JP5304615B2 - 非接触通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、非接触通信装置に関するものである。

現在、クレジットカード、キャッシュカード、運転免許証カード、自治体カード等、様々なＩＣカードが提供されており、これらＩＣカードを認証するためのカード処理端末（非接触通信装置）も様々に提供されている。この種のカード処理端末では、一般的に、一定間隔でコマンド信号（例えばリクエストコマンド）を発信して通信エリア内に存在するＩＣカードを探索し、その探索処理によって捕捉されたＩＣカードを認証対象として認証処理を行っている。

特開２００１−１８４４６７公報

ＩＣカードリーダのような非接触通信装置でＩＣカードを読み取る場合、一般的には、図７のように、読み取り対象となるＩＣカード１０１が使用者によってＩＣカードリーダ１００付近に翳されることでＩＣカード１０１の読み取りが行われ、その読み取りの初期段階では、まずＩＣカード１０１の捕捉が行われる。具体的には、ＩＣカード１０１がＩＣカードリーダ１００の通信エリア内に進入したＩＣカード１０１がＩＣカードリーダ１００からの捕捉用のコマンドに応じた応答を返信し、その応答信号をＩＣカードリーダ１００が認識することでＩＣカードリーダ１００が読取対象となるＩＣカード１０１を特定できるようになる。

従来技術では、上記のように捕捉処理を行った後に、捕捉されたＩＣカードの認証や読み取りや書き込みなどの通信処理を行っていたが、捕捉後の通信処理を良好に行えない場合があった。例えば、図７のように、ＩＣカード１０１が捕捉された位置がＩＣカードリーダ１００の通信エリアの境界付近の場合、電波強度が不安定であり必要な電波強度が捕捉後に維持されない可能性があるため、仮に捕捉が成功したとしても、その後の通信処理の際に通信不良が生じやすいという問題があった。

特に、処理時間の短縮化を図るべく、捕捉後に迅速に認証処理に移行させる場合、通信エリアの境界付近で捕捉されると、認証処理もその捕捉位置付近（即ち通信エリアの境界付近）で行われてしまうため、上記のような問題がより生じやすくなる。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、非接触通信媒体を捕捉した後の通信処理において通信不良が生じにくい非接触通信装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、非接触通信媒体と非接触通信を行う通信手段と、前記非接触通信媒体の捕捉を検出する捕捉検出手段と、前記捕捉検出手段によって前記非接触通信媒体の捕捉が検出される前に、前記通信手段の出力を第１レベルに設定する出力設定手段と
、前記捕捉検出手段によって前記非接触通信媒体の捕捉が検出された後に、その検出された前記非接触通信媒体の認証を行う認証手段と、を備えた非接触通信装置において、前記捕捉検出手段は、前記通信手段により前記第１レベルで信号が出力されたときの前記非接触通信媒体からの応答結果に基づいて、前記非接触通信媒体の捕捉を検出し、前記出力設定手段は、前記捕捉検出手段によって前記非接触通信媒体の捕捉が検出された場合に、前記通信手段の出力を前記第１レベルよりも大きい第２レベルに設定変更し、前記認証手段は、前記通信手段により前記第２レベルで信号が出力されたときの前記非接触通信媒体からの応答結果に基づいて、前記非接触通信媒体の認証を行っている。
更に、前記通信手段が、前記捕捉検出手段によって検出された前記非接触通信媒体に対し、認証用コマンドを前記第２レベルで送信する認証用コマンド送信手段を備えており、更に、前記捕捉検出手段によって検出された前記非接触通信媒体が、前記認証用コマンド送信手段によって送信された前記認証用コマンドに対して適正な応答を行わない場合に、前記非接触通信媒体の応答を停止させる処理を行う応答停止手段が設けられていることを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の非接触通信装置において、前記捕捉検出手段が、前記非接触通信媒体の種別を検出する種別検出手段を備えており、前記捕捉検出手段によって前記非接触通信媒体の捕捉が検出された場合に、前記出力設定手段が、前記通信手段の出力を、前記第１レベルよりも大きい出力であって、且つ規定の一定出力又は前記種別検出手段によって検出された前記種別に応じた出力に設定変更することを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項２に記載の非接触通信装置において、前記通信手段が、前記非接触通信媒体の種別毎に定められた各捕捉用コマンドを前記第１レベルで順次送信する捕捉用コマンド送信手段を備えており、前記種別検出手段が、前記捕捉用コマンド送信手段による各捕捉用コマンドの送信に応じた前記非接触通信媒体からの応答結果に基づいて、前記非接触通信媒体の前記種別を検出することを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項２又は請求項３のいずれか一項に記載の非接触通信装置において、更に、前記非接触通信媒体の種別毎のコマンド手順を記憶する記憶手段と、前記種別検出手段によって前記非接触通信媒体の前記種別が検出された場合に、その検出された前記種別に対応する前記コマンド手順を前記記憶手段から読み出し、その読み出された前記コマンド手順に従ってコマンドを実行するコマンド実行手段と、が設けられていることを特徴としている。

請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の非接触通信装置において、更に、前記認証用コマンド送信手段によって前記認証用コマンドが送信された場合に、前記捕捉検出手段によって検出された前記非接触通信媒体の無応答時間を検出する時間検出手段が設けられており、前記時間検出手段によって検出される前記無応答時間が所定時間を経過した場合に、前記応答停止手段が前記非接触通信媒体の応答を停止させる処理を行うことを特徴としている。

請求項１の発明では、通信手段により第１レベルで信号が出力されたときの非接触通信媒体からの応答結果に基づいて非接触通信媒体の捕捉を検出しており、非接触通信媒体の捕捉が検出された場合には、通信手段の出力を第１レベルよりも大きい第２レベルに設定変更している。そして、第２レベルで信号が出力されたときの非接触通信媒体からの応答結果に基づいて非接触通信媒体の認証を行っている。
このようにすると、非接触通信媒体を認証する際の通信エリアを、捕捉時の通信エリアよりも拡げることができる。従って、捕捉時の通信エリアの境界に近い位置で非接触通信媒体が捕捉された場合であっても、認証時には通信エリアが拡大されて非接触通信媒体が通信エリアの境界から離れた内側に位置した状態で通信が行われることとなり、通信エリアから外れにくい位置でより安定した通信処理を行うことができる。
更に、捕捉検出手段によって検出された非接触通信媒体に対し、認証用コマンドを第２レベルで送信しており、更に、その検出された非接触通信媒体が、送信された認証用コマンドに対して適正な応答を行わない場合には、非接触通信媒体の応答を停止させる処理を行っている。
このようにすると、捕捉された非接触通信媒体の認証処理を安定した通信環境下で行うことができる。
従来の方式（捕捉時と認証時で出力を変更しない方式）では、通信エリアの境界付近等の不安定な位置で認証処理が行われることが多かったため、ある非接触通信媒体を捕捉した後の認証処理において無応答となった場合、捕捉された非接触通信媒体が通信エリアを外れたことによる無応答であるのか、認証エラーによる無応答であるのかが区別できないという問題があった。そして、通信エリアを外れたことによる無応答のときには、使用者による再度の翳し操作等が必要となるため、処理時間や検出性能の点で問題があった。
これに対し、本発明によれば、第１レベルで捕捉した非接触通信媒体を認証する際に、通信不良による認証の失敗の可能性を極力排除できる。従って、認証が失敗したときには、捕捉された非接触通信媒体が認証対象ではない可能性が高く、このような非接触通信媒体の応答を停止させることで、他の処理（他の非接触通信媒体の捕捉・認証処理等）に適切且つ迅速に移行しやすくなる。

請求項２の発明では、捕捉検出手段によって非接触通信媒体の捕捉が検出された場合に、通信手段の出力を、第１レベルよりも大きい出力であって且つ規定の一定出力又は種別検出手段によって検出された種別に応じた出力に設定変更している。
このようにすると、認証時の通信エリアを、捕捉時よりも大きい一定サイズ、若しくは、通信対象の種別を考慮したサイズに設定できるようになる。

請求項３の発明では、非接触通信媒体の種別毎に定められた各捕捉用コマンドを第１レベルで順次送信する捕捉用コマンド送信手段を備えており、捕捉用コマンド送信手段による各捕捉用コマンドの送信に応じた非接触通信媒体からの応答結果に基づいて、非接触通信媒体の種別を検出している。
このようにすると、非接触通信媒体の存在を迅速に確認しやすく、また捕捉時に通信対象（非接触通信媒体）の種別を迅速かつ確実に把握できるようになる。

請求項４の発明では、非接触通信媒体の種別毎のコマンド手順を記憶する記憶手段が設けられており、種別検出手段によって非接触通信媒体の種別が検出された場合、その検出された種別に対応するコマンド手順を記憶手段から読み出し、その読み出されたコマンド手順に従ってコマンドを実行している。
このようにすると、複数種別の非接触通信媒体を捕捉対象とすることができると共に、いずれかの種別の非接触通信媒体が捕捉された場合に、その捕捉された非接触通信媒体の種別に応じた適切なコマンドを実行できるようになる。

請求項５の発明では、認証用コマンド送信手段によって認証用コマンドが送信された場合に、捕捉検出手段によって検出された非接触通信媒体の無応答時間を検出し、その無応答時間が所定時間を経過した場合に、非接触通信媒体の応答を停止させる処理を行っている。
このようにすると、認証が失敗したか否かを、所定時間を基準としてより一層適切に判断でき、且つ認証が失敗した可能性の高い非接触通信媒体からの応答をより確実に停止させることができるようになる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る非接触通信装置を概念的に例示するブロック図である。 図２は、図１の非接触通信装置で読み取られるＩＣカードを概念的に例示するブロック図である。 図３は、図１の非接触通信装置で行われる捕捉・認証処理を例示するフローチャートである。 図４（ａ）は、図１の非接触通信装置でＩＣカードを捕捉するときの様子を説明する説明図であり、図４（ｂ）は、捕捉後にＩＣカードと非接触通信処理を行うときの様子を説明する説明図である。 図５は、第２実施形態に係る非接触通信装置で行われる捕捉・認証処理を例示するフローチャートである。 図６（ａ）は、第２実施形態に係る非接触通信装置で複数のＩＣカードを捕捉するときの様子を説明する説明図であり、図６（ｂ）は、捕捉後にＩＣカードと非接触通信処理を行うときの様子を説明する説明図である。 図７は、従来におけるＩＣカードの捕捉の様子を説明する説明図である。

[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態に係る非接触通信装置について図面を参照しつつ説明する。
図１は、第１実施形態に係る非接触通信装置を概念的に例示するブロック図であり、図２は、図１の非接触通信装置で読み取られるＩＣカードを概念的に例示するブロック図である。また、図３は、図１の非接触通信装置で行われる捕捉・認証処理を例示するフローチャートであり、図４（ａ）は、図１の非接触通信装置でＩＣカードを捕捉するときの様子を説明する説明図であり、図４（ｂ）は、捕捉後にＩＣカードと非接触通信処理を行うときの様子を説明する説明図である。なお、図４（ａ）では、捕捉前のＩＣカードの状態を一点鎖線２０'で示し、捕捉時の状態を実線で示している。また、図４（ｂ）では、ＩＣカードが捕捉されるまでの通信エリアを一点鎖線にて概念的に示しており、捕捉後の通信エリアを実線にて概念的に示している。

（非接触通信装置の概要）
まず、図１を参照してＩＣカードリーダ１の概要について説明する。図１に示すＩＣカードリーダ１は、ハードウェア的には公知のＩＣカードリーダとして構成されており、送受信部１０、制御回路１３、メモリ１４などを備えている。また、テンキーなどの操作部１８や図示しない表示部なども設けられている。なお、本実施形態では、ＩＣカードリーダ１が「非接触通信装置」の一例に相当する。

制御回路１３は、ＩＣカードリーダ１の全体的な制御を司るものであり、例えばマイクロコンピュータ等で構成されており、メモリに記憶された制御プログラムに従いＩＣカードリーダ１全体を制御している。例えば、データ送信時には制御回路１３から送信回路１１に対してＩＣカード２０に送信するべき送信データが出力されるようになっており、データ受信時には受信回路１２にて生成された受信データが制御回路１３に入力されるようになっている。

送受信部１０は、送信回路１１、受信回路１２、アンテナ１６などによって構成されている。送信回路１１は、例えば、キャリア発振器、符号化部、変調部、増幅器、などによって構成されており、キャリア発振器は、所定周波数のキャリア（搬送波）を出力しており、符号化部は、制御回路１３に接続され、制御回路１３より出力される送信データを符号化して変調部に出力している。変調部は、キャリア発振器からのキャリア（搬送波）及び符号化部からの送信データが入力されるものであり、キャリア発振器より出力されるキャリア（搬送波）に対し、通信対象へのコマンド送信時に符号化部より出力される符号化された送信符号（変調信号）によってＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調された被変調信号を生成し、増幅器に出力している。また、増幅器は、入力信号（変調部によって変調された被変調信号）を設定された増幅率で増幅しており、その増幅信号が送信信号としてアンテナ１６に出力されるようになっている。なお、アンテナ１６を構成するコイルには共振コンデンサ１７が並列に接続されており、送信回路１１からの被変調信号は、アンテナ１６より電波信号として外部に送信されるようになっている。

また、アンテナ１６には、受信回路１２の入力端子が接続されており、アンテナ１６によって受信された電波信号（受信信号）は、受信回路１２に入力されるようになっている。受信回路１２は、例えば、増幅器、復調部、二値化処理部、複号化部などによって構成されており、アンテナ１６によって受信された受信信号を増幅器によって増幅し、その増幅信号を復調部によって復調している。更に、その復調された信号波形を二値化処理部によって二値化すると共に、復号化部にて復号化し、その復号化された信号を受信データとして制御回路１３に出力している。
なお、本実施形態では、送受信部１０及び制御回路１３が「通信手段」を構成しており、後述のＩＣカード２０（非接触通信媒体）と非接触通信を行うように機能する。

ＩＣカード２０は、「非接触通信媒体」の一例に相当するものであり、ハードウェア的には公知のＩＣカードとして構成されている。このＩＣカード２０は、図２に示すように、アンテナ２１，電源回路２２，復調回路２３，制御回路２４，メモリ２５，変調回路２６，負荷変調回路２７などによって構成されている。尚、アンテナ２１には、コンデンサ２８が並列に接続されている。このＩＣカード２０は、ＩＣカードリーダ１より送信された搬送波をアンテナ２１を介して受信すると、電源回路２２において搬送波を整流して動作用電源を生成し、マイクロコンピュータで構成される制御回路２４及びその他の構成要素に供給している。

また、ＩＣカード２０では、搬送波に重畳されているＩＣカードリーダ１からの送信データが復調回路２３によって復調され、制御回路２４に出力されるようになっている。制御回路２４は、動作用電源が供給されて起動すると、ＩＣカードリーダ１からの送信データを受けてメモリ２５に記憶されているデータを読み出し、また、ライトコマンドが送信された場合はデータを書き込んでいる。変調回路２６は、受信した搬送波を分周した副搬送波を制御回路２４が出力する応答データによって変調している。更に、アンテナ２１には、負荷変調回路２７を構成する抵抗及びスイッチの直列回路が並列に接続されており、変調回路２６より出力される副搬送波の被変調信号により負荷変調回路２７のスイッチがオンオフされることで搬送波が負荷変調され、応答（レスポンス）が返信されるようになっている。

（捕捉・認証処理）
次に、ＩＣカードリーダ１による捕捉・認証処理について説明する。
本実施形態に係るＩＣカードリーダ１では、制御回路１３によって図３に示すような捕捉・認証処理が行われるようになっている。この捕捉・認証処理では、まず、出力レベルを第１のレベルに設定する処理を行う（Ｓ１）。本実施形態に係るＩＣカードリーダ１では、例えば、送信回路１１に設けられた増幅器の増幅率が制御回路１３からの信号に応じて変更できるようになっており、Ｓ１では、増幅器の増幅率を所定の低レベルに設定することにより、アンテナ１６からの電波の出力レベルを第１レベルに設定している。

その後、捕捉用コマンドを送信する処理を行い（Ｓ２）、更に、その送信された捕捉用コマンドに対する応答の確認処理を行う（Ｓ３）。図３に示す捕捉・認証処理では、例えば、所定間隔で送信回路１１から規定の捕捉用コマンドが出力されるようになっており、Ｓ３では、この捕捉用コマンドに対してＩＣカードから正常な応答がなされたか否かを判断している。なお、捕捉用コマンドとしては、ＩＣカード２０の通信規格で定められた公知の捕捉用コマンドが使用される。例えば、ＩＣカード２０がタイプＡ規格であればタイプＡ用のリクエストコマンドが使用され、タイプＢ規格であればタイプＢ用のリクエストコマンドが使用される。また、FeliCa規格であればFeliCa規格用のpollingコマンドが使用される。
本実施形態では、Ｓ３の処理を実行する制御回路１３が、「捕捉検出手段」の一例に相当し、上記「通信手段」により第１レベルで信号が出力されたときのＩＣカード２０（非接触通信媒体）からの応答結果に基づいて、ＩＣカード２０（非接触通信媒体）の捕捉を検出するように機能する。

その後、Ｓ２で送信された捕捉用コマンドに対してＩＣカード２０から正常な応答がなされたか否かを判断する。本実施形態では、Ｓ２で送信される捕捉用コマンドに応じた規定の応答信号が定められており、Ｓ３ではこの規定の応答信号が受信されたか否かを判断している。そして、規定の応答信号が受信された場合には、Ｓ３にてＹｅｓに進み、出力レベルを第２レベルに設定変更する。具体的には、例えば上述の増幅器の増幅率を前記低レベルよりも高い高レベルに設定変更することで、アンテナ１６からの電波の出力レベルを第２レベルに変更している。

なお、本実施形態では、Ｓ１、Ｓ４の処理を実行する制御回路１３が「出力設定手段」の一例に相当し、上記「捕捉検出手段」によってＩＣカード２０（非接触通信媒体）の捕捉が検出される前に、上記「通信手段」の出力を第１レベルに設定し、上記「捕捉検出手段」によってＩＣカード２０（非接触通信媒体）の捕捉が検出された場合に、上記「通信手段」の出力を第１レベルよりも大きい第２レベルに設定変更するように機能する。

そして、Ｓ４にて出力レベルを第２レベルに設定変更した後に、認証処理を行っている（Ｓ５）。認証処理は、内部認証方式、外部認証方式、相互認証方式のいずれで行ってもよく、この認証処理の際には、Ｓ４で設定された出力レベルでＩＣカードリーダ１から送信信号が出力される。

例えば、Ｓ５にて内部認証を行う場合、ＩＣカードリーダ１から認証対象となるＩＣカード２０に対して内部認証用のコマンドを送信すると共に、ＩＣカードリーダ１内で発生させた乱数をそのＩＣカード２０に送信する。一方、ＩＣカード２０は、その乱数を受信すると共に内部に設けられた暗号化鍵によって暗号化し、その暗号データをＩＣカードリーダ１に送信する。ＩＣカードリーダ１は、この暗号データを受信して復号鍵によって復号し、その復号化されたデータが先に送信した乱数（即ち、ＩＣカードリーダ１の内部で発生させた乱数）と一致しているか否かを判断し、一致している場合にはその認証対象のＩＣカード２０を正しいＩＣカードと認証する。この内部認証処理はあくまで一例であるが、このような内部認証処理を行う場合、内部認証用のコマンドや各種データがＳ４で設定された第２レベルで出力されることとなる。

また、Ｓ５にて外部認証を行う場合、例えば、ＩＣカードリーダ１から認証対象となるＩＣカード２０に対して乱数を要求するコマンドを送信する。一方、ＩＣカード２０は、その乱数要求コマンドを受信すると内部で乱数を発生させ、その発生させた乱数を要求元のＩＣカードリーダ１に送信する。このように乱数が送信されると、ＩＣカードリーダ１は、当該乱数を受信すると共に内部に設けられた暗号化鍵によって暗号化し、その暗号データをＩＣカード２０に返信する。ＩＣカード２０側では、この暗号データを受信し、当該ＩＣカード２０の内部に設けられた復号鍵によって暗号データを復号化する。そして、その復号化されたデータが先に送信した乱数（即ち、ＩＣカード２０の内部で発生させた乱数）と一致しているかを判断し、一致している場合には、外部認証が成功したことを示す信号をＩＣカードリーダ１に送信する。このような外部認証処理はあくまで一例であるが、このような外部認証処理を行う場合、外部認証用のコマンド（乱数要求コマンド等）や各種データがＳ４で設定された第２レベルで出力されることとなる。

Ｓ５の認証処理において認証が成功した場合にはＳ６にてＹｅｓに進み、所定の成功処理を行う（Ｓ６）。所定の成功処理は、ＩＣカード２０に記録されたデータの読取処理であってもよく、ＩＣカード２０に対するデータの書込処理であってもよい。或いは、それらの両方であってもよい。一方、Ｓ５の認証処理において認証が失敗した場合には、Ｓ６にてＮｏに進み、所定のエラー処理を行う。このエラー処理は、認証が失敗したことをユーザに知らしめる処理であり、例えば、表示部にエラーが発生した旨の情報を表示してもよく、ブザーの鳴動やＬＥＤの点灯などを行うようにしてもよい。

なお、本実施形態では、Ｓ５の処理を実行する制御回路１３が「認証手段」の一例に相当し、上記「捕捉検出手段」によってＩＣカード２０（非接触通信媒体）の捕捉が検出された後に、その検出されたＩＣカード２０の認証を行うように機能しており、具体的には、上記送受信部１０により第２レベルで信号が出力されたときの無線タグからの応答結果に基づいて、当該ＩＣカード２０の認証を行っている。

（本実施形態の主な効果）
本実施形態に係るＩＣカードリーダ１では、送受信部１０（通信手段）により第１レベルで信号が出力されたときのＩＣカード２０（非接触通信媒体）からの応答結果に基づいてＩＣカード２０の捕捉を検出しており、ＩＣカード２０の捕捉が検出された場合には、送受信部１０の出力を第１レベルよりも大きい第２レベルに設定変更している。そして、第２レベルで信号が出力されたときのＩＣカード２０からの応答結果に基づいてＩＣカード２０の認証を行っている。このようにすると、ＩＣカード２０を認証する際の通信エリアを、捕捉時の通信エリアよりも拡げることができる。従って、図４（ａ）のように捕捉時の通信エリアの境界に近い位置でＩＣカード２０が捕捉された場合であっても、認証時には図４（ｂ）のように通信エリアが拡大されて非接触通信媒体が通信エリアの境界から離れた内側に位置した状態で通信が行われることとなり、通信エリアから外れにくい位置でより安定した通信処理を行うことができる。また、図４（ｂ）のような状態で、Ｓ７の処理（読取処理や書込処理など）を行うことができるため、認証後の通信処理もより良好に行うことができる。

［第２実施形態]
次に第２実施形態について説明する。
図５は、第２実施形態に係る非接触通信装置で行われる捕捉・認証処理を例示するフローチャートである。また、図６（ａ）は、第２実施形態の非接触通信装置でＩＣカードを捕捉するときの様子を説明する説明図であり、図６（ｂ）は、捕捉後にＩＣカードと非接触通信処理を行うときの様子を説明する説明図である。なお、図６（ａ）では、複数のＩＣカード２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）が重ねられて翳される場合を例示しており、捕捉前のＩＣカードの状態を一点鎖線で概念的に示し、捕捉時の状態を実線で示している。また、図６（ｂ）では、ＩＣカード２０が捕捉されるまでの通信エリアを一点鎖線にて概念的に示しており、捕捉後の通信エリアを実線にて概念的に示している。なお、第２実施形態は、捕捉・認証処理のみが第１実施形態と異なり、それ以外（例えばハードウェア構成等）は第１実施形態と同様である。よって、捕捉・認証処理以外については詳細な説明を省略し、ハードウェア構成については、図１、図２を参照することとする。

本実施形態に係るＩＣカードリーダ１では、図５のような流れで捕捉・認証処理が行われるようになっている。この捕捉・認証処理でも、まず、出力レベルを第１のレベルに設定する処理を行う（Ｓ２１）。本実施形態に係るＩＣカードリーダ１でも、例えば、送信回路１１に設けられた増幅器の増幅率が制御回路１３からの信号に応じて変更できるようになっており、Ｓ２１では、増幅器の増幅率を所定の低レベルに設定することにより、アンテナ１６からの電波の出力レベルを第１レベルに設定している。

その後、Ｎを初期値である「１」に設定した後（Ｓ２２）、Ｎ番目の捕捉用コマンドを送信する処理を行う（Ｓ２３）。本実施形態に係るＩＣカードリーダ１は、複数種類のＩＣカードと通信可能に構成されており、ＩＣカードの種別毎に定められた各捕捉用コマンドを第１レベルで順次送信するように構成されている。例えば、初回のＳ２３の処理では、予定された複数種類の捕捉用コマンドの中から１番目の捕捉用コマンドを送信しており、その後にＳ２３の処理が繰り返される毎に、２番目の捕捉用コマンド、３番目の捕捉用コマンドが順次送信されるようになっている。捕捉用コマンドの種類や順序は様々とすることができ、例えば、１番目の捕捉用コマンドがMifare規格で用いられるリクエストコマンド、２番目の捕捉用コマンドをタイプＢ規格で用いられるリクエストコマンド、３番目の捕捉用コマンドをFeliCa規格で用いられるpollingコマンドといった設定とすることができる。

Ｓ２３にて捕捉用コマンドを送信した後には、その送信された捕捉用コマンドに対する応答の確認処理を行う（Ｓ２４）。例えば、Ｓ２３の処理において、１番目の捕捉用コマンドとしてMifare規格で用いられるリクエストコマンドが送信された場合、Ｓ２４ではこのリクエストコマンドに対していずれかのＩＣカード２０から正常な応答がなされたか否かを判断している。Ｓ２３で他の種類の捕捉用コマンドが送信された場合も同様であり、この場合もＳ２３で送信された捕捉用コマンドに対応する正常な応答がなされたか否かをＳ２４で判断する。

なお、本実施形態でも、制御回路１３が、「捕捉検出手段」の一例に相当している。また、本実施形態では、Ｓ２３の処理を実行する制御回路１３が、「捕捉用コマンド送信手段」の一例に相当し、ＩＣカード２０（非接触通信媒体）の種別毎に定められた各捕捉用コマンドを第１レベルで順次送信するように機能する。

Ｓ２３で送信された捕捉用コマンドに対する正常な応答がなされない場合（例えば、Ｓ２３でＮ番目の捕捉用コマンドを送信した後、一定時間以内にＮ番目の種類に対応した応答信号を受信しなかった場合）、Ｓ２４にてＮｏに進み、Ｎをインクリメントし（Ｓ２５）、Ｓ２３に戻って次の種類の捕捉用コマンドを送信する。例えば、前回のＳ２３の処理において１番目の捕捉用コマンド（例えば、Mifare規格で用いられるリクエストコマンド）が送信されている場合、Ｓ２５にてＮがインクリメントされて「２」となったときには、Ｓ２３の処理において２番目の捕捉用コマンド（例えば、タイプＢ規格で用いられるリクエストコマンド）が送信され、この２番目の種類についてＳ２４の判断処理が行われることとなる。なお、Ｎのインクリメントは予定された種類数Ｎmaxだけ行われ、Ｎが最大値ＮmaxのときにＳ２５の処理を行う場合には、再びＮ＝１に戻すようにすればよい。

一方、Ｓ２３で送信された捕捉用コマンドに対応する正常な応答がなされた場合、Ｓ２４にてＹｅｓに進み、出力レベルを第２レベルに設定変更する（Ｓ２６）。具体的には、例えば上述の増幅器の増幅率を前記低レベルよりも高い高レベルに設定変更することで、アンテナ１６からの電波の出力レベルを第２レベルに変更している。

本実施形態では、Ｓ２３〜Ｓ２５の処理を実行する制御回路１３が、「種別検出手段」の一例に相当し、ＩＣカード２０（非接触通信媒体２０）の種別を検出するように機能し、具体的には、「捕捉用コマンド送信手段」による各捕捉用コマンドの送信に応じたＩＣカード２０（非接触通信媒体）からの応答結果に基づいて、ＩＣカード２０の種別を検出するように機能する。

また、本実施形態でも、制御回路１３が、「出力設定手段」の一例に相当している。なお、図５の例では、ＩＣカード２０の捕捉が検出された場合（即ち、Ｓ２４にてＹｅｓに進む場合）に、「通信手段」の出力を、第１レベルよりも大きい規定の一定出力に設定しており、これを「第２レベル」としているが、第１レベルよりも大きい出力であって且つ「種別検出手段」によって検出された種別（即ち、Ｓ２４で正常な応答が検出されるときの捕捉用コマンドの種別）に応じた出力に設定変更するようにしてもよい。この場合、種別毎に定められた各出力レベルが「第２レベル」に相当することとなる。

そして、Ｓ２６にて出力レベルを第２レベルに設定変更した後に、認証処理を行う（Ｓ２７）。Ｓ２７の認証処理は、上記「種別検出手段」によって検出された種別（即ち、Ｓ２４で正常な応答が検出されるときの捕捉用コマンドの種別）に対応する方式で行われる。具体的には、メモリ１４において、各処理毎に捕捉後に行われるコマンド手順が記録されており、Ｓ２７では、Ｓ２４で正常な応答が検出されたときの捕捉用コマンドの種別に応じたコマンド手順を読み出して実行している。

なお、本実施形態では、メモリ１４が「記憶手段」の一例に相当している。また、Ｓ２７、Ｓ２９の処理を実行する制御回路１３が「コマンド実行手段」の一例に相当し、ＩＣカード２０の種別が検出された場合に、その検出された種別に対応するコマンド手順をメモリ１４から読み出し、その読み出されたコマンド手順に従ってコマンドを実行するように機能している。

例えば、Ｓ２３において、１番目の捕捉用コマンドとしてMifare規格で用いられるリクエストコマンドが送信され、このリクエストコマンドに対していずれかのＩＣカード２０から正常な応答がなされたとき、Ｓ２７では、この種別（Mifare規格）用に用意された認証用プログラム（コマンド手順）を読み出して実行する。なお、Ｓ２７において各種別毎に行われる認証処理は、内部認証方式、外部認証方式、相互認証方式のいずれで行ってもよく、この認証処理の際には、Ｓ２６で設定された出力レベルでＩＣカードリーダ１から送信信号が出力されることとなる。

Ｓ２７の認証処理を内部認証方式で行う例では、上記「種別検出手段」によって検出された種別（即ち、Ｓ２４で正常な応答が検出されるときの捕捉用コマンドの種別）のコマンド手順を用いて内部認証を行う。例えば、ＩＣカードリーダ１から認証対象となるＩＣカード２０（即ち、捕捉されたＩＣカード２０）に対し、当該種別で定められた内部認証用のコマンド（認証用コマンド）を送信すると共に、ＩＣカードリーダ１内で発生させた乱数をそのＩＣカード２０に送信する。一方、ＩＣカード２０は、その乱数を受信すると共に内部に設けられた暗号化鍵によって暗号化し、その暗号データをＩＣカードリーダ１に送信する。ＩＣカードリーダ１は、この暗号データを受信して復号鍵によって復号し、その復号化されたデータが先に送信した乱数（即ち、ＩＣカードリーダ１の内部で発生させた乱数）と一致しているか否かを判断する。そして、一致している場合には、その認証対象のＩＣカード２０を正しいＩＣカードと認証する（即ち、認証成功とする）。一方、一致していない場合には、認証失敗とする。この場合、Ｓ２７の処理を行う制御回路１３が「認証用コマンド送信手段」の一例に相当し、「捕捉検出手段」によって検出されたＩＣカード２０（非接触通信媒体）に対し、認証用コマンドを第２レベルで送信するように機能する。

Ｓ２７の認証処理の後には、その認証処理において認証が成功したか否かを判断する（Ｓ２８）。そして、認証が成功したと判断した場合には、Ｓ２８にてＹｅｓに進んでＳ２９の処理を行い、認証が失敗したと判断した場合にはＳ２８にてＮｏに進んでＳ２９の処理を行う。例えば、上述の内部認証処理を行う場合において、ＩＣカードリーダ１にて復号化されたデータが先に送信した乱数（即ち、ＩＣカードリーダ１の内部で発生させた乱数）と一致していない場合には認証失敗となるため、このような場合にはＳ２８にてＮｏに進むことになる。また、Ｓ２７において上述の内部認証処理を行う場合、上記「認証用コマンド」が送信されてから、認証対象のＩＣカード２０からの応答があるまでの無応答時間を検出し、その無応答時間が所定時間を経過した場合にも認証失敗となる。従って、このような場合にも、Ｓ２８にてＮｏに進むことになる。なお、本実施形態では、制御回路１３が「時間検出手段」の一例に相当する。

Ｓ２８にてＮｏに進む場合、Ｓ２７の処理で認証を試みたＩＣカード２０の応答を停止する処理を行う（Ｓ３０）。具体的には、認証対象となっていたＩＣカード２０（即ち、直前のＳ２７の処理で認証が失敗したＩＣカード２０）に対して応答停止用のコマンドを送信しており、このコマンドを受け取ったＩＣカード２０は、例えば一定期間ＩＣカードリーダ１に対して応答処理を停止するようになっている。なお、本実施形態では、Ｓ３０の処理を行う制御回路１３が「応答停止手段」の一例に相当し、「捕捉検出手段」によって検出されたＩＣカード２０（非接触通信媒体）が、「認証用コマンド送信手段」によって送信された認証用コマンドに対して適正な応答を行わない場合に、当該ＩＣカード２０の応答を停止させる処理を行うように機能する。

Ｓ３０で応答停止処理を行った後には、Ｓ２２に戻り、Ｓ２２以降の処理を繰り返すこととなる。Ｓ２２以降の処理を繰り返す場合、一度認証が失敗したＩＣカードについては、上述のように応答停止処理がなされているため、そのＩＣカードが捕捉されることはなく、それ以外の残ったＩＣカードについてＳ２２〜Ｓ２８の処理が行われることとなる。

一方、Ｓ２８でＹｅｓに進む場合（即ち、Ｓ２７の認証処理において認証が成功した場合）には、所定の成功処理を行う（Ｓ２９）。この所定の成功処理も、上記「種別検出手段」によって検出された種別（即ち、Ｓ２４で正常な応答が検出されるときの捕捉用コマンドの種別）に対応するコマンド手順で行われる。なお、この「所定の成功処理」は、Ｓ２７で認証が成功したＩＣカード２０のデータを読み取る処理であってもよく、そのＩＣカード２０に対してデータを書き込む処理であってもよい。或いは、それらの両方であってもよい。

（第２実施形態の主な効果）
本実施形態でも、第１実施形態と同様に、ＩＣカード２０（非接触通信媒体）を認証する際の通信エリアを、捕捉時の通信エリアよりも拡げることができる。従って、図６（ａ）のように捕捉時の通信エリアの境界に近い位置でＩＣカード２０が捕捉された場合であっても、認証時には図６（ｂ）のように通信エリアが拡大されてＩＣカード２０が通信エリアの境界から離れた内側に位置した状態で通信が行われることとなり、通信エリアから外れにくい位置でより安定した通信処理を行うことができる。また、図６（ｂ）のような状態で、Ｓ２９の処理（読取処理や書込処理など）を行うことができるため、認証後の通信処理もより良好に行うことができる。

また、本実施形態では、「捕捉検出手段」によってＩＣカード２０の捕捉が検出された場合に、「通信手段」の出力を、第１レベルよりも大きい出力であって且つ規定の一定出力に設定変更している。このようにすると、出力レベルの切り替えを迅速且つ簡易に行うことができる。

また、本実施形態に係るＩＣカードリーダ１は、ＩＣカード２０の種別毎に定められた各捕捉用コマンドを第１レベルで順次送信する「捕捉用コマンド送信手段」を備えており、この「捕捉用コマンド送信手段」による各捕捉用コマンドの送信に応じたＩＣカード２０からの応答結果に基づいて、ＩＣカード２０の種別を検出している。このようにすると、ＩＣカード２０の存在を迅速に確認しやすく、また捕捉時に通信対象（ＩＣカード２０）の種別を迅速かつ確実に把握できるようになる。

また、本実施形態に係るＩＣカードリーダ１は、ＩＣカード２０の種別毎のコマンド手順を記憶するメモリ１４（記憶手段）が設けられており、「種別検出手段」によってＩＣカード２０の種別が検出された場合、その検出された種別に対応するコマンド手順をメモリ１４から読み出し、その読み出されたコマンド手順に従ってコマンドを実行している。このようにすると、複数種別のＩＣカード２０を捕捉対象とすることができると共に、いずれかの種別のＩＣカード２０が捕捉された場合に、その捕捉されたＩＣカード２０の種別に応じた適切なコマンドを実行できるようになる。

また、本実施形態では、「捕捉検出手段」によって検出されたＩＣカード２０に対し、認証用コマンドを第２レベルで送信しており、更に、その検出されたＩＣカード２０が、送信された認証用コマンドに対して適正な応答を行わない場合に、当該ＩＣカード２０からの応答を停止させる処理（Ｓ３０：図５）を行っている。このようにすると、捕捉されたＩＣカード２０の認証処理を安定した通信環境下で行うことができる。
従来の方式（捕捉時と認証時で出力を変更しない方式）では、通信エリアの境界付近等の不安定な位置で認証処理が行われることが多かったため、あるＩＣカードを捕捉した後の認証処理において無応答となった場合、捕捉されたＩＣカードが通信エリアを外れたことによる無応答であるのか、認証エラーによる無応答であるのかが区別できないという問題があった。そして、通信エリアを外れたことによる無応答のときには、使用者による再度の翳し操作等が必要となるため、処理時間や検出性能の点で問題があった。
これに対し、本実施形態によれば、第１レベルで捕捉したＩＣカード２０を認証する際に、通信不良による認証の失敗の可能性を極力排除できる。従って、認証が失敗したときには、捕捉されたＩＣカード２０が認証対象ではない可能性が高く、このようなＩＣカード２０の応答を停止させることで、他の処理（他の非接触通信媒体の捕捉・認証処理等）に適切且つ迅速に移行しやすくなる。

また、本実施形態では、「認証用コマンド送信手段」によって認証用コマンドが送信された場合に、「捕捉検出手段」によって検出されたＩＣカード２０の無応答時間を検出し、その無応答時間が所定時間を経過した場合に、当該ＩＣカード２０の応答を停止させる処理（Ｓ３０：図５）を行っている。このようにすると、認証が失敗したか否かを、「所定時間」を基準としてより一層適切に判断でき、且つ認証が失敗した可能性の高いＩＣカード２０らの応答をより確実に停止させることができるようになる。

また、本実施形態では、図６のように通信対象となるＩＣカード２０が複数存在する場合に、「通信手段」による第１レベルでの信号出力に対するいずれかのＩＣカード２０からの応答結果に基づいて、当該ＩＣカード２０を選択的に捕捉している。そして、その選択的に捕捉されたＩＣカード２０に対して第２レベルで認証用コマンドを送信し（Ｓ２６、Ｓ２７）、当該ＩＣカード２０が認証用コマンドに対して適正な応答を行わない場合に、当該ＩＣカード２０の応答を停止させる処理（Ｓ３０）を行っている。このようにすると、ＩＣカード２０が複数存在する環境下においていずれかのＩＣカード２０を選択的に捕捉し、その捕捉したＩＣカード２０の認証処理を安定した通信環境下で行うことができる。そして、認証が失敗した場合には、認証対象ではない可能性が高い当該ＩＣカード２０の応答を停止させて、他のＩＣカード２０の捕捉・認証処理に迅速に移行することができる。
また、本実施形態では、ＩＣカード２０の応答停止処理（Ｓ３０）がなされた場合、「通信手段」の出力を第２レベルに維持し、その維持された第２レベルで次の捕捉用信号を出力している。そして、応答停止処理（Ｓ３０）がなされたＩＣカード２０以外の他のＩＣカード２０からの応答結果に基づいて、当該他のＩＣカード２０の捕捉を検出している。このようにすると、いずれかのＩＣカード２０が捕捉され、そのＩＣカード２０の認証が失敗したときに、他のＩＣカード２０をより捕捉しやすくなる。

［他の実施形態]
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

第２実施形態では複数種類のＩＣカードを読み取る場合を例示したが、同種類の複数のＩＣカードを読み取る場合にも適用できる。

第２実施形態では、第１レベルよりも大きい規定の一定レベルを「第２レベル」としていたが、このような方式に代え、「捕捉検出手段」によってＩＣカード２０の捕捉が検出された場合に「通信手段」の出力を、第１レベルよりも大きい出力であって且つ「種別検出手段」によって検出された種別に応じた出力に設定変更することもできる。例えば、図５のＳ２６の設定処理において、第１レベルよりも大きいレベルであって且つ上記「種別検出手段」によって検出された種別（即ち、Ｓ２４で正常な応答が検出されるときの捕捉用コマンドの種別）に応じた出力レベルに設定することもできる。このようにすると、認証時の通信エリアを、捕捉時よりも大きいサイズであって且つ通信対象の種別に応じたサイズに設定できるため、種別を考慮して適切な通信処理を行いやすくなる。

１…ＩＣカードリーダ（非接触通信装置）
１０…送受信部（通信手段）
１３…制御回路（通信手段、捕捉検出手段、出力設定手段、認証手段、種別検出手段、捕捉用コマンド送信手段、コマンド実行手段、認証用コマンド送信手段、応答停止手段、時間検出手段）
１４…メモリ（記憶手段）
２０…ＩＣカード（非接触通信媒体）

Claims (5)

1. 非接触通信媒体と非接触通信を行う通信手段と、
   前記非接触通信媒体の捕捉を検出する捕捉検出手段と、
   前記捕捉検出手段によって前記非接触通信媒体の捕捉が検出される前に、前記通信手段の出力を第１レベルに設定する出力設定手段と、
   前記捕捉検出手段によって前記非接触通信媒体の捕捉が検出された後に、その検出された前記非接触通信媒体の認証を行う認証手段と、
   を備えた非接触通信装置であって、
   前記捕捉検出手段は、前記通信手段により前記第１レベルで信号が出力されたときの前記非接触通信媒体からの応答結果に基づいて、前記非接触通信媒体の捕捉を検出し、
   前記出力設定手段は、前記捕捉検出手段によって前記非接触通信媒体の捕捉が検出された場合、前記通信手段の出力を前記第１レベルよりも大きい第２レベルに設定変更し、
   前記認証手段は、前記通信手段により前記第２レベルで信号が出力されたときの前記非接触通信媒体からの応答結果に基づいて、前記非接触通信媒体の認証を行う構成であり、
   前記通信手段は、前記捕捉検出手段によって検出された前記非接触通信媒体に対し、認証用コマンドを前記第２レベルで送信する認証用コマンド送信手段を備え、
   更に、前記捕捉検出手段によって検出された前記非接触通信媒体が、前記認証用コマンド送信手段によって送信された前記認証用コマンドに対して適正な応答を行わない場合に、前記非接触通信媒体の応答を停止させる処理を行う応答停止手段が設けられていることを特徴とする非接触通信装置。
2. 前記捕捉検出手段は、前記非接触通信媒体の種別を検出する種別検出手段を備え、
   前記出力設定手段は、前記捕捉検出手段によって前記非接触通信媒体の捕捉が検出された場合、前記通信手段の出力を、前記第１レベルよりも大きい出力であって且つ規定の一定出力又は前記種別検出手段によって検出された前記種別に応じた出力に設定変更することを特徴とする請求項１に記載の非接触通信装置。
3. 前記通信手段は、前記非接触通信媒体の種別毎に定められた各捕捉用コマンドを前記第１レベルで順次送信する捕捉用コマンド送信手段を備え、
   前記種別検出手段は、前記捕捉用コマンド送信手段による各捕捉用コマンドの送信に応じた前記非接触通信媒体からの応答結果に基づいて、前記非接触通信媒体の前記種別を検出することを特徴とする請求項２に記載の非接触通信装置。
4. 前記非接触通信媒体の種別毎のコマンド手順を記憶する記憶手段と、
   前記種別検出手段によって前記非接触通信媒体の前記種別が検出された場合に、その検出された前記種別に対応する前記コマンド手順を前記記憶手段から読み出し、その読み出された前記コマンド手順に従ってコマンドを実行するコマンド実行手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれか一項に記載の非接触通信装置。
5. 前記認証用コマンド送信手段によって前記認証用コマンドが送信された場合に、前記捕捉検出手段によって検出された前記非接触通信媒体の無応答時間を検出する時間検出手段を備え、
   前記応答停止手段は、前記時間検出手段によって検出される前記無応答時間が所定時間を経過した場合に、前記非接触通信媒体の応答を停止させる処理を行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の非接触通信装置。

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