JP2010033162A - カード処理装置及び平面式アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】 カード処理装置本体の薄型化と、アンテナに障害が発生した場合の対処の容易化を図る。
【解決手段】 カード処理装置本体と平面式アンテナ４とを備える。カード処理装置本体は、接触式ＩＣカードを内部に挿入可能なカード挿入部と、このカード挿入部に挿入されたＩＣカードの電極部に接触する接触電極と、この接触電極を介して非接触式ＩＣカードとの間で無線通信により送受信される信号を処理する無線部とを具備する。平面式アンテナ４は、カード挿入部に着脱自在に挿入される平面状部材４１の一方又は他方の面に、カード挿入部に挿入されることで接触電極と接触する電極部４２と、この電極部４２を介して無線部から入力された信号を電波に変換して送信する機能、及び、受信した電波を信号に変換して電極部から無線部に出力する機能を有したアンテナ４３とを具備する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、接触式ＩＣカードのみならず非接触式ＩＣカードにも対応したカード処理装置及びこの装置に用いられる平面式アンテナに関する。

ＩＣカードには、電極部を有する接触式ＩＣカードと、ＩＣチップとアンテナとを有する非接触式ＩＣカードとがある。そして従来、これら２種類のＩＣカードに対応したカード処理装置として、例えば特許文献１記載のものが知られている。

特許文献１には、接触式ＩＣカードを内部に挿入できるカード挿入部と、このカード挿入部に挿入された接触式ＩＣカードの電極部に接触する接触電極とを備えたＩＣカード処理装置本体の、前記カード挿入部に挿入されたカードと対向する面の内側に、このカードと平行となるように平面状のアンテナを取り付けたカード処理装置が開示されている。このような構成により、カード挿入部に非接触式ＩＣカードを挿入することで、あるいは、カード処理装置本体の表面に非接触式ＩＣカードを近づけることで、上記平面状のアンテナを介して非接触式ＩＣカードと無線による交信を行うことができる。
特開２００１−０９２９２９号公報

しかしながら、従来のこの種のカード処理装置においては、カード処理装置本体の外周面とカード挿入部との間に、平面状のアンテナを取り付けるためのスペースが必要で、カード処理装置本体の薄型化が困難であった。また、アンテナに障害が発生した場合は、その修理や交換に手間がかかるという問題もあった。

本発明はこのような事情に基づいてなされており、その目的とするところは、カード処理装置本体の薄型化が容易であるとともに、アンテナに障害が発生した場合も容易に対処できるカード処理装置及びこの装置に用いられる平面式アンテナを提供しようとするものである。

本発明は、カード処理装置本体と平面式アンテナとを備える。カード処理装置本体は、接触式ＩＣカードを内部に挿入可能なカード挿入部と、このカード挿入部に挿入されたＩＣカードの電極部に接触する接触電極と、この接触電極を介して非接触式ＩＣカードとの間で無線通信により送受信される信号を処理する無線部とを具備する。平面式アンテナは、カード挿入部に着脱自在に挿入される平面状部材の一方又は他方の面に、カード挿入部に挿入されることで接触電極と接触する電極部と、この電極部を介して無線部から入力された信号を電波に変換して送信する機能、及び、受信した電波を信号に変換して電極部から無線部に出力する機能を有したアンテナとを具備する。平面式アンテナを、カード挿入部に挿着することで、非接触式ＩＣカードとの無線通信が可能となる。

かかる手段を講じた本発明によれば、カード処理装置本体の薄型化が容易であるとともに、アンテナに障害が発生した場合も容易に対処できるカード処理装置及びこの装置に用いられる平面式アンテナを提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
なお、この実施の形態は、クレジットカードに記録されたデータの読取りに供せられるカード処理装置２に本発明を適用した場合である。

（第１の実施の形態）
図１に、ＰＯＳ（Point Of Sales）端末１とカード処理装置２とを備えたクレジット決済システムを示す。本システムにおいて、カード処理装置２は、クレジットカードのデータを読み取り、伝送ケーブル３を通じてＰＯＳ端末１に供給する。ＰＯＳ端末１は、カード処理装置２から供給されたクレジットカードのデータに基づいて、クレジット決済処理を実行する。

カード処理装置２は、本体２０と、平面式アンテナ４とからなる。本体２は、キーボード２１、表示部２２及びカードリーダ２３を備えている。カードリーダ２３は、カードスロット２４を設けている。カードスロット２４は、接触式ＩＣカードを内部に挿入可能であり、その内部には、カードスロット２４内の所定位置まで挿入された接触式ＩＣカードの電極部と接触するように、接触電極２３４（図３を参照）を設けている。ここに、カードスロットは、カード挿入部として機能する。

第１の布実施の形態では、図１に示すように、カードスロット２４に、平面式アンテナ４を着脱自在に挿着する。そうすると、カード処理装置２は、非接触式ＩＣカードとの無線通信が可能となる。そこで次に、非接触式ＩＣカードとの無線通信を可能とするためのカード処理装置２の具体的構成について、図２〜図４を用いて説明する。

平面式アンテナ４の平面図を、図２に示す。平面式アンテナ４は、カード状部材４１の一方の面に、電極部４２とアンテナ４３とを設けている。カード状部材４１は、その外形が接触式ＩＣカードと同一の平面状部材である。また、電極部４２の取付け位置も、接触式ＩＣカードと同一である。アンテナ４３は、カード状部材４１に平面状のループアンテナを埋設している。アンテナ４３の端子は、電極部４２に接続している。

このように、平面式アンテナ４は、その外形が、接触式ＩＣカードと全く一致している。したがって、接触式ＩＣカードと同様に、カードスロット２４内に着脱自在に挿入することができる。そして、カードスロット２４に対して図２の矢印の方向に所定位置まで挿入することによって、電極部４２がカードスロット内の接触電極２３４と接触する。

カードリーダ２３の内部構成を、図３のブロック図で示す。カードリーダ２３は、制御部２３１、記憶部２３２、通信部２３３、接触電極２３４及び無線部２３５で構成している。制御部２３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を主体とし、記憶部２３２に記憶されたプログラムに基づいて各部を制御する。

記憶部２３２は、プログラム等の固定的データを記憶するためのＲＯＭ領域と、ＩＣカードから読取ったデータ等の可変的データを一時的に記憶するためのＲＡＭ領域とを形成している。通信部２３３は、ＰＯＳ端末１と制御部２３１との間で伝送ケーブル３を通じて行われるデータ通信を司る。

無線部２３５は、送信データで搬送波を変調する変調器、変調信号を増幅する送信増幅器、受信信号を増幅する受信増幅器、増幅された受信信号からデータを復調する復調器を備える。送信データは、制御部２３１から与えられる。送信増幅器で増幅された変調信号は、接触電極２３４側に出力される。受信信号は、接触電極２３４側から入力される。復調器で復調したデータは、制御部２３１に出力される。

制御部２３１は、キーボード２１からの操作キーに対応した信号によりキー入力データを取り込む機能と、表示データに基づいて表示部２２に文字等を表示させる機能とを有する。

また、制御部２３１は、図４の流れ図に示す手順でカードデータを処理する。先ず、制御部２３１は、ＳＴ（ステップ）１として動作モードを判別する。動作モードには、接触ＩＣカードの読取モード（以下、接触モードと略称する）と、非接触ＩＣカードの読取モード（以下、非接触モードと略称する）とがある。例えば、オペレータがＰＯＳ端末１を操作して接触モードを指定すると、ＰＯＳ端末１からカード処理装置２に、伝送ケーブル３を介して接触モード選択信号が伝送される。そうすると、この信号を受信したカード処理装置２では、動作モードとして接触モードが設定される。同様に、オペレータがＰＯＳ端末１を操作して非接触モードを選択すると、ＰＯＳ端末１からカード処理装置２に、伝送ケーブル３を介して非接触モード選択信号が伝送される。そうすると、この信号を受信したカード処理装置２では、動作モードとして非接触モードが設定される。

動作モードとして接触モードが設定されていた場合、制御部２３１は、ＳＴ２として接触電極２３４に接触式ＩＣカードの電極部が接触するのを待機する。接触電極２３４に接触式ＩＣカードの電極部が接触したならば（ＳＴ２のＹＥＳ）、制御部２３１は、ＳＴ３として接触電極２３４と電極部とを介して電気的に接続された接触式ＩＣカードのＩＣチップから、カードデータを読取る。そして、ＳＴ４として読取ったカードデータを、通信部２３３を介してＰＯＳ端末１に送信する。

これに対し、動作モードとして非接触モードが設定されていた場合には、制御部２３１は、ＳＴ５として無線部２３５に所定の読取りコマンドを送信する。そして、ＳＴ６として非接触式ＩＣカードのカードデータが読取られるのを待機する。制御部２３１は、非接触式ＩＣカードのカードデータが読取られるまで、読取りコマンドの送信を繰り返す。非接触式ＩＣカードのカードデータが読取られたならば（ＳＴ６のＹＥＳ）、制御部２３１は、読取ったカードデータを、通信部２３３を介してＰＯＳ端末１に送信する（ＳＴ４）。

このように第１の実施の形態では、カード処理装置２の動作モードを接触モードとするか非接触モードとするかを、ＰＯＳ端末１側で任意に設定することができる。そして、接触モードを設定した場合には、カード処理装置２は、接触式ＩＣカードのリーダとして機能する。すなわち、カードスロット２４に接触式ＩＣカードを挿入すると、その電極部がカードスロット２４内の接触電極２３４と接触する。そうすると、接触式ＩＣカードのＩＣチップが、接触電極２３４を介して制御部２３１と電気的に接続されて、このＩＣチップのデータが制御部２３１によって読み取られる。制御部２３１によって読取られた接触式ＩＣカードのデータは、通信部２３３から伝送ケーブル３を介してＰＯＳ端末１に供給される。かくして、この接触式ＩＣカードがクレジットカードであった場合は、ＰＯＳ端末１では、カード処理装置２から供給されたクレジットカードのデータに基づいて、クレジット決済処理が実行される。

一方、非接触モードが選択されていた場合には、カード処理装置２は、カードスロット２４に平面式アンテナ４を挿着することによって、非接触式ＩＣカードのリーダとして機能する。すなわち、カードスロット２４に平面式アンテナ４を挿入すると、その電極部４２がカードスロット２４内の接触電極２３４と接触する。この状態で、制御部２３１から無線部２３５に読取コマンドが送信されると、この読取コマンドに応じた変調信号が接触電極２３４から平面式アンテナ４の電極部４２を介してアンテナ４３に供給され、アンテナ４３から電波として放射される。

電波は、カードスロット２４に挿着された平面式アンテナ４の面に対して略垂直な方向に放射される。したがって、カードリーダ２３の、カードスロット２４に挿着された平面式アンテナ４の面と略平行な面に非接触式ＩＣカードを近づけると、この非接触式ＩＣカードのアンテナが電波を受信して作動する。その結果、ＩＣメモリに記憶されているカードデータが応答波として無線送信される。この応答波は、平面式アンテナ４のアンテナ４３で受信され、受信信号が電極部４２及び接触電極２３４を介して無線部２３５に供給される。無線部２３５では、受信信号がカードデータに復調されて制御部２３１に出力される。制御部２３１に与えられたカードデータは、通信部２３３から伝送ケーブル３を介してＰＯＳ端末１に供給される。かくして、この非接触式ＩＣカードがクレジットカードであった場合は、ＰＯＳ端末１では、カード処理装置２から供給されたクレジットカードのデータに基づいて、クレジット決済処理が実行される。

したがって、ＰＯＳ端末１のオペレータは、決済を行う客が使用するクレジットカードが接触式ＩＣカードであった場合には接触モードを指定し、非接触式ＩＣカードであった場合には非接触モードを指定する。それだけで、クレジットカードが接触式ＩＣカードであっても非接触式ＩＣカードであっても、１台のカード処理装置２でカードデータを読み取ることができる。

このように第１の実施の形態によれば、接触式ＩＣカードのカードデータを読み取ることができるカードリーダ２３のカードスロット２４に、平面式アンテナ４を挿入するだけで、当該カードリーダ２３を備えたカード処理装置２を、非接触ＩＣカードのリーダとしても機能させることができる。したがって、平面式アンテナ４を挿着するための格別なスペースを必要としないので、カードリーダ２３の薄型化、ひいてはカード処理装置本体２０の薄型化に支障を来たすことない。

また、平面式アンテナ４はカードスロット２４に対して着脱自在である。このため、仮に平面式アンテナ４に不具合が生じた場合には、平面式アンテナ４を差し替えるだけで正常に作動させることができる。このように、アンテナに障害が発生した場合も短時間で、また手間のかかることなく容易に対処することができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明に係る第２の実施の形態について、図５〜図７を用いて説明する。第２の実施の形態は、カードスロット２４に平面式アンテナ４を挿入するだけで、カード処理装置２の動作モードが自動的に非接触モードから接触モードに切り換わるようにしたものである。

なお、第２の実施の形態も、クレジットカードに記録されたデータの読取りに供せられるカード処理装置２に本発明を適用した場合であり、クレジット決済システムの構成は第１の実施の形態と同様であるので、図１を用いてその説明は省略する。また、その他の点についても、第１の実施の形態と共通する部分には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。

平面式アンテナ４の平面図を、図５に示す。図２と比較すれば明らかなように、第２の実施の形態の平面式アンテナ４は、カード状部材４１の一側部、具体的には、カードスロット２４に挿入する際に先端となる一辺部に突起４４を設けている。その他の構成は、第１の実施の形態と同一である。

カードリーダ２３の内部構成を、図６のブロック図で示す。図３と比較すれば明らかなように、第２の実施の形態のカードリーダ２３は、オン・オフが切り換わるスイッチ２３６と、このスイッチ２３６の信号をデジタル信号に変換して制御部２３１に供給するアナログ・デジタルコンバータ２３７とを設けている。その他の構成は、第１の実施形態と同一である。

スイッチ２３６は、カードスロット２４内に設けられており、カードスロット２４内にカードが挿入されていない初期状態ではオフとなっている。この状態で、カードスロット２４に、第２の実施の形態の平面式アンテナ４を、その突起４４が設けられている一辺を先端として挿入し、所定位置まで押し込む。そうすると、突起４４がスイッチ２３６をオン操作する。例えば、スイッチ２３６を発光素子と受光素子とからなる光学式スイッチとし、発光素子からの光が受光素子に到達している間はオフ、突起４４によって発光素子からの光が遮られたときオンとなるスイッチング構造とすればよい。

スイッチ２３６のオフ信号またはオン信号は、アナログ・デジタルコンバータ２３７でデジタル信号に変換され、制御部２３１に供給される。そこで制御部２３１は、スイッチ２３６からの信号がオフ信号の間は、カードスロット２４に平面式アンテナ４が挿着されておらず、オフ信号に切り換わると、カードスロット２４に平面式アンテナ４が挿着されたと認識することができる。

ここに、スイッチ２３６は、カードスロット２４に平面式アンテナ４が挿着されたことを検知するアンテナ検知手段として機能する。また、平面式アンテナ４に設けられた突起４４は、カードスロット２４に挿入された際に当該スロット２４内に設けられたアンテナ検知用のスイッチ２３６を操作せしめる操作子として機能する。

制御部２３１は、図７の流れ図に示す手順でカードデータを処理する。先ず、制御部２３１は、ＳＴ１１としてスイッチ２３６のオン・オフ状態を判別する。スイッチ２３６がオフ状態であるときには（ＳＴ１１のＮＯ）、制御部２３１は、ＳＴ１２として接触電極２３４に接触式ＩＣカードの電極部が接触するのを待機する。接触電極２３４に接触式ＩＣカードの電極部が接触したならば（ＳＴ１２のＹＥＳ）、制御部２３１は、ＳＴ１３として接触電極２３４と電極部とを介して電気的に接続された接触式ＩＣカードのＩＣチップから、カードデータを読取る。そして、ＳＴ１４として読取ったカードデータを、通信部２３３を介してＰＯＳ端末１に送信する。その後、制御部２３１は、ＳＴ１１の処理に戻り、再びスイッチ２３６のオン・オフ状態を判別する。また、制御部２３１は、接触電極２３４に接触式ＩＣカードの電極部が接触するのを待機している間も、スイッチ２３６のオン・オフ状態を常に判別している。

スイッチ２３６がオン状態になると（ＳＴ１１のＹＥＳ）、制御部２３１は、ＳＴ１５として無線部２３５に所定の読取りコマンドを送信する。そして、ＳＴ１６として非接触式ＩＣカードのカードデータが読取られるのを待機する。この待機期間中も、制御部２３１は、スイッチ２３６のオン・オフ状態を常に判別している。そして、オン状態が継続している間は、読取りコマンドの送信を繰り返す。

読取コマンドの送信により、非接触式ＩＣカードのカードデータが読取られたならば（ＳＴ１６のＹＥＳ）、制御部２３１は、読取ったカードデータを、通信部２３３を介してＰＯＳ端末１に送信する（ＳＴ１４）。その後、制御部２３１は、ＳＴ１１の処理に戻り、再びスイッチ２３６のオン・オフ状態を判別する。

このように、第２の実施の形態においては、カードスロット２４に平面式アンテナ４を挿入することで、カード処理装置２の動作モードが自動的に接触モードから非接触モードに切り換わる。したがって、ＰＯＳ端末１側でカード処理装置２の動作モードを指定する必要がないので、効率的である。また、カードスロット２４に平面式アンテナ４を挿入しさえすれば、確実に非接触モードで動作するので、動作モードの設定ミスが発生することも全くなく、簡便である。

なお、この発明は前記実施形態そのまま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構成要素を変形して具体化できる。
例えば前記実施の形態では、カードスロット２４に平面式アンテナ４が挿着されたことを検知するアンテナ検知手段としてスイッチ２３６をスロット２４内に設け、このスイッチ２３６を操作せしめる操作子を、平面式アンテナ４の一辺に設けた突起４４で構成したが、アンテナ検知手段及び操作子はこれに限定されるものではない。例えば、平面式アンテナ４の表面または裏面に所定のマークを付し、カードスロット２４内にこのマークを検出するセンサを設けて、制御部２３１が、センサによりマークが検出されたならば、カードスロット２４内に平面式アンテナ４が装着されたものと判別してもよい。この場合、センサがアンテナ検知手段として機能し、マークが操作子として機能する。

また、前記実施の形態では、平面式アンテナ４の外形を接触式ＩＣカードと全く一致させたが、平面式アンテナ４をカードスロット２４内に挿入した際に、平面式アンテナ４の電極部４２が、カードスロット２４内の接触電極２３４と接触しさえすれば、その外形はこれに限定されるものではない。カードスロット２４内に挿入できる平面状であればよく、例えば、凸型でもよい。

また、前記実施形態では、カード処理装置２にキーボード２１と表示部２２を設けたが、これらは必ずしも必須の要件ではない。キーボード２１と表示部２２の無いカード処理装置２に対しても本発明は同様に適用することができる。

また、前記実施の形態ではクレジットカードのカード処理装置について説明したが、カードの種類はクレジットカードに限定されるものではない。また、カードスロット２４に平面式アンテナ４が装着されていない状態では、接触式ＩＣカードのリーダとして動作するものとしたが、必ずしも接触式ＩＣカードのリーダとして動作させる必要はない。すなわち、非接触式カード専用の処理装置として機能させてもよい。また、接触式と非接触式の双方の機能を有するＩＣカードの処理装置にも、本発明は適用できるものである。

この他、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を組合わせてもよい。

本発明の一実施の形態であるクレジット決済システムの外観図。 第１の実施の形態における平面式アンテナの平面図。 第１の実施の形態におけるカードリーダの要部構成を示すブロック図。 第１の実施の形態においてカードリーダの制御部が実行するカードデータ処理手順の要部を示す流れ図。 第２の実施の形態における平面式アンテナの平面図。 第２の実施の形態におけるカードリーダの要部構成を示すブロック図。 第２の実施の形態においてカードリーダの制御部が実行するカードデータ処理手順の要部を示す流れ図。

符号の説明

１…ＰＯＳ端末、２…カード処理装置、３…伝送ケーブル、４…平面式アンテナ、２０…カード処理装置本体、２１…キーボード、２２…表示部、２３…カードリーダ、２４…カードスロット、４１…カード状部材、４２…電極部、４３…アンテナ、２３１…制御部、２３４…接触電極、２３５…無線部。

Claims (4)

1. 接触式ＩＣカードを内部に挿入可能なカード挿入部と、このカード挿入部に挿入された前記ＩＣカードの電極部に接触する接触電極と、この接触電極に接続されたアンテナを介して非接触式ＩＣカードとの間で無線通信により送受信される信号を処理する無線部とを備えたカード処理装置本体と、
   前記カード挿入部に着脱自在に挿入される平面状部材の一方又は他方の面に、前記カード挿入部に挿入されることで前記接触電極と接触する電極部と、この電極部を介して前記無線部から入力された信号を電波に変換して送信する機能、及び、受信した電波を信号に変換して前記電極部から前記無線部に出力する機能を有したアンテナとを設けた平面式アンテナとを具備し、
   前記平面式アンテナを前記カード挿入部に挿着することにより前記非接触式ＩＣカードとの無線通信を可能としたことを特徴とするカード処理装置。
2. 前記カード処理装置本体は、
   前記カード挿入部に前記平面式アンテナが挿着されたことを検知するアンテナ検知手段と、
   このアンテナ検知手段により前記カード挿入部に前記平面式アンテナが挿着されたことが検知されると、前記接触式ＩＣカードとの通信モードから前記非接触式ＩＣカードとの通信モードに切替えるモード切換手段と、
   をさらに具備したことを特徴とする請求項１記載のカード処理装置。
3. 接触式ＩＣカードを内部に挿入可能なカード挿入部、及びこのカード挿入部に挿入された前記ＩＣカードの電極部に接触する接触電極を備えたカード処理装置本体の前記カード挿入部に着脱自在に挿入される平面状部材の一方又は他方の面に、
   前記カード挿入部に挿入されることで前記接触電極と接触する電極部と、
   この電極部を介して前記カード処理装置本体から入力された信号を電波に変換して送信する機能、及び、受信した電波を信号に変換して前記電極部から前記カード処理装置本体に出力する機能を有したアンテナと、
   を具備したことを特徴とする平面式アンテナ。
4. 前記カード挿入部に挿入された際に当該挿入部内に設けられたアンテナ検知用のスイッチを操作せしめる操作子を、前記平面状部材の一端部に設けたことを特徴とする請求項３記載の平面式アンテナ。

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