JP2003067689A

JP2003067689A - 通信装置および方法

Info

Publication number: JP2003067689A
Application number: JP2001252433A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hosomi; 宙史細見; Masayasu Kaneko; 雅保金子
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-08-23
Filing date: 2001-08-23
Publication date: 2003-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】至近距離での通信を可能にする。【解決手段】 ICカードからリーダライタ装置に送信さ
れる信号は、LS変調によりオン/オフの２値信号として
送信され、リーダライタ装置に流れる搬送波の電圧変化
（図中縦軸）として検出される。ICカードからリーダラ
イタ装置に信号を送信する際、搬送波周波数Ｄは、周波
数(横軸)の実用帯域（ＧとＨの間）に、入っている必要
がある。ヌル点Ａおよびヌル点Ｂが搬送波周波数近傍に
生じると、LS変調信号を復調する際、エラーが発生しや
すい。ICカードとリーダライタ装置のアンテナ間距離を
接近させてゆくと、LS変調時の有効な実用帯域は、高い
周波数に移動してゆく傾向があり、ヌル点Ａが搬送波周
波数Ｄに接近するが、ICカードのアンテナの固有共振周
波数を、予め所定の値だけ低く設定しておくことによ
り、ヌル点Ａの搬送波周波数への接近を打ち消し、至近
距離での通信を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通信装置および方
法に関し、特に、他の通信装置が有するアンテナまでの
距離に対応して、搬送波周波数から、共振周波数を所定
の値だけずらして設定させることにより、至近距離にお
いて非接触通信できるようにした通信装置および方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ICカードシステムは、IC(Integrated Ci
rcuit)カードと、ICカードからの情報の読み出しや、ま
たはICカードへの情報の書込みを行う装置（以下、リー
ダライタ装置と称する）から成る。非接触通信技術によ
るICカードシステムは、ICカードとリーダライタ装置を
接触させることなく、情報の読み書きを行うことができ
るため、利便性が高く、定期券、認証カードなど、従来
の磁気式カードでの用途、あるいは物流システム等にお
いて、その利用範囲を拡大している。

【０００３】このICカードシステムにおいては、ICカー
ドおよびリーダライタ装置の各アンテナの共振周波数
を、通信に用いる搬送波の搬送波周波数に厳密に調整し
て共振させることにより、ICカードとリーダライタ装置
間で、より長い距離で通信することができるようにして
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ICカードシステムの、搬送波周波数に共振するようにア
ンテナの共振周波数を設定させる方法では、例えば図１
に示されたように、ICカードとリーダライタ装置間の距
離が接近した場合、通信ができなくなることがあるとい
う課題があった。

【０００５】すなわち、図１においては、ICチップ３を
装着したビデオカセットテープ２が、ビデオテープレコ
ーダ(VTR)１に挿入されている。ICチップ３内のメモリ
には、ビデオカセットテープ２に記録されている映像に
関する索引、および記録時間が記憶されている。VTR１
内に設置されたリーダライタ装置(不図示)は、アンテナ
４、およびICチップ３に内蔵されているアンテナ(不図
示)を介して、ICチップ３と通信することにより、ICチ
ップ３に記憶されている索引および記録時間などの情報
を読み出したり、書き込んだりする。

【０００６】図１に示されたような装置構成の場合、ア
ンテナ４と、ICチップ３に内蔵されているアンテナ(不
図示)間の距離が数ミリメートルと、非常に接近してい
る。このような状況においては、搬送波周波数にアンテ
ナの共振周波数を同調させる方法では、通信することが
できなくなることがある。

【０００７】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、ICカードとリーダライタ装置間で、至近距
離での通信をできるようにするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の通信装置は、送
信する情報を変調する変調手段と、所定の共振周波数で
共振し、信号を送信する送信手段とを備え、共振周波数
は、他の通信装置が有するアンテナまでの距離に対応し
て、搬送波周波数から、所定の値だけずらして設定され
ることを特徴とする。

【０００９】前記変調手段には、LS変調により変調する
ようにさせることができる。

【００１０】他の通信装置からの受信信号を基に、電力
を生成する生成手段と、他の通信装置からの受信信号よ
りクロックを抽出する抽出手段と、他の通信装置からの
受信信号を復調する復調手段と、復調手段により復調さ
れた復調信号を復号する復号手段と、情報を記憶する記
憶手段と、他の通信装置に送信する情報を符号化する符
号化手段とをさらに設けるようにし、前記変調手段に
は、符号化手段により符号化された前記情報を変調する
ようにさせることができる。

【００１１】本発明の通信方法は、送信する情報を変調
する変調ステップと、所定の共振周波数で共振し、信号
を送信する送信ステップとを含み、共振周波数は、他の
通信装置が有するアンテナまでの距離に対応して、搬送
波周波数から、所定の値だけずらして設定されることを
特徴とする。

【００１２】本発明の通信装置および方法においては、
送信する情報が変調され、所定の共振周波数で共振し、
信号が送信され、共振周波数は、他の通信装置が有する
アンテナまでの距離に対応して、搬送波周波数から、所
定の値だけずらして設定される。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明を適用した通信装置の構成
例について、図２を参照して説明する。なお、以下の説
明においては、ICカードをTAG３１と称する。リーダラ
イタ装置１１のアンテナ共振回路部１２は、抵抗R1、コ
ンデンサC1、およびコイルL1から成り、処理部１３によ
り生成された情報信号および電力を、TAG３１のアンテ
ナ共振回路部３２に送信する。また、アンテナ共振回路
部１２は、TAG３１のアンテナ共振回路部３２から情報
信号を受信し、処理部１３に供給する。なお、アンテナ
共振回路部１２の固有の共振周波数（以下、固有共振周
波数と称する）は、コンデンサC1のキャパシタンスおよ
びコイルL2のインダクタンスにより、予め所定の値に設
定される。

【００１４】処理部１３は、マイクロコンピュータ１
４、符号化/復号回路１５、搬送波生成回路１６、ASK(A
mplitude Shift Keying)変調回路１７、および復調回路
１８を内蔵している。マイクロコンピュータ１４は、リ
ーダライタ装置１１の各部を制御し、データを送受信す
る処理を行わせる。符号化/復号回路１５は、情報処理
装置２１から供給されたデータを、マンチェスタ符号な
どに符号化するとともに、TAG３１から受信され、復調
回路１８で復調された情報信号を復号し、得られたデー
タを情報処理装置２１に供給する。搬送波生成回路１６
は、TAG３１に送信する搬送波を生成し、ASK変調回路１
７に供給する。ASK変調回路１７は、符号化/復号回路１
５により符号化された信号に基づいて、搬送波生成回路
１６から供給された搬送波を振幅変調し、アンテナ共振
回路部１２に供給する。

【００１５】復調回路１８は、アンテナ共振回路部１２
により受信された信号を復調し、符号化/復号回路１５
に供給する。

【００１６】例えば、パーソナルコンピュータなどより
なる情報処理装置２１は、リーダライタ装置１１からTA
G３１に送信する所定のデータを作成し、リーダライタ
装置１１の処理部１３に供給すると共に、TAG３１から
リーダライタ装置１１に送信されたデータの入力を受
け、予め設定された所定の処理を実行する。

【００１７】アンテナ共振回路部１２と電磁結合するTA
G３１のアンテナ共振回路部３２は、抵抗R2、コンデン
サC2、およびコイルL2から成り、処理部３４により生成
され、LS(Load Switching)変調回路３３により変調され
た情報信号を、リーダライタ装置１１のアンテナ共振回
路部１２に送信する。また、アンテナ共振回路部３２
は、リーダライタ装置１１のアンテナ共振回路部１２か
ら情報信号を受信し、処理部３４に供給する。なお、ア
ンテナ共振回路部３２の固有共振周波数は、コンデンサ
C2のキャパシタンスおよびコイルL2のインダクタンスに
より、予め所定の値に設定される。

【００１８】LS変調回路部３３は、抵抗R3およびMOS(Me
tal Oxide Semiconductor)スイッチSWから成り、処理部
３４から供給された１，０のデータに応じて、MOSスイ
ッチSWをオン、オフにスイッチングすることによりデー
タを変調し、アンテナ共振回路部３２に供給する。

【００１９】処理部３４は、マイクロコンピュータ３
５、IC用電源生成回路３６、クロック抽出回路３７、AS
K(Amplitude Shift Keying)復調回路３８、符号化/復号
回路３９、ロジック回路４０、およびEEPROM(Electrica
lly Erasable Programmable Read-only Memory)４１を
内蔵する。マイクロコンピュータ３５は、TAG３１の各
部を制御し、送受信するデータの処理、およびデータの
送受信処理を行わせる。IC用電源生成回路３６は、アン
テナ共振回路部３２により受信された信号を基に、TAG
３１が各種の処理を行うのに必要とされる電力を生成
し、各部に供給する。クロック抽出回路３７は、アンテ
ナ共振回路部３２により受信された信号からクロック信
号を抽出し、マイクロコンピュータ３５に供給する。

【００２０】アンテナ共振回路部３２により受信された
信号は、リーダライタ装置１１のASK変調回路により変
調された信号であり、ASK復調回路３８は、受信された
信号を復調し、符号化/復号回路３９に供給する。符号
化/復号回路３９は、ASK復調回路３８より供給された信
号を復号し、ロジック回路４０に供給する。また、符号
化/復号回路３９は、ロジック回路４０から供給された
データを符号化し、LS変調回路３３に供給する。ロジッ
ク回路４０は、符号化/復号回路３９から供給されたデ
ータに基づいて、所定の処理を行い、EEPROM４１に記憶
されているデータ内容を読み出し、符号化/復号回路３
９に供給したり、EEPROM４１に新たなデータを書き込ん
だり、削除する。

【００２１】EEPROM４１は、ロジック回路４０からの要
求にしたがって、所定のデータを読み出して供給した
り、データを記憶したり、あるいは削除する。

【００２２】次に、この通信装置によるデータ送受信処
理について、図３および図４のフローチャートを参照し
て説明する。なお、図３のフローチャートは、リーダラ
イタ装置１１の処理を表わし、図４のフローチャート
は、TAG３１の処理を表わしている。

【００２３】ステップＳ１において、リーダライタ装置
１１の処理部１３にある搬送波生成回路１６は、周波数
13.5MHzの搬送波を生成する。

【００２４】ステップＳ２において、処理部１３は、情
報処理装置２１よりデータを取得し、ステップＳ３にお
いて、符号化/復号回路１５は、ステップＳ２で取得し
たデータを、マンチェスタ符号へ符号化し、ASK変調回
路１７に供給する。

【００２５】ステップＳ４において、ASK変調回路１７
は、符号化/復号回路１５より入力された、符号化され
たデータに基づいて、ステップＳ１で生成された搬送波
をASK変調する。

【００２６】ステップＳ５において、ステップＳ４でAS
K変調回路１７によりASK変調された変調信号は、アンテ
ナ共振回路部１２に供給される。アンテナ共振回路部１
２は、供給された変調信号に応じた電磁界を発生させ
る。

【００２７】ステップＳ２１において、ステップＳ５で
発生された電磁界による電磁誘導の結果、TAG３１のア
ンテナ共振回路部３２に、起電力が誘起される。

【００２８】ステップＳ２２において、IC用電源生成回
路３６は、ステップＳ２１で誘起された起電力を基に、
電源回路を形成し、各部に必要な電力を供給する。

【００２９】ステップＳ２３において、クロック抽出回
路３７は、ステップＳ２１で誘起された起電力からクロ
ック成分を抽出し、マイクロコンピュータ３５に供給す
る。

【００３０】ステップＳ２４において、ASK復調回路３
８は、ステップＳ２１で誘起された起電力の電圧振幅変
化を基に、ASK変調されている変調信号をASK復調し、符
号化/復号回路３９に供給する。

【００３１】ステップＳ２４で復調された信号は、マン
チェスタ符号へ符号化されており、ステップＳ２５にお
いて、符号化/復号回路３９は、ステップＳ２４で復調
された信号を復号し、ロジック回路４０に供給する。

【００３２】ステップＳ２６において、ロジック回路４
０は、予め設定された所定のプログラムに従って、供給
されたデータをEEPROM４１に記憶させたり、EEPROM４１
に記憶されているデータを読み出したり、あるいは削除
する。また、ロジック回路４０は、リーダライタ装置１
１に送信する情報を作成する。

【００３３】ステップＳ２７において、符号化/復号回
路３９は、ステップＳ２６で作成された送信用情報をマ
ンチェスタ符号に符号化し、LS変調回路部３３に供給す
る。

【００３４】ステップＳ２８において、LS変調回路部３
３は、符号化/復号回路３９より供給された信号を基
に、アンテナ共振回路部３２のインピーダンスを変化さ
せることでLS変調し、ステップＳ２９において、アンテ
ナ共振回路部３２は、変調された信号を送信する。

【００３５】リーダライタ装置１１のアンテナ共振回路
部１２には、無変調の定電流搬送波が流れており、搬送
波に、ステップＳ２９で発生したインピーダンス変化に
応じた電圧振幅変化が誘起される。アンテナ共振回路部
１２は、ステップＳ６において、この変化を検出するこ
とでTAG３１からの信号を受信する。TAG３１からリーダ
ライタ装置１１への、LS変調された信号の送信原理につ
いては、後述において詳細に説明する。

【００３６】ステップＳ７において、復調回路１８は、
ステップＳ６で誘起された電圧振幅変化を基に、信号を
復調し、符号化/復号回路１５に供給する。

【００３７】ステップＳ８において、符号化/復号回路
１５は、復調回路１８から供給された信号を復号し、デ
ータを生成し、ステップＳ９において、生成されたデー
タを、情報処理装置２１に供給する。

【００３８】以上のようにして、リーダライタ装置１１
と、TAG３１の間で、情報の送受信が行われる。

【００３９】なお、上述した説明においては、マンチェ
スタ符号に符号化したが、符号化は、マンチェスタ符号
への符号化に限定されるものではない。

【００４０】また、上述の例においては、ステップＳ１
において搬送波生成回路１６が生成する搬送波の周波数
を13.5MHzとしたが、搬送波の周波数は、13.5MHzに限定
されるものではない。

【００４１】次に、本発明の通信装置における、TAG３
１からリーダライタ装置１１への、LS変調された信号の
送信の原理について図５乃至図７を用いて説明する。図
５は、アンテナ間距離(アンテナ共振回路部１２とアン
テナ共振回路部３２の距離)が一定の値に設定された場
合の、搬送波の周波数に対する電圧振幅値の変化を、模
式的に表わしたグラフである。

【００４２】図５において、横軸は搬送波の周波数を表
わし、縦軸はリーダライタ装置１１のアンテナ共振回路
部１２で検出される搬送波の電圧を表わしている。な
お、リーダライタ装置１１のアンテナ共振回路部１２、
およびTAG３１のアンテナ共振回路部３２の固有共振周
波数は、それぞれ、13.5MHzに設定されているものとす
る。

【００４３】図５において、線Ｌ１およびＬ２は、LS変
調回路部３３のスイッチSWをオンの状態にした場合、お
よびオフの状態にした場合における搬送波の電圧波形
を、それぞれ示している。ただし、線Ｌ１がオン状態で
線Ｌ２がオフ状態であるとは限らない。LS変調は、LS変
調回路部３３のスイッチSWのオンとオフにより、リーダ
ライタ装置１１のアンテナ共振回路部１２に流れる搬送
波の電圧を変化させることで、情報を送信する。すなわ
ち、図中「LS変調によって生じる変化成分」で示された
ように、ある一定の搬送波周波数において、スイッチSW
のオン・オフに応じて、搬送波の電圧は、ＥおよびＦの
値のどちらかになる(例えば、スイッチがオンのとき、
電圧はＥの値になり、オフのとき、電圧はＦの値にな
る)。この電圧ＥとＦを、０，１のデジタル信号に置き
換えることにより、信号が読み出される。搬送波周波数
がＣのとき、電圧ＥとＦの差が、最も大きくなる。この
搬送波周波数Ｃを、LS変調帯域中心周波数と呼ぶ。LS変
調帯域中心周波数で共振した場合、オン/オフによる電
圧差が最も大きいため、通信エラーが起こる可能性が最
も低い。また、Ｄは、搬送波周波数13.5MHzを示してい
る。

【００４４】TAG３１から信号を送信すると、搬送波の
左右に側波帯が表われる。このため、図６Ａに示される
ように、搬送波周波数を中心とした上下側波帯成分よ
り、電圧情報が読みだされ、LS変調のオン/オフが識別
される。

【００４５】図６Ａは、図５の搬送波周波数Ｄ付近にお
ける搬送波の電圧変化の一部を抜き出して示したもので
ある。図６Ａの中心の矢印の位置は、搬送波周波数Ｄを
示しており、図中、搬送波周波数の左側に下側波帯、右
側に上側波帯が、それぞれ示されている。また、線Ｌ１
およびＬ２は、図５に示された線Ｌ１およびＬ２に、そ
れぞれ対応している。

【００４６】例えば、図６Ａの線Ｌ１から、電圧情報を
読み出す場合の原理について、図７を参照して説明す
る。図７Ａ「側波アンバランス」には、上方に向かう３
本の矢印が描かれている。このうち、下側波帯と記され
た左側の矢印は、図６Ａの下側波帯において検知された
電圧(エネルギー)の大きさを示すベクトルである。同様
に、上側波帯と記された右側の矢印は、上側波帯におい
て検知された電圧(エネルギー)の大きさを示すベクトル
である。図６Ａにおいて、線Ｌ１が右下がりの波形であ
るのに対応して、図７Ａにおいて、下側波帯のベクトル
(エネルギー)より、上側波帯のベクトル(エネルギー)の
ほうが短く(小さく)なっている。すなわち、下側波帯に
おいて検知された電圧より、上側波帯において検知され
た電圧のほうが小さい値になっている。このように、下
側波帯と上側波帯において検知される電圧は、アンバラ
ンスになっている。

【００４７】下側波帯と上側波帯において検知された電
圧の各値を基に、電圧情報が読み出される。下側波帯と
上側波帯において検知された各電圧のアンバランスは、
図７ＢのAM(振幅変調)成分と図７ＣのPM(位相変調)成分
に分解される。図７ＣのPM成分は、図７Ａにおける側波
帯のベクトルから、図７Ｂにおける電圧値のベクトルを
引いた差分の値を示している。下側波帯および上側波帯
において検出される各電圧の差が大きいほど、図７Ｃの
PM成分のベクトルも大きくなる。

【００４８】以上のような原理により、上下側波成分よ
り、電圧情報が読みだされる。

【００４９】図６Ａの線Ｌ２においても、上述した同様
の原理により、電圧情報が読み出される。その結果、線
Ｌ２から算出されたAM成分は、線Ｌ１から算出されたAM
成分よりも小さい値になる。この、AM成分の電圧値の差
に基づいて、TAG３１のLS変調回路部３３において変調
された信号のオン/オフが識別される。

【００５０】ところで、図５のグラフにおいて、搬送波
周波数がＧおよびＨの場合、線Ｌ１とＬ２が交わってし
まう。以下、この特異点を、変調ヌル点と称する。より
低い周波数Ｇにおいて発生するヌル点をヌル点Ａ、より
高い周波数Ｈにおいて発生するヌル点をヌル点Ｂとす
る。図６Ｂは、ヌル点Ａが搬送波周波数近傍で発生した
場合の搬送波周波数付近のグラフを抜き出して示すもの
である。図６Ｂにおいても、図６Ａと同様に、図６Ａの
中心の矢印の位置は、搬送波周波数Ｄを示しており、図
中、搬送波周波数の左側に下側波帯、右側に上側波帯
が、それぞれ示されている。また、線Ｌ１およびＬ２
は、図５に示された線Ｌ１およびＬ２に、それぞれ対応
している。

【００５１】図６Ｂに示されるように、ヌル点が搬送波
周波数の近傍に発生した場合、図７を用いて先に説明し
た原理により、線Ｌ１およびＬ２のAM成分を算出する
と、線Ｌ１よりＬ２の方が、下側波帯における電圧値は
大きいものの、上側波帯における電圧値は小さくなるた
め、線Ｌ２において算出されるAM成分と、線Ｌ１におい
て算出されるAM成分との間には、図６Ａにおいて算出さ
れるほどの電圧差が生じない。そのため、信号の識別が
しにくくなってしまう。

【００５２】これに対して、搬送波の周波数がLS変調帯
域中心周波数Ｃに設定された場合、線Ｌ１およびＬ２間
で、AM成分の電圧差が最大になる。従って、搬送波の周
波数をLS変調帯域中心周波数Ｃに設定した場合、最もエ
ラーが発生する確率が低い。

【００５３】本発明の通信装置においては、LS変調を行
う有効な実用帯域である、周波数ＧとＨに挟まれた周波
数範囲内に搬送波周波数が入るように設定することによ
り、エラーのない情報伝達を可能としている。

【００５４】ところで、この有効な実用帯域は、リーダ
ライタ装置１１とTAG３１間の距離により、変動してし
まう。

【００５５】次に、図８乃至図１０を参照して、LS変調
を行う有効な実用帯域とアンテナ間距離との間の関係、
および、本発明の通信装置の、至近距離での通信方法の
特長について説明する。

【００５６】図８に示されたグラフは、TAG３１とリー
ダライタ装備１１間の距離を、５個の所定の値に設定し
た場合の、定電流搬送波の周波数に対する、電圧振幅値
の変化の例を表わしている。なお、アンテナ共振回路部
１２、およびアンテナ共振回路部３２の固有共振周波数
は、共に13.5MHzに設定されている。また、図８のグラ
フにおいては、横軸は搬送波周波数を表わし、縦軸はリ
ーダライタ装置１１の搬送波の電圧を表わしている。

【００５７】図中、kは、結合係数を表わし、リーダラ
イタ装置１１とTAG３１のアンテナ間の距離が近いほ
ど、大きな値になる。すなわち、図中、一番上に示され
る、結合係数k＝0.025のときの波形が、アンテナ間距離
が1番遠い場合のシミュレーション結果を表わし、以
下、下方に向かって、結合係数kが、k=0.05、k=0.1、k=
0.15、k=0.2と大きくなるに従い、アンテナ間距離が、
より短い場合の例を示している。図中、２本の接近した
ペアを構成する波形は、図５に示された線Ｌ１およびＬ
２に相当する。

【００５８】また、図中、ヌル点Ａ軌跡と記された破線
は、結合係数kが、ｋ＝0.025、0.05、0.1、0.15、およ
び0.2の場合の、各シミュレーション結果において、そ
れぞれ現れたヌル点Ａを通る線分を示し、結合係数kの
値を、連続的に変化させていった場合、ヌル点Ａは、こ
の軌跡上を移動する。ヌル点Ｂ軌跡と記された破線も同
様に、各結合係数のシミュレーション結果における、ヌ
ル点Ｂを通る線であり、結合係数kを連続的に変化させ
た場合、ヌル点Ｂは、この軌跡上を移動する。

【００５９】結合係数kが大きくなる（アンテナ間距離
が近くなる）につれ、ヌル点Ａが出現する周波数が高く
なる(グラフ中、右方向へ移動する)ことがわかる。ま
た、結合係数kが大きくなる（アンテナ間距離が近くな
る）につれ、ヌル点Ｂの出現する周波数も、高くなる
(グラフ中、右方向へ移動する)。ただし、結合係数k
が、例えば、k＝0.1からk＝0.2に増加した(アンテナ間
距離が接近した)場合、ヌル点Ａが出現する周波数の変
化量より、ヌル点Ｂが出現する周波数の変化量のほう
が、より大きくなっている。すなわち、ヌル点Ａに比
べ、ヌル点Ｂの出現周波数の方が、より結合係数kの影
響を大きく受ける。

【００６０】先に説明したように、LS変調を行う有効な
実用帯域は、ヌル点Ａとヌル点Ｂの間に設定されてお
り、図８から、LS変調を行う有効な実用帯域は、結合係
数kが大きくなる(アンテナ間距離が近づく)に従い、よ
り高い周波数に移動し、かつ、範囲を拡大していること
がわかる。

【００６１】本発明の通信装置においては、TAG３１の
アンテナ共振回路部３２の固有共振周波数を所定の値に
設定することにより、実際に装置を利用する際のアンテ
ナ間距離において、搬送波周波数が、ヌル点Ａとヌル点
Ｂの間の実用帯域に入るように設定されている。

【００６２】次に、搬送波周波数が、LS変調を行う有効
な実用帯域に入るように、TAG３１のアンテナ共振回路
部３２の固有共振周波数を設定する原理について説明す
る。

【００６３】図８に示されたシミュレーション結果で
は、リーダライタ装置１１のアンテナ共振回路部１２お
よびTAG３１の固有共振周波数を、共に13.5MHzに設定し
ていたが、図９は、TAG３１の固有共振周波数を、13.7M
Hzに設定した場合の例を示している。なお、リーダライ
タ装置１１のアンテナ共振回路部１２の固有共振周波数
は、13.5MHzに設定されている。

【００６４】図８と図９を比較して明らかなように、図
８においては、ヌル点Ａ軌跡が13.3MHz乃至13.4MHz付近
の周波数に出現しているのに対し、図９においては、搬
送波周波数と同じ周波数13.5MHz付近に出現している。
すなわち、TAG３１のアンテナ共振回路部３２の固有共
振周波数が高くなると、ヌル点Ａの出現範囲は、より高
い周波数にシフトする。反対に、アンテナ共振回路部３
２の固有共振周波数が低くなると、ヌル点Ａの出現範囲
は、より低い周波数にシフトする。

【００６５】同様に、ヌル点Ｂ軌跡も、TAG３１のアン
テナ共振回路部３２の固有共振周波数が高くなると、よ
り高い周波数にシフトする。

【００６６】本発明においては、上述したような変調ヌ
ル点の性質を利用することにより、通信エラーのない情
報伝達を可能としている。すなわち、リーダライタ装置
１１およびTAG３１が実際に使用される状況における、
リーダライタ装置１１とTAG３１のアンテナ間距離に基
づいて、TAG３１のアンテナ共振回路部３２の固有共振
周波数を、予め所定の値に設定することにより、搬送波
周波数が、ヌル点Ａとヌル点Ｂの間の有効な実用帯域に
あるようにする。そのため、LS変調された信号を、エラ
ーなく、受信、復調することができる。

【００６７】次に、図１０は、搬送波周波数を一定の値
に設定し、かつ、TAG３１のアンテナ共振回路部３２の
固有共振周波数と、アンテナ間距離を変えた場合におけ
る通信実験の結果を示している。

【００６８】図１０において、横軸は、TAG３１のアン
テナ共振回路部３２の固有共振周波数を表わす。また、
図中、横方向に伸びている帯は、上方から、アンテナ間
距離が2.3mm、1.9mm、または1.5mmの場合の、通信可能
範囲を示している。各帯において、ハッチングが施され
た範囲は、通信不可能であることを、白抜きの範囲は、
通信可能であることを、それぞれ示している。例えば、
アンテナ間距離が2.3mmの場合、アンテナ共振回路部３
２の固有共振周波数が、12.67MHz付近までは、通信不可
能で、12.67MHz付近から14.45MHz付近までは通信可能、
それより高い周波数では、通信不可能となっている。た
だし、周波数が13.88MHz乃至13.89MHzの間に、縦に線が
入っている。これは、変調ヌル点であり、そのポイント
だけは、通信ができない。

【００６９】次に、アンテナ間距離が1.9mmの場合、12.
54MHz付近乃至14.67MHz付近の範囲で、通信が可能とな
っている。ただし、周波数が13.85MHz乃至13.86MHzの間
に、変調ヌル点を示す縦線が入っている。アンテナ間距
離が1.5mmの場合、12.24MHz付近から、実験最高周波数1
5MHzまでの範囲が、少なくとも通信可能である。ただ
し、周波数が13.81MHz乃至13.82MHzの間に、変調ヌル点
を示す縦線が入っている。

【００７０】図１０においては、全てのアンテナ間距離
において、TAG３１のアンテナ共振回路部３２の固有共
振周波数が13.8MHz乃至13.9MHzの間に、変調ヌル点を示
す縦線が入っている。また、アンテナ間距離が、2.3m
m、1.9mm、1.5mmと近づくと、13.9MHz付近にあった変調
ヌル点が、13.8MHz付近へと移動している。

【００７１】図１０は、搬送波周波数は一定の値に固定
され、TAG３１のアンテナ共振回路部３２の固有共振周
波数を変化させた場合の結果である。このことから、ヌ
ル点が発生する周波数を所定の値に設定するためには、
アンテナ間距離が近づくに従い、TAG３１のアンテナ共
振回路部３２の固有共振周波数をより低い値に設定する
必要があることがわかる。

【００７２】このように、アンテナ間距離が接近してい
る場合、アンテナ共振回路部３２の固有共振周波数を、
搬送波の周波数より所定の値だけ低い値に設定すること
により(オフセットさせることにより)、搬送波周波数の
近傍に変調ヌル点が発生することを防止することができ
る。

【００７３】本発明の通信装置では、アンテナ間距離が
2.3mm乃至1.5mmの場合、TAG３１のアンテナ共振回路部
３２の固有共振周波数は、図１０に示される12.7MHz乃
至13.7MHzの範囲Ｒの間の、センター13.0MHzでバラツキ
範囲が±300MHzの値に設定される。

【００７４】

【発明の効果】以上のように、本発明の通信装置および
方法によれば、送信する情報を変調し、所定の共振周波
数で共振し、信号を送信し、共振周波数は、他の通信装
置が有するアンテナまでの距離に対応して、搬送波周波
数から、所定の値だけずらして設定されるようにしたの
で、至近距離で通信エラーを生じずに通信することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】通信装置の使用例を示した図である。

【図２】本発明の通信装置の一実施形態の構成を示すブ
ロック図である。

【図３】図２のリーダライタ装置の送受信処理を説明す
るフローチャートである。

【図４】図２のTAGの送受信処理を説明するフローチャ
ートである。

【図５】搬送波の周波数に対する電圧振幅値の変化を示
した模式図である。

【図６】LS変調波の復調の原理を説明する図である。

【図７】LS変調波の復調の原理を説明する、他の図であ
る。

【図８】定電流搬送波の周波数に対する電圧振幅値変化
の実験結果を示す図である。

【図９】定電流搬送波の周波数に対する電圧振幅値変化
の実験結果を示す、他の図である。

【図１０】TAGの固有共振周波数の通信可能範囲の実験
結果を、アンテナ間距離毎に示した図である。

【符号の説明】

１ビデオテープレコーダ，２ビデオカセットテー
プ，３ ICチップ，４アンテナ，１１リーダラ
イタ装置，１２アンテナ共振回路部，１３処理
部，１４マイクロコンピュータ，１５符号化/
復号回路，１６搬送波生成回路，１７ ASK変調回
路，１８復調回路，２１情報処理装置，３１
TAG，３２アンテナ共振回路部，３３ LS変調
回路，３４処理部，３５マイクロコンピュー
タ，３６ IC用電源生成回路，３７クロック抽出
回路，３８ ASK復調回路，３９符号化/復号回
路，４０ロジック回路，４１ EEPROM

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C005 MA40 MB10 NA09 TA22 5B035 BB09 CA12 CA23 5B058 CA17 KA40 5K012 AA03 AB03 AB12 AC06 AC08 AC10 BA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信する情報を変調する変調手段と、所定の共振周波数で共振し、信号を送信する送信手段と
を備え、前記共振周波数は、他の通信装置が有するアンテナまで
の距離に対応して、搬送波周波数から、所定の値だけず
らして設定されることを特徴とする通信装置。
【請求項２】前記変調手段は、LS変調により変調する
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
【請求項３】他の通信装置からの受信信号を基に、電
力を生成する生成手段と、前記他の通信装置からの前記受信信号よりクロックを抽
出する抽出手段と、前記他の通信装置からの前記受信信号を復調する復調手
段と、前記復調手段により復調された復調信号を復号する復号
手段と、情報を記憶する記憶手段と、前記他の通信装置に送信する情報を符号化する符号化手
段とをさらに備え、前記変調手段は、前記符号化手段により符号化された前
記情報を変調することを特徴とする請求項1に記載の通
信装置。
【請求項４】送信する情報を変調する変調ステップ
と、所定の共振周波数で共振し、信号を送信する送信ステッ
プとを含み、前記共振周波数は、他の通信装置が有するアンテナまで
の距離に対応して、搬送波周波数から、所定の値だけず
らして設定されることを特徴とする通信方法。