JP4527233B2 - 非接触型カードリードライト装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信媒体として電磁波を使用した非接触型カードリードライト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ＩＣカードと離隔した状態で内部のデータを読み書き可能な非接触型カードリードライト装置が知られている。非接触でＩＣカードと通信を行って、ＩＣカード内部のデータを読み書きする技術の一つに誘導電磁界を利用したものがある。
【０００３】
上述したような誘導電磁界を利用した非接触型カードリードライト装置は、例えば次のように構成され、動作する。非接触型カードリードライト装置及びＩＣカードは、ともにコイルからなるアンテナを備える。そして、非接触型カードリードライト装置のアンテナに所定周波数の交流を導通させることによって誘導電磁界を形成すると、ＩＣカードのアンテナには誘導電流が誘起される。これにより、非接触型カードリードライト装置とＩＣカードとが離隔した状態で通信が可能となる。
【０００４】
具体的には、非接触型カードリードライト装置は、送信データを変調して、所定周波数又は所定振幅の搬送波にのせて送信データをＩＣカードに送信する。一方、ＩＣカードは誘導電磁界によって誘起された電力を使ってＩＣカードを駆動し、送信データに対応した応答データを非接触型カードリードライト装置に送信する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した構成の非接触型カードリードライト装置は、送信回路から送信用アンテナを介して命令信号をＩＣカードに送信し、ＩＣカードから受信用アンテナを介して上記命令信号に対応した応答信号を受信回路に送信するように構成されているが、命令信号を送信した際の変調された電磁波の影響によって受信回路に不要な信号が入り込み、受信回路にてＩＣカードからの応答信号ではない信号あるいはノイズ等を受信してしまうという問題点を有していることが判明した。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ＩＣカードからの応答信号を適切に受信することが可能な非接触型カードリードライト装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る非接触型カードリードライト装置は、電磁波を送受信することによって離隔した位置に配されたＩＣカードとデータの授受を行う非接触型カードリードライト装置であって、所定の送信データを出力する制御部と、制御部からの所定の送信データを変調して命令信号へ変換する送信回路と、送信回路からの命令信号を電磁波としてＩＣカードに送信する送信用アンテナと、ＩＣカードからの電磁波を受信して、受信した電磁波を応答信号へ変換する受信用アンテナと、受信用アンテナからの応答信号を復調して受信データへ変換し、受信データを制御部に出力する受信回路と、を備え、制御部は、命令信号の送信開始からカウントを開始して命令信号において位相偏移変調がかけられた変調周波数Ｆに対してＮ倍（但し、Ｎは整数）の周波数Ｆ ｃ で動作するカウンタを有し、カウンタが所定のカウンタ値に達したときに、命令信号の送信開始からＩＣカードにおいて命令信号が認識されるまでの時間が経過したとして受信回路に動作許可信号を出力し、受信回路は、制御部から動作許可信号が入力されることにより、応答信号を受信データへ変換して制御部に出力する受信データ出力動作が可能な状態に移行することを特徴としている。
【０００８】
本発明に係る非接触型カードリードライト装置では、上述したように、制御部と、送信回路と、送信用アンテナと、受信用アンテナと、受信回路とを備え、制御部は命令信号の送信開始から所定時間経過後に受信回路に動作許可信号を出力し、受信回路は制御部から動作許可信号が入力されることにより、応答信号を受信データへ変換して制御部に出力する受信データ出力動作が可能な状態に移行するので、所定時間（命令信号の送信開始からＩＣカードにおいて命令信号が認識されるまでの時間）が経過して動作許可信号が入力されるまでの間、受信回路は受信データ出力動作が禁止されることになる。これにより、命令信号を送信した際の変調された電磁波の影響によって受信回路に不要な信号が入り込み、受信回路が応答信号ではない信号あるいはノイズ等を受信するのを抑制することができる。この結果、受信回路はＩＣカードからの応答信号を適切に受信することができる。
【０００９】
また、制御部は、カウンタが所定のカウント値Ｃｏｎ＝Ｃｓｔ＋（Ｎ×Ｂ）−（Ｔｒ×Ｆｃ＋Ｃｍ）（但し、Ｃｓｔはカウンタ初期値、Ｂは命令信号のビット数、Ｔｒは応答信号の送信開始から命令信号の送信終了までの時間、Ｃｍは所定のマージン値）に達したときに、受信回路に動作許可信号を出力することが好ましい。このように、制御部が、命令信号の送信開始からカウントを開始して命令信号の変調周波数Ｆに対してＮ倍（但し、Ｎは整数）の周波数Ｆｃで動作するカウンタを有し、カウンタが所定のカウント値Ｃｏｎ＝Ｃｓｔ＋（Ｎ×Ｂ）−（Ｔｒ×Ｆｃ＋Ｃｍ）（但し、Ｃｓｔはカウンタ初期値、Ｂは命令信号のビット数、Ｔｒは応答信号の送信開始から命令信号の送信終了までの時間、Ｃｍは所定のマージン値）に達したときに、所定時間（命令信号の送信開始からＩＣカードにおいて命令信号が認識されるまでの時間）が経過したとして受信回路に動作許可信号を出力することにより、制御部はＩＣカードから応答信号が送信される直前に動作許可信号を確実に出力することができ、受信回路はＩＣカードからの応答信号をより一層適切に受信することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明による非接触型カードリードライト装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る非接触型カードリードライト装置の構成を示すブロック図であり、図２は、同じく送信回路を示すブロック図であり、図４は、同じくＩＣカードの構成を示すブロック図であり、図５は、同じく受信回路を示すブロック図である。
【００１２】
非接触型カードリードライト装置１は、図１に示されるように、上位アプリケーションである図示しないＣＰＵからの命令に従って非接触型カードリードライト装置１を制御する制御部１１と、ＩＣカード２との間で電磁波を送受信する２本のアンテナ１３、１４を含むインターフェース部１２とからなる。インターフェース部１２は、送信用アンテナ１３に接続される送信回路２０と、受信用アンテナ１４に接続される受信回路３０とを備えている。制御部１１は、所定の送信データとしてのデジタルデータを出力するようにも構成されている。また、送信用アンテナ１３と、受信用アンテナ１４とは、ループ状に形成されており、装置の小型化を図るため互いに近接して設けられている。
【００１３】
送信回路２０は、制御部１１からのデジタルデータを変調して命令信号へ変換するものであり、図２に示されるように、制御部１１からのデジタルデータをアナログデータに変換するＤＡコンバータ（ＤＡＣ）２１と、搬送波を生成する発振器２２と、ＤＡコンバータ２１で変換されたアナログデータと発振器２２から出力された搬送波の平衡をとり、混合して変調を行う二重平衡変調器（Double Balanced Modulation、以下「ＤＢＭ」という）２４とを備えており、ＤＢＭ２４で変調された変調信号（命令信号）が送信用アンテナ１３に伝達される。
【００１４】
ＤＡコンバータ２１とＤＢＭ２４との間には、ＤＡコンバータ２１からの出力信号をＤＢＭ２４に入力可能なレベルに調節するレベルシフト２３が接続されている。また、ＤＢＭ２４と送信用アンテナ１３の間には、変調信号を増幅する増幅器２５が接続されている。
【００１５】
ここで、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す具体的な波形信号を参照しながら、ＤＢＭ２４から出力される変調信号について説明する。図３（ａ）はＤＡコンバータ２１から出力される電圧信号、図３（ｂ）はＤＢＭ２４から出力される変調信号を示している。図３（ａ）に示すようにＤＡコンバータ２１は、０〜Ｖｃｃ［Ｖ］の電圧信号を出力可能である。ＤＡコンバータ２１からの入力がＶｃｃ［Ｖ］であるとき（ｔ１）に、ＤＢＭ２４から出力される変調信号の振幅は最大となる（Ｔ１）。ＤＡコンバータ２１からの出力が低下する（ｔ２）に従って、変調信号の振幅は減少し（Ｔ２）、ＤＡコンバータ２１からの入力がＶｃｃ／２［Ｖ］のときに、ＤＢＭ２４からの出力は０となる。そして、ＤＢＭ２４からの出力がＶｃｃ／２［Ｖ］より更に低下する（ｔ３）と、ＤＢＭ２４から出力される変調信号の位相は１８０°シフトし、ＤＡコンバータ２１からの入力が低下するに従って、出力される変調信号の振幅は大きくなる（Ｔ３）。そして、ＤＡコンバータ２１からの入力が０［Ｖ］のとき（ｔ４）に、ＤＢＭ２４から出力される変調信号は、ＤＡコンバータ２１からの入力がＶｃｃ［Ｖ］のときと同じ振幅で、位相が１８０°シフトした波形となる（Ｔ４）。
【００１６】
次に、ＩＣカード２の構成について説明すると、ＩＣカード２は、図４に示されるように、非接触型カードリードライト装置１からの送信電磁波（命令信号）を受信するアンテナ４１と、送信電磁波として送信された命令信号を検波（復調）する検波回路（整流器）４２と、ＩＣカード２からの応答信号を生成するためのスイッチング回路４３と、これらを制御する制御部４４とから構成されている。
【００１７】
アンテナ４１にて受信された送信電磁波（命令信号）は、検波回路４２にて検波され、検波回路４２から検波信号（命令信号）として制御部４４に出力される。なお、この検波信号は、ＩＣカード２内の電源として兼用される。制御部４４は、検波回路４２からの検波信号（命令信号）に対応する所定の応答データをスイッチング回路４３に出力する。スイッチング回路４３は、制御部４４からの所定の応答データに対応したスイッチング動作を行い、応答信号を生成する。スイッチング回路４３にて生成された応答信号はアンテナ４１に伝達されて、応答電磁波として非接触型カードリードライト装置１に送られる。
【００１８】
次に、受信回路３０について図５を参照しながら説明する。受信回路３０は、受信用アンテナ１４からの応答信号を増幅する増幅器３１と、応答信号を復調する検波回路３２と、検波回路３２からの出力と基準電圧発生器３４とを比較演算する比較器（オペアンプ）３３とから構成されている。比較器３３のマイナス端子に検波回路３２が、プラス端子に基準電圧発生器３４が接続されている。また、比較器３３の出力端子は制御部１１に接続されており、応答信号は制御部１１へと伝達される。基準電圧発生器３４は、検波回路３２にて検波された応答信号（アナログ信号）を比較器３３にて比較して復調するための基準となる電圧を出力する。
【００１９】
受信用アンテナ１４にて受信されたＩＣカード２からの応答電磁波（応答信号）は、増幅器３１に送られて所定の電圧レベルまで増幅される。検波回路３２は、増幅器３１にて増幅された応答信号から決められた所定の周波数を検波して、検波された応答信号を比較器３３に出力する。比較器３３に出力された応答信号は、基準電圧発生器３４からの基準電圧と比較されることにより復調されて受信データ（デジタルデータ）に変換される。変換された受信データ（デジタルデータ）は、制御部１１に出力される。
【００２０】
ここで、図６（ａ）〜（ｊ）に示された波形信号を参照しながら、非接触型カードリードライト装置１とＩＣカード２との間における変調及び復調方式の関係を説明するための線図である。図６（ａ）は制御部１１から出力される送信データ、図６（ｂ）はＤＡＣ２１から出力されるベースバンド信号、図６（ｃ）はＤＢＭ２４から出力される変調信号（命令信号）、図６（ｄ）はＩＣカード２にて復調された非接触型カードリードライト装置１からの送信データ、図６（ｅ）は制御部４４から出力される応答データ、図６（ｆ）はスイッチング回路４３の動作信号、図６（ｇ）はＩＣカード２から出力される変調信号（応答信号）、図６（ｈ）は検波回路３２から出力される応答信号、図６（ｉ）は制御部１１に入力される受信データ、図６（ｊ）は制御部１１に入力される受信データ（但し、図６（ａ）〜（ｄ）と同じタイムスケールにて記載）、を示している。
【００２１】
なお、図６（ａ）〜（ｊ）において、図６（ａ）〜（ｄ）及び図６（ｊ）に示された波形信号のタイムスケールと図６（ｅ）〜（ｉ）に示された波形信号のタイムスケールとは異なっている。このようにタイムスケールが異なっているのは、非接触型カードリードライト装置１からのデータ送信時の通信速度と、ＩＣカード２でのデータ送受信時の通信速度及び非接触型カードリードライト装置１でのデータ受信時の通信速度とが異なるためである。たとえば、非接触型カードリードライト装置１におけるデータ１ビット当りの送信時間は９０μｓ程度であるのに対して、ＩＣカード２におけるデータ１ビット当りの送信時間は５μｓ程度であり、ＩＣカード２からのデータの送信速度は非接触型カードリードライト装置１からのデータの送信速度に比して速い通信速度に設定されている。
【００２２】
送信データが、図６（ａ）に示されるように、所定の時点Ａにおいて制御部１１から送信回路２０（ＤＡＣ２１）への出力が開始されると、制御部１１からの送信データは、図６（ｂ）に示されるように、ＤＡＣ２１によりベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号の波形変化は、送信データを確実に変換すると共に送信データとの同期を取るために、送信データの中央部分にて行っている。ＤＢＭ２４でベースバンド信号と発振器２２からの搬送波とが混合されて、命令信号として送信用アンテナ１３に送られる。命令信号は、図６（ｃ）に示されるように、ベースバンド信号の変化に対応させて変調（ＰＳＫ）がかけられている。命令信号は、所定の時点Ａから所定の時点Ｂまでの間にわたって送信される。
【００２３】
命令信号は非接触型カードリードライト装置１の送信用アンテナ１３から送信され、ＩＣカード２のアンテナ４１が非接触型カードリードライト装置１からの命令信号を受信する。ＩＣカード２にて受信された命令信号は検波回路４２により検波される。ＩＣカード２にて受信された命令信号は検波回路４２にて全波整流されることにより、検波された受信信号は、図６（ｃ）に示される波形の変調部分が包絡した波形となる。
【００２４】
ＩＣカード２の制御部４４は、検波回路４２にて検波された受信信号の波形を復調する。復調された送信データのＩＣカード２の制御部４４へのデータ入力は、検波回路４２にて検波された受信信号の波形の復調と同時になされるので、非接触型カードリードライト装置１側の変調方式とＩＣカード２側の変調方式との違いにより、図６（ｄ）に示されるように、非接触型カードリードライト装置１の制御部１１からの送信データの出力完了よりも早く行われる。
【００２５】
ＩＣカード２の制御部４４は、検波回路４２にて検波された受信信号の復調の終了により、図６（ｅ）に示されるように、所定の時点Ｃにおいて命令信号に対応する応答データのスイッチング回路４３への出力を開始する。スイッチング回路４３は、制御部４４からの応答データに対応して、図６（ｆ）に示されるように、スイッチング（オン／オフ）動作を行う。スイッチング回路４３のスイッチング（オン／オフ）動作によりアンテナ４１の負荷が変動することになり、このアンテナ４１の負荷変動により応答データが、図６（ｇ）に示されるように、応答信号へ変調（ＡＳＫ）される。スイッチング回路４３が動作しない場合には、非接触型カードリードライト装置１からの所定周波数の信号がそのまま反射されるのに対して、スイッチング回路４３のスイッチング（オン／オフ）動作により、非接触型カードリードライト装置１からの所定周波数の信号に変調をかけることが可能となる。
【００２６】
変調された応答信号は、ＩＣカード２のアンテナ４１から非接触型カードリードライト装置１に送られる。ＩＣカード２から送信された応答信号は、非接触型カードリードライト装置１の受信用アンテナ１４にて受信され、増幅器３１にて増幅された後に検波回路３２に入力される。検波回路３２に入力された応答信号は、図６（ｈ）に示されるように、検波される。
【００２７】
比較器３３により検波された応答信号と基準電圧とが比較され、比較器３３での比較結果が、図６（ｉ）及び（ｊ）に示されるように、受信データとして制御部１１に入力される。受信データの非接触型カードリードライト装置１の制御部１１へのデータ入力は、非接触型カードリードライト装置１側の変調方式とＩＣカード２側の変調方式との違いにより、変調された波形の入力と同時に行われる。
【００２８】
以上の説明から分かるように、非接触型カードリードライト装置１からの命令信号の送信が完了する前に、ＩＣカード２側での命令信号の認識が完了することになる。したがって、非接触型カードリードライト装置１からの命令信号の送信が完了する時点Ｂよりも負の方向に一定時間Ｔrが経過したところ、すなわち非接触型カードリードライト装置１からの命令信号の送信が完了する時点Ｂより一定時間Ｔrだけ前の時点Ｃより、ＩＣカード２からの応答信号の出力が始まることになり、非接触型カードリードライト装置１からの命令信号の送信が完了する時点Ｂよりも前に、非接触型カードリードライト装置１（受信回路３０）に応答信号が入力されることになる。
【００２９】
そこで、本実施形態に係る非接触型カードリードライト装置１においては、非接触型カードリードライト装置１からの命令信号の送信が完了する時点Ｂよりも前に出力が開始される応答信号を適切に受信するために、制御部１１は命令信号の送信開始から所定時間経過後に受信回路３０に動作許可信号を出力し、受信回路３０が、制御部１１からの動作許可信号が入力されることにより、ＩＣカード２からの応答信号を受信データへ変換して制御部１１に出力する受信データ出力動作が可能な状態に移行するように構成されている。
【００３０】
制御部１１は、上述した所定時間が経過したか否かを判断するためのカウンタ１５を有している。カウンタ１５は、送信回路２０での命令信号の送信開始からカウントを開始して、命令信号の変調周波数Ｆに対してＮ倍（但し、Ｎは整数）の周波数Ｆcで動作する。制御部１１は、カウンタ１５でのカウント値が所定のカウント値Ｃｏｎに達したか否かを判断し、カウンタ１５でのカウント値が所定のカウント値Ｃｏｎに達したときに、上述した所定時間が経過したとして、受信回路３０に動作許可信号を出力する。
【００３１】
なお、非接触型カードリードライト装置１からのデータ送信時よりも、ＩＣカード２でのデータ送受信時及び非接触型カードリードライト装置１でのデータ受信時におけるデータの通信速度が速く、また、ＩＣカード２における信号処理は命令信号の周波数を反射することから、カウンタ１５の動作周波数は、上述したように、命令信号の変調周波数Ｆに対してＮ倍（但し、Ｎは整数）に設定されている。
【００３２】
ここで、所定のカウント値Ｃonは、下記の（１）式で示されるようにして設定されている。
Ｃon＝Ｃst＋（Ｎ×Ｂ）−（Ｔr×Ｆc＋Ｃm） …（１）
Ｃst：カウンタ初期値
Ｂ：命令信号のビット数
Ｔr：応答信号の送信開始から命令信号の送信終了までの時間
Ｆc：カウンタの動作周波数（＝Ｆ×Ｎ）
Ｃm：所定のマージン値
なお、所定のマージンＣm値は、実験等により適切な値が予め求められている。
【００３３】
次に、本実施形態の非接触型カードリードライト装置１の動作について、図７及び図８を参照しながら説明する。図７は、非接触型カードリードライト装置１におけるデータ送受信段階の制御を示すフローチャートであり、図８は、非接触型カードリードライト装置１の動作を説明するための線図である。図８（ａ）は制御部１１から出力される送信データ、図８（ｂ）は制御部１１から出力される動作許可信号、図８（ｃ）は制御部１１に入力される受信データ、を示している。
【００３４】
図７に示すデータ送受信段階では、非接触型カードリードライト装置１からＩＣカード２へデータを送信し、ＩＣカード２から応答データを受信する動作が繰り返し行われる。この動作によって送受信される内容は、例えば、（１）制御部１１からＩＤを要求するデータを送信し、ＩＣカード２からＩＤを受信する、（２）制御部１１からＩＣカード２に書き込む履歴等のデータを送信し、ＩＣカード２から書き込み完了のデータを受信する、（３）制御部１１から処理終了を通知し、ＩＣカード２からの応答を受信する、等である。
【００３５】
データ送受信段階が開始する（Ｓ１０１）と、制御部１１はカウント値としてカウンタ初期値Ｃstを設定することによりカウンタ１５を初期化する（Ｓ１０３）。カウンタ１５の初期化が行われると、制御部１１は送信回路２０に対して送信データの出力を開始する（Ｓ１０５）。制御部１１からの送信データは、図８（ａ）に示されるように、所定の時点Ａから送信回路２０（ＤＡＣ２１）への出力が開始され、所定の時点Ｂにおいて送信回路２０（ＤＡＣ２１）への出力が終了する。
【００３６】
送信回路２０では、ＤＡコンバータ２１で、入力されたデジタルの送信データをアナログデータに変換する。具体的には、デジタルデータの”１”をＶｃｃ［Ｖ］の出力信号に、”０”を０［Ｖ］の出力信号に変換する。そして、ＤＡコンバータ２１から出力された送信データは、レベルシフト２３でレベルを低下させて、ＤＢＭ２４に入力する。ＤＢＭ２４は、入力された送信データと発振器２２から入力される搬送波とを混合して変調する。ＤＢＭ２４から出力された変調信号（命令信号）は、送信用アンテナ１３から送信電磁波としてその出力が開始される（Ｓ１０７）。送信電磁波がＩＣカード２に送信されると、ＩＣカード２は受信した変調信号を復調して送信されたデータを解析し、それに対する応答データを応答信号として非接触型カードリードライト装置１に送信する。
【００３７】
また、ＤＢＭ２４から出力された変調信号（命令信号）の出力が開始されると、制御部１１はカウンタ１５のカウントを開始する（Ｓ１０９）。カウンタ１５のカウント値が所定のカウント値Ｃonに達すると（Ｓ１１１）、制御部１１は受信回路３０に動作許可信号を出力する（Ｓ１１３）。動作許可信号は、図８（ｂ）に示されるように、制御部１１からの送信データの出力が終了する時点、すなわち非接触型カードリードライト装置１からの命令信号の送信が完了する時点Ｂから所定の時間Ｄだけ早い時点において出力される。ここで、所定の時間Ｄは、上述した応答信号の送信開始から命令信号の送信終了までの時間Ｔrに所定のマージン値Ｃmに対応する時間を加算した値となる。
【００３８】
非接触型カードリードライト装置１の受信回路３０は、制御部１１から動作許可信号が入力されると、ＩＣカード２から送信された応答電磁波（応答信号）を受信したか監視する（Ｓ１１５）。受信回路３０が応答電磁波（応答信号）を検出すると（Ｓ１１７）、受信回路３０は、受信用アンテナ１４で受信した応答信号を受信回路３０内の増幅器３１によって増幅した後、検波回路３２で復調する。そして、復調された応答信号を比較器３３によって基準電圧と比較演算をしてデジタルデータに変換した後、受信回路３０は受信データの制御部１１への出力を開始する（Ｓ１１９）。受信データは、図８（ｃ）に示されるように、動作許可信号が制御部１１から受信回路３０に出力された後の期間Ｆにおいて、制御部１１に入力される。一方、制御部１１が送信データの出力を開始して送信回路から命令信号の送信が開始される時点Ａから、動作許可信号が受信回路３０に出力されるまでの期間Ｅにおいては、制御部１１への受信データへの出力が禁止されることになる。
【００３９】
以上のような手順で、非接触型カードリードライト装置１とＩＣカード２との間でデータの送受信が行われる。制御部１１は、送信データの出力が完了したか否かを判断する（Ｓ１２１）。送信データの出力が完了していない場合は、制御部１１は、送信回路２０への送信データの出力を継続する。送信データの出力が完了した場合は、制御部１１は、受信データの入力が完了したか否かを判断する（Ｓ１２３）。受信データの入力が完了していない場合は、制御部１１は、受信回路３０における応答信号の受信を継続させる。受信データの入力が完了した場合は、制御部１１はデータ送受信段階を終了させる（Ｓ１２５）。
【００４０】
上述したように、非接触型カードリードライト装置１にあっては、制御部１１と、送信回路２０と、送信用アンテナ１３と、受信用アンテナ１４と、受信回路３０とを備え、制御部１１は命令信号の送信開始から所定時間経過後に受信回路３０に対して動作許可信号を出力し、受信回路３０は制御部１１から動作許可信号が入力されることにより、応答信号を受信データへ変換して制御部１１に出力する受信データ出力動作が可能な状態に移行するので、所定時間が経過して動作許可信号が入力されるまでの間（図８（ｃ）における期間Ｅ）、受信回路３０は受信データ出力動作が禁止されることになる。これにより、命令信号を送信した際の変調された電磁波の影響によって受信回路３０に不要な信号が入り込み、受信回路３０が応答信号ではない信号あるいはノイズ等を受信するのを抑制することができる。この結果、受信回路３０はＩＣカード２からの応答信号を適切に受信することができ、非接触型カードリードライト装置１における誤動作等の発生を抑制することができる。
【００４１】
また、制御部１１はカウンタ１５を有し、カウンタ１５が所定のカウント値Ｃonに達したときに、所定時間が経過したとして受信回路３０に動作許可信号を出力するので、制御部１１はＩＣカード２から応答信号が送信される直前に動作許可信号を確実に出力することができ、受信回路３０はＩＣカード２からの応答信号をより一層適切に受信することができる。
【００４２】
また、非接触型カードリードライト装置１とＩＣカード２との間のデータ（信号）の授受は一定の周波数にて行われているので、命令信号の変調周波数Ｆに対してＮ倍（但し、Ｎは整数）の周波数にて動作するカウンタ１５を用いることで、制御部１１からの送信データの出力が終了する時点、すなわち非接触型カードリードライト装置１からの命令信号の送信が完了する時点Ｂを適切に規定することができる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００４４】
本実施形態においては、所定のカウント値Ｃonを設定するときに所定のマージン値Ｃmを加味しているが、必ずしも所定のマージン値Ｃmを加味する必要はない。しかしながら、受信回路３０はＩＣカード２からの応答信号をより一層適切に受信するためには所定のマージン値Ｃmを加味する方が好ましい。
【００４５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、ＩＣカードからの応答信号を適切に受信することが可能な非接触型カードリードライト装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る非接触型カードリードライト装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る非接触型カードリードライト装置に含まれる、送信回路を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る非接触型カードリードライト装置に含まれる、送信回路のＤＢＭから出力される変調信号を説明する線図である。
【図４】本発明の実施形態に係る非接触型カードリードライト装置に用いられるＩＣカードの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係る非接触型カードリードライト装置に含まれる、受信回路を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に係る非接触型カードリードライト装置とＩＣカードとの間における変調及び復調方式の関係を説明するための線図である。
【図７】本発明の実施形態に係る非接触型カードリードライト装置におけるデータ送受信段階の制御を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態に係る非接触型カードリードライト装置の動作を説明するための線図である。
【符号の説明】
１…非接触型カードリードライト装置、２…ＩＣカード、１１…制御部、１２…インターフェース部、１３…送信用アンテナ、１４…受信用アンテナ、１５…カウンタ、２０…送信回路、２１…ＤＡコンバータ、２２…発振器、２３…レベルシフト、２５…増幅器、３０…受信回路、３１…増幅器、３２…検波回路、３３…比較器、３４…基準電圧発生器、４１…アンテナ、４２…検波回路、４３…スイッチング回路、４４…制御部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信媒体として電磁波を使用した非接触型カードリードライト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ＩＣカードと離隔した状態で内部のデータを読み書き可能な非接触型カードリードライト装置が知られている。非接触でＩＣカードと通信を行って、ＩＣカード内部のデータを読み書きする技術の一つに誘導電磁界を利用したものがある。
【０００３】
上述したような誘導電磁界を利用した非接触型カードリードライト装置は、例えば次のように構成され、動作する。非接触型カードリードライト装置及びＩＣカードは、ともにコイルからなるアンテナを備える。そして、非接触型カードリードライト装置のアンテナに所定周波数の交流を導通させることによって誘導電磁界を形成すると、ＩＣカードのアンテナには誘導電流が誘起される。これにより、非接触型カードリードライト装置とＩＣカードとが離隔した状態で通信が可能となる。
【０００４】
具体的には、非接触型カードリードライト装置は、送信データを変調して、所定周波数又は所定振幅の搬送波にのせて送信データをＩＣカードに送信する。一方、ＩＣカードは誘導電磁界によって誘起された電力を使ってＩＣカードを駆動し、送信データに対応した応答データを非接触型カードリードライト装置に送信する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した構成の非接触型カードリードライト装置は、送信回路から送信用アンテナを介して命令信号をＩＣカードに送信し、ＩＣカードから受信用アンテナを介して上記命令信号に対応した応答信号を受信回路に送信するように構成されているが、命令信号を送信した際の変調された電磁波の影響によって受信回路に不要な信号が入り込み、受信回路にてＩＣカードからの応答信号ではない信号あるいはノイズ等を受信してしまうという問題点を有していることが判明した。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ＩＣカードからの応答信号を適切に受信することが可能な非接触型カードリードライト装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る非接触型カードリードライト装置は、電磁波を送受信することによって離隔した位置に配されたＩＣカードとデータの授受を行う非接触型カードリードライト装置であって、所定の送信データを出力する制御部と、制御部からの所定の送信データを変調して命令信号へ変換する送信回路と、送信回路からの命令信号を電磁波としてＩＣカードに送信する送信用アンテナと、ＩＣカードからの電磁波を受信して、受信した電磁波を応答信号へ変換する受信用アンテナと、受信用アンテナからの応答信号を復調して受信データへ変換し、受信データを制御部に出力する受信回路と、を備え、制御部は、命令信号の送信開始からカウントを開始して命令信号において位相偏移変調がかけられた変調周波数Ｆに対してＮ倍（但し、Ｎは整数）の周波数Ｆ ｃ で動作するカウンタを有し、カウンタが所定のカウンタ値に達したときに、命令信号の送信開始からＩＣカードにおいて命令信号が認識されるまでの時間が経過したとして受信回路に動作許可信号を出力し、受信回路は、制御部から動作許可信号が入力されることにより、応答信号を受信データへ変換して制御部に出力する受信データ出力動作が可能な状態に移行することを特徴としている。
【０００８】
本発明に係る非接触型カードリードライト装置では、上述したように、制御部と、送信回路と、送信用アンテナと、受信用アンテナと、受信回路とを備え、制御部は命令信号の送信開始から所定時間経過後に受信回路に動作許可信号を出力し、受信回路は制御部から動作許可信号が入力されることにより、応答信号を受信データへ変換して制御部に出力する受信データ出力動作が可能な状態に移行するので、所定時間（命令信号の送信開始からＩＣカードにおいて命令信号が認識されるまでの時間）が経過して動作許可信号が入力されるまでの間、受信回路は受信データ出力動作が禁止されることになる。これにより、命令信号を送信した際の変調された電磁波の影響によって受信回路に不要な信号が入り込み、受信回路が応答信号ではない信号あるいはノイズ等を受信するのを抑制することができる。この結果、受信回路はＩＣカードからの応答信号を適切に受信することができる。
【０００９】
また、制御部は、カウンタが所定のカウント値Ｃｏｎ＝Ｃｓｔ＋（Ｎ×Ｂ）−（Ｔｒ×Ｆｃ＋Ｃｍ）（但し、Ｃｓｔはカウンタ初期値、Ｂは命令信号のビット数、Ｔｒは応答信号の送信開始から命令信号の送信終了までの時間、Ｃｍは所定のマージン値）に達したときに、受信回路に動作許可信号を出力することが好ましい。このように、制御部が、命令信号の送信開始からカウントを開始して命令信号の変調周波数Ｆに対してＮ倍（但し、Ｎは整数）の周波数Ｆｃで動作するカウンタを有し、カウンタが所定のカウント値Ｃｏｎ＝Ｃｓｔ＋（Ｎ×Ｂ）−（Ｔｒ×Ｆｃ＋Ｃｍ）（但し、Ｃｓｔはカウンタ初期値、Ｂは命令信号のビット数、Ｔｒは応答信号の送信開始から命令信号の送信終了までの時間、Ｃｍは所定のマージン値）に達したときに、所定時間（命令信号の送信開始からＩＣカードにおいて命令信号が認識されるまでの時間）が経過したとして受信回路に動作許可信号を出力することにより、制御部はＩＣカードから応答信号が送信される直前に動作許可信号を確実に出力することができ、受信回路はＩＣカードからの応答信号をより一層適切に受信することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明による非接触型カードリードライト装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る非接触型カードリードライト装置の構成を示すブロック図であり、図２は、同じく送信回路を示すブロック図であり、図４は、同じくＩＣカードの構成を示すブロック図であり、図５は、同じく受信回路を示すブロック図である。
【００１２】
非接触型カードリードライト装置１は、図１に示されるように、上位アプリケーションである図示しないＣＰＵからの命令に従って非接触型カードリードライト装置１を制御する制御部１１と、ＩＣカード２との間で電磁波を送受信する２本のアンテナ１３、１４を含むインターフェース部１２とからなる。インターフェース部１２は、送信用アンテナ１３に接続される送信回路２０と、受信用アンテナ１４に接続される受信回路３０とを備えている。制御部１１は、所定の送信データとしてのデジタルデータを出力するようにも構成されている。また、送信用アンテナ１３と、受信用アンテナ１４とは、ループ状に形成されており、装置の小型化を図るため互いに近接して設けられている。
【００１３】
送信回路２０は、制御部１１からのデジタルデータを変調して命令信号へ変換するものであり、図２に示されるように、制御部１１からのデジタルデータをアナログデータに変換するＤＡコンバータ（ＤＡＣ）２１と、搬送波を生成する発振器２２と、ＤＡコンバータ２１で変換されたアナログデータと発振器２２から出力された搬送波の平衡をとり、混合して変調を行う二重平衡変調器（Double Balanced Modulation、以下「ＤＢＭ」という）２４とを備えており、ＤＢＭ２４で変調された変調信号（命令信号）が送信用アンテナ１３に伝達される。
【００１４】
ＤＡコンバータ２１とＤＢＭ２４との間には、ＤＡコンバータ２１からの出力信号をＤＢＭ２４に入力可能なレベルに調節するレベルシフト２３が接続されている。また、ＤＢＭ２４と送信用アンテナ１３の間には、変調信号を増幅する増幅器２５が接続されている。
【００１５】
ここで、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す具体的な波形信号を参照しながら、ＤＢＭ２４から出力される変調信号について説明する。図３（ａ）はＤＡコンバータ２１から出力される電圧信号、図３（ｂ）はＤＢＭ２４から出力される変調信号を示している。図３（ａ）に示すようにＤＡコンバータ２１は、０〜Ｖｃｃ［Ｖ］の電圧信号を出力可能である。ＤＡコンバータ２１からの入力がＶｃｃ［Ｖ］であるとき（ｔ１）に、ＤＢＭ２４から出力される変調信号の振幅は最大となる（Ｔ１）。ＤＡコンバータ２１からの出力が低下する（ｔ２）に従って、変調信号の振幅は減少し（Ｔ２）、ＤＡコンバータ２１からの入力がＶｃｃ／２［Ｖ］のときに、ＤＢＭ２４からの出力は０となる。そして、ＤＢＭ２４からの出力がＶｃｃ／２［Ｖ］より更に低下する（ｔ３）と、ＤＢＭ２４から出力される変調信号の位相は１８０°シフトし、ＤＡコンバータ２１からの入力が低下するに従って、出力される変調信号の振幅は大きくなる（Ｔ３）。そして、ＤＡコンバータ２１からの入力が０［Ｖ］のとき（ｔ４）に、ＤＢＭ２４から出力される変調信号は、ＤＡコンバータ２１からの入力がＶｃｃ［Ｖ］のときと同じ振幅で、位相が１８０°シフトした波形となる（Ｔ４）。
【００１６】
次に、ＩＣカード２の構成について説明すると、ＩＣカード２は、図４に示されるように、非接触型カードリードライト装置１からの送信電磁波（命令信号）を受信するアンテナ４１と、送信電磁波として送信された命令信号を検波（復調）する検波回路（整流器）４２と、ＩＣカード２からの応答信号を生成するためのスイッチング回路４３と、これらを制御する制御部４４とから構成されている。
【００１７】
アンテナ４１にて受信された送信電磁波（命令信号）は、検波回路４２にて検波され、検波回路４２から検波信号（命令信号）として制御部４４に出力される。なお、この検波信号は、ＩＣカード２内の電源として兼用される。制御部４４は、検波回路４２からの検波信号（命令信号）に対応する所定の応答データをスイッチング回路４３に出力する。スイッチング回路４３は、制御部４４からの所定の応答データに対応したスイッチング動作を行い、応答信号を生成する。スイッチング回路４３にて生成された応答信号はアンテナ４１に伝達されて、応答電磁波として非接触型カードリードライト装置１に送られる。
【００１８】
次に、受信回路３０について図５を参照しながら説明する。受信回路３０は、受信用アンテナ１４からの応答信号を増幅する増幅器３１と、応答信号を復調する検波回路３２と、検波回路３２からの出力と基準電圧発生器３４とを比較演算する比較器（オペアンプ）３３とから構成されている。比較器３３のマイナス端子に検波回路３２が、プラス端子に基準電圧発生器３４が接続されている。また、比較器３３の出力端子は制御部１１に接続されており、応答信号は制御部１１へと伝達される。基準電圧発生器３４は、検波回路３２にて検波された応答信号（アナログ信号）を比較器３３にて比較して復調するための基準となる電圧を出力する。
【００１９】
受信用アンテナ１４にて受信されたＩＣカード２からの応答電磁波（応答信号）は、増幅器３１に送られて所定の電圧レベルまで増幅される。検波回路３２は、増幅器３１にて増幅された応答信号から決められた所定の周波数を検波して、検波された応答信号を比較器３３に出力する。比較器３３に出力された応答信号は、基準電圧発生器３４からの基準電圧と比較されることにより復調されて受信データ（デジタルデータ）に変換される。変換された受信データ（デジタルデータ）は、制御部１１に出力される。
【００２０】
ここで、図６（ａ）〜（ｊ）に示された波形信号を参照しながら、非接触型カードリードライト装置１とＩＣカード２との間における変調及び復調方式の関係を説明するための線図である。図６（ａ）は制御部１１から出力される送信データ、図６（ｂ）はＤＡＣ２１から出力されるベースバンド信号、図６（ｃ）はＤＢＭ２４から出力される変調信号（命令信号）、図６（ｄ）はＩＣカード２にて復調された非接触型カードリードライト装置１からの送信データ、図６（ｅ）は制御部４４から出力される応答データ、図６（ｆ）はスイッチング回路４３の動作信号、図６（ｇ）はＩＣカード２から出力される変調信号（応答信号）、図６（ｈ）は検波回路３２から出力される応答信号、図６（ｉ）は制御部１１に入力される受信データ、図６（ｊ）は制御部１１に入力される受信データ（但し、図６（ａ）〜（ｄ）と同じタイムスケールにて記載）、を示している。
【００２１】
なお、図６（ａ）〜（ｊ）において、図６（ａ）〜（ｄ）及び図６（ｊ）に示された波形信号のタイムスケールと図６（ｅ）〜（ｉ）に示された波形信号のタイムスケールとは異なっている。このようにタイムスケールが異なっているのは、非接触型カードリードライト装置１からのデータ送信時の通信速度と、ＩＣカード２でのデータ送受信時の通信速度及び非接触型カードリードライト装置１でのデータ受信時の通信速度とが異なるためである。たとえば、非接触型カードリードライト装置１におけるデータ１ビット当りの送信時間は９０μｓ程度であるのに対して、ＩＣカード２におけるデータ１ビット当りの送信時間は５μｓ程度であり、ＩＣカード２からのデータの送信速度は非接触型カードリードライト装置１からのデータの送信速度に比して速い通信速度に設定されている。
【００２２】
送信データが、図６（ａ）に示されるように、所定の時点Ａにおいて制御部１１から送信回路２０（ＤＡＣ２１）への出力が開始されると、制御部１１からの送信データは、図６（ｂ）に示されるように、ＤＡＣ２１によりベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号の波形変化は、送信データを確実に変換すると共に送信データとの同期を取るために、送信データの中央部分にて行っている。ＤＢＭ２４でベースバンド信号と発振器２２からの搬送波とが混合されて、命令信号として送信用アンテナ１３に送られる。命令信号は、図６（ｃ）に示されるように、ベースバンド信号の変化に対応させて変調（ＰＳＫ）がかけられている。命令信号は、所定の時点Ａから所定の時点Ｂまでの間にわたって送信される。
【００２３】
命令信号は非接触型カードリードライト装置１の送信用アンテナ１３から送信され、ＩＣカード２のアンテナ４１が非接触型カードリードライト装置１からの命令信号を受信する。ＩＣカード２にて受信された命令信号は検波回路４２により検波される。ＩＣカード２にて受信された命令信号は検波回路４２にて全波整流されることにより、検波された受信信号は、図６（ｃ）に示される波形の変調部分が包絡した波形となる。
【００２４】
ＩＣカード２の制御部４４は、検波回路４２にて検波された受信信号の波形を復調する。復調された送信データのＩＣカード２の制御部４４へのデータ入力は、検波回路４２にて検波された受信信号の波形の復調と同時になされるので、非接触型カードリードライト装置１側の変調方式とＩＣカード２側の変調方式との違いにより、図６（ｄ）に示されるように、非接触型カードリードライト装置１の制御部１１からの送信データの出力完了よりも早く行われる。
【００２５】
ＩＣカード２の制御部４４は、検波回路４２にて検波された受信信号の復調の終了により、図６（ｅ）に示されるように、所定の時点Ｃにおいて命令信号に対応する応答データのスイッチング回路４３への出力を開始する。スイッチング回路４３は、制御部４４からの応答データに対応して、図６（ｆ）に示されるように、スイッチング（オン／オフ）動作を行う。スイッチング回路４３のスイッチング（オン／オフ）動作によりアンテナ４１の負荷が変動することになり、このアンテナ４１の負荷変動により応答データが、図６（ｇ）に示されるように、応答信号へ変調（ＡＳＫ）される。スイッチング回路４３が動作しない場合には、非接触型カードリードライト装置１からの所定周波数の信号がそのまま反射されるのに対して、スイッチング回路４３のスイッチング（オン／オフ）動作により、非接触型カードリードライト装置１からの所定周波数の信号に変調をかけることが可能となる。
【００２６】
変調された応答信号は、ＩＣカード２のアンテナ４１から非接触型カードリードライト装置１に送られる。ＩＣカード２から送信された応答信号は、非接触型カードリードライト装置１の受信用アンテナ１４にて受信され、増幅器３１にて増幅された後に検波回路３２に入力される。検波回路３２に入力された応答信号は、図６（ｈ）に示されるように、検波される。
【００２７】
比較器３３により検波された応答信号と基準電圧とが比較され、比較器３３での比較結果が、図６（ｉ）及び（ｊ）に示されるように、受信データとして制御部１１に入力される。受信データの非接触型カードリードライト装置１の制御部１１へのデータ入力は、非接触型カードリードライト装置１側の変調方式とＩＣカード２側の変調方式との違いにより、変調された波形の入力と同時に行われる。
【００２８】
以上の説明から分かるように、非接触型カードリードライト装置１からの命令信号の送信が完了する前に、ＩＣカード２側での命令信号の認識が完了することになる。したがって、非接触型カードリードライト装置１からの命令信号の送信が完了する時点Ｂよりも負の方向に一定時間Ｔrが経過したところ、すなわち非接触型カードリードライト装置１からの命令信号の送信が完了する時点Ｂより一定時間Ｔrだけ前の時点Ｃより、ＩＣカード２からの応答信号の出力が始まることになり、非接触型カードリードライト装置１からの命令信号の送信が完了する時点Ｂよりも前に、非接触型カードリードライト装置１（受信回路３０）に応答信号が入力されることになる。
【００２９】
そこで、本実施形態に係る非接触型カードリードライト装置１においては、非接触型カードリードライト装置１からの命令信号の送信が完了する時点Ｂよりも前に出力が開始される応答信号を適切に受信するために、制御部１１は命令信号の送信開始から所定時間経過後に受信回路３０に動作許可信号を出力し、受信回路３０が、制御部１１からの動作許可信号が入力されることにより、ＩＣカード２からの応答信号を受信データへ変換して制御部１１に出力する受信データ出力動作が可能な状態に移行するように構成されている。
【００３０】
制御部１１は、上述した所定時間が経過したか否かを判断するためのカウンタ１５を有している。カウンタ１５は、送信回路２０での命令信号の送信開始からカウントを開始して、命令信号の変調周波数Ｆに対してＮ倍（但し、Ｎは整数）の周波数Ｆcで動作する。制御部１１は、カウンタ１５でのカウント値が所定のカウント値Ｃｏｎに達したか否かを判断し、カウンタ１５でのカウント値が所定のカウント値Ｃｏｎに達したときに、上述した所定時間が経過したとして、受信回路３０に動作許可信号を出力する。
【００３１】
なお、非接触型カードリードライト装置１からのデータ送信時よりも、ＩＣカード２でのデータ送受信時及び非接触型カードリードライト装置１でのデータ受信時におけるデータの通信速度が速く、また、ＩＣカード２における信号処理は命令信号の周波数を反射することから、カウンタ１５の動作周波数は、上述したように、命令信号の変調周波数Ｆに対してＮ倍（但し、Ｎは整数）に設定されている。
【００３２】
ここで、所定のカウント値Ｃonは、下記の（１）式で示されるようにして設定されている。
Ｃon＝Ｃst＋（Ｎ×Ｂ）−（Ｔr×Ｆc＋Ｃm） …（１）
Ｃst：カウンタ初期値
Ｂ：命令信号のビット数
Ｔr：応答信号の送信開始から命令信号の送信終了までの時間
Ｆc：カウンタの動作周波数（＝Ｆ×Ｎ）
Ｃm：所定のマージン値
なお、所定のマージンＣm値は、実験等により適切な値が予め求められている。
【００３３】
次に、本実施形態の非接触型カードリードライト装置１の動作について、図７及び図８を参照しながら説明する。図７は、非接触型カードリードライト装置１におけるデータ送受信段階の制御を示すフローチャートであり、図８は、非接触型カードリードライト装置１の動作を説明するための線図である。図８（ａ）は制御部１１から出力される送信データ、図８（ｂ）は制御部１１から出力される動作許可信号、図８（ｃ）は制御部１１に入力される受信データ、を示している。
【００３４】
図７に示すデータ送受信段階では、非接触型カードリードライト装置１からＩＣカード２へデータを送信し、ＩＣカード２から応答データを受信する動作が繰り返し行われる。この動作によって送受信される内容は、例えば、（１）制御部１１からＩＤを要求するデータを送信し、ＩＣカード２からＩＤを受信する、（２）制御部１１からＩＣカード２に書き込む履歴等のデータを送信し、ＩＣカード２から書き込み完了のデータを受信する、（３）制御部１１から処理終了を通知し、ＩＣカード２からの応答を受信する、等である。
【００３５】
データ送受信段階が開始する（Ｓ１０１）と、制御部１１はカウント値としてカウンタ初期値Ｃstを設定することによりカウンタ１５を初期化する（Ｓ１０３）。カウンタ１５の初期化が行われると、制御部１１は送信回路２０に対して送信データの出力を開始する（Ｓ１０５）。制御部１１からの送信データは、図８（ａ）に示されるように、所定の時点Ａから送信回路２０（ＤＡＣ２１）への出力が開始され、所定の時点Ｂにおいて送信回路２０（ＤＡＣ２１）への出力が終了する。
【００３６】
送信回路２０では、ＤＡコンバータ２１で、入力されたデジタルの送信データをアナログデータに変換する。具体的には、デジタルデータの”１”をＶｃｃ［Ｖ］の出力信号に、”０”を０［Ｖ］の出力信号に変換する。そして、ＤＡコンバータ２１から出力された送信データは、レベルシフト２３でレベルを低下させて、ＤＢＭ２４に入力する。ＤＢＭ２４は、入力された送信データと発振器２２から入力される搬送波とを混合して変調する。ＤＢＭ２４から出力された変調信号（命令信号）は、送信用アンテナ１３から送信電磁波としてその出力が開始される（Ｓ１０７）。送信電磁波がＩＣカード２に送信されると、ＩＣカード２は受信した変調信号を復調して送信されたデータを解析し、それに対する応答データを応答信号として非接触型カードリードライト装置１に送信する。
【００３７】
また、ＤＢＭ２４から出力された変調信号（命令信号）の出力が開始されると、制御部１１はカウンタ１５のカウントを開始する（Ｓ１０９）。カウンタ１５のカウント値が所定のカウント値Ｃonに達すると（Ｓ１１１）、制御部１１は受信回路３０に動作許可信号を出力する（Ｓ１１３）。動作許可信号は、図８（ｂ）に示されるように、制御部１１からの送信データの出力が終了する時点、すなわち非接触型カードリードライト装置１からの命令信号の送信が完了する時点Ｂから所定の時間Ｄだけ早い時点において出力される。ここで、所定の時間Ｄは、上述した応答信号の送信開始から命令信号の送信終了までの時間Ｔrに所定のマージン値Ｃmに対応する時間を加算した値となる。
【００３８】
非接触型カードリードライト装置１の受信回路３０は、制御部１１から動作許可信号が入力されると、ＩＣカード２から送信された応答電磁波（応答信号）を受信したか監視する（Ｓ１１５）。受信回路３０が応答電磁波（応答信号）を検出すると（Ｓ１１７）、受信回路３０は、受信用アンテナ１４で受信した応答信号を受信回路３０内の増幅器３１によって増幅した後、検波回路３２で復調する。そして、復調された応答信号を比較器３３によって基準電圧と比較演算をしてデジタルデータに変換した後、受信回路３０は受信データの制御部１１への出力を開始する（Ｓ１１９）。受信データは、図８（ｃ）に示されるように、動作許可信号が制御部１１から受信回路３０に出力された後の期間Ｆにおいて、制御部１１に入力される。一方、制御部１１が送信データの出力を開始して送信回路から命令信号の送信が開始される時点Ａから、動作許可信号が受信回路３０に出力されるまでの期間Ｅにおいては、制御部１１への受信データへの出力が禁止されることになる。
【００３９】
以上のような手順で、非接触型カードリードライト装置１とＩＣカード２との間でデータの送受信が行われる。制御部１１は、送信データの出力が完了したか否かを判断する（Ｓ１２１）。送信データの出力が完了していない場合は、制御部１１は、送信回路２０への送信データの出力を継続する。送信データの出力が完了した場合は、制御部１１は、受信データの入力が完了したか否かを判断する（Ｓ１２３）。受信データの入力が完了していない場合は、制御部１１は、受信回路３０における応答信号の受信を継続させる。受信データの入力が完了した場合は、制御部１１はデータ送受信段階を終了させる（Ｓ１２５）。
【００４０】
上述したように、非接触型カードリードライト装置１にあっては、制御部１１と、送信回路２０と、送信用アンテナ１３と、受信用アンテナ１４と、受信回路３０とを備え、制御部１１は命令信号の送信開始から所定時間経過後に受信回路３０に対して動作許可信号を出力し、受信回路３０は制御部１１から動作許可信号が入力されることにより、応答信号を受信データへ変換して制御部１１に出力する受信データ出力動作が可能な状態に移行するので、所定時間が経過して動作許可信号が入力されるまでの間（図８（ｃ）における期間Ｅ）、受信回路３０は受信データ出力動作が禁止されることになる。これにより、命令信号を送信した際の変調された電磁波の影響によって受信回路３０に不要な信号が入り込み、受信回路３０が応答信号ではない信号あるいはノイズ等を受信するのを抑制することができる。この結果、受信回路３０はＩＣカード２からの応答信号を適切に受信することができ、非接触型カードリードライト装置１における誤動作等の発生を抑制することができる。
【００４１】
また、制御部１１はカウンタ１５を有し、カウンタ１５が所定のカウント値Ｃonに達したときに、所定時間が経過したとして受信回路３０に動作許可信号を出力するので、制御部１１はＩＣカード２から応答信号が送信される直前に動作許可信号を確実に出力することができ、受信回路３０はＩＣカード２からの応答信号をより一層適切に受信することができる。
【００４２】
また、非接触型カードリードライト装置１とＩＣカード２との間のデータ（信号）の授受は一定の周波数にて行われているので、命令信号の変調周波数Ｆに対してＮ倍（但し、Ｎは整数）の周波数にて動作するカウンタ１５を用いることで、制御部１１からの送信データの出力が終了する時点、すなわち非接触型カードリードライト装置１からの命令信号の送信が完了する時点Ｂを適切に規定することができる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００４４】
本実施形態においては、所定のカウント値Ｃonを設定するときに所定のマージン値Ｃmを加味しているが、必ずしも所定のマージン値Ｃmを加味する必要はない。しかしながら、受信回路３０はＩＣカード２からの応答信号をより一層適切に受信するためには所定のマージン値Ｃmを加味する方が好ましい。
【００４５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、ＩＣカードからの応答信号を適切に受信することが可能な非接触型カードリードライト装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る非接触型カードリードライト装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る非接触型カードリードライト装置に含まれる、送信回路を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る非接触型カードリードライト装置に含まれる、送信回路のＤＢＭから出力される変調信号を説明する線図である。
【図４】本発明の実施形態に係る非接触型カードリードライト装置に用いられるＩＣカードの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係る非接触型カードリードライト装置に含まれる、受信回路を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に係る非接触型カードリードライト装置とＩＣカードとの間における変調及び復調方式の関係を説明するための線図である。
【図７】本発明の実施形態に係る非接触型カードリードライト装置におけるデータ送受信段階の制御を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態に係る非接触型カードリードライト装置の動作を説明するための線図である。
【符号の説明】
１…非接触型カードリードライト装置、２…ＩＣカード、１１…制御部、１２…インターフェース部、１３…送信用アンテナ、１４…受信用アンテナ、１５…カウンタ、２０…送信回路、２１…ＤＡコンバータ、２２…発振器、２３…レベルシフト、２５…増幅器、３０…受信回路、３１…増幅器、３２…検波回路、３３…比較器、３４…基準電圧発生器、４１…アンテナ、４２…検波回路、４３…スイッチング回路、４４…制御部。
Claims (2)
- 電磁波を送受信することによって離隔した位置に配されたＩＣカードとデータの授受を行う非接触型カードリードライト装置であって、
所定の送信データを出力する制御部と、
前記制御部からの前記所定の送信データを変調して命令信号へ変換する送信回路と、
前記送信回路からの前記命令信号を電磁波として前記ＩＣカードに送信する送信用アンテナと、
前記ＩＣカードからの電磁波を受信して、前記受信した電磁波を応答信号へ変換する受信用アンテナと、
前記受信用アンテナからの前記応答信号を復調して受信データへ変換し、前記受信データを前記制御部に出力する受信回路と、を備え、
前記制御部は、前記命令信号の送信開始からカウントを開始して前記命令信号において位相偏移変調がかけられた変調周波数Ｆに対してＮ倍（但し、Ｎは整数）の周波数Ｆ ｃ で動作するカウンタを有し、前記カウンタが所定のカウンタ値に達したときに、前記命令信号の送信開始から前記ＩＣカードにおいて前記命令信号が認識されるまでの時間が経過したとして前記受信回路に動作許可信号を出力し、
前記受信回路は、前記制御部から前記動作許可信号が入力されることにより、前記応答信号を前記受信データへ変換して前記制御部に出力する受信データ出力動作が可能な状態に移行することを特徴とする非接触型カードリードライト装置。 - 前記制御部は、前記カウンタが所定のカウント値Ｃｏｎ＝Ｃｓｔ＋（Ｎ×Ｂ）−（Ｔｒ×Ｆｃ＋Ｃｍ）（但し、Ｃｓｔはカウンタ初期値、Ｂは前記命令信号のビット数、Ｔｒは前記応答信号の送信開始から前記命令信号の送信終了までの時間、Ｃｍは所定のマージン値）に達したときに、前記受信回路に動作許可信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の非接触型カードリードライト装置。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Patent Citations (2)
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