JP2000285206A - Icカードシステム - Google Patents

Icカードシステム

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JP2000285206A JP11090749A JP9074999A JP2000285206A JP 2000285206 A JP2000285206 A JP 2000285206A JP 11090749 A JP11090749 A JP 11090749A JP 9074999 A JP9074999 A JP 9074999A JP 2000285206 A JP2000285206 A JP 2000285206A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 FSK方式でリーダライタからICカードへ
データ伝送するICカードシステムで、ICカードのI
D認証のみのサービスエリアを拡大する。 【解決手段】 リーダライタとICカードのアンテナコ
イルの少なくとも一方を周波数f0で共振させておき、
そのf0又はその近傍の周波数f2でリーダライタからの
電力伝送、ICカードからロードスイッチ方式によるデ
ータ伝送を行い、リーダライタからのデータ伝送時には
周波数f1、f2でFSK伝送する。この設定により、I
CカードのID認証時は周波数f2=f0のためカード受
信レベルがRAと大きい状態のままなので、広いサービ
スエリアを確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ICカードシステ
ムに係り、特にICカードがその動作電源をリーダライ
タからの電磁誘導により得るようにした非接触ICカー
ドであり、かつリーダライタからのデータをFSK方式
でICカードへ伝送するようにしたICカードシステム
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】非接触ICカードを用いたICカードシ
ステムでは、その基本的機能として一般に次の3つの機
能、、を持っている。機能は、リーダライタか
らICカードへの電力搬送であり、機能はリーダライ
タからICカードへのデータ送信、機能はICカード
からリーダライタへのデータ送信である。このうち機能
のデータ送信を行う方式としては種々のものがある
が、その内の1つにFSK(Frequency Shift Keying)
方式があり、本発明はこの方式を用いたものを対象とし
ている。
【0003】上記の機能、、いずれも、リーダラ
イタとICカードに設けられたアンテナコイル(一般に
ループコイル)の電磁結合が用いられる。そして機能
の電力搬送は、その電力伝達の効率がよい程、リーダラ
イタからの送信電力が同じでもより遠くにあるICカー
ドを動作させることができる。このために、アンテナコ
イルにコンデンサを並列あるいは直列に接続して、電力
搬送周波数にて共振するようにすることで電力伝達効率
の向上がはかられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図2は、前記機能を
FSK方式で実現しているときの、搬送波伝達効率の説
明図で、3つの特性曲線C1、C2、C3のうち、特性
曲線(直線)C1はアンテナコイルが共振回路でないと
き、特性曲線C2、C3はリーダライタとICカードの
少なくとも一方のアンテナコイルが共振回路となってい
るときで、C2よりC3の方がQが大きいときである。
そして共振回路を構成しているときの共振点をf0とす
ると、機能の実行時は、カード側での受信レベルがデ
ータにより変化しないような周波数f1、f2を用いてデ
ータを送る。また、ICカードからのデータ伝送を行う
とき(機能)は、リーダライタ側の周波数を一定として
おき、ICカード受信回路のインピーダンスをデータに
より変化させ、リーダライタ側からみた負荷インピーダ
ンスの変化をリーダライタで検出する、いわゆるロード
スイッチ方式が一般的で、これは電力のみの搬送時と同
じ周波数でよく、例えば図2の周波数f1又はf2が用い
られる。そうすると、アンテナを共振させないとき(周
波数C1)のカード側の周波数f2又はf1に於ける受信
レベルR1に比べて、比較的Qの低い共振を与えたとき
(曲線C2)の受信レベルR2は大きくなるが、Qをさ
らに大きくしたとき(曲線C3)の受信レベルR3はR
1よりも小さくなる。このような理由から、機能をF
SK方式としたICカードシステムでは、アンテナのQ
をあまり大きくすることができず、従って搬送波の伝達
効率がよくないので、リーダライタと通信できるエリア
が近くに限られてしまうという問題があった。
【0005】本発明の目的は、リーダライタからのデー
タ伝送がFSK方式のICカードシステムにおいて、I
CカードシステムではリーダライタからICカードへの
データ伝送を必要としない用途もあることに着目し、用
途によってリーダライタの通信可能エリアを大幅に拡大
できるようにしたICカードシステムを提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、リーダライタ
と非接触式のICカードから成り、ICカードはリーダ
ライタから送出された搬送波と電磁結合することにより
電力を供給され、ICカードからリーダライタへのデー
タ伝送はロードスイッチ方式で行い、さらにリーダライ
タからICカードへのデータ伝送は搬送波周波数を第1
及び第2の周波数にスイッチするFSK方式で行うよう
にしたICカードシステムにおいて、ICカード及びリ
ーダライタに設けられた電磁結合のためのアンテナコイ
ルの少なくとも一方を所定の共振周波数で共振するよう
に構成すると共に、リーダライタからICカードへ電力
供給のみを行うとき及び前記ロードスイッチ方式でIC
カードからリーダライタへデータ伝送するときの搬送周
波数と、前記FSK方式で用いる第1の周波数とが、前
記アンテナコイルの共振周波数となるように構成したこ
とを特徴とするICカードシステムを開示する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図1は、本発明になるICカードシステムにおけ
る周波数配置の例を示す図で、特性曲線C1は、リーダ
ライタとICカードのアンテナコイルは共に共振回路で
ない時を示しており、参考のため図示した。また特性曲
線C3は周波数f0に共振点を持ち、十分大きなQ値の
共振回路をリーダライタとICカードの少なくとも一方
のアンテナコイルが構成しているときを示しており、本
発明のシステムではこのようなアンテナコイルを用い
る。そして、前述の機能のみのとき、即ちリーダライ
タから電力のみをICカードへ送るとき、及びICカー
ドからリーダライタへデータ伝送するとき(機能)は
共振周波数f0またはその近傍の周波数を用いる。さら
に機能のとき、即ちリーダライタからICカードへF
SK方式でデータ伝送するときは、FSK方式で用いる
2つの周波数の内の1つ(図1では高い方)を共振周波
数f0またはその近傍の値f2の搬送波とする。
【0008】一般に、ICカードシステムの利用法とし
ては、ICカードごとに固有のIDを設定しておき、I
Cカードがリーダライタの通信可能エリアに入るとその
IDをICカードからリーダライタへ送ってリーダライ
タ側でどのICカード(を備えた人又は物)が近づいた
かを判定するだけの片方向通信型の利用法と、この機能
に加えてリーダライタからICカードへもデータ伝送を
行ってICカード内のメモリ内容をリーダライタから更
新するなどの処理を行う双方向通信型の利用法とがあ
る。前者の片方向通信型の利用法は、例えばICカード
のIDを判定してドアの鍵を開ける、あるいはICカー
ドのIDを判定してその所持者(物)がいつリーダライ
タの近くを通過したかの記録をとるなどである。また後
者の双方向通信型の利用法は、例えば片方向通信型と同
様な機能に付加して、ICカードから送ったデータにも
とづきリーダライタでデータ処理を行い、その結果をI
Cカードへ返送してそのメモリに書き込む等である。
【0009】図1に示した周波数配置を有する本発明の
ICカードシステムは、上記した利用法を考慮して構成
されたもので、以下にその動作を図3及び図4を用いて
説明する。図3はリーダライタとICカードとの間の電
力、情報の授受を示すタイムチャートで、図4はICカ
ードに於ける処理フローである。まずリーダライタは、
図1の周波数f2(=f0)、即ち搬送波伝送効率のよい
周波数で無変調の搬送波を出力している。このリーダラ
イタの搬送波を受信して動作可能なエリアにICカード
が入っていないときは、ICカードは図4の電力受信待
ちの状態(ステップ41)にある。ICカードがリーダ
ライタからの搬送波受信により電力供給されて動作可能
になると(図4のステップ42)、ICカードは自分の
IDをリーダライタへ一定周期で繰り返し送信する(図
4のステップ43、44)。この繰り返し送信は、リー
ダライタからの搬送波にFSK変調がかけられているの
を検出するか(ステップ44でYes)、リーダライタ
からの搬送波が受信による電力供給がなくなる(通信可
能エリアを出る)まで行われる。前述した片方向通信型
の利用法の場合には、リーダライタからコマンドは送ら
れず、FSK変調された搬送波を検出することはないの
で、ICカードがリーダライタの通信可能エリアから出
ることによって図4の処理も終わる。そしてこの片方向
通信型のときは、すべて搬送周波数は伝送効率のよい周
波数f2(=f0)で、ICカードの受信レベルは図1の
RAに示したように大きな値になるから、電力伝送もI
CカードからのID送信も広いエリアで可能となり、I
CカードのID認識のみを行うようなときに使い易いシ
ステムとすることができる。
【0010】一方、双方向通信型の利用法のときは、図
1の周波数f1に於ける搬送波伝送効率が大きく低下
し、受信レベルは図1のRBとなる。従ってこの時はI
Cカードをリーダライタに十分近づけないと、リーダラ
イタからのFSK信号を受信できない。そこでこの利用
法の場合は、ICカードを指定された場所へ置く、スキ
ャナで読み取るような操作等を決めておく。このように
してコマンド受信可能な状態でICカードからのIDを
受信したリーダライタがコマンドをICカードへFSK
変調により送ると(図4のステップ44でYes)、I
Cカードはそのコマンドを受信して対応する処理を行い
(図4ステップ45)、次のコマンドを待つ(図4ステ
ップ46)。ここでのICカードの処理は、リーダライ
タへの応答送信があればそれも含む。そしてリーダライ
タの方で処理完了と判断すると、搬送波出力を停止して
(又は停止コマンドを送信して)、ICカードでの処理
を終了させる。このように、双方向通信型利用法のとき
は、ICカードの所持者が限られたエリア、場所にIC
カードを位置させる等の動作を求められるが、双方向型
の利用法は一般に高度な処理を必要とするときで、確実
な動作を保証する上でも上記のような動作を行うのが普
通である。
【0011】
【発明の効果】本発明によれば、リーダライタからのコ
マンド送信がFSK方式で行われるICカードシステム
でも、ICカードのID認識のみでよい片方向通信型の
利用時には、広いサービスエリアが容易に確保でき、シ
ステム設計が容易となり、使いやすいシステムとするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のICカードシステムに於ける周波数配
置の例を示す図である。
【図2】従来のICカードシステムに於ける周波数配置
を示す図である。
【図3】リーダライタとICカードの電力、データ伝送
のタイムチャートである。
【図4】ICカードに於ける処理のフローチャートであ
る。
【符号の説明】 f0 共振周波数 f1、f2 FSK変調時の周波数 RA 周波数f0に於けるICカードの受信レベル RB 周波数f1に於けるICカードの受信レベル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リーダライタと非接触式のICカードか
    ら成り、ICカードはリーダライタから送出された搬送
    波と電磁結合することにより電力を供給され、ICカー
    ドからリーダライタへのデータ伝送はロードスイッチ方
    式で行い、さらにリーダライタからICカードへのデー
    タ伝送は搬送波周波数を第1及び第2の周波数にスイッ
    チするFSK方式で行うようにしたICカードシステム
    において、 ICカード及びリーダライタに設けられた電磁結合のた
    めのアンテナコイルの少なくとも一方を所定の共振周波
    数で共振するように構成すると共に、リーダライタから
    ICカードへ電力供給のみを行うとき及び前記ロードス
    イッチ方式でICカードからリーダライタへデータ伝送
    するときの搬送周波数と、前記FSK方式で用いる第1
    の周波数とが、前記アンテナコイルの共振周波数となる
    ように構成したことを特徴とするICカードシステム。
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