送受信回路、情報処理装置、通信方法、およびプログラム
【課題】搬送波を用いた非接触通信において、通信不可領域の発生を防止することが可能な送受信回路、情報処理装置、通信方法、およびプログラムを提供する。
【解決手段】リーダ／ライタから送信された搬送波を受信し誘起電圧を発生させる通信アンテナと、検出信号を出力する搬送波検出部と、検出信号に基づいて入力電圧に応じた周波数の出力信号を出力する電圧制御発振部と、基準信号と出力信号との位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較部と、搬送波信号を処理し位相差信号に基づいて制御信号を出力するデータ処理部と、位相差信号に基づいて位相補償電圧を出力するループフィルタと、制御信号に応じて位相補償電圧が選択的に入力され、位相補償電圧または保持した保持電圧を入力電圧として出力するレベル保持部と、制御信号に基づいて出力信号を選択的に通信アンテナへ出力しシンクロ搬送波を送信させる変調部とを備える送受信回路が提供される。
【解決手段】リーダ／ライタから送信された搬送波を受信し誘起電圧を発生させる通信アンテナと、検出信号を出力する搬送波検出部と、検出信号に基づいて入力電圧に応じた周波数の出力信号を出力する電圧制御発振部と、基準信号と出力信号との位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較部と、搬送波信号を処理し位相差信号に基づいて制御信号を出力するデータ処理部と、位相差信号に基づいて位相補償電圧を出力するループフィルタと、制御信号に応じて位相補償電圧が選択的に入力され、位相補償電圧または保持した保持電圧を入力電圧として出力するレベル保持部と、制御信号に基づいて出力信号を選択的に通信アンテナへ出力しシンクロ搬送波を送信させる変調部とを備える送受信回路が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送受信回路、情報処理装置、通信方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、非接触式ＩＣ（Integrated Circuit）カードや、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ、非接触式ＩＣチップを搭載した携帯電話など、リーダ／ライタ（または、リーダ／ライタ機能を有する通信装置）と非接触式に通信可能な情報処理装置が普及している。
【０００３】
リーダ／ライタと、ＩＣカード、携帯電話などの情報処理装置とは、例えば１３．５６ＭＨｚなど特定の周波数の磁界（搬送波）を通信に使用している。具体的には、リーダ／ライタが搬送波信号をのせた搬送波を送信し、搬送波をアンテナで受信したＩＣカードなどの情報処理装置が負荷変調によって受信した搬送波信号に対する応答信号を返信することにより、リーダ／ライタと情報処理装置とは通信を行うことができる。
【０００４】
また、上記のようなリーダ／ライタと非接触式に通信可能な情報処理装置は、耐タンパ性を有するＩＣチップを備え、当該ＩＣチップを用いて搬送波を用いた非接触通信を行うことにより、例えば、電子マネーなどデータの改竄が問題となるデータの送受信や更新を安全に行うことができる。したがって、上記のようなリーダ／ライタと非接触式に通信可能なＩＣチップを搭載した情報処理装置を利用した様々なサービスの提供が社会的に広がっている。そして、サービスの提供の広がりに伴い、ＩＣカードや携帯電話などの非接触式ＩＣチップを搭載した情報処理装置の普及がさらに進んでいる。
【０００５】
このような中、リーダ／ライタと情報処理装置との間における搬送波を用いた非接触通信を安定化するための様々な技術が開発されている。通信距離を推定して同調させる周波数をシフトさせる技術としては、例えば、特許文献１、特許文献２が挙げられる。また、変調成分の検出の困難性を判定し判定結果に応じて搬送波を弱める技術としては、例えば、特許文献３が挙げられる。また、応答が受信されない時間の経過に応じて出力インピーダンスを切り替える技術としては、例えば、特許文献４が挙げられる。さらに、至近距離での通信を可能とさせるためにアンテナの共振周波数を予め所定の値だけ低く設定する技術としては、例えば、特許文献５が挙げられる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２７９８１３号公報
【特許文献２】特開２００６−２３８３９８号公報
【特許文献３】特開２００７−７４１５３号公報
【特許文献４】特開２００４−２４０７１６号公報
【特許文献５】特開２００３−６７６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
リーダ／ライタやリーダ／ライタ機能（すなわち、搬送波を主体的に送信する機能）を有する通信装置（以下、単に「リーダ／ライタ」という。）と、ＩＣカードや携帯電話などの情報処理装置とは、例えば、１３．５６ＭＨｚなどの所定の周波数の磁界（以下、「搬送波」という。）を用いて通信を行っているため、通信距離が近ければ近い程磁界のエネルギーは大きくなり、通信の安定化が望める。しかしながら、実際には、リーダ／ライタと情報処理装置との通信距離が近い場合（すなわち、通信可能範囲内）であっても通信が行えないことがある。これは、リーダ／ライタが、情報処理装置における負荷変調の前後における状態変化を捉えられないことにより、情報処理装置から送信される応答信号を受信しているにも関わらず復調できない場合に生じうる。
【０００８】
ここで、通信距離を推定して同調させる周波数をシフトさせる従来の技術は、単に通信距離を推定してリーダ／ライタ側、あるいは情報処理装置側の同調周波数をシフトさせているに過ぎない。したがって、例えば、通信に用いるアンテナサイズや巻き数などによって通信が行えないポイントがずれた場合（すなわち、通信が行えないポイントが一定でない場合）には、通信距離を推定して同調させる周波数をシフトさせる従来の技術を用いたとしても通信の安定化は望めない。
【０００９】
また、変調成分の検出の困難性を判定し判定結果に応じて搬送波を弱める技術は、通信が行えないポイントを回避するために通信に用いる搬送波を意図的に弱めなければならず、通信の安定化は望めない。また、変調成分の検出の困難性を判定し判定結果に応じて搬送波を弱める技術は、補助アンテナを備えなければ通信が行えないポイントを回避することすら十分にできない。したがって、変調成分の検出の困難性を判定し判定結果に応じて搬送波を弱める技術を用いたとしても通信の安定化は望めない。
【００１０】
また、応答が受信されない時間の経過に応じて出力インピーダンスを切り替える従来の技術は、通信が行えないポイントを回避するために出力インピーダンスを単に切り替えているに過ぎない。したがって、切り替えた出力インピーダンスが通信に適した出力インピーダンスであるとは限らないことから、応答が受信されない時間の経過に応じて出力インピーダンスを切り替える従来の技術を用いたとしても通信の安定化は望めない。
【００１１】
さらに、至近距離での通信を可能とさせるためにアンテナの共振周波数を予め所定の値だけ低く設定する従来の技術は、単にアンテナの共振周波数を予め設定しているに過ぎないことから、例えば、アンテナサイズや巻き数などによって通信が行えないポイントがずれた場合（すなわち、通信が行えないポイントが一定でない場合）には、予め設定された共振周波数において通信が行えない場合が起こりうる。したがって、至近距離での通信を可能とさせるためにアンテナの共振周波数を予め所定の値だけ低く設定する従来の技術を用いたとしても通信の安定化は望めない。
【００１２】
したがって、従来のリーダ／ライタと情報処理装置との間における通信を安定化する技術は、上記通信可能範囲内において通信が行えない問題について解決を図ることができない。
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、搬送波を用いた非接触通信において、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生を防止することが可能な、新規かつ改良された送受信回路、情報処理装置、通信方法、およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、リーダ／ライタから送信された所定の周波数の搬送波を受信し、上記搬送波に応じた誘起電圧を発生させる通信アンテナと、上記誘起電圧を検出して検出信号を出力する搬送波検出部と、上記検出信号と入力電圧とが入力され、上記検出信号に基づいて、入力された入力電圧に応じた周波数の出力信号を出力する電圧制御発振部と、上記誘起電圧が検波された基準信号の位相と上記出力信号の位相との位相差を比較し、上記位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較部と、上記誘起電圧に基づいて復調された搬送波信号を処理し、上記位相差信号に基づいて、上記処理に応じた制御信号を出力するデータ処理部と、上記位相差信号の交流成分を取り除き、位相補償電圧を出力するループフィルタと、上記制御信号に応じて上記位相補償電圧が選択的に入力されて上記位相補償電圧を保持し、上記制御信号に応じて入力された上記位相補償電圧、または、保持した保持電圧を上記入力電圧として選択的に上記電圧制御発振部へ出力するレベル保持部と、上記制御信号に基づいて上記出力信号を選択的に上記通信アンテナへ出力し、上記通信アンテナからシンクロ搬送波を送信させる変調部とを備える送受信回路が提供される。
【００１５】
かかる構成により、搬送波を用いた非接触通信において、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生を防止することができる。
【００１６】
また、上記変調部は、上記制御信号に応じてオン／オフ動作する第１のスイッチを備え、上記レベル保持部は、上記制御信号に応じて、上記第１のスイッチがオンのときオフし上記第１のスイッチがオフのときオンして選択的に上記位相補償電圧を上記入力電圧として出力する第２のスイッチと、上記第２のスイッチから出力される上記位相補償電圧を保持し、上記第２のスイッチがオフのとき保持された上記保持電圧を上記入力電圧として出力するキャパシタとを備えてもよい。
【００１７】
かかる構成により、搬送波に基づく基準信号と周波数および位相が同期した出力信号を用いて変調を行うことができる。
【００１８】
また、上記データ処理部は、上記位相差信号が示す位相差が０のとき上記処理に応じた制御信号を出力してもよい。
【００１９】
かかる構成により、搬送波に基づく基準信号と周波数および位相が同期した出力信号を用いて変調を行うことができる。
【００２０】
また、上記制御信号に応じて上記変調部から選択的に出力される上記出力信号の位相を補正して上記通信アンテナへ伝達する位相補正部をさらに備えてもよい。
【００２１】
かかる構成により、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生をより確実に防止することができる。
【００２２】
また、上記位相補正部は、上記出力信号の位相を所定の量遅延させてもよい。
【００２３】
かかる構成により、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生をより確実に防止することができる。
【００２４】
また、上記制御信号に応じて上記変調部から選択的に出力される上記出力信号のゲインを増幅する増幅部をさらに備えてもよい。
【００２５】
かかる構成により、よりゲインの大きなシンクロ搬送波を送信させて通信が正常に行える可能性を高めることができる。
【００２６】
また、上記電圧制御発振部から出力される上記出力信号を分周する分周部をさらに備えてもよい。
【００２７】
かかる構成により、電圧制御発振部から出力される出力信号と搬送波の周波数が異なるため、シンクロの誤動作を回避しつつ、デューティ（Duty）を５０％に整えることができる。
【００２８】
また、上記誘起電圧を包絡線検波して上記基準信号を出力する検波部をさらに備えてもよい。
【００２９】
かかる構成により、誘起電圧に基づく基準信号を生成することができる。
【００３０】
また、上記誘起電圧を包絡線検波し、上記包絡線検波した信号を２値化して上記搬送波信号として出力する復調部をさらに備えてもよい。
【００３１】
かかる構成により、誘起電圧に基づいて搬送波信号を復調することができる。
【００３２】
また、上記目的を達成するために、本発明の第２の観点によれば、リーダ／ライタから送信された所定の周波数の搬送波を受信し、上記搬送波に応じた誘起電圧を発生させる通信アンテナと、上記誘起電圧を検出して検出信号を出力する搬送波検出部と、上記検出信号によって動作状態となり出力信号を発生させる電圧制御発振部と、上記誘起電圧により検出された基準信号と上記出力信号との位相差を比較し、上記位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較部と、上記位相差信号を平滑化し位相補償電圧を出力するループフィルタと、上記誘起電圧に基づいて復調された搬送波信号を処理し、上記位相差信号に基づいて、上記処理に応じた制御信号を出力するデータ処理部と、上記制御信号に応じて上記位相補償電圧が選択的に入力されて上記位相補償電圧を保持し、上記制御信号に応じて保持された上記位相補償電圧を入力電圧として上記電圧制御発振部へ出力するレベル保持部と、上記制信号に基づいて上記出力信号を選択的に上記通信アンテナへ出力し、上記通信アンテナからシンクロ搬送波を送信させる変調部とを備える情報処理装置が提供される。
【００３３】
かかる構成により、搬送波を用いた非接触通信において、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生を防止することができる。
【００３４】
また、上記情報処理装置は、携帯型通信装置であってもよい。
【００３５】
また、上記目的を達成するために、本発明の第３の観点によれば、リーダ／ライタと搬送波を用いた非接触通信を行う通信アンテナと、上記通信アンテナにおいて上記搬送波の受信に応じて発生した誘起電圧が検波された基準信号が入力され、上記基準信号と周波数および位相を同期させた出力信号を出力する位相同期部と、上記誘起電圧が復調された搬送波信号を処理し、上記位相同期部における上記同期に基づいて、上記処理に応じた制御信号を出力するデータ処理部と、上記制御信号に基づいて上記出力信号を選択的に上記通信アンテナへ出力し、上記通信アンテナからシンクロ搬送波を送信させる変調部とを備える情報処理装置に用いられる通信方法であって、上記搬送波の受信を検出するステップと、上記検出するステップの検出結果に応じて上記位相同期部における上記基準信号と上記出力信号との同期を行うステップと、上記検出するステップにおいて検出された上記搬送波に応じた上記搬送波信号を処理するステップと、上記位相同期部における上記基準信号と上記出力信号との位相の同期を判定するステップと、上記判定するステップの判定結果に基づいて、上記処理するステップの処理結果に応じた上記制御信号を出力するステップと、上記制御信号に応じて上記位相同期部から出力される出力信号の周波数および位相を一定に保つステップと、上記一定に保つステップにおいて周波数および位相が一定に保たれた出力信号を上記制御信号に応じて上記通信アンテナへ伝達し、シンクロ搬送波を送信するステップとを有する通信方法が提供される。
【００３６】
かかる方法を用いることにより、搬送波を用いた非接触通信において、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生を防止することができる。
【００３７】
また、上記目的を達成するために、本発明の第４の観点によれば、リーダ／ライタと搬送波を用いた非接触通信を行う通信アンテナと、上記通信アンテナにおいて上記搬送波の受信に応じて発生した誘起電圧が検波された基準信号が入力され、上記基準信号と周波数および位相を同期させた出力信号を出力する位相同期部と、上記誘起電圧が復調された搬送波信号を処理し、上記位相同期部における上記同期に基づいて、上記処理に応じた制御信号を出力するデータ処理部と、上記制御信号に基づいて上記出力信号を選択的に上記通信アンテナへ出力し、上記通信アンテナからシンクロ搬送波を送信させる変調部とを備える情報処理装置に用いることか可能なプログラムであって、上記搬送波の受信を検出するステップ、上記検出するステップの検出結果に応じて上記位相同期部における上記基準信号と上記出力信号との同期を行うステップ、上記検出するステップにおいて検出された上記搬送波に応じた上記搬送波信号を処理するステップ、上記位相同期部における上記基準信号と上記出力信号との位相の同期を判定するステップ、上記判定するステップの判定結果に基づいて、上記処理するステップの処理結果に応じた上記制御信号を出力するステップ、上記制御信号に応じて上記位相同期部から出力される出力信号の周波数および位相を一定に保つステップ、上記一定に保つステップにおいて周波数および位相が一定に保たれた出力信号を上記制御信号に応じて上記通信アンテナへ伝達し、シンクロ搬送波を送信するステップをコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。
【００３８】
かかるプログラムにより、搬送波を用いた非接触通信において、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生を防止することができる。
【００３９】
また、上記目的を達成するために、本発明の第５の観点によれば、リーダ／ライタから送信された所定の周波数の搬送波を受信し、上記搬送波に応じた誘起電圧を発生させる通信アンテナと、上記誘起電圧を検出して検出信号を出力する搬送波検出部と、上記検出信号と入力電圧とが入力され、上記検出信号に基づいて、入力された入力電圧に応じた周波数の出力信号を出力する電圧制御発振部と、上記誘起電圧が検波された基準信号の位相と上記出力信号の位相との位相差を比較し、上記位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較部と、上記誘起電圧に基づいて復調された搬送波信号を処理し、上記位相差信号に基づいて、上記処理に応じた制御信号を出力するデータ処理部と、上記位相差信号の交流成分を取り除き、位相補償電圧を出力するループフィルタと、上記制御信号に応じて上記位相補償電圧が選択的に入力されて上記位相補償電圧を保持し、上記制御信号に応じて入力された上記位相補償電圧、または、保持した保持電圧を上記入力電圧として選択的に上記電圧制御発振部へ出力するレベル保持部と、上記制御信号に基づいて上記出力信号を選択的に上記通信アンテナへ出力し、上記通信アンテナからシンクロ搬送波を送信させる変調部とを備える情報処理装置が提供される。
【００４０】
かかる構成により、搬送波を用いた非接触通信において、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、搬送波を用いた非接触通信において、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００４３】
（従来のリーダ／ライタと従来の情報処理装置からなる非接触通信システム）
本発明の実施形態に係る情報処理装置（本発明の実施形態に係る送受信回路を備えた情報処理装置）について説明を行う前に、まず、従来のリーダ／ライタと従来の情報処理装置との間における搬送波を用いた非接触通信について説明する。図１は、従来のリーダ／ライタと従来の情報処理装置からなる従来の非接触通信システムを示す説明図である。
【００４４】
図１を参照すると、従来の非接触通信システムは、搬送波を主体的に送信する従来のリーダ／ライタ１０と、搬送波を受信して応答を行う従来の情報処理装置５０とを有する。
【００４５】
[リーダ／ライタ１０]
リーダ／ライタ１０は、搬送波信号生成部１２と、搬送波送信部１４と、復調部１６と、制御部１８とを備える。また、リーダ／ライタ１０は、例えば、ＨｏｓｔＣｏｍｐｕｔｅｒ２０と接続され、ＨｏｓｔＣｏｍｐｕｔｅｒ２０からの送信命令に応じて搬送波信号を送信することができる。
【００４６】
搬送波信号生成部１２は、制御部１８からの搬送波信号生成命令を受け、搬送波信号生成命令に応じた搬送波信号を生成する。
【００４７】
搬送波送信部１４は、例えば、所定のインダクタンスをもつコイルＬ１０（インダクタ）と所定の静電容量をもつキャパシタＣ１０とからなる共振回路で構成され、搬送波信号生成部１２が生成した搬送波信号に応じた搬送波を送信する。また、搬送波送信部１４は、情報処理装置５０からの応答信号を所定の共振周波数で共振させて受信する。つまり、搬送波送信部１４は、リーダ／ライタ１０の通信アンテナとしての役目を果たす。
【００４８】
復調部１６は、例えば、搬送波送信部１４のアンテナ端における電圧の振幅変化を包絡線検波し、検波した信号を２値化することによって、情報処理装置５０からの応答信号を復調する。
【００４９】
制御部１８は、例えば、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などで構成され、復調部１６が復調したデータをＨｏｓｔＣｏｍｐｕｔｅｒ２０へ送信する、または、復調部１６が復調したデータに基づいて搬送波信号生成命令を生成するなど、様々な処理を行うことができる。
【００５０】
リーダ／ライタ１０は、例えば、上記のような構成によって、搬送波を送信し、情報処理装置５０からの応答信号を復調することができる。
【００５１】
[情報処理装置５０]
情報処理装置５０は、搬送波を受信し、負荷変調により応答信号を送信可能なＩＣチップ５２を備える。また、情報処理装置５０は、ＭＰＵなどで構成され情報処理装置５０全体を制御する制御部（図示せず）や、情報処理装置５０において用いられるアプリケーション、データなどを記憶可能な記憶部（図示せず）などを備えてもよい。
【００５２】
〔ＩＣチップ５２の構成〕
ＩＣチップ５２は、通信アンテナ５４と、検波部５６と、レギュレータ５８（Regulator）と、フィルタ部６０と、復調部６２と、データ処理部６４と、負荷変調部６６とを備える。また、ＩＣチップ５２は、データ処理部６４が使用するプログラムや演算パラメータなどの制御用データが記録されたＲＯＭ６８、データ処理部６４により実行されるプログラム、演算結果、実行状態などを一次記憶するＲＡＭ７０、データ処理部６４が処理するデータを記憶可能な記録媒体７２などを備えることができる。データ処理部６４と、ＲＯＭ６８、ＲＡＭ７０、記録媒体７２とは、例えば、データの伝送路としてのバス（bus）によって接続される。
【００５３】
通信アンテナ５４は、所定のインダクタンスをもつコイル（インダクタ）Ｌ１１と、所定の静電容量をもつキャパシタＣ１１とからなる共振回路で構成され、搬送波の受信に応じて電磁誘導により誘起電圧を生じさせる。そして、通信アンテナ５４は、所定の共振周波数で誘起電圧を共振させた受信電圧を出力する。ここで、通信アンテナ５４における共振周波数は、例えば、１３．５６ＭＨｚなど搬送波の周波数に合わせて設定される。通信アンテナ５４は、上記構成により、搬送波を受信し、また、負荷変調部６６において行われる負荷変調により送信される応答信号の送信を行うことができる。
【００５４】
検波部５６は、通信アンテナ５４から出力される受信電圧を整流する。ここで、検波部５６は、例えば、ダイオードＤ１０と、キャパシタＣ１２で構成される。
【００５５】
レギュレータ５８は、受信電圧を平滑、定電圧化し、データ処理部６４へ駆動電圧を出力する。ここで、レギュレータ５８は、受信電圧の直流成分を駆動電圧として用いる。
【００５６】
フィルタ部６０は、例えば、キャパシタＣ１３と抵抗Ｒ１０とからなるハイパス・フィルタ（High-Pass Filter）で構成され、受信電圧をフィルタリングする。
【００５７】
復調部６２は、フィルタ部６０から出力される受信電圧を用いて復調し、搬送波に含まれる搬送波信号に対応するデータを取り出す。ここで、復調部６２は、受信電圧の交流成分をデータとして取り出す。
【００５８】
データ処理部６４は、レギュレータ５８から出力される駆動電圧を電源とすることによって、復調部６２において復調されたデータの処理を行う。ここで、データ処理部６４は、例えば、ＭＰＵで構成される。
【００５９】
負荷変調部６６は、例えば、負荷ＺとトランジスタＴｒとを備え、例えば、データ処理部６４の処理結果に応じて負荷変調を行う。ここで、負荷変調部６６において負荷変調が行われることにより、リーダ／ライタ１０からみた情報処理装置５０のインピーダンスが変化する。リーダ／ライタ１０は、上記インピーダンスの変化を、例えば、搬送波送信部１４のアンテナ端における電圧の振幅変化を利用して検出することによって、情報処理装置５０がリーダ／ライタ１０へ送信した応答信号を受信することができる。
【００６０】
情報処理装置５０は、例えば、上記のような構成により、リーダ／ライタ１０から送信される搬送波に基づいてデータ処理などを行い、応答信号を返信する。
【００６１】
図１を参照して説明したように、従来の非接触通信システムでは、リーダ／ライタ１０が搬送波を送信し、また、リーダ／ライタ１０が、情報処理装置５０における負荷変調により生じる搬送波送信部１４のアンテナ端における電圧の振幅変化を包絡線検波することにより情報処理装置５０からの応答信号を復調する。したがって、従来の非接触通信システムでは、リーダ／ライタ１０と情報処理装置５０との間における搬送波を用いた非接触通信が成立する。
【００６２】
[従来の従来の非接触通信システムにおける問題]
しかしながら、従来のリーダ／ライタ１０では、上述したように通信可能範囲内において通信が行えない場合がある。そこで、次に、従来の非接触通信システムにおける問題について説明する。
【００６３】
図２は、従来の非接触通信システムにおける問題を説明するための第１の説明図である。図２は、情報処理装置５０において負荷変調が行われていない場合（負荷変調ＯＦＦ）および情報処理装置５０において負荷変調が行われた場合（負荷変調ＯＮ）それぞれの、リーダ／ライタ１０の通信アンテナ（搬送波送信部１４）における電圧の振幅を示している。また、図３は、従来の非接触通信システムにおける問題を説明するための第２の説明図であり、リーダ／ライタ１０における情報処理装置５０から送信された応答信号を復調した応答データの正答率を示している。
【００６４】
図２を参照すると、リーダ／ライタ１０の通信アンテナにおける電圧は、情報処理装置５０において負荷変調が行われていない場合（負荷変調ＯＦＦ）と、情報処理装置５０において負荷変調が行われた場合（負荷変調ＯＮ）とで変化することが分かる。これは、情報処理装置５０が負荷変調を行うことによってリーダ／ライタ１０が送信する磁界とは逆方向の反磁界が情報処理装置５０から発生（情報処理装置５０からの応答信号の送信）し、当該反磁界をリーダ／ライタ１０の通信アンテナが受けるためである。
【００６５】
従来のリーダ／ライタ１０は、上述したように、情報処理装置５０における負荷変調のＯＮ／ＯＦＦによって通信アンテナ（搬送波送信部１４）に生じる電圧の振幅変化を利用して受信した応答信号から応答データを復調する。しかしながら、図２のＡに示すように、情報処理装置５０における負荷変調のＯＦＦとＯＮとの前後でリーダ／ライタ１０の通信アンテナに生じる電圧が変化しない場合がある。ここで、リーダ／ライタ１０が送信する搬送波は、例えば、１３．５６ＭＨｚなど所定の周波数（以下、従来のリーダ／ライタ１０および本発明の実施形態に係るリーダ／ライタが出力する搬送波の所定周波数を「出力搬送波周波数」という。）ｆ０を有するが、様々な要因によって出力搬送波周波数で共振させられない（すなわち、出力搬送波周波数ｆ０と受信のための共振周波数ｆｃとがずれる）ことがある。なお、上記要因としては、例えば、リーダ／ライタ１０の通信アンテナ（搬送波送信部１４）および情報処理装置５０の通信アンテナ５４それぞれのアンテナサイズや巻き数、またリーダ／ライタ１０の通信アンテナ（搬送波送信部１４）および情報処理装置５０の通信アンテナ５４のアンテナ間距離による結合係数の変化などが挙げられる。
【００６６】
上記の場合には、リーダ／ライタ１０は、情報処理装置５０から送信される応答信号を受信しているにも関わらず、復調することができない。したがって、図３に示すように、情報処理装置５０とリーダ／ライタ１０との通信距離が近い場合であっても復調した応答データの正答率が極端に低くなる領域（以下、「通信不可領域」という。）が生まれてしまう。ここで、図３に示す距離ａは、情報処理装置５０とリーダ／ライタ１０との通信距離であり、当該距離ａにおいて図２のＡに示すような状態となっていることを示している。
【００６７】
図２、図３に示すように、従来のリーダ／ライタ１０は、情報処理装置５０から送信される応答信号を復調できない場合があるため、通信可能範囲内であっても通信不可領域が生じてしまう。したがって、従来の非接触通信システムは、通信不可領域を無くすことはできず、リーダ／ライタ１０と情報処理装置５０との通信を安定化することはできない。
【００６８】
（本発明の実施形態に係る問題解決アプローチ）
上記のように、従来の非接触通信システムでは、通信不可領域が生じることによって、ユーザがリーダ／ライタにＩＣカードや非接触ＩＣチップを搭載した携帯電話などの情報処理装置をかざしても（情報処理装置をリーダ／ライタの通信範囲内に位置づけても）、通信が行われない場合がある。上記の場合には、ユーザは再度リーダ／ライタへ情報処理装置をかざす動作を行わなければならない。したがって、従来の非接触通信システムは、ユーザに過度の負担を課していた。
【００６９】
そこで、本発明の実施形態に係る非接触通信システムでは、通信不可領域の発生を防止して通信を安定化させる。これにより、本発明の実施形態に係る非接触通信システムは、従来の非接触通信システムがユーザに課している上記のよう負担を取り除くことができる。
【００７０】
[問題解決アプローチ]
本発明の実施形態に係る非接触通信システムは、通信不可領域の発生を防止するために、リーダ／ライタから送信される搬送波を受信し、搬送波の受信に応じて応答を行う情報処理装置が対応を行う。より具体的には、本発明の実施形態に係る情報処理装置は、従来の情報処理装置５０が負荷変調により応答を行っていたのに対して、リーダ／ライタが送信する搬送波にシンクロナイズ（synchronize）させたシンクロ搬送波を自ら送信することによって、リーダ／ライタに対する応答を行う。なお、本発明の実施形態に係る情報処理装置は、リーダ／ライタが送信する搬送波と位相をずらしたシンクロ搬送波を送信することもできる。
【００７１】
本発明の実施形態に係る情報処理装置は、以下の（１）〜（３）の処理により、シンクロ搬送波をリーダ／ライタに送信して応答を行う。
（１）搬送波の受信
（２）搬送波に基づく基準信号（後述する）と周波数および位相を同期させた出力信号の生成
（３）出力信号に基づくシンクロ搬送波を選択的に送信（応答信号の送信）
【００７２】
図４は、本発明の実施形態に係る問題解決アプローチの効果を説明するための説明図である。図４は、図２と同様に、情報処理装置において負荷変調が行われていない場合（負荷変調ＯＦＦ）および情報処理装置において負荷変調が行われた場合（負荷変調ＯＮ）それぞれの、リーダ／ライタの通信アンテナにおける電圧の振幅を示している。
【００７３】
図４を参照すると、リーダ／ライタの通信アンテナにおける電圧は、情報処理装置において変調が行われていない場合（変調ＯＦＦ）と、情報処理装置において変調が行われた場合（変調ＯＮ）とで変化することが分かる。ここで、本発明の実施形態に係る情報処理装置はシンクロ搬送波を送信することによって応答信号の送信を行うので、本発明の実施形態に係るリーダ／ライタのアンテナ端の電圧は、変調ＯＦＦの場合の波形が上方、あるいは下方にスライドした波形を示す。ここで、図４に示すように、本発明の実施形態に係るリーダ／ライタでは、情報処理装置における変調のＯＦＦとＯＮとの前後でリーダ／ライタの通信アンテナに生じる電圧が変化しない場合（すなわち、図２の点Ａ）は生じない。つまり、本発明の実施形態に係る非接触通信システムでは、通信不可領域が発生しない。
【００７４】
したがって、本発明の実施形態に係る非接触通信システムは、情報処理装置がシンクロ搬送波を選択的に送信することにより、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生を防止し、リーダ／ライタと情報処理装置との通信を安定化させることができる。
【００７５】
（本発明の実施形態に係る非接触通信システム）
以下、本発明の実施形態に係る非接触通信システムについて、より詳細に説明する。図５は、本発明の実施形態に係る非接触通信システムを示す説明図である。
【００７６】
[リーダ／ライタ１００]
リーダ／ライタ１００は、搬送波信号生成部１０２と、搬送波送信部１０４と、復調部１０６と、制御部１０８とを備える。また、リーダ／ライタ１００は、例えば、ＨｏｓｔＣｏｍｐｕｔｅｒ１２０と接続され、ＨｏｓｔＣｏｍｐｕｔｅｒ１２０からの送信命令に応じて搬送波信号を送信することができる。
【００７７】
また、リーダ／ライタ１００は、制御部１０８が使用するプログラムや演算パラメータなどの制御用データが記録されたＲＯＭ（Read Only Memory；図示せず）、制御部１０８により実行されるプログラムなどを一次記憶するＲＡＭ（Random Access Memory；図示せず）、制御部１０８における演算結果や実行状態を保持するレジスタ（register；図示せず）、通信を暗号化するための暗号化回路（図示せず）、リーダ／ライタ１００において用いられるアプリケーション、データなどを記憶可能な記憶部（図示せず）、ＨｏｓｔＣｏｍｐｕｔｅｒ１２０や他の回路などと接続するためのインタフェース（図示せず）などを備えてもよい。リーダ／ライタ１００は、例えば、データの伝送路としてのバス（bus）により各構成要素間を接続する。
【００７８】
ここで、記憶部（図示せず）としては、例えば、ハードディスク（Hard Disk）などの磁気記録媒体や、フラッシュメモリ（flash memory）などの不揮発性メモリ（nonvolatile memory）が挙げられるが、上記に限られない。また、インタフェースとしては、例えば、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）や、ネットワーク端子などが挙げられるが、上記に限られない
【００７９】
搬送波信号生成部１０２は、制御部１０８からの搬送波信号生成命令を受け、搬送波信号生成命令に応じた搬送波信号を生成する。ここで、図５では、搬送波信号生成部１０２として交流電源が示されているが、本発明の実施形態に係る搬送波信号生成部１０２は、上記に限られず、例えば、ＡＳＫ変調（Amplitude Shift Keying）する変調回路（図示せず）と、変調回路の出力を増幅する増幅回路（図示せず）で構成することができる。なお、搬送波信号生成部１０２が生成する搬送波信号には、例えば、情報処理装置１５０に対する各種処理命令や処理するデータを含めることができるが、上記に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る搬送波信号は、情報処理装置１５０に対して電力供給を行う搬送波を搬送波送信部１０４に発生させるための信号であってもよい（すなわち、この場合には、リーダ／ライタ１００は、送電装置として機能する。）。
【００８０】
搬送波送信部１０４は、例えば、所定のインダクタンスをもつコイルＬ０（インダクタ）と所定の静電容量をもつキャパシタＣ０とからなる共振回路で構成され、搬送波信号生成部１０２が生成した搬送波信号に応じた搬送波を送信する。また、搬送波送信部１０４は、情報処理装置１５０からの応答信号を所定の共振周波数で共振させて受信する。つまり、搬送波送信部１０４は、リーダ／ライタ１００の通信アンテナとしての役目を果たす。
【００８１】
復調部１０６は、例えば、搬送波送信部１０４のアンテナ端における電圧の振幅変化を包絡線検波し、検波した信号を２値化することによって、情報処理装置１５０からの応答信号を復調する。なお、復調部１０６における応答信号の復調手段は、上記に限られず、例えば、搬送波送信部１０４のアンテナ端における電圧の位相変化を用いて応答信号を復調することもできる。
【００８２】
制御部１０８は、例えば、ＭＰＵなどで構成され、復調部１０６が復調したデータをＨｏｓｔＣｏｍｐｕｔｅｒ１２０へ送信する、または、復調部１０６が復調したデータに基づいて搬送波信号生成命令を生成するなど、様々な処理を行うことができる。
【００８３】
リーダ／ライタ１００は、例えば、上記のような構成によって、搬送波を送信し、また、情報処理装置１５０から送信されたシンクロ搬送波を受信して応答信号を復調することができる。
【００８４】
[情報処理装置１５０]
次に情報処理装置１５０について説明する。上述したように、本発明の実施形態に係る情報処理装置は、シンクロ搬送波を自ら送信することによって、応答信号の送信を行う。そこで、以下では、リーダ／ライタ１００から送信された搬送波を受信し、シンクロ搬送波を送信する送受信回路を備えた情報処理装置を示す。なお、図５では、情報処理装置１５０の送受信回路を構成する各構成要素がＩＣチップの形態で実現されること、すなわち情報処理装置１５０が送受信回路を構成する各構成要素を集積回路で実現した形態であることを示していないが、本発明の実施形態に係る情報処理装置が、送受信回路を構成する各構成要素をＩＣチップの形態で実現することができることは、言うまでもない。
【００８５】
図５を参照すると、情報処理装置１５０は、通信アンテナ１５２と、検波回路１５４と、搬送波検出回路１５６と、復調回路１５８と、ＰＬＬ回路１６０（Phase-Locked Loop Circuit；位相同期回路）と、データ処理回路１６２と、変調回路１６４と、位相補正回路１６６と、増幅回路１６８と、バッテリー１７０とを備える。
【００８６】
ここで、図５では、情報処理装置１５０が備える電源としてバッテリー１７０を備える構成を示しているが、本発明の実施形態に係る情報処理装置は、バッテリー１７０を備える構成に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る情報処理装置は、上述した図１に示すレギュレータ５８と同様のレギュレータ（図示せず）検波回路１５４の後段に備え、搬送波の受信に応じて通信アンテナに発生する誘起電圧（または、後述する受信電圧）の直流成分を駆動電圧として用いることによって、情報処理装置の各構成要素に電力を供給することができる。なお、本発明の実施形態に係る情報処理装置が、バッテリー（第１の電源）と、レギュレータ（第２の電源）との双方を備え、各構成要素に対して選択的に電力を供給することもできる。例えば、より大きな電力を消費する構成要素（例えば、増幅回路など）にはバッテリーから電力を供給し、その他の構成要素（例えば、データ処理回路など）にはレギュレータから電力を供給してもよい。ただし、本発明の基本的な概念であるカード側の返信による通信不具合の改善では、従来のようにカード側のインピーダンスの変化による返信ではなく、「エネルギー」の返信によるため、基本的にはバッテリー等の電源を備えた場合を基本構成とする。
【００８７】
また、情報処理装置１５０は、ＭＰＵなどで構成され情報処理装置１５０全体を制御する制御部（図示せず）や、制御部が使用するプログラムや演算パラメータなどの制御用データが記録されたＲＯＭ（図示せず）、制御部により実行されるプログラムなどを一次記憶するＲＡＭ（図示せず）、制御部における演算結果や実行状態を保持するレジスタ（図示せず）、情報処理装置１５０において用いられるアプリケーション、データなどを記憶可能な記憶部（図示せず）、他の装置などと接続するためのインタフェース（図示せず）などを備えてもよい。情報処理装置１５０は、例えば、データの伝送路としてのバスによりデータ処理回路１６２と上記各構成要素間、および上記各構成要素間を接続することができる。なお、データ処理回路１６２は、上記制御部（図示せず）として機能することもできる。
【００８８】
ここで、記憶部（図示せず）としては、例えば、ハードディスクなどの磁気記録媒体や、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）、ＰＲＡＭ(Phase change Random Access Memory)などの不揮発性メモリが挙げられるが、上記に限られない。また、インタフェースとしては、例えば、ＵＡＲＴや、ネットワーク端子などが挙げられるが、上記に限られない
【００８９】
通信アンテナ１５２は、所定のインダクタンスをもつコイル（インダクタ）Ｌ１と、所定の静電容量をもつキャパシタＣ１とからなる共振回路で構成され、搬送波の受信に応じて電磁誘導により誘起電圧を生じさせる。そして、通信アンテナ１５２は、所定の共振周波数で誘起電圧を共振させた受信電圧を出力する。ここで、通信アンテナ１５２における共振周波数は、例えば、１３．５６ＭＨｚなど搬送波の周波数に合わせて設定することができる。なお、本発明の実施形態に係る通信アンテナが、キャパシタＣ１を備えない構成、すなわち、通信アンテナが共振回路で構成されない構成とすることができることは、言うまでもない。上記の場合には、通信アンテナからは搬送波の受信に応じて生じた誘起電圧が出力されることとなる。
【００９０】
また、通信アンテナ１５２は、増幅回路１６８から出力される出力信号に応じてシンクロ搬送波を送信する送信アンテナとしても機能する。上記出力信号については、後述する。
【００９１】
検波回路１５４は、通信アンテナ１５２から出力される受信電圧を整流（検波）し、リーダ／ライタ１００から送信された搬送波に基づく基準信号をＰＬＬ回路１６０へ出力する。ここで、上記基準信号とは、後述するＰＬＬ回路１６０が出力する出力信号の周波数および位相の基準となる信号である。また、検波回路１５４は、例えば、ダイオードと、キャパシタで構成することができるが、上記に限られない。また、検波回路１５４は、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）を備えて、所定のゲインレベルの基準信号を出力することもできる。
【００９２】
搬送波検出回路１５６は、通信アンテナ１５２から出力される受信電圧を検出し、受信電圧が検出されると検出信号をＰＬＬ回路１６０へ出力する。ここで、搬送波検出回路１５６は、例えば、１３．５６ＭＨｚなど特定の周波数帯域の信号のみを通過させ、その他の帯域の信号を減衰させるバンドパス・フィルタ（Band-Pass Filter）で構成することができるが、上記に限られない。
【００９３】
復調回路１５８は、通信アンテナ１５２から出力される受信電圧を包絡線検波し、検波した信号を２値化することにより、リーダ／ライタ１００から搬送波を用いて送信された搬送波信号を復調する。
【００９４】
ＰＬＬ回路１６０は、検波回路１５４から出力される基準信号と周波数および位相が同一の出力信号を変調回路１６４へ出力する。ここで、ＰＬＬ回路１６０は、フィードバック制御によって基準信号と周波数および位相が同一の出力信号を出力することができる。以下では、出力信号の周波数および位相が、基準信号の周波数および位相と一致したことを、ＰＬＬが「ロック（同期）」したという。
【００９５】
また、ＰＬＬ回路１６０は、フィードバック制御によりＰＬＬがロックした場合には、出力信号をホールドして出力する。ここで、出力信号のホールドとは、外因などによってロック後に基準信号が変化した場合であっても、当該基準信号に依存せずにロック状態の出力信号を出力することをいう。本発明の実施形態に係るＰＬＬ回路１６０は、いわゆる一般的なＰＬＬ回路とは異なり、フィードバック制御を選択的に行うことによって、出力信号をホールドして出力することができる。
【００９６】
ＰＬＬ回路１６０は、ＰＬＬがロックしたことを示すＰＬＬロック検出信号をＰＬＬのロックに応じてデータ処理回路１６２へ送信し、また、データ処理回路１６２から出力される制御信号（後述する）に応じて、出力信号をホールドする。したがって、ＰＬＬ回路１６０における出力信号のホールドは、データ処理回路１６２により制御される。
【００９７】
〔ＰＬＬ回路１６０の構成〕
ここで、本発明の実施形態に係るＰＬＬ回路１６０の構成について説明する。ＰＬＬ回路１６０は、電圧制御発振回路１８０（Voltage Controlled Oscillator。以下「ＶＣＯ」とよぶ場合もある。）と、分周回路１８２と、位相比較回路１８４と、ループフィルタ１８６と、レベル保持回路１８８とを備える。
【００９８】
電圧制御発振回路１８０は、入力された入力電圧に応じた周波数の出力信号を出力する。また、電圧制御発振回路１８０には、搬送波検出回路１５６から出力される検出信号が入力され、当該検出信号が入力された場合に選択的に出力信号を出力することができる。ここで、電圧制御発振回路１８０は、例えば、バリキャップを備えて構成することができるが、上記に限られない。
【００９９】
分周回路１８２は、電圧制御発振回路１８０から出力される出力信号を２分周する。なお、本発明の実施形態に係る分周回路における分周が２分周に限られないことは、言うまでもない。
【０１００】
また、図５では、情報処理装置１５０が分周回路１８２を備える構成を示しているが、本発明の実施形態は、上記に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る情報処理装置は、分周回路１８２を備えない構成とすることもできる。ここで、分周回路１８２は、例えば、搬送波の回路への飛びつきが発生することによるＰＬＬ回路の誤動作（シンクロ誤動作）を防止するものである。また、分周回路１８２は、電圧制御発振回路１８０から出力される出力信号と、検波回路１５４から出力される基準信号とのデューティの差を小さくし、より確実に位相差を判定する役目を果たすこともできる。
【０１０１】
位相比較回路１８４は、検波回路１５４から出力される基準信号の位相と、分周回路１８２から出力される分周された出力信号の位相との位相差に応じた位相差信号をループフィルタ１８６およびデータ処理回路１６２へ出力する。以下では、分周回路１８２から出力された分周された出力信号を、電圧制御発振回路１８０から出力される出力信号と特に区別せずに「出力信号」という。また、以下では、データ処理回路１６２に出力される位相差信号を「ＰＬＬロック検出信号」という。ここで、位相比較回路１８４は、基準信号と出力信号との位相差に応じたＰＬＬロック検出信号を出力するので、データ処理回路１６２は、ＰＬＬロック検出信号を用いることによってＰＬＬがロック状態にあるのか否かを判定することができる。位相比較回路１８４は、例えば、ＥｘＯＲなどを用いて構成することができるが、上記に限られない。
【０１０２】
ループフィルタ１８６は、位相比較回路１８４から出力される位相差信号の交流成分を取り除くことによって位相補償電圧を出力する。ＰＬＬ回路１６０は、ループフィルタ１８６を備えることによって、フィードバック制御における位相補償を行うことができる。ここで、ループフィルタ１８６は、例えば、遮断周波数以下の周波数の信号だけを通過させ、遮断周波数より大きな周波数の信号を減衰させるローパス・フィルタ（Low-Pass Filter）で構成することができるが、上記に限られない。
【０１０３】
レベル保持回路１８８は、レベル保持スイッチ１９０（第２のスイッチ）と、所定の静電容量をもつキャパシタＣ２とを備える。なお、レベル保持回路１８８は、レベルさえ保持できれば上記に限られず、例えば、「Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ変換回路」とそのディジタルの値を記憶する「メモリ（メモリ装置）」であってもよい。
【０１０４】
レベル保持スイッチ１９０は、データ処理回路１６２から出力される制御信号に応じてオン／オフ動作し、選択的に位相補償電圧を取り込む。ここで、レベル保持スイッチ１９０のオン／オフ動作は、後述する変調回路１６４におけるオン／オフ動作と逆の動作となる。すなわち、変調回路１６４がオンのときレベル保持スイッチ１９０はオフとなり、また変調回路１６４がオフのときレベル保持スイッチ１９０はオンとなる。レベル保持スイッチ１９０は、例えば、制御電極に制御信号が印加されるｐＭＯＳトランジスタで構成することができるが、上記に限られず、ｎＭＯＳトランジスタで構成することもできる。
【０１０５】
また、キャパシタＣ２は、レベル保持スイッチ１９０から出力される位相補償電圧を保持する。以下、キャパシタＣ２に保持された位相補償電圧を「保持電圧」という。
【０１０６】
また、レベル保持回路１８８は、制御信号に応じて、ループフィルタ１８６から出力される位相補償電圧、またはキャパシタＣ２に保持された保持電圧を、電圧制御発振回路１８０に入力される入力電圧として選択的に出力する。
【０１０７】
ここで、本発明の実施形態に係る制御信号、レベル保持スイッチ１９０の動作、および出力される入力電圧の関係の一例を示す。なお、以下では、レベル保持スイッチ１９０がｐＭＯＳトランジスタで構成されているものとして説明する。
【０１０８】
〔ｉ〕制御信号がローレベル（Low）のとき
制御信号がローレベルのときには、レベル保持スイッチ１９０はオンとなる。したがって、レベル保持回路１８８にはループフィルタ１８６から出力される位相補償電圧が入力され、レベル保持回路１８８からは位相補償電圧が出力される。またキャパシタＣ２は入力された位相補償電圧を保持する。
【０１０９】
〔ｉｉ〕制御信号がハイレベル（High）のとき
制御信号がハイレベルのときには、レベル保持スイッチ１９０はオフとなる。したがって、レベル保持回路１８８にはループフィルタ１８６から出力される位相補償電圧は入力されず、キャパシタＣ２に保持された保持電圧が出力される。したがって、保持電圧が入力された電圧制御発振回路１８０は、当該保持電圧と周波数が同一の出力信号を出力するので、出力信号がホールドされることとなる。
【０１１０】
レベル保持回路１８８は、上記のように制御信号に応じて、ループフィルタ１８６から出力される位相補償電圧、またはキャパシタＣ２に保持された保持電圧を電圧制御発振回路１８０へ出力することができる。
【０１１１】
また、レベル保持回路１８８が、上記「Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ変換回路」とそのディジタルの値を記憶する「メモリ（メモリ装置）」で構成されている場合には、例えば、その都度、新しいディジタルの値を使用するのか、「メモリ（メモリ装置）」に記憶した値を用いるのかによって、上記ｐＭＯＳトランジスタ（あるいは、ｎＭＯＳトランジスタ）およびキャパシタＣ２と同様の役目を果たすことができる。なお、レベル保持回路１８８が、上記「Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ変換回路」とそのディジタルの値を記憶する「メモリ（メモリ装置）」で構成されている場合の動作が上記に限られないことは、言うまでもない。
【０１１２】
ＰＬＬ回路１６０は、上述した電圧制御発振回路１８０、分周回路１８２、位相比較回路１８４、ループフィルタ１８６、レベル保持回路１８８とを備えることにより、検波回路１５４から出力される基準信号と周波数および位相が同一の出力信号をホールドして変調回路１６４へ出力することができる。
【０１１３】
データ処理回路１６２は、復調回路１５８において復調された搬送波信号のデータ処理を行う。ここで、データ処理回路１６２は、例えば、ＭＰＵで構成することができる。
【０１１４】
また、データ処理回路１６２には位相比較回路１８４から送信されるＰＬＬロック検出信号が入力され、ＰＬＬロック検出信号がＰＬＬがロックされたことを示す場合（ＰＬＬロック検出信号が示す位相差が０（ゼロ）のとき）には、データ処理の結果に応じた制御信号を出力する。ここで、データ処理回路１６２が出力する制御信号は、ＰＬＬ回路１６０のレベル保持スイッチ１９０と、変調回路１６４とに入力され、ＰＬＬ回路１６０のレベル保持スイッチ１９０のスイッチ動作、および後述する変調回路１６４における変調の制御に用いられる。したがって、データ処理回路１６２は、制御信号を出力することにより、ＰＬＬ回路１６０から出力される出力信号（電圧制御発振回路１８０から出力される出力信号）をホールドさせ、また、ホールドした出力信号を用いた変調を制御することができる。
【０１１５】
変調回路１６４には、データ処理回路１６２から出力される制御信号、およびＰＬＬ回路１６０から出力される出力信号が入力され、制御信号に応じて選択的に出力信号を位相補正回路１６６へ出力する。変調回路１６４は、例えば、スイッチ（第１のスイッチ）で構成され、制御信号に応じてオン／オフ動作する。ここで、変調回路１６４におけるオン／オフ動作は、レベル保持スイッチ１９０におけるオン／オフ動作と逆の動作となる。なお、変調回路１６４は、例えば、制御電極に制御信号が印加されるｎＭＯＳトランジスタで構成されることに限られず、例えば、ｐＭＯＳトランジスタで構成することもできることは、言うまでもない。
【０１１６】
位相補正回路１６６は、変調回路１６４から制御信号に応じて選択的に出力される出力信号の位相を補正する。ここで、情報処理装置１５０が出力信号の位相を補正する意義について説明する。
【０１１７】
上述したように情報処理装置１５０は、ＰＬＬ回路１６０を備え、リーダ／ライタ１００から送信される搬送波に基づく基準信号と周波数および位相を同期させた出力信号を送信する。そして、情報処理装置１５０は、出力信号に基づいてシンクロ搬送波を送信させることにより、応答信号の送信を行う。しかしながら、情報処理装置１５０では、例えば、配線などによる出力信号の遅延などによって、通信アンテナ１５２に伝達されるシンクロ搬送波送信のための信号の位相と、ＰＬＬ回路１６０から出力された出力信号の位相とがずれる場合が起こりうる。
【０１１８】
ここで、通信アンテナ１５２に伝達されるシンクロ搬送波送信のための信号の位相と、ＰＬＬ回路１６０から出力された出力信号の位相とにずれが生じた場合における問題について説明する。
【０１１９】
図６は、本発明の実施形態に係るシンクロ搬送波送信のための信号の位相と出力信号の位相とにずれが生じた場合における問題を説明するための説明図である。図６（ａ）〜図６（ｄ）は、リーダ／ライタ１００から送信される搬送波と、情報処理装置１５０から送信されるシンクロ搬送波と、搬送波およびシンクロ搬送波の合成波とをそれぞれベクトル表現で表した説明図である。また、図６に示す合成波は、リーダ／ライタ１００の復調部１０６内にある信号検波回路で検出された合成波を示している。情報処理装置１５０がシンクロ搬送波の送信のタイミングをコントロールすることによって、リーダ／ライタ１００は図６に示す合成波を得ることができる。以下、図６を用いてシンクロ搬送波送信のための信号の位相と出力信号の位相とにずれが生じた場合における問題について説明するが、当該問題は、一般的な信号検波回路を備える多様なリーダ／ライタにおいて同様に生じうる。また、以下では、搬送波とシンクロ搬送波との位相差を「θ」で表している。
【０１２０】
（１）図６（ａ）：通信可能な状態の第１の例
図６（ａ）を参照すると、θが０°＜θ＜９０°のとき、搬送波と合成波との間でレベルの違いが生じていることが分かる。このレベルの違いが、リーダ／ライタ１００では情報処理装置１５０からの応答信号の送信と捉えられ、リーダ／ライタ１００は、ＡＳＫ変調によって応答信号を復調することができる。したがって、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０との間の通信は正常に行われる。
【０１２１】
（２）図６（ｂ）：通信可能な状態の第２の例
図６（ａ）を参照すると、θが１８０°＜θ＜２７０°のとき、図６（ａ）と同様に搬送波と合成波との間でレベルの違いが生じていることが分かる。したがって、図６（ｂ）の場合にも、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０との間の通信は正常に行われる。
【０１２２】
（３）図６（ｃ）：通信不能な状態の第１の例
図６（ｃ）を参照すると、θが９０°＜θ＜１８０°で、かつシンクロ搬送波が小さい場合（すなわち、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０との通信距離が長い場合）には、搬送波と合成波との間でレベルの違いが生じていないことが分かる。このとき、リーダ／ライタ１００は、情報処理装置１５０からの応答信号を検出することはできないので、ＡＳＫ変調によって応答信号を復調することができない。したがって、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０とは正常に通信を行うことができない。
【０１２３】
（４）図６（ｄ）：通信不能な状態の第２の例
図６（ｄ）を参照すると、θがθ＝１８０°で、かつシンクロ搬送波が大きい場合（すなわち、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０との通信距離が短い場合）には、搬送波と合成波との間でレベルの違いが生じていないことが分かる。このとき、リーダ／ライタ１００は、図６（ｃ）と同様に、情報処理装置１５０からの応答信号を検出することはできない。したがって、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０とは正常に通信を行うことができない。
【０１２４】
図６に示すように、搬送波とシンクロ搬送波との位相差、およびリーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０との通信距離が所定の場合には、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０とが通信を行うことができない場合が起こりうる。すなわち、上記の場合には、通信不可領域が生じることとなる。
【０１２５】
したがって、情報処理装置１５０においてシンクロ搬送波送信のための信号の位相と、ＰＬＬ回路１６０から出力された出力信号の位相とに意図せぬずれが生じた場合には、上記のようにリーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０とが通信を行うことができない可能性がある。
【０１２６】
そこで、本発明の実施形態に係る情報処理装置１５０は、配線などによる意図せぬずれが生じたとしても通信不可領域を生じさせないようにするために位相補正回路１６６を備える。より具体的には、位相補正回路１６６は、出力信号の位相を意図的に遅らせることによって、通信不可領域が生じない位相へと出力信号の位相を補正する。
【０１２７】
ここで、通信不可領域が生じうる搬送波とシンクロ搬送波との関係を示す。図７は、通信不可領域が生じうる搬送波とシンクロ搬送波との関係を示す説明図である。ここで、図７は、図６（ｃ）、図６（ｄ）に示すように搬送波と合成波との間でレベルの違いが生じない場合における、搬送波とシンクロ搬送波との間の位相差の関係を示した図である。
【０１２８】
図７に示すように、搬送波とシンクロ搬送波との間の位相差θが、９０°≦θ≦２７０°となるとき、搬送波と合成波との間でレベルの違いが生じないことが分かる。つまり、上記の場合には、通信不可領域が生じる可能性がある。また、逆に言えば、搬送波とシンクロ搬送波との間の位相差θが、−９０°＜θ＜９０°のときには、搬送波と合成波との間でレベルの違いが生じることから、通信不可領域は生じないこととなる。
【０１２９】
したがって、本発明の実施形態に係る位相補正回路１６６は、搬送波とシンクロ搬送波との間の位相差θが−９０°＜θ＜９０°の範囲内となるように、入力された出力信号の位相を遅延量分遅延させる。ここで、位相補正回路１６６が出力信号の位相を遅延させる上記遅延量は、位相補正回路を備えない場合におけるＰＬＬ回路１６０から出力された出力信号の位相と、通信アンテナ１５２に伝達されるシンクロ搬送波送信のための信号の位相差とを予め測定することによって、決定することができる。また、位相補正回路１６６としては、例えば、積分回路を用いることが挙げられるが、上記に限られない。
【０１３０】
増幅回路１６８は、位相補正回路１６６から出力された位相が補正された出力信号を増幅して通信アンテナ１５２へ出力する。情報処理装置１５０が送受信回路の構成要素として増幅回路１６８を備えることにより、よりゲインの大きなシンクロ搬送波を送信させて通信が正常に行える可能性を高めることができる。
【０１３１】
また、増幅回路１６８と通信アンテナ１５２との間には、ダイオードＤ１とキャパシタＣ３とが備えられ、増幅回路１６８から出力される増幅された出力信号を整流して通信アンテナ１５２へ伝達する。通信アンテナ１５２に出力信号（増幅回路１６８から出力される増幅された出力信号）が入力されることによって、通信アンテナ１５２からはシンクロ搬送波が送信される。
【０１３２】
バッテリー１７０は、情報処理装置１５０の送受信回路を構成する各構成要素や、情報処理装置１５０のその他の構成要素（例えば、記憶部（図示せず）など）に電力を供給する。なお、図５では、バッテリー１７０がデータ処理回路１６２、増幅回路１６８、および電圧制御発振回路１８０に電力を供給している構成を示しているが、本発明の実施形態に係る情報処理装置の構成が上記に限られないことは、言うまでもない。また、上述したように、本発明の実施形態に係る情報処理装置は、レギュレータ（図示せず）を備え、リーダ／ライタ１００から送信される搬送波から電力を得て各構成要素に供給することもできる。
【０１３３】
情報処理装置１５０は、例えば、図５に示す構成の送受信回路を備えることによって、リーダ／ライタ１００から送信される搬送波を受信（搬送波信号の受信）し、シンクロ搬送波を自ら送信することによって返信（応答信号の送信）を行うことができる。
【０１３４】
[通信方法]
ここで、本発明の実施形態に係る通信方法について説明する。図８は、本発明の実施形態に係る通信方法の一例を示す流れ図である。ここで、図８は、情報処理装置１５０における通信方法を示している。
【０１３５】
情報処理装置１５０は、搬送波が検出されたか否かを検出する（Ｓ１００）。ステップＳ１００における処理は、通信アンテナ１５２において搬送波の受信に応じて発生した誘起電圧に基づいて、検波回路１５４、搬送波検出回路１５６、復調回路１５８が行うことができる。
【０１３６】
ステップＳ１００において搬送波が検出されると、情報処理装置１５０は、搬送波信号を復調し、搬送波信号をデータ処理する（Ｓ１０２）。ここで、ステップＳ１０２における復調は、復調回路１５８が行い、またデータ処理は、データ処理回路１６２が行うことができる。
【０１３７】
また、ステップＳ１００において搬送波が検出されると、情報処理装置１５０は、ＰＬＬ（Phase-Locked Loop）を起動する（Ｓ１０４）。ステップＳ１０４におけるＰＬＬの起動は、例えば、搬送波検出回路１５６から出力される検出信号がＰＬＬ回路１６０を構成する電圧制御発振回路１８０に伝達されることによって、電圧制御発振回路１８０から出力信号が出力されることにより行われる。
【０１３８】
ステップＳ１０４においてＰＬＬが起動されると、情報処理装置１５０は、ＰＬＬがロックしたか否かを判定する（Ｓ１０６）。ステップＳ１０６においてＰＬＬがロックしたと判定されない場合には、ＰＬＬがロックされたと判定されるまで処理を進めない。ここで、ステップＳ１０６の処理は、ＰＬＬ回路１６０から伝達されるＰＬＬロック検出信号に基づいて、データ処理回路１６２が行うことができる。
【０１３９】
ステップＳ１０６においてＰＬＬがロックされたと判定された場合には、情報処理装置１５０は、変調するタイミングであるか否かを判定する（Ｓ１０８）。ステップＳ１０８の処理は、ステップＳ１０２におけるデータ処理の結果に基づいて、データ処理回路１６２が行うことができる。なお、図８では、ステップＳ１０２の後にステップＳ１０４、Ｓ１０６を行う例を示しているが、本発明の実施形態に係る通信方法は、上記に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る通信方法は、ステップＳ１０２と、ステップＳ１０４、Ｓ１０６との処理を平行して行うことができる。
【０１４０】
ステップＳ１０８において変調するタイミングではないと判定された場合には、情報処理装置１５０は、搬送波が検出されたか否かを判定する（Ｓ１１０）。ステップＳ１１０において搬送波が検出されたと判定された場合には、再度ステップＳ１０８の処理を行い、また、ステップＳ１１０において搬送波が検出されたと判定されない場合には、再度ステップＳ１００から処理を行う。
【０１４１】
また、ステップＳ１０８において変調するタイミングであると判定された場合には、情報処理装置１５０は、レベル保持スイッチ１９０をＯＮとしてレベルを保持する（Ｓ１１２）。ここで、ステップＳ１１２の処理は、ＰＬＬのＶＣＯの出力をホールドすることに相当する。また、ステップＳ１１２の処理は、データ処理回路１６２が制御信号をＰＬＬ回路１６０を構成する電圧制御発振回路１８０（ＶＣＯ）に伝達することによって行うことができる。ここで、上記ＶＣＯの出力とは、電圧制御発振回路１８０から出力される出力信号に対応する。
【０１４２】
ステップＳ１１２においてＶＣＯの出力がホールドされると、情報処理装置１５０は、シンクロ搬送波を送信して応答を行う（Ｓ１１４）。ここで、ステップＳ１１４のシンクロ搬送波の送信は、情報処理装置１５０からの応答信号の送信に相当する。また、ステップＳ１１４の処理は、データ処理回路１６２が制御信号を変調回路１６４へ選択的に印加することにより、変調回路１６４からの出力信号の出力を制御することによって行うことができる。
【０１４３】
ステップＳ１１４においてシンクロ搬送波が送信されると、情報処理装置１５０は、ＶＣＯの出力を開放する（Ｓ１１６）。そして、情報処理装置１５０は、ＰＬＬが再ロックしたか否かを判定する（Ｓ１１８）。ステップＳ１１８においてＰＬＬが再ロックしたと判定されない場合には、情報処理装置１５０は処理を進めない。ここで、ステップＳ１１８における処理は、ステップＳ１０６と同様に、データ処理回路１６２が行うことができる。
【０１４４】
また、ステップＳ１１８においてＰＬＬが再ロックしたと判定された場合には、情報処理装置１５０は、応答信号を全て送信したか否かを判定する（Ｓ１２０）。ステップＳ１２０の処理は、ステップＳ１０２におけるデータ処理の結果に基づいて、データ処理回路１６２が行うことができる。
【０１４５】
ステップＳ１２０において応答信号を全て送信したと判定されない場合には、情報処理装置１５０は、ステップＳ１１０からの処理を繰り返す。
【０１４６】
また、ステップＳ１２０において応答信号を全て送信したと判定された場合には、情報処理装置１５０は、ＰＬＬおよびＶＣＯを停止し（Ｓ１２２）、通信を終了させる。
【０１４７】
情報処理装置１５０は、例えば図８に示す通信方法を用いることによって、リーダ／ライタ１００から送信された搬送波を受信（搬送波信号の受信）し、シンクロ搬送波を自ら送信することによって返信（応答信号の送信）を行うことができる。なお、図８に示す通信方法は、一度行われれば完了する類の方法ではなく、情報処理装置１５０は、搬送波信号を受信するごとに図８に示す通信方法を用いることができることは、言うまでもない。
【０１４８】
本発明の実施形態に係る非接触通信システムは、上述したように、リーダ／ライタ１００から送信された搬送波を受信した情報処理装置１５０が、シンクロ搬送波を自ら送信することによって通信が行われる。そこで、次に、上述した本発明の実施形態に係る非接触通信システムにおける通信をより具体的に示すために、本発明の実施形態に係る非接触通信システムにおける通信の概略を示す。
【０１４９】
図９は、本発明の実施形態に係る非接触通信システムにおける通信の概略を説明するための説明図である。ここで、図９（ａ）は、リーダ／ライタ１００における搬送波検波波形（リーダ／ライタ１００の通信アンテナ（搬送波送信部１０４）における復調部１０６の電圧の波形）を示している。また、図９（ｂ）は情報処理装置１５０におけるＰＬＬ動作をＰＬＬ回路１６０の出力信号の波形と共に示し、図９（ｃ）は情報処理装置１５０から送信されるシンクロ搬送波の出力波形を示している。以下、図９（ｂ）に示すＰＬＬ動作に基づいて、本発明の実施形態に係る非接触通信システムにおける通信の概略を説明する。
【０１５０】
情報処理装置１５０は、搬送波が検出されると（図９のＡ）、ＰＬＬを起動させる。ＰＬＬが起動されることにより、ＰＬＬ回路１６０のＶＣＯ（電圧制御発振回路１８０）からは出力信号が出力され、ＰＬＬのロックが行われる（図９のＢ）。
【０１５１】
ＰＬＬがロックされると、情報処理装置１５０は、データ処理の結果に応じて変調を行う（図９のＣ、Ｄ）。ここで、図９のＣは変調がオフの状態を示しており、図９のＤは変調がオンの状態を示している。
【０１５２】
図９Ｄに示す変調がオンの状態のとき、ＶＣＯの出力（出力信号）はホールドされ、情報処理装置１５０の通信アンテナ１５２にはホールドされたＶＣＯ出力に基づく信号が伝達される。したがって、情報処理装置１５０は、図９（ｃ）に示すようなシンクロ搬送波を出力することができる。なお、図９では、位相補正回路１６６によりＶＣＯの出力（出力信号）の位相が補正された例を示している。
【０１５３】
このとき、図９（ｃ）に示すような情報処理装置１５０からのシンクロ搬送波の送信を受信するリーダ／ライタ１００の復調部１０６では、シンクロ搬送波の受信に応じて図９（ａ）に示すように、振幅の変化が生じる。
【０１５４】
上記の振幅変化は、図４に示す変調ＯＦＦの場合の波形が上方にスライドした波形に対応する。つまり、リーダ／ライタ１００では、図２の点Ａに示すような通信不可領域が発生しない。したがって、リーダ／ライタ１００は、上記振幅変化を用いて、情報処理装置１５０から送信される応答信号を復調することができる（ＡＳＫ変調）。
【０１５５】
同様に、情報処理装置１５０がデータ処理の結果に応じて変調を行うことにより（図９のＥ、Ｆ、Ｇ）、情報処理装置１５０からはシンクロ搬送波が送信され、リーダ／ライタ１００はＡＳＫ変調により応答信号を復調する。
【０１５６】
そして、情報処理装置１５０は、応答信号の送信が完了すると、ＰＬＬをオフして通信を終了する（図９のＦ）。
【０１５７】
図９に示すように、本発明の実施形態に係る非接触通信システムは、リーダ／ライタ１００から送信される搬送波を情報処理装置１５０が受信し、情報処理装置１５０が受信した搬送波に応じたシンクロ搬送波を送信することによって、情報処理装置１５０からリーダ／ライタ１００への応答が行われる。したがって、本発明の実施形態に係る非接触通信システムは、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０との間で正常に通信を行うことができる。
【０１５８】
以上のように、本発明の実施形態に係る非接触通信システムは、リーダ／ライタ１００と、情報処理装置１５０とからなる。従来の非接触通信システムを構成する従来の情報処理装置５０が負荷変調によって従来のリーダ／ライタ１０へ返信を行うのに対して、本発明の実施形態に係る非接触通信システムは、情報処理装置１５０が自らシンクロ搬送波を送信することによってリーダ／ライタ１００へ返信を行う。
【０１５９】
本発明の実施形態に係る情報処理装置１５０は、送受信回路の構成要素としてＰＬＬ回路１６０を備え、ＰＬＬ回路１６０から出力される出力信号に基づくシンクロ搬送波を選択的に送信する。ここで、ＰＬＬ回路１６０はレベル保持回路１８８を備え、データ処理回路１６２が出力する制御信号に基づいて、出力信号をホールドして出力する。また、制御信号は、搬送波を復調して得た搬送波信号をデータ処理するデータ処理回路１６２から出力され、データ処理回路１６２は、ＰＬＬ回路１６０から出力されるＰＬＬロック検出信号に基づいてデータ処理の結果に応じた制御信号を出力する。よって、情報処理装置１５０は、ＰＬＬ回路１６０から出力される、搬送波と周波数および位相が同期された出力信号（ホールドされた出力信号）に基づいて、シンクロ搬送波を送信することができる。
【０１６０】
ここで、シンクロ搬送波を受信したリーダ／ライタ１００のアンテナ端の電圧の振幅変化は、図４に示す変調ＯＦＦの場合の波形が上方、あるいは下方にスライドした波形に対応する（なお、当該スライドの方向は、シンクロ搬送波の位相に依存する。）。つまり、リーダ／ライタ１００では、図２の点Ａに示すような通信不可領域が発生しない。したがって、リーダ／ライタ１００は、上記振幅変化を用いて、情報処理装置１５０から送信される応答信号を復調することができる。
【０１６１】
したがって、本発明の実施形態に係る非接触通信システムは、上記のように情報処理装置１５０がリーダ／ライタ１００から送信された搬送波を受信（搬送波信号を受信）してシンクロ搬送波を自ら送信（応答信号を送信）することによって、通信不可領域の発生を防止することができる。よって、本発明の実施形態に係る非接触通信システムは、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０との間における通信を安定化することができる。
【０１６２】
また、情報処理装置１５０は、送受信回路として、ＰＬＬ回路１６０から出力される出力信号の位相を所定の遅延量分遅延させる位相補正回路１６６を備える。したがって、例えば、配線などによって通信アンテナ１５２に伝達されるシンクロ搬送波送信のための信号の位相と、ＰＬＬ回路１６０から出力された出力信号の位相とに意図せぬずれが生じる場合であっても、位相補正回路１６６によって意図した位相へと補正することができる。したがって、情報処理装置１５０は、位相補正回路１６６を備えることにより、リーダ／ライタ１００においてより復調が確実となる位相のシンクロ搬送波を送信することができるので、通信不可領域の発生をより確実に防止することができる。
【０１６３】
上記では、本発明の実施形態に係る非接触通信システムを構成する構成要素として、リーダ／ライタ１００を挙げて説明したが、本発明の実施形態はかかる構成に限られず、例えば、リーダ／ライタ機能を有する携帯電話などの携帯型通信装置、リーダ／ライタ機能を有するＵＭＰＣ(Ultra Mobile Personal Computer)などのコンピュータなどに適用することができる。
【０１６４】
また、本発明の実施形態に係る非接触通信システムを構成する構成要素として、情報処理装置１５０を挙げて説明したが、本発明の実施形態はかかる構成に限られず、例えば、ＲＦＩＤタグ、非接触ＩＣカード、非接触ＩＣチップを搭載した携帯電話などの携帯型通信装置、非接触ＩＣチップを搭載したＰＣ（Personal Computer）などのコンピュータなど、搬送波を用いて非接触通信を行う様々な装置に適用することができる。
【０１６５】
（本発明の実施形態に係るプログラム）
本発明の実施形態に係る情報処理装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、搬送波を用いた非接触通信において、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生を防止することができる。
【０１６６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１６７】
例えば、図５に示す本発明の実施形態に係る情報処理装置１５０では、送受信回路を構成する検波回路１５４と、復調回路１５８とを別体の回路として示したが、本発明の実施形態は、かかる構成に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る情報処理装置は、検波回路および復調回路の検波に係る部分を共通化することによって、一体の回路として構成することもできる。上記の構成であっても、上述した本発明の実施形態に係る情報処理装置１５０と同様に、シンクロ搬送波を送信することが可能であるので、情報処理装置１５０と同様の効果を奏することができる。
【０１６８】
また、図５に示す本発明の実施形態に係る情報処理装置１５０では、送受信回路として位相補正回路１６６および増幅回路１６８を備える構成を示したが、発明の実施形態は、かかる構成に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る情報処理装置は、位相補正回路、および／または、増幅回路を備えない構成とすることもできる。上記の構成であっても、ＰＬＬ回路から出力される出力信号に応じてシンクロ搬送波を送信することが可能であるので、通信不可領域の発生を防止することができる。
【０１６９】
上述した構成は、本発明の実施形態の一例を示すものであり、当然に、本発明の技術的範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１７０】
【図１】従来のリーダ／ライタと従来の情報処理装置からなる従来の非接触通信システムを示す説明図である。
【図２】従来の非接触通信システムにおける問題を説明するための第１の説明図である。
【図３】従来の非接触通信システムにおける問題を説明するための第２の説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る問題解決アプローチの効果を説明するための説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る非接触通信システムを示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係るシンクロ搬送波送信のための信号の位相と出力信号の位相とにずれが生じた場合における問題を説明するための説明図である。
【図７】通信不可領域が生じうる搬送波とシンクロ搬送波との関係を示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態に係る通信方法の一例を示す流れ図である。
【図９】本発明の実施形態に係る非接触通信システムにおける通信の概略を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【０１７１】
１０、１００ リーダ／ライタ
１２、１０２ 搬送波信号生成部
１４、１０４ 搬送波送信部
１６、１０６ 復調部
１８、１０８ 制御部
５０、１５０ 情報処理装置
５４、１５２ 通信アンテナ
１５４ 検波回路
１５６ 搬送波検出回路
１５８ 復調回路
１６０ ＰＬＬ回路
１６２ データ処理回路
１６４ 変調回路
１６６ 位相補正回路
１６８ 増幅回路
１７０ バッテリー
１８０ 電圧制御発振回路
１８２ 分周回路
１８４ 位相比較回路
１８６ ループフィルタ
１８８ レベル保持回路
１９０ レベル保持スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送受信回路、情報処理装置、通信方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、非接触式ＩＣ（Integrated Circuit）カードや、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ、非接触式ＩＣチップを搭載した携帯電話など、リーダ／ライタ（または、リーダ／ライタ機能を有する通信装置）と非接触式に通信可能な情報処理装置が普及している。
【０００３】
リーダ／ライタと、ＩＣカード、携帯電話などの情報処理装置とは、例えば１３．５６ＭＨｚなど特定の周波数の磁界（搬送波）を通信に使用している。具体的には、リーダ／ライタが搬送波信号をのせた搬送波を送信し、搬送波をアンテナで受信したＩＣカードなどの情報処理装置が負荷変調によって受信した搬送波信号に対する応答信号を返信することにより、リーダ／ライタと情報処理装置とは通信を行うことができる。
【０００４】
また、上記のようなリーダ／ライタと非接触式に通信可能な情報処理装置は、耐タンパ性を有するＩＣチップを備え、当該ＩＣチップを用いて搬送波を用いた非接触通信を行うことにより、例えば、電子マネーなどデータの改竄が問題となるデータの送受信や更新を安全に行うことができる。したがって、上記のようなリーダ／ライタと非接触式に通信可能なＩＣチップを搭載した情報処理装置を利用した様々なサービスの提供が社会的に広がっている。そして、サービスの提供の広がりに伴い、ＩＣカードや携帯電話などの非接触式ＩＣチップを搭載した情報処理装置の普及がさらに進んでいる。
【０００５】
このような中、リーダ／ライタと情報処理装置との間における搬送波を用いた非接触通信を安定化するための様々な技術が開発されている。通信距離を推定して同調させる周波数をシフトさせる技術としては、例えば、特許文献１、特許文献２が挙げられる。また、変調成分の検出の困難性を判定し判定結果に応じて搬送波を弱める技術としては、例えば、特許文献３が挙げられる。また、応答が受信されない時間の経過に応じて出力インピーダンスを切り替える技術としては、例えば、特許文献４が挙げられる。さらに、至近距離での通信を可能とさせるためにアンテナの共振周波数を予め所定の値だけ低く設定する技術としては、例えば、特許文献５が挙げられる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２７９８１３号公報
【特許文献２】特開２００６−２３８３９８号公報
【特許文献３】特開２００７−７４１５３号公報
【特許文献４】特開２００４−２４０７１６号公報
【特許文献５】特開２００３−６７６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
リーダ／ライタやリーダ／ライタ機能（すなわち、搬送波を主体的に送信する機能）を有する通信装置（以下、単に「リーダ／ライタ」という。）と、ＩＣカードや携帯電話などの情報処理装置とは、例えば、１３．５６ＭＨｚなどの所定の周波数の磁界（以下、「搬送波」という。）を用いて通信を行っているため、通信距離が近ければ近い程磁界のエネルギーは大きくなり、通信の安定化が望める。しかしながら、実際には、リーダ／ライタと情報処理装置との通信距離が近い場合（すなわち、通信可能範囲内）であっても通信が行えないことがある。これは、リーダ／ライタが、情報処理装置における負荷変調の前後における状態変化を捉えられないことにより、情報処理装置から送信される応答信号を受信しているにも関わらず復調できない場合に生じうる。
【０００８】
ここで、通信距離を推定して同調させる周波数をシフトさせる従来の技術は、単に通信距離を推定してリーダ／ライタ側、あるいは情報処理装置側の同調周波数をシフトさせているに過ぎない。したがって、例えば、通信に用いるアンテナサイズや巻き数などによって通信が行えないポイントがずれた場合（すなわち、通信が行えないポイントが一定でない場合）には、通信距離を推定して同調させる周波数をシフトさせる従来の技術を用いたとしても通信の安定化は望めない。
【０００９】
また、変調成分の検出の困難性を判定し判定結果に応じて搬送波を弱める技術は、通信が行えないポイントを回避するために通信に用いる搬送波を意図的に弱めなければならず、通信の安定化は望めない。また、変調成分の検出の困難性を判定し判定結果に応じて搬送波を弱める技術は、補助アンテナを備えなければ通信が行えないポイントを回避することすら十分にできない。したがって、変調成分の検出の困難性を判定し判定結果に応じて搬送波を弱める技術を用いたとしても通信の安定化は望めない。
【００１０】
また、応答が受信されない時間の経過に応じて出力インピーダンスを切り替える従来の技術は、通信が行えないポイントを回避するために出力インピーダンスを単に切り替えているに過ぎない。したがって、切り替えた出力インピーダンスが通信に適した出力インピーダンスであるとは限らないことから、応答が受信されない時間の経過に応じて出力インピーダンスを切り替える従来の技術を用いたとしても通信の安定化は望めない。
【００１１】
さらに、至近距離での通信を可能とさせるためにアンテナの共振周波数を予め所定の値だけ低く設定する従来の技術は、単にアンテナの共振周波数を予め設定しているに過ぎないことから、例えば、アンテナサイズや巻き数などによって通信が行えないポイントがずれた場合（すなわち、通信が行えないポイントが一定でない場合）には、予め設定された共振周波数において通信が行えない場合が起こりうる。したがって、至近距離での通信を可能とさせるためにアンテナの共振周波数を予め所定の値だけ低く設定する従来の技術を用いたとしても通信の安定化は望めない。
【００１２】
したがって、従来のリーダ／ライタと情報処理装置との間における通信を安定化する技術は、上記通信可能範囲内において通信が行えない問題について解決を図ることができない。
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、搬送波を用いた非接触通信において、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生を防止することが可能な、新規かつ改良された送受信回路、情報処理装置、通信方法、およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、リーダ／ライタから送信された所定の周波数の搬送波を受信し、上記搬送波に応じた誘起電圧を発生させる通信アンテナと、上記誘起電圧を検出して検出信号を出力する搬送波検出部と、上記検出信号と入力電圧とが入力され、上記検出信号に基づいて、入力された入力電圧に応じた周波数の出力信号を出力する電圧制御発振部と、上記誘起電圧が検波された基準信号の位相と上記出力信号の位相との位相差を比較し、上記位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較部と、上記誘起電圧に基づいて復調された搬送波信号を処理し、上記位相差信号に基づいて、上記処理に応じた制御信号を出力するデータ処理部と、上記位相差信号の交流成分を取り除き、位相補償電圧を出力するループフィルタと、上記制御信号に応じて上記位相補償電圧が選択的に入力されて上記位相補償電圧を保持し、上記制御信号に応じて入力された上記位相補償電圧、または、保持した保持電圧を上記入力電圧として選択的に上記電圧制御発振部へ出力するレベル保持部と、上記制御信号に基づいて上記出力信号を選択的に上記通信アンテナへ出力し、上記通信アンテナからシンクロ搬送波を送信させる変調部とを備える送受信回路が提供される。
【００１５】
かかる構成により、搬送波を用いた非接触通信において、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生を防止することができる。
【００１６】
また、上記変調部は、上記制御信号に応じてオン／オフ動作する第１のスイッチを備え、上記レベル保持部は、上記制御信号に応じて、上記第１のスイッチがオンのときオフし上記第１のスイッチがオフのときオンして選択的に上記位相補償電圧を上記入力電圧として出力する第２のスイッチと、上記第２のスイッチから出力される上記位相補償電圧を保持し、上記第２のスイッチがオフのとき保持された上記保持電圧を上記入力電圧として出力するキャパシタとを備えてもよい。
【００１７】
かかる構成により、搬送波に基づく基準信号と周波数および位相が同期した出力信号を用いて変調を行うことができる。
【００１８】
また、上記データ処理部は、上記位相差信号が示す位相差が０のとき上記処理に応じた制御信号を出力してもよい。
【００１９】
かかる構成により、搬送波に基づく基準信号と周波数および位相が同期した出力信号を用いて変調を行うことができる。
【００２０】
また、上記制御信号に応じて上記変調部から選択的に出力される上記出力信号の位相を補正して上記通信アンテナへ伝達する位相補正部をさらに備えてもよい。
【００２１】
かかる構成により、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生をより確実に防止することができる。
【００２２】
また、上記位相補正部は、上記出力信号の位相を所定の量遅延させてもよい。
【００２３】
かかる構成により、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生をより確実に防止することができる。
【００２４】
また、上記制御信号に応じて上記変調部から選択的に出力される上記出力信号のゲインを増幅する増幅部をさらに備えてもよい。
【００２５】
かかる構成により、よりゲインの大きなシンクロ搬送波を送信させて通信が正常に行える可能性を高めることができる。
【００２６】
また、上記電圧制御発振部から出力される上記出力信号を分周する分周部をさらに備えてもよい。
【００２７】
かかる構成により、電圧制御発振部から出力される出力信号と搬送波の周波数が異なるため、シンクロの誤動作を回避しつつ、デューティ（Duty）を５０％に整えることができる。
【００２８】
また、上記誘起電圧を包絡線検波して上記基準信号を出力する検波部をさらに備えてもよい。
【００２９】
かかる構成により、誘起電圧に基づく基準信号を生成することができる。
【００３０】
また、上記誘起電圧を包絡線検波し、上記包絡線検波した信号を２値化して上記搬送波信号として出力する復調部をさらに備えてもよい。
【００３１】
かかる構成により、誘起電圧に基づいて搬送波信号を復調することができる。
【００３２】
また、上記目的を達成するために、本発明の第２の観点によれば、リーダ／ライタから送信された所定の周波数の搬送波を受信し、上記搬送波に応じた誘起電圧を発生させる通信アンテナと、上記誘起電圧を検出して検出信号を出力する搬送波検出部と、上記検出信号によって動作状態となり出力信号を発生させる電圧制御発振部と、上記誘起電圧により検出された基準信号と上記出力信号との位相差を比較し、上記位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較部と、上記位相差信号を平滑化し位相補償電圧を出力するループフィルタと、上記誘起電圧に基づいて復調された搬送波信号を処理し、上記位相差信号に基づいて、上記処理に応じた制御信号を出力するデータ処理部と、上記制御信号に応じて上記位相補償電圧が選択的に入力されて上記位相補償電圧を保持し、上記制御信号に応じて保持された上記位相補償電圧を入力電圧として上記電圧制御発振部へ出力するレベル保持部と、上記制信号に基づいて上記出力信号を選択的に上記通信アンテナへ出力し、上記通信アンテナからシンクロ搬送波を送信させる変調部とを備える情報処理装置が提供される。
【００３３】
かかる構成により、搬送波を用いた非接触通信において、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生を防止することができる。
【００３４】
また、上記情報処理装置は、携帯型通信装置であってもよい。
【００３５】
また、上記目的を達成するために、本発明の第３の観点によれば、リーダ／ライタと搬送波を用いた非接触通信を行う通信アンテナと、上記通信アンテナにおいて上記搬送波の受信に応じて発生した誘起電圧が検波された基準信号が入力され、上記基準信号と周波数および位相を同期させた出力信号を出力する位相同期部と、上記誘起電圧が復調された搬送波信号を処理し、上記位相同期部における上記同期に基づいて、上記処理に応じた制御信号を出力するデータ処理部と、上記制御信号に基づいて上記出力信号を選択的に上記通信アンテナへ出力し、上記通信アンテナからシンクロ搬送波を送信させる変調部とを備える情報処理装置に用いられる通信方法であって、上記搬送波の受信を検出するステップと、上記検出するステップの検出結果に応じて上記位相同期部における上記基準信号と上記出力信号との同期を行うステップと、上記検出するステップにおいて検出された上記搬送波に応じた上記搬送波信号を処理するステップと、上記位相同期部における上記基準信号と上記出力信号との位相の同期を判定するステップと、上記判定するステップの判定結果に基づいて、上記処理するステップの処理結果に応じた上記制御信号を出力するステップと、上記制御信号に応じて上記位相同期部から出力される出力信号の周波数および位相を一定に保つステップと、上記一定に保つステップにおいて周波数および位相が一定に保たれた出力信号を上記制御信号に応じて上記通信アンテナへ伝達し、シンクロ搬送波を送信するステップとを有する通信方法が提供される。
【００３６】
かかる方法を用いることにより、搬送波を用いた非接触通信において、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生を防止することができる。
【００３７】
また、上記目的を達成するために、本発明の第４の観点によれば、リーダ／ライタと搬送波を用いた非接触通信を行う通信アンテナと、上記通信アンテナにおいて上記搬送波の受信に応じて発生した誘起電圧が検波された基準信号が入力され、上記基準信号と周波数および位相を同期させた出力信号を出力する位相同期部と、上記誘起電圧が復調された搬送波信号を処理し、上記位相同期部における上記同期に基づいて、上記処理に応じた制御信号を出力するデータ処理部と、上記制御信号に基づいて上記出力信号を選択的に上記通信アンテナへ出力し、上記通信アンテナからシンクロ搬送波を送信させる変調部とを備える情報処理装置に用いることか可能なプログラムであって、上記搬送波の受信を検出するステップ、上記検出するステップの検出結果に応じて上記位相同期部における上記基準信号と上記出力信号との同期を行うステップ、上記検出するステップにおいて検出された上記搬送波に応じた上記搬送波信号を処理するステップ、上記位相同期部における上記基準信号と上記出力信号との位相の同期を判定するステップ、上記判定するステップの判定結果に基づいて、上記処理するステップの処理結果に応じた上記制御信号を出力するステップ、上記制御信号に応じて上記位相同期部から出力される出力信号の周波数および位相を一定に保つステップ、上記一定に保つステップにおいて周波数および位相が一定に保たれた出力信号を上記制御信号に応じて上記通信アンテナへ伝達し、シンクロ搬送波を送信するステップをコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。
【００３８】
かかるプログラムにより、搬送波を用いた非接触通信において、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生を防止することができる。
【００３９】
また、上記目的を達成するために、本発明の第５の観点によれば、リーダ／ライタから送信された所定の周波数の搬送波を受信し、上記搬送波に応じた誘起電圧を発生させる通信アンテナと、上記誘起電圧を検出して検出信号を出力する搬送波検出部と、上記検出信号と入力電圧とが入力され、上記検出信号に基づいて、入力された入力電圧に応じた周波数の出力信号を出力する電圧制御発振部と、上記誘起電圧が検波された基準信号の位相と上記出力信号の位相との位相差を比較し、上記位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較部と、上記誘起電圧に基づいて復調された搬送波信号を処理し、上記位相差信号に基づいて、上記処理に応じた制御信号を出力するデータ処理部と、上記位相差信号の交流成分を取り除き、位相補償電圧を出力するループフィルタと、上記制御信号に応じて上記位相補償電圧が選択的に入力されて上記位相補償電圧を保持し、上記制御信号に応じて入力された上記位相補償電圧、または、保持した保持電圧を上記入力電圧として選択的に上記電圧制御発振部へ出力するレベル保持部と、上記制御信号に基づいて上記出力信号を選択的に上記通信アンテナへ出力し、上記通信アンテナからシンクロ搬送波を送信させる変調部とを備える情報処理装置が提供される。
【００４０】
かかる構成により、搬送波を用いた非接触通信において、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、搬送波を用いた非接触通信において、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００４３】
（従来のリーダ／ライタと従来の情報処理装置からなる非接触通信システム）
本発明の実施形態に係る情報処理装置（本発明の実施形態に係る送受信回路を備えた情報処理装置）について説明を行う前に、まず、従来のリーダ／ライタと従来の情報処理装置との間における搬送波を用いた非接触通信について説明する。図１は、従来のリーダ／ライタと従来の情報処理装置からなる従来の非接触通信システムを示す説明図である。
【００４４】
図１を参照すると、従来の非接触通信システムは、搬送波を主体的に送信する従来のリーダ／ライタ１０と、搬送波を受信して応答を行う従来の情報処理装置５０とを有する。
【００４５】
[リーダ／ライタ１０]
リーダ／ライタ１０は、搬送波信号生成部１２と、搬送波送信部１４と、復調部１６と、制御部１８とを備える。また、リーダ／ライタ１０は、例えば、ＨｏｓｔＣｏｍｐｕｔｅｒ２０と接続され、ＨｏｓｔＣｏｍｐｕｔｅｒ２０からの送信命令に応じて搬送波信号を送信することができる。
【００４６】
搬送波信号生成部１２は、制御部１８からの搬送波信号生成命令を受け、搬送波信号生成命令に応じた搬送波信号を生成する。
【００４７】
搬送波送信部１４は、例えば、所定のインダクタンスをもつコイルＬ１０（インダクタ）と所定の静電容量をもつキャパシタＣ１０とからなる共振回路で構成され、搬送波信号生成部１２が生成した搬送波信号に応じた搬送波を送信する。また、搬送波送信部１４は、情報処理装置５０からの応答信号を所定の共振周波数で共振させて受信する。つまり、搬送波送信部１４は、リーダ／ライタ１０の通信アンテナとしての役目を果たす。
【００４８】
復調部１６は、例えば、搬送波送信部１４のアンテナ端における電圧の振幅変化を包絡線検波し、検波した信号を２値化することによって、情報処理装置５０からの応答信号を復調する。
【００４９】
制御部１８は、例えば、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などで構成され、復調部１６が復調したデータをＨｏｓｔＣｏｍｐｕｔｅｒ２０へ送信する、または、復調部１６が復調したデータに基づいて搬送波信号生成命令を生成するなど、様々な処理を行うことができる。
【００５０】
リーダ／ライタ１０は、例えば、上記のような構成によって、搬送波を送信し、情報処理装置５０からの応答信号を復調することができる。
【００５１】
[情報処理装置５０]
情報処理装置５０は、搬送波を受信し、負荷変調により応答信号を送信可能なＩＣチップ５２を備える。また、情報処理装置５０は、ＭＰＵなどで構成され情報処理装置５０全体を制御する制御部（図示せず）や、情報処理装置５０において用いられるアプリケーション、データなどを記憶可能な記憶部（図示せず）などを備えてもよい。
【００５２】
〔ＩＣチップ５２の構成〕
ＩＣチップ５２は、通信アンテナ５４と、検波部５６と、レギュレータ５８（Regulator）と、フィルタ部６０と、復調部６２と、データ処理部６４と、負荷変調部６６とを備える。また、ＩＣチップ５２は、データ処理部６４が使用するプログラムや演算パラメータなどの制御用データが記録されたＲＯＭ６８、データ処理部６４により実行されるプログラム、演算結果、実行状態などを一次記憶するＲＡＭ７０、データ処理部６４が処理するデータを記憶可能な記録媒体７２などを備えることができる。データ処理部６４と、ＲＯＭ６８、ＲＡＭ７０、記録媒体７２とは、例えば、データの伝送路としてのバス（bus）によって接続される。
【００５３】
通信アンテナ５４は、所定のインダクタンスをもつコイル（インダクタ）Ｌ１１と、所定の静電容量をもつキャパシタＣ１１とからなる共振回路で構成され、搬送波の受信に応じて電磁誘導により誘起電圧を生じさせる。そして、通信アンテナ５４は、所定の共振周波数で誘起電圧を共振させた受信電圧を出力する。ここで、通信アンテナ５４における共振周波数は、例えば、１３．５６ＭＨｚなど搬送波の周波数に合わせて設定される。通信アンテナ５４は、上記構成により、搬送波を受信し、また、負荷変調部６６において行われる負荷変調により送信される応答信号の送信を行うことができる。
【００５４】
検波部５６は、通信アンテナ５４から出力される受信電圧を整流する。ここで、検波部５６は、例えば、ダイオードＤ１０と、キャパシタＣ１２で構成される。
【００５５】
レギュレータ５８は、受信電圧を平滑、定電圧化し、データ処理部６４へ駆動電圧を出力する。ここで、レギュレータ５８は、受信電圧の直流成分を駆動電圧として用いる。
【００５６】
フィルタ部６０は、例えば、キャパシタＣ１３と抵抗Ｒ１０とからなるハイパス・フィルタ（High-Pass Filter）で構成され、受信電圧をフィルタリングする。
【００５７】
復調部６２は、フィルタ部６０から出力される受信電圧を用いて復調し、搬送波に含まれる搬送波信号に対応するデータを取り出す。ここで、復調部６２は、受信電圧の交流成分をデータとして取り出す。
【００５８】
データ処理部６４は、レギュレータ５８から出力される駆動電圧を電源とすることによって、復調部６２において復調されたデータの処理を行う。ここで、データ処理部６４は、例えば、ＭＰＵで構成される。
【００５９】
負荷変調部６６は、例えば、負荷ＺとトランジスタＴｒとを備え、例えば、データ処理部６４の処理結果に応じて負荷変調を行う。ここで、負荷変調部６６において負荷変調が行われることにより、リーダ／ライタ１０からみた情報処理装置５０のインピーダンスが変化する。リーダ／ライタ１０は、上記インピーダンスの変化を、例えば、搬送波送信部１４のアンテナ端における電圧の振幅変化を利用して検出することによって、情報処理装置５０がリーダ／ライタ１０へ送信した応答信号を受信することができる。
【００６０】
情報処理装置５０は、例えば、上記のような構成により、リーダ／ライタ１０から送信される搬送波に基づいてデータ処理などを行い、応答信号を返信する。
【００６１】
図１を参照して説明したように、従来の非接触通信システムでは、リーダ／ライタ１０が搬送波を送信し、また、リーダ／ライタ１０が、情報処理装置５０における負荷変調により生じる搬送波送信部１４のアンテナ端における電圧の振幅変化を包絡線検波することにより情報処理装置５０からの応答信号を復調する。したがって、従来の非接触通信システムでは、リーダ／ライタ１０と情報処理装置５０との間における搬送波を用いた非接触通信が成立する。
【００６２】
[従来の従来の非接触通信システムにおける問題]
しかしながら、従来のリーダ／ライタ１０では、上述したように通信可能範囲内において通信が行えない場合がある。そこで、次に、従来の非接触通信システムにおける問題について説明する。
【００６３】
図２は、従来の非接触通信システムにおける問題を説明するための第１の説明図である。図２は、情報処理装置５０において負荷変調が行われていない場合（負荷変調ＯＦＦ）および情報処理装置５０において負荷変調が行われた場合（負荷変調ＯＮ）それぞれの、リーダ／ライタ１０の通信アンテナ（搬送波送信部１４）における電圧の振幅を示している。また、図３は、従来の非接触通信システムにおける問題を説明するための第２の説明図であり、リーダ／ライタ１０における情報処理装置５０から送信された応答信号を復調した応答データの正答率を示している。
【００６４】
図２を参照すると、リーダ／ライタ１０の通信アンテナにおける電圧は、情報処理装置５０において負荷変調が行われていない場合（負荷変調ＯＦＦ）と、情報処理装置５０において負荷変調が行われた場合（負荷変調ＯＮ）とで変化することが分かる。これは、情報処理装置５０が負荷変調を行うことによってリーダ／ライタ１０が送信する磁界とは逆方向の反磁界が情報処理装置５０から発生（情報処理装置５０からの応答信号の送信）し、当該反磁界をリーダ／ライタ１０の通信アンテナが受けるためである。
【００６５】
従来のリーダ／ライタ１０は、上述したように、情報処理装置５０における負荷変調のＯＮ／ＯＦＦによって通信アンテナ（搬送波送信部１４）に生じる電圧の振幅変化を利用して受信した応答信号から応答データを復調する。しかしながら、図２のＡに示すように、情報処理装置５０における負荷変調のＯＦＦとＯＮとの前後でリーダ／ライタ１０の通信アンテナに生じる電圧が変化しない場合がある。ここで、リーダ／ライタ１０が送信する搬送波は、例えば、１３．５６ＭＨｚなど所定の周波数（以下、従来のリーダ／ライタ１０および本発明の実施形態に係るリーダ／ライタが出力する搬送波の所定周波数を「出力搬送波周波数」という。）ｆ０を有するが、様々な要因によって出力搬送波周波数で共振させられない（すなわち、出力搬送波周波数ｆ０と受信のための共振周波数ｆｃとがずれる）ことがある。なお、上記要因としては、例えば、リーダ／ライタ１０の通信アンテナ（搬送波送信部１４）および情報処理装置５０の通信アンテナ５４それぞれのアンテナサイズや巻き数、またリーダ／ライタ１０の通信アンテナ（搬送波送信部１４）および情報処理装置５０の通信アンテナ５４のアンテナ間距離による結合係数の変化などが挙げられる。
【００６６】
上記の場合には、リーダ／ライタ１０は、情報処理装置５０から送信される応答信号を受信しているにも関わらず、復調することができない。したがって、図３に示すように、情報処理装置５０とリーダ／ライタ１０との通信距離が近い場合であっても復調した応答データの正答率が極端に低くなる領域（以下、「通信不可領域」という。）が生まれてしまう。ここで、図３に示す距離ａは、情報処理装置５０とリーダ／ライタ１０との通信距離であり、当該距離ａにおいて図２のＡに示すような状態となっていることを示している。
【００６７】
図２、図３に示すように、従来のリーダ／ライタ１０は、情報処理装置５０から送信される応答信号を復調できない場合があるため、通信可能範囲内であっても通信不可領域が生じてしまう。したがって、従来の非接触通信システムは、通信不可領域を無くすことはできず、リーダ／ライタ１０と情報処理装置５０との通信を安定化することはできない。
【００６８】
（本発明の実施形態に係る問題解決アプローチ）
上記のように、従来の非接触通信システムでは、通信不可領域が生じることによって、ユーザがリーダ／ライタにＩＣカードや非接触ＩＣチップを搭載した携帯電話などの情報処理装置をかざしても（情報処理装置をリーダ／ライタの通信範囲内に位置づけても）、通信が行われない場合がある。上記の場合には、ユーザは再度リーダ／ライタへ情報処理装置をかざす動作を行わなければならない。したがって、従来の非接触通信システムは、ユーザに過度の負担を課していた。
【００６９】
そこで、本発明の実施形態に係る非接触通信システムでは、通信不可領域の発生を防止して通信を安定化させる。これにより、本発明の実施形態に係る非接触通信システムは、従来の非接触通信システムがユーザに課している上記のよう負担を取り除くことができる。
【００７０】
[問題解決アプローチ]
本発明の実施形態に係る非接触通信システムは、通信不可領域の発生を防止するために、リーダ／ライタから送信される搬送波を受信し、搬送波の受信に応じて応答を行う情報処理装置が対応を行う。より具体的には、本発明の実施形態に係る情報処理装置は、従来の情報処理装置５０が負荷変調により応答を行っていたのに対して、リーダ／ライタが送信する搬送波にシンクロナイズ（synchronize）させたシンクロ搬送波を自ら送信することによって、リーダ／ライタに対する応答を行う。なお、本発明の実施形態に係る情報処理装置は、リーダ／ライタが送信する搬送波と位相をずらしたシンクロ搬送波を送信することもできる。
【００７１】
本発明の実施形態に係る情報処理装置は、以下の（１）〜（３）の処理により、シンクロ搬送波をリーダ／ライタに送信して応答を行う。
（１）搬送波の受信
（２）搬送波に基づく基準信号（後述する）と周波数および位相を同期させた出力信号の生成
（３）出力信号に基づくシンクロ搬送波を選択的に送信（応答信号の送信）
【００７２】
図４は、本発明の実施形態に係る問題解決アプローチの効果を説明するための説明図である。図４は、図２と同様に、情報処理装置において負荷変調が行われていない場合（負荷変調ＯＦＦ）および情報処理装置において負荷変調が行われた場合（負荷変調ＯＮ）それぞれの、リーダ／ライタの通信アンテナにおける電圧の振幅を示している。
【００７３】
図４を参照すると、リーダ／ライタの通信アンテナにおける電圧は、情報処理装置において変調が行われていない場合（変調ＯＦＦ）と、情報処理装置において変調が行われた場合（変調ＯＮ）とで変化することが分かる。ここで、本発明の実施形態に係る情報処理装置はシンクロ搬送波を送信することによって応答信号の送信を行うので、本発明の実施形態に係るリーダ／ライタのアンテナ端の電圧は、変調ＯＦＦの場合の波形が上方、あるいは下方にスライドした波形を示す。ここで、図４に示すように、本発明の実施形態に係るリーダ／ライタでは、情報処理装置における変調のＯＦＦとＯＮとの前後でリーダ／ライタの通信アンテナに生じる電圧が変化しない場合（すなわち、図２の点Ａ）は生じない。つまり、本発明の実施形態に係る非接触通信システムでは、通信不可領域が発生しない。
【００７４】
したがって、本発明の実施形態に係る非接触通信システムは、情報処理装置がシンクロ搬送波を選択的に送信することにより、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生を防止し、リーダ／ライタと情報処理装置との通信を安定化させることができる。
【００７５】
（本発明の実施形態に係る非接触通信システム）
以下、本発明の実施形態に係る非接触通信システムについて、より詳細に説明する。図５は、本発明の実施形態に係る非接触通信システムを示す説明図である。
【００７６】
[リーダ／ライタ１００]
リーダ／ライタ１００は、搬送波信号生成部１０２と、搬送波送信部１０４と、復調部１０６と、制御部１０８とを備える。また、リーダ／ライタ１００は、例えば、ＨｏｓｔＣｏｍｐｕｔｅｒ１２０と接続され、ＨｏｓｔＣｏｍｐｕｔｅｒ１２０からの送信命令に応じて搬送波信号を送信することができる。
【００７７】
また、リーダ／ライタ１００は、制御部１０８が使用するプログラムや演算パラメータなどの制御用データが記録されたＲＯＭ（Read Only Memory；図示せず）、制御部１０８により実行されるプログラムなどを一次記憶するＲＡＭ（Random Access Memory；図示せず）、制御部１０８における演算結果や実行状態を保持するレジスタ（register；図示せず）、通信を暗号化するための暗号化回路（図示せず）、リーダ／ライタ１００において用いられるアプリケーション、データなどを記憶可能な記憶部（図示せず）、ＨｏｓｔＣｏｍｐｕｔｅｒ１２０や他の回路などと接続するためのインタフェース（図示せず）などを備えてもよい。リーダ／ライタ１００は、例えば、データの伝送路としてのバス（bus）により各構成要素間を接続する。
【００７８】
ここで、記憶部（図示せず）としては、例えば、ハードディスク（Hard Disk）などの磁気記録媒体や、フラッシュメモリ（flash memory）などの不揮発性メモリ（nonvolatile memory）が挙げられるが、上記に限られない。また、インタフェースとしては、例えば、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）や、ネットワーク端子などが挙げられるが、上記に限られない
【００７９】
搬送波信号生成部１０２は、制御部１０８からの搬送波信号生成命令を受け、搬送波信号生成命令に応じた搬送波信号を生成する。ここで、図５では、搬送波信号生成部１０２として交流電源が示されているが、本発明の実施形態に係る搬送波信号生成部１０２は、上記に限られず、例えば、ＡＳＫ変調（Amplitude Shift Keying）する変調回路（図示せず）と、変調回路の出力を増幅する増幅回路（図示せず）で構成することができる。なお、搬送波信号生成部１０２が生成する搬送波信号には、例えば、情報処理装置１５０に対する各種処理命令や処理するデータを含めることができるが、上記に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る搬送波信号は、情報処理装置１５０に対して電力供給を行う搬送波を搬送波送信部１０４に発生させるための信号であってもよい（すなわち、この場合には、リーダ／ライタ１００は、送電装置として機能する。）。
【００８０】
搬送波送信部１０４は、例えば、所定のインダクタンスをもつコイルＬ０（インダクタ）と所定の静電容量をもつキャパシタＣ０とからなる共振回路で構成され、搬送波信号生成部１０２が生成した搬送波信号に応じた搬送波を送信する。また、搬送波送信部１０４は、情報処理装置１５０からの応答信号を所定の共振周波数で共振させて受信する。つまり、搬送波送信部１０４は、リーダ／ライタ１００の通信アンテナとしての役目を果たす。
【００８１】
復調部１０６は、例えば、搬送波送信部１０４のアンテナ端における電圧の振幅変化を包絡線検波し、検波した信号を２値化することによって、情報処理装置１５０からの応答信号を復調する。なお、復調部１０６における応答信号の復調手段は、上記に限られず、例えば、搬送波送信部１０４のアンテナ端における電圧の位相変化を用いて応答信号を復調することもできる。
【００８２】
制御部１０８は、例えば、ＭＰＵなどで構成され、復調部１０６が復調したデータをＨｏｓｔＣｏｍｐｕｔｅｒ１２０へ送信する、または、復調部１０６が復調したデータに基づいて搬送波信号生成命令を生成するなど、様々な処理を行うことができる。
【００８３】
リーダ／ライタ１００は、例えば、上記のような構成によって、搬送波を送信し、また、情報処理装置１５０から送信されたシンクロ搬送波を受信して応答信号を復調することができる。
【００８４】
[情報処理装置１５０]
次に情報処理装置１５０について説明する。上述したように、本発明の実施形態に係る情報処理装置は、シンクロ搬送波を自ら送信することによって、応答信号の送信を行う。そこで、以下では、リーダ／ライタ１００から送信された搬送波を受信し、シンクロ搬送波を送信する送受信回路を備えた情報処理装置を示す。なお、図５では、情報処理装置１５０の送受信回路を構成する各構成要素がＩＣチップの形態で実現されること、すなわち情報処理装置１５０が送受信回路を構成する各構成要素を集積回路で実現した形態であることを示していないが、本発明の実施形態に係る情報処理装置が、送受信回路を構成する各構成要素をＩＣチップの形態で実現することができることは、言うまでもない。
【００８５】
図５を参照すると、情報処理装置１５０は、通信アンテナ１５２と、検波回路１５４と、搬送波検出回路１５６と、復調回路１５８と、ＰＬＬ回路１６０（Phase-Locked Loop Circuit；位相同期回路）と、データ処理回路１６２と、変調回路１６４と、位相補正回路１６６と、増幅回路１６８と、バッテリー１７０とを備える。
【００８６】
ここで、図５では、情報処理装置１５０が備える電源としてバッテリー１７０を備える構成を示しているが、本発明の実施形態に係る情報処理装置は、バッテリー１７０を備える構成に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る情報処理装置は、上述した図１に示すレギュレータ５８と同様のレギュレータ（図示せず）検波回路１５４の後段に備え、搬送波の受信に応じて通信アンテナに発生する誘起電圧（または、後述する受信電圧）の直流成分を駆動電圧として用いることによって、情報処理装置の各構成要素に電力を供給することができる。なお、本発明の実施形態に係る情報処理装置が、バッテリー（第１の電源）と、レギュレータ（第２の電源）との双方を備え、各構成要素に対して選択的に電力を供給することもできる。例えば、より大きな電力を消費する構成要素（例えば、増幅回路など）にはバッテリーから電力を供給し、その他の構成要素（例えば、データ処理回路など）にはレギュレータから電力を供給してもよい。ただし、本発明の基本的な概念であるカード側の返信による通信不具合の改善では、従来のようにカード側のインピーダンスの変化による返信ではなく、「エネルギー」の返信によるため、基本的にはバッテリー等の電源を備えた場合を基本構成とする。
【００８７】
また、情報処理装置１５０は、ＭＰＵなどで構成され情報処理装置１５０全体を制御する制御部（図示せず）や、制御部が使用するプログラムや演算パラメータなどの制御用データが記録されたＲＯＭ（図示せず）、制御部により実行されるプログラムなどを一次記憶するＲＡＭ（図示せず）、制御部における演算結果や実行状態を保持するレジスタ（図示せず）、情報処理装置１５０において用いられるアプリケーション、データなどを記憶可能な記憶部（図示せず）、他の装置などと接続するためのインタフェース（図示せず）などを備えてもよい。情報処理装置１５０は、例えば、データの伝送路としてのバスによりデータ処理回路１６２と上記各構成要素間、および上記各構成要素間を接続することができる。なお、データ処理回路１６２は、上記制御部（図示せず）として機能することもできる。
【００８８】
ここで、記憶部（図示せず）としては、例えば、ハードディスクなどの磁気記録媒体や、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）、ＰＲＡＭ(Phase change Random Access Memory)などの不揮発性メモリが挙げられるが、上記に限られない。また、インタフェースとしては、例えば、ＵＡＲＴや、ネットワーク端子などが挙げられるが、上記に限られない
【００８９】
通信アンテナ１５２は、所定のインダクタンスをもつコイル（インダクタ）Ｌ１と、所定の静電容量をもつキャパシタＣ１とからなる共振回路で構成され、搬送波の受信に応じて電磁誘導により誘起電圧を生じさせる。そして、通信アンテナ１５２は、所定の共振周波数で誘起電圧を共振させた受信電圧を出力する。ここで、通信アンテナ１５２における共振周波数は、例えば、１３．５６ＭＨｚなど搬送波の周波数に合わせて設定することができる。なお、本発明の実施形態に係る通信アンテナが、キャパシタＣ１を備えない構成、すなわち、通信アンテナが共振回路で構成されない構成とすることができることは、言うまでもない。上記の場合には、通信アンテナからは搬送波の受信に応じて生じた誘起電圧が出力されることとなる。
【００９０】
また、通信アンテナ１５２は、増幅回路１６８から出力される出力信号に応じてシンクロ搬送波を送信する送信アンテナとしても機能する。上記出力信号については、後述する。
【００９１】
検波回路１５４は、通信アンテナ１５２から出力される受信電圧を整流（検波）し、リーダ／ライタ１００から送信された搬送波に基づく基準信号をＰＬＬ回路１６０へ出力する。ここで、上記基準信号とは、後述するＰＬＬ回路１６０が出力する出力信号の周波数および位相の基準となる信号である。また、検波回路１５４は、例えば、ダイオードと、キャパシタで構成することができるが、上記に限られない。また、検波回路１５４は、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）を備えて、所定のゲインレベルの基準信号を出力することもできる。
【００９２】
搬送波検出回路１５６は、通信アンテナ１５２から出力される受信電圧を検出し、受信電圧が検出されると検出信号をＰＬＬ回路１６０へ出力する。ここで、搬送波検出回路１５６は、例えば、１３．５６ＭＨｚなど特定の周波数帯域の信号のみを通過させ、その他の帯域の信号を減衰させるバンドパス・フィルタ（Band-Pass Filter）で構成することができるが、上記に限られない。
【００９３】
復調回路１５８は、通信アンテナ１５２から出力される受信電圧を包絡線検波し、検波した信号を２値化することにより、リーダ／ライタ１００から搬送波を用いて送信された搬送波信号を復調する。
【００９４】
ＰＬＬ回路１６０は、検波回路１５４から出力される基準信号と周波数および位相が同一の出力信号を変調回路１６４へ出力する。ここで、ＰＬＬ回路１６０は、フィードバック制御によって基準信号と周波数および位相が同一の出力信号を出力することができる。以下では、出力信号の周波数および位相が、基準信号の周波数および位相と一致したことを、ＰＬＬが「ロック（同期）」したという。
【００９５】
また、ＰＬＬ回路１６０は、フィードバック制御によりＰＬＬがロックした場合には、出力信号をホールドして出力する。ここで、出力信号のホールドとは、外因などによってロック後に基準信号が変化した場合であっても、当該基準信号に依存せずにロック状態の出力信号を出力することをいう。本発明の実施形態に係るＰＬＬ回路１６０は、いわゆる一般的なＰＬＬ回路とは異なり、フィードバック制御を選択的に行うことによって、出力信号をホールドして出力することができる。
【００９６】
ＰＬＬ回路１６０は、ＰＬＬがロックしたことを示すＰＬＬロック検出信号をＰＬＬのロックに応じてデータ処理回路１６２へ送信し、また、データ処理回路１６２から出力される制御信号（後述する）に応じて、出力信号をホールドする。したがって、ＰＬＬ回路１６０における出力信号のホールドは、データ処理回路１６２により制御される。
【００９７】
〔ＰＬＬ回路１６０の構成〕
ここで、本発明の実施形態に係るＰＬＬ回路１６０の構成について説明する。ＰＬＬ回路１６０は、電圧制御発振回路１８０（Voltage Controlled Oscillator。以下「ＶＣＯ」とよぶ場合もある。）と、分周回路１８２と、位相比較回路１８４と、ループフィルタ１８６と、レベル保持回路１８８とを備える。
【００９８】
電圧制御発振回路１８０は、入力された入力電圧に応じた周波数の出力信号を出力する。また、電圧制御発振回路１８０には、搬送波検出回路１５６から出力される検出信号が入力され、当該検出信号が入力された場合に選択的に出力信号を出力することができる。ここで、電圧制御発振回路１８０は、例えば、バリキャップを備えて構成することができるが、上記に限られない。
【００９９】
分周回路１８２は、電圧制御発振回路１８０から出力される出力信号を２分周する。なお、本発明の実施形態に係る分周回路における分周が２分周に限られないことは、言うまでもない。
【０１００】
また、図５では、情報処理装置１５０が分周回路１８２を備える構成を示しているが、本発明の実施形態は、上記に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る情報処理装置は、分周回路１８２を備えない構成とすることもできる。ここで、分周回路１８２は、例えば、搬送波の回路への飛びつきが発生することによるＰＬＬ回路の誤動作（シンクロ誤動作）を防止するものである。また、分周回路１８２は、電圧制御発振回路１８０から出力される出力信号と、検波回路１５４から出力される基準信号とのデューティの差を小さくし、より確実に位相差を判定する役目を果たすこともできる。
【０１０１】
位相比較回路１８４は、検波回路１５４から出力される基準信号の位相と、分周回路１８２から出力される分周された出力信号の位相との位相差に応じた位相差信号をループフィルタ１８６およびデータ処理回路１６２へ出力する。以下では、分周回路１８２から出力された分周された出力信号を、電圧制御発振回路１８０から出力される出力信号と特に区別せずに「出力信号」という。また、以下では、データ処理回路１６２に出力される位相差信号を「ＰＬＬロック検出信号」という。ここで、位相比較回路１８４は、基準信号と出力信号との位相差に応じたＰＬＬロック検出信号を出力するので、データ処理回路１６２は、ＰＬＬロック検出信号を用いることによってＰＬＬがロック状態にあるのか否かを判定することができる。位相比較回路１８４は、例えば、ＥｘＯＲなどを用いて構成することができるが、上記に限られない。
【０１０２】
ループフィルタ１８６は、位相比較回路１８４から出力される位相差信号の交流成分を取り除くことによって位相補償電圧を出力する。ＰＬＬ回路１６０は、ループフィルタ１８６を備えることによって、フィードバック制御における位相補償を行うことができる。ここで、ループフィルタ１８６は、例えば、遮断周波数以下の周波数の信号だけを通過させ、遮断周波数より大きな周波数の信号を減衰させるローパス・フィルタ（Low-Pass Filter）で構成することができるが、上記に限られない。
【０１０３】
レベル保持回路１８８は、レベル保持スイッチ１９０（第２のスイッチ）と、所定の静電容量をもつキャパシタＣ２とを備える。なお、レベル保持回路１８８は、レベルさえ保持できれば上記に限られず、例えば、「Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ変換回路」とそのディジタルの値を記憶する「メモリ（メモリ装置）」であってもよい。
【０１０４】
レベル保持スイッチ１９０は、データ処理回路１６２から出力される制御信号に応じてオン／オフ動作し、選択的に位相補償電圧を取り込む。ここで、レベル保持スイッチ１９０のオン／オフ動作は、後述する変調回路１６４におけるオン／オフ動作と逆の動作となる。すなわち、変調回路１６４がオンのときレベル保持スイッチ１９０はオフとなり、また変調回路１６４がオフのときレベル保持スイッチ１９０はオンとなる。レベル保持スイッチ１９０は、例えば、制御電極に制御信号が印加されるｐＭＯＳトランジスタで構成することができるが、上記に限られず、ｎＭＯＳトランジスタで構成することもできる。
【０１０５】
また、キャパシタＣ２は、レベル保持スイッチ１９０から出力される位相補償電圧を保持する。以下、キャパシタＣ２に保持された位相補償電圧を「保持電圧」という。
【０１０６】
また、レベル保持回路１８８は、制御信号に応じて、ループフィルタ１８６から出力される位相補償電圧、またはキャパシタＣ２に保持された保持電圧を、電圧制御発振回路１８０に入力される入力電圧として選択的に出力する。
【０１０７】
ここで、本発明の実施形態に係る制御信号、レベル保持スイッチ１９０の動作、および出力される入力電圧の関係の一例を示す。なお、以下では、レベル保持スイッチ１９０がｐＭＯＳトランジスタで構成されているものとして説明する。
【０１０８】
〔ｉ〕制御信号がローレベル（Low）のとき
制御信号がローレベルのときには、レベル保持スイッチ１９０はオンとなる。したがって、レベル保持回路１８８にはループフィルタ１８６から出力される位相補償電圧が入力され、レベル保持回路１８８からは位相補償電圧が出力される。またキャパシタＣ２は入力された位相補償電圧を保持する。
【０１０９】
〔ｉｉ〕制御信号がハイレベル（High）のとき
制御信号がハイレベルのときには、レベル保持スイッチ１９０はオフとなる。したがって、レベル保持回路１８８にはループフィルタ１８６から出力される位相補償電圧は入力されず、キャパシタＣ２に保持された保持電圧が出力される。したがって、保持電圧が入力された電圧制御発振回路１８０は、当該保持電圧と周波数が同一の出力信号を出力するので、出力信号がホールドされることとなる。
【０１１０】
レベル保持回路１８８は、上記のように制御信号に応じて、ループフィルタ１８６から出力される位相補償電圧、またはキャパシタＣ２に保持された保持電圧を電圧制御発振回路１８０へ出力することができる。
【０１１１】
また、レベル保持回路１８８が、上記「Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ変換回路」とそのディジタルの値を記憶する「メモリ（メモリ装置）」で構成されている場合には、例えば、その都度、新しいディジタルの値を使用するのか、「メモリ（メモリ装置）」に記憶した値を用いるのかによって、上記ｐＭＯＳトランジスタ（あるいは、ｎＭＯＳトランジスタ）およびキャパシタＣ２と同様の役目を果たすことができる。なお、レベル保持回路１８８が、上記「Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ変換回路」とそのディジタルの値を記憶する「メモリ（メモリ装置）」で構成されている場合の動作が上記に限られないことは、言うまでもない。
【０１１２】
ＰＬＬ回路１６０は、上述した電圧制御発振回路１８０、分周回路１８２、位相比較回路１８４、ループフィルタ１８６、レベル保持回路１８８とを備えることにより、検波回路１５４から出力される基準信号と周波数および位相が同一の出力信号をホールドして変調回路１６４へ出力することができる。
【０１１３】
データ処理回路１６２は、復調回路１５８において復調された搬送波信号のデータ処理を行う。ここで、データ処理回路１６２は、例えば、ＭＰＵで構成することができる。
【０１１４】
また、データ処理回路１６２には位相比較回路１８４から送信されるＰＬＬロック検出信号が入力され、ＰＬＬロック検出信号がＰＬＬがロックされたことを示す場合（ＰＬＬロック検出信号が示す位相差が０（ゼロ）のとき）には、データ処理の結果に応じた制御信号を出力する。ここで、データ処理回路１６２が出力する制御信号は、ＰＬＬ回路１６０のレベル保持スイッチ１９０と、変調回路１６４とに入力され、ＰＬＬ回路１６０のレベル保持スイッチ１９０のスイッチ動作、および後述する変調回路１６４における変調の制御に用いられる。したがって、データ処理回路１６２は、制御信号を出力することにより、ＰＬＬ回路１６０から出力される出力信号（電圧制御発振回路１８０から出力される出力信号）をホールドさせ、また、ホールドした出力信号を用いた変調を制御することができる。
【０１１５】
変調回路１６４には、データ処理回路１６２から出力される制御信号、およびＰＬＬ回路１６０から出力される出力信号が入力され、制御信号に応じて選択的に出力信号を位相補正回路１６６へ出力する。変調回路１６４は、例えば、スイッチ（第１のスイッチ）で構成され、制御信号に応じてオン／オフ動作する。ここで、変調回路１６４におけるオン／オフ動作は、レベル保持スイッチ１９０におけるオン／オフ動作と逆の動作となる。なお、変調回路１６４は、例えば、制御電極に制御信号が印加されるｎＭＯＳトランジスタで構成されることに限られず、例えば、ｐＭＯＳトランジスタで構成することもできることは、言うまでもない。
【０１１６】
位相補正回路１６６は、変調回路１６４から制御信号に応じて選択的に出力される出力信号の位相を補正する。ここで、情報処理装置１５０が出力信号の位相を補正する意義について説明する。
【０１１７】
上述したように情報処理装置１５０は、ＰＬＬ回路１６０を備え、リーダ／ライタ１００から送信される搬送波に基づく基準信号と周波数および位相を同期させた出力信号を送信する。そして、情報処理装置１５０は、出力信号に基づいてシンクロ搬送波を送信させることにより、応答信号の送信を行う。しかしながら、情報処理装置１５０では、例えば、配線などによる出力信号の遅延などによって、通信アンテナ１５２に伝達されるシンクロ搬送波送信のための信号の位相と、ＰＬＬ回路１６０から出力された出力信号の位相とがずれる場合が起こりうる。
【０１１８】
ここで、通信アンテナ１５２に伝達されるシンクロ搬送波送信のための信号の位相と、ＰＬＬ回路１６０から出力された出力信号の位相とにずれが生じた場合における問題について説明する。
【０１１９】
図６は、本発明の実施形態に係るシンクロ搬送波送信のための信号の位相と出力信号の位相とにずれが生じた場合における問題を説明するための説明図である。図６（ａ）〜図６（ｄ）は、リーダ／ライタ１００から送信される搬送波と、情報処理装置１５０から送信されるシンクロ搬送波と、搬送波およびシンクロ搬送波の合成波とをそれぞれベクトル表現で表した説明図である。また、図６に示す合成波は、リーダ／ライタ１００の復調部１０６内にある信号検波回路で検出された合成波を示している。情報処理装置１５０がシンクロ搬送波の送信のタイミングをコントロールすることによって、リーダ／ライタ１００は図６に示す合成波を得ることができる。以下、図６を用いてシンクロ搬送波送信のための信号の位相と出力信号の位相とにずれが生じた場合における問題について説明するが、当該問題は、一般的な信号検波回路を備える多様なリーダ／ライタにおいて同様に生じうる。また、以下では、搬送波とシンクロ搬送波との位相差を「θ」で表している。
【０１２０】
（１）図６（ａ）：通信可能な状態の第１の例
図６（ａ）を参照すると、θが０°＜θ＜９０°のとき、搬送波と合成波との間でレベルの違いが生じていることが分かる。このレベルの違いが、リーダ／ライタ１００では情報処理装置１５０からの応答信号の送信と捉えられ、リーダ／ライタ１００は、ＡＳＫ変調によって応答信号を復調することができる。したがって、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０との間の通信は正常に行われる。
【０１２１】
（２）図６（ｂ）：通信可能な状態の第２の例
図６（ａ）を参照すると、θが１８０°＜θ＜２７０°のとき、図６（ａ）と同様に搬送波と合成波との間でレベルの違いが生じていることが分かる。したがって、図６（ｂ）の場合にも、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０との間の通信は正常に行われる。
【０１２２】
（３）図６（ｃ）：通信不能な状態の第１の例
図６（ｃ）を参照すると、θが９０°＜θ＜１８０°で、かつシンクロ搬送波が小さい場合（すなわち、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０との通信距離が長い場合）には、搬送波と合成波との間でレベルの違いが生じていないことが分かる。このとき、リーダ／ライタ１００は、情報処理装置１５０からの応答信号を検出することはできないので、ＡＳＫ変調によって応答信号を復調することができない。したがって、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０とは正常に通信を行うことができない。
【０１２３】
（４）図６（ｄ）：通信不能な状態の第２の例
図６（ｄ）を参照すると、θがθ＝１８０°で、かつシンクロ搬送波が大きい場合（すなわち、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０との通信距離が短い場合）には、搬送波と合成波との間でレベルの違いが生じていないことが分かる。このとき、リーダ／ライタ１００は、図６（ｃ）と同様に、情報処理装置１５０からの応答信号を検出することはできない。したがって、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０とは正常に通信を行うことができない。
【０１２４】
図６に示すように、搬送波とシンクロ搬送波との位相差、およびリーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０との通信距離が所定の場合には、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０とが通信を行うことができない場合が起こりうる。すなわち、上記の場合には、通信不可領域が生じることとなる。
【０１２５】
したがって、情報処理装置１５０においてシンクロ搬送波送信のための信号の位相と、ＰＬＬ回路１６０から出力された出力信号の位相とに意図せぬずれが生じた場合には、上記のようにリーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０とが通信を行うことができない可能性がある。
【０１２６】
そこで、本発明の実施形態に係る情報処理装置１５０は、配線などによる意図せぬずれが生じたとしても通信不可領域を生じさせないようにするために位相補正回路１６６を備える。より具体的には、位相補正回路１６６は、出力信号の位相を意図的に遅らせることによって、通信不可領域が生じない位相へと出力信号の位相を補正する。
【０１２７】
ここで、通信不可領域が生じうる搬送波とシンクロ搬送波との関係を示す。図７は、通信不可領域が生じうる搬送波とシンクロ搬送波との関係を示す説明図である。ここで、図７は、図６（ｃ）、図６（ｄ）に示すように搬送波と合成波との間でレベルの違いが生じない場合における、搬送波とシンクロ搬送波との間の位相差の関係を示した図である。
【０１２８】
図７に示すように、搬送波とシンクロ搬送波との間の位相差θが、９０°≦θ≦２７０°となるとき、搬送波と合成波との間でレベルの違いが生じないことが分かる。つまり、上記の場合には、通信不可領域が生じる可能性がある。また、逆に言えば、搬送波とシンクロ搬送波との間の位相差θが、−９０°＜θ＜９０°のときには、搬送波と合成波との間でレベルの違いが生じることから、通信不可領域は生じないこととなる。
【０１２９】
したがって、本発明の実施形態に係る位相補正回路１６６は、搬送波とシンクロ搬送波との間の位相差θが−９０°＜θ＜９０°の範囲内となるように、入力された出力信号の位相を遅延量分遅延させる。ここで、位相補正回路１６６が出力信号の位相を遅延させる上記遅延量は、位相補正回路を備えない場合におけるＰＬＬ回路１６０から出力された出力信号の位相と、通信アンテナ１５２に伝達されるシンクロ搬送波送信のための信号の位相差とを予め測定することによって、決定することができる。また、位相補正回路１６６としては、例えば、積分回路を用いることが挙げられるが、上記に限られない。
【０１３０】
増幅回路１６８は、位相補正回路１６６から出力された位相が補正された出力信号を増幅して通信アンテナ１５２へ出力する。情報処理装置１５０が送受信回路の構成要素として増幅回路１６８を備えることにより、よりゲインの大きなシンクロ搬送波を送信させて通信が正常に行える可能性を高めることができる。
【０１３１】
また、増幅回路１６８と通信アンテナ１５２との間には、ダイオードＤ１とキャパシタＣ３とが備えられ、増幅回路１６８から出力される増幅された出力信号を整流して通信アンテナ１５２へ伝達する。通信アンテナ１５２に出力信号（増幅回路１６８から出力される増幅された出力信号）が入力されることによって、通信アンテナ１５２からはシンクロ搬送波が送信される。
【０１３２】
バッテリー１７０は、情報処理装置１５０の送受信回路を構成する各構成要素や、情報処理装置１５０のその他の構成要素（例えば、記憶部（図示せず）など）に電力を供給する。なお、図５では、バッテリー１７０がデータ処理回路１６２、増幅回路１６８、および電圧制御発振回路１８０に電力を供給している構成を示しているが、本発明の実施形態に係る情報処理装置の構成が上記に限られないことは、言うまでもない。また、上述したように、本発明の実施形態に係る情報処理装置は、レギュレータ（図示せず）を備え、リーダ／ライタ１００から送信される搬送波から電力を得て各構成要素に供給することもできる。
【０１３３】
情報処理装置１５０は、例えば、図５に示す構成の送受信回路を備えることによって、リーダ／ライタ１００から送信される搬送波を受信（搬送波信号の受信）し、シンクロ搬送波を自ら送信することによって返信（応答信号の送信）を行うことができる。
【０１３４】
[通信方法]
ここで、本発明の実施形態に係る通信方法について説明する。図８は、本発明の実施形態に係る通信方法の一例を示す流れ図である。ここで、図８は、情報処理装置１５０における通信方法を示している。
【０１３５】
情報処理装置１５０は、搬送波が検出されたか否かを検出する（Ｓ１００）。ステップＳ１００における処理は、通信アンテナ１５２において搬送波の受信に応じて発生した誘起電圧に基づいて、検波回路１５４、搬送波検出回路１５６、復調回路１５８が行うことができる。
【０１３６】
ステップＳ１００において搬送波が検出されると、情報処理装置１５０は、搬送波信号を復調し、搬送波信号をデータ処理する（Ｓ１０２）。ここで、ステップＳ１０２における復調は、復調回路１５８が行い、またデータ処理は、データ処理回路１６２が行うことができる。
【０１３７】
また、ステップＳ１００において搬送波が検出されると、情報処理装置１５０は、ＰＬＬ（Phase-Locked Loop）を起動する（Ｓ１０４）。ステップＳ１０４におけるＰＬＬの起動は、例えば、搬送波検出回路１５６から出力される検出信号がＰＬＬ回路１６０を構成する電圧制御発振回路１８０に伝達されることによって、電圧制御発振回路１８０から出力信号が出力されることにより行われる。
【０１３８】
ステップＳ１０４においてＰＬＬが起動されると、情報処理装置１５０は、ＰＬＬがロックしたか否かを判定する（Ｓ１０６）。ステップＳ１０６においてＰＬＬがロックしたと判定されない場合には、ＰＬＬがロックされたと判定されるまで処理を進めない。ここで、ステップＳ１０６の処理は、ＰＬＬ回路１６０から伝達されるＰＬＬロック検出信号に基づいて、データ処理回路１６２が行うことができる。
【０１３９】
ステップＳ１０６においてＰＬＬがロックされたと判定された場合には、情報処理装置１５０は、変調するタイミングであるか否かを判定する（Ｓ１０８）。ステップＳ１０８の処理は、ステップＳ１０２におけるデータ処理の結果に基づいて、データ処理回路１６２が行うことができる。なお、図８では、ステップＳ１０２の後にステップＳ１０４、Ｓ１０６を行う例を示しているが、本発明の実施形態に係る通信方法は、上記に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る通信方法は、ステップＳ１０２と、ステップＳ１０４、Ｓ１０６との処理を平行して行うことができる。
【０１４０】
ステップＳ１０８において変調するタイミングではないと判定された場合には、情報処理装置１５０は、搬送波が検出されたか否かを判定する（Ｓ１１０）。ステップＳ１１０において搬送波が検出されたと判定された場合には、再度ステップＳ１０８の処理を行い、また、ステップＳ１１０において搬送波が検出されたと判定されない場合には、再度ステップＳ１００から処理を行う。
【０１４１】
また、ステップＳ１０８において変調するタイミングであると判定された場合には、情報処理装置１５０は、レベル保持スイッチ１９０をＯＮとしてレベルを保持する（Ｓ１１２）。ここで、ステップＳ１１２の処理は、ＰＬＬのＶＣＯの出力をホールドすることに相当する。また、ステップＳ１１２の処理は、データ処理回路１６２が制御信号をＰＬＬ回路１６０を構成する電圧制御発振回路１８０（ＶＣＯ）に伝達することによって行うことができる。ここで、上記ＶＣＯの出力とは、電圧制御発振回路１８０から出力される出力信号に対応する。
【０１４２】
ステップＳ１１２においてＶＣＯの出力がホールドされると、情報処理装置１５０は、シンクロ搬送波を送信して応答を行う（Ｓ１１４）。ここで、ステップＳ１１４のシンクロ搬送波の送信は、情報処理装置１５０からの応答信号の送信に相当する。また、ステップＳ１１４の処理は、データ処理回路１６２が制御信号を変調回路１６４へ選択的に印加することにより、変調回路１６４からの出力信号の出力を制御することによって行うことができる。
【０１４３】
ステップＳ１１４においてシンクロ搬送波が送信されると、情報処理装置１５０は、ＶＣＯの出力を開放する（Ｓ１１６）。そして、情報処理装置１５０は、ＰＬＬが再ロックしたか否かを判定する（Ｓ１１８）。ステップＳ１１８においてＰＬＬが再ロックしたと判定されない場合には、情報処理装置１５０は処理を進めない。ここで、ステップＳ１１８における処理は、ステップＳ１０６と同様に、データ処理回路１６２が行うことができる。
【０１４４】
また、ステップＳ１１８においてＰＬＬが再ロックしたと判定された場合には、情報処理装置１５０は、応答信号を全て送信したか否かを判定する（Ｓ１２０）。ステップＳ１２０の処理は、ステップＳ１０２におけるデータ処理の結果に基づいて、データ処理回路１６２が行うことができる。
【０１４５】
ステップＳ１２０において応答信号を全て送信したと判定されない場合には、情報処理装置１５０は、ステップＳ１１０からの処理を繰り返す。
【０１４６】
また、ステップＳ１２０において応答信号を全て送信したと判定された場合には、情報処理装置１５０は、ＰＬＬおよびＶＣＯを停止し（Ｓ１２２）、通信を終了させる。
【０１４７】
情報処理装置１５０は、例えば図８に示す通信方法を用いることによって、リーダ／ライタ１００から送信された搬送波を受信（搬送波信号の受信）し、シンクロ搬送波を自ら送信することによって返信（応答信号の送信）を行うことができる。なお、図８に示す通信方法は、一度行われれば完了する類の方法ではなく、情報処理装置１５０は、搬送波信号を受信するごとに図８に示す通信方法を用いることができることは、言うまでもない。
【０１４８】
本発明の実施形態に係る非接触通信システムは、上述したように、リーダ／ライタ１００から送信された搬送波を受信した情報処理装置１５０が、シンクロ搬送波を自ら送信することによって通信が行われる。そこで、次に、上述した本発明の実施形態に係る非接触通信システムにおける通信をより具体的に示すために、本発明の実施形態に係る非接触通信システムにおける通信の概略を示す。
【０１４９】
図９は、本発明の実施形態に係る非接触通信システムにおける通信の概略を説明するための説明図である。ここで、図９（ａ）は、リーダ／ライタ１００における搬送波検波波形（リーダ／ライタ１００の通信アンテナ（搬送波送信部１０４）における復調部１０６の電圧の波形）を示している。また、図９（ｂ）は情報処理装置１５０におけるＰＬＬ動作をＰＬＬ回路１６０の出力信号の波形と共に示し、図９（ｃ）は情報処理装置１５０から送信されるシンクロ搬送波の出力波形を示している。以下、図９（ｂ）に示すＰＬＬ動作に基づいて、本発明の実施形態に係る非接触通信システムにおける通信の概略を説明する。
【０１５０】
情報処理装置１５０は、搬送波が検出されると（図９のＡ）、ＰＬＬを起動させる。ＰＬＬが起動されることにより、ＰＬＬ回路１６０のＶＣＯ（電圧制御発振回路１８０）からは出力信号が出力され、ＰＬＬのロックが行われる（図９のＢ）。
【０１５１】
ＰＬＬがロックされると、情報処理装置１５０は、データ処理の結果に応じて変調を行う（図９のＣ、Ｄ）。ここで、図９のＣは変調がオフの状態を示しており、図９のＤは変調がオンの状態を示している。
【０１５２】
図９Ｄに示す変調がオンの状態のとき、ＶＣＯの出力（出力信号）はホールドされ、情報処理装置１５０の通信アンテナ１５２にはホールドされたＶＣＯ出力に基づく信号が伝達される。したがって、情報処理装置１５０は、図９（ｃ）に示すようなシンクロ搬送波を出力することができる。なお、図９では、位相補正回路１６６によりＶＣＯの出力（出力信号）の位相が補正された例を示している。
【０１５３】
このとき、図９（ｃ）に示すような情報処理装置１５０からのシンクロ搬送波の送信を受信するリーダ／ライタ１００の復調部１０６では、シンクロ搬送波の受信に応じて図９（ａ）に示すように、振幅の変化が生じる。
【０１５４】
上記の振幅変化は、図４に示す変調ＯＦＦの場合の波形が上方にスライドした波形に対応する。つまり、リーダ／ライタ１００では、図２の点Ａに示すような通信不可領域が発生しない。したがって、リーダ／ライタ１００は、上記振幅変化を用いて、情報処理装置１５０から送信される応答信号を復調することができる（ＡＳＫ変調）。
【０１５５】
同様に、情報処理装置１５０がデータ処理の結果に応じて変調を行うことにより（図９のＥ、Ｆ、Ｇ）、情報処理装置１５０からはシンクロ搬送波が送信され、リーダ／ライタ１００はＡＳＫ変調により応答信号を復調する。
【０１５６】
そして、情報処理装置１５０は、応答信号の送信が完了すると、ＰＬＬをオフして通信を終了する（図９のＦ）。
【０１５７】
図９に示すように、本発明の実施形態に係る非接触通信システムは、リーダ／ライタ１００から送信される搬送波を情報処理装置１５０が受信し、情報処理装置１５０が受信した搬送波に応じたシンクロ搬送波を送信することによって、情報処理装置１５０からリーダ／ライタ１００への応答が行われる。したがって、本発明の実施形態に係る非接触通信システムは、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０との間で正常に通信を行うことができる。
【０１５８】
以上のように、本発明の実施形態に係る非接触通信システムは、リーダ／ライタ１００と、情報処理装置１５０とからなる。従来の非接触通信システムを構成する従来の情報処理装置５０が負荷変調によって従来のリーダ／ライタ１０へ返信を行うのに対して、本発明の実施形態に係る非接触通信システムは、情報処理装置１５０が自らシンクロ搬送波を送信することによってリーダ／ライタ１００へ返信を行う。
【０１５９】
本発明の実施形態に係る情報処理装置１５０は、送受信回路の構成要素としてＰＬＬ回路１６０を備え、ＰＬＬ回路１６０から出力される出力信号に基づくシンクロ搬送波を選択的に送信する。ここで、ＰＬＬ回路１６０はレベル保持回路１８８を備え、データ処理回路１６２が出力する制御信号に基づいて、出力信号をホールドして出力する。また、制御信号は、搬送波を復調して得た搬送波信号をデータ処理するデータ処理回路１６２から出力され、データ処理回路１６２は、ＰＬＬ回路１６０から出力されるＰＬＬロック検出信号に基づいてデータ処理の結果に応じた制御信号を出力する。よって、情報処理装置１５０は、ＰＬＬ回路１６０から出力される、搬送波と周波数および位相が同期された出力信号（ホールドされた出力信号）に基づいて、シンクロ搬送波を送信することができる。
【０１６０】
ここで、シンクロ搬送波を受信したリーダ／ライタ１００のアンテナ端の電圧の振幅変化は、図４に示す変調ＯＦＦの場合の波形が上方、あるいは下方にスライドした波形に対応する（なお、当該スライドの方向は、シンクロ搬送波の位相に依存する。）。つまり、リーダ／ライタ１００では、図２の点Ａに示すような通信不可領域が発生しない。したがって、リーダ／ライタ１００は、上記振幅変化を用いて、情報処理装置１５０から送信される応答信号を復調することができる。
【０１６１】
したがって、本発明の実施形態に係る非接触通信システムは、上記のように情報処理装置１５０がリーダ／ライタ１００から送信された搬送波を受信（搬送波信号を受信）してシンクロ搬送波を自ら送信（応答信号を送信）することによって、通信不可領域の発生を防止することができる。よって、本発明の実施形態に係る非接触通信システムは、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０との間における通信を安定化することができる。
【０１６２】
また、情報処理装置１５０は、送受信回路として、ＰＬＬ回路１６０から出力される出力信号の位相を所定の遅延量分遅延させる位相補正回路１６６を備える。したがって、例えば、配線などによって通信アンテナ１５２に伝達されるシンクロ搬送波送信のための信号の位相と、ＰＬＬ回路１６０から出力された出力信号の位相とに意図せぬずれが生じる場合であっても、位相補正回路１６６によって意図した位相へと補正することができる。したがって、情報処理装置１５０は、位相補正回路１６６を備えることにより、リーダ／ライタ１００においてより復調が確実となる位相のシンクロ搬送波を送信することができるので、通信不可領域の発生をより確実に防止することができる。
【０１６３】
上記では、本発明の実施形態に係る非接触通信システムを構成する構成要素として、リーダ／ライタ１００を挙げて説明したが、本発明の実施形態はかかる構成に限られず、例えば、リーダ／ライタ機能を有する携帯電話などの携帯型通信装置、リーダ／ライタ機能を有するＵＭＰＣ(Ultra Mobile Personal Computer)などのコンピュータなどに適用することができる。
【０１６４】
また、本発明の実施形態に係る非接触通信システムを構成する構成要素として、情報処理装置１５０を挙げて説明したが、本発明の実施形態はかかる構成に限られず、例えば、ＲＦＩＤタグ、非接触ＩＣカード、非接触ＩＣチップを搭載した携帯電話などの携帯型通信装置、非接触ＩＣチップを搭載したＰＣ（Personal Computer）などのコンピュータなど、搬送波を用いて非接触通信を行う様々な装置に適用することができる。
【０１６５】
（本発明の実施形態に係るプログラム）
本発明の実施形態に係る情報処理装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムによって、搬送波を用いた非接触通信において、通信可能な範囲内における通信不可領域の発生を防止することができる。
【０１６６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１６７】
例えば、図５に示す本発明の実施形態に係る情報処理装置１５０では、送受信回路を構成する検波回路１５４と、復調回路１５８とを別体の回路として示したが、本発明の実施形態は、かかる構成に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る情報処理装置は、検波回路および復調回路の検波に係る部分を共通化することによって、一体の回路として構成することもできる。上記の構成であっても、上述した本発明の実施形態に係る情報処理装置１５０と同様に、シンクロ搬送波を送信することが可能であるので、情報処理装置１５０と同様の効果を奏することができる。
【０１６８】
また、図５に示す本発明の実施形態に係る情報処理装置１５０では、送受信回路として位相補正回路１６６および増幅回路１６８を備える構成を示したが、発明の実施形態は、かかる構成に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る情報処理装置は、位相補正回路、および／または、増幅回路を備えない構成とすることもできる。上記の構成であっても、ＰＬＬ回路から出力される出力信号に応じてシンクロ搬送波を送信することが可能であるので、通信不可領域の発生を防止することができる。
【０１６９】
上述した構成は、本発明の実施形態の一例を示すものであり、当然に、本発明の技術的範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１７０】
【図１】従来のリーダ／ライタと従来の情報処理装置からなる従来の非接触通信システムを示す説明図である。
【図２】従来の非接触通信システムにおける問題を説明するための第１の説明図である。
【図３】従来の非接触通信システムにおける問題を説明するための第２の説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る問題解決アプローチの効果を説明するための説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る非接触通信システムを示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係るシンクロ搬送波送信のための信号の位相と出力信号の位相とにずれが生じた場合における問題を説明するための説明図である。
【図７】通信不可領域が生じうる搬送波とシンクロ搬送波との関係を示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態に係る通信方法の一例を示す流れ図である。
【図９】本発明の実施形態に係る非接触通信システムにおける通信の概略を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【０１７１】
１０、１００ リーダ／ライタ
１２、１０２ 搬送波信号生成部
１４、１０４ 搬送波送信部
１６、１０６ 復調部
１８、１０８ 制御部
５０、１５０ 情報処理装置
５４、１５２ 通信アンテナ
１５４ 検波回路
１５６ 搬送波検出回路
１５８ 復調回路
１６０ ＰＬＬ回路
１６２ データ処理回路
１６４ 変調回路
１６６ 位相補正回路
１６８ 増幅回路
１７０ バッテリー
１８０ 電圧制御発振回路
１８２ 分周回路
１８４ 位相比較回路
１８６ ループフィルタ
１８８ レベル保持回路
１９０ レベル保持スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リーダ／ライタから送信された所定の周波数の搬送波を受信し、前記搬送波に応じた誘起電圧を発生させる通信アンテナと；
前記誘起電圧を検出して検出信号を出力する搬送波検出部と；
前記検出信号と入力電圧とが入力され、前記検出信号に基づいて、入力された入力電圧に応じた周波数の出力信号を出力する電圧制御発振部と；
前記誘起電圧が検波された基準信号の位相と前記出力信号の位相との位相差を比較し、前記位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較部と；
前記誘起電圧に基づいて復調された搬送波信号を処理し、前記位相差信号に基づいて、前記処理に応じた制御信号を出力するデータ処理部と；
前記位相差信号の交流成分を取り除き、位相補償電圧を出力するループフィルタと；
前記制御信号に応じて前記位相補償電圧が選択的に入力されて前記位相補償電圧を保持し、前記制御信号に応じて入力された前記位相補償電圧、または、保持した保持電圧を前記入力電圧として選択的に前記電圧制御発振部へ出力するレベル保持部と；
前記制御信号に基づいて前記出力信号を選択的に前記通信アンテナへ出力し、前記通信アンテナからシンクロ搬送波を送信させる変調部と；
を備えることを特徴とする、送受信回路。
【請求項２】
前記変調部は、前記制御信号に応じてオン／オフ動作する第１のスイッチを備え、
前記レベル保持部は、
前記制御信号に応じて、前記第１のスイッチがオンのときオフし前記第１のスイッチがオフのときオンして選択的に前記位相補償電圧を前記入力電圧として出力する第２のスイッチと；
前記第２のスイッチから出力される前記位相補償電圧を保持し、前記第２のスイッチがオフのとき保持された前記保持電圧を前記入力電圧として出力するキャパシタと；
を備えることを特徴とする、請求項１に記載の送受信回路。
【請求項３】
前記データ処理部は、前記位相差信号が示す位相差が０のとき前記処理に応じた制御信号を出力することを特徴とする、請求項１に記載の送受信回路。
【請求項４】
前記制御信号に応じて前記変調部から選択的に出力される前記出力信号の位相を補正して前記通信アンテナへ伝達する位相補正部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の送受信回路。
【請求項５】
前記位相補正部は、前記出力信号の位相を所定の量遅延させることを特徴とする、請求項４に記載の送受信回路。
【請求項６】
前記制御信号に応じて前記変調部から選択的に出力される出力信号のゲインを増幅する増幅部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の送受信回路。
【請求項７】
前記電圧制御発振部から出力される前記出力信号を分周する分周部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の送受信回路。
【請求項８】
前記誘起電圧を包絡線検波して前記基準信号を出力する検波部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の送受信回路。
【請求項９】
前記誘起電圧を包絡線検波し、前記包絡線検波した信号を２値化して前記搬送波信号として出力する復調部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の送受信回路。
【請求項１０】
リーダ／ライタから送信された所定の周波数の搬送波を受信し、前記搬送波に応じた誘起電圧を発生させる通信アンテナと；
前記誘起電圧を検出して検出信号を出力する搬送波検出部と；
前記検出信号によって動作状態となり出力信号を発生させる電圧制御発振部と；
前記誘起電圧により検出された基準信号と前記出力信号との位相差を比較し、前記位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較部と；
前記位相差信号を平滑化し位相補償電圧を出力するループフィルタと；
前記誘起電圧に基づいて復調された搬送波信号を処理し、前記位相差信号に基づいて、前記処理に応じた制御信号を出力するデータ処理部と；
前記制御信号に応じて前記位相補償電圧が選択的に入力されて前記位相補償電圧を保持し、前記制御信号に応じて保持された前記位相補償電圧を入力電圧として前記電圧制御発振部へ出力するレベル保持部と；
前記制信号に基づいて前記出力信号を選択的に前記通信アンテナへ出力し、前記通信アンテナからシンクロ搬送波を送信させる変調部と；
を備えることを特徴とする、情報処理装置。
【請求項１１】
前記情報処理装置は、携帯型通信装置であることを特徴とする、請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１２】
リーダ／ライタと搬送波を用いた非接触通信を行う通信アンテナと；
前記通信アンテナにおいて前記搬送波の受信に応じて発生した誘起電圧が検波された基準信号が入力され、前記基準信号と周波数および位相を同期させた出力信号を出力する位相同期部と；
前記誘起電圧が復調された搬送波信号を処理し、前記位相同期部における前記同期に基づいて、前記処理に応じた制御信号を出力するデータ処理部と；
前記制御信号に基づいて前記出力信号を選択的に前記通信アンテナへ出力し、前記通信アンテナからシンクロ搬送波を送信させる変調部と；
を備える情報処理装置に用いられる通信方法であって：
前記搬送波の受信を検出するステップと；
前記検出するステップの検出結果に応じて前記位相同期部における前記基準信号と前記出力信号との同期を行うステップと；
前記検出するステップにおいて検出された前記搬送波に応じた前記搬送波信号を処理するステップと；
前記位相同期部における前記基準信号と前記出力信号との位相の同期を判定するステップと；
前記判定するステップの判定結果に基づいて、前記処理するステップの処理結果に応じた前記制御信号を出力するステップと；
前記制御信号に応じて前記位相同期部から出力される出力信号の周波数および位相を一定に保つステップと；
前記一定に保つステップにおいて周波数および位相が一定に保たれた出力信号を前記制御信号に応じて前記通信アンテナへ伝達し、シンクロ搬送波を送信するステップと；
を有することを特徴とする、通信方法。
【請求項１３】
リーダ／ライタと搬送波を用いた非接触通信を行う通信アンテナと；
前記通信アンテナにおいて前記搬送波の受信に応じて発生した誘起電圧が検波された基準信号が入力され、前記基準信号と周波数および位相を同期させた出力信号を出力する位相同期部と；
前記誘起電圧が復調された搬送波信号を処理し、前記位相同期部における前記同期に基づいて、前記処理に応じた制御信号を出力するデータ処理部と；
前記制御信号に基づいて前記出力信号を選択的に前記通信アンテナへ出力し、前記通信アンテナからシンクロ搬送波を送信させる変調部と；
を備える情報処理装置に用いることか可能なプログラムであって：
前記搬送波の受信を検出するステップ；
前記検出するステップの検出結果に応じて前記位相同期部における前記基準信号と前記出力信号との同期を行うステップ；
前記検出するステップにおいて検出された前記搬送波に応じた前記搬送波信号を処理するステップ；
前記位相同期部における前記基準信号と前記出力信号との位相の同期を判定するステップ；
前記判定するステップの判定結果に基づいて、前記処理するステップの処理結果に応じた前記制御信号を出力するステップ；
前記制御信号に応じて前記位相同期部から出力される出力信号の周波数および位相を一定に保つステップ；
前記一定に保つステップにおいて周波数および位相が一定に保たれた出力信号を前記制御信号に応じて前記通信アンテナへ伝達し、シンクロ搬送波を送信するステップ；
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１】
リーダ／ライタから送信された所定の周波数の搬送波を受信し、前記搬送波に応じた誘起電圧を発生させる通信アンテナと；
前記誘起電圧を検出して検出信号を出力する搬送波検出部と；
前記検出信号と入力電圧とが入力され、前記検出信号に基づいて、入力された入力電圧に応じた周波数の出力信号を出力する電圧制御発振部と；
前記誘起電圧が検波された基準信号の位相と前記出力信号の位相との位相差を比較し、前記位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較部と；
前記誘起電圧に基づいて復調された搬送波信号を処理し、前記位相差信号に基づいて、前記処理に応じた制御信号を出力するデータ処理部と；
前記位相差信号の交流成分を取り除き、位相補償電圧を出力するループフィルタと；
前記制御信号に応じて前記位相補償電圧が選択的に入力されて前記位相補償電圧を保持し、前記制御信号に応じて入力された前記位相補償電圧、または、保持した保持電圧を前記入力電圧として選択的に前記電圧制御発振部へ出力するレベル保持部と；
前記制御信号に基づいて前記出力信号を選択的に前記通信アンテナへ出力し、前記通信アンテナからシンクロ搬送波を送信させる変調部と；
を備えることを特徴とする、送受信回路。
【請求項２】
前記変調部は、前記制御信号に応じてオン／オフ動作する第１のスイッチを備え、
前記レベル保持部は、
前記制御信号に応じて、前記第１のスイッチがオンのときオフし前記第１のスイッチがオフのときオンして選択的に前記位相補償電圧を前記入力電圧として出力する第２のスイッチと；
前記第２のスイッチから出力される前記位相補償電圧を保持し、前記第２のスイッチがオフのとき保持された前記保持電圧を前記入力電圧として出力するキャパシタと；
を備えることを特徴とする、請求項１に記載の送受信回路。
【請求項３】
前記データ処理部は、前記位相差信号が示す位相差が０のとき前記処理に応じた制御信号を出力することを特徴とする、請求項１に記載の送受信回路。
【請求項４】
前記制御信号に応じて前記変調部から選択的に出力される前記出力信号の位相を補正して前記通信アンテナへ伝達する位相補正部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の送受信回路。
【請求項５】
前記位相補正部は、前記出力信号の位相を所定の量遅延させることを特徴とする、請求項４に記載の送受信回路。
【請求項６】
前記制御信号に応じて前記変調部から選択的に出力される出力信号のゲインを増幅する増幅部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の送受信回路。
【請求項７】
前記電圧制御発振部から出力される前記出力信号を分周する分周部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の送受信回路。
【請求項８】
前記誘起電圧を包絡線検波して前記基準信号を出力する検波部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の送受信回路。
【請求項９】
前記誘起電圧を包絡線検波し、前記包絡線検波した信号を２値化して前記搬送波信号として出力する復調部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の送受信回路。
【請求項１０】
リーダ／ライタから送信された所定の周波数の搬送波を受信し、前記搬送波に応じた誘起電圧を発生させる通信アンテナと；
前記誘起電圧を検出して検出信号を出力する搬送波検出部と；
前記検出信号によって動作状態となり出力信号を発生させる電圧制御発振部と；
前記誘起電圧により検出された基準信号と前記出力信号との位相差を比較し、前記位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較部と；
前記位相差信号を平滑化し位相補償電圧を出力するループフィルタと；
前記誘起電圧に基づいて復調された搬送波信号を処理し、前記位相差信号に基づいて、前記処理に応じた制御信号を出力するデータ処理部と；
前記制御信号に応じて前記位相補償電圧が選択的に入力されて前記位相補償電圧を保持し、前記制御信号に応じて保持された前記位相補償電圧を入力電圧として前記電圧制御発振部へ出力するレベル保持部と；
前記制信号に基づいて前記出力信号を選択的に前記通信アンテナへ出力し、前記通信アンテナからシンクロ搬送波を送信させる変調部と；
を備えることを特徴とする、情報処理装置。
【請求項１１】
前記情報処理装置は、携帯型通信装置であることを特徴とする、請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１２】
リーダ／ライタと搬送波を用いた非接触通信を行う通信アンテナと；
前記通信アンテナにおいて前記搬送波の受信に応じて発生した誘起電圧が検波された基準信号が入力され、前記基準信号と周波数および位相を同期させた出力信号を出力する位相同期部と；
前記誘起電圧が復調された搬送波信号を処理し、前記位相同期部における前記同期に基づいて、前記処理に応じた制御信号を出力するデータ処理部と；
前記制御信号に基づいて前記出力信号を選択的に前記通信アンテナへ出力し、前記通信アンテナからシンクロ搬送波を送信させる変調部と；
を備える情報処理装置に用いられる通信方法であって：
前記搬送波の受信を検出するステップと；
前記検出するステップの検出結果に応じて前記位相同期部における前記基準信号と前記出力信号との同期を行うステップと；
前記検出するステップにおいて検出された前記搬送波に応じた前記搬送波信号を処理するステップと；
前記位相同期部における前記基準信号と前記出力信号との位相の同期を判定するステップと；
前記判定するステップの判定結果に基づいて、前記処理するステップの処理結果に応じた前記制御信号を出力するステップと；
前記制御信号に応じて前記位相同期部から出力される出力信号の周波数および位相を一定に保つステップと；
前記一定に保つステップにおいて周波数および位相が一定に保たれた出力信号を前記制御信号に応じて前記通信アンテナへ伝達し、シンクロ搬送波を送信するステップと；
を有することを特徴とする、通信方法。
【請求項１３】
リーダ／ライタと搬送波を用いた非接触通信を行う通信アンテナと；
前記通信アンテナにおいて前記搬送波の受信に応じて発生した誘起電圧が検波された基準信号が入力され、前記基準信号と周波数および位相を同期させた出力信号を出力する位相同期部と；
前記誘起電圧が復調された搬送波信号を処理し、前記位相同期部における前記同期に基づいて、前記処理に応じた制御信号を出力するデータ処理部と；
前記制御信号に基づいて前記出力信号を選択的に前記通信アンテナへ出力し、前記通信アンテナからシンクロ搬送波を送信させる変調部と；
を備える情報処理装置に用いることか可能なプログラムであって：
前記搬送波の受信を検出するステップ；
前記検出するステップの検出結果に応じて前記位相同期部における前記基準信号と前記出力信号との同期を行うステップ；
前記検出するステップにおいて検出された前記搬送波に応じた前記搬送波信号を処理するステップ；
前記位相同期部における前記基準信号と前記出力信号との位相の同期を判定するステップ；
前記判定するステップの判定結果に基づいて、前記処理するステップの処理結果に応じた前記制御信号を出力するステップ；
前記制御信号に応じて前記位相同期部から出力される出力信号の周波数および位相を一定に保つステップ；
前記一定に保つステップにおいて周波数および位相が一定に保たれた出力信号を前記制御信号に応じて前記通信アンテナへ伝達し、シンクロ搬送波を送信するステップ；
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１７５９７６（Ｐ２００９−１７５９７６Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３０４０（Ｐ２００８−１３０４０）
【出願日】平成２０年１月２３日（２００８．１．２３）
【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８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２３日（２００８．１．２３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]