JP3891077B2 - IC card reader - Google Patents

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JP3891077B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触型ICカードより送信される電波信号を受信して読取るICカードリーダに関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
非接触型ICカードとICカードリーダとの間における通信は、非接触型ICカードが仕様上は通信可能とされているエリア内にある場合でも、両者の微妙な位置関係やカードリーダ側のアンテナが有するインピーダンス値の影響により所謂ヌル点が発生し、ICカードの応答信号をカードリーダが受信できなくなることがある。
【0003】
即ち、非接触型ICカードには複数の通信タイプがある。従って、特に、カードリーダ側がそれら複数の通信タイプの何れについても対応可能であるように構成されている場合、受信側の調整等は微妙になるためヌル点は発生し易くなる傾向を示す。従来、そのような場合はカードリーダ側において送信回路側のインピーダンスを切替えることで対応していた。
【0004】
そして、従来の方式では、受信が不能であると判断した時点で送信回路側のインピーダンスを切替えるが、通信処理シーケンスのプロトコル上、ICカードに対する再度の問いかけを行なうことができない場合(例えば、認証処理の途中である場合など)は通信シーケンスを初めから再実行する必要があり、その処理に要するオーバーヘッドが問題となっていた。
【0005】
また、図25には、ICカードリーダにおける送信回路の構成を部分的に示すものである。送信信号がベースに与えられるNPN型のトランジスタT1のコレクタは、コイルL0を介して電源に接続されていると共に、コンデンサC0,コイルL1,L2及びコンデンサC4を介して送受信アンテナ(C5,抵抗R1,コイルL3よりなる)に接続されている。
【0006】
コンデンサC0,コイルL1,コイルL2,コンデンサC4の間における各共通接続点とグランドとの間には、夫々コンデンサC1,C2,C3が接続されている。そして、送信回路側のインピーダンスを切替えるには、例えばコンデンサC1に対してスイッチSWによりコンデンサC1´を並列に接続したり或いは切り離すことで行っている。従って、インピーダンス切替え用の素子を余分に用意する必要があり、その分だけ回路規模が大きくなるという問題があった。
【0007】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その第1の目的は、非接触型ICカードより送信される信号の受信が本来不能となる状態においても、受信処理を再度やり直すことなく受信を継続することができるICカードリーダを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載のICカードリーダによれば、エッジ検出フィルタ回路は、非接触型ICカードより送信される電波信号のレベルが送信データに応じて変化するエッジを検出するように濾波し、トグル処理部は、エッジ検出フィルタ回路の出力信号に基づいて得られる前記エッジのタイミングに基づいて信号レベルをトグルさせる。そして、比較回路は、第1受信回路により復調された受信データと、トグル処理部より出力されたデータとを合成したものを受信結果として得る。
【0012】
即ち、あるタイプの非接触型ICカードでは、送信信号のエッジ変化にデータの意味を持たせて変調を行うようになっており、その場合の変調信号波形には全てのエッジ変化に対応した(信号の変調周波数よりも)高い周波数成分が含まれている。この周波数成分は、ヌル点が発生した場合の受信信号波形においても観測が可能であるから、適当な周波数特性によってフィルタリングすれば抽出することができる。
【0013】
そして、抽出された前記周波数成分のタイミング信号に基づいて信号レベルをトグルさせると、元の変調データ信号波形に等しいものが再生される。従って、通常の受信経路(第1受信回路)より得られた受信結果と上記の受信経路(第2受信回路)より得られた受信結果とを並行して得ておき、両者を合成すれば、通常の受信経路においてヌル点が発生している場合でも受信データを得ることができる。
【0014】
請求項記載のICカードリーダによれば、トグル処理部は、立上がり及び立下がりエッジ検出回路が出力する検出信号の何れか一方を受けたタイミングでトグル処理を行なうと、その次のトグル処理を他方の検出信号を受けたタイミングで行なう。即ち、立上がりエッジのタイミングにおけるフィルタ出力は正側にピークを有し、立下がりエッジのタイミングにおけるフィルタ出力は負側にピークを有する。従って、立上がり及び立下がりエッジ検出回路が夫々出力する検出信号を交互に受けてトグル処理を行なうようにすれば、フィルタ出力の波形が複数のピークを有する場合であっても誤判定を行うことをより確実に防止することができ、受信データの再生を高い確度で行うことができる。
【0015】
請求項記載のICカードリーダによれば、トグル処理部は、エッジが検出され、トグル処理を行ったタイミングから、非接触型ICカードより送信される電波信号のデータ送信レートに応じた期間内に検出されるエッジは無視する。即ち、エッジ検出フィルタ回路の出力信号は、フィルタの特性によっては必ずしも必要とする周波数成分のみが得られるとは限らない。そこで、データ送信レートに応じた期間内に検出されるエッジは無視するようにトグル処理を行なえば不要な周波数成分を無視することができるので、データの再生を確実に行うことができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
(第1実施例)
以下、本発明の第1実施例について図1乃至図6を参照して説明する。図2に示すリーダライタ(ICカードリーダ)1は、例えばパーソナルコンピュータなどの上位装置(ホスト,図示せず)とシリアルインターフェイス等を介して接続されており、上位装置側のアプリケーションプログラムの指示に基づいて図3に示すICカード2と電波信号により通信を行うようになっている。
【0020】
即ち、リーダライタ1は、自身の通信エリアにICカード2が接近したことを検知するため、ICカード2に対する呼出しコードを間欠的に送信するポーリングを行う(リクエスト)。そして、ICカード2を携帯したユーザが通信エリア内に位置すると、ICカード2は、リーダライタ1が送信する信号から動作用の電源及びクロックを生成して応答するようになっている。
【0021】
電気的構成を機能ブロックで示す図2において、CPU(制御回路)3は、上位インターフェイス(I/F)部4を介して上位装置とシリアル通信を行うようになっている。リセットIC5は、CPU3のリセットON,OFFを行うためのリセット信号を出力する。符号化部6は、CPU3よりシリアルに与えられる送信データを例えばNRZ(Non Return to Zero)方式で符号化して変調部7に出力する。
【0022】
キャリア発振器8は、13.56MHzの発振信号を符号化部6及び変調部7に搬送波信号として、また、CPU3にクロック用の信号として供給する。CPU3は、その発振信号を適宜分周したものを動作用クロックとして使用する。変調部7は、搬送波を符号化された送信データによってASK変調するようになっており、その場合の変調度を調整できるように構成されている。
【0023】
変調部7で変調された被変調信号は、増幅部9及びカップリングコンデンサ10を介して送受信アンテナ(送受信共用アンテナ)50に出力され、電波信号として外部に送信される。送受信アンテナ50は、コンデンサ51,抵抗52及びコイル53のループで構成されている。そして、コンデンサ51及び抵抗52の共通接続点がカップリングコンデンサ10に接続され、コンデンサ51及びコイル53の共通接続点はグランドに接続されている。
【0024】
一方、ICカード2側より送信された信号をアンテナ50が受信すると、その受信信号は受信回路部11に出力されるようになっている。受信回路部11で復調され、復号化された受信データはCPU3に出力される。
【0025】
また、図3は、ICカード2内部の電気的構成を示す機能ブロック図である。ICカード2は、アンテナ(LC共振回路のコイル)12,整流部13,クロック抽出部14,CPU15,メモリ16,変調部17などで構成されている。
【0026】
整流部13は、リーダライタ1より送信された電波信号をアンテナ12が受信すると、その受信信号を整流平滑してCPU15などに動作用の電源を供給すると共に、受信信号を復調した復調データをCPU15に出力する。クロック抽出部14は、アンテナ12が受信した信号から抽出したクロック信号をCPU15に供給する。CPU15は、例えばFRAM(Ferroelectric RAM) などからなる不揮発性のメモリ16に対してデータの読み書きを行うようになっている。
【0027】
また、CPU15は、変調部17に対して送信データをシリアルに出力する。変調部17は、スイッチ18及び変調負荷19の直列回路で構成されており、その直列回路が抵抗54と共にアンテナ12に並列に接続されている。そして、スイッチ18は、CPU15によって出力された送信データに応じてオンオフされることで搬送波を負荷変調し、マンチェスタ符号でデータを送信するようになっている。
【0028】
ICカード2のメモリ16には、ICカード2のIDデータや通信時の認証処理に使用するコード,リーダライタ1が本来読み出すことを目的としているICカード2のユーザに関するデータなどが記憶されている。
【0029】
ここで、図1は、リーダライタ1の受信回路部11の詳細な構成を示す機能ブロック図である。アンテナ50によって受信された信号は、検波回路20によって検波されると、2つのフィルタ回路21,22に出力される。これらのフィルタ回路21,22は何れもバンドパスフィルタであり、通過帯域の中心周波数は夫々212kHz,1MHzに設定されている。
【0030】
フィルタ回路21の出力信号は、増幅回路23及び二値化回路24を介して比較回路25に与えられている。一方、フィルタ回路(エッジ検出フィルタ回路)22の出力信号は、増幅回路26,二値化回路27及びトグル処理回路(トグル処理部)28を介して比較回路25に与えられている。二値化回路24,27は、増幅回路23,26より出力される信号を夫々異なる所定の閾値と比較することで、アナログ信号のレベルを二値化するものである。トグル処理回路28は、二値化回路27によって二値化されたハイレベル信号が入力される毎に出力信号レベルをハイ,ロウ交互に変化させるトグル出力処理を行なう。
【0031】
比較回路25は、二値化回路24とトグル処理回路28より与えられる信号レベルの論理和をとった結果をロジック処理回路29に出力する。ロジック処理回路29は、比較回路25より出力されるデータ信号をロジック処理することでデータの復号化を行なうものである。尚、フィルタ回路21側を受信経路30A(第1受信回路),フィルタ回路22側を受信経路30B(第2受信回路)と称す。
【0032】
次に、本実施例の作用について図4乃至図6も参照して説明する。図4(a)は、ICカード2より送信される信号の正常な受信波形をシミュレータで表したもの(横軸は時間,縦軸は振幅)で、正側,負側で対称な波形の負側のみを示している。尚、負荷変調による振幅変化を若干強調している。また、図中に示す矩形波は、信号の変調周波数で212kHz(正確には、13.56MHzの1/64である211.875kHz)のデータ波形である。
【0033】
そして、図4(b)は、ICカード2より送信される信号をリーダライタ1がヌル点において受信した場合の波形(受信不可波形)である。この波形では、負荷変調による振幅変化が観測できない状態にある。しかしながら、図中に円で囲んだ部分に示すように、僅かな信号の変化が現れている。この信号の変化は、変調された信号のエッジ変化に対応するものである。
【0034】
ここで、図6にマンチェスタ符号の信号波形例を示す。マンチェスタ符号は、例えば、判定タイミングにおける信号の立下りエッジを「0」、立上がりエッジを「1」とする。従って、信号波形全体において出現するエッジの周波数は、信号の変調周波数212kHzよりも高くなる。また、そのエッジの変化は、信号の伝送路が有するインピーダンスによって遅れを生じることから、その結果として1MHz程度の周波数変化として観測されるものと推測される。
【0035】
従って、フィルタ回路21における通過帯域の中心周波数は、正常な受信状態において受信データを検出するために212kHzに設定されており、もう1つのフィルタ回路22における通過帯域の中心周波数は、受信不能状態において信号のエッジ変化成分を検出するために1MHzに設定されている。
【0036】
尚、フィルタ回路21については、マンチェスタ符号において「0」,「1」が交互に切替わるパターンの場合信号変化の周波数は106kHzとなっているため、106kHzも含むように通過帯域幅を設定するのが好ましい(若しくは、遮断周波数が212kHz付近となるローパスフィルタを用いても良い)。
【0037】
また、図5(a)は、受信不可波形(正側)を拡大して示すものであり、図5(b)は、フィルタ回路22の出力信号波形を示す。このように、受信不可波形を1MHzのバンドパスフィルタに通すと、立上がり,立下りのエッジ変化位置に対応して鋭いピークを有する信号が得られるので、各ピークのタイミングに合わせてトグル処理回路28が信号レベルをトグル変化させれば、元のデータ波形を再生することが可能である。この場合、二値化回路27は、図5(b)に一点鎖線で示す閾値によって二値化を行なうようにする。
【0038】
そして、受信回路部11においては、比較回路25が二値化回路24とトグル処理回路28より与えられる信号レベルの論理和をとる構成であるから、正常状態では、受信経路30A,30Bの何れも同じ出力結果となり、ヌル点が生じた受信不能状態では、受信経路30Aからは正しい受信結果を得ることはできないが、受信経路30Bにおいて受信データを得ることができる。
【0039】
尚、図5に示すように、フィルタ回路22の出力信号波形にはデータの再生に不要なピークも含まれているので、その不要なピークを排除するように二値化回路27における閾値を設定する。
【0040】
以上のように本実施例によれば、リーダライタ1は、複数の受信経路30A,30BによってICカード2より送信される電波信号を夫々異なる状態で受信し、それらより得られる受信結果を合成して得るようにした。具体的には、フィルタ回路22は、ICカード2より送信される電波信号のレベルが送信データに応じて変化するエッジを検出するためにフィルタリングを行ない、トグル処理部28は、検出されたエッジのタイミングに基づいて信号レベルをトグルさせることで、受信データを再生する。そして、受信経路30Aにより復調された受信データと、トグル処理部28より再生された受信データとを比較回路25において比較合成したものを受信結果として得るようにした。
【0041】
即ち、通常の受信状態であれば受信経路30Aによって得られるはずの受信信号がヌル点に陥ることで受信不能となった場合でも、受信経路30B側で再生された受信データを得ることができる。従って、実際にヌル点が発生しているか否かにかかわらず信号の受信を常に確実に行うことができるので、通信処理のシーケンスをやり直す必要がなくなる。
【0042】
特に、リーダライタ1が、様々なタイプ(例えば、ISO14443のTypeA〜C)のICカードの何れであっても対応可能であるように構成されている場合は、チューニングに冗長性が生じてヌル点が発生し易くなることから、本発明は極めて有効である。
【0043】
(第2実施例)
図7及び図8は本発明の第2実施例を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。第2実施例の構成は、第1実施例の二値化回路27を正側ピーク検出回路(正側エッジ検出回路)31P及び負側ピーク検出回路(負側エッジ検出回路)31Nに置き換える共に、トグル処理回路28をトグル処理回路32に置き換えたものとして受信経路30Baが構成されている。
【0044】
図8(b)に示すように、(増幅回路26を介した)フィルタ回路22の出力信号波形は、データ信号の立上がりエッジに対応するタイミングでは正側に大きなピークがあり、立下がりエッジに対応するタイミングでは負側に大きなピークがある。
【0045】
そこで、正側ピーク検出回路31Pは、正側のピークだけを検出するように閾値を設定し、負側ピーク検出回路31Nは、負側のピークだけを検出するように閾値を設定しておく。そして、トグル処理回路32は、正側ピーク検出回路31Pの検出信号に応じてトグル処理(L→H)を行なうと、その次のトグル処理(H→L)は、負側ピーク検出回路31Nの検出信号に応じて行なう。即ち、2つの検出回路31P,31Nの検出信号を交互に受けてトグル処理を行なうようにする。
【0046】
従って、何れか一方の検出回路31において、閾値の設定状態によって1つのエッジ変化タイミングに応じて2つのピークを検出してしまったとしても、トグル処理回路32が2つの検出回路31P,31Nの検出信号を交互に受けてトグル処理を行なうことでタイミング識別の誤りは排除される。
【0047】
以上のように第2実施例によれば、トグル処理回路33は、正側及び負側ピーク検出回路31P,31Nが出力する検出信号の何れか一方を受けたタイミングでトグル処理を行なうと、その次のトグル処理を他方の検出信号を受けたタイミングで行なうので、フィルタ出力の波形が複数のピークを有する場合であっても誤判定を行うことをより確実に防止することができ、受信データの再生を高い確度で行うことができる。
【0048】
(第3実施例)
図9及び図10は本発明の第3実施例を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。第3実施例の構成は、第1実施例のトグル処理回路28をトグル処理回路(トグル処理部)33に置き換えたものとして構成されている。そのトグル処理回路33には、受信信号のデータレートである212kHzの周波数信号が与えられており、受信経路30Bbが構成されている。
【0049】
そして、トグル処理回路33は、与えられた周波数信号を参照してトグル出力処理を行なうようになっている。即ち、リーダライタ1とICカード2の送受信系は、リーダライタ1側で生成出力される13.56MHzの主搬送波に同期して全ての信号処理が行なわれるようになっている。従って、たとえ、二値化回路27における二値化処理が不十分であり、1つのエッジ変化タイミングについて複数のパルス信号が出力されてしまった場合でも(図10(a)参照)、基準となるパルス信号が入力された時点から212kHzの信号周期である約4.7μ秒の間に入力されるパルス信号は無視するように構成すれば(図10(b)参照)、不要なパルス信号を認識してタイミングを誤ることは防止される(図10(c)参照)。
尚、実際には、パルス信号を無視する期間とするハイレベル期間を、次の冒頭に入力されるパルス信号を無視しないように余裕を持たせて、例えば4μ秒程度に設定すると良い。
【0050】
以上のように構成された第3実施例によれば、トグル処理回路33は、エッジが検出され、トグル出力処理を行ったタイミングから、ICカード2より送信される電波信号のデータ送信レートに応じた期間内に検出されるエッジは無視するようにトグル処理を行なうようにしたので、データの再生を確実に行うことができる。
【0051】
(第4実施例)
図11乃至図13は本発明の第4実施例を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。リーダライタ34の電気的構成を示す図11において、受信回路部35に対する受信信号の入力点は2点となっている。1点は、第1実施例と同様に送信側の増幅部9とコンデンサ10との共通接続点P1であり、もう1点は、そのコンデンサ10の他端側P2となっている。
【0052】
受信回路部35の内部構成を示す図12において、検波回路36,フィルタ回路37,増幅回路38,二値化回路39は、2つの入力点に対応して夫々並列に2系統(A,B)設けられている。そして、ロジック処理回路40は、二値化回路40A,40Bの出力信号を夫々受けて復号化処理を行なうように構成されている。従って、実質的に2つの受信経路(受信回路)41A,41Bが存在する。
【0053】
次に、第4実施例の作用について図13も参照して説明する。図13(a)に示すように、第1実施例と同様の信号入力点においてはヌル点に陥ったため受信不可波形が観測される場合、もう1つの信号入力点では、受信側のインピーダンスが異なるため図13(b)に示すように、負荷変調に伴う信号変化が観測可能な波形となっている。但し、この波形は、図4(a)に示す正常時の受信波形に対して変化レベルのハイ,ロウが逆転している。
【0054】
そこで、第4実施例では、ICカード2より送信される信号を2つの信号入力点P1,P2により並行に受信して復調処理し、復号した結果の受信データを0の内部において比較(論理和演算)して、最終的な受信データを得ている。
【0055】
信号入力点P2によって得られる受信信号は、信号入力点P1における正常な受信状態に比較して変化レベルが逆転しているが、ロジック処理回路40における復号化処理では問題とならない。即ち、例えばTypeCの場合、受信信号の冒頭にはハイ,ロウのレベル変化を所定回数繰り返すプリアンブルが配置されており、そのプリアンブルを受信する段階で同期化が行なわれ、受信データの最初のレベルがハイ,ロウの何れより始まるかが決定されて、以降のエッジ変化によって「1,0」が読み込まれるからである。
従って、たとえ一方の信号入力点P1では受信不能状態にある場合でも他方の信号入力点P2によって受信が可能であるから、ヌル点が発生しているか否かにかかわらず受信を行うことができる。
【0056】
以上のように構成された第4実施例によれば、複数の受信経路41A,41BによってICカード2より送信される電波信号を夫々異なる状態で受信し、それらより得られる受信結果を合成して得るようにしたので、一方の受信経路41における電波信号の受信路にヌル点が発生することで受信不能状態となった場合、他方の受信経路41における受信路ではインピーダンスが異なるため同時にヌル点が発生することはない。従って、実際にヌル点が発生しているか否かにかかわらず信号の受信を常に確実に行うことができるので、通信処理のシーケンスをやり直す必要がなくなる。
【0057】
(第5実施例)
図14乃至図16は本発明の第5実施例を示すものであり、第4実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。第5実施例のリーダライタ(ICカードリーダ)42は、受信用のアンテナ(受信専用アンテナ)43を別途設けて、第4実施例における信号入力点P2の代わりに接続した構成である。斯様に構成した場合、アンテナ43によって受信された信号の観測波形は、図4(a)に示す正常時の受信波形と略同様となる。
【0058】
尚、このように受信専用アンテナ43を設けた場合、その受信信号を整流すれば、図16(a),(b)に示すように変調波形を直流レベル的に把握することができる。そして、変調がかかっていない場合はICカード2側の送信信号レベルが把握でき、変調がかかっている場合は変調度を観測することができる。従って、必要に応じて変調度が最適となるように、リーダライタ42側が主搬送波の出力レベルを調整することで補正制御を行うことも可能である。
【0059】
以上のように構成された第5実施例によれば、送受信アンテナ50とは別個に、受信専用アンテナ43を備え、2つの受信経路41A,41Bはこれら2つのアンテナ50,43によって得られる受信信号を復調するので、夫々の受信路のインピーダンスは異なるため双方において同時にヌル点が発生することはない。従って、第4実施例と同様に、信号の受信を常に確実に行うことができる。
【0060】
(第6実施例)
図17乃至図20は本発明の第6実施例を示すものである。例えばパーソナルコンピュータなどの上位装置(ホスト,図示せず)とシリアルインターフェイス等を介して接続されており、上位装置側のアプリケーションプログラムの指示に基づいて図18に示すICカード62と電波信号により通信を行うようになっている。
【0061】
即ち、リーダライタ61は、自身の通信エリアにICカード62が接近したことを検知するため、ICカード62に対する呼出しコードを間欠的に送信するポーリングを行う(リクエスト)。そして、ICカード62を携帯したユーザが通信エリア内に位置すると、ICカード62は、リーダライタ61が送信する信号から動作用の電源及びクロックを生成して応答するようになっている。
【0062】
リーダライタ61内部の電気的構成を機能ブロックで示す図17において、CPU(制御回路)63は、上位インターフェイス(I/F)部64を介して上位装置とシリアル通信を行うようになっている。リセットIC65は、CPU63のリセットON,OFFを行うためのリセット信号を出力する。符号化部66は、CPU63よりシリアルに与えられる送信データを例えばNRZ(Non Return to Zero)方式で符号化して変調部67に出力する。
【0063】
キャリア発振器68は、13.56MHzの発振信号を符号化部66及び変調部67に搬送波信号として、また、CPU63にクロック用の信号として供給する。CPU63は、その発振信号を適宜分周したものを動作用クロックとして使用する。変調部67は、搬送波を符号化された送信データによってASK変調するようになっており、その場合の変調度を調整できるように構成されている。
【0064】
変調部67で変調された被変調信号は、増幅部69及びカップリングコンデンサ70を介して送受信アンテナ71に出力され、電波信号として外部に送信される。送受信アンテナ71は、コンデンサ72,抵抗73及びコイル74のループで構成されている。そして、コンデンサ72及び抵抗73の共通接続点がカップリングコンデンサ70に接続され、コンデンサ72及びコイル74の共通接続点はグランドに接続されている。
【0065】
一方、ICカード62側より送信された信号をアンテナ71が受信すると、その受信信号は、切替えスイッチ75を介して受信部76に出力されるようになっている。受信部76で復調された復調信号は、増幅部77を介して復号化部78に与えられ復号化されると、CPU63に出力される。
【0066】
切替えスイッチ75は、受信信号の給電点を切替えるために設けられている。即ち、その固定接点75aは増幅部69とカップリングコンデンサ70との共通接続点に接続され、固定接点75bはカップリングコンデンサ70と抵抗73との共通接続点に接続され、固定接点75cは抵抗73とコイル74との共通接続点に接続されている。そして、可動接点75dが受信部76の入力端子に接続されている。通常状態において、可動接点75dは固定接点75aに接続されており、後述するように必要に応じてCPU63により切替えスイッチ75の切り替えが行なわれる。
【0067】
また、図18は、ICカード62内部の電気的構成を示す機能ブロック図である。ICカード62は、アンテナ(LC共振回路のコイル)79,整流部80,クロック抽出部81,CPU82,メモリ83,変調部84などで構成されている。
【0068】
整流部80は、リーダライタ61より送信された電波信号をアンテナ79が受信すると、その受信信号を整流平滑してCPU82などに動作用の電源を供給すると共に、受信信号を復調した復調データをCPU82に出力する。クロック抽出部81は、アンテナ79が受信した信号から抽出したクロック信号をCPU82に供給する。CPU82は、例えばFRAM(Ferroelectric RAM) などからなる不揮発性のメモリ83に対してデータの読み書きを行うようになっている。
【0069】
また、CPU82は、変調部84に対して送信データをシリアルに出力する。変調部84は、スイッチ85及び変調負荷86の直列回路で構成されており、その直列回路が抵抗87と共にアンテナ79に並列に接続されている。そして、スイッチ85は、CPU82によって出力された送信データに応じてオンオフされることで搬送波を負荷変調し、マンチェスタ符号でデータを送信するようになっている。
【0070】
ICカード62のメモリ83には、ICカード62のIDデータや通信時の認証処理に使用するコード,リーダライタ61が本来読み出すことを目的としているICカード62のユーザに関するデータなどが記憶されている。
【0071】
次に、第6実施例の作用について図19及び図20も参照して説明する。図19(a)は、ICカード62より送信される信号の正常な受信波形をシミュレータで表したもので、正側,負側で対称な波形の負側のみを示している。尚、負荷変調による振幅変化を若干強調している。また、図中に示す矩形波は、信号の変調周波数で212kHz(正確には、13.56MHzの1/64である211.875kHz)のデータ波形である。
【0072】
そして、図19(b)は、ICカード62より送信される信号をリーダライタ61がヌル点において受信した場合の波形(受信不可波形)である。この波形では、負荷変調による振幅変化が観測できない状態にある。ところが、この場合、切替えスイッチ75の固定接点75bにおいて受信信号波形を観測すると、受信側のインピーダンスが異なるため、図19(c)に示すように負荷変調に伴う信号変化が観測可能な波形となっている。但し、この波形は、図19(a)に示す正常時の受信波形に対して変化レベルのハイ,ロウが逆転している。また、固定接点75cにおいて観測される受信信号波形も、略同様となる。
【0073】
そこで、リーダライタ61のCPU63は、ICカード62との間で通信処理を行なう場合に図20に示すフローチャートに従って動作する。先ず、ICカード62側に信号の送信を開始すると(ステップS1)、ICカード62側より送信される信号が受信可能な状態にあるか否かを判断する(ステップS2)。受信可能な状態にあれば(「YES」)、通信処理が終了するまで(ステップS3,「YES」)ステップS2の判断を継続する。
【0074】
ステップS2において、図19(b)に示したような信号波形が受信されることで受信不能であると判断すると(「NO」)、CPU63はその時点で通信処理を終了する(ステップS4)。そして、その時点における切替えスイッチ75の可動接点75dが固定接点75a側に接続されているか否かを判断し(ステップS5)、固定接点75a側に接続されている場合(「YES」)は可動接点75dを固定接点75b側に切替える(ステップS6)。それから、ステップS1に戻り、再度通信処理を開始する。
【0075】
即ち、固定接点75aにおいて受信した状態でヌル点に至っている場合に、受信部76に対する受信信号の給電点を固定接点75b側に切替えると受信回路のインピーダンスが変化するので、ヌル点を回避することが可能となる。
【0076】
以上のように切替えスイッチ75を切替えて再度通信処理を行なった場合でも受信不能状態が解消できない場合(ステップS2,「NO」)、CPU63は、同様にステップS4を実行する。そして、可動接点75dは固定接点75b側に接続されているのでステップS5では「NO」,ステップS7では「YES」と判断し、CPU63は、切替えスイッチ75の可動接点75dを固定接点75c側に切替える(ステップS8)。すると、受信回路のインピーダンスが更に変化する。それから、ステップS1に戻り、再度通信処理を開始する。
【0077】
更に、その状態でステップS2において受信不能であると判断すると(「NO」)、可動接点75dは固定接点75c側に接続されているのでステップS5,S7で何れも「NO」と判断する。この場合は、通信が不能であると判断して対応する処理を行なう(ステップS9)。
【0078】
以上のように第6実施例によれば、リーダライタ61のCPU63は、ICカード62より送信される電波信号を受信して受信データを復調するための受信回路における信号の入力点を、電波信号の受信状態に応じて切替えスイッチ75により異なる箇所に切換えて受信するようにした。
【0079】
具体的には、通常の受信経路(固定接点75a)においてヌル点が発生することで受信不能となったものと判断した場合に、受信回路における信号の入力点を異なる箇所(固定接点75b,75c)に切換えるようにした。従って、従来のように送信回路側のインピーダンスを変化させる方式に比較すると、素子を余分に設けることなく、ヌル点を脱して受信を行なうことが可能となる。
【0080】
(第7実施例)
図21乃至図24は本発明の第7実施例を示すものであり、第1実施例と異なる部分についてのみ説明する。ICカード2側において信号を送信するため負荷変調を行なうと実際には送信回路のリアクタンス成分も変化するため、リーダライタより送信された搬送波信号の振幅と同時に位相も変化している。そして、ICカード2とリーダライタとの間においてヌル点が発生し、被変調信号の振幅変化が観測不能となった場合でも、位相の変化状態はそのまま維持されており、受信側で検出が可能である。
【0081】
図21は、シミュレーション結果の一例を示すものである。ICカードとリーダライタとの間においてヌル点発生状態となった場合に、リーダライタ内部において搬送波信号を生成するための基準クロック信号と、ICカードによって負荷変調された搬送波信号との位相差である。横軸は、ICカードの応答周波数212kHzの1周期分、即ち、主搬送波13.56MHzの64キャリア分に相当するレンジである。この例では、5deg程度の位相差が観測されている。
【0082】
図22は、リーダライタ(ICカードリーダ)88における受信回路部の詳細な電気的構成を示す機能ブロック図である。受信経路30A側は、第1実施例と全く同様である。もう一方の受信経路89は、位相比較回路(位相差検出回路)90,フィルタ回路21,増幅回路92及び二値化回路(データ再生部)93によって構成されている。
【0083】
位相比較回路90は、PLL(Phase Locked Loop)に使用されるものと同様の作用をなすものであり、キャリア発振器8が出力する13.56MHzの基準クロック信号とICカード2によって負荷変調された搬送波信号との位相を比較して位相差信号をフィルタ回路21に出力するようになっている。カードリーダ88は、図2に示すように、キャリア発振器8が出力する基準クロック信号に基づき、変調部7,増幅部9などで構成される送信回路やアンテナ50を介してICカード2に搬送波信号を送信する。
【0084】
図23は、位相比較回路90の動作をデジタル的な概念によって説明するものである。即ち、位相比較回路90は、入力される2つの信号の位相差に応じたパルス幅を有する位相差信号を出力するもので、デジタル的な概念では、2つの入力信号の排他的論理和をとって出力することに等しい。実動作としては、これらの処理をアナログ的に行なう。
【0085】
図24(a)はICカード2の変調信号であり、(b)はICカード2によって負荷変調された信号をリーダライタ88がヌル点において受信した場合の信号波形である。そして、(c)は位相比較回路90の出力信号波形である。その波形は、変調信号の立上がり,立下りに位相変化量の最大,最小が対応している(実際には、変調信号が1つ前のタイミングで変化した結果に伴って位相変化が発生している)。尚(d)には、参考に従来のリーダライタによるヌル点における復調信号波形を示す。
【0086】
従って、図24(c)の出力信号波形に対して二値化回路93がヒステリシス特性を有する閾値(ハイ→ロウ変化時の閾値レベルが低下する)を設定すれば、変調信号,受信データを生成することが可能である。
【0087】
以上のように構成された第7実施例によれば、位相比較回路90は、リーダライタ88内部の基準クロック信号と、ICカード2によって負荷変調された搬送波信号との位相差を検出し、二値化回路93は、位相比較回路90の出力信号に基づいて受信データを再生する。そして、比較回路25により、2つの受信経路30A,89より得られる受信データを合成するので、リーダライタ88とICカード2との位置関係がヌル点に陥った場合でも、受信信号に含まれている変調に応じた位相の変化状態からデータの再生が可能となり、リーダライタ88は、データの再生を確実に行うことができる。
【0088】
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
第1実施例において、フィルタ回路22の通過帯域中心周波数を、847.5kHzに設定しても良い。即ち、ISO14443で定められているtypeA,BのICカードでは副搬送波として847.5kHzを使用するので、typeA,Bに対応したリーダライタは受信回路に中心周波数が847.5kHzのバンドパスフィルタを予め備えている。従って、斯様に構成すれば、そのバンドパスフィルタを利用して本発明の構成を得ることができる。
また、第1実施例において、比較回路25においてデジタルデータを比較する構成に代えて、二値化回路24とトグル処理回路28より得られる出力信号をアナログ的に、加算したものをロジック処理回路に入力しても良い。
【0089】
第4実施例において、接続点P2に代えて、受信信号の給電点を抵抗とコイルの共通接続点としても良い。
第6実施例において、切替えスイッチ75を2点切替え構成としても良く、固定接点75a,75b又は固定接点75a,75cの間で切り替えを行うようにしても良い。
必ずしもリーダライタに限ることなく、少なくともICカードのデータを読取る機能だけを有するICカードリーダに適用しても良い。
また、必ずしも、複数タイプのICカードに対応可能に構成されるICカードリーダに限ることなく、1つのタイプに対応可能に構成されるものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例であり、リーダライタにおける受信回路部の詳細な電気的構成を示す機能ブロック図
【図2】 リーダライタの電気的構成を示す機能ブロック図
【図3】 ICカードの電気的構成を示す機能ブロック図
【図4】 (a)はICカードより送信される信号の正常な受信波形をシミュレータで表した図、(b)はリーダライタがヌル点において受信した場合の波形を表した図
【図5】 (a)は受信不可波形(正側)を拡大して示す図、(b)はフィルタ回路の出力信号波形を示す図
【図6】 マンチェスタ符号の信号波形の一例を示す図
【図7】 本発明の第2実施例を示す図1相当図
【図8】 図5相当図
【図9】 本発明の第3実施例を示す図1相当図
【図10】 トグル処理回路における信号処理の状態を示す波形図
【図11】 本発明の第4実施例を示す図2相当図
【図12】1相当図
【図13】 (a)は給電点P1における受信信号波形,(b)は給電点P2における受信信号波形を示す図
【図14】 本発明の第5実施例を示す図2相当図
【図15】 受信専用アンテナによって受信された信号の波形を示す図
【図16】 受信信号波形の整流前(a),整流後(b)の状態を示す図
【図17】 本発明の第6実施例を示すものであり、リーダライタの電気的構成を示す機能ブロック図
【図18】 ICカードの電気的構成を示す機能ブロック図
【図19】 各給電点における受信信号波形を示す図
【図20】 リーダライタのCPUが行う制御内容を示すフローチャート
【図21】 本発明の第7実施例であり、ヌル点発生状態となった場合に、リーダライタより送信される搬送波信号とICカード側より送信される搬送波信号との位相差を検出した信号をシミュレーションした結果の一例を示す図
【図22】 図1相当図
【図23】 位相比較回路の動作をデジタル的な概念によって説明する図
【図24】 (a)はICカードの変調信号、(b)はICカードの送信信号をリーダライタがヌル点において受信した場合の信号波形、(c)は位相比較回路の出力信号波形、(d)は従来のリーダライタによるヌル点における復調信号波形を示す図
【図25】 従来技術を示すもので、リーダライタの送信回路側の構成を一部のみ示す図
【符号の説明】
1はリーダライタ(ICカードリーダ)、2はICカード、8はキャリア発振器、22はフィルタ回路(エッジ検出フィルタ回路)、28はトグル処理回路(トグル処理部)、30Aは受信経路(第1受信回路)、30Bは受信経路(第2受信回路)、30Baは受信経路(第1受信回路)、30Bbは受信経路(第2受信回路)、31Pは正側ピーク検出回路(立上がりエッジ検出回路)、31Nは負側ピーク検出回路(立下がりエッジ検出回路)、32,33はトグル処理回路(トグル処理部)、34はICカードリーダ、41A,41Bは受信経路(受信回路)、43は受信専用アンテナ、50は送受信アンテナ(送受信共用アンテナ)、61はリーダライタ(ICカードリーダ)、62はICカード、63はCPU(制御回路)、75は切り替えスイッチ、88はリーダライタ(ICカードリーダ)、90は位相比較回路(位相差検出回路)、93は二値化回路(データ再生部)を示す。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an IC card reader that receives and reads a radio wave signal transmitted from a non-contact type IC card.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
Communication between the non-contact type IC card and the IC card reader can be carried out even if the non-contact type IC card is in an area where communication is possible according to the specifications, and the delicate positional relationship between the two and the antenna on the card reader side. A so-called null point may occur due to the influence of the impedance value of the card reader, and the card reader may not be able to receive the response signal of the IC card.
[0003]
That is, the non-contact type IC card has a plurality of communication types. Therefore, in particular, when the card reader side is configured to be able to handle any of the plurality of communication types, the adjustment on the receiving side becomes delicate, so that a null point tends to occur. Conventionally, such a case has been dealt with by switching the impedance on the transmission circuit side on the card reader side.
[0004]
In the conventional method, the impedance on the transmission circuit side is switched when it is determined that reception is impossible. However, when the inquiry to the IC card cannot be made again due to the protocol of the communication processing sequence (for example, authentication processing) The communication sequence must be re-executed from the beginning, and the overhead required for the processing has become a problem.
[0005]
FIG. 25 partially shows a configuration of a transmission circuit in the IC card reader. The collector of the NPN transistor T1 to which the transmission signal is applied to the base is connected to the power source via the coil L0, and the transmission / reception antenna (C5, resistance R1, L2) via the capacitor C0, coils L1, L2 and capacitor C4. Connected to the coil L3).
[0006]
Capacitors C1, C2, and C3 are respectively connected between the common connection points between the capacitor C0, the coil L1, the coil L2, and the capacitor C4 and the ground. In order to switch the impedance on the transmission circuit side, for example, the capacitor C1 ′ is connected to or disconnected from the capacitor C1 in parallel by the switch SW. Therefore, it is necessary to prepare an extra element for impedance switching, and there is a problem that the circuit scale increases accordingly.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object of the present invention is to perform reception without re-execution of reception processing even in a state where reception of a signal transmitted from a non-contact type IC card is inherently impossible. Is to provide an IC card reader capable of continuing the process.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  According to the IC card reader of claim 1,The edge detection filter circuit performs filtering so as to detect an edge where the level of the radio signal transmitted from the non-contact type IC card changes according to transmission data, and the toggle processing unit is based on the output signal of the edge detection filter circuit. The signal level is toggled based on the edge timing obtained in this way. Then, the comparison circuit obtains, as a reception result, a combination of the reception data demodulated by the first reception circuit and the data output from the toggle processing unit.
[0012]
That is, in a certain type of non-contact type IC card, modulation is performed by giving data meaning to the edge change of the transmission signal, and the modulation signal waveform in this case corresponds to all edge changes ( Contains higher frequency components (than the modulation frequency of the signal). Since this frequency component can be observed even in a received signal waveform when a null point occurs, it can be extracted by filtering with an appropriate frequency characteristic.
[0013]
  Then, when the signal level is toggled based on the extracted timing signal of the frequency component, a signal equal to the original modulated data signal waveform is reproduced. Therefore, normal reception path(First receiving circuit)Received result and the above receiving route(Second receiving circuit)If the obtained reception results are obtained in parallel and are combined, the received data can be obtained even when a null point is generated in the normal reception path.
[0014]
  Claim2According to the described IC card reader, the toggle processing unitRiseas well asFalling edgeWhen the toggle processing is performed at the timing when one of the detection signals output from the detection circuit is received, the next toggle processing is performed at the timing when the other detection signal is received. That is, the filter output at the rising edge timing has a peak on the positive side, and the filter output at the falling edge timing has a peak on the negative side. Therefore,Riseas well asFalling edgeIf toggle processing is performed by alternately receiving the detection signals output from the detection circuits, it is possible to more reliably prevent erroneous determination even when the filter output waveform has a plurality of peaks. The received data can be reproduced with high accuracy.
[0015]
  Claim3According to the described IC card reader, the toggle processing unit detects an edge., ToggledAccording to the data transmission rate of the radio signal transmitted from the contactless IC card from the timingIgnore edges detected within the specified period. That is, the output signal of the edge detection filter circuit cannot always obtain only the necessary frequency component depending on the characteristics of the filter. Therefore, the data transmission rateIgnore edges detected within the time periodIf the toggle processing is performed, unnecessary frequency components can be ignored, so that data can be reliably reproduced.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. A reader / writer (IC card reader) 1 shown in FIG. 2 is connected to a host device (host, not shown) such as a personal computer via a serial interface or the like, and based on an application program instruction on the host device side. Thus, communication is performed with the IC card 2 shown in FIG.
[0020]
That is, the reader / writer 1 performs polling to intermittently transmit a calling code to the IC card 2 in order to detect that the IC card 2 has approached its own communication area (request). When the user carrying the IC card 2 is located within the communication area, the IC card 2 responds by generating an operation power supply and a clock from a signal transmitted by the reader / writer 1.
[0021]
In FIG. 2 showing the electrical configuration as functional blocks, a CPU (control circuit) 3 performs serial communication with a host device via a host interface (I / F) unit 4. The reset IC 5 outputs a reset signal for turning the CPU 3 on and off. The encoding unit 6 encodes transmission data given serially from the CPU 3 by, for example, the NRZ (Non Return to Zero) method and outputs the encoded data to the modulation unit 7.
[0022]
The carrier oscillator 8 supplies an oscillation signal of 13.56 MHz as a carrier wave signal to the encoding unit 6 and the modulation unit 7 and to the CPU 3 as a clock signal. The CPU 3 uses a frequency obtained by appropriately dividing the oscillation signal as an operation clock. The modulation unit 7 is configured to ASK-modulate a carrier wave with encoded transmission data, and is configured to be able to adjust the degree of modulation in that case.
[0023]
The modulated signal modulated by the modulation unit 7 is output to the transmission / reception antenna (transmission / reception shared antenna) 50 via the amplification unit 9 and the coupling capacitor 10, and transmitted to the outside as a radio wave signal. The transmission / reception antenna 50 is composed of a loop of a capacitor 51, a resistor 52 and a coil 53. The common connection point of the capacitor 51 and the resistor 52 is connected to the coupling capacitor 10, and the common connection point of the capacitor 51 and the coil 53 is connected to the ground.
[0024]
On the other hand, when the antenna 50 receives a signal transmitted from the IC card 2 side, the received signal is output to the receiving circuit unit 11. The reception data demodulated and decoded by the reception circuit unit 11 is output to the CPU 3.
[0025]
FIG. 3 is a functional block diagram showing an electrical configuration inside the IC card 2. The IC card 2 includes an antenna (LC resonance circuit coil) 12, a rectification unit 13, a clock extraction unit 14, a CPU 15, a memory 16, a modulation unit 17, and the like.
[0026]
When the antenna 12 receives the radio wave signal transmitted from the reader / writer 1, the rectifying unit 13 rectifies and smoothes the received signal to supply power to the CPU 15 and the like, and supplies demodulated data obtained by demodulating the received signal to the CPU 15. Output to. The clock extraction unit 14 supplies a clock signal extracted from the signal received by the antenna 12 to the CPU 15. The CPU 15 reads / writes data from / to a non-volatile memory 16 such as an FRAM (Ferroelectric RAM).
[0027]
Further, the CPU 15 serially outputs transmission data to the modulation unit 17. The modulation unit 17 includes a series circuit of a switch 18 and a modulation load 19, and the series circuit is connected in parallel to the antenna 12 together with the resistor 54. The switch 18 is load-modulated on the carrier wave by being turned on / off according to the transmission data output by the CPU 15 and transmits data using Manchester code.
[0028]
The memory 16 of the IC card 2 stores ID data of the IC card 2, a code used for authentication processing at the time of communication, data relating to the user of the IC card 2 that is originally intended to be read by the reader / writer 1 and the like. .
[0029]
Here, FIG. 1 is a functional block diagram showing a detailed configuration of the receiving circuit unit 11 of the reader / writer 1. When the signal received by the antenna 50 is detected by the detection circuit 20, it is output to the two filter circuits 21 and 22. These filter circuits 21 and 22 are both bandpass filters, and the center frequencies of the passbands are set to 212 kHz and 1 MHz, respectively.
[0030]
The output signal of the filter circuit 21 is given to the comparison circuit 25 via the amplifier circuit 23 and the binarization circuit 24. On the other hand, the output signal of the filter circuit (edge detection filter circuit) 22 is given to the comparison circuit 25 via the amplifier circuit 26, the binarization circuit 27, and the toggle processing circuit (toggle processing unit) 28. The binarization circuits 24 and 27 binarize the level of the analog signal by comparing the signals output from the amplifier circuits 23 and 26 with different predetermined threshold values. The toggle processing circuit 28 performs toggle output processing in which the output signal level is alternately changed between high and low every time a high level signal binarized by the binarization circuit 27 is input.
[0031]
  The comparison circuit 25 outputs the result of logical sum of the signal levels given from the binarization circuit 24 and the toggle processing circuit 28 to the logic processing circuit 29. The logic processing circuit 29 performs logic processing on the data signal output from the comparison circuit 25 so that the data is output.DecryptionIt is what makes it. The filter circuit 21 side is connected to the reception path 30A (FirstReceiving circuit) and the filter circuit 22 side receive path 30B (Second(Receiving circuit).
[0032]
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4A shows a normal reception waveform of a signal transmitted from the IC card 2 by a simulator (the horizontal axis is time, the vertical axis is amplitude), and a negative waveform having a symmetrical waveform on the positive side and the negative side. Only the side is shown. Note that the amplitude change due to load modulation is slightly emphasized. Further, the rectangular wave shown in the figure is a data waveform of 212 kHz (more precisely, 211.875 kHz which is 1/64 of 13.56 MHz) as a signal modulation frequency.
[0033]
FIG. 4B shows a waveform (unreceivable waveform) when the reader / writer 1 receives a signal transmitted from the IC card 2 at the null point. In this waveform, the change in amplitude due to load modulation cannot be observed. However, as shown in the circled portion in the figure, a slight signal change appears. This change in signal corresponds to an edge change in the modulated signal.
[0034]
Here, FIG. 6 shows a signal waveform example of Manchester code. In the Manchester code, for example, the falling edge of the signal at the determination timing is “0”, and the rising edge is “1”. Accordingly, the frequency of the edge appearing in the entire signal waveform is higher than the modulation frequency of 212 kHz of the signal. Further, the change in the edge is delayed due to the impedance of the signal transmission path, and as a result, it is estimated that the change is observed as a frequency change of about 1 MHz.
[0035]
Therefore, the center frequency of the pass band in the filter circuit 21 is set to 212 kHz in order to detect the reception data in the normal reception state, and the center frequency of the pass band in the other filter circuit 22 is in the reception disabled state. It is set to 1 MHz in order to detect the edge change component of the signal.
[0036]
For the filter circuit 21, since the signal change frequency is 106 kHz in the case of a pattern in which “0” and “1” are alternately switched in the Manchester code, the pass bandwidth is set to include 106 kHz. Is preferable (or a low-pass filter whose cutoff frequency is around 212 kHz may be used).
[0037]
FIG. 5 (a) shows an enlarged waveform of the unreceivable waveform (positive side), and FIG. 5 (b) shows an output signal waveform of the filter circuit 22. FIG. As described above, when the waveform that cannot be received is passed through the 1 MHz band-pass filter, a signal having a sharp peak corresponding to the rising and falling edge change positions can be obtained. Therefore, the toggle processing circuit 28 matches the timing of each peak. If the signal level is toggled, the original data waveform can be reproduced. In this case, the binarization circuit 27 performs binarization using a threshold value indicated by a one-dot chain line in FIG.
[0038]
In the receiving circuit unit 11, the comparison circuit 25 is configured to take the logical sum of the signal levels given from the binarization circuit 24 and the toggle processing circuit 28. Therefore, in the normal state, both the receiving paths 30A and 30B are in the normal state. In the unreceivable state in which the same output result is generated and a null point is generated, a correct reception result cannot be obtained from the reception path 30A, but reception data can be obtained in the reception path 30B.
[0039]
As shown in FIG. 5, since the output signal waveform of the filter circuit 22 includes a peak unnecessary for data reproduction, the threshold value in the binarization circuit 27 is set so as to eliminate the unnecessary peak. To do.
[0040]
As described above, according to the present embodiment, the reader / writer 1 receives radio signals transmitted from the IC card 2 through the plurality of reception paths 30A and 30B in different states, and synthesizes reception results obtained from them. I tried to get it. Specifically, the filter circuit 22 performs filtering to detect an edge in which the level of the radio signal transmitted from the IC card 2 changes according to the transmission data, and the toggle processing unit 28 detects the detected edge. The received data is reproduced by toggling the signal level based on the timing. Then, the reception data demodulated by the reception path 30A and the reception data reproduced by the toggle processing unit 28 are compared and synthesized by the comparison circuit 25 to obtain a reception result.
[0041]
  That is, even if the reception signal that should have been obtained by the reception path 30A in the normal reception state falls into a null point and cannot be received, the reception path 30BThe reception data reproduced on the side can be obtained. Accordingly, it is possible to always reliably receive a signal regardless of whether or not a null point actually occurs, so that it is not necessary to redo the communication processing sequence.
[0042]
In particular, when the reader / writer 1 is configured to be compatible with any type of IC card of various types (for example, ISO14443 Type A to C), redundancy occurs in tuning and the null point is generated. Therefore, the present invention is extremely effective.
[0043]
  (Second embodiment)
  7 and 8 show a second embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. Only different parts will be described below. In the configuration of the second embodiment, the binarization circuit 27 of the first embodiment is replaced with a positive peak detection circuit.(Positive edge detection circuit)31P and negative peak detection circuit(Negative edge detection circuit)The reception path 30Ba is configured by replacing the toggle processing circuit 28 with the toggle processing circuit 32 while replacing with 31N.
[0044]
As shown in FIG. 8B, the output signal waveform of the filter circuit 22 (via the amplifier circuit 26) has a large peak on the positive side at the timing corresponding to the rising edge of the data signal, and corresponds to the falling edge. There is a large peak on the negative side at the timing.
[0045]
Therefore, the positive peak detection circuit 31P sets a threshold so as to detect only the positive peak, and the negative peak detection circuit 31N sets the threshold so as to detect only the negative peak. When the toggle processing circuit 32 performs the toggle processing (L → H) in accordance with the detection signal of the positive peak detection circuit 31P, the next toggle processing (H → L) is performed by the negative peak detection circuit 31N. This is performed according to the detection signal. That is, toggle processing is performed by alternately receiving the detection signals of the two detection circuits 31P and 31N.
[0046]
Therefore, even if one of the detection circuits 31 detects two peaks according to one edge change timing depending on the threshold setting state, the toggle processing circuit 32 detects the two detection circuits 31P and 31N. Timing identification errors are eliminated by performing toggle processing by alternately receiving signals.
[0047]
As described above, according to the second embodiment, the toggle processing circuit 33 performs the toggle processing at the timing when one of the detection signals output from the positive side and negative side peak detection circuits 31P and 31N is received. Since the next toggle processing is performed at the timing when the other detection signal is received, even if the waveform of the filter output has a plurality of peaks, it is possible to more reliably prevent erroneous determination, and the received data Reproduction can be performed with high accuracy.
[0048]
(Third embodiment)
9 and 10 show a third embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Only different parts will be described below. The configuration of the third embodiment is configured by replacing the toggle processing circuit 28 of the first embodiment with a toggle processing circuit (toggle processing unit) 33. The toggle processing circuit 33 is supplied with a frequency signal of 212 kHz which is a data rate of the reception signal, and a reception path 30Bb is configured.
[0049]
The toggle processing circuit 33 performs a toggle output process with reference to a given frequency signal. In other words, the transmission / reception system between the reader / writer 1 and the IC card 2 performs all signal processing in synchronization with the 13.56 MHz main carrier wave generated and output on the reader / writer 1 side. Therefore, even if the binarization processing in the binarization circuit 27 is insufficient and a plurality of pulse signals are output for one edge change timing (see FIG. 10A), it becomes a reference. If it is configured to ignore a pulse signal that is input within a period of about 4.7 μs, which is a 212 kHz signal period from the time when the pulse signal is input (see FIG. 10B), an unnecessary pulse signal is recognized. Thus, erroneous timing is prevented (see FIG. 10C).
In practice, the high level period in which the pulse signal is ignored is preferably set to about 4 μs, for example, with a margin so as not to ignore the next pulse signal input at the beginning.
[0050]
  According to the third embodiment configured as described above, the toggle processing circuit 33 detects the edge., Toggle output processingAccording to the data transmission rate of the radio signal transmitted from the IC card 2 from the timingIgnore edges detected within the specified periodSince the toggle processing is performed, the data can be reliably reproduced.
[0051]
(Fourth embodiment)
FIGS. 11 to 13 show a fourth embodiment of the present invention. The same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. Only different parts will be described below. In FIG. 11 showing the electrical configuration of the reader / writer 34, there are two input points of the reception signal to the reception circuit unit 35. One point is a common connection point P1 between the transmission side amplifier 9 and the capacitor 10 as in the first embodiment, and the other point is the other end side P2 of the capacitor 10.
[0052]
  In FIG. 12 showing the internal configuration of the reception circuit unit 35, the detection circuit 36, the filter circuit 37, the amplification circuit 38, and the binarization circuit 39 are in parallel two systems (A, B) corresponding to two input points, respectively. Is provided. The logic processing circuit 40 receives the output signals of the binarization circuits 40A and 40B, respectively.DecryptionIt is comprised so that a process may be performed. Accordingly, there are substantially two reception paths (reception circuits) 41A and 41B.
[0053]
Next, the operation of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 13 (a), when a reception-impossible waveform is observed at the same signal input point as in the first embodiment, the reception-side impedance is different at the other signal input point. Therefore, as shown in FIG. 13B, the waveform is such that the signal change accompanying the load modulation can be observed. However, in this waveform, the high and low change levels are reversed with respect to the normal received waveform shown in FIG.
[0054]
  Therefore, in the fourth embodiment, the signal transmitted from the IC card 2 is received and demodulated in parallel by the two signal input points P1 and P2,DecryptionThe received data as a result of the comparison is compared (logical OR operation) within 0 to obtain final received data.
[0055]
  The received signal obtained by the signal input point P2 has the change level reversed compared to the normal reception state at the signal input point P1, but in the logic processing circuit 40DecryptionThere is no problem in the conversion process. That is, for example, in the case of Type C, a preamble that repeats high and low level changes a predetermined number of times is arranged at the beginning of the received signal, and synchronization is performed at the stage of receiving the preamble, and the initial level of the received data is This is because it is determined whether it starts from high or low, and “1, 0” is read by the subsequent edge change.
  Therefore, even if one signal input point P1 is in a state where reception is impossible, reception can be performed by the other signal input point P2, and therefore reception can be performed regardless of whether or not a null point has occurred.
[0056]
According to the fourth embodiment configured as described above, the radio signals transmitted from the IC card 2 are received in different states by the plurality of reception paths 41A and 41B, and the reception results obtained from them are synthesized. As a result, when a null point is generated in the reception path of the radio signal in one reception path 41 and the reception is disabled, the impedance in the reception path in the other reception path 41 is different, so the null point is simultaneously set. It does not occur. Accordingly, it is possible to always reliably receive a signal regardless of whether or not a null point actually occurs, so that it is not necessary to redo the communication processing sequence.
[0057]
(5th Example)
FIGS. 14 to 16 show a fifth embodiment of the present invention. The same parts as those in the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. Only the different parts will be described below. The reader / writer (IC card reader) 42 of the fifth embodiment has a configuration in which a reception antenna (reception dedicated antenna) 43 is separately provided and connected instead of the signal input point P2 in the fourth embodiment. In such a configuration, the observed waveform of the signal received by the antenna 43 is substantially the same as the normal received waveform shown in FIG.
[0058]
When the reception-only antenna 43 is provided in this way, if the received signal is rectified, the modulation waveform can be grasped in a DC level as shown in FIGS. When the modulation is not applied, the transmission signal level on the IC card 2 side can be grasped, and when the modulation is applied, the modulation degree can be observed. Therefore, it is also possible to perform correction control by adjusting the output level of the main carrier on the reader / writer 42 side so that the modulation degree is optimized as necessary.
[0059]
According to the fifth embodiment configured as described above, the reception dedicated antenna 43 is provided separately from the transmission / reception antenna 50, and the two reception paths 41A and 41B are received signals obtained by these two antennas 50 and 43. Since the impedance of each receiving path is different, null points are not generated at the same time in both. Therefore, as in the fourth embodiment, signal reception can always be performed reliably.
[0060]
(Sixth embodiment)
17 to 20 show a sixth embodiment of the present invention. For example, it is connected to a host device (host, not shown) such as a personal computer via a serial interface or the like, and communicates with the IC card 62 shown in FIG. To do.
[0061]
That is, the reader / writer 61 performs polling to intermittently transmit a call code to the IC card 62 in order to detect that the IC card 62 has approached its own communication area (request). When the user who carries the IC card 62 is located in the communication area, the IC card 62 responds by generating an operation power supply and a clock from a signal transmitted by the reader / writer 61.
[0062]
In FIG. 17 in which the electrical configuration inside the reader / writer 61 is shown as a functional block, a CPU (control circuit) 63 performs serial communication with a host device via a host interface (I / F) unit 64. The reset IC 65 outputs a reset signal for turning the CPU 63 on and off. The encoding unit 66 encodes transmission data given serially from the CPU 63 using, for example, the NRZ (Non Return to Zero) method, and outputs the encoded data to the modulation unit 67.
[0063]
The carrier oscillator 68 supplies an oscillation signal of 13.56 MHz as a carrier wave signal to the encoding unit 66 and the modulation unit 67 and to the CPU 63 as a clock signal. The CPU 63 uses a frequency obtained by appropriately dividing the oscillation signal as an operation clock. The modulation section 67 is configured to perform ASK modulation on the carrier wave with encoded transmission data, and is configured to be able to adjust the degree of modulation in that case.
[0064]
The modulated signal modulated by the modulation unit 67 is output to the transmission / reception antenna 71 via the amplification unit 69 and the coupling capacitor 70, and transmitted to the outside as a radio wave signal. The transmission / reception antenna 71 is composed of a loop of a capacitor 72, a resistor 73 and a coil 74. The common connection point of the capacitor 72 and the resistor 73 is connected to the coupling capacitor 70, and the common connection point of the capacitor 72 and the coil 74 is connected to the ground.
[0065]
On the other hand, when the antenna 71 receives a signal transmitted from the IC card 62 side, the received signal is output to the receiving unit 76 via the changeover switch 75. The demodulated signal demodulated by the receiving unit 76 is supplied to the decoding unit 78 via the amplification unit 77 and decoded, and then output to the CPU 63.
[0066]
The changeover switch 75 is provided to change the power supply point of the received signal. That is, the fixed contact 75 a is connected to a common connection point between the amplifying unit 69 and the coupling capacitor 70, the fixed contact 75 b is connected to a common connection point between the coupling capacitor 70 and the resistor 73, and the fixed contact 75 c is connected to the resistor 73. And the coil 74 are connected to a common connection point. The movable contact 75 d is connected to the input terminal of the receiving unit 76. In the normal state, the movable contact 75d is connected to the fixed contact 75a, and the selector switch 75 is switched by the CPU 63 as necessary, as will be described later.
[0067]
FIG. 18 is a functional block diagram showing an electrical configuration inside the IC card 62. The IC card 62 includes an antenna (LC resonance circuit coil) 79, a rectifier 80, a clock extractor 81, a CPU 82, a memory 83, a modulator 84, and the like.
[0068]
When the antenna 79 receives the radio wave signal transmitted from the reader / writer 61, the rectifying unit 80 rectifies and smoothes the received signal and supplies power for operation to the CPU 82 and the demodulated data obtained by demodulating the received signal is output to the CPU 82. Output to. The clock extraction unit 81 supplies a clock signal extracted from the signal received by the antenna 79 to the CPU 82. The CPU 82 reads / writes data from / to a non-volatile memory 83 such as an FRAM (Ferroelectric RAM).
[0069]
Further, the CPU 82 serially outputs transmission data to the modulation unit 84. The modulation unit 84 is configured by a series circuit of a switch 85 and a modulation load 86, and the series circuit is connected in parallel to the antenna 79 together with the resistor 87. The switch 85 is configured to load-modulate the carrier wave by being turned on / off according to the transmission data output by the CPU 82, and transmit the data using the Manchester code.
[0070]
The memory 83 of the IC card 62 stores ID data of the IC card 62, a code used for authentication processing at the time of communication, data related to the user of the IC card 62 originally intended to be read by the reader / writer 61, and the like. .
[0071]
Next, the operation of the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 19A shows a normal received waveform of a signal transmitted from the IC card 62 by a simulator, and shows only the negative side of a waveform that is symmetrical between the positive side and the negative side. Note that the amplitude change due to load modulation is slightly emphasized. Further, the rectangular wave shown in the figure is a data waveform of 212 kHz (more precisely, 211.875 kHz which is 1/64 of 13.56 MHz) as a signal modulation frequency.
[0072]
FIG. 19B shows a waveform (unreceivable waveform) when the reader / writer 61 receives a signal transmitted from the IC card 62 at the null point. In this waveform, the change in amplitude due to load modulation cannot be observed. However, in this case, when the received signal waveform is observed at the fixed contact 75b of the changeover switch 75, the impedance on the receiving side is different. Therefore, as shown in FIG. ing. However, in this waveform, the high and low change levels are reversed with respect to the normal received waveform shown in FIG. The received signal waveform observed at the fixed contact 75c is substantially the same.
[0073]
Therefore, the CPU 63 of the reader / writer 61 operates according to the flowchart shown in FIG. 20 when performing communication processing with the IC card 62. First, when signal transmission to the IC card 62 side is started (step S1), it is determined whether or not a signal transmitted from the IC card 62 side is in a receivable state (step S2). If it is in a receivable state (“YES”), the determination in step S2 is continued until the communication process is completed (step S3, “YES”).
[0074]
If it is determined in step S2 that the signal waveform as shown in FIG. 19B is received and reception is impossible (“NO”), the CPU 63 ends the communication process (step S4). Then, it is determined whether or not the movable contact 75d of the changeover switch 75 at that time is connected to the fixed contact 75a side (step S5), and if it is connected to the fixed contact 75a side ("YES"), the movable contact 75d is determined. 75d is switched to the fixed contact 75b side (step S6). Then, the process returns to step S1, and communication processing is started again.
[0075]
That is, when the fixed point 75a is received and reaches the null point, the impedance of the reception circuit changes when the power supply point of the reception signal to the receiving unit 76 is switched to the fixed point 75b side, so that the null point is avoided. Is possible.
[0076]
Even when the communication process is performed again by switching the changeover switch 75 as described above, if the reception impossible state cannot be resolved (step S2, “NO”), the CPU 63 similarly executes step S4. Since the movable contact 75d is connected to the fixed contact 75b side, “NO” is determined in step S5, and “YES” is determined in step S7, and the CPU 63 switches the movable contact 75d of the changeover switch 75 to the fixed contact 75c side. (Step S8). Then, the impedance of the receiving circuit further changes. Then, the process returns to step S1, and communication processing is started again.
[0077]
Further, if it is determined in step S2 that reception is not possible ("NO"), since the movable contact 75d is connected to the fixed contact 75c, it is determined "NO" in steps S5 and S7. In this case, it is determined that communication is impossible and corresponding processing is performed (step S9).
[0078]
As described above, according to the sixth embodiment, the CPU 63 of the reader / writer 61 receives the radio wave signal transmitted from the IC card 62 and determines the signal input point in the receiving circuit for demodulating the received data as the radio signal. Depending on the reception state, the changeover switch 75 switches to a different location for reception.
[0079]
Specifically, when it is determined that reception is not possible due to the occurrence of a null point in the normal reception path (fixed contact 75a), the signal input point in the reception circuit is changed to a different location (fixed contacts 75b, 75c). ). Therefore, as compared with the conventional method of changing the impedance on the transmission circuit side, it is possible to perform reception without the null point without providing an extra element.
[0080]
(Seventh embodiment)
FIGS. 21 to 24 show a seventh embodiment of the present invention, and only the parts different from the first embodiment will be described. When load modulation is performed to transmit a signal on the IC card 2 side, the reactance component of the transmission circuit actually changes, so that the phase of the carrier signal transmitted from the reader / writer also changes simultaneously with the amplitude. And even if a null point occurs between the IC card 2 and the reader / writer and the amplitude change of the modulated signal becomes unobservable, the phase change state is maintained as it is and can be detected on the receiving side. It is.
[0081]
FIG. 21 shows an example of the simulation result. This is a phase difference between a reference clock signal for generating a carrier wave signal inside the reader / writer and a carrier wave signal load-modulated by the IC card when a null point is generated between the IC card and the reader / writer. . The horizontal axis represents a range corresponding to one period of the response frequency of 212 kHz of the IC card, that is, 64 carriers of the main carrier of 13.56 MHz. In this example, a phase difference of about 5 deg is observed.
[0082]
FIG. 22 is a functional block diagram showing a detailed electrical configuration of the receiving circuit unit in the reader / writer (IC card reader) 88. The reception path 30A side is exactly the same as in the first embodiment. The other reception path 89 includes a phase comparison circuit (phase difference detection circuit) 90, a filter circuit 21, an amplification circuit 92, and a binarization circuit (data reproduction unit) 93.
[0083]
The phase comparison circuit 90 has the same function as that used in a PLL (Phase Locked Loop), and a 13.56 MHz reference clock signal output from the carrier oscillator 8 and a carrier wave that is load-modulated by the IC card 2. The phase with the signal is compared and a phase difference signal is output to the filter circuit 21. As shown in FIG. 2, the card reader 88 transmits a carrier wave signal to the IC card 2 via the transmission circuit constituted by the modulation unit 7 and the amplification unit 9 and the antenna 50 based on the reference clock signal output from the carrier oscillator 8. Send.
[0084]
FIG. 23 illustrates the operation of the phase comparison circuit 90 with a digital concept. That is, the phase comparison circuit 90 outputs a phase difference signal having a pulse width corresponding to the phase difference between two input signals. In a digital concept, the phase comparison circuit 90 takes an exclusive OR of the two input signals. Is equivalent to output. In actual operation, these processes are performed in an analog manner.
[0085]
FIG. 24A shows a modulation signal of the IC card 2, and FIG. 24B shows a signal waveform when the reader / writer 88 receives a signal subjected to load modulation by the IC card 2 at the null point. (C) shows an output signal waveform of the phase comparison circuit 90. The waveform corresponds to the maximum and minimum phase change amounts corresponding to the rise and fall of the modulation signal (actually, the phase change occurs as a result of the change of the modulation signal at the previous timing. ) Incidentally, (d) shows a demodulated signal waveform at a null point by a conventional reader / writer for reference.
[0086]
Therefore, if the binarization circuit 93 sets a threshold value having hysteresis characteristics (the threshold level decreases when changing from high to low) with respect to the output signal waveform of FIG. 24C, a modulation signal and reception data are generated. Is possible.
[0087]
According to the seventh embodiment configured as described above, the phase comparison circuit 90 detects the phase difference between the reference clock signal inside the reader / writer 88 and the carrier wave signal that has been load-modulated by the IC card 2. The valuation circuit 93 reproduces the received data based on the output signal of the phase comparison circuit 90. Then, since the reception data obtained from the two reception paths 30A and 89 is synthesized by the comparison circuit 25, even if the positional relationship between the reader / writer 88 and the IC card 2 falls into the null point, it is included in the reception signal. Data can be reproduced from the phase change state according to the modulation being performed, and the reader / writer 88 can reliably reproduce the data.
[0088]
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
In the first embodiment, the passband center frequency of the filter circuit 22 may be set to 847.5 kHz. That is, since the type A and B IC card defined in ISO 14443 uses 847.5 kHz as a subcarrier, the reader / writer corresponding to type A and B has a bandpass filter having a center frequency of 847.5 kHz in the receiving circuit in advance. I have. Therefore, with this configuration, the configuration of the present invention can be obtained using the bandpass filter.
Further, in the first embodiment, instead of the configuration in which the comparison circuit 25 compares the digital data, the output signal obtained from the binarization circuit 24 and the toggle processing circuit 28 is added in an analog manner to the logic processing circuit. You may enter.
[0089]
In the fourth embodiment, instead of the connection point P2, the feeding point of the received signal may be a common connection point between the resistor and the coil.
In the sixth embodiment, the changeover switch 75 may have a two-point changeover configuration, and may be switched between the fixed contacts 75a and 75b or the fixed contacts 75a and 75c.
The present invention is not necessarily limited to a reader / writer, and may be applied to an IC card reader having at least a function of reading IC card data.
Moreover, it is not necessarily limited to an IC card reader configured to be compatible with a plurality of types of IC cards, and may be configured to be compatible with one type.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing a detailed electrical configuration of a receiving circuit unit in a reader / writer according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram showing the electrical configuration of the reader / writer.
FIG. 3 is a functional block diagram showing the electrical configuration of the IC card.
4A is a diagram showing a normal received waveform of a signal transmitted from an IC card by a simulator, and FIG. 4B is a diagram showing a waveform when a reader / writer receives a signal at a null point.
5A is an enlarged view showing a waveform that cannot be received (positive side), and FIG. 5B is a view showing an output signal waveform of the filter circuit.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a signal waveform of Manchester code.
FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is equivalent to FIG.
FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 1 showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a waveform diagram showing the state of signal processing in the toggle processing circuit.
FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 2 showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG.Figure1 equivalent
13A is a diagram showing a received signal waveform at a feeding point P1, and FIG. 13B is a diagram showing a received signal waveform at a feeding point P2.
FIG. 14 is a view corresponding to FIG. 2, showing a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing a waveform of a signal received by a receive-only antenna
FIG. 16 is a diagram showing a state of a received signal waveform before rectification (a) and after rectification (b);
FIG. 17 is a functional block diagram showing the electrical configuration of the reader / writer according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a functional block diagram showing the electrical configuration of an IC card.
FIG. 19 is a diagram showing a received signal waveform at each feeding point
FIG. 20 is a flowchart showing control contents performed by the reader / writer CPU;
FIG. 21 is a diagram showing a seventh embodiment of the present invention, in which a phase difference between a carrier wave signal transmitted from a reader / writer and a carrier wave signal transmitted from an IC card is detected when a null point is generated; Showing an example of simulation results
22 is equivalent to FIG.
FIG. 23 is a diagram for explaining the operation of the phase comparison circuit based on a digital concept.
24A is a modulation signal of an IC card, FIG. 24B is a signal waveform when a reader / writer receives a transmission signal of the IC card at a null point, FIG. 24C is an output signal waveform of a phase comparison circuit, d) is a diagram showing a demodulated signal waveform at a null point by a conventional reader / writer;
FIG. 25 is a view showing a conventional technique and showing only a part of the configuration of the reader / writer on the transmission circuit side;
[Explanation of symbols]
  1 is a reader / writer (IC card reader), 2 is an IC card, 8 is a carrier oscillator, 22 is a filter circuit (edge detection filter circuit), 28 is a toggle processing circuit (toggle processing unit), 30AIs the receiving path (first receiving circuit),30BIs the receiving path (second receiving circuit),30BaIs the receiving path (first receiving circuit),30Bb is the receiving path (SecondReceiver circuit), 31P is a positive peak detection circuit(Rising edge detection circuit), 31N is a negative peak detection circuit(Falling edge detection circuit), 32 and 33 are toggle processing circuits (toggle processing units), 34 is an IC card reader, 41A and 41B are reception paths (reception circuits), 43 is a reception-only antenna, 50 is a transmission / reception antenna (transmission / reception shared antenna), and 61 is a reader. Writer (IC card reader), 62 is an IC card, 63 is a CPU (control circuit), 75 is a changeover switch, 88 is a reader / writer (IC card reader), 90 is a phase comparison circuit (phase difference detection circuit), and 93 is A value conversion circuit (data reproduction unit) is shown.

Claims (3)

非接触型ICカードが送信データによって搬送波を負荷変調した信号を受信するICカードリーダにおいて、
前記負荷変調信号を受信するアンテナと、
このアンテナが受信した負荷変調信号より搬送波成分を除去する検波回路と、
この検波回路の出力側に設けられ、前記負荷変調信号の変調周波数を通過帯域とするフィルタ回路を備える第1受信回路と、
前記検波回路の出力側に設けられ、前記送信データに応じて変化する検波波形のエッジを検出するための周波数特性を有するエッジ検出フィルタ回路を備える第2受信回路と、
この第2受信回路の出力信号として得られる前記エッジのタイミングに基づいて、出力信号レベルをハイ,ロウ交互に変化させるトグル出力処理を行なうトグル処理部と、
前記第1受信回路により復調された受信データと、前記トグル処理部より出力されるデータとを比較合成したものを受信結果として出力する比較回路とを備えたことを特徴とするICカードリーダ。
In an IC card reader in which a non-contact type IC card receives a signal obtained by load-modulating a carrier wave with transmission data,
An antenna for receiving the load modulation signal;
A detection circuit for removing a carrier wave component from a load modulation signal received by the antenna;
A first receiving circuit provided on the output side of the detection circuit and provided with a filter circuit having a modulation frequency of the load modulation signal as a passband;
A second receiving circuit including an edge detection filter circuit provided on an output side of the detection circuit and having a frequency characteristic for detecting an edge of a detection waveform that changes according to the transmission data;
A toggle processing unit for performing a toggle output process for alternately changing the output signal level between high and low based on the timing of the edge obtained as the output signal of the second receiving circuit;
An IC card reader comprising: a comparison circuit that outputs a reception result obtained by comparing and synthesizing reception data demodulated by the first reception circuit and data output from the toggle processing unit .
前記エッジ検出フィルタ回路の出力信号について立上りエッジを検出する立上りエッジ検出回路と、
前記エッジ検出フィルタ回路の出力信号について立下りエッジを検出する立下りエッジ検出回路とを備え、
前記トグル処理部は、立上り,立下りエッジ検出回路が出力する検出信号の何れか一方を受けたタイミングでトグル処理を行なうと、その次のトグル処理を、他方の検出信号を受けたタイミングで行なうことを特徴とする請求項1記載のICカードリーダ。
A rising edge detection circuit for detecting a rising edge for an output signal of the edge detection filter circuit;
A falling edge detection circuit for detecting a falling edge for an output signal of the edge detection filter circuit;
When the toggle processing unit performs the toggle processing at the timing when one of the detection signals output from the rising and falling edge detection circuits is received, the next toggle processing is performed at the timing when the other detection signal is received. The IC card reader according to claim 1.
前記トグル処理部は、前記エッジが検出され、トグル処理を行なったタイミングから、前記送信データの送信レートに応じた期間内に検出されるエッジは無視することを特徴とする請求項1記載のICカードリーダ。 2. The IC according to claim 1, wherein the toggle processing unit ignores an edge detected within a period corresponding to a transmission rate of the transmission data from a timing at which the edge is detected and toggle processing is performed. Card reader.
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