JP5323765B2 - 非接触ｉｃ媒体制御プログラム、非接触ｉｃ媒体、および非接触ｉｃ媒体制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、非接触ＩＣ媒体制御プログラム、非接触ＩＣ媒体、および非接触ＩＣ媒体制御方法に関する。

非接触ＩＣ（Integrated Circuit）カードは、リーダライタなどの外部装置と非接触に通信をおこなうことができるものとして、電子マネーや、身分証などとして広く普及してきている。これら非接触ＩＣカードは、駅の改札通過時や、商業施設での精算時、会社での出退勤記録時など、速やかな処理が要求される場面での使用が多く、かざし時間やかざし距離が不十分なケースで情報の読出し、書込み、あるいは通信の失敗を生じる。

また、非接触ＩＣカードは、普段から身に着けることが要求される場合も多い。利用者の中には、普段から持ち歩く財布、定期入れなどに非接触ＩＣカードを収納することで、非接触ＩＣカード単体を持ち歩く者がいる。こうした利用者は、非接触ＩＣカードを一枚に限らず、複数枚所持したり、クレジットカードや磁気カードなどその他のカード類（媒体）を併せ持つことも珍しくない。たとえば、さまざまな媒体を収納して膨らんだ財布は、非接触ＩＣカードとリーダライタとのかざし距離の障害となる場合がある。

特に、検知エリアの限界付近で非接触ＩＣカードとリーダライタとが通信を開始した場合、情報の読出し、書込み、あるいは通信を失敗する場合がある。そのため、外部装置に対する応答出力の開始に必要な電力よりも、大きな電力の生成を検出してから外部装置に対する応答出力を開始する非接触ＩＣカードが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００６−５９０２３号公報

しかしながら、提案の非接触ＩＣカードは、外部装置に対する応答出力の開始に必要な電力を得ているにもかかわらず、余裕分を積み増した電力を生成できないために外部装置に対する応答出力を開始できない場合がある。

このような非接触ＩＣカードは、情報の読出し、書込み、あるいは通信の失敗を予防する措置のために、通信可能な状態で通信をおこなわないものであり、利用者にとっての使い勝手を損なうものである。通信開始のための生成電力に余裕を設けすぎると、財布への収納や、媒体の重なりなど非接触ＩＣカードの周囲環境によっては、非接触ＩＣカードが通信開始に必要な電力を生成できず、利用者に与える制約が大きい。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、非接触ＩＣ媒体の生成する電力に余裕がなくとも安定した通信が期待できる場合に、外部装置に対する応答出力を開始可能な非接触ＩＣ媒体制御プログラム、非接触ＩＣ媒体、および非接触ＩＣ媒体制御方法の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、非接触ＩＣ媒体制御プログラムは、外部装置が発する電磁波から電力を生成し、外部装置と通信をおこなう非接触ＩＣ媒体を、電圧検出手段、第１通信開始判断手段、第２通信開始判断手段として機能させる。

電圧検出手段は、外部装置が発する電磁波から生成した電力の電圧を検出する。第１通信開始判断手段、電力の電圧値があらかじめ設定された第１の電圧値より大きい場合に、外部装置との通信開始を判断する。第２通信開始判断手段は、生成した電力の電圧値が第１の電圧値より小さく、かつ電力の電圧値があらかじめ設定された第２の電圧値より大きい場合に、電力の電圧値の時間当たり変化量にもとづいて外部装置との通信開始を判断する。

また、上記課題を解決するために、非接触ＩＣ媒体は、電力生成手段と、電圧検出手段と、第１通信開始判断手段と、第２通信開始判断手段とを備える。
電力生成手段は、外部装置が発する電磁波から電力を生成する。電圧検出手段は、電力の電圧を検出する。第１通信開始判断手段は、電力の電圧値があらかじめ設定された第１の電圧値より大きい場合に、外部装置との通信開始を判断する。第２通信開始判断手段は、電力の電圧値が第１の電圧値より小さく、かつ電力の電圧値があらかじめ設定された第２の電圧値より大きい場合に、電力の電圧値の時間当たり変化量にもとづいて外部装置との通信開始を判断する。

また、上記課題を解決するために、非接触ＩＣ媒体制御方法は、外部装置が発する電磁波から電力を生成し、電力の電圧を検出し、電力の電圧値があらかじめ設定された第１の電圧値より大きい場合に、外部装置との通信開始を判断し、電力の電圧値が第１の電圧値より小さく、かつ電力の電圧値があらかじめ設定された第２の電圧値より大きい場合に、電力の電圧値の時間当たり変化量にもとづいて外部装置との通信開始を判断する。

上記の非接触ＩＣ媒体制御プログラム、非接触ＩＣ媒体、および非接触ＩＣ媒体制御方法によれば、非接触ＩＣ媒体の生成する電力に余裕がなくとも安定した通信が期待できる場合に、外部装置に対する応答出力を開始可能とする。

第１の実施形態の非接触ＩＣ媒体のブロック図である。 第２の実施形態の通信システムの構成例を示す図である。 第２の実施形態の非接触ＩＣカードのハードウェア構成例を示す図である。 第２の実施形態の非接触ＩＣカードのかざし距離と、電力生成部および電圧レギュレータ部の出力電圧との関係を示すグラフである。 第２の実施形態の非接触ＩＣカードが十分に通信可能な電力を得られる場合の、非接触ＩＣカードのかざし時間と、電圧レギュレータ部の出力電圧との関係を示すグラフである。 第２の実施形態の非接触ＩＣカードが通信可能な電力を得られる場合の、非接触ＩＣカードのかざし時間と、電圧レギュレータ部の出力電圧との関係を示すグラフである。 第２の実施形態の非接触ＩＣカードが通信可能な電力を得られない場合の、非接触ＩＣカードのかざし時間と、電圧レギュレータ部の出力電圧との関係を示すグラフである。 第２の実施形態の非接触ＩＣカードがＩＣカードリーダライタに十分に近接してかざされた場合の、非接触ＩＣカードのかざし位置と、電圧レギュレータ部の出力電圧との関係を示すグラフである。 第２の実施形態の非接触ＩＣカードがＩＣカードリーダライタに近接してかざされた場合の、非接触ＩＣカードのかざし位置と、電圧レギュレータ部の出力電圧との関係を示すグラフである。 第２の実施形態の通信開始判断処理のフローチャートである。 第２の実施形態の第１の基準電圧監視処理のフローチャートである。 第２の実施形態の第２の基準電圧監視処理のフローチャートである。 第２の実施形態の処理テーブルの一例を示す図である。

以下、実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、第１の実施形態の非接触ＩＣ媒体のブロック図である。
非接触ＩＣ媒体１は、外部装置９が出力する電磁波をアンテナで受信し、受信した電磁波から生成する電力を用いて、外部装置９との間で通信をおこなう。非接触ＩＣ媒体１は、非接触に通信可能なＩＣを内蔵した媒体であり、たとえば、非接触ＩＣカード、非接触ＩＣタグ、非接触ＩＣ内蔵携帯端末などがある。外部装置９は、非接触ＩＣカードと通信をおこなうリーダライタである。

非接触ＩＣ媒体１は、電力生成手段２と、電圧検出手段３と、第１通信開始判断手段４と、第２通信開始判断手段５を備える。電力生成手段２は、外部装置９が発する電磁波から電磁誘導作用で電力を生成する。誘導起電力を整流、平滑化して生成された電力（生成電力）は、定電圧装置を経て、非接触ＩＣ媒体１の各種処理をおこなうために用いられる。

電圧検出手段３は、生成電力の電圧を検出電圧値として検出する。第１通信開始判断手段４は、検出電圧値があらかじめ設定された第１の電圧値より大きい場合に、外部装置９との通信開始を判断する。第１の電圧値は、非接触ＩＣ媒体１が情報の読出し、書込み、あるいは外部装置９と通信をおこなうことができる電圧値（第２の電圧値）より高い電圧値である。第１の電圧値は、電圧低下により情報の読出し、書込み、あるいは通信が不安定にならないように、第２の電圧値に余裕を設けて設定される。

第２通信開始判断手段５は、検出電圧値が第１の電圧値より小さく、かつ検出電圧値があらかじめ設定された第２の電圧値より大きい場合に、検出電圧値の時間当たり変化量にもとづいて外部装置９との通信開始を判断する。検出電圧値の時間当たり変化量は、検出電圧値と、非接触ＩＣ媒体１が計時する時間値とから算出される。

このように、第２通信開始判断手段５は、検出電圧値が第１の電圧値に満たなくても、第２の電圧値を超えていることから非接触ＩＣ媒体１が情報の読出し、書込み、あるいは通信をおこなうことができる状況で、検出電圧値の時間当たり変化量にもとづく通信開始の判断をおこなう。この検出電圧値の時間当たり変化量を通信開始の判断要素に加えることで、非接触ＩＣ媒体１は、情報の読出し、書込みを経て通信が終了するまで検出電圧値が第２の電圧値を越えているであろうことを推定して通信開始を判断できる。これにより、非接触ＩＣ媒体１は、非接触ＩＣ媒体の生成する電力に余裕がなくとも安定した情報の読出し、書込み、あるいは通信が期待できる場合に、外部装置９に対する応答出力を開始可能とする。

次に、第２の実施形態を用いてより具体的な説明をする。まず、非接触ＩＣカードを用いて実現されるサービスを提供する通信システムについて説明する。図２は、第２の実施形態の通信システムの構成例を示す図である。

通信システム１０は、非接触ＩＣカード２０と通信し、非接触ＩＣカード２０に記録されている情報の取得、および非接触ＩＣカード２０への情報の記録をおこなう。通信システム１０は、非接触ＩＣカード２０に記録される情報にもとづいて、所要のサービスを提供する。たとえば、通信システム１０は、電子マネーの決済システム、鉄道の自動改札システム、企業等における社員の出退勤管理システムなどに適用可能である。

通信システム１０は、処理装置１１と、ＩＣカードリーダライタ１５を含んで構成され、必要に応じてディスプレイ１２と、キーボード１３と、マウス１４等を含んで構成される。ＩＣカードリーダライタ１５は、利用者の非接触ＩＣカード２０に記録されている情報を読み書きする。キーボード１３と、マウス１４は、利用者の入力操作を受け付ける。

通信システム１０は、複数の処理装置１１をネットワークで接続して構成してもよく、その場合、各処理装置１１がアクセスするデータサーバを設けてもよい。
次に、第２の実施形態の非接触ＩＣカード２０のハードウェア構成について、図３を用いて説明する。図３は、第２の実施形態の非接触ＩＣカードのハードウェア構成例を示す図である。

非接触ＩＣカード２０は、電力生成部３０と、電圧測定部４０と、電圧レギュレータ部５０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０と、アンテナ７０と、信号復調部７１と、信号変調部７２と、メモリ８０とを備える。

電力生成部３０は、ＩＣカードリーダライタ１５が出力する電磁波から電力を生成する。電力生成部３０は、アンテナコイル３１と、ダイオードブリッジ３２と、平滑コンデンサ３３を備える。アンテナコイル３１は、ＩＣカードリーダライタ１５が出力する電磁波から誘導起電力を生じる。アンテナコイル３１に生じた誘導起電力は、ダイオードブリッジ３２により脈流の直流として全波整流される。平滑コンデンサ３３は、脈流を平滑化する。なお、アンテナコイル３１は、アンテナ７０を兼ねることができる。

電圧レギュレータ部５０は、３端子レギュレータＩＣ５１と、安定化コンデンサ５２を備える。３端子レギュレータＩＣ５１は、電力生成部３０が生成した電力を入力して定電圧を出力する。安定化コンデンサ５２は、３端子レギュレータＩＣ５１の発振を防止する。このように、電圧レギュレータ部５０は、電力生成部３０とともに、ＩＣカードリーダライタ１５が出力する電磁波から定圧電源を生成する定圧電源回路を構成する。

非接触ＩＣカード２０は、ＣＰＵ６０によって制御される。ＣＰＵ６０は、所要の情報処理を実行するとともに、メモリ８０を読み書きする。メモリ８０は、たとえば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリである。また、ＣＰＵ６０は、信号復調部７１、信号変調部７２と接続されている。

メモリ８０には、ＣＰＵ６０に実行させるアプリケーションプログラムが格納される。また、メモリ８０には、ＣＰＵ６０による処理に必要な各種データが格納される。
アンテナ７０は、ＩＣカードリーダライタ１５との間で電波を送受信する。信号復調部７１は、受信波から受信信号の復調をおこなう。信号変調部７２は、送信信号から送信波への変調をおこなう。

電圧測定部４０は、電力生成部３０が出力する電圧を測定し、ＣＰＵ６０に電圧測定値を出力する。電圧測定部４０は、電圧測定を定周期でおこなう。電圧測定部４０が電圧測定をおこなう周期は、たとえば、脈流の影響を排除するために非接触ＩＣカード２０が受信する電波の周波数にもとづいて決定することができる。

このように、非接触ＩＣカード２０は、電力生成部３０が出力する電圧を所定周期で監視することができる。
なお、非接触ＩＣカード２０は、電圧レギュレータ部５０に代えて、あるいは電圧レギュレータ部５０に加えてバッテリーを設けてもよい。また、ＣＰＵ６０の動作可能な電圧が、電力生成部３０が出力する電圧の範囲内にある場合、非接触ＩＣカード２０は、電圧レギュレータ部５０を必ずしも備えなくてよい。

以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。
なお、非接触ＩＣカード２０は、それぞれＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＤＳＰ（Digital Signal Processer）などからなるモジュールを含んで構成することもでき、ＣＰＵ６０を有しない構成とすることもできる。また、非接触ＩＣカード２０は、ＩＣカードリーダライタ１５から不揮発性メモリに記憶されているアプリケーションプログラム、あるいはファームウェアを更新することもできる。

次に、第２の実施形態の非接触ＩＣカード２０がＩＣカードリーダライタ１５にかざされたときの、電力生成部３０および電圧レギュレータ部５０の出力電圧の変化について、図４を用いて説明する。図４は、第２の実施形態の非接触ＩＣカードのかざし距離と、電力生成部および電圧レギュレータ部の出力電圧との関係を示すグラフである。

グラフ中の出力電圧ＶＧは、電力生成部３０の出力電圧を示し、グラフ中の出力電圧ＶＲは、電圧レギュレータ部５０の出力電圧を示す。かざし距離とは、非接触ＩＣカード２０とＩＣカードリーダライタ１５との距離である。電圧Ｖ０は、ＣＰＵ６０の動作電圧である。ＣＰＵ６０は、出力電圧ＶＲが電圧Ｖ０以上で動作する。非接触ＩＣカード２０は、出力電圧ＶＲが電圧Ｖ１以上で、情報の読出し、書込み、あるいはＩＣカードリーダライタ１５との間で通信の実行が可能になる。非接触ＩＣカード２０は、出力電圧ＶＲが電圧Ｖ２以上で、情報の読出し、書込み、あるいは通信が担保され、通信開始が可能となる。言い換えれば、非接触ＩＣカード２０は、出力電圧ＶＲが電圧Ｖ２未満で通信を開始した場合、情報の読出し、書込み、あるいは通信途中に出力電圧ＶＲが電圧Ｖ１未満となってこれら処理を失敗するおそれを無視できなくなる。

電圧Ｖ３は、出力電圧ＶＲが電圧Ｖ０となるときの出力電圧ＶＧを示す。電圧Ｖ４は、出力電圧ＶＲが電圧Ｖ１となるときの出力電圧ＶＧを示す。電圧Ｖ５は、出力電圧ＶＲが電圧Ｖ２となるときの出力電圧ＶＧを示す。

次に、第２の実施形態の非接触ＩＣカード２０がＩＣカードリーダライタ１５にかざされて、電圧レギュレータ部５０の出力電圧ＶＲが十分な大きさであるときの時系列での変化について、図５を用いて説明する。図５は、第２の実施形態の非接触ＩＣカードが十分に通信可能な電力を得られる場合の、非接触ＩＣカードのかざし時間と、電圧レギュレータ部の出力電圧との関係を示すグラフである。

出力電圧ＶＲは、非接触ＩＣカード２０がＩＣカードリーダライタ１５に接近するにしたがい大きな値となり、所定の定電圧に達したところで一定になる。この過程において、出力電圧ＶＲは、タイミングＴ０で電圧Ｖ０を超え、ＣＰＵ６０が動作可能となる。その後、出力電圧ＶＲは、タイミングＴ１で電圧Ｖ１を超え、情報の読出し、書込み、あるいはＩＣカードリーダライタ１５との間で通信が可能になる。その後、出力電圧ＶＲは、タイミングＴ２で電圧Ｖ２を超え、ＩＣカードリーダライタ１５との間で通信開始が可能となる。

このように、非接触ＩＣカード２０がＩＣカードリーダライタ１５に接近する場合、非接触ＩＣカード２０は、タイミングＴ２でＩＣカードリーダライタ１５との間で通信を開始することができる。

なお、出力電圧ＶＲを用いて説明したが、電圧測定部４０の測定対象は、電力生成部３０の出力電圧ＶＧであり、出力電圧ＶＲが電圧Ｖ０であることは、出力電圧ＶＧが電圧Ｖ３であることにより判断できる。同様にして、出力電圧ＶＲが電圧Ｖ１であることは、出力電圧ＶＧが電圧Ｖ４であることにより判断できる。同様にして、出力電圧ＶＲが電圧Ｖ２であることは、出力電圧ＶＧが電圧Ｖ５であることにより判断できる。以下、図６から図９の説明においても同様である。

次に、第２の実施形態の非接触ＩＣカード２０がＩＣカードリーダライタ１５にかざされて、電圧レギュレータ部５０の出力電圧ＶＲが情報の読出し、書込み、あるいは通信可能な範囲にあるときの時系列での変化について、図６を用いて説明する。図６は、第２の実施形態の非接触ＩＣカードが通信可能な電力を得られる場合の、非接触ＩＣカードのかざし時間と、電圧レギュレータ部の出力電圧との関係を示すグラフである。

出力電圧ＶＲは、非接触ＩＣカード２０がＩＣカードリーダライタ１５に接近するにしたがい大きな値となるものの、最大出力時においても電圧Ｖ２に達しない。この過程において、出力電圧ＶＲは、タイミングＴ０で電圧Ｖ０を超え、ＣＰＵ６０が動作可能となる。その後、出力電圧ＶＲは、タイミングＴ１で電圧Ｖ１を超え、情報の読出し、書込み、あるいはＩＣカードリーダライタ１５との間で通信可能な大きさになるが、電圧Ｖ２を超えるタイミングがない。そのため、非接触ＩＣカード２０は、ＩＣカードリーダライタ１５との間で、出力電圧ＶＲが電圧Ｖ２を超えるという基準で通信開始を判断することができない。

そこで、非接触ＩＣカード２０は、出力電圧ＶＲが電圧Ｖ１を超え、かつ出力電圧ＶＲの変化量が所定以下である状態が所定時間継続することを条件にして通信開始を判断する。たとえば、出力電圧ＶＲは、タイミングＴ１以降で電圧Ｖ１を超え、タイミングＴ１１以降で出力電圧ＶＲの変化量が所定以下となる。そして、出力電圧ＶＲは、タイミングＴ１１から監視時間ＷＴが経過したタイミングＴ１２までの間、電圧Ｖ１を超え、変化量が所定以下である。

つまり、非接触ＩＣカード２０は、出力電圧ＶＲが通信開始を判断できる余裕のある電圧Ｖ２を超えていないものの、電圧Ｖ１を超えた状態で安定している。このような状態は、非接触ＩＣカード２０が停止、または移動速度が遅い状態であると考えられるので、非接触ＩＣカード２０が所要の処理を終了するまでの間に、出力電圧ＶＲが急速に低下する可能性が低い。

このように、非接触ＩＣカード２０がＩＣカードリーダライタ１５に十分に接近できない場合でも、非接触ＩＣカード２０は、タイミングＴ１２でＩＣカードリーダライタ１５との間で通信を開始することができる。言い換えれば、非接触ＩＣカード２０は、出力電圧ＶＲが通信開始を判断できる余裕のある電圧Ｖ２を超えない場合があっても、タイミングＴ１２で情報の読出し、書込み、あるいはＩＣカードリーダライタ１５との間で通信をおこなうことができる。

次に、第２の実施形態の非接触ＩＣカード２０がＩＣカードリーダライタ１５にかざされて、電圧レギュレータ部５０の出力電圧ＶＲが所要の処理の実行に必要な電圧に至らないときの時系列での変化について、図７を用いて説明する。図７は、第２の実施形態の非接触ＩＣカードが通信可能な電力を得られない場合の、非接触ＩＣカードのかざし時間と、電圧レギュレータ部の出力電圧との関係を示すグラフである。

出力電圧ＶＲは、非接触ＩＣカード２０がＩＣカードリーダライタ１５に接近するにしたがい大きな値となるものの、最大出力時においても電圧Ｖ１に達しない。そのため、非接触ＩＣカード２０は、所要の処理（情報の読出し、書込み、あるいはＩＣカードリーダライタ１５との間で通信など）をおこなうことができない。

次に、第２の実施形態の非接触ＩＣカード２０がＩＣカードリーダライタ１５にかざされたときの、第１の通信開始タイミングについて、図８を用いて説明する。図８は、第２の実施形態の非接触ＩＣカードがＩＣカードリーダライタに十分に近接してかざされた場合の、非接触ＩＣカードのかざし位置と、電圧レギュレータ部の出力電圧との関係を示すグラフである。

非接触ＩＣカード２０は、経路Ｐ１、経路Ｐ２、経路Ｐ３を通って、ＩＣカードリーダライタ１５にかざされる。経路Ｐ１でＩＣカードリーダライタ１５に接近する非接触ＩＣカード２０は、タイミングＴ０でＣＰＵ動作可能範囲Ｒ１（出力電圧ＶＲが電圧Ｖ０以上、あるいは出力電圧ＶＧが電圧Ｖ３以上）に入る。そして、非接触ＩＣカード２０は、タイミングＴ１でリードライト可能範囲Ｒ２（出力電圧ＶＲが電圧Ｖ１以上、あるいは出力電圧ＶＧが電圧Ｖ４以上）に入る。そして、非接触ＩＣカード２０は、タイミングＴ２で捕捉可能範囲Ｒ３（出力電圧ＶＲが電圧Ｖ２以上、あるいは出力電圧ＶＧが電圧Ｖ５以上）に入ってから、タイミングＴ３でリードライト可能範囲Ｒ２を抜けるまでの経路Ｐ２でＩＣカードリーダライタ１５と通信可能となる。タイミングＴ３でリードライト可能範囲Ｒ２を抜けた非接触ＩＣカード２０は、経路Ｐ３でＩＣカードリーダライタ１５から離れる。

このように、非接触ＩＣカード２０は、捕捉可能範囲Ｒ３に入ったタイミングＴ２で通信開始を判断する。この通信開始の判断は、後述する第１の基準電圧監視処理により実行される。

次に、第２の実施形態の非接触ＩＣカード２０がＩＣカードリーダライタ１５にかざされたときの、第２の通信開始タイミングについて、図９を用いて説明する。図９は、第２の実施形態の非接触ＩＣカードがＩＣカードリーダライタに近接してかざされた場合の、非接触ＩＣカードのかざし位置と、電圧レギュレータ部の出力電圧との関係を示すグラフである。

非接触ＩＣカード２０は、経路Ｐ４、経路Ｐ５、経路Ｐ６を通って、ＩＣカードリーダライタ１５にかざされる。経路Ｐ４でＩＣカードリーダライタ１５に接近する非接触ＩＣカード２０は、タイミングＴ０でＣＰＵ動作可能範囲Ｒ１に入り、タイミングＴ１でリードライト可能範囲Ｒ２に入る。そして、非接触ＩＣカード２０は、捕捉可能範囲Ｒ３に入ることなく、ＣＰＵ動作可能範囲Ｒ１を抜ける。このような場合、非接触ＩＣカード２０は、捕捉可能範囲Ｒ３に入ったタイミングＴ２で通信開始を判断することができない。

そこで、非接触ＩＣカード２０は、出力電圧ＶＲの変動幅がΔｖ以下の状態が監視時間ＷＴだけ継続した場合に、ＩＣカードリーダライタ１５との通信開始を判断する。非接触ＩＣカード２０は、タイミングＴ１１で出力電圧ＶＲが電圧Ｖ１１、タイミングＴ１２で出力電圧ＶＲが電圧Ｖ１２であり、出力電圧ＶＲの変動幅がΔｖ以下の状態が監視時間ＷＴだけ継続している。したがって、非接触ＩＣカード２０は、タイミングＴ１２で通信開始を判断する。非接触ＩＣカード２０は、タイミングＴ１２から、タイミングＴ３でリードライト可能範囲Ｒ２を抜けるまでの経路Ｐ５でＩＣカードリーダライタ１５と通信可能となる。タイミングＴ３でリードライト可能範囲Ｒ２を抜けた非接触ＩＣカード２０は、経路Ｐ６でＩＣカードリーダライタ１５から離れる。

このように、非接触ＩＣカード２０は、電圧が安定した状態が所定時間継続したタイミングＴ１２で通信開始を判断する。この通信開始の判断は、後述する第２の基準電圧監視処理により実行される。

なお、出力電圧ＶＲを用いて説明したが、電圧測定部４０の測定対象である出力電圧ＶＧに置き換えて説明を補足する。出力電圧ＶＧと出力電圧ＶＲの対応関係は、図４に示したグラフにしたがう。非接触ＩＣカード２０は、出力電圧ＶＧの変動幅が出力電圧ＶＲの変動幅Δｖ相当以下の状態が監視時間ＷＴだけ継続した場合に、ＩＣカードリーダライタ１５との通信開始を判断する。非接触ＩＣカード２０は、タイミングＴ１１で出力電圧ＶＧが出力電圧ＶＲの電圧Ｖ１１相当、タイミングＴ１２で出力電圧ＶＧが出力電圧ＶＲの電圧Ｖ１２相当であり、出力電圧ＶＧの変動幅が出力電圧ＶＲの変動幅Δｖ相当以下の状態が監視時間ＷＴだけ継続している。したがって、非接触ＩＣカード２０は、出力電圧ＶＧを測定することによって、タイミングＴ１２で通信開始を判断できる。

次に、非接触ＩＣカード２０が実行する通信開始判断処理について、図１０を用いて詳細に説明する。図１０は、第２の実施形態の通信開始判断処理のフローチャートである。通信開始判断処理は、非接触ＩＣカード２０がＩＣカードリーダライタ１５との通信開始を判断する処理である。通信開始判断処理は、ＣＰＵ６０が動作開始後に実行され、通信開始許可をおこなうまで、あるいはＣＰＵ６０の動作が継続できなくなるまで実行される。

［ステップＳ１１］非接触ＩＣカード２０は、電圧サンプリング処理を実行する。電圧サンプリング処理は、所定周期でサンプリングした電圧をサイクリックなバッファ（電圧測定値記録部）に記録する。より具体的には、非接触ＩＣカード２０は、電圧測定部４０からＣＰＵ６０に入力された電圧測定値をメモリ８０上の電圧測定値の記録領域に記録する。このとき、メモリ８０は、不揮発性メモリに加えて、揮発性メモリを備え、ＣＰＵ６０は、電圧測定値を揮発性メモリに記録するようにしてよい。

［ステップＳ１２］非接触ＩＣカード２０は、第１の判断基準で通信開始の判断をおこなう第１の基準電圧監視処理を実行する。第１の基準電圧監視処理の詳細は、図１１を用いて後述する。

［ステップＳ１３］非接触ＩＣカード２０は、第２の判断基準で通信開始の判断をおこなう第２の基準電圧監視処理を実行する。第２の基準電圧監視処理の詳細は、図１２、図１３を用いて後述する。

［ステップＳ１４］非接触ＩＣカード２０は、第１の基準電圧監視処理、または第２の基準電圧監視処理により通信開始が可能と判断されたか否かを判断する。非接触ＩＣカード２０は、第１の基準電圧監視処理、または第２の基準電圧監視処理により通信開始が可能であると判断された場合に、ステップＳ１５にすすむ。一方、非接触ＩＣカード２０は、第１の基準電圧監視処理、または第２の基準電圧監視処理により通信開始が可能と判断されなかった場合にステップＳ１１にすすむ。

［ステップＳ１５］非接触ＩＣカード２０は、ＩＣカードリーダライタ１５との通信開始を許可する。そして、非接触ＩＣカード２０は、通信開始判断処理を終了する。非接触ＩＣカード２０は、通信開始判断処理の終了後、通信開始の許可を受けて、ＩＣカードリーダライタ１５との通信をおこなう。

次に、非接触ＩＣカード２０が実行する第１の基準電圧監視処理について、図１１を用いて詳細に説明する。図１１は、第２の実施形態の第１の基準電圧監視処理のフローチャートである。第１の基準電圧監視処理は、非接触ＩＣカード２０がＩＣカードリーダライタ１５との通信開始を第１の判断基準で判断する処理である。第１の基準電圧監視処理は、通信開始判断処理の中で実行され、通信開始許可をおこなうまで、あるいはＣＰＵ６０の動作が継続できなくなるまで繰り返し実行される。

［ステップＳ２１］非接触ＩＣカード２０は、電圧測定部４０が測定した電圧が第１の基準電圧以上か否かを判断する。非接触ＩＣカード２０は、電圧測定部４０が測定した電圧が第１の基準電圧以上である場合に、ステップＳ２２にすすむ。一方、非接触ＩＣカード２０は、電圧測定部４０が測定した電圧が第１の基準電圧以上でない場合に、第１の基準電圧監視処理を終了する。

第１の基準電圧は、電圧Ｖ２以上に相当し、非接触ＩＣカード２０がＩＣカードリーダライタ１５との通信、メモリ８０の読み書きを含む所要の処理を実行可能な電圧Ｖ１に余裕分を加算した電圧である。したがって、非接触ＩＣカード２０がＩＣカードリーダライタ１５との通信開始を判断する第１の判断基準は、具体的には、電圧測定部４０が測定した電圧が第１の基準電圧以上であるか否かである。

［ステップＳ２２］非接触ＩＣカード２０は、通信開始可能フラグをセットして、第１の基準電圧監視処理を終了する。ステップＳ１４の第１の基準電圧監視処理により通信開始が可能と判断されたか否かの判断は、通信開始可能フラグの参照によりおこなわれる。

このような電圧値だけの比較による通信開始の判断は、電力生成部３０が十分な電圧値の電力を生成する場合に、速やかにおこなうことができる。そのため良好な通信環境下において、非接触ＩＣカード２０は、タイムラグを少なくして通信を開始できる。

次に、非接触ＩＣカード２０が実行する第２の基準電圧監視処理について、図１２、図１３を用いて詳細に説明する。図１２は、第２の実施形態の第２の基準電圧監視処理のフローチャートである。図１３は、第２の実施形態の処理テーブルの一例を示す図である。

第２の基準電圧監視処理は、非接触ＩＣカード２０がＩＣカードリーダライタ１５との通信開始を第２の判断基準で判断する処理である。第２の判断基準は、処理テーブル１００にあらかじめ設定される。非接触ＩＣカード２０は、電圧測定部４０が測定した電圧の変化量を評価し、評価された状態の継続時間に応じて通信開始可能か否かを処理テーブル１００を用いて判定する。

第２の基準電圧監視処理は、通信開始判断処理の中で実行され、通信開始許可をおこなうまで、あるいはＣＰＵ６０の動作が継続できなくなるまで繰り返し実行される。
［ステップＳ３１］非接触ＩＣカード２０は、電圧測定部４０が測定した電圧が第２の基準電圧以上か否かを判断する。非接触ＩＣカード２０は、電圧測定部４０が測定した電圧が第２の基準電圧以上である場合に、ステップＳ３２にすすむ。一方、非接触ＩＣカード２０は、電圧測定部４０が測定した電圧が第２の基準電圧以上でない場合に、第２の基準電圧監視処理を終了する。

第２の基準電圧は、電圧Ｖ１以上に相当し、非接触ＩＣカード２０がＩＣカードリーダライタ１５との通信、メモリ８０の読み書きを含む所要の処理を実行可能な電圧である。
［ステップＳ３２］非接触ＩＣカード２０は、電圧測定部４０が測定した電圧の変化量を取得して、電圧の変化量を評価する。具体的には、非接触ＩＣカード２０は、メモリ８０から電圧測定値を読み出す。非接触ＩＣカード２０は、直近の電圧測定値、およびその前回の電圧測定値とから、直近の電圧変化量を算出する。非接触ＩＣカード２０は、算出した電圧変化量をあらかじめ定めた基準で５段階に評価してメモリ８０に記録する。たとえば、非接触ＩＣカード２０は、電圧変化がないとみなせる場合は、電圧変化量を「電圧変化なし」と評価する。また、非接触ＩＣカード２０は、電圧変化量が所定量以下で正の変化であれば、電圧変化量を「電圧上昇変化小」と評価し、電圧変化量が所定量以下で負の変化であれば、電圧変化量を「電圧降下変化小」と評価する。また、非接触ＩＣカード２０は、電圧変化量が所定量を超える正の変化であれば、電圧変化量を「電圧上昇変化大」と評価し、電圧変化量が所定量を超える負の変化であれば、電圧変化量を「電圧降下変化大」と評価する。なお、５段階評価は、評価方法の例示であって、２段階評価でもよいし、１０段階などであってもよい。

［ステップＳ３３］非接触ＩＣカード２０は、電圧変化量の評価を前回評価と比較して、電圧変化量のレベル（程度）に変化があったか否かを判定する。たとえば、非接触ＩＣカード２０は、電圧変化量のレベルに変化があった場合、ステップＳ３４にすすみ、電圧変化量のレベルに変化がない場合、ステップＳ３５にすすむ。

［ステップＳ３４］非接触ＩＣカード２０は、電圧変化の監視時間をリセットする。
［ステップＳ３５］非接触ＩＣカード２０は、電圧変化量の評価に対応する監視時間が経過したか否かを判定する。電圧変化量の評価に対応する監視時間は、処理テーブル１００に電圧変化量の評価ごとに、あらかじめ設定される。非接触ＩＣカード２０は、電圧変化量の評価に対応する監視時間が経過した場合にステップＳ３６にすすみ、電圧変化量の評価に対応する監視時間が経過していない場合に第２の基準電圧監視処理を終了する。

処理テーブル１００は、電圧変化量の評価ごとの監視時間に加えて、電圧変化量の評価ごとの監視時間経過時の対応が設定されている。処理テーブル１００によれば、非接触ＩＣカード２０は、「電圧変化なし」という評価状態が「１００ｍｓ」継続することで、応答可能（通信開始可能）となる。同様に、非接触ＩＣカード２０は、「電圧上昇変化小」という評価状態が「１２０ｍｓ」継続することで、応答可能となる。同様に、非接触ＩＣカード２０は、「電圧上昇変化大」、「電圧降下変化小」、「電圧降下変化大」という評価状態で、応答保留となる。

［ステップＳ３６］非接触ＩＣカード２０は、処理テーブル１００から電圧変化量の評価に対する対応を取得する。
［ステップＳ３７］非接触ＩＣカード２０は、取得した対応が「応答可能」であるか否かを判定する。非接触ＩＣカード２０は、取得した対応が「応答可能」の場合、ステップＳ３８にすすむ。一方、非接触ＩＣカード２０は、取得した対応が「応答可能」でない場合、すなわち「応答保留」の場合、第２の基準電圧監視処理を終了する。

［ステップＳ３８］非接触ＩＣカード２０は、通信開始可能フラグをセットして、第２の基準電圧監視処理を終了する。ステップＳ１４の第２の基準電圧監視処理により通信開始が可能と判断されたか否かの判断は、通信開始可能フラグの参照によりおこなわれる。

このように、非接触ＩＣカード２０は、電力生成部３０が十分な電圧値の電力を生成しない場合でも、所要の処理を実行可能な電力が生成されている場合に、時間当たりの電圧値の変化量を監視することで通信開始の判断をおこなうことができる。

つまり、非接触ＩＣカード２０は、電圧値の変化から非接触ＩＣカード２０の動きを間接的に把握し、非接触ＩＣカード２０の動きが少ないとみなせる場合に、所要の処理を実行可能な電力が所要の処理の実行時間だけ生成されることを期待する。この期待は、非接触ＩＣカード２０を操作する操作者の動きが緩慢な場合、その後も緩慢な動きであることが多いことによる。この期待により、非接触ＩＣカード２０は、良好とはいえない通信環境下においても、ＩＣカードリーダライタ１５との通信開始を判断することができる。

たとえば、処理テーブル１００では、電圧変化量の評価が「電圧変化なし」という評価状態を、非接触ＩＣカード２０の動きが小さい、あるいは停止しているとみなし、監視時間を「１００ｍｓ」にして「応答可能」の判断をおこなっている。つまり、１００ｍｓの間、動きが少なかった非接触ＩＣカード２０は、これから所要の処理を実行するのに必要な時間も動きが少なく、所要の処理を実行可能な電力を生成するとみなす。

また、処理テーブル１００では、電圧変化量の評価が「電圧上昇変化小」という評価状態を、非接触ＩＣカード２０の動きが小さい場合であるとみなし、この状態では、監視時間を「１２０ｍｓ」にして「応答可能」の判断をおこなっている。つまり、１２０ｍｓの間、動きが少なかった非接触ＩＣカード２０は、これから所要の処理を実行するのに必要な時間も動きが少なく、所要の処理を実行可能な電力を生成するとみなす。ただし、電圧変化量の評価が「電圧変化なし」の状態よりも動きが大きいであろうことから、監視時間は、より大きな値が設定される。より長い監視時間は、非接触ＩＣカード２０が電圧降下方向へのより大きな動きに転換した場合の電圧値がＶ１以上である時間を確保する。

また、処理テーブル１００では、電圧変化量の評価が「電圧上昇変化大」、「電圧降下変化大」という評価状態を、非接触ＩＣカード２０の動きが大きい場合であるとみなし、この状態では、監視時間を「０ｍｓ」にして「応答保留」としている。また、処理テーブル１００では、電圧変化量の評価が「電圧降下変化小」という評価状態を、非接触ＩＣカード２０の動きが大きくないものの、所要の処理を実行可能な時間の電圧値を確保できないおそれがあるとみなし、この状態では、監視時間を「０ｍｓ」にして「応答保留」としている。

なお、上記の処理機能は、情報処理装置として機能する非接触ＩＣカード２０によって実現することができる。その場合、非接触ＩＣカード２０が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムを非接触ＩＣカード２０で実行することにより、上記処理機能が非接触ＩＣカード２０上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、処理装置１１で読み取り可能な記録媒体（可搬型記録媒体を含む）に記録しておくことができる。処理装置１１は、ＩＣカードリーダライタ１５を介して非接触ＩＣカード２０にプログラムを転送することができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記録装置には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープなどがある。光ディスクには、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc − Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）などがある。光磁気記録媒体には、ＭＯ（Magneto-Optical disk）などがある。

プログラムを流通させる場合には、たとえば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。

プログラムを実行する非接触ＩＣカード２０は、たとえば、処理装置１１から転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、非接触ＩＣカード２０は、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムにしたがった処理を実行する。なお、非接触ＩＣカード２０は、ＩＣカードリーダライタ１５から直接プログラムを読み取り、そのプログラムにしたがった処理を実行することもできる。

なお、上述の実施の形態は、実施の形態の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることができる。
さらに、上述の実施の形態は、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではない。

１ 非接触ＩＣ媒体
２ 電力生成手段
３ 電圧検出手段
４ 第１通信開始判断手段
５ 第２通信開始判断手段
９ 外部装置
１０ 通信システム
１１ 処理装置
１５ ＩＣカードリーダライタ
２０ 非接触ＩＣカード
３０ 電力生成部
４０ 電圧測定部
５０ 電圧レギュレータ部
７０ アンテナ
７１ 信号復調部
７２ 信号変調部
８０ メモリ
１００ 処理テーブル

Claims (7)

1. 外部装置が発する電磁波から電力を生成し、前記外部装置と通信をおこなう非接触ＩＣ媒体を、
   前記電力の電圧を検出する電圧検出手段、
   前記電力の電圧値があらかじめ設定された第１の電圧値より大きい場合に、前記外部装置との通信開始を判断する第１通信開始判断手段、
   前記電力の電圧値が前記第１の電圧値より小さく、かつ前記電力の電圧値があらかじめ設定された第２の電圧値より大きい場合に、前記電力の電圧値の時間当たり変化量にもとづいて前記外部装置との通信開始を判断する第２通信開始判断手段、
   として機能させることを特徴とする非接触ＩＣ媒体制御プログラム。
2. さらに、前記第１通信開始判断手段による通信開始の判断と、前記第２通信開始判断手段による通信開始の判断のうち、いずれか早い通信開始の判断にしたがい、前記外部装置との通信を開始する通信開始手段、として機能させることを特徴とする請求項１記載の非接触ＩＣ媒体制御プログラム。
3. 前記第２通信開始判断手段は、前記電力の電圧値の時間当たり変化量があらかじめ設定した範囲で、あらかじめ設定した時間だけ継続した場合に、前記外部装置との通信開始を判断することを特徴とする請求項２記載の非接触ＩＣ媒体制御プログラム。
4. 前記電力の電圧値の時間当たり変化量の設定範囲は、前記電力の電圧値の時間当たり変化量の大きさに応じて複数設定されることを特徴とする請求項３記載の非接触ＩＣ媒体制御プログラム。
5. 前記電圧検出手段は、定圧電源回路が備える電圧レギュレータ部の入力電圧を検出することを特徴とする請求項２記載の非接触ＩＣ媒体制御プログラム。
6. 外部装置が発する電磁波から電力を生成する電力生成手段と、
   前記電力の電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記電力の電圧値があらかじめ設定された第１の電圧値より大きい場合に、前記外部装置との通信開始を判断する第１通信開始判断手段と、
   前記電力の電圧値が前記第１の電圧値より小さく、かつ前記電力の電圧値があらかじめ設定された第２の電圧値より大きい場合に、前記電力の電圧値の時間当たり変化量にもとづいて前記外部装置との通信開始を判断する第２通信開始判断手段と、
   を備えることを特徴とする非接触ＩＣ媒体。
7. 外部装置が発する電磁波から電力を生成し、
   前記電力の電圧を検出し、
   前記電力の電圧値があらかじめ設定された第１の電圧値より大きい場合に、前記外部装置との通信開始を判断し、
   前記電力の電圧値が前記第１の電圧値より小さく、かつ前記電力の電圧値があらかじめ設定された第２の電圧値より大きい場合に、前記電力の電圧値の時間当たり変化量にもとづいて前記外部装置との通信開始を判断することを特徴とする非接触ＩＣ媒体制御方法。

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