JP4670586B2 - Non-contact IC card reader device - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to an IC card reader device that performs contactless communication with an IC card. For example, an ID card, a management card, a commuter pass, a coupon ticket, a cash in an entry / exit management system, an automatic ticket gate system, electronic money, etc. The present invention relates to a non-contact IC card reader device that performs non-contact communication with a non-contact IC card such as a card.
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。 Conventionally, in a non-contact IC card reader device that is embedded in a wall surface, a loop antenna that communicates with an IC card, modulation / demodulation of transmission / reception data, a control unit that controls the card reader, and a housing that stores these There is something to have. And in order to embed a housing | casing in a wall surface, the attachment frame, the decorative panel which protects a front surface, and the base which attaches a decorative panel are provided.
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。 In the non-contact IC card reader as described above, a loop antenna for communicating with the IC card is provided in the housing. In addition, the size of the housing must be made relatively small with respect to the size of the mounting frame, base, and decorative panel. Therefore, the size of the loop antenna stored in the housing has been reduced.
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。 The size of the loop antenna is an important factor that determines the readable distance of the IC card, and there is a problem in that the readable distance of the IC card is shortened by reducing the size of the loop antenna.
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。 Further, when the mounting frame is a conductor such as metal, there is a problem in that an eddy current is generated due to an alternating magnetic field generated from the loop antenna, the antenna characteristics are deteriorated, and the reading distance of the IC card is shortened.
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。 In addition, from the aesthetic point of view, the housing including the loop antenna is disposed behind the mounting frame in order to avoid protrusion from the wall surface, which causes a reduction in the reading distance of the IC card. .
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。
For example,
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。
The non-contact IC card reader device of
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。
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。
According to the non-contact IC card reader device of
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。
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。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and is a non-contact type that can prevent the deterioration of antenna characteristics by increasing the size of the antenna so as to extend the communicable distance to the IC card as much as possible. An object is to provide an IC card reader device.
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。 In order to achieve the above object, the present invention adopts the following configuration.
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。 That is, the non-contact IC card reader according to a first aspect of the present invention, a housing for storing a radio circuit unit which performs modulation and demodulation of the main control unit and the transmission and reception data for controlling the entire operation of the card reader, non-contact IC A loop antenna that generates an alternating magnetic field for communication with a card or an active tag , a mounting frame in which a locking piece for holding the housing is formed in an opening provided in the center of the frame, and this mounting A synthetic resin base that attaches a decorative panel to a front surface that is a surface opposite to a surface that is fitted to the frame and integrates the mounting frame and the decorative panel; and the base, the mounting frame, and the housing overlying the body and a decorative panel attached to said base, a non-contact IC card reader apparatus for communicating in a non-contact IC card or active tags and non-contact, a mounting destination wall In confronting view towards, wherein the loop antenna is provided is wound the housing larger wound than body to the base.
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。 According to a second aspect of the present invention, in the non-contact IC card reader device according to the first aspect of the present invention, a linear conductor is wound on a side surface of the base around which the loop antenna is wound. A winding groove is formed, and the linear conductor is wound around the winding groove to form a loop antenna.
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。
According to the non-contact IC card reader device according to
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。
Furthermore, since the base provided with the loop antenna can be attached and detached while the housing and the mounting frame are attached to the wall, the replacement work at the time of failure of the
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。 According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the non-contact IC card reader device according to the first aspect, the winding groove is formed on the side surface of the surface to which the decorative panel of the base is attached. A loop antenna can be configured by simply winding the wire on the base. For this reason, a non-contact IC card reader can be easily manufactured, and the cost can be reduced.
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。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
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。 FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a non-contact IC card reader device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side sectional view showing a state in which the device is attached to a wall surface, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a housing constituting the apparatus.
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。
As shown in the figure, the non-contact IC
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。
The
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。
The main
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。
The
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。
The
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。
The
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。
In this way, the
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。
Further, the
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。
In order to assemble the non-contact IC
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。
When the IC card is used, an alternating current magnetic field is generated by passing a current from the main
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。
In this case, the
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。
Furthermore, the
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。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described example, and the configuration can be arbitrarily changed without departing from the spirit of the present invention.
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。
For example, in this example, the
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。
Further, in the above embodiment, as an IC card, a back electromotive force generated in an internal circuit by causing magnetic flux to reciprocate at a high speed from the
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
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