(57)【要約】【課題】リーダライタと応答器との間の高速通信時において安定した遠距離通信を実現する。【解決手段】リーダライタ１００は、アンテナ１４０、増幅回路２１０および振幅変調回路５２０を含む。増幅回路２１０は、搬送波信号を増幅する増幅トランジスタ２１１乃至２１４と、これらに電源電位を供給する電源回路２５１および２５２とを備える。振幅変調回路５２０は、通信速度に対応する負荷抵抗素子２２２および２２４と、それぞれに直列に接続される切替トランジスタ２２３および２２５とを備える。データ処理回路１１０は、応答器との通信速度に従って電源回路２５１および２５２の電源電位を変更して搬送波信号の増幅率を設定するとともに、負荷抵抗素子２２２および２２４を切り替えて変調度を設定する。これにより、高速通信時におけるアンテナ１４０の周波数特性による利得低下分を補償する。【選択図】図１５
2009282602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を介して応答する応答器に送信すべき情報であるデータ信号を搬送するための搬送波信号を生成する搬送波生成回路と、
前記搬送波生成回路により生成された搬送波信号を増幅する増幅回路と、
前記増幅された搬送波信号を前記データ信号により振幅変調する振幅変調回路と、
前記振幅変調により生成された伝送信号を前記応答器に伝送するための電磁波を発生させるアンテナ回路と、
前記伝送信号に対する前記応答器からの応答によって当該通信装置と前記応答器との間の通信速度を認識して当該通信速度に対応する前記伝送信号の増幅率によって前記増幅回路に前記伝送信号を増幅させる増幅率制御回路と
を具備する通信装置。
【請求項２】
前記増幅率制御回路は、前記増幅回路の増幅率を制御することによって前記通信速度に対応する前記伝送信号の増幅率を設定する請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記増幅率制御回路は、前記増幅回路の増幅率および前記振幅変調回路による前記搬送波信号を振幅変調する度合いを示す変調度の両者を制御することによって前記通信速度に対応する前記伝送信号の増幅率を設定する請求項２記載の通信装置。
【請求項４】
前記増幅回路は、当該増幅回路の増幅率を制御するための電源電位を印加する電源回路と、前記アンテナ回路に流れる電流の増幅率が前記電源電位により変化する複数の増幅トランジスタとを含み、
前記増幅率制御回路は、前記電源回路により印加される電源電位を前記通信速度に対応する電源電位に設定することによって前記増幅回路の増幅率を制御する
請求項２記載の通信装置。
【請求項５】
前記増幅率制御回路は、前記振幅変調回路による前記搬送波信号を振幅変調する度合いを示す変調度を制御することによって前記通信速度に対応する前記伝送信号の増幅率を設定する請求項１記載の通信装置。
【請求項６】
電磁波を介して応答する応答装置と、
前記応答装置に送る情報であるデータ信号を搬送するための搬送波信号を生成する搬送波生成回路と、前記搬送波生成回路により生成された搬送波信号を増幅する増幅回路と、前記増幅された搬送波信号を前記データ信号により振幅変調する振幅変調回路と、前記振幅変調により生成された伝送信号を前記応答装置に伝送するための電磁波を発生させるアンテナ回路と、前記伝送信号に対する前記応答装置からの応答によって当該通信装置と前記応答装置との間の通信速度を認識して当該通信速度に対応する前記伝送信号の増幅率によって前記増幅回路に前記伝送信号を増幅させる増幅率制御回路とを備える通信装置と
を具備する通信システム。
【請求項７】
電磁波を介して応答する応答器に送る情報であるデータ信号を搬送するための搬送波信号を生成する搬送波生成回路と、前記搬送波生成回路により生成された搬送波信号を増幅する増幅回路と、前記データ信号により前記増幅された搬送波信号を振幅変調する振幅変調回路と、前記振幅変調により生成された伝送信号を前記応答器に伝送するための電磁波を発生させるアンテナ回路とを備える通信装置における増幅率制御方法であって、
前記応答器に前記データ信号としてポーリングのためのコマンドを送るコマンド送信手順と、
前記応答器により生成された電磁波を介して当該通信装置と前記応答器との間の通信速度を認識する通信速度認識手順と、
前記認識された前記通信速度に対応する前記伝送信号の増幅率によって前記増幅回路に前記伝送信号を増幅させる増幅率制御手順と
を具備する増幅率制御方法。
【請求項８】
電磁波を介して応答する応答器に送る情報であるデータ信号を搬送するための搬送波信号を生成する搬送波生成回路と、前記搬送波生成回路により生成された搬送波信号を増幅する増幅回路と、前記データ信号により前記増幅された搬送波信号を振幅変調する振幅変調回路と、前記振幅変調により生成された伝送信号を前記応答器に伝送するための電磁波を発生させるアンテナ回路とを備える通信装置において、
前記応答器に前記データ信号としてポーリングのためのコマンドを送るコマンド送信手順と、
前記応答器により生成された電磁波を介して当該通信装置と前記応答器との間の通信速度を認識する通信速度認識手順と、
前記認識された前記通信速度に対応する前記伝送信号の増幅率によって前記増幅回路に前記伝送信号を増幅させる増幅率制御手順と
をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置に関し、特に電磁波を介してデータを送信する通信装置、および、その制御方法ならびに当該制御方法をコンピュータに実行させるプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ（Integrated Circuit）カードシステムは、携帯可能なＩＣカードと、そのＩＣカードに記憶されている情報を読み出し、もしくは、ＩＣカードに所定の情報を記憶させるリーダライタとから構成される。このようなＩＣカードシステムにおいて、ＩＣカードとリーダライタとの間で電磁波を介することにより通信を行うものが広く利用されている。このような電磁波を介する通信は非接触通信と呼ばれる。また、この非接触通信を利用したＩＣカードは非接触ＩＣカードと呼ばれる。
【０００３】
この非接触ＩＣカードとリーダライタとの間の非接触通信においては、非接触ＩＣカードの用途などに応じて複数の通信方式および複数の通信速度が存在する。そのため、非接触ＩＣカードの備える通信方式や通信速度に応じて変調方式や符号化方式などを切り替えて通信を行うリーダライタが広く用いられている。例えば、通信対象に応じて通信方式を切り替える際にその通信方式に適した送信レベルに設定する通信装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このように、通信方式に応じて送信レベルを調整することによって、より安定した通信を行うことができる。ここで、一般的なリーダライタの構成について次図を参照して説明する。
【０００４】
図１８は、従来のリーダライタの一構成例を示す概念図である。リーダライタ８００は、データ処理回路８１０と、搬送波生成回路８２０と、増幅変調回路８３０と、アンテナ８４０とを備える。
【０００５】
データ処理回路８１０は、通信対象となる応答器に送信すべき情報をデジタル化して所定の通信速度によりデータ信号を生成するものである。データ処理回路８１０は、例えば、通信速度が２１２Ｋｂｐｓや４２４Ｋｂｐｓのデータ信号を生成する。このデータ処理回路８１０は、生成したデータ信号を増幅変調回路８３０に信号線８０１を介して供給する。なお、ここにいう応答器とは、リーダライタからの要求コマンドに対して応答するトランスポンダ（transponder）であり、例えば、非接触ＩＣカードにより実現される。
【０００６】
搬送波生成回路８２０は、データ信号を搬送するための搬送波信号を生成するものである。この搬送波生成回路８２０は、生成した搬送波信号を増幅変調回路８３０に供給する。なお、搬送波信号の周波数は、対象となる応答器に対して最も効率良く電力を供給することができる周波数として、例えば１３．５６ＭＨｚを想定する。
【０００７】
増幅変調回路８３０は、搬送波生成回路８２０により生成された搬送波信号を増幅するとともに、その増幅した搬送波信号をデータ処理回路８１０からのデータ信号によって振幅変調するものである。この増幅変調回路８３０は、その増幅した搬送波信号を振幅変調することによって生成される振幅変調波である伝送信号をアンテナ８４０に供給する。
【０００８】
アンテナ８４０は、コイルと容量とから構成される共振回路であり、電磁波を発生させるものである。このアンテナ８４０は、増幅変調回路８３０により生成された伝送信号を、電磁波を介して送信する。
【０００９】
図１９は、データ処理回路８１０と増幅変調回路８３０との出力波形の関係例を示すタイミングチャートである。ここでは、縦軸を電圧とし、横軸を時間軸としている。データ信号８０１は、データ処理回路８１０により生成されたデータ信号の電位変化を示している。増幅変調回路出力信号８３１は、増幅した搬送波信号をデータ信号８０１によって振幅変調することによって生成された増幅変調回路８３０の出力信号である伝送信号の電位変化を示している。
【００１０】
この場合、データ信号８０１の電位がＨ（Ｈｉｇｈ）レベルになると、増幅変調回路出力信号８３１の振幅が大きくなる（ＶＨ０）。一方、データ信号８０１の電位がＬ（Ｌｏｗ）レベルになると、増幅変調回路出力信号８３１の振幅が小さくなる（ＶＬ０）。また、Ｈレベルの振幅（ＶＨ０）およびＬレベルの振幅（ＶＬ０）の大きさは、通信速度によらず一定である。このように、データ信号８０１を搬送波信号に重畳した伝送信号を送信することによって、通信対象となる応答器にデータ信号８０１を伝送する。なお、データ信号８０１のＬレベル時における増幅変調回路出力信号８３１の振幅（ＶＬ０）が、増幅された搬送波信号の振幅になる。なお、振幅変調の度合いを示す変調度の算出においては、ＶＨ０−（（ＶＨ０−ＶＬ０）／２）が搬送波の振幅として定義される。そのため、データ信号８０１のＨレベル時およびＬレベル時における増幅変調回路出力信号８３１の振幅ＶＨ０およびＶＬ０が基準レベルに対して正負対称であるとした場合、増幅変調回路出力信号８３１の変調度（ｍ）は次式により表される。
ｍ＝（（ＶＨ０−ＶＬ０）／（ＶＨ０＋ＶＬ０））×１００［％］
【００１１】
図２０は、アンテナ８４０により電磁波を介して送信される伝送信号のスペクトラムを例示する概念図である。ここでは、縦軸を電磁波強度とし、横軸を電磁波の周波数とする。アンテナ周波数特性８４１は、アンテナ８４０の周波数特性であり、搬送波周波数の１３．５６ＭＨｚがピークとなるように設定されている。
【００１２】
搬送波８２１は、搬送波信号の周波数成分を示している。２１２Ｋｂｐｓの変調波成分８１１は、通信速度２１２Ｋｂｐｓのときのデータ信号で搬送波信号を振幅変調することによって生成させる変調波成分を示しており、搬送波８２１の両サイドに生成される。４２４Ｋｂｐｓの変調波成分８１２は、通信速度４２４Ｋｂｐｓのときのデータ信号で搬送波信号を振幅変調することによって生成させる変調波成分を示しており、２１２Ｋｂｐｓデータの変調波成分８１１に比べ、搬送波８２１より離れて生成される。
【００１３】
これにより、通信速度が大きくなるに従って、変調波成分が搬送波周波数より離れていくことがわかる。なお、ここでは、説明の便宜上、変調波成分８１１および８１２を一緒に示しているが、実際には、いずれか一方の通信速度によって通信が行われるため、いずれか一方の変調波成分しか表れない。また、変調波成分８１１および８１２は、変調波の主成分を概念的に表わしたものであり、実際の波形は、変調波成分８１１および８１２付近を頂点とした山なりとなる。
【００１４】
このように、アンテナ８４０により電磁波を介して送信される変調波成分は、２１２ｋｐｓの変調波成分８１１の電磁波強度に比べ、４２４ｋｐｓの変調波成分８１２の方が低くなることがわかる。これは、アンテナ８４０のアンテナ周波数特性８４１が搬送波周波数により搬送波周波数１３．５６ＭＨｚから離れるにつれて、アンテナ８４０の利得が低下するからである。
【００１５】
また、仮に、アンテナ８４０により２１２ｋｐｓの変調波成分８１１と同等の電磁波強度で４２４ｋｐｓの変調波成分８１２を出力できたとしても、図２１に示すように、応答器におけるアンテナの受信電位は、高速通信（４２４Ｋｂｐｓ）の方が低下してしまう。これは、通信速度が速くなるほど応答器において消費するエネルギーが高くなるからである。
【特許文献１】特開２００３−０１８０４３号公報（図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述の従来技術では、通信対象となる応答器が備える通信方式に対応する通信方式に切り替えるとともに送信レベルを調整することによって、より安定した通信を実現することができる。しかしながら、応答器とリーダライタとの間の通信パラメータとしては通信方式だけでなく通信速度の種類も複数存在する。そのため、例えば、通信速度を４２４Ｋｂｐｓに設定して通信を行う場合には、リーダライタのアンテナ特性や応答器の受信特性に起因して、通信速度２１２Ｋｂｐｓの場合に比べ、応答器において受信される伝送信号の受信レベルが低下してしまう。これにより、応答器との十分な通信距離が確保できず、安定した通信が行えないおそれがある。ここで、リーダライタに高速通信に対応するアンテナをさらに備えることによって、高速通信時における応答器の受信レベルを増大させる構成も考えられるが、その場合、リーダライタの回路規模が多くなり、回路構成も複雑になってしまう。
【００１７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、回路規模の拡大を抑制しつつ高速通信時においても安定した遠距離通信を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その第１の側面は、電磁波を介して応答する応答器に送る情報であるデータ信号を搬送するための搬送波信号を生成する搬送波生成回路と、上記搬送波生成回路により生成された搬送波信号を増幅する増幅回路と、上記増幅された搬送波信号を上記データ信号により振幅変調する振幅変調回路と、上記振幅変調により生成された伝送信号を上記応答器に伝送するための電磁波を発生させるアンテナ回路と、上記伝送信号に対する上記応答器からの応答によって当該通信装置と上記応答器との間の通信速度を認識して当該通信速度に対応する上記伝送信号の増幅率によって上記増幅回路に上記伝送信号を増幅させる増幅率制御回路とを具備する通信装置である。これにより、応答器からの応答によって通信装置と応答器との間の通信速度を認識して当該通信速度に対応する伝送信号の増幅率によって増幅回路に伝送信号を増幅させるという作用をもたらす。
【００１９】
また、この第１の側面において、上記増幅率制御回路は、上記増幅回路の増幅率を制御することによって上記通信速度に対応する上記伝送信号の増幅率を設定するようにしてもよい。これにより、増幅回路の増幅率を制御することによって伝送信号の増幅率を設定させるという作用をもたらす。この場合において、上記増幅率制御回路は、上記増幅回路の増幅率および上記振幅変調回路による上記搬送波信号を振幅変調する度合いを示す変調度の両者を制御することによって上記通信速度に対応する上記伝送信号の増幅率を設定するようにしてもよい。これにより、増幅回路の増幅率および振幅変調回路による搬送波信号を振幅変調する度合いを示す変調度の両者を制御することによって通信速度に対応する記伝送信号の増幅率を設定させるという作用をもたらす。
【００２０】
また、上記増幅率制御回路は、上記増幅回路の増幅率を制御することによって上記通信速度に対応する上記伝送信号の増幅率を設定する場合において、上記増幅回路は、当該増幅回路の増幅率を制御するための電源電位を印加する電源回路と、上記アンテナ回路に流れる電流の増幅率が上記電源電位により変化する複数の増幅トランジスタとを含み、上記増幅率制御回路は、上記電源回路により印加される電源電位を上記通信速度に対応する電源電位に設定することによって上記増幅回路の増幅率を制御するようにしてもよい。これにより、電源回路の電源電位を変化させて複数の増幅トランジスタの電流の増幅率を設定することによって増幅回路の増幅率を制御させるという作用をもたらす。
【００２１】
また、この第１の側面において、上記増幅率制御回路は、上記振幅変調回路による上記搬送波信号を振幅変調する度合いを示す変調度を制御することによって上記通信速度に対応する上記伝送信号の増幅率を設定するようにしてもよい。これにより、変調度を制御することによって伝送信号の増幅率を設定させるという作用をもたらす。
【００２２】
また、本発明の第２の側面は、電磁波を介して応答する応答装置と、上記応答装置に送る情報であるデータ信号を搬送するための搬送波信号を生成する搬送波生成回路と、上記搬送波生成回路により生成された搬送波信号を増幅する増幅回路と、上記増幅された搬送波信号を上記データ信号により振幅変調する振幅変調回路と、上記振幅変調により生成された伝送信号を上記応答装置に伝送するための電磁波を発生させるアンテナ回路と、上記伝送信号に対する上記応答装置からの応答によって当該通信装置と上記応答装置との間の通信速度を認識して当該通信速度に対応する上記伝送信号の増幅率によって上記増幅回路に上記伝送信号を増幅させる増幅率制御回路とを備える通信装置とを具備する通信システムである。これにより、応答装置からの応答によって通信装置と応答装置との間の通信速度を認識して当該通信速度に対応する伝送信号の増幅率によって増幅回路に伝送信号を増幅させるという作用をもたらす。
【００２３】
また、本発明の第３の側面は、電磁波を介して応答する応答器に送る情報であるデータ信号を搬送するための搬送波信号を生成する搬送波生成回路と、上記搬送波生成回路により生成された搬送波信号を増幅する増幅回路と、上記データ信号により上記増幅された搬送波信号を振幅変調する振幅変調回路と、上記振幅変調により生成された伝送信号を上記応答器に伝送するための電磁波を発生させるアンテナ回路とを備える通信装置における増幅率制御方法であって、上記応答器に上記データ信号としてポーリングのためのコマンドを送るコマンド送信手順と、上記応答器により生成された電磁波を介して当該通信装置と上記応答器との間の通信速度を認識する通信速度認識手順と、上記認識された上記通信速度に対応する上記伝送信号の増幅率によって上記増幅回路に上記伝送信号を増幅させる増幅率制御手順とを具備する通信装置における増幅率制御方法またはこれら手順をコンピュータに実行させるプログラムである。これにより、応答器からの応答によって通信速度を認識して当該通信速度に対応する伝送信号の増幅率によって増幅回路に伝送信号を増幅させるという作用をもたらす。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、回路規模の拡大を抑制しつつ高速通信時においても安定した遠距離通信を実現することができるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の実施の形態における通信システムの一構成例を示す概念図である。この通信システムは、電磁波を介して通信対象と通信を行うリーダライタ１００と、リーダライタ１００からの要求コマンドに対して電磁波を介して応答する応答器３００とを備える。
【００２７】
リーダライタ１００は、データ処理回路１１０と、搬送波生成回路１２０と、増幅変調回路２００と、アンテナ１４０とを備える。
【００２８】
データ処理回路１１０は、通信対象となる応答器３００に送信すべき情報をデジタル化して所定の通信速度によりデータ信号を生成するものである。例えば、データ処理回路１１０は、通信速度が２１２Ｋｂｐｓまたは４２４Ｋｂｐｓのデータ信号を生成する。このデータ処理回路１１０は、生成したデータ信号を増幅変調回路２００にデータ線１０１を介して供給する。また、データ処理回路１１０は、応答器３００の対応するデータ信号の通信速度を応答器３００から受け取って、その通信速度に対応する増幅変調回路２００の増幅率に設定する。さらに、このデータ処理回路１１０は、制御線１０２を介して増幅変調回路２００の増幅率を設定する。なお、データ処理回路１１０は、特許請求の範囲に記載の増幅率制御回路の一例である。
【００２９】
搬送波生成回路１２０は、データ信号を搬送するための搬送波信号を生成するものである。この搬送波生成回路１２０は、生成した搬送波信号を増幅変調回路２００に供給する。なお、搬送波信号の周波数は、通信対象となる応答器３００に対して最も効率良く電力を供給することができる周波数として、例えば１３．５６ＭＨｚを想定する。なお、搬送波生成回路１２０は、特許請求の範囲に記載の搬送波生成回路の一例である。
【００３０】
増幅変調回路２００は、搬送波生成回路１２０により生成された搬送波信号を増幅するとともに、その増幅した搬送波信号をデータ処理回路１１０からのデータ信号によって振幅変調するものである。また、増幅変調回路２００は、その増幅した搬送波信号を振幅変調することによって生成される振幅変調波である伝送信号を制御線１０２からの制御信号に基づいた増幅率で増幅する。なお、増幅変調回路２００は、特許請求の範囲に記載の増幅回路および振幅変調回路の一例である。
【００３１】
アンテナ１４０は、コイルと容量とから構成される共振回路であり、電磁波を発生させるものである。このアンテナ１４０は、増幅変調回路２００により生成された伝送信号を応答器３００に、電磁波を介して送信する。なお、このアンテナ１４０は、アンテナ利得のピークが１３．５６ＭＨｚになるように調整される。なお、アンテナ１４０は、特許請求の範囲に記載のアンテナ回路の一例である。
【００３２】
応答器３００は、制御回路３１０と、アンテナ３２０とを備える。この応答器３００は、トランスポンダ（transponder）のことであり、例えば、非接触ＩＣカードにより実現される。なお、応答器３００は、特許請求の範囲に記載の応答器または応答装置の一例である。
【００３３】
制御回路３１０は、リーダライタ１００からの要求コマンドを処理して、その処理結果をリーダライタ１００に返信するものである。この制御回路３１０は、例えば、リーダライタ１００からのポーリングのコマンドに対して応答器３００において対応可能な通信速度をリーダライタ１００に返す。
【００３４】
アンテナ３２０は、コイルと容量とから構成される共振回路であり、電磁波を介して制御回路３１０からの処理結果をリーダライタ１００に送信するものである。
【００３５】
なお、リーダライタ１００は、特許請求の範囲に記載の通信装置の一例である。
【００３６】
図２は、本発明の実施の形態におけるリーダライタ１００の第１の実施例の一構成例を示す回路図である。ここでは、搬送波生成回路１２０と、増幅回路２１０と、振幅変調回路２２０と、インバータ２３０と、アンテナ１４０とが示されている。そして、増幅変調回路２００は、増幅回路２１０と、振幅変調回路２２０と、インバータ２３０とを備える。また、ここでは、応答器３００との間の通信速度は２１２Ｋｂｐｓまたは４２４Ｋｂｐｓの何れか一方であることを想定している。
【００３７】
増幅回路２１０は、搬送波生成回路１２０により生成された搬送波信号を増幅するものである。この増幅回路２１０は、電流を増幅する増幅トランジスタ２１１乃至２１４と、データ処理回路１１０からの指示に基づいて電源電位を増幅トランジスタ２１１乃至２１４に供給する電源回路２５１および２５２とを備える。なお、増幅回路２１０のトランジスタの個数は、応答器との間の想定する通信距離に応じて決められるものである。また、電源回路２５１および２５２は、それぞれの電位が互いに等しくになるように設定される。なお、増幅回路２１０は、特許請求の範囲に記載の増幅回路の一例である。
【００３８】
増幅トランジスタ２１１および２１２は、増幅トランジスタ２１１および２１２のコレクタが電源回路２５１およびアンテナ１４０の一端に接続され、増幅トランジスタ２１１および２１２のベースが搬送波生成回路１２０に接続され、増幅トランジスタ２１１および２１２のエミッタが振幅変調回路２２０を介して接地される。一方、増幅トランジスタ２１３および２１４は、増幅トランジスタ２１３および２１４のコレクタが電源回路２５２およびアンテナ１４０の他端に接続され、増幅トランジスタ２１３および２１４のベースがインバータ２３０に接続され、増幅トランジスタ２１３および２１４のエミッタが振幅変調回路２２０を介して接地される。
【００３９】
これにより、制御線１０２を介して電源回路２５１および２５２の電源電位を制御することによって、増幅トランジスタ２１１乃至２１４に流れる電流の増幅率を変化させることができる。すなわち、データ処理回路１１０は、通信速度が４２４Ｋｂｐｓの場合には、通信速度が２１２Ｋｂｐｓの場合に比べて電源回路２５２および２５２の電源電位をより高く設定することによって、伝送信号の増幅率を大きくすることができる。
【００４０】
振幅変調回路２２０は、伝送信号の振幅を変位させるための負荷抵抗素子２２１および２２２と、データ信号に基づいて伝送信号の振幅を変位させるスイッチとしての切替トランジスタ２２３とを備える。なお、振幅変調回路２２０は、特許請求の範囲に記載の振幅変調回路の一例である。
【００４１】
負荷抵抗素子２２１は、負荷抵抗素子２２１の一端が増幅トランジスタ２１１乃至２１４のエミッタに接続され、他端が接地される。負荷抵抗素子２２２は、負荷抵抗素子２２２の一端が増幅トランジスタ２１１乃至２１４のエミッタに接続され、負荷抵抗素子２２２の一端が切替トランジスタ２２３のコレクタに接続される。切替トランジスタ２２３は、切替トランジスタ２２３のベースがデータ線１０１に接続され、切替トランジスタ２２３のコレクタが接地される。
【００４２】
これにより、データ線１０１から出力されるデータ信号の電位に基づいて切替トランジスタ２２３が導通または非導通となり、振幅変調回路２２０の合成抵抗値が変わることから、増幅された搬送波信号の振幅を変位させることができる。ここで、増幅変調回路２００の基本動作について次図を参照して説明する。
【００４３】
図３および図４は、増幅変調回路２００による搬送波信号の増幅に関する電流の流れを示す概念図である。ここでは、搬送波生成回路１２０から出力される搬送波信号のパルス信号の電位に応じた電流の流れが点線により示されている。また、電源回路２５１および２５２には、通信速度に対応する電源電位が設定されており、データ線１０１にはＬレベルの電位が供給されている場合を想定している。
【００４４】
図３には、搬送波信号がＬレベルの電位であり、かつ、データ信号がＬレベルの電位である場合における電流の流れが示されている。この場合、増幅トランジスタ２１１および２１２のベース電位には、Ｌレベルの電位が供給されるため、増幅トランジスタ２１１および２１２には電流が流れない。それに対し、増幅トランジスタ２１３および２１４のベースには、インバータ２３０により搬送波信号の電位が反転されるため、Ｈレベルの電位が供給される。ここで、増幅トランジスタ２１３および２１４のエミッタが負荷抵抗素子２２１を介して接地されていることから、増幅トランジスタ２１３および２１４から増幅された電流が出力される。このように、搬送波信号がＬレベルの電位である場合には、アンテナ１４０では右方向に増幅された電流が流れる。
【００４５】
図４には、搬送波信号がＨレベルの電位であり、かつ、データ信号がＬレベルの電位である場合における電流の流れが示されている。この場合、増幅トランジスタ２１１および２１２のベースには、Ｈレベルの電位が供給されるため、増幅トランジスタ２１１および２１２から増幅された電流が出力される。それに対し、増幅トランジスタ２１３および２１４のベースには、インバータ２３０によりＬレベルの電位が供給されるため、増幅トランジスタ２１３および２１４には電流が流れない。このように、搬送波信号がＨレベルの電位である場合には、アンテナ１４０では左方向に電流が流れる。
【００４６】
このように、データ信号がＬレベルの場合において、搬送波生成回路１２０により生成された搬送波信号のパルス信号に基づいて図３および図４の動作を繰り返すことによって、増幅回路２１０により増幅された搬送波信号が生成される。
【００４７】
図５は、振幅変調回路２２０による振幅変調に関する電流の流れを示す概念図である。ここでは、搬送波信号がＬレベルの電位であり、かつ、データ信号がＨレベルの電位である場合における電流の流れが点線により示されている。
【００４８】
この場合、図３で示したように、増幅トランジスタ２１３および２１４により増幅された電流がアンテナ１４０に流れる。また、切替トランジスタ２２３のベース電位がＨレベルであるため、切替トランジスタ２２３が導通状態となり、負荷抵抗素子２２１および２２２に電流が流れる。ここで、負荷抵抗素子２２１および２２２の合成抵抗値は、負荷抵抗素子２２１の抵抗値より小さくなるため、アンテナ１４０に流れる電流は、切替トランジスタ２２３が非導通状態のときに比べて大きくなる。
【００４９】
このように、データ信号がＨレベルのときには、負荷抵抗素子２２１および２２２に電流が流れ、データ信号がＬレベルのときには、図３に示したように、負荷抵抗素子２２１にのみ電流が流れる。ここで、負荷抵抗素子２２１および２２２の合成抵抗値の方が負荷抵抗素子２２１の抵抗値が小さいことから、アンテナ１４０には、データ信号がＨレベルのときに、データ信号がＬレベルのときよりも大きな電流が供給される。このようにして、データ信号の電位に基づいて図３および図５の動作を繰り返すことによって、振幅変調回路２２０により増幅された搬送波信号を振幅変調することができるようになる。また、搬送波信号がＨレベルの場合にも、上述の動作と同様に、データ信号がＨレベルのときには、抵抗素子２２１および２２２に電流が流れ、データ信号がＬレベルのときには、負荷抵抗素子２２１にのみ電流が流れるため、搬送波信号を振幅変調することになる。
【００５０】
図６は、図２におけるデータ処理回路１１０および増幅変調回路２００の出力波形の関係を例示するタイミングチャートである。ここでは、縦軸を電圧とし、横軸を時間軸としている。データ信号１０１は、データ処理回路１１０により生成された通信速度４２４Ｋｂｐｓのときのデータ信号の電位変化を示している。増幅変調回路出力信号８３１は、図１８で示した従来の増幅率固定の増幅変調回路８３０により出力される伝送信号の電位変化を示している。なお、増幅変調回路出力信号８３１は、図１９と同様であるため、ここでの説明を省略する。増幅変調回路出力信号２０１は、本発明の実施の形態におけるリーダライタ１００の第１の実施例における増幅変調回路２００により出力される伝送信号の電位変化を示している。
【００５１】
増幅変調回路出力信号２０１においては、データ信号１０１の電位がＨレベルになると、増幅変調回路出力信号２０１の振幅が大きくなる（ＶＨ１）。一方、データ信号１０１の電位がＬレベルになると、増幅変調回路出力信号２０１の振幅が小さくなる（ＶＬ１）。また、増幅変調回路出力信号２０１は、増幅変調回路出力信号８３１に比べて、データ信号１０１がＨレベルのときの振幅（ＶＨ１）とデータ信号１０１がＬレベルのときの振幅（ＶＬ１）とがともに大きくなっていることがわかる。これは、データ処理回路１１０により増幅回路２１０の電源回路２５１および２５２の電源電位を高くすることによって、増幅トランジスタ２１１乃至２１４の増幅率が大きくなったからである。
【００５２】
図７は、図２におけるリーダライタ１００により生成される伝送信号のスペクトラムを例示する概念図である。図７（ａ）は、増幅変調回路２００により出力された伝送信号のスペクトラムを示す概念図である。ここでは、縦軸を電圧とし、横軸を周波数とする。図７（ｂ）は、図７（ａ）で示した伝送信号をアンテナ１４０により電磁波を介して送信した場合のスペクトラムを示す概念図である。ここでは、縦軸を電磁波強度とし、横軸を電磁波の周波数とする。
【００５３】
図７（ａ）には、通信速度２１２Ｋｂｐｓのときの搬送波１２１および変調波成分１１１と、通信速度４２４Ｋｂｐｓのときの搬送波１２２および変調波成分１１２とが示されている。
【００５４】
２１２Ｋｂｐｓの搬送波１２１は、通信速度２１２Ｋｂｐｓのデータ信号を搬送するための搬送波信号の周波数成分である。２１２Ｋｂｐｓの変調波成分１１１は、通信速度２１２Ｋｂｐｓのときのデータ信号により搬送波信号を振幅変調することによって生成される変調波成分であり、搬送波１２１の両サイドに現れる。
【００５５】
４２４Ｋｂｐｓの搬送波１２２は、通信速度４２４Ｋｂｐｓのデータ信号を搬送するための搬送波信号の周波数成分である。４２４Ｋｂｐｓの変調波成分１１２は、通信速度４２４Ｋｂｐｓのときのデータ信号により搬送波信号を振幅変調することによって生成させる変調波成分であり、２１２Ｋｂｐｓの変調波成分１１１に比べ、搬送波１２２より離れて生成される。これにより、通信速度が大きくなるに従って、変調波成分が搬送周波数より離れていくことがわかる。これにより、通信速度が大きくなるに従って、変調波成分が搬送周波数より離れていくことがわかる。
【００５６】
また、４２４Ｋｂｐｓの搬送波１２２の電位は、２１２Ｋｂｐｓの搬送波１２１の電位より大きく、４２４Ｋｂｐｓの変調波成分１１２の電位は、２１２Ｋｂｐｓの変調波成分１１１の電位より大きいことがわかる。これは、上述のように、データ処理回路１１０により増幅回路２１０の電源回路２５１および２５２の電源電位を高く設定することによって、増幅トランジスタ２１１乃至２１４の増幅率が大きくなるからである。この増幅率が大きくなることにより、通信速度４２４Ｋｂｐｓのときの搬送波１２２および変調波成分１１２の電位が高くなる。
【００５７】
図７（ｂ）には、通信速度２１２Ｋｂｐｓのときの搬送波４２１および変調波成分４１１と、通信速度４２４Ｋｂｐｓのときの搬送波４２２および変調波成分４１２と、アンテナ周波数特性１４１とが示されている。アンテナ周波数特性１４１は、アンテナ１４０の周波数特性であり、搬送波周波数の１３．５６ＭＨｚがピークとなるように設定されている。ここでは、通信速度２１２Ｋｂｐｓのときの搬送波４２１および変調波成分４１１が図７（ｂ）の搬送波１２１および変調波成分１１１に対応し、通信速度４２４Ｋｂｐｓのときの搬送波４２２および変調波成分４１２が、図７（ｂ）の搬送波１２２および変調波成分１１２に対応する。
【００５８】
このように、電磁波に出力される伝送信号のレベルは、アンテナ周波数特性１４１により搬送波周波数から離れるに従って低下するが、通信速度４２４Ｋｂｐｓのときの変調波成分１１２の電位を高く設定することによって、アンテナ周波数特性１４１の利得低下分を補っていることがわかる。また、通信速度４２４Ｋｂｐｓの搬送波４２２は、通信速度２１２Ｋｂｐｓの搬送波４２１より電磁波強度が高くなっている。これは、２１２Ｋｂｐｓの搬送波１２１と４２４Ｋｂｐｓの搬送波１２２とが同一周波数であるため、アンテナ１４０の利得が変わらず、増幅変調回路におけるこれらの電位差の割合がそのまま電磁波強度の差として現れるからである。
【００５９】
なお、変調波成分１１１、１１２、４１１および４１２は、変調波の主成分を概念的に表わしたものであり、実際の波形は、変調波成分１１１，１１２，４１１および４１２付近を頂点とした山なりとなる。
【００６０】
図８は、本発明の実施の形態におけるデータ処理回路１１０の増幅率制御処理の処理手順例を示すフローチャートである。
【００６１】
まず、データ処理回路１１０においてデータ信号としてポーリングのコマンドが生成されると増幅変調回路２００によって搬送波信号にデータ信号が重畳された伝送信号が生成されて、アンテナ１４０を介して送信される（ステップＳ９１１）。なお、ステップＳ９１１は、特許請求の範囲に記載のコマンド送信手順の一例である。次に、応答器３００からポーリングのコマンドに対する応答コマンドを受信したか否かが判断される（ステップＳ９１２）。そして、応答器３００から応答コマンドを受信した場合には、その応答コマンドの内容が確認される（ステップＳ９１３）。一方、応答器３００から応答コマンドを受信しない場合には、所定の時間経過後、ステップＳ９１１に戻り、ポーリングのコマンドが再送される。
【００６２】
次に、その応答コマンドの内容に応じてその応答器３００が高速通信、例えば４２４Ｋｂｐｓに対応する能力があるか否かが判断される（ステップＳ９１４）。例えば、ポーリングの応答コマンドに通信速度を示すビットを設けて、そのビットに応じて高速通信に対応しているか否かを判断するようにしてもよい。なお、ステップＳ９１４は、特許請求の範囲に記載の通信速度認識手順の一例である。そして、その応答器３００が高速通信に対応している場合には、データ処理回路１１０により、その高速通信に対応する増幅率が増幅変調回路２００に設定される（ステップＳ９１５）。なお、ステップＳ９１５は、特許請求の範囲に記載の増幅率制御手順の一例である。一方、応答器３００が高速通信に対応していない場合には増幅率制御処理を終了する。
【００６３】
このように、本発明の実施の形態における第１の実施例では、増幅回路２１０を構成する電源回路２５１および２５２の電源電位を高くすることによって、伝送信号の増幅率を高くして、高速通信においても安定した遠距離通信を行うことができる。
【００６４】
なお、４２４Ｋｂｐｓの変調波成分の電界強度を上げると、搬送波成分の電界強度も同じように上がるため、応答器がリーダライタに近接することによって応答器における伝送信号の受信電圧が上昇すると、応答器に過剰に電力を供給して応答器を損傷させるおそれがある。また、応答器ではリーダライタから供給された電圧を一定の電圧（例えば１４Ｖ）より高くならないように動作するため、応答器がリーダライタに近接すると、Ｈレベルのときの伝送信号の振幅電圧が抑制される場合がある。これにより、Ｌレベルのときの伝送信号の振幅との振幅差が小さくなってしまいデータ信号を検出できないおそれもある。そのため、Ｌレベルのときの伝送信号の振幅を低く抑えるように改良したものが、次に説明する第２の実施例である。
【００６５】
図９は、本発明の実施の形態におけるリーダライタ１００の第２の実施例の一構成例を示す回路図である。ここでは、応答器３００との間の通信速度は２１２Ｋｂｐｓまたは４２４Ｋｂｐｓの何れか一方であることを想定している。
【００６６】
増幅変調回路２００は、増幅回路２１０および振幅変調回路２２０に代えて増幅回路５１０および振幅変調回路５２０を備える。増幅回路５１０は、増幅回路２１０を構成する電源回路２５１および２５２に代えて電源回路２５３および２５４を備える。電源回路２５３および２５４は、電源回路２５１および２５２とは異なり、一定の電源電位を増幅トランジスタに供給するものである。なお、電源回路２５３および２５４以外の構成は増幅回路２１０と同様であるため、ここでの説明を省略する。なお、増幅回路５１０は、特許請求の範囲に記載の増幅回路の一例である。
【００６７】
振幅変調回路５２０は、振幅変調回路２２０の構成に加えて、負荷抵抗素子２２２より抵抗値の小さい負荷抵抗素子２２４と、４２４Ｋｂｐｓのデータ信号に基づいて伝送信号の振幅を変位させるスイッチとしての切替トランジスタ２２５とを備える。なお、負荷抵抗素子２２４および切替トランジスタ２２５以外の構成は振幅変調回路２２０と同様であるため、ここでの説明を省略する。なお、振幅変調回路５２０は、特許請求の範囲に記載の振幅変調回路の一例である。
【００６８】
負荷抵抗素子２２４は、負荷抵抗素子２２４の一端が増幅回路５１０に接続され、負荷抵抗素子２２４の他端が切替トランジスタ２２５のコレクタに接続される。
【００６９】
切替トランジスタ２２５は、４２４Ｋｂｐｓのデータ信号が入力されるデータ線１０１に切替トランジスタ２２５のベースが接続され、切替トランジスタ２２５のエミッタが接地される。
【００７０】
この回路図において、通信速度４２４Ｋｂｐｓの場合には、データ信号がＨレベルのときに振幅変調回路５２０の抵抗値が負荷抵抗素子２２１と負荷抵抗素子２２４との合成抵抗値となり、データ信号がＬレベルのときに振幅変調回路５２０の抵抗値が負荷抵抗素子２２１の抵抗値となる。ここで、負荷抵抗素子２２１の抵抗値より負荷抵抗素子２２１と負荷抵抗素子２２４との合成抵抗値の方が小さいため、データ信号がＨレベルのときの方がアンテナ１４０に流れる電流は大きくなる。
【００７１】
また、通信速度４２４Ｋｂｐｓに対応する負荷抵抗素子２２４の抵抗値は、通信速度２１２Ｋｂｐｓに対応する負荷抵抗素子２２２より小さい。そのため、通信速度４２４Ｋｂｐｓの場合における負荷抵抗素子２２１と負荷抵抗素子２２４との合成抵抗値は、通信速度２１２Ｋｂｐｓの場合における負荷抵抗素子２２１と負荷抵抗素子２２２との合成抵抗値より小さくなる。なお、負荷抵抗素子２２２および２２４の抵抗値に大きな変化を持たせることができない場合には、通信速度４２４Ｋｂｐｓのときにおいて、切替トランジスタ２２３および２２５のベースに同時にデータ信号を入力するようにしてもよい。この場合、負荷抵抗素子２２１と負荷抵抗素子２２２と負荷抵抗素子２２４との合成抵抗値は、通信速度２１２Ｋｂｐｓのときの負荷抵抗素子２２１と負荷抵抗素子２２２との合成抵抗値より小さくなる。
【００７２】
これにより、通信速度２１２Ｋｂｐｓのデータ信号がＨレベルのときの伝送信号の振幅に比べて、通信速度４２４Ｋｂｐｓのデータ信号がＨレベルのときの伝送信号の振幅を大きくすることができる。すなわち、通信速度２１２Ｋｂｐｓのときの変調度に比べ、通信速度４２４Ｋｂｐｓの変調度を大きくすることができる。一方、データ信号がＬレベルのときは、通信速度２１２Ｋｂｐｓおよび４２４Ｋｂｐｓのいずれの場合においても、増幅変調回路２００から出力される伝送信号の振幅を同じレベルとすることができる。
【００７３】
なお、ここでは、２種類の通信速度を想定しているが、通信速度の数に応じてその通信速度に対応する負荷抵抗素子と、その負荷抵抗素子と直列に接続した切替トランジスタとを負荷抵抗素子２２１に並列に接続するようにしてもよい。
【００７４】
図１０は、図９におけるデータ処理回路１１０および増幅変調回路２００の出力波形の関係を例示するタイミングチャートである。ここでは、縦軸を電圧とし、横軸を時間軸としている。増幅変調回路出力信号２０１は、本発明の実施の形態におけるリーダライタ１００の第２の実施例における増幅変調回路２００により出力される伝送信号の電位変化を示している。また、データ信号１０１および増幅変調回路出力信号８３１の電位変位は、図６と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【００７５】
増幅変調回路出力信号２０１においては、データ信号１０１の電位がＨレベルになると、増幅変調回路出力信号２０１の振幅が大きくなる（ＶＨ１）。一方、データ信号１０１の電位がＬレベルになると、増幅変調回路出力信号２０１の振幅が小さくなる（ＶＬ１）。また、増幅変調回路出力信号８３１に比べて、増幅変調回路出力信号２０１は、データ信号１０１がＨレベルのときの振幅（ＶＨ１）は大きくなっている。一方、データ信号１０１がＬレベルのときの振幅（ＶＬ０）は、本発明の実施の形態の第１の実施例とは異なり、変わっていないことがわかる。
【００７６】
図１１は、図９におけるリーダライタ１００により生成される伝送信号のスペクトラムを例示する概念図である。図１１（ａ）は、本発明の実施の形態におけるリーダライタ１００の第２の実施例における増幅変調回路２００により出力された伝送信号のスペクトラムを示す概念図である。ここでは、縦軸を電圧とし、横軸を周波数とする。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示した伝送信号をアンテナ１４０により電磁波を介して送信した場合のスペクトラムを示す概念図である。ここでは、縦軸を電磁波強度とし、横軸を電磁波の周波数とする。
【００７７】
図１１（ａ）には、図７（ａ）で示した通信速度４２４Ｋｂｐｓの場合における搬送波１２２および変調波成分１１２に代えて搬送波１２３および変調波成分１１３が示されている。搬送波１２３および変調波成分１１３以外は、図７（ａ）と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【００７８】
４２４Ｋｂｐｓの搬送波１２３は、通信速度４２４Ｋｂｐｓのデータ信号を搬送するための搬送波信号の周波数成分である。４２４Ｋｂｐｓの変調波成分１１３は、通信速度４２４Ｋｂｐｓのデータ信号により搬送波信号を振幅変調することによって生成される変調波成分であり、２１２Ｋｂｐｓの変調波成分１１１に比べ、搬送波１２２より離れて生成される。また、４２４Ｋｂｐｓの搬送波１２３の電位は、２１２Ｋｂｐｓの搬送波１２１の電位と同程度のレベルである。
【００７９】
図１１（ｂ）には、図７（ｂ）で示した通信速度４２４Ｋｂｐｓの場合における搬送波４２２および変調波成分４１２に代えて搬送波４２３および変調波成分４１３が示されている。なお、搬送波４２３および変調波成分４１３以外は、図７（ａ）と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【００８０】
ここでは、通信速度４２４Ｋｂｐｓのときの搬送波４２３および変調波成分４１３が、図１１（ａ）の搬送波１２３および変調波成分１１３に対応する。本発明の実施の形態における第２の実施例では、アンテナ１４０により発信される伝送信号がアンテナ周波数特性１４１により搬送波周波数から離れるに従って低下するが、通信速度４２４Ｋｂｐｓのときの変調波成分１１３の電位を上げることによって、アンテナ周波数特性１４１の利得低下分を補っていることがわかる。
【００８１】
なお、ここでは、４２４Ｋｂｐｓの変調波成分４１２が２１２Ｋｂｐｓの変調波成分４１１と同程度のレベルになるよう変調度を設定している。しかしながら、応答器の受信レベルは、通信速度が速くなるほど低下する傾向にあるため、２１２Ｋｂｐｓの変調波成分４１１より４２４Ｋｂｐｓの変調波成分４１２が高くなるように変調度を設定してもよい。
【００８２】
このように、本発明の実施の形態における第２の実施例では、高速通信に対して変調度を大きくすることによって、変調波成分の電磁波強度が上がり、応答器３００との高速通信において安定した遠距離通信を行うことができる。すなわち、本発明の実施の形態における第１の実施例とは異なり、Ｌレベルのときの伝送信号の振幅を変えずに、Ｈレベルのときの伝送信号の振幅のみを大きくすることができる。これにより、応答器がリーダライタに近接したときに、応答器において伝送信号のＨレベルの電圧が一定の電圧に抑制されたとしても、Ｌレベルのときの伝送信号の振幅を通信速度によらず一定にしているため、伝送信号の振幅差をある程度まで確保することができる。ここで、本発明の実施の形態における第２の実施例の変形例について次図を参照して説明する。
【００８３】
図１２は、本発明の実施の形態におけるリーダライタ１００の第２の実施例の変形例の一構成を示す回路図である。ここでは、増幅変調回路２００は、図９に示した振幅変調回路５２０に代えて振幅変調回路６２０を備える。なお、増幅回路５１０は、上述の図９の例と同様であるため、ここでの説明を省略する。なお、振幅変調回路６２０は、特許請求の範囲に記載の振幅変調回路の一例である。
【００８４】
振幅変調回路６２０は、振幅変調回路５２０を構成する負荷抵抗素子２２４および切替トランジスタ２２５に代えて増幅トランジスタ２２６および２２７と論理積回路２４１および２４２とを備える。なお、それ以外の構成は、振幅変調回路５２０と同様であるため、ここでの説明を省略する。また、増幅トランジスタ２２６および２２７は特許請求の範囲に記載の変調度増大トランジスタの一例である。
【００８５】
増幅トランジスタ２２６および２２７は、増幅トランジスタ２２６および２２７のベースにＨレベルの電位が供給されたときに増幅した電流を流すものである。
【００８６】
論理積回路２４１および２４２は、搬送波生成回路１２０またはインバータ２３０からの電位がＨレベルであり、データ信号が入力されるデータ線１０１の電位がＨレベルであり、かつ、制御線１０２の電位がＨレベルのときに増幅トランジスタ２２６および２２７のベースにＨレベルの電位を供給する。ここで、制御線１０２の電位は、通信速度が４２４ＫｂｐｓのときにＨレベルとなり、通信速度が２１２ＫｂｐｓのときにＬレベルとなるように設定することを想定している。そのため、この論理積回路２４１および２４２は、搬送波生成回路１２０またはインバータ２３０からの電位がＨレベルであり、かつ、４２４Ｋｂｐｓのデータ信号がＨレベルのときに増幅トランジスタ２２６および２２７のベースにＨレベルの電位を供給する。
【００８７】
このように、振幅変調回路６２０は、振幅変調回路５２０と同様に、通信速度が４２４Ｋｂｐｓの場合には、データ信号がＨレベルのときにアンテナ１４０に流れる電流が大きくなる。これにより、本発明の実施の形態におけるリーダライタ１００の第２の実施例の変形例では、通信速度が２１２Ｋｂｐｓの場合と比べて、データ信号がＨレベルのときに増幅変調回路２００から出力される伝送信号の振幅を大きくすることができる。また、データ信号がＬレベルのときは、通信速度２１２Ｋｂｐｓおよび４２４Ｋｂｐｓのいずれも、増幅変調回路２００から出力される伝送信号の振幅を同じレベルとすることができる。すなわち、振幅変調回路６２０は、通信速度２１２Ｋｂｐｓのときの変調度に比べ、通信速度４２４Ｋｂｐｓの変調度を大きくすることができる。
【００８８】
なお、ここでは、増幅トランジスタ２２６および２２７と論理積回路２４１および２４２とを備えることにより変調度を変えているが、これらを備える代わりに、データ処理回路１１０において通信速度に応じてデータ信号のＨレベルの電位を変えることによって、変調度を変えるようにしてもよい。例えば、２１２Ｋｂｐｓのデータ信号におけるＨレベルおよびＬレベルの電位をそれぞれ３Ｖ（ボルト）および０Ｖ（ボルト）とし、４２４Ｋｂｐｓのデータ信号におけるＨレベルおよびＬレベルの電位をそれぞれ５Ｖ（ボルト）および０Ｖ（ボルト）とするようにしてもよい。
【００８９】
ここで、振幅変調回路６２０の基本動作について次図を参照して説明する。
【００９０】
図１３は、振幅変調回路６２０による振幅変調に関する電流の流れを示す概念図である。ここでは、通信速度を４２４Ｋｂｐｓに設定して応答器３００と通信を行うことを想定しており、制御線１０２がＨレベルであり、データ線１０１がＬレベルであり、かつ、搬送波信号がＬレベルの場合における電流の流れが点線により示されている。この場合、図３で示したように、増幅トランジスタ２１３および２１４により増幅された電流が流れる。そして、切替トランジスタ２２３のベース電位がＬレベルであるため、切替トランジスタ２２３が非導通状態となり、負荷抵抗素子２２１にのみ電流が流れる。
【００９１】
これにより、通信速度が４２４Ｋｂｐｓのデータ信号がＬレベルのときには、２１２Ｋｂｐｓの場合と同じ大きさの電流がアンテナ１４０に供給される。
【００９２】
図１４は、振幅変調回路６２０による振幅変調に関する電流の流れを示す概念図である。ここでは、通信速度を４２４Ｋｂｐｓに設定して応答器３００と通信を行うことを想定しており、制御線１０２がＨレベルであり、データ線１０１がＨレベルであり、かつ、搬送波信号がＬレベルの場合における電流の流れが点線により示されている。
【００９３】
この場合、上述のように、増幅トランジスタ２１３および２１４により増幅された電流が流れる。そして、切替トランジスタ２２３のベース電位がＨレベルであるため、切替トランジスタ２２３が導通状態となり、負荷抵抗素子２２１および２２２に電流が流れることにより、合成抵抗値が下がりアンテナ１４０に流れる電流が大きくなる。
【００９４】
ここで、論理積回路２４２は、データ信号の電位と制御線１０２の電位とインバータ２３０から出力される電位とが全てＨレベルであるため、増幅トランジスタ２２７のベースにＨレベルを供給する。これにより、増幅トランジスタ２２７により増幅された電流が流れるため、アンテナ１４０に流れる電流はさらに大きくなる。
【００９５】
このように、通信速度が４２４Ｋｂｐｓの場合には、データ信号の電位がＨレベルのときにだけ増幅トランジスタ２２６または２２７により電流がさらに増幅されるため、通信速度２１２Ｋｂｐｓに比べて、アンテナ１４０に大きな電流を供給することができる。すなわち、上述のように、通信速度２１２Ｋｂｐｓの場合に比べて、通信速度４２４Ｋｂｐｓの場合において変調度を大きくすることができる。なお、ここでは、２種類の通信速度を想定しているが、通信速度の種類に応じてその通信速度に対応する増幅トランジスタと、その増幅トランジスタのベースに接続される論理積回路とをさらに設けるようにしてもよい。
【００９６】
また、図９に示した例と同様に、Ｌレベルのときの伝送信号の振幅を変えずに、Ｈレベルのときの伝送信号の振幅のみを大きくすることができる。そして、応答器がリーダライタに近接したときには、応答器において伝送信号のＨレベルの電圧が一定の電圧に抑制されたとしても、Ｌレベルのときの伝送信号の振幅を通信速度によらず一定にしているため、伝送信号の振幅差をある程度まで確保することができる。
【００９７】
一方、Ｌレベルのときの伝送信号の振幅が小さすぎると、応答器は十分な動作電圧を確保できない場合がある。このＬレベルのときの伝送信号の振幅は、通信速度２１２Ｋｂｐｓおよび４２４Ｋｂｐｓの両者における応答器との通信状況を勘案して設定されるため、必ずしも最適なレベルに設定されていない。そのため、伝送信号におけるＨレベルおよびＬレベルの振幅の両者を最適な大きさに設定するように改良したものが、次に説明する第３の実施例である。
【００９８】
図１５は、本発明の実施の形態におけるリーダライタ１００の第３の実施例の一構成例を示す図である。ここでは、増幅変調回路２００は、増幅回路２１０および振幅変調回路５２０を備える。
【００９９】
増幅回路２１０は、上述のように、通信速度により電源回路２５１および２５２の電源電位を制御することによって搬送波信号の振幅を変えるものである。
【０１００】
振幅変調回路５２０は、上述のように、通信速度により負荷抵抗素子２２２および２２４を切り替えることによって変調度を変えるものである。
【０１０１】
これにより、応答器３００との通信速度に従って電源回路２５１および２５２の電源電位を設定するとともに負荷抵抗素子２２２および２２４を切り替えることによって、伝送信号におけるＬレベルおよびＨレベルの振幅を通信速度ごとに適した大きさに設定することができる。
【０１０２】
図１６は、図１５におけるデータ処理回路１１０および増幅変調回路２００の出力波形の関係を例示するタイミングチャートである。ここでは、縦軸を電圧とし、横軸を時間軸としている。増幅変調回路出力信号２０１は、本発明の実施の形態におけるリーダライタ１００の第３の実施例における増幅変調回路２００により出力される伝送信号の電位変化を示している。また、データ信号１０１および増幅変調回路出力信号８３１の電位変位は、図６と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【０１０３】
増幅変調回路出力信号２０１は、増幅変調回路出力信号８３１に比べて、データ信号１０１がＨレベルのときの振幅（ＶＨ１）と、Ｌレベルのときの振幅（ＶＬ３）とが大きくなっている。ここで、Ｌレベルの振幅（ＶＬ３）は、増幅回路２１０を構成する電源回路２５１および２５２の電源電位により定まる。また、Ｈレベルの振幅（ＶＨ１）は、振幅変調回路５２０を用いる場合には、負荷抵抗素子２２２の抵抗値により定まり、振幅変調回路６２０を用いる場合には、増幅トランジスタ２２６および２２７の増幅率により定まる。
【０１０４】
このように、本発明の実施の形態における第３の実施例では、伝送信号におけるＨレベルおよびＬレベルの振幅の増幅率を応答器との通信速度に適したレベルに設定することができる。ここで、本発明の実施の形態における第３の実施例の変形例について次図を参照して説明する。
【０１０５】
図１７は、本発明の実施の形態におけるリーダライタ１００の第３の実施例の変形例の一構成を示す図である。ここでは、増幅変調回路２００は、振幅変調回路５２０に代えて振幅変調回路６２０を備える。振幅変調回路６２０は、上述のように、４２４Ｋｂｐｓのデータ信号がＨレベルの場合にのみ増幅トランジスタ２２６および２２７を用いてアンテナ１４０に供給する電流を増加させるものである。なお、ここでは、制御線１０２の電位は、通信速度が４２４ＫｂｐｓのときにＨレベルとなり、通信速度が２１２ＫｂｐｓのときにＬレベルとなるように設定することを想定している。そのため、電源回路２５１および２５２は、制御線１０２がＨレベルのときに通信速度４２４Ｋｂｐｓに対応する電源電位を増幅トランジスタ２１１乃至２１４、２２６および２２７に印加する。
【０１０６】
これにより、図１５の増幅変調回路２００と同様に、応答器３００との通信速度に従って電源回路２５１および２５２の電源電位を設定するとともに増幅トランジスタ２２６および２２７と論理積回路２４１および２４２とを用いることによって、伝送信号におけるＬレベルおよびＨレベルの振幅を通信速度ごとに適した大きさに設定することができる。
【０１０７】
以上のように、本発明の実施の形態によれば、データ処理回路１１０により、応答器３００の備える通信速度に対応する伝送信号の増幅率を増幅変調回路２００に設定することによって、高速通信時においても安定した遠距離通信を実現することができる。
【０１０８】
なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、以下に示すように特許請求の範囲における発明特定事項とそれぞれ対応関係を有するが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。
【０１０９】
また、本発明の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、メモリカード（memory card）、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc（登録商標））等の記録媒体を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の実施の形態における通信システムの一構成例を示す概念図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるリーダライタ１００の第１の実施例の一構成例を示す回路図である。
【図３】搬送波信号がＬレベルの電位であり、かつ、データ信号がＬレベルの電位である場合におけるリーダライタ１００に流れる電流を示す概念図である。
【図４】搬送波信号がＨレベルの電位であり、かつ、データ信号がＬレベルの電位である場合におけるリーダライタ１００に流れる電流を示す概念図である。
【図５】搬送波信号がＬレベルの電位であり、かつ、データ信号がＨレベルの電位である場合におけるリーダライタ１００に流れる電流を示す概念図である。
【図６】図２におけるデータ処理回路１１０および増幅変調回路２００の出力波形の関係を例示するタイミングチャートである。
【図７】図２におけるリーダライタ１００により生成される伝送信号のスペクトラムを例示する概念図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるデータ処理回路１１０の増幅率制御処理の処理手順例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態におけるリーダライタ１００の第２の実施例の一構成例を示す回路図である。
【図１０】図９におけるデータ処理回路１１０および増幅変調回路２００の出力波形の関係を例示するタイミングチャートである。
【図１１】図９におけるリーダライタ１００により生成される伝送信号のスペクトラムを例示する概念図である。
【図１２】本発明の実施の形態におけるリーダライタ１００の第２の実施例の変形例の一構成を示す回路図である。
【図１３】通信速度４２４Ｋｂｐｓにおいてデータ信号がＬレベルの電位である場合におけるリーダライタ１００に流れる電流を示す概念図である。
【図１４】通信速度４２４Ｋｂｐｓにおいてデータ信号がＨレベルの電位である場合におけるリーダライタ１００に流れる電流を示す概念図である。
【図１５】本発明の実施の形態におけるリーダライタ１００の第３の実施例の一構成例を示す図である。
【図１６】図１５におけるデータ処理回路１１０および増幅変調回路２００の出力波形の関係を例示するタイミングチャートである。
【図１７】本発明の実施の形態におけるリーダライタ１００の第３の実施例の変形例の一構成を示す図である。
【図１８】従来のリーダライタの一構成例を示す概念図である。
【図１９】データ処理回路８１０と増幅変調回路８３０との出力波形の関係例を示すタイミングチャートである。
【図２０】アンテナ８４０により電磁波を介して送信される伝送信号のスペクトラムを例示する概念図である
【図２１】通信速度による応答器における受信電圧を例示する受信電圧波形である。
【符号の説明】
【０１１１】
１００  リーダライタ
１０１  データ線
１０２  制御線
１１０  データ処理回路
１２０  搬送波生成回路
１４０、３２０  アンテナ
２００  増幅変調回路
２１０、５１０  増幅回路
２１１〜２１４、２２６、２２７  増幅トランジスタ
２２０、６２０、５２０  振幅変調回路
２２１、２２２、２２４  負荷抵抗素子
２２３、２２５  切替トランジスタ
２３０  インバータ
２４１、２４２論理積回路
２５１〜２５４  電源回路
３００  応答器
３１０  制御回路
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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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】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図７】
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【図１１】
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