(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カードリーダ全体の動作を制御する本体制御部および送受信データの変復調を行う無線回路部とを格納する筐体と、非接触ＩＣカード又はアクティブタグとの通信を行うための交流磁界を発生するループアンテナと、枠体の中央部に設けられた開口に前記筐体を挟持する係止片が形成された取付枠と、この取付枠と嵌合する面とは反対側の面である前面に化粧パネルが取り付けられて前記取付枠と前記化粧パネルとを一体化する合成樹脂性のベースと、このベースと前記取付枠と前記筐体とを覆って前記ベースに取り付けられる化粧パネルとを有し、非接触ＩＣカード又はアクティブタグと非接触に通信を行う非接触ＩＣカードリーダ装置であって、取り付け先である壁面に向かう正対視で、前記ループアンテナが前記ベースに前記筐体よりも大きく巻回されて設けられていることを特徴とする非接触ＩＣカードリーダ装置。
【請求項２】
前記ベースの、前記ループアンテナが巻回される側面には、線状導体が巻回される巻付溝が形成され、この巻付溝に前記線状導体が巻回されてループアンテナが構成されていることを特徴とする請求項１記載の非接触ＩＣカードリーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣカードとの間において、非接触で通信を行うＩＣカードリーダ装置に関し、例えば入退室管理システム、自動改札システム、電子マネー等におけるＩＤカード、管理カード、定期券、回数券、キャッシュカード等の非接触式ＩＣカードとの間において、非接触で通信を行う非接触ＩＣカードリーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、壁面に埋め込んで取り付ける非接触ＩＣカードリーダ装置では、ＩＣカードと通信を行うループアンテナと、送受信データの変復調を行うと共に、カードリーダを制御する制御部と、これらを格納する筐体を有するものがある。そして、筐体を壁面に埋め込んで取り付けるために、取付け枠，前面を保護する化粧パネル、化粧パネルを取り付けるベースを備えている。
【０００３】
上記のような非接触ＩＣカードリーダ装置においては、ＩＣカードと通信を行うためのループアンテナは筐体内に設けている。しかも、取付け枠やベースや化粧パネルのサイズに対して相対的に筐体のサイズを小さくしなければならない。従って、筐体内に格納するループアンテナのサイズが小さくなってしまった。
【０００４】
ループアンテナのサイズはＩＣカードの読取り可能距離を決める重要な要素であり、ループアンテナのサイズが小さくなることにより、ＩＣカードの読取り可能距離が短くなってしまうという問題点がある。
【０００５】
また、取付け枠が金属等の導体の場合にはループアンテナから発生する交流磁界により、渦電流が発生してアンテナ特性を劣化させ、ＩＣカードの読取り距離が短くなってしまうという問題点もある。
【０００６】
また、美観上の観点からループアンテナを含む筐体は壁面からの突出をさけるために、取付け枠よりも後方に配置されることも、ＩＣカードの読取り距離が短くなってしまう原因となっている。
【０００７】
非接触ＩＣカードリーダ装置のアンテナの取り付け方法について、アンテナの位置関係が大きくずれることなく、安定的に維持するようにした技術として、例えば、特許文献１が提案されている。
【０００８】
特許文献１の非接触ＩＣカードリーダ装置は、送信アンテナから電磁波を送信し非接触ＩＣカードから送信された電磁波を受信アンテナで受信する。これらのアンテナのうち少なくとも一方はコイルとし、コイルを保持する絶縁性を有する基板と、コイルを基板に固定する取付け手段を有している。取付け手段は基板の所定位置にコイルを固定するためのものであり、それぞれコイルを横切って、基板のコイル配置位置に配設された透孔に係合し、コイルを所定位置に固定する。
【０００９】
また、壁面埋め込み式の非接触ＩＣカードリーダ装置のアンテナについて、アンテナの操作面側表面近傍の金属体がアンテナの通信可能な距離に影響を与えないようにした非接触ＩＣカードリーダ装置が知られている（例えば、特許文献２）。この特許文献２には、アンテナの操作面側表面近傍の金属性化粧部材により読みとり距離に影響を与えないように、化粧部材に切り込みを付けた技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１２６０３６号公報
【特許文献２】特開平４−８６９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献１の非接触ＩＣカードリーダ装置によれば、アンテナを効率よく固定できるようにしたことについて開示されている。しかし、特許文献１には、壁面に埋め込む非接触ＩＣカードリーダにおいて、アンテナをできるだけ前面に出すことによって壁面からＩＣカードまでの通信可能距離をできるだけ延ばせるようにすることや、通信感度および通信可能距離をかせぐためにアンテナを大きくすることについては記載されていない。
【００１１】
また、特許文献２は、アンテナの操作面側表面近傍の金属性化粧部材によってＩＣカードを読み取り可能な距離（通信可能距離）に影響を与えないようにした非接触ＩＣカードリーダに関するもので、化粧部材に切り込みを付けた技術が開示されている。しかし、壁面からＩＣカードまでの通信可能距離をできるだけ延ばせるようにすることや、通信感度および通信可能距離をかせぐためにアンテナを大きくすることについては記載されていない。
【００１２】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、ＩＣカードまでの通信可能距離をできるだけ延ばせるようにすべく、アンテナのサイズを大きくとれてアンテナ特性の劣化を防げる非接触ＩＣカードリーダ装置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】
【００１３】
上述のような目的を達成するために、本発明は次の構成を採用している。
【００１４】
すなわち、請求項１記載の発明に係る非接触ＩＣカードリーダ装置は、カードリーダ全体の動作を制御する本体制御部および送受信データの変復調を行う無線回路部とを格納する筐体と、非接触ＩＣカード又はアクティブタグとの通信を行うための交流磁界を発生するループアンテナと、枠体の中央部に設けられた開口に前記筐体を挟持する係止片が形成された取付枠と、この取付枠と嵌合する面とは反対側の面である前面に化粧パネルが取り付けられて前記取付枠と前記化粧パネルとを一体化する合成樹脂性のベースと、このベースと前記取付枠と前記筐体とを覆って前記ベースに取り付けられる化粧パネルとを有し、非接触ＩＣカード又はアクティブタグと非接触に通信を行う非接触ＩＣカードリーダ装置であって、取り付け先である壁面に向かう正対視で、前記ループアンテナが前記ベースに前記筐体よりも大きく巻回されて設けられていることを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明に係る非接触ＩＣカードリーダ装置は、請求項１記載の発明の構成において、前記ベースの、前記ループアンテナが巻回される側面には、線状導体が巻回される巻付溝が形成され、この巻付溝に前記線状導体が巻回されてループアンテナが構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１に係る非接触ＩＣカードリーダ装置によれば、線状導体を、筐体よりも正面寸法が大きくて、筐体や取付枠よりも前面に配置されるベースに一体となるように巻回してループアンテナを構成するので、従来のように筐体内にループアンテナを構成する場合に比べてループアンテナのサイズを大きくとれるのみならず、アンテナ巻付回数（ターン数）も多く確保しやすい。この点、仮にベースの正対平面視で正面または背面という一平面内に渦巻き状にループアンテナを形成する場合（パターン印刷技術や蒸着技術によるループアンテナ形成）に比べて、ループアンテナの径寸法を、ベースの正対平面視での最外郭ラインである外形寸法近くにまで大きく設計できるので、つまり、ループアンテナをベースに形成する条件下ではループアンテナの径寸法を最も大きく取れるので、最も強い磁束放射が可能となり、壁面からＩＣカードまでの通信可能距離を長くかせげる。このため、壁面からＩＣカードまでの通信可能距離を従来よりも延ばすことができるなど、良好なアンテナ特性が得ることができ、通信性能を向上させることが可能となる。
【００１７】
さらに、筐体や取付枠を壁に取り付けたままでループアンテナを設けたベースを着脱することができるので、ループアンテナ２の故障時等における交換作業が容易になりメンテナンス性が向上する。
【００１８】
請求項２に係る発明によれば、請求項１記載の非接触ＩＣカードリーダ装置の効果に加え、ベースの化粧パネルが取り付けられる面の側面に巻付溝が形成されているので、線状導体をベースに簡単に巻回してループアンテナを構成することができる。このため、非接触ＩＣカードリーダの製作が容易になり、コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の最良の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態に係る非接触ＩＣカードリーダ装置の構成を示す分解斜視図、図２は同装置を壁面に取り付けた状態を示す側面断面図、図３は同装置を構成するベースの側面図、図４は同装置を構成する筐体を示す断面図である。
【００２１】
図に示すように、本実施の形態の非接触ＩＣカードリーダ装置１は、ループアンテナ２、本体制御部３、無線回路部４、および本体制御部３や無線回路部４を格納する筐体５を有する。さらに、筐体５を壁９に取り付けるための取付枠６、この取付枠６の前面を覆う化粧パネル７、およびこの化粧パネル７を取付枠６に固定するためのベース８を備えている。
【００２２】
上記のループアンテナ２は、図示しないＩＣカードへの給電および／または通信を行うために交流磁界を発生するためのもので、後に詳述するように、この実施の形態ではベース８に設けられている。
【００２３】
また、本体制御部３はカードリーダ全体の動作を制御する部分であり、また、無線回路部４はループアンテナ２で送受信するデータの変復調を行うものであって、これらはそれぞれ回路基板上に設けられて筐体５内に格納されている。
【００２４】
この筐体５は、箱形をなし、本体制御部３および無線回路部４を内部に格納するとともに、取付枠６に固定されており、その大部分は壁９に形成された開口９ａの中に入り込んで設置されている。
【００２５】
取付枠６は、合成樹脂製のもので、その中央部に筐体５を嵌合するための開口部６ａが設けられるとともに、開口部６ａには筐体５を挟持するために、開口部６ａの中心側に付勢する係止片６ｂが形成されている。また、取付枠６の開口部６ａを挟んで対向する上下１対の辺には、壁９へねじ１０で取り付けるためのねじ挿通穴６ｃが形成されている。
【００２６】
ベース８は、合成樹脂製のもので、その中央部には取付枠６の外周縁に嵌合するための開口部８ａが設けられ、また、前面には化粧パネル７の取付用の係合構造１２が設けられている。さらに、このベース８の前面および後面の各端部であり、板厚方向の外側面には、鍔部８ｂが形成され（図２、図３を参照）、前後の鍔部８ｂの間に巻付溝８ｃが形成されている。そして、この巻付溝８ｃに線状導体が複数回巻回されて隣接間を絶縁されてループアンテナ２が形成されている。また、このループアンテナ２の端部はそれぞれリード線１１に接続されて裏面側に導出されている。
【００２７】
このように、ベース８の化粧パネル７が取り付けられる面の外側面に形成された巻付溝８ｃに線状導体を巻き付けることでループアンテナ２を簡単に構成することができるので、非接触ＩＣカードリーダ装置１の製作が容易である。この場合の線状導体の巻回の仕方としては、線状導体同士が互いに重ね巻きされないように、線状導体の外径分ずつ順次位置をずらせながら整列巻を行うのが、ループアンテナ２が所要性能のアンテナ特性を得る上で好ましい。
【００２８】
さらに、化粧パネル７は、合成樹脂製のもので、ベース８の前面を完全に覆って係合構造１２で取り付けられており、これによって、ねじ１０などが壁９の外部に露出して見映えが悪くなるのを防いでいる。
【００２９】
この実施の形態の非接触ＩＣカードリーダ装置１を組み立てるには、筐体５を取付枠６の開口に嵌合する。そして、ねじ１０をねじ挿通穴６ｃを通して壁９にねじ込むことで、取付枠６を壁９に固定する。次いで、ループアンテナ２の端部をリード線１１を介して筐体５内の無線回路部４に電気的に接続し、取付枠６にベース８を固定し、さらに、このベース８の前面に化粧パネル７を係合構造１２で固定する。
【００３０】
ＩＣカードの使用に際しては、筐体５内の本体制御部３からループアンテナ２に電流を流して交流磁界を発生させておく。この状態で、図示しないＩＣカードを非接触ＩＣカードリーダ装置１の化粧パネル７の前面にかざすと、ＩＣカードリーダ装置から発する交流磁界により、ＩＣカードのアンテナに電流が流れて充電される。そして、ＩＣカードの制御回路が駆動され、記録されているＩＤナンバーなど情報信号が発せられるので、この信号をループアンテナ２により受信し、その情報信号を無線回路部４で分析し、本体制御部３で処理する。
【００３１】
この場合、ループアンテナ２が設けられたベース８は筐体５より大きなサイズで、しかも、ループアンテナ２は筐体５や取付枠６よりも前面に配置されたベース８の外周の巻付溝８ｃに一体となるように巻き付けられているので、ループアンテナ２のサイズを大きくとれるとともに、アンテナ巻付回数（ターン数）も多く確保できる。このため、壁９からＩＣカードまでの通信可能距離を従来よりも延ばすことができ、良好なアンテナ特性が得られるために通信性能を向上させることが可能となる。
【００３２】
さらに、筐体５や取付枠６を壁９に取り付けたままでベース８を着脱することができる。したがって、ループアンテナ２の故障時や、異なる特性をもつループアンテナ２を使用する場合でも、交換作業が容易になりメンテナンス性が向上する。
【００３３】
なお、本発明においては、上述の例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に構成を変更することが可能である。
【００３４】
例えば、本例では、線状導体をベース８の巻付溝８ｃ内に巻き付けることでループアンテナ２を形成しているが、巻付溝８ｃが形成されてなくともベース８の外周部に貼り付けたり、挟み込んで接着したり、一体成形したりして設けるようにしてもよい。また、本例ではループアンテナ２と無線回路部４との接続をリード線１１で行う例で説明したが、他の接続方法によるものであってもよい。また、上記実施の形態では、筐体５、取付枠６、ベース８の各固定を嵌合により実現しているが、これに限定するものではなく、ビス止め、粘着テープ等の他の手段でもかまわない。また、化粧パネル７についても、本例では係合構造１２でベース８に取り付けているが、ビス止め、粘着テープ等の他の手段でもかまわない。
【００３５】
さらに、上記実施の形態では、ＩＣカードとして、非接触ＩＣカードリーダ装置１のループアンテナ２から磁気磁束を高速で往復通過させることにより内部回路に生じさせた逆起電力を内部電源として利用するタイプについて説明したが、これに限らず、ＩＣカード自体に電源を内蔵させたものであってもよい。つまり、非接触ＩＣカードリーダ装置１のループアンテナ２からは無線信号としての磁気磁束だけをＩＣカードに送出するものであってもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態に係る非接触ＩＣカードリーダ装置を示す分解斜視図である。
【図２】同装置を壁に取り付けた状態を示す側面断面図である。
【図３】同装置を構成するベースの側面図である。
【図４】同装置を構成する筐体の断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    非接触ＩＣカードリーダ装置
２    ループアンテナ
３    本体制御部
４    無線回路部
５    筐体
６    取付枠
７    化粧パネル
８    ベース
８ｃ  巻付溝
９    壁
【図１】
0004670586.tif 000002
【図２】
0004670586.tif 000003
【図３】
0004670586.tif 000004
【図４】
0004670586.tif 000005