JP2004213126A

JP2004213126A - Ｉｃカードリーダ

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Publication number: JP2004213126A
Application number: JP2002379027A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Kuribayashi; 郁郎栗林
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP4063660B2

Abstract

【課題】接点駆動装置およびその制御回路と、信号線、ソフトウェア等が不要で、接触通信と非接触通信とを電気的にかつ連続的に切り換えて通信することを可能にしたＩＣカードリーダを得る。
【解決手段】ＩＣカード側接点と接触可能な接触端子を介してデータ授受を行う接触通信手段と、ＩＣカード側アンテナと非接触でデータの授受を行う非接触通信手段１４と、接触通信手段を制御するコントロール回路１０とを備えるＩＣカードリーダ。ＩＣカード側接点と接触端子とが接触した状態で、コントロール回路１０の接触端子につながる信号線２３、２５を切断するリレー２８を有する。グランドにつながる接触端子とグランドとの間に、グランドから接触端子への電流の流入を阻止するダイオードを接続し、ＩＣカード側接点と接触端子とが接触した状態で非接触通信手段によるデータ授受を可能としてもよい。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣカードとの間で接触により、また非接触によりデータの授受を行うことができるＩＣカードリーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カードリーダとの間で、電気接点に接触通信用接点が接触した状態で信号の通信を行う接触通信と、電気接点と接触通信用接点が非接触の状態で信号の通信を行うことができる非接触通信の両方が可能なＩＣカードが、「コンビカード（コンビネーションカード）」と称して知られている。かかるＩＣカードを使用し、接触通信と非接触通信のいずれかまたは両方を行うことができるＩＣカードリーダがある。
【０００３】
このようなＩＣカードリーダの従来例を図５に示す。図５において、符号１０は、コンビネーションカードであるＩＣカードとの間で、接触、非接触によるデータ通信の仲介と電力供給の運営を行うためのＩＣを示す。このＩＣ１０は、ＩＣカード側アンテナと非接触でデータの授受を行う非接触通信手段と、接触通信手段を制御するコントロール回路を構成しており、図示の例ではＭＣ３３５６０が用いられている。ＩＣ１０は、各種データの入力端子及び出力端子、制御信号の入力端子及び出力端子、電源の入力端子及び電源を外部に配分するための端子、グランドに接続される端子などを有している。符号１２は電源端子を示しており、電源端子１２から供給される電力は、ＩＣカード側アンテナと非接触でデータの授受を行う非接触通信手段としての、図示されないアンテナ基板を介して非接触ＩＣ制御用基板に実装されたＩＣ１０の所定の入出力端子に接続されている。
【０００４】
図５において、符号１４は、内部電源および接触式ＩＣカード用の電源用コイルでを示しており、このコイル１４はＤＣ−ＤＣコンバータコイルを構成している。符号１６は、ＩＣ１０の、グランドに接続すべき端子をグランドに接続する信号線を示している。符号１８は、ＩＣカード側の接点と接触すべきカードリーダ側の接点と接続するためのコネクタを示している。このコネクタ１８は複数の接点を有してなり、このうち三つの接点２０、２２、２４はグランドに接続されている。また、一つの接点は、信号線２５を介してＩＣ１０の電力配分端子に接続されている。グランドに接続すべきＩＣ１０の端子と、グランドに接続すべき上記コネクタ１８の接点は、一括してグランドに落とされている。
【０００５】
ＩＣカード側の接点と接触端子とを介してデータの授受を行う場合は、接触通信手段、すなわち、上記コネクタ１８の接点に接続されていてＩＣカード側の接点と接触可能な接触端子を介して行う。また、ＩＣカード側と非接触でデータの授受を行う場合は、非接触通信手段、すなわち、ＩＣカード側アンテナとカードリーダ側のアンテナコイルとの間の電磁的結合によって行う。
かかるＩＣカードとカードリーダとの間の通信において、カードリーダの接触通信用接点をＩＣカードの接点に接触させたまま、非接触通信を行うと、通信エラーとなる。このため、非接触通信を行う場合は、接触通信用接点あるいは信号線の機械的な遮断が必要となる。
【０００６】
このような、非接触通信を行う場合に、接触通信用接点あるいは信号線を、機械的に遮断するための具体的な手段として、現在、次の二つの方法が採用されている。
１．カードリーダ内のＩＣカードを搬送して、カードリーダの接触通信用接点とＩＣカードの接点とを未接続状態にする（例えば、特許文献１参照）。
２．接触通信用接点を可動機構にし、接触通信時にはＩＣカードに接点を接触させて電気的に接続し、非接触通信時にはＩＣカードの接点から接触通信用接点を離間させ電気的接続を遮断する。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１０９８４９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の方法によると、ソレノイド、モータ、リレー等の接点駆動装置およびその制御回路と、信号線、ソフトウェア等が必要となる。加えて、上記１．の従来例によれば、カードを搬送することによって非接続状態にするため、接触通信と非接触通信とを切り換えるのに、カード搬送分の時間がかかることになり、接触通信と非接触通信とを連続的に切り換えて通信することはできない。また、切り換え時に不要な音が発生するという難点もある。上記２．の従来例によれば、カードリーダに、接触通信用接点の可動機構を必要とするため、コスト高となり、カードリーダが大型化する難点がある。また、上記可動機構を稼動させるのに時間を要するため、接触通信と非接触通信とを連続的に切り換えて通信することはできない。さらに、切り換え時に不要な音が発生するという難点もある。
【０００９】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、接点駆動装置およびその制御回路と、信号線、ソフトウェア等が不要で、接触通信と非接触通信とを電気的にかつ連続的に切り換えて通信することを可能にしたＩＣカードリーダを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、ＩＣカード側接点と接触可能な接触端子を介してデータ授受を行う接触通信手段と、ＩＣカード側アンテナと非接触でデータの授受を行う非接触通信手段と、接触通信手段を制御するコントロール回路とを備えるＩＣカードリーダであって、ＩＣカード側接点と接触端子とが接触した状態で、コントロール回路の接触端子につながる信号線を切断するリレーを有することを特徴とする。
【００１１】
接触通信手段によってＩＣカードとデータ授受を行う場合も、非接触通信手段によってＩＣカードとデータ授受を行う場合も、ＩＣカード側接点と接触端子とが接触した状態にしておいて差支えがなく、コントロール回路の接触端子につながる信号線を、リレーにより必要に応じて遮断し、また、接続すればよい。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、コントロール回路の上記接触端子につながる信号線はグランドにつながる信号線を含み、このグランドにつながる信号線を上記リレーが切断することを特徴とする。
非接触通信手段によってＩＣカードとデータ授受を行う場合、グランドにつながる信号線がグランドにつながったままになっていると、グランドから上記信号線に電流が流入しようとするが、この信号線はリレーが切断するので、グランドから上記信号線への電流の流入を遮断することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、ＩＣカード側接点と接触可能な接触端子を介してデータ授受を行う接触通信手段と、ＩＣカード側アンテナと非接触でデータの授受を行う非接触通信手段と、接触通信手段を制御するコントロール回路とを備えるＩＣカードリーダであって、グランドにつながる接触端子とグランドとの間に、グランドから接触端子への電流の流入を阻止するダイオードが接続され、ＩＣカード側接点と接触端子とが接触した状態で非接触通信手段によるデータ授受が可能であることを特徴とする。
【００１４】
接触通信手段によってＩＣカードとデータ授受を行う場合も、非接触通信手段によってＩＣカードとデータの授受を行う場合も、ＩＣカード側接点と接触端子とが接触した状態にしておいて差支えがない。グランドから接触端子へ流入しようとする電流がダイオードによって阻止され、ＩＣカード側接点と接触端子とが接触した状態であっても、非接触通信手段によるデータの授受が可能である。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、コントロール回路のグランド端子とグランドとの間に、上記ダイオードとバランスをとるための第２のダイオードが接続されていることを特徴とする。
グランドにつながる接触端子とグランドとの間に接続されたダイオードの両端子間には所定の電圧が生じ、ダイオードを接続することにより、グランドにつながる接触端子の電圧が変動する。この電圧変動とのバランス上、コントロール回路のグランド端子とグランドとの間に第２のダイオードを接続し、コントロール回路のグランド端子の電圧を、上記接触端子の電圧とほぼ同じにする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図１、図２を参照しながら本発明にかかるＩＣカードリーダの実施の形態について説明する。なお、図１、図２に示す実施の形態において、図５で説明した従来例の構成と同じ構成部分には共通の符号を付した。
【００１７】
図１に示す実施の形態において、符号１０は、ＩＣカードとの間で、接触、非接触によるデータ通信の仲介と電力供給の運営を行うためのＩＣを示している。ＩＣ１０は、ＩＣカード側アンテナと非接触でデータの授受を行う非接触通信手段および接触通信手段を制御するコントロール回路を構成している。ＩＣ１０は、各種データの入力端子及び出力端子、制御信号の入力端子及び出力端子、電源の入力端子及び電源を外部に配分するための端子、グランドに接続される端子などを有している。符号１２は電源端子を示しており、電源端子１２から供給される電力は、ＩＣカード側アンテナと非接触でデータの授受を行う非接触通信手段としての図示されないアンテナ基板を介して、非接触ＩＣ制御用基板に実装されたＩＣ１０の所定の入出力端子に接続されている。
【００１８】
図１において、符号１４は、内部電源および接触式ＩＣカード用の電源用コイルでを示している。このコイル１４はＤＣ−ＤＣコンバータコイルを構成している。符号１６は、ＩＣ１０の、グランドに接続すべき端子をグランドに接続する信号線を示している。符号１８は、ＩＣカード側の接点と接触すべきカードリーダ側の接点と接続するためのコネクタを示している。このコネクタ１８は複数の接点を有してなり、このうち三つの接点２０、２２、２４は、リレー２８の接点と信号線２３を介して上記信号線１６に接続されている。また、一つの接点２７は、上記リレー２８の別の接点と信号線２５を介してＩＣ１０の電力配分端子に接続されている。したがって、上記リレー２８の接点は、コントロール回路としてのＩＣ１０の、ＩＣカード側の接点と接触する接触端子につながる信号線を切断し、また接続するように構成されている。そして、リレー２８による上記信号線の切断または接続の切り換えは、リレー２８のコイルと直列に接続されたトランジスタ２６を、指令信号によってオン・オフさせることにより行うように構成されている。
【００１９】
図３は、本発明にかかるＩＣカードリーダ内部の、機械的構成の例を示す。図３において、ＩＣカードリーダ本体の前面側にはＩＣカードを挿入するゲート４０が設けられ、ＩＣカードリーダ本体内にはゲート４０に続くカード走行路４２が形成されている。ＩＣカードはカード走行路４２に沿って水平方向に搬送されるようになっていて、カード走行路４２を上下から挟んで一対の磁気ヘッド５０が配置され、この磁気ヘッド５０よりも奥の方に接触通信用接点４８が配置されている。カード搬送方向において磁気ヘッド５０とほぼ同じ位置には一対の搬送ローラ５２が配置されている。カード走行路４２のカード搬送方向の要所要所には、複数の発光素子６０が所定の相互間隔をおいてカード走行路４２の下側に、光を上向きに出射するように配置されている。カード走行路４２の上側には、一つ一つの発光素子６０に対向させて受光素子７０が配置されている。対をなす発光素子６０と受光素子７０はカード走行路４２内のＩＣカードの有無をそれぞれの位置で検出するためのもので、各発光素子７０の検出信号から、ＩＣカードの有無およびカード走行路４２内のカード位置を検出することができる。
【００２０】
接触通信用接点４８がＩＣカードの接点に接触している状態においてＩＣカードのアンテナコイルと対向する位置にアンテナコイル４６が配置されている。したがって、この機構は、ＩＣカードを移動させなくても、ＩＣカードとの間で、接触式の通信を行うことができるとともに非接触式の通信も行うことを可能にした構成になっている。ゲート４０の上面側には、各種情報を表示するための表示用ＬＥＤ７２が組み込まれている。カード走行路４２の上方には、カード走行路４２と平行にメイン基板４４が固定されている。
【００２１】
図４は、上記の機構を構成する電気部品を含む電気系統の構成例を示す。メイン基板４４には、カードリーダ全体を制御するＣＰＵ５６を中心にして、ＣＰＵ５６との間で信号を授受する通信回路６４、別の通信回路６６、電源回路８０、ＬＥＤ駆動回路６８、モータ駆動回路７６、受光素子７０、アンプ回路７４、接触式ＩＣカード回路６２が実装されている。上記通信回路６４は、サブ回路基板５８上に実装されている前述の非接触ＩＣ制御基板１０を介してアンテナコイル４６から送受信する信号を、ＣＰＵ５６との間で中継し、また、各発光素子６０駆動するための電源を中継して供給する。別の通信回路６６は、コンピュータなどのホストとＣＰＵ５６との間での信号の授受を中継する。上記電源回路８０は、外部電源を、必要な電圧に変換して必要な個所に供給する。
【００２２】
ＬＥＤ駆動回路６８は、ＣＰＵ５６からの指令によって表示用ＬＥＤ７２の動作を制御し、表示用ＬＥＤ７２に各種の情報を表示する。モータ駆動回路７６は、カード搬送用のモータ７８の動作を制御し、カードの取込、停止、排出等の動作を行わせる。受光素子７０の受光信号はＣＰＵ５６に入力され、どの受光素子が受光信号を出力しているかによって、カードがどこにあるかを検出できるようになっている。アンプ回路７４は、磁気ヘッド５０によってカードの磁気ストライプに記録する信号を増幅し、また、磁気ヘッド５０がカードの磁気ストライプを読み取った信号を増幅してＣＰＵ５６に入力する。接触式ＩＣカード回路６２は、接触通信用接点４８を介する接触式ＩＣカードとＣＰＵ５６との間での信号授受を中継する。
【００２３】
上記説明した実施の形態において、ＩＣカード側の接点とカードリーダ側の接触端子とを介してデータの授受を行う場合は、接触通信手段、すなわち、上記コネクタ１８の接点に接続されていてＩＣカード側の接点と接触可能な接触通信用接点４８を介して行う。また、ＩＣカード側と非接触でデータの授受を行う場合は、非接触通信手段、すなわち、ＩＣカード側アンテナとカードリーダ側のアンテナコイル４６との間の電磁的結合によって行う。
【００２４】
かかるＩＣカードとカードリーダとの間の通信において、カードリーダの接触通信用接点４８をＩＣカードの接点に接触させたまま非接触通信を行うと、通信エラーとなることは既に説明した。そこで、図１に示す実施の形態では、非接触通信を行う場合は、ＣＰＵから発した指令信号によってトランジスタ２６をオフさせ、リレー２８の接点をオフにして、コントロール回路であるＩＣ１０の、ＩＣカード側接点と接触可能な接触端子につながる信号線２３，２５を切断するように構成されている。
【００２５】
したがって、図１に示す実施の形態によれば、カードリーダの接触通信用接点４８をＩＣカードの接点に接触させたまま非接触通信を行っても、ＩＣカード側接点と接触可能な接触端子につながる信号線２３，２５が電気的に切断されるため、通信エラーとなることを防止できることはもとより、接触通信と非接触通信を瞬時に切り換えることができ、接触通信と非接触通信とを連続的に切り換えて通信することができる。また、機械的な切り換えと異なり、切り換え時に不要な音が発生することもない。接点駆動装置およびその制御回路と、そのための信号線、ソフトウェア等が不要であるという利点もある。
【００２６】
次に、図２に示す実施の形態について説明する。この実施の形態が図１に示す実施の形態と異なる点は、図１に示す実施の形態におけるリレー２８およびトランジスタ２６に代えて、グランドにつながる前記接触端子２０、２２、２４とグランドとの間に、グランドから上記接触端子への電流の流入を阻止するダイオード３０が接続されていることである。このダイオード３０がなく、図５に示す従来例のように、接触端子２０、２２、２４が直接グランドに接続されているとすれば、ＩＣカード側接点と接触端子とが接触した状態で非接触通信手段によるデータ授受を行おうとすると、通信エラーが生じる。しかし、図２に示す実施の形態によれば、ダイオード３０によって、グランドから上記接触端子への電流の流入が阻止されるため、ＩＣカード側接点と上記接触端子とが接触した状態で非接触通信手段によるデータの授受を行っても通信エラーを生ずることがなく、ＩＣカード側接点と接触端子とが接触した状態で非接触通信手段によるデータ授受が可能となる。
【００２７】
ところで、グランドにつながる接触端子とグランドとの間に接続されたダイオード３０の両端子間には所定の電圧が生じ、ダイオード３０を接続することにより、グランドにつながる接触端子の電圧が変動する。そこで図２に示す実施の形態では、この電圧変動とのバランス上、コントロール回路であるＩＣ１０のグランド端子とグランドとの間に第２のダイオード３２を接続している。第２のダイオード３２の両端子間にも、上記ダイオード３０の両端子間の電圧に相当する所定の電圧が生じるので、ＩＣ１０のグランド端子の電圧を、グランドにつながる上記接触端子の電圧とほぼ同じにすることができる。これによって、カードリーダの動作が安定する利点がある。
図２に示す実施の形態は、図１に示す実施の形態におけるトランジスタ２６とリレー２８に代わる、ダイオード３０と第２のダイオード３２とを有する以外は、図１に示す実施の形態と同じであるから、同じ構成部分の説明は省略する。
【００２８】
図２に示す実施の形態によれば、図１に示す実施の形態と同様の効果を得ることができるほか、リレーやトランジスタに代えてダイオードを接続するだけでよいため、構成の簡略化とコストの低廉化を図ることができる。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１および２記載の発明によれば、カードリーダの接触通信用接点をＩＣカードの接点に接触させたまま、非接触通信を行っても、ＩＣカード側接点と接触可能な接触端子につながる信号線が電気的に切断されるため、通信エラーとなることを防止できることはもとより、接触通信と非接触通信を瞬時に切り換えることができ、接触通信と非接触通信とを連続的に切り換えて通信することができる。また、機械的な切り換えと異なり、切り換え時に不要な音が発生することもない。接点駆動装置およびその制御回路と、そのための信号線、ソフトウェア等が不要であるという利点もある。
【００３０】
請求項３記載の発明によれば、請求項１および２記載の発明と同様の効果を得ることができるほか、リレーやトランジスタに代えてダイオードを接続するだけでよいため、構成の簡略化とコストの低廉化を図ることができる。
【００３１】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、グランドにつながる接触端子とグランドとの間に、グランドから上記接触端子への電流の流入を阻止するために接続したダイオードとのバランスをとるために、コントロール回路のグランド端子とグランドとの間に第２のダイオードを接続した。そのため、コントロール回路のグランド端子の電圧を、グランドにつながる上記接触端子の電圧とほぼ同じにすることができ、カードリーダの動作が安定する利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるＩＣカードリーダの実施の形態を示す回路図である。
【図２】本発明にかかるＩＣカードリーダの別の実施の形態を示す回路図である。
【図３】本発明にかかるＩＣカードリーダの機構部の構成例を示す側面図である。
【図４】本発明にかかるＩＣカードリーダの電気系統の構成例を示すブロック図である。
【図５】従来のＩＣカードリーダの例を示す回路図である。
【符号の説明】
１０コントロール回路としてのＩＣ
１４非接触通信手段としてのアンテナコイル
１６信号線
２３信号線
２５信号線
２８リレー
３０ダイオード
３２第２のダイオード

Claims

ＩＣカード側接点と接触可能な接触端子を介してデータ授受を行う接触通信手段と、ＩＣカード側アンテナと非接触でデータの授受を行う非接触通信手段と、上記接触通信手段を制御するコントロール回路とを備えるＩＣカードリーダであって、上記ＩＣカード側接点と上記接触端子とが接触した状態で、上記コントロール回路の上記接触端子につながる信号線を切断するリレーを有するＩＣカードリーダ。
上記コントロール回路の上記接触端子につながる信号線はグランドにつながる信号線を含み、このグランドにつながる信号線を上記リレーが切断する請求項１記載のＩＣカードリーダ。
ＩＣカード側接点と接触可能な接触端子を介してデータ授受を行う接触通信手段と、ＩＣカード側アンテナと非接触でデータ授受を行う非接触通信手段と、上記接触通信手段を制御するコントロール回路とを備えるＩＣカードリーダであって、グランドにつながる上記接触端子とグランドとの間に、グランドから上記接触端子への電流の流入を阻止するダイオードが接続され、上記ＩＣカード側接点と上記接触端子とが接触した状態で上記非接触通信手段によるデータ授受が可能であることを特徴とするＩＣカードリーダ。
請求項３記載のＩＣカードリーダにおいて、上記コントロール回路のグランド端子とグランドとの間に、上記ダイオードとバランスをとるための第２のダイオードが接続されているＩＣカードリーダ。