JP2001184466A

JP2001184466A - Ｉｃカードリーダ

Info

Publication number: JP2001184466A
Application number: JP36981899A
Authority: JP
Inventors: Kenji Hirasawa; 賢司平沢; Kazuhisa Ishikawa; 和寿石川; Toshiaki Shiomi; 寿朗塩見
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2001-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】個々のカードに適した高い磁気結合位置を確
保して通信品質を向上させる。通信エラー時においても
適切に対応する。【解決手段】非接触式通信用コイル３を備えたＩＣカ
ード２を取りこみ、このＩＣカード２を搬送するカード
搬送機構を有し、カードリーダ内に設けられたカードリ
ーダ側通信用コイル５によりＩＣカード２とのデータ通
信を行うＩＣカードリーダであって、非接触式通信用コ
イル３を備えたＩＣカード２とカードリーダ側通信用コ
イル５との少なくとも一方を移動させ位置調整する位置
調整手段６と、位置調整手段６を駆動させる位置調整用
駆動手段と、位置調整用駆動手段及び位置調整手段６を
制御するとともにカードリーダ側通信用コイルからの出
力信号に基づき通信品質が高い位置を判別する位置調整
用制御手段とを備える。

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カードリーダ
に関する。さらに詳述すると、本発明はＩＣカードの非
接触式通信用コイルとカードリーダ側通信用コイルとの
間でデータ通信を行うＩＣカードリーダにおける非接触
データ通信の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、通信用コイルの間で磁気結合を形
成し、非接触状態のままデータ通信を行う非接触式通信
が利用されている。非接触式カードリーダはこれを利用
したもので、カードリーダ側の通信用コイルとカードの
非接触式通信用コイルの間で磁気結合を形成し、電力の
供給及びデータ通信を行う。

【０００３】この非接触式カードリーダでは、ＩＳＯ
（国際標準化機構）により、カード１０１の磁気結合領
域の基準となる磁気結合指定位置１０２を例えば図７に
示すようにカード１０１上に設けることが規定されてい
る。そして、この規定を受けた従来のカードリーダは、
この磁気結合指定位置１０２を含んで磁気結合を形成す
るよう、カード１０１をストッパや位置検出センサなど
を用いてあらかじめ定められた所定位置に停止させ、カ
ードリーダ側通信用コイルに対して画一的に位置決めし
ていることが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＩＳＯ
が規定する磁気結合指定位置１０２は最大効率が得られ
る磁気結合の基準位置に合わせて設けられたものではな
い。このため、磁気結合指定位置１０２に合わせてカー
ド１０１を位置決めしたとしても常に最大あるいはこれ
に近い磁気結合を得られるとは限らない。

【０００５】また、図７や図８に示すように、カード１
０１が内包する非接触式通信用コイル１０３の形状、位
置、大きさはメーカーにより、あるいはカード１０１の
種類によって異なることが一般的である。このため、Ｉ
ＳＯの規定に準拠して磁気結合指定位置１０２を設けて
いても、最大効率が得られる磁気結合位置の基準位置は
カード１０１によって異なる。上記のことで、カードリ
ーダ側通信用コイルの形状も特定できず、全てをカバー
するように大きくすると、スペースの問題が発生する。

【０００６】さらに、カードリーダ内の非接触通信は、
筐体内の様々な制限を受け通信に必要な磁気結合状態を
確保することが容易でなく、電力の供給・カードによる
変調等の通信品質が不足し通信エラーを生じるという問
題がある。しかし、カード１０１を画一的に位置決めし
ているカードリーダでは、カードによる磁気結合状態の
差に対応することが不可能となっている。

【０００７】本発明は、個々のカードに適した高い磁気
結合位置を確保して通信品質を向上させ、かつ通信エラ
ー時においても適切に対応することのできるＩＣカード
リーダを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、非接触式通信用コイルを備
えたＩＣカードを取りこみ、このＩＣカードを搬送する
カード搬送機構を有し、カードリーダ内に設けられたカ
ードリーダ側通信用コイルによりＩＣカードとのデータ
通信を行うＩＣカードリーダであって、非接触式通信用
コイルを備えたＩＣカードとカードリーダ側通信用コイ
ルとの少なくとも一方を移動させ位置調整する位置調整
手段と、位置調整手段を駆動させる位置調整用駆動手段
と、位置調整用駆動手段及び位置調整手段を制御すると
ともにカードリーダ側通信用コイルからの出力信号に基
づき通信品質が高い位置を判別する位置調整用制御手段
とを備えたものである。

【０００９】このＩＣカードリーダは、従来の通信位置
の近傍でＩＣカードを移動させ、カードリーダ側通信用
コイルを用いて各移動位置におけるＩＣカードの非接触
式通信用コイルの出力を連続的に測定し、応答レベルを
記憶する。そして、この記憶された応答レベルに基づい
て高い出力が得られる位置を求め、個々のＩＣカードに
適した高い磁気結合位置を確保し、当該位置でデータ通
信を行うことで通信品質を向上させる。

【００１０】しかも、このように個々のカードに対応す
る場合、ＩＣカードの磁気結合指定位置を結合領域に含
ませた状態で位置決めするようにしているので、ＩＳＯ
に準拠しつつ高い磁気結合を形成することが可能とな
る。

【００１１】請求項２記載の発明は、非接触式通信用コ
イルを備えたＩＣカードを取りこみ、このＩＣカードを
搬送するカード搬送機構を有し、カードリーダ内に設け
られたカードリーダ側通信用コイルによりＩＣカードと
のデータ通信を行うＩＣカードリーダであって、非接触
式通信用コイルを備えたＩＣカードとカードリーダ側通
信用コイルとの少なくとも一方を移動させ位置調整する
位置調整手段と、位置調整手段を駆動させる位置調整用
駆動手段と、位置調整用駆動手段及び位置調整手段を制
御するとともに非接触式通信用コイル及びカードリーダ
側通信用コイル間の非接触通信がエラーである場合にＩ
Ｃカードまたはカードリーダ側通信用コイルを通信状態
がよくなる方向へ移動させる位置調整用制御手段とを備
えたものである。

【００１２】このＩＣカードリーダは、非接触式ＩＣカ
ードに対する通信がエラーである場合、ＩＣカードまた
はカードリーダ側通信用コイルを相対移動させ、通信状
態を向上させてからデータ通信を再開する通信回復措置
をとることができる。これにより、個々のＩＣカードの
エラーに適切に対応することが可能となる。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載のＩＣカードリーダにおいて、位置調整手段はカー
ド搬送手段であり、位置調整用駆動手段はカード搬送機
構を駆動する駆動源を用いたものである。この場合、既
設のカード搬送手段及び駆動源をそれぞれ位置調整手
段、位置調整用駆動手段として兼用することが可能とな
り、コスト削減と機器の小型化を図ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。

【００１５】図１〜図６に、本発明の一実施形態を示
す。本発明のＩＣカードリーダは、非接触式通信用コイ
ル３を備えたＩＣカード２を取りこみ、このＩＣカード
２を搬送するカード搬送機構４を有し、カードリーダ内
に設けられたカードリーダ側通信用コイル５によりＩＣ
カード２とのデータ通信を行うものである。

【００１６】そして、このＩＣカードリーダは、非接触
式通信用コイル３を備えたＩＣカード２とカードリーダ
側通信用コイル５とのどちらか一方を移動させ位置調整
する位置調整手段６と、この位置調整手段６を駆動させ
る位置調整用駆動手段７と、位置調整用駆動手段７及び
位置調整手段６を制御するとともにカードリーダ側通信
用コイルからの出力信号に基づき通信品質が高い位置を
判別する位置調整用制御手段８とを備えたものである。

【００１７】以下、ＩＣカードリーダの構成について説
明する。ゲート部１２は、図１に示すように、ＩＣカー
ド２を搬送するカード搬送機構４を有する装置本体１６
に取り付けられている。このゲート部１２はＩＣカード
２を挿入可能なカード挿入口１９を備える。また、カー
ド挿入口１９と装置本体１６との間には、ＩＣカード２
の取り込みを規制する公知のシャッタ１４を有する機構
が設けられている。さらに装置本体１６内にはカードリ
ーダ側通信用コイル５が設けられ、このカードリーダ側
通信用コイル５とＩＣカード２側の非接触式通信用コイ
ル３との電磁的結合によりデータ通信をすることが可能
となっている。

【００１８】また、カード挿入口１９とシャッタ１４と
の間にはカード検出部材としてのスイッチ１７が設けら
れ、ゲート部１２内にＩＣカード２が挿入されたか否か
を検出している。そして、このスイッチ１７によりＩＣ
カード２の挿入が検出されたときのみシャッタ１４を開
放してＩＣカード２を装置内に取り込むようにしてい
る。装置本体１６内に挿入されたＩＣカード２は、カー
ドリーダ側通信用コイル５による非接触通信領域を通過
し、図１において破線で示すカード停止位置まで搬送さ
れる。

【００１９】図２に本発明に用いることができるＩＣカ
ードリーダの内部の制御系統の一例を示す。図中、符号
１を付して示すＩＣカードリーダ制御部は、制御部（Ｃ
ＰＵ）９、データメモリ１８及び処理記憶部２１を有し
ている。制御部９には、外部装置として、カードリーダ
側通信用コイル５、センサ１０、上位装置１１、プリヘ
ッド１３、Ｒ／Ｗヘッド１５そしてモータ２０が接続さ
れている。上位装置１１は、例えば銀行の取引端末、交
通機関のリロード端末などである。

【００２０】また、ＩＣカードリーダは、ＩＣカード２
を取り込んで搬送するカード駆動ローラによって構成し
たカード搬送機構４を備えていて、モータ２０がこのカ
ード搬送機構４の駆動源となっている。センサ１０はカ
ード検出用のセンサである。カードリーダ側通信用コイ
ル５は、非接触式ＩＣカード２との間でデータをやり取
りするためのコイルである。

【００２１】本実施形態においては、カード搬送機構４
によりＩＣカード２がカード挿入口１９からカード停止
位置まで移動し、停止後、ＩＣカード２の非接触式通信
用コイル３とカードリーダ側通信用コイル５との間でデ
ータ通信が行われる。その通信結果は記憶部としてのデ
ータメモリ１８に記憶される。そして、上位装置１１か
らデータ通信要求があった場合はデータメモリ１８から
データを送信する。

【００２２】さらに、本実施形態のＩＣカードリーダ１
は、ＩＣカード２の位置調整を行いより好適な非接触式
通信を実現するようにしている。以下、通信品質を高め
る手段について図３及び図４を用いて説明する。

【００２３】まず、ＩＣカード２には図３に示すように
ＩＳＯによって規定された磁気結合指定位置２２が設け
られていて、これによりＩＣカード２は標準通信位置に
位置決めされるが、本実施形態ではこの磁気結合指定位
置２２に加えさらに位置調整を行って非接触式通信用コ
イル３及びカードリーダ側通信用コイル５間の通信品質
を高めるようにしている。この位置調整は、主に位置調
整手段６、位置調整用駆動手段７及び位置調整用制御手
段８によって行っている。

【００２４】位置調整手段６は、ＩＣカード２とカード
リーダ側通信用コイル５とのどちらか一方を移動させ両
者間の通信品質が高くなるように位置調整するものであ
る。本実施形態では、カード搬送機構４として設けたカ
ード駆動ローラのうち図３に示すようにデータ通信位置
の前後に位置するものを位置調整手段６として兼用し、
ＩＣカード２をカード移動方向へ細かに移動させてい
る。また、この位置調整手段６は位置調整用駆動手段７
によって駆動する。位置調整用駆動手段７は位置調整手
段６のみを駆動する単独の部材であってもよいが、図２
に示したようなカード搬送機構４を駆動するモータ２０
を兼用することもできる。

【００２５】位置調整用制御手段８は、位置調整用駆動
手段７及び位置調整手段６を制御するとともに両者から
の出力信号に基づき通信品質が高い位置を判別するよう
設けたものである。図４にこの位置調整用制御手段８の
一例を示す。この位置調整用制御手段８は、図示するよ
うに論理回路２３、送信回路２４及び受信回路２８を備
え、かつ共振回路３３を含むカードリーダ側通信用コイ
ル５に接続されていて、カードリーダ側通信用コイル５
を介してＩＣカード２を呼び出し、データを送受信す
る。送信回路２４は変調回路２５、ローパスフィルタ２
６、マッチング回路２７を備え、受信回路２８はバンド
パスフィルタ２９、復調回路３０を備える。また、送信
回路２４、受信回路２８はともに論理回路２３を介して
制御部９に接続されている。また、この位置調整用制御
手段８にＡＤ変換器３２を設けることもできる。このＡ
Ｄ変換器は、復調回路３０から出力された受信レベル信
号３１をＡＤ変換して制御部９へ送信する。

【００２６】次に、上述した各手段を用いてＩＣカード
２を移動させ、通信品質を高めるようにした第一の形態
及び第二の形態を図５及び図６を用いて説明する。第一
の形態は通信エラーとなったＩＣカード２に対し通信回
復措置をとるもので、以下にこの通信回復措置を含む処
理順序を示す。

【００２７】まず、図５に示すように非接触式ＩＣカー
ド２の処理を開始するにあたっては（ステップ１）、Ｉ
Ｃカードリーダ内の標準通信位置へＩＣカード２を移動
させて位置決めする（ステップ２）。そして、ＩＣカー
ド２を呼び出し（ステップ３）、応答を確かめる（ステ
ップ４）。ここでＩＣカード２からの応答を確認した
ら、通常どおりカードリーダ側通信用コイル５と非接触
式通信用コイル３との間でデータ通信・処理を行う（ス
テップ８）。

【００２８】一方、ステップ４においてＩＣカード２か
らの応答が確認できない場合は、通信位置の微調整が可
能であるかどうかを確かめ（ステップ５）、不可能であ
れば通信処理を異常終了させるが（ステップ６）、可能
であればＩＣカード２を一定量移動させ、微調整するこ
とによって通信回復措置をとる（ステップ７）。この場
合における微調整は、規定位置におけるカードリーダ側
通信用コイル５とＩＣカード２の相対位置関係によって
一方向への微動及び前後方向へ交互に微動させることに
よって行う。この後、再びＩＣカード２を呼び出して応
答があるか確認する（ステップ３，４）。ＩＣカード２
からの応答がなければ通信位置を微調整するルーチンを
繰り返す。一方、応答があればデータ処理を行い（ステ
ップ８）、ＩＣカード２に対するその後の処理を継続す
る。

【００２９】ステップ８でデータ処理を終えたら、通信
エラーが発生していないか確認する（ステップ９）。エ
ラーが発生していなければＩＣカード２の一連の処理動
作を終える（ステップ１０）。一方、エラーが発生して
いれば、再びステップ５の前段に戻り上述したルーチン
を繰り返す。結局、この第一形態では通信が成功するま
で、またはＩＣカード２の磁気結合指定位置２２がカー
ドリーダ側通信用コイル５と重ならない位置に移動する
まで上述した手順を繰り返す。

【００３０】次に、第二の形態を示す。第二の形態は、
ＩＣカード２を処理する前に以下に示す処理を行って最
大効率での非接触通信を行うことを可能とするものであ
る。

【００３１】図６に示すように、非接触式ＩＣカード２
の処理を開始するにあたり（ステップ１１）、まず応答
レベル測定開始位置へＩＣカード２を移動させ（ステッ
プ１２）、ＩＣカード２の呼出及び応答レベルの記録を
行う（ステップ１３）。本実施形態では、カードリーダ
コマンドに対するＩＣカード２からの応答波形を検波・
抽出・ＡＤ変換することによって上述の呼出及び応答レ
ベルの記録・定量化を行っている。応答レベルの出力頻
度は特に限定されないが、多くの点で出力を得ればその
分だけ連続的な応答レベルを得ることが可能となる。

【００３２】記録したら、ＩＣカード２の位置が測定範
囲内にあるかどうか確認し（ステップ１４）、測定範囲
内であればＩＣカード２を移動量を自動検出して移動さ
せ（ステップ１５）、再びＩＣカード２の検出・抽出・
ＡＤ変換を行う（ステップ１３）。

【００３３】なお、この場合におけるＩＣカード２の測
定範囲は、ＩＣカード２上の磁気結合指定位置２２がカ
ードリーダ側通信用コイル５と重なり合っている範囲で
ある。したがって、非接触式通信用コイル３がカードリ
ーダ側通信用コイル５と重ならなくなるまで、ＩＣカー
ド２の呼出及び応答レベル記録（ステップ１３）と移動
（ステップ１５）を繰り返し、カード位置に対応した応
答レベルを連続的に記録する。

【００３４】そして、ステップ１４においてＩＣカード
２が測定範囲内にないことが確認されたら、これまで連
続して記憶された応答レベルのうちもっとも高い値を記
録した位置へＩＣカード２を移動し（ステップ１６）、
ＩＣカード２に対する一連の処理を行い（ステップ１
７）、処理を終了する（ステップ１８）。

【００３５】以上説明したように、位置調整手段６、位
置調整用駆動手段７そして位置調整用制御手段８を備え
た本実施形態のＩＣカードリーダでは、非接触式通信用
コイル３とカードリーダ側通信用コイル５との間におけ
る通信位置を微調整することができる。このため、各種
ＩＣカードにより適したＩＣカードリーダ内における通
信位置を個別に提供することが可能となり、通信品質を
向上させることが可能となる。また、通信時にエラーが
発生した場合にも通信回復措置をとり適切に対処するこ
とができる。

【００３６】なお、上述の実施形態は本発明の好適な実
施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能で
ある。例えば、上述の実施形態ではＩＣカード２をカー
ド走行方向に移動させ微調整する場合について説明した
が、これとは逆に、ＩＣカード２を固定したままカード
リーダ側通信用コイル５を移動させて微調整するように
してもよい。つまり、非接触方式でデータ通信を行う両
コイル３，５の少なくとも一方を移動させることで相対
位置を変え、これによって高い通信品質が得られる好適
な位置を確保すればよい。

【００３７】また、ここまでは非接触式通信用コイル３
とカードリーダ側通信用コイル５のカード走行方向に関
する相対位置についてのみ説明したが、これと直交する
カード幅方向に関しても相対位置を変えるようにしても
よい。幅方向の相対位置は、特に詳しくは説明しない
が、例えばカードリーダ側通信用コイル５を公知のアク
チュエータなどによりカード幅方向に移動可能とするこ
とで実現することができる。なお、このようにカードリ
ーダ側通信用コイル５を移動させる場合において、カー
ドリーダ側通信用コイル５が複数のコイルで形成されて
いれば、複数のコイルすべてを動かすこともできるが特
定コイルのみ動かすことによっても好適な通信位置を確
保することができる。

【００３８】さらに、上述した実施形態において、ＩＣ
カードリーダが対応すべき数種類のＩＣカード２の最適
通信位置をあらかじめ指定することも好適である。通信
回復措置時におけるカード移動先を設定しておくことに
より、短時間かつ高い確率で通信エラーの回復が可能と
なる。

【００３９】なお、ここまでＩＣカード２を対象とした
実施形態を説明してきたが、本発明はＩＣカード以外の
非接触式カードに対しても適用可能であることはいうま
でもない。さらに、本発明は、カード（ＩＣカードを含
む）が内包する非接触式通信用コイル３の大きさ、形
状、巻数などにかかわらず適用することができることも
もちろんである。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
１記載のＩＣカードリーダによると、非接触式通信用コ
イルを備えたＩＣカードとカードリーダ側通信用コイル
との少なくとも一方を移動させ、両者間の通信品質が高
くなるように相対位置を調整することができる。これに
より、個々のＩＣカードに適した高い磁気結合位置を確
保し、当該位置でデータ通信を行うことで通信品質を向
上させることができる。

【００４１】しかも、このように個々のカードに対応す
る場合、ＩＣカードの磁気結合指定位置を結合領域に含
ませた状態で位置決めするようにしているので、ＩＳＯ
に準拠しつつ高い磁気結合を形成することができる。

【００４２】また、請求項２記載のＩＣカードリーダに
よると、非接触式通信用コイル及びカードリーダ側通信
用コイル間の非接触通信がエラーである場合にＩＣカー
ドまたはカードリーダ側通信用コイルを通信状態がよく
なる方向へ移動させ、通信状態を向上させてからデータ
通信を再開する通信回復措置をとることができるので、
個々のＩＣカードのエラーに適切に対応することが可能
となる。

【００４３】さらに請求項３記載のＩＣカードリーダに
よると、既設のカード搬送手段及び駆動源をそれぞれ位
置調整手段、位置調整用駆動手段として兼用することが
可能となり、コスト削減と機器の小型化を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＩＣカードリーダのカード通信位置近傍の構成
を示す部分平面図である。

【図２】ＩＣカードリーダの概略構成を示す図である。

【図３】ＩＣカード及びカードリーダ側通信用コイルを
示す部分平面図である。

【図４】カードリーダ側通信用コイル及び位置調整用制
御手段の一構成例を示す構成図である。

【図５】本発明の第一の形態を示すフローである。

【図６】本発明の第二の形態を示すフローである。

【図７】磁気結合指定位置が設けられた従来のカードの
一例を示す図である。

【図８】磁気結合指定位置が設けられた従来のカードの
他の例を示す図である。

【符号の説明】

１ＩＣカードリーダ２ＩＣカード３非接触式通信用コイル４カード搬送機構５カードリーダ側通信用コイル６位置調整手段７位置調整用駆動手段８位置調整用制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者塩見寿朗長野県諏訪郡下諏訪町5329番地株式会社三協精機製作所内Ｆターム(参考） 5B058 CA03 CA15 KA12 KA24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非接触式通信用コイルを備えたＩＣカー
ドを取りこみ、このＩＣカードを搬送するカード搬送機
構を有し、カードリーダ内に設けられたカードリーダ側
通信用コイルにより上記ＩＣカードとのデータ通信を行
うＩＣカードリーダであって、上記非接触式通信用コイ
ルを備えたＩＣカードと上記カードリーダ側通信用コイ
ルとの少なくとも一方を移動させ位置調整する位置調整
手段と、上記位置調整手段を駆動させる位置調整用駆動
手段と、上記位置調整用駆動手段及び位置調整手段を制
御するとともに上記カードリーダ側通信用コイルからの
出力信号に基づき通信品質が高い位置を判別する位置調
整用制御手段とを備えてなることを特徴とするＩＣカー
ドリーダ。
【請求項２】非接触式通信用コイルを備えたＩＣカー
ドを取りこみ、このＩＣカードを搬送するカード搬送機
構を有し、カードリーダ内に設けられたカードリーダ側
通信用コイルにより上記ＩＣカードとのデータ通信を行
うＩＣカードリーダであって、上記非接触式通信用コイ
ルを備えたＩＣカードと上記カードリーダ側通信用コイ
ルとの少なくとも一方を移動させ位置調整する位置調整
手段と、上記位置調整手段を駆動させる位置調整用駆動
手段と、上記位置調整用駆動手段及び位置調整手段を制
御するとともに上記非接触式通信用コイル及びカードリ
ーダ側通信用コイル間の非接触通信がエラーである場合
に上記ＩＣカードまたは上記カードリーダ側通信用コイ
ルを通信状態がよくなる方向へ移動させる位置調整用制
御手段とを備えてなることを特徴とするＩＣカードリー
ダ。
【請求項３】請求項１または２記載のＩＣカードリー
ダにおいて、上記位置調整手段は上記カード搬送手段で
あり、上記位置調整用駆動手段は上記カード搬送機構を
駆動する駆動源を用いてなることを特徴とするＩＣカー
ドリーダ。