(57)【要約】【課題】この発明は、安価な構成により通信性能を損なうことなくスキミングを確実に防止できる無線通信媒体を提供することを課題とする。【解決手段】無線ＩＣ冊子１は、表紙１ａと裏表紙に複数枚の中紙２ｂを挟んで構成されている。表紙１ａには、ＬＳＩ２と、同調コンデンサ４とアンテナコイル６を有するアンテナ回路８と、導体フィルム１０ａと、が設けられており、２頁目の中紙１ｂには、冊子１を綴じたときに導体フィルム１０ａと協同して新たな同調コンデンサ１０を形成する導体フィルム１０ｂが設けられている。導体フィルム１０ａはアンテナコイル６の一端に接続され、導体フィルム１０ｂはアンテナコイル６の他端に接続されている。【選択図】      図１
2006301934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の共振周波数を有するアンテナ回路と、このアンテナ回路に接続したＬＳＩと、を有する冊子状の無線通信媒体であって、
冊子を綴じたことを条件に上記アンテナ回路に追加回路を形成し該アンテナ回路の共振周波数を変更することを特徴とする無線通信媒体。
【請求項２】
上記アンテナ回路は、上記ＬＳＩに接続されたアンテナコイルを有し、
上記追加回路は、冊子の第１頁に設けられ上記アンテナコイルの一端に接続された第１の導体、および冊子の第２頁に設けられ上記アンテナコイルの他端に接続された第２の導体を有し、上記第１および第２の導体は、冊子を綴じたときに少なくとも部分的に重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信媒体。
【請求項３】
上記第１および第２の導体は、冊子を綴じたときに略全面が重なる位置および形状に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の無線通信媒体。
【請求項４】
上記第１および第２の導体のうち少なくとも一方は、それぞれ上記アンテナコイルに接続した複数部分に分割されていることを特徴とする請求項２に記載の無線通信媒体。
【請求項５】
上記第１および第２の導体は、冊子を綴じたときに上記アンテナコイルと重ならない位置に設けられていることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の無線通信媒体。
【請求項６】
上記第１頁および第２頁は隣接した頁であることを特徴とする請求項２に記載の無線通信媒体。
【請求項７】
上記アンテナ回路は、上記第１の導体とともに上記第１頁に設けられ、
この第１頁はＰＥＴ−Ｇで被覆されており、
このＰＥＴ−Ｇが、冊子を綴じたときに上記第１の導体と第２の導体との間に介在される誘電体として機能することを特徴とする請求項６に記載の無線通信媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、非接触で外部とデータ通信が可能な無線通信媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信媒体として、表紙に電磁波を遮断もしくは通しにくいシールド部材を用いた冊子が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この冊子の内部には、非接触で外部と電波により情報の授受が可能なＩＣチップおよびアンテナを有するＩＣユニットが設けられている。
【０００３】
この冊子では、シールド部材として、アルミニウム、銅、鉄等の金属、パーマロイ等の合金、フェライト等を用いており、表紙を開いてＩＣユニットを情報読取ユニットに対向させて情報の授受を行なう際に、アンテナから出る電磁波をシールドするようにしている。これにより、外部からの盗聴電波による偽造や変造を防止するようにしている。
【０００４】
しかし、アンテナから出る電磁波をシールドするためには、シールド部材をアンテナに重なるように、より好ましくはアンテナ全体を覆うように設ける必要があり、シールド部材の面積が大きくなり、冊子が重くなり、製造コストが高くなる問題があった。
【０００５】
また、上述したパーマロイやフェライトをシールド部材として用いてアンテナに重ねて配置した場合、磁気シールド効果を期待できる反面、渦電流による損失が比較的大きく、エネルギーロスが大きいため、通信距離が短くなってしまう問題があった。
【特許文献１】特開平１１−３４８４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の目的は、安価な構成により通信性能を損なうことなくスキミングを確実に防止できる無線通信媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の無線通信媒体は、特定の共振周波数を有するアンテナ回路と、このアンテナ回路に接続したＬＳＩと、を有する冊子状の媒体であって、冊子を綴じたことを条件に上記アンテナ回路に追加回路を形成し該アンテナ回路の共振周波数を変更することを特徴とする。
【０００８】
上記発明によると、アンテナ回路とＬＳＩを有する冊子状の無線通信媒体を綴じたとき、アンテナ回路の共振周波数を変える追加回路が付加されるため、冊子を綴じた状態で無線通信を不能にできる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の無線通信媒体は、上記のような構成および作用を有しているので、安価な構成により通信性能を損なうことなくスキミングを確実に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。  
図１には、この発明の実施の形態に係る無線通信媒体として、無線ＩＣ冊子１（以下、単に冊子１と称する）の要部の構造を模式的に示してある。ここでは、冊子１の表紙１ａを１枚だけ開いた状態を図示してある。冊子１として、例えば、銀行の預金通帳、パスポート、社員証、学生証などがある。
【００１１】
冊子１は、表紙１ａと図示しない裏表紙との間に複数枚の中紙１ｂ（ここでは２頁目だけを図示してある）を挟んで１辺１ｃを綴じて形成されている。表紙１ａには、ＬＳＩ２、同調コンデンサ４、およびアンテナコイル６が設けられている。ＬＳＩ２および同調コンデンサ４は、アンテナコイル６の内側に設けられている。同調コンデンサ４は、アンテナコイル６とともに共振回路を形成し、ＬＳＩ２に並列接続されている。
【００１２】
同調コンデンサ４およびアンテナコイル６により構成されたアンテナ回路８は、図示しないリーダライタから供給される交流磁界をアンテナコイル６で受けて電磁誘導（結合）によって電力に変換し、この電力によってＬＳＩ２を動作させ、リーダライタからのコマンドに対するレスポンスを返す。このとき、同調コンデンサ４は、アンテナ回路８の共振周波数をリーダライタのキャリア信号と略同じ周波数に合わせるために設けられる。
【００１３】
ＬＳＩ２は、例えばフリップチップ方式によって表紙１ａに実装される。アンテナコイル６は、銅やアルミニウムなどを使用したエッチングにより形成することができ、プリント配線による印刷で形成でき、或いはワイヤによって形成できる。また、同調コンデンサ４は、アルミ箔や銅箔などの平行平板を用いて形成することができ、或いはチップコンデンサなどで形成することができる。いずれにしても、アンテナコイル６（Ｌ）と同調コンデンサ４（Ｃ）を並列或いは直列に接続した共振回路を形成すれば良い。
【００１４】
この他に、冊子１の表紙１ａおよび隣接した中紙１ｂには、それぞれ、導体フィルム１０ａ、１０ｂが設けられている。表紙１ａに設けられた導体フィルム１０ａは、同じく表紙１ａに設けられたアンテナコイル６の一端に接続され、中紙１ｂに設けられた導体フィルム１０ｂは、頁をまたがってアンテナコイル６の他端に接続されている。これら導体フィルム１０ａ、１０ｂは、本発明の追加回路として機能し、冊子１を綴じたことを条件に同調コンデンサとして機能する。なお、本実施の形態では、導体フィルム１０ａをアンテナコイル６と重ならない位置に設けた。また、冊子１を綴じた状態で、アンテナコイル６と重ならない位置に導体フィルム１０ｂを設けた。
【００１５】
これら２枚の導体フィルム１０ａ、１０ｂは、アルミ箔や銅箔などの並行平板により形成され、冊子を綴じたときにぴったり重なる形状および位置に設けられている。なお、導体フィルム１０ａ、１０ｂの形状は、本実施の形態のような対称形に限らず、異なる形状であっても良く、冊子１を綴じたときに少なくとも部分的に重なる形状であれば良く、少なくとも一方がそれぞれアンテナコイル６に接続した複数部分に分割されていても良い。しかし、冊子１を綴じたときに同調コンデンサとして機能する際に、必要な容量を効率良く得るためには、本実施の形態のように２つの導体フィルム１０ａ、１０ｂを対称形に形成し、且つ冊子１を綴じたときに互いにぴったり重なる位置に形成することが望ましい。
【００１６】
さらに、上述したようにＬＳＩ２、同調コンデンサ４、アンテナコイル６、および導体フィルム１０ａが設けられた表紙１ａは、その表裏面を図示しないＰＥＴ−Ｇシートで挟んで真空ホットプレスにて一体化することでカード化されている。このＰＥＴ−Ｇシートは、冊子１を綴じて導体フィルム１０ａ、１０ｂが同調コンデンサ１０を構成する際に、導体フィルム１０ａ、１０ｂの間に介在する誘電体として機能する。
【００１７】
次に、上述した冊子１の機能について、図１とともに図２および図３を参照して、具体例をあげて説明する。図２には冊子１の表紙１ａを開いた場合における回路図を示してあり、図３には冊子１を綴じた場合における回路図を示してある。つまり、図３の状態では、導体フィルム１０ａ、１０ｂが追加回路としての同調コンデンサ１０として機能する。
【００１８】
ここで説明する具体例では、図示しないリーダライタから送信されるキャリア波の周波数をＩＳＯ１４４４３に準拠した１３．５６［MHz］に想定し、アンテナコイル６のインダクタンスＬをＬ＝４［μH］とし、同調コンデンサ４のキャパシタンスＣをＣ＝３４［pF］とした。通常、アンテナ回路８の利得を高くしてＬＳＩ２で受ける電力を最大にするためには、アンテナ回路８の共振周波数をリーダライタのキャリア周波数に合わせる。このため、アンテナコイル６のインダクタンスＬをＬ＝４［μH］とした場合、アンテナ回路８の共振周波数ｆを１３．５６［MHz］にするためには、下式に基づいて、同調コンデンサ４のキャパシタンスＣをＣ＝３４［pF］とする必要がある。  
ｆ＝１／２π（（ＬＣ）１／２）
また、上述したキャリア波に対して通信不能となるアンテナ回路８の共振周波数は、一般にキャリア周波数より５〜６［MHz］低い周波数と考えられ、本実施の形態ではこの通信不能となる共振周波数ｆ０を８［MHz］に想定した。
【００１９】
さらに、冊子１を綴じた状態における長辺（綴じ部１ｃに相当）の長さを１２５０［mm］とし、短辺の長さを８８［mm］とした。また、アンテナコイル６の大きさをＩＳＯサイズの最大値とし、長辺を８５．６［mm］とし、短辺を５４［mm］とした。また、図示しないＰＥＴ−Ｇシートの誘電率を３．０とした。
【００２０】
冊子１を開いた図１に示す状態では、導体フィルム１０ａと導体フィルム１０ｂが離れていてコンデンサを構成していないため、図２に示すアンテナ回路８の共振周波数は、上述したようにアンテナコイル６のインダクタンスＬと同調コンデンサ４のキャパシタンスＣに依存した値となる。つまり、本実施の形態では、冊子１を開いた状態におけるアンテナ回路８の共振周波数をキャリア周波数と同じ値（１３．５６［MHz］）に設定しているため、この状態で図示しないリーダライタとの間の通信が可能となる。
【００２１】
これに対し、冊子１を綴じた状態では、導体フィルム１０ａと導体フィルム１０ｂが微小ギャップを介して対面するため、図３に示すように、これら導体フィルム１０ａ、１０ｂがアンテナ回路８に並列接続した同調コンデンサ１０として機能する。この際、２つの同調コンデンサ４、１０を有する追加回路を付加した状態のアンテナ回路１２の共振周波数ｆ０は、同調コンデンサ１０のキャパシタンスをＣ０とした場合、
ｆ０＝１／２π［｛Ｌ（Ｃ＋Ｃ０）｝１／２］
となる。
【００２２】
このように、冊子１を綴じて追加回路分のキャパシタンスＣ０がアンテナ回路１２に付加されると、ｆ０＜ｆとなる。つまり、同調コンデンサ１０のキャパシタンスＣ０をある程度大きくすることで、アンテナ回路１２の共振周波数ｆ０を目標とする８［MHz］にすることができる。
【００２３】
言い換えると、ｆ０＝［MHz］、Ｌ＝４［μH］、およびＣ＝３４［pF］を上式に代入すると、Ｃ０＝６５［pF］となり、同調コンデンサ１０のキャパシタンスを６５［pF］にすることでアンテナ回路１２の共振周波数を８［MHz］にすることができ、リーダライタとの間の通信を不能にすることができることがわかる。
【００２４】
同調コンデンサ１０のキャパシタンスを６５［pF］にするためには、導体フィルム１０ａ、１０ｂの面積を調整すればよい。同調コンデンサ１０のキャパシタンスをＣ［F］とし、誘電率をεとし、導体フィルム１０ａ、１０ｂの面積をＳ［m２］とし、冊子１を綴じたときの導体フィルム１０ａ、１０ｂ間の距離をｄ［m］とし、真空の誘電率をε０とすると、下式が成り立つ。  
Ｃ＝ε・ε０・Ｓ／ｄ
冊子１の各頁１ａ、１ｂをＰＥＴ−Ｇシートで挟んでカード化した場合、各頁の厚さは０．７６［ｍｍ］となり、冊子１を閉じたときの頁１ａ、１ｂ間の空気層などを考慮すると、導体フィルム１０ａ、１０ｂ間の距離ｄ［m］は、１［mm］程度と考えられ、ＰＥＴ−Ｇの誘電率を３．０とすると、キャパシタンスを６５［pF］を達成するための導体フィルム１０ａ、１０ｂの面積Ｓは、Ｓ＝２４．５［cm２］となる。
【００２５】
ところで、冊子１のサイズおよびアンテナコイル６のサイズに基づいてアンテナコイル６が配置されていない表紙１ａの領域の面積を算出すると、６４［cm２］となる。つまり、アンテナコイル６に重ならない表紙１ａの残りの面積のさらに半分以下の比較的小さな領域に導体フィルム１０ａ、１０ｂを設けるだけで、冊子１を綴じた状態でリーダライタとの間の通信を不能にできる。
【００２６】
以上のように、本実施の形態によると、冊子１を綴じたことを条件にアンテナ回路８に同調コンデンサ１０を形成することができ、同調コンデンサ１０を形成したアンテナ回路１２の共振周波数を、リーダライタとの通信が可能な共振周波数１３．５６［MHz］から大きく外れた共振周波数８［MHz］にすることができる。これにより、冊子１を開いた状態における通信性能を損なうことなく、冊子１を綴じた状態でリーダライタとの間の通信を不能にでき、スキミングを確実に防止できる。
【００２７】
特に、図１に示すように、アンテナコイル６に重ならない位置に導体フィルム１０ａを配置できることから、通信距離が短くなることもなく、冊子１を開いた状態で比較的良好な通信が可能となる。また、導体フィルム１０ａ、１０ｂを比較的小さな領域にだけ形成すれば良く、冊子１を軽くできる。
【００２８】
また、同調コンデンサ１０の導体フィルム１０ａ、１０ｂを形成する際には、表紙１ａにある同調コンデンサ４と同じ材料を用いて一括して形成でき、アンテナ回路１２の製造を容易にでき、製造コストを低減できる。
【００２９】
なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。
【００３０】
例えば、上述した実施の形態では、表紙１ａに１枚の導体フィルム１０ａを形成し、隣接する中紙１ｂに相似形の導体フィルム１０ｂを形成した場合について説明したが、これに限らず、冊子１を綴じた状態で少なくとも対面する複数枚の導体フィルムをそれぞれの頁に設けても良い。また、表紙１ａに限らず、裏表紙を含む隣接した頁に導体フィルム１０ａ、１０を設ければ良い。
【００３１】
また、上述した実施の形態では、通帳やパスポートなどの冊子に本発明を適用した場合について説明したが、複数枚の紙葉類を綴じた冊子に限らず、カードホルダーのような２枚の表紙だけを綴じるような媒体に本発明を適用することもできる。さらに、ＩＣカード自体を２つに折り曲げることで上述したような追加回路を付加するようにして通信を不能にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の実施の形態に係る無線ＩＣ冊子の要部の構造を示す模式図。
【図２】図１の冊子を開いた状態における回路構成を示す回路図。
【図３】図１の冊子を綴じた状態における回路構成を示す回路図。
【符号の説明】
【００３３】
１…冊子、１ａ…表紙、２…ＬＳＩ、４…同調コンデンサ、６…アンテナコイル、８、１２…アンテナ回路、１０ａ、１０ｂ…導体フィルム。
【図１】
2006301934.tif 000003
【図２】
2006301934.tif 000004
【図３】
2006301934.tif 000005