JP2007141009A - Non-contact ic card reader device - Google Patents
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Abstract
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カードリーダ装置には、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。そして、この筐体を壁面に埋め込んで取り付けるための取付け枠、前面を覆って保護する化粧パネル、およびこの化粧パネルを取付け枠に固定するためのベースを備えたものがある。 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, a control unit that performs modulation / demodulation of transmission / reception data, and controls the card reader, and a housing that stores these Have Then, there are those provided with a mounting frame for embedding and mounting the casing on a wall surface, a decorative panel that covers and protects the front surface, and a base for fixing the decorative panel to the mounting frame.
この従来のものは、取付け枠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が、ループアンテナは筐体内に格納されているので、ループアンテナのサイズもこれに伴って必然的に小さくなってしまう。 In this conventional device, the size of the housing has to be made relatively small with respect to the size of the mounting frame and the decorative panel, but since the loop antenna is stored in the housing, the size of the loop antenna is also limited to this. Along with that, it will inevitably become smaller.
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で構成されている場合には、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。 In addition, when the mounting frame is made of a conductor such as metal, an AC magnetic field generated from the loop antenna generates eddy currents that degrade antenna characteristics and shorten the reading distance of the IC card. There are also problems.
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が、この点からも、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。 Also, from the aesthetic point of view, the housing including the loop antenna is arranged behind the mounting frame in order to avoid protrusion from the wall surface. From this point also, the reading distance of the IC card is shortened. It has become.
ところで、従来の非接触ICカードリーダ装置においては、アンテナの位置関係を狂うことなく、安定的に維持するようにした技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 By the way, in the conventional non-contact IC card reader device, a technique has been proposed in which the positional relationship between the antennas is stably maintained without being distorted (see, for example, Patent Document 1).
すなわち、この特許文献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、この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手段を有している。取付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、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。 That is, the non-contact IC card reader device of Patent Document 1 transmits an electromagnetic wave from the transmission antenna and receives the electromagnetic wave transmitted from the non-contact IC card by the reception antenna. At least one of these antennas is a coil, and has an insulating substrate for holding the coil, and attachment means for fixing the coil to the substrate. The attachment means is for fixing the coil at a predetermined position of the substrate, and crosses the coil and engages with a through hole provided at the coil arrangement position of the substrate to fix the coil at the predetermined position.
また、従来、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)。すなわち、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取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することができるものの、この特許文献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すようにすることや、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といった技術については何ら記載されていない。 According to the non-contact IC card reader device of Patent Document 1, the antenna can be efficiently fixed. However, in Patent Document 1, in the non-contact IC card reader embedded in the wall surface, the antenna is put out as much as possible to the front. There is no description of a technique for extending the communicable distance from the wall surface to the IC card as much as possible, or increasing the antenna in order to increase the communication sensitivity and communicable distance.
また、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って読取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にすぎず、特許文献1と同様、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すとともに、アンテナのサイズを大きくするといった技術については何ら記載されていない。
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、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アンテナのサイズを大きくとることができて、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すことが可能であり、これによって良好なアンテナ特性を得ることができる非接触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 the size of the antenna can be made larger than that in the case where a loop antenna is configured in a housing as in the prior art. It is an object of the present invention to provide a non-contact IC card reader device that can extend the communicable distance to the card as much as possible, and thereby obtain good antenna characteristics.
上述のような目的を達成するために、本発明の請求項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と、送受信データの変復調を行う無線回路部と、前記本体制御部および前記無線回路部を格納する筐体と、ICカード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、前記筐体を壁に取り付けるための取付け枠と、該取付け枠の前面を覆う化粧パネルと、該化粧パネルを前記取付け枠に固定するためのベースとを有し、前記ICカード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、前記ループアンテナは、前記化粧パネルと一体となるように巻回された線状導体からなることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a non-contact IC card reader device according to claim 1 of the present invention includes a main body control unit that controls the operation of the entire card reader, and a wireless that performs modulation / demodulation of transmission / reception data. A circuit unit, a housing for storing the main body control unit and the wireless circuit unit, a loop antenna for generating an alternating magnetic field for communicating with an IC card, and an attachment frame for mounting the housing on a wall A non-contact IC card reader device having a decorative panel covering the front surface of the mounting frame and a base for fixing the decorative panel to the mounting frame, and performing non-contact communication with the IC card, The loop antenna includes a linear conductor wound so as to be integrated with the decorative panel.
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、前記化粧パネルには、その側面に巻付溝が形成され、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 winding groove is formed on a side surface of the decorative panel, and the linear shape is formed in the winding groove. A loop antenna is formed by winding a conductor.
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、筐体や取付け枠よりも前面に配置される化粧パネル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とともに、アンテナ巻付回数(ターン数)も多く確保することができる。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を得ることができ、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 claim 1 of the present invention, the linear conductor has a larger front dimension than the casing, and is integrated with the decorative panel disposed on the front side of the casing and the mounting frame. Since the loop antenna is configured by winding the loop antenna, the size of the loop antenna can be made larger than in the case where the loop antenna is configured in the casing as in the conventional case, and the number of times of winding the antenna (number of turns) is secured. be able to. For this reason, it is possible to obtain good antenna characteristics such as extending the communicable distance from the wall surface to the IC card as compared with the conventional case, and it is possible to improve the communication performance.
さらに、筐体や取付け枠を壁に取り付けたままでループアンテナを設けた化粧パネルを着脱することができるので、ループアンテナ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 decorative panel 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 loop antenna is facilitated and the maintainability is improved.
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、化粧パネルの側面に巻付溝が形成されているので、線状導体を化粧パネル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 invention of
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。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図、図3は同装置を構成する化粧パネルの平面図、図4は同装置を構成する筐体を示す断面図である。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 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 view showing a state in which the device is attached to a wall surface, and FIG. 3 shows the device. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a casing 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け枠6、この取付け枠6の前面を覆う化粧パネル8、およびこの化粧パネル8を取付け枠6に固定するためのベース7を備えている。
As shown in the figure, the non-contact IC card reader device 1 of the present embodiment includes a
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化粧パネル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、回路基板上に設けられて筐体5内に格納されている。無線回路部4はループアンテナ2と送受信するデータの変復調を行うものであり、これも本体制御部3と同様に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、前面が開放した有底の箱形をなし、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、取付け枠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
取付け枠6は、樹脂からなるもので、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、取付け枠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7は、合成樹脂からなるもので、その中央部には取付け枠6の外周縁に嵌合するための開口部7aが設けられ、前面に化粧パネル8の取付用の係合部7bを有する。また、ベース7は取付け枠6と係合して不用意に外れないように係止部(図示していない)を有している。
The
化粧パネル8の前面および後面の外側面には鍔部がそれぞれ形成され、前後の鍔部の間に巻付溝8aが形成されている。そして、この巻付溝8aに線状導体が複数回巻回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。
A collar portion is formed on each of the front and rear outer surfaces of the
そして、化粧パネル8は、樹脂からなるもので、ベース7の前面を覆って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。
The
このように、化粧パネル8の外側面に形成された巻付溝8a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。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。
Thus, since 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を取付け枠6の開口に嵌合する。そして、挿通穴9にねじ10を挿通し、取付け枠6を壁9に固定する。次いで、取付け枠6にベース7を固定する。さらに、このベース7の前面に、予めループアンテナ2を設けた化粧パネル8を固定する。そして、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に電気的に接続する。
In order to assemble the non-contact IC card reader device 1 of this embodiment, the
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8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、記録されている情報信号が発せられので、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が設けられた化粧パネル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や取付け枠6よりも前面に配置された化粧パネル8の外周の巻付溝8a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や取付け枠6を壁9に取り付けたままで化粧パネル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、線状導体を化粧パネル8の巻付溝8a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、化粧パネル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。いずれにしても、当然ではあるが、化粧パネル8に巻きつける線状導体は、巻回される隣巻きどうしが、線状導体の外表面に設けられる絶縁被覆を介して接するなどして、互いに絶縁されていて隣接導通を避けていることが必要である。
For example, in this example, the
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、取付け枠6、ベース7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8についても、本例では係合させてベース7に取り付けるとしているが、嵌合、ビス止め、粘着テープ等の手段でよい。
In this example, the connection between 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カードの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。
Furthermore, in the above-described embodiment, as an IC card, a type in which a counter electromotive force generated in an internal circuit by causing magnetic flux to reciprocate at 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 取付け枠
7 ベース
8 化粧パネル
8a 巻付溝
9 壁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Non-contact IC
Claims (2)
前記ループアンテナは、前記化粧パネルと一体となるように巻回された線状導体からなることを特徴とする非接触ICカードリーダ装置。 A main body control unit that controls the operation of the entire card reader, a wireless circuit unit that modulates and demodulates transmission / reception data, a housing that stores the main body control unit and the wireless circuit unit, and an alternating current for communication with the IC card A loop antenna that generates a magnetic field; a mounting frame for mounting the housing on a wall; a decorative panel that covers a front surface of the mounting frame; and a base for fixing the decorative panel to the mounting frame; A non-contact IC card reader device that performs non-contact communication with the IC card,
The non-contact IC card reader device, wherein the loop antenna comprises a linear conductor wound so as to be integrated with the decorative panel.
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