(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外来電波に共振する１次コイルと、該１次コイルに電磁的に結合する２次コイルとを備えてなり、前記１次コイル、２次コイルは、ＩＣカード上においてそれぞれ同方向の複数ターンの螺旋状に形成し、前記２次コイルは、前記１次コイルよりターン数を多くするとともに、前記ＩＣカード上に実装するＩＣモジュールに接続し、前記１次コイルは、前記２次コイルよりライン幅を大きくし、全長を前記２次コイルと平行に接近させて組み合わせることを特徴とするＩＣカードの電力供給装置。
【請求項２】
ＩＣモジュールは、ランドを介して前記ＩＣカード上に実装することを特徴とする請求項１記載のＩＣカードの電力供給装置。
【請求項３】
前記２次コイルには、インピーダンス整合用のコンデンサを接続することを特徴とする請求項１または請求項２記載のＩＣカードの電力供給装置。
【請求項４】
前記１次コイル、２次コイルは、同電位に保持することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載のＩＣカードの電力供給装置。
【請求項５】
前記１次コイル、２次コイルは、二次元の螺旋状に形成することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記載のＩＣカードの電力供給装置。
【請求項６】
前記１次コイル、２次コイルは、三次元の螺旋状に形成することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記載のＩＣカードの電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無接触形のＩＣカードを安定に作動させることができるＩＣカードの電力供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無接触のＩＣカードには、電磁誘導方式の電力供給装置が組み込まれている。
【０００３】
このものは、外来電波に共振するコイルアンテナを使用しており、コイルアンテナは、ＩＣカード内のＩＣモジュールに接続されている。そこで、このものは、外来電波によりコイルアンテナに電圧を誘起させてＩＣモジュールに給電することができる。なお、ＩＣモジュールは、コイルアンテナからの誘起電圧を利用して作動し、外来電波を介して伝送されるデータを読み取り、必要なデータを外部に発信することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来技術によるときは、コイルアンテナは、外来電波によって誘起される電圧をそのままＩＣモジュールに給電するため、外来電波が微弱であると、ＩＣモジュールを安定に作動させることが難しく、ＩＣカードによるデータ通信距離を十分大きくすることができないという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、１次コイルと、１次コイルに電磁的に結合する２次コイルとを組み合わせることによって、外来電波が微弱であっても、ＩＣモジュールを安定に作動させ、ＩＣカードによるデータ通信距離の拡大を図ることができるＩＣカードの電力供給装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、外来電波に共振する１次コイルと、１次コイルに電磁的に結合する２次コイルとを備えてなり、１次コイル、２次コイルは、ＩＣカード上においてそれぞれ同方向の複数ターンの螺旋状に形成し、２次コイルは、１次コイルよりターン数を多くするとともに、ＩＣカード上に実装するＩＣモジュールに接続し、１次コイルは、２次コイルよりライン幅を大きくし、全長を２次コイルと平行に接近させて組み合わせることをその要旨とする。
【０００７】
なお、ＩＣモジュールは、ランドを介してＩＣカード上に実装することができ、２次コイルには、インピーダンス整合用のコンデンサを接続することができる。
【０００８】
また、１次コイル、２次コイルは、同電位に保持してもよい。
【０００９】
さらに、１次コイル、２次コイルは、二次元の螺旋状に形成してもよく、三次元の螺旋状に形成してもよい。
【００１０】
【作用】
かかる発明の構成によるときは、外来電波に共振する１次コイルは、外来電波により１次電圧を誘起し、１次コイルと電磁的に結合する２次コイルは、１次コイルとのターン数の比に従って、１次電圧より高い２次電圧を誘起してＩＣモジュールに給電することができる。すなわち、ＩＣモジュールは、１次コイル、２次コイルを介して十分大きな電圧が給電され、安定に作動することができる。
【００１１】
１次コイル、２次コイルを互いに同電位に保持することにより、１次コイルは、ＩＣモジュールに対して極端に異なる電位になるおそれがなく、ＩＣモジュールを一層安定に作動させることができる。なお、このときの１次コイル、２次コイルは、それぞれの同極側の一端または中間点を電気的に接続すればよい。
【００１２】
１次コイル、２次コイルのそれぞれにコンデンサを接続すれば、１次コイルは、コンデンサを介して外来電波に容易に共振させることができ、２次コイルは、コンデンサを介し、ＩＣモジュールに対して容易にインピーダンスを整合させることができる。
【００１３】
容量設定可能に形成するコンデンサは、容量を適切に調節設定することにより、１次コイルを外来電波に共振させ、２次コイルをＩＣモジュールのインピーダンスに整合させることができる。
【００１４】
１次コイル、２次コイルは、二次元の螺旋状に形成することにより、印刷やエッチング等の形成工程を簡略化することができ、全体の製造コストを低減させることができる。
【００１５】
また、１次コイル、２次コイルは、三次元の螺旋状に形成することにより、ターン数を高密度にすることができ、小形化、高インダクタンス化を図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
ＩＣカードの電力供給装置は、１次コイルＬ1 、２次コイルＬ2 を備えてなる（図１、図２）。ただし、１次コイルＬ1 、２次コイルＬ2 は、ＩＣカードＣＤに組み込まれている。
【００１８】
ＩＣカードＣＤは、所定サイズの薄い長方形のカード状に形成されている。ＩＣカードＣＤには、ランドＧ、Ｇ…を介し、マイクロプロセッサや書込み可能な不揮発性メモリ等を含むＩＣモジュール３１が実装されている。また、１次コイルＬ1 、２次コイルＬ2 は、ＩＣカードＣＤ上において、印刷やエッチング等により、互いに平行な二次元の螺旋状に組み合わせて形成されている。１次コイルＬ1 は、２次コイルＬ2 よりライン幅が大きくなっている。また、２次コイルＬ2 は、１次コイルＬ1 よりターン数が多く設定され、１次コイルＬ1 に対して電磁的に結合されている。
【００１９】
１次コイルＬ1 の両端には、コンデンサＣ1 が接続されており、２次コイルＬ2 は、一端のコンデンサＣ2 を介してＩＣモジュール３１に接続されている。また、１次コイルＬ1 、２次コイルＬ2 は、同極側の一端が接続され、互いに同電位に保持されている。
【００２０】
１次コイルＬ1 は、外来電波Ｓa が到来すると、外来電波Ｓa に共振して１次電圧Ｖ1 を誘起する。すなわち、１次コイルＬ1 、コンデンサＣ1 は、外来電波Ｓa に共振している。一方、２次コイルＬ2 は、１次コイルＬ1 の１次電圧Ｖ1 により、２次電圧Ｖ2 ＞Ｖ1 を誘起してＩＣモジュール３１に給電することができる。２次コイルＬ2 は、１次コイルＬ1 よりターン数が多く設定されているからである。そこで、ＩＣモジュール３１は、２次コイルＬ2 からの２次電圧Ｖ2 により起動し、外来電波Ｓa に含まれているデータに従って作動するとともに、２次コイルＬ2 を介して所定の新たなデータを送信電波Ｓb として外部に発信することができる。
【００２１】
【他の実施の形態】
１次コイルＬ1 、２次コイルＬ2 は、互いに電気的に分離させてもよい（図３（Ａ）、（Ｃ））。また、コンデンサＣ2 は、２次コイルＬ2 に並列に接続してもよい（同図（Ｂ）、（Ｃ））。
【００２２】
１次コイルＬ1 、２次コイルＬ2 は、ＩＣカードＣＤ上において、二次元の螺旋状に個別に形成してもよい（図４）。なお、同図において、２次コイルＬ2 は、１次コイルＬ1 の内側に形成されている。ただし、２次コイルＬ2 は、１次コイルＬ1 の外側に形成してもよく、１次コイルＬ1 と並行に配列してもよい。また、１次コイルＬ1 、２次コイルＬ2 は、ＩＣカードＣＤの片面ではなく、両面に分離して形成してもよい。
【００２３】
コンデンサＣ1 は、容量設定可能に形成することができる（図５）。コンデンサＣ1 は、一対の線状のパターン１１、１２のそれぞれに付設する電極１１ａ、１１ａ…、１２ａ、１２ａ…を櫛歯状に噛み合わせて形成されている。また、パターン１１、１２には、それぞれ接続用の端子１１ｂ、１２ｂが形成されている。そこで、コンデンサＣ1 は、適当な位置Ｐ、Ｐにおいてパターン１１、１２を切断し、電極１１ａ、１１ａ…、１２ａ、１２ａ…の任意の組数を使用することにより、その容量を可変設定することができる。また、コンデンサＣ2 も、同様の構造に形成してもよい。すなわち、コンデンサＣ1 、Ｃ2 の少なくとも一方は、容量設定可能に形成することができる。なお、図５のコンデンサは、他の固定容量のコンデンサと組み合わせることにより、コンデンサＣ1 、Ｃ2 を形成してもよい。
【００２４】
１次コイルＬ1 、２次コイルＬ2 は、三次元の螺旋状に形成してもよい（図６、図７）。
【００２５】
１次コイルＬ1 は、端子２１ｃを伴う下部の導電パターン２１ａ、２１ａ…と、中間の絶縁皮膜２１ｄと、上部の導電パターン２１ｂ、２１ｂ…とを絶縁性のベース材２３上に順に形成して構成されている。下部の導電パターン２１ａ、２１ａ…は、端子２１ｃとともに、所定ピッチごとにベース材２３の表面側に斜めに形成され、絶縁皮膜２１ｄは、下部の導電パターン２１ａ、２１ａ…の両端部を除く中間部のみを被覆している。また、上部の導電パターン２１ｂ、２１ｂ…は、絶縁皮膜２１ｄ上において、下部の導電パターン２１ａ、２１ａ…と同一ピッチに逆方向に斜めに形成され、絶縁皮膜２１ｄの両側においてベース材２３上の下部の導電パターン２１ａ、２１ａ…の両端を順に連結している。
【００２６】
したがって、上下の導電パターン２１ａ、２１ａ…、２１ｂ、２１ｂ…は、絶縁皮膜２１ｄを介し、ベース材２３上に三次元の１次コイルＬ1 を形成している（図７、図８）。なお、上部の導電パターン２１ｂ、２１ｂ…上には、保護皮膜２１ｅが形成されており（図６）、保護皮膜２１ｅは、端子２１ｃを除く上下の導電パターン２１ａ、２１ａ…、２１ｂ、２１ｂ…の全体を保護している。
【００２７】
２次コイルＬ2 は、１次コイルＬ1 と同様に、端子２２ｃ、２２ｃを伴う上部の導電パターン２２ｂ、２２ｂ…と、中間の絶縁皮膜２２ｄと、下部の導電パターン２２ａ、２２ａ…とをベース材２３の裏面側に順に形成し、端子２２ｃ、２２ｃを除く全体を保護皮膜２２ｅによって保護することにより形成されている。なお、１次コイルＬ1 、２次コイルＬ2 は、ベース材２３の端子孔２３ａ、端子２１ｃ、２２ｃに形成する端子孔２１ｃ1 、２２ｃ1 を介し、たとえばスルホールによって各一端を電気的に接続することができ、２次コイルＬ2 は、両端の端子２２ｃ、２２ｃを介してＩＣモジュール３１に接続することができる。このような１次コイルＬ1 、２次コイルＬ2 は、エッチング技術を全く使用することなく、印刷技術のみによって形成することができる。
【００２８】
なお、図６の１次コイルＬ1 、２次コイルＬ2 は、ベース材２３の表面側において、複数の絶縁皮膜２１ｄ、２１ｄ…を介して互いに２重コイルを形成するように配列してもよく、共通の絶縁皮膜２１ｄを介して互いに平行に配列してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、外来電波に共振する１次コイルと、ＩＣモジュールに接続する２次コイルとを組み合わせることによって、１次コイルよりターン数が多く、１次コイルに電磁的に結合している２次コイルは、外来電波により大きな２次電圧を誘起してＩＣモジュールに給電することができるから、ＩＣモジュールを安定に作動させ、ＩＣカードによるデータ通信距離を大幅に拡大することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  全体構成平面説明図
【図２】  図１の等価電気回路図
【図３】  他の実施の形態を示す図２相当図
【図４】  他の実施の形態を示す図１相当図
【図５】  他の実施の形態を示す要部拡大模式説明図
【図６】  他の実施の形態を示す要部拡大分解斜視図
【図７】  図６の要部拡大分解斜視説明図
【図８】  図６の要部拡大模式説明図
【符号の説明】
Ｓa …外来電波
Ｌ1 …１次コイル
Ｌ2 …２次コイル
Ｃ1 、Ｃ2 …コンデンサ
３１…ＩＣモジュール
【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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