JP2007005998A - 通信装置及び通信制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 リーダライタ1の制御信号出力部9は、ゲイン設定部7に与える制御信号の電圧レベルを変化させる場合に、時間の経過に応じて徐々に変化させる。すると、増幅器6を介してアンテナ11が出力する電磁波の出力レベルも与えられた制御信号の電圧レベル変化に応じて徐々に変化するので、リーダライタ1が送信する電磁波の出力レベルが変化する際にノイズの発生を抑制することができる。
【選択図】 図1
Description
例えば、特許文献1には、リーダライタが非接触ICカードに送信する交流電力をステップ状に変化させるようにした技術が開示されている。
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、周辺の電子機器やデータキャリアとの通信に影響を及ぼすことなく消費電力を低減し、また、他の装置との間の干渉を回避することができる通信装置、及びその通信装置の通信制御方法を提供することにある。
即ち、制御信号の変化周期が比較的長い場合は、それに応じて立上り時間,立下り時間を長く設定しても通信に影響を及ぼすことがなく、ノイズ抑制効果を向上させることができる。一方、制御信号の変化周期が比較的短い場合は、それに応じて立上り時間,立下り時間を短く設定すれば、何れかの出力レベルが一定に維持される期間の長さを確保することができ、通信に影響を及ぼすことを回避できる。従って、電磁波の出力レベルを適切に変化させることができる。
そして、制御信号出力手段は、電磁波の出力レベルを第2期間側から第1期間側に変化させる場合の立上り時間と、第1期間側から第2期間側に変化させる場合の立下り時間との少なくとも一方を制御信号の変化周期に応じて設定する。斯様に構成すれば、請求項2と同様に、制御信号の変化周期長との関係によって電磁波の出力レベルを適切に変化させることができる。
即ち、第1期間と第2期間とが異なる場合には、立上り時間,立下り時間の何れか一方を、2つの期間の何れか一方の長さに応じて設定すれば、電磁波の出力レベルの変化状態に応じて適切な設定を行うことができる。一例としては、立上り,立下り何れか一方の時間を上記のように設定して他方の時間を一定とするような場合に、第1期間,第2期間の内より短い期間長に応じて前者の時間設定を行う。
請求項11記載の通信装置によれば、制御信号出力手段は、検知手段がデータキャリアを検知した場合は、制御信号のレベルを一定に維持するか、又は制御信号のレベルを徐々に変化させる時間をより長く設定する。即ち、データキャリアが通信装置の近傍に位置している場合は通信を確実に行うことができる状態にあるので、電磁波の出力レベルを変化させる必要性は低い。従って、ノイズを不要に発生することを回避できる。
以下、本発明をデータキャリアたる非接触式ICカードに適用した場合の第1実施例について図1乃至図4を参照して説明する。図1は、ICカードとの間で電磁波を用いてデータの送受信を行なうリーダライタの電気的構成を示す機能ブロック図である。リーダライタ(通信装置)1は、CPU(マイクロコンピュータ,制御信号出力手段)2によって制御される。符号化部3は、CPU2より出力される送信データを符号化して変調部4に出力する。そして、変調部4は、キャリア発振器5より出力される例えば周波数13.56MHzのキャリア(搬送波)に対し、ICカードへのコマンド送信時に符号化部3より出力される符号化された送信符号(変調信号)によってASK(Amplitude Shift Keying)変調された被変調信号を生成し、増幅器(送信手段)6に出力する。また、キャリア発振器5の発振動作の動作/停止は、CPU2によって制御される。
アンテナ11には受信部フィルタ12の入力端子が接続されており、アンテナ11を介して受信された信号はフィルタリングされた後、増幅器13を介し復調部14に与えられて復調される。復調された信号波形は2値化処理部15において2値化されると、復号化部16において復号化される。そして、復号化された受信データはCPU2に出力される。
CPU2は、送信を開始するためのトリガイベント(例えば、ユーザによる送信開始スイッチの操作)が発生すると(ステップS1,「YES」)、立上り/立下り時間変更回路18に設定データを書き込んで、リーダライタ1が電磁波の送信を開始する場合の立上がり時間を設定する(ステップS2)。それから、キャリア発振器5のキャリア発振を開始させる(ステップS3,図4(a)_A参照)。準備が完了すると、出力レベル変更回路17に設定データ(レベルLo)を書き込んで送信する電磁波の出力レベルを設定し、送信を開始する(ステップS4)。
また、リーダライタ1が電磁波の送信を停止した場合は(ステップS11,「YES」)、CPU2は、電磁波の出力レベルが「0」に到達すると想定される所定時間の経過を待ってから(ステップS16,「YES」)、キャリア発振器5によるキャリアの出力を停止させる(ステップS17,図4(d)_A参照)。
図5乃至図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。図5乃至図7は、第1実施例の図2乃至図4相当図である。図5において、第1実施例のCPU2及び制御信号出力部9は、CPU(制御信号出力手段)22及び制御信号出力部(制御信号出力手段)23に置き換わっている。その制御信号出力部23は、データレジスタ24,D/A変換器25及び積分回路(LPF)26で構成されているが、積分回路26を構成する抵抗26R及びコンデンサ26Cは、各々の抵抗値及び容量が固定値の素子である。
すると、D/A変換器25を介して積分回路26に与えられるアナログ電圧信号のレベルはデータ値の増加に応じて順次増加するが、積分回路26の出力電圧は、レベルが1ステップずつ増加する毎に順次滑らかに上昇する。従って、電磁波の出力振幅レベルも、それに伴って上昇する(図7(a)_B参照)。
以上のように第2実施例によれば、制御信号出力部23を、データレジスタ24,D/A変換器25及び積分回路26で構成したので、電磁波の出力レベル制御及び立上り/立下り時間制御を、CPU22により出力されるデジタルデータによって行うことができる。
図8及び図9は本発明の第3実施例を示すものである。第3実施例は、第1又は第2実施例の構成において、電磁波の送信出力パターンに応じて出力レベルの立上り時間,立下り時間を決定するための処理の一例を示す。図8に示すように、電磁波の送信出力パターンは、出力を高レベルとする期間(第1期間)をT1,低レベルとする期間(第2期間)をT2に設定し、それらを周期的に繰り返すものとする。
この場合、図9において、CPU2(又はCPU22)は、例えばユーザにより設定された高レベル期間T1,低レベル期間T2を取得すると(ステップS31)、それらに基づいて、出力レベルを高レベル側に変化させる場合の立上り時間t1と、出力レベルを低レベル側に変化させる場合の立下り時間t2とを、それぞれ以下のようにして決定する(ステップS32)。
t1=T1/4,t2=T2/5
それから、決定した立上り時間t1,立下り時間t2に相当する立上り時定数τ1,立下り時定数τ2を設定する(ステップS33)。
即ち、高レベル期間T1,低レベル期間T2が比較的長い場合は、それに応じて立上り時間t1,立下り時間t2も長めに設定される。この時、これらの時間t1,t2が長くなったとしても、電磁波の出力レベルが高レベル,低レベルで安定する時間が確保されるので、ICカードに供給される電力が不足したり不安定になるなどして通信が困難になることはない。
尚、高レベル期間T1は、ICカードとの通信がより確実に行い得る状態にあり、通信を活性化させている状態に対応する。また、低レベル期間T2は、ICカードとの通信を積極的には行わない状態であり、通信を非活性化させている状態に対応する。
図10及び図11は本発明の第4実施例を示すものである。第4実施例は第3実施例と同様に、電磁波の送信出力パターンに応じて出力レベルの立上り時間,立下り時間を決定するための処理の一例を示す。そして、第4実施例では、高レベル期間T1と低レベル期間T2とを比較した結果に応じて、立上り時間t1,立下り時間t2を同一に設定する。
図11に示すように、CPU2(又はCPU22)は、ステップS31において高レベル期間T1,低レベル期間T2を取得すると、それらの長さを比較する(ステップS34)。そして、立上り時間t1,立下り時間t2を、何れか短い方の期間に応じて同一に設定し(ステップS35)、その設定に基づいてステップS33を実行する。
即ち、図11に示すように、高レベル期間T1,低レベル期間T2の長さに比較的大きな差がある場合には、短い方の期間に応じて立上り時間t1,立下り時間t2を設定すれば、短い方の期間において電磁波の出力レベルが安定する時間が確保されるので、ICカードに供給される電力が不足したり不安定になるなどして通信が困難になることはない。
図12及び図13は本発明の第5実施例を示すものである。第5実施例も第3実施例等と同様に、電磁波の送信出力パターンに応じて出力レベルの立上り時間,立下り時間を決定する処理の一例を示す。そして、第5実施例では、出力レベル変化周期T0の長さも考慮して立上り時間t1,立下り時間t2を設定する。
図13に示すように、CPU2(又はCPU22)は、ステップS36において出力レベル変化周期T0を取得すると、その変化周期T0が下限値TL未満か否かを判断する(ステップS36)。そして、前者が後者以上であれば(「NO」)ステップS32,S33に移行して第2実施例と同様の処理を行なう。一方、T0<TLであれば(ステップS36,「YES」)、立上り時間t1,立下り時間t2共に「0」に設定する(ステップS48)。それから、ステップS33を実行する。
図14乃至図16は本発明の第6実施例を示すものである。第6実施例は、例えば第1実施例のステップS6などにおいて電磁波の出力レベルを変更するか否かを判定する場合における、変更の可否を設定する処理を行なうための構成を示す。即ち、図14に示すように、第6実施例のリーダライタ(通信装置)31は、送信部フィルタ8の出力端子と受信部フィルタ12の入力端子との間に、包絡線検波回路(検知手段)32が挿入されている。そして、包絡線検波回路32の検波出力信号は、CPU2に替わるCPU33のアナログ信号入力ポートに接続されており、CPU(制御信号出力手段,検知手段)33によりA/D変換器34を介して読み込まれるようになっている。
即ち、ICカード40が近付いた状態にあれば、通信が行われることが確実であるから、電磁波の出力レベルを変更する必要がない。従って、この場合は変更可フラグをリセットしておく。そして、例えば第1実施例のステップS6において、出力レベルを変更するか否かの判断を行う場合、CPU33は変更可フラグの状態を参照して、当該フラグがリセットされている場合にだけ変更を行うようにする。
図17は本発明の第7実施例を示すものである。第7実施例は、第6実施例と同様に構成されるリーダライタ31において、ICカードが近接した状態を検出するとそのICカードの種類(タイプ)を判別し、その判別結果に応じて電磁波の出力レベルを変更して通信処理を行なう場合を示す。
図17において、CPU(通信状態判定手段)33は、先ず、電磁波の出力レベルを「中」に設定し(ステップS51)、ICカードが近接したか否か、即ちICカードの有無を判断する(ステップS52)。そして、ICカードが検出されなければ(「NO」)所定時間だけ電磁波の出力を停止し(ステップS53)、ステップS51に戻る。
また、タイプCであれば(ステップS56,「YES」)、電磁波の出力レベルを「小」に変更してから(ステップS57)タイプCに応じた通信処理を行なう(ステップS58)。更に、タイプBで且つ出力レベルが「中」のままでも通信が可能であれば(ステップS59,「YES」)、そのままタイプBに応じた通信処理を行なう(ステップS60)。そして、タイプBで且つ出力レベルが「中」のままでは通信不能であれば(ステップS59,「NO」)、電磁波の出力レベルを「大」に変更する(ステップS61)。それから、カードタイプがBか否かを再度判定し(ステップS62)、タイプBであれば(「YES」)ステップS60に、タイプBでなければ(「NO」)ステップS51に移行する。
第1実施例において、積分回路19の抵抗値,容量値の何れか一方のみを変化させるようにしても良い。
第3実施例において、立上り時間t1,立下り時間t2を決定する演算式は一例であり、高レベル期間T1,低レベル期間T2に基づく演算式であれば適宜変更して実施すれば良い。
また、第3実施例において、立上り時間t1を低レベル期間T2に応じて設定し、立下り時間t2を、高レベル期間T1に応じて設定しても良い。
また、第3実施例において、立上り時間t1,立下り時間t2の一方だけを、高レベル期間T1,低レベル期間T2に応じて設定し、他方の時間は固定的に設定しても良い。
第4実施例において、高レベル期間T1,低レベル期間T2の短い方の期間に応じて立上り時間t1,立下り時間t2の一方だけを設定しても良い。即ち、上記のように、他方の時間については固定的に設定しても良い。
高レベル期間T1,低レベル期間T2を繰り返す変化周期の長さに応じて、立上り時間t1,立下り時間t2の少なくとも一方を設定しても良い。
通信を非活性化させる状態にし得る第2期間においては、電磁波の出力レベルを「0」にして通信を停止させても良い。
例えばCPU2がリアルタイムクロックを参照することで、タイムスケジューリング機能を備え、ICカードとの通信頻度が低いと想定される例えば夜の時間帯では低レベル期間T2をより長く設定し、通信頻度が高いと想定される例えば昼の時間帯では高レベル期間T1をより長く設定するようにしても良い。従って、想定される通信頻度に応じて、第1,第2期間の長さを適切に設定することができる。
電磁波の出力レベル変化は、高レベルと低レベル(又は「0」レベル)の2値変化に限ることなく3段階以上に変化させても良く、その場合でも、相対的に低いレベルを呈する期間(第2期間)と相対的に高いレベルを呈する期間(第1期間)との間におけるレベル変化を、徐々に行うように制御すれば良い。
通信装置はリーダライタ1等に限ることなく、データの読取り機能のみを備えたカードリーダに適用しても良い。
データキャリアはICカードに限ることなく、その他例えばRFIDタグなどでも良い。
Claims (24)
- データキャリアと電磁結合方式で通信する通信装置において、
与えられる制御信号のレベルに応じて、送信する電磁波の出力レベルを変化させるように構成される送信手段と、
この送信手段に前記制御信号を出力する制御信号出力手段とを備え、
前記制御信号出力手段は、前記制御信号のレベルを変化させる場合に、時間の経過に応じて徐々に変化させるように構成されていることを特徴とする通信装置。 - 前記制御信号出力手段は、
前記電磁波の出力レベルを周期的に変化させるように制御信号を出力し、
前記出力レベルを高レベル側に変化させる場合の立上り時間と、低レベル側に変化させる場合の立下り時間との少なくとも一方を、前記制御信号の変化周期に応じて設定することを特徴とする請求項1記載の通信装置。 - 前記制御信号出力手段は、
前記電磁波の出力レベルを周期的に変化させるように制御信号を出力し、
前記出力レベルを高レベル側に変化させる場合の立上り時間と、低レベル側に変化させる場合の立下り時間との少なくとも一方を、前記高レベル,低レベルの内何れかの設定期間に応じて設定することを特徴とする請求項1記載の通信装置 - 前記制御信号出力手段は、
前記電磁波の出力レベルを、前記データキャリアとの通信を活性化させ得るレベルに設定する第1期間と、前記データキャリアとの通信を非活性化させ得るレベルに設定する第2期間とを所定の周期で変化させるように制御信号を出力し、
前記電磁波の出力レベルを、前記第2期間側から前記第1期間側に変化させる場合の立上り時間と、前記第1期間側から前記第2期間側に変化させる場合の立下り時間との少なくとも一方を、前記制御信号の変化周期に応じて設定することを特徴とする請求項1記載の通信装置。 - 前記制御信号出力手段は、
前記電磁波の出力レベルを、前記データキャリアとの通信を活性化させ得るレベルに設定する第1期間と、前記データキャリアとの通信を非活性化させ得るレベルに設定する第2期間とを所定の周期で変化させるように制御信号を出力し、
前記電磁波の出力レベルを、前記第2期間側から前記第1期間側に変化させる場合の立上り時間と、前記第1期間側から前記第2期間側に変化させる場合の立下り時間との少なくとも一方を、前記第1期間,前記第2期間の何れかの期間の長さに応じて設定することを特徴とする請求項1記載の通信装置。 - 前記制御信号出力手段は、前記立上り時間を前記第1期間の長さに応じて設定するか、又は前記立下り時間を前記第2期間の長さに応じて設定することを特徴とする請求項5記載の通信装置。
- 前記制御信号出力手段は、前記立上り時間を前記第2期間の長さに応じて設定するか、又は前記立下り時間を前記第1期間の長さに応じて設定することを特徴とする請求項5記載の通信装置。
- 前記制御信号出力手段は、前記立上り時間及び前記立下り時間を、前記第1期間と前記第2期間との内、何れか短い方の期間に応じて設定することを特徴とする請求項5記載の通信装置。
- 前記制御信号出力手段は、前記変化周期が所定周期よりも短い場合は、前記制御信号のレベルを徐々に変化させる制御の実行を停止することを特徴とする請求項5乃至8の何れかに記載の通信装置。
- 前記制御信号出力手段は、タイムスケジューリング機能を備え、前記データキャリアとの通信頻度が低いと想定される時間帯では前記第2期間をより長く設定し、前記データキャリアとの通信頻度が高いと想定される時間帯では前記第1期間をより長く設定することを特徴とする請求項5乃至9の何れかに記載の通信装置。
- 前記データキャリアが近傍に存在するか否かを検知する検知手段を備え、
前記制御信号出力手段は、前記検知手段がデータキャリアを検知した場合は、前記制御信号のレベルを一定に維持するか、又は前記制御信号のレベルを徐々に変化させる時間をより長く設定することを特徴とする請求項1乃至10の何れかに記載の通信装置。 - 前記検知手段がデータキャリアの存在を検知した場合に、その時点での通信に関する設定状態を維持したままで前記データキャリアとの通信継続が可能か否かを判定する通信状態判定手段を備え、
前記制御信号出力手段は、前記通信状態判定手段が通信継続不能と判断すると、前記制御信号のレベルを徐々に増大させることを特徴とする請求項11記載の通信装置。 - データキャリアと電磁結合方式で通信する通信装置の通信制御方法において、
送信する電磁波の出力レベルを変化させる場合に、時間の経過に応じて徐々に変化させることを特徴とする通信制御方法。 - 前記電磁波の出力レベルを周期的に変化させ、
前記出力レベルを高レベル側に変化させる場合の立上り時間と、低レベル側に変化させる場合の立下り時間との少なくとも一方を、前記制御信号の変化周期に応じて設定することを特徴とする請求項13記載の通信制御方法。 - 前記電磁波の出力レベルを周期的に変化させ、
前記出力レベルを高レベル側に変化させる場合の立上り時間と、低レベル側に変化させる場合の立下り時間との少なくとも一方を、前記高レベル,低レベルの内何れかの設定期間に応じて設定することを特徴とする請求項13記載の通信制御方法 - 前記電磁波の出力レベルを、前記データキャリアとの通信を活性化させ得るレベルに設定する第1期間と、前記データキャリアとの通信を非活性化させ得るレベルに設定する第2期間とを所定の周期で変化させ、
前記電磁波の出力レベルを、前記第2期間側から前記第1期間側に変化させる場合の立上り時間と、前記第1期間側から前記第2期間側に変化させる場合の立下り時間との少なくとも一方を、前記制御信号の変化周期に応じて設定することを特徴とする請求項13記載の通信制御方法。 - 前記電磁波の出力レベルを、前記データキャリアとの通信を活性化させ得るレベルに設定する第1期間と、前記データキャリアとの通信を非活性化させ得るレベルに設定する第2期間とを所定の周期で変化させ、
前記電磁波の出力レベルを、前記第2期間側から前記第1期間側に変化させる場合の立上り時間と、前記第1期間側から前記第2期間側に変化させる場合の立下り時間との少なくとも一方を、前記第1期間,前記第2期間の何れかの期間の長さに応じて設定することを特徴とする請求項13記載の通信制御方法。 - 前記立上り時間を前記第1期間の長さに応じて設定するか、又は前記立下り時間を前記第2期間の長さに応じて設定することを特徴とする請求項17記載の通信制御方法。
- 前記立上り時間を前記第2期間の長さに応じて設定するか、又は前記立下り時間を前記第1期間の長さに応じて設定することを特徴とする請求項17記載の通信制御方法。
- 前記立上り時間及び前記立下り時間を、前記第1期間と前記第2期間との内、何れか短い方の期間に応じて設定することを特徴とする請求項17記載の通信制御方法。
- 前記変化周期が所定周期よりも短い場合は、前記制御信号のレベルを徐々に変化させる制御の実行を停止することを特徴とする請求項17乃至20の何れかに記載の通信制御方法。
- 前記データキャリアとの通信頻度が低いと想定される時間帯では前記第2期間をより長く設定し、前記データキャリアとの通信頻度が高いと想定される時間帯では前記第1期間をより長く設定することを特徴とする請求17乃至21の何れかに記載の通信制御方法。
- 前記データキャリアが近傍に存在するか否かを検知し、
前記データキャリアを検知した場合は、前記電磁波の出力レベルを一定に維持するか、又は前記電磁波の出力レベルを徐々に変化させる時間をより長く設定することを特徴とする請求項13乃至22の何れかに記載の通信制御方法。 - 前記データキャリアの存在を検知した場合に、その時点での通信に関する設定状態を維持したままで前記データキャリアとの通信継続が可能か否かを判定し、
通信継続不能と判断すると、前記電磁波の出力レベルを徐々に増大させることを特徴とする請求項23記載の通信制御方法。
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