JP4455722B2

JP4455722B2 - Ｉｃカードのリーダライタ装置

Info

Publication number: JP4455722B2
Application number: JP2000097543A
Authority: JP
Inventors: 徳穂田中; 高洋渡辺; 一夫舟久保
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2020-03-31
Also published as: JP2001283163A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリレスの非接触ＩＣカードのリーダライタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣカードは、電話カードやメモリカード、金融カード、等として利用されている。ＩＣカードの中に接触型と非接触型、バッテリ内蔵型とバッテリ非内蔵型（バッテリレス）がある。接触型とは、ＩＣカードとの間のアクセスに関して、ＩＣカード読取機（リーダライタ装置）等に挿入（即ち、機械に接触）して使うものであり、非接触型とは、自由に持ち歩いて読取機に近づけば自動的にアクセスを可能にするものである。バッテリ内蔵型はＩＣカード内に電源を持つものであり、バッテリレスはＩＣカード内に電源を持たず読取機から無線にて電力を受け取りこれを自己の電源とするものである。ＩＣカードは、タグとも呼ばれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
現在のバッテリレスの非接触型ＩＣカードでは、リーダライタ（リーダライタ装置のこと）の指示により、リーディング（読み取り）／認証（オーセンティケーション）／ライティング（書き込み）の３種類の処理を行う。この３種類の各処理毎にＩＣカードはリーダライタから電力を供給されるが、３種類の各処理毎にＩＣカードの通信感応領域の大きさが異なるという現実がある。これは、各処理毎に必要とする電力に差があるためであり、例えばＩＣカードの内部メモリに対するリード時の電力に比してライト時の電力は大きい。このため、リード、ライトの両者で同一電力値を供給した場合、リードでのＩＣカードの通信感応領域Ｅ₁がライトでの通信感応領域Ｅ₂に比べて大きくなる。従って、Ｅ₁≧Ｅ＞Ｅ₂なる領域ＥにＩＣカードが存在する時には、前記３種類の処理においてリーディングでＩＣカードからデータ読み取りに成功してもライティングで書き込みに失敗する。また、書き込みを行う場合、「読み取り（検出）／書き込み／読み取り（ベリファイ。実証すること）」なる３種類の処理を持つシーケンス例にあっても、読み取り処理は成功しても、書き込み処理に失敗することがある。
【０００４】
こうしたＩＣカードを使うには、ＩＣカードをリーダライタからある定められた距離（Ｅ≦Ｅ₂）に存在させるよう場所的な規制をかけて使用していた。しかし、利用の時に場所的な制限が加わったことになり、利用者に負担であり、もっと使い勝手のよいものにする必要がある。
【０００５】
本発明の目的は、使い勝手をよくしたＩＣカードのリーダライタ装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、データの書き込み及び読み取り可能なバッテリレスの非接触ＩＣカードとの間で前記データの送受信を行うリーダライタ装置において、
読み取りステップ以外にＩＣカードにアクセスする他のステップを持つシーケンスか否かチェックし、該他のステップを持つシーケンスの処理時にあっては、この読み取りステップでの送信出力を上記他のステップの中の最狭通信可能範囲となるように制御するものとしたＩＣカードのリーダライタ装置を開示する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のＩＣカードシステムの実施の形態を示す図である。ＩＣカードシステムは、リーダライタ１００とバッテリレスの非接触型ＩＣカード２００から成る。リーダライタ１００は、制御部１、変調回路２、出力調整機能付き送信アンプ３、アンテナ４、フィルタ５、復調回路６、を少なくとも備える。ＩＣカード２００は、アンテナ７、変復調回路８、制御部９、メモリ１０を少なくとも備える。
リーダライタ１００の制御部１は、搬送波信号、クロック、コマンド（データを含む）を出力する。更に搬送電力データを出力する。変調回路２は、この搬送波信号をコマンドで変調し、且つ搬送電力となるように変調した上で、この変調した搬送波信号を送信アンプ３に送る。送信アンプ３の出力はアンテナ４を介して電波として放出される。ＩＣカード２００は、アンテナを介して受信し、変復調回路８は、電力、コマンド、クロックを復調して取り出し、この搬送電力は、供給要素９、１０の電源となる。この電源をもとに要素９、１０は立ち上がる。制御部９は、復調したコマンドをもとにメモリ１０のアクセスを行う。アクセスの結果は制御部９を介して変復調回路８に送られて同一搬送波に対して変調され、アンテナ７よりリーダライタ１００へ送られる。
【０００８】
かかる構成で、送信アンプ３の出力調整を制御部１からの制御信号Ｃ₁によって行う。制御信号Ｃ₁は、ＩＣカードの動作モード（機能）による消費電力の違いを反映させ、複数の動作モードを連続して利用するシーケンスについて、通信感応領域の違いによって通信不可とならないように出力調整を行う信号である。ここで、シーケンスとは、ＩＣカードに対するある目的を持つ一連のステップの集まりを云う。例えば、後述の図５、図６、図７の如きを指す。具体例としては、読み取りのシーケンス、書き込みのシーケンス（例えば図５）、検出のみのシーケンス（図６）等を指す。制御部１がこうしたシーケンスの判断及びそれに対応する制御信号Ｃ₁を発生する。
【０００９】
図２は、本発明の出力調整機能付き送信アンプ３の具体例を示す。送信アンプ３は、減衰器３０、コンデンサ３１、抵抗３２、３３、３４、トランジスタ３５、コンデンサ３６で構成され、減衰器３０を制御信号Ｃ₁によって減衰制御したものである。この減衰制御によって、アンプ３の出力が調整される。
【００１０】
図３、図４は、出力調整の前後のＩＣカード側から見た通信感応領域の変化の様子を示す。図３が、出力調整をはかっていない状態を示し、図４が出力調整後の状態を示す。図３で、領域Ｅ₁は読み取り可能範囲、Ｅ₂は認証可能範囲、Ｅ₃は書き込み可能範囲であり、その大きさは、Ｅ₁＞Ｅ₂＞Ｅ₃である。この図から、領域Ｅ₃に対しＥ₃≧Ｅなる領域ＥにＩＣカードが存在すれば、読み取り／認証／書き込みのすべてのステップを正しく実行できるが、Ｅ₂≧Ｅ＞Ｅ₃なる領域ＥにＩＣカードが存在すれば、読み取り／認証の各ステップは実行可能であるが、書き込みのステップは実行不可能となる。更に、Ｅ₁≧Ｅ＞Ｅ₂なる領域ＥにＩＣカードが存在すれば、読み取りのステップのみが実行可能であり、認証／書き込みの各ステップは実行不可能である。Ｅ＞Ｅ₁であれば、すべてのステップは実行不可能である。
そこで本発明では、図４に示すように、読み取りでのＩＣカードの通信感応領域Ｅ₁を、Ｅ₃≧Ｅ₁′になるように、Ｅ₁からＥ₁′へ変更することにした。これによって読み取り時のリーダライタ１００からの送信出力がＩＣカード側では領域Ｅ₁′となり、読み取り可能範囲では、確実に認証と書き込みとが可能となる。
【００１１】
具体的な実施例を説明する。この実施例はＩＣカードを、図書館（図書室を含む）の図書の盗難防止用に使用する例である。ＩＣカードを管理対象となる図書の背表紙又は裏表紙などに取り付ける。ＩＣカードは、盗難防止コマンドに応答できるようなモードを機能として持たせておく。更に、図書館の出入口にゲートアンテナ及びリーダライタを設置しておく。リーダライタは、盗難防止コマンドを連続的にゲートアンテナを介して送信でき、その応答をチェックできる盗難チェック機能を持つ。
図書の貸し出しに際し以下の処理を行う。リーダライタを盗難チェック機能に設定する。貸し出しを確認した図書のＩＣカードを、盗難防止コマンドに応答しないようなモードに設定する。従って、貸し出しを確認しない図書のＩＣカードは、盗難防止コマンドに応答可能なモードのままとなっている。
そこで、利用者が図書を持ったままゲートを通過する際に、盗難防止コマンドに応答しない図書であれば正常貸し出しとなり、盗難防止コマンドに応答する図書であれば、貸し出しの確認がされていない図書であると、リードライタが判定し、図書の盗難のチェックが可能となる。
【００１２】
かかる貸し出し処理にあっては以下の（２）〜（５）の４つのステップから成るシーケンスを使用する。
（１）、ＩＣカードを付けた図書をアンテナ又はその近傍の所定位置又は所定範囲に載せる、
（２）、図書に取り付けてあるＩＣカードを検出する（読み取り）、
（３）、ＩＣカードが盗難防止コマンドに応答しないようなモードに設定する（書き込み）、
（４）、再度カードを読み出して書き換えが成功したか否かを確認する（読み取り）、
（５）、確認したら、貸し出し処理の終了をする、
（１）〜（５）の中で、（２）にて検出したＩＣカードに対して、（３）で書き込みを行う。書き込みの通信可能範囲が、読み取りの通信可能範囲よりも狭い場合は、（２）で検出しても、（３）の書き込みで失敗してしまう。そこで、（２）の読み取りを行う時に送信出力を調節し通信可能範囲を最狭である書き込みの通信可能範囲と同じかそれよりも狭くする。かくして、（２）で検出したＩＣカードには、確実に書き込むことが可能となる。
【００１３】
かかる（２）〜（５）のステップから成るシーケンスを図５に示す。フローＦ₁で、送信出力が本来の通信距離の、例えば５０％となるようにする（Ｅ₁→Ｅ₁′）べく、制御部１が制御信号Ｃ₁を出力し、送信出力の制御をはかる。この送信出力で、フローＦ₂で読み取りを行う（前記（２）のステップ）。フローＦ₃でＩＣカードの検出か否かチェックし、検出なしであればフローＦ₁に戻り、検出であればフローＦ₄に移る。フローＦ₄では、送信出力の制御をせずに本来の通信距離（１００％）に戻す（又は、１００％の送信出力になるように制御する）。次にフローＦ₅でこのＩＣカードに盗難防止機能停止を書き込む（前記（３）のステップ）。フローＦ₆で読み取りを行い、フローＦ₇でベリファイ（認証）できたか否かチェックする（前記（５）のステップ）。不可ならばＦ₈となりエラー処理を行い、可ならば終了する。尚、フローＦ₅とＦ₆との間に、フローＦ₁と同一処理ステップを挿入させれば消費電力の削減になる。
【００１４】
図６には、ＩＣカードの検出のみに機能を絞ったシーケンスを示す。このシーケンスではＩＣカードに対して読み取りだけの処理であり、選択対象となる最狭の通信可能範囲は存在しないので、通信距離は１００％とした。フローＦ₁では、送信出力を、通信距離が１００％となるようにし（図５のフローＦ₄と同じ処理）、フローＦ₂で、読み取りを行い、検出不可ならばフローＦ₂に戻り、検出可ならば、検出データ処理をフローＦ₄で行い、フローＦ₂に戻す。この図によれば、ゲートアンテナによるＩＣカードの検出のみの場合は、送信出力を最大にしておくことで、広範囲の検出が可能となる。こうしたシーケンスは、盗難防止用に付加したラベルの有無だけを知りたい等の場合に適用され、読み取りだけなので通信可能範囲が広く、確実に検出が可能となる。
このように、バッテリレスの非接触ＩＣカードシステムでは、ほとんどの処理シーケンスが「ＩＣカードの検出→目的の処理」というシーケンスである。そこでＩＣカードの検出時にリーダライタの送信出力を以降のシーケンスで利用する動作モードのうち最狭の通信範囲に合わせる。これによって検出したＩＣカードに対して、以降のシーケンスを確実に実行できる。
【００１５】
次に駅の改札にこのリーダライタを設置した場合、１回の改札処理で発生する一連のＩＣカードへの処理を行うシーケンスを説明する。この一連の処理では、「不正なカードのチェック」、「残高の取得」、「乗車駅の書き込み」、「入場料の引き落とし」を行う必要があるとすると、そのシーケンスは図７となる。このシーケンスにあっても、図５と同様な考え方で、送信出力の制御を行う。
【００１６】
リーダライタからの送信電力は、電磁誘導による例としたが、光エネルギーやマイクロ波による例もありうる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、非接触ＩＣカード（タグ）検出時の通信感応範囲が、検出後に実行されるシーケンスの動作モード（機能）の中で一番狭い通信感応範囲以下になるように検出時の送信出力を調整することにより、検出した非接触ＩＣカード（タグ）は、必ずシーケンスの最後まで通信可能となる。更に、動作中の大半を占める検出時の送信出力を押さえるので、消費電力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＩＣカードシステムの実施の形態を示す図である。
【図２】本発明の送信出力制御をはかる送信アンプの回路例図である。
【図３】ＩＣカード側から見た感応領域を示す図である。
【図４】ＩＣカード側から見た感応領域について、送信出力制御をはかった図である。
【図５】本発明のあるシーケンスでの処理フロー図である。
【図６】本発明の他のシーケンスでの処理フロー図である。
【図７】本発明の他のシーケンスの処理を示す図である。
【符号の説明】
１制御部
２変調回路
３出力調整機能付送信アンプ
４アンテナ
５フィルタ
６復調回路
１００リーダライタ
２００ＩＣカード

Claims

データの書き込み及び読み取り可能なバッテリレスの非接触ＩＣカードとの間で前記データの送受信を行うリーダライタ装置において、
読み取りステップ以外にＩＣカードにアクセスする他のステップを持つシーケンスか否かチェックし、該他のステップを持つシーケンスの処理時にあっては、この読み取りステップでの送信出力を上記他のステップの中の最狭通信可能範囲となるように制御するものとしたＩＣカードのリーダライタ装置。