(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報カードの内部で、かつ中心から偏りのある位置に、電磁誘導により電力が供給されると特定周波数の電波を放出する要素部品を配置し、前記要素部品による前記電波の放出に起因して前記情報カード表面で得られる局所的な電界強度の偏りを判別して前記情報カードの表裏を判別することを特徴とする情報カードの表裏判別方法。
【請求項２】
前記情報カードから放出される電波の中から、前記情報カードの表面に発生する電界強度に偏りをもつ特定周波数の電波と、電界強度に偏りを生じない別の周波数の電波とを同時に検出し、この両者の出力レベルの比をとることによって、前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判別し、これにより前記情報カードの表裏と前後を判別することを特徴とする請求項１記載の情報カードの表裏判別方法。
【請求項３】
前記情報カードから放出される電波の中から、前記情報カード表面に発生する電界強度に偏りをもつ特定周波数の電波と、これとは別の偏りをもつ別の周波数の電波とを、前記情報カード表面の２個所で検出し、前記２個所で検出された２つの周波数の出力の大小関係の組み合わせによって前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判別し、これにより前記情報カードの前後の別なく、表裏を判別することを特徴とする請求項１記載の情報カードの表裏判別方法。
【請求項４】
前記情報カードから放出される電波の中から、前記情報カード表面に発生する電界強度に偏りをもつ特定周波数の電波を、カード表面の四隅の４個所で検出し、この４つの箇所のうち最も大きい出力を得た個所を検出することによって、前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判別し、これにより前記情報カードの表裏と前後を判別することを特徴とする請求項１記載の情報カードの表裏判別方法。
【請求項５】
前記要素部品としてＩＣチップまたはアンテナコイルを用いたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の情報カードの表裏判別方法。
【請求項６】
電磁誘導により電力が供給されると特定周波数の電波を放出する要素部品を中心から偏りのある位置に配置している情報カードの表裏を判別する情報カードの表裏判別装置であって、
前記要素部品による前記電波の放出に起因して前記情報カード表面から放出される電波を受信する受信手段と、
前記受信手段を介して受信した電波の中から特定周波数をもつ電波の出力レベルを検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された前記電波の受信電圧レベルから前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判別する判別手段、
とを備えたことを特徴とする情報カードの表裏判別装置。
【請求項７】
電磁誘導により電力が供給されると特定周波数の電波を放出する要素部品を中心から偏りのある位置に配置している情報カードの表裏を判別する情報カードの表裏判別装置であって、
前記要素部品による前記電波の放出に起因して前記情報カード表面から放出される電波を受信する１つの受信手段と、
前記受信手段を介して受信した電波の中から特定周波数をもつ電波の出力レベルを検出する第１の検出手段と、
前記受信手段を介して受信した電波の中から電界強度に偏りを生じない別の周波数の電波の出力レベルを検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段と前記第２の検出手段で検出された前記電波の前記受信電圧レベルから前記情報カード前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判別する判別手段、  を備えたことを特徴とする情報カードの表裏判別装置。
【請求項８】
電磁誘導により電力が供給されると特定周波数の電波を放出する要素部品を中心から偏りのある位置に配置している情報カードの表裏を判別する情報カードの表裏判別装置であって、
それぞれが前記情報カード表面の四隅に対応して配置され、前記要素部品による前記電波の放出に起因して前記情報カード表面から放出される電波を受信する４つの受信手段と、
前記受信手段に対応してそれぞれ設けられているとともに、前記受信手段を介して受信した電波の中から特定周波数をもつ電波の出力レベルを検出する４つの検出手段と、
前記各検出手段で検出された前記電波の受信電圧レベルから前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判別する判別手段、
とを備えたことを特徴とする情報カードの表裏判別装置。
【請求項９】
前記要素部品としてアンテナコイルを用いたことを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の情報カードの表裏判別装置。
【請求項１０】
前記受信手段を前記情報カード表面の対角線上となる位置に２個配置し、前記情報カードの前後の別なく、表裏を判別できるようにしたことを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載の情報カードの表裏判別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣ(集積回路)カードやメモリカード等の情報カードの表裏を簡単に判別することができる情報カードの表裏判別方法及び表裏判別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マイクロコンピュータとメモリを具備したＩＣカードや、メモリのみを具備したメモリカード等の情報カードが普及しつつある。
【０００３】
このような情報カードにデータのリード／ライトを行うためのカードリーダー／ライターで採用されているリード／ライト方式としては、大別すると、電気的な接点を介してデータの参照／更新を行う接触方式と、情報カードをカードリーダー／ライターの近くにかざして、物理的に接触させることなく無線通信で記録内容の参照／更新を行う非接触方式とがある。このうち、非接触方式は、物理的な摩耗が少ないことや、使用操作が簡単等の理由から、今後の発展が期待されている。また、この非接触方式における情報カードの開発では、ＩＳＯ(International Organization for Standardization)により国際標準化が審議されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した非接触方式の情報カードでは、カードリーダー／ライターの近くにかざし、無線通信によって記録内容の参照／更新を行うことができるので、情報カードの表裏の区別なく使用でき、使用者の操作性の向上をもたらすとされている。
【０００５】
非接触式の情報カードの利用分野としては、クレジットカード、定期券等がある。定期券の場合、カード単価が従来の磁気定期券に比べて高いため、使用期限がきれても有効期間や乗車区間などの情報をＩＣカード内に格納し直して繰り返し利用することが実用的である。その際には、有効期間や乗車区間などのカード表面に印刷された可視情報を書き換え可能にすることにより、内部データを可視化することができ、より便利に情報カードの再利用ができる。券面情報の再印刷時には、印刷装置へのカード挿入方向が適正である場合に限って再印刷を行なうが、非接触方式の情報カードは磁気券と違って、表裏の差なくデータの読み書きが行なえることをその特徴の一つとしているため、印刷装置の内部に、カードの表裏、前後といった挿入方向を判別する何らかの判別手段が必要である。
【０００６】
そこで、非接触式情報カードの表裏を判別するのに考えられる簡易的な方法としては、例えば（１）情報カードの表面にマーキングを施し、反射センサ等を使って光学的に判別を行う方法、（２）情報カードそのものに切り込みを入れる等、物理的特徴を持たせる方法等が考えられる。しかし、前者の（１）の汚れやカード材質の違いにより反射率が異なると認識が不安定になることが予想される。一方、後者の（２）はカードの形状を変化させることを意味するため、国際標準化で決められたＩＳＯ７８１０に示されるところのカード規格、形状、サイズからは外れたものとなる。
【０００７】
本発明は、上記した問題に鑑みなされたもので、情報カードの表面・形状に何らの変更を加えることなく、ＩＳＯ７８１０に規定されたサイズ、形状であっても情報カードの応答特性のみでカード表・裏の判別を行うことができる情報カードの表裏判別方法及び表裏判別装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、電磁誘導により電力が供給されると特定周波数の電波を放出するＩＣチップやアンテナ等の要素部品を中心から偏りのある位置に配置した情報カードを使用し、前記要素部品による前記電波の放出に起因して前記情報カード表面で得られる局所的な電界強度の偏りを判別して、前記情報カードの表裏を判別するようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、情報カードの内部で、かつ中心から偏りのある位置に、電磁誘導により電力が供給されると特定周波数の電波を放出する要素部品を配置し、前記要素部品による前記電波の放出に起因して前記情報カード表面で得られる局所的な電界強度の偏りを判別して前記情報カードの表裏を判別することを特徴とする情報カードの表裏判別方法であり、情報カード表面の電界強度だけでカード表裏を判別するので、情報カードの表面・形状に何らの変更を加えることなく、情報カードの応答特性のみでカードの表・裏の判別を行うことができるという作用を有する。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発明は、前記情報カードから放出される電波の中から、前記情報カードの表面に発生する電界強度に偏りをもつ特定周波数の電波と、電界強度に偏りを生じない別の周波数の電波とを同時に検出し、この両者の出力レベルの比をとることによって、前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判別し、これにより前記情報カードの表裏と前後を判別することを特徴とする請求項１記載の情報カードの表裏判別方法であり、前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判別し、これにより前記情報カードの表裏と前後を判別するので、情報カードの表面・形状に何らの変更を加えることなく、情報カードの応答特性のみでカード表裏と前後の判別を行うことができるという作用を有する。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の発明は、前記情報カードから放出される電波の中から、前記情報カード表面に発生する電界強度に偏りをもつ特定周波数の電波と、これとは別の偏りをもつ別の周波数の電波とを、前記情報カード表面の２個所で検出し、前記２個所で検出された２つの周波数の出力の大小関係の組み合わせによって前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判別し、これにより前記情報カードの前後の別なく、表裏を判別することを特徴とする請求項１記載の情報カードの表裏判別方法であり、前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判別し、これにより前記情報カードの前後の別なく、表裏を判別するようにしているので、情報カードの表面・形状に何らの変更を加えることなく、情報カードの応答特性のみでカードの前後の別なく、表裏を判別することができるという作用を有する。
【００１２】
本発明の請求項４に記載の発明は、前記情報カードから放出される電波の中から、前記情報カード表面に発生する電界強度に偏りをもつ特定周波数の電波を、カード表面の四隅の４個所で検出し、この４つの箇所のうち最も大きい出力を得た個所を検出することによって、前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判別し、これにより前記情報カードの表裏と前後を判別することを特徴とする請求項１記載の情報カードの表裏判別方法であり、前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判別し、これにより前記情報カードの表裏と前後を判別するので、情報カードの表面・形状に何らの変更を加えることなく、情報カードの応答特性のみでカード表裏と前後の判別を行うことができるという作用を有する。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の発明は、前記要素部品としてＩＣチップまたはアンテナコイルを用いたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の情報カードの表裏判別方法であり、前記要素部品を情報カードのリード／ライト用の部品で兼ねて部品点数を減らすことができるという作用を有する。
【００１４】
本発明の請求項６に記載の発明は、電磁誘導により電力が供給されると特定周波数の電波を放出する要素部品を中心から偏りのある位置に配置している情報カードの表裏を判別する情報カードの表裏判別装置であって、前記要素部品による前記電波の放出に起因して前記情報カード表面から放出される電波を受信する受信手段と、前記受信手段を介して受信した電波の中から特定周波数をもつ電波の出力レベルを検出する検出手段と、前記検出手段で検出された前記電波の受信電圧レベルから前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判別する判別手段、とを備えたことを特徴とする情報カードの表裏判別装置であり、情報カード表面の電界強度だけでカード表裏を判別するので、情報カードの表面・形状に何らの変更を加えることなく、情報カードの応答特性のみでカード表・裏の判別を行うことができるという作用を有する。
【００１５】
本発明の請求項７に記載の発明は、電磁誘導により電力が供給されると特定周波数の電波を放出する要素部品を中心から偏りのある位置に配置している情報カードの表裏を判別する情報カードの表裏判別装置であって、前記要素部品による前記電波の放出に起因して前記情報カード表面から放出される電波を受信する１つの受信手段と、前記受信手段を介して受信した電波の中から特定周波数をもつ電波の出力レベルを検出する第１の検出手段と、前記受信手段を介して受信した電波の中から電界強度に偏りを生じない別の周波数の電波の出力レベルを検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手段と前記第２の検出手段で検出された前記電波の前記受信電圧レベルから前記情報カード前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判別する判別手段、を備えたことを特徴とする情報カードの表裏判別装置であり、情報カード表面の電界強度だけでカード表裏を判別するので、情報カードの表面・形状に何らの変更を加えることなく、情報カードの応答特性のみでカード表・裏の判別を行うことができるという作用を有する。
【００１６】
本発明の請求項８に記載の発明は、電磁誘導により電力が供給されると特定周波数の電波を放出する要素部品を中心から偏りのある位置に配置している情報カードの表裏を判別する情報カードの表裏判別装置であって、それぞれが前記情報カード表面の四隅に対応して配置され、前記要素部品による前記電波の放出に起因して前記情報カード表面から放出される電波を受信する４つの受信手段と、前記受信手段に対応してそれぞれ設けられているとともに、前記受信手段を介して受信した電波の中から特定周波数をもつ電波の出力レベルを検出する４つの検出手段と、前記各検出手段で検出された前記電波の受信電圧レベルから前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判別する判別手段、とを備えたことを特徴とする情報カードの表裏判別装置であり、前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判別し、これにより前記情報カードの表裏と前後を判別するので、情報カードの表面・形状に何らの変更を加えることなく、情報カードの応答特性のみでカード表裏と前後の判別を行うことができるという作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項９に記載の発明は、前記要素部品としてＩＣチップまたはアンテナコイルを用いたことを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の情報カードの表裏判別装置であり、前記要素部品を情報カードのリード／ライト用の部品で兼ねて部品点数を減らすことができるという作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項１０に記載の発明は、前記受信手段を前記情報カード表面の対角線上となる位置に２個配置し、前記情報カードの前後の別なく、表裏を判別できるようにしたことを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載の情報カードの表裏判別装置であり、前記情報カード表面の局所的な電界強度の偏りを判別し、これにより前記情報カードの前後の別なく、表裏を判別するので、情報カードの表面・形状に何らの変更を加えることなく、情報カードの応答特性のみでカード表裏と前後の判別を行うことができるという作用を有する。
【００１９】
（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態における情報カード表裏判別装置について図面を参照しながら説明する。本実施の形態は、主に請求項１記載の方法でカードの表裏を判別する、請求項６記載の表裏判別装置を実現するものである。図１は、本発明の実施の形態１として示す情報カード表裏判別装置の構成ブロック図である。図１において、１は図示せぬカード読み取り機としてのＩＣカードリーダー／ライターに搭載された情報カード表裏判別装置である。２は情報カードとしての非接触ＩＣカード１０(以下、単に「ＩＣカード１０」という。図３参照)が放出する電波を受信する受信手段で、例えばサーチコイル１４(図４参照)等で実現できる。３は検出手段で、受信手段２で受信した電波のうち、特定の次数の高調波成分の電界強度レベルを検出する。その検出手段３は、例えば特定の周波数成分のみを通過させる帯域フィルタ５と、その帯域フィルタ５を通過した出力信号を増幅する増幅部６と、交流信号を平滑化する線形復調部７とにより構成される。４は判別手段で、検出手段３での検出結果をもとにＩＣカード１０の表裏を判別するものであり、例えばアナログ信号をデジタル信号に変換するデジタル変換部８から構成される。
【００２０】
図５は、検出手段３の帯域フィルタ５を通過した後の各段階における出力信号波形の一例を示しており、(ａ)は帯域フィルタ５を通過して増幅部６で増幅された後の増幅部出力、(ｂ)は線形復調部７の出力、(ｃ)は判別手段４におけるディジタル変換部８の出力をそれぞれ示している。すなわち、この装置では、受信手段２で受信された電波を帯域フィルタ５に通すことにより、特定の高調波のみを通過させるようになっている。
【００２１】
図３は、本発明で使用される情報カードであるＩＣカード１０の一例を模式的に示す平面図である。図３において、１１はＩＣカード１０に内蔵されたＩＣチップであり、ＩＣカード１０の中心から長手方向、短手方向にそれぞれＸ，Ｙだけ偏った位置に配置されている。１２はＩＣカード１０に内蔵されたカード側コイルで、このカード側コイル１２も必要に応じてＩＣカード１０の中心から長手方向、短手方向にそれぞれ偏った位置に配置される。
【００２２】
図４は、ＩＣカードリーダー／ライターのトレイ９内にＩＣカード１０がセットされたときに、情報カード表裏判別装置１における受信手段２とＩＣカード１０との位置関係を示す図である。図４において、１３はＩＣカードリーダー／ライターのアンテナであり、そのアンテナ１３はコイルにより実現される。そして、アンテナ１３のコイルとカード側コイル１２との電磁誘導とにより、電源を有しないＩＣカード１０の内部に電力が供給される構造になっている。また、受信手段２とＩＣカード１０との関係では、ＩＣカード１０が表で、前側を頭にしてＩＣカードリーダー／ライター内の所定の位置(本実施の形態ではトレイ９内)にセットされると、受信手段２のサーチコイル１４は、カードからの微弱な電波を効率よく検知できるようにＩＣチップ１１と重なる位置に配置される。図４の場合は、ＩＣカード１０が表で、前側を頭にしてＩＣカードリーダー／ライター内のトレイ９に受信手段２とは非接触にしてセットされた状態を示しており、ＩＣチップ１１の真下にサーチコイル１４が配置されている。
【００２３】
図６は、検出手段３における増幅部６の一構成例を示すもので、増幅部６はオペアンプ６ａ、抵抗６ｂ、６ｃ等で構成される。
【００２４】
図７は、検出手段３における線形復調部７の一構成例を示すもので、整流回路７ａと平滑回路７ｂから構成されるダイオードを用いた直線検波回路７ｃ等で構成される。
【００２５】
図８は、判別手段４におけるデジタル変換部８の一例を示すもので、コンパレータを用いて実現できる。
【００２６】
図２は、この実施の形態１における情報カード表裏判別装置１において、ＩＣカード１０の表裏を判別する処理手順の一例を示すフローチャートである。そこで、図２のフローチャートと共に、ＩＣカード１０の表裏を判別する方法について次に説明する。まず、ＩＣカード１０をＩＣカードリーダー／ライター内の所定の位置(本例ではトレイ９内)にセットすると、ＩＣカード１０内のカード側コイル１２がアンテナ１３からの送信電波を受け、その電磁誘導によりＩＣカード１０へ電力が供給される(ステップＳ１１)。また、ＩＣカード１０に電力が供給されると、ＩＣチップ１１はこの搬送周波数をもとにクロック信号を発生する。
【００２７】
ここで、図９は、アンテナ１３を介してＩＣカード１０に電力が供給されたときの各部における信号の波形図で、(ａ)はＩＣカードリーダー／ライター側のアンテナ１３から送信されＩＣカード１０がステップＳ１１で受信する電波を示し、搬送周波数をｆとする。(ｂ)はステップＳ１１でＩＣチップ１１で発生するクロック信号の波形、(ｃ)はＩＣカードリーダー／ライターからの送信電波に含まれる高調波成分の次数別電界強度、( ｄ)はＩＣチップ１１で発生したクロック信号に含まれる高調波成分の次数別電界強度をそれぞれ示している。
【００２８】
すなわち、ステップＳ１１でＩＣカード１０に電力が供給されると、ＩＣカード１０内のＩＣチップ１１は、この搬送周波数をもとにクロックを生成するため、発生するクロック信号は図９の(ｂ)に示すように周波数ｆの矩形波になる。そして、ステップＳ１２では、ＩＣカード１０のカード表面の電波を受信手段２のサーチコイル１４を介して受信し、そのＩＣチップ１１の不要輻射をスペクトル分析すると、ＩＣカードリーダ／ライターからの送信電波のみからでは検出されない搬送周波数の高周波成分を捉えることができる。
【００２９】
また、ＩＣチップ１１とサーチコイル１４との位置にずれがあると、サーチコイル１４で受信される電界強度が異なる。そこで、ステップＳ１３では、ステップＳ１２で受信したもののうちから電界強度に偏りを生じる特定周波数成分のレベルを図９の(ｃ)、(ｄ)より検出し、ステップＳ１４でステップＳ１３で検出したレベルと、実験などにより設定された閾値とを比較する。検出したレベルが閾値を超えているものであれば、ステップＳ１５でＩＣカード１０の表・裏、前・後の何れかを判別する。すなわち、図４及び図１０の(ａ)に示すように、ＩＣカード１０が表で、かつ頭が前である場合、ＩＣチップ１１は受信手段２のサーチコイル１４と重なる位置に配置されているため、検出手段３が検出したレベルも大きなものとなり、非接触ＩＣカード１０が表かつ前であることが検出される。一方、図１０の(ｂ)に示すように、非接触ＩＣカード１０が裏で、かつ頭が前である場合、ＩＣチップ１１は受信手段２のサーチコイル１４とずれた位置に配置されているため、検出手段３が検出したレベルも小さなものとなり、ＩＣカード１０が裏で、かつ頭前であることが検出される。またＩＣカード１０の頭が後である場合は、検出手段３が検出するレベルもさらに小さなものとなり、ＩＣカード１０の頭が後であることが検出される。
【００３０】
したがって、本実施の形態１では、電磁誘導によってＩＣカード１０に電力を供給し、中心から偏りのある位置に配置されたＩＣチップ１１から放出される搬送周波数の高調波成分を検出することによってＩＣカード１０の表裏と前後を判別することができる。そして、このようにしてＩＣカード１０の表・裏、前・後を検出するようにした本実施の形態１の場合では、ＩＣカード１０の表面・形状に何らの変更を加えることなく、ＩＣカード１０の応答特性のみでカード表・裏、前・後の判別を行うことができるので、国際標準規格をも満足することになる。
【００３１】
なお、本実施の形態１において、検出すべき高調波は搬送周波数に比べ非常に小さくなる。したがって、受信手段２としてサーチコイル１４を用いる場合には、サーチコイル１４はカード表面にできるだけ近づけることが好ましい。また、サーチコイル１４のサイズが大きいとＩＣチップ１１によるカード表面の電界強度の局所性を捉えることが困難となる。そのため、サーチコイル１４はＩＣチップ１１とほぼ同じ大きさであることが好ましい。
【００３２】
さらに、本実施の形態では、ＩＣカード１０をＩＣカードリーダー／ライターのトレイ９内に配置させて固定した状態でセットし、受信手段２とＩＣカード１０の相対位置を固定してなる場合について説明したが、ＩＣカード１０を固定せずに、ＩＣカード１０を長手方向あるいは短手方向に動かしながらＩＣチップ１１等を検出するように構成してもよいものである。また、ＩＣチップ１１の偏りに起因する電界強度の偏りを利用するものでなくとも、アンテナコイル(カード側コイル１２)の配置位置や形状等、他の要素部品の要因に起因して発生する電界強度の偏りを利用してＩＣカード１０の表裏を判別するようにしてもよいものである。
【００３３】
図１１は、上記実施の形態１の変形例を示す要部構成ブロック図である。この変形例では、受信手段２がカード表面対角線１５上に２個並べてセットされる場合である。そして、各受信手段２には、その受信手段２で受信された電界強度を検出手段３及び判別手段４で処理し、それをＯＲ回路１６に入力させ、ＯＲ回路１６で表裏を正しく向けてＩＣカード１０がセットされているか否かを判別できるようにしたものである。
【００３４】
したがって、このように受信手段２がカード表面対角線１５上に２個並べて配置するようにした場合では、ＩＣカード１０の前後の別なく、表裏を判別することできる。
【００３５】
(実施の形態２)
図１２は本発明の実施の形態２における情報カード表裏判別装置２０の構成ブロック図である。本実施の形態は主に請求項２に記載の方法で表裏を判別する請求項７記載の表裏判別装置を実現するものである。図１２において、図１乃至図１１に示した実施の形態１と同じ符号を付して説明するものは、実施の形態１と同一のものであるので、重複説明は省略する。そして、図１２において、２１，２２は検出手段Ａ，Ｂであり、これは図２に示した検出手段３と同等のものであって、並列に２個並べられている。また、検出手段Ａ２１は電界強度に偏りを持つ次数の高調波成分を検出するためのもので、検出手段Ｂ２２は偏りを生じない次数の高調波成分を検出するためのものである。
【００３６】
２３は判別手段であり、検出手段Ａ２１及び検出手段Ｂ２１での検出結果をもとにＩＣカード１０の表裏を判別する。その判別手段２３は、２つの周波数の検出レベルの比を出力する２周波レベル比変換部２４と、ディジタル変換部８から構成される。
【００３７】
図１３は、この実施の形態２における情報カード表裏判別装置１において、ＩＣカード１０の表裏を判別する処理方法を示すフローチャートである。そこで、図１２のフローチャートと共に、ＩＣカード１０の表裏を判別する方法について次に説明する。まず、この実施の形態２の場合でも、ＩＣカード１０をＩＣカードリーダー／ライター内の所定の位置(トレイ９内)にセットすると、ＩＣカード１０内のカード側コイル１２がアンテナ１３からの送信電波を受け、その電磁誘導によりＩＣカード１０へ電力が供給される(ステップＳ２１)。また、ＩＣカード１０に電力が供給されると、ＩＣチップ１１はこの搬送周波数をもとにクロック信号を発生する。
【００３８】
ＩＣチップ１１が発生するクロック信号は、実施の形態１の場合と同様、図９(ｂ)に示すように周波数ｆの矩形波になる。そして、ステップＳ２２では、ＩＣカード１０のカード表面の局所的な電界強度を受信手段２のサーチコイル１４を介して受信し、そのステップＳ２２で受信したもののうちから、ステップＳ２３では電界強度に偏りを生じる特定周波数成分ｆ１のレベルを、ステップＳ２４では電界強度に偏りがない周波数成分ｆ０のレベルを、それぞれ検出する。次いで、ステップＳ２５では、ステップＳ２３，ステップＳ２４で検出した２つの出力レベルｆ１，ｆ０の比をとり、ステップＳ２６で予め設けた閾値とこの比とを比較する。
【００３９】
そして、本実施の形態２においても、ＩＣチップ１１が中心から偏った位置に配置されているＩＣカード１０を使用している。したがって、このＩＣチップ１１の真下または真上に受信手段２が配置されているときには、図９(ｄ)のスペクトル図に示すように、ＩＣチップ１１内のクロックが矩形波となることから、７倍調波や９倍調波等の奇数次数の高調波成分のレベルは、偶数波次数の高調波成分のレベルと近い値となる。一方、受信手段２がＩＣチップ１１の近傍に存在しない場合には、受信手段２で検出した電波のスペクトラム分析結果は図９(ｃ)のようになり、両者の比は大きくなる。この性質を利用することによって、例えば検出手段Ａ２１では電界強度の偏り大きく検出される７倍調波や９倍調波等の奇数次数の高調波を、検出手段Ｂ２２では電界強度が一定となる２倍調波や４倍調波等の偶数次数の高調波を検出する。また、２つの検出手段Ａ２１と検出手段Ｂ２２は、それぞれの検出レベルを出力し、これらを２調波レベル比変換部２４へ入力することによって検出レベルがディジタル変換され、その比がステップＳ２５で比較される。ステップＳ２５での出力が閾値を越えているものであれば、ステップＳ２７でＩＣカード１０は表・前にセットされていることが判別される。
【００４０】
したがって、この実施の形態２における情報カード表裏判別装置１では、ＩＣカード１０の内部に配置されたＩＣチップ１１から放出される搬送周波数の高調波成分のレベルの変化を、電界強度が一定の他の次数の高調波との比較において検出することによって、より精度良く(表・前)、(表・後)、(裏・前)、(裏・後)の何れかを判別することができる。すなわち、本実施の形態２の場合では、ＩＣカード１０の表面・形状に何らの変更を加えることなく、ＩＣカード１０の応答特性のみでカード表・裏、前・後の判別を行うことができるので、国際標準規格をも満足することになる。
【００４１】
図１４は、上記実施の形態２の一変形例を示す要部構成ブロック図である。この変形例では、受信手段２がカード表面対角線１５上に２個並べてセットされる場合である。そして、各受信手段２には、その受信手段２で受信された電界強度を検出手段２１，２２及び判別手段２３で処理し、それをＯＲ回路１６に入力させ、ＯＲ回路１６で表裏を正しく向けてＩＣカード１０がセットされているか否かを判別できるようにしたものである。
【００４２】
したがって、このようにＩＣカード１０がカード表面対角線１５上に２個並べて配置するようにした場合では、ＩＣ１０の前後の別なく、表裏のみを判別することできる。
【００４３】
なお、本実施の形態２においても、検出すべき高調波は搬送周波数に比べ非常に小さくなるので、受信手段２としてサーチコイル１４を用いる場合には、サーチコイル１４はカード表面にできるだけ近づけることが好ましい。また、サーチコイル１４のサイズが大きいとＩＣチップ１１によるカード表面の電界強度の局所性を捉えることが困難となる。そのため、サーチコイル１４はＩＣチップ１１とほぼ同じ大きさであることが好ましい。
【００４４】
さらに、本実施の形態２でも、実施の形態１の場合と同じように、ＩＣカード１０をＩＣカードリーダー／ライターのトレイ９内に固定した状態でセットし、受信手段２とＩＣカード１０の相対位置を固定してなる場合について説明したが、ＩＣカード１０を固定せずに、ＩＣカード１０を長手方向あるいは短手方向に動かしながらＩＣチップ１１等を検出するように構成してもよいものである。また、ＩＣチップ１１の偏りに起因する電界強度の偏りを利用するものでなくとも、アンテナコイル(カード側コイル１２)の配置位置や形状等、他の要素部品の要因に起因して発生する電界強度の偏りを利用してＩＣカード１０の表裏を判別するようにしてもよいものである。
【００４５】
(実施の形態３)
図１５は本実施の形態３を示す情報カード表裏判別装置の構成ブロック図である。本実施の形態は主に請求項３に記載の方法で表裏を判別する請求項７記載の表裏判別装置を実現するものである。図１５において図１乃至図１４と同一のものは図１乃至図１４と同一の符号を付して重複した説明は省略する。また、本実施の形態３の基本構造は、実施の形態２をさらに変形させた構造となっている。そして、図１５において、この情報カード表裏判別装置は、ＩＣカード１０のカード表面対角線１５上に２つの受信手段２を有し、そのそれぞれに図２で述べた検出手段３と同等の検出手段２１，２２が並列に接続されている。検出手段２１は電界強度に偏りを持つ次数の高調波成分ｆ１を検出するためのものであり、検出手段２２は高調波成分ｆ１とは別の偏りを持つ別の次数の高調波成分ｆ２を検出するためのものである。
【００４６】
３１は判別手段であり、２つの検出レベル比較部３２，３３と論理回路部３４から構成される。検出レベル比較部３２，３３は、高調波成分ｆ１，ｆ２のそれぞれについて、２つの受信手段（Ａ，Ｂ）２のうち、どちらの受信レベルが大きいかを比較するものであり、受信手段Ａ２での受信レベルの方が大きい場合に「１」を、受信手段Ｂ２での受信レベルの方が大きい場合に「０」を出力する。論理回路部３４は、２つの検出レベル比較部３２，３３の出力を入力とし、ＩＣカード１０の表裏・前後を判別する。２つの受信手段２は、ＩＣカード１０が表である場合に、ＩＣチップ１１と重なる位置に配置されているため、２つの検出レベル比較部３２，３３の出力「１」または「０」の組み合わせによって、ＩＣカード１０の表・裏、前・後を判別することができる。
【００４７】
すなわち、図１７の(ａ)〜(ｄ)に示すそれぞれの向きでＩＣカード１０が乗っている場合には、検出レベル比較部３２，３３の出力はそれぞれ、図１７の(ｅ)に示される通りとなり、これによってＩＣカード１０の表・裏、前後を判別することができる。
【００４８】
図１６は、このように構成された情報カード表裏判別装置において、ＩＣカード１０の表裏を判別する方法を示すフローチャートである。そこで、図１６のフローチャートと共に、ＩＣカード１０の表裏を判別する方法について次に説明する。まず、この実施の形態３の場合でも、ＩＣカード１０をＩＣカードリーダー／ライター内の所定の位置にセットすると、ＩＣカード１０内のカード側コイル１２がアンテナ１３からの送信電波を受け、その電磁誘導によりＩＣカード１０へ電力が供給される(ステップＳ３１)。また、ＩＣカード１０に電力が供給されると、ＩＣチップ１１はこの搬送周波数をもとにクロック信号を発生する。
【００４９】
ＩＣチップ１１が発生するクロック信号は、実施の形態１，２の場合と同様、図９(ｂ)に示すように周波数ｆの矩形波になる。そして、ステップＳ３２では、ＩＣカード１０のカード表面の局所的な電界強度を受信手段２のサーチコイル１４を介して受信する。すなわち、カード表面の２箇所で電界強度を受信する。そのステップＳ３２で受信したもののうちから、ステップＳ３３では電界強度に偏りを生じる特定周波数成分ｆ１のレベルを、ステップＳ３４では電界強度に偏りがない周波数成分ｆ２のレベルを、それぞれ検出する。次いで、ステップＳ３３で受信したもののうちから、ステップＳ３６では電界強度に偏りを生じる特定周波数成分ｆ１のレベルを、ステップＳ３７では別の偏りを生じる別の周波数成分ｆ２のレベルをそれぞれ検出する。
【００５０】
ステップＳ３８では、ステップＳ３４とステップＳ３６のそれぞれで検出した２つの出力レベルの大小関係を比較する。もし、(ステップＳ３４の出力)＞(ステップＳ３６の出力)である場合には、ステップＳ３１０で「０」とする。また、(ステップＳ３４の出力)＜(ステップＳ３６の出力)である場合には、ステップＳ３１１で「１」とする。同様に、ステップＳ３９では、ステップＳ３５とステップＳ３７のそれぞれで検出した２つの出力レベルの大小関係を比較する。もし、(ステップＳ３５の出力)＞(ステップＳ３７の出力)である場合には、ステップＳ３１２で「０」とする。また、(ステップＳ３５の出力)＜(ステップＳ３７の出力)である場合には、ステップＳ３１３で「１」とする。最後に、ステップＳ３１４に示す表に従い、これら４つの結果の組み合わせにより、ＩＣカード１０の(表・前)、(表・後)、(裏・前)、(裏・後)の４つの全てを判別する。
【００５１】
このように、本実施の形態３の情報カード表裏判別装置１では、ＩＣカード１０の内部に配置されたＩＣチップ９から放出される搬送周波数の高調波成分を検出し、カード部位によるレベルの相違を比較することによって精度良くＩＣカード１０の(表・前)、(表・後)、(裏・前)、(裏・後)の４つの全てを判別することができる。すなわち、ＩＣカード１０に何らかの外的変化を加えることなく、その応答特性を利用し、非接触でＩＣカード１０の表・裏、前・後を判別することができるので、国際標準規格をも満足することになる。
【００５２】
なお、本実施の形態３でも、実施の形態１，２の場合と同じように、ＩＣカード１０をＩＣカードリーダー／ライターのトレイ９内に固定した状態でセットし、受信手段２とＩＣカード１０の相対位置を固定してなる場合について説明したが、ＩＣカード１０を固定せずに、ＩＣカード１０を長手方向あるいは短手方向に動かしながらＩＣチップ１１等を検出するように構成してもよいものである。また、ＩＣチップ１１の偏りに起因する電界強度の偏りを利用するものでなくとも、アンテナコイル(カード側コイル１２)の配置位置や形状等、他の要素部品の要因に起因して発生する電界強度の偏りを利用してＩＣカード１０の表裏を判別するようにしてもよいものである。
【００５３】
(実施の形態４)
図１８は本発明の実施の形態４を示す情報カード表裏判別装置の構成ブロック図である。本実施の形態は主に請求項４に記載の方法で表裏を判別する請求項８記載の表裏判別装置を実現するものである。図１８において図１乃至図１７と同一のものは図１乃至図１７と同一符号を付して重複した説明は省略する。また、本実施の形態４の基本構造は、実施の形態３と同様に、実施の形態２をさらに変形させた構造となっている。そして、図１８において、この情報カード表裏判別装置は、ＩＣカード１０の表面の四隅の４箇所にそれぞれ対応して配置される４つの受信手段２を有し、その各受信手段２に検出手段Ａ２１と検出手段Ｂ２２がそれぞれ接続されている。
【００５４】
４１は判別手段であり、検出手段Ａ（２１，２２），検出手段Ｂ（２１，２２）の４つの検出手段で検出された受信レベルを入力とし、これらのうち最大レベルを出力した検出手段を判別する。この判別手段４１は、例えばダイオード回路とロジック回路によって実現することができる。
【００５５】
そして、本実施の形態４では、４つの受信手段２のうち何れかはＩＣチップ１１と重なるため、最も検出レベルが大きいものが、ＩＣチップ１１と重なっているものとなる。例えば、図１８における検出レベルが最大ならばＩＣカード１０は表・前であることが判別され、ｂの位置における検出レベルが最大ならばＩＣカード１０は裏・前であることが判別される。
【００５６】
図１９は、このように構成された情報カード表裏判別装置において、ＩＣカード１０の表裏を判別する方法を示すフローチャートである。そこで、図１９のフローチャートと共に、ＩＣカード１０の表裏を判別する方法について次に説明する。まず、この実施の形態４の場合でも、ＩＣカード１０をＩＣカードリーダー／ライター内の所定の位置(トレイ９内)にセットすると、ＩＣカード１０内のカード側コイル１２がアンテナ１３からの送信電波を受け、その電磁誘導によりＩＣカード１０へ電力が供給される(ステップＳ４１)。また、ＩＣカード１０に電力が供給されると、ＩＣチップ１１はこの搬送周波数をもとにクロック信号を発生する。
【００５７】
ＩＣチップ１１が発生するクロック信号は、実施の形態１，２，３の場合と同様、図９(ｂ)に示すように周波数ｆの矩形波になる。そして、ステップＳ４２，Ｓ４３，Ｓ４４，Ｓ４５で、ＩＣカード１０のカード表面の局所的な電界強度を受信手段２のサーチコイル１４を介して受信する。すなわち、カード表面の四隅の４箇所で電界強度を受信する。そのステップＳ４２〜Ｓ４５で受信したもののうちから、ステップＳ４６〜Ｓ４９で電界強度に偏りを生じる特定周波数成分レベルを検出する。最後にステップＳ４１０に示す表に従い、これら４つの結果の組み合わせにより、ＩＣカード１０の(表・前)、(表・後)、(裏・前)、(裏・後)の４つの全てを判別する。
【００５８】
このように、本実施の形態４の情報カード表裏判別装置では、ＩＣカード内部に配置されたＩＣチップ１１から放出される搬送周波数の高調波成分を検出し、カード部位によるレベルの相違を比較することによって精度良くＩＣカード１０の(表・前)、(表・後)、(裏・前)、(裏・後)の４つの全てを判別することができる。すなわち、ＩＣカード１０に何らかの外的変化を加えることなく、その応答特性を利用し、非接触でＩＣカード１０の表・裏、前・後を判別することができるので、国際標準規格をも満足することになる。
【００５９】
なお、本実施の形態４でも、実施の形態１，２，３の場合と同じように、ＩＣカード１０をＩＣカードリーダー／ライターのトレイ９内に固定した状態でセットし、受信手段２とＩＣカード１０の相対位置を固定してなる場合について説明したが、ＩＣカード１０を固定せずに、ＩＣカード１０を長手方向あるいは短手方向に動かしながらＩＣチップ１１等を検出するように構成してもよいものである。また、ＩＣチップ１１の偏りに起因する電界強度の偏りを利用するものでなくとも、アンテナコイル(カード側コイル１２)の配置位置や形状等、他の要素部品の要因に起因して発生する電界強度の偏りを利用してＩＣカード１０の表裏を判別するようにしてもよいものである。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、上記各実施の形態より明らかなように、ＩＣカードの表面・形状に何らの変更を加えることなく、ＩＣカードの応答特性のみを利用し、非接触でＩＣカードの表・裏、前後の判別を行うことができるという効果を有する。これは、ＩＣカードの表面・形状に特別な変更を加えないので、国際標準規格をも満足するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における情報カード表裏判別装置の構成ブロック図
【図２】  本発明の実施の形態１における情報カード表裏判別手順を示すフローチャート
【図３】本発明の実施形態で使用する非接触ＩＣカードの一例を示す図
【図４】本発明の実施の形態１において非接触ＩＣカードと受信手段との配置位置を示す図
【図５】本発明の実施の形態１における情報カード表裏判別装置の各部における出力信号の一例を示す図
【図６】本発明の実施の形態１における同上装置の増幅部の一例を示す図
【図７】本発明の実施の形態１における同上装置の線形復調部の一例を示す図
【図８】本発明の実施の形態１における同上装置のディジタル変換部の一例を示す図
【図９】(ａ)本発明の各実施の形態においてＩＣカードリーダー／ライターからの送信電波波形図
(ｂ)本発明の各実施の形態においてＩＣチップで発生するクロック信号の波形を示す図
(ｃ)本発明の各実施の形態においてＩＣカードリーダー／ライターからの送信電波に含まれる高調波成分の次数別電界強度を示す図
(ｄ)本発明の各実施の形態においてＩＣチップで発生したクロック信号に含まれる高調波成分の次数別電界強度を示す図
【図１０】本発明の実施の形態において非接触ＩＣカードの表裏の状態を示す図
【図１１】本発明の実施の形態１における同上装置の変形例を示す構成ブロック図
【図１２】本発明の実施の形態２における情報カード表裏判別装置の構成ブロック図
【図１３】  本発明の実施の形態２におけるＩＣカード表裏判別手順を示すフローチャート
【図１４】本発明の実施の形態２における同上装置の変形例を示す構成ブロック図
【図１５】本発明の実施の形態３における情報カード表裏判別装置の構成ブロック図
【図１６】本発明の実施の形態３におけるＩＣカード表裏判別手順を示すフローチャート
【図１７】本発明の実施の形態３における情報カード表裏判別装置の検出部出力結果とＩＣカードの表・裏、前・後の対応を示す図
【図１８】本発明の実施の形態４におけるＩＣカード表裏判別装置の構成ブロック図
【図１９】本発明の実施の形態４におけるＩＣカード表裏判別手順を示すフローチャート
【符号の説明】
１，２０  情報カード表裏判別装置
２  受信手段
３  検出手段
４  判別手段
５  帯域フィルタ
６  増幅部
６ａ  オペアンプ
６ｂ  抵抗
６ｃ  抵抗
７  線形復調部
７ａ  整流回路
７ｂ  平滑回路
７ｃ  直線検波回路
８  デジタル変換部
９  トレイ
１０  非接触ＩＣカード
１１  ＩＣチップ
１２  カード側コイル
１３  アンテナ
１４  サーチコイル
１５  カード表面対角線
１６  ＯＲ回路
２１  検出手段Ａ
２２  検出手段Ｂ
２３  判別手段
２４  ２周波レベル比変換部
３１  判別手段
３２  検出レベル比較部
３３  検出レベル比較部
３４  論理回路部
４１  判別手段
ｆ  搬送周波数
ｆ１  高調波成分
ｆ２  高調波成分
【図１】
0004205248.tif 000002
【図２】
0004205248.tif 000003
【図３】
0004205248.tif 000004
【図４】
0004205248.tif 000005
【図５】
0004205248.tif 000006
【図６】
0004205248.tif 000007
【図７】
0004205248.tif 000008
【図８】
0004205248.tif 000009
【図９】
0004205248.tif 000010
【図１０】
0004205248.tif 000011
【図１１】
0004205248.tif 000012
【図１２】
0004205248.tif 000013
【図１３】
0004205248.tif 000014
【図１４】
0004205248.tif 000015
【図１５】
0004205248.tif 000016
【図１６】
0004205248.tif 000017
【図１７】
0004205248.tif 000018
【図１８】
0004205248.tif 000019
【図１９】
0004205248.tif 000020