JP2004046345A - 非接触型ｉｃカードリーダライタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非接触型ＩＣカードリーダライタ装置の消費電力を低減する。
【解決手段】ＩＣカードリーダライタ１の電源部１６内に、それぞれＩ_１　ＡとＩ_２　Ａの定電流が出力可能な定電流回路１６３，１６４を設け、制御部１１は消費電力の多いＩＣカード又は２枚のＩＣカードの挿入時には制御信号ＣＮＴにより定電流回路１６４をオンして定電流Ｉ_２　Ａを出力させ、常時オン状態の定電流回路１６３の定電流Ｉ_１　Ａと合わせて合計Ｉ_１　＋Ｉ_２　Ａの定電流を変調回路１２内のドライバ１２Ｃに供給し変調信号をＩＣカード側へ送信させる一方、消費電力の少ないＩＣカード又は１枚のＩＣカードの挿入時には定電流回路１６４をオフして定電流回路１６３の定電流Ｉ_１　Ａのみをドライバ１２Ｃに供給し変調信号をＩＣカード側へ送信させる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触ＩＣカードに対しデータのリード・ライトを行う非接触型ＩＣカードリーダライタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の非接触型ＩＣカードリーダライタ装置はアンテナを有するとともに、このアンテナを介して非接触ＩＣカードのアンテナと電磁結合し、非接触ＩＣカードに電力を供給して非接触ＩＣカードに対するデータのリード・ライトを行うようにしている。このような非接触ＩＣカードは、メモリのみを搭載したＩＣカードからメモリとＣＰＵとを搭載したＩＣカードへと高機能化され、さらに近年では暗号処理用のコプロセッサを内蔵したＩＣカードへと高機能化が進んでいる。
【０００３】
こうしたＩＣカードは高機能化に伴い消費電力が増加する一方、ＩＣカードに電力を供給する非接触型ＩＣカードリーダライタ装置もＩＣカードの消費電力の増加に伴い送信出力を増加させる必要がある。従来、非接触型ＩＣカードリーダライタ装置側では、こうした消費電力の異なるＩＣカード或いは電力を供給すべきＩＣカードの枚数など、ＩＣカード側の負荷条件を考慮し、ＩＣカード側が安定に動作可能な最大の負荷条件で送信出力を行うようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の非接触型ＩＣカードリーダライタ装置は、ＩＣカード側が安定に動作可能な最大の負荷条件で送信出力を設定しているため、装置の消費電力が多くなるという課題があった。
したがって、本発明は、非接触型ＩＣカードリーダライタ装置の消費電力を低減することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明は、キャリアの振幅電圧を、入力したデータの２値信号の値に応じて偏移させ振幅偏移変調信号として出力する変調回路と、前記変調回路から出力される振幅偏移変調信号を入力すると非接触型ＩＣカードへ電波信号として送信し前記非接触型ＩＣカードに対して電源の供給と前記データの送信とを行うアンテナ部とを有する非接触型ＩＣカードリーダライタ装置において、所定の電源電圧を発生する電源回路を有するとともに、各々が一定値の定電流を出力する複数の定電流回路を有し、選択された定電流回路からの定電流を電源回路の所定の電源電圧とともに変調回路に供給する電源部を設けたものである。
【０００６】
また、変調回路は、キャリアを発生するキャリア発生部と、キャリア発生部からのキャリアの振幅電圧を入力したデータの２値信号の値に応じて偏移させる変調部と、変調部からの信号を振幅偏移信号としてアンテナ部へ送出するドライバとからなり、電源部の定電流回路からの定電流をドライバに供給するようにしたものである。
また、電源部の複数の定電流回路の少なくとも１つを選択する選択手段を有し、選択手段はアンテナ部からの電波信号の送信に基づきアンテナ部と電磁結合した非接触型ＩＣカードの消費電力に応じて定電流回路の選択を行うものである。また、変調回路は、電波信号の送信に対して非接触型ＩＣカードからの応答が検出されない場合は所定の周期で振幅偏移変調信号を出力するとともに、選択手段は、変調回路の振幅偏移変調信号の出力時に全ての定電流回路を選択して選択した定電流回路からの定電流を変調回路に供給した後、変調回路の次の周期における振幅偏移変調信号の出力時には１つの定電流回路を選択して選択した定電流回路からの定電流を変調回路に供給するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
図３は本発明に係る非接触型ＩＣカードリーダライタ装置の構成を示すブロック図である。
図３において、非接触型ＩＣカードリーダライタ装置（以下、ＩＣカードリーダライタ）１は、このＩＣカードリーダライタ１の全体を制御する制御部１１と、変調回路１２と、整合回路１３と、共振回路１４と、復調回路１５と、以上の各部に電源を供給する電源部１６とから構成される。
【０００８】
ここで、変調回路１２は後述するキャリア発生部から発生するキャリアを制御部１１から出力されるデータ信号ＳＤの値に応じて変調し整合回路１３へ出力するものである。
整合回路１３は、変調回路１２からの出力信号を入力して共振回路１４へ出力するとともに、この出力信号が共振回路１４から効率良く後述のＩＣカードへ伝達できるように共振回路１４との間でインピーダンスの整合をとるものである。
【０００９】
共振回路１４は、誘導素子であるアンテナコイルＬ１と容量素子Ｃとが並列に接続され、整合回路１３を介し変調回路１２から変調信号が与えられると共振を開始してアンテナコイルＬ１から電波信号を発生し、このアンテナコイルＬ１と電磁結合したＩＣカードへ送信するものである。
復調回路１５は、前記電波信号の送信に対してＩＣカードから返送される共振回路１４を介する変調信号を入力すると、この変調信号を復調してデータを抽出し制御部１１に受信データＲＤとして出力するものである。
【００１０】
ＩＣカードリーダライタ１内の制御部１１は、図示しない上位装置と接続され、上位装置とデータ通信を行うことにより、上位装置からの受信データをＩＣカードに記録させるとともに、ＩＣカードから読み出したデータを上位装置へ送信するものである。
ＩＣカードリーダライタ１内の電源部１６は、外部電源ＰＷを入力すると電源電圧５ＶＡを発生する第１の電源回路と電源電圧５ＶＢを発生する第２の電源回路とを有し、第１の電源回路の電源電圧５ＶＡを制御部１１及び復調回路１５に出力するとともに第２の電源回路の電源電圧５ＶＢを変調回路１２へ出力する。
【００１１】
図４は、ＩＣカードリーダライタ１と電磁結合する前記ＩＣカードの構成を示すブロック図である。
図４において、ＩＣカード２は、アンテナコイルＬ２と、無線インタフェース２１と、ＣＰＵなどの制御回路２２と、ＩＣカード固有のＩＤ及び情報が記憶されるメモリ２３とを有する。
【００１２】
ＩＣカード２の無線インタフェース２１は、ＩＣカードリーダライタ１のアンテナコイルＬ１とＩＣカード２のアンテナコイルＬ２とが電磁結合すると、ＩＣカードリーダライタ１からの前記電波信号により電力ＰＯＷＥＲ　を生成して制御回路２２及びメモリ２３に供給するとともに、クロック信号ＣＬＫ　を生成して制御回路２２に与え、かつ電波信号の中からデータＤＡＴＡを抽出して制御回路２２へ出力するものである。
ＩＣカード２の制御回路２２は、無線インタフェース２１からの電力ＰＯＷＥＲ　が供給されると、クロック信号ＣＬＫ　に同期して無線インタフェース２１からのデータＤＡＴＡを読み込み、このデータＤＡＴＡがメモリ２３に対する書き込みデータの場合はメモリ２３に記録する一方、前記データＤＡＴＡがメモリ２３のデータを読み取るコマンドデータの場合はメモリ２３内のデータを読み取って無線インタフェース２１へ出力するものである。
【００１３】
図３及び図４を用いＩＣカードリーダライタ１及びＩＣカード２の動作を詳細に説明する。
ＩＣカードリーダライタ１の制御部１１は、上位装置からＩＣカードに対するデータを受信すると、このデータＳＤを変調回路１２へ出力する。変調回路１２は、制御部１１からのデータＳＤを入力すると、後述のキャリア発生部から発生した所定周波数のキャリアを、入力データＳＤの値に応じて振幅偏移変調し、整合回路１３及び共振回路１４を介して電波信号として送信させる。
【００１４】
ＩＣカード２の無線インタフェース２１では、アンテナコイルＬ２を介してＩＣカードリーダライタ１からの電波信号を受信すると、前述したように電力ＰＯＷＥＲ　を制御回路２２へ供給し起動するとともに、この電波信号の中からデータＤＡＴＡ（即ち、データＳＤ）を抽出し、起動された制御回路２２へ出力する。
ここで、制御回路２２はＩＣカードリーダライタ１からの受信データＤＡＴＡがメモリ２３に対する書き込みデータの場合はこのデータをメモリ２３に記録する。また、前記データＤＡＴＡがメモリ２３のデータを読み取るコマンドデータの場合は前述のクロック信号ＣＬＫ　に同期してメモリ２３内のデータを順次読み取り、無線インタフェース２１側へ出力する。
【００１５】
ＩＣカード２のメモリ２３から順次読み出されたデータは、無線インタフェース２１及びアンテナコイルＬ２を介してＩＣカードリーダライタ１側へ電波信号として送信される。
ＩＣカードリーダライタ１の共振回路１４は、ＩＣカード２からの電波信号を受信するとこの電波信号を変調信号として復調回路１５に出力する。復調回路１５は、この変調信号を復調することにより変調信号の中からデータを抽出し、抽出したＩＣカード２のメモリ２３のデータＲＤを制御部１１へ出力する。制御部１１は、復調回路１５からのデータＲＤを入力すると、このデータＲＤを上位装置へ送信する。
【００１６】
このようにして、ＩＣカードリーダライタ１は、ＩＣカード２に対してデータの書き込みを行うことができ、かつＩＣカード２に書き込まれたデータを読み出すことができる。
なお、図４ではＩＣカード２にＣＰＵなどの制御回路２２を設けているが、制御回路２２を省略することもできる。このような制御回路２２を省略したＩＣカードは、無線インタフェース２１から電力ＰＯＷＥＲ　及びクロックＣＬＫ　が直接メモリ２３へ出力される構成となり、かつ無線インタフェース２１とメモリ２３間で送受信データラインが直結する構成となるとともに、制御回路２２を有するＩＣカード２に比べて消費電力を半減できる。こうした制御回路２２が搭載されないＩＣカードに対してはＩＣカードリーダライタ１が無線インタフェース２１を介して直接メモリ２３にアクセスし、データの書き込み及び読み出しを行う。
【００１７】
図２は、ＩＣカードリーダライタ１の変調回路１２の構成を示すブロック図である。変調回路１２は、キャリアａを発生するキャリア発生部１２Ａと、キャリア発生部１２Ａからのキャリアａを制御部１１からの送信データＳＤの２値信号に応じて振幅偏移変調する変調部１２Ｂと、変調部１２の変調信号を整合回路１３へ出力する送信ドライバ１２Ｃとからなる。ここで、変調回路１２内のキャリア発生部１２Ａ及び変調部１２Ｂには電源部１６から電源電圧５ＶＡが供給され、送信ドライバ１２Ｃには電源部１６から電源電圧５ＶＢが供給される。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図１はＩＣカードリーダライタ１の電源部１６における第１の実施の形態を示すブロック図である。
この電源部１６は、図１に示すように、電源電圧５ＶＡを発生する５ＶＡ電源回路１６１（即ち、前述の第１の電源回路）と、５ＶＡ電源回路１６１の電源電圧５ＶＡをもとに電源電圧５ＶＢを発生する定電流回路１６３，１６４からなる５ＶＢ電源回路１６２（即ち、前述の第２の電源回路）とから構成される。
【００１９】
ここで、定電流回路１６３，１６４はそれぞれＩ_１　Ａ，Ｉ_２　Ａの定電流が出力可能な回路であり、定電流回路１６３は、Ｎチャネル接合型電界効果トランジスタＱ１と抵抗Ｒ１とから構成される一方、定電流回路１６４は定電流回路１６３と同様構成のＮチャネル接合型電界効果トランジスタＱ２及び抵抗Ｒ２に、さらにＰチャネルＭＯＳ型電界効果トランジスタＱ３と抵抗Ｒ３が付加された構成になっている。
【００２０】
定電流回路１６３は、そのトランジスタＱ１が常時オンして電流を一定値Ｉ_１　Ａに確保して出力するとともに、定電流回路１６４のトランジスタＱ２は、制御部１１から「Ｌ」レベルの制御信号ＣＮＴが出力されトランジスタＱ３がオンしたときのみ、オンして一定値Ｉ_２　Ａの電流を出力する。
【００２１】
したがって、５ＶＢ電源回路１６２は常時は定電流回路１６３からのＩ_１　Ａの電流を出力するとともに、制御部１１からの制御信号ＣＮＴが「Ｌ」レベルとなったときに定電流回路１６４からのＩ_２　Ａの出力電流が加算されて、合計（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａの電流を出力する。すなわち、５ＶＢ電源回路１６２は常時は変調回路１２の出力部である送信ドライバ１２ＣへＩ_１　Ａの電流を供給し、送信ドライバ１２Ｃから外部のＩＣカード２に対しその供給電流（Ｉ_１　Ａ）の出力を可能にするとともに、制御部１１からの制御信号ＣＮＴの「Ｌ」レベルに応じて変調回路１２の送信ドライバ１２Ｃへ（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａの電流を供給し、送信ドライバ１２Ｃから外部のＩＣカード２に対しその供給電流（（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａ）の出力を可能にするものである。
【００２２】
図５は、ＩＣカードリーダライタ１とＩＣカード２との間の通信シーケンスを示す図である。このシーケンスにしたがい本発明の第１の要部動作について説明する。
ＩＣカードリーダライタ１はまず制御部１１の制御信号ＣＮＴを「Ｌ」レベルにすることにより、電源部１６から変調部１２の送信ドライバ１２Ｃに供給される電流値（以下、電流レベルという）を（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）ＡにしてリクエストコマンドをＩＣカード２へ送信する（ステップＳ１）。ここで、ＩＣカードリーダライタ１の通信可能範囲にＩＣカード２が存在しない場合は、ＩＣカード２からＩＣカードリーダライタ１へは何ら応答は返送されない。このため、ＩＣカードリーダライタ１は或る一定時間ｔ１が経過した後、再度ＩＣカード２へリクエストコマンドを送信する（ステップＳ２）。なお、この際には、制御部１１の制御信号ＣＮＴを「Ｈ」レベル（即ち、電流レベル＝Ｉ_１　Ａ）にしてリクエストコマンドを送信する。
【００２３】
こうしたＩＣカードリーダライタ１からＩＣカード２へのリクエストコマンドの送信に対して、依然としてＩＣカード２から応答が返送されない場合は、ＩＣカードリーダライタ１は、或る一定時間ｔ１経過後、再度ＩＣカード２へリクエストコマンドを送信する（ステップＳ３）。なお、この際には、制御部１１の制御信号ＣＮＴを「Ｌ」レベル状態（電流レベル＝（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａ）にしてリクエストコマンドを送信する。
【００２４】
このように、ＩＣカード２がＩＣカードリーダライタ１の通信可能範囲に存在せず、ＩＣカード２からの応答が得られない場合は、ＩＣカードリーダライタ１は制御信号ＣＮＴを「Ｌ」レベル状態（電流レベル＝（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａ）としたリクエストコマンドと、制御信号ＣＮＴを「Ｈ」レベル状態（電流レベル＝Ｉ_１　Ａ）としたリクエストコマンドとを交互に繰り返し送信する。
【００２５】
ここで、ＩＣカード２がＩＣカードリーダライタ１の通信可能範囲に置かれ（ステップＳ４）、かつこのときＩＣカードリーダライタ１からＩＣカード２へ、制御信号ＣＮＴを「Ｈ」レベル状態（電流レベル＝Ｉ_１　Ａ）としたリクエストコマンドが送信され（ステップＳ５）、ＩＣカード２からそのリクエストコマンドに対する応答を表すリクエスト応答が返送されると（ステップＳ６）、ＩＣカードリーダライタ１は、制御信号ＣＮＴを「Ｈ」レベル（電流レベル＝Ｉ_１　Ａ）に維持したままＩＣカード２と通信を確立するためのコマンド（以下、カード活性化コマンドという）を送信する（ステップＳ７）。
【００２６】
ＩＣカードリーダライタ１からＩＣカード２へカード活性化コマンドが送信されると、このカード活性化コマンドへの応答を表すカード活性化コマンド応答がＩＣカード２からＩＣカードリーダライタ１へ返送され（ステップＳ８）、かつＩＣカード２は活性化状態となる（ステップＳ９）。
こうしてＩＣカード２が活性化状態になると、以降、引き続き制御信号ＣＮＴの「Ｈ」レベル（電流レベル＝Ｉ_１　Ａ）が維持された状態でＩＣカードリーダライタ１とＩＣカード２間におけるカードコマンドによる通信が行われる（ステップＳ１０，ステップＳ１１）。
【００２７】
なお、以上の例では、カード活性化コマンドとしてステップＳ７の１つのコマンドのみを説明したが、リクエストコマンド以降、ＩＣカード２が活性化されるまでの間に複数のカード活性化コマンドが送信される場合があっても問題は無い。また、上記の例では、ＩＣカード２がＩＣカードリーダ１の通信可能範囲に存在しない場合、リクエストコマンドのみを連続して送信しているが、リクエストコマンドとカード活性化コマンドを１つのコマンドとし、連続して送信するようにしてもよい。この場合、リクエストコマンドとカード活性化コマンドは同じ電流レベルで送信することは言うまでもない。さらに、リクエストコマンドとカード活性化コマンドとカードコマンドを１つのコマンドとし、連続して送信するようにしてもよい。この場合、リクエストコマンドとカード活性化コマンドとカードコマンドは当然同じ電流レベルで送信する。
【００２８】
次に図６のシーケンス図をもとに本発明の第２の要部動作を説明する。
ＩＣカード２がＩＣカードリーダライタ１の通信可能範囲に存在せず、ＩＣカード２からリクエスト応答が得られない場合は、ＩＣカードリーダライタ１は、前述したように制御信号ＣＮＴを「Ｌ」レベル（電流レベル＝（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａ）としたリクエストコマンドと、制御信号ＣＮＴを「Ｈ」レベル（電流レベル＝Ｉ_１　Ａ）としたリクエストコマンドとを交互に繰り返し送信している。
ここで、ＩＣカード２がＩＣカードリーダライタ１の通信可能範囲に置かれ（ステップＳ４）、かつこのときＩＣカードリーダライタ１からＩＣカード２へ、制御信号ＣＮＴを「Ｌ」レベル（電流レベル＝（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａ）としたリクエストコマンドが送信され（ステップＳ２１）、ＩＣカード２からリクエスト応答が返送されると（ステップＳ２２）、ＩＣカードリーダライタ１は制御部１１の制御信号ＣＮＴを「Ｈ」レベル（電流レベル＝Ｉ_１　Ａ）に切り替えて再度リクエストコマンドを送信する（ステップＳ２３）。
【００２９】
そして、ＩＣカード２からそのリクエストコマンドに対するリクエスト応答が返送されると（ステップＳ２４）、ＩＣカードリーダライタ１は、制御信号ＣＮＴの「Ｈ」レベル（電流レベル＝Ｉ_１　Ａ）を維持したままＩＣカード２へカード活性化コマンドを送信する（ステップＳ２５）。
このカード活性化コマンドの送信に対しカード活性化コマンド応答がＩＣカード２から返送され（ステップＳ２６）、ＩＣカード２が活性化状態に遷移すると（ステップＳ２７）、以降、引き続き制御信号ＣＮＴの「Ｈ」レベル（電流レベル＝Ｉ_１　Ａ）が維持された状態でＩＣカードリーダライタ１とＩＣカード２間におけるカードコマンドによる通信が行われる（ステップＳ２８，ステップＳ２９）。なお、この例においても、リクエストコマンド以降、ＩＣカード２が活性化されるまでの間に複数のカード活性化コマンドが送信される場合があっても問題ないことは言うまでもない。
【００３０】
次に図７のシーケンス図をもとに本発明の第３の要部動作を説明する。
ＩＣカード２からリクエスト応答が得られず、ＩＣカードリーダライタ１が前述したように制御信号ＣＮＴを「Ｌ」レベル（電流レベル＝（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａ）としたリクエストコマンドと、制御信号ＣＮＴを「Ｈ」レベル（電流レベル＝Ｉ_１　Ａ）としたリクエストコマンドとを交互に繰り返し送信しているときにＩＣカード２がＩＣカードリーダライタ１の通信可能範囲に置かれ（ステップＳ４）、かつこのときＩＣカードリーダライタ１からＩＣカード２へ、制御信号ＣＮＴを「Ｌ」レベル（電流レベル＝（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａ）としたリクエストコマンドが送信され（ステップＳ２１）、さらにＩＣカード２からリクエスト応答が返送されると（ステップＳ２２）、ＩＣカードリーダライタ１は制御部１１の制御信号ＣＮＴを「Ｈ」レベル（電流レベル＝Ｉ_１　Ａ）に切り替えて再度リクエストコマンドを送信する（ステップＳ２３）。
【００３１】
このリクエストコマンドの送信後、予め定めた一定時間が経過してもＩＣカード２からリクエスト応答が返送されない場合は、ＩＣカードリーダライタ１はタイムアウトと判断して、制御信号ＣＮＴを「Ｌ」レベル（電流レベル＝（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａ）としたリクエストコマンドをＩＣカード２に送信する（ステップＳ３１）。
【００３２】
そして、ＩＣカード２からそのリクエストコマンドに対するリクエスト応答が返送されると（ステップＳ３２）、ＩＣカードリーダライタ１は、制御信号ＣＮＴの「Ｌ」レベル（電流レベル＝（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａ）を維持したままＩＣカード２へカード活性化コマンドを送信する（ステップＳ３３）。
このカード活性化コマンドの送信に対しカード活性化コマンド応答がＩＣカード２から返送され（ステップＳ３４）、ＩＣカード２が活性化状態に遷移すると（ステップＳ３５）、以降、引き続き制御信号ＣＮＴの「Ｌ」レベル（電流レベル＝（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａ）が維持された状態でＩＣカードリーダライタ１とＩＣカード２間におけるカードコマンドによる通信が行われる。
【００３３】
このように、第１の実施の形態では、ＩＣカード２がＩＣカードリーダライタ１の通信可能範囲に存在せず、ＩＣカード２からリクエスト応答が得られない場合は、或る一定時間ｔ１毎に電源部１６から交互に変調回路１２内の送信ドライバ１２Ｃに（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）ＡまたはＩ_１　Ａの電流を供給することにより、送信ドライバ１２Ｃからの送信出力電流を（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）ＡまたはＩ_１　Ａにしてリクエストコマンドを送信するとともに、挿入または載置されたＩＣカード２からのリクエスト応答を検出すると、このとき送信ドライバ１２Ｃの送信出力電流がＩ_１　Ａである場合は、ＩＣカードリーダライタ１の制御部１１は、以降このＩＣカード２と通信を行う際には変調回路１２内の送信ドライバ１２Ｃの送信出力電流をＩ_１　Ａとして定めてこの送信出力電流でコマンドを送信するようにしたものである。これにより、ＩＣカードリーダライタ１の通信可能範囲にＩＣカード２が存在しない場合のＩＣカードリーダライタ１の消費電力を低減できる。なお、ＩＣカードリーダライタ１からの送信出力電流Ｉ_１　Ａによるリクエストコマンドの送信に対してリクエスト応答が返送されるような場合は、ＩＣカードリーダライタ１の通信可能範囲に、低消費電力のＩＣカードが載置または挿入されているか、或いは１枚のＩＣカードが載置または挿入されている場合である。
【００３４】
一方、リクエストコマンドの送信に対しＩＣカード２からのリクエスト応答を検出したときの送信ドライバ１２Ｃの送信出力電流が（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａである場合は、ＩＣカードリーダライタ１の制御部１１は、変調回路１２内の送信ドライバ１２Ｃの送信出力電流を（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）ＡからＩ_１　Ａに低減して再度リクエストコマンドを送信する。そして、このときＩＣカードからのリクエスト応答が検出された場合は、ＩＣカードリーダライタ１の制御部１１は、ＩＣカードリーダライタ１の通信可能範囲に、同様に、低消費電力のＩＣカードが載置または挿入されているか、または１枚のＩＣカードが載置または挿入されているものと判断して、以降このＩＣカードと通信を行う際には送信ドライバ１２Ｃの送信出力電流をＩ_１　Ａとして定めてコマンドを送信する。
【００３５】
なお、変調回路１２内の送信ドライバ１２Ｃの送信出力電流を（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）ＡからＩ_１　Ａに低減してリクエストコマンドを送信したときに、ＩＣカードからのリクエスト応答が検出されない場合は、ＩＣカードリーダライタ１の制御部１１は以降このＩＣカード２と通信を行う際には送信ドライバ１２Ｃの出力電流を（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａに定めてコマンドを送信する。こうしたＩＣカードリーダライタ１からの送信出力電流（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａによるリクエストコマンドの送信に対してリクエスト応答が返送されるような場合は、ＩＣカードリーダライタ１の通信可能範囲に、消費電力の大きいＩＣカードが載置または挿入されているか、或いは複数枚のＩＣカードが載置または挿入されている場合である。
【００３６】
このように、ＩＣカードリーダライタ１の送信出力電流を、載置または挿入されたＩＣカードの消費電力や載置または挿入されたＩＣカードの枚数等に応じて的確に切り替えることにより、ＩＣカードリーダライタ１の消費電力を最適な状態に制御することができ、この結果、ＩＣカードリーダライタ１の消費電力の低減を図ることが可能になる。
また、変調回路１２の出力部である送信ドライバ１２Ｃの電流のみを制御していることからＩＣカードリーダライタ１の消費電力を高精度で制限することができる。
また、電源部１６の定電流回路から一定値の電流を変調回路１２の送信ドライバ１２Ｃに供給し、送信電流として出力させているため、ＩＣカードリーダライタ１のアンテナコイルＬ１へ金属等の異物が接近した場合でもＩＣカードリーダライタ１では過大な電流が流れず、ＩＣカードリーダライタ１の消費電力を一定値以下に抑えることができる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
図８はＩＣカードリーダライタ１の電源部１６における第２の実施の形態を示すブロック図である。
この電源部１６は、図８に示すように、電源電圧５ＶＡを発生する５ＶＡ電源回路１６１と、５ＶＡ電源回路１６１の電源電圧５ＶＡをもとに電源電圧５ＶＢを発生する定電流回路１６３，１６４，１６５，１６６からなる５ＶＢ電源回路１６２とから構成される。
【００３８】
ここで、定電流回路１６３，１６４はそれぞれＩ_１　Ａ，Ｉ_２　Ａの定電流が出力可能な回路であり、定電流回路１６３は、Ｎチャネル接合型電界効果トランジスタＱ１と抵抗Ｒ１とから構成される一方、定電流回路１６４は定電流回路１６３と同様構成のＮチャネル接合型電界効果トランジスタＱ２及び抵抗Ｒ２に、さらにＰチャネルＭＯＳ型電界効果トランジスタＱ３と抵抗Ｒ３が付加された構成になっている。また、定電流回路１６５，１６６はそれぞれＩ_３　Ａ，Ｉ_４　Ａの定電流が出力可能な回路であり、定電流回路１６５は定電流回路１６３と同様構成のＮチャネル接合型電界効果トランジスタＱ４及び抵抗Ｒ４に、さらにＰチャネルＭＯＳ型電界効果トランジスタＱ５と抵抗Ｒ５が付加された構成になっているとともに、定電流回路１６６は定電流回路１６３と同様構成のＮチャネル接合型電界効果トランジスタＱ６及び抵抗Ｒ６に、さらにＰチャネルＭＯＳ型電界効果トランジスタＱ７と抵抗Ｒ７が付加された構成になっている。
【００３９】
定電流回路１６３は、そのトランジスタＱ１が常時オンして電流を一定値Ｉ_１　Ａに確保して出力するとともに、定電流回路１６４のトランジスタＱ２は、制御部１１から「Ｌ」レベルの制御信号ＣＮＴ１が出力されトランジスタＱ３がオンしたときのみ、オンして一定値Ｉ_２　Ａの電流を出力する。また、定電流回路１６５のトランジスタＱ４は、制御部１１から「Ｌ」レベルの制御信号ＣＮＴ２が出力されトランジスタＱ５がオンしたときのみ、オンして一定値Ｉ_３　Ａの電流を出力する。さらに、定電流回路１６６のトランジスタＱ６は、制御部１１から「Ｌ」レベルの制御信号ＣＮＴ３が出力されトランジスタＱ７がオンしたときのみ、オンして一定値Ｉ_４　Ａの電流を出力する。
【００４０】
したがって、５ＶＢ電源回路１６２は常時は定電流回路１６３からのＩ_１　Ａの電流を出力するとともに、制御部１１の制御信号ＣＮＴ１が「Ｌ」レベルとなったときに定電流回路１６４からのＩ_２　Ａの出力電流が加算されて、合計（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａの電流を出力する。さらに、このとき制御部１１の制御信号ＣＮＴ２が「Ｌ」レベルになると定電流回路１６５からのＩ_３　Ａの出力電流が加算されて、合計（Ｉ_１　＋Ｉ_２　＋Ｉ_３　）Ａの電流を出力するとともに、このときさらに制御部１１の制御信号ＣＮＴ３が「Ｌ」レベルになると定電流回路１６６からのＩ_４　Ａの出力電流が加算されて合計（Ｉ_１　＋Ｉ_２　＋Ｉ_３　＋Ｉ_４　）Ａの電流を出力する。
【００４１】
すなわち、５ＶＢ電源回路１６２は常時は変調回路１２の出力部である送信ドライバ１２Ｃに対してＩ_１　Ａの電流の供給が可能であり、したがって送信ドライバ１２Ｃから外部のＩＣカード２に対してＩ_１　Ａの電流出力が可能であるとともに、制御部１１からの各制御信号ＣＮＴ１，ＣＮＴ２，ＣＮＴ３の「Ｌ」レベルに応じて、変調回路１２の送信ドライバ１２Ｃに対し、（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａ［ＣＮＴ１＝「Ｌ」，ＣＮＴ２，３＝「Ｈ」の場合］、または（Ｉ_１　＋Ｉ_２　＋Ｉ_３　）Ａ［ＣＮＴ１，２＝「Ｌ」，ＣＮＴ３＝「Ｈ」の場合］、または（Ｉ_１　＋Ｉ_２　＋Ｉ_３　＋Ｉ_４　）Ａ［ＣＮＴ１，２，３＝「Ｌ」の場合］、または（Ｉ_１　＋Ｉ_３　）Ａ［ＣＮＴ２＝「Ｌ」，ＣＮＴ１，３＝「Ｈ」の場合］、または（Ｉ_１　＋Ｉ_４　）Ａ［ＣＮＴ３＝「Ｌ」，ＣＮＴ１，２＝「Ｈ」の場合］、または（Ｉ_１　＋Ｉ_３　＋Ｉ_４　）Ａ［ＣＮＴ２，３＝「Ｌ」，ＣＮＴ１＝「Ｈ」の場合］、または（Ｉ_１　＋Ｉ_２　＋Ｉ_４　）Ａ［ＣＮＴ１，３＝「Ｌ」，ＣＮＴ２＝「Ｈ」の場合］の何れかの電流値の供給を可能にすることにより、送信ドライバ１２Ｃからその供給電流値を外部のＩＣカード２に出力可能にするものである。
【００４２】
図９は、第２の実施の形態の電源部を有するＩＣカードリーダライタ１とＩＣカード２との間の通信シーケンスを示す図である。このシーケンスにしたがい本発明の第４の要部動作について説明する。
ＩＣカードリーダライタ１は、まず制御部１１の制御信号ＣＮＴ１，ＣＮＴ２，ＣＮＴ３をそれぞれ「Ｌ」レベルにすることにより、前記電流レベルを（Ｉ_１　＋Ｉ_２　＋Ｉ_３　＋Ｉ_４　）ＡとしたリクエストコマンドをＩＣカード２へ送信する（ステップＳ４１）。ここで、ＩＣカードリーダライタ１の通信可能範囲にＩＣカード２が存在しない場合は、ＩＣカード２からＩＣカードリーダライタ１へはリクエスト応答が返送されないため、ＩＣカードリーダライタ１は或る一定時間ｔ１が経過した後、電流レベルを（Ｉ_１　＋Ｉ_２　＋Ｉ_３　）Ａに切り替えて再度リクエストコマンドを送信する（ステップＳ４２）。
【００４３】
このリクエストコマンドの送信に対してもＩＣカード２からリクエスト応答が返送されない場合は、ＩＣカードリーダライタ１は或る一定時間ｔ１が経過した後、電流レベルを（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａに切り替えて再度リクエストコマンドを送信する（ステップＳ４３）。そしてこのリクエストコマンドの送信に対してもＩＣカード２からリクエスト応答が返送されない場合は、ＩＣカードリーダライタ１は或る一定時間ｔ１が経過した後、電流レベルをＩ_１　Ａに切り替えて再度リクエストコマンドを送信する（ステップＳ４４）。
【００４４】
このように、ＩＣカード２がＩＣカードリーダライタ１の通信可能範囲に存在せず、ＩＣカード２からリクエスト応答が得られない場合は、ＩＣカードリーダライタ１は、電流レベルを、（Ｉ_１　＋Ｉ_２　＋Ｉ_３　＋Ｉ_４　）Ａから（Ｉ_１　＋Ｉ_２　＋Ｉ_３　）Ａへ、（Ｉ_１　＋Ｉ_２　＋Ｉ_３　）Ａから（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａへ、（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）ＡからＩ_１　Ａへとレベルの低下方向に順次切り替えてリクエストコマンドを送信するとともに、最小レベルのＩ_１　Ａとしたリクエストコマンドの送信によってもリクエスト応答が返送されない場合は、ＩＣカードリーダライタ１は、再び電流レベルを最小レベルのＩ_１　Ａから最大レベルの（Ｉ_１　＋Ｉ_２　＋Ｉ_３　＋Ｉ_４　）Ａに戻してリクエストコマンドを送信する。すなわち、ＩＣカードリーダ１はＩＣカード２からリクエスト応答が得られない場合は、ステップＳ４１〜Ｓ４４の処理を反復実行する。
【００４５】
ここで、ＩＣカード２がＩＣカードリーダライタ１の通信可能範囲に置かれ（ステップＳ４５）、かつこのときＩＣカードリーダライタ１からＩＣカード２へ、電流レベルを（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａとしたリクエストコマンドが送信され（ステップＳ４６）、ＩＣカード２からリクエスト応答が返送されると（ステップＳ４７）、ＩＣカードリーダライタ１は、電流レベルをＩ_１　Ａに切り替えて再度リクエストコマンドを送信する（ステップＳ４８）。
【００４６】
このリクエストコマンドの送信後、予め定めた一定時間が経過してもＩＣカード２からリクエスト応答が返送されない場合は、ＩＣカードリーダライタ１はタイムアウトと判断して、電流レベルを前回の（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａに戻して、再度リクエストコマンドをＩＣカード２に送信する（ステップＳ４９）。
【００４７】
そして、ＩＣカード２からそのリクエストコマンドに対するリクエスト応答が返送されると（ステップＳ５０）、ＩＣカードリーダライタ１は、電流レベルを（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａに維持したままＩＣカード２へカード活性化コマンドを送信する（ステップＳ５１）。
このカード活性化コマンドの送信に対しカード活性化コマンド応答がＩＣカード２から返送され（ステップＳ５２）、ＩＣカード２が活性化状態に遷移すると（ステップＳ５３）、以降、引き続き電流レベルが（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａに維持された状態でＩＣカードリーダライタ１とＩＣカード２間におけるカードコマンドによる通信が行われる（ステップＳ５４，ステップＳ５５）。
【００４８】
なお、図９の例では、カード活性化コマンドとしてステップＳ５１の１つのコマンドのみを説明したが、リクエストコマンド以降、ＩＣカード２が活性化されるまでの間に複数のカード活性化コマンドが送信される場合があっても問題は無い。また、図９の例では、ＩＣカード２がＩＣカードリーダライタ１の通信可能範囲に存在しない場合、ＩＣカードリーダライタ１はリクエストコマンドのみを連続して送信しているが、リクエストコマンドとカード活性化コマンドを１つのコマンドとし、連続して送信するようにしてもよい。この場合、リクエストコマンドとカード活性化コマンドは当然同じ電流レベルで送信することは言うまでもない。さらに、リクエストコマンドとカード活性化コマンドとカードコマンドを１つのコマンドとし、連続して送信するようにしてもよい。この場合、リクエストコマンドとカード活性化コマンドとカードコマンドは当然同じ電流レベルで送信する。
【００４９】
また、図９の例では、電流レベルを（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａとしたリクエストコマンドを送信したときに、ＩＣカード２からリクエスト応答が返送される例を説明したが、電流レベルを最大の（Ｉ_１　＋Ｉ_２　＋Ｉ_３　＋Ｉ_４　）Ａとしたリクエストコマンドを送信したときに、ＩＣカード２からリクエスト応答が返送される場合は、次のステップでは電流レベルを１つ下のレベルの（Ｉ_１　＋Ｉ_２　＋Ｉ_３　）Ａとしたリクエストコマンドを再度送信し、そのリクエストコマンドに対するリクエスト応答が返送されると、その次のステップでは電流レベルをさらに１つ下のレベルの（Ｉ_１　＋Ｉ_２　）Ａとしたリクエストコマンドを再度送信するようにして、順次電流レベルを１段づつ下げてリクエストコマンドを送信する。そして、リクエストコマンドの送信に対し、ＩＣカード２からの応答が返送されなくなり、タイムアウトが生じると、電流レベルを１つ上のレベルに戻して再度リクエストコマンドを送信し、その後ＩＣカード２との間のカードコマンドによる通信に移行するようにする。なお、電流レベルが最小のＩ_１　Ａでリクエストコマンドを送信したときに、ＩＣカード２からリクエスト応答が返送されると、それ以降は最小の電流レベルＩ_１　ＡでＩＣカード２と通信を行う。このように、電流レベルが３つ以上存在する場合においても、ＩＣカードリーダライタ１とＩＣカード２間では電流レベルが２つの場合と同様の方法により最小の電流レベルで通信を行うことができる。
【００５０】
なお、図９の例では、電流レベルを１段階づつ下げながらリクエストコマンドを送信するとともに、最小の電流レベルでリクエストコマンドを送信した後、再度最大の電流レベルに戻してリクエストコマンドを送信するサイクルを繰り返す例について説明したが、例えば最大と最小の電流レベルを繰り返しながらリクエストコマンドを送信し、最大の電流レベルでのリクエストコマンドの送信に対してＩＣカード２からリクエスト応答が返送された場合に、電流レベルを１段階づつ下げながらリクエストコマンドを送信し、ＩＣカード２との通信可能な最小電流レベルを見つける方法や、電流レベルを最小レベルから１段階づつ上げながらリクエストコマンドを送信し、ＩＣカード２からリクエスト応答が返送された場合に、電流レベルを１段階づつ下げながらリクエストコマンドを送信し、ＩＣカード２との通信可能な最小電流レベルを見つける方法などがある。これらの如何なる方法を用いても最終的にＩＣカード２との通信可能な最小電流レベルを見つけることができれば本発明の目的は達成されており、したがって、本発明は最小電流レベルを見つけるまでの方法によって制限されるものではない。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、キャリアの振幅電圧を、入力したデータの２値信号の値に応じて偏移させ振幅偏移変調信号として出力する変調回路と、変調回路から出力される振幅偏移変調信号を入力するとＩＣカードへ電波信号として送信しＩＣカードに対して電源の供給と前記データの送信とを行うアンテナ部とを有するＩＣカードリーダライタにおいて、電源部を設け、前記電源部は所定の電源電圧を発生する電源回路を有するとともに、各々が一定値の定電流を出力する複数の定電流回路を有し、選択された定電流回路からの定電流を電源回路の所定の電源電圧とともに変調回路に供給するようにしたので、定電流回路の選択が可能になり、したがって従来のような最大負荷条件でリーダライタ側から送信電流が出力されるといった事態を回避することができ、この結果、リーダライタ装置の消費電力の低減が可能になる。
また、電源部の定電流回路からの定電流を変調回路のドライバに供給するようにしたので、リーダライタ装置の消費電力を高精度で制限できる。
【００５２】
また、電源部の複数の定電流回路の少なくとも１つを選択する選択手段を設け、選択手段はアンテナ部からの電波信号の送信に基づきアンテナ部と電磁結合した非接触型ＩＣカードの消費電力に応じて定電流回路の選択を行うようにしたので、リーダライタ装置の消費電力を最適な状態に制御できる。
また、選択手段は変調回路の振幅偏移変調信号の出力時に全ての定電流回路を選択して変調回路へ定電流を供給した後、変調回路の次の周期での振幅偏移変調信号の出力時には１つの定電流回路を選択して変調回路へ定電流を供給するようにしたので、リーダライタ装置にＩＣカードが載置または挿入されない場合のリーダライタ装置の消費電力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る非接触型ＩＣカードリーダライタ装置の第１の要部構成を示すブロック図である。
【図２】図１の非接触型ＩＣカードリーダライタ装置内の変調回路の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の非接触型ＩＣカードリーダライタ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図４】図１の非接触型ＩＣカードリーダライタ装置によりデータがリード・ライトされるＩＣカードのブロック図である。
【図５】図１の非接触型ＩＣカードリーダライタ装置の第１の動作を示すシーケンス図である。
【図６】図１の非接触型ＩＣカードリーダライタ装置の第２の動作を示すシーケンス図である。
【図７】図１の非接触型ＩＣカードリーダライタ装置の第３の動作を示すシーケンス図である。
【図８】非接触型ＩＣカードリーダライタ装置の第２の要部構成を示すブロック図である。
【図９】図８の非接触型ＩＣカードリーダライタ装置の要部動作を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
１…非接触ＩＣカードリーダライタ、２…ＩＣカード、１１…制御部、１２…変調回路、１２Ａ…キャリア発生部、１２Ｂ…変調部、１２Ｃ…送信ドライバ、１３…整合回路、１４…共振回路、１５…復調回路、１６…電源部、２１…無線インタフェース、２２…制御回路、２３…メモリ、１６１…５ＶＡ電源回路、１６２…５ＶＢ電源回路、１６３〜１６６…定電流回路、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６…Ｎチャネル接合型電界効果トランジスタ、Ｑ３，Ｑ５，Ｑ７…ＰチャネルＭＯＳ型電界効果トランジスタ、Ｒ１〜Ｒ７…抵抗、Ｃ…容量素子、Ｌ１，Ｌ２…アンテナコイル。

Claims (4)

1. キャリアの振幅電圧を、入力したデータの２値信号の値に応じて偏移させ振幅偏移変調信号として出力する変調回路と、前記変調回路から出力される振幅偏移変調信号を入力すると非接触型ＩＣカードへ電波信号として送信し前記非接触型ＩＣカードに対して電源の供給と前記データの送信とを行うアンテナ部とを有する非接触型ＩＣカードリーダライタ装置において、
   所定の電源電圧を発生する電源回路を有するとともに、各々が一定値の定電流を出力する複数の定電流回路を有し、選択された定電流回路からの定電流を前記電源回路の所定の電源電圧とともに前記変調回路に供給する電源部を備えたことを特徴とする非接触型ＩＣカードリーダライタ装置。
2. 請求項１において、
   前記変調回路は、キャリアを発生するキャリア発生部と、キャリア発生部からのキャリアの振幅電圧を入力したデータの２値信号の値に応じて偏移させる変調部と、変調部からの信号を振幅偏移信号としてアンテナ部へ送出するドライバとからなり、
   前記電源部の定電流回路からの定電流は前記ドライバに供給されることを特徴とする非接触型ＩＣカードリーダライタ装置。
3. 請求項１において、
   前記電源部の複数の定電流回路の少なくとも１つを選択する選択手段を有し、前記選択手段は、前記アンテナ部からの電波信号の送信に基づきこのアンテナ部と電磁結合した前記非接触型ＩＣカードの消費電力に応じて定電流回路の選択を行うことを特徴とする非接触型ＩＣカードリーダライタ装置。
4. 請求項１において、
   前記電源部の複数の定電流回路の少なくとも１つを選択する選択手段を有するとともに、
   前記変調回路は、前記電波信号の送信に対して前記非接触型ＩＣカードからの応答が検出されない場合は所定の周期で前記振幅偏移変調信号を出力し、
   前記選択手段は、前記変調回路の前記振幅偏移変調信号の出力時に全ての定電流回路を選択して選択した定電流回路からの定電流を前記変調回路に供給した後、前記変調回路の次の周期における前記振幅偏移変調信号の出力時には１つの定電流回路を選択して選択した定電流回路からの定電流を前記変調回路に供給することを特徴とする非接触型ＩＣカードリーダライタ装置。

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