JP2012194917A

JP2012194917A - 携帯可能電子装置、及び携帯可能電子装置の制御方法

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Publication number: JP2012194917A
Application number: JP2011059823A
Authority: JP
Inventors: Kiyohito Sudo; 潔人須藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2012-10-11

Abstract

【課題】より安定して動作する携帯可能電子装置、及び携帯可能電子装置の制御方法を提供する。
【解決手段】外部機器と非接触通信を行う携帯可能電子装置２０であって、第１の受信効率と第２の受信効率とのいずれかの受信効率を用いて前記外部機器から発せられる電波を受信し、電圧を生成する共振部２４と、前記共振部２４により生成された前記電圧を整流する整流部２９と、前記整流部２９により整流された前記電圧の値を検知し、この検知された電圧値が予め設定された基準電圧値以上であるかを判断する電圧検知部３２と、前記電圧検知部３２の判断結果に基づいて、前記共振部２４の受信効率を前記第１の受信効率と前記第２の受信効率とで切り替える切替部と、を具備する。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、携帯可能電子装置、及び携帯可能電子装置の制御方法に関する。

一般的に、携帯可能電子装置として用いられるＩＣカードは、プラスチックなどで形成されたカード状の本体と本体に埋め込まれたＩＣモジュールとを備えている。ＩＣモジュールは、ＩＣチップを有している。ＩＣチップは、電源が無い状態でもデータを保持することができるＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄ−ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）またはフラッシュＲＯＭなどの不揮発性メモリと、種々の演算を実行するＣＰＵとを有している。

ＩＣカードは、例えば、国際標準規格ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６、及びＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３に準拠したＩＣカードである。ＩＣカードは、携帯性に優れ、且つ、外部装置との通信及び複雑な演算処理を行う事ができる。また、偽造が難しい為、ＩＣカードは、機密性の高い情報などを格納してセキュリティシステム、電子商取引などに用いられることが想定される。

また、非接触通信によりデータの送受信を行うことができるＩＣカードが一般的に普及している。上記したような非接触通信を行うＩＣカードは、ＩＣチップとアンテナとを備えている。ＩＣカードは、ＩＣカードを処理するＩＣカード処理装置のリーダライタから発せられる磁界を受けて、カード内のアンテナを電磁誘導により起電させることにより動作する。また、ＩＣカードは、非接触通信により処理装置からコマンドを受信した場合、受信したコマンドに応じてアプリケーションを実行する。これにより、ＩＣカードは、種々の機能を実現することができる。

しかし、リーダライタから過大磁界がＩＣカードに放射された場合、過電圧が誘起される。この場合、過電圧によりＩＣチップが発熱し、破壊、アンテナ接続部の剥離などが発生する可能性がある。そこで、ＩＣチップの温度を検知し、温度が所定値異常になる場合に、ＩＣチップの動作を停止（Ｈａｌｔ）させる技術などがある。

特開２００６−０７２９６６号公報特開２０１０−１０８４８５号公報

しかし、ＩＣチップの動作状態がホルトに移行する場合、処理装置との通信が中断される。この為、ＩＣカード及び処理装置は、処理を初めから実行し直す必要がある場合がある。

また、アンテナとＩＣチップとが電気的に接続されている為、アンテナにより誘起された過電圧がＩＣチップに印加される。この場合も、過電圧によりＩＣチップが発熱し、破壊、アンテナ接続部の剥離などが発生する可能性がある。

そこで、より安定して動作する携帯可能電子装置、及び携帯可能電子装置の制御方法を提供することを目的とする。

一実施形態に係る携帯可能電子装置は、外部機器と非接触通信を行う携帯可能電子装置であって、第１の受信効率と第２の受信効率とのいずれかの受信効率を用いて前記外部機器から発せられる電波を受信し、電圧を生成する共振部と、前記共振部により生成された前記電圧を整流する整流部と、前記整流部により整流された前記電圧の値を検知し、この検知された電圧値が予め設定された基準電圧値以上であるかを判断する電圧検知部と、前記電圧検知部の判断結果基づいて、前記共振部の受信効率を前記第１の受信効率と前記第２の受信効率とで切り替える切替部と、を具備する。

図１は、一実施形態に係るＩＣカード処理システムの構成例について説明するための図である。図２は、一実施形態に係るＩＣカードの構成例について説明するための図である。図３は、一実施形態に係る共振部の例について説明するための図である。図４は、磁界により誘起される電力について説明するための図である。図５は、一実施形態に係る共振部の例について説明するための図である。図６は、一実施形態に係る共振部の例について説明するための図である。

以下、図面を参照しながら、一実施形態に係る携帯可能電子装置、及び携帯可能電子装置の制御方法について詳細に説明する。

本実施形態に係る携帯可能電子装置（ＩＣカード）２０及びＩＣカード２０を処理する処理装置（端末装置）１０は、例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３などにより規定されている非接触通信の機能を備える。これにより、ＩＣカード２０及び端末装置１０は、互いにデータの送受信を非接触で行うことができる。

（第１の実施形態）
図１は、一実施形態に係るＩＣカード処理システム１の構成例を示す。
ＩＣカード処理システム１は、ＩＣカード２０を処理する端末装置１０と、ＩＣカード２０と、を備える。端末装置１０とＩＣカード２０とは、上記したように非接触通信により互いに種々のデータを送受信する。

端末装置１０は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４、送受信部１５、共振部１６、ロジック部１７、上位インターフェース１８、及び電源部１９を備える。ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４、送受信部１５、共振部１６、ロジック部１７、及び上位インターフェース１８は、それぞれバスを介して互いに接続されている。

ＣＰＵ１１は、端末装置１０全体の制御を司る制御部として機能する。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２又は不揮発性メモリ１４に記憶されている制御プログラム及び制御データに基づいて種々の処理を行う。例えば、ＣＰＵ１１は、送受信部１５及び共振部１６を介してＩＣカード２０とコマンド及びレスポンスの送受信を行う。

ＲＯＭ１２は、予め制御用のプログラム及び制御データなどを記憶する不揮発性のメモリである。ＲＡＭ１３は、ワーキングメモリとして機能する揮発性のメモリである。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１の処理中のデータなどを一時的に格納する。例えば、ＲＡＭ１３は、送受信部１５及び共振部１６を介して外部の機器と送受信するデータを一時的に格納する。また、ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１が実行するプログラムを一時的に格納する。

不揮発性メモリ１４は、例えばＥＥＰＲＯＭ、ＦＲＡＭなどを備える。不揮発性メモリ１４は、例えば、制御用のプログラム、制御データ、アプリケーション、及びアプリケーションに用いられるデータなどを記憶する。

送受信部１５及び共振部１６は、ＩＣカード２０と通信を行うためのインターフェース装置である。

送受信部１５は、共振部１６により送受信するデータに対して信号処理を施す。例えば、送受信部１５は、符号化、復号、変調、及び復調を行なう。送受信部１５は、符号化及び変調を施したデータを共振部１６に供給する。

共振部１６は、例えば所定の共振周波数を有するアンテナを有する。共振部１６は、送受信部１５から供給されるデータに応じて磁界を発生させる。これにより、端末装置１０は、通信可能範囲に存在するＩＣカード２０に対してデータを非接触で送信することができる。

また、共振部１６は、磁界を検知し、検知した磁界に応じてデータを生成する。これにより、共振部１６は、データを非接触で受信することができる。共振部１６は、受信したデータを送受信部１５に供給する。送受信部１５は、共振部１６により受信したデータに対して復調及び復号を行う。これにより、端末装置１０は、ＩＣカード２０から送信された元のデータを取得することができる。

ロジック部１７は、所定の演算処理を行う。例えば、ロジック部１７は、ＣＰＵ１１の制御に基づいて、データの暗号化、復号、及び乱数生成などの演算処理を行う。

上位インターフェース１８は、上位端末と通信するためのインターフェースである。上位端末は、例えば操作部及び表示部などを備える。操作部は、例えば操作キーなどを備え、操作者により入力される操作に基づいて、操作信号を生成する。表示部は、種々の情報を表示する。上位インターフェース１８は、上位端末からデータを受け取り、ＣＰＵ１１に伝送する。また、上位インターフェース１８は、送受信部１５及び共振部１６によりＩＣカード２０から取得したデータを上位端末に伝送する構成であってもよい。

電源部１９は、端末装置１０の各部に電力を供給する。

図２は、一実施形態に係るＩＣカード２０の構成例を示す。
図２に示すように、ＩＣカード２０は、例えば、矩形状の本体２１と、本体２１内に内蔵されたＩＣモジュール２２とを備える。ＩＣモジュール２２は、ＩＣチップ２３と、共振部２４とを備える。ＩＣチップ２３と共振部２４とは、互いに接続された状態でＩＣモジュール２２内に形成されている。

なお、本体２１は、少なくとも共振部２４が配設されるＩＣモジュール２２を設置可能な形状であれば、矩形状に限らず如何なる形状であっても良い。

ＩＣチップ２３は、ＣＰＵ２５、ＲＯＭ２６、ＲＡＭ２７、不揮発性メモリ２８、整流部２９、送受信部３０、電源部３１、電圧検知部３２、及びロジック部３３などを備える。ＣＰＵ２５、ＲＯＭ２６、ＲＡＭ２７、不揮発性メモリ２８、整流部２９、送受信部３０、電源部３１、電圧検知部３２、及びロジック部３３は、バスを介して互いに接続されている。

共振部２４は、端末装置（外部機器）１０の共振部１６と通信を行うためのインターフェースである。共振部２４は、例えば、ＩＣモジュール２２内に所定の形状で配設される金属線により構成されるアンテナを備える。

アンテナは、例えば、エッチングにより薄型基板（例えばＰＥＴなど）に形成されるアンテナコイルを備える。また、アンテナコイルは、導電性のワイヤーを巻き線形状に形成されたものであってもよい。また、共振部２４は、静電誘導により電気を蓄える共振コンデンサを有する。共振コンデンサは、アンテナコイルと並列に接続される。この場合、アンテナコイルと共振コンデンサによりＬＣ共振回路が形成される。

アンテナコイルのインダクタンスをＬ、コンデンサの静電容量をＣとする場合、ＬＣ共振回路の共振周波数ｆは、次の数式１により表される。

ＩＣカード２０は、端末装置１０に送信するデータに応じて共振部２４に電流を流し、共振部２４により磁界を発生させる。これにより、ＩＣカード２０は、端末装置１０に対してデータを送信することができる。また、ＩＣカード２０は、電磁誘導によりアンテナに発生する誘導電流に基づいて端末装置１０から送信されるデータを認識する。

ＣＰＵ２５は、ＩＣカード２０全体の制御を司る制御部として機能する。ＣＰＵ２５は、ＲＯＭ２６あるいは不揮発性メモリ２８に記憶されている制御プログラム及び制御データに基づいて種々の処理を行う。例えば、端末装置１０から受信したコマンドに応じて種々の処理を行い、処理結果としてのレスポンスなどのデータの生成を行なう。

ＲＯＭ２６は、予め制御用のプログラム及び制御データなどを記憶する不揮発性のメモリである。ＲＯＭ２６は、製造段階で制御プログラム及び制御データなどを記憶した状態でＩＣカード２０内に組み込まれる。即ち、ＲＯＭ２６に記憶される制御プログラム及び制御データは、予めＩＣカード２０の仕様に応じて組み込まれる。

ＲＡＭ２７は、ワーキングメモリとして機能する揮発性のメモリである。ＲＡＭ２７は、ＣＰＵ２５の処理中のデータなどを一時的に格納する。例えば、ＲＡＭ２７は、共振部２４を介して端末装置１０から受信したデータを一時的に格納する。またＲＡＭ２７は、共振部２４を介して端末装置１０に送信するデータを一時的に格納する。またさらに、ＲＡＭ２７は、ＣＰＵ２５が実行するプログラムを一時的に格納する。

不揮発性メモリ２８は、例えば、ＥＥＰＲＯＭあるいはフラッシュＲＯＭなどのデータの書き込み及び書換えが可能な不揮発性のメモリを備える。不揮発性メモリ２８は、ＩＣカード２０の運用用途に応じて制御プログラム及び種々のデータを格納する。

たとえば、不揮発性メモリ２８では、プログラムファイル及びデータファイルなどが創成される。創成された各ファイルには、制御プログラム及び種々のデータなどが書き込まれる。ＣＰＵ２５は、不揮発性メモリ２８、または、ＲＯＭ２６に記憶されているプログラムを実行することにより、種々の処理を実現することができる。

整流部２９は、共振部２４により受信した電力波を整流する。整流部２９は、例えば、ダイオードブリッジを備える。ダイオードブリッジは、共振部２４のアンテナコイルの両端に発生した電力波を全波整流、または半波整流する。整流部２９は、整流した電力（信号）を送受信部３０、及び電源部３１に供給する。

送受信部３０は、端末装置１０に送信するデータに対して符号化、負荷変調などの信号処理を行う。例えば、送受信部３０は、端末装置１０に送信するデータの変調（増幅）を行う。送受信部３０は、信号処理を施したデータを共振部２４に整流部２９を介して送信する。

また、送受信部３０は、共振部２４により受信する信号に対して復調、及び復号を行う。例えば、送受信部３０は、共振部２４により受信する信号の解析を行う。これにより、送受信部３０は、２値の論理データを取得する。送受信部３０は、解析したデータをＣＰＵ２５にバスを介して送信する。

電源部３１は、共振部２４により受け取られた電波（例えばキャリア波）に基づいて電力を生成する。即ち、電源部３１は、整流部２９の出力電圧をコンデンサにより平滑化することにより、安定な直流電圧を生成する。さらに、電源部３１は、動作クロックを生成する。電源部３１は、生成した電力及び動作クロックをＩＣカード２０の各部に供給する。ＩＣカード２０の各部は、電力の供給を受けた場合、動作可能な状態になる。

電源部３１は、出力電圧を一定に保つように動作する。電源部３１は、例えば、シャントレギュレータなどを備える。即ち、電源部３１は、整流部２９の出力電圧に因らず、常に一定の値の電圧を出力する。

電圧検知部３２は、整流部２９の出力電圧を検知する。電圧検知部３２は、予め設定される電圧レベル（基準電圧値）を記憶する。電圧検知部３２は、検知した整流部２９の出力電圧と、記憶している電圧レベルとを比較する。電圧検知部３２は、検知した整流部２９の出力電圧が記憶している電圧レベル以上である場合、ＣＰＵ２５に警告信号（割り込み信号）を送信する。

ロジック部３３は、演算処理をハードウエアにより行う演算部である。例えば、ロジック部３３は、端末装置１０からのコマンドに基づいて、暗号化、復号、及び乱数の生成などの処理を行う。例えば、端末装置１０から相互認証コマンドを受信する場合、ロジック部３３は、乱数を生成し、生成した乱数をＣＰＵ２５に伝送する。

共振部２４は、アンテナコイルの受信効率を変える機能を有する。これにより、共振部２４は、端末装置１０から受け取る磁界に応じて誘起する電力波を調整することができる。

ＣＰＵ２５は、電圧検知部３２から警告信号を受信する場合、共振部２４のアンテナコイルの受信効率が低くなるように共振部２４を制御する。これにより、共振部２４により生成された過電圧がＩＣチップ２３に流れることを防ぐことができる。

図３は、第１の実施形態に係る共振部２４の例を示す。
共振部２４は、アンテナコイルＬ１、アンテナコイルＬ２、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、及びアンテナコイルと並列に接続される共振コンデンサＣ１を備える。共振部２４の出力端子は、整流部２９に接続されている。整流部２９の出力端子は、アースと、後段の送受信部３０、電源部３１、及び電圧検知部３２に接続されている。なお、整流部２９の出力端子とアースとの間には、整流部２９の出力電圧を平滑化するコンデンサＣ２が接続されている。

アンテナコイルＬ１及びＬ２は、それぞれ独立したアンテナコイルである。アンテナコイルＬ１は、アンテナコイルＬ２に対して、例えば、アンテナコイルのループの面積が大きい。この為、アンテナコイルＬ１は、アンテナコイルＬ２に対して、電波の受信効率が高い。

スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２（スイッチＳＷと称する）は、例えば、トランジスタなどの半導体を備える。スイッチＳＷ１は、入力端子Ａ１、入力端子Ｂ１及び出力端子Ｏ１を備える。また、スイッチＳＷ２は、入力端子Ａ２、入力端子Ｂ２及び出力端子Ｏ２を備える。出力端子Ｏ１及び出力端子Ｏ２は、それぞれ共振部２４の出力端子に接続されている。なお、スイッチＳＷは、ＣＰＵ２５の制御に基づいて連動して動作する。

スイッチＳＷ１の入力端子Ａ１は、アンテナコイルＬ１の一端に接続されている。また、スイッチＳＷ２の入力端子Ａ２は、アンテナコイルＬ１の他方の一端に接続されている。

スイッチＳＷ１の入力端子Ｂ１は、アンテナコイルＬ２の一端に接続されている。また、スイッチＳＷ２の入力端子Ｂ２は、アンテナコイルＬ２の他方の一端に接続されている。

即ち、スイッチＳＷ１の及びスイッチＳＷ２において、出力端子Ｏ１及びＯ２と、入力端子Ａ１及びＡ２とがそれぞれ接続される場合、整流部２９にアンテナコイルＬ１が接続される。

また、スイッチＳＷ１の及びスイッチＳＷ２において、出力端子Ｏ１及びＯ２と、入力端子Ｂ１及びＢ２とがそれぞれ接続される場合、整流部２９にアンテナコイルＬ２が接続される。

即ち、共振部２４は、ＣＰＵ２５の制御に基づいてスイッチＳＷを切り替えることにより、整流部２９に接続されるアンテナコイルを受信効率の高いアンテナコイルＬ１と受信効率の低いアンテナコイルＬ２とで切り替えることができる。ＣＰＵ２５は、電圧検知部３２から警告信号を受信する場合、出力端子Ｏ１及びＯ２と、入力端子Ｂ１及びＢ２とがそれぞれ接続されるようにスイッチＳＷ１の及びスイッチＳＷ２を制御する。

ＩＣカード２０は、初期状態において、整流部２９とアンテナコイルＬ１とが接続されるようにスイッチＳＷを制御する。アンテナコイルＬ１は、ＩＣカード２０と端末装置１０の共振部１６とが所定距離である場合に、共振部１６と良好な通信を実現する為に最適なアンテナ面積、及び巻き数で構成される。例えば、ＩＣカード２０と共振部１６との距離が上記の所定距離より近づく場合、ＩＣカード２０により大きな磁界が印加される。これにより、ＩＣカード２０に過電圧が発生する。

図４は、ＩＣカード２０と端末装置１０の共振部１６との距離と電圧との関係について示す。
図４に示されるように、ＩＣカード２０は、端末装置１０の共振部１６と距離ｒ離隔された位置に存在する。ＩＣカード２０の共振部２４のアンテナコイルの中心を点Ｄとする。

また、図４に示されるように、端末装置１０の共振部１６のアンテナコイルは、半径ａであり、且つ巻き数がＮである。ここで、共振部１６のアンテナコイルに電流Ｉが流される場合、点Ｄに印加される磁界の磁界強度Ｈは、次の数式２により表される。

ここで、ＩＣカード２０の共振部２４のアンテナコイルの面積をＳとし、共振部２４のアンテナコイルの巻き数をＭとし、端末装置１０の共振部１６から発せられる磁界の周波数をｆとする。この場合、ＩＣカード２０の共振部２４のアンテナコイルの端部に発生する電圧Ｖは、次の数式３により表される。

なお、数式３のμは、透磁率（μ＝４π×１０^−７）を示す。

数式３に示したように、Ｄ点においてＩＣカード２０のアンテナコイルの端部に発生する電圧Ｖは、アンテナコイルの巻き数、及び１ループ当たりの面積に比例する。この為、共振部は、整流部２９に接続されるアンテナコイルを、面積Ｓの大きなアンテナコイルＬ１から面積Ｓの小さなアンテナコイルＬ２に切り替えることにより、整流部２９の出力電圧を下げる事ができる。

強い磁界がＩＣカード２０に印加され、過電圧がアンテナコイルにより生成された場合、整流部２９から出力され、電源部３１に入力する電圧の値が増加する。しかし、上記したように、ＩＣカード２０の電源部３１は、出力電圧を一定に保つように動作する。電源部３１の入出力電圧の電位差が大きい場合、電位差に応じて発熱量が増大する。この為、電源部３１が破壊される場合がある。電源部３１が破壊された場合、過電圧が後段の各ユニットに印加され、過電圧が各ユニットに悪影響を与える可能性がある。

しかし、上記したように、電圧検知部３２は、整流部２９の出力電圧を検知する。電圧検知部３２は、予め設定される電圧レベル以上の電圧を検知した場合、ＣＰＵ２５に警告信号を送信する。ＣＰＵ２５は、電圧検知部３２から警告信号を受信する場合、共振部２４のアンテナコイルの受信効率が低くなるように共振部２４のスイッチＳＷを制御する。これにより、ＩＣカード２０は、電波の受信効率を下げる。これにより、ＩＣカード２０は、整流部２９から出力される出力電圧の値を下げることが出来る。この結果、ＩＣカード２０は、共振部２４により生成された過電圧がＩＣチップ２３に流れることを防ぐことができる。

上記の実施形態によると、より安定して動作する携帯可能電子装置、及び携帯可能電子装置の制御方法を提供することができる。

なお、上記の実施形態では、共振部２４がスイッチＳＷを備える構成として説明したが、この構成に限定されない。スイッチＳＷは、ＩＣチップ２３内に構成されてもよい。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る共振部２４の例を示す。なお、共振部２４以外の構成は、第１の実施形態と同様の構成である為、同じ参照符号を付し、詳細な説明を省略する。

共振部２４は、アンテナコイルＬ３、アンテナコイルＬ４、スイッチＳＷ、及びアンテナコイルと並列に接続される共振コンデンサＣ１を備える。

アンテナコイルＬ３及びＬ４は、直列に接続されたアンテナコイルである。アンテナコイルＬ３は、アンテナコイルＬ４より巻き数が多い、及び／又は、１ループ当たりの面積が大きい。また、アンテナコイルＬ３は、アンテナコイルＬ４とコイルの巻き方向が逆方向である。

即ち、アンテナコイルＬ３は、アンテナコイルＬ４より、受信効率が高い。さらに、アンテナコイルＬ３を流れる電流の向きは、アンテナコイルＬ４を流れる電流の向きと逆方向である。この為、アンテナコイルＬ３及びアンテナコイルＬ４が直列に接続される場合、アンテナコイルＬ３に発生する磁束の向きは、アンテナコイルＬ４に発生する磁束の向きと逆方向である。

ＩＣカード２０は、初期状態において、整流部２９とアンテナコイルＬ３とが接続されるようにスイッチＳＷを制御する。なお、アンテナコイルＬ３は、ＩＣカード２０と端末装置１０の共振部１６とが所定距離である場合に、共振部１６と良好な通信を実現する為に最適なアンテナ面積、及び巻き数で構成される。

アンテナコイルＬ３の一端は、整流部２９の入力端子に接続されている。また、スイッチＳＷの入力端子Ａは、アンテナコイルＬ３の他方の一端と、アンテナコイルＬ４の一端に接続されている。またさらに、スイッチＳＷの入力端子Ｂは、アンテナコイルＬ４の他方の一端に接続されている。

即ち、スイッチＳＷにおいて、出力端子Ｏと、入力端子Ａとが接続される場合、整流部２９にアンテナコイルＬ３が接続される。

また、スイッチＳＷにおいて、出力端子Ｏと、入力端子Ｂとが接続される場合、整流部２９にアンテナコイルＬ３及びアンテナコイルＬ４が直列に接続される。

ここで、アンテナコイルＬ３に誘導電流が流れることにより発生する磁界をＨ３とし、アンテナコイルＬ４に誘導電流が流れることにより発生する磁界をＨ４とする。上記したように、この磁界Ｈ３と磁界Ｈ４とは、互いに逆の向きの磁界である。また、アンテナコイルＬ３の受信効率がアンテナコイルＬ４の受信効率より高い為、磁界Ｈ３は、磁界Ｈ４より磁界の強度が強い。この場合、実質的に共振部２４に印加される磁界は、磁界Ｈ３から磁界Ｈ４を引いた強さとなる。

即ち、スイッチＳＷにおいて、出力端子Ｏと、入力端子Ａとが接続される場合、共振部２４に印加される磁界は、磁界Ｈ３である。また、スイッチＳＷにおいて、出力端子Ｏと、入力端子Ｂとが接続される場合、共振部２４に印加される磁界は、磁界Ｈ３−Ｈ４である。

即ち、共振部２４は、ＣＰＵ２５の制御に基づいてスイッチＳＷを切り替えることにより、整流部２９に接続されるアンテナコイルの受信効率を下げることができる。ＣＰＵ２５は、電圧検知部３２から警告信号を受信する場合、出力端子Ｏと、入力端子Ｂとがそれぞれ接続されるようにスイッチＳＷを制御する。

この場合、共振部２４は、スイッチＳＷを切り替えることにより、整流部２９の出力電圧を下げる事ができる。

上記したように、電圧検知部３２は、整流部２９の出力電圧を検知する。電圧検知部３２は、予め設定される電圧レベル以上の電圧を検知した場合、ＣＰＵ２５に警告信号を送信する。ＣＰＵ２５は、電圧検知部３２から警告信号を受信する場合、共振部２４のアンテナコイルの受信効率が低くなるように共振部２４のスイッチＳＷを制御する。これにより、ＩＣカード２０は、整流部２９から出力される出力電圧の値を下げることが出来る。この結果、ＩＣカード２０は、共振部２４により生成された過電圧がＩＣチップ２３に流れることを防ぐことができる。

（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態に係る共振部２４の例を示す。なお、共振部２４以外の構成は、第１の実施形態と同様の構成である為、同じ参照符号を付し、詳細な説明を省略する。

共振部２４は、アンテナコイルＬ５、アンテナコイルＬ６、スイッチＳＷ、及びアンテナコイルと並列に接続される共振コンデンサＣ１を備える。

アンテナコイルＬ５及びＬ６は、直列に接続されたアンテナコイルである。アンテナコイルＬ５は、１ループあたりの面積がアンテナコイルＬ６と同等であり、且つ、コイルの巻き方が同じである。なお、アンテナコイルＬ５及びアンテナコイルＬ６の巻き数は如何なる値であってもよい。

ＩＣカード２０は、初期状態において、整流部２９にアンテナコイルＬ５及びアンテナコイルＬ６が直列に接続されるようにスイッチＳＷを制御する。なお、アンテナコイルＬ５及びアンテナコイルＬ６は、アンテナコイルＬ５とアンテナコイルＬ６とが直列接続され、且つＩＣカード２０と端末装置１０の共振部１６とが所定距離である場合に、共振部１６と良好な通信を実現する為に最適なアンテナ面積、及び巻き数で構成される。

アンテナコイルＬ５の一端は、整流部２９の入力端子に接続されている。また、アンテナコイルＬ５の他方の一端は、アンテナコイルＬ６の一端と、スイッチＳＷの入力端子Ｂとに接続されている。またさらに、スイッチＳＷの入力端子Ｂは、アンテナコイルＬ６の他方の一端に接続されている。

即ち、スイッチＳＷにおいて、出力端子Ｏと、入力端子Ａとが接続される場合、整流部２９にアンテナコイルＬ５及びアンテナコイルＬ６が直列に接続される。

また、スイッチＳＷにおいて、出力端子Ｏと、入力端子Ｂとが接続される場合、整流部２９にアンテナコイルＬ５が直列に接続される。

共振部２４は、スイッチＳＷにより、整流部２９に接続されるアンテナコイルの巻き数を、アンテナコイルＬ５＋Ｌ６の巻き数からアンテナコイルＬ５の巻き数に減らすことができる。

即ち、共振部２４は、ＣＰＵ２５の制御に基づいてスイッチＳＷを切り替えることにより、整流部２９に接続されるアンテナコイルの受信効率下げることができる。ＣＰＵ２５は、電圧検知部３２から警告信号を受信する場合、出力端子Ｏと、入力端子Ｂとがそれぞれ接続されるようにスイッチＳＷを制御する。

なお、上述の各実施の形態で説明した機能は、ハードウエアを用いて構成するに留まらず、ソフトウエアを用いて各機能を記載したプログラムをコンピュータに読み込ませて実現することもできる。また、各機能は、適宜ソフトウエア、ハードウエアのいずれかを選択して構成するものであっても良い。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

Ｌ１乃至Ｌ６…アンテナコイル、Ｃ１…共振コンデンサ、Ｃ２…コンデンサ、ＳＷ…スイッチ、Ａ…入力端子、Ｂ…入力端子、Ｏ…出力端子、１…ＩＣカード処理システム、１０…端末装置、１１…ＣＰＵ、１２…ＲＯＭ、１３…ＲＡＭ、１４…不揮発性メモリ、１５…送受信部、１６…共振部、１７…ロジック部、１８…上位インターフェース、１９…電源部、２０…ＩＣカード、２１…本体、２２…ＩＣモジュール、２３…ＩＣチップ、２４…共振部、２５…ＣＰＵ、２６…ＲＯＭ、２７…ＲＡＭ、２８…不揮発性メモリ、２９…整流部、３０…送受信部、３１…電源部、３２…電圧検知部、３３…ロジック部。

Claims

外部機器と非接触通信を行う携帯可能電子装置であって、
第１の受信効率と第２の受信効率とのいずれかの受信効率を用いて前記外部機器から発せられる電波を受信し、電圧を生成する共振部と、
前記共振部により生成された前記電圧を整流する整流部と、
前記整流部により整流された前記電圧の値を検知し、この検知された電圧値が予め設定された基準電圧値以上であるかを判断する電圧検知部と、
前記電圧検知部の判断結果基づいて、前記共振部の受信効率を前記第１の受信効率と前記第２の受信効率とで切り替える切替部と、
を具備する携帯可能電子装置。
前記第１の受信効率は、前記第２の受信効率に比べて電波の受信効率が高く、
前記切替部は、前記電圧検知部により検知された前記電圧値が前記基準値以上である場合、前記共振部の受信効率を前記第２の受信効率に切り替える、
請求項１に記載の携帯可能電子装置。
前記共振部は、
受信効率が前記第１の受信効率である第１のアンテナコイルと、
受信効率が前記第２の受信効率である第２のアンテナコイルと、
を具備し、
前記切替部は、前記電圧検知部により検知された前記電圧値が前記基準値未満である場合、前記整流部に前記第１のアンテナコイルを接続し、前記電圧検知部により検知された前記電圧値が前記基準値以上である場合、前記整流部に前記第２のアンテナコイルを接続する、
請求項２に記載の携帯可能電子装置。
前記共振部は、
受信効率が第３の受信効率である第３のアンテナコイルと、
受信効率が第４の受信効率であり、且つアンテナコイルの巻き方向が前記第３のアンテナコイルと逆方向である第４のアンテナコイルと、
を具備し、
前記切替部は、前記電圧検知部により検知された前記電圧値が前記基準値未満である場合、前記整流部に前記第３のアンテナコイルを接続し、前記電圧検知部により検知された前記電圧値が前記基準値以上である場合、前記整流部に前記第３のアンテナコイルと前記第４のアンテナコイルとを直列に接続する、
請求項２に記載の携帯可能電子装置。
前記共振部は、
受信効率が第５の受信効率である第５のアンテナコイルと、
受信効率が第６の受信効率であり、且つアンテナコイルの巻き方向が前記第５のアンテナコイルと同じ方向である第６のアンテナコイルと、
を具備し、
前記切替部は、前記電圧検知部により検知された前記電圧値が前記基準値未満である場合、前記整流部に前記第５のアンテナコイルと前記第６のアンテナコイルとを直列に接続し、前記電圧検知部により検知された前記電圧値が前記基準値以上である場合、前記整流部に前記第５のアンテナコイルを接続する、
請求項２に記載の携帯可能電子装置。
前記電圧検知部は、前記整流部により整流された前記電圧の値が予め設定された基準電圧値以上である場合、警告信号を出力し、
前記切替部は、前記電圧検知部により前記警告信号が出力されたか否かに基づいて、前記共振部の受信効率を前記第１の受信効率と前記第２の受信効率とで切り替える、
請求項２に記載の携帯可能電子装置。
前記各部を備えるＩＣモジュールと、
前記ＩＣモジュールが配設される本体と、
を具備する請求項１に記載の携帯可能電子装置。
外部機器と非接触通信を行う携帯可能電子装置の制御方法であって、
第１の受信効率と第２の受信効率とのいずれかの受信効率を用いて前記外部機器から発せられる電波を受信し、電圧を生成し、
生成された前記電圧を整流し、
整流された前記電圧の値を検知し、この検知された電圧値が予め設定された基準電圧値以上であるか否かを判断し、
検知された前記電圧値が前記基準値以上であるか否かに基づいて、前記受信効率を前記第１の受信効率と前記第２の受信効率とで切り替える、
携帯可能電子装置の制御方法。