(57)【要約】【課題】受信部での無駄な電力消費を抑制すること。【解決手段】波形検出回路１２は、非接触ＩＣカードからの符号化信号を処理するためのアナログ処理部８からの信号波形が変化したときトリガ信号Ｓｔを出力する。復調回路１６は、非接触ＩＣカードからアナログ処理部８を通じて送られてくる符号化信号をクロック供給部７からのクロックパルスに同期してサンプリングすることにより復調する。クロック制御部１３は、常時においては復調回路１６に対するクロックパルスの供給を遮断しているが、波形検出回路１２からトリガ信号Ｓｔが出力されたときに、復調回路１６に対してクロックパルスを供給した状態に切り換わる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触ＩＣカードから送られてくる符号化信号をクロックパルスに同期してサンプリングすることにより復調する復調回路を備えた非接触ＩＣカードリーダ装置において、
前記非接触ＩＣカードからの送信信号の波形の変化を検出する波形検出回路と、
常時において前記復調回路に対するクロックパルスの供給を遮断した状態に保持すると共に、前記波形検出回路が検出状態となったときに当該復調回路に対するクロックパルスの供給を開始するクロック制御部とを備えたことを特徴とする非接触ＩＣカードリーダ装置。
【請求項２】
前記復調回路への入力信号中に含まれるノイズ成分が所定レベル以上あるときにノイズ検出信号を出力するノイズ検出回路を備え、
前記クロック制御部は、前記復調回路の電源投入状態で前記ノイズ検出信号が出力されたときに当該復調回路に対するクロックパルスの供給を遮断する制御を行うことを特徴とする請求項１記載の非接触ＩＣカードリーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触ＩＣカードから送られてくる符号化信号をクロックパルスに同期してサンプリングすることにより復号するように構成された非接触ＩＣカードリーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非接触ＩＣカードリーダ装置の例としては、鉄道に設置される自動改札システムなどに用いられる非接触ＩＣカードリーダライタが知られている。図４には、この種の非接触ＩＣカードリーダライタの構成が機能ブロックの組み合わせにより概略的に示されている。この図４において、ＣＰＵ１は、非接触ＩＣカード（以下、単にＩＣカードと呼ぶ）２への送信データの作成処理、並びにＩＣカード２からのカードデータの解析処理など、非接触ＩＣカードリーダライタの機能を実現するのに必要な制御を行う。
【０００３】
ロジック処理部３は、ＣＰＵインタフェース４、送信部５、受信部６、クロック供給部７により構成されている。
ＣＰＵインタフェース４は、ＩＣカード２へのデータ送信時において、ＣＰＵ１においてパラレルデータとして作成された送信データをシリアル変換して送信部５へ転送すると共に、受信部６から与えられるシリアルデータをパラレル変換してＣＰＵ１へ転送する動作を行う。
【０００４】
送信部５は、ＣＰＵインタフェース４から与えられるシリアルデータを予め決められたデータ変調方式（例えば、ＩＳＯ１４４４３Ａタイプ、ＩＳＯ１４４４３Ｂタイプなど）に従って符号化し、その符号化信号を設定された通信速度でアナログ処理部８へ転送する。
受信部６は、アナログ処理部８から受信した符号化信号の復号を、そのデータ変調方式に応じた方式で行い、これにより得たシリアルデータをＣＰＵインタフェース４へ転送する。
【０００５】
クロック供給部７は、ＣＰＵインタフェース４、送信部５、受信部６に対し動作用クロックパルスを供給する。この場合、クロック供給部７内には、各部に供給するクロックパルスの周波数をそれぞれに必要な周波数となるように分周する分周回路が設けられている。
【０００６】
一方、アナログ処理部８は、送信部５から与えられる符号化信号を予め設定されたデータ変調方式に従って変調し、その変調信号をアンテナ９から所定の交信範囲へ向けて送信する。この場合のキャリア信号の周波数は、一般的には１３．５６ＭＨｚとされる。尚、ＩＳＯ１４４４３Ａタイプに規定された変調方式は、キャリア信号が存在する状態をデータ「１」、キャリア信号が存在しない状態をデータ「０」とする１００％ＡＳＫ変調方式であり、ＩＳＯ１４４４３Ｂタイプに規定された変調方式は、データ「１」を表すキャリア信号の振幅に対して９０％の振幅となる信号でデータ「０」を表す１０％ＡＳＫ変調方式である。
また、アナログ処理部８は、アンテナ９による交信範囲に位置されたＩＣカード２から変調された状態で送信されてくる符号化信号を増幅・検波して信号成分のみを抽出し、その符号化信号を受信部６へ転送する。
【０００７】
尚、上記のように構成されたＩＣカードリーダライタにおいては、アンテナ９から符号化信号である検出コマンドを送信（ポーリング）する動作を周期的に実行し、この検出コマンドを受信したＩＣカード２側から符号化信号によるレスポンスがあった場合にアンテナ９による交信範囲内に当該ＩＣカード２が進入した旨の判断を行う構成となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ロジック処理部３において、ＣＰＵインタフェース４及び送信部５は、ロジックデータのみを扱えば良いため、データの処理速度に応じた比較的低い周波数のクロックパルス（例えば通信速度の２倍程度）を供給すれば十分に機能する。これに対して、受信部６にあっては、アナログ処理部８からシリアル信号列として送信されてくる符号化信号の復調時において、その符号化信号の波形（振幅）の変化を高速サンプリングする必要があるため、高い周波数のクロックパルス（例えば通信速度の１０倍以上）を供給する必要がある。このため、受信部６での消費電力が相対的に大きくなるという事情がある。
【０００９】
この場合、ロジック処理部３での消費電流は、内部の動作状態に応じて図５に一例を示すように変化する。即ち、図５において、ＣＰＵインタフェース４のみが動作した期間ΔＴ１、並びにこれに加えて送信部５が動作した期間ΔＴ２での消費電流はそれぞれ比較的小さい状態に保持される。そして、アンテナ９による交信範囲にＩＣカード２が進入するのに応じて受信部６が動作開始されたとき（タイミングｔ１）には、消費電流が大幅に増大する。ここで、ＩＣカード２からレスポンスがあったときには、所定の通信処理期間ΔＴ３が終了したタイミングｔ２で受信部６が動作停止するため、それ以降の消費電流が比較的小さい状態に戻る。これに対して、ＩＣカード２からのレスポンスがなかった場合には、受信部６は、ＩＣカード２からのレスポンス待ち状態（待機状態）を所定のタイムアウト時間ΔＴ４が経過するまで維持することになり、その間における消費電流（図５中に斜線帯で示す）が無駄に増大する。要するに、従来構成のＩＣカードリーダライタでは、無駄に電力を消費する期間の発生が避けられないため、近年において強く求められている省電力化要求に答えられないという問題点があった。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、無駄な電力消費を抑制できるようになる非接触ＩＣカードリーダ装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の手段によれば、常時においては、復調回路に対するクロックパルスの供給がクロック制御部により遮断されるため、当該復調回路が動作停止状態に保持されている。この状態において、非接触ＩＣカードから符号化信号が送られてきたときには、その信号波形の変化を検出するように設けられた波形検出回路が検出状態を呈するようになり、これに応じて復調回路に対するクロックパルスの供給がクロック制御部により開始されるようになる。このようにクロックパルスが供給開始された復調回路は、非接触ＩＣカードから送られてくる符号化信号を当該クロックパルスに同期してサンプリングすることにより復調するようになる。この場合、非接触ＩＣカードから信号が送られてくるまでの期間は、消費電力が比較的大きくなる復調回路が動作停止状態に保持されたままになるから、従来構成のように、非接触ＩＣカードからのレスポンス待ち期間、つまり、無駄に電力を消費する期間が発生することがなくなり、省電力化要求のニーズに十分に答え得るようになる。
【００１２】
請求項２記載の手段によれば、復調回路への入力信号中に含まれるノイズ成分が所定レベル以上あるときには、ノイズ検出回路からノイズ検出信号が出力され、これに応じてクロック制御部が復調回路に対するクロックパルスの供給を遮断する制御を行うようになる。このため、復調回路が動作された状態が無駄に継続されることがなくなり、電力消費を抑制する上で有益となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をタッチアンドゴー形式の非接触ＩＣカードリーダライタに適用した一実施例について図１ないし図３を参照しながら説明する。
図２には、非接触ＩＣカードリーダライタの構成が機能ブロックの組み合わせにより概略的に示されている。この図２の構成は、基本的には、「従来の技術」の項で説明した図４と同一の内容であり、図４と同一部分については同一符号を付すことによりその説明を省略する。図２において、本実施例は、ロジック処理部３内にアナログ処理部８から受信した符号化信号の復号を行うために設けられた受信部１１の内部構成に特徴を有するもので、その内部構成は図１に示されている。
【００１４】
図１において、受信部１１は、波形検出回路１２、電源回路を含んで成るクロック制御部１３、ノイズ除去回路１４、ノイズ検出回路１５、復調回路１６、データ判定回路１７によって構成されている。
【００１５】
波形検出回路１２は、アナログ処理部８から与えられる信号の波形の変化（立ち下がり或いは立ち上がり）を検出したときにトリガ信号Ｓｔを発生し、そのトリガ信号Ｓｔをクロック制御部１３に与える。
【００１６】
クロック制御部１３は、クロック供給部７からのクロックパルスを遮断した第１の状態と、当該クロックパルスの通過を許容して復調回路１６に供給する第２の状態に切り換わる構成となっており、常時においては第１の状態を保持している。そして、クロック制御部１３は、第２の状態にあるときに、ノイズ検出回路１５からのノイズ検出信号Ｓｄ、復調回路１６からのエラー信号Ｓｅ、データ判定回路からのＮＧ信号Ｓｎの何れかが与えられたときに第１の状態へ復帰する構成となっている。また、クロック制御部１３は、ＣＰＵ１からＣＰＵインタフェース４を通じて復帰指令信号が与えられたときにも第１の状態へ復帰する構成となっている。この場合、ＣＰＵ１においては、送信部５からアンテナ９を通じて検出コマンドをポーリングした後に、ＩＣカード２側からのレスポンスがない状態が予め設定されたタイムアウト時間が経過したとき、並びにＩＣカード２側からのレスポンスに対する信号処理動作が終了したときに、上記復帰指令信号を出力するようになっている。
【００１７】
ノイズ除去回路１４は、アナログ処理部８から与えられる信号からノイズ成分を除去して復調回路１６に与える。ノイズ検出回路１５は、アナログ処理部８から与えられる信号中から所定レベル以上のノイズ成分を検出したときに前記ノイズ検出信号Ｓｄを発生してクロック制御部１３に与える。
【００１８】
復調回路１６は、アナログ処理部８からノイズ除去回路１４を通じて与えられた符号化信号を予め設定されたデータ変調方式に従って復調し、その復調信号をデータ判定回路１７に与える。このような復調動作は、符号化信号の波形変化を、クロック供給部７からのクロックパルスに基づいて高速サンプリングしながら実行される。また、復調回路１６は、復調エラーが発生した場合に前記エラー信号Ｓｅを発生してクロック制御部１３に与える。
【００１９】
データ判定回路１７は、復調回路１６から与えられた復調信号により示されるデータが適正なものであった場合に当該復調信号をＣＰＵインタフェース４へ出力するが、不適正なものであった場合には、復調信号をＣＰＵインタフェース４へ出力する動作を行うことなく、前記ＮＧ信号Ｓｎを発生してクロック制御部１３に与える。
【００２０】
上記した構成によれば、以下に述べるような作用・効果が得られる。
即ち、受信部１１がアナログ処理部８からの符号化信号を受信していない常時においては、クロック制御部１３が、クロック供給部７から復調回路１６に向けて供給されるクロックパルスを遮断した第１の状態を呈している。このため、復調回路１６は動作停止状態に保持される。従って、このように復調回路１６が動作停止された期間中には、受信部１１での電力消費が抑制されることになる。
【００２１】
この状態において、アナログ処理部８から符号化信号が与えられたときには、波形検出回路１２が入力波形の変化を検出するようになって、当該検出回路１２からクロック制御部１３に対してトリガ信号Ｓｔが与えられる。すると、クロック制御部１３が、復調回路１６に対してクロックパルスを供給する第２の状態に切り換わるため、これに応じて復調回路１６が能動状態に切換えられる。これにより、復調回路１６においては、ノイズ除去回路１４を通じて与えられる符号化信号をクロックパルスに同期してサンプリングして復調し、その復調信号をデータ判定回路１７に与えるようになる。また、このデータ判定回路１７は、復調回路１６から与えられた復調信号により示されるデータが適正なものであった場合に、その復調信号をＣＰＵインタフェース４へ出力するようになる。
【００２２】
尚、復調回路１６において復調エラーが発生した場合、並びにデータ判定回路において前記復調信号が不適正である旨の判定が行われた場合には、復調回路１６からのエラー信号Ｓｅ若しくはデータ判定回路１７からのＮＧ信号Ｓｎを受けたクロック制御部１３が第１の状態に復帰するため、復調回路１６へのクロックパルスの供給が停止されて、当該復調回路１６が動作停止状態に戻されることになる。また、アナログ処理部８側から所定レベル以上のノイズ信号が入力されるのに伴い波形検出回路１２からトリガ信号Ｓｔが出力されたときには、そのノイズを検出したノイズ検出回路１５からノイズ検出信号Ｓｄが出力されてクロック制御部１３に与えられてこれが第１の状態に復帰するため、この場合にも復調回路１６が動作停止状態の戻されることになる。さらに、送信部５からアンテナ９を通じて検出コマンドをポーリングした後に、ＩＣカード２側からのレスポンスがない状態が予め設定されたタイムアウト時間が経過したとき、並びにＣＰＵ１においてＩＣカード２側からのレスポンスに対する信号処理動作が終了したときには、ＣＰＵ１から出力される復帰指令信号によりクロック制御部１３が第１の状態に復帰し、これにより復調回路１６が動作停止状態に戻される。
【００２３】
本実施例の場合、ロジック処理部３での消費電流は、内部の動作状態に応じて図３に一例を示すように変化する。
即ち、図３（ａ）には、送信部５からアンテナ９を通じて検出コマンドをポーリングした後に、ＩＣカード２側からレスポンスがなかった場合の例が示されている。この図３（ａ）において、ＣＰＵインタフェース４のみが動作した期間ΔＴ１、並びにこれに加えて送信部５が動作した期間ΔＴ２での消費電流はそれぞれ比較的小さい状態に保持される。また、ＩＣカード２側からのレスポンスがない場合には、復調回路１６が動作停止状態に保持されるから、ＩＣカード２からのレスポンス待ち状態（待機状態）に対応したタイムアウト時間ΔＴ４が経過するまでの消費電流（波形検出回路１２、ノイズ除去回路１４、ノイズ検出回路１５での消費電流も含まれる）が低く抑制された状態になる。つまり、受信部１１での消費電流は、図５に示した従来構成と比べた場合、図３（ａ）中に斜線帯で示した部分に対応した量だけ削減されることになる。
【００２４】
図３（ｂ）には、送信部５からアンテナ９を通じて検出コマンドをポーリングした後に、ＩＣカード２側からレスポンスがあった場合の消費電流の変化例が示されている。この図３（ｂ）において、ＩＣカード２側からレスポンスがあった場合には、送信部５が動作した期間ΔＴ２の後に、所定の遅れ時間τ（クロック制御部１３が第２の状態に切り換わるまでの時間）を経て復調回路１６が動作されるため、その後において復調回路１６などの動作が完了するまでの所定期間ΔＴ３には消費電流が増大することになる。
【００２５】
図３（ｃ）には、検出コマンドのポーリング後にＩＣカード２側からのレスポンスを受けて復調回路１６が一旦動作開始された後に、ノイズ検出信号Ｓｄ、エラー信号Ｓｅ、ＮＧ信号Ｓｇの何れかによってクロック制御部１３が第２の状態に戻され、さらにこの後に、ＩＣカード２側から正常なレスポンスがあった場合の消費電流の変化例が示されている。即ち、この図３（ｃ）において、復調回路１６が一旦動作開始された後に、ノイズ検出信号Ｓｄ、エラー信号Ｓｅ、ＮＧ信号Ｓｇの何れか出力されたタイミングｔ１においては、復調回路１６が動作停止状態に戻されて消費電流が低減されるようになる。このような状態は、その後においてＩＣカード２側から正常なレスポンスがある場合まで維持されるようになる。従って、図３（ｃ）中に斜線帯で示した部分に対応した量だけ消費電流が削減されることになる。
【００２６】
要するに、本実施例の構成によれば、ＩＣカード２から符号化信号が送られてくるまでの期間は、消費電力が比較的大きくなる復調回路１６が動作停止状態に保持されたままになるから、従来構成のように、ＩＣカード２からのレスポンス待ち期間において無駄に電力を消費することがなくなり、省電力化要求のニーズに十分に答え得るようになる。また、復調回路１６への入力信号中に含まれるノイズ成分が所定レベル以上あるとき、復調回路１６で復調エラーが発生したとき、復調した信号が適正でないときには、それぞれに応じて出力されるノイズ検出信号Ｓｄ、エラー信号Ｓｅ、ＮＧ信号Ｓｎによって、クロック制御部１３が第１の状態に戻されて復調回路１６へのクロックパルスの供給を遮断する制御を行うようになる。このため、復調回路１６が動作された状態が無駄に継続されることがなくなり、電力消費を抑制する上で有益となる。
【００２７】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、以下に述べるような変形或いは拡張が可能である。
常時においてノイズ除去回路１４及びノイズ検出回路１５を動作させておく構成としたが、これらノイズ除去回路１４及びノイズ検出回路１５を常時において動作停止状態に保持する構成としても良く、要は、常時においては少なくとも波形検出回路１２のみを動作状態に保持しておけば良いものである。また、ライタ機能は特に必要ではなく、リーダ機能のみを備えた装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す要部の機能ブロック図
【図２】全体構成を概略的に示す機能ブロック図
【図３】作用説明用の消費電流特性図
【図４】従来構成を示す図２相当図
【図５】同従来構成における図３相当図
【符号の説明】
２は非接触ＩＣカード、３はロジック処理部、４はＣＰＵインタフェース、５は送信部、７はクロック供給部、１１は受信部、１２は波形検出回路、１３はクロック制御部、１５はノイズ検出回路、１６は復調回路を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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