JP2001319192A

JP2001319192A - カードリーダ

Info

Publication number: JP2001319192A
Application number: JP2000139992A
Authority: JP
Inventors: Kunie Kuroki; 久仁栄黒木; Isao Egami; 功江上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2001-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、無線免許を必要としない微弱電波
で、非接触ＩＣカードにデータの送受信と電力を供給
し、非接触ＩＣカードとカードリーダ間の通信を可能に
する非接触ＩＣカードのカードリーダを提供する事を目
的とする。【解決手段】本発明のカードリーダ１０は、少なくと
もカード２０へのデータ通信と電力供給を行うためのア
ンテナ部１を備えたカードリーダ１０であって、アンテ
ナ部１に磁性部材を備えた構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも非接触
にてＩＣカードからデータの読み出しを行うことが可能
なカードリーダに関し、特に非接触ＩＣカード通信シス
テムに用いられ、無線免許を必要としない微弱電波で通
信を行うことができるカードリーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電磁誘導を利用して、カードリー
ダと非接触ＩＣカード間でデータの通信を行うと共に、
カードリーダから非接触ＩＣカードに電力の供給を行
う、非接触ＩＣカード通信システムが知られている。

【０００３】そして、カードリーダと非接触ＩＣカード
間の通信や、電力供給において使用される搬送周波数は
規格により決められており、カードリーダのアンテナか
ら放射される電界も電波法の規制値に適合する必要があ
る。

【０００４】そして、電波法の規制値に適合させるた
め、具体的には、アンテナからの放射電界が距離３ｍに
おいて５００μＶ／ｍ以下を満足することが必要であ
る。この規制値を外れる場合には、無線免許が必要とさ
れている。

【０００５】ところで、放射電界のみに関して言えば、
距離３ｍにおいて５００μＶ／ｍ以下を満足すること自
体は困難なことではない、即ち、単純に電界強度を弱め
れば満足する事ができる。しかしながら、アンテナから
電界強度を弱める事は、同時に放出される磁界強度も弱
める事に他ならない。磁界強度が弱められると、非接触
ＩＣカードにその電磁誘導による電力供給を行うことが
困難となってしまうと言う問題がある。

【０００６】このような、電波法規制値への適合を目的
として、遠方での電界強度を弱める発明が特開平１１−
８８０３６号公報に開示されている。この発明によれ
ば、ＩＣカードへの電力供給を行うための電磁界を発生
するスパイラル状またはコイル状のアンテナに、該アン
テナの鏡像を形成する導体部材を形成することによっ
て、電波法の規制値を満足し、近接されるＩＣカードを
安定して動作可能な電力を供給するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のカ
ードリーダにおいては、無線免許を必要としない微弱電
波での通信を可能にするために、カードリーダのアンテ
ナから出力される電界強度を電波法による規制値（距離
３ｍにおいて５００μＶ／ｍ以下）を満足させ、かつ、
非接触ＩＣカードにデータの送受信と電力を供給するこ
とが困難であると言う課題を有していた。即ち、送受信
と電力供給を可能にし、遠方での電界強度を電波法で規
制されている値以下にする事が困難であると言う課題を
有していた。

【０００８】また、ＩＣカードへの電力供給を行うため
の電磁界を発生するスパイラル状またはコイル状のアン
テナに、該アンテナの鏡像を形成する導体部材を形成す
る場合には、そのメカニズムは定かでないが、アンテナ
と導電部材によって形成された鏡像とよる磁界及び電界
が合成されて、遠方での電磁界強度が抑制されているの
で、アンテナと導電部材の位置関係の設定を精度良く行
う必要があり、アンテナ近傍に設定される電子部品等の
影響の考慮する必要があるので設計上での制約が多いと
言う問題もある。そして、アンテナと導電部材はその鏡
像形成のため、両者間距離を必須となるので、アンテ
ナ、導電部材を組み込むには空間を要す。よって、アン
テナ、導電部材の部品はそれぞれ空間を配して設置され
るので、振動対策が必須となる。振動による両部品の距
離変動は、鏡像への影響を与え、電磁界強度への変動を
来す。緩衝材を両部品間に挿入する場合にも、電磁界の
影響を考慮する必要があると言う問題もある。

【０００９】本発明は、無線免許を必要としない微弱電
波で、非接触ＩＣカードにデータの送受信と電力を供給
し、非接触ＩＣカードとカードリーダ間の通信を可能に
する非接触ＩＣカードのカードリーダを提供する事を目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のカードリーダは、少なくともカードへのデ
ータ通信と電力供給を行うためのアンテナ部を備えたカ
ードリーダであって、アンテナ部に磁性部材を備えた構
成とした。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
少なくともカードへのデータ通信と電力供給を行うため
のアンテナ部を備えたカードリーダであって、アンテナ
部に磁性部材を備えた事を特徴とするカードリーダであ
り、遠方での電界強度を抑制し、カードに電力供給を行
うことが可能であり、良好なデータの通信を行うことが
できる。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１におい
て、アンテナ部から出力される搬送波周波数に対して、
アンテナ部のアンテナの共振周波数を異ならせたことを
特徴とするカードリーダであり、搬送波周波数から共振
周波数をずらすと言う簡単な構成によって、極めて容易
に、遠方での電界強度を抑制することができる。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１，２にお
いて、アンテナ部のアンテナがループアンテナである事
を特徴とするカードリーダであり、アンテナを薄く、軽
量にする事が出来ると共に、巻数、形状によりインダク
タンスが容易に決定でき、接続する共振回路のコンデン
サを調整するだけで、容易に共振周波数を変更すること
ができる。

【００１４】請求項４記載の発明は、請求項１〜３にお
いて、磁性部材がフェライトである事を特徴とするカー
ドリーダであり、良好な磁性を有すると共に、アンテナ
部への装着加工も容易である。

【００１５】請求項５記載の発明は、請求項１〜４にお
いて、アンテナ部から出力される電界強度が、アンテナ
部からの距離３ｍにおいて、５００μＶ／ｍ以下である
事を特徴とするカードリーダであり、電波法の規制値を
満足させることができる。

【００１６】請求項６記載の発明は、少なくともカード
へのデータ通信と電力供給を行うためのアンテナ部を備
えたカードリーダであって、アンテナ部のカードとの通
信方向とは異なる面に磁性部材を備えた事を特徴とする
カードリーダであり、カードとの通信方向において、遠
方での電界強度を抑制し、カードに電力供給を行うこと
が可能であり、良好なデータの通信を行うことができ
る。

【００１７】請求項７記載の発明は、請求項１〜６にお
いて、カードを挿入するカードスロット部を設けた事を
特徴とするカードリーダであり、カードの使用者はカー
ドスロット部にカードを挿入或いは据え置く事が可能で
あり、容易にカードとの通信を行うことができる。

【００１８】請求項８に記載の発明は、請求項７におい
て、アンテナ部と、アンテナ部を制御する制御基板部が
対向すると共に、アンテナ部と制御基板部との間に、カ
ードスロット部を設けた事を特徴とするカードリーダで
あり、カードリーダをコンパクトにすることが可能であ
り、アンテナ部に対して、制御基板部の干渉を回避する
ことができる。

【００１９】以下、本発明における実施の形態について
説明する。

【００２０】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１におけるカードリーダを示す外観透視斜視図であ
る。

【００２１】図１において、１０はカードリーダ、１は
アンテナ部、２は制御回路基板部、３は電源基板部であ
り、４はカード近接部である。また、２０はカードを示
している。

【００２２】図１に示すように、カードリーダ１０は、
その筐体内に、カード２０とのデータの送受信（少なく
ともデータの読み出しが可能）と電力供給を行うアンテ
ナ部１、アンテナ部１を介してカード２０へのデータ送
受信の制御やアンテナ部１の制御、ホストコンピュータ
等の外部接続機器とのデータ送受信等の制御を行う制御
回路基板部２、カードリーダ１０の各部品に対して電力
を供給する電源基板部３を備えている。なお、図示はし
ていないが、アンテナ部１や制御回路基板部２、電源基
板部３は電気的に接続されている。

【００２３】そして、カード近接部４にカード２０を近
づけることによって、データの送受信と電力供給が行わ
れる。

【００２４】このようなカードリーダ１０の筐体を構成
する材料としては、磁気的なシールド効果を持たない材
料、または、帯電しない材料で構成される事が好まし
い。即ち、後述する様にカード２０との信号のやり取り
を電磁誘導によって行う際に、本体ケースを磁気シール
ド効果を持つ材料、帯電する材料で構成すると、うまく
信号のやり取りを行えないことがあるからである。しか
しながら、発生させる磁界の強さが強い場合には、加工
性やコスト或いは強度を考慮して構成材料を選択し、そ
の構成材料にはある程度の磁気シールド効果、及びある
程度の帯電を有するものでも良い。本体ケースの構成材
料としては、例えば、プラスチック、合成樹脂等が加工
性やコストの面で特に好適に用いられ、アクリル，塩化
ビニル，エポキシ樹脂等の樹脂が具体的材料として用い
られる。

【００２５】次に本発明のカードリーダのアンテナ部に
ついて説明する。

【００２６】図２は本発明の実施の形態１におけるカー
ドリーダのアンテナ部の構成を示す斜視図である。

【００２７】図２において、１ａはループアンテナ、１
ｂは磁性部材である。

【００２８】アンテナ部１は、カード２０と通信するた
めに必要なデータと電力を供給するための電波を出力す
る。そして、アンテナ部１は、ループアンテナ１ａの裏
面前面に磁性部材１ｂを装着しているため、ループアン
テナ１ａの背面側に出力される電波は磁性部材１ｂによ
り吸収され、カード外部へ出力される電波はループアン
テナ１ａの前面方向のみとなり、その方向にカード２０
を近づけることにより、近接での通信が可能となる。こ
れは、図１においては、アンテナ部１からカード近接部
４を通過する方向である。

【００２９】ここで、図３は、カードリーダのループア
ンテナから出力される電界強度と共振周波数との関係を
示すグラフである。

【００３０】図３において、縦軸は電界強度（ｄＢμＶ
／ｍ）、横軸はループアンテナ１ａの共振周波数（ＭＨ
ｚ）を示す。搬送波周波数は、規格に準拠すれば、１
３．５６ＭＨｚで与えられる。

【００３１】図３に示すように、ループアンテナ１ａの
共振周波数が搬送周波数と一致した場合に、ループアン
テナ１ａから出力される電界強度は最大となる。この場
合には、最も効率良く非接触ＩＣカードにデータと電力
を供給する事が可能であるが、電波法の規制値（距離３
ｍにおいて５００μＶ／ｍ（＝５４ｄＢμＶ／ｍ）以
下）を超えてしまう。そこで、ループアンテナ１ａの共
振周波数をループアンテナ１ａから出力される電波の搬
送波周波数からずらすことにより、電波法の規制値を満
足するような電界強度にすることが可能である。即ち、
電波法の規制値である距離３ｍにおいて５００μＶ／ｍ
（＝５４ｄＢμＶ／ｍ）以下の電界強度を満足するよう
に、搬送周波数規格値１３．５６ＭＨｚから共振周波数
をずらすことにより実現される。

【００３２】ここで、ループアンテナ１ａの共振周波数
は次式によって与えられる。

【００３３】

【数１】

【００３４】（数１）において、ｆｒは共振周波数、Ｌ
はインダクタンス、Ｃはキャパシタンスである。Ｌはル
ープアンテナ１ａのコイル巻数、形状によって決定さ
れ、Ｃはループアンテナ１ａを構成する共振回路の調整
用コンデンサにより与えられる。よってコイル巻数、形
状が決定されれば、Ｌは一定となるので、共振周波数ｆ
ｒは、Ｃにより可変となる。

【００３５】そこで、ループアンテナ１ａの共振周波数
をループアンテナ１ａから出力される電波の搬送波周波
数からずらすためには、即ち、両者を異ならせるために
は、ループアンテナ１ａを構成する回路の調整用コンデ
ンサを調整し、容量を変更することにより実現される。

【００３６】このようなアンテナ部１を構成するアンテ
ナとしては、ループアンテナ以外にはバーアンテナ等を
用いることができる。特にループアンテナは、出力の調
整が容易であり、コイル巻数、形状等の変更によって、
種々の仕様に対応できる上、製造においても、特性の再
現性が高く、低コストであり好ましい。

【００３７】一方、共振周波数を搬送波周波数からずら
すことにより、電波法の規制値を満足することは可能に
なるが、このことは電界強度のみならず、磁界強度の低
下をもたらす。磁界強度の低下は、カード２０に対する
電力供給を効率よく行えないと言う問題を発生するが、
上述したように、ループアンテナ１ａの裏面には磁性部
材１ｂを装着しているので、カード２０に対して効率良
く電力供給を行うことができるものである。

【００３８】また、アンテナの裏面に装着する磁性部材
を構成する磁性材料としては、Ｍｎ−Ｚｎ、Ｎｉ−Ｚ
ｎ、Ｍｇ−Ｚｎフェライトに代表される各種フェライト
等の従来公知の磁性材料を用いることができる。特にフ
ェライトは磁性材料として安定した特性を有しており、
低価格であり好ましい。

【００３９】ここで、図４は本発明の実施の形態１にお
けるカードリーダに用いられるカードを示す透視平面図
である。カード２０はいわゆる非接触型のＩＣカードで
あり、カード２０の構成としては図４に示す様に、塩化
ビニル、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料から
構成された基材２１の中に、ループ状のコイルとして構
成されたアンテナ部２２とこのアンテナ部２２に接続さ
れた集積回路２３が埋め込まれた構成となっている。カ
ードリーダから発生した外部磁界がアンテナ部２２であ
るループコイルに入り込むと、その外部磁界によってア
ンテナ部２２であるループコイルに誘導電流が流れ、そ
の誘導電流によって、集積回路２３のメモリ内のデータ
の変換や書き換え又は消去などを行うと共に、その誘導
電流は集積回路２３の電源ともなり得る。そして、カー
ドリーダとのデータの送受信は、アンテナ部２２を介し
て行われる。

【００４０】図５は、本発明の実施の形態１におけるカ
ードリーダとカードとの通信状態を示すブロック図であ
る。５はＣＰＵ、６はＲＦモジュール、７はクロック発
生器、８は変調部、９は復調部、１１はフィルタ回路、
１２は調整用コンデンサである。

【００４１】図５に示すように、カードリーダ１０のア
ンテナ部１は、通信に必要なデータと電力を供給するた
めの電波を出力し、カード２０との通信が行われる。

【００４２】ここで、ループアンテナ１ａ、調整用コン
デンサ１２は、アンテナ部１に搭載され、ＲＦモジュー
ル６、フィルタ回路１１、ＣＰＵ５は、制御基板部に搭
載されており、ここでは図示しない電源基板部３より電
力が供給されている。

【００４３】次に、図５における各部の働きを説明す
る。

【００４４】ＣＰＵ５はカードリーダの制御を行うもの
である。

【００４５】ＲＦモジュール６は通信に必要なクロック
発生器７や変調部８、復調部９等で構成されたブロック
である。クロック発生器７は、通信時に使用される搬送
波の周波数である１３．５６ＭＨｚを生成するものであ
る。変調部８は、送信するデータの変調を行う。復調部
９は、受信した信号を復調し、データをとりだす。

【００４６】フィルタ回路１１は、送受信を効率よく行
うために構成されている。

【００４７】ループアンテナ１ａは、カード２０との通
信を行うために必要な電波を送受信する部分である。調
整用コンデンサ１２は、ループアンテナ１ａの共振周波
数の調整を行うためのものである。

【００４８】カード２０は、アンテナ部２２と集積回路
２３から構成されるものである。アンテナ部２２は、カ
ードリーダからの電波から電力供給とデータを効率よく
受信するように構成されている。集積回路２３は、カー
ドリーダから送信されるデータに基づいてデータの読み
書き等の制御を行う。

【００４９】次に、動作について説明する。

【００５０】カード２０が通信可能範囲にない場合にお
いても、カードリーダ側からはループアンテナ１ａを通
じて、呼びかけの電波を送信している。カード２０が通
信可能範囲にある場合はカード２０からカードリーダに
対して応答を行う。この応答により、カードリーダ側か
らカード２０側のデータの読み書きが可能となる。カー
ドに蓄積されているデータを読み込む場合は、ＣＰＵ５
が命令を出し、命令・データを変調部８、フィルタ回路
１１、ループアンテナ１ａを通じて変調電波を送信す
る。カード２０側は、その電波をアンテナ部２２で受け
て電力とデータを受信する。集積回路２３において処理
を行い、蓄積データをカードリーダ側へ送信する。カー
ドリーダ側はその送信電波をループアンテナ１ａを通じ
て受信し、復調部９でデータを復元し、データを読みと
る。データの書き込みも同様の動作を行う。

【００５１】なお、本実施の形態１のカードリーダに
は、後述する実施の形態２のように、表示手段や音声発
生手段を設けてもよく、更に、カードとの通信内容を印
字するプリンター等の印字手段を設けてもよい。また、
これらの表示手段や印字手段を外部接続機器とし、カー
ドリーダに接続してもよい。

【００５２】（実施の形態２）図６，図７，図８は、そ
れぞれ本発明の実施の形態２におけるカードリーダを示
す外観透視斜視図、外観斜視図、透視側面図である。

【００５３】図６〜図８において、１０はカードリー
ダ、１はアンテナ部、２は制御回路基板部、３は電源基
板部であり、また、１３はカードスロット部、１４はマ
ーキング部、１５は表示手段、１６は音声発生手段であ
り、１７はケーブル逃がし溝、１７はケーブルである。
また、２０はカードを示している。また実施の形態１と
同様のものには、同一の符号を付してここでは説明を省
略する。

【００５４】図６に示すように、カードリーダ１０は、
その筐体内に、カード２０とのデータの送受信と電力供
給を行うアンテナ部１、アンテナ部１を介してカード２
０へのデータ送受信の制御やアンテナ部１の制御、ホス
トコンピュータ等の外部接続機器とのデータ送受信の制
御、表示手段１５への表示命令、音声発生手段１６への
音声発生命令等の制御を行う制御回路基板部２、カード
リーダ１０の各部品に対して電力を供給する電源基板部
３、カード２０との通信状態を表示する表示手段１５、
カード２０との通信状態を通知する音声発生手段１６等
を有している。また、アンテナ部１と制御回路基板部２
とは対向しており、両者に挟まれた位置にカードスロッ
ト部１３が設けられている。

【００５５】このように、アンテナ部１と制御回路基板
部２を机上の水平面に対し直角にして、直立面にする事
にすることによって、装置の奥行き長さを小さくするこ
とができ、カードリーダ１０をコンパクトにすることが
できる。

【００５６】なお、図示はしていないが、アンテナ部１
や制御回路基板部２、電源基板部３は電気的に接続され
ている。

【００５７】また、アンテナ部１の構成は、実施の形態
１で説明したのと同様に、ループアンテナ１ａと磁性部
材１ｂを備えた構成となっており、遠方での電磁界強度
を抑制し、電波法の規制値を満足することは可能であ
り、カード２０に対して効率良く電力供給を行うことが
できるものである。そして、アンテナ部１は、ループア
ンテナ１ａの裏面前面に磁性部材１ｂを装着しているた
め、ループアンテナ１ａの背面側に出力される電波は磁
性部材１ｂにより吸収され、カード外部へ出力される電
波はループアンテナ１ａの前面方向のみとなり、その方
向にカード２０を近づけることにより、近接での通信が
可能となる。これは、図６〜８において、アンテナ部１
からカードスロット部１３を通過し、制御回路基板部２
に向かう方向であり、カードスロット部１３内での通信
を可能としている。

【００５８】また、カードスロット部１３には、カード
２０が配置されて、データの送受信と電力供給が行われ
る。このカードスロット部１３を設けることによって、
カード２０の使用者は、カード２０を財布にいれたまま
で、財布ごと挿入し据え置きすることもできる。

【００５９】更に、図７に示すように、カードスロット
部１３には、マーキング部１４が施されている。マーキ
ング部１４には、「カードをここに置いて下さい。」、
「カードを通過させて下さい。」、「カード読取部」等
の情報が印刷或いは印字されており、カード２０の挿入
位置としてのカードスロット部１３の存在や、位置を明
確にするものである。このマーキング部１４は、カード
リーダ１０の筐体に直接印刷或いは印字してもよく、情
報が印刷或いは印字されたラベル等をカードリーダ１０
に貼付してもよい。これらの構成により、使用者は容易
にカード２０の挿入や近接を行うことができる。

【００６０】また、表示手段１５は、カードリーダ１０
とカード２０との通信状態を視覚的に確認するためのも
のである。表示手段１５としては少なくとも１つのＬＥ
Ｄを用いることができる。例えば、緑色ＬＥＤと赤色Ｌ
ＥＤを使用することによって、カード２０とアンテナ部
１間の通信が継続中は緑色ＬＥＤが点滅し、カード２０
とアンテナ部１間の通信が無事に完了した際は緑色ＬＥ
Ｄが点灯し、カード２０とアンテナ部１間の通信がエラ
ーを起こした際は、緑色ＬＥＤが消灯し、赤色ＬＥＤが
点灯するというように、使用者がカード２０とカードリ
ーダ１０のアンテナ部１間の通信完了、及び通信エラー
を視覚的に容易に認識することができる。

【００６１】また、音声発生手段１６は、前記無線通信
手段とカード間の通信状態を聴覚的に確認するためのも
のである。音声発生手段１６としては少なくとも１つの
ブザーを用いることができる。そして、カード２０とア
ンテナ部１間の通信が無事に完了した際ブザーは鳴ら
ず、カード２０とアンテナ部１間の通信がエラーを起こ
した際は、ブザーが鳴るといったように、使用者がカー
ド２０とカードリーダ１０のアンテナ部１間の通信完
了、及び通信エラーを聴覚的に容易に認識することがで
きる。

【００６２】更に、図７に示すように、カードリーダ１
０には、制御回路基板部２或いは電源基板部３に接続さ
れる通信ケーブルや電源ケーブル等のケーブル１８が接
続されている。そして、この接続されたケーブル１８を
引き回す際のケーブル逃がし溝１７が設けられており、
このケーブル逃がし溝１７を備えた事により、ケーブル
１８の引き回しが容易となり使い勝手が良くなる。

【００６３】また、表示手段１５はＬＥＤに限らず、液
晶ディスプレー，有機／無機ＥＬディスプレー，プラズ
マディスプレー，ＣＲＴディスプレー等を用いてもよ
い。そして、このようなディスプレーを用いた場合に
は、使用者の名前，ＩＤ番号，現在時刻，購入商品名，
現在のポイント数等が表示される。

【００６４】そして、カードリーダ１０に、所定のデー
タを入力するキーボードを設けてもよい。キーボードか
らは、例えば、使用した商品の管理番号や、使用者の管
理番号、日付、購入金額などデータを入力する。データ
の入力装置としてキーボードに限らず、手書き入力など
のＰＤＡやタッチパネルまたは、音声入力装置等でも良
い。

【００６５】このような本発明の実施の形態２における
カードリーダ１０の動作について説明する。ここで、図
９は、本発明の実施の形態２におけるカードリーダを示
すブロック図である。

【００６６】まず、ＩＣメモり読み書き制御部３０は、
アンテナ部１に電流を流して磁界を発生させ、カードス
ロット部１３に挿入された、或いは、近接若しくは当接
されたカード２０内に設けられたアンテナ部２２にてア
ンテナ部１から発生した磁界を受信して、集積回路２３
内のメモリに格納されているデータなどの消去，更新等
を行い、時には、集積回路２３からの情報をアンテナ部
２２を通して、アンテナ部１に送信し、制御回路基板部
２上に設けられたＣＰＵ５に所定の情報またはデータを
転送する。この時ＣＰＵ５は読み取ったデータ等をホス
トコンピュータ４０に転送し、ホストコンピュータ４０
で、その読み取ったデータを集計する等の動作を行う。
また、カード２０の集積回路２３にホストコンピュータ
４０からのデータを書き込む場合には、ＣＰＵ５はその
データに対応した信号をＩＣメモり読み書き制御部３０
に送信し、アンテナ部１に所定の磁界を発生させて、カ
ード２０内の集積回路２３にデータを書き込む。

【００６７】このようにして、信号の授受が行われる。
カード２０へのデータの記録か又はカード２０からの信
号の再生の少なくとも一方の動作を終了したことを、Ｉ
Ｃメモり読み書き制御部３０が検知する。ＩＣメモり読
み書き制御部３０は検知した信号を基に、カード２０と
の通信が順調に完了したかエラーを起こしたか認識す
る。ＩＣメモり読み書き制御部３０は認識したデータを
ＣＰＵ５に信号を出し、その信号を受信したＣＰＵ５に
送られてきた情報（通信無事完了か通信エラーか）を判
定して、表示制御部３１に表示すべきデータを送出し、
表示手段１５に表示させる。又、ＣＰＵ５は音声発生手
段１６にデータを送出し、音声発生手段１６に音声を発
生させる。

【００６８】以上の動作は、一例を示したが、当然の事
ながら他の動作も実行可能であり、各々の動作は、カー
ド２０を使用するシステム等によって大きく異なってく
るので、その都度設定する必要がある。

【００６９】例えば、カードリーダ１０に所定のデータ
を入力するキーボードを設けると共に、前記表示部に加
えて、更に、使用者の名前，ＩＤ番号，現在時刻，購入
商品名，現在のポイント数等を表示する液晶ディスプレ
ーを設けた場合では、キーボードから入力されたデータ
がＣＰＵ５に送られ、ＣＰＵ５でそのデータを判別し、
ホストコンピュータ４０に送出し、必要であれば、ホス
トコンピュータ４０にデータを転送し、また、カード２
０内の集積回路２３にデータを送出する必要であれば、
ＩＣメモリ読み書き制御部３０にそのデータを送出し、
その信号に伴った磁界をアンテナ部１から出力させ、カ
ード２０内の集積回路２３にデータを記録する。更に、
ＣＰＵ５は、ＣＰＵ５に送られてきた情報（キーボード
からのデータ，ホストコンピュータ４０からのデータ
等）を判定して、表示が必要なものは、表示制御部に表
示すべきデータを送出し、液晶ディスプレーに表示させ
る等の種々の変形が可能である。

【００７０】

【実施例】このような本発明によるカードリーダの実施
例について以下説明する。ここでは特に、ループアンテ
ナの裏面前面に磁性部材を装着したアンテナ部について
説明する。

【００７１】（実施例１）ループアンテナは、その搬送
波周波数が１３．５６ＭＨｚであり、ループアンテナを
構成する共振回路の調整用コンデンサを有している。そ
して、磁性部材には、Ｍｎ−Ｚｎフェライトコアを使用
した。このように構成した実施例１のアンテナ部では、
共振回路の調整用コンデンサを調整し、搬送波周波数で
ある１３．５６ＭＨｚから共振周波数をずらした。実施
例１において、その共振周波数は１８ＭＨｚである。ま
た、共振周波数をずらす程度としては、本実施例１のル
ープアンテナでは、共振周波数が１３．５６±６ＭＨｚ
であれば、距離３ｍにおいて５００ｄＢμＶ／ｍ以下を
満足できることが実験により確認された。

【００７２】（比較例１）実施例１と同様に、ループア
ンテナは、その搬送波周波数が１３．５６ＭＨｚであ
り、ループアンテナを構成する共振回路の調整用コンデ
ンサを有している。そして、磁性部材には、Ｍｎ−Ｚｎ
フェライトコアを使用した。このように構成した比較例
１のアンテナ部では、共振回路の調整用コンデンサを調
整し、搬送波周波数である１３．５６ＭＨｚとその共振
周波数を一致させた。

【００７３】（比較例２）実施例１と同様に、ループア
ンテナは、その搬送波周波数が１３．５６ＭＨｚであ
り、ループアンテナを構成する共振回路の調整用コンデ
ンサを有している。また、比較例２においては、磁性部
材は使用しなかった。このように構成した比較例２のア
ンテナ部では、共振回路の調整用コンデンサを調整し、
搬送波周波数である１３．５６ＭＨｚから共振周波数を
ずらした。比較例２において、その共振周波数は２０Ｍ
Ｈｚである。

【００７４】（比較例３）実施例１と同様に、ループア
ンテナは、その搬送波周波数が１３．５６ＭＨｚであ
り、ループアンテナを構成する共振回路の調整用コンデ
ンサを有している。また、比較例３においては、磁性部
材は使用しなかった。このように構成した比較例３のア
ンテナ部では、共振回路の調整用コンデンサを調整し、
搬送波周波数である１３．５６ＭＨｚとその共振周波数
を一致させた。

【００７５】以上のようにして得られた、実施例１、比
較例１〜３のアンテナ部を実施の形態１で説明したカー
ドリーダに搭載し、非接触ＩＣカードとの通信テストを
実施した。本テストにおいては、各実施例、比較例のア
ンテナ部毎に、電界強度を測定すると共に、カードへの
電力供給の確認をおこなった。各アンテナ部の共振周波
数、磁性部材の有無、電界強度測定値等を合わせてその
テスト結果を（表１）に示す。

【００７６】

【表１】

【００７７】（表１）の評価項目において、電波法規制
値における評価基準は、○：規制値内、×：規制値外で
あり、電力供給における評価基準は、○：可、×：不可
である。

【００７８】結果から明らかなように、本発明の共振周
波数をずらし、磁性部材を装着したアンテナ部を備えた
実施例１のカードリーダは、その電界強度は電波法の規
制値内であり、カードに対しても良好な電力供給を行う
ことができた。

【００７９】

【発明の効果】以上のように、本発明は、無線免許を必
要としない微弱電波で、非接触ＩＣカードにデータの送
受信と電力を供給し、非接触ＩＣカードとカードリーダ
間の通信を可能にする非接触ＩＣカードのカードリーダ
を提供する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるカードリーダを
示す外観透視斜視図

【図２】本発明の実施の形態１におけるカードリーダの
アンテナ部の構成を示す斜視図

【図３】カードリーダのループアンテナから出力される
電界強度と共振周波数との関係を示すグラフ

【図４】本発明の実施の形態１におけるカードリーダに
用いられるカードを示す透視平面図

【図５】本発明の実施の形態１におけるカードリーダと
カードとの通信状態を示すブロック図

【図６】本発明の実施の形態２におけるカードリーダを
示す外観透視斜視図

【図７】本発明の実施の形態２におけるカードリーダを
示す外観斜視図

【図８】本発明の実施の形態２におけるカードリーダを
示す透視側面図

【図９】本発明の実施の形態２におけるカードリーダを
示すブロック図

【符号の説明】

１アンテナ部１ａループアンテナ１ｂ磁性部材２制御回路基板部３電源基板部４カード近接部５ＣＰＵ６ＲＦモジュール７クロック発生器８変調部９復調部１０カードリーダ１１フィルタ回路１２調整用コンデンサ１３カードスロット部１４マーキング部１５表示手段１６音声発生手段１７ケーブル逃がし溝１８ケーブル２０カード２１基材２２アンテナ部２３集積回路３０ＩＣメモリ読み書き制御部３１表示制御部４０ホストコンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｑ 7/06 Ｇ０６Ｋ 19/00 ＨＪＦターム(参考） 2C005 MA40 NA09 PA04 TA11 TA22 TA27 TA40 5B035 BA03 BB09 CA12 CA23 5B058 CA15 CA22 KA06 KA12 KA24 5J046 AA04 AB11 PA01 PA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともカードへのデータ通信と電力供
給を行うためのアンテナ部を備えたカードリーダであっ
て、前記アンテナ部に磁性部材を備えた事を特徴とする
カードリーダ。
【請求項２】前記アンテナ部から出力される搬送波周波
数に対して、前記アンテナ部のアンテナの共振周波数を
異ならせたことを特徴とする請求項１記載のカードリー
ダ。
【請求項３】前記アンテナ部のアンテナがループアンテ
ナである事を特徴とする請求項１，２いずれか１記載の
カードリーダ。
【請求項４】前記磁性部材がフェライトである事を特徴
とする請求項１〜３いずれか１記載のカードリーダ。
【請求項５】前記アンテナ部から出力される電界強度
が、前記アンテナ部からの距離３ｍにおいて、５００μ
Ｖ／ｍ以下である事を特徴とする請求項１〜４いずれか
１記載のカードリーダ。
【請求項６】少なくともカードへのデータ通信と電力供
給を行うためのアンテナ部を備えたカードリーダであっ
て、前記アンテナ部の前記カードとの通信方向とは異な
る面に磁性部材を備えた事を特徴とするカードリーダ。
【請求項７】カードを挿入するカードスロット部を設け
た事を特徴とする請求項１〜６記載のカードリーダ。
【請求項８】前記アンテナ部と、前記アンテナ部を制御
する制御基板部が対向すると共に、前記アンテナ部と前
記制御基板部との間に、前記カードスロット部を設けた
事を特徴とする請求項７記載のカードリーダ。