(57)【要約】【課題】通信性能の異なる各種メーカにより製造された無線通信媒体の性能を有効利用した無線通信が可能な無線通信装置を提供すること。【解決手段】無線通信装置は、レスポンス要求信号を送信する送信手段（１１、１２ａ）と、レスポンス要求信号に対応して無線通信媒体から送信されるレスポンスを受信する受信手段（１１、１２ｂ）と、レスポンスの受信信号レベルを検出する検出手段（１３）と、媒体の種別毎の受信信号の閾値信号レベルを記憶する記憶手段（１６）と、レスポンスに含まれる媒体種類情報及び記憶された媒体の種別毎の受信信号の閾値信号レベルに基づき、レスポンスの送信先の媒体に対して情報の書き込みが可能な閾値信号レベルを設定し、レスポンスの受信信号レベルが閾値信号レベル以上であればレスポンス送信先の媒体に対して情報の書き込みを開始する制御手段（１５）とを備えている。【選択図】      図１
2005117153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信媒体と無線通信する無線通信装置であって、
無線通信媒体に対してレスポンスを要求するレスポンス要求信号を送信する送信手段と、
前記送信手段により送信された前記レスポンス要求信号に対応して無線通信媒体から送信されるレスポンスを受信する受信手段と、
前記レスポンスの受信信号レベルを検出する検出手段と、
無線通信媒体の種別を示す媒体種別情報に関連付けられた媒体の種別毎の受信信号の閾値信号レベルを記憶する記憶手段と、
前記レスポンスに含まれる無線通信媒体の種類を示す媒体種類情報、及び前記記憶手段に記憶された媒体種別情報に関連付けられた種別毎の受信信号の閾値信号レベルに基づき、前記レスポンスの送信先である無線通信媒体に対して情報の書き込みが可能な閾値信号レベルを設定し、前記検出手段により検出された前記レスポンスの受信信号レベルが前記閾値信号レベル以上であることを条件として、前記レスポンスの送信先である無線通信媒体に対して所定の情報の書き込みを開始する制御手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記レスポンスの受信信号レベルが前記閾値信号レベル未満である場合には書き込み処理に移行せずに、前記送信手段により再び前記レスポンス要求信号を送信し、前記受信手段により再び受信される前記レスポンスが前記閾値信号レベル以上になるのを待って、前記レスポンスの送信先である無線通信媒体に対して所定の情報の書き込みを開始することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
無線通信媒体との無線通信に適用可能な無線通信方法であって、
無線通信媒体に対してレスポンスを要求するレスポンス要求信号を送信し、
前記レスポンス要求信号に対応して無線通信媒体から送信されるレスポンスを受信し、
前記レスポンスの受信信号レベルを検出し、
前記レスポンスに含まれる無線通信媒体の種類を示す媒体種類情報、及び予め記憶された媒体種別情報に関連付けられた種別毎の受信信号の閾値信号レベルに基づきに、前記レスポンスの送信先である無線通信媒体に対して情報の書き込みが可能な閾値信号レベルを設定し、
前記レスポンスの受信信号レベルが前記閾値信号レベル以上であることを条件として、前記レスポンスの送信先である無線通信媒体に対して所定の情報の書き込みを開始する、
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項４】
前記レスポンスの受信信号レベルが前記閾値信号レベル未満である場合には書き込み処理に移行せずに、再び前記レスポンス要求信号を送信し、再び受信される前記レスポンスが前記閾値信号レベル以上になるのを待って、前記レスポンスの送信先である無線通信媒体に対して所定の情報の書き込みを開始することを特徴とする請求項３に記載の無線通信方法。
【請求項５】
無線通信装置と無線通信可能な無線通信媒体であって、
本媒体の種別を示す媒体種別情報を記憶する記憶手段と、
前記無線通信装置から送信されるレスポンスを要求するレスポンス要求信号を受信する受信手段と、
前記レスポンス要求信号に対応して前記無線通信装置に対して、前記記憶手段に記憶された前記媒体種別情報を含むレスポンスを送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信媒体（無線ＩＣカード）と通信する無線通信装置及び無線通信媒体との無線通信に適用可能な無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報の安全性と携帯の利便性の面から非接触で利用可能な無線ＩＣカードの普及が進んでおり、このような非接触情報送受信に関する各種提案がなされている（特許文献１参照）。
【０００３】
例えば無線ＩＣカードは、乗車券媒体として利用されている。鉄道などの駅には、改札処理の省力化を目的として、自動改札装置が導入されている。以前は、自動改札装置は、入場券、プリペイドカード、定期券、普通乗車券などの磁気券を受け取り、磁気券に記録された乗車情報を読み取り、改札判定を行なっていた。しかし近年では、自動改札装置は、無線カードリーダライタを搭載し、上記した磁気券に替わる無線ＩＣカードに基づく改札処理が可能となっている。
【特許文献１】特開２０００−３６０１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、無線ＩＣカードは様々なメーカにより製造されており、無線カードリーダライタは各種メーカにより製造された通信性能の異なる無線ＩＣカードとの通信を可能にしなければならない。
【０００５】
例えば、無線ＩＣカードが安定して通信できる通信範囲は、無線ＩＣカードの製造メーカ毎に違いがある。このため、無線カードリーダライタは、最も通信範囲が狭いＩＣカードと通信が可能なように通信範囲を設定しなければならなかった。これにより、比較的通信範囲が広いＩＣカードであっても、その恩恵を受けることができなかった。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであり、通信性能の異なる各種メーカにより製造された無線通信媒体の性能を有効利用した無線通信が可能な無線通信装置及び無線通信方法を提供することにある。また、この無線通信方法で適用可能な無線通信媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の無線通信装置、無線通信方法、及び無線通信媒体は、以下のように構成されている。
【０００８】
（１）この発明の無線通信装置は、無線通信媒体に対してレスポンスを要求するレスポンス要求信号を送信する送信手段と、前記送信手段により送信された前記レスポンス要求信号に対応して無線通信媒体から送信されるレスポンスを受信する受信手段と、前記レスポンスの受信信号レベルを検出する検出手段と、無線通信媒体の種別を示す媒体種別情報に関連付けられた媒体の種別毎の受信信号の閾値信号レベルを記憶する記憶手段と、前記レスポンスに含まれる無線通信媒体の種類を示す媒体種類情報、及び前記記憶手段に記憶された媒体種別情報に関連付けられた種別毎の受信信号の閾値信号レベルに基づき、前記レスポンスの送信先である無線通信媒体に対して情報の書き込みが可能な閾値信号レベルを設定し、前記検出手段により検出された前記レスポンスの受信信号レベルが前記閾値信号レベル以上であることを条件として、前記レスポンスの送信先である無線通信媒体に対して所定の情報の書き込みを開始する制御手段とを備えている。
【０００９】
（２）この発明の無線通信方法は、無線通信媒体に対してレスポンスを要求するレスポンス要求信号を送信し、前記レスポンス要求信号に対応して無線通信媒体から送信されるレスポンスを受信し、前記レスポンスの受信信号レベルを検出し、前記レスポンスに含まれる無線通信媒体の種類を示す媒体種類情報、及び予め記憶された媒体種別情報に関連付けられた種別毎の受信信号の閾値信号レベルに基づきに、前記レスポンスの送信先である無線通信媒体に対して情報の書き込みが可能な閾値信号レベルを設定し、前記レスポンスの受信信号レベルが前記閾値信号レベル以上であることを条件として、前記レスポンスの送信先である無線通信媒体に対して所定の情報の書き込みを開始する。
【００１０】
（３）この発明の無線通信媒体は、本媒体の種別を示す媒体種別情報を記憶する記憶手段と、前記無線通信装置から送信されるレスポンスを要求するレスポンス要求信号を受信する受信手段と、前記レスポンス要求信号に対応して前記無線通信装置に対して、前記記憶手段に記憶された前記媒体種別情報を含むレスポンスを送信する送信手段とを備えている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、通信性能の異なる各種メーカにより製造された無線通信媒体の性能を有効利用した無線通信が可能な無線通信装置及び無線通信方法を提供できる。また、この無線通信方法で適用可能な無線通信媒体を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、この発明の一例に係る無線ＩＣカードリーダ／ライタ（無線通信装置）の概略構成を示す図である。図１に示すように、無線ＩＣカードリーダ／ライタは、アンテナ１１、送受信部１２、検波部１３、Ａ／Ｄコンバータ１４、制御部１５、及び記憶部１６を備えている。また、送受信部１２は、送信部１２ａ及び受信部１２ｂを備えている。
【００１４】
アンテナ１１は、無線ＩＣカードＣとの間で電波の送受信を担う。送信部１２ａは、制御部１５の送信制御に基づき無線ＩＣカードＣに対して送信する送信信号を変調し、アンテナへ供給する。受信部１２ａは、アンテナ１１を介して受信された受信信号を復調し、制御部１５へ供給する。検波部１３は、アンテナ１１を介して受信された受信信号を検波する。例えば、検波部１３は、受信信号の信号レベルを検出する。検波部１３による検波結果、例えば受信信号の信号レベルは、Ａ／Ｄコンバータ１４によりＡ／Ｄ変換され、制御部１５へ供給される。
【００１５】
記憶部１６は、無線ＩＣカードＣの種類を示すカード種類情報、及びカード種類情報に対応した通信性能を示す通信性能情報を記憶する。無線ＩＣカードＣの種類を示すカード種類情報としては、例えば製造メーカコードと製造コードがある。通信性能を示す通信性能情報としては、受信信号レベル（無線ＩＣカードから送信されてくる信号を受信したときの信号レベル）の下限値を示す閾値信号レベルがある。つまり、記憶部１６は、無線ＩＣカードＣの種類毎に最低限必要な受信信号レベルを記憶する。
【００１６】
図２は、この発明の一例に係る無線ＩＣカード（無線通信媒体）の概略構成を示す図である。図２に示すように、無線ＩＣカードＣは、アンテナ２１、送受信部２２、整流部２３、蓄電池２４、制御部２５、及び記憶部２６を備えている。また、送受信部２２は、送信部２２ａ及び受信部２２ｂを備えている。
【００１７】
アンテナ２１は、無線ＩＣカードリーダ／ライタとの間で電波の送受信を担う。送信部２２ａは、制御部２５の送信制御に基づき無線ＩＣカードリーダ／ライタに対して送信する送信信号を変調し、アンテナへ供給する。受信部２２ａは、アンテナ２１を介して受信された受信信号を復調し、制御部２５へ供給する。整流部２４は、アンテナ２１を介して受信された充電電波を整流して電気エネルギに変換し、この電気エネルギを蓄電池２５へ送るものである。蓄電池２５は、整流部２４から送られる電気エネルギを蓄積（充電）し、カードの各部に動作電源を供給する。記憶部２４は、本無線ＩＣカードの種類を示す種類情報を記憶する。無線ＩＣカードＣの種類を示す種類情報としては、例えば製造メーカコードと製造コードがある。
【００１８】
無線ＩＣカードリーダ／ライタは、ポーリングと呼ばれる通信方式により無線ＩＣカードＣと通信する。まず、無線ＩＣカードリーダ／ライタの制御部１５は、送信部１２ａ及びアンテナ１１により、無線ＩＣカードＣに対してレスポンスを要求するレスポンス要求信号（ポーリング）を送信する。無線ＩＣカードＣは、アンテナ２１を介して、無線ＩＣカードリーダ／ライタからのレスポンス要求信号（ポーリング）を受けて、整流部２４によりこのレスポンス要求信号から電力が生成され、生成された電力が蓄電池２５へ蓄積され、蓄電池２５に蓄積された電力が各部へ供給される。また、無線ＩＣカードＣは、受け取ったレスポンス要求信号（ポーリング）に対応して、無線ＩＣカードリーダ／ライタに対してレスポンスを返す。このレスポンスは、無線ＩＣカードＣの記憶部２４に記憶された本無線ＩＣカードの種類を示すカード種類情報が含まれる。無線ＩＣカードリーダ／ライタは、アンテナ１１及び受信部１２ｂにより、無線ＩＣカードＣから送信されるレスポンスを受信し、所定の無線ＩＣカードＣを確認するとともに、この所定の無線ＩＣカードＣと実際のデータの送受信（一連処理）を行なう。
【００１９】
ここで注意すべき点は、図３に示すように、無線ＩＣカードＣによるポーリング受信可能領域と一連処理受信可能領域とが異なる点である。つまり、ポーリングにより無線ＩＣカードＣで電力が生成可能になる通信距離と、無線ＩＣカードＣに対して情報の書き込みが可能になる通信距離とは異なり、電力が生成可能となっても実際に情報が書き込めないことがある。なお、ポーリング受信可能領域内ではポーリングの受信のみが可能であり実際の情報の書き込みはできないが、一連処理受信可能領域内では実際の情報の書き込みが可能で且つポーリングの受信も可能である。
【００２０】
また、ポーリング受信可能領域と一連処理受信可能領域は、無線ＩＣカードＣの種類によってバラバラである。例えば、ある製造メーカの無線ＩＣカードＣは無線ＩＣカードリーダ／ライタのアンテナに十分に近づかないとポーリングが受信できなかったり、また別の製造メーカの無線ＩＣカードＣは無線ＩＣカードリーダ／ライタのアンテナに十分に近づかないとポーリングに対して十分なレスポンスが返せなかったり、また別の製造メーカの無線ＩＣカードＣは無線ＩＣカードリーダ／ライタのアンテナから比較的離れていてもポーリングを受信できたり、また別の製造メーカの無線ＩＣカードＣは無線ＩＣカードリーダ／ライタのアンテナから比較的離れていてもポーリングに対して十分なレスポンスが返せたりする。
【００２１】
さらに言うと、ある製造メーカの無線ＩＣカードＣは無線ＩＣカードリーダ／ライタのアンテナに十分に近づいて受信信号から５Ｖ程度の電力が生成されないとデータが書き込めなかったり、別の製造メーカの無線ＩＣカードＣは無線ＩＣカードリーダ／ライタのアンテナから比較的離れていて３Ｖ程度の電力が生成されればデータが書き込めたりする。
【００２２】
上記したように、無線ＩＣカードＣの種類によって送信能力及び受信能力はバラバラであり、無線ＩＣカードＣが安定して通信できる通信範囲（書き込み時に要求される電力）は、無線ＩＣカードの製造メーカ毎に違いがある。このため、無線ＩＣカードリーダ／ライタは、最も通信範囲が狭い無線ＩＣカードＣ（最も書き込み時に要求される電力が大きい無線ＩＣカードＣ）と通信が可能なように通信範囲を設定しなければならない。しかし、これにより、比較的通信範囲が広い無線ＩＣカード（書き込み時に要求される電力が小さい無線ＩＣカード）であっても、その恩恵を受けることができなくなってしまう。
【００２３】
そこで、この発明では、上記したように、無線ＩＣカードリーダ／ライタの記憶部１６が、無線ＩＣカードＣの種類を示すカード種類情報、及びカード種類情報に対応した通信性能を示す通信性能情報を記憶し、無線ＩＣカードＣからのレスポンスに含まれるカード種別情報に基づきこの無線ＩＣカードの通信性能を判別し、この無線ＩＣカードＣの通信性能に応じた通信範囲を設定することにより、この無線ＩＣカードＣの通信性能に応じた最適な通信が可能となる。
【００２４】
次に、図４に示すフローチャート及び図５に示すタイミングチャートを参照して、上記説明した無線ＩＣカードリーダ／ライタと無線ＩＣカードＣによる無線通信、つまりカードの種別毎の通信性能に応じた通信制御について説明する。
【００２５】
図４及び図５に示すように、無線ＩＣカードリーダ／ライタは、送信部１２ａ及びアンテナ１１により、無線ＩＣカードＣと通信するために、レスポンスを要求するレスポンス要求信号（ポーリング）を繰り返し送信する（ＳＴ１）。無線ＩＣカードＣは、アンテナ２１及び受信部２２ｂを介して、無線ＩＣカードリーダ／ライタから送信されるレスポンス要求信号（ポーリング）を受けると、無線ＩＣカードリーダ／ライタに対して自身の種別を示すカード種別情報を含むレスポンスを返す。
【００２６】
無線ＩＣカードリーダ／ライタは、アンテナ１１及び受信部１２ｂにより、無線ＩＣカードＣから送信されるレスポンスを受信すると（ＳＴ２、ＹＥＳ）、検波部１３が受信したレスポンスの受信信号レベルを検出する。同時に、制御部１５は、受信したレスポンスに含まれるカード種別情報、及び記憶部１６に記憶されたカード種別情報に関連付けられた種別毎の受信信号の閾値信号レベルに基づき、レスポンスの送信先である無線ＩＣカードに対して情報の書き込みが可能な閾値信号レベルを設定する（ＳＴ３）。
【００２７】
さらに、制御部１５は、設定された閾値信号レベルと実際の無線ＩＣカードＣからのレスポンスの受信信号レベルとを比較する（ＳＴ４）。比較の結果、無線ＩＣカードＣからのレスポンスの受信信号レベルが閾値信号レベル未満である場合には（ＳＴ４、ＮＯ）、実際の処理（情報の書き込み等）に移行せずに、レスポンス要求信号（ポーリング）を送信し（ＳＴ１）、再び受信されるレスポンス（ＳＴ２）が閾値信号レベル以上になるのを待って（ＳＴ４、ＹＥＳ）実際の処理に移行する。比較の結果、無線ＩＣカードＣからのレスポンスの受信信号レベルが閾値信号レベル以上である場合には（ＳＴ４、ＹＥＳ）、実際の処理に移行する。つまり、無線ＩＣカードＣに対する情報の書き込み等を開始する（ＳＴ５）。
【００２８】
以上説明したように、この発明によれば、無線ＩＣカードが、安定して書き込み等の実際の処理が可能になる距離まで無線ＩＣカードリーダ／ライタに近づいてから、書き込みが開始されるので、通信の安定化を図ることができる。また、カードの製造メーカやカードの型番等により書き込み距離に違いがある場合でも無線ＩＣカードが保持するカード種別情報に基づき閾値信号レベルが決定され、この閾値信号レベルをクリアしたか否かをチェックして実際の処理が開始されるので、カード毎に適した通信距離での通信が可能となる。さらに、無線ＩＣカードから送信される信号の受信レベルを監視することにより、無線ＩＣカードが無線ＩＣカードリーダ／ライタに近づいているのか、或いは遠ざかっているのかを無線ＩＣカードの挙動を知ることができる。このため、無線ＩＣカードが無線ＩＣカードリーダ／ライタから遠ざかっている場合は、通信を中断するなどの対策により通信の安定化を図ることができる。
【００２９】
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の一例に係る無線ＩＣカードリーダ／ライタ（無線通信装置）の概略構成を示す図である。
【図２】この発明の一例に係る無線ＩＣカード（無線通信媒体）の概略構成を示す図である。
【図３】無線ＩＣカードＣによるポーリング受信可能領域と一連処理受信可能領域との違いを説明するための図である。
【図４】無線ＩＣカードリーダ／ライタと無線ＩＣカードＣとの無線通信処理を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】無線ＩＣカードリーダ／ライタと無線ＩＣカードＣとの無線通信処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
１１…アンテナ、１２…送受信部、１２ａ…送信部、１２ｂ…受信部、１３…検波部、１４…Ａ／Ｄコンバータ、１５…制御部、１６…記憶部、２１…アンテナ、２２…送受信部、２３…整流部、２４…蓄電池、２５…制御部、２６…記憶部
【図１】
2005117153.tif 000003
【図２】
2005117153.tif 000004
【図３】
2005117153.tif 000005
【図４】
2005117153.tif 000006
【図５】
2005117153.tif 000007