JP5282498B2 - リーダ／ライタ、通信方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、リーダ／ライタ、通信方法、およびプログラムに関する。

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／情報処理装置）と非接触式に通信可能な情報処理装置が普及している。

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っている。

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チップを備えることにより、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。

このような中、リーダ／ライタの省電力化を図る技術が開発されている。リーダ／ライタとして機能する非接触式カード錠において、待機状態時にはカード検出手段のみに駆動電源を供給することによって省電力化を図る技術としては、例えば、特許文献１が挙げられる。

特開２００５−２３７３４号公報

リーダ／ライタの省電力化を図る従来の技術が適用されたリーダ／ライタ（以下、「従来のリーダ／ライタ」という。）は、例えばＩＣカードなどの通信対象の情報処理装置を検出するための検出用の電磁波を通信アンテナから間欠的に送信する。そして、従来のリーダ／ライタは、情報処理装置における通信アンテナの役目を果たすＬＣ共振回路が搬送波の受信に応じて共振したときに、情報処理装置の存在を検出する。しかしながら、従来のリーダ／ライタの通信対象となる情報処理装置が備えるＬＣ共振回路は、同種の装置であってもバラツキが大きいことがあるため、従来のリーダ／ライタが情報処理装置の共振を検出することが困難となる場合がある。

また、従来のリーダ／ライタ、情報処理装置それぞれの共振周波数は、例えば、従来のリーダ／ライタ側のコイルと情報処理装置側のコイルとの位置関係や、両コイル間の距離などにより変化する。また、上記共振周波数は、例えば、複数の情報処理装置が存在する場合（例えば、複数のＩＣカードが重なっている場合など）や、例えば携帯電話などのようにＬＣ共振回路の近傍に他の誘電体が存在する場合にも変化する。よって、従来のリーダ／ライタが、情報処理装置が備えるＬＣ共振回路における共振を検出することができるとは、限らない。

よって、従来のリーダ／ライタは、例えば、ＬＣ共振回路の回路定数が一定の１つの情報処理装置であり、かつ従来のリーダ／ライタと情報処理装置との距離が一定であるなど、特定の条件の下でしか情報処理装置を検出することができない。したがって、リーダ／ライタの省電力化を図る従来の技術が適用された従来のリーダ／ライタは、通信対象の情報処理装置を検出できるとは限らないので、通信対象の情報処理装置と通信が行えない場合が起こりうる。

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、通信対象の情報処理装置との通信と、非接触通信に係る省電力化との両立を図ることが可能な、新規かつ改良されたリーダ／ライタ、通信方法、およびプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、所定周波数の搬送波信号を選択的に生成する搬送波信号生成部と、通信対象の情報処理装置を検出するための検出信号を選択的に生成する検出信号生成部と、所定のインダクタンスを有するコイルを備え、上記搬送波信号または上記検出信号が選択的に伝達される通信アンテナと、上記検出信号の入力に基づいて、上記情報処理装置が検出されない場合に上記通信アンテナの上記コイルに流れる基準コイル電流に対応する第１検出値を出力する状態観測部と、上記搬送波信号または上記検出信号を選択的に上記通信アンテナへ伝達し、上記検出信号が上記通信アンテナに伝達される場合、上記検出信号を上記状態観測部に伝達するスイッチング部と、上記第１検出値と、上記通信アンテナの上記コイルに流れるコイル電流に対応する第２検出値との差分値に基づいて、上記情報処理装置が検出されたか否かを判定する判定部と、上記判定部の判定結果に基づいて、上記搬送波信号または上記検出信号を選択的に生成させる制御部とを備えるリーダ／ライタが提供される。

かかる構成により、通信対象の情報処理装置との通信と、非接触通信に係る省電力化との両立を図ることができる。

また、上記状態観測部は、インダクタンスが可変する観測コイルを備え、上記観測コイルのインピーダンスと上記通信アンテナが備える上記コイルのインピーダンスとの比が所定の値をとるように、上記観測コイルのインピーダンスを調整する調整部をさらに備えてもよい。

また、上記状態観測部は、観測コイルを備え、上記検出信号に応じて上記観測コイルに流れる電流を上記第１検出値として出力し、上記判定部は、上記観測コイルに流れる電流と上記通信アンテナの上記コイルに流れる上記第２検出値としての上記コイル電流とに応じた差分値に基づいて、上記情報処理装置が検出されたか否かを判定してもよい。

また、上記基準コイル電流に相当する波形が記憶されたメモリをさらに備え、上記状態観測部は、上記検出信号の入力に基づいて、上記メモリに記憶された上記波形に対応する上記第１検出値を出力してもよい。

また、上記状態観測部は、上記検出信号の入力に基づいて上記通信アンテナを構成する回路をシミュレートし、上記シミュレートの結果コイルに流れるコイル電流を上記第１検出値として出力してもよい。

また、上記検出信号生成部は、上記検出信号としてインパルス信号を生成してもよい。

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、通信対象の情報処理装置を検出するための検出信号を生成するステップと、所定のインダクタンスを有するコイルを備える通信アンテナに上記検出信号を伝達するステップと、上記検出信号に基づいて、上記情報処理装置が検出されない場合に上記通信アンテナの上記コイルに流れる基準コイル電流に対応する第１検出値を出力するステップと、上記第１検出値と、上記通信アンテナの上記コイルに流れるコイル電流に対応する第２検出値との差分値に基づいて、上記情報処理装置が検出されたか否かを判定するステップと、上記判定するステップにおける判定結果に基づいて所定周波数の搬送波信号を選択的に生成するステップと、上記搬送波信号を上記通信アンテナに伝達するステップとを有する通信方法が提供される。

かかる方法を用いることにより、通信対象の情報処理装置との通信と、非接触通信に係る省電力化との両立を図ることができる。

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、通信対象の情報処理装置を検出するための検出信号を生成するステップ、所定のインダクタンスを有するコイルを備える通信アンテナに上記検出信号を伝達するステップ、上記検出信号に基づいて、上記情報処理装置が検出されない場合に上記通信アンテナの上記コイルに流れる基準コイル電流に対応する第１検出値を出力するステップ、上記第１検出値と、上記通信アンテナの上記コイルに流れるコイル電流に対応する第２検出値との差分値に基づいて、上記情報処理装置が検出されたか否かを判定するステップ、上記判定するステップにおける判定結果に基づいて所定周波数の搬送波信号を選択的に生成するステップ、上記搬送波信号を上記通信アンテナに伝達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。

かかるプログラムを用いることにより、通信対象の情報処理装置との通信と、非接触通信に係る省電力化との両立を図ることができる。

本発明によれば、通信対象の情報処理装置との通信と、非接触通信に係る省電力化との両立を図ることができる。

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。

また、以下では、下記に示す順序で説明を行う。
１．本発明の実施形態に係るアプローチ
２．本発明の実施形態に係る通信方法
３．本発明の実施形態に係るリーダ／ライタ
４．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アプローチ）
本発明の実施形態に係るリーダ／ライタの構成について説明する前に、まず、本発明の実施形態に係るリーダ／ライタにおける、通信対象の情報処理装置との通信と非接触通信に係る省電力化との両立を図るためのアプローチについて説明する。

［本発明の実施形態に係る通信システムにおける通信方法の概要］
本発明の実施形態に係るリーダ／ライタ（以下、「リーダ／ライタ１００」という。）は、通信対象の情報処理装置（以下、総称して「情報処理装置１５０」とよぶ。）を検出し、情報処理装置１５０が検出された場合に情報処理装置１５０と非接触式に通信を行う。

図１は、本発明の実施形態に係る通信システムにおける通信方法の概要を説明するための説明図である。ここで、図１は、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０とからなる通信システム（以下、「通信システム１０００」とよぶ。）の一例を示しており、情報処理装置１５０の一例としてＩＣカードを示している。

通信システム１０００では、リーダ／ライタ１００が、例えば１３．５６ＭＨｚなど特定の周波数の磁界（以下、「搬送波」という。）を送信する。情報処理装置１５０は、上記搬送波をアンテナで受信し、当該アンテナに誘起した受信電圧の直流成分を駆動電圧として用い、受信電圧の交流成分をデータとして取り出し処理する。そして、情報処理装置１５０は処理結果に応じて負荷変調を行う。情報処理装置１５０において負荷変調が行われることによってリーダ／ライタ１００からみたインピーダンスが変化するので、リーダ／ライタ１００は、当該インピーダンスの変化を情報処理装置１５０から送信された応答信号として復調し、処理する。通信システム１０００では、例えば上記のようにリーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０との間で非接触式に通信（非接触通信）が行われる。

ここで、上記のように搬送波を用いて非接触式に通信を行う通信システムは、例えば、交通機関の改札システムや、社員証などを用いた入館・入室用システムなどに用いられる。よって、上記のような通信システムでは、リーダ／ライタが通信を行う通信対象の情報処理装置が常に存在するとは限られず、また、いつ存在するかも特定されない。そのため、従来のリーダ／ライタは、例えば、搬送波を定期的に送信し続け情報処理装置からの応答に基づいて、または、検出用の電磁波を送信して情報処理装置のＬＣ共振回路における共振を検出することによって、情報処理装置を検出している。しかしながら、搬送波を定期的に送信し続け情報処理装置からの応答に基づいて情報処理装置を検出する方法（いわゆる、ポーリング）を用いる場合、リーダ／ライタは、定期的に１３．５６ＭＨｚなどの搬送波を発生させなければならない。よって、上記の場合、リーダ／ライタは、搬送波の送信に係る消費電力を定期的に消費することとなる。また、検出用の電磁波を送信して情報処理装置のＬＣ共振回路における共振を検出する方法を用いる場合には、上述したように、リーダ／ライタが通信対象の情報処理装置を検出できるとは限らないので、通信対象の情報処理装置と通信が行えない場合が起こりうる。したがって、上記従来の検出方法が適用された従来のリーダ／ライタでは、通信に係る省電力化と、情報処理装置との通信とを両立させることは、望むべくもない。

［リーダ／ライタ１００における省電力化のアプローチ］
本発明の実施形態に係るリーダ／ライタ１００は、例えば、以下の（１）、（２）の処理によって、情報処理装置１５０との通信と、非接触通信に係る省電力化との両立を図る。

（１）情報処理装置１５０の検出判定処理
リーダ／ライタ１００は、情報処理装置１５０を検出するための検出信号を生成し、通信アンテナが備えるコイルと、状態観測部に伝達する。ここで、本発明の実施形態に係る状態観測部は、リーダ／ライタ１００における状態オブザーバとして機能する。より具体的には、状態観測部は、検出信号の入力に基づいて、情報処理装置が検出されない場合に通信アンテナのコイルに流れるコイル電流（以下、「基準コイル電流」という。）に対応する第１検出値を出力する機能を有する。

リーダ／ライタ１００は、状態観測部から出力される第１検出値と、通信アンテナのコイルに流れるコイル電流に基づく第２検出値との差分値を導出する。そして、リーダ／ライタ１００は、導出された差分値に基づいて情報処理装置１５０が存在するか否かを判定する。

ここで、第１検出値と第２検出値とが等しい場合、すなわち差分値＝０の場合は、通信アンテナのコイルに基準コイル電流が流れていることを示している。よって、リーダ／ライタ１００は、上記の場合には、情報処理装置１５０が存在しないと判定する。

また、差分値≠０の場合は、通信アンテナのコイルに基準コイル電流以外のコイル電流が流れていることを示している。よって、リーダ／ライタ１００は、上記の場合には、情報処理装置１５０が存在すると判定する。

上記のように、リーダ／ライタ１００は、検出信号を状態観測部と通信アンテナとに伝達し、検出信号に応じて状態観測部から出力される第１検出値と検出信号に応じて通信アンテナから出力される第２検出値との差分値に基づいて、情報処理装置１５０を検出する。つまり、リーダ／ライタ１００は上記差分値を導出することが可能であれば情報処理装置１５０の検出判定を行うことができるので、本発明の実施形態に係る検出信号は、搬送波信号のように所定の周波数の信号でなくてもよい。そこで、リーダ／ライタ１００は、上記検出信号として、例えば、インパルス信号を生成する。検出信号としてインパルス信号を生成する場合、リーダ／ライタ１００は、所定の周波数で発振させる必要はないので、検出信号の生成においてリーダ／ライタ１００で消費される消費電力は、所定の周波数の信号を生成する場合の消費電力よりも小さくなる。

また、リーダ／ライタ１００は、情報処理装置のＬＣ共振回路における共振を検出する方法が適用された従来のリーダ／ライタのように情報処理装置の構成要素を利用して検出を行わず、通信アンテナに流れるコイル電流に基づいて検出を行う。つまり、リーダ／ライタ１００は、情報処理装置１５０を検出するために上記従来のリーダ／ライタのように情報処理装置の共振回路を共振させる必要はない。また、図１に示すような通信システムでは、情報処理装置が存在するときにリーダ／ライタがインパルス信号を通信アンテナに伝達した場合において、情報処理装置のＬＣ共振回路が共振するとは限らない。つまり、情報処理装置のＬＣ共振回路における共振を検出する方法が適用された従来のリーダ／ライタでは、検出用の電磁波を送信するためにインパルス信号を用いることはできない。これに対して、リーダ／ライタ１００は、検出信号に基づく差分値により情報処理装置１５０の検出を行うので、検出信号としてインパルス信号を用いたとしてもより確実に情報処理装置１５０を検出することができる。

上記のように、リーダ／ライタ１００は、検出信号に基づく差分値により情報処理装置１５０の検出を行う。以下、上記（１）の処理（検出判定処理）が可能なことをより明確に示すために、情報処理装置１５０が存在しない場合と存在する場合それぞれにおける通信システム１０００の状態と、リーダ／ライタ１００の通信アンテナにおけるコイル電流の変化を示す。また、以下では、リーダ／ライタ１００が生成する検出信号として、インパルス信号を例に挙げて説明する。なお、本発明の実施形態に係る検出信号が、インパルス信号に限られずないことは、言うまでもない。

［情報処理装置１５０が存在しない場合の通信システム１０００］
図２は、本発明の実施形態に係るリーダ／ライタ１００における検出判定処理を補足的に説明するための第１の説明図である。ここで、図２は、通信システム１０００において、情報処理装置１５０が存在しない場合におけるリーダ／ライタ１００を概略的に示している。

〔リーダ／ライタ１００の概略〕
図２を参照すると、リーダ／ライタ１００は、検出信号生成部１０４と、通信アンテナ１０６とを備える。なお、図２では、説明の簡単化のために、搬送波信号を生成する搬送波信号生成部１０２（後述する）などその他の構成要素は省略している。

検出信号生成部１０４は、制御部（図示せず）からの検出信号生成信号の伝達に応じて、検出信号としてのインパルス信号を生成する。ここで、検出信号生成部１０４は、例えば、電圧源と、検出信号生成信号に応じて電圧源と通信アンテナ１０６とを選択的に接続するスイッチ素子で構成することができるが、上記に限られない。また、上記スイッチ素子としては、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field effect transistor）が挙げられる。

通信アンテナ１０６は、例えば、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、所定の抵抗値を有する抵抗Ｒ１とを備え、所定の共振周波数で共振する共振回路を構成する。ここで、通信アンテナ１０６における共振周波数としては、例えば、１３．５６ＭＨｚなどの搬送波の周波数が挙げられるが、上記に限られない。

検出信号生成部１０４から伝達された検出信号が伝達されると、コイルＬ１には、検出信号に応じたコイル電流Ｉｐ１が流れる。ここで、コイル電流Ｉｐ１は、情報処理装置１５０が存在しないときに流れるコイル電流であるので、基準コイル電流に相当する。また、コイル電流Ｉｐ１の例については、後述する図５に示す。

また、コイルＬ１にコイル電流が流れることによって、コイルＬ１からは、磁界が発生する。よって、リーダ／ライタ１００の搬送波信号生成部１０２（後述する）が生成する搬送波信号が通信アンテナ１０６に伝達された場合には、コイルＬ１からは伝達される搬送波信号に応じた搬送波が送信されることとなる。

上記のように、情報処理装置１５０が存在しない場合、リーダ／ライタ１００の通信アンテナ１０６が備えるコイルには、伝達される検出信号に応じて基準コイル電流に相当するコイル電流Ｉｐ１が流れる。したがって、上記の場合の差分値は差分値＝０となるので、リーダ／ライタ１００は、差分値に基づいて情報処理装置１５０が存在しないと判定することができる。

［情報処理装置１５０が存在する場合の通信システム１０００］
図３は、本発明の実施形態に係るリーダ／ライタ１００における検出判定処理を補足的に説明するための第２の説明図である。ここで、図３は、通信システム１０００において、情報処理装置１５０が存在する場合を表しており、リーダ／ライタ１００、および情報処理装置１５０それぞれを概略的に示している。

〔情報処理装置１５０の概略〕
まず、図３を参照して情報処理装置１５０の概略と、通信システム１０００における通信の概略とについて説明する。情報処理装置１５０は、通信アンテナ１５２と、負荷Ｚとを有する。ここで、負荷Ｚは、情報処理装置１５０が備える、リーダ／ライタ１００との通信に係るＩＣチップ（図示せず）などの構成要素を等価的に示したものである。ここで、上記ＩＣチップは、例えば、復調回路やデータ処理回路、負荷変調回路などが集積されたものであり、搬送波信号を復調して処理し、処理結果に応じて負荷変調を行うことによって、応答信号を通信アンテナ１５２から送信させる役目を果たす。

通信アンテナ１５２は、所定のインダクタンスをもつコイルＬ２（インダクタ）と、所定の静電容量をもつキャパシタＣ２とからなる共振回路で構成され、リーダ／ライタ１００から送信される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される。通信アンテナ１５２は、上記構成により、搬送波を受信し、また、負荷変調によってコイルＬ２に電流を流すことによって搬送波に対する反磁界を発生させてリーダ／ライタ１００に対する応答を行うことができる。

ここで、負荷変調とは、情報処理装置１５０がインピーダンス（負荷インピーダンス）を選択的に変動させることによって、リーダ／ライタ１００へと応答を行う変調方式である。リーダ／ライタ１００は、負荷変調によって生じるリーダ／ライタ１００からみた情報処理装置１５０のインピーダンスの変化を、情報処理装置１５０からの応答信号として検出する。より具体的には、情報処理装置１５０は送信する応答信号に応じた負荷変調によって搬送波に対する反磁界を発生させ、リーダ／ライタ１００は、例えば、当該反磁界の影響によって通信アンテナ１０６のアンテナ端に生じる電圧の変化を検出することによって、上記応答信号を復調する。

通信システム１０００では、上記のように、リーダ／ライタ１００が搬送波を送信し、情報処理装置１５０が負荷変調を行うことによって、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０との間で非接触式に通信が行われる。ここで、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０との間の通信効率は、例えば、リーダ／ライタ１００の通信アンテナ１０６を構成するコイルＬ１と、情報処理装置１５０の通信アンテナ１５２を構成するコイルＬ２との結合係数Ｋ（ｄ）によって変動する。より具体的には、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０との間の通信効率は、結合係数Ｋ（ｄ）に比例する。ここで、ｄは、コイルＬ１とコイルＬ２間の距離を表す。また、結合係数Ｋ（ｄ）は、距離ｄに反比例し、透磁率μ（例えば、空気中の透磁率μ＝４π・１０^−７）に比例する。

図２と同様に、リーダ／ライタ１００の検出信号生成部１０４が生成した検出信号が通信アンテナ１０６に伝達されると、通信アンテナ１０６が備えるコイルＬ１にコイル電流Ｉｐ１０が流れる。このときコイルＬ１に流れるコイル電流Ｉｐ１０は、図２に示すコイル電流Ｉｐ１とは、大きさや周波数が異なるものとなる。これは、リーダ／ライタ１００のコイルＬ１と情報処理装置１５０のコイルＬ２とが結合することによって、通信アンテナ１０６を構成するコイルＬ１のインピーダンスが変化するためである。

図４は、本発明の実施形態に係るリーダ／ライタ１００における検出判定処理を補足的に説明するための第３の説明図である。ここで、図４は、図３を等価的に表した図である。図４に示すように、リーダ／ライタ１００のコイルＬ１と情報処理装置１５０のコイルＬ２とが結合した場合には、相互インダクタンスＭ０が生じる。ここで、相互インダクタンスＭ０は、結合係数Ｋ（ｄ）に比例するので、例えば、距離ｄが小さくなればなる程大きくなる。よって、例えばリーダ／ライタ１００のコイルＬ１と情報処理装置１５０のコイルＬ２とが結合することによって、リーダ／ライタ１００のコイルＬ１のインピーダンスが変化することとなる。

上記のように、情報処理装置１５０が存在する場合、リーダ／ライタ１００の通信アンテナ１０６が備えるコイルには、基準コイル電流とは異なるコイル電流Ｉｐ１０が流れる。したがって、上記の場合の差分値は差分値≠０となるので、リーダ／ライタ１００は、差分値に基づいて情報処理装置１５０が存在すると判定することができる。

〔リーダ／ライタ１００のコイルＬ１に流れるコイル電流の一例〕
図５は、本発明の実施形態に係るリーダ／ライタ１００における情報処理装置１５０が存在しない場合のコイル電流Ｉｐ１と、情報処理装置１５０が存在する場合のコイル電流Ｉｐ１０との一例を示す説明図である。ここで、図５では、通信アンテナ１０６のコイルＬ１に流れるコイル電流を、電流検出器などの電流検出手段で検出したコイル検出電流Ｉｃ（第２検出値の一例）を示している。また、図５では、検出信号生成部１０４が、周期Ｔ０ごとに検出信号としてのインパルス信号を出力した場合を示している。また、図５に示す期間Ｐは情報処理装置１５０が存在しない期間、図５に示す期間Ｑは情報処理装置１５０が存在する期間を示している。なお、以下では、期間Ｐを“情報処理装置１５０が存在しない期間”、期間Ｑを“情報処理装置１５０が存在する期間”とする。

図５に示すように、期間Ｐにおけるコイル検出電流Ｉｃ（すなわち、コイル電流Ｉｐ１）と、期間Ｑにおけるコイル検出電流Ｉｃ（すなわち、コイル電流Ｉｐ１０）とは、振幅および周波数が異なることが分かる。したがって、リーダ／ライタ１００は、図５に示す差異により生じる差分値の変化を利用することによって、情報処理装置１５０を存在を検出することが可能であるので、上記（１）の処理（検出判定処理）を実現することができる。

（２）通信処理
リーダ／ライタ１００は、上記（１）の処理によって情報処理装置１５０が検出されたと判定された場合に搬送波信号を生成し、情報処理装置１５０へ搬送波信号に応じた搬送波を送信する。また、リーダ／ライタ１００は、上記（１）の処理によって情報処理装置１５０が検出されたと判定されない場合には、搬送波信号を生成せず、定期的に検出信号を生成する。

上記のように、上記（１）の処理の結果に応じて選択的に搬送波信号を生成することによって、リーダ／ライタ１００は、非接触通信に係る省電力化を図ることができる。また、リーダ／ライタ１００は、上記（１）の処理により情報処理装置１５０が検出されたときに搬送波の送信を開始するので、情報処理装置１５０とより確実に通信を行うことができる。したがって、リーダ／ライタ１００は、通信対象の情報処理装置との通信と、非接触通信に係る省電力化との両立を図ることができる。

〔リーダ／ライタ１００の通信処理の一例〕
以下、リーダ／ライタ１００における通信処理の一例を示す。図６、図７それぞれは、本発明の実施形態に係るリーダ／ライタ１００における通信処理の一例を説明するための説明図である。ここで、図６は、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０との通信が開始される場合におけるコイル検出電流Ｉｃ（第２検出値の一例）を示している。また、図７は、リーダ／ライタ１００と情報処理装置１５０との通信が終了した場合におけるコイル検出電流Ｉｃ（第２検出値の一例）を示している。

図６を参照すると、リーダ／ライタ１００は、期間Ｐでは検出信号を定期的に送信する。また、期間Ｑにおいてコイル検出電流Ｉｃが変化すると差分値が差分値≠０となるので、リーダ／ライタ１００は、情報処理装置１５０が検出されたと判定する（上記（１）の検出判定処理）。情報処理装置１５０が検出されると、リーダ／ライタ１００は、上記（２）の通信処理に切り替え、搬送波信号に応じた搬送波の送信を開始する（図６の通信期間Ｔ１）。

次に、図７を参照して通信終了時における処理の一例を説明する。リーダ／ライタ１００は、情報処理装置１５０との通信が終了すると、上記（１）の検出判定処理に切り替える。ここで、図７では、処理の切り替え後も情報処理装置１５０が存在している場合を示しているので（図７の期間Ｑ）、処理の切り替え後の差分値は差分値≠０となる。よって、図７では示していないが、図７の場合には、リーダ／ライタ１００は、上記（２）の通信処理から上記（１）の検出判定処理への切り替え後、情報処理装置１５０と再度通信を開始することもできる。

リーダ／ライタ１００は、例えば図６、図７に示すように、上記（１）の処理（検出判定処理）と、上記（２）の処理（通信処理）とを選択的に切り替える。ここで、リーダ／ライタ１００は、検出信号に基づく第１検出値および第２検出値の差分値に基づいて情報処理装置１５０を検出判定を行う。よって、リーダ／ライタ１００は、従来の情報処理装置のように、情報処理装置１５０の構成要素の動作（例えば、共振回路における共振）に依存しないので、従来のリーダ／ライタよりもより確実に情報処理装置１５０を検出することができる。また、リーダ／ライタ１００は、上記（１）の処理において情報処理装置１５０が検出された場合に選択的に搬送波を送信するので、情報処理装置１５０とより確実に通信を行うことができる。さらに、リーダ／ライタ１００は、検出信号としてインパルス信号を用いたとしても、上記（１）の処理により情報処理装置１５０を検出することができる。よって、リーダ／ライタ１００は、上述した従来の検出方法が適用された従来のリーダ／ライタよりも、情報処理装置１５０の検出に係る消費電力を低減することができる。

したがって、リーダ／ライタ１００は、上述した本発明の実施形態に係るアプローチを用いることによって、通信対象の情報処理装置との通信と、非接触通信に係る省電力化との両立を図ることができる。

（本発明の実施形態に係る通信方法）
次に、上述した本発明の実施形態に係るアプローチを用いた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説明図である。なお、図８は、通信システム１０００において情報処理装置１５０が存在しない状態（期間Ｐ）から、情報処理装置１５０が存在する状態（期間Ｑ）へと変化した場合の例を示している。

リーダ／ライタ１００は、検出判定処理を行う（Ｓ１００）。

〔検出判定処理の一例〕
図９は、本発明の実施形態に係る通信方法における検出判定処理の一例を示す流れ図である。

リーダ／ライタ１００は、検出信号を生成する（Ｓ２００）。ここで、上記検出信号としては、例えば、インパルス信号が挙げられるが、上記に限られない。

ステップＳ２００において検出信号が生成されると、リーダ／ライタ１００は、生成した検出信号を通信アンテナ１０６に伝達する（Ｓ２０２）。ここで、リーダ／ライタ１００は、例えば、後述するスイッチング部１０８が備えるスイッチ素子を選択的に切り替えることによってステップＳ２０２の処理を行うが、上記に限られない。

リーダ／ライタ１００は、ステップＳ２００において生成された検出信号に基づいて第１検出値を出力する（Ｓ２０４）。ここで、リーダ／ライタ１００は、例えば、上記スイッチング部１０８を介して選択的に後述する状態観測部１１４に検出信号を伝達することによって、第１検出値を出力する。また、検出信号が伝達された状態観測部１１４は、例えば、以下の（ａ）〜（ｃ）の方法によって、基準コイル電流に対応する第１検出値を出力することができるが、以下の方法に限られない。ここで、本発明の実施形態に係る第１検出値は、例えば、電流（すなわち、基準電流そのもの）であってもよいし、基準電流をＡＤコンバータ（Analog to Digital converter）でデジタル信号に変換したものとすることもできる。なお、本発明の実施形態に係る第１検出値は、上記に限られず、第２検出値と対応するものとすることができる。以下では、主に第１検出値が電流である場合を例に挙げて説明する。

（ａ）第１検出値を出力する第１の方法
状態観測部１１４が、通信アンテナ１５４と同様の構成を有し、状態観測部１１４の回路定数と通信アンテナ１５４の回路定数とが等しい状態の回路で構成される。そして、状態観測部１１４は、伝達された検出信号に応じて、状態観測部１１４の回路を構成するコイル（以下、「観測コイル」という。）に流れるコイル電流（以下、「コイルモデル電流」とよぶ場合がある。）を、第１検出値として出力する。ここで、上記の場合、状態観測部１１４が備える回路の回路定数が通信アンテナ１５４の回路定数と等しいので、第１検出値（コイルモデル電流）は、基準コイル電流と等しくなる。

（ｂ）第１検出値を出力する第２の方法
リーダ／ライタ１００が基準コイル電流に相当する波形が記憶されたメモリを備え、状態観測部１１４が、検出信号の入力に基づいて、当該メモリに記憶された波形に対応する第１検出値を出力する。ここで、上記メモリとしては、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、上記メモリは、状態観測部１１４が備えてもよいし、他の構成要素（例えば、リーダ／ライタ１００が備える記憶部など）に備えることもできる。

（ｃ）第１検出値を出力する第３の方法
状態観測部１１４は、検出信号の入力に基づいて通信アンテナを構成する回路を仮想的にシミュレート（例えば、ソフトウェアによる演算処理）する。そして、状態観測部１１４は、例えば、上記シミュレートの結果、仮想的なコイルに流れるコイル電流に対応する電流を第１検出値として出力する。上記の場合、状態観測部１１４は、電流源を備え当該電流源から第１検出値を出力してもよいし、リーダ／ライタ１００が備える電流源に第１検出値を出力させることもできる。また、状態観測部１１４は、電流を第１検出値として出力することに限られず、シミュレートの結果を示すデジタル信号を第１検出値として出力することもできる。

リーダ／ライタ１００は、例えば、上記（ａ）〜（ｃ）の方法によって、第１検出値を出力する。

リーダ／ライタ１００は、ステップＳ２０４において出力された第１検出値と、ステップＳ２０２において伝達された検出信号により通信アンテナ１０６のコイルＬ１に流れるコイル電流に応じた第２検出値とに基づいて、差分値を導出する（Ｓ２０６）。ここで、上記第２検出値は、例えば、電流検出器で検出された電流（すなわち、コイル電流そのもの）とすることができるが、上記に限られず、コイル電流をＡＤコンバータでデジタル信号に変換したものとすることもできる。また、本発明の実施形態に係る第２検出値は、上記に限られず、第１検出値と対応するものとすることができる。以下では、主に第２検出値がコイル電流である場合を例に挙げて説明する。

リーダ／ライタ１００は、ステップＳ２０６において導出された差分値が０（ゼロ）であるか否かを判定する（Ｓ２０８）。ステップＳ２０８において差分値が０であると判定された場合には、リーダ／ライタ１００は、ステップＳ２００からの処理を繰り返す。なお、上記の場合において、リーダ／ライタ１００は、例えば、前回ステップＳ２００の処理が行われてから予め定められた所定の時間経過していないときは、当該所定の時間経過後にステップＳ２００からの処理を行う。ここで、リーダ／ライタ１００は、例えば、クロックオシレータが生成するクロック信号に基づいて上記所定の時間の経過の判定を行うことができるが、上記に限られない。

また、ステップＳ２０８において差分値が０であると判定されない場合には、リーダ／ライタ１００は、検出判定処理を終了する。

リーダ／ライタ１００は、例えば、図９に示す処理によって、上述した（１）の処理（検出判定処理）を実現することができる。なお、リーダ／ライタ１００は、上述した（１）の処理によって情報処理装置１５０が検出された場合であっても、情報処理装置１５０と通信を行わないときには、例えば、上述した（１）の処理を繰り返し行うことができる。

再度図８を参照して、本発明の実施形態に係る通信方法について説明する。ステップＳ１００において情報処理装置１５０が検出されたと判定されると、リーダ／ライタ１００は、所定周波数の搬送波信号を生成し生成した搬送波信号を通信アンテナ１０６に伝達することにより、搬送波信号に応じた搬送波を送信する（Ｓ１０２）。ここで、ステップＳ１００において情報処理装置１５０が検出されているので、リーダ／ライタ１００は、ステップＳ１０２において送信した搬送波信号をより確実に情報処理装置１５０に受信させることができる。

ステップＳ１０２において搬送波が送信されると、リーダ／ライタ１００は、情報処理装置１５０との間で、例えばリーダ／ライタ１００が提供するサービスに関する通信に係る通信処理を行う（Ｓ１０４）。ここで、リーダ／ライタ１００における上記通信処理としては、例えば、情報処理装置１５０が備えるＩＣチップに記憶されたデータの読出し／更新命令の送信や、データの送受信などが挙げられるが、上記に限られない。

ステップＳ１０４における通信処理が完了すると、リーダ／ライタ１００は、ステップＳ１０６と同様の検出判定処理を行う（Ｓ１０６）。図８では、期間ＱにおいてステップＳ１０６の処理が行われるので、リーダ／ライタ１００は、ステップＳ１０６において情報処理装置１５０を検出したと判定する。ここで、情報処理装置１５０が検出された場合であっても情報処理装置１５０と通信を行わないときには、リーダ／ライタ１００は搬送波の送信（ステップＳ１０２の処理）を行わないとすることができる。上記のように選択的に搬送波を送信することによって、リーダ／ライタ１００は、通信に係る消費電力を低減することができる。

リーダ／ライタ１００は、例えば、図８、図９に示す通信方法を用いることによって、上述した本発明の実施形態に係るアプローチを実現することができる。したがって、リーダ／ライタ１００は、通信対象の情報処理装置との通信と、非接触通信に係る省電力化との両立を図ることができる。

（本発明の実施形態に係るリーダ／ライタ１００）
次に、上述した本発明の実施形態に係るアプローチを実現することが可能なリーダ／ライタ１００の構成について説明する。図１０は、本発明の実施形態に係るリーダ／ライタ１００の構成の一例を示す説明図である。

図１０を参照すると、リーダ／ライタ１００は、搬送波信号生成部１０２と、検出信号生成部１０４と、通信アンテナ１０６と、スイッチング部１０８と、復調部１１０と、制御部１１２と、状態観測部１１４と、差分値導出部１１６と、判定部１１８と、調整部１２０とを備える。また、リーダ／ライタ１００は、例えば、ホストコンピュータ（図示せず）と接続され、ホストコンピュータからの送信命令に基づく搬送波信号を選択的に送信することができる。

また、リーダ／ライタ１００は、ＲＯＭ（Read Only Memory；図示せず）、ＲＡＭ（Random Access Memory；図示せず）、記憶部（図示せず）、ホストコンピュータ（図示せず）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ことができる。ＲＯＭは、制御部１１２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を記憶する。ＲＡＭは、制御部１１２により実行されるプログラムなどを一次記憶する。記憶部は、リーダ／ライタ１００において用いられるアプリケーション、データなどを記憶する。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、フラッシュメモリ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（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

搬送波信号生成部１０２は、制御部１１２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１０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、上記に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る搬送波信号生成部１０２は、ＡＳＫ変調する変調回路（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）とをさらに備えることができる。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通信アンテナ１０６に発生させるための信号であってもよい。

検出信号生成部１０４は、制御部１１２からの検出信号生成信号を受けて検出信号を出力する。ここで、図１０では、検出信号生成部１０４として、検出信号としてのインパルス信号を生成する生成回路を示している。上記生成回路は、例えば、電圧源と、検出信号生成信号に応じて電圧源と通信アンテナ１０６（より厳密にはスイッチング部１０８）とを選択的に接続するスイッチ素子とで構成することができるが、上記に限られない。

通信アンテナ１０６は、例えば、コイルＬ１とキャパシタＣ１と抵抗Ｒ１とを備え、所定の共振周波数で共振する共振回路を構成する。また、通信アンテナ１０６は、コイルＬ１のコイル電流を検出し、第２検出値として差分値導出部１１６に出力する第１電流検出器１３０を備える。なお、第１電流検出器１３０は、ＡＤコンバータを備え、コイル電流をＡＤ変換したデジタル信号としての第２検出値を出力することもできる。以下では、第１電流検出器１３０が出力する第２検出値が、検出されたコイル電流Ｉｐであるものとして説明する。

スイッチング部１０８は、搬送波信号生成部１０２が生成した搬送波信号を通信アンテナ１０６へ選択的に伝達し、また、検出信号生成部１０４から出力される検出信号を通信アンテナ１０６および状態観測部１１４に選択的に伝達する。より具体的には、スイッチング部１０８は、例えば制御部１１２から伝達される切替信号に応じて搬送波信号生成部１０２または検出信号生成部１０４に選択的に接続する切替スイッチＳＷ１、ＳＷ２を備える。また、スイッチング部１０８は、例えば制御部１１２から伝達される切替信号に応じて状態観測部１１４に検出信号を伝達させるスイッチング素子ＳＷ３を備える。

復調部１１０は、例えば、通信アンテナ１０６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１１０における応答信号の復調手段は、上記に限られず、例えば、通信アンテナ１０６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。なお、図１０では示していないが、リーダ／ライタ１００は、通信アンテナ１０６と復調部１１０との間にフィルタリングを行うためのフィルタ回路を設けることができる。

制御部１１２は、例えば、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などで構成され、リーダ／ライタ１００全体を制御する役目を果たす。制御部１１２は、復調部１１０が復調したデータを処理し、例えば、処理したデータをホストコンピュータ（図示せず）へ送信する、復調部１１０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。

また、制御部１１２は、例えば判定部１１８から伝達される判定結果を示す判定信号に基づいて、選択的に搬送波信号生成命令を搬送波信号生成部１０２に伝達し、また、選択的に検出信号生成信号を検出信号生成部１０４に伝達する。さらに、制御部１１２は、例えば、搬送波信号生成命令または検出信号生成信号の選択的な伝達と同期して、スイッチング部１０８に切替信号を伝達する。制御部１１２が上記の機能を有することによって、リーダ／ライタ１００は、上記（１）の処理（検出判定処理）と上記（２）の処理（通信処理）とを選択的に切り替えることができる。

状態観測部１１４は、伝達される検出信号に基づいて第１検出値を出力する。ここで、図１０に示す状態観測部１１４は、リーダ／ライタ１００が上述した（ａ）の方法（第１検出値を出力する第１の方法）を用いる場合の構成の一例を示している。状態観測部１１４は、検出信号をｍ倍（ｍは任意の定数）に増幅する増幅器と、観測コイルＬ１ｍと、キャパシタＣ１ｍと、抵抗Ｒ１ｍとを備える。ここで、状態観測部１１４は、例えば、調整部１２０から伝達される調整信号に応じてインダクタンスが可変する観測コイルＬ１ｍを備えることができる。上記は、状態観測部１１４が備える観測コイルＬ１ｍのインピーダンスを調整するためである。なお、状態観測部１１４の構成が上記に限られないことは、言うまでもない。

また、状態観測部１１４は、観測コイルｌ１ｍに流れるコイル電流をコイル電流を検出し、第２検出値として差分値導出部１１６に出力する第２電流検出器１３２を備える。ここで、第２電流検出器１３２は、通信アンテナ１０６が備える第１電流検出器１３０と同様の構成を有することができる。以下では、第２電流検出器１３２が、観測コイルＬ１ｍに流れるコイル電流（以下、「コイルモデル電流Ｉｐｍ」とよぶ。）を第１検出値として出力するものとして説明する。

状態観測部１１４の回路定数と通信アンテナ１０６の回路定数とは、例えば、以下の数式１〜数式３の関係を有する。なお、以下では、便宜上、状態観測部１１４の回路定数をＬ１ｍ、Ｃ１ｍ、Ｒ１ｍで表し、通信アンテナ１０６回路定数をＬ１、Ｃ１、Ｒ１で表している。
・Ｌ１ｍ＝ｍ×Ｌ１ ・・・（数式１）
・Ｃ１ｍ＝ｍ×Ｃ１ ・・・（数式２）
・Ｒ１ｍ＝ｍ×Ｒ１ ・・・（数式３）

状態観測部１１４の回路定数と通信アンテナ１０６の回路定数とが上記数式１〜数式３の関係を有することによって、状態観測部１１４は、基準コイル電流に対応する第２検出値を出力することができる。なお、図１０では、状態観測部１１４がアナログ回路で構成される例を示しているが、上記数式１〜数式３の関係を満たすデジタル回路で実現することもできる。

差分値導出部１１６は、状態観測部１１４から出力される第１検出値と、通信アンテナ１０６から出力される第２検出値との差分を導出し、導出した差分値を判定部１１８と調整部１２０とに伝達する。ここで、差分値導出部１１６は、例えば、第２検出値（コイル電流）から第１検出値（コイルモデル電流）を減算する減算器で構成することができるが、上記に限られない。以下では、差分値を差分値Ｉｄと表す。

判定部１１８は、差分値導出部１１６から伝達される差分値Ｉｄに基づいて、差分値Ｉｄ＝０であるか否かを判定する。ここで、判定部１１８は、例えば、差分値Ｉｄが０（ゼロ）に収束したか否かで上記判定を行うことができるが、上記に限られない。また、判定部１１８における判定は、情報処理装置１５０が検出されたか否かの判定に相当する。そして、判定部１１８は、判定結果に応じた判定信号を制御部１１２に伝達する。ここで、上記判定信号としては、例えば、情報処理装置１５０が検出されたか否かを示す１ビットの信号とすることができるが、上記に限られない。判定部１１８が判定信号を出力することによって、制御部１１２は、上記（１）の処理（検出判定処理）と上記（２）の処理（通信処理）との選択的な切り替えを行うことができる。

調整部１２０は、差分値導出部１１６から伝達される差分値Ｉｄに基づいて状態観測部１１４が備える観測コイルＬ１ｍのインピーダンスを調整する。ここで、調整部１２０は、例えば、差分値Ｉｄに基づく調整値を観測コイルＬ１ｍに伝達して観測コイルＬ１ｍのインダクタンスを調整させることによって、観測コイルＬ１ｍのインピーダンスを調整するが、上記に限られない。なお、以下では、調整部１２０が、状態観測部１１４を構成する観測コイルＬ１ｍのインピーダンスを調整する例について説明するが、上記に限られない。例えば、本発明の実施形態に係るリーダ／ライタ１００は、以下に示す調整方法と同様の方法によって、状態観測部１１４を構成するキャパシタＣ１ｍ、抵抗Ｒ１ｍのインピーダンスをそれぞれ調整することもできる。

〔調整部１２０を備える理由〕
ここで、リーダ／ライタ１００が調整部１２０を備える理由について説明する。通信アンテナ１０６を構成するキャパシタＣ１および抵抗Ｒ１の回路定数と、状態観測部１１４を構成するキャパシタＣ１ｍおよび抵抗Ｒ１ｍの回路定数とは、経時変化が小さく、また外因の影響を得にくい定数とみなすことができる。よって、上記の各回路定数の決定は、比較的容易に行うことができる。これに対して、通信アンテナ１０６を構成するコイルＬ１の回路定数は、例えば、電子プリント基板のパターン形状やコイル銅箔の変化、コイル周辺の誘電体などの周囲の環境によって変化する。よって、コイルＬ１の回路定数は、リーダ／ライタ１００に実装されてから決定され、また、経時変化も大きい。上記のように、通信アンテナ１０６が備えるコイルＬ１の回路定数が変化した場合には、上記（１）の処理（検出判定処理）において、情報処理装置１５０が存在しない場合に差分値が０（ゼロ）とならない可能性がある。上記の場合には、リーダ／ライタ１００が情報処理装置１５０を誤検出することが起こりうる。

そこで、リーダ／ライタ１００は、調整部１２０を備え、例えば、状態観測部１１４を構成する観測コイルＬ１ｍのインピーダンスを調整することによって、上記誤検出の発生をより確実に防止する。次に、調整部１２０における状態観測部１１４の調整の一例を数学モデルを用いて示す。

〔調整部１２０における調整例〕
図１１は、本発明の実施形態に係る調整部１２０における状態観測部１１４の調整の一例を数学モデルで表した説明図である。ここで、図１１は、通信アンテナ１０６、状態観測部１１４、および調整部１２０それぞれを数学モデルで表している。また、図１１に示す“Ｓ”は、ラプラス演算子を表しており、“Ｋｉｄ”は、状態観測部１１４における調整ゲインを表している。ここで、上記調整ゲインＫｉｄは、調整を完了するまでの時間に関係する。より具体的には、上記調整ゲインＫｉｄは、例えば、通信アンテナ１０６のコイルＬ１のインピーダンスと状態観測部１１４の観測コイルＬ１ｍのインピーダンスとのコイルインピーダンス比を真値に収束させるまでの時間に関係する。

図１２は、図１１に示す数学モデルに基づいてシミュレーションを行ったシミュレーション結果を示す説明図である。ここで、図１２は、通信アンテナ１０６のコイルＬ１のコイル定数をＬ１とし、コイルＬ１のインピーダンスが２倍の値に変化した場合における状態観測部１１４の調整結果を示している。また、図１２において、図１２（ａ）はコイル電流Ｉｐ（第２検出値）、図１２（ｂ）はコイルモデル電流Ｉｐｍ（第１検出値）、図１２（ｃ）は差分電流Ｉｄ（差分値）を示している。そして図１２（ｄ）は、通信アンテナ１０６のコイルＬ１のインピーダンスと、状態観測部１１４の観測コイルＬ１ｍのインピーダンスとのコイルインピーダンス比Ｌ１ｍ／Ｌ１を示している。

図１２に示すように、リーダ／ライタ１００は、コイルＬ１のインピーダンスが２倍の値に変化した場合であっても、図１１に示す数学モデルによって、コイルインピーダンス比Ｌ１ｍ／Ｌ１が真値に収束させることができる（図１２（ｄ））。ここで、図１２（ｃ）、図１２（ｄ）に示すように、差分電流Ｉｄが０（ゼロ）に収束したとき、コイルインピーダンス比Ｌ１ｍ／Ｌ１が真値に収束する。したがって、リーダ／ライタ１００は、差分電流Ｉｄに基づいて通信アンテナ１０６のコイルＬ１のコイル定数Ｌ１の変化を同定することができる。なお、コイルインピーダンス比Ｌ１ｍ／Ｌ１の真値が、図１２に示す２に限られないことは、言うまでもない。

したがって、リーダ／ライタ１００は、例えば、図１１に示す数学モデルに対応し通信アンテナのコイルＬ１のインピーダンスを調整する調整部１２０を備えることによって、情報処理装置１５０の誤検出をより確実に防止することができる。ここで、調整部１２０は、通信アンテナのコイルＬ１のインダクタンスを調整することによってコイルＬ１のインピーダンスのを調整することができるが、インピーダンスの調整方法は、上記に限られない。

〔状態観測部１１４の調整方法〕
図１３は、本発明の実施形態に係るリーダ／ライタ１００における状態観測部１１４の調整方法の一例を示す流れ図である。ここで、図１３は、状態観測部１１４の各構成要素に初期値が設定されてリーダ／ライタ１００に組み込まれた後の調整方法を示している。

リーダ／ライタ１００は、インパルス電圧Ｖｉｍｐ（検出信号）を定期的に通信アンテナ１０６と状態観測部１１４とに伝達する（Ｓ３００）。そして、リーダ／ライタ１００は、通信アンテナ１０６から出力されるコイル電流Ｉｐ（第２検出値）と、状態観測部１１４のコイルモデル電流Ｉｐｍ（第１検出値）とに基づいて差分値Ｉｄを導出する（Ｓ３０２）。

ステップＳ３０２において差分値Ｉｄが導出されると、リーダ／ライタ１００は、差分値Ｉｄに基づいて調整値を導出する（Ｓ３０４）。そして、リーダ／ライタ１００は、ステップＳ３０４において導出した調整値に基づいて状態観測部１１４を構成する観測コイルＬ１ｍのインピーダンスを調整する（Ｓ３０６）。

リーダ／ライタ１００は、ステップＳ３０２において導出された差分値Ｉｄ＝０であるか否かを判定する（Ｓ３０８）。ここで、ステップＳ３０８の判定は、差分値Ｉｄが０に収束したか否かの判定に相当する。

ステップＳ３０８において差分値Ｉｄ＝０であると判定されない場合には、コイルインピーダンス比Ｌ１ｍ／Ｌ１が真値と一致していないので、リーダ／ライタ１００は、ステップＳ３００からの処理を繰り返す。また、ステップＳ３０８において差分値Ｉｄ＝０であると判定された場合には、コイルインピーダンス比Ｌ１ｍ／Ｌ１が真値と一致しているので、リーダ／ライタ１００は、状態観測部１１４の観測コイルＬ１ｍのインピーダンスの調整を完了する。

リーダ／ライタ１００は、例えば、図１３に示す調整方法を用いることによって、状態観測部１１４の観測コイルＬ１ｍのインピーダンスを調整することができる。なお、図１３に示す調整方法は、例えば、リーダ／ライタ１００が検出信号を生成するごとに行われる。また、リーダ／ライタ１００は、搬送波信号が生成される場合には、観測コイルＬ１ｍのインピーダンスの調整を行わないとすることもできる。上記は、リーダ／ライタ１００が図１０の構成をとる場合、搬送波信号が生成されるときに差分値が差分値≠０となる恐れがあるためである。ここで、リーダ／ライタ１００は、例えば、制御部１１２が搬送波信号送信命令の伝達と同期して調整部１２０に調整停止命令を伝達することによって、選択的に観測コイルＬ１ｍのインピーダンスの調整を停止させることができるが、上記に限られない。

リーダ／ライタ１００は、図１０に示すような構成によって、上述した（１）の処理（検出判定処理）と（２）の処理（通信処理）とを選択的に切り替え、上述した本発明の実施形態に係るアプローチを実現することができる。したがって、リーダ／ライタ１００は、通信対象の情報処理装置との通信と、非接触通信に係る省電力化との両立を図ることができる。

以上のように、本発明の実施形態に係るリーダ／ライタ１００は、上述した（１）の処理（検出判定処理）と、上述した（２）の処理（通信処理）とを選択的に切り替える。ここで、リーダ／ライタ１００は、検出信号に基づく第１検出値および第２検出値の差分値に基づいて情報処理装置１５０を検出判定を行う。よって、リーダ／ライタ１００は、従来の情報処理装置のように、情報処理装置１５０の構成要素の動作（例えば、共振回路における共振）に依存しないので、従来のリーダ／ライタよりもより確実に情報処理装置１５０を検出することができる。また、リーダ／ライタ１００は、上記（１）の処理において情報処理装置１５０が検出された場合に選択的に搬送波を送信するので、情報処理装置１５０とより確実に通信を行うことができる。さらに、リーダ／ライタ１００は、検出信号としてインパルス信号を用いたとしても、上記（１）の処理により情報処理装置１５０を検出することができる。よって、リーダ／ライタ１００は、上述した従来の検出方法が適用された従来のリーダ／ライタよりも、情報処理装置１５０の検出に係る消費電力を低減することができる。

また、リーダ／ライタ１００は、調整部１２０を備え、差分値に基づいて状態観測部１１４を構成する観測コイルＬ１ｍのインピーダンスを調整する。よって、リーダ／ライタ１００は、通信アンテナ１０６を構成するコイルＬ１のインピーダンスが経時変化や外因などにより変化した場合であっても、コイルインピーダンス比Ｌ１ｍ／Ｌ１を真値に調整することができる。よって、リーダ／ライタ１００は、上記（１）の処理（検出判定処理）において情報処理装置１５０が誤検出されることを防止することができる。図１０は、コイルＬ１が時経変化しても自動的に同定する回路であるが、同様の原理により、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１が時経変化しても同定することができる。

したがって、リーダ／ライタ１００は、通信対象の情報処理装置との通信と、非接触通信に係る省電力化との両立を図ることができる。

以上、本発明の実施形態に係る通信システム１０００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、かかる形態に限られない。本発明の実施形態は、例えば、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ＰＣ（Personal Computer）などのコンピュータなど様々な機器に適用することができる。

また、本発明の実施形態に係る通信システム１０００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、かかる形態に限られない。本発明の実施形態は、例えば、ＲＦＩＤタグ、ＩＣカード、ＩＣチップを搭載した携帯電話などの携帯型通信装置、ＩＣチップを搭載したＰＣなどのコンピュータなど、リーダ／ライタ１００との間で非接触通信可能な様々な機器に適用することができる。

（本発明の実施形態に係るプログラム）
コンピュータを、本発明の実施形態に係るリーダ／ライタ１００として機能させるためのプログラムによって、通信対象の情報処理装置との通信と、非接触通信に係る省電力化との両立を図ることができる。

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。

例えば、上記では、コンピュータを、本発明の実施形態に係るリーダ／ライタ１００として機能させるためのプログラム（コンピュータプログラム）が提供されることを示したが、本発明の実施形態は、さらに、上記各プログラムを記憶させた記憶媒体も併せて提供することができる。

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。

本発明の実施形態に係る通信システムにおける通信方法の概要を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係るリーダ／ライタにおける検出判定処理を補足的に説明するための第１の説明図である。 本発明の実施形態に係るリーダ／ライタにおける検出判定処理を補足的に説明するための第２の説明図である。 本発明の実施形態に係るリーダ／ライタにおける検出判定処理を補足的に説明するための第３の説明図である。 本発明の実施形態に係るリーダ／ライタにおける情報処理装置が存在しない場合のコイル電流と、情報処理装置が存在する場合のコイル電流との一例を示す説明図である。 本発明の実施形態に係るリーダ／ライタにおける通信処理の一例を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係るリーダ／ライタにおける通信処理の一例を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る通信方法の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る通信方法における検出判定処理の一例を示す流れ図である。 本発明の実施形態に係るリーダ／ライタの構成の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る調整部における状態観測部の調整の一例を数学モデルで表した説明図である。 図１１に示す数学モデルに基づいてシミュレーションを行ったシミュレーション結果を示す説明図である。 本発明の実施形態に係るリーダ／ライタにおける状態観測部の調整方法の一例を示す流れ図である。

符号の説明

１００ リーダ／ライタ
１０２ 搬送波信号生成部
１０４ 検出信号生成部
１０６ 通信アンテナ
１０８ スイッチング部
１１２ 制御部
１１４ 状態観測部
１１８ 判定部
１２０ 調整部
１５０ 情報処理装置

Claims (7)

1. 所定周波数の搬送波信号を選択的に生成する搬送波信号生成部と、
   通信対象の情報処理装置を検出するための検出信号を選択的に生成する検出信号生成部と、
   所定のインダクタンスを有するコイルを備え、前記搬送波信号または前記検出信号が選択的に伝達される通信アンテナと、
   前記検出信号の入力に基づいて、前記情報処理装置が検出されない場合に前記通信アンテナの前記コイルに流れる基準コイル電流に対応する第１検出値を出力する状態観測部と、
   前記搬送波信号または前記検出信号を選択的に前記通信アンテナへ伝達し、前記検出信号が前記通信アンテナに伝達される場合、前記検出信号を前記状態観測部に伝達するスイッチング部と、
   前記第１検出値と、前記通信アンテナの前記コイルに流れるコイル電流に対応する第２検出値との差分値に基づいて、前記情報処理装置が検出されたか否かを判定する判定部と、
   前記判定部の判定結果に基づいて、前記搬送波信号または前記検出信号を選択的に生成させる制御部と、
   を備え、
   前記検出信号生成部は、前記検出信号としてインパルス信号を生成する、リーダ／ライタ。
2. 前記状態観測部は、インダクタンスが可変する観測コイルを備え、
   前記観測コイルのインピーダンスと前記通信アンテナが備える前記コイルのインピーダンスとの比が所定の値をとるように、前記観測コイルのインピーダンスを調整する調整部をさらに備える、請求項１に記載のリーダ／ライタ。
3. 前記状態観測部は、観測コイルを備え、前記検出信号に応じて前記観測コイルに流れる電流を前記第１検出値として出力し、
   前記判定部は、前記観測コイルに流れる電流と前記通信アンテナの前記コイルに流れる前記第２検出値としての前記コイル電流とに応じた差分値に基づいて、前記情報処理装置が検出されたか否かを判定する、請求項１に記載のリーダ／ライタ。
4. 前記基準コイル電流に相当する波形が記憶されたメモリをさらに備え、
   前記状態観測部は、前記検出信号の入力に基づいて、前記メモリに記憶された前記波形に対応する前記第１検出値を出力する、請求項１に記載のリーダ／ライタ。
5. 前記状態観測部は、前記検出信号の入力に基づいて前記通信アンテナを構成する回路をシミュレートし、前記シミュレートの結果コイルに流れるコイル電流を前記第１検出値として出力する、請求項１に記載のリーダ／ライタ。
6. 通信対象の情報処理装置を検出するための検出信号を生成するステップと、
   所定のインダクタンスを有するコイルを備える通信アンテナに前記検出信号を伝達するステップと、
   前記検出信号に基づいて、前記情報処理装置が検出されない場合に前記通信アンテナの前記コイルに流れる基準コイル電流に対応する第１検出値を出力するステップと、
   前記第１検出値と、前記通信アンテナの前記コイルに流れるコイル電流に対応する第２検出値との差分値に基づいて、前記情報処理装置が検出されたか否かを判定するステップと、
   前記判定するステップにおける判定結果に基づいて所定周波数の搬送波信号を選択的に生成するステップと、
   前記搬送波信号を前記通信アンテナに伝達するステップと、
   を有し、
   前記検出信号を生成するステップでは、前記検出信号としてインパルス信号が生成される、通信方法。
7. 通信対象の情報処理装置を検出するための検出信号を生成するステップ、
   所定のインダクタンスを有するコイルを備える通信アンテナに前記検出信号を伝達するステップ、
   前記検出信号に基づいて、前記情報処理装置が検出されない場合に前記通信アンテナの前記コイルに流れる基準コイル電流に対応する第１検出値を出力するステップ、
   前記第１検出値と、前記通信アンテナの前記コイルに流れるコイル電流に対応する第２検出値との差分値に基づいて、前記情報処理装置が検出されたか否かを判定するステップ、
   前記判定するステップにおける判定結果に基づいて所定周波数の搬送波信号を選択的に生成するステップ、
   前記搬送波信号を前記通信アンテナに伝達するステップ、
   をコンピュータに実行させ、
   前記検出信号を生成するステップでは、前記検出信号としてインパルス信号が生成される、プログラム。
   

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