(57)【要約】【課題】無線通信するＩＣカードの種類によらず、シンプルな装置構成として低コストで、かつＩＣカードに負担をかけずに安定して無線通信することができるリーダライタを提供する。【解決手段】無線波を発生させ該無線波を介して非接触ＩＣカードを検出して無線通信を行う無線通信手段を有するリーダライタにおいて、前記無線通信手段が前記非接触ＩＣカードを検出した時点で、無線波の強度を一旦最小レベルに下げた後、強度を連続的に上げていき前記無線通信手段が前記非接触ＩＣカードを再度検出した強度で固定する無線波強度調整を行い、その後に無線通信を行うように前記無線通信手段を制御する無線通信制御手段と、を有することを特徴とするリーダライタ。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線波を発生させ該無線波を介して非接触ＩＣカードを検出して無線通信を行う無線通信手段を有するリーダライタにおいて、
前記無線通信手段が前記非接触ＩＣカードを検出した時点で、無線波の強度を一旦最小レベルに下げた後、強度を連続的に上げていき前記無線通信手段が前記非接触ＩＣカードを再度検出した強度又はその近傍の上側強度で固定する無線波強度調整を行い、その後に無線通信を行うように前記無線通信手段を制御する無線通信制御手段と、
を有することを特徴とするリーダライタ。
【請求項２】
無線波を発生させ該無線波を介して非接触ＩＣカードを検出して無線通信を行う無線通信手段を有するリーダライタにおいて、
前記無線通信手段が前記非接触ＩＣカードを検出した時点で、無線波の強度を一旦最小レベルに下げた後、強度を段階的に上げていき前記無線通信手段が前記非接触ＩＣカードを再度検出した強度で固定する無線波強度調整を行い、その後に無線通信を行うように前記無線通信手段を制御する無線通信制御手段と、
を有することを特徴とするリーダライタ。
【請求項３】
前記無線波強度調整及び前記無線通信に要する時間が前記非接触ＩＣカードが通信範囲内に存在する時間より短いことを特徴とする請求項１又は２に記載のリーダライタ。
【請求項４】
前記無線波強度調整及び前記無線通信に要する時間が０．５秒以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のリーダライタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信によって非接触ＩＣカードに対するデータの書き込み及び読み取りを行うリーダライタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、樹脂製フィルム等にＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｕｉｃｕｉｔ）が埋め込まれた電源を持たない非接触ＩＣカードが普及している。この非接触ＩＣカードは、専用のリーダライタ（ｒｅａｄｅｒ  ｗｒｉｔｅｒ）装置との間で無線通信を行う。また、この非接触ＩＣカードは、コイルアンテナを備え、上記専用のリーダライタから出力される無線波（この無線波とは、電磁波の意味を含む）によりコイルアンテナに発生する誘導起電力が動作電力として供給されるので、電源を具備しなくとも動作可能となっている。
【０００３】
上記リーダライタ装置は、装置固有の通信範囲を有し、当該通信範囲内にある非接触ＩＣカードとの間で無線通信を行う。すなわち、非接触ＩＣカードが上記リーダライタ装置に固有の通信範囲内に進入すると、上記誘導起電力による動作電力が供給されて内蔵ＩＣが作動し、当該リーダライタ装置との間で通信処理が行われる。
【０００４】
しかしながら、従来のリーダライタには、以下のような問題点がある。
リーダライタはＩＣカードを検出する際には、広い範囲のＩＣカードを検出することができるように比較的強い強度の無線波を発生させてＩＣカードの検出を行っている。また、ＩＣカードが無線波で通信可能な最小レベルの強度は、通信距離、アンテナの形状、ＩＣチップの消費電力等、メーカー毎によって異なる。
【０００５】
従って、リーダライタがＩＣカードを検出し、無線波の強度が強い状態で通信を継続して行うと、ＩＣカードの種類によってはＩＣカード内のＩＣチップが余剰の誘起起電力による熱エネルギーによって破損してしまう場合がある。
【０００６】
この課題を解決するために、ＩＣカードからの受信信号強度を検出し、その信号強度に応じて無線送信電力を切り替えることで、ＩＣカードの動作の安定化を図るリーダライタが開示されている（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−１０２４１９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のリーダライタは、ＩＣカードからの受信信号強度を検出する信号強度検出手段を新たに設ける必要があり余分にコストがかかっていた。リーダライタにおいて低コスト化を進めていくことは重要な課題である。
【０００９】
本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、無線通信するＩＣカードの種類によらず、シンプルな装置構成として低コストでＩＣカードに負担をかけずに安定して無線通信することができるリーダライタを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記の構成により達成される。
【００１１】
（１）  無線波を発生させ該無線波を介して非接触ＩＣカードを検出して無線通信を行う無線通信手段を有するリーダライタにおいて、前記無線通信手段が前記非接触ＩＣカードを検出した時点で、無線波の強度を一旦最小レベルに下げた後、強度を連続的に上げていき前記無線通信手段が前記非接触ＩＣカードを再度検出した強度又はその近傍の上側強度で固定する無線波強度調整を行い、その後に無線通信を行うように前記無線通信手段を制御する無線通信制御手段と、を有することを特徴とするリーダライタ。
【００１２】
（２）  無線波を発生させ該無線波を介して非接触ＩＣカードを検出して無線通信を行う無線通信手段を有するリーダライタにおいて、前記無線通信手段が前記非接触ＩＣカードを検出した時点で、無線波の強度を一旦最小レベルに下げた後、強度を段階的に上げていき前記無線通信手段が前記非接触ＩＣカードを再度検出した強度で固定する無線波強度調整を行い、その後に無線通信を行うように前記無線通信手段を制御する無線通信制御手段と、を有することを特徴とするリーダライタ。
【００１３】
（３）  前記無線波強度調整及び前記無線通信に要する時間が前記非接触ＩＣカードが通信範囲内に存在する時間より短いことを特徴とする（１）又は（２）に記載のリーダライタ。
【００１４】
（４）  前記無線波強度調整及び前記無線通信に要する時間が０．５秒以下であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載のリーダライタ。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のリーダライタについて、以下にその実施の形態を図を用いて説明するが、本発明はこれに限定されない。また、以下の説明には用語等に対する断定的な表現が含まれている場合があるが、本発明の好ましい例を示すものであって、本発明の用語の意義や技術的な範囲を限定するものではない。
【００１６】
なお、本実施の形態の説明において以下に記載する無線波とは、電磁波の意味を含むものとする。
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１、図２を参照して、本発明の第１のリーダライタの実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の第１のリーダライタの内部構成を示すブロック図である。
図１に示すように、リーダライタは、本発明に係る無線通信手段である、アンテナ１１、増幅部１２、整合回路１３、変調／復調回路１４と、制御部１５等により構成される。このリーダライタは、図中符号Ａに示す通信範囲内のＩＣカード２０と無線波（電磁波を含む）で通信を行う。
【００１９】
ここで、ＩＣカード２０は、樹脂フィルム等にＩＣが埋め込まれた電源を持たない非接触ＩＣカードであり、リーダライタと無線通信する。このＩＣカード２０には図示しないコイルアンテナが備えられ、リーダライタから送信される信号によってこのコイルアンテナに誘導起電力が発生する。この誘導起電力がＩＣカード２０の動作電力となる。また、上記リーダライタが有する通信範囲Ａの範囲は、後述する制御部１５の制御により随時変更可能となっている。
【００２０】
アンテナ１１は、ＩＣカード２０の検出、及び、無線波によって搬送された信号を送受信する。すなわち、アンテナ１１は、ＩＣカードが、通信範囲Ａの範囲内に入ったのを検出し、さらに、ＩＣカード２０から送信される信号を受信すると共に、ＩＣカード２０に信号を送信する。増幅部１２は、本発明に係る無線通信制御手段である制御部１５による指示に応じてアンテナ１１から発信される無線波を所定の増幅率で増幅する。これにより、通信範囲Ａの範囲を変更することができる。
【００２１】
また、整合回路１３は、本発明に係る無線通信制御手段である制御部１５による指示に応じて、ＩＣカード２０とアンテナ１１との間で安定良好に通信が行われるようにインピーダンスを調整し、変調／復調回路１４は、ＩＣカード２０から送信された信号を復調すると共に、ＩＣカード２０に送信する信号を変調する。
【００２２】
本発明の第１のリーダライタは、制御部１５で下記の無線波強度調整の制御を行う。
【００２３】
制御部１５は、通信範囲Ａ内にＩＣカード２０が入り、ＩＣカード２０を検出したというアンテナ１１で受信した情報に基づいて、一旦無線波の強度を最小レベルの強度に下げるように増幅部１２を制御する。
【００２４】
さらに、制御部１５は、無線波の強度を連続的に上げていくように増幅部１２を制御する。そして、アンテナ１１により再度ＩＣカード２０を検出したという情報を得て無線通信可能となった場合、その無線波の強度で固定するように増幅部１２を制御する。このとき、制御部１５は、アンテナ１１でＩＣカード２０を検出した時点の無線波の強度で固定化せず、ＩＣカード２０を検出した無線波の強度の近傍の上側強度で固定化してもよいことはいうまでもない。
【００２５】
ＩＣカード２０を検出した強度の近傍の上側強度とはＩＣカード２０に負担をかけないで無線通信を行うことができる無線波の強度のことである。
【００２６】
制御部１５は、固定した無線波強度でＩＣカード２０と信号の送受信を行い、データ通信を行う制御をする。
【００２７】
本発明の第１のリーダライタは、ＩＣカード２０を検出した後に無線波強度を一旦最小レベルにしてから再度無線波強度を上げ、無線通信可能な無線波強度で固定するという無線波強度調整を行う制御をすることにより、無線波強度を通信可能範囲内でなるべく小さくしてからＩＣカード２０と無線通信を行うことができるので、無線通信するＩＣカードの種類によらず、ＩＣカードに負担をかけずに安定して無線通信することができる。さらに、新たにリーダライタに無線波の強度を受信する無線波強度受信部等を設けることもないので、シンプルな装置構成のままで無線通信することができる。
【００２８】
本発明の第１のリーダライタは、上述した制御部１５の制御による無線波強度調整及び無線通信に要するトータル時間がＩＣカード２０が通信範囲Ａ内に存在する時間より短いことがよく、制御部１５の制御による無線波強度調整及び無線通信に要するトータルの時間が０．５秒以下であることが好ましい。さらに好ましくは、０．１秒以下である。このようにできるだけ短時間のうちに無線波強度の調整及び無線通信を行うことで、ＩＣカード２０の無線通信中の移動に影響されず、より安定して無線波通信を行うことができる。
【００２９】
また、本発明の第１のリーダライタは、アンテナ１１でＩＣカード２０を検出するまでの段階において、制御部１５は、アンテナ１１でＩＣカード２０を検出するまでは、無線波の強度を最小レベルから最大レベルまで連続的に上げていき、最大レベルまで達したら最小レベルに戻し、再度、最大レベルまで連続的に上げていくという動作を繰り返し行うように増幅部１２を制御することが好ましい。
【００３０】
本発明の第１のリーダライタは、このような制御を行うことによって、無線波の強度を最大レベルにして通信範囲Ａを最大としたままでＩＣカード２０の検出を行う場合に比べ、少ない消費電力量でＩＣカード２０の検出を行うことができ、リーダライタのランニングコストを低減させ、低コスト化を図ることができる。
【００３１】
本発明の第１のリーダライタは、万が一、ＩＣカード２０を検出した後に無線波強度を一旦最小レベルにしてから再度無線波の強度を上げている最中にＩＣカード２０が通信範囲Ａ外に移動してしまい、再度ＩＣカード２０を検出することができないという事態が生じたとしても、無線波強度を最大レベルまで上げて、その後に最小レベルに戻し、再度、最大レベルまで連続的に上げていくという動作を繰り返し行う制御を行い、再度ＩＣカード２０を検出して強度の調整を行うことができるようにすることが好ましい。
【００３２】
本発明の第１のリーダライタの無線波強度調整の制御をさらに説明する。図２は、本発明の第１のリーダライタの制御を説明するフローチャートである。
【００３３】
制御部１５は、ＩＣカード２０をアンテナ１１で検出するまでは、無線波強度を最小レベルから最大レベルまで連続的に上げていき、最大レベルに到達した後、最小レベルに戻して再度最大レベルまで連続的に上げていくことを繰り返し行うように増幅部１２を制御する（Ｓ−１〜Ｓ−３）。
【００３４】
制御部１５は、アンテナ１１がＩＣカード２０を検出したら、一旦無線波強度を最小レベルに下げるように増幅部１２を制御する（Ｓ−４）。このとき、アンテナ１１は、無線波強度を最小レベルに下げたことにより、ＩＣカード２０の検出が一時的にできなくなる。
【００３５】
次に、制御部１５は、無線波強度を連続的に上げていくように増幅部１２を制御する（Ｓ−５）。そして、アンテナ１１が再度ＩＣカード２０を検出した時（Ｓ−６）、その無線波強度で固定化するように増幅部１２を制御する（Ｓ−７）。
【００３６】
さらに固定化された無線波強度でＩＣカード２０と信号の送受信を行ってデータ通信を行うように制御を行う（Ｓ−８）。
【００３７】
（第２の実施の形態）
図３を参照して、本発明を適用した第２のリーダライタの実施の形態について詳細に説明する。
【００３８】
なお、本発明の第２のリーダライタは、図１に示すリーダライタと同様の内部構成である。なお、第２のリーダライタの説明については、前述の図１の説明で説明された符号と同じ符号のものの説明及びそれに関連する説明について省略されている場合があるが、特に説明がない限りは前述の図１の説明と同じである。
【００３９】
本発明の第２のリーダライタは、制御部１５で下記の無線波強度調整の制御を行う。
【００４０】
制御部１５は、通信範囲Ａ内にＩＣカード２０が入り、ＩＣカード２０を検出したというアンテナ１１で受信した情報に基づいて、一旦無線波の強度を最小レベルの強度に下げるように増幅部１２を制御する。
【００４１】
さらに、制御部１５は、増幅部１２で無線波強度を段階的に上げていく制御を行う。そして、アンテナ１１により再度ＩＣカード２０を検出したという情報を得て無線通信可能となったら、その無線波強度で固定する制御を行う。なお、このとき、増幅部１２で段階的に無線波強度を上げていくが、このときの無線波強度の段階としては、一段階の無線波強度差ではＩＣカード２０に余剰の誘起起電力等による負担がかからない程度の間隔にしておくことはいうまでもない。これは、段階的に上げていく無線波強度の間隔をあまり大きく設定すると、ＩＣカード内のＩＣチップが余剰の誘起起電力からの熱エネルギーによって破損してしまう場合があるからであり、本発明の効果を十分に得ることができない場合があるからである。
【００４２】
本発明の第２のリーダライタは、ＩＣカード２０を検出した後に無線波強度を一旦最小レベルにしてから再度無線波強度を段階的に上昇させ、無線通信可能な無線波強度の段階で固定する無線波強度調整を行う制御をすることにより、無線波強度を通信可能範囲内でなるべく小さくしてからＩＣカード２０と無線通信を行うことができるので、無線通信するＩＣカードの種類によらず、ＩＣカードに負担をかけずに安定して無線通信することができる。さらに、新たにリーダライタに無線波の強度を受信する無線波強度受信部等を設けることなく、シンプルな装置構成で無線通信することができる。
【００４３】
本発明の第２のリーダライタは、上述した制御部１５の制御による無線波強度調整及び無線通信に要するトータル時間がＩＣカード２０が通信範囲Ａ内に存在する時間より短いことがよく、制御部１５の制御による無線波強度の調整及び無線通信に要するトータルの時間が０．５秒以下であることが好ましい。さらに好ましくは、０．１秒以下である。このようにできるだけ短時間のうちに無線波強度の調整及び無線通信を行うことで、ＩＣカード２０の無線通信中の移動に影響されず、より安定して無線波通信を行うことができる。
【００４４】
また、本発明の第２のリーダライタは、アンテナ１１でＩＣカード２０を検出するまでの段階において、制御部１５は、アンテナ１１でＩＣカード２０を検出するまでは、無線波強度を最小レベルから最大レベルまで段階的に上げていき、最大レベルまで達したら最小レベルに戻し、再度、最大レベルまで段階的に上げていくという動作を繰り返し行うように増幅部１２を制御することが好ましい。
【００４５】
本発明の第２のリーダライタは、このような制御を行うことによって、無線波強度を最大レベルにして通信範囲Ａを最大としたままでＩＣカード２０の検出を行う場合に比べ、少ない消費電力量でＩＣカード２０の検出を行うことができ、リーダライタのランニングコストを低減させ、低コスト化を図ることができる。
【００４６】
本発明の第２のリーダライタは、万が一、ＩＣカード２０を検出した後に無線波強度を一旦最小レベルにしてから再度無線波強度を上げている最中にＩＣカード２０が通信範囲Ａ外に移動してしまい、再度ＩＣカード２０を検出することができないという事態が生じたとしても、無線波強度を最大レベルまで上げて、その後に最小レベルに戻し、再度、最大レベルまで連続的に上げていくという動作を繰り返し行う制御を行い、再度ＩＣカード２０を検出して強度の調整を行うことができるようにすることが好ましい。
【００４７】
本発明の第２のリーダライタの制御法をさらに説明する。図３は、リーダライタの制御を説明するフローチャートである。なお、ここでのリーダライタの制御は、無線波強度を５段階として制御を行っているがこれに限られるものではない。
【００４８】
制御部１５は、ＩＣカード２０をアンテナ１１で検出するまでは、無線波強度をパワー段階１（最小レベル）からパワー段階５（最大レベル）まで段階的に上げていき、パワー段階５まで達したら、パワー段階１に戻して再度パワー段階５まで段階的に上げていくことを繰り返し行うように増幅部１２を制御する（Ｓ−１１〜Ｓ−２０）。
【００４９】
制御部１５は、アンテナ１１がＩＣカード２０を検出したら、一旦無線波強度をパワー段階１とするように増幅部１２を制御する（Ｓ−１２、Ｓ−１４、Ｓ−１６、Ｓ−１８、Ｓ−２０）。このとき、アンテナ１１は、無線波強度をパワー段階１としたことにより、ＩＣカード２０の検出が一時的にできなくなる。
【００５０】
次に、制御部１５は、パワー段階を段階的に上げていくように増幅部１２を制御する（Ｓ−２２）。そして、アンテナ１１が再度ＩＣカード２０を検出した時、その無線波のパワー段階で固定するように増幅部１２を制御する（Ｓ−２３、Ｓ−２４）。
【００５１】
さらに、固定されたパワー段階の無線波強度の下でＩＣカード２０と信号の送受信をしてデータ通信を行うように制御する（Ｓ−２５）。
【００５２】
【発明の効果】
本発明により、無線通信するＩＣカードの種類によらず、シンプルな装置構成として低コストでＩＣカードに負担をかけずに安定して無線通信することができるリーダライタを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリーダライタの一例の内部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１のリーダライタの制御を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の第２のリーダライタの制御を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１１  アンテナ
１２  増幅部
１３  整合回路
１４  変調／復調回路
１５  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004185186.tif 000005