(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カードが上下左右方向及び表裏の適宜の状態で置かれるカード配置部と、
前記カード配置部の４つの各角に配置された第１乃至第４の角電極と、
前記カード配置部の各角電極の間の４つの各辺に配置された第１乃至第４の辺電極と、
測定信号を供給する電源と、
前記電源からの測定信号を、第1乃至第4の角電極のそれぞれに入力する又は第1乃至第4の辺電極のそれぞれに入力するように切り替える切替部と、
前記第1乃至第4の辺電極又は前記第1乃至第4の角電極から、前記電源により供給された測定信号を検出する検出部と、
ひとつの角電極に対向する領域と、その角電極に隣接するひとつの辺電極に対向する領域とにまたがる領域に配置されたカード電極を有するカードが、前記カード配置部に置かれた場合、前記電源部の測定信号を前記第1乃至第4の角電極に順次入力するように又は前記第1乃至第4の辺電極に順次入力するように、前記切替部を切り替え、前記切替部の切り替え状態及び前記検出部による検出状態に基づき、前記カードが置かれた方向及び表裏の状態を検出する判定部と
を備えたカード状態検出装置。
【請求項２】
前記カードは、中央部に非接触ＩＣメディアをさらに備え、
前記カード配置部は、中央部に該非接触ＩＣメディアと情報を送信及び／又は受信するリード／ライトシステムをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のカード状態検出装置。
【請求項３】
前記カードのカード電極は、該カードの表裏に、対向して２つ設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のカード状態検出装置。
【請求項４】
前記カードのカード電極は、L形であり、
前記カード配置部の前記角電極は鍵形であり、前記辺電極は長方形であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のカード状態検出装置。
【請求項５】
前記カード配置部の前記角電極は正方形であり、前記辺電極は長方形であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のカード状態検出装置。
【請求項６】
前記カード電極は長方形であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のカード状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カード状態検出装置に係り、特に、カード配置部に置かれたカードの上下左右方向及び表裏の状態を検出するカード状態検出装置に関する。本発明は、特に、データを記憶する内部メモリと所定位置に配置された内部メモリに対応する無線送受素子を有するカード形状のコンタクトレスメディア（非接触ＩＣメディア）に対して、非接触または無線で情報の送受信を行うリード／ライトシステムを備えたカード状態検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＰＵとメモリとを内部に備えた非接触ＩＣメディア（コンタクトレスメディア）を用い、非接触ＩＣメディアとリーダ／ライタとの間で、非接触または無線によりデータの送受を行い、非接触ＩＣメディアのメモリにデータを書き込み又はメモリからデータを読み取り、各種処理を可能とする技術が開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、カード形状の非接触ＩＣメディアがリーダ／ライタに置かれた際に、その方向や表裏を検出することはできなかった。方向や表裏を検出するという付加機能があれば、非接触ＩＣメディアのカードゲームなどへの幅広い応用が期待される。
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑み、カードの置かれた方向及び表裏を検出するカード状態検出装置を提供することを目的とする。また、本発明は、特に、リード／ライトシステムの送受信素子上または近傍にカード形状のコンタクトレスメディアを置いて情報の送受信を行う場合において、情報の送受信に影響を与えること無く、コンタクトレスメディアの置き方の状態（方向および裏表の区別）を認識可能にすることを目的とする。
【０００５】
【課題が解決するための手段】
本発明の第1の解決手段によると、
カードが上下左右方向及び表裏の適宜の状態で置かれるカード配置部と、
前記カード配置部の４つの各角に配置された第１乃至第４の角電極と、
前記カード配置部の各角電極の間の４つの各辺に配置された第１乃至第４の辺電極と、
測定信号を供給する電源と、
前記電源からの測定信号を、第1乃至第4の角電極のそれぞれに入力する又は第1乃至第4の辺電極のそれぞれに入力するように切り替える切替部と、
前記第1乃至第4の辺電極又は前記第1乃至第4の角電極から、前記電源により供給された測定信号を検出する検出部と、
ひとつの角電極に対向する領域と、その角電極に隣接するひとつの辺電極に対向する領域とにまたがる領域に配置されたカード電極を有するカードが、前記カード配置部に置かれた場合、
前記第1乃至第4の角電極に順次入力するように又は前記第1乃至第4の辺電極に順次入力するように、前記切替部を切り替え、前記切替部の切り替え状態及び前記検出部による検出状態に基づき、前記カードが置かれた方向及び表裏の状態を検出する判定部と
を備えたカード状態検出装置
が提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１に、コンタクトレスメディアの置き方の種類の説明図を示す。カード形状のコンタクトレスメディア（非接触ＩＣメディア）１を、リード／ライトシステムの送受信素子の上または近傍へ置く場合、その置き方は、図１に示すような８通りの置き方がある。本実施の形態では、コンタクトレスメディアへの情報の送受信機能を維持しつつ、このような８通りのコンタクトレスメディアの置き方を認識する手段を提供する。
【０００７】
図２に、コンタクトレスメディア・カードの構成図を示す。コンタクトレスメディア・カード１は、内部メモリや送受信素子を絶縁物で覆ったカード状のものとし、その表面および裏面に図２に示すような形状の金属箔電極（カード電極）２０を設ける。なお、この例では、カード電極２０は、カード１の表裏に対向して２つ設けられているが、片面のみに設けてもよいし、１枚を内蔵してもよい。また、金属箔電極表面は絶縁物で覆ってあってもかまわない。カード電極２０の形状は、例えば、L形とすることができるが、これに限られない。また、カード１は、中央部にコンタクトレスメディア２１を備える。なお、本発明は、コンタクトレスメディア２１を含まないＩＣカード、磁気カード、ゲーム用カード、普通のカード等にも適用可能である。
【０００８】
図３に、リード／ライトシステムのカード配置部の構成図を示す。コンタクトレスメディア１はリード／ライトシステム３のカード配置部２に適宜の方向及び裏表で置かれる。一方、リード／ライトシステム３のカード配置部２の送受信素子３の周囲には、図３に示すような４つの金属箔による角電極Ａ〜Ｄおよび４つの金属箔による辺電極▲１▼〜▲４▼を設ける。例えば、カード配置部２０の角電極は鍵形とし、辺電極は長方形とすることができる。カード配置部２０は、中央部に非接触ＩＣメディアと情報を送信及び／又は受信するリード／ライトシステムの送受信素子３１を備える。
【０００９】
図４に、コンタクトレスメディア・カード１の置き方に対応したリード／ライトシステム３のカード配置部２の金属箔電極とコンタクトレスメディア・カード１の金属箔電極の位置関係の説明図を示す。このようにコンタクトレスメディア・カード１およびリード／ライトシステム３のカード配置部２に金属電極箔を設けることにより、リード／ライトシステム３の送受信素子３１上または近傍にコンタクトレスメディア・カード１を配置する場合、カード配置部２の金属箔による角電極および検出電極とコンタクトレスメディア・カード１の金属箔電極の相対的な位置関係は、上述の８通りのコンタクトレスメディア・カード１の置き方に対応して、図４に示すそれぞれ異なる位置関係となる。
【００１０】
図５に、本発明のカード状態検出装置の構成図を示す。このカード状態検出装置は、角電極Ａ〜Ｄ、辺電極▲１▼〜▲４▼、カード配置部２、電源１１、切替部１４、判定部１５、各辺電極▲１▼〜▲４▼に備えられる電圧検出抵抗を有する検出部１３を備える。なお、カード１の非接触ＩＣメディア２１と、それと情報を送受するリード／ライトシステム３の具体的構成は省略してある。
【００１１】
カード配置部２には、カード１が置かれる。角電極Ａ〜Ｄは、カード配置部２の４つの各角に配置される。辺電極▲１▼〜▲４▼は、カード配置部２の各角電極の間の４つの各辺に配置される。一方、カード１は、ひとつの角電極に対向する領域と、その角電極に隣接するひとつの辺電極に対向する領域とにまたがるように配置されたカード電極２０を有する。電源１１は、測定信号を供給する。切替部１４は、電源１１からの測定信号を、角電極Ａ〜Ｄのそれぞれに入力するように切り替える。検出部１３は、辺電極▲１▼〜▲４▼から、電源１１により供給された測定信号を検出する。判定部１５は、角電極Ａ〜Ｄに順次入力するように、切替部１４を切り替え、また、切替部１４の切り替え状態及び検出部１３による検出状態に基づき、カード１が置かれた方向及び表裏を検出する。
【００１２】
なお、辺電極に信号を入力して、角電極から信号を検出するように、逆にしてもよい。その場合、切替部１４は辺電極▲１▼〜▲４▼側に設けられ、電源１１からの測定信号を、辺電極▲１▼〜▲４▼のそれぞれに入力するように切り替える。検出部１３は角電極Ａ〜Ｄ側に設けられ、角電極Ａ〜Ｄから電源１１により供給された測定信号を検出する。判定部１５は、辺電極▲１▼〜▲４▼に順次入力するように、切替部１４を切り替え、また、切替部１４の切り替え状態及び検出部１３による検出状態に基づき、カード１が置かれた方向及び表裏を検出する。さらに、切替部を検出側に設けて検出部をひとつとして、検出部を切り替えて各電極の出力を検出するようにしてもよい。
【００１３】
図４に示す各位置関係において、リード／ライトシステム側とコンタクトレスメディア側の双方の金属箔電極がある空間距離を有して重なり合う場合、それら２つの金属箔電極は、所定の静電容量を有するコンデンサと考える事ができる。これは、コンタクトレスメディア・カードの前記８通りの置き方の１つ１つに対応して、リード／ライトシステム側の金属箔電極とコンタクトレスメディア側の金属箔電極で構成するコンデンサ回路が構成される事に他ならない。
【００１４】
また、リード／ライトシステム側のカード配置部２の角電極の１つに電気信号を印加すると、その角電極と重なり合うコンタクトレスメディア側の金属箔電極との静電結合、さらにコンタクトレスメディア側の金属箔電極と重なり合うリード／ライトシステム側の辺電極との静電結合によって、リード／ライトシステム側の辺電極に電圧信号が（ここでは、電流信号）伝達される。なお、ここで電源１１により供給される測定信号は、コンタクトレスメディアとリード／ライトシステムとの間の情報伝達を妨げないタイミング又は周波数の電圧値とするとよい。
【００１５】
図６に、コンタクトレスメディア・カードの置き方とリード／ライトシステム側の信号人力箇所および検出箇所の関係図を示す。リード／ライトシステム側の４つの角電極に対する電圧信号の印加位置と電圧信号が伝達される４つの辺電極の位置関係は、コンタクトレスメディア・カードの置き方に対応して、図の通りとなる。したがって、判定部は、リード／ライトシステムにコンタクトレスメディア・カードが置かれた場合、４つの角電極に順次に電圧信号を印加し、その時に静電容量結合による伝達によって電圧信号が検出できる４つの辺電極の位置をこの図と照合する事により、コンタクトレスメディアの置き方を検出する事が可能になる。
【００１６】
また、図７に、判定部の処理についてのフローチャートを示す。適当なタイミング又は、カードが置かれたことを適宜検出したとき、又はオペレータの指示等により状態検出処理が開始される。処理が開始されると、判定部１５は、切替部１４を制御して電圧源１１から角電極Ａに測定信号を入力する（Ｓ１０１）。判定部１５は、ここで、電圧検出部１３▲４▼で信号が検出されると（Ｓ１０２）、カードは表向き・上向きであると判定し（Ｓ１０３）、電圧検出部１３▲１▼で電圧が検出されると（Ｓ１０４）、カードは裏向き・上向きであると判定する。
【００１７】
ステップＳ１０４にも該当しない場合、判定部１５は、切替部１４を制御して電圧源１１から角電極Ｂに測定信号を入力する（Ｓ１１１）。判定部１５は、ここで、電圧検出部１３▲１▼で信号が検出されると（Ｓ１１２）、カードは表向き・右横向きであると判定し（Ｓ１１３）、電圧検出部１３▲２▼で電圧が検出されると（Ｓ１１４）、カードは裏向き・右横向きであると判定する。
【００１８】
同様に、ステップＳ１１４にも該当しない場合、判定部１５は、切替部１４を制御して電圧源１１から角電極Ｃに測定信号を入力する（Ｓ１２１）。判定部１５は、ここで、電圧検出部１３▲２▼で信号が検出されると（Ｓ１２２）、カードは表向き・下向きであると判定し（Ｓ１２３）、電圧検出部１３▲３▼で電圧が検出されると（Ｓ１２４）、カードは裏向き・下向きであると判定する。
さらに、ステップＳ１２４にも該当しない場合、判定部１５は、切替部１４を制御して電圧源１１から角電極Ｄに測定信号を入力する（Ｓ１３１）。判定部１５は、ここで、電圧検出部１３▲３▼で信号が検出されると（Ｓ１３２）、カードは表向き・左横向きであると判定し（Ｓ１３３）、電圧検出部１３▲４▼で電圧が検出されると（Ｓ１３４）、カードは裏向き・左横向きであると判定する。
ステップＳ１３４にも該当しない場合、判定部１５はカード無しと判定し、ステップＳ１０１に戻る。
【００１９】
図８は、コンタクトレスメディア・カードの状態検出の例を示す電気回路概略図である。この例では、図５のような状態にカードが置かれた場合の例を示す。このときカード電極２０と角電極Ａ及び辺電極▲４▼との間で静電容量が形成される。判定部１５が切替部１４を切り換えて角電極Ａに信号を印加した場合、検出電力▲４▼に接続された電圧検出部１３▲４▼でのみ電圧が検出され、他の辺電極▲１▼〜▲３▼に接続された電圧検出部１２▲１▼〜▲３▼では電圧が検出されない。さらに他の角電極Ｂ〜Ｄに信号印加した場合、どの電圧検出部１２▲１▼〜▲４▼からも信号が検出されない。したがって、判定部１５は、カード１が上向きで且つ表向きであると判定する。
【００２０】
図９に、リード／ライトシステムの他の実施の形態の構成図を示す。
図示のように、カード配置部２０の辺電極は長方形であり、角電極は正方形であるようにしてもよい。
図１０に、コンタクトレスメディアの他の実施の形態の構成図を示す。
図示のように、カード電極２０を長方形であるようにしてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のカード状態検出装置によると、カードの置かれた方向及び表裏を検出するカード形状検出装置を提供することができる。本発明のカード状態検出装置によると、特に、リード／ライトシステムの送受信素子上または近傍にカード形状のコンタクトレスメディアを置いて情報の送受信を行う場合において、情報の送受信に影響を与えること無く、コンタクトレスメディアの置き方の状態（方向および裏表の区別）を認識可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、コンタクトレスメディアの置き方の種類の説明図。
【図２】図２は、コンタクトレスメディア・カードの構成図。
【図３】図３は、リード／ライトシステムのカード配置部の構成図。
【図４】図４は、コンタクトレスメディア・カード１の置き方に対応したリード／ライトシステム３のカード配置部２の金属箔電極とコンタクトレスメディア・カード１の金属箔電極の位置関係の説明図。
【図５】図５は、本発明のカード状態検出装置の構成図。
【図６】図６は、コンタクトレスメディア・カードの置き方とリード／ライトシステム側の信号人力箇所および検出箇所の関係図。
【図７】図７は、判定部の処理についてのフローチャート。
【図８】図８は、コンタクトレスメディア・カードの状態検出の例を示す電気回路概略図。
【図９】図９は、リード／ライトシステムの他の実施の形態の構成図。
【図１０】図１０は、コンタクトレスメディアの他の実施の形態の構成図。
【符号の説明】
Ａ〜Ｄ      角電極
▲１▼〜▲４▼      辺電極
１          カード
２          カード配置部
３          リード／ライトシステム
１１        電源
１４        切替部
１５        判定部
１３        検出部
２１        非接触ＩＣメディア
【図１】
0003904939.tif 000002
【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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【図８】
0003904939.tif 000009
【図９】
0003904939.tif 000010
【図１０】
0003904939.tif 000011