JP2001007629A

JP2001007629A - 電子装置、並びに情報書き込み読み出し装置および方法

Info

Publication number: JP2001007629A
Application number: JP11177585A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Takei; 恒雄武居; Shigeru Arisawa; 繁有沢; Takashi Nakamura; 孝中村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 1999-06-24
Publication date: 2001-01-12

Abstract

(57)【要約】【課題】 ICカードが重ねられて用いられる場合に受信
感度が低下するのを抑制する。【解決手段】長方形に４巻きに巻かれたループアンテ
ナ１は、内角θの値が全て９０°−αとされる。定数α
の値は、０以外の任意の値に設定される。これにより、
例えば、長方形の上辺において、各直線部Ｌ２，Ｌ６，
Ｌ１０，Ｌ１４が非平行となり、ICカードが重ねられた
場合の電磁結合が小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子装置、並びに
情報書き込み読み出し装置および方法に関し、特に、例
えば、IC（Integrated Circuit）カードを複数枚重ね
て、非接触によりデータの書き込み、または読み出しを
行うような場合において、受信効率の低下を極力抑える
ようにした電子装置、並びに情報書き込み読み出し装置
および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、非接触ICカードが普及し、地下
鉄、バス、もしくはフェリー等の交通機関の共通乗車
券、または電子マネーシステム等に導入されている。こ
のICカードに対するデータの書き込み、あるいは読み出
しは、電磁誘導の原理に基づいて、非接触で行われる。

【０００３】すなわち、非接触ICカードシステムでは、
ICカードにリーダ・ライタが内蔵するループアンテナか
ら電磁波を放射する。放射された電磁波は、ICカード内
部に設けられたループアンテナで受信される。これによ
り、ICカードとリーダ・ライタとの間で通信が行なわれ
る。

【０００４】また、ICカードのメンテナンスを行わなく
て済むようにするため、ICカードには、電池が設けられ
ておらず、受信した電磁波から必要な電力を取得する。
従って、ICカードは、電磁波をできるだけ効率良く受信
する必要がある。

【０００５】一般的に、図１に示すように、ICカードの
内部には、可能な限り大きな長方形状に、２巻き以上に
巻かれたループアンテナ１が設けられる。ループアンテ
ナ１は、リーダ・ライタから放射される電磁波のキャリ
ア周波数（搬送周波数）に、共振回路を共振させること
により信号を受信する。

【０００６】ICカードは、基本的には１枚だけで使用さ
れるが、２枚重ねた状態で使用される場合もある。例え
ば、ユーザは、定期券区間を通過して、定期券区間以外
の駅で下車した場合、乗り越し区間分の清算を行うため
に、定期券と、イオカード（商標）（いずれもICカード
で構成されているものとする）を２枚重ねて、リーダ・
ライタに提示する。このとき、リーダ・ライタ、または
それが接続されている非接触ICカードシステムは、提示
された定期券の区間を認識した後、乗り越し区間の距離
を計算し、さらに乗り越し区間の距離に基づいて不足金
額を計算し、その清算をイオカードにて行うような処理
を実行する。

【０００７】１枚のICカードが提示された場合は勿論、
ICカードがこのように、複数枚重ねられたような場合に
おいても、それぞれのICカードが、所望の通信動作を行
えるように、効率良く電磁波が受信される必要がある。

【０００８】例えば、図１に示した構成のループアンテ
ナ１を有する２つのICカードを、図２に示すように、IC
カードを２枚とも表面を上にして、上から見たとき両者
が完全に重なるように重ね合わせた場合（２枚のICカー
ドを、一方の表面が他方の裏面と対向するように重ね合
わせた場合）、一方のICカードのループアンテナ１−１
を構成する導体のうち、長方形の各辺を構成する直線部
Ｌ１乃至Ｌ９が、他方のICカードのループアンテナ１−
２の対応する直線部Ｌ１１乃至Ｌ１９と、それぞれ重な
り合う。このとき、ループアンテナ１−１,１−２と共
振回路の共振周波数は、ループアンテナ１が１つのとき
（ICカードが1枚のとき）の共振周波数の２の１／２乗
分の１（１／√２）に低下する。

【０００９】すなわち、ICカードを重ね合わせると、そ
れぞれの共振回路の間に結合が発生する。図３は、この
場合の共振回路の模式的な等価回路を示している。この
例では、一方のICカードの共振回路１３−１のコイルを
構成するループアンテナ１−１は、直線部Ｌ１乃至Ｌ４
（簡単のため、直線部Ｌ５乃至Ｌ９は省略されている）
を有しており、これに並列に、コンデンサ１２−１が接
続されている。共振回路１３−１の端子１４−１Ａと１
４−１Ｂには、等価抵抗１１−１が接続されている。

【００１０】同様に、他方のICカードの共振回路１３−
２のコイルを構成するループアンテナ１−２は、直線部
Ｌ１１乃至Ｌ１４を有しており（直線部Ｌ１５乃至Ｌ１
９は省略されている）、これには、コンデンサ１２−２
が並列に接続されている。共振回路１３−２の端子１４
−２Ａと１４−２Ｂには、等価抵抗１１−２が接続され
ている。

【００１１】ループアンテナ１−１の直線部Ｌ１乃至Ｌ
４は、所定の値の結合係数Ｍ１乃至Ｍ４で、ループアン
テナ１−２の直線部Ｌ１１乃至Ｌ１４と、それぞれ結合
される。

【００１２】その結果、共振回路１３−１，１３−２の
コイル（ループアンテナ１−１，１−２）のインダクタ
ンス成分Ｌの値は、ループアンテナ１−１，１−２を、
１本の太い導線に変更した場合と等価となり、単独の場
合と同一の値となる。これに対して、共振回路１３−
１，１３−２のコンデンサ１２−１，１２−２の容量成
分Ｃの値は、同一の値Ｃのコンデンサ１２−１，１２−
２が並列に接続された場合と等価となり、単独の場合の
２倍の値（２Ｃ）となる。その結果、共振回路１３−
１，１３−２の共振周波数は、ICカードが1枚の場合、
１／（２π√（ＬＣ））であるが、２枚重ねられた場
合、１／（２π√（Ｌ・（２Ｃ））＝（１／√２）・１
／（２π√（ＬＣ））となる。

【００１３】すなわち、ICカードを重ね合わせた場合、
各ICカードの共振回路の共振周波数が、電磁波のキャリ
ア周波数から１／√２だけずれ、受信効率が低下する。

【００１４】例えば、図４に示すように縦４５mm、横７
７mmの長方形状に、導体幅０．８mm、および標準間隔
０．４mmの４巻きに巻かれたループアンテナ１とコンデ
ンサ１２の共振回路１３の共振周波数を、図５に示すよ
うに、１７．５MHzに設定しておくと、その受信感度特
性は、曲線Ａで示すようになる。なお、同図において、
縦軸は、受信感度を表わし、横軸は周波数（MHz）を表
わしている。２枚のICカードを図２に示すように、それ
ぞれの表面を上にして重ね合わせた場合、それぞれの共
振回路１３−１，１３−２の共振周波数は１２．４MHz
に低下し、その受信感度特性は、曲線Ｂに示すようにな
る。

【００１５】そこで、従来、リーダ・ライタから放射さ
れる電磁波のキャリア周波数が、例えば、１３．５６MH
zである場合、各ICカードの共振回路１３の共振周波数
が、キャリア周波数より高い１７．５MHzに予め設定さ
れる。このようにしておけば、図５の曲線Ａと曲線Ｂよ
り明らかなように、ICカードを１枚で使用しても、同一
方向に向けて２枚重ねて使用しても、電磁波を受信する
ことができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図６に示す
ように、ICカードの１枚は表面を上にして、かつ、他方
の１枚は裏面を上にして重ね合わせた場合（２枚のICカ
ードを、表面同士、または裏面同士が対向するように重
ね合わせた場合）、ループアンテナ１−１の直線部Ｌ１
がループアンテナ１−２の直線部Ｌ１３と、ループアン
テナ１−１の直線部Ｌ２がループアンテナ１−２の直線
部Ｌ１２と、そしてループアンテナ１−１の直線部Ｌ３
がループアンテナ１−２の直線部Ｌ１１と、それぞれ基
本的に重なるが、その重なりは、図２における場合より
複雑となる。

【００１７】図７は、この場合の共振回路の等価回路を
示している。この場合、ループアンテナ１−１の直線部
Ｌ１乃至Ｌ４は、所定の値の結合係数Ｍ１１乃至Ｍ１４
で、ループアンテナ１−２の直線部Ｌ１１乃至Ｌ１４
と、それぞれ結合される。このとき、共振回路１３−
１，１３−２の結合は、より複雑となる。その理論的根
拠は必ずしも明確ではないが、少なくとも実験の結果、
共振回路１３−１，１３−２の共振周波数は、図２に示
すように重ね合わせた場合に比べてさらに低下する。共
振回路１３−１，１３−２が図４に示すように構成され
た場合、共振周波数は、１０．５MHzとなり、その受信
感度特性は、図５に曲線Ｃで示すようになる。

【００１８】このように、ICカードが複数枚重なる場合
を考慮して、共振回路１３の共振周波数をキャリア周波
数より予め高く設定する方法は、ICカードが１枚の場
合、および２枚のICカードを、図２に示すように、同一
方向に向けて重ねられた場合には充分な効果が得られる
が、図６に示すように、逆方向に向けて重ねられた場合
には、充分な効果が得られない。

【００１９】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、ICカードがどのように重ね合わされた場合
においても、ループアンテナが結合し難くなるような形
状にすることにより、受信効率を低下させないようにす
るものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の電子装
置は、ループアンテナが、複数の電子装置を、その表面
と表面の少なくとも一部が対向するように、または、裏
面と裏面の少なくとも一部が対向するように重ね合わせ
た場合において、ループアンテナを構成する導体同士の
重なりが少なくなる形状とされていることを特徴とす
る。

【００２１】請求項６に記載の情報書き込み読み出し装
置は、ループアンテナが、複数の電子装置を、その表面
と表面の少なくとも一部が対向するように、または、裏
面と裏面の少なくとも一部が対向するように重ね合わせ
た場合において、ループアンテナを構成する導体同士の
重なりが少なくなる形状とされている複数の電子装置
が、一方の表面と他方の裏面の少なくとも一部が重ね合
わされた状態にあるとき、一方と他方の電子装置に対し
て情報を書き込むか、または読み出す書き込み読み出し
手段を備えることを特徴とする。

【００２２】請求項７に記載の情報書き込み読み出し方
法は、ループアンテナが、複数の電子装置を、その表面
と表面の少なくとも一部が対向するように、または、裏
面と裏面の少なくとも一部が対向するように重ね合わせ
た場合において、ループアンテナを構成する導体同士の
重なりが少なくなる形状とされている複数の電子装置
が、一方の表面と他方の裏面の少なくとも一部が重ね合
わされた状態にあるとき、一方と他方の電子装置に対し
て情報を書き込むか、または読み出す書き込み読み出し
ステップを含むことを特徴とする。

【００２３】請求項１に記載の電子装置、請求項６に記
載の情報書き込み読み出し装置、および請求項７に記載
の情報書き込み読み出し方法においては、ループアンテ
ナが、複数の電子装置を、その表面と表面の少なくとも
一部が対向するように、または、裏面と裏面の少なくと
も一部が対向するように重ね合わせた場合において、ル
ープアンテナを構成する導体同士の重なりが少なくなる
形状とされる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図８は、非接触ICカードシステム
の構成例を表わしている。ICカード２１は、電源供給用
のバッテリを有しないバッテリーレス型のICカードであ
る。コンデンサ１２とともに共振回路を構成するループ
アンテナ１は、リーダ・ライタ３１から放射された電磁
波（実線で示す）を受信し、受信した電磁波を電気信号
に変換した後、IC２２に供給する。IC２２の内部の構成
は、図９を参照して後述する。

【００２５】ホストコンピュータ４１は、リーダ・ライ
タ３１のDPU（Digital ProcessingUnit）５１を制御
し、ICカード２１に所定のデータを書き込むか、または
所定のデータの読み出しを行なう。また、ホストコンピ
ュータ４１は、DPU５１より入力された読み出しデータ
を処理し、必要に応じて図示せぬ表示部に表示する。

【００２６】DPU５１は、ホストコンピュータ４１から
の指令に基づいて、各種制御用のコントロール信号を生
成し、変復調回路５２を制御するとともに、指令に対応
した送信データを生成し、変復調回路５２に供給する。
さらに、DPU５１は、変復調回路５２からの応答データ
に基づいて、再生データを生成し、ホストコンピュータ
４１に出力する。

【００２７】変復調回路５２は、DPU５１から入力され
た送信データを変調し、ループアンテナ５３に供給す
る。変復調回路５２はまた、ループアンテナ５３からの
変調波を復調し、復調データを、DPU５１に入力する。
ループアンテナ５３は、変復調回路５２から入力された
変調信号に対応する電磁波を放射する。

【００２８】次に、図９を参照して、リーダ・ライタ３
１とIC２２の具体的な構成について説明する。この図に
おいては、図８に示したリーダ・ライタ３１の変復調回
路５２が、変調回路としての発振器５２Ａと、復調回路
５２Ｂとして図示されている。

【００２９】ICカード２１のループアンテナ１とコンデ
ンサ１２よりなる共振回路に接続されているIC２２は、
整流回路７１を有している。整流回路７１は、ダイオー
ド８１、抵抗８２、およびコンデンサ８３により構成さ
れている。整流回路７１は、ループアンテナ１より供給
された信号を整流平滑し、正のレベルの電圧を、レギュ
レータ７４に供給している。レギュレータ７４は、入力
された正のレベルの電圧を、安定化させ、所定のレベル
の直流電圧に変換し、シーケンサ７６、その他の回路に
電力源として供給する。

【００３０】整流回路７１の後段には、変調回路７２が
接続されている。変調回路７２は、インピーダンス素子
９１とFET（Field Effect Transistor）９２の直列回路
により構成されており、共振回路のコイルを構成するル
ープアンテナ１と並列に接続されている。FET９２は、
シーケンサ７６からの信号に対応してオン、またはオフ
し、インピーダンス素子９１をループアンテナ１に対し
て並列に挿入した状態、または挿入しない状態にする。
これにより、リーダ・ライタ３１のループアンテナ５３
に対してループアンテナ１を介して電磁結合している回
路のインピーダンス（ループアンテナ５３の負荷）が変
化される。

【００３１】整流回路７１により整流平滑された信号
は、コンデンサ１０１と抵抗１０２により構成されるハ
イパスフィルタ（以下、HPF（Highpass-Filter）と称す
る）７３に供給され、その高域成分が抽出され、復調回
路７５に供給されている。復調回路７５は、入力された
高周波成分の信号を復調し、シーケンサ７６に出力す
る。シーケンサ７６は、ROM（Read Only Memory）やRAM
（Random Access Memory）を内部に有しており、復調回
路７５より入力された信号（コンマンド）をRAMに記憶
させ、ROMに内蔵されているプログラムに従ってこれを
解析し、解析された結果に基づいて、必要に応じてメモ
リ７７に格納されているデータを読み出す。シーケンサ
７６はさらに、コマンドに対応するレスポンスを返すた
めにレスポンス信号を生成し、変調回路７２に供給す
る。

【００３２】次に、リーダ・ライタ３１からICカード２
１に情報を書き込む場合の動作について説明する。ホス
トコンピュータ４１は、リーダ・ライタ３１のDPU５１
を制御し、ICカード２１に所定のデータの書き込みを指
令する。DPU５１は、ホストコンピュータ４１からの指
令に基づいて、書き込みのためのコマンド信号を生成す
るとともに、指令に対応した送信データ（書き込みデー
タ）を生成し、発振器５２Ａに供給する。発振器５２Ａ
は、入力された信号に基づいて発振信号の振幅を変調
し、ループアンテナ５３に供給する。ループアンテナ５
３は、入力された変調信号に対応する電磁波を放射す
る。

【００３３】ICカード２１のループアンテナ１とコンデ
ンサ１２よりなる共振回路の共振周波数は、発振器５２
Ａの発振周波数（キャリア周波数）に対応する値に設定
されている。従って、この共振回路は、放射された電磁
波を共振動作により受信し、受信した電磁波を電気信号
に変換した後、IC２２に供給する。変換された電気信号
は、IC２２が有する整流回路７１に入力される。整流回
路７１のダイオード８１は、入力された信号を整流し、
コンデンサ８３はこれを平滑し、正のレベルの電圧を、
レギュレータ７４に供給する。レギュレータ７４は、入
力された正のレベルの電圧を、安定化させ、所定のレベ
ルの直流電圧に変換し、シーケンサ７６、その他の回路
に電力源として供給する。

【００３４】また、整流回路７１により整流平滑された
信号は、変調回路７２を介してHPF７３に供給され、高
域成分が抽出され、復調回路７５に供給される。復調回
路７５は、入力された高周波成分の信号を復調し、シー
ケンサ７６に出力する。シーケンサ７６は、復調回路７
５より入力された信号（コンマンド）をRAMに記憶さ
せ、ROMに内蔵されているプログラムに従ってこれを解
析し、解析された結果に基づいて、メモリ７７に、復調
回路７５から供給されてきた書き込みデータを書き込
む。

【００３５】一方、シーケンサ７６は、復調回路７５よ
り供給されたコンマンドが読み出しコマンドである場
合、そのコマンドに対応するデータをメモリ７７から読
み出す。シーケンサ７６は、読み出したデータに対応し
て、FET９２をオン、またはオフする。FET９２がオンさ
れると、インピーダンス素子９１がループアンテナ１に
並列に接続され、FET９２がオフされると、その並列接
続が解除される。その結果、ループアンテナ１を介して
電磁結合しているループアンテナ５３の負荷回路のイン
ピーダンスが、読み出しデータに対応して変化される。

【００３６】ループアンテナ５３の端子電圧は、その負
荷のインピーダンスの変化に応じて変化する。復調回路
５２Ｂは、この変化を読み取ることにより、読み出しデ
ータを復調し、DPU５１に出力する。DPU５１は、入力さ
れた読み出しデータを適宜処理し、ホストコンピュータ
４１に出力する。ホストコンピュータ４１は、DPU５１
より入力された読み出しデータを処理し、必要に応じて
図示せぬ表示部に表示する。

【００３７】図１０は、図８および図９のICカード２１
に内蔵されているループアンテナ１の構成例を示してお
り、従来の場合と対応する部分には同一の符号を付して
あり、その説明は適宜省略する。図１０に示すループア
ンテナ１は、基本形状が長方形状とされ、４巻きに巻か
れている。４つの角の内角θの値は、いずれの巻きにお
いても全て９０°−αとされる。すなわち、直線部Ｌ１
と直線部Ｌ２、直線部Ｌ２と直線部Ｌ３、直線部Ｌ３と
直線部Ｌ４、直線部Ｌ４と直線部Ｌ５といった内角は、
すべて９０°−αとされている。ここで、定数αの値
は、０以外の正または負の任意の値に設定することがで
きる。これにより、四角形の各辺において、各直線部は
非平行な状態となる。例えば、四角形の上辺において、
直線部Ｌ２，Ｌ６，Ｌ１０，およびＬ１４は相互に非平
行な状態となっている。

【００３８】端子１４−Ａ，１４−ＢはIC２２に接続さ
れている。ループアンテナ１をこのような形状に構成す
ることにより、２枚のICカード２１が図２に示すよう
に、同一方向に向けて重ね合わされた場合、および図６
に示すように、逆方向に向けて重ね合わされた場合のい
ずれの場合においても、ループアンテナ１の直線部が結
合し難くなり（上から見たとき、直線部の重なる部分が
少なくなり）、受信効率の低下を抑えることができる。

【００３９】その結果、ICカード２１を１枚で使用する
場合、２枚を同一方向に向けて重ねた場合、および２枚
を逆方向に向けて重ねた場合のいずれの場合において
も、通信するのに充分な受信感度を得ることができる。

【００４０】以上のループアンテナ１の形状は、さら
に、図１１に示すような形状（正多角形）にも適用する
ことができる。

【００４１】図１１（Ａ）は、基本形状が三角形である
場合のループアンテナ１の形状を表わしている。三角形
の内角θ₁の値は、次式（１）に従って演算される。

【００４２】 θ₁＝６０−α₁ ・・・（１）また、図１１（Ｂ）は、基本形状が四角形である場合の
ループアンテナ１の形状を表わしている。四角形の内角
θ₂の値は、次式（２）に従って演算される。

【００４３】 θ₂＝９０−α₂ ・・・（２）さらにまた、図１１（Ｃ）は、基本形状が五角形である
場合のループアンテナ１の形状を表わしている。五角形
の内角θ₃の値は、次式（３）に従って演算される。

【００４４】 θ₃＝１０８−α₃ ・・・（３）従って、ｎ角形を基本形状とすると、ループアンテナ１
の場合においては、ｎ角形の内角θ₄の値は、次式
（４）に従って演算される。

【００４５】 θ₄＝（（１８０°（ｎ―２））／ｎ−α₄ ・・・（４）ここで、上記式（１）乃至式（４）の定数α₁乃至α₄の
値は、０以外の正または負の任意の値に設定することが
できる。ｎの値を充分に大きくすれば、図１１（Ｄ）に
示すように、実質的には曲線部によりループアンテナ１
を構成することができる。

【００４６】上述した例においては、基本形状を正多角
形としたが、平行四辺形あるいは小判型のような形状に
することも可能である。さらに、図１２に示すように、
ループアンテナ１を偏心させてもよい。さらに、定数α
の値を、各辺ごとに変化させてもよい。

【００４７】図１３は、ループアンテナ１の他の構成例
を示している。この例では、長方形状に６巻きに巻かれ
たループアンテナ１は、内角θの値が全て９０°−αと
されている他、共振回路のコイルを構成するコンデンサ
１２が、端子１４−Ａ，１４−Ｂの間ではなく、端子１
４−Ａと、ループアンテナ１の中間に設けられた端子１
４−Ｃの間に接続されている。すなわち、この例では、
ループアンテナ１は、端子１４−Ｃにより２分割されて
いる。

【００４８】図１４は、この場合の等価回路を示してい
る。ループアンテナ１（簡単のため直線部Ｌ２１乃至Ｌ
２６を有しているものとする）は、端子１４−Ｃによ
り、ループアンテナ１−Ａ，１−Ｂに分割されている。
ループアンテナ１−Ａは、直線部Ｌ２１乃至Ｌ２３を有
しており、ループアンテナ１−Ｂは、直線部Ｌ２４乃至
Ｌ２６を有している。さらに、ループアンテナ１−Ｂに
は、コンデンサ１２が並列に接続されている。共振回路
１１１は、ループアンテナ１−Ｂとコンデンサ１２によ
り構成されており、その共振周波数は、キャリア周波数
により決定されている。

【００４９】このようなループアンテナ１を有するICカ
ード２１が１枚で使用される場合、または、２枚が、キ
ャリア周波数に近い共振周波数になるような重なり具合
で使用される場合、共振回路１１１は、放射された電磁
波に対応して共振することにより、効率良く電磁波を受
信する。この状態は、共振モードと称される。この共振
モードのとき、ループアンテナ１−Ａは、電磁波に対し
て共振せず、共振回路１１１と等価抵抗１１とを接続す
る電線として機能する。

【００５０】一方、複数のICカード２１が、共振周波数
がキャリア周波数から大きく離れるようになる重なり具
合で使用される場合、共振回路１１１は、放射された電
磁波に対して共振せず、ループアンテナ１全体（ループ
アンテナ１−Ａおよび１−Ｂ）が電磁波を受信する。こ
の状態は、トランスモードと称される。このトランスモ
ードのとき、ループアンテナ１、およびループアンテナ
５３は、鉄心を持たないトランスとして動作する。この
とき、共振モード時に比べ、受信感度は小さくなるが、
どのような周波数帯域においても、ある程度の受信感度
が得られる。

【００５１】このように、図１３の例においては、ルー
プアンテナ１の内角θの角度の工夫とともに、重なり具
合、または重なり枚数に応じて共振モードとトランスモ
ードを使い分けるようにしたので、受信効率の低下をさ
らに効果的に抑えることができる。

【００５２】次に、本発明によるループアンテナ１をIC
カード２１に適用した場合における通信距離の測定結果
を図１５に示す。同図において、縦軸は、ICカード２１
とリーダ・ライタ３１の通信距離（mm）を表わし、横軸
は、ループアンテナ１の内角θの角度（度）を表わして
いる。ICカード２１を１枚で使用した場合、ループアン
テナ１の内角θが９０°のとき、通信距離は約１０６mm
となり、内角θが８９．８５°のとき、通信距離は約１
０１mmとなり、内角θが８９．７°のとき、通信距離は
約９７mmとなり、内角θが８９．４°のとき、通信距離
は約９４mmとなる。すなわち、内角θの値が小さくなる
につれて、通信距離が短くなっている。

【００５３】これに対して、２枚のICカード２１を、図
６に示すように、逆方向にして重ねて使用した場合、ル
ープアンテナ１の内角θが９０°のとき、通信距離は約
６２mmとなり、内角θが８９．８５°のとき、通信距離
は約７６mmとなり、内角θが８９．７°のとき、通信距
離は約８８mmとなり、内角θが８９．４°のとき、通信
距離は約９８mmとなる。すなわち、内角θの値が小さく
なるにつれて、通信距離が長くなっている。

【００５４】以上の結果から、この例では、ループアン
テナ１の内角θを約８９．５°に設定することにより
（上記式（１）乃至（４）の定数α₁乃至α₄の値を０．
５に設定することにより）、ICカード２１を２枚重ねて
使用する場合においても、受信感度の低下を抑えること
ができ、１枚で使用する場合と同一の受信感度を得るこ
とができる。また、２枚以上の複数枚のICカード２１を
重ねて使用する場合においても、上述したような考え方
が有効であり、どのような重ね合わせに対しても、受信
効率の低下を極力抑えることができる。

【００５５】従って、本発明を利用することで、ICカー
ド２１を重ね合わせて使用するようなアンチコリジョン
システム（Anticollision System）を容易に構成するこ
とができる。

【００５６】以上においては、４巻き、または６巻きに
巻かれたループアンテナ１を例にとり説明したが、その
巻き数は任意に設定することが可能である。さらに、ル
ープアンテナ１をICカード２１に設けるようにしたが、
本発明は、ICカード以外のカード状（板状）の電子装置
に適用することも可能である。

【００５７】なお、本明細書においてシステムの用語
は、複数の装置、手段などにより構成される全体的な装
置を意味するものである。

【００５８】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の電子装
置、請求項６に記載の情報書き込み読み出し装置、およ
び請求項７に記載の情報書き込み読み出し方法によれ
ば、複数の電子装置を、その表面と表面の少なくとも一
部が対向するように、または、裏面と裏面の少なくとも
一部が対向するように重ね合わせた場合において、ルー
プアンテナを構成する導体同士の重なりが少なくなる形
状にしたので、１枚で使用される場合はもとより、重ね
合わされて用いられる場合においても、受信感度を確保
し、非接触によりデータの書き込み、または読み出しを
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ループアンテナ１を説明する図である。

【図２】ループアンテナ１の重なりを説明する図であ
る。

【図３】図２のループアンテナ１−１，１−２の等価回
路を示す図である。

【図４】ループアンテナ１を説明する図である。

【図５】受信感度を説明する図である。

【図６】ループアンテナ１の重なりを説明する図であ
る。

【図７】図７のループアンテナ１−１，１−２の等価回
路を示す図である。

【図８】本発明を適用した非接触ICカードシステムの構
成例を示すブロック図である。

【図９】図８のIC２２の構成例を示す回路図である。

【図１０】ループアンテナ１を説明する図である。

【図１１】ループアンテナ１の形状を説明する図であ
る。

【図１２】ループアンテナ１を説明する図である。

【図１３】ループアンテナ１を説明する他の図である。

【図１４】図１３のループアンテナ１の等価回路を示す
図である。

【図１５】通信距離を説明する図である。

【符号の説明】

１ループアンテナ，１１等価抵抗，１２コン
デンサ，１４端子，２１ ICカード，２２ I
C，３１リーダ・ライタ，４１ホストコンピュ
ータ，５１ DPU，５２Ａ発振器，５２Ｂ復
調回路，５３ループアンテナ，７１整流回路，
７２変調回路，３９ HPF，７４レギュレータ，
７５復調回路，７６シーケンサ，７７メモ
リ，８１ダイオード，８２抵抗，８３コンデ
ンサ，９１インピーダンス素子，９２ FET，
１０１コンデンサ，１０２抵抗，１１１共振
回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村孝長野県南安曇郡豊科町大字豊科5432 ソニーデジタルプロダクツ株式会社内Ｆターム(参考） 5B035 AA11 BB09 BC00 BC02 CA01 CA11 CA12 CA22 CA23 CA35 5K012 AA01 AA05 AB02 AB12 AC06 AC09 AC11 AE00 BA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ループアンテナを含む略板状の電子装置
において、前記ループアンテナは、複数の前記電子装置を、その表
面と表面の少なくとも一部が対向するように、または、
裏面と裏面の少なくとも一部が対向するように重ね合わ
せた場合において、前記ループアンテナを構成する導体
同士の重なりが少なくなる形状とされていることを特徴
とする電子装置。
【請求項２】前記ループアンテナは、多角形を基本形
状とし、前記多角形の各辺を構成する複数の前記導体は、非平行
となっていることを特徴とする請求項１に記載の電子装
置。
【請求項３】前記基本形状となる多角形は正多角形で
あり、前記正多角形の角の数をｎとし、所定の定数をα
とするとき、前記多角形の内角は、（１８０°（ｎ−２））／ｎ−α とされることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項４】前記ループアンテナを介して信号を授受
する授受手段をさらに備えることを特徴とする請求項１
に記載の電子装置。
【請求項５】前記電子装置は、ＩＣカードであること
を特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項６】ループアンテナを含む略板状の電子装置
に対して情報を書き込むかまたは読み出す書き込み読み
出し装置において、前記ループアンテナが、複数の前記電子装置を、その表
面と表面の少なくとも一部が対向するように、または、
裏面と裏面の少なくとも一部が対向するように重ね合わ
せた場合において、前記ループアンテナを構成する導体
同士の重なりが少なくなる形状とされている複数の前記
電子装置が、一方の表面と他方の裏面の少なくとも一部
が重ね合わされた状態にあるとき、前記一方と他方の前
記電子装置に対して情報を書き込むかまたは読み出す書
き込み読み出し手段を備えることを特徴とする情報書き
込み読み出し装置。
【請求項７】ループアンテナを含む略板状の電子装置
に対して情報を書き込むかまたは読み出す書き込み読み
出し装置の情報書き込み読み出し方法において、前記ループアンテナが、複数の前記電子装置を、その表
面と表面の少なくとも一部が対向するように、または、
裏面と裏面の少なくとも一部が対向するように重ね合わ
せた場合において、前記ループアンテナを構成する導体
同士の重なりが少なくなる形状とされている複数の前記
電子装置が、一方の表面と他方の裏面の少なくとも一部
が重ね合わされた状態にあるとき、前記一方と他方の前
記電子装置に対して情報を書き込むかまたは読み出す書
き込み読み出しステップを含むことを特徴とする情報書
き込み読み出し方法。