JP4272365B2 - IC card reader / writer antenna and IC card reader / writer equipped with the antenna - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は非接触ＩＣカードに対し無線電波により読み書きを行うＩＣカードリーダライタ用アンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＣカードは、内部にＩＣチップを内蔵しており、データの記憶やカード外部とのデータの入出力等を行うことができる。
【０００３】
ＩＣカードは、データの入出力を行う方式によって接触式と非接触式とに大別される。接触式ＩＣカードは、カード表面に形成された電気接点に外部の電気接点を接触させて動作電源やデータの入出力を行うものである。非接触式ＩＣカードは、カード表面に物理的接触部がなく、カード外部とのデータの入出力は、無線や磁気結合等による方法で行うものである。
【０００４】
ところで、非接触式ＩＣカードで無線によってデータの入出力を行うためには、カード内に電波の送受信を行うアンテナが必要である。
【０００５】
また、この非接触式ＩＣカードにデータの読み取り、書き込みを行うＩＣカードリーダライタでも、アンテナを有し、このＩＣカードリーダライタ用アンテナは、平面上に配置されるループアンテナにより無線電波の送受信を行い、ＩＣカードにデータの読み取り、書き込みを行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の非接触式ＩＣカードのアンテナは、指向性を有しているため、送受信感度が最大となる方向からアンテナの向きがずれると送受信感度が低下してしまう。このため、ＩＣカードの方向によってはデータの入出力が正常に行われなくなるおそれがある。
【０００７】
したがって、ＩＣカードリーダライタ用アンテナにおいては、リーダライタ用アンテナに対しＩＣカードが平行に位置するときは無線電波の送受信が行えるが、リーダライタ用アンテナに対しＩＣカードが垂直に位置するとき等、ＩＣカードをリーダライタ用アンテナにかざす角度によってはリーダライタ用アンテナから送出される磁束がＩＣカードのループアンテナを横切らないため、電波の送受信が行えないという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、ＩＣカードをリーダライタ用アンテナにかざす角度によらず安定して無線電波の送受信を行うことができる優れたＩＣカードリーダライタ用アンテナを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のＩＣカードリーダライタ用アンテナは、種々の角度でかざされたＩＣカードと送受信を行なうＩＣカードリーダライタ装置に使用するアンテナであって、半球状の凹面を有し、端部近傍においては円弧で形成された花弁状のループ形状を有するループアンテナの素子を前記半球状の凹面に沿って配置し、前記ループアンテナの素子から放射される磁束線が前記凹面に対して垂直に放射されることを特徴とする。この構成により、ループアンテナよりＩＣカードに対して様々な角度で磁束が発生し、ＩＣカードをリーダライター用アンテナにかざす角度によらず、安定して無線電波の送受信を行うことができることとなる。
【００１０】
また、本発明のＩＣカードリーダライタ用アンテナは、種々の角度でかざされたＩＣカードと送受信を行なうＩＣカードリーダライタ装置に使用するアンテナであって、円錐状の凹面を有し、端部近傍においては円弧で形成された花弁状のループ形状を有するループアンテナの素子を前記円錐状の凹面に沿って配置し、前記ループアンテナの素子から放射される磁束線が前記凹面に対して垂直に放射されることを特徴とする。この構成により、ループアンテナよりＩＣカードに対して異なる角度で広く磁束が発生し、ＩＣカードをリーダライター用アンテナにかざす角度によらず、安定して無線電波の送受信を行うことができることとなる。
【００１１】
また、本発明のＩＣカードリーダライタ装置は、上記のアンテナを備え、種々の角度でかざされたＩＣカードと送受信を行なうことを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記アンテナの素子の配置形状は、円錐状の面や、蛇腹状の面に配置し形状が可変であっても良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１４】
本発明の第１の実施の形態のＩＣカードリーダライター用アンテナを図１、図２に示す。
【００１５】
図１、図２に示すように、本実施形態のＩＣカードリーダライター用アンテナである凹面アンテナ１１は、凹面状の形状を有し、その形状にそって配置されるアンテナ素子１２から構成されている。
【００１６】
凹面アンテナ１１から放出される磁束線は、凹面に対して垂直に放射されるので、ＩＣカード１００に対して様々な角度を持つことになる。ＩＣカード１００のアンテナでは磁束線が様々な角度を持つため、ＩＣカード１００のアンテナに対する角度によらず磁束線の捕捉が可能となり、ＩＣカード１００による電波の受信が可能となる。
【００１７】
また、ＩＣカード１００から送信された電波は、同様に角度によらず受信が可能となる。
【００１８】
このように本発明の第１の実施の形態によれば、アンテナの素子を凹面状に配置することにより、ＩＣカードをリーダライター用アンテナにかざす角度によらず安定して無線電波の送受信を行うことができる。
【００１９】
次に、本発明の第２の実施の形態のＩＣカードリーダライター用アンテナを図３、図４に示す。
【００２０】
図３、図４に示すように、本実施形態のＩＣカードリーダライター用アンテナである平面アンテナ２１は、交差する平面形状で、その形状にそって配置されるアンテナ素子２２から構成されている。
【００２１】
平面アンテナ２１から放出される磁束線は、ＩＣカード１００に対して９０度の角度を有するため、ＩＣカード１００のアンテナは磁束線の捕捉が可能となり、ＩＣカード１００による電波の受信が可能となる。
【００２２】
このように本発明の第２の実施の形態によれば、アンテナの素子を交差する平面形状に配置するにより、安定して無線電波の送受信を行うことができる。
【００２３】
本発明の第３の実施の形態のＩＣカードリーダライター用アンテナを図５、図６に示す。
【００２４】
図５、図６に示すように、本実施形態のＩＣカードリーダライター用アンテナである波状アンテナ３１は、波状の形状を有し、その形状にそって配置されるアンテナ素子３２から構成されている。
【００２５】
波状アンテナ３１から放出される磁束線は、波状面に対して垂直に放射されるので、ＩＣカード１００に対して様々な角度を持つことになる。ＩＣカード１００のアンテナでは磁束線が様々な角度を持つため、ＩＣカード１００のアンテナに対する角度によらず磁束線の捕捉が可能となり、ＩＣカード１００による電波の受信が可能となる。
【００２６】
また、ＩＣカード１００から送信された電波は、同様に角度によらず受信が可能となる。
【００２７】
このように本発明の第３の実施の形態によれば、アンテナの素子を波状に配置することにより、ＩＣカードをリーダライター用アンテナにかざす角度によらず安定して無線電波の送受信を行うことができる。
【００２８】
本発明の第４の実施の形態のＩＣカードリーダライター用アンテナを図７、図８に示す。
【００２９】
図７、図８に示すように、本実施形態のＩＣカードリーダライター用アンテナである円錐アンテナ４１は、円錐状の形状を有し、その形状にそって配置されるアンテナ素子４２から構成されている。
【００３０】
円錐アンテナ４１から放出される磁束線は、円錐面に対して垂直に放射されるので、ＩＣカード１００に対して様々な角度を持つことになる。ＩＣカード１００のアンテナでは磁束線が様々な角度を持つため、ＩＣカード１００のアンテナに対する角度によらず磁束線の捕捉が可能となり、ＩＣカード１００による電波の受信が可能となる。
【００３１】
また、ＩＣカード１００から送信された電波は、同様に角度によらず受信が可能となる。
【００３２】
このように本発明の第４の実施の形態によれば、アンテナの素子を円錐状に配置することにより、ＩＣカードをリーダライター用アンテナにかざす角度によらず安定して無線電波の送受信を行うことができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、アンテナの素子を凹面状に配置することを特徴としたＩＣカードリーダライタ用アンテナを設けることにより、アンテナよりＩＣカードに対して様々な角度で磁束が発生し、ＩＣカードをリーダライタ用アンテナにかざす角度によらず、安定して無線電波の送受信を行うことができるというすぐれた効果を有するＩＣカードリーダライタ用アンテナを提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のＩＣカードリーダライター用アンテナを示す側面図
【図２】本発明の第１の実施の形態のＩＣカードリーダライター用アンテナを示すアンテナ素子配置図
【図３】本発明の第２の実施の形態のＩＣカードリーダライター用アンテナを示すアンテナ素子配置図
【図４】本発明の第２の実施の形態のＩＣカードリーダライター用アンテナを示す側面図
【図５】本発明の第３の実施の形態のＩＣカードリーダライター用アンテナを示すアンテナ素子配置図
【図６】本発明の第３の実施の形態のＩＣカードリーダライター用アンテナを示す側面図
【図７】本発明の第４の実施の形態のＩＣカードリーダライター用アンテナを示すアンテナ素子配置図
【図８】本発明の第４の実施の形態のＩＣカードリーダライター用アンテナを示す側面図
【符号の説明】
１１ 凹面アンテナ
１２ アンテナ素子
２１ 平面アンテナ
２２ アンテナ素子
３１ 波状アンテナ
３２ アンテナ素子
４１ 円錐アンテナ
４２ アンテナ素子
１００ ＩＣカード[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna for an IC card reader / writer that reads and writes from / to a non-contact IC card by radio waves.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an IC card has a built-in IC chip, and can store data, input / output data to / from the outside of the card, and the like.
[0003]
The IC card is roughly classified into a contact type and a non-contact type according to a method for inputting and outputting data. The contact type IC card performs input / output of operation power and data by bringing an external electrical contact into contact with an electrical contact formed on the card surface. The non-contact type IC card has no physical contact portion on the card surface, and data input / output with the outside of the card is performed by a method such as wireless or magnetic coupling.
[0004]
By the way, in order to input and output data wirelessly with a non-contact IC card, an antenna for transmitting and receiving radio waves is required in the card.
[0005]
An IC card reader / writer that reads and writes data to and from this non-contact type IC card also has an antenna, and this IC card reader / writer antenna transmits and receives radio waves by a loop antenna arranged on a plane. And reading and writing data to the IC card.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the antenna of such a conventional non-contact IC card has directivity, the transmission / reception sensitivity is lowered when the direction of the antenna is deviated from the direction in which the transmission / reception sensitivity is maximized. For this reason, depending on the direction of the IC card, there is a possibility that data input / output may not be performed normally.
[0007]
Therefore, in the IC card reader / writer antenna, radio waves can be transmitted and received when the IC card is parallel to the reader / writer antenna, but when the IC card is positioned vertically with respect to the reader / writer antenna, etc. Depending on the angle at which the IC card is held over the reader / writer antenna, the magnetic flux transmitted from the reader / writer antenna does not cross the loop antenna of the IC card, so that radio waves cannot be transmitted and received.
[0008]
The present invention has been made to solve such problems, and is an excellent IC card reader / writer antenna capable of stably transmitting and receiving radio waves regardless of the angle at which the IC card is held over the reader / writer antenna. Is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The antenna for IC card reader / writer according to the present invention is an antenna used for an IC card reader / writer device for transmitting / receiving to / from an IC card held at various angles, and has a hemispherical concave surface near the end. A loop antenna element having a petal-like loop shape formed by an arc is arranged along the hemispherical concave surface, and magnetic flux lines radiated from the loop antenna element are radiated perpendicularly to the concave surface. It is characterized by that. With this configuration, magnetic flux is generated from the loop antenna at various angles with respect to the IC card, and wireless radio waves can be stably transmitted and received regardless of the angle at which the IC card is held over the reader / writer antenna.
[0010]
The antenna for IC card reader / writer according to the present invention is an antenna used for an IC card reader / writer device that performs transmission / reception with an IC card held at various angles, and has a conical concave surface near the end. , A loop antenna element having a petal-like loop shape formed by an arc is arranged along the conical concave surface, and magnetic flux lines radiated from the loop antenna element radiate perpendicularly to the concave surface. It is characterized by being . With this configuration, magnetic flux is widely generated at different angles with respect to the IC card from the loop antenna , and wireless radio waves can be stably transmitted and received regardless of the angle at which the IC card is held over the reader / writer antenna .
[0011]
An IC card reader / writer device according to the present invention includes the antenna described above, and performs transmission / reception with an IC card held at various angles.
[0012]
Here, the antenna element may be arranged on a conical surface or a bellows-like surface, and the shape may be variable.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
1 and 2 show an antenna for an IC card reader / writer according to a first embodiment of the present invention.
[0015]
As shown in FIGS. 1 and 2, the concave antenna 11 which is an antenna for an IC card reader / writer according to this embodiment has a concave shape and is composed of antenna elements 12 arranged along the shape. Yes.
[0016]
Since the magnetic flux lines emitted from the concave antenna 11 are radiated perpendicularly to the concave surface, they have various angles with respect to the IC card 100. Since the magnetic flux lines at the antenna of the IC card 100 have various angles, the magnetic flux lines can be captured regardless of the angle of the IC card 100 with respect to the antenna, and radio waves can be received by the IC card 100.
[0017]
Similarly, the radio wave transmitted from the IC card 100 can be received regardless of the angle.
[0018]
As described above, according to the first embodiment of the present invention, by arranging the antenna elements in a concave shape, wireless radio waves can be stably transmitted and received regardless of the angle at which the IC card is held over the reader / writer antenna. be able to.
[0019]
Next, an IC card reader / writer antenna according to a second embodiment of the present invention is shown in FIGS.
[0020]
As shown in FIGS. 3 and 4, the planar antenna 21 that is the antenna for the IC card reader / writer of the present embodiment is composed of antenna elements 22 that are arranged in accordance with the intersecting planar shape.
[0021]
Since the magnetic flux lines emitted from the planar antenna 21 have an angle of 90 degrees with respect to the IC card 100, the antenna of the IC card 100 can capture the magnetic flux lines, and the IC card 100 can receive radio waves. .
[0022]
As described above, according to the second embodiment of the present invention, it is possible to stably transmit and receive radio waves by arranging antenna elements in a plane shape that intersects.
[0023]
An antenna for an IC card reader / writer according to a third embodiment of the present invention is shown in FIGS.
[0024]
As shown in FIGS. 5 and 6, the wave antenna 31 that is the antenna for the IC card reader / writer of the present embodiment has a wave shape and is composed of antenna elements 32 arranged along the shape. .
[0025]
Since the magnetic flux lines emitted from the wave antenna 31 are radiated perpendicular to the wave surface, they have various angles with respect to the IC card 100. Since the magnetic flux lines at the antenna of the IC card 100 have various angles, the magnetic flux lines can be captured regardless of the angle of the IC card 100 with respect to the antenna, and radio waves can be received by the IC card 100.
[0026]
Similarly, the radio wave transmitted from the IC card 100 can be received regardless of the angle.
[0027]
Thus, according to the third embodiment of the present invention, by arranging the antenna elements in a wave shape, it is possible to stably transmit and receive radio waves regardless of the angle at which the IC card is held over the reader / writer antenna. Can do.
[0028]
An antenna for an IC card reader / writer according to a fourth embodiment of the present invention is shown in FIGS.
[0029]
As shown in FIGS. 7 and 8, the conical antenna 41, which is the antenna for the IC card reader / writer according to the present embodiment, has a conical shape and is composed of antenna elements 42 arranged along the shape. Yes.
[0030]
Since the magnetic flux lines emitted from the conical antenna 41 are radiated perpendicularly to the conical surface, they have various angles with respect to the IC card 100. Since the magnetic flux lines at the antenna of the IC card 100 have various angles, the magnetic flux lines can be captured regardless of the angle of the IC card 100 with respect to the antenna, and radio waves can be received by the IC card 100.
[0031]
Similarly, the radio wave transmitted from the IC card 100 can be received regardless of the angle.
[0032]
As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, by arranging the antenna elements in a conical shape, radio waves can be stably transmitted and received regardless of the angle at which the IC card is held over the reader / writer antenna. be able to.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by providing an antenna for an IC card reader / writer characterized in that the antenna elements are arranged in a concave shape, magnetic flux is generated from the antenna at various angles with respect to the IC card. Therefore, it is possible to provide an IC card reader / writer antenna that has an excellent effect of being able to stably transmit and receive radio waves regardless of the angle at which the IC card is held over the reader / writer antenna.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an IC card reader / writer antenna according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an antenna element arrangement diagram showing an IC card reader / writer antenna according to a first embodiment of the present invention. FIG. 3 is an antenna element arrangement diagram showing an IC card reader / writer antenna according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a side view showing an IC card reader / writer antenna according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is an antenna element arrangement diagram showing an antenna for an IC card reader / writer according to a third embodiment of the present invention. FIG. 6 is a side view showing an antenna for an IC card reader / writer according to a third embodiment of the present invention. 7 is an antenna element layout diagram showing an antenna for an IC card reader / writer according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 8 is an IC card reader / writer according to a fourth embodiment of the present invention. Side view of the antenna EXPLANATION OF REFERENCE NUMERALS
11 Concave Antenna 12 Antenna Element 21 Planar Antenna 22 Antenna Element 31 Wave Antenna 32 Antenna Element 41 Conical Antenna 42 Antenna Element 100 IC Card
Claims (3)
半球状の凹面を有し、端部近傍においては円弧で形成された花弁状のループ形状を有するループアンテナの素子を前記半球状の凹面に沿って配置し、前記ループアンテナの素子から放射される磁束線が前記凹面に対して垂直に放射されることを特徴とするＩＣカードリーダライタ用アンテナ。 An antenna used for an IC card reader / writer device that transmits and receives an IC card held at various angles,
A loop antenna element having a hemispherical concave surface and having a petal-like loop shape formed by an arc in the vicinity of the end portion is disposed along the hemispherical concave surface, and is emitted from the loop antenna element. An antenna for an IC card reader / writer, wherein magnetic flux lines are radiated perpendicularly to the concave surface.
円錐状の凹面を有し、端部近傍においては円弧で形成された花弁状のループ形状を有するループアンテナの素子を前記円錐状の凹面に沿って配置し、前記ループアンテナの素子から放射される磁束線が前記凹面に対して垂直に放射されることを特徴とするＩＣカードリーダライタ用アンテナ。 An antenna used for an IC card reader / writer device that transmits and receives an IC card held at various angles,
A loop antenna element having a conical concave surface and having a petal-like loop shape formed in an arc in the vicinity of the end portion is disposed along the conical concave surface, and is emitted from the loop antenna element. An antenna for an IC card reader / writer, wherein magnetic flux lines are radiated perpendicularly to the concave surface.
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