JP2003016394A - Ｉｃカードリーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非接触型ＩＣカードとの間で行われる複数種
類の通信方式に一台で対応することできるＩＣカードリ
ーダを提供する。 【解決手段】 パソコン２は、リーダライタ１と通信を
行うことで通信対象となるＩＣカード３の通信タイプを
指定する。そして、リーダライタ１のＣＰＵ４は、送信
回路部１７及び受信回路部１８における送受信方式を指
定された通信タイプに応じて夫々切換え制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電波信号を用いて
非接触型ＩＣカードとの通信を行うＩＣカードリーダに
関する。

【０００２】

【従来の技術】非接触型ＩＣカードとＩＣカードリーダ
との間で電波信号（電磁信号）を用いて行う通信の方式
は、ＩＣカードの用途などに応じて複数存在する。例え
ば、図９乃至図１１には、通信方式の２つのタイプＡ，
Ｂ，Ｃの波形を示すが、これらの内タイプＡ，Ｂは規格
化されている方式である（国際規格：ＩＳＯ／ＩＥＣ１
４４４３，国内規格：ＪＩＳ Ｘ６３２２）。

【０００３】図９に示すタイプＡでは、ＩＣカードリー
ダよりＩＣカードに送信される変調信号は（（ａ）参
照）モディファイドミラーで符号化したデータにより１
３．５６ＭＨｚの搬送波をＡＳＫ(Amplitude Shift Key
ing)変調（変調度１００％）するものである。また、Ｉ
ＣカードよりＩＣカードリーダに送信される変調信号は
（（ｂ）参照）、マンチェスタ符号のデータによって８
４７．５ｋＨｚの副搬送波を負荷変調（変調方式はＡＳ
Ｋ）した信号となっている。

【０００４】一方、図１０に示すタイプＢでは、ＩＣカ
ードリーダよりＩＣカードに送信される変調信号は
（（ａ）参照）、ＮＲＺ(Non Return to Zero)方式で符
号化したデータにより１３．５６ＭＨｚの搬送波をＡＳ
Ｋ変調（変調度１０％）するものである。また、ＩＣカ
ードよりＩＣカードリーダに送信される変調信号は
（（ｂ）参照）、ＮＲＺ符号のデータによって８４７．
５ｋＨｚの副搬送波を負荷変調（変調方式はＢＰＳＫ：
Binary Phase Shift Keying)）した信号となっている。

【０００５】また、図１１に示すタイプＣでは、ＩＣカ
ードリーダよりＩＣカードに送信される変調信号は
（（ａ）参照）、マンチェスタ符号のデータにより搬送
波をＡＳＫ変調（変調度１０％）するものであり、ＩＣ
カードよりＩＣカードリーダに送信される変調信号も
（（ｂ）参照）同様である（副搬送波は使用しない）。

【０００６】タイプＡは、ＩＣカードの構成が比較的簡
単な場合（一般に、通信に要求されるセキュリティレベ
ルが比較的低い用途に用いられる）に採用される通信方
式である。即ち、１００％変調ではデータの“０，１”
の変化によって搬送波が完全に断続するため受信データ
の復調が比較的容易であり、ＩＣカード側の復調ロジッ
ク回路を簡単にすることができる。

【０００７】一方、タイプＢ，Ｃは、ＩＣカードの構成
が比較的複雑な場合（一般に、通信に要求されるセキュ
リティレベルが比較的高い用途に用いられる）に採用さ
れる通信方式であり、ＩＣカード側において受信信号に
より内蔵されているＣＰＵを駆動して復調動作を行わせ
るものである。即ち、この場合は、通信中にＣＰＵを駆
動し続けるため搬送波を断続させることはできず、変調
度が１０％になるようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この様に、複数種類の
通信方式が存在していることに鑑みて、各通信方式に一
台で対応することできるＩＣカードリーダがあれば、共
通化によって製造コストを低下させたり、製品管理を簡
単になるなどのメリットを期待することができる。しか
しながら、従来、斯様なＩＣカードリーダは存在してい
なかった。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、非接触型ＩＣカードとの間で行われ
る複数種類の通信方式に一台で対応することできるＩＣ
カードリーダを提供することにある。

【００１０】

【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、制御回路は、送信及び受信回路部に
おける送受信方式を夫々切換え制御するので、非接触型
ＩＣカードに送信する電波信号の送信方式と、前記ＩＣ
カードより送信される電波信号の受信方式を夫々複数切
換ることができる。即ち、非接触型ＩＣカードの構成が
異なり、対応している通信方式が異なる場合であって
も、共通のＩＣカードリーダで通信を行うことが可能と
なる。従って、ＩＣカードリーダの製造コストを低下さ
せたり製品管理を簡単にすることができる。

【００１１】請求項２記載のＩＣカードリーダによれ
ば、制御回路は、通信対象となる非接触型ＩＣカードの
通信タイプを識別し、識別したＩＣカードの通信タイプ
に応じて送受信方式を切換え制御する。具体的には、例
えば請求項３に記載したように、制御回路は、送信及び
受信回路部の送受信方式を順次切り換えて通信を行い、
夫々の送信方式による通信に対して応答を返したＩＣカ
ードを識別し、その通信タイプを判定する。

【００１２】斯様に構成すれば、通信対象となるＩＣカ
ードが対応している通信方式が事前に判別できない場合
であっても、ＩＣカードが特定の送信方式で送信した信
号に応答することで制御回路はＩＣカードの通信方式を
判定することができるので、以降の通信を確実に行うこ
とができる。また、通信方式が異なる複数種類のＩＣカ
ードが混在している場合も、通信方式を適宜切り換える
ことで夫々のＩＣカードと並行して通信を行うことも可
能となる。

【００１３】請求項４記載のＩＣカードリーダによれ
ば、制御回路は、上位装置による指定に応じて送受信方
式を切換え制御する。即ち、上位装置（ホスト）は、ア
プリケーションに応じて通信対象となるＩＣカードが対
応している通信方式を事前に判別できる場合がある。従
って、上位装置とＩＣカードリーダとの間で行われる通
信において上位装置が切り換えるべき送受信方式を指定
する制御情報を送信することで、制御回路は送受信方式
を適宜切換えて対応することができる。

【００１４】請求項５記載のＩＣカードリーダによれ
ば、制御回路は、非接触型ＩＣカードの通信タイプとそ
の通信タイプに対応する送受信方式に関する情報を有し
ている。そして、上位装置が通信対象となる非接触型Ｉ
Ｃカードの通信タイプを指定すると、その指定された情
報に基づいて送受信方式を切換え制御する。即ち、上位
装置は、通信対象のＩＣカードのタイプだけを指定して
ＩＣカードリーダに送信すれば良いので、上位装置とＩ
Ｃカードリーダとの間の通信量を削減することができ
る。

【００１５】

【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５を参照して説明する。図
２は、非接触式ＩＣカードとリーダライタとの通信系を
示すものである。リーダライタ（ＩＣカードリーダ）１
は、上位装置（ホスト）であるパーソナルコンピュータ
（パソコン）２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、パソコン２上で動作するアプリケーシ
ョンプログラムの指示に基づいてＩＣカード３と電波信
号により通信を行うようになっている。

【００１６】即ち、リーダライタ１は、自信の通信エリ
アにＩＣカード３が接近したことを検知するため、ＩＣ
カード３に対する呼び出しコードを間欠的に送信してい
る（ポーリング）。そして、ＩＣカード３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３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。

【００１７】図１は、リーダライタ１内部の電気的構成
を示す機能ブロック図である。ＣＰＵ（制御回路）４
は、上位インターフェイス（Ｉ／Ｆ）部５を介してパソ
コン２とシリアル通信を行うようになっている。リセッ
トＩＣ６は、ＣＰＵ４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７は、ＣＰＵ４
より与えられる送信データをモディファイドミラー，Ｎ
ＲＺ，マンチェスタの各方式で選択的に符号化できるよ
うに構成されており、符号化した送信データを変調部８
に出力する。

【００１８】キャリア発振器９は、１３．５６ＭＨｚの
発振信号を符号化部７及び変調部８に搬送波信号とし
て、また、ＣＰＵ４にクロック用の信号として供給す
る。ＣＰＵ４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８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１００％，１０％の何れ
かに選択できるように構成されている。

【００１９】変調度１００％の場合は、符号化部７より
与えられる変調信号（送信データ）と搬送波信号との論
理積をとることで被変調信号を生成する。また、変調度
１０％の場合は、符号化部７より与えられる変調信号に
よって搬送波信号の増幅率を変化させることで被変調信
号を生成する。変調部８で変調された被変調信号は増幅
部１０を介してアンテナ１１に出力され、電波信号とし
て外部に送信される。

【００２０】一方、ＩＣカード３側より送信された信号
をアンテナ１１が受信すると、その受信信号は受信方式
切換え部１２を介してタイプＡ，Ｂ受信部１３，タイプ
Ｃ受信部の何れか一方に選択的に出力されるようになっ
ている。タイプＡ，Ｂ受信部１３は、ＩＣカード３の通
信タイプがＡまたはＢである場合の受信信号（副搬送波
のＡＳＫ，ＢＰＳＫ変調）を受信復調するように構成さ
れており、タイプＣ受信部１４は、ＩＣカード３の通信
タイプがＣである場合の受信信号（主搬送波のＡＳＫ変
調）を受信復調するように構成されている。

【００２１】受信部１３または１４で復調された復調信
号は、増幅部１５を介して復号化部１６に与えられる。
復号化部１６は、復調された符号データがマンチェス
タ，ＮＲＺの夫々について復号化が可能であるように構
成されている。

【００２２】そして、ＣＰＵ４は、ＩＣカード３の通信
タイプがＡ，Ｂ，Ｃの何れであるかに応じて、符号化部
７における符号化方式，変調部８における変調方式を切
り換えると共に、受信切換え部１２により受信部１３，
１４の選択切換えを行い、また、復号化部１６における
データの復号化方式を切り換えるようになっている。

【００２３】尚、以上において、符号化部７及び変調部
８は送信回路部１７を構成しており、受信方式切換え部
１２，受信部１３及び１４並びに復号化部１６は、受信
回路部１８を構成している。

【００２４】次に、本実施例の作用について図３乃至図
５をも参照して説明する。図３は、リーダライタ１のＣ
ＰＵ４が行う通信制御処理の内、本発明の要旨にかかる
部分を示すフローチャートである。ＣＰＵ４は、先ず、
パソコン４がシリアルインターフェイスを介して送信す
るデータ（コマンドフレーム）に含まれているＩＣカー
ド３の通信タイプを取得する（ステップＳ１）。

【００２５】ここで、図４には、パソコン２がリーダラ
イタ１に送信するコマンドフレームの一例を示す。コマ
ンドフレーム１９は、フレームの開始を示すヘッダ２
０，ＩＣカード１３の通信タイプを指定する通信タイプ
２１，パソコン２がリーダライタ１に与えるコマンド２
２及びデータ２３，２１〜２３のデータ内容の誤り検出
を行うためのチェックコード２４などで構成されてい
る。そして、ＣＰＵ４はコマンドフレーム１９の通信タ
イプ２１を参照することで、通信対象となるＩＣカード
の通信タイプを判別する。

【００２６】一方、図５は、ＣＰＵ４が図示しないメモ
リなどに保持している、各通信タイプＡ〜Ｃに対応する
送受信方式の切換え内容を示すテーブルである。ＣＰＵ
４は、このテーブルを参照することで以降の切り換え処
理を行う。

【００２７】ＣＰＵ４は、ステップＳ１で通信タイプ２
１を取得すると、そのタイプがＡ〜Ｃの何れであるかを
判定する（ステップＳ２，Ｓ８）。通信タイプが“Ａ”
である場合は（ステップＳ２，「ＹＥＳ」）、符号化部
７において送信データがモディファイドミラー方式で符
号化されるように設定すると共に（ステップＳ３）、変
調部８におけるＡＳＫ変調度が１００％になるように設
定する（ステップＳ４）。

【００２８】また、受信側においては、タイプＡ，Ｂ受
信部１３が選択されるように受信方式切換え部１２に制
御信号を与え（ステップＳ５）、復号化部１６において
はマンチェスタ符号を復号化するように設定する（ステ
ップＳ６）。それから、通常の通信処理を行う（ステッ
プＳ７）。即ち、ＩＣカード３に呼び出しコードを送信
するポーリングを行い、ＩＣカード３がカードのＩＤを
返して応答すると、ＩＤカード３側に通信用に割り当て
たアドレスの通知を行う。

【００２９】そして、確認用のＶｅｒｉｆｙコマンドを
送信して“Ｖｅｒｉｆｙ ＯＫ”の応答があると、Ｓｅ
ｌｅｃｔコマンドを発行して割り当てたアドレスでＩＣ
カード３を選択し、Ｒｅａｄコマンドを発行してＩＣカ
ード３が保持しているデータを読み出す。また、必要が
ある場合はＷｒｉｔｅコマンドを発行してパソコン２側
よりＩＣカード３に対するデータの書き込みを行う。両
者間で必要なデータの転送が行われると、Ｃｌｏｓｅコ
マンドを発行して通信処理を終了する。

【００３０】また、ＩＣカード３の通信タイプが“Ｂ”
である場合は（ステップＳ８，「ＹＥＳ」）、符号化部
７において送信データがＮＲＺ方式で符号化されるよう
に設定すると共に（ステップＳ９）、変調部８における
ＡＳＫ変調度が１０％になるように設定する（ステップ
Ｓ１０）。そして、受信側においては、タイプＡ，Ｂ受
信部１３が選択されるように受信方式切換え部１２に制
御信号を与え（ステップＳ１１）、復号化部１６におい
てはＮＲＺ符号を復号化するように設定する（ステップ
Ｓ１２）。それから、ステップＳ７に移行して通信処理
を行う。

【００３１】また、ＩＣカード３の通信タイプが“Ｃ”
である場合は（ステップＳ８，「ＮＯ」）、符号化部７
において送信データがマンチェスタ方式で符号化される
ように設定すると共に（ステップＳ１３）、変調部８に
おけるＡＳＫ変調度が１０％になるように設定する（ス
テップＳ１４）。そして、受信側においては、タイプＣ
受信部１４が選択されるように受信方式切換え部１２に
制御信号を与え（ステップＳ１５）、復号化部１６にお
いてはマンチェスタ符号を復号化するように設定する
（ステップＳ１６）。それから、ステップＳ７に移行し
て通信処理を行う。

【００３２】以上のように本実施例によれば、リーダラ
イタ１を構成するＣＰＵ４は、送信回路部１７及び受信
回路部１８における送受信方式を夫々切換え制御するの
で、非接触型のＩＣカード３に送信する電波信号の送信
方式と、ＩＣカード３より送信される電波信号の受信方
式を夫々複数切換ることができる。即ち、ＩＣカード３
の構成が異なり、対応している通信方式が異なる場合で
あっても、共通のリーダライタ１で通信を行うことが可
能となる。従って、リーダライタ１の製造コストを低下
させたり製品管理を簡単にすることができる。

【００３３】また、パソコン２は、リーダライタ１と通
信を行うことで通信対象となるＩＣカード３の通信タイ
プを指定し、ＣＰＵ４は、ＩＣカード３の通信タイプに
基づいて送受信方式を切換え制御するので、パソコン２
は、Ｃカード３の通信タイプだけを指定してリーダライ
タ１に送信すれば良く、リーダライタ１との間の通信量
を削減することができる。

【００３４】（第２実施例）図６及び図７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実施例では、リーダライタ１側は
図５に示すデータテーブルを有しておらず、送受信方式
に関する情報は、一括してパソコン２からリーダライタ
１に送信されるようになっている。

【００３５】即ち、図７に示すフローチャートにおい
て、ＣＰＵ４は、第１実施例における通信タイプ２１に
代えて、最初にパソコン２より送信されるコマンドフレ
ーム２５よりＩＣカード３の送受信方式２６を取得する
（ステップＳ２１）。そして、取得した送受信方式２６
に応じて、符号化部７における符号化タイプを設定する
と共に（ステップＳ２２）、変調部８におけるＡＳＫ変
調度を設定する（ステップＳ２３）。そして、受信側に
ついては、受信部１３，１４の何れか（復調方式）を選
択し（ステップＳ２４）、復号化部１６における復号タ
イプを設定する（ステップＳ２５）。それから、ステッ
プＳ７に移行して通信処理を行う。

【００３６】以上のステップＳ２２〜Ｓ２５における各
設定は、実質的には第１実施例におけるステップＳ３〜
Ｓ６，Ｓ９〜Ｓ１２，Ｓ１３〜Ｓ１６の内何れかと同様
の処理となる。

【００３７】以上のように第２実施例によれば、ＣＰＵ
４は、パソコン２よる指定に応じて送受信方式を切換え
制御するので、第１実施例と略同様の効果が得られると
共に、リーダライタ１側に必要なメモリの容量を削除す
ることができる。

【００３８】（第３実施例）図８は本発明の第３実施例
を示すものである。第３実施例では、リーダライタ１
は、ＩＣカード３の通信タイプ等に関する情報をパソコ
ン２から得ることなく、ＩＣカード３の通信タイプを独
自に識別するようになっている。そして、パソコン２か
らＩＣカード３との通信開始の指示があると、リーダラ
イタ１は、最初のポーリングで呼び出しコードを送信す
る際に、図８に示すように、送信タイプＡ，Ｂ，Ｃの送
受信方式に順次切り換えて送信を行う。

【００３９】即ち、ＣＰＵ４は、最初に第１実施例のス
テップＳ３〜Ｓ６の設定を行った後、呼び出しコードを
送信する。そして、リーダライタ１の通信エリア内に通
信タイプＡのＩＣカード３が存在していれば、そのＩＣ
カード３は送信された呼び出しコードを受信して応答を
返す。

【００４０】同様にして、第１実施例のステップＳ９〜
Ｓ１２の設定を行った後呼び出しコードを送信し、次
は、ステップＳ１３〜Ｓ１６の設定を行った後呼び出し
コードを送信する。それに対して、通信エリア内に通信
タイプＢ，ＣのＩＣカード３が存在する場合は、それら
のＩＣカード３は応答を返すことなる。一般的なアプリ
ケーションであれば、何れか１つの通信タイプのＩＣカ
ードのみが応答すると想定される。

【００４１】以上のように各通信タイプＡ〜Ｃの送受信
方式を順次切り換えてポーリングを行った結果、ＣＰＵ
４は、応答を返したＩＣカード３の通信タイプのみを設
定して以降の通信フェーズを実行すれば良い。

【００４２】以上のように第３実施例によれば、ＣＰＵ
４は、送信回路部１７及び受信回路部１８の通信方式を
順次切り換えて通信を行い、夫々の送信方式による通信
に対して応答を返したＩＣカード３を識別してその通信
タイプを判定するようにした。従って、通信対象となる
ＩＣカード３が対応している通信タイプが事前に判別で
きない場合でも、ＩＣカード３が特定の送信方式で送信
した信号に応答することでＣＰＵ４はその通信タイプを
判定することができるので、以降の通信を確実に行うこ
とができる。

【００４３】また、通信方式が異なる複数種類のＩＣカ
ード３が混在するようなアプリケーションであっても、
通信方式を適宜切り換えることで夫々のＩＣカード３と
並行して通信を行うことも可能となる。

【００４４】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、次のような変形または
拡張が可能である。データの符号化方式は、全ての通信
タイプにおいて共通であっても良い。上位装置は、パソ
コン２に限ることなく通信専用の装置であっても良い。
また、上位装置の機能がＩＣカードリーダに組み込まれ
ているものでも良い。リーダライタ１に限ることなく、
ＩＣカードが記憶しているデータを読み出す機能だけを
有するＩＣカードリーダに適用しても良い。符号化部７
及び変調部８は、一体に構成されていても良い。各通信
タイプ或いは通信方式は、例示したものに限定されるこ
となく、非接触式ＩＣカードの個別の設計などに応じて
適宜変更して実施すれば良い。また、通信タイプは２種
類、或いは４種類以上ある場合でも、適宜切換えを行っ
て実施すれば良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例であり、リーダライタ内部
の電気的構成を示す機能ブロック図

【図２】非接触式ＩＣカードとリーダライタとの通信系
を示す機能ブロック図

【図３】リーダライタのＣＰＵが行う通信制御処理の
内、本発明の要旨にかかる部分を示すフローチャート

【図４】パソコンがリーダライタに送信するコマンドフ
レームの一例を示す図

【図５】ＣＰＵ４がメモリなどに保持している、各通信
タイプＡ〜Ｃに関するテーブルの内容を示す図

【図６】本発明の第２実施例を示す図３相当図

【図７】図４相当図

【図８】本発明の第３実施例であり、リーダライタが通
信開始時にＩＣカードとの間で行う処理の内容を示すシ
ーケンス図

【図９】ＩＣカードの通信タイプＡに関する（ａ）送信
信号，（ｂ）受信信号の波形を示す図

【図１０】通信タイプＢに関する図９相当図

【図１１】通信タイプＣに関する図９相当図

【符号の説明】

１はリーダライタ（ＩＣカードリーダ）、２はパーソナ
ルコンピュータ（上位装置）、３はＩＣカード、４はＣ
ＰＵ（制御回路）、１７は送信回路部、１８は受信回路
部を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉浦 晃浩 愛知県刈谷市一ツ木町小尻附50 デンソー エレックス株式会社内 Ｆターム(参考） 2C005 MA18 MA33 MA40 NA06 SA25 TA02 5B058 CA17 KA14 KA21

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非接触型ＩＣカードに送信する電波信号
   の送信方式を複数切換可能に構成される送信回路部と、 非接触型ＩＣカードより送信される電波信号の受信方式
   を複数切換可能に構成される受信回路部と、 前記送信及び受信回路部における送受信方式を夫々切換
   え制御する制御回路とを備えたことを特徴とするＩＣカ
   ードリーダ。
2. 【請求項２】 前記制御回路は、通信対象となる非接触
   型ＩＣカードの通信タイプを識別し、識別したＩＣカー
   ドの通信タイプに応じて送受信方式を切換え制御するこ
   とを特徴とする請求項１記載のＩＣカードリーダ。
3. 【請求項３】 前記制御回路は、前記送信及び受信回路
   部の送受信方式を順次切り換えて通信を行い、夫々の送
   信方式による通信に対して応答を返したＩＣカードを識
   別し、その通信タイプを判定することを特徴とする請求
   項２記載のＩＣカードリーダ。
4. 【請求項４】 前記制御回路は、上位装置による指定に
   応じて送受信方式を切換え制御することを特徴とする請
   求項１記載のＩＣカードリーダ。
5. 【請求項５】 前記制御回路は、非接触型ＩＣカードの
   通信タイプとその通信タイプに対応する送受信方式に関
   する情報を有しており、上位装置が通信対象となる非接
   触型ＩＣカードの通信タイプを指定すると、その指定さ
   れた情報に基づいて送受信方式を切換え制御することを
   特徴とする請求項２または４記載のＩＣカードリーダ。