(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周縁に前記筐体を係止保持する係止部材が形成された取付け枠と、該取付け枠の前面を覆う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、
前記化粧パネルは、当該非接触ＩＣカードリーダ装置の取り付け先である壁面に向かう正対視で、前記取付け枠と前記筐体とのいずれをも隠蔽する大きさに形成されており、
前記ループアンテナは、前記化粧パネルの側面に、前記筐体よりも大きく巻回されてな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】
前記化粧パネルの側面には巻付溝が形成され、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カードリーダ装置には、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。そして、この筐体を壁面に埋め込んで取り付けるための取付け枠、前面を覆って保護する化粧パネル、およびこの化粧パネルを取付け枠に固定するためのベースを備えたものがある。
【０００３】
この従来のものは、取付け枠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が、ループアンテナは筐体内に格納されているので、ループアンテナのサイズもこれに伴って必然的に小さくなってしまう。
【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で構成されている場合には、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が、この点からも、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】
ところで、従来の非接触ＩＣカードリーダ装置においては、アンテナの位置関係を狂うことなく、安定的に維持するようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
すなわち、この特許文献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、この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手段を有している。取付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、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、従来、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）。すなわち、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取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することができるものの、この特許文献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すようにすることや、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といった技術については何ら記載されていない。
【００１１】
また、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って読取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にすぎず、特許文献１と同様、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すとともに、アンテナのサイズを大きくするといった技術については何ら記載されていない。
【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、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アンテナのサイズを大きくとることができて、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すことが可能であり、これによって良好なアンテナ特性を得ることができる非接触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、本発明の請求項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周縁に前記筐体を係止保持する係止部材が形成された取付け枠と、該取付け枠の前面を覆う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、前記化粧パネルは、当該非接触ＩＣカードリーダ装置の取り付け先である壁面に向かう正対視で、前記取付け枠と前記筐体とのいずれをも隠蔽する大きさに形成されており、  前記ループアンテナは、前記化粧パネルの側面に、前記筐体よりも大きく巻回されてなることを特徴とする。
【００１４】
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、前記化粧パネルには、その側面に巻付溝が形成され、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】
【００１５】
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、筐体や取付け枠よりも前面に配置される化粧パネル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とともに、アンテナ巻付回数（ターン数）も多く確保することができる。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を得ることができ、通信性能を向上させることが可能となる。
【００１６】
さらに、筐体や取付け枠を壁に取り付けたままでループアンテナを設けた化粧パネルを着脱することができるので、ループアンテナ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。
【００１７】
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、化粧パネルの側面に巻付溝が形成されているので、線状導体を化粧パネル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】
【００１８】
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。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図、図３は同装置を構成する化粧パネルの平面図、図４は同装置を構成する筐体を示す断面図である。
【００１９】
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け枠６、この取付け枠６の前面を覆う化粧パネル８、およびこの化粧パネル８を取付け枠６に固定するためのベース７を備えている。
【００２０】
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化粧パネル８に設けられている。
【００２１】
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、回路基板上に設けられて筐体５内に格納されている。無線回路部４はループアンテナ２と送受信するデータの変復調を行うものであり、これも本体制御部３と同様に回路基板上に設けられて筐体５内に格納されている。
【００２２】
この筐体５は、前面が開放した有底の箱形をなし、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、取付け枠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。
【００２３】
取付け枠６は、樹脂からなるもので、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、取付け枠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。
【００２４】
ベース７は、合成樹脂からなるもので、その中央部には取付け枠６の外周縁に嵌合するための開口部７ａが設けられ、前面に化粧パネル８の取付用の係合部７ｂを有する。また、ベース７は取付け枠６と係合して不用意に外れないように係止部（図示していない）を有している。
【００２５】
化粧パネル８の前面および後面の外側面には鍔部がそれぞれ形成され、前後の鍔部の間に巻付溝８ａが形成されている。そして、この巻付溝８ａに線状導体が複数回巻回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。
【００２６】
そして、化粧パネル８は、樹脂からなるもので、ベース７の前面を覆って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。
【００２７】
このように、化粧パネル８の外側面に形成された巻付溝８ａ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。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】
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を取付け枠６の開口に嵌合する。そして、挿通穴９にねじ１０を挿通し、取付け枠６を壁９に固定する。次いで、取付け枠６にベース７を固定する。さらに、このベース７の前面に、予めループアンテナ２を設けた化粧パネル８を固定する。そして、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に電気的に接続する。
【００２９】
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８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、記録されている情報信号が発せられので、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。
【００３０】
この場合、ループアンテナ２が設けられた化粧パネル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や取付け枠６よりも前面に配置された化粧パネル８の外周の巻付溝８ａ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。
【００３１】
さらに、筐体５や取付け枠６を壁９に取り付けたままで化粧パネル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。
【００３２】
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。
【００３３】
例えば、本例では、線状導体を化粧パネル８の巻付溝８ａ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、化粧パネル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。いずれにしても、当然ではあるが、化粧パネル８に巻きつける線状導体は、巻回される隣巻きどうしが、線状導体の外表面に設けられる絶縁被覆を介して接するなどして、互いに絶縁されていて隣接導通を避けていることが必要である。
【００３４】
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、取付け枠６、ベース７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８についても、本例では係合させてベース７に取り付けるとしているが、嵌合、ビス止め、粘着テープ等の手段でよい。
【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図である。
【図３】同装置を構成する化粧パネルの平面図である。
【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    取付け枠
７    ベース
８    化粧パネル
８ａ  巻付溝
９    壁
【図１】
0004665728.tif 000002
【図２】
0004665728.tif 000003
【図３】
0004665728.tif 000004
【図４】
0004665728.tif 000005