JP4207313B2 - データ通信装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、通信機能を有する外部の情報記憶媒体に非接触で電力供給を行いつつ、その情報記憶媒体との間でデータ通信を行うデータ通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、個々の情報記憶媒体（例えばＩＣカード）と非接触にデータ通信を行い、情報記憶媒体へのデータの書き込みを行ったり、情報記憶媒体からデータの読み込みを行うデータ通信装置（例えば、ＩＣカードリーダライタ）が知られている。
【０００３】
この種の通信システムでは、情報記憶媒体の軽量化や使い易さの向上を図るべく、情報記憶媒体への電力供給機能をデータ通信装置に持たせている。データ通信装置は、具体的には、情報記憶媒体に電波を送信する一方で、情報記憶媒体から送信された電波を検波し、その検波結果を２値化してパルス信号を取得し、そのパルス信号から受信データ（即ち情報記憶媒体からの送信データ）を復調することにより、情報記憶媒体への送信電波により電力供給を行いつつ、情報記憶媒体とのデータ通信を行うことができるよう構成されている。
【０００４】
一方、情報記憶媒体は、データ通信装置から受けた電波により発生する誘導電流を整流して自己の動作用の電力を生成すると共に、その電波で送られてきたデータ（コマンドや、記憶すべき情報など）に基づいて各種の動作を行う。
ここで、データ通信装置にて発生された電波は、データ通信装置から離れるほど強度が低くなり、情報記憶媒体を動作させるに足る強度を保ったまま届く範囲（図６において１点鎖線で示す。以下、「作動可能エリア」という。）は限られる。そのため、データ通信装置からの電波により電力供給を受けて動作するタイプの情報記憶媒体は、作動可能エリア外においては十分な電力を得ることができないので動作せず、作動可能エリア内において初めてデータ通信装置からの電波に基づく電力生成が可能となり、動作を開始することとなる。
【０００５】
ただし情報記憶媒体は、上記の作動可能エリア内であれば、データ通信装置との双方向の通信が必ずしも確実に行えるというわけではない。作動可能エリアの周縁部においても動作可能ではあるが、データ通信装置から遠かったり、データ通信装置との位置関係により電波のやり取りを行い難かったりといった理由により、情報記憶媒体からデータ通信装置へ届く電波は弱いものとなり、データ通信装置に対する確実なデータ送信が困難となる。
【０００６】
そのため、作動可能エリア内においても、データ通信装置との双方向のデータ通信できる範囲（図６において２点鎖線で示す。以下、「正常通信エリア」という）は限られる。
そして、正常通信エリアに情報記憶媒体が入り、データ通信装置−情報記憶媒体間での双方向の通信が可能となると、両者間で通信衝突回避処理（アンチコリジョン処理）が行われ、正常通信エリア内にある情報記憶媒体をデータ通信装置が認識した上で、必要なデータ通信が行われることとなる。アンチコリジョン処理は、正常通信エリア内に複数の情報記憶媒体が存在する場合であっても、データ通信装置が各情報記憶媒体を個別に認識して、各情報記憶媒体との個別の通信を可能とするための処理である。具体的には、データ通信装置が情報記憶媒体に対して識別コードを要求するコマンドを送り、その情報記憶媒体自身の識別コードを返信させることにより、各情報記憶媒体を個別に認識するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、情報記憶媒体は、作動可能エリア外では動作電力を得ることができないことから、正常通信エリアにおいてデータ通信装置とデータ通信を行っていても、何らかの拍子に正常通信エリアから外れて更に作動可能エリア外まで出てしまうと動作が止まる。この場合、情報記憶媒体が作動可能エリアに戻ったとしても情報記憶媒体はリセットされるので、データ通信装置が情報記憶媒体とのデータ通信を行うためには、再びアンチコリジョン処理を行う必要がある。
【０００８】
一方、データ通信装置が情報記憶媒体とデータ通信を行っているときに、何らかの拍子に情報記憶媒体が正常通信エリアから外れたとしても、作動可能エリア内にとどまっていれば電力供給は継続しているので情報記憶媒体はリセットされず、情報記憶媒体にとっては、正常通信エリアにさえ戻れば、（改めてアンチコリジョン処理を行うことなく）データ通信装置とのデータ通信を行える状態のままである。
【０００９】
ところが、従来のデータ通信装置は、コマンドに対する情報記憶媒体からの応答（レスポンス）が正常に受信されるかどうかで、情報記憶媒体の存在を認識するようにしており、問題なく受信できた場合には、その情報記憶媒体が近くに存在すると認識し、受信できなかった場合には、その情報記憶媒体が離れてしまった（即ち存在しない）ものと判断するよう構成されている。
【００１０】
つまり、従来のデータ通信装置では、情報記憶媒体が正常通信エリア内にあるかどうかを把握するのみであった。このため、正常通信エリアから一旦出たがリセットされることなく正常通信エリアに戻ってきた情報記憶媒体に対しても、アンチコリジョン処理を再び行なって認識し直さなければ、データ通信を行うことができなかった。
【００１１】
また情報記憶媒体の種類によっては、アンチコリジョン処理によりデータ通信装置に一旦認識されると、その後リセットされない限りは、上述の識別コードの要求コマンドを受けても自己の識別コードを返さない（即ち、識別コードの要求コマンドを受け付けない）方式の情報記憶媒体もある。この種の方式の情報記憶媒体が、正常通信エリアから一旦出たがリセットされることなく正常通信エリアに戻ってきた場合には、データ通信装置によるアンチコリジョン処理が為されないこととなる。つまり、データ通信装置による情報記憶媒体の認識が為されず、両者間のデータ通信が行われなくなってしまう。
【００１２】
本発明はこうした課題に鑑み為されたものであり、通信機能を有する外部の情報記憶媒体に非接触で電力供給を行いつつ、その情報記憶媒体との間でデータ通信を行うデータ通信装置において、情報記憶媒体が電力供給を受けて作動可能なエリア内に存在するかどうかを把握可能とすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題を解決するために為された本発明（請求項１記載）のデータ通信装置においては、送信手段が、通信機能を有する外部の情報記憶媒体に電波を送信し、信号処理手段が、情報記憶媒体から送信された電波を検波して、その検波結果を２値化してパルス信号を出力し、復調手段が、その出力されたパルス信号から、情報記憶媒体からの送信データを復調する。
【００１４】
そして、特に本発明（請求項１記載）のデータ通信装置では、信号処理手段からパルスが出力されると、判断手段が、所定のパルス判定期間においてパルスが更に出力されるかどうかを判定し、パルス判定期間にパルスが出力されたとき、その出力されたパルスが情報記憶媒体からの送信出力に基づくものであると判断する。
【００１５】
即ち、情報記憶媒体から送信された電波を検波して、その検波結果を２値化してパルス信号を取得するには、取得すべきパルス信号の周波数帯に対応したフィルタを用いる必要があるが、そのフィルタの影響により検波結果の波形が鈍ることがある。これは、検波結果の波形が変化する前後（例えば、波形の有る無しの切替わりタイミングや波形の振幅や位相の変化タイミングの前後）において、起こりやすい。データ通信装置が受信する電波の強度が強い場合には、検波結果の波形が幾らか鈍っていてもパルスに変換され、問題なくパルス信号に基づく受信データの復調が可能であるが、受信電波の強度が弱い場合には、鈍った波形の部分がパルスとならない可能性が高く、その結果パルス信号が本来の形から崩れてしまう。
【００１６】
つまり、受信電波の強度が弱い場合には、パルス信号から受信データを正常に復調すること（即ち正常な受信）ができなくなる（即ち受信エラーが発生する）のだが、こうした場合、従来のデータ通信装置においては、ノイズによる受信エラーと同様に扱っており、そのパルス信号が情報記憶媒体からの送信出力（レスポンス）であるかどうかを判断できなかった。
【００１７】
しかし、本発明（請求項１記載）のデータ通信装置においては、パルスが出力されると、予め設定されているパルス判定期間においてパルスが更に出力されるかどうかを判定し、パルス判定期間にパルスが出力されたとき、その出力されたパルスが情報記憶媒体からの送信出力に基づくものであると判断するよう構成されている。
【００１８】
このため、本発明（請求項１記載）のデータ通信装置によれば、データを正常に受信しにくい状況であっても、情報記憶媒体が作動可能エリア内に存在するかどうかを把握することができるようになる。つまり、情報記憶媒体が正常通信エリア外に出た場合であっても電源供給を受けて動作している間は、情報記憶媒体を認識することができるのである。従って、データ通信装置は、正常通信エリアから一旦出た情報記憶媒体であっても、リセットされることなく正常通信エリアに戻ってきた場合には、改めてアンチコリジョン処理を行うことなく速やかに通信を行うことができることとなる。
【００１９】
以上の様に、請求項１記載のデータ通信装置では、信号処理手段からパルスが出力され、更にパルス判定期間内にパルスが出力された場合に、情報記憶媒体の存在を認識することから、ノイズにより発生したパルスを、情報記憶媒体からの送信出力に基づくものであると誤って認識してしまう可能性は低い。そして、パルス信号が情報記憶媒体からの送信出力に基づくものかどうかをより確実に判断することができるようにするには、判断手段を、請求項２記載の様に構成するとより好ましい。
【００２０】
即ち、請求項２記載のデータ通信装置において、判断手段は、信号処理手段からパルスが出力されると、パルス判定期間に複数の連続したパルスが更に出力されるかどうかを判定し、パルス判定期間に複数の連続したパルスが出力されたとき、その出力されたパルスが情報記憶媒体からの送信出力に基づくものであると判断する。
【００２１】
つまり、請求項２記載のデータ通信装置においては、信号処理手段からパルスが出力され、更にパルス判定期間内に連続した複数のパルスが出力された場合に、情報記憶媒体の存在を認識することから、ノイズにより発生したパルスを、情報記憶媒体からの送信出力に基づくものであると誤って認識してしまう可能性を更に低くすることができる。すなわち、情報記憶媒体からの電波ではない外来ノイズによって発生したパルスと、情報記憶媒体からの電波によって発生したパルスをより確実に区別することができ、この結果、情報記憶媒体が作動可能エリア内に存在するかどうかをより確実に判断することができるようになるのである。
【００２２】
なお、複数の連続したパルスが「少なくとも２つ」の連続したパルスである場合に、その出力されたパルスが情報記憶媒体からの送信出力に基づくものであると判断するようにすれば十分であるが、基準とするパルスの個数が多いほど、その判断をより正確に行うことができることとなり好ましい。
【００２３】
ところで、情報記憶媒体側からデータ通信装置側への変調方式（通信方式）によっては、情報記憶媒体からのデータ送信により、予め定められた所定のパルス継続時間に亘る複数の連続したパルスが信号処理手段から出力されることとなる場合がある。この場合、情報記憶媒体は、そうしたパルス列（所定のパルス継続時間に亘る複数の連続したパルスの列）が信号処理手段から出力されるよう搬送波を変調して、データ送信を行うように構成されるが、上述の理由により、情報記憶媒体からデータ処理装置に届く電波の強度が弱いときには、そのパルス列の開始部分或いは終了部分においてはパルスが現れない可能性がある。
【００２４】
そこで、こうした場合には、請求項３記載のデータ通信装置の様に、パルス判定期間を、信号処理手段から複数の連続したパルスが安定して出力される期間を含むよう、パルス継続時間に応じて設定するとよい。
即ち、情報記憶媒体からデータ処理装置に届く電波の強度が弱く、そのパルス列の開始部分或いは終了部分においてはパルスが現れない場合であっても、それ以外の部分（即ち開始部分或いは終了部分を除く中間部分）においては、パルスが正常に現れる可能性が高い。つまり、中間部分においては、信号処理手段からパルスが安定して出力されるものと考えられる。そこで、請求項３記載の様に、パルス判定期間を設定しておくのである。
【００２５】
この様な請求項３記載のデータ通信装置によれば、パルス判定期間は、複数の連続したパルスが安定して出力される期間（中間部分）を含むよう設定されていることから、パルス判定期間においてパルスを検出し易くなり、信号処理手段から出力されたパルスが情報記憶媒体からの送信出力に基づくものかどうかをより確実に判断することができることとなる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を図面と共に説明する。
図１は、第１実施例としての非接触式通信方式の通信システムを示しており、当該通信システムを構成するデータ通信装置としてのＩＣカードリーダライタ１（以下、「リーダライタ１」という）と、このリーダライタ１によりデータの読込み及び書込みが可能な情報記憶媒体としてのＩＣカード２の構成が示されている。リーダライタ１およびＩＣカード２は、夫々互いに非接触でデータ授受を行う通信機能を有し、しかもリーダライタ１は、ＩＣカード２に対して非接触にて動作電力を供給する電力供給機能を有している。
【００２７】
リーダライタ１は、制御部１０と、記憶部２０と、変調部３０と、コイルにて構成された送受信アンテナ４０と、復調部５０とに、信号処理部５５とを備えており、またこのリーダライタ１が読み書きするデータを処理する上位装置に接続されている。上位装置は、例えば、リーダライタ１がＩＣカード２から読み取ったデータを取り込んでそれに応じた処理を行ったり、ＩＣカード２に書き込むべきデータを生成して、それをリーダライタ１に書き込ませたりするものである。
【００２８】
制御部１０は、制御部１０自身に内蔵のＲＯＭに格納されたプログラムに従い動作するものであり、上位装置から送信データを取得して、変調部３０、送受信アンテナ４０を介して、その送信データを送信する。また、送受信アンテナ４０、信号処理部５５および復調部５０を介してＩＣカード２からのデータを受信する。制御部１０は、こうしたＩＣカード２とのデータ通信を行うことにより、個々のＩＣカード２の識別するためのアンチコリジョン処理を行ったり、個々のＩＣカード２へのデータの書込み処理を行ったりする。記憶部２０には、アンチコリジョン処理により認識されたＩＣカード２に関する情報（例えばアンチコリジョン処理によりリーダライタ１に通知された、ＩＣカード２の個々の識別コードなど）が格納される。
【００２９】
変調部３０は、内蔵の発信器（図示せず）から出力される搬送波を、制御部１０からの送信データに基づき変調させ、これを送信信号として送受信アンテナ４０を介して出力する。これにより、送受信アンテナ４０からは、変調部３０にて生成された送信信号が電波として出力されることとなる。
【００３０】
また、送受信アンテナ４０では、ＩＣカード２からの送信信号（返信信号）に基づき変調された搬送波が検出され、その検出結果が信号処理部５５に入力される。信号処理部５５は請求項の信号処理手段に相当するものであり、ＩＣカード２からの電波を送受信アンテナ４０を介して受けて包絡線検波し、その検波出力（検波結果）を内蔵のコンパレータにて２値化したパルス信号を復調部５０に入力する。なお、変調部３０および送受信アンテナ４０が、請求項の送信手段として機能する。
【００３１】
復調部５０は請求項の復調手段に相当するものであり、信号処理部５５からのパルス信号から、ＩＣカード２からの送信データを復調して、その復調結果を制御部１０に送る。制御部１０では、こうして得られたＩＣカード２からの送信データを記憶部２０に格納したり、上位装置に転送したりするなどの各種処理を行う。
【００３２】
一方ＩＣカード２は、コイルにて構成された送受信アンテナ６０と、電源部７０と、復調部８０と、変調部９０と、記憶部１００と、制御部１１０とを備えている。
電源部７０は、リーダライタ１から送信された搬送波を送受信アンテナ６０を介して受け、この搬送波により生ずる誘導電流を整流して、当該ＩＣカード２の動作用電力を生成する。この電源部７０にて生成された動作用電力は、制御部１１０その他の電力が必要な各構成部分に供給されることとなる。
【００３３】
制御部１１０は、制御部１１０自身に内蔵のＲＯＭに格納されたプログラムに従い動作するものであり、送受信アンテナ６０、復調部８０を介してリーダライタ１からの送信データを受信し、その取得（受信）したコマンドに応じた処理を行う。この処理は、例えば、リーダライタ１からの受信データの記憶部１００への書込みや、リーダライタ１から要求されたデータ（例えば識別コードなど）の読取り等である。
【００３４】
また、制御部１１０は、その書込処理が正常に行われたか否かといった処理結果や、記憶部１００から読み取ったデータなどの各種のデータを、変調部９０および送受信アンテナ６０を介し、送信データとして送信する。なお、記憶部１００には、当該ＩＣカード２に関する情報（例えばアンチコリジョン処理によりリーダライタ１に通知すべき、当該ＩＣカード２の識別コードなど）が格納されているほか、リーダライタ１からの受信データが格納される。
【００３５】
変調部９０は、リーダライタ１から送られてきた搬送波を送受信アンテナ６０にて受信しながら、内蔵のスイッチをオン／オフして送受信アンテナ６０の負荷を変化させることにより、搬送波を送信データにて振幅変調した電波を送信するように構成されている。
【００３６】
またＩＣカード２は、サブキャリア−ＡＳＫ−マンチェスタ方式によりデータを送信するよう構成されている。即ち、ＩＣカード２の変調部９０は、送信すべきデータをマンチェスタ方式により符号化する。そして、その符号化データに基づいて、搬送波よりも低周波数の副搬送波（サブキャリア）を振幅偏移変調方式（ＡＳＫ：Amplitude Shift Keying方式）にて変調し、更に、その変調した副搬送波に基づいて、搬送波を振幅変調する。こうして、変調部９０は、リーダライタ１からの搬送波を、制御部１１０からの送信データに基づき変調させ、これを送信信号として送受信アンテナ６０から出力させる。なお、副搬送波は、変調部９０に内蔵されている副搬送波用の発信器（図示せず）にて発生されている。
【００３７】
この様に構成された通信システムにおいて、リーダライタ１は、送受信アンテナ４０からＩＣカード２に電力供給を行うため搬送波を常時送信しつつ、コマンドなどのデータを送信する際には、搬送波をその送信データに基づき変調する。ＩＣカード２は、リーダライタ１から送信された送信データを受信すると、その受信データ（コマンドを含む）に応じた処理を行い、リーダライタ１に対してレスポンスを返送する。
【００３８】
すると、リーダライタ１の信号処理部５５では、送受信アンテナ４０にて検出されたＩＣカード２からの電波が包絡線検波されて副搬送波が取り出され、その副搬送波が更に信号処理部５５内蔵のコンパレータにて２値化されて、パルス信号として出力される（図２（ａ）参照）。復調部５０では、こうして信号処理部５５から出力されたパルス信号に対して復調（即ちマンチェスタ方式に従う復号化）がなされ、ＩＣカード２が送信したデータが得られ、制御部１０に入力される。
【００３９】
ここで、信号処理部５５から出力されるパルス信号について説明すると、図２（ａ）に示す如く、この通信方式（サブキャリア−ＡＳＫ−マンチェスタ方式）において、１ビットの情報は、複数個分（本実施例では８個分）のパルスで表現される（即ち、副搬送波の複数周期（８周期）分の時間が用いられる）。１ビットの半分（即ち、４パルス分）に着目すると、パルス信号の波形パターンは、「ａ」又は「ｂ」の２種類に分けられ、この「ａ」および「ｂ」の組合せにより、送信データの各ビットの値が「０」或いは「１」として表現される。
【００４０】
つまりデータ送信が行われる際、副搬送波は、４周期単位で（４パルス単位）送信データに応じた変調がなされ、その結果、信号処理部５５から出力されるパルス信号の波形が「ａ」又は「ｂ」に切り替わる。「ａ」の波形パターンは、ＩＣカード２からのデータ送信が行われていない状態か、副搬送波の振幅が小さくなるように副搬送波が振幅変調された状態に対応しておりパルスを含まない。一方「ｂ」の波形パターンは、信号処理部５５からの出力にパルスが現れるよう副搬送波が変調された状態に対応しており、４個のパルスを含んでいる。なお、本実施例において、「ｂ」の波形パターンの継続時間（即ちパルス信号の波形が切り替わる副搬送波４周期分の時間）が、請求項のパルス継続時間に相当する。
【００４１】
ＩＣカード２からのレスポンスがない場合、信号処理部５５からの出力は、「ａ」の波形のみであり、レスポンスが存在する場合、「ａ」および「ｂ」を組合せた波形パターンが存在することとなる。従って、信号処理部５５から出力されるパルス信号が少なくとも「ｂ」の波形パターンを含むものであれば、そのパルス信号はＩＣカード２からのレスポンスに基づくものであると見なせる。
【００４２】
ところで、こうしたリーダライタ１とＩＣカード２との間で正常な通信が図られるのは、ＩＣカード２が正常通信エリア（図６）に存在する場合であり、ＩＣカード２が作動可能エリア内に存在する場合であっても、正常通信エリアの外部においては、ＩＣカード２からリーダライタ１に届く電波の強度が弱いものとなる。この様にリーダライタ１の受信電波の強度が必ずしも強くなく不安定な場合は、「ａ」および「ｂ」の波形パターンの組合せからなるパルス信号が、本来の形から崩れたもの（図２（ｂ）参照）となり、正常なデータの受信ができなくなる可能性がある。
【００４３】
即ち、包絡線検波は、搬送波を除去するためにローパスフィルタを用いて振幅に比例した電圧を取り出すものであるから、副搬送波の波形が変化する前後（即ち、パルス信号の波形パターンが切り替わるタイミングの前後）において、検波により取り出された副搬送波の波形が鈍る。リーダライタ１の受信電波の強度が強い場合には、副搬送波の波形が幾らか鈍っていても、２値化後、図３（ａ）に示す様にパルスとして現れるが、受信電波の強度が弱い場合には、パルスとならない可能性が高くなり、その結果パルス信号が本来の形から崩れることが起こることとなる。例えば、図３（ａ）にて点線の円で示すパルスが消えて、パルス信号が、図３（ｂ）に示すような形に崩れてしまう可能性があるのである。
【００４４】
従来のリーダライタにおいては、パルス信号の波形が正常でありデータの受信が問題なく行われた場合には、ＩＣカード２からの信号であると判断し、パルス信号の波形が図２（ｂ）の如く崩れてＩＣカード２からのデータを得ることができなかった場合には、そのパルス信号がＩＣカード２からのレスポンスであるとは判断しなかった。即ち、ノイズと同様の扱いである。
【００４５】
一方、本第１実施例のリーダライタ１においては、受信電波の強度が弱く正常にデータを受信しにくい状況であっても、そのパルス信号がＩＣカード２からのレスポンスであるのかどうかを把握できるように構成されている。
これを実現すべく本第１実施例のリーダライタ１の復調部５０においては、図４に示す様なカード存在判断処理が行われる。
【００４６】
このカード存在判断処理は、リーダライタ１に電源が投入されると開始され、まずＳ１０にて、信号処理部５５からパルスが出力されたかどうか判断し、信号処理部５５からの出力パルスが検出されない間（Ｓ１０：ＮＯ）は、Ｓ１０の処理を繰り返し行いつつ待機する。
【００４７】
そして、信号処理部５５からパルスが出力されると（Ｓ１０：ＹＥＳ）、Ｓ２０に移行して、予め定められた所定の期間（パルス判定期間）に亘り、信号処理部５５からの出力を取り込む。このパルス判定期間は、信号処理部５５からパルスが出力されてから予め設定された所定時間後に始まり、信号処理部５５からパルスが出力されてからパルス４周期分の時間（即ちパルス継続時間）が経過する前に終了し、パルスの安定出力期間を含むよう設定されている。なおパルス判定期間の長さは、ほぼパルス２周期分である。
【００４８】
そして、パルス判定期間内に信号処理部５５から取り込んだ信号に、パルスが複数（本第１実施例では２個）連続して含まれているかどうかを判断する（Ｓ３０）。ここで、複数の連続したパルスが含まれていると判断された場合には（Ｓ３０：ＹＥＳ）、これらのパルス信号がＩＣカード２からのレスポンスに基づくものである可能性が高いことから、その旨の信号を制御部１０に出力する（Ｓ４０）。即ちＳ４０では、パルス信号がＩＣカード２からのレスポンスである旨の信号、換言すればＩＣカード２が存在しており動作している旨の信号を制御部１０に出力する。なおＳ４０の後、Ｓ１０に戻る。
【００４９】
一方、パルス判定期間内に信号処理部５５から取り込んだ信号に、所定個数（本第１実施例では上記の如く２個）以上の連続したパルスが含まれていない場合には（Ｓ３０：ＮＯ）、Ｓ５０にて、パルス信号の終了か否かを判断する。具体的には、信号処理部５５からパルスが出力されない状態が所定時間以上（本第１実施例では２ビット、即ちパルスの１６周期分に相当する時間）継続しているかどうかを判断する。そして、所定時間以上継続していないと判断された場合には、パルス信号の終了であるとは判断せず（Ｓ５０：ＮＯ）、Ｓ２０に戻る。
【００５０】
一方、信号処理部５５からパルスが出力されない状態が所定時間以上継続している場合には、パルス信号の終了であると判断し（Ｓ５０：ＹＥＳ）、Ｓ６０に移行する。Ｓ６０では、パルス信号がＩＣカード２からのレスポンスではないとして、ＩＣカード２が存在しており動作している旨の信号の制御部１０への出力を停止する。なお、Ｓ６０の後は、Ｓ１０に戻る。
【００５１】
ところで、Ｓ５０にてパルス信号の終了でないと判断された場合には（Ｓ５０：ＮＯ）、Ｓ２０に戻り、次回のパルス判定期間内において、信号処理部５５からの出力信号が取り込まれることとなる。パルス判定期間は、予め定められた一定時間毎（パルス継続時間であるパルス４周期分の時間毎）に設定されており、連続した複数個のパルスが検出されるまで（Ｓ３０にて「ＮＯ」である間）、順次、信号処理部５５の出力に連続した複数のパルスが有るか無いかの判断が行われることとなる。即ちＩＣカード２は所定の伝送タイミングに同期してデータ送信を行っており、パルス判定期間は、伝送タイミングの周期に応じて、周期的に（第１実施例では伝送タイミングの周期の２倍）設定されているのである。
【００５２】
この様に、カード存在判断処理では、信号処理部５５らパルスが出力されると、パルス判定期間に複数の連続したパルスが更に出力されるかどうかを判定し、そのパルス判定期間に複数の連続したパルスが出力されたとき、出力されたパルスがＩＣカード２からの送信出力に基づくものであると判断する。即ち、カード存在判断処理は、請求項の判断手段に相当している。
【００５３】
以上の様に構成され、動作する第１実施例のリーダライタ１によれば、次の（１）〜（３）の様な効果を奏する。
（１）信号処理部５５からパルスが出力されると、予め設定されているパルス判定期間においてパルスが更に出力されるかどうかを判定し、パルス判定期間にパルスが出力されたとき、その出力されたパルスがＩＣカードからの送信出力に基づくものであると判断するよう構成されている。このため、データを正常に受信しにくい状況であっても、ＩＣカード２が作動可能エリア内に存在するかどうかを把握することができるようになる。つまり、ＩＣカード２が正常通信エリア外に出た場合であっても電源供給を受けて動作している間は、このＩＣカード２を認識することができるのである。従って、リーダライタ１は、正常通信エリアから一旦出たＩＣカード２であっても、リセットされることなく正常通信エリアに戻ってきた場合には、改めてアンチコリジョン処理を行うことなく速やかに通信を行うことができることとなり好ましい。
【００５４】
（２）信号処理部５５からパルスが出力され、更にパルス判定期間内に連続した複数（２つ）のパルスが出力された場合に、ＩＣカード２が存在するとの判断を行うことから、ノイズにより発生したパルスがＩＣカード２からの送信出力に基づくものであると、誤った認識をしてしまう可能性をより低くすることができる。
【００５５】
（３）パルス判定期間は、複数の連続したパルスが安定して出力される期間（中間部分）を含むよう設定されていることから、パルス判定期間においてパルスを検出し易くなり、信号処理手段から出力されたパルスが情報記憶媒体からの送信出力に基づくものかどうかをより確実に判断することができることとなる。
【００５６】
次に第２実施例としての非接触式通信方式の通信システムについて説明する。上述の様に第１実施例では、サブキャリア−ＡＳＫ−マンチェスタ方式によりＩＣカード２からリーダライタ１への通信を行うものとして説明したがこれに限られるものではなく、受信信号をパルス信号として取り出し、このパルス信号から受信データを復調するタイプであれば本発明を適用することができる。例えば、以下に第２実施例として説明する如く、サブキャリア−ＢＰＳＫ方式にて通信を行うタイプのものに対して本発明を適用しても良い。
【００５７】
第２実施例の通信システムにおいて、ＩＣカード２の変調部９０は、送信すべきデータをＮＲＺ方式により符号化し、その符号化データに基づいて、副搬送波を２相位相偏移変調方式（ＢＰＳＫ:Binary Phase Shift Keying方式）にて変調し、更に、その変調された副搬送波に基づいて、搬送波を振幅変調する。こうして、変調部９０は、リーダライタ１からの搬送波を、制御部１１０からの送信データに基づき変調させ、これを送信信号として送受信アンテナ６０から出力させる。
【００５８】
サブキャリア−ＢＰＳＫ方式の場合、信号処理部５５から出力されるパルス信号について説明すると、図５（ａ）に示す様に、１ビットの情報は、複数個分（第２実施例では８個分）のパルスで表現される（即ち、副搬送波の複数周期（８周期）分の時間が用いられる）。そして、１ビット（即ち、８パルス分）に着目すると、パルス信号の波形パターンは、「ｃ」、「ｄ」又は「ｅ」の３種類に分けられ、このうち夫々「ｄ」又は「ｅ」は位相が互いに略１８０°ずれており、これら「ｄ」又は「ｅ」により、送信データの各ビットの値が「０」又は「１」として表現される。
【００５９】
つまりデータ送信が行われる際、副搬送波は、８周期単位で（８パルス単位）送信データに応じた変調がなされ、その結果、信号処理部５５から出力されるパルス信号の波形が「ｄ」又は「ｅ」に切り替わる。「ｄ」および「ｅ」の波形パターンは、信号処理部５５からの出力にパルスが現れるよう副搬送波が変調された状態に対応しており、８個のパルスを含んでいる。一方、「ｃ」の波形パターンは、副搬送波に応じた搬送波の振幅変調が行われていない状態（即ちＩＣカード２からリーダライタ１へのデータ送信が行われていない状態）に対応し、パルスは現れない。なお、本実施例において、「ｄ」および「ｅ」の波形パターンの継続時間（即ちパルス信号の波形が切り替わる、副搬送波８周期分の時間）が、請求項のパルス継続時間に相当する。
【００６０】
ＩＣカード２からのレスポンスがない場合、信号処理部５５からの出力は、「ｃ」の波形のみであり、レスポンスが存在する場合、「ｄ」又は「ｅ」の何れかの波形パターンが存在することとなる。従って、信号処理部５５から出力されるパルス信号が「ｄ」又は「ｅ」の波形パターンを含むものであれば、そのパルス信号はＩＣカード２からのレスポンスに基づくものであると見なせる。
【００６１】
ところで、上記第１実施例と同様に、リーダライタ１とＩＣカード２との間で正常な通信が図られるのは、ＩＣカード２が正常通信エリア（図６）に存在する場合であり、ＩＣカード２が作動可能エリア内に存在する場合であっても、正常通信エリアの外部においては、ＩＣカード２からリーダライタ１に届く電波の強度が弱いものとなる。リーダライタ１の受信電波の強度が必ずしも強くなく不安定な場合は、「ｄ」又は「ｅ」の波形パターンからなるパルス信号が、本来の形から崩れたもの（図５（ｂ）参照）となり、正常なデータの受信ができなくなる可能性がある。
【００６２】
即ち、上記第１実施例にて説明した様に、副搬送波の波形が変化する前後（即ち、パルス信号の波形パターンが切り替わるタイミングの前後）においては、検波により取り出された副搬送波の波形が鈍くなって、パルスが現れないことが起こる可能性があるのである。
【００６３】
しかしサブキャリア−ＢＰＳＫ方式に従う通信方式の場合において、受信電波の強度が弱く正常にデータを受信しにくい状況であっても、上述のカード存在判断処理により、そのパルス信号がＩＣカード２からのレスポンスであるのかどうかを把握できる。その場合、パルス判定期間は、サブキャリア−ＢＰＳＫ方式に合うよう設定しておけばよい。
【００６４】
即ち、本第２実施例においては、パルス判定期間は、信号処理部５５からパルスが出力されてから予め設定された所定時間後に開始され、信号処理部５５からパルスが出力されてからパルス８周期分の時間（パルス継続時間）が経過する前に終了するよう設定されている。なお、パルス判定期間の長さは、ほぼパルス４周期分である。即ちＩＣカード２は所定の伝送タイミングに同期してデータ送信を行っており、パルス判定期間は伝送タイミングの周期に応じて、周期的に設定されているのである。
【００６５】
また、第２実施例のリーダライタ１において、パルス判定期間は、予め定められた一定時間毎（パルス継続時間であるパルス８周期分の時間毎）に設定されており、連続した複数個のパルスが検出されるまで（Ｓ３０にて「ＮＯ」である間）、順次、信号処理部５５の出力の取り込みが行われることとなる。
【００６６】
なお、パルス判定期間の設定に関する以外についての構成および動作は、第１実施例と同様であるので、その説明を省略する。
この様に構成され、動作する第２実施例のリーダライタ１によれば、上記（１）、（３）にて述べた効果に加え、（４）の如く優れた効果を奏する。
【００６７】
（４）信号処理部５５からパルスが出力され、更にパルス判定期間内に連続した複数（第２実施例では４つ）のパルスが出力された場合に、ＩＣカード２が存在するとの判断を行うことから、ノイズにより発生したパルスがＩＣカード２からの送信出力に基づくものであると、誤った認識をしてしまう可能性をより低くすることができる。
【００６８】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を取ることができる。
例えば、上記実施例では、ＩＣカード側からリーダライタ側への通信方式を、副搬送波（サブキャリア）を使用するものとして説明したが、これに限られるものではない。即ち副搬送波を使用しない通信方式を採るものであっても、情報記憶媒体から送信された電波を検波し、その検波結果を２値化したパルス信号から、情報記憶媒体からの送信データを復調する通信方式であれば、本発明を適用できる。
【００６９】
また、上記実施例では、カード存在判断処理により、パルス信号がＩＣカードからのレスポンスに基づくものであるかどうかを判断するものとして説明したが、これと同様な動作を行う回路を構成することにより、請求項の判断手段を実現しても良い。
【００７０】
また、上記実施例では、情報記憶媒体としてＩＣカードを例にとり説明したが、、通信機能を有し、所定のデータ通信装置から非接触で電力供給を受けつつ動作するＩＤタグその他の情報記憶媒体とデータ通信を行うデータ通信装置に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施例の通信システムにて使用されるリーダライタおよびＩＣカードを示す説明図である。
【図２】 第１実施例のリーダライタの信号処理部から出力されるパルス信号を示すタイムチャートである。
【図３】 検波結果を２値化することによりパルス信号に変換する様子を示す説明図である。
【図４】 リーダライタの復調部にて実行されるカード存在判断処理を示すフローチャートである。
【図５】 第２実施例のリーダライタの信号処理部から出力されるパルス信号を示すタイムチャートである。
【図６】 リーダライタとＩＣカードとの位置関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１…ＩＣカードリーダライタ（データ通信装置）、２…ＩＣカード（情報記憶媒体）、１０…制御部、２０…記憶部、３０…変調部、４０…送受信アンテナ、５０…復調部、５５…信号処理部、６０…送受信アンテナ、７０…電源部、８０…復調部、９０…変調部、１００…記憶部、１１０…制御部。

Claims (3)

1. 通信機能を有する外部の情報記憶媒体に電波を送信する送信手段と、
   前記情報記憶媒体から送信された電波を検波し、該検波結果を２値化してパルス信号を出力する信号処理手段と、
   該信号処理手段から出力されたパルス信号から、前記情報記憶媒体からの送信データを復調する復調手段とを備え、
   前記情報記憶媒体への送信電波により電力供給を行いつつ、該情報記憶媒体との間でデータ通信を行うデータ通信装置において、
   前記信号処理手段からパルスが出力されると、予め設定された所定のパルス判定期間においてパルスが更に出力されるかどうかを判定し、該パルス判定期間にパルスが出力されたとき、該出力されたパルスが前記情報記憶媒体からの送信出力に基づくものであると判断する判断手段を備えたことを特徴とするデータ通信装置。
2. 前記判断手段は、前記信号処理手段からパルスが出力されると、前記パルス判定期間に複数の連続したパルスが更に出力されるかどうかを判定し、該パルス判定期間に複数の連続したパルスが出力されたとき、該出力されたパルスが前記情報記憶媒体からの送信出力に基づくものであると判断することを特徴とする請求項１記載のデータ通信装置。
3. 前記情報記憶媒体は、予め定められた所定のパルス継続時間に亘り複数の連続したパルスが前記信号処理手段から出力されることとなる変調方式で、搬送波を変調して電波を送信するものであり、
   前記パルス判定期間は、前記信号処理手段から複数の連続したパルスが安定して出力される期間を含むよう、前記パルス継続時間に応じて設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載のデータ通信装置。

Images