JPH09321652A

JPH09321652A - 無線通信装置

Info

Publication number: JPH09321652A
Application number: JP8132159A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Takiguchi; 昌宏滝口; Kiyoshi Takahashi; 清志高橋
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-05-27
Filing date: 1996-05-27
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】少ない消費電力で通信距離を長くすることが
でき、小型・軽量化を容易に図ることのできる無線通信
装置を提供する。【解決手段】データ読取装置から送信された搬送波を
受信・整流して動作電力及び基準クロックを生成し、基
準クロックに同期してＩＤデータを送信するメモリカー
ドにおいて、データ送信用のアンテナＢ２をコンデンサ
Ｃ４とコイルＬ４とからなるＬＣ共振回路から構成す
る。データ送信時には、変調回路３８から、送信データ
が１である場合にのみ所定パルス幅Ｔonの駆動信号Ｓｂ
を出力し、この駆動信号によりスイッチング素子ＳＷを
オンする。この結果、スイッチング素子ＳＷのオン時に
ＬＣ共振回路にエネルギが蓄積され、スイッチング素子
ＳＷのオフ後に、そのエネルギによりＬＣ共振回路が共
振し、コイルＬ４から共振周波数の電波が発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データを外部装置
に送信可能な無線通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、駐車場，遊技場等の各種施設
への入・退場者や、生産工場，配送センタ等で搬送ライ
ンを流れる物品等の所定の個体に、固体識別用のデータ
を記憶し且つこのデータを送信可能な応答器を付与する
と共に、個体の通過経路（入・退場ゲート，搬送ライン
近傍等）に、応答器と通信可能な通信装置を設け、この
通信装置を介して応答器からデータを読出すことによ
り、通過経路を通過する個体を識別して、入・退場制
限，物品の搬送先の切り換え等の所定の管理動作を自動
で行なうようにした、個体識別・管理用の通信システム
が知られている。

【０００３】そして、この種の通信システムにおいて使
用される応答器としては、従来より、例えば特開昭６２
−２１２５８９号公報に開示されているように、通信用
アンテナとして共振回路を備え、通信相手から送信され
てきた搬送波を共振回路で受信しながら、共振回路に設
けたスイッチをオン・オフさせて共振回路の共振状態を
変化させることにより、搬送波を送信データにて変調
（振幅変調，周波数変調等）した電波を共振回路から送
信するようにした搬送波反射型の無線通信装置、或い
は、例えば特開昭５５−１１４９７４号公報に従来技術
として開示されているように、搬送波を発生する発振器
を備え、この発振器からの搬送波を送信データにて変調
することにより、通信用アンテナから電波を放射するよ
うにした、発振器内蔵型の無線通信装置が知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、搬送波反射
型の無線通信装置では、通信相手からの搬送波により共
振回路に誘導された信号を変調することによりデータを
送信するため、通信相手との間の距離（通信距離）が長
くなると、共振回路に誘導される信号が急激に小さくな
って、データ送信のための変調を行なうことができなく
なるといった問題があった。つまり、搬送波反射型の無
線通信装置では、通信距離が長くなると、通信相手から
の送信データは受信できても、その受信データに対応し
たデータを返送することができないことがあり、通信距
離を長くすることができないという問題があった。

【０００５】一方、発振器内蔵型の無線通信装置では、
データの送信に、発振器にて生成した搬送波を利用する
ので、通信距離を長くすることはできるものの、発振器
を駆動するので消費電力が大きくなるとか、発振器によ
り回路構成が複雑になり、無線通信装置の小型・軽量化
が難しいという問題があった。

【０００６】即ち、応答器は、人が携帯したり物品に貼
り付けるためのものであるため、小型・軽量化，省電力
化が要求され、しかも、例えば使用者がポケットに入れ
たままデータの読取りができるように、通信距離を長く
することが要求されるが、従来の無線通信装置では、こ
うした要求に充分応えることができる応答器を実現する
ことができなかった。

【０００７】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
ので、少ない消費電力で通信距離を長くすることがで
き、しかも小型・軽量化を容易に図ることのできる無線
通信装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項１に記載の無線通信装置は、コイル
を含む共振回路と、共振回路に送信用電力を供給するた
めの電源と、電源から共振回路に送信用電力を供給する
スイッチング素子とを備える。そして、データ送信時に
は、送信制御手段が、送信データに応じてスイッチング
素子を所定時間オンすることにより、共振回路へエネル
ギを蓄え、その後スイッチング素子をオフした際に、こ
の蓄積したエネルギにより共振回路を共振させて、共振
回路のコイルから共振周波数の送信電波を発生させる。

【０００９】このため、本発明の無線通信装置におい
て、通信相手側へデータを送信可能な通信距離は、送信
制御手段がスイッチング素子をオンするオン時間により
決定されることになり、前述の搬送波反射型の無線通信
装置のように、通信距離が、通信相手側から送信されて
くる搬送波の電力に影響されることはない。従って、本
発明によれば、従来の搬送波反射型の無線通信装置に比
べて、通信距離を長くすることができる。

【００１０】また、本発明の無線通信装置においては、
データの送信に、共振回路の共振を利用することから、
送信用の搬送波を生成する発振器を設ける必要はない。
このため、本発明によれば、前述の発振器内蔵型の無線
通信装置に比べて、装置構成を簡素化して、装置の小型
・軽量化を図ることができる。また発振器を駆動する必
要もないので、消費電力を抑えることもできる。

【００１１】従って、本発明によれば、無線通信装置の
小型・軽量化，省電力化を図りつつ、通信距離を長くす
ることができるので、従来より応答器に要求されていた
機能を容易に実現できる。ところで、本発明の無線通信
装置によれば、通信距離を確保しつつ消費電力を抑える
ことができるので、電源を電池にて構成した場合には、
電池の寿命を長くすることができる。しかし、本発明の
無線通信装置を応答器として構成する場合、装置内に電
池を設けると、応答器の重量が増加し、使い勝手が悪く
なる。

【００１２】従って、本発明の無線通信装置を応答器と
して構成する場合には、通信相手側より電力供給を受け
て動作するように構成することが望ましく、このために
は、請求項２に記載のように、電源を、通信相手側より
送信された電力供給用の搬送波を受信する受信手段と、
この受信手段にて受信された搬送波を整流して送信用電
力を含む動作用電力を生成する整流手段とにより構成す
ればよい。

【００１３】そして、このように構成すれば、装置内に
電池を設ける必要はないため、装置をより小型・軽量化
することができる。またこの場合、電力供給用の搬送波
と通信用の搬送波を同じにすることで、受信手段を共用
することも可能となる。また更に、電力供給用の搬送波
にて内部クロックを生成するようにすれば、内部回路動
作用の発振器も必要なくなり、無線通信装置の小型・軽
量化，及び省電力化をより促進することができる。

【００１４】一方、本発明の無線通信装置において、通
信距離を長くするには、電源から共振回路に送信用電力
を供給するスイッチング素子のオン時間を長くすればよ
いが、スイッチング素子のオン時間を長くすれば、無線
通信装置全体の消費電力が増加するので、このオン時間
は、消費電力を考慮して適宜設定する必要がある。

【００１５】そして特に、請求項２に記載のように、無
線通信装置を、通信相手側より電力供給を受けて動作す
るように構成した場合には、通信距離を長くするため
に、送信制御手段がスイッチング素子をオンするオン時
間を長くし過ぎると、そのオン時に共振回路に供給され
る送信用電力が増加し、無線通信装置が正常動作可能な
限界電力も増加するので、通信相手側より電力供給を受
けて正常に動作し得る距離が短くなってしまい、通信距
離が却って短くなることがある。

【００１６】従って、無線通信装置を、通信相手側より
電力供給を受けて動作するように構成した場合には、ス
イッチング素子のオン時間を、請求項３に記載のように
設定することが望ましい。即ち、送信制御手段がスイッ
チング素子をオンするオン時間としては、スイッチング
素子のオン時に共振回路に供給される送信用電力が、装
置が通信相手側より受ける受信電力から装置内で消費さ
れる送信用電力以外の消費電力を減じた電力以下とな
り、しかも、スイッチング素子のオン時に共振回路に供
給した送信用電力（換言すれば共振回路に蓄積されたエ
ネルギ）により通信相手側にデータを送信可能な距離
が、当該装置が通信相手側から電力供給を受けて正常動
作可能な距離以上となるように設定すればよい。

【００１７】そしてこのようにオン時間を設定すれば、
無線通信装置が通信相手から電力供給を受けて正常動作
する際には、スイッチング素子のオン・オフにより共振
回路から送信した電波が通信相手側で必ず受信されるこ
とになり、しかも、無線通信装置の消費電力が必要以上
に大きくならないことから、データ送信を極めて効率良
く行なうことができる。

【００１８】また次に、本発明の無線通信装置は、請求
項４に記載のように、コイルをカードの基板面に形成す
ることにより、コイルを含む機能部品を偏平なカード内
に内蔵し、送信データとして予め記憶素子に記憶された
データをコイルから送信するメモリカードとして構成す
ることもできる。

【００１９】そしてこのようにメモリカードを構成した
場合、本発明によれば、消費電力を抑えつつ、通信距離
を長くすることができるので、その利用範囲を拡大でき
る。即ち、近年では、定期券や身分証明書等を通信機能
を有するメモリカード（所謂ＩＤカード）にて構成する
ことにより、駅の改札口や所定施設への出入り口等を通
過する人のチャックを、利用者がメモリカードをポケッ
ト等に入れたままの状態で、自動で行なえるようにする
ことが考えられているが、請求項４に記載のように、本
発明の無線通信装置をメモリカードとして構成すれば、
こうした無線通信システムを容易に実現できるようにな
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。図１は、駅の改札口や所定施設への出入り
口等で通過する人を自動で監視して改札口やドアの開閉
等を制御するのに使用される通信システムの概略構成図
である。

【００２１】図１に示す如く、本実施例の通信システム
は、図示しない監視装置に接続されたデータ読取装置１
０と、利用者を特定するＩＤデータ及び改札口を通過可
能な駅名等の付加データが予め記憶され、利用者が保持
する定期券や身分証明書となるメモリカード３０とから
構成される。そして、データ読取装置１０及びメモリカ
ード３０は、夫々、非接触にてデータ授受を行なう通信
機能を有し、しかも、データ読取装置１０は、メモリカ
ード３０に対して非接触にて動作電力を供給する電力供
給機能を有する。

【００２２】データ読取装置１０は、メモリカード３０
への電力供給用の搬送波を発生する発振器１２と、発振
器１２とは周波数が異なる通信用の搬送波を発生する発
振器１４と、発振器１２からの出力を送信アンテナＡ１
から送信する電力供給用の送信器１６と、図示しない監
視装置からの送信データを受け、この送信データを発振
器１２からの出力に同期させる同期回路１８と、同期回
路１８にて発振器１２からの出力と同期させた送信デー
タにより、発振器１４からの出力を振幅変調する変調回
路２０と、変調回路２０にて振幅変調された信号を送受
信アンテナＡ２を介してメモリカード３０に送信する送
信器２２と、メモリカード３０からの送信信号を送受信
アンテナＡ２を介して受信する受信器２４と、この受信
器２４からの受信信号を発振器１２の出力と同期した基
準クロックを用いて復調する復調回路２６と、を備え、
復調回路２６にて復調したメモリカード３０からの送信
データを監視装置に出力する。なお、送信アンテナＡ１
及び送受信アンテナＡ２は、夫々、コンデンサＣ１，Ｃ
２とコイルＬ１，Ｌ２とからなる共振回路にて構成され
ている。

【００２３】一方、メモリカード３０は、データ読取装
置１０の送信アンテナＡ１から送信された搬送波を受信
する受信アンテナＢ１と、この受信アンテナＢ１にて受
信された搬送波を整流して動作用の電力（電源電圧Ｖc
c）を生成する整流回路３２と、同じく受信アンテナＢ
１にて受信された搬送波を受け、例えばこの搬送波のゼ
ロクロス点を検出することにより、搬送波と同期した基
準クロックＣＫを生成するクロック生成回路３４と、デ
ータ読取装置１０の送受信アンテナＡ２からの送信信号
を送受信アンテナＢ２を介して受信し、その受信信号を
クロック生成回路３４にて生成された基準クロックＣＫ
を用いて復調する復調回路３６と、を備える。

【００２４】なお、受信アンテナＢ１及び送受信アンテ
ナＢ２は、夫々、データ読取装置１０側のアンテナと同
様に、コンデンサＣ３，Ｃ４とコイルＬ３，Ｌ４とから
なる共振回路にて構成されている。また、これら各アン
テナＢ１，Ｂ２を構成するコイルＬ３，Ｌ４は、コイル
パターンを印刷するか、或いは平面状のコイルを貼り付
けることにより、平面コイルとしてメモリカード３０の
基板面に形成されている。そして、本実施例では、メモ
リカード３０の電源は、受信アンテナＢ１と整流回路３
２とから構成されることになり、受信アンテナＢ１は本
発明の受信手段に、整流回路３２は本発明の整流手段に
相当する。

【００２５】また次に、メモリカード３０には、クロッ
ク生成回路３４にて生成された基準クロックＣＫにて動
作し、復調回路３６にて復調されたデータ読取装置１０
からの送信データに従い所定の処理動作を行なう、マイ
クロコンピュータからなる制御回路４０が備えられてい
る。そして、制御回路４０は、起動直後、或いは復調回
路３６からの送信データに応じて、メモリ４２からＩＤ
データ等を読み出し、これを送信データとして変調回路
３８に順次出力する。また変調回路３８は、制御回路４
０から出力される送信データに応じて、送受信アンテナ
Ｂ２と整流回路３２からの電源出力ライン（電源電圧Ｖ
cc）との間に設けられたスイッチング素子ＳＷをオン・
オフし、送受信アンテナＢ２から送信データに応じた電
波を発生させる。

【００２６】このように構成された本実施例の通信シス
テムでは、データ読取装置１０が、送信アンテナＡ１か
らメモリカード３０に電力供給を行なうための搬送波を
常時送信する。一方、メモリカード３０側では、データ
読取装置１０への接近により、受信アンテナＢ１が電力
供給用の搬送波を受信すると、整流回路３２がその受信
した搬送波を整流することにより自らの動作電力（電源
電圧Ｖcc）を生成し、クロック生成回路３４が、受信し
た搬送波に同期した基準クロックＣＫを生成する。この
結果、メモリカード３０の内部回路が起動し、制御回路
４０がＩＤデータ等の所定の送信データをメモリ４２か
ら読み出して変調回路３８に出力する。すると変調回路
３８がこの送信データに従いスイッチング素子ＳＷをオ
ン・オフして、送信データに対応した送信電波を送受信
アンテナＢ２のコイルＬ４から発生させる。そして、こ
の送信電波は、データ読取装置１０の送受信アンテナＡ
２にて受信され、復調回路２６にて復調された後、監視
回路に転送される。

【００２７】すると監視回路は、その受信データに従い
メモリカード３０の所有者等を確認して、改札口やドア
の開閉制御を行なうと共に、必要に応じてデータ読取装
置１０に送信データを出力することにより、データ読取
装置１０内の同期回路１８，変調回路２０，送信器２２
を介して送受信アンテナＡ２からメモリカード３０に、
データ書込用或いはデータ読出用のデータを送信させ
る。またデータ読取装置１０からメモリカード３０に対
してデータが送信されると、メモリカード３０側では、
その信号が送受信アンテナＢ２にて受信され、復調回路
３６にて復調されて、制御回路４０に入力される。する
と制御回路４０は、この受信データに従いメモリ４２へ
のデータの書き込み、或いはメモリ４２からのデータの
読み出しを行ない、必要に応じて変調回路３８及び送受
信アンテナＢ２を介してデータ読取装置１０にデータを
送信させる。

【００２８】このように、本実施例の通信システムで
は、データ読取装置１０から送信される電力供給用の搬
送波にてメモリカード３０が起動し、ＩＤデータ等をデ
ータ読取装置１０に送信するのであるが、次に、メモリ
カード３０がＩＤデータ等を送信する際の動作について
図２を用いて説明する。

【００２９】なお図２において、（ａ）は変調回路３８
から送受信アンテナＢ２に至るメモリカード３０のデー
タ送信系の構成を表わし、（ｂ）は変調回路３８の動作
を表わし、（ｃ）はメモリカード３０側送受信アンテナ
Ｂ２及びデータ読取装置１０側送受信アンテナＡ２の動
作を表わす。

【００３０】図２（ａ）に示すように、送受信アンテナ
Ｂ２は、コンデンサＣ４とコイルＬ４とを並列接続した
ＬＣ共振回路から構成されており、一端が接地され、他
端がスイッチング素子ＳＷを介して電源ライン（電源電
圧Ｖcc）に接続されている。そして、変調回路３８は、
図２（ｂ）に示すように、制御回路４０から基準クロッ
クＣＫに同期して順次出力される送信データＳａを、基
準クロックＣＫに同期して順次取り込み、送信データＳ
ａが値１（Highレベル）である場合にだけ、所定パルス
幅Ｔonの駆動信号Ｓｂをスイッチング素子ＳＷに出力し
て、スイッチング素子ＳＷをオンさせる。

【００３１】一方、図２（ｃ）に示すように、スイッチ
ング素子ＳＷがオン状態にある時、送受信アンテナＢ２
のコイルＬ４の両端電圧ＶL4は電源電圧Ｖccとなり、コ
イルＬ４には、Ｖcc×ｔ／Ｌ（但し、ｔ：スイッチング
素子ＳＷのオン時間、Ｌ：コイルＬ４のインダクタン
ス）の電流ＩL4が流れ、Ｌ×ＩL4² ／２のエネルギが蓄
積される。そして所定のオン時間Ｔonが経過して、スイ
ッチング素子ＳＷがオフすると、コイルＬ４に蓄積され
たエネルギにより、コンデンサＣ４とコイルＬ４とから
なるＬＣ共振回路が共振し、コイルＬ４には、次式(1)
で示される共振周波数ｆ0 の共振電流が流れ、コイルＬ
４から周波数ｆ0 の電波が発生する。そして、この共振
電流は、コイルＬ４の抵抗成分により消費され、次第に
減衰する。なお次式(1) においてＣはコンデンサＣ４の
キャパシタンスである。

【００３２】

【数１】

【００３３】この結果、データ読取装置１０側では、送
受信アンテナＡ２のコイルＬ２に、コイルＬ４からの発
生電波に対応した電圧ＶL2が誘起され、この電圧ＶL2に
より、復調回路２６にてメモリカード３０からの送信デ
ータが復調される。なお、本実施例では、メモリカード
３０内の基準クロックＣＫは、データ読取装置１０側か
ら送信される電力供給用の搬送波から生成され、メモリ
カード３０からのデータの送信周期も、この搬送波に同
期していることから、データ読取装置１０側にて、復調
回路２６がメモリカード３０からの送信データを復調す
る際には、この搬送波（つまり発振器１２の出力）に同
期してコイルＬ２の電圧ＶL2を取り込み、電圧ＶL2が周
波数ｆ0 にて変化していればデータ値が１、電圧ＶL2が
一定であればデータ値が０、であるとして受信データを
順次復調する。

【００３４】このように、本実施例の通信システムで
は、メモリカード３０からデータ読取装置１０にデータ
を送信する際には、送信データに応じてスイッチング素
子ＳＷを一定時間Ｔonだけオンすることにより、送受信
アンテナＢ２を構成するＬＣ共振回路のコイルＬ４にエ
ネルギを蓄え、その後スイッチング素子ＳＷがオフした
際に、この蓄積したエネルギによりＬＣ共振回路を共振
させて、コイルＬ４から共振周波数ｆ0 の送信電波を発
生させるようにしている。

【００３５】従って、本実施例において、メモリカード
３０からデータ読取装置１０にデータを送信可能な送信
可能距離は、送信制御手段としての変調回路３８がスイ
ッチング素子ＳＷをオンするオン時間Ｔonにより決定さ
れることになり、メモリカード３０を、データ読取装置
１０からの送信電波を反射することによりデータを送信
する搬送波反射型の無線通信装置として構成したときの
ように、送信可能距離が、データ読取装置１０からの送
信電波の受信電力に影響されることはない。このため、
本実施例によれば、メモリカード３０を搬送波反射型の
無線通信装置として構成した場合に比べて、送信可能距
離を長くすることができる。

【００３６】また本実施例では、メモリカード３０から
のデータ送信に、ＬＣ共振回路の共振を利用することか
ら、メモリカード３０にデータ送信用の搬送波を生成す
る発振器を設ける必要はない。このため、本実施例によ
れば、メモリカード３０の送信可能距離を長くするため
に発振器を設けた場合に比べて、装置構成を簡素化し
て、装置の小型・軽量化を図ることができ、また、発振
器を駆動する必要もないので、消費電力を抑えることも
できる。

【００３７】また更に、本実施例では、データ読取装置
１０からメモリカード３０に電力供給用の搬送波を送信
し、メモリカード３０側では、この搬送波を整流して動
作電力を生成するため、メモリカード３０に動作電力発
生用の電池を設ける必要はなく、これによってもメモリ
カード３０の小型・軽量化を図ることができる。そし
て、特に、本実施例では、メモリカード３０側でデータ
の送受信等に使用する基準クロックＣＫを、データ読取
装置１０から受けた電力供給用の搬送波から生成するよ
うにされており、しかも、データ読取装置１０側では、
データの送信時及び復調時には、電力供給用の搬送波を
発生する発振器１２からの出力を利用することから、デ
ータ読取装置１０側とメモリカード３０側とでデータ送
受信のタイミングを一致させることができ、高精度なデ
ータ通信を実現できる。

【００３８】ところで、本実施例のメモリカード３０に
よれば、データ読取装置１０へデータを送信可能な送信
可能距離を、スイッチング素子ＳＷのオン時間により任
意に設定することができるが、この送信可能距離を長く
するために、変調回路３８がスイッチング素子ＳＷをオ
ンするオン時間Ｔonを長くすると、そのオン時に送受信
アンテナＢ２に供給される送信用電力Ｐｒが増加し（図
３（ａ）参照）、メモリカード３０が正常動作可能な通
信限界電力も増加するので、データ読取装置１０側より
電力供給を受けて正常に動作し得る動作可能距離自体が
短くなってしまい、送信可能距離が却って短くなること
がある。

【００３９】つまり、本実施例では、メモリカード３０
がデータ読取装置１０からの搬送波を受信して動作する
ことから、メモリカード３０が消費し得る電力は、その
搬送波の受信電力に制限される。そして、この受信電力
は、図３（ｂ）に示す如く、データ読取装置１０とメモ
リカード３０との間の距離（離隔距離）に応じて変化
し、受信電力はその離隔距離が長くなる程少なくなる。
一方、メモリカード３０内に受信電力を蓄積可能な容量
素子（例えば図１に点線で示すコンデンサＣｏ）がない
ものとすると、メモリカード３０が正常動作し得る通信
限界電力は、スイッチング素子ＳＷのオン時に送受信ア
ンテナＢ２に供給される送信用電力Ｐｒと、これ以外の
内部回路にて消費される内部消費電力Ｐｉとを加算した
ものとなる。そして、通信限界電力が受信電力を越える
と、メモリカード３０は正常動作できなくなるので、メ
モリカード３０が正常動作可能な動作可能距離は、受信
電力が通信限界電力と一致する距離（図に示すＸ点）と
なる。

【００４０】一方、図３（ｃ）に示すように、メモリカ
ード３０からデータ読取装置１０にデータを送信可能な
送信可能距離は、スイッチング素子ＳＷのオン時に送受
信アンテナＢ２に供給される送信用電力Ｐｒに比例する
ことから、スイッチング素子ＳＷのオン時間Ｔonを長く
して送信用電力Ｐｒを増加すればするほど、送信可能距
離を長くすることはできるが、送信用電力Ｐｒを増加す
れば通信限界電力も増加するので、この通信限界電力を
受信電力にて賄うことのできる動作可能距離は短くな
る。従って、送信用電力Ｐｒを増加して送信可能距離を
長くするのにも限界があり、送信可能距離を長くするた
めに送信用電力Ｐｒを増加し過ぎると、メモリカード３
０が正常動作可能な動作可能距離が短くなってしまい、
結局、送信可能距離を長くすることができなくなるので
ある。

【００４１】そこで本実施例では、変調回路３８がスイ
ッチング素子ＳＷをオンするオン時間Ｔonを、メモリカ
ード３０において、データ読取装置１０からの受信電力
を効率良く消費しつつ、最大の送信可能距離を実現でき
るように設定している。つまり、スイッチング素子ＳＷ
のオン時間Ｔonは、メモリカード３０からの送信可能距
離が動作可能距離以上となり、しかも、送受信アンテナ
Ｂ２に供給される送信用電力Ｐｒ＝（Ｖcc×Ｔon）² ／
（２×Ｌ）が、スイッチング素子ＳＷのオン状態である
ときの受信電力Ｅonからそのときの内部消費電力Ｐonを
減じた残りの電力（Ｅon−Ｐon）以下となるように設定
されている。この結果、本実施例によれば、メモリカー
ド３０が正常動作可能な範囲内で、送信可能距離を最大
にすることができる。

【００４２】なお、上記条件は、メモリカード３０内に
受信電力を蓄積可能な容量素子がなく、メモリカード３
０が受信電力をそのまま消費してしまう場合の条件であ
り、例えば図１に点線で示したように、整流回路３２の
出力ライン（電源ラインと接地ラインとの間）に、受信
電力蓄積用のコンデンサＣｏが設けられているような場
合には、スイッチング素子ＳＷのオフ時にコンデンサＣ
ｏに蓄積した電力を利用して送受信アンテナＢ２に送信
用電力を供給することができることから、この場合に
は、スイッチング素子ＳＷのオン時間Ｔonを、メモリカ
ード３０からの送信可能距離が動作可能距離以上とな
り、且つ、次式(2) を満足するように設定すればよい。

【００４３】（Ｅon＋Ｅoff）−（Ｐon＋Ｐoff）≧（Ｖcc×Ｔon）² ／（２×Ｌ） …(2) なお、(2)式において、Ｅoff は、夫々、データ送信時
に送信周期（基準クロックＣＫの周期）内にスイッチン
グ素子ＳＷがオフ状態となるオフ時間Ｔoff （図２
（ｂ）参照）内での受信電力を表わし、Ｐoff は、同じ
くオフ時間Ｔoff 内での内部消費電力を表わす。

【００４４】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は、上記実施例に限定されることはなく、種
々の態様をとることができる。例えば、上記実施例で
は、スイッチング素子ＳＷを送受信アンテナＢ２を構成
するＬＣ共振回路と電源ライン（電源電圧Ｖcc）との間
に設けるものとして説明したが、スイッチング素子ＳＷ
を、電源の接地ラインとＬＣ共振回路との間に設けるよ
うにしても、メモリカード３０を上記実施例と同様に動
作させることができる。

【００４５】また、上記実施例では、送受信アンテナＢ
２を構成するＬＣ共振回路と電源ラインとの間に設けた
スイッチング素子ＳＷを送信データに応じてオンするこ
とにより、そのオン時に、ＬＣ共振回路のコイルＬ４に
エネルギを蓄積するものとして説明したが、例えば図４
（ａ）に示すように、ＬＣ共振回路と電源ライン（電源
電圧Ｖcc）との間にスイッチング素子ＳＷ１を、ＬＣ共
振回路のコイルＬ４とコンデンサＣ４との間にスイッチ
ング素子ＳＷ２を、夫々設け、スイッチング素子ＳＷ１
には、上記実施例と同様に、変調回路３８からの出力を
そのまま入力し、スイッチング素子ＳＷ２には、変調回
路３８からの出力をインバータＩＮＶにて反転して入力
するように構成してもよい。

【００４６】そしてこのように構成すれば、図４（ｂ）
に示す如く、変調回路３８から駆動信号Ｓｂ（Highレベ
ル）が出力されているときに、スイッチング素子ＳＷ１
がオン，スイッチング素子ＳＷ２がオフ状態となって、
変調回路３８からの駆動信号Ｓｂ（Highレベル）によ
り、スイッチング素子ＳＷ１を介してコンデンサＣ４に
電源電圧Ｖccが印加され、コンデンサＣ４に、Ｃ×Ｖ²
／２のエネルギが蓄積されることになる。そして、この
場合、変調回路３８からの駆動信号ＳｂがLow レベルに
なり、スイッチング素子ＳＷ１がオフすると、同時にス
イッチング素子ＳＷ２がターンオンして、ＬＣ共振回路
の閉ループが形成されることから、ＬＣ共振回路が共振
して、コイルＬ４に共振電流が流れ、コイルＬ４から周
波数ｆ0 の送信電波が発生することになる。従って、こ
のようにしても上記実施例と同様に送受信アンテナＢ２
から送信データに応じた電波を発生して、データ読取装
置１０側にデータを送信することができる。

【００４７】また次に、上記実施例では、送信データが
値１（Highレベル）であるときに変調回路３８から基準
クロックＣＫに同期した所定パルス幅の駆動信号Ｓｂを
出力して、スイッチング素子ＳＷをオン・オフさせるこ
とにより、コイルＬ４から送信データが値１である場合
にだけ共振周波数ｆ0 の送信電波を発生させる、振幅変
調方式の通信装置について説明したが、本発明によれ
ば、送信データが値１の場合と値０の場合とで送信電波
の周波数が異なる周波数変調方式の通信装置であっても
容易に実現できる。

【００４８】即ち、図５（ａ）に示すように、送受信ア
ンテナＢ２を構成するＬＣ共振回路と電源ライン（電源
電圧Ｖcc）との間にスイッチング素子ＳＷａを設け、Ｌ
Ｃ共振回路のコンデンサＣ４に、コンデンサＣ５とスイ
ッチング素子ＳＷｂとの直列回路を並列接続する。ま
た、変調回路３８には、基準クロックＣＫを入力するこ
とにより、変調回路３８から、基準クロックＣＫに同期
して一定時間だけHighレベルとなる駆動信号を出力さ
せ、この駆動信号にてスイッチング素子ＳＷａをオンさ
せる。また、スイッチング素子ＳＷｂには、制御回路４
０から基準クロックＣＫに同期して出力される送信デー
タをそのまま入力する。

【００４９】そして、このように構成すれば、図５
（ｂ）に示すように、スイッチング素子ＳＷａが、基準
クロックＣＫに同期して繰返しオン・オフされることか
ら、ＬＣ共振回路も、基準クロックＣＫに同期して繰返
し共振することになる。またスイッチング素子ＳＷｂ
は、送信データが値１であるときにだけオン状態となる
ことから、ＬＣ共振回路のコンデンサＣ４には、送信デ
ータが値１であるときにだけコンデンサＣ５が並列接続
されることになる。従って、送受信アンテナＢ２のコイ
ルＬ４には、基準クロックＣＫに同期して共振電流ＩL4
が流れるものの、その共振電流ＩL4の周波数は送信デー
タに応じて変化し、コイルＬ４からは、送信データに応
じて周波数がｆ0 又はｆ1 （周期：△Ｔ0 又は△Ｔ1 ）
となる周波数変調された電波が発生することになる。従
って、データ読取装置１０側では、送受信アンテナＡ２
に誘起された電圧の周波数ｆ0 ，ｆ1 又は周期△Ｔ1 ，
△Ｔ2 から、データを正確に復調できるようになる。

【００５０】なお、この場合、送信データが値０の場合
は、スイッチング素子ＳＷｂがオフ状態であり、基準ク
ロックＣＫに従いスイッチング素子ＳＷ１だけがオンす
ることから、共振周波数ｆ0 は、上記実施例と同様、前
述の(1) 式のようになり、送信データが値１の場合は、
基準クロックＣＫに従い、スイッチング素子ＳＷａ及び
ＳＷｂが共にオンすることから、共振周波数ｆ1 は、次
式(3) のようになる。なお次式(3) において、Ｃｘはコ
ンデンサＣ５のキャパシタンスである。

【００５１】

【数２】

【００５２】また更に上記実施例では、データ読取装置
１０から電力供給を受けてＩＤデータ等を送信するメモ
リカード３０に本発明を適用した場合について説明した
が、本発明は、データ送信を行なう無線通信装置であれ
ば、電池内蔵型のものであっても、またデータを単に送
信するだけのものであっても適用できる。つまり本発明
は、データを送信する無線通信装置であればどのような
ものであっても適用でき、その装置構成を簡素化して消
費電力を低減しつつ、データの送信可能距離を伸ばすこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の通信システムにおいて使用されるデ
ータ読取装置及びメモリカードの構成を表わす概略構成
図である。

【図２】メモリカードのデータ送信系の構成及びその
動作を説明する説明図である。

【図３】メモリカードの通信特性を説明する説明図で
ある。

【図４】メモリカードのデータ送信系の第２の構成例
及びその動作を説明する説明図である。

【図５】メモリカードのデータ送信系の第３の構成例
及びその動作を説明する説明図である。

【符号の説明】

１０…データ読取装置１２…発振器１４…発振
器１６…送信器１８…同期回路２０…変調回路２２…送信器
２４…受信器２６…復調回路３０…メモリカード３２…整流
回路（整流手段）３４…クロック生成回路３６…復調回路３８…変調回路（送信制御手段）４０…制御回路
４２…メモリＢ１…受信アンテナ（受信手段）Ｂ２…送受信アン
テナ（ＬＣ共振回路）Ｃ４…コンデンサＬ４…コイルＳＷ，ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷａ，ＳＷｂ…スイッチング
素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信電波発生用のコイルを含む共振回路
と、該共振回路に送信用電力を供給するための電源と、該電源から前記共振回路に送信用電力を供給するスイッ
チング素子と、送信データに応じて前記スイッチング素子を所定時間オ
ンして前記共振回路へエネルギを蓄え、該スイッチング
素子のオフ後に、該エネルギにより共振回路を共振させ
て、前記コイルから共振周波数の送信電波を発生させる
送信制御手段と、を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】前記電源は、通信相手側より送信された
電力供給用の搬送波を受信する受信手段と、該受信手段
にて受信された搬送波を整流して前記送信用電力を含む
動作用電力を生成する整流手段とからなることを特徴と
する請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】前記送信制御手段がスイッチング素子を
オンするオン時間を、前記スイッチング素子のオン時に前記共振回路に供給さ
れる送信用電力が、当該装置が通信相手側より受ける受
信電力から当該装置内で消費される送信用電力以外の消
費電力を減じた電力以下となり、しかも前記スイッチング素子のオン時に共振回路に供給
した送信用電力によって前記コイルから通信相手側にデ
ータを送信可能な距離が、当該装置が前記搬送波により
通信相手側から電力供給を受けて正常動作可能な距離以
上となるように設定してなることを特徴とする請求項２
に記載の無線通信装置。
【請求項４】無線通信装置は、前記コイルをカードの
基板面に形成することにより、該コイルを含む機能部品
を偏平なカード内に内蔵し、前記送信データとして予め
記憶素子に記憶されたデータを前記コイルから送信する
メモリカードであることを特徴とする、請求項１〜請求
項３いずれか記載の無線通信装置。