JP2016038786A - カードリーダ - Google Patents

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Abstract

【課題】スイッチ部の取付位置を変えたり、スイッチ部を新たに追加するなどの設計変更を容易に行う。【解決手段】ＩＣカードの情報を読み取るカードリーダ１０である。カードリーダ１０は；筺体と；前記筺体内に設けられ、前記ＩＣカードとの間で通信を行うための第１のアンテナと；前記第１のアンテナの通信範囲に入った前記ＩＣカードとの間で前記通信を行なって、前記ＩＣカードの有するメモリからデータを受け取る処理を少なくとも行なう制御部と；第２のアンテナを有するＲＦタグを備え、所定の条件が満たされたときに、前記ＲＦタグが前記第２のアンテナおよび第１のアンテナを介して前記制御部と通信することで、所定の機能を実現するスイッチとして機能するスイッチ部と；を備え；前記スイッチ部は、前記第１のアンテナのサイドローブの範囲内に設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣカードの情報を読み取るカードリーダに関する。
従来、オフィス、倉庫、病院などの施設への入退室に非接触型ＩＣカードを用いた入退室管理システムが知られている（例えば、特許文献１）。この入退室管理システムによれば、利用者は、扉付近に設置したカードリーダに非接触型ＩＣカードを近づけるだけで、無線交信によって即座に個人が識別され、電気錠が開錠して、入室が可能となる。
さらに、上記の入退室管理システムにおいて、カードリーダの正面に押しボタンスイッチを設けたものが知られている。押しボタンスイッチは、機能の向上を図るためのものであり、例えば、警備機器に連動する「警備」を指定するためのスイッチとして機能する。利用者は、押しボタンスイッチを押し、非接触型ＩＣカードを近づけることで、警備開始を指定することができる。
特開２００３−６５７８号公報
上記従来技術におけるカードリーダでは、押しボタンスイッチの取付位置を変えたり、押しボタンスイッチを新たに追加するなど、顧客毎のユーザビリティに対するニーズに答えるため、設計変更のカスタム対応が少なくない。この設計変更に際し、筺体構造やボタン用内部配線などを変更する必要があるが、それには筐体の強度、防水性、カード読取性能（読取距離や通信成功率）までも再設計を行う必要があり、設計変更が容易でないという課題があった。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
（１）本発明の一形態は、ＩＣカードの情報を読み取るカードリーダである。このカードリーダは；筺体と；前記筺体内に設けられ、前記ＩＣカードとの間で通信を行うための第１のアンテナと；前記第１のアンテナの通信範囲に入った前記ＩＣカードとの間で前記通信を行なって、前記ＩＣカードの有するメモリからデータを受け取る処理を少なくとも行なう制御部と；第２のアンテナを有するＲＦタグを備え、所定の条件が満たされたときに、前記ＲＦタグが前記第２のアンテナおよび第１のアンテナを介して前記制御部と通信することで、所定の機能を実現するスイッチとして機能するスイッチ部と；を備え；少なくとも前記第２のアンテナは、前記第１のアンテナのサイドローブの範囲内に設けられたことを特徴としている。
この形態のカードリーダによれば、第１のアンテナのメインローブを用いてＩＣカードとの間の通信が行われる。スイッチ部の備えるＲＦタグの第２のアンテナは、メインローブとは異なるサイドローブの範囲内に取り付けられることから、第２のアンテナを備えるスイッチ部を取り付けることによって、第１のアンテナによるＩＣカードの読み取り性能を低下させることがない。したがって、この形態のカードリーダによれば、ＩＣカードの読み取り性能を低下させることなく、スイッチ部と制御部との間を、ＲＦタグによる無線によってつなぐことができる。このことから、筺体にスイッチ部を取り付けるに際して、内部配線を変更することや、配線のために筺体に孔を開ける等の筺体構造を変更することが不要となり、スイッチ部の取付位置を変えたり、スイッチ部を新たに追加するなどの設計変更を容易に行うことができる。また、この形態のカードリーダによれば、第２のアンテナが第１のアンテナのサイドローブの範囲内に設けられていることから、筺体表面における、メインローブの範囲に形成されるＩＣカードの読取エリアの外側への第２のアンテナの取り付けが可能となる。押しボタンスイッチを有線にて制御部に接続する従来技術のカードリーダでは、上記の読取エリアの外側に配置されるのが通常であり、本形態のカードリーダでは、従来技術のカードリーダの押しボタンスイッチを前記スイッチ部に換えるだけで済む。したがって、本形態のカードリーダでは、既存の電子部品や基板の配置を再設計することなく、本形態のカードリーダの作成が可能となることから、より設計変更を容易とすることができる。また、この形態のカードリーダによれば、第１のアンテナによるＩＣカードの読み取り性能を低下させることがないことから、ユーザがＩＣカードをかざす際に、これまでとなんら使用感を変えることがない。すなわち、ユーザの使用感を変えずに設計変更が可能である。
（２）上記形態のカードリーダにおいて、前記第１のアンテナは、前記筐体の有する第１の面側の板部に向かい合って設けられ、少なくとも前記第２のアンテナは、前記第１の面における前記サイドローブの範囲内に設けられてもよい。この構成によれば、第１のアンテナが設けられる側の板部の面にスイッチ部を設けることが可能となる。
（３）上記形態のカードリーダにおいて、前記第１のアンテナは、前記筐体の有する第１の面側の板部に向かい合って設けられ、少なくとも前記第２のアンテナは、前記第１の面とは異なる、前記筐体の有する第２の面における前記サイドローブの範囲内に設けられてもよい。この構成によれば、第１の面はＩＣカードの読取面となり、この第１の面とは異なる第２の面にスイッチ部を配設できることから、スイッチ部の取り付け位置の自由度が高い。
（４）上記形態のカードリーダにおいて、少なくとも前記第２のアンテナは、当該カードリーダが設置される壁面における前記サイドローブの範囲内に設けられてもよい。この構成によれば、カードリーダが設置される壁面へスイッチ部を配設できることから、スイッチ部の取り付け位置の自由度が高い。
（５）上記形態のカードリーダにおいて、前記スイッチ部は、人によって操作されうる操作部を有し、前記操作部が操作されたときを、前記所定の条件が満たされたときと判断するようにしてもよい。この構成によれば、人によって操作されうる操作部を有するスイッチ部についての前記設計変更を容易に行うことができる。人によって操作されうる操作部は、カードリーダの目的や設置場所によって望ましいインタフェースへの要望（操作部の配置位置や個数など）が多様であるため、設計変更を容易に出来ることの利点は大きい。
（６）上記形態のカードリーダにおいて、前記スイッチ部は、前記所定の条件が満たされていないときに、前記第２のアンテナを非共振状態に維持し、前記所定の条件が満たされたときに、前記第１のアンテナからの作用を受けることによって前記第２のアンテナを共振状態に移行させるようにしてもよい。この構成によれば、所定の条件が満たされていないときには、第２アンテナは非共振状態に維持されることから、第２アンテナはどの位置に配設されてもＩＣカードの読み取りの際の障害とはならない。したがって、ＩＣカードに対する通信の確実性を損ねることがない。
（７）上記形態のカードリーダにおいて、前記スイッチ部は、前記第１のアンテナから送られてくる信号を前記第２のアンテナによって受信することによって発生する電力により、前記ＲＦタグを起動してもよい。この構成によれば、スイッチ部の内部に電源を設ける必要がないことから、スイッチ部をコンパクト化することができる。
（８）上記形態のカードリーダにおいて、前記筐体は、カバーを備え、前記スイッチ部は、前記カバーに取り付けられていてもよい。この構成によれば、スイッチ部の位置を変える設計変更が必要になったときに、カバーごと入れ替えることで、上記の設計変更を行うことができる。このために、設計変更の容易性をより高めることができる。
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能である。例えば、前記形態のカードリーダを含む警備システムで実現することができる。
本発明の第１実施形態としてのカードリーダを示す説明図である。 装置本体にＩＤカードを密着した状態のカードリーダの正面を示す説明図である。 押しボタンスイッチの内部構成を示す説明図である。 アンテナコイルがＯＮされた場合に実行されるＲＦタグとＩＣチップとの間の通信原理を示す説明図である。 装置本体のＩＣチップにおいて実行されるタグ情報読取処理を示すフローチャートである。 参考例の部分断面側面図である。 本発明の第２実施形態としてのカードリーダを示す部分断面側面図である。 本発明の第３実施形態としてのカードリーダを示す部分断面側面図である。 本発明の第４実施形態としてのカードリーダを示す部分断面側面図である。 本発明の第５実施形態としてのカードリーダが備える温度スイッチの内部構成を示す説明図である。
次に、本発明の実施形態を説明する。
Ａ．第１実施形態：
Ａ−１．全体構成：
図１は、本発明の第１実施形態としてのカードリーダを示す説明図である。図１（ａ）には正面図を示し、図１（ｂ）には部分断面側面図を示した。カードリーダ１０は、図示しないＩＤカードの情報を読み取るための装置であり、本実施形態では、例えばオフィスへの入退室を管理する入退室管理システムの一部を構成する。ＩＤカードは、オフィスの従業員が所持を義務付けられた個人認証用の非接触型ＩＣカードである。
図１に示すように、カードリーダ１０は、装置本体２０と、カバー４０と、押しボタンスイッチ５０とを備える。
装置本体２０は、正面側板部２０ａと側面側板部２０ｂと背面側板部２０ｃとからなる箱形状であり、背面側板部２０ｃを壁に接するようにして、オフィスの入退室ドアの近傍に取り付けられている。装置本体２０の内部には、ＩＣチップ２２が実装された回路基板２４と、回路基板２４に接続されたループアンテナ（アンテナコイル）２６とが備えられている。ＩＣチップ２２は、データを記憶するメモリと、ＣＰＵと、データの変復調等を行う無線部と有する。無線部に回路基板２４を介してループアンテナ２６が接続される。ループアンテナ２６は、正面側板部２０ａに向かい合って配置されている。なお、「向かい合って」とは、ループアンテナ２６のループ面が向かい合うことで、ループ面と正面側板部２０ａとは、平行もしくは略平行となるように配置される。また、平行もしくは略平行となる配置に換えて、ループ面と正面側板部２０ａとのなす角が１３５度から２２５度までの範囲内としてもよい。
カバー４０は、装置本体２０の正面側板部２０ａと側面側板部２０ｂの一部とを覆うように、装置本体２０に装着されている。カバー４０の正面４０ａに、ＩＤカード７０の読取エリアＲＡ（図１（ｂ））が形成される。読取エリアＲＡは、ループアンテナ２６の通信範囲に対応する領域であり、本実施形態では、正面側板部２０ａおける真ん中より下側に偏った部分に位置する。ループアンテナ２６の放射パターンは、メインローブＭＬとサイドローブＳＬとを含み、読取エリアＲＡは、メインローブＭＬの範囲と、サイドローブＳＬの範囲の一部と、を含む。なお、読取エリアＲＡは、便宜上に記したものであり、実際は真四角でもないし、読取可否の境界を厳密に区分するものでもない。また、本実施形態では、ループアンテナ２６のループ面と正面側板部２０ａとが、平行もしくは略平行となるように配置されているが、必ずしもこれらの配置に限る必要はなく、ループアンテナ２６は、正面側板部２０ａの付近に設けられて、正面側板部２０ａに対応したカバー４０の正面４０ａにＩＤカードの読取エリアＲＡを形成することができれば、いずれの配置とすることもできる。
Ａ−２．ＩＤカードの構成：
図２は、装置本体２０にＩＤカード７０を密着した状態のカードリーダ１０の正面を示す説明図である。ＩＤカード７０は、利用者によって入退室の際に、カードリーダ１０の読取エリアＲＡに密着または近接される。ＩＤカード７０としての非接触型ＩＣカードは、内部に、ＩＣチップ７２と、ＩＣチップ７２に接続されるアンテナコイル７４とを備える。カードリーダ１０は、ループアンテナ２６（図１）の通信範囲に入ったＩＤカード７０との間でループアンテナ２６およびアンテナコイル７４を介して通信を行い、ＩＤカード７０のＩＣチップ７２内のメモリからデータの読み出しを行う。なお、本実施形態では、ＩＤカード７０に対してはデータの読み出しだけを行う構成としたが、これに換えて、データの読み出しに加えて、ＩＣチップ７２内のメモリへのデータの書き込みを行う構成としてもよい。
上記読み出しを行うデータは、本実施形態では、個人を認証する認証データである。入退室管理システムは、カードリーダ１０によってＩＤカード７０から読み出した認証データが、予め登録された認証比較用データと一致するか否かを判定し、一致する場合に、オフィスへ入退室するドアの解錠を行う。
Ａ−３．押しボタンスイッチの構成：
図１に戻って、カードリーダ１０は、前述したように、押しボタンスイッチ５０を備える。押しボタンスイッチ５０は、カバー４０の正面４０ａにおけるループアンテナ２６のサイドローブＳＬの範囲内に、両面テープによって貼り付けられている。本実施形態では、サイドローブＳＬの範囲内として、読取エリアＲＡよりも上側のエリアに貼り付けられている。なお、押しボタンスイッチ５０は、両面テープに換えて、接着剤、ボルト止め等の他の手法によって取り付けられる構成としてもよい。押しボタンスイッチ５０は、本実施形態では、警備機器に連動する「警備」を指定するためのものである。
本実施形態において、装置本体２０の正面側板部２０ａと側面側板部２０ｂと背面側板部２０ｃとからなるケース部分に加えてカバー４０が、［発明の概要］の欄に記載した本発明の一形態における「筐体」に相当する。すなわち、装置本体２０のケース部分に他の部材が付設されているような場合には、本発明においては、その部材も筺体の一部に該当するものとする。なお、本実施形態では、カバー４０を備える構成としたが、これに換えて、カバー４０が装着されていない構成とし、押しボタンスイッチ５０を装置本体２０の正面側板部２０ａに直接取り付ける構成としてもよい。
図３は、押しボタンスイッチ５０の内部構成を示す説明図である。押しボタンスイッチ５０は、内部に、ＩＣチップ５２と、アンテナコイル５４と、スイッチ本体５６とを備える。
アンテナコイル５４は、平面内においてコイル状に巻回した面ループ状の形態であり、ＩＣチップ５２と接続されている。アンテナコイル５４は、棒状、パッチ状、スロット状、螺旋状、パターン状等の様々な形態のアンテナに換えることもできる。
ＩＣチップ５２は、ＣＰＵ５２ａ、メモリ５２ｂ、無線部５２ｃ、および電源整流部５２ｄ等を備える。無線部５２ｃは、復調を行う受信部と、変調を行う送信部とを有する。電源整流部５２ｄは、電磁誘導方式により発生した電力を整流する。ＣＰＵ５２ａは、復調・変調を制御する処理や、メモリ５２ｂからタグ情報を読み出す処理等を行う。メモリ５２ｂには、タグ情報として、個体を識別する識別データや、押しボタンスイッチであることを示す種別データ等が予め記憶されている。ＩＣチップ５２とアンテナコイル５４とによって、ＲＦタグ（radio frequency）５１が構成される。
スイッチ本体５６は、アンテナコイル５４の途中に組み込まれ、押しボタンスイッチ５０の有するボタン形状の操作部５８（図１（ａ））に対する利用者による押圧操作と連動して、アンテナコイル５４をＯＮ（回路が閉じた状態）したり、ＯＦＦ（回路が開いた状態）したりする。本実施形態では、スイッチ本体５６は、メンブレンスイッチとしたが、これに換えて、リードスイッチ、マイクロスイッチ、圧電スイッチ、メンブレンスイッチ以外の導電ゴムスイッチ等としてもよい。なお、押しボタンスイッチ５０は、初期状態ではアンテナコイル５４はＯＦＦに保たれており、押圧操作を行うとアンテナコイル５４はＯＮされる。なお、これに換えて、初期状態ではアンテナをＯＮに保ち、押圧操作を行うとアンテナコイル５４はＯＦＦされる構成としてもよい。また、スイッチ本体５６は、アンテナコイル５４の途中に組み込まれた構成に換えて、ＩＣチップ５２内に組み込むことで、アンテナコイル５４による送受信をＯＮ／ＯＦＦする構成としてもよい。
図４は、アンテナコイル５４がＯＮされた場合に実行されるＲＦタグ５１とＩＣチップ２２との間の通信原理を示す説明図である。なお、本実施形態におけるＲＦタグ５１は、カードリーダ１０からの信号をエネルギー源として動作するパッシブ型のタグである。装置本体２０の有するＩＣチップ２２は、ループアンテナ２６を介して信号を磁界に乗せて送信する（工程Ｓ１）。次いで、押しボタンスイッチ５０のＲＦタグ５１は、ループアンテナ２６からの磁界をアンテナコイル５４を介して受信する（工程Ｓ２）。そうすると、アンテナコイル５４はループアンテナ２８の動作周波数において共振状態となり、ＲＦタグ５１のアンテナコイル５４に電力が発生する（工程Ｓ３）。続いて、ＲＦタグ５１のＩＣチップ５２は、発生した電力により、ＩＣチップ５２に備えられるＣＰＵ５２ａおよびメモリ５２ｂ（図３）を動作させ（すなわち、起動し）、必要な処理を行う（工程Ｓ４）。
続いて、ＩＣチップ５２は、ＲＦタグ５１内のデータを磁界に乗せてアンテナコイル５４から返信する（工程Ｓ５）。その後、装置本体２０の有するループアンテナ２６で、ＲＦタグ５１からの磁界を受信し（工程Ｓ６）、装置本体２０の有するＩＣチップ２２で、磁界からデータを取り出す（工程Ｓ７）。以上のようにして、アンテナコイル５４がＯＮされた場合には、押しボタンスイッチ５０に備えられるＲＦタグ５１と装置本体２０の有するＩＣチップ２２との間で通信が行われ、ＲＦタグ５１と装置本体２０の有するＩＣチップ２２は、データの送受信を互いに行うことができる。前述したように、押しボタンスイッチ５０はループアンテナ２６のサイドローブＳＬの範囲内に設けられていることから、上記データの送受信はサイドローブＳＬによる。なお、前述したように、本実施形態では電磁誘導方式によって情報の伝達を行っていたが、これに換えて、電波方式によって伝達を行う構成としてもよい。
本実施形態において、ループアンテナ２６が［発明の概要］の欄に記載した本発明の一形態における「第１のアンテナ」に相当し、ＩＣチップ２２が前記一形態における「制御部」に相当し、押しボタンスイッチ５０が前記一形態における「スイッチ部」に相当し、押しボタンスイッチ５０が備えるアンテナコイル５４が前記一形態における「第２のアンテナ」に相当する。
Ａ−４．タグ情報読取処理：
図５は、装置本体２０のＩＣチップ２２において実行されるタグ情報読取処理を示すフローチャートである。このタグ情報読取処理は、ＩＣチップ２２に備えられるＣＰＵにおいて、所定時間毎に繰り返し実行される。処理が開始されると、ＣＰＵは、まず、装置本体２０の有するループアンテナ２６を介してタグ補足信号を送信する（ステップＳ１１０）。「タグ補足信号」とは、ループアンテナ２６の通信範囲に入ったＲＦタグを捕捉するための信号であり、通信範囲にＲＦタグが存在する存在しないに関わらず、タグ補足信号を送信する。ここで言う「ＲＦタグ」は、押しボタンスイッチ５０に含まれる前述したＲＦタグ５１は勿論のこと、ＩＤカード７０である非接触型ＩＣカードを含む一般的な概念であり、ステップＳ１１０では、ループアンテナ２６の通信範囲に押しボタンスイッチ５０のＲＦタグ５１やＩＤカード７０が存在するか否かを判定するためにタグ捕捉信号を送信する。なお、「通信範囲」とは、ループアンテナ２６のメインローブＭＬによる通信範囲と、ループアンテナ２６のサイドローブＳＬによる通信範囲とを含む。
押しボタンスイッチ５０の操作部５８（図１）が押圧操作されて、押しボタンスイッチ５０のアンテナコイル５４がＯＮとなっている場合、ループアンテナ２６（図１）の通信範囲に押しボタンスイッチ５０のＲＦタグ５１が存在することとなり、図４で既述した原理に従って、そのＲＦタグ５１と装置本体２０のＩＣチップ２２との間でループアンテナ２６のサイドローブＳＬによる通信が行われる。この通信によって、ＲＦタグ５１は、アンテナコイル５４およびループアンテナ２６を介して、受信した旨を示す信号（以下、「受取信号」と呼ぶ）を装置本体２０のＩＣチップ２２に返す。一方、押しボタンスイッチ５０の操作部５８が押圧操作されずに、アンテナコイル５４が非導通状態となっている場合には、ループアンテナ２６から送信される電波を受信することができないことから、ＲＦタグ５１は、ＩＣチップ２２に対して受取信号を返すことはない。
また、読取エリアＲＡにＩＤカード７０が密着または近接されて、ループアンテナ２６の通信範囲にＩＤカード７０が存在する場合、図４と同じ原理で、ＩＤカード７０と装置本体２０のＩＣチップ２２との間で通信が行われることになる。この通信によって、ＩＤカード７０のＩＣチップ７２は、アンテナコイル７４およびループアンテナ２６を介して、受取信号を装置本体２０のＩＣチップ２２に返す。
ステップＳ１１０に続くステップＳ１２０では、ＣＰＵは、押しボタンスイッチ５０のＲＦタグ５１やＩＤカード７０から、受取信号を受けたか否かを判定する。ここで、受取信号を受けていないと判定された場合に、「リターン」に抜けて、このタグ情報読取処理を一旦終了する。
一方、ステップＳ１２０で、ＲＦタグ５１やＩＤカード７０から受取信号を受けたと判定されると、ＣＰＵは、受取信号を受けたＲＦタグ、すなわち、押しボタンスイッチ５０のＲＦタグ５１またはＩＤカード７０に対して、情報読取信号を送信する（ステップＳ１３０）。なお、複数のＲＦタグ、すなわち、押しボタンスイッチ５０のＲＦタグ５１とＩＤカード７０との双方から受取信号を受けたと判定された場合には、受信信号を先に受けたＲＦタグを「受取信号を受けたＲＦタグ」と扱う。あるいは、双方から受取信号を受けたと判定された場合には、予め定めた一方側、例えば押しボタンスイッチ５０のＲＦタグ５１を「受取信号を受けたＲＦタグ」と扱う構成としてもよい。
続いて、ＣＰＵは、受信信号を受けたＲＦタグから、タグ情報としてのデータを受信する処理を行う（ステップＳ１４０）。詳しくは、受信信号を受けたＲＦタグが押しボタンスイッチ５０のＲＦタグ５１である場合には、ＩＣチップ５２のメモリ５２ｂから、先に説明したタグ識別情報としての識別データと種別データとを受信する。受信信号を受けたＲＦタグがＩＤカード７０である場合には、ＩＣチップ５２のメモリ５２ｂから、同様に識別データと種別データとを受信する。
その後、ＣＰＵは、ステップＳ１４０によって受信した種別データが、「押しボタンスイッチ」と「ＩＤカード」のうちのいずれを示すものであるかを判定し（ステップＳ１５０）、「押しボタンスイッチ」であると判定された場合には、予め用意されたボタンスイッチＯＮフラグに値１をセットする（ステップＳ１６０）。ボタンスイッチＯＮフラグは、押しボタンスイッチ５０がＯＮされたことを示すもので、ＩＣチップ５２のメモリ５２ｂに記憶されている。なお、ステップＳ１６０において、ステップＳ１４０によって受信した識別データが予め登録された登録データと一致するか否かを判別し、一致する場合に限り、ボタンスイッチＯＮフラグに値１をセットするようにしてもよい。こうすることで、押しボタンスイッチ５０に換えて別なボタンスイッチが取り付けられることによる不正を防止することができる。
一方、ステップＳ１５０によって種別データが「ＩＤカード」と判定された場合には、ＩＤカード７０に記憶された認証データを読み取る処理を行う（ステップＳ１７０）。ステップＳ１６０またはステップＳ１７０の実行後、ＣＰＵは、「リターン」に抜けて、このタグ情報読取処理を一旦終了する。
ステップＳ１７０によって読み取った認証データは、別ルーチンによって実行される個人認証処理で用いられることになる。個人認証処理によれば、前記認証データを予め登録されたデータと比較することで個人の認証を行う。認証が成立した場合に扉の解錠等がなされる。
一方、ステップＳ１６０によってボタンスイッチＯＮフラグが値１にセットされた場合には、別ルーチンによって警備機器による警備状態へ移行する処理を行う。なお、ボタンスイッチＯＮフラグが値１である場合に直ちに警備状態へ移行することも可能であるが、本実施例では、ボタンスイッチＯＮフラグが値１にセットされてから所定の期間の間に、ＩＤカード７０による前述した認証が成立した場合に、警備状態へ移行する。ボタンスイッチＯＮフラグが値１にセットされてから所定の期間の間に認証が成立しなかった場合には、警備状態への移行は行わない。
Ａ−５．実施形態効果：
以上、詳述したように、本実施形態のカードリーダ１０によれば、装置本体２０のカバー４０に押しボタンスイッチ５０を取り付けるだけで、押しボタンスイッチ５０のＲＦタグ５１による装置本体２０のＩＣチップ２２との通信によって、警備状態へ移行するスイッチとしての機能を実現することができる。このために、カードリーダ１０によれば、押しボタンスイッチ５０の取付位置を変える設計変更を容易に行うことができる。
図６は、参考例の部分断面側面図である。この参考例のカードリーダ１１０では、押しボタンスイッチ１５０は、単なる押しボタンであり、第１実施形態のようにＲＦタグを備える構成ではなく、ケーブル１５２によって回路基板１２４に接続されている。このため、参考例によれば、押しボタンスイッチ１５０の取り付け位置を他の位置に変更しようとする場合、ボタン用の孔１６０の位置、ケーブル１５２の位置、ケーブル１５２を回路基板１２４に接続する部品１６２の位置などを変更する必要がある。したがって、参考例によれば、押しボタンスイッチ１５０の取り付け位置についての設計変更が容易ではない。これに対して、第１実施形態のカードリーダ１０は、押しボタンスイッチ５０と装置本体２０のＩＣチップ２２との間を有線にて接続している訳ではないので、上記の様々な位置変更が不要となり、押しボタンスイッチ１５０の取り付け位置を変える設計変更が容易である。
また、本実施形態のカードリーダ１０では、押しボタンスイッチ５０は、カバー４０の正面における装置本体２０のループアンテナ２６のサイドローブの範囲内に設けられているため、カバー４０の正面の真ん中から外れた取付位置であっても、感度良く通信を行うことができる。さらに、押しボタンスイッチ５０はループアンテナ２６のサイドローブＳＬの範囲内に設けられるものであることから、メインローブＭＬでの通信、すなわち、ＩＤカード７０の読み取りに影響を与えることない。したがって、ＩＤカード７０の読み取り、押しボタンスイッチ５０の通信ともに高感度で行うことができる。
さらに、本実施形態のカードリーダ１０では、押しボタンスイッチ５０がループアンテナ２６のサイドローブＳＬの範囲内に設けられるものであることから、押しボタンスイッチ５０の取り付け位置を、上記参考例における押しボタンスイッチ１５０の取り付け位置とほぼ同じ位置とすることができる。このため、第１実施形態のカードリーダ１０では、従来技術のカードリーダの押しボタンスイッチを前記スイッチ部に換えるだけで済む。したがって、本形態のカードリーダでは、既存の電子部品や基板の配置を再設計することなく、カードリーダ１０の作成が可能となることから、より設計変更を容易とすることができる。また、正面側一部２０ａにおけるサイドローブＳＬの範囲内は、メインローブＭＬの外周に位置するため、押しボタンスイッチ５０の設置箇所の自由度が高い。このため、より設計変更を容易とすることができる。
また、図６の参考例のカードリーダ１１０では、ボタン用の孔１６０からの水の浸入を防止するために、カバー１４０と押しボタンスイッチ１５０との間にゴムパッキン１７０を設ける必要があった。これに対して、本実施形態のカードリーダ１０では、押しボタンスイッチ５０を取り付けの際に、カバー１４０や装置本体１２０に孔を開ける必要がないことから、防水対策が容易であるという効果も奏する。また、参考例のカードリーダ１１０では、押しボタンスイッチ１５０と回路基板１２４との間がケーブル１５２によって接続されていることから、カバー１４０の取り外しが困難であった。これに対して、本実施形態のカードリーダ１０では、カバー４０の取り外しが容易であるという効果も奏する。本実施形態のカードリーダ１０では、カバー４０ごと取り替えることによっても、押しボタンスイッチ５０の取付位置を変えることができる。
さらに、本実施形態のカードリーダ１０によれば、押しボタンスイッチを１つから２以上に増加する等の、押しボタンスイッチを新たに追加する設計変更も容易に行うことができる。また、本実施形態のカードリーダ１０によれば、押しボタンスイッチ５０が押圧操作されていないときには、押しボタンスイッチ５０のアンテナコイル５４はＯＦＦに保たれ非共振状態に維持されることから、アンテナコイル５４は電波からみれば存在しないものとなりＩＤカード７０の読み取りの際の障害とはならない。したがって、ＩＤカード７０に対する通信の確実性を損ねることがない。
Ｂ．第２実施形態：
図７は、本発明の第２実施形態としてのカードリーダを示す部分断面側面図である。第２実施形態におけるカードリーダ２１０は、第１実施形態におけるカードリーダ１０と比べて、押しボタンスイッチ２５０の取り付け位置が相違する。第２実施例におけるカードリーダ２１０のその他の構成は、第１実施例におけるカードリーダ１０の構成と同一であるので、同一の構成要素については、図７において、図１（ｂ）と同一の符合を付し、その説明を省略する。
図示するように、押しボタンスイッチ２５０は、カバー４０の上側の側面４０ｂにおけるループアンテナ２６のサイドローブＳＬの範囲内に取り付けられている。なお、押しボタンスイッチ２５０の構成および取り付け方法については、第１実施形態と同一である。
以上のように構成された第２実施形態におけるカードリーダ２１０によれば、第１実施形態と同様に、押しボタンスイッチ２５０の取付位置を変えたり、押しボタンスイッチを新たに追加するなどの設計変更を容易に行うことができる。また、第１実施形態と同様に、防水対策の点でも優れている。さらに、第２実施形態におけるカードリーダ２１０によれば、押しボタンスイッチ２５０はカバー４０の側面４０ｂに設けられていることから、その取り付け位置の自由度が高い。また、押しボタンスイッチ２５０は、カバー４０の正面４０ａに設けられる訳ではないので、カードリーダ２１０の縦方向のサイズを、第１実施形態のカードリーダ１０のサイズに比べて縮小することができ、装置構成をコンパクト化することができる。
なお、カードリーダ２１０においては、第１実施形態のカードリーダ１０に対する変形例を、第２実施形態の変形例としてそのまま採用することができる。また、押しボタンスイッチ２５０の取り付け位置を、カバー４０の横側の側面に換えることもできる。
Ｃ．第３実施形態：
図８は、本発明の第３実施形態としてのカードリーダを示す部分断面側面図である。第３実施形態におけるカードリーダ３１０は、第１実施形態におけるカードリーダ１０と比べて、次の点が相違する。
・装置本体３２０が壁に埋設されている点
・カバー３４０の形状
・装置本体２０に備えられるループアンテナ３２６のサイズが大きい点
・押しボタンスイッチ３５０の取り付け位置
第３実施例におけるカードリーダ３１０のその他の構成は、第１実施例におけるカードリーダ１０の構成と同一であるので、同一の構成要素については、図８において、図１（ｂ）と同一の符合を付し、その説明を省略する。
図示するように、装置本体２０は、その正面側板部２０ａが壁から露出するように埋設されている。カバー３４０は平板形状で、カバー３４０の主平面は装置本体２０の正面側板部２０ａよりも大きなサイズを有する。カバー３４０は、装置本体２０の正面側板部２０ａを覆い、かつ、縦方向において、カバー３４０の上端３４０ａが装置本体２０の上端よりも所定の長さｈだけ上側に位置するように、取り付けられている。カバー３４０の正面４０ａにおける前記所定の長さｈに対する領域に、押しボタンスイッチ３５０が取り付けられている。なお、この取り付け位置は、ループアンテナ３２６のサイドローブＳＬの範囲内である。押しボタンスイッチ３５０の構成および取り付け方法については、第１実施形態と同一である。
以上のように構成された第３実施形態におけるカードリーダ３１０によれば、第１実施形態と同様に、押しボタンスイッチ３５０の取付位置を変えたり、押しボタンスイッチを新たに追加するなどの設計変更を容易に行うことができる。また、第１実施形態と同様に、防水対策の点でも優れている。さらに、第３実施形態におけるカードリーダ３１０によれば、カードリーダ３１の正面において押しボタンスイッチ３５０を、第１実施形態と比べて外側に設けることができる。なお、カードリーダ３１０においては、第１実施形態のカードリーダ１０に対する変形例を、第３実施形態の変形例としてそのまま採用することができる。
Ｄ．第４実施形態：
図９は、本発明の第４実施形態としてのカードリーダを示す部分断面側面図である。第４実施形態におけるカードリーダ４１０は、第３実施形態におけるカードリーダ３１０と比べて、カバー４４０のサイズと、押しボタンスイッチ４５０の取り付け位置が相違する。第４実施例におけるカードリーダ４１０のその他の構成は、第３実施例におけるカードリーダ３１０の構成と同一であるので、同一の構成要素については、図９において、図８と同一の符合を付し、その説明を省略する。
カバー４４０の主平面のサイズは、装置本体３２０の正面側板部２０ａのサイズよりも少しだけ大きい。カバー４４０は、装置本体３２０の正面３２０ａを覆うように取り付けられている。押しボタンスイッチ４５０は、カバー４４０の上方向の外側における壁部分の表面に取り付けられている。なお、この取り付け位置は、ループアンテナ３２６のサイドローブＳＬの範囲内である。押しボタンスイッチ４５０の構成および取り付け方法については、第１実施形態と同一である。
以上のように構成された第４実施形態におけるカードリーダ４１０によれば、第３実施形態と同様に、押しボタンスイッチ４５０の取付位置を変えたり、押しボタンスイッチを新たに追加するなどの設計変更を容易に行うことができる。また、第３実施形態と同様に、防水対策の点でも優れている。さらに、第４実施形態におけるカードリーダ３１０によれば、押しボタンスイッチ３５０をカバー４４０の上方向の外側に設けることができる。なお、カードリーダ４１０においては、第１実施形態のカードリーダ１０に対する変形例を、第４実施形態の変形例としてそのまま採用することができる。
Ｅ．第５実施形態：
図１０は、本発明の第５実施形態としてのカードリーダが備える温度スイッチの内部構成を示す説明図である。第５実施形態における温度スイッチ５５０は、第１実施形態における押しボタンスイッチ５０と対応する構成要素であり、第５実施形態におけるカードリーダは、この温度スイッチ５５０以外に、第１実施形態と同一の装置本体とカバーとを備える。
図示するように、温度スイッチ５５０は、第１実施形態における押しボタンスイッチ５０と比べて、操作部５８（図１）に換えてバイメタル５５８を備える点が異なる。バイメタル５５８は、温度スイッチ５５０の表面から露出して配置されており、温度検知部として機能する。なお、温度スイッチ５５０のカバーに対する取り付け位置は、第１実施形態における押しボタンスイッチ５０の取り付け位置と同一である。また、温度スイッチ５５０は、第１実施形態における押しボタンスイッチ５０と同様に、ＩＣチップ５２とアンテナコイル５４とを備える。ＩＣチップ５２とアンテナコイル５４は、第１実施形態と同一であるので、図示においては同一の符号を付けた。スイッチ本体５５６は、アンテナコイル５４の途中に組み込まれ、バイメタル５５８の形状変化と連動して、アンテナコイル５４をＯＮしたり、ＯＦＦしたりする。
上記の構成のカードリーダによれば、温度スイッチ５５０の周囲の温度が所定値以上となったときに、バイメタル５５８が湾曲変形して、アンテナコイル５４をＯＮする。温度スイッチ５５０の周囲の温度が所定値を下回ると、バイメタル５５８の湾曲が戻って、アンテナコイル５４をＯＦＦする。
以上のように構成した第５実施形態のカードリーダによれば、装置本体のカバーに温度スイッチ５５０を取り付けるだけで、温度スイッチ５５０のＲＦタグ５１による装置本体との通信によって、火災報知システムへ火災発生を知らせるスイッチとしての機能を実現することができる。したがって、第５実施形態のカードリーダによれば、温度スイッチ５５０の取付位置を変えたり、押しボタンスイッチを新たに追加するなどの設計変更を容易に行うことができる。なお、第５実施形態は、第１実施形態において操作部５８をバイメタル５５８に換えた構成であるが、これに換えて、第２ないし第４実施形態において操作部をバイメタル５５８に換える構成としてもよい。
Ｆ．変形例：
この発明は上記の第１ないし第５実施形態やそれらの変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
・変形例１
第１ないし第４実施形態では、スイッチ部が人によって操作され得る操作部を有し、操作部が操作されたときを、所定の条件が満たされたと判断する構成とした。また、第５実施形態では、スイッチ部が温度検知部を有し、温度検知部の検出結果が所定値以上となったときを、所定の条件が満たされたと判断する構成とした。これらに換えて、本発明は、例えば次の例とすることができる。第１の例として、スイッチ部が時計を有し、時計が所定の時間帯を指すときに、所定の条件が満たされたときと判断する構成としてもよい。この第１の例によれば、所定の時間帯だけＩＣカードによる入室を許可する構成とする設計変更を容易に行うことができる。第２の例としては、指を触れるだけで測定可能な指式の血圧計をスイッチ部が有し、血圧計の計測値が所定値以下のときにＩＣカードによる入室を許可する構成としてもよい。この第２の例によれば、血圧が低いときに限り、ＩＣカードによる入室を許可する構成とする設計変更を容易に行うことができる。このように、本発明では、スイッチ部が種々のセンサーや計測器を有し、それらの出力が所定の出力結果となったときに、所定の条件が満たされたと判断する構成とすることができる。
・変形例２
押しボタンスイッチの取り付け位置は、第１および第３実施形態では、カバー４０の正面４０ａにおけるループアンテナ２６のサイドローブＳＬの範囲内とし、第２実施形態では、カバー４０の側面４０ｂにおけるループアンテナ２６のサイドローブＳＬの範囲内とし、第４実施形態では、カードリーダ４１０が設置されている壁面におけるループアンテナ２６のサイドローブＳＬの範囲内としていた。押しボタンスイッチの取り付け位置は、これらに限る必要はなく、装置本体に備えられるループアンテナのサイドローブの範囲内であれば、いずれの場所としてもよい。
・変形例３
前記第１ないし第５実施形態では、スイッチ部は、ＩＣチップと、アンテナコイルと、スイッチ本体と、操作部（あるいはバイメタル）とを一体的に備える構成であったが、これに換えて、アンテナコイルを、ＩＣチップとスイッチ本体と操作部（あるいはバイメタル）とを有する本体部から分離して、ケーブルによりアンテナコイルと操作部（あるいはバイメタル）との間を接続する構成としてもよい。この構成によれば、アンテナコイルの配置位置を、装置本体に設けたループアンテナのサイドローブＳＬの範囲内に合わせる構成とすればよい。例えば、アンテナコイルの取り付け位置を、カバー４０の正面４０ａにおけるループアンテナ２６のサイドローブＳＬの範囲内としてもよいし、カバー４０の側面４０ｂにおけるループアンテナ２６のサイドローブＳＬの範囲内としてもよいし、カードリーダ４１０が設置されている壁面におけるループアンテナ２６のサイドローブＳＬの範囲内としてもよい。こうした構成によれば、スイッチ部の通信感度を良好に保持することができるとともに、押しボタンスイッチの本体部の取り付け位置の自由度が高い。
・変形例４
前記第１ないし第４実施形態では、押しボタンスイッチ５０は「警備」を指定するためのものであったが、これに換えて、警備を解錠するためのものとしてもよい。また、警備についての指定に限る必要もなく、例えば、室内の照明等の機器のオン／オフの指示、ＩＣカードに記録されるチャージ額の入金・出金の指示、ＩＣカードに記録されるポイントの還元の指示、等種々の用途のためのスイッチに換えることができる。
・変形例５
前記第１ないし第４実施形態では、押しボタンスイッチを一つだけ備える構成としたが、これに換えて、複数の押しボタンスイッチを備える構成としてもよい。この場合には、各押しボタンスイッチが、ＩＣチップとアンテナコイルとスイッチ本体とをそれぞれ備えるようにする。また、この構成に換えて、アンテナコイルは一つだけ備え、ＩＣチップとスイッチ本体との各組を、上記一つのアンテナコイルに並列に接続する構成としてもよい。各ＩＣチップに記憶されている識別データが異なっていることから、アンテナコイルを共通化しても、どのスイッチ本体が操作されたかを判別することができる。また、複数の押しボタンスイッチを備える場合に、それらの押しボタンスイッチがいずれの順にオンされたかを判定して、所定の順序でオンされた場合に限り、解錠できる構成とすることもできる。
・変形例６
前記第１ないし第４実施形態では、押しボタンスイッチの備える操作部の形状は、凸型としたが、これに換えて、周囲からボタンが飛び出さない平型や、へこんでいる凹型、タッチパネルのタイプ等としてもよい。また、操作部は、トグルスイッチなどでもよい。このように、操作部は種々のタイプのスイッチとすることができる。
・変形例７
前記各実施形態では、押しボタンスイッチやバイメタルのスイッチが、カバーもしくは装置本体の筺体に両面テープ等によって固設された構成としたが、これに換えて、例えば、カバー等にポケット部を形成して、ポケット部にスイッチを収納可能な構成とすることで、取り外しが容易な構成としてもよい。この構成によれば、設計変更をより容易に行うことができる。また、押しボタンスイッチやバイメタルのスイッチが、カバーに埋め込まれた構成としてもよい。
・変形例８
前記各実施形態では、ＩＣカードを個人を識別するためのＩＤカードとしたが、これに換えて、クレジットカード、キャッシュカード、交通系カード、各種の証明カード等としてもよい。また、カードリーダの用途としても、オフィスへの入退室を管理する入退室管理システムに用いるものに限る必要はなく、様々なシステムに用いることができる。
・変形例９
非接触型ＩＣカードは、通信距離に応じて「密着型（Close coupled）」「近接型（Proximity）」「近傍型（Vicinity）」「遠隔型」に分類できるが、前記各実施形態で用いられるＩＤカードは、いずれのタイプの非接触型ＩＣカードとすることもできる。
・変形例１０
前記各実施形態では、スイッチ部が備えるＲＦタグを、電池を内蔵する必要がないパッシブ型のものとしたが、これに換えて、電池を内蔵するアクティブ型や、セミアクティブ型のものとしてもよい。
なお、前述した実施形態および各変形例における構成要素の中の、独立請求項で記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。
１０…カードリーダ
２０…装置本体
２０ａ…正面側板部
２０ｂ…側面側板部
２０ｃ…背面側板部
２２…ＩＣチップ
２４…回路基板
２６…ループアンテナ
３１…カードリーダ
４０…カバー
４０ａ…正面
４０ｂ…側面
５０…押しボタンスイッチ
５１…ＲＦタグ
５２…ＩＣチップ
５２ａ…ＣＰＵ
５２ｂ…メモリ
５２ｃ…無線部
５２ｄ…電源整流部
５４…アンテナコイル
５６…スイッチ本体
５８…操作部
７０…ＩＤカード
７２…ＩＣチップ
７４…アンテナコイル
１１０…カードリーダ
１２０…装置本体
１２４…回路基板
１４０…カバー
１５０…押しボタンスイッチ
１５２…ケーブル
１６０…孔
１６２…部品
１７０…ゴムパッキン
２１０…カードリーダ
２５０…押しボタンスイッチ
３１０…カードリーダ
３２０…装置本体
３２０ａ…正面
３２６…ループアンテナ
３４０…カバー
３５０…押しボタンスイッチ
４１０…カードリーダ
４４０…カバー
４５０…押しボタンスイッチ
５５０…温度スイッチ
５５６…スイッチ本体
５５８…バイメタル
ＲＡ…読取エリア

Claims (8)

  1. ＩＣカードの情報を読み取るカードリーダであって、
    筺体と、
    前記筺体内に設けられ、前記ＩＣカードとの間で通信を行うための第１のアンテナと、
    前記第１のアンテナの通信範囲に入った前記ＩＣカードとの間で前記通信を行なって、前記ＩＣカードの有するメモリからデータを受け取る処理を少なくとも行なう制御部と、
    第２のアンテナを有するＲＦタグを備え、所定の条件が満たされたときに、前記ＲＦタグが前記第２のアンテナおよび第１のアンテナを介して前記制御部と通信することで、所定の機能を実現するスイッチとして機能するスイッチ部と、
    を備え、
    少なくとも前記第２のアンテナは、前記第１のアンテナのサイドローブの範囲内に設けられた、カードリーダ。
  2. 請求項１に記載のカードリーダであって、
    前記第１のアンテナは、前記筐体の有する第１の面側の板部に向かい合って設けられ、
    少なくとも前記第２のアンテナは、前記第１の面における前記サイドローブの範囲内に設けられた、カードリーダ。
  3. 請求項１に記載のカードリーダであって、
    前記第１のアンテナは、前記筐体の有する第１の面側の板部に向かい合って設けられ、
    少なくとも前記第２のアンテナは、前記第１の面とは異なる、前記筐体の有する第２の面における前記サイドローブの範囲内に設けられた、カードリーダ。
  4. 請求項１に記載のカードリーダであって、
    少なくとも前記第２のアンテナは、
    当該カードリーダが設置される壁面における前記サイドローブの範囲内に設けられた、カードリーダ。
  5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のカードリーダであって、
    前記スイッチ部は、人によって操作されうる操作部を有し、前記操作部が操作されたときを、前記所定の条件が満たされたときと判断する、カードリーダ。
  6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のカードリーダであって、
    前記スイッチ部は、
    前記所定の条件が満たされていないときに、前記第２のアンテナを非共振状態に維持し、前記所定の条件が満たされたときに、前記第１のアンテナからの作用を受けることによって前記第２アンテナを共振状態に移行させる、カードリーダ。
  7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のカードリーダであって、
    前記スイッチ部は、
    前記第１のアンテナから送られてくる信号を前記第２のアンテナによって受信することによって発生する電力により、前記ＲＦタグを起動する、カードリーダ。
  8. 請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のカードリーダであって、
    前記筐体は、カバーを備え、
    前記スイッチ部は、前記カバーに取り付けられた、カードリーダ。
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