JP2002246830A - Antenna system and non-contact ic card reader/writer device - Google Patents
Antenna system and non-contact ic card reader/writer deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナ装置及び
非接触ICカードリーダライタ装置に関する。The present invention relates to an antenna device and a non-contact IC card reader / writer device.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種の非接触ICカードリーダライタ
装置(以下、カードリーダという)はアンテナを有する
とともに、このアンテナを介して非接触ICカード(以
下、ICカードという)と電磁波を用いた通信を行うよ
うにしている。この場合、カードリーダはICカードと
の通信に先立ちICカードに対し前記電磁波の送信に基
づく電磁誘導によって電力を供給する。電力供給された
ICカードは、起動された後、カードリーダとデータ通
信を行い、内部のメモリへのデータの書き込みやメモリ
からのデータの読み出しを行うようにしている。2. Description of the Related Art A non-contact type IC card reader / writer (hereinafter referred to as a card reader) has an antenna, and communicates with the non-contact type IC card (hereinafter referred to as an IC card) through the antenna using electromagnetic waves. To do. In this case, the card reader supplies power to the IC card by electromagnetic induction based on the transmission of the electromagnetic wave before communication with the IC card. After being activated, the IC card supplied with power performs data communication with a card reader to write data to an internal memory and read data from the memory.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このようなカードリー
ダのアンテナとして、従来は図5(a)に示すようなラ
ウンドスパイラル形状のアンテナコイルL1を用いてい
る。こうした図5(a)に示すアンテナコイルL1の形
成面上にICカードが載置されると、通電に基づきアン
テナコイルL1から発生する磁界によりICカードの図
示しないアンテナが前述のように電磁誘導される。従来
は、カードリーダとICカード間の通信距離を長くする
ために、アンテナコイルL1の外径(R1+R2)を大
きくするようにしている。Conventionally, a round spiral antenna coil L1 as shown in FIG. 5A is used as an antenna of such a card reader. When the IC card is placed on the surface on which the antenna coil L1 is formed as shown in FIG. 5A, an antenna (not shown) of the IC card is electromagnetically induced as described above by a magnetic field generated from the antenna coil L1 due to energization. You. Conventionally, the outer diameter (R1 + R2) of the antenna coil L1 is increased to increase the communication distance between the card reader and the IC card.
【0004】しかし、アンテナコイルL1の外径を大き
くしていった場合、アンテナコイルL1の形成面をXY
軸とすると、この面と直交するZ軸上の磁界強度は、ア
ンテナコイルL1が実際に形成された形成部分(図5
(a)の部分A,B)と、アンテナコイルL1が形成さ
れない非形成部分(図5(a)の中心点Oの部分)とで
異なった磁界強度となる。即ち、図5(b)に示すよう
に、アンテナコイルL1の実際の形成面A,Bと直交す
るZ軸上の磁界強度がH2であるのに対し、アンテナコ
イルL1の非形成部分である中心点Oの位置面と直交す
るZ軸(中心軸)上の磁界強度は前記H2より小さいH
1となる。この中心軸上の磁界強度H1は、アンテナコ
イルL1の外径を大きくすればするほど小さくなり、こ
の結果、図5(c)のグラフに示すように、中心点Oを
通りこれと直交する中心軸上では、ICカードとの間の
通信可能距離がますます短くなって、ICカードと通信
を行う場合に安定した長距離通信ができないという課題
があった。However, when the outer diameter of the antenna coil L1 is increased, the surface on which the antenna coil L1 is formed is changed to XY.
Assuming that the axis is the axis, the magnetic field strength on the Z axis orthogonal to this plane depends on the portion where the antenna coil L1 is actually formed (FIG. 5).
The magnetic field intensities are different between the portions A and B in FIG. 5A and the non-formed portion where the antenna coil L1 is not formed (the portion at the center point O in FIG. 5A). That is, as shown in FIG. 5B, while the magnetic field strength on the Z axis orthogonal to the actual forming surfaces A and B of the antenna coil L1 is H2, the center which is the portion where the antenna coil L1 is not formed is H2. The magnetic field strength on the Z axis (central axis) orthogonal to the position plane of the point O is smaller than H2 above H2.
It becomes 1. The magnetic field strength H1 on the central axis decreases as the outer diameter of the antenna coil L1 increases, and as a result, as shown in the graph of FIG. On the axis, there has been a problem that the communicable distance with the IC card has become shorter and shorter, and stable long distance communication cannot be performed when communicating with the IC card.
【0005】したがって、本発明は、カードリーダのア
ンテナ外径を大きくしてカードリーダとICカード間の
通信距離を長くしカードリーダとICカード間で長距離
通信を行う場合に、カードリーダとICカード間の安定
した長距離通信を可能にすることを目的とする。Accordingly, the present invention provides a card reader and an IC card that can be used for long-distance communication between the card reader and the IC card by increasing the outer diameter of the antenna of the card reader and increasing the communication distance between the card reader and the IC card. An object is to enable stable long-distance communication between cards.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明のアンテナ装置は、アンテナ基板上に一
点を中心としてループ状に形成されるとともに一端が容
量素子の一端に接続され通電に基づき磁界を発生する第
1のアンテナコイルと、アンテナ基板上に前記一点を中
心としてループ状に形成され、一端が第1のアンテナコ
イルの他端に接続されかつ他端が容量素子の他端に接続
されて通電に基づき第1のアンテナコイルの磁界発生方
向と同一方向の磁界を発生するとともに、第1のアンテ
ナコイルの外径より小さい外径を有する第2のアンテナ
コイルとを設けたものである。In order to solve the above-mentioned problems, an antenna device according to the present invention is formed on an antenna substrate in a loop around one point, and has one end connected to one end of a capacitive element to be energized. A first antenna coil for generating a magnetic field based on the first antenna coil, the first antenna coil being formed in a loop around the one point on the antenna substrate, one end being connected to the other end of the first antenna coil, and the other end being the other end of the capacitive element And a second antenna coil having an outer diameter smaller than the outer diameter of the first antenna coil while generating a magnetic field in the same direction as the direction of the magnetic field of the first antenna coil based on energization. It is.
【0007】また、本発明は、アンテナ基板の表面にア
ンテナコイルが形成されたアンテナ形成部を有し、アン
テナ形成部のアンテナコイルから磁界を発生させてこの
アンテナ形成部に近接した非接触ICカードと通信を行
う非接触ICカードリーダライタ装置において、アンテ
ナ形成部に、アンテナ基板上に一点を中心としてループ
状に形成されるとともに一端が容量素子の一端に接続さ
れ通電に基づき磁界を発生する第1のアンテナコイル
と、アンテナ基板上に前記一点を中心としてループ状に
形成され、一端が第1のアンテナコイルの他端に接続さ
れかつ他端が容量素子の他端に接続されて通電に基づき
第1のアンテナコイルの磁界発生方向と同一方向の磁界
を発生するとともに、第1のアンテナコイルの外径より
小さい外径を有する第2のアンテナコイルとを設けたも
のである。Further, the present invention provides a non-contact IC card having an antenna forming portion having an antenna coil formed on a surface of an antenna substrate, generating a magnetic field from the antenna coil of the antenna forming portion, and approaching the antenna forming portion. In the non-contact IC card reader / writer device for communicating with the antenna, the antenna forming portion is formed in a loop shape around the antenna substrate at one point, and one end is connected to one end of the capacitive element to generate a magnetic field based on conduction. The first antenna coil is formed in a loop around the one point on the antenna substrate, and one end is connected to the other end of the first antenna coil and the other end is connected to the other end of the capacitive element. A magnetic field in the same direction as the magnetic field generation direction of the first antenna coil is generated, and has an outer diameter smaller than the outer diameter of the first antenna coil. It is provided with a and second antenna coils.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
して説明する。図3は本発明に係る非接触ICカードリ
ーダライタ装置の構成を示すブロック図である。図3に
おいて、非接触ICカードリーダライタ装置(以下、カ
ードリーダという)1は、このカードリーダ1の全体を
制御する制御部11と、変調回路12と、整合回路13
と、共振回路14と、復調回路15とから構成される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the non-contact IC card reader / writer device according to the present invention. In FIG. 3, a non-contact IC card reader / writer device (hereinafter, referred to as a card reader) 1 includes a control unit 11 for controlling the entire card reader 1, a modulation circuit 12, and a matching circuit 13
, A resonance circuit 14 and a demodulation circuit 15.
【0009】ここで、変調回路12は図示しない発振器
から発生するキャリアを制御部11から出力されるデー
タ信号SDの値に応じて変調し整合回路13へ出力する
ものである。整合回路13は、変調回路12からの出力
信号を入力して共振回路14へ出力するとともに、この
出力信号が共振回路14から効率良く後述のICカード
へ伝達できるように共振回路14との間でインピーダン
スの整合をとるものである。Here, the modulation circuit 12 modulates a carrier generated from an oscillator (not shown) according to the value of the data signal SD output from the control section 11 and outputs the modulated signal to the matching circuit 13. The matching circuit 13 receives an output signal from the modulation circuit 12 and outputs the signal to the resonance circuit 14, and transmits the output signal to the resonance circuit 14 so that the output signal can be efficiently transmitted from the resonance circuit 14 to an IC card described later. The impedance matching is performed.
【0010】共振回路14は、誘導素子であるアンテナ
コイルL1と容量素子Cとが並列に接続され、整合回路
13を介し変調回路12から変調信号が与えられると共
振を開始してアンテナコイルL1から電波信号を発生
し、このアンテナコイルL1と電磁結合したICカード
へ送信するものである。復調回路15は、前記電波信号
の送信に対してICカードから返送される変調信号を入
力すると、この変調信号を復調してデータを抽出し制御
部11に受信データRDとして出力するものである。The resonance circuit 14 is configured such that an antenna coil L1 as an inductive element and a capacitance element C are connected in parallel, and when a modulation signal is given from the modulation circuit 12 via a matching circuit 13, resonance starts and the resonance coil 14 A radio signal is generated and transmitted to an IC card electromagnetically coupled to the antenna coil L1. The demodulation circuit 15 receives a modulation signal returned from the IC card in response to the transmission of the radio signal, demodulates the modulation signal, extracts data, and outputs the data to the control unit 11 as reception data RD.
【0011】カードリーダ1内の制御部11は、図示し
ない上位装置と接続され、上位装置とデータ通信を行う
ことにより、上位装置からの受信データをICカードに
記録させるとともに、ICカードから読み出したデータ
を上位装置へ送信するものである。The control unit 11 in the card reader 1 is connected to a higher-level device (not shown), and performs data communication with the higher-level device so that data received from the higher-level device is recorded on the IC card and read from the IC card. This is for transmitting data to a host device.
【0012】図4は、カードリーダ1と電磁結合する前
記ICカードの構成を示すブロック図である。図4にお
いて、ICカード2は、アンテナコイルL2と、無線イ
ンタフェース21と、CPUなどの制御回路22と、I
Cカード固有のID及び情報が記憶されるメモリ23と
を有する。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the IC card which is electromagnetically coupled with the card reader 1. As shown in FIG. In FIG. 4, the IC card 2 includes an antenna coil L2, a wireless interface 21, a control circuit 22 such as a CPU,
A memory 23 for storing an ID and information unique to the C card.
【0013】ICカード2の無線インタフェース21
は、カードリーダ1のアンテナコイルL1とICカード
2のアンテナコイルL2とが電磁結合すると、カードリ
ーダ1からの前記電波信号により電力POWER を生成して
制御回路22及びメモリ23に供給するとともに、クロ
ック信号CLK を生成して制御回路22に与え、かつ電波
信号の中からデータDATAを抽出して制御回路22へ出力
するものである。ICカード2の制御回路22は、無線
インタフェース21からの電力POWER が供給されると、
クロック信号CLK に同期して無線インタフェース21か
らのデータDATAを読み込み、このデータDATAがメモリ2
3に対する書き込みデータの場合はメモリ23に記録す
る一方、前記データDATAがメモリ23のデータを読み取
るコマンドデータの場合はメモリ23内のデータを読み
取って無線インタフェース21へ出力するものである。The wireless interface 21 of the IC card 2
When the antenna coil L1 of the card reader 1 and the antenna coil L2 of the IC card 2 are electromagnetically coupled, power is generated based on the radio signal from the card reader 1 and supplied to the control circuit 22 and the memory 23, and the clock is generated. A signal CLK is generated and supplied to the control circuit 22, and data DATA is extracted from the radio signal and output to the control circuit 22. When the power POWER from the wireless interface 21 is supplied, the control circuit 22 of the IC card 2
Data DATA from the wireless interface 21 is read in synchronization with the clock signal CLK, and the data DATA is stored in the memory 2.
3 is recorded in the memory 23 while the data DATA is command data for reading data in the memory 23, the data in the memory 23 is read and output to the wireless interface 21.
【0014】図3及び図4を用い、カードリーダ1及び
ICカード2の動作を詳細に説明する。カードリーダ1
の制御部11は、上位装置からICカードに対するデー
タを受信すると、このデータSDを変調回路12へ出力
する。変調回路12は、制御部11からのデータSDを
入力すると、不図示の発振器からの前記キャリアを、入
力データSDの値に応じて振幅偏移変調し、整合回路1
3及び共振回路14を介して電波信号として送信させ
る。The operations of the card reader 1 and the IC card 2 will be described in detail with reference to FIGS. Card reader 1
When receiving the data for the IC card from the host device, the control unit 11 outputs the data SD to the modulation circuit 12. Upon receiving the data SD from the control unit 11, the modulation circuit 12 performs amplitude shift modulation on the carrier from an oscillator (not shown) according to the value of the input data SD, and
3 and a radio signal via the resonance circuit 14.
【0015】ICカード2の無線インタフェース21で
は、アンテナコイルL2を介してカードリーダ1からの
電波信号を受信すると、前述したように電力POWER を制
御回路22に供給し起動するとともに、この電波信号の
中からデータDATA(即ち、データSD)を抽出し、起動
された制御回路22へ出力する。ここで、制御回路22
は、カードリーダ1からの受信データDATAがメモリ23
に対する書き込みデータの場合はこのデータをメモリ2
3に記録する。また、前記データDATAがメモリ23のデ
ータを読み取るコマンドデータの場合は前述のクロック
信号CLK に同期してメモリ23内のデータを順次読み取
り、無線インタフェース21側へ出力する。When the radio interface 21 of the IC card 2 receives a radio signal from the card reader 1 via the antenna coil L2, it supplies the power POWER to the control circuit 22 as described above, activates the signal, and activates the radio signal. Data DATA (that is, data SD) is extracted from the data and output to the activated control circuit 22. Here, the control circuit 22
Means that the data received from the card reader 1 is stored in the memory 23
In the case of write data to
Record in 3. If the data DATA is command data for reading the data in the memory 23, the data in the memory 23 is sequentially read in synchronization with the above-mentioned clock signal CLK and output to the wireless interface 21 side.
【0016】ICカード2のメモリ23から順次読み出
されたデータは、無線インタフェース21及びアンテナ
コイルL2を介してカードリーダ1側へ電波信号として
送信される。カードリーダ1の共振回路14は、ICカ
ード2からの電波信号を受信するとこの電波信号を変調
信号として復調回路15に出力する。復調回路15は、
この変調信号を復調することにより変調信号の中からデ
ータを抽出し、抽出したICカード2のメモリ23のデ
ータRDを制御部11へ出力する。制御部11は、復調
回路15からのデータRDを入力すると、このデータR
Dを上位装置へ送信する。このようにして、カードリー
ダ1は、ICカード2に対してデータの書き込みを行う
ことができ、かつICカード2に書き込まれたデータを
読み出すことができる。Data sequentially read from the memory 23 of the IC card 2 is transmitted as a radio signal to the card reader 1 via the radio interface 21 and the antenna coil L2. When receiving the radio signal from the IC card 2, the resonance circuit 14 of the card reader 1 outputs this radio signal to the demodulation circuit 15 as a modulation signal. The demodulation circuit 15
By demodulating the modulated signal, data is extracted from the modulated signal, and the extracted data RD in the memory 23 of the IC card 2 is output to the control unit 11. When the control unit 11 receives the data RD from the demodulation circuit 15, the data R
D is transmitted to the host device. In this manner, the card reader 1 can write data to the IC card 2 and read data written to the IC card 2.
【0017】図1は、カードリーダ1のアンテナ基板1
4A上のアンテナコイルL1の形成状況を示す図であ
る。アンテナ基板14A上には、図1に示すように、中
心点Oを中心として外径(R1+R2)を有するラウン
ドスパイラル形状の第1のアンテナコイルL1Aが形成
されるとともに、中心点Oを中心として第1のアンテナ
コイルL1Aより外径の小さい外径(R3+R4)のラ
ウンドスパイラル形状の第2のアンテナコイルL1Bが
形成される。FIG. 1 shows an antenna substrate 1 of a card reader 1.
It is a figure showing the formation situation of antenna coil L1 on 4A. As shown in FIG. 1, a first antenna coil L1A having a round spiral shape having an outer diameter (R1 + R2) about the center point O is formed on the antenna substrate 14A. A second antenna coil L1B having a round spiral shape with an outer diameter (R3 + R4) smaller than the outer diameter of the first antenna coil L1A is formed.
【0018】ここで、第1のアンテナコイルL1Aと第
2のアンテナコイルL1Bとを直列接続し、図3に示す
容量素子Cに並列に接続するようにする。即ち、第1の
アンテナコイルL1Aの一端T1を図3に示す容量素子
Cの一端に接続し、第1のアンテナコイルL1Aの他端
を第2のアンテナコイルL1Bの一端に接続する。そし
て、第2のアンテナコイルL1Bの他端T2を図3の容
量素子Cの他端に接続する。これにより、第1のアンテ
ナコイルL1Aの通電方向が反時計回りの方向であれば
第2のアンテナコイルL1Bの通電方向も反時計回りの
方向となる一方、第2のアンテナコイルL1Bの通電方
向が時計回りの方向であれば、第1のアンテナコイルL
1Aの通電方向も時計回りの方向となり、両者の通電方
向は同一方向となる。したがって、両者は通電により同
一方向に磁界を発生する。Here, the first antenna coil L1A and the second antenna coil L1B are connected in series, and are connected in parallel to the capacitive element C shown in FIG. That is, one end T1 of the first antenna coil L1A is connected to one end of the capacitive element C shown in FIG. 3, and the other end of the first antenna coil L1A is connected to one end of the second antenna coil L1B. Then, the other end T2 of the second antenna coil L1B is connected to the other end of the capacitive element C in FIG. Accordingly, if the energizing direction of the first antenna coil L1A is counterclockwise, the energizing direction of the second antenna coil L1B is also counterclockwise, while the energizing direction of the second antenna coil L1B is In the clockwise direction, the first antenna coil L
The energizing direction of 1A is also a clockwise direction, and the energizing directions of both are the same direction. Therefore, both generate a magnetic field in the same direction by energization.
【0019】一般に、カードリーダ1とICカード2間
の通信形態として密着型、近接型及び近傍型があり、カ
ードリーダ1とICカード2間の通信距離は、密着型の
場合は最大数cm、近接型では最大10cm、近傍型で
は最大70cmとそれぞれISOにより定義されてい
る。本カードリーダ1では、近傍型の通信形態でICカ
ードと通信を行うものであり、アンテナコイルL1の外
径を大きくしてICカード2との間の距離が最大70c
mの場合でもICカードとの間の通信を可能にするもの
である。Generally, there are a contact type, a proximity type, and a proximity type as a communication form between the card reader 1 and the IC card 2. The communication distance between the card reader 1 and the IC card 2 is a maximum of several cm in the case of the contact type. The proximity type is defined by ISO at a maximum of 10 cm, and the proximity type is defined at a maximum of 70 cm by ISO. The card reader 1 communicates with an IC card in a proximity type communication mode. The outer diameter of the antenna coil L1 is increased so that the distance from the IC card 2 is up to 70c.
Even in the case of m, communication with the IC card is enabled.
【0020】図2は、カードリーダ1のアンテナ基板1
4A上に形成された前述のアンテナコイルL1により発
生する磁界の状況を示す図である。アンテナ基板14A
上には、前述したように、中心点Oを中心として外径
(R1+R2)を有するラウンドスパイラル形状の第1
のアンテナコイルL1Aが形成されるとともに、中心点
Oを中心として第1のアンテナコイルL1Aより外径の
小さい外径(R3+R4)のラウンドスパイラル形状の
第2のアンテナコイルL1Bが形成される。FIG. 2 shows an antenna substrate 1 of the card reader 1.
It is a figure showing the situation of the magnetic field generated by the above-mentioned antenna coil L1 formed on 4A. Antenna substrate 14A
As described above, the first round spiral shape having the outer diameter (R1 + R2) about the center point O is described above.
Is formed, and a second antenna coil L1B having a round spiral shape with an outer diameter (R3 + R4) smaller than the first antenna coil L1A around the center point O is formed.
【0021】ここで、前述の第1のアンテナコイルL1
Aのみが形成されていたとすると、第1のアンテナコイ
ルL1Aの形成面を図2(a)のようにXY軸からなる
XY面とした場合に、第1のアンテナコイルL1Aの実
際の形成面A,Bと直交するZ軸上の磁界強度が、図2
(b)のようにH2であるのに対し、アンテナコイルL
1の非形成部分である中心点Oの位置面と直交するZ軸
(中心軸)上の磁界強度は図2(b)の点線で示すよう
にH1となり、前記H2より小さい値となって、ICカ
ード2との間の通信可能距離が短くなる。したがって、
ICカード2との通信の際には通信エラーが発生し安定
した通信ができないことから、こうした長距離通信を行
う際には通信エラーが発生しないように通信速度を下げ
る必要がある。Here, the first antenna coil L1
Assuming that only the first antenna coil L1A is formed, when the formation surface of the first antenna coil L1A is an XY plane composed of XY axes as shown in FIG. , B, the magnetic field strength on the Z axis perpendicular to FIG.
In contrast to H2 as shown in FIG.
The magnetic field strength on the Z axis (central axis) orthogonal to the position plane of the center point O, which is a non-formed portion of 1, is H1 as shown by a dotted line in FIG. The communicable distance with the IC card 2 is reduced. Therefore,
Since a communication error occurs when communicating with the IC card 2 and stable communication cannot be performed, it is necessary to reduce the communication speed so that a communication error does not occur when performing such long-distance communication.
【0022】このため、本実施の形態では、前述したよ
うに、中心点Oを中心として、第1のアンテナコイルL
1Aの外径(R1+R2)より小さい外径(R3+R
4)を有し、かつ磁界の発生方向が第1のアンテナコイ
ルL1Aの磁界発生方向と同一方向となるラウンドスパ
イラル形状の第2のアンテナコイルL1Bを形成して、
第1のアンテナコイルL1Aと接続する。この第2のア
ンテナコイルL1Bの通電に基づく発生磁界により、中
心軸上の磁界強度を大きくすることができ、図2(b)
に示すように、第1のアンテナコイルL1Aの形成面
A,Bに対応する磁界強度H2とほぼ同等の磁界強度と
なる。この結果、第1のアンテナコイルL1Aの外径を
大きくしたとしても、図2(c)のグラフに示すよう
に、中心軸上でICカードとの間の通信可能距離が短く
なるようなことを防止でき、アンテナコイルL1の外径
を大きくしてICカードと長距離通信を行う場合に、通
信速度を下げることなく安定した長距離通信を行うこと
ができる。Therefore, in this embodiment, as described above, the first antenna coil L
Outer diameter (R3 + R) smaller than 1A outer diameter (R1 + R2)
4), and a second antenna coil L1B having a round spiral shape in which the direction of the magnetic field generation is the same as the direction of the magnetic field generation of the first antenna coil L1A,
Connect to the first antenna coil L1A. The magnetic field generated on the central axis can be increased by the generated magnetic field based on the energization of the second antenna coil L1B.
As shown in (1), the magnetic field intensity is substantially equal to the magnetic field intensity H2 corresponding to the formation surfaces A and B of the first antenna coil L1A. As a result, even if the outer diameter of the first antenna coil L1A is increased, as shown in the graph of FIG. 2C, the communicable distance with the IC card on the central axis is reduced. When performing long-distance communication with an IC card by increasing the outer diameter of the antenna coil L1, stable long-distance communication can be performed without lowering the communication speed.
【0023】なお、本実施の形態では、第1のアンテナ
コイルL1Aと第2のアンテナコイルL1Bの形状をラ
ウンドスパイラル形状に形成したが、円状または矩形状
の何れでも良く、ループ状に形成すれば良い。また、本
実施の形態では、第1のアンテナコイルL1Aと第2の
アンテナコイルL1Bを、ICカード2と非接触で通信
するカードリーダ1のアンテナ基板14Aに形成した
が、本発明はこれに限定されず、通信対象物と非接触で
通信する如何なる装置のアンテナに適用しても同等の効
果を奏する。In the present embodiment, the first antenna coil L1A and the second antenna coil L1B are formed in a round spiral shape, but may be formed in a circular or rectangular shape, and may be formed in a loop shape. Good. Further, in the present embodiment, the first antenna coil L1A and the second antenna coil L1B are formed on the antenna substrate 14A of the card reader 1 that communicates with the IC card 2 in a non-contact manner, but the present invention is not limited to this. However, the same effect can be obtained even if the present invention is applied to an antenna of any device that communicates with a communication target in a non-contact manner.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
ンテナ装置を、アンテナ基板上に中心点を中心としてル
ープ状に形成され通電に基づき磁界を発生する第1のア
ンテナコイルと、アンテナ基板上に前記中心点を中心と
してループ状に形成されかつ一端が第1のアンテナコイ
ルの一端に接続されて前記通電に基づき第1のアンテナ
コイルの磁界発生方向と同一方向の磁界を発生するとと
もに、第1のアンテナコイルの外径より小さい外径を有
する第2のアンテナコイルとにより構成するようにした
ので、第1のアンテナコイルの外径を大きくして長距離
通信を行う際には、前記中心点を通りこれと直交する中
心軸上の磁界強度を第2のアンテナコイルの発生磁界に
より大きくすることができ、したがってこの中心軸上の
通信可能距離が大となって安定した長距離通信が可能に
なる。As described above, according to the present invention, a first antenna coil is formed on an antenna substrate in a loop around a center point and generates a magnetic field based on energization. A loop is formed around the center point, and one end is connected to one end of the first antenna coil to generate a magnetic field in the same direction as the magnetic field generation direction of the first antenna coil based on the energization, The second antenna coil has an outer diameter smaller than the outer diameter of the first antenna coil. Therefore, when performing the long-distance communication by increasing the outer diameter of the first antenna coil, The magnetic field strength on the central axis passing through the central point and orthogonal thereto can be increased by the magnetic field generated by the second antenna coil, so that the communicable distance on this central axis is large. Become stable long-distance communication is possible.
【0025】また、アンテナ基板の表面にアンテナコイ
ルが形成されたアンテナ形成部を有し、アンテナ形成部
のアンテナコイルから磁界を発生させてこのアンテナ形
成部に近接したICカードと通信を行うカードリーダに
おいて、アンテナ形成部を、アンテナ基板上に中心点を
中心としてループ状に形成され通電に基づき磁界を発生
する第1のアンテナコイルと、アンテナ基板上に前記中
心点を中心としてループ状に形成されかつ一端が第1の
アンテナコイルの一端に接続されて前記通電に基づき第
1のアンテナコイルの磁界発生方向と同一方向の磁界を
発生するとともに、第1のアンテナコイルの外径より小
さい外径を有する第2のアンテナコイルとにより構成し
たので、カードリーダのアンテナ外径を大きくしてカー
ドリーダとICカード間の通信距離を長くしようとした
ときに前記中心軸上の磁界強度が小さくなるといった問
題を回避することができ、したがってこの中心軸上にお
けるカードリーダとICカード間の通信可能距離を長距
離にできることから、カードリーダとICカード間で安
定した長距離通信が可能になる。Also, a card reader having an antenna forming portion having an antenna coil formed on the surface of the antenna substrate and generating a magnetic field from the antenna coil of the antenna forming portion to communicate with an IC card close to the antenna forming portion. Wherein the antenna forming part is formed on the antenna substrate in a loop around the center point and generates a magnetic field based on energization, and a first antenna coil on the antenna substrate is formed in a loop around the center point. And one end is connected to one end of the first antenna coil to generate a magnetic field in the same direction as the magnetic field generation direction of the first antenna coil based on the energization, and to reduce the outer diameter smaller than the outer diameter of the first antenna coil. And the second antenna coil, the outer diameter of the antenna of the card reader is increased, and the card reader and the IC card are integrated. The problem that the strength of the magnetic field on the central axis decreases when the communication distance between the card reader and the IC card is reduced on the central axis can be avoided. Therefore, stable long-distance communication can be performed between the card reader and the IC card.
【図1】 本発明に係る非接触ICカードリーダライタ
装置のアンテナ基板上のアンテナコイルの形成状況を示
す図である。FIG. 1 is a diagram showing a state of formation of an antenna coil on an antenna substrate of a non-contact IC card reader / writer device according to the present invention.
【図2】 前記アンテナコイルの磁界の発生状況を示す
図である。FIG. 2 is a diagram showing a state of generation of a magnetic field of the antenna coil.
【図3】 非接触ICカードリーダライタ装置の構成を
示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a non-contact IC card reader / writer device.
【図4】 ICカードのブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of an IC card.
【図5】 従来のアンテナコイルの磁界の発生状況を示
す図である。FIG. 5 is a diagram showing a state of generation of a magnetic field of a conventional antenna coil.
1…非接触ICカードリーダライタ装置、2…ICカー
ド、11…制御部、12…変調回路、13…整合回路、
14…共振回路、14A…アンテナ基板、15…復調回
路、L1,L2…アンテナコイル、L1A…第1のアン
テナコイル、L1B…第2のアンテナコイル。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Non-contact IC card reader / writer device, 2 ... IC card, 11 ... Control part, 12 ... Modulation circuit, 13 ... Matching circuit,
14: resonance circuit, 14A: antenna board, 15: demodulation circuit, L1, L2: antenna coil, L1A: first antenna coil, L1B: second antenna coil.
Claims (2)
プ状に形成されるとともに一端が容量素子の一端に接続
され通電に基づき磁界を発生する第1のアンテナコイル
と、 前記アンテナ基板上に前記一点を中心としてループ状に
形成され、一端が前記第1のアンテナコイルの他端に接
続されかつ他端が前記容量素子の他端に接続されて前記
通電に基づき第1のアンテナコイルの磁界発生方向と同
一方向の磁界を発生するとともに、前記第1のアンテナ
コイルの外径より小さい外径を有する第2のアンテナコ
イルとを備えたことを特徴とするアンテナ装置。A first antenna coil that is formed in a loop shape around one point on the antenna substrate and that has one end connected to one end of a capacitive element and generates a magnetic field based on energization; and the one point on the antenna substrate. Is formed in a loop around the center, one end is connected to the other end of the first antenna coil, and the other end is connected to the other end of the capacitive element, and the magnetic field generation direction of the first antenna coil based on the energization And a second antenna coil having an outer diameter smaller than the outer diameter of the first antenna coil.
形成されたアンテナ形成部を有し、前記アンテナ形成部
のアンテナコイルから磁界を発生させてこのアンテナ形
成部に近接した非接触ICカードと通信を行う非接触I
Cカードリーダライタ装置において、 前記アンテナ形成部は、 アンテナ基板上に一点を中心としてループ状に形成され
るとともに一端が容量素子の一端に接続され通電に基づ
き磁界を発生する第1のアンテナコイルと、 前記アンテナ基板上に前記一点を中心としてループ状に
形成され、一端が前記第1のアンテナコイルの他端に接
続されかつ他端が前記容量素子の他端に接続されて前記
通電に基づき第1のアンテナコイルの磁界発生方向と同
一方向の磁界を発生するとともに、前記第1のアンテナ
コイルの外径より小さい外径を有する第2のアンテナコ
イルとを有することを特徴とする非接触ICカードリー
ダライタ装置。2. An antenna forming part having an antenna coil formed on a surface of an antenna substrate, wherein a magnetic field is generated from the antenna coil of the antenna forming part to communicate with a non-contact IC card close to the antenna forming part. Non-contact I performed
In the C card reader / writer device, the antenna forming portion is formed in a loop shape around one point on the antenna substrate, and has one end connected to one end of the capacitive element and generating a magnetic field based on energization. A first end connected to the other end of the first antenna coil, and the other end connected to the other end of the capacitive element, the first end being connected to the other end of the capacitive element; A non-contact IC card that generates a magnetic field in the same direction as the magnetic field generation direction of the first antenna coil and has a second antenna coil having an outer diameter smaller than the outer diameter of the first antenna coil. Reader / writer device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001043225A JP2002246830A (en) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | Antenna system and non-contact ic card reader/writer device |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=18905428
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Country | Link |
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- 2001-02-20 JP JP2001043225A patent/JP2002246830A/en active Pending
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