(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線周波数信号を発振する無線周波数信号発振手段と、上記無線周波数信号発振手段から発振された無線周波数信号をパルス変調して、そのパルス信号を出力する変調手段と、上記変調手段から出力されたパルス信号を増幅する増幅手段と、上記増幅手段により増幅されたパルス信号を送信する送信手段とを備えた電力供給装置において、上記送信手段が電力供給用のパルス信号を送信する場合、送信データであるパルス信号を送信する場合より、上記変調手段が当該パルス信号のデュティ比を大きくし、かつ、上記増幅手段が当該パルス信号の増幅率を高めて、当該パルス信号のピーク電力を高め、かつ、所定の平均電力となるようにしたことを特徴とする電力供給装置。
【請求項２】
無線周波数信号発振手段から発振される無線周波数信号は、無変調の連続波であることを特徴とする請求項１記載の電力供給装置。
【請求項３】
変調手段は、無線周波数信号をパルス変調して、電力供給用のパルス信号と送信データであるパルス信号とを時間的に交互に出力することを特徴とする請求項１記載の電力供給装置。
【請求項４】
変調手段は、電力供給用のパルス信号が送信されたのち、所定時間が経過する毎に、電力供給用のパルス信号を出力することを特徴とする請求項３記載の電力供給装置。
【請求項５】
変調手段は、無線周波数信号をパルス変調する代わりに、包絡線が変動する変調信号を生成するデジタル変調方式を利用して、その無線周波数信号を変調することを特徴とする請求項１記載の電力供給装置。
【請求項６】
無線周波数信号を発振する無線周波数信号発振手段と、上記無線周波数信号発振手段から発振された無線周波数信号をパルス変調して、そのパルス信号を出力する変調手段と、上記変調手段から出力されたパルス信号を増幅する第１の増幅手段と、上記第１の増幅手段により増幅されたパルス信号を増幅する第２の増幅手段と、上記第１の増幅手段により増幅されたパルス信号、または、上記第２の増幅手段により増幅されたパルス信号を送信する送信手段とを備えた電力供給装置において、上記送信手段が上記第２の増幅手段により増幅されたパルス信号を送信する場合、上記第１の増幅手段により増幅されたパルス信号を送信する場合より、上記変調手段が当該パルス信号のデュティ比を大きくすることを特徴とする電力供給装置。
【請求項７】
変調手段は、無線周波数信号をパルス変調して、電力供給用のパルス信号と送信データであるパルス信号とを時間的に交互に出力することを特徴とする請求項６記載の電力供給装置。
【請求項８】
変調手段は、電力供給用のパルス信号が送信されたのち、所定時間が経過する毎に、電力供給用のパルス信号を出力することを特徴とする請求項７記載の電力供給装置。
【請求項９】
変調手段は、無線周波数信号をパルス変調する代わりに、包絡線が変動する変調信号を生成するデジタル変調方式を利用して、その無線周波数信号を変調することを特徴とする請求項６記載の電力供給装置。
【請求項１０】
無線周波数信号を発振する無線周波数信号発振手段と、上記無線周波数信号発振手段から発振された無線周波数信号をパルス変調して、そのパルス信号を出力する変調手段と、上記変調手段から出力されたパルス信号を増幅する第１の増幅手段と、上記第１の増幅手段により増幅されたパルス信号を増幅する第２の増幅手段と、上記第１の増幅手段により増幅されたパルス信号、または、上記第２の増幅手段により増幅されたパルス信号を非接触型無線通信機器に送信する一方、上記非接触型無線通信機器から送信されたパルス信号を受信する送受信手段と、上記送受信手段により受信されたパルス信号を復調する復調手段とを備えた電力供給装置において、上記送受信手段が上記第２の増幅手段により増幅されたパルス信号を送信する場合、上記第１の増幅手段により増幅されたパルス信号を送信する場合より、上記変調手段が当該パルス信号のデュティ比を大きくすることを特徴とする電力供給装置。
【請求項１１】
パルス信号を送受信するアンテナと、第１又は第２の増幅手段により増幅されたパルス信号を上記アンテナに出力する一方、そのアンテナにより受信されたパルス信号を復調手段に出力するサーキュレータとから送受信手段が構成されている場合、上記サーキュレータが上記第１又は第２の増幅手段により増幅されたパルス信号を上記アンテナに出力する場合にはオフ状態になり、上記サーキュレータが上記アンテナにより受信されたパルス信号を復調手段に出力する場合にはオン状態になるスイッチを、上記サーキュレータと上記復調手段の間に挿入することを特徴とする請求項１０記載の電力供給装置。
【請求項１２】
無線周波数信号をパルス変調して、そのパルス信号を増幅し、増幅後のパルス信号を送信する電力供給方法において、電力供給用のパルス信号を送信する場合、送信データであるパルス信号を送信する場合より、当該パルス信号のデュティ比を大きくし、かつ、当該パルス信号の増幅率を高めて、当該パルス信号のピーク電力を高め、かつ、所定の平均電力となるようにしたことを特徴とする電力供給方法。
【請求項１３】
無線周波数信号が無変調の連続波であることを特徴とする請求項１２記載の電力供給方法。
【請求項１４】
無線周波数信号をパルス変調して、電力供給用のパルス信号と送信データであるパルス信号とを時間的に交互に出力することを特徴とする請求項１２記載の電力供給方法。
【請求項１５】
電力供給用のパルス信号が送信されたのち、所定時間が経過する毎に、電力供給用のパルス信号を出力することを特徴とする請求項１４記載の電力供給方法。
【請求項１６】
無線周波数信号をパルス変調する代わりに、包絡線が変動する変調信号を生成するデジタル変調方式を利用して、その無線周波数信号を変調することを特徴とする請求項１２記載の電力供給方法。
【請求項１７】
無線周波数信号をパルス変調して、そのパルス信号を出力する変調ステップと、上記変調ステップで出力されたパルス信号を増幅する第１の増幅ステップと、上記第１の増幅ステップで増幅されたパルス信号を増幅する第２の増幅ステップとを有し、上記第１の増幅ステップで増幅されたパルス信号、または、上記第２の増幅ステップで増幅されたパルス信号を送信する電力供給方法において、上記第２の増幅ステップで増幅されたパルス信号を送信する場合、上記第１の増幅ステップで増幅されたパルス信号を送信する場合より、当該パルス信号のデュティ比を大きくすることを特徴とする電力供給方法。
【請求項１８】
無線周波数信号をパルス変調して、電力供給用のパルス信号と送信データであるパルス信号とを時間的に交互に出力することを特徴とする請求項１７記載の電力供給方法。
【請求項１９】
電力供給用のパルス信号が送信されたのち、所定時間が経過する毎に、電力供給用のパルス信号を出力することを特徴とする請求項１８記載の電力供給方法。
【請求項２０】
無線周波数信号をパルス変調する代わりに、包絡線が変動する変調信号を生成するデジタル変調方式を利用して、その無線周波数信号を変調することを特徴とする請求項１７記載の電力供給方法。
【請求項２１】
無線周波数信号をパルス変調して、そのパルス信号を出力する変調ステップと、上記変調ステップで出力されたパルス信号を増幅する第１の増幅ステップと、上記第１の増幅ステップで増幅されたパルス信号を増幅する第２の増幅ステップとを有し、上記第１の増幅ステップで増幅されたパルス信号、または、上記第２の増幅ステップで増幅されたパルス信号を非接触型無線通信機器に送信する一方、その非接触型無線通信機器から送信されたパルス信号を受信すると、そのパルス信号を復調する電力供給方法において、上記第２の増幅ステップで増幅されたパルス信号を送信する場合、上記第１の増幅ステップで増幅されたパルス信号を送信する場合より、当該パルス信号のデュティ比を大きくすることを特徴とする電力供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、非接触型無線通信機器（例えば、非接触ＩＣカード、ＲＦタグ、電子タグ、キーレスエントリ）に電力を供給する電力供給装置及び電力供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来の電力供給装置は、無線周波数信号であるＲＦ信号をＡＳＫ変調（デュティ比が約２のパルス変調）して、その変調信号であるパルス信号を出力するＡＳＫ変調器と、そのＡＳＫ変調器から出力されたパルス信号を増幅する増幅器と、その増幅器により増幅されたパルス信号を非接触型無線通信機器に送信するアンテナとから構成されている。【０００３】  この際、そのＡＳＫ変調器は、そのパルス信号のデュティ比を変更することはなく、その増幅器は、アンテナから送信されるパルス信号の平均電力が一定になるように、そのパルス信号を増幅する。
これにより、非接触型無線通信機器は、電力供給装置から送信されたパルス信号を受信すると、そのパルス信号によって、内蔵のコンデンサを充電する（例えば、非特許文献１を参照）。【０００４】［非特許文献１］ＭＷＥ２００３  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  Ｄｉｇｅｓｔ「超小型ＲＦＩＤチップ：ミューチップ」宇佐美  光雄著  株式会社日立製作所  中央研究所  ２００３年発行、第２３５頁〜第２３８頁【０００５】  従来の電力供給装置は以上のように構成されているので、非接触型無線通信機器までの距離が数十センチメートル程度の短い距離であれば、パルス信号を送信することによって、非接触型無線通信機器のコンデンサを充電することができる。しかし、非接触型無線通信機器までの距離が長くなっても、アンテナから送信されるパルス信号の平均電力や瞬時電力が高められることはないため、非接触型無線通信機器までの距離が長くなると、パルス信号を送信しても、非接触型無線通信機器のコンデンサを充電することができないなどの課題があった。【０００６】  この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、非接触型無線通信機器までの距離が長くても、非接触型無線通信機器のコンデンサを充電することができる電力供給装置を得ることを目的とする。
【発明の開示】
【０００７】
この発明に係る電力供給装置は、電力供給用のパルス信号を送信する場合、送信データであるパルス信号を送信する場合より、当該パルス信号のデュティ比を大きくし、かつ、当該パルス信号の増幅率を高めて、当該パルス信号のピーク電力を高めると共に、所定の平均電力となるようにしたものである。
【０００８】
このことによって、非接触型無線通信機器までの距離が長くても、出力電力の規定の範囲内で、非接触型無線通信機器のコンデンサを充電することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】［図１］この発明の実施の形態１による電力供給装置を示す構成図である。
［図２］この発明の実施の形態１による電力供給方法を示すフローチャートである。
［図３］ＲＦ信号及びパルス信号の振幅を示す説明図である。
［図４］ＲＦ信号及びパルス信号のピーク電力を示す説明図である。
［図５］ＲＦ信号及びパルス信号のピーク電力を示す説明図である。
［図６］この発明の実施の形態２による電力供給装置を示す構成図である。
［図７］この発明の実施の形態２による電力供給装置を示す構成図である。
［図８］この発明の実施の形態３による電力供給装置を示す構成図である。
［図９］この発明の実施の形態３による電力供給方法を示すフローチャートである。
［図１０］パルス信号の波形を示す説明図である。
［図１１］この発明の実施の形態４による電力供給装置を示す構成図である。
［図１２］この発明の実施の形態４による電力供給方法を示すフローチャートである。
［図１３］この発明の実施の形態５による電力供給装置を示す構成図である。
［図１４］電力供給装置と非接触型無線通信機器間のプロトコルを示す説明図である。
［図１５］コンデンサに蓄積されている電荷量の変化を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】  以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による電力供給装置を示す構成図であり、図において、電力供給装置１は電力供給用の無線周波数信号であるＲＦ信号、または、送信データであるパルス信号を非接触型無線通信機器２に送信する。非接触型無線通信機器２は電力供給装置１から送信された電力供給用のＲＦ信号を受信すると、そのＲＦ信号によって内蔵のコンデンサを充電し、以後、そのコンデンサに蓄積された電荷を電力源として利用して、電力供給装置１から送信された送信データであるパルス信号を復調するなどの処理を実施する。【００１１】  電力供給装置１のＲＦ信号発振器１１は無線周波数信号であるＲＦ信号を発振する。なお、ＲＦ信号発振器１１は無線周波数信号発振手段を構成している。
データ送信器１２は非接触型無線通信機器２に送信するコマンドなどの送信データを出力する他、電力の供給を指示するデータを出力する。
パルス変調器１３はデータ送信器１２から出力された送信データに応じて、ＲＦ信号発振器１１から発振されたＲＦ信号をパルス変調（例えば、ＡＳＫ変調、ＣＷ変調）して、その変調信号であるパルス信号を出力する。
なお、データ送信器１２及びパルス変調器１３から変調手段が構成されている。【００１２】  切換スイッチ１４はデータ送信器１２から送信データが出力されると、ＲＦ信号発振器１１から発振されたＲＦ信号をパルス変調器１３に出力し、データ送信器１２から電力の供給を指示するデータが出力されると、ＲＦ信号発振器１１から発振されたＲＦ信号をレベル調整器１５に出力する。
レベル調整器１５はＲＦ信号発振器１１から発振されたＲＦ信号のピーク電力を調整して、そのＲＦ信号のピーク電力をパルス変調器１３から出力されるパルス信号のピーク電力より大きくする。【００１３】  切換スイッチ１６はデータ送信器１２から送信データが出力されると、パルス変調器１３から出力されたパルス信号を増幅器１７に出力し、データ送信器１２から電力の供給を指示するデータが出力されると、レベル調整器１５から出力されたＲＦ信号を増幅器１７に出力する。
増幅器１７は切換スイッチ１６から出力されたＲＦ信号又はパルス信号を増幅する。
なお、切換スイッチ１４，１６、レベル調整器１５及び増幅器１７から増幅手段が構成されている。【００１４】  アンテナ１８は増幅器１７により増幅されたＲＦ信号又はパルス信号を非接触型無線通信機器２に送信する。なお、アンテナ１８は送信手段を構成している。【００１５】  非接触型無線通信機器２のアンテナ２１は電力供給装置１から送信されたＲＦ信号又はパルス信号を受信する。充電回路２２はアンテナ２１がＲＦ信号を受信すると、そのＲＦ信号によってコンデンサ２３を充電する。
復調回路２４は充電回路２２のコンデンサ２３に蓄積された電荷を電力源として利用して、電力供給装置１から送信された送信データであるパルス信号を復調するなどの処理を実施する。
図２はこの発明の実施の形態１による電力供給方法を示すフローチャートである。【００１６】  次に動作について説明する。
非接触型無線通信機器２は、電池などの電力源を搭載しておらず、外部から電力の供給を受けない限り、起動することができない。
そこで、電力供給装置１がコマンドなどのデータを送信するに先立って、非接触の状態で、非接触型無線通信機器２に電力を供給する。【００１７】  まず、電力供給装置１のデータ送信器１２は、コマンドなどの送信データを出力する前に、電力の供給を指示するデータをパルス変調器１３に出力する（ステップＳＴ１）。
ここで、電力の供給を指示するデータは、非接触型無線通信機器２に送信する送信データと明確に区別することができるものであれば、データ内容はいかなるものでもよい。【００１８】  電力供給装置１の切換スイッチ１４は、データ送信器１２から電力の供給を指示するデータを受けると（ステップＳＴ２）、ＲＦ信号発振器１１から発振されたＲＦ信号をレベル調整器１５に出力する。
電力供給装置１のレベル調整器１５は、ＲＦ信号発振器１１から発振されたＲＦ信号を受けると、図３及び図４に示すように、そのＲＦ信号のピーク電力を調整して、そのＲＦ信号のピーク電力をパルス変調器１３から出力されるパルス信号のピーク電力より大きくする（ステップＳＴ３）。【００１９】  即ち、電力供給用のＲＦ信号のピーク電力が、データ送信用のパルス信号のピーク電力より大きくなるように、ＲＦ信号発振器１１から発振されたＲＦ信号のピーク電力を調整する。
なお、図３はＲＦ信号及びパルス信号の振幅を示す説明図であり、図４はＲＦ信号及びパルス信号のピーク電力を示す説明図である。【００２０】  電力供給装置１の切換スイッチ１６は、データ送信器１２から電力の供給を指示するデータを受けると、レベル調整器１５から出力されたＲＦ信号を増幅器１７に出力する。
電力供給装置１の増幅器１７は、切換スイッチ１６からＲＦ信号を受けると、そのＲＦ信号を増幅する（ステップＳＴ４）。
電力供給装置１のアンテナ１８は、増幅器１７から増幅後のＲＦ信号を受けると、そのＲＦ信号を空中に放射することにより、そのＲＦ信号を非接触型無線通信機器２に送信する（ステップＳＴ５）。【００２１】  非接触型無線通信機器２のアンテナ２１は、電力供給装置１から送信されたＲＦ信号を受信する。
非接触型無線通信機器２の充電回路２２は、アンテナ２１がＲＦ信号を受信すると、そのＲＦ信号によってコンデンサ２３を充電する。【００２２】  電力供給装置１のデータ送信器１２は、上記のようにして、アンテナ１８からＲＦ信号が送信されると、コマンドなどの送信データをパルス変調器１３に出力する（ステップＳＴ１）。
電力供給装置１の切換スイッチ１４は、データ送信器１２から送信データを受けると（ステップＳＴ２）、ＲＦ信号発振器１１から発振されたＲＦ信号をパルス変調器１３に出力する。【００２３】  電力供給装置１のパルス変調器１３は、データ送信器１２から送信データを受け、かつ、ＲＦ信号発振器１１から発振されたＲＦ信号を受けると、その送信データに応じてＲＦ信号をパルス変調（例えば、ＡＳＫ変調）し、そのパルス信号を切換スイッチ１６に出力する（ステップＳＴ６）。【００２４】  電力供給装置１の切換スイッチ１６は、データ送信器１２から送信データを受けると、パルス変調器１３から出力されたパルス信号を増幅器１７に出力する。
電力供給装置１の増幅器１７は、切換スイッチ１６からパルス信号を受けると、そのパルス信号を増幅する（ステップＳＴ７）。
電力供給装置１のアンテナ１８は、増幅器１７から増幅後のパルス信号を受けると、そのパルス信号を空中に放射することにより、そのパルス信号を非接触型無線通信機器２に送信する（ステップＳＴ５）。【００２５】  非接触型無線通信機器２のアンテナ２１は、電力供給装置１から送信されたパルス信号を受信する。
非接触型無線通信機器２の復調回路２４は、充電回路２２のコンデンサ２３に蓄積されている電荷を電力源として利用して、アンテナ２１により受信されたパルス信号を復調するなどの処理を実施する。【００２６】  以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、電力供給用のＲＦ信号、または、データ送信用のパルス信号を増幅する際、そのＲＦ信号のピーク電力がパルス信号のピーク電力より大きくなるように増幅するので、非接触型無線通信機器２までの距離が長くても、ピーク電力が大きいＲＦ信号を送信することによって、非接触型無線通信機器２のコンデンサ２３を充電することができる効果を奏する。【００２７】  なお、この実施の形態１では、ＲＦ信号発振器１１がＲＦ信号を発振するものについて示したが、無変調の連続波であるＣＷ波を発振するようにしてもよい。
ＲＦ信号発振器１１が無変調のＣＷ波を発振する場合、ＲＦ信号と比べて、占有する周波数幅が狭くなるため、ＣＷ波のピーク電力を大きくしても、他の機器に対する信号干渉の発生を抑制することができる効果を奏する。【００２８】  また、この実施の形態１では、電力供給時のＲＦ信号のピーク電力が一定であるものについて示したが、そのＲＦ信号のピーク電力が一定である必要はなく、例えば、図５に示すように、そのＲＦ信号の立ち上げ時や立ち下げ時の電力レベルに傾きを持たせてもよい。【００２９】実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２による電力供給装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
増幅器１７ａは切換スイッチ１６から出力されたＲＦ信号又はパルス信号を増幅する。増幅器１７ｂは増幅器１７ａにより増幅されたＲＦ信号を増幅する。【００３０】  切換スイッチ１９はデータ送信器１２から送信データが出力されると、増幅器１７ａにより増幅されたパルス信号を切換スイッチ２０に出力し、データ送信器１２から電力の供給を指示するデータが出力されると、増幅器１７ａにより増幅されたＲＦ信号を増幅器１７ｂに出力する。
切換スイッチ２０はデータ送信器１２から送信データが出力されると、切換スイッチ１９から出力されたパルス信号をアンテナ１８に出力し、データ送信器１２から電力の供給を指示するデータが出力されると、増幅器１７ｂにより増幅されたＲＦ信号をアンテナ１８に出力する。
なお、切換スイッチ１４，１６，１９，２０及び増幅器１７ａ，１７ｂから増幅手段が構成されている。【００３１】  上記実施の形態１では、ＲＦ信号のピーク電力がパルス信号のピーク電力より大きくなるように、レベル調整器１５がＲＦ信号を増幅するものについて示したが、電力供給用のＲＦ信号については、増幅器１７ａと増幅器１７ｂの双方が増幅し、データ送信用のパルス信号については、増幅器１７ａのみがパルス信号を増幅することにより、ＲＦ信号のピーク電力がパルス信号のピーク電力より大きくなるようにしてもよい。【００３２】  即ち、データ送信器１２が電力の供給を指示するデータを出力すると、切換スイッチ１４によるＲＦ信号発振器１１の接続先が切換スイッチ１６になり、切換スイッチ１６による増幅器１７ａの接続先が切換スイッチ１４になる。
また、切換スイッチ１９による増幅器１７ａの接続先が増幅器１７ｂになり、切換スイッチ２０によるアンテナ１８の接続先が増幅器１７ｂになる。【００３３】  したがって、データ送信器１２が電力の供給を指示するデータを出力すると、ＲＦ信号発振器１１から発振されたＲＦ信号は、増幅器１７ａに入力され、増幅器１７ａ，１７ｂにより増幅されたのち、アンテナ１８に出力される。【００３４】  一方、データ送信器１２が送信データを出力すると、切換スイッチ１４によるＲＦ信号発振器１１の接続先がパルス変調器１３になり、切換スイッチ１６による増幅器１７ａの接続先がパルス変調器１３になる。
また、切換スイッチ１９による増幅器１７ａの接続先が切換スイッチ２０になり、切換スイッチ２０によるアンテナ１８の接続先が切換スイッチ１９になる。【００３５】  したがって、データ送信器１２が送信データを出力すると、ＲＦ信号発振器１１から発振されたＲＦ信号は、パルス変調器１３に入力され、パルス変調器１３によって送信データに応じて変調されたのち、増幅器１７ａ，１７ｂによってそのパルス信号が増幅されて、アンテナ１８に出力される。【００３６】  この実施の形態２の場合も、ＲＦ信号のピーク電力がパルス信号のピーク電力より大きくなるので、上記実施の形態１と同様に、非接触型無線通信機器２までの距離が長くても、ピーク電力が大きいＲＦ信号を送信することによって、非接触型無線通信機器２のコンデンサ２３を充電することができる効果を奏する。【００３７】  なお、この実施の形態２では、ＲＦ信号発振器１１がＲＦ信号を発振するものについて示したが、無変調の連続波であるＣＷ波を発振するようにしてもよい。
ＲＦ信号発振器１１が無変調のＣＷ波を発振する塲合、ＲＦ信号と比べて、占有する周波数幅が狭くなるため、ＣＷ波のピーク電力を大きくしても、他の機器に対する信号干渉の発生を抑制することができる効果を奏する。【００３８】  この実施の形態２では、２個の増幅器１７ａ，１７ｂと４個の切換スイッチ１４，１６，１９，２０を用いて信号経路を切り換えるものについて示したが、図７に示すように、３個の増幅器１７ａ，１７ｂと２個の切換スイッチ１４，１６を用いて信号経路を切り換えるようにしてもよく、同様の効果を奏することができる。【００３９】
実施の形態３．
図８はこの発明の実施の形態３による電力供給装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
パルス変調器３１はデータ送信器１２から出力されたデータに応じて、ＲＦ信号発振器１１から発振されたＲＦ信号をパルス変調（例えば、ＡＳＫ変調、ＣＷ変調）して、その変調信号であるパルス信号を出力するものであり、パルス変調器３１はデータ送信器１２から出力されたデータがコマンドなどの送信データである場合、そのパルス信号のデュティ比が第１のデュティ比（デュティ比＝１／２）と一致するようにパルス変調し、データ送信器１２から出力されたデータが電力供給用の定型データである場合、そのパルス信号のデュティ比が第２のデュティ比（第１のデュティ比＜第２のデュティ比）と一致するようにパルス変調する。なお、デュティ比の大小関係については、デュティ比が大きい／小さいとは、１／ＮにおけるＮの値の大きい／小さいを意味している。例えば、デュティ比が大きいとはＮの値が大きいということを指しており、この場合、１／ＮのＮが大きいため、デュティ比が０に近くなることを意味している。また、ＲＦ信号発振器１１、データ送信器１２及びパルス変調器３１から変調手段が構成されている。
【００４０】  増幅器３２はデータ送信器１２から出力されたデータがコマンドなどの送信データである場合、パルス変調器３１から出力されたパルス信号を第１の増幅率で増幅する。
一方、データ送信器１２から出力されたデータが電力供給用の定型データである場合、パルス変調器３１から出力されたパルス信号を第２の増幅率（第１の増幅率＜第２の増幅率）で増幅して、そのパルス信号のピーク電力を高める。ただし、パルス信号を第２の増幅率で増幅する場合、そのパルス信号のデュティ比が第２のデュティ比と一致するようにパルス変調されているので、そのパルス信号の平均電力は、パルス信号を第１の増幅率で増幅する場合と同じである。なお、増幅器３２は増幅手段を構成している。
図９はこの発明の実施の形態３による電力供給方法を示すフローチャートである。【００４１】  次に動作について説明する。
非接触型無線通信機器２は、電池などの電力源を搭載しておらず、外部から電力の供給を受けない限り、起動することができない。
そこで、電力供給装置１がコマンドなどのデータを送信するに先立って、非接触の状態で、非接触型無線通信機器２に電力を供給する。【００４２】  まず、電力供給装置１のデータ送信器１２は、コマンドなどの送信データを出力する前に、電力供給用の定型データをパルス変調器３１に出力する（ステップＳＴ１１）。
ここで、電力供給用の定型データは、例えば、制御命令などの意味のあるデータではなく、情報の伝達を目的とするものではないので、データ内容はいかなるものでもよいが、コマンドなどの送信データと明確に区別できるデータであることが望ましい。【００４３】  電力供給装置１のパルス変調器３１は、データ送信器１２からデータを受けると、そのデータが電力供給用の定型データであるのか、コマンドなどの送信データであるのかを確認する（ステップＳＴ１２）。
パルス変調器３１は、データ送信器１２から出力されたデータが電力供給用の定型データであると認定すると、電力供給用の定型データに応じて、ＲＦ信号発振器１１から発振されたＲＦ信号をパルス変調（例えば、ＡＳＫ変調）し、そのパルス信号を増幅器３２に出力する。【００４４】  この際、パルス変調器３１は、データ送信器１２から出力されたデータが電力供給用の定型データであるので、そのパルス信号のデュティ比が第２のデュティ比になるようにパルス変調する（ステップＳＴ１３）。
コマンドなどの送信データである場合の第１のデュティ比より、第２のデュティ比の方が大きいので、図１０に示すように、パルス変調器３１から出力されるパルス信号のオン期間が、オフ期間と比べて極めて短いものとなる（コマンドなどの送信データであるパルス信号のオン期間は、オフ期間と略一致している）。【００４５】  電力供給装置１の増幅器３２は、パルス変調器３１からパルス信号を受けると、データ送信器１２から出力されたデータが電力供給用の定型データであるのか、コマンドなどの送信データであるのかを確認する。
増幅器３２は、データ送信器１２から出力されたデータが電力供給用の定型データであると認定すると、パルス変調器３１から出力されたパルス信号を第２の増幅率で増幅する（ステップＳＴ１４）。【００４６】  コマンドなどの送信データである場合の第１の増幅率より、第２の増幅率の方が高いので、図１０に示すように、増幅器３２から出力されるパルス信号のピーク電力が極めて大きくなる。
ただし、パルス信号のオン期間がオフ期間に比べて極めて短いので、増幅後のパルス信号の平均電力は、コマンドなどの送信データであるパルス信号を増幅した場合の平均電力と一致する。【００４７】  電力供給装置１のアンテナ１８は、増幅器３２から増幅後のパルス信号を受けると、そのパルス信号を空中に放射することにより、そのパルス信号を非接触型無線通信機器２に送信する（ステップＳＴ１５）。【００４８】  非接触型無線通信機器２のアンテナ２１は、電力供給装置１から送信されたパルス信号を受信する。
非接触型無線通信機器２の充電回路２２は、アンテナ２１がパルス信号を受信すると、そのパルス信号によってコンデンサ２３を充電する。【００４９】  電力供給装置１のデータ送信器１２は、上記のようにして、アンテナ１８からパルス信号が送信されると、コマンドなどの送信データをパルス変調器３１に出力する（ステップＳＴ１１）。
電力供給装置１のパルス変調器３１は、データ送信器１２からデータを受けると、そのデータが電力供給用の定型データであるのか、コマンドなどの送信データであるのかを確認する（ステップＳＴ１２）。【００５０】  パルス変調器３１は、データ送信器１２から出力されたデータがコマンドなどの送信データであると認定すると、そのコマンドなどの送信データに応じて、ＲＦ信号発振器１１から発振されたＲＦ信号をパルス変調（例えば、ＣＷ変調）し、そのパルス信号を増幅器３２に出力する。
この際、パルス変調器３１は、データ送信器１２から出力されたデータがコマンドなどの送信データであるので、そのパルス信号のデュティ比が第１のデュティ比になるようにパルス変調する（ステップＳＴ１６）。【００５１】  電力供給用の定型データである場合の第２のデュティ比より、第１のデュティ比の方が小さいので、図１０に示すように、パルス変調器３１から出力されるパルス信号のオン期間とオフ期間は略一致する（電力供給用のパルス信号のオン期間は、オフ期間と比べて極めて短いものとなる）。【００５２】  電力供給装置１の増幅器３２は、パルス変調器３１からパルス信号を受けると、データ送信器１２から出力されたデータが電力供給用の定型データであるのか、コマンドなどの送信データであるのかを確認する。
増幅器３２は、データ送信器１２から出力されたデータがコマンドなどの送信データであると認定すると、パルス変調器３１から出力されたパルス信号を第１の増幅率で増幅する（ステップＳＴ１７）。【００５３】  電力供給用の定型データである場合の第２の増幅率より、第１の増幅率の方が小さいので、図１０に示すように、増幅器３２から出力されるパルス信号のピーク電力は小さくなる。
ただし、パルス信号のオン期間がオフ期間と略一致するので、増幅後のパルス信号の平均電力は、電力供給用の定型データであるパルス信号を増幅した場合の平均電力と一致する。【００５４】  電力供給装置１のアンテナ１８は、増幅器３２から増幅後のパルス信号を受けると、そのパルス信号を空中に放射することにより、そのパルス信号を非接触型無線通信機器２に送信する（ステップＳＴ１５）。【００５５】  非接触型無線通信機器２のアンテナ２１は、電力供給装置１から送信されたパルス信号を受信する。
非接触型無線通信機器２の復調回路２４は、充電回路２２のコンデンサ２３に蓄積されている電荷を電力源として利用して、アンテナ２１により受信されたパルス信号を復調するなどの処理を実施する。【００５６】  以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、電力供給用のパルス信号を送信する場合、送信データであるパルス信号を送信する場合より、パルス変調器３１が当該パルス信号のデュティ比を大きくし、かつ、増幅器３２が当該パルス信号の増幅率を高めて、当該パルス信号のピーク電力を高めるように構成したので、非接触型無線通信機器２までの距離が長くても、ピーク電力が大きいパルス信号を送信することによって、非接触型無線通信機器２のコンデンサ２３を充電することができる効果を奏する。【００５７】  なお、この実施の形態３では、パルス変調器３１及び増幅器３２がデータ送信器１２からデータを受けると、そのデータが電力供給用の定型データであるのか、コマンドなどの送信データであるのかを確認するものについて示したが、データ送信器１２が電力供給用の定型データであるのか、コマンドなどの送信データであるのかを示す制御信号をパルス変調器３１及び増幅器３２に出力することにより、パルス変調器３１が当該制御信号に応じて第１又は第２のデュティ比を選択し、増幅器３２が当該制御信号に応じて第１又は第２の増幅率を選択するようにしてもよい。【００５８】実施の形態４．
図１１はこの発明の実施の形態４による電力供給装置を示す構成図であり、図において、図８と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
増幅器４１はパルス変調器３１から出力されたパルス信号を増幅する第１の増幅手段を構成している。増幅器４２は増幅器４１により増幅されたパルス信号を増幅する第２の増幅手段を構成している。【００５９】  切換スイッチ４３はデータ送信器１２から出力されたデータが電力供給用の定型データである場合、増幅器４１と増幅器４２を接続し、データ送信器１２から出力されたデータがコマンドなどの送信データである場合、増幅器４１と切換スイッチ４４を接続する。
切換スイッチ４４はデータ送信器１２から出力されたデータが電力供給用の定型データである場合、増幅器４２とアンテナ１８を接続し、データ送信器１２から出力されたデータがコマンドなどの送信データである場合、切換スイッチ４３とアンテナ１８を接続する。なお、アンテナ１８及び切換スイッチ４３，４４から送信手段が構成されている。
図１２はこの発明の実施の形態４による電力供給方法を示すフローチャートである。【００６０】  次に動作について説明する。
まず、電力供給装置１のデータ送信器１２は、上記実施の形態３と同様に、コマンドなどの送信データを出力する前に、電力供給用の定型データをパルス変調器３１に出力する（ステップＳＴ２１）。【００６１】  電力供給装置１のパルス変調器３１は、データ送信器１２からデータを受けると、上記実施の形態３と同様に、そのデータが電力供給用の定型データであるのか、コマンドなどの送信データであるのかを確認する（ステップＳＴ２２）。
パルス変調器３１は、データ送信器１２から出力されたデータが電力供給用の定型データであると認定すると、電力供給用の定型データに応じて、ＲＦ信号発振器１１から発振されたＲＦ信号をパルス変調（例えば、ＡＳＫ変調）し、そのパルス信号を増幅器４１に出力する。【００６２】  この際、パルス変調器３１は、データ送信器１２から出力されたデータが電力供給用の定型データであるので、そのパルス信号のデュティ比が第２のデュティ比になるようにパルス変調する（ステップＳＴ２３）。
コマンドなどの送信データである場合の第１のデュティ比より、第２のデュティ比の方が大きいので、図１０に示すように、パルス変調器３１から出力されるパルス信号のオン期間が、オフ期間と比べて極めて短いものとなる（コマンドなどの送信データであるパルス信号のオン期間は、オフ期間と略一致している）。【００６３】  電力供給装置１の増幅器４１は、パルス変調器３１からパルス信号を受けると、そのパルス信号を所定の増幅率で増幅する。
電力供給装置１の切換スイッチ４３，４４は、データ送信器１２からデータを受けると、そのデータが電力供給用の定型データであるのか、コマンドなどの送信データであるのかを確認する。【００６４】  切換スイッチ４３は、データ送信器１２から出力されたデータが電力供給用の定型データであると認定すると、増幅器４１と増幅器４２を接続する。
また、切換スイッチ４４は、データ送信器１２から出力されたデータが電力供給用の定型データであると認定すると、増幅器４２とアンテナ１８を接続する。【００６５】  これにより、増幅器４１により増幅されたパルス信号は、増幅器４２に入力されて、増幅器４２により増幅され、増幅器４２による増幅後のパルス信号がアンテナ１８に出力される（ステップＳＴ２４）。
電力供給装置１のアンテナ１８は、切換スイッチ４４を介して、増幅器４２からパルス信号を受けると、そのパルス信号を空中に放射することにより、そのパルス信号を非接触型無線通信機器２に送信する（ステップＳＴ２５）。【００６６】  非接触型無線通信機器２のアンテナ２１は、電力供給装置１から送信されたパルス信号を受信する。
非接触型無線通信機器２の充電回路２２は、アンテナ２１がパルス信号を受信すると、そのパルス信号によってコンデンサ２３を充電する。【００６７】  電力供給装置１のデータ送信器１２は、上記のようにして、アンテナ１８からパルス信号が送信されると、上記実施の形態３と同様に、コマンドなどの送信データをパルス変調器３１に出力する（ステップＳＴ２１）。
電力供給装置１のパルス変調器３１は、データ送信器１２からデータを受けると、上記実施の形態３と同様に、そのデータが電力供給用の定型データであるのか、コマンドなどの送信データであるのかを確認する（ステップＳＴ２２）。【００６８】  パルス変調器３１は、データ送信器１２から出力されたデータがコマンドなどの送信データであると認定すると、そのコマンドなどの送信データに応じて、ＲＦ信号発振器１１から発振されたＲＦ信号をパルス変調（例えば、ＣＷ変調）し、そのパルス信号を増幅器４１に出力する（ステップＳＴ２６）。【００６９】  この際、パルス変調器３１は、データ送信器１２から出力されたデータがコマンドなどの送信データであるので、そのパルス信号のデュティ比が第１のデュティ比になるようにパルス変調する。
電力供給用の定型データである場合の第２のデュティ比より、第１のデュティ比の方が小さいので、図１０に示すように、パルス変調器３１から出力されるパルス信号のオン期間とオフ期間は略一致する（電力供給用のパルス信号のオン期間は、オフ期間と比べて極めて短いものとなる）。【００７０】  電力供給装置１の増幅器４１は、パルス変調器３１からパルス信号を受けると、そのパルス信号を所定の増幅率で増幅する。
電力供給装置１の切換スイッチ４３，４４は、データ送信器１２からデータを受けると、そのデータが電力供給用の定型データであるのか、コマンドなどの送信データであるのかを確認する。
切換スイッチ４３は、データ送信器１２から出力されたデータがコマンドなどの送信データであると認定すると、増幅器４１と切換スイッチ４４を接続する。
また、切換スイッチ４４は、データ送信器１２から出力されたデータがコマンドなどの送信データであると認定すると、切換スイッチ４３とアンテナ１８を接続する。【００７１】  これにより、増幅器４１により増幅されたパルス信号は、増幅器４２に入力されず、アンテナ１８に出力される（ステップＳＴ２７）。
電力供給装置１のアンテナ１８は、切換スイッチ４３，４４を介して、増幅器４１からパルス信号を受けると、そのパルス信号を空中に放射することにより、そのパルス信号を非接触型無線通信機器２に送信する（ステップＳＴ２５）。【００７２】  非接触型無線通信機器２のアンテナ２１は、電力供給装置１から送信されたパルス信号を受信する。
非接触型無線通信機器２の復調回路２４は、充電回路２２のコンデンサ２３に蓄積されている電荷を電力源として利用して、アンテナ２１により受信されたパルス信号を復調するなどの処理を実施する。【００７３】  以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、電力供給用のパルス信号を送信する場合、送信データであるパルス信号を送信する場合より、パルス変調器３１が当該パルス信号のデュティ比を大きくし、かつ、増幅器４１と増幅器４２が当該パルス信号を増幅して、当該パルス信号のピーク電力を高めるように構成したので、非接触型無線通信機器２までの距離が長くても、ピーク電力が大きいパルス信号を送信することによって、非接触型無線通信機器２のコンデンサ２３を充電することができる効果を奏する。【００７４】  なお、この実施の形態４では、パルス変調器３１及び切換スイッチ４３，４４がデータ送信器１２からデータを受けると、そのデータが電力供給用の定型データであるのか、コマンドなどの送信データであるのかを確認するものについて示したが、データ送信器１２が電力供給用の定型データであるのか、コマンドなどの送信データであるのかを示す制御信号をパルス変調器３１及び切換スイッチ４３，４４に出力することにより、パルス変調器３１が当該制御信号に応じて第１又は第２のデュティ比を選択し、切換スイッチ４３，４４が当該制御信号に応じて接続先を選択するようにしてもよい。【００７５】実施の形態５．
図１３はこの発明の実施の形態５による電力供給装置を示す構成図であり、図において、図１１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
サーキュレータ４５は増幅器４１又は増幅器４２から出力されたパルス信号をアンテナ１８に出力する一方、そのアンテナ１８により受信されたパルス信号を増幅器４７に出力する。
この実施の形態５では、アンテナ１８、切換スイッチ４３，４４及びサーキュレータ４５から送受信手段が構成されている。【００７６】  スイッチ４６はサーキュレータ４５が増幅器４１又は増幅器４２から出力されたパルス信号をアンテナ１８に出力する場合にはオフ状態になり、サーキュレータ４５がアンテナ１８により受信されたパルス信号を増幅器４７に出力する場合にはオン状態になる。
増幅器４７はアンテナ１８により受信されたパルス信号を増幅し、復調回路４８は増幅器４７により増幅されたパルス信号を復調するなどの処理を実施する。なお、増幅器４７及び復調回路４８から復調手段が構成されている。【００７７】  上記実施の形態４では、電力供給装置１がパルス信号を非接触型無線通信機器２に送信するものについて示したが、電力供給装置１が非接触型無線通信機器２から送信されたパルス信号を受信して、そのパルス信号を復調するなどの処理を実施するようにしてもよい。【００７８】  即ち、電力供給装置１がパルス信号を非接触型無線通信機器２に送信する場合には、電力供給装置１のサーキュレータ４５が増幅器４１又は増幅器４２から出力されたパルス信号をアンテナ１８に出力することにより、そのパルス信号を非接触型無線通信機器２に送信する。
この際、増幅器４１又は増幅器４２から出力されたパルス信号の一部が、サーキュレータ４５を通過して、復調回路４８側に至る不具合を防止するため、スイッチ４６がオフ状態になる。【００７９】  一方、電力供給装置１が非接触型無線通信機器２から送信されたパルス信号を受信する場合、電力供給装置１のサーキュレータ４５がアンテナ１８により受信されたパルス信号を増幅器４７に出力する。
この際、アンテナ１８により受信されたパルス信号を増幅器４７に与えるために、スイッチ４６がオン状態になる。
なお、スイッチ４６は、例えば、データ送信器１２からのデータの出力の有無に応じて、オン・オフ状態を切り換えるようにする。【００８０】  この実施の形態５によれば、上記実施の形態４と同様に、非接触型無線通信機器２までの距離が長くても、ピーク電力が大きいパルス信号を送信することによって、非接触型無線通信機器２のコンデンサ２３を充電することができるとともに、非接触型無線通信機器２から送信されたパルス信号を受信して、そのパルス信号を復調するなどの処理を実施することができる効果を奏する。【００８１】実施の形態６．
上記実施の形態３〜５では、パルス変調器３１がＲＦ信号をパルス変調し、その変調信号であるパルス信号を出力するものについて示したが、そのＲＦ信号の変調方法はパルス変調に限るものではなく、例えば、包絡線が変動する変調信号を生成するデジタル変調方式（例えば、ＱＡＭ，ＯＦＤＭ，ＱＰＳＫ）を利用して、そのＲＦ信号を変調するようにしてもよく、上記実施の形態３〜５と同様の効果を奏することができる。【００８２】実施の形態７．
上記実施の形態３〜６では、電力供給装置１が電力供給用のパルス信号を非接触型無線通信機器２に送信してから、送信データであるパルス信号を非接触型無線通信機器２に送信するものについて示したが、電力供給用のパルス信号によって非接触型無線通信機器２における充電回路２２のコンデンサ２３に電荷が蓄積されても、非接触型無線通信機器２の復調回路２４がコンデンサ２３に蓄積されている電荷を電力源として利用すると、そのコンデンサ２３に蓄積されている電荷が徐々に減少するので、再度、電力供給用のパルス信号によってコンデンサ２３を充電する必要が生じる。【００８３】  例えば、コンデンサ２３に蓄積されている電荷が零になった段階で、電力供給装置１が電力供給用のパルス信号を非接触型無線通信機器２に送信する方法も考えられるが、この場合、電荷零の状態から電荷満の状態までコンデンサ２３を充電することになるので、コンデンサ２３の充電時間が長くなり、電力供給装置１と非接触型無線通信機器２間のデータ送受信の中断時間が長くなる不具合が発生する。【００８４】  そこで、この実施の形態７では、図１４に示すように、電力供給装置１が電力供給用のパルス信号を非接触型無線通信機器２に送信して、コンデンサ２３の初期充電を完了すると、コマンドなどの送信データであるパルス信号を非接触型無線通信機器２に送信したり、非接触型無線通信機器２から送信されるパルス信号を受信したりするが、所定時間（例えば、４００μ秒）が経過する毎に、電力供給用のパルス信号を繰り返し非接触型無線通信機器２に送信するようにする。【００８５】  これにより、非接触型無線通信機器２におけるコンデンサ２３に蓄積されていている電荷が零になる前に再充電されるため、図１５に示すように、コンデンサ２３の充電時間が短くなり、電力供給装置１と非接触型無線通信機器２間のデータ送受信の中断時間が短くなる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】  以上のように、この発明に係る電力供給装置及び電力供給方法は、電池などの電力源を搭載しておらず、外部から電力の供給を受けない限り、起動することができない非接触型無線通信機器などに用いるのに適している。
【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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