【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばキャッシュ
ディスペンサ、電子マネー、自動改札システム、入退室
管理システム、公衆電話器等におけるキャッシュカー
ド、クレジツトカード、乗車券、定期券、回数券、管理
カード、ＩＤカード、免許証、テレホンカード等の近接
無線カードとの間において近接無線動作用電力伝送及び
通信を行うリーダまたは／およびライタ装置、電力伝送
システム並びに通信システムに関する。The present invention relates to a cash dispenser, electronic money, an automatic ticket gate system, an entrance / exit management system, a cash card in a public telephone, a credit card, a boarding ticket, a commuter pass, a coupon, a management card, and the like. The present invention relates to a reader or / and writer device for performing power transmission and communication for close proximity wireless operation with a close proximity wireless card such as an ID card, a license, and a telephone card, a power transmission system, and a communication system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、光または磁界を用いて電力供給側
から近接無線カード（ＩＣカード）に対して非接触で電
力を供給することは知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, it is known that power is supplied from a power supply side to a proximity wireless card (IC card) in a contactless manner by using light or a magnetic field.
【０００３】例えば、特開平８―２６３６０９号公報で
は、非接触カードリーダの背面からのカードデータの読
み込みと言った誤動作を防止するために、コイル状アン
テナの背面に金属板を配置する場合の技術が開示され
る。特に、金属板を配置した場合に共振周波数がシフト
することを考慮して、金属板とコイル状アンテナとの距
離を調整する技術が開示される。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-263609 discloses a technique in which a metal plate is arranged on the back of a coiled antenna to prevent a malfunction such as reading card data from the back of a non-contact card reader. Is disclosed. In particular, a technique for adjusting the distance between the metal plate and the coil antenna in consideration of the shift of the resonance frequency when the metal plate is arranged is disclosed.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】一方、駅の改札口やバ
スや入退口等において使用するキャッシュカード、クレ
ジツトカード、乗車券や定期券等をＩＣカード化し、こ
のＩＣカードを使用者が駅の改札口やバスや入退口等に
備えられたリーダ／ライタに対して非接触で通過させた
とき、リーダ／ライタのコイル若しくはアンテナから電
力伝送波若しくは通信波を放射し、カード側のコイル若
しくはアンテナによりこの電磁波を受信、誘起し、カー
ド側回路を動作し、信号を検出する非接触カードシステ
ム（近接無線カードシステム）において、リーダ／ライ
タのコイル若しくはアンテナから放射する電界を、電波
法による規制値（距離３ｍにおいて５００μＶ／ｍ）を
満足させる必要がある。On the other hand, cash cards, credit cards, tickets, commuter passes and the like used at ticket gates, buses, entrances and exits of stations are converted into IC cards, and the IC card is used by the user at the station. When passing through a reader / writer provided in a ticket gate, bus, entrance / exit, etc. of the reader / writer in a non-contact manner, a power transmission wave or a communication wave is radiated from a coil or an antenna of the reader / writer, and a coil on a card side. Alternatively, in a non-contact card system (proximity wireless card system) which receives and induces this electromagnetic wave by an antenna, operates a card side circuit, and detects a signal, an electric field radiated from a coil of a reader / writer or an antenna is defined by a radio wave method. It is necessary to satisfy the regulation value (500 μV / m at a distance of 3 m).
【０００５】しかし、上記放射電界の電波法の規制値
（距離３ｍにおいて５００μＶ／ｍ）により、リーダラ
イタ用コイル若しくはアンテナの電流値の上限が決定さ
れ、これに伴い電力伝送の上限が決定されるため、ＩＣ
カードに対して十分な電力を供給することが難しいとい
う課題を有していた。すなわち、リーダライタからの所
望の通信距離における十分な電力電送と、電波法に規定
される遠方界を抑制することが難しいという課題を有し
ていた。However, the upper limit of the current value of the coil for the reader / writer or the antenna is determined by the regulation value (500 μV / m at a distance of 3 m) of the radiated electric field, and accordingly, the upper limit of the power transmission is determined. For IC
There was a problem that it was difficult to supply sufficient power to the card. That is, there is a problem that it is difficult to sufficiently transmit electric power at a desired communication distance from the reader / writer and to suppress a far field stipulated by the Radio Law.
【０００６】本発明の第一の目的は、上記課題を解決す
べく、リーダまたは／およびライタ装置から近接無線カ
ード（ＩＣカード）に対して、規制値（例えば、距離３
ｍにおいて５００μＶ／ｍ）を満足させて、しかも十分
な電力を供給できるようにした近接無線カードシステム
におけるリーダまたは／およびライタ装置、電力伝送シ
ステム並びに通信システムを提供することにある。[0006] A first object of the present invention is to solve the above-mentioned problems by providing a reader / writer and / or a writer device with a control value (for example, a distance of 3) from a proximity wireless card (IC card).
It is an object of the present invention to provide a reader / writer and / or writer device, a power transmission system, and a communication system in a close proximity wireless transfer card system satisfying 500 μV / m in m.
【０００７】また、本発明の第二の目的は、リーダまた
は／およびライタ装置に備えられたアンテナに対して近
接されるＩＣカードの位置決め誤差を許容できるように
して、高効率に電力伝送を行うことができるようにした
近接無線カードシステムにおけるリーダまたは／および
ライタ装置、電力伝送システム並びに通信システムを提
供することにある。A second object of the present invention is to perform power transmission with high efficiency by allowing a positioning error of an IC card approaching an antenna provided in a reader and / or writer device. An object of the present invention is to provide a reader / writer and / or writer device, a power transmission system, and a communication system in a close proximity wireless transfer card system.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記第一の目的を達成す
るために、本発明は、ＩＣカードへの電力の供給を行う
ための電磁界を発生するスパイラル状またはコイル状の
アンテナと、該アンテナの鏡像を形成する導体部材とを
備えたことを特徴とするリーダまたは／およびライタ装
置である。In order to achieve the first object, the present invention provides a spiral or coil antenna for generating an electromagnetic field for supplying power to an IC card. And a conductor member forming a mirror image of the antenna.
【０００９】また本発明は、ＩＣカードへの電力の供給
と通信用信号の送信又は送受信との両方を行うための電
磁界を発生するスパイラル状またはコイル状のアンテナ
と、該アンテナの鏡像を形成する導体部材とを備えたこ
とを特徴とするリーダまたは／およびライタ装置であ
る。The present invention also provides a spiral or coil antenna for generating an electromagnetic field for both supplying power to an IC card and transmitting or transmitting a communication signal, and forming a mirror image of the antenna. And / or a writer device comprising: a conductor member;
【００１０】また本発明は、前記リーダまたは／および
ライタ装置において、電力伝送用の信号を発生する電源
部と、入力された送信用データを符号化する符号化回路
と、前記電源部から得られる信号に対して符号化回路か
ら得られる信号を振幅変調させて重畳させる変調器と、
該変調器から得られる信号に基いてアンテナに給電する
給電回路とを有することを特徴とする。[0010] Further, according to the present invention, in the reader or writer device, a power supply unit for generating a signal for power transmission, an encoding circuit for encoding input transmission data, and the power supply unit are obtained. A modulator for amplitude-modulating and superimposing a signal obtained from an encoding circuit on the signal,
A power supply circuit for supplying power to an antenna based on a signal obtained from the modulator.
【００１１】また本発明は、ＩＣカードへの電力の供給
を行うための電磁界を発生するスパイラル状またはコイ
ル状のアンテナと、該アンテナの鏡像となるスパイラル
状またはコイル状のイメージアンテナとを備えたことを
特徴とするリーダまたは／およびライタ装置である。Further, the present invention includes a spiral or coil antenna for generating an electromagnetic field for supplying power to an IC card, and a spiral or coil image antenna serving as a mirror image of the antenna. And / or a writer device.
【００１２】また本発明は、ＩＣカードへの電力の供給
と通信用信号の送信又は送受信との両方を行うための電
磁界を発生するスパイラル状またはコイル状のアンテナ
と、該アンテナの鏡像となるスパイラル状またはコイル
状のイメージアンテナとを備えたことを特徴とするリー
ダまたは／およびライタ装置である。According to the present invention, a spiral or coil-shaped antenna for generating an electromagnetic field for both supplying power to an IC card and transmitting or transmitting a communication signal is a mirror image of the antenna. A reader or / and writer device comprising a spiral or coil image antenna.
【００１３】また本発明は、前記リーダまたは／および
ライタ装置において、電力伝送用の信号を発生する電源
部と、入力された送信用データを符号化する符号化回路
と、前記電源部から得られる信号に対して符号化回路か
ら得られる信号を振幅変調させて重畳させる変調器と、
該変調器から得られる信号に基いてアンテナおよびイメ
ージアンテナに給電する給電回路とを有することを特徴
とする。Further, according to the present invention, in the reader or / and writer device, a power supply unit for generating a signal for power transmission, an encoding circuit for encoding input transmission data, and the power supply unit are provided. A modulator for amplitude-modulating and superimposing a signal obtained from an encoding circuit on the signal,
A power supply circuit for supplying power to the antenna and the image antenna based on a signal obtained from the modulator.
【００１４】また本発明は、リーダまたは／およびライ
タ装置からＩＣカードに電磁波を用いて電力を伝送し、
ＩＣカードにおいてこの伝送された電力を直流電圧に変
換して内部回路に供給する電力伝送システムであって、
前記リーダまたは／およびライタ装置に、前記ＩＣカー
ドへの電力の供給を行うための電磁界を発生するスパイ
ラル状またはコイル状のアンテナと、該アンテナの鏡像
を形成する導体部材とを備えたことを特徴とする電力伝
送システムである。Further, according to the present invention, power is transmitted from a reader or / and a writer device to an IC card using electromagnetic waves,
A power transmission system that converts the transmitted power into a DC voltage in an IC card and supplies the DC voltage to an internal circuit,
The reader or / and writer device includes a spiral or coil antenna for generating an electromagnetic field for supplying power to the IC card, and a conductor member for forming a mirror image of the antenna. This is a characteristic power transmission system.
【００１５】また本発明は、リーダまたは／およびライ
タ装置からＩＣカードに電磁波を用いて電力を伝送し、
通信用信号について送受信を行う通信システムであっ
て、前記リーダまたは／およびライタ装置に、前記ＩＣ
カードへの電力の供給と通信用信号の送受信との両方を
行うための電磁界を発生するスパイラル状またはコイル
状のアンテナと、該アンテナの鏡像を形成する導体部材
とを備えたことを特徴とする通信システムである。According to the present invention, power is transmitted from a reader or / and a writer device to an IC card using electromagnetic waves,
A communication system for transmitting and receiving communication signals, wherein the reader or / and the writer device includes the IC
A spiral or coil antenna that generates an electromagnetic field for both supplying power to the card and transmitting and receiving a communication signal, and a conductor member that forms a mirror image of the antenna. Communication system.
【００１６】また本発明は、リーダまたは／およびライ
タ装置からＩＣカードに電磁波を用いて電力を伝送し、
ＩＣカードにおいてこの伝送された電力を直流電圧に変
換して内部回路に供給する電力伝送システムであって、
前記リーダまたは／およびライタ装置に、前記ＩＣカー
ドへの電力の供給を行うための電磁界を発生するスパイ
ラル状またはコイル状のアンテナと、該アンテナの鏡像
となるスパイラル状またはコイル状のイメージアンテナ
とを備えたことを特徴とする電力伝送システムである。Further, according to the present invention, power is transmitted from a reader or / and a writer device to an IC card using electromagnetic waves,
A power transmission system that converts the transmitted power into a DC voltage in an IC card and supplies the DC voltage to an internal circuit,
A spiral or coil antenna for generating an electromagnetic field for supplying power to the IC card to the reader or / and writer device; and a spiral or coil image antenna serving as a mirror image of the antenna. It is a power transmission system characterized by comprising:
【００１７】また本発明は、リーダまたは／およびライ
タ装置からＩＣカードに電磁波を用いて電力を伝送し、
通信用信号について送受信を行う通信システムであっ
て、前記リーダまたは／およびライタ装置に、前記ＩＣ
カードへの電力の供給と通信用信号の送受信との両方を
行うための電磁界を発生するスパイラル状またはコイル
状のアンテナと、該アンテナの鏡像となるスパイラル状
またはコイル状のイメージアンテナとを備えたことを特
徴とする電力伝送および通信送受信システムである。Further, according to the present invention, power is transmitted from a reader or / and a writer device to an IC card using electromagnetic waves,
A communication system for transmitting and receiving communication signals, wherein the reader or / and the writer device includes the IC
A spiral or coil antenna that generates an electromagnetic field for both supplying power to the card and transmitting and receiving a communication signal, and a spiral or coil image antenna that is a mirror image of the antenna A power transmission and communication transmission / reception system characterized in that:
【００１８】また本発明は、前記通信システムにおける
リーダまたは／およびライタ装置において、電力伝送用
の信号を発生する電源部と、入力された送信用データを
符号化する符号化回路と、前記電源部から得られる信号
に対して符号化回路から得られる信号を振幅変調させて
重畳させる変調器と、該変調器から得られる信号に基い
てアンテナおよびイメージアンテナに給電する給電回路
とを有することを特徴とする。According to the present invention, in a reader or writer device in the communication system, a power supply unit for generating a signal for power transmission, an encoding circuit for encoding input transmission data, and the power supply unit And a power supply circuit that feeds an antenna and an image antenna based on the signal obtained from the modulator. And
【００１９】また、本発明は、ＩＣカードへの電力の供
給を行うための電磁界を発生するアンテナと、導体部材
とを備え、該アンテナを構成する最外周の配線と該導体
部材の縁との距離が最短となる位置における該アンテナ
の大きさａと、該アンテナを構成する最外周の配線と該
導体部材の縁とを結ぶ線と該導体部材とがなす角度θと
の関係であるａ・ｔａｎθが０．２以下となるように該
アンテナと該導体部材とを配置したことを特徴とする。Further, the present invention comprises an antenna for generating an electromagnetic field for supplying power to an IC card, and a conductor member, wherein the outermost wiring constituting the antenna and the edge of the conductor member are provided. Is the relationship between the size a of the antenna at a position where the distance is shortest and the angle θ between the line connecting the outermost wiring forming the antenna and the edge of the conductor member and the conductor member. -The antenna and the conductor member are arranged such that tan θ is 0.2 or less.
【００２０】また、本発明は、前記リーダまたは／およ
びライタ装置において、前記アンテナがＩＣカードへの
電力の供給と通信用信号の送信又は送受信との両方を行
うことを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that in the reader or / and writer device, the antenna performs both supply of power to the IC card and transmission or transmission of a communication signal.
【００２１】また、本発明は、リーダまたは／およびラ
イタ装置からＩＣカードに電磁波を用いて電力を伝送
し、ＩＣカードにおいてこの伝送された電力を直流電圧
に変換して内部回路に供給する電力伝送システムであっ
て、前記リーダまたは／およびライタ装置に、ＩＣカー
ドへの電力の供給を行うための電磁界を発生するアンテ
ナと、導体部材とを備え、該アンテナを構成する最外周
の配線と該導体部材の縁との距離が最短となる位置にお
ける該アンテナの大きさａと、該アンテナを構成する最
外周の配線と該導体部材の縁とを結ぶ線と該導体部材と
がなす角度θとの関係であるａ・ｔａｎθが０．２以下
となるように該アンテナと該導体部材とを配置したこと
を特徴とする。According to the present invention, power is transmitted from a reader or / and a writer device to an IC card using electromagnetic waves, and the transmitted power is converted into a DC voltage in the IC card and supplied to an internal circuit. An antenna for generating an electromagnetic field for supplying electric power to an IC card to the reader or / and writer device, and a conductor member; The size a of the antenna at a position where the distance to the edge of the conductor member is the shortest, and the angle θ formed by a line connecting the outermost wiring forming the antenna and the edge of the conductor member and the conductor member The antenna and the conductor member are arranged such that a · tan θ, which is the relationship described above, is 0.2 or less.
【００２２】また、本発明は、リーダまたは／およびラ
イタ装置からＩＣカードに電磁波を用いて電力を伝送
し、通信用信号の送受信を行う通信システムであって、
前記リーダまたは／およびライタ装置に、ＩＣカードへ
の電力の供給を行うための電磁界を発生するアンテナ
と、導体部材とを備え、該アンテナを構成する最外周の
配線と該導体部材の縁との距離が最短となる位置におけ
る該アンテナの大きさａと、該アンテナを構成する最外
周の配線と該導体部材の縁とを結ぶ線と該導体部材とが
なす角度θとの関係であるａ・ｔａｎθが０．２以下と
なるように該アンテナと該導体部材とを配置したことを
特徴とする。Further, the present invention is a communication system for transmitting electric power from a reader or / and a writer device to an IC card using an electromagnetic wave and transmitting and receiving a communication signal,
An antenna for generating an electromagnetic field for supplying power to an IC card to the reader or / and the writer device; and a conductor member, wherein the outermost wiring forming the antenna and an edge of the conductor member are provided. Is the relationship between the size a of the antenna at a position where the distance is shortest and the angle θ between the line connecting the outermost wiring forming the antenna and the edge of the conductor member and the conductor member. -The antenna and the conductor member are arranged such that tan θ is 0.2 or less.
【００２３】また、本発明は、ＩＣカードへの電力の供
給を行うための電磁界を発生するスパイラル状またはコ
イル状のアンテナと、該アンテナの鏡像を形成して該ア
ンテナからの少なくとも３ｍ遠方での電界強度を抑制す
る導体部材とを備えたことを特徴とする。The present invention also provides a spiral or coil antenna for generating an electromagnetic field for supplying power to an IC card, and a mirror image of the antenna formed at a distance of at least 3 m from the antenna. And a conductor member for suppressing the electric field strength.
【００２４】また、本発明は、ＩＣカードへの電力の供
給と通信用信号の送信又は送受信との両方を行うための
電磁界を発生するスパイラル状またはコイル状のアンテ
ナと、該アンテナの鏡像を形成して該アンテナからの少
なくとも３ｍ遠方での電界強度を抑制する導体部材とを
備えたことを特徴とする。Further, the present invention provides a spiral or coil antenna for generating an electromagnetic field for both supplying power to an IC card and transmitting or transmitting a communication signal, and a mirror image of the antenna. And a conductor member formed to suppress the electric field intensity at least 3 m away from the antenna.
【００２５】また、本発明は、リーダまたは／およびラ
イタ装置からＩＣカードに電磁波を用いて電力を伝送
し、ＩＣカードにおいてこの伝送された電力を直流電圧
に変換して内部回路に供給する電力伝送システムであっ
て、前記リーダまたは／およびライタ装置に、前記ＩＣ
カードへの電力の供給を行うための電磁界を発生するス
パイラル状またはコイル状のアンテナと、該アンテナの
鏡像を形成して該アンテナからの少なくとも３ｍ遠方で
の電界強度を抑制する導体部材とを備えたことを特徴と
する。The present invention also relates to a power transmission device for transmitting electric power from a reader or / and a writer device to an IC card using an electromagnetic wave, and converting the transmitted electric power into a DC voltage in the IC card and supplying the DC voltage to an internal circuit. A system, wherein the reader or / and writer device includes the IC
A spiral or coil antenna that generates an electromagnetic field for supplying power to a card, and a conductor member that forms a mirror image of the antenna and suppresses the electric field intensity at least 3 m away from the antenna. It is characterized by having.
【００２６】また、本発明は、リーダまたは／およびラ
イタ装置からＩＣカードに電磁波を用いて電力を伝送
し、通信用信号の送受信を行う通信システムであって、
前記リーダまたは／およびライタ装置に、前記ＩＣカー
ドへの電力の供給と通信用信号の送受信との両方を行う
ための電磁界を発生するスパイラル状またはコイル状の
アンテナと、該アンテナの鏡像を形成して該アンテナか
らの少なくとも３ｍ遠方での電界強度を抑制する導体部
材とを備えたことを特徴とする。Further, the present invention is a communication system for transmitting electric power from a reader or / and a writer device to an IC card using an electromagnetic wave and transmitting and receiving a communication signal,
A spiral or coil-shaped antenna for generating an electromagnetic field for both supplying power to the IC card and transmitting and receiving a communication signal to the reader or / and writer device, and forming a mirror image of the antenna; And a conductor member for suppressing electric field intensity at least 3 m away from the antenna.
【００２７】また上記第二の目的を達成するために、本
発明は、リーダまたは／およびライタ装置からＩＣカー
ドに電磁波を用いて電力を伝送し、ＩＣカードにおいて
この伝送された電力を直流電圧に変換して内部回路に供
給する電力伝送システムであって、前記リーダまたは／
およびライタ装置に備えられた前記ＩＣカードへの電力
の供給を行うための電磁界を発生するスパイラル状また
はコイル状のアンテナの最外形寸法を、ＩＣカードに形
成されたスパイラル状またはコイル状のアンテナの最外
形寸法よりも小さくしたことを特徴とする電力伝送シス
テムである。In order to achieve the second object, the present invention provides a method of transmitting electric power from a reader or / and a writer device to an IC card using electromagnetic waves, and converting the transmitted electric power to a DC voltage in the IC card. A power transmission system that converts and supplies the converted signal to an internal circuit, wherein the reader or /
A spiral or coil antenna for generating an electromagnetic field for supplying power to the IC card provided in the writer device, the outermost dimension of the spiral or coil antenna formed on the IC card A power transmission system characterized by being smaller than the outermost dimension of the power transmission system.
【００２８】また本発明は、リーダまたは／およびライ
タ装置からＩＣカードに電磁波を用いて電力を伝送し、
通信用信号について送受信を行う通信システムであっ
て、前記リーダまたは／およびライタ装置に備えられた
前記ＩＣカードへの電力の供給と通信用信号の送受信と
の両方を行うための電磁界を発生するスパイラル状また
はコイル状のアンテナの最外形寸法を、ＩＣカードに形
成されたスパイラル状またはコイル状のアンテナの最外
形寸法よりも小さくしたことを特徴とする通信システム
である。Further, according to the present invention, power is transmitted from a reader or / and a writer device to an IC card using electromagnetic waves,
A communication system for transmitting and receiving communication signals, which generates an electromagnetic field for both supplying power to the IC card provided in the reader and / or writer device and transmitting and receiving communication signals. A communication system wherein the outermost dimension of a spiral or coil antenna is smaller than the outermost dimension of a spiral or coil antenna formed on an IC card.
【００２９】以上説明したように、前記構成によれば、
近接されるＩＣカードに対して電磁波（無線）を使って
電力伝送するリーダまたは／およびライタにおいて、ア
ンテナから全方位について電波法などの規制値を満足さ
せて、しかも近接されるＩＣカードを安定して動作可能
な電力を供給することができる。As described above, according to the above configuration,
In a reader and / or writer that transmits power to an approaching IC card using electromagnetic waves (wireless), the regulation value such as the Radio Law is satisfied in all directions from the antenna, and the approaching IC card is stabilized. Operable power can be supplied.
【００３０】また、前記構成によれば、リーダまたは／
およびライタから近接されるＩＣカードに対して電磁波
（無線）を使って電力伝送する電力伝送システムにおい
て、アンテナから全方位について電波法の規制値を満足
させて、しかも近接されるＩＣカードを安定して動作可
能な電力を供給することができる。Further, according to the above configuration, the reader or / and / or
In a power transmission system for transmitting power to an IC card approaching from a writer using electromagnetic waves (wireless), the regulation value of the Radio Law is satisfied in all directions from the antenna, and the approaching IC card is stabilized. Operable power can be supplied.
【００３１】また、前記構成によれば、近接されるＩＣ
カードに対して電磁波（無線）を使って電力伝送および
通信を単一のアンテナを用いて行うリーダまたは／およ
びライタにおいて、アンテナから全方位について電波法
の規制値を満足させて、しかも近接されるＩＣカードを
安定して動作可能な電力を供給すると共に通信も行うこ
とができる。Further, according to the above configuration, the IC to be brought into proximity
A reader and / or writer that uses a single antenna to transmit and communicate power to and from a card using electromagnetic waves (wireless). Power can be supplied to the IC card for stable operation, and communication can be performed.
【００３２】また、前記構成のように、アンテナの下に
導体板を設けることで、さらにその下に高周波電子回路
を構成しても、電磁波による影響（ノイズ）を受けず
に、安定した動作が可能となる、シールドの効果を奏す
る。Further, by providing a conductor plate below the antenna as in the above-described configuration, even if a high-frequency electronic circuit is further provided below the antenna, stable operation can be achieved without being affected by electromagnetic waves (noise). A possible shield effect is achieved.
【００３３】また、前記構成のように、リーダまたは／
およびライタ装置に備えられたＩＣカードへの電力の供
給を行うための電磁界を発生するスパイラル状またはコ
イル状のアンテナの最外形寸法を、ＩＣカードに形成さ
れたスパイラル状またはコイル状のアンテナの最外形寸
法よりも小さくすることで、リーダまたは／およびライ
タ装置に備えられたアンテナに対して近接されるＩＣカ
ードの位置決め誤差を許容することができる。特に、リ
ーダまたは／およびライタ装置の有するアンテナの中心
とＩＣカードの有するアンテナの中心とがほぼ重なった
状態において、リーダまたは／およびライタ装置とＩＣ
カードとの通信距離をｈとすると、リーダまたは／およ
びライタ装置の有するアンテナの最外周がＩＣカードの
有するアンテナの最外周がリーダまたは／およびライタ
装置の有するアンテナの最外周よりもｈ以上大きいこと
がＩＣカードに形成されたアンテナを鎖交する磁束数の
観点から望ましい。Further, as described above, a reader or / and / or
And the outermost dimension of the spiral or coil antenna that generates an electromagnetic field for supplying power to the IC card provided in the writer device is set to the outermost dimension of the spiral or coil antenna formed on the IC card. By making it smaller than the outermost dimension, a positioning error of an IC card which is brought close to an antenna provided in a reader or / and a writer device can be allowed. In particular, when the center of the antenna of the reader or / and writer device and the center of the antenna of the IC card substantially overlap with each other, the reader / writer device and the IC
Assuming that the communication distance with the card is h, the outermost circumference of the antenna of the reader or / and the writer device is larger than the outermost circumference of the antenna of the reader / writer device by at least h. Is desirable from the viewpoint of the number of magnetic fluxes linking the antenna formed on the IC card.
【００３４】[0034]
【発明の実施の形態】本発明に係る実施の形態について
図を用いて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
【００３５】まず、キャッシュディスペンサ、電子マネ
ー、自動改札システム、入退室管理システム等における
キャッシュカード、クレジットカード、乗車券、定期
券、回数券、管理カード、ＩＤカード、免許証、テレホ
ンカード、ハイウェイカード等の非接触カードとリーダ
ライタにおける非接触カード動作用電力伝送方式および
これに用いられるアンテナについて説明する。First, a cash card, a credit card, a ticket, a commuter pass, a coupon, a management card, an ID card, a license, a telephone card, a highway card in a cash dispenser, electronic money, an automatic ticket gate system, an entrance / exit management system, and the like. A non-contact card and a power transmission system for operating a non-contact card in a reader / writer and an antenna used for the same will be described.
【００３６】図１は、本発明に係る例えば改札口やバス
や入退口や所定の場所に備えられたリーダまたは／およ
びライタユニット（装置）１から非接触で通過または近
接される非接触カード（近接無線カード：ＩＣカード）
２に対して無線によって電力を伝送すると共に通信を行
う電力伝送および通信方式の概略構成を示す図である。
非接触カード（近接無線カード：ＩＣカード）２は、使
用者が保持して改札口やバスや入退口に備えられたリー
ダまたは／およびライタユニット１に対して非接触で例
えば２０ｃｍ位までの距離を離して通過させることによ
って無線を使ってキャッシュカード、クレジットカー
ド、乗車券、定期券等の情報を送受信してキャッシュカ
ード、クレジットカード、乗車券、定期券等の役目をす
るものである。また、非接触カード（近接無線カード：
ＩＣカード）２は、リーダまたは／およびライタユニッ
ト１に対して非接触で、しかも距離ｈが数ｃｍ程度以下
で比較的にほぼ一定で、しかも大体位置きめされて使用
される場合が有る。この場合、Ｒ／Ｗユニット１に設け
られたＲ／Ｗアンテナ１０１の寸法に対して、近接無線
カード２に形成されたカードアンテナ２０１の寸法を大
きくすることによって、カードアンテナ２０１がＲ／Ｗ
アンテナ１０１に対して多少位置ずれが生じても、Ｒ／
Ｗアンテナ１０１とカードアンテナ２０１との間におい
て電力伝送波およびデータ通信変調波からなる電磁波
（無線）を使って電力の伝送および通信の送受信の両方
を安定に行うことができる。FIG. 1 shows a non-contact card which is passed or approached in a non-contact manner from, for example, a reader or / and writer unit (device) 1 provided at a ticket gate, a bus, an entrance / exit, or a predetermined place according to the present invention. (Proximity wireless card: IC card)
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a power transmission and communication scheme for wirelessly transmitting power and performing communication with respect to a wireless communication system 2;
A non-contact card (proximity wireless card: IC card) 2 is held by a user and is in a non-contact state with a reader and / or writer unit 1 provided at a ticket gate, a bus or an entrance / exit, for example, up to about 20 cm. Information such as a cash card, a credit card, a ticket, a commuter pass, etc. is transmitted / received by wireless communication by passing through a distance, and serves as a cash card, a credit card, a ticket, a commuter pass, and the like. In addition, contactless card (proximity wireless card:
The IC card 2 may be used in a non-contact state with the reader / writer unit 1 and at a distance h of about several centimeters or less, which is relatively constant, and is roughly determined. In this case, by increasing the size of the card antenna 201 formed on the close proximity wireless card 2 with respect to the size of the R / W antenna 101 provided on the R / W unit 1, the card antenna 201 becomes
Even if the position is slightly shifted with respect to the antenna 101, R /
Between the W antenna 101 and the card antenna 201, both power transmission and communication transmission / reception can be stably performed using an electromagnetic wave (wireless) composed of a power transmission wave and a data communication modulation wave.
【００３７】図２は、本発明に係るリーダまたは／およ
びライタユニット（装置）１と非接触カード（近接無線
カード：ＩＣカード）２との間において、無線によって
電力を伝送し、更に無線によって情報の送受信（通信）
を行う装置（システム）の一実施の形態を示す構成図で
ある。図２に示す実施の形態では、Ｒ／Ｗユニット１に
設けられたＲ／Ｗアンテナ１０１と近接無線カード２に
形成されたカードアンテナ２０１との間で、図３に示す
電力伝送波およびデータ通信変調波からなる電磁波（無
線）を使って電力の伝送および通信の送受信の両方を行
う場合を示したものである。このようにＡＳＫ変調方式
における電力伝送波と信号波は、周波数領域で見ると異
なる周波数成分であるが、時間領域で見ると電力伝送波
の振幅が信号速度に応じて変化するだけである。つま
り、電力伝送波に信号波を掛け合わせた変調波は時間領
域では、電力伝送波の波形振幅が上下変動しているよう
にしか見えない。これを無線により伝送する場合、電力
伝送波と信号波を各々別のアンテナにより送信すること
も考えられるが、本発明では、非接触カード（近接無線
カード：ＩＣカード）２を簡素化するために、電界強度
を電波法（距離３ｍにおいて５００μＶ／ｍ）内に制限
し、かつ単一のアンテナ（Ｒ／Ｗアンテナ）１０１によ
りこの変調波を送信するように構成した。FIG. 2 shows that power is transmitted wirelessly between a reader / writer unit (apparatus) 1 according to the present invention and a non-contact card (proximity wireless card: IC card) 2 and information is transmitted wirelessly. Sending and receiving (communication)
1 is a configuration diagram showing an embodiment of an apparatus (system) for performing the above. In the embodiment shown in FIG. 2, between the R / W antenna 101 provided in the R / W unit 1 and the card antenna 201 formed in the close proximity wireless card 2, the power transmission wave and data communication shown in FIG. This shows a case where both power transmission and communication transmission and reception are performed using an electromagnetic wave (wireless) composed of a modulated wave. As described above, the power transmission wave and the signal wave in the ASK modulation method have different frequency components when viewed in the frequency domain. However, when viewed in the time domain, the amplitude of the power transmission wave only changes according to the signal speed. That is, in the time domain, the modulated wave obtained by multiplying the power transmission wave by the signal wave looks only as if the waveform amplitude of the power transmission wave fluctuates up and down. When this is transmitted wirelessly, it is conceivable that the power transmission wave and the signal wave are transmitted by separate antennas. However, in the present invention, in order to simplify the contactless card (proximity wireless card: IC card) 2, The electric field intensity is limited to within the radio wave method (500 μV / m at a distance of 3 m), and the modulated wave is transmitted by a single antenna (R / W antenna) 101.
【００３８】即ち、Ｒ／Ｗ（リーダまたは／およびライ
タ）ユニット１には、１３．５６ＭＨｚの高周波数の電
圧を発生する電源１０５と、近接無線カード２へ送信す
るための入力された送信データ（ＤＡＴＡ）１０６を符
号化する符号化回路１０７と、上記電源１０５から発生
した１３．５６ＭＨｚの高周波数の電圧上に上記符号化
回路１０７で符号化された信号で振幅変調（Amplitude
Shift Keying 変調)を重畳させる（掛ける）変調器１０
８と、該変調器１０８で１３．５６ＭＨｚの高周波数の
電圧上にＡＳＫ変調された信号を増幅する送信アンプ１
０９と、該送信アンプ１０９で増幅された信号をインダ
クタンス結合１０３により結合させ、コンデンサ１０４
を有してインピーダンスをマッチングさせて反射防止を
するための整合回路（給電回路）１０２と、該整合回路
１０２の出力に応じて電力の伝送およびデータの送信を
行うべく電磁波を発生し、近接無線カード２のカードア
ンテナ２０１から電磁波によって送信されてきたデータ
を受信するＲ／Ｗアンテナ１０１と、該Ｒ／Ｗアンテナ
１０１で受信した信号を整合回路１０２で整合させてイ
ンダクタンス結合１０３により生じた信号からノイズ成
分を取り除くフィルタ回路１１０と、該フィルタ回路１
１０を通して得られる信号を増幅する受信アンプ１１１
と、該受信アンプ１１１で増幅された信号を電源１０５
から得られる１３．５６ＭＨｚの高周波数の電圧信号を
用いて復調する復調器１１２と、該復調器１１２で復調
された信号を復号化して受信データ（ＤＡＴＡ）１１４
として出力する復号化回路１１３とを備えている。そし
て、送信データ１０６および受信データ１１４はネット
ワークを介してホストコンピュータ１１５に接続されて
いる。That is, the R / W (reader and / or writer) unit 1 has a power supply 105 for generating a high-frequency voltage of 13.56 MHz and input transmission data (for transmission to the close proximity wireless card 2). DATA) 106, and an amplitude modulation (Amplitude) signal with a signal coded by the coding circuit 107 on a 13.56 MHz high frequency voltage generated from the power supply 105.
Modulator 10 for superimposing (multiplying) Shift Keying modulation
8 and a transmission amplifier 1 for amplifying a signal ASK-modulated on a high frequency voltage of 13.56 MHz by the modulator 108
09 and the signal amplified by the transmission amplifier 109 are coupled by an inductance coupling 103, and a capacitor 104
And a matching circuit (feeding circuit) 102 for matching impedance to prevent reflection and generating an electromagnetic wave to transmit electric power and data according to the output of the matching circuit 102, An R / W antenna 101 that receives data transmitted by an electromagnetic wave from the card antenna 201 of the card 2 and a signal generated by the inductance coupling 103 by matching a signal received by the R / W antenna 101 with a matching circuit 102. A filter circuit 110 for removing a noise component;
A receiving amplifier 111 for amplifying a signal obtained through 10
And the signal amplified by the receiving amplifier 111
Demodulator 112 that demodulates using a 13.56 MHz high-frequency voltage signal obtained from the demodulator 112, and decodes the signal demodulated by the demodulator 112 to receive data (DATA) 114.
And a decoding circuit 113 for outputting as The transmission data 106 and the reception data 114 are connected to a host computer 115 via a network.
【００３９】近接無線カード（非接触カード：ＩＣカー
ド）２には、Ｒ／Ｗユニット１のＲ／Ｗアンテナ１０１
から電力の伝送およびデータの送信を行うべく発生した
電磁波を受信し、ロードスイッチング変調された送信デ
ータに応じた電磁波を発生するカードアンテナ２０１
と、該カードアンテナ２０１で受信した１３．５６ＭＨ
ｚの電力については整流し、送受信信号についてはイン
ピーダンスをマッチングさせて整合する整合・整流回路
２０３と該整合・整流回路２０３から整流された誘起電
圧から５ｍＷ程度で２〜５Ｖ程度の一定の直流電圧電源
２０５として供給する電源回路２０４と上記整合・整流
回路２０３から得られる受信信号からクロックを抽出す
るクロック抽出回路２０６と上記整合・整流回路２０３
から得られる受信信号からノイズ成分を取り除くＬＰＦ
回路２０７と該ＬＰＦ回路２０７から得られる受信信号
を波形成形する波形成形回路２０８と送信信号をロード
スイッチング変調させて上記整合・整流回路２０３に与
えて整合させてカードコイル２０１に供給するロードス
イッチング変調回路２０９とを有する無線チップ２０２
と、該無線チップ２０２のクロック抽出回路２０６で抽
出されたクロック信号に基いて分周してマイコン２１４
を働かせる信号を生成する分周回路２１１と無線チップ
２０２の波形成形回路２０８から得られる信号を復号化
して復号化データ（受信データ）としてマイコン（ＣＰ
Ｕ）２１４へ入力する復号化回路２１２とマイコン２１
４から得られる送信データを符号化して無線チップ２０
２のロードスイッチング変調回路２０９へ入力する符号
化回路２１６とカードとしての情報を記憶するメモリを
内蔵して送受信データの処理およびメモリとの間のデー
タの転送等を行うＨ８等のマイコン（ＣＰＵ）２１４と
を有し、上記無線チップ２０２の電源回路２０４から安
定した電源２０５の供給を受けるＣＰＵ等（ＣＰＵ＋イ
ンターフェース）のチップ２１０とを備えている。The proximity wireless card (contactless card: IC card) 2 has an R / W antenna 101 of the R / W unit 1
Card antenna 201 that receives an electromagnetic wave generated to transmit power and transmit data from the device and generates an electromagnetic wave corresponding to the load-switched modulated transmission data
13.56 MH received by the card antenna 201
z is rectified, and transmission / reception signals are matched by impedance matching for matching and rectifying circuits 203 and a constant DC voltage of about 2 to 5 V at about 5 mW from the induced voltage rectified from the matching and rectifying circuits 203. A power supply circuit 204 that supplies power and a clock extraction circuit 206 that extracts a clock from a received signal obtained from the matching / rectifying circuit 203 and the matching / rectifying circuit 203
LPF that removes noise components from the received signal obtained from
A circuit 207, a waveform shaping circuit 208 for shaping the waveform of the reception signal obtained from the LPF circuit 207, and load switching modulation of the transmission signal which is supplied to the matching / rectifying circuit 203 to be matched and supplied to the card coil 201. Wireless chip 202 having a circuit 209
The frequency is divided based on the clock signal extracted by the clock extraction circuit 206 of the wireless chip 202 and the microcomputer 214
A signal obtained from a frequency dividing circuit 211 for generating a signal for operating the wireless chip 202 and a waveform shaping circuit 208 of the wireless chip 202 are decoded, and the microcomputer (CP)
U) Decoding circuit 212 and microcomputer 21 input to 214
The transmission data obtained from the wireless chip 20
A microcomputer (CPU) such as an H8, which incorporates an encoding circuit 216 input to the load switching modulation circuit 209 and a memory for storing information as a card and performs processing of transmission / reception data and transfer of data between the memory and the like. And a chip 210 such as a CPU (CPU + interface) that receives a stable power supply 205 from the power supply circuit 204 of the wireless chip 202.
【００４０】なお、電力を電磁波（無線）で伝送するた
めにＲ／Ｗアンテナ１０１とカードアンテナ２０１を用
いたのは、磁気結合を利用した電磁誘導により電力伝送
の効率を向上させるためである。また近接無線カード２
にスパイラル状のアンテナ２０１を形成した場合、近接
無線カード２の変形に強い利点がある。またＲ／Ｗアン
テナ１０１とカードアンテナ２０１ともにコイルで形成
しても良い。The reason why the R / W antenna 101 and the card antenna 201 are used to transmit electric power by electromagnetic waves (wireless) is to improve the efficiency of electric power transmission by electromagnetic induction using magnetic coupling. Proximity wireless card 2
In the case where the spiral antenna 201 is formed, there is an advantage that the proximity wireless card 2 is strongly deformed. Further, both the R / W antenna 101 and the card antenna 201 may be formed by coils.
【００４１】以上説明したように、近接無線カードシス
テムにおいては、リーダまたは／およびライタ１に対し
て非接触カード（近接無線カード：ＩＣカード）２を数
ｃｍ程度以下の比較的に一定な距離ｈで近接させること
によって、リーダ／ライタ１と非接触カード２との間に
おいて、無線によって電力を伝送し、更に無線によって
情報の送受信（通信）が行われることになる。即ち、近
接無線カードシステムにおいては、リーダライタ用アン
テナ１０１により、電力伝送波若しくは通信波を放射
し、カード側のスパイラル状またはコイル状のアンテナ
２０１によりこの電磁波を受信、誘起し、カード側回路
を動作し、信号を検出するものである。As described above, in the proximity wireless card system, the contactless card (proximity wireless card: IC card) 2 is placed at a relatively constant distance h of about several cm or less with respect to the reader / writer 1. , The power is transmitted wirelessly between the reader / writer 1 and the non-contact card 2, and the information is transmitted / received (communicated) wirelessly. That is, in the close proximity wireless card system, a power transmission wave or a communication wave is radiated by the reader / writer antenna 101, and this electromagnetic wave is received and induced by the spiral or coil antenna 201 on the card side, and the card side circuit is activated. It operates and detects signals.
【００４２】ここで、図４に示すように、近接無線カー
ドシステムにおいて、リーダまたは／およびライタ１に
対して非接触カード（近接無線カード：ＩＣカード）２
との距離ｈを数ｃｍ程度以下の比較的にほぼ一定な距離
で近接させて使用する場合、リーダ／ライタ１に用いる
スパイラル状のアンテナ１０１として、絶縁基板１０１
ａ上に最外形が２５ｍｍ〜７５ｍｍの四角状で、その内
部にスパイラル状またはコイル状のアンテナ１０１ｂを
薄膜導体で形成して構成される。この場合、使用周波数
１３．５６ＭＨｚにより決まる波長２２ｍに対して充分
小さく、アンテナ上の電流分布はほぼー様分布と考えら
れる。この為、アンテナの側面方向には電界が、垂直方
向には磁界が強く発生する。Here, as shown in FIG. 4, in the proximity wireless card system, a non-contact card (proximity wireless card: IC card) 2
Is used as a spiral antenna 101 used in the reader / writer 1 when the antenna is used with a distance h close to a relatively constant distance of about several cm or less.
The antenna 101b is formed in a rectangular shape having an outermost shape of 25 mm to 75 mm on a, and a spiral or coil antenna 101b is formed of a thin film conductor therein. In this case, the current distribution on the antenna is considered to be substantially a -like distribution, which is sufficiently small for a wavelength of 22 m determined by the used frequency of 13.56 MHz. For this reason, an electric field is generated strongly in the side direction of the antenna and a magnetic field is generated in the vertical direction.
【００４３】この場合、垂直方向にスパイラル状または
コイル状のアンテナ２０１を実装した非接触カード２
を、距離ｈとして数ｃｍ程度以下にして持ち込むと電力
伝送波若しくは信号波を送受信できる。なお、この通信
距離は、システムの能力により２０cm程度にすることも
できる。しかし、放射電界を電波法の規制値（距離３ｍ
において５００μＶ／ｍ）内に制限すると、リーダライ
タ用スパイラル状のアンテナ若しくはコイル１０１ｂに
流す電流値の上限が決定され、これに伴い電力伝送に必
要な磁界の強度の上限が決定され、電力伝送の上限が制
限されることになる。In this case, the contactless card 2 on which the spiral or coil antenna 201 is mounted in the vertical direction
Can be transmitted / received by transmitting a power transmission wave or a signal wave. The communication distance can be set to about 20 cm depending on the capacity of the system. However, the radiated electric field is regulated by the Radio Law (distance 3m
, The upper limit of the current value flowing through the spiral antenna for the reader / writer or the coil 101b is determined, and accordingly, the upper limit of the strength of the magnetic field required for power transmission is determined. The upper limit will be limited.
【００４４】そこで、リーダ／ライタ１に用いるアンテ
ナ１０１として、放射電界が電波法の規制値（距離３ｍ
において５００μＶ／ｍ）を満足し、しかも非接触カー
ド（近接無線カード：ＩＣカード）２に対して十分なパ
ワーで電力伝送を可能にすることが望まれる。Therefore, as the antenna 101 used for the reader / writer 1, the radiated electric field is regulated by the Radio Law (distance 3m).
It is desired that power can be transmitted to the non-contact card (proximity wireless card: IC card) 2 with sufficient power.
【００４５】次に本発明に係る放射電界が電波法の規制
値（距離３ｍにおいて５００μＶ／ｍ）を満足し、しか
もＩＣカード２に対して十分なパワーで電力伝送を可能
にするリーダ／ライタ１に備えられたアンテナ１０１の
実施の形態について説明する。Next, the reader / writer 1 which radiated electric field according to the present invention satisfies the regulation value of the Radio Law (500 μV / m at a distance of 3 m) and enables power transmission to the IC card 2 with sufficient power An embodiment of the antenna 101 provided in the apparatus will be described.
【００４６】まず、本発明に係るリーダ／ライタ１に備
えられたアンテナ１０１の第１の実施の形態を説明す
る。図５は、本発明に係るリーダ／ライタ１に備えられ
たアンテナ１０１の第１の実施の形態を示す図である。
リーダ／ライタ１に用いるアンテナ１０１の第１の実施
の形態として、絶縁基板１０１ａ上に最外形が２５ｍｍ
〜７５ｍｍの四角状で、その内部にスパイラル状または
コイル状のアンテナ１０１ｂを薄膜導体で形成し、この
基板１０１ａの裏側にアンテナ１０１ｂにｄ＝２０ｍｍ
程度以下に近接して上記アンテナ１０１ｂの鏡像９１を
形成するＣｕ等の導体板（金属板）１０１ｃを備えて構
成する。なお、導体板（金属板）１０１ｃは、電位を安
定にするためにアースに接地される。また、導体板（金
属板）１０１ｃとしては、鏡像９１を形成しやすい抵抗
値の低い金属、例えばＣｕやＡｌが良い。First, a first embodiment of the antenna 101 provided in the reader / writer 1 according to the present invention will be described. FIG. 5 is a diagram showing a first embodiment of the antenna 101 provided in the reader / writer 1 according to the present invention.
As a first embodiment of the antenna 101 used for the reader / writer 1, the outermost shape is 25 mm on an insulating substrate 101a.
A spiral or coil-shaped antenna 101b is formed of a thin film conductor inside a square of about 75 mm, and d = 20 mm on the back side of the substrate 101a.
A conductor plate (metal plate) 101c made of Cu or the like, which forms a mirror image 91 of the antenna 101b, is provided close to or below. The conductor plate (metal plate) 101c is grounded to stabilize the potential. As the conductor plate (metal plate) 101c, a metal having a low resistance value that easily forms the mirror image 91, for example, Cu or Al is preferable.
【００４７】このように、スパイラル状またはコイル状
のアンテナ１０１ｂにｄ＝２０ｍｍ程度以下に近接して
上記アンテナ１０１ｂの鏡像９１を形成する導体板（金
属板）１０１ｃを備えたことにより、図６に示すよう
に、垂直方向において１３．５６ＭＨｚで励振されて電
流Ｉが流されたアンテナ（ループアンテナ）１０１ｂの
各辺からｒ1、ｒ3の距離にある点の磁界と、アンテナ
（ループアンテナ）１０１ｂから２ｄの距離離れた位置
に形成された鏡像９１の各辺からｒ1’、ｒ3’の距離に
ある点の磁界とが合成される。As described above, by providing the conductor plate (metal plate) 101c for forming a mirror image 91 of the antenna 101b close to the spiral or coil antenna 101b with d = about 20 mm or less, FIG. As shown in the figure, the magnetic field at a point at a distance of r1 and r3 from each side of the antenna (loop antenna) 101b excited at 13.56 MHz in the vertical direction and through which the current I flows, and 2d from the antenna (loop antenna) 101b Are combined with the magnetic field at a point at a distance of r1 'and r3' from each side of the mirror image 91 formed at a distance of.
【００４８】この場合のリーダ／ライタ上方距離Ｄ
［ｍ］における磁界を測定用ループアンテナ（１辺が６
１．６ｃｍの正方形ループアンテナ）で測定し、電界強
度に換算した値（ωμＳＨｚ×ＡＦ）［ｄＢｕＶ／ｍ］
を図７に示す。なお、図７は、スパイラル状またはコイ
ル状のアンテナ（ループアンテナ）１０１ｂの最大外形
が３０ｍｍ×３０ｍｍで、ターン数［Ｔ］が５で、電流
Ｉｓ＝１．０［Ａｒｍｓ］において、導体板（金属板）
１０１ｃなしの場合と、導体板（金属板）１０１ｃあり
で、ｄ＝５［ｍｍ］、ｄ＝２０［ｍｍ］、ｄ＝５０［ｍ
ｍ］の場合とにおけるリーダ／ライタ上方距離Ｄ［ｍ］
とその距離における電界強度［ｄＢｕＶ／ｍ］との関係
をシュミレーションした結果を示す。この図７に示すよ
うに、導体板（金属板）１０１ｃありの場合には、導体
板（金属板）１０１ｃなしの場合と比較して、上方距離
Ｄが長くなるに従って電界強度は低減されることにな
る。またループアンテナ１０１ｂと金属板１０１ｃとの
間の間隔ｄが５０［ｍｍ］、２０［ｍｍ］、５［ｍｍ］
と近ずくに従って、上方距離Ｄが長い場合において電界
強度は低減されることになる。The distance D above the reader / writer in this case
The magnetic field at [m] is measured using a loop antenna (one side is 6
A value measured with a 1.6 cm square loop antenna) and converted to an electric field intensity (ωμSHz × AF) [dBuV / m]
Is shown in FIG. FIG. 7 shows that the spiral or coil-shaped antenna (loop antenna) 101b has a maximum outer shape of 30 mm × 30 mm, a number of turns [T] of 5, a current Is = 1.0 [Arms], and a conductor plate (loop). Metal plate)
In the case without 101c and with the conductor plate (metal plate) 101c, d = 5 [mm], d = 20 [mm], d = 50 [m]
m] and the distance D [m] above the reader / writer
The result of simulating the relationship between the distance and the electric field strength [dBuV / m] at that distance is shown. As shown in FIG. 7, when the conductor plate (metal plate) 101c is provided, the electric field intensity is reduced as the upper distance D becomes longer as compared with the case without the conductor plate (metal plate) 101c. become. Further, the distance d between the loop antenna 101b and the metal plate 101c is 50 [mm], 20 [mm], 5 [mm].
, The electric field strength is reduced when the upper distance D is long.
【００４９】一方、電波法の規制値としては、Ｄ＝３
［ｍ］において、電界強度としては、５４［ｄＢｕＶ／
ｍ］となる。On the other hand, as a regulation value of the Radio Law, D = 3
In [m], the electric field strength is 54 [dBuV /
m].
【００５０】従って、Ｄ＝３［ｍ］において、ループア
ンテナ１０１ｂと金属板１０１ｃとの間の間隔ｄを５
［ｍｍ］以下にすれば、電界強度を金属板なしに比べ
て、４１［ｄＢｕＶ／ｍ］以上低減することができる。Therefore, when D = 3 [m], the distance d between the loop antenna 101b and the metal plate 101c is 5
When the thickness is not more than [mm], the electric field intensity can be reduced by 41 [dBuV / m] or more as compared with the case without a metal plate.
【００５１】そこで、例えばループアンテナ１０１ｂと
金属板１０１ｃとの間の間隔ｄを５［ｍｍ］以下にすれ
ば、ＩＣカード２との間の距離を数ｃｍ以下において、
ループアンテナ１０１ｂからカードアンテナ２０１に対
して電界強度として約１９０［ｄＢｕＶ／ｍ］以上まで
電力伝送を行うことができる。また例えばループアンテ
ナ１０１ｂと金属板１０１ｃとの間の間隔ｄを２０［ｍ
ｍ］にすれば、ＩＣカード２との間の距離を数ｃｍ以下
において、ループアンテナ１０１ｂからカードアンテナ
２０１に対して電界強度として約１８０［ｄＢｕＶ／
ｍ］まで電力伝送を行うことができる。Therefore, for example, if the distance d between the loop antenna 101b and the metal plate 101c is set to 5 [mm] or less, the distance between the IC card 2 and the IC card 2 is set to several cm or less.
Electric power can be transmitted from the loop antenna 101b to the card antenna 201 up to an electric field strength of about 190 [dBuV / m] or more. Further, for example, the distance d between the loop antenna 101b and the metal plate 101c is set to 20 [m].
m], the electric field intensity from the loop antenna 101b to the card antenna 201 is about 180 [dBuV /
m].
【００５２】もし、金属板がない場合には、電波法の規
制値（Ｄ＝３［ｍ］において、電界強度としては、５４
［ｄＢｕＶ／ｍ］）を満足させるには、ループアンテナ
１０１ｂからカードアンテナ２０１に対する電界強度と
して約１２０［ｄＢｕＶ／ｍ］以下にする必要が生じ
る。しかしながら、上記のようにループアンテナ１０１
ｂの裏側に、金属板１０１ｃを設置することによって、
放射電界が電波法の規制値（距離３ｍにおいて５００μ
Ｖ／ｍ）を満足し、しかもＩＣカード２に対して十分な
パワーで電力伝送をすることができる。If there is no metal plate, the electric field strength is set to 54 at the regulation value of the Radio Law (D = 3 [m]).
In order to satisfy [dBuV / m]), the electric field intensity from the loop antenna 101b to the card antenna 201 needs to be about 120 [dBuV / m] or less. However, as described above, the loop antenna 101
By installing the metal plate 101c on the back side of b,
The radiated electric field is regulated by the Radio Law (500μ at a distance of 3m).
V / m), and power can be transmitted to the IC card 2 with sufficient power.
【００５３】また、図６に示すように、スパイラル状ま
たはコイル状のアンテナ１０１ｂにｄ＝２０ｍｍ程度以
下に近接して上記アンテナ１０１ｂの鏡像９１を形成す
る導体板（金属板）１０１ｃを備えたことにより、側面
方向において１３．５６ＭＨｚで励振されて電流Ｉが流
されたアンテナ（ループアンテナ）１０１ｂの各辺から
ｒ1、ｒ3の距離にある点の電磁界（主として電界）と、
スパイラル状またはコイル状のアンテナ（ループアンテ
ナ）１０１ｂから２ｄの距離離れた位置に形成された鏡
像９１の各辺からｒ1’、ｒ3’の距離にある点の電磁界
（主として電界）とが合成されるので、ループアンテナ
１０１ｂから側面方向に３［ｍ］離れた位置における電
界強度［ｄＢｕＶ／ｍ］は図８の通りとなる。図８は、
スパイラル状またはコイル状のアンテナ（ループアンテ
ナ）１０１ｂの最大外形が３０ｍｍ×３０ｍｍで、ター
ン数［Ｔ］が５で、電流Ｉｓ＝１．０［Ａｒｍｓ］にお
いて、導体板（金属板）１０１ｃなしの場合と、導体板
（金属板）１０１ｃありで、ｄ＝５［ｍｍ］、ｄ＝１０
［ｍｍ］、ｄ＝２０［ｍｍ］、ｄ＝３０［ｍｍ］、ｄ＝
４０［ｍｍ］、ｄ＝５０［ｍｍ］の場合とにおいてルー
プアンテナ１０１ｂから側面方向に３［ｍ］離れた位置
におけるループアンテナ１０１ｂ回りの角度φに対する
電界強度［ｄＢｕＶ／ｍ］の関係をシュミレーションし
た結果を示す。この図８に示すように、導体板（金属
板）１０１ｃありの場合には、導体板（金属板）１０１
ｃなしの場合と比較して、ｄ＝５０［ｍｍ］の場合でも
電界強度を最小４５［ｄＢｕＶ／ｍ］低減することがで
きる。このように、ループアンテナ１０１ｂの裏側に、
金属板１０１ｃを設置することによって、ループアンテ
ナ１０１ｂから垂直方向に比べて側面方向について、電
波法の規制値（Ｄ＝３［ｍ］において、電界強度として
は、５４［ｄＢｕＶ／ｍ］）を容易に満足されることが
可能となる。Further, as shown in FIG. 6, a conductor plate (metal plate) 101c for forming a mirror image 91 of the antenna 101b is provided close to the spiral or coil antenna 101b with d = about 20 mm or less. Accordingly, an electromagnetic field (mainly an electric field) at a point at a distance of r1 and r3 from each side of the antenna (loop antenna) 101b excited at 13.56 MHz in the side direction and through which the current I flows,
An electromagnetic field (mainly an electric field) at a point at a distance of r1 'and r3' from each side of the mirror image 91 formed at a distance of 2d from the spiral or coil antenna (loop antenna) 101b is synthesized. Therefore, the electric field strength [dBuV / m] at a position 3 [m] away from the loop antenna 101b in the side direction is as shown in FIG. FIG.
A spiral or coiled antenna (loop antenna) 101b having a maximum outer shape of 30 mm × 30 mm, a number of turns [T] of 5, a current Is = 1.0 [Arms], and no conductor plate (metal plate) 101c. Case, with the conductor plate (metal plate) 101c, d = 5 [mm], d = 10
[Mm], d = 20 [mm], d = 30 [mm], d =
The relationship between the electric field strength [dBuV / m] and the angle φ around the loop antenna 101b at a position 3 [m] laterally away from the loop antenna 101b was simulated when 40 [mm] and d = 50 [mm]. The results are shown. As shown in FIG. 8, when there is a conductor plate (metal plate) 101c, the conductor plate (metal plate) 101c is provided.
Compared with the case without c, even when d = 50 [mm], the electric field intensity can be reduced by at least 45 [dBuV / m]. Thus, on the back side of the loop antenna 101b,
By installing the metal plate 101c, the regulation value of the Radio Law (54 [dBuV / m] when the electric field intensity is D = 3 [m]) in the lateral direction as compared with the vertical direction from the loop antenna 101b is easily increased. Can be satisfied.
【００５４】なお、図７および図８に示す金属板あり、
金属板なしの電界強度についてのシュミレーションの結
果は、実験において同様な値を示すことが確認された。There is a metal plate shown in FIGS. 7 and 8,
It was confirmed that the results of the simulation on the electric field strength without the metal plate show similar values in the experiment.
【００５５】以上説明したように、ループアンテナ１０
１ｂの裏側に、金属板１０１ｃを設置することによっ
て、ループアンテナ１０１ｂの全方位に対して、放射電
界が電波法の規制値（距離３ｍにおいて５００μＶ／
ｍ）を満足し、しかもＩＣカード２のカードアンテナ２
０１に対して十分なパワーで電力伝送をすることが可能
となる。As described above, the loop antenna 10
By installing the metal plate 101c on the back side of the loop antenna 1b, the radiated electric field is regulated by the radio law (500 μV /
m) and the card antenna 2 of the IC card 2
01 can be transmitted with sufficient power.
【００５６】当然、ループアンテナ１０１ｂから放射さ
れるデータ通信変調波についての電界強度は、電力伝送
波に比べて低いことにより電波法の規制値（距離３ｍに
おいて５００μＶ／ｍ）を容易に満足させることができ
る。Naturally, the electric field intensity of the data communication modulated wave radiated from the loop antenna 101b is lower than that of the power transmission wave, so that the regulation value of the Radio Law (500 μV / m at a distance of 3 m) can be easily satisfied. Can be.
【００５７】次に、本発明に係るリーダ／ライタ１に備
えられたアンテナ１０１の第２の実施の形態を説明す
る。図９は、本発明に係るリーダ／ライタ１に備えられ
たアンテナ１０１の第２の実施の形態の基本概念を示す
斜視図である。リーダ／ライタ１に用いるアンテナ１０
１の第２の実施の形態としては、スパイラル状またはコ
イル状のアンテナ（ループアンテナ）１０１ｂの鏡像位
置にスパイラル状またはコイル状のイメージアンテナ
（イメージループアンテナ）１０１ｄをスパイラル状ま
たはコイル状のアンテナ１０１ｂに接続して構成する。
図９に示すように、アンテナ１０１ｂに流す電流の向き
とイメージアンテナ１０１ｄに流す電流の向きを逆にす
る。このように構成することによって、イメージアンテ
ナ１０１ｄで、第１の実施の形態に示す金属板１０１ｃ
によってできる鏡像９１と同じ機能を出すことが可能と
なり、アンテナ１０１ｂの全方位に対して、放射電界が
電波法の規制値（距離３ｍにおいて５００μＶ／ｍ）を
満足し、しかもＩＣカード２のカードアンテナ２０１に
対して十分なパワーで電力伝送をすることが可能とな
る。しかし、アンテナ１０１ｂに流す１３．５６ＭＨｚ
の高周波数の電流と、イメージアンテナ１０１ｄに流す
１３．５６ＭＨｚの高周波数の電流を、電流の向きが同
方向で、位相が逆相、若しくは電流の向きが逆方向で、
位相が同相に合わせる必要が有る。そこで、アンテナ１
０１ｂに流す１３．５６ＭＨｚの高周波数の電流の位相
と、イメージアンテナ１０１ｄに流す１３．５６ＭＨｚ
の高周波数の電流の位相とが合うようにコイル長を定め
る必要が有る。Next, a description will be given of a second embodiment of the antenna 101 provided in the reader / writer 1 according to the present invention. FIG. 9 is a perspective view showing the basic concept of the second embodiment of the antenna 101 provided in the reader / writer 1 according to the present invention. Antenna 10 used for reader / writer 1
As a second embodiment, a spiral or coiled image antenna (image loop antenna) 101d is provided at a mirror image position of a spiral or coiled antenna (loop antenna) 101b. Connect to and configure.
As shown in FIG. 9, the direction of the current flowing through the antenna 101b and the direction of the current flowing through the image antenna 101d are reversed. With such a configuration, the image antenna 101d can be used for the metal plate 101c shown in the first embodiment.
The same function as the mirror image 91 can be obtained, the radiated electric field satisfies the regulation value of the Radio Law (500 μV / m at a distance of 3 m) in all directions of the antenna 101 b, and the card antenna of the IC card 2 It is possible to transmit power with sufficient power to 201. However, 13.56 MHz flowing through the antenna 101b
The high-frequency current of 13.56 MHz and the high-frequency current of 13.56 MHz flowing through the image antenna 101d are supplied in the same direction, in opposite phases, or in opposite directions.
The phases need to be in phase. So, antenna 1
The phase of a high-frequency current of 13.56 MHz flowing through 01b and 13.56 MHz flowing through image antenna 101d
It is necessary to determine the coil length so that the phase of the high frequency current matches.
【００５８】図１０は、アンテナ１０１ｂとイメージア
ンテナ１０１ｄとを別々の駆動アンプ１０９ａ、１０９
ｂで駆動する実施例を示した斜視図である。このように
構成することによって、駆動アンプ１０９ａと駆動アン
プ１０９ｂに同じ１３．５６ＭＨｚの高周波数信号を入
力すれば、アンテナ１０１ｂに流す電流の位相と、イメ
ージアンテナ１０１ｄに流す電流の位相とを合わせるこ
とが容易に可能となる。FIG. 10 shows that the antenna 101b and the image antenna 101d are connected to separate drive amplifiers 109a and 109d.
It is the perspective view which showed the Example driven by b. With this configuration, if the same 13.56 MHz high-frequency signal is input to the drive amplifier 109a and the drive amplifier 109b, the phase of the current flowing to the antenna 101b matches the phase of the current flowing to the image antenna 101d. Can be easily performed.
【００５９】以上説明したように、第１の実施の形態で
は金属板１０１ｃの裏側に磁界が発生することを防止す
ることができるが、第２の実施の形態ではイメージアン
テナ１０１ｄの裏側に表面側と同様な磁界が発生するこ
とになり、この磁界が支障有る場合には、更にイメージ
アンテナ１０１ｄの裏側に金属板等の導体板を設置して
イメージアンテナ１０１ｄの裏側に遠方まで磁界の発生
を抑える必要が生じる。As described above, in the first embodiment, it is possible to prevent the generation of a magnetic field on the back side of the metal plate 101c, but in the second embodiment, on the back side of the image antenna 101d. A magnetic field similar to that described above is generated. If this magnetic field has a problem, a conductive plate such as a metal plate is further installed on the back side of the image antenna 101d to suppress the generation of the magnetic field to a far side behind the image antenna 101d. Need arises.
【００６０】また、上記第１の実施の形態および第２の
実施の形態ともに、Ｒ／Ｗユニット１に設けられたＲ／
Ｗアンテナ１０１とＩＣカード２に形成されたカードア
ンテナ２０１との間で、図３に示す電力伝送波およびデ
ータ通信変調波からなる電磁波（無線）を使って電力の
伝送および通信の送受信の両方を行う場合について説明
したが、電力伝送波のみからなる電磁波を使って電力伝
送のみを行う場合にも有効である。即ち、この場合、通
信については、Ｒ／Ｗユニット１とＩＣカード２の各々
に別に設けたアンテナを用いて送受信を行う。In both the first embodiment and the second embodiment, the R / W unit 1
Between the W antenna 101 and the card antenna 201 formed on the IC card 2, both power transmission and communication transmission / reception are performed using electromagnetic waves (wireless) composed of a power transmission wave and a data communication modulation wave shown in FIG. Although the case where the power transmission is performed has been described, the present invention is also effective when only the power transmission is performed using the electromagnetic wave including only the power transmission wave. That is, in this case, for communication, transmission and reception are performed using antennas separately provided for the R / W unit 1 and the IC card 2.
【００６１】次に、電波法で規定する３m遠方界での規
制値を満足するアンテナ１０１ｂと金属板１０１ｃとの
距離と寸法関係について説明する。Next, a description will be given of the distance and dimensional relationship between the antenna 101b and the metal plate 101c satisfying the regulation value in the far field of 3m specified by the Radio Law.
【００６２】図１１は、半径ａの円形状のアンテナ１０
１ｂと、その裏側に導板１０１ｃとを備えたリーダライ
タの３ｍ遠方での電界強度Ｅの実験結果であり、アンテ
ナ１０１ｂと金属板１０１ｃとの距離と寸法との関係を
規定したａ・ｔａｎθを変化させた場合の実験結果であ
る。なお、 ａ・ｔａｎθは、アンテナ１０１ｂと金属
板１０１ｃとの距離と、アンテナ１０１ｂから金属板１
０１ｃがはみ出した寸法との比を表わすこととなる。ま
た、図１１は、アンテナに流れる電流とアンテナの巻数
の積毎の実験結果を示している。FIG. 11 shows a circular antenna 10 having a radius a.
1b and an experimental result of the electric field strength E at a distance of 3 m of a reader / writer having a conductive plate 101c on the back side of the reader / writer. A · tan θ which defines the relationship between the distance and the size between the antenna 101b and the metal plate 101c is It is an experimental result in the case of changing. A · tan θ is the distance between the antenna 101b and the metal plate 101c and the distance between the antenna 101b and the metal plate 1c.
01c represents the ratio to the protruding dimension. FIG. 11 shows experimental results for each product of the current flowing through the antenna and the number of turns of the antenna.
【００６３】図からわかるように、ａ・ｔａｎθが増加
するにつれて、また、アンテナ電流と巻数の積が増加す
るにつれて、その電界強度Ｅは増加するので、５０［ｍ
Ａ・Ｔ］以上のリーダライタにおいて、その３ｍ遠方で
の電界強度Ｅを電波法で規定する５４ｄＢｕＶ／ｍ以下
にするには、ａ・ｔａｎθを０．２以下にすればよいこ
ととなる。As can be seen from the figure, the electric field strength E increases as a · tan θ increases and as the product of the antenna current and the number of turns increases, so that 50 [m
[A · T] or more, in order to make the electric field strength E at a distance of 3 m far below 54 dBuV / m specified by the Radio Law, a · tan θ should be made 0.2 or less.
【００６４】なお、図においてアンテナのサイズとして
は、ａ＝３０、５０、７０、１００、１５０、２００に
より実験（シミュレーション）したが、その他のサイズ
であってもアンテナを構成する線路の線路長が３ｃｍ〜
３ｍであれば、図１１に示す特性との差はほとんどな
い。これは、アンテナの線路長が、リーダライタに適用
する電力電送波の波長２２ｍ （１３．５６ＭＨＺ）に
対して無視できる程度の大きさになるからである。な
お、このことは、以下の実験結果についても同様であ
る。In the figures, the size of the antenna was tested (simulated) with a = 30, 50, 70, 100, 150, and 200. However, the line length of the line constituting the antenna is not limited to other sizes. 3cm ~
If it is 3 m, there is almost no difference from the characteristics shown in FIG. This is because the line length of the antenna becomes negligible with respect to the power transmission wavelength of 22 m (13.56 MHZ) applied to the reader / writer. This is the same for the following experimental results.
【００６５】次に、図１２は、１辺がａの矩形状のアン
テナ１０１ｂと、その裏側に導板１０１ｃとを備えたリ
ーダライタの３ｍ遠方での電界強度Ｅの実験結果であ
り、アンテナ１０１ｂと金属板１０１ｃとの距離と寸法
との関係を規定したａ・ｔａｎθを変化させた場合の実
験結果である。また、これについてもアンテナに流れる
電流とアンテナの巻数の積毎の実験結果を示している。FIG. 12 shows an experimental result of the electric field strength E at a distance of 3 m from a reader / writer having a rectangular antenna 101b having one side a and a conductive plate 101c on the back side. It is an experimental result in the case where a · tan θ defining the relationship between the distance and the dimension between the metal plate 101c and the metal plate 101c was changed. The results also show the experimental results for each product of the current flowing through the antenna and the number of turns of the antenna.
【００６６】図からわかるように、ａ・ｔａｎθが増加
するにつれて、また、アンテナ電流と巻数の積が増加す
るにつれて、その電界強度Ｅは増加するので、５０［ｍ
Ａ・Ｔ］以上のリーダライタにおいて、その３ｍ遠方で
の電界強度Ｅを電波法で規定する５４ｄＢｕＶ／ｍ以下
にするには、ａ・ｔａｎθを０．２以下にすればよいこ
ととなる。As can be seen from the figure, the electric field intensity E increases as a · tan θ increases and as the product of the antenna current and the number of turns increases, so that 50 [m
[A · T] or more, in order to make the electric field strength E at a distance of 3 m far below 54 dBuV / m specified by the Radio Law, a · tan θ should be made 0.2 or less.
【００６７】ところで、図１１、図１２とを比較しても
わかるように、アンテナの形状に応じて電界強度Ｅが極
端に変化することはなく、アンテナを構成する最外周の
配線が形成する面積（磁束が通過する面積）に関係する
ので、他のアンテナ形状については、アンテナ１０１ｂ
を構成する最外周の配線と、導板の縁１０１ｃとの距離
が最も短い場所での断面においてａ・ｔａｎθが０．２
以下となれば良い。By the way, as can be seen by comparing FIGS. 11 and 12, the electric field strength E does not change drastically according to the shape of the antenna, and the area formed by the outermost wiring forming the antenna is not changed. (The area through which the magnetic flux passes).
A · tan θ is 0.2 in a cross section at a position where the distance between the outermost peripheral wiring and the edge 101c of the conductive plate is the shortest.
It should be the following.
【００６８】なお、図１１、図１２に示すようなアンテ
ナであれば、そのアンテナ電流と巻数からして、リーダ
ライタからの距離が約２０ｃｍ以内において十分な磁界
強度が得られることが確認されている。In the case of the antenna as shown in FIGS. 11 and 12, it has been confirmed from the antenna current and the number of turns that a sufficient magnetic field strength can be obtained within a distance of about 20 cm from the reader / writer. I have.
【００６９】また、図１１、１２では、３ｍ遠方での電
界強度Ｅを電波法で規定する５４ｄＢｕＶ／ｍ以下とす
る場合について説明してきたが、今後の法律の改正など
により５４ｄＢｕＶ／ｍが代わってしまうのであれば、
新たな数値を用いて図１１、１２からａ・ｔａｎθを求
めることができることは言うまでもない。同様に磁界強
度により規制されるのならば、図１１、１２を用いて電
界強度から磁界強度に変換した特性を算出すれば同様に
必要なａ・ｔａｎθを求めることができることは言うま
でもない。また規制対象となる距離（３ｍ）が代わって
しまうのであれば、図７を用いて新たな距離における電
界強度や磁界強度を算出すれば同様に必要なａ・ｔａｎ
θを求めることができることは言うまでもない。In FIGS. 11 and 12, the case where the electric field strength E at a distance of 3 m is set to 54 dBuV / m or less specified by the Radio Law has been described. If so,
Needless to say, a · tan θ can be obtained from FIGS. 11 and 12 using the new numerical values. Similarly, if it is regulated by the magnetic field strength, it is needless to say that the necessary a · tan θ can be similarly obtained by calculating the characteristic obtained by converting the electric field strength to the magnetic field strength using FIGS. If the distance to be regulated (3 m) is changed, if the electric field strength and the magnetic field strength at the new distance are calculated using FIG.
Needless to say, θ can be obtained.
【００７０】[0070]
【発明の効果】本発明によれば、近接されるＩＣカード
に対して電磁波（無線）を使って電力伝送するリーダま
たは／およびライタにおいて、アンテナから全方位につ
いて規制値を満足させて、しかも近接されるＩＣカード
を安定して動作可能な電力を供給することができる効果
を奏する。According to the present invention, in a reader and / or writer for transmitting electric power to an IC card to be brought into proximity by using electromagnetic waves (wireless), a regulated value can be satisfied in all directions from an antenna. This provides an effect that the power that can operate the IC card to be operated stably can be supplied.
【００７１】また、本発明によれば、リーダまたは／お
よびライタから近接されるＩＣカードに対して電磁波
（無線）を使って電力伝送する電力伝送システムにおい
て、アンテナから全方位について電波法の規制値を満足
させて、しかも近接されるＩＣカードを安定して動作可
能な電力を供給することができる効果を奏する。Further, according to the present invention, in a power transmission system for transmitting electric power to an IC card approaching from a reader or / and a writer using electromagnetic waves (radio), a regulation value of the radio law in all directions from an antenna is provided. Is satisfied, and an electric power capable of stably operating the IC card approaching is provided.
【００７２】また、本発明によれば、近接されるＩＣカ
ードに対して電磁波（無線）を使って電力伝送および通
信を単一のアンテナを用いて行うリーダまたは／および
ライタにおいて、アンテナから全方位について電波法の
規制値を満足させて、しかも近接されるＩＣカードを安
定して動作可能な電力を供給すると共に通信も行うこと
ができる効果を奏する。Further, according to the present invention, in a reader / writer which performs power transmission and communication using a single antenna with respect to an IC card approaching using an electromagnetic wave (wireless), the reader / writer can be omnidirectional from the antenna. As a result, it is possible to satisfy the regulation value of the Radio Law, and to supply power that can stably operate an IC card that is in close proximity and to perform communication.
【００７３】また、本発明によれば、アンテナの下に導
体板を設けることで、さらにその下に高周波電子回路を
構成しても、電磁波による影響（ノイズ）を受けずに、
安定した動作が可能となる、シールドの効果を奏する。Further, according to the present invention, even if a high-frequency electronic circuit is further provided by providing a conductor plate below the antenna, the conductive plate is not affected by electromagnetic waves (noise).
It has a shield effect that enables stable operation.
【図１】本発明に係るリーダまたは／およびライタ装置
と近接無線カード（ＩＣカード）との間において無線に
よって電力伝送し、無線によって通信を行う電力伝送・
通信方式を示した概略構成斜視図である。FIG. 1 is a diagram showing a power transmission / reception in which power is wirelessly transmitted between a reader or / and writer device according to the present invention and a close proximity wireless card (IC card) to perform wireless communication.
FIG. 2 is a schematic configuration perspective view showing a communication system.
【図２】本発明に係るリーダまたは／およびライタ装置
と近接無線カード（ＩＣカード）との間において無線に
よって電力伝送し、無線によって通信を行う装置（シス
テム）の一実施の形態を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing an embodiment of a device (system) that wirelessly transmits power and performs wireless communication between a reader or / and writer device and a close proximity wireless card (IC card) according to the present invention. It is.
【図３】本発明に係る電力伝送波とデータ通信変調波と
の関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a power transmission wave and a data communication modulation wave according to the present invention.
【図４】本発明に係るリーダまたは／およびライタ装置
に設置されたリーダライタアンテナとＩＣカードとの関
係を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a relationship between a reader / writer antenna installed in a reader or / and writer device according to the present invention and an IC card.
【図５】本発明に係るリーダまたは／およびライタ装置
に設置されたリーダライタアンテナの第１の実施の形態
を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a first embodiment of a reader / writer antenna installed in a reader or / writer apparatus according to the present invention.
【図６】リーダライタアンテナの第１の実施の形態にお
いて、垂直方向と側面方向とで電磁界が合成される原理
を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the principle of combining electromagnetic fields in the vertical direction and the side direction in the first embodiment of the reader / writer antenna.
【図７】リーダライタアンテナの第１の実施の形態にお
いて、シュミレーションされたリーダライタアンテナか
らの垂直方向距離に対する電界強度を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating electric field strength with respect to a vertical distance from a simulated reader / writer antenna in the first embodiment of the reader / writer antenna.
【図８】リーダライタアンテナの第１の実施の形態にお
いて、シュミレーションされたリーダライタアンテナか
らの側面方向に３［ｍ］離れた位置における電界強度を
示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the electric field strength at a position 3 [m] away from the simulated reader / writer antenna in the side direction in the first embodiment of the reader / writer antenna.
【図９】本発明に係るリーダまたは／およびライタ装置
に設置されたリーダライタアンテナの第２の実施の形態
における一実施例を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing an example of a reader / writer antenna installed in a reader / writer device according to the second embodiment of the present invention.
【図１０】本発明に係るリーダまたは／およびライタ装
置に設置されたリーダライタアンテナの第２の実施の形
態における他の実施例を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing another example of the reader / writer antenna installed in the reader / writer device according to the second embodiment of the present invention.
【図１１】導板を配置したリーダライタアンテナにおい
て、シュミレーションされたリーダライタアンテナから
の３ｍ遠方での電界強度を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the electric field strength at a distance of 3 m from a simulated reader / writer antenna in a reader / writer antenna on which a conductive plate is arranged.
【図１２】導板を配置したリーダライタアンテナにおい
て、シュミレーションされたリーダライタアンテナから
の３ｍ遠方での電界強度を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the electric field strength at a distance of 3 m from a simulated reader / writer antenna in a reader / writer antenna on which a conductive plate is arranged.
１…リーダ／ライタユニット、２…近接無線カード（Ｉ
Ｃカード：非接触カード）、９１…アンテナの鏡像、１
０１…リーダライタアンテナ、１０１ａ…基板、１０１
ｂ…アンテナ、１０１ｃ…導体板（金属板）、１０１ｄ
…イメージアンテナ、１０２…整合回路（給電回路）、
１０５…電源、１０７…符号化回路、１０８…変調器、
１０９…送信アンプ、１１０…フィルタ回路、１１１…
受信アンプ、１１２…復調器、１１３…復号化回路、１
１５…ホストコンピュータ、２０１…カードアンテナ、
２０２…無線チップ、２０３…整合・整流回路、２０４
…電源回路、２０６…クロック抽出回路、２０７…ＬＰ
Ｆ回路、２０９…ロードスイッチング回路、２１０…Ｃ
ＰＵ等のチップ（ＣＰＵ＋インターフェースチップ）、
２１１…分周回路、２１２…復号化回路、２１４…マイ
コン（ＣＰＵ）、２１６…符号化回路。1 ... Reader / writer unit, 2 ... Proximity wireless card (I
C card: contactless card), 91: mirror image of antenna, 1
01: reader / writer antenna, 101a: substrate, 101
b: antenna, 101c: conductor plate (metal plate), 101d
... image antenna, 102 ... matching circuit (feeding circuit),
105: power supply, 107: coding circuit, 108: modulator,
109: transmission amplifier, 110: filter circuit, 111:
Receiving amplifier, 112 demodulator, 113 decoding circuit, 1
15: Host computer, 201: Card antenna,
202: wireless chip, 203: matching / rectifying circuit, 204
... Power supply circuit, 206 ... Clock extraction circuit, 207 ... LP
F circuit, 209: load switching circuit, 210: C
Chips such as PU (CPU + interface chip),
211: frequency dividing circuit, 212: decoding circuit, 214: microcomputer (CPU), 216: encoding circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 5/02 Ｈ０４Ｂ 5/02 (72)発明者 須賀 卓 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 吉野 亮三 神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立 製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者 五十嵐 啓介 東京都中野区東中野三丁目14番20号国際電 気株式会社内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl.6 Identification code FI H04B 5/02 H04B 5/02 (72) Inventor Taku Suga 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Pref. (72) Inventor Ryozo Yoshino 1-Horiyamashita, Hadano-shi, Kanagawa Prefecture General Computer Division, Hitachi, Ltd. (72) Keisuke Igarashi 3--14-20 Higashinakano, Nakano-ku, Tokyo International Electric Co., Ltd.
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