JP3078453B2 - 持ち運び可能なデータカードと応答するシステム - Google Patents

持ち運び可能なデータカードと応答するシステム

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JP3078453B2
JP3078453B2 JP06198948A JP19894894A JP3078453B2 JP 3078453 B2 JP3078453 B2 JP 3078453B2 JP 06198948 A JP06198948 A JP 06198948A JP 19894894 A JP19894894 A JP 19894894A JP 3078453 B2 JP3078453 B2 JP 3078453B2
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マンデルバウム リヒャルト
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    • G06Q20/00—Payment architectures, schemes or protocols
    • G06Q20/08—Payment architectures
    • G06Q20/10—Payment architectures specially adapted for electronic funds transfer [EFT] systems; specially adapted for home banking systems
    • G06Q20/105—Payment architectures specially adapted for electronic funds transfer [EFT] systems; specially adapted for home banking systems involving programming of a portable memory device, e.g. IC cards, "electronic purses"

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の移動体（データ
カード）と無線周波数装置を介して応答するシステムに
関する。
【０００２】
【従来技術の説明】無線通信システムは、地上のネット
ワークに、新たなアクセス接続を可能とする。従って、
この無線通信は、有線のアクセスの限界に対する条件を
取り除いたことになる。この無線通信技術により、加入
者は、その通信可能な範囲内で、その人の望む場所から
通信することができる。
【０００３】また、限られた範囲内ではあるが、スマー
トカード（クレジットカード、または、プリペイドカー
ド）の使用者も無線通信できるような初期段階に現在あ
る。
【０００４】様々な経済的取引を行うために、顧客と無
線通信をするいくつかの方法が提案されている。そのよ
うな提案の一つは、米国特許第４，９７７，５０１号に
開示されたものがある。この特許によれば、移動体用通
信機器の保持者により、保持されているスマートカード
との間で、無線周波数により、情報を周期的に交換しな
がら、移動体用無線機器所持者が、料金を徴収できるシ
ステムを開示している。このスマートカードに、最初に
割り当てられたクレジットバランスは、このスマートカ
ードと通信するトランシーバ内の回路により減算されて
いく。
【０００５】他の提案された方法は、スマートカードの
保持者に対し、その保持者を特定する唯一の無線周波数
を割り当てることである。このような識別子を発する無
線周波数を提供するワイヤレスシステムは、米国特許第
４，３８４，２８８号に開示されている。この特許に開
示された電子識別システムは、スマートカードの使用者
を識別するために、無線周波数範囲内に、プログラム可
能なパルス位置変調信号を生成するような、クレジット
カード用の識別子を有している。
【０００６】移動体用無線中央局から離れている端末の
使用者を識別することは極めて重要である。このような
識別システムは、経済的な取引を行うために必要であ
り、また、電子バリアを介して、人々の動きを促進する
ためにも必要である。このようなシステムにおいては、
識別は、正確かつ迅速に行う必要がある。
【０００７】このような無線通信システムが発達するに
つれて、複数のスマートカード使用者が、通信端末の無
線範囲内に入り、それにより、短い通信範囲にも関わら
ず、破壊的な干渉が起こる可能性が大きくなっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、破壊的な干渉無しに、無線周波数範囲内で、複数の
スマートカード使用者を識別し、応答する無線システム
を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】従って、本発明の応答シ
ステムは、複数の無線周波数を介して動作可能で、複数
の無線周波数の内の第１の周波数を用いて、その周波数
範囲内に入ってきたデータカード（スマートカード）の
使用者と通信する。この第１の無線周波数により、この
応答システムは、各データカードの唯一の識別番号を決
定する。この応答システムにより、カードの識別番号が
得られると、所定の取引（交信）が、特定のアクセス領
域内への立ち入りに対する電子的バリア（障害）を非活
性化することにより、識別されたスマートカードの保持
者に対して開始される。
【００１０】さらに、本発明の応答システムは、所定の
取引（交信）のデータ転送の一部を各カードに対し完了
するために、各カードに対し、複数の無線周波数の異な
る一つの周波数を選択し移動させる。複数の無線周波数
の内の一つの周波数に基づいて、各カードに対し、デー
タを読み出したり、書き込んだりする所定の交信を完了
し、同時に、各カードに対する複数の周波数の中のそれ
ぞれの一つを選択して、複数のカードの内の他のカード
との通信を同時に実行できる。
【００１１】従って、本発明のスマートカードに対する
応答システムは、移動中にデータを処理し、通信するこ
とができる。また、大量のトラフィックを処理でき、使
用者の移動を促進する。本発明の応答システムの使用者
は、このシステムの使用者に対する指定された通信領域
内に挿入された電子バリアチョークポイントの近傍に配
置された複数の応答局サイトの何れか一つと、無線周波
数で通信することができる。
【００１２】
【実施例】図１において、本発明の応答装置１０は、地
理的に異なる場所に配置された複数のＮ個のサイト１１
1からサイト１１Nを有し、それぞれのサイト１１は、ア
ンテナ１２とコントローラ１６とホスト１７とを有す
る。さらに、同図には、応答装置１０の一部ではない
が、標準の大きさのクレジットカードのサイズであるデ
ータカード２０と、ポケットサイズの無線周波数ジャケ
ット４０とを有し、この無線周波数ジャケット４０は、
データカード２０を収納し、データカード２０とのイン
ターフェース回路を形成する。このＮ個のサイト１１1
からサイト１１Nと通信するような、スマートカードイ
ンタフェース回路は、無線周波数ジャケット４０内では
なく、カードに配置してもよい。
【００１３】ホスト１７は、データカード２０に対する
特定のサービスを提供するデータベースである。コント
ローラ１６は、ホスト１７と一体に配置されてもよく、
あるいは、分離されてもよい。このコントローラ１６
は、応答装置１０と無線周波数ジャケット４０とデータ
カード２０との間の通信を確立し、保持し、着信させる
ために、ホスト１７に必要とされる切り替え回路、制御
回路、ライン回路を有する。この無線周波数ジャケット
４０は、無線周波数ジャケット４０からデータカード２
０に結合される磁気エネルギーの形態で、動作パワーを
提供するような多数の機能を実行する。応答装置１０と
無線周波数ジャケット４０との間の通信は、アンテナ１
２を介して行われる。
【００１４】各データカード２０と無線周波数ジャケッ
ト４０とを組み合わせると、Ｒ／Ｆ回路４２０を形成し
（図４）、このＲ／Ｆ回路４２０は、例えば、２．４Ｇ
Ｈｚ周波数バンド内で信号情報、データ情報を通信す
る。このデータ情報、信号情報は、Ｎ個のサイト１１1
からサイト１１Nの何れか一つとも通信することができ
る。複数のＮ個のサイトは、計画された通信路近傍に配
置されて、そこにスマートカード／ジャケットの結合回
路からの信号が流し込まれる。この通信路は、アンテナ
１２の一つにより提供される放射源近傍に配置されて、
これらの使用者が、通常の移動ではカードへの必要な書
き込み、および応答を完了するのに充分な時間が与えら
れる。
【００１５】各サイト１１iは、その近傍にいるＭi人の
使用者（２０〜３０人）までのユーザにより、同時にア
クセスすることができる。このＭi人のユーザと、複数
のサイト１１iとの間の通信は、時分割多重アクセス
（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、
スロット付けのＡＬＯＨＡプロトコール、あるいは、他
のサイトでの干渉を回避するような適当な方法により、
同時に多数のユーザと通信しながら達成される。以下の
説明では、本発明の応答システムは、Ｍi人のユーザと
通信するのに、ＦＤＭＡ技術を用いるものとする。
【００１６】複数のＲＦ（無線）チャネルを介して、本
発明の応答システムは、スマートカード／ジャケットと
の結合（ジャケットにスマートカードと挿入した状態）
が、アンテナ１２のサイトの通信範囲内に入ると、複数
のＲＦチャネルの一つを、最初の共通、あるいは、セッ
トアップチャネルとして、各スマートカード／ジャケッ
トの結合体と順番に通信する。
【００１７】この第１ＲＦチャネルにおいて、本発明の
応答システムは、各カード／ジャケットとの結合体内の
各カードの識別番号を決定する。このカードに対する識
別番号は、本発明の応答システムによって与えられて、
この識別されたカード保持者に対し、所定の取引（交
信）が開始される。
【００１８】次に、本発明の応答システムは、複数のＲ
Ｆチャネルから、第２のチャネルを選択し、各カード／
ジャケット結合体について、所定の交信のデータ転送部
分を完了するために、複数のＲＦチャネルのこの第２の
チャネルに移動させる。その後、この応答システムは、
カード／ジャケットの結合体に対し、データを読み出し
たり、書き込んだりする所定の交信を完了し、同時に、
複数のＲＦチャネルのそれぞれに選定したチャネルでも
って、各カード／ジャケットの結合体と通信をする。こ
の応答システムで採用される周波数分割多重化装置にお
いては、多数のカード／ジャケットの使用者を容易に処
理でき、これらの使用者が、電子バリアチョークポイン
トを容易に通過させることができる。
【００１９】常に、少量のトラフィックしかないような
場所においては、一つ、または、二つの電子バリアチョ
ークポイント（回転ドア）を採用してもよい。従って、
１個のサイト１１iを用いて、応答装置１０と複数のＭi
のユーザとの間で、通信をすることができる。大量のト
ラフィックが周期的に予測できるような他の場所（例え
ば、地下鉄のラッシュアワーの時のような）において
は、多数の電子バリアチョークポイントを設けることも
できる。複数のサイト１１iは、従って、これらの電子
バリアを通過する人々の移動を促進させることができ
る。
【００２０】サイト１１iとコントローラ１６との間の
通信は、様々な方法により達成できるが、ここでは、以
下を仮定する。（ａ）応答装置１０は、バスに沿ってＴ
ＤＭＡ技術を用いる。（ｂ）各サイト１１iは、その場
所のユーザからの信号を、ホスト１７として示すデータ
ベースに、バス１４を介して送信できるように、必要な
制御情報を含む個別の情報パケットに分割処理する。
（ｃ）本発明の応答装置１０は、光ＬＡＮを用いて、バ
ス１４（シングルモード光ファイババスのような光導波
路）に沿って、光信号を伝送する。このようなシステム
は、米国特許第４，８０７，２２２号に開示されてい
る。ＴＤＭＡ技術については、米国特許第４，１４３，
２４１号、第４，２３２，２６６号、第４，２３２，１
９７号、４，１８８，５７８号、４，７３０，３０５
号、４，７３０，３１０号に開示されている。
【００２１】図１の応答装置１０は、オープンリングネ
ットワーク構成を用いている。この構成においては、フ
レームマーカー生成器１８は、バス１４のヘッドエンド
に配置されて、バス１４上の時間を図５に示すように、
等しいフレームの持続時間Ｔに分割する。各フレームの
開始点において、フレームマーカー生成器１８により送
信されるこのマーカーは、ネットワーク全体の同期ソー
スとして機能し、Ｔ秒毎に送信される持続時間δＴのビ
ットの周期的な光変調シーケンスからなっている。ここ
で、δＴは、Ｔよりもはるかに小さい（δＴ＜＜Ｔ）。
この機能は、バス１４に沿って第１の小数のサイト内の
スタンバイベースにも組み込まれて、バス１４のヘッド
エンドにおいて、フレームマーカー生成器１８が故障し
た際に、システムの信頼性を増加させる。別法として、
このフレームマーキング機能は、フレームマーカー生成
器１８のかわりに、第１のサイト１１i内で実行され、
次の後続のサイトが、スタンバイ動作を提供する。各サ
イト１１ｄからサイト１１Nは、その場所のＭ人のユー
ザの各々からの信号を、個別の情報パケットにフォーマ
ット化し、フレームマーカー生成器１８からのマーカー
を検知すると、その後、フレームは、バス１４上の前の
サイトでは用いられていないことを検知し、このサイト
は、検知された空のフレーム期間の間に、バス１４の上
にパケット情報を送信する。
【００２２】次に、図２に、無線周波数ジャケット４０
の構造図が、図３に無線周波数ジャケット４０内にデー
タカード２０を挿入した構造図が示されている。このデ
ータカード２０は、個人用のメモリーカード、あるい
は、様々な応用に適したデータカードで、その用途は、
顧客の電話番号から医療期間、あるいは、銀行の記録を
有するようなメモリカードである。このようなカード
は、見かけ上は、通常のクレジットカードであるが、こ
のスマートカードは、コンピュータ、電気的に消去でき
るプログラム可能なＲＯＭ、パワー信号を受信できる誘
導回路、あるいは、カードと、ジャケット内に配置され
たインタフェース回路内の書き込み／読み込み回路との
間で、データ信号を伝送する能力がある。このスマート
カードは、無接点で電力の供給ができるものである。こ
のカードは、また、特定仕様の応答装置１０により、無
線周波数ジャケット４０内の読み出し／書き込み回路を
介して、必要により新たなデータ、あるいは、異なるデ
ータでもって、再度プログラムできるものである。
【００２３】このスマートカードとして適当なメモリー
カードは、ＡＴ＆Ｔ、あるいは、その他から市販されて
いる。このようなカードは、米国特許第４，７９５，８
９８号、第４，８１６，６５３号、第４，８８２，４７
４号に開示されている。無線周波数ジャケット４０内の
読み出し／書き込み回路として使用できる適当なカード
読み出し／書き込み器は、米国特許第４，７９８，３２
２号に開示されている。
【００２４】この無線周波数ジャケット４０は、データ
カード２０を収納するためのスリーブ状の開口を有し、
無線周波数ジャケット４０からデータカード２０に動作
パワーを提供し、データカード２０と応答装置１０との
間の読み出し／書き込み通信を可能とする。通常、オフ
状態で保持されて、応答装置１０の応答サイトからの放
射エネルギーにより、スマートカード／ジャケットの結
合体が、応答サイトの放射源から数フィート以内にある
ときに、ジャケットの内部バッテリーにより動作するパ
ワーサプライを、ターンオンする。スマートカード／ジ
ャケットの結合体の保持者は、応答サイトの近傍に立っ
て、あるいは、応答サイトを移動しながら、応答装置１
０とデータ交信を行うことができる。このスマートカー
ド／ジャケットの結合体が、応答サイトからの放射エネ
ルギーの外にあるときには、ジャケットとカード内の全
ての回路へのパワーは切断される。それにより、バッテ
リー動作のパワーサプライ用の動作寿命を延長させる。
【００２５】無線周波数ジャケット４０の上面図と側面
図が図２に示されているが、データカード２０は、無線
周波数ジャケット４０から取り出された状態で示されて
いる。この無線周波数ジャケット４０は、バッテリ４０
１を有し、その無線周波数ジャケット４０内の電子部品
に動作パワーを供給し、さらに、データカード２０に動
作パワーを供給する。液晶表示装置４０５が、無線周波
数ジャケット４０の上部表面に配置されて、特定の交信
の結果をカードの保持者に情報を与える。図示していな
いが、キーパッドを無線周波数ジャケット４０の上部表
面に取り付けることもできる。
【００２６】図３においては、データカード２０が無線
周波数ジャケット４０内に挿入された状態が示されてい
る。データカード２０の端部は、無線周波数ジャケット
４０の右側表面から若干飛び出している。それにより、
カードをジャケット内に挿入したり、取り出したりする
ことが容易となる。
【００２７】図４に、サイト１１i用の送信器部分のブ
ロック図が示されているが、この送信器は、バス１４か
ら信号を受信する。図４の送信器部分においては、バス
１４からの光変調ビットストリームの一部が、光検知器
１１０により、例えば、ベースバンドに復調される。こ
の復調された信号は、クロックとフレーム再生回路１１
１と空フレーム検知器１１２により受信される。クロッ
クとフレーム再生回路１１１は、フレームマーカー生成
器１８により生成されたフレームマーカーを再生し、そ
の中からビットクロックを生成する。クロックとフレー
ム再生回路１２２は、クロックとフレーム再生回路１１
１から再生されたフレームマーカーを受信し、時間間隔
ｔ0（図５）の間、このフレームを走査し、フレーム
が、バス１４上の前のサイト１１の一つにより送信され
た情報パケットにより占有されているか否かを検査す
る。この時間間隔ｔ0は、δＴプラス数ビットの持続時
間である。すなわち、ｔ0は、約δＴである。
【００２８】フレームが先行するサイト１１の一つによ
り送信された情報パケットで占有されていると、この情
報パケットは、図２の構成のサイト１１の上を、アナロ
グ遅延装置１１３を通って伝搬する。このアナログ遅延
装置１１３は、低減衰であるのが望ましい。この減衰が
大きすぎると、レーザ光源（図示せず）は、変調した情
報パケットを増幅し、送信しなければならない。
【００２９】図４の構成において、ユーザが、信号をサ
イト１１iに送信すると、この信号は、このサイトのア
ンテナ１２で受信されて、受信機１１７に転送される。
全てのユーザ１−Ｍiは、非同期にサイト１１iで信号を
送信でき、そして、受信機１１７は、このような非同期
で送信された信号を受信し、それらを個別に処理でき
る。この受信機１１７は、各ユーザから受信した信号を
収集し、各ユーザの情報を、必要なオーバーヘッドプロ
トオールを付加してフォーマット化し、そして、このフ
ォーマット化したパケットを必要によってバッファで記
憶し、各フォーマット化パケットを、適当な時間に送信
器バッファ１１８に送信する。
【００３０】空のアンテナ１２から「ロード」イネーブ
ル信号を受信すると、送信器バッファ１１８は、そこに
記憶されたパケットを並列方式で、シフトレジスタ１１
５に転送する。この空フレーム検知器１１２が、「シフ
ト」イネーブル信号を生成すると、シフトレジスタ１１
５内のパケットは、直列方式で、バス１４に送信するた
めに、クロックとフレーム再生回路１１１からのビット
クロック速度でもって、変調レーザ１１６に転送され
る。図５の遅延量Ｄは、図４ではアナログであるが、送
信器バッファ１１８からのパケット情報をバス状の未占
有とされたフレームに多重化させるための充分な持続時
間である。この遅延量Ｄは、ｔ0プラス最大２０ビット
に等しい。
【００３１】このインターフェースプロトコールは、無
衝突プロトコールで、それゆえに、非常に効率的であ
る。送信器バッファ１１８内に送信用の情報パケットが
存在する場合には、この情報パケットは、未占有とされ
たフレーム内でバス１４上に多重化される。空フレーム
検知器１１２による未占有フレームとの決定後に、送信
器バッファ１１８内で情報パケットが得られると、次の
未占有フレームがくるまで、この情報パケットは待機し
なければならない。
【００３２】次に、図６には、サイト１１iの受信部分
の構成が示されている。この受信部分は、バス１４に沿
って伝搬した光変調ビットストリームの一部が、光検知
器１２０により、Ｒ方向性カプラ１２１を介して受信さ
れる。光検知器１２０は、サイト１１の送信器部分の光
検知器１１０と同様に動作する。光検知器１２０からの
復調信号は、クロックとフレーム再生回路１２２に送信
され、このクロックとフレーム再生回路１２２は、受信
ビットストリームからクロックとフレームマーカーとを
再生し、そして、さらに、高速シフトレジスタ１２３に
送信され、この高速シフトレジスタ１２３内に受信した
ビットストリームが、直列で供給される。クロックとフ
レーム再生回路１２２からのイネーブル信号に応答し
て、高速シフトレジスタ１２３は並列で、バッファ付き
メッセージデコーダ１２４にその記憶内容をうつす。
【００３３】次に、図７において、無線周波数ジャケッ
ト４０内のインターフェース回路は、応答装置１０とデ
ータカード２０との間の通信を提供する。応答装置１０
は、連続的に低レベルの応答信号を２．４ＧＨｚの周波
数チャネルで放出する。この信号は、各応答サイトに対
し、所望の動作領域の電磁反射を生成するのに充分なレ
ベルである。
【００３４】応答サイトの動作の領域外では、無線周波
数ジャケット４０は、完全なオフ状態に保持されてい
る。この状態においては、活性状態に保護すべき信号モ
ニター用の電子部品の必要はない。かくして、スタンバ
イの電流消費を削減し、無線周波数ジャケット４０内の
バッテリ４０１の寿命をのばしている。別法として、充
電可能なバッテリーをバッテリ４０１として用いると、
このバッテリーの充電間隔が延びることになる。これに
ついては、米国特許出願第０８／０８６４０１号に開示
されている。この検知回路を使用することにより、ジャ
ケットとカード内の全ての電流消費回路は、応答サイト
の動作領域外にジャケットがある間は、完全にオフ状態
に保持される。
【００３５】カードとジャケットの保持者が、応答装置
１０の動作領域内にはいると、この応答装置１０の応答
サイトにあるアンテナ１２に放射される無線周波数信号
エネルギーは、アンテナ４１０により捕獲される。この
エネルギーをＲ／Ｆ回路４２０に結合して、応答装置１
０からデータを送信したり、受信したりするために、無
線周波数ジャケット４０により使用される。この捕獲し
たエネルギーは、また、Ｒ／Ｆ回路４２０を介して、検
知器４４０に流れ、この検知器４４０は、ＣＰＵ（中央
演算装置）４３０がオフ状態から完全なオン状態に移行
させる手段を提供する。かくして、アンテナ４１０によ
るエネルギーは、無線周波数ジャケット４０は応答装置
１０の動作領域内にあるが、検知器４４０を活性化す
る。
【００３６】このＣＰＵ（中央演算装置）４３０は、多
数の制御機能を提供する。例えば、データカード２０を
応答装置１０にインターフェースする手段を提供する。
内部ＲＯＭにより提供されるファームウェア制御のもと
での動作により、このＣＰＵ（中央演算装置）４３０
は、データ整合回路４５０を介してデータカード２０に
提供されるデータ、および、Ｒ／Ｆ回路４２０を介して
応答装置１０に提供されるデータをフォーマット化す
る。また、ＣＰＵ（中央演算装置）４３０は、Ｒ／Ｆ回
路４２０を介して受信された応答装置１０からの命令
（コマンド）を解釈する。さらに、ＣＰＵ（中央演算装
置）４３０は、応答装置１０との送受信に用いられるデ
ータカード２０との書き込み、および、読み込みデータ
のエラーをチェックする。
【００３７】データ整合回路４５０は、ＣＰＵ（中央演
算装置）４３０から直列データを受信し、データカード
２０内の整合キャパシティブプレート（図示せず）とイ
ンターフェースするキャパシタンスプレート４５１、４
５２を差動的に駆動する。このデータ整合回路４５０
は、ＣＰＵ（中央演算装置）４３０からの単極性の直列
データをＣＰＵ（中央演算装置）４３０からの信号の遷
移に対し、キャパシティブプレートの一つのポテンシャ
ルが正になり、他のキャパシティブプレートのポテンシ
ャルが負となるように、差極性に変換する。
【００３８】ヒステリシスが、データ整合回路４５０内
に組み込まれて、このヒステリシス以上の差動パルス
は、データ整合回路４５０の出力を、キャパシタンスプ
レート４５１と４５２に切り替えて、高状態から低状態
へ、あるいは、低状態から高状態へと切り替えるのに必
要な程度である。このヒステリシスは、データ整合回路
４５０内の受信回路の誤動作するのを阻止し、一方、小
さな差動ノイズ信号を無視することにより、データカー
ド２０からのデータを受信でき、大きな差動データ信号
の場合のみ切り替わる助けをする。かくして、データ整
合回路４５０内の受信回路が、状態を一旦切り替える
と、さらに入力がない限り、この受信回路は、その切り
替わった状態にとどまって、他の状態に戻ることはな
い。
【００３９】このＣＰＵ（中央演算装置）４３０は、デ
ータカード２０を活性化する手段を提供する。このＣＰ
Ｕ（中央演算装置）４３０が、ＯＮの動作状態にはいる
と、ＣＰＵ（中央演算装置）４３０は、活性化信号をＦ
ＷＩＤ駆動回路４６０に送る。この回路は、バッテリ４
０１から電力を受信し、このバッテリ４０１は、ＤＣ／
ＤＣ変換器４０２により、適当な動作レベルに電圧をス
テップアップする。データカード２０への電力は、ＦＷ
ＩＤ駆動回路４６０からフレキシブルウェハインダクタ
（ＦＷＩＤ）４６１を介して送られ、このフレキシブル
ウェハインダクタ（ＦＷＩＤ）４６１は、トランスの一
次巻線を有する。この一次巻線は、導電材料を多重に巻
いたコイルと、磁気エネルギーをデータカード２０内の
平面状の多重コイル（図示せず）に向けるように配置し
たフェライトコアを有する。この一次巻線が無線周波数
ジャケット４０内に形成されるようなトランスは、デー
タカード２０内の二次巻線とよく適合する。無線周波数
ジャケット４０からデータカード２０への電力の結合に
使用されるトランスは、米国特許第４，６９２，６０４
に開示されている。
【００４０】このＣＰＵ（中央演算装置）４３０は、ユ
ーザインターフェースを提供し、その結果、データカー
ド２０の保持者は、液晶駆動回路４０６により液晶表示
装置４０５の上に情報が表示されることにより、あるい
は、ブザー４０８により可聴の・コマンドにより、取引
が行われることが分かる。
【００４１】次に、図８において、無線周波数チャネル
を介して、双方向の読み出し／書き込み通信を可能にす
る応答装置と、ジャケットと、スマートカードとの間の
相互作用を表すブロック図が示されている。無線周波数
ジャケット４０とデータカード２０が、応答装置に関連
した応答サイトの受信範囲外にあるときには、無線周波
数ジャケット４０とデータカード２０へのパワーは切断
される。かくして、無線周波数ジャケット４０は、通常
パワーオフの状態にあり、これにより、バッテリーの寿
命を長持ちさせる。
【００４２】応答装置１０は、連続的に低レベルの応答
信号（２．４ＧＨｚで）を放出する。この低レベルの応
答信号は、各応答サイトの所望の動作領域をカバーする
ものである。カード保持者が、応答サイトの動作領域内
にはいると、応答装置のアンテナ１２から放出される無
線周波数信号が、活性化信号になり、無線周波数ジャケ
ット４０内のＣＰＵ（中央演算装置）４３０に提供され
る。ＣＰＵ（中央演算装置）４３０が立ち上がると、こ
のＣＰＵ（中央演算装置）４３０は、電力をデータカー
ド２０に提供し、その応答信号を生成し、スマートカー
ドに送信して、応答装置１０に識別（ＩＤ）データを提
供する。このカードにより提供されるＩＤデータは、応
答装置１０への特定のカードを識別するものである。問
い合わせに応答すると、データカード２０は、そのＩＤ
データを生成し、この情報を無線周波数ジャケット４０
内のインターフェース回路に送る。すると、この無線周
波数ジャケット４０は、このＩＤデータを応答装置１０
に送る。
【００４３】この応答装置１０が、このＩＤデータを受
信すると、その後、チャネル変更・コマンドとＩＤデー
タを無線周波数ジャケット４０に戻す。無線周波数ジャ
ケット４０と応答装置１０との間の最初のデータは、専
用の特定のセットアップＲＦチャネルを介して交換され
る。この最初のデータが交換されると、応答装置１０
は、無線周波数ジャケット４０に対し、複数のＲＦ通信
チャネルの一つを・コマンドし、応答装置１０とジャケ
ット／カードの結合体との間の後続の長いデータを交換
する。この構成により、各サイトが、多数の同時のユー
ザを処理できるようにすることにより、人々が電子バリ
アを通過して移動できるようになる。
【００４４】人を移動しやすくするために、各人が、カ
ードの使用者として識別されると、この応答装置１０
は、これらのユーザが、より早く電子バリアを通過でき
るようにする。しかし、取引を終了するために、いった
ん、ユーザが電子バリアを通過すると、このスマートカ
ード／ジャケットの結合体は、このサービスの提供者と
通信を継続しなければならない。この電子バリアを超え
て、必要な通信を完了せずに、応答システムを不正に使
用しようとする不正使用者を阻止するために、機密情報
がカード内、および、応答システム内に取り入れられ
て、この応答システムは、これらの不正使用のカードを
ロックし、このＩＤデータが、将来試みられる取引（交
信）で、カードからその後呼び出されるのを阻止する。
これにより、カードは、動作しなくなり、ユーザは、カ
ードをサービス提供者に戻して、カードを再生する。機
密ファイルシステムを有するカード、および、このカー
ドをロックする適当なシステムが、米国特許第４，８８
２，４７４号に開示されている。
【００４５】ジャケットが、応答装置で使用可能な通信
チャネルの一つに移動すると、この応答装置は、読み出
し／書き込み（Ｒ／Ｗ）・コマンドと、ＩＤデータとを
無線周波数ジャケット４０に戻す。このＲ／Ｗ・コマン
ド内には、ロック・コマンドが含まれ、このロック・コ
マンドは、一時的にカードをロック状態にして、応答装
置からのこれ以上の・コマンドの受信をさせないように
している。かくして、いったんユーザがＩＤデータの生
成により電子バリアを超えてアクセスが許されると、応
答装置との交信は、終了するか、あるいは、カードはロ
ック状態にはいる。応答装置からカードへの交信の最後
のＲ／Ｗ・コマンド内には、ロックリセットコマンド
（・コマンド）が含まれ、このコマンドは、応答装置か
らカードに、前に提供されたロックコマンドを取り消す
（上書きする）。
【００４６】ユーザが、何らかの都合でＩＤデータのみ
を応答装置に提供させるようにカードを処理すると、こ
のことは、応答システムにより検知される。ホスト１７
により、提供されるこのデータベースは、各未完了の取
引（交信）を検知する。このデータベースは、ＩＤデー
タを記録し、その後、取引が中断する前に提供されたＩ
Ｄデータとの比較を行うよう更新される。このようなこ
とが起こるために、警報信号が、電子バリアの近傍の局
で生成されて、不正のカードが、システムで使用されて
いる旨の・コマンドが、システムの保守者に通知され
る。
【００４７】全てのＲ／Ｗコマンドは、このＩＤデータ
に付属して、応答装置１０が、誤って近くのスマートカ
ード内のデータに影響しないようにし、さらに、このス
マートカードが、誤って別の通信チャネルに移動して、
異なる応答サイトにおける応答装置１０と通信しないよ
うにしている。
【００４８】応答装置からのＲ／Ｗコマンドは、様々な
形態をしている。スマートカードの保持者が、応答装置
のサイトの近傍にいる間に、スマートカードの口座から
引き落とされる形態でもある。カード保持者が、例え
ば、地下鉄のような公共輸送手段を使用した場合には、
まず、このカードが読み込まれて、その乗車地点がカー
ド内に入力される。その後、カード保持者が地下鉄を降
りるときに、その乗車料金が、カード内の口座から引き
落とされる。このコマンドは、スマートカードの口座に
追加するような形態でも行われる。さらに、このＲ／Ｗ
コマンドは、そのカード保持者が、例えば、音声紋のよ
うな付加的な識別情報を提供すると、このＩＤデータを
有するカード保持者は、ある特定の場所への入場が許さ
れるようにすることもできる。
【００４９】このＲ／Ｗコマンドが、データカード２０
により無線周波数ジャケット４０から受信されると、デ
ータカード２０内の適当なプログラムが実行されて、応
答装置１０への応答が生成される。この無線周波数ジャ
ケット４０は、スマートカードのＩＤと共に、Ｒ／Ｗ応
答を応答装置１０に送信して、このカード内の適当な指
示が行われるようにすることもできる。必要によって
は、応答装置１０により別のコマンドが発せられ、デー
タカード２０によりそれに応答する、ということもでき
る。最終コマンドがデータカード２０により応答される
と、応答装置１０は、休止コマンドをその関連するジャ
ケットに送信する。ＣＰＵ（中央演算装置）４３０は、
それ自身と無線周波数ジャケット４０内のインターフェ
ース回路の全てをターンオフする。そして、これによ
り、データカード２０への電力供給を遮断する。かくし
て、ジャケットは、パワーオフの状態に戻る。
【００５０】図９は、本発明の応答システムの他の実施
例で、複数のスマートカードと無線周波数ジャケットと
をインターフェースする。このシステムは、並列の送信
／直列の受信ネットワークである。このネットワークに
おいて、ユーザ間、すなわち、サイト１１間の交換と受
信バスは、図１のネットワークで説明したとおりであ
る。しかし、サイト１１1からサイト１１Nは、フォーマ
ット化した情報パケットをバス９０1からバス９０Nに、
それぞれ送信し、そして、さらに、多重化制御装置９１
に送信する。サイト１１と多重化制御装置９１との間の
送信は、サイトの速度で行われ、それらは、非同期でも
よい。図９のネットワークの並列送信部分においては、
サイト１１1からサイト１１Nは、独立にそれぞれバッフ
ァ９１３1からバッファ９１３N内に、受信機９１４1か
ら受信機９１４Nを介して、情報パケットを記憶する。
シーケンサ／コントローラ９１５は、周期的に制御し、
情報パケットを直列に、スイッチ手段９１７を介してホ
スト１７に送信する。情報パケットは、ホスト１７で処
理され、その更新された情報は、ホスト１７からシステ
ムのユーザに戻される。ホスト１７からの情報パケット
は、スイッチ手段９２１に送られて、情報パケットを並
列にシフトレジスタ９１６内に記憶させる。
【００５１】多重化制御装置９１内のマスタクロック９
１８が、バッファ９１３、スイッチ手段９１７、９２
１、シフトレジスタ９１６の間のデータ転送を制御し
て、シフトレジスタ９１６が、フレームマーカー生成器
９１９からのビットを変調レーザ９２０内に高速で直列
にシフト入力させる。スイッチ手段９１７は、図１の応
答装置１０内のフレームマーカー生成器１８に記載され
たのと同様な機能を実行して、バス１４を介して送信さ
れるべき各パケットの開始点にマーカーを挿入する。変
調レーザ９２０においては、レーザは、シフトレジスタ
９１６からの直列に受信した情報パケットにより変調さ
れる。この変調されたビットストリームは、バス１４内
に供給されて、そこで同期送信される。
【００５２】ソフトウェアの制御のもとで、多重化制御
装置９１に柔軟性を持たせることにより、バッファ９１
３からの情報パケットをバス１４の上に多重化すること
ができる。例えば、バッファ９１３からの情報パケット
の一定数を周期的に多重化するか、あるいは、各バッフ
ァ９１３が次のバッファに進む前に、情報パケットを空
にすることもできる。プログラム制御のもとで、優先権
をあるバッファ９１３に与えることもできる。ハードウ
ェアの観点から、図９のネットワークは、図１の直列ネ
ットワークよりも単純である。その理由は、検知（Sens
e Ｓ）と送信(Transmit Ｔ）の方向性カプラ、あるい
は、サイト１１の送信器部分の変調レーザ１１６とシフ
トレジスタ１１５は、不要となるからである。図９の無
線周波数ジャケット４０1から無線周波数ジャケット４
０Nへの並列送信の速度を遅くすることにより、図９の
光ネットワークに対し、マルチモードファイバとＬＥＤ
ソースを用いることができる。こうすることによる不利
益点は、並列送信接続内に、より多くのバスが必要とな
る点である。しかし、高速素子は、図９のサイト１１の
受信部分、および、サイト１１により共有される多重化
制御装置９１内の受信部分には必要である。
【００５３】上記の変形例としては、本発明の応答シス
テムは、ベルトコンベアにおける輸送、あるいは、貨物
ヤードに出入りする際の貨物ボックスカー、あるいは、
重量検査所における長距離用トラックにも適用できる。
必要な点としては、所望のユニットに固定されたスマー
トカード／ジャケットの結合体を有すればよく、検査す
るために検査サイトの近傍で、そのような結合体が用い
られればよい点である。
【発明の効果】以上述べたように、本発明のシステムに
おいては、複数のデータカード所有者と、移動体用通信
システム提供者とが同時に通信することができ、これに
より、データカード所有者は、高速道路上等で、クレデ
ィットカードでの支払いを行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による複数のデータカードと無線周波数
ジャケットとのインターフェースをとる応答システムの
ブロック図。
【図２】図１のデータカード（スマートカード）の上面
図と、図１の無線周波数ジャケットの上部表面図と側面
図。
【図３】スマートカードを無線周波数ジャケット内に挿
入したときの状態を表す無線周波数ジャケットとスマー
トカードの関係を表す図。
【図４】図１の応答システム用の代表的な送信器インタ
ーフェースを表すブロック図。
【図５】本発明の応答システムに用いられる時間フレー
ムフォーマットを表す図。
【図６】図１の応答システムで用いられる代表的なサイ
ト受信機インターフェースを表すブロック図。
【図７】応答装置とスマートカードとの間に通信を形成
する無線周波数ジャケット内に組み込まれたインターフ
ェース回路のブロック図。
【図８】双方向無線周波数の読み出し／書き込み通信を
可能にする応答システムとジャケットとスマートカード
との相互作用を表すブロック図。
【図９】複数のスマートカードと無線周波数ジャケット
とをインターフェースする別の実施例の応答システムを
表すブロック図。
【符号の説明】
１N．．．ＭN ユーザ １０ 応答装置 １１ サイト １２ アンテナ １４ バス １６ コントローラ １７ ホスト １８ フレームマーカー生成器 ２０ データカード ４０ 無線周波数ジャケット ４０１ バッテリ ４０５ 液晶表示装置 １１０・１２０ 光検知器 １１１・１２２ クロックとフレーム再生回路 １１２ 空フレーム検知器 １１３ アナログ遅延装置 １１５ シフトレジスタ １１６ 変調レーザ １１７ 受信機 １１８ 送信器バッファ １２１ Ｒ方向性カプラ １２３ 高速シフトレジスタ １２４ バッファ付きメッセージデコーダ １２５ 変調機能付き無線送信器 ４０２ ＤＣ／ＤＣ変換器 ４０６ 液晶駆動回路 ４０８ ブザー ４１０ アンテナ ４２０ Ｒ／Ｆ回路 ４３０ ＣＰＵ（中央演算装置） ４４０ 検知器 ４５０ データ整合回路 ４５１・４５２・４５３・４５４ キャパシタンスプレ
ート ４６０ ＦＷＩＤ駆動回路 ４６１ フレキシブルウェハインダクタ（ＦＷＩＤ） ９０ バス ９１ 多重化制御装置 ９１３ バッファ ９１４ 受信機 ９１５ シーケンサ／コントローラ ９１６ シフトレジスタ ９１７・９２１ スイッチ手段 ９１８ マスタクロック ９１９ フレームマーカー生成器 ９２０ 変調レーザ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−85932（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−263385（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−20021（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−311291（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−511097（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 7/00 - 7/26 H04B 1/59 G06K 17/00

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 持ち運び可能なデータカード（２０）と
    複数の無線周波数で遠隔応答することができる応答装置
    （１０）であって、 （Ａ）前記データカードの識別番号を決定するために、
    複数の周波数の内の第１周波数で、前記データカードと
    通信する手段（１１、１２、１８）と、 （Ｂ）前記識別番号を受信することにより、所定の交信
    を開始する手段（１７）と、 （Ｃ）前記複数の無線周波数の内の第２周波数で、前記
    データカードと通信しながら、前記所定の交信を完了す
    る手段（１７）と、 前記応答装置（１０）は、前記第２周波数で動作して、
    前記データカードに対し、データの読み出しと書き込み
    を行い、（Ｄ） 前記データカードに対し、ロック・コマンドを送
    信し、かつ、前記ロック・コマンドをディスエーブルす
    るロックリセット・コマンドを送信する手段とからな
    り、 前記ロック・コマンドは、前記データカード内に登録さ
    れ、前記ロック・コマンドは、所定の交信を完了するこ
    とにより、前記ロックリセット・コマンドにより、ディ
    スエーブルされることを特徴とする応答装置。
  2. 【請求項２】 前記開始する手段（Ｂ）は、アクセス制
    限領域へのアクセスを可能とする活性化手段を有し前記
    活性化手段は、前記アクセス制限領域へ入ることを制限
    している電子バリアを非活性化することを特徴とする請
    求項１の応答装置。
  3. 【請求項３】 前記交信における応答装置からデータカ
    ードへの最初の読み出し／書き込み・コマンドは、ロッ
    ク・コマンドを含むことを特徴とする請求項１の応答装
    置。
  4. 【請求項４】 前記交信における応答装置からデータカ
    ードへの最後の読み出し／書き込み・コマンドは、ロッ
    クリセット・コマンドを含むことを特徴とする請求項３
    の応答装置。
  5. 【請求項５】 前記所定の交信は、前記完了する手段
    （Ｃ）により所定の交信が完了していない場合には、前
    記データカードをディスエーブルとするために、前記ロ
    ック・コマンドを前記データカードに登録した状態に維
    持することを特徴とする請求項４の応答装置。
  6. 【請求項６】 持ち運び可能なデータカードと複数の無
    線周波数で応答装置から遠隔応答する方法であって、 （Ａ）前記データカードの識別番号を決定するために、
    複数の周波数の内の第１周波数で、前記データカードと
    通信するステップと、 （Ｂ）前記識別番号を受信することにより、所定の交信
    を開始するステップと、 （Ｃ）前記複数の無線周波数の内の第２周波数で、前記
    データカードと通信しながら、前記所定の交信を完了す
    るステップと、 （Ｄ）前記データカードに対し、ロック・コマンドを送
    信し、かつ、前記ロック・コマンドをディスエーブルす
    るロックリセット・コマンドを送信するステップとから
    なり、 前記ロック・コマンドは、受信した前記データカード内
    に登録され、前記ロック・コマンドは、前記ロックリセ
    ット・コマンドによりディスエーブルされ、前記ロック
    リセット・コマンドは、前記応答装置が所定の交信を完
    了することにより前記応答装置により出されることを特
    徴とする方法。
  7. 【請求項７】 前記完了するステップ（Ｃ）は、前記第
    ２周波数で動作して、前記データカードに対し、データ
    の読み出しと書き込みを行うステップを有することを特
    徴とする請求項６の方法。
  8. 【請求項８】 前記開始するステップ（Ｂ）は、アクセ
    ス制限領域へのアクセスを可能とするために、前記アク
    セス制限領域へ入ることを制限している電子バリアを非
    活性化するステップを有することを特徴とする請求項６
    の方法。
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