(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナコイルを有し、外部装置と電磁結合により通信を行う送信アンテナと、
所定周波数の信号を生成し、該生成した信号を前記送信アンテナに出力する信号出力部と、
前記アンテナコイルに流れる電流に対応する電圧値をモニタし、該モニタされた電圧値に基づいて通信状態を判別する通信モニタ部であって、前記モニタされた電圧値と、前記アンテナコイルに流れる電流に対応する電圧値の最大値の近傍の値が設定された閾値電圧とを比較して、外部受信装置が非接触通信可能な範囲に存在するか否かを判別する通信モニタ部と、
前記通信モニタ部における前記通信状態の判別結果に基づいて、通信特性を補正する通信補正部であって、前記通信モニタ部が、前記外部受信装置が非接触通信可能な範囲に存在しないと判別した場合には、前記信号出力部で生成された前記信号の位相と、前記送信アンテナから送出される信号の位相との差を補正する通信補正部と
を備える送信装置。
【請求項２】
前記通信補正部は、前記通信モニタ部における前記通信状態の判別結果に基づいて、前記送信アンテナのキャパシタンス、インダクタンス及びＱ値の少なくとも一つを変化させて、通信特性を補正する
請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記送信アンテナは、前記アンテナコイルに並列接続された容量可変の並列コンデンサを有し、
前記通信補正部は、前記通信モニタ部における前記通信状態の判別結果に基づいて、前記並列コンデンサのキャパシタンスを変化させる
請求項２に記載の送信装置。
【請求項４】
前記送信アンテナは、前記アンテナコイルに直列接続された容量可変の直列コンデンサを有し、
前記通信補正部は、前記通信モニタ部における前記通信状態の判別結果に基づいて、前記直列コンデンサのキャパシタンスを変化させる
請求項２に記載の送信装置。
【請求項５】
前記通信補正部は、前記通信モニタ部における前記通信状態の判別結果に基づいて、前記アンテナコイルに流れる電流を増加して、通信特性を補正する
請求項１〜４のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項６】
前記通信補正部は、前記通信モニタ部における前記通信状態の判別結果に基づいて、前記信号出力部の出力インピーダンスを小さくして、通信特性を補正する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項７】
前記通信補正部は、前記通信モニタ部における前記通信状態の判別結果に基づいて、前記送信アンテナのＱ値を第１のＱ値から該第１のＱ値より大きな第２のＱ値に変化させて、通信特性を補正し、
前記通信モニタ部は、前記送信アンテナのＱ値が前記第１のＱ値である時に用いる前記通信状態の第１の判別閾値と、前記送信アンテナのＱ値が前記第２のＱ値である時に用いる前記通信状態の第２の判別閾値とを有し、前記通信状態の判別結果に基づいて、前記通信状態を判別するための閾値を前記第１の判別閾値及び前記第２の判別閾値間で切り替える
請求項１〜６のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項８】
前記通信モニタ部は、前記アンテナコイルに流れる電流に対応する電圧値の最大値の１／２の値と、モニタされた前記電圧値とを比較して、通信状態を判別する
請求項１〜７のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項９】
さらに、前記通信モニタ部における通信状態の判別結果を表示する表示部を備える
請求項１〜８のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項１０】
前記送信アンテナが、前記通信モニタ部における通信状態の判別結果に関するデータを外部に送信する
請求項１〜９のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項１１】
アンテナコイルを有し、外部と電磁結合により通信を行う送信アンテナと、所定周波数の信号を生成し、該生成した信号を前記送信アンテナに出力する信号出力部と、前記アンテナコイルに流れる電流に対応する電圧値をモニタし、該モニタされた電圧値に基づいて通信状態を判別する通信モニタ部であって、前記モニタされた電圧値と、前記アンテナコイルに流れる電流に対応する電圧値の最大値の近傍の値が設定された閾値電圧とを比較して、外部受信装置が非接触通信可能な範囲に存在するか否かを判別する通信モニタ部と、前記通信モニタ部における前記通信状態の判別結果に基づいて、通信特性を補正する通信補正部であって、前記通信モニタ部が、前記外部受信装置が非接触通信可能な範囲に存在しないと判別した場合に、前記信号出力部で生成された前記信号の位相と、前記送信アンテナから送出される信号の位相との差を補正する通信補正部とを有する送信機能部と、
受信アンテナを有し、外部と電磁結合により通信を行う受信機能部と
を備える送受信装置。
【請求項１２】
外部装置と電磁結合により通信を行う送信アンテナのアンテナコイルに流れる電流に対応する電圧値をモニタし、該モニタされた電圧値に基づいて通信状態を判別する通信モニタ部であって、前記モニタされた電圧値と、前記アンテナコイルに流れる電流に対応する電圧値の最大値の近傍の値が設定された閾値電圧とを比較して、外部受信装置が非接触通信可能な範囲に存在するか否かを判別する通信モニタ部と、
前記通信モニタ部における前記通信状態の判別結果に基づいて、通信特性を補正する通信補正部であって、前記通信モニタ部が、前記外部受信装置が非接触通信可能な範囲に存在しないと判別した場合には、所定周波数の信号を生成し該生成した信号を前記送信アンテナに出力する信号出力部で生成された前記信号の位相と、前記送信アンテナから送出される信号の位相との差を補正する通信補正部と
を備える集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、情報又はエネルギーを、電磁誘導作用（電磁結合）により非接触で通信（伝送）する機能を備える送信装置、送受信装置、及び集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば交通乗車券や電子マネー等の非接触ＩＣ（Integrated Circuit）カードを利用した非接触通信システムの普及が著しい。このような非接触通信システムでは、システム専用のリーダ／ライタ（以下、Ｒ／Ｗと記す）装置の送信アンテナ（共振回路）から放射された送信信号（電磁波）を、非接触ＩＣカード内に設けられた受信アンテナで電磁誘導作用により受信する。
【０００３】
このような非接触通信システムでは、良好な通信特性を得るためにはＲ／Ｗ装置内の信号源の周波数と、Ｒ／Ｗ装置の送信アンテナの共振周波数と、非接触ＩＣカード内の受信アンテナ（共振回路）の共振周波数とが互いが一致することが重要である。しかしながら、非接触ＩＣカードの受信アンテナ又はＲ／Ｗ装置の送信アンテナの共振周波数は、様々な要因により変動する。この場合、非接触ＩＣカード及びＲ／Ｗ装置間で安定して情報を送受信することが困難になる。
【０００４】
そこで、従来、非接触通信システムの技術分野では、あらゆる条件下において、良好な通信状態を保つための様々な技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、無線通信により電子決済を行う電子決済システム用非接触ＩＣカード装置が記載されている。そして、特許文献１の電子決済システム用非接触ＩＣカード装置では、無線送受信回路と非接触Ｒ／Ｗとの距離や位置関係及び周囲の電波状況に応じて、無線送受信回路の送信電力を最適制御する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２１６９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、非接触通信システムの技術分野では、従来、良好な通信状態を保つための様々な技術が提案されているが、より確実に良好な通信状態を得るためには、通信状態そのものをモニタしながら通信特性を最適化することが好ましい。しかしながら、今のところ、実用的な通信状態のモニタ手法、及び、その手法を用いて通信特性を調整することが可能な送受信装置は提案されていない。
【０００７】
本開示は、上記状況を鑑みなされたものであり、本開示の目的は、通信状態をモニタしながら通信特性の最適化を図ることができる送信装置、送受信装置、集積回路、及び、通信状態のモニタ方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本開示の送信装置は、送信アンテナと、信号出力部と、通信モニタ部と、通信補正部とを備え、各部の構成及び機能を次のようにする。送信アンテナは、アンテナコイルを有し、外部装置と電磁結合により通信を行う。信号出力部は、所定周波数の信号を生成し、該生成した信号を送信アンテナに出力する。通信モニタ部は、アンテナコイルに流れる電流に対応する電圧値をモニタし、該モニタした電圧値に基づいて通信状態を判別するとともに、モニタされた電圧値と、アンテナコイルに流れる電流に対応する電圧値の最大値の近傍の値が設定された閾値電圧とを比較して、外部受信装置が非接触通信可能な範囲に存在するか否かを判別する。通信補正部は、通信モニタ部における通信状態の判別結果に基づいて、通信特性を補正するとともに、通信モニタ部が、外部受信装置が非接触通信可能な範囲に存在しないと判別した場合には、信号出力部で生成された信号の位相と、送信アンテナから送出される信号の位相との差を補正する。
【０００９】
なお、本明細書でいう「通信」は、情報通信だけでなく、例えばワイヤレス電力伝送システムで行われるエネルギー伝送（電力伝送）も含む意味である。また、本明細書でいう「通信状態」は、情報の非接触通信時における通信状態だけでなく、例えばワイヤレス電力伝送システムで行われるエネルギーの非接触伝送時の伝送状態も含む意味である。
【００１０】
また、本開示の送受信装置は、上記本開示の送信装置と同様の構成を有する送信機能部と、受信アンテナを有し、外部と電磁結合により通信を行う受信機能部とを備える構成とする。また、本開示の集積回路は、上記本開示の送信装置の通信モニタ部と、通信補正部とを備える構成とする。
【発明の効果】
【００１２】
上述のように、本開示では、送信装置の送信部のアンテナコイルに流れる電流（コイル電流）をモニタし、そのモニタ結果に基づいて通信状態を判別する。そして、その判別結果に基づいて、送信装置の例えば、共振特性、出力動作及び機器動作を制御して、通信特性を補正する。それゆえ、本開示によれば、通信状態をモニタしながら通信特性の最適化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】各種検証実験で用いた評価用の非接触通信システムの回路構成図である。
【図２】各種検証実験で用いた各種送信アンテナのアンテナコイルの概略構成及びサイズを示す図である。
【図３】検証実験１の測定結果を示す図である。
【図４】検証実験２の測定結果を示す図である。
【図５】検証実験２の測定結果を示す図である。
【図６】検証実験３の測定結果を示す図である。
【図７】検証実験４の測定結果を示す図である。
【図８】検証実験４の測定結果を示す図である。
【図９】検証実験５の測定結果を示す図である。
【図１０】検証実験５の測定結果を示す図である。
【図１１】第１の実施形態に係るＲ／Ｗ装置の回路構成図である。
【図１２】第１の実施形態に係るＲ／Ｗ装置における通信状態のモニタ手法及び通信特性の補正手法の手順を示すフローチャートである。
【図１３】第２の実施形態に係るＲ／Ｗ装置の回路構成図である。
【図１４】第３の実施形態に係るＲ／Ｗ装置の回路構成図である。
【図１５】第４の実施形態に係るＲ／Ｗ装置の回路構成図である。
【図１６】第５の実施形態に係るＲ／Ｗ装置の回路構成図である。
【図１７】第６の実施形態に係るＲ／Ｗ装置の回路構成図である。
【図１８】第７の実施形態に係るＲ／Ｗ装置の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本開示の実施形態に係る送信装置及び通信状態のモニタ手法の一例を、図面を参照しながら下記の順で説明する。ただし、本開示は下記の例に限定されない。
１．通信状態のモニタ手法及び通信特性の補正手法の原理
２．送信装置の各種実施形態
３．各種変形例及び各種応用例
【００１５】
＜１．通信状態のモニタ手法及び通信特性の補正手法の原理＞
本開示における送信装置及び送受信装置では、送信アンテナ（共振回路）を構成するアンテナコイルに流れる電流をモニタし、そのモニタ信号に基づいて通信状態を判別する。以下では、この手法により、通信状態を判別することができる原理を、各種検証実験の結果を参照しながら説明する。
【００１６】
［共振周波数ずれの要因］
上述のように、非接触通信システムでは非接触ＩＣカード（非接触データキャリア）の受信アンテナ又はＲ／Ｗ装置の送信アンテナの共振周波数は、様々な要因により変動する。具体的には、次のような要因が挙げられる。
（１）共振回路を構成するアンテナコイルのインダクタンス及びコンデンサの容量値（キャパシタンス）のばらつきによる初期ずれ（特にアンテナコイルのインダクタンスのばらつきは大きい）。
（２）例えば温度変化等の環境条件の変動によるずれ。
（３）Ｒ／Ｗ装置と非接触ＩＣカードとの磁気的結合によるずれ。
【００１７】
上記要因（３）は、Ｒ／Ｗ装置の送信アンテナ及び非接触ＩＣカードの受信アンテナ間に発生する相互インダクタンス（Ｍ）に基づく要因である。両者間の相互インダクタンスＭは、Ｒ／Ｗ装置の送信アンテナのインダクタンスをＬ１とし、非接触ＩＣカードの受信アンテナのインダクタンスをＬ２としたとき、Ｍ＝Ｋ（Ｌ１×Ｌ２）１／２で表される。なお、Ｋは、磁気結合係数であり、例えば、送信アンテナ及び受信アンテナ間の距離や、各アンテナのサイズなどの条件により変化する変数である。具体的には、磁気結合係数Ｋは、送信アンテナ及び受信アンテナ間の距離が小さい場合に大きくなり、また、送信アンテナのアンテナサイズと受信アンテナのアンテナサイズとが互いに近い値である場合に大きくなる。
【００１８】
そして、磁気的結合（Ｋ）が変化すると、相互インダクタンスＭが変化する。この場合、アンテナコイルのインダクタンスが変化し、これにより、アンテナの共振周波数（ｆ＝１／｛２π（ＬＣ）１／２｝）が変化する。このようなアンテナの共振周波数の変化は、Ｒ／Ｗ装置及び非接触ＩＣカードの両方で発生する。この相互インダクタンスＭの影響が大きい場合、次のような現象が生じる。
【００１９】
（ａ）Ｒ／Ｗ装置では、送信周波数でのインピーダンスが変化して、信号源及び送信アンテナ間のインピーダンスマッチングが取れなくなる。この場合、送信アンテナに流れるコイル電流が減少する。
（ｂ）非接触ＩＣカードでは、受信周波数（＝送信周波数）でのＱ値（Quality factor）が下がり（インピーダンスが低下し）、受信電圧が減少する。
【００２０】
なお、上記現象（ａ）及び（ｂ）は、後述の検証実験でも確認される。具体的には、送信アンテナ及び受信アンテナ間の距離が小さくなり過ぎると（両者が接近し過ぎると）、受信電圧が減少し、さらに、両者が互いに近づいて密着すると通信不良が発生する。これは、主にＲ／Ｗ装置側の共振周波数ずれによる出力低下の影響が原因であると考えられる。
【００２１】
上述した要因（３）による共振周波数ずれを補正するためには、Ｒ／Ｗ装置及び非接触ＩＣカード間の距離（位置関係）や両者のアンテナサイズなどの条件によって変化する両者間の通信状態をモニタする必要がある。ここでは、上述した要因（３）による通信特性への影響について、各種検証実験の結果を参照しながら、具体的に説明する。
【００２２】
［評価用の非接触通信システムの回路構成］
図１に、各種検証実験に用いた評価用の非接触通信システム（以下、評価システムという）の回路構成を示す。なお、図１には、主に非接触通信時に機能する回路構成のみを示す。
【００２３】
評価システム１００は、検証用のＲ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０で構成される。なお、図１に示す評価システム１００の回路構成は、例えばＦｅｌｉｃａ（登録商標）／ＮＦＣ（Near Field Communication）方式等の非接触通信システムで用いられる基本的な通信回路部の回路構成と同様である。ただし、後述のモニタ回路部１１３は実際の製品には含まれない。
【００２４】
（１）Ｒ／Ｗ装置の構成
Ｒ／Ｗ装置１１０は、信号出力部１１１と、送信アンテナ１１２（共振回路）と、モニタ回路部１１３とを備える。
【００２５】
信号出力部１１１は、所定周波数（１３．５６ＭＨｚ）の信号を出力する信号源１１１ａと、インピーダンスが５０Ωの出力インピーダンス１１１ｂとで構成される。信号源１１１ａの一方の出力端子（「＋」側の端子）は、出力インピーダンス１１１ｂの一方の端子に接続され、信号源１１１ａの他方の出力端子（「−」側の端子）は、接地される。また、出力インピーダンス１１１ｂの他方の端子は、送信アンテナ１１２内の後述する直列コンデンサ１１６の一方の端子に接続される。
【００２６】
送信アンテナ１１２は、アンテナコイル１１４と、並列コンデンサ１１５と、直列コンデンサ１１６とで構成される。アンテナコイル１１４の一方の端子は、並列コンデンサ１１５の一方の端子及び直列コンデンサ１１６の他方の端子に接続され、アンテナコイル１１４の他方の端子は、モニタ回路部１１３内の後述する２つの抵抗１１７，１１８を介して接地される。なお、並列コンデンサ１１５の他方の端子は、接地される。すなわち、アンテナコイル１１４及び２つの抵抗１１７，１１８からなる直列回路は、並列コンデンサ１１５に並列接続される。
【００２７】
また、ここでは、アンテナコイル１１４のインダクタンスＬ１、並列コンデンサ１１５の容量値Ｃ１及び直列コンデンサ１１６の容量値Ｃ２は、信号出力部１１１及び送信アンテナ１１２間においてインピーダンスマッチングが取れるように設定した。具体的には、信号出力部１１１及び送信アンテナ１１２間において、１３．５６ＭＨｚの信号に対して５０Ω（Ｚ＝５０＋ｊ０［Ω］）でマッチングが取れるように、アンテナコイル１１４内の各回路素子の定数（Ｌ１、Ｃ１及びＣ２）を設定した。ただし、この際、送信アンテナ１１２及び受信アンテナ１２１間の磁気的結合が無い状態で、アンテナコイル１１４内の各回路素子の定数を設定した。
【００２８】
なお、後述の各種検証実験では、アンテナサイズ（アンテナコイルのサイズ）が互いに異なる２種の送信アンテナ１１２を用意した。それゆえ、評価システム１００では、各アンテナサイズの送信アンテナ１１２において、信号出力部１１１及び送信アンテナ１１２間でインピーダンスマッチングが取れるように、各コンデンサの容量値（Ｃ１及びＣ２）を適宜設定した。
【００２９】
モニタ回路部１１３は、アンテナコイル１１４に流れるコイル電流をモニタする回路であり、ここでは、３つの抵抗１１７〜１１９でモニタ回路部１１３を構成する。抵抗１１７及び抵抗１１８は、直列接続され、アンテナコイル１１４とグランドとの間に設けられる。また、抵抗１１９は、抵抗１１７及び抵抗１１８間の接続点とグランドとの間に設けられる。なお、抵抗１１７及び抵抗１１８は、ともに、抵抗値１Ωの抵抗素子で構成し、抵抗１１９は、抵抗値５０Ωの抵抗素子で構成した。
【００３０】
図１に示す評価システム１００のモニタ回路部１１３では、コイル電流を直接モニタせず、コイル電流を電圧に変換してその電圧値をモニタする。具体的には、抵抗１１７及び抵抗１１８間の接続点の電圧を、コイル電流に対応する電圧（以下、モニタ電圧Ｖｍという）としてモニタする。そして、評価システム１００では、このモニタ電圧Ｖｍに基づいて、通信状態（磁気結合状態）を判別する。
【００３１】
（２）非接触ＩＣカードの構成
非接触ＩＣカード１２０は、受信アンテナ１２１（共振回路）と、整流回路１２２と、出力検出回路１２３とを備える。
【００３２】
受信アンテナ１２１は、並列接続されたアンテナコイル１２４及びコンデンサ１２５で構成される。なお、アンテナコイル１２４のインダクタンスＬ２及びコンデンサ１２５の容量値Ｃ３は、１３．５６ＭＨｚの受信信号に対して受信アンテナ１２１のインピーダンスが最大になるように設定した。ただし、この際、送信アンテナ１１２及び受信アンテナ１２１間の磁気的結合が無い状態で、アンテナコイル１２４内の各回路素子の定数（Ｌ２及びＣ３）を設定した。
【００３３】
なお、後述の各種検証実験では、アンテナサイズが互いに異なる３種の受信アンテナ１２１を用意した。それゆえ、各アンテナサイズの受信アンテナ１２１において、１３．５６ＭＨｚの受信信号に対して受信アンテナ１２１のインピーダンスが最大になるように、コンデンサ１２５の容量値Ｃ３を適宜設定した。
【００３４】
整流回路１２２は、受信アンテナ１２１で受信された交流信号（受信電圧Ｖｏｕｔ）を直流信号（以下、検波出力Ｖｏｖという）に変換する回路であり、図１に示す評価システム１００では、４つのダイオード１２２ａ〜１２２ｄで構成される。
【００３５】
出力検出回路１２３は、整流回路１２２を介して、受信アンテナ１２１に並列接続され、整流回路１２２で変換された検波出力Ｖｏｖを検出する回路である。図１に示す評価システム１００では、出力検出回路１２３は、並列接続された抵抗１２３ａ及びコンデンサ１２３ｂで構成される。なお、ここでは、抵抗１２３ａの抵抗値は８２０Ωとした。
【００３６】
（３）アンテナサイズ
図２に、各種検証実験で用いた各種送信アンテナ１１２及び各種受信アンテナ１２１の概略構成及びアンテナサイズを示す。なお、図２は、アンテナコイルの概略上面図であり、評価システム１００では、略矩形状のアンテナコイルを用いる。
【００３７】
下記検証実験では、図２に示すように、送信アンテナ１１２として、長辺方向の径が４４ｍｍであり、かつ、短辺方向の径が３０ｍｍである（中サイズ）アンテナコイルを有するアンテナを用意した。また、下記検証実験では、送信アンテナ１１２として、長辺方向の径が２２ｍｍであり、かつ、短辺方向の径が１６ｍｍである（小サイズ）アンテナコイルを有するアンテナを用意した。
【００３８】
一方、受信アンテナ１２１としては、図２に示すように、長辺方向の径が６８ｍｍであり、かつ、短辺方向の径が３８ｍｍである（大サイズ）アンテナコイルを有するアンテナを用意した。また、下記検証実験では、受信アンテナ１２１として、長辺方向の径が４４ｍｍであり、かつ、短辺方向の径が３０ｍｍである（中サイズ）アンテナコイルを有するアンテナを用意した。さらに、下記検証実験では、受信アンテナ１２１として、長辺方向の径が２０ｍｍであり、かつ、短辺方向の径が１６ｍｍである（小サイズ）アンテナコイルを有するアンテナを用意した。
【００３９】
［磁気的結合の影響の概要］
上述のような非接触通信システムにおいて、効率良く非接触通信を行うためには、一般に、図１に示すように、信号の送信側及び受信側の各装置に、共振回路で構成されたアンテナが設けられる。そして、このような非接触通信システムでは、良好な通信特性を得るために、送信アンテナ及び受信アンテナ間の磁気結合係数Ｋ及び共振特性（Ｑ値)を大きくすることが好ましいと言われている。
【００４０】
しかしながら、コイル（Ｌ）とコンデンサ（Ｃ）とで構成される共振回路は、損失を小さくするためにＱ値を大きくする方が好ましいが、例えば部品の仕様、データ符号、通信速度等の条件を考慮して、Ｑ値を大きな値にすることができない。例えば１３．５６ＭＨｚの信号を用いるＭｉｆａｒｅ（登録商標）システムでは、Ｑ値を３５以下にすることが好ましいと言われている。また、実際の携帯電話などでは、信号源と共振回路（送信アンテナ）との間でインピーダンスマッチングを取るために、図１に示したように、送信側の共振回路に直列の共振コンデンサ（Ｃ２）及び並列の共振コンデンサ（Ｃ１）を設ける。これにより、５０Ωという低いインピーダンスでのマッチングを達成している。
【００４１】
また、Ｒ／Ｗ装置及び非接触ＩＣカード間の磁気的結合（磁気結合係数Ｋ）は、上述のように、両者間の距離により変化する。例えば、Ｒ／Ｗ装置及び非接触ＩＣカード間の距離を大きくした場合には、磁気的結合は急激に小さくなるので通信が困難になる。例えばＦｅｌｉｃａ（登録商標）等の非接触通信システムでは、Ｒ／Ｗ装置及び非接触ＩＣカード間の距離が１０ｃｍ以上になると、通信が困難になる。
【００４２】
一方、例えば、Ｒ／Ｗ装置及び非接触ＩＣカード間の距離が非常に短い場合（Ｒ／Ｗ装置に非接触ＩＣカードを接触させた場合など）には、磁気的結合は非常に強くなる。しかしながら、この場合には、Ｒ／Ｗ装置の送信アンテナのコイルと、非接触ＩＣカードの受信アンテナのコイルとの間に、大きな相互インダクタンスＭが発生する。この結果、後述の検証実験１で具体的に説明するが、Ｒ／Ｗ装置及び非接触ＩＣカードの各共振回路（アンテナ）のインピーダンスが所望の値からずれる。
【００４３】
すなわち、Ｒ／Ｗ装置及び非接触ＩＣカード間の距離が非常に短い場合には、相互インダクタンスＭが、Ｒ／Ｗ装置の送信特性及び非接触ＩＣカードの受信特性の両方に影響を及ぼす。その結果、本来、１３．５６ＭＨｚで共振すべきシステムにおいて、例えば、その共振周波数より低い周波数で共振するといった現象が生じる。
【００４４】
相互インダクタンスＭ（＝Ｋ（Ｌ１×Ｌ２）１／２）の大きさは、磁気的結合の度合い（Ｋ）と、Ｒ／Ｗ装置及び非接触ＩＣカードの各アンテナコイルのインダクタンスの大きさで決まる。それゆえ、Ｒ／Ｗ装置及び非接触ＩＣカードの組み合わせや、両者間の距離及び位置関係などが変わると、相互インダクタンスＭが変化する。また、各共振回路のＱ値が大きい場合には、上述した共振周波数ずれによる影響も大きくなる。
【００４５】
本開示技術の提案者らは、非接触通信システムにおける上述したＲ／Ｗ装置及び非接触ＩＣカード間の磁気的結合の影響を、各種検証実験を通して詳細に調べた。そして、本開示技術の提案者らは、各種検証実験の結果から、Ｒ／Ｗ装置の送信アンテナに流れるコイル電流をモニタすることにより、通信状態を精度良く判別することができることを見出した。
【００４６】
［検証実験１］
まず、検証実験１では、図１に示す評価システム１００において、Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の距離ｄと、信号出力部１１１の出力端から見た送信アンテナ１１２及び受信アンテナ１２１のインピーダンスＺとの関係を調べた。検証実験１では、Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の対向方向において、送信アンテナ１１２のコイル中心と受信アンテナ１２１のコイル中心とを同軸上に配置した状態で、距離ｄを変化させながらインピーダンスＺを測定した。なお、検証実験１では、送信アンテナ１１２及び受信アンテナ１２１の機器への搭載形態（内蔵状態）を考慮して、Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の距離ｄの最短距離は２ｍｍとした。
【００４７】
図３に、検証実験１の測定結果を示す。図３は、Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の距離ｄに対する信号出力部１１１の出力端から見た送信アンテナ１１２及び受信アンテナ１２１の各インピーダンスＺの変化を示す特性である。なお、図３に示す特性の横軸は距離ｄであり、縦軸はインピーダンスＺである。また、図３中の三角印の点で示す特性１３１が送信アンテナ１１２のインピーダンス変化特性であり、菱形印の点で示す特性１３２が受信アンテナ１２１のインピーダンス変化特性である。
【００４８】
図３から明らかなように、Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の距離ｄが例えば３０ｍｍより大きい場合には、送信アンテナ１１２のインピーダンスは５０Ωとなり、受信アンテナ１２１のインピーダンスは３０００Ω（最大値）となる。すなわち、この状態では、信号出力部１１１及び送信アンテナ１１２間において、５０Ωでのインピーダンスマッチングが取れた状態であり、受信アンテナ１２１（共振回路）に誘起される電圧も最大となる。
【００４９】
しかしながら、Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の距離ｄが例えば３０ｍｍ以下になると、送信アンテナ１１２のインピーダンスが急激に増大する。また、この場合、非接触ＩＣカード１２０の受信アンテナ１２１の並列共振特性も変化するので、受信アンテナ１２１のインピーダンスは急激に小さくなる。この状況では、送信アンテナ１１２のインピーダンスが大きくなるので、共振周波数が低下した状態となる。
【００５０】
［検証実験２］
上述のように、非接触ＩＣカード１２０がＲ／Ｗ装置１１０に近づきすぎると（磁気的結合が大きくなり過ぎると）、送信側ではインピーダンスマッチングが５０Ωからずれる。この場合、送信アンテナ１１２に流れるコイル電流が小さくなる。また、非接触ＩＣカード１２０がＲ／Ｗ装置１１０に近づきすぎると、受信側ではインピーダンスが下がるので、受信アンテナ１２１（共振回路）に誘起される電圧が小さくなる。すなわち、Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の距離ｄが小さい場合には、両者間の磁気的結合は増大するが、逆に、受信側（非接触ＩＣカード１２０側）での検波出力Ｖｏｖが小さくなるという現象が生じる。
【００５１】
検証実験２では、評価システム１００のＲ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間で通信実験を行い、この現象を確認した。具体的には、上記検証実験１と同様にしてＲ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の距離ｄを変化させて、その際に、モニタ回路部１１３で検出されるモニタ電圧Ｖｍ、及び、出力検出回路１２３で検出される検波出力Ｖｏｖの変化を測定した。
【００５２】
なお、検証実験２では、上記検証実験１と同様に、Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の対向方向において、送信アンテナ１１２のコイル中心と受信アンテナ１２１のコイル中心とを同軸上に配置した状態で距離ｄを変化させた。また、検証実験２では、送信アンテナ１１２のアンテナサイズと、受信アンテナ１２１のアンテナサイズとの組み合わせを種々変えて（図２参照）、モニタ電圧Ｖｍ及び検波出力Ｖｏｖを測定した。
【００５３】
図４及び５に、検証実験２の測定結果を示す。図４は、送信アンテナ１１２（Ｒ／Ｗ装置１１０）のアンテナサイズを中サイズに固定し、かつ、受信アンテナ１２１（非接触ＩＣカード１２０）のアンテナサイズをそれぞれ大、中及び小サイズに変化させたときの測定結果である。なお、図４に示す特性の横軸は距離ｄであり、縦軸は検波出力Ｖｏｖ又はモニタ電圧Ｖｍである。
【００５４】
また、図４中の菱形印の点で示す特性１４１ａ、四角印の点で示す特性１４１ｂ及び三角印の点で示す特性１４１ｃは、受信アンテナ１２１のアンテナサイズをそれぞれ大、中及び小サイズにしたときの検波出力Ｖｏｖの特性である。さらに、図４中のバツ印の点で示す特性１４２ａ、白抜き丸印の点で示す特性１４２ｂ及び丸印の点で示す特性１４２ｃは、受信アンテナ１２１のアンテナサイズをそれぞれ大、中及び小サイズにしたときのモニタ電圧Ｖｍの特性である。
【００５５】
一方、図５は、送信アンテナ１１２のアンテナサイズを小サイズに固定し、かつ、受信アンテナ１２１のアンテナサイズをそれぞれ大、中及び小サイズに変化させたときの測定結果である。なお、図５に示す特性の横軸は距離ｄであり、縦軸は検波出力Ｖｏｖ又はモニタ電圧Ｖｍである。
【００５６】
また、図５中の菱形印の点で示す特性１４３ａ、四角印の点で示す特性１４３ｂ及び三角印の点で示す特性１４３ｃは、受信アンテナ１２１のアンテナサイズをそれぞれ大、中及び小サイズにしたときの検波出力Ｖｏｖの特性である。さらに、図５中の白抜き菱形印の点で示す特性１４４ａ、白抜き四角印の点で示す特性１４４ｂ及び白抜き三角印の点で示す特性１４４ｃは、受信アンテナ１２１のアンテナサイズをそれぞれ大、中及び小サイズにしたときのモニタ電圧Ｖｍの特性である。
【００５７】
送信アンテナ１１２（Ｒ／Ｗ装置１１０）のアンテナサイズを中サイズに固定した場合、図４中の特性１４１ａ〜１４１ｃに示すように、受信アンテナ１２１（非接触ＩＣカード１２０）のアンテナサイズによって、検波出力Ｖｏｖが最大となる距離ｄが異なる。また、距離ｄが、検波出力Ｖｏｖが最大となる距離ｄよりさらに小さくなると、受信アンテナ１２１のアンテナサイズに関係なく、検波出力Ｖｏｖが低下することが分かる。それに対して、モニタ電圧Ｖｍは、図４中の特性１４２ａ〜１４２ｃに示すように、受信アンテナ１２１のアンテナサイズに関係なく、距離ｄが小さくなると単調減少する。
【００５８】
また、送信アンテナ１１２のアンテナサイズを小サイズに固定した場合、図５中の特性１４３ｃに示すように、受信アンテナ１２１のアンテナサイズを送信アンテナ１１２のそれと略同じ値にしたときに、検波出力Ｖｏｖが８．６ｍｍの距離ｄで最大となる。また、検波出力Ｖｏｖが最大となるときのモニタ電圧Ｖｍは、約１６０ｍＶになる（特性１４４ｃ参照）。そして、このアンテナサイズの組み合わせでは、距離ｄが、検波出力Ｖｏｖが最大となる距離ｄよりさらに小さくなると、検波出力Ｖｏｖが低下する。また、受信アンテナ１２１のアンテナサイズが送信アンテナ１１２のそれと異なる場合には、図５中の特性１４３ａ及び１４３ｂに示すように、距離ｄが小さくなると、検波出力Ｖｏｖが単調増加する。一方、モニタ電圧Ｖｍは、図５中の特性１４４ａ〜１４４ｃに示すように、受信アンテナ１２１のアンテナサイズに関係なく、距離ｄが小さくなると単調減少する。
【００５９】
上記検証実験２の測定結果から明らかなように、Ｒ／Ｗ装置１１０のアンテナサイズと非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズとの組み合わせによっては、両者が密着した場合に、検波出力Ｖｏｖが低下する場合があることが分かる。
【００６０】
検波出力Ｖｏｖの特性は、Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の磁気的結合の強さ、及び、磁気的結合によって受ける影響の程度により変化する。また、一般には、Ｒ／Ｗ装置１１０のアンテナサイズと非接触ＩＣカード１２０のそれとが近い値である場合に磁気結合が大きくなる。それゆえ、上記検証実験２の結果から、磁気的結合が大きい場合（Ｒ／Ｗ装置１１０のアンテナサイズと非接触ＩＣカード１２０のそれとが近い値である場合）に、近距離での検波出力Ｖｏｖの低下量が大きくなるとが分かる（図４中の特性１４１ｂ参照）。
【００６１】
［検証実験３］
Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の磁気的結合は、両者間の距離ｄだけでなく、両者のアンテナ間の相対的な位置関係によっても変化する。すなわち、非接触ＩＣカード１２０をＲ／Ｗ装置１１０のどの位置に接触させるかによって通信特性が変化し、非接触ＩＣカード１２０のタッチ位置によっては通信不良が発生する場合もある。
【００６２】
そこで、検証実験３では、Ｒ／Ｗ装置１１０の送信アンテナ１１２に対する非接触ＩＣカード１２０の受信アンテナ１２１の相対的な位置を変化させた際の通信特性の変化を調べた。具体的には、Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の相対位置のずれと、モニタ回路部１１３で検出されるモニタ電圧Ｖｍ及び出力検出回路１２３で検出される検波出力Ｖｏｖとの関係（位置ずれ特性）を調べた。
【００６３】
なお、検証実験３では、非接触ＩＣカード１２０をＲ／Ｗ装置１１０に密着させた状態（両者間の距離ｄは２ｍｍ）で、非接触ＩＣカード１２０の位置をアンテナコイルの短辺方向又は長辺方向にずらして、位置ずれ特性を測定した。また、ここでは、Ｒ／Ｗ装置１１０のアンテナサイズと非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズとの組み合わせを種々変化させて、位置ずれ特性を測定した。
【００６４】
図６に、検証実験３の測定結果の一例を示す。図６に示す位置ずれ特性は、Ｒ／Ｗ装置１１０のアンテナサイズを小サイズに固定し、かつ、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズを大、中及び小サイズのそれぞれに変化させたときの位置ずれ特性である。また、図６に示す位置ずれ特性は、非接触ＩＣカード１２０の位置をＲ／Ｗ装置１１０に対して、コイルの短辺方向にずらした場合の特性である。
【００６５】
なお、図６に示す特性の横軸はＲ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の相対的な位置ずれ量ｙであり、縦軸は検波出力Ｖｏｖ又はモニタ電圧Ｖｍである。また、図６中の横軸において、位置ずれ量ｙ＝０の状態は、Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の対向方向において、送信アンテナ１１２のコイル中心と受信アンテナ１２１のコイル中心とが同軸上に配置された状態である。以下では、この状態をアンテナセンターと称す。
【００６６】
また、図６中の横軸のプラス値は、非接触ＩＣカード１２０を、Ｒ／Ｗ装置１１０に対して、コイルの短辺方向に沿ってアンテナセンターから第１の方向に相対的にずらしたときの位置すれ量ｙである。そして、図６中の横軸のマイナス値は、非接触ＩＣカード１２０を、Ｒ／Ｗ装置１１０に対して、第１の方向とは反対の第２の方向に沿ってアンテナセンターから相対的にずらしたときの位置すれ量ｙである。
【００６７】
さらに、図６中の四角印の点で示す特性１４５ａ、菱形印の点で示す特性１４５ｂ及び丸印の点で示す特性１４５ｃは、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズをそれぞれ大、中及び小サイズにしたときの検波出力Ｖｏｖの特性である。また、図６中の白抜き四角印の点で示す特性１４６ａ、白抜き菱形印の点で示す特性１４６ｂ及び白抜き丸印の点で示す特性１４６ｃは、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズをそれぞれ大、中及び小サイズにしたときのモニタ電圧Ｖｍの特性である。なお、図６中の太破線は、図５に示す検波出力Ｖｏｖの特性１４３ｃにおいて、検波出力Ｖｏｖが最大となるときのモニタ電圧Ｖｍの値（１６０ｍＶ）を表す。
【００６８】
図６から明らかなように、検波出力Ｖｏｖ及びモニタ電圧Ｖｍの位置ずれ特性は、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズに関係なく、位置ずれ量ｙ＝０に対して略対称的な特性になる。また、図６示す位置ずれ特性から、検波出力Ｖｏｖは、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズに関係なく、アンテナセンター（ｙ＝０）からずれた位置で最大となることが分かる。すなわち、図６に示す位置ずれ特性では、アンテナセンター（ｙ＝０）における検波出力Ｖｏｖは、最大値より低下した値となる。特に、Ｒ／Ｗ装置１１０のアンテナサイズ（小サイズ）と非接触ＩＣカード１２０のそれとが近い値である場合（特性１４５ｃ：磁気的結合が大きい場合）に、アンテナセンター（ｙ＝０）での検波出力Ｖｏｖの低下量が最も大きくなることが分かる。
【００６９】
［検証実験４］
図６に示す位置ずれ特性から明らかなように、位置ずれ量ｙが約±１０ｍｍの範囲では、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズが小サイズのときだけ（特性１４６ｃ）、モニタ電圧Ｖｍが１６０ｍＶ（図６中の太破線）以下の値になる。また、図６に示す位置ずれ特性から、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズに関係なく、特性１４６ｃとＶｍ＝１６０ｍＶを示す太破線との交点付近のモニタ電圧Ｖｍにおいて、検波出力Ｖｏｖが略最大の値になることが分かる。
【００７０】
すなわち、図５（検証実験２）及び図６（検証実験３）の特性から、Ｒ／Ｗ装置１１０が小サイズである場合には、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズに関係なく、モニタ電圧Ｖｍが１６０ｍＶ付近であるときに検波出力Ｖｏｖが最大となることが分かる。このことから、Ｒ／Ｗ装置１１０のアンテナサイズが一定である場合には、モニタ電圧Ｖｍと検波出力Ｖｏｖとの間に強い相関が存在することが推測される。
【００７１】
そこで、検証実験４では、モニタ電圧Ｖｍと検波出力Ｖｏｖとの相関関係を調べた。具体的には、Ｒ／Ｗ装置１１０のアンテナサイズと非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズとの各種組み合わせにおける検証実験２及び３の測定結果からモニタ電圧Ｖｍと検波出力Ｖｏｖとの相関関係を求めた。
【００７２】
図７及び８に、その相関関係を示す。図７は、Ｒ／Ｗ装置１１０のアンテナサイズを中サイズに固定し、かつ、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズを大、中及び小サイズのそれぞれに変化させたときのモニタ電圧Ｖｍと検波出力Ｖｏｖとの相関関係である。なお、図７に示す特性の横軸はモニタ電圧Ｖｍであり、縦軸は検波出力Ｖｏｖである。
【００７３】
図７中の白抜き菱形印で示す特性点は、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズを大サイズにし、かつ、非接触ＩＣカード１２０の位置をＲ／Ｗ装置１１０に対してコイルの短辺方向に相対的にずらした場合の特性である。図７中の白抜き四角印で示す特性点は、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズを大サイズにし、かつ、非接触ＩＣカード１２０の位置をＲ／Ｗ装置１１０に対してコイルの長辺方向に相対的にずらした場合の特性である。そして、図７中の白抜き丸印で示す特性点は、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズを大サイズにし、かつ、アンテナセンターの状態でＲ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の距離ｄを変化させた場合の特性である。
【００７４】
また、図７中の破線菱形印で示す特性点は、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズを中サイズにし、かつ、非接触ＩＣカード１２０の位置をＲ／Ｗ装置１１０に対してコイルの短辺方向に相対的にずらした場合の特性である。図７中の破線四角印で示す特性点は、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズを中サイズにし、かつ、非接触ＩＣカード１２０の位置をＲ／Ｗ装置１１０に対してコイルの長辺方向に相対的にずらした場合の特性である。そして、図７中の破線丸印で示す特性点は、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズを中サイズにし、かつ、アンテナセンターの状態でＲ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の距離ｄを変化させた場合の特性である。
【００７５】
さらに、図７中の菱形印で示す特性点は、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズを小サイズにし、かつ、非接触ＩＣカード１２０の位置をＲ／Ｗ装置１１０に対してコイルの短辺方向に相対的にずらした場合の特性である。図７中の四角印で示す特性点は、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズを小サイズにし、かつ、非接触ＩＣカード１２０の位置をＲ／Ｗ装置１１０に対してコイルの長辺方向に相対的にずらした場合の特性である。そして、図７中の丸印で示す特性点は、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズを小サイズにし、かつ、アンテナセンターの状態でＲ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の距離ｄを変化させた場合の特性である。
【００７６】
一方、図８は、Ｒ／Ｗ装置１１０のアンテナサイズを小サイズに固定し、かつ、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズを大、中及び小サイズのそれぞれに変化させたときのモニタ電圧Ｖｍと検波出力Ｖｏｖとの相関関係である。なお、図８に示す特性の横軸はモニタ電圧Ｖｍであり、縦軸は検波出力Ｖｏｖである。また、図８には、非接触ＩＣカード１２０内のＬＳＩ（Large Scale Integration：不図示）を駆動する際の閾値電圧（３．０Ｖ）も太破線で示す。
【００７７】
図８中の白抜き菱形印で示す特性点は、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズを大サイズにし、かつ、非接触ＩＣカード１２０の位置をＲ／Ｗ装置１１０に対してコイルの短辺方向に相対的にずらした場合の特性である。図８中の白抜き四角印で示す特性点は、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズを大サイズにし、かつ、非接触ＩＣカード１２０の位置をＲ／Ｗ装置１１０に対してコイルの長辺方向に相対的にずらした場合の特性である。そして、図８中の白抜き丸印で示す特性点は、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズを大サイズにし、かつ、アンテナセンターの状態でＲ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の距離ｄを変化させた場合の特性である。
【００７８】
また、図８中の破線菱形印で示す特性点は、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズを中サイズにし、かつ、非接触ＩＣカード１２０の位置をＲ／Ｗ装置１１０に対してコイルの短辺方向に相対的にずらした場合の特性である。図８中の破線四角印で示す特性点は、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズを中サイズにし、かつ、非接触ＩＣカード１２０の位置をＲ／Ｗ装置１１０に対してコイルの長辺方向に相対的にずらした場合の特性である。そして、図８中の破線丸印で示す特性点は、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズを中サイズにし、かつ、アンテナセンターの状態でＲ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の距離ｄを変化させた場合の特性である。
【００７９】
さらに、図８中の菱形印で示す特性点は、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズを小サイズにし、かつ、非接触ＩＣカード１２０の位置をＲ／Ｗ装置１１０に対してコイルの短辺方向に相対的にずらした場合の特性である。図８中の四角印で示す特性点は、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズを小サイズにし、かつ、非接触ＩＣカード１２０の位置をＲ／Ｗ装置１１０に対してコイルの長辺方向に相対的にずらした場合の特性である。そして、図８中の丸印で示す特性点は、非接触ＩＣカード１２０のアンテナサイズを小サイズにし、かつ、アンテナセンターの状態でＲ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の距離ｄを変化させた場合の特性である。なお、図７及び８中の位置ずれ特性の特性点は、検証実験４で説明したように、Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０を密着させた状態（両者間の距離ｄは２ｍｍ）で測定したものである。
【００８０】
図７及び８に示す特性から明らかなように、Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の距離ｄ、並びに、両者間の相対位置に関係なく、検波電圧Ｖｏｖとモニタ電圧Ｖｍとの間には強い相関が存在することが分かる。具体的には、検波電圧Ｖｏｖとモニタ電圧Ｖｍとの相関特性は、一つの放物線状の特性で表されることが分かる。
【００８１】
また、図７及び８に示すように、Ｒ／Ｗ装置１１０のアンテナサイズにより、検波出力Ｖｏｖが最大となるモニタ電圧Ｖｍの値は異なる。しかしながら、Ｒ／Ｗ装置１１０のアンテナサイズが決まれば、検波出力Ｖｏｖが最大となるモニタ電圧Ｖｍは、非接触ＩＣカードのアンテナサイズに関係なく一定になることが分かる。
【００８２】
ここで、検波出力Ｖｏｖ及びモニタ電圧Ｖｍ間の相関特性と、通信状態との関係を、図８を参照しながら説明する。
【００８３】
（１）領域Ａ
図８中のモニタ電圧Ｖｍの最大値Ｖｍ１から、検波出力Ｖｏｖが３．０Ｖ（ＬＳＩの駆動電圧の閾値）になるモニタ電圧Ｖｍ２までの領域Ａは、Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の距離ｄが大きい（遠距離）領域である。それゆえ、この領域Ａでは、非接触ＩＣカード１２０において、ＬＳＩを駆動するのに十分な電圧を誘起することが難しく、良好な通信状態が得られない。ただし、受信側（非接触ＩＣカード１２０側）のＬＳＩが、受信電力で動作せずに、バッテリで動作する場合には、検波出力Ｖｏｖが３．０Ｖ以下（例えば１．５Ｖ等）であっても良好な通信が可能である。
【００８４】
なお、モニタ電圧Ｖｍがその最大値Ｖｍ１付近である場合には、Ｒ／Ｗ装置の通信可能圏内に非接触ＩＣカードが存在しない（磁気的結合が無い）場合の通信状態も含む。それゆえ、モニタ電圧Ｖｍがその最大値Ｖｍ１付近の値であるか否かを判定することにより、Ｒ／Ｗ装置の通信可能圏内に非接触ＩＣカードが存在するか否かを判別することができる。
【００８５】
（２）領域Ｂ
図８中のモニタ電圧Ｖｍ２から、検波出力Ｖｏｖが最大となるモニタ電圧Ｖｍ３までの領域Ｂは、Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の距離ｄが非接触通信に好適な距離（中間距離）の領域であり、良好な通信状態が得られる領域である。この領域Ｂは、例えば、図３中のインピーダンス特性において、距離ｄが１０〜２５ｍｍの範囲、すなわち、良好なインピーダンス特性が得られる範囲に対応する。それゆえ、領域Ｂでは、良好な共振特性（インピーダンスマッチング）が得られ、良好な通信状態が得られる。
【００８６】
ここで、領域Ｂの通信状態をより詳細に説明する。非接触通信システムでは、Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の距離ｄが近づくと磁気的結合が強くなり、Ｒ／Ｗ装置１１０が発生する磁気エネルギーを非接触ＩＣカード１２０のアンテナが受け取る。これにより、非接触ＩＣカード１２０のアンテナコイルに電流が流れ、受信アンテナ１２１に電圧Ｖｏｕｔが誘起される。同時に、Ｒ／Ｗ装置１１０のアンテナコイルでは、非接触ＩＣカード１２０側のアンテナコイルによる逆起電力により、コイル電流が減少する。すなわち、非接触通信時には、送信側の磁気エネルギーが受信側で吸い取られるので、Ｒ／Ｗ装置１１０の送信アンテナ１１２に流れるコイル電流が減少する。
【００８７】
図８中の領域Ｂでは、上述のような電磁誘導による送受信特性（通信特性）に与える相互インダクタンスＭの影響が軽微であるので、送信側で発生する磁気エネルギーや受信側のインピーダンスもほぼ一定であると考えられる。また、領域Ｂでは、図８に示すように、非接触ＩＣカード１２０において、ＬＳＩを駆動するのに十分な電圧を誘起することができる。それゆえ、領域Ｂに対応する通信状態では、検波出力Ｖｏｖ及び磁気的結合が適度であり、良好な共振特性が得られる。
【００８８】
（３）領域Ｃ
図８中の検波出力Ｖｏｖが最大となるモニタ電圧Ｖｍ３から、検波出力Ｖｏｖが３．０Ｖになるモニタ電圧Ｖｍ４までの領域Ｃは、Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の距離ｄが小さい（近距離）領域である。この領域Ｃは、例えば、図３中のインピーダンス特性において、距離ｄが２〜１０ｍｍの範囲、すなわち、信号源側から見た送信アンテナ１１２及び受信アンテナ１２１の各インピーダンスＺがともに急激に変化する範囲に対応する。
【００８９】
この領域Ｃでは、非接触ＩＣカード１２０において、ＬＳＩを駆動するのに十分な電圧を誘起することができ、適度な検波出力Ｖｏｖが得られる。しかしながら、Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の磁気的結合が過度となり、検証実験１（図３）で説明したように、共振特性（インピーダンス）が変化する。
【００９０】
すなわち、領域Ｃでは、送信側においてインピーダンスずれにより磁気エネルギーが減少し、受信側ではインピーダンスずれにより受信信号の電圧への変換性能が減少する（マイナス要因の影響）。なお、領域Ｃでは、このようなマイナス要因の影響だけでなく、Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の距離ｄが小さいので、磁気結合が強くなるというプラス要因の影響もある。しかしながら、領域Ｃでは、上述したマイナス要因の影響が、上述したプラス要因の影響を上回る領域である。それゆえ、領域Ｃでは、磁気的結合が増大すると（Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の距離ｄが小さくなると）、検波出力Ｖｏｖは向上せずに、低下するという逆転現象が生じる。
【００９１】
なお、モニタ回路部１１３では、上述のようにモニタ電圧Ｖｍをモニタするが、これは、実質的には、Ｒ／Ｗ装置１１０のアンテナコイル１１４に流れるコイル電流をモニタすることと同等である。そして、コイル電流の変化は、相互インダクタンスＭにより非接触ＩＣカード１２０にエネルギーが吸い取られてコイル電流が減る現象、及び、Ｒ／Ｗ装置１１０のインピーダンスずれによりコイル電流そのものが小さくなる現象の二つの影響を反映する。
【００９２】
しかしながら、図７及び８に示すように、Ｒ／Ｗ装置１１０のアンテナサイズを固定した場合には、Ｒ／Ｗ装置１１０に組み合わせる非接触ＩＣカード１２０を変えても、検波出力Ｖｏｖが最大となるモニタ電圧Ｖｍ（図８中のＶｍ２）は略一定になる。このことから、領域Ｃにおける検波出力Ｖｏｖの逆転現象の主な要因は、相互インダクタンスＭにより、送信側のインピーダンスが大きく変化して、Ｒ／Ｗ装置１１０のコイル電流そのものが小さくなるため（後者の要因の影響）であると考えられる。
【００９３】
なお、図５（検証実験２）中の検波出力Ｖｏｖの特性１４３ａ及び特性１４３ｂに示すように、Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の距離ｄを小さくしても、上述のような逆転現象が生じない場合もある。このようなＲ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０の組み合わせでは、図５に示すように、距離ｄに対するモニタ電圧Ｖｍの変化もより緩やかになることが分かる。このことから、このような組み合わせの非接触通信システムでは、Ｒ／Ｗ装置１１０及び非接触ＩＣカード１２０間の磁気的結合が小さく、両者の接近時に発生する相互インダクタンスＭも小さいと考えられる。
【００９４】
（４）領域Ｄ
図８中のモニタ電圧Ｖｍ４より低いモニタ電圧Ｖｍの領域Ｄは、領域Ｃより、さらに磁気的結合が過度になる領域であり、また、ＬＳＩを駆動するのに十分な電圧を誘起することが難しい領域である。それゆえ、領域Ｄは、共振特性の変化がより大きくなるとともに、通信特性も劣化するので、通信不良の領域となる。
【００９５】
［検証実験５］
検証実験５では、図１に示す評価システム１００と同様の回路を回路シミュレータで構成し、シミュレーション計算により、Ｒ／Ｗ装置のアンテナコイルに流れるコイル電流（モニタ電圧Ｖｍに対応）と検波出力Ｖｏｖとの相関関係を求めた。なお、検証実験５では、Ｒ／Ｗ装置のアンテナサイズは中サイズとした。
【００９６】
図９に、検証実験５の計算結果を示す。なお、図９は、モニタ電流Ｉｍ（Ｒ／Ｗ装置のアンテナコイルに流れるコイル電流）と検波出力Ｖｏｖとの相関特性であり、横軸はモニタ電流Ｉｍであり、縦軸は検波出力Ｖｏｖである。また、図９中のバツ印の点で示す特性、白抜き四角印の点で示す特性及び丸印の点で示す特性は、非接触ＩＣカードのアンテナサイズをそれぞれ大、中及び小サイズにしたときの相関特性である。
【００９７】
図９と、図７及び８との比較から明らかなように、シミュレーション解析においても、上記検証実験４の実測結果と同様に、モニタ電流Ｉｍと検波出力Ｖｏｖとの間に、放物線状の相関特性が得られることが分かる。また、図７〜９から明らかなように、モニタ信号（モニタ電圧Ｖｍ又はモニタ電流Ｉｍ）の最大値の約１／２のモニタ信号の値（図８ではＶｍ３）で、検波出力Ｖｏｖが最大となる。すなわち、Ｒ／Ｗ装置のアンテナサイズが決まれば、非接触ＩＣカードのアンテナサイズに関係なく、モニタ信号の値がその最大値の約１／２の値（最適値）になるようにＲ／Ｗ装置の共振特性を制御すれば、最適な通信状態が得られることが分かる。
【００９８】
また、検証実験５では、Ｒ／Ｗ装置の送信アンテナ（共振回路）のＱ値を変えたときのモニタ電流Ｉｍと検波出力Ｖｏｖとの相関特性をシミュレーション解析で求めた。なお、ここでは、Ｑ値を５、１０、１５、２０、２５及び３０に変化させた。そして、各Ｑ値において、磁気結合係数Ｋを０．０１〜０．９９の範囲で変化させて、モニタ電流Ｉｍと検波出力Ｖｏｖとの相関特性を求めた。
【００９９】
図１０に、送信アンテナ（共振回路）のＱ値を変えたときのモニタ電流Ｉｍと検波出力Ｖｏｖとの相関特性のシミュレーション結果を示す。なお、図１０に示す相関特性の横軸はモニタ電流Ｉｍであり、縦軸は検波出力Ｖｏｖである。
【０１００】
図１０から明らかなように、送信アンテナのＱ値を大きくすると、モニタ電流Ｉｍ（コイル電流）の最大値及び最適値（検波出力Ｖｏｖが最大となる値）を大きくすることができる。それゆえ、送信アンテナのＱ値を大きくすると、非接触ＩＣカードの受信アンテナ（共振回路）で誘起される受信電圧Ｖｏｕｔも大きくなるので、検波出力Ｖｏｖも大きくすることができる。また、図１０から、各Ｑ値におけるモニタ電流Ｉｍと検波出力Ｖｏｖとの相関特性は全て略放物線状の特性となり、モニタ電流Ｉｍの最適値（検波出力Ｖｏｖが最大となる値）が、モニタ電流Ｉｍの最大値の約１／２の値になることが分かる。
【０１０１】
以上の各種検証実験の結果から、Ｒ／Ｗ装置の送信アンテナに流れる電流（モニタ電流Ｉｍ）又はそれに対応するモニタ電圧Ｖｍ、すなわち、送信アンテナに流れる電流に関する情報をモニタすることにより、通信状態を判別することができることが分かる。また、上記各種検証実験の結果から、検波出力Ｖｏｖを最大にするためのモニタ信号（モニタ電流Ｉｍ又はモニタ電圧Ｖｍ）の最適値は、モニタ信号の最大値の１／２の値になることが推定される。
【０１０２】
なお、上述した、Ｒ／Ｗ装置の送信アンテナに流れる電流に関する情報（モニタ信号）に基づいて、通信状態を判別する手法では、次のような利点も得られる。
【０１０３】
Ｒ／Ｗ装置において、例えば、インピーダンスずれによりコイル電流が小さくなった場合には、信号源の電圧を大きくしたり、信号源の出力インピーダンスを小さくしたりしてコイル電流を大きくするなどの対策が可能である。しかしながら、インピーダンスをリアルタイムでモニタする処理動作は、回路的に非常に負荷が大きく、簡便な回路で信号の送受信を行う非接触通信システムにはそぐわない。また、インピーダンスずれだけでなく、共振周波数ずれをモニタする処理動作も同様に負荷が非常に大きい。
【０１０４】
それに対して、本開示では、上述のように、Ｒ／Ｗ装置のアンテナコイルに流れるコイル電流と非接触ＩＣカードの検波出力との間の相関特性を利用して、通信状態を判別する。この際、Ｒ／Ｗ装置の構成が決まれば、非接触ＩＣカードの構成（アンテナサイズ、アンテナのインダクタンス、アンテナのＱ値）に関係なく、コイル電流をモニタするだけで通信状態を推定できる。それゆえ、本開示における通信状態のモニタ手法では、上述したインピーダンスや共振周波数ずれをモニタする手法に比べて、より簡易に通信状態の良否を判別することができる。
【０１０５】
［通信特性の補正手法の概要］
上述のように、Ｒ／Ｗ装置の送信アンテナに流れる電流に関する情報（モニタ信号）をモニタすることにより、通信状態を判別することができる。具体的には、図８で説明したように、モニタ電圧Ｖｍの値により、現在の通信状態が、領域Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤのいずれの領域の状態であるか判別することができる。ここでは、図８中の領域Ｂ（良好な通信特性が得られる領域）以外の領域の通信状態における通信特性の補正手法（対策）の概要を説明する。
【０１０６】
（１）領域Ａでの対策
領域Ａ（特にモニタ電圧Ｖｍがその最大値Ｖｍ１付近の領域）は、Ｒ／Ｗ装置の通信可能圏内に非接触ＩＣカードが存在しない（磁気的結合が無い）、又は、非接触ＩＣカードが存在しても磁気的結合が非常に小さい通信状態の領域である。それゆえ、後者の通信状態に対する対策としては、Ｒ／Ｗ装置の送信出力を大きくする手法が挙げられる。
【０１０７】
なお、Ｒ／Ｗ装置の送信出力を大きくする手法としては、例えば送信信号の信号レベルを上げてコイル電流を増加させる、又は、信号出力部の出力インピーダンスを小さくしてコイル電流を増加させるなどの手法を用いることができる。
【０１０８】
（２）領域Ｃでの対策
領域Ｃは、非接触ＩＣカード及びＲ／Ｗ装置間の距離ｄがその最適値より小さい状態の領域である。この領域Ｃの通信状態では、上述のように、相互インダクタンスＭの影響により、共振特性が変化し、送信出力が低下する。
【０１０９】
それゆえ、通信状態が領域Ｃの状態である場合には、次の２つの対策により、通信状態を良好な状態（領域Ｂの状態）に補正（調整）することができる。
（ａ）共振特性を変化させ、共振周波数のずれを補正する（共振周波数を上昇させる）。
（ｂ）送信アンテナに流れるコイル電流を増大させて、送信出力を増加する。
【０１１０】
（３）領域Ｄでの対策
領域Ｄは、磁気的結合の影響が非常に大きく、かつ、検波出力Ｖｏｖが低い領域であり、通信不良の領域である。この場合の対処手法としては、例えば、領域Ｃでの上記対策（ａ）（共振特性を補正する手法）を適用することができる。しかしながら、Ｒ／Ｗ装置の構成によっては、上記対策（ａ）により、領域Ｄの通信不良の状態を領域Ｂの通信良好の状態まで補正することが困難な場合もあるので、その場合には、Ｒ／Ｗ装置で、通信不良である旨のエラー表示を行うようにしてもよい。
【０１１１】
＜２．送信装置の各種実施形態＞
次に、上述した本開示の通信状態のモニタ手法で通信状態をモニタしながら、通信特性を補正することが可能なＲ／Ｗ装置（送信装置）の各種実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【０１１２】
［第１の実施形態］
第１の実施形態では、通信状態が図８中の領域Ｂ及び領域Ｃのいずれであるかを判別し、その判別結果（モニタ結果）に基づいて、送信アンテナの共振特性（通信特性）を変化させ、共振周波数ずれを補正するＲ／Ｗ装置の構成例を説明する。すなわち、本実施形態では、Ｒ／Ｗ装置及び非接触ＩＣカード間の距離ｄが小さく、相互インダクタンスＭの影響が大きい場合に、共振周波数ずれを改善するＲ／Ｗ装置の構成例を説明する。なお、本実施形態では、Ｒ／Ｗ装置の送信アンテナの共振特性を、共振回路を構成する並列コンデンサの容量値（キャパシタンス）を変化させることにより共振周波数ずれを補正する。
【０１１３】
また、本実施形態では、通信状態が図８中の領域Ｂ及び領域Ｃのいずれの領域の状態であるか（通信状態の良好／不良）を判別するので、モニタ信号（モニタ電圧Ｖｍ）の最大値の１／２の値（最適値）を判別閾値として用いる。なお、モニタ信号の最大値（最適値）は、送信アンテナを構成する各回路素子の定数（キャパシタンス及びインダクタンス）のばらつきにより変化するが、モニタ信号の最大値はＲ／Ｗ装置毎に簡単に精度良く測定することができる。それゆえ、本実施形態の通信状態のモニタ手法では、通信状態の良好／不良を、Ｒ／Ｗ装置毎に簡単に精度良く判別することができる。
【０１１４】
（１）Ｒ／Ｗ装置の構成
図１１に、第１の実施形態に係るＲ／Ｗ装置の回路構成を示す。Ｒ／Ｗ装置（送信装置）１は、信号出力部２と、送信アンテナ３（送信部）と、モニタ回路部４（通信モニタ部）と、補正回路部５（通信補正部）と、２つの抵抗６，７とを備える。
【０１１５】
信号出力部２は、所定周波数（１３．５６ＭＨｚ）の信号を生成して出力する信号源１１、及び、インピーダンスが５０Ωである出力インピーダンス１２で構成される。信号源１１の一方の出力端子（「＋」側の端子）は、出力インピーダンス１２の一方の端子に接続され、信号源１１の他方の出力端子（「−」側の端子）は、接地される。また、出力インピーダンス１２の他方の端子は、送信アンテナ３内の後述する直列コンデンサ１５の一方の端子に接続される。なお、信号源１１は、実回路ではＬＳＩとして実装される。
【０１１６】
送信アンテナ３は、アンテナコイル１３と、並列可変コンデンサ１４と、直列コンデンサ１５と、２つのＤＣ除去用コンデンサ１６，１７とで構成される。なお、本実施形態では、送信アンテナ３（アンテナコイル１３）のアンテナサイズは小サイズ（図２参照）とする。
【０１１７】
本実施形態では、ＤＣ除去用コンデンサ１６、並列可変コンデンサ１４及びＤＣ除去用コンデンサ１７が、この順で直列接続される。そして、該３つのコンデンサの直列回路の一方（ＤＣ除去用コンデンサ１６側）の端子は、直列コンデンサ１５の他方の端子及びアンテナコイル１３の一方の端子に接続される。また、該３つのコンデンサの直列回路の他方（ＤＣ除去用コンデンサ１７側）の端子は、グランドに接続されるとともに、モニタ回路部４内の後述するモニタ抵抗２１を介してアンテナコイル１３の他方の端子に接続される。
【０１１８】
並列可変コンデンサ１４は、バイアス電圧（制御電圧）を加えることで容量が低下する可変容量素子で構成する。例えば、強誘電体を用いた薄膜コンデンサや、バリキャップと呼ばれるダイオードなどで並列可変コンデンサ１４を構成することができる。また、２つのＤＣ除去用コンデンサ１６，１７は、並列可変コンデンサ１４に印加される制御電圧がアンテナコイル１３に印加されないようにするために設けられたコンデンサである。それゆえ、２つのＤＣ除去用コンデンサ１６，１７の容量値Ｃ３，Ｃ４は、ともに、並列可変コンデンサ１４の容量値Ｃ１の１０倍以上に設定する。
【０１１９】
また、本実施形態では、アンテナコイル１３のインダクタンスＬ１、３つのコンデンサで構成された直列回路の容量値、及び、直列コンデンサ１５の容量値Ｃ２は、信号出力部２及び送信アンテナ３間において、インピーダンスマッチングが取れるように設定する。具体的には、非接触ＩＣカードとの磁気的結合が無い状態で、信号出力部２及び送信アンテナ３間において、１３．５６ＭＨｚの信号に対して５０Ωでマッチングが取れるように、送信アンテナ３内の各回路素子の定数（Ｌ１及びＣ１〜Ｃ４）を設定する。
【０１２０】
モニタ回路部４は、アンテナコイル１３に流れるコイル電流をモニタする回路である。モニタ回路部４は、モニタ抵抗２１と、コンパレータ２２と、参照電源２３とを有する。
【０１２１】
モニタ抵抗２１は、アンテナコイル１３とグランドとの間に設けられる。本実施形態では、モニタ抵抗２１により、アンテナコイル１３に流れるコイル電流を電圧（モニタ電圧Ｖｍ：アンテナコイルに流れる電流に関する情報）に変換し、該変換されたモニタ電圧Ｖｍに基づいて、通信状態を判別する。なお、本実施形態では、モニタ抵抗２１の抵抗値は１Ωとする。
【０１２２】
コンパレータ２２の「＋」側の入力端子は、参照電源２３の出力端子に接続され、「−」側の入力端子は、アンテナコイル１３及びモニタ抵抗２１間の接続点に接続される。また、コンパレータ２２の出力端子は、補正回路部５内の後述する切替スイッチ２５に接続される。コンパレータ２２は、モニタ電圧Ｖｍと、参照電源２３から出力される参照電圧Ｖｒｅｆとを比較し、比較結果を補正回路部５内の切替スイッチ２５に出力する。
【０１２３】
なお、本実施形態では、上述のように、アンテナコイル１３のサイズを小サイズとし、通信状態が図８中の領域Ｂ及び領域Ｃのいずれの領域の状態にあるかを判別するので、参照電圧Ｖｒｅｆ（モニタ電圧Ｖｍの最適値）は、１６０ｍＶとする（図８参照）。
【０１２４】
補正回路部５は、エラーアンプ２４と、切替スイッチ２５とを有する。
【０１２５】
エラーアンプ２４の「＋」側の入力端子は、参照電源２３の出力端子に接続され、「−」側の入力端子は、アンテナコイル１３及びモニタ抵抗２１間の接続点に接続される。そして、エラーアンプ２４の出力端子は、切替スイッチ２５の入力端子に接続される。エラーアンプ２４は、モニタ電圧Ｖｍと参照電圧Ｖｒｅｆ（１６０ｍＶ）との差分を増幅し、該増幅した信号（制御電圧Ｖｅ）を切替スイッチ２５に出力する。
【０１２６】
切替スイッチ２５の「＋」側の制御端子は、コンパレータ２２の出力端子に接続され、「−」側の制御端子は、接地される。また、切替スイッチ２５の出力端子は、抵抗６を介して、並列可変コンデンサ１４のＤＣ除去用コンデンサ１６側の端子に接続される。
【０１２７】
切替スイッチ２５は、コンパレータ２２の出力信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御される。具体的には、モニタ電圧Ｖｍが参照電圧Ｖｒｅf（１６０ｍＶ）より大きい場合（通信状態が領域Ｂの通信状態である場合）には、切替スイッチ２５は、コンパレータ２２の出力信号によりＯＦＦ状態となるように制御される。一方、モニタ電圧Ｖｍが参照電圧Ｖｒｅf（１６０ｍＶ）以下である場合（通信状態が領域Ｃの通信状態である場合）には、切替スイッチ２５は、コンパレータ２２の出力信号によりＯＮ状態となるように制御される。
【０１２８】
すなわち、本実施形態では、通信状態が図８中の領域Ｃの通信状態である場合（相互インダクタンスＭの影響が大きい場合）、エラーアンプ２４の出力電圧（Ｖｅ）を、並列可変コンデンサ１４にフィードバックして印加し、送信アンテナ３の共振特性を補正する。一方、通信状態が図８中の領域Ｂの通信状態である場合（相互インダクタンスＭの影響が小さい場合）には、本実施形態では、エラーアンプ２４の出力電圧（Ｖｅ）を、並列可変コンデンサ１４にフィードバックせず、送信アンテナ３の共振特性を補正しない。
【０１２９】
抵抗６は、補正回路部５内の切替スイッチ２５の出力端子と送信アンテナ３内の並列可変コンデンサ１４のＤＣ除去用コンデンサ１６側の端子との間に設けられる。また、抵抗７は、送信アンテナ３内の並列可変コンデンサ１４のＤＣ除去用コンデンサ１７側の端子とグランドとの間に設けられる。抵抗６及び７は、バイアス電流を制限するとともに、補正回路部５及び送信アンテナ３（共振回路）間の信号干渉を抑制する（両者を分離する）するために設けられた抵抗である。それゆえ、抵抗６及び７は、例えば１００ｋΩ等の高抵抗値の抵抗素子で構成される。
【０１３０】
なお、上述したモニタ回路部４及び補正回路部５は、実回路では一つのＬＳＩ（集積回路）として実装される。なお、信号源１１は、上述のように、実回路ではＬＳＩとして実装されるので、本実施形態のＲ／Ｗ装置１では、信号出力部２、モニタ回路部４及び補正回路部５を一つのＬＳＩに実装してもよい。
【０１３１】
（２）Ｒ／Ｗ装置の動作
次に、本実施形態のＲ／Ｗ装置１における通信状態のモニタ動作及び通信特性の補正動作を、図１２を参照しながら説明する。なお、図１２は、Ｒ／Ｗ装置１における通信状態のモニタ動作及び通信特性の補正動作の手順を示すフローチャートである。
【０１３２】
まず、Ｒ／Ｗ装置１を起動した後、モニタ回路部４は、送信アンテナ３に流れるコイル電流をモニタする（ステップＳ１）。具体的には、モニタ回路部４は、コイル電流に対応するモニタ電圧Ｖｍ（モニタ抵抗２１の端子間の電圧）を検出する。
【０１３３】
次いで、モニタ回路部４は、現在の通信状態を判別する（ステップＳ２）。具体的には、モニタ回路部４は、コンパレータ２２で、ステップＳ１で検出したモニタ電圧Ｖｍと、参照電圧Ｖｒｅｆ（１６０ｍＶ）とを比較し、その比較結果に基づいて例えば、通信状態が図８中の領域Ｂ及び領域Ｃのいずれの領域の状態にあるかを判別する。
【０１３４】
次いで、モニタ回路部４は、ステップＳ３におけるモニタ電圧Ｖｍと参照電圧Ｖｒｅｆ（１６０ｍＶ）との比較結果に基づいて、通信特性を補正する必要があるか否かを判定する（ステップＳ３）。
【０１３５】
なお、図８で説明したように、モニタ電圧Ｖｍが参照電圧Ｖｒｅｆ（１６０ｍＶ）より大きい場合（領域Ｂ）には、Ｒ／Ｗ装置及び非接触ＩＣカード間の距離ｄがある程度大きく、相互インダクタンスＭの影響が小さなるので、良好な通信状態が得られる。一方、モニタ電圧Ｖｍが参照電圧Ｖｒｅｆ（１６０ｍＶ）以下である場合（領域Ｃ）には、Ｒ／Ｗ装置及び非接触ＩＣカード間の距離ｄが小さく、相互インダクタンスＭの影響が大きくなるので、通信状態が劣化した状態となる。
【０１３６】
それゆえ、モニタ電圧Ｖｍが参照電圧Ｖｒｅｆ（１６０ｍＶ）より大きい場合には、通信状態が良好な状態であり、通信特性の補正は不要であるので、ステップＳ３の判定は、Ｎｏ判定となる。この場合には、ステップＳ１の動作に戻り、ステップＳ１及びＳ２の上記動作を繰り返す。具体的には、Ｒ／Ｗ装置１は、補正回路部５内の切替スイッチ２５をコンパレータ２２の出力信号によりＯＦＦ状態にし、制御電圧Ｖｅを並列可変コンデンサ１４に印加せず、送信アンテナ３の共振特性を補正しない。
【０１３７】
一方、モニタ電圧Ｖｍが参照電圧Ｖｒｅｆ（１６０ｍＶ）以下である場合には、通信状態が劣化した状態であり、通信特性の補正が必要であるので、ステップＳ３はＹｅｓ判定となる。それゆえ、この場合には、Ｒ／Ｗ装置１は、通信特性を補正する（ステップＳ４）。具体的には、Ｒ／Ｗ装置１は、補正回路部５内の切替スイッチ２５をコンパレータ２２の出力信号によりＯＮ状態にし、制御電圧Ｖｅを並列可変コンデンサ１４に印加して、送信アンテナ３の共振特性を補正する。なお、この際、本実施形態では、非接触ＩＣカードのアンテナコイルの影響でＲ／Ｗ装置１の共振周波数が低下したと判断するので、並列可変コンデンサ１４の容量値Ｃ１を低下させて共振周波数を上げるように制御する。
【０１３８】
そして、送信アンテナ３の共振特性を補正した後、Ｒ／Ｗ装置１は、ステップＳ１の動作に戻り、上述したステップＳ１〜Ｓ４の動作を繰り返す。本実施形態では、このようにして、Ｒ／Ｗ装置１の通信状態をモニタ及び判別し、その結果に基づいて、通信特性を適宜補正する。
【０１３９】
なお、本実施形態では、参照電圧Ｖｒｅｆ以下のモニタ電圧Ｖｍの範囲を補正（制御）範囲としたが、これはＳＮ比が低い通信状態も含め、全ての通信状態で自動制御を実施した場合、通信状態が最適な状態に収束しない可能性があるためである。ただし、この全ての通信状態で自動制御を実施する場合の課題は、コンパレータ２２にヒステリシスを設けて、参照電圧Ｖｒｅｆ（１６０ｍＶ）近傍で切替スイッチ２５がＯＮ／ＯＦＦ動作を繰り返さないようにすることにより解消することができる。
【０１４０】
［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、並列可変コンデンサ１４の容量値Ｃ１を変化させて送信アンテナ３の共振特性を補正する例を説明したが、本開示はこれに限定されない。送信アンテナ内の並列コンデンサを２つ用意し、通信状態に応じて、用いる並列コンデンサを切り替える構成にしてもよい。第２の実施形態では、その一構成例を説明する。なお、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様に、通信状態が図８中の領域Ｂ及び領域Ｃのいずれの領域の状態であるかを判別し、その判別結果に基づいて、送信アンテナ（共振回路）の共振特性を変化させ、共振周波数ずれを補正する構成例を説明する。
【０１４１】
（１）Ｒ／Ｗ装置の構成
図１３に、第２の実施形態に係るＲ／Ｗ装置の回路構成を示す。なお、図１３に示す本実施形態のＲ／Ｗ装置３０において、図１１に示す第１の実施形態のＲ／Ｗ装置１と同様の構成には同じ符号を付して示す。
【０１４２】
Ｒ／Ｗ装置３０（送信装置）は、信号出力部２と、送信アンテナ３１（送信部）と、モニタ回路部４（通信モニタ部）と、切替スイッチ３２（通信補正部）とを備える。なお、モニタ回路部４及び切替スイッチ３２は、実回路では一つのＬＳＩ（集積回路）に実装される。また、本実施形態の信号出力部２及びモニタ回路部４は、上記第１の実施形態の対応する各部と同様の構成であるので、ここでは、これらの構成の説明は省略する。
【０１４３】
送信アンテナ３１は、アンテナコイル１３と、第１並列コンデンサ３３と、第２並列コンデンサ３４と、直列コンデンサ１５とで構成される。なお、本実施形態のアンテナコイル１３及び直列コンデンサ１５は、上記第１の実施形態の対応する各回路素子と同様の構成である。
【０１４４】
本実施形態では、第１並列コンデンサ３３の一方の端子は、アンテナコイル１３の一方の端子及び直列コンデンサ１５の出力インピーダンス１２側とは反対側の端子に接続され、第１並列コンデンサ３３の他方の端子は、接地される。また、第２並列コンデンサ３４の一方の端子は、切替スイッチ３２を介して、アンテナコイル１３の一方の端子に接続され、第２並列コンデンサ３４の他方の端子は、接地される。さらに、アンテナコイル１３の他方の端子は、モニタ回路部４内のモニタ抵抗２１を介して、接地される。すなわち、本実施形態では、第１並列コンデンサ３３と、第２並列コンデンサ３４及び切替スイッチ３２からなる直列回路と、アンテナコイル１３及びモニタ抵抗２１からなる直列回路とが、互いに並列接続される。
【０１４５】
切替スイッチ３２の「＋」側の制御端子は、コンパレータ２２の出力端子に接続され、「−」側の制御端子は、接地される。また、切替スイッチ３２の一方の端子は、アンテナコイル１３の一方の端子及び第１並列コンデンサ３３の一方の端子に接続され、切替スイッチ３２の他方の端子は、第２並列コンデンサ３４の一方の端子に接続される。
【０１４６】
切替スイッチ３２は、コンパレータ２２の出力信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御される。具体的には、モニタ電圧Ｖｍが参照電圧Ｖｒｅf（１６０ｍＶ）より大きい場合（通信状態が領域Ｂの通信状態である場合）には、切替スイッチ３２は、コンパレータ２２の出力信号によりＯＮ状態となるように制御される。一方、モニタ電圧Ｖｍが参照電圧Ｖｒｅf（１６０ｍＶ）以下である場合（通信状態が領域Ｃの通信状態である場合）には、切替スイッチ３２は、コンパレータ２２の出力信号によりＯＦＦ状態となるように制御される。
【０１４７】
すなわち、本実施形態では、通信状態が図８中の領域Ｃの通信状態である場合（相互インダクタンスＭの影響が大きい場合）には、送信アンテナ３１から第２並列コンデンサ３４を切り離して送信アンテナ３１の共振特性（通信特性）を補正する。一方、通信状態が図８中の領域Ｂの通信状態である場合（相互インダクタンスＭの影響が小さい場合）には、第２並列コンデンサ３４を送信アンテナ３１に接続した状態を保ち、送信アンテナ３１の共振特性を補正しない。
【０１４８】
それゆえ、本実施形態では、通信状態が良好な状態である場合に、信号出力部２及び送信アンテナ３１間においてインピーダンスマッチングが取れるように、送信アンテナ３内の各回路素子の定数（Ｌ１、Ｃ２、Ｃ５及びＣ６）を適宜設定する。また、本実施形態では、通信状態の補正時（第２並列コンデンサ３４を切り離した際）に、通信状態が図８中の領域Ｃの通信状態から図８中の領域Ｂの通信状態に補正されるように、各並列コンデンサの容量値（Ｃ５及びＣ６）を設定する。
【０１４９】
（２）Ｒ／Ｗ装置の動作
次に、本実施形態のＲ／Ｗ装置３０における通信状態のモニタ動作及び通信特性の補正動作を説明する。本実施形態における通信状態のモニタ動作及び通信特性の補正動作は、上記第１の実施形態（図１２）と同様の手順で実施される。具体的には、送信アンテナ３に流れるコイル電流（モニタ電圧Ｖｍ）のモニタ動作（ステップＳ１）、通信状態の判別動作（ステップＳ２）、通信特性の補正要否の判定動作（ステップＳ３）、及び、通信特性の補正動作（ステップＳ４）をこの順で繰り返す。
【０１５０】
ただし、本実施形態のＲ／Ｗ装置３０では、ステップＳ３で通信特性の補正が必要と判定された場合、ステップＳ４で、切替スイッチ３２により、第２並列コンデンサ３４を送信アンテナ３１から切り離して、送信アンテナ３１の共振特性を補正する。
【０１５１】
上述のように、本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様に、Ｒ／Ｗ装置３０で、通信状態を判別し、その判別結果に基づいて、通信状態を良好な状態に補正することができる。また、本実施形態のＲ／Ｗ装置３０では、上記第１の実施形態のように、送信アンテナの共振特性を連続的に補正することはできないが、回路構成は、上記第１の実施形態に比べてより簡易なる。さらに、本実施形態では、２つの並列コンデンサを切り替える構成であるので、上記第１の実施形態で説明した通信状態が最適な状態に収束しないという問題も生じない。
【０１５２】
ただし、本実施形態の構成では、切替スイッチ３２として、高周波特性に優れ、耐電圧性の高い、高価なスイッチが必要となる。それゆえ、コストの観点では、本実施形態より、上記第１の実施形態の構成の方が有利である。
【０１５３】
［第３の実施形態］
上記第２の実施形態では、２つの並列コンデンサを切り替えて送信アンテナの共振特性を補正する例を説明したが、本開示はこれに限定されない。送信アンテナ内のアンテナコイルを２つ用意し、通信状態に応じて、用いるアンテナコイルを切り替える構成にしてもよい。第３の実施形態では、その一構成例を説明する。なお、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様に、通信状態が図８中の領域Ｂ及び領域Ｃのいずれの領域の状態であるかを判別し、その判別結果に基づいて、送信アンテナの共振特性（通信特性）を変化させ、共振周波数ずれを補正する構成例を説明する。
【０１５４】
（１）Ｒ／Ｗ装置の構成
図１４に、第３の実施形態に係るＲ／Ｗ装置の回路構成を示す。なお、図１４に示す本実施形態のＲ／Ｗ装置４０において、図１１に示す第１の実施形態のＲ／Ｗ装置１と同様の構成には同じ符号を付して示す。
【０１５５】
Ｒ／Ｗ装置４０（送信装置）は、信号出力部２と、送信アンテナ４１（送信部）と、モニタ回路部４２（通信モニタ部）と、切替スイッチ４３（通信補正部）とを備える。なお、モニタ回路部４２及び切替スイッチ４３は、実回路では一つのＬＳＩ（集積回路）に実装される。また、本実施形態の信号出力部２は、上記第１の実施形態のそれと同様の構成であるので、ここでは、信号出力部２の構成の説明は省略する。
【０１５６】
送信アンテナ４１は、第１アンテナコイル４４と、第２アンテナコイル４５と、並列コンデンサ４６と、直列コンデンサ１５とで構成される。なお、本実施形態における直列コンデンサ１５は、上記第１の実施形態のそれと同様の構成である。また、本実施形態では、各アンテナコイルのサイズは小サイズとする。
【０１５７】
本実施形態では、第１アンテナコイル４４の一方の端子は、並列コンデンサ４６の一方の端子及び直列コンデンサ１５の出力インピーダンス１２側とは反対側の端子に接続される。また、第１アンテナコイル４４の他方の端子は、モニタ回路部４２内のモニタ抵抗２１を介して接地される。
【０１５８】
第２アンテナコイル４５の一方の端子は、切替スイッチ４３を介して、第１アンテナコイル４４の一方の端子に接続され、第２アンテナコイル４５の他方の端子は、第１アンテナコイル４４の他方の端子に接続される。なお、並列コンデンサ４６の他方の端子は、接地される。すなわち、本実施形態では、第１アンテナコイル４４は、第２アンテナコイル４５及び切替スイッチ４３からなる直列回路と並列接続される。また、第１アンテナコイル４４及び第２アンテナコイル４５を含む回路群と、モニタ抵抗２１とからなる直列回路は、並列コンデンサ４６に並列接続される。
【０１５９】
モニタ回路部４２は、アンテナコイルに流れるコイル電流をモニタする回路である。モニタ回路部４２は、モニタ抵抗２１と、コンパレータ２２と、参照電源２３とを有する。本実施形態においても、モニタ抵抗２１により、アンテナコイルに流れるコイル電流を電圧（モニタ電圧Ｖｍ）に変換し、該変換されたモニタ電圧Ｖｍに基づいて、通信状態を判別する。
【０１６０】
なお、モニタ回路部４２の各構成素子は、上記第１の実施形態の対応する各素子と同様の構成である。ただし、本実施形態では、第１アンテナコイル４４及びモニタ抵抗２１間の接続点を、コンパレータ２２の「＋」側の入力端子に接続し、参照電源２３の出力端子をコンパレータ２２の「−」側の入力端子に接続する。本実施形態のモニタ回路部４２において、コンパレータ２２の２つの入力端子の接続形態以外の構成は、上記第１実施形態のモニタ回路部４と同様の構成である。また、本実施形態においても、アンテナコイルのサイズは小サイズとし、通信状態が図８中の領域Ｂ及び領域Ｃのいずれの領域の状態にあるかを判別するので、参照電圧Ｖｒｅｆは、１６０ｍＶとする（図８参照）。
【０１６１】
切替スイッチ４３の「＋」側の制御端子は、コンパレータ２２の出力端子に接続され、「−」側の制御端子は、接地される。また、切替スイッチ４３の一方の端子は、第１アンテナコイル４４の一方の端子及び並列コンデンサ４６の一方の端子に接続され、切替スイッチ４３の他方の端子は、第２アンテナコイル４５の一方の端子に接続される。
【０１６２】
切替スイッチ４３は、コンパレータ２２の出力信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御される。具体的には、モニタ電圧Ｖｍが参照電圧Ｖｒｅf（１６０ｍＶ）より大きい場合（通信状態が領域Ｂの通信状態である場合）には、切替スイッチ４３は、コンパレータ２２の出力信号によりＯＦＦ状態となるように制御される。一方、モニタ電圧Ｖｍが参照電圧Ｖｒｅf（１６０ｍＶ）以下である場合（通信状態が領域Ｃの通信状態である場合）には、切替スイッチ４３は、コンパレータ２２の出力信号によりＯＮ状態となるように制御される。
【０１６３】
すなわち、本実施形態では、通信状態が図８中の領域Ｃの通信状態である場合（相互インダクタンスＭの影響が大きい場合）には、第２アンテナコイル４５を送信アンテナ４１に接続して送信アンテナ４１の共振特性を補正する（共振周波数を上げる）。一方、通信状態が図８中の領域Ｂの通信状態である場合（相互インダクタンスＭの影響が小さい場合）には、送信アンテナ４１から第２アンテナコイル４５を切り離した状態を保ち、送信アンテナ４１の共振特性を補正しない。
【０１６４】
それゆえ、本実施形態では、通信状態が良好な状態である場合に、信号出力部２及び送信アンテナ４１間においてインピーダンスマッチングが取れるように、２つのコンデンサ及び第１アンテナコイル４４の各定数（Ｃ２、Ｃ７及びＬ３）を適宜設定する。また、本実施形態では、通信状態の補正時（第２アンテナコイル４５を接続した際）に、通信状態が図８中の領域Ｃの通信状態から図８中の領域Ｂの通信状態に補正されるように、各アンテナコイルのインダクタンス（Ｌ３及びＬ４）を設定する。
【０１６５】
（２）Ｒ／Ｗ装置の動作
次に、本実施形態のＲ／Ｗ装置４０における通信状態のモニタ動作及び通信特性の補正動作を説明する。本実施形態における通信状態のモニタ動作及び通信特性の補正動作は、上記第１の実施形態（図１２）と同様の手順で実施される。具体的には、送信アンテナ４１に流れるコイル電流（モニタ電圧Ｖｍ）のモニタ動作（ステップＳ１）、通信状態の判別動作（ステップＳ２）、通信特性の補正要否の判定動作（ステップＳ３）及び通信特性の補正動作（ステップＳ４）をこの順で繰り返す。
【０１６６】
ただし、本実施形態のＲ／Ｗ装置４０では、ステップＳ３で通信特性の補正が必要と判定された場合、ステップＳ４で、切替スイッチ４３により、第２アンテナコイル４５を送信アンテナ４１に接続して、送信アンテナ４１の共振特性（通信特性）を補正する。
【０１６７】
上述のように、本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様に、Ｒ／Ｗ装置４０で、通信状態を判別し、その判別結果に基づいて、通信状態を良好な状態に補正することができる。
【０１６８】
なお、Ｒ／Ｗ装置４０及び非接触ＩＣカード間の磁気的結合の影響がある場合、アンテナコイルのインダクタンスが変化することが問題となる。それゆえ、本実施形態のようにアンテナコイルのインダクタンスを直接、補正する手法では、精度良く共振特性を補正することができ、より安定した通信を確保することができる。さらに、本実施形態では、２つのアンテナコイルを切り替える構成であるので、回路構成が簡易になるとともに、上記第１の実施形態で説明した通信状態が最適な状態に収束しないという問題も生じない。
【０１６９】
ただし、本実施形態においても、上記第２の実施形態と同様に、切替スイッチ４３として、高周波特性に優れ、耐電圧性の高い、高価なスイッチが必要となる。それゆえ、コストの観点では、本実施形態より、上記第１の実施形態の構成の方が有利である。また、本実施形態では、アンテナコイルを２つ用いるので、より小型のアンテナコイルを用いて送信アンテナ４１を構成する必要がある。それゆえ、本実施形態の構成では、上記第１の実施形態の構成に比べて、アンテナコイルのサイズや配置に制約が生じる可能性がある。
【０１７０】
［第４の実施形態］
第４の実施形態では、Ｒ／Ｗ装置において、上述した通信状態のモニタ手法を用いて通信状態を判別し、その判別結果に基づいて、送信アンテナを構成する回路素子の経時変化などにより発生する共振周波数ずれを補正する例を説明する。
【０１７１】
本開示技術の提案者らは、以前に出願した特願２００９―２３００９３において、送信アンテナから送出した信号を自身の受信アンテナで受信し、送信信号及び受信信号間の位相差を最適化することにより共振周波数すれを補正するＲ／Ｗ装置を提案した。
【０１７２】
この技術では、位相差の調整モード機能をＲ／Ｗ装置に設け、出荷調整時以外のときにも（例えば深夜などに）、定期的に調整モードを実行して共振周波数ずれを補正することができる。このような調整モードを実行することにより、共振周波数の経時変化などを補正することができ、より安定な通信特性を得ることができる。ただし、この技術では、所定の条件を満たした時にのみ調整モードに実行するので、処理が煩雑になる可能性がある。また、この技術では、調整モードの実行中に、通信動作を一時遮断する必要がある。
【０１７３】
しかしながら、上述した本開示の通信状態のモニタ手法を用いた場合には、Ｒ／Ｗ装置に位相差の調整モードを設けることなく、かつ、共振周波数の補正時に通信を遮断することなく、共振周波数ずれ（共振周波数の経時変化）を補正することができる。
【０１７４】
本開示の通信状態のモニタ手法では、上述のように、モニタ電圧Ｖｍが最大値付近の値であるか否かを判別することにより、Ｒ／Ｗ装置の通信可能圏内に、非接触ＩＣカードが存在するか否かを判別することができる。そこで、本実施形態では、本開示の通信状態のモニタ手法を用いて、Ｒ／Ｗ装置の通信可能圏内に、非接触ＩＣカードが存在するか否かを判別し、非接触ＩＣカードが存在しない場合には送信信号の位相差調整を行い、共振周波数ずれを補正する。
【０１７５】
（１）Ｒ／Ｗ装置の構成
図１５に、第４の実施形態に係るＲ／Ｗ装置の回路構成を示す。なお、図１５に示す本実施形態のＲ／Ｗ装置５０において、図１１に示す第１の実施形態のＲ／Ｗ装置１と同様の構成には同じ符号を付して示す。
【０１７６】
Ｒ／Ｗ装置５０（送信装置）は、信号出力部２と、送信アンテナ３（送信部）と、モニタ回路部５１（通信モニタ部）と、補正回路部５２（通信補正部）と、２つの抵抗６，７とを備える。なお、モニタ回路部５１及び補正回路部５２は、実回路では一つのＬＳＩ（集積回路）に実装される。また、本実施形態の信号出力部２、送信アンテナ３及び２つの抵抗６，７は、上記第１の実施形態の対応する各部と同様の構成であるので、ここでは、これらの構成の説明は省略する。
【０１７７】
モニタ回路部５１は、アンテナコイル１３に流れるコイル電流をモニタする回路である。モニタ回路部５１は、モニタ抵抗２１と、コンパレータ２２と、参照電源５３とを有する。なお、モニタ回路部５１の各構成素子の接続関係は、上記第１の実施形態のそれと同様である。また、本実施形態においても、モニタ抵抗２１により、アンテナコイル１３に流れるコイル電流を電圧（モニタ電圧Ｖｍ）に変換し、該変換されたモニタ電圧Ｖｍに基づいて、通信状態を判別する。
【０１７８】
本実施形態では、上述のように、Ｒ／Ｗ装置の通信可能圏内に非接触ＩＣカードが存在するか否かを判別するので、参照電圧Ｖｒｅｆは、モニタ電圧Ｖｍの最大値付近の値に設定する。本実施形態では、アンテナコイルのサイズを小サイズとするので、モニタ電圧Ｖｍの最大値は、約３００ｍＶである。そこで、本実施形態では、Ｒ／Ｗ装置の通信可能圏内に非接触ＩＣカードが存在するか否かを判別するための閾値電圧（Ｖｒｅｆ）をモニタ電圧Ｖｍの最大値より若干小さな値、具体的には、最大値より３％小さい２９０ｍＶに設定する。すなわち、参照電源５３の出力電圧を２９０ｍＶに設定する。なお、本実施形態において、通信状態の判別に用いる閾値電圧（Ｖｒｅｆ）は２９０ｍＶに限定されず、例えば用途等の条件に応じて適宜変更することができる。
【０１７９】
補正回路部５２は、位相コンパレータ５４と、抵抗５５と、コンデンサ５６と、エラーアンプ５７と、位相差参照電源５８と、切替スイッチ２５と、ホールドコンデンサ５９とを備える。なお、本実施形態の切替スイッチ２５は、上記第１の実施形態のそれと同様の構成であるので、ここでは、切替スイッチ２５の詳細な説明は省略する。
【０１８０】
位相コンパレータ５４の「−」側の入力端子は、アンテナコイル１３及びモニタ抵抗２１間の接続点に接続され、位相コンパレータ５４の「＋」側の入力端子は、信号出力部２の出力端子に接続される。また、位相コンパレータ５４の出力端子は、抵抗５５の一方の端子に接続される。
【０１８１】
位相コンパレータ５４は、信号出力部２から出力される信号の位相（以下、信号源位相という）と、送信アンテナ３から送出される送信信号の位相（以下、モニタ位相という）とを比較し、両者の位相差に対応する電圧信号を抵抗５５に出力する。
【０１８２】
抵抗５５の他方の端子は、コンデンサ５６の一方の端子及びエラーアンプ５７の「−」側の入力端子に接続される。また、コンデンサ５６の他方の端子は、接地される。すなわち、本実施形態では、抵抗５５及びコンデンサ５６によりＲＣフィルタを構成する。そして、このＲＣフィルタは、位相コンパレータ５４から出力された信号を直列電圧に変換し、該変換した直列電圧をエラーアンプ５７の「−」側の入力端子に印加する。なお、抵抗５５は、例えば抵抗値が１００ｋΩの抵抗素子で構成することができ、コンデンサ５６は、例えば容量値が１ｎＦの容量素子で構成することができる。
【０１８３】
エラーアンプ５７の「＋」側の入力端子は、位相差参照電源５８の出力端子に接続され、「−」側の入力端子は、抵抗５５及びコンデンサ５６間の接続点（ＲＣフィルタの出力端）に接続される。そして、エラーアンプ５７の出力端子は、切替スイッチ２５の入力端子に接続される。また、位相差参照電源５８の出力電圧Ｖｐは、最適な位相差に対応する電圧（以下、位相差参照電圧Ｖｐという）を出力する。なお、位相差参照電圧Ｖｐは、例えば、装置の種類や用途等の条件を考慮して予め適宜設定される。エラーアンプ５７は、信号源位相と、モニタ位相との位相差に対応する直流電圧と、位相差参照電圧Ｖｐとの差分を増幅し、該増幅した電圧を切替スイッチ２５に出力する。
【０１８４】
ホールドコンデンサ５９の一方の端子は、切替スイッチ２５の出力端子及び抵抗６の一方の端子に接続され、ホールドコンデンサ５９の他方の端子は、接地される。ホールドコンデンサ５９は、位相差調整を行わないとき（切替スイッチ２５がＯＦＦ状態のとき）に、並列可変コンデンサ１４に印加する制御電圧を保持するために設けられたコンデンサである。このホールドコンデンサ５９は、例えば容量値が１０ｎＦのコンデンサで構成することができる。
【０１８５】
なお、本実施形態では、モニタ電圧Ｖｍが２９０ｍＶ〜３００ｍＶの範囲の値である場合（Ｒ／Ｗ装置の通信可能圏内に非接触ＩＣカードが存在しない場合、又は、存在するがその影響を無視できる場合）には、位相差調整を行う。具体的には、この場合には、コンパレータ２２により切替スイッチ２５をＯＮ状態にし、これにより、位相差（通信特性）を補正して共振周波数ずれを補正する。一方、モニタ電圧Ｖｍが、参照電圧Ｖｒｅf（２９０ｍＶ）より小さい場合（Ｒ／Ｗ装置の通信可能圏内に非接触ＩＣカードが存在する場合）には、コンパレータ２２により切替スイッチ２５をＯＦＦ状態に維持して、位相差調整は実施しない。
【０１８６】
（２）Ｒ／Ｗ装置の動作
次に、本実施形態のＲ／Ｗ装置５０における通信状態のモニタ動作及び通信特性の補正動作を説明する。本実施形態における通信状態のモニタ動作及び通信特性の補正動作は、上記第１の実施形態（図１２）と同様の手順で実施される。具体的には、送信アンテナ３に流れるコイル電流（モニタ電圧Ｖｍ）のモニタ動作（ステップＳ１）、通信状態の判別動作（ステップＳ２）、通信特性の補正要否の判定動作（ステップＳ３）及び通信特性の補正動作（ステップＳ４）をこの順で繰り返す。
【０１８７】
ただし、本実施形態では、ステップＳ３において、モニタ電圧Ｖｍと閾値電圧（Ｖｒｅｆ＝２９０ｍＶ）とを比較して、Ｒ／Ｗ装置の通信可能圏内に非接触ＩＣカードが存在するか否かを判定する。
【０１８８】
そして、ステップＳ３において、Ｒ／Ｗ装置の通信可能圏内に非接触ＩＣカードが存在しないと判定された場合（モニタ電圧Ｖｍ＝２９０ｍＶ〜３００ｍＶの場合）、ステップＳ３はＹｅｓ判定となる。この場合には、ステップＳ４において、補正回路部５２は、切替スイッチ２５をＯＮ状態にして、送信信号の位相差調整を行い、共振周波数ずれを補正する。具体的には、信号源位相及びモニタ位相間の位相差に対応する電圧と、位相差参照電圧Ｖｐとの差電圧が、制御電圧として、並列可変コンデンサ１４に印加され、送信信号の位相差調整が行われる。なお、この際、ホールドコンデンサ５９も充電される。
【０１８９】
一方、ステップＳ３において、Ｒ／Ｗ装置の通信可能圏内に非接触ＩＣカードが存在すると判定された場合（モニタ電圧Ｖｍ＜２９０ｍＶの場合）、ステップＳ３はＮｏ判定となる。この場合には、ステップＳ４において、補正回路部５２は、切替スイッチ２５をＯＦＦ状態にする。ただし、この場合には、ホールドコンデンサ５９に保持された電圧が、制御電圧として、並列可変コンデンサ１４に印加される。なお、この際、コンデンサには電流が流れないので、通信時間程度の期間内では並列可変コンデンサ１４に印加される制御電圧はほとんど変化せず、問題となるような共振周波数ずれは発生しない。
【０１９０】
本実施形態では、上述のようにして、送信アンテナ３の共振周波数ずれを調整し、共振周波数の経時変化などを補正する。なお、本実施形態では、モニタ電圧Ｖｍが参照電圧Ｖｒｅf（２９０ｍＶ）〜最大値（３００ｍＶ）の範囲の値であるときにのみ、位相差（通信特性）を調整する例を説明したが、本開示はこれに限定されない。常時、切替スイッチ２５をＯＮ状態にして位相差調整を行うことも可能である。しかしながら、本実施形態のように、所定の電圧範囲に限定して位相差調整を行うことにより、例えば、不要な位相差調整動作による、電力消費の増大やノイズの発生などを避けることができる。
【０１９１】
［第５の実施形態］
第１〜第３の実施形態では、通信状態が図８中の領域Ｃの状態にあるとき（相互インダクタンスＭの影響が大きい場合）に、Ｒ／Ｗ装置の送信アンテナの共振特性（共振周波数）を補正する例を説明したが、本開示はこれに限定されない。通信状態が図８中の領域Ｃの状態にあるときに非接触ＩＣカード側での検波電圧Ｖｏｖが小さくなる理由は、アンテナ間の磁気的結合により、Ｒ／Ｗ装置の信号源から見た送信アンテナのインピーダンスが所定の値からずれ、送信出力が小さくなるためである。
【０１９２】
それゆえ、非接触ＩＣカード側での検波電圧Ｖｏｖを大きくするための最も確実な手法は、Ｒ／Ｗ装置の送信出力を増大させることである。送信出力を増大させるための手法としては、例えば、次の３つの手法を用いることができる
（ａ）送信電圧を大きくする。
（ｂ）送信電流（送信アンテナに流れる電流）を大きくする。
（ｃ）コイル電流（アンテナコイルに流れる電流）を大きくする。
【０１９３】
第５の実施形態では、送信電流を大きくする手法（上記（ｂ）の手法）を用いたＲ／Ｗ装置の構成例を説明する。なお、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様に、通信状態が図８中の領域Ｂ及び領域Ｃのいずれの領域の状態であるかを判別し、その判別結果に基づいて、Ｒ／Ｗ装置の出力特性（通信特性）を変化させ、通信状態を補正する例を説明する。
【０１９４】
（１）Ｒ／Ｗ装置の構成
図１６に、第５の実施形態に係るＲ／Ｗ装置の回路構成を示す。なお、図１６に示す本実施形態のＲ／Ｗ装置６０において、図１１に示す第１の実施形態のＲ／Ｗ装置１と同様の構成には同じ符号を付して示す。
【０１９５】
Ｒ／Ｗ装置６０（送信装置）は、信号出力部６１と、送信アンテナ６２（送信部）と、モニタ回路部４（通信モニタ部）と、補正回路部５（通信補正部）と、抵抗６とを備える。なお、モニタ回路部４及び補正回路部５は、実回路では一つのＬＳＩ（集積回路）に実装される。また、本実施形態のモニタ回路部４、補正回路部５及び抵抗６は、上記第１の実施形態の対応する各部と同様の構成であるので、ここでは、これらの構成の説明は省略する。
【０１９６】
信号出力部６１は、所定周波数（１３．５６ＭＨｚ）の信号を出力する信号源１１、及び、インピーダンス可変の可変出力インピーダンス６３で構成される。なお、信号源１１は上記第１の実施形態のそれと同様に構成することができる。
【０１９７】
可変出力インピーダンス６３は、抵抗６を介して、補正回路部５（切替スイッチ２５）の出力端子に接続される。そして、可変出力インピーダンス６３のインピーダンスは、補正回路部５から抵抗６を介して入力される信号に基づいて変化する。
【０１９８】
送信アンテナ６２は、アンテナコイル１３と、並列コンデンサ６４と、直列コンデンサ１５とで構成される。本実施形態では、アンテナコイル１３の一方の端子は、並列コンデンサ６４の一方の端子及び直列コンデンサ１５の可変出力インピーダンス６３側とは反対側の端子に接続される。また、アンテナコイル１３の他方の端子は、モニタ回路部４内のモニタ抵抗２１を介して接地される。なお、並列コンデンサ６４の他方の端子は、接地される。すなわち、本実施形態では、並列コンデンサ６４は、アンテナコイル１３及びモニタ抵抗２１からなる直列回路に並列接続される。
【０１９９】
なお、本実施形態においても、アンテナコイル１３のサイズは小サイズとし、通信状態が図８中の領域Ｂ及び領域Ｃのいずれの領域の状態にあるかを判別するので、モニタ回路部４で用いる参照電圧Ｖｒｅｆは、１６０ｍＶとする（図８参照）。また、本実施形態では、通信状態が良好な状態である場合に、信号出力部６１及び送信アンテナ６２間において、５０Ωでインピーダンスマッチングが取れるように、送信アンテナ６２内の各回路素子の定数（インダクタンス及びキャパシタンス）を適宜設定する。
【０２００】
本実施形態のＲ／Ｗ装置６０では、モニタ電圧Ｖｍが参照電圧Ｖｒｅf（１６０ｍＶ）以下である場合（通信状態が図８中の領域Ｃの通信状態の場合）、切替スイッチ２５は、コンパレータ２２の出力信号によりをＯＮ状態となるように制御される。これにより、補正回路部５の出力電圧Ｖｅを可変出力インピーダンス６３に印加して（フィードバック制御して）、可変出力インピーダンス６３のインピーダンスを変化させる。この際、本実施形態では、送信出力不足と判断するので、可変出力インピーダンス６３のインピーダンスを小さくして送信電流を増加させる。この結果、Ｒ／Ｗ装置６０の送信出力（送信電力）が増大して、非接触ＩＣカード側での検波電圧Ｖｏｖも大きくなる。
【０２０１】
一方、モニタ電圧Ｖｍが参照電圧Ｖｒｅf（１６０ｍＶ）より大きい場合（通信状態が図８中の領域Ｂの通信状態の場合）には、Ｒ／Ｗ装置６０は、切替スイッチ２５がＯＦＦ状態となるように制御し、可変出力インピーダンス６３のインピーダンスを変更しない。
【０２０２】
（２）Ｒ／Ｗ装置の動作
次に、本実施形態のＲ／Ｗ装置６０における通信状態のモニタ動作及び通信特性の補正動作を説明する。本実施形態における通信状態のモニタ動作及び通信特性の補正動作は、上記第１の実施形態（図１２）と同様の手順で実施される。具体的には、送信アンテナ６２に流れるコイル電流（モニタ電圧Ｖｍ）のモニタ動作（ステップＳ１）、通信状態の判別動作（ステップＳ２）、通信特性の補正要否の判定動作（ステップＳ３）及び通信特性の補正動作（ステップＳ４）をこの順で繰り返す。
【０２０３】
ただし、本実施形態では、ステップＳ３で通信特性の補正が必要と判定された場合、ステップＳ４で、Ｒ／Ｗ装置６０は、補正回路部５の出力電圧（Ｖｅ）を可変出力インピーダンス６３に印加して、可変出力インピーダンス６３のインピーダンスを小さくする。この際、本実施形態では、通信状態が図８中の領域Ｃの通信状態から図８中の領域Ｂの通信状態に補正されるように、可変出力インピーダンス６３のインピーダンスを小さくする。これにより、Ｒ／Ｗ装置６０の送信出力（送信電力）を増大して、非接触ＩＣカード側での検波電圧Ｖｏｖを大きくする。
【０２０４】
上述のように、本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様に、Ｒ／Ｗ装置６０で、通信状態を判別し、その判別結果に基づいて、通信状態を良好な状態に補正することができる。ただし、本実施形態の通信特性の補正手法では、上記第１〜第３実施形態の手法（共振特性を補正する手法）に比べて、例えば、送受信時の位相特性、インピーダンスマッチング等の改善効果は小さいので、変復調信号のテータ通信特性に対する改善効果も小さい。
【０２０５】
［第６の実施形態］
上述した検証実験５（図１０）で説明したように、Ｒ／Ｗ装置の送信アンテナ（共振回路）のＱ値を大きくすると、モニタ電流Ｉｍ（コイル電流）が増加する。第６の実施形態では、送信アンテナのＱ値（通信特性）を大きくすることによりコイル電流を増加させ、これによりＲ／Ｗ装置の送信出力を増大させる手法（上記（ｃ）の手法）を説明する。なお、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様に、通信状態が図８中の領域Ｂ及び領域Ｃのいずれの領域の状態であるかを判別し、その判別結果に基づいて、Ｒ／Ｗ装置の出力特性を変化させ、通信状態を補正する例を説明する。
【０２０６】
（１）Ｒ／Ｗ装置の構成
図１７に、第６の実施形態に係るＲ／Ｗ装置の回路構成を示す。なお、図１７に示す本実施形態のＲ／Ｗ装置７０において、図１１に示す第１の実施形態のＲ／Ｗ装置１と同様の構成には同じ符号を付して示す。
【０２０７】
Ｒ／Ｗ装置７０（送信装置）は、信号出力部２と、送信アンテナ６２（送信部）と、モニタ回路部７１（通信補正部）と、切替スイッチ７２（通信補正部）とを備える。なお、モニタ回路部７１及び切替スイッチ７２は、実回路では一つのＬＳＩ（集積回路）に実装される。また、本実施形態の信号出力部２は、上記第１の実施形態のそれと同様の構成であり、本実施形態の送信アンテナ６２は、上記第６の実施形態のそれと同様の構成である。それゆえ、ここでは、信号出力部２及び送信アンテナ６２の構成の説明は省略する。
【０２０８】
モニタ回路部７１は、アンテナコイル１３に流れるコイル電流をモニタする回路である。モニタ回路部７１は、第１モニタ抵抗７３と、第２モニタ抵抗７４と、コンパレータ２２と、第１電源スイッチ７５と、第１参照電源７６と、第２電源スイッチ７７と、第２参照電源７８とを有する。なお、本実施形態のコンパレータ２２は、上記第１の実施形態のそれと同様の構成である。また、本実施形態においても、モニタ抵抗により、アンテナコイル１３に流れるコイル電流を電圧（モニタ電圧Ｖｍ）に変換し、該変換されたモニタ電圧Ｖｍに基づいて、通信状態を判別する。
【０２０９】
第１モニタ抵抗７３の一方の端子は、アンテナコイル１３の一方の端子に接続され、第１モニタ抵抗７３の他方の端子は、並列コンデンサ６４の一方の端子及びグランドに接続される。なお、本実施形態では、第１モニタ抵抗７３は、上記第１の実施形態のモニタ抵抗２１と同様の構成とし、例えば、抵抗値１Ωの抵抗素子で構成する。
【０２１０】
第２モニタ抵抗７４の一方の端子は、切替スイッチ７２を介してアンテナコイル１３の一方の端子に接続され、第２モニタ抵抗７４の他方の端子は、並列コンデンサ６４の一方の端子及びグランドに接続される。すなわち、第２モニタ抵抗７４及び切替スイッチ７２からなる直列回路は、第１モニタ抵抗７３に並列接続される。なお、本実施形態では、第２モニタ抵抗７４を、第１モニタ抵抗７３の抵抗値と同じ抵抗値を有する抵抗素子、例えば、抵抗値１Ωの抵抗素子で構成する。
【０２１１】
第１電源スイッチ７５の入力端子は、第１参照電源７６の出力端子に接続され、第１電源スイッチ７５の出力端子は、コンパレータ２２の「＋」側の入力端子に接続される。また、第１電源スイッチ７５の「＋」側の制御端子は、接地され、「−」側の制御端子は、コンパレータ２２の出力端子に接続される。なお、第１電源スイッチ７５は、モニタ回路部７１内のコンパレータ２２の出力信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【０２１２】
第１参照電源７６は、通信特性を補正する必要が無い場合（送信アンテナ６２のＱ値を上げる必要が無い場合）のＱ値におけるモニタ電圧Ｖｍの最適値（最大値の１／２：第１参照電圧Ｖｒｅｆ１）を出力する。例えば、図８に示す検波出力Ｖｏｖとモニタ電圧Ｖｍとの相関特性を有するＲ／Ｗ装置では、第１参照電源７６は、上記第１の実施形態の参照電源２３と同様に構成することができ、１６０ｍＶの第１参照電圧Ｖｒｅｆ１を出力する。
【０２１３】
また、第２電源スイッチ７７の入力端子は、第２参照電源７８の出力端子に接続され、第２電源スイッチ７７の出力端子は、コンパレータ２２の「＋」側の入力端子に接続される。また、第２電源スイッチ７７の「＋」側の制御端子は、コンパレータ２２の出力端子に接続され、「−」側の制御端子は、接地される。なお、第２電源スイッチ７７は、モニタ回路部７１内のコンパレータ２２の出力信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【０２１４】
第２参照電源７８は、通信特性を補正した場合（送信アンテナ６２のＱ値を上げた場合）のＱ値におけるモニタ電圧Ｖｍの最適値（最大値の１／２：第２参照電圧Ｖｒｅｆ２）を出力する。検証実験５（図１０）で説明したように、Ｒ／Ｗ装置７０の送信アンテナ６２（共振回路）のＱ値を大きくすると、モニタ電圧Ｖｍの最大値及び最適値（最大値の１／２：検波出力Ｖｏｖが最大となるときのモニタ電圧Ｖｍ）も変化する。それゆえ、本実施形態では、通信特性の補正時に、モニタ電圧Ｖｍと比較する参照電圧（第２参照電圧Ｖｒｅｆ２）を、非補正時の参照電圧（第１参照電圧Ｖｒｅｆ１）とは変える。
【０２１５】
切替スイッチ７２の「＋」側の制御端子は、コンパレータ２２の出力端子に接続され、「−」側の制御端子は接地される。また、切替スイッチ７２の一方の端子は、アンテナコイル１３及び第１モニタ抵抗７３間の接続点に接続され、切替スイッチ７２の他方の端子は、第２モニタ抵抗７４の一方の端子に接続される。なお、切替スイッチ７２は、モニタ回路部７１内のコンパレータ２２の出力信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【０２１６】
本実施形態のＲ／Ｗ装置７０では、モニタ電圧Ｖｍが第１参照電圧Ｖｒｅf（１６０ｍＶ）より大きい場合（通信状態が図８中の領域Ｂの状態である場合）、切替スイッチ７２及び第２電源スイッチ７７がＯＦＦ状態となり、第１電源スイッチ７５がＯＮ状態となる。それゆえ、この状態では、通信状態の判別に用いる閾値は参照電圧Ｖｒｅｆ１になる。
【０２１７】
一方、モニタ電圧Ｖｍが第１参照電圧Ｖｒｅf（１６０ｍＶ）以下である場合（通信状態が図８中の領域Ｃの状態である場合）には、切替スイッチ７２及び第２電源スイッチ７７がＯＮ状態となり、第１電源スイッチ７５がＯＦＦ状態となる。この場合、モニタ抵抗の抵抗値がスイッチ切替え前の抵抗値の１／２になるので、Ｑ値が大きくなりコイル電流も大きくなる。この結果、Ｒ／Ｗ装置７０の送信出力（送信電力）が増大して、非接触ＩＣカード側での検波電圧Ｖｏｖが大きくなる。なお、この状態では、通信状態の判別に用いる閾値は第２参照電圧Ｖｒｅｆ２になる。
【０２１８】
（２）Ｒ／Ｗ装置の動作
次に、本実施形態のＲ／Ｗ装置７０における通信状態のモニタ動作及び通信特性の補正動作を説明する。本実施形態における通信状態のモニタ動作及び通信特性の補正動作は、上記第１の実施形態（図１２）と同様の手順で実施される。具体的には、送信アンテナ６２に流れるコイル電流（モニタ電圧Ｖｍ）のモニタ動作（ステップＳ１）、通信状態の判別動作（ステップＳ２）、通信特性の補正要否の判定動作（ステップＳ３）及び通信特性の補正動作（ステップＳ４）をこの順で繰り返す。
【０２１９】
ただし、本実施形態では、ステップＳ３で通信特性の補正が必要と判定された場合、ステップＳ４で、Ｒ／Ｗ装置７０は、切替スイッチ７２をＯＮ状態にし、送信アンテナ６２のＱ値を大きくしてコイル電流を増加させる。これにより、Ｒ／Ｗ装置７０の送信出力（送信電力）を増大して、非接触ＩＣカード側での検波電圧Ｖｏｖを大きくする。
【０２２０】
上述のように、本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様に、Ｒ／Ｗ装置７０で、通信状態を判別し、その判別結果に基づいて、通信状態を良好な状態に補正することができる。ただし、本実施形態の通信特性の補正手法もまた、上記第５の実施形態と同様に、例えば、送受信時の位相特性、インピーダンスマッチング等の改善効果は小さいので、変復調信号のテータ通信特性に対する改善効果も小さい。
【０２２１】
［第７の実施形態］
第７の実施形態では、送信アンテナの直列コンデンサの容量値を大きくする（インピーダンスを小さくする）ことによりコイル電流を増加させ、これによりＲ／Ｗ装置の送信出力を増大させる手法を説明する。なお、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様に、通信状態が図８中の領域Ｂ及び領域Ｃのいずれの領域の状態であるかを判別し、その判別結果に基づいて、Ｒ／Ｗ装置の出力特性を変化させ、通信状態を補正する例を説明する。
【０２２２】
（１）Ｒ／Ｗ装置の構成
図１８に、第７の実施形態に係るＲ／Ｗ装置の回路構成を示す。なお、図１８に示す本実施形態のＲ／Ｗ装置８０において、図１１に示す第１の実施形態のＲ／Ｗ装置１と同様の構成には同じ符号を付して示す。
【０２２３】
Ｒ／Ｗ装置８０（送信装置）は、信号出力部２と、送信アンテナ８１（送信部）と、モニタ回路部４（通信補正部）と、補正回路部５（通信補正部）と、２つの抵抗６，７とを備える。なお、モニタ回路部４及び補正回路部５は、実回路では一つのＬＳＩ（集積回路）に実装される。また、本実施形態のＲ／Ｗ装置８０において、送信アンテナ８１以外の構成は、上記第１の実施形態の対応する各部と同様の構成であるので、ここでは、送信アンテナ８１の構成のみを説明する。
【０２２４】
送信アンテナ８１は、アンテナコイル１３と、並列コンデンサ６４と、直列可変コンデンサ８２と、２つのＤＣ除去用コンデンサ８３，８４とで構成される。なお、本実施形態のアンテナコイル１３及び並列コンデンサ６４は、上記第６の実施形態（図１７）の対応する各素子と同様の構成である。すなわち、本実施形態では、送信アンテナ８１（アンテナコイル１３）のアンテナサイズは小サイズ（図２参照）とする。
【０２２５】
本実施形態では、ＤＣ除去用コンデンサ８３、直列可変コンデンサ８２及びＤＣ除去用コンデンサ８４が、この順で直列接続される。そして、該３つのコンデンサの直列回路の一方（ＤＣ除去用コンデンサ８３側）の端子は、出力インピーダンス１２の一方の端子に接続される。また、該３つのコンデンサの直列回路の他方（ＤＣ除去用コンデンサ８４側）の端子は、アンテナコイル１３の一方（モニタ抵抗２１側とは反対側）の端子及び並列コンデンサ６４の一方（グランド側とは反対側）の端子に接続される。
【０２２６】
さらに、直列可変コンデンサ８２のＤＣ除去用コンデンサ８４側の端子は、抵抗６を介して、補正回路部５（切替スイッチ２５）の出力端子に接続され、直列可変コンデンサ８２のＤＣ除去用コンデンサ８３側の端子は、抵抗７を介して、接地される。
【０２２７】
直列可変コンデンサ８２は、バイアス電圧（制御電圧）を加えることで容量が変化する可変容量素子で構成する。例えば、強誘電体を用いた薄膜コンデンサや、バリキャップと呼ばれるダイオードなどで直列可変コンデンサ８２を構成することができる。また、２つのＤＣ除去用コンデンサ８３，８４は、直列可変コンデンサ８２に印加される制御電圧がアンテナコイル１３に印加されないようにするために設けられたコンデンサである。それゆえ、２つのＤＣ除去用コンデンサ８３，８４の容量値Ｃ１０，Ｃ１１は、ともに、直列可変コンデンサ８２の容量値Ｃ９の１０倍以上に設定する。
【０２２８】
本実施形態のＲ／Ｗ装置８０では、モニタ電圧Ｖｍが参照電圧Ｖｒｅf（１６０ｍＶ）以下である場合（通信状態が図８中の領域Ｃの通信状態の場合）、切替スイッチ２５は、コンパレータ２２の出力信号によりＯＮ状態となる。この場合、補正回路部５の出力電圧Ｖｅが直列可変コンデンサ８２のＤＣ除去用コンデンサ８４側の端子に印加され、直列可変コンデンサ８２の両端子間に印加されるバイアス電圧が低下する。これにより、直列可変コンデンサ８２の容量値Ｃ９が大きくなり（直列可変コンデンサ８２のインピーダンスが低下して）、コイル電流（送信電流）が増加する。この結果、Ｒ／Ｗ装置８０の送信出力（送信電力）が増大して、非接触ＩＣカード側での検波電圧Ｖｏｖも大きくなる。
【０２２９】
一方、モニタ電圧Ｖｍが参照電圧Ｖｒｅf（１６０ｍＶ）より大きい場合（通信状態が図８中の領域Ｂの通信状態の場合）には、Ｒ／Ｗ装置８０は、切替スイッチ２５がＯＦＦ状態となるように制御し、直列可変コンデンサ８２の容量値Ｃ９を変化させない。
【０２３０】
（２）Ｒ／Ｗ装置の動作
次に、本実施形態のＲ／Ｗ装置８０における通信状態のモニタ動作及び通信特性の補正動作を説明する。本実施形態における通信状態のモニタ動作及び通信特性の補正動作は、上記第１の実施形態（図１２）と同様の手順で実施される。具体的には、送信アンテナ８１に流れるコイル電流（モニタ電圧Ｖｍ）のモニタ動作（ステップＳ１）、通信状態の判別動作（ステップＳ２）、通信特性の補正要否の判定動作（ステップＳ３）及び通信特性の補正動作（ステップＳ４）をこの順で繰り返す。
【０２３１】
ただし、本実施形態では、ステップＳ３で通信特性の補正が必要と判定された場合、ステップＳ４で、Ｒ／Ｗ装置８０は、補正回路部５の出力電圧（Ｖｅ）を直列可変コンデンサ８２のＤＣ除去用コンデンサ８４側の端子に印加する。これにより、直列可変コンデンサ８２の容量値Ｃ９を大きくする。なお、この際、本実施形態では、通信状態が図８中の領域Ｃの通信状態から図８中の領域Ｂの通信状態に補正されるように、直列可変コンデンサ８２の容量値Ｃ９を大きくする。この結果、Ｒ／Ｗ装置８０の送信出力（送信電力）を増大して、非接触ＩＣカード側での検波電圧Ｖｏｖを大きくする。
【０２３２】
上述のように、本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様に、Ｒ／Ｗ装置８０で、通信状態を判別し、その判別結果に基づいて、通信状態を良好な状態に補正することができる。ただし、本実施形態の通信特性の補正手法では、上述のように、送信出力（出力特性）を補正するが、送信アンテナ８１の直列コンデンサの容量値も変化させるので、送信アンテナ８１の共振特性も補正していることになる。
【０２３３】
なお、本実施形態では、直列可変コンデンサ８２の容量値Ｃ９を変化させる例を説明したが、本開示はこれに限定されない。送信アンテナ内に直列コンデンサを２つ用意し、通信状態に応じて、用いる直列コンデンサを切り替える構成にしてもよい。
【０２３４】
＜３．各種変形例及び各種応用例＞
本開示に係る送信装置（Ｒ／Ｗ装置）、通信状態のモニタ手法及び通信特性の補正手法は、上述した各種実施形態に限定されず、様々な変形例及び応用例が考え得る。
【０２３５】
［変形例１］
上記第１〜３の実施形態では、並列コンデンサの容量値又はアンテナコイルのインダクタンスを変化させて通信特性を補正する例を説明した。また、上記第５〜７の実施形態では、それぞれ、信号出力部の出力インピーダンス、送信アンテナのＱ値及び直列コンデンサの容量値のいずれかのパラメータを変化させて通信特性を補正する例を説明した。しかしながら、本開示はこれに限定されない。例えば、上記第１〜３及び５〜７の実施形態を適宜組み合わせ、複数のパラメータを変化させることにより、通信特性を補正してもよい。
【０２３６】
［変形例２］
上記第１〜７の実施形態の各Ｒ／Ｗ装置は、通信状態の判別結果を表示する表示部を備えていてもよい。この場合、通信状態の良好時及び不良時に関係なく、表示部で現在の通信状態を常時表示してもよいし、不良時にのみ通信状態を表示部で表示してもよい。なお、後者の場合は、例えば、表示部をランプ等で構成し、通信状態が不良である場合には、ランプ等を点灯して、ユーザーに通信不良を知らせる構成にしてもよい。
【０２３７】
［変形例３］
上記第１〜７の実施形態の各Ｒ／Ｗ装置は、通信状態の判別結果に関するデータを外部の装置に送信する機能を備えていてもよい。また、この場合、さらに、Ｒ／Ｗ装置に、通信状態の判別結果を表示する表示部を設け、通信状態の判別結果に関するデータを表示部で表示してもよい。
【０２３８】
［応用例１］
上記各種実施形態では、Ｒ／Ｗ装置、すなわち、送信装置に本開示の通信状態のモニタ手法及び通信特性の補正手法を適用した例を説明したが、本開示はこれに限定されない。本開示の通信状態のモニタ手法及び通信特性の補正手法は、Ｒ／Ｗ機能及びＩＣカード機能の両方を備える、例えば移動通信端末等の携帯通信装置（通信装置）にも適用可能である。この場合には、携帯通信装置の非接触通信部に、上記各種実施形態で説明したＲ／Ｗ装置と同様の回路構成を有する送信機能部と、例えば、図１で説明した評価システム１００の非接触ＩＣカード１２０と同様の回路構成を有する受信機能部とが設けられる。
【０２３９】
［応用例２］
上記各種実施形態では、主に、情報を送受信する非接触通信システムにおける通信状態のモニタ技術、並びに、それを用いたＲ／Ｗ装置について説明した。しかしながら、例えば、送信アンテナと受信アンテナとを磁気的に結合させることにより、エネルギーや信号を送受信するワイヤレス電力伝送システム（ワイヤレス給電システム）においても、非接触通信システムと同様の回路構成が用いられる。それゆえ、本開示の上記技術は、例えば、ワイヤレス電力伝送システム、並びに、該システムで用いられる非接触給電装置（送信装置）にも適用することができる。
【０２４０】
なお、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
（１）
アンテナコイルを有し、外部装置と電磁結合により通信を行う送信部と、
所定周波数の信号を生成し、該生成した信号を前記送信部に出力する信号出力部と、
前記アンテナコイルに流れる電流に関する情報をモニタし、該モニタされた情報に基づいて通信状態を判別する通信モニタ部と、
前記通信モニタ部における前記通信状態の判別結果に基づいて、通信特性を補正する通信補正部と
を備える送信装置。
（２）
前記通信補正部は、前記通信モニタ部における前記通信状態の判別結果に基づいて、前記送信部のキャパシタンス、インダクタンス及びＱ値の少なくとも一つを変化させて、通信特性を補正する
（１）に記載の送信装置。
（３）
前記送信部は、前記アンテナコイルに並列接続された容量可変の並列コンデンサを有し、
前記通信補正部は、前記通信モニタ部における前記通信状態の判別結果に基づいて、前記並列コンデンサのキャパシタンスを変化させる
（２）に記載の送信装置。
（４）
前記送信部は、前記アンテナコイルに直列接続された容量可変の直列コンデンサを有し、
前記通信補正部は、前記通信モニタ部における前記通信状態の判別結果に基づいて、前記直列コンデンサのキャパシタンスを変化させる
（２）に記載の送信装置。
（５）
前記通信補正部は、前記通信モニタ部における前記通信状態の判別結果に基づいて、前記アンテナコイルに流れる電流を増加して、通信特性を補正する
（１）〜（４）のいずれか一項に記載の送信装置。
（６）
前記通信補正部は、前記通信モニタ部における前記通信状態の判別結果に基づいて、前記信号出力部の出力インピーダンスを小さくして、通信特性を補正する
（１）〜（５）のいずれか一項に記載の送信装置。
（７）
前記通信補正部は、前記通信モニタ部における前記通信状態の判別結果に基づいて、前記送信部のＱ値を第１のＱ値から該第１のＱ値より大きな第２のＱ値に変化させて、通信特性を補正し、
前記通信モニタ部は、前記送信部のＱ値が前記第１のＱ値である時に用いる前記通信状態の第１の判別閾値と、前記送信部のＱ値が前記第２のＱ値である時に用いる前記通信状態の第２の判別閾値とを有し、前記通信状態の判別結果に基づいて、前記通信状態を判別するための閾値を前記第１の判別閾値及び前記第２の判別閾値間で切り替える
（１）〜（６）のいずれか一項に記載の送信装置。
（８）
前記アンテナコイルに流れる電流に関する情報が、前記アンテナコイルに流れる電流に対応する電圧値である
（１）〜（７）のいずれか一項に記載の送信装置。
（９）
前記通信モニタ部は、前記アンテナコイルに流れる電流に対応する電圧値の最大値の１／２の値と、モニタされた前記電圧値とを比較して、通信状態を判別する
（８）に記載の送信装置。
（１０）
前記通信モニタ部は、外部受信装置が非接触通信可能な範囲に存在するか否かを識別するための所定の閾値電圧と、モニタされた前記電圧値とを比較して、通信状態を判別する
（８）に記載の送信装置。
（１１）
前記通信モニタ部が、前記外部受信装置が非接触通信可能な範囲に存在しないと判別した場合には、前記通信補正部は、前記信号出力部で生成された前記信号の位相と、前記送信部から送出される信号の位相との差を補正する
（１０）に記載の送信装置。
（１２）
さらに、前記通信モニタ部における通信状態の判別結果を表示する表示部を備える
（１）〜（１１）のいずれか一項に記載の送信装置。
（１３）
前記送信部が、前記通信モニタ部における通信状態の判別結果に関するデータを外部に送信する
（１）〜（１２）のいずれか一項に記載の送信装置。
（１４）
アンテナコイルを有し、外部と電磁結合により通信を行う送信部と、所定周波数の信号を生成し、該生成した信号を前記送信部に出力する信号出力部と、前記アンテナコイルに流れる電流に関する情報をモニタし、該モニタされた情報に基づいて通信状態を判別する通信モニタ部と、前記通信モニタ部における前記通信状態の判別結果に基づいて、通信特性を補正する通信補正部とを有する送信機能部と、
受信アンテナを有し、外部と電磁結合により通信を行う受信機能部と
を備える送受信装置。
（１５）
外部装置と電磁結合により通信を行う送信アンテナのアンテナコイルに流れる電流に関する情報をモニタし、該モニタされた情報に基づいて通信状態を判別する通信モニタ部と、
前記通信モニタ部における前記通信状態の判別結果に基づいて、通信特性を補正する通信補正部と
を備える集積回路。
（１６）
アンテナコイルを有し、外部と電磁結合により通信を行う送信部と、前記アンテナコイルに流れる電流に関する情報をモニタする通信モニタ部とを備える送信装置の前記通信モニタ部が、アンテナコイルに流れる電流に関する情報をモニタするステップと、
前記通信モニタ部が、前記モニタされた前記アンテナコイルに流れる電流に関する情報に基づいて通信状態を判別するステップとを
含む通信状態のモニタ方法。
【符号の説明】
【０２４１】
１…Ｒ／Ｗ装置、２…信号出力部、３…送信アンテナ、４…モニタ回路部、５…補正回路部、６，７…抵抗、１１…信号源、１２…出力インピーダンス、１３…アンテナコイル、１４…並列可変コンデンサ、１５…直列コンデンサ、１６，１７…ＤＣ除去用コンデンサ、２１…モニタ抵抗、２２…コンパレータ、２３…参照電源、２４…エラーアンプ、２５…切替スイッチ
【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】
0005834655.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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