JP5272802B2 - 非接触型通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、非接触型ＩＣカード等の非接触型情報媒体と無線通信を行ってデータの送受信を行う非接触型通信装置に関する。

現在、メモリ及び近接通信機能等をＩＣとして搭載したＩＣカードを利用した各種サービスが実用化されてきている。この種のＩＣカード（非接触ＩＣカード）は、カード形状以外にもタグ形状（ＩＣタグ）や腕時計型等も知られており、また携帯電話などにＩＣカード機能が搭載されている場合もある。

非接触ＩＣカードを実際に利用する場合には、カード内のメモリの書き込みや読み出しを行うために専用のリーダライタを使用して、非接触ＩＣカードをリーダライタにかざすことにより、非接触ＩＣカードのアンテナとリーダライタのアンテナとの間で電磁誘導により通信を行う。

ここで、図９に、非接触ＩＣカードとそのリーダライタの一般的な構成例を示す。
図９に示す例では、リーダライタ１００は、送信部１１０、受信部１２０、制御部１０１、アンテナ１０２を備えている。また、非接触ＩＣカード２００は、アンテナ２０１、電源部２０２、受信部２０３、送信部２０４を備えている。

リーダライタ１００において、まず、制御部１０１は、非接触ＩＣカード２００との通信制御を行うＣＰＵ等であり、非接触ＩＣカード２００に対するコマンド／データ等のデータ送信処理や、非接触ＩＣカード２００からの受信データをメモリへ格納する処理等の様々な処理を実行する。このデータ送信やデータ受信は、送信部１１０や受信部１２０を介して行われる。

送信部１１０は、変調回路１１１、キャリア発振器１１２、増幅回路１１３を有する。受信部１２０は、検波回路１２１、増幅回路１２２、二値化回路１２３を有する。
送信部１１０において、キャリア発振器１１２は所定の周波数（例えば13.56MHz等）の搬送波（キャリア）を生成し、変調回路１１１にてこの搬送波を制御部１０１から送られる送信データにより振幅変調する。制御部１０１が送信データを出力しない時には（例えばＩＣカードからのデータ受信時には）、搬送波が（変調されることなく）変調回路１１１から出力される。

増幅回路１１３が、変調回路１１１が出力する信号（上記キャリア又は振幅変調波）を規定の送信電力まで増幅し、これをアンテナ１０２に供給することで、アンテナ１０２（一般的に用いられるループアンテナ等）から磁界エネルギーとして放出される。

非接触ＩＣカード２００がこのアンテナ１０２の近傍に存在する場合には、非接触ＩＣカード２００は電磁誘導によりリーダライタ１００からの信号（キャリア又は変調波）をアンテナ２０１により受信し、この受信波を電源部２０２にて整流することにより、それ自身の内部回路（受信部２０３、送信部２０４等）が動作するために必要な直流電圧を取り出すことで、動作を開始することができる。

また、上記受信波は、受信部２０３にも入力され、受信波が上記振幅変調波である場合には受信部２０３は上記リーダライタ１００からの送信データを受け取ることになる。また、非接触ＩＣカード２００は、受信した送信データに対する応答データを送出する場合には、上記リーダライタ１００が上記キャリアを送信しこれをアンテナ２０１により受信している状態で、送信部２０４が応答データに応じた負荷変調を行うことで、応答データをリーダライタ１００に伝える。

リーダライタ１００は、非接触ＩＣカード２００が負荷変調により返信する応答信号（振幅変調波）をアンテナ１０２で受信する。アンテナ１０２で受信した振幅変調波（受信信号）は、ダイオードブリッジ等で構成される検波回路１２１に入力される。検波回路１２１は振幅変調波を検波・復調して（受信信号の包絡線の検出）非接触ＩＣカード２００が送出した応答信号を生成し、この信号が増幅回路１２２、二値化回路１２３によって増幅、二値化されて受信データ（ディジタル信号）として制御部１０１に入力される。

このようにして、リーダライタ１００と非接触ＩＣカード２００との間で通信を行い、任意のデータの送受信を行う。
図１０、図１１は、上記リーダライタ１００におけるデータ受信に係わる構成を示す図である。すなわち、送信部１１０の増幅回路１１３の等価回路と復調回路の具体的構成例（その１、その２）を示す図である。尚、受信信号処理に関しては、増幅回路１１３等もインピーダンス等の点で影響を与えることから、増幅回路１１３と復調回路とで復調装置と呼ぶものとする。この場合、図１０、図１１は、復調装置の構成例を示す図であるとも言える。あるいは、増幅回路１１３とアンテナ１０２と復調回路とで復調装置と呼ぶものとしてもよい。

従来のリーダライタ１００の送信部１１０の増幅回路１１３は、等価回路で表現すると、図１０や図１１に示す通り、相互にほぼ180°位相の異なる交流電圧を出力する２つの電圧源Ｖ１、Ｖ２と、それぞれの電圧源の内部インピーダンスＺで表現される平衡回路を構成しており（２つの電圧源の内部インピーダンスは同一（＝Ｚ））、かつ、2Z≒Za（Zaはアンテナ入力インピーダンス）となるように、すなわちアンテナインピーダンスと整合するように設計される。

また、復調回路は、図１０に示す構成例（その１）では、アンテナ１０２の両端の信号をトランス１３０に入力して、このトランス１３０の出力側に上記受信部１２０を接続した構成となっている。つまり、アンテナ端子間電圧（線間電圧）を、トランス１３０等を用いて電圧変換してから、上記受信部１２０によって復調する構成としている。尚、この例は、アンテナ１０２の両端の電圧の差分（線間電圧）を、受信部１２０に入力させる例であり、トランス１３０を用いるのは一例に過ぎない。尚、この構成例では、ヌル点問題は解消されない（後に図５で説明する通り、差分信号でもヌル点は発生する）。

また、図１１に示す構成例（その２）では、復調回路は、上記受信部１２０を２つ設けた構成とし、電圧源Ｖ１の系統上でアンテナ１０２との間に、検出用インピーダンスＺｃを挿入して、この検出用インピーダンスＺｃの両端の各受信信号（対アース電圧）を、それぞれ各受信部１２０に入力して復調させる構成となっている。すなわち、不平衡電圧を各受信部１２０に入力させて復調する構成となっている。検出用インピーダンスＺｃは、例えばコイル、コンデンサ等のリアクタンス素子であり、インピーダンスの異なる２点の受信信号（ＩＣカードからの応答信号）を、各受信部１２０に入力して検波・復調させることができる。

このように、この構成例では、受信部１２０を２つ設け、インピーダンスの異なる２点の各受信信号（不平衡電圧）を２つの受信部１２０に入力させる構成とすることで、ヌル点問題を解消することが可能となる。すなわち、２つの受信信号は、ヌル点の発生位置が異なることになり、ある位置において一方にヌル点が発生しても、他方はヌル点が発生しないことになる。よって、一方の受信部１２０で正常に検波・復調できない場合でも、他方の受信部１２０では正常に検波・復調できるので、正常な方を選択する等してヌル点問題を解消できる。

尚、ここで、図１２に、上記図１０等で等価回路で示した増幅回路１１３の具体的回路例を示しておく。この例では、プッシュプル増幅回路を示す。勿論、これは一例であり、上記等価回路に対応する回路であれば何でもよい。

図１２に示す一例では、増幅回路１１３には、２つの搬送波信号源Ｖ１’、Ｖ２’からの出力が入力される。図示の増幅回路１１３は、直流電圧源Ｅ、２つのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２、トランス１３０を有する。また、トランス１３０におけるアンテナ１０２側のコイルの両端に、それぞれ抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４を設けて、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４を介して接地させてもよい。

上記２つの搬送波信号源Ｖ１’、Ｖ２’は、上記変調回路１１１からの出力であるが、受信時には変調されないので実質的にはキャリア発振器１１２からの出力（搬送波）と考えてよい。また、これら２つの搬送波信号源Ｖ１’、Ｖ２’の出力が入力された（更に直流電圧源Ｅからの電圧が印加された）２つのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２等が、上記２つの電圧源Ｖ１，Ｖ２に相当する。また、上記抵抗Ｒ１，Ｒ２が上記図１０等における内部インピーダンスＺに相当する（よって、この場合はＲ１＝Ｒ２）。また、図１０等には示していないが、上記抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４を設ける場合には、これらが後述する図１等における対地インピーダンスに相当することになる。

トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２は、例えばエミッタ接地ＮＰＮトランジスタであり、それぞれ図示の通りエミッタ側は抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して接地されている。また、それぞれ、コレクタには直流電圧源Ｅからの直流電圧が印加され、またコレクタにはトランス１３０が接続されており、またベースには搬送波信号源Ｖ１’、Ｖ２’からの交流信号が入力され、この交流信号が増幅されてトランス１３０へ出力される。搬送波信号源Ｖ１’の交流信号と搬送波信号源Ｖ２’の交流信号とは相互に位相が１８０°異なるものとなっている。

上記各トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２からのコレクタ出力は、トランス１３０により電圧変換されて、アンテナ１０２へ供給されることになる。
ところで、従来のリーダライタにおいては、非接触ＩＣカードの駆動電力が不足する距離（最大通信距離）より短い距離であっても通信が不能となるポイント（ヌルポイント）が発生する場合があった。これについて、図１３を参照して説明する。

図１３（ａ）は距離と通信成功率の関係、図１３（ｂ）は距離と復調電圧の関係を示す図である。
図１３（ａ）には、通信距離（リーダライタのアンテナ−非接触ＩＣカード間の距離）と通信成功率の関係を示す。

図示の例では、図示のＱ点が最大通信距離の地点であり、これよりも距離が短い場合には基本的に通信可能なはずであり、図示の通り距離ゼロ点からＱ点までの間は殆どの地点で通信成功率がほぼ１００％となっている。しかしながら、図示のＰ点とその近辺においては、Ｑ点よりも通信距離が短いにも係わらず、通信成功率が著しく低下する。つまり、Ｐ点では非接触ＩＣカードの駆動電力が十分にあるにも係わらず、通信成功率が著しく低下する。このＰ点が上記ヌルポイントに相当する。

この問題は、図１３（ｂ）に示す通り、Ｐ点において復調電圧Ｖｄがゼロとなってしまうことにより発生する。復調電圧Ｖｄは図９に示したように増幅回路１２２の出力電圧である。つまり、復調電圧Ｖｄは、非接触ＩＣカードからの応答信号の振幅変化を検出して増幅した信号の電圧（振幅大の部分と振幅小の部分との電位差）である。この復調電圧Ｖｄがゼロの状態、すなわち応答信号に振幅変化が無い状態では、応答信号のデータの‘１’と‘０’の区別が付かず、正常にデータ受信が出来ないものとなる。

この問題（ヌル点問題）に対して、非接触ＩＣカードからの返信信号の振幅成分と位相成分を検出し、それらを選択して復調する方法（特許文献１参照）があるが、振幅復調に比べ位相復調は回路が複雑のため、復調回路全体の回路規模が大きくなるという問題がある。

特開２００５−３１８３８５号公報

本発明の課題は、比較的簡単な構成でヌル点問題を解消することができる非接触型通信装置等を提供することにある。

本発明の第１の非接触型通信装置は、ほぼ180°位相の異なる２つの電圧源を有する増幅回路を有する送信部と、該増幅回路の前記各電圧源からの２系統の出力が両端にそれぞれ入力されるアンテナと、該アンテナによる受信信号を入力して復調する受信部とを有する非接触型通信装置であって、前記増幅回路は、前記電圧源それぞれに対応する内部インピーダンスの値が相互に異なり、前記受信部を２つ設け、該各受信部はそれぞれ前記アンテナの両端の何れか一方に接続され、それぞれが前記アンテナによる受信信号を入力して復調する。

また、本発明の第２の非接触型通信装置は、ほぼ180°位相の異なる２つの電圧源を有する増幅回路を有する送信部と、該増幅回路の前記各電圧源からの２系統の出力が両端にそれぞれ入力されるアンテナと、該アンテナによる受信信号を入力して復調する受信部とを有する非接触型通信装置であって、前記増幅回路は、前記電圧源それぞれに対応する内部インピーダンスの値は略同一で、それぞれに対応する対地インピーダンスが相互に異なり、前記受信部を２つ設け、該各受信部はそれぞれ前記アンテナの両端の何れか一方に接続され、それぞれが前記アンテナによる受信信号を入力して復調する。

上記第１、第２の非接触型通信装置において、例えば、前記２つの受信部の何れか一方には、前記アンテナの両端の受信信号の差分が入力されるようにしてもよい。
また、本発明の第３の非接触型通信装置は、ほぼ180°位相の異なる２つの電圧源を有する増幅回路を有する送信部と、該増幅回路の前記各電圧源からの２系統の出力が両端にそれぞれ入力されるアンテナと、該アンテナによる受信信号を入力して復調する受信部とを有する非接触型通信装置であって、前記増幅回路は、前記電圧源それぞれに対応する内部インピーダンスの値は略同一であり、前記アンテナにおいて、該アンテナを構成するループの所定の箇所を接地することで対地インピーダンスが異なる２つのループを形成し、前記受信部を２つ設け、該各受信部はそれぞれ前記アンテナの両端の何れか一方に接続され、それぞれが前記アンテナによる受信信号を入力して復調する。

上記第１、第２、第３の非接触型通信装置は、何れも、受信部を２つ設けると共に、この２つの受信部に入力される、アンテナによる受信信号が、不平衡電圧となるように構成している。これによって、２つの受信部それぞれに関してヌル点発生しても、ヌル点発生位置は異なることから、ヌル点問題を解消できる。

本発明の非接触型通信装置等によれば、比較的簡単な構成でヌル点問題を解消することができる。

実施例１のリーダライタの復調回路に係わる構成例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、図１の構成に対応する通信特性例等を示す図である。 実施例２のリーダライタの復調回路に係わる構成例を示す図である。 実施例３のリーダライタの復調回路に係わる構成例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、図４の構成に対応する通信特性例等を示す図である。 実施例４のリーダライタの復調回路に係わる構成例を示す図である。 実施例５のリーダライタの復調回路に係わる構成例を示す図である。 実施例５におけるアンテナの構成例である。 非接触ＩＣカードとそのリーダライタの一般的な構成例を示す図である。 リーダライタの復調回路に係わる従来の構成例（その１）を示す図である。 リーダライタの復調回路に係わる従来の構成例（その２）を示す図である。 増幅回路の具体的回路例である。 （ａ）は距離と通信成功率の関係、（ｂ）は距離と復調電圧の関係を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
尚、リーダライタの基本構成自体は、図９に示すものと略同様であり、特に図示しないが、制御部、送信部、受信部、及びアンテナを有するものであり、送信部はキャリア発生器、変調回路、及び増幅回路（以下に説明する増幅回路４〜８等）を有するものである。

尚、リーダライタの通信相手は、非接触ＩＣカードのようなカード型の形態に限らず、例えばＩＣカード機能内蔵の携帯電話やタグ型（ＩＣタグ）あるいは腕時計型の形態等であってもよく、これらを総称して非接触型情報媒体と呼ぶものとする。また、これより、リーダライタも、非接触ＩＣカード・リーダライタに限らないものであり、総称して非接触型通信装置と呼ぶものとする。

図１は、上記リーダライタにおける送信部の増幅回路の等価回路、及び復調回路の構成を示す図である。図１０、図１１で説明したことから図１に関しても同様にして、図１は復調装置に係わる構成を示す図であるとも言える。これは、後に説明する図３〜図７に関しても同様である。尚、図１は実施例１の復調装置の構成を示す図である。

図１に示す例では、送信部の増幅回路４は、等価回路としては、ほぼ180°位相の異なる電圧源V1、V2と、それぞれの電圧源の内部インピーダンスはZ1、Z2で表されており、且つZ1≠Z2、となるように設計されている。また、それぞれの対地インピーダンスは同じ値（Z1a）となるように設計（例えば、レイアウトパターンを対称とするなど）されている。このように、従来では対称に構成していた回路を、本例では非対象構成とする。つまり、従来との違いは、従来では２つの電圧源の内部インピーダンスは同一（＝Ｚ）であったのに対して、図１の例では上記の通り異なるようになっている（Z1≠Z2）点である。ただし、Z1+Z2≒Za（Za；アンテナ入力インピーダンス）となるように、すなわちアンテナインピーダンスと整合するように設計される。

尚、増幅回路４の具体的回路構成例は、例えば上記図１２に示した例があるが、この例に限るものではなく、図１に示す等価回路に相当する回路構成であれば何でもよい。
また、復調回路としては、図示の２つの受信部１，２を設けた構成とし、アンテナ３の両端の何れか一方に受信部１が、他方に受信部２が接続されており、アンテナ３による受信信号（ＩＣカードからの応答信号）が受信部１，２に入力されて復調されることになる。ここで、上記増幅回路４の構成により、受信部１、２にはインピーダンスの異なる２点の受信信号（不平衡電圧）が入力されることになり、これによって上記図１１の従来技術と略同様に（そして図２で説明するように）、ヌル点問題を解消できることになる。

各受信部１，２は、同じ構成であってよく同一符号を付してあり、それぞれ検波回路１１、増幅回路１２、二値化回路１３を有する構成である。各受信部１，２の構成自体は、上記従来の受信部１２０と略同様であってよく、ここでは特に説明しないが、検波回路１１は上記検波回路１２１に相当し、増幅回路１２は上記増幅回路１２２に相当し、二値化回路１３は上記二値化回路１２３に相当する。

尚、上記増幅回路４の具体的回路構成が例えば上記図１２に示す構成であった場合には、図１２における抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗値を相互に異なる値とすることで、上記電圧源の内部インピーダンスを相互に異なるもの（Z1≠Z2）とすることができる。また、図１２における抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４を設けると共にこれらの抵抗値を同一とすることで、上記対地インピーダンスを同じ値（Z1a）とすることができる。

また、尚、後述する図３の構成では、上記図１の場合と逆になる。すなわち、図１２における抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗値を同一とすることで、上記電圧源の内部インピーダンスを同一（Ｚ）とすることができる。また、図１２における抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４の抵抗値を相互に異なる値とすることで、上記対地インピーダンスを相互に異なるもの（Z1a≠Z1b）とすることができる。

図１のような構成にした場合の通信特性例を図２に示す。
図２（ａ）には通信距離と通信成功率の関係、図２（ｂ）には通信距離と復調電圧との関係を示す。復調電圧Ｖｄは図１に示す通り、各受信部１，２の増幅回路１２の出力電圧である。上述してある通り、ヌルポイントではこの復調電圧Ｖｄがほぼ０になっている。

図２（ｂ）に示すように、受信部１の復調電圧ＶｄはＰ点においてゼロとなっているが、受信部２の復調電圧ＶｄはＰ点においてゼロとはならない。また、受信部２の復調電圧Ｖｄがゼロになる位置では、受信部１の復調電圧Ｖｄはゼロになっていない。尚、この例では、受信部２の復調電圧Ｖｄに関してはヌル点発生していない。受信部２の復調電圧Ｖｄがゼロになる位置は、受信部２による最大通信距離を意味している。図示の通り、受信部１の方が最大通信距離は長い。つまり、この例では、受信部２の出力のみを用いる場合、通信距離の低下を招くことになる。

図１の構成では、例えば上記図２（ｂ）のような通信特性が得られるので、不図示の制御部（上記制御部１０１に相当）は、２つの受信部１，２の出力を例えばスイッチなどで選択することで、正常な受信データ（正常な復調電圧Ｖｄに基づく２値化データ）を取得することができ、ヌル点問題を解消できる。また、上記の例では比較的遠距離では受信部１の出力を選択すれば、通信距離の低下を招くことはない。このように、図１の構成によれば、簡単な構成で通信距離の低下を招くことなくヌルポイント発生のないリーダライタを実現することができる。

図１に示す構成（実施例１）は、一例であり、この例に限るものではない。
以下、他の実施例について説明する。尚、以下に説明する他の実施例においても、上記図２に示すものと同等の通信特性が得られる（つまり、図１の構成と略同様の効果が得られる）。

ここで、上記実施例１も以下に説明する他の各実施例も、２つの受信部を備え、この各受信部にアンテナ受信の不平衡電圧を入力させることでヌル点問題を解消する点は、図１１に示す従来例と略同様である。しかし、図１１の例では、検出用インピーダンスＺｃを新たに設ける必要があった。これに対して、本例では、例えば上記図１や以下に説明する図３の構成では、増幅回路４に係わるインピーダンス（電圧源の内部インピーダンス、または対地インピーダンス）を調整するだけで済むので、簡単な構成でヌル点問題を解消できる。

図３には実施例２、図４には実施例３、図６には実施例４、図７には実施例５の構成例を示す。
尚、図３〜図７においては、受信部１、受信部２の内部構成は（図１に示す通りであるので）特に示さない。

まず、図３を参照して実施例２について説明する。
図３は、実施例２における上記リーダライタにおける送信部の増幅回路の等価回路と、復調回路に係わる構成を示す図である。つまり、図３は実施例２の復調装置の構成例である。

図３に示す実施例２においては、送信部の増幅回路５は、等価回路で表現すると、ほぼ180°位相の異なる２つの電圧源Ｖ１、Ｖ２と、それぞれの電圧源の内部インピーダンスＺで表現される平衡回路を構成しており、かつ、2Z≒Za（Zaはアンテナ入力インピーダンス）となるように、すなわちアンテナインピーダンスと整合するように設計される。つまり、図１に示す実施例１とは異なり（そして従来の図１１等と同様に）、２つの内部インピーダンスが同じ（Z）となるように設計されている。

その一方で、それぞれの電圧源Ｖ１、Ｖ２の対地インピーダンスは異なるように設定する。すなわち、図示のように、電圧源Ｖ１については対地インピーダンスZ1a、電圧源Ｖ２については対地インピーダンスZ1bとし、Z1a≠Z1bとなるように設計する。これにより、図１と実施例１と同様の効果が得られる。

すなわち、本実施例２の構成においても、アンテナ３両端の各受信信号（不平衡電圧）を各受信部１，２で入力して復調するので、例えば図２（ｂ）に示すような通信特性が得られるようになる。よって、実施例１で説明した通り、２つの受信部１，２の出力を、例えばスイッチなどで選択することで、ヌル点問題を解消できる。また、通信距離の低下を招くことはない。

図４は、実施例３における上記リーダライタにおける送信部の増幅回路の等価回路と、復調回路に係わる構成を示す図である。つまり、図４は実施例３の復調装置の構成例である。

図４に示す増幅回路６は図１の増幅回路４と同じ構成である。
図４に示す構成が、図１の構成と異なる点は、２つの受信部の一方（ここでは受信部１）に対してトランス２０を設けている点である。これは上記従来の図１０に示す例でトランス１３０を設けているのと同じことであり、特に詳細には説明しないが、アンテナ３の両端の電圧の差分（線間電圧）を、受信部１に入力させるものである。このように２つの受信部への入力を、一方を線間電圧（差分）、他方を対アース電圧とする構成としても、送信部の増幅回路が実施例１と同じであることから、実施例１と同様の効果が得られる。これについて図５を参照して説明する。

図４のような構成にした場合の通信特性例を図５に示す。
図５（ａ）には通信距離と通信成功率の関係、図５（ｂ）には通信距離と復調電圧との関係を示す。復調電圧Ｖｄは、図４の構成における受信部２の増幅回路１２の出力電圧（受信２）と、受信部１の増幅回路１２の出力電圧（差分）とを示している。図４の構成の場合、受信部１には、アンテナ３の両端の電圧の差分（線間電圧）が入力するので「差分」として示している。

また、図４の構成は、受信部１ではなく、受信部２に対してトランス２０を設けた構成としてもよいことから（この場合、受信部１に関しては図１と同様に、アンテナ３の一端の対アース電圧が入力される）、この様な構成（変形例）の場合における受信部１の増幅回路１２の出力電圧（受信１）も一緒に示してある。

尚、図５（ｂ）を見れば、図示の「差分」が、図示の「受信１」と「受信２」との差であることが分かる。
図４の構成の場合、図５（ｂ）に示す「受信２」と「差分」を参照すれば明らかなように、両方ともヌル点発生箇所は存在するが、両方ともヌル点となる位置は存在しないので、上記図２で説明した通り、２つの受信部１，２の出力を、例えばスイッチなどで選択することで、通信距離の低下を招くことなくヌルポイントのないリーダライタを得ることができる（図５（ａ）に示す通り、通信成功率は常にほぼ１００％であり、最大通信距離が短くなることもない）。

また、上記変形例の場合も同様に、図５（ｂ）に示す「受信１」と「差分」を参照すれば明らかなように、両方ともヌル点発生箇所は存在するが、両方ともヌル点となる位置は存在しないので、上記と同様、ヌル点問題解消等の効果が得られる。

尚、以下に説明する図６の構成の場合も、上記図５に示した通信特性と略同様の通信特性が得られる。図６の構成も、図４の構成と同様に、受信部１に対してはアンテナ３の両端の差動電圧（差分）、受信部２に対してはアンテナ３の一端の電圧（対地電圧）が入力されるものである。

図６は、実施例４における上記リーダライタにおける送信部の増幅回路の等価回路と、受信部とアンテナに係わる構成を示す図である。つまり、実施例４の復調装置の構成図である。

図６に示す増幅回路７は図３の増幅回路５と同じ構成である。
図６に示す構成が、図３の構成と異なる点は、上記実施例３と同じく、２つの受信部の一方（ここでは受信部１）に対してトランス２０を設けている点である。これは上記従来の図１０に示す例でトランス１３０を設けているのと同じことであり、特に説明しない。実施例４では、増幅回路が実施例２と同じであることから、実施例２と同様に実施例１と同様の効果が得られる。

図７は、実施例５における上記リーダライタにおける送信部の増幅回路の等価回路と、受信部とアンテナに係わる構成を示す図である。また、図８には、図７に示すアンテナ３０の構成例を示す。

まず、図７に示す増幅回路８は、図１０、図１１に示す従来の増幅回路１１３と同じであってよい。また、受信部に関しては、図１、図３と同様、アンテナ３０の両端のそれぞれに受信部１、受信部２を接続している。

図７の構成が上記他の実施例の構成と異なる点は、増幅回路自体は、ほぼ180°位相の異なる２つの電圧源Ｖ１、Ｖ２それぞれの内部インピーダンスおよび対地インピーダンスはバランス（平衡）した構成であるが、アンテナ３０はバランスしない構成とした点にある。すなわち、ループアンテナであるアンテナ３０のループの所定の箇所を、送信部のアース点（各電圧源Ｖ１、Ｖ２のアース点）と同一電位となるように接地した構成とする。

このように、実施例１〜４では増幅回路によって２つの受信部への入力を不平衡電圧にしていたのに対して、実施例５ではアンテナ３０によって２つの受信部への入力を不平衡電圧にしている点が異なるものであり、この点以外は実施例等と略同様であり、よって実施例１等と同様の効果が得られる。すなわち、その特性は例えば図２（ｂ）に示すものと略同様となり、相互にヌル点の位置が異なる受信部１，２の出力を選択することで、ヌル点問題を解消できる。

実施例５におけるアンテナ３０の構成の一例を図８に示す。
図８に示す一例では、アンテナ３０は簡単の為に２ターンのループアンテナ（ループＬａとループＬｂ）であるものとし、例えばプリント板上にパターン形成された当該２ターンのループアンテナにおいて、図示のようにループＬａとループＬｂとの間の地点をアース点とする。これは、例えば、ループＬａの面積がループＬｂに比べて大きくなるように設定する。このようにすると、図示のようにループＬａの面積がループＬｂに比べて大きくなることから、ループＬａに比べループＬｂのインダクタンスが大きくなるため、アンテナ３０の対地インピーダンスを異なる値とすることができる。勿論、逆にしてもよい（ループＬｂの面積がループＬａに比べて大きくなるようにしてもよい）。

このように、ループアンテナの所定の箇所を接地することで、この接地点を境にした２つのループを形成し且つこの２つのループのインダクタンスが異なるようにすることで、アンテナ３０の対地インピーダンスを異なるようにし、これによって受信部１，２に不平衡電圧を入力させる。

このような構成にしても、上記の実施例１等と同様に、２つの受信部１，２、の復調結果は異なる特性を示すため（図２参照）、実施例１と同様の効果を得ることができる。
以上説明したように、上記実施例１〜５の何れの場合でも、少ない回路構成で（比較的簡単な構成で）ヌル点による通信不能状態が発生しないリーダライタを提供することができる。

１ 受信部
２ 受信部
３ アンテナ
４ 増幅回路
１１ 検波回路
１２ 増幅回路
１３ 二値化回路
Ｚ、Ｚ１、Ｚ２ 電圧源の内部インピーダンス
Ｚ１ａ、Ｚ１ｂ 対地インピーダンス

Claims (4)

1. ほぼ180°位相の異なる２つの電圧源を有する増幅回路を有する送信部と、該増幅回路の前記電圧源からの２系統の出力が両端にそれぞれ入力されるアンテナと、該アンテナによる受信信号を入力して復調する受信部とを有する非接触型通信装置であって、
   前記増幅回路は、前記電圧源それぞれに対応する内部インピーダンスの値が相互に異なり、前記内部インピーダンスの直列合成インピーダンスがアンテナ入力インピーダンスと略整合し、
   前記受信部を２つ設け、前記受信部はそれぞれ前記アンテナの両端の何れか一方に接続され、前記受信部それぞれが前記アンテナによる受信信号を入力して復調することを特徴とする非接触型通信装置。
2. ほぼ180°位相の異なる２つの電圧源を有する増幅回路を有する送信部と、該増幅回路の前記電圧源からの２系統の出力が両端にそれぞれ入力されるアンテナと、該アンテナによる受信信号を入力して復調する受信部とを有する非接触型通信装置であって、
   前記増幅回路は、前記電圧源それぞれに対応する内部インピーダンスの値は略同一で、それぞれに対応する対地インピーダンスが相互に異なり、前記内部インピーダンスの直列合成インピーダンスがアンテナ入力インピーダンスと略整合し、
   前記受信部を２つ設け、前記受信部はそれぞれ前記アンテナの両端の何れか一方に接続され、前記受信部それぞれが前記アンテナによる受信信号を入力して復調することを特徴とする非接触型通信装置。
3. 前記２つの受信部の何れか一方には、前記アンテナの両端の受信信号の差分が入力されることを特徴とする請求項１又は２記載の非接触型通信装置。
4. ほぼ180°位相の異なる２つの電圧源を有する増幅回路を有する送信部と、該増幅回路の前記電圧源からの２系統の出力が両端にそれぞれ入力されるアンテナと、該アンテナによる受信信号を入力して復調する受信部とを有する非接触型通信装置であって、
   前記増幅回路は、前記電圧源それぞれに対応する内部インピーダンスの値は略同一であり、前記内部インピーダンスの直列合成インピーダンスがアンテナ入力インピーダンスと略整合し、
   前記アンテナにおいて、該アンテナを構成するループの所定の箇所を接地することで対地インピーダンスが異なる２つのループを形成し、
   前記受信部を２つ設け、前記受信部はそれぞれ前記アンテナの両端の何れか一方に接続され、前記受信部それぞれが前記アンテナによる受信信号を入力して復調することを特徴とする非接触型通信装置。
   

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