(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信マスタとその通信端末とが、磁界を電波とする近距離無線通信を介して通信する通信モード設定装置において、
前記通信端末が前記通信マスタに接近したときの接近距離を検出する距離検出手段と、
前記通信マスタのアンテナ側のインピーダンスを決める際の一要素となる可変式のインピーダンス設定要素と、
前記通信端末の接近を監視するとき、前記インピーダンスを低く設定することにより、前記通信マスタの動作モードを、通信は成立しないものの電波の送信磁界強度は高い第１モードとし、前記第１モードで前記通信端末の接近を検出したとき、前記インピーダンスを高くすることにより、前記通信マスタの動作モードを、前記第１モードよりも送信磁界強度は低いが通信が実行できる第２モードに切り換えるモード切換手段と
を備えたことを特徴とする通信モード設定装置。
【請求項２】
前記通信マスタのアンテナの送信磁界強度を決める際の一要素となる可変式の送信強度設定要素と、
前記通信マスタが前記第２モードのとき、前記距離検出手段の検出値を基に前記送信強度設定要素を調整することにより、前記通信マスタの送信磁界強度を設定するエリア設定手段と
備えたことを特徴とする請求項１に記載の通信モード設定装置。
【請求項３】
前記インピーダンス設定要素は、前記通信マスタの整合回路に設けられた可変式静電容量成分であり、
前記モード切換手段は、前記可変式静電容量成分を調整することにより、前記通信マスタの動作モードを切り換える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信モード設定装置。
【請求項４】
前記送信強度設定要素は、前記通信マスタの整合回路に設けられた前記インピーダンス設定要素としても用いる可変式静電容量成分と、前記通信マスタのアンテナに設けられた可変式ダンプ抵抗とであり、
前記エリア設定手段は、前記可変式静電容量成分及び前記可変式ダンプ抵抗を調整することにより、前記通信マスタの送信磁界強度を設定する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の通信モード設定装置。
【請求項５】
前記第２モードは、通信を常時実行するモードに設定されている
ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の通信モード設定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信マスタの動作モードを設定する通信モード設定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２者間の無線通信として、例えばＮＦＣ（Near Field Communication）が広く普及している（特許文献１等参照）。ＮＦＣには、例えばMifareやフェリカ（ともに登録商標）等がある。ＮＦＣでは、通信マスタにリーダライタが設置され、このリーダライタにタグがかざされると、双方向通信が開始される。詳しくは、リーダライタから送信された駆動電波によってタグが起動し、タグがデータをリーダライタに返信する。タグは、非常に小さなＩＣチップからなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２６６６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種のＮＦＣの通信距離は、電波法やＩＳＯ規格を満たすために、例えば10cm以下と非常に短い現状がある。しかし、通信距離を延ばして、遠くから電子キーを捕獲したいニーズもある。この場合、リーダライタの通信距離を延ばすために、単に回路素子の特性値を切り換えただけでは、送信信号が通信規格や法規に適合せず、通信が成立しないので、何らかの工夫が必要であった。
【０００５】
本発明の目的は、近距離無線通信の通信距離を延長することができ、かつ実際の通信も問題なく実行することができる通信モード設定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決するために、本発明では、通信マスタとその通信端末とが、磁界を電波とする近距離無線通信を介して通信する通信モード設定装置において、前記通信端末が前記通信マスタに接近したときの接近距離を検出する距離検出手段と、前記通信マスタのアンテナ側のインピーダンスを決める際の一要素となる可変式のインピーダンス設定要素と、前記通信端末の接近を監視するとき、前記インピーダンスを低く設定することにより、前記通信マスタの動作モードを、通信は成立しないものの電波の送信磁界強度は高い第１モードとし、前記第１モードで前記通信端末の接近を検出したとき、前記インピーダンスを高くすることにより、前記通信マスタの動作モードを、前記第１モードよりも送信磁界強度は低いが通信が実行できる第２モードに切り換えるモード切換手段とを備えたことを要旨とする。
【０００７】
この構成によれば、通信マスタが通信端末の接近を監視するとき、通信マスタのアンテナ側のインピーダンスを低くすることにより、通信マスタのアンテナのＱ値（共振鋭さ）を高くする（第１モード）。これにより、実際の通信は成立しないが、通信マスタの送信磁界強度が強まるので、通信マスタの通信エリアを広くとることが可能となる。従って、通信マスタは、遠い位置から通信端末を捕獲することが可能となる。なお、このときは、通信端末の接近有無を検出できればよいので、実際の通信が確立しなくても何ら問題はない。
【０００８】
そして、通信マスタが第１モードにて通信端末の接近を検出したときには、通信マスタのアンテナ側のインピーダンスを高くすることにより、通信マスタのＱ値を低くする（第２モード）。よって、アンテナのＱ値が低く抑えられれば実際の通信が可能となるので、通信マスタは接近した通信端末と問題なく通信を成立させることが可能となる。このため、通信端末の接近を広い範囲にて監視可能で、かつ実際の通信も問題なく実行することが可能となる。
【０００９】
本発明では、前記通信マスタのアンテナの送信磁界強度を決める際の一要素となる可変式の送信強度設定要素と、前記通信マスタが前記第２モードのとき、前記距離検出手段の検出値を基に前記送信強度設定要素を調整することにより、前記通信マスタの送信磁界強度を設定するエリア設定手段と備えたことを要旨とする。
【００１０】
この構成によれば、通信マスタが第２モードになった後、通信端末が通信マスタに近づいた際、例えば接近距離が短くなると、通信マスタの送信磁界強度が低い値に切り換えられる。つまり、第２モード下で通信端末が通信マスタに急に近づくと、通信エリアが狭い範囲に切り換わる。このため、通信端末に過度の電圧が加わり難くなるので、通信端末の回路に破壊を生じ難くすることが可能となる。
【００１１】
本発明では、前記インピーダンス設定要素は、前記通信マスタの整合回路に設けられた可変式静電容量成分であり、前記モード切換手段は、前記可変式静電容量成分を調整することにより、前記通信マスタの動作モードを切り換えることを要旨とする。
この構成によれば、通信マスタに設けられた整合回路の静電容量成分を利用して、通信マスタのアンテナ側のインピーダンスを切り換えることが可能となる。
【００１２】
本発明では、前記送信強度設定要素は、前記通信マスタの整合回路に設けられた前記インピーダンス設定要素としても用いる可変式静電容量成分と、前記通信マスタのアンテナに設けられた可変式ダンプ抵抗とであり、前記エリア設定手段は、前記可変式静電容量成分及び前記可変式ダンプ抵抗を調整することにより、前記通信マスタの送信磁界強度を設定することを要旨とする。
【００１３】
この構成によれば、可変式静電容量成分と可変式ダンプ抵抗との両方を用いて通信マスタの送信磁界強度を調整することが可能となるので、広い範囲に亘り、かつ効率よく送信磁界強度を切り換えることが可能となる。
【００１４】
本発明では、前記第２モードは、通信を常時実行するモードに設定されていることを要旨とする。
この構成によれば、第２モードのとき、通信マスタは通信端末との通信を常時試みるので、通信端末が通信マスタの通信エリアに入った時点で、直ちに近距離無線通信が開始される。よって、通信マスタの通信エリアの境界線が、まさしく通信可否の境界となるので、近距離無線通信の通信エリアを、見かけ上、延伸することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、近距離無線通信の通信距離を延長することができ、かつ実際の通信も問題なく実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態の通信エリア設定装置の構成図。
【図２】リーダライタの配置位置及び通信エリアの例を示す概念図。
【図３】（ａ），（ｂ）はアンテナから送信される変調波形とそのスペクトルとを示す説明図。
【図４】ＮＦＣの通信シーケンスを示すタイムチャート。
【図５】接近距離とアンテナ電流との相関関係を示すグラフ。
【図６】（ａ）〜（ｃ）はリーダライタのエリア切り換わりの遷移を示す説明図。
【図７】各モードにおける接近距離とアンテナ電流との相関関係を示すグラフ。
【図８】ＲＦ回路インピーダンスと通信距離との相関関係を示すグラフ。
【図９】ポーリング型のＮＦＣの通信態様を示す説明図。
【図１０】別例における通信エリア設定装置の構成図。
【図１１】他の別例における通信エリア設定装置の構成図。
【図１２】他の別例におけるリーダライタの回路図。
【図１３】他の別例におけるリーダライタの回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化した通信モード設定装置の一実施形態を図１〜図９に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、電子キー２との近距離無線通信によりＩＤ照合を実行する電子キーシステム３が設けられている。近距離無線通信は、いわゆるＮＦＣ（Near Field Communication）であって、例えばMifareやフェリカ（ともに登録商標）等が使用されている。この電子キーシステム３において、車外でＩＤ照合（車外照合）が成立すれば、ドアロック施解錠が許可又は実行され、車内でＩＤ照合（車内照合）が成立すれば、エンジン始動が許可される。なお、電子キー２が通信端末に相当する。
【００１８】
この場合、車両１には、電子キー２のＩＤコードを照合するキー照合装置４と、車両ドアの施解錠動作を管理するドアロック装置５と、エンジンの動作を管理するエンジン始動装置６とが設けられ、これらが車内バス７を介して接続されている。このうち、キー照合装置４には、ＩＤコードの照合動作を実行する照合ＥＣＵ８が設けられている。エンジン始動装置６には、車両１の電源状態を切り換える際に操作するプッシュモーメンタリ式のエンジンスイッチ９が接続されている。
【００１９】
照合ＥＣＵ８には、電子キーシステム３の車両１側の通信装置としてリーダライタ１０が接続されている。リーダライタ１０は、通信相手である電子キー２への各種データの書き込み及び読み出しを行うものである。なお、リーダライタ１０は、車外照合及び車内照合を行うために車外及び車内のそれぞれに設けられているが、本例の場合は便宜上、これらを１つのリーダライタ１０として図示する。また、リーダライタ１０が通信マスタに相当する。
【００２０】
リーダライタ１０には、電子キー２との近距離無線通信を管理するリーダライタ制御ＥＣＵ１１が設けられている。リーダライタ制御ＥＣＵ１１には、通信回路１２及びフィルタ１３を介して、近距離無線通信用のアンテナ１４が接続されている。アンテナ１４は、電波として磁界を送受信する磁界アンテナであって、例えばループアンテナが使用されている。また、アンテナ１４は、例えばＨＦ（High Frequency：13.56MHz）帯の電波を送受信する。
【００２１】
アンテナ１４には、複数の静電容量成分を持つ整合回路１５と、信号波形のＱ値（共振の鋭さ）を低く抑えるダンプ抵抗１６と、インダクタンス成分を持つアンテナコイル１７とが設けられている。アンテナ１４は、アンテナコイル１７のＬと、整合回路１５のＣと、ダンプ抵抗１６のＲとの共振回路からなる。アンテナ１４は、ＨＦ帯の磁界アンテナであるため、図２に示すように、平面視において略円形状の通信エリアＥを形成する。なお、整合回路１５及びダンプ抵抗１６が送信強度設定要素を構成する。
【００２２】
Ｑ値は、共振周波数をｆ、アンテナコイル１７のインダクタンスをＬ、ダンプ抵抗１６及びアンテナコイル１７の銅損をＲとすると、次式により算出される。
Ｑ＝（２πｆＬ）／Ｒ
よって、ダンプ抵抗１６の抵抗値を大きい値に設定すれば、Ｑ値を低く抑えられることが分かる。ところで、図３（ａ）に示すように、Ｑ値が高いと、送信電波の変調波形がなまって三角波のような波形をとり、電波のビットを正確に判断できない可能性に繋がる。しかし、図３（ｂ）に示すように、Ｑ値を低い値に抑えれば、送信帯域が広がり、結果、送信電波の変調波形が矩形波に近づくことになる。よって、正確なビット判定確保のために、アンテナ１４にダンプ抵抗１６を接続して、Ｑ値を低くするようにしている。
【００２３】
但し、ダンプ抵抗１６の抵抗値は単純に大きくすればよいものではなく、抵抗値が必要以上に大きくなると、抵抗分でのロスが大きくなり、磁界強度が小さくなってしまう。さらに、通信回路１２の出力インピーダンスとの整合条件との関係からも、好適な目標値がある。
【００２４】
図１に示す通信回路１２は、アンテナ１４から送信する電波を変調したり、アンテナ１４で受信した電波を復調したりする。
フィルタ１３は、例えばバンドパスフィルタやローパスフィルタ等からなり、信号から正弦波以外の成分、つまり高調波成分をカットする。
【００２５】
電子キー２は、リーダライタ１０と近距離無線通信を行う、いわゆるＩＣタグである。電子キー２は、見かけ上、キーと分かるものに限らず、例えば携帯電話やＩＣカードも含む。電子キー２には、電子キー２の動作を管理する通信制御回路１８が設けられている。通信制御回路１８には、電子キー２のＩＤコードが登録されている。
【００２６】
通信制御回路１８には、近距離無線通信用のアンテナ１９が接続されている。アンテナ１９は、磁界アンテナの一種として例えばループアンテナが使用されている。アンテナ１９は、アンテナコイル２０と共振用のコンデンサ２１との並列共振回路からなる。電子キー２は、電磁誘導で発生した電圧を最大化するよう動作するため、並列共振をとる。アンテナ１９は、送受信アンテナであって、例えばＨＦ帯の電波を送受信する。
【００２７】
リーダライタ１０は、例えば車両１が駐車状態にあるときや、ユーザが乗車したとき、図４に示すように、アンテナ１４を送信アンテナとして送信動作に入り、電子キー２の電源として駆動電波Ｓｖをポーリング間隔にて断続的に送信する。駆動電波Ｓｖには、電子キー２の電源となる電力電波Ｖpwと、キーＩＤの返信要求としてリクエスト信号Ｓrqとが含まれている。
【００２８】
本例の駆動電波Ｓｖは、Ｖpw＋Ｓrq＋Ｖpwで１フレームが構成され、このフレームが間欠的に送信される。リーダライタ１０の通信では、最初の電力電波Ｖpwで電子キー２を起動させ、続くリクエスト信号ＳrqでＩＤ返信を要求し、最後の電力電波Ｖpwにて電子キー２にＩＤコードを返信させている。
【００２９】
リーダライタ制御ＥＣＵ１１は、アンテナ１４から駆動電波Ｓｖを送信するとともに受信回路を動作させて、電子キー２からの応答を待つ。そして、リーダライタ制御ＥＣＵ１１は、この送信及び受信の動作を、電子キー２から電波を受信するまで所定の時間間隔で繰り返し実行する。
【００３０】
電子キー２が駆動電波Ｓｖの通信エリアＥ内に進入して駆動電波Ｓｖを受信すると、電力電波Ｖpwを電源として起動して、リクエスト信号Ｓrqに応答する形でＩＤ信号Ｓidをアンテナ１９から送信する。ＩＤ信号Ｓidには、電子キー２のＩＤコードが含まれる。なお、リーダライタ１０は、磁界結合方式により電子キー２と通信するため、送信波形の変化で以て電子キー２からの電波を受信する。リーダライタ制御ＥＣＵ１１は、ＩＤ信号Ｓidをアンテナ１４で受信すると、ＩＤ信号Ｓid内のＩＤコードを照合ＥＣＵ８に転送する。照合ＥＣＵ８は、リーダライタ制御ＥＣＵ１１からＩＤコードを入力すると、ＩＤ照合を行い、ＩＤ照合が成立すれば、ドアロック施解錠やエンジン始動を許可又は実行する。
【００３１】
電子キーシステム３には、リーダライタ１０（アンテナ１４）の通信エリアＥを電子キー２との距離（接近距離ｒと記す）に応じて設定する通信エリア設定装置２２が設けられている。本例の通信エリア設定装置２２は、接近距離ｒが小さくなると、リーダライタ１０の送信磁界強度を低く設定して、リーダライタ１０の通信エリアＥ（図２参照）を小さい範囲に切り換え、電子キー２に過度の電圧が誘起されないようにするためのものである。
【００３２】
ダンプ抵抗１６には、アンテナ電流Ｉａを検出するＨｉインピーダンス抵抗２３が並列接続されている。ところで、図５に示すように、接近距離ｒとアンテナ電流Ｉａとの間には、接近距離ｒが短くなるに連れてアンテナ電流Ｉａが低下する相関関係がある。これは、アンテナ１４の電力が電子キー２の接近によって電子キー２に伝送されるので、アンテナ１４が有する磁界エネルギーの源であるアンテナ電流Ｉａは減少するためである。言い換えるならば、アンテナ１４の磁界エネルギーが電子キー２に移動し、アンテナ１４の共振回路に逆方向の誘起電流が流れるため、磁界を損失する方向にエネルギーが作用するからである。Ｈｉインピーダンス抵抗２３は、ダンプ抵抗１６の端子間における誘起電圧Ｖｓ（図１参照）を検出することによって、アンテナ電流Ｉａを検出する。なお、Ｈｉインピーダンス抵抗２３が距離算出手段を構成する。
【００３３】
図１に示すように、車両１には、リーダライタ１０の通信エリアＥを設定するエリア設定回路２４が設けられている。エリア設定回路２４は、リーダライタ制御ＥＣＵ１１から独立した例えば１チップＩＣからなる。また、エリア設定回路２４はリーダライタ制御ＥＣＵ１１中に形成されてもよい。
【００３４】
エリア設定回路２４には、Ｈｉインピーダンス抵抗２３に流れるアンテナ電流Ｉａを基に、電子キー２との接近距離ｒを算出する接近距離算出部２５が設けられている。接近距離算出部２５は、Ｈｉインピーダンス抵抗２３により求まる誘起電圧Ｖｓを基に、電子キー２との接近距離ｒを算出する。なお、接近距離算出部２５が距離算出手段を構成する。
【００３５】
エリア設定回路２４には、接近距離算出部２５が算出した接近距離をｒを基に、リーダライタ１０の動作モードを切り換えるモード切換部２６が設けられている。本例のモード切換部２６は、最初はリーダライタ１０の動作モードを、通信はできないが電子キー２の接近は判定することができる広エリア（図６（ａ）に示すＥａ）のモード（検知モード）に設定して、電子キー２の接近有無を監視する。そして、検知モードで電子キー２の接近を検知すると、今度はリーダライタ１０の動作モードを、通信が実行できる小エリア（図６（ｂ）に示すＥｂ）のモード（通信モード）に設定して、実際の通信実行を試みる。なお、モード切換部２６がモード切換手段に相当する。
【００３６】
図１に示すように、整合回路１５のコンデンサＣ１，Ｃ２は、Ｔ字接続されるとともに、容量値を切り換えることが可能な可変式が採用されている。これらコンデンサＣ１，Ｃ２には、例えばバリキャップダイオードやバラクタダイオード等の容量可変式ダイオードが使用されている。これらコンデンサＣ１，Ｃ２は、モード切換部２６によって容量値が制御される。なお、コンデンサＣ１，Ｃ２がインピーダンス設定要素、送信強度設定要素及び可変式静電容量成分を構成する。
【００３７】
モード切換部２６は、接近距離算出部２５が算出した接近距離ｒを基に、これらコンデンサＣ１，Ｃ２を制御することにより、リーダライタ１０の動作モードを検知モード及び通信モードのどちらかに設定する。換言すると、モード切換部２６は、電子キー２の接近有無を監視するとき、コンデンサＣ１の値を低くし、コンデンサＣ２の値を高くすることにより、通信回路１２から見たアンテナ側のインピーダンス（以降、ＲＦ回路インピーダンスと記す）を低くして、リーダライタ１０の動作モードを検知モードにする。ＲＦ回路インピーダンスが低くなると、ＲＦ回路インピーダンスは、通信回路１２の出力インピーダンス（以降、ＩＣ回路インピーダンスと記す）に近づき、アンテナ電流Ｉａが流れ易くなる。このため、アンテナ１４の送信磁界強度が高くなり、結果、リーダライタ１０の通信エリアＥが広くなる。
【００３８】
なお、検知モードのときは、アンテナ１４のＱ値が高くなるため、変調波形が三角波状になまり、実際の通信は実行できない状態になる。但し、これとは逆に、図７に示すように、電子キー２の接近による電気的特性、つまりアンテナ電流Ｉａの変化が大きくなるため、より敏感に電子キー２の接近有無が検知可能である。
【００３９】
モード切換部２６は、検知モードにて電子キー２の接近を検知すると、コンデンサＣ１の値を高くし、コンデンサＣ２の値を低くすることにより、ＲＦ回路インピーダンスを高くして、リーダライタ１０の動作モードを通信モードにする。リーダライタ１０が通信モードのときは、ＩＣ回路インピーダンスに比べてＲＦ回路インピーダンスが大きくなるため、アンテナ１４のＱ値が低くなる。よって、信号波形が矩形波をとり、実際の信号解読が可能である。
【００４０】
ダンプ抵抗１６は、抵抗値を切り換えることが可能な可変式が使用されている。可変式ダンプ抵抗１６は、共振回路の一要素になっているため、アンテナ１４の送信磁界強度、つまりリーダライタ１０の通信エリアＥにも関係する要素となっている。よって、可変式ダンプ抵抗１６の抵抗値を切り換えると、アンテナ１４に流れる電流（以降、アンテナ電流Ｉａと記す）が変化するため、リーダライタ１０の送信磁界も変化する。可変式ダンプ抵抗１６が低く設定されると、通信エリアＥが広くなり、可変式ダンプ抵抗１６が高く設定されると、通信エリアＥが狭くなる。
【００４１】
エリア設定回路２４には、リーダライタ１０が通信モードのとき、接近距離算出部２５が算出した接近距離ｒを基に、リーダライタ１０の通信エリアＥを設定するエリア設定部２７が設けられている。エリア設定部２７は、リーダライタ１０が通信モードのとき、接近距離ｒを基に可変式ダンプ抵抗１６及びコンデンサＣ１，Ｃ２の値を調整することにより、アンテナ電流Ｉａの値を切り換えて、リーダライタ１０の送信磁界強度、つまりリーダライタ１０の通信エリアＥを設定する。なお、エリア設定部２７がエリア設定手段に相当する。
【００４２】
さて、リーダライタ１０が電子キー２の接近有無を監視するとき、モード切換部２６は、可変式ダンプ抵抗１６を最小値としつつ、整合回路１５のコンデンサＣ１を低くするとともに、コンデンサＣ２を高くすることにより、リーダライタ１０の動作モードを検知モードに設定しておく。このとき、ＲＦ回路インピーダンスが低くなるので、アンテナ電流Ｉａが回路に流れ易くなる。よって、リーダライタ１０の通信エリアＥは、図６（ａ）に示す広範囲のＥａとなり、広範囲で電子キー２の接近を監視可能となる。
【００４３】
また、リーダライタ１０は、検知モードのとき、所定のポーリング間隔にて電子キー２の接近を監視する。つまり、リーダライタ１０は、アンテナ１４から駆動電波Ｓｖを送信するとともに受信回動にて電波を待つ動作を、所定間隔をおいて繰り返し実行する。
【００４４】
このとき、接近距離算出部２５は、Ｈｉインピーダンス抵抗２３の誘起電圧Ｖｓを基に、電子キー２の接近有無を監視する。リーダライタ１０が検知モードのとき、電子キー２が通信エリアＥａに進入すると、アンテナ電流Ｉａが低下して、接近距離算出部２５が電子キー２の接近を認識する。接近距離算出部２５は、検知モードのときに電子キー２の接近を検知すると、キー接近通知をモード切換部２６に出力する。なお、図６では、通信エリアＥａに電子キー２が横から進入する場合と、真向かいから進入する場合との２例を図示している。
【００４５】
モード切換部２６は、検知モードのときにキー接近通知を入力すると、リーダライタ１０の動作モードを、検知モードから通信モードに切り換える。つまり、モード切換部２６は、可変式ダンプ抵抗１６を最小値のままとして、整合回路１５のコンデンサＣ１を高くするとともに、コンデンサＣ２を低くすることにより、リーダライタ１０の動作モードを通信モードに切り換える。このとき、ＲＦ回路インピーダンスが高くなるので、アンテナ電流Ｉａが回路に流れ難くなる。よって、リーダライタ１０の通信エリアＥは、図６（ｂ）に示す狭範囲のＥｂに縮小される。
【００４６】
通信モードのときは、ＲＦ回路インピーダンスが高く設定されるので、アンテナ１４のＱ値が低い値をとる。よって、アンテナ１４の通信帯域が確保されるので、実際の通信が実行可能となる。このため、電子キー２が通信エリアＥｂに進入したときには、通信が成立する。
【００４７】
また、リーダライタ１０は、通信モードのとき、アンテナ１４を常時起動させて、電子キー２との通信を試みる。つまり、リーダライタ１０は、通信モードのとき、アンテナ１４での送信動作及び受信動作を、繰り返し実行する。
【００４８】
リーダライタ１０が通信モードのとき、エリア設定部２７は、接近距離ｒに応じた範囲に通信エリアＥを設定する。つまり、図６（ｃ）に示すように、エリア設定部２７は、接近距離ｒに応じた値に、可変式ダンプ抵抗１６及びコンデンサＣ１，Ｃ２を調整することにより、アンテナ電流Ｉａを低く抑えて、アンテナ１４の送信磁界強度（通信エリアＥ）を小さくする。このときは、可変式ダンプ抵抗１６を高くし、コンデンサＣ１を更に高くし、コンデンサＣ２を更に低くすることにより、通信エリアＥを狭くする。
【００４９】
ところで、図６（ｃ）に示すように、電子キー２が横からリーダライタ１０に急に近づくと、電子キー２に対し、いきなり過大な電圧が加わることになり、これが電子キー２の回路破壊に繋がる可能性がある。しかし、本例の場合は、電子キー２の接近距離ｒに応じてリーダライタ１０の送信磁界強度が低く抑えられるので、電子キー２が横から急にリーダライタ１０に近づいても電子キー２に過度の電圧が誘起されない。よって、電子キー２に回路破壊が生じ難くなる。
【００５０】
ここで、近距離無線通信の規格には、通信において電子キー２にかかる磁界強度を一定値に抑えなければならないＩＳＯ規格がある。これはつまり、誘起電圧を一定値以下に抑えることになる。本例の場合、電子キー２の接近検知においてアンテナ１４から駆動電波Ｓｖを強い送信磁界強度で送信しているが、この状況下で電子キー２が駆動電波Ｓｖを受信しても、通信開始初期時はアンテナ１４から電子キー２までの距離が長いので、実際に電子キー２にかかる電圧は低い値に収まる。よって、電子キー２の接近検知のために駆動電波Ｓｖを強い磁界強度で送信しても、規格に抵触することはない。
【００５１】
なお、電波法で満たさなければならないリーダライタ１０の送信磁界強度は非常に高い値であるので、本例において通信距離を延ばすべくリーダライタ１０の送信磁界強度を高くするといっても、この電波法の範囲内に収まる値をとる。よって、本例の場合、電波法は問題なく準拠する。
【００５２】
図８に、ＲＦ回路インピーダンスと通信距離との相関関係を示す。同図に示すように、リーダライタ１０の動作モードが検知モードからＲＦ回路インピーダンスを上げて通信モードに切り換えると、通信距離は短くなるものの通信は可能となることが分かる（白抜きの点から黒塗りの点に切り換わる）。
【００５３】
なお、コンデンサＣ１，Ｃ２のみでインピーダンス変化を行うのみならず、例えばダンプ抵抗１６を上げれば、図８に記載した一点鎖線や破線で示す曲線のように、曲線を平行移動させることが可能である。こうすれば、通信距離を劇的に変化させることが可能となるので、コンデンサＣ１，Ｃ２と可変式ダンプ抵抗１６との組合せにより、通信モードを様々なモードに切り換えることも可能である。
【００５４】
以上により、本例の場合、電子キー２の接近を検知するとき（検知モード）には、ＲＦ回路インピーダンスを低くすることにより、アンテナ１４のＱ値を高くして感度を上げ、電子キー２と通信するとき（通信モード）には、ＲＦ回路インピーダンスを高くすることにより、アンテナ１４のＱ値を下げて通信帯域を確保する。よって、電子キー２の接近有無を広エリアで監視しながら、実際の通信のときにはＱ値を低くして通信帯域を確保するので、電子キー２の検知距離を延伸しつつ、実際の通信も問題なく実行することが可能となる。
【００５５】
また、本例の場合は、電子キー２の接近が検知されると、直ぐに通信モードに入って電子キー２との通信成立を試みる。よって、図９に示すように、今まではポーリング間隔でしか通信が成立しなかったものが、本例の場合は電子キー２が通信エリアＥｂに進入した時点で通信が成立するようになる。従って、リーダライタ１０の通信エリアＥを見かけ上、延伸することが可能となる。
【００５６】
さらに、リーダライタ１０が通信モードのとき、アンテナ１４の送信磁界強度が接近距離ｒに応じて低く抑えられる。よって、図６（ｃ）に示すように、電子キー２が横から急にリーダライタ１０の通信エリアＥｂに進入する動きをとった場合でも、アンテナ１４の送信磁界強度は接近距離ｒに応じた値に低くなるので、電子キー２の回路に過度な電圧がかからず、電子キー２の回路に破壊を生じ難くすることが可能となる。
【００５７】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）電子キー２がリーダライタ１０に接近しているか否かを確認するとき、ＲＦ回路インピーダンスを低く設定する（アンテナ１４のＱ値を高くする）ことにより、リーダライタ１０の動作モードを検知モードに設定する。このため、アンテナ１４の送信磁界強度が強くなるので、電子キー２の接近を遠くから検知することができる。また、検知モードにて電子キー２の接近を検知したときには、ＲＦ回路インピーダンスを高く設定する（アンテナ１４のＱ値を低くする）ことにより、リーダライタ１０の動作モードを通信モードに設定する。よって、最初は電子キー２を遠くから検知できるように、リーダライタ１０を通信はできないが電子キー２の接近は検知できる検知モードに設定しておいても、電子キー２が接近した後は電子キー２との通信を問題なく成立させることができる。
【００５８】
（２）リーダライタ１０が検知モードのときには、アンテナ１４のＱ値が高いので、電子キー２の接近による電気的特性の変化、つまりアンテナ電流Ｉａの変化が大きくなる。よって、リーダライタ１０は検知モードのとき感度が高いと言えるので、電子キー２を高感度にて検知することができる。
【００５９】
（３）リーダライタ１０が通信モードのときにも、リーダライタ１０の送信磁界強度（通信エリアＥ）が電子キー２とリーダライタ１０との接近距離ｒに応じた値に調整される。つまり、リーダライタ１０が通信モードのとき、電子キー２がリーダライタ１０に接近すると、それに応じてリーダライタ１０の送信磁界強度が低い値に切り換えられる。このため、電子キー２に過度の電圧が加わり難くなるので、電子キー２の回路に破壊を生じ難くすることができる。
【００６０】
（４）ダンプ抵抗１６及びコンデンサＣ1，Ｃ２をともに可変式とし、可変式ダンプ抵抗１６及びコンデンサＣ1，Ｃ２の両方を調整することで、リーダライタ１０の送信磁界強度を切り換える。よって、より広い範囲に亘り、かつ効率よくリーダライタ１０の送信磁界強度を切り換えることができる。
【００６１】
（５）例えば、可変式ダンプ抵抗１６のみでリーダライタ１０の送信磁界強度を低くする場合、可変式ダンプ抵抗１６の抵抗値を高くしたときには、ＲＦ回路インピーダンスがＩＣ回路インピーダンスに近づくように低下するため、結果、インピーダンスがマッチングし、アンテナ１４に流れる電流が増加する問題に繋がる。しかし、本例の場合は、リーダライタ１０の送信磁界強度を低くする際、整合回路１５のコンデンサＣ1，Ｃ２によりインピーダンスを高くしていくので、可変式ダンプ抵抗１６にて低下したインピーダンスの変化分が、コンデンサＣ1，Ｃ２にて補填される。よって、可変式ダンプ抵抗１６を高くしてリーダライタ１０の送信磁界強度を低下させても、ＲＦ回路インピーダンスとＩＣ回路インピーダンスとをマッチングし難くすることが可能となるので、消費電流も低く抑えることができる。
【００６２】
（６）リーダライタ１０が通信モードに入ったとき、リーダライタ１０はポーリング間隔で動作するのではなく、通信成立を常時試みる動作をとるので、電子キー２がリーダライタ１０の通信エリアＥに進入した時点で通信が直ちに開始される。よって、リーダライタ１０の通信エリアＥの境界線が、まさしく通信可否の境界となるので、ＮＦＣの通信範囲を、見かけ上、延伸することができる。
【００６３】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・距離検出手段は、Ｈｉインピーダンス抵抗２３に限定されない。ところで、ＲＦ回路インピーダンスは、電子キー２の接近距離に応じて値が変わる変化をとる。よって、図１０に示すように、エリア設定回路２４にインピーダンス検出部３１を設け、インピーダンス検出部３１にて検出するＲＦ回路インピーダンスを基に接近距離ｒを算出してもよい。なお、この場合はインピーダンス検出部３１が距離検出手段を構成する。
【００６４】
・距離検出手段は、Ｈｉインピーダンス抵抗２３やインピーダンス検出部３１に限定されない。ここで、リーダライタ制御ＥＣＵ１１からアンテナ１４に供給される電流（消費電流Ｉｂ）は、電子キー２の接近距離ｒに応じて変化する。よって、図１１に示すように、リーダライタ制御ＥＣＵ１１と通信回路１２との間に電流検出部４１を設け、電流検出部４１にて検出される消費電流Ｉｂから接近距離ｒを算出してもよい。なお、この場合は電流検出部４１が距離検出手段を構成する。
【００６５】
・図１２に示すように、アンテナ１４の共振回路と並列にＨｉインピーダンス抵抗２３を接続し、このＨｉインピーダンス抵抗２３の誘起電圧Ｖｓによって、アンテナ電流Ｉａを検出してもよい。
【００６６】
・図１３に示すように、ダンプ抵抗１６を固定値の抵抗とし、アンテナ電流Ｉａを調整可能なシャント抵抗５１をアンテナ１４の共振回路に並列接続し、シャント抵抗５１の値を調整することで、アンテナ１４の送信磁界強度を変更してもよい。
【００６７】
・距離検出手段は、リーダライタ１０に別途設けた近接センサでもよい。
・アンテナ電流Ｉａの検出は、ダンプ抵抗１６の端子間電圧を見る方式に限定されない。例えば、共振回路に電流計を設け、電流計の値から直にアンテナ電流Ｉａを検出してもよい。
【００６８】
・インピーダンス設定要素は、整合回路１５のコンデンサＣ１，Ｃ２に限定されず、他の素子を採用してもよい。また、インピーダンス設定要素は、整合回路１５以外の電子部品を使用してもよい。
【００６９】
・第１モードは、電子キー２を遠方から検知できるモードであれば何でもよい。また、第２モードは、電子キー２を実通信が可能なモードであればよい。
・通信モード時においてリーダライタ１０の送信磁界強度を調整するとき、可変式ダンプ抵抗１６及びコンデンサＣ１，Ｃ２の両方を調整することにより行うことに限定されない。例えば、これら２者のうちの一方のみを調整するものでもよい。
【００７０】
・駆動電波Ｓｖは、１フレームのみで送信されることに限定されず、複数フレームで送信されるものでもよい。
・通信モード時、リーダライタ１０の送信磁界強度は接近距離ｒに応じた可変であることに限定されず、固定としてもよい。
【００７１】
・電子キーシステム３は、ポーリング式及びトリガ式のどちらを採用してもよい。なお、ポーリング式とは、駆動電波Ｓｖを常時間欠発信して電子キー２の有無を探査するものである。また、トリガ式とは、例えば車外ドアハンドルがタッチ操作されるなどの所定操作をトリガとして駆動電波Ｓｖの送信を開始するものである。
【００７２】
・近距離無線通信は、ＮＦＣに限定されず、電波として磁界を用いるものであれば、どのような通信形式を採用してもよい。
・近距離無線通信の周波数は、ＨＦに限らず、例えばＬＦ（Low Frequency）やＵＨＦ（Ultra High Frequency）等の他の帯域を採用してもよい。
【００７３】
・送信強度設定要素は、ダンプ抵抗１６やシャント抵抗５１に限らず、他の素子が使用可能である。
・通信エリアの変更とは、単に範囲の変更に限らず、アンテナ１４の指向性としてもよい。
【００７４】
・リーダライタ１０の配置場所は、例えば車外ドアミラーとしてもよい。
・車両１には、ＮＦＣの電子キーシステム３の他に、キー操作フリーシステムやワイヤレスキーシステムが併設されていてもよい。なお、キー操作フリーシステムは、ＮＦＣよりも通信領域が広い、例えば周波数としてＬＦやＵＨＦを使用したシステムである。また、ワイヤレスキーシステムは、電子キー２からの通信をトリガとして照合を行うシステムである。
【００７５】
・通信エリア設定装置２２は、車両１に使用されることに限らず、他の機器や装置に応用してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
【００７６】
（イ）請求項１〜５のいずれかにおいて、前記通信マスタは、１つのアンテナを送受信アンテナとして使用する。この構成によれば、アンテナの個数を少なく抑えることが可能となる。
【００７７】
（ロ）請求項１〜５、前記技術的思想（イ）のいずれかにおいて、前記通信マスタは、アンテナから前記通信端末に問い合せを送信し、当該問い合せに対する前記通信端末の応答を待ち、この送受信の動作を、前記通信端末から前記応答を受け取るまで繰り返し実行する。この構成によれば、ポーリング間隔にて通信端末の接近有無を監視することが可能となる。
【符号の説明】
【００７８】
２…通信端末としての電子キー、１０…通信マスタとしてのリーダライタ、１４…アンテナ、１５…整合回路、１６…送信強度設定要素を構成する可変式ダンプ抵抗、２３…距離算出手段を構成するＨｉインピーダンス抵抗、２５…距離算出手段を構成する接近距離算出部、２６…モード切換手段としてのモード切換部、２７…エリア設定手段としてのエリア設定部、ｒ…接近距離、Ｃ１，Ｃ２…インピーダンス設定要素、送信強度設定要素及び可変式静電容量成分を構成するコンデンサ。
【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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