JPH11120304A - 非接触型ｉｃカード用受信装置及び非接触型ｉｃカード用受信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非接触型ＩＣカードを備えた定期券が接近し
てきた方向を検知できないため、入口用と出口用とで二
種類設置しなければならず、設備の設置費用や保守費用
の増大や設置スペースの制限が生じていた。このため、
非接触型ＩＣカードの利便性を損ない、効率的なデータ
通信を実現することができなかった。 【解決手段】 リーダライタ３０は、非接触型ＩＣカー
ド２０から送信される通信電波を入口側アンテナ３１ａ
と出口側アンテナ３１ｂの両方で受信する。そして、各
アンテナが受信した通信電波の強度の違いによって非接
触型ＩＣカード２０がかざされた方向を検出し、同非接
触型ＩＣカード２０がかざされた側のアンテナにて受信
された通信電波に基づく送信信号だけを受信データとし
て検知する。これにより、非接触型ＩＣカード２０の利
便性を活かし、効率的なデータ通信を実現することが可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、非接触型ＩＣカ
ード用受信装置及び非接触型ＩＣカード用受信方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の非接触型ＩＣカード用受信装置と
して、鉄道の改札口に設置された改札装置等に適用され
た非接触型ＩＣカード用受信装置が知られている。この
非接触型ＩＣカード用受信装置は、非接触型ＩＣカード
を備える定期券から送信される送信データを受信する一
つの受信アンテナと、同受信アンテナで受信された送信
データを復調して解析等する受信回路等を備え、利用者
が定期券をかざすと同定期券から送信される送信データ
を受信アンテナで受信し、同送信データに基づく諸情報
を解析する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の非接触
型ＩＣカード用受信装置においては、上記非接触型ＩＣ
カードを備えた定期券が接近してきた方向を検知できな
いため、入口用と出口用とで二種類設置しなければなら
ず、設備の設置費用や保守費用の増大や設置スペースの
制限が生じていた。このため、非接触型ＩＣカードの利
便性を損ない、効率的なデータ通信を実現することがで
きなかった。

【０００４】この発明は、上記課題にかんがみてなされ
たもので、非接触型ＩＣカードの利便性を活かし、効率
的なデータ通信を実現可能な非接触型ＩＣカード用受信
装置及び非接触型ＩＣカード用受信方法の提供を目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、非接触型ＩＣカードからの
送信信号を検出する方向に応じて距離差が生じるように
配置されて同送信信号を受信する複数のアンテナと、各
アンテナに接続されるとともに同アンテナを介して上記
送信信号を受信する複数の受信回路と、各受信回路から
の出力に基づいて上記非接触型ＩＣカードの方向を検出
する非接触型ＩＣカード検出回路とを具備する構成とし
てある。

【０００６】すなわち、非接触型ＩＣカードからの送信
信号を検出する方向に応じて距離差が生じるように配置
された複数のアンテナを介して、各アンテナに接続され
た複数の受信回路が同送信信号を受信すると、各受信回
路からの出力に基づいて上記非接触型ＩＣカードの方向
を検出する。上記アンテナは、非接触型ＩＣカードから
の送信信号を検出する方向に応じて距離差が生じるよう
に複数配置されていれば良く、二個備えたものや三個以
上備えたもの等が含まれる。

【０００７】上記受信回路は、各アンテナに接続される
とともに同アンテナを介して上記送信信号を受信するこ
とができれば良い。同受信回路の構成の一例として、請
求項２に係る発明は、上記請求項１に記載の非接触型Ｉ
Ｃカード用受信装置において、上記受信回路は、上記複
数のアンテナのうち上記非接触型ＩＣカード検出回路に
よる検出結果に対応した選択指示に基づいて所定のアン
テナだけを選択して上記受信信号を検出するアンテナ選
択回路を備える構成としてある。

【０００８】すなわち、上記アンテナ選択回路は、上記
複数のアンテナのうち上記非接触型ＩＣカード検出回路
による検出結果に対応した選択指示に基づいて所定のア
ンテナだけを選択して上記受信信号を検出する。ここ
で、複数のアンテナのうち上記非接触型ＩＣカード検出
回路による検出結果に対応した選択指示とあるのは、同
非接触型ＩＣカード検出回路が各アンテナから受信する
送信信号の強度に応じて所定のアンテナを選択し、同ア
ンテナだけから送信信号を検出するように指示する場合
等が含まれる。

【０００９】また、同受信回路の構成に係る別の一例と
して、請求項３に係る発明は、上記請求項１に記載の非
接触型ＩＣカード用受信装置において、上記受信回路
は、上記送信信号に同調して受信する同調回路と同同調
回路から出力される受信信号を検出して復調する復調回
路とを備え、上記非接触型ＩＣカード検出回路は、同同
調回路の出力結果に基づいて上記非接触型ＩＣカードの
方向を検出する構成としてある。

【００１０】すなわち、上記同調回路が上記送信信号に
同調して受信し、上記復調回路がこの同調回路から出力
される受信信号を検出して復調すると、上記非接触型Ｉ
Ｃカード検出回路は同同調回路の出力結果に基づいて上
記非接触型ＩＣカードの方向を検出する。上記非接触型
ＩＣカード検出回路は、各受信回路からの出力に基づい
て上記非接触型ＩＣカードの方向を検出することができ
れば良い。同非接触型ＩＣカード検出回路の構成の一例
として、請求項４に係る発明は、上記請求項１に記載の
非接触型ＩＣカード用受信装置において、上記非接触型
ＩＣカード検出回路は、送信信号を受信した非接触型Ｉ
Ｃカードの移動方向を検出する構成としてある。

【００１１】すなわち、上記非接触型ＩＣカード検出回
路は、各受信回路からの出力に基づいて送信信号を受信
した非接触型ＩＣカードの移動方向を検出する。同非接
触型ＩＣカード検出回路は、非接触型ＩＣカードの移動
方向に対応した入力指示等をあらかじめ設定しておき、
同非接触型ＩＣカードが移動した方向を検出して移動方
向に応じたコマンド入力等を行う入力装置に適用したも
の等も含まれる。このように非接触型ＩＣカードからの
送信信号を受信する手法は、必ずしも実体のある装置に
限られる必要もなく、その一例として、請求項５に係る
発明は、非接触型ＩＣカードからの送信信号を検出する
方向に応じて距離差が生じるように配置された複数のア
ンテナを介して、各アンテナに接続された複数の受信回
路が同送信信号を受信すると、各受信回路からの出力に
基づいて上記非接触型ＩＣカードの方向を検出する構成
としてある。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面にもとづいてこの発明
の実施形態を説明する。図１は、この発明の実施形態に
係る非接触型ＩＣカード用受信装置としてのリーダライ
タを適用した駅の改札装置を斜視図により示している。
改札装置１０は、改札の出入口方向に対して平行に配置
されるとともに後述するリーダライタ３０を収容する矩
形箱体１１で構成され、改札の出入口を通過する利用者
が後述する非接触型ＩＣカード２０で構成される定期券
をかざすと、同定期券をかざした方向を検出するととも
に記録されている情報を読み出したり、必要な情報を書
き込んだりする。

【００１３】この実施形態では、リーダライタ３０を改
札装置に適用しているが、少なくとも非接触型ＩＣカー
ド２０をかざした方向を検出するとともに、情報の読み
出しと書き込みを行うことができれば良い。したがっ
て、施設の入場口に配置される検札装置等に適用するこ
とも可能である。図２は、非接触型ＩＣカード２０の構
成をブロック図により示している。非接触型ＩＣカード
２０は、リーダライタ３０との間で通信電波を送受信す
るアンテナ２１と、アンテナ２１とマイコン２４との間
に介在されて信号変換処理等を行う送受信回路２２と、
アンテナ２１を介して受信した通信電波に基づく通信デ
ータを保存するメモリ２３と、同通信データの送受信制
御を行うマイコン２４とを備えている。

【００１４】かかる構成により、リーダライタ３０から
通信電波を受信する場合、アンテナ２１を介して通信電
波を受信するとともに変換処理してメモリ２３に書き込
む。また、リーダライタ３０へ通信電波を送信する場
合、メモリ２３から通信データを読み出して変換処理す
るとともにアンテナ２１を介して送信する。アンテナ２
１は、金属製薄板で構成され、リーダライタ３０から送
信される通信電波を受信するとともに送受信回路２２か
ら入力された変調信号に基づいて通信電波を送信する。
なお、このアンテナ２１は、必ずしも上記金属製薄板で
構成される必要はなく、材質や形状は適宜変更可能であ
る。

【００１５】送受信回路２２は、リーダライタ３０から
受信した通信電波より電力を抽出して各回路に供給する
電源回路２２ａと、同通信電波より送信信号を抽出する
同調回路２２ｂと、同送信信号を復調して復調信号を出
力する復調回路２２ｃと、同復調信号をデコードして通
信データを出力するとともにメモリ２３から読み出され
た通信データをエンコードしてエンコーダ信号を出力す
るエンコーダ／デコーダ２２ｄと、このエンコーダ信号
を変調して変調信号を出力する変調回路２２ｅとを備え
ている。

【００１６】かかる構成により、リーダライタ３０から
受信した通信電波より電力を抽出して各回路に供給する
とともに、同通信電波より送信信号を抽出する。そし
て、この送信信号を復調するとともに、デコードして通
信データをマイコン２４に出力する。一方、マイコン２
４にてメモリ２３から読み出された通信データをエンコ
ードするとともに変調して得られた変調信号をアンテナ
２１に出力する。メモリ２３は、ＥＥＰＲＯＭで構成さ
れ、リーダライタ３０からの送信信号に基づく通信デー
タを記憶する。同メモリ２３は、少なくとも同通信デー
タを順次書き込むとともに読み出すことの可能な不揮発
性の記録素子であれば良く、Ｆｌｕｓｈメモリ等で構成
することも可能である。

【００１７】マイコン２４は、送受信回路２２とメモリ
２３との間に介在され、送受信回路２２から出力される
通信データをメモリ２３に書き込むとともに必要な通信
データをメモリ２３から読み出して送受信回路２２に出
力する。図３は、リーダライタ３０の構成をブロック図
により示している。リーダライタ３０は、非接触型ＩＣ
カード２０との間で通信電波の送受信を行う一対のアン
テナ３１と、非接触型ＩＣカード２０から受信した通信
電波を変換して受信データを出力する受信回路３２と、
この受信データを入力するとともに非接触型ＩＣカード
２０にデータ送信するときには送信データを出力するマ
イコン３３と、同送信データを入力するとともにエンコ
ードしてエンコーダ信号を出力するエンコーダ３４と、
同エンコーダ信号を変調して変調信号をアンテナ３１に
出力する変調回路３５とを備えている。なお、マイコン
３３には外部回路４０が接続されており、マイコン３３
から送信データを入力して解析するとともに、非接触型
ＩＣカード２０にデータ送信する場合には同マイコン３
３に送信データを出力している。

【００１８】かかる構成により、外部回路４０から送信
データを入力してエンコードするとともに変調した変調
信号を通信電波として非接触型ＩＣカード２０に送信す
ると、この通信電波に対する応答として同非接触型ＩＣ
カード２０から通信電波が送信される。このとき、一対
のアンテナ３１でこの通信電波を受信すると、通信電波
の強度によりいずれの方向から非接触型ＩＣカード２０
がかざされているかを確認しながら同通信電波を変換し
て受信データを出力する。すると、マイコン３３は同受
信データを外部回路４０に出力する。また、非接触型Ｉ
Ｃカード２０にデータ送信するときには、外部回路４０
から送信データをマイコン３３に入力し、同送信データ
をエンコードするとともに変調して対応する通信電波を
アンテナ３１から送信する。

【００１９】アンテナ３１は、矩形箱体１１の入口側に
配置される入口側アンテナ３１ａと、出口側に配置され
る出口側アンテナ３１ｂから構成され、改札装置１０に
かざされる非接触型ＩＣカード２０との間で通信電波の
送受信を行う。受信回路３２は、図４に示すように、入
口側アンテナ３１ａで受信された電波から送信信号を抽
出する入口側同調回路３２ａと、出口側アンテナ３１ｂ
で受信された電波から送信信号を抽出する出口側同調回
路３２ｂと、非接触型ＩＣカード２０がかざされている
側の同調回路を選択してこの同調回路から出力される送
信信号を出力するセレクタ３２ｃと、同送信信号を復調
して復調信号を出力する復調回路３２ｄと、同復調信号
をデコードして受信データを出力するデコーダ３２ｅと
から構成されている。

【００２０】かかる構成により、アンテナ３１で受信さ
れた通信電波から送信信号を抽出するとともに、この通
信電波が出入口のいずれからかざされた非接触型ＩＣカ
ード２０により送信されたものかを判断し、同非接触型
ＩＣカード２０が近い側のアンテナ３１に接続された同
調回路を選択して送信信号を出力する。そして、この送
信信号を復調し、デコードして受信データを出力する。
入口側同調回路３２ａは、入口側アンテナ３１ａに接続
され、同入口側アンテナ３１ａにて受信された通信電波
から送信信号を抽出し、出口側同調回路３２ｂは、出口
側アンテナ３１ｂに接続され、同出口側アンテナ３１ｂ
にて受信された通信電波から送信信号を抽出する。

【００２１】セレクタ３２ｃは、両同調回路に接続さ
れ、いずれか一方の同調回路を選択して送信信号を出力
する。ここで、図５（Ａ）に示すように、入口側から非
接触型ＩＣカード２０をかざして出口側へ移動する場合
に関し、上記選択を行うときの手法について図６及び図
７を参照しながら説明する。アンテナ３１にて非接触型
ＩＣカード２０から送信された通信電波の受信があると
（図６のステップＳ１００）、アンテナ３１で受信され
た通信電波の強さにより、出入口のいずれの方向からか
ざされた非接触型ＩＣカード２０によるものかを判断す
る。この場合、図７の（ａ）及び（ｂ）に示すように、
入口側アンテナ３１ａで受信した通信電波の方が強いこ
とから、入口側からかざされたことが確認される（ステ
ップＳ１１０）。入口側アンテナ３１ａから受信された
通信電波に基づく送信信号を出力するように回路を切り
替え（ステップＳ１２０）、図７の（ｃ）に示すよう
に、アンテナ選択フラグを「１」にする（ステップＳ１
３０）。そして、上記非接触型ＩＣカード２０がアンテ
ナ３１から遠ざかって通信電波を受信できなくなったと
き（ステップＳ１４０）、上記アンテナ選択フラグをク
リアする（ステップＳ１５０）。したがって、セレクタ
３２ｃは、図７の（ｄ）に示すように、入口側アンテナ
３１ａにて受信された通信電波から抽出した送信信号だ
けを出力することとなる。

【００２２】したがって、入口側アンテナ３１ａで受信
された通信電波の強度と出口側アンテナ３１ｂで受信さ
れた通信電波の強度との違いから、非接触型ＩＣカード
２０がかざされている方向を検出するセレクタ３２ｃ
は、この意味で、非接触型ＩＣカード検出回路を構成す
る。復調回路３２ｄは、セレクタ３２ｃに接続され、同
セレクタ３２ｃにより選択された側の同調回路から出力
された送信信号を復調して復調信号を出力する。

【００２３】デコーダ３２ｅは、復調回路３２ｄとマイ
コン３３との間に接続され、アナログの復調信号をデコ
ードしてデジタルの受信データを出力する。マイコン３
３は、受信回路３２と外部回路４０とエンコーダ３４と
の間に介在され、上記受信データを入力した場合には同
受信データを外部回路４０に出力し、非接触型ＩＣカー
ド２０にデータ送信を行う場合には同外部回路４０から
送信データを入力してエンコーダ３４に出力する。

【００２４】エンコーダ３４は、マイコン３３に接続さ
れ、デジタルの送信データをエンコードしてアナログの
エンコード信号として出力する。変調回路３５は、エン
コーダ３４とアンテナ３１との間に接続され、エンコー
ダ信号を変調してその変調信号を出力する。この実施形
態では、リーダライタを駅の改札装置に適用している
が、図９（Ａ）に示すように入力装置に配置して非接触
型ＩＣカードを左右に移動させることによりデータをス
クロールさせたり、図９（Ｂ）に示すように入力装置に
配置して非接触型ＩＣカードを移動させる方向により異
なるコマンド入力を行うことも可能である。

【００２５】次に、この実施形態に係る改札装置の動作
を説明する。利用者が改札装置１０に定期券をかざしな
がら改札口を通過するとき、リーダライタ３０は、同定
期券に備えられた非接触型ＩＣカード２０に向けてメモ
リ２３に書き込まれた通信データを読み出す旨の指示と
供給電源を含んだ通信電波を送信する。非接触型ＩＣカ
ード２０は、リーダライタ３０から受信した通信電波よ
り電力を抽出して各回路に供給するとともに、同通信電
波より送信信号を抽出する。そして、この送信信号を復
調するとともに、デコードして通信データをマイコン２
４に出力する。すると、マイコン２４はこのメモリ２３
に書き込まれた通信データを読み出す旨の通信データを
受けてメモリ２３から今までに書き込まれている通信デ
ータを読み出す。この通信データをエンコードするとと
もに変調し、アンテナ２１を介して通信電波としてリー
ダライタ３０に送信する。

【００２６】リーダライタ３０は、非接触型ＩＣカード
２０から送信されるこの通信電波を入口側アンテナ３１
ａと出口側アンテナ３１ｂの両方で受信する（図６のス
テップＳ１００）。このとき、より強い通信電波を受信
したアンテナ側から非接触型ＩＣカード２０がかざされ
ているものと判断し、この非接触型ＩＣカード２０がか
ざされた側のアンテナから抽出される送信信号のみを選
択して復調回路３２ｄに出力する（ステップＳ１１
０）。すなわち、図５（Ａ）に示すように、入口側アン
テナ３１ａで受信した通信電波の強度の方が強い場合に
は、入口側同調回路３２ａからの送信信号を出力できる
ように回路を切り替え（ステップＳ１２０）、アンテナ
選択フラグを「１」にする（ステップＳ１３０）。一
方、図５（Ｂ）と図８の（ａ）及び（ｂ）とに示すよう
に、出口側アンテナ３１ｂで受信した通信電波の強度の
方が強い場合には、出口側同調回路３２ｂからの送信信
号を出力できるように回路を切り替え（ステップＳ１６
０）、図８の（ｃ）に示すように、アンテナ選択フラグ
を「０」にする（ステップＳ１７０）。そして、上記非
接触型ＩＣカード２０がアンテナ３１から遠ざかって通
信電波を受信できなくなったとき（ステップＳ１４
０）、上記アンテナ選択フラグをクリアする（ステップ
Ｓ１５０）。出力された図８の（ｄ）に示す送信信号を
復調するとともにデコードして得られた受信データをマ
イコン３３に出力すると、同マイコン３３は外部回路４
０に出力する。すると、外部回路４０は、この受信デー
タを解析する。

【００２７】また、リーダライタ３０から非接触型ＩＣ
カード２０にデータ送信を行う場合、マイコン３３に外
部回路４０からの送信データを入力し、同送信データを
エンコードするとともに変調して対応する通信電波をア
ンテナ３１から送信する。この通信電波を受信した非接
触型ＩＣカード２０では、マイコン２４が同通信電波に
基づく通信データをメモリ２３に書き込む。このよう
に、リーダライタ３０は、非接触型ＩＣカード２０から
送信される通信電波を入口側アンテナ３１ａと出口側ア
ンテナ３１ｂの両方で受信し、各アンテナが受信した通
信電波の強度の違いによって非接触型ＩＣカード２０が
かざされた方向を検出して、同非接触型ＩＣカード２０
がかざされた側のアンテナにて受信された通信電波に基
づく送信信号だけを受信データとして検知するため、非
接触型ＩＣカード２０の利便性を活かし、効率的なデー
タ通信を実現することが可能となる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明は、非接触
型ＩＣカードの利便性を活かし、効率的なデータ通信を
実現可能な非接触型ＩＣカード用受信装置を提供するこ
とができる。また、請求項２に係る発明によれば、複数
のアンテナのうちで所定のアンテナだけを選択して受信
信号を検出することができる。さらに、請求項３に係る
発明によれば、送信信号に同調して受信するとともに復
調し、この復調出力に基づいて同送信信号を受信した非
接触型ＩＣカードの方向を検出することができる。

【００２９】さらに、請求項４に係る発明によれば、送
信信号を受信した非接触型ＩＣカードの移動方向別に非
接触型ＩＣカード用受信装置を配置する必要がなくなる
ため、設備の設置や保守の費用削減、設置スペースの節
約が可能となる。さらに、請求項５に係る発明によれ
ば、非接触型ＩＣカードの利便性を活かし、効率的なデ
ータ通信を実現可能な非接触型ＩＣカード用受信方法を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に実施形態係るリーダライタを適用し
た改札装置の外観を示す斜視図である。

【図２】非接触型ＩＣカードの構成を示すブロック図で
ある。

【図３】リーダライタの構成を示すブロック図である。

【図４】受信回路の構成を示すブロック図である。

【図５】非接触型ＩＣカードをかざす方向により各アン
テナが受信する通信電波の強度が異なることを示す概略
図である。

【図６】セレクタが回路選択を行うときの手法を示すフ
ローチャートである。

【図７】非接触型ＩＣカードを入口側からかざした場合
の各信号のタイムチャートである。

【図８】非接触型ＩＣカードを出口側からかざした場合
の各信号のタイムチャートである。

【図９】変形例に係るリーダライタを示す概略図であ
る。

【符号の説明】 １０…改札装置、 ２０…非接触型ＩＣカード、 ３０
…リーダライタ、 ３１…アンテナ、 ３１ａ…入口側
アンテナ、 ３１ｂ…出口側アンテナ、 ３２…受信回
路、 ３２ａ…入口側同調回路、 ３２ｂ…出口側同調
回路、 ３２ｃ…セレクタ、 ３２ｄ…復調回路、 ３
２ｅ…デコーダ、 ３３…マイコン。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非接触型ＩＣカードからの送信信号を検
   出する方向に応じて距離差が生じるように配置されて同
   送信信号を受信する複数のアンテナと、 各アンテナに接続されるとともに同アンテナを介して上
   記送信信号を受信する複数の受信回路と、 各受信回路からの出力に基づいて上記非接触型ＩＣカー
   ドの方向を検出する非接触型ＩＣカード検出回路とを具
   備することを特徴とする非接触型ＩＣカード用受信装
   置。
2. 【請求項２】 上記請求項１に記載の非接触型ＩＣカー
   ド用受信装置において、 上記受信回路は、上記複数のアンテナのうち上記非接触
   型ＩＣカード検出回路による検出結果に対応した選択指
   示に基づいて所定のアンテナだけを選択して上記受信信
   号を検出するアンテナ選択回路を備える、 ことを特徴とする非接触型ＩＣカード用受信装置。
3. 【請求項３】 上記請求項１に記載の非接触型ＩＣカー
   ド用受信装置において、 上記受信回路は、上記送信信号に同調して受信する同調
   回路と同同調回路から出力される受信信号を検出して復
   調する復調回路とを備え、上記非接触型ＩＣカード検出
   回路は、同同調回路の出力結果に基づいて上記非接触型
   ＩＣカードの方向を検出する、 ことを特徴とする非接触型ＩＣカード用受信装置。
4. 【請求項４】 上記請求項１に記載の非接触型ＩＣカー
   ド用受信装置において、 上記非接触型ＩＣカード検出回路は、送信信号を受信し
   た非接触型ＩＣカードの移動方向を検出する、 ことを特徴とする非接触型ＩＣカード用受信装置。
5. 【請求項５】 非接触型ＩＣカードからの送信信号を検
   出する方向に応じて距離差が生じるように配置された複
   数のアンテナを介して、各アンテナに接続された複数の
   受信回路が同送信信号を受信すると、各受信回路からの
   出力に基づいて上記非接触型ＩＣカードの方向を検出す
   ることを特徴とする非接触型ＩＣカード用受信方法。