JP2005295145A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線カードとの安定した通信が可能な無線通信装置を提供すること。
【解決手段】この発明の一例の無線通信装置は、無線カードと通信する通信手段（１）と、前記無線カードと前記通信手段との通信距離が所定の距離より遠いとの判断に基づき第１のコマンドを繰り返し送信し、前記無線カードと前記通信手段との通信距離が所定の距離内に収まっているとの判断に基づき前記第１のコマンドを第２のコマンドに切り替えて送信する通信制御手段（２、３、４）とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線カードに記録されている情報を受信したり、無線カードに対して情報を送信したりする無線通信装置に関する。

近年、情報の安全性と携帯の利便性の面から非接触で利用可能な無線ＩＣカードの普及が進んでおり、このような非接触情報送受信に関する各種提案がなされている（特許文献１参照）。

例えば無線ＩＣカードは、乗車券媒体として利用されている。鉄道などの駅には、改札処理の省力化を目的として、自動改札装置が導入されている。以前は、自動改札装置は、入場券、プリペイドカード、定期券、普通乗車券などの磁気券を受け取り、磁気券に記録された乗車情報を読み取り、改札判定を行なっていた。しかし近年では、自動改札装置は、無線カードリーダライタを搭載し、上記した磁気券に替わる無線ＩＣカードに基づく改札処理が可能となっている。
特開２０００−３６０１７

従来の非接触ＩＣカードリーダは、ポーリングを送信し、このポーリングに対するＩＣカードからのレスポンスの中に含まれているフレーム待ち時間に基づき、ＩＣカードからの受信待ち時間を決めている。

ＩＣカードは、ＩＣカードリーダから送信される信号を受信し、電力を生成する。つまり、ＩＣカードは、ＩＣカードリーダの所定の通信範囲に入ることを条件として、電力を生成することができる。

ＩＣカードが、ＩＣカードリーダに近づき、ＩＣカードリーダからのポーリングを受信すると、ＩＣカードリーダに対してレスポンスを返す。ＩＣカードが、ＩＣカードリーダに対してレスポンスを返した後、例えばＩＣカードリーダの通信範囲から外れることにより、電力不足に陥ることもある。この場合、ＩＣカードは、ＩＣカードリーダとの通信の途中で処理を中断することになる。つまり、ＩＣカードは、ＩＣカードリーダに対してレスポンスを送信しなくなる。ＩＣカードリーダは、ＩＣカードからのレスポンスを受信するまで（受信待ち時間が終了するまで）、再度、ポーリングを送信しない。このような動作関係から、ＩＣカードリーダによるＩＣカードの情報読み取り時間が比較的長くなることがある。

また、ＩＣカードがＩＣカードリーダの通信範囲内にゆっくり進入する場合には、ＩＣカードが適切にリセットされず、ＩＣカードの動作不良の原因になることがある。

本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであり、無線カードとの安定した通信が可能な無線通信装置を提供することにある。

この発明の一例の無線通信装置は、無線カードと通信する通信手段と、前記無線カードと前記通信手段との通信距離が所定の距離より遠いとの判断に基づき第１のコマンドを繰り返し送信し、前記無線カードと前記通信手段との通信距離が所定の距離内に収まっているとの判断に基づき前記第１のコマンドを第２のコマンドに切り替えて送信する通信制御手段とを備えている。

本発明によれば、無線カードとの安定した通信が可能な無線通信装置を提供できる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の一例に係る無線ＩＣカードリーダ（無線通信装置）の概略構成を示す図である。図１に示すように、無線ＩＣカードリーダは、通信用アンテナ１、送信出力検出用アンテナ２、送信出力検出部３、及び通信制御部４を備えている。

通信制御部４は、初期応答を要求する初期応答要求信号としてのポーリング（第１のコマンド）の送信を制御し、これに対応して通信用アンテナ１は、ポーリングを送信する。通信アンテナ１によるポーリングの送信に対応して、通信アンテナ１のループコイルに電圧が発生する。

無線ＩＣカードＣが、無線ＩＣカードリーダの通信用アンテナ１に近づくと、無線ＩＣカードＣのアンテナのループコイルにより、無線ＩＣカードリーダの通信用アンテナ１の共振点がずれる。これにより、図２に示すように、無線ＩＣカードＣとの距離に応じて通信用アンテナ１のループコイルに発生する電圧が変化する。つまり、通信制御部４からの送信出力が一定であっても、実際の送信出力の検出レベルは無線ＩＣカードＣが近づくと低下することになる。

送信出力検出用アンテナ２は、通信用アンテナ１の送信電波を受信する。送信出力検出部３は、送信出力検出用アンテナ２により受信された通信用アンテナ１の送信電波の送信出力レベルを検出する。通信制御部４は、送信出力検出部３により検出される通信用アンテナ１の送信出力レベル（電圧レベル）の変化を監視する。

図３は、無線ＩＣカードリ―ダの通信用アンテナ１の通信範囲を説明するための図である。通信エリアＥ１内では、無線ＩＣカードＣは通信用アンテナ１からのポーリングを受信することができる。さらに、この通信エリアＥ１内の通信エリアＥ２内では、無線ＩＣカードＣは通信用アンテナ１からの動作制御コマンドを受信しこの動作制御コマンドに基づく動作を安定的に行なうことができる。

図４に示すように、無線ＩＣカードリーダの通信制御部４は、通信用アンテナ１の送信出力レベル（電圧レベル）が所定の閾値レベル（Ｌｅｖ）を下回ってないことを検知すると、無線ＩＣカードＣと通信用アンテナ１との通信距離が所定の距離より遠いと判断し、ポーリング（第１のコマンド）を繰り返し送出する。仮に、通信制御部４は、通信用アンテナ１により無線ＩＣカードＣからのポーリングに対するレスポンスを受信したことを検知しても、通信用アンテナ１の送信出力レベル（電圧レベル）が所定の閾値レベルを下回ってないことを検知している間は、無線ＩＣカードＣと通信用アンテナ１との通信距離が所定の距離より遠いと判断し、ポーリング（第１のコマンド）を繰り返し送出し続ける。つまり、この時点では、通信制御部４は、ＩＣカードが通信エリアＥ１に入っているが通信エリアＥ２には入っていないと判断し、通信エリアＥ２に入っていない状態では安定的に無線ＩＣカードＣの動作を制御できないと判断し、ポーリング（第１のコマンド）を繰り返し送出し続ける。このように、通信制御部４は、無線ＩＣカードＣと通信用アンテナ１との通信距離が所定の距離より遠いと判断すると、次の処理に移行しない。

図４に示すように、無線ＩＣカードリーダの通信制御部４は、通信用アンテナ１の送信出力レベル（電圧レベル）が所定の閾値レベルを下回ったことを検知すると、ＩＣカードＣと通信用アンテナ１との通信距離が所定の距離内に収まっていると判断し、ポーリング（第１のコマンド）を動作制御コマンド（第２のコマンド）に切り替える。つまり、通信制御部４は、ＩＣカードが通信エリアＥ２に入ったと判断し、これにより安定的に無線ＩＣカードＣの動作を制御できると判断し、ポーリング（第１のコマンド）を動作制御コマンド（第２のコマンド）に切り替える。このように、通信制御部４は、ＩＣカードＣと通信用アンテナ１との通信距離が所定の距離内に収まっていると判断すると、次の処理に移行する。

また、無線ＩＣカードＣが、無線ＩＣカードリーダの通信用アンテナ１の通信エリアＥ１及びＥ２（電波圏）にゆっくり進入してきた場合には、無線ＩＣカードＣが適切にリセットされず、ＩＣカードの動作不良の原因になることがある。このため、通信制御部４は、通信用アンテナ１のループコイルの電圧レベルを監視し、この電圧レベルが所定レベル以下になったときに一度電波の送信を中断し、再度電波の送信を開始する。これにより、無線ＩＣカードＣの適切なリセットを可能とすることができる。

図５は、この発明の無線ＩＣカードリーダ（無線通信装置）の変形例を示す図である。図５に示すように、無線ＩＣカードリーダは、通信用アンテナ１及び通信制御部４を備えている。通信制御部４は、無線ＩＣカードＣとの間の信号の送受信を制御するとともに、無線ＩＣカードＣが通信アンテナ１に近づく影響による受信レベルの変化も検出する。通信制御部４は、この受信レベルの変化の検出結果に基づき、無線ＩＣカードＣとの距離を判断し、ポーリングの繰り返しの送出、及びポーリングの繰り返しの送出から動作制御コマンドの送出への切り替えを制御する。

上記したように、この発明によれば、通信制御部４が送信出力検出部３により検出される通信用アンテナ１の送信出力レベル（電圧レベル）の変化を監視することにより、無線ＩＣカードＣに対する一連処理を安定的に実行可能な通信範囲に無線ＩＣカードが入ったことを確認してから一連処理を開始することができる。これにより、無線ＩＣカードＣとの安定した通信が確保され、結果的に無線ＩＣカードＣの一連処理の中断確率を低減でき、一連処理の中断によるフレーム待ち時間等の発生による無線ＩＣカードの情報読取時間の遅延を防止することができる。

また、この発明によれば、通信制御部４が送信出力検出部３により検出される通信用アンテナ１の送信出力レベル（電圧レベル）の変化を監視することにより、無線ＩＣカードの挙動を把握することができる。例えば、無線ＩＣカードＣが無線ＩＣカードリーダに対して近づいているのか遠ざかっているのかなどを把握することができる。無線ＩＣカードＣが無線ＩＣカードリーダから遠ざかっている場合には、通信エラーになる前に通信を中断することにより、通信の安定化を図ることができる。

また、無線ＩＣカードＣが、一連処理を安定的に実行可能な通信範囲（例えば書込み可能な通信範囲）に到達していない場合には、無線ＩＣカードリーダ側の表示部により無線ＩＣカードＣの利用者に対し無線ＩＣカードＣをさらに無線ＩＣカードリーダに近づけるよう指示することもできる。これにより、無線ＩＣカードＣの一連処理を安定的に実行可能な通信範囲内に、無線ＩＣカードＣを誘導することができる。

また、この発明によれば、通信制御部４は通信用アンテナ１のループコイルの電圧レベルを監視し、この電圧レベルが所定レベル以下になったときに一度電波の送信を中断し、再度電波の送信を開始することにより無線ＩＣカードＣが適切にリセットされるようにすることもできる。

なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の一例に係る無線ＩＣカードリーダ（無線通信装置）の概略構成を示す図である。 無線ＩＣカードと無線ＩＣカードリーダの通信用アンテナとの距離に応じた通信用アンテナのループコイルに発生する電圧変化を説明するための図である。 無線ＩＣカードリ―ダの通信用アンテナの各種通信範囲を説明するための図である。 ポーリングの繰り返しの送出、及びポーリングの繰り返しの送出から動作制御コマンドの送出への切り替えの制御を説明するための図である。 本発明の他の例に係る無線ＩＣカードリーダ（無線通信装置）の概略構成を示す図である。

符号の説明

１…通信用アンテナ、２…送信出力検出用アンテナ、３…送信出力検出部、４…通信制御部、Ｃ…無線ＩＣカード

Claims (4)

1. 無線カードと通信する通信手段と、
   前記無線カードと前記通信手段との通信距離が所定の距離より遠いとの判断に基づき第１のコマンドを繰り返し送信し、前記無線カードと前記通信手段との通信距離が所定の距離内に収まっているとの判断に基づき前記第１のコマンドを第２のコマンドに切り替えて送信する通信制御手段と、
   を備えたことを特徴とする無線通信装置。
2. 無線カードと通信する通信手段と、
   前記無線カードと前記通信手段との通信距離が所定の距離より遠いとの判断に基づき初期応答を要求する初期応答要求信号を繰り返し送信し、前記無線カードと前記通信手段との通信距離が所定の距離内に収まっているとの判断に基づき前記初期応答要求信号を動作制御信号に切り替えて送信する通信制御手段と、
   を備えたことを特徴とする無線通信装置。
3. 無線カードと通信する通信手段と、
   前記通信手段による送信出力レベルの変化を検出する検出手段と、
   前記検出手段による送信出力レベルの変化の検出結果に基づき前記無線カードと前記通信手段との通信距離の変化を検出し、前記無線カードと前記通信手段との通信距離が所定の距離より遠いとの判断に基づき第１のコマンドを繰り返し送信し、前記無線カードと前記通信手段との通信距離が所定の距離内に収まっているとの判断に基づき前記第１のコマンドを第２のコマンドに切り替えて送信する通信制御手段と、
   を備えたことを特徴とする無線通信装置。
4. 無線カードと通信する通信手段と、
   前記通信手段からの送信信号を受信し、送信出力レベルの変化を検出する検出手段と、
   前記検出手段による送信出力レベルの変化の検出結果に基づき前記無線カードと前記通信手段との通信距離の変化を検出するとともに前記無線カードの挙動を監視し、前記無線カードと前記通信手段との通信距離が所定の距離より遠いとの判断に基づき初期応答を要求する初期応答要求信号を繰り返し送信し、前記無線カードと前記通信手段との通信距離が所定の距離内に収まっているとの判断に基づき前記初期応答要求信号を動作制御信号に切り替えて送信する通信制御手段と、
   を備えたことを特徴とする無線通信装置。

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