(57)【要約】【課題】  人の手指またはＩＣカードの接触により電源が投入され、非使用時の電力消費量を低減できる非接触ＩＣカード用リーダライタを提供する。【解決手段】  本発明の非接触ＩＣカードリーダライタ１は、非接触ＩＣカード２に対し電波を放射するアンテナ板を有する非接触ＩＣカードリーダライタにおいて、非接触ＩＣカードリーダライタの電源部１９と通信制御回路１３またはＲＦ回路１７間を接続するスイッチ回路１８が、利用者の動作に伴う外力を伝達する機構により使用時にはオンされ、非使用時にはオフされることを特徴とする。スイッチ回路１８が、自己保持回路とタイマーにより、スイッチのオンにより非接触ＩＣカードリーダライタ１が一定時間継続して動作状態になるようにしてもよい。また、弾性体には、コイル状スプリング、板状バネ、クッション材料のいずれかまたはそれらの組み合わせを使用できる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触ＩＣカードに対し電波を放射するアンテナ板を有する非接触ＩＣカードリーダライタにおいて、非接触ＩＣカードリーダライタの電源部と通信制御回路またはＲＦ回路間を接続するスイッチ回路が、利用者の動作に伴う外力を伝達する機構により使用時にはオンされ、非使用時にはオフされることを特徴とする非接触ＩＣカードリーダライタ。
【請求項２】
利用者の外力を伝達する機構が、非接触ＩＣカードリーダライタアンテナ板面を覆うカバーであって、当該カバーが弾性体によって非接触ＩＣカードリーダライタ本体に設けた押圧スイッチから非使用時には微小間隙を維持して浮動する状態に保持され、使用時には前記カバーが押圧されてスイッチがオンされることを特徴とする請求項１記載の非接触ＩＣカードリーダライタ。
【請求項３】
スイッチ回路が、スイッチのオンにより非接触ＩＣカードリーダライタが、一定時間継続して動作状態になることを特徴とする請求項１記載の非接触ＩＣカードリーダライタ。
【請求項４】
弾性体が、コイル状スプリング、板状バネ、クッション材料のいずれかまたはそれらの組み合わせであることを特徴とする請求項２記載の非接触ＩＣカードリーダライタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触ＩＣカードが保持する情報のリード／ライトを行う非接触ＩＣカードリーダライタに関するが、特には非接触通信時以外における電力消費量を低減することを考慮した非接触ＩＣカードリーダライタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、非接触ＩＣカードは、簡易迅速に読み取りできる特性と読み取り機であるリーダライタのメンテナンスの容易性から広範に使用されるようになってきている。例えば、交通機関のゲートパスや特定施設への入場パスとしての用途である。
しかし、ゲートに設置されている非接触ＩＣカードリーダライタは、常時ＩＣカードの検出ができるように電波を放出しているため、無駄な電力を消費してしまう問題がある。  本発明はこのような無駄な電力消費を低減することを目的とするものである。
非接触ＩＣカードリーダライタの待機時における電力消費を低減する目的では、例えば特許文献１のような先行技術が存在する。
【０００３】
特許文献１の場合、非接触ＩＣカード内に永久磁石のような磁気部材を埋設しておき、非接触ＩＣカードリーダライタが読み取りの際、検出部がこの永久磁石が発生する直流磁界を検出すると、磁気検出部のリードスイッチが感応してリーダライタ内のリードスイッチ接点が閉鎖し、無線部が制御されて発振磁界が形成されるものである。したがって、磁気部材を備えたＩＣカードが接近しないかぎり電力が供給されず無駄な電力が抑制される利点がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２４３４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の技術の場合、個々の非接触ＩＣカードに磁石を埋め込む必要があるため、ＩＣカードの製造コストが高くなってしまう問題がある。
また、常識的には、ＩＣカードリーダライタにレバースイッチ等の電源スイッチを設け、使用の都度、利用者にスイッチをオン、オフさせることも考えられるが、スイッチ操作に手間取る場合もあり迅速に処理するという非接触ＩＣカードの利便性が損なわれる問題がある。
さらに、人体検知センサや反射型人センサを用い、人が接近した際に自動的に電源が投入されるシステムも考えられるが、センサを使用する場合は、それを動作させる電力が別に必要となる問題がある。
そこで、本発明では利用者の力を用い、無意識に電源をオン、オフさせる手段、すなわち、リーダライタ利用者の動作に伴う物理的外力が必然的に回路に伝達される機構を設け、これにより、非使用時には非接触ＩＣカードリーダライタの電源を切断（オフ）し、ＩＣカードまたは人の手指が接触した際は電源を接続（オン）させることを研究して本発明の完成に至ったものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決する本発明の要旨は、非接触ＩＣカードに対し電波を放射するアンテナ板を有する非接触ＩＣカードリーダライタにおいて、非接触ＩＣカードリーダライタの電源部と通信制御回路またはＲＦ回路間を接続するスイッチ回路が、利用者の動作に伴う外力を伝達する機構により使用時にはオンされ、非使用時にはオフされることを特徴とする非接触ＩＣカードリーダライタ、にある。
【０００７】
上記において、利用者の外力を伝達する機構が、非接触ＩＣカードリーダライタアンテナ板面を覆うカバーであって、当該カバーが弾性体によって非接触ＩＣカードリーダライタ本体に設けた押圧スイッチから非使用時には微小間隙を維持して浮動する状態に保持され、使用時には前記カバーが押圧されてスイッチがオンされるようにでき、スイッチ回路が、スイッチのオンにより非接触ＩＣカードリーダライタが、一定時間継続して動作状態になるようにすることもできる。また、弾性体には、コイル状スプリング、板状バネ、クッション材料のいずれかまたはそれらの組み合わせ、を使用できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の非接触ＩＣカードリーダライタでは、リーダライタの電源部と通信制御回路またはＲＦ回路を接続する回路が、利用者の動作に伴う外力を伝達する機構により必然的に接続または切断されるので、リーダライタ不使用時における無駄な電力消費を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について図面を参照して説明する。図１は、本発明にかかる非接触ＩＣカードリーダライタと非接触ＩＣカードの読み取り状態を示す図、図２は、スイッチ回路をオン、オフする機構例を示す図、図３は、スイッチ回路をリレーとタイマーで構成した例を示す図、図４は、非接触ＩＣカードの平面図、である。
【００１０】
図１のように、非接触ＩＣカードリーダライタ（以下、「リーダライタ」ともいう。）１は、通常のように非接触ＩＣカード（以下、「ＩＣカード」ともいう。）２が近接した状態において情報のリードライトが行われる。
非接触ＩＣカードには、密着型、近接型、近傍型、遠隔型（マイクロ波型）の種類があり、近接型はリーダから１０ｃｍ程度、近傍型は７０ｃｍ程度、密着型はリーダの表面に置くかまたはスロットに挿入して誘導結合または静電結合によって通信するもので通信距離は２ｍｍ程度といわれている。本発明では、人の手指またはＩＣカード２がＩＣカードリーダライタ１に接触した場合に、スイッチ回路が動作することが必要なので、挿入式以外の密着型または近接型ＩＣカードに適用され得る。
【００１１】
ＩＣカードリーダライタ１は、ＲＦ回路１１とループ状アンテナ１２、通信制御回路１３、外部インタフェース回路１４、ＰＬＬ１５、必要により暗号処理回路１６とメモリ１７を有する。本発明のＩＣカードリーダライタ１の特徴は、スイッチ回路部１８にスイッチ４を有し、各部に電力を供給する電源部１９からの回路をオン、オフする機能を有することにある。スイッチ回路部１８はＩＣカード２がＩＣカードリーダライタ１に接触または接近した場合に、機構的に動作するものが必要となる。
これによりＩＣカード２が接近しない待機時には電源をオフして電力の消費を低減しようとするものである。
【００１２】
ＲＦ回路１１は、受信した電波を復調する復調部や増幅部、送信する電波を変調する変調部からなる。外部インターフェース回路１４は、ＲＳ２３２Ｃ／ＲＳ４２２やＵＳＢ規格、あるいはＣＭＯＳインターフェースにより入力される信号をＩＣカードリーダライタに適合するように変換を行う部分である。通信制御回路１３は、送受信を切り替えるとともに通信スピードを制御するようにされている。ＰＬＬ（フェイズ・ロックド・ループ）１５は入力信号や基準周波数と、出力信号の周波数を一致させる電子回路のことで、正確に同期した周波数の信号を発信する役割を行う。暗号処理回路１６は所定の暗号プロトコルに従い、通信文を暗号化する回路であるが、暗号文を使用しない場合は特に必要はない。
【００１３】
一般的には、回路部分であるリーダライタモジュールとインターフェース基板に対し、平面状アンテナ板部分が分離しており、専用ケーブルを用いて組み合わせ使用できるようにされている。アンテナは平面な基板に形成されていて、基板内には円形や矩形状、８角形状等の各種ループ状アンテナパターンが形成されている。
【００１４】
ＩＣカード２は、ＲＦ回路２１とループ状アンテナ２２、通信制御回路２３、ＣＰＵ２４、暗号処理回路２５、ＲＡＭ２６、ＲＯＭ２７、ＥＥＰＲＯＭ２８、電源部２９等を有する。ＲＦ回路２１は、リーダライタと同様に受信した電波を復調する復調部や増幅部、送信する電波を変調する変調部からなる。受けた電波の一部は整流回路により電力に変換され電源部２９に供給される。
ＣＰＵ２４はＲＯＭ２７に記憶されているプログラムを読み込み、リーダライタから送信されるコマンドを受信すると、コマンドと共に送信されたデータを読み込んで、必要な処理を行い、結果をＥＥＰＲＯＭ２８の所定エリアに書き込みする。ＲＡＭ２６はＣＰＵが処理に必要な一時的なデータを書き込みするメモリである。
【００１５】
ＩＣカード２は、非接触ＩＣカードであるか、または接触・非接触両用型ＩＣカードである。前者の場合の平面外観は、図４（Ａ）のように平坦なカード基板であり、通常は、横８５．７２ｍｍ、縦５４．０３ｍｍ、厚さ０．７６ｍｍ（ＩＤ−１型）の薄板状のものである。ＩＣチップ２１とアンテナコイル２２はカード基体２０内にあって表面からは見えないようにされている。アンテナコイル２２は、数ターンの巻数を有し、カード外周に沿うように形成されることが多いが、それには限られない。アンテナの材質は被覆銅線を用いるか、銅またはアルミニュウム箔をフォトエッチングした材料からなる。
【００１６】
接触・非接触両用型ＩＣカードの平面外観は、図４（Ｂ）のようになる。カード表面には接触端子２３を有するが、端子を介する接触通信により用いられるので、非接触通信に直接関係するものではない。非接触通信は、カード基体２０内に埋設されたアンテナコイル２２とＩＣチップの非接触インターフェースにより行われる。アンテナコイル２２の形成は非接触ＩＣカードの場合と同様である。
【００１７】
非接触ＩＣカードリーダライタ１は、ＩＣカードが通信距離範囲内に入ってくるまでは、コマンドを定期的に送出し、周辺に通信可能なＩＣカード２が存在するかどうかを確認する。ＩＣカード２は、リーダライタからのコマンドをキャッチするとレスポンスを送信する。これにより、ＩＣカード２とＩＣカードリーダライタ１間でトランザクションが開始される。その後、ＩＣカードリーダライタ１は必要に応じて相互認証のコマンドや情報のリード／ライトをなどを行うコマンドを送信し、ＩＣカードは受信したコマンドにより処理を行う。
【００１８】
一般に、密着型、近接型または近傍型のＩＣカードリーダライタ１では、５Ｖ前後の直流電源を使用することが多い。消費電力は通信時と待機時で異なるが、通信時で１Ｗから１．５Ｗ、待機時でも５００ｍＷ以上の電力が必要とされる。したがって、入門ゲートのように終日使用する場合は電力が無駄に消費されることになる。
【００１９】
次に、利用者の物理的外力を伝達する機構について図面を参照して説明する。
図２は、その一例であって、非接触ＩＣカードリーダライタのアンテナ板面を覆うカバーを用いている。ＩＣカードリーダライタ１のアンテナ板面を覆うカバー３を設け、当該カバー３にＩＣカード２または手指が接触して押圧された際に、ＩＣカードリーダライタ１に設けたスイッチ４が押されてスイッチ回路がオンし、ＩＣカードリーダライタ１が動作開始するようにされている。
【００２０】
アンテナ板面を覆うカバー３は、スプリング５により支持されていて、スイッチ４から微小な間隙を維持して浮動する状態に保たれている。スイッチ４にはプッシュボタンスイッチ等を採用できるが、押圧された際、回路を導通状態にできるものであれば、特に限定されない。ただし、プッシュして接続しすぐに元に戻る「Ａ接点」のもので、プッシュして非接続状態になる「Ｂ接点」や、交互に接続状態と非接続状態が切り換わる「Ｃ接点」のものを前提としない。
通常、スイッチ表面の押圧接触面はプラスチック等であるが、裏面は金属であって接触した際に接点間が導通状態になる。スイッチ４とカバー３の裏面との微小間隙は、０．１ｍｍ〜５．０ｍｍ程度を維持する範囲で任意に調整できる。
【００２１】
アンテナ板面を覆うカバー３には透明なプラスチック板等を採用できるが、特に限定されない。ただし、長期使用して変形しないような剛性のあることが必要とされる。
スイッチ４は、アンテナ板の中央に大きな形状で有る場合は、非接触通信の妨げともなるので、非接触リーダライタ１の上端とか下端部であってもよい。したがって、図２は、単に模式的に図示するものに過ぎず、実際のスイッチは小型のものが好ましい。
カバー３は非接触リーダライタ１の上端から懸垂状態で保持されるものであっても構わない。コイル状スプリング５に替えて、板状バネやゴム等のクッション材を用いてもよく、それらを組み合わせして使用してもよい。
図２に図示した伝達機構は一例であって、装置は大がかりになるが、人体の体重がかかった際に、その力を伝達するようなものであってもよい。
【００２２】
ＩＣカードリーダライタ１は、ＩＣカード２または人の手指の接触押圧によりスイッチがオンしなければ動作開始しないので、ＩＣカード２を読み取りしなければゲートは開かない。「スイッチを押さなければＩＣカードを読み取りしない」ことの説明等が必要になるが、ＩＣカードを使用するゲート通過者は通常、一定の者に限られるので最初の通過によりこのような使用方法は学習して覚えるから、その後のゲート通過で支障となる問題は生じない。
【００２３】
リーダライタによる読み取りは、極めて短時間に行われるので、スイッチ４が押圧されている間に動作開始し読み取りを終了することができるが、読み取りを確実にし、かつゲート通過者が連続する場合の読み取りを円滑にするためには、最初の押圧により一定時間継続して動作状態にすることが好ましい。
図３は、そのような状態にするための一定時間動作回路であって、スイッチ回路１８は、スイッチ４とリレー（Ｒｙ）６、タイマー（Ｔ）７により構成されている。スイッチ４が押されるとリレー６ｍに電流が流れるので、リレー接点６ｓが閉じ、スイッチ４が戻っても継続して電流が継続して流れる。タイマー（Ｔ）７は一定時間を計測してから、リレー６ｍの電流を遮断するので、リレー接点６ｓが開き電流は停止する。一定時間とは、数秒から数分等、任意に設定すればよい。
【００２４】
もっとも、このような回路構成にしなくても、スイッチとタイマーと自己保持回路により、一定の設定時間を動作するように構成された回路基板やキットも市販されているので、そのような基板等を用いてもよい。
リレーやタイマーにも動作電力は必要とされるが、動作時の消費電力は、数十ｍＷ程度であり、停止時はさらに少ない電力で済むから、全体の電力抑制に効果するのはもちろんのことである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明にかかる非接触ＩＣカードリーダライタと非接触ＩＣカードの読み取り状態を示す図である。
【図２】スイッチ回路をオン、オフする機構例を示す図である。
【図３】スイッチ回路をリレーとタイマーで構成した例を示す図である。
【図４】非接触ＩＣカードの平面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    ＩＣカードリーダライタ
２    非接触ＩＣカード
３    カバー
４    スイッチ
５    スプリング
６    リレー
７    タイマー
１１    ＲＦ回路
１２    ループ状アンテナ
１３    通信制御回路
１４    外部インタフェース回路
１５    ＰＬＬ
１６    暗号処理回路
１７    メモリ
１８    スイッチ回路部
１９    電源部
２０    カード基体
２１    ＩＣチップ
２２    アンテナコイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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