JP2544941B2 - 情報カ―ド読取システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、メモリが搭載された情報カードを読取装置
にセットした状態で両者の間でデータの送受を行う情報
カード読取システムに関する。

＜従来の技術＞ 銀行口座からの現金の引き出しに用いられるキャッシ
ュカード、あるいは現金に換わる手段であるクレジット
カード等では、情報の記録手段として磁気ストライプが
使用されているが、磁気ストライプの面積が限られてい
ることから、この磁気ストライプに記録可能な情報量も
一定の範囲内に限られている。そのため、１枚のキャッ
シュカード、あるいはクレジットカードには、１つの銀
行あるいは会社に対する情報が記録されるに留まってい
て、複数の銀行等に対応する情報の記録は、その記録可
能な量からすれば困難である。

この記録量の制限域を広げ、１枚のカードに多数の銀
行、会社等に対応する多量の情報を記録する手段とし
て、カード内にメモリ素子を搭載する方法が用いられつ
つある。このカード内に記録された情報を読み取る手段
には接触式と非接触式との２つの方法がある。

接触式では、カードに設けられた接触部を介すること
により、電気信号の形で情報を直接に取り出すのである
が、接触の確実さを維持するには種々の困難があってデ
ータ伝送に誤りが生じ易いため、次に示す非接触式の提
案がなされている。

その１つは無線を用いる方法（特開昭61−143890号公
報記載）であり、他の１つは発光素子を用いて記録情報
を伝送するとともに受光素子によってデータの受信を行
う方法（特開昭58−176791号公報記載）である。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 上記の無線による方法、あるいは発光素子を用いる方
法は、多量の電力の消費を伴う方法であって、カードに
内蔵可能な電池が供給できる電力量からすれば、電池の
寿命は短期となり実用上の障害となり易い、そのため接
触部を介して充電する構成、あるいはカード側に太陽電
池等を設け、この太陽電池の起電力によって発光動作が
必要とする電力を供給する構成が採用されているが、前
者においては接触部を設けたことによる信頼性の低下、
後者においては太陽電池等を設けたことによるコストの
上昇を招いていた。

本発明は上記した背景の下で創作されたものであっ
て、その目的とするところは、非接触式でありながら情
報カードの低消費電力化を図ることができる情報カード
読取システムを提供することにある。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明の情報カード読取システムは、メモリが搭載さ
れた情報カードと、この情報カードがセットされた状態
で当該カードとの間でデータの送受を行う読取装置とを
備えた基本構成となっており、読取装置側には、前記情
報カードがセットされた状態で当該カードの受光面に向
けて投射光を発する発光部と、当該受光面から入射した
光の強度を情報カード側からのデータとして出力する受
光部とが備えられている一方、情報カード側には、前記
投射光を印加電圧に応じた偏光角度で読取装置側に向け
て反射させ前記受光部に入射する光の強度を変化させる
反射部と、前記反射部の偏光角度を読取装置側に送信す
べきデータに応じて変化させるに必要な電気信号を生成
する反射率制御部とが備えられていることを特徴として
いる。

＜作用＞ 情報カードを読取装置にセットした状態で読取装置側
の発光部から投射光が情報カードの受光面に向けて発せ
られる。投射光は情報カード側の反射部で反射し、反射
した光が読取装置側の受光部に入射する。情報カード側
の反射率制御部では、読取装置側に送信すべきデータに
応じた電気信号が生成され、反射部に出力される。これ
により反射部の偏光角度が変化し、その結果、読取装置
側の受光部に入射する光の強度が変化する。この光の強
度が情報カード側から読取装置側に送信されるデータと
して受光部から出力される。

＜実施例＞ 第２図に本発明の光学系の一実施例を示す概略図であ
る。

図において、読取装置本体31には、赤外線等を発する
発光部28と赤外線を受光する受光部29とが設けられてお
り、発光部28からの赤外線は光学レンズ32を介すること
によって、所定位置に置かれたカード本体41に導かれ
る。

カード本体41には、赤外線の光路281内に受光部19と
反射部11とが設けられている。そして受光部19、反射部
11の各々の表面には、赤外線のみを通す光学フィルタ19
1、111が取り付けられている。反射部11には電圧を印加
すると偏光角度が変わる素子として、液晶が用いられて
いる。

読取装置本体31内の受光部29の前面には光学レンズ33
が設けられており、反射部11によって反射した赤外線11
2のみを受光部29に導く構成となっている。また有害光
線を防ぐことによって受光素子29のSN比を良くするた
め、その前面には赤外線フィルタ34が取り付けられてい
る。

第１図は本発明の電気的構成の一実施例を示すブロッ
ク線図である。

読取装置内の制御部21には、ホストコンピュータ（図
示省略）等に接続された通信線211が導かれており、こ
の制御部21からの出力は、パラレルデータをシリアルデ
ータに変換する信号変換部22に接続されている。そして
信号変換部22の出力221は変調部23に送出され、その出
力231は駆動部24を介して発光部28に導かれている。

受光部29からの出力は復調部26に接続されていて、こ
の復調部26の出力261は、シリアルデータをパラレルデ
ータに変換する信号変換部27に導入されている。そして
パラレルデータとなった信号変換部27の出力は制御部21
に送出されている。また変調クロック発生部25の出力25
1は変調部23に、他方の出力は復調部26に導入されてい
る。

読取装置は以上に説明したブロックによる構成となっ
ており、以下に説明するブロックは、カード本体41（第
２図参照）に設けられた構成である。

光路281上に置かれる受光部19からの出力は復調部13
に導かれ、次にシリアルデータをパラレルデータに変換
する信号変換部14へと送出される。制御部15には、この
信号変換部14の出力と復調部13からの出力132とが導か
れている。そして制御部15の出力151は反射率制御部12
に送出されており、この反射率制御部12の出力は液晶か
らなる反射部11に接続されている。

図中16はカード本体41の表面411（第２図参照）に設
けられたキーボードスイッチであり、制御部15に対して
双方向に接続されている。図中16は読取装置31（第２図
参照）から送信されたデータを記録するメモリであり、
キーボードスイッチ16と同様に制御部15に対して双方向
に接続されている。

以上の各ブロックの構成要素となるハードウェアは、
消費電力を極めて少なくするためCMOS素子が採用されて
おり、その動作（メモリ17の内容の保持を含む）のため
の電源として、リチウム電池18がカード本体41（第２図
参照）内に備えられている。

第３図は主要信号のタイミングを示すタイミングチャ
ートである。図面を参照しつつ以下に、本発明に係る非
接触式情報カードの動作について説明する。

変調クロック発生部25の出力251は一定の時間間隔t1
を有するパルス信号であり、変調部23は、信号変換部22
の出力221に従って、パルスＰに同期した信号を駆動部2
4に送出する。カード本体41が所定位置に置かれるのを
待つ待機状態においては、パルスＰに同期した信号が変
調部23より継続して出力される。そのため発光部28から
は同様の光パルスが投射される。

カード本体41が第２図に示す位置に置かれると、その
反射光112が受光部29に達する。反射光112は受光部29に
よってパルス信号に変換され復調部26に送出される。こ
の継続するパルス信号を一定時間継続して受け取ったと
き、復調部26は信号変換部27にレディ信号を送出する。
このレディ信号に従い、信号変換部27は制御部21に、カ
ード本体41が所定位置に置かれたことを知らせる。（反
射部11は非動作状態にあるとき、反射率が高くなってい
る）。

以上のようにして、カード本体41が所定の位置に置か
れたことの検出が行われる。検出されたとき、制御部21
はカード本体41に対しコマンドの送出を行う。このコマ
ンドはカード本体41に、その属性を示すデータを送り返
すように指示するものである。

コマンドを示すパラレルデータが信号変換部22に送出
される。このパラレルデータはシリアルデータ221に変
換され変調部23に送られる。そのデータの最初の３つの
ビットは、例えば０、１、１となっている。

変調部23は入力データが０のとき、パルスＰに同期し
た連続する30個のパルスからなるパルス群P22を駆動部2
4に送出する。そのため発光部28から30パルスの赤外線
が受光部19に送られる。ついでデータの区切を示すマー
クとして、10パルスの期間の休止d1が挿入される。

次のデータは１である。１のときには10パルスP3の送
出が行われ、再び10パルス期間の休止d2が挿入される。
以後は０と１とのデータに対応して、30パルスあるいは
10パルスの送出が、10パルス期間の休止をはさみつつ行
われる。

カード本体41内の復調部13には、変調部23の出力231
と同じ波形のパルス信号が導かれることとなる。

まず最初のパルスP21の検出が行われ、それに続くパ
ルスが検出される。そのためP21に始まりP22に終わるパ
ルス群P2が検出される。その後パルスのない期間d1が続
くが、時間t22の間（５パルス期間に設定されている）
にパルスの検出がない場合には休止期間であると判定
し、P21〜P22のパルスが１つのパルス群であるとして、
そのパルス数が30であることから、データ０を信号変換
部14に送出する。パルス群P3についても同様であり、パ
ルス数が10であることからデータ１を送出する。

以下同様の繰り返しとなり、これらのデータはパラレ
ルデータに変換されて制御部15に導かれる上記のように
してコマンドが制御部15に送られると、次にはカード本
体41の側からのデータの送出が始まる。

カード本体41からのデータの受信を行うとき、読取装
置31側の変調部23は、パルスＰに同期したパルスを継続
して送出する。このパルスは駆動部24、発光部28を介す
ることにより、赤外線パルスとなって受光部19と反射部
11とに投射される。そのため復調部13の出力132には変
調クロック発生部25の出力251と同波形の信号が現れ、
制御部15に導入される。

制御部15は、この波形132に同期して、データ０のと
きには30パルス期間のＨレベルh2、データ１のときには
10パルス期間のＨレベルh1、h3を、反射率制御部12に送
出する。データとデータとの区切を示すＬレベルの休止
期間t2は、10パルス期間となっている。

反射率制御部12は、入力信号がＨレベルであるとき反
射率が高くなり、Ｌレベルであるとき反射率が低くなる
ように、反射部11の制御を行う。そのため制御部15の出
力151がＨレベルのとき、発光部28から投射された赤外
線パルスは反射部11によって反射され、受光部29に導か
れる。

Ｈレベルh1の期間がパルスＰの10パルス期間に等しい
ため、この期間に反射部11に投射される赤外線パルスの
数も10となる。従ってこの赤外線の反射を受光する受光
部29にも、10の赤外線パルスの入射が行われることとな
る。つまり10個のパルスからなるパルス群P4が、その出
力291に現れる。休止期間t2においては反射部11の反射
率が低いため、反射光の入射がなく、出力291はＬレベ
ルである。同様のことがＨレベルh2、h3についても行わ
れる。そのため復調部26の入力291には、パルス群P4の
入力が行われる。

受光部29の出力291の信号波形は、すでに説明を行っ
た波形231と同じフォーマットを有する信号である。従
ってこの信号波形からのデータの読み出し（復調部26に
おいて行われる）は、復調部13で行われた方法と同じ方
法によって行われるため、説明を省略する。

復調部26において読み出されたデータ261は、信号変
換部27によってパラレルデータとなり制御部21に送出さ
れる。

以上の手順が繰り換えされることによって、読取装置
31とカード本体41との間での必要なデータの交換が行わ
れる。このデータ交換に対応して、読取装置31は通信線
211を介することにより、ホストコンピュータ内のデー
タの参照と更新を行い、カード本体41側ではメモリ素子
17内のデータの更新等を行う。

なお本発明は上記実施例に限定されず、読取装置から
カード本体41へのデータ伝送を行わず、カード本体41側
からの伝送のみが行われる場合には、受光部19、復調部
13、信号変換部14を省略した構成とすることが可能であ
る。このときには、時間t1に相当する基準となる時間を
内部クロックに基づいて生成する。また伝送の始まりを
示すマークと終わりを示すマークとを設定し、これら２
種のマークに挟まれて行われるデータの伝送について
は、信頼性を確保するため、複数回の繰り返しを行う構
成とする。

＜発明の効果＞ 以上、本発明に係る情報カード読取システムによる場
合、情報カード側に消費電力の大きい発光素子を使用す
ることなく、情報カード側から読取装置側にデータを光
送信できる構成となっているので、情報カードの低消費
電力化を図ることができる。また、読取装置側の受光部
に入射する光の強度の変化を通じて情報カードから送信
されたデータを再現する構成となっている。比較的長い
距離のデータ伝送が可能になるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図本発明の電気的構成の一実施例を示すブロック線
図、第２図は本発明の光学系の一実施例を示す概略図、
第３図は主要信号のタイミングを示すタイミングチャー
トである。 11……反射部、12……反射率制御部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メモリが搭載された情報カードと、この情
   報カードがセットされた状態で当該カードとの間でデー
   タの送受を行う読取装置とから構成された情報カード読
   取システムにおいて、 読取装置側には、前記情報カードがセットされた状態で
   当該カードの受光面に向けて投射光を発する発光部と、
   当該受光面から入射した光を受光し当該光の強度を情報
   カード側からのデータとして出力する受光部とが備えら
   れている一方、 情報カード側には、前記投射光を印加電圧に応じた偏光
   角度で読取装置側に向けて反射させ前記受光部に入射す
   る光の強度を変化させる反射部と、前記反射部の偏光角
   度を読取装置側に送信すべきデータに応じて変化させる
   に必要な電気信号を生成する反射率制御部とが備えられ
   ていることを特徴とする情報カード読取システム。