JP3845195B2 - Ｉｃカードシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣカードとリーダライタとの間で非接触により情報通信を行うＩＣカードシステム等に関し、特に、リーダライタに対してＩＣカード等といった移動情報通信体の表面がかざされたか、或いは当該移動情報通信体の裏面がかざされたかに応じて、当該移動情報通信体の使用状況を識別する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばクレジットカード等と同様な大きさのカード基板にマイクロコンピュータチップとメモリチップとを埋設して構成したＩＣカードは、金融、流通、交通、医療等の種々な分野において実用化が図られている。
このようなＩＣカードを用いたＩＣカードシステムでは、例えばリーダライタからＩＣカードに対して電力を伝送供給し、リーダライタとＩＣカードとの間で制御コードやデータ等といった情報を通信させている。
リーダライタとＩＣカードとの間の電力伝送や情報通信では、端子同士を接触させて行う接触方式の他に、電磁結合（すなわち、電磁誘導）を用いて行う非接触方式も採用されている。
【０００３】
図７には、非接触方式を採用したＩＣカードシステムの一例を示してあり、このＩＣカードシステムには、情報を処理する情報処理装置６１と、当該情報処理装置６１に接続されたリーダライタ６２と、当該リーダライタ６２との間で非接触により電力伝送や情報通信を行うＩＣカード６３とが備えられている。
【０００４】
リーダライタ６２やＩＣカード６３にはループアンテナが設けられており、例えば上記図７に示したようにＩＣカード６３のループアンテナがリーダライタ６２のループアンテナの上方等にかざされた状態で、両者６２、６３のループアンテナ間での電磁結合によりリーダライタ６２からＩＣカード６３へ例えば搬送波を介して電力が伝送される。また、リーダライタ６２とＩＣカード６３との間では、上記と同様な状態で、両者６２、６３のループアンテナを搬送波により電磁結合させて、当該搬送波を変調することにより情報を通信することが行われる。
【０００５】
具体的には、リーダライタ６２のループアンテナから発生した磁束がＩＣカード６３のループアンテナのコイル面を貫くことによりリーダライタ６２からＩＣカード６３への電力伝送や情報通信が行われ、また、ＩＣカード６３のループアンテナから発生した磁束がリーダライタ６２のループアンテナのコイル面を貫くことによりＩＣカード６３からリーダライタ６２への情報通信が行われる。
また、情報処理装置６１では、例えばリーダライタ６２から受信した金融、流通、交通、医療等のデータを処理することが行われる。
【０００６】
上記のようなＩＣカードシステムは、例えばＩＣカード６３の保持者（ユーザ）等の入退室を管理する入退室管理システムに利用され、このシステムでは、例えば管理対象となる部屋の出入り口にリーダライタ６２が設置されるとともに、ＩＣカード６３を所持したユーザが部屋の出入り口のゲート等を通過する際に当該ユーザが入室するのか或いは退室するのかをリーダライタ６２側に入力するためのキー入力部が設けられている。
【０００７】
このような入退室管理システムにおいてユーザが管理対象の部屋を入退室する場合には、当該ユーザが自己のＩＣカード６３をリーダライタ６２にかざしてＩＣカード６３とリーダライタ６２とを通信可能な状態とするとともに、当該ユーザが入室するのか或いは退室するのかを当該ユーザ等がキー入力部を操作してリーダライタ６２側に選択入力して通知することが行われる。この場合、リーダライタ６２側では、例えばかざされたＩＣカード６３の識別子を読み取ることにより認証処理等が行われるとともに、キー入力部から入力された通知に基づいて入室或いは退室のいずれかの状態を検出し、これにより、管理対象の部屋へのユーザの入退室を管理してゲートの開閉等を制御することが行われる。
【０００８】
また、上記のような入退室管理システムでは、例えばキー入力部の代わりに赤外線センサ等といった外部入力機器をリーダライタ６２側に設けて、当該機器によりユーザの動作を監視する構成が用いられることもある。この場合には、外部入力機器により監視されたユーザの動作に基づいて当該ユーザが管理対象の部屋へ入室したのか或いは当該部屋から退室したのかを識別することが行われる。
【０００９】
また、以上に示したような入退室管理システムでは、例えばユーザの入退室の記録をＩＣカード６３に備えられたメモリ等に記憶させておく場合もあり、このような場合には、例えばユーザが管理対象の部屋への入退室を行うに際してＩＣカード６３のキー等を操作して入退室のいずれかの状態を当該ＩＣカード６３に選択入力することにより、ＩＣカード６３では入力された入室或いは退室のいずれかの情報をメモリ等に記憶して保持することが行われる。
【００１０】
【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ＩＣカードシステムでは、例えば上記したように当該ＩＣカードシステムを利用して入退室管理システムを構築した場合に、ＩＣカードを所持したユーザ等が管理対象の部屋へ入室するのか或いは当該部屋から退出するのかをリーダライタ側で把握するためには、例えばユーザがＩＣカードをリーダライタにかざすに際して当該ユーザ等がキー入力部等を操作して入退室のいずれかの状態をリーダライタ側に通知することが必要であったため、このようなキー入力等の操作が非常に煩わしいといった不具合があった。
【００１１】
また、上記従来例で示したように、ユーザ等がキー入力部等を操作する構成ではなく、リーダライタ側に設けられた外部入力機器によりユーザの動作を監視して入退室のいずれかの状態を識別する構成を用いて入退室管理システムを構築することもできるが、このような場合には、リーダライタ側に赤外線センサ等といった外部入力機器を設ける必要があるため、当該システムを構築するのにかかるコストが高くなってしまう等といった不具合があった。
【００１２】
また、例えば上記のような入退室管理システムにおいて、ＩＣカードを所持したユーザ等が管理対象の部屋へ入室したのか或いは当該部屋から退出したのかをＩＣカード側で記憶しておくためには、例えばユーザがＩＣカードをリーダライタにかざすに際して当該ユーザがＩＣカードのキー等を操作して入退室のいずれかの状態をＩＣカードに通知することが必要であったため、このようなキー入力等の操作がユーザにとって煩わしいといった不具合があった。
【００１３】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、ＩＣカード等といった移動情報通信体とリーダライタとの間で非接触により情報通信を行うに際して、例えばユーザ等により上記したようなキー入力等の操作が行われず、また、例えば上記したような外部入力機器がリーダライタ側に設けられなくとも、移動情報通信体がリーダライタにかざされた場合に、当該リーダライタが入室或いは退室等といった２種類の情報の内のいずれかの情報を識別することができるＩＣカードシステム等といった移動情報通信体システムを提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、ＩＣカードとリーダライタとの間で非接触により情報通信を行うに際して、例えばユーザにより上記したようなキー入力等の操作が行われなくとも、ＩＣカードがリーダライタにかざされた場合に、当該ＩＣカードが入室或いは退室等といった２種類の情報の内のいずれかの情報を識別することができるＩＣカードシステムを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るＩＣカードシステムでは、ＩＣカードに設けたループアンテナとリーダライタに設けたループアンテナとを搬送波により電磁結合させて、当該搬送波を振幅変調することによりＩＣカードとリーダライタとの間で情報通信を行うに際して、ＩＣカードでは変調手段が搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施す一方、リーダライタでは検出手段が搬送波の極性毎の変調信号を検出する。
【００１６】
このような構成では、リーダライタのループアンテナに対して電磁結合させられるＩＣカードのループアンテナのコイル面が反転すると、例えばＩＣカードのループアンテナから発生した磁束がリーダライタのループアンテナを貫く向きが反転するため、リーダライタによりＩＣカードから受信される信号波中で変調が施されている信号成分の極性が反転する。
従って、例えばＩＣカードの表面がリーダライタにかざされた場合とＩＣカードの裏面がリーダライタにかざされた場合とで異なった情報を対応させておくことにより、リーダライタでは変調された信号成分を検出した極性に応じて異なった２種類の情報の内のいずれかの情報を識別することができる。
【００１７】
例えば上記のようなＩＣカードシステムを用いて入退室管理システムを構築した場合には、例えばＩＣカードの表面がリーダライタにかざされた場合を退室とする一方、ＩＣカードの裏面がリーダライタにかざされた場合を入室としておくことにより、リーダライタでは、ユーザによりかざされたＩＣカードの面の向き（表面か或いは裏面かの向き）に基づいて当該ユーザが管理対象の部屋へ入室するのか或いは当該部屋から退室するのかといったＩＣカードの使用状況を把握することができる。このため、例えばユーザ等がキー入力等により入退室のいずれかの状態をリーダライタ側に通知することやリーダライタ側に外部入力機器を設けてユーザの動作を監視することが必ずしも必要ではなくなり、これにより、ユーザ等によるキー入力等の操作の煩わしさを解消することや、外部入力機器にかかるコストをなくしてシステムの原価を低減させること等を実現することができる。
【００１８】
また、本発明に係る移動情報通信体システムでは、移動情報通信体に設けたループアンテナとリーダライタに設けたループアンテナとを搬送波により電磁結合させて、当該搬送波を振幅変調することにより移動情報通信体とリーダライタとの間で情報通信を行うに際して、移動情報通信体ではループアンテナの一端と定電圧源との間に介装されたトランジスタを設けるとともに、制御手段が当該トランジスタを開閉制御して搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施す一方、リーダライタでは検出手段が搬送波の極性毎の変調信号を検出する。
【００１９】
従って、上記したＩＣカードシステムの場合と同様に、例えば移動情報通信体の表面がリーダライタにかざされた場合と移動情報通信体の裏面がリーダライタにかざされた場合とで異なった情報を対応させておくことにより、リーダライタでは変調された信号成分を検出した極性に応じて異なった２種類の情報の内のいずれかの情報を識別することができる。
【００２０】
また、このような移動情報通信体システムを用いて例えば入退室管理システムを構築した場合においても、上記したＩＣカードシステムの場合と同様に、リーダライタではかざされた移動情報通信体のループアンテナのコイル面の向きに基づいて入退室のいずれかの状態を把握することができるため、ユーザ等によるキー入力等の操作の煩わしさを解消することや、外部入力機器にかかるコストをなくしてシステムの原価を低減させること等を実現することができる。
【００２１】
ここで、本発明で言う移動情報通信体には、上記したＩＣカードばかりでなく、例えば、人に付されたネームプレートや、商品や物品に付されたタグや、家畜に付された識別用プレートや、宅配便の荷物に付された配送先プレートや、コンテナに付された配送先プレート等といったものも包含される。また、本発明を適用することが可能な移動情報通信体としては、以上に示したものに限られず、本発明は、リーダライタとの間でループアンテナ間を搬送波により電磁結合させて、当該搬送波を振幅変調することによりリーダライタとの間で情報通信を行うものについて広く適用することができるものである。
【００２２】
また、本発明に係るＩＣカードシステムでは、ＩＣカードに設けたループアンテナとリーダライタに設けたループアンテナとを搬送波により電磁結合させて、当該搬送波を振幅変調することによりＩＣカードとリーダライタとの間で情報通信を行うに際して、リーダライタでは変調手段が搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施す一方、ＩＣカードでは検出手段が搬送波の極性毎の変調信号を検出し、記憶手段が変調信号を検出した極性に応じた情報を記憶する。
【００２３】
このような構成では、リーダライタのループアンテナに対して電磁結合させられるＩＣカードのループアンテナのコイル面が反転すると、例えばリーダライタのループアンテナから発生した磁束がＩＣカードのループアンテナを貫く向きが反転するため、ＩＣカードによりリーダライタから受信される信号波中で変調が施されている信号成分の極性が反転する。
従って、例えばＩＣカードの表面がリーダライタにかざされた場合とＩＣカードの裏面がリーダライタにかざされた場合とで異なった情報を対応させておくことにより、ＩＣカードでは変調された信号成分を検出した極性に応じて異なった２種類の情報の内のいずれかの情報を識別して記憶することができる。
【００２４】
例えば上記のようなＩＣカードシステムを用いて入退室管理システムを構築した場合には、例えばＩＣカードの表面がリーダライタにかざされた場合を退室とする一方、ＩＣカードの裏面がリーダライタにかざされた場合には入室としておくことにより、ＩＣカードでは、ユーザによりリーダライタにかざされた当該ＩＣカードの面の向き（表面か或いは裏面かの向き）に基づいて当該ユーザが管理対象の部屋へ入室するのか或いは当該部屋から退室するのかを把握することができる。このため、例えばユーザがＩＣカードのキー等を操作して入退室のいずれかの状態を当該ＩＣカードに通知することが必ずしも必要ではなくなり、これにより、ユーザによるキー入力等の操作の煩わしさを解消することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
なお、本例では、移動情報通信体としてＩＣカードが用いられた場合を示し、ＩＣカードとリーダライタとの間でループアンテナを用いて情報通信を行うＩＣカードシステムに本発明を適用した場合を示す。
図１には、本発明に係るＩＣカードシステムの概略的な一構成例を示してあり、このＩＣカードシステムには、ループアンテナを用いて情報を通信するリーダライタ１及びＩＣカード２が備えられている。また、本例では、リーダライタ１にはインタフェース等を介して情報処理装置（図示せず）が接続されており、この情報処理装置では、例えばリーダライタ１から受信した金融、流通、交通、医療等のデータを処理することが行われる。
【００２６】
リーダライタ１には、ループアンテナから構成されたリーダライタユニットアンテナ部（アンテナ部）１１と、搬送波を発生させる搬送波部１２と、変調処理を行う変調部１３と、復調処理を行う復調部１４と、これら各処理部１１〜１４を機能させて制御する制御部１５とが備えられている。
制御部１５は、一例として、制御プログラムを格納したＲＯＭ及び当該プログラムを実行するＣＰＵを有したマイクロコンピュータや各種の情報を記憶するメモリ等から構成されており、ＣＰＵが上記した制御プログラムをＲＡＭに展開して実行することにより各処理部１１〜１４を制御等して電力の送電処理及び情報の通信処理を実行させる。
【００２７】
本例では、リーダライタ１のループアンテナとＩＣカード２のループアンテナ２１とを搬送波により電磁結合させることにより、両者１、２の間で電力の伝送や情報の通信が行われ、上記した制御部１５では、例えば搬送波部１２から常時無線搬送波を発生させて当該搬送波を変調部１３を介してアンテナ部１１から送信出力させることによりＩＣカード２へ電力を送電することや、また、当該搬送波を変調部１３により変調させて生成した変調波をアンテナ部１３から送信させることによりＩＣカード２へ情報を送信することや、また、アンテナ部１１から受信された変調波を復調部１４により復調させること等が行われる。
【００２８】
ＩＣカード２との間での情報通信の一例としては、上記した制御部１５では、ＩＣカード２を検出するためのポーリングコマンドデータを変調部１３により生成させてアンテナ部１１から定期的に送信させるとともに、当該コマンドデータに対してＩＣカード２からの応答データが受信されたか否かを復調部１４を制御して監視することにより、通信可能な領域にＩＣカード２が存在するか否かを検出する。また、この検出処理において例えばアンテナ部１１によりＩＣカード２からの応答データが受信された場合には、制御部１５では、例えば当該ＩＣカード２の識別子を読み取って認証処理等を行った後に、当該ＩＣカード２との間で情報を通信することを行う。なお、ＩＣカード２との間で通信される情報は、例えばインタフェースを介して情報処理装置との間で送受信される。
【００２９】
このような構成により、リーダライタ１では、通信可能な領域に存在するＩＣカードに対して搬送波により電力を送電するとともに、アンテナ部１１のループアンテナと当該ＩＣカード２のループアンテナ２１とを搬送波により電磁結合させて、当該搬送波を変調することにより当該ＩＣカード２との間で情報を通信することが行われる。
【００３０】
ＩＣカード２には、ループアンテナ２１と、整流回路等により電力の受電処理を行う電力部２２と、情報の受信処理を行う受信部２３と、情報の送信処理を行う送信部２４と、これら各処理部２１〜２４を機能させて制御する制御部２５とが備えられている。なお、本例では、ＩＣカード２がリーダライタ１から受電した電力により動作する構成を示す。
制御部２５は、一例として、制御プログラムを格納したＲＯＭ及び当該プログラムを実行するＣＰＵを有したマイクロコンピュータや各種の情報を記憶するメモリ等から構成されており、ＣＰＵが上記した制御プログラムをＲＡＭに展開して実行することにより各処理部２１〜２４を制御等して電力の受電処理及び情報の通信処理を実行させる。
【００３１】
このような制御部２５では、例えばループアンテナ２１を介して受信された無線搬送波を電力部２２により整流させて抽出した直流電力を各処理部２３〜２５へ供給させることや、また、ループアンテナ２１から受信された変調波を受信部２３により復調させることや、送信部２４により搬送波を変調させて生成した変調波をループアンテナ２１から送信させることによりリーダライタ１へ情報を送信すること等が行われる。なお、上記図１では、電力部２２から各処理部２３〜２５への電力の流れを点線を用いて示してある。
【００３２】
リーダライタ１との間での情報通信の一例としては、例えばループアンテナ２１がリーダライタ１のアンテナ部１１に近づけられて通信可能になると、リーダライタ１からの電力により受信部２３の動作が開始され、上記した制御部２５では、当該受信部２３によりリーダライタ１からのポーリングコマンドデータが受信処理されるのを待機する。また、受信部２３によりリーダライタ１からのポーリングコマンドデータが受信処理されると、制御部２５では、当該コマンドデータに対する応答データを送信部２４を制御してリーダライタ１へ送信させ、これにより、リーダライタ１との間で情報を通信することを行う。
【００３３】
このような構成により、ＩＣカード２では、リーダライタ１から通信が可能な領域において、当該リーダライタ１からの搬送波を受信することにより電力を受電するとともに、自己のループアンテナ２１と当該リーダライタ１のアンテナ部１１のループアンテナとを搬送波により電磁結合させて、当該搬送波を変調することにより当該リーダライタ１との間で情報を通信することが行われる。
【００３４】
次に、上記したＩＣカードシステムにおいて本発明の要部に係る構成を詳しく説明する。
図２には、上記したリーダライタ１に備えられたアンテナ部１１や復調部１４及び上記したＩＣカード２に備えられたループアンテナ２１や送信部２４の更に詳しい構成例を示してある。なお、同図では、本発明の要部に係る構成以外の構成部分については図示を省略してある。
【００３５】
まず、上記図２に示したＩＣカード２の構成例を説明する。
ＩＣカード２のループアンテナ２１は、例えばコイルＬ２と、当該コイルＬ２に接続されたコンデンサＣ２とから構成されている。また、本例では、リーダライタ１から受信した搬送波により直流電力を抽出する回路として、接地されたブリッジ整流回路Ｂがループアンテナ２１に接続されて電力部２２に設けられている。
【００３６】
ＩＣカード２の送信部２４は、例えばトランジスタＴから構成されており、当該トランジスタＴがループアンテナ２１の一端と定電圧源との間に介装されて設けられている。本例では、トランジスタＴのコレクタ端子が抵抗Ｒを介してループアンテナ２１の一端に接続されているとともに、当該トランジスタＴのエミッタ端子が接地（０Ｖの定電圧源に接続）されている。また、トランジスタＴのベース端子には制御部２５が接続されており、制御部２５では、例えば当該ベース端子に印加する電圧を制御することにより、トランジスタＴを開閉制御することが行われる。この開閉制御により、制御部２５では、ループアンテナ２１での搬送波の波形を振幅変調させて、送信対象の情報をループアンテナ２１から送信させることが行われる。なお、本例では、振幅変調として例えば振幅偏移変調（ＡＳＫ：Amplitude Shift Keying）が用いられる。
【００３７】
ここで、上記したように振幅変調を行うトランジスタＴがループアンテナ２１の一端のみに接続されているため、例えばループアンテナ２１での搬送波によりトランジスタＴのコレクタ端子に印加される電圧値の極性（正、或いは、負）が周期的に変化する場合には、当該コレクタ端子に印加される電圧値と上記したエミッタ端子に接続された定電圧源の電圧値（閾値）との大小関係に応じてトランジスタＴが動作する状態とトランジスタＴが動作しない状態とが周期的に繰り返される。このため、図３にループアンテナ２１から送信される変調波の一例を電圧値を用いて示すように、本例のＩＣカード２から送信される変調波では、搬送波の一方側の極性成分にのみ（同図では、閾値０Ｖより上側の極性成分にのみ）変調が施される。
【００３８】
なお、本例では、好ましい実施例として、搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施すための閾値を当該搬送波の変動の中心値（本例では、０）としたが、例えば上記図３において電圧の閾値を０Ｖより上側にずらした場合であっても、当該閾値が搬送波の振幅より下側にくれば上記と同様に当該搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施すことができる。このように、上記した閾値としては必ずしも搬送波の変動の中心値でなくともよく、システムの使用状況等に応じて当該閾値が適当な値に設定されてもよい。
【００３９】
ここで、本例では、上記したトランジスタＴにより、ループアンテナの一端と定電圧源との間に介装されたトランジスタが構成され、また、上記したように制御部２５がトランジスタＴを開閉制御することにより、トランジスタを開閉制御して搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施す制御手段が構成される。
また、本例では、上記したように制御部２５がトランジスタＴを制御して搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施すことにより、搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施す変調手段が構成される。
【００４０】
このようにしてＩＣカード２では、リーダライタ１へ情報を送信するに際して、搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施すことが行われる。
なお、本例では、送信部２４をトランジスタＴ等から構成した場合を示したが、例えばダイオードとスイッチ等から送信部２４を構成して当該スイッチを制御部２５が制御するといった構成によっても本例の場合と同様に搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施すことができる。このように、搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施す変調手段としては必ずしもトランジスタから構成されていなくともよく、変調手段の構成としてはどのようなものであってもよい。
【００４１】
次に、上記図２に示したリーダライタ１の構成例を説明する。
リーダライタ１のアンテナ部１１は、例えばコイルＬ１とコンデンサＣ１とが接続されて成るループアンテナから構成されている。
また、上記したループアンテナには結合器３１が接続されており、この結合器３１は、例えば当該ループアンテナによりＩＣカード２から受信された変調波の波形を復調部１４へ出力する機能を有している。なお、変調部１３からの搬送波等は当該結合器３１を介してループアンテナから送信される。
【００４２】
リーダライタ１の復調部１４は、例えば信号波形を分離する信号分離部３２と、復調処理を行う第１の復調部３３及び第２の復調部３４とから構成されている。
信号分離部３２は、結合器３１から入力された変調波を正極性側の信号成分と負極性側の信号成分とに分離する機能を有しており、例えば分離した正極性側の信号成分を信号経路Ｐを介して第１の復調部３３へ出力する一方、分離した負極性側の信号成分を信号経路Ｑを介して第２の復調部３４へ出力する機能を有している。
【００４３】
第１の復調部３３及び第２の復調部３４は、入力された信号波形を復調処理する機能を有しており、本例では、第１の復調部３３では入力された正極性側の信号成分が復調されて信号経路Ｐ’を介して制御部１５へ出力される一方、第２の復調部３４では入力された負極性側の信号成分が復調されて信号経路Ｑ’を介して制御部１５へ出力される。
【００４４】
図４には、上記図３に示したような波形の変調波がＩＣカード２から送信された場合に第１の復調部３３及び第２の復調部３４により処理される信号波形の一例を電圧値を用いて示してあり、図４（ａ）には第１の復調部３３へ入力される正極性側の信号成分の波形の一例を示すとともに、図４（ｂ）には第２の復調部３４へ入力される負極性側の信号成分の波形を示してある。なお、本例では、分離された信号成分の絶対値がとられて処理されるとしており、このため、上記図４（ａ）、（ｂ）では、両極性側の信号波形が共に電圧の閾値（０Ｖ）より上側に示されている。
【００４５】
制御部１５では、上記した第１の復調部３３から入力された復調後の信号と第２の復調部３４から入力された復調後の信号とに基づいて、いずれの極性側の信号成分がＩＣカード２により変調された信号成分であるかを識別することが行われる。この識別の仕方としては、例えば復調後の信号成分によりＩＣカード２からの情報が認識された場合には当該信号成分は変調されているとみなす一方、復調後の信号成分によりＩＣカード２からの情報が認識されなかった場合には当該信号成分は変調されていないとみなす等といった構成を用いることができる。具体的には、例えば上記図４に示した信号波形がリーダライタ１において得られた場合には、制御部１５では、第１の復調部３３から入力された正極性側の信号成分が変調されている一方、第２の復調部３４から入力された負極性側の信号成分は変調されていないことを識別する。
【００４６】
ここで、本例では、上記したように制御部１５等が極性毎の変調信号を検出することにより、搬送波の極性毎の変調信号を検出する検出手段が構成される。
このようにしてリーダライタ１では、ＩＣカード２から情報を受信するに際して、受信した変調波のいずれの極性成分がＩＣカード２により変調された成分であるかを識別することが行われる。
【００４７】
ここで、以上のような構成から成るＩＣカードシステムでは、リーダライタ１のループアンテナに対して電磁結合させられるＩＣカード２のループアンテナ２１のコイル面が反転すると、リーダライタ１のループアンテナに対してかざされるＩＣカード２のループアンテナの巻き方向が反転するため、リーダライタ１によりＩＣカード２から受信される信号波形の極性が反転する。具体的には、図５（ａ）に示すようにＩＣカード２の表面をリーダライタ１にかざした場合と、図５（ｂ）に示すようにＩＣカード２の裏面をリーダライタ１にかざした場合とでは、例えばＩＣカード２のループアンテナ２１の端子Ｘ、Ｙ間にかかる電圧（すなわち、本例では搬送波）の変化に起因して当該ループアンテナ２１に生じる磁束がリーダライタ１のループアンテナを貫く向きが逆となるため、リーダライタ１のループアンテナの端子Ｚ、Ｗ間に誘起される電圧の極性が反転する。
【００４８】
このようなことから、例えば上記図５（ａ）のようにＩＣカード２の表面がリーダライタ１にかざされた場合に上記図４に示した信号波形がリーダライタ１で受信処理されるとすれば、上記図５（ｂ）のようにＩＣカード２の裏面がリーダライタ１にかざされた場合には、リーダライタ１では、上記図４に示した信号波形とは反対に、正極性側の信号成分はＩＣカード２により変調されていない一方、負極性側の信号成分はＩＣカード２により変調されている信号波形が受信処理される。
従って、例えばＩＣカード２の表面がリーダライタ１にかざされた場合とＩＣカード２の裏面がリーダライタ１にかざされた場合とで異なった情報を対応させてリーダライタ１に設定して記憶させておくことにより、リーダライタ１ではＩＣカード２から受信した信号波中で変調された信号成分の極性を識別することにより異なった２種類の情報の内のいずれかの情報を識別することができる。
【００４９】
例えば上記のようなＩＣカードシステムを用いてユーザの入退室を管理する入退室管理システムを構築する場合には、一例として、管理対象となる部屋の出入り口にリーダライタ１を設置するとともに、ユーザにより所有されるＩＣカード２の表面に”入室”の表示を付す一方、当該ＩＣカード２の裏面に”退室”の表示を付しておく。また、例えばＩＣカード２の裏面がリーダライタ１にかざされた（裏面がリーダライタと相対した）場合にリーダライタ１がユーザの入室を検出する一方、ＩＣカード２の表面がリーダライタ１にかざされた（表面がリーダライタと相対した）場合にリーダライタ１がユーザの退室を検出するように設定しておく。
【００５０】
このような構成から成る入退室管理システムでは、ユーザが入室時に”入室”の表示が付されたＩＣカード１の表面を見えるようにして当該ＩＣカード２の裏面をリーダライタ１にかざす一方、ユーザが退室時に”退室”の表示が付されたＩＣカード２の裏面を見えるようにして当該ＩＣカード２の表面をリーダライタ１にかざすようにすることにより、リーダライタ１では当該ユーザの入退室を識別して管理することができ、これにより、リーダライタ１側では、例えば制御部１５のメモリ等に入退室の記録を記憶させて保持しておくことや、また、例えば”入室”が連続して行われた場合のような不正な侵入等を防止するためにゲートを開閉制御すること等ができる。
【００５１】
また、上記ではユーザの入退室を管理するシステムを示したが、例えば動物の牧場等への入退場を飼い主であるユーザがＩＣカードを用いて管理するシステムや、また、例えば物品の倉庫への流れ（倉庫への入出）等をユーザがＩＣカードを用いて管理する物流管理システム等を上記したＩＣカードシステムにより構成して、上記と同様な効果を得ることもできる。
【００５２】
このように、本発明を利用して入退室等を管理するシステムを構築した場合には、例えばユーザ等がキー入力等により入退室のいずれかの状態をリーダライタ１側に通知することやリーダライタ１側に外部入力機器を設けてユーザの動作を監視することが必ずしも必要ではないため、ユーザ等のキー入力等の操作の煩わしさをなくして操作性を向上させることができ、また、外部入力機器にかかるコストをなくしてシステムの原価を低減させること等を実現することができる。
【００５３】
なお、本発明は上記した入退室等を管理するシステムの分野に限られず、例えば異なった２種類の情報の内のいずれかの情報をリーダライタ側に通知することによりＩＣカードの使用状況を識別させるような種々な分野のシステムに適用することができ、例えばＩＣカードの表面がリーダライタにかざされた場合には金融取引に係る処理が行われる一方、ＩＣカードの裏面がリーダライタにかざされた場合には保険証等の確認の処理が行われる等といった構成を用いることにより、ＩＣカードのいずれの面がリーダライタにかざされたかに応じて当該ＩＣカードの利用形態を指定することができるシステムを構築することもできる。
【００５４】
ここで、上記図２ではＩＣカード２によりリーダライタ１への搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施す構成を示したが、例えばリーダライタ１によりＩＣカード２への搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施すＩＣカードシステムを構成することもできる。
図６には、このようなＩＣカードシステムの概略的な構成例を示してあり、リーダライタ３にはアンテナ部４１と変調部４２と制御部４３とを示してある一方、ＩＣカード４にはループアンテナ５１と受信部５２と制御部５３とを示してある。なお、同図では、本発明の要部に係る構成のみを示してあり、他の部分の構成については上記図１に示したものと同様であるため、図示を省略してある。
【００５５】
リーダライタ３のアンテナ部４１はループアンテナから構成されており、変調部４２は例えば上記図２に示したＩＣカード２の送信部２４と同様に当該ループアンテナの一端に接続されたトランジスタ等から構成されている。また、リーダライタ３の制御部４３は例えば上記図２に示したＩＣカード２の制御部２５と同様に前記トランジスタを開閉制御して搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施す機能を有している。
ここで、本例では、上記したように制御部４３が変調部４２を制御して搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施すことにより、搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施す変調手段が構成される。
このような構成により、リーダライタ３では、ＩＣカード４へ情報を送信するに際して、搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施すことが行われる。
【００５６】
また、ＩＣカード４の受信部５２は例えば上記図２に示したリーダライタ１の復調部１４と同様にループアンテナ５１から受信された信号波を極性毎の信号成分に分離して各信号成分を復調する機能を有しており、また、制御部５３は例えば上記図２に示したリーダライタ１の制御部１５と同様に受信部５２から入力された復調後の信号に基づいて、いずれの極性側の信号成分がリーダライタ３により変調された信号成分であるかを識別することを行う機能を有している。
本例では、このように制御部５３等が極性毎の変調信号を検出することにより、搬送波の極性毎の変調信号を検出する検出手段が構成される。
【００５７】
また、ＩＣカード４の制御部５３は、リーダライタ３により変調された信号成分であることが検出された極性側に応じた情報をメモリ等に記憶する機能を有している。例えばＩＣカードシステムが入退室管理システムに適用され、ＩＣカード４の裏面がリーダライタ３にかざされた場合にはユーザの入室を識別する一方、ＩＣカード４の表面がリーダライタ３にかざされた場合にはユーザの退室を識別するような設定が制御部５３に行われた場合には、当該制御部５３では、変調された信号成分を検出した極性に応じてユーザの入室或いは退室をメモリ等に記憶させることが行われる。
【００５８】
本例では、このように変調された信号成分が検出された極性に応じて情報が記憶されるメモリ等により、変調信号を検出した極性に応じた情報を記憶する記憶手段が構成される。なお、本例では、当該記憶手段を制御部５３のメモリ等から構成したが、情報を記憶することができるものであればどのような記憶手段が用いられてもよく、また、必ずしも記憶手段が制御部５３に備えられていなくてもよい。
【００５９】
このような構成により、ＩＣカード４では、リーダライタ３から情報を受信するに際して、受信した変調波のいずれの極性成分がリーダライタ３により変調された成分であるのかを識別することが行われ、変調された信号成分が検出された極性に応じた情報をメモリ等に記憶することが行われる。
以上のように、上記図６に示したＩＣカードシステムでは、ＩＣカード４がリーダライタ３にかざされた場合に、当該ＩＣカード４の表面がかざされたか或いは裏面がかざされたかということに応じた情報をＩＣカード４により把握して記憶等することができる。
【００６０】
ここで、上記実施例に示したリーダライタやＩＣカードでは、ＣＰＵ等といったプロセッサやメモリ等を備えたハードウェア資源において、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより、上記した搬送波の一方側の極性成分のみの変調処理や、搬送波の極性毎の変調信号の検出処理等を制御する構成としたが、本発明では、これらの処理を実行するための各機能手段を独立したハードウェア回路として構成してもよい。
【００６１】
また、上記実施例では、リーダライタやＩＣカードにおいて、１つのループアンテナを用いて電力伝送及び情報通信を行う構成としたが、例えば電力を伝送する電力伝送用ループアンテナと情報を通信する情報通信用ループアンテナとを別体で備えてもよい。また、例えば情報を送信する情報送信用ループアンテナと情報を受信する情報受信用ループアンテナとを別体で備えてもよい。このようにループアンテナの構成としては、電磁結合により電力伝送や情報通信を行うことができるものであれば、どのようなものであってもよい。
【００６２】
また、ＩＣカードやリーダライタにより搬送波の一方側の極性成分にのみ施される振幅変調としては必ずしも上記実施例で示したＡＳＫ変調が用いられなくともよく、どのような変調が用いられてもよい。また、送信側で搬送波の一方側の極性成分にのみ振幅変調を施す一方、受信側で搬送波の極性毎の変調信号を検出することができる構成であれば、例えば当該振幅変調と共に周波数変調や位相変調等といった変調の仕方が併用されてＩＣカードとリーダライタとの間での情報通信が行われてもよい。
【００６３】
また、上記実施例では、リーダライタにかざされたＩＣカードの表裏をリーダライタにより識別する構成を図２を用いて示す一方、当該表裏をＩＣカードにより識別する構成を図６を用いて示したが、これらの構成は別個に用いられてもよく、また、例えば両構成が共に用いられて、ＩＣカードの表裏がリーダライタとＩＣカードとの両方で識別されるＩＣカードシステムが構成されてもよい。
【００６４】
また、上記実施例では、ＩＣカードに電源を備えずに、リーダライタからＩＣカードへ非接触で動作電力を供給する構成としたが、例えばＩＣカードに電池やバッテリ等を内蔵して、当該電池等から供給される電力によりＩＣカードを動作させる構成が用いられてもよい。なお、この構成では、リーダライタやＩＣカードには電力伝送用のループアンテナが備えられていなくてもよい。
また、上記実施例では、リーダライタに外部の情報処理装置を接続して、リーダライタがＩＣカードから受信した情報の処理等を当該情報処理装置により行う構成としたが、例えばリーダライタが有する情報通信等の機能と情報処理装置が有する情報処理等の機能とが一体化された構成が用いられてもよい。
【００６５】
以上のように、本発明で用いられるＩＣカードやリーダライタの構成としては、必ずしも上記実施例に示したものに限られず、要は、ＩＣカードのループアンテナとリーダライタのループアンテナとを搬送波により電磁結合させて、当該搬送波を振幅変調することによりＩＣカードとリーダライタとの間で情報通信を行うに際して、送信側であるＩＣカード或いはリーダライタでは搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施す一方、受信側であるリーダライタ或いはＩＣカードでは搬送波の極性毎の変調信号を検出することができる構成であれば、どのような構成が用いられてもよい。
【００６６】
また、以上では、移動情報通信体としてＩＣカードが用いられたＩＣカードシステムに本発明を適用した場合を示したが、要は、移動情報通信体に設けたループアンテナとリーダライタに設けたループアンテナとを搬送波により電磁結合させて、当該搬送波を振幅変調することにより移動情報通信体とリーダライタとの間で情報通信を行うシステムであれば、種々な移動情報通信体システムに本発明を適用することができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るＩＣカードシステムによると、ＩＣカードに設けたループアンテナとリーダライタに設けたループアンテナとを搬送波により電磁結合させて、当該搬送波を振幅変調することによりＩＣカードとリーダライタとの間で情報通信を行うに際して、ＩＣカードでは搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施す一方、リーダライタでは搬送波の極性毎の変調信号を検出するようにしたため、リーダライタでは、例えばＩＣカードの表面がかざされた場合とＩＣカードの裏面がかざされた場合とに応じて異なった２種類の情報の内のいずれかの情報を識別して得ることができる。
【００６８】
また、本発明に係る移動情報通信体システムによると、上記したＩＣカードシステムの場合と同様に移動情報通信体とリーダライタとの間で情報通信を行うに際して、移動情報通信体ではループアンテナの一端と定電圧源との間に介装されたトランジスタを開閉制御して搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施す一方、リーダライタでは搬送波の極性毎の変調信号を検出するようにしたため、リーダライタでは、例えばＩＣカードの表面がかざされた場合とＩＣカードの裏面がかざされた場合とに応じて異なった２種類の情報の内のいずれかの情報を識別して得ることができる。
【００６９】
また、本発明に係るＩＣカードシステムによると、上記したＩＣカードシステムの場合と同様にＩＣカードとリーダライタとの間で情報通信を行うに際して、リーダライタでは搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施す一方、ＩＣカードでは搬送波の極性毎の変調信号を検出して、変調信号を検出した極性に応じた情報をメモリ等に記憶するようにしたため、ＩＣカードでは、例えばＩＣカードの表面がリーダライタにかざされた場合とＩＣカードの裏面がリーダライタにかざされた場合とに応じて異なった２種類の情報の内のいずれかの情報を識別して得て当該情報をメモリ等に記憶することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るＩＣカードシステムの概略的な構成例である。
【図２】本発明の一実施例に係るＩＣカードシステムの要部についての構成例である。
【図３】一方側の極性成分のみが変調された搬送波の一例である。
【図４】極性毎の成分に分離された搬送波の一例である。
【図５】リーダライタにかざされたＩＣカードを示す図である。
【図６】本発明の他の実施例に係るＩＣカードシステムの概略的な構成例である。
【図７】ＩＣカードシステムの一例である。
【符号の説明】
１、３・・リーダライタ、 ２、４・・ＩＣカード、
１１、４１・・アンテナ部、 １２・・搬送波部、 １３、４２・・変調部、
１４・・復調部、 １５、４３・・制御部、 ２１、５１・・ループアンテナ、
２２・・電力部、 ２３、５２・・受信部、 ２４・・送信部、
２５、５３・・制御部、 Ｌ１、Ｌ２・・コイル、
Ｃ１、Ｃ２・・コンデンサ、 ３１・・結合部、 ３２・・信号分離部、
３３・・第１の復調部、 ３４・・第２の復調部、 Ｂ・・整流回路、
Ｔ・・トランジスタ、 Ｒ・・抵抗、 Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ・・端子、

Claims (3)

1. ＩＣカードに設けたループアンテナとリーダライタに設けたループアンテナとを搬送波により電磁結合させて、当該搬送波を振幅変調することによりＩＣカードとリーダライタとの間で情報通信を行うＩＣカードシステムにおいて、
   ＩＣカードに搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施す変調手段を設け、
   リーダライタに搬送波の極性毎の変調信号を検出する検出手段を設けたことを特徴とするＩＣカードシステム。
2. 移動情報通信体に設けたループアンテナとリーダライタに設けたループアンテナとを搬送波により電磁結合させて、当該搬送波を振幅変調することにより移動情報通信体とリーダライタとの間で情報通信を行う移動情報通信体システムにおいて、
   移動情報通信体にループアンテナの一端と定電圧源との間に介装されたトランジスタを設けるとともに、当該トランジスタを開閉制御して搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施す制御手段を設け、
   リーダライタに搬送波の極性毎の変調信号を検出する検出手段を設けたことを特徴とする移動情報通信体システム。
3. ＩＣカードに設けたループアンテナとリーダライタに設けたループアンテナとを搬送波により電磁結合させて、当該搬送波を振幅変調することによりＩＣカードとリーダライタとの間で情報通信を行うＩＣカードシステムにおいて、
   リーダライタに搬送波の一方側の極性成分にのみ変調を施す変調手段を設け、
   ＩＣカードに搬送波の極性毎の変調信号を検出する検出手段を設けるとともに、変調信号を検出した極性に応じた情報を記憶する記憶手段を設けたことを特徴とするＩＣカードシステム。

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