JPH11338984A - リーダライタ、非接触icカード及びそれらを用いたカードシステム - Google Patents
リーダライタ、非接触icカード及びそれらを用いたカードシステムInfo
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- JPH11338984A JPH11338984A JP14534698A JP14534698A JPH11338984A JP H11338984 A JPH11338984 A JP H11338984A JP 14534698 A JP14534698 A JP 14534698A JP 14534698 A JP14534698 A JP 14534698A JP H11338984 A JPH11338984 A JP H11338984A
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Abstract
われるデータアクセス方式およびデータアクセスを行う
データ読み取り装置およびデータ記憶体において低消費
電力化を目的とする。 【解決手段】 リーダライタ100が非接触ICカード
101に供給する電力供給回路の増幅器37の電源をマ
イクロプロセッサ20によりON/OFF制御し間欠に
動作させることにより不要な電力伝送を無くす。また、
非接触ICカード101側も電池を内蔵した場合、リー
ダライタからの信号を間欠的にモニタし一定のレベルに
達した場合だけデータの送受信部に電源を供給すること
により電池寿命を引き延ばす。
Description
により電気的接点不要で行われるデータアクセス方式お
よびデータアクセスを行うデータ読み取り装置(以下、
リーダライタとする)およびデータ記憶体(以下、非接
触ICカードとする)に関する。
ップに集積して内蔵し、電磁誘導結合等を利用して電源
の授受や電気的な接点なしでデータの送受信を行う非接
触ICカードなどのデータキャリアが開発されている。
この非接触ICカードは使用する度に本体装置と接触さ
せる必要がなく、接点を持たないために汚れや腐食の心
配が無くさらに自由にデザインできるという利便性を持
ち、この利便性とセキュリティの高さから、個人のID
カード等として、金融分野を始めとする様々な分野にお
いて非常に大きな市場が期待できる商品である。
ー99698号公報、特開平4ー241082号公報な
どに記載されているものが知られている。
カードの構成を示している。データアクセスの方法は据
えつけて用いられることの多いリーダライタ10と、携
帯便利なようにコイン形やカード形に形成された非接触
ICカード50とからなり、非接触ICカード50をリ
ーダライタ10に近づけると非接触状態であっても電磁
誘導結合に基づく交信を行ってリーダライタ10が非接
触ICカード50から所要のデータを読みとったりする
ものである。なお、非接触ICカード50は電池などの
内蔵電力供給手段を具備する他、リーダライタ10に対
して近接した際に電磁誘導結合により電力の供給を受け
るようになっている。
制御や外部接続機器との通信を行う制御部としての役割
を果たすマイクロプロセッサ20と、命令信号をf1周
波数の搬送波で送信する送信部21と、同じく周波数f
1で搬送されてきた応答信号を受け取る受信部22と、
非接触ICカード50に電力を伝送する周波数f2の送
信回路23と、データ送受信用のコイルアンテナ35
と、電力送信用のコイルアンテナ38とからなる。
ード50に対してデータの読み出しや書き込みを指示す
る命令を生成しコイルアンテナ35から送信する。また
非接触ICカード50から返送されてきた応答信号はコ
イルアンテナ35で受信してデータ受信部22を介して
マイクロプロセッサ20で受け取り処理を行う。
用して命令の送信を行うために、符号化回路31により
命令をNRZ符号等に基づく符号化を行い、変調回路3
2により周波数f1の搬送波に前記符号化データによる
PSK方式等のデジタル変調を施し、アンプ33とブリ
ッジドライブ回路34を介してコイルアンテナ35から
命令信号を送信する。
用して返送されてきた応答信号を差動入力バッファ41
で受信し、電磁変換した信号からバンドパスフィルタ4
2で周波数f1を中心とする有効帯域成分を抽出し、こ
れをアンプ43で増幅して受信信号を生成する。さら
に、受信部22はPSK方式等の復調処理を行う復調回
路44により受信信号から復調データを得るとともに、
NRZ符号等に基づく復調処理を行う復号回路45によ
り復調データから応答データを生成するものである。
イクロプロセッサ20のクロック信号として使用すると
同時に増幅器37を介してコイル38より非接触ICカ
ードにエネルギー供給を行っている。
イタ10の送受信コイル35および38に対して相互誘
導作用を利用してそれぞれと電磁誘導結合するためのコ
イル70と66とを有し、周波数f1で搬送されてきた
信号を受け取る受信部60と、EEPROM等の書き換
え可能な不揮発性メモリ81が付設された制御回路80
と、応答信号を周波数f1の搬送波で返送する送信部6
9と、電磁誘導結合によって受信コイル66に誘起され
た誘導起電力から制御回路80等の動作電力を得る電源
部82とを具備したものである。
リーダライタ10からの命令信号を復元するために、差
動入力バッファ61を介して電磁変換した信号からバン
ドパスフィルタ62で周波数f1を中心とする有効帯域
成分を抽出し、これをアンプ63で増幅して受信信号を
生成する。さらに、受信部はPSK方式等の復調処理を
行う復調回路64により受信信号から復調データを得る
とともに、NRZ符号等に基づく復調処理を行う復号回
路65により復調データから命令データを生成するもの
である。
れてきた命令データを解析処理し命令内容がメモリ読み
出しであれば指定されたメモリ81の該当アドレスから
データを読み出し、このデータを応答データとして送信
部69に出力する。また、命令内容がメモリ書き込みで
あれば、そのデータを指定されたメモリ81の該当アド
レスに書き込み、書き込み完了の応答を応答データとし
て送信部69に出力する。
用して命令の送信を行うために、符号化回路74により
応答データをNRZ符号等に基づく符号化を行い、変調
回路73により周波数f1の搬送波に前記符号化データ
によるPSK方式等のデジタル変調を施して、アンプ7
2とブリッジドライブ回路71を介してコイル70から
応答信号を送信する。
コイル66に誘起された交番電流を受け入れて整流する
整流器67と、整流された電流の電圧Vccを安定化させ
るレギュレータ68と受信コイル66で受信した信号を
電磁変換し増幅器90で増幅した信号をコンパレータ9
1の基準信号と比較して一定のレベル以上になると次段
のスイッチ回路92が閉じて回路に電流を供給する電池
93とからなるものである。ここで、電池93は必ずし
も非接触ICカードに内蔵する必要はないが、リーダラ
イタ10と非接触ICカード50との通信距離を広くす
るため通信に必要な電力を供給するには不可欠となる。
電池を搭載した非接触ICカードでは、電磁誘導結合の
みにより生成された電圧Vccだけでは動作不能で、かつ
内蔵の電池を用いれば制御回路等が動作可能な通信距離
にある場合、制御回路等は常に動作状態で駆動している
ために、電池は常に電源として動作し続ける。これによ
り、電池寿命が短くなってしまい、ひいては非接触IC
カード自体の寿命が短くなるという課題があった。
タからの電磁誘導結合により供給される電力で動作する
ことが多いが、入退出管理システムや物流管理システム
など比較的長い通信距離が要求される場合には電池を搭
載して信頼性や利便性を向上させていることが多い。こ
の場合非接触ICカードを常に動作状態に保持しておい
ては電池寿命が短くなってしまい、非接触ICカードは
電池交換が容易な形状として電池が無くなり次第交換を
するか、あるいは新しい非接触ICカードと交換するな
どの作業を頻繁に行わなければならなくなる。
商用電源を使用することができずにバッテリー電源を用
いている場合もあり、常にカードに電源を供給しなけれ
ばならない場合には、頻繁に電源の交換をしなくてはな
らないという課題があった。
末機器等に据えつけて用いられることが多いが、据えつ
けた端末が携帯可能であったりあるいは移動体であった
りする場合も多く、その場合、リーダライタを駆動する
電源は必ずしも商用電源を用いることができずにバッテ
リーを搭載することがある。しかし、常に非接触ICカ
ードに電源を供給していると頻繁にバッテリー交換をし
なくてはならないので、通常は非接触ICカードとの通
信が必要な時だけ管理者の操作により電源供給している
が、無人で非接触ICカードとの通信を行う場合にはや
はり非接触ICカードに電源を供給し続けなければなら
なくなってしまうのである。
に本発明のリーダライタは、所定の制御を行う制御部
と、コイルの相互誘導作用を利用した電磁誘導結合方式
に基づいて非接触ICカードに前記制御部からの命令信
号を送信する送信部と、前記非接触ICカードからの応
答信号を受け前記制御部に応答データを供給する受信部
と、前記非接触ICカードに電力供給を行う電源部とを
備え、前記電源部による前記非接触ICカードへの電力
供給を間欠的に行うものである。
触ICカードを動作あるいは起動するための電力供給回
路を間欠的に動作させ、電力供給回路の動作中に非接触
ICカードからの応答信号を受信して非接触ICカード
の存在を認識し、非接触ICカードとの所望の通信が必
要な場合には、その通信に必要な期間だけ電力供給回路
を動作し続け非接触ICカードを動作状態に保持し通信
を行うことができ、従来に比べて省電力となり、電源と
してバッテリー電源を用いている場合には電源の交換回
数を減らすことができる。
の相互誘導作用を利用した電磁誘導結合方式に基づいて
リーダライタからの命令信号を受ける受信部と、前記受
信部からの命令データを受け所定の制御を行う制御回路
と、前記制御回路からの応答データを受け前記リーダラ
イタに応答信号を送信する送信部と、前記リーダライタ
からの電力信号を受け電力を生成する電源部と、内蔵電
力供給手段とを備え、前記リーダライタから得られる電
力では駆動不可能な際、その電力を電磁変換、増幅し、
規定値以上となれば前記内蔵電力供給手段により内蔵し
た回路を待機モードから動作モードへ遷移するものであ
る。これにより内蔵電力供給手段である電池の不要な消
耗を避けることができる。
ルの相互誘導作用を利用した電磁誘導結合方式に基づい
てリーダライタからの命令信号を受ける受信部と、前記
受信部からの命令データを受け所定の制御を行う制御回
路と、前記制御回路からの応答データを受け前記リーダ
ライタに応答信号を送信する送信部と、前記リーダライ
タからの電力信号を受け電力を生成する電源部と、前記
制御回路からの出力を受け前記電源部を動作させるスイ
ッチ手段とを備え、前記制御回路からの信号により間欠
的に前記スイッチ手段がONとなるものである。
ライタとの電磁誘導結合により受信した電力を電磁変換
し増幅するための増幅器をスイッチ手段により間欠的に
動作させ、増幅器の動作期間中にリーダライタからの電
源供給を受けたときだけその他の回路に電源を供給する
ことにより内蔵電力供給手段である電池の消耗を低減さ
せることができる。
1記載のリーダライタと、請求項2または3記載の非接
触ICカードを用い、前記リーダライタの間欠動作の動
作期間中に少なくとも1回は前記非接触ICカードのス
イッチ手段がONとなるものである。
イタが間欠動作をして電源供給をしている期間内に少な
くとも1度は非接触ICカードとの通信を行ない得る期
間の間欠動作を行うことができ、省電力でありながら、
使用者に通信に時間がかかるといった不便を与えること
がない。
Cカードおよびカードシステムについて、好ましい実施
の形態の一例を説明する。
用いて詳細に説明する。図1のリーダライタ100は全
体的な制御や外部接続機器との通信を行う制御部である
マイクロプロセッサ20と、命令をf1周波数の搬送波
で送信する送信部21と同じく周波数f1で搬送されて
きた信号を受け取る受信部22、電力を伝送する周波数
f2の電源部23とからなる。
ドに対してデータの読み出しや書き込みを指示する命令
信号を生成しコイルアンテナ35から送信する。非接触
ICカードから返送されてきた応答信号はコイルアンテ
ナ35で受信して受信部22を介してマイクロプロセッ
サ20で受け取り所定の処理を行う。
用して命令信号の送信を行うために、符号化回路31に
より命令をNRZ符号等に基づく符号化を行い、変調回
路32により周波数f1の搬送波に前記符号化データに
よるPSK方式等のデジタル変調を施して、アンプ33
とブリッジドライブ回路34を介してコイル35から命
令信号を送信する。
して返送されてきた応答信号を差動入力バッファ41で
受信し、電磁変換した信号からバンドパスフィルタ42
で周波数f1を中心とする有効帯域成分を抽出し、これ
をアンプ43で増幅して受信信号を生成する。さらに、
受信部はPSK方式等の復調処理を行う復調回路44に
より受信信号から復調データを得るとともに、NRZ符
号等に基づく復号処理を行う復号回路45により復調デ
ータから応答データを生成するものである。
イクロプロセッサ20のクロック信号として使用すると
同時に、増幅器37を介してコイル38より非接触IC
カードにエネルギー供給を行っている。マイクロプロセ
ッサ20はON/OFFするトランジスタ39でスイッ
チング回路40を動作させて、増幅器37に電源供給あ
るいは遮断を行う。マイクロプロセッサ20は非接触I
Cカードに対して命令信号を送信するより以前にスイッ
チ40をON状態として増幅器37を動作させる。これ
により、コイル38より非接触ICカードに電磁誘導結
合による電源供給を事前に行い非接触ICカードを動作
させデータの授受を行う。
を用いて詳細に説明する。非接触ICカード101は、
リーダライタの送受信コイル35および37に対して相
互誘導作用を利用してそれぞれと電磁誘導結合するため
のコイル70と66とを有し、周波数f1で搬送されて
きた命令信号を受け取る受信部60と、EEPROM等
の書き換え可能な不揮発性メモリ81が付設された制御
回路80と、応答信号を周波数f1の搬送波で返送する
送信部69と、電磁誘導結合によって受信コイル66に
誘起された誘導起電力から制御回路80等の動作電力を
得る電源部82とスイッチ手段88とからなる。
号を電磁変換する増幅器90と増幅した信号を予め設定
された基準レベルと比較するコンパレータ91とコンパ
レータ91の出力により電池93をON/OFFするス
イッチ回路92と整流器67及びレギュレータ68とを
具備したものである。ここで、制御回路80の電源は電
池93から供給されている。制御回路80は通常数10
0Hz程度の低周波のクロックで動作しながら待機し、
一定の時間間隔でトランジスタ94をONさせる。トラ
ンジスタ94により次段のスイッチ回路95が導通状態
となり電池93より増幅器90とコンパレータ91に電
源が供給される。この時電磁誘導結合により得られた信
号が一定の値(ref.)を越えていると次段のスイッ
チ回路92が導通して電池93の電源出力を他の回路全
体に供給開始する。
ド101は、それぞれ非同期に間欠動作を行い省電力化
を行っている。しかしながらその間欠した動作の期間が
リーダライタ100と非接触ICカード101で一致し
ないとデータの授受が出来ずに所望の処理を行うことが
出来ないか、もしくは処理が可能となるまでに時間を要
してしまう。
非接触ICカード101とのカードシステムでは、リー
ダライタ100が出力する供給電源が動作する期間中に
非接触ICカード101は、スイッチ手段88を制御す
ることによってリーダライタ100と電磁誘導結合によ
り得られる電力供給を電磁変換し非接触ICカード10
1を起動するための信号として増幅する増幅器が少なく
とも1度は動作してリーダライタ100が要求する処理
を終了して応答信号を返送し確実に処理を行う。
について説明する。非接触ICカード101は、通常、
波形(a)で示すように0.2msのONと10msの
OFFの待機状態を繰り返している。これにより非接触
ICカード101の電池寿命は間欠動作を行わないとき
のおよそ50倍となる。一方、リーダライタ100は波
形(b)で非接触ICカード101に対して電力を供給
する。3の供給期間と4の休止期間との比により消費電
力が異なるが、通常人間の動作に違和感無い状態で通信
を完了するために35msの供給期間と500msの休
止期間としている。これにより消費電力はおよそ1/1
5となる。波形(c)はリーダライタ100が非接触I
Cカード101に対して送信する信号のタイミングを示
す。データ送信は電力供給開始後およそ15ms後に行
われる。従って、このタイミング設定をしておくと、リ
ーダライタ100が電力供給を開始してデータを送信す
るまでの間に非接触ICカード101は最低1回ON状
態となる。これにより、使用者に不便を与えることな
く、省電力で、通信を確実に行うことができる。
ータ信号の搬送波の周波数は必ずしも等しくなくても構
わない。また、電力搬送周波数はデータ信号の搬送波周
波数と等しくても構わず、また制御回路80は専用のワ
イヤードロジック回路で構成しても構わない。
は定常時、非接触ICカードを動作あるいは起動するた
めの電磁誘導結合による電源供給回路を間欠的に動作さ
せ通信に必要な期間だけ電源供給回路を動作することに
より消費電力を低減することができる。
制御することにより、リーダライタとの電磁誘導結合に
より受信した電力を電磁変換し増幅するための増幅回路
を間欠的に動作させ電池の消耗を低減させることができ
る。
が間欠動作をして電源供給をしている期間内に少なくと
も1回は非接触ICカードとの通信を行ない得る期間の
間欠動作を行うことにより、使用者に不便を与えず、不
要な電池の消耗を防ぐという効果が得られる。
成図
の構成図
ングチャート
すブロック図
Claims (4)
- 【請求項1】 所定の制御を行う制御部と、コイルの相
互誘導作用を利用した電磁誘導結合方式に基づいて非接
触ICカードに前記制御部からの命令信号を送信する送
信部と、前記非接触ICカードからの応答信号を受け前
記制御部に応答データを供給する受信部と、前記非接触
ICカードに電力供給を行う電源部とを備え、 前記電源部による前記非接触ICカードへの電力供給を
間欠的に行うことを特徴とするリーダライタ。 - 【請求項2】 コイルの相互誘導作用を利用した電磁誘
導結合方式に基づいてリーダライタからの命令信号を受
ける受信部と、前記受信部からの命令データを受け所定
の制御を行う制御回路と、前記制御回路からの応答デー
タを受け前記リーダライタに応答信号を送信する送信部
と、前記リーダライタからの電力信号を受け電力を生成
する電源部と、内蔵電力供給手段とを備え、 前記リーダライタから得られる電力では駆動不可能な
際、その電力を電磁変換、増幅し、規定値以上となれば
前記内蔵電力供給手段により内蔵した回路を待機モード
から動作モードへ遷移することを特徴とする非接触IC
カード。 - 【請求項3】 コイルの相互誘導作用を利用した電磁誘
導結合方式に基づいてリーダライタからの命令信号を受
ける受信部と、前記受信部からの命令データを受け所定
の制御を行う制御回路と、前記制御回路からの応答デー
タを受け前記リーダライタに応答信号を送信する送信部
と、前記リーダライタからの電力信号を受け電力を生成
する電源部と、前記制御回路からの出力を受け前記電源
部を動作させるスイッチ手段とを備え、 前記制御回路からの信号により間欠的に前記スイッチ手
段がONとなることを特徴とする非接触ICカード。 - 【請求項4】 請求項1記載のリーダライタと、請求項
2または3記載の非接触ICカードを用い、前記リーダ
ライタの間欠動作の動作期間中に少なくとも1回は前記
非接触ICカードのスイッチ手段がONとなることを特
徴とするカードシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14534698A JP3589029B2 (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | リーダライタ、非接触icカード及びそれらを用いたカードシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14534698A JP3589029B2 (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | リーダライタ、非接触icカード及びそれらを用いたカードシステム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11338984A true JPH11338984A (ja) | 1999-12-10 |
JP3589029B2 JP3589029B2 (ja) | 2004-11-17 |
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ID=15383068
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP14534698A Expired - Fee Related JP3589029B2 (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | リーダライタ、非接触icカード及びそれらを用いたカードシステム |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3589029B2 (ja) |
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