特開 2025-101153 カードリーダー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025101153

(43)【公開日】2025-07-07

(54)【発明の名称】カードリーダー

(51)【国際特許分類】

   G06K 7/10 20060101AFI20250630BHJP

   H01Q 1/40 20060101ALI20250630BHJP

【ＦＩ】

G06K7/10 264

G06K7/10 224

H01Q1/40

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023217782

(22)【出願日】2023-12-25

(71)【出願人】

【識別番号】000003403

【氏名又は名称】ホーチキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100171446

【弁理士】

【氏名又は名称】高田 尚幸

(72)【発明者】

【氏名】酒井 隆介

(72)【発明者】

【氏名】作田 譲

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 泰之

【テーマコード（参考）】

5J046

【Ｆターム（参考）】

5J046AA03

5J046AB03

5J046QA04

(57)【要約】

【課題】カードとの通信距離を確保しつつ、設計の自由度を向上させることができるカードリーダーを提供する。
【解決手段】カードリーダー１は、筐体２と、筐体２の内側、且つ筐体２の表側に配置される前面パネル部２３に沿って配置されるアンテナ基板４と、筐体２の内側に配置され、アンテナ基板４と電気的に接続された制御基板５と、を備え、前面パネル部２３は、筐体２の外側を向くカード読み取り面３１と、筐体２の内側を向き、アンテナ基板４が固定されるアンテナ固定面３６と、を備え、アンテナ基板４とアンテナ固定面３６とが両面に接着力を有する接着層４１を介して接着されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、
前記筐体の内側、且つ前記筐体の表側に配置される前面パネル部に沿って配置されるアンテナ基板と、
前記筐体の内側に配置され、前記アンテナ基板と電気的に接続された制御基板と、を備え、
前記前面パネル部は、
前記筐体の外側を向くカード読み取り面と、
前記筐体の内側を向き、前記アンテナ基板が固定されるアンテナ固定面と、を備え、
前記アンテナ基板と前記アンテナ固定面とが両面に接着力を有する接着層を介して接着されているカードリーダー。

【請求項2】

前記アンテナ基板には、ケーブルが挿抜可能とされたコネクタ部が設けられ、
前記コネクタ部は前記ケーブルを引き抜く際に抵抗を生じ、所定以上の引き抜き力が加わることで前記ケーブルが引き抜き可能となるように前記ケーブルを保持し、
前記アンテナ基板は、硬質の樹脂で成型されて構成されている請求項１に記載のカードリーダー。

【請求項3】

前記筐体の内側に配置される操作基板を更に備え、
前記前面パネル部は、前記カード読み取り面とは異なる位置に前記筐体の外側を向く操作部を備え、
前記操作基板は前記操作部と対向する位置を含み、且つ、前記前面パネル部と離間して配置され、
前記前面パネル部、前記アンテナ基板、前記操作基板、前記制御基板の順に奥行方向に配置され、
前記制御基板は、正面視において前記アンテナ基板及び前記操作基板の少なくとも一方に重なるように配置されている請求項１または２に記載のカードリーダー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カードリーダーに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、オフィスビルや工場等の施設に、利用者の入退出を管理する入退室システムが設置されている。入退室システムの認証機器として、利用者が携帯する認証カードの情報を近距離且つ無線で読み取るカードリーダー（読み取り装置）が用いられている。

【0003】

下記の特許文献１に開示されたカードリーダーは、非接触ＩＣカードと無線通信するためのアンテナ基板（アンテナ）を備え、アンテナ基板が表面パネルの裏面に両面テープで貼り付けられている。

【0004】

また、認証カードとカードリーダーとの間の通信は、様々な通信方式で行われている。通信方式によっては、カードリーダーの内部に配置されたアンテナ基板と非接触ＩＣカードとの通信可能距離が２０ｍｍ程度までしか対応できないものがある。

【0005】

また、

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１５－７２６７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、利用者がストレスなく利用できるように、通信可能距離を可能な限り長くしたいという要望がある。また、アンテナ基板と制御基板とを三次元的に離隔して、筐体の内側の部品設計の自由度を向上させることが望まれている。

【0008】

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、カードとの通信距離を確保しつつ、設計の自由度を向上させることができるカードリーダーを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係るカードリーダーは、筐体と、前記筐体の内側、且つ前記筐体の表側に配置される前面パネル部に沿って配置されるアンテナ基板と、前記筐体の内側に配置され、前記アンテナ基板と電気的に接続された制御基板と、を備え、前記前面パネル部は、前記筐体の外側を向くカード読み取り面と、前記筐体の内側を向き、前記アンテナ基板が固定されるアンテナ固定面と、を備え、前記アンテナ基板と前記アンテナ固定面とが両面に接着力を有する接着層を介して接着されている。

【0010】

このように構成されたカードリーダーでは、筐体の前面パネル部における筐体の内側を向くアンテナ固定面に、アンテナ基板が接着層を介して固定される。前面パネル部における筐体の外側を向く面は、カード読み取り面である。よって、アンテナ基板がかざされるカードに近接して配置されるため、カードとの通信距離を確保することができる。また、アンテナ基板と制御基板とを分離することによって、筐体の内側での部品配置の設計自由度を向上させることができる。

【0011】

また、本発明に係るカードリーダーでは、前記アンテナ基板には、ケーブルが挿抜可能とされたコネクタ部が設けられ、前記コネクタ部は前記ケーブルを引き抜く際に抵抗を生じ、所定以上の引き抜き力が加わることで前記ケーブルが引き抜き可能となるように前記ケーブルを保持し、前記アンテナ基板は、硬質の樹脂で成型されて構成されていてもよい。

【0012】

このように構成されたカードリーダーでは、アンテナ基板には、ケーブルが挿抜可能とされたコネクタ部が設けられている。コネクタ部は、ケーブルを引き抜く際に抵抗を生じ、所定以上の引き抜き力が加わることでケーブルが引き抜き可能であるため、振動等によって不用意にケーブルが抜けることを抑制することができる。その一方で、ケーブルを挿抜する際にアンテナ基板に負荷がかかるが、アンテナ基板は硬質の樹脂で成型されて構成されているために、アンテナ基板が損傷することが抑制される。

【0013】

また、本発明に係るカードリーダーでは、前記筐体の内側に配置される操作基板を更に備え、前記前面パネル部は、前記カード読み取り面とは異なる位置に前記筐体の外側を向く操作部を備え、前記操作基板は前記操作部と対向する位置を含み、且つ、前記前面パネル部と離間して配置され、前記前面パネル部、前記アンテナ基板、前記操作基板、前記制御基板の順に奥行方向に配置され、前記制御基板は、正面視において前記アンテナ基板及び前記操作基板の少なくとも一方に重なるように配置されていてもよい。

【0014】

このように構成されたカードリーダーでは、操作基板は、操作部と対向する位置を含み、且つ、前面パネル部と離間して配置されている。つまり、アンテナ基板と操作基板は別体に構成されているから、アンテナ基板を前面パネル部に密着させつつ、操作部の押し下げ操作に伴う操作のストローク量を任意に確保できるように構成されている。
制御基板は、正面視においてアンテナ基板及び操作基板の少なくとも一方に重なるように配置されている。よって、制御基板、アンテナ基板及び操作基板が収容される筐体の大きさをコンパクトにすることができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係るカードリーダーによれば、カードとの通信距離を確保しつつ、設計の自由度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係るカードリーダーの内部の構成を示す断面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るカードリーダーを前側から見た正面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るカードリーダーの内部の構成を示す拡大断面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るカードリーダーの内部の構成を示す斜視図である。

【図5】本発明の一実施形態の変形例に係るカードリーダーの内部の構成を示す拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の第一実施形態に係るカードリーダーついて、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るカードリーダーの内部の構成を示す断面図である。図１では、後述する内カバー２６を二点鎖線で示している。
図１に示すように、カードリーダー１は、筐体２と、アンテナ基板４と、制御基板５と、操作基板６と、を備える。カードリーダー１のカード読み取り面３１側を前側とし、反対側を後側とする。前側と後側とを結ぶ方向を前後方向（奥行方向）と称する。

【0018】

筐体２は、外カバー２２と、内カバー２６と、を備える。外カバー２２は、後側に開口する形状をしている。外カバー２２は、前面パネル部２３と、側壁部２４と、を有している。前面パネル部２３は、前側から見て略矩形状をしている。側壁部２４は、前面パネル部２３の周縁部から後側に向かって延びている。側壁部２４は、前面パネル部２３の周縁部の略全周にわたって設けられている。

【0019】

内カバー２６は、前側に開口する形状をしている。外カバー２２と内カバー２６は、嵌合、螺子止め等の不図示の固定手段で固定されている。外カバー２２と内カバー２６との間には、アンテナ基板４や制御基板５等の各種部品を配置可能な収容空間２Ｓが形成されている。収容空間２Ｓは、筐体２の内側の空間である。

【0020】

外カバー２２の前面パネル部２３は、略平板状に形成されている。前面パネル部２３の板面は、前後方向を向いている。前面パネル部２３は、中央部２３ａが外縁２３ｂよりも前側に膨らむ形状をしている。

【0021】

図２は、カードリーダー１を前側から見た正面図である。
図２に示すように、前面パネル部２３の前面（表面）には、所望の操作が可能なスイッチ３２、所定の状況を示す表示部３３、及びカード読み取り部３４を含むカード読み取り面３１が設けられている。カード読み取り面３１は、筐体２の外側を向く面である。

【0022】

カード読み取り部３４に対して非接触ＩＣカードを前側からかざすことによって、非接触ＩＣカードはアンテナ基板４と無線通信が可能となる。

【0023】

スイッチ３２は、操作部の一部である。スイッチ３２は、前面パネル部２３において、カード読み取り部３４を含むカード読み取り面３１とは異なる位置に配置されている。スイッチ３２は、筐体２の外側を向いている。

【0024】

図１に示すように、前面パネル部２３の後面は、アンテナ固定面３６とされている。アンテナ固定面３６は、筐体２の内側を向く面である。

【0025】

アンテナ基板４は、前面パネル部２３のアンテナ固定面３６に固定されている。アンテナ基板４は、硬質の樹脂が成型されて構成されている。アンテナ基板４は、例えば非接触ＩＣカードが近接すると電磁誘導により電力を供給して動作させることで、非接触ＩＣカードから所望の利用者情報を読取る。

【0026】

図３は、カードリーダー１の内部の構成を示す拡大断面図である。
図３に示すように、アンテナ基板４の前面４ｄと前面パネル部２３のアンテナ固定面３６との間には、両面テープ（接着層）４１が設けられている。両面テープ４１は、アンテナ基板４の前面４ｄと前面パネル部２３のアンテナ固定面３６との両面を接着力によって接着させるものである。アンテナ基板４と前面パネル部２３のアンテナ固定面３６との間に、両面テープ４１が貼り付けられている。両面テープ４１は、アンテナ基板４の略全面に貼り付けられていてもよいし、アンテナ基板４の一部にのみ貼り付けられていてもよい。なお、アンテナ基板４は、アンテナ固定面３６に接着剤によって固定さていてもよい。なお、接着剤は乾く過程でアンテナ基板４やアンテナ固定面３６に対して変形する力を生じる虞があり、両面テープ４１による接着がより好適である。

【0027】

図４は、カードリーダー１の内部の構成を示す斜視図である。
図４に示すように、制御基板５は、アンテナ基板４と三次元的に離隔して配置されている。制御基板５は、アンテナ基板４の後方に配置されている。制御基板５は、外カバー２２に設けられた支持部２５に螺子等の不図示の固定手段で固定されている。

【0028】

アンテナ基板４の後面４３には、表面実装式のコネクタ部４４が設けられている。制御基板５の後面５３には、表面実装式のコネクタ部５４が設けられている。アンテナ基板４のコネクタ部４４と制御基板５のコネクタ部５４とは、ケーブル５５で接続されている。アンテナ基板４と制御基板５とは、電気的に接続されている。ケーブル５５は、アンテナ基板４のコネクタ部４４及び制御基板５のコネクタ部５４に対して挿抜可能である。コネクタ部４４，５４は、ケーブル５５を引き抜く際に抵抗を生じ、所定以上の引き抜き力が加わることでケーブル５５が引き抜き可能となるようにケーブル５５を保持している。
指先での操作が可能且つ保持力を発揮するために、コネクタ部４４，５４およびケーブル５５の組み合わせは、引き抜くために必要な力（保持力）が例えば１０Ｎ以上４０Ｎ以下となるものが用いられる。

【0029】

図１に示すように、アンテナ基板４におけるアンテナ固定面３６に対向する前面４６には、不図示のアンテナパターンが配置されている。アンテナパターンとコネクタ部４４とは、不図示のスルーホールを介して電気的に接続されている。
これによりアンテナパターンをよりカード読み取り面３１に近づかせながら、高さのあるコネクタ部４４，５４を背面側に配置することが可能となっている。

【0030】

図４に示すように、操作基板６は、筐体２の内側に配置されている。操作基板６は、スイッチ３２と対向して、スイッチ３２の後側に配置されている。操作基板６は、前面パネル部２３の後側に離間して配置されている。

【0031】

前面パネル部２３、アンテナ基板４、操作基板６、制御基板５の順に、前側から後側に向かって配置されている。制御基板５は、正面視においてアンテナ基板４及び操作基板６の少なくとも一方に重なるように配置されている。

【0032】

操作基板６は、スイッチ３２や不図示のスイッチの押し下げ操作により操作基板６上に配置されたスイッチ部品が押し下げ操作を受ける。スイッチ３２を操作することによって、スイッチ３２は操作基板６上に配置されたスイッチ部品に接触する。これに伴って、操作基板６は不図示のケーブルで接続された制御基板５にスイッチ３２の操作に対応する所定の信号を送信する。

【0033】

このように構成されたカードリーダー１では、筐体２の前面パネル部２３における筐体２の内側を向くアンテナ固定面３６に、アンテナ基板４が両面テープ４１を介して固定される。前面パネル部２３における筐体２の外側を向く面は、カード読み取り面３１である。よって、アンテナ基板４がかざされる非接触ＩＣカードに近づけて配置されるため、非接触ＩＣカードとの通信距離を確保することができる。利用者は、前面パネル部２３のカード読み取り面３１から多少離間した位置から非接触ＩＣカードをかざしても、非接触ＩＣカードとアンテナ基板４とが通信可能である。

【0034】

また、アンテナ基板４と制御基板５とを分離することによって、筐体２の内側での部品配置の設計自由度を向上させることができる。

【0035】

また、アンテナ基板４及び制御基板５のそれぞれには、ケーブル５５が挿抜可能とされたコネクタ部４４，５４が設けられている。コネクタ部４４，５４は、ケーブル５５を引き抜く際に抵抗を生じ、所定以上の引き抜き力が加わることでケーブル５５が引き抜き可能である。よって、振動等によって不用意にケーブル５５が抜けることを抑制することができる。その一方で、ケーブル５５を挿抜する際にアンテナ基板４に負荷がかかるが、アンテナ基板４は硬質の樹脂で成型されて構成されているために、アンテナ基板４が損傷することが抑制される。

【0036】

また、アンテナ基板４は、前面パネル部２３のアンテナ固定面３６に両面テープ４１で固定されている。例えば、アンテナ基板４が例えば螺子で固定される場合には、螺子を受ける部分の厚さを確保する必要がある。本実施形態では、アンテナ基板４は両面テープ４１で固定されているため、アンテナ基板４をカード読み取り面３１により一層近づけることができる。

【0037】

また、操作基板６は、スイッチ３２と対向して、スイッチ３２の後側に配置されている。操作基板６は、前面パネル部２３の後側に離間して配置されている。よって、アンテナ基板４と操作基板６は別体に構成されているから、アンテナ基板４を前面パネル部２３に密着させつつ、スイッチ３２の押し下げ操作に伴う操作のストローク量を任意に確保できるように構成されている。

【0038】

制御基板５は、正面視においてアンテナ基板４及び操作基板６の少なくとも一方に重なるように配置されている。よって、制御基板５、アンテナ基板４及び操作基板６が収容される筐体２の大きさをコンパクトにすることができる。

【0039】

（変形例）
変形例に係るカードリーダーについて、主に図５を用いて説明する。以下で説明する実施形態において、上記に示す実施形態に対応する構成については同一の符号を付して説明を省略する場合がある。

【0040】

図５は、本発明の一実施形態の変形例に係るカードリーダーの内部の構成を示す拡大断面図である。
図５に示すように、本変形例に係るカードリーダー１Ａでは、前面パネル部２３の後面には、前側に向かって凹む凹部２７が形成されている。前面パネル部２３において、凹部２７の前後方向の厚さ寸法は、他の部分の厚さ寸法よりも薄い。凹部２７の後面であるアンテナ固定面３６Ａに、両面テープ４１が設けられて、アンテナ基板４が固定されている。

【0041】

このように構成されたカードリーダー１Ａでは、筐体２の前面パネル部２３における筐体２の内側を向くアンテナ固定面３６Ａに、アンテナ基板４が両面テープ４１を介して固定される。前面パネル部２３における筐体２の外側を向く面は、カード読み取り面３１である。よって、アンテナ基板４がかざされるカードに近づけて配置されるため、カードとの通信性能を高めることができる。また、アンテナ基板４と制御基板５とを分離することによって、筐体２の内側での部品配置の設計自由度を向上させることができる。

【0042】

また、前面パネル部２３のアンテナ固定面３６Ａの厚さは、他の部分よりも薄い。よって、前面パネル部２３の他の部分では強度を確保しつつ、非接触ＩＣカードとの通信距離をより一層確保することができる。

【0043】

なお、上述した実施の形態において示した組立手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

【0044】

例えば、アンテナ基板４の後面４３には、コネクタ部４４以外の部分に導電性部位であるグランドパターンが配置されている。導電性の高い物体がアンテナ基板４の後面４３にあるとアンテナの感度が前方方向に良くなるため、アンテナの読み取り性能が向上する。

【0045】

上記に示す実施形態では、アンテナ基板４及び制御基板５は、それぞれ１個ずつであるが、複数配置されていてもよい。

【0046】

前面パネル部２３には、操作部としてテンキーが設けられていてもよい。この場合には、テンキーが設けられる領域の後側にも、操作基板６が拡張されて配置されている。

【符号の説明】

【0047】

１，１Ａ カードリーダー
２ 筐体
４ アンテナ基板
５ 制御基板
６ 操作基板
２３ 前面パネル部
３１ カード読み取り面
３２ スイッチ（操作部）
３６，３６Ａ アンテナ固定面
４１ 両面テープ（接着層）
４４，５４ コネクタ部
５５ ケーブル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】