(57)【要約】【課題】データ通信のエラー発生頻度を軽減できる非接触ＩＣチップリーダライタを提供する。【解決手段】ＩＣカード２との通信用のアンテナ３１と、前記アンテナ３１を用いてＩＣカード２とのデータ通信を制御する制御手段とを備えたリーダライタ１０において、前記アンテナ３１を駆動するソレノイド６０を備え、前記制御手段はアンテナ３１とＩＣカード２との相対的位置関係が変化するように前記ソレノイド６０を駆動制御することにより、不感領域の形成位置や範囲を変化させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触ＩＣチップとの通信用のアンテナと、前記アンテナを用いて非接触ＩＣチップとのデータ通信を制御する制御手段とを備えた非接触ＩＣチップのリーダライタにおいて、
前記アンテナを駆動する駆動手段を備え、前記制御手段はアンテナと非接触ＩＣチップとの相対的位置関係が変化するように前記駆動手段を制御する
ことを特徴とする非接触ＩＣチップリーダライタ。
【請求項２】
前記制御手段は非接触ＩＣチップとの通信処理開始から所定時間経過しても非接触ＩＣチップとの通信が正常終了しないことを検出するとアンテナと非接触ＩＣチップとの相対的位置関係が変化するように前記駆動手段を制御する
ことを特徴とする請求項１記載の非接触ＩＣチップリーダライタ。
【請求項３】
前記制御手段は非接触ＩＣチップとの通信処理開始から所定時間後にアンテナと非接触ＩＣチップとの相対的位置関係が変化するように前記駆動手段を制御する
ことを特徴とする請求項１記載の非接触ＩＣチップリーダライタ。
【請求項４】
前記駆動手段は非接触ＩＣチップとの間の距離が変化するようにアンテナを駆動させる
ことを特徴とする請求項１乃至３何れか１項記載の非接触ＩＣチップリーダライタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触タイプのＩＣカードや携帯電話などの機器に埋め込まれたＩＣチップとの間で非接触でデータ通信を行うリーダライタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子マネーや交通の分野においてはＩＣチップ及び通信用アンテナを内蔵したカードや携帯機器が普及してきている。以下に、非接触ＩＣチップが埋設されたものの一例としてＩＣカードについて説明する。ＩＣカードとの間で非接触でデータ通信を行うリーダライタは、通信用のアンテナと、発振器・変調回路・駆動回路等からなるＲＦ回路部と、データ通信を制御する制御部と、上位装置との通信インタフェイス部とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。通信用電波のキャリア周波数は例えば１３．５６ＭＨｚが用いられ、また近接型通信の場合にはその通信距離は最大約１０ｃｍ前後である。
【特許文献１】特開２００７−２４１３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来のリーダライタでは、ＩＣカードとの通信中にエラーが生じる場合があった。これは特に電子マネーの決済処理など比較的処理時間が長い場合に多い傾向がある。エラーが生じる原因としては、利用者が自らの手でＩＣカードをリーダライタ近接の通信範囲内にかざすので、ＩＣカードとリーダライタのアンテナとの距離が不安定であることが考えられる。すなわち、上述のように近接型通信の場合には通信距離は最大約１０ｃｍ前後であり、リーダライタは該通信範囲内にあるＩＣカードであれば通信可能であるよう送信出力等が調整されている。しかし、理論的な通信範囲内であっても、ある特定の場所では通信不可能な領域（以下「不感領域」）が生じる場合がある。この不感領域が生じるか否か、また不感領域がどこに生じるかは、カードリーダの個体差・設置環境の相違及びこれらの経時的変化等により不定であると考えられる。
【０００４】
このような不感領域が生じると前述したようにＩＣカードとのデータ通信は正常に行われないが、通常はＩＣカードをかざす位置を移動させれば不感領域から脱して正常なデータ通信が可能となる。このような場合、オペレータがリーダライタの近くにいる場合には利用者に対してＩＣカードをかざず位置をずらすよう案内できる。しかし、オペレータが近くにいない設置環境の場合、適当な表示器に前記案内文を表示するしかなく確実な方法とは言えないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、データ通信のエラー発生頻度を軽減できる非接触ＩＣチップリーダライタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、非接触ＩＣチップとの通信用のアンテナと、前記アンテナを用いて非接触ＩＣチップとのデータ通信を制御する制御手段とを備えた非接触ＩＣチップのリーダライタにおいて、前記アンテナを駆動する駆動手段を備え、前記制御手段はアンテナと非接触ＩＣチップとの相対的位置関係が変化するように前記駆動手段を制御することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、非接触ＩＣチップに対する相対的位置関係が変化するようにアンテナを動かすことにより、不感領域の形成位置や範囲を変化させることができる。したがって、制御手段は、データ通信にエラーが生じた場合などにアンテナを動かすよう制御することにより、非接触ＩＣチップを不感領域から脱せさせ、正常なデータ通信を行うことができる。
【０００８】
本発明の好適な態様の一例としては、前記制御手段が非接触ＩＣチップとの通信処理開始から所定時間経過しても非接触ＩＣチップとの通信が正常終了しないことを検出するとアンテナと非接触ＩＣチップとの相対的位置関係が変化するように前記駆動手段を制御するものが挙げられる。また、他の例としては、前記制御手段が非接触ＩＣチップとの通信処理開始から所定時間後にアンテナと非接触ＩＣチップとの相対的位置関係が変化するように前記駆動手段を制御するものが挙げられる。また、アンテナな駆動形態としては、例えば、非接触ＩＣチップとの間の距離が変化するようにアンテナを駆動させる方法が挙げられる。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように本発明によれば、非接触ＩＣチップに対する相対的位置関係が変化するようにアンテナを動かすことにより、不感領域の形成位置や範囲を変化させることができる。したがって、制御手段は、データ通信にエラーが生じた場合などにアンテナを動かすよう制御することにより、非接触ＩＣチップを不感領域から脱せさせ、正常なデータ通信を行うことができる。これにより、データ通信のエラー発生頻度を軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の一実施の形態に係る非接触ＩＣチップリーダライタ（以下単に「リーダライタ」と言う）について図面を参照して説明する。図１はリーダライタの構成図、図２はリーダライタの機能ブロック図である。本実施の形態では、電子財布として機能するＩＣチップが埋め込まれたＩＣカードに対して電子マネーによる決済処理を行うリーダライタについて説明する。また、本実施の形態では、リーダライタは自動販売機の決済処理に用いるものとする。
【００１１】
リーダライタ１０は、前面がやや上方に傾斜した箱形の筐体１１を備えている。筐体１１は自動販売機の前面扉１に付設されている。筐体１１の前面はＩＣカード２をかざすタッチ面１２となっている。筐体１１内には、アンテナ取付板２０と、アンテナ取付板２０に取り付けられたアンテナ基板３０と、第１の制御基板４０と、第２の制御基板５０と、アンテナ取付板２０の駆動装置であるソレノイド６０が配置されている。第２の制御基板５０は、リーダライタ１０を用いた決済処理を行う上位装置７０と接続している。本実施の形態では、自動販売機の制御装置が上位装置７０に相当する。
【００１２】
アンテナ取付板２０は矩形の板状部材からなる。アンテナ取付板２０の上縁部には支軸２０ａが設けられており、該支軸２０ａはタッチ面１２の裏側に設けた軸受け１３に軸支されている。アンテナ取付板２０の下部にはソレノイド６０のフランジャ６０ａが係止されている。フランジャ６０ａの周囲には、ソレノイド６０の本体部とアンテナ取付板２０との間にコイルバネ６５が配置されている。このような構造により、ソレノイド６０の駆動制御により、アンテナ取付板２０は上縁部を軸として前後に回動する。具体的には、ソレノイド６０を非通電状態（ＯＦＦ）に制御すると、コイルバネ６５の弾性力によりアンテナ取付板２０はタッチ面１２方向に位置する。一方、ソレノイド６０を導通状態（ＯＮ）に制御すると、フランジャ６０ａがソレノイド６０方向に吸引され、アンテナ取付板２０はタッチ面１２方向から離れた位置に移動する。
【００１３】
アンテナ基板３０は、アンテナ取付板２０のタッチ面１２側に付設されている。このアンテナ基板３０には、図２に示すように、ループアンテナ等のアンテナ３１と、インピーダンス調整等を行う整合回路３２とが形成されている。アンテナ３１は整合回路３２及び同軸ケーブル３３を介して第１の制御基板４０に接続している。
【００１４】
第１の制御基板４０は、発振器・変調回路・駆動回路等からなるＲＦ回路部４１と、データ通信を制御する第１の制御部４２と、第２の制御基板５０とのインタフェイス回路４３とを備えている。第１の制御部４２は、第２の制御基板５０からの指示に基づき、電子財布として機能するＩＣカード２に対して残高確認処理や決済処理を行う。
【００１５】
第２の制御基板５０は、第１の制御基板４０とのインタフェイス回路５１と、第２の制御部５２と、ソレノイド６０の駆動回路５３と、上位装置７０とのインタフェイス回路５４とを備えている。第２の制御部５２は、いわゆるワンチップマイコンなどにより構成されており、計時手段であるタイマ（図示省略）を備えている。第２の制御部５２は、上位装置７０からの指示に基づき第１の制御部４２に対して残高確認処理や決済処理の開始を依頼する。また、第２の制御部５２は、第１の制御部４２による残高確認処理や決済処理についてのＩＣカード２との通信状況に応じてソレノイド６０を駆動制御する。
【００１６】
次に、リーダライタ１０の動作について、図３のフローチャートを参照して詳述する。ここでは電子財布として機能するＩＣカード２に対して電子マネーによる決済処理を行う場合について説明する。
【００１７】
第２の制御部５２は、上位装置７０から決済額を含む決済処理依頼を受信すると（ステップＳ１）、第１の制御部４２に対してＩＣカード２の検出処理を依頼する（ステップＳ２）。第２の制御部５２は、第１の制御部４２からＩＣカード２が検出された事を受信すると（ステップＳ３）、タイマを駆動して計時処理を開始するとともに（ステップＳ４）、第１の制御部４２に対して決済処理を依頼する（ステップＳ５）。第１の制御部４２は、第２の制御部５２からの依頼に応じてＩＣカード２に対して決済処理を開始し、決済処理の結果を第２の制御部５２に通知する。該結果通知には、正常終了通知の他、タイムアウトなどのエラー発生通知も含まれる。第２の制御部５２は、第１の制御部４２から結果通知を受信するのを待つ。
【００１８】
ここで、第２の制御部５２は、第１の制御部４２からの結果通知が所定の時間内に受信できなかった場合、すなわち結果通知の受信がタイムアウトすると、第２の制御部５２はソレノイド６０を駆動制御する（ステップＳ６，Ｓ７）。ここでタイムアウトするまでの時間は、前記ステップＳ４で開始した第２の制御部５２のタイマによる計時時間であり、第１の制御部４２における決済処理のタイムアウトとは独立している。また、第２の制御部５２におけるタイムアウト時間は、第１の制御部４２のタイムアウト時間よりも短く設定されている。したがって、第２の制御部５２においてタイムアウトが生じた場合であっても、第１の制御部４２においては決済処理のトライを継続させている点に注意されたい。また、ソレノイド６０の駆動制御は、ソレノイド６０を導通状態にする。この駆動制御によりアンテナ取付板２０はソレノイド６０方向、すなわちＩＣカード２から遠ざかる方向に移動する。
【００１９】
次に、第２の制御部５２は、タイマをリセットしてから再び計時処理を開始する（ステップＳ８）。そして、第２の制御部５２は、第１の制御部４２からの結果通知が所定の時間内に受信できなかった場合、すなわち結果通知の受信がタイムアウトすると、第２の制御部５２はソレノイド６０を再び駆動制御する（ステップ８，Ｓ１０）。ここでのソレノイド６０の駆動制御は、ソレノイド６０を非導通状態にする。この駆動制御によりアンテナ取付板２０はタッチ面１２方向、すなわちＩＣカード２に近づく方向に移動する。
【００２０】
第２の制御部５２は、以上の処理の過程において第１の制御部４２から結果通知を受信すると（ステップＳ１１）、該結果通知に基づき決済処理の処理結果を上位装置７０に送信する（ステップＳ１２）。
【００２１】
このようなリーダライタ１０によれば、ＩＣカード２との通信処理が開始してから所定時間経過しても該通信処理が正常終了しない場合には、アンテナ取付板２０が前後方向に移動する。これにより、ＩＣカード２が不感領域にあったことが正常終了しない原因であった場合、ＩＣカード２を不感領域から脱せさせることができる。したがって、ＩＣカード２との通信エラーの発生頻度を軽減することができる。
【００２２】
以上本発明の一実施の形態について詳述したが本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、第２の制御部５２は、ＩＣカード２を検出してから計時処理を開始していたが、上位装置７０からの決済処理依頼を受信してから計時処理を開始するようにしてもよい。また、自動販売機の商品販売ボタンの押下を検出してから計時処理を開始するようにしてもよい。
【００２３】
また、上記実施の形態では、第２の制御部５２はＩＣカード２の検出後、第１の制御部４２からの結果通知の受信を待っている間にソレノイド６０の駆動制御をしていたが、第１の制御部４２からエラーが生じたことを示す結果通知を受信してからソレノイド６０の駆動制御を行うようにしてもよい。また、ＩＣカード２の検出した後、所定の時間間隔でソレノイド６０のオン・オフを間欠的に繰り返すようにしてもよい。さらに、上位装置７０からの決済処理依頼を受信した後、或いは自動販売機の商品販売ボタンの押下を検出した後、所定の時間間隔でソレノイド６０のオン・オフを間欠的に繰り返すようにしてもよい。
【００２４】
また、上記実施の形態では、アンテナ３１とＩＣカード２との距離を増減させる手段として、アンテナ取付板２０の上縁を支軸するとともにアンテナ取付板２０を前後移動させるソレノイド６０を設けることにより、アンテナ取付板２０を上縁を軸として回動自在とする機構を採用したが、他の機構であってもよい。例えば、アンテナ取付板２０の下縁又は左右縁部を軸として回動させる構成が挙げられる。また他の形態としては、前後に延びるガイドレールを設け、該ガイドレールに沿ってアンテナ取付板２０を前後に移動させるようにしてもよい。さらに、ＤＣモータなどの他の駆動手段をアンテナ取付板２０の駆動手段に採用してもよい。
【００２５】
また、上記実施の形態では、アンテナ３１とＩＣカード２との相対的位置関係を変化させる形態としてアンテナ３１とＩＣカード２の距離を増減させるという手段を用いてたが、他の形態であってもよい。例えば、ＩＣカード２との対向面に並行してアンテナ３１を上下左右に移動させる形態が考えられる。また、他の形態としては、アンテナ３１を回転させる方法が考えられる。アンテナ３１を回転させる場合には、ＩＣカード２とアンテナ３１を結ぶ方向を軸として回転させる形態が挙げられる。
【００２６】
また、上記実施の形態では、リーダライタ１０の制御手段を第１の制御部４２と第２の制御部５２の２つに分けて実装した例について説明したが、これらの機能を１つにまとめてもよい。
【００２７】
また、上記実施の形態では、リーダライタ１０を自動販売機に付設した例について説明したが、例えばＰＯＳ端末などの他の機器に付設する場合や、リーダライタ単体の場合であっても本発明を適用できる。さらに、上記実施の形態では、ＩＣカード２を用いたアプリケーションとして電子マネーシステムについて説明したが、他のアプリケーションであっても本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】リーダライタの構成を説明する断面図
【図２】リーダライタの機能ブロック図
【図３】リーダライタの動作を説明するフローチャート
【符号の説明】
【００２９】
１…自動販売機の前面扉、２…ＩＣカード、１０…リーダライタ、１１…筐体、１２…タッチ面、２０…アンテナ取付板、３０…アンテナ基板、３１…アンテナ、３２…整合回路、４０…第１の制御基板、４２…第１の制御部、５０…第２の制御基板、５２…第２の制御部、５３…駆動回路、６０…ソレノイド、７０…上位装置。
【図１】
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【図２】
2009140406.tif 000004
【図３】
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