(57)【要約】【課題】ＩＣカードに必要以上の電力を供給することなく、発熱を抑制し、かつ通信距離の拡大が可能な非接触型ＩＣカードリーダライタを提供する。【解決手段】送受信用コイルアンテナ１１に接近するＩＣカード２０に対し、前記送受信用コイルアンテナ１１から電波信号を送信して前記ＩＣカード２０とのデータ交換、および電源の供給を行う非接触型ＩＣカードリーダライタ１０であって、前記ＩＣカード２０との距離を検知し測定する距離検出用センサ部を有し、その検知した距離情報をもとに送信出力を増加または減少させる出力制御手段とを具備し、前記距離検出用センサ部は、赤外線を用いて距離を検出する赤外線センサ１２とする。【選択図】  図１
2005078102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルアンテナに接近する非接触型ＩＣカードに対し、前記コイルアンテナから電波信号を送信して前記非接触型ＩＣカードとのデータ交換、および電源の供給を行う非接触型ＩＣカードリーダライタであって、前記非接触型ＩＣカードとの距離を検知し測定する距離検出用センサ部を有し、前記検知した距離の情報をもとに送信出力を増加または減少させる出力制御手段とを具備することを特徴とする非接触型ＩＣカードリーダライタ。
【請求項２】
前記距離検出用センサ部は、赤外線を用いて距離を検出する赤外線センサであることを特徴とする請求項１に記載の非接触型ＩＣカードリーダライタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触型ＩＣカードリーダライタに関する。特に、非接触型ＩＣカードのＩＣモジュールに対して、高出力の電磁波の影響による発熱や破損などのダメージを軽減することが可能で、かつ通信距離を拡大可能な非接触型ＩＣカードリーダライタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
非接触型ＩＣカードリーダライタ（以下、リーダライタとする）は、アンテナ部に非接触型ＩＣカード（以下、ＩＣカードとする）をかざして、電波で情報の送受信を行うことにより、非接触でリード（データ読込み）、およびライト（データ書込み）動作を行う。この種のリーダライタは、キャリア周波数ｆ＝１３．５６ＭＨｚで動作し、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３に準拠した近接型、またはＩＳＯ／ＩＥＣ１５６９３に準拠した近傍型の通信に対応し、近接型で最大約１０ｃｍ前後、近傍型で最大約７０ｃｍ前後の通信距離をカバーできるものである。
【０００３】
この際の通信において、リーダライタからの距離（通信範囲内での距離）に関係なく、ＩＣカードの存在を常に把握する必要があるために、動作中であるか待機中であるかにかかわらず、常時、電波を発生させ、一定の送信出力で固定されている。また、通信距離が一定距離以下、あるいは一定距離以上であることが既知である使用環境においては、それぞれの送信出力をローパワー／ハイパワーに切換えて通信を行うようにしたリーダライタもある。例えば、特許文献１には、送信出力を、距離によって調節する非接触型ＩＣカードリーダライタについて記載されている。
【０００４】
しかし、この場合も、常に一定の電波がリーダライタから放射され送信出力は固定されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２４２７３９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
さらに、近年の通信距離拡大の要求にともない送信電波は高出力化する傾向にある。このような状況のなかで、送信電波によるＩＣカードに対する影響を無視することができなくなってきている。すなわち、リーダライタにＩＣカードをかざす位置あるいは時間は、利用者によって異なっており、一定出力で電磁波が放射される環境下において、リーダライタのコイルアンテナ面に所定の距離以上に近づけたり、長時間かざしたままの状態にしておいたりした場合には、余分な電力をＩＣカードに与えることになる。
【０００７】
このため、ＩＣカード内のＩＣモジュールの発熱を誘発し、蓄熱されたことに気付かない利用者に不快感を与えたり、またＩＣモジュールの動作が不安定となり、ＩＣカードの機能に障害をもたらすといったことが懸念されている。これらの懸念を解消するために、送信出力を低下させると、所定の通信距離が確保されず通信に支障をきたすという問題が生じてしまう。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、ＩＣカードに必要以上の電力を供給することなく、発熱を抑制し、かつ通信距離の拡大が可能な非接触型ＩＣカードリーダライタを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明は、ループ状のコイルアンテナを有し、このコイルアンテナに近づいてくる非接触型ＩＣカードに対し、前記コイルアンテナから電波信号を送信して前記非接触型ＩＣカードとのデータ交換、および電源の供給を行い動作させる非接触型ＩＣカードリーダライタにおいて、ＩＣカードが近づいたときに、該ＩＣカードとの距離を検知し測定する距離検出用センサ部と、その検知した距離情報をもとに送信出力を増加または減少させる出力制御手段とを設けたものである。また、距離検出用のセンサ部は、赤外線センサによるものである。
【００１０】
即ち、本発明は、ループ状のコイルアンテナを有し、該コイルアンテナに近づいてくる非接触型ＩＣカードに対し、前記コイルアンテナから電波信号を送信して前記非接触型ＩＣカードとのデータ交換、および電源の供給を行い動作させる非接触型ＩＣカードリーダライタにおいて、ＩＣカードが近づいたときに、該ＩＣカードとの距離を検知し測定する距離検出用センサ部と、その検知した距離情報をもとにリーダライタ側からの送信出力を増加または減少させる出力制御手段とを具備する非接触型ＩＣカードリーダライタである。
【００１１】
また、本発明は、前記距離検出用センサ部は、赤外線を用いて距離を検出する赤外線センサである非接触型ＩＣカードリーダライタである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による非接触型ＩＣカードリーダライタについて図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、本発明の構成を示す外観図である。リーダライタ１０の表面には、ＩＣカード２０検出のためのループ状の送受信用コイルアンテナ１１が内蔵されており、この送受信用コイルアンテナ１１は、ＩＣカード２０をリーダライタ１０表面に近接させた際、ＩＣカード２０とリーダライタ１０間のデータ授受、およびＩＣカード２０への電力供給のための電波を発する。
【００１４】
また、リーダライタ１０の検出面のほぼ中央部の表面には、赤外線センサ１２が設置されている。この赤外線センサ１２は、近接するＩＣカード２０とリーダライタ１０の検出面との距離を測定するためのものであり、リーダライタ１０内部の検出回路に検出信号を伝達する。
【００１５】
赤外線センサ１２は、対象物に赤外線を照射するための発光部と、反射して戻ってくる反射光を受光するための受光部から構成され、センサ感度および指向性に適合した配置で角度調整され設置される。
【００１６】
図３は、本発明の実施の形態による非接触型ＩＣカードリーダライタと非接触型ＩＣカード間の距離とＩＣカードが受ける磁界強度の関係において、電力の過不足部分を示す図である。リーダライタ１０の検出面からＩＣカード２０までの距離と、リーダライタ１０の送受信用コイルアンテナ１１から発せられる送信出力、すなわちＩＣカード２０に放射される磁界強度の関係は、図３に示すように、距離の３乗に反比例しており、リーダライタ１０の検出面にＩＣカード２０を近づけ過ぎると、ＩＣカード２０は、過大な電磁界環境にさらされることになる。逆に、離れ過ぎると通信に必要な電力が不足し送受信が困難になる。
【００１７】
ＩＣカード２０とリーダライタ１０の検出面間距離に依存しないで常にＩＣカード２０に最適な電力を送信するには、図３において、ＩＣカード２０が近づき過ぎた場合、すなわち最適距離ｄ１より短い場合は、送信出力を減少させ最適出力となるように制御する。また、ＩＣカードが離れ過ぎている場合、すなわち最適距離ｄ１より長い場合は、送信出力を増加させ最適出力となるように制御すればよい。
【００１８】
これを実現するために、以下のような回路構成とする。図２は、本発明の実施の形態による非接触型ＩＣリーダライタと非接触型ＩＣカードの構成を示すブロック図である。図２において、リーダライタ１０は、ＩＣカード２０との通信のためのループ状のコイルからなる送受信用コイルアンテナ１１と、発振器１５と、変調回路１４と、駆動回路１３と、復調回路１６と、ＩＣカード２０とリーダライタ１０間の距離を検出するための赤外線センサ１２と、この赤外線センサ１２からの信号を受けて検出信号を発生する検出回路１７と、検出された距離情報をもとにして送信出力の増減をコントロールするための送信出力制御回路１８と、データ処理のためのＣＰＵ１９ａを含む制御回路部１９、および上位機３０と接続するためのインターフェース部１０ａとから構成される。
【００１９】
リーダライタ１０の発振器１５は、ｆ＝１３．５６ＭＨｚで一定の周波数の信号を発生している。変調回路１４は、発振器１５からの信号を用いてＣＰＵ１９ａを中心として構成された制御回路部１９からの送信データを変調する。変調された信号は、駆動回路１３に入力され、電力増幅されてループ状のコイルからなる送受信用コイルアンテナ１１に入力される。送受信用コイルアンテナ１１は、入力された信号により電波を発生する。
【００２０】
ＩＣカード２０の送受信用コイルアンテナ２１は、リーダライタ１０の送受信用コイルアンテナ１１によって発生された電波を受けて、電流信号を発生する。電源回路２３は、入力された電流信号を整流、安定化し、各部に電源として供給する（線路は図示していない）。
【００２１】
また、復調回路２５は、入力された電流信号を復調し、制御回路２６へ出力する。ＣＰＵを中心として構成される制御回路２６は、入力された復調信号を解釈し、メモリ２７からのデータの読み出しや、書き込みを行う。メモリ２７から読み出されたデータは、制御回路２６を介して変調回路２４にて変調され送受信用コイルアンテナ２１よりリーダライタ１０の送受信用コイルアンテナ１１に向けて送信される。受信した信号はリーダライタ１０の復調回路１６にて復調され、制御回路部１９へ送られる。
【００２２】
その際、利用者によって、リーダライタ１０の検出面に近接されたＩＣカード２０は、リーダライタ１０検出面近傍に設置された赤外線センサ１２によりその存在を検出される。その検出信号は、検出回路１７に送られ、さらにＣＰＵ１９ａを中心として構成される制御回路部１９に送られる。
【００２３】
制御回路部１９においては、受信した検出信号、すなわち、赤外線がＩＣカード２０に当たって反射し戻るまでの往復時間情報をもとに、ＩＣカード２０とリーダライタ１０間の距離を算出し、メモリ（図示せず）内にあらかじめ格納されたＩＣカード  とリーダライタ間距離と送信出力の相関データおよび判定プログラムに基づき、ＣＰＵ１９ａがＩＣカード２０に送信すべき出力電力の大きさを決定し、その情報は送信出力制御回路１８に伝達され、駆動回路１３における増幅器（図示せず）への信号出力が最適値となるよう制御し、駆動回路１３により送受信用コイルアンテナ１１からＩＣカード２０に対して最適な動作電力を供給する。
【００２４】
また、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に沿った範囲内のものであれば、いかなる形態のものであっても実施可能である。例えば、赤外線センサ１２の配置も、必ずしも送受信用コイルアンテナ１１の内部中央に設置される必要はなく、またその個数も複数個であってもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ループ状のコイルアンテナを有し、該コイルアンテナに近づいてくる非接触型ＩＣカードに対し、前記コイルアンテナから電波信号を送信して前記非接触型ＩＣカードとのデータ交換、および電源の供給を行い動作させる非接触型ＩＣカードリーダライタにおいて、ＩＣカードが近づいたときに、このＩＣカードとの距離を検知し測定する距離検出用センサ部と、その検知した距離情報をもとにリーダライタ側からの送信出力を増加または減少させる出力制御手段とを設け、距離検出用のセンサとして赤外線センサを使用したので、ＩＣカードがリーダライタ検出面に近づき過ぎた場合は、送信出力を減少させることで余分な電力を供給しなくなるため、ＩＣモジュールの発熱が抑制される。
【００２６】
また、ＩＣカードが離れ過ぎている場合は、送信出力を増加させることにより通信距離を拡大することができる。したがって、ＩＣカードの取扱い上の安全性と通信の信頼性を両立することができる。
【００２７】
本発明によれば、ＩＣカードに必要以上の電力を供給することなく、発熱を抑制し、かつ通信距離の拡大が可能な非接触型ＩＣカードリーダライタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による非接触型ＩＣカードリーダライタと非接触型ＩＣカードの構成を示す外観図。
【図２】本発明の実施の形態による非接触型ＩＣカードリーダライタと非接触型ＩＣカードの構成を示すブロック図。
【図３】本発明の実施の形態による非接触型ＩＣカードリーダライタと非接触型ＩＣカード間の距離とＩＣカードが受ける磁界強度の関係において、電力の過不足部分を示す図。
【符号の説明】
１０    リーダライタ
１０ａ    インターフェース部
１１    送受信用コイルアンテナ
１２    赤外線センサ
１３    駆動回路
１４    変調回路
１５    発振器
１６    復調回路
１７    検出回路
１８    送信出力制御回路
１９    制御回路部
１９ａ    ＣＰＵ
２０    ＩＣカード
２１    送受信用コイルアンテナ
２２    ＩＣモジュール
２３    電源回路
２４    変調回路
２５    復調回路
２６    制御回路
２７    メモリ
３０    上位機
４０    ＩＣカードとリーダライタ間距離と磁界強度の相関曲線
４１    最適電力時の磁界強度
４２    余分な電力領域
４３    不足する電力領域
【図１】
2005078102.tif 000003
【図２】
2005078102.tif 000004
【図３】
2005078102.tif 000005