(57)【要約】【課題】  通信方式が密着型非接触式のＩＣカードと，ＩＣカードとの間で通信を行う通信装置との間で高速通信を実現することの可能な，新規かつ改良された通信システムを提供することである。【解決手段】  通信方式が密着型非接触式のＩＣカード１００と，ＩＣカードとの間で通信を行う通信装置２００とを含むカード通信システムであって，ＩＣカードの表面には，通信装置との通信路となる静電容量カップラーを形成するための第１電極部１１０が形成され，通信装置には，ＩＣカードが密着される通信部２１０に，第１電極部と一体となって静電容量カップラー２７０を形成する第２電極部２２０が形成され，静電容量カップラーにおける通信が可能な帯域のほぼ中心に，キャリアまたはクロック周波数を割り当てる変調方式を採用したことを特徴とする。【選択図】  図１
2005079783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信方式が密着型非接触式の情報記憶媒体と，前記情報記憶媒体との間で通信を行う通信装置とを含む通信システムであって，
前記情報記憶媒体の表面には，前記通信装置との通信路となる静電容量カップラーを形成するための第１電極部が形成され，
前記通信装置には，前記情報記憶媒体が密着される通信部に，前記第１電極部と一体となって前記静電容量カップラーを形成する第２電極部が形成され，
前記静電容量カップラーを通信路とする通信方式が，前記静電容量カップラーにおけるデータ伝送が可能な帯域のほぼ中心に，キャリアまたはクロック周波数を割り当てる通信方式であることを特徴とする，通信システム。
【請求項２】
前記情報記憶媒体の表面には，前記第１電極部が複数形成され，前記通信装置の通信部には，前記第２電極部が複数形成され，
複数チャンネルのデータを並列に伝送することを特徴とする，請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記データを復調するためのクロックが，前記データとは異なるチャンネルで伝送されることを特徴とする，請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記静電容量カップラーを通信路とする通信方式が，ＢＰＳＫ変調方式であることを特徴とする，請求項１に記載の通信システム。
【請求項５】
前記静電容量カップラーを通信路とする通信方式が，Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式であることを特徴とする，請求項１に記載の通信システム。
【請求項６】
前記通信装置は，前記情報記憶媒体との間でデータを送受信するとともに，前記情報記憶媒体に対して電力を供給することを特徴とする，請求項１に記載の通信システム。
【請求項７】
前記第２の電極部は，面積がおよそ２０ｍｍ角であることを特徴とする，請求項１に記載の通信システム。
【請求項８】
通信装置との通信方式が密着型非接触式の情報記憶媒体であって，
表面に，前記通信装置との通信路となる静電容量カップラーを形成するための第１電極部が形成され，
前記通信装置には，前記情報記憶媒体が密着される通信部に，前記第１電極部と一体となって前記静電容量カップラーを形成する第２電極部が形成され，
前記静電容量カップラーを通信路とする通信方式が，前記静電容量カップラーにおけるデータ伝送が可能な帯域のほぼ中心に，キャリアまたはクロック周波数を割り当てる通信方式であることを特徴とする，情報記憶媒体。
【請求項９】
表面に，前記第１電極部が複数形成され，前記通信装置の通信部には，前記第２電極部が複数形成され，複数チャンネルのデータが並列に伝送されることを特徴とする，請求項８に記載の情報記憶媒体。
【請求項１０】
前記データを復調するためのクロックが，前記データとは異なるチャンネルで伝送されることを特徴とする，請求項９に記載の情報記憶媒体。
【請求項１１】
前記静電容量カップラーを通信路とする通信方式が，ＢＰＳＫ変調方式であることを特徴とする，請求項８に記載の情報記憶媒体。
【請求項１２】
前記静電容量カップラーを通信路とする通信方式が，Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式であることを特徴とする，請求項８に記載の情報記憶媒体。
【請求項１３】
前記通信装置との間でデータを送受信するとともに，前記通信装置から電力が供給されることを特徴とする，請求項８に記載の情報記憶媒体。
【請求項１４】
通信方式が密着型非接触式の情報記憶媒体との間で通信を行う通信装置であって，
前記情報記憶媒体の表面には，前記通信装置との通信路となる静電容量カップラーを形成するための第１電極部が形成されており，
前記情報記憶媒体が密着される通信部に，前記第１電極部と一体となって前記静電容量カップラーを形成する第２電極部が形成され，
前記静電容量カップラーを通信路とする通信方式が，前記静電容量カップラーにおけるデータ伝送が可能な帯域のほぼ中心に，キャリアまたはクロック周波数を割り当てる通信方式であることを特徴とする，通信装置。
【請求項１５】
前記通信部には，前記第２電極部が複数形成され，前記情報記憶媒体の表面には，前記第１電極部が複数形成され，複数チャンネルのデータを並列に伝送することを特徴とする，請求項１４に記載の通信装置。
【請求項１６】
前記データを復調するためのクロックが，前記データとは異なるチャンネルで伝送されることを特徴とする，請求項１５に記載の通信装置。
【請求項１７】
前記静電容量カップラーを通信路とする通信方式が，ＢＰＳＫ変調方式であることを特徴とする，請求項１４に記載の通信装置。
【請求項１８】
前記静電容量カップラーを通信路とする通信方式が，Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式であることを特徴とする，請求項１４に記載の通信装置。
【請求項１９】
前記情報記憶媒体との間でデータを送受信するとともに，前記情報記憶媒体に対して電力を供給することを特徴とする，請求項１４に記載の通信装置。
【請求項２０】
前記第２の電極部は，面積がおよそ２０ｍｍ角であることを特徴とする，請求項１４に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信システムにかかり，特に，ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）が埋め込まれるなどしてこれに情報を保持し，通信装置に接触することなく通信を行うことの可能な密着型非接触式の情報記憶媒体（以下，単に情報記憶媒体という。），および情報記憶媒体と通信を行う通信装置，ならびにこれら情報記憶媒体と通信装置を構成要素として含む通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年，ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）をカードに埋め込んだ情報記憶媒体が急速に普及している。データの書き換えが可能なメモリをＩＣに搭載することにより，１つのＩＣカードを繰り返し使用することができる。ＩＣカードは，従来より用いられている磁気カードなどに比べ，障害に強く，記憶できる情報量も多いことから，ネットワークを介したオンラインによる電子商取引に利用できるほか，オフラインでも身元証明証や通行証の代わりなどに幅広く利用することが可能である。このような事情から，カード収納ケースからＩＣカードを取り出す手間を省くことなどを目的として，非接触型のＩＣカード（以下，単に非接触型カードという。）が用いられるようになっている。かかる非接触型ＩＣカードには，電波などの無線方式でデータを送受信するための送受信手段（アンテナ）が埋め込まれており，非接触型カードを専用のカード端末機（カードリーダ／ライタ）にかざすことによって，非接触型カードとカード端末機とを接触させることなく，データを送受信したり，電力の供給を受けたりすることができる。
【０００３】
上述のように，インタフェースの違いからＩＣカードを接触型カードと非接触型カードとに分類することができる。カード端末機との接続のための外部端子を有する接触型カードとは異なり，非接触型カードは内部のアンテナなどを通して電力供給やデータの読み書きを行う。メモリカードが主体となる非接触型タイプは通信距離によって，密着型，近接型，近傍型，遠隔型の４つのタイプに分類される。それぞれの通信距離は，密着型が２ｍｍ，近接型が１０ｃｍ，近傍型が７０ｃｍ，遠隔型が数ｍ程度までである。また近傍型までが電磁誘導方式，遠隔型がマイクロ波方式となっている。電子乗車券やテレホンカードとして実用化が進んでいるのが近接型タイプである。なお接触型，非接触型の両方の機能を兼ね備えたものはコンビネーションカードないしハイブリッドカードと呼ばれ，例えば電子マネー等の決済分野では接触型で，入退出管理に関しては非接触型でという用途が期待されている。
【０００４】
また，密着型の非接触方式のＩＣカードの場合，他の通信方式として，例えば，静電容量カップラーを用いた技術がある。この技術は，ＩＣカードの表面に形成された電極部と，カード端末機の表面に形成された電極部とで，コンデンサ素子（キャパシタ素子あるいは静電容量素子とも言われる。）の機能を有する静電容量カップラーを形成し，これをＩＣカードとカード端末機との間のデータ伝送チャンネルとして用いるものである（例えば，特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特公平６−８５１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように，ＩＣカードの急速が普及する中，より高速なデータ通信が可能な技術が求められている。また，ＩＣカードの新たな利用形態として，ＩＣカードを大容量のメモリに対応可能なストレージ（リムーバブル記憶メディア）として利用する構想があり，この点でも，より高速なデータ通信が可能な技術が求められている。
【０００７】
本発明は，上述の背景技術に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，通信方式が密着型非接触式の情報記憶媒体と，情報記憶媒体との間で通信を行う通信装置との間で高速通信（データ伝送）を実現することの可能な，新規かつ改良された通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点によれば，通信方式が密着型非接触式の情報記憶媒体と，前記情報記憶媒体との間で通信を行う通信装置とを含む通信システムであって，前記情報記憶媒体の表面には，前記通信装置との通信路となる静電容量カップラーを形成するための第１電極部が形成され，前記通信装置には，前記情報記憶媒体が密着される通信部に，前記第１電極部と一体となって前記静電容量カップラーを形成する第２電極部が形成され，前記静電容量カップラーにおける通信が可能な帯域のほぼ中心に，キャリアまたはクロック周波数を割り当てる変調方式を採用したことを特徴とする，通信システムが提供される。
【０００９】
かかる構成によれば，キャリアまたはクロック周波数が，通信（データ伝送）が可能な帯域のほぼ中心に来ることによって，データ伝送が可能な帯域のすべてをデータ伝送に有効に利用することができる。本発明はこのようにして，高速通信（高速データ伝送）が可能である。そして，高速データ伝送を可能としたことにより，電子商取引での利用や身元証明書としての利用といった従来からある一般的な情報記憶媒体の利用形態においても，ユーザにストレスを与えることなく利用が可能となる。さらに，本発明によれば，情報記憶媒体の新たな利用形態として，情報記憶媒体を大容量のメモリに対応可能なストレージ（リムーバブル記憶メディア）として利用することが可能である。
【００１０】
本発明の通信システムにおいて，以下のような応用が可能である。
【００１１】
情報記憶媒体の表面には，第１電極部が複数形成され，通信装置の通信部には，第２電極部が複数形成される構成としてもよい。情報記憶媒体および通信装置に，それぞれ電極部を２以上形成し，静電容量カップラーを２以上形成することにより，複数チャンネルのデータを並列に伝送することができる。一般に，複数チャンネルを並列伝送しようとする場合，クロックを送らずにＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）でクロック再生する方法が知られている。しかしながら，ＰＬＬでクロック再生しようとすると，回路が干渉しあって不安定になるという問題点がある。この点，本発明では，情報記憶媒体および通信装置に，それぞれ電極部を２以上形成し，静電容量カップラーを２以上形成することにより，複数チャンネルのデータを並列に伝送するので，このような問題点が生じることなく，安定性を保ちつつ，データ伝送の高速化を実現することが可能である。
【００１２】
上記のように，情報記憶媒体および通信装置に，それぞれ電極部を２以上形成し，静電容量カップラーを２以上形成することにより，データを復調するためのクロックを，データとは異なるチャンネルで送ることが可能である。
【００１３】
静電容量カップラーを通信路とする通信方式（変調方式）としては，ＢＰＳＫ（Ｂｉ−ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）変調方式を採用してもよい。また，Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式を採用してもよい。静電容量カップラーは直流（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ：ＤＣ）を通さないので，ＤＣフリーであることが必要である。一般的なＤＣフリーの変調方式では，チャネルの帯域全体を使って伝送すると，クロックは帯域の外になる。また，クロックを帯域内に入れると，データレートが低くなるとともにクロックが帯域の端に来て不安定になる。そこで，変調方式として，ＢＰＳＫ変調方式あるいはＭａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式を採用することにより，チャネルの帯域全体を使って伝送した場合でも，クロックが帯域の外になることなく，データレートおよび安定性を両立させることが可能となる。また，特性変動に強いため，上記のように，情報記憶媒体を大容量のメモリに対応可能なストレージ（リムーバブル記憶メディア）として利用するなど，様々な場面で利用可能である。
【００１４】
また，変調方式として，ＢＰＳＫ変調方式あるいはＭａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式を採用することにより，回路構成が簡単になる。特に，薄型化および小型化が要求される情報記憶媒体において，回路構成を簡単にできる変調方式を採用することは極めて効果的である。
【００１５】
また特に，変調方式として，ＢＰＳＫ変調方式を採用することで，任意のキャリアが使用可能であるという効果もある。一方，変調方式としてＭａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式を採用することで，ディジタルＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）だけでＩＣ化が可能となるという効果もある。
【００１６】
通信装置は，情報記憶媒体との間でデータを送受信するとともに，情報記憶媒体に対して電力を供給する構成とすることも可能である。本発明は上記のように，高速通信が可能であるので，情報記憶媒体のデータの読み出しのほかに，書き込みを行うことができ，さらに，情報記憶媒体に対して電力を安定して供給することが可能である。なお，本発明の通信装置は，情報記憶媒体の読み出しまたは書き込みのいずれか一方のみを行うものであってもよい。また，情報記憶媒体に対する電力供給についても，その機能を有するものであっても有しないものであってもよい。
【００１７】
第２の電極部の面積をおよそ２０ｍｍ角とすることが可能である。情報記憶媒体および通信装置の通信部の大きさや，通信特性などを考慮すると，第２の電極部の構成として，面積がおよそ２０ｍｍ角とする構成を採用することができる。
【００１８】
本発明の第２の観点によれば，通信装置との通信方式が密着型非接触式の情報記憶媒体であって，表面に，通信装置との通信路となる静電容量カップラーを形成するための第１電極部が形成され，通信装置には，情報記憶媒体が密着される通信部に，第１電極部と一体となって静電容量カップラーを形成する第２電極部が形成され，静電容量カップラーを通信路とする通信方式が，静電容量カップラーにおけるデータ伝送が可能な帯域のほぼ中心に，キャリアまたはクロック周波数を割り当てる通信方式であることを特徴とする，情報記憶媒体が提供される。
【００１９】
かかる構成によれば，キャリアまたはクロック周波数が，通信（データ伝送）が可能な帯域のほぼ中心に来ることによって，データ伝送が可能な帯域のすべてをデータ伝送に有効に利用することができる。本発明はこのようにして，高速通信（高速データ伝送）が可能である。そして，高速データ伝送を可能としたことにより，電子商取引での利用や身元証明書としての利用といった従来からある一般的な情報記憶媒体の利用形態においても，ユーザにストレスを与えることなく利用が可能となる。さらに，本発明によれば，情報記憶媒体の新たな利用形態として，情報記憶媒体を大容量のメモリに対応可能なストレージ（リムーバブル記憶メディア）として利用することが可能である。
【００２０】
本発明の情報記憶媒体において，上記本発明の第１の観点にかかる通信システムと同様に，以下のような応用が可能である。
【００２１】
表面に，第１電極部が複数形成され，通信装置の通信部には，第２電極部が複数形成され，複数チャンネルのデータが並列に伝送される構成としてもよい。情報記憶媒体および通信装置に，それぞれ電極部を２以上形成し，静電容量カップラーを２以上形成することにより，データを復調するためのクロックを，データとは異なるチャンネルで送ることが可能である。
【００２２】
また，変調方式は，ＢＰＳＫ変調方式であってもよく，Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式であってもよい。
【００２３】
また，通信装置との間でデータを送受信するとともに，通信装置から電力が供給されるようにしてもよい。
【００２４】
本発明の第３の観点によれば，通信方式が密着型非接触式の情報記憶媒体との間で通信を行う通信装置であって，情報記憶媒体の表面には，通信装置との通信路となる静電容量カップラーを形成するための第１電極部が形成されており，情報記憶媒体が密着される通信部に，第１電極部と一体となって静電容量カップラーを形成する第２電極部が形成され，静電容量カップラーを通信路とする通信方式が，静電容量カップラーにおけるデータ伝送が可能な帯域のほぼ中心に，キャリアまたはクロック周波数を割り当てる通信方式であることを特徴とする，通信装置が提供される。
【００２５】
かかる構成によれば，キャリアまたはクロック周波数が，通信（データ伝送）が可能な帯域のほぼ中心に来ることによって，データ伝送が可能な帯域のすべてをデータ伝送に有効に利用することができる。本発明はこのようにして，高速通信（高速データ伝送）が可能である。そして，高速データ伝送を可能としたことにより，電子商取引での利用や身元証明書としての利用といった従来からある一般的な情報記憶媒体の利用形態においても，ユーザにストレスを与えることなく利用が可能となる。さらに，本発明によれば，情報記憶媒体の新たな利用形態として，情報記憶媒体を大容量のメモリに対応可能なストレージ（リムーバブル記憶メディア）として利用することが可能である。
【００２６】
本発明の通信装置において，上記本発明の第１の観点にかかる通信システムと同様に，以下のような応用が可能である。
【００２７】
通信部には，第２電極部が複数形成され，情報記憶媒体の表面には，第１電極部が複数形成され，複数チャンネルのデータを並列に伝送する構成としてもよい。情報記憶媒体および通信装置に，それぞれ電極部を２以上形成し，静電容量カップラーを２以上形成することにより，データを復調するためのクロックを，データとは異なるチャンネルで送ることが可能である。
【００２８】
また，変調方式は，ＢＰＳＫ変調方式であってもよく，Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式であってもよい。
【００２９】
また，情報記憶媒体との間でデータを送受信するとともに，情報記憶媒体に対して電力を供給するようにしてもよい。
【００３０】
また，第２の電極部の面積をおよそ２０ｍｍ角とすることが可能である。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように，本発明によれば，キャリアまたはクロック周波数が，通信（データ伝送）が可能な帯域のほぼ中心に来ることによって，データ伝送が可能な帯域のすべてをデータ伝送に有効に利用することができる。本発明はこのようにして，高速通信（高速データ伝送）が可能である。そして，高速データ伝送を可能としたことにより，電子商取引での利用や身元証明書としての利用といった従来からある一般的な情報記憶媒体の利用形態においても，ユーザにストレスを与えることなく利用が可能となる。さらに，本発明によれば，情報記憶媒体の新たな利用形態として，情報記憶媒体を大容量のメモリに対応可能なストレージ（リムーバブル記憶メディア）として利用することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかる通信システム，情報記憶媒体，および通信装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，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。なお，本実施の形態では，情報記憶媒体の一例として，カード形状の情報記憶媒体であるＩＣカードを例に挙げ，通信装置の一例として，ＩＣカードへの情報の読み書きを行うためのカードリーダ／ライタを例に挙げ，本実施の形態にかかる通信システムを，便宜上，カード通信システムと称して説明する。ただし，本発明の情報記憶媒体はカード形状のものに限定されない。
【００３３】
本実施の形態にかかる通信システムのシステム構成について説明する。
図１は，本実施の形態にかかるカード通信システムの説明図である。
本実施の形態にかかるカード通信システムは，図１に示したように，通信方式が密着型非接触式のＩＣカード１００と，ＩＣカード１００との間で通信を行う通信装置の一例たるカードリーダ／ライタ２００を含むシステムである。図１に示したように，密着型非接触式のＩＣカード１００をカードリーダ／ライタ２００にかざすことによって，これらの間で通信を行うことが可能である。以下，これらシステム構成要素について順に説明する。
【００３４】
（Ａ）ＩＣカード
図２は，本実施の形態にかかるＩＣカード１００の説明図である。
ＩＣカード１００は，図２に示したように，およそ８．５ｃｍ×５．５ｃｍ程度の大きさで２ｍｍ程度の厚みを有する通常のカードにＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）が埋め込まれてこれに情報を保持するカードである。本実施の形態のＩＣカード１００としては，ＩＣへの情報の読み書きを行うためのカードリーダ／ライタ２００に接触することなく通信を行うことの可能なカード（非接触型カード）のうち，通信距離が２ｍｍ程度のいわゆる密着型非接触式の通信方式を採用したカードを想定している。
【００３５】
ＩＣカード１００は，カードリーダ／ライタ２００からの微小な電磁波を捕らえて動作する省電力，耐久性を念頭に設計されたバッテリレスカードである。ＩＣカード１００の表面材料としては，例えば，焼却しても環境に影響の少ないＰＥＴ（ポリエチレンテレフタート）材料を使用することができる。
【００３６】
このような密着型非接触式のＩＣカードとしては，ソニー株式会社が規格化したＦｅｌｉｃａ（フェリカ）がある。ＦｅｌｉＣａは，カードリーダ／ライタ（読み取り・書き込み装置）にかざすだけでデータの読み取りと書き込みが可能である。また，カードリーダ／ライタとＩＣカード間の通信に暗号化処理を用いているので，確実なセキュリティを要求される用途に使用可能である。また，ＩＣカードをカードリーダ／ライタが検出・起動し，相互認証を行い，データの読み書きを行う一連の動作を高速に行えるので，スピーディーな処理が必要な用途に向いている。
【００３７】
ＩＣカード１００の表面には，図２に示したように，カードリーダ／ライタ２００との通信路となる静電容量カップラーを形成するための電極部（第１電極部）１１０が形成されている。図２に示した一例では，電極部１１０が２つ形成されている。また，ＩＣカード１００には，ＩＣモジュール１２０が埋め込まれている。
【００３８】
（電極部１１０）
電極部（第１電極部）１１０は，後述のカードリーダ／ライタ２００に形成された電極部２２０と一体となって，カードリーダ／ライタ２００との通信路となる静電容量カップラーを構成する。ＩＣカード１００とカードリーダ／ライタ２００との間のデータのやり取りを，静電容量カップラーで行うことにより，回路構成を簡単にでき，ひいてはＩＣカード１００の薄型化，小型化に効果がある。ＩＣカード１００およびカードリーダ／ライタ２００に，それぞれ電極部を２以上形成し，静電容量カップラーを２以上形成することにより，複数チャンネルのデータを並列に伝送することができる。これにより，データ伝送の高速化を実現することが可能である。静電容量カップラーについては，さらに後述する。
【００３９】
（ＩＣモジュール１２０）
図３は，ＩＣモジュール１２０の機能構成を概念的に示した説明図である。
ＩＣモジュール１２０は，図３に示したように，処理回路１２１およびメモリ１２２を内蔵している。
【００４０】
処理回路１２１は，所定の情報や要求に応じた種々の処理を行う。例えば，処理回路１２１として，高速ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を内蔵することができる。そして，後述のカードリーダ／ライタ２００との間の通信にＴｒｉｐｌｅＤＥＳなどの暗号通信を採用することで，接触型ＩＣカードと同等以上のセキュリティを実現することができる。なお，本実施の形態では，ＩＣカード１００に搭載された処理回路１２１に特徴を有するものである。すなわち，後述のカードリーダ／ライタ２００の通信部２１０に搭載された処理回路２３０と一体となって，所定の通信変調回路を構成する。処理回路１２１の具体的な回路構成については，さらに後述する。
【００４１】
メモリ１２２は，書き換え可能な記憶媒体，例えば，電気的に書き込み消去可能なＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）から構成される。メモリ１２２には，複数のブロック単位，例えば，８ブロック（１ブロック２バイト）までに対する情報の書き込みが可能であり，書き込み処理と読み出し処理を並列処理することが可能である。メモリ１２２には，様々な種類のデータを保持記憶できるほか，カード専用のオペレーティングシステムやアプリケーションなども記録しておくことができる。なお，メモリ１２２に対する読み出し／書き込み処理については，本実施の形態の本質的特徴ではないため，より詳細な説明については省略する。
【００４２】
以上，密着型非接触式のＩＣカード１００について説明した。
次いで，ＩＣカード１００との間で通信を行う通信装置の一例たるカードリーダ／ライタ２００について，図４を参照しながら説明する。
【００４３】
（Ｂ）カードリーダ／ライタ
図４は，本実施の形態にかかるカードリーダ／ライタ２００がコンピュータ２５０に接続された状態を示す説明図である。
カードリーダ／ライタ２００は，図４に示したように，ユーザが使用するコンピュータ２５０などに接続されている。カードリーダ／ライタ２００には，ＩＣカード１００が密着される通信部２１０が設けられている。カードリーダ／ライタ２００は，この通信部２１０を介して，ＩＣカード１００との間でデータを送受信（読み出し／書き込み）するとともに，ＩＣカード１００に対して電力を供給することができる。
【００４４】
通信部２１０には，図５に示したように，電極部（第２電極部）２２０が形成されている。電極部２２０は，図５に示したように，面積がおよそ２０ｍｍ角である。
【００４５】
図６は，通信部２１０にカード１００がかざされた状態を示す説明図である。
電極部２２０は，カードリーダ／ライタ２００に搭載された処理回路２３０に接続されている。
【００４６】
（電極部２２０）
電極部（第２電極部）２２０は，ＩＣカード１００に形成された電極部１００と一体となって，コンデンサ素子（キャパシタ素子あるいは静電容量素子とも言われる。）の機能を有する静電容量カップラー２７０を形成する。ＩＣカード１００とカードリーダ／ライタ２００との間の通信は，この静電容量カップラー２７０をデータ伝送チャンネルとして用いて行われる。ＩＣカード１００およびカードリーダ／ライタ２００に，それぞれ電極部を２以上形成し，静電容量カップラーを２以上形成することにより，複数チャンネルのデータを並列に伝送することができる。これにより，データ伝送の高速化を実現することが可能である。
【００４７】
ＩＣカード１００とカードリーダ／ライタ２００との間の通信は，必要に応じて暗号化された信号により行われる。さらに，ＩＣカード１００との間で入出力されたデータは，処理回路２３０により所定の処理が行われた後，コンピュータ２５０との間で入出力が行われ，必要に応じて，インターネットなどのネットワークにおいて利用可能である。
【００４８】
一般に，カードリーダ／ライタ２００とＩＣカードとの通信距離は，通信方式，すなわち，ＩＣカードの送受信手段（アンテナ）の大きさなどにより異なる。本実施の形態では，ＩＣカード１００として密着型非接触式のＩＣカードを想定しており，カードリーダ／ライタ２００とＩＣカードとの通信距離は，およそ０．２ｍｍである。カードリーダ／ライタ２００は，ＩＣカード１００の検出，ＩＣカード１００とカードリーダ／ライタ２００との相互認証，ＩＣカード１００の読み取り，ＩＣカード１００への書き込み（記録），の一連の処理をおよそ０．２秒ほどで行うことができる。
【００４９】
なお，本実施の形態では，カードリーダ／ライタ２００に搭載された処理回路２３０に特徴を有するものである。すなわち，上述のＩＣカード１００に搭載された処理回路１２１と一体となって，所定の通信変調回路を構成する。処理回路２３０の具体的な回路構成については，さらに後述する。
【００５０】
以上，本実施の形態にかかるカード通信システムのシステム構成について説明した。
次いで，ＩＣカード１００とカードリーダ／ライタ２００との間のデータ伝送方法について説明するとともに，未説明のＩＣカード１００に搭載された処理回路１２１およびカードリーダ／ライタ２００に搭載された処理回路２３０について説明する。
【００５１】
（Ｃ）通信方式
本実施の形態では，ＩＣカード１００とカードリーダ／ライタ２００との間のデータ伝送に用いられる変調方式として，ＢＰＳＫ変調方式とＭａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式を採用する。まず，これら変調方式を採用した理由について説明する。
【００５２】
本実施の形態では，上述のように，ＩＣカード１００とカードリーダ／ライタ２００に，それぞれ電極部を設け，静電容量カップラーを構成することにより，データ伝送を行う。静電容量カップラーによる伝送システムには，どんな変調方式が適しているかを検討するにあたり，静電容量カップラーの特性を考察すると，以下の通りである。
（１）ＤＣは伝送できない。
（２）４００〜５００ＭＨｚまでの帯域がある。
（３）結合の状態によって伝送特性が変化する。
（４）数チャンネルに並列化することは容易である
（５）クロストークは少ない。
【００５３】
静電容量カップラーの長所は，以下の通りである。
（１）非接触型の伝送方式である。このため，密着型非接触方式の高速データ伝送を実現可能である。
（２）並列化が容易である。このため，クロックを別チャンネルに送ることができるので，クロック再生が不要である。
【００５４】
一方，静電容量カップラーの短所は，以下の通りである。
（１）ＤＣが送れない。このため，ＤＣフリーの変調方式が必要である。
（２）帯域が変動する。このため，帯域の中心にクロック周波数を置く必要がある。
【００５５】
そこで，静電容量カップラーの短所を補い，長所を生かす方法を採用するのが最も好ましい。かかる観点から，本実施の形態における変調方式の選択基準は，以下の通りである。
（１）回路が簡単で消費電力が小さい
（２）高速伝送が可能である
（３）ＤＣフリーである
（４）帯域内にクロック（キャリア）がある
（５）特性変動に強い
【００５６】
以下に，変調方式の比較として，Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式，ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ：四位相偏移変調）変調方式，ＢＰＳＫ変調方式について検討する。ＱＰＳＫ変調方式は，デジタル信号をアナログ信号に変換する変調方式の一つであり，変換された後の波における４つの異なる位相にそれぞれ１つの値を割り当てることにより，１回変調で４値（２ビット）のデータを送受信することができる。デジタル衛星放送やケーブルモデムなどに用いられる変調方式である。
【００５７】
Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式，ＱＰＳＫ変調方式，またはＢＰＳＫ変調方式が，上記（１）〜（５）を満たす。
・Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式はアナログ変復調回路（ＥＯＲ）は不要だが，キャリアとデータクロックを一致させる必要があるため，融通が利かない。
・ＱＰＳＫ変調方式またはＢＰＳＫ変調方式は，アナログ変復調回路（ＭＩＸＥＲ）が必要であるが，データクロックとキャリアは一致する必要がない。
・ＱＰＳＫは高速伝送できるが，位相の管理が面倒である。
・ストレージ用のＤＣフリーな変調方式は，伝送に必要な帯域の外にクロックがある。
・ＰＲ（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）やＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などの多値伝送だと，入力信号レベルが変化しても，出力信号レベルが一定になるよう，増幅器の利得を可変制御するＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路が必要となる。
【００５８】
以上から，ＤＣフリーでキャリアが伝送帯域の中心にあり，変復調が簡単でＡＧＣ回路が不要な，Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式またはＢＰＳＫ変調方式が望ましい。以下，これら変調方式について説明する。
【００５９】
（ＢＰＳＫ変調方式）
ＢＰＳＫ変調方式は最も単純な位相変調方式で，キャリアの位相を０，キャリアとは逆の位相（１８０度ずれた位相）を１に割り当てる。受信側では，このキャリアからの位相のずれを検出することで，送られた信号が０なのか１なのかを識別する。ＢＰＳＫ変調方式には，変調出力の振幅が一定なため，電力効率の高い増幅器を利用することができ，消費電力面では有利であること，変調方式として単純で効率はあまりよくないが，その分通信エラーに比較的強いという特徴がある。一方，ＢＰＳＫ変調方式は，位相が急激に変化するため，出力スペクトルが広がるという欠点がある。
【００６０】
衛星デジタル通信を利用したインターネット接続サービスでは，このＢＰＳＫ変調方式が変調方式として採用されている。
【００６１】
このＢＰＳＫ変調方式はデジタル変調の最も単純な例で，現在利用される変調技術では，１つの符号（シンボルと呼ばれる）に多くの情報を同時にコード化できるように，複数の変調方式を組み合わせて使用するのが一般的である。
【００６２】
以下に，ＩＣカード１００とカードリーダ／ライタ２００との間でＢＰＳＫ変調方式による通信を実現するための回路（以下，ＢＰＳＫ回路という。）について説明する。図７は，本実施の形態にかかるＢＰＳＫ回路の一構成例を示す説明図である。図８は，ＢＰＳＫ回路３００における（ａ）送信データ，（ｂ）帯域制限信号，および（ｃ）送信信号の波形を示す説明図である。図９Ａは，ＢＰＳＫ回路３００における，（ａ）帯域制限信号と（ｂ）送信信号の周波数特性を示す説明図である。図９Ｂは，ＢＰＳＫ回路における，（ｃ）ノイズ付加信号と（ｄ）等化後信号の周波数特性を示す説明図である。
【００６３】
なお，図８においては，横軸（Ｘ軸）：Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｔｉｍｅ（データレート・クロックの周期Ｔｏを１に規格化した時間），縦軸（Ｙ軸）：Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ［Ｖ］（線形表示の振幅）である。また，図９Ａ，図９Ｂにおいては，横軸（Ｘ軸）：Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（データレート・クロックの周期Ｔｏの逆数１／Ｔｏを１に規格化した周波数），縦軸（Ｙ軸）：Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ［ｄＢ］（対数表示の振幅）である。
【００６４】
（ＢＰＳＫ回路３００）
ＢＰＳＫ回路３００は，図７に示したように，帯域制限フィルタ３１０と，乗算器３２０と，チャンネル（Ｃｈａｎｎｅｌ）３４０と，乗算器３５０と，帯域制限フィルタ３６０と，２値化部３７０と，２値化部３８０と，データフリップフロップ（ＤＦＦ）３９０を備えて構成されている。なお，加算器３３０は実際の回路では存在しないが，シミュレーションによる動作説明のために付加されており，チャンネル３４０とノイズ加算器３３０で実際の伝送チャンネルをシミュレーションする。
【００６５】
加算器３３０は，上述のように，実際の回路では存在しないが，シミュレーションによる動作説明のために付加されているものであり，送信信号にＡＷＧＮ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｗｈｉｔｅ  Ｇａｕｓｓｉａｎ  Ｎｏｉｓｅ）を重畳する手段である。ＡＷＧＮは，必要なＡＷＧＮをリアルタイムに出力可能なディジタル変調信号発生器（ＡＷＧＮ発生器）から，加算器３３０に送られる。加算器３３０は，チャンネル３４０とノイズ加算器３３０で実際の伝送チャンネルをシミュレーションするために用いられる。
【００６６】
上記構成からなるＢＰＳＫ回路３００の動作について説明する。
ここでは，カードリーダ／ライタ２００からＩＣカード１００へ信号が流れる場合，すなわち，ＩＣカード１００に対するデータ書き込み動作あるいは電源供給時の動作について説明する。
【００６７】
送信データは，帯域制限フィルタ３１０でフィルタリングされた後，乗算器３２０において，変調用正弦波（クロック）により，データ伝送が可能な帯域に変調される。データ伝送が可能な帯域に変調された送信データは，送信信号として後段に送られる。図８（ａ）は送信データの波形を示し，図８（ｂ）は帯域制限信号の波形を示し，図８（ｃ）は送信信号の波形を示している。また，図９Ａ（ａ）は帯域制限信号の周波数特性を示し，図９Ａ（ｂ）は送信信号の周波数特性を示している。
【００６８】
実際の伝送システムでは送信信号は，チャンネル３４０に送られる。図９Ｂ（ｃ）は，実際の伝送チャンネルをシミュレーションするための加算器３３０において，ノイズ（ＡＷＧＮ）が付加された後の，ノイズ付加信号の周波数特性を示している。チャンネル３４０は，上述のＩＣカード１００に設けられたコンデンサ素子と，カードリーダ／ライタ２００に設けられたコンデンサ素子とから構成される静電容量カップラーにより構成されている。静電容量カップラーが複数設けられるときには，データ伝送に最適なチャンネルを選択することも可能になる。
【００６９】
変調用正弦波（クロック）は，データ伝送とは別のチャンネルを介して，受信側に伝送される。受信信号は，乗算器３５０において，変調用正弦波（クロック）により，復調される。復調信号は，帯域制限フィルタ３６０でフィルタリングされ等化後信号として後段に送られる。図９Ｂ（ｄ）は等化後信号の周波数特性を示している。等化後信号は，２値化部３７０で２値化されて，データ化される。また，変調用正弦波（クロック）は２値化部３８０でデータ化される。２値化された等化後信号は，データフリップフロップ（ＤＦＦ）３９０のデータ端子（Ｄ）に入力され，２値化された変調用正弦波（クロック）は，データフリップフロップ（ＤＦＦ）３９０のクロック端子（ＣＫ）に入力される。データフリップフロップ（ＤＦＦ）３９０においては，クロック（ＣＫ）によりデータ（Ｄ）がラッチされ，受信データを出力データ（Ｑ）として出力する。
【００７０】
静電容量型カップラーの周波数特性をネットワーク・アナライザーで測定した結果を図１０Ａ〜図１０Ｄに示す。図１０Ａ〜図１０Ｄは，静電容量型カップラーを構成する電極間の距離（スペーシング）が順に，（ａ）０．１ｍｍ，（ｂ）０．５ｍｍ，（ｃ）１．０ｍｍ，（ｄ）２．０ｍｍの場合を示している。静電容量型カップラーを構成する電極間の距離（スペーシング）を（ａ）０．１ｍｍ−（ｂ）０．５ｍｍ−（ｃ）１．０ｍｍ−（ｄ）２．０ｍｍと大きくしていくと，伝送可能な帯域が高い周波数にシフトし，もっとも損失の少ない周波数は（ａ）２００ＭＨｚ−（ｂ）４００ＭＨｚ−（ｃ）５５０ＭＨｚ−（ｄ）７００ＭＨｚと変化する。このように，静電容量型カップラーの伝送可能な帯域はスペーシングなどの使用条件によって変化するので，特性変動しやすい周波数にキャリアまたはクロック周波数があると，伝送システム全体が不安定になる。これを避けるために，キャリアまたはクロック周波数を伝送可能な帯域のほぼ中心に置くことが必要である。
【００７１】
図９Ａ，図９Ｂに示したように，キャリアまたはクロック周波数が，通信（データ伝送）が可能な帯域のほぼ中心に来ることによって，データ伝送が可能な帯域のすべてをデータ伝送に有効に利用することができる。ＢＰＳＫ変調方式ではこのようにして，高速通信（高速データ伝送）が可能である。
【００７２】
以上，ＢＰＳＫ変調方式について説明した。
次いで，Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式について説明する。
【００７３】
（Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式）
１０Ｂａｓｅ系のＭａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式は，ビット区間の前半で補数をとり（０なら１，１なら０），後半はそのままという変調を行い，データとクロック成分を一緒に伝送している。この場合，ピーク時（１や０が連続）にはビットレート通りのパルス波（１０Ｍｂｐｓなら１０ＭＨｚ）がそのままケーブル上を流れることになる。１００Ｂａｓｅ−ＦＸや１０００Ｂａｓｅ−Ｘでは，２値の信号レベルを「１」の状態で変化させるＮＲＺＩ（Ｎｏｎ  Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏ  Ｉｎｖｅｒｔｅｄ）を用いている。「１，１」で１クロック分の変化なので，ピーク時（「１」の連続）の周波数成分は，ボーレートの半分（１２５Ｍｂｐｓで６２．５ＭＨｚ）になる。この変調方法では，「０」が延々と続くと信号が変化せず，クロックが検出できなくなるので，１０ｂｉｔのコードの中から「１」が適度に出現するコードを選ぶ８Ｂ１０Ｂ符号化が行われている。１００Ｂａｓｅ−ＴＸの信号伝送には，単純な高低２値ではなく「＋，０，−」の３レベルを使い，「１」で信号レベルを１ステップ変化させるＭＬＴ−３（Ｍｕｌｔｉ  Ｌｅｖｅｌ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ−３  ｌｅｖｅｌ）という変調方式を用いている。この場合，「１，１，１，１」の４ｂｉｔで１クロック分遷移するので，ケーブル上の実質的な周波数成分は，１／４の３１．２５ＭＨｚに押さえられる。こちらも，クロックが適度に遷移するよう，４ｂｉｔを５ｂｉｔで表す４Ｂ５Ｂという符号化が行われる。
【００７４】
以下に，ＩＣカード１００とカードリーダ／ライタ２００との間でＭａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式による通信を実現するための回路（以下，Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ回路という。）について説明する。図１１は，本実施の形態にかかるＭａｎｃｈｅｓｔｅｒ回路の一構成例を示す説明図である。図１２は，Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ回路における，（ａ）送信データ，（ｂ）Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ信号，および（ｃ）送信信号の波形を示す説明図である。図１３Ａは，Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ回路４００における，（ａ）Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ信号と（ｂ）送信信号の周波数特性を示す説明図である。図１３Ｂは，Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ回路４００における，（ｃ）ノイズ付加信号と（ｄ）等化後信号の周波数特性を示す説明図である。
【００７５】
なお，図１２においては，横軸（Ｘ軸）：Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｔｉｍｅ（データレート・クロックの周期Ｔｏを１に規格化した時間），縦軸（Ｙ軸）：Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ［Ｖ］（線形表示の振幅）である。また，図１３Ａ，図１３Ｂにおいては，横軸（Ｘ軸）：Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（データレート・クロックの周期Ｔｏの逆数１／Ｔｏを１に規格化した周波数），縦軸（Ｙ軸）：Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ［ｄＢ］（対数表示の振幅）である。
【００７６】
（Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ回路４００）
Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ回路４００は，図１１に示したように，排他的論理和回路（ＸＯＲ）４１０と，帯域制限フィルタ４２０と，チャンネル（Ｃｈａｎｎｅｌ）４４０と，帯域制限フィルタ４５０と，２値化部４６０と，２値化部４７０と，データフリップフロップ（ＤＦＦ）４８０を備えて構成されている。なお，加算器４３０は実際の回路では存在しないが，シミュレーションによる動作説明のために付加されており，チャンネル４４０とノイズ加算器４３０で実際の伝送チャンネルをシミュレーションする。
【００７７】
排他的論理和回路（ＸＯＲ）４１０は，データクロックＣＬＫを用いて送信データからＭａｎｃｈｅｓｔｅｒ信号を生成するために用いられる。
【００７８】
他の構成要素である，帯域制限フィルタ４２０，加算器４３０，帯域制限フィルタ４２０，加算器４３０，チャンネル４４０，帯域制限フィルタ４５０，２値化部４６０，２値化部４７０，およびデータフリップフロップ（ＤＦＦ）４８０は，それぞれ，上述のＢＰＳＫ回路３００の構成要素である，帯域制限フィルタ３１０，加算器３３０，チャンネル３４０，帯域制限フィルタ３６０，２値化部３７０，２値化部３８０，およびデータフリップフロップ（ＤＦＦ）３９０と実質的に同様のものを用いることができる。
【００７９】
上記構成からなるＭａｎｃｈｅｓｔｅｒ回路４００の動作について説明する。
ここでは，カードリーダ／ライタ２００からＩＣカード１００へ信号が流れる場合，すなわち，ＩＣカード１００に対するデータ書き込み動作あるいは電源供給時の動作について説明する。
【００８０】
送信データは，排他的論理和回路（ＸＯＲ）４１０において，変調用正弦波（クロック）により，データ伝送が可能な帯域のＭａｎｃｈｅｓｔｅｒ信号に変調される。データ伝送が可能な帯域のＭａｎｃｈｅｓｔｅｒ信号は，帯域制限フィルタ４２０でフィルタリングされて送信信号として後段に送られる。図１２（ａ）は送信データの波形を示し，図１２（ｂ）はＭａｎｃｈｅｓｔｅｒ信号の波形を示し，図１２（ｃ）は送信信号の波形を示している。また，図１３Ａ（ａ）はＭａｎｃｈｅｓｔｅｒ信号の周波数特性を示し，図１３Ａ（ｂ）は送信信号の周波数特性を示している。
【００８１】
実際の伝送システムでは送信信号は，チャンネル４４０に送られる。図１３Ｂ（ｃ）は，実際の伝送チャンネルをシミュレーションするための加算器４３０において，ノイズ（ＡＷＧＮ）が付加された後の，ノイズ付加信号の周波数特性を示している。チャンネル４４０は，上述のＩＣカード１００に設けられたコンデンサ素子と，カードリーダ／ライタ２００に設けられたコンデンサ素子とから構成される静電容量カップラーにより構成されている。静電容量カップラーが複数設けられるときには，データ伝送に最適なチャンネルを選択することも可能になる。
【００８２】
受信信号は，帯域制限フィルタ４５０でフィルタリングされ等化後信号として後段に送られる。図１３Ｂ（ｄ）は等化後信号の周波数特性を示している。等化後信号は，２値化部４６０で２値化されて，データ化される。一方，変調用正弦波（クロック）は，データ伝送とは別のチャンネルを介して，受信側に伝送される。変調用正弦波（クロック）は２値化部４７０でデータ化される。２値化された等化後信号は，データフリップフロップ（ＤＦＦ）４８０のデータ端子（Ｄ）に入力され，２値化された変調用正弦波（クロック）は，データフリップフロップ（ＤＦＦ）４８０のクロック端子（ＣＫ）に入力される。データフリップフロップ（ＤＦＦ）４８０においては，クロック（ＣＫ）によりデータ（Ｄ）がラッチされ，受信データを出力データ（Ｑ）として出力する。
【００８３】
図１３Ａ，図１３Ｂに示したように，キャリアまたはクロック周波数が，通信（データ伝送）が可能な帯域のほぼ中心に来ることによって，データ伝送が可能な帯域のすべてをデータ伝送に有効に利用することができる。Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式ではこのようにして，高速通信（高速データ伝送）が可能である。
【００８４】
以上，ＢＰＳＫ変調方式とＭａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式について説明した。
ＢＰＳＫ変調方式とＭａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式とを比較する。
【００８５】
●ＢＰＳＫ変調方式
チャネルの帯域全体を使って伝送した場合でも，クロックが帯域の外になることなく，データレートおよび安定性を両立させることが可能となる。また，特性変動に強いため，上記のように，ＩＣカードを大容量のメモリに対応可能なストレージ（リムーバブル記憶メディア）として利用するなど，様々な場面で利用可能である。また特に，ＢＰＳＫ変調方式を採用することで，任意のキャリアが使用可能であるという効果もある。
【００８６】
●Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式
ＢＰＳＫ変調方式と同様に，チャネルの帯域全体を使って伝送した場合でも，クロックが帯域の外になることなく，データレートおよび安定性を両立させることが可能となる。また，特性変動に強いため，上記のように，ＩＣカードを大容量のメモリに対応可能なストレージ（リムーバブル記憶メディア）として利用するなど，様々な場面で利用可能である。また特に，変調方式としてＭａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式を採用することで，ディジタルＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）だけでＩＣ化が可能となるという効果もある。
【００８７】
（本実施の形態の効果）
以上説明したように，本実施の形態にかかるカード通信システム，ＩＣカード，および通信装置によれば，以下のような優れた効果が得られる。
【００８８】
（１）高速伝送が可能である。
キャリアまたはクロック周波数が，データ伝送が可能な帯域のほぼ中心に来ることによって，データ伝送が可能な帯域のすべてをデータ伝送に有効に利用することができる。このため，高速データ伝送が可能である。高速データ伝送を可能としたことにより，従来からある非接触型カードの利用形態においても，ユーザにストレスを与えることなる利用が可能となる。さらに，非接触型カードの新たな利用形態として，ＩＣカードを大容量のメモリに対応可能なストレージ（リムーバブル記憶メディア）として機能させることができる。
【００８９】
（２）特性変動に強い。
複数チャンネルを並列伝送しようとする場合，クロックを送らずにＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）でクロック再生する方法がある。
ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ（位相ロックループ））は，一般的に，制御可能な１つの発振器をもち，その発振器の位相を基準になる信号の位相に対して一定の関係を保つように，位相差を検出して，フィードバック制御することで構成される。ＰＬＬは，従来から，角度変調信号の復調や，種々の同期回路，周波数シンセサイザ等，に使われていた。また，最近では，マイクロプロセッサを含む各種ロジックＩＣの内部クロック発生にも多く使用され，クロック周波数が高くなるにしたがい，作り方によっては，そのジッタ特性が問題になる場合もある。
このように，ＰＬＬでクロック再生しようとすると，回路が干渉しあって不安定になるという問題点があった。この点，本発明では，前記非接触型カードのコンデンサ素子と前記カード認証装置のコンデンサ素子とを複数組設け，前記静電容量カップラーを複数組用い，これにより，複数チャンネルのデータを並列に伝送するので，このような問題点が生じることなく，安定性を保つことができる。
【００９０】
（３）回路構成が簡単である。
変調方式として，ＢＰＳＫ変調方式あるいはＭａｎｃｈｅｓｔｅｒ符号化方式を採用することにより，回路構成が簡単になる。特に，薄型化および小型化が要求されるＩＣカードにおいて，回路構成を簡単にできる変調方式を採用することは極めて効果的である。
【００９１】
以上，添付図面を参照しながら本発明にかかる通信システム，ＩＣカード，および通信装置の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の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。
【００９２】
例えば，上記実施の形態では，本発明の通信装置として，ＩＣカード１００の読み書きを行うカードリーダ／ライタ２００を一例に挙げて説明したが，本発明はこれに限定されない。本発明の通信装置は，ＩＣカードの読み出しまたは書き込みのいずれか一方のみを行うものであってもよい。また，ＩＣカードに対する電力供給についても，その機能を有するものであっても有しないものであってもよい。
【００９３】
また，上記実施の形態では，カードリーダ／ライタ２００の電極部２１０の面積などについて，具体的な数値を例に挙げて説明したが，本発明はこれらに限定されるものではなく，任意の形態を採用することができる。
【００９４】
以上説明したように，本発明によれば，キャリアまたはクロック周波数が，通信（データ伝送）が可能な帯域のほぼ中心に来ることによって，データ伝送が可能な帯域のすべてをデータ伝送に有効に利用することができる。本発明はこのようにして，高速通信（高速データ伝送）が可能である。そして，高速データ伝送を可能としたことにより，電子商取引での利用や身元証明書としての利用といった従来からある一般的なＩＣカードの利用形態においても，ユーザにストレスを与えることなく利用が可能となる。さらに，本発明によれば，ＩＣカードの新たな利用形態として，ＩＣカードを大容量のメモリに対応可能なストレージ（リムーバブル記憶メディア）として利用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は，通信システムに利用可能であり，特に，ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）が埋め込まれるなどしてこれに情報を保持し，通信装置に接触することなく通信を行うことの可能な密着型非接触式のＩＣカード（以下，単にＩＣカードという。），およびＩＣカードと通信を行う通信装置，ならびにこれらＩＣカードと通信装置を構成要素として含む通信システムに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】カード通信システムの構成を示す説明図である。
【図２】ＩＣカード１００の構成を示す説明図である。
【図３】ＩＣモジュール１２０の構成を示す説明図である。
【図４】カードリーダ／ライタ２００がコンピュータ２５０に接続された状態を示す説明図である。
【図５】通信部２１０に電極部２２０が形成された状態を示す平面図である。
【図６】通信部２１０にカード１００がかざされた状態を示す説明図である。
【図７】ＢＰＳＫ回路３００の一構成例を示す説明図である。
【図８】ＢＰＳＫ回路３００における，（ａ）送信データ，（ｂ）帯域制限信号，および（ｃ）送信信号の波形を示す説明図である。
【図９Ａ】ＢＰＳＫ回路３００における，（ａ）帯域制限信号と（ｂ）送信信号の周波数特性を示す説明図である。
【図９Ｂ】ＢＰＳＫ回路３００における，（ｃ）ノイズ付加信号と（ｄ）等化後信号の周波数特性を示す説明図である。
【図１０Ａ】静電容量型カップラーを構成する電極間の距離が（ａ）０．１ｍｍの場合の，静電容量型カップラーの周波数特性をネットワーク・アナライザーで測定した結果を示す説明図である。
【図１０Ｂ】静電容量型カップラーを構成する電極間の距離が（ｂ）０．５ｍｍの場合の，静電容量型カップラーの周波数特性をネットワーク・アナライザーで測定した結果を示す説明図である。
【図１０Ｃ】静電容量型カップラーを構成する電極間の距離が（ｃ）１．０ｍｍの場合の，静電容量型カップラーの周波数特性をネットワーク・アナライザーで測定した結果を示す説明図である。
【図１０Ｄ】静電容量型カップラーを構成する電極間の距離が（ｄ）２．０ｍｍの場合の，静電容量型カップラーの周波数特性をネットワーク・アナライザーで測定した結果を示す説明図である。
【図１１】Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ回路４００の一構成例を示す説明図である。
【図１２】Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ回路４００における，（ａ）送信データ，（ｂ）Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ信号，および（ｃ）送信信号の波形を示す説明図である。
【図１３Ａ】Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ回路４００における，（ａ）Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ信号と（ｂ）送信信号の周波数特性を示す説明図である。
【図１３Ｂ】Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ回路４００における，（ｃ）ノイズ付加信号と（ｄ）等化後信号の周波数特性を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９７】
１００  ＩＣカード
１１０  電極部
１２０  ＩＣモジュール
１２１  処理回路
１２２  メモリ
２００  カードリーダ／ライタ
２１０  通信部
２２０  電極部
２３０  処理回路
２５０  コンピュータ
２７０  静電容量カップラー
３００  ＢＰＳＫ回路
３１０  帯域制限フィルタ
３２０  乗算器
３３０  加算器
３４０  チャンネル
３５０  乗算器
３６０  帯域制限フィルタ
３７０  ２値化部
３８０  ２値化部
３９０  データフリップフロップ（ＤＦＦ）
４００  Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ回路
４１０  排他的論理和回路
４２０  帯域制限フィルタ
４３０  加算器
４４０  チャンネル
４５０  帯域制限フィルタ
４６０  ２値化部
４７０  ２値化部
４８０  データフリップフロップ（ＤＦＦ）
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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