信号処理装置および方法、並びに、非接触ＩＣカードデバイス
【課題】表示機能付き非接触ICカードの開発を容易にし、コストの増大を抑制することができるようにする。
【解決手段】電子スイッチ２１２は、非接触ICカード用チップ１０１の信号入出力端子であるCP端子の接続先を切り替え、読み出し信号生成部２１１は、電子スイッチ２１２により、CP端子がループアンテナ１０２と接続されていないとき、すなわち、非接触ICカード用チップ１０１が外部のリーダライタと通信不可能な状態にあるとき、CP端子に対して、非接触ICカード用チップ１０１が駆動可能な電圧の電源電圧を生成可能な所定の波形の信号を生成して供給する。本発明は、例えば、表示機能付き非接触ICカードに適用することができる。
【解決手段】電子スイッチ２１２は、非接触ICカード用チップ１０１の信号入出力端子であるCP端子の接続先を切り替え、読み出し信号生成部２１１は、電子スイッチ２１２により、CP端子がループアンテナ１０２と接続されていないとき、すなわち、非接触ICカード用チップ１０１が外部のリーダライタと通信不可能な状態にあるとき、CP端子に対して、非接触ICカード用チップ１０１が駆動可能な電圧の電源電圧を生成可能な所定の波形の信号を生成して供給する。本発明は、例えば、表示機能付き非接触ICカードに適用することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理装置および方法、並びに、非接触ICカードデバイスに関し、特に、開発を容易にし、コストの増大を抑制することができるようにした信号処理装置および方法、並びに、非接触ICカードデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、集積回路（ICチップ）とアンテナを内蔵し、リーダライタ等の他のデバイスと近距離無線通信を行う非接触ICカードが存在する。この非接触ICカードは、小型で携帯性が良好であり、またICチップを用いているので信頼性も高く、例えばIDカード、クレジットカード、ポイントカード等のように、認証や決済を目的として利用される場合が多い。
【０００３】
図１は、従来の非接触ICカードの構成例を示すブロック図である。
【０００４】
図１に示されるように、非接触ICカード１００は、半導体集積回路よりなる非接触ICカード用チップ１０１、ループアンテナ１０２、およびコンデンサ１０３により構成される。
【０００５】
非接触ICカード用チップ１０１には、信号入出力端子であるCP端子と、クロック抽出端子であるCM端子が設けられており、両端子間にループアンテナ１０２およびコンデンサ１０３が並列に接続される。非接触ICカード用チップ１０１内部において、CP端子には、コンデンサ１１１、抵抗１１２のそれぞれの一方の端子が接続されると共に、他方の端子は、それぞれ接地されている。また、このCP端子には、抵抗１１３を介して、信号を整流するためのレギュレータ１１４が接続されており、CP端子に入力された信号はレギュレータ１１４により定電圧化された後、電源としてCPU等により構成されるICカード制御部１２１に供給される。
【０００６】
CP端子にはまたCP端子より入力された変調信号を復調する復調部１１５の入力端子と、抵抗１１７が接続される。復調部１１５の出力端子はICカード制御部１２１に接続され、復調部１１５により復調された信号がICカード制御部１２１に供給されることとなる。また、抵抗１１７の他方の端子には、FET（Field Effect Transistor）１１６のドレインが接続されると共に、ソースは接地されている。FET１１６のゲートには、ICカード制御部１２１からリーダライタ等の外部装置に対して送信すべき信号が供給されるようになっており、供給信号に応じてドレイン電圧（すなわち、CP電圧）が変動することにより、送信信号が生成される。
【０００７】
また、CM端子にはクロック抽出部１１９の入力端子が接続されており、このクロック抽出部１１９によって生成されたクロック信号が、動作クロックとしてICカード制御部１２１に供給される。
【０００８】
ICカード制御部１２１は、非接触ICカード１００が、非接触ICカードとしての機能を実現するための制御処理や演算処理を行う。ICカード制御部１２１は、EEPROM（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）１３１を内蔵している。
【０００９】
次に、この非接触ICカードの動作例を説明する。
【００１０】
まず、例えば、ループアンテナ１０２に、外部のリーダライタのアンテナ等が近接され、その外部のデバイスより信号が送信されると、ループアンテナ１０２において磁界が変化し、起電力が発生する。つまり、外部のデバイスより送信された信号が、ループアンテナ１０２において受信され、CP端子、CM端子に供給される。この受信信号は、CM端子-GND（接地）間に設けられたダイオード１１８と、（２）CP端子側に接続されたコンデンサ１１１により整流された後、レギュレータ１１４により定電圧化されて動作電源としてICカード制御部１２１に供給される。同時に整流後の電圧は、復調部１１５に入力されて復調され、ICカード制御部１２１に供給される。これにより、ICカード制御部１２１は、外部のデバイスより送信された情報を取得する。ICカード制御部１２１は、取得した情報を用いてEEPROM１３１に記憶されている情報を更新する。
【００１１】
また、ICカード制御部１２１は、EEPROM１３１に記憶されている情報を読み出し、送信データを生成し、その送信データに応じてFET１１６を駆動させ、CP端子の電位を変動させることにより、ループアンテナ１０２を介して外部のデバイスに送信データを信号として送信するようになっている。
【００１２】
また、近年においては、非接触ICカードの利便性を向上させるため、非接触ICカードの表面に小型の表示デバイスを設け、ICチップが保持している情報（例えば、ID情報、残高情報、または履歴情報等）をその表示デバイスに表示させるようにし、カードの利便性を向上させることも考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−２０８５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、現在普及している非接触ICカードには表示デバイスは設けられておらず、当該カードに搭載されているICチップにも表示機能は設けられていない。従って、非接触ICカードに表示機能を持たせるためには、従来の非接触ICカード用ICチップを、そのまま、流用する事は出来ず、保持している情報を表示デバイスに表示させる機能を付加した新規のICチップを開発する必要がある。しかしながら、通信性能を維持しつつ表示機能を新たに付加し、更に、ある程度の歩留まりを実現することは容易ではない。この結果、製品の開発コスト、製造コストが増大し、延いては、製品の普及率向上の足かせとなる可能性がある。
【００１５】
そこで、上記図１に示した既存の非接触ICカードのICチップ（非接触ICカード用チップ）を用いて、表示機能付き非接触ICカードを実現する方法が考えられる。つまり、非接触ICカード内に既存の非接触ICカード用チップに加え、表示デバイスとその表示を制御する表示制御処理用のICチップ（表示制御処理用チップ）を設け、表示制御処理用チップが、非接触ICカード用チップの内部データを有線で読み出し、その結果に応じて表示すべきデータを表示デバイスに表示させるのである。
【００１６】
しかしながら、図１に示されるように、従来の非接触ICカード用チップ１０１は、ループアンテナ１０２（およびコンデンサ１０３）が接続されるのみであり、有線での読み出しを行うような回路構成となっていない。
【００１７】
より具体的には、非接触ICカード用チップ１０１には、例えば、電力を供給するための端子がなく、単に情報読み出し命令をCP端子に入力しても、非接触ICカード用チップ１０１は駆動しない。
【００１８】
このように、従来の非接触ICカード用のチップからの情報の読み出しが困難である恐れがあった。
【００１９】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、開発を容易にし、コストの増大を抑制することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の第１の側面は、アンテナを介して他のデバイスと信号を送受信する電子回路であって、信号入出力端子を備え、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理を実行する電子回路と、前記信号入出力端子に対して、前記電子回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号を供給する信号供給手段と、前記信号入出力端子の接続先を前記アンテナと、前記信号供給手段の間で切り替える切り替え手段とを備える信号処理装置である。
【００２１】
本発明の第１の側面は、また、アンテナを介して他のデバイスと信号を送受信する電子回路であって、信号入出力端子を備え、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理を実行する電子回路の前記信号入出力端子の接続先を、切り替え部を制御して、前記アンテナと信号供給部の間で切り替え、前記切り替えにより前記信号入出力端子に接続される前記信号供給部を制御し、前記信号入出力端子に対して、前記電子回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号を供給するステップを含む信号処理方法である。
【００２２】
本発明の第２の側面は、アンテナと、前記アンテナを介して、他のデバイスと信号を送受信する半導体集積回路であって、信号入出力端子を備え、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理を実行する半導体集積回路と、前記信号入出力端子に対して、前記半導体集積回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号を供給する信号供給手段と、前記信号入出力端子の接続先を前記アンテナと前記信号供給手段の間で切り替える切り替え手段と、前記切り替え手段により前記信号入出力端子に接続された前記信号供給手段から供給される信号に含まれる命令に基づいて前記信号入出力端子より出力される、前記半導体集積回路に内蔵される記憶部より読み出される情報を含む応答信号を取得する信号取得手段と、前記信号取得手段により取得される前記応答信号に含まれる情報を表示する表示手段とをさらに備える非接触ICカードデバイスである。
【００２３】
本発明の第１の側面においては、アンテナを介して他のデバイスと信号を送受信する電子回路であって、信号入出力端子を備え、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理を実行する電子回路が備えられ、信号入出力端子に対して、電子回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号が信号供給部より供給され、信号入出力端子の接続先がアンテナと、信号供給部の間で切り替えられる。
【００２４】
本発明の第２の側面においては、半導体集積回路において、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理が実行され、その半導体集積回路の信号入出力端子に対して、半導体集積回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号が信号供給部より供給され、信号入出力端子の接続先が、アンテナと信号供給部の間で切り替えられ、その切り替えにより信号入出力端子に接続された信号供給部から供給される信号に含まれる命令に基づいて信号入出力端子より出力される、半導体集積回路に内蔵される記憶部より読み出される情報を含む応答信号が取得され、その取得される応答信号に含まれる情報が表示される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、電源供給用の端子を有さない電子回路より容易に情報を取得することができる。特に、表示機能付き非接触ICカードの開発コストの増大を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、明細書または図面に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、明細書または図面に記載されていることを確認するためのものである。従って、明細書または図面中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００２７】
本発明の第１の側面は、アンテナ（例えば、図２のループアンテナ１０２）を介して他のデバイスと信号を送受信する電子回路（例えば、図２の非接触ICカード用チップ）であって、信号入出力端子（例えば、図２のCP端子）を備え、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理を実行する電子回路と、前記信号入出力端子に対して、前記電子回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号を供給する信号供給手段（例えば、図２の読み出し信号生成部２１１）と、前記信号入出力端子の接続先を前記アンテナと、前記信号供給手段の間で切り替える切り替え手段（例えば、図２の電子スイッチ２１２）とを備える信号処理装置（例えば、図２の有線情報読み出し部２１０）である。
【００２８】
前記信号供給手段は、前記信号入出力端子に供給する前記信号のうち、前記電子回路が駆動可能な電圧の直流成分を供給する直流成分供給手段（例えば、図２の非接触IC駆動用電源２２２）と、前記信号入出力端子に供給する前記信号のうち、所定の波形の交流成分を供給する交流成分供給手段（例えば、図３の送信信号供給部２５２）と、前記直流成分供給手段により供給される前記直流成分と、前記交流成分供給手段により供給される前記交流成分とを合成する合成手段（例えば、図２のデータ送信用FET２２３）とを備え、前記合成手段により合成された信号を、前記信号入出力端子に供給するようにすることができる。
【００２９】
前記電子回路は、前記信号入出力端子を介して入力された信号に含まれる情報を記憶する記憶部（例えば、図２のEEPROM１３１）を有し、前記信号供給手段により供給される前記所定の波形の信号は、前記電子回路に対して、前記記憶部に記憶されている情報を読み出し、読み出した前記情報を含む信号を、前記信号入出力端子を介して出力させる命令の情報を含むようにすることができる。
【００３０】
前記信号供給手段により供給される前記所定の波形の信号に含まれる命令に基づいて前記信号入出力端子より出力された、前記記憶部より読み出された情報を含む応答信号を取得する信号取得手段（例えば、図３の信号取得部２５３）をさらに備えることができる。
【００３１】
前記応答信号は前記電子回路において変調された変調信号であり、前記変調信号を復調する復調手段（例えば、図２の復調部２１３）をさらに備え、前記信号取得手段は、前記復調手段により復調された信号を取得することができる。
【００３２】
前記信号取得手段により取得された前記応答信号に含まれる情報を記憶する記憶手段（例えば、図２のEEPROM２３１）をさらに備えることができる。
【００３３】
情報を表示する表示手段（例えば、図２の表示デバイス２４１）と、前記記憶手段により記憶されている前記情報を前記表示手段に表示させる表示制御手段（例えば、図３の出力制御部２５５）とをさらに備えることができる。
【００３４】
前記信号供給手段は、前記切り替え手段により、前記信号入出力端子が前記アンテナと接続されていないときに、前記所定の波形の信号を供給することができる（図４のステップＳ５）。
【００３５】
本発明の第１の側面は、また、アンテナ（例えば、図２のループアンテナ１０２）を介して他のデバイスと信号を送受信する電子回路（例えば、図２の非接触ICカード用チップ１０１）であって、信号入出力端子（例えば、図２のCP端子）を備え、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理を実行する電子回路の前記信号入出力端子の接続先を、切り替え部を制御して、前記アンテナと信号供給部の間で切り替え（例えば、図４のステップＳ２およびステップＳ５）、前記切り替えにより前記信号入出力端子に接続される前記信号供給部を制御し、前記信号入出力端子に対して、前記電子回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号を供給する（例えば、図４のステップＳ９）ステップを含む信号処理方法である。
【００３６】
本発明の第２の側面は、アンテナ（例えば、図２のループアンテナ１０２）と、前記アンテナを介して、他のデバイスと信号を送受信する半導体集積回路（例えば、図２の非接触ICカード用チップ１０１）であって、信号入出力端子（例えば、図２のCP端子）を備え、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理を実行する半導体集積回路と、前記信号入出力端子に対して、前記半導体集積回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号を供給する信号供給手段（例えば、図２の読み出し信号生成部２１１）と、前記信号入出力端子の接続先を前記アンテナと前記信号供給手段の間で切り替える切り替え手段（例えば、図２の電子スイッチ２１２）と、前記切り替え手段により前記信号入出力端子に接続された前記信号供給手段から供給される信号に含まれる命令に基づいて前記信号入出力端子より出力される、前記半導体集積回路に内蔵される記憶部（例えば、図２のEEPROM１３１）より読み出される情報を含む応答信号を取得する信号取得手段（例えば、図３の信号取得部２５３）と、前記信号取得手段により取得される前記応答信号に含まれる情報を表示する表示手段（例えば、図２の表示デバイス２４１）とを備える非接触ICカードデバイス（例えば、図２の非接触ICカード２００）である。
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００３８】
図２は、本発明を適用した非接触ICカードの構成例を示す図である。
【００３９】
図２において、非接触ICカード２００は、集積回路（ICチップ）とアンテナを内蔵し、リーダライタ等の他のデバイスと近距離無線通信を行うカード型のデバイスであり、ICチップに保持される情報等を表示する表示機能も有する表示機能付き非接触ICカードである。この非接触ICカード２００は、小型で携帯性が良好であり、またICチップを用いているので信頼性も高く、例えばIDカード、クレジットカード、ポイントカード等のように、認証や決済を目的として利用される。
【００４０】
図２に示されるように、非接触ICカード２００は、従来の表示機能を有さない非接触ICカード１００に用いられる非接触ICカード用チップ１０１、ループアンテナ１０２、およびコンデンサ１０３の他に、非接触ICカード用チップ１０１より情報を有線で読み出す有線情報読み出し部２１０と、情報を表示する表示デバイス２４１を有する。
【００４１】
図１を参照して説明したように、非接触ICカード用チップ１０１は、ループアンテナ１０２を介してリーダライタ等の他のデバイスと信号を送受信する電子回路である。非接触ICカード用チップ１０１は、ループアンテナ１０２（およびコンデンサ１０３）と、信号入出力端子であるCP端子を介して接続される。つまり、ループアンテナ１０２において受信した、他のデバイスより送信された信号は、CP端子を介して非接触ICカード用チップ１０１に入力される。図１を参照して説明したように、非接触ICカード用チップ１０１は、電源供給端子を有しておらず、CP端子を介して入力される、他のデバイスより送信された信号に基づいて電源電圧を生成し、その電源電圧により駆動する。
【００４２】
表示デバイス２４１は、LCD（Liquid Crystal Display）、有機ELディスプレイ（Organic ElectroLuminescence Display）、または電子ペーパ等の、文字や画像を表示可能な小型の表示デバイスにより構成される。この表示デバイス２４１は、どのようなものであってもよいが、カード型デバイスに搭載可能な程度に、小さく、薄く、かつ、軽量であることが望ましい。また、表示能力は、ある程度の情報量を表示可能な程度に高精細であることが望ましい。ただし、開発コスト、製造コスト、および消費電力等は低いほど望ましい。
【００４３】
有線情報読み出し部２１０は、非接触ICカード用チップ１０１内部のEEPROM１３１に記憶されている情報を読み出すための読み出し命令を含む信号（以下、「読み出し信号」）を生成し、非接触ICカード用チップ１０１に供給すると共に、チップ１０１から返信された信号に対応した画像を表示デバイス２４１に表示させるための要素であり、読み出し信号生成部２１１、電子スイッチ２１２、復調部２１３、クロック発生部２１４、および電子スイッチ２１５を有する。
【００４４】
電子スイッチ２１２は、非接触ICカード用チップ１０１の信号入出力端子であるCP端子の接続先を切り替えるためのスイッチ回路である。図２の例において、電子スイッチ２１２は、３端子スイッチであり、非接触ICカード用チップ１０１のCP端子を、ループアンテナ１０２または読み出し信号生成部２１１のいずれか一方に接続する。この電子スイッチ２１２の動作は、読み出し信号生成部２１１の表示制御部２２１に制御される。つまり、CP端子の接続先は、表示制御部２２１の制御に基づいて切り替えられる。なお、CP端子を少なくともループアンテナ１０２と読み出し信号生成部２１１に接続させることができるのであれば、電子スイッチ２１２は、どのようなスイッチを用いても良い。ただし、構成がより単純なもの程、回路規模も小さく、また、制御も容易になるので、コストを低減させることができる。例えば、非接触ICカード２００（非接触ICカード用チップ１０１）の通信性能が、実用上影響が有る程低下しないのであれば、電子スイッチ２１２を省略し、CP端子をループアンテナ１０２と読み出し信号生成部２１１の両方に接続させるようにしてもよい。
【００４５】
復調部２１３は、変調信号を、その変調方法に対応する所定の方法で復調する復調手段として構成される処理部である。復調部２１３は、非接触ICカード用チップ１０１（のCP端子）から出力され、電子スイッチ２１２を介して供給された変調信号を復調し、得られた復調済みの信号（復調信号）を読み出し信号生成部２１１の表示制御部２２１に供給する。復調部２１３は、非接触ICカード用チップ１０１より送受信される信号を復調するためのものであるので、基本的に非接触ICカード用チップ１０１内部の復調部１１５と同様の構成を有していればよい。例えば、既存の復調部１１５を適用することにより、復調部２１３の開発コストを低減させることができる。もちろん、復調部２１３が復調部１１５と異なる復調機能を有するものとすることもできる。
【００４６】
クロック発生部２１４は、同期信号であるクロック信号を発生し、出力する回路である。クロック発生部２１４は、電子スイッチ２１５を介してループアンテナ１０２に接続され、非接触ICカード用チップ１０１のCM端子に入力される。電子スイッチ２１５は、両端子を接続したり切断したりする２端子スイッチであり、クロック発生部２１４より出力されるクロック信号のCM端子への入力を制御する。図示は省略するが、この電子スイッチ２１５の動作は、表示制御部２２１により制御される。具体的には、電子スイッチ２１２によりCP端子が読み出し信号生成部２１１に接続されている間、電子スイッチ２１５の両端子は接続され、クロック発生部２１４において発生したクロック信号がCM端子に入力される。電子スイッチ２１２によりCP端子がループアンテナ１０２に接続されている間、つまり、非接触ICカード用チップ１０１が外部のリーダライタと通信可能な状態にある間は、電子スイッチ２１５の両端子は切断され、クロック発生部２１４において発生したクロック信号がCM端子に入力されないようになされる。
【００４７】
読み出し信号生成部２１１は、電子スイッチ２１２により、CP端子がループアンテナ１０２と接続されていないとき、すなわち、非接触ICカード用チップ１０１が外部のリーダライタと通信不可能な状態にあるとき、CP端子に対して、非接触ICカード用チップ１０１が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の読み出し信号を生成して供給する。この信号生成に際して、読み出し信号生成部２１１は、ループアンテナ１０２において受信される、外部のリーダライタ等から送信される信号と同様の信号、つまり、非接触ICカード用チップ１０１が駆動可能な電圧の電源電圧を生成可能な信号を生成する。これにより、非接触ICカード用チップ１０１は、ループアンテナ１０２を介して信号を受信した時と同様に、読み出し信号生成部２１１より供給された信号を取得し、駆動することができる。つまり、有線情報読み出し部２１０は、リーダライタが非接触ICカード用チップ１０１より情報を読み出すときと同様に、非接触ICカード用チップ１０１を駆動させ、非接触ICカード用チップ１０１より情報を読み出すことができるのである。この結果、既存の非接触ICカード用チップ１０１に対して特別な工夫を加えることなく、該チップ１０１からの情報の読み出しが可能となる。
【００４８】
読み出し信号生成部２１１は、図２に示されるように、表示制御部２２１、非接触IC駆動用電源２２２、データ送信用FET２２３、並びに、抵抗２２４および抵抗２２５を有する。
【００４９】
表示制御部２２１は、EEPROM１３１に記憶されている情報を表示デバイス２４１に表示させる処理に関する制御部である。つまり、表示制御部２２１は、EEPROM１３１に記憶されている情報を読み出す読み出し命令を含む信号である送信信号を生成し、出力したり、復調部２１３より出力される復調信号、すなわち、EEPROM１３１より読み出された情報を取得したり、その取得した情報、若しくは、その情報より生成された新たな情報を表示デバイス２４１に表示させたりする。また、表示制御部２２１は、記憶部としてのEEPROM２３１を内蔵しており、復調部２１３より取得した、EEPROM１３１より読み出された情報をこのEEPROM２３１に保持することができる。なお、実用上問題が生じない程度の応答速度を有するものであれば、このEEPROM１３１の代わりにどのような記憶媒体を用いるようにしてもよい。ただし、この記憶媒体の回路規模はより小さなものであるのが望ましい。また、コストがより小さいものほど望ましい。
【００５０】
非接触IC駆動用電源２２２は、直流電圧VDDを生成する直流電圧源（例えば、太陽電池等）であり、非接触ICカード用チップ１０１が駆動可能な電圧の直流成分を供給する直流成分供給手段として機能する。
【００５１】
データ送信用FET２２３は、ソースが接地されると共に、ゲートが表示制御部２２１に接続された構成となっている。図２に示すように、非接触IC駆動用電源２２２により生成される直流電圧VDDは、抵抗２２４を介して電子スイッチ２１２の端子に供給されることとなるが、この端子における電圧は、データ送信用FET２２３のゲート電圧値に応じて変動する。従って、表示制御部２２１から少なくとも２値の送信信号（交流成分）をゲートに供給することにより、電子スイッチ２１２の端子に印加される電圧値を変位させ、変調信号を生成する事が可能となる。この結果、データ送信用FET２２３は、非接触IC駆動用電源２２２において生成された直流成分に、表示制御部２２１において生成された送信信号、すなわち、交流成分を合成する合成手段として機能する。
【００５２】
また、この際、電子スイッチ２１２の端子電圧は、直流電圧VDDを基準電圧として変動することとなるため、非接触ICカード用チップ１０１が常に所定値以上（すなわち、駆動可能な電圧値以上）の電圧値を確保できる。なお、非接触IC駆動用電源２２２の出力は、非接触ICカード用チップ１０１において整流の結果、非接触ICカード用チップ１０１が駆動可能なレベルの電源電圧を取得可能なもの（直流成分を含むもの）であれば、必ずしも定電圧でなくてもよいが、ここでは説明の便宜上、定電圧であるものとして説明する。なお、データ送信用FET２２３は、非接触IC駆動用電源２２２の出力を変調可能であればよく、FET以外のものを適用することもできる。
【００５３】
以上のように、非接触IC駆動用電源２２２において生成される直流成分に、表示制御部２２１において生成された交流成分を、データ送信用FET２２３を用いて合成することにより、読み出し信号生成部２１１は、容易に、非接触ICカード用チップ１０１が駆動可能な電圧の電源電圧を生成可能な読み出し信号を生成することができる。
【００５４】
図２に示されるように、有線情報読み出し部２１０は、非接触ICカード用チップ１０１と同様の構成を有する。例えば、非接触ICカード用チップ１０１が復調部１１５を有するのに対して、有線情報読み出し部２１０は復調部２１３を有する。また、非接触ICカード用チップ１０１がレギュレータ１１４を有するのに対して、有線情報読み出し部２１０は非接触IC駆動用電源２２２を有する。さらに、非接触ICカード用チップ１０１が抵抗１１３を有するのに対して、有線情報読み出し部２１０は抵抗２２４を有する。また、非接触ICカード用チップ１０１が抵抗１１７を有するのに対して、有線情報読み出し部２１０は抵抗２２５を有する。さらに、非接触ICカード用チップ１０１がFET１１６を有するのに対して、有線情報読み出し部２１０はデータ送信用FET２２３を有する。また、非接触ICカード用チップ１０１がダイオード１１８およびクロック抽出部１１９を有するのに対して、有線情報読み出し部２１０はクロック発生部２１４を有する。
【００５５】
従って、有線情報読み出し部２１０は、非接触ICカード用チップ１０１と同様の手法で読み出し信号を生成することができ、また、非接触ICカード用チップ１０１より供給される信号を処理することができる。つまり、有線情報読み出し部２１０は、非接触ICカード用チップ１０１が駆動可能な信号を容易に生成し、非接触ICカード用チップ１０１より容易に情報を読み出すことができる。
【００５６】
なお、図示は省略するが、非接触ICカード２００には、有線情報読み出し部２１０および表示デバイス２４１を駆動するための電源供給手段が必要になる。この電源供給手段は、例えば電池等のように、非接触ICカード２００内部において電源電圧を起電するものであってもよいし、非接触ICカード２００の外部より供給される電源電圧を取得し、各部に適切に提供するものであってもよい。
【００５７】
図３は、図２の表示制御部２２１が有する機能を示す機能ブロック図である。図３に示されるように、表示制御部２２１は、電子スイッチ制御部２５１、送信信号供給部２５２、信号取得部２５３、情報記憶部２５４、および出力制御部２５５を有する。
【００５８】
電子スイッチ制御部２５１は、図２の読み出し信号生成部２１１、電子スイッチ２１２および電子スイッチ２１５を制御する制御部であり、所定のタイミングで、若しくは、所定のイベントをトリガとして、読み出し信号生成部２１１、電子スイッチ２１２および電子スイッチ２１５のそれぞれに対して制御信号を供給する。この結果、電子スイッチ２１２及び２１５において接続状態の切り替えが行われると共に、読み出し信号生成部２１１において読み出し信号が生成され、CP端子に供給される。
【００５９】
なお、電子スイッチ２１２の切り替えタイミングの決定方法については任意であり、例えば、外部デバイスの存在を検出するためのセンサ（例えば、磁界センサ等）を設け、このセンサにおける検出結果に基づいて切り替えタイミングを決定するようにしても良い。
【００６０】
送信信号供給部２５２は、有線情報読み出し部２１０がCP端子に供給する信号のうち、所定の波形の交流成分（すなわち、送信信号）を供給する交流成分供給手段として機能する。例えば、送信信号供給部２５２は、EEPROM１３１に記憶されている情報の読み出し命令を含む送信信号を生成し、データ送信用FET２２３に供給する。これにより、読み出し信号生成部２１１は、読み出し信号を生成することができる。
【００６１】
信号取得部２５３は、有線情報読み出し部２１０がCP端子に供給する信号に含まれる読み出し命令に基づいてCP端子より出力された、EEPROM１３１より読み出された情報を含む応答信号を取得する信号取得手段として機能する。信号取得部２５３は、復調部２１３において復調された復調信号を取得し、当該取得した信号を情報記憶部２５４に供給する。これにより、有線情報読み出し部２１０は、読み出し信号を非接触ICカード用チップ１０１に供給するだけでなく、非接触ICカード用チップ１０１より出力される応答信号を取得することができる。
【００６２】
情報記憶部２５４は、信号取得部２５３において取得された信号に含まれる情報を、記憶手段として構成されるEEPROM２３１に記憶させる処理部である。これにより、有線情報読み出し部２１０は、非接触ICカード用チップ１０１より出力される応答信号に含まれる情報を記憶することができ、情報表示のための、非接触ICカード用チップ１０１へのアクセスの回数を低減させることができ、非接触ICカード２００の消費電力を低減させることができる。
【００６３】
出力制御部２５５は、EEPROM２３１により記憶されている情報を表示デバイス２４１に表示させる表示制御手段として機能する。出力制御部２５５は、適宜、EEPROM２３１より情報を読み出し、その情報、および、その情報より生成された新たな情報のうち、少なくともいずれか一方を含む画像情報を表示デバイス２４１に表示させる。これにより、非接触ICカード２００は、より適切な情報を表示デバイス２４１に表示させることができる。
【００６４】
次に、EEPROM１３１に記憶されている情報の読み出しを行う情報読み出し処理の流れの例を図４のフローチャートを参照して説明する。必要に応じて図５乃至図１０を参照して説明する。
【００６５】
情報読み出し処理が開始されると、電子スイッチ制御部２５１は、ステップＳ１において、非接触ICカード用チップ１０１のEEPROM１３１に記憶されているデータを読み出すか否かを判定する。データを読み出さないと判定された場合、電子スイッチ制御部２５１は、処理をステップＳ２に進め、電子スイッチ２１２を制御してCP端子をループアンテナ１０２に接続する。また、電子スイッチ制御部２５１は、ステップＳ３において電子スイッチ２１５を制御して両端子間の接続を解除し、クロック発生部２１４において発生されるクロックの非接触ICカード用チップ１０１への供給を停止する。
【００６６】
つまり、この場合、非接触ICカード用チップ１０１は、従来の非接触ICカード１００の場合と同様に動作し、カード外部のリーダライタと通信を行う。つまり、カード外部のリーダライタによってループアンテナ１０２付近の磁界が変化させられると、ループアンテナ１０２に起電力が発生する。図５は、ループアンテナ１０２に誘起される起電力の波形を示すグラフである。つまり、ループアンテナ１０２において、図５の信号３０１に示されるような波形の信号が受信される。この信号は、CP端子を介して非接触ICカード用チップ１０１に入力される。
【００６７】
非接触ICカード用チップ１０１は、この信号を、ダイオード１１８とコンデンサ１１１により整流する。図６はCP端子に発生する整流後の電圧の変化を示すグラフである。図６に示されるように、ループアンテナ１０２において受信された信号３０１は、信号３０２のように整流され、電源電圧が生成される。非接触ICカード用チップ１０１は、整流により生成された電源電圧（電力）を用いて駆動し、整流後の信号３０２をさらに復調部１１５において復調し、信号に含まれる情報（リーダライタより送信された情報）を抽出する。ICカード制御部１２１は、この情報を用いてEEPROM１３１に記憶されている情報を書き換えたり、EEPROM１３１に記憶されている情報を読み出して送信データを生成したりする。ICカード制御部１２１は、その送信データにより、FET１１６を駆動させて変調を行い、その変調信号をCP端子やループアンテナ１０２を介してカード外部のリーダライタ等に送信する。
【００６８】
ステップＳ４において、表示制御部２２１は、情報読み出し処理を終了するか否かを判定し、終了すると判定された場合、情報読み出し処理を終了する。逆に、このステップＳ４において、情報読み出し処理を終了しないと判定された場合、表示制御部２２１は、処理をステップＳ１に戻し、それ以降の処理を実行させる。
【００６９】
ステップＳ１において、データを読み出すと判定された場合、電子スイッチ制御部２５１は、処理をステップＳ５に進め、電子スイッチ２１２を制御してCP端子を読み出し信号生成部２１１に接続する。また、電子スイッチ制御部２５１は、ステップＳ６において、電子スイッチ２１５を制御して両端子間を接続し、クロック発生部２１４において発生されるクロックの非接触ICカード用チップ１０１への供給を開始する。
【００７０】
ステップＳ７において、非接触IC駆動用電源２２２は、非接触ICカード用チップ１０１が駆動可能な駆動用電源の供給を開始する。ステップＳ８において、送信信号供給部２５２は、例えば、図７に示される信号３０３のような波形の、読み出し命令を含む送信信号を生成してデータ送信用FET２２３のゲートに供給する。
【００７１】
送信信号を供給されたデータ送信用FET２２３は、ステップＳ９において、送信信号に、非接触IC駆動用電源２２２より供給される電源電圧をバイアスとして印加することにより、直流成分と交流成分を合成する。換言すれば、データ送信用FET２２３は、非接触IC駆動用電源２２２より供給される電源電圧を送信信号で変調して、例えば図８に示される信号３０４のような波形の読み出し信号を生成する。この読み出し信号は、CP端子を介して非接触ICカード用チップ１０１に入力される。
【００７２】
この時のCP端子に発生する電圧について、図９を参照して説明する。図９は、有線情報読み出し部２１０が非接触ICカード用チップ１０１より情報を読み出すときのCP端子の電位に関する構成を概略的に示す等価回路である。
【００７３】
図９に示されるように、有線情報読み出し部２１０の抵抗２２４の抵抗値をＲ１とし、抵抗２２５の抵抗値をＲ２とし、非接触ICカード用チップ１０１の抵抗１１７の抵抗値をＲ３とすると、非接触ICカード用チップ１０１内部のインピーダンスは、Ｒ３と略同等となる。なお、この抵抗値Ｒ３は、非接触ICカード用チップ１０１がループアンテナ１０２を介して信号を受信するときの、非接触ICカード用チップ１０１の回路負荷と略同等の値である。つまり、有線情報読み出し部２１０が読み出し信号を供給するときの非接触ICカード用チップ１０１の回路負荷は、リーダライタが信号を送信する時と略同等である。
【００７４】
従って、このときの非接触ICカード２００は、図９に示される等価回路で表すことができる。従って、データ送信用FET２２３がオフ状態であるとき、CP端子の電圧であるCP電圧は、以下の式（１）のように表すことができる。
【００７５】
【数１】
【００７６】
また、データ送信用FET２２３がオン状態であるとき、CP電圧は、以下の式（２）のように表すことができる。
【００７７】
【数２】
【００７８】
つまり、送信信号によりデータ送信用FET２２３の状態が切り替えられることにより、CP電圧は、上述した式（１）と式（２）の２値を交互にとることになる。つまり、CP電圧の変位のタイミング（この切り替えの交流成分）として、読み出し命令が含まれることになる。
【００７９】
非接触ICカード用チップ１０１は、この読み出し信号に基づいて駆動し、読み出し信号に含まれる読み出し命令に基づいて、EEPROM１３１に記憶されている情報を読み出して応答信号としてCP端子より出力する。このとき、非接触ICカード用チップ１０１は、FET１１６を用いて、直流成分を、EEPROM１３１より読み出した情報によって変調することにより、例えば、図１０に示される信号３０５のような波形の応答信号を生成する。
【００８０】
図４に戻り、復調部２１３は、ステップＳ１０において、読み出し信号の応答信号を取得すると、その応答信号を復調し、EEPROM１３１より読み出した情報を示す復調信号を表示制御部２２１に供給する。信号取得部２５３は、ステップＳ１１において、その復調信号を取得し、情報記憶部２５４に供給する。情報記憶部２５４は、ステップＳ１２において、供給された復調信号に含まれる、EEPROM１３１より読み出した情報をEEPROM２３１に記憶させる。ステップＳ１３において、出力制御部２５５は、EEPROM２３１に記憶されている情報に関する画像情報を表示デバイス２４１に表示させる。ステップＳ１３の処理が終了されると、処理は、ステップＳ１に戻され、それ以降の処理が繰り返される。
【００８１】
以上のような流れで情報読み出し処理が実行される。つまり、非接触ICカード２００においては、CP端子において、信号３０２、信号３０４、および信号３０５のように、波形が互いに類似する信号が入出力される。つまり、有線情報読み出し部２１０は、外部のリーダライタと同様に、非接触ICカード用チップ１０１が入出力する信号と波形が類似する信号を生成して供給することができる。これにより、有線情報読み出し部２１０は、非接触ICカード用チップ１０１のEEPROM１３１に記憶されている情報を読み出すことができる。
【００８２】
以上のように、非接触ICカード２００は、従来の非接触ICカード用チップ１０１を利用して表示機能付き非接触ICカードを実現することができる。つまり、従来の非接触ICカード用チップ１０１に表示機能を付与した新たな専用のICカード用チップを開発することなく、表示機能付き非接触ICカードを実現することができる。これにより、通信性能を低下させずに非接触ICカード２００を開発することが容易になり、コストの増大を抑制することができる。
【００８３】
なお、図２においては、電子スイッチ２１５のクロック発生部２１４に接続される端子と反対側の端子が、ループアンテナ１０２のCP端子側に接続されるように説明したが、この電子スイッチ２１５（つまりクロック発生部２１４）はCM端子（つまり、ループアンテナ１０２のCM端子側）に接続されるようにしてもよい。ただし、非接触ICカード用チップ１０１の内部において、CM端子に接続される回路のインピーダンスおよび容量は、CP端子に接続される回路のインピーダンスや容量に比べて小さく、他の影響を受けやすい。従って、図２に示されるように電子スイッチ２１５をループアンテナ１０２のCP端子側に接続する方が、クロック発生部２１４が非接触ICカード用チップ１０１に与える影響を低減させ、非接触ICカード用チップ１０１の通信性能の低減を抑制させることができる。
【００８４】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータ、または、複数の装置よりなる情報処理システムの情報処理装置などに、プログラム記録媒体からインストールされる。
【００８５】
この記録媒体は、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)を含む）、光磁気ディスク（MD（Mini-Disc）（登録商標）を含む）、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディアにより構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているEEPROM２３１などで構成される。
【００８６】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【００８７】
なお、以上において、１つの装置として説明した構成を分割し、複数の装置として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置として説明した構成をまとめて１つの装置として構成されるようにしてもよい。また、各装置の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置の構成の一部を他の装置の構成に含めるようにしてもよい。つまり、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】従来の非接触ICカードの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した非接触ICカードの構成例を示す図である。
【図３】図２の表示制御部２２１が有する機能を示す機能ブロック図である。
【図４】情報読み出し処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図５】ループアンテナ１０２に誘起される起電力の波形の例を示すグラフである。
【図６】CP端子に発生する整流後の電圧の変化の例を示すグラフである。
【図７】送信信号の波形の例を示すグラフである。
【図８】読み出し信号の波形の例を示すグラフである。
【図９】CP端子の電位に関する構成を概略的に示す等価回路である。
【図１０】応答信号の波形の例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８９】
１０１ 非接触ICカード用チップ， １０２ ループアンテナ， １１５ 復調部， １１６ FET， １１７ 抵抗， １２１ ICカード制御部， １３１ EEPROM， ２００ 非接触ICカード， ２１０ 有線情報読み出し部， ２１１ 読み出し信号生成部， ２１２ 電子スイッチ， ２１３ 復調部， ２１４ クロック発生部， ２１５ 電子スイッチ， ２２１ 表示制御部， ２２２ 非接触IC駆動用電源， ２２３ データ送信用FET， ２２４ 抵抗， ２２５ 抵抗， ２３１ EEPROM， ２４１ 表示デバイス， ２５１ 電子スイッチ制御部， ２５２ 送信信号供給部， ２５３ 信号取得部， ２５４ 情報記憶部， ２５５ 出力制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理装置および方法、並びに、非接触ICカードデバイスに関し、特に、開発を容易にし、コストの増大を抑制することができるようにした信号処理装置および方法、並びに、非接触ICカードデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、集積回路（ICチップ）とアンテナを内蔵し、リーダライタ等の他のデバイスと近距離無線通信を行う非接触ICカードが存在する。この非接触ICカードは、小型で携帯性が良好であり、またICチップを用いているので信頼性も高く、例えばIDカード、クレジットカード、ポイントカード等のように、認証や決済を目的として利用される場合が多い。
【０００３】
図１は、従来の非接触ICカードの構成例を示すブロック図である。
【０００４】
図１に示されるように、非接触ICカード１００は、半導体集積回路よりなる非接触ICカード用チップ１０１、ループアンテナ１０２、およびコンデンサ１０３により構成される。
【０００５】
非接触ICカード用チップ１０１には、信号入出力端子であるCP端子と、クロック抽出端子であるCM端子が設けられており、両端子間にループアンテナ１０２およびコンデンサ１０３が並列に接続される。非接触ICカード用チップ１０１内部において、CP端子には、コンデンサ１１１、抵抗１１２のそれぞれの一方の端子が接続されると共に、他方の端子は、それぞれ接地されている。また、このCP端子には、抵抗１１３を介して、信号を整流するためのレギュレータ１１４が接続されており、CP端子に入力された信号はレギュレータ１１４により定電圧化された後、電源としてCPU等により構成されるICカード制御部１２１に供給される。
【０００６】
CP端子にはまたCP端子より入力された変調信号を復調する復調部１１５の入力端子と、抵抗１１７が接続される。復調部１１５の出力端子はICカード制御部１２１に接続され、復調部１１５により復調された信号がICカード制御部１２１に供給されることとなる。また、抵抗１１７の他方の端子には、FET（Field Effect Transistor）１１６のドレインが接続されると共に、ソースは接地されている。FET１１６のゲートには、ICカード制御部１２１からリーダライタ等の外部装置に対して送信すべき信号が供給されるようになっており、供給信号に応じてドレイン電圧（すなわち、CP電圧）が変動することにより、送信信号が生成される。
【０００７】
また、CM端子にはクロック抽出部１１９の入力端子が接続されており、このクロック抽出部１１９によって生成されたクロック信号が、動作クロックとしてICカード制御部１２１に供給される。
【０００８】
ICカード制御部１２１は、非接触ICカード１００が、非接触ICカードとしての機能を実現するための制御処理や演算処理を行う。ICカード制御部１２１は、EEPROM（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）１３１を内蔵している。
【０００９】
次に、この非接触ICカードの動作例を説明する。
【００１０】
まず、例えば、ループアンテナ１０２に、外部のリーダライタのアンテナ等が近接され、その外部のデバイスより信号が送信されると、ループアンテナ１０２において磁界が変化し、起電力が発生する。つまり、外部のデバイスより送信された信号が、ループアンテナ１０２において受信され、CP端子、CM端子に供給される。この受信信号は、CM端子-GND（接地）間に設けられたダイオード１１８と、（２）CP端子側に接続されたコンデンサ１１１により整流された後、レギュレータ１１４により定電圧化されて動作電源としてICカード制御部１２１に供給される。同時に整流後の電圧は、復調部１１５に入力されて復調され、ICカード制御部１２１に供給される。これにより、ICカード制御部１２１は、外部のデバイスより送信された情報を取得する。ICカード制御部１２１は、取得した情報を用いてEEPROM１３１に記憶されている情報を更新する。
【００１１】
また、ICカード制御部１２１は、EEPROM１３１に記憶されている情報を読み出し、送信データを生成し、その送信データに応じてFET１１６を駆動させ、CP端子の電位を変動させることにより、ループアンテナ１０２を介して外部のデバイスに送信データを信号として送信するようになっている。
【００１２】
また、近年においては、非接触ICカードの利便性を向上させるため、非接触ICカードの表面に小型の表示デバイスを設け、ICチップが保持している情報（例えば、ID情報、残高情報、または履歴情報等）をその表示デバイスに表示させるようにし、カードの利便性を向上させることも考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−２０８５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、現在普及している非接触ICカードには表示デバイスは設けられておらず、当該カードに搭載されているICチップにも表示機能は設けられていない。従って、非接触ICカードに表示機能を持たせるためには、従来の非接触ICカード用ICチップを、そのまま、流用する事は出来ず、保持している情報を表示デバイスに表示させる機能を付加した新規のICチップを開発する必要がある。しかしながら、通信性能を維持しつつ表示機能を新たに付加し、更に、ある程度の歩留まりを実現することは容易ではない。この結果、製品の開発コスト、製造コストが増大し、延いては、製品の普及率向上の足かせとなる可能性がある。
【００１５】
そこで、上記図１に示した既存の非接触ICカードのICチップ（非接触ICカード用チップ）を用いて、表示機能付き非接触ICカードを実現する方法が考えられる。つまり、非接触ICカード内に既存の非接触ICカード用チップに加え、表示デバイスとその表示を制御する表示制御処理用のICチップ（表示制御処理用チップ）を設け、表示制御処理用チップが、非接触ICカード用チップの内部データを有線で読み出し、その結果に応じて表示すべきデータを表示デバイスに表示させるのである。
【００１６】
しかしながら、図１に示されるように、従来の非接触ICカード用チップ１０１は、ループアンテナ１０２（およびコンデンサ１０３）が接続されるのみであり、有線での読み出しを行うような回路構成となっていない。
【００１７】
より具体的には、非接触ICカード用チップ１０１には、例えば、電力を供給するための端子がなく、単に情報読み出し命令をCP端子に入力しても、非接触ICカード用チップ１０１は駆動しない。
【００１８】
このように、従来の非接触ICカード用のチップからの情報の読み出しが困難である恐れがあった。
【００１９】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、開発を容易にし、コストの増大を抑制することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の第１の側面は、アンテナを介して他のデバイスと信号を送受信する電子回路であって、信号入出力端子を備え、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理を実行する電子回路と、前記信号入出力端子に対して、前記電子回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号を供給する信号供給手段と、前記信号入出力端子の接続先を前記アンテナと、前記信号供給手段の間で切り替える切り替え手段とを備える信号処理装置である。
【００２１】
本発明の第１の側面は、また、アンテナを介して他のデバイスと信号を送受信する電子回路であって、信号入出力端子を備え、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理を実行する電子回路の前記信号入出力端子の接続先を、切り替え部を制御して、前記アンテナと信号供給部の間で切り替え、前記切り替えにより前記信号入出力端子に接続される前記信号供給部を制御し、前記信号入出力端子に対して、前記電子回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号を供給するステップを含む信号処理方法である。
【００２２】
本発明の第２の側面は、アンテナと、前記アンテナを介して、他のデバイスと信号を送受信する半導体集積回路であって、信号入出力端子を備え、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理を実行する半導体集積回路と、前記信号入出力端子に対して、前記半導体集積回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号を供給する信号供給手段と、前記信号入出力端子の接続先を前記アンテナと前記信号供給手段の間で切り替える切り替え手段と、前記切り替え手段により前記信号入出力端子に接続された前記信号供給手段から供給される信号に含まれる命令に基づいて前記信号入出力端子より出力される、前記半導体集積回路に内蔵される記憶部より読み出される情報を含む応答信号を取得する信号取得手段と、前記信号取得手段により取得される前記応答信号に含まれる情報を表示する表示手段とをさらに備える非接触ICカードデバイスである。
【００２３】
本発明の第１の側面においては、アンテナを介して他のデバイスと信号を送受信する電子回路であって、信号入出力端子を備え、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理を実行する電子回路が備えられ、信号入出力端子に対して、電子回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号が信号供給部より供給され、信号入出力端子の接続先がアンテナと、信号供給部の間で切り替えられる。
【００２４】
本発明の第２の側面においては、半導体集積回路において、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理が実行され、その半導体集積回路の信号入出力端子に対して、半導体集積回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号が信号供給部より供給され、信号入出力端子の接続先が、アンテナと信号供給部の間で切り替えられ、その切り替えにより信号入出力端子に接続された信号供給部から供給される信号に含まれる命令に基づいて信号入出力端子より出力される、半導体集積回路に内蔵される記憶部より読み出される情報を含む応答信号が取得され、その取得される応答信号に含まれる情報が表示される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、電源供給用の端子を有さない電子回路より容易に情報を取得することができる。特に、表示機能付き非接触ICカードの開発コストの増大を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、明細書または図面に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、明細書または図面に記載されていることを確認するためのものである。従って、明細書または図面中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００２７】
本発明の第１の側面は、アンテナ（例えば、図２のループアンテナ１０２）を介して他のデバイスと信号を送受信する電子回路（例えば、図２の非接触ICカード用チップ）であって、信号入出力端子（例えば、図２のCP端子）を備え、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理を実行する電子回路と、前記信号入出力端子に対して、前記電子回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号を供給する信号供給手段（例えば、図２の読み出し信号生成部２１１）と、前記信号入出力端子の接続先を前記アンテナと、前記信号供給手段の間で切り替える切り替え手段（例えば、図２の電子スイッチ２１２）とを備える信号処理装置（例えば、図２の有線情報読み出し部２１０）である。
【００２８】
前記信号供給手段は、前記信号入出力端子に供給する前記信号のうち、前記電子回路が駆動可能な電圧の直流成分を供給する直流成分供給手段（例えば、図２の非接触IC駆動用電源２２２）と、前記信号入出力端子に供給する前記信号のうち、所定の波形の交流成分を供給する交流成分供給手段（例えば、図３の送信信号供給部２５２）と、前記直流成分供給手段により供給される前記直流成分と、前記交流成分供給手段により供給される前記交流成分とを合成する合成手段（例えば、図２のデータ送信用FET２２３）とを備え、前記合成手段により合成された信号を、前記信号入出力端子に供給するようにすることができる。
【００２９】
前記電子回路は、前記信号入出力端子を介して入力された信号に含まれる情報を記憶する記憶部（例えば、図２のEEPROM１３１）を有し、前記信号供給手段により供給される前記所定の波形の信号は、前記電子回路に対して、前記記憶部に記憶されている情報を読み出し、読み出した前記情報を含む信号を、前記信号入出力端子を介して出力させる命令の情報を含むようにすることができる。
【００３０】
前記信号供給手段により供給される前記所定の波形の信号に含まれる命令に基づいて前記信号入出力端子より出力された、前記記憶部より読み出された情報を含む応答信号を取得する信号取得手段（例えば、図３の信号取得部２５３）をさらに備えることができる。
【００３１】
前記応答信号は前記電子回路において変調された変調信号であり、前記変調信号を復調する復調手段（例えば、図２の復調部２１３）をさらに備え、前記信号取得手段は、前記復調手段により復調された信号を取得することができる。
【００３２】
前記信号取得手段により取得された前記応答信号に含まれる情報を記憶する記憶手段（例えば、図２のEEPROM２３１）をさらに備えることができる。
【００３３】
情報を表示する表示手段（例えば、図２の表示デバイス２４１）と、前記記憶手段により記憶されている前記情報を前記表示手段に表示させる表示制御手段（例えば、図３の出力制御部２５５）とをさらに備えることができる。
【００３４】
前記信号供給手段は、前記切り替え手段により、前記信号入出力端子が前記アンテナと接続されていないときに、前記所定の波形の信号を供給することができる（図４のステップＳ５）。
【００３５】
本発明の第１の側面は、また、アンテナ（例えば、図２のループアンテナ１０２）を介して他のデバイスと信号を送受信する電子回路（例えば、図２の非接触ICカード用チップ１０１）であって、信号入出力端子（例えば、図２のCP端子）を備え、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理を実行する電子回路の前記信号入出力端子の接続先を、切り替え部を制御して、前記アンテナと信号供給部の間で切り替え（例えば、図４のステップＳ２およびステップＳ５）、前記切り替えにより前記信号入出力端子に接続される前記信号供給部を制御し、前記信号入出力端子に対して、前記電子回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号を供給する（例えば、図４のステップＳ９）ステップを含む信号処理方法である。
【００３６】
本発明の第２の側面は、アンテナ（例えば、図２のループアンテナ１０２）と、前記アンテナを介して、他のデバイスと信号を送受信する半導体集積回路（例えば、図２の非接触ICカード用チップ１０１）であって、信号入出力端子（例えば、図２のCP端子）を備え、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理を実行する半導体集積回路と、前記信号入出力端子に対して、前記半導体集積回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号を供給する信号供給手段（例えば、図２の読み出し信号生成部２１１）と、前記信号入出力端子の接続先を前記アンテナと前記信号供給手段の間で切り替える切り替え手段（例えば、図２の電子スイッチ２１２）と、前記切り替え手段により前記信号入出力端子に接続された前記信号供給手段から供給される信号に含まれる命令に基づいて前記信号入出力端子より出力される、前記半導体集積回路に内蔵される記憶部（例えば、図２のEEPROM１３１）より読み出される情報を含む応答信号を取得する信号取得手段（例えば、図３の信号取得部２５３）と、前記信号取得手段により取得される前記応答信号に含まれる情報を表示する表示手段（例えば、図２の表示デバイス２４１）とを備える非接触ICカードデバイス（例えば、図２の非接触ICカード２００）である。
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００３８】
図２は、本発明を適用した非接触ICカードの構成例を示す図である。
【００３９】
図２において、非接触ICカード２００は、集積回路（ICチップ）とアンテナを内蔵し、リーダライタ等の他のデバイスと近距離無線通信を行うカード型のデバイスであり、ICチップに保持される情報等を表示する表示機能も有する表示機能付き非接触ICカードである。この非接触ICカード２００は、小型で携帯性が良好であり、またICチップを用いているので信頼性も高く、例えばIDカード、クレジットカード、ポイントカード等のように、認証や決済を目的として利用される。
【００４０】
図２に示されるように、非接触ICカード２００は、従来の表示機能を有さない非接触ICカード１００に用いられる非接触ICカード用チップ１０１、ループアンテナ１０２、およびコンデンサ１０３の他に、非接触ICカード用チップ１０１より情報を有線で読み出す有線情報読み出し部２１０と、情報を表示する表示デバイス２４１を有する。
【００４１】
図１を参照して説明したように、非接触ICカード用チップ１０１は、ループアンテナ１０２を介してリーダライタ等の他のデバイスと信号を送受信する電子回路である。非接触ICカード用チップ１０１は、ループアンテナ１０２（およびコンデンサ１０３）と、信号入出力端子であるCP端子を介して接続される。つまり、ループアンテナ１０２において受信した、他のデバイスより送信された信号は、CP端子を介して非接触ICカード用チップ１０１に入力される。図１を参照して説明したように、非接触ICカード用チップ１０１は、電源供給端子を有しておらず、CP端子を介して入力される、他のデバイスより送信された信号に基づいて電源電圧を生成し、その電源電圧により駆動する。
【００４２】
表示デバイス２４１は、LCD（Liquid Crystal Display）、有機ELディスプレイ（Organic ElectroLuminescence Display）、または電子ペーパ等の、文字や画像を表示可能な小型の表示デバイスにより構成される。この表示デバイス２４１は、どのようなものであってもよいが、カード型デバイスに搭載可能な程度に、小さく、薄く、かつ、軽量であることが望ましい。また、表示能力は、ある程度の情報量を表示可能な程度に高精細であることが望ましい。ただし、開発コスト、製造コスト、および消費電力等は低いほど望ましい。
【００４３】
有線情報読み出し部２１０は、非接触ICカード用チップ１０１内部のEEPROM１３１に記憶されている情報を読み出すための読み出し命令を含む信号（以下、「読み出し信号」）を生成し、非接触ICカード用チップ１０１に供給すると共に、チップ１０１から返信された信号に対応した画像を表示デバイス２４１に表示させるための要素であり、読み出し信号生成部２１１、電子スイッチ２１２、復調部２１３、クロック発生部２１４、および電子スイッチ２１５を有する。
【００４４】
電子スイッチ２１２は、非接触ICカード用チップ１０１の信号入出力端子であるCP端子の接続先を切り替えるためのスイッチ回路である。図２の例において、電子スイッチ２１２は、３端子スイッチであり、非接触ICカード用チップ１０１のCP端子を、ループアンテナ１０２または読み出し信号生成部２１１のいずれか一方に接続する。この電子スイッチ２１２の動作は、読み出し信号生成部２１１の表示制御部２２１に制御される。つまり、CP端子の接続先は、表示制御部２２１の制御に基づいて切り替えられる。なお、CP端子を少なくともループアンテナ１０２と読み出し信号生成部２１１に接続させることができるのであれば、電子スイッチ２１２は、どのようなスイッチを用いても良い。ただし、構成がより単純なもの程、回路規模も小さく、また、制御も容易になるので、コストを低減させることができる。例えば、非接触ICカード２００（非接触ICカード用チップ１０１）の通信性能が、実用上影響が有る程低下しないのであれば、電子スイッチ２１２を省略し、CP端子をループアンテナ１０２と読み出し信号生成部２１１の両方に接続させるようにしてもよい。
【００４５】
復調部２１３は、変調信号を、その変調方法に対応する所定の方法で復調する復調手段として構成される処理部である。復調部２１３は、非接触ICカード用チップ１０１（のCP端子）から出力され、電子スイッチ２１２を介して供給された変調信号を復調し、得られた復調済みの信号（復調信号）を読み出し信号生成部２１１の表示制御部２２１に供給する。復調部２１３は、非接触ICカード用チップ１０１より送受信される信号を復調するためのものであるので、基本的に非接触ICカード用チップ１０１内部の復調部１１５と同様の構成を有していればよい。例えば、既存の復調部１１５を適用することにより、復調部２１３の開発コストを低減させることができる。もちろん、復調部２１３が復調部１１５と異なる復調機能を有するものとすることもできる。
【００４６】
クロック発生部２１４は、同期信号であるクロック信号を発生し、出力する回路である。クロック発生部２１４は、電子スイッチ２１５を介してループアンテナ１０２に接続され、非接触ICカード用チップ１０１のCM端子に入力される。電子スイッチ２１５は、両端子を接続したり切断したりする２端子スイッチであり、クロック発生部２１４より出力されるクロック信号のCM端子への入力を制御する。図示は省略するが、この電子スイッチ２１５の動作は、表示制御部２２１により制御される。具体的には、電子スイッチ２１２によりCP端子が読み出し信号生成部２１１に接続されている間、電子スイッチ２１５の両端子は接続され、クロック発生部２１４において発生したクロック信号がCM端子に入力される。電子スイッチ２１２によりCP端子がループアンテナ１０２に接続されている間、つまり、非接触ICカード用チップ１０１が外部のリーダライタと通信可能な状態にある間は、電子スイッチ２１５の両端子は切断され、クロック発生部２１４において発生したクロック信号がCM端子に入力されないようになされる。
【００４７】
読み出し信号生成部２１１は、電子スイッチ２１２により、CP端子がループアンテナ１０２と接続されていないとき、すなわち、非接触ICカード用チップ１０１が外部のリーダライタと通信不可能な状態にあるとき、CP端子に対して、非接触ICカード用チップ１０１が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の読み出し信号を生成して供給する。この信号生成に際して、読み出し信号生成部２１１は、ループアンテナ１０２において受信される、外部のリーダライタ等から送信される信号と同様の信号、つまり、非接触ICカード用チップ１０１が駆動可能な電圧の電源電圧を生成可能な信号を生成する。これにより、非接触ICカード用チップ１０１は、ループアンテナ１０２を介して信号を受信した時と同様に、読み出し信号生成部２１１より供給された信号を取得し、駆動することができる。つまり、有線情報読み出し部２１０は、リーダライタが非接触ICカード用チップ１０１より情報を読み出すときと同様に、非接触ICカード用チップ１０１を駆動させ、非接触ICカード用チップ１０１より情報を読み出すことができるのである。この結果、既存の非接触ICカード用チップ１０１に対して特別な工夫を加えることなく、該チップ１０１からの情報の読み出しが可能となる。
【００４８】
読み出し信号生成部２１１は、図２に示されるように、表示制御部２２１、非接触IC駆動用電源２２２、データ送信用FET２２３、並びに、抵抗２２４および抵抗２２５を有する。
【００４９】
表示制御部２２１は、EEPROM１３１に記憶されている情報を表示デバイス２４１に表示させる処理に関する制御部である。つまり、表示制御部２２１は、EEPROM１３１に記憶されている情報を読み出す読み出し命令を含む信号である送信信号を生成し、出力したり、復調部２１３より出力される復調信号、すなわち、EEPROM１３１より読み出された情報を取得したり、その取得した情報、若しくは、その情報より生成された新たな情報を表示デバイス２４１に表示させたりする。また、表示制御部２２１は、記憶部としてのEEPROM２３１を内蔵しており、復調部２１３より取得した、EEPROM１３１より読み出された情報をこのEEPROM２３１に保持することができる。なお、実用上問題が生じない程度の応答速度を有するものであれば、このEEPROM１３１の代わりにどのような記憶媒体を用いるようにしてもよい。ただし、この記憶媒体の回路規模はより小さなものであるのが望ましい。また、コストがより小さいものほど望ましい。
【００５０】
非接触IC駆動用電源２２２は、直流電圧VDDを生成する直流電圧源（例えば、太陽電池等）であり、非接触ICカード用チップ１０１が駆動可能な電圧の直流成分を供給する直流成分供給手段として機能する。
【００５１】
データ送信用FET２２３は、ソースが接地されると共に、ゲートが表示制御部２２１に接続された構成となっている。図２に示すように、非接触IC駆動用電源２２２により生成される直流電圧VDDは、抵抗２２４を介して電子スイッチ２１２の端子に供給されることとなるが、この端子における電圧は、データ送信用FET２２３のゲート電圧値に応じて変動する。従って、表示制御部２２１から少なくとも２値の送信信号（交流成分）をゲートに供給することにより、電子スイッチ２１２の端子に印加される電圧値を変位させ、変調信号を生成する事が可能となる。この結果、データ送信用FET２２３は、非接触IC駆動用電源２２２において生成された直流成分に、表示制御部２２１において生成された送信信号、すなわち、交流成分を合成する合成手段として機能する。
【００５２】
また、この際、電子スイッチ２１２の端子電圧は、直流電圧VDDを基準電圧として変動することとなるため、非接触ICカード用チップ１０１が常に所定値以上（すなわち、駆動可能な電圧値以上）の電圧値を確保できる。なお、非接触IC駆動用電源２２２の出力は、非接触ICカード用チップ１０１において整流の結果、非接触ICカード用チップ１０１が駆動可能なレベルの電源電圧を取得可能なもの（直流成分を含むもの）であれば、必ずしも定電圧でなくてもよいが、ここでは説明の便宜上、定電圧であるものとして説明する。なお、データ送信用FET２２３は、非接触IC駆動用電源２２２の出力を変調可能であればよく、FET以外のものを適用することもできる。
【００５３】
以上のように、非接触IC駆動用電源２２２において生成される直流成分に、表示制御部２２１において生成された交流成分を、データ送信用FET２２３を用いて合成することにより、読み出し信号生成部２１１は、容易に、非接触ICカード用チップ１０１が駆動可能な電圧の電源電圧を生成可能な読み出し信号を生成することができる。
【００５４】
図２に示されるように、有線情報読み出し部２１０は、非接触ICカード用チップ１０１と同様の構成を有する。例えば、非接触ICカード用チップ１０１が復調部１１５を有するのに対して、有線情報読み出し部２１０は復調部２１３を有する。また、非接触ICカード用チップ１０１がレギュレータ１１４を有するのに対して、有線情報読み出し部２１０は非接触IC駆動用電源２２２を有する。さらに、非接触ICカード用チップ１０１が抵抗１１３を有するのに対して、有線情報読み出し部２１０は抵抗２２４を有する。また、非接触ICカード用チップ１０１が抵抗１１７を有するのに対して、有線情報読み出し部２１０は抵抗２２５を有する。さらに、非接触ICカード用チップ１０１がFET１１６を有するのに対して、有線情報読み出し部２１０はデータ送信用FET２２３を有する。また、非接触ICカード用チップ１０１がダイオード１１８およびクロック抽出部１１９を有するのに対して、有線情報読み出し部２１０はクロック発生部２１４を有する。
【００５５】
従って、有線情報読み出し部２１０は、非接触ICカード用チップ１０１と同様の手法で読み出し信号を生成することができ、また、非接触ICカード用チップ１０１より供給される信号を処理することができる。つまり、有線情報読み出し部２１０は、非接触ICカード用チップ１０１が駆動可能な信号を容易に生成し、非接触ICカード用チップ１０１より容易に情報を読み出すことができる。
【００５６】
なお、図示は省略するが、非接触ICカード２００には、有線情報読み出し部２１０および表示デバイス２４１を駆動するための電源供給手段が必要になる。この電源供給手段は、例えば電池等のように、非接触ICカード２００内部において電源電圧を起電するものであってもよいし、非接触ICカード２００の外部より供給される電源電圧を取得し、各部に適切に提供するものであってもよい。
【００５７】
図３は、図２の表示制御部２２１が有する機能を示す機能ブロック図である。図３に示されるように、表示制御部２２１は、電子スイッチ制御部２５１、送信信号供給部２５２、信号取得部２５３、情報記憶部２５４、および出力制御部２５５を有する。
【００５８】
電子スイッチ制御部２５１は、図２の読み出し信号生成部２１１、電子スイッチ２１２および電子スイッチ２１５を制御する制御部であり、所定のタイミングで、若しくは、所定のイベントをトリガとして、読み出し信号生成部２１１、電子スイッチ２１２および電子スイッチ２１５のそれぞれに対して制御信号を供給する。この結果、電子スイッチ２１２及び２１５において接続状態の切り替えが行われると共に、読み出し信号生成部２１１において読み出し信号が生成され、CP端子に供給される。
【００５９】
なお、電子スイッチ２１２の切り替えタイミングの決定方法については任意であり、例えば、外部デバイスの存在を検出するためのセンサ（例えば、磁界センサ等）を設け、このセンサにおける検出結果に基づいて切り替えタイミングを決定するようにしても良い。
【００６０】
送信信号供給部２５２は、有線情報読み出し部２１０がCP端子に供給する信号のうち、所定の波形の交流成分（すなわち、送信信号）を供給する交流成分供給手段として機能する。例えば、送信信号供給部２５２は、EEPROM１３１に記憶されている情報の読み出し命令を含む送信信号を生成し、データ送信用FET２２３に供給する。これにより、読み出し信号生成部２１１は、読み出し信号を生成することができる。
【００６１】
信号取得部２５３は、有線情報読み出し部２１０がCP端子に供給する信号に含まれる読み出し命令に基づいてCP端子より出力された、EEPROM１３１より読み出された情報を含む応答信号を取得する信号取得手段として機能する。信号取得部２５３は、復調部２１３において復調された復調信号を取得し、当該取得した信号を情報記憶部２５４に供給する。これにより、有線情報読み出し部２１０は、読み出し信号を非接触ICカード用チップ１０１に供給するだけでなく、非接触ICカード用チップ１０１より出力される応答信号を取得することができる。
【００６２】
情報記憶部２５４は、信号取得部２５３において取得された信号に含まれる情報を、記憶手段として構成されるEEPROM２３１に記憶させる処理部である。これにより、有線情報読み出し部２１０は、非接触ICカード用チップ１０１より出力される応答信号に含まれる情報を記憶することができ、情報表示のための、非接触ICカード用チップ１０１へのアクセスの回数を低減させることができ、非接触ICカード２００の消費電力を低減させることができる。
【００６３】
出力制御部２５５は、EEPROM２３１により記憶されている情報を表示デバイス２４１に表示させる表示制御手段として機能する。出力制御部２５５は、適宜、EEPROM２３１より情報を読み出し、その情報、および、その情報より生成された新たな情報のうち、少なくともいずれか一方を含む画像情報を表示デバイス２４１に表示させる。これにより、非接触ICカード２００は、より適切な情報を表示デバイス２４１に表示させることができる。
【００６４】
次に、EEPROM１３１に記憶されている情報の読み出しを行う情報読み出し処理の流れの例を図４のフローチャートを参照して説明する。必要に応じて図５乃至図１０を参照して説明する。
【００６５】
情報読み出し処理が開始されると、電子スイッチ制御部２５１は、ステップＳ１において、非接触ICカード用チップ１０１のEEPROM１３１に記憶されているデータを読み出すか否かを判定する。データを読み出さないと判定された場合、電子スイッチ制御部２５１は、処理をステップＳ２に進め、電子スイッチ２１２を制御してCP端子をループアンテナ１０２に接続する。また、電子スイッチ制御部２５１は、ステップＳ３において電子スイッチ２１５を制御して両端子間の接続を解除し、クロック発生部２１４において発生されるクロックの非接触ICカード用チップ１０１への供給を停止する。
【００６６】
つまり、この場合、非接触ICカード用チップ１０１は、従来の非接触ICカード１００の場合と同様に動作し、カード外部のリーダライタと通信を行う。つまり、カード外部のリーダライタによってループアンテナ１０２付近の磁界が変化させられると、ループアンテナ１０２に起電力が発生する。図５は、ループアンテナ１０２に誘起される起電力の波形を示すグラフである。つまり、ループアンテナ１０２において、図５の信号３０１に示されるような波形の信号が受信される。この信号は、CP端子を介して非接触ICカード用チップ１０１に入力される。
【００６７】
非接触ICカード用チップ１０１は、この信号を、ダイオード１１８とコンデンサ１１１により整流する。図６はCP端子に発生する整流後の電圧の変化を示すグラフである。図６に示されるように、ループアンテナ１０２において受信された信号３０１は、信号３０２のように整流され、電源電圧が生成される。非接触ICカード用チップ１０１は、整流により生成された電源電圧（電力）を用いて駆動し、整流後の信号３０２をさらに復調部１１５において復調し、信号に含まれる情報（リーダライタより送信された情報）を抽出する。ICカード制御部１２１は、この情報を用いてEEPROM１３１に記憶されている情報を書き換えたり、EEPROM１３１に記憶されている情報を読み出して送信データを生成したりする。ICカード制御部１２１は、その送信データにより、FET１１６を駆動させて変調を行い、その変調信号をCP端子やループアンテナ１０２を介してカード外部のリーダライタ等に送信する。
【００６８】
ステップＳ４において、表示制御部２２１は、情報読み出し処理を終了するか否かを判定し、終了すると判定された場合、情報読み出し処理を終了する。逆に、このステップＳ４において、情報読み出し処理を終了しないと判定された場合、表示制御部２２１は、処理をステップＳ１に戻し、それ以降の処理を実行させる。
【００６９】
ステップＳ１において、データを読み出すと判定された場合、電子スイッチ制御部２５１は、処理をステップＳ５に進め、電子スイッチ２１２を制御してCP端子を読み出し信号生成部２１１に接続する。また、電子スイッチ制御部２５１は、ステップＳ６において、電子スイッチ２１５を制御して両端子間を接続し、クロック発生部２１４において発生されるクロックの非接触ICカード用チップ１０１への供給を開始する。
【００７０】
ステップＳ７において、非接触IC駆動用電源２２２は、非接触ICカード用チップ１０１が駆動可能な駆動用電源の供給を開始する。ステップＳ８において、送信信号供給部２５２は、例えば、図７に示される信号３０３のような波形の、読み出し命令を含む送信信号を生成してデータ送信用FET２２３のゲートに供給する。
【００７１】
送信信号を供給されたデータ送信用FET２２３は、ステップＳ９において、送信信号に、非接触IC駆動用電源２２２より供給される電源電圧をバイアスとして印加することにより、直流成分と交流成分を合成する。換言すれば、データ送信用FET２２３は、非接触IC駆動用電源２２２より供給される電源電圧を送信信号で変調して、例えば図８に示される信号３０４のような波形の読み出し信号を生成する。この読み出し信号は、CP端子を介して非接触ICカード用チップ１０１に入力される。
【００７２】
この時のCP端子に発生する電圧について、図９を参照して説明する。図９は、有線情報読み出し部２１０が非接触ICカード用チップ１０１より情報を読み出すときのCP端子の電位に関する構成を概略的に示す等価回路である。
【００７３】
図９に示されるように、有線情報読み出し部２１０の抵抗２２４の抵抗値をＲ１とし、抵抗２２５の抵抗値をＲ２とし、非接触ICカード用チップ１０１の抵抗１１７の抵抗値をＲ３とすると、非接触ICカード用チップ１０１内部のインピーダンスは、Ｒ３と略同等となる。なお、この抵抗値Ｒ３は、非接触ICカード用チップ１０１がループアンテナ１０２を介して信号を受信するときの、非接触ICカード用チップ１０１の回路負荷と略同等の値である。つまり、有線情報読み出し部２１０が読み出し信号を供給するときの非接触ICカード用チップ１０１の回路負荷は、リーダライタが信号を送信する時と略同等である。
【００７４】
従って、このときの非接触ICカード２００は、図９に示される等価回路で表すことができる。従って、データ送信用FET２２３がオフ状態であるとき、CP端子の電圧であるCP電圧は、以下の式（１）のように表すことができる。
【００７５】
【数１】
【００７６】
また、データ送信用FET２２３がオン状態であるとき、CP電圧は、以下の式（２）のように表すことができる。
【００７７】
【数２】
【００７８】
つまり、送信信号によりデータ送信用FET２２３の状態が切り替えられることにより、CP電圧は、上述した式（１）と式（２）の２値を交互にとることになる。つまり、CP電圧の変位のタイミング（この切り替えの交流成分）として、読み出し命令が含まれることになる。
【００７９】
非接触ICカード用チップ１０１は、この読み出し信号に基づいて駆動し、読み出し信号に含まれる読み出し命令に基づいて、EEPROM１３１に記憶されている情報を読み出して応答信号としてCP端子より出力する。このとき、非接触ICカード用チップ１０１は、FET１１６を用いて、直流成分を、EEPROM１３１より読み出した情報によって変調することにより、例えば、図１０に示される信号３０５のような波形の応答信号を生成する。
【００８０】
図４に戻り、復調部２１３は、ステップＳ１０において、読み出し信号の応答信号を取得すると、その応答信号を復調し、EEPROM１３１より読み出した情報を示す復調信号を表示制御部２２１に供給する。信号取得部２５３は、ステップＳ１１において、その復調信号を取得し、情報記憶部２５４に供給する。情報記憶部２５４は、ステップＳ１２において、供給された復調信号に含まれる、EEPROM１３１より読み出した情報をEEPROM２３１に記憶させる。ステップＳ１３において、出力制御部２５５は、EEPROM２３１に記憶されている情報に関する画像情報を表示デバイス２４１に表示させる。ステップＳ１３の処理が終了されると、処理は、ステップＳ１に戻され、それ以降の処理が繰り返される。
【００８１】
以上のような流れで情報読み出し処理が実行される。つまり、非接触ICカード２００においては、CP端子において、信号３０２、信号３０４、および信号３０５のように、波形が互いに類似する信号が入出力される。つまり、有線情報読み出し部２１０は、外部のリーダライタと同様に、非接触ICカード用チップ１０１が入出力する信号と波形が類似する信号を生成して供給することができる。これにより、有線情報読み出し部２１０は、非接触ICカード用チップ１０１のEEPROM１３１に記憶されている情報を読み出すことができる。
【００８２】
以上のように、非接触ICカード２００は、従来の非接触ICカード用チップ１０１を利用して表示機能付き非接触ICカードを実現することができる。つまり、従来の非接触ICカード用チップ１０１に表示機能を付与した新たな専用のICカード用チップを開発することなく、表示機能付き非接触ICカードを実現することができる。これにより、通信性能を低下させずに非接触ICカード２００を開発することが容易になり、コストの増大を抑制することができる。
【００８３】
なお、図２においては、電子スイッチ２１５のクロック発生部２１４に接続される端子と反対側の端子が、ループアンテナ１０２のCP端子側に接続されるように説明したが、この電子スイッチ２１５（つまりクロック発生部２１４）はCM端子（つまり、ループアンテナ１０２のCM端子側）に接続されるようにしてもよい。ただし、非接触ICカード用チップ１０１の内部において、CM端子に接続される回路のインピーダンスおよび容量は、CP端子に接続される回路のインピーダンスや容量に比べて小さく、他の影響を受けやすい。従って、図２に示されるように電子スイッチ２１５をループアンテナ１０２のCP端子側に接続する方が、クロック発生部２１４が非接触ICカード用チップ１０１に与える影響を低減させ、非接触ICカード用チップ１０１の通信性能の低減を抑制させることができる。
【００８４】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータ、または、複数の装置よりなる情報処理システムの情報処理装置などに、プログラム記録媒体からインストールされる。
【００８５】
この記録媒体は、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)を含む）、光磁気ディスク（MD（Mini-Disc）（登録商標）を含む）、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディアにより構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているEEPROM２３１などで構成される。
【００８６】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【００８７】
なお、以上において、１つの装置として説明した構成を分割し、複数の装置として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置として説明した構成をまとめて１つの装置として構成されるようにしてもよい。また、各装置の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置の構成の一部を他の装置の構成に含めるようにしてもよい。つまり、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】従来の非接触ICカードの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した非接触ICカードの構成例を示す図である。
【図３】図２の表示制御部２２１が有する機能を示す機能ブロック図である。
【図４】情報読み出し処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図５】ループアンテナ１０２に誘起される起電力の波形の例を示すグラフである。
【図６】CP端子に発生する整流後の電圧の変化の例を示すグラフである。
【図７】送信信号の波形の例を示すグラフである。
【図８】読み出し信号の波形の例を示すグラフである。
【図９】CP端子の電位に関する構成を概略的に示す等価回路である。
【図１０】応答信号の波形の例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８９】
１０１ 非接触ICカード用チップ， １０２ ループアンテナ， １１５ 復調部， １１６ FET， １１７ 抵抗， １２１ ICカード制御部， １３１ EEPROM， ２００ 非接触ICカード， ２１０ 有線情報読み出し部， ２１１ 読み出し信号生成部， ２１２ 電子スイッチ， ２１３ 復調部， ２１４ クロック発生部， ２１５ 電子スイッチ， ２２１ 表示制御部， ２２２ 非接触IC駆動用電源， ２２３ データ送信用FET， ２２４ 抵抗， ２２５ 抵抗， ２３１ EEPROM， ２４１ 表示デバイス， ２５１ 電子スイッチ制御部， ２５２ 送信信号供給部， ２５３ 信号取得部， ２５４ 情報記憶部， ２５５ 出力制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナを介して他のデバイスと信号を送受信する電子回路であって、信号入出力端子を備え、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理を実行する電子回路と、
前記信号入出力端子に対して、前記電子回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号を供給する信号供給手段と、
前記信号入出力端子の接続先を前記アンテナと、前記信号供給手段の間で切り替える切り替え手段と
を備える信号処理装置。
【請求項２】
前記信号供給手段は、
前記信号入出力端子に供給する前記信号のうち、前記電子回路が駆動可能な電圧の直流成分を供給する直流成分供給手段と、
前記信号入出力端子に供給する前記信号のうち、所定の波形の交流成分を供給する交流成分供給手段と、
前記直流成分供給手段により供給される前記直流成分と、前記交流成分供給手段により供給される前記交流成分とを合成する合成手段と
を備え、
前記合成手段により合成された信号を、前記信号入出力端子に供給する
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記電子回路は、前記信号入出力端子を介して入力された信号に含まれる情報を記憶する記憶部を有し、
前記信号供給手段により供給される前記所定の波形の信号は、前記電子回路に対して、前記記憶部に記憶されている情報を読み出し、読み出した前記情報を含む信号を、前記信号入出力端子を介して出力させる命令の情報を含む
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記信号供給手段により供給される前記所定の波形の信号に含まれる命令に基づいて前記信号入出力端子より出力された、前記記憶部より読み出された情報を含む応答信号を取得する信号取得手段をさらに備える
請求項３に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記応答信号は前記電子回路において変調された変調信号であり、
前記変調信号を復調する復調手段をさらに備え、
前記信号取得手段は、前記復調手段により復調された信号を取得する
請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記信号取得手段により取得された前記応答信号に含まれる情報を記憶する記憶手段をさらに備える
請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項７】
情報を表示する表示手段と、
前記記憶手段により記憶されている前記情報を前記表示手段に表示させる表示制御手段と
をさらに備える請求項６に記載の信号処理装置。
【請求項８】
前記信号供給手段は、前記切り替え手段により、前記信号入出力端子が前記アンテナと接続されていないときに、前記所定の波形の信号を供給する
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項９】
前記信号供給手段は、前記信号入出力端子が前記アンテナによる信号供給が完了した後の所定の時間帯において、前記所定の波形の信号を供給する
請求項８に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
前記切り替え手段は、前記アンテナを介して信号が供給されているか否かを判定する判定手段を有し、
前記信号供給手段は、前記切り替え手段から供給される信号に基づいて前記所定の波形の信号を供給する
請求項８に記載の信号処理装置。
【請求項１１】
アンテナを介して他のデバイスと信号を送受信する電子回路であって、信号入出力端子を備え、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理を実行する電子回路の前記信号入出力端子の接続先を、切り替え部を制御して、前記アンテナと信号供給部の間で切り替え、
前記切り替えにより前記信号入出力端子に接続される前記信号供給部を制御し、前記信号入出力端子に対して、前記電子回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号を供給する
ステップを含む信号処理方法。
【請求項１２】
アンテナと、
前記アンテナを介して、他のデバイスと信号を送受信する半導体集積回路であって、信号入出力端子を備え、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理を実行する半導体集積回路と、
前記信号入出力端子に対して、前記半導体集積回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号を供給する信号供給手段と、
前記信号入出力端子の接続先を前記アンテナと前記信号供給手段の間で切り替える切り替え手段と、
前記切り替え手段により前記信号入出力端子に接続された前記信号供給手段から供給される信号に含まれる命令に基づいて前記信号入出力端子より出力される、前記半導体集積回路に内蔵される記憶部より読み出される情報を含む応答信号を取得する信号取得手段と、
前記信号取得手段により取得される前記応答信号に含まれる情報を表示する表示手段と
を備える非接触ICカードデバイス。
【請求項１】
アンテナを介して他のデバイスと信号を送受信する電子回路であって、信号入出力端子を備え、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理を実行する電子回路と、
前記信号入出力端子に対して、前記電子回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号を供給する信号供給手段と、
前記信号入出力端子の接続先を前記アンテナと、前記信号供給手段の間で切り替える切り替え手段と
を備える信号処理装置。
【請求項２】
前記信号供給手段は、
前記信号入出力端子に供給する前記信号のうち、前記電子回路が駆動可能な電圧の直流成分を供給する直流成分供給手段と、
前記信号入出力端子に供給する前記信号のうち、所定の波形の交流成分を供給する交流成分供給手段と、
前記直流成分供給手段により供給される前記直流成分と、前記交流成分供給手段により供給される前記交流成分とを合成する合成手段と
を備え、
前記合成手段により合成された信号を、前記信号入出力端子に供給する
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記電子回路は、前記信号入出力端子を介して入力された信号に含まれる情報を記憶する記憶部を有し、
前記信号供給手段により供給される前記所定の波形の信号は、前記電子回路に対して、前記記憶部に記憶されている情報を読み出し、読み出した前記情報を含む信号を、前記信号入出力端子を介して出力させる命令の情報を含む
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記信号供給手段により供給される前記所定の波形の信号に含まれる命令に基づいて前記信号入出力端子より出力された、前記記憶部より読み出された情報を含む応答信号を取得する信号取得手段をさらに備える
請求項３に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記応答信号は前記電子回路において変調された変調信号であり、
前記変調信号を復調する復調手段をさらに備え、
前記信号取得手段は、前記復調手段により復調された信号を取得する
請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記信号取得手段により取得された前記応答信号に含まれる情報を記憶する記憶手段をさらに備える
請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項７】
情報を表示する表示手段と、
前記記憶手段により記憶されている前記情報を前記表示手段に表示させる表示制御手段と
をさらに備える請求項６に記載の信号処理装置。
【請求項８】
前記信号供給手段は、前記切り替え手段により、前記信号入出力端子が前記アンテナと接続されていないときに、前記所定の波形の信号を供給する
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項９】
前記信号供給手段は、前記信号入出力端子が前記アンテナによる信号供給が完了した後の所定の時間帯において、前記所定の波形の信号を供給する
請求項８に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
前記切り替え手段は、前記アンテナを介して信号が供給されているか否かを判定する判定手段を有し、
前記信号供給手段は、前記切り替え手段から供給される信号に基づいて前記所定の波形の信号を供給する
請求項８に記載の信号処理装置。
【請求項１１】
アンテナを介して他のデバイスと信号を送受信する電子回路であって、信号入出力端子を備え、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理を実行する電子回路の前記信号入出力端子の接続先を、切り替え部を制御して、前記アンテナと信号供給部の間で切り替え、
前記切り替えにより前記信号入出力端子に接続される前記信号供給部を制御し、前記信号入出力端子に対して、前記電子回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号を供給する
ステップを含む信号処理方法。
【請求項１２】
アンテナと、
前記アンテナを介して、他のデバイスと信号を送受信する半導体集積回路であって、信号入出力端子を備え、入力信号に基づいて生成された駆動電力により駆動されると共に、該入力信号に基づく処理を実行する半導体集積回路と、
前記信号入出力端子に対して、前記半導体集積回路が駆動可能な電圧の電源電圧を生成し得る所定の波形の信号を供給する信号供給手段と、
前記信号入出力端子の接続先を前記アンテナと前記信号供給手段の間で切り替える切り替え手段と、
前記切り替え手段により前記信号入出力端子に接続された前記信号供給手段から供給される信号に含まれる命令に基づいて前記信号入出力端子より出力される、前記半導体集積回路に内蔵される記憶部より読み出される情報を含む応答信号を取得する信号取得手段と、
前記信号取得手段により取得される前記応答信号に含まれる情報を表示する表示手段と
を備える非接触ICカードデバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−４２８６６（Ｐ２００９−４２８６６Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０５０８０（Ｐ２００７−２０５０８０）
【出願日】平成１９年８月７日（２００７．８．７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月７日（２００７．８．７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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