专利名称：非接触信息介质及采用非接触信息介质的通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及非接触信息介质及采用非接触信息介质的通信系统，尤其是涉及即使在非接触信息介质重合的状态下，也能正确进行通信的非接触信息介质和采用该非接触信息介质的通信系统。
背景技术：
信息介质根据内置在介质中的IC芯片和读写器(reader writer)的通信方法，可分类为接触型和非接触型。其中，非接触型由于不与读写器接触，故不产生接触不良，可进行离开读写器的移动使用。并且，非接触型具有防污染、雨、静电等特点，由于安全性也高，故需求增加。
例如，非接触信息介质利用从读写器接收的电磁波，在由电磁感应得到动作电力的同时，利用电波在与读写器之间交换数据。而且，非接触信息介质和读写器分别内置有用于收发该电波的天线。
图12是表示现有的非接触信息介质的简要构成的图。现有的非接触信息介质100，具有作为进行来自外部的电力的接收和数据的收发之天线起作用的线圈102；与线圈102形成谐振电路的电容器104；控制非接触信息介质100动作的IC芯片105。如图12所示，非接触信息介质100，将IC芯片配置在大致中央部，在其周围设有线圈102。
为使该非接触信息介质100动作，将非接触信息介质接近产生收发用电波的读写器。其结果，非接触信息介质100的线圈102和电容器104谐振，产生感应电动势，线圈102中流过感应电流。该感应电流成为IC芯片105的电源用电力，IC芯片105动作，非接触信息介质100通过线圈102将数据发送到读写器。这样，通过读写器和非接触信息介质100的线圈102之间的电磁耦合，在非接触信息介质100和读写器之间进行数据的收发(参照特开2001-34725号公报)。
但是，现有的非接触信息介质，由于假定利用互相间不施加影响的配置，故在将多个非接触信息介质配置在附近的情况下或重合的情况下，存在不能正确地进行数据的收发这一问题。如图13所示，这是因为，尤其是在相同形状的非接触信息介质100重合的情况下，作为天线的线圈102的位置为同一位置，由于非接触信息介质相互干涉，谐振频率混乱，通信状态不稳定，或陷入不能通信的状态。
并且，在由读写器向非接触信息介质供电的情况下，为了与位于可通信区域内的多个非接触信息介质的全部进行通信，读写器需要具有某种程度的供电能力。但是，在非接触信息介质个数多的情况下，读写器不能进行有效的供电。
发明内容
本发明是鉴于上述现有技术的缺点而进行的，其目的在于，为了进行正确的通信，提供一种即使在重合的状态下也可通信的非接触信息介质和利用该非接触信息介质的通信系统。
本发明涉及的非接触信息介质，其特征在于，具备由导线形成的线圈；与上述线圈形成谐振电路的电容器；和对在与读写器间收发的信息进行控制的控制电路；上述线圈切断上述导线的至少一部分。
根据本发明涉及的非接触信息介质，通过切断线圈的导体部的一部分，从而在附近配置多个非接触信息介质时，产生可与读写器通信的频率，可与读写器进行通信。因此，即使是在本发明涉及的非接触信息介质多个重合的情况下，成为通信对象的非接触信息介质和读写器也可进行正确的通信。
下面的发明涉及的非接触信息介质，其特征在于，在上述发明中，上述线圈在以单体配置该非接触信息介质时，具有使上述谐振电路的谐振频率比由读写器产生的电磁波频率还要高的电感。
下面的发明涉及的非接触信息介质，其特征在于，在上述发明中，上述线圈在附近配置多个该非接触信息介质时，产生使上述谐振电路的谐振频率与由读写器产生的电磁波频率相等的电感。
下面的发明涉及的非接触信息介质，其特征在于，在上述发明中，还具备作为与上述线圈大致同等的电感的辅助线圈，上述线圈当在附近配置多个该辅助线圈时，产生使上述谐振电路的谐振频率与由读写器产生的电磁波频率相等的电感。
下面的发明涉及的通信系统，其特征在于，在利用电磁感应进行无线通信的通信系统中，具有由导线形成的线圈；与上述线圈形成谐振电路的电容器；和对在与读写器间收发的信息进行控制的控制电路；上述线圈具备上述导线的至少一部分被切断的多个非接触信息介质；和读写器，其在向上述非接触信息介质提供能量及发送数据的同时，接收来自上述非接触信息介质的发送数据。
下面的发明涉及的通信系统，其特征在于，在利用电磁感应进行无线通信的通信系统中，具有由导线形成的线圈；与上述线圈形成谐振电路的电容器；和对在与读写器间收发的信息进行控制的控制电路；上述线圈具备上述导线的至少一部分被切断的非接触信息介质；具有与上述非接触信息介质的上述线圈的电感大致相等的电感的辅助线圈；和在向上述非接触信息介质提供能量及发送数据的同时，接收来自上述非接触信息介质的发送数据的读写器。
图1是表示实施方式中的非接触信息介质的简要构成的图；图2是用于说明图1所示的线圈形状的图；图3是表示实施方式中的通信系统的构成的简要立体图；图4是例示图3所示的通信系统可进行通信的非接触信息介质的数量的图；图5是对本实施方式中的非接触信息介质和读写器进行通信的情况进行说明的图；图6是表示图5所示的辅助卡的简要构成的图；图7是说明本实施方式中通信系统的动作的图；图8是表示图7所示的其他非接触信息介质的简要构成的图；图9是说明本实施方式的通信系统的动作的图；图10是表示本实施方式的非接触信息介质的其它例的简要构成的图；
图11是表示本实施方式的非接触信息介质的其它例的简要构成的图；图12是表示现有的非接触信息介质的简要构成的图；图13是说明同形状的非接触信息介质重合的状态的图。
具体实施例方式
下面，参照附图，对作为本发明涉及的实施方式的非接触信息介质及利用其的通信系统进行说明。而且，并不能由该实施方式来限定本发明。并且，在附图的记载中，对同一部分赋予同一符号。
首先，对本实施方式涉及的非接触信息介质进行说明。本实施方式的非接触信息介质，线圈导线的一部分被切断，当规定数量以上的非接触信息介质接近时，在与产生收发用电波的读写器间进行通信。而且，在本实施方式中，作为非接触信息介质的例子，对在弹子游戏场中对应玩游戏者获得的游戏媒体数而交换的赠品并具有与货币的交换价值的物品、所谓特殊赠品进行说明。
图1是表示本实施方式的非接触信息介质10的简要构成的图。在此，图1示意性地表示非接触信息介质10。如图1所示，非接触信息介质10具有线圈12、电容器14、IC芯片15、连接线圈12和电容器14的连接部17a、17b。
如图1所示，线圈12在IC芯片15的外侧设在其周围。并且，该线圈12具有切断部13。该线圈12，当非接触信息介质10接近产生收发用电波的读写器时，产生感应电动势，将感应电流提供给连接的IC芯片15。而且，线圈12如后所述，在规定条件下，作为接收来自读写器的收发用电波并发送到芯片15，同时将来自IC芯片15的数据发送到读写器的天线起作用。
此外，电容器14具有规定的电容，协同于线圈12的电感，形成谐振电路。式(1)表示该谐振电路的谐振频率fr、线圈12的电感L以及电容器14的电容C之间的关系。
fr=1/(2πLC)---(1)]]>若使该谐振电路的谐振频率fr与收发用电波的频率fc一致，则可在线圈12和电容器14中流过大电流。
另外，IC芯片15由线圈12提供在线圈12中产生的感应电动势。IC芯片15在该感应电动势成为IC芯片15的可动作电压值时动作。IC芯片15具备将对应于发送数据的载波发送到线圈12的收发部15a；控制对应于所接收的电波的数据的控制部15b；和存储规定数据的存储器15c；以控制收发的数据。存储器15c例如存储ID信息、规定的货币面额种类、店铺编号或密码数据等。而且，在本实施方式中，作为IC芯片15，例如采用my-d(infineon公司制)。
下面，对非接触信息介质10的线圈12的形状进行说明。图2是用于说明线圈12的形状的图。如图2所示，在线圈12上绕有规定圈数的导线，线圈12具有该导线的一部分，例如切断10mm长度的切断部13。因此，该非接触信息介质10，与导线未被切断的情况相比，为交流电流难以流过的构成。即，为非接触信息介质10的电感变高的构成。而且，当该非接触信息介质10以单体接近读写器时，因电磁感应产生的感应电流小。例如，在非接触信息介质10中产生的感应电流，为不切断线圈12的导线的非接触信息介质中产生的感应电流的20％左右。
另外，在非接触信息介质10单体中，与不切断线圈12的导线时相比，线圈12的电感L的值低。而且，不切断线圈12的导线时的谐振频率与收发用电波的频率fc相等。因此，在非接触信息介质10单体中，非接触信息介质10的谐振频率fr，与由读写器产生的收发用电波的频率fc相比变高。因而，由于非接触信息介质10单体的谐振频率fr与读写器产生的收发用电波的频率fc不一致，故在非接触信息介质10单体中，与读写器间不进行通信。
与此相对，随着接近的非接触信息介质10数量的增加，各非接触信息介质10的线圈12的电感L值也增加。这推测为是因为多个非接触信息介质10的线圈12接近而相互施加影响的缘故。而且，伴随接近的非接触信息介质10的数量的增加，提供给IC芯片15的电压增加，若电压增加到IC芯片15可动作的值，则IC芯片15动作，数据的控制成为可能。在此，将谐振频率fr与收发用电波的频率fc一致的电感L的值设为Lc。当接近了非接触信息介质10的线圈12的电感L的值为Lc的数量的非接触信息介质10时，谐振频频率fr和收发用电波的频率fc一致，线圈12可在与读写器之间进行数据的收发。线圈12的电感L的值为Lc的非接触信息介质10的数量，因非接触信息介质10的配置间隔而异，例如，当以3mm的间隔配置非接触信息介质10时，为15个以上，当以1mm的间隔配置非接触信息介质10时，为8个以上。此外，即使将非接触信息介质10的数量增加到上述数量以上，线圈12的电感L也以大致Lc的值饱和，谐振频频率fr和收发用电波的频率fc维持大致一致的状态。
下面，对采用了该非接触信息介质10的本实施方式的通信系统进行说明。该通信系统通过采用上述的非接触信息介质10，从而即使是多个非接触信息介质10重合时，也可进行正确的通信。
图3是表示本实施方式中通信系统的构成的简要立体图。本实施方式中的通信系统30，具有非接触信息介质群10a；和对非接触信息介质群10a进行数据收发的读写器20。非接触信息介质群10a，以多个非接触信息介质10重合的状态配置。而且，读写器20具备进行供电和数据收发的读出(reader)用天线22；处理收发的数据的处理部24；数据的输出部26；和输入读写器20的动作的输入部28。该读写器20具有防撞击(anticollision)功能，可从非接触信息介质群10a统一接收数据。
下面，对该通信系统30可进行通信的非接触信息介质10的数量进行说明。图4是示例通信系统30可进行通信的非接触信息介质10的数量的图。图4除通信系统30外，还对采用现有的非接触信息介质的通信系统进行了例示。图4针对通信系统30，例示了以1mm间隔将非接触信息介质10配置在直线1a上时的可通信数量，例示了以3mm间隔将非接触信息介质10配置在直线1b上时的可通信数量。并且，例示了以1mm间隔将现有的非接触信息介质10配置在直线1c上时的可通信数量，例示了以3mm间隔将现有的非接触信息介质配置在直线1d上时的可通信数量。在此，作为现有的非接触信息介质，采用不切断线圈导线的非接触信息介质。
如图4的直线1c及1d所示，在采用现有的非接触信息介质的情况下，当配置间隔为1mm时，若4个以上的非接触信息介质重合则不能通信；当配置间隔为3mm时，若11个以上的非接触信息介质重合则不能通信。并且，非接触信息介质的配置间隔小的一方，可通信数量少。这是由于非接触信息介质的线圈相互干涉，非接触信息介质的谐振频率变动，与收发用电波的频率不一致的缘故。
与此相对，如图4的直线1a及1b所示，在采用非接触信息介质10的情况下，当以1mm间隔配置时，8个以上可通信；当以3mm间隔配置时，15个以上可通信。并且，无论配置间隔是1mm时还是3mm时，非接触信息介质10的可通信数量的最大值是读写器20可通信的最大数量，例如为40个以上。而且，非接触信息介质的配置间隔小的一方，可通信数量增加。这是由于因非接触信息介质10重合规定数量以上，非接触信息介质10的线圈12的电感L的值增加到Lc值，非接触信息介质10的谐振频频率fr和收发用电波的频率fc相等的缘故。
这样，如果非接触信息介质10为规定数量以上，则即使在非接触信息介质10重合的状态下，通信系统30也可在非接触信息介质10和读写器20之间正确地进行通信。
下面，对未满可与读写器20通信的规定数量的非接触信息介质10和读写器20进行通信时的情况进行说明。此时，通过将具备可通信的线圈的辅助卡配置到非接触信息介质10的附近，来实现非接触信息介质10和读写器20之间的通信。
图5是对单个的非接触信息介质10和读写器20进行通信的情况进行说明的图。如图5所示，辅助卡群41a重合在单个的非接触信息介质10上，通过将该辅助卡群41a接近非接触信息介质10，从而非接触信息介质10可在与读写器20之间进行通信。
下面，对使非接触信息介质10与读写器20之间可通信的辅助卡41进行说明。图6是表示辅助卡41的简要构成的图。辅助卡41具备线圈12、电容器14、连接线圈12和电容器14的连接部17a、17b，不具备IC芯片。辅助卡41的线圈12，与非接触信息介质10同样地具有切断部13。因此，可认为辅助卡41的线圈12的电感L的值与非接触信息介质10的线圈12的电感L的值大致相等。因此，在多个辅助卡41接近非接触信息介质10的情况下，非接触信息介质10的线圈12的电感L的值增加。而且，当非接触信息介质10和辅助卡41的合计数量为规定数量以上时，非接触信息介质10的线圈12的电感L的值变为Lc，非接触信息介质10在与读写器20之间进行通信。另一方面，由于辅助卡41不具有IC芯片15，故不能与读写器20之间进行通信。
以上，如所说明的，在非接触信息介质10与读写器20之间进行通信的情况下，通过将多个辅助卡41配置到非接触信息介质10附近，可在单个的非接触信息介质10与读写器20之间进行正确的通信。而且，在图5中，虽然将非接触信息介质10配置到辅助卡群41a的左端，但不限于此，也可将非接触信息介质10配置到辅助卡群41a的右端。此外，还可以不是辅助卡群41a的端部，而是将非接触信息介质10配置到辅助卡群41a中，用辅助卡41a夹住非接触信息介质10那样地配置。此外，在非接触信息介质10的数量比线圈12的电感L的值变为Lc的规定数量更少的情况下，将辅助卡41配置到非接触信息介质10附近，只要非接触信息介质10和辅助卡群41的合计数为规定数量即可。即使在该情况下，非接触信息介质10的线圈12的电感L的值也变为Lc，可在非接触信息介质10与读写器20之间进行正确的通信。
并且，本实施方式中的非接触信息介质10，即使在多个非接触信息介质10中混入其它非接触信息介质或伪造品的情况下，也可判别其混入的有无。以下，对多个非接触信息介质10中混入其它非接触信息介质的情况下的通信系统的动作进行说明。
图7是表示在多个非接触信息介质群10a中混入其它非接触信息介质50的情况下的通信系统的动作的图。非接触信息介质50如图8所示，具备导线未被切断的线圈52、电容器54和IC芯片55。在非接触信息介质50接近读写器20之际，线圈52和电容器54形成谐振回路，谐振回路的谐振频率与收发用电波的频率相等。当这样的非接触信息介质50混入多个非接触信息介质群10a中时，如图7所示，仅非接触信息介质50在与读写器20间进行通信，非接触信息介质群10a不能进行通信。这是因为非接触信息介质50的电感比非接触信息介质10的电感大，故可推测对非接触信息介质10的线圈12及电容器14造成影响。这样，在非接触信息介质50混入非接触信息介质群10a中时，非接触信息介质的总数和实际进行通信的非接触信息介质的总数不一致。因此，可判别在非接触信息介质群10a中混入其它非接触信息介质50。
此外，如图9所示，即使在伪造品60混入到非接触信息介质10a中的情况下，也可判别伪造品60的混入。伪造品60，例如具有线圈52和电容器54，不具有IC芯片。当这样的伪造品60混入时，因伪造品60所具有的线圈52的影响，非接触信息介质10不能进行与读写器20的通信。另一方面，由于伪造品60不具有IC芯片，故不能进行与读写器20的通信。因此，即使是在规定数量以上的非接触信息介质10a配置到读写器20附近的情况下，读写器20也不接收来自非接触信息介质10a的数据。这样，当在非接触信息介质群10a和读写器20之间不能进行通信时，可判断在非接触信息介质群10a中混入了伪造品60。
如上所述，本实施方式的非接触信息介质10，通过具有将线圈12的导线一部分切断的切断部13，从而即使在规定数量以上的非接触信息介质10重合的情况下，也可在与读写器20之间进行正确的通行。
并且，采用现有的非接触信息介质的通信系统，由于在配置间隔狭小时受相互电感的影响强，故可通信数量减少。但是，在本实施方式的非接触信息介质10中，配置间隔越狭小，可开始通信的非接触信息介质10的数量就越小。而且，可通信的最大数量为读写器20的可通信数量。因此，本实施方式的通信系统与原来相比，可通信数量的非接触信息介质10的数量范围变宽，可顺利地读取多个非接触信息介质10的数据。
此外，在本实施方式的非接触信息介质10中，线圈12中流过的感应电流，比不切断线圈12的导线的非接触信息介质小。因此，即使在多个非接触信息介质10为通信对象时，读写器20对各非接触信息介质10供电的供电量也小。因此，读写器20可高效地进行供电，并可抑制供电能力。
另外，通过采用辅助卡41，从而即使在非接触信息介质10的数量比规定数量少的情况下，也可进行非接触信息介质10和读写器20之间的正确的通信。
进而，即使在其它非接触信息介质50或伪造品60混入非接触信息介质群10a中的情况下，通过比较接近读写器20的非接触信息介质的数量和进行通信的非接触信息介质的数量，从而可判断有无其它非接触信息介质50或伪造品60混入到非接触信息介质群10a中。
而且，在图2中，将非接触信息介质10的线圈12的导线的切断部13的切断长度设为10mm进行说明，但不限于此，如图10所示，也可具有切断了比10mm更长的长度的切断部13a。并且，如图11所示，也可具有切断了一周长度的切断部13b。即使在将切断部13设为切断部13a或切断部13b时，也可在规定数量以上的非接触信息介质10和读写器20之间正确地进行通信。
此外，在IC芯片15的存储器中，例如可存储ID信息、规定的货币面额种类、店铺号或密码数据等。其中，货币面额种类表示非接触信息介质10具有的物品的价值。此外，店铺号是特定非接触信息介质10流通的店铺的号。通过参照店铺号，来把握非接触信息介质10的流通路径。再有，存储器15c还含有表示与货币交换前或交换后的数据。并且，通过存储密码数据，从而防止伪造品的流通。而且，作为密码数据，例如有对各IC芯片的固有号进行固有处理的结果等。作为数据读取装置的读写器20，进行该固有处理，比较读写器20的处理结果和存储器15c存储的密码数据，进行若一致则是正规品、若不一致则是伪造品的判断。这样，读写器20通过读写存储在存储器15c中的数据，从而可简便地把握非接触信息介质10的流通量。
此外，IC芯片15，作为my-d(infineon公司制)进行了说明，但不限于此。而且，IC芯片15，作为具有收发部15a、控制部15b、存储器15c而进行了说明，但不限于此，也可采用具有收发部15a和存储器15c的结构。
并且，在本实施方式中，设置切断线圈12的导线的一部分的切断部13，使交流电流在线圈12中难以流过，使非接触信息介质10的阻抗变高。但是不限于此，也可考虑通过抑制电容器14的容量C，使非接触信息介质10的阻抗变高。另外，也可考虑通过将规定的电阻插入感应电流流过的路径，来提高非接触信息介质10的阻抗。但是，当规定数量以上的非接触信息介质10接近时，为了使谐振频率fr与收发用电波的频率fc一致，考虑要控制电容C、电感L及电阻。
并且，在本实施方式中，对将非接触信息介质10作为所谓的特殊赠品使用的情况进行了说明，但不限于此，也可作为内置在卡、医院使用的病例卡(karte)、书籍、信封、纸等物品使用，或内置在同形状或类似形状的箱、容器、包装盒等物品中的非接触信息介质使用。即使是配置在上述物品附近时或重合时，通过具有本实施方式的非接触信息介质，也可正确的通信。
如上所说明的，根据本发明，获得即使是在将多个非接触信息介质配置在附近的情况下，也可在非接触信息介质和读写器之间进行通信这一效果。
(工业上的可利用性)如上所述，本发明涉及的非接触信息介质及利用其的通信系统，在进行将多个非接触信息介质配置在附近时的非接触信息介质与读写器之间的通信时有用，尤其适合厚度薄的非接触信息介质在多个重合的状态下与读写器进行通信的情况。
权利要求
1.一种非接触信息介质，其特征在于，具备由导线形成的线圈；与上述线圈形成谐振电路的电容器；和对在与读写器间收发的信息进行控制的控制电路；上述线圈切断上述导线的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的非接触信息介质，其特征在于，上述线圈在以单体配置该非接触信息介质时，具有使上述谐振电路的谐振频率比由读写器产生的电磁波的频率还要高的电感。
3.根据上述权利要求1所述的非接触信息介质，其特征在于，上述线圈在将多个该非接触信息介质配置在附近时，产生使上述谐振电路的谐振频率与由读写器产生的电磁波频率相等的电感。
4.根据上述权利要求1所述的非接触信息介质，其特征在于，还具备作为与上述线圈大致同等的电感的辅助线圈，上述线圈在将多个该辅助线圈配置于附近时，产生使上述谐振电路的谐振频率与由读写器产生的电磁波频率相等的电感。
5.一种通信系统，其利用电磁感应进行无线通信，其特征在于，该系统具备多个非接触信息介质，其包括由至少一部分被切断的导线形成的线圈、与上述线圈形成谐振电路的电容器、对通过上述谐振电路收发的信息进行控制的控制电路；和读写器，其在向上述非接触信息介质提供能量及进行数据发送的同时，接收来自上述非接触信息介质的发送数据。
6.一种通信系统，其利用电磁感应进行无线通信，其特征在于，该系统具备多个非接触信息介质，其包括由至少一部分被切断的导线形成的线圈、与上述线圈形成谐振电路的电容器、对通过上述谐振电路收发的信息进行控制的控制电路；辅助线圈，其具有与上述非接触信息介质的上述线圈的电感大致相等的电感；和读写器，其在向上述非接触信息介质提供能量及进行数据发送的同时，接收来自上述非接触信息介质的发送数据。
全文摘要
本发明涉及的非接触信息介质(10)，具备由导线形成的线圈(12)；与线圈(12)形成谐振电路的电容器(14)；和对在与读写器间收发的信息进行控制的IC芯片(15)；线圈(12)具有至少一部分导线被切断的切断部(13)。
文档编号G06K19/00GK1830155SQ20048002167
公开日2006年9月6日 申请日期2004年7月30日 优先权日2003年8月4日
发明者三浦雅之, 小宫实 申请人:日本发条株式会社