(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナを介して受信した電磁波のエネルギーに基づく起電力を所定の電子回路に供給するアンテナ装置において、
上記アンテナとしてのループアンテナとコンデンサとによつて構成され、上記電磁波に共振させて受信効率を向上させる共振手段と、
上記電子回路の前段に設けられ、アンテナ側からみた上記電子回路の負荷抵抗を、上記ループアンテナと当該ループアンテナに対向して設けられたデータ書込読出手段との間の距離に応じて予め測定された最適値になるように変換する負荷抵抗変換手段と
を具え、
上記共振手段を介して得られた上記起電力を上記負荷抵抗変換手段を介して上記電子回路に供給する
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
上記負荷抵抗変換手段は、トランスでなる
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
上記負荷抵抗変換手段は、ループコイルでなる
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
所定の電子回路に対するデータの書き込み及び読み出しを電磁波によつて非接触で行うカード状記憶媒体において、
上記電磁波に共振させて受信効率を向上させるためのループアンテナとコンデンサとによつて構成された共振手段と、
上記電子回路の前段に設けられ、アンテナ側からみた上記電子回路の負荷抵抗を、上記ループアンテナと当該ループアンテナに対向して設けられたデータ書込読出手段との間の距離に応じて予め測定された最適値になるように変換する負荷抵抗変換手段と
を具え、
上記共振手段を介して得られた起電力を上記負荷抵抗変換手段を介して上記電子回路に供給する
ことを特徴とするカード状記憶媒体。
【請求項５】
上記負荷抵抗変換手段は、トランスでなる
ことを特徴とする請求項４に記載のカード状記憶媒体。
【請求項６】
上記負荷抵抗変換手段は、ループコイルでなる
ことを特徴とする請求項１に記載のカード状記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアンテナ装置及びカード状記憶媒体に関し、例えばＩＣ(Integrated Circuit)カードと非接触でデータの書き込み及び読み出しを行うためのアンテナ装置及びカード状記憶媒体に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、駅の改札機、セキュリティシステム、電子マネーシステム等の分野においては、データ書込読出器とＩＣカードとを用いたＩＣカードシステムが試験的に導入されており、ＩＣカードに対するデータの書き込みやＩＣカードからのデータの読み出しを非接触で実行するようになされている。
【０００３】
データ書込読出器は、送信すべきデータに基づいて変調し、当該変調した電磁波（例えば変動磁界）をＩＣカードに対して放射する。ＩＣカードは、放射された電磁波を受信した後、データ書込読出器によって行われた変調方式に対応した復調方式で復調することにより復調データを得、これを所定の電子回路によって処理する。そしてＩＣカードは、電子回路によって処理されたデータを基に内部メモリから返答データを読み出し、当該読み出した返答データを基に変調し、当該変調した電磁波をデータ書込読出器に対して放射する。
【０００４】
このようなＩＣカードシステムにおいては、ＩＣカード内部にダイポールアンテナを構成してデータ書込読出器から放射された電磁波の磁界エネルギーを受信することが考えられるが、カード自体のサイズが電磁波の波長に比べて非常に小さいためダイポールアンテナをＩＣカード内部に設けることは物理的に困難であり現実的ではない。
【０００５】
そこでＩＣカード自体にループアンテナを実装して電磁波を受信することが行われている。このようなループアンテナを実装したＩＣカードにおいては、内部に電源用のバッテリーを設けた場合、小型化及び軽量化、並びにメンテナンス性を損なうために、放射されて受信した電磁波の磁界エネルギーを基に電子回路を動作させることが一般的に行われており、こうした場合特に受信効率の優れたループアンテナが必要不可欠となる。
【０００６】
図１２に示すように、ＩＣカード１においてはループアンテナ２に並列にコンデンサ３が接続されており、当該コンデンサ３の両端から得られる起電力を用いて電子回路４を動作するようになされている。
【０００７】
この場合ループアンテナ２は、アンテナ面積を通過する鎖交磁束の変化を電磁誘導の原理によって電圧に変換し、これを電子回路４に供給するものであり、アンテナ面積を増大させることによりＩＣカード１における受信効率を向上させることが可能である。
【０００８】
またＩＣカード１においては、ループアンテナ２に共振コンデンサ３を並列に接続し、ループアンテナ２及びコンデンサ３によって共振回路を構成することにより、受信した電磁波に同調させて受信効率を向上させるようになされている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところでかかる構成のＩＣカード１においては、図１３に示すように所定距離離れた対向する位置に設けられたデータ書込読出器５のループアンテナ６から放射された電磁波をループアンテナ２及び共振コンデンサ３によって効率良く受信し、当該電磁波のエネルギーに応じた受信電力を電子回路４に相当する負荷抵抗Ｒcir に供給している。
【００１０】
このＩＣカード１では、ダイオード７及びコンデンサ８からなる整流回路９が負荷抵抗Ｒcir の前段に設けられており、これにより測定し易い直流電圧に変換して負荷抵抗Ｒcir に供給する受信電力を正確に測定するようになされている。
【００１１】
この場合ＩＣカード１は、負荷抵抗Ｒcir が無限大に大きいときには最大の電圧値が得られるが、電流が殆ど流れないので電子回路４に供給される受信電力は非常に小さくなり、また負荷抵抗Ｒcir が非常に小さいときには電流は多く流れるが電圧が殆ど得られないので電子回路４に供給される受信電力は非常に小さくなる。すなわちＩＣカード１においては、電子回路４に最大の受信電力を供給するための負荷抵抗Ｒcir の最適値が存在する。
【００１２】
図１４は、ＩＣカード１における受信電力の測定結果を示し、ＩＣカード１の受信電力Ｐが最大値を得るときには、データ書込読出器５とＩＣカード１との距離（例えば６[cm]、８[cm]、１０[cm]及び１２[cm]）別にそれぞれ負荷抵抗Ｒcir の最適値が存在する。
【００１３】
すなわち最大の受信電力Ｐが得られる負荷抵抗Ｒcir の最適値Ｒpow は、例えば距離６[cm]の場合に約10[KΩ] となり、距離８[cm]の場合に約10[KΩ] となり、距離１０[cm]の場合に約９[KΩ] となり、距離１２[cm]の場合に約８[KΩ] となる。
【００１４】
しかしながらＩＣカード１においては、接続される電子回路４の負荷抵抗Ｒcir と最大の受信電力Ｐが得られる最適値Ｒpow とが一致しているとは必ずしも限らず、このため受信電力Ｐが極端に低くなった場合には本来十分に作動するだけの通信距離を持ってしてもカード内の回路が正常に動作しないという問題があった。
【００１５】
また、このような場合ＩＣカード１は、回路を正確に動作させるためにデータ書込読出器５から強い電磁波による過大な電力の供給を受ける必要があり、これによりデータ書込読出器５の消費電力を増大させてしまうという問題があった。
【００１６】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、接続される電子回路を常に効率良く正常に動作させ得るアンテナ装置及びカード状記憶媒体を提案しようとするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、アンテナを介して受信した電磁波のエネルギーに基づく起電力を所定の電子回路に供給するアンテナ装置において、アンテナとしてのループアンテナとコンデンサとによつて構成され、電磁波に共振させて受信効率を向上させる共振手段と、電子回路の前段に設けられ、アンテナ側からみた電子回路の負荷抵抗を、ループアンテナと当該ループアンテナに対向して設けられたデータ書込読出手段との間の距離に応じて予め測定された最適値になるように変換する負荷抵抗変換手段とを具え、共振手段を介して得られた起電力を負荷抵抗変換手段を介して電子回路に供給するようにする。
これにより、電磁波の受信効率を向上させると共に、アンテナ側からみた電子回路の負荷抵抗をループアンテナとデータ書込読出手段との間の距離に応じて予め測定された最適値になるように変換することができるので、電磁波から得られる最大の起電力を電子回路に対して効率良く供給し得、かくして接続された電子回路を常に正常に動作させることができる。
【００１８】
また本発明においては、所定の電子回路に対するデータの書き込み及び読み出しを電磁波によつて非接触で行うカード状記憶媒体において、電磁波に共振させて受信効率を向上させるためのループアンテナとコンデンサとによつて構成された共振手段と、電子回路の前段に設けられ、アンテナ側からみた電子回路の負荷抵抗を、ループアンテナと当該ループアンテナに対向して設けられたデータ書込読出手段との間の距離に応じて予め測定された最適値になるように変換する負荷抵抗変換手段とを具え、共振手段を介して得られた起電力を負荷抵抗変換手段を介して電子回路に供給するようにする。
これにより、カード状記憶媒体の電子回路に対して非接触でデータの書き込み及び読み出しを行う場合の電磁波の受信効率を向上させると共に、アンテナ側からみた電子回路の負荷抵抗をループアンテナとデータ書込読出手段との間の距離に応じて予め測定された最適値になるように変換することができるので、電磁波から得られる最大の起電力を電子回路に対して効率良く供給し得、かくしてカード状記憶媒体の電子回路を常に正常に動作させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００２０】
（１）ＩＣカードシステムの全体構成
図１において、１０は全体として非接触型のＩＣ(Integrated Circuit)カードシステムを示し、ＩＣカード１１とデータ書込読出器２１とから構成されている。
【００２１】
ＩＣカード１１は、電源供給用のバッテリーを有しないバッテリーレス型のＩＣカードであり、例えばクレジットカード状の平板形状の基板１５上に実装され、データ書込読出器２１から放射された電磁波を受信して電気信号に変換するコイル状のループアンテナ１２と、送信データの変調又は受信データの復調を行う変復調回路１３と、受信データの解析及び送信データの生成を行う信号処理回路１４とから構成されている。
【００２２】
実際上ＩＣカード１１においては、データ書込読出器２１から放射された電磁波をループアンテナ１２で受信し、これを変調波として変復調回路１３に送出する。変復調回路１３は変調波を復調し、これをデータ書込読出器２１から送られてきた再生データＤ１として信号処理回路１４に送出する。
【００２３】
信号処理回路１４はＣＰＵ(Central Processing Unit) でなり、ＲＯＭ(Read Only Memory)やＲＡＭ(Random Access Memory)を内部に有し（図示せず）、ＲＯＭに内蔵されているプログラムを読み出して再生データＤ１をＲＡＭ上で解析し、再生データＤ１に基づいて内部の不揮発性メモリ（図示せず）に格納されている返答データＤ２を読み出し、これを変復調回路１３に送出する。変復調回路１３は、返答データＤ２に基づいて変調し、ループアンテナ１２から電磁波としてデータ書込読出器２１に放射する。
【００２４】
ここで変復調回路１３は、電磁波のエネルギーを安定した直流電源に変換する電源回路（図示せず）を内部に有しており、データ書込読出器２１から放射されてループアンテナ１２で受信した電磁波を基に電源回路によって直流電源ＤＣ１を生成して信号処理回路１４に供給すると共に、受信した電磁波に基づいて生成したクロック信号ＣＬＫ１を信号処理回路１４に送出し、また各種制御用のコントロール信号ＣＴＬ１を信号処理回路１４から受け取るようになされている。
【００２５】
データ書込読出器２１は、キーボードや操作パネル等でなる入力部２６からの指示信号Ｓ１を信号処理部２４に送出する。信号処理部２４はＣＰＵでなり、ＲＯＭやＲＡＭを内部に有し（図示せず）、ＲＯＭに内蔵されているプログラムを読み出し、指示信号Ｓ１に応じた信号処理をＲＡＭ上で行うことによりＩＣカード１１に送信すべき送信データＤ３を生成し、これを変復調回路２３に送出する。
【００２６】
変復調回路２３は、電磁波として効率良く放射し得るような所定の周波数帯域の搬送波を用いて送信データＤ３に基づく変調処理を施し、ループアンテナ２２から電磁波として放射する。
【００２７】
またデータ書込読出器２１は、ＩＣカード１１から放射された電磁波をループアンテナ２２によって受信し、これを変調波として変復調回路２３に送出する。変復調回路２３は、変調波を復調し、これをＩＣカード１１から送られてきた再生データＤ４として信号処理部２４に送出する。
【００２８】
ここで信号処理部２４は、外部から供給された直流電源ＤＣ２を変復調回路２３に供給すると共に、クロック信号ＣＬＫ２及び各種制御用のコントロール信号ＣＴＬ２を変復調回路２３に送出するようになされている。
【００２９】
信号処理部２４は、受け取った再生データＤ４に基づいて信号処理を施し、その結果をディスプレイ２５に表示する。また信号処理部２４は、再生データＤ４に基づく信号処理結果を外部装置２７に送出し得るようにもなされている。
【００３０】
（２）負荷抵抗変換部を有するＩＣカード
次に、データ書込読出器２１から放射された電磁波をループアンテナ１２によって受信し、最大の受信電力を供給するための負荷抵抗変換部を具えたＩＣカード１１の具体的な構成について説明する。
【００３１】
図２に示すようにＩＣカード１１は、ループアンテナ１２に対して共振コンデンサ１６が並列に接続されており、ループアンテナ１２及びコンデンサ１６によって共振回路を構成することにより、受信した電磁波に同調させて受信効率を向上させるようになされている。
【００３２】
またＩＣカード１１は、変復調回路１３及び信号処理回路１４（図１）を含む電子回路１８の前段に負荷抵抗変換部１７を設けるようにしたことにより、共振コンデンサ１６の両端から最大受信電力が得られるように電子回路１８の負荷抵抗Ｒcir を変換するようになされている。
【００３３】
（２−１）トランスを用いた負荷抵抗変換部の構成
図２との対応部分に同一符号を付して示す図３に示すように、負荷抵抗変換部１７は巻数Ｎ1 の１次コイル３１と巻数Ｎ2 の２次コイル３２とから構成されるトランスでなり、１次コイル３１の印加電圧Ｖ1 、２次コイル３２の印加電圧Ｖ2 、１次コイル３１の流入電流Ｉ1 、２次コイル３２の流入電流Ｉ2 、電子回路１８の負荷抵抗Ｒcir とすると、トランスの性質上から巻数と印加電圧との関係は、次式
【００３４】
【数１】
0003649374.tif 000002
【００３５】
で表される。
【００３６】
また、負荷抵抗Ｒcir と、２次コイル３２の印加電圧Ｖ2 と、２次コイル３２への流入電流Ｉ2 との関係は、次式
【００３７】
【数２】
0003649374.tif 000003
【００３８】
で表される。
【００３９】
さらに、トランスのエネルギー損失がないと仮定した場合、１次コイル３１及び２次コイル３２における電力は同じなので、１次コイル３１の印加電圧Ｖ1 及び２次コイル３２の印加電圧Ｖ2 と、１次コイル３１への流入電流Ｉ1 及び２次コイル３２への流入電流Ｉ2 との関係は、次式
【００４０】
【数３】
0003649374.tif 000004
【００４１】
で表される。
【００４２】
従って、トランスを用いた負荷抵抗変換部１７の１次コイル３１における印加電圧Ｖ1 と流入電流Ｉ1 との比率（Ｖ1 ／Ｉ1 ）は、次式
【００４３】
【数４】
0003649374.tif 000005
【００４４】
で表され、このことは負荷抵抗Ｒcir が１次コイル３１側から見たときに（Ｎ1 ／Ｎ1 ）2 倍に変換されたことを示している。
【００４５】
ここで負荷抵抗変換部１７においては、比率（Ｖ1 ／Ｉ1 ）を最大の受信電力が得られる負荷抵抗の最適値Ｒpow として（４）式を変形すると、巻数Ｎ1 と巻数Ｎ2 との巻数比率（Ｎ1 ／Ｎ2 ）は、次式
【００４６】
【数５】
0003649374.tif 000006
【００４７】
で表わされる。
【００４８】
すなわちトランスを用いた負荷抵抗変換部１７においては、電子回路１８自身の負荷抵抗Ｒcir と最大の受信電力が得られる負荷抵抗の最適値Ｒpow （図１４）がそれぞれ決まれば、巻数比率（Ｎ1 ／Ｎ2 ）が決定することになる。従ってＩＣカード１１においては、電子回路１８の負荷抵抗Ｒcir 及び最大の受信電力が得られる負荷抵抗の最適値Ｒpow に応じて決定される巻数比率（Ｎ1 ／Ｎ2 ）の１次コイル３１及び２次コイル３２でなる負荷抵抗変換部１７を電子回路１８の前段に設けることにより、電子回路１８に最大受信電力を供給し得るようになされている。
【００４９】
このようなトランスを用いた負荷抵抗変換部１７は、図４に示すように共振コンデンサ１６に接続された巻数Ｎ1 の１次コイル３１を基板１５上に実装すると共に、電子回路１８に接続された巻数Ｎ2 の２次コイル３２を１次コイル３１と所定間隔離れた位置に実装し、１次コイル３１と２次コイル３２との間のトランス結合を利用して電子回路１８の負荷抵抗Ｒcir を最大受信電力が得られる最適値Ｒpow に変換する。
【００５０】
このようにＩＣカード１１は、最大受信電力を供給し得るような所定の巻数比率のトランスを用いた負荷抵抗変換部１７を電子回路１８の前段に設けるようにしたことにより、電子回路１８に最大受信電力を効率良く供給することができる。これによりＩＣカード１１は、電子回路１８の誤動作を防止し得、データ書込読出器２１との間で安定したデータ通信を実現し得るようになされている。
【００５１】
（２−２）中間タップを用いた負荷抵抗変換部の構成
図２との対応部分に同一符号を付して示す図５に示すように、負荷抵抗変換部１７は巻数Ｎ3 のループコイル４１を有し、当該ループコイル４１の中間タップ４２から取り出される電力を負荷抵抗Ｒcir に供給するようになされている。
【００５２】
この場合の中間タップを用いた負荷抵抗変換部１７においては、ループコイル４１の巻数Ｎ3 と、中間タップの巻数Ｎ4 と、ループコイル４１の印加電圧Ｖ3 、中間タップ４２の印加電圧Ｖ4 、ループコイル４１への流入電流Ｉ3 、中間タップ４２への流入電流Ｉ4 とすると、巻数と印加電圧との関係は、次式
【００５３】
【数６】
0003649374.tif 000007
【００５４】
で表される。
【００５５】
また、負荷抵抗Ｒcir と、中間タップ４２の印加電圧Ｖ4 と、中間タップ４２への流入電流Ｉ4 との関係は、次式
【００５６】
【数７】
0003649374.tif 000008
【００５７】
で表される。
【００５８】
さらに、ループコイル４１及び中間タップ４２にエネルギー損失がないと仮定した場合、ループコイル４１に与えられる電力と中間タップ４２に与えられる電力とは同じなので、ループコイル４１の印加電圧Ｖ3 及び中間タップ４２の印加電圧Ｖ4 と、ループコイル４１への流入電流Ｉ3 及び中間タップ４２への流入電流Ｉ4 との関係は、次式
【００５９】
【数８】
0003649374.tif 000009
【００６０】
で表される。
【００６１】
従って、中間タップ４２を用いた負荷抵抗変換部１７におけるループコイル４１の印加電圧Ｖ3 と流入電流Ｉ3 との比率（Ｖ3 ／Ｉ3 ）は、次式
【００６２】
【数９】
0003649374.tif 000010
【００６３】
で表され、このことは負荷抵抗Ｒcir がループコイル４１側から見たときに（Ｎ3 ／Ｎ4 ）2 倍に変換されたことを示している。
【００６４】
ここで負荷抵抗変換部１７においては、比率（Ｖ3 ／Ｉ3 ）を最大の受信電力が得られる負荷抵抗の最適値Ｒpow として（９）式を変形すると、巻数Ｎ3 と巻数Ｎ4 との巻数比率（Ｎ3 ／Ｎ4 ）は、次式
【００６５】
【数１０】
0003649374.tif 000011
【００６６】
で表わされる。
【００６７】
すなわち中間タップを用いた負荷抵抗変換部１７においては、負荷抵抗Ｒcir 及び最大の受信電力が得られる負荷抵抗の最適値Ｒpow （図１４）の値がそれぞれ決まれば、巻数比率（Ｎ3 ／Ｎ4 ）が決定することになる。従ってＩＣカード１１においては、巻数比率（Ｎ3 ／Ｎ4 ）のループコイル４１及び中間タップ４２でなる負荷抵抗変換部１７を負荷抵抗Ｒcir の前段に設けることにより、電子回路１８（負荷抵抗Ｒcir ）に最大受信電力を供給し得るようになされている。
【００６８】
例えば図６（Ａ）に示す中間タップを用いた負荷抵抗変換部１７は、最大の受信電力が得られる最適値Ｒpow が電子回路１８の負荷抵抗Ｒcir よりも大きい場合の一例であり、図６（Ｂ）に示す中間タップを用いた負荷抵抗変換部１７は、最大の受信電力が得られる負荷抵抗の最適値Ｒpow が電子回路１８の負荷抵抗Ｒcir よりも小さい場合の一例である。
【００６９】
このような中間タップを用いた負荷抵抗変換部１７は、図７に示すように共振コンデンサ１６に接続された巻数Ｎ3 のループコイル４１を基板１５上に実装すると共に、ループコイル４１の一端と巻数Ｎ4 の中間タップ４２に電子回路１８を接続することにより、電子回路１８の負荷抵抗Ｒcir を最大の受信電力が得られる最適値Ｒpow に変換（Ｒpow ＞Ｒcir ）する。
【００７０】
このようにＩＣカード１１は、中間タップ４２を用いた負荷抵抗変換部１７を電子回路１８の前段に設けるようにしたことにより、電子回路１８に最大受信電力を効率良く供給することができる。これによりＩＣカード１１は、電子回路１８の誤動作を防止し得、データ書込読出器２１との間で安定したデータ通信を実現し得るようになされている。
【００７１】
（２−３）インダクタンス及びキャパシタンスを用いた負荷抵抗変換部の構成
図２との対応部分に同一符号を付して示す図８に示すように、負荷抵抗変換部１７はどちらか一方をインダクタンス、他方をキャパシタンスとしたリアクタンス素子５１及び５２を負荷抵抗Ｒcir に並列及び直列に接続して構成されている。
【００７２】
この負荷抵抗変換部１７は、印加電圧Ｖ5 、流入電流Ｉ5 、リアクタンス素子５１に流れる流入電流Ｉ5A、リアクタンス素子５２に流れる流入電流Ｉ5B、リアクタンス素子５１のリアクタンスＺ1 、リアクタンス素子５２のリアクタンスＺ2 とすると、流入電流Ｉ5A及びＩ5Bは、次式
【００７３】
【数１１】
0003649374.tif 000012
【００７４】
【数１２】
0003649374.tif 000013
【００７５】
で表される。
【００７６】
ここで流入電流Ｉ5 は、次式
【００７７】
【数１３】
0003649374.tif 000014
【００７８】
なので、（１３）式を（１１）式及び（１２）式によって変形すると、（１３）式は、次式
【００７９】
【数１４】
0003649374.tif 000015
【００８０】
によって表される。
【００８１】
この（１４）式に基づく印加電圧Ｖ5 と流入電流Ｉ5 の比率（Ｖ5 ／Ｉ5 ）は、次式
【００８２】
【数１５】
0003649374.tif 000016
【００８３】
と表され、この（１５）式をさらに実部Ｒｅａｌと虚部Ｉｍｇとに分けると、次式
【００８４】
【数１６】
0003649374.tif 000017
【００８５】
のように表される。
【００８６】
この（１６）式は、負荷抵抗変換部１７を通して負荷抵抗Ｒcir をみたときのリアクタンスを示しており、最大の受信電力が得られる負荷抵抗の最適値Ｒpow は実部Ｒｅａｌで表されるので（１６）式は、次式
【００８７】
【数１７】
0003649374.tif 000018
【００８８】
【数１８】
0003649374.tif 000019
【００８９】
が成立する必要がある。
【００９０】
このような関係を（１６）式が満足するように、（１５）式のリアクタンスＺ1 、Ｚ2 を求めれば、負荷抵抗Ｒcir は負荷抵抗変換部１７によって最大の受信電力が得られる最適値Ｒpow に変換されたことになる。
【００９１】
すなわちＩＣカード１１においては、インダクタンス及びキャパシタンスを用いた負荷抵抗変換部１７によって（１６）式の実部Ｒｅａｌが負荷抵抗の最適値Ｒpow （図１４）になるときのリアクタンスＺ1 、Ｚ2 を設定すれば、電子回路１８（負荷抵抗Ｒcir ）に最大受信電力を供給し得るようになされている。
【００９２】
例えば図９（Ａ）に示すインダクタンス及びキャパシタンスを用いた負荷抵抗変換部１７は、電子回路１８に対して並列にリアクタンスＺ2 のキャパシタンス５３を接続すると共に、電子回路１８に対して直列にリアクタンスＺ1 のインダクタンス５４を接続する（この接続形態をパス１とする）ことにより、電子回路１８に対して最大受信電力を供給し得るようになされている。
【００９３】
また図９（Ｂ）に示すインダクタンス及びキャパシタンスを用いた負荷抵抗変換部１７は、電子回路１８に対して並列にリアクタンスＺ2 のインダクタンス５５を接続すると共に、電子回路１８に対して直列にリアクタンスＺ1 のキャパシタンス５６を接続する（この接続形態をパス２とする）ことにより、電子回路１８に対して最大受信電力を供給し得るようになされている。
【００９４】
このようにＩＣカード１１は、所定値のリアクタンスＺ1 、Ｚ2 を有するインダクタンス及びキャパシタンスを用いた負荷抵抗変換部１７を電子回路１８の前段に設けるようにしたことにより、電子回路１８に最大受信電力を効率良く供給することができる。これによりＩＣカード１１は、電子回路１８の誤動作を防止し得、データ書込読出器２１との間で安定したデータ通信を実現し得るようになされている。
【００９５】
以上の構成において、ＩＣカード１１はデータ書込読出器２１から放射された電磁波をループアンテナ１２及び共振コンデンサ１６でなる共振回路によって受信効率を一段と向上させた状態で受信し、負荷抵抗変換部１７によってループアンテナ１２からみた電子回路１８の負荷抵抗Ｒcir をデータ書込読出器２１との距離に応じて最大受信電力が得られる最適値Ｒpow に変換する。
【００９６】
そしてＩＣカード１１は、電子回路１８の負荷抵抗Ｒcir を最大受信電力が得られる最適値Ｒpow に変換したことにより、共振コンデンサ１６の両端から最大の受信電力を負荷抵抗変換部１７を介して電子回路１８に供給する。
【００９７】
以上の構成によれば、ＩＣカード１１は負荷抵抗変換部１７を電子回路１８の前段に設けるようにしたことにより、電子回路１８の負荷抵抗Ｒcir がどのような値であっても負荷抵抗変換部１７によって負荷抵抗Ｒcir をデータ書込読出器２１との距離に応じた最適値Ｒpow に変換して最大の受信電力を電子回路１８に常に供給することができる。
【００９８】
これによりＩＣカード１１は、電子回路１８の誤動作を常に回避して、データ書込読出器２１との間で安定したデータ通信を実行することができると共に、データ書込読出器２１に対して必要以上の強い電磁波の供給を受ける必要がなくなるので無駄な消費電力の増加を抑えることができる。
【００９９】
なお上述の実施の形態においては、基板１５上に１次、２次コイル及びループコイルを実装することによりトランス及び中間タップを用いた負荷抵抗変換部１７を形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、フィルムパターンによってトランス及び中間タップを用いた負荷抵抗変換部１７を形成するようにしても良い。この場合にも上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１００】
また上述の実施の形態においては、インダクタンス及びキャパシタンスを用いた負荷抵抗変換部１７を１個づつのインダクタンス及びキャパシタンスによって構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図１０に示すように複数のインダクタンス及びキャパシタンスによって（１６）式の実部Ｒｅａｌが負荷抵抗の最適値Ｒpow （図１４）になるようにリアクタンスＺ1 、Ｚ2 を設定するようにすれば、リアクタンス素子を複数用いても良い。
【０１０１】
さらに上述の実施の形態においては、インダクタンス及びキャパシタンスを用いた負荷抵抗変換部１７のリアクタンスＺ1 及びＺ2 を（１１）式〜（１８）式を用いて求めるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図１１に示すようにイミッタンス（インピーダンスとアドミッタンスの総称である）チャートを用いてリアクタンスＺ1 及びＺ2 を容易に求めるようにしても良い。
【０１０２】
このイミッタンスチャートを用いた手法の場合、インピーダンスとアドミッタンスを反射係数の概念に変換し、その領域においてグラフィカルに扱うものであり、具体的には電子回路１８の負荷抵抗Ｒcir と最大の受信電力が得られる最適値Ｒpow をプロットし、プロットした位置の間をグラフ上の曲線に従って移動するパスを求めることにより、インダクタンス及びキャパシタンスによる整合回路のリアクタンスＺ1 及びＺ2 を容易に求めることができる。この場合、図９（Ａ）に対応するものがパス１であり、図９（Ｂ）に対応するものがパス２となる。
【０１０３】
さらに上述の実施の形態においては、電子回路の負荷抵抗Ｒcir に応じて負荷抵抗変換部１７で予め負荷抵抗の最適値Ｒpow を設定しておくようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、接続する電子回路を変更したときにも変更後の電子回路の負荷抵抗に応じて最大受信電力が得られるように負荷抵抗変換部１７の巻数、中間タップの位置及びリアクタンスＺ1 、Ｚ2 を設定し直して負荷抵抗の最適値Ｒpow を調整し得るようにしても良い。
【０１０４】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、電磁波の受信効率を向上させると共に、アンテナ側からみた電子回路の負荷抵抗をループアンテナとデータ書込読出手段との間の距離に応じて予め測定された最適値になるように変換することができるので、電磁波から得られる最大の起電力を電子回路に対して効率良く供給し得、かくして接続された電子回路を常に正常に動作させ得るアンテナ装置を実現することができる。
【０１０５】
また、上述のように本発明によれば、カード状記憶媒体の電子回路に対して非接触でデータの書き込み及び読み出しを行う場合の電磁波の受信効率を向上させると共に、アンテナ側からみた電子回路の負荷抵抗をループアンテナとデータ書込読出手段との間の距離に応じて予め測定された最適値になるように変換することができるので、電磁波から得られる最大の起電力を電子回路に対して効率良く供給し得、かくしてカード状記憶媒体の電子回路を常に正常に動作させ得るカード状記憶媒体を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】非接触ＩＣカードシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明によるＩＣカードの構成を示す接続図である。
【図３】トランスを用いた負荷抵抗変換部の構成を示す接続図である。
【図４】トランスを用いた負荷抵抗変換部の実装イメージを示す略線図である。
【図５】中間タップを用いた負荷抵抗変換部の構成を示す接続図である。
【図６】中間タップを用いた負荷抵抗変換部と電子回路との接続例を示す接続図である。
【図７】中間タップを用いた負荷抵抗変換部の実装イメージを示す略線図である。
【図８】インダクタンス及びキャパシタンスを用いた負荷抵抗変換部の構成を示す接続図である。
【図９】インダクタンス及びキャパシタンスを用いた負荷抵抗変換部と電子回路との接続例を示す接続図である。
【図１０】他の実施の形態におけるインダクタンス及びキャパシタンスを用いた負荷抵抗変換部の構成を示す接続図である。
【図１１】他の実施の形態におけるインダクタンス及びキャパシタンスを用いた負荷抵抗変換部のリアクタンスを算出するためのイミッタンスチャートを示す略線図である。
【図１２】従来のＩＣカードにおける共振型ループアンテナと電子回路との接続方法の説明に供する略線図である。
【図１３】受信電力の測定方法を示す略線図である。
【図１４】共振型ループアンテナによる受信電力と負荷抵抗の関係を示す特性曲線図である。
【符号の説明】
１……ＩＣカードシステム、１１……ＩＣカード、１２、２２……ループアンテナ、１７……負荷抵抗変換部、１８……電子回路、２１……データ書込読出器、３１……１次コイル、３２……２次コイル、４１……ループコイル、４２……中間タップ、５１、５２……リアクタンス素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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