Q. デジタル名刺やNFCタグについて技術的な説明を求める
A. 承知いたしました。デジタル名刺とNFCタグについて、技術的な側面からご説明します。
デジタル名刺
技術的な基盤
デジタル名刺は、従来の紙の名刺の情報をデジタル化したものです。その技術的な基盤は多岐にわたりますが、主な要素としては以下のものが挙げられます。
データ形式
- vCard (Virtual Business Card)
- JSON (JavaScript Object Notation)
- 独自形式
データ伝送方式
- QRコード (Quick Response Code)
- NFC (Near-Field Communication)
- Bluetooth Low Energy (BLE)
- URL (Uniform Resource Locator)
- API (Application Programming Interface)
保存と管理
- クラウドストレージ
- 専用アプリ
- CRM (Customer Relationship Management) システム
NFCタグ
技術的な概要
NFC (Near-Field Communication) は、13.56MHzの周波数帯を利用した近距離無線通信技術です。数センチ程度の距離で、対応するデバイス間でデータの送受信を安全に行うことができます。
技術仕様
- 周波数帯: 13.56 MHz
- 通信距離: 通常数センチメートル以内
- 通信速度: 最大424 kbit/s
- 通信モード: リーダー/ライターモード、カードエミュレーションモード、ピアツーピア (P2P) モード
NFCタグの種類
- NFC Type 1 Tag (ISO/IEC 14443A)
- NFC Type 2 Tag (ISO/IEC 14443A)
- NFC Type 3 Tag (FeliCa)
- NFC Type 4 Tag (ISO/IEC 14443A)
- NFC Type 5 Tag (ISO/IEC 15693)
NFCタグの構成要素
- ICチップ (Integrated Circuit)
- アンテナ
- 基材
デジタル名刺におけるNFCタグの利用
- スムーズな情報交換
- アプリ不要
- 多様な情報埋め込み
Q. NFCの仕様について
A. NFC（Near-Field Communication、近距離無線通信）の仕様についてですね。技術的な詳細を以下に説明します。
主要な技術仕様
- 動作周波数: 13.56 MHz (ISMバンド)
- 通信距離: 通常10cm以内
- データ転送速度: 106 kbit/s、212 kbit/s、424 kbit/s、848 kbit/s
- 通信モード: リーダー/ライターモード、カードエミュレーションモード、ピアツーピア (P2P) モード
関連規格と標準化団体
- ISO/IEC (国際標準化機構/国際電気標準会議)
- NFC Forum
- ECMA International
- ETSI (欧州電気通信標準化機構)
- ISO/IEC 14443
- ISO/IEC 15693
- JIS X 6319-4
NFCタグの種類 (NFC Forumによる分類)
- Type 1 Tag (ISO/IEC 14443Aベース)
- Type 2 Tag (ISO/IEC 14443Aベース)
- Type 3 Tag (ISO/IEC 18092/JIS X 6319-4 (FeliCa) ベース)
- Type 4 Tag (ISO/IEC 14443Aベース)
- Type 5 Tag (ISO/IEC 15693ベース)
NFCデータ交換フォーマット (NDEF)
異なるNFCデバイスやタグ間でのデータ交換を容易にする共通フォーマット。
セキュリティ
近距離通信、暗号化、セキュアエレメント (SE) など。
用途
決済、交通、認証、情報共有、ペアリング、タグ利用など。
Q. NDEFについて詳しく
A. NDEF（NFC Data Exchange Format）は、NFC Forumによって定義された、NFCタグやNFC対応デバイス間でデータを交換するための共通フォーマットです。これにより、異なる種類のNFCデバイスやタグ間でも、互いに理解できる形式で情報をやり取りすることが可能になります。
NDEFの基本的な構造
NDEFメッセージは、一つ以上のNDEFレコードで構成されます。各NDEFレコードは、交換したい具体的なデータと、そのデータの種類や長さを記述するヘッダー情報を含んでいます。
NDEF Message
└── NDEF Record 1
├── Header (TNF, Type Length, Payload Length, ID Length, Flags)
├── Type (データの種類を示すURIやMIMEタイプなど)
├── ID (レコードを識別するためのオプションのID)
└── Payload (実際のデータ)
└── NDEF Record 2
└── ...
└── ...
NDEFレコードのヘッダー
- TNF (Type Name Format)
- Type Length
- Payload Length
- ID Length
- Flags (MB, ME, CF, SR, IL)
Well-known Type (TNF = 0x01) の例
- URI (URI Record): ウェブサイトの URL などを示す。
- Text (Text Record): テキストデータを示す。
- Smart Poster (Smart Poster Record): URI レコードと他のレコードを組み合わせて、タイトルやアクションを含むリッチな情報を示す。
- Generic Control Record (Gc Record): デバイス間のアクションや制御情報を伝達するために使用。
- Signature Record: NDEF メッセージの整合性を検証するためのデジタル署名を格納。
MIME Media Type (TNF = 0x02) の例
MIMEタイプを使用してデータを記述（例: "image/jpeg", "application/json"）。
Absolute URI (TNF = 0x03) の例
Payloadに完全なURIを格納。
NFC Forum External Type (TNF = 0x04) の例
登録されたドメイン名に基づいて独自のデータタイプを定義。
NDEFの利用例
- URLの共有
- 連絡先の交換
- アプリケーションの起動
- 設定の共有
Q. Well-known Typeの一覧
A. 承知いたしました。NDEF (NFC Data Exchange Format) の Well-known Type (TNF = 0x01) の主なものを以下に示します。
主なWell-known Type (TNF = 0x01)
| RTD (Record Type Definition) | Type フィールドの値 | 説明 | Full URI Reference | Specification Reference |
|---|
| URI | U | ウェブサイトの URL などを示す | | URI Record Type Definition |
| Text | T | テキストデータを示す | | Text Record Type Definition |
| Smart Poster | Sp | URI レコードと他のレコードを組み合わせて、タイトルやアクションを含むリッチな情報を示す | | Smart Poster Record Type Definition |
| Handover Carrier | Hc | Connection Handover プロトコルで使用されるキャリア情報を記述 | | Connection Handover |
| Handover Initiate | Hi | Connection Handover プロトコルで使用される開始メッセージ | | Connection Handover |
| Handover Mediation | Hm | Connection Handover プロトコルで使用される仲介メッセージ | | Connection Handover |
| Handover Request | Hr | Connection Handover プロトコルで使用される要求メッセージ | | Connection Handover |
| Handover Select | Hs | Connection Handover プロトコルで使用される選択メッセージ | | Connection Handover |
| Generic Control | Gc | デバイス間のアクションや制御情報を伝達するために使用 | | Generic Control Record Type Definition |
| Signature | Sig | NDEF メッセージの整合性を検証するためのデジタル署名を格納 | | Signature Record Type Definition |
| Device Information | Di | デバイスに関する情報（製造元、モデルなど）を提供 | | Device Information Record Type Definition |
| TNEP Status | Te | Tag NDEF Exchange Protocol (TNEP) のステータスを示す | | Tag NDEF Exchange Protocol |
| Service Parameter | Tp | Tag NDEF Exchange Protocol (TNEP) のサービスパラメータを示す | | Tag NDEF Exchange Protocol |
| Service Select | Ts | Tag NDEF Exchange Protocol (TNEP) のサービス選択を示す | | Tag NDEF Exchange Protocol |
| Money Transfer Request | Mt | NFC Money Transfer プロトコルで使用される送金要求 | | NFC Money Transfer |
| Money Transfer Response | Mr | NFC Money Transfer プロトコルで使用される送金応答 | | NFC Money Transfer |
| Personal Health Device | PHD | Personal Health Device Communication (PHDC) で使用される | | Personal Health Device Communication |
| Verb | V | アクションを示す動詞 (例: 「電話する」、「SMSを送る」) | | NFC Forum Verb RTD |
| WLC Capability | WLCCAP | Wireless Charging (WLC) の機能を示す | | Wireless Charging Specification |
| WLC Listen Control | WLCCTL | Wireless Charging (WLC) のリッスンモード制御を示す | | Wireless Charging Specification |
| WLC JiFOD | WLCFOD | Wireless Charging (WLC) の Just-in-Time Foreign Object Detection を示す | | Wireless Charging Specification |
| WLC Poll Information | WLCINF | Wireless Charging (WLC) のポーリング情報を示す | | Wireless Charging Specification |
Q. vCardを伝送するときのバイナリデータはどのようになるか
A. vCardをNFC経由で伝送する場合、そのバイナリデータはNDEF (NFC Data Exchange Format) メッセージのペイロードとして格納されます。具体的には、以下のようになります。
NDEFレコードの構成
- TNF: (MIME Media Type)
- Type: または (ASCIIエンコード)
- Payload: UTF-8などでエンコードされた実際のvCardデータ
- その他のヘッダーフィールド (Payload Length, Type Length など)
バイナリデータの例 (概念的)
[NDEF Message Header]
[NDEF Record Header]
[TNF (0x02)]
[Type Length]
[Payload Length]
[ID Length (0x00)]
[Type (例: 0x74 0x65 0x78 0x74 0x2f 0x76 0x63 0x61 0x72 0x64)]
[Payload (UTF-8エンコードされたvCardデータ)]
[BEGIN:VCARD]
[VERSION:3.0]
[N:山田;太郎;;;]
[FN:山田 太郎]
[TEL;TYPE=CELL:+81 90...]
[EMAIL:[メールアドレスを削除しました]]
[ORG:株式会社Example]
[TITLE:営業部長]
[URL:https://www.example.com]
[END:VCARD]
詳細な流れ
- vCardデータの準備
- エンコード
- NDEFレコードの作成
- NDEFメッセージの形成
- NFC伝送
補足
- NFCタグへの書き込みも同様のNDEFメッセージ構造。
- NFCリーダーは受信したNDEFメッセージを解析し、vCardデータとして認識。
- 実際のバイナリデータは、使用するNFCライブラリやプラットフォームによって異なる場合あり。
Q. NTAG215とは
A. NTAG215は、NXPセミコンダクターズ社が製造するNFC（Near-Field Communication）タグのICチップの一種です。NFC Forum Type 2に準拠しており、主に以下のような特徴があります。
主な特徴
- NFC Forum Type 2 Tag
- メモリ容量: 540バイト (ユーザー利用可能: 504バイト)
- 7バイトUID (Unique Identifier)
- データ転送速度: 最大106 kbit/s
- 書き換え可能: 通常100,000回
- データ保持: 10年間
- セキュリティ機能: 32ビットパスワード保護など
- NDEF (NFC Data Exchange Format) 対応
- 互換性: ほとんどのNFC対応デバイスと互換性あり
用途
デジタル名刺、スマートポスター/広告、製品認証、アクセス制御、ロイヤリティプログラム、ゲーム (Amiiboなど)、自動化タスクなど。
Q. もう少し容量の大きいものはないか
A. はい、NTAG215よりも容量の大きいNFCタグは存在します。
より大容量のNFCタグ
- NFC Forum Type 2 タグ: NTAG216 (ユーザー利用可能メモリ容量 888バイト)。
- その他のNFCタグ:
- NFC Forum Type 4 タグ: NTAG 424 DNA (より大容量版あり)、MIFARE DESFire EV3 (数KB)。
- NFC Forum Type 3 タグ (FeliCa): 数KBの容量。
選択のポイント
Q. 504バイトにvcardデータ入る？
A. vCardデータのサイズは、含まれる情報の量によって大きく異なります。
一般的に、基本的な連絡先情報のみであれば、504バイトに収まる可能性は十分にあります。
しかし、複数の電話番号、メールアドレス、住所、写真やロゴなどのバイナリデータ、詳細なメモやコメント、特定の拡張プロパティなどが多い場合は、504バイトを超える可能性があります。
確認方法
実際に使用したいvCardデータの
ファイルサイズを確認するのが最も確実です。
容量が足りない場合の対策
- NTAG216 (888バイト) を検討。
- vCardに含める情報を削減。
- 詳細な情報はURLで代替。
Q. NFCってどんな周波数帯で通信してるの？
A. NFC（Near Field Communication、近距離無線通信）は、**13.56MHz（HF帯）**の周波数帯で通信を行っています。
この周波数帯は、比較的電波干渉を受けにくく、近距離での安定した通信に適しています。NFCの通信距離は通常数センチメートル以内とされており、この周波数帯の特性が活かされています。
NFCは、この周波数帯を利用して、電磁誘導の原理に基づき、リーダーとターゲットの間でデータの送受信や電力の供給を行います。
Q. 間に金属があると通信できない？
A. NFCは、金属などの導電性物質があると通信が難しくなる傾向があります。
その理由は、NFCが電磁誘導という原理を利用して通信を行っているためです。金属が近くにあると、磁場が金属内の自由電子を動かし、誘導電流（渦電流）が発生します。この渦電流が、NFCリーダーが生成する本来の磁場を打ち消す方向に作用するため、タグ側に十分なエネルギーが伝わらず、通信エラーや通信距離の低下を引き起こします。
注意点
- 金属の種類や厚さ
- NFCタグの設計（金属対応NFCタグ）
- リーダーの設計
- NFCタグとリーダーの距離
結論
一般的にはNFCタグとリーダーの間に金属があると、通信が阻害される可能性が高いです。金属面でNFCを利用したい場合は、金属対応のNFCタグを使用するなどの対策が必要になります。
Q. 木の板のケースだったら？
A. 木の板のケースであれば、NFCの通信を妨げる可能性は非常に低いと考えられます。
その理由は、木材は電気を通さない絶縁体であり、磁場を遮蔽する性質もほとんど持たないためです。
NFCの通信は電磁誘導を利用していますが、木材は金属のように自由電子を持たないため、渦電流が発生せず、磁場を打ち消すような影響を与えません。
したがって、NFCタグが木の板のケースの中に入っていたり、木の板の上に置かれていたりする場合でも、通常は問題なくNFCリーダーとの間で通信を行うことができます。
金属部品の可能性
ただし、ケースに金属製の部品（ネジ、装飾など）が使われている場合は、その金属部品がわずかに影響を与える可能性はあります。しかし、一般的に木の板のケースであれば、その影響は無視できる程度でしょう。
まとめ
木の板のケースはNFC通信にとってほぼ透明であり、通信を妨げる心配はほとんどありません。
実物触ってみての追記
- iOSはvCardや生Textを読み取らない。URLを保存してWeb経由で読み取らせるしか今のところ使いようがない。
- 上記の用途だと情報量的にはQRコード使うのと大差ない。QRコードに比べると読み取りが簡単との感想は貰えた。
- 書き換えできるのもメリットかもしれないけど、QRコードは再発行コストがほぼゼロ。
- NFCを書き換えできる状況ならQRコードも画面に映せるし。。。
- iOSのショートカットをキックできるのは面白そう。使い道を考える。
- Androidは実機が手元にないので良く分からない。
- 端末ごとの対応状況を所有者に確認する手段が実質的に存在しないのはネック。ケースが遮っているのか、端末が対応してないのか分からないと、間抜けを晒す羽目になる。
- 基本的に知名度はない。
- 名刺大のカードで小ロットでも1枚90円。配るには少し高いけど、所有するにはそこまで高くない。おもちゃとしては悪くない。