(57)【要約】【課題】本発明は、視覚性及び操作性を低下させることなく、非接触ＩＣカード以外に入力装置を設けることが必要でない、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置を提供する。【解決手段】非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０は、非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行う複数のアンテナ２２〜２５と、複数のアンテナ２２〜２５が非接触ＩＣカードから個々に受信した搬送波の電圧レベルを検出するＡ／Ｄ変換器４４と、Ａ／Ｄ変換器４４により検出した電圧レベルに基づいて、非接触ＩＣカードの位置を算出する制御部３０と、を有する。【選択図】　　　　図８
2004132890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行う複数のアンテナと、
前記複数のアンテナが前記非接触ＩＣカードから個々に受信した搬送波の電圧レベルを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出した電圧レベルに基づいて、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する制御部と、を有することを特徴とする非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置。
【請求項２】
非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行う複数のアンテナと、
前記複数のアンテナを交互に駆動することにより、前記非接触ＩＣカードから位置情報を取得して、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する制御部と、を有することを特徴とする非接触ＩＣカードリーダー／ライタ装置。
【請求項３】
同一平面上にマトリックス状に配列され、非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行う複数のアンテナと、
前記複数のアンテナを順に駆動し、前記非接触ＩＣカードから応答があったアンテナ位置の分布に基づき、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する制御部と、を有することを特徴とする非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置。
【請求項４】
同一平面上にマトリックス状に配列され、非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行う複数のアンテナと、
前記複数のアンテナを同時に駆動し、前記複数のアンテナが前記非接触ＩＣカードから個々に受信した搬送波の電圧レベルを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された電圧レベルと、前記搬送波を受信したアンテナ位置に基づいて、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する制御部と、を有することを特徴とする非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置。
【請求項５】
非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行うアンテナと、
前記非接触ＩＣカードの位置を光学的に検出するポジショニングセンサと、
前記ポジショニングセンサにより検出した非接触ＩＣカードの位置情報から前記非接触ＩＣカードの位置を算出する制御部と、を有することを特徴とする非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置。
【請求項６】
非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行う複数のアンテナと、
前記複数のアンテナの各アンテナに対応して設けられ、前記複数のアンテナのアンテナ面上における磁界変動を検出するホール素子と、
前記ホール素子により検出した前記磁界変動に基づいて、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する制御部と、を有することを特徴とする非接触ＩＣカードのリーダ／ライタ装置。
【請求項７】
請求項１から６記載の非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置を用いた入力装置。
【請求項８】
位置を算出する外部から供給され、該外部との距離に反比例する搬送波を受信するアンテナと、
前記アンテナから受信した前記搬送波の電圧レベルを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出した電圧レベルを、前記外部に送信する制御部と、を有することを特徴とする非接触ＩＣカード。
【請求項９】
前記非接触ＩＣカードは更に、操作者が押下げ可能な入力スイッチを有し、
前記制御部は、前記入力スイッチの押下操作に応じてタイミング信号を検出し、検出した該タイミング信号を前記外部に出力することを特徴とする請求項７記載の非接触ＩＣカード。
【請求項１０】
前記非接触ＩＣカードは更に、操作者のタッチパッドへの入力操作を検出する検出手段を有し、
前記制御部は、前記外部の要求に応じて、前記検出手段により検出した入力情報を出力することを特徴とする請求項７又は８記載の非接触ＩＣカード。
【請求項１１】
前記非接触ＩＣカードは更に、前記タッチバッド上の領域に、スイッチ領域を設けたことを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の非接触ＩＣカード。
【請求項１２】
前記非接触ＩＣカードは更に、前記タッチバッド上の領域に、操作者のスクロール操作を検知するスクロール領域を設けたことを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載の非接触ＩＣカード。
【請求項１３】
前記非接触ＩＣカードは更に、着脱可能なホールド部材を有することを特徴とする請求項８から１３のいずれか一項記載の非接触ＩＣカード。
【請求項１４】
請求項８から１３のいずれか一項記載の非接触ＩＣカードを用いた入力装置。
【請求項１５】
複数のアンテナが非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行う段階と、
前記複数のアンテナが前記非接触ＩＣカードから個々に受信した搬送波の電圧レベルを検出する検出段階と、
前記検出段階により検出した電圧レベルに基づいて、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する段階と、を有することを特徴とする非接触ＩＣカードの位置算出方法。
【請求項１６】
複数のアンテナが非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行う段階と、
前記複数のアンテナを交互に駆動することにより、前記非接触ＩＣカードから位置情報を取得して、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する段階と、を有することを特徴とする非接触ＩＣカードの位置算出方法。
【請求項１７】
同一平面上にマトリックス状に配列された複数のアンテナを順に駆動して、非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行う段階と、
前記非接触ＩＣカードから応答があったアンテナ位置の分布に基づき、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する段階と、を有することを特徴とする非接触ＩＣカードの位置算出方法。
【請求項１８】
同一平面上にマトリックス状に配列された複数のアンテナを同時に駆動して、非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行う段階と、
前記複数のアンテナが前記非接触ＩＣカードから個々に受信した搬送波の電圧レベルを検出する検出段階と、
前記検出段階により検出された電圧レベルと、前記搬送波を受信したアンテナ位置に基づいて、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する段階と、を有することを特徴とする非接触ＩＣカードの位置算出方法。
【請求項１９】
非接触ＩＣカードの位置をポジショニングセンサにより光学的に検出する段階と、
前記ポジショニングセンサにより検出した非接触ＩＣカードの位置情報に基づいて、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する段階と、を有することを特徴とする非接触ＩＣカードの位置算出方法。
【請求項２０】
複数のアンテナが非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行う段階と、
前記複数のアンテナの各アンテナに対応して設けられたホール素子が、前記複数のアンテナのアンテナ面上における磁界変動を検出する段階と、
前記ホール素子により検出した前記磁界変動に基づいて、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する段階と、を有することを特徴とする非接触ＩＣカードの位置算出方法。
【請求項２１】
位置を算出する外部が供給する搬送波を非接触ＩＣカードに設けられたアンテナにより受信する段階と、
前記アンテナから受信した前記搬送波の電圧レベルを検出する検出段階と、
前記検出段階により検出した電圧レベルを、前記外部に送信する段階と、を有することを特徴とする非接触ＩＣカードの位置算出方法。
【請求項２２】
前記非接触ＩＣカードの位置算出方法は更に、
操作者の入力スイッチの押下操作に応じてタイミング信号を検出する段階と、検出した前記タイミング信号を前記外部に出力する段階と、を有することを特徴とする請求項２１記載の非接触ＩＣカードの位置算出方法。
【請求項２３】
前記非接触ＩＣカードの位置算出方法は更に、
操作者のタッチパッドへの入力操作を検出する段階と、
前記外部の要求に応じて、前記タッチパッドにより検出した入力情報を出力する段階と、を有することを特徴とする請求項２１又は２２記載の非接触ＩＣカードの位置算出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアンテナに発生させた搬送波を振幅変調することでデータ列を表して通信を行う非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置、非接触ＩＣカード、入力装置、及び非接触ＩＣカードの位置算出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下、図１〜図５用いて、従来の非接触ＩＣカードについて説明する。図１は、従来の非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置６００のブロック構成と非接触ＩＣカード６１０を示す図である。
【０００３】
非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置６００は、外部ＩＦ（インターフェース）部６０１と、制御部６０２と、送受信ブロック６０３とを有する。制御部６０２は、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置６００全体を制御するとともに、外部ＩＦ部６０１を介して上位装置（図示せず）とのデータの送受信を行う。また、送受信ブロック６０３は、アンテナ６０４と、送信部６０５と、受信部６０６とを有する。
【０００４】
アンテナ６０４は、例えば、コイル状アンテナであって、非接触ＩＣカード６１０との間で搬送波の送受信を行う。送信部６０５は、制御部６０２から供給された送信データを変調して、変調した信号を増幅し、この増幅した出力信号に基づいてアンテナ６０４に交流電流を流して電磁波を発生させる。受信部６０６は、アンテナ６０４で受けた信号を増幅し、この増幅した信号を復調し、この受信データを制御部６０２に出力する。また、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置６００と非接触ＩＣカード間では、搬送波の振幅変調によりデータ通信を行う。
【０００５】
図２は、非接触ＩＣカード６１０及び非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置６００の受信波を説明するための図である。図２に示すように、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置６００、非接触ＩＣカード６１０は、それぞれ受信波の交流成分を直流に整流し、その直流成分の大きさからデータ列を判別する。また、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置６００から非接触ＩＣカード６１０への通信では、送信するデータのビット配列に従って搬送波を振幅変調することにより通信を行う。
【０００６】
図３は、非接触ＩＣカード６１０側での受信波形を示している。非接触ＩＣカード６１０は、整流後の電圧の強弱からデータ列を判別する。非接触ＩＣカード６１０から非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置６００への通信では、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ６００装置から受けた搬送波を送信するデータのビット配列に従って後述する内部ロジックスイッチをオン／オフさせることにより通信を行う。
【０００７】
図４は、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ６００と、非接触ＩＣカード６１０間での通信を説明するための図である。図４に示すように、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置６００、非接触ＩＣカード６１０は、ループコイル状アンテナ６０４、６１１をそれぞれ有する。また、非接触ＩＣカード６１０は、コイル状アンテナ６１１の負荷容量を切り替えられるロジックスイッチ６１２を内蔵する。データ送信時にはデータ列にあわせてこのロジックスイッチ６１２を切り替える。非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置６００のループ状アンテナ６０４と、非接触ＩＣカード６１０のループ状アンテナ６１１間の電磁結合によりデータの送受信が行われる。なお、これらのループ状アンテナ６０４、６１１は、それぞれ送信用と受信用を兼用している。
【０００８】
図５は、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置６００側での搬送波の変化を示す図である。非接触ＩＣカード６１０側でロジックスイッチ６１２をオン／オフさせることにより負荷容量が切り替わると、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置６００は、図５に示すような搬送波の変化がモニタできる。非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置６００は、その電圧の強弱からデータ列を判別し、データ通信を行っていた。
【０００９】
また、他の技術として、ワイヤレスカードを用いた位置検出システムが提案されている（特許文献１）。このワイヤレスカード位置システムは、電波を送信するワイヤレス基地局と、電波を受信し電界強度を測定するワイヤレスカードと、制御装置と、電界強度分布データが格納されているデータベースとを有し、ワイヤレスカードは、電波を受信して垂直偏波成分と水平偏波成分とに分解し、これらの電界強度を測定し、制御装置は、垂直偏波成分による測定結果をデータベースと照合して、ワイヤレスカードが存在しうる第１の地点群を割り出すとともに、水平偏波成分による測定結果をデータベースと照合して、ワイヤレスカードが存在しうる第２の地点群を割り出し、第１の地点群と第２の地点群との積集合を以てワイヤレスカードの位置を特定するというものである。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−４６９３９号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置６００と非接触ＩＣカード６１０には、データの交換手段しか持ち合わせていなかったため、ユーザが非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置６００を組み込む装置、例えばＡＴＭの操作をするためには、別途入力装置を設けなければならないという問題があった。
【００１１】
また、ＡＴＭ等の場合、入力装置としてタッチパネルを搭載しているのが一般的である。しかし、この場合、入力装置と画面が一体化しているため、画面を操作しやすい位置まで下げるか、画面（操作位置）を見やすい位置まで上げるなどすることが必要であった。したがって、画面の見やすさか、操作性のどちらかを犠牲にしなければならないという問題があった。また、特許文献１の技術では、データベースが別途必要となるため、コストが高くなってしまうという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、視覚性及び操作性を低下させることなく、非接触ＩＣカード以外に入力装置を設けることが必要でない、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置、非接触ＩＣカード、入力装置、及び非接触ＩＣカードの位置算出方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置は、非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行う複数のアンテナと、前記複数のアンテナが前記非接触ＩＣカードから個々に受信した搬送波の電圧レベルを検出する検出手段と、前記検出手段により検出した電圧レベルに基づいて、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する制御部と、を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置は、非接触ＩＣカードとの距離に反比例する搬送波を複数受信し、受信した搬送波の電圧レベルを検出手段により検出するようにしたので、検出した電圧レベルに基づいて、非接触ＩＣカードの位置を算出することができる。
【００１５】
また、請求項２記載の非接触ＩＣカードリーダー／ライタ装置は、非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行う複数のアンテナと、前記複数のアンテナを交互に駆動することにより、前記非接触ＩＣカードから位置情報を取得して、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する制御部と、を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、制御部は、複数のアンテナを交互に駆動して、搬送波を送信する非接触ＩＣカードの位置を算出するための情報、例えば、非接触ＩＣカードとの距離に反比例する搬送波の電圧レベルに関する情報を、非接触ＩＣカードから取得するようにしたので、この位置情報に基づいて非接触ＩＣカードの位置を算出することができる。
【００１７】
また、請求項３記載の非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置は、同一平面上にマトリックス状に配列され、非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行う複数のアンテナと、前記複数のアンテナを順に駆動し、前記非接触ＩＣカードから応答があったアンテナ位置の分布に基づき、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する制御部と、を有することを特徴とする。請求項３記載の発明によれば、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置は、同一平面上にマトリックス状に配列された複数のアンテナを順に駆動し、非接触ＩＣカードから応答があったアンテナ位置の分布を求めるようにしたので、このアンテナ位置の分布に基づいて、非接触ＩＣカードの位置を算出することができる。
【００１８】
また、請求項４記載の非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置は、同一平面上にマトリックス状に配列され、非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行う複数のアンテナと、前記複数のアンテナを同時に駆動し、前記複数のアンテナが前記非接触ＩＣカードから個々に受信した搬送波の電圧レベルを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された電圧レベルと、前記搬送波を受信したアンテナ位置に基づいて、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する制御部と、を有することを特徴とする。請求項４記載の発明によれば、複数のアンテナを同時に駆動し、非接触ＩＣカードから受信があったとき個々のアンテナにおける搬送波の電圧レベルを検出手段により検出し、その電圧レベルの強弱と受信があったアンテナの位置から非接触ＩＣカードの位置を算出することができる。
【００１９】
また、請求項５記載の非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置は、非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行うアンテナと、前記非接触ＩＣカードの位置を光学的に検出するポジショニングセンサと、前記ポジショニングセンサにより検出した非接触ＩＣカードの位置情報から前記非接触ＩＣカードの位置を算出する制御部と、を有することを特徴とする。請求項５記載の発明によれば、非接触ＩＣカードの位置を光学的に検出するポジショニングセンサにより検出するようにしたので、アンテナを使って、非接触ＩＣカードとの情報の送受信を行い、ポジショニングセンサを使って、非接触ＩＣカードの位置を算出することができる。
【００２０】
また、請求項６記載の非接触ＩＣカードのリーダ／ライタ装置は、非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行う複数のアンテナと、前記複数のアンテナの各アンテナに対応して設けられ、前記複数のアンテナのアンテナ面上における磁界変動を検出するホール素子と、前記ホール素子により検出した前記磁界変動に基づいて、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する制御部と、を有することを特徴とする。請求項６記載の発明によれば、非接触ＩＣカードリーダ／ライタは、複数のアンテナを使って、通常のＩＣカード情報を受信し、ホール素子の出力から非接触ＩＣカードにより受けるアンテナ面上の磁界変動を検出するようにしたので、この磁界変動に基づいて非接触ＩＣカードの位置を算出できる。
【００２１】
また、請求項７記載の入力装置は、請求項１から６記載の非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置を用いることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項８記載の非接触ＩＣカードは、位置を算出する外部から供給され、該外部との距離に反比例する搬送波を受信するアンテナと、前記アンテナから受信した前記搬送波の電圧レベルを検出する検出手段と、前記検出手段により検出した電圧レベルを、前記外部に送信する制御部と、を有することを特徴とする。
【００２３】
請求項８記載の発明によれば、非接触ＩＣカードは、外部との距離に反比例する搬送波を複数受信し、受信した搬送波の電圧レベルを検出し、検出した電圧レベルを外部に送信するようにしたので、外部、例えば、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置は、受信した電圧レベルから非接触ＩＣカードの位置を算出することができる。また、非接触ＩＣカードをこのような構成にすることにより、非接触ＩＣカードにポインティング機能を持たせることができ、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置への入力を多様化することができる。また、カードの秘匿性を応用してポインティングできるカードを限定できるため、セキュリティー性をもったポインティング機能を実現することもできる。
【００２４】
また、請求項９記載の非接触ＩＣカードは、請求項７記載の非接触ＩＣカードにおいて、更に、操作者が押下げ可能な入力スイッチを有し、前記制御部は、前記入力スイッチの押下操作に応じてタイミング信号を検出し、検出した該タイミング信号を前記外部に出力することを特徴とする。請求項９記載の発明によれば、制御部は、入力スイッチの押下げに応じたタイミング信号を検出し、これを外部に出力するようにしたので、外部、例えば、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置でこの信号を受信することにより、非接触ＩＣカードを用いたスイッチ機能を実現することができる。
【００２５】
また、請求項１０記載の非接触ＩＣカードは、請求項７又は８記載の非接触ＩＣカードにおいて、更に、操作者のタッチパッドへの入力操作を検出する検出手段を有し、前記制御部は、前記外部の要求に応じて、前記検出手段により検出した入力情報を出力することを特徴とする。請求項１０記載の発明によれば、制御部は、外部の要求に応じて、タッチパッドにより検出した入力情報を出力するようにしたので、外部、例えば、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置でこの入力情報を受信することにより、座標入力機能、スイッチ機能、タッピング機能、ドラッグ機能、又はスクロール機能等を判断して、非接触ＩＣカードを用いて、タッチパッドとしての機能を実現することができる。
【００２６】
また、請求項１１記載の非接触ＩＣカードは、請求項７から９のいずれかに記載の非接触ＩＣカードにおいて、更に、前記タッチバッド上の領域に、スイッチ領域を設けたことを特徴とする。請求項１１記載の発明によれば、タッチパッド上の領域には、操作者のスイッチ操作を検知するスイッチ領域を設け、制御部は、スイッチ領域内での接触情報を検出し、この検出した接触情報を外部に出力するようにすることにより、外部でこの接触情報を受信することで、スイッチ機能を実現することができる。
【００２７】
また、請求項１２記載の非接触ＩＣカードは、請求項８から１１のいずれかに記載の非接触ＩＣカードにおいて、更に、前記タッチバッド上の領域に、操作者のスクロール操作を検知するスクロール領域を設けたことを特徴とする。請求項１２記載の発明によれば、タッチパッド上の領域には、スクロール領域を設け、制御部は、スクロール領域内での接触情報を検出し、この検出した接触情報を外部に出力するようにすることにより、外部でこの接触情報を受信することで、非接触ＩＣカードを用いてスイッチ機能を実現することができる。
【００２８】
また、請求項１３記載の非接触ＩＣカードは、請求項８から１３のいずれか一項記載の非接触ＩＣカードにおいて、更に、着脱可能なホールド部材を有することを特徴とする。請求項１３記載の非接触ＩＣカードによれば、非接触ＩＣカードは、着脱可能なホールド部材を有するので、非接触ＩＣカードにホールド部材を装着することで、非接触ＩＣカードによるポジショニングを容易にできる。また、装着時は、マジックテープ（登録商標）、吸盤等でホールド部材を着脱可能とすることで使い勝手を向上させることができる。
【００２９】
また、請求項１４記載の入力装置は、請求項８から１３のいずれか一項記載の非接触ＩＣカードを用いることを特徴とする。
【００３０】
また、請求項１５記載の非接触ＩＣカードの位置算出方法は、複数のアンテナが非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行う段階と、前記複数のアンテナが前記非接触ＩＣカードから個々に受信した搬送波の電圧レベルを検出する検出段階と、前記検出段階により検出した電圧レベルに基づいて、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する段階と、を有することを特徴とする。請求項１５記載の発明によれば、非接触ＩＣカードとの距離に反比例する搬送波を複数受信し、受信した搬送波の電圧レベルを検出するようにしたので、検出した電圧レベルに基づいて、非接触ＩＣカードの位置を算出することができる。
【００３１】
また、請求項１６記載の非接触ＩＣカードの位置算出方法は、複数のアンテナが非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行う段階と、前記複数のアンテナを交互に駆動することにより、前記非接触ＩＣカードから位置情報を取得して、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する段階と、を有することを特徴とする。請求項１６記載の発明によれば、制御部は、複数のアンテナを交互に駆動して、搬送波を送信する非接触ＩＣカードの位置を算出するための情報、例えば、非接触ＩＣカードとの距離に反比例する搬送波の電圧レベルに関する情報を、非接触ＩＣカードから取得するようにしたので、この位置情報に基づいて非接触ＩＣカードの位置を算出することができる。
【００３２】
また、請求項１７記載の非接触ＩＣカードの位置算出方法は、同一平面上にマトリックス状に配列された複数のアンテナを順に駆動して、非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行う段階と、前記非接触ＩＣカードから応答があったアンテナ位置の分布に基づき、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する段階と、を有することを特徴とする。請求項１７記載の発明によれば、同一平面上にマトリックス状に配列された複数のアンテナを順に駆動し、非接触ＩＣカードから応答があったアンテナ位置の分布を求めるようにしたので、このアンテナ位置の分布に基づいて、非接触ＩＣカードの位置を算出することができる。
【００３３】
また、請求項１８記載の非接触ＩＣカードの位置算出方法は、同一平面上にマトリックス状に配列された複数のアンテナを同時に駆動して、非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行う段階と、前記複数のアンテナが前記非接触ＩＣカードから個々に受信した搬送波の電圧レベルを検出する検出段階と、前記検出段階により検出された電圧レベルと、前記搬送波を受信したアンテナ位置に基づいて、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する段階と、を有することを特徴とする。
【００３４】
請求項１８記載の発明によれば、複数のアンテナを同時に駆動し、非接触ＩＣカードから受信があったとき個々のアンテナにおける搬送波の電圧レベルを検出手段により検出し、その電圧レベルの強弱と受信があったアンテナの位置から非接触ＩＣカードの位置を算出することができる。
【００３５】
また、請求項１９記載の非接触ＩＣカードの位置算出方法は、非接触ＩＣカードの位置をポジショニングセンサにより光学的に検出する段階と、前記ポジショニングセンサにより検出した非接触ＩＣカードの位置情報に基づいて、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する段階と、を有することを特徴とする。請求項１９記載の発明によれば、非接触ＩＣカードの位置を光学的に検出するポジショニングセンサにより検出するようにしたので、非接触ＩＣカードの位置を算出することができる。
【００３６】
また、請求項２０記載の非接触ＩＣカードの位置算出方法は、複数のアンテナが非接触ＩＣカードとの間で搬送波の送受信を行う段階と、前記複数のアンテナの各アンテナに対応して設けられたホール素子が、前記複数のアンテナのアンテナ面上における磁界変動を検出する段階と、前記ホール素子により検出した前記磁界変動に基づいて、前記非接触ＩＣカードの位置を算出する段階と、を有することを特徴とする。請求項２０記載の発明によれば、複数のアンテナを使って、通常のＩＣカード情報を受信し、ホール素子の出力から非接触ＩＣカードにより受けるアンテナ面上の磁界変動を検出するようにしたので、この磁界変動に基づいて非接触ＩＣカードの位置を算出できる。
【００３７】
また、請求項２１記載の非接触ＩＣカードの位置算出方法は、位置を算出する外部が供給する搬送波を非接触ＩＣカードに設けられたアンテナにより受信する段階と、前記アンテナから受信した前記搬送波の電圧レベルを検出する検出段階と、前記検出段階により検出した電圧レベルを、前記外部に送信する段階と、を有することを特徴とする。
【００３８】
請求項２１記載の発明によれば、非接触ＩＣカードは、外部との距離に反比例する搬送波を複数受信し、受信した搬送波の電圧レベルを検出し、検出した電圧レベルを外部に送信するようにしたので、外部、例えば、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置は、受信した電圧レベルから非接触ＩＣカードの位置を算出することができる。また、非接触ＩＣカードをこのような構成にすることにより、非接触ＩＣカードにポインティング機能を持たせることができ、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置への入力を多様化することができる。また、カードの秘匿性を応用してポインティングできるカードを限定できるため、セキュリティー性をもったポインティング機能を実現することもできる。
【００３９】
また、請求項２２記載の非接触ＩＣカードの位置算出方法は、請求項２１記載の非接触ＩＣカードの位置算出方法において、更に、操作者の入力スイッチの押下操作に応じてタイミング信号を検出する段階と、検出した前記タイミング信号を前記外部に出力する段階と、を有することを特徴とする。請求項２２記載の発明によれば、入力スイッチの押下げに応じたタイミング信号を検出し、これを外部に出力するようにしたので、外部、例えば、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置でこの信号を受信することにより、非接触ＩＣカードを用いたスイッチ機能を実現することができる。
【００４０】
また、請求項２３非接触ＩＣカードの位置算出方法は、請求項２１又は２２記載の非接触ＩＣカードの位置算出方法において、更に、操作者のタッチパッドへの入力操作を検出する段階と、前記外部の要求に応じて、前記タッチパッドにより検出した入力情報を出力する段階と、を有することを特徴とする。請求項２３記載の発明によれば、外部の要求に応じて、タッチパッドにより検出した入力情報を出力するようにしたので、外部、例えば、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置でこの入力情報を受信することにより、座標入力機能、スイッチ機能、タッピング機能、ドラッグ機能、又はスクロール機能等を判断して、非接触ＩＣカードを用いて、タッチパッドとしての機能を実現することができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、第１の本実施の形態に係る非接触ＩＣカードシステムについて説明する。図６は、第１の実施の形態に係る非接触ＩＣカードシステムを説明するための図である。図６に示すように、非接触ＩＣカードシステム１０は、非接触ＩＣカード５０の位置を検出する非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０と、マウスとして使用でき、ポインティング機能を有する非接触ＩＣカード５０とを備える。また、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０は、マウスパット２１と、アンテナ２２〜２５と、送受信部２６〜２９と、制御部３０とを有する。
【００４２】
アンテナ２２〜２５は、ループアンテナであって、マウスパット２１上に配置されている。送受信部２６〜２９は、アンテナ２２〜２５を介して非接触ＩＣカード５０に情報及び電力を送信する。また、送受信部２６〜２９は、アンテナ２２〜２５を介して非接触ＩＣカード５０からの情報を受信する。制御部３０は、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置全体を制御するとともに、非接触ＩＣカード５０の位置を検出し、通信可能な最低限の電力となるように非接触ＩＣカード５０への供給電力を制御する。
【００４３】
図７は、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置の他の構成例を示している。図６に示す非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０では、アンテナ２２〜２５と制御部３０がマウスパット２１上に一体化している例を示していたが、図７に示す非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置１２０のように、アンテナ２２〜２５と制御部３０がマウスパット３１、３２を用いて分離され、ケーブル３３を介して接続されるように構成してもよい。
【００４４】
なお、本実施の形態では、図６、図７に示すように、アンテナ２２〜２５が４つある場合について説明しているが、アンテナの数は適宜変更することができる。また、アンテナの詳細はそれぞれの場合に応じて異なるが、アンテナ部分の回路等がパターン配線、又はケーブルにより制御部３０に接続されている。
【００４５】
次に、図６及び図７で示した非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０について説明する。図８は、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０のブロック図を示す図である。図８に示すように、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０は、外部ＩＦ部３４と、制御部３０と、送受信ブロック３５〜３８を有する。なお、図６及び図７と同一の箇所は同一符号を付するものとすし、送信ブロックは４つのみ図示している。
【００４６】
外部ＩＦ部３４は、上位装置（図示せず）との間でケーブル等を介してデータの送受信を行う。送受信ブロック３５〜３８は、制御部３０と非接触ＩＣカード５０との間で実際にデータの送受信を行う。また、各送受信ブロック３５〜３８は、送信部３５１、３６１、３７１、３８１と、受信部３５２、３６２、３７２、３８２と、アンテナ２２、２３、２４、２５とをそれぞれ有する。なお、送信部３５１と、受信部３５２が、図６で示した送受信部２６に対応し、送信部３６１と、受信部３６２が、送受信部２７に対応し、送信部３７１と、受信部３７２が、送受信部２８に対応し、送信部３８１と、受信部３８２が、送受信部２９に対応している。
【００４７】
次に、図８で示した受信部３５２、３６２、３７２、３８２の内部構成について説明する。図９は、受信部３５２、３６２、３７２、３８２の内部構成図を示している。図９に示すように、受信部３５２、３６２、３７２、３８２は、復調回路４１と、２値化回路４２と、整流回路４３と、Ａ／Ｄ変換器４４をそれぞれ有する。
【００４８】
復調回路４１は、アンテナ２２、２３、２４、２５で受けた搬送波を復調し、復調した受信データを２値化回路に出力する。２値化回路４２は、復調回路４１からの受信データを２値に変換し、変換した受信データを制御部３０に出力する。整流回路は４３、アンテナ２２、２３、２４、２５で受信した搬送波を整流し、必要な直流成分を取り出す。Ａ／Ｄ変換器４４は、整流回路４３の出力の電圧レベルを検出し、検出した電圧レベルを制御部３０に出力する。
【００４９】
次に、非接触ＩＣカード５０の位置検出について説明する。図１０は、非接触ＩＣカードの位置検出を説明するための図である。図１０に示すように、２０は非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置、５０は非接触ＩＣカードを示している。また、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０のマウスパット２１上の同一平面には、４つのアンテナ２２〜２５と、これに対応してマッチング回路４１〜４４が配置されている。
【００５０】
マッチング回路４５〜４８は、アンテナ２２〜２５のインピーダンスの整合を取っている。また、非接触ＩＣカード５０は、カード内アンテナ５１と、カード制御回路等５２とを有している。また、５３は、非接触ＩＣカード５０の操作可能範囲を示している。
【００５１】
なお、本実施の形態では、図１０に示すように、アンテナ２２〜２５をマウスパット２１の同一平面上に上下左右に４つ配置するようにしているので、非接触ＩＣカード５０に対する測定点が４箇所になる。そのため、非接触ＩＣカード５０での操作範囲は、全体となり、また、検出精度を高めることができる。
【００５２】
次に、本実施の形態の動作について説明する。図８、図１０に示すように、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０の制御部３０は、非接触ＩＣカード５０との間で送受信するために、４つのアンテナ２２〜２５を同時に駆動し、送信部３５１、３６１、３７１、３８１に送信データを出力する。送信部３５１、３６１、３７１、３８１は、供給された送信データを変調して、変調した信号を増幅し、この増幅した出力信号をアンテナ２２、２３、２４、２５に供給する。
【００５３】
アンテナ２２、２３、２４、２５は、送信部３５１、３６１、３７１、３８１からの出力信号に基づき、交流電流を流して電磁波を発生させる。これにより、非接触ＩＣカード５０が近くに来た場合に認識できる程度の強度の電波が４つのアンテナ２２〜２５から均等に常時放射される。一方、非接触ＩＣカード５０のカード内アンテナ５１は、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０から搬送波を受信し、送信するデータのビット配列に従って、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０との通信を行う。
【００５４】
非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０は、アンテナ２２〜２５から搬送波を受信すると、個々のアンテナ２２〜２５における変調された搬送波の電圧レベルを受信部３５２、３６２、３７２、３８２のＡ／Ｄ変換器４４で検出する。制御部３０は、Ａ／Ｄ変換器４４で検出した４つの検出値から非接触ＩＣカード５０の位置を算出する。これにより、非接触ＩＣカード５０の位置を特定することができる。
【００５５】
本実施の形態のように、非接触ＩＣカード５０との間で送受信を行う複数のアンテナ２２〜２５を設け、この複数のアンテナ２２〜２５が個々に受信した非接触ＩＣカード５０からの搬送波の強弱に基づいて、非接触ＩＣカード５０の位置を検出するようにしたので、非接触ＩＣカード５０にポインティング機能を持たせることができ、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置への入力を多様化することができる。また、カードの秘匿性を応用してポインティングできるカードを限定できるため、セキュリティー性をもったポインティング機能を実現できる。
【００５６】
なお、本実施の形態では、図８及び図１０に示すように、送受信ブロック（アンテナ）が４つある例について説明したが、図１１に示すように、アンテナ（送信ブロック）が２つの場合であっても、非接触ＩＣカード５０の位置を算出することができる。図１１は、非接触ＩＣカードの位置検出についての他の例について説明する図である。
【００５７】
図１１に示すように、２０は非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置、５０は日接触ＩＣカードを示している。また、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０のマウスパッド２１上の同一平面には、２つのアンテナ２２、２３と、これに対応したマッチング回路４１、４２が配置されている。また、非接触ＩＣカード５０は、カード内アンテナ５１と、カード制御回路等５２とを備える。また、５４は操作範囲を示している。図１１に示すようにアンテナが２つの場合は、非接触ＩＣカード５０に対する測定点が２箇所しかないため、非接触ＩＣカード５０の位置が１箇所に特定できない（２つのアンテナ２２、２３を結ぶ直線を中心線とした反対側にもう１箇所同じ電圧レベルが検出できる場所がある）。そのため、非接触ＩＣカード５０での操作範囲５４は、図１１中の点線内に限定されてしまう。
【００５８】
（第２の実施の形態）
次に、本発明による第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、複数の送受信用アンテナを設け、カードからの副搬送波の強弱（電圧レベル）から、非接触ＩＣカードの位置を検出し、非接触ＩＣカードのポインティング機能を実現するようにしたが、本実施の形態では、非接触ＩＣカード内にＡ／Ｄ変換器を設け、カード受信波の電圧をＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換値のデジタル値を非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置に送信して、非接触ＩＣカードの位置を検出するようにして、非接触ＩＣカードのポインティング機能を実現している。なお、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０は、図８で説明したものと同じ構成であるため、図８を参照して説明する。
【００５９】
次に、非接触ＩＣカードについて説明する。図１２は、非接触ＩＣカードのブロック図を示している。図１２に示すように、非接触ＩＣカード６０は、アンテナ６１と、マッチング回路６２と、整流回路６３と、電源部６４と、メモリ部６５と、Ａ／Ｄ変換部６６と、電源部６７と、復調部６８と、変調部６９と、制御部７０と、スイッチ部７１と、タッチパネル部７２とを有する。また、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３はコンデンサを示している。
【００６０】
アンテナ６１は、ループ状アンテナであって、非接触ＩＣカード６０内に適宜配置されている。マッチング回路６２は、アンテナ６１のインピーダンスの整合を取っている。整流回路は、マッチング回路６２を介してアンテナ６１に接続され、アンテナ６１で受けた交流電流を整流して回路部に必要な直流電力を取り出す。Ａ／Ｄ変換部６６は、整流回路６３の出力の電圧レベルを検出し、検出した電圧レベルを制御部７０に出力する。
【００６１】
電源部６７は、アンテナ６１が受信した電波を電力に変換し、非接触ＩＣカード６０はこの電力によって動作する。復調部６８は、整流回路６３からの受信信号を復調し、復調した信号を制御部７０に出力する。変調部６９は、制御部７０からの送信データを変調し、復調した送信データを整流回路６３に出力する。制御部７０は、非接触ＩＣカード６０全体を制御する。また、スイッチ部７１で検出されたスイッチ情報を非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０からの要求に応じて出力する。
【００６２】
スイッチ部７１は、制御部７０に接続され、右ボタンスイッチ７１１と、左ボタンスイッチ７１２とを有する。右ボタンスイッチ７１１、左ボタンスイッチ７１２は、操作者が指等で押下操作する入力用のスイッチである。このように、非接触ＩＣカード６０には、スイッチ部７１を設けるようにしてもよい。非接触ＩＣカード６０の操作者がこの右ボタンスイッチ７１１又は左ボタンスイッチ７１２を指等で押下操作することにより、所定のタイミング信号が制御部７０に入力される。
【００６３】
ここで、図２３（ａ）（ｂ）を用いて、非接触ＩＣカード６０に設けたスイッチ部７１について説明する。図２３（ａ）は、非接触ＩＣカード６０の外観図である。また、図２３（ｂ）は、スイッチ部７１を説明するための非接触ＩＣカード６０のブロック図である。図２３（ａ）に示すように、６０は非接触ＩＣカード、７１１は右ボタンスイッチ、７１２は左ボタンスイッチを示している。また、図２３（ｂ）に示すように、６０は非接触ＩＣカード、６１はアンテナ、７１１は右ボタンスイッチ、７１２は左ボタンスイッチ、７０は制御部を示している。
【００６４】
タッチパネル部７２は、制御部７０に接続されており、タッチパネル上部７２１と、タッチパネル下部７２２とを有する。操作者が後述するタッチパッド７２３に接触することで、座標入力装置として使用することができる。このように、非接触ＩＣカード６０には、タッチパネル部７２を設けるようにしてもよい。ここで、図２４を用いて、非接触ＩＣカード６０に設けたタッチパネル７２について説明する。
【００６５】
図２４は、タッチパッドを有する非接触ＩＣカード６０の外観図である。図２４に示すように、ＩＣカード６０、タッチパッド７２３をカード表面に有する。このタッチパッド７２３の下部には、図１２に示すタッチパネル部７２が設けられており、制御部７０は、タッチパネル上部７２１、タッチパネル下部７２２への入力を検出する。
【００６６】
また、非接触ＩＣカード６０は、検出した座標情報を非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０からの要求に応じて出力する。非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０は、得られた座標情報及びそのタイミングから、座標入力機能、スイッチ機能、タッピング機能、ドラッグ機能、スクロール機能を判断することでタッチパッド７２３としての機能を実現することが可能となる。
【００６７】
次に、図８、図１２、図１３を用いて、本実施の形態の動作について説明する。図１３は、本実施形態における非接触ＩＣカード６０の座標値を検出する動作フローチャートを示している。Ｓ１０１、Ｓ１１１、Ｓ１３１において、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０の制御部３０は、非接触ＩＣカード６０にＡ／Ｄ値を要求するために、４つのアンテナ２２〜２５を同時に駆動し、送信部３５１、３６１、３７１、３８１にＡ／Ｄ値の要求コマンドを出力する。送信部３５１、３６１、３７１、３８１は、制御部３０から供給された送信データを変調して変調した信号を増幅し、この増幅した出力信号をアンテナ２２〜２５に供給し、アンテナ２２〜２５によりＡ／Ｄ値の要求コマンドが送信される。
【００６８】
Ｓ１０２、Ｓ１１２、Ｓ１３２において、非接触ＩＣカード６０は、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０からのＡ／Ｄ値の送信要求をアンテナ６１を介して受信すると、その受信内容にかかわらず、整流回路６３で整流された搬送波の電圧レベルをＡ／Ｄ変換部６６にてＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ値を測定する。
【００６９】
次に、Ｓ１０３、Ｓ１１３、Ｓ１３３において、非接触ＩＣカード６０の制御部７０は、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０からの要求に応じてＡ／Ｄ値のデジタル値を送信する。Ｓ１０４、Ｓ１１４、Ｓ１３４において、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０の制御部３０は、アンテナ２２〜２５及び受信部３５２、３６２、３７２、３８２から４個のＡ／Ｄ値を受信する。Ｓ１４０において、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０の制御部３０は、受信した４個のＡ／Ｄ値に基づいて、非接触ＩＣカード６０の座標値を算出する。
【００７０】
非接触ＩＣカード６０から受信したＡ／Ｄ値は、非接触ＩＣカード６０と非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０との距離に反比例するので、一意的に非接触ＩＣカードの位置が判別できる。また、制御部３０が、計算された非接触ＩＣカード６０の座標値とその前に計算した非接触ＩＣカード６０の座標値の差分をとり、その変化量を算出することで、相対座標値とすることもできる。ここで、相対座標値とは、カードが移動した座標のことである。
【００７１】
本実施の形態では、非接触ＩＣカード６０は、外部との距離に反比例する搬送波を複数受信し、受信した搬送波の電圧レベルを検出し、検出した電圧レベルを非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置に送信するようにしたので、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０は、受信した複数の電圧レベルから非接触ＩＣカード６０の座標値を算出することにより、非接触ＩＣカード６０の位置を算出することができる。これにより、非接触ＩＣカード５０にポインティング機能を持たせることができ、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０への入力を多様化することができる。
【００７２】
次に、図８、図１２を用いて、非接触ＩＣカード６０のスイッチ動作について説明する。図１２に示す、非接触ＩＣカード６０の右ボタンスイッチ７１１又は左ボタンスイッチ７１２が押下されると、制御部７０では、対応するタイミング信号が検出される。制御部７０からは、検出された信号をあらかじめ定めた出力信号に変換して変調部６８に出力する。変調信号は、増幅回路（図示せず）で増幅され、アンテナ６１に交流電流を流すことで電磁波が発生する。
【００７３】
その電磁波は、アンテナ６１と非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０のアンテナ２２〜２５の電磁結合により、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０の受信部３５２、３６２、３７２、３８２に伝えられ、内部の増幅回路、復調回路で増幅され、復調され、制御部３０にデータとして伝えられる。このデータは、上位装置と入力装置との間で取り決めた信号に変換され、上位装置に伝えられる。
【００７４】
なお、本実施の形態では、非接触ＩＣカード６０に、図２３に示すようなスイッチ部、又は図２４に示すようなタッチパッド７２３を設けた例について説明したが、非接触ＩＣカード６０を図２５に示すような構成とすることもできる。図２５は、非接触ＩＣカードの外観図を示している。図２５に示すように、非接触ＩＣカード６０は、タッチパッド７３を有する。また、タッチパッド７３において、７３１は右スイッチ領域、７３２はスクロール領域、７３３は左スイッチ領域を示している。
【００７５】
図２５に示すように、タッチパッド上の領域によりスイッチ機能、スクロール機能を割り振るようにしてもよい。このように、タッチパッド上の領域には、スイッチ領域を設け、制御部７０は、スイッチ領域内での接触情報を検出し、この検出した接触情報を非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０に出力するようにすることにより、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０でこの接触情報を受信することで、スイッチ機能を実現することができる。
【００７６】
また、上記非接触ＩＣカード６０に、ホールド部材を装着するようにしてもよい。図２２は、非接触ＩＣカードにホールド部材を装着した例を示した図である。図２２に示すように、ＩＣカードは、ホールド部材が装着できるようになっている。図２２（ａ）に示すホールド部材５０１は、ビニールなどからなり、粘着テープなどで非接触ＩＣカード本体５００に装着できるようになっている。図２２（ｂ）に示すホールド部材５０２は、プラスチックなどからなり、吸盤などで非接触ＩＣカード本体５００に装着できるようになっている。
【００７７】
このように、非接触ＩＣカード本体５００にホールド部材５０１、５０２を装着することで、非接触ＩＣカードによるポジショニングを容易にできる。装着時は、マジックテープ（登録商標）、吸盤等でホールド部材５０１、５０２の着脱を可能とすることにより、使い勝手を向上させることができる。
【００７８】
（第３の実施の形態）
次に、本発明による第３の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０の制御部３０は、アンテナ２２〜２５を同時に駆動させる例をとって説明したが、本実施の形態では、制御部３０は、アンテナ２２〜２５を順に駆動させる非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０について説明する。なお、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０は、図８で説明したものと同じ構成であるため、図８、図１０を用いて説明する。また、非接触ＩＣカードは、図１２で説明したものと同じ構成であるため、図１２を用いて説明する。
【００７９】
非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０の制御部３０は、非接触ＩＣカード６０にＡ／Ｄ値を要求するために、４つのアンテナ２２〜２５を交互（順）に駆動し、送信部３５１、３６１、３７１、３８１にＡ／Ｄ値の要求コマンドを出力する。送信部３５１、３６１、３７１、３８１は、制御部３０から供給された送信データを変調して変調した信号を増幅し、この増幅した出力信号をアンテナ２２〜２５に供給し、アンテナ２２〜２５によりＡ／Ｄ値の要求コマンドが送信される。
【００８０】
非接触ＩＣカード６０は、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０からのＡ／Ｄ値の送信要求をアンテナ６１を介して受信すると、その受信内容にかかわらず、整流回路６３で整流された搬送波の電圧レベルをＡ／Ｄ変換部６６にてＡ／Ｄ変換する。次に、非接触ＩＣカード６０の制御部７０は、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０からの要求に応じてＡ／Ｄ値のデジタル値を送信する。
【００８１】
非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０の制御部３０は、駆動したアンテナ２２〜アンテナ２５及び受信部３５２、３６２、３７２、３８２と、その時受信したＡ／Ｄ値のデジタル値とから、非接触ＩＣカード６０から応答があったアンテナ位置の分布を求め、このアンテナ位置の分布に基づいて、非接触ＩＣカード６０の位置を算出する。非接触ＩＣカード６０からのＡ／Ｄ値は、非接触ＩＣカード６０と非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０との距離に反比例するので、一意的に非接触ＩＣカードの位置が判別できる。
【００８２】
（第４の実施の形態）
本実施の形態は、マウスパッド上に等間隔に複数の送受信アンテナを設け、それらアンテナを順に駆動して、応答のあったアンテナから非接触ＩＣカードの位置を検出するようにして、非接触ＩＣカードのポインティング機能を実現している。なお、非接触ＩＣカードは、図１２で説明したものと同じ構成であるため、図１２を用いて説明する。
【００８３】
図１４は、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２２０を示す図である。非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２２０は、多数の送受信ブロック３５〜３ｎｎを有し、この送受信ブロック３５〜３ｎｎは、アンテナ８０をそれぞれ有する。図１５は、非接触ＩＣカードの位置検出を説明するための図である。図１５のように、複数のコイル状アンテナ８０をマウスパッド２１の同一面上に等間隔で配置されている。
【００８４】
次に、図１６を用いて、本実施の形態の動作について説明する。図１６は、本実施の形態に係る非接触ＩＣカードシステムの動作フローチャートを示す図である。Ｓ２０１、Ｓ２１１、Ｓ２３１において、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２２０は、アンテナ８０を順に駆動するために、制御部３０は、送信部３５１、３６１、３７１、３８１〜３ｍｍに送信データを出力する。送信部３５１、３６１、３７１、３８１〜３ｍｍは、制御部３０から供給された送信データを変調して、変調した信号を増幅し、この増幅した出力信号をアンテナ８０に供給し、非接触ＩＣカード５０にデータを送信する。
【００８５】
Ｓ２０２、Ｓ２１２、Ｓ２３２において、非接触ＩＣカード５０は、正常受信した場合には、カード内アンテナ５１にて搬送波を受信し、送信するデータのビット配列に従って、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２２０との通信を行い、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２２０に応答する。Ｓ２０３、Ｓ２１３、Ｓ２３３において、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２２０は、順に駆動したアンテナ８０により、非接触ＩＣカード５０からの応答の有無をチャックする。
【００８６】
Ｓ２４０において、制御部３０は、応答があったアンテナ位置の分布から非接触ＩＣカード５０の座標を推定する。このように、非接触ＩＣカードからの応答があったアンテナ位置の分布に基づき、非接触ＩＣカードの座標を推定するようにしたので、非接触ＩＣカード５０にポインティング機能を持たせることができ、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置への入力を多様化することができる。
【００８７】
（第５の実施の形態）
本実施の形態のポインティングデバイスでは、マウスパッド上に等間隔で複数の送受信アンテナを設け、それらアンテナを同時に駆動して、副搬送波の強弱からカード位置を検出するようにしたものである。なお、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２２０は、図１４で説明したものと同じ構成であるため、図１４を参照して説明する。非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０の受信部は、図９で説明したものと同じであるため、図９を参照して説明する。非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０は、図１５で説明したものと同じ構成であるため、図１５を参照して説明する。非接触ＩＣカードは、図１２で説明したものと同じ構成であるため、図１２を参照して説明する。
【００８８】
次に、図１７を用いて、本実施の形態の動作について説明する。図１７は、本実施の形態に係る非接触ＩＣカードシステムの動作フローチャート図である。Ｓ３０１において、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２２０の制御部３０は、アンテナ８０全部を同時に駆動するために、送信部３５１、３６１、３７１、・・・、３ｍｍに送信データを出力する。送信部３５１、３６１、３７１、・・・、３ｍｍは、制御部３０から供給された送信データを変調して、変調した信号を増幅し、この増幅した出力信号をアンテナ８０に供給する。
【００８９】
Ｓ３０２において、アンテナ８０は、非接触ＩＣカード５０にデータを送信する。Ｓ３０３において、非接触ＩＣカード５０は、正常受信した場合には、カード内アンテナ５１にて搬送波を受信し、送信するデータのビット配列に従って、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２２０との通信を行い、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２２０に応答する。
【００９０】
Ｓ３０４において、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２２０は、非接触ＩＣカード５０から受信があったとき個々のアンテナ８０における搬送波の電圧レベルを図９に示す受信部３５２、３６２、３７２、・・・、３ｐｐのＡ／Ｄ変換器４４でＡ／Ｄ値を検出する。そして、制御部３０は、Ａ／Ｄ変換器４４からＡ／Ｄを受け取って、各アンテナ８０で受信した電波の電圧を測定する。
【００９１】
Ｓ３０５において、制御部３０は、電圧強度の強さから座標を推定し、一番受信波電圧が高いアンテナ８０を非接触ＩＣカードの中心として認識する。このようにして、非接触ＩＣカードの中心から非接触ＩＣカードの座標を推定するようにしたので、非接触ＩＣカード５０にポインティング機能を持たせることができ、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置への入力を多様化することができる。
【００９２】
（第６の実施の形態）
本実施の形態では、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置に送受信用アンテナと光学式マウス用ポジションセンサを設け、カード情報とカード位置を検出するようにしたものである。なお、非接触ＩＣカードは、図１２で説明したものと同じ構成であるため、図１２を参照して説明する。
【００９３】
図１８は、本実施の形態の非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２２１のブロック図である。図１８に示すように、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２２１は、外部ＩＦ部３４と、制御部２３０と、送受信ブロック２４０とを有する。また、送受信ブロック２４０は、送信部２４１と、受信部２４２と、アンテナ２４３と、センサ部２４４と、センサ制御部２４５とを有する。このセンサ部２４４は、光学式マウス用ポジショニングセンサであり、図示は省略するが、照明ＬＥＤと、導光棒と、光学的に非接触ＩＣカードの操作面に対する動きを検出するチップとを有する。
【００９４】
次に、非接触カードの位置検出について説明する。図１９は、非接触ＩＣカードの位置検出を説明するための図であり、図１８に対応している。図１９に示すように、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２２１は、コイル状アンテナであるアンテナ２４３と、光学式マウス用ポジショニングセンサ２４４とを有する。また、非接触ＩＣカード５０は、カード内アンテナ５１と、カード制御回路等５２とを有する。
【００９５】
非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２２１は、アンテナ２４３で通常のＩＣカード情報を受信し、光学式マウス用ポジショニングセンサ２４４で非接触ＩＣカードの位置を検出する。上記構成により、非接触ＩＣカード５０にポインティング機能を持たせることができ、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置への入力を多様化することができる。
【００９６】
（第７の実施の形態）
本実施の形態では、送受信アンテナとホール素子を４箇所（上下左右）に設け、アンテナではカード情報をホール素子では副搬送波の電圧レベルを検出してカード位置を算出するようにしたものである。なお、非接触ＩＣカード５０は、図１２で説明したものと同じ構成であるため、図１２を参照して説明する。
【００９７】
図２０は、本実施の形態に係る非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置のブロック図である。図２０に示すように、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置３２０は、外部ＩＦ部３４と、制御部４３０と、送受信ブロック４４０、４５０、４６０、４７０とを有する。また、各送受信ブロック４４０、４５０、４６０、４７０は、送信部４４１、４５１、４６１、４７１と、受信部４４２、４５２、４６２、４７２と、コイル状アンテナ４４３、４５３、４６３、４７３と、ホール素子４４４、４５４、４６４、４７４と、ホール素子制御部４４５、４５５、４６５、４７５とを有する
ホール素子４４４、４５４、４６４、４７４は、ＩＣカードから受けるアンテナ面上の磁界変動を検出する。ホール素子制御部４４５、４５５、４６５、４７５は、ホール素子４４４、４５４、４６４、４７４の出力を検出する。
【００９８】
次に、非接触ＩＣカードの位置検出について説明する。図２１は、非接触ＩＣカードの位置検出を説明するための図であり、図２０に対応している。図２１に示すように、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置３２０は、コイル状アンテナ４４３、４５３、４６３、４７３と、マッチング回路４８１、４８２、４８３、４８４と、ホール素子４４４、４５４、４６４、４７４（図示せず）、とを有する。
【００９９】
また、ＩＣカード５０は、カード内アンテナ５１と、カード制御回路等５２とを有する。また、図２０及び図２１に示すように、アンテナ４４３、４５３、４６３、４７３を同一面上に上下左右の４箇所、ホール素子４４４、４５４、４６４、４７４を各アンテナ中央に配置する。非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置３２０は、アンテナ４４３、４５３、４６３、４７３で通常のＩＣカード情報を受信する。また、４つのホール素子４４４、４５４、４６４、４７４の出力から非接触ＩＣカード５０により受けるアンテナ面上の磁界変動を検出し、その磁界変動から非接触カード５０の位置を算出する。
【０１００】
本実施の形態に係る非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置３２０は、上述のように、アンテナ４４３、４５３、４６３、４７３とホール素子４４４、４５４、４６４、４７４とを多数設ける構成としている。このような構成にすることにより、非接触ＩＣカード５０から非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置３２０にデータを送信するときに、非接触ＩＣカード５０が送信する搬送波により、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置３２０のアンテナ４４３、４５３、４６３、４７３が受信する搬送波のレベルが、変化する。
【０１０１】
本実施の形態では、カード内アンテナ５１から発生された搬送波がどれだけレベル変化したかを見るために、アンテナ４４３、４５３、４６３、４７３の中央にホール素子４４４、４５４、４６４、４７４をおいて、磁界の変化を検出するようにしている。そして、非接触ＩＣカード５０の位置は、ホール素子４４４、４５４、４６４、４７４を介して検出するようにしている。一方、データの送受信は、アンテナ４４３、４５３、４６３、４７３で行うようにしている。
【０１０２】
上述した他の実施の形態では、Ａ／Ｄ値を見ていたが、本実施の形態では、ホール素子４４４、４５４、４６４、４７４で、カード内アンテナ５１から発射される搬送波で形成された磁界を感じ取るようにしている。したがって、Ａ／Ｄ変換器を設けることなく、ホール素子４４４、４５４、４６４、４７４によって、磁界の変化を感じ取ることにより、非接触ＩＣカードの位置を検出することができる。
【０１０３】
本実施の形態では、複数のアンテナにより、非接触ＩＣカードと情報の送受信を行い。ホール素子により、アンテナ面上の磁界変動を検出する。この磁界変動から非接触ＩＣカードの位置を算出するようにしたので、非接触ＩＣカード５０にポインティング機能を持たせることができ、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置への入力を多様化することができる。
【０１０４】
以上本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１０５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、非接触ＩＣカードとの距離に反比例する搬送波を複数受信し、受信した搬送波の電圧レベルを検出するようにしたので、検出した電圧レベルに基づいて、非接触ＩＣカードの位置を算出することができる。これにより、視覚性及び操作性を低下させることなく、非接触ＩＣカード以外に入力装置を設けることが必要でない、非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置を提供できる。
【０１０６】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置のブロック構成と非接触ＩＣカードを示す図である。
【図２】非接触ＩＣカード及び非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置の受信波を説明するための図である。
【図３】非接触ＩＣカード側での受信波形を示している。
【図４】非接触ＩＣカードリーダ／ライタと、非接触ＩＣカード間での通信を説明するための図である。
【図５】非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置側での搬送波の変化を示す図である。
【図６】第１の実施の形態に係る非接触ＩＣカードシステムを説明するための図である。
【図７】非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置の他の構成例を示している。
【図８】非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置２０のブロック図を示す図である。
【図９】受信部の内部構成図を示している。
【図１０】非接触ＩＣカードの位置検出を説明するための図である。
【図１１】非接触ＩＣカードの位置検出についての他の例について説明する図である。
【図１２】非接触ＩＣカードのブロック図を示している。
【図１３】第２の実施形態における非接触ＩＣカードの座標値を検出する動作フローチャートを示す図である。
【図１４】非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置を示す図である。
【図１５】非接触ＩＣカードの位置検出を説明するための図である。
【図１６】第４の実施の形態に係る非接触ＩＣカードシステムの動作フローチャートを示す図である。
【図１７】第５の実施形態に係る非接触ＩＣカードシステムの動作フローチャート図である。
【図１８】第６の実施の形態に係る非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置のブロック図である。
【図１９】非接触ＩＣカードの位置検出を説明するための図である。
【図２０】第７の実施の形態に係る非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置のブロック図である。
【図２１】非接触ＩＣカードの位置検出を説明するための図である。
【図２２】非接触ＩＣカードにホールド部材を装着した例を示す図である。
【図２３】非接触ＩＣカード６０の外観図である。
【図２４】タッチパッドを有する非接触ＩＣカードの外観図である。
【図２５】非接触ＩＣカードの外観図を示す図である。
【符号の説明】
１０　非接触ＩＣカードシステム
２０、１２０、２２０、２２１、３２０　非接触ＩＣカードリーダ／ライタ装置
４４　Ａ／Ｄ変換器
５０、６０　非接触ＩＣカード
６６　Ａ／Ｄ変換部
７１　スイッチ部
７２　タッチパネル
４４４、４５４、４６４、４７４　ホール素子
５０１、５０２ホールド部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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