(57)【要約】【課題】非接触式と接触式の２種類のＩＣカードに対応可能で、アンテナ素子から近接するグラウンドパターンへの無線電波の飛びつきを軽減すること。【解決手段】回路基板１０にスパイラル状のパターンコイルで形成された非接触ＩＣカードとの間で非接触通信により信号の授受を行うためのコイルアンテナ１２と、コイルアンテナ１２から離間した状態で取り付けられ接触ＩＣカード３５を挿脱可能で接触ＩＣカード３５との間で信号の授受を行うための接触ＩＣカード用コネクタとを備える。コイルアンテナ１２の外側端部はグラウンドパターン１３に接続するグラウンド端子２とし、パターンコイルの内側端部を給電部となる入出力端子１とした。【選択図】図１
2008269386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、前記回路基板のアンテナ形成領域にスパイラル状のパターンコイルで形成され非接触ＩＣカードとの間で非接触通信により信号の授受を行うためのアンテナ素子と、前記回路基板のアンテナ形成領域に前記アンテナ素子から離間した状態で取り付けられ接触ＩＣカードを挿脱可能であり挿入された接触ＩＣカードとの間で信号の授受を行うための接触ＩＣカード用コネクタと、前記回路基板に配置され前記アンテナ素子又は前記接触ＩＣカード用コネクタを介して前記非接触ＩＣカード又は前記接触ＩＣカードとの間で授受される信号を処理する電子回路と、前記回路基板に形成されたグラウンドパターン部と、を備え、
前記アンテナ素子は、前記パターンコイルの外側端部を前記グラウンドパターン部に接続すると共に、前記パターンコイルの内側端部を給電部としたことを特徴とする非接触／接触式カードの書込み・読出し制御モジュール。
【請求項２】
前記グラウンドパターン部は、前記アンテナ素子を取り囲むように形成されていることを特徴とする請求項１記載の非接触／接触式カードの書込み・読出し制御モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触式カード及び接触式カードの両方に対応可能な書込み・読出し制御モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＥＴＣ(Electronic  Toll  Collection)車載器にＩＣカードをセットすることにより、有料道路の入口及び出口ゲートで車輌を停止させることなく、入口及び出口ゲートに備えられた制御ユニットと無線通信して道路使用料金の支払い決済を瞬時に行うシステムが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＥＴＣ車載器におけるＩＣカードの読取方式には非接触式と接触式の２種類がある。非接触式の場合は、コイルアンテナにより１３．５６ＭＨｚ（例えば、日本）帯の無線電波を用いて車載器側モジュールとＩＣカードとで通信を行う。接触式の場合は、カードコネクタを介して車載器側モジュールとＩＣカードとで通信を行う。
【０００４】
図３（ａ）はＩＣカード読取方式が非接触式の車載器側モジュールの模式図である。
車載器側モジュールは、回路基板１０上に、電子回路等が搭載される部品配置エリア１１と、スパイラル状のコイルアンテナ１２とが形成されている。また、部品配置エリア１１とコイルアンテナ１２との間にグラウンドパターン１３が形成されており、電源ライン１４のマイナス端子１４ａがグラウンドパターン１３に接続され、プラス端子１４ｂが回路基板１０の非グラウンド領域の電源入力端子に接続されている。コイルアンテナ１２は、スパイラル状のパターンコイルの外側端部に形成された入出力端子１５が給電部となり、パターンコイルの中心部となる内側端部がグラウンド端子１６となっている。
【０００５】
図３（ｂ）はＩＣカード読取方式が接触式の場合に用いられる接触カード用コネクタの模式図である。接触カード用コネクタは、モールド樹脂等の材料で形成されたカードホルダ２１を備え、カードホルダ２１の両側にグラウンドパターン２２ａ，２２ｂが形成されている。カードホルダ２１に接触式カード２３を装填してカード側の端子をカードホルダ２１側の接触端子と直接接触させて情報の授受を行う。
【０００６】
図３（ｃ）に示すように、図３（ａ）に示す回路基板１０の所定領域に、図３（ｂ）に示す上記接触カード用コネクタを取り付けることで、非接触式と接触式の２種類のＩＣカードに対応可能な車載器側モジュールを実現することができる。具体的には、接触カード用コネクタを回路基板１０に対してコイルアンテナ１２の上に重ねるように取り付けている。コイルアンテナ１２の両側のスペースに接触カード用コネクタのグラウンドパターン２２ａ，２２ｂを近接配置して、当該グラウンドパターン２２ａ，２２ｂの上端部をグラウンドパターン１３の下端に接触させて、接触カード用コネクタを回路基板１０に取り付けている。
【０００７】
これにより、非接触式ＩＣカードの場合は接触カード用コネクタの上からコイルアンテナ１２を近接配置することによりＩＣカード側のアンテナ素子とモジュール側のコイルアンテナ１２との間で情報が非接触で授受される。また、接触式ＩＣカードの場合は接触カード用コネクタのカードホルダ２１に接触式カード２３を装填することにより接触式で情報が授受される。
【特許文献１】特開２０００−０４８１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の車載器側モジュールは、スパイラル状のコイルアンテナ１２がコイル外側からの給電（入出力端子１５）となっているため、コイルアンテナ１２の外側コイル１２ａ，１２ｂが強電界部となって当該外側コイル１２ａ，１２ｂに近接したグラウンドパターン２２ａ，２２ｂへ１３．５６ＭＨｚ（例えば、日本）帯の無線電波が飛びつく現象が生じて、電源ライン１４へ漏洩するといった問題がある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、非接触式と接触式の２種類のＩＣカードに対応可能で、アンテナ素子から近接するグラウンドパターンへの無線電波の飛びつきを軽減でき、電源ラインへ漏洩する恐れのない非接触／接触式カードの書込み・読出し制御モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の非接触／接触式カードの書込み・読出し制御モジュールは、回路基板と、前記回路基板のアンテナ形成領域にスパイラル状のパターンコイルで形成され非接触ＩＣカードとの間で非接触通信により信号の授受を行うためのアンテナ素子と、前記回路基板のアンテナ形成領域に前記アンテナ素子から離間した状態で取り付けられ接触ＩＣカードを挿脱可能であり挿入された接触ＩＣカードとの間で信号の授受を行うための接触ＩＣカード用コネクタと、前記回路基板に配置され前記アンテナ素子又は前記接触ＩＣカード用コネクタを介して前記非接触ＩＣカード又は前記接触ＩＣカードとの間で授受される信号を処理する電子回路と、前記回路基板に形成されたグラウンドパターン部とを備え、前記アンテナ素子は、前記パターンコイルの外側端部を前記グラウンドパターン部に接続すると共に、前記パターンコイルの内側端部を給電部としたことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、回路基板に形成されたアンテナ素子を介して非接触ＩＣカードとの間で非接触通信により信号の授受が行なわれ、回路基板のアンテナ形成領域に取り付けられた接触ＩＣカード用コネクタを介して接触ＩＣカードとの間で信号の授受が行なわれる。非接触ＩＣカードに対するアンテナ素子を介した書込み又は読出しの場合、アンテナ素子のパターンコイルの内側端部を給電部としたので、パターンコイルの外側の電界強度が弱くなり近接するグラウンドパターン部への飛びつきが軽減され、電源ラインへの漏洩が防止される。
【００１２】
また本発明は、上記非接触／接触式カードの書込み・読出し制御モジュールにおいて、前記グラウンドパターン部は、前記アンテナ素子を取り囲むように形成されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成により、グラウンドパターン部がアンテナ素子を取り囲むように形成されているので安定した動作を実現できると共に、アンテナ素子の外側コイルとグラウンドパターン部の一部とが近接していてもパターンコイル外側の電界強度が弱いのでグラウンドパターンへの飛びつきが軽減される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、非接触式と接触式の２種類のＩＣカードに対応可能で、アンテナ素子から近接するグラウンドパターンへの無線電波の飛びつきを軽減でき、電源ラインへの漏洩を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は本実施の形態に係るＥＴＣ車載器に備えた車載器側モジュールの模式図である。同図において、本実施の形態の車載器側モジュールと図３（ｃ）に示す車載器側モジュールとの同一部分には同一符号を付している。本実施の形態に係る車載器側モジュールは、コイルアンテナ１２のコイル内側から給電すると共にコイル外側をグラウンドに接続し、外側コイル１２ａ，１２ｂが強電界とならないようにしたものである。
【００１６】
本実施の形態の車載器側モジュールは、コイルアンテナ１２の給電位置及びグラウンド位置の変更を除いて、図３（ｃ）に示す車載器側モジュールと基本的に同一構成を有する。すなわち、長方形状をなす回路基板１０の上方に部品配置エリア１１が形成され、そこに所定の演算能力を有する電子回路が搭載される。電子回路は、ＩＣカードとの間で授受した情報の記憶及び所定の演算処理を実行可能である。部品配置エリア１１とアンテナ形成エリアとを高周波的に隔てるように、両者の間に部品配置エリア１１から僅かに離間した状態でグラウンドパターン１３が形成されている。グラウンドパターン１３の下方に形成されたアンテナ形成エリアに、スパイラル状のパターンコイルからなるコイルアンテナ１２が形成されている。コイルアンテナ１２が形成された回路基板１０のアンテナ形成エリア上面に当該コイルアンテナ１２と接触しないように離間させて接触カード用コネクタが取り付けられている。接触カード用コネクタのカードホルダ２１は、カード挿入口側に切欠き部が形成されており、接触式ＩＣカードの挿入有無を目視確認できるようになっている。アンテナ形成エリアの回路基板１０上面にはコイルアンテナ１２の外側コイル１２ａ，１２ｂに対して非接触であるが近接して接触カード用コネクタの左右一対のグラウンドパターン２２ａ，２２ｂが形成されている。一対のグラウンドパターン２２ａ，２２ｂの内側上面にカードホルダ２１の左右両側の下面を載せるようにしてカードホルダ２１がコイルアンテナ１２上方に浮いた状態でアンテナ上に配置されている。
【００１７】
図２はコイルアンテナ１２の電界強度分布を示す模式図である。上記した通り、本実施の形態ではスパイラル状をなすコイルアンテナ１２の内側中心部であるコイル内側端を入出力端子１にして給電部とし、コイルアンテナ１２の最外側となるコイル外側端部をグラウンド端子２としている。これにより、図２に示すようにコイルアンテナ１２の電界強度分布は給電部に近いコイル中心部ほど電界強度が強く、コイル外側へ行くほど給電部から離れるので電界強度が弱くなる。したがって、接触カード用コネクタのグラウンドパターン２２ａ，２２ｂと近接している外側コイル１２ａ，１２ｂは電界強度が弱い状態となっている。
【００１８】
以上のように構成された車載器側モジュールでは、非接触式ＩＣカードに対して非接触で情報の書込み及び読出しを行う場合、コイルアンテナ１２のコイル内側端である入出力端子１に給電が行われ、車載器側モジュールのコイルアンテナ１２から書込み情報が無線電波で放射される。車載器側モジュールのコイルアンテナ１２に対して対向配置された非接触式ＩＣカードのアンテナ素子に無線電波が入射すると非接触式ＩＣカードに情報が書き込まれると共にカード側の情報が無線電波で放射される。この無線電波をコイルアンテナ１２で受信して部品配置エリア１１の電子回路へ入力する。このようにして情報の授受が行われる。
【００１９】
このとき、上記した通りコイルアンテナ１２の外側コイル１２ａ，１２ｂは電界強度が弱い状態となっているので、外側コイル１２ａ，１２ｂに近接している接触カード用コネクタのグラウンドパターン２２ａ，２２ｂへの飛びつき現象は実質的に問題とならない程度まで軽減される。したがって、コイルアンテナ１２の外側コイル１２ａ，１２ｂからグラウンドパターン２２ａ，２２ｂ、１３を介して電源ライン１４への情報漏洩も発生しない。
【００２０】
また、接触式ＩＣカードに対して接触カード用コネクタを介して情報の書込み及び読出しを行う場合、接触カード用コネクタのカードホルダ２１に接触式カード２３が装填される。接触式カード２３の情報は接触カード用コネクタを介して接続された車載器側モジュール側の電子部品から直接読出されると共に、車載器側モジュール側の電子部品から情報が書き込まれる。
【００２１】
このように本実施の形態によれば、車載器側モジュールのコイルアンテナ１２に対してコイル内側から給電すると共にコイル外側をグラウンドに接続し、外側コイル１２ａ，１２ｂが強電界とならないようにしたので、非接触式と接触式の２種類のＩＣカードに対応可能であると共に、コイルアンテナ１２から近接するグラウンドパターン２２ａ、２２ｂへの無線電波の飛びつきを軽減でき、電源ライン１４への漏洩を防止することができる。
【００２２】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、ＥＴＣ車載器以外にも接触式ＩＣカードと非接触式ＩＣカードの両方に対応する用途であれば適用可能である。例えば、入退室管理装置のゲートシステム等にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、非接触式と接触式の２種類のＩＣカードに対応可能な車載器側モジュールに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る車載器側モジュールの模式図
【図２】上記一実施の形態に用いられるコイルアンテナの電界強度分布を示す模式図
【図３】（ａ）ＩＣカード読取方式が非接触式の車載器側モジュールの模式図、（ｂ）ＩＣカード読取方式が接触式の場合に用いられる接触カード用コネクタの模式図、（ｃ）非接触式と接触式の２種類のＩＣカードに対応可能にした車載器側モジュールの模式図
【符号の説明】
【００２５】
１…入出力端子
２…グラウンド端子
１０…回路基板
１１…部品配置エリア
１２…コイルアンテナ
１３…グラウンドパターン（モジュール回路基板側）
１４…電源ライン
１４ａ…マイナス端子
１４ｂ…プラス端子
２１…カードホルダ
２２ａ，２２ｂ…グラウンドパターン（コネクタ側）
２３…接触式カード
【図１】
2008269386.tif 000003
【図２】
2008269386.tif 000004
【図３】
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