非接触ＩＣカード
【課題】 付加機能を駆動するのに充分な電力を、短時間で充電することが可能な非接触ＩＣカードを提供する。
【解決手段】 カード用ＩＣ１２と非接触リーダライタ３０とのデータの授受を無線通信により行う非接触ＩＣカード１０において、カード用ＩＣ１２と非接触型リーダライタ３０との通信用のアンテナである通信用アンテナ１１とは別に、表示部１６にデータを表示させるための電力を充電するための充電用アンテナ１７を設け、充電用アンテナ１７から得られた電磁波を整流回路１８が直流電圧に整流し、電気二重層キャパシタ１９に充電する。
【解決手段】 カード用ＩＣ１２と非接触リーダライタ３０とのデータの授受を無線通信により行う非接触ＩＣカード１０において、カード用ＩＣ１２と非接触型リーダライタ３０との通信用のアンテナである通信用アンテナ１１とは別に、表示部１６にデータを表示させるための電力を充電するための充電用アンテナ１７を設け、充電用アンテナ１７から得られた電磁波を整流回路１８が直流電圧に整流し、電気二重層キャパシタ１９に充電する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触ＩＣカードに関し、特に、表示機能等の付加機能のための電力を効率良く充電するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信により外部との情報の授受を行う非接触ＩＣカードの利用が飛躍的に増えてきており、様々な分野に利用されている。特に、最近では、情報の授受を行うだけでなく、表示デバイスを搭載し、ＩＣチップに記録されている情報を表示させる機能等の付加機能を持った非接触ＩＣカードが登場している。
【０００３】
このような付加機能を搭載する場合には、その駆動のための電力が必要になるため、従来に比べて多くの電力を必要とすることになる。このため、情報の授受等のためのアンテナとは別に、付加機能専用のアンテナを独立して設け、電力を確保する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２６５１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の発明では、外部から電力供給を受けた場合にしか駆動できないため、任意のタイミングで付加機能を駆動することができないという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、付加機能を駆動するのに充分な電力を、短時間で充電することが可能な非接触ＩＣカードを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明では、ＩＣと外部とのデータの授受を無線通信により行う非接触ＩＣカードであって、前記ＩＣと外部との通信用のアンテナである通信用アンテナと、前記データの授受以外の機能である付加機能を実行する付加機能実行手段と、前記付加機能実行手段の電力確保用のアンテナである充電用アンテナと、前記充電用アンテナから得られた電磁波を直流電圧に整流する整流回路と、前記整流回路により整流された直流電圧を充電する電気二重層キャパシタとを有する非接触ＩＣカードを提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、非接触ＩＣカードにおいて、ＩＣ駆動用のアンテナとは別に表示機能等の付加機能用のアンテナを設けるとともに、このアンテナから得られた電力を充電する電気二重層キャパシタを設けたため、付加機能を駆動するのに充分な電力を、短時間で充電することが可能となるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（１．非接触ＩＣカードの構成）
まず、本発明に係る非接触ＩＣカードの構成について説明する。図１は、本発明に係る非接触ＩＣカードの機能ブロック図である。
【０００９】
図１において、１０はＩＣカード、１１は通信用アンテナ、１２はカード用ＩＣ、１３はＣＰＵ、１４はメモリ、１５はドライバＩＣ、１６は表示部、１７は充電用アンテナ、１８は整流回路、１９は電気二重層キャパシタ、３０は非接触型リーダライタである。
【００１０】
図１に示すように、本発明に係るＩＣカード１０は、通信用アンテナ１１、カード用ＩＣ１２、ＣＰＵ１３、メモリ１４、ドライバＩＣ１５、表示部１６、充電用アンテナ１７、整流回路１８、電気二重層キャパシタ１９を有しており、通信用アンテナ１１を介して、非接触型リーダライタ３０との通信を行うとともに、充電用アンテナ１７を介して表示用の電力を非接触型リーダライタ３０から得るようになっている。
【００１１】
ＩＣカード１０において、通信用アンテナ１１、カード用ＩＣ１２は、通常のＩＣカードが有するものと同一であり、ＩＣカードの必須機能となるものである。ＣＰＵ１３、メモリ１４、ドライバＩＣ１５、表示部１６は上記必須機能に対して付加機能を実現するためのものであり、本実施形態では表示機能を実現している。
【００１２】
図１中、通信用アンテナ１１は、カード用ＩＣ１２へ入出力するためのデータの送受信およびデータ入出力のための電力の供給を受けるためのものであり、ＩＣカード１０を構成する基材内部において、コイル状に巻かれたものとなっている。カード用ＩＣ１２は、データを記録するためのＩＣチップである。ＣＰＵ１３は、カード用ＩＣ１２に記録されたデータを処理するための演算処理装置である。本実施形態においては、表示部１６に対するデータの表示処理も行う。メモリ１４は、表示部１６に表示させるデータの記憶領域である。ドライバＩＣ１５は、表示部１６にデータを表示させるためのＩＣである。表示部１６は、データを表示するためのものであり、例えばＴＮ、ＳＴＮ等のネマチック液晶表示媒体、コレステリック液晶媒体、強誘電性液晶媒体、電子ペーパー、発光ダイオード等を用いることができる。
【００１３】
充電用アンテナ１７は、付加機能用の電力の供給を受けるためのものであり、通信用アンテナ１１と同様、ＩＣカード１０を構成する基材内部において、コイル状に巻かれたものとなっている。整流回路１８は、非接触型リーダライタ３０から充電用アンテナ１７が受信した電磁波を整流して直流電圧に変換する機能を有している。電気二重層キャパシタ１９は、整流回路１８による整流により得られた直流電圧を電力として蓄積する機能を有している。
【００１４】
上述のように、通信用アンテナ１１と充電用アンテナ１７は共に、コイル状に巻かれて基材内部に形成されている。この２つのアンテナはＩＣカード１０内の平面方向に互いに重なり合わないように配置することが望ましい。平面方向に重なり合わないように配置した場合の例を図２（ａ）に示す。図２（ａ）の例では、通信用アンテナ１１を太線で、充電用アンテナ１７を細線で示している。図２（ａ）に示すように、平面方向に重なり合わないように配置する手法としては、非接触ＩＣカード１０のカード基材上において、一方の側（図中左側）に通信用アンテナ１１をコイル状に巻いて配置し、他方の側（図中右側）に充電用アンテナ１７をコイル状に巻いて配置する手法がある。
【００１５】
また、重なり合ってしまう場合でも、平面方向において重なる部分ができるだけ少なくするようにすることが望ましい。平面方向において重なる部分をできるだけ少なくなるように配置した場合の例を図２（ｂ）に示す。図２（ｂ）の例でも、図２（ａ）と同様、通信用アンテナ１１を太線で、充電用アンテナ１７を細線で示している。図２（ｂ）に示すように、平面方向において重なる部分をできるだけ少なくなるように配置する手法としては、非接触ＩＣカード１０のカード基材上において、外周側に通信用アンテナ１１をコイル状に巻いて配置し、その内周側に充電用アンテナ１７をコイル状に巻いて配置する手法がある。
【００１６】
上述のように、通信用アンテナ１１と充電用アンテナ１７を平面方向において重なる部分をできるだけ少なくしたとしても、アンテナが近隣に複数本存在する場合、それぞれが干渉して受信の効率が低下し、通信不良などの不具合が発生する場合がある。そこで、これらについては、通信阻害を発生させないように、その周波数特性を調整しておく。具体的には、通信用アンテナ１１と充電用アンテナ１７を重ねた状態での共振周波数が、非接触型リーダライタ３０の搬送周波数と等しくなるように調整する。規格により定められた非接触型リーダライタ３０の搬送周波数が１３．５６ＭＨｚであるので、２本のアンテナの共振周波数が１３．５６ＭＨｚとなるよう設定することになる。このように２本のアンテナの周波数特性を調整しておくと、通信阻害が発生せず、充電時間も短くなる。
【００１７】
（２．処理動作）
続いて、図１に示したＩＣカード１０の処理動作について説明する。ＩＣカード１０を非接触型リーダライタ３０に近付けると、ＩＣカード１０は通信用アンテナ１１および充電用アンテナ１７の両方を介して通信を開始する。通信用アンテナ１１においては、双方向に情報のやりとりを行う。具体的には、カード用ＩＣ１２に記録された情報を非接触型リーダライタ３０に送信するとともに、非接触型リーダライタ３０から受信した情報をカード用ＩＣ１２に記録する処理等を行うことになる。この際、必要な駆動電力は、通信用アンテナ１１が非接触型リーダライタ３０から得ることになる。
【００１８】
このように、カード用ＩＣ１２と非接触型リーダライタ３０の間において情報のやりとりが行われている際、並行して充電用アンテナ１７は、非接触型リーダライタ３０から電磁波を受信する。そして、整流回路１８が受信した電磁波を整流して直流電圧に変換する。さらに電気二重層キャパシタ１９が、変換された直流電圧を電力として蓄積していく。このようにして、通信用アンテナ１１側で情報のやりとりが行われている間、充電用アンテナ１７側では、付加機能用の電力を得るための充電が行われることになる。
【００１９】
そして、カード用ＩＣ１２に記録されたデータを表示部１６に表示させる場合には、電気二重層キャパシタ１９に蓄積された電力を利用してＣＰＵ１３がカード用ＩＣ１２からデータを抽出してメモリ１４に渡し、ドライバＩＣ１５がメモリに保持されたデータを表示部１６に表示させる。
【００２０】
非接触型リーダライタ３０とカード用ＩＣ１２の間のデータのやりとりについては、上述のように通信用アンテナ１１から得られる電力を利用するため、ＩＣカード１０が非接触型リーダライタ３０から離れた場合には、電力供給がされず、実行することができない。一方、表示部１６へのデータの表示は、電気二重層キャパシタ１９に蓄積された電力を利用して行うため、ＩＣカード１０が非接触型リーダライタ３０から離れていても、表示を行うことが可能である。
【００２１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、付加機能として表示機能を備えた場合について説明したが、付加機能として音声を発する発音機能等を備えるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る非接触ＩＣカードの機能ブロック図である。
【図２】通信用アンテナ１１と充電用アンテナ１７の配置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０・・・ＩＣカード
１１・・・通信用アンテナ
１２・・・カード用ＩＣ
１３・・・ＣＰＵ
１４・・・メモリ
１５・・・ドライバＩＣ
１６・・・表示部
１７・・・充電用アンテナ
１８・・・整流回路
１９・・・電気二重層キャパシタ
３０・・・非接触型リーダライタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触ＩＣカードに関し、特に、表示機能等の付加機能のための電力を効率良く充電するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信により外部との情報の授受を行う非接触ＩＣカードの利用が飛躍的に増えてきており、様々な分野に利用されている。特に、最近では、情報の授受を行うだけでなく、表示デバイスを搭載し、ＩＣチップに記録されている情報を表示させる機能等の付加機能を持った非接触ＩＣカードが登場している。
【０００３】
このような付加機能を搭載する場合には、その駆動のための電力が必要になるため、従来に比べて多くの電力を必要とすることになる。このため、情報の授受等のためのアンテナとは別に、付加機能専用のアンテナを独立して設け、電力を確保する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２６５１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の発明では、外部から電力供給を受けた場合にしか駆動できないため、任意のタイミングで付加機能を駆動することができないという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、付加機能を駆動するのに充分な電力を、短時間で充電することが可能な非接触ＩＣカードを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明では、ＩＣと外部とのデータの授受を無線通信により行う非接触ＩＣカードであって、前記ＩＣと外部との通信用のアンテナである通信用アンテナと、前記データの授受以外の機能である付加機能を実行する付加機能実行手段と、前記付加機能実行手段の電力確保用のアンテナである充電用アンテナと、前記充電用アンテナから得られた電磁波を直流電圧に整流する整流回路と、前記整流回路により整流された直流電圧を充電する電気二重層キャパシタとを有する非接触ＩＣカードを提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、非接触ＩＣカードにおいて、ＩＣ駆動用のアンテナとは別に表示機能等の付加機能用のアンテナを設けるとともに、このアンテナから得られた電力を充電する電気二重層キャパシタを設けたため、付加機能を駆動するのに充分な電力を、短時間で充電することが可能となるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（１．非接触ＩＣカードの構成）
まず、本発明に係る非接触ＩＣカードの構成について説明する。図１は、本発明に係る非接触ＩＣカードの機能ブロック図である。
【０００９】
図１において、１０はＩＣカード、１１は通信用アンテナ、１２はカード用ＩＣ、１３はＣＰＵ、１４はメモリ、１５はドライバＩＣ、１６は表示部、１７は充電用アンテナ、１８は整流回路、１９は電気二重層キャパシタ、３０は非接触型リーダライタである。
【００１０】
図１に示すように、本発明に係るＩＣカード１０は、通信用アンテナ１１、カード用ＩＣ１２、ＣＰＵ１３、メモリ１４、ドライバＩＣ１５、表示部１６、充電用アンテナ１７、整流回路１８、電気二重層キャパシタ１９を有しており、通信用アンテナ１１を介して、非接触型リーダライタ３０との通信を行うとともに、充電用アンテナ１７を介して表示用の電力を非接触型リーダライタ３０から得るようになっている。
【００１１】
ＩＣカード１０において、通信用アンテナ１１、カード用ＩＣ１２は、通常のＩＣカードが有するものと同一であり、ＩＣカードの必須機能となるものである。ＣＰＵ１３、メモリ１４、ドライバＩＣ１５、表示部１６は上記必須機能に対して付加機能を実現するためのものであり、本実施形態では表示機能を実現している。
【００１２】
図１中、通信用アンテナ１１は、カード用ＩＣ１２へ入出力するためのデータの送受信およびデータ入出力のための電力の供給を受けるためのものであり、ＩＣカード１０を構成する基材内部において、コイル状に巻かれたものとなっている。カード用ＩＣ１２は、データを記録するためのＩＣチップである。ＣＰＵ１３は、カード用ＩＣ１２に記録されたデータを処理するための演算処理装置である。本実施形態においては、表示部１６に対するデータの表示処理も行う。メモリ１４は、表示部１６に表示させるデータの記憶領域である。ドライバＩＣ１５は、表示部１６にデータを表示させるためのＩＣである。表示部１６は、データを表示するためのものであり、例えばＴＮ、ＳＴＮ等のネマチック液晶表示媒体、コレステリック液晶媒体、強誘電性液晶媒体、電子ペーパー、発光ダイオード等を用いることができる。
【００１３】
充電用アンテナ１７は、付加機能用の電力の供給を受けるためのものであり、通信用アンテナ１１と同様、ＩＣカード１０を構成する基材内部において、コイル状に巻かれたものとなっている。整流回路１８は、非接触型リーダライタ３０から充電用アンテナ１７が受信した電磁波を整流して直流電圧に変換する機能を有している。電気二重層キャパシタ１９は、整流回路１８による整流により得られた直流電圧を電力として蓄積する機能を有している。
【００１４】
上述のように、通信用アンテナ１１と充電用アンテナ１７は共に、コイル状に巻かれて基材内部に形成されている。この２つのアンテナはＩＣカード１０内の平面方向に互いに重なり合わないように配置することが望ましい。平面方向に重なり合わないように配置した場合の例を図２（ａ）に示す。図２（ａ）の例では、通信用アンテナ１１を太線で、充電用アンテナ１７を細線で示している。図２（ａ）に示すように、平面方向に重なり合わないように配置する手法としては、非接触ＩＣカード１０のカード基材上において、一方の側（図中左側）に通信用アンテナ１１をコイル状に巻いて配置し、他方の側（図中右側）に充電用アンテナ１７をコイル状に巻いて配置する手法がある。
【００１５】
また、重なり合ってしまう場合でも、平面方向において重なる部分ができるだけ少なくするようにすることが望ましい。平面方向において重なる部分をできるだけ少なくなるように配置した場合の例を図２（ｂ）に示す。図２（ｂ）の例でも、図２（ａ）と同様、通信用アンテナ１１を太線で、充電用アンテナ１７を細線で示している。図２（ｂ）に示すように、平面方向において重なる部分をできるだけ少なくなるように配置する手法としては、非接触ＩＣカード１０のカード基材上において、外周側に通信用アンテナ１１をコイル状に巻いて配置し、その内周側に充電用アンテナ１７をコイル状に巻いて配置する手法がある。
【００１６】
上述のように、通信用アンテナ１１と充電用アンテナ１７を平面方向において重なる部分をできるだけ少なくしたとしても、アンテナが近隣に複数本存在する場合、それぞれが干渉して受信の効率が低下し、通信不良などの不具合が発生する場合がある。そこで、これらについては、通信阻害を発生させないように、その周波数特性を調整しておく。具体的には、通信用アンテナ１１と充電用アンテナ１７を重ねた状態での共振周波数が、非接触型リーダライタ３０の搬送周波数と等しくなるように調整する。規格により定められた非接触型リーダライタ３０の搬送周波数が１３．５６ＭＨｚであるので、２本のアンテナの共振周波数が１３．５６ＭＨｚとなるよう設定することになる。このように２本のアンテナの周波数特性を調整しておくと、通信阻害が発生せず、充電時間も短くなる。
【００１７】
（２．処理動作）
続いて、図１に示したＩＣカード１０の処理動作について説明する。ＩＣカード１０を非接触型リーダライタ３０に近付けると、ＩＣカード１０は通信用アンテナ１１および充電用アンテナ１７の両方を介して通信を開始する。通信用アンテナ１１においては、双方向に情報のやりとりを行う。具体的には、カード用ＩＣ１２に記録された情報を非接触型リーダライタ３０に送信するとともに、非接触型リーダライタ３０から受信した情報をカード用ＩＣ１２に記録する処理等を行うことになる。この際、必要な駆動電力は、通信用アンテナ１１が非接触型リーダライタ３０から得ることになる。
【００１８】
このように、カード用ＩＣ１２と非接触型リーダライタ３０の間において情報のやりとりが行われている際、並行して充電用アンテナ１７は、非接触型リーダライタ３０から電磁波を受信する。そして、整流回路１８が受信した電磁波を整流して直流電圧に変換する。さらに電気二重層キャパシタ１９が、変換された直流電圧を電力として蓄積していく。このようにして、通信用アンテナ１１側で情報のやりとりが行われている間、充電用アンテナ１７側では、付加機能用の電力を得るための充電が行われることになる。
【００１９】
そして、カード用ＩＣ１２に記録されたデータを表示部１６に表示させる場合には、電気二重層キャパシタ１９に蓄積された電力を利用してＣＰＵ１３がカード用ＩＣ１２からデータを抽出してメモリ１４に渡し、ドライバＩＣ１５がメモリに保持されたデータを表示部１６に表示させる。
【００２０】
非接触型リーダライタ３０とカード用ＩＣ１２の間のデータのやりとりについては、上述のように通信用アンテナ１１から得られる電力を利用するため、ＩＣカード１０が非接触型リーダライタ３０から離れた場合には、電力供給がされず、実行することができない。一方、表示部１６へのデータの表示は、電気二重層キャパシタ１９に蓄積された電力を利用して行うため、ＩＣカード１０が非接触型リーダライタ３０から離れていても、表示を行うことが可能である。
【００２１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、付加機能として表示機能を備えた場合について説明したが、付加機能として音声を発する発音機能等を備えるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る非接触ＩＣカードの機能ブロック図である。
【図２】通信用アンテナ１１と充電用アンテナ１７の配置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０・・・ＩＣカード
１１・・・通信用アンテナ
１２・・・カード用ＩＣ
１３・・・ＣＰＵ
１４・・・メモリ
１５・・・ドライバＩＣ
１６・・・表示部
１７・・・充電用アンテナ
１８・・・整流回路
１９・・・電気二重層キャパシタ
３０・・・非接触型リーダライタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣと外部とのデータの授受を無線通信により行う非接触ＩＣカードであって、
前記ＩＣと外部との通信用のアンテナである通信用アンテナと、
前記データの授受以外の機能である付加機能を実行する付加機能実行手段と、
前記付加機能実行手段の電力確保用のアンテナである充電用アンテナと、
前記充電用アンテナから得られた電磁波を直流電圧に整流する整流回路と、
前記整流回路により整流された直流電圧を充電する電気二重層キャパシタと、
を有することを特徴とする非接触ＩＣカード。
【請求項２】
前記通信用アンテナと充電用アンテナは、その共振周波数が、外部のＩＣリーダライタから出力される搬送周波数と等しくなるように調整されたものであることを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＣカード。
【請求項３】
前記通信用アンテナと充電用アンテナは共にカード基材内部にコイル状に形成されたものであり、カードの平面方向において互いに重なり合わないように配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非接触ＩＣカード。
【請求項１】
ＩＣと外部とのデータの授受を無線通信により行う非接触ＩＣカードであって、
前記ＩＣと外部との通信用のアンテナである通信用アンテナと、
前記データの授受以外の機能である付加機能を実行する付加機能実行手段と、
前記付加機能実行手段の電力確保用のアンテナである充電用アンテナと、
前記充電用アンテナから得られた電磁波を直流電圧に整流する整流回路と、
前記整流回路により整流された直流電圧を充電する電気二重層キャパシタと、
を有することを特徴とする非接触ＩＣカード。
【請求項２】
前記通信用アンテナと充電用アンテナは、その共振周波数が、外部のＩＣリーダライタから出力される搬送周波数と等しくなるように調整されたものであることを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＣカード。
【請求項３】
前記通信用アンテナと充電用アンテナは共にカード基材内部にコイル状に形成されたものであり、カードの平面方向において互いに重なり合わないように配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非接触ＩＣカード。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−２７０１５（Ｐ２００８−２７０１５Ａ）
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９６３５０（Ｐ２００６−１９６３５０）
【出願日】平成１８年７月１９日（２００６．７．１９）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１９日（２００６．７．１９）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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