JP2000306047A - 情報カードの表裏判別方法及び表裏判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非接触ＩＣカードの表面・形状に何らの変更
を与えることなく、非接触ＩＣカードの応答特性のみで
カードの表・裏の判別を行う。 【解決手段】 中心から偏りのある位置に、電磁誘導に
より電力が供給されると特定周波数の電波を放出するＩ
Ｃチップ１１を内蔵している非接触ＩＣカード１０を使
用する。また、非接触ＩＣカード１０が放出するカード
表面上の局所的な位置における電波を受信手段２で受信
し、この信号からＩＣチップ１１の偏りを判別し、非接
触ＩＣカード１０の表裏を判別するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣ(集積回路)カ
ードやメモリカード等の情報カードの表裏を簡単に判別
することができる情報カードの表裏判別方法及び表裏判
別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、マイクロコンピュータとメモリを
具備したＩＣカードや、メモリのみを具備したメモリカ
ード等の情報カードが普及しつつある。

【０００３】このような情報カードにデータのリード／
ライトを行うためのカードリーダー／ライターで採用さ
れているリード／ライト方式としては、大別すると、電
気的な接点を介してデータの参照／更新を行う接触方式
と、情報カードをカードリーダー／ライターの近くにか
ざして、物理的に接触させることなく無線通信で記録内
容の参照／更新を行う非接触方式とがある。このうち、
非接触方式は、物理的な摩耗が少ないことや、使用操作
が簡単等の理由から、今後の発展が期待されている。ま
た、この非接触方式における情報カードの開発では、Ｉ
ＳＯ(International Organization for Standardizatio
n)により国際標準化が審議されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した非接触方式の
情報カードでは、カードリーダー／ライターの近くにか
ざし、無線通信によって記録内容の参照／更新を行うこ
とができるので、情報カードの表裏の区別なく使用で
き、使用者の操作性の向上をもたらすとされている。

【０００５】非接触式の情報カードの利用分野として
は、クレジットカード、定期券等がある。定期券の場
合、カード単価が従来の磁気定期券に比べて高いため、
使用期限がきれても有効期間や乗車区間などの情報をＩ
Ｃカード内に格納し直して繰り返し利用することが実用
的である。その際には、有効期間や乗車区間などのカー
ド表面に印刷された可視情報を書き換え可能にすること
により、内部データを可視化することができ、より便利
に情報カードの再利用ができる。券面情報の再印刷時に
は、印刷装置へのカード挿入方向が適正である場合に限
って再印刷を行なうが、非接触方式の情報カードは磁気
券と違って、表裏の差なくデータの読み書きが行なえる
ことをその特徴の一つとしているため、印刷装置の内部
に、カードの表裏、前後といった挿入方向を判別する何
らかの判別手段が必要である。

【０００６】そこで、非接触式情報カードの表裏を判別
するのに考えられる簡易的な方法としては、例えば
（１）情報カードの表面にマーキングを施し、反射セン
サ等を使って光学的に判別を行う方法、（２）情報カー
ドそのものに切り込みを入れる等、物理的特徴を持たせ
る方法等が考えられる。しかし、前者の（１）の汚れや
カード材質の違いにより反射率が異なると認識が不安定
になることが予想される。一方、後者の（２）はカード
の形状を変化させることを意味するため、国際標準化で
決められたＩＳＯ７８１０に示されるところのカード規
格、形状、サイズからは外れたものとなる。

【０００７】本発明は、上記した問題に鑑みなされたも
ので、情報カードの表面・形状に何らの変更を加えるこ
となく、ＩＳＯ７８１０に規定されたサイズ、形状であ
っても情報カードの応答特性のみでカード表・裏の判別
を行うことができる情報カードの表裏判別方法及び表裏
判別装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、電磁誘導により電力が供給されると特定
周波数の電波を放出するＩＣチップやアンテナ等の要素
部品を中心から偏りのある位置に配置した情報カードを
使用し、前記要素部品による前記電波の放出に起因して
前記情報カード表面で得られる局所的な電界強度の偏り
を判別して、前記情報カードの表裏を判別するようにし
たものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、情報カードの内部で、かつ中心から偏りのある位置
に、電磁誘導により電力が供給されると特定周波数の電
波を放出する要素部品を配置し、前記要素部品による前
記電波の放出に起因して前記情報カード表面で得られる
局所的な電界強度の偏りを判別して前記情報カードの表
裏を判別することを特徴とする情報カードの表裏判別方
法であり、情報カード表面の電界強度だけでカード表裏
を判別するので、情報カードの表面・形状に何らの変更
を加えることなく、情報カードの応答特性のみでカード
の表・裏の判別を行うことができるという作用を有す
る。

【００１０】本発明の請求項２に記載の発明は、前記情
報カードから放出される電波の中から、前記情報カード
の表面に発生する電界強度に偏りをもつ特定周波数の電
波と、電界強度に偏りを生じない別の周波数の電波とを
同時に検出し、この両者の出力レベルの比をとることに
よって、前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏り
を判別し、これにより前記情報カードの表裏と前後を判
別することを特徴とする請求項１記載の情報カードの表
裏判別方法であり、前記情報カード表面の局所的な電界
強度の偏りを判別し、これにより前記情報カードの表裏
と前後を判別するので、情報カードの表面・形状に何ら
の変更を加えることなく、情報カードの応答特性のみで
カード表裏と前後の判別を行うことができるという作用
を有する。

【００１１】本発明の請求項３に記載の発明は、前記情
報カードから放出される電波の中から、前記情報カード
表面に発生する電界強度に偏りをもつ特定周波数の電波
と、これとは別の偏りをもつ別の周波数の電波とを、前
記情報カード表面の２個所で検出し、前記２個所で検出
された２つの周波数の出力の大小関係の組み合わせによ
って前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判
別し、これにより前記情報カードの前後の別なく、表裏
を判別することを特徴とする請求項１記載の情報カード
の表裏判別方法であり、前記情報カード表面の局所的な
電界強度の偏りを判別し、これにより前記情報カードの
前後の別なく、表裏を判別するようにしているので、情
報カードの表面・形状に何らの変更を加えることなく、
情報カードの応答特性のみでカードの前後の別なく、表
裏を判別することができるという作用を有する。

【００１２】本発明の請求項４に記載の発明は、前記情
報カードから放出される電波の中から、前記情報カード
表面に発生する電界強度に偏りをもつ特定周波数の電波
を、カード表面の四隅の４個所で検出し、この４つの箇
所のうち最も大きい出力を得た個所を検出することによ
って、前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを
判別し、これにより前記情報カードの表裏と前後を判別
することを特徴とする請求項１記載の情報カードの表裏
判別方法であり、前記情報カード表面の局所的な電界強
度の偏りを判別し、これにより前記情報カードの表裏と
前後を判別するので、情報カードの表面・形状に何らの
変更を加えることなく、情報カードの応答特性のみでカ
ード表裏と前後の判別を行うことができるという作用を
有する。

【００１３】本発明の請求項５に記載の発明は、前記要
素部品としてＩＣチップまたはアンテナコイルを用いた
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の情
報カードの表裏判別方法であり、前記要素部品を情報カ
ードのリード／ライト用の部品で兼ねて部品点数を減ら
すことができるという作用を有する。

【００１４】本発明の請求項６に記載の発明は、電磁誘
導により電力が供給されると特定周波数の電波を放出す
る要素部品を中心から偏りのある位置に配置している情
報カードの表裏を判別する情報カードの表裏判別装置で
あって、前記要素部品による前記電波の放出に起因して
前記情報カード表面から放出される電波を受信する受信
手段と、前記受信手段を介して受信した電波の中から特
定周波数をもつ電波の出力レベルを検出する検出手段
と、前記検出手段で検出された前記電波の受信電圧レベ
ルから前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを
判別する判別手段、とを備えたことを特徴とする情報カ
ードの表裏判別装置であり、情報カード表面の電界強度
だけでカード表裏を判別するので、情報カードの表面・
形状に何らの変更を加えることなく、情報カードの応答
特性のみでカード表・裏の判別を行うことができるとい
う作用を有する。

【００１５】本発明の請求項７に記載の発明は、電磁誘
導により電力が供給されると特定周波数の電波を放出す
る要素部品を中心から偏りのある位置に配置している情
報カードの表裏を判別する情報カードの表裏判別装置で
あって、前記要素部品による前記電波の放出に起因して
前記情報カード表面から放出される電波を受信する１つ
の受信手段と、前記受信手段を介して受信した電波の中
から特定周波数をもつ電波の出力レベルを検出する第１
の検出手段と、前記受信手段を介して受信した電波の中
から電界強度に偏りを生じない別の周波数の電波の出力
レベルを検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手
段と前記第２の検出手段で検出された前記電波の前記受
信電圧レベルから前記情報カード前記情報カード表面の
局所的な電界強度の偏りを判別する判別手段、を備えた
ことを特徴とする情報カードの表裏判別装置であり、情
報カード表面の電界強度だけでカード表裏を判別するの
で、情報カードの表面・形状に何らの変更を加えること
なく、情報カードの応答特性のみでカード表・裏の判別
を行うことができるという作用を有する。

【００１６】本発明の請求項８に記載の発明は、電磁誘
導により電力が供給されると特定周波数の電波を放出す
る要素部品を中心から偏りのある位置に配置している情
報カードの表裏を判別する情報カードの表裏判別装置で
あって、それぞれが前記情報カード表面の四隅に対応し
て配置され、前記要素部品による前記電波の放出に起因
して前記情報カード表面から放出される電波を受信する
４つの受信手段と、前記受信手段に対応してそれぞれ設
けられているとともに、前記受信手段を介して受信した
電波の中から特定周波数をもつ電波の出力レベルを検出
する４つの検出手段と、前記各検出手段で検出された前
記電波の受信電圧レベルから前記情報カード表面の局所
的な電界強度の偏りを判別する判別手段、とを備えたこ
とを特徴とする情報カードの表裏判別装置であり、前記
情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判別し、こ
れにより前記情報カードの表裏と前後を判別するので、
情報カードの表面・形状に何らの変更を加えることな
く、情報カードの応答特性のみでカード表裏と前後の判
別を行うことができるという作用を有する。

【００１７】本発明の請求項９に記載の発明は、前記要
素部品としてＩＣチップまたはアンテナコイルを用いた
ことを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の情
報カードの表裏判別装置であり、前記要素部品を情報カ
ードのリード／ライト用の部品で兼ねて部品点数を減ら
すことができるという作用を有する。

【００１８】本発明の請求項１０に記載の発明は、前記
受信手段を前記情報カード表面の対角線上となる位置に
２個配置し、前記情報カードの前後の別なく、表裏を判
別できるようにしたことを特徴とする請求項６から９の
いずれかに記載の情報カードの表裏判別装置であり、前
記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判別し、
これにより前記情報カードの前後の別なく、表裏を判別
するので、情報カードの表面・形状に何らの変更を加え
ることなく、情報カードの応答特性のみでカード表裏と
前後の判別を行うことができるという作用を有する。

【００１９】（実施の形態１）以下、本発明の第１の実
施の形態における情報カード表裏判別装置について図面
を参照しながら説明する。本実施の形態は、主に請求項
１記載の方法でカードの表裏を判別する、請求項６記載
の表裏判別装置を実現するものである。図１は、本発明
の実施の形態１として示す情報カード表裏判別装置の構
成ブロック図である。図１において、１は図示せぬカー
ド読み取り機としてのＩＣカードリーダー／ライターに
搭載された情報カード表裏判別装置である。２は情報カ
ードとしての非接触ＩＣカード１０(以下、単に「ＩＣ
カード１０」という。図３参照)が放出する電波を受信
する受信手段で、例えばサーチコイル１４(図４参照)等
で実現できる。３は検出手段で、受信手段２で受信した
電波のうち、特定の次数の高調波成分の電界強度レベル
を検出する。その検出手段３は、例えば特定の周波数成
分のみを通過させる帯域フィルタ５と、その帯域フィル
タ５を通過した出力信号を増幅する増幅部６と、交流信
号を平滑化する線形復調部７とにより構成される。４は
判別手段で、検出手段３での検出結果をもとにＩＣカー
ド１０の表裏を判別するものであり、例えばアナログ信
号をデジタル信号に変換するデジタル変換部８から構成
される。

【００２０】図５は、検出手段３の帯域フィルタ５を通
過した後の各段階における出力信号波形の一例を示して
おり、(ａ)は帯域フィルタ５を通過して増幅部６で増幅
された後の増幅部出力、(ｂ)は線形復調部７の出力、
(ｃ)は判別手段４におけるディジタル変換部８の出力を
それぞれ示している。すなわち、この装置では、受信手
段２で受信された電波を帯域フィルタ５に通すことによ
り、特定の高調波のみを通過させるようになっている。

【００２１】図３は、本発明で使用される情報カードで
あるＩＣカード１０の一例を模式的に示す平面図であ
る。図３において、１１はＩＣカード１０に内蔵された
ＩＣチップであり、ＩＣカード１０の中心から長手方
向、短手方向にそれぞれＸ，Ｙだけ偏った位置に配置さ
れている。１２はＩＣカード１０に内蔵されたカード側
コイルで、このカード側コイル１２も必要に応じてＩＣ
カード１０の中心から長手方向、短手方向にそれぞれ偏
った位置に配置される。

【００２２】図４は、ＩＣカードリーダー／ライターの
トレイ９内にＩＣカード１０がセットされたときに、情
報カード表裏判別装置１における受信手段２とＩＣカー
ド１０との位置関係を示す図である。図４において、１
３はＩＣカードリーダー／ライターのアンテナであり、
そのアンテナ１３はコイルにより実現される。そして、
アンテナ１３のコイルとカード側コイル１２との電磁誘
導とにより、電源を有しないＩＣカード１０の内部に電
力が供給される構造になっている。また、受信手段２と
ＩＣカード１０との関係では、ＩＣカード１０が表で、
前側を頭にしてＩＣカードリーダー／ライター内の所定
の位置(本実施の形態ではトレイ９内)にセットされる
と、受信手段２のサーチコイル１４は、カードからの微
弱な電波を効率よく検知できるようにＩＣチップ１１と
重なる位置に配置される。図４の場合は、ＩＣカード１
０が表で、前側を頭にしてＩＣカードリーダー／ライタ
ー内のトレイ９に受信手段２とは非接触にしてセットさ
れた状態を示しており、ＩＣチップ１１の真下にサーチ
コイル１４が配置されている。

【００２３】図６は、検出手段３における増幅部６の一
構成例を示すもので、増幅部６はオペアンプ６ａ、抵抗
６ｂ、６ｃ等で構成される。

【００２４】図７は、検出手段３における線形復調部７
の一構成例を示すもので、整流回路７ａと平滑回路７ｂ
から構成されるダイオードを用いた直線検波回路７ｃ等
で構成される。

【００２５】図８は、判別手段４におけるデジタル変換
部８の一例を示すもので、コンパレータを用いて実現で
きる。

【００２６】図２は、この実施の形態１における情報カ
ード表裏判別装置１において、ＩＣカード１０の表裏を
判別する処理手順の一例を示すフローチャートである。
そこで、図２のフローチャートと共に、ＩＣカード１０
の表裏を判別する方法について次に説明する。まず、Ｉ
Ｃカード１０をＩＣカードリーダー／ライター内の所定
の位置(本例ではトレイ９内)にセットすると、ＩＣカー
ド１０内のカード側コイル１２がアンテナ１３からの送
信電波を受け、その電磁誘導によりＩＣカード１０へ電
力が供給される(ステップＳ１１)。また、ＩＣカード１
０に電力が供給されると、ＩＣチップ１１はこの搬送周
波数をもとにクロック信号を発生する。

【００２７】ここで、図９は、アンテナ１３を介してＩ
Ｃカード１０に電力が供給されたときの各部における信
号の波形図で、(ａ)はＩＣカードリーダー／ライター側
のアンテナ１３から送信されＩＣカード１０がステップ
Ｓ１１で受信する電波を示し、搬送周波数をｆとする。
(ｂ)はステップＳ１１でＩＣチップ１１で発生するクロ
ック信号の波形、(ｃ)はＩＣカードリーダー／ライター
からの送信電波に含まれる高調波成分の次数別電界強
度、( ｄ)はＩＣチップ１１で発生したクロック信号に
含まれる高調波成分の次数別電界強度をそれぞれ示して
いる。

【００２８】すなわち、ステップＳ１１でＩＣカード１
０に電力が供給されると、ＩＣカード１０内のＩＣチッ
プ１１は、この搬送周波数をもとにクロックを生成する
ため、発生するクロック信号は図９の(ｂ)に示すように
周波数ｆの矩形波になる。そして、ステップＳ１２で
は、ＩＣカード１０のカード表面の電波を受信手段２の
サーチコイル１４を介して受信し、そのＩＣチップ１１
の不要輻射をスペクトル分析すると、ＩＣカードリーダ
／ライターからの送信電波のみからでは検出されない搬
送周波数の高周波成分を捉えることができる。

【００２９】また、ＩＣチップ１１とサーチコイル１４
との位置にずれがあると、サーチコイル１４で受信され
る電界強度が異なる。そこで、ステップＳ１３では、ス
テップＳ１２で受信したもののうちから電界強度に偏り
を生じる特定周波数成分のレベルを図９の(ｃ)、(ｄ)よ
り検出し、ステップＳ１４でステップＳ１３で検出した
レベルと、実験などにより設定された閾値とを比較す
る。検出したレベルが閾値を超えているものであれば、
ステップＳ１５でＩＣカード１０の表・裏、前・後の何
れかを判別する。すなわち、図４及び図１０の(ａ)に示
すように、ＩＣカード１０が表で、かつ頭が前である場
合、ＩＣチップ１１は受信手段２のサーチコイル１４と
重なる位置に配置されているため、検出手段３が検出し
たレベルも大きなものとなり、非接触ＩＣカード１０が
表かつ前であることが検出される。一方、図１０の(ｂ)
に示すように、非接触ＩＣカード１０が裏で、かつ頭が
前である場合、ＩＣチップ１１は受信手段２のサーチコ
イル１４とずれた位置に配置されているため、検出手段
３が検出したレベルも小さなものとなり、ＩＣカード１
０が裏で、かつ頭前であることが検出される。またＩＣ
カード１０の頭が後である場合は、検出手段３が検出す
るレベルもさらに小さなものとなり、ＩＣカード１０の
頭が後であることが検出される。

【００３０】したがって、本実施の形態１では、電磁誘
導によってＩＣカード１０に電力を供給し、中心から偏
りのある位置に配置されたＩＣチップ１１から放出され
る搬送周波数の高調波成分を検出することによってＩＣ
カード１０の表裏と前後を判別することができる。そし
て、このようにしてＩＣカード１０の表・裏、前・後を
検出するようにした本実施の形態１の場合では、ＩＣカ
ード１０の表面・形状に何らの変更を加えることなく、
ＩＣカード１０の応答特性のみでカード表・裏、前・後
の判別を行うことができるので、国際標準規格をも満足
することになる。

【００３１】なお、本実施の形態１において、検出すべ
き高調波は搬送周波数に比べ非常に小さくなる。したが
って、受信手段２としてサーチコイル１４を用いる場合
には、サーチコイル１４はカード表面にできるだけ近づ
けることが好ましい。また、サーチコイル１４のサイズ
が大きいとＩＣチップ１１によるカード表面の電界強度
の局所性を捉えることが困難となる。そのため、サーチ
コイル１４はＩＣチップ１１とほぼ同じ大きさであるこ
とが好ましい。

【００３２】さらに、本実施の形態では、ＩＣカード１
０をＩＣカードリーダー／ライターのトレイ９内に配置
させて固定した状態でセットし、受信手段２とＩＣカー
ド１０の相対位置を固定してなる場合について説明した
が、ＩＣカード１０を固定せずに、ＩＣカード１０を長
手方向あるいは短手方向に動かしながらＩＣチップ１１
等を検出するように構成してもよいものである。また、
ＩＣチップ１１の偏りに起因する電界強度の偏りを利用
するものでなくとも、アンテナコイル(カード側コイル
１２)の配置位置や形状等、他の要素部品の要因に起因
して発生する電界強度の偏りを利用してＩＣカード１０
の表裏を判別するようにしてもよいものである。

【００３３】図１１は、上記実施の形態１の変形例を示
す要部構成ブロック図である。この変形例では、受信手
段２がカード表面対角線１５上に２個並べてセットされ
る場合である。そして、各受信手段２には、その受信手
段２で受信された電界強度を検出手段３及び判別手段４
で処理し、それをＯＲ回路１６に入力させ、ＯＲ回路１
６で表裏を正しく向けてＩＣカード１０がセットされて
いるか否かを判別できるようにしたものである。

【００３４】したがって、このように受信手段２がカー
ド表面対角線１５上に２個並べて配置するようにした場
合では、ＩＣカード１０の前後の別なく、表裏を判別す
ることできる。

【００３５】(実施の形態２)図１２は本発明の実施の形
態２における情報カード表裏判別装置２０の構成ブロッ
ク図である。本実施の形態は主に請求項２に記載の方法
で表裏を判別する請求項７記載の表裏判別装置を実現す
るものである。図１２において、図１乃至図１１に示し
た実施の形態１と同じ符号を付して説明するものは、実
施の形態１と同一のものであるので、重複説明は省略す
る。そして、図１２において、２１，２２は検出手段
Ａ，Ｂであり、これは図２に示した検出手段３と同等の
ものであって、並列に２個並べられている。また、検出
手段Ａ２１は電界強度に偏りを持つ次数の高調波成分を
検出するためのもので、検出手段Ｂ２２は偏りを生じな
い次数の高調波成分を検出するためのものである。

【００３６】２３は判別手段であり、検出手段Ａ２１及
び検出手段Ｂ２１での検出結果をもとにＩＣカード１０
の表裏を判別する。その判別手段２３は、２つの周波数
の検出レベルの比を出力する２周波レベル比変換部２４
と、ディジタル変換部８から構成される。

【００３７】図１３は、この実施の形態２における情報
カード表裏判別装置１において、ＩＣカード１０の表裏
を判別する処理方法を示すフローチャートである。そこ
で、図１２のフローチャートと共に、ＩＣカード１０の
表裏を判別する方法について次に説明する。まず、この
実施の形態２の場合でも、ＩＣカード１０をＩＣカード
リーダー／ライター内の所定の位置(トレイ９内)にセッ
トすると、ＩＣカード１０内のカード側コイル１２がア
ンテナ１３からの送信電波を受け、その電磁誘導により
ＩＣカード１０へ電力が供給される(ステップＳ２１)。
また、ＩＣカード１０に電力が供給されると、ＩＣチッ
プ１１はこの搬送周波数をもとにクロック信号を発生す
る。

【００３８】ＩＣチップ１１が発生するクロック信号
は、実施の形態１の場合と同様、図９(ｂ)に示すように
周波数ｆの矩形波になる。そして、ステップＳ２２で
は、ＩＣカード１０のカード表面の局所的な電界強度を
受信手段２のサーチコイル１４を介して受信し、そのス
テップＳ２２で受信したもののうちから、ステップＳ２
３では電界強度に偏りを生じる特定周波数成分ｆ１のレ
ベルを、ステップＳ２４では電界強度に偏りがない周波
数成分ｆ０のレベルを、それぞれ検出する。次いで、ス
テップＳ２５では、ステップＳ２３，ステップＳ２４で
検出した２つの出力レベルｆ１，ｆ０の比をとり、ステ
ップＳ２６で予め設けた閾値とこの比とを比較する。

【００３９】そして、本実施の形態２においても、ＩＣ
チップ１１が中心から偏った位置に配置されているＩＣ
カード１０を使用している。したがって、このＩＣチッ
プ１１の真下または真上に受信手段２が配置されている
ときには、図９(ｄ)のスペクトル図に示すように、ＩＣ
チップ１１内のクロックが矩形波となることから、７倍
調波や９倍調波等の奇数次数の高調波成分のレベルは、
偶数波次数の高調波成分のレベルと近い値となる。一
方、受信手段２がＩＣチップ１１の近傍に存在しない場
合には、受信手段２で検出した電波のスペクトラム分析
結果は図９(ｃ)のようになり、両者の比は大きくなる。
この性質を利用することによって、例えば検出手段Ａ２
１では電界強度の偏り大きく検出される７倍調波や９倍
調波等の奇数次数の高調波を、検出手段Ｂ２２では電界
強度が一定となる２倍調波や４倍調波等の偶数次数の高
調波を検出する。また、２つの検出手段Ａ２１と検出手
段Ｂ２２は、それぞれの検出レベルを出力し、これらを
２調波レベル比変換部２４へ入力することによって検出
レベルがディジタル変換され、その比がステップＳ２５
で比較される。ステップＳ２５での出力が閾値を越えて
いるものであれば、ステップＳ２７でＩＣカード１０は
表・前にセットされていることが判別される。

【００４０】したがって、この実施の形態２における情
報カード表裏判別装置１では、ＩＣカード１０の内部に
配置されたＩＣチップ１１から放出される搬送周波数の
高調波成分のレベルの変化を、電界強度が一定の他の次
数の高調波との比較において検出することによって、よ
り精度良く(表・前)、(表・後)、(裏・前)、(裏・後)の
何れかを判別することができる。すなわち、本実施の形
態２の場合では、ＩＣカード１０の表面・形状に何らの
変更を加えることなく、ＩＣカード１０の応答特性のみ
でカード表・裏、前・後の判別を行うことができるの
で、国際標準規格をも満足することになる。

【００４１】図１４は、上記実施の形態２の一変形例を
示す要部構成ブロック図である。この変形例では、受信
手段２がカード表面対角線１５上に２個並べてセットさ
れる場合である。そして、各受信手段２には、その受信
手段２で受信された電界強度を検出手段２１，２２及び
判別手段２３で処理し、それをＯＲ回路１６に入力さ
せ、ＯＲ回路１６で表裏を正しく向けてＩＣカード１０
がセットされているか否かを判別できるようにしたもの
である。

【００４２】したがって、このようにＩＣカード１０が
カード表面対角線１５上に２個並べて配置するようにし
た場合では、ＩＣ１０の前後の別なく、表裏のみを判別
することできる。

【００４３】なお、本実施の形態２においても、検出す
べき高調波は搬送周波数に比べ非常に小さくなるので、
受信手段２としてサーチコイル１４を用いる場合には、
サーチコイル１４はカード表面にできるだけ近づけるこ
とが好ましい。また、サーチコイル１４のサイズが大き
いとＩＣチップ１１によるカード表面の電界強度の局所
性を捉えることが困難となる。そのため、サーチコイル
１４はＩＣチップ１１とほぼ同じ大きさであることが好
ましい。

【００４４】さらに、本実施の形態２でも、実施の形態
１の場合と同じように、ＩＣカード１０をＩＣカードリ
ーダー／ライターのトレイ９内に固定した状態でセット
し、受信手段２とＩＣカード１０の相対位置を固定して
なる場合について説明したが、ＩＣカード１０を固定せ
ずに、ＩＣカード１０を長手方向あるいは短手方向に動
かしながらＩＣチップ１１等を検出するように構成して
もよいものである。また、ＩＣチップ１１の偏りに起因
する電界強度の偏りを利用するものでなくとも、アンテ
ナコイル(カード側コイル１２)の配置位置や形状等、他
の要素部品の要因に起因して発生する電界強度の偏りを
利用してＩＣカード１０の表裏を判別するようにしても
よいものである。

【００４５】(実施の形態３)図１５は本実施の形態３を
示す情報カード表裏判別装置の構成ブロック図である。
本実施の形態は主に請求項３に記載の方法で表裏を判別
する請求項７記載の表裏判別装置を実現するものであ
る。図１５において図１乃至図１４と同一のものは図１
乃至図１４と同一の符号を付して重複した説明は省略す
る。また、本実施の形態３の基本構造は、実施の形態２
をさらに変形させた構造となっている。そして、図１５
において、この情報カード表裏判別装置は、ＩＣカード
１０のカード表面対角線１５上に２つの受信手段２を有
し、そのそれぞれに図２で述べた検出手段３と同等の検
出手段２１，２２が並列に接続されている。検出手段２
１は電界強度に偏りを持つ次数の高調波成分ｆ１を検出
するためのものであり、検出手段２２は高調波成分ｆ１
とは別の偏りを持つ別の次数の高調波成分ｆ２を検出す
るためのものである。

【００４６】３１は判別手段であり、２つの検出レベル
比較部３２，３３と論理回路部３４から構成される。検
出レベル比較部３２，３３は、高調波成分ｆ１，ｆ２の
それぞれについて、２つの受信手段（Ａ，Ｂ）２のう
ち、どちらの受信レベルが大きいかを比較するものであ
り、受信手段Ａ２での受信レベルの方が大きい場合に
「１」を、受信手段Ｂ２での受信レベルの方が大きい場
合に「０」を出力する。論理回路部３４は、２つの検出
レベル比較部３２，３３の出力を入力とし、ＩＣカード
１０の表裏・前後を判別する。２つの受信手段２は、Ｉ
Ｃカード１０が表である場合に、ＩＣチップ１１と重な
る位置に配置されているため、２つの検出レベル比較部
３２，３３の出力「１」または「０」の組み合わせによ
って、ＩＣカード１０の表・裏、前・後を判別すること
ができる。

【００４７】すなわち、図１７の(ａ)〜(ｄ)に示すそれ
ぞれの向きでＩＣカード１０が乗っている場合には、検
出レベル比較部３２，３３の出力はそれぞれ、図１７の
(ｅ)に示される通りとなり、これによってＩＣカード１
０の表・裏、前後を判別することができる。

【００４８】図１６は、このように構成された情報カー
ド表裏判別装置において、ＩＣカード１０の表裏を判別
する方法を示すフローチャートである。そこで、図１６
のフローチャートと共に、ＩＣカード１０の表裏を判別
する方法について次に説明する。まず、この実施の形態
３の場合でも、ＩＣカード１０をＩＣカードリーダー／
ライター内の所定の位置にセットすると、ＩＣカード１
０内のカード側コイル１２がアンテナ１３からの送信電
波を受け、その電磁誘導によりＩＣカード１０へ電力が
供給される(ステップＳ３１)。また、ＩＣカード１０に
電力が供給されると、ＩＣチップ１１はこの搬送周波数
をもとにクロック信号を発生する。

【００４９】ＩＣチップ１１が発生するクロック信号
は、実施の形態１，２の場合と同様、図９(ｂ)に示すよ
うに周波数ｆの矩形波になる。そして、ステップＳ３２
では、ＩＣカード１０のカード表面の局所的な電界強度
を受信手段２のサーチコイル１４を介して受信する。す
なわち、カード表面の２箇所で電界強度を受信する。そ
のステップＳ３２で受信したもののうちから、ステップ
Ｓ３３では電界強度に偏りを生じる特定周波数成分ｆ１
のレベルを、ステップＳ３４では電界強度に偏りがない
周波数成分ｆ２のレベルを、それぞれ検出する。次い
で、ステップＳ３３で受信したもののうちから、ステッ
プＳ３６では電界強度に偏りを生じる特定周波数成分ｆ
１のレベルを、ステップＳ３７では別の偏りを生じる別
の周波数成分ｆ２のレベルをそれぞれ検出する。

【００５０】ステップＳ３８では、ステップＳ３４とス
テップＳ３６のそれぞれで検出した２つの出力レベルの
大小関係を比較する。もし、(ステップＳ３４の出力)＞
(ステップＳ３６の出力)である場合には、ステップＳ３
１０で「０」とする。また、(ステップＳ３４の出力)＜
(ステップＳ３６の出力)である場合には、ステップＳ３
１１で「１」とする。同様に、ステップＳ３９では、ス
テップＳ３５とステップＳ３７のそれぞれで検出した２
つの出力レベルの大小関係を比較する。もし、(ステッ
プＳ３５の出力)＞(ステップＳ３７の出力)である場合
には、ステップＳ３１２で「０」とする。また、(ステ
ップＳ３５の出力)＜(ステップＳ３７の出力)である場
合には、ステップＳ３１３で「１」とする。最後に、ス
テップＳ３１４に示す表に従い、これら４つの結果の組
み合わせにより、ＩＣカード１０の(表・前)、(表・
後)、(裏・前)、(裏・後)の４つの全てを判別する。

【００５１】このように、本実施の形態３の情報カード
表裏判別装置１では、ＩＣカード１０の内部に配置され
たＩＣチップ９から放出される搬送周波数の高調波成分
を検出し、カード部位によるレベルの相違を比較するこ
とによって精度良くＩＣカード１０の(表・前)、(表・
後)、(裏・前)、(裏・後)の４つの全てを判別すること
ができる。すなわち、ＩＣカード１０に何らかの外的変
化を加えることなく、その応答特性を利用し、非接触で
ＩＣカード１０の表・裏、前・後を判別することができ
るので、国際標準規格をも満足することになる。

【００５２】なお、本実施の形態３でも、実施の形態
１，２の場合と同じように、ＩＣカード１０をＩＣカー
ドリーダー／ライターのトレイ９内に固定した状態でセ
ットし、受信手段２とＩＣカード１０の相対位置を固定
してなる場合について説明したが、ＩＣカード１０を固
定せずに、ＩＣカード１０を長手方向あるいは短手方向
に動かしながらＩＣチップ１１等を検出するように構成
してもよいものである。また、ＩＣチップ１１の偏りに
起因する電界強度の偏りを利用するものでなくとも、ア
ンテナコイル(カード側コイル１２)の配置位置や形状
等、他の要素部品の要因に起因して発生する電界強度の
偏りを利用してＩＣカード１０の表裏を判別するように
してもよいものである。

【００５３】(実施の形態４)図１８は本発明の実施の形
態４を示す情報カード表裏判別装置の構成ブロック図で
ある。本実施の形態は主に請求項４に記載の方法で表裏
を判別する請求項８記載の表裏判別装置を実現するもの
である。図１８において図１乃至図１７と同一のものは
図１乃至図１７と同一符号を付して重複した説明は省略
する。また、本実施の形態４の基本構造は、実施の形態
３と同様に、実施の形態２をさらに変形させた構造とな
っている。そして、図１８において、この情報カード表
裏判別装置は、ＩＣカード１０の表面の四隅の４箇所に
それぞれ対応して配置される４つの受信手段２を有し、
その各受信手段２に検出手段Ａ２１と検出手段Ｂ２２が
それぞれ接続されている。

【００５４】４１は判別手段であり、検出手段Ａ（２
１，２２），検出手段Ｂ（２１，２２）の４つの検出手
段で検出された受信レベルを入力とし、これらのうち最
大レベルを出力した検出手段を判別する。この判別手段
４１は、例えばダイオード回路とロジック回路によって
実現することができる。

【００５５】そして、本実施の形態４では、４つの受信
手段２のうち何れかはＩＣチップ１１と重なるため、最
も検出レベルが大きいものが、ＩＣチップ１１と重なっ
ているものとなる。例えば、図１８における検出レベル
が最大ならばＩＣカード１０は表・前であることが判別
され、ｂの位置における検出レベルが最大ならばＩＣカ
ード１０は裏・前であることが判別される。

【００５６】図１９は、このように構成された情報カー
ド表裏判別装置において、ＩＣカード１０の表裏を判別
する方法を示すフローチャートである。そこで、図１９
のフローチャートと共に、ＩＣカード１０の表裏を判別
する方法について次に説明する。まず、この実施の形態
４の場合でも、ＩＣカード１０をＩＣカードリーダー／
ライター内の所定の位置(トレイ９内)にセットすると、
ＩＣカード１０内のカード側コイル１２がアンテナ１３
からの送信電波を受け、その電磁誘導によりＩＣカード
１０へ電力が供給される(ステップＳ４１)。また、ＩＣ
カード１０に電力が供給されると、ＩＣチップ１１はこ
の搬送周波数をもとにクロック信号を発生する。

【００５７】ＩＣチップ１１が発生するクロック信号
は、実施の形態１，２，３の場合と同様、図９(ｂ)に示
すように周波数ｆの矩形波になる。そして、ステップＳ
４２，Ｓ４３，Ｓ４４，Ｓ４５で、ＩＣカード１０のカ
ード表面の局所的な電界強度を受信手段２のサーチコイ
ル１４を介して受信する。すなわち、カード表面の四隅
の４箇所で電界強度を受信する。そのステップＳ４２〜
Ｓ４５で受信したもののうちから、ステップＳ４６〜Ｓ
４９で電界強度に偏りを生じる特定周波数成分レベルを
検出する。最後にステップＳ４１０に示す表に従い、こ
れら４つの結果の組み合わせにより、ＩＣカード１０の
(表・前)、(表・後)、(裏・前)、(裏・後)の４つの全て
を判別する。

【００５８】このように、本実施の形態４の情報カード
表裏判別装置では、ＩＣカード内部に配置されたＩＣチ
ップ１１から放出される搬送周波数の高調波成分を検出
し、カード部位によるレベルの相違を比較することによ
って精度良くＩＣカード１０の(表・前)、(表・後)、
(裏・前)、(裏・後)の４つの全てを判別することができ
る。すなわち、ＩＣカード１０に何らかの外的変化を加
えることなく、その応答特性を利用し、非接触でＩＣカ
ード１０の表・裏、前・後を判別することができるの
で、国際標準規格をも満足することになる。

【００５９】なお、本実施の形態４でも、実施の形態
１，２，３の場合と同じように、ＩＣカード１０をＩＣ
カードリーダー／ライターのトレイ９内に固定した状態
でセットし、受信手段２とＩＣカード１０の相対位置を
固定してなる場合について説明したが、ＩＣカード１０
を固定せずに、ＩＣカード１０を長手方向あるいは短手
方向に動かしながらＩＣチップ１１等を検出するように
構成してもよいものである。また、ＩＣチップ１１の偏
りに起因する電界強度の偏りを利用するものでなくと
も、アンテナコイル(カード側コイル１２)の配置位置や
形状等、他の要素部品の要因に起因して発生する電界強
度の偏りを利用してＩＣカード１０の表裏を判別するよ
うにしてもよいものである。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、上記各実施の形態より
明らかなように、ＩＣカードの表面・形状に何らの変更
を加えることなく、ＩＣカードの応答特性のみを利用
し、非接触でＩＣカードの表・裏、前後の判別を行うこ
とができるという効果を有する。これは、ＩＣカードの
表面・形状に特別な変更を加えないので、国際標準規格
をも満足するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における情報カード表裏
判別装置の構成ブロック図

【図２】本発明の実施の形態１における情報カード表裏
判別手順を示すフローチャート

【図３】本発明の実施形態で使用する非接触ＩＣカード
の一例を示す図

【図４】本発明の実施の形態１において非接触ＩＣカー
ドと受信手段との配置位置を示す図

【図５】本発明の実施の形態１における情報カード表裏
判別装置の各部における出力信号の一例を示す図

【図６】本発明の実施の形態１における同上装置の増幅
部の一例を示す図

【図７】本発明の実施の形態１における同上装置の線形
復調部の一例を示す図

【図８】本発明の実施の形態１における同上装置のディ
ジタル変換部の一例を示す図

【図９】(ａ)本発明の各実施の形態においてＩＣカード
リーダー／ライターからの送信電波波形図 (ｂ)本発明の各実施の形態においてＩＣチップで発生す
るクロック信号の波形を示す図 (ｃ)本発明の各実施の形態においてＩＣカードリーダー
／ライターからの送信電波に含まれる高調波成分の次数
別電界強度を示す図 (ｄ)本発明の各実施の形態においてＩＣチップで発生し
たクロック信号に含まれる高調波成分の次数別電界強度
を示す図

【図１０】本発明の実施の形態において非接触ＩＣカー
ドの表裏の状態を示す図

【図１１】本発明の実施の形態１における同上装置の変
形例を示す構成ブロック図

【図１２】本発明の実施の形態２における情報カード表
裏判別装置の構成ブロック図

【図１３】本発明の実施の形態２におけるＩＣカード表
裏判別手順を示すフローチャート

【図１４】本発明の実施の形態２における同上装置の変
形例を示す構成ブロック図

【図１５】本発明の実施の形態３における情報カード表
裏判別装置の構成ブロック図

【図１６】本発明の実施の形態３におけるＩＣカード表
裏判別手順を示すフローチャート

【図１７】本発明の実施の形態３における情報カード表
裏判別装置の検出部出力結果とＩＣカードの表・裏、前
・後の対応を示す図

【図１８】本発明の実施の形態４におけるＩＣカード表
裏判別装置の構成ブロック図

【図１９】本発明の実施の形態４におけるＩＣカード表
裏判別手順を示すフローチャート

【符号の説明】

１，２０ 情報カード表裏判別装置 ２ 受信手段 ３ 検出手段 ４ 判別手段 ５ 帯域フィルタ ６ 増幅部 ６ａ オペアンプ ６ｂ 抵抗 ６ｃ 抵抗 ７ 線形復調部 ７ａ 整流回路 ７ｂ 平滑回路 ７ｃ 直線検波回路 ８ デジタル変換部 ９ トレイ １０ 非接触ＩＣカード １１ ＩＣチップ １２ カード側コイル １３ アンテナ １４ サーチコイル １５ カード表面対角線 １６ ＯＲ回路 ２１ 検出手段Ａ ２２ 検出手段Ｂ ２３ 判別手段 ２４ ２周波レベル比変換部 ３１ 判別手段 ３２ 検出レベル比較部 ３３ 検出レベル比較部 ３４ 論理回路部 ４１ 判別手段 ｆ 搬送周波数 ｆ１ 高調波成分 ｆ２ 高調波成分

フロントページの続き (72)発明者 落 合 秀 広 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5B058 CA17 CA22 KA13

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報カードの内部で、かつ中心から偏り
   のある位置に、電磁誘導により電力が供給されると特定
   周波数の電波を放出する要素部品を配置し、前記要素部
   品による前記電波の放出に起因して前記情報カード表面
   で得られる局所的な電界強度の偏りを判別して前記情報
   カードの表裏を判別することを特徴とする情報カードの
   表裏判別方法。
2. 【請求項２】 前記情報カードから放出される電波の中
   から、前記情報カードの表面に発生する電界強度に偏り
   をもつ特定周波数の電波と、電界強度に偏りを生じない
   別の周波数の電波とを同時に検出し、この両者の出力レ
   ベルの比をとることによって、前記情報カード表面の局
   所的な電界強度の偏りを判別し、これにより前記情報カ
   ードの表裏と前後を判別することを特徴とする請求項１
   記載の情報カードの表裏判別方法。
3. 【請求項３】 前記情報カードから放出される電波の中
   から、前記情報カード表面に発生する電界強度に偏りを
   もつ特定周波数の電波と、これとは別の偏りをもつ別の
   周波数の電波とを、前記情報カード表面の２個所で検出
   し、前記２個所で検出された２つの周波数の出力の大小
   関係の組み合わせによって前記情報カード表面の局所的
   な電界強度の偏りを判別し、これにより前記情報カード
   の前後の別なく、表裏を判別することを特徴とする請求
   項１記載の情報カードの表裏判別方法。
4. 【請求項４】 前記情報カードから放出される電波の中
   から、前記情報カード表面に発生する電界強度に偏りを
   もつ特定周波数の電波を、カード表面の四隅の４個所で
   検出し、この４つの箇所のうち最も大きい出力を得た個
   所を検出することによって、前記情報カード表面の局所
   的な電界強度の偏りを判別し、これにより前記情報カー
   ドの表裏と前後を判別することを特徴とする請求項１記
   載の情報カードの表裏判別方法。
5. 【請求項５】 前記要素部品としてＩＣチップまたはア
   ンテナコイルを用いたことを特徴とする請求項１から４
   のいずれかに記載の情報カードの表裏判別方法。
6. 【請求項６】 電磁誘導により電力が供給されると特定
   周波数の電波を放出する要素部品を中心から偏りのある
   位置に配置している情報カードの表裏を判別する情報カ
   ードの表裏判別装置であって、 前記要素部品による前記電波の放出に起因して前記情報
   カード表面から放出される電波を受信する受信手段と、 前記受信手段を介して受信した電波の中から特定周波数
   をもつ電波の出力レベルを検出する検出手段と、 前記検出手段で検出された前記電波の受信電圧レベルか
   ら前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判別
   する判別手段、 とを備えたことを特徴とする情報カードの表裏判別装
   置。
7. 【請求項７】 電磁誘導により電力が供給されると特定
   周波数の電波を放出する要素部品を中心から偏りのある
   位置に配置している情報カードの表裏を判別する情報カ
   ードの表裏判別装置であって、 前記要素部品による前記電波の放出に起因して前記情報
   カード表面から放出される電波を受信する１つの受信手
   段と、 前記受信手段を介して受信した電波の中から特定周波数
   をもつ電波の出力レベルを検出する第１の検出手段と、 前記受信手段を介して受信した電波の中から電界強度に
   偏りを生じない別の周波数の電波の出力レベルを検出す
   る第２の検出手段と、 前記第１の検出手段と前記第２の検出手段で検出された
   前記電波の前記受信電圧レベルから前記情報カード前記
   情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判別する判
   別手段、 を備えたことを特徴とする情報カードの表裏
   判別装置。
8. 【請求項８】 電磁誘導により電力が供給されると特定
   周波数の電波を放出する要素部品を中心から偏りのある
   位置に配置している情報カードの表裏を判別する情報カ
   ードの表裏判別装置であって、 それぞれが前記情報カード表面の四隅に対応して配置さ
   れ、前記要素部品による前記電波の放出に起因して前記
   情報カード表面から放出される電波を受信する４つの受
   信手段と、 前記受信手段に対応してそれぞれ設けられているととも
   に、前記受信手段を介して受信した電波の中から特定周
   波数をもつ電波の出力レベルを検出する４つの検出手段
   と、 前記各検出手段で検出された前記電波の受信電圧レベル
   から前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判
   別する判別手段、 とを備えたことを特徴とする情報カードの表裏判別装
   置。
9. 【請求項９】 前記要素部品としてアンテナコイルを用
   いたことを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載
   の情報カードの表裏判別装置。
10. 【請求項１０】 前記受信手段を前記情報カード表面の
    対角線上となる位置に２個配置し、前記情報カードの前
    後の別なく、表裏を判別できるようにしたことを特徴と
    する請求項６から９のいずれかに記載の情報カードの表
    裏判別装置。