JP2007199871A

JP2007199871A - 非接触ｉｃカードリーダ装置

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Publication number: JP2007199871A
Application number: JP2006015689A
Authority: JP
Inventors: Hideo Nabeshima; 秀生鍋嶋; Hideki Takenaga; 秀樹武長; Takeshi Korogi; 武志興梠
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-01-24
Filing date: 2006-01-24
Publication date: 2007-08-09

Abstract

【課題】異なる通信方式を備える複数のＩＣカードに対して、十分な電力を供給しつつ、良好な通信を可能とするリーダ装置を提供する。
【解決手段】制御回路１３１０Aは、抵抗制御部５７００に対して、所定の時間間隔で切り替え命令を送る。抵抗制御部５７００は、抵抗素子５３００、５４００、５５００及び５６００を切り替える。これにより、帯域幅を変え、複数の異なる通信方式と良好な通信を可能とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、通信方式の異なる複数のＩＣカードと良好な通信ができるリーダ装置に関する。

近年セキュリティシステム、電子マネー等の分野で非接触ＩＣカードの利用が進んでおり、利用が進むにつれて異なる複数の通信方式が混在する状況下でも１台で対応できるリーダ装置の要望が高まってきている。
特許文献１は、リーダ装置と複数のＩＣカードとの間で、共通の帯域幅を用い、変調度が大きい通信方式を備えるＩＣカードに対して、リーダ装置は、出力を低く設定し、変調度が小さい通信方式を備えるＩＣカードに対して、出力を高く設定する技術を開示している。これにより、１台のリーダ装置は、異なる通信方式を備える複数ＩＣカードと通信することができる。
特開２００３−１８０４３号公報

特許文献１により開示されている従来技術によると、共通の帯域幅を用いて、リーダ装置と複数のＩＣカードと間で通信を可能としているものの、複数の通信方式の内には、異なる帯域幅を有するものも存在する。
このような異なる帯域幅を有する複数のＩＣカードとの間で通信を行うために、リーダ装置が、複数のＩＣカードが有する帯域幅よりも広く設定された帯域幅を有すると仮定すると、各ＩＣカードからの電波の受信は可能であるが、自身の起動のために十分高い磁界強度を必要とするＩＣカードに対して、十分な電力を供給できないという問題点がある。逆に、リーダ装置が、複数のＩＣカードが有する帯域幅よりも狭く設定された帯域幅を有すると仮定すると、ＩＣカードから送信される電波のうち、一部しか受信できず、良好な通信ができないという問題点がある。

上記の問題点を解決するためには、本発明は、異なる通信方式を備える複数のＩＣカードに対して、十分な電力を供給しつつ、良好な通信を可能とするリーダ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、それぞれ異なる通信方式を備える２以上の非接触カードと、非接触で通信する非接触ＩＣカードリーダ装置であって、予め設定された第１のＱ値及び第２のＱ値を有するアンテナ部と、前記第１及び第２のＱ値をそれぞれに定まる時間間隔で切替える制御部とを備えることを特徴とする。

この構成によると、制御部が第１及び第２のＱ値をそれぞれに定まる時間間隔で切り換えるので、第１及び第２のＱ値にそれぞれ対応する帯域幅を有する通信相手の装置との間で、対応する時間間隔において、良好な通信が可能となる。
ここで、前記アンテナ部は、広帯域の通信方式に対して、所定値より低い前記第１のＱ値を有し、狭帯域の通信方式に対して、所定値より高い前記第２のＱ値を有するとしてもよい。

この構成によると、広帯域及び狭帯域を備える複数の通信相手の装置と、良好な通信が可能となる。また、広帯域の通信時は、波形ひずみを抑え、狭帯域の通信時は、通信効率を上げることができる。
ここで、前記アンテナ部は、アンテナコイルと、前記アンテナコイルに直列に接続され、前記第１のＱ値から定まる抵抗値及び前記第２のＱ値から定まる抵抗値を有する抵抗器と、前記制御部の制御により、前記２個の抵抗値のうち、１個を選択する選択部とを含むとしてもよい。

この構成によると、抵抗器が有する抵抗値を増減することにより、アンテナ部のＱ値を切り替えることができる。
ここで、前記アンテナ部は、アンテナコイルと、前記アンテナコイルと直列に接続され、前記第１のＱ値から定まる抵抗値及び前記第２のＱ値から定まる抵抗値を有するダイオードとを備え、前記ダイオードに流れる電流を増減することにより、前記第１及び第２のＱ値を切替えるとしてもよい。

この構成によると、ダイオードに流れる順方向の電流を増減することでアンテナ部のＱ値を連続的に切り替えることができる。

１．セキュリティシステム１０００
本発明に係る第１の実施の形態としてのセキュリティシステム１０００について説明する。
(セキュリティシステム１０００の構成)
セキュリティシステム１０００は、図１に示すように、中央監視装置１１００、制御ユニット１２００A及び１２００B、リーダ/ライタ装置１３００A及び１３００B、入退出ドア１５００A及び１５００B並びに異なる通信方式a,b,c,dそれぞれを用いるICカード１４００a、１４００ｂ、１４００c及び１４００dから構成されている。

中央監視装置１１００は、通信網１０、２０を介してそれぞれ制御ユニット１２００A及び１２００Bと接続している。また制御ユニット１２００Aは信号線３０、４０を介して、それぞれカード/リーダ１３００Aと入退出ドア１５００Aと接続している。同様に、制御ユニット１２００Bは、信号線５０，６０を介してそれぞれリーダ/ライタ装置１３００Bと入退出ドア１５００Bと接続している。

ICカード１４００a、１４００ｂ、１４００ｃ及び１４００ｄには、それぞれお互いを区別するためのカード識別番号が割り振られている。
中央監視装置１１００は、ICカード１４００a〜１４００ｄそれぞれに割り振られているカード識別番号を記憶しており、制御ユニット１２００Aはリーダ/ライタ装置１３００Aの送受信制御と状態監視、入退出ドア１５００Aの状態監視と施解錠制御を行う。利用者が、ICカード１４００aをリーダ/ライタ装置１３００Aに近づけるとICカード１４００aは、リーダ/ライタ装置１３００Aからのカード識別番号の返信要求に対して、記憶しているカード識別番号を返信する。１４００ｂ〜１４００ｄについても同様である。

次に、リーダ/ライタ装置１３００AはICカード１４００aから受信したカード識別番号を、制御ユニット１２００Aを通して、中央監視装置１１００に送り、中央監視装置１１００は記憶しているカード識別番号と受信したカード識別番号とを比較してそれらが合致すれば、制御ユニット１２００Aに解錠命令を出し、解錠命令を受けた制御ユニット１２００Aは入退出ドア１５００Aを解錠する。カード識別番号が不一致であれば、施錠のままとする。

また、制御ユニット１２００Bはリーダ/ライタ装置１３００Bの送受信制御と状態監視、入退出ドア１５００Bの状態監視と施解錠制御を行い、ICカード１４００a〜１４００ｄとに対して、制御ユニット１２００Aと同様に通信を行う。
（ICカード１４００aの回路構成）
ここでは、ICカード１４００aの回路構成について説明する。

ICカード１４００aは、図２に示すように、制御回路１４１０ａ、記憶回路１４２０ａ、変調回路１４３０ａ、復調回路１４４０ａ、電力生成回路１４５０ａ及びアンテナ部１４６０ａとから構成されている。
制御回路１４１０ａは、記憶回路１４２０aと復調回路１４４０aと変調回路１４３０aとに接続している。復調回路１４４０aは制御回路１４１０aとアンテナ１４６０aとに接続している。また、変調回路１４３０aは制御回路１４１０aとアンテナ１４６０aとに接続している。電力生成回路１４５０aは復調回路１４４０ａ、変調回路１４３０ａ、制御回路１４１０ａ及び記憶回路１４２０ａと接続している。

電力生成回路１４５０aはICカード１４００a内部で使用する電力を生成し、復調回路１４４０a、変調回路１４３０a、制御回路１４１０a、記憶回路１４２０aに電力を供給する。
復調回路１４４０ａは送信波から信号を取り出す復調をし、制御回路１４１０ａに信号を送る。

記憶回路１４２０aは、ICカード１４００aに固有のカード識別番号を記憶している。
制御回路１４１０ａは、送られて来た信号を復号化してリーダ/リーダ装置からの情報を取出し、取出した情報がカード識別番号の読み出し指示であるか他の指示であるかを判断し、カード識別番号の読み出し指示である場合、カード識別番号を記憶回路１４２０aから読み出して、読み出したカード識別番号をNRZ符号化することにより応答信号を生成して変調回路１４３０aに送る。

変調回路１４３０ａは、制御回路１４１０aから送られて来た応答信号で、リーダ/ライタ装置から送信されている搬送波の無変調区間に変調を行う。
アンテナ部１４６０は、返信波及び送信波を送受信する。
同様にして、ICカード１４００ｂの制御回路１４１０bは、記憶回路１４２０bから取り出だしたカード識別番号にRZ符号化を行い、ICカード１４００ｃの制御回路１４２０ｃは、記憶回路１４２０cから取り出したカード識別番号にマンチェスター符号化を行い、ICカード１４００dの制御回路１４１０dは、記憶回路１４２０dから取り出したカード識別番号にマンチェスター符号化を行い、変調回路１４３０ｄで副搬送波を作る。
（Q値と帯域幅）
ここでは、これ以降で使用するQ値、共振周波数及び帯域幅について説明する。

周波数特性曲線とは、周波数とその周波数が持つ電流との関係を表す曲線であり、縦軸に電流、横軸に周波数を取る。
Q値は、Q＝（ωL）/Rにより定義され、共振時周波数特性曲線の先鋭度を表す数値である。ωは角振動数、Lはリアクタンス値及びRは抵抗値を表す。
このQ値が高い程、アンテナ部１３６０Aは強い磁界強度を作ることができるため、ICカードとの通信可能距離が長くなり、またICカードは高い電力を生成することができる。

帯域幅は、アンテナ部１３６０Aが同時に受信できる周波数の幅を表しており、この幅が広い程同時に幅広い周波数を受信できる。
このQ値と帯域幅には、Q値が高くなると帯域幅が狭くなり、Q値が小さくなると帯域幅は広がるという関係を有している。
また、Q値は抵抗値の陽関数（Q＝ωL/R）で表され、Q値と抵抗値の対応関係が明確なため、帯域幅を変える目安として用いられている。
（リーダ/ライタ装置１３００A）
＜全体構成＞
リーダ/ライタ装置１３００Aの回路構成について、図２を用いて、説明する。なお、リーダ/ライタ装置１３００Bは、リーダ/ライタ装置１３００Aと同じであるので説明を省略する。

リーダ/ライタ装置１３００Aは、図２に示すように、クロック回路１３０５A、制御回路１３１０A、変調回路１３２０A、RF送信回路１３３０A、復調回路１３４０A、RF受信回路１３５０A及びアンテナ部１３６０Aから構成されている。
クロック回路１３０５Aは、制御回路１３１０Aと接続している。制御回路１３１０Aは、変調回路１３２０A、復調回路１３４０A、RF送信回路１３３０A、RF受信回路１３５０A及びアンテナ部１３６０Aと接続している。また、変調回路１３２０Aは、RF送信回路１３３０Aと接続しており、RF送信回路１３３０Aはアンテナ部１３６０Aと接続しており、RF送信回路１３３０Aはアンテナ部１３６０Aと接続しており、復調回路１３４０Aは、RF受信回路１３５０Aと接続しており、RF受信回路１３５０Aは、アンテナ部１３６０Aと接続している。

クロック回路１３０５Aは切替信号を制御回路１３１０Aへ送る。
制御回路１３１０Aは、ICカードへの質問信号生成及び各回路への切替命令を行う。
変調回路１３２０Aは通信方式毎の変調、RF送信回路１３３０Aは通信方式毎の出力調整を行う。
RF受信回路１３５０Aは通信方式毎の出力調整と帯域制限を行う。

復調回路１３４０AはICカードからの返信される変調信号の復調を行う。
また、アンテナ部１３６０Aは送信波・返信波の送受信を行う。
＜アンテナ部１３６０Aの回路構成＞
アンテナ部１３６０Aは、図４に示すように、抵抗制御回路５７００、アンテナコイル５１００、コンデンサー５２００、抵抗素子５３００、５４００、５５００及び５６００から構成されている。抵抗制御回路５７００は、スイッチ５７５０から構成されている。

アンテナコイル５１００の一端はRF受信回路１３５０Aと接続しており、他方の一端はコンデンサー５２００と接続している。
抵抗素子５３００、５４００、５５００及び５６００のそれぞれの一端５３２０、５４２０、５５２０及び５６２０はコンデンサー５２００と接続されている。
抵抗素子５３００、５４００、５５００及び５６００の他の一端５３１０、５４１０、５５１０及び５６１０は、何れか一つがスイッチ５７５０と接続する。また、スイッチ５７５０の一端５７５２はRF送信回路１３３０Aと接続されている。
＜セキュリティシステム１０００の通信方式＞
ここでは、セキュリティシステム１０００で使用されている通信方式について説明する。

通信方式aは、NRZ符号化方式・負荷変調・副搬送波なしの通信方式であり、通信方式ｂは、RZ符号化方式・負荷変調・副搬送波なしの通信方式である。また通信方式ｃは、マンチェスター符号化方式・負荷変調・副搬送波なしの通信方式であり、通信方式ｄは、マンチェスター符号化方式・負荷変調・副搬送波ありの通信方式である。
通信方式aは域幅４１００、通信方式ｂは帯域幅４２００、通信方式ｃは帯域幅４３００及び通信方式ｄは帯域幅４４００をそれぞれ通信時に使用する。
＜通信方式毎の抵抗素子の選択＞
ここでは、図３を用いて、通信方式aとの通信時に使用する抵抗素子の選び方について説明する。

通信方式aのICカード１４００aは、帯域幅４１００を使用して、リーダ/ライタ装置１３００Aに返信してくるため、アンテナ部１３６０Aが帯域幅４１００より広い帯域幅を作れ、尚且つ、共振時の電力よりが大きくなる抵抗素子を選べばリーダ/ライタ装置１３００AとICカード１４００aは良好な通信が可能となる。そこで、共振周波数４１５０及び帯域幅４１００を作る抵抗素子を選択し、これを抵抗素子５３００とする。

同様に、通信方式ｂとの通信時には抵抗素子５４００を、通信方式ｃとの通信時には抵抗素子５５００を及び通信方式ｄとの通信時には抵抗素子５６００をそれぞれ選択する。
（制御回路１３１０Aの構成）
＜制御回路１３１０Aの処理のサイクル＞
制御回路１３１０Aは、図５に示すように、順次Q値を変えることにより、異なる通信方式a〜ｄと通信を行う。

通信方式a〜ｄの処理時間はそれぞれ異なっており、通信方式aの処理時間はTa、通信方式bの処理時はTb、通信方式ｃの処理時間はTｃ及び通信方式ｄの処理時間はTdである。
区間６１０１及び６１０２で通信方式aの処理をTa間、区間６２０１及び区間６２０２で通信方式ｂの処理をTｂ間、区間６３００及び６３０１で通信方式ｃの処理をTｃ間、区間６４００及び６４０１で通信方式ｄの処理をTｄ間それぞれ行う。
＜制御回路１３１０Aの処理選択＞
図６は、クロック回路１３０５Aから切替信号を受けた制御回路１３１０Aが処理する通信方式の切替手段を表すフローチャートである。

クロック回路１３０５Aは切替信号を制御回路１３１０Aへ送る（Ｓ７１００）。制御回路１３１０Aは、クロック回路１３０５Aから切替信号を受信する（Ｓ７００２）。
次に、変数Iに１を加えたものを再び変数Iに入れ（Ｓ７００３）、
変数Iを４で割った余りを再び変数Iへ入れ、Iが１の場合は通信方式aの処理（Ｓ７００５）、２の場合は通信方式ｂの処理（Ｓ７００７）、３の場合は通信方式ｃの処理（Ｓ７００８）、０の場合は通信方式ｄの処理（Ｓ７００９）を行い、各処理の終了後はクロック信号を待つ（Ｓ７００２）。
＜制御回路１３１０Aから各回路への命令＞
図７は、通信方式aの処理時の、制御回路１３１０Aが自回路内部での処理と各回路の動作を表すフローチャートである。

制御回路１３１０Aは、通信方式aに対応する処理を開始する。
制御回路１３１０Aは、抵抗制御部５７００に抵抗切替命令を送り（Ｓ８００１）、自回路内部を通信方式aに対応する信号生成方式への切替を行い、ICカード１４００aへの質問信号生成を行う（Ｓ８００２）。これと並行して、制御回路１３１０Aは変調回路１３２０Aへ切替命令（Ｓ８００３）、RF送信回路１３３０Aへ切替命令（Ｓ８００４）、RF受信回路１３５０Aへ切替命令（Ｓ８００９）、復調回路１３４０Aへ切替命令（Ｓ８０１０）をそれぞれ送り、アンテナ部１３６０Aを通して送信波を送信する（Ｓ８００５）。

次に、制御回路１３１０Aは自回路内部のICカード１４００aへの質問信号生成を停止し（Ｓ８００６）、変調回路１３２０Aへ変調停止命令（Ｓ８００７）を送り、アンテナ部１３６０Aを通して搬送波のみ送信する（Ｓ８００８）。
次に、制御回路１３１０AはICカード１４００aからの返信があるか否かの判断を行い（Ｓ８０１１）、返信がない場合（Ｓ８０１１でNO）には、通信方式aの処理を終了し、返信がある場合（Ｓ８０１１でYES）には、カード識別番号を取出し（Ｓ８０１３）、カード識別番号を中央監視装置へ送出して（Ｓ８０１４）、処理を終了する。

通信方式b,c,dにおいても通信方式aの処理と同様なのでここでは割愛する。
＜制御回路１３１０A及び各回路の処理＞
図8は、制御回路１３１０A、変調回路１３２０A、RF送信回路１３３０A、RF受信回路１３４０A、復調回路１３５０A及び抵抗制御部５９００のそれぞれの処理内容を時系列で表した図である。

また、図9はリーダ/ライタ装置１３００Aからの電波受信時のICカード１４００aの動作を時系列で表した図である。
まず、図８を用いて制御回路１３１０Aを中心とする各回路の動作について説明する。
制御回路１３１０Aは、クロック回路１３０５Aから切替信号を受信する（Ｓ７１００）と、自回路内部をICカード１４００aに対応する信号生成方式への切替１２００７を行い、これと並行して抵抗制御部５９００へ抵抗素子５３００への切替命令１２００２、変調回路１３２０Aへ通信方式aに対応した変調方式への切替命令１２００３、RF送信回路１３３０Aへ通信方式aに対応する出力方式への切替命令１２００４、RF受信回路１３５０Aへ通信方式aに対応する出力調整と帯域制限命令１２００５及び復調回路１３４０Aへ通信方式aに対応する復調方式への切替命令１２００６をそれぞれ出す。

制御回路１３１０Aは、（Ta）/２間ICカード１４００aへの質問信号生成１２０１３を行い、次の（Ta）/２間ではICカード１４００aからの返信信号からの情報抽出１２０１４を行う。
抵抗制御回路５７００は、制御回路１３１０Aから通信方式aに対応する抵抗素子切替命令１２００２を受信すると、切替１２００８を行い、Ta間、抵抗素子５３００への接続１２０１５を行う。

変調回路１３２０Aは、抵抗制御部１３１０Aから通信方式aに対応する変調方式切替命令１２００３を受取ると、切替１２００９を行い、自回路を通信方式aに対応する変調１２０１７を行う。次に、制御回路１３１０Aから変調停止命令１２０１６を受取ると変調回路１３２０Aは通信方式aに対応する変調状態を停止する。
RF送信回路１３３０Aは、制御回路１３１０Aから通信方式aに対応する切替命令１２００４を受取ると、自回路内部を通信方式aに対応する出力１２０１８を行う。
RF受信回路１３５０Aは、制御回路１３１０Aから通信方式aに対応する切替命令１２００５を受取ると、切替１２０１１を行い、自回路内部を通信方式aに対応する出力と帯域制限１２０１９を行う。

復調回路１３４０Aは、制御回路１３１０Aから切替命令１２００６を受取ると、切替１２０１２を行い、自回路内部を通信方式aに対応する復調１２０２０を行う。
アンテナ部１３６０Aは前半の(Ta)/２間は送信波１２０４１、後半の（Ta）/２間は搬送波１２０４２を送信する。
ここから図9を用いて、ICカード１４００aの動作について説明する。

ICカード１４００aが通信方式aに対応する電波を受信すると、電力生成回路１４５０aで回路内部が使用する電力生成１３００１を行い、制御回路１４１０a、記憶回路１４２０a、変調回路１４３０a、復調回路１４４０aに電力を供給し、復調回路１４４０aで復調１３００２、制御回路１４１０aで質問信号の解読１３００３を行う。さらに、この質問信号の返答のために記憶回路１４２０aからカード識別番号の取出し１３００４、取り出した質問番号の符号化１３００５、変調回路１４３０aで変調１３００６を行い、アンテナ１４６０aを通して送信１３００７を行う。

制御回路１３１０Aはクロック回路１３０５Aからの切替信号を受取る度に通信方式b、通信方式ｃ、通信方式ｄと順次各通信方式に対応する処理を開始するが、各回路の通信方式毎の回路内部設定は異なるものの動作の点においては通信方式aの場合と同じである。
なお、本実施形態に係る抵抗制御部５７００は、アナログスイッチに代えて電子式スイッチを利用しても良い。
２．変形例（１）
アンテナ部１３６０Aの変形例として、アンテナ部１３６０Aaについて説明する。

アンテナ部１３６０Aaは、図１０に示すように、アンテナコイル１４３００、コンデンサー１４２００、可変抵抗素子１４４００及び抵抗制御部１４５００から構成されている。
抵抗制御部１４５００は、タップ１４５１０から構成されている。
可変抵抗器１４４００、コンデンサー１４２００及びアンテナコイル１４３００は直列に接続されている。

タップ１４５１０の一端１４５６０はRF送信回路１３３０Aと接続しており、一端１４５５０は、可変抵抗素子１４４００上の接点１４４１０、１４４２０、１４４３０及び１４４０の何れか一つと切替により接続する。また、アンテナコイル１４３００はRF受信回路１３５０Aと接続している。
制御回路１３１０Aは、ICカード１４００aと通信するために抵抗制御部５７００へ抵抗素子５３００への切替命令に代えて、抵抗制御部１４５００へタップ１４５１０の一端１４５５０を可変抵抗素子１４４００の一点１４４４０への接続命令を出す。

制御回路１３１０Aは、ICカード１４００bと通信するために抵抗制御部５７００へ抵抗素子５４００への切替命令に代えて、抵抗制御部１４５００へタップ１４５１０の一端１４５５０を可変抵抗素子１４４００の一点１４４３０への接続命令を出す。
制御回路１３１０Aは、ICカード１４００ｃと通信するために抵抗制御部５７００へ抵抗素子５５００への切替命令に代えて、抵抗制御部１４５００へタップ１４５１０の一端１４５５０を可変抵抗素子１４４００の一点１４２０への接続命令を出す。

制御回路１３１０Aは、ICカード１４００ｄと通信するために抵抗制御部５７００へ抵抗素子５６００への切替命令に代えて、抵抗制御部１４５００へタップ１４５１０の一端１４５５０を可変抵抗素子１４４００の一点１４４１０への接続命令を出す。
アンテナ部１３６０Aｂにより、タップにより可変抵抗素子の抵抗値を変えることで、Q値を変えることができる。

なお、抵抗制御部１４５００は、アナログスイッチに代えて電子式スイッチを利用しても良い。
３．変形例（２）
アンテナ部１３６０Aの変形例として、アンテナ部１３６０Aｂについて説明する。
アンテナ部１２６０ｃは、図１１に示すように、コンデンサー１５１００、抵抗制御部１５７００、抵抗素子１５２００、１５３００、１５４００、１５５００及びアンテナコイル１５６００から構成されている。
抵抗制御部１５７００は、スイッチ１５７１０、１５７２０、１５７３０及び１５７４０から構成されている。

抵抗素子１５２００、１５３００、１５４００及び１５５００のそれぞれの一端１５２２０、１５３２０、１５４２０及び１５５２０は、それぞれアンテナコイル１５６００に接続されている。アンテナコイル１５６００はRF受信回路１３５０Aと接続している。
抵抗素子１５２００の一端１５２１０はスイッチ１５７１０と、抵抗素子１５３００の一端１５３１０はスイッチ１５７２０と、抵抗素子１５４００の一端１５４１０はスイッチ１５７３０と、抵抗素子１５５００の一端１５５１０はスイッチ１５７４０とそれぞれ選択により接続する。

スイッチ１５７１０の一端１５７１５、スイッチ１５７２０の一端１５７２５、スイッチ１５７３０の一端１５７３５及びスイッチ１５７４０の一端１５７４５はそれぞれコンデンサー１５１００と接続しており、コンデンサー１５１００はRF送信回路１３３０Aと接続している。
制御回路１３１０Aは、ICカード１４００aと通信するために抵抗制御部５７００へ抵抗素子５３００への切替命令に代えて、抵抗制御部１５７００へスイッチ１５７１０を一端１５２１０に及びスイッチ１５７２０を一端１５３１０にそれぞれ接続する接続命令を出す。

制御回路１３１０Aは、ICカード１４００bと通信するために抵抗制御部５７００へ抵抗素子５３００へ抵抗素子５４００への切替命令に代えて、抵抗制御部１５７００へスイッチ１５７１０を一端１５２１０及びスイッチ１５７２０を一端１５３１０にそれぞれ接続する接続命令を出す。
制御回路１３１０Aは、ICカード１４００ｃと通信するために抵抗制御部５７００へ抵抗素子５５００への切替命令に代えて抵抗制御部１５７００へスイッチ１５７１０を一端１５２１０に、スイッチ１５７２０を一端１５３１０にそれぞれ接続する接続命令を出す。

制御回路１３１０Aは、ICカード１４００ｄと通信するために、抵抗制御部５７００へ抵抗素子５６００への切替命令に代えて、抵抗制御部１５７００に抵スイッチ１５７１０を一端１５２１０に、スイッチ１５７４０を一端１５５１０にそれぞれ接続する接続命令を出す。
アンテナ部１３６０Aｂにおいて、抵抗素子を一以上組合わせることで、抵抗値を変えることによりQ値を変えることができる。

なお、抵抗制御部１５７００は、アナログスイッチに代えて電子式スイッチを利用しても良い。
４．変形例（３）
アンテナ部１３６０Aの変形例として、アンテナ部１３６０Aｃについて説明する。
アンテナ部１３６０Aｃは、図１２に示すように、可変抵抗素子１６１００、コイル１６２００、コンデンサー１６３００、コンデンサー１６４００、PINダイオード１６５００、コイル１６６００、コンデンサー１６７００、アンテナコイル１６８００及び抵抗制御部１６９００から構成されている。

抵抗制御部１６９００はタップ１６９５０から構成されている。
コンデンサー６３００、コンデンサー１６４００は直列に接続されている。また、コンデンサー１６４００はPINダイオード１６５００のアノード側に接続されており、PINダイオード１６５００のカソード側にコンデンサー１６７００が接続されている。コンデンサー１６７００はアンテナコイル１６８００と接続されており、アンテナコイル１６８００に一端はRF受信回路１３５０Aに接続されている。

また、可変抵抗素子１６１００とアンテナコイル１６２００は直列に接続されており、アンテナコイル１６２００はコンデンサー１６４００とPINダイオードのアノード側との間に接続されている。PINダイオード１６５００のカソード側とコンデンサー１６７００との間にコイル１６６００が接続されており、他方の一端はRF受信回路１３５０Aに接続している。

タップ１６９５０の端点１６９００は、可変抵抗素子上の接点１６１１０、１６１００、１６１３０及び１６１４０の何れか一つと切替により接続する。また、一端１６９７０は電源とコンデンサー１６３００はRF送信回路１３３０A、アンテナコイル１６８００の一端はRF受信回路１３５０Aとそれぞれ接続されている。
制御回路１３１０Aは、ICカード１４００aと通信するために抵抗制御部５７００へ抵抗素子５３００への切替命令に代えて、抵抗制御部１６９００へタップ１６９５０の一端１６９６０を可変抵抗素子１６１００の点１６１４０への接続命令を出す。

制御回路１３１０Aは、ICカード１４００bと通信するために抵抗制御部５７００へ抵抗素子５４００への切替命令に代えて、抵抗制御部１６９００へタップ１６９５０の一端１６９６０を可変抵抗素子１６１００の一点１６１３０への接続命令を出す。
制御回路１３１０Aは、ICカード１４００ｃと通信するために抵抗制御部５７００へ抵抗素子５５００への切替命令に代えて、抵抗制御部１６９００へタップ１６９５０の一端１６９６０を可変抵抗素子１６１００の一点１６１２０への接続命令を出す。

制御回路１３１０Aは、ICカード１４００ｄと通信するために抵抗制御部５７００へ抵抗素子５６００への切替命令に代えて、抵抗制御部１６９００へタップ１６９５０の一端１６９００を可変抵抗素子１６１０の一点１６１１０への接続命令を出す。
このアンテナ部１３６０Aｃにおいて、PINダイオードに流れる電流を調整することにより抵抗値を変えることで、Q値を変えることができる。

なお、抵抗制御部１６９００はアナログスイッチに代えて電子式スイッチを利用しても良い。
５．まとめ
上記の実施の形態において、ある第１のＩＣカードは、所望の帯域が狭い通信方式（通信速度が低い、副搬送波を使用しないなど）を備え、送信効率優先で狭帯域（高いＱ値）となるように設定されている。一方、別の第２のＩＣカードは、前記第１のＩＣカードよりも所望の帯域が広い通信方式（通信速度が速い、副搬送波を使用するなど）を備え、通信信頼性優先で広帯域（低いＱ値）となる様に設定されている。

第２のＩＣカードの場合はアンテナの帯域が第１のＩＣカードよりも広く調整されており、所望の帯域内において波形歪みのない良好な通信を行うことができる。第１のＩＣカードの場合はアンテナの帯域が第２のＩＣカードよりも狭く調整されており、送信効率が良く最長の読み取り距離を実現することができる。
変形例（１）において、アンテナコイルと直列に可変抵抗が設けられており、スイッチの切り替えにて抵抗値を変更することができる。アンテナＱ値を上げたい場合は抵抗値が小さくなる側にスイッチを切り換え、アンテナＱ値を下げたい場合は抵抗値が大きくなる側にスイッチを切り換える。

この様にすることにより、任意にアンテナの帯域（Ｑ値）を調整できると共に、抵抗値の組み合わせを増やせば細かくアンテナの帯域（Ｑ値）を調整することが可能となる。
変形例（３）において、ＰＩＮダイオードはアンテナスイッチであり、外部制御信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御をすることができる。一般的にＰＩＮダイオードは順方向に流す電流に対して内部直列抵抗が反比例する特性がある。従って、アンテナスイッチをＯＮにする際に順方向の電流を制御し、ダイオードの直列抵抗を連続で調整することにより、Ｑ値をより高精度に制御することができる。

この様にすることにより、任意にアンテナの帯域（Ｑ値）を連続的に調整することが可能となる。
以上説明したように、本発明は、符号化及び変調を行った搬送波を質問信号として応答器へ送出する送信手段、応答器からの応答信号を復調及び復号化し受信する受信手段、所定の通信手順に従い、当該送受信回路の符号化と変調方式を順次切り換えながら複数の異なる方式の応答器を識別することができる質問器と、質問器からの質問信号に対し保有する識別番号等のデータを応答信号として返信する応答器とからなる非接触ＩＤシステムであって、各応答器の方式毎に、時分割で質問器のアンテナのＱ値を変えることを特徴としている。

ここで、広帯域の通信方式の時は、質問器のアンテナのＱ値を低く設定し、狭帯域の通信方式の時は、質問器のアンテナのＱ値を高く設定するとしてもよい。
ここで、アンテナに接続される抵抗値を増減することにより、アンテナのＱ値を調整するとしてもよい。
ここで、アンテナに接続されるダイオードスイッチに流す順方向の電流を増減することにより、アンテナのＱ値を調整するとしてもよい。

なお、上記の実施の形態において、入退出ドアの施解錠の制御を、ＩＣカード及びリーダ／ライタ装置を用いて行うとしているが、ＩＣカード及びリーダ／ライタ装置の用途は、これには限定されない。

セキュリティシステム１０００の構成を示すシステム図である。リーダ/ライタ装置１３００A及びICカード１４００aの回路構成を示す図である。セキュリティシステム１０００で使用されている通信方式が返信時に使用する帯域幅及びアンテナ部１3６０Ａが作る共振周波数とを示す図である。アンテナ部１３６０Aの構成を示す回路図である。通信方式a〜ｄの送信サイクルを示す図である。通信方式の選択動作を示すフローチャートである。通信方式aの処理時に制御回路１３１０Aが各回路への指示の手順を示すフローチャートである。制御回路１３１０Aから命令を受けた各回路の処理内容を時系列で示す図である。リーダ/ライタ装置１３００Aから電波を受けたICカード１４００aの動作を表す図である。アンテナ部１３６０Aの第一の変形例としてのアンテナ部１３６０Aaの回路構成を示す図である。アンテナ部１３６０Aの第二の変形例してのアンテナ部１３６０Aｂの回路構成を示す図である。アンテナ部１３６０Aの第三の変形例としてのアンテナ部１３６０Aｃの回路構成を示す図である。

符号の説明

１０００監視システム
１１００中央監視装置
１２００A 制御ユニット
１３００B 制御ユニット
１３００A リーダ/ライタ装置
１３００B リーダ/ライタ装置
１５００A 入退出ドア
１５００B 入退出ドア
１４００a 通信方式aに対応するICカード
１４００b 通信方式ｂに対応するICカード
１４００c 通信方式ｃに対応するICカード
１４００d 通信方式ｄに対応するICカード
１０〜６０信号線
１３０５A クロック回路
１３１０A 制御回路
１３２０A 変調回路
１３３０A RF送信回路
１３４０A 復調回路
１３５０A RF受信回路
１３６０A アンテナ部
１４１０a 制御回路
１４２０a 記憶回路
１４３０a 復調回路
１４４０a 変調回路
１４５０a 電力生成回路

Claims

それぞれ異なる通信方式を備える２以上のカードと、非接触で通信するリーダ装置であって、
予め設定された第１のＱ値及び第２のＱ値を有するアンテナ部と、
前記第１及び第２のＱ値をそれぞれに定まる時間間隔で切替える制御部と
を備えることを特徴とする非接触ICカードリーダ装置。
前記アンテナ部は、広帯域の通信方式に対して、低い前記第１のＱ値を有し、
狭帯域の通信方式に対して、高い前記第２のＱ値を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の非接触ICカードリーダ装置。
前記アンテナ部は、
アンテナコイルと、
前記アンテナコイルに直列に接続され、前記第１のＱ値から定まる抵抗値及び前記第２のＱ値から定まる抵抗値を有する抵抗器と
前記制御部の制御により、前記２種の抵抗値のうち、１種を選択する選択部とを含むことを特徴とする請求項２に記載の非接触ICカードリーダ装置。
前記アンテナ部は
アンテナコイルと、
前記アンテナコイルと直列に接続され、前記第１のＱ値から定まる抵抗値及び前記第２のＱ値から定まる抵抗値を有するダイオードとを備え、
前記ダイオードに流れる電流を増減することにより、前記第１及び第２のＱ値を切替えることを特徴とする請求項２に記載の非接触ICカードリーダ装置。