JP4556081B2 - カード処理装置、およびカード取引端末装置 - Google Patents
カード処理装置、およびカード取引端末装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カード処理装置、およびカード取引端末装置に関し、特に、ＩＣカードもしくはＩＣカードとしての機能を含むカードとの情報の授受に用いられる電磁波の出力を大きくすることなく、高速で、安定した通信を可能にする、カード処理装置、およびカード取引端末装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子マネーシステム、セキュリティシステム（例えば、入退出管理に用いられる身分証）、あるいは、アミューズメント施設のチケットなどにおいて、非接触式ＩＣ（Integrated circuit）カードの利用が増加している。
【０００３】
ＩＣカードを用いたデータ授受システムの構成を図１に示す。
【０００４】
ＩＣカード１は、リーダ／ライタ（ＩＣカード読み取り機）２に対して非接触の状態でデータを授受する（無線通信を行う）。ＩＣカード１は、リーダ／ライタ２の信号処理部１１と、アンテナ１２を介して情報の授受を行うためのアンテナ、並びに、各種処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、および処理に必要なデータなどを記憶するメモリを含んだＩＣを内蔵しており、リーダ／ライタ２と、電磁波を利用して非接触でデータの送受信を行い、一般に、その電磁波により、必要な電力が供給される。
【０００５】
リーダ／ライタ２は、ＩＣカード１と電磁波を用いて通信するためのアンテナ１２と、アンテナ１２によって送信するデータ、およびアンテナ１２によって受信されたデータを処理する信号処理部１１より構成されている。
【０００６】
リーダ／ライタ２は、図２に示すように、アンテナ１２から電磁波を発生し、ＩＣカード１とのデータの授受を行う。信号処理部１１は、ＩＣカード１から送信されたデータを、アンテナ１２を介して受信し、受信したデータが、例えば、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）やＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）を用いて変調されている場合、所定の処理により、受信したデータを復調し、コントローラ３に供給するとともに、コントローラ３から供給されたデータを、ＡＳＫやＢＰＳＫを用いて変調し、アンテナ１２を介して、ＩＣカード１に送信する。また、信号処理部１１は、内部に図示しないメモリを有しており、例えば、ＩＣカード１との認証処理などといった各種処理に必要なデータを記録している。
【０００７】
コントローラ３は、例えば、パーソナルコンピュータなどで構成され、リーダ／ライタ２によって読み取られたＩＣカード１から送信されたデータを処理し、例えば、図示しないシステムサーバに送信したり、ＩＣカード１に送信するデータを生成して、リーダ／ライタ２に供給する。
【０００８】
リーダ／ライタ２は、コントローラ３からコマンドの入力を受け、信号処理部１１において、コマンドを変調して、アンテナ１２を介してＩＣカード１に送信する。コマンドを受信したＩＣカード１は、コマンドに対するレスポンスを、アンテナ１２を介して信号処理部１１に送信する。信号処理部１１は、受信したレスポンスを復調して、コントローラ３に供給する。
【０００９】
また、磁気ストライプおよびエンボス文字により所定のデータが記録または記載されたカードからデータを読み取ることができるものとして、例えば、銀行や郵便局に設置されているＡＴＭ（Automatic Teller Machine（自動取引装置））などのカード処理機がある。ＡＴＭは、ＣＤ（Cash Dispenser／キャッシュ・ディスペンサ／現金自動支払機）と、ＡＤ（Automatic Depository／現金自動預入機）の機能を兼ね備えた、銀行、もしくは郵便局の業務の一部を行う端末装置である。個人の情報は、キャッシュカードなどに書き込まれている。最近では、記帳機能、振込機能などを有する多機能型ＡＴＭも登場し、銀行などの事務負担を軽減し、ユーザの待ち時間の短縮などに貢献している。ＡＴＭは、その内部に、挿入されたカードを搬送して、磁気データおよびエンボスデータを読み取るためのカードローダを備えている。図３は、カードローダ２１の側面透視図である。
【００１０】
カード挿入部３２に挿入されたカード３１は、カード搬送ローラ３４−１およびカード搬送ローラ３４−２によって、金属部材を有する筐体３５内に搬送される。カード３１は、筐体３５内で、カード３１の幅に対応して備えられている２本のカード案内レール３３に沿って、進行方向に対して左右にずれないように案内され、カード案内レール３３にはさまれるようにして備えられているカード位置決め板（図示せず）上を搬送される。
【００１１】
筐体３５内に搬送されたカード３１は、まず、駆動シャフト３６−１および駆動シャフト３６−２によって駆動されるカード搬送ローラ３７−１乃至カード搬送ローラ３７−４により、図中右方向に搬送される。そして、搬送されたカード３１が、カード３１上の磁気ストライプの位置に対応して備えられている磁気ヘッド３８と接して、その下を通過するとき、磁気ヘッド３８は、磁気ストライプに記録されたデータを読み取る。
【００１２】
カード３１は、図中右方向に更に搬送され、カード３１上のエンボス文字の位置に対応して備えられている光センサ３９の下を通過して、光センサ３９により、エンボス文字が読み取られる。データ読み取りが終了したカード３１は、カード搬送ローラ３７−１乃至カード搬送ローラ３７−４により、図中左方向に搬送されて、カード挿入部３２より排出される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＣカード１の利用拡大に伴い、図１および図２を用いて説明したリーダ／ライタ２を、図３を用いて説明したカードローダ２１の機構を用いて実現する、もしくは、図３を用いて説明したカードローダ２１に、リーダ／ライタ２を組み込むことが要求されている。
【００１４】
例えば、ＡＴＭにおいては、図３を用いて説明したカードローダ２１のように、カード挿入部からキャッシュカードなどを挿入するようになされている。そして、ＩＣカード１の利用拡大に伴い、キャッシュカードにＩＣカード１の機能を含ませ、広く普及されているＡＴＭを用いて、ＩＣカード１に記録されたデータを読み書きすることが求められている。
【００１５】
リーダ／ライタ２を、カードローダ２１の機構を用いて実現した場合（すなわち、筐体３５内にＩＣカード１を搬送して、その内部において、電磁波を用いた情報の授受を行う場合）の透過斜視図を図４に示す。ここでは、図３を用いて説明した筐体３５の上面および下面を省略して図示し、筐体３５の両側の側面部分を支持構造部材５１−１および５１−２として図示している。
【００１６】
カード搬送ローラ３７−１および３７−２によって、カード案内レール３３−１およびカード案内レール３３−２に沿って、カード位置決め板５２上を搬送されるＩＣカード１（図４においては図示を省略している）とのデータの授受を行うため、アンテナ１２が、ＩＣカード１との通信に適した距離だけ上部に、支持構造部材５１−１および５１−２（図３を用いて説明した筐体３５の側面部分）にはさまれる位置に備えられる。
【００１７】
支持構造部材５１−１および５１−２（すなわち、筐体３５）は、金属で構成されているか、もしくは金属部材を有する。このため、図５に示されるように、アンテナ１２から送信され、ＩＣカード１内の図示しないアンテナに受信される電磁波の磁力線は、筐体３５の金属部分に入射し、金属内で、渦電流を生じてしまい、エネルギーが無駄に消費されてしまう。このエネルギーの損失の結果、ＩＣカード１とアンテナ１２との電磁波による無線通信は不安定となり、場合によっては、通信不能になってしまう。
【００１８】
アンテナ１２付近の金属部分によるエネルギーの損失を補うために、アンテナ１２から送信される電磁波の出力を大きくする方法も考えられるが、電波法による制約のため、電磁波の出力を無制限に大きくすることは不可能であり、また、電磁波の出力を大きくすることによって、消費電力の増大を招いてしまう。
【００１９】
また、ＩＣカード１の搬送を制御し、アンテナ１２が出力する電磁波に対して最大の感度を持つ位置で、ＩＣカード１をいったん停止させ、通信を実行させるという方法も考えられるが、この場合、ＩＣカード１とアンテナ１２とのデータの授受にかかる処理時間が大幅に長くなってしまうため、使用者にとって、非常に不便なものとなってしまう。
【００２０】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ＩＣカードもしくはＩＣカードとしての機能を含むカードとの情報の授受に用いられる電磁波の出力を大きくすることなく、高速で、安定した通信を可能にするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明のカード処理装置は、金属部材を有する筐体で覆われ、電磁波を用いた非接触通信により第１のデータの授受を行うカードを筐体に受け入れ、かつ、カードを筐体から排出するカード入出手段と、カードを搬送する搬送手段と、搬送手段により搬送されるカードに対してほぼ平行に設けられ、カードとの非接触通信に用いられる第１のアンテナと、筐体と第１のアンテナとの間に設けられ、第１のアンテナからの磁界を金属部材に入射する前に偏向する第１の偏向手段と、搬送手段と筐体との間に設けられ、第１のアンテナからの磁界を金属部材に入射する前に偏向する第２の偏向手段とを備える。
【００２２】
偏向手段は、磁性体により構成されているものとすることができる。
【００２３】
搬送手段と第２の偏向手段との間に、第１のアンテナに対してほぼ平行で、かつ、搬送手段により搬送されるカードとの距離が、カードと第１のアンテナとの距離とほぼ同じになるように設けられた第２のアンテナを更に備えさせ、第１の偏向手段および第２の偏向手段には、第１のアンテナおよび第２のアンテナからの磁界を金属部材に入射する前に偏向させるようにすることができる。
【００２４】
第１のアンテナには、搬送手段により搬送されるカードの所定の搬送速度において、第１のデータを充分授受することができるデータ授受時間を確保することができるだけの、カードの搬送方向の長さを有する第２のアンテナを用いて第１のデータを授受させるようにすることができる。
【００２５】
第１のデータと異なる第２のデータをカードと授受するデータ授受手段を更に備えさせることができる。
【００２６】
データ授受手段は、カードが有する第１の金属端子と接触して接触型ＩＣデータを授受する第２の金属端子、磁気データを読み取る磁気センサ、エンボスデータを読み取る第１の光センサ、バーコードデータを読み取る第２の光センサのうちの少なくともひとつであるものとすることができる。
【００２７】
本発明のカード取引端末装置は、金属部材を有する筐体で覆われ、電磁波を用いた非接触通信により第１のデータの授受を行うカードを筐体に受け入れ、かつ、カードを筐体から排出するカード入出手段と、カードを搬送する搬送手段と、搬送手段により搬送されるカードに対してほぼ平行に設けられ、カードとの非接触通信に用いられるアンテナと、筐体とアンテナとの間に設けられ、アンテナからの磁界を金属部材に入射する前に偏向する第１の偏向手段と、搬送手段と筐体との間に設けられ、アンテナからの磁界を金属部材に入射する前に偏向する第２の偏向手段とを備えるカード処理装置と、カード処理装置により読み取られた第１のデータを処理する第１の処理手段とを備える。
【００２８】
第１のデータと異なる第２のデータを処理する第２の処理手段を更に備えさせることができ、カード処理装置には、カードと第２のデータを授受するデータ授受手段を更に備えさせることができる。
【００２９】
第１の処理手段および第２の処理手段にはそれぞれ独立して第１のデータおよび第２のデータを処理させるようにすることができる。
【００３３】
本発明のカード処理装置においては、カードが筐体に挿入され、カードが搬送され、電磁波を用いた非接触通信により、搬送されたカードと第１のデータが授受され、第１のアンテナからの磁界が、金属部材に入射する前に偏向され、カードが筐体から排出される。
【００３４】
本発明のカード取引端末装置においては、カードが筐体に挿入され、カードが搬送され、電磁波を用いた非接触通信により、搬送されたカードと第１のデータが授受され、第１のデータが処理され、アンテナからの磁界が、金属部材に入射する前に偏向され、カードが筐体から排出される。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００３７】
図６は、本発明を適応したＡＴＭ６１を示す外観斜視図である。
【００３８】
ＡＴＭ６１は、前面が操作面となっており、取引を実行するための紙幣入出金ユニット７１、紙幣出入口７２、硬貨入出金ユニット７３、硬貨出入口７４、通帳プリンタ７５、通帳出入口７６、カード処理装置７７、カード出入口７８、主制御部７９、タッチパネル８０、液晶表示制御部８１により構成されている。
【００３９】
紙幣入出金ユニット７１および硬貨入出金ユニット７３は、タッチパネル８０を用いて利用者が入力した各種操作を受けた主制御部７９の制御を受け、紙幣出入口７２および硬貨出入口７４から入金される紙幣および硬貨の金額を確認したり、指定金額の紙幣および硬貨を、紙幣出入口７２および硬貨出入口７４から排出する処理を行う。
【００４０】
通帳プリンタ７５は、タッチパネル８０を用いて利用者が入力した各種操作を受けた主制御部７９の制御を受け、通帳出入口７６から挿入された通帳に所定のデータを印刷し、処理終了後の通帳を、通帳出入口７６から排出する処理を行う。
【００４１】
カード処理装置７７は、図７、図１１、および、図１６を用いて後述するカードローダを含んでおり、カード出入口７８から挿入されたカードに記録されたデータを読み込み、所定の処理を実行した後、カードをカード出入口７８から排出する処理を行う。カード処理装置７７には、取引の記録を印字し、発行する機能を持たせるようにしても良い。
【００４２】
このカード処理装置７７は、例えば、従来のキャッシュカードなどと同様に、エンボス文字および磁気テープによって、所定のデータが記録されているのに加えて、所定のデータを記録し、処理するＩＣと、カード処理装置７７と非接触通信によりＩＣデータを授受するためのアンテナを備えた複合ＩＣカードを処理することができるようになされている。複合ＩＣカードについては、図８を用いて後述する。
【００４３】
主制御部７９は、液晶表示制御部８１を制御して、タッチパネル８０に表示される表示画面を制御し、利用者がタッチパネル８０を操作した場合、その操作内容を示す信号の入力を受け、ＡＴＭ６１の各部を制御したり、遠隔の図示しないホストコンピュータとオンラインでデータを授受するものである。
【００４４】
図７は、本発明を適応した複合ＩＣカード処理用のカードローダの、第１の実施の形態について説明するための、カードローダの内部を示す概略図である。なお、従来の場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する（以下、同様）。
【００４５】
図７に示すカードローダは、エンボスデータ、磁気データ、およびＩＣデータが記録されている複合ＩＣカード９１と、アンテナ１２によって非接触通信を行い、磁気ヘッド３８によって、磁気ストライプ１０１のデータを読み込み、更に、光センサ３９によって、エンボス文字１０２を読み取ることができるようになされている。複合ＩＣカード９１は、カード案内レール３３−１および３３−２に沿って、カード位置決め板５２上を、図示しないカード搬送ローラによって、図中左から右方向に搬送される。以下、カード案内レール３３−１および３３−２を個々に区別する必要がない場合、単にカード案内レール３３と総称する。
【００４６】
図７に示した各部は、図３を用いて説明した場合と同様に、図示しない筐体（例えば、図３を用いて説明した筐体３５）で覆われ、カードローダとして１体のユニットを構成している。アンテナ１２と、図示しない筐体３５の上面との間、および、カード位置決め板５２と、図示しない筐体３５の下面との間には、例えば、フェライト製の磁性体板９４−１および９４−２が備えられている。
【００４７】
複合ＩＣカード９１には、図８に示されるように、複合ＩＣカード９１の片側の端部であり、かつ、ＩＣカード外装材１０３の表面に、磁気ストライプ１０１によってデータが記録され、磁気ストライプ１０１と異なる端部に、エンボス文字１０２が形成され、カード中央部のＩＣカード外装材１０３の内部に、アンテナ１２との情報の授受を行うためのアンテナ１０５、並びに、各種処理を行うＣＰＵ、および処理に必要なデータなどを記憶するメモリを含んだＩＣ１０４が備えられている。複合ＩＣカード９１には、ＩＣデータ、エンボスデータ、磁気データ以外に、例えば、バーコードデータを記録させるようにしても良い。
【００４８】
図中左から右方向に搬送された複合ＩＣカード９１の磁気ストライプ１０１に記録されたデータは、磁気ヘッド３８によって読み込まれる。複合ＩＣカード９１は、続いて、アンテナ１２の下部に搬送されるので、複合ＩＣカード９１のアンテナ１０５は、アンテナ１２から送信される電磁波を受信して、ＩＣ１０４に供給し、ＩＣ１０４は受信したコマンドを処理して、必要なレスポンスを、アンテナ１０５を介して、アンテナ１２へ送信する。更に、複合ＩＣカード９１は、図中右方向へ搬送され、エンボス文字１０２が、光センサ３９によって読み取られ、その後、図示しないカード搬送ローラによって、図中右から左に搬送され、排出される。
【００４９】
図９は、図７のカードローダを有するカード処理装置７７における、カードローダに関する処理を実行する部分の電気的構成を示すブロック図である。
【００５０】
メインコントローラ１１１は、図６の主制御部７９の制御に基づいて、カードローダの各部を制御するようになされている。メインコントローラ１１１は、複合ＩＣカード９１に送信するコマンドを、リーダ／ライタコントローラ１１２に出力する。リーダ／ライタコントローラ１１２は、必要に応じて、ＩＣデータ用メモリ１１３に保存されている、例えば、複合ＩＣカード９１との認証処理に用いられる暗号鍵などを読み出して、コマンドとともに、信号処理部１１に出力する。信号処理部１１は、入力されたコマンドを、ＡＳＫやＢＰＳＫなどの所定の方式を用いて変調し、アンテナ１２を介して、複合ＩＣカード９１に送信する。
【００５１】
アンテナ１２で受信された複合ＩＣカード９１からのレスポンスは、信号処理部１１に供給されて、ＡＳＫやＢＰＳＫなどの所定の方式を用いて復調され、リーダ／ライタコントローラ１１２に入力される。リーダ／ライタコントローラ１１２は、入力されたレスポンスを処理し、必要に応じて、データをＩＣデータ用メモリ１１３に保存し、かつ、レスポンスの処理結果をメインコントローラ１１１に出力する。
【００５２】
磁気ヘッド３８から入力された磁気ストライプ１０１の磁気データは、磁気データ読み取りコントローラ１１５によって制御されている磁気データ読み取り部１１４によって読み取られ、読み取り結果が、磁気データ読み取りコントローラ１１５に供給される。磁気データ読み取りコントローラ１１５は、メインコントローラ１１１の制御に従って、入力された磁気データの読み取り結果を、必要に応じて磁気データ用メモリ１１６に保存したり、所定のタイミングでメインコントローラ１１１に出力する。
【００５３】
光センサ３９から入力されたエンボスデータ（すなわち、光センサ３９によって検出されたエンボス文字１０２）は、エンボスデータ読み取りコントローラ１１８によって制御されているエンボスデータ読み取り部１１７によって読み取られ、読み取り結果が、エンボスデータ読み取りコントローラ１１８に供給される。エンボスデータ読み取りコントローラ１１８は、メインコントローラ１１１の制御に従って、入力されたエンボスデータの読み取り結果を、必要に応じてエンボスデータ用メモリ１１９に保存したり、所定のタイミングでメインコントローラ１１１に出力する。
【００５４】
以上説明したように、ＩＣデータ、磁気データ、およびエンボスデータは、メインコントローラ１１１の制御に基づいてそれぞれ独立して読み取られて処理される。メインコントローラ１１１は、それぞれの処理データのうち、必要なデータを所定のタイミングで要求し、処理する。このような構成をとることにより、複数の形態（この場合、ＩＣデータ、磁気データ、およびエンボスデータ）でデータを授受することができる複合ＩＣカード９１に対するデータ処理速度を大幅に短縮することが可能となる。
【００５５】
また、図７を用いて説明したように、アンテナ１２と、図示しない筐体３５の上面との間、および、カード位置決め板５２と、図示しない筐体３５の下面との間には、例えば、フェライト製の磁性体板９４−１および９４−２が備えられている。
【００５６】
筐体３５は、その強度の問題や、材料コストの関係で、金属により構成されるか、もしくは、金属部材を有する。そこで、磁力線が、筐体３５の金属部分に入射し、そこで、渦電流の発生によるエネルギーの損失を起こさないように、アンテナ１２と筐体３５の上面との間、および、カード位置決め板５２と筐体３５の下面との間に、フェライト製の磁性体板９４−１および９４−２を備え、図１０に示すように、磁力線が筐体３５に入射する前に、その進行方向を偏向させるようにして、エネルギーの損失を防ぎ、アンテナ１２と複合ＩＣカード９１との通信を安定したものにすることができる。
【００５７】
図１１は、本発明を適応した複合ＩＣカード処理用のカードローダの、第２の実施の形態について説明するための、カードローダの内部を示す概略図である。
【００５８】
図１１においては、アンテナ１２に代わって、アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２が、複合ＩＣカード９１の搬送経路をはさむように備えられている。なお、図１１においても、図７を用いて説明した場合と同様に、その全体が筐体３５で覆われ、筐体３５と、アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２の間に磁性体板９４−１および９４−２が備えられ、カードローダとして１体のユニットとなっている。また、カード処理装置としての電気的構成は、アンテナ１２に代わって、アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２が備えられている以外は、基本的に、図９を用いて説明した場合と同一である。
【００５９】
アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２から出射される電磁波は、交流の磁界であり、周期的に磁界の向きが切り替えられるため、アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２から出力される電磁波の磁界の向きが常に同一方向になるように、それぞれの出力電磁波は、同位相でなければならない。また、アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２は、複合ＩＣカード９１のアンテナ１０５に対して、距離が同一であるように備えられる。
【００６０】
また、アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２から出力される電磁波の合計出力は、電波法によって定められた最大出力を超えてはならない。すなわち、アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２それぞれの出力は、アンテナ１２を１つだけ備える場合の半分の出力強度しか許されない（アンテナを２つ備えても、全体の磁界強度は、アンテナ１つの場合と変わらない）。
【００６１】
ここで、図１２を用いて、複合ＩＣカード９１のアンテナ１０５に対して入射する電磁波の磁界ベクトルと受信効率について説明する。アンテナ１０５に対して垂直に入射する磁界ベクトルＡは、最も効率よい受信を行うことが可能な磁界ベクトルである。それに対して、入射角度を有する磁界ベクトルＢでは、その通信効率が低下し、磁界ベクトルＣのように、アンテナ１０５に対して平行に入射した磁界ベクトルでは、まったく通信することができない。
【００６２】
磁力線は、図１３に示されるように、実際には、アンテナ１２の片側の面（この場合、図中下方向）から出発し、最終的には、アンテナ１２の出力面と逆側の面に戻るような曲線（磁力線）を描く。そのため、アンテナ１２を１つだけ用いて複合ＩＣカード９１との非接触通信を行った場合、アンテナ１２の端部から送信される電磁波の磁界ベクトルは、図中Ｄで示される位置において、複合ＩＣカード９１（すなわち、アンテナ１０５）に対して、垂直ではなく、斜めに（すなわち、図１２を用いて説明した磁界ベクトルＢと同様に）入射されてしまうので、その通信効率は低下してしまう。
【００６３】
それに対して、図１４に示されるように、複合ＩＣカード９１に対して、それぞれ距離Ｄとなるように備えられたアンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２から、それぞれ同位相の電磁波を出力した場合、その磁力線は、アンテナ１２１−１から、複合ＩＣカード９１を透過して、アンテナ１２１−２に入射し、アンテナ１２１−２から出力された電磁波は、アンテナ１２１−１に入射される。このような構成にすることにより、複合ＩＣカード９１付近の磁界ベクトルは、図１５に示されるように、アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２の端部から出力される電磁波においても、複合ＩＣカード９１（すなわち、アンテナ１０５）に対して、ほぼ垂直となる。従って、同一の磁界強度であっても、非常に効率の良い通信を行うことができる。
【００６４】
また、図１１を用いて説明したカードローダにおいても、図７を用いて説明したカードローダと同様に、アンテナ１２１−１と筐体３５の上面との間、および、アンテナ１２１−２と筐体３５の下面との間に、フェライト製の磁性体板９４−１および９４−２を備えることにより、磁力線が筐体３５に入射する前に、その進行方向を偏向させるようにして、エネルギーの損失を防ぎ、アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２と複合ＩＣカード９１との通信を、更に安定したものとなるようになされている。
【００６５】
ところで、電気的接触により通信を行う接触型ＩＣカードにおいては、ＩＣカードと接触端子を接触させ、通信を行うようになされている。そのために、接触型ＩＣカードは、接触端子に対して、必ず１度、停止させなければならない。それに対して、非接触型ＩＣカードによる通信の場合、非接触型ＩＣカードがその内部に有するアンテナも、非接触型ＩＣカードとの通信を行うための、リーダライタのアンテナも、双方とも、ある程度の大きさ（受送信面の面積）を有するため、双方のアンテナの位置は、厳密に固定されている必要はない。すなわち、非接触型ＩＣカードによる通信の場合、リーダライタのアンテナに対して、非接触型ＩＣカードを停止させることなく、通信を行うことが可能である。
【００６６】
本発明に用いられる複合ＩＣカード９１は、非接触型ＩＣカードの機能を有するものである。すなわち、第１の実施の形態および第２の実施の形態とも、複合ＩＣカード９１を停止させることなくデータ読み取り処理を行うことが可能であり、更に、ＩＣデータ、磁気データ、およびエンボスデータをそれぞれ独立して処理するようになされているため、高速な処理が可能である。
【００６７】
しかしながら、磁気データ、およびエンボスデータとは異なり、ＩＣデータを処理するリーダ／ライタ２は、複合ＩＣカード９１内のＩＣ１０４からデータを受信するのみならず、必要なデータをＩＣ１０４に送信して記憶させる場合もあり、その処理内容によっては、ＩＣ１０４とリーダ／ライタ２の間で、複数回のデータの送受信が行われる場合も考えられる。ＩＣデータの授受に要する時間が長くなる場合、カードローダ内の複合ＩＣカード９１の搬送速度を低下させる必要が生じてしまう。
【００６８】
図１６は、本発明を適応した複合ＩＣカード処理用のカードローダの、第３の実施の形態について説明するための、カードローダの内部を示す概略図である。第３の実施の形態においては、ＩＣデータの授受に要する時間が長い場合においても、カードローダ内の複合ＩＣカード９１内の搬送速度を低下させずに、安定した通信を行うことができるような構成、換言すれば、ＩＣデータの授受に必要な時間が同一である場合は、安定した通信を行いつつ、複合ＩＣカード９１の搬送速度を早くすることができるような構成を有している。
【００６９】
図１６のカードローダにおいても、その全体が、筐体３５で覆われ、カード位置決め板５２と筐体３５の上面との間、および、アンテナ１３１と筐体３５の下面との間に、磁性体板９４−１および９４−２が備えられている。また、カード処理装置としての電気的構成は、アンテナ１２に代わって、アンテナ１３１が備えられている以外は、基本的に、図９を用いて説明した場合と同一である。
【００７０】
図１６のカードローダにおいては、複合ＩＣカード９１の搬送経路に沿ってアンテナ１３１が長く形成されて、カード位置決め板５２の下部に備えられている。アンテナ１３１は、複合ＩＣカード９１の搬送位置に対して上部に備えられても良いが、図１６においては、磁気ヘッド３８および光センサ３９を備える必要があるため、それらとの位置関係により、アンテナ１３１の設置位置を、カード位置決め板５２の下部としている。
【００７１】
複合ＩＣカード９１との通信に必要な時間をＴとし、図１７に示されるように、例えば、第１の実施の形態で用いられたアンテナ１２で複合ＩＣカード９１との通信を実行した場合、その搬送速度Ｖの上限（通信時間Ｔを確保することのできる搬送速度）は、アンテナ１２の搬送方向に対する長さによって制限される。すなわち、アンテナ１２の搬送方向に対する長さをＬとすると、搬送速度Ｖの上限は、Ｌ／Ｔとなる。
【００７２】
それに対して、アンテナ１３１は、図１８に示されるように、複合ＩＣカード９１の搬送方向に対して長く形成されているので、アンテナ１３１の長さをＬ'とすると、複合ＩＣカード９１の搬送速度Ｖ'の上限は、Ｌ'／Ｔとなり、Ｌ'が長くなれば長くなるほど、搬送速度Ｖ'を速く設定することが可能となり、磁気ヘッド３８および光センサ３９による磁気データおよびエンボスデータの読み込みと並行して、ＩＣ１０４とのデータの授受を行うことができるため、複合ＩＣカード９１の総処理時間を短縮することができる。
【００７３】
また、図１６を用いて説明したカードローダにおいても、図７を用いて説明したカードローダと同様に、カード位置決め板５２と筐体３５の上面との間、および、アンテナ１３１と筐体３５の下面との間に、フェライト製の磁性体板９４−１および９４−２を備えることにより、磁力線が筐体３５に入射する前に、その進行方向を偏向させるようにして、エネルギーの損失を防ぎ、アンテナ１３１と複合ＩＣカード９１との通信が、更に安定したものとなるようになされている。
【００７４】
また、図１１を用いて説明したカードローダにおいても、アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２を、アンテナ１３１のように、複合ＩＣカード９１の搬送経路に沿って、細長い形状にすることにより、更に安定した通信を行うことができるのはもちろんである。
【００７５】
なお、以上説明した第１の実施の形態乃至第３の実施の形態においては、非接触型ＩＣカードの機能と、磁気ストライプによる磁気データ、および、エンボス文字によるエンボスデータを１枚のカードとして有する、複合ＩＣカード９１のデータを読み取って処理することが可能なカード処理装置について説明したが、複合ＩＣカード９１に、磁気データおよびエンボスデータ以外のデータ（例えば、接触型通信により授受されるＩＣデータや、バーコードを印刷することにより記録されるバーコードデータなど）が記録されている場合においても、本発明を適応することができる。
【００７６】
なお、本実施の形態においては、本発明を適応したカードローダを、ＡＴＭ６１のカード処理装置７７に実装するものとして説明したが、本発明は、例えば、ＭＭＫ（Multi Media KIOSK）、ＣＤ（Cash Dispenser）もしくは、ＡＤ（Automatic Depository）といった、様々なカード取引端末装置に適応することができる。
【００７７】
【発明の効果】
本発明のカード処理装置によれば、ＩＣカードもしくはＩＣカードとしての機能を含むカードとの情報の授受に用いられる電磁波の出力を大きくすることなく、高速で、安定した通信を可能にすることができる。
【００７８】
本発明のカード取引端末装置によれば、ＩＣカードもしくはＩＣカードとしての機能を含むカードとの情報の授受に用いられる電磁波の出力を大きくすることなく、高速で、安定した通信を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の非接触型ＩＣカード読み取りシステムについて説明するための図である。
【図２】非接触型ＩＣカードとリーダ／ライタとの通信方法について説明するための図である。
【図３】従来のカードローダの構成について説明するための図である。
【図４】図３のカードローダの構成で非接触型ＩＣカードからデータを読み取る場合について説明するための図である。
【図５】図３のアンテナ付近の金属体によって発生する渦電流について説明するための図である。
【図６】本発明を適応したＡＴＭの外観斜視図である。
【図７】本発明を適応したカードローダの第１の実施の形態について説明するための図である。
【図８】複合ＩＣカードについて説明するための図である。
【図９】図７のカードローダを有するカード処理装置の電気的構成について説明するための図である。
【図１０】図７の磁性体板について説明するための図である。
【図１１】本発明を適応したカードローダの第２の実施の形態について説明するための図である。
【図１２】複合ＩＣカードのアンテナに対する磁界ベクトルの向きと通信効率について説明するための図である。
【図１３】アンテナが１つの場合における複合ＩＣカードに対する磁界ベクトルの入射角について説明するための図である。
【図１４】アンテナが２つの場合における磁界ベクトルについて説明するための図である。
【図１５】アンテナが２つの場合における磁界ベクトルについて説明するための図である。
【図１６】本発明を適応したカードローダの第３の実施の形態について説明するための図である。
【図１７】複合ＩＣカードの処理時間および搬送速度と、アンテナの搬送方向に対する長さとの関係を説明するための図である。
【図１８】複合ＩＣカードの処理時間および搬送速度と、アンテナの搬送方向に対する長さとの関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１２ アンテナ， ３８ 磁気ヘッド， ３９ 光センサ，６１ ＡＴＭ， ７７ カード処理装置， ９１ 複合ＩＣカード， ９４ 磁性体板， １０１磁気ストライプ， １０２ エンボス文字， １０４ ＩＣ， １０５ アンテナ， １１１ メインコントローラ， １１２ リーダ／ライタコントローラ， １１３ ＩＣデータ用メモリ， １１４ 磁気データ読み取り部， １１５磁気データ読み取りコントローラ， １１６ 磁気データ用メモリ， １１７エンボスデータ読み取り部， １１８ エンボスデータ読み取りコントローラ， １１９ エンボスデータ用メモリ， １２１，１３１ アンテナ
【発明の属する技術分野】
本発明は、カード処理装置、およびカード取引端末装置に関し、特に、ＩＣカードもしくはＩＣカードとしての機能を含むカードとの情報の授受に用いられる電磁波の出力を大きくすることなく、高速で、安定した通信を可能にする、カード処理装置、およびカード取引端末装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子マネーシステム、セキュリティシステム（例えば、入退出管理に用いられる身分証）、あるいは、アミューズメント施設のチケットなどにおいて、非接触式ＩＣ（Integrated circuit）カードの利用が増加している。
【０００３】
ＩＣカードを用いたデータ授受システムの構成を図１に示す。
【０００４】
ＩＣカード１は、リーダ／ライタ（ＩＣカード読み取り機）２に対して非接触の状態でデータを授受する（無線通信を行う）。ＩＣカード１は、リーダ／ライタ２の信号処理部１１と、アンテナ１２を介して情報の授受を行うためのアンテナ、並びに、各種処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、および処理に必要なデータなどを記憶するメモリを含んだＩＣを内蔵しており、リーダ／ライタ２と、電磁波を利用して非接触でデータの送受信を行い、一般に、その電磁波により、必要な電力が供給される。
【０００５】
リーダ／ライタ２は、ＩＣカード１と電磁波を用いて通信するためのアンテナ１２と、アンテナ１２によって送信するデータ、およびアンテナ１２によって受信されたデータを処理する信号処理部１１より構成されている。
【０００６】
リーダ／ライタ２は、図２に示すように、アンテナ１２から電磁波を発生し、ＩＣカード１とのデータの授受を行う。信号処理部１１は、ＩＣカード１から送信されたデータを、アンテナ１２を介して受信し、受信したデータが、例えば、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）やＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）を用いて変調されている場合、所定の処理により、受信したデータを復調し、コントローラ３に供給するとともに、コントローラ３から供給されたデータを、ＡＳＫやＢＰＳＫを用いて変調し、アンテナ１２を介して、ＩＣカード１に送信する。また、信号処理部１１は、内部に図示しないメモリを有しており、例えば、ＩＣカード１との認証処理などといった各種処理に必要なデータを記録している。
【０００７】
コントローラ３は、例えば、パーソナルコンピュータなどで構成され、リーダ／ライタ２によって読み取られたＩＣカード１から送信されたデータを処理し、例えば、図示しないシステムサーバに送信したり、ＩＣカード１に送信するデータを生成して、リーダ／ライタ２に供給する。
【０００８】
リーダ／ライタ２は、コントローラ３からコマンドの入力を受け、信号処理部１１において、コマンドを変調して、アンテナ１２を介してＩＣカード１に送信する。コマンドを受信したＩＣカード１は、コマンドに対するレスポンスを、アンテナ１２を介して信号処理部１１に送信する。信号処理部１１は、受信したレスポンスを復調して、コントローラ３に供給する。
【０００９】
また、磁気ストライプおよびエンボス文字により所定のデータが記録または記載されたカードからデータを読み取ることができるものとして、例えば、銀行や郵便局に設置されているＡＴＭ（Automatic Teller Machine（自動取引装置））などのカード処理機がある。ＡＴＭは、ＣＤ（Cash Dispenser／キャッシュ・ディスペンサ／現金自動支払機）と、ＡＤ（Automatic Depository／現金自動預入機）の機能を兼ね備えた、銀行、もしくは郵便局の業務の一部を行う端末装置である。個人の情報は、キャッシュカードなどに書き込まれている。最近では、記帳機能、振込機能などを有する多機能型ＡＴＭも登場し、銀行などの事務負担を軽減し、ユーザの待ち時間の短縮などに貢献している。ＡＴＭは、その内部に、挿入されたカードを搬送して、磁気データおよびエンボスデータを読み取るためのカードローダを備えている。図３は、カードローダ２１の側面透視図である。
【００１０】
カード挿入部３２に挿入されたカード３１は、カード搬送ローラ３４−１およびカード搬送ローラ３４−２によって、金属部材を有する筐体３５内に搬送される。カード３１は、筐体３５内で、カード３１の幅に対応して備えられている２本のカード案内レール３３に沿って、進行方向に対して左右にずれないように案内され、カード案内レール３３にはさまれるようにして備えられているカード位置決め板（図示せず）上を搬送される。
【００１１】
筐体３５内に搬送されたカード３１は、まず、駆動シャフト３６−１および駆動シャフト３６−２によって駆動されるカード搬送ローラ３７−１乃至カード搬送ローラ３７−４により、図中右方向に搬送される。そして、搬送されたカード３１が、カード３１上の磁気ストライプの位置に対応して備えられている磁気ヘッド３８と接して、その下を通過するとき、磁気ヘッド３８は、磁気ストライプに記録されたデータを読み取る。
【００１２】
カード３１は、図中右方向に更に搬送され、カード３１上のエンボス文字の位置に対応して備えられている光センサ３９の下を通過して、光センサ３９により、エンボス文字が読み取られる。データ読み取りが終了したカード３１は、カード搬送ローラ３７−１乃至カード搬送ローラ３７−４により、図中左方向に搬送されて、カード挿入部３２より排出される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＣカード１の利用拡大に伴い、図１および図２を用いて説明したリーダ／ライタ２を、図３を用いて説明したカードローダ２１の機構を用いて実現する、もしくは、図３を用いて説明したカードローダ２１に、リーダ／ライタ２を組み込むことが要求されている。
【００１４】
例えば、ＡＴＭにおいては、図３を用いて説明したカードローダ２１のように、カード挿入部からキャッシュカードなどを挿入するようになされている。そして、ＩＣカード１の利用拡大に伴い、キャッシュカードにＩＣカード１の機能を含ませ、広く普及されているＡＴＭを用いて、ＩＣカード１に記録されたデータを読み書きすることが求められている。
【００１５】
リーダ／ライタ２を、カードローダ２１の機構を用いて実現した場合（すなわち、筐体３５内にＩＣカード１を搬送して、その内部において、電磁波を用いた情報の授受を行う場合）の透過斜視図を図４に示す。ここでは、図３を用いて説明した筐体３５の上面および下面を省略して図示し、筐体３５の両側の側面部分を支持構造部材５１−１および５１−２として図示している。
【００１６】
カード搬送ローラ３７−１および３７−２によって、カード案内レール３３−１およびカード案内レール３３−２に沿って、カード位置決め板５２上を搬送されるＩＣカード１（図４においては図示を省略している）とのデータの授受を行うため、アンテナ１２が、ＩＣカード１との通信に適した距離だけ上部に、支持構造部材５１−１および５１−２（図３を用いて説明した筐体３５の側面部分）にはさまれる位置に備えられる。
【００１７】
支持構造部材５１−１および５１−２（すなわち、筐体３５）は、金属で構成されているか、もしくは金属部材を有する。このため、図５に示されるように、アンテナ１２から送信され、ＩＣカード１内の図示しないアンテナに受信される電磁波の磁力線は、筐体３５の金属部分に入射し、金属内で、渦電流を生じてしまい、エネルギーが無駄に消費されてしまう。このエネルギーの損失の結果、ＩＣカード１とアンテナ１２との電磁波による無線通信は不安定となり、場合によっては、通信不能になってしまう。
【００１８】
アンテナ１２付近の金属部分によるエネルギーの損失を補うために、アンテナ１２から送信される電磁波の出力を大きくする方法も考えられるが、電波法による制約のため、電磁波の出力を無制限に大きくすることは不可能であり、また、電磁波の出力を大きくすることによって、消費電力の増大を招いてしまう。
【００１９】
また、ＩＣカード１の搬送を制御し、アンテナ１２が出力する電磁波に対して最大の感度を持つ位置で、ＩＣカード１をいったん停止させ、通信を実行させるという方法も考えられるが、この場合、ＩＣカード１とアンテナ１２とのデータの授受にかかる処理時間が大幅に長くなってしまうため、使用者にとって、非常に不便なものとなってしまう。
【００２０】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ＩＣカードもしくはＩＣカードとしての機能を含むカードとの情報の授受に用いられる電磁波の出力を大きくすることなく、高速で、安定した通信を可能にするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明のカード処理装置は、金属部材を有する筐体で覆われ、電磁波を用いた非接触通信により第１のデータの授受を行うカードを筐体に受け入れ、かつ、カードを筐体から排出するカード入出手段と、カードを搬送する搬送手段と、搬送手段により搬送されるカードに対してほぼ平行に設けられ、カードとの非接触通信に用いられる第１のアンテナと、筐体と第１のアンテナとの間に設けられ、第１のアンテナからの磁界を金属部材に入射する前に偏向する第１の偏向手段と、搬送手段と筐体との間に設けられ、第１のアンテナからの磁界を金属部材に入射する前に偏向する第２の偏向手段とを備える。
【００２２】
偏向手段は、磁性体により構成されているものとすることができる。
【００２３】
搬送手段と第２の偏向手段との間に、第１のアンテナに対してほぼ平行で、かつ、搬送手段により搬送されるカードとの距離が、カードと第１のアンテナとの距離とほぼ同じになるように設けられた第２のアンテナを更に備えさせ、第１の偏向手段および第２の偏向手段には、第１のアンテナおよび第２のアンテナからの磁界を金属部材に入射する前に偏向させるようにすることができる。
【００２４】
第１のアンテナには、搬送手段により搬送されるカードの所定の搬送速度において、第１のデータを充分授受することができるデータ授受時間を確保することができるだけの、カードの搬送方向の長さを有する第２のアンテナを用いて第１のデータを授受させるようにすることができる。
【００２５】
第１のデータと異なる第２のデータをカードと授受するデータ授受手段を更に備えさせることができる。
【００２６】
データ授受手段は、カードが有する第１の金属端子と接触して接触型ＩＣデータを授受する第２の金属端子、磁気データを読み取る磁気センサ、エンボスデータを読み取る第１の光センサ、バーコードデータを読み取る第２の光センサのうちの少なくともひとつであるものとすることができる。
【００２７】
本発明のカード取引端末装置は、金属部材を有する筐体で覆われ、電磁波を用いた非接触通信により第１のデータの授受を行うカードを筐体に受け入れ、かつ、カードを筐体から排出するカード入出手段と、カードを搬送する搬送手段と、搬送手段により搬送されるカードに対してほぼ平行に設けられ、カードとの非接触通信に用いられるアンテナと、筐体とアンテナとの間に設けられ、アンテナからの磁界を金属部材に入射する前に偏向する第１の偏向手段と、搬送手段と筐体との間に設けられ、アンテナからの磁界を金属部材に入射する前に偏向する第２の偏向手段とを備えるカード処理装置と、カード処理装置により読み取られた第１のデータを処理する第１の処理手段とを備える。
【００２８】
第１のデータと異なる第２のデータを処理する第２の処理手段を更に備えさせることができ、カード処理装置には、カードと第２のデータを授受するデータ授受手段を更に備えさせることができる。
【００２９】
第１の処理手段および第２の処理手段にはそれぞれ独立して第１のデータおよび第２のデータを処理させるようにすることができる。
【００３３】
本発明のカード処理装置においては、カードが筐体に挿入され、カードが搬送され、電磁波を用いた非接触通信により、搬送されたカードと第１のデータが授受され、第１のアンテナからの磁界が、金属部材に入射する前に偏向され、カードが筐体から排出される。
【００３４】
本発明のカード取引端末装置においては、カードが筐体に挿入され、カードが搬送され、電磁波を用いた非接触通信により、搬送されたカードと第１のデータが授受され、第１のデータが処理され、アンテナからの磁界が、金属部材に入射する前に偏向され、カードが筐体から排出される。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００３７】
図６は、本発明を適応したＡＴＭ６１を示す外観斜視図である。
【００３８】
ＡＴＭ６１は、前面が操作面となっており、取引を実行するための紙幣入出金ユニット７１、紙幣出入口７２、硬貨入出金ユニット７３、硬貨出入口７４、通帳プリンタ７５、通帳出入口７６、カード処理装置７７、カード出入口７８、主制御部７９、タッチパネル８０、液晶表示制御部８１により構成されている。
【００３９】
紙幣入出金ユニット７１および硬貨入出金ユニット７３は、タッチパネル８０を用いて利用者が入力した各種操作を受けた主制御部７９の制御を受け、紙幣出入口７２および硬貨出入口７４から入金される紙幣および硬貨の金額を確認したり、指定金額の紙幣および硬貨を、紙幣出入口７２および硬貨出入口７４から排出する処理を行う。
【００４０】
通帳プリンタ７５は、タッチパネル８０を用いて利用者が入力した各種操作を受けた主制御部７９の制御を受け、通帳出入口７６から挿入された通帳に所定のデータを印刷し、処理終了後の通帳を、通帳出入口７６から排出する処理を行う。
【００４１】
カード処理装置７７は、図７、図１１、および、図１６を用いて後述するカードローダを含んでおり、カード出入口７８から挿入されたカードに記録されたデータを読み込み、所定の処理を実行した後、カードをカード出入口７８から排出する処理を行う。カード処理装置７７には、取引の記録を印字し、発行する機能を持たせるようにしても良い。
【００４２】
このカード処理装置７７は、例えば、従来のキャッシュカードなどと同様に、エンボス文字および磁気テープによって、所定のデータが記録されているのに加えて、所定のデータを記録し、処理するＩＣと、カード処理装置７７と非接触通信によりＩＣデータを授受するためのアンテナを備えた複合ＩＣカードを処理することができるようになされている。複合ＩＣカードについては、図８を用いて後述する。
【００４３】
主制御部７９は、液晶表示制御部８１を制御して、タッチパネル８０に表示される表示画面を制御し、利用者がタッチパネル８０を操作した場合、その操作内容を示す信号の入力を受け、ＡＴＭ６１の各部を制御したり、遠隔の図示しないホストコンピュータとオンラインでデータを授受するものである。
【００４４】
図７は、本発明を適応した複合ＩＣカード処理用のカードローダの、第１の実施の形態について説明するための、カードローダの内部を示す概略図である。なお、従来の場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する（以下、同様）。
【００４５】
図７に示すカードローダは、エンボスデータ、磁気データ、およびＩＣデータが記録されている複合ＩＣカード９１と、アンテナ１２によって非接触通信を行い、磁気ヘッド３８によって、磁気ストライプ１０１のデータを読み込み、更に、光センサ３９によって、エンボス文字１０２を読み取ることができるようになされている。複合ＩＣカード９１は、カード案内レール３３−１および３３−２に沿って、カード位置決め板５２上を、図示しないカード搬送ローラによって、図中左から右方向に搬送される。以下、カード案内レール３３−１および３３−２を個々に区別する必要がない場合、単にカード案内レール３３と総称する。
【００４６】
図７に示した各部は、図３を用いて説明した場合と同様に、図示しない筐体（例えば、図３を用いて説明した筐体３５）で覆われ、カードローダとして１体のユニットを構成している。アンテナ１２と、図示しない筐体３５の上面との間、および、カード位置決め板５２と、図示しない筐体３５の下面との間には、例えば、フェライト製の磁性体板９４−１および９４−２が備えられている。
【００４７】
複合ＩＣカード９１には、図８に示されるように、複合ＩＣカード９１の片側の端部であり、かつ、ＩＣカード外装材１０３の表面に、磁気ストライプ１０１によってデータが記録され、磁気ストライプ１０１と異なる端部に、エンボス文字１０２が形成され、カード中央部のＩＣカード外装材１０３の内部に、アンテナ１２との情報の授受を行うためのアンテナ１０５、並びに、各種処理を行うＣＰＵ、および処理に必要なデータなどを記憶するメモリを含んだＩＣ１０４が備えられている。複合ＩＣカード９１には、ＩＣデータ、エンボスデータ、磁気データ以外に、例えば、バーコードデータを記録させるようにしても良い。
【００４８】
図中左から右方向に搬送された複合ＩＣカード９１の磁気ストライプ１０１に記録されたデータは、磁気ヘッド３８によって読み込まれる。複合ＩＣカード９１は、続いて、アンテナ１２の下部に搬送されるので、複合ＩＣカード９１のアンテナ１０５は、アンテナ１２から送信される電磁波を受信して、ＩＣ１０４に供給し、ＩＣ１０４は受信したコマンドを処理して、必要なレスポンスを、アンテナ１０５を介して、アンテナ１２へ送信する。更に、複合ＩＣカード９１は、図中右方向へ搬送され、エンボス文字１０２が、光センサ３９によって読み取られ、その後、図示しないカード搬送ローラによって、図中右から左に搬送され、排出される。
【００４９】
図９は、図７のカードローダを有するカード処理装置７７における、カードローダに関する処理を実行する部分の電気的構成を示すブロック図である。
【００５０】
メインコントローラ１１１は、図６の主制御部７９の制御に基づいて、カードローダの各部を制御するようになされている。メインコントローラ１１１は、複合ＩＣカード９１に送信するコマンドを、リーダ／ライタコントローラ１１２に出力する。リーダ／ライタコントローラ１１２は、必要に応じて、ＩＣデータ用メモリ１１３に保存されている、例えば、複合ＩＣカード９１との認証処理に用いられる暗号鍵などを読み出して、コマンドとともに、信号処理部１１に出力する。信号処理部１１は、入力されたコマンドを、ＡＳＫやＢＰＳＫなどの所定の方式を用いて変調し、アンテナ１２を介して、複合ＩＣカード９１に送信する。
【００５１】
アンテナ１２で受信された複合ＩＣカード９１からのレスポンスは、信号処理部１１に供給されて、ＡＳＫやＢＰＳＫなどの所定の方式を用いて復調され、リーダ／ライタコントローラ１１２に入力される。リーダ／ライタコントローラ１１２は、入力されたレスポンスを処理し、必要に応じて、データをＩＣデータ用メモリ１１３に保存し、かつ、レスポンスの処理結果をメインコントローラ１１１に出力する。
【００５２】
磁気ヘッド３８から入力された磁気ストライプ１０１の磁気データは、磁気データ読み取りコントローラ１１５によって制御されている磁気データ読み取り部１１４によって読み取られ、読み取り結果が、磁気データ読み取りコントローラ１１５に供給される。磁気データ読み取りコントローラ１１５は、メインコントローラ１１１の制御に従って、入力された磁気データの読み取り結果を、必要に応じて磁気データ用メモリ１１６に保存したり、所定のタイミングでメインコントローラ１１１に出力する。
【００５３】
光センサ３９から入力されたエンボスデータ（すなわち、光センサ３９によって検出されたエンボス文字１０２）は、エンボスデータ読み取りコントローラ１１８によって制御されているエンボスデータ読み取り部１１７によって読み取られ、読み取り結果が、エンボスデータ読み取りコントローラ１１８に供給される。エンボスデータ読み取りコントローラ１１８は、メインコントローラ１１１の制御に従って、入力されたエンボスデータの読み取り結果を、必要に応じてエンボスデータ用メモリ１１９に保存したり、所定のタイミングでメインコントローラ１１１に出力する。
【００５４】
以上説明したように、ＩＣデータ、磁気データ、およびエンボスデータは、メインコントローラ１１１の制御に基づいてそれぞれ独立して読み取られて処理される。メインコントローラ１１１は、それぞれの処理データのうち、必要なデータを所定のタイミングで要求し、処理する。このような構成をとることにより、複数の形態（この場合、ＩＣデータ、磁気データ、およびエンボスデータ）でデータを授受することができる複合ＩＣカード９１に対するデータ処理速度を大幅に短縮することが可能となる。
【００５５】
また、図７を用いて説明したように、アンテナ１２と、図示しない筐体３５の上面との間、および、カード位置決め板５２と、図示しない筐体３５の下面との間には、例えば、フェライト製の磁性体板９４−１および９４−２が備えられている。
【００５６】
筐体３５は、その強度の問題や、材料コストの関係で、金属により構成されるか、もしくは、金属部材を有する。そこで、磁力線が、筐体３５の金属部分に入射し、そこで、渦電流の発生によるエネルギーの損失を起こさないように、アンテナ１２と筐体３５の上面との間、および、カード位置決め板５２と筐体３５の下面との間に、フェライト製の磁性体板９４−１および９４−２を備え、図１０に示すように、磁力線が筐体３５に入射する前に、その進行方向を偏向させるようにして、エネルギーの損失を防ぎ、アンテナ１２と複合ＩＣカード９１との通信を安定したものにすることができる。
【００５７】
図１１は、本発明を適応した複合ＩＣカード処理用のカードローダの、第２の実施の形態について説明するための、カードローダの内部を示す概略図である。
【００５８】
図１１においては、アンテナ１２に代わって、アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２が、複合ＩＣカード９１の搬送経路をはさむように備えられている。なお、図１１においても、図７を用いて説明した場合と同様に、その全体が筐体３５で覆われ、筐体３５と、アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２の間に磁性体板９４−１および９４−２が備えられ、カードローダとして１体のユニットとなっている。また、カード処理装置としての電気的構成は、アンテナ１２に代わって、アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２が備えられている以外は、基本的に、図９を用いて説明した場合と同一である。
【００５９】
アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２から出射される電磁波は、交流の磁界であり、周期的に磁界の向きが切り替えられるため、アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２から出力される電磁波の磁界の向きが常に同一方向になるように、それぞれの出力電磁波は、同位相でなければならない。また、アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２は、複合ＩＣカード９１のアンテナ１０５に対して、距離が同一であるように備えられる。
【００６０】
また、アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２から出力される電磁波の合計出力は、電波法によって定められた最大出力を超えてはならない。すなわち、アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２それぞれの出力は、アンテナ１２を１つだけ備える場合の半分の出力強度しか許されない（アンテナを２つ備えても、全体の磁界強度は、アンテナ１つの場合と変わらない）。
【００６１】
ここで、図１２を用いて、複合ＩＣカード９１のアンテナ１０５に対して入射する電磁波の磁界ベクトルと受信効率について説明する。アンテナ１０５に対して垂直に入射する磁界ベクトルＡは、最も効率よい受信を行うことが可能な磁界ベクトルである。それに対して、入射角度を有する磁界ベクトルＢでは、その通信効率が低下し、磁界ベクトルＣのように、アンテナ１０５に対して平行に入射した磁界ベクトルでは、まったく通信することができない。
【００６２】
磁力線は、図１３に示されるように、実際には、アンテナ１２の片側の面（この場合、図中下方向）から出発し、最終的には、アンテナ１２の出力面と逆側の面に戻るような曲線（磁力線）を描く。そのため、アンテナ１２を１つだけ用いて複合ＩＣカード９１との非接触通信を行った場合、アンテナ１２の端部から送信される電磁波の磁界ベクトルは、図中Ｄで示される位置において、複合ＩＣカード９１（すなわち、アンテナ１０５）に対して、垂直ではなく、斜めに（すなわち、図１２を用いて説明した磁界ベクトルＢと同様に）入射されてしまうので、その通信効率は低下してしまう。
【００６３】
それに対して、図１４に示されるように、複合ＩＣカード９１に対して、それぞれ距離Ｄとなるように備えられたアンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２から、それぞれ同位相の電磁波を出力した場合、その磁力線は、アンテナ１２１−１から、複合ＩＣカード９１を透過して、アンテナ１２１−２に入射し、アンテナ１２１−２から出力された電磁波は、アンテナ１２１−１に入射される。このような構成にすることにより、複合ＩＣカード９１付近の磁界ベクトルは、図１５に示されるように、アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２の端部から出力される電磁波においても、複合ＩＣカード９１（すなわち、アンテナ１０５）に対して、ほぼ垂直となる。従って、同一の磁界強度であっても、非常に効率の良い通信を行うことができる。
【００６４】
また、図１１を用いて説明したカードローダにおいても、図７を用いて説明したカードローダと同様に、アンテナ１２１−１と筐体３５の上面との間、および、アンテナ１２１−２と筐体３５の下面との間に、フェライト製の磁性体板９４−１および９４−２を備えることにより、磁力線が筐体３５に入射する前に、その進行方向を偏向させるようにして、エネルギーの損失を防ぎ、アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２と複合ＩＣカード９１との通信を、更に安定したものとなるようになされている。
【００６５】
ところで、電気的接触により通信を行う接触型ＩＣカードにおいては、ＩＣカードと接触端子を接触させ、通信を行うようになされている。そのために、接触型ＩＣカードは、接触端子に対して、必ず１度、停止させなければならない。それに対して、非接触型ＩＣカードによる通信の場合、非接触型ＩＣカードがその内部に有するアンテナも、非接触型ＩＣカードとの通信を行うための、リーダライタのアンテナも、双方とも、ある程度の大きさ（受送信面の面積）を有するため、双方のアンテナの位置は、厳密に固定されている必要はない。すなわち、非接触型ＩＣカードによる通信の場合、リーダライタのアンテナに対して、非接触型ＩＣカードを停止させることなく、通信を行うことが可能である。
【００６６】
本発明に用いられる複合ＩＣカード９１は、非接触型ＩＣカードの機能を有するものである。すなわち、第１の実施の形態および第２の実施の形態とも、複合ＩＣカード９１を停止させることなくデータ読み取り処理を行うことが可能であり、更に、ＩＣデータ、磁気データ、およびエンボスデータをそれぞれ独立して処理するようになされているため、高速な処理が可能である。
【００６７】
しかしながら、磁気データ、およびエンボスデータとは異なり、ＩＣデータを処理するリーダ／ライタ２は、複合ＩＣカード９１内のＩＣ１０４からデータを受信するのみならず、必要なデータをＩＣ１０４に送信して記憶させる場合もあり、その処理内容によっては、ＩＣ１０４とリーダ／ライタ２の間で、複数回のデータの送受信が行われる場合も考えられる。ＩＣデータの授受に要する時間が長くなる場合、カードローダ内の複合ＩＣカード９１の搬送速度を低下させる必要が生じてしまう。
【００６８】
図１６は、本発明を適応した複合ＩＣカード処理用のカードローダの、第３の実施の形態について説明するための、カードローダの内部を示す概略図である。第３の実施の形態においては、ＩＣデータの授受に要する時間が長い場合においても、カードローダ内の複合ＩＣカード９１内の搬送速度を低下させずに、安定した通信を行うことができるような構成、換言すれば、ＩＣデータの授受に必要な時間が同一である場合は、安定した通信を行いつつ、複合ＩＣカード９１の搬送速度を早くすることができるような構成を有している。
【００６９】
図１６のカードローダにおいても、その全体が、筐体３５で覆われ、カード位置決め板５２と筐体３５の上面との間、および、アンテナ１３１と筐体３５の下面との間に、磁性体板９４−１および９４−２が備えられている。また、カード処理装置としての電気的構成は、アンテナ１２に代わって、アンテナ１３１が備えられている以外は、基本的に、図９を用いて説明した場合と同一である。
【００７０】
図１６のカードローダにおいては、複合ＩＣカード９１の搬送経路に沿ってアンテナ１３１が長く形成されて、カード位置決め板５２の下部に備えられている。アンテナ１３１は、複合ＩＣカード９１の搬送位置に対して上部に備えられても良いが、図１６においては、磁気ヘッド３８および光センサ３９を備える必要があるため、それらとの位置関係により、アンテナ１３１の設置位置を、カード位置決め板５２の下部としている。
【００７１】
複合ＩＣカード９１との通信に必要な時間をＴとし、図１７に示されるように、例えば、第１の実施の形態で用いられたアンテナ１２で複合ＩＣカード９１との通信を実行した場合、その搬送速度Ｖの上限（通信時間Ｔを確保することのできる搬送速度）は、アンテナ１２の搬送方向に対する長さによって制限される。すなわち、アンテナ１２の搬送方向に対する長さをＬとすると、搬送速度Ｖの上限は、Ｌ／Ｔとなる。
【００７２】
それに対して、アンテナ１３１は、図１８に示されるように、複合ＩＣカード９１の搬送方向に対して長く形成されているので、アンテナ１３１の長さをＬ'とすると、複合ＩＣカード９１の搬送速度Ｖ'の上限は、Ｌ'／Ｔとなり、Ｌ'が長くなれば長くなるほど、搬送速度Ｖ'を速く設定することが可能となり、磁気ヘッド３８および光センサ３９による磁気データおよびエンボスデータの読み込みと並行して、ＩＣ１０４とのデータの授受を行うことができるため、複合ＩＣカード９１の総処理時間を短縮することができる。
【００７３】
また、図１６を用いて説明したカードローダにおいても、図７を用いて説明したカードローダと同様に、カード位置決め板５２と筐体３５の上面との間、および、アンテナ１３１と筐体３５の下面との間に、フェライト製の磁性体板９４−１および９４−２を備えることにより、磁力線が筐体３５に入射する前に、その進行方向を偏向させるようにして、エネルギーの損失を防ぎ、アンテナ１３１と複合ＩＣカード９１との通信が、更に安定したものとなるようになされている。
【００７４】
また、図１１を用いて説明したカードローダにおいても、アンテナ１２１−１およびアンテナ１２１−２を、アンテナ１３１のように、複合ＩＣカード９１の搬送経路に沿って、細長い形状にすることにより、更に安定した通信を行うことができるのはもちろんである。
【００７５】
なお、以上説明した第１の実施の形態乃至第３の実施の形態においては、非接触型ＩＣカードの機能と、磁気ストライプによる磁気データ、および、エンボス文字によるエンボスデータを１枚のカードとして有する、複合ＩＣカード９１のデータを読み取って処理することが可能なカード処理装置について説明したが、複合ＩＣカード９１に、磁気データおよびエンボスデータ以外のデータ（例えば、接触型通信により授受されるＩＣデータや、バーコードを印刷することにより記録されるバーコードデータなど）が記録されている場合においても、本発明を適応することができる。
【００７６】
なお、本実施の形態においては、本発明を適応したカードローダを、ＡＴＭ６１のカード処理装置７７に実装するものとして説明したが、本発明は、例えば、ＭＭＫ（Multi Media KIOSK）、ＣＤ（Cash Dispenser）もしくは、ＡＤ（Automatic Depository）といった、様々なカード取引端末装置に適応することができる。
【００７７】
【発明の効果】
本発明のカード処理装置によれば、ＩＣカードもしくはＩＣカードとしての機能を含むカードとの情報の授受に用いられる電磁波の出力を大きくすることなく、高速で、安定した通信を可能にすることができる。
【００７８】
本発明のカード取引端末装置によれば、ＩＣカードもしくはＩＣカードとしての機能を含むカードとの情報の授受に用いられる電磁波の出力を大きくすることなく、高速で、安定した通信を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の非接触型ＩＣカード読み取りシステムについて説明するための図である。
【図２】非接触型ＩＣカードとリーダ／ライタとの通信方法について説明するための図である。
【図３】従来のカードローダの構成について説明するための図である。
【図４】図３のカードローダの構成で非接触型ＩＣカードからデータを読み取る場合について説明するための図である。
【図５】図３のアンテナ付近の金属体によって発生する渦電流について説明するための図である。
【図６】本発明を適応したＡＴＭの外観斜視図である。
【図７】本発明を適応したカードローダの第１の実施の形態について説明するための図である。
【図８】複合ＩＣカードについて説明するための図である。
【図９】図７のカードローダを有するカード処理装置の電気的構成について説明するための図である。
【図１０】図７の磁性体板について説明するための図である。
【図１１】本発明を適応したカードローダの第２の実施の形態について説明するための図である。
【図１２】複合ＩＣカードのアンテナに対する磁界ベクトルの向きと通信効率について説明するための図である。
【図１３】アンテナが１つの場合における複合ＩＣカードに対する磁界ベクトルの入射角について説明するための図である。
【図１４】アンテナが２つの場合における磁界ベクトルについて説明するための図である。
【図１５】アンテナが２つの場合における磁界ベクトルについて説明するための図である。
【図１６】本発明を適応したカードローダの第３の実施の形態について説明するための図である。
【図１７】複合ＩＣカードの処理時間および搬送速度と、アンテナの搬送方向に対する長さとの関係を説明するための図である。
【図１８】複合ＩＣカードの処理時間および搬送速度と、アンテナの搬送方向に対する長さとの関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１２ アンテナ， ３８ 磁気ヘッド， ３９ 光センサ，６１ ＡＴＭ， ７７ カード処理装置， ９１ 複合ＩＣカード， ９４ 磁性体板， １０１磁気ストライプ， １０２ エンボス文字， １０４ ＩＣ， １０５ アンテナ， １１１ メインコントローラ， １１２ リーダ／ライタコントローラ， １１３ ＩＣデータ用メモリ， １１４ 磁気データ読み取り部， １１５磁気データ読み取りコントローラ， １１６ 磁気データ用メモリ， １１７エンボスデータ読み取り部， １１８ エンボスデータ読み取りコントローラ， １１９ エンボスデータ用メモリ， １２１，１３１ アンテナ
Claims (9)
- 金属部材を有する筐体で覆われ、
電磁波を用いた非接触通信により第１のデータの授受を行うカードを前記筐体に受け入れ、かつ、前記カードを前記筐体から排出するカード入出手段と、
前記カードを搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送される前記カードに対してほぼ平行に設けられ、前記カードとの前記非接触通信に用いられる第１のアンテナと、
前記筐体と前記第１のアンテナとの間に設けられ、前記第１のアンテナからの磁界を前記金属部材に入射する前に偏向する第１の偏向手段と、
前記搬送手段と前記筐体との間に設けられ、前記第１のアンテナからの磁界を前記金属部材に入射する前に偏向する第２の偏向手段と
を備えるカード処理装置。 - 前記偏向手段は、磁性体により構成されている
請求項１に記載のカード処理装置。 - 前記搬送手段と前記第２の偏向手段との間に、前記第１のアンテナに対してほぼ平行で、かつ、前記搬送手段により搬送される前記カードとの距離が、前記カードと前記第１のアンテナとの距離とほぼ同じになるように設けられた第２のアンテナを
更に備え、
前記第１の偏向手段および前記第２の偏向手段は、前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナからの磁界を前記金属部材に入射する前に偏向する
請求項１に記載のカード処理装置。 - 前記第１のアンテナは、前記搬送手段により搬送される前記カードの所定の搬送速度において、前記第１のデータを充分授受することができるデータ授受時間を確保することができるだけの、前記カードの搬送方向の長さを有する
請求項１に記載のカード処理装置。 - 前記第１のデータと異なる第２のデータを前記カードと授受するデータ授受手段を更に備える
請求項１に記載のカード処理装置。 - 前記データ授受手段は、前記カードが有する第１の金属端子と接触して接触型ＩＣデータを授受する第２の金属端子、磁気データを読み取る磁気センサ、エンボスデータを読み取る第１の光センサ、バーコードデータを読み取る第２の光センサのうちの少なくともひとつである
請求項５に記載のカード処理装置。 - 金属部材を有する筐体で覆われ、
電磁波を用いた非接触通信により第１のデータの授受を行うカードを前記筐体に受け入れ、かつ、前記カードを前記筐体から排出するカード入出手段と、
前記カードを搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送される前記カードに対してほぼ平行に設けられ、前記カードとの前記非接触通信に用いられるアンテナと、
前記筐体と前記アンテナとの間に設けられ、前記アンテナからの磁界を前記金属部材に入射する前に偏向する第１の偏向手段と、
前記搬送手段と前記筐体との間に設けられ、前記アンテナからの磁界を前記金属部材に入射する前に偏向する第２の偏向手段と
を備えるカード処理装置と、
前記カード処理装置により読み取られた前記第１のデータを処理する第１の処理手段と
を備えるカード取引端末装置。 - 前記第１のデータと異なる第２のデータを処理する第２の処理手段を更に備え、
前記カード処理装置は、
前記カードと前記第２のデータを授受するデータ授受手段を
更に備える
請求項７に記載のカード取引端末装置。 - 前記第１の処理手段および前記第２の処理手段はそれぞれ独立して前記第１のデータおよび前記第２のデータを処理する
請求項８に記載のカード取引端末装置。
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