JP2005191888A - 電磁波出力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 非接触ＩＣカードに効率よく電力を提供する。
【解決手段】 電磁波出力装置２０は、電力を供給する電源部３２と、電源部３２が供給した電力を、予め定められた周波数の交流電力に変換し、音声データ処理部２６が生成した信号の内容に基づいて、自らが変換した交流電力を変調する第１送信部４４と、信号を生成する音声データ処理部２６と、第１送信部４４が変調した交流電力に対応する電磁波を出力する第１アンテナ部２２と、電源部３２が供給した電力を、非接触ＩＣカード６０の通信に用いられる電磁波と周波数が等しい交流電力に変換する第２送信部３４と、第２送信部３４が変換した交流電力に対応する電磁波を出力する第２アンテナ部３６とを含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電磁波出力装置に関し、特に、非接触ＩＣカードに電力を提供する電磁波出力装置に関する。

鉄道会社などで使用されている非接触ＩＣカードは、外部のリーダ・ライタから送られる特定周波数を受信することにより電力供給を受けた後に、非接触ＩＣカード内部の制御部やメモリが動いて、外部リーダ・ライタと交信を行った後に、使用者が望む処理を実施する。

図５を参照して、従来の非接触ＩＣカードは、特許文献１に開示されるように、制御部１５０と、センサ部１５２と、電源部１５４と、記憶部１５６と、送受信部１５８と、アンテナ１６０と、電源コード１６２とを含む。制御部１５０は、非接触ＩＣカードの各構成要素を制御する。制御部１５０は、他の構成要素との情報の交換を司る回路でもある。センサ部１５２は、使用者の指紋（以下、使用者の指紋を始めとする、生体それぞれに固有の特徴を表す情報を「生体情報」と称する。ちなみに、使用者の筆跡なども、生体それぞれに固有の特徴を表すので、生体情報の一種である。）を制御部１５０に入力する。電源部１５４は、非接触ＩＣカードの各回路に電源を供給する。記憶部１５６は、情報を記憶する。記憶部１５６は、自らが記憶した情報を出力する回路でもある。送受信部１５８は、制御部１５０と外部のリーダ・ライタ（図示せず）との情報交換を司る。アンテナ１６０は、送受信部１５８が送信する電磁波を発信する。アンテナ１６０は、電磁波を受信する装置でもある。電源コード１６２は、電源部１５４が供給する電力を非接触ＩＣカードの各構成要素に供給する媒体である。送受信部１５８は、送信部１７２と、受信部１７４とを含む。送信部１７２は、制御部１５０から渡された情報を上述したリーダ・ライタに送信する。受信部１７４は、上述したリーダ・ライタから受信した情報を制御部１５０に引渡す。制御部１５０は、センサ部１５２が検出した生体情報を解析する。制御部１５０は、解析した結果と記憶部１５６に記憶された情報とを照合する。その照合の結果、両者が合致したときにのみ、上述したリーダ・ライタと情報を交換する。電源部１５４は、受信部１７４が受信する電磁波の分岐勢力を受ける。電源部１５４は、電磁波の分岐勢力を電力に変換する回路でもある。非接触ＩＣカード装置の各部に供給される電力は、このようにして変換された電力である。

この技術によると、非接触ＩＣカードは、リーダ・ライタからの電磁波を受けて使用者の指紋を照合する。その照合の結果、両者が合致したときにのみ、上述したリーダ・ライタと情報を交換する。これにより、当該非接触ＩＣカードの真の所有者以外の使用者による不正な使用を排除できる。そうすることで、現在使用範囲の限定されている非接触ＩＣカードの使用範囲を拡大することができる。今後、利便性・安全性から考えて、指紋などの生体情報を使用して正規使用者を確認するようになってくる可能性が高いと考えられる。その場合、非接触ＩＣ自身に、指紋読み取り用のセンサを搭載することが望ましい。そこで、上述したように、そのようなセンサが搭載された非接触ＩＣカードが提案され、実用化されている。

しかし、特許文献１に開示されたように、リーダ・ライタからの電波を受けて動き出す場合、生体情報などによる認証作業もリーダ・ライタからの電波を受けた後に実施されることになる。そうした場合、指紋のような大きな画像データを瞬時に処理するには、高クロック周波数のＭＰＵが必要になる。高クロック周波数のＭＰＵは、現行の非接触ＩＣカードに搭載されている低クロック周波数のＭＰＵよりも消費電力が高くなるため（どれだけ高くなるか、現段階では不明であるが、予測値は現在実用化されているＭＰＵの１０倍以上になると考えられている）、非接触ＩＣカードに搭載しても、電力不足により作動しない。このため、指紋読取り用のセンサを搭載する非接触ＩＣカードには電池を内蔵することが考えられている。しかし電池を内蔵した場合、モールド成形されるカード自体において電池交換は困難である。それゆえ、電池が切れるとカード自体が使用できなくなる。交換可能なボタン電池を使用した場合、電池ボックスが必要となるため、非接触ＩＣカード自体の厚みが増し、携帯性が損なわれる。蓄電池にして、リーダ・ライタと交信中に充電することも考えられるが、他の処理に電力が取られる中で蓄電池に十分に充電することは困難である。また誤って認証処理を作動させてしまった場合、その段階で電力を使い切ってしまうことが考えられる。さらに、非接触ＩＣカードの使用頻度が低い場合、蓄電池が放電して、必要なときに電力を供給できない恐れもある。その上、上述した技術を用いて、敢えて指紋のような大きな画像データを処理する場合には、低クロック周波数のＭＰＵを使用することになるため、データ処理に時間がかかる。これにより、認証時間が長くなり、使用者の求める処理が瞬時に行えるという非接触ＩＣカードの利便性が損なわれると考えられる。尚、以上のことは非接触ＩＣカードに限らず、電磁波から電力を取り出して動作する機器すべてにおいて生じる可能性がある。
特開平１１−１９５１０２号公報

本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、非接触ＩＣカードなど電磁波から電力を取り出して動作する機器のセキュリティ性を向上しかつ快適に利用可能となるように、非接触ＩＣカードなど電磁波から電力を取り出して動作する機器に効率よく電力を提供する電磁波出力装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のある局面にしたがうと、電磁波出力装置は、電磁波から電力を取り出して動作する機器に対する電力供給機器である。電磁波出力装置は、電力を供給するための供給手段と、供給手段が供給した電力を、予め定められた周波数の交流電力に変換するための第１の変換手段と、信号を生成するための生成手段と、生成手段が生成した信号の内容に基づいて、第１の変換手段が変換した交流電力を変調するための変調手段と、変調手段が変調した交流電力に対応する電磁波を出力するための第１の出力手段と、供給手段が供給した電力を、電磁波から電力を取り出して動作する機器に用いられる電磁波と周波数が等しい交流電力に変換するための第２の変換手段と、第２の変換手段が変換した交流電力に対応する電磁波を出力するための第２の出力手段とを含む。

すなわち、供給手段は、電力を供給する。第１の変換手段は、供給手段が供給した電力を、予め定められた周波数の交流電力に変換する。生成手段は、信号を生成する。変調手段は、生成手段が生成した信号の内容に基づいて、第１の変換手段が変換した交流電力を変調する。第１の出力手段は、変調手段が変調した交流電力に対応する電磁波を出力する。第２の変換手段は、供給手段が供給した電力を、電磁波から電力を取り出して動作する機器に用いられる電磁波と周波数が等しい交流電力に変換する。第２の出力手段は、第２の変換手段が変換した交流電力に対応する電磁波を出力する。これにより、供給手段が供給した電力を、電磁波として予め電磁波から電力を取り出して動作する機器に出力できる。その結果、非接触ＩＣカードなど電磁波から電力を取り出して動作する機器のセキュリティ性を向上しかつ快適に利用可能となるように、非接触ＩＣカードなど電磁波から電力を取り出して動作する機器に効率よく電力を提供する電磁波出力装置を提供することができる。

また、上述の第２の変換手段で変換される交流電力の周波数は、ＲＦＩＤ（Radio Fre-quency Identification System）、ＲＦ（Radio Frequency）タグ、および非接触ＩＣカードのいずれかで通信に用いられる電磁波と等しい周波数であることが望ましい。

すなわち、第２の変換手段は、供給手段が供給した電力を、ＲＦＩＤ、ＲＦタグ、および非接触ＩＣカードのいずれかで通信に用いられる電磁波と周波数が等しい交流電力に変換する。これにより、電磁波出力装置の汎用性が向上する。その結果、非接触ＩＣカードなど電磁波から電力を取り出して動作する機器のセキュリティ性を向上しかつ快適に利用可能となるように、非接触ＩＣカードなど電磁波から電力を取り出して動作する機器に効率よく電力を提供する、汎用性が高い電磁波出力装置を提供することができる。

また、上述の第２の出力手段は、第１の出力手段が出力する電磁波より指向性が高い電磁波を出力するための手段であることが望ましい。

すなわち、上述の第２の出力手段は、第１の出力手段が出力する電磁波より指向性が高い電磁波を出力する。これにより、供給手段が供給した電力を、一層効率よく電磁波から電力を取り出して動作する機器に出力できる。その結果、非接触ＩＣカードなど電磁波から電力を取り出して動作する機器のセキュリティ性を向上しかつ快適に利用可能となるように、非接触ＩＣカードなど電磁波から電力を取り出して動作する機器に一層効率よく電力を提供する電磁波出力装置を提供することができる。

もしくは、上述の第２の出力手段が出力する電磁波は、第１の出力手段が出力する電磁波より周波数が小さい電磁波であることが望ましい。

すなわち、上述の第２の出力手段が出力する電磁波は、第１の出力手段が出力する電磁波より周波数が小さい電磁波である。これにより、供給手段が供給した電力を、さらに効率よく電磁波から電力を取り出して動作する機器に出力でき、かつ電磁波から電力を取り出して動作する機器内で電力変換する際も、効率よく整流出来る。その結果、非接触ＩＣカードなど電磁波から電力を取り出して動作する機器のセキュリティ性を向上しかつ快適に利用可能となるように、非接触ＩＣカードなど電磁波から電力を取り出して動作する機器にさらに効率よく電力を提供する電磁波出力装置を提供することができる。

また、上述の電磁波出力装置は、携帯電話、携帯用情報端末、および簡易型携帯電話システム用の端末のいずれかであることが望ましい。

すなわち、電磁波出力装置は、携帯電話、携帯用情報端末および簡易型携帯電話システム用の端末のいずれかである。これにより、電磁波出力装置から電磁波から電力を取り出して動作する機器までの距離が近くなる。電磁波出力装置から電磁波から電力を取り出して動作する機器までの距離が近くなると、供給手段が供給した電力を、さらに効率よく電磁波から電力を取り出して動作する機器に出力できる。その結果、非接触ＩＣなど電磁波から電力を取り出して動作する機器カードのセキュリティ性を向上しかつ快適に利用可能となるように、非接触ＩＣカードなど電磁波から電力を取り出して動作する機器により効率よく電力を提供する電磁波出力装置を提供することができる。

本発明に係る電磁波出力装置は、非接触ＩＣカードなど電磁波から電力を取り出して動作する機器のセキュリティ性を向上しかつ快適に利用可能となるように、非接触ＩＣカードなど電磁波から電力を取り出して動作する機器に効率よく電力を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本実施の形態に係る電磁波出力装置２０は、第１アンテナ部２２と、送受信ユニット２４と、音声データ処理部２６と、スピーカ２８と、マイク３０と、電源部３２と、第２送信部３４と、第２アンテナ部３６とを含む。本実施の形態に係る電磁波出力装置２０は、携帯電話（本実施の形態において、通信に使用する電波の周波数は、８００ＭＨｚ帯である。ただし、この周波数は、電磁波出力装置２０を使用する国や地域に応じて自由に設定できる。たとえば、日本で、電磁波出力装置２０を使用する場合でも、この周波数を１．５ＧＨｚ帯および２ＧＨｚ帯のいずれかとしてもよい。）である。第１アンテナ部２２は、後述する第１送信部４４が変調した電波（すなわち電磁波）を外部の送受信機などに対して出力する。第１アンテナ部２２は、外部の送受信機が送信した電波に対応する高周波信号を出力する装置でもある。送受信ユニット２４は、第１アンテナ部２２と音声データ処理部２６との間で、データと信号との相互変換を行なう。音声データ処理部２６は、後述するマイク３０が受付けた音声を、信号に変換する。音声データ処理部２６は、自ら変換した信号に基づき、携帯電話のプロトコルに対応する信号を生成する。音声データ処理部２６は、後述する受信部４６が出力した信号に基づき、スピーカ２８が利用可能な信号を生成する回路でもある。さらに、音声データ処理部２６は、電磁波出力装置２０の各部を制御する回路でもある。スピーカ２８は、信号を音声に変換する。マイク３０は、音声の入力を受付ける。電源部３２は、電力を蓄電し、電磁波出力装置２０の各部に必要な電力を供給する。電源部３２の容量は十分大きいため、携帯電話としてデータを通信することのほか、後述する非接触ＩＣカード６０に提供する電力を蓄電できる。なお、原則として電源部３２は、後述する受信部４６が供給する電力を蓄電する。しかし、電力が不足した場合、電源部３２は、充電器１１０による充電を受入れることができる。第２送信部３４は、電源部３２が供給した直流電力（交流電力であってもよいが、電力を蓄電する点を考慮すると、直流電力が望ましい）を、非接触ＩＣカード６０の通信に用いられる電磁波と周波数が等しい交流電力に変換する（以下の説明において、このように周波数が予め定められた交流電力を「高周波信号」と称する。なお、高周波信号の周波数は、その高周波信号を生成する回路や高周波信号の利用目的などにより異なる）。第２送信部３４が変換した高周波信号の周波数は、第１送信部４４が出力する高周波信号の周波数より低い。本来、第２送信部３４が変換した高周波信号の周波数は、第１送信部４４が出力する高周波信号の周波数より高くてもよい。本実施の形態において、後述する第２アンテナ部３６が搭載するアンテナは第１アンテナ部２２が搭載するアンテナより指向性が高いことが、その理由の１つである。すなわち、前者のアンテナが後者のアンテナより指向性が高いことにより、特定の方向に電力が効率よく送信されるという効果を強化するためには、高周波信号の周波数はなるべく高いことが望ましい。しかしながら、日本において、非接触ＩＣカードが通信に用いる電波の周波数は、携帯電話が通信に用いる電波の周波数より低い。さらに、非接触ＩＣカードおよび携帯電話がユーザのポケットなどに入れられるという使用形態を考慮すると、より効率よくポケットや鞄などの隅々まで電磁波が届くように、電磁波の回折性が高いことがより望ましい。これが、第２送信部３４が変換した高周波信号の周波数を第１送信部４４が出力する高周波信号の周波数より低くする理由である。またＩＣカード内部においても受信した電磁波を効率よく整流出来る。第２送信部３４は、高周波信号を第２アンテナ部３６に出力する回路でもある。第２アンテナ部３６は、第２送信部３４が変換した高周波信号に対応する電磁波を出力する。第２アンテナ部３６は、第１アンテナ部２２が出力する電磁波より指向性が高い電磁波を出力する。第２アンテナ部３６は、変換した電磁波を出力する装置でもある。

第１アンテナ部２２は、第１アンテナ４０と第１同調回路４２とを含む。第１アンテナ４０は、電波を受信し、その電波の周波数に対応する周波数の高周波信号を出力する。第１アンテナ４０は、第１同調回路４２が出力した高周波信号に対応する電波を出力する回路でもある。第１同調回路４２は、受信した電波から通信用に予め定められた周波数の電波（以下、「通信用の電波」と称する。）を抽出する。第１同調回路４２は、第１送信部４４が出力した高周波信号のノイズを除去する回路でもある。

送受信ユニット２４は、第１送信部４４と受信部４６とを含む。第１送信部４４は、電源部３２が供給した電力を、通信用の電波と同じ周波数の高周波信号に変換する。第１送信部４４は、音声データ処理部２６が生成した信号の内容に基づいて、自らが変換した高周波信号を変調する回路でもある。受信部４６は、第１同調回路４２が出力した信号を音声データ処理部２６が利用可能なデータに変換する。受信部４６は、第１同調回路４２が出力した高周波信号を分岐させ、直流電力に変換し、電源部３２に供給する回路でもある。

第２アンテナ部３６は、第２同調回路４８と第２アンテナ５０とを含む。第２同調回路４８は、第２送信部３４が出力した高周波信号から、ノイズを除去する。第２アンテナ５０は、第２同調回路４８が出力した高周波信号から、後述する非接触ＩＣカード６０のアンテナ部６２が受信できる周波数の電磁波を生成する。第２アンテナ５０は、生成した電磁波を、後述する非接触ＩＣカード６０に出力する装置でもある。

図２を参照して、本実施の形態に係る非接触ＩＣカード６０は、アンテナ部６２と、送受信ユニット６４と、制御部６６と、記憶部６８と、電源部７０と、センサ部７２と、生体情報記憶部７４と、個人認証部７６と、表示部７８とを含む。アンテナ部６２は、外部リーダ・ライタ１００との間で電波を送受信する。アンテナ部６２は、電磁波出力装置２０から電磁波を受信する装置でもある。送受信ユニット６４は、アンテナ部６２が取扱う高周波信号と、制御部６６が取扱うデータを相互に変換する。送受信ユニット６４は、変換したデータを制御部６６に出力する。送受信ユニット６４は、アンテナ部６２が受信した高周波信号を分岐させ、電力に変換する回路でもある。制御部６６は、非接触ＩＣカード６０の各部を制御する。制御部６６は、各種のデータを管理する回路でもある。記憶部６８は、制御部６６が管理する各種データを記憶する。電源部７０は、送受信ユニット６４が出力する電力を蓄電する。電源部７０は、蓄電した電力を非接触ＩＣカード６０の各部に供給する回路でもある。センサ部７２は、生体情報を読取る。本実施の形態の場合、センサ部７２が読取る生体情報は、指紋ならびに指静脈の分岐点および端点の、特徴を表す情報である。このように特徴を表す情報を読取ると、指紋や指静脈のパターンをすべて読取る場合に比べ、生体情報全体の量を抑制することができる。生体情報全体の量が抑制されると、生体情報の処理を速くでき、かつ電力の消費を抑制することができる。これが、特徴を表す情報を読取る理由である。生体情報記憶部７４は、生体情報を予め記憶する。個人認証部７６は、外部リーダ・ライタ１００との間のデータの入出力を制限する。表示部７８は、個人認証部７６の認証処理の結果を表示する。

アンテナ部６２は、アンテナ９０と、同調回路９２とを含む。アンテナ９０は、外部リーダ・ライタ１００との間で通信用の電波を用いて通信する。アンテナ９０は、受信した電波や電磁波を高周波信号に変換し、同調回路９２に出力する。アンテナ９０は、同調回路９２が出力した高周波信号を電波に変換し、出力する装置でもある。同調回路９２は、アンテナ９０が出力した高周波信号からノイズを除去する。同調回路９２は、送受信ユニット６４が出力した高周波信号のノイズを除去する回路でもある。

送受信ユニット６４は、送信部９４と受信部９６とを含む。送信部９４は、制御部６６が出力した各種データを高周波信号に変換する。受信部９６は、同調回路９２が出力した高周波信号を制御部６６が利用可能なデータに変換する。受信部９６は、アンテナ部６２が出力した高周波信号を分岐させ、分岐させた高周波信号を電力に変換する回路でもある。本実施の形態の場合、受信部９６は、アンテナ部６２が受信した高周波信号から、電磁誘導の原理を用いて交流電力を発生させる。受信部９６は、発生させた交流電力を、整流により、直流電力に変換する。受信部９６は、変換された直流電力を電源部７０に出力する。これにより、受信部９６は、電波の分岐勢力から得た電力を電源部７０に供給する。なお、受信部９６は、個人認証部７６の認証処理の結果に応じて、アンテナ部６２が出力した高周波信号をすべて電力に変換することができる。これは、個人認証部７６の認証処理の結果に応じた、制御部６６の制御により実現される。

図３を参照して、電磁波出力装置２０、および非接触ＩＣカード６０で実行されるプログラムは、使用者の認証、およびデータの入出力に関して、以下のような制御構造を有する。

ステップ１２０（以下、ステップをＳと略す）にて、非接触ＩＣカード６０のアンテナ部６２は、携帯電話すなわち電磁波出力装置２０からの電磁波を常に受信する。携帯電話すなわち電磁波出力装置２０は、その電磁波を常に出力する。具体的には、電磁波出力装置２０の電源部３２は、電力を供給する。電磁波出力装置２０の第２送信部３４は、電源部３２が供給した電力を、非接触ＩＣカード６０の通信に用いられる電磁波と周波数が等しい高周波信号に変換する。電磁波出力装置２０の第２同調回路４８は、第２送信部３４が出力した高周波信号から、ノイズを除去する。電磁波出力装置２０の第２アンテナ部３６は、第２同調回路４８が出力した高周波信号から、非接触ＩＣカード６０のアンテナ部６２が受信できる周波数の電磁波を生成する。第２アンテナ部３６は、生成した電磁波を、非接触ＩＣカード６０に出力する。これにより、電磁波出力装置２０は、電磁波を常に出力する。

Ｓ１２２にて、受信部９６は、アンテナ部６２が受信した電磁波（すなわちアンテナ部６２が出力した高周波信号）を電力に変換する。Ｓ１２４にて、電源部７０は、受信部９６が変換した電力を蓄電する。

Ｓ１２６にて、センサ部７２は、使用者がセンサ部７２に対し、予め定められた特定の指を密着させたことを検出する。Ｓ１２８にて、電源部７０は、使用者がセンサ部７２に指を密着させると、非接触ＩＣカード６０の各部に電力を供給する。Ｓ１３０にて、センサ部１２は、使用者の指から指紋および指静脈の特徴点（分岐点および端点）を画像データとして採取する。

Ｓ１３２にて、個人認証部７６は、生体情報記憶部７４から真正使用者の生体情報（本実施の形態の場合、真正使用者の、指紋ならびに指静脈の分岐点および端点の、特徴を表す情報）を読出す。生体情報が読出されると、個人認証部７６は、読出した生体情報とセンサ部７２が採取した画像データとを照合させる。個人認証部７６は、このデータ照合の結果が不一致か否かを判断する。データ照合の結果が不一致と判断した場合には（Ｓ１３２にてＹＥＳ）、処理はＳ１３４へと移される。もしそうでないと（Ｓ１３２にてＮＯ）、処理はＳ１３６へと移される。

Ｓ１３４にて、個人認証部７６は、センサ部７２に指を接触させたものが不正使用者と判断する。非接触ＩＣカード６０は、使用者の認証を終了する。

Ｓ１３６にて、個人認証部７６は、表示部７８に非接触ＩＣカード６０の使用を許可する旨の情報を出力する。具体的には、非接触ＩＣカード６０の使用を許可する旨を表すＬＥＤ（Light Emitting Diode）を点灯させる。これにより、表示部７８が点灯する。Ｓ１３８にて、個人認証部７６は、制御部６６および送受信ユニット６４に、外部リーダ・ライタ１００からのデータの入出力について許可を与える。Ｓ１４０にて、受信部９６は、外部リーダ・ライタ１００から発信される電波の受信を待ち受ける。電波の受信は、使用者が非接触ＩＣカード６０を外部リーダ・ライタ１００の近く（外部リーダ・ライタ１００が発信する電波を受信可能な範囲）に近づけることによって可能になる。

Ｓ１４２にて、アンテナ部６２は、受信した電波を高周波信号に復調する。受信部９６は、復調した高周波信号をデータに変換する。受信部９６は、変換したデータを制御部６６に出力する。併せて、受信部９６は、受信した高周波信号を分岐させ、分岐させた信号を電力に変換する。受信部９６は、変換した電力を電源部７０に供給する。

Ｓ１４４にて、電源部７０は、受信部９６が供給した電力を蓄電する。併せて、電源部７０は、蓄電した電力を非接触ＩＣカード６０の各部に供給する。

Ｓ１４６にて、制御部６６は、外部リーダ・ライタ１００とデータを入出力する。制御部６６は、受信部９６が出力したデータに基づき、新たなデータを作成する。制御部６６は、作成したデータを送信部９４に出力する。送信部９４は、制御部６６が出力したデータを高周波信号に変換する。アンテナ部６２は、送信部９４が出力した高周波信号から電波を生成し、外部リーダ・ライタ１００に送信する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、電磁波出力装置２０および非接触ＩＣカード６０の動作について説明する。

［真正使用者が非接触ＩＣカードを使用する場合］
非接触ＩＣカード６０のアンテナ部６２は、携帯電話すなわち電磁波出力装置２０からの電磁波を常に受信する。携帯電話すなわち電磁波出力装置２０は、その電磁波を常に出力する（Ｓ１２０）。電磁波が受信されると、受信部９６は、アンテナ部６２が受信した電磁波を電力に変換する（Ｓ１２２）。電磁波が電力に変換されると、電源部７０は、受信部９６が変換した電力を蓄電する（Ｓ１２４）。電力が蓄電されると、センサ部７２は、使用者がセンサ部７２に対し、予め定められた特定の指を密着させたことを検出する（Ｓ１２６）。使用者がセンサ部７２に指を密着させると、電源部７０は、非接触ＩＣカード６０の各部に電力を供給する（Ｓ１２８）。センサ部１２は、使用者の指から指紋および指静脈の特徴点（分岐点および端点）を画像データとして採取する（Ｓ１３０）。画像データが採取されると、個人認証部７６は、生体情報記憶部７４から真正使用者の生体情報を読出す。生体情報が読出されると、個人認証部７６は、読出した生体情報とセンサ部７２が採取した画像データとを照合させる。個人認証部７６は、このデータ照合の結果が不一致か否かを判断する（Ｓ１３２）。この場合、データ照合の結果が不一致と判断しないので（Ｓ１３２にてＮＯ）、個人認証部７６は、表示部７８に非接触ＩＣカード６０の使用を許可する旨の情報を出力する（Ｓ１３６）。その情報が出力されると、表示部７８が点灯する。続いて、個人認証部７６は、制御部６６および送受信ユニット６４に、外部リーダ・ライタ１００からのデータの入出力について許可を与える（Ｓ１３８）。許可が与えられると、受信部９６は、外部リーダ・ライタ１００から発信される電波の受信を待ち受ける（Ｓ１４０）。電波が受信されると、アンテナ部６２は、受信した電波を高周波信号に復調する。受信部９６は、復調した高周波信号をデータに変換する。受信部９６は、変換したデータを制御部６６に出力する。併せて、受信部９６は、受信した高周波信号を分岐させ、分岐させた信号を電力に変換する。受信部９６は、変換した電力を電源部７０に供給する（Ｓ１４２）。それらが終了すると、電源部７０は、受信部９６が供給した電力を蓄電する。併せて、電源部７０は、蓄電した電力を非接触ＩＣカード６０の各部に供給する（Ｓ１４４）。電力が供給されると、制御部６６は、外部リーダ・ライタ１００とデータを入出力する（Ｓ１４６）。

［不正使用者が非接触ＩＣカードを使用する場合］
画像データが採取されると、個人認証部７６は、生体情報とセンサ部７２が採取した画像データとのデータ照合の結果が不一致か否かを判断する（Ｓ１３２）。この場合、データ照合の結果は不一致なので（Ｓ１３２にてＹＥＳ）、個人認証部７６は、センサ部７２に指を接触させたものが不正使用者と判断する。非接触ＩＣカード６０は、使用者の認証を終了する（Ｓ１３４）。

以上のようにして、本実施の形態に係る電磁波出力装置は、非接触ＩＣカードに電磁波を出力する。生体情報などを使用した認証能力を持つ非接触ＩＣカードにおいて、使用者の求める処理が瞬時に行えるという利便性を損なわないようにするためには、リーダ・ライタと非接触ＩＣカードが交信する前に、認証作業を終える必要がある。リーダ・ライタと非接触ＩＣカードが交信する前に認証作業を終えるには、リーダ・ライタ以外から非接触ＩＣカードに電力を供給することが考えられる。本実施の形態に係る電磁波出力装置は、通信用の回路を有するため、カード使用者が常時携帯する機器（携帯電話）となっている。これにより、本実施の形態に係る電磁波出力装置は、少なくとも断続的に、望ましくは常時、非接触ＩＣカードに電力を供給することができる。しかも、本実施の形態に係る電磁波出力装置は、非接触ＩＣカードと共に携帯されることにより、あまり高い電力を消費しなくても、効率よく非接触ＩＣカードに電力を送電できる。一方、非接触ＩＣカードは、出力された電磁波を電力に変換する。電磁波を電力に変換することができるので、非接触ＩＣカードの電源部は、常時十分な電力を蓄電できる。十分な電力が蓄電されているので、非接触ＩＣカードは、外部のリーダ・ライタから電波を受ける前に、十分に個人認証を済ませることができる。電波を受ける前に十分個人認証が済まされるので、十分な個人認証が完了するまでの時間が短縮される。その結果、非接触ＩＣカードなど電磁波から電力を取り出して動作する機器のセキュリティ性（不正使用を回避する点に加え、非接触ＩＣカードなどに記憶された生体情報の外部への流出を回避する点）を向上しかつ快適に利用可能となるように、非接触ＩＣカードなど電磁波から電力を取り出して動作する機器に効率よく電力を提供できる電磁波出力装置を提供することができる。さらに、本実施の形態に係る非接触ＩＣカードは、非接触ＩＣカードの使用を許可する旨の情報を出力させることにより、たとえば汗が原因で生体情報が採取できなかったといった、不測の事態を使用者に認識させることができる。これにより、本実施の形態に係る非接触ＩＣカードは、より快適な利用が可能となる。

なお、電磁波出力装置２０は、非接触ＩＣカード６０が外部リーダ・ライタ１００と交信する直前に、非接触ＩＣカードに電力を供給する構成であってもよい。この場合、図４に示すように、電磁波出力装置２１は、副受信部３３をさらに含む。また、電磁波出力装置２１は、音声データ処理部２６に代えて、制御部２７をさらに含む。副受信部３３は、制御部２７および第２同調回路４８に接続され、第２同調回路４８が変換した信号を制御部２７が処理可能な信号に変換する。制御部２７は、音声データ処理部２６の機能に加え、副受信部３３が変換した信号に基づき、非接触ＩＣカードがリーダ・ライタと交信する直前であるか否かを判断する。制御部２７は、非接触ＩＣカードがリーダ・ライタと交信する直前であると判断した場合、第２アンテナ部３６が電磁波を出力するように制御する回路でもある。

また、電磁波出力装置は、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant、携帯用情報端末）や、ＰＨＳ（Personal Handy Phone system、簡易型携帯電話システム）用の端末であってもよい。その場合、通信規格は、特に限定されない。たとえば、Bluetooth（Ｒ）であってもよい。Bluetooth（Ｒ）を利用する場合、通信に用いられる電波の周波数は２．４ＧＨｚ帯となる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る電磁波出力装置の全体構成図である。 本発明の実施の形態に係る非接触ＩＣカードの全体構成図である。 本発明の実施の形態に係る非接触ＩＣカードの認証およびデータの入出力処理の制御の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態の変形例に係る電磁波出力装置の全体構成図である。 従来例に係る非接触ＩＣカードの全体構成図である。

符号の説明

２０，２１ 電磁波出力装置、２２ 第１アンテナ部、２４，６４ 送受信ユニット、２６ 音声データ処理部、２７，６６，１５０ 制御部、２８ スピーカ、３０ マイク、３２，７０，１５４ 電源部、３３ 副受信部、３４ 第２送信部、３６ 第２アンテナ部、４０ 第１アンテナ、４２ 第１同調回路、４４ 第１送信部、４６，９６，１７４ 受信部、４８ 第２同調回路、５０ 第２アンテナ、６０ 非接触ＩＣカード、６２ アンテナ部、６８，１５６ 記憶部、７２，１５２ センサ部、７４ 生体情報記憶部、７６ 個人認証部、７８ 表示部、９０，１６０ アンテナ、９２ 同調回路、９４，１７２ 送信部、１００ 外部リーダ・ライタ、１１０ 充電器、１５８ 送受信部、１６２ 電源コード。

Claims (5)

1. 電磁波から電力を取り出して動作する機器に対する電力供給機器であって、
   電力を供給するための供給手段と、
   前記供給手段が供給した電力を、予め定められた周波数の交流電力に変換するための第１の変換手段と、
   信号を生成するための生成手段と、
   前記生成手段が生成した信号の内容に基づいて、前記第１の変換手段が変換した交流電力を変調するための変調手段と、
   前記変調手段が変調した交流電力に対応する電磁波を出力するための第１の出力手段と、
   前記供給手段が供給した電力を、電磁波から電力を取り出して動作する機器に用いられる電磁波と周波数が等しい交流電力に変換するための第２の変換手段と、
   前記第２の変換手段が変換した交流電力に対応する電磁波を出力するための第２の出力手段とを含む、電磁波出力装置。
2. 前記第２の変換手段で変換される交流電力の周波数は、ＲＦＩＤ、ＲＦタグ、および非接触ＩＣカードのいずれかで通信に用いられる電磁波と等しい周波数であることを特徴とする請求項１に記載の電磁波出力装置。
3. 前記第２の出力手段は、前記第１の出力手段が出力する電磁波より指向性が高い電磁波を出力するための手段である、請求項１に記載の電磁波出力装置。
4. 前記第２の出力手段が出力する電磁波は、前記第１の出力手段が出力する電磁波より周波数が小さい電磁波である、請求項３に記載の電磁波出力装置。
5. 前記電磁波出力装置は、携帯電話、携帯用情報端末、および簡易型携帯電話システム用の端末のいずれかである、請求項１に記載の電磁波出力装置。

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