(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣカードのループアンテナを介して、所定の変復調方式に基づく搬送電力の送信とデータの授受を非接触にて行う複数の非接触型ＩＣカード用リーダライタと、該リーダライタと異なる方式のリーダライタ間の干渉防止方法において、
前記各リーダライタの上位機器との認証動作の完了後、前記複数のリーダライタの何れか一つのリーダライタの電波を発射し、該リーダライタに前記非接触ICカードからの応答が無いか、若しくは該非接触ICカードとの通信が終了すると、該リーダライタの電波を停止する一連動作を行い、続けて前記一連動作を完了した前記リーダライタ以外のリーダライタに対して前記一連動作を繰り返すように制御し、全てのリーダライタが前記一連動作が終了するまで繰り返すことを特徴とするリーダライタの干渉防止方法。
【請求項２】
前記両リーダライタから交互に発射される電波の発射時間は、通信が成立するのに必要充分な時間であることを特徴とする請求項１記載のリーダライタの干渉防止方法。
【請求項３】
前記異なる方式のリーダライタは、カードの挿入により該リーダライタが選択されたことを認識するリーダライタであることを特徴とする請求項１記載のリーダライタの干渉防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リーダライタの干渉防止方法に関し、さらに詳しくは、非接触型ＩＣカード用リーダライタと、異なる方式のリーダライタ間の干渉防止方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＩＣカードと呼ばれる新しい情報記録媒体が、市場に広く出回っている。ＩＣカードは、クレジットカード、銀行カード、ポイントカード等のカード状あるいはシート状の形状を備え、カード内にＩＣ（Integrated Circuit）が組み込まれているものを総称した名称である。その中で非接触型ＩＣカードは、鉄道の乗降時に使用される定期券として、現在の磁気カード方式に代わり採用することが検討されている。さらに、官公庁では、省資源ならびに環境問題に鑑み、ペーパーレス化を推進する意味と、省力化を実現する一環として、ＩＴ(Information Technology)化が強力に推し進められており、特に、福祉や公共施設の利用、各種証明書交付など、国、地方自治体の幅広い行政サービスに効率的に使えるカードとして、ＩＣカード化の動きが出てきている。
特に、前記した非接触ＩＣカードは、データのやり取りを電波で行うため、改札口通過の際に、一々定期券を取り出す必要がなく、定期入れや鞄等の中からでも情報交換できるため、利便性が大きく向上するものと期待され、従来の記録媒体に代わるものとして注目されている。しかしまだ、過渡的な段階として、従来から使用されている１回券と呼ばれるカード用のリーダライタが、前記非接触ＩＣカード用リーダライタと近接して使われている。
【０００３】
図７は、従来の前記１回券と呼ばれるカード用のリーダライタが、前記非接触ＩＣカード用リーダライタと近接して使われている場合の動作フローチャートである。例えば、ここでは非接触ＩＣカード用リーダライタをリーダライタＡ、１回券カード用のリーダライタをリーダライタＢとする。まず、図示しない上位機器とリーダライタＡ、Ｂが認証動作を行う（ステップＳ６０）。次に、リーダライタＡの電波を発射する（ステップＳ６１）。続いてリーダライタＢの電波を発射する（ステップＳ６２）。次に、リーダライタＡにレスポンスがあるかを見て（ステップＳ６３）、ＹＥＳであれば、カードＡの通信を行い（ステップＳ６４）、通信完了を判断する（ステップＳ６５）。ＮＯであれば、ステップＳ６３に戻り、ＹＥＳであれば、ステップＳ６１に戻る。ステップＳ６３でＮＯであれば、リーダライタＢにレスポンスがあるかを見て（ステップＳ６６）、ＹＥＳであれば、カードＢの通信を行い（ステップＳ６７）、通信完了を判断する（ステップＳ６８）。ＮＯであれば、ステップＳ６６に戻り、ＹＥＳであれば、ステップＳ６２に戻る。ステップＳ６６でＮＯであれば、ステップＳ６１に戻る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、非接触ＩＣカードは、データのやり取りを電波で行うため、利便性が高い反面、その信頼性も高く要求される。つまり、外来ノイズによるデータの誤認識や、異なるタイプのＩＣカードによる操作性の悪化を極力抑えなければならない。しかし、図７のように１回券のカードリーダと非接触型ＩＣカードとが近接して設置された改札機の場合、両方のリーダライタから電波が常に発射されているため、相互の電波による干渉やその他のノイズによる誤動作が問題となる。
本発明は、かかる課題に鑑み、方式の異なるリーダライタが近接して設置されていても、相互に干渉しない方法により信頼性の高い安価なリーダライタを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１の発明は、ＩＣカードのループアンテナを介して、所定の変復調方式に基づく搬送電力の送信とデータの授受を非接触にて行う複数の非接触型ＩＣカード用リーダライタと、該リーダライタと異なる方式のリーダライタ間の干渉防止方法において、前記各リーダライタの上位機器との認証動作の完了後、前記複数のリーダライタの何れか一つのリーダライタの電波を発射し、該リーダライタに前記非接触ICカードからの応答が無いか、若しくは該非接触ICカードとの通信が終了すると、該リーダライタの電波を停止する一連動作を行い、続けて前記一連動作を完了した前記リーダライタ以外のリーダライタに対して前記一連動作を繰り返すように制御し、全てのリーダライタが前記一連動作が終了するまで繰り返すことを特徴とする。
両リーダライタから交互に電波を発射して、その都度応答の有無を確認して何れか一方が選択された場合、該選択されたリーダライタの通信が完了若しくは終了するまで、選択されない他方のリーダライタの電波を停止する。かかる発明によれば、両リーダライタから交互に電波を発射するので、相互にノイズによる影響を回避し、信頼性の高い通信を実現できる。
また、請求項２の発明は、前記両リーダライタから交互に発射される電波の発射時間は、通信が成立するのに必要充分な時間であることも本発明の有効な手段である。電波の発射継続時間は、できるだけ長いほうがそれを捕捉する確率が高くなる。しかし、あまり長いとアクセスタイムに影響を与え利用者の利便性を悪くする。従って、両者を満足する時間に決められるのが好ましい。かかる技術手段によれば、交互に発射される電波の発射時間は、通信が成立するのに必要充分な時間であるので、アクセスタイムと利便性を損なうことなく通信を行える。
また、請求項３の発明は、前記異なる方式のリーダライタは、カードの挿入により該リーダライタが選択されたことを認識するリーダライタであることも本発明の有効な手段である。
非接触ＩＣカード用リーダライタと近接して設置されるリーダライタは、カードを挿入することによりセンサが働き、それにより以後の動作が進行するリーダライタである。従って、カードが挿入されるまで主電源を停止したり、電波を停止していても動作に影響を与えない。かかる技術手段によれば、カードの挿入により該リーダライタが選択されたことを認識するので、電波や主電源を停止した状態で待機できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明の一実施形態のＩＣカード用リーダライタの構成を示すブロック図である。このＩＣカード用リーダライタ１００の構成は、外部にありリーダライタ１００に対してデータの授受を行ってシステム全体を制御するコンピュータ５０と、外部のコンピュータ５０とのデータの通信プロトコルを司る送受信装置１と、リーダライタ１００全体の動作を制御する制御装置２と、制御装置２を動作させる手順を記録したファームウェアと複数の複変調方式を格納するメモリ装置３と、制御装置２からのデータを搬送波に乗せて変調する変調器４と、操作コマンドを入力する入力装置５と、制御装置２からの情報を表示する表示装置６と、制御装置２からの交流信号である電力供給用信号と変調器４からの書き込みコマンドを電力増幅する電力増幅器７と、ループアンテナ９から受信した搬送波から２値化データに変換する検波復調器８と、図示しないＩＣカードとの電力用搬送波とデータの授受をするループアンテナ９と、乱数表を有し、その乱数表から乱数を発生する乱数発生装置１０から構成されている。
次に、本構成によるリーダライタ１００の動作を説明する前に、対を成すＩＣカードの構成を先に説明しておく。図２は、本発明の実施形態の非接触型ＩＣカードの構成を示すブロック図である。実施形態の非接触型ＩＣカード２００の構成は、前記リーダライタ１００からの電力用搬送波によりデータの授受をするループアンテナ２０と、書き込みコマンド読み出しコマンドを生成する送受信回路２１と、ループアンテナ２０からの電力用搬送波を受け、それを整流して直流電力に変換する電力生成回路２２と、制御用ファームウェアとデータの一時記憶を司るメモリ装置２３と、制御回路２６からの送信コマンドに搬送波を乗せて変調する変調器２４と、送受信回路２１からの搬送波データから２値化データに変換する検波器２５と、ＩＣカード２００の全体の動作を制御する制御回路２６から構成されている。
【０００９】
次に、図１と図２を併せて参照してそれぞれ単独の動作について説明する。リーダライタ１００は、図示しない電源が入れられると制御装置２のイニシャル動作後、メモリ装置３に記憶されたプログラムに従い動作を開始する。まず、図３（ａ）に示すシーケンスにより上位機器５０との初期化が行われる（詳細は後述）。次に、制御装置２は、ＩＣカード２００に供給する電力供給用信号と、ポーリング信号を交互に電力増幅器７から送信する。その信号は、ループアンテナ９から電磁波として外部に放射される。例えば、ＩＳＯ１４４４３タイプＢでは、中心搬送周波数１３．５６ＭＨｚ±７ＫＨｚ、ＡＭ変調度１０％、変調方式ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）、符号化方式はＮＲＺ−Ｌ、通信速度が１０６ｋｂ／ｓで行われる。次に、ＩＣカード２００がリーダライタ１００に近接すると、ループアンテナ２０が電力供給用信号を受信し、電力生成回路２２によりその搬送波を整流して直流電力に変換して、カード内の全ての回路に供給する。電力を供給されて制御回路２６が駆動すると、メモリ装置２３に格納されたプログラムに従って、制御を開始する。ＩＣカード２００は前記と同じ規格に従えば、通信方式は、負荷変動方式、リーダライタとの通信関係は、リーダライタ１００からの固有の呼び出しコードを認識して初めて返信する。また、副搬送波は中心搬送波の１／１６の８４７．５ｋＨｚ、変調方式は副搬送波のＡＳＫ、符号化方式はＮＲＺ−Ｌ方式、通信速度は１０６ｋｂ／ｓである。
次に、制御回路２６は、まず送受信回路２１からコマンドを検波器２５で復調して２値化信号に変換し、そのコマンドを解析する。その結果自分が呼び出されていることを認識すると、レスポンスを変調器２４により変調して送受信回路２１を介してループアンテナ２０から送信する。
このレスポンスをリーダライタ１００がループアンテナ９で受信して、検波復調器８で２値化コードに変換し、制御回路２により解析してＩＣカード２００が規格に合致したカードであると認識する。それにより、以後リーダライタ１００とＩＣカード２００の間でポーリングが行われる。
【００１０】
【実施例】
次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。図３は、本発明の第１の実施例の動作を説明するフローチャートである。図１、２と併せて参照しながら説明する。以下から非接触ＩＣカード用リーダライタをリーダライタＡ、１回券カード用のリーダライタをリーダライタＢとする。まず、図示しない上位機器とリーダライタＡ、Ｂが認証動作を行う（ステップＳ１）（詳細は後述する）。次に、リーダライタＡの電波を発射する（ステップＳ２）。続いてリーダライタＢの電波を停止する（ステップＳ３）。次に、リーダライタＡにレスポンスがあるかを見て（ステップＳ４）、ＹＥＳであれば、カードＣの通信を行い（ステップＳ５）、通信完了を判断し（ステップＳ６）、ＮＯであれば、ステップＳ４に戻り、ＹＥＳであれば、ステップＳ２に戻る。ステップＳ４でＮＯであれば、リーダライタＢにレスポンスがあるかを見て（ステップＳ７）、ＹＥＳであれば、リーダライタＡの電波を停止し（ステップＳ８）、リーダライタＢの電波を発射して（ステップＳ９）、カードＢの通信を行い（ステップＳ１０）、通信完了を判断する（ステップＳ１１）。ここでＮＯであれば、ステップＳ７に戻り、ＹＥＳであれば、ステップＳ２に戻る。ステップＳ７でＮＯであれば、ステップＳ２に戻る。
【００１１】
図４は、本発明の第２の実施例の動作を説明するフローチャートである。図１、２と併せて参照しながら説明する。まず、図示しない上位機器とリーダライタＡが認証動作を行う（ステップＳ２０）（詳細は後述する）。次に、リーダライタＡの電波を発射する（ステップＳ２１）。次に、リーダライタＡにレスポンスがあるかを見て（ステップＳ２２）、ＹＥＳであれば、カードＣの通信を行い（ステップＳ２３）、通信完了を判断し（ステップＳ２４）、ＮＯであれば、ステップＳ２２に戻り、ＹＥＳであれば、ステップＳ２１に戻る。続いてリーダライタＢにレスポンスがあるかを見て（ステップＳ２５）、ＮＯであれば、ステップＳ２１に戻り、ＹＥＳであれば、リーダライタＡの電波を停止し（ステップＳ２６）、リーダライタＢの電源を投入し（ステップＳ２７）、図示しない上位機器とリーダライタＢが認証動作を行う（ステップＳ２８）（詳細は後述する）。次に、リーダライタＢの電波を発射して（ステップＳ２９）、カードＢの通信を行い（ステップＳ３０）、通信完了を判断する（ステップＳ３１）。ここでＮＯであれば、ステップＳ２９に戻り、ＹＥＳであれば、リーダライタＢの電源を停止し（ステップＳ３２）、ステップＳ２１に戻る。
【００１２】
図５は、本発明の第３の実施例の動作を説明するフローチャートである。図１、２と併せて参照しながら説明する。まず、図示しない上位機器とリーダライタＡ、Ｂが認証動作を行う（ステップＳ４０）（詳細は後述する）。次に、リーダライタＡの電波を発射する（ステップＳ４１）。次に、リーダライタＡにレスポンスがあるかを見て（ステップＳ４２）、ＹＥＳであれば、カードＣの通信を行い（ステップＳ４７）、通信完了を判断し（ステップＳ４８）、ＮＯであれば、ステップＳ４２に戻り、ＹＥＳであれば、ステップＳ４３に進む。続いてリーダライタＡの電波を停止し（ステップＳ４３）、リーダライタＢの電波を発射して（ステップＳ４４）、リーダライタＢにレスポンスがあるかを見て（ステップＳ４５）、ＹＥＳであれば、カードＢの通信を行い（ステップＳ４９）、通信完了を判断する（ステップＳ５０）。ここでＮＯであれば、ステップＳ４５に戻り、ＹＥＳであれば、ステップＳ４６に戻る。ステップＳ４５でＮＯであれば、リーダライタＢの電波を停止して（ステップＳ４６）、ステップＳ４１に戻る。
【００１３】
図６（ａ）はリーダライタの初期化シーケンスの図であり、図６（ｂ）はＣタイプカードの処理シーケンスの図である。以下、全ての実施例では方式がＢ、Ｃの２種類の場合について説明する。図６（ａ）を参照してリーダライタの初期化シーケンスを説明する。まず、リーダライタ１００を初期化するため、上位機器５０からアテンション・コマンド(Attention Command)１を送信する。リーダライタ１００はそのコマンドを受信すると、アテンション・レスポンス(Attention Response)２を返送する。その信号を受信すると所望のリーダライタである旨の認証コマンド（１）(Authentication1)３を送信し、そのレスポンス認証コマンド（１）レスポンス４を返す。続いて、認証コマンド（２）(Authentication1)５を送信し、そのレスポンス認証コマンド（２）レスポンス６を返す。この一連の動作によりリーダライタ１００が認証される。
次に、図６（ｂ）を参照してＣタイプカードの処理シーケンスについて説明する。まず、上位機器５０からタイプＢ、Ｃ用のポーリング１０を送信する。リーダライタ１００はそのコマンドを受信すると、ポーリングＢ１１とポーリングＣ１２を交互にＣタイプのＩＣカード２００ａに送信する。ＩＣカード２００ａは交互に送られたポーリングを順次受信して、あるタイミングでポーリングＣ１２を受信するとポーリングＣレスポンス１３をリーダライタ１００に返送する。リーダライタ１００はその信号を受信してＩＣカード２００ａがＣタイプであることを認識すると同時に、上位機器５０にポーリングＣレスポンス１４を返送する。上位機器５０がこのレスポンスを受信すると、以後、上位機器５０とリーダライタ１００との間の通信は、図示しないパケット構成で行われる。
【００１４】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、請求項１は、両リーダライタから交互に電波を発射するので、相互にノイズによる影響を回避し、信頼性の高い通信を実現できる。
請求項２は、交互に発射される電波の発射時間は、通信が成立するのに必要充分な時間であるので、アクセスタイムと利便性を損なうことなく通信を行える。
請求項３は、カードの挿入により該リーダライタが選択されたことを認識するので、電波や主電源を停止した状態で待機できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のＩＣカード用リーダライタの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の非接触型ＩＣカードの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施例の動作を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施例の動作を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の第３の実施例の動作を説明するフローチャートである。
【図６】（ａ）はリーダライタの初期化シーケンスの図、（ｂ）はＣタイプカードの処理シーケンスの図である。
【図７】従来例の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１  送受信装置、２  制御装置、３  メモリ装置、４  変調器、５  入力装置、６  表示装置、７  電力増幅器、８  検波復調器、９  ループアンテナ、１０乱数発生装置、５０  コンピュータ、１００  リーダライタ。
【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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【図６】
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【図７】
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