[发明专利]具有通信能力的电子装置

说明书

本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2003/011395，国际申请日为2003年9月5日，进入中国国家阶段的申请号为03801633.8，名称为“具有通信能力的电子装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种具有相对于感应耦合电磁场的非接触型IC卡进行数据的写入和读出的通信功能的电子装置。

背景技术

近年来，在铁道自动检票机、建筑物的进出口的保安系统、电子货币系统等领域中，开始引入使用非接触式的IC卡和IC标签的所谓RFID(射频识别)系统。此RFID系统如图1模式所示，由非接触式IC卡100、相对于此IC卡100，进行数据写入和读出的读写器101构成。在此RF系统中，根据电磁感应原理，从读写器101一侧的环形天线102一发射磁力线，发射的磁力线通过感应耦合与IC卡100一侧的环形天线103磁耦合，在IC卡100和读写器101之间进行通信。

在这样的RFID系统中，像现有的接触型IC卡系统那样，节省了相对于读写器一边装填IC卡，一边使其接触金属接点的时间，能简单且高速地执行数据的写入和读出。

在这样的RFID系统中，由于通过电磁感应从读写器101向IC卡100供给了所必需的功率，在IC卡内没必要带有电池等电源，能提供可简化结构，低价格的可靠性高的IC卡。

在上述的RFID系统中，为了确保在IC卡100和读写器101之间的可充分通信的范围，有必要在读写器101一侧设置能发射带有某一程度磁场强度的电磁场的环形天线102。

一般地，读写器101用的环形天线102由如图2所示的平面状卷绕导线的环形线圈200构成，此环形线圈200具有夹持其中心部相对的各圈线圈之间的间隔和线宽度相等的对称的形状。再有，作为这些具体例子，列举出，连接在读/写模块91的本体侧天线90(例如，参照特开平10-144048号公报)和读写装置RW2的AG1、AG2、AG3(例如参照特开2001-331829号公报)等。

因此，在具有如此对称形状的读写器101用环形天线102中，形成如图3所示的对称的磁场分布。

用图4表示利用此环形天线102在IC卡100中感应的电流强度与卡的位置依赖关系，在夹持环形线圈200中心部分而相对的位置，形成有2个可通信的区域S1′、S2′。具体地，与可通信区域S1′中从读写器101一侧的环形天线102和IC卡100一侧的环形天线103彼此面对的四个边产生的磁场为在各自位置处感应耦合的理想耦合状态不同，在此可通信区域S1′的外侧时，在读写器101一侧的环形天线102产生的磁场方向反转的中央区域，与IC卡100一侧的环形天线103交错的磁场彼此抵消，因此感应电流在通信所需电平以下。而且，朝向外侧时，读写器101一侧的环形天线102和IC卡100一侧的环形天线103的四边中，由于仅有一边彼此耦合，就形成了与可通信区域S1′相比感应电流小且狭窄的可通信区域S2′。

再有，在图4中，横坐标轴原点O表示读写器101一侧的环形天线102的中心位置，正方向表示IC卡100从原点O指向外侧的方向。另一方面，纵轴表示读写器101一侧的环形天线102的磁场因电磁感应在IC卡100一侧的环形天线103中产生感应电流的强度，超过用图4中虚线s′表示的数值的区域就是可通信区域。

这里，在IC卡100一侧的环形天线103和读写器101一侧的环形天线102的中心位置相同的部位，即从原点O向外侧可通信区域S1′越连续宽广，使用上就变得越方便。

在上述现有的环形线圈200中，从原点O向外侧时，一旦脱离到可通信区域S1′之外，进入到到不可通信区域，并且通过再向外侧而再次进入可通信区域S2′。从实用观点看，希望可通信区域S1′和可通信区域S2′之间没有不可通信区域，换句话说，期望仅仅加宽可通信区域S1′。

这种读写器101用的环形天线102由于涡流的影响等，就不能还安装在Mg合金等的金属制造的框体上来使用。由此，如图5中所示，在使用金属制造的框体300的情况下，为在此框体300和环形线圈200之间插入磁体底座301，此环形线圈200之上配置有作为保护材料的聚碳酸酯等树脂底座302的结构。在此情况下，读写器101用的环形天线102相对于IC卡100不能有效地放射电磁场、产生所谓的上述IC卡100和读写器101的可通信范围变狭窄的问题。