JP2000332664A - 非接触情報媒体を利用した通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、従来よりも非接触情報媒体におい
て高い動作電力を生成することを可能にする通信システ
ムを提供することを例示的目的とする。 【解決手段】 リーダライタとは別個のキャリア信号源
を設け、非接触情報媒体への動作電力伝送系と非接触情
報媒体へのデータ伝送系とを分離した通信システムを提
供した。即ち、リーダライタはデータ伝送にのみ関与
し、キャリア信号源は動作電力用のキャリア信号の生成
にのみ関与する。また、キャリア信号はＩＳＭ周波数を
使用することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般には、通信シ
ステムに係り、特に、ＩＣチップを内蔵した非接触情報
媒体を利用した通信システムに関する。「ＩＣチップを
内蔵した非接触情報媒体」とは、ＩＣチップを情報記録
媒体として備え、外部装置と非接触に交信する媒体であ
る。従って、非接触であれば、電波の波長を問わず、ま
た、通信距離の長さも問わない。従って、後述する非接
触ＩＣモジュールも非接触情報媒体足り得る。

【０００２】ＩＣチップを内蔵した非接触情報媒体の典
型的なものは、例えば、マイクロ波を利用してリーダラ
イタと交信する非接触ＩＣカードである。なお、本出願
においては、「ＩＣカード」は、スマートカード、イン
テリジェントカード、チップインカード、マイクロサー
キット（マイコン）カード、メモリーカード、スーパー
カード、多機能カード、コンビネーションカードなどを
総括している。

【０００３】また、ＩＣチップを内蔵した非接触情報媒
体はその形状がカードに限定されるものではない。従っ
て、それはいわゆるＩＣタグも含む。ここでは、「ＩＣ
タグ」は、ＩＣカードと同様の機能を有するが、切手サ
イズやそれ以下の超小型やコイン等の形状を有する全て
の情報記録媒体を含むものである。

【０００４】非接触ＩＣカードやＩＣタグは非接触ＩＣ
モジュールとして表現される場合もある。ここで「非接
触ＩＣモジュール」とは、一般に、ＩＣチップとＩＣチ
ップと外部装置との非接触交信手段であるコイルやアン
テナ等が結合したものを意味し、モノリシックＩＣ構造
のオンコイルＩＣチップやＩＣチップとコイルがＩＣ表
面や同一基板に積載されて一体構造の形態を有する全て
のものを含む。なお、非接触ＩＣモジュールは広義には
その通信手段を問わないが、本出願では電（磁）波を媒
介として交信するものとする。

【０００５】

【従来の技術】ＩＣカードは、カードに内蔵されている
ＩＣチップとリーダライタとの通信方法に従って、接触
型と非接触型に分類することができる。このうち、非接
触型は、リーダラータとの接点がないので接触不良がな
く、リーダライタから数ｃｍ乃至数十ｃｍ離れた移動使
用が可能で、汚れ、雨、静電気に強いなどの特徴があ
り、今後ますますその需要は高まるものと予想されてい
る。

【０００６】従来の非接触ＩＣカードは、リーダライタ
から受信した電波から電磁誘導によって動作電力を得る
と共に、電波を利用してリーダライタとの間でデータを
交換する。非接触ＩＣカードとリーダライタとの最大通
信距離は、例えば、１０ｃｍ程度である。即ち、非接触
ＩＣカードとリーダライタとからなる従来の通信システ
ムは周波数ｆｃの電波をキャリアとして非接触ＩＣカー
ドへの動作電力供給と非接触ＩＣカードとリーダライタ
との間のデータ通信の両方に使用していた。通信データ
は送信電波を変調して中心周波数であるキャリア周波数
ｆｃに側帯波を付加することにより表現されていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の通信シ
ステムの通信距離はアンテナコイルの形状、寸法などに
よる制限を受けると共に微弱電波を規制する電波法によ
る制限も受ける。電波法は、実質的には中心周波数及び
側帯波の部分の電波の強さを規制していることになるた
め、距離を延長するために単純に電波を強めることはで
きない。従来の通信システムにおいては微弱な電波のみ
を使用せざるを得なかったため非接触ＩＣカードで生成
される動作電力も小さかった。

【０００８】この問題は、例えば、複数の非接触情報媒
体を同時に動作させる場合に顕著になる。従来の通信シ
ステムにおいては複数の非接触情報媒体を同時駆動する
場合には同数のリーダライタを設けて非接触情報媒体と
１対１で対応させるか、一のリーダライタで複数の非接
触情報媒体を同時駆動することが考えられる。前者の方
法は非接触情報媒体とリーダライタとの通信距離を１０
ｃｍ程度に保つことができるが、複数のリーダライタを
用意しなければならないという不都合がある。一方、後
者の方法は一つのリーダライタにより複数の非接触情報
媒体に動作エネルギーを供給しなければならないため、
両者の通信距離は１０ｃｍよりも短くしなければならな
いという欠点があった。しかし、通信距離を１０ｃｍ程
度に維持するためにリーダライタから供給される電波の
強さを強めることは上述の理由によりできない。

【０００９】さらに、非接触情報媒体の主要構成要素で
あるＩＣの製造過程においても、その検査、エージン
グ、初期化などの工程で特別の問題があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来の課題を解決する新規かつ有用な通信システムを提供
することを概括的目的とする。

【００１１】より特定的には、本発明は、従来よりも非
接触情報媒体において大きい動作電力を生成することを
可能にする通信システムを提供することを例示的目的と
する。

【００１２】また、複数の非接触情報媒体を一括して又
は部分的に動作可能にしつつ個別的若しくは複数の媒体
に対してデータ通信をすることを一のリーダライタによ
り行うことを可能にする通信システムを提供することを
本発明の他の例示的目的とする。

【００１３】また、非接触情報媒体の製造工程において
接触式のプローブに代わる新規な電力供給手段を提供す
ることを本発明のほかの例示的目的とする。

【００１４】かかる目的を達成するために、本発明の例
示的一態様としての通信システムは、半導体メモリ及び
第１のアンテナを有する非接触情報媒体と、当該非接触
情報媒体との間でデータ通信を行う情報装置と、第２の
アンテナを有してキャリア信号を前記非接触情報媒体に
送信する送信装置と、前記キャリア信号に共振すること
ができる共振回路を有し、前記非接触情報媒体と前記情
報装置とのデータ通信を補助するデータ送受信装置と、
前記共振回路のパラメータを変調する変調装置とを有
し、前記キャリア信号を前記非接触情報媒体の動作電力
及びクロックの生成に供すると共に、前記情報装置から
のデータを変調装置に入力して当該データに従って前記
パラメータを変調することにより前記非接触情報媒体と
前記情報装置との通信を実行する。かかる通信システム
によれば、非接触情報媒体への動作電力伝送系とデータ
伝送系とが分離されている。

【００１５】前記キャリア信号は、例えば、ＩＳＭ周波
数を使用することができる。これにより、何らの変調を
受けないキャリア信号の電波の強さは、従来の情報装置
（例えば、リーダライタ）から照射されるデータで変調
された側帯波を伴った電波の強さよりも強くすることが
できる。また、前記データ送受信装置は、前記共振回路
に接続された強磁性体つきアンテナを更に有してもよ
い。かかる通信システムによれば、アンテナを小型化に
できると共に複数の非接触情報媒体が存在する場合、そ
の中の一部の媒体に対してのみ局所的にデータ通信を行
うことができる。

【００１６】本発明の別の例示的一態様としての通信シ
ステムは、非接触情報媒体と、前記非接触情報媒体に所
定の情報を含むデータ信号を送信することができる情報
装置と、前記非接触情報媒体の動作電力の生成に供する
キャリア信号を前記非接触情報媒体に送信することがで
き、前記情報装置とは別個独立に設けられて前記被接触
情報媒体を活性化する活性化装置とを有する。かかる通
信システムも、上述した通信システムと同様に、非接触
情報媒体への動作電力伝送系とデータ伝送系とを分離し
ている。ここで、本出願においては、「活性化」とは、
アクティベート（動作可能にする）ことを意味する。か
かる通信システムは、前記情報装置に接続され、前記キ
ャリア信号を前記所定の情報に基づいて変調することに
よって前記データ信号を生成する変調装置を更に有して
もよい。この通信システムは、キャリア信号を発生する
一の信号源のみが存在すれば足りるとしている。また、
前記キャリア信号は変調を受けないＩＳＭ周波数の単一
周波数信号であることが好ましい。なぜなら、これによ
り、キャリア信号の電波の強さは、従来の情報装置（例
えば、リーダライタ）から照射される電波の強さよりも
強くすることができるからである。また、前記活性化装
置は、例えば、強磁性体つきアンテナを有する。これに
より、アンテナを小型化にできると共に複数の非接触情
報媒体が存在する場合のその中の一部の媒体に対しての
み局所的に活性化することができる。

【００１７】本発明の例示的一態様としての処理装置
は、複数の非接触情報媒体と、前記非接触情報媒体にキ
ャリア信号を送信して一以上の前記非接触情報媒体を活
性化することができる活性化装置と、前記活性化された
前記非接触情報媒体の少なくとも一つに所定の情報を含
むデータ信号を送信して所定の処理を行う情報装置とを
有する。かかる処理装置によれば、キャリア信号により
複数の非接触情報媒体が同時に非接触に活性化されるこ
とができ、接触端子をもつプローブなどを要しない。前
記複数の非接触情報媒体は処理室内に配置され、前記処
理装置は、前記処理室内の環境を設定する環境設定装置
を更に有してもよい。この場合、処理装置は、例えば、
環境条件設定装置、エージング装置、バーンイン装置等
に適用することができる。

【００１８】本発明の例示的一態様としての非接触情報
媒体の製造方法は、複数の完成前の非接触情報媒体を処
理室に配置する工程と、前記完成前の非接触情報媒体に
キャリア信号を送信する活性化装置により一以上の前記
非接触情報媒体を同時に活性化する工程と、前記活性化
された前記非接触情報媒体の少なくとも一つに対して、
前記活性化装置とは別個独立の情報装置から所定の情報
を含むデータ信号を送信して所定の処理を行う工程と、
当該所定の処理を適正に経た前記非接触情報媒体を完成
品として評価する工程とを有する。かかる製造方法によ
れば、複数の完成前の非接触情報媒体を非接触的に処理
室で活性化して完成することができる。

【００１９】本発明の例示的な環境条件設定装置は、半
導体ウェハ状に形成された複数の非接触情報媒体を収容
すると共に所定の処理を施す処理室と、当該処理室内の
環境を設定する環境設定手段と、前記複数の非接触情報
媒体のうち前記所定の処理が施されるべき任意の数の非
接触情報媒体を前記ウェハ単位で非接触的に活性化する
活性化手段とを有する。かかる環境条件設定装置によれ
ば、複数の非接触情報媒体の一部又は全部を非接触的に
処理室で活性化することができる。

【００２０】また、本発明の活性化装置は所定の配列で
配置された複数の非接触情報媒体を収納する収納部材
と、前記複数の非接触情報媒体のうち任意の数の非接触
情報媒体を非接触的に活性化する活性化手段とを有す
る。前記所定の配列は２次元であり、前記収納部材はシ
ート形状を有してもよいし、前記所定の配列は１次元で
あり、前記収納部材はテープ形状を有してもよい。かか
る活性化装置によれば、複数の非接触情報媒体の一部又
は全部を非接触的に活性化することができる。

【００２１】本発明の他の目的及び更なる特徴は、以
下、添付図面を参照して説明される実施例により明らか
にされる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の通信システムを説明する。なお、各図において、同
一の参照番号を付した部材は同一部材を表すものとし、
また、同一の参照番号にアルファベットを付した部材は
対応する変形部材を表すものとし、重複説明は省略す
る。また、特にことわらない限り、参照番号はアルファ
ベットの付いた同一の参照番号の全てを総括しているも
のとする。

【００２３】まず、図１乃至図５を参照して、本発明の
通信システム１について説明する。ここで、図１は本発
明の通信システム１の原理説明図である。本発明の通信
システム１は、非接触情報媒体１０と、リーダライタ
（Ｒ／Ｗ）２０と、キャリア信号送信回路３０と、デー
タ送受信用アンテナ回路４０と変調回路５０とを有す
る。なお、変調回路５０には、受信信号の検出回路な
ど、受信機能の一部も含む。即ち、送受信の双方向の信
号を扱うことができる。また、キャリア信号送信回路３
０からの信号（即ち、後述するキャリア信号）が及ぶ空
間には信号伝送路（ＲＦフィールド）６０が形成されて
いる。本実施例では、非接触情報媒体１０の典型例とし
て非接触ＩＣカードを用いている。

【００２４】非接触情報媒体１０は、外部装置であるリ
ーダライタ（Ｒ／Ｗ）２０及びキャリア信号送信回路３
０と電（磁）波を使用して交信することができる。ま
た、非接触情報媒体１０は、バッテリを内蔵していても
よいが、内蔵バッテリの劣化に伴うトラブルを回避する
と共にチップを小型化するためにバッテリレスとするこ
とが好ましい。従って、以下、非接触情報媒体１０は、
電波を利用してリーダライタ２０とデータを交換すると
共に、キャリア信号送信回路３０から受信した電波から
電磁誘導によって動作電力及びクロックを得るものとす
る。特長的に、本実施例の非接触情報媒体１０は、動作
電力の基礎になる電波を受信する相手（即ち、キャリア
信号送信回路３０）とデータである電波を受信する相手
（即ち、リーダライタ（Ｒ／Ｗ）２０）が異なる。非接
触情報媒体１０は用途に合わせた任意の形状（例えば、
ペンダント形状、コイン形状、キー形状、カード形状、
タグ形状など）を有することができる。

【００２５】このように、本発明の非接触情報媒体１０
は外部装置と非接触に無線交信することができるが、こ
れは本発明が外部装置と接触して交信する機能を排除し
ているものではない。例えば、非接触情報媒体１０は、
接触ＩＣチップを内蔵することにより、接触ＩＣカード
及び非接触ＩＣカードの両機能を有するコンビネーショ
ンカードとして構成することができる。

【００２６】また、本発明は、非接触情報媒体１０が磁
気ストライプを有するカード媒体に適用されることを妨
げるものではない。この場合は、本発明の非接触情報媒
体１０は、クレジットカード、キャッシュカードなどの
磁気カードとしての機能を有することになる。さらに、
選択的に、非接触情報媒体１０には、エンボス、サイン
パネル、ホログラム、刻印、ホットスタンプ、画像プリ
ント、写真などが形成されてもよい。

【００２７】非接触ＩＣカード１０は、図２及び図３に
示すように、基材１２に、アンテナコイル１４とＩＣチ
ップ１６とを有する。ここで、図２は非接触ＩＣカード
１０の構成を示すブロック図である。図２は、アンテナ
コイル１４を概念的に示しており、実際の非接触ＩＣカ
ード１０においてはアンテナコイル１４は、例えば、図
３に示すように、ＩＣチップ１６を取り囲む平面コイル
として形成されている。ここで、図３は非接触ＩＣカー
ド１０の模式的透視平面図である。基材１２は、例え
ば、プラスチックから構成される。選択的に、非接触Ｉ
Ｃカード１０は、基材１２上に、図示しないディスプレ
イやキーボードなどを更に有して更なる多機能化を達成
してもよい。アンテナコイル１４はＩＣチップ１６に一
対の接続端子１８を介して電気的に接続されている。

【００２８】ＩＣチップ１６は、電源回路１０２と、送
受信回路１０４と、メモリ１０８と、好ましくはロジッ
ク制御回路１０６と、図示しないクロックとを基板１０
０に有している。

【００２９】非接触ＩＣカード１０は上述したようにバ
ッテリを内蔵しておらず、電源回路１０２はアンテナ１
４が受信した電波から電磁誘導によってその動作電力及
びクロックを得る。即ち、キャリア信号送信回路３０か
ら受信した電波によりコイル１４には誘導電流が生じ、
かかる誘導電流はＩＣチップ１６に供給される。誘導電
流は交流であるために、ＩＣチップ１６は電源回路１０
２において直流に変換し、各部の動作用定電圧を得る。
送受信回路１０４は復調回路と変調回路を有している。
復調回路は、受信した電波を検波してそれからデータを
得るために基底帯域信号を復元する。また、変調回路
は、データを送信するために搬送波を送信データに応じ
て変化させてコイル３４に送信する。変調方式は、例え
ば、キャリア（搬送）周波数の振幅を変えるＡＳＫ、位
相を変えるＰＳＫなどを使用することができる。

【００３０】変調回路や復調回路はロジック制御回路１
０６によって制御されて、クロックに同期して動作す
る。ロジック制御回路１０６はＣＰＵにより実現するこ
ともできる。メモリ１０８はデータを保存するＲＯＭ、
ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ及び／又はＦＲＡＭ等から構成さ
れる。非接触ＩＣカード１０はリーダライタ２０とかか
るデータに基づいて交信したり、ロジック制御回路１０
６は所定の処理を行うことができる。例えば、メモリ１
０８は、ＩＤ情報や所定額の電子マネーなどの価値や取
引記録その他を格納することができ、ロジック制御回路
１０６は所定の取引（例えば、切符の購入や電子マネー
の入金など）によりかかる価値を増減等することができ
る。なお、これらの構成要素の構成や動作は当業者には
容易に理解できるため詳しい説明は省略する。

【００３１】アンテナコイル１４はＩＣチップ１６に電
気的に接続されると共に後述するキャリア信号送信回路
３０のアンテナコイル３４及びデータ送受信回路４０と
非接触的に電磁結合され、信号伝送路６０を形成してい
る。アンテナコイル１４とデータ送受信用アンテナ回路
４０の距離は例えば、数ｍｍ〜１０ｃｍ程度である。一
方、データ送受信用アンテナ回路４０とキャリア送信回
路３０の距離は、例えば数ｃｍ〜数１０ｃｍである。ア
ンテナコイル１４は、銅やアルミニウムなどを使用した
エッチング、プリント配線方式による印刷、ワイヤによ
る形成など当業界で周知ないずれの方法によっても形成
することができる。例えば、上から見た場合にアンテナ
コイル１４の形状は円形、四角形、楕円形など所望の形
状を有することができる。アンテナコイル１４は、ワイ
ヤボンディング方式やＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａ
ｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式などによってＩＣチップ
１６に接続されている。なお、図１と異なり、非接触Ｉ
Ｃカード１０をデータ送受信用アンテナ回路４０とキャ
リア信号送信回路３０との間に配置してもよい。即ち、
ＲＦフィールド６０内であれば非接触ＩＣカード１０を
データ送受信用アンテナ回路４０とキャリア信号送信回
路３０の位置関係や角度関係は固定されない。

【００３２】非接触情報媒体１０は多目的用途が見込ま
れており、これらの分野には、金融（キャッシュカー
ド、クレジットカード、電子マネー管理、ファームバン
キング、ホームバンキングなど）流通（ショッピングカ
ード、商品券など）、医療（診察券、健康保険証、健康
手帳など）、交通（ストアードフェア（ＳＦ）カード、
回数券、免許証、定期券、パスポートなど）、保険（保
険証券など）、証券（証券など）、教育（学生証、成績
証など）、企業（ＩＤカードなど）、行政（印鑑証明、
住民票など）などが含まれる。例えば、ＩＣチップ１６
がＩＤ情報をメモリ１０８に格納しているには、非接触
情報媒体１０は、会社、研究所、大学などの入出力管理
媒体として使用することができる。

【００３３】リーダライタ２０は、図４に示すように、
制御インタフェース部（ＩＦ）２２と、符号器（ＥＮ
Ｃ）２４と、復号／復調器（ＤＥＭ／ＤＥＣ）２６とを
有して、非接触ＩＣカード１０のリーダライタとして構
成することができる。なお、リーダライタ２０は、電
源、コントローラ、クロック、タイミング回路を更に有
するが図４においては省略されている。また、本実施例
のリーダライタ２０はデータ送受信用アンテナ回路４０
及び変調回路５０と電気的に接続されて、これらと一体
的に構成されてもよいし、物理的に分割されていてもよ
い。

【００３４】制御インターフェース２２はホスト機器と
のインターフェースであり、これによりリーダライタ２
０は図示しない外部装置（処理装置、制御装置、パーソ
ナルコンピュータ、ディスプレイなど）に接続されてい
る。符号器２４は、後述する変調回路５０の変調器５２
に接続されており、外部装置又は図示しないコントロー
ラからの送信データに対してビット符号化（例えば、モ
ディファイド・ミラー、マンチェスターなど）を行い、
かかる符号化されたデータを変調器５２に送信する。

【００３５】復号／復調器２６は、後述する変調回路５
０の検出器５４及び制御インターフェース２２に接続さ
れており、検出器５４によって検出された信号を２値化
信号（基底帯域信号）に変換し、図示しないタイミング
信号を利用して原データに復号化する。その後、復号／
復調器２６はかかる原データを図示しないコントローラ
や外部装置に送信する。例えば、リーダライタ２０は、
ユーザーが入力したパスワードや指紋、声紋、アイリス
情報などをチェックしてユーザーが非接触情報媒体１０
の正当の所有者であるかどうかを確認することができ
る。この場合は、リーダライタ２０は図示しない指紋リ
ーダなどを利用することになる。そして、ユーザーが入
力したＩＤ情報が誤っていれば、その判定結果は例えば
金庫のドアに接続された外部装置であるロック／アンロ
ック装置に送られてドアのロックは維持されることにな
る。

【００３６】リーダライタ２０はデータ送受信用アンテ
ナ回路４０のパラメータを変調回路５０を介して変調す
ることによりキャリア信号送信回路３０からのキャリア
信号に変調を加え、非接触ＩＣカード１０との間でデー
タを交換している。本実施例のリーダライタ２０が送信
する信号は非接触ＩＣカード１０の動作電力及びクロッ
クの生成に使用されない点で従来のリーダライタとは機
能的に相違する。

【００３７】キャリア信号送信回路３０は、図５に示す
ように、キャリア信号源３２とアンテナコイル３４とを
有する。キャリア信号源３２はキャリア周波数ｆｃを生
成する発振器であり、駆動回路も含んでいる。アンテナ
コイル３４は非接触ＩＣカード１０にキャリア周波数ｆ
ｃを有する電波を送信する。本実施例のキャリア信号送
信回路３０は、キャリア周波数ｆｃをＩＳＭバンド（工
業用、化学用、医事用周波数）に設定している。ここ
で、ＩＳＭバンドの周波数は、６．７８０ＭＨｚ（許容
誤差±１５ｋＨｚ）、１３．５６ＭＨｚ（許容誤差±
６．７８ｋＨｚ）、２７．１２ＭＨｚ（許容誤差±１６
２．７２ｋＨｚ）、４０．６８ＭＨｚ（許容誤差±２
０．３４ｋＨｚ）、４３３．９２ＭＨｚ（許容誤差±
０．８７ＭＨｚ）、９１５ＭＨｚ（許容誤差±１３ＭＨ
ｚ）、２４５０ＭＨｚ（許容誤差±５０ＭＨｚ）、５８
００ＭＨｚ（許容誤差±７５ＭＨｚ）、２４１２５ＭＨ
ｚ（許容誤差±１２５ＭＨｚ）として工業産業用、医学
用、科学技術用の装置にて利用することが認められてい
る特別の周波数帯域である。

【００３８】アンテナコイル３４は、例えば、１３．５
６ＭＨｚをキャリア周波数ｆｃとする単一スペクトルの
電波を非接触ＩＣカード１０に送信する。電波の強さは
一般にはアンテナコイル１４と３４との求められる距離
に従って決定される。かかるキャリア信号を非接触ＩＣ
カード１０が受信すると電磁誘導により動作電源を生成
すると共にキャリア周波数ｆｃに基づいたクロックを発
生し、非接触ＩＣカード１０を通信可能な状態にするこ
とができる。以下本発明においては、この機能を非接触
ＩＣカード１０の活性化と呼ぶ。活性化されるとリーダ
ライタ２０からのコマンドを受け付けられる状態にな
る。即ち、アンテナコイル３４から送信される電波は変
調を受けていないため側帯波が付加されていない。アン
テナコイル３４の大きさを調節すれば非接触ＩＣカード
１０とキャリア信号送信回路３０との距離をある程度長
く確保することができる。同様に、所定の距離にあるよ
り多くの非接触ＩＣカード１０をキャリア信号送信回路
３０により同時に駆動するような出力を送信することが
できるようになる。

【００３９】このように、本実施例の通信システム１
は、従来リーダライタ２０が供給していた電波よりも強
い電波をＩＳＭ周波数を利用して送信することにより、
従来の動作電力（及びクロック）供給源としてのリーダ
ライタと非接触ＩＣカードの間の通信距離を延長してい
ると共に一の動作電力（及びクロック）供給源として駆
動することができる非接触ＩＣカードの個数を増加して
いる。

【００４０】なお、図１９を参照して後述されるよう
に、アンテナコイル３４はフェライトコア３５を有して
平面化、小型化されて局所的に送信出力を集中増大して
もよい。かかるアプリケーションは、後述するように、
複数の非接触情報媒体の一つ又は一部を同時に活性化す
る場合に便宜である。更に、コイル３４は、空心コイル
であるスパイラル平面コイルや複スパイラルコイルとし
て構成することができるし、フェライトバーアンテナと
して構成することができる。フェライトバーアンテナコ
イルは丸形、角形、平板形など任意の形状を採用するこ
とができる。また、コイルは２つのフェライトバーアン
テナコイルとして構成されてもよい。

【００４１】データ送受信用アンテナ回路４０は変調回
路５０に直接又は電磁気的に接続され、リーダライタ２
０からのデータを非接触ＩＣカード１０に送信すると共
に、非接触ＩＣカードからのデータを受信する。非接触
ＩＣカード１０との間で送受信されるデータは電波とし
て信号伝送路６０を伝搬する。従って、データ送受信用
アンテナ回路４０は非接触ＩＣカードとリーダライタ２
０との間の中継器としての機能を有する。後述するよう
に、データ送受信用アンテナ回路４０は電磁誘導を利用
している。かかる、機能が達成される限りデータ送受信
用アンテナ回路４０は任意の構成を採用することができ
る。

【００４２】図４に示すように、データ送受信用アンテ
ナ回路４０は少なくとも一のアンテナコイル４２と好ま
しくはコンデンサ４４とを有している。アンテナコイル
４２が受信する非接触ＩＣカード１０からの電波はアン
テナコイル４２に誘導電流を生成する。かかる誘導電流
はデータ送受信用アンテナ回路４０に接続されている変
調回路５０に送られて検出器５４を介してリーダライタ
２０の復調／復号器２６に送られる。また、前述のごと
くコイル４２を含むアンテナ回路のパラメータを変調し
て非接触ＩＣカード１０に送信することができる。

【００４３】このように、コイル４２はデータ送受信用
アンテナ回路４０において非接触ＩＣカード１０及びリ
ーダライタ２０と交信することができる通信部として機
能する。コイル４２は、非接触ＩＣカード１０と交信す
ることができる所定の通信距離を有しており、その大き
さは調節可能であるため、かかる所定の通信距離も必要
に応じて調節することができる。このため、本発明の非
接触ＩＣカード１０が従来のマイクロ波を利用する非接
触ＩＣカードの代替物として適用されるならば、上記所
定の通信距離を従来の非接触ＩＣカードに求められる通
信距離と同様の距離に設定することができる。例えば、
通信距離を１０ｍｍ程度までにするのであればコイル４
２を小型とし、１０ｃｍ程度であれば中型とし、７０ｃ
ｍ程度であれば大型にするなどである。コイル４２は、
銅やアルミニウムなどを使用したエッチング、プリント
配線方式による印刷、ワイヤによる形成など当業界で周
知ないずれの方法によっても形成することができる。

【００４４】データ送受信用アンテナ回路４０のアンテ
ナの構成は、データ送受信回路４０が非接触ＩＣカード
１０と交信することができる所定の通信距離を有してい
る限り、アンテナコイル４２に限定されないことはもち
ろんである。例えば、ダイポールアンテナ、モノポール
アンテナ、ループアンテナ、スロットアンテナ、マイク
ロストリップアンテナなど当業界で周知のアンテナを適
用することができる。このように、コイル４２は、概念
的には、通信手段を広く含むものとして理解することが
できる。

【００４５】データ送受信用アンテナ回路４０はコンデ
ンサ４４を更に有することができる。コンデンサ４４
は、コイル４２とキャリア周波数ｆｃに共振する共振回
路を形成するのに役立つ。コンデンサ４４はコイル４２
と同時に形成されることができる。また、コンデンサ４
４はコイル４２と共に図示しないセラミック基板に集積
化されてもよい。図４に示すデータ送受信回路４０の共
振周波数ｆｒは、コイル４２のインダクタンスをＬ、コ
ンデンサ４４の静電容量をＣとすれば、 ｆｒ＝（１／２π）（ＬＣ）−１／２ となる。かかる値をキャリア周波数ｆｃに一致させれ
ば、図１に示す回路はｆｃに共振してコイル４２及びコ
ンデンサ４４に大きな共振電流を流すことができ、ま
た、かかる共振電流を非接触的に非接触ＩＣカード１０
に供給することができる。なお、データ送受信回路４０
は、共振回路として直列共振回路だけでなく並列共振回
路を採用することができるのはもちろんである。選択的
に、図１に示すコンデンサ４４の代わりに、複数のコン
デンサをマッチング回路として設けてもよいし、また、
コイル４２にはノイズ除去用のシールドが設けられても
よい。

【００４６】図４に示すデータ送受信用アンテナ回路４
０は、図６に示すように、カード型平面コイル４２ａと
コンデンサ４４とを有するデータ送受信回路４０ａに置
換されてもよい。データ送受信回路４０ａは平面形状に
データ送受信用アンテナ回路４０を構成しなければなら
ない場合に便宜である。

【００４７】代替的に、データ送受信用アンテナ回路４
０は、図７及び図１９に示すように、コイル４２ｂとコ
ンデンサ４４とフェライトコア４６とを有するデータ送
受信回路４０ｂに置換されてもよい。データ送受信回路
４０ｂは小型に構成することができる。また、これによ
り複数の非接触情報媒体の一部に対してのみデータ通信
を行うことができる。このように、コイル４２は、空心
コイルであるスパイラル平面コイルや複スパイラルコイ
ルとして構成することができるし、フェライトコア４６
の付いた平面コイル又はフェライトバーアンテナとして
構成することができる。フェライトバーアンテナコイル
は丸形、角形、平板形など任意の形状を採用することが
できる。また、コイル４２は２つのフェライトバーアン
テナコイルとして構成されてもよい。

【００４８】コイル４２とコンデンサ４４の数が一つず
つに限定されないのはもちろんである。例えば、図４に
示すデータ送受信用アンテナ回路４０は、図８に示すよ
うに、一対の電磁結合されたコイル４２ｃ及び４２ｄ
と、コンデンサ４４ｃと、抵抗４８とを有するデータ送
受信回路４０ｃに置換されてもよい。

【００４９】変調回路５０は、図４に示すように、変調
器（ＭＯＤ）５２と検出器（ＤＥＴ）５４とを有する。
変調回路５０はリーダライタ２０と電気的に接続されて
いるが、後述されるように、データ送受信用アンテナ回
路４０とは電気的に接続されてもよいし、トランスによ
る電磁結合でもよい。変調器５２は符号化波形を送信信
号に変換する。変調器５２は、リーダライタ２０の符号
器２４からのデータにより、データ送受信用アンテナ回
路４０のパラメータを変調する。具体的には、例えば、
符号化波形のエッジ部で細いパルスを発生してスイッチ
をオン／オフしてデータ送受信用アンテナ回路４０のパ
ラメータ（即ち、共振回路定数であるインダクタンス
Ｌ、キャパシタンスＣ又は抵抗Ｒ）を変調する。検出器
５４は、非接触ＩＣカード１０からの信号を検出し、フ
ィルタなどを通して出力する。

【００５０】変調回路５０とデータ送受信用アンテナ回
路４０との接続と回路構成例について図９乃至図１２を
参照して説明する。図４に示す変調器５２をスイッチ５
３で表現して検出器５４を抵抗５５で表現すると、変調
回路５０は、図９に示す並列回路５０ａ又は図１０に示
す直列回路５０ｂとして表現することができる。なお、
図９及び図１０に示すデータ送受信用アンテナ回路４０
が前述したデータ送受信回路４０ａなどに置換できるこ
とはいうまでもない。図９及び図１０において、スイッ
チ５３は図４のリーダライタ２０の符号器２４に接続さ
れており、符号器２４から供給されるデータに従ってオ
ン／オフする。この結果、Ｑ値（＝ω０Ｌ／Ｒ）又は共
振周波数が変調され、キャリア信号送信回路３０から送
信されるキャリア信号の振幅が変調を受ける。

【００５１】また、図１１に示すように、変調回路５０
は、ＦＥＴスイッチ５３ａと、抵抗５５とダイオードブ
リッジ５６とを有する変調回路５０ｃとして構成されて
もよい。変調回路５０ｃにおいては、ダイオードブリッ
ジ５６が全波整流を行っている。

【００５２】なお、上述したように、変調回路５０はデ
ータ送受信回路４０とトランスにより電磁結合されても
よい。例えば、図１２に示すように、スイッチ５３と抵
抗５５とコイル５８とを有する変調回路５０ｄにおい
て、コイル５８とコイル４２が電磁結合されているなど
である。もちろん変調回路５０ｃにおいて、スイッチ５
３と抵抗５５は図１０に示す構成に置換されてもよいこ
とが理解される。また、図１０に示す変調回路５０ｂの
より具体的構成例を図１３に示す。ここで、検出器５４
は、半波整流した振幅変調波を低域通過フィルタを通過
させる一般的な包絡線検波回路で構成することができ、
当業者にはその動作は容易に理解できるのでここでは詳
しい説明は省略する。

【００５３】次に、図１４を参照して、図４に示す各部
の動作について説明する。ここで、図１４は、リーダラ
イタ２０、変調回路５０及びデータ送受信用アンテナ回
路４０の動作の一例を示すタイミングチャートである。
なお、図１４においては、リーダライタ２０の符号器２
４はモディファイド・ミラー符号を使用しているが、こ
れに限定されずマンチェスターなどその他の符号方式を
採用することができることはもちろんである。まず、図
示しない外部ホスト装置又はコントローラから制御イン
ターフェース２２を介して符号器２４に送信されるデー
タ（Ａ）が、図１３に示されているように、１０１１０
０１０００…で表現されるものとする。

【００５４】図１に示す通信システム１は、一のキャリ
ア信号送信回路３０によって複数の非接触情報媒体１０
の全て（例えば、数百個乃至数千個）又は一部（例え
ば、１０数個乃至数１０個）を同時に活性化（動作電力
とクロック用電波を供給）し、一のリーダライタ２０に
より各非接触情報媒体１０を検査、初期化等する場合に
便宜である。かかる適用例を図１５乃至図１７を参照し
て説明する。ここで、図１５は、図１に示す通信システ
ム１を複数の非接触情報媒体に対して適用した例を説明
するための概念ブロック図である。図１６は、図１５に
適用可能な非接触情報媒体の一例を示す部分平面図であ
り、図１７は、図１５に適用可能な非接触情報媒体の他
の例を示す部分平面図である。

【００５５】図１５に示す通信システム１ａは複数の非
接触情報媒体を有する要素７０を有する以外は構成要素
的には図１に示す通信システム１と同様である。但し、
要素７０はキャリア信号送信回路３０とデータ送受信回
路４０との間に配置されている。図１４に示す要素７０
の例としては、図１６に示す複数の非接触情報媒体１０
ａを有するウェハ７０ａや図１７に示す複数の非接触情
報媒体１０ｂを有するシート７０ｂなどがある。なお、
図１５に示すシステム１ａが複数のデータ送受信回路４
０やリーダライタ２０などを備えることができるのはも
ちろんである。

【００５６】図１６においては、ウェハ７０ａに複数の
非接触情報媒体１０ａが搭載されており、これらを個々
に切断することなしにデータ送受信回路４０を移動させ
るだけでリーダライタ２０により各非接触情報媒体１０
ａを検査及び／又は初期化することができる。また、図
１７においては、シート７０ｂに含まれる非接触情報媒
体１０ｂからは種々の形状を有する非接触ＩＣタグや非
接触ＩＣカードを製造することができる。かかるシート
７０ｂは中間製品状態であるが、この状態のまま検査及
び／又は初期化することができる。またシート７０ｂは
２次元的に配列されているが、これを1次元的な配列
（テープ状）とすることも容易である。図１６に示す非
接触情報媒体１０ａと図１７に示す非接触情報媒体１０
ｂは任意の配列をとることができることはいうまでもな
い。検査時には、例えば、リーダライタ２０は活性化さ
れた全て又一部の非接触情報媒体を選択することがで
き、初期化時には、例えば、リーダライタ２０は特定の
非接触情報媒体を個別的に選択してＩＤ情報などを書き
込むことができる。従来のリーダライタでは複数の非接
触情報媒体を同時に活性化することは出力の制限で困難
であったため、少数個の単位で処理することから検査や
初期化に時間がかかるという問題があったが本実施例の
通信システム１ａはかかる問題を解決している。なお、
活性化される非接触情報媒体の範囲を限定したい場合に
は、例えば、図１９に示すフェライトコア３５を有する
コイル３４を使用すればよい。

【００５７】図１６に示す適用例は、例えば、非接触情
報媒体１０ｂがオンコイルＩＣチップとして構成された
場合のウェハレベルでの検査、試験、初期情報に書込み
処理、等の検査、製造装置において効果的である。オン
チップコイルとは、図２に示すアンテナコイル１４をＩ
Ｃチップ１６に内蔵した形態である。かかるオンコイル
ＩＣチップは、実装上の問題が少なく、構成要素の小型
化に寄与するという長所を有する。ウェハレベルでの処
理は、良品チップを選別するために必要な処理をウェハ
状態のまま一括処理する技術である。この中には、故障
を起こす可能性の高いデバイスを取り除くためのスクリ
ーニング試験等の製造上の重要工程が含まれる。

【００５８】例えば、バーンインと呼ばれる処理の場合
では、従来はウェハからチップに切り出しパッケージプ
ロセスを実施した後にバーンイン処理をしていた。ウェ
ハ処理が可能になれば製造コストの大幅な低減が期待で
きる。ところが、ウェハ状態で全ての端子に確実にプロ
ーブを接触させて通電することは困難であった。しか
し、本発明の通信システム１ａを使用すれば、非接触情
報媒体のＩＣにプローブを接触させなくても非接触で一
括して活性化することができるので便宜である。また、
一部のＩＣに欠陥があってもそのＩＣの存在は他のＩＣ
の活性化に影響を与えない。更に、接触式のプローブを
使用する従来の方法はプローブの寿命が約１０００回程
度であり交換などが必要であるのに対して非接触で活性
化する本システム１ａはこのような問題は生じない。

【００５９】図１８に、本発明のシステム１ａを有する
バーンイン等の環境条件設定装置８０の一例を示す。な
お、図１８において、ウェハの保持手段、データ送受信
用アンテナ回路４０及び変調回路５０の設定手段、保持
手段、移動手段などは省略されている。環境条件設定装
置８０は、試験、検査装置として種々の目的に合せ、任
意の構成を採用することができる。

【００６０】いずれの構成においても、複数の完成前の
非接触情報媒体１０が高温、加湿下など所定の処理条件
下にある処理室８６に配置され、完成前の非接触情報媒
体１０にキャリア信号送信回路３０がキャリア信号を送
信して一部又は全体の非接触情報媒体１０に対して定格
又はそれを超える試験用の電力を供給し、活性化された
非接触情報媒体１０の全て又は一部に対して、リーダラ
イタ２０がスクリーン処理等を含む所定の処理を行い、
当該所定の処理を適正に経た非接触情報媒体１０が完成
品として評価される。

【００６１】図１８において、参照番号８２及び８４
は、ヒータ、加湿器、制御装置などの環境条件設定手段
である。リーダライタ２０及び図示が省略されているキ
ャリア信号送信回路３０はその適正動作が確保される限
り装置８０内に配置されてもよいし外部に配置されても
よい。

【００６２】図１７に示す適用例は、例えば、非接触情
報媒体１０のＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリ（例え
ば、図２に示すメモリ１０８）の検査や初期データの書
き込みに効果的である。

【００６３】以上、本発明の好ましい実施例について説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないこと
はいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び
変更が可能である。

【００６４】

【発明の効果】本発明の例示的一態様としての通信シス
テムは、非接触情報媒体への動作電力伝送系とデータ伝
送系とを分離しており、動作電力伝送系とデータ伝送系
の配置を別個に設定することができるので通信システム
の自由度が増えている。本発明の例示的一態様としての
通信システムによれば、アンテナを小型化にできると共
に複数の非接触情報媒体が存在する場合の一部の媒体に
対してのみ局所的に活性化することができる。本発明の
例示的一態様としての処理装置、環境条件設定装置及び
活性化装置によれば、キャリア信号により複数の非接触
情報媒体の全部又は一部が同時に非接触に活性化される
ことができ、活性化にプローブなどを要しない。従っ
て、ウェハレベルでのバーンイン処理などが可能にな
り、工数の減少、処理時間の短縮、装置構成の単純化な
どを図ることができる。本発明の例示的一態様としての
非接触情報媒体の製造方法によれば、複数の完成前の非
接触情報媒体を非接触的に処理室で活性化させて完成す
ることができ、プローブなどを要しない。従って、ウェ
ハレベルでの種々の処理が可能になり、工数の減少、製
造時間の短縮などを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の通信システムの原理説明図である。

【図２】 図１に示す通信システムの非接触ＩＣカード
の構成を示すブロック図である。

【図３】 図２に示す非接触ＩＣカードの模式的透視平
面図である。

【図４】 図１に示すリーダライタ、データ送受信用ア
ンテナ回路、変調回路の一例たるブロック図である。

【図５】 図１に示すキャリア信号送信回路の一例たる
ブロック図である。

【図６】 図４に示すデータ送受信用アンテナ回路の別
の構成例を示す平面図である。

【図７】 図４に示すデータ送受信用アンテナ回路の更
に別の構成例を示す平面図である。

【図８】 図４に示すデータ送受信用アンテナ回路の更
に別の構成例を示す平面図である。

【図９】 図４に示すデータ送受信用アンテナ回路と変
調回路との接続と回路構成の一例を示す回路図である。

【図１０】 図４に示すデータ送受信用アンテナ回路と
変調回路との接続と回路構成の別の例を示す回路図であ
る。

【図１１】 図４に示すデータ送受信用アンテナ回路と
変調回路との接続と回路構成の更に別の例を示す回路図
である。

【図１２】 図４に示すデータ送受信用アンテナ回路と
変調回路との接続と回路構成の更に別の例を示す回路図
である。

【図１３】 図１０に示す変調回路のより具体的な回路
構成の一例を示す回路図である。

【図１４】 リーダライタ２０、変調回路５０及びデー
タ送受信用アンテナ回路４０の動作の一例を示すタイミ
ングチャートである。

【図１５】 図１に示す通信システムを複数の非接触情
報媒体に対して適用した例を説明するための概略図であ
る。

【図１６】 図１５に適用可能な非接触情報媒体の一例
を示す部分平面図である。

【図１７】 図１５に適用可能な非接触情報媒体の他の
例を示す部分平面図である。

【図１８】 図１５のシステムが適用可能な環境条件設
定装置の概略断面図である。

【図１９】 図１に示すキャリア信号送信回路がフェラ
イトコアを有する場合を説明するための概略図である。

【符号の説明】

１０ 非接触情報媒体 ２０ リーダライタ ２４ 符号器 ２６ 復調／復号器 ３０ キャリア信号送信用アンテナ回路 ３２ キャリア信号源 ３４ アンテナコイル ３５ フェライトコア ４０ データ送受信回路 ４２ アンテナコイル ４４ コンデンサ ４６ フェライトコア ５０ 変調回路 ５２ 変調器 ５４ 検出器 ６０ ＲＦフィールド ８０ 環境条件設定装置 ８２ 環境条件設定手段 ８４ 環境条件設定手段 ８６ 処理室

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体メモリ及び第１のアンテナを有す
   る非接触情報媒体と、 当該非接触情報媒体との間でデータ通信を行う情報装置
   と、 第２のアンテナを有してキャリア信号を前記非接触情報
   媒体に送信する送信装置と、 前記キャリア信号に共振することができる共振回路を有
   し、前記非接触情報媒体と前記情報装置とのデータ通信
   を補助するデータ送受信装置と、 前記共振回路のパラメータを変調する変調装置とを有す
   る通信システムであって、 前記キャリア信号を前記非接触情報媒体の動作電力及び
   クロックの生成に供すると共に、前記情報装置からのデ
   ータを変調装置に入力して当該データに従って前記パラ
   メータを変調することにより前記非接触情報媒体と前記
   情報装置との通信を実行する通信システム。
2. 【請求項２】 前記キャリア信号はＩＳＭ周波数を有す
   る請求項１記載の通信システム。
3. 【請求項３】 前記データ送受信装置は、前記共振回路
   に接続された強磁性体つきアンテナを更に有する請求項
   １記載の通信システム。
4. 【請求項４】 非接触情報媒体と、 前記非接触情報媒体に所定の情報を含むデータ信号を送
   信することができる情報装置と、 前記非接触情報媒体の動作電力の生成に供するキャリア
   信号を前記非接触情報媒体に送信することができ、前記
   情報装置とは別個独立に設けられて前記被接触情報媒体
   を活性化する活性化装置とを有する通信システム。
5. 【請求項５】 前記情報装置に接続され、前記キャリア
   信号を前記所定の情報に基づいて変調することによって
   前記データ信号を生成する変調装置を更に有する請求項
   ４記載の通信システム。
6. 【請求項６】 前記キャリア信号はデータによる変調を
   伴わないＩＳＭ周波数である請求項４記載の通信システ
   ム。
7. 【請求項７】 前記活性化装置は強磁性体つきアンテナ
   を有する請求項４記載の通信システム。
8. 【請求項８】 複数の非接触情報媒体と、 前記非接触情報媒体にキャリア信号を送信して一以上の
   前記非接触情報媒体を活性化することができる活性化装
   置と、 前記活性化された前記非接触情報媒体の少なくとも一つ
   に所定の情報を含むデータ信号を送信して所定の処理を
   行う情報装置とを有する処理装置。
9. 【請求項９】 前記複数の非接触情報媒体は処理室内に
   配置され、 前記処理装置は、前記処理室内の環境を設定する環境設
   定装置を更に有する請求項８記載の処理装置。
10. 【請求項１０】 複数の完成前の非接触情報媒体を処理
    室に配置する工程と、 前記完成前の非接触情報媒体にキャリア信号を送信する
    活性化装置により一以上の前記非接触情報媒体を同時に
    活性化する工程と、 前記活性化された前記非接触情報媒体の少なくとも一つ
    に対して、前記活性化装置とは別個独立の情報装置から
    所定の情報を含むデータ信号を送信して所定の処理を行
    う工程と、 当該所定の処理を適正に経た前記非接触情報媒体を完成
    品として評価する工程とを有する非接触情報媒体の製造
    方法。
11. 【請求項１１】 半導体ウェハ状に形成された複数の非
    接触情報媒体を収容すると共に所定の処理を施す処理室
    と、 当該処理室内の環境を設定する環境設定手段と、 前記複数の非接触情報媒体のうち前記所定の処理が施さ
    れるべき任意の数の非接触情報媒体を前記ウェハ単位で
    非接触的に活性化する活性化手段とを有する環境条件設
    定装置。
12. 【請求項１２】 所定の配列で配置された複数の非接触
    情報媒体を収納する収納部材と、 前記複数の非接触情報媒体のうち任意の数の非接触情報
    媒体を非接触的に活性化する活性化手段とを有する活性
    化装置。
13. 【請求項１３】 前記所定の配列は２次元であり、前記
    収納部材はシート形状を有する請求項１２記載の活性化
    装置。
14. 【請求項１４】 前記所定の配列は１次元であり、前記
    収納部材はテープ形状を有する請求項１２記載の活性化
    装置。