(57)【要約】【課題】本発明は、設置場所の制限やアンテナの共振周波数の調整が不要で、設置時の利便性の高い安定した特性を有し、小型低価格のアンテナ一体型の非接触ＩＣカード読取／書込装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、非接触ＩＣカードに電磁誘導により電力と送信データを供給し、非接触ＩＣカードから受信データを負荷変動により取得するループアンテナ１と、ループアンテナ１の背面に密着配置された磁性体２と、磁性体２の背面側に配置された第一の金属板４と、第一の金属板４の背面側に配置され、第一の金属板４よりもサイズの大きい第二の金属板７と、を備えた構成とした。【選択図】  図１
2005026743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触ＩＣカードに電磁誘導により電力と送信データを供給し、前記非接触ＩＣカードから受信データを負荷変動により取得するループアンテナと、前記ループアンテナの背面に密着配置された磁性体と、前記磁性体の背面側に配置された第一の金属板と、前記第一の金属板の背面側に配置され、前記第一の金属板よりもサイズの大きい第二の金属板と、を備えたことを特徴とするアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置。
【請求項２】
前記磁性体をループ形状としたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置。
【請求項３】
前記ループアンテナの線径または線幅Ｗ１に対し、前記磁性体の幅Ｗ２は、Ｗ１の概１〜５倍であることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置。
【請求項４】
前記磁性体の外形寸法と前記第一の金属板の外形寸法を概同等としたことを特徴とする請求項１〜３の内いずれか１項に記載のアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置。
【請求項５】
前記第二の金属板のサイズを前記第一の金属板のサイズの少なくとも１．１倍以上としたことを特徴とする請求項１〜４の内いずれか１項に記載のアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置。
【請求項６】
前記磁性体と前記第一の金属板の間に、絶縁体で構成された第一のスペーサを設けたことを特徴とする請求項１〜５の内いずれか１項に記載のアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置。
【請求項７】
前記第一のスペーサをループ形状に配置したことを特徴とする請求項６に記載のアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置。
【請求項８】
前記第一のスペーサを樹脂で構成したことを特徴とする請求項６，７の内いずれか１項に記載のアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置。
【請求項９】
前記第一の金属板と前記第二の金属板の間に、絶縁体で構成された第二のスペーサを設けたことを特徴とする請求項１〜８の内いずれか１項に記載のアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置。
【請求項１０】
前記第二のスペーサをループ形状に配置したことを特徴とする請求項９に記載のアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置。
【請求項１１】
前記第二のスペーサを樹脂で構成したことを特徴とする請求項９，１０の内いずれか１項に記載のアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置。
【請求項１２】
前記第一の金属板と前記第二の金属板の間に、絶縁体で構成された第二のスペーサを設け、前記第二のスペーサの内側空間部分に、非接触ＩＣカード読取／書込回路を収納したことを特徴とする請求項１〜１１の内いずれか１項に記載のアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置。
【請求項１３】
前記第一の金属板の外周部に、背面側に立設する側壁を設けたことを特徴とする請求項１〜１２の内いずれか１項に記載のアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置。
【請求項１４】
前記第二の金属板の外周部に、前面側に立設する側壁を設けたことを特徴とする請求項１〜１３の内いずれか１項に記載のアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置。
【請求項１５】
前記請求項１〜１４の内いずれか１項に記載した、前記ループアンテナ、磁性体、第一の金属板、第二の金属板等は、第一の樹脂製筐体と第二の樹脂製筐体とで構成される筐体内に配置されることを特徴とするアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置。
【請求項１６】
前記第一の樹脂製筐体の側壁部の内側に第一の凸部を設け、前記凸部を包み込むような凹形状の封止部材を設け、前記側壁部と前記第一の凸部の間に、第二の凸部を設け、前記第二の凸部に設けられた係合部により、前記第二の金属板に、前記第一の凸部より外側に設けられた穴部を介して、ネジ止めすることにより防水構造としたことを特徴とする請求項１５に記載のアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置。
【請求項１７】
前記ループアンテナと前記非接触ＩＣカード読取／書込回路とは、前記第一の金属板に形成された開口部を介して、電気的に接続されることを特徴とする請求項１２〜１６の内いずれか１項に記載のアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置。
【請求項１８】
前記接続には、金属製線材あるいは金属製板材を用いることを特徴とする請求項１７に記載のアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触ＩＣカードに電力と送信データを供給し、非接触ＩＣカードから受信データを負荷変動により取得する非接触ＩＣカード読取／書込装置に関し、取り付ける場所の周囲の金属等影響を低減し安定した読み取りと書き込み特性を満足するアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＣカードを用いたリーダライタシステムは、一般に非接触ＩＣカードシステムと呼ばれ、例えば１３．５６ＭＨｚの周波数帯を利用した物流システム、交通システム、航空貨物管理システム等々に実用化されつつある。このシステムは、１枚の樹脂製カード上にＩＣチップとアンテナコイルを備えたＩＣカードと、このＩＣカードとの通信を行う読取／書込装置とを備え、この読取／書込装置にはループアンテナが備えられている。このループアンテナにより電力と送信データを常時または間欠に送信し、この電力と送信データを受信できる範囲内にあるＩＣカードからの受信データを得るものである。
【０００３】
従来の読取／書込装置のアンテナを金属の近くに置いて使用した場合、金属の影響により、発生する磁界が弱まりＩＣカードに対して十分な電力供給ができなくなり、通信距離が短くなったり、通信できなくなる等の障害があった。この対策としてアンテナの下にフェライトコア等の磁性体を取り付けて磁束をアンテナコイルの前面に回り込み易くなるような磁気回路を設けてアンテナの裏側の金属の影響を少なくするような工夫が必要となる。
【０００４】
この一例として、（特許文献１）に記載の従来の非接触型ＩＣカードリーダ／ライタの概念図を図６に示す。図６において、非接触型ＩＣカードリーダ／ライタ１００は、アンテナ１０１の下部にフレキシブルシート状の磁性体シート１０４を使用した構成である。
【０００５】
ここで、図７は、従来の非接触型ＩＣカードリーダ／ライタのアンテナの近傍における金属障害物の有無と磁束の流れの関係を示す説明図である。図７において、１０１はアンテナ、１０２，１０５は磁束、１０３は金属板、１０４は磁性体シートを示している。
【０００６】
図７（ａ）は、アンテナ１０１の周辺の磁束１０２の流れを示したものでアンテナ１０１の近傍に金属等の障害物が無い状態を示している。この場合、磁束１０２はアンテナ１０１を中心に同心円上に広がり、アンテナ１０１の近傍ほどその磁束密度が高いことが判る。
【０００７】
図７（ｂ）は、このアンテナ１０１の近傍に金属板１０３がある場合の磁束１０２の流れを示したもので、金属板１０３に磁束１０２が到来すると、その磁界が金属板１０３を突き抜けることになり、このとき、アンペアの右ねじの法則によって金属板１０３上に渦電流（図示せず）が生じ、この渦電流により金属板１０３の裏面に逆向きの磁束が生じ、もとの磁束を打ち消す方向に働き、あたかも磁界が金属板１０３で断ち切られるように見える。さらに金属板１０３上にうず電流が流れることによる熱損失が生じる。またアンテナ１０１から見ると金属板１０３との距離が、近ければ近いほどインピーダンスは低くなり、ショート（短絡）状態に近づき、アンテナのインピーダンスは極端に低くなる。
【０００８】
この現象を避けるために磁気回路を応用したのが、上述の図６で示した（特許文献１）に記載の非接触型ＩＣカードリーダ／ライタである。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−２９８０９５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の非接触型ＩＣカードリーダ／ライタには、以下のような課題を有していた。
【００１１】
即ち、（特許文献１）に記載の非接触型ＩＣカードリーダ／ライタの場合では、図６で示した様に、アンテナ１０１の下部に磁性体シート１０４が単に配置された構造であり、これは、図７（ｃ）で示されるように、アンテナ１０１と金属板１０３との間には磁気回路である磁性体シート１０４のみが配置されることになる。
【００１２】
この構造によれば、磁束１０２は、磁性体シート１０４内を長さ方向に進行し閉じた回路となるが、その一部分の磁束１０５は、磁性体シート１０４を通過し裏側の金属板１０３へ現れる。特に、磁束の集中するアンテナ１０１直下での通過量が多くアンテナ１０１からの距離が遠い程磁束は疎になる。
【００１３】
よって、この磁性体シート１０４を通過した磁束１０５は、金属板１０３へ到達し、上述したように大きな金属板１０３上でうず電流による損失を生じ、またアンテナ１０１のインピーダンス低下を招く。
【００１４】
そして、磁性体シート１０４を通りぬける磁束１０５の漏れがあるために、この従来の非接触型ＩＣカードリーダ／ライタ装置を金属板１０３上に直接設置した場合、アンテナ１０１のインピーダンスが金属板１０３からの影響を大きく受けて変動し、共振周波数の変動が生じたり、リーダ／ライタ装置の入出力インピーダンスとインピーダンス整合が取れなくなり、アンテナ１０１から非接触ＩＣカードに対して十分な電力供給ができなくなる。その結果、通信距離が短くなったり、通信できなくなったり、最悪の場合リーダ／ライタ装置の送信回路が壊れてしまう等の障害を生じることがあった。
【００１５】
更に、通信距離を大きくする場合、アンテナ１０１のサイズを大きくする必要があり、当然磁性体シート１０４のサイズも大きくする必要があり、価格的に高価な材料である磁性体シート１０４の装置全体に占める価格割合も飛躍的に高くなるという課題があった。
【００１６】
そこで、本発明は上記のような課題を解決し、設置場所の制限やアンテナの共振周波数の調整が不要で、設置時の利便性の高い安定した特性を有し、小型低価格のアンテナ一体型の非接触ＩＣカード読取／書込装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、非接触ＩＣカードに電磁誘導により電力と送信データを供給し、非接触ＩＣカードから受信データを負荷変動により取得するループアンテナと、ループアンテナの背面に密着配置された磁性体と、磁性体の背面側に配置された第一の金属板と、第一の金属板の背面側に配置され、第一の金属板よりもサイズの大きい第二の金属板と、を備えた構成としたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、非接触ＩＣカードに電磁誘導により電力と送信データを供給し、非接触ＩＣカードから受信データを負荷変動により取得するループアンテナと、ループアンテナの背面に密着配置された磁性体と、磁性体の背面側に配置された第一の金属板と、第一の金属板の背面側に配置され、第一の金属板よりもサイズの大きい第二の金属板と、を備えたことにより、設置場所の周囲の金属による影響でアンテナのインピーダンスの変化や共振周波数のズレ（変移）が生じる事が無く共振周波数の調整が不要となるようにしたものである。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、磁性体をループ形状としたことを特徴とし、設置場所の周囲の金属による影響を受けにくいと言う性能を保持したまま、価格的に高価な磁性体シートの使用量を削減し安価な読取／書込装置を提供するものである。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、ループアンテナの線径または線幅Ｗ１に対し、磁性体の幅Ｗ２は、Ｗ１の概１〜５倍であることを特徴とし、設置場所の周囲の金属による影響を受けにくいと言う性能を保持したまま、価格的に高価な磁性体シートの使用量を削減し安価な読取／書込装置を提供するものである。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、磁性体の外形寸法と第一の金属板の外形寸法を概同等としたことを特徴とし、設置場所の周囲の金属による影響を受けにくいと言う性能を保持したまま、装置の小型化を実現したものである。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、第二の金属板のサイズを第一の金属板のサイズの少なくとも１．１倍以上としたことを特徴とし、これらの性能を保持しつつ、そのサイズを最小とすることが可能となり、装置の小型化を図ることができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、磁性体と前記第一の金属板の間に、絶縁体で構成された第一のスペーサを設けたことを特徴とし、第一の金属板が在る状態でアンテナのインピーダンス調整を行うことにより、さらなる設置場所の周囲の金属による影響をより低減したものである。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、第一のスペーサをループ形状に配置したことを特徴とし、その機能を満足しつつ、支持強度を維持できる。
【００２５】
請求項８に記載の発明は、第一のスペーサを樹脂で構成したことを特徴とし、形成が容易であり、軽量化を図ることができる。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、第一の金属板と第二の金属板の間に、絶縁体で構成された第二のスペーサを設けたことを特徴とし、第二の金属板が在る状態でアンテナのインピーダンス調整を行うことにより、さらなる設置場所の周囲の金属による影響をより低減したものである。
【００２７】
請求項１０に記載の発明は、第二のスペーサをループ形状に配置したことを特徴とし、その機能を満足しつつ、支持強度を維持できる。
【００２８】
請求項１１に記載の発明は、第二のスペーサを樹脂で構成したことを特徴とし、形成が容易であり、軽量化を図ることができる。
【００２９】
請求項１２に記載の発明は、第一の金属板と第二の金属板の間に、絶縁体で構成された第二のスペーサを設け、第二のスペーサの内側空間部分に、非接触ＩＣカード読取／書込回路を収納したことを特徴とし、アンテナ自身からの非接触ＩＣカード読取／書込回路（装置部）への電磁界の影響を二つの金属板で挟むことによる遮蔽効果で低減し、さらに装置全体の小型化とアンテナ一体型をも実現したものである。
【００３０】
請求項１３に記載の発明は、第一の金属板の外周部に、背面側に立設する側壁を設けた特徴とし、機械的な強度が増加すると共に、ＩＣカード読取／書込回路（装置部）への遮蔽効果が増加する。
【００３１】
請求項１４に記載の発明は、第二の金属板の外周部に、前面側に立設する側壁を設けたことを特徴とし、第二の金属板の表面積が増加し、より大きな金属板を配置したのと等価になりこの状態でアンテナの整合を行うことにより、大きな金属板上に設置した場合の影響もより低減できる様にしたものである。
【００３２】
請求項１５に記載の発明は、請求項１〜１４の内いずれか１項に記載した、ループアンテナ、磁性体、第一の金属板、第二の金属板等は、第一の樹脂製筐体と第二の樹脂製筐体とで構成される筐体内に配置されることを特徴とし、製造時の組み立ての容易さが増し各素子の位置決め組み立て寸法精度が向上することによる性能のばらつきを低減したものである。
【００３３】
請求項１６に記載の発明は、第一の樹脂製筐体の側壁部の内側に第一の凸部を設け、凸部を包み込むような凹形状の封止部材を設け、側壁部と第一の凸部の間に、第二の凸部を設け、第二の凸部に設けられた係合部により、第二の金属板に、第一の凸部より外側に設けられた穴部を介して、ネジ止めすることにより防水構造としたことを特徴とし、筐体内の密封性を高め、防水効果が向上する。
【００３４】
請求項１７に記載の発明は、ループアンテナと非接触ＩＣカード読取／書込回路とは、前記第一の金属板に形成された開口部を介して、電気的に接続されることを特徴とし、接続が容易となる。
【００３５】
請求項１８に記載の発明は、接続には、金属製線材あるいは金属製板材を用いることを特徴とし、同軸ケーブル等での給電に比べ、製造時の組み立ての容易さが増し、低価格化と性能のばらつきを低減したものである。
【００３６】
上記のように本発明により、設置場所の制限、特に金属の影響を受けず、アンテナの共振周波数やインピーダンスの調整が不要で、設置時の利便性の高い小型低価格のアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置を提供する事ができる。
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図５を用いて説明する。なお、本発明における非接触ＩＣカードの定義は、いわゆるカードに限定されるものではなく、非接触で読取／書込装置との通信を行うことができる無線通信媒体である。よって、用途によってはＩＣタグ、ＩＤタグ、識別ラベルと呼ばれるものを含む。
【００３８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置を示す斜視図、図２はその断面図であり、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ’線断面図、図２（ｂ）は図１のＢ−Ｂ’線断面図を示す。
【００３９】
図１、図２において、１はループアンテナ、２は磁気回路を構成する磁性体である。また、３は第一のスペーサ、４は第一の金属板であり、第一のスペーサ３は、その厚みを所望の寸法ｈ１とし、第一の金属板４とループアンテナ１を保持した磁性体２との距離を一定に保つ役目をしている。更に、５は非接触ＩＣカード読取／書込回路（装置部）を示している。６は第二のスペーサ、７は第二の金属板であり、第二のスペーサ６は、その厚みを所望の寸法ｈ２とし、第一の金属板４と第二の金属板７との距離を一定に保つ役目をしている。更に、８は封止部材、９は第一の樹脂製筐体、１０は第二の樹脂製筐体である。
【００４０】
なお、本発明における各構成の背面或いは背面側とは、図２（ａ）中で言えば下側方向を示し、前面側とは、図２（ａ）中で言えば上側方向を示す。
【００４１】
ループアンテナ１としては、中央に開口部を備えたループ形状であればよく、その形状は、円形または略矩形または多角形のいずれであってもよい。更に、ループアンテナ１の材質としては、導電性の金属製線材、金属製板材、金属製箔材または金属製筒材等から適宜選択することができる。
【００４２】
磁性体２は、ループアンテナ１の背面に密着配置され、ループアンテナ１を保持する。その材質としては、シート状または板状の磁性体が用いられる。これらシート状または板状の磁性体としては、フェライトコア等を用いることもできるが、例えば、軟磁性体粉末を樹脂材料等の有機結合体内に混練した磁性体シートを用いることが軽量化を図ることができ好ましい。その形状は、ループアンテナ１の開口部に相当する領域を含めて全面に配置されていてもよいが、ループアンテナ１の形状と一致させて、ループ形状（ドーナツ形状）とすることで、磁性体の使用量を削減できる。これは、価格的に高価な磁性体シートを用いる場合では、特に好ましい。
【００４３】
更に、ループアンテナ１の線径または線幅Ｗ１に対し、磁性体２の幅Ｗ２は、Ｗ１の概１〜５倍となるようにすることが好ましい。この範囲にすることで、設置場所の周囲の金属による影響を受けにくいと言う性能を保持したまま、価格的に高価な磁性体シートの使用量を削減することが可能となる。
【００４４】
第一のスペーサ３は、その厚みを所望の寸法ｈ１とすることで、第一の金属板４とループアンテナ１を保持した磁性体２との距離を一定に保つ。第一のスペーサ３は、絶縁体から構成されるが、樹脂材料で構成されることが好ましい。この樹脂製のスペーサは、形成が容易であり、軽量化を図ることができる。また、第一のスペーサ３に、熱硬化型や光硬化型の樹脂を用いることによって、磁性体２と第一の金属板４との接着剤としても機能させることができる。その形状は、磁性体２がループ形状である場合、その開口部に相当する領域を含めて全面に配置されていてもよいし、磁性体２の形状と一致させて、ループ形状（ドーナツ形状）としてもよい。第一のスペーサ３をループ形状に配置させることで、その機能を満足しつつ、支持強度を維持できるので好ましい。更に、磁性体２と第一の金属板４との間に隙間なく全領域に至って配置されていてもよいし、部分的に配置されていてもよい。
【００４５】
第一の金属板４は、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）等の金属製の平板を用いることができる。第一の金属板４の形状を磁性体２の外周部形状と同等の形状（但し、中央部は閉口した形状）とすることで、即ち、両者の外形寸法（最大寸法）を概ね同等とすることで、設置場所の周囲の金属による影響を受けにくいと言う性能を保持しつつ、そのサイズを最小とすることが可能となり、装置の小型化を図ることができる。
【００４６】
また、非接触ＩＣカード読取／書込回路５は、非接触ＩＣカード読取／書込装置部であり、図１，図２において、細かな回路構成は省略しているが、プリント基板上に、例えば、発振回路、電力増幅器、電流検出回路、制御回路、アンテナ調整回路、送信部、受信部等の回路が形成され、ループアンテナ１を介して、非接触ＩＣカードに対して電力と送信データを供給し、通信を行う。
【００４７】
また、第二のスペーサ６は、その厚みを所望の寸法ｈ２とし、第一の金属板４と第二の金属板７との距離を一定に保つ。第二のスペーサ６は、第一のスペーサ３と同様に、絶縁体から構成されるが、樹脂材料で構成されることが好ましい。この樹脂製のスペーサは、形成が容易であり、軽量化を図ることができる。また、熱硬化型や光硬化型の樹脂を用いることによって、第一の金属板４と第二の金属板７との接着剤としても機能させることができる。第二のスペーサ６は、非接触ＩＣカード読取／書込回路５を配置するために、その内側に空間を形成するように配置される。ループ形状（ドーナツ形状）とすればよく、このような形状で配置させることで、その機能を満足しつつ、支持強度を維持できるので好ましい。更に、非接触ＩＣカード読取／書込回路５を取り囲み、隙間なく全領域に至って配置されていてもよいし、部分的に配置されていてもよい。
【００４８】
第二の金属板７は、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）等の金属製の平板を用いることができる。そして、第一の金属板４よりも大きいことが好ましい。更に、第二の金属板７は、第一の金属板４に比べ、概１．１倍以上のサイズ（面積）であれば、設置場所の周囲の金属による影響でアンテナのインピーダンスの変化や共振周波数のズレ（変移）が生じる事が無く共振周波数の調整が不要となる。よって、第二の金属板７のサイズを、第一の金属板４のサイズの少なくとも１．１倍程度とすれば、これらの性能を保持しつつ、そのサイズを最小とすることが可能となり、装置の小型化を図ることができる。
【００４９】
そして、上述した各構成は、第一の樹脂製筐体９と第二の樹脂製筐体１０とで構成される筐体内に配置される。なお、封止部材８としては、合成ゴム製防水パッキンである。
【００５０】
ここで、本発明の実施の形態１におけるアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置の組み立て構造や筐体等について説明する。
【００５１】
図２（ａ）に示すように、ループアンテナ１、磁性体２、第一のスペーサ３、第一の金属板４、第二のスペーサ６、第二の金属板７を、第一の樹脂製筐体９と第二の樹脂製筐体１０で挟み込む構成にしたことにより、製造時の組み立ての容易さが増し各素子の位置決め組み立て寸法精度が向上することによる性能のばらつきを低減することができる。
【００５２】
さらに、第一の樹脂製筐体９の側壁部１３の内側に第一の凸部１５を設け、この凸部１５を包み込むような凹形状の封止部材８を設け、該側壁部と第一の凸部１５の間に、第二の凸部１６を設け、この第二の凸部１６に設けられた係合部１４（例えば、インサートナット等）により、第二の金属板７に、第一の凸部１５より外側に設けられた穴部１７を介して、ネジ１８にて止めることにより防水構造としたものである。
【００５３】
更に、図２（ｂ）に示すように、ループアンテナ１の給電端子部分２１と、プリント基板上に構成された非接触ＩＣカード読取／書込回路５（装置部）の入出力端子部分２４との間の給電の為に、第一の金属板４の所望の位置に、所望の大きさの開口部（貫通孔）２２を設け、この開口部（貫通孔）２２を介して、例えば金属製線材や金属製板材で構成される接続部材２３にて接続し給電するようにしたことにより、同軸ケーブル等での給電に比べ、製造時の組み立ての容易さが増し、低価格化と性能のばらつきを低減することができる。
【００５４】
次に、本発明の実施の形態１におけるアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置のアンテナについて磁束の流れを含め詳しく説明する。
【００５５】
図１、図２において、ループアンテナ１の直下にシート状または板状の磁性体２を、円形または概矩形または多角形のループ形状に構成したものを密着配置し、この磁性体２の下側所望の位置に概最大寸法が、磁性体２の最大寸法とほぼ同等寸法の第一の金属板４を配置し、第一の金属板４の下側所望の位置に概最大寸法が第一の金属板４に比べ概１．１倍以上のサイズの第二の金属板７を配置したことにより、設置場所の周囲の金属等による影響でアンテナのインピーダンスの変化や共振周波数のズレ（変移）が生じる事が無く共振周波数の調整が不要となるようにしたものである。
【００５６】
ここで、図３は、本発明の実施の形態１におけるアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置の磁束の流れを示す動作説明図である。図３に示すように、アンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置のアンテナの前方（図３中、上側方向）へ効率良く磁束が到達する。
【００５７】
次に、このアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置を大きな金属板１２上に設置した場合について説明する。
【００５８】
図４は、図３の中心線Ｚより左側の部分拡大動作説明図であり、アンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置を大きな金属板１２上に設置した場合の動作を説明するものである。なお、図４においては、図３では示しているアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置の中心線Ｚより右側の半分は軸対象であるため省略している。
【００５９】
図４に示すように、ループアンテナ１の直下に磁性体２を配置したことにより磁束密度が密な部分がループアンテナ１の直下の磁性体２に集中し、効率的に磁束のループ（閉回路）を作ることができる。さらに磁性体２と第一の金属板４の間に第一の樹脂製のスペーサ３を設けたことにより、このスペーサ内を磁束１１’が通過することができ、ループアンテナ１の前方（図４中、上側方向）へ効率良く磁束が到達する。
【００６０】
さらに第一の樹脂製のスペーサ３の効果として、上述した従来例の様に磁束密度が集中している所で金属板と触れることが無く磁束密度が疎の所で金属板を磁束が通過するため、渦電流の発生も少なくなりそれによる損失も低減できる。
【００６１】
また、図４において、さらに第二の樹脂製のスペーサ６を介して第二の金属板７を設けた事により、アンテナの設置場所が大きな金属板１２上であっても、上記記載の効果により、アンテナと大きな金属板１２との距離をさらに大きく取ることが出来、この金属板１２を通過する磁束１１’’はさらに磁束密度が疎の部分であり、殆どアンテナのインピーダンスへ影響を与えない程の磁束の切断となる。
【００６２】
よって、ループアンテナ１−磁性体２−第一のスペーサ３−第一の金属板４−第二のスペーサ６−第二の金属製平板７の状態でループアンテナ１のインピーダンスと非接触ＩＣカード読取／書込回路５の入出力インピーダンスとの整合を取ることにより、アンテナの設置場所に大きな金属板が、有っても無くても安定した特性が得られ、取り付ける場所の周囲の金属等影響を大幅に低減し安定した読み取りと書き込み特性を満足するアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置を提供することができる。
【００６３】
（実施の形態２）
次に、本発明のアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置の他の形態について説明する。
【００６４】
ここで、図５は、本発明の実施の形態２におけるアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置の磁束の流れを示す動作説明図であり、アンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置を大きな金属板１２上に設置した場合の動作を説明するものである。なお、図５においては、図４と同様に、アンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置の中心線Ｚより右側の半分は軸対象であるため省略している。なお、図５において、１９，２０は側壁を示す。
【００６５】
図５に示すように、第一の金属板４の外周部分全周にプレス等により側壁１９を設け、さらに第二の金属板７の外周部分全周にプレス等により側壁２０を設けた構成にすることにより、機械的な強度が増加すると共に、この側壁を追加したことによる磁束の切断の増加はなく（なぜならば、図中の磁束１１’’は、第一の金属板４の図の水平部分ですでに側壁１９の有無に関係なく切れているため）アンテナへの影響は無く、逆にプリント基板上に構成された非接触ＩＣカード読取／書込回路（装置）５への遮蔽効果が増加する。
【００６６】
また第二の金属板７の外周部分全周に側壁２０を設けた事により第二の金属板７の表面積が増加し、より大きな金属板を配置したのと等価になりこの状態でアンテナの整合を行うことにより、大きな金属板１２上に設置した場合の影響もより低減できる効果がある。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように本発明により取り付ける場所の周囲の金属等影響を低減し、安定した読み取りと書き込み特性を満足する、設置時の利便性の高い小型のアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置を提供する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置を示す斜視図
【図２】（ａ）図１のＡ−Ａ’線断面図
（ｂ）図１のＢ−Ｂ’線断面図
【図３】本発明の実施の形態１におけるアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置の磁束の流れを示す動作説明図
【図４】図３の中心線Ｚより左側の部分拡大動作説明図
【図５】本発明の実施の形態２におけるアンテナ一体型非接触ＩＣカード読取／書込装置の磁束の流れを示す動作説明図
【図６】従来の非接触型ＩＣカードリーダ／ライタの概念図
【図７】従来の非接触型ＩＣカードリーダ／ライタのアンテナの近傍における金属障害物の有無と磁束の流れの関係を示す説明図
【符号の説明】
１  ループアンテナ
２  磁性体
３  第一のスペーサ
４  第一の金属板
５  非接触ＩＣカード読取／書込回路
６  第二のスペーサ
７  第二の金属板
８  封止部材
９  第一の樹脂製筐体
１０  第二の樹脂製筐体
１１，１１’  ，１１’’  磁束
１２  金属板
１３  側壁部
１４  係合部
１５，１６  凸部
１７  穴部
１８  ネジ
１９，２０  側壁
２１  給電端子部分
２２  開口部
２３  接続部材
２４  入出力端子部分
【図１】
2005026743.tif 000003
【図２】
2005026743.tif 000004
【図３】
2005026743.tif 000005
【図４】
2005026743.tif 000006
【図５】
2005026743.tif 000007
【図６】
2005026743.tif 000008
【図７】
2005026743.tif 000009