特許 7552682 ＩＣカード及びＩＣカードシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】ＩＣカード及びＩＣカードシステム

(51)【国際特許分類】

   G06K 19/07 20060101AFI20240910BHJP

   G06K 19/077 20060101ALI20240910BHJP

   H02J 50/10 20160101ALI20240910BHJP

   H02J 50/80 20160101ALI20240910BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

G06K19/07 150

G06K19/07 040

G06K19/07 090

G06K19/07 230

G06K19/077 264

H02J50/10

H02J50/80

H02J7/00 301D

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022500218

(86)(22)【出願日】2020-09-11

(86)【国際出願番号】 JP2020034468

(87)【国際公開番号】W WO2021161565

(87)【国際公開日】2021-08-19

【審査請求日】2022-08-01

(31)【優先権主張番号】P 2020022070

(32)【優先日】2020-02-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000970

【氏名又は名称】弁理士法人 楓国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長井 崇浩

(72)【発明者】

【氏名】細谷 達也

【審査官】高橋 克

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２３８１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２１１９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１０３７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－３０７８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０５０１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１３１２５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｋ １９／０７

Ｇ０６Ｋ １９／０７７

Ｈ０２Ｊ ５０／１０

Ｈ０２Ｊ ５０／８０

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

誘導式読み書き通信設備であるリーダライタと非接触で通信を行うＩＣカードであって、
前記リーダライタへの近接状態を検出する近接検出回路と、近距離無線通信回路と、電子機能回路と、蓄電デバイスと、電力供給制御回路とを備え、
前記電子機能回路は、近距離無線通信以外の機能を実現する回路であり、
前記電力供給制御回路は、前記近接検出回路の検出結果に基づいて、前記蓄電デバイスから前記電子機能回路への電力供給の有無とタイミングを管理制御し、
前記電力供給制御回路は、
前記近接状態が検出されると、前記蓄電デバイスへの充電よりも前に、前記蓄電デバイスから前記電子機能回路への電力供給を開始し、
前記電子機能回路の動作が停止すると、前記蓄電デバイスへの充電を開始し、
前記電子機能回路は、前記機能によって通信すべきと検知したとき、前記近距離無線通信回路を有効化することを特徴とするＩＣカード。

【請求項2】

前記蓄電デバイスは二次電池又はスーパーキャパシタであり、
前記蓄電デバイスを充電する充電制御回路を備え、
前記電力供給制御回路は、前記近接検出回路が前記近接状態を検出してから一定時間経過後、前記充電制御回路による前記蓄電デバイスへの充電を開始する、
請求項１に記載のＩＣカード。

【請求項3】

前記蓄電デバイスは二次電池又はスーパーキャパシタであり、
前記蓄電デバイスを充電する充電制御回路を備え、
前記電力供給制御回路は、前記近接検出回路が前記近接状態を検出してから前記電子機能回路から動作の終了を表す通知信号を受けて、前記充電制御回路による前記蓄電デバイスへの充電を開始する、
請求項１に記載のＩＣカード。

【請求項4】

前記蓄電デバイスは二次電池又はスーパーキャパシタであり、
前記蓄電デバイスを充電する充電制御回路を備え、
前記電力供給制御回路は、前記近接検出回路が前記近接状態を検出してから前記電子機能回路からの通知信号に基づいて、前記充電制御回路による前記蓄電デバイスへの充電を停止する、
請求項１に記載のＩＣカード。

【請求項5】

前記近距離無線通信回路は近距離無線通信用コイル及び当該近距離無線通信用コイルに電気的に接続された通信回路を備え、
前記充電制御回路へ入力される電力は、前記リーダライタから前記近距離無線通信用コイルを通して供給される、
請求項２から４のいずれかに記載のＩＣカード。

【請求項6】

前記蓄電デバイスの電圧が所定の電圧以下となる低電圧状態であるか否かを検出し、前記低電圧状態であるとき、前記電子機能回路の動作を停止し、前記充電制御回路により前記蓄電デバイスを充電する蓄電デバイス電圧検出回路を備える、
請求項２から５のいずれかに記載のＩＣカード。

【請求項7】

前記電子機能回路は複数の機能を有し、
前記蓄電デバイスの電圧が所定の電圧以下となる低電圧状態であるか否かを検出し、前記低電圧状態であるとき、前記電子機能回路の前記複数の機能のうち一部の機能を停止して前記機能を制限する、蓄電デバイス電圧検出回路を備える、
請求項２から５のいずれかに記載のＩＣカード。

【請求項8】

前記近接検出回路は、前記通信回路内に生じる電圧に基づいて前記近接状態を検出する、
請求項５に記載のＩＣカード。

【請求項9】

外部からワイヤレスで電力を受電するワイヤレス受電コイルを備え、
前記充電制御回路へ入力される電力は、前記リーダライタから前記ワイヤレス受電コイルを通して供給される、
請求項２から４のいずれかに記載のＩＣカード。

【請求項10】

前記近接検出回路は、前記ワイヤレス受電コイルの電圧に基づいて検出する、
請求項９に記載のＩＣカード。

【請求項11】

前記電子機能回路は、前記近距離無線通信以外の機能として指紋読取りセンサ及び指紋認証処理を行うプロセッサを備える、
請求項１から４のいずれかに記載のＩＣカード。

【請求項12】

請求項１から１１のいずれかに記載のＩＣカードと、
前記ＩＣカードと通信するリーダライタとを備える、
ＩＣカードシステム。

【請求項13】

請求項９又は１０に記載のＩＣカードと、
前記ＩＣカードの前記ワイヤレス受電コイルに電磁界を用いて結合するワイヤレス送電コイルを備えるワイヤレス給電装置と、
前記ＩＣカードと通信するリーダライタとを備える、
ＩＣカードシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電デバイスを備えるＩＣカード及びそのＩＣカードを用いるＩＣカードシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

二次電池を備えるＩＣカードの例として、特許文献１に指紋認証付ＩＣカードが示されている。このＩＣカードは、指紋読取りセンサを備え、リーダーから供給される電力を蓄電回路で蓄電し、蓄電回路の出力電圧が既定値に達すると装置制御回路と指紋処理回路に放電し、指紋認証が成功した場合に、リーダーとの間の送受信を許可し、その後は、リーダーとの間の送受信を禁止し、装置制御回路及び指紋処理回路への放電をオフするように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－２３８１２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の指紋認証付ＩＣカードのように、比較的大電力を要するＩＣカードでは内部に電池が必要であるが、リーダーから電磁誘導電力を得ると充電を行うので、ＩＣカードを使用する毎に、例えば指紋認証等を開始する毎に、充電することになる。

【0005】

このような電池を内蔵する従来のＩＣカードにおいては、電池から電子機能回路への放電及び電池への充電の制御が適正なタイミングで効果的に行われない。

【0006】

そこで、本発明の目的は、近距離無線通信回路と共に、電力を要する電子機能回路を備えるＩＣカードにおいて、蓄電デバイスから電子機能回路への電力供給の有無とタイミングを管理制御し、蓄電デバイスからの放電及び蓄電デバイスへの充電の制御を効果的に行って、機能性を高めたＩＣカード及びそれを備えるＩＣカードシステムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一例としてのＩＣカードは、誘導式読み書き通信設備であるリーダライタと非接触で通信を行うＩＣカードであって、前記リーダライタへの近接状態を検出する近接検出回路と、近距離無線通信回路と、電子機能回路と、蓄電デバイスと、電力供給制御回路とを備え、前記電力供給制御回路は、前記近接検出回路の検出結果に基づいて、前記蓄電デバイスから前記電子機能回路への電力供給の有無とタイミングを管理制御することを特徴とする。

【0008】

本開示の一例としてのＩＣカードシステムは、リーダライタと当該リーダライタと通信を行うＩＣカードとを備える。このＩＣカードは、誘導式読み書き通信設備であるリーダライタと非接触で通信を行うＩＣカードであって、前記リーダライタへの近接状態を検出する近接検出回路と、近距離無線通信回路と、電子機能回路と、蓄電デバイスと、電力供給制御回路とを備え、前記電力供給制御回路は、前記近接検出回路の検出結果に基づいて、前記蓄電デバイスから前記電子機能回路への電力供給の有無とタイミングを管理制御することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、近距離無線通信回路と共に、電力を要する電子機能回路を備えるＩＣカードにおいて、蓄電デバイスから電子機能回路への電力供給の有無とタイミングを管理制御し、蓄電デバイスからの放電及び蓄電デバイスへの充電を効果的に行い、近距離無線通信回路の通信特性が向上するなど、機能性の高いＩＣカード及びそれを備えるＩＣカードシステムが得られる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は第１の実施形態に係るＩＣカード１０１及びＩＣカードシステム２０１の構成を示すブロック図である。

【図2】図２は第２の実施形態に係るＩＣカード１０２及びＩＣカードシステム２０２の構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、リーダライタ４０へのＩＣカード１０２の近接／遠隔の変位に伴うＩＣカード１０２の各部の動作について示すタイムチャートである。

【図4】図４は、リーダライタ４０へのＩＣカード１０２の近接／遠隔の変位に伴うＩＣカード１０２の各部の動作について示すタイムチャートであり、図３に示した例とは別の例である。

【図5】図５は、リーダライタ４０へのＩＣカード１０２の近接／遠隔の変位に伴うＩＣカード１０２の各部の動作について示す別のタイムチャートであり、図３、図４に示した例とは別の例である。

【図6】図６は第３の実施形態に係るＩＣカード１０３及びＩＣカードシステム２０３の構成を示すブロック図である。

【図7】図７は、リーダライタ４０へのＩＣカード１０３の近接／遠隔の変位に伴うＩＣカード１０３の各部の動作について示すタイムチャートである。

【図8】図８は第４の実施形態に係るＩＣカード１０４及びＩＣカードシステム２０４の構成を示すブロック図である。

【図9】図９は第５の実施形態に係るＩＣカード１０５及びＩＣカードシステム２０５の構成を示すブロック図である。

【図10】図１０は第６の実施形態に係るＩＣカード１０６及びＩＣカードシステム２０６の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明又は理解の容易性を考慮して、実施形態を説明の便宜上、複数の実施形態に分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせは可能である。第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。

【0012】

《第１の実施形態》
図１は第１の実施形態に係るＩＣカード１０１及びＩＣカードシステム２０１の構成を示すブロック図である。このＩＣカードシステム２０１はＩＣカード１０１とリーダライタ４０とで構成される。ＩＣカード１０１は、リーダライタ４０と非接触で通信を行うＩＣカードである。リーダライタ４０は、リーダライタアンテナ４１及びリーダライタ回路４２を備える。

【0013】

ＩＣカード１０１は例えば厚み０．７６ｍｍのクレジットカードサイズの電子機器である。このＩＣカード１０１は、例えばカードサイズのスマートフォン（モバイル向けオペレーティングシステムを備えた携帯電話）、残高表示を行う交通系ＩＣカード、ワンタイムパスワードカード、生体認証カード等である。ＩＣカード１０１は、蓄電デバイスを電源としてアクティブ動作したり、待機時に蓄電デバイスをごく僅かながら電力消費したりする。また、蓄電デバイスを電力消費しないでパッシブ動作する。

【0014】

ＩＣカード１０１は、リーダライタ４０への近接状態を検出する近接検出回路１３と、近距離無線通信回路１０と、蓄電デバイス３０と、電力供給制御回路１４と、電圧変換回路１５と、電子機能回路１６と、を備える。近距離無線通信回路１０はＮＦＣ用コイル１１とＮＦＣ通信回路１２とで構成されている。ここで、ＮＦＣ用コイル１１は本発明に係る「近距離無線通信用コイル」に相当し、ＮＦＣ通信回路１２は本発明に係る「通信回路」に相当する。蓄電デバイス３０は例えばリチウムイオン電池や全固体電池等の二次電池や、スーパーキャパシタ（電気二重層キャパシタ）等のキャパシタである。電圧変換回路１５は蓄電デバイス３０の電圧を所定電圧に変換して、電子機能回路１６へ電源電圧として供給する。

【0015】

ＮＦＣ用コイル１１は、リーダライタアンテナ４１と磁界結合し、ＮＦＣ用コイル１１に誘導電流が流れて電圧が誘起される。これにより、ＮＦＣ通信回路１２内の電圧が変化する。近接検出回路１３はこのＮＦＣ通信回路１２内の電圧を入力し、所定電圧を超える状態を「近接状態」として検出する。

【0016】

電力供給制御回路１４は、近接検出回路１３の検出結果に基づいて、蓄電デバイス３０から電子機能回路１６への電力供給を制御する。つまり、電力供給制御回路１４は、近接検出回路１３の「近接状態」の検出信号に基づいて電圧変換回路１５の電圧変換動作を有効化する。このことにより、電子機能回路１６は所定の動作を行う。

【0017】

電子機能回路１６は、ＮＦＣ通信以外の各種機能を実現するための回路である。例えば指紋読取りセンサ及び指紋認証処理を行うプロセッサを備える。ＮＦＣ通信回路１２はリーダライタ回路４２と通信を行うが、電子機能回路１６が、ＩＣカード１０１の利用者が通信すべき利用者であることを指紋認証により検知したとき、ＮＦＣ通信回路１２の通信を有効化する。

【0018】

利用者がＩＣカード１０１をリーダライタ４０に近接させたとき、電力供給制御回路１４は電圧変換回路１５の電圧変換動作を有効化する。これにより、電子機能回路１６は、蓄電デバイス３０を電源として（電圧変換回路１５で変換された電圧を電源として）動作する。そして、指紋読認証に成功すれば、ＮＦＣ通信回路１２による通信を行う。

【0019】

利用者がＩＣカード１０１をリーダライタ４０に近接させていない状態では、電力供給制御回路１４は電圧変換回路１５の電圧変換動作を無効にする。したがって、電圧変換回路１５及び電子機能回路１６での無駄な電力消費は無い。

【0020】

なお、本実施形態では、電力供給制御回路１４は近接検出回路１３から出力される電圧信号で動作し、しかも近接検出回路１３はＮＦＣ通信回路１２に発生する電圧で動作するので、ＩＣカード１０１がリーダライタ４０から離れている状態では、電力供給制御回路１４による蓄電デバイス３０の消費も無い。

【0021】

本実施形態によれば、ＩＣカード１０１の非使用時における蓄電デバイス３０の消費が最小限に抑えられる。

【0022】

《第２の実施形態》
第２の実施形態では、ワイヤレス受電回路及び二次電池の充電のための回路を備えるＩＣカード及びＩＣカードシステムの例を示す。

【0023】

図２は第２の実施形態に係るＩＣカード１０２及びＩＣカードシステム２０２の構成を示すブロック図である。このＩＣカードシステム２０２は、ＩＣカード１０２、リーダライタ４０及びワイヤレス給電装置５０で構成される。ＩＣカード１０２は、ワイヤレス給電装置５０からワイヤレスで電力を受電し、リーダライタ４０と非接触で通信を行うＩＣカードである。ワイヤレス給電装置５０はワイヤレス送電コイル５１及びワイヤレス給電回路５２を備える。リーダライタ４０は、リーダライタアンテナ４１及びリーダライタ回路４２を備える。

【0024】

ＩＣカード１０２は、リーダライタ４０への近接状態を検出する近接検出回路１３と、近距離無線通信回路１０と、蓄電デバイス３０と、電力供給制御回路１４と、電圧変換回路１５と、電子機能回路１６と、を備える。近距離無線通信回路１０はＮＦＣ用コイル１１とＮＦＣ通信回路１２とで構成されている。ここで、ＮＦＣ用コイル１１は本発明に係る「近距離無線通信用コイル」に相当し、ＮＦＣ通信回路１２は本発明に係る「通信回路」に相当する。電圧変換回路１５は蓄電デバイス３０の電圧を所定電圧に変換して、電子機能回路１６へ電源電圧として供給する。

【0025】

また、ＩＣカード１０２は、外部からワイヤレスで電力を受電するワイヤレス受電回路２０と、蓄電デバイス３０を充電する充電回路２４と、充電回路制御部２５と、を備える。充電回路制御部２５は、近接検出回路１３が「近接状態」を検出してから一定時間経過後、または電子機能回路１６からの通知信号に基づいて、充電回路２４を制御する。充電回路２４及び充電回路制御部２５は本発明に係る「充電制御回路」に対応する。

【0026】

本実施形態では、ワイヤレス給電装置５０とリーダライタ４０とは同じ機器に設けられている。つまり、ＮＦＣ用コイル１１がリーダライタアンテナ４１と磁界結合する状態で、ワイヤレス受電コイル２１はワイヤレス送電コイル５１と磁界結合する。

【0027】

ワイヤレス送電コイル５１とワイヤレス受電コイル２１とは磁界結合し、ワイヤレス給電回路５２からワイヤレス受電回路２０へワイヤレスで電力が給電される。ワイヤレス受電コイル２１とキャパシタＣ１とは並列共振回路を構成し、整流回路２２はこの並列共振回路の共振電圧を整流する。電圧変換回路２３は整流回路２２の出力電圧を所定電圧に変換する。充電回路２４は電圧変換回路２３の出力電圧を電源として蓄電デバイス３０を充電する。充電回路制御部２５は充電回路２４の動作の有効／無効の制御を行う。

【0028】

第１の実施形態で図１に示した例と異なる構成による作用は次のとおりである。まず、電子機能回路１６は、所定動作終了後に充電回路制御部２５へその通知信号を出力する。充電回路制御部２５はこの電子機能回路１６からの通知信号を受けて充電回路２４による蓄電デバイス３０の充電を開始する。

【0029】

また、充電回路制御部２５は、近接検出回路１３が「近接状態」を検出してから一定時間経過後に、充電回路２４による蓄電デバイス３０の充電を開始する。

【0030】

さらに、充電回路制御部２５は、蓄電デバイス３０の電圧を検出して、蓄電デバイス３０が満充電状態となったか否かを検知する。

【0031】

図３は、リーダライタ４０へのＩＣカード１０２の近接／遠隔の変位に伴うＩＣカード１０２の各部の動作について示すタイムチャートである。図３に示すタイミングｔ０でＩＣカード１０２をリーダライタ４０及びワイヤレス給電装置５０に近接させると、近接検出回路１３がＩＣカード１０２の近接を検出し、電力供給制御回路１４が電圧変換回路１５の動作を有効化する。これにより、蓄電デバイス３０は放電され、電子機能回路１６が動作する。図３中の「放電信号」はこのことを表している。この例は、電子機能回路１６の動作時間は一定であり、ｔ０から一定時間後のｔ１で終了する。充電回路制御部２５はｔ０から一定時間後のｔ２になると充電回路２４を有効化し、蓄電デバイス３０の充電を開始する。

【0032】

その後、タイミングｔ４でＩＣカード１０２をリーダライタ４０から遠ざけると、充電回路制御部２５は充電回路２４を無効化する（充電回路２４を蓄電デバイス３０から切り離す）。

【0033】

図４は、リーダライタ４０へのＩＣカード１０２の近接／遠隔の変位に伴うＩＣカード１０２の各部の動作について示すタイムチャートであり、図３に示した例とは別の例である。図４に示すタイミングｔ０でＩＣカード１０２をリーダライタ４０及びワイヤレス給電装置５０に近接させると、近接検出回路１３がＩＣカード１０２の近接を検出し、電力供給制御回路１４が電圧変換回路１５の動作を有効化する。これにより、蓄電デバイス３０は放電され、電子機能回路１６が動作する。図４中の「放電信号」はこのことを表している。例えばｔ１で電子機能回路１６の所定の動作が完了すると、電子機能回路１６からの通知信号によって、タイミングｔ２で充電回路制御部２５は充電回路２４を有効化し、蓄電デバイス３０の充電を開始する。また、電力供給制御回路１４は電子機能回路１６からの通知信号によって、電圧変換回路１５の変換動作を停止する。

【0034】

その後、タイミングｔ４でＩＣカード１０２をリーダライタ４０から遠ざけると、充電回路制御部２５は充電回路２４を無効化する（充電回路２４を蓄電デバイス３０から切り離す）。

【0035】

図５は、リーダライタ４０へのＩＣカード１０２の近接／遠隔の変位に伴うＩＣカード１０２の各部の動作について示す別のタイムチャートであり、図３、図４に示した例とは別の例である。図５に示すタイミングｔ０でＩＣカード１０２をリーダライタ４０及びワイヤレス給電装置５０に近接させると、近接検出回路１３がＩＣカード１０２の近接を検出し、電力供給制御回路１４が電圧変換回路１５の動作を有効化する。これにより、蓄電デバイス３０は放電され、電子機能回路１６が動作する。ｔ１で電子機能回路１６の所定の動作が完了すると、電子機能回路１６からの通知信号によって、タイミングｔ２で充電回路制御部２５は充電回路２４を有効化し、蓄電デバイス３０の充電を開始する。また、電力供給制御回路１４は電子機能回路１６からの通知信号によって、電圧変換回路１５の変換動作を停止する。その後、タイミングｔ３で、充電回路制御部２５が蓄電デバイス３０の電圧を検出して、蓄電デバイス３０が満充電状態となったことを検知すれば、充電回路２４による充電を停止する。その後、タイミングｔ４でＩＣカード１０２をリーダライタ４０から遠ざけられる。

【0036】

このように、電子機能回路１６からの通知信号によって充電を開始させてもよい。図３、図４、図５に示した制御によれば、電子機能回路１６の動作が完了してから蓄電デバイス３０の充電が開始されるので、ＩＣカード１０２をリーダライタ４０に近接させた直後から蓄電デバイス３０の充電が開始される、といったことがなく、電子機能回路１６へ供給される電源電圧が、蓄電デバイス３０への充電により低下することが避けられる。したがって、例えば蓄電デバイス３０の電圧が所定電圧に上昇するまで電子機能回路１６を起動させることができない、といった不具合を生じることがない。

【0037】

また、ＩＣカード１０２がリーダライタ４０から遠ざかることで、充電回路制御部２５は充電回路２４を蓄電デバイス３０から切り離すので、蓄電デバイス３０の無駄な電力消費が抑制される。

【0038】

《第３の実施形態》
第３の実施形態では、ＮＦＣ通信回路とは独立して電子機能回路が動作するＩＣカードの例を示す。

【0039】

図６は第３の実施形態に係るＩＣカード１０３及びＩＣカードシステム２０３の構成を示すブロック図である。このＩＣカードシステム２０２は、ＩＣカード１０３、リーダライタ４０及びワイヤレス給電装置５０で構成される。

【0040】

ＩＣカード１０３は、近距離無線通信回路１０、蓄電デバイス３０、電力供給制御回路１４、電圧変換回路１５、電子機能回路１６、ワイヤレス受電回路２０、充電回路２４及び充電回路制御部２５を備える。各部の基本動作は第２の実施形態で示したとおりである。本実施形態では、電圧変換回路１５と電子機能回路１６の電源ラインとの間に逆流防止用ダイオードＤ１が挿入されている。

【0041】

図７は、リーダライタ４０へのＩＣカード１０３の近接／遠隔の変位に伴うＩＣカード１０３の各部の動作について示すタイムチャートである。図７に示す例では蓄電デバイス３０から電子機能回路１６へ常に電源電圧が供給される。

【0042】

図７に示すタイミングｔ０でＩＣカード１０３をリーダライタ４０に近接させると、ＮＦＣ通信回路１２は所定のＮＦＣ通信を行う。また、タイミングｔ１で電子機能回路１６が所定の動作を完了すると、電子機能回路１６からの通知信号によって、タイミングｔ２で充電回路制御部２５は充電回路２４を有効化し、蓄電デバイス３０の充電を開始する。その後、タイミングｔ４でＩＣカード１０３をリーダライタ４０から遠ざけると、ワイヤレス受電回路２０からの受電が無くなるので、蓄電デバイス３０の充電は必然的に終了する。

【0043】

本実施形態のＩＣカード１０３は、ＩＣカード１０３がワイヤレス受電している状態で電子機能回路１６が連続的に動作する場合に有効である。

【0044】

なお、電圧変換回路１５と電子機能回路１６の電源ラインとの間に逆流防止用ダイオードＤ１が挿入されているので、蓄電デバイス３０の電圧が電子機能回路１６の電源ラインの電圧より低下したときでも、電子機能回路１６が動作を停止していれば、電子機能回路１６の電源ラインの電圧が急激に低下せず、電子機能回路１６内の電源ラインに接続されているキャパシタの充電電圧は保たれる。そのことによって、電子機能回路１６の後の動作時の動作開始を速やかに行うことができる。

【0045】

本実施形態によれば、ＮＦＣ通信回路１２によるＮＦＣ通信の期間に、蓄電デバイス３０に充電が行われない。つまり、ワイヤレス受電コイル２１とキャパシタＣ１による共振回路の後段が実質的に切り離され、ＮＦＣ用コイル１１とワイヤレス受電コイル２１との結合によってＮＦＣ用コイル１１の端子間から見たインピーダンスの低下を抑制でき、またリーダライタアンテナ４１の端子間から見たインピーダンスの低下を抑制できる。このことにより、ＮＦＣ通信の期間にＮＦＣ通信信号の強度が低下することを抑制できる。

【0046】

また、第１の実施形態と第２の実施形態についても同様の作用効果を奏する。ＮＦＣ通信回路１２によるＮＦＣ通信の期間に、蓄電デバイス３０に充電は行われず、ＮＦＣ用コイル１１の端子間から見たインピーダンスの低下を抑制でき、またリーダライタアンテナ４１の端子間から見たインピーダンスの低下を抑制できる。特に、ＩＣカードシステム２０１，２０３，２０４，２０６は、ＮＦＣ用コイル１１を用いて充電する構成であるため、特に効果が高い。

【0047】

《第４の実施形態》
第４の実施形態ではＮＦＣ用コイルでワイヤレス受電を行い、その電力で二次電池を充電する例を示す。

【0048】

図８は第４の実施形態に係るＩＣカード１０４及びＩＣカードシステム２０４の構成を示すブロック図である。このＩＣカードシステム２０４は、ＩＣカード１０４及びリーダライタ４０で構成される。ＩＣカード１０４は、リーダライタ４０と非接触で通信を行い、またリーダライタ４０からワイヤレスで電力を受電するＩＣカードである。リーダライタ４０は、リーダライタアンテナ４１及びリーダライタ回路４２を備える。

【0049】

ＩＣカード１０４は、近距離無線通信回路１０、蓄電デバイス３０、電力供給制御回路１４、電圧変換回路１５、電子機能回路１６、整流回路２２、電圧変換回路２３、充電回路２４、充電回路制御部２５及び近接検出回路２６を備える。

【0050】

ＮＦＣ用コイル１１、整流回路２２及び電圧変換回路２３は、ワイヤレス受電回路２０を構成する。近接検出回路２６は、整流回路２２の出力電圧に基づいてリーダライタ４０へのＩＣカード１０４の近接状態を検出し、充電回路制御部２５及び電力供給制御回路１４へ検出信号を出力する。その他の各部の基本動作は第２の実施形態で示したとおりである。

【0051】

本実施形態によれば、リーダライタ回路４２から発生されるワイヤレス電力をＮＦＣ用コイル１１で受電し、その電力で蓄電デバイス３０を充電することができる。

【0052】

《第５の実施形態》
第５の実施形態では、蓄電デバイスの電圧に応じて電子機能回路の動作を制御するＩＣカードの例について示す。

【0053】

図９は第５の実施形態に係るＩＣカード１０５及びＩＣカードシステム２０５の構成を示すブロック図である。このＩＣカードシステム２０５は、ＩＣカード１０５、リーダライタ４０及びワイヤレス給電装置５０で構成される。

【0054】

ＩＣカード１０５は、近距離無線通信回路１０、近接検出回路１３、蓄電デバイス３０、電力供給制御回路１４、電圧変換回路１５、電子機能回路１６、ワイヤレス受電回路２０、充電回路２４、充電回路制御部２５、近接検出回路２６及び蓄電デバイス電圧検出回路３１を備える。

【0055】

近接検出回路２６は整流回路２２の整流出力電圧に基づいて、ワイヤレス送電コイル５１へのＩＣカード１０５の近接状態を検出する。蓄電デバイス電圧検出回路３１は蓄電デバイス３０の電圧を検出する。電力供給制御回路１４は、蓄電デバイス３０の電圧が低電圧状態であることを検出したとき、その検出信号を電力供給制御回路１４及び充電回路制御部２５へ与える。電力供給制御回路１４はこの検出信号を受けて電圧変換回路１５を無効化して電子機能回路１６への電力供給を遮断する。また、充電回路制御部２５は上記件信号を受けて、充電回路２４を動作させて、蓄電デバイス３０の充電を開始する。つまり、蓄電デバイス電圧検出回路３１は、蓄電デバイス３０の電圧が所定の低電圧状態であるか否かを検出し、低電圧状態であるとき、電子機能回路１６の動作を停止し、充電回路２４により蓄電デバイス３０を充電する。

【0056】

また、図９において、電子機能回路１６は複数種の機能を有する。そして、蓄電デバイス電圧検出回路３１は、蓄電デバイス３０の電圧が所定の低電圧状態であるか否かを検出し、低電圧状態であるとき、電子機能回路１６の機能を制限する。

【0057】

その他の各部の基本動作はこれまでの各実施形態で示したとおりである。

【0058】

本実施形態によれば、蓄電デバイス３０の電圧が、充電を要する低電圧状態であるとき、電子機能回路１６の動作が停止又は制限されることで、蓄電デバイス３０の電力消費が抑制されるので、蓄電デバイス３０の過放電が防止でき、後の速やかな充電が可能となる。また、蓄電デバイス３０の蓄積電力の残量が少ない状態で電子機能回路１６の機能が制限されつつ動作するので、蓄電デバイス３０の実質的な使用時間が延長化される。

【0059】

《第６の実施形態》
第６の実施形態では、ワイヤレス受電回路を備え、リーダライタからワイヤレス電力を受電するＩＣカード及びＩＣカードシステムの例を示す。

【0060】

図１０は第６の実施形態に係るＩＣカード１０６及びＩＣカードシステム２０６の構成を示すブロック図である。このＩＣカードシステム２０６は、ＩＣカード１０６及びリーダライタ４０で構成される。

【0061】

ＩＣカード１０６は、近距離無線通信回路１０、近接検出回路１３、蓄電デバイス３０、電力供給制御回路１４、電圧変換回路１５、電子機能回路１６、ワイヤレス受電回路２０、充電回路２４、充電回路制御部２５及び近接検出回路２６を備える。

【0062】

ワイヤレス受電回路２０は、ワイヤレス受電コイル２１、キャパシタＣ１、整流回路２２及び電圧変換回路２３で構成される。ワイヤレス受電コイル２１はリーダライタ４０のリーダライタアンテナ４１と磁界結合し、ワイヤレスで電力を受電する。

【0063】

近距離無線通信回路１０はＮＦＣ用コイル１１及びＮＦＣ通信回路１２で構成され、ＮＦＣ用コイル１１はリーダライタアンテナ４１と磁界結合し、ＮＦＣ通信回路１２はリーダライタ回路４２とＮＦＣ通信を行う。

【0064】

その他の各部の基本動作はこれまでの各実施形態で示したとおりである。

【0065】

本実施形態によれば、リーダライタ４０との結合によってワイヤレス受電及び近距離無線通信を行うことができる。

【0066】

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形及び変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。

【符号の説明】

【0067】

Ｃ１…キャパシタ
Ｄ１…逆流防止用ダイオード
１０…近距離無線通信回路
１１…ＮＦＣ用コイル
１２…ＮＦＣ通信回路
１３…近接検出回路
１４…電力供給制御回路
１５…電圧変換回路
１６…電子機能回路
２０…ワイヤレス受電回路
２１…ワイヤレス受電コイル
２２…整流回路
２３…電圧変換回路
２４…充電回路
２５…充電回路制御部
２６…近接検出回路
３０…蓄電デバイス
３１…蓄電デバイス電圧検出回路
４０…リーダライタ
４１…リーダライタアンテナ
４２…リーダライタ回路
５０…ワイヤレス給電装置
５１…ワイヤレス送電コイル
５２…ワイヤレス給電回路
１０１～１０６…ＩＣカード
２０１～２０６…ＩＣカードシステム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】