(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、絶縁材質であって、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た化粧パネルとを備え、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、
前記ループアンテナは、前記化粧パネルの前面に、前記筐体よりも大きく巻回するようエッチング又は印刷による導体パターンとして形成さ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】
前記導体パターンを保護するための保護層が前記アンテナ表面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ためのループアンテナと、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の取付け部材を有すると共に，取付け部材を覆ってその前面を保護する化粧パネルを備えている。
【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カードとの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、取付け部材および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もそれに従って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、取付け部材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、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って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してＩＣカードとの距離を小さくすることや、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みとり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、ＩＣカードとの距離そのものを小さくする手段や、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、アンテナサイズが大きくとれるようにしてアンテナ特性を向上させることができ、アンテナとＩＣカードとの距離をできる限り延ばすようにした非接触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】
本発明の請求項１に係る非接触ＩＣカードリーダ装置は、上述のような目的を達成するために、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、絶縁材質であって、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た化粧パネルとを備え、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、
前記ループアンテナは、前記化粧パネルの前面に、前記筐体よりも大きく巻回するようエッチング又は印刷による導体パターンとして形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の非接触ＩＣカードリーダ装置において、前記導体パターンを保護するための保護層が前記アンテナ表面に形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に非接触ＩＣカードリーダ装置によれば、アンテナを筐体よりも正面寸法が大きくて、前面に配置される絶縁性の化粧パネルにスパイラル形状のアンテナパターンから一体に構成するので、従来のように筐体内に設けるアンテナに比べてループアンテナのサイズを大きくとれ、アンテナ特性の劣化を小さくでき、通信性能を向上させることができる。また、化粧パネル一体アンテナの厚みを小さくでき、壁面に取付けた場合に化粧パネル一体アンテナの壁からの突出を小さくすることができる。
【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、アンテナの表面を保護層で保護するので、アンテナパターンに対する悪戯や爪による断線等の破損を防ぐことができ、化粧パネル一体アンテナの取扱い性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（第一の実施の形態）
図１は、本発明に係る非接触ＩＣカードリーダ装置の第一実施の形態を示す分解斜視図、図２はそれを壁面に取り付けた状態の側面図、図３はその筐体の構成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（以下、単にＩＣカードリーダ装置ともいう）１は、ＩＣカード（図示していない）への給電および通信を行うためのループアンテナ２と、カードリーダ全体の動作を制御する本体制御部３と、送受信データの変復調を行う無線回路部４と、本体制御部３および無線回路部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と、化粧パネル８と、化粧パネル８を壁９に取り付けるためのベース７を備えている。
【００２０】
ループアンテナ２はＩＣカードに給電および通信を行うために交流磁界を発生する働きをする。ループアンテナ２は、プラスチック製化粧パネル８表面にエッチングまたは印刷によりスパイラル形状の導体パターンが形成されて化粧パネル８と一体化されて構成され、端部はリード線１１に接続している。
【００２１】
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、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、これらはそれぞれ基板に設けられて筐体５内に格納されている。
【００２２】
筐体５は前面が開放した有底の箱形をなし、基板に設けられた本体制御部３および無線回路部４を内部に格納し、取付け枠６に固定されて、その大部分は壁９の中に入り込んで設置される。
【００２３】
取付け枠６は絶縁材質例えばプラスチックからなり、中央部に開口６ａを有し、この開口６ａに面して中心側に付勢する係止部材６ｂを形成している。筐体５を係止部材６ｂによりはさみ付けて開口６ａに嵌合して固定する。また、取付け枠６の対向する１対の辺にはねじを挿通する挿通穴６ｃが設けられ、壁９に取り付けるために用いられるようにされている。そして、この挿通穴６ｃにねじ１０を挿通し、壁９に取付け枠６を固定する。ねじ１０の前面を覆う化粧パネル８を取付け枠６に固定するためにベース７を有している。
【００２４】
ベース７は、中央部に開口７ａを有するとともに、取付け枠６と係合して不用意に外れないようにする係止部（図示していない）を有している。また、ベース７は化粧パネル８を固定する係合部７ｂを有している。
【００２５】
化粧パネル８は絶縁材質例えばプラスチックより板状に形成されてなり、表面にエッチングまたは印刷によりスパイラル形状の導体パターンが形成されてループアンテナ２が構成され、ループアンテナ２と一体化している。ループアンテナ２に接続したリード線１１が化粧パネル８の背面から導出されている。そして化粧パネル８は、ベース７の前面を覆って取り付けられ、これによって、取付け枠６を取り付けたねじ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。
【００２６】
上記のように構成したＩＣカードリーダ装置１は、筐体５を取付け枠６に嵌合し、取付け枠６を壁９にねじ１０により固定して、更にベース７および化粧パネル８を取り付ける。そして、ループアンテナ２に接続したリード線１１を筐体５内の無線回路部４に電気的に接続する。
【００２７】
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面にかざすと、ＩＣカードリーダ装置１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ＩＣカード内部に給電がなされる。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ＩＣカードから返送されて、ループアンテナ２により受信され、その情報信号を無線回路部４で復調し、本体制御部３で判断処理してＩＣカードが所定のメンバーのものか否かを判定し通過を許可または不許可にするなど所定の対応を行うとともに、処理信号を上位装置などへ出力する。
【００２８】
本実施の形態のようにループアンテナ２を筐体５より大きいサイズで前面に配置される化粧パネル８に一体に設けると、従来のようにループアンテナ２を筐体５の内部に設ける場合に比べて、ＩＣカードよりに配置できるとともに、ループアンテナ２を大きく設置できて、ループアンテナ２の通信有効面積を広くとれるので、通信性能の向上を図ることができる。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
（第二の実施の形態）
図４は本発明に係る非接触ＩＣカードリーダ装置を構成するループアンテナ一体化粧パネルの他の実施の形態を示す図で、同図（ａ）はその分解斜視図、同図（ｂ）はその斜視図である。
【００３１】
本実施の形態のループアンテナ一体化粧パネル８は、ループアンテナ２表面に保護層１２を形成したところが上記第一の実施の形態の例と相違している。本実施の形態の非接触ＩＣカードリーダ装置１のループアンテナ２一体化粧パネル８において、上記実施の形態と同様な作用をなす部分については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３２】
図４に示すように、本実施の形態のループアンテナ２一体化粧パネル８は、プラスチック製化粧パネル８表面にエッチングまたは印刷によりスパイラル形状の導体パターンが形成されてループアンテナ２が構成されることにより一体化している。さらに、本実施の形態では、その表面に、絶縁材質であり爪でひっかかれても導体パターンに傷を与えない程度の厚い膜からなる保護層１２を形成している。
【００３３】
本形態のように、ループアンテナ２を化粧パネル８に形成すると、上記形態と同様に、筐体５に設ける場合よりサイズを大きくすることができるとともに、アンテナの表面を保護できるので、アンテナパターンがいたずらや爪による断線等の破損を防ぐことができ、化粧パネル８一体アンテナの取扱い性が向上する。
【００３４】
なお、上記では、プラスチック製化粧パネル８表面にエッチングまたは印刷によりスパイラル形状の導体パターンを形成することにより一体化している例で説明したが、磁性体基板やプラスチック基板に導体パターンを形成してなるループアンテナ２を化粧パネル８に接着させて一体化してもよい。また、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の取り付けについても、上記においては係合させるとしているが、嵌合、ビス止め、粘着テープ等の適宜の手段ですればよい。
【００３５】
さらに、上記では、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】本発明に係る非接触ＩＣカードリーダ装置の１実施の形態の分解斜視図である。
【図２】それを壁に取り付けた状態を示す側面図ある。
【図３】その筐体内の構成を示す断面図である。
【図４】非接触ＩＣカードリーダ装置を構成するループアンテナ一体化粧パネルの他の例を示す図で、同図（ａ）は分解斜視図、同図（ｂ）は斜視図である。
【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
１１  リード線
１２    保護層（膜）
【図１】
0004665729.tif 000002
【図２】
0004665729.tif 000003
【図３】
0004665729.tif 000004
【図４】
0004665729.tif 000005