WO2005069503A1

WO2005069503A1 - 電力供給装置及び電力供給方法

Info

Publication number: WO2005069503A1
Application number: PCT/JP2004/010959
Authority: WO
Inventors: Noriharu Suematsu; Kouji Tsutsumi; Yasushi Sogabe; Toshihisa Kamemaru; Yoshihiko Konishi; Masataka Otsuka; Ryoji Hayashi; Akinori Taira
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2005-07-28
Also published as: US7817742B2; JP4298705B2; US20070081585A1; JPWO2005069503A1; US20100329385A1; US8379758B2

Abstract

　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。これにより、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。

Description

明細書

電力供給装置及び電力供給方法

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変調器力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ぐその増幅器は、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頁一第 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ノレ程度の短レ、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つても、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、ノ^レ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、増幅手段が無線周波数信号又はパルス信号を増幅する際、その無線周波数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、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] 切換スィッチ 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] 切換スィッチ 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 1 3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は切換スィッチ 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、切換スィッチ 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ノ^レス変調器 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あよい。

[0018] 電力供給装置 1の切換スィッチ 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信号をレべル調整器 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 R F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の切換スィッチ 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、切換スィッチ 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 S Tl)。

電力供給装置 1の切換スィッチ 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信号をノルス変調（例えば、 ASK変調）し、そのノルス信号を切換スィッチ 16に出力する（ステップ ST6)。 [0024] 電力供給装置 1の切換スィッチ 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から出力されたノ^レス信号を増幅器 17に出力する。

電力供給装置 1の増幅器 17は、切換スィッチ 16からパルス信号を受けると、そのパノレス信号を増幅する (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ぐ例えば、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は切換スィッチ 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] 切換スィッチ 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により増幅されたノ^レス信号を切換スィッチ 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。

切換スィッチ 20はデータ送信器 12から送信データが出力されると、切換スィッチ 1 9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、切換スィッチ 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、切換スィッチ 14による RF信号発振器 11の接続先が切換スィッチ 16になり、切換スィッチ 16による増幅器 17aの接続先が切換スィッチ 14になる。

また、切換スィッチ 19による増幅器 17aの接続先が増幅器 17bになり、切換スイツチ 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、切換スィッチ 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、切換スィッチ 16による増幅器 17aの接続先力 Sパルス変調器 13になる。

また、切換スィッチ 19による増幅器 17aの接続先が切換スィッチ 20になり、切換スイッチ 20によるアンテナ 18の接続先が切換スィッチ 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信号のピーク電力力 S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。

[0038] この実施の形態 2では、 2個の増幅器 17a, 17bと 4個の切換スィッチ 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力図 7に示すように、 3個の増幅器 17a, 17bと 2個の切換スィッチ 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 = 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、そのノ^レ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、 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の増幅率く第 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。

[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ぐ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力、、コマンドなどの送信データであるの力、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から出力されるノ^レス信号のォン期間が、オフ期間と比べて極めて短レ、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力 \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、増幅後のパノレ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 (ステツプ 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力、、コマンドなどの送信データであるの力、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、ノ^レス変調器 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のデュティ比の方力極小さいので、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ォ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、ノ^レス変調器 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カ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。

[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 力データを受けると、そのデータが電力供給用の定型データであるのカ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力データ送信器 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力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、ノ^レス変調器 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レ、る。増幅器 42は増幅器 41により増幅されたノ^レス信号を増幅する第 2の増幅手段を構成してレ、る。

[0059] 切換スィッチ 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と切換スィッチ 44を接続する切換スィッチ 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、切換スィッチ 43とアンテナ 18を接続する。なお、アンテナ 18及び切換スィッチ 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)。

[0063] 電力供給装置 1の増幅器 41は、ノ^レス変調器 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の切換スィッチ 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力、、コマンドなどの送信データであるのかを確認する。

[0064] 切換スィッチ 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、切換スィッチ 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、切換スィッチ 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。

[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、そのノレス信号を増幅器 41に出力する (ステップ ST26)。

[0069] この際、ノ^レス変調器 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のデュティ比の方力極小さいので、図 10に示すように、パルス変調器 31から出力されるノ^レス信号のォ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の切換スィッチ 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力、コマンドなどの送信データであるのかを確認する。

切換スィッチ 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と切換スィッチ 44を接続する。

また、切換スィッチ 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、切換スィッチ 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、ァンテナ 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、切換スィッチ 43, 44を介して、増幅器 41からパノレス信号を受けると、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及び切換スィッチ 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力データ送信器 12が電力供給用の定型データであるの力 \コマンドなどの送信データであるの力、を示す制御信号をパルス変調器 31及び切換スィッチ 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、切換スィッチ 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。

サーキユレータ 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、切換スィッチ 43, 44及びサーキユレータ 45から送受信手段が構成されてレ、る。

[0076] スィッチ 46はサーキユレータ 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、サーキユレータ 45がアンテナ 18により受信されたノ^レス信号を増幅器 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のサーキユレータ 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力サーキユレータ 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、スィッチ 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のサーキユレータ 45がアンテナ 18により受信されたパノレス信号を増幅器 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、スィツチ 46がオン状態になる。

なお、スィッチ 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ぐ例えば、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力この場合、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が電力供給用のノ^レ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力所定時間（例えば、 400 μ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レ、非接触型無線通信機器などに用いるのに適してレ、る _c

Claims

請求の範囲

[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又は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無線周波数信号又は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、上記増幅手段が無線周波数信号又はパルス信号を増幅する際、その無線周波数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ことを特徴とする電力供給装置。

[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。

[3] 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ることを特徴とする電力供給装置。

[4] 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 3記載の電力供給装置。

[5] 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 4記載の電力供給装置。

[6] 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 3記載の電力供給装置。

[7] 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。

[8] 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 7記載の電力供給装置。

[9] 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 8記載の電力供給装置。

[10] 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 7記載の電力供給装置。

[11] 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ノ^レ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。

[12] 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ノレ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ユレータとから送受信手段が構成されている場合、上記サーキユレータが上記第 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、上記サーキユレータが上記アンテナにより受信されたノ^レ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、上記サーキユ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 11記載の電力供給装置。

[13] 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、あるいは、その無線周波数信号を増幅し、増幅後の無線周波数信号又はパルス信号を送信する電力供給方法において、その無線周波数信号又はパルス信号を増幅する際、その無線周波数信号のピーク電力力 S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ことを特徴とする電力供給方法。

[14] 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 13記載の電力供給方法。

[15] 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ることを特徴とする電力供給方法。

[16] 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 15記載の電力供給方法。

[17] 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 16記載の電力供給方法。

[18] 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 15記載の電力供給方法。

[19] 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ぉレ、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ノレ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。

[20] 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 19記載の電力供給方法。

[21] 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、電力供給用のノ^レス信号を出力することを特徴とする請求項 20記載の電力供給方法。

[22] 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 19記載の電力供給方法。

[23] 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ぉレ、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、当該パノレ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。