CN104321788B - 非接触式信息处理装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种能比较小型化且能抑制通信用天线所产生的磁场的强度被减弱的非接触式信息处理装置。以非接触方式与卡状介质进行信息通信的非接触式信息处理装置(1)包括：装配有形成为环状的通信用天线(6)和与通信用天线(6)电连接的信号处理电路部(7)的平板状的基板(2)；以及用于将装设非接触式信息处理装置(1)的上位装置与非接触式信息处理装置(1)电连接的连接器部件(3、4)。信号处理电路部(7)装配在基板(2)的比形成为环状的通信用天线(6)靠外周侧的位置，连接器部件(3、4)在比形成为环状的通信用天线(6)靠内周侧的位置以插入并连接于连接器部件(3、4)的第二连接器部件的插入方向与基板(2)的厚度方向大致平行的方式装配于基板(2)。

Description

非接触式信息处理装置
技术领域
本发明涉及一种以非接触方式与卡状介质进行信息通信的非接触式信息处理装置。
背景技术
以往，已知一种包括利用射频识别(RFID：Radio Frequency Identification)功能与外部的读写器进行信息通信的天线模块的信息终端(例如参照专利文献1)。专利文献1中记载的天线模块包括天线线圈和信号处理电路部。天线线圈形成为大致正方形的环状，且装配于形成为大致正方形的基板。信号处理电路部装配在基板的比形成为环状的天线线圈靠内周侧的位置。
在专利文献1中记载的天线模块中，在基板形成有用于将信息终端的电路与信号处理电路部电连接的连接片。该连接片形成为向大致正方形的基板的外周侧突出的带状。在连接片的末端形成有与信息终端的电路连接的端子部。并且，在基板安装有覆盖信号处理电路部的屏蔽部件。该屏蔽部件发挥降低天线线圈所产生的磁场对信号处理电路部带来的影响来防止信号处理电路部的错误动作等的功能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-236585公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1中记载的天线模块中，虽然在基板形成有向基板的外周侧突出的带状的连接片，但由于信号处理电路部装配在基板的比天线线圈靠内周侧的位置，因此能够使天线模块比较小型化。但是，在专利文献1中记载的天线模块中，装配在基板的比天线线圈靠内周侧的位置的信号处理电路部被屏蔽部件覆盖，屏蔽部件配置在比天线线圈靠内周侧的位置。因此，在该天线模块中，有可能由于因在天线线圈被励磁时在屏蔽部件产生的涡电流而引起的损失，导致天线线圈所产生的磁场被大幅减弱。
因此，本发明的课题为提供一种能够比较小型化且能够抑制通信用天线所产生的磁场的强度被减弱的非接触式信息处理装置。
用于解决课题的方法
为解决所述课题，本发明的非接触式信息处理装置以非接触方式与卡状介质进行信息的通信，所述非接触式信息处理装置的特征在于，包括：平板状的基板，在所述平板状的基板装配有形成为环状的通信用天线和与通信用天线电连接的信号处理电路部；以及连接器部件，所述连接器部件用于将装设非接触式信息处理装置的上位装置与非接触式信息处理装置电连接，信号处理电路部装配在基板的比形成为环状的通信用天线靠外周侧的位置，连接器部件在比形成为环状的通信用天线靠内周侧的位置以插入并连接于连接器部件的第二连接器部件的插入方向与基板的厚度方向大致平行的方式装配于基板。
在本发明的非接触式信息处理装置中，信号处理电路部装配在基板的比形成为环状的通信用天线靠外周侧的位置，但连接器部件装配在基板的比形成为环状的通信用天线靠内周侧的位置。因此，在本发明中，不必将用于装配连接器部件的区域设置在基板的比通信用天线靠外周侧的位置。例如，不必如专利文献1中记载的天线模块那样使连接片向基板的外周侧突出。因此，在本发明中，能够使基板比较小型化，其结果是，能够使非接触式信息处理装置比较小型化。
并且，在本发明的非接触式信息处理装置中，由于信号处理电路部装配在基板的比通信用天线靠外周侧的位置，因此不必在比通信用天线靠内周侧的位置配置屏蔽用部件，或能够使配置在比通信用天线靠内周侧的位置的屏蔽用部件缩小。因此，在本发明中，能够抑制通信用天线所产生的磁场的强度由于屏蔽用部件而被减弱。并且，在专利文献1中记载的天线模块中，由于容易因屏蔽部件而使天线模块产生较大的特性变动，因此需要对天线模块进行事前考虑到该特性变动的调整等，但在本发明的非接触式信息处理装置中，能够降低由于屏蔽用部件而产生的非接触式信息处理装置的特性变动量，其结果是，能够降低非接触式信息处理装置的特性变动调整等的负担。
并且，在本发明的非接触式信息处理装置中，由于连接器部件以插入并连接于连接器部件的第二连接器部件的插入方向与基板的厚度方向大致平行的方式装配于基板，因此能够防止从第二连接器部件引出的配线以穿过通信用天线的方式配置。因此，在本发明中，能够降低从第二连接器部件引出的配线对通信用天线所产生的磁场带来的影响。并且，能够降低通信用天线所产生的磁场对从第二连接器部件引出的配线带来的影响。
在本发明中，优选在基板装配有将信号处理电路部与连接器部件电连接的连接图案，在从基板的厚度方向观察时，连接图案以与通信用天线大致正交的方式穿过通信用天线。若如此构成，则能够降低连接图案对通信用天线所产生的磁场带来的影响，并且能够降低通信用天线所产生的磁场对连接图案带来的影响。
在本发明中，优选在基板装配有传输在非接触式信息处理装置与卡状介质之间通信的信号数据的信号图案，以作为将信号处理电路部与连接器部件电连接的连接图案，并且至少在比通信用天线靠内周侧的位置装配有覆盖信号图案的网眼状的屏蔽图案。若如此构成，则能够通过屏蔽图案防止由于通信用天线所产生的磁场引起的干扰载于通过信号图案传输的信号数据中。具体地说，能够通过屏蔽图案防止通信用天线所产生的磁场所包含的载波以及由于载波而引起的干扰载于通过信号图案传输的信号数据中。并且，若如此构成，则由于屏蔽图案形成为网眼状，因此能够增强屏蔽图案的电阻。因此，即使屏蔽图案配置在比通信用天线靠内周侧的位置，也能够降低在屏蔽图案产生的涡电流的强度，从而降低由于该涡电流而产生的损失。其结果是，即使屏蔽图案配置在比通信用天线靠内周侧的位置，也能够抑制通信用天线所产生的磁场的强度由于屏蔽图案而被减弱。
在本发明中，例如屏蔽图案通过直线状的多个直线状图案相互交叉而形成为网眼状，直线状图案的宽度与信号图案的宽度大致相等。
在本发明中，非接触式信息处理装置例如包括安装安全应用模块芯片的安全应用模块插座，安全应用模块插座装配在基板的比形成为环状的通信用天线靠内周侧的位置。此时，即使在安全应用模块插座装配于基板的情况下，也不必将用于装配安全应用模块插座的区域设置在基板的比通信用天线靠外周侧的位置。因此，即使在安全应用模块插座装配于基板的情况下，也能够使基板小型化。
发明效果
如以上所述，在本发明中，能够使非接触式信息处理装置比较小型化，并且能够抑制通信用天线(例如形成为环状的通信用天线)所产生的磁场的强度被减弱。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式所涉及的非接触式信息处理装置的表面侧的图。
图2是示出图1所示的非接触式信息处理装置的背面侧的图。
图3是用于说明图2所示的屏蔽图案的结构的放大图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(非接触式信息处理装置的结构)
图1是示出本发明的实施方式所涉及的非接触式信息处理装置1的表面侧的图。图2是示出图1所示的非接触式信息处理装置1的背面侧的图。图3是用于说明图2所示的屏蔽图案12的结构的放大图。
本方式的非接触式信息处理装置1是用于以非接触方式与作为卡状介质的非接触式IC卡(省略图示)进行信息通信的非接触式IC读卡器，例如装设在自动提款机(ATM：Automated Teller Machine)等指定的上位装置而使用。该非接触式信息处理装置1包括基板2、用于将非接触式信息处理装置1与上位装置电连接的连接器部件3、4、以及安装有安全应用模块(SAM：Secure Application Module)芯片(省略图示)的安全应用模块插座5。并且，非接触式信息处理装置1以基板2的表面侧的面(正面)2a和在上位装置中处理的IC卡对置的方式装设于上位装置。该非接触式信息处理装置1依照ISO/IEC14443的规格而设计。
基板2是环氧玻璃基板等刚性基板，其形成为大致长方形的平板状。并且，基板2是多个导体层与绝缘层交替层叠而成的多层基板。在基板2装配有用于与非接触式的IC卡进行通信的通信用天线6以及与通信用天线6电连接的信号处理电路部7。
通信用天线6形成为环状。具体地说，通信用天线6形成为圆环状。信号处理电路部7包括用于对在非接触式信息处理装置1与IC卡之间通信的信息进行处理的各种电子部件(省略图示)。具体地说，信号处理电路部7包括IC芯片等电子部件。并且，信号处理电路部7包括连接电子部件之间的各种图案，各种图案装配于基板2。构成信号处理电路部7的各种电子部件装配在基板2的正面2a和背面2b这两面。并且，信号处理电路部7(更具体地说，构成信号处理电路部7的各种电子部件和图案)装配在基板2的比形成为圆环状的通信用天线6靠外周侧的位置。另外，信号处理电路部7被省略图示的屏蔽部件覆盖。但是，信号处理电路部7也可以不被屏蔽部件覆盖。
连接器部件3是向非接触式信息处理装置1供电的电源用连接器，例如是阳式连接器。连接器部件4是用于在信号处理电路部7与上位装置之间收发信号数据的通信用连接器，例如是通用串行总线(USB：Universal Serial Bus)连接器。并且，连接器部件4例如是阳式连接器。
连接器部件3、4装配在基板2的背面2b。并且，连接器部件3、4装配在基板2的比形成为圆环状的通信用天线6靠内周侧的位置。在本方式中，如后所述，在比通信用天线6靠内周侧的中心位置装配有安全应用模块插座5，连接器部件3、4以与安全应用模块插座5相邻的方式装配。并且，连接器部件3、4以插入并连接于连接器部件3、4的作为第二连接器部件的阴式连接器(省略图示)的插入方向与基板2的厚度方向大致平行的方式(与图2的纸面垂直方向大致平行的方式)装配于基板2。从插入并连接于连接器部件3、4的阴式连接器引出的配线与上位装置连接。在本方式中，该配线向基板2的厚度方向拉绕，在从基板2的厚度方向观察时，不穿过通信用天线6。
在基板2装配有将连接器部件3与信号处理电路部7电连接的连接图案10以及将连接器部件4与信号处理电路部7电连接的连接图案11。连接图案10是用于向信号处理电路部7供电的供电用图案。在本方式中，三个连接图案10装配于基板2。连接图案11是传输在非接触式信息处理装置1与IC卡之间通信的信号数据的信号图案。在本方式中，两个连接图案11装配于基板2。连接图案10、11形成于与通信用天线6不同的导体层，穿过通信用天线6。在本方式中，在从基板2的厚度方向观察时，连接图案10、11以与通信用天线6大致正交的方式穿过通信用天线6。另外，连接器部件4与信号处理电路部7还通过省略图示的供电用图案以及接地图案而电连接。
连接图案11的比通信用天线6靠内周侧的部分被装配于基板2的网眼状的屏蔽图案12覆盖。屏蔽图案12形成于与通信用天线6以及连接图案11不同的导体层。如图3所示，该屏蔽图案12通过直线状的多个直线状图案12a相互交叉而形成为网眼状。直线状图案12a的宽度W1与连接图案11的宽度W2大致相等。并且，两个连接图案11之间的间隔S大致固定，间隔S与宽度W2大致相等。并且，连接图案11的端部与屏蔽图案12的端部在与连接图案11的形成方向(图3的上下方向)正交的方向上的距离D是宽度W2的两倍左右。另外，距离D也可以是宽度W2的两倍以上。
安全应用模块插座5装配在基板2的背面2b。并且，安全应用模块插座5装配在基板2的比形成为圆环状的通信用天线6靠内周侧的位置。具体地说，安全应用模块插座5装配在比通信用天线6靠内周侧的中心位置。并且，安全应用模块插座5以插入到安全应用模块插座5的安全应用模块芯片的插入方向与基板2的厚度方向大致正交的方式装配于基板2。在基板2装配有将安全应用模块插座5与信号处理电路部7电连接的连接图案(省略图示)。该连接图案形成于与通信用天线6不同的导体层，在从基板2的厚度方向观察时，该连接图案以与通信用天线6大致正交的方式穿过通信用天线6。
另外，在本方式中，在非接触式信息处理装置1与IC卡之间进行信息的通信时，在非接触式信息处理装置1与安全应用模块芯片之间不进行信息的通信。即，在非接触式信息处理装置1与安全应用模块芯片之间进行信息的通信时，在非接触式信息处理装置1与IC卡之间不进行信息的通信。
(本方式的主要效果)
如以上说明，在本方式中，信号处理电路部7装配在基板2的比形成为圆环状的通信用天线6靠外周侧的位置，但连接器部件3、4装配在基板2的比通信用天线6靠内周侧的位置。因此，在本方式中，不必将用于装配连接器部件3、4的区域设置在基板2的比通信用天线6靠外周侧的位置。因此，在本方式中，能够使基板2比较小型化，其结果是，能够使非接触式信息处理装置1比较小型化。
并且，在本方式中，由于安全应用模块插座5装配在基板2的比通信用天线6靠内周侧的位置，因此即使在安全应用模块插座5装配于基板2的情况下，也不必将用于装配安全应用模块插座5的区域设置在基板2的比通信用天线6靠外周侧的位置。因此，在本方式中，即使将安全应用模块插座5装配于基板2，也能够使基板2小型化。
在本方式中，信号处理电路部7装配在基板2的比通信用天线6靠外周侧的位置，配置于比通信用天线6靠内周侧的位置的屏蔽用部件只有覆盖连接图案11的屏蔽图案12。因此，在本方式中，能够抑制通信用天线6所产生的磁场的强度由于屏蔽用部件而被减弱。特别是在本方式中，由于屏蔽图案12形成为网眼状，因此能够提高屏蔽图案12的电阻。因此，在本方式中，即使将屏蔽图案12配置在比通信用天线6靠内周侧的位置，也能够降低在屏蔽图案12产生的涡电流的强度，从而降低由于该涡电流而产生的损失。其结果是，在本方式中，即使将屏蔽图案12配置在比通信用天线6靠内周侧的位置，也能够抑制通信用天线6所产生的磁场的强度由于屏蔽图案12而被减弱。
在本方式中，连接器部件3、4以插入并连接于连接器部件3、4的阴式连接器的插入方向与基板2的厚度方向大致平行的方式装配于基板2，在从基板2的厚度方向观察时，从阴式连接器引出的配线不穿过通信用天线6。因此，在本方式中，能够降低从阴式连接器引出的配线对通信用天线6所产生的磁场带来的影响。并且，在本方式中，能够降低通信用天线6所产生的磁场对从阴式连接器引出的配线带来的影响。
在本方式中，在从基板2的厚度方向观察时，连接图案10、11以与通信用天线6大致正交的方式穿过通信用天线6。因此，在本方式中，能够降低连接图案10、11对通信用天线6所产生的磁场带来的影响，并且能够降低通信用天线6所产生的磁场对连接图案10、11带来的影响。
在本方式中，连接图案11被屏蔽图案12覆盖。因此，在本方式中，能够通过屏蔽图案12防止因通信用天线6所产生的磁场而引起的干扰或磁场所包含的载波以及因载波而产生的干扰载于通过连接图案11传输的信号数据中。特别是在本方式中，由于连接图案11的端部与屏蔽图案12的端部之间的距离D是连接图案11的宽度W2的两倍左右，因此能够通过屏蔽图案12防止因通信用天线6所产生的磁场而引起的干扰或磁场所包含的载波以及因载波而产生的干扰从屏蔽图案12的端部绕到连接图案11而载于通过连接图案11传输的信号数据中。
(其他实施方式)
上述方式是本发明的优选方式的一例，但不限定于此，在不变更本发明的要旨的范围内能够进行各种变形。
在上述方式中，通信用天线6形成为圆环状。除此之外，例如通信用天线6既可以形成为四角环状或六角环状等多角环状，也可以形成为椭圆环状等。并且，在上述方式中，连接器部件3、4装配在基板2的比通信用天线6靠内周侧的位置，但也可以只将连接器部件3和连接器部件4中的一者装配在基板2的比通信用天线6靠内周侧的位置，且将连接器部件3和连接器部件4中的另一者装配在基板2的比通信用天线6靠外周侧的位置。在连接器部件4装配在基板2的比通信用天线6靠外周侧的位置时，在比通信用天线6靠内周侧的位置不形成屏蔽图案12。因此，此时能够有效地抑制通信用天线6所产生的磁场的强度被减弱。
在上述方式中，在从基板2的厚度方向观察时，连接图案10、11以与通信用天线6大致正交的方式穿过通信用天线6。除此之外，例如在从基板2的厚度方向观察时，连接图案10、11也可以以相对于与通信用天线6大致正交的方向倾斜的方式穿过通信用天线6。并且，在上述方式中，在基板2装配有安全应用模块插座5，但也可以在基板2不装配安全应用模块插座5。此时，优选在比通信用天线6靠内周侧的中心位置装配连接器部件3、4。
在上述方式中，屏蔽图案12的直线状图案12a的宽度W1与连接图案11的宽度W2大致相等，但宽度W1既可以比宽度W2宽，也可以比宽度W2窄。并且，在上述方式中，屏蔽图案12形成为具有间隙的网眼状，但屏蔽图案12也可以形成为没有间隙的带状。并且，在上述方式中，连接图案11的比通信用天线6靠内周侧的部分被屏蔽图案12覆盖，但也可以使连接图案11整体被屏蔽图案12覆盖。
[符号说明]
1 非接触式信息处理装置
2 基板
3、4 连接器部件
5 安全应用模块插座
6 通信用天线
7 信号处理电路部
10 连接图案
11 连接图案(信号图案)
12 屏蔽图案
12a 直线状图案
W1 直线状图案的宽度
W2 连接图案的宽度(信号图案的宽度)

Claims (5)

1.一种非接触式信息处理装置，其以非接触方式与卡状介质进行信息的通信，所述非接触式信息处理装置的特征在于，包括：
平板状的基板，在所述平板状的基板装配有形成为环状的通信用天线和与所述通信用天线电连接的信号处理电路部；以及
连接器部件，所述连接器部件用于将装设所述非接触式信息处理装置的上位装置与所述非接触式信息处理装置电连接，
所述信号处理电路部装配在所述基板的比形成为环状的所述通信用天线靠外周侧的位置，
所述连接器部件在比形成为环状的所述通信用天线靠内周侧的位置以插入并连接于所述连接器部件的第二连接器部件的插入方向与所述基板的厚度方向大致平行的方式装配于所述基板。
2.根据权利要求1所述的非接触式信息处理装置，其特征在于，
在所述基板装配有将所述信号处理电路部与所述连接器部件电连接的连接图案，
在从所述基板的厚度方向观察时，所述连接图案以与所述通信用天线大致正交的方式穿过所述通信用天线。
3.根据权利要求1所述的非接触式信息处理装置，其特征在于，
在所述基板装配有传输在所述非接触式信息处理装置与所述卡状介质之间通信的信号数据的信号图案，以作为将所述信号处理电路部与所述连接器部件电连接的连接图案，并且至少在比所述通信用天线靠内周侧的位置装配有覆盖所述信号图案的网眼状的屏蔽图案。
4.根据权利要求3所述的非接触式信息处理装置，其特征在于，
所述屏蔽图案通过直线状的多个直线状图案相互交叉而形成为网眼状，
所述直线状图案的宽度与所述信号图案的宽度相等。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的非接触式信息处理装置，其特征在于，
所述非接触式信息处理装置包括安装安全应用模块芯片的安全应用模块插座，
所述安全应用模块插座装配在所述基板的比形成为环状的所述通信用天线靠内周侧的位置。
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