(57)【要約】【課題】  通信効率の低下を防止することが可能な情報記憶媒体を提供すること。【解決手段】  カード本体により構成された情報記憶媒体は、カード本体に埋め込まれたモジュールを備え、前記モジュールは、受信データを解析し、前記受信データが所定の通信プロトコルに準拠した正しいデータであるとの判定に基づき、前記受信データの送信先に対してレスポンスデータを返信する正常処理と、前記受信データがエラーデータであるとの判定に基づき、前記受信データの前記送信先に対してエラーを返信するエラー処理とを選択的に実行する通信制御手段を備えている。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュールが埋め込まれたカード本体により構成された情報記憶媒体であって、
前記モジュールは、
受信データを解析し、前記受信データが所定の通信プロトコルに準拠した正しいデータであるとの判定に基づき、前記受信データの送信先に対してレスポンスデータを返信する正常処理と、前記受信データがエラーデータであるとの判定に基づき、前記受信データの前記送信先に対してエラーを返信するエラー処理とを選択的に実行する通信制御手段を備えたことを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項２】
前記通信制御手段は、前記所定の通信プロトコルに準拠しない前記受信データを前記エラーデータと判定することを特徴とする請求項１に記載の情報記憶媒体。
【請求項３】
前記通信制御手段は、一部欠落した前記受信データを前記エラーデータと判定することを特徴とする請求項２に記載の情報記憶媒体。
【請求項４】
前記通信制御手段は、前記受信データの前記送信先に対して送信する送信データの最後部の先端から、前記送信先から送信される次の送信データの最前部の先端までの期間内に、前記エラーを返信することを特徴とする請求項３に記載の情報記憶媒体。
【請求項５】
前記通信制御手段は、搬送波の1/nの副搬送波により前記送信データを送信し、前記送信データの最後尾の後端から所定期間以内に前記副搬送波の送信を停止し、前記所定期間経過後から前記次の送信データの最前部の先端までの期間内に、前記エラーを返信することを特徴とする請求項４に記載の情報記憶媒体。
【請求項６】
前記通信制御手段は、前記搬送波の1/m(n≠m)の副搬送波により前記エラーを送信することを特徴とする請求項５に記載の情報記憶媒体。
【請求項７】
前記通信制御手段は、第１の符号化方式により前記送信データを送信し、前記第１の符号化方式と異なる第２の符号化方式により前記エラーを送信することを特徴とする請求項５に記載の情報記憶媒体。
【請求項８】
前記情報記憶媒体に対してデータを送信し、前記情報記憶媒体からのレスポンスデータを受信する通信手段と、
前記データを送信してから所定時間以内に前記レスポンスデータを受信できない場合、又は前記データを送信してから所定時間経過前にエラーを受信した場合に通信エラーと判断し、前記情報記憶媒体に対して前記データを再送信する通信制御手段と、
を備えたことを特徴とする情報記憶媒体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭなどの制御素子を有するＩＣ（Integrated Circuit）チップを内蔵するＩＣカードと称される情報記憶媒体に関する。さらに、本発明は、このような情報記憶媒体に対してデータを記録したり、情報記憶媒体からデータを読み出したりするＩＣカードリーダライタと称される情報記憶媒体処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣカードは、クレジットカード、定期券、その他の商取引の決済に使われるだけでなく、社員証、会員証、保険証などのＩＤカードとしても様々な分野で使われるようになっている。これは、従来の磁気カードに比べ、ＩＣカードは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭなどの制御素子を有するＩＣを備えることにより、様々な機能が実現可能となったこと、さらには偽造が難しいためセキュリティの面でも大きく向上したことが要因である。
【０００３】
ＩＣカードは、外部装置（ＩＣカードリーダライタ）から送信されるコマンドに基づき動作する。例えば、ＩＣカードは、外部装置から送信されるコマンドを受信すると、受信コマンドがコマンド制御テーブルに登録されているコマンドであるかを確認し、受信コマンドが登録されているコマンドであれば、受信コマンドに基づく処理を実行し、レスポンスデータを返信する（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３４２７３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ISO/IEC14443において、上記したコマンドデータとレスポンスデータの通信プロトコルが規定されている。つまり、ISO/IEC14443では、非接触ＩＣカードリーダライタから非接触ＩＣカードへコマンドデータを送信し、非接触ＩＣカードがコマンドデータ受信し、受信したコマンドデータに対応した処理を実行し、非接触ＩＣカードリーダライタへ処理結果をレスポンスデータとして送信する通信プロトコルが規定されている。
【０００５】
非接触ＩＣカードが、ISO/IEC14443の通信プロトコルに準拠しないデータを受信すると、受信データに対応した処理を実行することができないため、無応答状態となる。非接触ＩＣカードが、ISO/IEC14443の通信プロトコルに準拠したデータを受信したものの、何らかの通信エラーにより受信データを再生できない場合にも、同様に、受信データに対応した処理を実行することができないため、無応答状態となる。
【０００６】
非接触ＩＣカードリーダライタは、非接触ＩＣカードからのレスポンスデータをあらかじめ設定された最大受信待ち時間まで待ち続け、待ち時間経過後に無応答エラーとして判定する。つまり、上記したように非接触ＩＣカードが無応答状態に陥った場合には、非接触ＩＣカードリーダライタは、最大受信待ち時間まで待ち続けてから無応答エラーとして判定するため、非効率であった。
【０００７】
本発明の目的は、通信効率の低下を防止することが可能な情報記憶媒体及び情報記憶媒体処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の一実施形態の情報記憶媒体は、モジュールが埋め込まれたカード本体により構成された情報記憶媒体であって、前記モジュールは、受信データを解析し、前記受信データが所定の通信プロトコルに準拠した正しいデータであるとの判定に基づき、前記受信データの送信先に対してレスポンスデータを返信する正常処理と、前記受信データがエラーデータであるとの判定に基づき、前記受信データの前記送信先に対してエラーを返信するエラー処理とを選択的に実行する通信制御手段を備えている。
【０００９】
この発明の一実施形態の情報記憶媒体処理装置は、前記情報記憶媒体に対してデータを送信し、前記情報記憶媒体からのレスポンスデータを受信する通信手段と、前記データを送信してから所定時間以内に前記レスポンスデータを受信できない場合、又は前記データを送信してから所定時間経過前にエラーを受信した場合に通信エラーと判断し、前記情報記憶媒体に対して前記データを再送信する通信制御手段とを備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、通信効率の低下を防止することが可能な情報記憶媒体及び情報記憶媒体処理装置を提供することにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
図１は、ＩＣカードシステムの概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、ＩＣカードシステムは、端末２０及び非接触ＩＣカード（情報記憶媒体）１０により構成される。端末２０は、本体（主制御部）２１、ディスプレイ２２、キーボード２３、非接触ＩＣカードリーダライタ２４を備えている。端末２０は非接触ＩＣカード１０と通信可能に構成されており、端末２０は非接触ＩＣカード１０に対してデータを送信したり、非接触ＩＣカード１０からのデータを受信したりする。
【００１３】
本体２１は、コマンドデータの送信／再送信を指示したり、レスポンスデータの受信に基づきコマンド処理の完了を確認したりする。ディスプレイ２２は、非接触ＩＣカード１０との通信結果等を表示する。キーボード２３は、本体２１に対して文字や数字等を入力する。カードリーダ／ライタ２４は、非接触ＩＣカード１０と通信する。
【００１４】
なお、非接触ＩＣカード１０が接触式通信機能をサポートするものであってもよく、この場合、カードリーダ／ライタ２４も接触式通信機能をサポートすることになる。
【００１５】
図２は、本発明の一実施形態に係る非接触ＩＣカード（情報記憶媒体）の概観を示す図である。図２に示すように、非接触ＩＣカード１０はカード本体（プラスチックカード）により構成され、カード本体はＩＣチップ１０ａ（モジュール）を備えている。この非接触ＩＣカード１０は、非接触ＩＣカードリーダライタ２４に対して通信エラー発生時にエラーを通知し、これにより通信効率の低下を防止する。
【００１６】
図３に示すように、非接触ＩＣカード１０は、送受信アンテナ部１１、変復調部１２、ＣＰＵ１３、コプロセッサ１４、不揮発性メモリ１５、電源生成部１６を備えている。例えば、ＩＣチップ１０ａが、変復調部１２、ＣＰＵ１３、コプロセッサ１４、不揮発性メモリ１５、電源生成部１６を含んでいる。
【００１７】
送受信アンテナ部１１は、非接触ＩＣカードリーダライタ２４との間でデータを送受信するためのアンテナである。変復調部１２は、非接触ＩＣカードリーダライタ２４へ送信する送信データを変調したり、非接触ＩＣカードリーダライタ２４から受信した受信データを復調したりする。ＣＰＵ１３は、各種データ処理や全体的な制御を行う。コプロセッサ１４は、各種データの暗号化を行う。不揮発性メモリは、ＥＥＰＲＯＭ等であり、各種データを記憶する。電源生成部１６は、受信した電力波を整流、平滑化し、安定化された直流電圧を生成し、各部に動作電圧として供給する。
【００１８】
次に、ISO/IEC14443TypeBの通信プロトコルについて説明する。
【００１９】
非接触ＩＣカード１０は非接触ＩＣカードリーダライタ２４の放射する動作磁界領域に進入した場合、５ｍｓ以内に活性化されてアイドル（Idle）状態となる。
【００２０】
非接触ＩＣカード１０が、非接触ＩＣカードリーダライタ２４から初期応答REQB（Request Command TypeB）または、WUPB（Wake Up command TypeB）を正常に受信すると、非接触ＩＣカード１０は、ATQB（Answer To Request command TypeB）を非接触ＩＣカードリーダライタ２４に送信する。REQBおよびWUPBコマンドは、動作磁界内にISO/IEC14443TypeBの非接触ICカードが存在するかどうかを検出するために使用される。
【００２１】
次に、非接触ＩＣカードリーダライタ２４は、非接触ＩＣカード１０を選択するためにATTRIBコマンドを送信し、Answer To ATTRIBをレスポンスとして受信する。以降は各コマンド処理へ移行する。
【００２２】
非接触ＩＣカードリーダライタ２４から非接触ＩＣカード１０に送信されるデータの振幅は、搬送波（13.56MHz）に対して10%程度変調されている。また、このデータには、NRZ符号化方式が適用されている。非接触ＩＣカード１０から非接触ＩＣカードリーダライタ２４へ送信されるレスポンスデータの位相は、上記した搬送波の1/16(=1/n)に相当する副搬送波(847.5KHz)により変調されている。また、このレスポンスデータにも、NRZ符号化方式が適用されている。
【００２３】
非接触ＩＣカード１０が、非接触ＩＣカードリーダライタ２４からのコマンドデータ受信中に、ISO/IEC14443TypeBプロトコルに準拠していないデータフォーマットを受信し伝送エラーと判断すると、非接触ＩＣカード１０は、非接触ＩＣカードリーダライタ２４に対して伝送エラーであることを通知する。又は、非接触ＩＣカード１０が、非接触ＩＣカードリーダライタ２４からのコマンドデータ受信中に、ISO/IEC14443TypeBプロトコルに準拠しているが外乱ノイズ等の影響で一部欠落したデータを受信し伝送エラーと判断すると、非接触ＩＣカード１０は、非接触ＩＣカードリーダライタ２４に対して伝送エラーであることを通知する。
【００２４】
例えば、非接触ＩＣカード１０の不揮発性メモリ１５は、ISO/IEC14443TypeBプロトコルに準拠したデータフォーマットに関する情報を記憶している。非接触ＩＣカード１０のＣＰＵ１３は、受信データを解析し、不揮発性メモリ１５に記憶された情報に基づき、受信データがISO/IEC14443TypeBプロトコルに準拠した正しいデータか否かを判断し、受信データが正しいデータであると判断すると、この受信データに対してレスポンスデータを返信する（正常処理）。ＣＰＵ１３が、受信データがISO/IEC14443TypeBプロトコルに準拠しないエラーデータであると判断したり、受信データが一部欠落したエラーデータであると判断したりすると、この受信データに対して伝送エラーを通知する（エラー処理）。
【００２５】
続いてＣＰＵ１３による伝送エラー通知のタイミングについて説明する。
【００２６】
非接触ＩＣカード１０が、非接触ＩＣカードリーダライタ２４から送信される第１のコマンドデータの受信中に伝送エラーが発生したと仮定し、非接触ＩＣカード１０から非接触ＩＣカードリーダライタ２４へ送信するデータを第１のデータと仮定し、この非接触ＩＣカードリーダライタ２４から非接触ＩＣカード１０へ第１のコマンドデータの次に送信する第２のコマンドデータを第２のデータと仮定する。
【００２７】
例えば、図４に示すように、伝送エラーは、第１のデータの最後部（EOF : End Of Frame）の先端から、第２のデータの最前部（SOF : Start Of Frame）の先端までの期間内（TR2）に通知する。
【００２８】
より好ましくは、伝送エラーは、第１のデータの最後部の後端からさらに所定期間（2etu）経過するのを待ち、この所定期間（2etu）経過後から第２のデータの最前部の先端までの期間内に通知する。或いは、第１のデータの最後部の後端から所定期間（2etu）経過直後に、伝送エラーを通知するようにしてもよい。その理由は、次の通りである。
【００２９】
図４に示すTR2内のEOF期間内では、非接触ＩＣカード１０から非接触ＩＣカードリーダライタ２４に対して、10etu〜11etuの間でロー（Low）レベル信号が送信されている。1etuの定義は以下の通りである。
【００３０】
1etu（Elementary Time Unit）＝128/fc  fc＝13.56MHz
EOF期間経過後、2etu以内に副搬送波（847.5KHz）がオフになる。副搬送波のオフからSOFの先端までの期間は、無変調期間のため安定した搬送波（安定期間）となる。この安定期間に、非接触ＩＣカード１０から非接触ＩＣカードリーダライタ２４に対して、伝送エラーを通知する。これにより、非接触ＩＣカードリーダライタ２４は、通知される伝送エラーのデータを容易に復調、解読することができる。
【００３１】
なお、上記説明では、第１のデータの最後部の後端から所定期間（2etu）経過するのを待ち、所定期間（2etu）経過後から第２のデータの最前部の先端までの期間内に伝送エラーを通知するケースについて説明したが、第１のデータの最後部の先端より前に伝送エラーを通知するようにしてもよい。
【００３２】
なお、非接触ＩＣカード１０は、非接触ＩＣカードリーダライタ２４からの送信データの最前部（SOF）を次のようにして検知する。図８に示すように、非接触ＩＣカードリーダライタ２４から送信されるSOFの期間は、連続した”Ｌ（Low）”レベルである。非接触ＩＣカード１０は、受信したデータを復調した結果、連続した”Ｌ”レベルの信号をSOFとして認識する（SOFは10〜11etu）。次に、”Ｈ（High）”レベルのデータが2〜3etu続き、次の”Ｌ”レベルのデータをスタートビットと認識してデータを取り込む。
【００３３】
続いて、ＣＰＵ１３による伝送エラーの通知データの送信方法について説明する。
【００３４】
伝送エラーの通知データの位相は、搬送波の1/16(=1/n)に相当する副搬送波（８４７．５KHｚ）により変調される。これにより、伝送エラーの通知データが、ISO/IEC14443TypeBに準拠し、非接触ＩＣカードリーダライタ２４は、受信した伝送エラーの通知データを復調することができる。
【００３５】
また、図４及び図５に示されているように、副搬送波の周波数波を変えて伝送エラーの通知データを送信するようにしてもよいし、また、図４及び図６に示されているように、符号化方式を変えて伝送エラーの通知データを送信するようにしてもよいし、また、図４及び図７に示されているように、変調方式を変えて伝送エラーの通知データを送信するようにしてもよい。
【００３６】
図５は、変調周波数を変えて伝送エラーの通知データを送信する一例を示す図である。例えば搬送波13.56MHｚの1/m(m=2、4、8)に相当する副搬送波（6.78MHz、3.39MHz、1.695MHz）により、伝送エラーの通知データを送信するようにしてもよい。
【００３７】
非接触ＩＣカード１０は搬送波の1/m (m=2、4、8)で分周して副搬送波を生成するため、上記した伝送エラーの通知データを変調するための回路は容易に実現できる。
【００３８】
或いは、搬送波13.56MHｚのm倍に相当する副搬送波により、伝送エラーの通知データを送信するようにしてもよい。
【００３９】
図６は、NRZ符号化方式と異なる符号化方式により符号化された伝送エラーの通知データを送信する例を示す図である。ISO/IEC14443TypeBでは、非接触ＩＣカード１０から非接触ＩＣカードリーダライタ２４へ送信するデータをNRZ符号化方式で符号化することが示されている。これに対して、図６に示すように、マンチェスタ符号方式により符号化された伝送エラーの通知データを送信するようにしてもよい。
【００４０】
NRZ符号化方式では、データ０の期間中は信号がロー（Low）レベル、データ１の期間中は信号がハイ（High）レベルとなる。マンチェスタ符号化では、データ０で信号がハイ（High）からロー（Low）へ遷移し、データ１で信号がロー（Low）からハイ（High）へ遷移する。
【００４１】
ここで、端末２０の動作について説明する。端末２０の非接触ＩＣカードリーダライタ２４は、非接触ＩＣカード１０に対してコマンドデータを送信し、非接触ＩＣカード１０からのレスポンスデータを待ち、非接触ＩＣカード１０からのレスポンスデータを受信する。端末２０の本体２１は、レスポンスデータの受信に基づき、送信したコマンドの処理完了を確認する。さらに、本体２１は、コマンドデータを送信してから所定時間以内に前記レスポンスデータを受信できない場合、又はコマンドデータを送信してから所定時間経過前にエラーを受信した場合に通信エラーと判断し、非接触ＩＣカード１０に対してコマンドデータの再送信を指示する。
【００４２】
これにより、端末２０は、最大受信待ち時間を待たずに、非接触ＩＣカード１０に対してコマンドを再送することができる。結果的に、データ送受信の時間短縮、通信の高速化を図ることができる。
【００４３】
なお、非接触ＩＣカード１０が非接触ＩＣカードリーダライタ２４からの送信データを理解できない場合には、非接触ＩＣカード１０は非接触ＩＣカードリーダライタ２４に対して伝送エラーを通知することができない。この場合は、端末２０は、最大受信待ち時間を待って、非接触ＩＣカード１０が無応答であることに基づき、次の処理に移行することになる。
【００４４】
上記した非接触ＩＣカード１０が非接触ＩＣカードリーダライタ２４からの送信データを理解できない場合とは、例えば、次の２パターンが考えられる。一つは、非接触ＩＣカードリーダライタ２４が発生する電波の通信エリア外（動作エリア外）に非接触ＩＣカード１０が存在している場合である。もう一つは、通信エリアと非通信エリアの境界付近に非接触ＩＣカード１０が存在しており、非接触ＩＣカード１０が非接触ＩＣカードリーダライタ２４に対して初期応答を返信した後、非接触ＩＣカード１０が電力不足に陥り、非接触ＩＣカード１０が非活性化してしまった場合である。
【００４５】
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】
【００４６】
【図１】ＩＣカードシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る非接触ＩＣカード（情報記憶媒体）の概観を示す図である。
【図３】非接触ＩＣカードの概略構成を示す図である。
【図４】伝送エラー通知タイミングを説明するための図である。
【図５】副搬送波の周波数波を変えて伝送エラーの通知データを送信する例を示す図である。
【図６】符号化方式を変えて伝送エラーの通知データを送信する例を示す図である。
【図７】変調方式を変えて伝送エラーの通知データを送信する例を示す図である。
【図８】非接触ＩＣカードリーダライタからの送信データの最前部（SOF）の検知方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０…非接触ＩＣカード、１０ａ…ＩＣチップ、１１…送受信アンテナ部、１２…変復調部、１３…ＣＰＵ、１４…コプロセッサ、１５…不揮発性メモリ、１６…電源生成部
【図１】
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【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】
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