(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導により外部装置と情報を授受するアンテナと、
前記アンテナにより授受される前記情報を処理する集積回路と、
電磁波を透過する材質で形成され、前記アンテナおよび前記集積回路を収納するケースと
を備え、
前記アンテナは、前記外部装置と前記情報を授受する通信面が、前記ケースのいずれの面に対しても通信が可能な略一定の角度となるように、前記ケース内に固定されている
ことを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記アンテナおよび前記集積回路は、非接触情報媒体として、コイン型に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報処理装置に関し、特に、様々な形状で、リーダライタと安定した通信を実行することができる情報処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）カードは、各種情報を処理するためのＣＰＵやメモリを内部に有する薄型ＩＣチップ、および外部との通信を行うための部材が樹脂性のカードに埋め込まれたカード型のデバイスである。ＩＣカードには、カード表面にＩＣチップと電気的に接続された金属端子が露出され、リーダライタの接触端子とＩＣカードの金属端子が接触することによりデータを授受することが可能な接触型ＩＣカードと、ＩＣカード表面に対して平行になるように埋め込まれたアンテナを用いて、リーダライタのアンテナと電磁波を用いて通信するようになされている非接触型ＩＣカードがある。
【０００３】
ＩＣチップには、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリなどが搭載されている。従って、ＩＣカードは、磁気テープに記録されたデータを読み取ることのみが可能な磁気カードと異なり、他の情報機器と情報を授受し、例えば、認証処理を伴う処理や、演算処理などの高度の処理を実行することが可能である。
【０００４】
ＩＣチップのメモリ容量やＣＰＵの処理能力が高まるにつれて、例えば、個人認証処理、電子マネーを利用するための処理、あるいは、定期券やプリペイドカードなどの機能をＩＣカードによって実行することができるばかりでなく、それら複数の機能を１枚のＩＣカードを用いて実現することが可能になり、ますますＩＣカードの利用範囲が広まっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
非接触型ＩＣカードが薄型の長方形（例えば、名刺のような形状）を有する場合、非接触型ＩＣカードの使用者は、その形状から、無意識にＩＣカードとリーダライタが平行になるようにＩＣカードをかざすため、ＩＣカードとリーダライタの通信は、非常に安定して行われる。
【０００６】
近年では、ＩＣカードが一般に広く利用されはじめ、そのデザイン性を高めるため、もしくは、ＩＣカードの利用範囲が広まったことにより、その利用用途によって、様々な形状のものが生産されるようになった。例えば、図１に示されるようなコイン型ＩＣカード１が利用される場合がある。
【０００７】
コイン型ＩＣカード１は、その内部にＣＰＵやメモリなどを有するＩＣチップと、その表面（水平面）に対して平行に設けられているアンテナを有し、非接触で、リーダライタと情報を授受することが可能である。コイン型ＩＣカード１は、名刺型のＩＣカードと比較して、そのアンテナ部の面積が小さい場合が多い。
【０００８】
しかしながら、図１に示されるようなコイン型ＩＣカード１が利用される場合、ユーザは、その形状から、例えば、図２に示されるように、リーダライタ１１のアンテナ２１に対して、コイン型ＩＣカード１のアンテナ面が垂直になってしまうようにかざしてしまう場合がある。
【０００９】
コイン型ＩＣカード１とリーダライタ１１のアンテナ２１が、図２に示されるような位置関係になった場合、あるいは、垂直ではなくとも、それに近い角度である場合、図３に示されるように、アンテナ２１が発生する磁力線がコイン型ＩＣカード１のアンテナを通過しない。すなわち、コイン型ＩＣカード１とリーダライタ１１は相互に通信を行うことが出来ない。
【００１０】
また、従来においては、コイン型ＩＣカードに限らず、様々な形状を有する非接触型ＩＣデバイスが生産される場合、その通信特性を安定したものとするためのアンテナパターンがそれぞれの形状に合わせて設計されていた。
【００１１】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、様々な形状を有する非接触型ＩＣデバイスにおいて、安定した通信を実現するようにするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の情報処理装置は、電磁誘導により外部装置と情報を授受するアンテナと、アンテナにより授受される情報を処理する集積回路と、電磁波を透過する材質で形成され、アンテナおよび集積回路を収納するケースとを備え、アンテナは、外部装置と情報を授受する通信面が、ケースのいずれの面に対しても通信が可能な略一定の角度となるように、ケース内に固定されていることを特徴とする。
【００１９】
アンテナおよび集積回路は、非接触情報媒体として、コイン型に形成されているものとすることができる。
【００２１】
本発明の情報処理装置においては、電磁誘導により外部装置と情報を授受するアンテナと、アンテナにより授受される情報を処理する集積回路と、電磁波を透過する材質で形成され、アンテナおよび集積回路を収納するケースとが備えられ、アンテナは、外部装置と情報を授受する通信面が、ケースのいずれの面に対しても通信が可能な略一定の角度となるように、ケース内に固定されている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００２３】
図４は、本発明を適応した立方体形状ＩＣデバイス３１を示す透視斜視図である。立方体形状ＩＣデバイス３１は、図１を用いて説明したコイン型ＩＣカード１と、一辺の長さがａである立方体のケース４１で構成されている。
【００２４】
コイン型ＩＣカード１は、いわゆるＩＣカードと同様の機能を有するコイン形状の非接触情報媒体である。非接触情報媒体とは、ＩＣチップを内蔵し、電磁波やマイクロ波を利用して情報入出力装置（例えば、リーダライタ）等の外部装置と非接触で通信する媒体であって、カード形状を有するＩＣカードのほか、ＩＣカードと同様の機能を有し、切手サイズやそれ以下の超小型のものやコイン等の形状を有するいわゆるトークンタイプの全ての情報記録媒体を含むものとする。非接触情報媒体に内蔵されているＩＣチップはアンテナと電気的に接続されるが、その実装はＩＣチップの端子とアンテナを電気的に接続してもよいし、ウェハレベルでアンテナコイルとＩＣチップが電気的に接続されている、いわゆるコイルオンＩＣチップでもよい。
【００２５】
ケース４１が立方体であることにより、立方体形状ＩＣデバイス３１のユーザは、立方体形状ＩＣデバイス３１の全ての面を特に区別することができないので、立方体形状ＩＣデバイス３１をリーダライタ１１にかざす向き（６つの面のうち、いずれの面をリーダライタにかざすか）を特に意識しない。
【００２６】
ケース４１は、電磁波を透過する材質で作成されており、コイン型ＩＣカード１は、電磁波を透過する樹脂などを用いてケース４１に固定されている。コイン型ＩＣカードは、各種情報を処理するためのＣＰＵやメモリを内部に有する薄型ＩＣチップと、その表面（水平面）に対して平行に設けられているアンテナを有し、非接触で、リーダライタと情報を授受することが可能であるので、他の情報機器と情報を授受し、例えば、認証処理を伴う処理や、演算処理などの高度の処理を実行することが可能である。したがって、立方体形状ＩＣデバイス３１は、コイン型ＩＣカード１と同様の処理を実行可能な情報処理装置として機能するものである。
【００２７】
なお、ここでは、ＩＣチップの内部にＣＰＵやメモリが備えられているものとして説明するが、ＩＣチップに代わって、ＣＰＵとメモリなどがそれぞれ異なるチップによって構成されている情報処理回路を備えるようにしても良い。
【００２８】
また、コイン型ＩＣカード１は、ケース４１の６つの面全てと接し（図中Ａ乃至Ｆで示される点において接している）、かつ、コイン型ＩＣカード１の水平面（すなわち、アンテナ面）と、ケース４１のそれぞれの面とのなす角度（面の対角線とのなす角度）が略一定となるように固定されている。このとき、ケース４１のそれぞれの面と、コイン型ＩＣカード１の表面との成す角度θは、略３５度となる（コイン型ＩＣカード１の厚みなどにより多少異なる）。
【００２９】
図３を用いて説明したように、コイン型ＩＣカード１とリーダライタ１１のアンテナ２１とが成す角度θが９０度（もしくは９０度に近い角度）である場合、コイン型ＩＣカード１とリーダライタ１１とは、安定した通信ができない。そして、図５に示されるように、コイン型ＩＣカード１とリーダライタ１１のアンテナ２１とが成す角度θが９０度より小さい所定の角度θである場合、アンテナ２１から出力される電磁波が、コイン型ＩＣカード１のアンテナを通過することができるので、コイン型ＩＣカード１とリーダライタ１１とは、通信が可能である。
【００３０】
すなわち、コイン型ＩＣカード１のアンテナの面積や、出力される電磁波の強度によって、コイン型ＩＣカード１とリーダライタ１１とが安定した通信を行うことが可能な角度θ、すなわち、アンテナ２１から出力される電磁波が、コイン型ＩＣカード１のアンテナを通過することができる角度の上限が決定する。
【００３１】
そして、その角度の上限が３５度より大きくなるようにコイン型ＩＣカード１のアンテナが設計され、図４を用いて説明したように、ケース４１にコイン型ＩＣカード１が固定されて、立方体形状ＩＣデバイス３１が構成される。
【００３２】
立方体形状ＩＣデバイス３１においては、ユーザが、立方体形状ＩＣデバイス３１の６つの平面のうち、いずれの面がリーダライタ１１のアンテナ２１と平行になるようにかざしても、リーダライタ１１のアンテナ２１と、コイン型ＩＣカード１との成す角度は、通信が可能な一定の角度（略３５度）となる。従って、ユーザが、立方体形状ＩＣデバイス３１をリーダライタ１１にかざす向きを特に意識しなくても、安定した通信を実現することが可能となる。
【００３３】
また、ケース４１のそれぞれの面とコイン型ＩＣカード１の水平面との成す角度が、リーダライタ１１のアンテナ２１との通信が可能な角度θの上限値より下回っていれば、コイン型ＩＣカード１とケース４１のそれぞれの面との成す角度が略同一にならなくてもかまわないが、この場合、ユーザがリーダライタ１１に立方体形状ＩＣデバイス３１をかざす向きによって、通信の安定性が多少変化してしまう。
【００３４】
また、コイン型ＩＣカード１は、上述したような角度の条件を満たし、リーダライタ１１との通信に支障をきたさないアンテナの大きさや電磁波の強度を有する場合、ケース４１の一部の面と接していなくても、あるいは、ケース４１の全ての面と接していなくてもかまわない。
【００３５】
しかしながら、コイン型ＩＣカード１がケース４１の全ての面と接していることにより、コイン型ＩＣカード１の平面部分の面積を最も大きくとることができるので、アンテナの面積を大きくすることができ、安定した通信を行うことができるばかりでなく、一部を固定するだけで、コイン型ＩＣカード１をケース４１内の所定の位置に固定することができるので、コイン型ＩＣカード１をケース４１に固定するために樹脂などをケース４１内全てに充填する必要がなくなり、コストダウンにつながる。
【００３６】
また、ケース４１にケース４１の表面と所定の角度を持って封入されるのは、図４を用いて説明したようなコイン型ＩＣカード１でなくても、例えば、名刺型のＩＣカードであってもかまわないのは言うまでもない。
【００３７】
このように、従来利用されているＩＣカードを、ＩＣカードのアンテナがケースの表面から所定の角度を有するようにして、電磁波を透過するケースに電磁波を透過する樹脂などを用いて封入することにより、例えば、立方体などの、カード以外の形状を有するＩＣデバイスを生産する場合に、それぞれの形状に合わせたアンテナを設計しなおす必要がなくなる。
【００３８】
また、ケース４１にコイン型ＩＣカード１などの、既にアセンブルされたものを封入せずに、図６に示されるように、アンテナ６１の通信面が、ケース４１の各面の対角線から略３５度となるように、また、アンテナ６１がケース４１のそれぞれの面と接するように構成し、ケース４１の内部で、アンテナ６１とリーダライタ１１のアンテナ２１との通信の妨げとならない位置（図６においては、アンテナ６１の中心部）に、ＣＰＵやメモリなどを有するＩＣ６２を備えるようにすることにより、図４を用いて説明した立方体形状ＩＣデバイス３１と同様に、ユーザが、リーダライタ１１にかざす向きを特に意識しなくても、安定した通信を実現することが可能な立方体形状ＩＣデバイス５１を構成することができる。
【００３９】
また、図４および図６においては、立方体形状のケース４１を用いる場合について説明したが、ユーザが、リーダライタ１１にかざす向きを特に意識しなくても、安定した通信を実現することが可能なＩＣデバイスとして、立方体以外の形状のものを作成することが可能である。
【００４０】
例えば、図７に示されるように、１辺の長さｂの正三角形６つから構成される正六面体のケースを用いるようにしても良い。この場合、正六面体の３つの頂点および中心を含む面Ｇにコイン型ＩＣカード１（もしくは、名刺型のＩＣカードでも良い）を固定するか、アンテナ６１を構成することにより、ユーザが、正六面体のいずれの面をリーダライタ１１にかざしても、その向きに関わらず、安定した通信を行うことが可能となる。
【００４１】
図７を用いて説明した場合においても、コイン型ＩＣカード１のアンテナ、もしくはアンテナ６１の表面積を最も大きくするためには、コイン型ＩＣカード１のアンテナ、もしくはアンテナ６１が、正六面体のケースと接するように（正六面体のケースと面Ｇとの交線からなる正三角形に内接するように）すれば良い。
【００４２】
また、面Ｇと平行、もしくは略平行な面に、コイン型ＩＣカード１を固定するか、アンテナ６１を構成するようにしても、リーダライタ１１との通信に支障をきたさないアンテナの大きさや電磁波の強度を有する場合、ユーザが、正六面体のいずれの面をリーダライタ１１にかざしても通信を行うことは可能である。しかしながら、この場合、ユーザがリーダライタ１１にＩＣデバイスをかざす向きによって、通信の安定性が多少変化してしまう。
【００４３】
また、図８に示されるように、１辺の長さｃの正三角形８つから構成される正八面体のケースを用いるようにしても良い。この場合、正八面体の４つの頂点および中心を含む面Ｈにコイン型ＩＣカード１（もしくは、名刺型のＩＣカードでも良い）を固定するか、アンテナ６１を構成することにより、ユーザが、正八面体のいずれの面をリーダライタ１１にかざしても、その向きに関わらず、安定した通信を行うことが可能となる。
【００４４】
この場合も同様にして、コイン型ＩＣカード１のアンテナ、もしくはアンテナ６１が、正八面体のケースと接するように（正八面体のケースと面Ｈとの交線からなる正方形に内接するように）することにより、コイン型ＩＣカード１のアンテナ、もしくはアンテナ６１の表面積を最も大きくすることができる。また、面Ｈと平行、もしくは略平行な面に、コイン型ＩＣカード１を固定するか、アンテナ６１を構成するようにしても、リーダライタ１１との通信に支障をきたさないアンテナの大きさや電磁波の強度を有する場合、ユーザが、正八面体のいずれの面をリーダライタ１１にかざしても通信を行うことは可能である。
【００４５】
更に、図９に示されるように、１辺の長さｄの正三角形４つから構成される正四面体のケースを用いるようにしても良い。この場合、正四面体の表面のうちの一面である面Ｉと平行、もしくは略平行な面に、コイン型ＩＣカード１を固定するか、アンテナ６１を構成するようにすれば、ユーザが、正四面体のいずれの面をリーダライタ１１にかざしても通信を行うことは可能である。しかしながら、図９に示される正四面体のケースを用いた場合、ユーザがリーダライタ１１にＩＣデバイスをかざす向きによって、通信の安定性が多少変化してしまう。
【００４６】
また、例えば、図１０に示されるような正五角形からなる正十二面体のケースを用いる場合、いずれかの正五角形と平行な面Ｊにアンテナを構成すれば、アンテナの通信面は、正十二面体のいずれの面とも直交しない。このようにした場合、アンテナが充分な大きさと電磁波の強度を有すれば、ユーザが、正四面体のいずれの面をリーダライタ１１にかざしても通信を行うことが可能である。ただし、ユーザがリーダライタ１１にＩＣデバイスをかざす向きによって、通信の安定性が大きく変化してしまう。
【００４７】
以上説明したように、リーダライタ１１との通信に支障をきたさないアンテナの大きさや電磁波の強度を有する場合、多面体のＩＣデバイスのどの面をリーダライタにかざしても、リーダライタ１１のアンテナ２１と、ＩＣデバイス内のアンテナとのなす角度が９０度でない所定の角度以下となるようにすることにより、ユーザが、ＩＣデバイスをリーダライタにかざす向きを特に気にすることなく、通信を実行することが可能となる。
【００４８】
なお、以上の説明では、ＩＣデバイスのケースを正多面体として説明したが、内部に備えられるアンテナが、ＩＣデバイスの表面（ＩＣデバイスのケースを構成する面）のうち、いずれの面とも直交しないようにすることが可能な形状であれば、ＩＣデバイスのケースは、例えば、直方体などの、正多面体ではない多面体としても良い。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の情報処理装置によれば、電磁誘導により外部装置と情報を授受するアンテナと、アンテナにより授受される情報を処理する集積回路と、電磁波を透過する材質で形成され、アンテナおよび集積回路を収納するケースとを備え、アンテナを、外部装置と情報を授受する通信面が、ケースのいずれの面に対しても通信が可能な略一定の角度となるように、ケース内に固定するようにしたので、ユーザが、ＩＣデバイスをリーダライタにかざす向きを特に気にしなくても、安定した通信を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コイン型ＩＣカードについて説明するための図である。
【図２】コイン型ＩＣカードを用いてリーダライタと通信できない場合について説明するための図である。
【図３】コイン型ＩＣカードを用いてリーダライタと通信できない場合について説明するための図である。
【図４】本発明を適応した立方体形状ＩＣデバイスを説明するための図である。
【図５】通信可能な角度について説明するための図である。
【図６】本発明を適応した立方体形状ＩＣデバイスを説明するための図である。
【図７】本発明を適応した立体形状のＩＣデバイスについて説明するための図である。
【図８】本発明を適応した立体形状のＩＣデバイスについて説明するための図である。
【図９】本発明を適応した立体形状のＩＣデバイスについて説明するための図である。
【図１０】本発明を適応した立体形状のＩＣデバイスについて説明するための図である。
【符号の説明】
１  コイン型ＩＣカード，  １１  リーダライタ，  ２１  アンテナ，  ３１立方体形状ＩＣデバイス，  ４１  ケース，  ５１  立方体形状ＩＣデバイス，  ６１  アンテナ，  ６２  ＩＣ
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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