JP5372718B2 - Ｉｃカード - Google Patents

Description

本発明は、ＩＣカードに関するものである。

ＩＣカードは、情報記録媒体として様々な分野で利用されており、例えば、学生証、社員証、免許証などの個人身分証明書等に用いられている。ＩＣカードには、カード基材にＩＣチップとアンテナを内蔵し、電波を用いて外部機器との情報のやり取りを行う非接触型ＩＣカードと、ＩＣチップと電気的に接続する外部接触端子を備え、ＩＣチップを樹脂封止して内蔵したＩＣモジュールをカード基材に設け、外部接触端子を介して外部機器との情報のやり取りを行う接触型ＩＣカードと、非接触型ＩＣカード及び接触型ＩＣカードの両方の通信手段を備えた、接触非接触共用型ＩＣカードがある。

非接触型ＩＣカード、接触型ＩＣカード、接触非接触共用型ＩＣカードの何れのＩＣカードも、専用のリーダライタを介して通信をし、情報のやり取りを行う。ＩＣカード用リーダライタ（以下、リーダライタと記す。）は、パーソナルコンピュータや、各種情報処理及び各種演算装置等で構成される上位装置に接続され、ＩＣカードから得た情報を上位装置に送り、上位装置からの必要な情報をＩＣカードに送る働きをする。これら、ＩＣカード、リーダライタ、上位装置等で構成されるシステムをＩＣカードシステムと呼ぶ。

ＩＣカードシステムでは、１つのリーダライタに対して通信速度が異なる複数のＩＣカードが使用される場合があり、ＩＣカードとリーダライタが通信するためには、ＩＣカードの通信速度とリーダライタの通信速度を一致させる必要がある。

１つのリーダライタに対して通信速度の異なる複数のＩＣカードが使用される場合において、ＩＣカードの通信速度とリーダライタの通信速度を一致させる手段を備えたＩＣカードが、特許文献１に記載されている。

特開２００１−３１２６９９号公報

近年、ＩＣカードシステムは、多様なアプリケーションの普及に伴って、処理の高速化が望まれている。特に、ＩＣカードとリーダライタ間の通信を高速化することが望まれている。しかしながら、従来のＩＣカードでは、ＩＣカードとリーダライタ間の通信速度を最大通信速度とした際、ＩＣカードの電気的特性のばらつきや、リーダライタの電気的特性のバラツキ等の影響で通信状態が不安定となり、通信で授受する情報の一部に欠落が生じて通信エラーが発生する場合がある。ＩＣカード及びリーダライタは、この通信エラーに対して、通信リトライと呼ばれる、規定時間内で繰り返し再送受信を行う処理を行っている。その為、ＩＣカード及びリーダライタは、最大通信速度で通信を行うと、正常な通信を図るために通信処理時間が増えてしまう場合があるという問題がある。更に、ＩＣカード及びリーダライタは、通信リトライ処理後も正常な通信が得られなかった場合、通信速度を下げて最適化処理を行う必要があり、更に通信処理時間が増える場合がある。特に、ＩＣカード及びリーダライタは、通信リトライ処理中に正常な情報の授受が一度でも行えた場合、この通信速度を下げる最適化処理が行われず、通信の都度、通信リトライ処理を伴うために通信処理時間が長くなってしまう場合があるという問題があった。

更に、従来のＩＣカードは、ＩＣカードの通信速度の設定値上限を示す通信速度パラメータ等の情報をリーダライタに供給するだけであり、当該通信の前の通信において、通信速度を下げて最適化処理を行ったＩＣカードであっても、一旦通信が終了し、通信が再開した場合には、最適化された通信速度が設定されて通信が再開されるのではなく、当該通信の前の通信と同様に、ＩＣカードから得た通信速度の設定値上限が設定されて通信が再開されるため、通信リトライ処理が発生する可能性が高く、通信時間が長くなってしまう場合があるという問題があった。

本発明は、これら問題点を鑑みなされたものであって、その目的は、ＩＣカードとリーダライタ間の通信処理時間を短縮することができるＩＣカードを提供することである

本発明のＩＣカードとリーダライタは、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６及びＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３等で標準化されている、ＩＣカードとリーダライタ間の通信規約（プロトコル）を基本技術としている。本発明のＩＣカードとリーダライタ間の通信フローは、ＩＣカードとリーダライタとの間の通信に必要な通信速度等のパラメータを設定し、通信路を確立する初期応答と呼ばれる処理部分と、各種アプリケーションに応じた情報の授受を行う活性化状態と呼ばれる処理部分で構成される。

ＩＣカードとリーダライタ間の基本の通信フローは、初めにリーダライタからＩＣカードにコマンドと呼ばれる情報を送り、そのコマンドを受けて、ＩＣカードからリーダライタにレスポンスと呼ばれる情報を返す。ＩＣカードとリーダライタは、この基本の通信フローを繰り返して通信をし、情報の授受を行う。

ＩＣカード及びリーダライタの通信では、ＩＣカードの通信速度とリーダライタの通信速度を一致させる必要があり、ＩＣカードとリーダライタの最初の通信に用いる通信速度は、予め、ＩＣカードとリーダライタの共通する最低の通信速度とし、それをＩＣカードとリーダライタの基本通信速度とする。

ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６及びＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３等に準拠した通信規約（プロトコル）に基づいたＩＣカードとリーダライタでは、一般に、リーダライタが、通信速度の設定値上限を含む通信速度パラメータの情報をＩＣカードから得て、ＩＣカード及びリーダライタ間の通信速度を通信速度の設定値上限に設定する。その後、通信で授受する情報の一部欠落による通信エラー、つまり、通信速度に起因する通信エラーが発生した場合には、通信リトライ処理を行う。更に、通信リトライ処理後も通信エラーが発生する場合、リーダライタは、通信速度の設定値上限未満の通信速度に設定し直す、つまり通信速度を下げることで、通信エラーを解消し、通信を正常に再開する。

このようなＩＣカードの基本技術について、図２を参照して詳細に説明する。

図２は、ＩＣカードの基本技術を説明する通信フローを示す図であり、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６及びＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３に準拠したＩＣカードの、リーダライタとの間の通信フローを示している。尚、図２では、リーダライタとリーダライタに接続する上位装置間の通信を省略して説明する。

図２において、ＩＣカード４及びリーダライタ３は、使用可能な通信速度パラメータとして通信速度を段階的に変えた通信速度パラメータを複数備え、ＩＣカード４及びリーダライタ３には駆動電力が供給され、ＩＣカード４及びリーダライタ３が使用できる通信速度パラメータの中で、一番遅い通信速度パラメータが示す通信速度を基本通信速度に設定している。

ＩＣカードとリーダライタ間の通信フローは、図２のように、まず、リーダライタ３は、ステップ３０１で、ＩＣカードとリーダライタとの通信路を確立する為に必要なパラメータ等を含む情報の送信を指示する第１のコマンドＳ１０１を、基本通信速度でＩＣカード４に送信する。その後、リーダライタ３は、ステップ３０１からステップ３０２に移行する。

次に、ＩＣカード４は、ステップ４０１で第１のコマンドＳ１０１を受信する。その後、ＩＣカード４は、ステップ４０１からステップ４０２に移行し、ステップ４０２で、ＩＣカード４及びリーダライタ３が使用できる通信速度パラメータの内、最も速い最大通信速度を示す最大通信速度パラメータを最大通信速度識別子に設定し、最大通信速度識別子を含む情報である第１のレスポンスＳ１０２をリーダライタ３に送信する。その後、ＩＣカード４は、ステップ４０２からステップ４０３に移行する。

次に、リーダライタ３は、ステップ３０２で第１のレスポンスＳ１０２を受信する。その後、リーダライタ３は、ステップ３０２からステップ３０３に移行する。

次に、リーダライタ３は、ステップ３０３で、受信した第１のレスポンスＳ１０２の最大通信速度識別子から最大通信速度を得て、通信速度を最大通信速度に変更する通信速度変更機能を有する第２のコマンドＳ１０３をＩＣカード４に送信する。その後、リーダライタ３は、ステップ３０３からステップ３０４に移行する。

次に、ＩＣカード４は、ステップ４０３で第２のコマンドＳ１０３を受信する。その後、ＩＣカード４は、ステップ４０３からステップ４０４に移行し、ステップ４０４で、第２のコマンドＳ１０３を受信したことを示す第２のレスポンスＳ１０４をリーダライタ３に送信する。

次に、ＩＣカード４は、第２のレスポンスＳ１０４の送信後、ステップ４０４からステップ４０５に移行し、ステップ４０５で、ＩＣカード４の通信速度を基本通信速度から最大通信速度に変更する。その後、ＩＣカード４は、ステップ４０５からステップ４０６に移行する。

次に、リーダライタ３は、ステップ３０４で第２のレスポンスＳ１０４を受信する。その後、リーダライタ３は、ステップ３０４からステップ３０５に移行する。

次に、リーダライタ３は、ステップ３０５で、リーダライタ３の通信速度を基本通信速度から最大通信速度に変更する。その後、リーダライタ３は、ステップ３０５からステップ３０６に移行する。

次に、リーダライタ３は、ステップ３０６で、任意のアプリケーションに対応した情報の授受を行う処理機能を有する第３のコマンドＳ１０５をＩＣカード４に送信する。その後、リーダライタ３は、ステップ３０６からステップ３０７に移行する。

次に、ＩＣカード４は、ステップ４０６で第３のコマンドＳ１０５を受信する。その後、ＩＣカード４は、ステップ４０６からステップ４０７に移行し、ステップ４０７で、第３のコマンドＳ１０５に基づき、任意のアプリケーションに対応した情報を含む第３のレスポンスＳ１０６をリーダライタ３に送信する。

次に、リーダライタ３は、ステップ３０７で第３のレスポンスＳ１０６を受信し、第３のレスポンスＳ１０６から任意のアプリケーションに対応した情報を得ることができる。

以降、ＩＣカード４は、上述のように、ステップ３０６、ステップ４０６、ステップ４０７、ステップ３０７と、順に処理するルーチンを繰り返すことにより、リーダライタ３との間で情報の授受を繰り返し行うことが可能である。

ＩＣカード４及びリーダライタ３間の通信が終了した後で通信を再開する場合には、ＩＣカード４は、ステップ４０１の処理から改めて行い、リーダライタ３は、ステップ３０１の処理から改めて行う。

ＩＣカード４及びリーダライタ３の通信速度を変更する場合には、次のような処理を行う。まず、リーダライタ３は、図２のように、ステップ１３０３に移行し、最大通信速度より１段階遅くした通信速度に変更する通信速度変更機能を有する第４のコマンドＳ１１０３をＩＣカード４に送信する。その後、リーダライタ３は、ステップ１３０３からステップ１３０４に移行する。

次に、ＩＣカード４は、ステップ１４０３で、第４のコマンドＳ１１０３を受信する。その後、ＩＣカード４は、ステップ１４０３からステップ１４０４に移行し、ステップ１４０４で、第４のコマンドＳ１１０３を受信したことを示す第４のレスポンスＳ１１０４をリーダライタ３に送信する。

次に、ＩＣカード４は、第４のレスポンスＳ１１０４の送信後、ステップ１４０４からステップ１４０５に移行し、ステップ１４０５で、ＩＣカード４の通信速度を最大通信速度より１段階遅くした通信速度に変更する。

以降、ＩＣカード４は、最大通信速度より１段階遅くした通信速度で通信できる。

ＩＣカード４の第４のレスポンスＳ１１０４の送信後、リーダライタ３は、ステップ１３０４で、第４のレスポンスＳ１１０４を受信する。その後、リーダライタ３は、ステップ１３０４からステップ１３０５に移行し、ステップ１３０５で、リーダライタ３の通信速度を最大通信速度より１段階遅くした通信速度に変更する。

以降、リーダライタ３は、最大通信速度より１段階遅くした通信速度で通信できる。

高速の通信で発生する通信エラーは、ＩＣカードの電気的特性とリーダライタの電気的特性のズレ、つまり不一致によって引き起こされる場合がある。リーダライタでは、構成する電気回路に電気的特性の値を調整できる電子部品を設けることで、複数のリーダライタの電気特性をほぼ同一にすることが可能である。しかし、ＩＣカードは、非接触型ＩＣカードのように、樹脂からなるカード基体にカード基材にＩＣチップとアンテナを内蔵する構成や、接触型ＩＣカードのように、外部接触端子を有する基板に設けたＩＣチップを樹脂封止して内蔵したＩＣモジュールを用いる構成からなり、ＩＣカードを構成するＩＣチップ及びアンテナ等の電気的特性の値を調整する機能を有しておらず、ＩＣカードが有する電気的特性は固定である。つまり、ＩＣカードは、固有の電気的特性を持つ。

本発明では、ＩＣカードにリーダライタ間の通信速度の設定値上限を示す最大通信速度識別子を設け、この最大通信速度識別子に、リーダライタ間の通信速度を段階的に変えた２つ以上の通信速度パラメータの内、最も速い最大通信速度を示す最大通信速度パラメータを書き込み、最大通信速度パラメータを書き込んだ最大通信速度識別子をリーダライタに送信する。その後、リーダライタは、最大通信速度識別子から最大通信速度パラメータの示す最大通信速度を得て、ＩＣカードとリーダライタ間の通信速度に最大通信速度を設定し、通信を行う。

本発明のＩＣカードは、ＩＣカードとリーダライタ間の通信において、発生する通信エラーの回数を、通信エラーの発生毎にカウントアップまたはカウントダウンし、予め設定した閾値以上または閾値以下となった場合に、最大通信速度識別子を最大通信速度パラメータから、最大通信速度より１段階またはそれ以上遅い通信速度を示す通信速度パラメータに書き換え、更に、次回書き換え時まで、書き換えた最大通信速度パラメータを保存する。

本発明のＩＣカードは、書き換えた最大通信速度パラメータを保存した後、一旦通信を終了し、通信を再開した場合に、最大通信速度より１段階またはそれ以上遅い通信速度を示す通信速度パラメータに書き換えた最大通信速度識別子をリーダライタに与えることができるので、ＩＣカードとリーダライタ間の通信速度を最大通信速度より１段階またはそれ以上遅い通信速度に設定することが可能となり、ＩＣカードとリーダライタ間の通信に発生する通信エラーを抑制することができる。

本発明によれば、リーダライタとの通信速度を設定する通信速度パラメータを２つ以上備えたＩＣカードであって、前記リーダライタとの通信速度の設定値上限を示す最大通信速度識別子を設け、前記最大通信速度識別子に前記通信速度パラメータの中で最も速い通信速度を示す最大通信速度パラメータを書き込み、前記リーダライタを介して前記最大通信速度識別子の示す通信速度を前記リーダライタとの通信速度に設定して通信を行い、前記リーダライタとの通信に発生する通信エラーの回数を計数し、前記通信エラーの回数が予め定めた回数に達した場合に、前記最大通信速度識別子を前記最大通信速度パラメータより遅い通信速度を示す前記通信速度パラメータに書き換え、前記リーダライタとの通信速度を下げ、前記最大通信速度識別子は、少なくとも通信を再開する時まで、書き換えた情報を保持する機能を備えたことを特徴とするＩＣカードが得られる。

本発明によれば、リーダライタとの通信速度を設定する通信速度パラメータを２つ以上備え、リーダライタとの通信エラーの発生回数が予め定めた回数に達した場合に、最大通信速度識別子に書き込む通信速度パラメータを一段階以上遅くした通信速度パラメータに書き換え、保存することで、通信を再開する際に、当該通信の前の通信で最適化した通信速度パラメータを最大通信速度識別子から得て使用することができ、通信リトライ処理を減らし、ＩＣカードとリーダライタ間の通信処理時間を短縮することができるＩＣカードが得られる。

本発明のＩＣカードに係るリーダライタとの間の通信フローを示す図。 ＩＣカードの基本技術を説明する通信フローを示す図。

本発明のＩＣカードの実施の形態について、図１を参照して説明する。図１は、本発明のＩＣカードに係るリーダライタとの間の通信フローを示す図である。

本発明のＩＣカードに係る実施の形態の通信フローにおいて、図２に示した通信フローの内、リーダライタの通信速度を基本通信速度から最大通信速度に変更するステップ３０１からステップ３０５までの処理部分と、ＩＣカードの通信速度を基本通信速度から最大通信速度に変更するステップ４０１からステップ４０５までの処理部分と、リーダライタの通信速度を最大通信速度より１段階遅くした通信速度に変更するステップ１３０３からステップ１３０５までの処理部分と、ＩＣカードの通信速度を最大通信速度より１段階遅くした通信速度に変更するステップ１４０３からステップ１４０５までの処理部分は、共通する処理であり、図１では、これら処理の説明を省略して説明する。

まず、リーダライタ１は、図１のように、ステップ１０１で、リーダライタ１の通信速度を最大通信速度に変更する。その後、リーダライタ１は、ステップ１０１からステップ１０２に移行する。尚、ステップ１０１の処理は、図２のステップ３０１からステップ３０５までの処理に該当する。

次に、リーダライタ１は、ステップ１０２で、任意のアプリケーションに対応した情報の送信を指示する第５のコマンドＳ１をＩＣカード２に送信する。その後、リーダライタ１は、ステップ１０２からステップ１０３に移行する。

次に、ＩＣカード２は、ステップ２０１で、ＩＣカード２の通信速度を最大通信速度に変更する。その後、ＩＣカード２は、ステップ２０１からステップ２０２に移行する。尚、ステップ２０１の処理は、図２のステップ４０１からステップ４０５までの処理に該当する。

次に、ＩＣカード２は、ステップ２０２で、第５のコマンドＳ１を受信し、第５のコマンドＳ１の情報に通信エラーが発生していないかを、情報の誤りを検出するコード（ＥＤＣ）等を用いて確認し、通信エラーの発生を未検出の場合には、ＮＯと記した矢印の処理のステップ２０７に移行し、通信エラーの発生を検出した場合には、ＹＥＳと記した矢印の処理のステップ２０３に移行する。

次に、ステップ２０２からステップ２０７に移行したＩＣカード２は、ステップ２０７で、第５のコマンドＳ１に基づき任意のアプリケーションに対応した情報を含む第６のレスポンスＳ３をリーダライタ１に送信する。

次に、リーダライタ１は、ステップ１１０３で、第６のレスポンスＳ３を受信する。その後、リーダライタ１は、ステップ１１０３からステップ１１０４に移行する。

次に、リーダライタ１は、ステップ１１０４で、第６のレスポンスＳ３に通信エラーの発生を示す情報の有無を確認し、通信エラーの発生を示す情報がない場合には、ＮＯと記した矢印の処理のステップ１０７に移行し、通信エラーの発生を示す情報がある場合には、ＹＥＳと記した矢印の処理のステップ１０５に移行する。

次に、リーダライタ１は、第６のレスポンスＳ３に通信エラーの発生を示す情報がないので、ステップ１１０４からステップ１０７に移行し、ステップ１０７で、第６のレスポンスＳ３から任意のアプリケーションに対応した情報を得る。

次に、ステップ２０２からステップ２０３に移行したＩＣカード２は、ステップ２０３で、通信エラーが発生した場合の通信エラーの発生回数をカウントアップ、あるいはカウントダウンのどちらかの方法で計数する。その後、ＩＣカード２は、ステップ２０３からステップ２０４に移行する。

次に、ＩＣカード２は、ステップ２０４で、通信エラーの発生回数と予め設定した閾値との比較を行い、カウントアップした通信エラーの発生回数が閾値未満、あるいはカウントダウンした通信エラーの発生回数が閾値より大きい場合には、ＮＯと記した矢印の処理のステップ２０６に移行し、カウントアップした通信エラーの発生回数が閾値以上、あるいはカウントダウンした通信エラーの発生回数が閾値以下の場合には、ステップ２０５に移行する。

次に、ステップ２０４からステップ２０５に移行したＩＣカード２は、ステップ２０５で、最大通信速度識別子を最大通信速度より１段階遅くした通信速度を示す通信速度パラメータに書き換え、書き換えた最大通信速度識別子を保存するとともに、カウントダウンまたはカウントアップした通信エラーの発生回数をクリアする。ＩＣカード２は、最大通信速度識別子を保存する手段として、ＩＣカードを構成するＩＣチップの読み出し書き込みが可能な不揮発性メモリ等を用いることができる。

次に、ＩＣカード２は、最大通信速度識別子を書き換えた後、ステップ２０５からステップ２０６に移行する。

次に、ステップ２０４及びステップ２０５からステップ２０６に移行したＩＣカード２は、ステップ２０６で、通信エラーの発生を示す第５のレスポンスＳ２をリーダライタ１に送信する。

次に、リーダライタ１は、ステップ１０３で、第５のレスポンスＳ２を受信する。その後、リーダライタ１は、ステップ１０３からステップ１０４に移行する。

次に、リーダライタ１は、ステップ１０４で、第５のレスポンスＳ２に通信エラーの発生を示す情報の有無を確認し、通信エラーの発生を示す情報があるので、ＹＥＳと記した矢印の処理のステップ１０５に移行する。

次に、リーダライタ１は、第５のレスポンスＳ２に通信エラーを示す情報があるので、ステップ１０４からステップ１０５に移行する。

次に、リーダライタ１は、ステップ１０５で、第５のレスポンスＳ２の入力が規定時間内の入力かどうかを確認し、規定時間内の場合には、ＹＥＳと記した矢印の処理のステップ１０２に移行し、規定時間を越えている場合には、ＮＯと記した矢印の処理のステップ１０６に移行する。

次に、ステップ１０５からステップ１０２に移行したリーダライタ１は、ステップ１０２で、再度、任意のアプリケーションに対応した情報の送信を指示する第５のコマンドＳ１をＩＣカード２に送信し、通信リトライ処理を行う。

次に、ステップ１０５からステップ１０６に移行したリーダライタ１は、ステップ１０６で、通信を終了する。尚、ステップ１０６の処理は、リーダライタ及び上位装置の指示に従い、通信速度の変更等の処置を行っても良い。

以上の構成によって、通信を再開する際に、通信速度パラメータを一段階以上遅くした通信速度パラメータ、つまり当該通信処理の前に行った通信処理で最適化した通信速度パラメータを最大通信速度識別子から得て使用することができ、通信リトライ処理を減らし、ＩＣカードとリーダライタ間の通信処理時間を短縮することができるＩＣカードが得られる。

以上、図面を用いて本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限られるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で部材や構成の変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当事者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれることは勿論である。

２、４ ＩＣカード
１、３ リーダライタ
Ｓ１０１ 第１のコマンド
Ｓ１０２ 第１のレスポンス
Ｓ１０３ 第２のコマンド
Ｓ１０４ 第２のレスポンス
Ｓ１０５ 第３のコマンド
Ｓ１０６ 第３のレスポンス
Ｓ１１０３ 第４のコマンド
Ｓ１１０４ 第４のレスポンス
Ｓ１ 第５のコマンド
Ｓ２ 第５のレスポンス
Ｓ３ 第６のレスポンス
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７、１１０３、１１０４、１３０３、１３０４、１３０５、１４０３、１４０４、１４０５ ステップ

Claims (1)

1. リーダライタとの通信速度を設定する通信速度パラメータを２つ以上備えたＩＣカードであって、前記リーダライタとの通信速度の設定値上限を示す最大通信速度識別子を設け、前記最大通信速度識別子に前記通信速度パラメータの中で最も速い通信速度を示す最大通信速度パラメータを書き込み、前記リーダライタを介して前記最大通信速度識別子の示す通信速度を前記リーダライタとの通信速度に設定して通信を行い、前記リーダライタとの通信に発生する通信エラーの回数を計数し、前記通信エラーの回数が予め定めた回数に達した場合に、前記最大通信速度識別子を前記最大通信速度パラメータより遅い通信速度を示す前記通信速度パラメータに書き換え、前記リーダライタとの通信速度を下げ、前記最大通信速度識別子は、少なくとも通信を再開する時まで、書き換えた情報を保持する機能を備えたことを特徴とするＩＣカード。

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