JP3891421B2 - 電子回路、変調方法、並びに、情報処理装置および方法 - Google Patents
電子回路、変調方法、並びに、情報処理装置および方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路、変調方法、並びに、情報処理装置および方法に関し、特に、デジタルデータを振幅変調にて共振回路を含むアンテナを介して送信する場合、受信側における通信不良の発生頻度を抑制することができるようにした電子回路、変調方法、並びに、情報処理装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非接触通信技術が応用されたIC（Integrated Circuit）カードシステムは、携帯可能なICカード、および、そのICカードに記憶されている情報を非接触で読み出すとともに、所定の情報をそのICカードに非接触で記憶させることが可能ないわゆるリーダライタ装置（以下、R/W装置と記述する）から構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
即ち、ICカードシステムは、非接触で情報の読み書きが可能な利便性の高いシステムであり、例えば、近年、定期券や認証カードに代表される従来の磁気式カードシステムの代替システムとして使用されている。
【０００４】
従来、ICカードシステムのR/W装置のうちの送信部（アンテナと、変復調器のうちのデジタルデータを送信する部分から構成される送信部）は、例えば、図１に示されるように構成されている。なお、以下、そのような送信部を、単独の装置とみなして送信装置と称する。
【０００５】
即ち、図１に示されるように、送信装置１には、所定の周波数（例えば、13.56MHz）の搬送波２１を出力する搬送波出力部１１、送信すべきデジタルデータ（以下、送信データと称する）に対応する、所定の周波数（例えば、212kHz）の信号波（方形波）２２を出力する送信データ出力部１２、搬送波２１の振幅を信号波２２によって変化させるとともに増幅することで振幅変調波２３を生成し、それを出力する変調および増幅部１３、並びに、コイルLaとコンデンサCaから構成される共振回路を有し、振幅変調波２３に基づく電磁波２４を出力する（例えば、図示はしないが、ICカードに送信する）アンテナ部１４が設けられている。
【０００６】
なお、変調および増幅部１３は、後述するように、アンテナ部１４から見た場合、アンテナ部１４の駆動部（ドライブ）としても機能するので、以下、変調および増幅部１３を、アンテナ駆動部１３とも称する。
【０００７】
具体的には、例えば、送信装置１は、図２に示されるように構成される。
【０００８】
即ち、変調および増幅部１３は、変調および増幅用のトランジスタTR1およびトランジスタTR2、スイッチSW、トランジスタTR1およびトランジスタTR2のエミッタ負荷となる抵抗R1および抵抗R2、コイルL1およびコイルL2、コンデンサC1、並びに、トランスTrの一次側から構成されている。
【０００９】
トランジスタTR1とトランジスタTR2のベースには、搬送波出力部１１が接続されている。ただし、トランジスタTR2のベースには、トランジスタTR1のベースに入力される搬送波２１の逆相が入力される。
【００１０】
トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタには、一端が接地された抵抗R1の他端が接続されるとともに、一端がスイッチSWに接続されている抵抗R2の他端が接続されている。スイッチSWの抵抗R2に接続された端に対する他端は接地されている。このスイッチSWは、送信データ出力部１２から入力されるパルス信号２２の変化に応じてスイッチング動作を行う。
【００１１】
トランジスタTR１のコレクタには、一端に電圧Vcc1が印加されるコイルL1の他端が接続されるとともに、コンデンサC1とトランスTrの1次側のコイルで構成される共振回路が接続されている。同様に、トランジスタTR2のコレクタには、一端に電圧Vcc1が印加されるコイルL2の他端が接続されるとともに、コンデンサC1とトランスTrの1次側のコイルで構成される共振回路が接続されている。
【００１２】
アンテナ部１４は、トランスTrの２次側のコイルLa、抵抗Ra、および、コンデンサCaが並列的に接続された閉回路として構成されている。即ち、アンテナ部１４は、コイルLaの部分がループアンテナとして動作するとともに、コイルLa、抵抗Ra、およびコンデンサCaからなるLCR共振回路としても動作する。
【００１３】
次に、図２の送信装置１の動作について説明する。
【００１４】
トランジスタTR1とトランジスタTR2のベースには、搬送波出力部１１より13.56MHzの搬送波２１が常に供給されている。
【００１５】
この状態で、送信データ出力部１２より送信データに対応する212KHzのパルス信号２２が出力されると、スイッチSWは、パルス信号２２の変化に応じてスイッチング動作を行う。即ち、スイッチSWがオン状態の場合、抵抗R2は回路に接続されるので、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタ負荷は、抵抗R1と抵抗R2の合成抵抗値となる。これに対して、スイッチSWがオフ状態の場合、抵抗R2は回路から切り離されるので、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタ負荷は、抵抗R1の抵抗値となる。
【００１６】
このように、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタ負荷は、送信データ出力部１２より入力されるパルス信号２２（送信データ）に応じて変化する。そして、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタ負荷が変化することでエミッタ電流が変化し、その変化に応じて、コレクタ電圧Vcの振幅も２レベルに変化する。即ち、コレクタ電圧Vcが、振幅変調波２３に相当することになる。
【００１７】
このコレクタ電圧Vc（振幅変調波２３）の振幅の変化に応じて、アンテナ部１４のコイルLaより出力される電磁波２４の振幅レベルも変化する。
【００１８】
換言すると、トランジスタTR1とトランジスタTR2のベースに入力される搬送波２１が、ローレベルとハイレベルの２レベルを有するパルス信号２２によって（パルス信号２２の変化に対応する、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタ電流（信号波）の変化によって）振幅変調されるとともに増幅されて、パルス信号２２のハイレベルに対応する第１のレベルと、パルス信号２２のローレベルに対応する第２のレベルの２レベルの振幅を有する振幅変調波２３となり、トランジスタTR1とトランジスタTR2のコレクタを介してアンテナ部１４に供給される。アンテナ部１４は、供給された振幅変調波２３に基づく電磁波２４、即ち、第１と第２のレベルに対応する２レベルの振幅を有する電磁波２４を出力する。
【００１９】
【特許文献１】
特開平10-13312号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した動作に従って、図２の送信装置１のアンテナ部１４より送信された電磁波２４（搬送波２１に重畳されたパルス信号２２に対応するデジタルデータ）が、入力制限用のリミッタを有するICカードに受信されて、復調された場合、リミッタの動作領域で復調されたデータが歪み、その結果、通信不良が発生することが多々あるという課題があった。
【００２１】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、デジタルデータを振幅変調にて共振回路を含むアンテナを介して送信する場合、受信側における通信不良の発生頻度を抑制することができるようにするものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の電子回路は、共振回路を含むアンテナ部を介して送信するデジタルデータを、振幅変調する電子回路であって、デジタルデータに対応する方形波状の第１のパルス信号が入力され、入力された第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のハイレベルより高くなるとともに、第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち下がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のローレベルより低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して信号波を生成する信号波生成回路と、第１のトランジスタを有し、信号波生成回路で生成された信号波が、第１のトランジスタのエミッタに加えられ、第１のトランジスタのベースに加えられた搬送波を、信号波によって振幅変調して振幅変調波とし、振幅変調波を第１のトランジスタのコレクタを介してアンテナ部に供給する変調回路とを備え、振幅変調波は、アンテナ部から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する受信装置に送信されることを特徴とする。
【００２３】
信号波生成回路は、第１のトランジスタのエミッタ負荷となる負荷回路と、第１のパルス信号に応じて、負荷回路のエミッタ負荷を変化させる負荷変化回路と、第１のパルス信号の高周波成分を抽出する抽出回路とを有し、負荷回路に、抽出回路により抽出された第１のパルス信号の高周波成分を印加することで、第２のパルス信号に対応する信号波を生成するようにすることができる。
【００２４】
抽出回路は、微分回路であるようにすることができる。
【００２５】
信号波生成回路は、抽出回路の入力に接続されるバッファをさらに有するようにすることができる。
【００２６】
負荷変化回路は、ベースに印加された第１のパルス信号に応じてスイッチングされるスイッチとして機能する第２のトランジスタを有し、第２のトランジスタがオフ状態とされた場合、負荷回路からエミッタ負荷の一部となる所定の素子を切り離し、第２のトランジスタがオン状態とされた場合、切り離された素子を負荷回路に接続することでエミッタ負荷を変化させ、信号波生成回路は、抽出回路の入力に接続されるインバータ回路をさらに有するようにすることができる。
【００２７】
インバータ回路は、スイッチとして機能する第３のトランジスタ、および、抵抗から構成されるようにすることができる。
【００２８】
インバータ回路は、第３のトランジスタとして、NPN型のトランジスタ、および、PNP型のトランジスタの組を有するようにすることができる。
【００２９】
インバータ回路は、NPN型のトランジスタ、およびPNP型のトランジスタのそれぞれのベースとコレクタの間に接続されるショットキダイオードをさらに有するようにすることができる。
【００３０】
第１のトランジスタは、複数個存在し、複数の第１のトランジスタのうちの１以上の所定の第１のトランジスタのエミッタには、負荷回路を構成する抵抗とは異なるエミッタ抵抗が接続され、信号波生成回路は、複数の第１のトランジスタのうちの、エミッタがエミッタ抵抗に接続されたものを除く第１のトランジスタのエミッタに対して、第１のパルス信号が波形整形された第２のパルス信号に対応する信号波を加えるようにすることができる。
【００３１】
本発明の第１の変調方法は、共振回路を含むアンテナ部を介して送信するデジタルデータを振幅変調する変調回路であって、トランジスタを有し、トランジスタのベースに加えられた搬送波を、トランジスタのエミッタに加えられた信号波によって振幅変調して振幅変調波とし、振幅変調波をトランジスタのコレクタを介してアンテナ部に供給して、アンテナ部から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する受信装置に送信させる変調回路の変調方法であって、デジタルデータに対応する方形波状の第１のパルス信号を入力し、入力した第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のハイレベルよりも高くなるとともに、第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のローレベルよりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して信号波を生成し、生成した信号波をトランジスタのエミッタに加えることを特徴とする。
【００３２】
本発明の第１の電子回路、および、第１の変調方法においては、デジタルデータに対応する方形波状の第１のパルス信号が入力され、入力された第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のハイレベルよりも高くなるとともに、第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のローレベルよりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して信号波が生成される。生成された信号波がトランジスタのエミッタに加えられると、トランジスタのベースに加えられた搬送波が、トランジスタのエミッタに加えられた第２のパルス信号に対応する信号波によって振幅変調されて振幅変調波となり、振幅変調波がトランジスタのコレクタを介して共振回路を含むアンテナ部に供給され、供給された振幅変調波に基づく電磁波がそのアンテナ部より、アンテナ部から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する受信装置に送信される。
【００３３】
本発明の第１の電子回路は、それ単体で利用されてもよいし、情報処理装置の一部として搭載されてもよい。即ち、例えば、デジタルデータの送受信を行う情報処理装置の送信部として第１の電子回路が利用されてもよいし、有線と無線の両方の通信が可能な情報処理装置の無線送信部として第１の電子回路が利用されてもよい。
【００３４】
本発明の第２の電子回路は、共振回路を含むアンテナ部を介して送信するデジタルデータを、振幅変調する電子回路であって、デジタルデータに対応する方形波状の第１のパルス信号が入力され、入力された第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のハイレベルよりも高くなるとともに、第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のローレベルよりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して信号波を生成する信号波生成回路と、電界効果トランジスタを有し、信号波生成回路で生成された信号波が、電界効果トランジスタのソースに加えられ、電界効果トランジスタのゲートに加えられた搬送波を、信号波によって振幅変調して振幅変調波とし、振幅変調波を電界効果トランジスタのドレインを介してアンテナ部に供給する変調回路とを備え、振幅変調波は、アンテナ部から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する受信装置に送信されることを特徴とする。
【００３５】
本発明の第２の変調方法は、共振回路を含むアンテナ部を介して送信するデジタルデータを振幅変調する変調回路であって、電界効果トランジスタを有し、電界効果トランジスタのゲートに加えられた搬送波を、電界効果トランジスタのソースに加えられた信号波によって振幅変調して振幅変調波とし、振幅変調波を電界効果トランジスタのドレインを介してアンテナ部に供給して、アンテナ部から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する受信装置に送信させる変調回路の変調方法であって、デジタルデータに対応する方形波状の第１のパルス信号を入力し、入力した第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のハイレベルよりも高くなるとともに、第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のローレベルよりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して信号波を生成し、生成した信号波を電界効果トランジスタのソースに加えることを特徴とする。
【００３６】
本発明の第２の電子回路、および、第２の変調方法においては、デジタルデータに対応する方形波状の第１のパルス信号が入力され、入力された第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のハイレベルよりも高くなるとともに、第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のローレベルよりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応する信号波が生成される。生成された信号波が電界効果トランジスタのソースに加えられると、電界効果トランジスタのゲートに加えられた搬送波が、電界効果トランジスタのソースに加えられた第２のパルス信号に対応する信号波によって振幅変調されて振幅変調波となり、振幅変調波が電界効果トランジスタのドレインを介して共振回路を含むアンテナ部に供給され、供給された振幅変調波に基づく電磁波がアンテナ部より、アンテナ部から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する受信装置に送信される。
【００３７】
本発明の第２の電子回路は、それ単体で利用されてもよいし、情報処理装置の一部として搭載されてもよい。即ち、例えば、デジタルデータの送受信を行う情報処理装置の送信部として第２の電子回路が利用されてもよいし、有線と無線の両方の通信が可能な情報処理装置の無線送信部として第２の電子回路が利用されてもよい。
【００３８】
本発明の情報処理装置は、デジタルの第１の情報を振幅変調して送信する情報処理装置であって、搬送波を出力する第１の出力手段と、第１の情報に対応する方形波状の第１のパルス信号を出力する第２の出力手段と、第２の出力手段より出力された第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のハイレベルよりも高くなるとともに、第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のローレベルよりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して信号波を生成する信号波生成手段と、トランジスタを有し、信号波生成手段で生成された信号波が、トランジスタのエミッタに加えられ、第１の出力手段から出力された搬送波であって、トランジスタのベースに加えられた搬送波を、第１の情報に対応する信号波によって振幅変調して振幅変調波とし、振幅変調波をトランジスタのコレクタを介して出力する変調手段と、共振回路を有し、変調手段より出力された振幅変調波に基づく電磁波を、電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する他の情報処理装置に送信するアンテナ手段とを備えることを特徴とする。
【００３９】
他の情報処理装置より送信され、アンテナ手段に受信されたデジタルの第２の情報に対応する波形の変動成分を検波する検波手段と、検波手段により検波された波形の変動成分から、デジタルの第２の情報に対応する信号を復調する復調手段とをさらに設けるようにすることができる。
【００４０】
他の情報処理装置は、アンテナ手段から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する非接触通信が可能なICカードであり、情報処理装置は、ICカードとアンテナ手段を介して非接触通信を行うことで、第１の情報をICカードに書き込むとともに、第２の情報をICカードから読み出すリーダライタ装置であるようにすることができる。
【００４１】
本発明の情報処理方法は、トランジスタを有し、トランジスタのベースに加えられた搬送波を、トランジスタのエミッタに加えられた、送信対象となるデジタル情報に対応する信号波によって振幅変調して振幅変調波とし、振幅変調波をトランジスタのコレクタを介して出力する変調回路と、共振回路を有し、変調回路より出力された振幅変調波に基づく電磁波を、電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する他の情報処理装置に送信するアンテナ部とを備える情報処理装置の情報処理方法において、トランジスタのベースに加えられる搬送波を出力し、デジタル情報に対応する方形波状の第１のパルス信号を出力し、第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のハイレベルよりも高くなるとともに、第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のローレベルよりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して信号波を生成し、生成した信号波を第１のトランジスタのエミッタに加えることを特徴とする。
【００４２】
本発明の情報処理装置および方法においては、デジタルデータに対応する方形波状の第１のパルス信号が入力され、入力された第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のハイレベルよりも高くなるとともに、第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のローレベルよりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して信号波が生成される。生成された信号波がトランジスタのエミッタに加えられると、トランジスタのベースに加えられた搬送波が、トランジスタのエミッタに加えられた第２のパルス信号に対応する信号波によって振幅変調されて振幅変調波となり、振幅変調波がトランジスタのコレクタを介して共振回路を含むアンテナ部に供給され、供給された振幅変調波に基づく電磁波がそのアンテナ部より、アンテナ部から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する受信装置に送信される。
【００４３】
本発明の情報処理装置は、単にデジタルデータの送信を行う装置であってもよいし、デジタルデータの送受信が可能な装置であってもよい。また、本発明の情報処理装置が送受信可能なデータは、デジタルのみであってもよいし、アナログとデジタルの両方であってもよい。さらにまた、本発明の情報処理装置は、単に無線で通信を行う装置であってもよいし、有線と無線の両方の通信が可能な装置であってもよい。
【００４４】
【発明の実施の形態】
本願出願人は、上述した従来の課題が発生する原因について解析し、その解析結果に基づいて本発明を考案した。そこで、はじめに、その解析結果、即ち、従来の課題が発生する原因について説明する。
【００４５】
本願出願人は、図２の従来の送信装置１を使用して、送信データ出力部１２よりパルス信号２２を実際に入力させた場合の、コレクタ電圧Vc（振幅変調波２３）と、アンテナ部１４より出力される磁束（電磁波）２４を測定した。その測定結果が、図３と図４に示されている。即ち、図３には、図２の送信装置１における、パルス信号２２とコレクタ電圧Vc（振幅変調波２３）の測定チャートが示されており、図４には、パルス信号２２と、アンテナ部１４より出力される磁束（電磁波）２４の測定チャートが示されている。
【００４６】
図３に示されるように、アンテナ部１４をドライブするコレクタ電圧Vc（振幅変調波２３）は、パルス信号２２に追従している。例えば、変化部分２３−１に示されるように、パルス信号２２のパルスの立ち上がり時（ローレベルからハイレベルに変化する時）には、コレクタ電圧Vc（振幅変調波２３）の振幅も、それに追従してローレベルからハイレベルに瞬時に変化している。同様に、変化部分２３−２に示されるように、パルス信号２２のパルスの立ち下がり時（ハイレベルからローレベルに変化する時）には、コレクタ電圧Vc（振幅変調波２３）も、それに追従してハイレベルからローレベルに瞬時に変化している。
【００４７】
しかしながら、図４に示されるように、アンテナ部１４より出力される磁束（電磁波）２４は、パルス信号２２に瞬時に追従せず、パルス信号２２の変化よりも遅れて変化する。例えば、変化部分２４−１に示されるように、パルス信号２２のパルスの立ち上がり時には、磁束（電磁波）２４は瞬時に追従せず、磁束（電磁波）２４の振幅のローレベルからハイレベルへの変化は、一次遅れ的な波形となる。同様に、磁束（電磁波）２４の変化部分２４−２に示されるように、パルス信号２２のパルスの立ち下がり時には、磁束（電磁波）２４は瞬時に追従せず、磁束（電磁波）２４の振幅のハイレベルからローレベルへの変化は、一次遅れ的な波形となる。
【００４８】
図４に示されるような電磁波（磁束）２４が、アンテナ部１４より送信された後、受信装置（図示せず）に受信されて、検波された場合、通常状態においては、図５に示される波形２５が検波される。図示はしないが、検波された波形２５は、送信データに対応するパルス信号２２に近い形で復調可能である。
【００４９】
これに対して、受信装置が、例えば、上述したような、入力制限用のリミッタを有しているICカード（図示せず）等の場合、即ち、リミッタ動作状態の場合、図５に示される波形２６が検波される。検波された波形２６は、図５に示されるように、コンパレータにて所定のレベル（図５中、波形２６に引かれた点線）よりも高い場合、ハイレベル（以下、Hとも記述する）にされ、所定のレベルよりも低い場合、ローレベル（以下、Lとも記述する）にされて、図５に示される信号２７が復調される。この復調された信号２７は、図５に示されるように、オリジナルの信号（パルス信号２２）とは大きく異なる信号となってしまい、その結果、通信不良が発生してしまう。
【００５０】
このように、上述した課題が発生するのは、図２のアンテナ部１４から出力される電磁波（磁束）２４が、送信データに対応するパルス信号２２に瞬時に追従せず、遅れて変化することが原因である。
【００５１】
以下、磁束（電磁波）２４の遅れが生じるメカニズムについて説明する。
【００５２】
アンテナ部１４の共振回路が共振状態にある場合、アンテナ部１４は、共振電流という形でエネルギー（以下、そのようなエネルギーを、共振エネルギーと称する）を蓄えており、アンテナ駆動部１３（変調および増幅部１３）よりエネルギーが与えられなければ、有限の時間後に共振エネルギーが消費されてしまう。
【００５３】
換言すると、アンテナ駆動部１３は、アンテナ部１４に対して所定のエネルギー（以下、そのようなエネルギーを、共振エネルギーと区別するために、ドライブエネルギーと称する）を与えることで、アンテナ部１４を駆動する。
【００５４】
また、アンテナ部１４のアンテナのQ（Quality Factor）が高いほど、共振エネルギーの消費には時間がかかる。
【００５５】
従って、仮に、送信データ出力部１２より、パルス信号２２の代わりに一定レベルの信号が出力された場合、コレクタ電圧Vcの振幅も一定となり、アンテナ部１４の共振回路での損失と、ドライブエネルギーが等しい状態で安定して、共振電流は一定となり、その結果、出力される電磁波（磁束）２４の振幅も一定となる。
【００５６】
これに対して、上述したように、送信データ出力部１２より出力される実際の信号はパルス信号２２であるので、コレクタ電圧Vc（振幅変調波２３）の振幅も変化する。なお、ここでは、コレクタ電圧Vcの振幅は、パルス信号２２に瞬時に追従して変化するとする。この場合、例えば、パルス信号２２のパルスの立ち上がり時、即ち、コレクタ電圧Vcの振幅がローレベルからハイレベルに変化すると、ドライブエネルギーは増加し、損失より大きくなるので、共振電流は増加する方向に変化を起こす。その後、増加されたドライブエネルギーと損失が等しい状態で安定すると、共振電流は一定となり、その結果、出力される電磁波（磁束）２４の振幅も、変化前のレベル（ローレベル）よりも高い所定のレベル（ハイレベル）で一定となる。
【００５７】
しかしながら、共振エネルギーは、損失のQ倍であるため、安定状態（増加されたドライブエネルギーと、損失が等しい状態）となるまでに一定の時間が必要とされ、その結果、アンテナ部１４より出力される電磁波（磁束）２４は、送信データに対応するパルス信号２２より遅れて変化することになる。即ち、電磁波（磁束）２４の振幅がローレベルからハイレベルに到達するまでには、パルス信号２２のパルスの立ち上がり時から一定の時間がかかる（遅延する）ことになる。
【００５８】
同様な理由で、電磁波（磁束）２４の振幅がハイレベルからローレベルに到達するまでには、パルス信号２２のパルスの立ち下がり時から一定の時間がかかる（遅延する）ことになる。
【００５９】
そこで、本願出願人は、このような電磁波（磁束）２４の遅れを解消する手法として、即ち、上述した従来の課題を解決する手法として、送信データに対応する信号が、パルス信号２２のように変化する信号である場合、ドライブエネルギーの変化部分（パルス信号２２のパルスの立ち上がり、および立ち下がりに対応する部分）を強調させるという手法を考案し、さらに、そのような手法に基づいて、図６に示されるような送信装置を考案した。即ち、図６は、本発明が適用される送信装置の構成例を表している。
【００６０】
なお、図６の送信装置５１において、従来の送信装置１（図１）に対応する部分には、対応する符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【００６１】
図６に示されるように、従来の送信装置１に対して、送信装置５１にはさらに、送信データ出力部１２と変調および増幅部（アンテナ駆動部）１３の間に、整形波形印加部６１が設けられている。
【００６２】
即ち、従来においては（図１においては）、上述したように、変調および増幅部１３に対して、送信データ出力部１２より出力されたパルス信号２２そのものに対応する信号波が加えられ、その結果、変調および増幅部１３からは、振幅変調波２３が出力されていた。この場合、上述したように、この振幅変調波２３に対応するドライブエネルギーがアンテナ部１４に供給されると、アンテナ部１４より出力される電磁波（磁束）２４には遅れが発生してしまう。
【００６３】
そこで、図６の送信装置５１においては、整形波形印加部６１が、送信データ出力部１２より出力された、送信データに対応する方形波状の第１のパルス信号２２を入力し、入力した第１のパルス信号２２の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号２２の定常状態のハイレベル(H)よりも高くなるとともに、第１のパルス信号２２の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号２２の定常状態のローレベル(L)よりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号７１に対応して信号波を生成し、生成した信号波を変調および増幅部１３に加える。
【００６４】
その結果、変調および増幅部１３により、搬送波出力部１１から出力された搬送波２１が、第２のパルス信号７１に対応する信号波によって振幅変調されるとともに増幅されて、振幅の変化部分が強調された振幅変調波７２（図中、実際の変調波は省略され、その振幅の変動部分のみが描画されている）となり、振幅変調波７２に対応するドライブエネルギーがアンテナ部１４に供給される。これにより、振幅のレベルが第１のパルス信号２２の変化（パルスの立ち上がり、および立下り）にほぼ瞬時に追従している電磁波７３（図中、実際の電磁波は省略され、その振幅の変動部分のみが描画されている）が、アンテナ部１４より出力される。
【００６５】
このように、図６の送信装置５１においては、アンテナ部１４より出力される電磁波７３の変化が早くなるので、上述した受信側における通信不良の発生頻度の抑制が可能になる。即ち、従来の課題を解決することが可能になる。
【００６６】
整形波形印加部６１の構成は、上述したように、第１のパルス信号２２が波形整形された第２のパルス信号７１に対応する信号波を、変調および増幅部１３に印加することが可能なものであれば、特に限定されないが、この例においては、例えば、図７に示される構成とされている。
【００６７】
即ち、図７に示されるように、波形整形印加部６１は、送信データ出力部１２より出力された第１のパルス信号２２の高周波成分９１を抽出する高周波成分抽出部８１、および、送信データ出力部１２より出力された第１のパルス信号２２に、高周波成分抽出部８１により抽出された第１のパルス信号２２の高周波成分９１を印加した第２のパルス信号７１に対応する信号波を出力する印加部８２より構成される。
【００６８】
具体的には、図６の送信装置５１は、例えば、図８または図９に示されるように構成されることが可能である。なお、図８と図９の送信装置５１において、図２の従来の送信装置１に対応する部分には、対応する符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【００６９】
図８において、図２の従来の送信装置１に対して、送信装置５１にはさらに、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタと、送信データ出力部１２の間に、コンデンサC2とバッファ１０１が直列的に接続された直列回路が接続されている。
【００７０】
即ち、図８の例では、整形波形印加部６１は、コンデンサC2、およびバッファ１０１、並びに、従来の変調および増幅部１３にも使用されていた、エミッタ負荷となる抵抗R1と抵抗R2、および、エミッタ負荷を変化させるスイッチSWより構成されている。
【００７１】
コンデンサC2とエミッタ負荷（抵抗R1、および抵抗R2よりなる可変負荷）から構成される微分回路は、図７の高周波成分抽出部８１に相当する。
【００７２】
バッファ１０１は、以下のことを目的として設けられている。即ち、スイッチSWが、例えばトランジスタである場合、パルス信号２２の信号源である送信データ出力部１２が有限の出力インピーダンスを有しているため、送信データ出力部１２がエミッタ負荷に直接接続されると、スイッチSWとして機能するトランジスタの変化が遅くなるという課題が発生してしまう。そこで、図８の例では、この課題を解決するために、バッファ１０１が、送信データ出力部１２とコンデンサC2の間に設けられている。
【００７３】
ところで、エミッタ負荷を変化させるためのスイッチSWは、特に限定されず、例えば、NPN型のトランジスタが使用可能である。この場合、図９に示されるように、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタには、一端が接地された抵抗R1の他端が接続されるとともに、一端がトランジスタTRsのコレクタに接続されている抵抗R2の他端が接続されることになる。また、トランジスタTRsのベースには、送信データ出力部１２が接続され、そのエミッタは接地されることになる。
【００７４】
ただし、スイッチとしてNPN型のトランジスタTRsが使用される場合、トランジスタTRsのベースに加えられるパルス信号２２がハイレベル(H)になる瞬間（パルスの立ち上がり時）、変調および増幅部１３のトランジスタTR1とトランジスタTR2の電流の増加が必要になる。これは、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタ負荷に負のパルス成分が印加されることに相当し、送信データ出力部１２より出力されたパルス信号２２をインバータで変換後、ハイパスフィルタを通すことで実現可能である。具体的には、図８のバッファ１０１の代わりに、図９に示されるように、インバータ１１１が設けられるとよい。
【００７５】
このインバータ１１１は、図１０乃至図１２に示されるように、様々な実施の形態が可能である。勿論、インバータ１１１の構成は、図１０乃至図１２以外の構成とされてもよい。
【００７６】
図１０の例では、インバータ１１１は、スイッチとして機能するトランジスタTRi1、並びに、抵抗Ri1、抵抗Ri2、および、抵抗Ri3から構成されている。
【００７７】
トランジスタTRi1のベースには、一端が送信データ出力部１２に接続された抵抗Ri1の他端が接続されるとともに、一端が接地された抵抗Ri2の他端が接続されている。トランジスタTRi1のエミッタは、接地されている。トランジスタTRi1のコレクタには、微分回路を構成する上述したコンデンサC2の一端（その他端は、例えば、図９に示されるように、トランジスタTR1とトランジスタTR２のエミッタに接続される）が接続されるとともに、一端に電圧Vcc2が印加される抵抗Ri3の他端が接続されている。
【００７８】
このように、図１０の構成のインバータ１１１は、その構成が簡単であるという特長を有するが、一方で、トランジスタTRi1がオン状態である場合、電流消費が発生するという課題もある。そこで、この課題の解決が必要な場合、即ち、電流消費のないインバータ１１１が必要な場合、例えば、インバータ１１１は、図１１に示されるように構成されるとよい。
【００７９】
即ち、図１１の例では、インバータ１１１は、PNP型のトランジスタTRi2、および、NPN型のトランジスタTRi3、並びに、抵抗Ri4乃至抵抗Ri7で構成される。
【００８０】
トランジスタTRi2のベースには、一端が送信データ出力部１２に接続された抵抗Ri4の他端が接続されるとともに、一端に電圧Vcc2が印加された抵抗Ri5の他端が接続されている。トランジスタTRi2のエミッタには、電圧Vcc2が印加されている。トランジスタTRi2のコレクタには、微分回路を構成する上述したコンデンサC2の一端（その他端は、例えば、図９に示されるように、トランジスタTR1とトランジスタTR２のエミッタに接続される）が接続されるとともに、トランジスタTRi3のコレクタが接続されている。
【００８１】
換言すると、トランジスタTRi3のコレクタには、コンデンサC2の一端が接続されるとともに、トランジスタTRi2のコレクタが接続されている。
【００８２】
トランジスタTRi3のベースには、一端が送信データ出力部１２に接続された抵抗Ri6の他端が接続されるとともに、一端が接地された抵抗Ri7の他端が接続されている。トランジスタTRi3のエミッタは、接地されている。
【００８３】
さらに、動作速度の速いインバータ１１１が必要な場合、例えば、インバータ１１１は、図１２に示されるように構成されるとよい。
【００８４】
即ち、図１２の例では、図１１の構成のインバータ１１１に対して、さらに、PNP型のトランジスタTRi2、およびNPN型のトランジスタTRi3のそれぞれのベースとコレクタの間に、ショットキダイオードDi1とショットキダイオードDi2のそれぞれが接続されている。
【００８５】
このように、インバータ１１１が、図１２に示されるように構成されることで、所定の電圧以下になった場合、ショットキダイオードDi1に電流を流して、トランジスタTRi2のベースに対するエミッタの電圧の低下を抑制させるとともに、所定の電圧以下になった場合、ショットキダイオードDi2に電流を流して、トランジスタTRi3のベースに対するエミッタの電圧の低下を抑制させることが可能になる。即ち、トランジスタTRi2とトランジスタTRi3のそれぞれの蓄積時間が改善され、トランジスタTRi2とトランジスタTRi3のスイッチング速度を速めることが可能になる。
【００８６】
なお、図１０乃至図１２に示される電圧Vcc2は、図９の電圧Vcc1と同一の電源（図示せず）から供給される電圧とされてもよいし、異なる電源（図示せず）から供給される電圧とされてもよい。
【００８７】
次に、送信装置５１の動作について説明する。なお、送信装置５１の実施の形態は、上述したように、様々な実施の形態が可能であるが、以下、断りのない限り、図９の構成の送信装置５１として説明する。
【００８８】
また、送信装置５１の動作は、図２の従来の送信装置１の動作と基本的に同様とされる。そこで、ここでは、従来の送信装置１において説明した動作については、その説明を適宜省略し、以下、従来の送信装置１とは異なる動作を中心に説明する。
【００８９】
即ち、図９に示されるように、送信データ出力部１２より第１のパルス信号２２が出力されると、波形整形印加部６１は、従来と同様に、第１のパルス信号２２に応じて、トランジスタTRsをスイッチングさせることで、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタ負荷を変化させる（抵抗R1の値、または、抵抗R1と抵抗R2の合成抵抗値のいずれかに変化させる）とともに、さらに、インバータ１１１を介して、コンデンサC2を含む微分回路により抽出された第１のパルス信号２２の高周波成分（図７の高周波成分９１）をエミッタ負荷に印加する。
【００９０】
波形整形印加部６１は、このように動作することで、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタに加えられる信号波に相当するエミッタ電流を、第１のパルス信号２２が波形整形された第２のパルス信号７１に対応して変化させる。換言すると、波形整形印加部６１は、第２のパルス信号７１に対応して変化するエミッタ電流（信号波）を、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタに加える。
【００９１】
これにより、第１のパルス信号２２の変化時（各パルスのそれぞれの立ち上がり時、および立ち下がり時）に、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタ電流（信号波）が瞬時的に大きく変化し、その結果、図１３の変化部分７２−１および変化部分７２−２に示されるような振幅の変化が強調されたコレクタ電圧Vc（振幅変調波７２）が発生する。そして、発生したコレクタ電圧Vc（振幅変調波７２）に対応するドライブエネルギーがアンテナ部１４に供給されて、図１４に示されるような磁束（電磁波）７３がアンテナ部１４より出力される。
【００９２】
即ち、図１３には、図９の送信装置５１において、送信データ出力部１２より第１のパルス信号２２が出力された状態で、実際に出力されたコレクタ電圧Vc（振幅変調波７２）の測定チャートが示されている。また、図１４には、図９の送信装置５１において、送信データ出力部１２より第１のパルス信号２２が出力された状態で、実際にアンテナ部１４より出力された磁束（電磁波）７３の測定チャートが示されている。
【００９３】
図１３に示されるように、コレクタ電圧Vc（振幅変調波７２）の振幅は、第１のパルス信号２２の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のハイレベル(H)よりも高くなるとともに、第１のパルス信号２２の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号２２の定常状態のローレベル(L)よりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号７１（図６）に対応して変化している。即ち、変化部分７２−１に示されるように、パルス信号２２のパルスの立ち上がり時におけるコレクタ電圧Vc(振幅変調波７２)の振幅は、その定常状態のハイレベルの振幅よりも高くなっている。同様に、変化部分７２−２に示されるように、パルス信号２２のパルスの立ち下がり時におけるコレクタ電圧Vc（振幅変調波７２）の振幅は、その定常状態のローレベルの振幅よりも低くなっている。
【００９４】
その結果、図１４に示されるように、アンテナ部１４より出力される磁束（電磁波）７３は、上述した図４の従来の磁束（電磁波）２４に比較して、送信データに対応するパルス信号２２にほぼ瞬時に追従して変化する。例えば、変化部分７３−１に示されるように、パルス信号２２のパルスの立ち上がり時には、磁束（電磁波）７３の振幅も、それに追従してローレベルからハイレベルにほぼ瞬時に変化している。同様に、変化部分７３−２に示されるように、パルス信号２２のパルスの立ち下がり時には、磁束（電磁波）７３の振幅も、それに追従してハイベルからローレベルにほぼ瞬時に変化している。
【００９５】
以上、図８、または図９を参照して、送信装置５１について説明したが、送信装置５１は、図１３に示されるようなコレクタ電圧Vc（振幅変調波７２）の出力が可能なものであれば、その構成は、図８、または図９の例に限定されず、様々な実施の形態が可能である。
【００９６】
例えば、送信装置５１は、図８と図９の例では、同相ノイズの影響を低減させる等の目的から、変調および増幅用のトランジスタTR1とトランジスタTR2が差動接続された構成とされているが、トランジスタTR1とトランジスタTR2のうちのいずれか一方のみから構成されてもよい。
【００９７】
また、実際には、変調および増幅用のトランジスタの電流が多く必要とされるため、図８や図９に示されるように、差動接続されたトランジスタTR1とトランジスタTR2のそれぞれが１つずつ使用されるのではなく、複数のトランジスタが並列的に接続されたトランジスタの組が２組用意され、その２組が差動接続されて使用されることが多い。
【００９８】
具体的には、例えば、送信装置５１は、図１５に示されるように、図９のトランジスタTR1の代わりに、２つのトランジスタTR1-1とトランジスタTR1-2が並列的に接続された組と、図９のトランジスタTR2の代わりに、２つのトランジスタTR2-1とトランジスタTR2-2が並列的に接続された組が差動接続されて構成されることもある。
【００９９】
このような場合、送信データに対応する第１のパルス信号２２が波形整形された第２のパルス信号７１（図６）に対応する信号波は、トランジスタTR1-1およびトランジスタTR1-2、並びに、トランジスタTR2-1およびトランジスタTR2-2のエミッタの全てに加えられてもよいが（各組の全てのトランジスタのエミッタ負荷を変化させるとともに、第１のパルス信号２２の高周波成分を全てのエミッタ負荷に加えてもよいが）、以下のような課題が発生する。
【０１００】
即ち、後述する図１７に示されるように、送信装置５１が、ICカードシステムのR/W装置１２１に搭載されている場合、送信相手であるICカード１２２がR/W装置１２１に近づきすぎると、送信装置５１の負荷が変化することがある。このような場合、ピーキングが効き過ぎで（図６の振幅変調波７２の振幅変化時の部分（第１のパルス信号２２の高周波成分に対応する部分）が急峻すぎて）、電力伝送が途切れる可能性がある。
【０１０１】
そこで、このような課題を解決するために、即ち、送信に必要な電力を確保するために、図１５に示されるように、第２のパルス信号７１（図６）に対応する信号波は、トランジスタTR1-1とトランジスタTR2-1のエミッタのみに加えられ、それ以外のトランジスタTR1-2とトランジスタTR2-2のエミッタにはエミッタ抵抗R3の一端（その他端は接地される）が接続されるとよい。換言すると、図１５に示されるように、送信データ出力部１２より出力される第１のパルス信号２２に対応して変化するエミッタ負荷（トランジスタTRsのスイッチングにより変化する、抵抗R1と抵抗R2より構成されるエミッタ負荷）と、インバータ１１１を介して、コンデンサC2を含む微分回路より出力される第１のパルス信号２２の高周波成分は、トランジスタTR1-1とトランジスタTR2-1のエミッタのみに加えられ、それ以外のトランジスタTR1-2とトランジスタTR2-2のエミッタ負荷は一定とされるとよい。
【０１０２】
また、送信装置５１は、例えば、図１６に示されるように構成されることも可能である。
【０１０３】
即ち、図１６の例では、図９の例に対してさらに、抵抗R1の一端（トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタに接続された端に対する他端）に、スイッチ用のトランジスタTRs2のコレクタが接続されている。トランジスタTRs2のエミッタは接地されている。トランジスタTRs2のベースには、一端に電圧Vcc2が常時印加されている抵抗R4の他端が接続されている。即ち、トランジスタTRs2は、常時オン状態とされている。
【０１０４】
このトランジスタTRs2のベースにはさらに、一端が接地された抵抗R5とコンデンサC2から構成される微分回路が接続されている。即ち、図９の例では、送信データ出力部１２より出力された第１のパルス信号２２の高周波成分は、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタに直接印加されていたが、図１６の例では、トランジスタTRs2のベースに印加される。なお、トランジスタTRs1は、図９のトランジスタTRsと同様のトランジスタである。
【０１０５】
さらにまた、送信装置５１は、上述した実施形態のように単体の装置とされてもよいが、情報処理装置の一部として、情報処理装置に搭載されてもよい。
【０１０６】
例えば、図１７に示されるように、送信装置５１は、上述したICカードシステムのR/W装置の一部とされてもよい。即ち、図１７は、本発明が適用されるR/W装置の構成例を表している。
【０１０７】
図１７に示されるように、R/W装置１２１には、R/W装置１２１全体の制御を行う主制御部１３１、および、データ記憶部１３２が設けられている。
【０１０８】
主制御部１３１には、CPU（Central Processing Unit）１４１、ROM（Read Only Memory）１４２、および、RAM１４３が設けられている。CPU１４１は、ROM１４２に記憶されているプログラム、または、データ記憶部１３２等よりRAM１４３にロードしたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM１４３には、CPU１４１が各種の処理を実行する上において必要なデータなどが適宜記憶される。
【０１０９】
主制御部１３１にはまた、図６と同様の搬送波出力部１１、および送信データ出力部１２が設けられている。
【０１１０】
R/W装置１２１にはまた、図６と同様の変調および増幅部１３、アンテナ部１４、並びに整形波形印加部６１が設けられている。
【０１１１】
換言すると、R/W装置１２１には、送信部として、図６と同様の構成の送信装置５１が搭載されている。
【０１１２】
R/W装置１２１はさらにまた、上述した送信部（送信装置５１）に対する受信部を構成する、検波部１３３、復調部１３４、および、主制御部１３１内の受信データ入力部１４４が設けられている。
【０１１３】
次に、R/W装置１２１の動作について簡単に説明する。
【０１１４】
R/W装置１２１の通信相手であるICカード１２２が、R/W装置１２１のアンテナ部１４に所定の距離（通信距離）で対向されて配置されると、ICカード１２２のアンテナ（図示せず）は、アンテナ部１４から出力される磁束をとらえ、相互に共振することで、相互に非接触通信可能な状態となる。
【０１１５】
この状態で、データ記憶部１３２に予め記憶されていたデジタルの第１の情報（ICカード１２２に書き込まれるデータ等）が、送信データ出力部１２よりパルス信号として出力されると、上述した送信装置５１と同様の動作原理により、搬送波出力部１１より出力された搬送波に重畳されて（振幅変調波として）、アンテナ部１４に供給され、アンテナ部１４より電磁波として出力される。
【０１１６】
アンテナ部１４より出力された電磁波は、ICカード１２２のアンテナに受信され、ICカード１２２のIC（図示せず）により、上述したように、検波されるとともに復調されて元の第１の情報となり、第１の情報がメモリ（図示せず）に記憶されるデータであった場合、第１の情報はIC内のメモリに記憶され、一方、第１の情報が情報の読み出しを指示するデータであった場合、第１の情報に基づいて、IC内のメモリより所定の情報が読み出される。
【０１１７】
そして、第１の情報がメモリに記録されたことを通知するレスポンスデータ、またはIC内のメモリより読み出されたデータ（デジタルの第２の情報）は、ICにより、搬送波に重畳されて、ICカード１２２のアンテナを介してR/W装置１２１のアンテナ部１４に供給される。
【０１１８】
具体的には、この例においては、例えば、ICカード１２２は、第２の情報を符号化してからその信号の論理値に応じてICカード１２２のアンテナの等価的な負荷を変動させる。
【０１１９】
このICカード１２２のアンテナの負荷変動は、R/W装置１２１のアンテナ部１４のアンテナ端の負荷変動として現れる。
【０１２０】
従って、検波部１３３は、この負荷変動を、搬送波の振幅変動成分、即ちASK変調信号（Amplitude Shift Keying）として検波する。
【０１２１】
即ち、この例においては、ICカード１２２からR/W装置１２１に対するデータの伝送は、送信すべきデータを符号化してからその信号の論理値に応じてアンテナ端子から内部を見た負荷を変化させることにより、放射される電磁波をASK変調する負荷変調方式が利用されている。
【０１２２】
復調部１３４は、検波部１３３により検波されたASK変調信号（搬送波の振幅変動成分）から、デジタルの第２の情報に対応するパルス信号を復調し、受信データ入力部１４４に供給する。
【０１２３】
受信データ入力部１４４は、復調部１３４より供給されたパルス信号に対応するデジタルの第２の情報がレスポンスデータであった場合、それをCPU１４１に供給し、一方、デジタルの第２の情報がデータ記憶部１３２に書き込むデータであった場合、それをデータ記憶部１３２に書き込む（記憶させる）。CPU１４１は、レスポンスデータを取得すると、そのレスポンスデータに応じた処理を実行する。
【０１２４】
このようにして、R/W装置１２１は、ICカード１２２とアンテナ部１４を介して非接触通信を行うことで、デジタルの第１の情報をICカード１２２に書き込むとともに、デジタルの第２の情報をICカード１２２から読み出す。
【０１２５】
上述したように、本発明の送信装置５１（図６）においては、送信データに対応する方形波状の第１のパルス信号２２が入力され、入力された第１のパルス信号２２の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号２２の定常状態のハイレベル（H）よりも高くなるとともに、第１のパルス信号２２の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号２２の定常状態のローレベル(L)よりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号７１に対応して信号波が生成され、生成された信号波が変調および増幅部１３のトランジスタ（例えば、図９のトランジスタTR1とトランジスタTR2）のエミッタに加えられる。これにより、トランジスタのベースに加えられた搬送波２２が、トランジスタのエミッタに加えられた第２のパルス信号７１に対応する信号波によって振幅変調されて振幅変調波７２となり、振幅変調波７２がトランジスタのコレクタを介してアンテナ部１４に供給され（ドライブエネルギーとして供給され）、共振回路を含むアンテナ部１４より電磁波７３として、アンテナ部から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する受信装置（ICカード）に送信される。
【０１２６】
このようにしてアンテナ部１４より出力された電磁波７３の振幅は、上述したように、送信データに対応する第１のパルス信号２２にほぼ瞬時に追従して変化するので、受信装置（例えば、図１７のICカード１２２）に受信された電磁波７３は、受信装置により、オリジナルの第１のパルス信号２２にほぼ正確に復調されることが可能になる。即ち、本発明の送信装置５１は、受信側での通信不良の頻度を低減させることが可能になる。
【０１２７】
また、送信装置５１は、例えば、図９に示されるように、従来の送信装置１（図２）に対して、コンデンサC2とインバータ１１１が付加された簡単な回路で構成可能であるので、従来の送信装置１と比較してほぼ同程度のコストと、ほぼ同程度のハードウエア資源で製作可能である。
【０１２８】
換言すると、従来の送信装置１に対して、整形波形印加部６１を加えるといった、コストのかからず、かつ作業が容易な改造を施すだけで、送信装置５１を構成することが可能になる。具体的には、例えば、改造者は、図２の構成の従来の送信装置１を、図９の構成の送信装置５１に改造する場合、コンデンサC2とインバータ111を、図９に示されるように接続すればよい。
【０１２９】
ところで、上述した送信装置５１の実施形態として、トランジスタが使用されたが、図１２に示される以外の構成においては、トランジスタの代わりに、電界効果トランジスタ（FET（Field-Effect Transistor））が使用されてもよい。
【０１３０】
例えば、図９の構成の送信装置５１において、トランジスタTR1とトランジスタTR2のそれぞれの代わりに、図示はしないが、電界効果トランジスタFET1と電界効果トランジスタFET2のそれぞれが使用されてもよい。ただし、この場合、電界効果トランジスタFET1と電界効果トランジスタFET２のゲートのそれぞれは、トランジスタTR1とトランジスタTR2のベースのそれぞれに対応し、ソースのそれぞれはエミッタに対応し、かつ、ドレインのそれぞれはコレクタのそれぞれに対応するように接続される。
【０１３１】
【発明の効果】
以上のごとく、本発明によれば、共振回路を含むアンテナを介して送信するデジタルデータを、振幅変調することができる。特に、受信側における通信不良の発生頻度を抑制することが可能なように振幅変調することができる。
【０１３２】
また、本発明によれば、デジタルデータを振幅変調にて共振回路を含むアンテナを介して送信することができる。特に、受信側における通信不良の発生頻度を抑制する送信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の送信装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の送信装置の具体的な構成例を示す回路図である。
【図３】図２の送信装置のコレクタ電圧（振幅変調波）の測定チャートである。
【図４】図２の送信装置のアンテナ部より出力される磁束（電磁波）の測定チャートである。
【図５】図２の送信装置より送信されたデジタルデータが受信側で復調される場合の波形例を説明する図である。
【図６】本発明が適用される送信装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】図６の送信装置の整形波形印加部の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図８】図６の送信装置の具体的な構成例を示す回路図である。
【図９】図６の送信装置の具体的な構成の他の例を示す回路図である。
【図１０】図９の送信装置のインバータの具体的な構成例を示す回路図である。
【図１１】図９の送信装置のインバータの具体的な構成の他の例を示す回路図である。
【図１２】図９の送信装置のインバータの具体的な構成のさらに他の例を示す回路図である。
【図１３】図９の送信装置のコレクタ電圧（振幅変調波）の測定チャートである。
【図１４】図９の送信装置のアンテナ部より出力される磁束（電磁波）の測定チャートである。
【図１５】図６の送信装置の具体的な構成の他の例を示す回路図である。
【図１６】図６の送信装置の具体的な構成のさらに他の例を示す回路図である。
【図１７】本発明が適用されるR/W装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１ 搬送波出力部， １２ 送信データ出力部， １３ 変調および増幅部（アンテナ駆動部）， １４ アンテナ部， ２１ 搬送波， ２２ 第１のパルス信号， ５１ 送信装置， ６１ 整形波形印加部， ７１ 第２のパルス信号， ７２ 振幅変調波， ７３ 電磁波， ８１ 高周波成分抽出部， ９１ 第１のパルス信号の高周波成分， １０１ バッファ， １１１ インバータ， １２１ R/W装置， １３１ 主制御部， １３３ 検波部， １３４ 復調部， C コンデンサ， L コイル， Tr トランス， TR トランジスタ， R 抵抗
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路、変調方法、並びに、情報処理装置および方法に関し、特に、デジタルデータを振幅変調にて共振回路を含むアンテナを介して送信する場合、受信側における通信不良の発生頻度を抑制することができるようにした電子回路、変調方法、並びに、情報処理装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非接触通信技術が応用されたIC（Integrated Circuit）カードシステムは、携帯可能なICカード、および、そのICカードに記憶されている情報を非接触で読み出すとともに、所定の情報をそのICカードに非接触で記憶させることが可能ないわゆるリーダライタ装置（以下、R/W装置と記述する）から構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
即ち、ICカードシステムは、非接触で情報の読み書きが可能な利便性の高いシステムであり、例えば、近年、定期券や認証カードに代表される従来の磁気式カードシステムの代替システムとして使用されている。
【０００４】
従来、ICカードシステムのR/W装置のうちの送信部（アンテナと、変復調器のうちのデジタルデータを送信する部分から構成される送信部）は、例えば、図１に示されるように構成されている。なお、以下、そのような送信部を、単独の装置とみなして送信装置と称する。
【０００５】
即ち、図１に示されるように、送信装置１には、所定の周波数（例えば、13.56MHz）の搬送波２１を出力する搬送波出力部１１、送信すべきデジタルデータ（以下、送信データと称する）に対応する、所定の周波数（例えば、212kHz）の信号波（方形波）２２を出力する送信データ出力部１２、搬送波２１の振幅を信号波２２によって変化させるとともに増幅することで振幅変調波２３を生成し、それを出力する変調および増幅部１３、並びに、コイルLaとコンデンサCaから構成される共振回路を有し、振幅変調波２３に基づく電磁波２４を出力する（例えば、図示はしないが、ICカードに送信する）アンテナ部１４が設けられている。
【０００６】
なお、変調および増幅部１３は、後述するように、アンテナ部１４から見た場合、アンテナ部１４の駆動部（ドライブ）としても機能するので、以下、変調および増幅部１３を、アンテナ駆動部１３とも称する。
【０００７】
具体的には、例えば、送信装置１は、図２に示されるように構成される。
【０００８】
即ち、変調および増幅部１３は、変調および増幅用のトランジスタTR1およびトランジスタTR2、スイッチSW、トランジスタTR1およびトランジスタTR2のエミッタ負荷となる抵抗R1および抵抗R2、コイルL1およびコイルL2、コンデンサC1、並びに、トランスTrの一次側から構成されている。
【０００９】
トランジスタTR1とトランジスタTR2のベースには、搬送波出力部１１が接続されている。ただし、トランジスタTR2のベースには、トランジスタTR1のベースに入力される搬送波２１の逆相が入力される。
【００１０】
トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタには、一端が接地された抵抗R1の他端が接続されるとともに、一端がスイッチSWに接続されている抵抗R2の他端が接続されている。スイッチSWの抵抗R2に接続された端に対する他端は接地されている。このスイッチSWは、送信データ出力部１２から入力されるパルス信号２２の変化に応じてスイッチング動作を行う。
【００１１】
トランジスタTR１のコレクタには、一端に電圧Vcc1が印加されるコイルL1の他端が接続されるとともに、コンデンサC1とトランスTrの1次側のコイルで構成される共振回路が接続されている。同様に、トランジスタTR2のコレクタには、一端に電圧Vcc1が印加されるコイルL2の他端が接続されるとともに、コンデンサC1とトランスTrの1次側のコイルで構成される共振回路が接続されている。
【００１２】
アンテナ部１４は、トランスTrの２次側のコイルLa、抵抗Ra、および、コンデンサCaが並列的に接続された閉回路として構成されている。即ち、アンテナ部１４は、コイルLaの部分がループアンテナとして動作するとともに、コイルLa、抵抗Ra、およびコンデンサCaからなるLCR共振回路としても動作する。
【００１３】
次に、図２の送信装置１の動作について説明する。
【００１４】
トランジスタTR1とトランジスタTR2のベースには、搬送波出力部１１より13.56MHzの搬送波２１が常に供給されている。
【００１５】
この状態で、送信データ出力部１２より送信データに対応する212KHzのパルス信号２２が出力されると、スイッチSWは、パルス信号２２の変化に応じてスイッチング動作を行う。即ち、スイッチSWがオン状態の場合、抵抗R2は回路に接続されるので、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタ負荷は、抵抗R1と抵抗R2の合成抵抗値となる。これに対して、スイッチSWがオフ状態の場合、抵抗R2は回路から切り離されるので、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタ負荷は、抵抗R1の抵抗値となる。
【００１６】
このように、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタ負荷は、送信データ出力部１２より入力されるパルス信号２２（送信データ）に応じて変化する。そして、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタ負荷が変化することでエミッタ電流が変化し、その変化に応じて、コレクタ電圧Vcの振幅も２レベルに変化する。即ち、コレクタ電圧Vcが、振幅変調波２３に相当することになる。
【００１７】
このコレクタ電圧Vc（振幅変調波２３）の振幅の変化に応じて、アンテナ部１４のコイルLaより出力される電磁波２４の振幅レベルも変化する。
【００１８】
換言すると、トランジスタTR1とトランジスタTR2のベースに入力される搬送波２１が、ローレベルとハイレベルの２レベルを有するパルス信号２２によって（パルス信号２２の変化に対応する、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタ電流（信号波）の変化によって）振幅変調されるとともに増幅されて、パルス信号２２のハイレベルに対応する第１のレベルと、パルス信号２２のローレベルに対応する第２のレベルの２レベルの振幅を有する振幅変調波２３となり、トランジスタTR1とトランジスタTR2のコレクタを介してアンテナ部１４に供給される。アンテナ部１４は、供給された振幅変調波２３に基づく電磁波２４、即ち、第１と第２のレベルに対応する２レベルの振幅を有する電磁波２４を出力する。
【００１９】
【特許文献１】
特開平10-13312号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した動作に従って、図２の送信装置１のアンテナ部１４より送信された電磁波２４（搬送波２１に重畳されたパルス信号２２に対応するデジタルデータ）が、入力制限用のリミッタを有するICカードに受信されて、復調された場合、リミッタの動作領域で復調されたデータが歪み、その結果、通信不良が発生することが多々あるという課題があった。
【００２１】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、デジタルデータを振幅変調にて共振回路を含むアンテナを介して送信する場合、受信側における通信不良の発生頻度を抑制することができるようにするものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の電子回路は、共振回路を含むアンテナ部を介して送信するデジタルデータを、振幅変調する電子回路であって、デジタルデータに対応する方形波状の第１のパルス信号が入力され、入力された第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のハイレベルより高くなるとともに、第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち下がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のローレベルより低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して信号波を生成する信号波生成回路と、第１のトランジスタを有し、信号波生成回路で生成された信号波が、第１のトランジスタのエミッタに加えられ、第１のトランジスタのベースに加えられた搬送波を、信号波によって振幅変調して振幅変調波とし、振幅変調波を第１のトランジスタのコレクタを介してアンテナ部に供給する変調回路とを備え、振幅変調波は、アンテナ部から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する受信装置に送信されることを特徴とする。
【００２３】
信号波生成回路は、第１のトランジスタのエミッタ負荷となる負荷回路と、第１のパルス信号に応じて、負荷回路のエミッタ負荷を変化させる負荷変化回路と、第１のパルス信号の高周波成分を抽出する抽出回路とを有し、負荷回路に、抽出回路により抽出された第１のパルス信号の高周波成分を印加することで、第２のパルス信号に対応する信号波を生成するようにすることができる。
【００２４】
抽出回路は、微分回路であるようにすることができる。
【００２５】
信号波生成回路は、抽出回路の入力に接続されるバッファをさらに有するようにすることができる。
【００２６】
負荷変化回路は、ベースに印加された第１のパルス信号に応じてスイッチングされるスイッチとして機能する第２のトランジスタを有し、第２のトランジスタがオフ状態とされた場合、負荷回路からエミッタ負荷の一部となる所定の素子を切り離し、第２のトランジスタがオン状態とされた場合、切り離された素子を負荷回路に接続することでエミッタ負荷を変化させ、信号波生成回路は、抽出回路の入力に接続されるインバータ回路をさらに有するようにすることができる。
【００２７】
インバータ回路は、スイッチとして機能する第３のトランジスタ、および、抵抗から構成されるようにすることができる。
【００２８】
インバータ回路は、第３のトランジスタとして、NPN型のトランジスタ、および、PNP型のトランジスタの組を有するようにすることができる。
【００２９】
インバータ回路は、NPN型のトランジスタ、およびPNP型のトランジスタのそれぞれのベースとコレクタの間に接続されるショットキダイオードをさらに有するようにすることができる。
【００３０】
第１のトランジスタは、複数個存在し、複数の第１のトランジスタのうちの１以上の所定の第１のトランジスタのエミッタには、負荷回路を構成する抵抗とは異なるエミッタ抵抗が接続され、信号波生成回路は、複数の第１のトランジスタのうちの、エミッタがエミッタ抵抗に接続されたものを除く第１のトランジスタのエミッタに対して、第１のパルス信号が波形整形された第２のパルス信号に対応する信号波を加えるようにすることができる。
【００３１】
本発明の第１の変調方法は、共振回路を含むアンテナ部を介して送信するデジタルデータを振幅変調する変調回路であって、トランジスタを有し、トランジスタのベースに加えられた搬送波を、トランジスタのエミッタに加えられた信号波によって振幅変調して振幅変調波とし、振幅変調波をトランジスタのコレクタを介してアンテナ部に供給して、アンテナ部から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する受信装置に送信させる変調回路の変調方法であって、デジタルデータに対応する方形波状の第１のパルス信号を入力し、入力した第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のハイレベルよりも高くなるとともに、第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のローレベルよりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して信号波を生成し、生成した信号波をトランジスタのエミッタに加えることを特徴とする。
【００３２】
本発明の第１の電子回路、および、第１の変調方法においては、デジタルデータに対応する方形波状の第１のパルス信号が入力され、入力された第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のハイレベルよりも高くなるとともに、第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のローレベルよりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して信号波が生成される。生成された信号波がトランジスタのエミッタに加えられると、トランジスタのベースに加えられた搬送波が、トランジスタのエミッタに加えられた第２のパルス信号に対応する信号波によって振幅変調されて振幅変調波となり、振幅変調波がトランジスタのコレクタを介して共振回路を含むアンテナ部に供給され、供給された振幅変調波に基づく電磁波がそのアンテナ部より、アンテナ部から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する受信装置に送信される。
【００３３】
本発明の第１の電子回路は、それ単体で利用されてもよいし、情報処理装置の一部として搭載されてもよい。即ち、例えば、デジタルデータの送受信を行う情報処理装置の送信部として第１の電子回路が利用されてもよいし、有線と無線の両方の通信が可能な情報処理装置の無線送信部として第１の電子回路が利用されてもよい。
【００３４】
本発明の第２の電子回路は、共振回路を含むアンテナ部を介して送信するデジタルデータを、振幅変調する電子回路であって、デジタルデータに対応する方形波状の第１のパルス信号が入力され、入力された第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のハイレベルよりも高くなるとともに、第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のローレベルよりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して信号波を生成する信号波生成回路と、電界効果トランジスタを有し、信号波生成回路で生成された信号波が、電界効果トランジスタのソースに加えられ、電界効果トランジスタのゲートに加えられた搬送波を、信号波によって振幅変調して振幅変調波とし、振幅変調波を電界効果トランジスタのドレインを介してアンテナ部に供給する変調回路とを備え、振幅変調波は、アンテナ部から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する受信装置に送信されることを特徴とする。
【００３５】
本発明の第２の変調方法は、共振回路を含むアンテナ部を介して送信するデジタルデータを振幅変調する変調回路であって、電界効果トランジスタを有し、電界効果トランジスタのゲートに加えられた搬送波を、電界効果トランジスタのソースに加えられた信号波によって振幅変調して振幅変調波とし、振幅変調波を電界効果トランジスタのドレインを介してアンテナ部に供給して、アンテナ部から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する受信装置に送信させる変調回路の変調方法であって、デジタルデータに対応する方形波状の第１のパルス信号を入力し、入力した第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のハイレベルよりも高くなるとともに、第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のローレベルよりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して信号波を生成し、生成した信号波を電界効果トランジスタのソースに加えることを特徴とする。
【００３６】
本発明の第２の電子回路、および、第２の変調方法においては、デジタルデータに対応する方形波状の第１のパルス信号が入力され、入力された第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のハイレベルよりも高くなるとともに、第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のローレベルよりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応する信号波が生成される。生成された信号波が電界効果トランジスタのソースに加えられると、電界効果トランジスタのゲートに加えられた搬送波が、電界効果トランジスタのソースに加えられた第２のパルス信号に対応する信号波によって振幅変調されて振幅変調波となり、振幅変調波が電界効果トランジスタのドレインを介して共振回路を含むアンテナ部に供給され、供給された振幅変調波に基づく電磁波がアンテナ部より、アンテナ部から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する受信装置に送信される。
【００３７】
本発明の第２の電子回路は、それ単体で利用されてもよいし、情報処理装置の一部として搭載されてもよい。即ち、例えば、デジタルデータの送受信を行う情報処理装置の送信部として第２の電子回路が利用されてもよいし、有線と無線の両方の通信が可能な情報処理装置の無線送信部として第２の電子回路が利用されてもよい。
【００３８】
本発明の情報処理装置は、デジタルの第１の情報を振幅変調して送信する情報処理装置であって、搬送波を出力する第１の出力手段と、第１の情報に対応する方形波状の第１のパルス信号を出力する第２の出力手段と、第２の出力手段より出力された第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のハイレベルよりも高くなるとともに、第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のローレベルよりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して信号波を生成する信号波生成手段と、トランジスタを有し、信号波生成手段で生成された信号波が、トランジスタのエミッタに加えられ、第１の出力手段から出力された搬送波であって、トランジスタのベースに加えられた搬送波を、第１の情報に対応する信号波によって振幅変調して振幅変調波とし、振幅変調波をトランジスタのコレクタを介して出力する変調手段と、共振回路を有し、変調手段より出力された振幅変調波に基づく電磁波を、電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する他の情報処理装置に送信するアンテナ手段とを備えることを特徴とする。
【００３９】
他の情報処理装置より送信され、アンテナ手段に受信されたデジタルの第２の情報に対応する波形の変動成分を検波する検波手段と、検波手段により検波された波形の変動成分から、デジタルの第２の情報に対応する信号を復調する復調手段とをさらに設けるようにすることができる。
【００４０】
他の情報処理装置は、アンテナ手段から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する非接触通信が可能なICカードであり、情報処理装置は、ICカードとアンテナ手段を介して非接触通信を行うことで、第１の情報をICカードに書き込むとともに、第２の情報をICカードから読み出すリーダライタ装置であるようにすることができる。
【００４１】
本発明の情報処理方法は、トランジスタを有し、トランジスタのベースに加えられた搬送波を、トランジスタのエミッタに加えられた、送信対象となるデジタル情報に対応する信号波によって振幅変調して振幅変調波とし、振幅変調波をトランジスタのコレクタを介して出力する変調回路と、共振回路を有し、変調回路より出力された振幅変調波に基づく電磁波を、電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する他の情報処理装置に送信するアンテナ部とを備える情報処理装置の情報処理方法において、トランジスタのベースに加えられる搬送波を出力し、デジタル情報に対応する方形波状の第１のパルス信号を出力し、第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のハイレベルよりも高くなるとともに、第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のローレベルよりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して信号波を生成し、生成した信号波を第１のトランジスタのエミッタに加えることを特徴とする。
【００４２】
本発明の情報処理装置および方法においては、デジタルデータに対応する方形波状の第１のパルス信号が入力され、入力された第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のハイレベルよりも高くなるとともに、第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のローレベルよりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して信号波が生成される。生成された信号波がトランジスタのエミッタに加えられると、トランジスタのベースに加えられた搬送波が、トランジスタのエミッタに加えられた第２のパルス信号に対応する信号波によって振幅変調されて振幅変調波となり、振幅変調波がトランジスタのコレクタを介して共振回路を含むアンテナ部に供給され、供給された振幅変調波に基づく電磁波がそのアンテナ部より、アンテナ部から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する受信装置に送信される。
【００４３】
本発明の情報処理装置は、単にデジタルデータの送信を行う装置であってもよいし、デジタルデータの送受信が可能な装置であってもよい。また、本発明の情報処理装置が送受信可能なデータは、デジタルのみであってもよいし、アナログとデジタルの両方であってもよい。さらにまた、本発明の情報処理装置は、単に無線で通信を行う装置であってもよいし、有線と無線の両方の通信が可能な装置であってもよい。
【００４４】
【発明の実施の形態】
本願出願人は、上述した従来の課題が発生する原因について解析し、その解析結果に基づいて本発明を考案した。そこで、はじめに、その解析結果、即ち、従来の課題が発生する原因について説明する。
【００４５】
本願出願人は、図２の従来の送信装置１を使用して、送信データ出力部１２よりパルス信号２２を実際に入力させた場合の、コレクタ電圧Vc（振幅変調波２３）と、アンテナ部１４より出力される磁束（電磁波）２４を測定した。その測定結果が、図３と図４に示されている。即ち、図３には、図２の送信装置１における、パルス信号２２とコレクタ電圧Vc（振幅変調波２３）の測定チャートが示されており、図４には、パルス信号２２と、アンテナ部１４より出力される磁束（電磁波）２４の測定チャートが示されている。
【００４６】
図３に示されるように、アンテナ部１４をドライブするコレクタ電圧Vc（振幅変調波２３）は、パルス信号２２に追従している。例えば、変化部分２３−１に示されるように、パルス信号２２のパルスの立ち上がり時（ローレベルからハイレベルに変化する時）には、コレクタ電圧Vc（振幅変調波２３）の振幅も、それに追従してローレベルからハイレベルに瞬時に変化している。同様に、変化部分２３−２に示されるように、パルス信号２２のパルスの立ち下がり時（ハイレベルからローレベルに変化する時）には、コレクタ電圧Vc（振幅変調波２３）も、それに追従してハイレベルからローレベルに瞬時に変化している。
【００４７】
しかしながら、図４に示されるように、アンテナ部１４より出力される磁束（電磁波）２４は、パルス信号２２に瞬時に追従せず、パルス信号２２の変化よりも遅れて変化する。例えば、変化部分２４−１に示されるように、パルス信号２２のパルスの立ち上がり時には、磁束（電磁波）２４は瞬時に追従せず、磁束（電磁波）２４の振幅のローレベルからハイレベルへの変化は、一次遅れ的な波形となる。同様に、磁束（電磁波）２４の変化部分２４−２に示されるように、パルス信号２２のパルスの立ち下がり時には、磁束（電磁波）２４は瞬時に追従せず、磁束（電磁波）２４の振幅のハイレベルからローレベルへの変化は、一次遅れ的な波形となる。
【００４８】
図４に示されるような電磁波（磁束）２４が、アンテナ部１４より送信された後、受信装置（図示せず）に受信されて、検波された場合、通常状態においては、図５に示される波形２５が検波される。図示はしないが、検波された波形２５は、送信データに対応するパルス信号２２に近い形で復調可能である。
【００４９】
これに対して、受信装置が、例えば、上述したような、入力制限用のリミッタを有しているICカード（図示せず）等の場合、即ち、リミッタ動作状態の場合、図５に示される波形２６が検波される。検波された波形２６は、図５に示されるように、コンパレータにて所定のレベル（図５中、波形２６に引かれた点線）よりも高い場合、ハイレベル（以下、Hとも記述する）にされ、所定のレベルよりも低い場合、ローレベル（以下、Lとも記述する）にされて、図５に示される信号２７が復調される。この復調された信号２７は、図５に示されるように、オリジナルの信号（パルス信号２２）とは大きく異なる信号となってしまい、その結果、通信不良が発生してしまう。
【００５０】
このように、上述した課題が発生するのは、図２のアンテナ部１４から出力される電磁波（磁束）２４が、送信データに対応するパルス信号２２に瞬時に追従せず、遅れて変化することが原因である。
【００５１】
以下、磁束（電磁波）２４の遅れが生じるメカニズムについて説明する。
【００５２】
アンテナ部１４の共振回路が共振状態にある場合、アンテナ部１４は、共振電流という形でエネルギー（以下、そのようなエネルギーを、共振エネルギーと称する）を蓄えており、アンテナ駆動部１３（変調および増幅部１３）よりエネルギーが与えられなければ、有限の時間後に共振エネルギーが消費されてしまう。
【００５３】
換言すると、アンテナ駆動部１３は、アンテナ部１４に対して所定のエネルギー（以下、そのようなエネルギーを、共振エネルギーと区別するために、ドライブエネルギーと称する）を与えることで、アンテナ部１４を駆動する。
【００５４】
また、アンテナ部１４のアンテナのQ（Quality Factor）が高いほど、共振エネルギーの消費には時間がかかる。
【００５５】
従って、仮に、送信データ出力部１２より、パルス信号２２の代わりに一定レベルの信号が出力された場合、コレクタ電圧Vcの振幅も一定となり、アンテナ部１４の共振回路での損失と、ドライブエネルギーが等しい状態で安定して、共振電流は一定となり、その結果、出力される電磁波（磁束）２４の振幅も一定となる。
【００５６】
これに対して、上述したように、送信データ出力部１２より出力される実際の信号はパルス信号２２であるので、コレクタ電圧Vc（振幅変調波２３）の振幅も変化する。なお、ここでは、コレクタ電圧Vcの振幅は、パルス信号２２に瞬時に追従して変化するとする。この場合、例えば、パルス信号２２のパルスの立ち上がり時、即ち、コレクタ電圧Vcの振幅がローレベルからハイレベルに変化すると、ドライブエネルギーは増加し、損失より大きくなるので、共振電流は増加する方向に変化を起こす。その後、増加されたドライブエネルギーと損失が等しい状態で安定すると、共振電流は一定となり、その結果、出力される電磁波（磁束）２４の振幅も、変化前のレベル（ローレベル）よりも高い所定のレベル（ハイレベル）で一定となる。
【００５７】
しかしながら、共振エネルギーは、損失のQ倍であるため、安定状態（増加されたドライブエネルギーと、損失が等しい状態）となるまでに一定の時間が必要とされ、その結果、アンテナ部１４より出力される電磁波（磁束）２４は、送信データに対応するパルス信号２２より遅れて変化することになる。即ち、電磁波（磁束）２４の振幅がローレベルからハイレベルに到達するまでには、パルス信号２２のパルスの立ち上がり時から一定の時間がかかる（遅延する）ことになる。
【００５８】
同様な理由で、電磁波（磁束）２４の振幅がハイレベルからローレベルに到達するまでには、パルス信号２２のパルスの立ち下がり時から一定の時間がかかる（遅延する）ことになる。
【００５９】
そこで、本願出願人は、このような電磁波（磁束）２４の遅れを解消する手法として、即ち、上述した従来の課題を解決する手法として、送信データに対応する信号が、パルス信号２２のように変化する信号である場合、ドライブエネルギーの変化部分（パルス信号２２のパルスの立ち上がり、および立ち下がりに対応する部分）を強調させるという手法を考案し、さらに、そのような手法に基づいて、図６に示されるような送信装置を考案した。即ち、図６は、本発明が適用される送信装置の構成例を表している。
【００６０】
なお、図６の送信装置５１において、従来の送信装置１（図１）に対応する部分には、対応する符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【００６１】
図６に示されるように、従来の送信装置１に対して、送信装置５１にはさらに、送信データ出力部１２と変調および増幅部（アンテナ駆動部）１３の間に、整形波形印加部６１が設けられている。
【００６２】
即ち、従来においては（図１においては）、上述したように、変調および増幅部１３に対して、送信データ出力部１２より出力されたパルス信号２２そのものに対応する信号波が加えられ、その結果、変調および増幅部１３からは、振幅変調波２３が出力されていた。この場合、上述したように、この振幅変調波２３に対応するドライブエネルギーがアンテナ部１４に供給されると、アンテナ部１４より出力される電磁波（磁束）２４には遅れが発生してしまう。
【００６３】
そこで、図６の送信装置５１においては、整形波形印加部６１が、送信データ出力部１２より出力された、送信データに対応する方形波状の第１のパルス信号２２を入力し、入力した第１のパルス信号２２の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号２２の定常状態のハイレベル(H)よりも高くなるとともに、第１のパルス信号２２の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号２２の定常状態のローレベル(L)よりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号７１に対応して信号波を生成し、生成した信号波を変調および増幅部１３に加える。
【００６４】
その結果、変調および増幅部１３により、搬送波出力部１１から出力された搬送波２１が、第２のパルス信号７１に対応する信号波によって振幅変調されるとともに増幅されて、振幅の変化部分が強調された振幅変調波７２（図中、実際の変調波は省略され、その振幅の変動部分のみが描画されている）となり、振幅変調波７２に対応するドライブエネルギーがアンテナ部１４に供給される。これにより、振幅のレベルが第１のパルス信号２２の変化（パルスの立ち上がり、および立下り）にほぼ瞬時に追従している電磁波７３（図中、実際の電磁波は省略され、その振幅の変動部分のみが描画されている）が、アンテナ部１４より出力される。
【００６５】
このように、図６の送信装置５１においては、アンテナ部１４より出力される電磁波７３の変化が早くなるので、上述した受信側における通信不良の発生頻度の抑制が可能になる。即ち、従来の課題を解決することが可能になる。
【００６６】
整形波形印加部６１の構成は、上述したように、第１のパルス信号２２が波形整形された第２のパルス信号７１に対応する信号波を、変調および増幅部１３に印加することが可能なものであれば、特に限定されないが、この例においては、例えば、図７に示される構成とされている。
【００６７】
即ち、図７に示されるように、波形整形印加部６１は、送信データ出力部１２より出力された第１のパルス信号２２の高周波成分９１を抽出する高周波成分抽出部８１、および、送信データ出力部１２より出力された第１のパルス信号２２に、高周波成分抽出部８１により抽出された第１のパルス信号２２の高周波成分９１を印加した第２のパルス信号７１に対応する信号波を出力する印加部８２より構成される。
【００６８】
具体的には、図６の送信装置５１は、例えば、図８または図９に示されるように構成されることが可能である。なお、図８と図９の送信装置５１において、図２の従来の送信装置１に対応する部分には、対応する符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【００６９】
図８において、図２の従来の送信装置１に対して、送信装置５１にはさらに、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタと、送信データ出力部１２の間に、コンデンサC2とバッファ１０１が直列的に接続された直列回路が接続されている。
【００７０】
即ち、図８の例では、整形波形印加部６１は、コンデンサC2、およびバッファ１０１、並びに、従来の変調および増幅部１３にも使用されていた、エミッタ負荷となる抵抗R1と抵抗R2、および、エミッタ負荷を変化させるスイッチSWより構成されている。
【００７１】
コンデンサC2とエミッタ負荷（抵抗R1、および抵抗R2よりなる可変負荷）から構成される微分回路は、図７の高周波成分抽出部８１に相当する。
【００７２】
バッファ１０１は、以下のことを目的として設けられている。即ち、スイッチSWが、例えばトランジスタである場合、パルス信号２２の信号源である送信データ出力部１２が有限の出力インピーダンスを有しているため、送信データ出力部１２がエミッタ負荷に直接接続されると、スイッチSWとして機能するトランジスタの変化が遅くなるという課題が発生してしまう。そこで、図８の例では、この課題を解決するために、バッファ１０１が、送信データ出力部１２とコンデンサC2の間に設けられている。
【００７３】
ところで、エミッタ負荷を変化させるためのスイッチSWは、特に限定されず、例えば、NPN型のトランジスタが使用可能である。この場合、図９に示されるように、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタには、一端が接地された抵抗R1の他端が接続されるとともに、一端がトランジスタTRsのコレクタに接続されている抵抗R2の他端が接続されることになる。また、トランジスタTRsのベースには、送信データ出力部１２が接続され、そのエミッタは接地されることになる。
【００７４】
ただし、スイッチとしてNPN型のトランジスタTRsが使用される場合、トランジスタTRsのベースに加えられるパルス信号２２がハイレベル(H)になる瞬間（パルスの立ち上がり時）、変調および増幅部１３のトランジスタTR1とトランジスタTR2の電流の増加が必要になる。これは、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタ負荷に負のパルス成分が印加されることに相当し、送信データ出力部１２より出力されたパルス信号２２をインバータで変換後、ハイパスフィルタを通すことで実現可能である。具体的には、図８のバッファ１０１の代わりに、図９に示されるように、インバータ１１１が設けられるとよい。
【００７５】
このインバータ１１１は、図１０乃至図１２に示されるように、様々な実施の形態が可能である。勿論、インバータ１１１の構成は、図１０乃至図１２以外の構成とされてもよい。
【００７６】
図１０の例では、インバータ１１１は、スイッチとして機能するトランジスタTRi1、並びに、抵抗Ri1、抵抗Ri2、および、抵抗Ri3から構成されている。
【００７７】
トランジスタTRi1のベースには、一端が送信データ出力部１２に接続された抵抗Ri1の他端が接続されるとともに、一端が接地された抵抗Ri2の他端が接続されている。トランジスタTRi1のエミッタは、接地されている。トランジスタTRi1のコレクタには、微分回路を構成する上述したコンデンサC2の一端（その他端は、例えば、図９に示されるように、トランジスタTR1とトランジスタTR２のエミッタに接続される）が接続されるとともに、一端に電圧Vcc2が印加される抵抗Ri3の他端が接続されている。
【００７８】
このように、図１０の構成のインバータ１１１は、その構成が簡単であるという特長を有するが、一方で、トランジスタTRi1がオン状態である場合、電流消費が発生するという課題もある。そこで、この課題の解決が必要な場合、即ち、電流消費のないインバータ１１１が必要な場合、例えば、インバータ１１１は、図１１に示されるように構成されるとよい。
【００７９】
即ち、図１１の例では、インバータ１１１は、PNP型のトランジスタTRi2、および、NPN型のトランジスタTRi3、並びに、抵抗Ri4乃至抵抗Ri7で構成される。
【００８０】
トランジスタTRi2のベースには、一端が送信データ出力部１２に接続された抵抗Ri4の他端が接続されるとともに、一端に電圧Vcc2が印加された抵抗Ri5の他端が接続されている。トランジスタTRi2のエミッタには、電圧Vcc2が印加されている。トランジスタTRi2のコレクタには、微分回路を構成する上述したコンデンサC2の一端（その他端は、例えば、図９に示されるように、トランジスタTR1とトランジスタTR２のエミッタに接続される）が接続されるとともに、トランジスタTRi3のコレクタが接続されている。
【００８１】
換言すると、トランジスタTRi3のコレクタには、コンデンサC2の一端が接続されるとともに、トランジスタTRi2のコレクタが接続されている。
【００８２】
トランジスタTRi3のベースには、一端が送信データ出力部１２に接続された抵抗Ri6の他端が接続されるとともに、一端が接地された抵抗Ri7の他端が接続されている。トランジスタTRi3のエミッタは、接地されている。
【００８３】
さらに、動作速度の速いインバータ１１１が必要な場合、例えば、インバータ１１１は、図１２に示されるように構成されるとよい。
【００８４】
即ち、図１２の例では、図１１の構成のインバータ１１１に対して、さらに、PNP型のトランジスタTRi2、およびNPN型のトランジスタTRi3のそれぞれのベースとコレクタの間に、ショットキダイオードDi1とショットキダイオードDi2のそれぞれが接続されている。
【００８５】
このように、インバータ１１１が、図１２に示されるように構成されることで、所定の電圧以下になった場合、ショットキダイオードDi1に電流を流して、トランジスタTRi2のベースに対するエミッタの電圧の低下を抑制させるとともに、所定の電圧以下になった場合、ショットキダイオードDi2に電流を流して、トランジスタTRi3のベースに対するエミッタの電圧の低下を抑制させることが可能になる。即ち、トランジスタTRi2とトランジスタTRi3のそれぞれの蓄積時間が改善され、トランジスタTRi2とトランジスタTRi3のスイッチング速度を速めることが可能になる。
【００８６】
なお、図１０乃至図１２に示される電圧Vcc2は、図９の電圧Vcc1と同一の電源（図示せず）から供給される電圧とされてもよいし、異なる電源（図示せず）から供給される電圧とされてもよい。
【００８７】
次に、送信装置５１の動作について説明する。なお、送信装置５１の実施の形態は、上述したように、様々な実施の形態が可能であるが、以下、断りのない限り、図９の構成の送信装置５１として説明する。
【００８８】
また、送信装置５１の動作は、図２の従来の送信装置１の動作と基本的に同様とされる。そこで、ここでは、従来の送信装置１において説明した動作については、その説明を適宜省略し、以下、従来の送信装置１とは異なる動作を中心に説明する。
【００８９】
即ち、図９に示されるように、送信データ出力部１２より第１のパルス信号２２が出力されると、波形整形印加部６１は、従来と同様に、第１のパルス信号２２に応じて、トランジスタTRsをスイッチングさせることで、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタ負荷を変化させる（抵抗R1の値、または、抵抗R1と抵抗R2の合成抵抗値のいずれかに変化させる）とともに、さらに、インバータ１１１を介して、コンデンサC2を含む微分回路により抽出された第１のパルス信号２２の高周波成分（図７の高周波成分９１）をエミッタ負荷に印加する。
【００９０】
波形整形印加部６１は、このように動作することで、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタに加えられる信号波に相当するエミッタ電流を、第１のパルス信号２２が波形整形された第２のパルス信号７１に対応して変化させる。換言すると、波形整形印加部６１は、第２のパルス信号７１に対応して変化するエミッタ電流（信号波）を、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタに加える。
【００９１】
これにより、第１のパルス信号２２の変化時（各パルスのそれぞれの立ち上がり時、および立ち下がり時）に、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタ電流（信号波）が瞬時的に大きく変化し、その結果、図１３の変化部分７２−１および変化部分７２−２に示されるような振幅の変化が強調されたコレクタ電圧Vc（振幅変調波７２）が発生する。そして、発生したコレクタ電圧Vc（振幅変調波７２）に対応するドライブエネルギーがアンテナ部１４に供給されて、図１４に示されるような磁束（電磁波）７３がアンテナ部１４より出力される。
【００９２】
即ち、図１３には、図９の送信装置５１において、送信データ出力部１２より第１のパルス信号２２が出力された状態で、実際に出力されたコレクタ電圧Vc（振幅変調波７２）の測定チャートが示されている。また、図１４には、図９の送信装置５１において、送信データ出力部１２より第１のパルス信号２２が出力された状態で、実際にアンテナ部１４より出力された磁束（電磁波）７３の測定チャートが示されている。
【００９３】
図１３に示されるように、コレクタ電圧Vc（振幅変調波７２）の振幅は、第１のパルス信号２２の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号の定常状態のハイレベル(H)よりも高くなるとともに、第１のパルス信号２２の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号２２の定常状態のローレベル(L)よりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号７１（図６）に対応して変化している。即ち、変化部分７２−１に示されるように、パルス信号２２のパルスの立ち上がり時におけるコレクタ電圧Vc(振幅変調波７２)の振幅は、その定常状態のハイレベルの振幅よりも高くなっている。同様に、変化部分７２−２に示されるように、パルス信号２２のパルスの立ち下がり時におけるコレクタ電圧Vc（振幅変調波７２）の振幅は、その定常状態のローレベルの振幅よりも低くなっている。
【００９４】
その結果、図１４に示されるように、アンテナ部１４より出力される磁束（電磁波）７３は、上述した図４の従来の磁束（電磁波）２４に比較して、送信データに対応するパルス信号２２にほぼ瞬時に追従して変化する。例えば、変化部分７３−１に示されるように、パルス信号２２のパルスの立ち上がり時には、磁束（電磁波）７３の振幅も、それに追従してローレベルからハイレベルにほぼ瞬時に変化している。同様に、変化部分７３−２に示されるように、パルス信号２２のパルスの立ち下がり時には、磁束（電磁波）７３の振幅も、それに追従してハイベルからローレベルにほぼ瞬時に変化している。
【００９５】
以上、図８、または図９を参照して、送信装置５１について説明したが、送信装置５１は、図１３に示されるようなコレクタ電圧Vc（振幅変調波７２）の出力が可能なものであれば、その構成は、図８、または図９の例に限定されず、様々な実施の形態が可能である。
【００９６】
例えば、送信装置５１は、図８と図９の例では、同相ノイズの影響を低減させる等の目的から、変調および増幅用のトランジスタTR1とトランジスタTR2が差動接続された構成とされているが、トランジスタTR1とトランジスタTR2のうちのいずれか一方のみから構成されてもよい。
【００９７】
また、実際には、変調および増幅用のトランジスタの電流が多く必要とされるため、図８や図９に示されるように、差動接続されたトランジスタTR1とトランジスタTR2のそれぞれが１つずつ使用されるのではなく、複数のトランジスタが並列的に接続されたトランジスタの組が２組用意され、その２組が差動接続されて使用されることが多い。
【００９８】
具体的には、例えば、送信装置５１は、図１５に示されるように、図９のトランジスタTR1の代わりに、２つのトランジスタTR1-1とトランジスタTR1-2が並列的に接続された組と、図９のトランジスタTR2の代わりに、２つのトランジスタTR2-1とトランジスタTR2-2が並列的に接続された組が差動接続されて構成されることもある。
【００９９】
このような場合、送信データに対応する第１のパルス信号２２が波形整形された第２のパルス信号７１（図６）に対応する信号波は、トランジスタTR1-1およびトランジスタTR1-2、並びに、トランジスタTR2-1およびトランジスタTR2-2のエミッタの全てに加えられてもよいが（各組の全てのトランジスタのエミッタ負荷を変化させるとともに、第１のパルス信号２２の高周波成分を全てのエミッタ負荷に加えてもよいが）、以下のような課題が発生する。
【０１００】
即ち、後述する図１７に示されるように、送信装置５１が、ICカードシステムのR/W装置１２１に搭載されている場合、送信相手であるICカード１２２がR/W装置１２１に近づきすぎると、送信装置５１の負荷が変化することがある。このような場合、ピーキングが効き過ぎで（図６の振幅変調波７２の振幅変化時の部分（第１のパルス信号２２の高周波成分に対応する部分）が急峻すぎて）、電力伝送が途切れる可能性がある。
【０１０１】
そこで、このような課題を解決するために、即ち、送信に必要な電力を確保するために、図１５に示されるように、第２のパルス信号７１（図６）に対応する信号波は、トランジスタTR1-1とトランジスタTR2-1のエミッタのみに加えられ、それ以外のトランジスタTR1-2とトランジスタTR2-2のエミッタにはエミッタ抵抗R3の一端（その他端は接地される）が接続されるとよい。換言すると、図１５に示されるように、送信データ出力部１２より出力される第１のパルス信号２２に対応して変化するエミッタ負荷（トランジスタTRsのスイッチングにより変化する、抵抗R1と抵抗R2より構成されるエミッタ負荷）と、インバータ１１１を介して、コンデンサC2を含む微分回路より出力される第１のパルス信号２２の高周波成分は、トランジスタTR1-1とトランジスタTR2-1のエミッタのみに加えられ、それ以外のトランジスタTR1-2とトランジスタTR2-2のエミッタ負荷は一定とされるとよい。
【０１０２】
また、送信装置５１は、例えば、図１６に示されるように構成されることも可能である。
【０１０３】
即ち、図１６の例では、図９の例に対してさらに、抵抗R1の一端（トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタに接続された端に対する他端）に、スイッチ用のトランジスタTRs2のコレクタが接続されている。トランジスタTRs2のエミッタは接地されている。トランジスタTRs2のベースには、一端に電圧Vcc2が常時印加されている抵抗R4の他端が接続されている。即ち、トランジスタTRs2は、常時オン状態とされている。
【０１０４】
このトランジスタTRs2のベースにはさらに、一端が接地された抵抗R5とコンデンサC2から構成される微分回路が接続されている。即ち、図９の例では、送信データ出力部１２より出力された第１のパルス信号２２の高周波成分は、トランジスタTR1とトランジスタTR2のエミッタに直接印加されていたが、図１６の例では、トランジスタTRs2のベースに印加される。なお、トランジスタTRs1は、図９のトランジスタTRsと同様のトランジスタである。
【０１０５】
さらにまた、送信装置５１は、上述した実施形態のように単体の装置とされてもよいが、情報処理装置の一部として、情報処理装置に搭載されてもよい。
【０１０６】
例えば、図１７に示されるように、送信装置５１は、上述したICカードシステムのR/W装置の一部とされてもよい。即ち、図１７は、本発明が適用されるR/W装置の構成例を表している。
【０１０７】
図１７に示されるように、R/W装置１２１には、R/W装置１２１全体の制御を行う主制御部１３１、および、データ記憶部１３２が設けられている。
【０１０８】
主制御部１３１には、CPU（Central Processing Unit）１４１、ROM（Read Only Memory）１４２、および、RAM１４３が設けられている。CPU１４１は、ROM１４２に記憶されているプログラム、または、データ記憶部１３２等よりRAM１４３にロードしたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM１４３には、CPU１４１が各種の処理を実行する上において必要なデータなどが適宜記憶される。
【０１０９】
主制御部１３１にはまた、図６と同様の搬送波出力部１１、および送信データ出力部１２が設けられている。
【０１１０】
R/W装置１２１にはまた、図６と同様の変調および増幅部１３、アンテナ部１４、並びに整形波形印加部６１が設けられている。
【０１１１】
換言すると、R/W装置１２１には、送信部として、図６と同様の構成の送信装置５１が搭載されている。
【０１１２】
R/W装置１２１はさらにまた、上述した送信部（送信装置５１）に対する受信部を構成する、検波部１３３、復調部１３４、および、主制御部１３１内の受信データ入力部１４４が設けられている。
【０１１３】
次に、R/W装置１２１の動作について簡単に説明する。
【０１１４】
R/W装置１２１の通信相手であるICカード１２２が、R/W装置１２１のアンテナ部１４に所定の距離（通信距離）で対向されて配置されると、ICカード１２２のアンテナ（図示せず）は、アンテナ部１４から出力される磁束をとらえ、相互に共振することで、相互に非接触通信可能な状態となる。
【０１１５】
この状態で、データ記憶部１３２に予め記憶されていたデジタルの第１の情報（ICカード１２２に書き込まれるデータ等）が、送信データ出力部１２よりパルス信号として出力されると、上述した送信装置５１と同様の動作原理により、搬送波出力部１１より出力された搬送波に重畳されて（振幅変調波として）、アンテナ部１４に供給され、アンテナ部１４より電磁波として出力される。
【０１１６】
アンテナ部１４より出力された電磁波は、ICカード１２２のアンテナに受信され、ICカード１２２のIC（図示せず）により、上述したように、検波されるとともに復調されて元の第１の情報となり、第１の情報がメモリ（図示せず）に記憶されるデータであった場合、第１の情報はIC内のメモリに記憶され、一方、第１の情報が情報の読み出しを指示するデータであった場合、第１の情報に基づいて、IC内のメモリより所定の情報が読み出される。
【０１１７】
そして、第１の情報がメモリに記録されたことを通知するレスポンスデータ、またはIC内のメモリより読み出されたデータ（デジタルの第２の情報）は、ICにより、搬送波に重畳されて、ICカード１２２のアンテナを介してR/W装置１２１のアンテナ部１４に供給される。
【０１１８】
具体的には、この例においては、例えば、ICカード１２２は、第２の情報を符号化してからその信号の論理値に応じてICカード１２２のアンテナの等価的な負荷を変動させる。
【０１１９】
このICカード１２２のアンテナの負荷変動は、R/W装置１２１のアンテナ部１４のアンテナ端の負荷変動として現れる。
【０１２０】
従って、検波部１３３は、この負荷変動を、搬送波の振幅変動成分、即ちASK変調信号（Amplitude Shift Keying）として検波する。
【０１２１】
即ち、この例においては、ICカード１２２からR/W装置１２１に対するデータの伝送は、送信すべきデータを符号化してからその信号の論理値に応じてアンテナ端子から内部を見た負荷を変化させることにより、放射される電磁波をASK変調する負荷変調方式が利用されている。
【０１２２】
復調部１３４は、検波部１３３により検波されたASK変調信号（搬送波の振幅変動成分）から、デジタルの第２の情報に対応するパルス信号を復調し、受信データ入力部１４４に供給する。
【０１２３】
受信データ入力部１４４は、復調部１３４より供給されたパルス信号に対応するデジタルの第２の情報がレスポンスデータであった場合、それをCPU１４１に供給し、一方、デジタルの第２の情報がデータ記憶部１３２に書き込むデータであった場合、それをデータ記憶部１３２に書き込む（記憶させる）。CPU１４１は、レスポンスデータを取得すると、そのレスポンスデータに応じた処理を実行する。
【０１２４】
このようにして、R/W装置１２１は、ICカード１２２とアンテナ部１４を介して非接触通信を行うことで、デジタルの第１の情報をICカード１２２に書き込むとともに、デジタルの第２の情報をICカード１２２から読み出す。
【０１２５】
上述したように、本発明の送信装置５１（図６）においては、送信データに対応する方形波状の第１のパルス信号２２が入力され、入力された第１のパルス信号２２の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、第１のパルス信号２２の定常状態のハイレベル（H）よりも高くなるとともに、第１のパルス信号２２の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、第１のパルス信号２２の定常状態のローレベル(L)よりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号７１に対応して信号波が生成され、生成された信号波が変調および増幅部１３のトランジスタ（例えば、図９のトランジスタTR1とトランジスタTR2）のエミッタに加えられる。これにより、トランジスタのベースに加えられた搬送波２２が、トランジスタのエミッタに加えられた第２のパルス信号７１に対応する信号波によって振幅変調されて振幅変調波７２となり、振幅変調波７２がトランジスタのコレクタを介してアンテナ部１４に供給され（ドライブエネルギーとして供給され）、共振回路を含むアンテナ部１４より電磁波７３として、アンテナ部から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する受信装置（ICカード）に送信される。
【０１２６】
このようにしてアンテナ部１４より出力された電磁波７３の振幅は、上述したように、送信データに対応する第１のパルス信号２２にほぼ瞬時に追従して変化するので、受信装置（例えば、図１７のICカード１２２）に受信された電磁波７３は、受信装置により、オリジナルの第１のパルス信号２２にほぼ正確に復調されることが可能になる。即ち、本発明の送信装置５１は、受信側での通信不良の頻度を低減させることが可能になる。
【０１２７】
また、送信装置５１は、例えば、図９に示されるように、従来の送信装置１（図２）に対して、コンデンサC2とインバータ１１１が付加された簡単な回路で構成可能であるので、従来の送信装置１と比較してほぼ同程度のコストと、ほぼ同程度のハードウエア資源で製作可能である。
【０１２８】
換言すると、従来の送信装置１に対して、整形波形印加部６１を加えるといった、コストのかからず、かつ作業が容易な改造を施すだけで、送信装置５１を構成することが可能になる。具体的には、例えば、改造者は、図２の構成の従来の送信装置１を、図９の構成の送信装置５１に改造する場合、コンデンサC2とインバータ111を、図９に示されるように接続すればよい。
【０１２９】
ところで、上述した送信装置５１の実施形態として、トランジスタが使用されたが、図１２に示される以外の構成においては、トランジスタの代わりに、電界効果トランジスタ（FET（Field-Effect Transistor））が使用されてもよい。
【０１３０】
例えば、図９の構成の送信装置５１において、トランジスタTR1とトランジスタTR2のそれぞれの代わりに、図示はしないが、電界効果トランジスタFET1と電界効果トランジスタFET2のそれぞれが使用されてもよい。ただし、この場合、電界効果トランジスタFET1と電界効果トランジスタFET２のゲートのそれぞれは、トランジスタTR1とトランジスタTR2のベースのそれぞれに対応し、ソースのそれぞれはエミッタに対応し、かつ、ドレインのそれぞれはコレクタのそれぞれに対応するように接続される。
【０１３１】
【発明の効果】
以上のごとく、本発明によれば、共振回路を含むアンテナを介して送信するデジタルデータを、振幅変調することができる。特に、受信側における通信不良の発生頻度を抑制することが可能なように振幅変調することができる。
【０１３２】
また、本発明によれば、デジタルデータを振幅変調にて共振回路を含むアンテナを介して送信することができる。特に、受信側における通信不良の発生頻度を抑制する送信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の送信装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の送信装置の具体的な構成例を示す回路図である。
【図３】図２の送信装置のコレクタ電圧（振幅変調波）の測定チャートである。
【図４】図２の送信装置のアンテナ部より出力される磁束（電磁波）の測定チャートである。
【図５】図２の送信装置より送信されたデジタルデータが受信側で復調される場合の波形例を説明する図である。
【図６】本発明が適用される送信装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】図６の送信装置の整形波形印加部の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図８】図６の送信装置の具体的な構成例を示す回路図である。
【図９】図６の送信装置の具体的な構成の他の例を示す回路図である。
【図１０】図９の送信装置のインバータの具体的な構成例を示す回路図である。
【図１１】図９の送信装置のインバータの具体的な構成の他の例を示す回路図である。
【図１２】図９の送信装置のインバータの具体的な構成のさらに他の例を示す回路図である。
【図１３】図９の送信装置のコレクタ電圧（振幅変調波）の測定チャートである。
【図１４】図９の送信装置のアンテナ部より出力される磁束（電磁波）の測定チャートである。
【図１５】図６の送信装置の具体的な構成の他の例を示す回路図である。
【図１６】図６の送信装置の具体的な構成のさらに他の例を示す回路図である。
【図１７】本発明が適用されるR/W装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１ 搬送波出力部， １２ 送信データ出力部， １３ 変調および増幅部（アンテナ駆動部）， １４ アンテナ部， ２１ 搬送波， ２２ 第１のパルス信号， ５１ 送信装置， ６１ 整形波形印加部， ７１ 第２のパルス信号， ７２ 振幅変調波， ７３ 電磁波， ８１ 高周波成分抽出部， ９１ 第１のパルス信号の高周波成分， １０１ バッファ， １１１ インバータ， １２１ R/W装置， １３１ 主制御部， １３３ 検波部， １３４ 復調部， C コンデンサ， L コイル， Tr トランス， TR トランジスタ， R 抵抗
Claims (16)
- 共振回路を含むアンテナ部を介して送信するデジタルデータを、振幅変調する電子回路であって、
前記デジタルデータに対応する方形波状の第１のパルス信号が入力され、入力された前記第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、前記第１のパルス信号の定常状態のハイレベルより高くなるとともに、前記第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち下がり時のレベルが、前記第１のパルス信号の定常状態のローレベルより低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して信号波を生成する信号波生成回路と、
第１のトランジスタを有し、前記信号波生成回路で生成された前記信号波が、前記第１のトランジスタのエミッタに加えられ、前記第１のトランジスタのベースに加えられた搬送波を、前記信号波によって振幅変調して振幅変調波とし、前記振幅変調波を前記第１のトランジスタのコレクタを介して前記アンテナ部に供給する変調回路と
を備え、
前記振幅変調波は、前記アンテナ部から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する受信装置に送信される
ことを特徴とする電子回路。 - 前記信号波生成回路は、
前記第１のトランジスタのエミッタ負荷となる負荷回路と、
前記第１のパルス信号に応じて、前記負荷回路のエミッタ負荷を変化させる負荷変化回路と、
前記第１のパルス信号の高周波成分を抽出する抽出回路とを有し、
前記負荷回路に、前記抽出回路により抽出された前記第１のパルス信号の前記高周波成分を印加することで、前記第２のパルス信号に対応する前記信号波を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子回路。 - 前記抽出回路は、微分回路である
ことを特徴とする請求項２に記載の電子回路。 - 前記信号波生成回路は、前記抽出回路の入力に接続されるバッファをさらに有する
ことを特徴とする請求項２に記載の電子回路。 - 前記負荷変化回路は、ベースに印加された前記第１のパルス信号に応じてスイッチングされるスイッチとして機能する第２のトランジスタを有し、前記第２のトランジスタがオフ状態とされた場合、前記負荷回路からエミッタ負荷の一部となる所定の素子を切り離し、前記第２のトランジスタがオン状態とされた場合、切り離された前記素子を前記負荷回路に接続することでエミッタ負荷を変化させ、
前記信号波生成回路は、前記抽出回路の入力に接続されるインバータ回路をさらに有する
ことを特徴とする請求項２に記載の電子回路。 - 前記インバータ回路は、スイッチとして機能する第３のトランジスタ、および、抵抗から構成される
ことを特徴とする請求項５に記載の電子回路。 - 前記インバータ回路は、前記第３のトランジスタとして、NPN型のトランジスタ、および、PNP型のトランジスタの組を有する
ことを特徴とする請求項６に記載の電子回路。 - 前記インバータ回路は、前記NPN型のトランジスタ、および前記PNP型のトランジスタのそれぞれのベースとコレクタの間に接続されるショットキダイオードをさらに有する
ことを特徴とする請求項７に記載の電子回路。 - 前記第１のトランジスタは、複数個存在し、
複数の前記第１のトランジスタのうちの１以上の所定の前記第１のトランジスタのエミッタには、前記負荷回路を構成する抵抗とは異なるエミッタ抵抗が接続され、
前記信号波生成回路は、複数の前記第１のトランジスタのうちの、エミッタが前記エミッタ抵抗に接続されたものを除く前記第１のトランジスタのエミッタに対して、前記第１のパルス信号が波形整形された前記第２のパルス信号に対応する前記信号波を加える
ことを特徴とする請求項２に記載の電子回路。 - 共振回路を含むアンテナ部を介して送信するデジタルデータを振幅変調する変調回路であって、トランジスタを有し、前記トランジスタのベースに加えられた搬送波を、前記トランジスタのエミッタに加えられた信号波によって振幅変調して振幅変調波とし、前記振幅変調波を前記トランジスタのコレクタを介して前記アンテナ部に供給して、前記アンテナ部から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する受信装置に送信させる前記変調回路の変調方法であって、
前記デジタルデータに対応する方形波状の第１のパルス信号を入力し、
入力した前記第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、前記第１のパルス信号の定常状態のハイレベルよりも高くなるとともに、前記第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、前記第１のパルス信号の定常状態のローレベルよりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して前記信号波を生成し、
生成した前記信号波を前記トランジスタのエミッタに加える
ことを特徴とする変調方法。 - 共振回路を含むアンテナ部を介して送信するデジタルデータを、振幅変調する電子回路であって、
前記デジタルデータに対応する方形波状の第１のパルス信号が入力され、入力された前記第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、前記第１のパルス信号の定常状態のハイレベルよりも高くなるとともに、前記第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、前記第１のパルス信号の定常状態のローレベルよりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して信号波を生成する信号波生成回路と、
電界効果トランジスタを有し、前記信号波生成回路で生成された前記信号波が、前記電界効果トランジスタのソースに加えられ、前記電界効果トランジスタのゲートに加えられた搬送波を、前記信号波によって振幅変調して振幅変調波とし、前記振幅変調波を前記電界効果トランジスタのドレインを介して前記アンテナ部に供給する変調回路と
を備え、
前記振幅変調波は、前記アンテナ部から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する受信装置に送信される
ことを特徴とする電子回路。 - 共振回路を含むアンテナ部を介して送信するデジタルデータを振幅変調する変調回路であって、電界効果トランジスタを有し、前記電界効果トランジスタのゲートに加えられた搬送波を、前記電界効果トランジスタのソースに加えられた信号波によって振幅変調して振幅変調波とし、前記振幅変調波を前記電界効果トランジスタのドレインを介して前記アンテナ部に供給して、前記アンテナ部から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する受信装置に送信させる前記変調回路の変調方法であって、
前記デジタルデータに対応する方形波状の第１のパルス信号を入力し、
入力した前記第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、前記第１のパルス信号の定常状態のハイレベルよりも高くなるとともに、前記第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、前記第１のパルス信号の定常状態のローレベルよりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して前記信号波を生成し、
生成した前記信号波を前記電界効果トランジスタのソースに加える
ことを特徴とする変調方法。 - デジタルの第１の情報を振幅変調して送信する情報処理装置において、
搬送波を出力する第１の出力手段と、
前記第１の情報に対応する方形波状の第１のパルス信号を出力する第２の出力手段と、
前記第２の出力手段より出力された前記第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、前記第１のパルス信号の定常状態のハイレベルよりも高くなるとともに、前記第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、前記第１のパルス信号の定常状態のローレベルよりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して前記信号波を生成する信号波生成手段と、
トランジスタを有し、前記信号波生成手段で生成された信号波が、前記トランジスタのエミッタに加えられ、前記第１の出力手段から出力された搬送波であって、前記トランジスタのベースに加えられた前記搬送波を、前記第１の情報に対応する前記信号波によって振幅変調して振幅変調波とし、前記振幅変調波を前記トランジスタのコレクタを介して出力する変調手段と、
共振回路を有し、前記変調手段より出力された前記振幅変調波に基づく電磁波を、電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する他の情報処理装置に送信するアンテナ手段と
を備えることを特徴とする情報処理装置。 - 前記他の情報処理装置より送信され、前記アンテナ手段に受信されたデジタルの第２の情報に対応する波形の変動成分を検波する検波手段と、
前記検波手段により検波された前記波形の変動成分から、前記デジタルの第２の情報に対応する信号を復調する復調手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の情報処理装置。 - 前記他の情報処理装置は、前記アンテナ手段から送信される電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する非接触通信が可能なICカードであり、
前記情報処理装置は、前記ICカードと前記アンテナ手段を介して非接触通信を行うことで、前記第１の情報を前記ICカードに書き込むとともに、前記第２の情報を前記ICカードから読み出すリーダライタ装置である
ことを特徴とする請求項１４に記載の情報処理装置。 - トランジスタを有し、前記トランジスタのベースに加えられた搬送波を、前記トランジスタのエミッタに加えられた、送信対象となるデジタル情報に対応する信号波によって振幅変調して振幅変調波とし、前記振幅変調波を前記トランジスタのコレクタを介して出力する変調回路と、
共振回路を有し、前記変調回路より出力された前記振幅変調波に基づく電磁波を、電磁波を受信して検波される波形を所定のレベルに制御するリミッタを有する他の情報処理装置に送信するアンテナ部と
を備える情報処理装置の情報処理方法において、
前記トランジスタのベースに加えられる前記搬送波を出力し、
前記デジタル情報に対応する方形波状の第１のパルス信号を出力し、
前記第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立ち上がり時のレベルが、前記第１のパルス信号の定常状態のハイレベルよりも高くなるとともに、前記第１のパルス信号の各パルスのそれぞれの立下り時のレベルが、前記第１のパルス信号の定常状態のローレベルよりも低くなるように波形整形された第２のパルス信号に対応して前記信号波を生成し、
生成した前記信号波を前記第１のトランジスタのエミッタに加える
ことを特徴とする情報処理方法。
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