JP3931568B2 - 非接触ｉｃカードリーダ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触ＩＣカードからのデータをリードする非接触ＩＣカードリーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の非接触ＩＣカードリーダは、電磁結合により非接触ＩＣカードへ電力を供給した後、非接触ＩＣカードへコマンドを送信し、このコマンドに対する非接触ＩＣカード側からのレスポンス（応答信号）を受信すると、非接触ＩＣカードと通信を開始し、非接触ＩＣカードに対するデータの書き込み及び読み出しを行うようにしている。
【０００３】
図６（ａ）は、非接触ＩＣカードリーダから非接触ＩＣカードへ送信される前記コマンドの送信波形例であり、また図６（ｂ）はこのコマンドの送信に対して非接触ＩＣカード側から返送される前記レスポンスの受信波形例である。
これら図６（ａ），図６（ｂ）に示す信号波形は、コマンドやレスポンスの変調信号をコンパレータなどにより２値化した信号を表した例（ただし、図６（ｂ）はさらに反転して表した例）であり、レスポンス信号を受信する前にｗ（幅）＝４１０ｎｓのピークｘ１と、ｗ＝２００ｎｓのピークｘ２の２個のノイズが存在する例である。
【０００４】
非接触ＩＣカードリーダにおいて、非接触ＩＣカード側から返送されるレスポンスを受信する場合、図６（ｂ），図６（ｃ）に示すような非接触ＩＣカードの負荷変動に基づくノイズや外来ノイズが受信信号に重畳されてくる場合がある。このようなノイズはレスポンスの前に到来するため、非接触ＩＣカードリーダが誤動作し、レスポンスの受信ができなくなる恐れがある。
【０００５】
このため、従来は、予めノイズを除去するためのしきい値を設定し、レスポンスを受信する前にこのしきい値以下のノイズを除去し、さらに除去されないピークの数が或る規定値以上であることを確認して受信するようにしている。
即ち、レスポンスの受信前の例えば図６（ｂ）の区間Ｔの間に、図６（ｃ）の拡大図に示すような２個のノイズｘ１，ｘ２を受信するような場合、ノイズを除去するためのしきい値として時間幅ｗ＝４００ｎｓが設定されていたとすると、時間幅ｗ＝２００ｎｓを有するノイズｘ２が除去され、時間幅ｗ＝４１０ｎｓのノイズｘ１は除去されない。さらに、ピーク数の規定数を２とした場合、除去されないノイズの数は規定数より少ないため、正規な受信信号とは見なさずにこれを無視して次のレスポンスの受信を開始する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の非接触ＩＣカードリーダは、受信信号に先立ち、しきい値より大きな時間幅を有するノイズが規定数以上到来した場合、これが除去できないことから、正規な受信信号として受信し、その結果、誤動作を招くという課題があった。
したがって、本発明は、非接触ＩＣカード側から送信される信号を受信する際に正規な受信信号とノイズとを的確に識別し正規な信号のみを受信可能にすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明は、電磁結合に基づき電源が供給された非接触ＩＣカードに対しコマンドを送信するとともに、前記コマンドの送信に対し非接触ＩＣカードから返送される変調信号からなるレスポンスを受信するタイプＡの通信方式が適用される非接触ＩＣカードリーダにおいて、レスポンスとして受信した変調信号の中から予め設定された信号の時間幅を示すしきい値以下の信号をノイズとして除去する除去回路と、除去回路によりノイズが除去された信号を入力するとレスポンスとしてデコードするとともに、デコードしたデータを受信データとして出力するデコード回路と、デコード回路から出力された受信データのエラーの有無をデータ長不足か否かに応じて判定する判定回路と、判定回路のエラー出力に応じて受信データを無効にする無効手段とを設けたものである。
また、電磁結合に基づき電源が供給された非接触ＩＣカードに対しコマンドを送信するとともに、前記コマンドの送信に対し前記非接触ＩＣカードから返送される変調信号からなるレスポンスを受信するタイプＢの通信方式が適用される非接触ＩＣカードリーダにおいて、レスポンスとして受信した変調信号のうち予め設定された信号の時間幅を示すしきい値以上の信号を前記レスポンスの変調信号として検出する検出回路と、検出回路により検出された変調信号の数をカウントするカウント回路と、一定期間の間検出回路の変調信号の無検出を検出するとカウント回路をリセットする無信号検出回路と、カウント回路のカウント値が所定値に達した後に変調信号を入力しレスポンスとしてデコードするとともに、デコードしたデータを受信データとして出力する復調回路とを設けたものである。
また、タイプＡ及びタイプＢの各通信方式が適用される非接触ＩＣカードリーダにおいて、上記の除去回路、デコード回路、判定回路及び無効手段からなる第１の受信回路と、上記の検出回路、カウント回路、無信号検出回路及び復調回路からなる第２の受信回路を設けたものである。
また、デコード回路からの受信データを蓄積する受信バッファを設け、かつ判定回路は受信データのエラーの有無に応じたステータスを出力するとともに、無効手段は判定回路のエラー出力に応じて受信バッファの受信データを消去し、判定回路のステータスがエラー無しを示すときの受信バッファの受信データを前記レスポンスとして受信するようにしたものである。
また、第１及び第２の受信回路の何れか一方の動作を許可する手段を設けたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る非接触ＩＣカードリーダの第１の実施の形態を示すブロック図である。
【０００９】
一般に、この種の非接触ＩＣカードリーダ（以下、ＩＣカードリーダという）は電磁結合した非接触ＩＣカード（図示省略：以下、ＩＣカードという）と通信を行う場合、ＩＣカードからの信号は、ＩＣカードリーダから供給する周波数ｆｃ＝１３．５６ＭＨｚの信号をサブキャリア（周波数ｆｓ＝ｆｃ／１６）でロードスイッチングすることにより行う。
【００１０】
ここで、ロードスイッチングする前にＩＣカードからのレスポンス信号をマンチェスタ符号化するタイプＡと、ＢＰＳＫでロードスイッチングするタイプＢとがあり、図１に示すＩＣカードリーダはタイプＡの通信方式が適用されるものである。また、後述の図２に示すＩＣカードリーダはタイプＢの通信方式が適用されるものである。
【００１１】
また、この種のＩＣカードリーダは電磁結合されたＩＣカードへ電力を供給した後、ＩＣカードへコマンドを送信し、このコマンドに対するＩＣカード側からのレスポンスを受信すると、ＩＣカードと通信を開始し、ＩＣカードに対するデータの書き込み及び読み出しを行うものである。
【００１２】
タイプＡの通信方式が適用されたＩＣカードリーダの２値化処理後の受信部は、図１に示すように２値化されたＩＣカードからの信号を受信する受信回路１と、受信回路１で受信したデータＥを入力して処理するＣＰＵ３とからなる。
受信回路１は、ＩＣカード側からの信号を２値化した受信信号Ａの中からノイズを除去し受信信号Ｂとして出力するノイズ除去回路１１と、ノイズ除去回路１１の受信信号Ｂを入力してレスポンスデータをデコード（復調）するレスポンスデコード回路１２と、レスポンスデコード回路１２のデコード出力を受信データとして蓄積する受信バッファ１３と、レスポンスデコード回路１２のデコード出力の正否を判別してステータス信号ＦをＣＰＵ３へ出力するとともに前記レスポンスデコード回路１２のデコード出力がエラーと判定された場合にエラー検出信号Ｃを出力するエラー判定回路１４と、エラー判定回路１４からのエラー検出信号Ｃを入力すると、レスポンスデコード回路１２，受信バッファ１３及びエラー判定回路１４をリセットするデコード制御回路１５とからなる。
【００１３】
図３は、前記コマンドの送信に対してＩＣカード側から返送されるレスポンスを受信する場合のＩＣカードリーダの各部の受信動作を示すタイムチャートである。図１のブロック図及び図３のタイムチャートにしたがって本発明の第１の要部動作を説明する。
電磁結合され電源が供給されたＩＣカード側へＩＣカードリーダからコマンドを送信すると、ＩＣカードは前述したようにこのコマンドに対するレスポンスをＩＣカードリーダへ返送する。
【００１４】
ここでＩＣカードへコマンドを送信した後、ＩＣカードリーダ側には前記レスポンスが到来する前に、図３（ａ）に示す時点▲１▼で、ＩＣカードの負荷変動に起因するノイズや外来ノイズが到来することがある。
これらのノイズｘ１，ｘ２，ｘ３は受信信号Ａとして受信され、この受信信号Ａ中のノイズｘ１，ｘ２，ｘ３は、図１に示すノイズ除去回路１１により除去される。図３の例では、予め設定されたしきい値（一定時間幅）より短い時間幅のノイズｘ２がノイズ除去回路１１によって除去され、ノイズｘ１，ｘ３の時間幅はしきい値より長く除去されない例である。こうしたノイズｘ２のみが除去された一定時間幅以上のピーク信号幅を有する受信信号Ｂはレスポンスデコード回路１２へ送出される。
【００１５】
レスポンスデコード回路１２では、ノイズ除去回路１１からの受信信号Ｂを入力すると、受信信号Ｂの中の除去されないノイズｘ１，ｘ３をデコードして受信データ（レスポンスデータ）として受信バッファ１３へ出力し格納させる。
一方、エラー判定回路１４はレスポンスデコード回路１２のデコード出力を監視してその出力データが予め通信規約で定めた所定のフレーム構成に準拠したデータか否かを判別する。ここでは、除去されないノイズｘ１，ｘ３がデコードされてデータとして出力されているため、エラー判定回路１４はデータ長不足により前記フレーム構成には準拠していないと判断し、エラーを示すステータスＦをＣＰＵ３へ出力するとともに、図３（ｃ）の時点▲３▼でエラー検出信号Ｃをデコード制御回路１５へ出力する。
【００１６】
この場合、ＣＰＵ３はエラー判定回路１４から出力されるステータスＦがエラーとなっていることから、受信バッファ１３内に蓄積されている受信データを正規なレスポンスと認識せずその受信データの取り込みを行わない。
そして、ノイズが無くなり或る一定期間が経過すると受信完了とする。即ち、レスポンスデコード回路１２はノイズが無くなった図３（ｄ）に示す時点▲２▼で区間信号Ｄを出力する。この区間信号Ｄが出力されている間に、デコード制御回路１５は、ＩＣカード側からの正規なレスポンス信号がノイズ除去回路１１→レスポンスデコード回路１２から伝達されると、図３（ｃ）に示す時点▲４▼で受信バッファ１３内の受信データをクリアし、かつエラー判定回路１４から出力されているエラーステータスＦ及びエラー検出信号Ｃをリセットするとともに、レスポンスデコード回路１２から出力されている区間信号Ｄをリセットして、新たにレスポンスの受信を開始させる。
【００１７】
このようにして、コマンドを送信してからレスポンスが送信されてくるまでの間に到来するノイズが除去される。その後、ＩＣカード側から返送される、ノイズ除去回路１１を介する一定時間幅以上のピーク信号幅を有する受信信号Ｂがレスポンスデコード回路１２によりデコードされる。そして、デコードされたデータがレスポンスデータとして受信バッファ１３に蓄積され、ＣＰＵ３に入力される。これにより、ＩＣカードからの前記レスポンスを的確に受信することができる。
【００１８】
次に図２は、ＩＣカードリーダの第２の実施の形態を示すブロック図である。このＩＣカードリーダは、前述したようにタイプＢの通信方式が適用されるものであり、受信部として、受信回路２とＣＰＵ３とが設けられる。
受信回路２は、ピーク検出回路２１と、サブキャリアカウント回路２２と、無信号検出回路２３と、デコード回路２４と、デコード制御回路２５と、受信バッファ２６とからなる。
【００１９】
受信回路２のピーク検出回路２１は、受信信号ａの中から一定時間幅以上のピーク信号幅を有する受信信号をピーク信号ｂとして検出するものである。また、サブキャリアカウント回路２２はピーク検出回路２１により検出されたピーク信号ｂの数をサブキャリア数としてカウントするものである。
ここで、サブキャリアとはキャリア周波数ｆｃが周波数ｆｓで変調されて作られる信号であり、キャリア周波数ｆｃとサブキャリアの前記周波数ｆｓとは、ｆｃ＝ｆｓ×１６の関係にある。このサブキャリアはタイプＢの通信方式のＩＣカードに限らずタイプＡの通信方式のＩＣカードにおいても、前記レスポンスの変調信号として送信されてくるが、第２の実施の形態では特にこのサブキャリアの数を図２のサブキャリアカウント回路２２によりカウントすることにより、ＩＣカード側からのレスポンスの的確な受信を可能にするものである。
【００２０】
また、図２に示す受信回路２の無信号検出回路２３は、ピーク検出回路２１により検出されたピーク信号ｂを監視し、一定期間ピーク信号ｂが無いことを監視するものであり、一定時間ピーク信号ｂの無検出が継続するとサブキャリアカウント回路２２にリセット信号ｄを出力しリセットする。また、デコード回路２４は、ピーク検出回路２１のピーク信号ｂをデコード（復調）してレスポンスデータｅとして受信バッファ２６へ出力する。また、デコード制御回路２５は、サブキャリアカウント回路２２のカウント数ｃが所定値に達すると、サブキャリアカウント回路２２，無信号検出回路２３及びデコード回路２４を制御しＩＣカード側からのレスポンスの受信を開始させるものである。
【００２１】
図４は、図２に示すＩＣカードリーダの各部の動作を示すタイムチャートである。図２のブロック図及び図４のタイムチャートにしたがって本発明の第２の要部動作を説明する。
電磁結合され電源が供給されたＩＣカード側へＩＣカードリーダからコマンドを送信すると、ＩＣカードは前述したようにこのコマンドに対するレスポンスをＩＣカードリーダへ返送する。
【００２２】
ＩＣカードへコマンドを送信した後、ＩＣカードリーダ側には前記レスポンスが到来する前に、図４（ａ）に示す時点▲１▼で、ＩＣカードの負荷変動に起因するノイズや外来ノイズが到来することがある。
これらのノイズｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４，ｘ５は受信信号ａとして受信されるが、受信信号ａ中のこれらのノイズｘ１〜ｘ５は、図２に示すピーク検出回路２１によりピーク信号ｂとして検出される。図４の例では、予め設定されたしきい値（図４（ａ）に示す時間幅ｗ）以下の時間幅のノイズｘ４，ｘ５はピーク検出回路２１により検出されず、前記時間幅ｗより長いノイズｘ１，ｘ２，ｘ３が図４（ｂ）に示すピーク信号ｂ１，ｂ２，ｂ３として検出された例である。
【００２３】
サブキャリアカウント回路２２は前述したようにピーク検出回路２１により検出されたピーク信号ｂの数をカウントする。図４の例は、ピーク検出回路２１によって検出されたノイズｘ１，ｘ２，ｘ３に対応するピーク信号ｂ１，ｂ２，ｂ３をカウントし図４（ｃ）に示すこのカウント値１，２，３をカウント出力信号ｃとしてデコード制御回路２５へ出力した例である。一方、無信号検出回路２３は前述したようにピーク検出回路２１から出力されるピーク信号ｂの有無を監視する。この例では、ピーク検出回路２１からノイズｘ３に対応するピーク信号ｂ３が出力された後、図４（ｂ）に示す一定期間ｔの間に次のピーク信号が検出されないことから、図４（ｄ）の時点▲２▼でリセット信号ｄをサブキャリアカウント回路２２へ出力しそのカウント出力値を図３（ｃ）に示すように０にする。
【００２４】
一般に、タイプＢの通信方式ではＩＣカードはレスポンスの送信の前に、サブキャリア数を８０／ｆｓ以上送出する規定がある。この場合、サブキャリアカウント回路２２のカウント値が８０／ｆｓ未満で、かつ無信号検出回路２３により一定期間ｔに亘ってピーク信号が検出されなければ、ノイズと判定されて除去される。
このようにしてＩＣカード側から返送されるレスポンスの前に到来するノイズを除去した後、レスポンスの受信態勢に入る。
【００２５】
その後、図４（ａ）の時点▲３▼から順にＩＣカード側からのレスポンスが受信信号ａとして受信されると、この受信信号ａの中から同様にピーク検出回路２１によりピーク信号ｂが図４（ｂ）に示すように検出され、そのピーク信号数がサブキャリア数としてサブキャリアカウント回路２２により図４（ｃ）に示すようにカウントされる。
そしてそのピーク信号数、即ちサブキャリア数が前記８０／ｆｓに相当する図４（ｃ）のカウント値ｎに達した時点▲４▼になると、デコード制御回路２５は、デコード回路２４を制御して、以降ピーク検出回路２１により検出された一定時間幅ｗ以上の信号幅を有するピーク信号ｂを順次デコードさせてレスポンスデータｅとして受信バッファ２６へ送出させる。これによりＣＰＵ３はＩＣカードからのレスポンスを正常に受信できる。
【００２６】
図５は、ＩＣカードリーダの他の構成を示すブロック図であり、前述の受信回路１，２を併設したものである。そして、各受信回路１，２をＣＰＵ３からの動作許可信号により同時に動作させるようにする。このように構成した場合、ＩＣカード５から無線ユニット４を介してタイプＡの通信方式に基づく信号を入力すると、受信回路１は正常に動作し、受信回路２は動作を開始しない状態となる。また、ＩＣカード５から無線ユニット４を介してタイプＢの通信方式に基づく信号を入力すると、受信回路１はエラーとなり、受信回路２は正常に動作する。
【００２７】
ＣＰＵ３は各受信回路１，２のうち正常に動作した一方の受信回路からの受信データを入力することにより、ＩＣカード５の通信方式が不明であっても、そのＩＣカードからのレスポンス信号を正常なデータとして受信することができる。さらに、各受信回路１，２のうち一方の受信回路のみ動作を許可することにより、タイプＡ専用のＩＣカードリーダまたはタイプＢ専用のＩＣカードリーダとして設定することもできる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電磁結合に基づき電源が供給されたＩＣカードに対しコマンドを送信するとともに、コマンドの送信に対しＩＣカードから返送されるレスポンスを受信するＩＣカードリーダにおいて、受信した信号の中から所定のしきい値以下の信号をノイズとして除去する除去回路と、除去回路によりノイズが除去された信号を入力するとレスポンスとしてデコードするとともに、デコードしたデータを受信データとして出力するデコード回路と、デコード回路から出力された受信データのエラーの有無を判定する判定回路と、無効手段とを設け、無効手段は、判定回路のエラー出力に応じて受信データを無効にするようにしたので、ＩＣカード側から送信される信号を受信する際にこの受信信号中のノイズを的確に除去して正規な信号（レスポンス）のみを受信できる。
また、受信信号中の所定のしきい値以上の信号を前記レスポンスの変調信号として検出する検出回路と、検出回路により検出された変調信号の数をカウントするカウント回路と、一定期間の間検出回路の変調信号の無検出を検出するとカウント回路をリセットする無信号検出回路と、復調回路とを設け、復調回路は、カウント回路のカウント値が所定値に達すると変調信号を入力しレスポンスとしてデコードするともに、デコードしたデータを受信データとして出力するようにしたので、同様にノイズが的確に除去された正規な信号のみを受信データとして受信できる。
【００２９】
また、上記の除去回路、デコード回路、判定回路及び無効手段からなる第１の受信回路と、上記の検出回路、カウント回路、無信号検出回路及び復調回路からなる第２の受信回路を設けるようにしたので、タイプＡまたはタイプＢの何れのＩＣカードからのレスポンス信号であっても正常に受信できる。
また、デコード回路からの受信データを蓄積する受信バッファを設け、かつ判定回路は受信データのエラーの有無に応じたステータスを出力するとともに、無効手段は判定回路のエラー出力に応じて受信バッファの受信データを消去し、判定回路のステータスがエラー無しを示すときの受信バッファの受信データを前記レスポンスとして受信するようにしたので、ノイズが的確に除去された正規な信号のみを受信データとして受信できる。
また、第１及び第２の受信回路の何れか一方の動作を許可するようにしたので、ＩＣカードリーダをタイプＡ専用のカードリーダまたはタイプＢ専用のカードリーダとして設定することができる。
また、前記しきい値を、予め設定された信号の時間幅としたので、正規な信号かノイズかを簡単な方法で識別できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る非接触ＩＣカードリーダの第１の要部構成を示すブロック図である。
【図２】 上記非接触ＩＣカードリーダの第２の要部構成を示すブロック図である。
【図３】 図１の非接触ＩＣカードリーダの各部の動作を示すタイムチャートである。
【図４】 図２の非接触ＩＣカードリーダの各部の動作を示すタイムチャートである。
【図５】 上記非接触ＩＣカードリーダの他の構成を示すブロック図である。
【図６】 従来の非接触ＩＣカードリーダの各部の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１，２…受信回路、３…ＣＰＵ、５…非接触ＩＣカード、１１…ノイズ除去回路、１２…レスポンスデコード回路、１３，２６…受信バッファ、１４…エラー判定回路、１５，２５…デコード制御回路、２１…ピーク検出回路、２２…サブキャリアカウント回路、２３…無信号検出回路、２４…デコード回路。
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触ＩＣカードからのデータをリードする非接触ＩＣカードリーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の非接触ＩＣカードリーダは、電磁結合により非接触ＩＣカードへ電力を供給した後、非接触ＩＣカードへコマンドを送信し、このコマンドに対する非接触ＩＣカード側からのレスポンス（応答信号）を受信すると、非接触ＩＣカードと通信を開始し、非接触ＩＣカードに対するデータの書き込み及び読み出しを行うようにしている。
【０００３】
図６（ａ）は、非接触ＩＣカードリーダから非接触ＩＣカードへ送信される前記コマンドの送信波形例であり、また図６（ｂ）はこのコマンドの送信に対して非接触ＩＣカード側から返送される前記レスポンスの受信波形例である。
これら図６（ａ），図６（ｂ）に示す信号波形は、コマンドやレスポンスの変調信号をコンパレータなどにより２値化した信号を表した例（ただし、図６（ｂ）はさらに反転して表した例）であり、レスポンス信号を受信する前にｗ（幅）＝４１０ｎｓのピークｘ１と、ｗ＝２００ｎｓのピークｘ２の２個のノイズが存在する例である。
【０００４】
非接触ＩＣカードリーダにおいて、非接触ＩＣカード側から返送されるレスポンスを受信する場合、図６（ｂ），図６（ｃ）に示すような非接触ＩＣカードの負荷変動に基づくノイズや外来ノイズが受信信号に重畳されてくる場合がある。このようなノイズはレスポンスの前に到来するため、非接触ＩＣカードリーダが誤動作し、レスポンスの受信ができなくなる恐れがある。
【０００５】
このため、従来は、予めノイズを除去するためのしきい値を設定し、レスポンスを受信する前にこのしきい値以下のノイズを除去し、さらに除去されないピークの数が或る規定値以上であることを確認して受信するようにしている。
即ち、レスポンスの受信前の例えば図６（ｂ）の区間Ｔの間に、図６（ｃ）の拡大図に示すような２個のノイズｘ１，ｘ２を受信するような場合、ノイズを除去するためのしきい値として時間幅ｗ＝４００ｎｓが設定されていたとすると、時間幅ｗ＝２００ｎｓを有するノイズｘ２が除去され、時間幅ｗ＝４１０ｎｓのノイズｘ１は除去されない。さらに、ピーク数の規定数を２とした場合、除去されないノイズの数は規定数より少ないため、正規な受信信号とは見なさずにこれを無視して次のレスポンスの受信を開始する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の非接触ＩＣカードリーダは、受信信号に先立ち、しきい値より大きな時間幅を有するノイズが規定数以上到来した場合、これが除去できないことから、正規な受信信号として受信し、その結果、誤動作を招くという課題があった。
したがって、本発明は、非接触ＩＣカード側から送信される信号を受信する際に正規な受信信号とノイズとを的確に識別し正規な信号のみを受信可能にすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明は、電磁結合に基づき電源が供給された非接触ＩＣカードに対しコマンドを送信するとともに、前記コマンドの送信に対し非接触ＩＣカードから返送される変調信号からなるレスポンスを受信するタイプＡの通信方式が適用される非接触ＩＣカードリーダにおいて、レスポンスとして受信した変調信号の中から予め設定された信号の時間幅を示すしきい値以下の信号をノイズとして除去する除去回路と、除去回路によりノイズが除去された信号を入力するとレスポンスとしてデコードするとともに、デコードしたデータを受信データとして出力するデコード回路と、デコード回路から出力された受信データのエラーの有無をデータ長不足か否かに応じて判定する判定回路と、判定回路のエラー出力に応じて受信データを無効にする無効手段とを設けたものである。
また、電磁結合に基づき電源が供給された非接触ＩＣカードに対しコマンドを送信するとともに、前記コマンドの送信に対し前記非接触ＩＣカードから返送される変調信号からなるレスポンスを受信するタイプＢの通信方式が適用される非接触ＩＣカードリーダにおいて、レスポンスとして受信した変調信号のうち予め設定された信号の時間幅を示すしきい値以上の信号を前記レスポンスの変調信号として検出する検出回路と、検出回路により検出された変調信号の数をカウントするカウント回路と、一定期間の間検出回路の変調信号の無検出を検出するとカウント回路をリセットする無信号検出回路と、カウント回路のカウント値が所定値に達した後に変調信号を入力しレスポンスとしてデコードするとともに、デコードしたデータを受信データとして出力する復調回路とを設けたものである。
また、タイプＡ及びタイプＢの各通信方式が適用される非接触ＩＣカードリーダにおいて、上記の除去回路、デコード回路、判定回路及び無効手段からなる第１の受信回路と、上記の検出回路、カウント回路、無信号検出回路及び復調回路からなる第２の受信回路を設けたものである。
また、デコード回路からの受信データを蓄積する受信バッファを設け、かつ判定回路は受信データのエラーの有無に応じたステータスを出力するとともに、無効手段は判定回路のエラー出力に応じて受信バッファの受信データを消去し、判定回路のステータスがエラー無しを示すときの受信バッファの受信データを前記レスポンスとして受信するようにしたものである。
また、第１及び第２の受信回路の何れか一方の動作を許可する手段を設けたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る非接触ＩＣカードリーダの第１の実施の形態を示すブロック図である。
【０００９】
一般に、この種の非接触ＩＣカードリーダ（以下、ＩＣカードリーダという）は電磁結合した非接触ＩＣカード（図示省略：以下、ＩＣカードという）と通信を行う場合、ＩＣカードからの信号は、ＩＣカードリーダから供給する周波数ｆｃ＝１３．５６ＭＨｚの信号をサブキャリア（周波数ｆｓ＝ｆｃ／１６）でロードスイッチングすることにより行う。
【００１０】
ここで、ロードスイッチングする前にＩＣカードからのレスポンス信号をマンチェスタ符号化するタイプＡと、ＢＰＳＫでロードスイッチングするタイプＢとがあり、図１に示すＩＣカードリーダはタイプＡの通信方式が適用されるものである。また、後述の図２に示すＩＣカードリーダはタイプＢの通信方式が適用されるものである。
【００１１】
また、この種のＩＣカードリーダは電磁結合されたＩＣカードへ電力を供給した後、ＩＣカードへコマンドを送信し、このコマンドに対するＩＣカード側からのレスポンスを受信すると、ＩＣカードと通信を開始し、ＩＣカードに対するデータの書き込み及び読み出しを行うものである。
【００１２】
タイプＡの通信方式が適用されたＩＣカードリーダの２値化処理後の受信部は、図１に示すように２値化されたＩＣカードからの信号を受信する受信回路１と、受信回路１で受信したデータＥを入力して処理するＣＰＵ３とからなる。
受信回路１は、ＩＣカード側からの信号を２値化した受信信号Ａの中からノイズを除去し受信信号Ｂとして出力するノイズ除去回路１１と、ノイズ除去回路１１の受信信号Ｂを入力してレスポンスデータをデコード（復調）するレスポンスデコード回路１２と、レスポンスデコード回路１２のデコード出力を受信データとして蓄積する受信バッファ１３と、レスポンスデコード回路１２のデコード出力の正否を判別してステータス信号ＦをＣＰＵ３へ出力するとともに前記レスポンスデコード回路１２のデコード出力がエラーと判定された場合にエラー検出信号Ｃを出力するエラー判定回路１４と、エラー判定回路１４からのエラー検出信号Ｃを入力すると、レスポンスデコード回路１２，受信バッファ１３及びエラー判定回路１４をリセットするデコード制御回路１５とからなる。
【００１３】
図３は、前記コマンドの送信に対してＩＣカード側から返送されるレスポンスを受信する場合のＩＣカードリーダの各部の受信動作を示すタイムチャートである。図１のブロック図及び図３のタイムチャートにしたがって本発明の第１の要部動作を説明する。
電磁結合され電源が供給されたＩＣカード側へＩＣカードリーダからコマンドを送信すると、ＩＣカードは前述したようにこのコマンドに対するレスポンスをＩＣカードリーダへ返送する。
【００１４】
ここでＩＣカードへコマンドを送信した後、ＩＣカードリーダ側には前記レスポンスが到来する前に、図３（ａ）に示す時点▲１▼で、ＩＣカードの負荷変動に起因するノイズや外来ノイズが到来することがある。
これらのノイズｘ１，ｘ２，ｘ３は受信信号Ａとして受信され、この受信信号Ａ中のノイズｘ１，ｘ２，ｘ３は、図１に示すノイズ除去回路１１により除去される。図３の例では、予め設定されたしきい値（一定時間幅）より短い時間幅のノイズｘ２がノイズ除去回路１１によって除去され、ノイズｘ１，ｘ３の時間幅はしきい値より長く除去されない例である。こうしたノイズｘ２のみが除去された一定時間幅以上のピーク信号幅を有する受信信号Ｂはレスポンスデコード回路１２へ送出される。
【００１５】
レスポンスデコード回路１２では、ノイズ除去回路１１からの受信信号Ｂを入力すると、受信信号Ｂの中の除去されないノイズｘ１，ｘ３をデコードして受信データ（レスポンスデータ）として受信バッファ１３へ出力し格納させる。
一方、エラー判定回路１４はレスポンスデコード回路１２のデコード出力を監視してその出力データが予め通信規約で定めた所定のフレーム構成に準拠したデータか否かを判別する。ここでは、除去されないノイズｘ１，ｘ３がデコードされてデータとして出力されているため、エラー判定回路１４はデータ長不足により前記フレーム構成には準拠していないと判断し、エラーを示すステータスＦをＣＰＵ３へ出力するとともに、図３（ｃ）の時点▲３▼でエラー検出信号Ｃをデコード制御回路１５へ出力する。
【００１６】
この場合、ＣＰＵ３はエラー判定回路１４から出力されるステータスＦがエラーとなっていることから、受信バッファ１３内に蓄積されている受信データを正規なレスポンスと認識せずその受信データの取り込みを行わない。
そして、ノイズが無くなり或る一定期間が経過すると受信完了とする。即ち、レスポンスデコード回路１２はノイズが無くなった図３（ｄ）に示す時点▲２▼で区間信号Ｄを出力する。この区間信号Ｄが出力されている間に、デコード制御回路１５は、ＩＣカード側からの正規なレスポンス信号がノイズ除去回路１１→レスポンスデコード回路１２から伝達されると、図３（ｃ）に示す時点▲４▼で受信バッファ１３内の受信データをクリアし、かつエラー判定回路１４から出力されているエラーステータスＦ及びエラー検出信号Ｃをリセットするとともに、レスポンスデコード回路１２から出力されている区間信号Ｄをリセットして、新たにレスポンスの受信を開始させる。
【００１７】
このようにして、コマンドを送信してからレスポンスが送信されてくるまでの間に到来するノイズが除去される。その後、ＩＣカード側から返送される、ノイズ除去回路１１を介する一定時間幅以上のピーク信号幅を有する受信信号Ｂがレスポンスデコード回路１２によりデコードされる。そして、デコードされたデータがレスポンスデータとして受信バッファ１３に蓄積され、ＣＰＵ３に入力される。これにより、ＩＣカードからの前記レスポンスを的確に受信することができる。
【００１８】
次に図２は、ＩＣカードリーダの第２の実施の形態を示すブロック図である。このＩＣカードリーダは、前述したようにタイプＢの通信方式が適用されるものであり、受信部として、受信回路２とＣＰＵ３とが設けられる。
受信回路２は、ピーク検出回路２１と、サブキャリアカウント回路２２と、無信号検出回路２３と、デコード回路２４と、デコード制御回路２５と、受信バッファ２６とからなる。
【００１９】
受信回路２のピーク検出回路２１は、受信信号ａの中から一定時間幅以上のピーク信号幅を有する受信信号をピーク信号ｂとして検出するものである。また、サブキャリアカウント回路２２はピーク検出回路２１により検出されたピーク信号ｂの数をサブキャリア数としてカウントするものである。
ここで、サブキャリアとはキャリア周波数ｆｃが周波数ｆｓで変調されて作られる信号であり、キャリア周波数ｆｃとサブキャリアの前記周波数ｆｓとは、ｆｃ＝ｆｓ×１６の関係にある。このサブキャリアはタイプＢの通信方式のＩＣカードに限らずタイプＡの通信方式のＩＣカードにおいても、前記レスポンスの変調信号として送信されてくるが、第２の実施の形態では特にこのサブキャリアの数を図２のサブキャリアカウント回路２２によりカウントすることにより、ＩＣカード側からのレスポンスの的確な受信を可能にするものである。
【００２０】
また、図２に示す受信回路２の無信号検出回路２３は、ピーク検出回路２１により検出されたピーク信号ｂを監視し、一定期間ピーク信号ｂが無いことを監視するものであり、一定時間ピーク信号ｂの無検出が継続するとサブキャリアカウント回路２２にリセット信号ｄを出力しリセットする。また、デコード回路２４は、ピーク検出回路２１のピーク信号ｂをデコード（復調）してレスポンスデータｅとして受信バッファ２６へ出力する。また、デコード制御回路２５は、サブキャリアカウント回路２２のカウント数ｃが所定値に達すると、サブキャリアカウント回路２２，無信号検出回路２３及びデコード回路２４を制御しＩＣカード側からのレスポンスの受信を開始させるものである。
【００２１】
図４は、図２に示すＩＣカードリーダの各部の動作を示すタイムチャートである。図２のブロック図及び図４のタイムチャートにしたがって本発明の第２の要部動作を説明する。
電磁結合され電源が供給されたＩＣカード側へＩＣカードリーダからコマンドを送信すると、ＩＣカードは前述したようにこのコマンドに対するレスポンスをＩＣカードリーダへ返送する。
【００２２】
ＩＣカードへコマンドを送信した後、ＩＣカードリーダ側には前記レスポンスが到来する前に、図４（ａ）に示す時点▲１▼で、ＩＣカードの負荷変動に起因するノイズや外来ノイズが到来することがある。
これらのノイズｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４，ｘ５は受信信号ａとして受信されるが、受信信号ａ中のこれらのノイズｘ１〜ｘ５は、図２に示すピーク検出回路２１によりピーク信号ｂとして検出される。図４の例では、予め設定されたしきい値（図４（ａ）に示す時間幅ｗ）以下の時間幅のノイズｘ４，ｘ５はピーク検出回路２１により検出されず、前記時間幅ｗより長いノイズｘ１，ｘ２，ｘ３が図４（ｂ）に示すピーク信号ｂ１，ｂ２，ｂ３として検出された例である。
【００２３】
サブキャリアカウント回路２２は前述したようにピーク検出回路２１により検出されたピーク信号ｂの数をカウントする。図４の例は、ピーク検出回路２１によって検出されたノイズｘ１，ｘ２，ｘ３に対応するピーク信号ｂ１，ｂ２，ｂ３をカウントし図４（ｃ）に示すこのカウント値１，２，３をカウント出力信号ｃとしてデコード制御回路２５へ出力した例である。一方、無信号検出回路２３は前述したようにピーク検出回路２１から出力されるピーク信号ｂの有無を監視する。この例では、ピーク検出回路２１からノイズｘ３に対応するピーク信号ｂ３が出力された後、図４（ｂ）に示す一定期間ｔの間に次のピーク信号が検出されないことから、図４（ｄ）の時点▲２▼でリセット信号ｄをサブキャリアカウント回路２２へ出力しそのカウント出力値を図３（ｃ）に示すように０にする。
【００２４】
一般に、タイプＢの通信方式ではＩＣカードはレスポンスの送信の前に、サブキャリア数を８０／ｆｓ以上送出する規定がある。この場合、サブキャリアカウント回路２２のカウント値が８０／ｆｓ未満で、かつ無信号検出回路２３により一定期間ｔに亘ってピーク信号が検出されなければ、ノイズと判定されて除去される。
このようにしてＩＣカード側から返送されるレスポンスの前に到来するノイズを除去した後、レスポンスの受信態勢に入る。
【００２５】
その後、図４（ａ）の時点▲３▼から順にＩＣカード側からのレスポンスが受信信号ａとして受信されると、この受信信号ａの中から同様にピーク検出回路２１によりピーク信号ｂが図４（ｂ）に示すように検出され、そのピーク信号数がサブキャリア数としてサブキャリアカウント回路２２により図４（ｃ）に示すようにカウントされる。
そしてそのピーク信号数、即ちサブキャリア数が前記８０／ｆｓに相当する図４（ｃ）のカウント値ｎに達した時点▲４▼になると、デコード制御回路２５は、デコード回路２４を制御して、以降ピーク検出回路２１により検出された一定時間幅ｗ以上の信号幅を有するピーク信号ｂを順次デコードさせてレスポンスデータｅとして受信バッファ２６へ送出させる。これによりＣＰＵ３はＩＣカードからのレスポンスを正常に受信できる。
【００２６】
図５は、ＩＣカードリーダの他の構成を示すブロック図であり、前述の受信回路１，２を併設したものである。そして、各受信回路１，２をＣＰＵ３からの動作許可信号により同時に動作させるようにする。このように構成した場合、ＩＣカード５から無線ユニット４を介してタイプＡの通信方式に基づく信号を入力すると、受信回路１は正常に動作し、受信回路２は動作を開始しない状態となる。また、ＩＣカード５から無線ユニット４を介してタイプＢの通信方式に基づく信号を入力すると、受信回路１はエラーとなり、受信回路２は正常に動作する。
【００２７】
ＣＰＵ３は各受信回路１，２のうち正常に動作した一方の受信回路からの受信データを入力することにより、ＩＣカード５の通信方式が不明であっても、そのＩＣカードからのレスポンス信号を正常なデータとして受信することができる。さらに、各受信回路１，２のうち一方の受信回路のみ動作を許可することにより、タイプＡ専用のＩＣカードリーダまたはタイプＢ専用のＩＣカードリーダとして設定することもできる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電磁結合に基づき電源が供給されたＩＣカードに対しコマンドを送信するとともに、コマンドの送信に対しＩＣカードから返送されるレスポンスを受信するＩＣカードリーダにおいて、受信した信号の中から所定のしきい値以下の信号をノイズとして除去する除去回路と、除去回路によりノイズが除去された信号を入力するとレスポンスとしてデコードするとともに、デコードしたデータを受信データとして出力するデコード回路と、デコード回路から出力された受信データのエラーの有無を判定する判定回路と、無効手段とを設け、無効手段は、判定回路のエラー出力に応じて受信データを無効にするようにしたので、ＩＣカード側から送信される信号を受信する際にこの受信信号中のノイズを的確に除去して正規な信号（レスポンス）のみを受信できる。
また、受信信号中の所定のしきい値以上の信号を前記レスポンスの変調信号として検出する検出回路と、検出回路により検出された変調信号の数をカウントするカウント回路と、一定期間の間検出回路の変調信号の無検出を検出するとカウント回路をリセットする無信号検出回路と、復調回路とを設け、復調回路は、カウント回路のカウント値が所定値に達すると変調信号を入力しレスポンスとしてデコードするともに、デコードしたデータを受信データとして出力するようにしたので、同様にノイズが的確に除去された正規な信号のみを受信データとして受信できる。
【００２９】
また、上記の除去回路、デコード回路、判定回路及び無効手段からなる第１の受信回路と、上記の検出回路、カウント回路、無信号検出回路及び復調回路からなる第２の受信回路を設けるようにしたので、タイプＡまたはタイプＢの何れのＩＣカードからのレスポンス信号であっても正常に受信できる。
また、デコード回路からの受信データを蓄積する受信バッファを設け、かつ判定回路は受信データのエラーの有無に応じたステータスを出力するとともに、無効手段は判定回路のエラー出力に応じて受信バッファの受信データを消去し、判定回路のステータスがエラー無しを示すときの受信バッファの受信データを前記レスポンスとして受信するようにしたので、ノイズが的確に除去された正規な信号のみを受信データとして受信できる。
また、第１及び第２の受信回路の何れか一方の動作を許可するようにしたので、ＩＣカードリーダをタイプＡ専用のカードリーダまたはタイプＢ専用のカードリーダとして設定することができる。
また、前記しきい値を、予め設定された信号の時間幅としたので、正規な信号かノイズかを簡単な方法で識別できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る非接触ＩＣカードリーダの第１の要部構成を示すブロック図である。
【図２】 上記非接触ＩＣカードリーダの第２の要部構成を示すブロック図である。
【図３】 図１の非接触ＩＣカードリーダの各部の動作を示すタイムチャートである。
【図４】 図２の非接触ＩＣカードリーダの各部の動作を示すタイムチャートである。
【図５】 上記非接触ＩＣカードリーダの他の構成を示すブロック図である。
【図６】 従来の非接触ＩＣカードリーダの各部の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１，２…受信回路、３…ＣＰＵ、５…非接触ＩＣカード、１１…ノイズ除去回路、１２…レスポンスデコード回路、１３，２６…受信バッファ、１４…エラー判定回路、１５，２５…デコード制御回路、２１…ピーク検出回路、２２…サブキャリアカウント回路、２３…無信号検出回路、２４…デコード回路。
Claims (5)
- 電磁結合に基づき電源が供給された非接触ＩＣカードに対しコマンドを送信するとともに、前記コマンドの送信に対し前記非接触ＩＣカードから返送される変調信号からなるレスポンスを受信するタイプＡの通信方式が適用される非接触ＩＣカードリーダにおいて、
レスポンスとして受信した変調信号の中から予め設定された信号の時間幅を示すしきい値以下の信号をノイズとして除去する除去回路と、
前記除去回路により前記ノイズが除去された信号を入力すると前記レスポンスとしてデコードするとともに、デコードしたデータを受信データとして出力するデコード回路と、
前記デコード回路から出力された受信データのエラーの有無をデータ長不足か否かに応じて判定する判定回路と、
前記判定回路のエラー出力に応じて前記受信データを無効にする無効手段と
を備えたことを特徴とする非接触ＩＣカードリーダ。 - 電磁結合に基づき電源が供給された非接触ＩＣカードに対しコマンドを送信するとともに、前記コマンドの送信に対し前記非接触ＩＣカードから返送される変調信号からなるレスポンスを受信するタイプＢの通信方式が適用される非接触ＩＣカードリーダにおいて、
レスポンスとして受信した変調信号の中から予め設定された信号の時間幅を示すしきい値以上の信号を前記レスポンスの変調信号として検出する検出回路と、
前記検出回路により検出された前記変調信号の数をカウントするカウント回路と、
一定期間の間前記検出回路の前記変調信号の無検出を検出すると前記カウント回路をリセットする無信号検出回路と、
前記カウント回路のカウント値が所定値に達した後に前記変調信号を入力して前記レスポンスとしてデコードするとともに、デコードしたデータを受信データとして出力する復調回路と
を備えたことを特徴とする非接触ＩＣカードリーダ。 - 電磁結合に基づき電源が供給された非接触ＩＣカードに対しコマンドを送信するとともに、前記コマンドの送信に対し前記非接触ＩＣカードから返送される変調信号からなるレスポンスを受信するタイプＡ及びタイプＢの各通信方式が適用される非接触ＩＣカードリーダにおいて、
レスポンスとして受信した変調信号の中から予め設定された信号の時間幅を示すしきい値以下の信号をノイズとして除去する除去回路と、前記除去回路により前記ノイズが除去された信号を入力すると前記レスポンスとしてデコードするとともに、デコードしたデータを受信データとして出力するデコード回路と、前記デコード回路から出力された受信データのエラーの有無をデータ長不足か否かに応じて判定する判定回路と、前記判定回路のエラー出力に応じて前記受信データを無効にする無効手段とからなる第１の受信回路と、
レスポンスとして受信した変調信号の中から予め設定された信号の時間幅を示すしきい値以上の信号を前記レスポンスの変調信号として検出する検出回路と、前記検出回路により検出された前記変調信号の数をカウントするカウント回路と、一定期間の間前記検出回路の前記変調信号の無検出を検出すると前記カウント回路をリセットする無信号検出回路と、前記カウント回路のカウント値が所定値に達した後に前記変調信号を入力して前記レスポンスとしてデコードするとともに、デコードしたデータを受信データとして出力する復調回路とからなる第２の受信回路とを備えたことを特徴とする非接触ＩＣカードリーダ。 - 請求項１または請求項３において、
前記デコード回路からの受信データを蓄積する受信バッファを備え、かつ前記判定回路は前記受信データのエラーの有無に応じたステータスを出力するとともに、前記無効手段は前記判定回路のエラー出力に応じて前記受信バッファの受信データを消去し、前記判定回路のステータスがエラー無しを示すときの前記受信バッファの受信データを前記レスポンスとして受信するようにしたことを特徴とする非接触ＩＣカードリーダ。 - 請求項３において、
前記第１及び第２の受信回路の何れか一方の動作を許可する手段を備えたことを特徴とする非接触ＩＣカードリーダ。
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