通信システム、並びにメモリカード
【課題】接続確立手順において、リーダライタからのビーコン・フレームなどの待ち受け動作に伴うトランスポンダ側の電力の浪費を回避する。
【解決手段】リーダライタは、ビーコン信号の送信に先立ち、無変調キャリア又はダミー信号を送信する。メモリカードは、受信した無変調キャリア又はダミー信号を整流して得られる直流電圧を割り込み信号に用いてスリープ状態から復帰して、トランスポンダの待ち受け動作を開始する。リーダライタは、無変調キャリア又はダミー信号を送信してから速やかにビーコン信号を送信することにより、メモリカードはこれに応じて接続要求を返信することができる。
【解決手段】リーダライタは、ビーコン信号の送信に先立ち、無変調キャリア又はダミー信号を送信する。メモリカードは、受信した無変調キャリア又はダミー信号を整流して得られる直流電圧を割り込み信号に用いてスリープ状態から復帰して、トランスポンダの待ち受け動作を開始する。リーダライタは、無変調キャリア又はダミー信号を送信してから速やかにビーコン信号を送信することにより、メモリカードはこれに応じて接続要求を返信することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自ら電波の発生源を持たない通信端末（トランスポンダ）が無線で通信相手となる装置（リーダライタ）との間でデータ伝送を行なう非接触の通信システム、並びに非接触通信システムにおいてトランスポンダとして動作する無線部を備えたメモリカードに係り、例えば、反射波読取器側からの無変調キャリアの送信と、反射器側におけるアンテナの終端操作に基づく受信電波の吸収と反射を利用した反射波伝送方式によりデータ通信を行なう通信システム、並びにメモリカードに関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、リーダライタが所定周期でビーコン・フレームを送信して自局のサービス・エリアを報知し、トランスポンダがビーコン・フレームに対する応答フレームを返信するといったサービス・エントリ・シーケンスを経て接続を確立する通信システム、並びにメモリカードに係り、特に、サービス・エントリ・シーケンスなどの接続確立手順に伴うトランスポンダ側の消費電力を低減する通信システム、並びにメモリカードに関する。
【背景技術】
【０００３】
自ら電波の発生源を持たず無線でデータを送信する通信システムとしてＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と呼ばれる非接触通信システムが知られている。ＲＦＩＤの他の呼び方として、「ＩＤシステム」や「データ・キャリア・システム」などがあるが、世界的に共通なのがＲＦＩＤシステム、略してＲＦＩＤである。日本語に訳すると「高周波（無線）を使用した認識システム」となる。ＲＦＩＤシステムは、タグとも呼ばれるトランスポンダと、トランスポンダにアクセスするリーダライタとから構成され、トランスポンダはリーダライタ側から電波をエネルギ源として受動的に動作し、リーダライタはトランスポンダ内に格納された情報の読み取りや情報の書き込みを行なう。
【０００４】
ＲＦＩＤシステムにおける非接触の通信方法には、静電結合方式、電磁誘導方式、電波通信方式などが挙げられる。このうち電磁誘導方式のＲＦＩＤシステムは、リーダライタ側の１次コイルとトランスポンダ側の２次コイルで構成され、リーダライタ側では１次コイルから所定のキャリア周波数の交流信号を送信することにより電力を供給し、トランスポンダ側では２次コイルにてこの交流信号を受信して整流することにより電力を取り出して動作する。そして、トランスポンダは２次コイルの負荷切り替えにより振幅変調などの変調処理を行なうことで、リーダライタへデータを送信することができる。
【０００５】
また、電波通信方式のＲＦＩＤシステムでは、トランスポンダは無変調キャリアに対し変調処理を施した反射波によりデータを送信する反射器を備え、リーダライタは反射器からの変調反射波信号からデータを読み取る反射波読取器を備え、「バックスキャッタ」とも呼ばれる反射波伝送を行なう。反射器は、反射波読取器から無変調キャリアが送られてくると、アンテナ負荷インピーダンスの切り替え操作などに基づいてその反射波に変調を施してデータを重畳する。すなわち、反射器側ではキャリア発生源が不要であることから、低消費でデータ伝送動作を駆動する。そして、反射波読取器側では、このような変調反射波を受信し、復調並びに復号処理して伝送データを取得することができる。
【０００６】
反射器は、基本的には、入射する連続波の電波を反射させるアンテナと、送信データの発生回路と、送信データに対応させてアンテナの負荷インピーダンスを変化させるインピーダンス変化回路で構成される（例えば、特許文献１を参照のこと）。インピーダンス変化回路は、例えばアンテナの終端をオープン／グランドに切り替えるアンテナ・スイッチである。このアンテナ・スイッチを、回路モジュールに組み込んでＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタで構成することもできるが、回路モジュールとは切り離して、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）のＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）で構成することで、低消費電力で高速な切り替え動作が可能となる。後者の場合、反射波変調によるデータ伝送レートが向上するとともに、その消費電力は数１０μＷ以下に抑制される。したがって、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）では通信時に数百ｍＷ〜数Ｗ程度の電力を消費することを考慮すると、反射波通信は一般的な無線ＬＡＮの平均消費電力と比較すると圧倒的な性能差を持つと言える（例えば、特許文献２を参照のこと）。
【０００７】
反射器を搭載したトランスポンダは受信電波を反射する動作を行なうだけであるから、無線局とはみなされず、電波通信に課される法規制の対象外として扱われるという利点もある。また、旧来の非接触通信システムでは数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ（例えば１３．５６ＭＨｚ）の周波数を用いるのに対し、反射波伝送方式では例えばＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｏｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｂａｎｄ）と呼ばれる２．４ＧＨｚ帯（マイクロ波）の高帯域を用いた高速なデータ伝送を実現することができる。
【０００８】
非接触システムの１つの典型的な利用形態として、図１１に示すように、反射器などのトランスポンダを内蔵したホスト機器を、反射波読取装置などのリーダライタが備える読み取り面上に載置して、トランスポンダに対して情報の読み取りや書き込みを行なうことが挙げられる。
【０００９】
トランスポンダは、リーダライタが送出するキャリアを整流して電力を得ることができるが、高帯域で大容量データ伝送を行なうには不十分である。すなわち、トランスポンダは、送信時においてキャリアを発生する電力は不要であるが、反射波に変調処理を施す送信動作や、リーダライタからの変調信号を復調・復号する受信動作のための受信動作のための電力はホスト機器から供給される。
【００１０】
例えば、デジタルカメラや、カメラ付き携帯電話などの携帯情報端末、携帯型音楽再生装置といった、消費電力を極力抑えたいモバイル系の端末機器にトランスポンダを組み込み、テレビ、モニタ、プリンタ、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）、ＶＴＲ（Ｖｉｄｅｏ Ｔａｐｅ Ｒｅｃｏｒｄｅｒ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）プレイヤなど、据え置き型の家電製品などからなる情報機器にリーダライタを組み込む。そして、トランスポンダとリーダライタ間を近接させることで、カメラ付き携帯電話やデジタルカメラで撮った画像データを、非接触通信によりＰＣにアップロードし、画像データの蓄積や表示出力、プリントアウトなどを行なうことができる。
【００１１】
また、反射器などのトランスポンダ機能を備えたメモリカードについて提案がなされている（例えば、特許文献３を参照のこと）。デジタルカメラや携帯電話機など、このようなメモリカードが差し込まれたホスト機器は、有線インターフェースを介してメモリカードへのアクセス動作を行なうことができる。他方、ＰＣやプリンタといった外部機器は、メモリカードを装着しているホスト機器とは独立して、メモリカードからのデータ読み出し動作を反射波伝送路経由で行なうことができる。すなわち、非接触通信動作を、メモリカードを装着したホスト機器による制御外で制御することができるので、ホスト機器側で非接触通信制御用のドライバ・ソフトウェアを導入する必要がない。
【００１２】
また、トランスポンダとリーダライタ間でデータ伝送を行なう際には、両者間で接続を確立する必要がある。通信確立手順の１つとして、リーダライタがある一定の間隔でビーコン・フレームを送信することにより、自局のサービス・エリアを報知するという、というサービス・エントリ・シーケンスが提案されている（例えば、本出願人に既に譲渡されている特願２００６−２７０３６５号明細書を参照のこと）。
【００１３】
図１２には、上述したサービス・エントリ・シーケンスを利用して、トランスポンダとリーダライタ間において反射波伝送を行なうための通信制御シーケンスを示している。
【００１４】
リーダライタは、ビーコン・フレームを定期的に送信することにより、自局のサービス・エリアを報知する。また、リーダライタは、ビーコン・フレームの送信後に設けられるエントリ期間において、トランスポンダを動作させるための無変調キャリアを送出し続ける。
【００１５】
一方、トランスポンダは、ビーコン・フレームを受信することによりリーダライタの存在を知り、エントリ期間内に受信した無変調キャリアを利用して、ビーコン・フレームに応答するエントリ・フレームを返信する。
【００１６】
また、図１３には、リーダライタとトランスポンダ間において、図１２に示したサービス・エントリ・シーケンスを利用して通信動作を開始する際のシーケンスを示している。
【００１７】
リーダライタは、一定の時間間隔でビーコン・フレームの送信を間欠的に行なう。トランスポンダは、電波到達範囲外ではビーコン・フレームを受信することはできないが、電波到達範囲内に入り、ビーコン・フレームが到来するとその受信処理を実行する。
【００１８】
トランスポンダは、受信したビーコン・フレームのペイロードに記載されている情報に基づいて、使用する通信周波数チャネルの情報やリーダライタの固有ＩＤなどの情報を取得する。そして、リーダライタとの接続したい場合には、エントリ期間を利用して、無変調キャリアを利用してエントリ・フレームを返す。
【００１９】
リーダライタは、エントリ・フレームの記載内容に基づいて、トランスポンダの固有ＩＤや、設定可能な通信パラメータの情報などを取得する。そして、トランスポンダと通信したいときには、通信パラメータなどの指定情報をペイロードに記載した接続要求フレームを送信する。これに対し、トランスポンダは、接続要求に応じるときには、接続結果などをペイロードに記載した接続応答フレームを返し、これによって接続が確立する。接続が確立している期間は、リーダライタからのコマンド・フレームの送信と、これに応じたトランスポンダによるレスポンス・フレームの返信の繰り返しにより、トランスポンダに対する情報の読み取りや書き込みが実行される。
【００２０】
リーダライタは、常に一定の時間間隔でビーコン・フレームを送信し続ける必要はない。例えば、リーダライタは、トランスポンダから情報を読み取りたいタイミングにおいてのみ、ビーコン・フレーム（あるいは不定期の送信要求信号）を送信した後に、上述と同じ接続要求／応答シーケンスを経て接続を確立するようにしてもよい。すなわち、リーダライタは、不要なビーコン・フレームや、エントリ期間中の無変調キャリアの送信を抑制することができる。
【００２１】
これに対し、トランスポンダ側では、リーダライタからビーコン・フレームが送信されるタイミングが不明であるから、常に待ち受け動作を行なう必要がある。例えば、反射器などのトランスポンダがメモリカードに内蔵され、さらにこのメモリカードがデジタルカメラや携帯電話機などのバッテリ駆動式のホスト機器に装着して用いられるようなシステム構成（前述）を考慮した場合、どのようなタイミングでホスト機器をリーダライタに接近させ、データ伝送を開始するのか、メモリカードにとっては不明である。よって、メモリカード内のトランスポンダはビーコン・フレームの到来を常時待ち受ける必要がある。
【００２２】
トランスポンダは、送信時においてキャリアを発生する電力は不要であるものの、反射波に変調を施す送信動作やリーダライタからの情報信号の受信動作には、ホスト機器の電力を消費する（前述）。このため、ホスト機器にとってはトランスポンダの待ち受けによる電力消費は深刻な問題である。
【００２３】
とりわけ、２．４ＧＨｚ帯の高帯域を用いて２０Ｍｂｐｓ程度の高速なデータ伝送を行なうアプリケーションを想定した場合には、メモリカードにおいて常時待ち受け動作を行なうことは現実的でない。
【００２４】
【特許文献１】特開平１−１８２７８２号公報
【特許文献２】特開２００５−６４８２２号公報
【特許文献３】特開２００６−２１６０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明の目的は、自ら電波の発生源を持たないトランスポンダがリーダライタとの間でデータ伝送を好適に行なうことができる、優れた通信システム、並びにメモリカードを提供することにある。
【００２６】
本発明のさらなる目的は、ホスト機器に内蔵されたトランスポンダが、ホスト機器からの供給電力により動作して、リーダライタとの間で高帯域・大容量のデータ伝送を好適に行なうことができる、優れた通信システム、並びにメモリカードを提供することにある。
【００２７】
本発明のさらなる目的は、リーダライタが所定周期でビーコン・フレームを送信して自局のサービス・エリアを報知し、トランスポンダがビーコン・フレームに対する応答フレームを返信するといったサービス・エントリ・シーケンスを経て接続を確立することができる、優れた通信システム、並びにメモリカードを提供することにある。
【００２８】
本発明のさらなる目的は、サービス・エントリ・シーケンスなどの接続確率手順に伴うトランスポンダ側の消費電力を低減することができる、優れた通信システム、並びにメモリカードを提供することにある。
【００２９】
本発明のさらなる目的は、リーダライタからのビーコン・フレームあるいは送信要求信号などの待ち受け動作に伴うトランスポンダ側の電力の浪費を回避することができる、優れた通信システム、並びにメモリカードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、自ら電波の発生源を持たないトランスポンダがリーダライタとの間でデータ伝送を行なう通信システムであって、
前記トランスポンダは前記リーダライタが情報の読み取り又は書き込みを行なう対象とするメモリを備えたメモリカードに内蔵され、該メモリカードはホスト機器の専用スロットに差し込んで用いられ、
前記リーダライタは、自分のサービス・エリアを報知するためのビーコン信号を所定のタイミングで送信し、
前記メモリカードは、前記メモリカードが差し込まれたホスト機器の電源がオンされてからあらかじめ設定された時間内で前記リーダライタからのビーコン信号を待ち受け、該時間内にビーコン信号を受信したことに応じて前記リーダライタとの接続確立手続きを行なうが、該時間内にビーコン信号を受信しなかったときには少なくとも前記トランスポンダによる待ち受け状態を停止したスリープ状態に移行する、
を特徴とする通信システムである。
【００３１】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない（以下、同様）。
【００３２】
本発明は、自ら電波の発生源を持たないトランスポンダがリーダライタ側からの電波をエネルギ源として受動的に動作する非接触通信システムに関するものであり、例えばトランスポンダは無変調キャリアを受信してデータを重畳させた変調反射波を送出する反射器を搭載し、リーダライタは変調反射波からデータを読み取る反射波読取器で構成される。反射波伝送を利用した通信システムによれば、反射器側ではキャリア発生源が不要であることから、無線ＬＡＮなどの既存の無線通信技術と比較して、消費電力を格段に削減しながらデータ伝送を行なうことができる。
【００３３】
非接触システムの１つの典型的な利用形態として、トランスポンダを内蔵したホスト機器を、リーダライタが備える読み取り面上に載置して、リーダライタから無変調キャリアを送出して、トランスポンダに対して情報の読み取りや書き込みを行なうことが挙げられる。また、トランスポンダとリーダライタ間で接続を確立する際に、リーダライタが所定周期でビーコン・フレームを送信して自局のサービス・エリアを報知し、一方のビーコン・フレームを受信したトランスポンダはリーダライタに対してエントリ・フレームを返信するといった、サービス・エントリ・シーケンスを適用することができる。
【００３４】
ところが、トランスポンダがメモリカードに内蔵され、さらにこのメモリカードがデジタルカメラや携帯電話機などのバッテリ駆動式のホスト機器に装着して用いられるようなシステム構成を考慮した場合、どのようなタイミングでホスト機器をリーダライタに接近させ、データ伝送を開始するのか、メモリカードにとっては不明である。このため、メモリカード内のトランスポンダは、ビーコン信号の到来を常時待ち受ける必要があり、メモリカードに給電するホスト機器にとっては待ち受け時の消費電力の負担が大きくなる。
【００３５】
これに対し、本発明の第１の側面に係る通信システムでは、メモリカードにおけるビーコン信号の待ち受け動作は、ホスト機器の電源が投入された後、あるいはメモリカードがホスト機器に差し込まれることで電源投入が開始した後、あらかじめ設定された時間だけ作用するようになっている。言い換えれば、接続信号待ちするためのタイマが満了すると、メモリカードはスリープ状態に移行する。
【００３６】
したがって、トランスポンダを搭載したメモリカードなどの端末装置は、ビーコン・フレームを受信できないときにはスリープ状態に移行するので、いつデータ伝送が開始されるのか判らないにも拘らず、徒に待ち受け動作して電力を消耗することを防ぐことができる。
【００３７】
なお、本発明で言うスリープ状態とは、メモリカード内の回路モジュールのうち少なくともトランスポンダによる待ち受け状態を停止した状態のことを意味し、このスリープ状態において、他の回路モジュールの動作が停止しているかあるいは動作中であるかは特に限定されない。
【００３８】
また、本発明の第２の側面は、自ら電波の発生源を持たないトランスポンダがリーダライタとの間でデータ伝送を行なう通信システムであって、
前記トランスポンダは前記リーダライタが情報の読み取り又は書き込みを行なう対象とするメモリを備えたメモリカードに内蔵され、該メモリカードはホスト機器の専用スロットに差し込んで用いられ、
前記リーダライタは、自分のサービス・エリアを報知するためのビーコン信号を所定のタイミングで送信し、
前記メモリカードは、前記リーダライタから到来した信号を整流して直流電圧を得る整流手段を備え、定常的には少なくとも前記トランスポンダによる待ち受け状態を停止したスリープ状態にあるが、前記整流手段から得られる直流電圧を起動割り込み信号に用いて前記スリープ状態から復帰して、前記トランスポンダによるビーコン信号の待ち受けを行なう、
ことを特徴とする通信システムである。
【００３９】
本発明の第２の側面に係る通信システムでは、ホスト機器に装着されている期間において、メモリカードは定常的にスリープ状態を維持している。一方、リーダライタは、ビーコン信号の送信（若しくはサービス・エントリ・シーケンスの開始）に先立って、例えば無変調キャリア又はダミー信号を送信するようになっている。そして、メモリカードは、整流手段を備えており、無変調キャリア又はダミー信号を整流して直流電圧を発生すると、これを起動割り込み信号に用いてスリープ状態から復帰して、トランスポンダによる待ち受け動作を開始するようになっている。リーダライタは、無変調キャリア又はダミー信号を送信してから速やかにビーコン信号を送信することにより、メモリカードはこれに応じて接続要求を返信することができる。あるいは、メモリカード側では、ビーコン信号から得られる直流電圧を起動割り込み信号に用いるようにしてもよい。
【００４０】
メモリカード側では、整流手段には外部から電源を加える必要がないので、常時電流を流す必要はない。また、割り込み信号を発生するのみなので、駆動電力を得るための十分な電流は取れなくても、割り込み電圧さえ得られれば良い。
【００４１】
したがって、メモリカードなどの端末装置は、スリープ状態でリーダライタからのビーコン・フレームあるいは送信要求信号を待ち受け、受信できたときには接続要求信号あるいは送信要求に対する応答信号を返信して通信状態に移行するが、受信できないときにはスリープ状態を維持することで待ち受け時の低消費電力化を実現することができる。
【００４２】
また、端末装置は、リーダライタからの無変調キャリア又はダミー信号を整流して待ち受け、得られる電力が所定値を超えたことにより通信状態に移行するという状態遷移制御を行なうことで、待ち受け時における低消費電力化を実現することができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、リーダライタが所定周期でビーコン・フレームを送信して自局のサービス・エリアを報知し、トランスポンダがビーコン・フレームに対する応答フレームを返信するといったサービス・エントリ・シーケンスを経て接続を好適に確立することができる、優れた通信システム、並びにメモリカードを提供することができる。
【００４４】
また、本発明によれば、サービス・エントリ・シーケンスなどの接続確率手順に伴うトランスポンダ側の消費電力を低減することができる、優れた通信システム、並びにメモリカードを提供することができる。
【００４５】
また、本発明によれば、リーダライタからのビーコン・フレームあるいは送信要求信号などの待ち受け動作に伴うトランスポンダ側の電力の浪費を回避することができる、優れた通信システム、並びにメモリカードを提供することができる。
【００４６】
本発明に係る通信システムでは、トランスポンダを搭載したメモリカードなどの端末装置は、スリープ状態でリーダライタからのビーコン・フレームあるいは送信要求信号を待ち受け、受信できたときには接続要求信号あるいは送信要求に対する応答信号を返信して通信状態に移行するが、受信できないときにはスリープ状態を維持することで待ち受け時の低消費電力化を実現することができる。また、メモリカードなどの端末装置は、リーダライタからの無変調キャリア又はダミー信号（あるいはビーコン信号やトランスポンダに対する接続要求信号）を整流して待ち受け、得られる電力が所定値を超えたことにより通信状態に移行するという状態遷移制御を行なうので、待ち受け時における低消費電力化を実現することができる。
【００４７】
例えば、反射器などのトランスポンダ機能を備えたメモリカードがデジタルカメラや携帯電話機などのホスト機器に差し込んで用いられるといった利用形態に対して本発明を適用することで、待ち受け時におけるメモリカードの消費電力を微小なものにすることができ、バッテリ駆動のホスト機器の低消費電力化に貢献することができる。
【００４８】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
【００５０】
図１には、本発明の一実施形態に係る通信システムの構成を模式的に示している。図示の通信システムは、トランスポンダ（図示しない）を内蔵したメモリカード１００と、このメモリカード１００が専用スロットに差し込まれたホスト機器１２０と、トランスポンダとは非接触のデータ伝送を行なうリーダライタ７００で構成される。トランスポンダはリーダライタ７００側からの電波をエネルギ源として受動的に動作し、リーダライタ７００はトランスポンダ内に格納された情報の読み取りや情報の書き込みを行なう。
【００５１】
非接触の通信方法には、静電結合方式、電磁誘導方式、電波通信方式などが挙げられるが、以下では電波通信方式を適用することを想定し、「バックスキャッタ」とも呼ばれる反射波伝送を行なうものとする。反射波伝送方式は、例えば反射器側からの送信比率が通信のほとんどを占めるような通信形態において、低消費電力化を実現することができるという特徴がある。
【００５２】
トランスポンダは無変調キャリアに対し変調処理を施した反射波によりデータを送信する反射器を備え、リーダライタ７００は反射器からの変調反射波信号からデータを読み取る反射波読取器を備える。反射器は、反射波読取器から無変調キャリアが送られてくると、アンテナ負荷インピーダンスの切り替え操作などに基づいてその反射波に変調を施してデータを重畳する。反射波読取器側では、このような変調反射波を受信し、復調並びに復号処理して伝送データを取得する。
【００５３】
アンテナ負荷インピーダンスの切り替えスイッチをガリウム砒素のＩＣで構成することで、低消費電力で高速な切り替え動作が可能となり、その消費電力は数１０μＷ以下に抑制される。また、２．４ＧＨｚ帯（マイクロ波）の高帯域を用いた高速なデータ伝送を実現することができる。
【００５４】
トランスポンダは、リーダライタ７００が送出するキャリアを整流して電力を得ることができるが、高帯域で大容量データ伝送を行なうには不十分である。すなわち、トランスポンダは、送信時においてキャリアを発生する電力は不要であるが、反射波に変調処理を施す送信動作や、リーダライタ７００からの変調信号を復調・復号する受信動作のための受信動作のための電力はホスト機器１２０から供給される。
【００５５】
本実施形態では、トランスポンダとリーダライタ７００の通信制御には、図１２〜図１３に示したサービス・エントリ・シーケンスが適用されるものとする。
【００５６】
図２には、トランスポンダを内蔵したメモリカード１００の内部構成例を示している。図示のメモリカード１００は、記憶手段を構成するフラッシュ・メモリ１０３と、端子部１０１と、メモリ／通信制御部１０２と、無線部１０４と、アンテナ１０５で構成される。
【００５７】
端子部１０１の接点部分はケースの外面に露出しており、通常のメモリカードと同様にホスト機器１２０側と接続可能である。フラッシュ・メモリ１０３は、データを電気的に書き換え可能に格納することができる。メモリ／通信制御部１０２は、ホスト機器１２０とフラッシュ・メモリ１０３の間で端子部１０１を介してデータを転送するとともに、フラッシュ・メモリ１０２のデータを無線部１０４、アンテナ１０５を介してリーダライタ７００に反射波で送信する。無線部１０４は非接触通信システムにおけるトランスポンダに相当する。
【００５８】
メモリ／通信制御部１０２には、リーダライタ７００側からの接続信号待ちのタイマ部１０６が装備されている。このタイマ部１０６からは無線部１０４の受信制御を行なうことができ、ＲＸ＿ＯＮ信号１０７をアクティブにすることで無線部１０４の受信をオン制御（付勢）するようになっている。また、タイマ部１０６は、リーダライタ７００側からの接続信号待ちのタイマＴsが満了するとＲＸ＿ＯＮをオフ制御（減勢）して、これによって無線部１０４の受信動作は停止する。
【００５９】
メモリ／通信制御部１０２は、端子部１０１から電力信号線Ｖddとグランド信号線ＧＮＤを入力している。メモリカード１００がホスト機器１２０から抜き取られた状態では、電力信号線Ｖddは電位ゼロであるとともに、グランド信号線ＧＮＤはオープン状態である。一方、メモリカード１００がホスト機器１２０の専用スロットに差し込まれると、電力信号線Ｖddに電位が印加されるとともに、グランド信号線ＧＮＤはグランド状態になる。したがって、メモリ／通信制御部１０２は、電力信号線Ｖddとグランド信号線ＧＮＤをモニタすることで、メモリカード１２０の挿抜状態やホスト機器の電源オン／オフ状態を検知することができる。
【００６０】
本実施形態では、メモリ／通信制御部１０２は、メモリカード１００がホスト機器１２０に差し込まれるなどして、ホスト機器１２０からメモリカード１００へ電源投入が開始されたタイミングで、タイマ部１０６を起動させる。タイマ部１０６は、リーダライタ７００側からの接続信号待ちのタイマＴsが満了するまでの期間だけＲＸ＿ＯＮ信号１０７をアクティブにして、無線部１０４の受信をオン制御する。また、タイマ部１０６は、タイマＴsが満了するとＲＸ＿ＯＮ信号１０７をオフ制御して、無線部１０４の受信動作を停止させてスリープ状態に移行する。
【００６１】
このように、無線部１０４におけるビーコン・フレームの待ち受け動作は、メモリカード１００がホスト機器１２０に装着されることで電源投入が開始してからあらかじめ設定された時間だけ作用する。その後、タイマＴsが満了すると、メモリカード１００は、少なくとも無線部１０４による待ち受け動作が停止した停止したスリープ状態に移行する。このように、メモリカード１００は、ビーコン・フレームを受信できないときにはスリープ状態に移行するので、いつデータ伝送が開始されるのか判らないにも拘らず、徒に待ち受け動作してホスト機器１２０の電力を消耗することを防ぐことができる。
【００６２】
図３には、図２に示したメモリカード１００内の無線部１０４の内部構成例を示している。図示の無線部１０４は、非接触システムにおけるトランスポンダに相当するが、ここでは反射波伝送における反射器として動作することができる。
【００６３】
参照番号２００はＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｐｏｌｅ／Ｄｏｕｂｌｅ−Ｔｈｒｏｗ Ｓｗｉｔｃｈ：単極／双投スイッチ）のアンテナ・スイッチであり、反射波の生成と送受信の切り替えを兼用する。図中、端子ｃはメモリカード１００内のアンテナ１０５に接続される。アンテナ・スイッチ２００は、他のＣＭＯＳ回路モジュールとは分離して、例えばガリウム砒素のＩＣで構成される。
【００６４】
無線部１０４から送信するときには、端子ｂはベースバンド制御部（図示しない）からの制御信号（ＴＸ／ＲＸ）によりオフに制御される。そして、ベースバンド制御部より送信データ（ＴＸ＿ＤＡＴＡ）が端子ａに加えられる。図中、左端のスイッチは端子ｄを接地しているため、送信データが１のときはアンテナ１０５の終端がグランドにショートとなるが、送信データが０のときはアンテナ１０５の終端がオープンとなる。このように、送信データのビット・イメージに基づいてアンテナ・スイッチ２００の切り替え動作（すなわち、アンテナ１０５終端のスイッチング動作）によって、アンテナ１０５より受信された無変調キャリアに対して位相変調が施され、内蔵アンテナ１０５より変調反射波信号として放射される。
【００６５】
一方、無線部１０４で受信するときには、端子ｂは、図示しないベースバンド制御部よりオン状態に保たれる。したがって、アンテナ１０５で受信されたＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｎｉｇｔ）変調信号は、端子ｅを経由してＡＳＫ受信部２０１に送られ、ここで復調され受信データ（ＲＸ＿ＤＡＴＡ）に変換される。このようにして、受信データは図示しないベースバンド制御部に渡される。
【００６６】
また、図４には、図３に示した無線部１０４の通信相手となる反射波読取装置としてのリーダライタ７００の内部構成を模式的に示している。図示のリーダライタ７００は、アンテナ７０１と、サーキュレータ７０２と、受信部７０３と、送信部７０４と、ベースバンド制御部７０５で構成される。
【００６７】
送信部７０４は、ベースバンド部７０５の指示により、無変調キャリアを生成する。この無変調キャリアは、サーキュレータ７０２を経由してアンテナ７０１より無線部１０４に向けて放射される。ここで、サーキュレータ７０２は送受信を同時に行なう際に、送信波と受信波を分離するために用いられる。
【００６８】
上述したように、無線部１０４では、リーダライタ７００からの無変調キャリアに対して反射波が生成され、この反射波には読み取りデータに応じた位相変調が施されるから、リーダライタ７００には変調反射波として戻ってくる。この変調反射波は、アンテナ７０１とサーキュレータ７０２を経由して受信部７０３で受信されると、ｉｎ位相（Ｉ）とその直角位相（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ：Ｑ）からなるベースバンドＩＱ信号に変換され、ベースバンド制御部７０５で復調される。
【００６９】
また、リーダライタ７００から無線部１０４にデータや制御コマンドを送信する場合には、ベースバンド制御部７０５からの送信データに従って送信部７０４でＡＳＫ変調波を生成して、同様にアンテナ７０１より放射される。
【００７０】
ベースバンド制御部７０５は他の機器とのインターフェースを備えており、例えば読み取った画像データをデコードしてテレビ（図示しない）にビデオ信号として接続し画像表示をしたり、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒａｉｌ Ｂｕｓ）接続されたＰＣ（図示しない）に画像転送したりすることが可能である。
【００７１】
図５には、図３に示したメモリカード１００がリーダライタ７００を相手にして行なう通信制御シーケンスを示している。
【００７２】
メモリカード１００がホスト機器１２０に差し込まれ、ホスト機器１２０からメモリカード１００へ電源投入が開始されたタイミングで、タイマ部１０６が起動され、リーダライタ７００側からの接続信号待ちのタイマＴsが満了するまでの期間だけ、トランスポンダとしての無線部１０４の受信動作がオンに制御される。
【００７３】
一方、リーダライタ７００は、自局のサービス・エリアを報知するために、ビーコン・フレームを定期的に送信するとともに、ビーコン・フレームの送信後に設けられるエントリ期間において、トランスポンダを動作させるための無変調キャリアを送出し続ける。
【００７４】
無線部１０４は、タイマＴsが満了するまでの間、すなわちスリープ状態に移行する前までにビーコン・フレームを受信することができたなら、これによってリーダライタ７００のサービス・エリア内にいることを検知することができる。
【００７５】
そして、無線部１０４は、受信したビーコン・フレームのペイロードに記載されている情報に基づいて、使用する通信周波数チャネルの情報やリーダライタ７００の固有ＩＤなどの情報を取得する。そして、リーダライタ７００との接続したい場合には、エントリ期間にわたってリーダライタ７００から送出される無変調キャリアを利用してエントリ・フレームを返す。
【００７６】
リーダライタ７００は、エントリ・フレームの記載内容に基づいて、トランスポンダとしての無線部１０４（若しくはメモリカード１００）の固有ＩＤや、設定可能な通信パラメータの情報などを取得する。そして、メモリカード１００と通信したいときには、通信パラメータなどの指定情報をペイロードに記載した接続要求フレームを送信する。これに対し、メモリカード１００は、接続要求に応じるときには、接続結果などをペイロードに記載した接続応答フレームを無線部１０４を通じて返し、これによって接続が確立する。
【００７７】
接続が確立している期間は、リーダライタ７００からのコマンド・フレームの送信と、これに応じた無線部１０４によるレスポンス・フレームの返信の繰り返しにより（図示しない）、メモリカード１００内のフラッシュ・メモリ１０３に対する情報の読み取りや書き込みが実行される。
【００７８】
このように図５に示した通信制御手順では、メモリカード１００は、ホスト機器１２０に装着されたりして、ホスト機器１２０からの給電が開始するタイミングに従って電源制御を行なうようになっている。図６には、図２に示したメモリカード１００における電源制御手順をフローチャートの形式で示している。
【００７９】
まず、ホスト機器１２０の電源をオンにすることによって、メモリカード１００に対してスリープ状態から通常の待ち受け状態に復帰するためのトリガを与える。また、ホスト機器１２０が既にオン状態であれば、一度オフしてからオンにする。
【００８０】
ホスト機器１２０の電源投入に伴って、ホスト機器１２０からメモリカード１００への給電が開始されると、メモリカード１００内では内部クロックが発振を開始する（ステップＳ１）。
【００８１】
そして、メモリ／通信制御部１０２では、リーダライタからのビーコン・フレームの待ち受け時間を刻むタイマ部１０６を起動する（ステップＳ２）。タイマ部１０６は、タイマＴsが満了するまでの間は、ＲＸ＿ＯＮ信号１０７をアクティブにすることで無線部１０４の受信をオン制御する。
【００８２】
無線部１０４は、受信オン状態の間は、リーダライタ７００からのビーコン・フレームが到来したか否かをチェックする（ステップＳ３）。
【００８３】
ここで、無線部１０４がビーコン・フレームを受信しなければ（ステップＳ３のＮｏ）、後続のステップＳ４〜Ｓ５をスキップして、ステップＳ６へ進む。
【００８４】
一方、無線部１０４がビーコン・フレームを受信できたときには（ステップＳ３のＹｅｓ）、エントリ期間にわたってリーダライタ７００から送出される無変調キャリアを利用してエントリ・フレームを返す（ステップＳ４）。
【００８５】
次いで、リーダライタ７００から接続要求フレームを待ち受ける（ステップＳ５）。そして、接続要求フレームを受信できたときには（ステップＳ５のＹｅｓ）、リーダライタ７００に対して接続応答フレームを返すことにより、接続が確立し、リーダライタ７００との通信状態に入る。
【００８６】
また、リーダライタ７００からのビーコン・フレームを受信しないとき（ステップＳ３のＮｏ）、あるいは、ビーコン・フレームを受信してエントリ・フレームを返したものの、リーダライタ７００から接続要求フレームが届かなかったときには（ステップＳ５のＮｏ）、タイマ部１０６においてタイマＴsが満了したかどうかをチェックする（ステップＳ６）。
【００８７】
ここで、タイマＴsが満了していなければ（ステップＳ６のＮｏ）、ステップＳ３に戻り、引き続きビーコン・フレームを待ち受ける。
【００８８】
また、ビーコン・フレームを受信できなかったときや、ビーコン・フレームを受信してエントリ・フレームを返したものの、リーダライタ７００から接続要求フレームが届かず、タイマ部１０６においてタイマＴsが満了するまでの間にリーダライタ７００との接続が確立しなかった場合には（ステップＳ６のＹｅｓ）、メモリカード１００は内部クロックを停止して（ステップＳ７）、内部の動作をすべて停止して、スリープ状態に移行する。
【００８９】
このように、メモリカード１００は、一定時間のみビーコン信号を待ち受けるが、リーダライタ７００との通信が開始されなかったときにはスリープ状態に意向することで、低消費電力化を実現することができる。スリープ時にはメモリカード１００のクロックを止めてしまうので、トータルで数１０μＡの消費電流に低減することが可能である。
【００９０】
図７には、トランスポンダを内蔵したメモリカード１００についての他の内部構成例を示している。メモリカード１００は、記憶手段を構成するフラッシュ・メモリ１０３と、端子部１０１と、メモリ／通信制御部１０２と、無線部１０４と、アンテナ１０５で構成される。
【００９１】
図示のメモリカード１００は、図２に示した構成例と同様に、メモリ／通信制御部１０２には、リーダライタ７００側からの接続信号待ちのタイマ部１０６が装備されている。メモリ／通信制御部１０２がタイマ部１０６を起動させると、タイマ部１０６はＲＸ＿ＯＮ信号１０７をアクティブにすることで無線部１０４の受信をオン制御する。また、タイマ部１０６は、リーダライタ７００側からの接続信号待ちのタイマＴsが満了すると、ＲＸ＿ＯＮ信号１０７をオフ制御して、メモリカード１００がスリープ状態に移行する。
【００９２】
図７に示したメモリカード１００は、トランスポンダとしての無線部１０４内に整流部４００を備えていることが、図２に示した構成との主な相違点である。整流部４００は、リーダライタ７００から受信した無変調キャリア又はダミー信号を整流して直流電圧を発生すると、これをメモリ／通信制御部１０２に対する割り込み信号（ＩＮＴ）４０１に用いて、メモリカード１００をスリープ状態から復帰させて、待ち受け動作を開始することができる。
【００９３】
図２に示したメモリカード１００の場合、ホスト機器１２０の電源が投入されてからある一定の時間内にビーコン・フレームの受信を行なうようにしなければならず、一旦メモリカード１００がスリープ状態に入ると、ホスト機器１２０を一度オフにしてから改めてオンにするなどユーザの操作が必要になる。また、リーダライタ７００との通信のためではなくホスト機器１２０の本来の使用のために電源をオンにしたときにも同様にトランスポンダの受信動作が働くという無駄がある。これに対し、図７に示した構成例では、リーダライタ７００から受信した無変調キャリア又はダミー信号を整流して得られる直流電圧をスリープ状態からの起動割り込み信号（ＩＮＴ）４０１に用いるので、このような無駄がない。また、リーダライタ７００は、ビーコン信号の送信（若しくはサービス・エントリ・シーケンスの開始）に先立って、無変調キャリア又はダミー信号を送信することで、サービス・エリア内のメモリカード１００をスリープ状態から復帰させ、待ち受け動作を行なわせることができる。
【００９４】
図８には、図７に示したメモリカード１００内の無線部１０４の内部構成例を示している。
【００９５】
ＳＰＤＴのアンテナ・スイッチ２００は、反射波の生成と送受信の切り替えを兼用し、図中の端子ｃはメモリカード１００内のアンテナ１０５に接続される。アンテナ・スイッチ２００は、他のＣＭＯＳ回路モジュールとは分離して、例えばガリウム砒素のＩＣで構成される。
【００９６】
無線部１０４から送信するときには、端子ｂはベースバンド制御部（図示しない）からの制御信号（ＴＸ／ＲＸ）によりオフに制御され、ベースバンド制御部より送信データ（ＴＸ＿ＤＡＴＡ）が端子ａに加えられる。図中、左端のスイッチは端子ｄを接地しており、送信データが１のときはアンテナ１０５の終端をグランドにショートし、送信データが０のときはアンテナ１０５の終端をオープンするという具合に、送信データのビット・イメージに基づいてアンテナ・スイッチ２００を用いたインピーダンス変化動作によって、アンテナ１０５より受信された無変調キャリアに対して位相変調が施され、変調反射波信号として放射される。
【００９７】
一方、無線部１０４で受信するときには、端子ｂは、図示しないベースバンド制御部よりオン状態に保たれ、アンテナ１０５で受信されたＡＳＫ変調信号が端子ｅを経由してＡＳＫ受信部２０１に送られ、ここで復調され受信データ（ＲＸ＿ＤＡＴＡ）に変換される。
【００９８】
図８に示した無線部１０４は、整流部４００を備えていることが、図３に示した構成例との主な相違点である。整流部４００で整流され直流電圧に平滑された信号は割り込み信号（ＩＮＴ）４０１となって、スリープ状態のメモリ／通信制御部１０２の起動のための割り込み信号に使われる。整流部４００には外部から電源を加える必要がないので、常時電流を流す必要はない。また、割り込み信号を発生するのみなので、電流は取れなくても、割り込み電圧さえ得られれば構わない。
【００９９】
図９には、図７に示したメモリカード１００がリーダライタ７００を相手にして行なう通信制御シーケンスを示している。ここでは、メモリカード１００は常時スリープ状態で待機していることが想定される。
【０１００】
リーダライタ７００は、ビーコン信号の送信（若しくはサービス・エントリ・シーケンスの開始）に先立って、無変調キャリア又はダミー信号を送信する。これに対し、整流部４００は、リーダライタ７００から受信した無変調キャリア又はダミー信号を整流して直流電圧を発生すると、これをメモリ／通信制御部１０２に対する起動割り込み信号（ＩＮＴ）４０１に用いて、メモリカード１００をスリープ状態から復帰させて、待ち受け動作を開始する。また、このとき、タイマ部１０６が起動され、リーダライタ７００側からの接続信号待ちのタイマＴsが満了するまでの期間だけ、トランスポンダとしての無線部１０４の受信動作がオンに制御される。
【０１０１】
そして、リーダライタ７００は、自局のサービス・エリアを報知するために、ビーコン・フレームを送信するとともに、ビーコン・フレームの送信後に設けられるエントリ期間において、トランスポンダを動作させるための無変調キャリアを送出し続ける。
【０１０２】
無線部１０４は、ビーコン・フレームを受信することによって、リーダライタ７００のサービス・エリア内にいることを検知すると、受信したビーコン・フレームのペイロードに記載されている情報に基づいて、使用する通信周波数チャネルの情報やリーダライタ７００の固有ＩＤなどの情報を取得する。そして、リーダライタ７００との接続したい場合には、エントリ期間にわたってリーダライタ７００から送出される無変調キャリアを利用してエントリ・フレームを返す。
【０１０３】
リーダライタ７００は、エントリ・フレームの記載内容に基づいて、トランスポンダとしての無線部１０４（若しくはメモリカード１００）の固有ＩＤや、設定可能な通信パラメータの情報などを取得する。そして、メモリカード１００と通信したいときには、通信パラメータなどの指定情報をペイロードに記載した接続要求フレームを送信する。これに対し、メモリカード１００は、接続要求に応じるときには、接続結果などをペイロードに記載した接続応答フレームを、トランスポンダとしての無線部１０４を通じて返し、これによって接続が確立する。
【０１０４】
接続が確立している期間は、リーダライタ７００からのコマンド・フレームの送信と、これに応じた無線部１０４によるレスポンス・フレームの返信の繰り返しにより（図示しない）、メモリカード１００内のフラッシュ・メモリ１０３に対する情報の読み取りや書き込みが実行される。
【０１０５】
このように図９に示した通信制御手順では、メモリカード１００は、リーダライタ７００側からリーダライタ７００から受信したビーコン信号（あるいはビーコン信号に先立って送信される無変調キャリア又はダミー信号）を整流して起動割り込み信号を得るタイミングに従って電源制御を行なうようになっている。図１０には、図７に示したメモリカード１００における電源制御手順をフローチャートの形式で示している。
【０１０６】
ホスト機器１２０の電源をオンにすると、メモリカード１００は待ち受け状態になるが、タイマＴsが満了するまでの間にリーダライタ７００との通信状態に入ることがなければ、すぐにスリープ状態に入る。既に述べたように、メモリカード１００にはリーダライタ７００からの無変調キャリアやダミー信号などによって起動割り込みがかけられ、ユーザ操作の介在なしにスリーブ状態から通信状態に復帰することができるので、タイマＴsを短い時間に設定してもよい。
【０１０７】
そして、スリープ状態のメモリカード１００に対して、メモリカード１００にはリーダライタ７００からの無変調キャリアやダミー信号が到来すると、整流部４００はこれを整流して、メモリ／通信制御部１０２に対する起動割り込み信号（ＩＮＴ）４０１を発生させる。
【０１０８】
メモリカード１００内では、この起動割り込み信号（ＩＮＴ）４０１に応じて、内部クロックが発振を開始する（ステップＳ１１）。
【０１０９】
メモリ／通信制御部１０２では、リーダライタからのビーコン・フレームの待ち受け時間を刻むタイマ部１０６を起動する（ステップＳ１２）。タイマ部１０６は、タイマＴsが満了するまでの間は、ＲＸ＿ＯＮ信号１０７をアクティブにすることで、無線部１０４の受信をオン制御する。
【０１１０】
無線部１０４は、受信オン状態の間は、所望のリーダライタ７００からのビーコン・フレームが到来したか否かをチェックする（ステップＳ１３）。
【０１１１】
ここで、無線部１０４が所望のビーコン・フレームを受信しなければ（ステップＳ１３のＮｏ）、後続のステップＳ１４〜Ｓ１５をスキップして、ステップＳ１６へ進む。
【０１１２】
一方、無線部１０４が所望のビーコン・フレームを受信できたときには（ステップＳ１３のＹｅｓ）、エントリ期間にわたってリーダライタ７００から送出される無変調キャリアを利用してエントリ・フレームを返す（ステップＳ１４）。
【０１１３】
次いで、リーダライタ７００から接続要求フレームを待ち受ける（ステップＳ１５）。そして、接続要求フレームを受信できたときには（ステップＳ１５のＹｅｓ）、リーダライタ７００に対して接続応答フレームを返すことにより、接続が確立し、リーダライタ７００との通信状態に入る。
【０１１４】
また、所望のリーダライタ７００からのビーコン・フレームを受信しないとき（ステップＳ１３のＮｏ）、あるいは、所望のビーコン・フレームを受信してエントリ・フレームを返したものの、リーダライタ７００から接続要求フレームが届かなかったときには（ステップＳ１５のＮｏ）、タイマ部１０６においてタイマＴsが満了したかどうかをチェックする（ステップＳ１６）。
【０１１５】
ここで、タイマＴsが満了していなければ（ステップＳ１６のＮｏ）、ステップＳ１３に戻り、引き続きビーコン・フレームを待ち受ける。
【０１１６】
また、所望のビーコン・フレームを受信できなかったときや、所望のビーコン・フレームを受信してエントリ・フレームを返したものの、所望のリーダライタ７００から接続要求フレームが届かず、タイマ部１０６においてタイマＴsが満了するまでの間にリーダライタ７００との接続が確立しなかった場合には（ステップＳ１６のＹｅｓ）、メモリカード１００は内部クロックを停止し（ステップＳ１７）、内部の動作をすべて停止して、スリープ状態に移行する。
【０１１７】
メモリカード１００は、ホスト機器１２０の電源をオンにした後は速やかにスリープ状態に入るが、リーダライタ７００からのビーコン信号をトリガにして一定時間だけ待ち受け動作に移行するので、低消費電力化を実現することができる。また、整流電圧を割り込み信号として用いるので、所望のリーダライタ７００からのビーコン信号以外にも反応してしまうという問題があるが、所望のビーコン・フレームがずっと受信することができなければ、タイムアウトとなりスリープ状態に戻ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【０１１９】
本明細書では、反射波伝送を行なう通信システムに適用した実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。例えば、静電結合方式や電磁誘導方式など、自ら電波の発生源を持たないトランスポンダがリーダライタと非接触によりデータ伝送動作を行なうさまざまな通信システムにも同様に適用することができる。
【０１２０】
例えば、反射器などのトランスポンダ機能を備えたメモリカードがデジタルカメラや携帯電話機などのホスト機器に差し込んで用いられるといった利用形態に対して本発明を適用することで、待ち受け時におけるメモリカードの消費電力を微小なものにすることができ、バッテリ駆動のホスト機器の低消費電力化に貢献することができる。ここで言うメモリカードとしては、ＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ）メモリカード、メモリスティック（登録商標）、ＳＩＭ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ）カードなど、ホスト機器側の専用スロットに差し込んで用いられるさまざまなカートリッジ式のメモリ装置が含まれる。
【０１２１】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る通信システムの構成を模式的に示した図である。
【図２】図２は、トランスポンダを内蔵したメモリカード１００の内部構成例を示した図である。
【図３】図３は、図２に示したメモリカード１００内の無線部１０４の内部構成例を示した図である。
【図４】図４は、図３に示した無線部１０４の通信相手となる反射波読取装置としてのリーダライタ７００の内部構成を模式的に示した図である。
【図５】図５は、図３に示したメモリカード１００がリーダライタ７００を相手にして行なう通信制御シーケンスを示した図である。
【図６】図６は、図２に示したメモリカード１００における電源制御手順を示したフローチャートである。
【図７】図７は、トランスポンダを内蔵したメモリカード１００についての他の内部構成例を示した図である。
【図８】図８は、図７に示したメモリカード１００内の無線部１０４の内部構成例を示した図である。
【図９】図９は、図７に示したメモリカード１００がリーダライタ７００を相手にして行なう通信制御シーケンスを示した図である。
【図１０】図１０は、図７に示したメモリカード１００における電源制御手順を示したフローチャートである。
【図１１】図１１は、非接触システムの１つの利用形態を示した図である。
【図１２】図１２は、サービス・エントリ・シーケンスを利用して、トランスポンダとリーダライタ間において反射波伝送を行なうための通信制御シーケンスを示した図である。
【図１３】図１３は、リーダライタとトランスポンダ間において、図１２に示したサービス・エントリ・シーケンスを利用して通信動作を開始する際のシーケンスを示した図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１００…メモリカード
１０１…端子部
１０２…メモリ／通信制御部
１０３…フラッシュ・メモリ
１０４…無線部
１０５…アンテナ
１０６…タイマ部
１０７…ＲＸ＿ＯＮ信号
１２０…ホスト機器
２００…アンテナ・スイッチ
２０１…ＡＳＫ受信部
４００…整流部
７００…リーダライタ
７０１…アンテナ
７０２…サーキュレータ
７０３…受信部
７０４…送信部
７０５…ベースバンド制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自ら電波の発生源を持たない通信端末（トランスポンダ）が無線で通信相手となる装置（リーダライタ）との間でデータ伝送を行なう非接触の通信システム、並びに非接触通信システムにおいてトランスポンダとして動作する無線部を備えたメモリカードに係り、例えば、反射波読取器側からの無変調キャリアの送信と、反射器側におけるアンテナの終端操作に基づく受信電波の吸収と反射を利用した反射波伝送方式によりデータ通信を行なう通信システム、並びにメモリカードに関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、リーダライタが所定周期でビーコン・フレームを送信して自局のサービス・エリアを報知し、トランスポンダがビーコン・フレームに対する応答フレームを返信するといったサービス・エントリ・シーケンスを経て接続を確立する通信システム、並びにメモリカードに係り、特に、サービス・エントリ・シーケンスなどの接続確立手順に伴うトランスポンダ側の消費電力を低減する通信システム、並びにメモリカードに関する。
【背景技術】
【０００３】
自ら電波の発生源を持たず無線でデータを送信する通信システムとしてＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と呼ばれる非接触通信システムが知られている。ＲＦＩＤの他の呼び方として、「ＩＤシステム」や「データ・キャリア・システム」などがあるが、世界的に共通なのがＲＦＩＤシステム、略してＲＦＩＤである。日本語に訳すると「高周波（無線）を使用した認識システム」となる。ＲＦＩＤシステムは、タグとも呼ばれるトランスポンダと、トランスポンダにアクセスするリーダライタとから構成され、トランスポンダはリーダライタ側から電波をエネルギ源として受動的に動作し、リーダライタはトランスポンダ内に格納された情報の読み取りや情報の書き込みを行なう。
【０００４】
ＲＦＩＤシステムにおける非接触の通信方法には、静電結合方式、電磁誘導方式、電波通信方式などが挙げられる。このうち電磁誘導方式のＲＦＩＤシステムは、リーダライタ側の１次コイルとトランスポンダ側の２次コイルで構成され、リーダライタ側では１次コイルから所定のキャリア周波数の交流信号を送信することにより電力を供給し、トランスポンダ側では２次コイルにてこの交流信号を受信して整流することにより電力を取り出して動作する。そして、トランスポンダは２次コイルの負荷切り替えにより振幅変調などの変調処理を行なうことで、リーダライタへデータを送信することができる。
【０００５】
また、電波通信方式のＲＦＩＤシステムでは、トランスポンダは無変調キャリアに対し変調処理を施した反射波によりデータを送信する反射器を備え、リーダライタは反射器からの変調反射波信号からデータを読み取る反射波読取器を備え、「バックスキャッタ」とも呼ばれる反射波伝送を行なう。反射器は、反射波読取器から無変調キャリアが送られてくると、アンテナ負荷インピーダンスの切り替え操作などに基づいてその反射波に変調を施してデータを重畳する。すなわち、反射器側ではキャリア発生源が不要であることから、低消費でデータ伝送動作を駆動する。そして、反射波読取器側では、このような変調反射波を受信し、復調並びに復号処理して伝送データを取得することができる。
【０００６】
反射器は、基本的には、入射する連続波の電波を反射させるアンテナと、送信データの発生回路と、送信データに対応させてアンテナの負荷インピーダンスを変化させるインピーダンス変化回路で構成される（例えば、特許文献１を参照のこと）。インピーダンス変化回路は、例えばアンテナの終端をオープン／グランドに切り替えるアンテナ・スイッチである。このアンテナ・スイッチを、回路モジュールに組み込んでＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタで構成することもできるが、回路モジュールとは切り離して、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）のＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）で構成することで、低消費電力で高速な切り替え動作が可能となる。後者の場合、反射波変調によるデータ伝送レートが向上するとともに、その消費電力は数１０μＷ以下に抑制される。したがって、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）では通信時に数百ｍＷ〜数Ｗ程度の電力を消費することを考慮すると、反射波通信は一般的な無線ＬＡＮの平均消費電力と比較すると圧倒的な性能差を持つと言える（例えば、特許文献２を参照のこと）。
【０００７】
反射器を搭載したトランスポンダは受信電波を反射する動作を行なうだけであるから、無線局とはみなされず、電波通信に課される法規制の対象外として扱われるという利点もある。また、旧来の非接触通信システムでは数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ（例えば１３．５６ＭＨｚ）の周波数を用いるのに対し、反射波伝送方式では例えばＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｏｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｂａｎｄ）と呼ばれる２．４ＧＨｚ帯（マイクロ波）の高帯域を用いた高速なデータ伝送を実現することができる。
【０００８】
非接触システムの１つの典型的な利用形態として、図１１に示すように、反射器などのトランスポンダを内蔵したホスト機器を、反射波読取装置などのリーダライタが備える読み取り面上に載置して、トランスポンダに対して情報の読み取りや書き込みを行なうことが挙げられる。
【０００９】
トランスポンダは、リーダライタが送出するキャリアを整流して電力を得ることができるが、高帯域で大容量データ伝送を行なうには不十分である。すなわち、トランスポンダは、送信時においてキャリアを発生する電力は不要であるが、反射波に変調処理を施す送信動作や、リーダライタからの変調信号を復調・復号する受信動作のための受信動作のための電力はホスト機器から供給される。
【００１０】
例えば、デジタルカメラや、カメラ付き携帯電話などの携帯情報端末、携帯型音楽再生装置といった、消費電力を極力抑えたいモバイル系の端末機器にトランスポンダを組み込み、テレビ、モニタ、プリンタ、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）、ＶＴＲ（Ｖｉｄｅｏ Ｔａｐｅ Ｒｅｃｏｒｄｅｒ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）プレイヤなど、据え置き型の家電製品などからなる情報機器にリーダライタを組み込む。そして、トランスポンダとリーダライタ間を近接させることで、カメラ付き携帯電話やデジタルカメラで撮った画像データを、非接触通信によりＰＣにアップロードし、画像データの蓄積や表示出力、プリントアウトなどを行なうことができる。
【００１１】
また、反射器などのトランスポンダ機能を備えたメモリカードについて提案がなされている（例えば、特許文献３を参照のこと）。デジタルカメラや携帯電話機など、このようなメモリカードが差し込まれたホスト機器は、有線インターフェースを介してメモリカードへのアクセス動作を行なうことができる。他方、ＰＣやプリンタといった外部機器は、メモリカードを装着しているホスト機器とは独立して、メモリカードからのデータ読み出し動作を反射波伝送路経由で行なうことができる。すなわち、非接触通信動作を、メモリカードを装着したホスト機器による制御外で制御することができるので、ホスト機器側で非接触通信制御用のドライバ・ソフトウェアを導入する必要がない。
【００１２】
また、トランスポンダとリーダライタ間でデータ伝送を行なう際には、両者間で接続を確立する必要がある。通信確立手順の１つとして、リーダライタがある一定の間隔でビーコン・フレームを送信することにより、自局のサービス・エリアを報知するという、というサービス・エントリ・シーケンスが提案されている（例えば、本出願人に既に譲渡されている特願２００６−２７０３６５号明細書を参照のこと）。
【００１３】
図１２には、上述したサービス・エントリ・シーケンスを利用して、トランスポンダとリーダライタ間において反射波伝送を行なうための通信制御シーケンスを示している。
【００１４】
リーダライタは、ビーコン・フレームを定期的に送信することにより、自局のサービス・エリアを報知する。また、リーダライタは、ビーコン・フレームの送信後に設けられるエントリ期間において、トランスポンダを動作させるための無変調キャリアを送出し続ける。
【００１５】
一方、トランスポンダは、ビーコン・フレームを受信することによりリーダライタの存在を知り、エントリ期間内に受信した無変調キャリアを利用して、ビーコン・フレームに応答するエントリ・フレームを返信する。
【００１６】
また、図１３には、リーダライタとトランスポンダ間において、図１２に示したサービス・エントリ・シーケンスを利用して通信動作を開始する際のシーケンスを示している。
【００１７】
リーダライタは、一定の時間間隔でビーコン・フレームの送信を間欠的に行なう。トランスポンダは、電波到達範囲外ではビーコン・フレームを受信することはできないが、電波到達範囲内に入り、ビーコン・フレームが到来するとその受信処理を実行する。
【００１８】
トランスポンダは、受信したビーコン・フレームのペイロードに記載されている情報に基づいて、使用する通信周波数チャネルの情報やリーダライタの固有ＩＤなどの情報を取得する。そして、リーダライタとの接続したい場合には、エントリ期間を利用して、無変調キャリアを利用してエントリ・フレームを返す。
【００１９】
リーダライタは、エントリ・フレームの記載内容に基づいて、トランスポンダの固有ＩＤや、設定可能な通信パラメータの情報などを取得する。そして、トランスポンダと通信したいときには、通信パラメータなどの指定情報をペイロードに記載した接続要求フレームを送信する。これに対し、トランスポンダは、接続要求に応じるときには、接続結果などをペイロードに記載した接続応答フレームを返し、これによって接続が確立する。接続が確立している期間は、リーダライタからのコマンド・フレームの送信と、これに応じたトランスポンダによるレスポンス・フレームの返信の繰り返しにより、トランスポンダに対する情報の読み取りや書き込みが実行される。
【００２０】
リーダライタは、常に一定の時間間隔でビーコン・フレームを送信し続ける必要はない。例えば、リーダライタは、トランスポンダから情報を読み取りたいタイミングにおいてのみ、ビーコン・フレーム（あるいは不定期の送信要求信号）を送信した後に、上述と同じ接続要求／応答シーケンスを経て接続を確立するようにしてもよい。すなわち、リーダライタは、不要なビーコン・フレームや、エントリ期間中の無変調キャリアの送信を抑制することができる。
【００２１】
これに対し、トランスポンダ側では、リーダライタからビーコン・フレームが送信されるタイミングが不明であるから、常に待ち受け動作を行なう必要がある。例えば、反射器などのトランスポンダがメモリカードに内蔵され、さらにこのメモリカードがデジタルカメラや携帯電話機などのバッテリ駆動式のホスト機器に装着して用いられるようなシステム構成（前述）を考慮した場合、どのようなタイミングでホスト機器をリーダライタに接近させ、データ伝送を開始するのか、メモリカードにとっては不明である。よって、メモリカード内のトランスポンダはビーコン・フレームの到来を常時待ち受ける必要がある。
【００２２】
トランスポンダは、送信時においてキャリアを発生する電力は不要であるものの、反射波に変調を施す送信動作やリーダライタからの情報信号の受信動作には、ホスト機器の電力を消費する（前述）。このため、ホスト機器にとってはトランスポンダの待ち受けによる電力消費は深刻な問題である。
【００２３】
とりわけ、２．４ＧＨｚ帯の高帯域を用いて２０Ｍｂｐｓ程度の高速なデータ伝送を行なうアプリケーションを想定した場合には、メモリカードにおいて常時待ち受け動作を行なうことは現実的でない。
【００２４】
【特許文献１】特開平１−１８２７８２号公報
【特許文献２】特開２００５−６４８２２号公報
【特許文献３】特開２００６−２１６０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明の目的は、自ら電波の発生源を持たないトランスポンダがリーダライタとの間でデータ伝送を好適に行なうことができる、優れた通信システム、並びにメモリカードを提供することにある。
【００２６】
本発明のさらなる目的は、ホスト機器に内蔵されたトランスポンダが、ホスト機器からの供給電力により動作して、リーダライタとの間で高帯域・大容量のデータ伝送を好適に行なうことができる、優れた通信システム、並びにメモリカードを提供することにある。
【００２７】
本発明のさらなる目的は、リーダライタが所定周期でビーコン・フレームを送信して自局のサービス・エリアを報知し、トランスポンダがビーコン・フレームに対する応答フレームを返信するといったサービス・エントリ・シーケンスを経て接続を確立することができる、優れた通信システム、並びにメモリカードを提供することにある。
【００２８】
本発明のさらなる目的は、サービス・エントリ・シーケンスなどの接続確率手順に伴うトランスポンダ側の消費電力を低減することができる、優れた通信システム、並びにメモリカードを提供することにある。
【００２９】
本発明のさらなる目的は、リーダライタからのビーコン・フレームあるいは送信要求信号などの待ち受け動作に伴うトランスポンダ側の電力の浪費を回避することができる、優れた通信システム、並びにメモリカードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、自ら電波の発生源を持たないトランスポンダがリーダライタとの間でデータ伝送を行なう通信システムであって、
前記トランスポンダは前記リーダライタが情報の読み取り又は書き込みを行なう対象とするメモリを備えたメモリカードに内蔵され、該メモリカードはホスト機器の専用スロットに差し込んで用いられ、
前記リーダライタは、自分のサービス・エリアを報知するためのビーコン信号を所定のタイミングで送信し、
前記メモリカードは、前記メモリカードが差し込まれたホスト機器の電源がオンされてからあらかじめ設定された時間内で前記リーダライタからのビーコン信号を待ち受け、該時間内にビーコン信号を受信したことに応じて前記リーダライタとの接続確立手続きを行なうが、該時間内にビーコン信号を受信しなかったときには少なくとも前記トランスポンダによる待ち受け状態を停止したスリープ状態に移行する、
を特徴とする通信システムである。
【００３１】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない（以下、同様）。
【００３２】
本発明は、自ら電波の発生源を持たないトランスポンダがリーダライタ側からの電波をエネルギ源として受動的に動作する非接触通信システムに関するものであり、例えばトランスポンダは無変調キャリアを受信してデータを重畳させた変調反射波を送出する反射器を搭載し、リーダライタは変調反射波からデータを読み取る反射波読取器で構成される。反射波伝送を利用した通信システムによれば、反射器側ではキャリア発生源が不要であることから、無線ＬＡＮなどの既存の無線通信技術と比較して、消費電力を格段に削減しながらデータ伝送を行なうことができる。
【００３３】
非接触システムの１つの典型的な利用形態として、トランスポンダを内蔵したホスト機器を、リーダライタが備える読み取り面上に載置して、リーダライタから無変調キャリアを送出して、トランスポンダに対して情報の読み取りや書き込みを行なうことが挙げられる。また、トランスポンダとリーダライタ間で接続を確立する際に、リーダライタが所定周期でビーコン・フレームを送信して自局のサービス・エリアを報知し、一方のビーコン・フレームを受信したトランスポンダはリーダライタに対してエントリ・フレームを返信するといった、サービス・エントリ・シーケンスを適用することができる。
【００３４】
ところが、トランスポンダがメモリカードに内蔵され、さらにこのメモリカードがデジタルカメラや携帯電話機などのバッテリ駆動式のホスト機器に装着して用いられるようなシステム構成を考慮した場合、どのようなタイミングでホスト機器をリーダライタに接近させ、データ伝送を開始するのか、メモリカードにとっては不明である。このため、メモリカード内のトランスポンダは、ビーコン信号の到来を常時待ち受ける必要があり、メモリカードに給電するホスト機器にとっては待ち受け時の消費電力の負担が大きくなる。
【００３５】
これに対し、本発明の第１の側面に係る通信システムでは、メモリカードにおけるビーコン信号の待ち受け動作は、ホスト機器の電源が投入された後、あるいはメモリカードがホスト機器に差し込まれることで電源投入が開始した後、あらかじめ設定された時間だけ作用するようになっている。言い換えれば、接続信号待ちするためのタイマが満了すると、メモリカードはスリープ状態に移行する。
【００３６】
したがって、トランスポンダを搭載したメモリカードなどの端末装置は、ビーコン・フレームを受信できないときにはスリープ状態に移行するので、いつデータ伝送が開始されるのか判らないにも拘らず、徒に待ち受け動作して電力を消耗することを防ぐことができる。
【００３７】
なお、本発明で言うスリープ状態とは、メモリカード内の回路モジュールのうち少なくともトランスポンダによる待ち受け状態を停止した状態のことを意味し、このスリープ状態において、他の回路モジュールの動作が停止しているかあるいは動作中であるかは特に限定されない。
【００３８】
また、本発明の第２の側面は、自ら電波の発生源を持たないトランスポンダがリーダライタとの間でデータ伝送を行なう通信システムであって、
前記トランスポンダは前記リーダライタが情報の読み取り又は書き込みを行なう対象とするメモリを備えたメモリカードに内蔵され、該メモリカードはホスト機器の専用スロットに差し込んで用いられ、
前記リーダライタは、自分のサービス・エリアを報知するためのビーコン信号を所定のタイミングで送信し、
前記メモリカードは、前記リーダライタから到来した信号を整流して直流電圧を得る整流手段を備え、定常的には少なくとも前記トランスポンダによる待ち受け状態を停止したスリープ状態にあるが、前記整流手段から得られる直流電圧を起動割り込み信号に用いて前記スリープ状態から復帰して、前記トランスポンダによるビーコン信号の待ち受けを行なう、
ことを特徴とする通信システムである。
【００３９】
本発明の第２の側面に係る通信システムでは、ホスト機器に装着されている期間において、メモリカードは定常的にスリープ状態を維持している。一方、リーダライタは、ビーコン信号の送信（若しくはサービス・エントリ・シーケンスの開始）に先立って、例えば無変調キャリア又はダミー信号を送信するようになっている。そして、メモリカードは、整流手段を備えており、無変調キャリア又はダミー信号を整流して直流電圧を発生すると、これを起動割り込み信号に用いてスリープ状態から復帰して、トランスポンダによる待ち受け動作を開始するようになっている。リーダライタは、無変調キャリア又はダミー信号を送信してから速やかにビーコン信号を送信することにより、メモリカードはこれに応じて接続要求を返信することができる。あるいは、メモリカード側では、ビーコン信号から得られる直流電圧を起動割り込み信号に用いるようにしてもよい。
【００４０】
メモリカード側では、整流手段には外部から電源を加える必要がないので、常時電流を流す必要はない。また、割り込み信号を発生するのみなので、駆動電力を得るための十分な電流は取れなくても、割り込み電圧さえ得られれば良い。
【００４１】
したがって、メモリカードなどの端末装置は、スリープ状態でリーダライタからのビーコン・フレームあるいは送信要求信号を待ち受け、受信できたときには接続要求信号あるいは送信要求に対する応答信号を返信して通信状態に移行するが、受信できないときにはスリープ状態を維持することで待ち受け時の低消費電力化を実現することができる。
【００４２】
また、端末装置は、リーダライタからの無変調キャリア又はダミー信号を整流して待ち受け、得られる電力が所定値を超えたことにより通信状態に移行するという状態遷移制御を行なうことで、待ち受け時における低消費電力化を実現することができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、リーダライタが所定周期でビーコン・フレームを送信して自局のサービス・エリアを報知し、トランスポンダがビーコン・フレームに対する応答フレームを返信するといったサービス・エントリ・シーケンスを経て接続を好適に確立することができる、優れた通信システム、並びにメモリカードを提供することができる。
【００４４】
また、本発明によれば、サービス・エントリ・シーケンスなどの接続確率手順に伴うトランスポンダ側の消費電力を低減することができる、優れた通信システム、並びにメモリカードを提供することができる。
【００４５】
また、本発明によれば、リーダライタからのビーコン・フレームあるいは送信要求信号などの待ち受け動作に伴うトランスポンダ側の電力の浪費を回避することができる、優れた通信システム、並びにメモリカードを提供することができる。
【００４６】
本発明に係る通信システムでは、トランスポンダを搭載したメモリカードなどの端末装置は、スリープ状態でリーダライタからのビーコン・フレームあるいは送信要求信号を待ち受け、受信できたときには接続要求信号あるいは送信要求に対する応答信号を返信して通信状態に移行するが、受信できないときにはスリープ状態を維持することで待ち受け時の低消費電力化を実現することができる。また、メモリカードなどの端末装置は、リーダライタからの無変調キャリア又はダミー信号（あるいはビーコン信号やトランスポンダに対する接続要求信号）を整流して待ち受け、得られる電力が所定値を超えたことにより通信状態に移行するという状態遷移制御を行なうので、待ち受け時における低消費電力化を実現することができる。
【００４７】
例えば、反射器などのトランスポンダ機能を備えたメモリカードがデジタルカメラや携帯電話機などのホスト機器に差し込んで用いられるといった利用形態に対して本発明を適用することで、待ち受け時におけるメモリカードの消費電力を微小なものにすることができ、バッテリ駆動のホスト機器の低消費電力化に貢献することができる。
【００４８】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
【００５０】
図１には、本発明の一実施形態に係る通信システムの構成を模式的に示している。図示の通信システムは、トランスポンダ（図示しない）を内蔵したメモリカード１００と、このメモリカード１００が専用スロットに差し込まれたホスト機器１２０と、トランスポンダとは非接触のデータ伝送を行なうリーダライタ７００で構成される。トランスポンダはリーダライタ７００側からの電波をエネルギ源として受動的に動作し、リーダライタ７００はトランスポンダ内に格納された情報の読み取りや情報の書き込みを行なう。
【００５１】
非接触の通信方法には、静電結合方式、電磁誘導方式、電波通信方式などが挙げられるが、以下では電波通信方式を適用することを想定し、「バックスキャッタ」とも呼ばれる反射波伝送を行なうものとする。反射波伝送方式は、例えば反射器側からの送信比率が通信のほとんどを占めるような通信形態において、低消費電力化を実現することができるという特徴がある。
【００５２】
トランスポンダは無変調キャリアに対し変調処理を施した反射波によりデータを送信する反射器を備え、リーダライタ７００は反射器からの変調反射波信号からデータを読み取る反射波読取器を備える。反射器は、反射波読取器から無変調キャリアが送られてくると、アンテナ負荷インピーダンスの切り替え操作などに基づいてその反射波に変調を施してデータを重畳する。反射波読取器側では、このような変調反射波を受信し、復調並びに復号処理して伝送データを取得する。
【００５３】
アンテナ負荷インピーダンスの切り替えスイッチをガリウム砒素のＩＣで構成することで、低消費電力で高速な切り替え動作が可能となり、その消費電力は数１０μＷ以下に抑制される。また、２．４ＧＨｚ帯（マイクロ波）の高帯域を用いた高速なデータ伝送を実現することができる。
【００５４】
トランスポンダは、リーダライタ７００が送出するキャリアを整流して電力を得ることができるが、高帯域で大容量データ伝送を行なうには不十分である。すなわち、トランスポンダは、送信時においてキャリアを発生する電力は不要であるが、反射波に変調処理を施す送信動作や、リーダライタ７００からの変調信号を復調・復号する受信動作のための受信動作のための電力はホスト機器１２０から供給される。
【００５５】
本実施形態では、トランスポンダとリーダライタ７００の通信制御には、図１２〜図１３に示したサービス・エントリ・シーケンスが適用されるものとする。
【００５６】
図２には、トランスポンダを内蔵したメモリカード１００の内部構成例を示している。図示のメモリカード１００は、記憶手段を構成するフラッシュ・メモリ１０３と、端子部１０１と、メモリ／通信制御部１０２と、無線部１０４と、アンテナ１０５で構成される。
【００５７】
端子部１０１の接点部分はケースの外面に露出しており、通常のメモリカードと同様にホスト機器１２０側と接続可能である。フラッシュ・メモリ１０３は、データを電気的に書き換え可能に格納することができる。メモリ／通信制御部１０２は、ホスト機器１２０とフラッシュ・メモリ１０３の間で端子部１０１を介してデータを転送するとともに、フラッシュ・メモリ１０２のデータを無線部１０４、アンテナ１０５を介してリーダライタ７００に反射波で送信する。無線部１０４は非接触通信システムにおけるトランスポンダに相当する。
【００５８】
メモリ／通信制御部１０２には、リーダライタ７００側からの接続信号待ちのタイマ部１０６が装備されている。このタイマ部１０６からは無線部１０４の受信制御を行なうことができ、ＲＸ＿ＯＮ信号１０７をアクティブにすることで無線部１０４の受信をオン制御（付勢）するようになっている。また、タイマ部１０６は、リーダライタ７００側からの接続信号待ちのタイマＴsが満了するとＲＸ＿ＯＮをオフ制御（減勢）して、これによって無線部１０４の受信動作は停止する。
【００５９】
メモリ／通信制御部１０２は、端子部１０１から電力信号線Ｖddとグランド信号線ＧＮＤを入力している。メモリカード１００がホスト機器１２０から抜き取られた状態では、電力信号線Ｖddは電位ゼロであるとともに、グランド信号線ＧＮＤはオープン状態である。一方、メモリカード１００がホスト機器１２０の専用スロットに差し込まれると、電力信号線Ｖddに電位が印加されるとともに、グランド信号線ＧＮＤはグランド状態になる。したがって、メモリ／通信制御部１０２は、電力信号線Ｖddとグランド信号線ＧＮＤをモニタすることで、メモリカード１２０の挿抜状態やホスト機器の電源オン／オフ状態を検知することができる。
【００６０】
本実施形態では、メモリ／通信制御部１０２は、メモリカード１００がホスト機器１２０に差し込まれるなどして、ホスト機器１２０からメモリカード１００へ電源投入が開始されたタイミングで、タイマ部１０６を起動させる。タイマ部１０６は、リーダライタ７００側からの接続信号待ちのタイマＴsが満了するまでの期間だけＲＸ＿ＯＮ信号１０７をアクティブにして、無線部１０４の受信をオン制御する。また、タイマ部１０６は、タイマＴsが満了するとＲＸ＿ＯＮ信号１０７をオフ制御して、無線部１０４の受信動作を停止させてスリープ状態に移行する。
【００６１】
このように、無線部１０４におけるビーコン・フレームの待ち受け動作は、メモリカード１００がホスト機器１２０に装着されることで電源投入が開始してからあらかじめ設定された時間だけ作用する。その後、タイマＴsが満了すると、メモリカード１００は、少なくとも無線部１０４による待ち受け動作が停止した停止したスリープ状態に移行する。このように、メモリカード１００は、ビーコン・フレームを受信できないときにはスリープ状態に移行するので、いつデータ伝送が開始されるのか判らないにも拘らず、徒に待ち受け動作してホスト機器１２０の電力を消耗することを防ぐことができる。
【００６２】
図３には、図２に示したメモリカード１００内の無線部１０４の内部構成例を示している。図示の無線部１０４は、非接触システムにおけるトランスポンダに相当するが、ここでは反射波伝送における反射器として動作することができる。
【００６３】
参照番号２００はＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｐｏｌｅ／Ｄｏｕｂｌｅ−Ｔｈｒｏｗ Ｓｗｉｔｃｈ：単極／双投スイッチ）のアンテナ・スイッチであり、反射波の生成と送受信の切り替えを兼用する。図中、端子ｃはメモリカード１００内のアンテナ１０５に接続される。アンテナ・スイッチ２００は、他のＣＭＯＳ回路モジュールとは分離して、例えばガリウム砒素のＩＣで構成される。
【００６４】
無線部１０４から送信するときには、端子ｂはベースバンド制御部（図示しない）からの制御信号（ＴＸ／ＲＸ）によりオフに制御される。そして、ベースバンド制御部より送信データ（ＴＸ＿ＤＡＴＡ）が端子ａに加えられる。図中、左端のスイッチは端子ｄを接地しているため、送信データが１のときはアンテナ１０５の終端がグランドにショートとなるが、送信データが０のときはアンテナ１０５の終端がオープンとなる。このように、送信データのビット・イメージに基づいてアンテナ・スイッチ２００の切り替え動作（すなわち、アンテナ１０５終端のスイッチング動作）によって、アンテナ１０５より受信された無変調キャリアに対して位相変調が施され、内蔵アンテナ１０５より変調反射波信号として放射される。
【００６５】
一方、無線部１０４で受信するときには、端子ｂは、図示しないベースバンド制御部よりオン状態に保たれる。したがって、アンテナ１０５で受信されたＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｎｉｇｔ）変調信号は、端子ｅを経由してＡＳＫ受信部２０１に送られ、ここで復調され受信データ（ＲＸ＿ＤＡＴＡ）に変換される。このようにして、受信データは図示しないベースバンド制御部に渡される。
【００６６】
また、図４には、図３に示した無線部１０４の通信相手となる反射波読取装置としてのリーダライタ７００の内部構成を模式的に示している。図示のリーダライタ７００は、アンテナ７０１と、サーキュレータ７０２と、受信部７０３と、送信部７０４と、ベースバンド制御部７０５で構成される。
【００６７】
送信部７０４は、ベースバンド部７０５の指示により、無変調キャリアを生成する。この無変調キャリアは、サーキュレータ７０２を経由してアンテナ７０１より無線部１０４に向けて放射される。ここで、サーキュレータ７０２は送受信を同時に行なう際に、送信波と受信波を分離するために用いられる。
【００６８】
上述したように、無線部１０４では、リーダライタ７００からの無変調キャリアに対して反射波が生成され、この反射波には読み取りデータに応じた位相変調が施されるから、リーダライタ７００には変調反射波として戻ってくる。この変調反射波は、アンテナ７０１とサーキュレータ７０２を経由して受信部７０３で受信されると、ｉｎ位相（Ｉ）とその直角位相（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ：Ｑ）からなるベースバンドＩＱ信号に変換され、ベースバンド制御部７０５で復調される。
【００６９】
また、リーダライタ７００から無線部１０４にデータや制御コマンドを送信する場合には、ベースバンド制御部７０５からの送信データに従って送信部７０４でＡＳＫ変調波を生成して、同様にアンテナ７０１より放射される。
【００７０】
ベースバンド制御部７０５は他の機器とのインターフェースを備えており、例えば読み取った画像データをデコードしてテレビ（図示しない）にビデオ信号として接続し画像表示をしたり、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒａｉｌ Ｂｕｓ）接続されたＰＣ（図示しない）に画像転送したりすることが可能である。
【００７１】
図５には、図３に示したメモリカード１００がリーダライタ７００を相手にして行なう通信制御シーケンスを示している。
【００７２】
メモリカード１００がホスト機器１２０に差し込まれ、ホスト機器１２０からメモリカード１００へ電源投入が開始されたタイミングで、タイマ部１０６が起動され、リーダライタ７００側からの接続信号待ちのタイマＴsが満了するまでの期間だけ、トランスポンダとしての無線部１０４の受信動作がオンに制御される。
【００７３】
一方、リーダライタ７００は、自局のサービス・エリアを報知するために、ビーコン・フレームを定期的に送信するとともに、ビーコン・フレームの送信後に設けられるエントリ期間において、トランスポンダを動作させるための無変調キャリアを送出し続ける。
【００７４】
無線部１０４は、タイマＴsが満了するまでの間、すなわちスリープ状態に移行する前までにビーコン・フレームを受信することができたなら、これによってリーダライタ７００のサービス・エリア内にいることを検知することができる。
【００７５】
そして、無線部１０４は、受信したビーコン・フレームのペイロードに記載されている情報に基づいて、使用する通信周波数チャネルの情報やリーダライタ７００の固有ＩＤなどの情報を取得する。そして、リーダライタ７００との接続したい場合には、エントリ期間にわたってリーダライタ７００から送出される無変調キャリアを利用してエントリ・フレームを返す。
【００７６】
リーダライタ７００は、エントリ・フレームの記載内容に基づいて、トランスポンダとしての無線部１０４（若しくはメモリカード１００）の固有ＩＤや、設定可能な通信パラメータの情報などを取得する。そして、メモリカード１００と通信したいときには、通信パラメータなどの指定情報をペイロードに記載した接続要求フレームを送信する。これに対し、メモリカード１００は、接続要求に応じるときには、接続結果などをペイロードに記載した接続応答フレームを無線部１０４を通じて返し、これによって接続が確立する。
【００７７】
接続が確立している期間は、リーダライタ７００からのコマンド・フレームの送信と、これに応じた無線部１０４によるレスポンス・フレームの返信の繰り返しにより（図示しない）、メモリカード１００内のフラッシュ・メモリ１０３に対する情報の読み取りや書き込みが実行される。
【００７８】
このように図５に示した通信制御手順では、メモリカード１００は、ホスト機器１２０に装着されたりして、ホスト機器１２０からの給電が開始するタイミングに従って電源制御を行なうようになっている。図６には、図２に示したメモリカード１００における電源制御手順をフローチャートの形式で示している。
【００７９】
まず、ホスト機器１２０の電源をオンにすることによって、メモリカード１００に対してスリープ状態から通常の待ち受け状態に復帰するためのトリガを与える。また、ホスト機器１２０が既にオン状態であれば、一度オフしてからオンにする。
【００８０】
ホスト機器１２０の電源投入に伴って、ホスト機器１２０からメモリカード１００への給電が開始されると、メモリカード１００内では内部クロックが発振を開始する（ステップＳ１）。
【００８１】
そして、メモリ／通信制御部１０２では、リーダライタからのビーコン・フレームの待ち受け時間を刻むタイマ部１０６を起動する（ステップＳ２）。タイマ部１０６は、タイマＴsが満了するまでの間は、ＲＸ＿ＯＮ信号１０７をアクティブにすることで無線部１０４の受信をオン制御する。
【００８２】
無線部１０４は、受信オン状態の間は、リーダライタ７００からのビーコン・フレームが到来したか否かをチェックする（ステップＳ３）。
【００８３】
ここで、無線部１０４がビーコン・フレームを受信しなければ（ステップＳ３のＮｏ）、後続のステップＳ４〜Ｓ５をスキップして、ステップＳ６へ進む。
【００８４】
一方、無線部１０４がビーコン・フレームを受信できたときには（ステップＳ３のＹｅｓ）、エントリ期間にわたってリーダライタ７００から送出される無変調キャリアを利用してエントリ・フレームを返す（ステップＳ４）。
【００８５】
次いで、リーダライタ７００から接続要求フレームを待ち受ける（ステップＳ５）。そして、接続要求フレームを受信できたときには（ステップＳ５のＹｅｓ）、リーダライタ７００に対して接続応答フレームを返すことにより、接続が確立し、リーダライタ７００との通信状態に入る。
【００８６】
また、リーダライタ７００からのビーコン・フレームを受信しないとき（ステップＳ３のＮｏ）、あるいは、ビーコン・フレームを受信してエントリ・フレームを返したものの、リーダライタ７００から接続要求フレームが届かなかったときには（ステップＳ５のＮｏ）、タイマ部１０６においてタイマＴsが満了したかどうかをチェックする（ステップＳ６）。
【００８７】
ここで、タイマＴsが満了していなければ（ステップＳ６のＮｏ）、ステップＳ３に戻り、引き続きビーコン・フレームを待ち受ける。
【００８８】
また、ビーコン・フレームを受信できなかったときや、ビーコン・フレームを受信してエントリ・フレームを返したものの、リーダライタ７００から接続要求フレームが届かず、タイマ部１０６においてタイマＴsが満了するまでの間にリーダライタ７００との接続が確立しなかった場合には（ステップＳ６のＹｅｓ）、メモリカード１００は内部クロックを停止して（ステップＳ７）、内部の動作をすべて停止して、スリープ状態に移行する。
【００８９】
このように、メモリカード１００は、一定時間のみビーコン信号を待ち受けるが、リーダライタ７００との通信が開始されなかったときにはスリープ状態に意向することで、低消費電力化を実現することができる。スリープ時にはメモリカード１００のクロックを止めてしまうので、トータルで数１０μＡの消費電流に低減することが可能である。
【００９０】
図７には、トランスポンダを内蔵したメモリカード１００についての他の内部構成例を示している。メモリカード１００は、記憶手段を構成するフラッシュ・メモリ１０３と、端子部１０１と、メモリ／通信制御部１０２と、無線部１０４と、アンテナ１０５で構成される。
【００９１】
図示のメモリカード１００は、図２に示した構成例と同様に、メモリ／通信制御部１０２には、リーダライタ７００側からの接続信号待ちのタイマ部１０６が装備されている。メモリ／通信制御部１０２がタイマ部１０６を起動させると、タイマ部１０６はＲＸ＿ＯＮ信号１０７をアクティブにすることで無線部１０４の受信をオン制御する。また、タイマ部１０６は、リーダライタ７００側からの接続信号待ちのタイマＴsが満了すると、ＲＸ＿ＯＮ信号１０７をオフ制御して、メモリカード１００がスリープ状態に移行する。
【００９２】
図７に示したメモリカード１００は、トランスポンダとしての無線部１０４内に整流部４００を備えていることが、図２に示した構成との主な相違点である。整流部４００は、リーダライタ７００から受信した無変調キャリア又はダミー信号を整流して直流電圧を発生すると、これをメモリ／通信制御部１０２に対する割り込み信号（ＩＮＴ）４０１に用いて、メモリカード１００をスリープ状態から復帰させて、待ち受け動作を開始することができる。
【００９３】
図２に示したメモリカード１００の場合、ホスト機器１２０の電源が投入されてからある一定の時間内にビーコン・フレームの受信を行なうようにしなければならず、一旦メモリカード１００がスリープ状態に入ると、ホスト機器１２０を一度オフにしてから改めてオンにするなどユーザの操作が必要になる。また、リーダライタ７００との通信のためではなくホスト機器１２０の本来の使用のために電源をオンにしたときにも同様にトランスポンダの受信動作が働くという無駄がある。これに対し、図７に示した構成例では、リーダライタ７００から受信した無変調キャリア又はダミー信号を整流して得られる直流電圧をスリープ状態からの起動割り込み信号（ＩＮＴ）４０１に用いるので、このような無駄がない。また、リーダライタ７００は、ビーコン信号の送信（若しくはサービス・エントリ・シーケンスの開始）に先立って、無変調キャリア又はダミー信号を送信することで、サービス・エリア内のメモリカード１００をスリープ状態から復帰させ、待ち受け動作を行なわせることができる。
【００９４】
図８には、図７に示したメモリカード１００内の無線部１０４の内部構成例を示している。
【００９５】
ＳＰＤＴのアンテナ・スイッチ２００は、反射波の生成と送受信の切り替えを兼用し、図中の端子ｃはメモリカード１００内のアンテナ１０５に接続される。アンテナ・スイッチ２００は、他のＣＭＯＳ回路モジュールとは分離して、例えばガリウム砒素のＩＣで構成される。
【００９６】
無線部１０４から送信するときには、端子ｂはベースバンド制御部（図示しない）からの制御信号（ＴＸ／ＲＸ）によりオフに制御され、ベースバンド制御部より送信データ（ＴＸ＿ＤＡＴＡ）が端子ａに加えられる。図中、左端のスイッチは端子ｄを接地しており、送信データが１のときはアンテナ１０５の終端をグランドにショートし、送信データが０のときはアンテナ１０５の終端をオープンするという具合に、送信データのビット・イメージに基づいてアンテナ・スイッチ２００を用いたインピーダンス変化動作によって、アンテナ１０５より受信された無変調キャリアに対して位相変調が施され、変調反射波信号として放射される。
【００９７】
一方、無線部１０４で受信するときには、端子ｂは、図示しないベースバンド制御部よりオン状態に保たれ、アンテナ１０５で受信されたＡＳＫ変調信号が端子ｅを経由してＡＳＫ受信部２０１に送られ、ここで復調され受信データ（ＲＸ＿ＤＡＴＡ）に変換される。
【００９８】
図８に示した無線部１０４は、整流部４００を備えていることが、図３に示した構成例との主な相違点である。整流部４００で整流され直流電圧に平滑された信号は割り込み信号（ＩＮＴ）４０１となって、スリープ状態のメモリ／通信制御部１０２の起動のための割り込み信号に使われる。整流部４００には外部から電源を加える必要がないので、常時電流を流す必要はない。また、割り込み信号を発生するのみなので、電流は取れなくても、割り込み電圧さえ得られれば構わない。
【００９９】
図９には、図７に示したメモリカード１００がリーダライタ７００を相手にして行なう通信制御シーケンスを示している。ここでは、メモリカード１００は常時スリープ状態で待機していることが想定される。
【０１００】
リーダライタ７００は、ビーコン信号の送信（若しくはサービス・エントリ・シーケンスの開始）に先立って、無変調キャリア又はダミー信号を送信する。これに対し、整流部４００は、リーダライタ７００から受信した無変調キャリア又はダミー信号を整流して直流電圧を発生すると、これをメモリ／通信制御部１０２に対する起動割り込み信号（ＩＮＴ）４０１に用いて、メモリカード１００をスリープ状態から復帰させて、待ち受け動作を開始する。また、このとき、タイマ部１０６が起動され、リーダライタ７００側からの接続信号待ちのタイマＴsが満了するまでの期間だけ、トランスポンダとしての無線部１０４の受信動作がオンに制御される。
【０１０１】
そして、リーダライタ７００は、自局のサービス・エリアを報知するために、ビーコン・フレームを送信するとともに、ビーコン・フレームの送信後に設けられるエントリ期間において、トランスポンダを動作させるための無変調キャリアを送出し続ける。
【０１０２】
無線部１０４は、ビーコン・フレームを受信することによって、リーダライタ７００のサービス・エリア内にいることを検知すると、受信したビーコン・フレームのペイロードに記載されている情報に基づいて、使用する通信周波数チャネルの情報やリーダライタ７００の固有ＩＤなどの情報を取得する。そして、リーダライタ７００との接続したい場合には、エントリ期間にわたってリーダライタ７００から送出される無変調キャリアを利用してエントリ・フレームを返す。
【０１０３】
リーダライタ７００は、エントリ・フレームの記載内容に基づいて、トランスポンダとしての無線部１０４（若しくはメモリカード１００）の固有ＩＤや、設定可能な通信パラメータの情報などを取得する。そして、メモリカード１００と通信したいときには、通信パラメータなどの指定情報をペイロードに記載した接続要求フレームを送信する。これに対し、メモリカード１００は、接続要求に応じるときには、接続結果などをペイロードに記載した接続応答フレームを、トランスポンダとしての無線部１０４を通じて返し、これによって接続が確立する。
【０１０４】
接続が確立している期間は、リーダライタ７００からのコマンド・フレームの送信と、これに応じた無線部１０４によるレスポンス・フレームの返信の繰り返しにより（図示しない）、メモリカード１００内のフラッシュ・メモリ１０３に対する情報の読み取りや書き込みが実行される。
【０１０５】
このように図９に示した通信制御手順では、メモリカード１００は、リーダライタ７００側からリーダライタ７００から受信したビーコン信号（あるいはビーコン信号に先立って送信される無変調キャリア又はダミー信号）を整流して起動割り込み信号を得るタイミングに従って電源制御を行なうようになっている。図１０には、図７に示したメモリカード１００における電源制御手順をフローチャートの形式で示している。
【０１０６】
ホスト機器１２０の電源をオンにすると、メモリカード１００は待ち受け状態になるが、タイマＴsが満了するまでの間にリーダライタ７００との通信状態に入ることがなければ、すぐにスリープ状態に入る。既に述べたように、メモリカード１００にはリーダライタ７００からの無変調キャリアやダミー信号などによって起動割り込みがかけられ、ユーザ操作の介在なしにスリーブ状態から通信状態に復帰することができるので、タイマＴsを短い時間に設定してもよい。
【０１０７】
そして、スリープ状態のメモリカード１００に対して、メモリカード１００にはリーダライタ７００からの無変調キャリアやダミー信号が到来すると、整流部４００はこれを整流して、メモリ／通信制御部１０２に対する起動割り込み信号（ＩＮＴ）４０１を発生させる。
【０１０８】
メモリカード１００内では、この起動割り込み信号（ＩＮＴ）４０１に応じて、内部クロックが発振を開始する（ステップＳ１１）。
【０１０９】
メモリ／通信制御部１０２では、リーダライタからのビーコン・フレームの待ち受け時間を刻むタイマ部１０６を起動する（ステップＳ１２）。タイマ部１０６は、タイマＴsが満了するまでの間は、ＲＸ＿ＯＮ信号１０７をアクティブにすることで、無線部１０４の受信をオン制御する。
【０１１０】
無線部１０４は、受信オン状態の間は、所望のリーダライタ７００からのビーコン・フレームが到来したか否かをチェックする（ステップＳ１３）。
【０１１１】
ここで、無線部１０４が所望のビーコン・フレームを受信しなければ（ステップＳ１３のＮｏ）、後続のステップＳ１４〜Ｓ１５をスキップして、ステップＳ１６へ進む。
【０１１２】
一方、無線部１０４が所望のビーコン・フレームを受信できたときには（ステップＳ１３のＹｅｓ）、エントリ期間にわたってリーダライタ７００から送出される無変調キャリアを利用してエントリ・フレームを返す（ステップＳ１４）。
【０１１３】
次いで、リーダライタ７００から接続要求フレームを待ち受ける（ステップＳ１５）。そして、接続要求フレームを受信できたときには（ステップＳ１５のＹｅｓ）、リーダライタ７００に対して接続応答フレームを返すことにより、接続が確立し、リーダライタ７００との通信状態に入る。
【０１１４】
また、所望のリーダライタ７００からのビーコン・フレームを受信しないとき（ステップＳ１３のＮｏ）、あるいは、所望のビーコン・フレームを受信してエントリ・フレームを返したものの、リーダライタ７００から接続要求フレームが届かなかったときには（ステップＳ１５のＮｏ）、タイマ部１０６においてタイマＴsが満了したかどうかをチェックする（ステップＳ１６）。
【０１１５】
ここで、タイマＴsが満了していなければ（ステップＳ１６のＮｏ）、ステップＳ１３に戻り、引き続きビーコン・フレームを待ち受ける。
【０１１６】
また、所望のビーコン・フレームを受信できなかったときや、所望のビーコン・フレームを受信してエントリ・フレームを返したものの、所望のリーダライタ７００から接続要求フレームが届かず、タイマ部１０６においてタイマＴsが満了するまでの間にリーダライタ７００との接続が確立しなかった場合には（ステップＳ１６のＹｅｓ）、メモリカード１００は内部クロックを停止し（ステップＳ１７）、内部の動作をすべて停止して、スリープ状態に移行する。
【０１１７】
メモリカード１００は、ホスト機器１２０の電源をオンにした後は速やかにスリープ状態に入るが、リーダライタ７００からのビーコン信号をトリガにして一定時間だけ待ち受け動作に移行するので、低消費電力化を実現することができる。また、整流電圧を割り込み信号として用いるので、所望のリーダライタ７００からのビーコン信号以外にも反応してしまうという問題があるが、所望のビーコン・フレームがずっと受信することができなければ、タイムアウトとなりスリープ状態に戻ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【０１１９】
本明細書では、反射波伝送を行なう通信システムに適用した実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。例えば、静電結合方式や電磁誘導方式など、自ら電波の発生源を持たないトランスポンダがリーダライタと非接触によりデータ伝送動作を行なうさまざまな通信システムにも同様に適用することができる。
【０１２０】
例えば、反射器などのトランスポンダ機能を備えたメモリカードがデジタルカメラや携帯電話機などのホスト機器に差し込んで用いられるといった利用形態に対して本発明を適用することで、待ち受け時におけるメモリカードの消費電力を微小なものにすることができ、バッテリ駆動のホスト機器の低消費電力化に貢献することができる。ここで言うメモリカードとしては、ＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ）メモリカード、メモリスティック（登録商標）、ＳＩＭ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ）カードなど、ホスト機器側の専用スロットに差し込んで用いられるさまざまなカートリッジ式のメモリ装置が含まれる。
【０１２１】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る通信システムの構成を模式的に示した図である。
【図２】図２は、トランスポンダを内蔵したメモリカード１００の内部構成例を示した図である。
【図３】図３は、図２に示したメモリカード１００内の無線部１０４の内部構成例を示した図である。
【図４】図４は、図３に示した無線部１０４の通信相手となる反射波読取装置としてのリーダライタ７００の内部構成を模式的に示した図である。
【図５】図５は、図３に示したメモリカード１００がリーダライタ７００を相手にして行なう通信制御シーケンスを示した図である。
【図６】図６は、図２に示したメモリカード１００における電源制御手順を示したフローチャートである。
【図７】図７は、トランスポンダを内蔵したメモリカード１００についての他の内部構成例を示した図である。
【図８】図８は、図７に示したメモリカード１００内の無線部１０４の内部構成例を示した図である。
【図９】図９は、図７に示したメモリカード１００がリーダライタ７００を相手にして行なう通信制御シーケンスを示した図である。
【図１０】図１０は、図７に示したメモリカード１００における電源制御手順を示したフローチャートである。
【図１１】図１１は、非接触システムの１つの利用形態を示した図である。
【図１２】図１２は、サービス・エントリ・シーケンスを利用して、トランスポンダとリーダライタ間において反射波伝送を行なうための通信制御シーケンスを示した図である。
【図１３】図１３は、リーダライタとトランスポンダ間において、図１２に示したサービス・エントリ・シーケンスを利用して通信動作を開始する際のシーケンスを示した図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１００…メモリカード
１０１…端子部
１０２…メモリ／通信制御部
１０３…フラッシュ・メモリ
１０４…無線部
１０５…アンテナ
１０６…タイマ部
１０７…ＲＸ＿ＯＮ信号
１２０…ホスト機器
２００…アンテナ・スイッチ
２０１…ＡＳＫ受信部
４００…整流部
７００…リーダライタ
７０１…アンテナ
７０２…サーキュレータ
７０３…受信部
７０４…送信部
７０５…ベースバンド制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自ら電波の発生源を持たないトランスポンダがリーダライタとの間でデータ伝送を行なう通信システムであって、
前記トランスポンダは前記リーダライタが情報の読み取り又は書き込みを行なう対象とするメモリを備えたメモリカードに内蔵され、該メモリカードはホスト機器の専用スロットに差し込んで用いられ、
前記リーダライタは、自分のサービス・エリアを報知するためのビーコン信号を所定のタイミングで送信し、
前記メモリカードは、前記メモリカードが差し込まれたホスト機器の電源がオンされてからあらかじめ設定された時間内で前記リーダライタからのビーコン信号を待ち受け、該時間内にビーコン信号を受信したことに応じて前記リーダライタとの接続確立手続きを行なうが、該時間内にビーコン信号を受信しなかったときには少なくとも前記トランスポンダによる待ち受け状態を停止したスリープ状態に移行する、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記メモリカードは、
前記リーダライタから到来した信号を整流して直流電圧を得る整流手段を備え、
前記整流手段から得られる直流電圧を起動割り込み信号に用いて前記スリープ状態から復帰して、前記トランスポンダによるビーコン信号の待ち受けを行なう、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
自ら電波の発生源を持たないトランスポンダがリーダライタとの間でデータ伝送を行なう通信システムであって、
前記トランスポンダは前記リーダライタが情報の読み取り又は書き込みを行なう対象とするメモリを備えたメモリカードに内蔵され、該メモリカードはホスト機器の専用スロットに差し込んで用いられ、
前記リーダライタは、自分のサービス・エリアを報知するためのビーコン信号を所定のタイミングで送信し、
前記メモリカードは、前記リーダライタから到来した信号を整流して直流電圧を得る整流手段を備え、定常的には少なくとも前記トランスポンダによる待ち受け状態を停止したスリープ状態にあるが、前記整流手段から得られる直流電圧を起動割り込み信号に用いて前記スリープ状態から復帰して、前記トランスポンダによるビーコン信号の待ち受けを行なう、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項４】
前記メモリカードは、あらかじめ設定された時間だけ接続信号待ちするためのタイマを備え、前記整流手段から得られる直流電圧を起動割り込み信号に用いて前記スリープ状態から復帰したときに該タイマを起動して、該タイマが満了するまでの間にビーコン信号を受信したことに応じて前記リーダライタとの接続確立手続きを行なうが、ビーコン信号を受信しないまま該タイマが満了したときには前記スリープ状態に移行する、
ことを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
ホスト機器の専用スロットに差し込んで用いられるメモリカードであって、
データを格納する記憶手段と、
前記専用スロットにおいて前記ホスト機器と接続する端子部と、
自ら電波の発生源を持たないトランスポンダがリーダライタとの間でデータ伝送を行なう通信システムにおいて、トランスポンダとして動作する無線部と、
前記端子部並びに前記無線部から前記記憶手段へのアクセスを制御する制御部と、
あらかじめ設定された時間だけ前記リーダライタからの信号を待ち受けするためのタイマを備え、
前記端子部を介して前記ホスト機器の電源オンを検知したことに応答して前記タイマを起動し、前記タイマが満了するまでの間に前記リーダライタからのビーコン信号を受信したことに応じて前記リーダライタとの接続確立手続きを行なうが、ビーコン信号を受信しないまま該タイマが満了したときには少なくとも前記無線部の待ち受け状態を停止したスリープ状態に移行する、
ことを特徴とするメモリカード。
【請求項６】
前記リーダライタから到来した信号を整流して直流電圧を得る整流手段をさらに備え、
前記整流手段から得られる直流電圧を起動割り込み信号に用いて前記スリープ状態から復帰して、前記リーダライタからの信号の待ち受けを行なう、
ことを特徴とする請求項５に記載のメモリカード。
【請求項７】
ホスト機器の専用スロットに差し込んで用いられるメモリカードであって、
データを格納する記憶手段と、
前記専用スロットにおいて前記ホスト機器と接続する端子部と、
自ら電波の発生源を持たないトランスポンダがリーダライタとの間でデータ伝送を行なう通信システムにおいて、トランスポンダとして動作する無線部と、
前記端子部並びに前記無線部から前記記憶手段へのアクセスを制御する制御部と、
前記リーダライタから到来した信号を整流して直流電圧を得る整流手段を備え、
定常的には少なくとも前記無線部の待ち受け状態を停止したスリープ状態にあるが、前記整流手段から得られる直流電圧を起動割り込み信号に用いて前記スリープ状態から復帰して、前記リーダライタからのビーコン信号の待ち受けを行なう、
ことを特徴とするメモリカード。
【請求項８】
あらかじめ設定された時間だけ前記リーダライタからの信号を待ち受けするためのタイマをさらに備え、
前記整流手段から得られる直流電圧を起動割り込み信号に用いて前記スリープ状態から復帰したときに前記タイマを起動して、前記タイマが満了するまでの間に前記リーダライタからのビーコン信号を受信したことに応じて前記リーダライタとの接続確立手続きを行なうが、ビーコン信号を受信しないまま前記タイマが満了したときには前記スリープ状態に移行する、
ことを特徴とする請求項７に記載のメモリカード。
【請求項１】
自ら電波の発生源を持たないトランスポンダがリーダライタとの間でデータ伝送を行なう通信システムであって、
前記トランスポンダは前記リーダライタが情報の読み取り又は書き込みを行なう対象とするメモリを備えたメモリカードに内蔵され、該メモリカードはホスト機器の専用スロットに差し込んで用いられ、
前記リーダライタは、自分のサービス・エリアを報知するためのビーコン信号を所定のタイミングで送信し、
前記メモリカードは、前記メモリカードが差し込まれたホスト機器の電源がオンされてからあらかじめ設定された時間内で前記リーダライタからのビーコン信号を待ち受け、該時間内にビーコン信号を受信したことに応じて前記リーダライタとの接続確立手続きを行なうが、該時間内にビーコン信号を受信しなかったときには少なくとも前記トランスポンダによる待ち受け状態を停止したスリープ状態に移行する、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記メモリカードは、
前記リーダライタから到来した信号を整流して直流電圧を得る整流手段を備え、
前記整流手段から得られる直流電圧を起動割り込み信号に用いて前記スリープ状態から復帰して、前記トランスポンダによるビーコン信号の待ち受けを行なう、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
自ら電波の発生源を持たないトランスポンダがリーダライタとの間でデータ伝送を行なう通信システムであって、
前記トランスポンダは前記リーダライタが情報の読み取り又は書き込みを行なう対象とするメモリを備えたメモリカードに内蔵され、該メモリカードはホスト機器の専用スロットに差し込んで用いられ、
前記リーダライタは、自分のサービス・エリアを報知するためのビーコン信号を所定のタイミングで送信し、
前記メモリカードは、前記リーダライタから到来した信号を整流して直流電圧を得る整流手段を備え、定常的には少なくとも前記トランスポンダによる待ち受け状態を停止したスリープ状態にあるが、前記整流手段から得られる直流電圧を起動割り込み信号に用いて前記スリープ状態から復帰して、前記トランスポンダによるビーコン信号の待ち受けを行なう、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項４】
前記メモリカードは、あらかじめ設定された時間だけ接続信号待ちするためのタイマを備え、前記整流手段から得られる直流電圧を起動割り込み信号に用いて前記スリープ状態から復帰したときに該タイマを起動して、該タイマが満了するまでの間にビーコン信号を受信したことに応じて前記リーダライタとの接続確立手続きを行なうが、ビーコン信号を受信しないまま該タイマが満了したときには前記スリープ状態に移行する、
ことを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
ホスト機器の専用スロットに差し込んで用いられるメモリカードであって、
データを格納する記憶手段と、
前記専用スロットにおいて前記ホスト機器と接続する端子部と、
自ら電波の発生源を持たないトランスポンダがリーダライタとの間でデータ伝送を行なう通信システムにおいて、トランスポンダとして動作する無線部と、
前記端子部並びに前記無線部から前記記憶手段へのアクセスを制御する制御部と、
あらかじめ設定された時間だけ前記リーダライタからの信号を待ち受けするためのタイマを備え、
前記端子部を介して前記ホスト機器の電源オンを検知したことに応答して前記タイマを起動し、前記タイマが満了するまでの間に前記リーダライタからのビーコン信号を受信したことに応じて前記リーダライタとの接続確立手続きを行なうが、ビーコン信号を受信しないまま該タイマが満了したときには少なくとも前記無線部の待ち受け状態を停止したスリープ状態に移行する、
ことを特徴とするメモリカード。
【請求項６】
前記リーダライタから到来した信号を整流して直流電圧を得る整流手段をさらに備え、
前記整流手段から得られる直流電圧を起動割り込み信号に用いて前記スリープ状態から復帰して、前記リーダライタからの信号の待ち受けを行なう、
ことを特徴とする請求項５に記載のメモリカード。
【請求項７】
ホスト機器の専用スロットに差し込んで用いられるメモリカードであって、
データを格納する記憶手段と、
前記専用スロットにおいて前記ホスト機器と接続する端子部と、
自ら電波の発生源を持たないトランスポンダがリーダライタとの間でデータ伝送を行なう通信システムにおいて、トランスポンダとして動作する無線部と、
前記端子部並びに前記無線部から前記記憶手段へのアクセスを制御する制御部と、
前記リーダライタから到来した信号を整流して直流電圧を得る整流手段を備え、
定常的には少なくとも前記無線部の待ち受け状態を停止したスリープ状態にあるが、前記整流手段から得られる直流電圧を起動割り込み信号に用いて前記スリープ状態から復帰して、前記リーダライタからのビーコン信号の待ち受けを行なう、
ことを特徴とするメモリカード。
【請求項８】
あらかじめ設定された時間だけ前記リーダライタからの信号を待ち受けするためのタイマをさらに備え、
前記整流手段から得られる直流電圧を起動割り込み信号に用いて前記スリープ状態から復帰したときに前記タイマを起動して、前記タイマが満了するまでの間に前記リーダライタからのビーコン信号を受信したことに応じて前記リーダライタとの接続確立手続きを行なうが、ビーコン信号を受信しないまま前記タイマが満了したときには前記スリープ状態に移行する、
ことを特徴とする請求項７に記載のメモリカード。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−２７８３９３（Ｐ２００８−２７８３９３Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１２２１２１（Ｐ２００７−１２２１２１）
【出願日】平成１９年５月７日（２００７．５．７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月７日（２００７．５．７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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