を受信し、電力生成回路２２によりその搬送波を整流して直流電力に変換して、ＩＣカード２００内の全ての回路に供給する。電力を供給されて制御回路２６が駆動すると、メモリ装置２３に格納されたプログラムに従って、制御を開始する。
次に、制御回路２６は、まず送受信回路２１からコマンドを検波器２５で復調して２値化信号に変換し、そのコマンドを解析する。その結果自分が呼び出されていることを認識すると、レスポンスを変調器２４により変調して送受信回路２１を介してアンテナ２０から送信する。このレスポンスをリーダライタ１００がループアンテナ９で受信して、検波復調器８で２値化コードに変換し、制御回路２により解析してＩＣカード２００が規格に合致したＩＣカードであると認識する。それにより、以後リーダライタ１００とＩＣカード２００の間でポーリングが行われる。
【０００９】
図３（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るシールドシートの構成を示す図である。このシールドシート１２は、銅又はアルミニュウム等の完全導体又は反磁性体からなるシールド材（磁力線減衰板）１３と、シールド材１３の表裏に夫々取り付けられるフェライトコア等の磁性材料からなるフェライト材（磁力線遮蔽部）１１、１４と、を備え、フェライト材１１、１４同士は少なくとも一部が重複しないように配置される。この実施形態では、シールド材１３の略半分に夫々フェライト材１１、１４を取り付け、それらが互いに対向しないようにしている。即ち、フェライト材１１の位置に対向する裏面にシールド材１３ｂがあり、フェライト材１４の位置に対向する裏面にシールド材１３ａがくるようにしている。
図３（ｂ）はパスケース（詳細は後述する）に収納した２枚のＩＣカードをＩＣカード読み取り部に近接した場合の動作を説明する図である。この実施形態では、パスケース（収納ケース）１５は２枚のＩＣカードＡ２００ａとＩＣカードＢ２００ｂを重ねて収納するパスケースであって、図３（ａ）で説明したシールドシート１２と、ＩＣカードＡ２００ａとＩＣカードＢ２００ｂを夫々１枚ずつ収納する２つの収納部１７、１８と、を備え、２つの収納部１７、１８はシールドシート１２により分離されている。このパスケースをリーダライタ１００のアンテナ９に近接すると、例えば図３（ｂ）の場合は、ＩＣカードＢ２００ｂがパスカード１２の収納部１８に収納されているので、アンテナ９から放射された磁力線１６によりＩＣカードＢ２００ｂに備えられたアンテナ２０によりリーダライタ１００と交信が可能となる。このときＩＣカードＡ２００ａはシールドシート１２により磁力線１６が遮断されてリーダライタ１００と交信が不可能となる（詳細は後述する）。
図３（ｃ）はパスケースを正面から見た図である。パスケース１５は正面に収納部１７、１８の口１７ａ、１８ａがあり、その境界に上下を分けるようにシールドシート１２により分離されている。この場合、パスケース１５の外壁は磁力線影響を与えない材質（例えば樹脂材等）により構成される。
【００１０】
図４（ａ）はＩＣカードのチップ搭載部のシールド方法を説明する図である。シールドシート１２によるＩＣカードへのシールド効果は、ＩＣカードのシールド材１３の面積を一定とした場合、ＩＣカードのチップ搭載部周辺に施した場合がもっとも高いことが実験により判明した。逆に言えば、ＩＣカード２００ａのチップ搭載部３０にあたる場所のシールド材１３ｂの両面にフェライト材があると、シールド効果が低下するとも言える。そこで本実施形態では、シールド材１３の両面の略半分にフェライト材１１とフェライト材１４を取り付け、ＩＣカードＡ２００ａのチップ搭載部３０がフェライト材１１とのみと重なるようにするため、フェライト材１１と重なるシールド材１３ｂにはフェライト材を取り付けないようにする。また同様にしてＩＣカードＢ２００ｂのチップ搭載部３１がフェライト材１４とのみと重なるようにするため、フェライト材１４と重なるシールド材１３ａにはフェライト材を取り付けないようにする。図４（ｂ）はシールドシート１２にＩＣカードＡ２００ａのチップ搭載部３０がフェライト材１１に重なるようにセットした場合の上面図である。従って、パスケース１５にＩＣカードＡ２００ａを収納する場合は、どの方向で重ねてもチップ搭載部の下はシールドされる。即ち、シールド効果が高いのは、図４（ｂ）においてチップ搭載部３０が右側にあるときである。
【００１１】
図５は本発明の第２の実施形態に係るシールドシートの構成を示す図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。図５（ａ）は第１の実施形態のシールドシートの構成であり、平坦なシールド材１３の表裏に厚みのあるフェライト材１１、１４を取り付けるため全体の厚みが厚くなると共に、両面に凹凸が生じてしまう。図５（ｂ）は本実施形態におけるシールドシートの構成である。本実施形態のシールドシートは、フェライト材１１、１４をシールド材１３の表裏の少なくとも一部が重複しない位置に取り付け、且つフェライト材１１、１４の表裏に夫々フェライト材用凹部（磁力線遮蔽部用凹部）１１ａ、１４ａを設け、各フェライト材用凹部１１ａ、１４ａ内にフェライト材１１、１４を嵌合させるものである。
図６は本発明のシールドシートにＩＣカードを重ねた場合の磁力線の動きを説明する模式図である。図６のようにＩＣカード２００の片面に磁束７０、７３の磁路を形成するフェライト材１１（１４）を配置することにより、ＩＣカード２００の直下にシールド材１３が存在していても、磁束７０、７３がフェライト材１１（１４）を磁路として利用してＩＣカード２００の図示しないループアンテナを横切るため、図示しないリーダライタとの交信を行うことができる。尚、図では磁束７４がシールド材１３により減衰されるが、フェライト材１１（１４）が磁束の通路となり金属の影響を無視することができる。
図７は図６の原理に基づいて本発明のシールドシートによる磁力線の動きを説明する模式図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。尚、説明を簡略化するために磁力線を２本として説明する。リーダライタのアンテナ９から放射した磁力線４０は、ＩＣカードＢ２００ｂの図示しないアンテナを横切ってフェライト材１４に到達する。フェライト材１４は磁性材料であるため、磁力線４０を減衰することなく矢印の方向に通過させる。仮にフェライト材１４から漏洩した磁力線が存在しても、シールド材１３が完全導体又は非磁性体から構成されているので、漏洩した磁力線は減衰してＩＣカード２００ａ側には殆ど到達しない。また、他の磁力線４１は、ＩＣカードＢ２００ｂの図示しないアンテナを横切って直接シールド材１３に到達する。シールド材１３は完全導体又は非磁性体から構成されているので、磁力線は減衰してフェライト材１１を矢印の方向に通過する。そして再びシールド材１３により減衰されてその表面から磁力線４２として放射されるが、磁力線４２はシールド材１３により大きく減衰して磁力線４０には殆ど影響を与えない。このときフェライト材１１は磁性材料であるため、磁力線４１を減衰することなく矢印の方向に通過させるため、ＩＣカード２００ａ側には殆ど到達しない。
前述したように、シールドシート１２によるＩＣカードへのシールド効果は、ＩＣカードのシールド材１３の面積を一定とした場合、ＩＣカードのチップ搭載部周辺に施した場合がもっとも高いことが実験により判明している。従って、ＩＣカード２００ａのチップ搭載部３０にあたる場所のシールド材１３ｂの両面にフェライト材があると、シールド効果が低下するので、本発明ではシールド材１３ｂにはフェライト材を設置しないようにしている。
【００１２】
以上の通り本発明によれば、シールド材１３の表裏に各フェライト材１１、１４同士が少なくとも一部が対向し合わないように配置されるので、少ない部品で且つ磁力線遮蔽効果を高めたシールドシート１２を実現することができる。
また、シールド材１３にフェライト材１１、１４が収まるような凹部１１ａ、１４ａを設けるので、シールドシート１２全体の厚みを薄くすると共に、表面を平らにすることができる。
また、シールド材１３の材料としては反磁性材料である銅、若しくはアルミニュウムを使用するので、比較的安価で且つ磁力線の減衰効果を高めることができる。
また、磁束密度は小さいが、保磁力が大きいフェライトコアを磁力線遮蔽部として使用するので、磁力線遮蔽効果を高め、且つ効果を長く持続することができる。
また、２枚のＩＣカード２００ａ、２００ｂの間に本発明のシールドシート１２を介在させるので、同じ収納ケースに２枚のＩＣカード２００ａ、２００ｂを重ねて収納しても読み取りエラーをなくすことができる。
また、ＩＣチップ搭載部３０、３１がシールドシート１２に取り付けられたフェライト材１１、１４と重ならないように、各ＩＣカード２００ａ、２００ｂを収納するので、各ＩＣカード２００ａ、２００ｂへのシールド効果を更に高めることができる。
また、本発明の収納ケース１５に本発明の収納方法により２枚のＩＣカード２００ａ、２００ｂを収納した場合、動作させる方のＩＣカードをアンテナ部９に近接するので、明らかに使用するＩＣカードの向きを間違えることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一般的なＩＣカード用リーダライタの構成を示すブロック図である。
【図２】ＩＣカードの構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るシールドシートの構成を示す図、（ｂ）はパスケースに収納した２枚のＩＣカードをＩＣカード読み取り部に近接した場合の動作を説明する図、（ｃ）はパスケースを正面から見た図である。
【図４】（ａ）はＩＣカードのチップ搭載部のシールド方法を説明する図、（ｂ）はシールドシート１２にＩＣカードＡ２００ａのチップ搭載部３０がフェライト材１１に重なるようにセットした場合の上面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係るシールドシートの構成を示す図である。
【図６】本発明のシールドシートにＩＣカードを重ねた場合の磁力線の動きを説明する模式図である。
【図７】図６の原理に基づいて本発明のシールドシートによる磁力線の動きを説明する模式図である。
【符号の説明】
【００１４】
９ アンテナ部、１１、１４ フェライト材、１２ シールドシート、１３ シールド材、１５ パスカード、１７、１８収納部、３０、３１ チップ搭載部、１００ リーダライタ、２００ ＩＣカード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
完全導体又は反磁性体からなる磁力線減衰板と、該磁力線減衰板の表裏面に夫々取り付けられる磁性材料からなる磁力線遮蔽部と、を備え、
前記各磁力線遮蔽部同士は少なくとも一部が重複しないように配置されることを特徴とするシールドシート。
【請求項２】
前記磁力線減衰板の表裏面に夫々磁力線遮蔽部用凹部を設け、各磁力線遮蔽部用凹部内に前記各磁力線遮蔽部を嵌合させたことを特徴とする請求項１に記載のシールドシート。
【請求項３】
前記磁力線減衰板は、銅、若しくはアルミニュウムにより構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシールドシート。
【請求項４】
前記磁力線遮蔽部はフェライトコアにより構成されていることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のシールドシート。
【請求項５】
２枚の非接触型情報記録媒体を重ねて収納する収納ケースであって、請求項１乃至４の何れか一項に記載のシールドシートと、前記非接触型情報記録媒体を夫々１枚ずつ収納する２つの収納部と、を備え、
前記２つの収納部は前記シールドシートにより分離されていることを特徴とする収納ケース。
【請求項６】
前記２枚の非接触型情報記録媒体を前記収納部に夫々個別に収納する場合、夫々の非接触型情報記録媒体の制御を司るＩＣチップ搭載部分が前記シールドシートに取り付けられた磁力線減衰板と対向するように、前記各非接触型情報記録媒体を収納することを特徴とする収納方法。
【請求項７】
請求項６記載の収納方法により収納した２枚の非接触型情報記録媒体に対する情報の読み書きをリーダライタにより行う場合、前記２枚の非接触型情報記録媒体の何れか一方の面を前記リーダライタのアンテナ部に近接することにより、当該面に対する情報の読み書きが行われることを特徴とするリーダライタ。
【請求項１】
完全導体又は反磁性体からなる磁力線減衰板と、該磁力線減衰板の表裏面に夫々取り付けられる磁性材料からなる磁力線遮蔽部と、を備え、
前記各磁力線遮蔽部同士は少なくとも一部が重複しないように配置されることを特徴とするシールドシート。
【請求項２】
前記磁力線減衰板の表裏面に夫々磁力線遮蔽部用凹部を設け、各磁力線遮蔽部用凹部内に前記各磁力線遮蔽部を嵌合させたことを特徴とする請求項１に記載のシールドシート。
【請求項３】
前記磁力線減衰板は、銅、若しくはアルミニュウムにより構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシールドシート。
【請求項４】
前記磁力線遮蔽部はフェライトコアにより構成されていることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のシールドシート。
【請求項５】
２枚の非接触型情報記録媒体を重ねて収納する収納ケースであって、請求項１乃至４の何れか一項に記載のシールドシートと、前記非接触型情報記録媒体を夫々１枚ずつ収納する２つの収納部と、を備え、
前記２つの収納部は前記シールドシートにより分離されていることを特徴とする収納ケース。
【請求項６】
前記２枚の非接触型情報記録媒体を前記収納部に夫々個別に収納する場合、夫々の非接触型情報記録媒体の制御を司るＩＣチップ搭載部分が前記シールドシートに取り付けられた磁力線減衰板と対向するように、前記各非接触型情報記録媒体を収納することを特徴とする収納方法。
【請求項７】
請求項６記載の収納方法により収納した２枚の非接触型情報記録媒体に対する情報の読み書きをリーダライタにより行う場合、前記２枚の非接触型情報記録媒体の何れか一方の面を前記リーダライタのアンテナ部に近接することにより、当該面に対する情報の読み書きが行われることを特徴とするリーダライタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−３１４５５６（Ｐ２００６−３１４５５６Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４０３７７（Ｐ２００５−１４０３７７）
【出願日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（０００００４６５１）日本信号株式会社 (720)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（０００００４６５１）日本信号株式会社 (720)
【Ｆターム（参考）】
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