電力供給を伴うＡＭ通信方法および通信システム
【課題】 電力を効率的に伝達しつつ、情報の伝送効率を向上させる。
【解決手段】 ３ビットのデータを送信するための１通信周期φを４個の期間Ｔ１〜Ｔ４に分割し、この４個の期間のうちのいずれか１期間に、谷状パルスを配置する。谷状パルスが配置されていない期間のレベルは、高レベル（論理「０」）に維持する。谷状パルスを配置する期間を、区間αと区間βとに分け、区間αには、中レベル（論理「１」）の参照指標パルスを配置し、区間βには、中レベル（論理「１」）もしくは低レベル（論理「２」）の位置指標パルスを配置する。位置指標パルスが、期間Ｔ１〜Ｔ４のうちのいずれに配置されているかによって、２ビットの情報を表現し、位置指標パルスが、中レベルか低レベルかによって、１ビットの情報を表現する。位置指標パルスのレベル判定は、参照指標パルスのレベルと比較することにより行う。
【解決手段】 ３ビットのデータを送信するための１通信周期φを４個の期間Ｔ１〜Ｔ４に分割し、この４個の期間のうちのいずれか１期間に、谷状パルスを配置する。谷状パルスが配置されていない期間のレベルは、高レベル（論理「０」）に維持する。谷状パルスを配置する期間を、区間αと区間βとに分け、区間αには、中レベル（論理「１」）の参照指標パルスを配置し、区間βには、中レベル（論理「１」）もしくは低レベル（論理「２」）の位置指標パルスを配置する。位置指標パルスが、期間Ｔ１〜Ｔ４のうちのいずれに配置されているかによって、２ビットの情報を表現し、位置指標パルスが、中レベルか低レベルかによって、１ビットの情報を表現する。位置指標パルスのレベル判定は、参照指標パルスのレベルと比較することにより行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給を伴うＡＭ通信方法および通信システムに関し、特に、非接触通信機能をもったＩＣデバイスとリーダライタ装置との間での通信に適した新規なＡＭ通信方式を提案するものである。
【背景技術】
【０００２】
一方のデバイスから他方のデバイスに電力供給を行いながら、両デバイス間での相互通信を行う通信方法は、非接触通信機能をもったＩＣデバイス（ＩＣカードやＩＣタグなど）とリーダライタ装置との間などで広く利用されている。たとえば、ＩＣタグ内のデータを外部に読み出したり、外部からＩＣタグ内にデータを書き込んだりする場合、リーダライタ装置からＩＣタグへ電力を供給することによりＩＣタグを動作させた状態にし、両者間での無線通信を行うことになる。リーダライタ装置からＩＣタグへの情報送信は、リーダライタ装置側で発生させた搬送波に情報パルスを乗せることにより行い、ＩＣタグからリーダライタ装置への情報送信は、ＩＣタグ側の回路の抵抗値や容量値を変化させて情報パルスを負荷変調して乗せてやることにより行われる。
【０００３】
このように、一方のデバイスから他方のデバイスに電力供給を行いながら、ＡＭ変調波を用いて両者間での無線交信を行う場合、通常、パルス位置変調という方法で、データの符号化が行われる。この符号化方法では、１単位のデータを送信するために割り当てられた１通信周期φが複数Ｎ個の期間に分割され、このＮ個の期間のうちのいずれか１期間に、振幅レベルが標準より小さなパルスが配置される。このパルスは位置指標として利用され、このパルスが１通信周期φのどの位置に配置されているかによって、送信対象となるデータの情報が表現されることになる。このような符号化方法は、電力を効率的に伝達できる特徴を有しており、電力供給を伴うＡＭ通信を行う際に便利である。
【０００４】
非接触通信機能をもったＩＣデバイスとリーダライタ装置との間の通信方式としては、たとえば、ＩＳＯ／ＩＥＣ１５６９３などの規格が定められており、下記の非特許文献１には、この規格に基づいた具体的な通信方式が説明されている。
【非特許文献１】Klaus Finkenzeller著、ソフト工学研究所訳「ＲＦＩＤハンドブック−非接触ＩＣカードの原理と応用−」日刊工業新聞社出版、２００１年２月２６日発行、ｐ．１８７〜１９５「§９．２．３：ＩＳＯ／ＩＥＣ１５６９３−近傍型ＩＣカード」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したＩＳＯ／ＩＥＣ１５６９３などの規格に基づくパルス位置変調方式は、電力を効率的に伝達できるという利点はあるが、情報の伝送効率が低いという問題がある。たとえば、１通信周期φを４つの期間に分割し、個々の期間に「１」または「０」のビット情報を配置する一般的なＡＭ通信方式の場合、１通信周期φの間に４ビットの情報を伝送することができる。ところが、上述したパルス位置変調方式では、４つの期間のいずれか１期間にパルスが配置され、このパルスの配置位置に基づいて情報伝達を行う仕組のため、１通信周期φの間に２ビットの情報を伝送することしかできない。
【０００６】
そこで本発明は、電力供給を伴うＡＭ通信を行う際に、電力を効率的に伝達しつつ、かつ、情報の伝送効率を向上させる手法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
(1) 本発明の第１の態様は、無線による電力供給を行う機能をもった第１の装置と、この第１の装置からの電力供給を受けて動作する第２の装置と、の間で電力供給を伴うＡＭ通信を行うために、１単位のデータを送信するために割り当てられた１通信周期φを複数Ｎ個の期間に分割し、このＮ個の期間のうちのいずれか１期間に、振幅レベルが標準より小さな位置指標を配置し、前記位置指標の配置位置によって、送信対象となるデータの情報を表現する電力供給を伴うＡＭ通信方法において、
送信波の振幅レベルを、高レベル、中レベル、低レベルの３通りに設定し、標準となる振幅レベルを高レベルとし、位置指標の振幅レベルを中レベルもしくは低レベルのいずれかとし、位置指標の配置位置に加えて、位置指標が中レベルか低レベルかにより、送信対象となるデータの情報を表現するようにしたものである。
【０００８】
(2) 本発明の第２の態様は、上述した第１の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信方法において、
Ｎ＝２ｍに設定し、位置指標の配置位置に基づいてｍビットの情報を表現し、位置指標が低レベルか中レベルかにより１ビットの情報を表現し、１通信周期φの間に、（ｍ＋１）ビットからなる１単位のデータを送信するようにしたものである。
【０００９】
(3) 本発明の第３の態様は、上述した第１または第２の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信方法において、
位置指標とは別に、振幅レベルが中レベルである参照指標を用いるようにし、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとをそれぞれ定め、
送信時には、参照指標配置用区間αに参照指標を配置し、位置指標配置用区間βのうちの送信対象となるデータに応じた所定箇所に位置指標を配置し、
受信時には、参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルと、を比較し、両振幅レベルの差が所定の許容範囲内であった場合には、位置指標配置用区間βに中レベルの位置指標が配置されているものと判断し、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも許容範囲を越えるほど小さかった場合には、位置指標配置用区間βに低レベルの位置指標が配置されているものと判断し、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも許容範囲を越えるほど大きかった場合には、位置指標配置用区間βには位置指標が配置されていないと判断するようにしたものである。
【００１０】
(4) 本発明の第４の態様は、上述の第３の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信方法において、
１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間ごとに、それぞれ参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、個々の期間ごとに、参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うようにしたものである。
【００１１】
(5) 本発明の第５の態様は、上述の第３の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信方法において、
１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間のうち、第１の期間には、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、第２〜第Ｎの期間には、位置指標配置用区間βのみを設け、第１の期間に設けられた参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと、各期間に設けられた位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うようにしたものである。
【００１２】
(6) 本発明の第６の態様は、上述の第３の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信方法において、
１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間のうち、位置指標を配置すべき期間についてのみ、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、参照指標と位置指標とを配置するようにし、同一期間内の参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うようにしたものである。
【００１３】
(7) 本発明の第７の態様は、無線による電力供給を行う機能をもった第１の装置と、この第１の装置からの電力供給を受けて動作する第２の装置と、を備えたＡＭ通信システムにおいて、
第１の装置および第２の装置は、
１単位のデータを送信するために割り当てられた１通信周期φを複数Ｎ個の期間に分割し、このＮ個の期間のうちのいずれか１期間に、振幅レベルが標準より小さな位置指標を配置し、この位置指標の配置位置によって、送信対象となるデータの情報を表現して送信するデータ送信手段と、
受信した信号の１通信周期φを構成するＮ個の期間内のいずれの期間に位置指標が配置されているかを判定し、この判定結果に基づいて、受信したデータの情報を認識するデータ受信手段と、
を備えており、
データ送信手段は、送信波の振幅レベルを、高レベル、中レベル、低レベルの３通りに設定し、標準となる振幅レベルを高レベルとし、位置指標の振幅レベルを中レベルもしくは低レベルのいずれかとし、位置指標の配置位置に加えて、位置指標が中レベルか低レベルかにより、送信対象となるデータの情報を表現する処理を行い、
データ受信手段は、受信波の振幅レベルが、高レベル、中レベル、低レベルの３通りのいずれであるかを判定する機能を有し、位置指標の配置位置に加えて、位置指標が中レベルか低レベルかにより、受信したデータの情報を認識する処理を行うようにしたものである。
【００１４】
(8) 本発明の第８の態様は、上述した第７の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信システムにおいて、
データ送信手段が、Ｎ＝２ｍに設定することにより、１通信周期φを２ｍ個の期間に分割し、送信対象となるビット情報の連続からなる２値データを、（ｍ＋１）ビットからなる１単位のデータに分け、この１単位のデータのうちのｍビットの情報を、２ｍ個の期間についての位置指標の配置位置によって表現し、残りの１ビットの情報を、位置指標が低レベルか中レベルかによって表現することにより、送信対象となる２値データを３値データに変換し、これを送信する処理を行う機能を有し、
データ受信手段が、受信した３値データについて、位置指標の配置位置に基づいてｍビットの情報を認識し、当該位置指標が低レベルか中レベルかに基づいて１ビットの情報を認識し、（ｍ＋１）ビットからなるデータを生成することにより、３値データを２値データに変換する機能を有するようにしたものである。
【００１５】
(9) 本発明の第９の態様は、上述した第７または第８の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信システムにおいて、
データ送信手段が、位置指標とは別に、振幅レベルが中レベルである参照指標を用い、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとをそれぞれ定め、参照指標配置用区間αに参照指標を配置し、位置指標配置用区間βのうちの送信対象となるデータに応じた所定箇所に位置指標を配置する機能を有し、
データ受信手段が、参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルと、を比較し、両振幅レベルの差が所定の許容範囲内であった場合には、位置指標配置用区間βに中レベルの位置指標が配置されているものと判断し、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも許容範囲を越えるほど小さかった場合には、位置指標配置用区間βに低レベルの位置指標が配置されているものと判断し、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも許容範囲を越えるほど大きかった場合には、位置指標配置用区間βには位置指標が配置されていないと判断する機能を有するようにしたものである。
【００１６】
(10) 本発明の第１０の態様は、上述した第９の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信システムにおいて、
データ送信手段が、１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間ごとに、それぞれ参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、
データ受信手段が、個々の期間ごとに、参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うようにしたものである。
【００１７】
(11) 本発明の第１１の態様は、上述した第９の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信システムにおいて、
データ送信手段が、１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間のうち、第１の期間には、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、第２〜第Ｎの期間には、位置指標配置用区間βのみを設け、
データ受信手段が、第１の期間に設けられた位置指標配置用区間βにおける振幅レベルと、各期間に設けられた参照指標配置用区間αにおける振幅レベルとの比較を行うようにしたものである。
【００１８】
(12) 本発明の第１２の態様は、上述した第９の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信システムにおいて、
データ送信手段が、１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間のうち、位置指標を配置すべき期間についてのみ、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、参照指標と位置指標とを配置するようにし、
データ受信手段が、同一期間内の参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うようにしたものである。
【００１９】
(13) 本発明の第１３の態様は、上述した第９〜１２の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信システムにおいて、
データ受信手段が、低電圧範囲内の入力に対しては高電圧レベルの出力を与え、中電圧範囲内の入力に対しては中電圧レベルの出力を与え、高電圧範囲内の入力に対しては低電圧レベルの出力を与える機能をもった３値インバータを含む３値コンパレータ回路により、振幅レベルの比較処理を行うようにしたものである。
【００２０】
(14) 本発明の第１４の態様は、上述した第９〜１２の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信システムにおいて、
データ受信手段が、低電圧範囲内の入力に対しては低電圧レベルの出力を与え、中電圧範囲内の入力に対しては中電圧レベルの出力を与え、高電圧範囲内の入力に対しては高電圧レベルの出力を与える機能をもった３値バッファを含む３値コンパレータ回路により、振幅レベルの比較処理を行うようにしたものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る電力供給を伴うＡＭ通信方法および通信システムによれば、送信波の振幅レベルを、高レベル、中レベル、低レベルの３通りに設定した３値通信を行うようにしたため、電力を効率的に伝達しつつ、かつ、情報の伝送効率を向上させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。
【００２３】
＜＜＜ §１．従来の一般的なパルス位置変調式のＡＭ通信方法 ＞＞＞
既に述べたとおり、非接触通信機能をもったＩＣデバイス（ＩＣカードやＩＣタグなど）とリーダライタ装置との間での通信方式としては、ＩＳＯ／ＩＥＣ１５６９３などの規格が定められており、通常は、パルス位置変調式のＡＭ通信が行われている。これは、図１のブロック図に示すとおり、リーダライタ装置１００と非接触型ＩＣデバイス２００との間では、双方向通信を行うとともに、リーダライタ装置１００から非接触型ＩＣデバイス２００に対して、電力供給を行う必要があるからである。
【００２４】
具体的には、リーダライタ装置１００側で発生させた電磁波を非接触型ＩＣデバイス２００側で受け、非接触型ＩＣデバイス２００側では、この電磁波に含まれているエネルギーを電力として利用するとともに、この電磁波にＡＭ変調信号として含まれている情報を、リーダライタ装置１００から送信されてきたデータとして認識する処理が行われる。一方、非接触型ＩＣデバイス２００からリーダライタ装置１００への送信データは、非接触型ＩＣデバイス２００側の受信回路の抵抗値や容量値を変化させて、リーダライタ装置１００側から送信されてくる電磁波に負荷変調を施すことにより行われる。
【００２５】
通常、ＡＭ通信方式によりデジタルデータを送信する場合、送信対象となる２値信号に基づいて、搬送波の振幅をそのまま変調する符号化方法がとられる。図２は、このような一般的なＡＭ通信方式によるデジタルデータの変調方法の一例を示す波形図である。図２(a) は、送信対象となるデジタルデータに対応する２値信号を示し、図２(b) は、ＡＭ変調波を示している。図示の例では、２値信号における「０」は高レベル、「１」は低レベルの信号を示しており、ＡＭ変調波では、２値信号の「０」に対応する部分は高レベルの振幅、「１」に対応する部分は低レベルの振幅を対応させることにより、もとの２値信号のビットを表現している。
【００２６】
しかしながら、電力供給を伴うＡＭ通信を行う場合、図２に示すような一般的な符号化方法は好ましくない。なぜなら、２値信号のデータ「１」に対応するビットは、ＡＭ変調波上、低レベルの振幅として表現されるので、「１」に対応するデータが多ければ多いほど、電力の伝送効率が低下してしまうからである。実際、データ「１」が連続するようなデジタルデータを、この通常の符号化方法で送信すると、非接触型ＩＣデバイス２００側では、電力供給不足が生じるおそれがある。
【００２７】
そこで、ＩＳＯ／ＩＥＣ１５６９３などの規格で定められているＡＭ通信では、パルスを配置する位置によって情報を示すパルス位置変調方式という符号化方法が採られる。この符号化方法では、１単位のデータを送信するために割り当てられた１通信周期φが複数Ｎ個の期間に分割され、このＮ個の期間のうちのいずれか１期間に、振幅レベルが標準より小さなパルスが配置される。たとえば、Ｎ＝４に設定した場合、図３に示されているように、１通信周期φが４個の期間Ｔ１〜Ｔ４に分割され、この４個の期間のうちのいずれか１期間にデータ「１」を示すパルス（低レベルの振幅パルス）が配置され、残りの３つの期間にはデータ「０」（高レベルの振幅を維持）が配置される。
【００２８】
図４は、Ｎ＝４に設定したパルス位置変調方式において、位置変調信号上のデータと、本来の送受信データとの関係を示す表である。位置変調信号は、４個の期間Ｔ１〜Ｔ４のうちの、いずれか１期間にデータ「１」を示すパルスを配置してなる信号である。データ「１」を示すパルスは、期間Ｔ１〜Ｔ４のいずれかに配置されるので、全部で４通りの情報を示すことができ、２ビットの情報表現が可能になる。図示の例では、期間Ｔ１にデータ「１」を示すパルスを配置した場合は送受信データ「００」を表現し、期間Ｔ２にデータ「１」を示すパルスを配置した場合は送受信データ「０１」を表現し、期間Ｔ３にデータ「１」を示すパルスを配置した場合は送受信データ「１０」を表現し、期間Ｔ４にデータ「１」を示すパルスを配置した場合は送受信データ「１１」を表現している。
【００２９】
図５は、実際の位置変調信号の波形と送受信データとの関係を示す図である。図５(a) 〜(d) のいずれにおいても、データ「１」を表現する期間のみが、低レベルのパルスを形成し、データ「０」を表現する期間は高レベルを維持している。したがって、この位置変調信号に対応するＡＭ変調波では、４つの期間のうち、１期間だけ振幅が低レベルになるが、残りの３期間では振幅が高レベルを維持するため、十分な電力を安定して供給することができる。一方、このような位置変調信号を受信した側では、各期間Ｔ１〜Ｔ４のそれぞれに対応する所定のタイミングｔ１〜ｔ４（図示の例では、各期間の中心時点）で、信号レベルをサンプリングし、表現されているデータが「０」であるか「１」であるかを判定し、図４の表に基づいて、２ビットの送受信データ「００」，「０１」，「１０」あるいは「１１」を認識することになる。
【００３０】
結局、位置変調信号上においてデータ「１」を示す低レベルのパルスは、４つの期間Ｔ１〜Ｔ４のうちのいずれか１つの位置を示す位置指標として利用され、この位置指標がどの期間に配置されているかによって、送信対象となるデータの情報が表現されることになる。このような符号化方法は、電力を効率的に伝達できる特徴を有しており、電力供給を伴うＡＭ通信を行う際に便利である。
【００３１】
しかしながら、この符号化方法には、情報の伝送効率が低いという問題がある。たとえば、図２に示す一般的なＡＭ通信の場合、４期間からなる１通信周期φの間に４ビットの情報を伝送することができるのに対し、図５に示す位置変調式のＡＭ通信の場合、同じ１通信周期φの間に２ビットの情報しか伝送することができない。もちろん、１通信周期φをより長く設定し、分割数Ｎを増やせば、更に多くの情報を送信することができるが、単位時間あたりの情報伝送効率の改善にはならない。本発明は、このような問題を解決するための新規な符号化方法を提案するものであり、電力供給を伴うＡＭ通信を行う際に、電力を効率的に伝達しつつ、情報の伝送効率を向上させることを可能にする。
【００３２】
＜＜＜ §２．本発明に係るＡＭ通信方法 ＞＞＞
本発明に係るＡＭ通信方法の特徴は、§１で述べた従来のパルス位置変調方式の通信方法に、多値論理通信の手法を組み込むことにある。すなわち、従来のパルス位置変調方式では、図５に示すように、「０」もしくは「１」の２値論理により位置変調信号を構成しているが、本発明では、「０」，「１」，「２」の３値論理により位置変調信号を構成することになる。具体的には、図６に示すように、高レベル「０」、中レベル「１」、低レベル「２」の３通りのレベルをもった位置変調信号を用意し、これをＡＭ変調することにより、３段階の振幅レベルをもった送信波を伝送するのである。
【００３３】
もちろん、本発明に係るＡＭ通信方法は、一方の装置から他方の装置に情報伝達を行うために、あくまでもパルス位置変調方式をとるので、「１単位のデータを送信するために割り当てられた１通信周期φを複数Ｎ個の期間に分割し、このＮ個の期間のうちのいずれか１期間に、振幅レベルが標準より小さな位置指標を配置し、この位置指標の配置位置によって、送信対象となるデータの情報を表現する」という点では、§１で述べた従来の通信方式と変わりない。しかしながら、§１で述べたパルス位置変調方式では、図５に示す例のように、論理「１」で示される位置指標を「谷状パルス」によって構成し、この「谷状パルス」がどの位置に配置されているかによって、データの情報を表現しているのに対し、本発明では、２通りの位置指標を用い、位置指標の配置位置だけでなく、どちらの位置指標を用いたか、という情報により、送信対象となるデータを表現することになる。
【００３４】
具体的には、図６に示す３つのレベルについて、高レベル「０」を標準レベル（位置指標が配置されていないことを示す振幅レベル）とし、中レベル「１」を第１の位置指標を示す振幅レベルとし、低レベル「２」を第２の位置指標を示す振幅レベルとするのである。別言すれば、第１の位置指標は「浅い谷状パルス」で構成され、第２の位置指標は「深い谷状パルス」で構成されることになり、「谷状パルス」の配置位置という情報に加えて、「谷状パルス」が浅いか深いかという情報によって、送信データが表現されることになる。
【００３５】
図７は、１通信周期φを４分割した場合の本発明に係るパルス位置変調方式の原理を示す図である。図３に示す原理図と同様に、１通信周期φが４個の期間Ｔ１〜Ｔ４に分割され、この４個の期間のうちのいずれか１期間に、位置指標が配置される。ただし、位置指標としては、データ「１」を示すパルス（中レベルの振幅パルス）とデータ「２」を示すパルス（低レベルの振幅パルス）との２種類が選択的に用いられる。残りの３つの期間にはデータ「０」（高レベルの振幅を維持）が配置される。
【００３６】
図８は、Ｎ＝４に設定した本発明に係るパルス位置変調方式において、位置変調信号上のデータと、本来の送受信データとの関係を示す表である。位置変調信号は、４個の期間Ｔ１〜Ｔ４のうちの、いずれか１期間にデータ「１」または「２」を示すパルスからなる位置指標を配置してなる信号である。位置指標は、期間Ｔ１〜Ｔ４のいずれかに配置されるので、全部で４通りの情報を示すことができ、２ビットの情報表現が可能になる。一方、位置指標としては、データ「１」および「２」の２種類のパルスが用意されているので、位置指標の区別により、更に１ビットの情報表現が可能になる。結局、図８の表に示すように、この方式を用いると、４個の期間Ｔ１〜Ｔ４から構成される１通信周期φの間に、３ビットのデータ（「０００」〜「１１１」までの８通りのデータ）を伝送することが可能になる。
【００３７】
図９(a) 〜(h) は、本発明に係るパルス位置変調方式において、実際の位置変調信号の波形と送受信データとの関係を示す図である。データ「１」を表現する期間は中レベルのパルス（浅い谷状パルス）、データ「２」を表現する期間は低レベルのパルス（深い谷状パルス）を形成し、データ「０」を表現する期間は高レベルを維持している。したがって、この位置変調信号に対応するＡＭ変調波では、４つの期間のうち、１期間だけ振幅が中レベルもしくは低レベルになるが、残りの３期間では振幅が高レベルを維持するため、十分な電力を安定して供給することができる。一方、このような位置変調信号を受信した側では、各期間Ｔ１〜Ｔ４のそれぞれに対応する所定のタイミングｔ１〜ｔ４（図示の例では、各期間の中心時点）で、信号レベルをサンプリングし、表現されているデータが「０」，「１」，「２」のいずれであるかを判定し、図８の表に基づいて、３ビットの送受信データ「０００」〜「１１１」を認識することになる。
【００３８】
このように、本発明では、送信波の振幅レベルを、高レベル、中レベル、低レベルの３通りに設定し、標準となる振幅レベルを高レベルとし、位置指標の振幅レベルを中レベルもしくは低レベルのいずれかとしたため、位置指標の配置位置に加えて、当該位置指標が中レベルか低レベルかにより、送信対象となるデータの情報を表現することが可能になるため、情報の伝送効率を向上させることができる。
【００３９】
実際、図５に示す従来の位置変調信号では、１通信周期φの間に２ビットのデータしか伝送できなかったのに対し、図９に示す本発明の位置変調信号では、同じ１通信周期φの間に３ビットのデータを伝送することができるようになっており、伝送効率は５０％も向上している。しかも、本発明に係るＡＭ通信方法は、あくまでもパルス位置変調方式をとっているので、十分な電力を安定して供給することが可能である。
【００４０】
一般に、１通信周期φの分割数Ｎを、Ｎ＝２ｍに設定した場合、本発明によれば、位置指標の配置位置に基づいてｍビットの情報を表現することができ、位置指標が低レベルか中レベルかにより１ビットの情報を表現することができるので、１通信周期φの間に、（ｍ＋１）ビットからなる１単位のデータを送信することが可能になる。図９に示す例は、ｍ＝２とした場合であり、１通信周期φの間に、（ｍ＋１）＝３ビットからなるデータを送信することができる。
【００４１】
なお、実際には、図９に示す１通信周期φを次々と繰り返すことにより、３ビットからなるデータを１単位データとして、多数の単位データを連続して伝送することになる。したがって、送信開始時には、通信周期φの同期をとるための同期信号を送信し、サンプリングタイミングｔ１〜ｔ４の正しい時期を決定する処理が必要になる。このような同期処理は、従来の一般的なパルス位置変調方式のＡＭ通信方法と同様であるので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００４２】
＜＜＜ §３．位置指標とともに参照指標を送信する方法 ＞＞＞
本発明に係るＡＭ通信方法の特徴は、従来のパルス位置変調方式では、「０」もしくは「１」の２値論理により位置変調信号を構成していたのに対し、本発明では、「０」，「１」，「２」の３値論理により位置変調信号を構成する点にある。このように、２値論理の代わりに多値論理を用いると、単位時間あたりの伝送情報量を増加させることができるが、伝達情報の信頼性は低下せざるを得ない。
【００４３】
たとえば、図５に示す２値論理からなる位置変調信号の場合、受信側では、「０」か「１」か（振幅が高レベルか低レベルか）を判断すれば足りるが、図９に示す３値論理からなる位置変調信号の場合、受信側では、「０」か「１」か「２」か（振幅が高レベルか中レベルか低レベルか）を判断する必要がある。このように振幅レベルの判断基準が多岐にわたると、無線によるＡＭ通信を行う場合、伝達情報の信頼性は低下してしまう。これは、ＡＭ受信波のゲインが必ずしも安定していないためである。たとえば、通信中に、リーダライタ装置１００と非接触型ＩＣデバイス２００との間の距離が小さくなれば、受信波のゲインは大きくなり、距離が大きくなれば、受信波のゲインは小さくなる。また、通信路に干渉波がノイズ成分として混入しても、受信波のゲインに影響が及ぶ。このため、従来の２値論理を用いた通信に比べて、本発明の３値論理を用いた通信は、予期せざる現象による振幅変動の影響を受け、振幅レベルの判断に誤まりが生じやすい。
【００４４】
そこで、本発明を実施する上では、位置指標とは別に、参照指標を用いるようにするのが好ましい。ここで、位置指標は、既に述べたとおり、１通信周期φを複数Ｎ個の期間に分割したときに、このＮ個の期間のうちのいずれか１つの位置を示すための指標であり、本発明の場合§２で述べたとおり、中レベル「１」もしくは低レベル「２」のいずれかの振幅レベルをもったパルスによって構成されている。一方、参照指標は、振幅レベルが中レベル「１」であるパルスによって構成されており、受信側の装置に対して、中レベル「１」の振幅を示す参照値を与える機能を有する。
【００４５】
このような参照指標を用いるようにすれば、受信側の装置では、この参照指標によって示されている振幅レベルを基準として、これよりも十分に大きな振幅レベルを高レベル「０」、ほぼ同じ振幅レベルを中レベル「１」、これよりも十分に小さな振幅レベルを低レベル「２」と判断することができる。このような判断は、相対的な判断であるため、受信波のゲイン全体が増減したとしても、その影響を受けることはない。
【００４６】
参照指標を用いる場合には、予め、１通信周期φ内に、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとをそれぞれ定めておけばよい。そして送信時には、参照指標配置用区間αに参照指標を配置し、位置指標配置用区間βのうちの送信対象となるデータに応じた所定箇所に位置指標を配置するようにすればよい。一方、受信時には、参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルと、を比較し、両振幅レベルの差が所定の許容範囲内であった場合には、位置指標配置用区間βに中レベル「１」の位置指標が配置されているものと判断し、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも許容範囲を越えるほど小さかった場合には、位置指標配置用区間βに低レベル「２」の位置指標が配置されているものと判断し、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも許容範囲を越えるほど大きかった場合には、位置指標配置用区間βには位置指標が配置されていない（高レベル「０」）と判断すればよい。
【００４７】
参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとは、互いに同じ位置を占めることはできないが、それぞれの機能を果たすことができる位置であれば、どのような位置に配置してもかまわない。まず、位置指標配置用区間βは、必要に応じて位置指標を配置するための位置を示すものであるから、１通信周期φをＮ個の期間に分割した場合、Ｎ個の期間のそれぞれに設けておく必要がある。一方、参照指標配置用区間αは、必要に応じて振幅レベルを参照するのに便利な位置に設けておけば足りるが、実用上は、受信波のゲイン変動に十分に対応できるように、１通信周期φ内の最低１箇所に設けておくようにするのが好ましい。以下、図９に示す実施形態に、参照指標を付加した３通りの実施例を述べる。
【００４８】
図１０(a) 〜(h) は、第１の実施例を示す波形図である。この実施例では、１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間ごとに（図示の例では４個の期間Ｔ１〜Ｔ４ごとに）、それぞれ参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、受信側において、個々の期間ごとに、参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うことができるようにしたものである。
【００４９】
すなわち、図示のとおり、個々の期間Ｔ１〜Ｔ４は、それぞれ一点鎖線により前半期間と後半期間とに区分けされており、前半期間に参照指標配置用区間αが設定され、後半期間に位置指標配置用区間βが設定されている。そして、すべての参照指標配置用区間αに、参照指標が配置されている。別言すれば、すべての参照指標配置用区間αには、中レベル「１」を示す「浅い谷状パルス」が配置されている。図では、この参照指標についての論理値「１」を○で囲うことにより、参照指標であることを示している。
【００５０】
一方、位置指標配置用区間βには、必要に応じて位置指標が配置されている。位置指標は、４つの期間Ｔ１〜Ｔ４のうちのどれか１期間にだけ配置されるべきものであるから、いずれか１つの期間の位置指標配置用区間βに、位置指標を示す「谷状パルス」が配置されており、残りの３つの期間の位置指標配置用区間βには、位置指標は配置されていない。たとえば、図１０(a) では、期間Ｔ１内の位置指標配置用区間βにのみ、位置指標（中レベル「１」）が配置されており、期間Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４内の位置指標配置用区間βは、高レベル「０」を維持している。また、図１０(b) では、期間Ｔ２内の位置指標配置用区間βにのみ、位置指標（中レベル「１」）が配置されており、期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ４内の位置指標配置用区間βは、高レベル「０」を維持している。一方、図１０(e) では、期間Ｔ１内の位置指標配置用区間βにのみ、位置指標（低レベル「２」）が配置されており、期間Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４内の位置指標配置用区間βは、高レベル「０」を維持している。
【００５１】
このように、位置指標は、中レベル「１」を示す「浅い谷状パルス」か、低レベル「２」を示す「深い谷状パルス」かのいずれかであるが、参照指標は、常に中レベル「１」を示す「浅い谷状パルス」であるため、図１０(a) 〜(d) に示すように、中レベル「１」を示す位置指標が配置されている場合、参照指標と位置指標とが連続した「浅い谷状パルス」を形成することになるが、図１０(e) 〜(h) に示すように、低レベル「２」を示す位置指標が配置されている場合、参照指標と位置指標とは「浅い谷に深い谷が隣接したステップ状のパルス」を形成することになる。
【００５２】
この第１の実施例に係る位置変調信号を受信した場合、図１０の下段に示すように、各期間Ｔ１〜Ｔ４の参照指標配置用区間αおよび位置指標配置用区間βのそれぞれに対応する所定のタイミングｔ１〜ｔ８（図示の例では、αおよびβと記した各区間の中心時点）で、信号レベルをサンプリングし、個々の期間Ｔ１〜Ｔ４のそれぞれについて、前述したとおり、区間αの振幅レベルと区間βの振幅レベルとの比較を行えばよい。すなわち、期間Ｔ１についてはタイミングｔ１，ｔ２においてサンプリングした振幅レベルが比較され、期間Ｔ２についてはタイミングｔ３，ｔ４においてサンプリングした振幅レベルが比較され、期間Ｔ３についてはタイミングｔ５，ｔ６においてサンプリングした振幅レベルが比較され、期間Ｔ４についてはタイミングｔ７，ｔ８においてサンプリングした振幅レベルが比較される。
【００５３】
たとえば、図１０(a) の期間Ｔ１のように、両振幅レベルの差が同一（所定の許容範囲）であった場合には、位置指標配置用区間βに中レベル「１」の位置指標が配置されているものと判断すればよい。また、図１０(e) の期間Ｔ１のように、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも（所定の許容範囲を越えるほど）小さかった場合には、位置指標配置用区間βに低レベル「２」の位置指標が配置されているものと判断すればよい。そして、図１０(a) の期間Ｔ２〜Ｔ４のように、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも（許容範囲を越えるほど）大きかった場合には、位置指標配置用区間βには位置指標が配置されていない（高レベル「０」）と判断すればよい。こうして、最終的には、図８の表に基づいて、３ビットの送受信データ「０００」〜「１１１」を認識することができる。
【００５４】
この図１０に示す実施例では、個々の期間ごとに、それぞれ参照指標が配置されているので、受信波のゲイン変動が急激に生じた場合でも十分に対処できる。しかしながら、参照指標を多く配置すればするほど、電力の伝送効率が低下することは否めない。電力の伝送効率をできるだけ高める上では、参照指標配置用区間αの区間幅を、位置指標配置用区間βの区間幅に比べて、できるだけ小さく設定するのが好ましい。
【００５５】
図１１(a) 〜(h) は、第２の実施例を示す波形図である。この実施例では、１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間のうち（図示の例では４個の期間Ｔ１〜Ｔ４のうち）、第１の期間Ｔ１には、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、第２〜第Ｎの期間（図示の例では、第２の期間Ｔ２，第３の期間Ｔ３，第４の期間Ｔ４）には、位置指標配置用区間βのみを設け、受信側において、第１の期間Ｔ１に設けられた参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと、各期間に設けられた位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うことができるようにしたものである。
【００５６】
図示のとおり、第１の期間Ｔ１は、一点鎖線により前半期間と後半期間とに区分けされており、前半期間に参照指標配置用区間αが設定され、後半期間に位置指標配置用区間βが設定されている。やはり、すべての参照指標配置用区間αには、中レベル「１」を示す「浅い谷状パルス」が配置されている。この図でも、参照指標についての論理値「１」を○で囲って示している。一方、第２の期間Ｔ２，第３の期間Ｔ３，第４の期間Ｔ４は、それぞれ期間全体が位置指標配置用区間βとなっており、参照指標配置用区間αは設定されていない。
【００５７】
この第２の実施例に係る位置変調信号を受信した場合、図１１の下段に示すように、第１の期間Ｔ１の参照指標配置用区間αおよび位置指標配置用区間βのそれぞれに対応する所定のタイミングｔ１，ｔ２と、第２の期間Ｔ２，第３の期間Ｔ３，第４の期間Ｔ４の位置指標配置用区間βにそれぞれ対応する所定のタイミングｔ３，ｔ４，ｔ５において、信号レベルをサンプリングし、個々の期間Ｔ１〜Ｔ４のそれぞれについて、前述したとおり、区間αの振幅レベルと区間βの振幅レベルとの比較を行えばよい。すなわち、まず、タイミングｔ１において、参照指標のサンプル値が取り込まれて一時記憶され、続いて、この一時記憶されたサンプル値に対して、タイミングｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５において取り込まれたサンプル値が比較される。
【００５８】
この図１１に示す実施例では、１通信周期φの最初に参照指標が配置されており、この参照指標の振幅レベルが、当該通信周期φ内の判定に共通して利用されることになる。したがって、１通信周期φ内に生じた急激なゲイン変動には対処することができないが、電力の伝送効率という点では、図１０に示す実施例に比べて優れている。
【００５９】
図１２(a) 〜(h) は、第３の実施例を示す波形図である。この実施例では、１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間のうち（図示の例では４個の期間Ｔ１〜Ｔ４のうち）、位置指標を配置すべき期間についてのみ、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、参照指標と位置指標とを配置するようにし、受信側において、同一期間内の参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うことができるようにしたものである。
【００６０】
たとえば、図１２(a) では、送受信データ「０００」を表現するために、第１の期間Ｔ１内に位置指標を配置する必要がある。そこで、この第１の期間Ｔ１を、一点鎖線により前半期間と後半期間とに区分けし、前半期間に参照指標配置用区間αを設定し、後半期間に位置指標配置用区間βを設定している。そして、参照指標配置用区間αには、中レベル「１」を示す「浅い谷状パルス」を配置し、位置指標配置用区間βには、やはり中レベル「１」を示す「浅い谷状パルス」を配置している。なお、この図でも、参照指標についての論理値「１」を○で囲って示している。この図１２(a) に示す位置変調信号では、第２の期間Ｔ２，第３の期間Ｔ３，第４の期間Ｔ４には、参照指標配置用区間αも位置指標配置用区間βも設定されていない。
【００６１】
この第３の実施例に係る位置変調信号を受信した場合、これまで述べた実施例とは異なり、サンプリングを行う前の準備処理が必要になる。それは、４つの期間Ｔ１〜Ｔ４のうち、どの期間に参照指標配置用区間αおよび位置指標配置用区間βが設定されているかを確認する処理である。この第３の実施例の場合、「谷状パルス」は、４つの期間Ｔ１〜Ｔ４のうちのいずれか１つの期間のみに配置されている。そこで、まず、各期間ごとに予備的なサンプリングを行い、４つの期間Ｔ１〜Ｔ４のうち、どの期間に「谷状パルス」が含まれているかを確認する準備処理を行う。この準備処理では、「谷状パルス」の有無を検出すれば足り、「谷状パルス」が浅いか深いかまでを確認する必要はない。したがって、振幅レベルが高レベルか否かを確認することができれば足りる。
【００６２】
そして、「谷状パルス」の存在が確認された場合にだけ、当該期間について、正式なサンプリング処理を行えばよい。たとえば、図１２(a) ，(e) に示すような位置変調信号の場合、期間Ｔ１において「谷状パルス」の存在が確認されるので、この期間Ｔ１について正式なサンプリング処理が行われる。すなわち、図示のタイミングｔ１，ｔ２において、サンプリング処理が行われ、両サンプリング処理で得られた振幅レベルの比較が行われることになる。後続する期間Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４では、「谷状パルス」の存在は確認されないので、サンプリング処理を行う必要はない。
【００６３】
同様に、図１２(b) ，(f) に示すような位置変調信号の場合、期間Ｔ２のタイミングｔ３，ｔ４において、サンプリング処理が行われ、図１２(c) ，(g) に示すような位置変調信号の場合、期間Ｔ３のタイミングｔ５，ｔ６において、サンプリング処理が行われ、図１２(d) ，(h) に示すような位置変調信号の場合、期間Ｔ４のタイミングｔ７，ｔ８において、サンプリング処理が行われる。
【００６４】
この図１２に示す実施例では、位置指標は同一期間内に配置された参照指標と比較されるので、１通信周期φ内に生じた急激なゲイン変動にも十分対処することができる。しかも、参照指標は位置指標が配置された期間についてのみ配置されるので、電力の伝送効率という点においても、図１０に示す実施例に比べて優れている。特に、中レベルおよび低レベルの振幅レベルと、高レベルの振幅レベルとの差を十分に確保しておくようにすれば、上述した準備処理において、「谷状パルス」の存在を十分な精度で確認することができる。また、中レベルと低レベルとの相違は、正式なサンプリング処理において、参照指標との比較を行うことにより、十分な精度で区別が可能である。
【００６５】
以上、参照指標の配置態様を３通りの実施例について述べたが、もちろん、参照指標を配置する態様はこれらの実施例に限定されるものではない。たとえば、Ｋ通信周期（Ｋ≧２）ごとに１つの参照指標を配置し、これをＫ通信周期内の位置指標の判定に共通して利用するようなことも可能である。
【００６６】
＜＜＜ §４．本発明に係るＡＭ通信システム ＞＞＞
続いて、ここでは、本発明に係るＡＭ通信システムを述べる。図１３は、本発明の一実施形態に係るＡＭ通信システムの基本構成を示すブロック図である。図示の例は、リーダライタ装置１００と非接触型ＩＣデバイス２００とによって構成されるＡＭ通信システムであり、リーダライタ装置１００側から非接触型ＩＣデバイス２００側に対して無線による電力供給が行われ、非接触型ＩＣデバイス２００は、この供給電力に基づいて動作する。
【００６７】
リーダライタ装置１００には、メモリ１１０，制御部１２０，２値／３値変換部１３０，信号変調部１４０，送受信部１５０，検波増幅部１６０，３値／２値変換部１７０なる各構成要素が組み込まれている。これらと同様の構成要素が、非接触型ＩＣデバイス２００側にも組み込まれている。すなわち、非接触型ＩＣデバイス２００には、メモリ２１０，制御部２２０，２値／３値変換部２３０，信号変調部２４０，送受信部２５０，検波増幅部２６０，３値／２値変換部２７０なる各構成要素が組み込まれている。更に、非接触型ＩＣデバイス２００には、電力供給のための構成要素として、整流回路２８０および電源回路２９０が組み込まれている。
【００６８】
リーダライタ装置１００側から非接触型ＩＣデバイス２００側へのデータ送信および電力供給は、次のようにして行われる。まず、送信対象となるデータが、メモリ１１０から制御部１２０へと読み出され、送信信号として２値／３値変換部１３０へ与えられる。このメモリ１１０から読み出された段階の送信信号は、２値論理データであり、「０」または「１」を示すビットの集合である。２値／３値変換部１３０は、この２値論理データを３値論理データに変換する処理を行い、位置変調信号として出力する処理を行う。たとえば、前述した実施形態の場合、メモリ１１０から読み出された２値論理データは、３ビットずつ分けられ、図８に示す表に基づいて、位置変調信号上のデータに変換される。また、必要に応じて、§３で述べた参照指標が付加され、位置変調信号が生成される。こうして、生成された位置変調信号は、信号変調部１４０へと与えられ、搬送波に乗せることにより、送信波として送受信部１５０へと与えられる。送受信部１５０は、アンテナを介して、送信波を電磁波として外部へ放出する。
【００６９】
こうしてリーダライタ装置１００側の送受信部１５０から放出された電磁波は、非接触型ＩＣデバイス２００側の送受信部２５０により、受信波として受信される。この受信波の電磁エネルギーにより生じた交流電流は、整流回路２８０により整流された後、電源回路２９０に与えられる。電源回路２９０は、こうして与えられた電力に基づいて、非接触型ＩＣデバイス２００に対する電源供給を行うことになる。
【００７０】
一方、送受信部２５０で受信された受信波は、検波増幅部２６０において検波および増幅され、元の位置変調信号に戻される。この位置変調信号は、まだ、３値論理データの状態である。３値／２値変換部２７０は、この位置変換信号を所定タイミングでサンプリングして振幅レベルを検出し、たとえば、図８に示す表に基づいて、これを２値論理データからなる受信信号に変換する。前述した実施形態の場合、１通信周期φに相当する位置変換信号が、３ビットの受信信号に変換されることになる。こうして得られた受信信号は、順次、制御部２２０に与えられ、メモリ２１０に対して受信データとして書き込まれる。
【００７１】
逆に、非接触型ＩＣデバイス２００側からリーダライタ装置１００側へのデータ送信処理は、次のようにして行われる。まず、送信対象となるデータが、メモリ２１０から制御部２２０へと読み出され、送信信号として２値／３値変換部２３０へ与えられる。続いて、２値／３値変換部２３０において、２値論理データを３値論理データに変換する処理が行われ、位置変調信号が生成される。こうして、生成された位置変調信号は、信号変調部２４０へと与えられ、ＡＭ変調が行われる。送受信部２５０は、このＡＭ変調された送信波をリーダライタ装置１００側へと伝達するわけであるが、自発的に電磁波を放出するわけではなく、送受信部１５０から放出された電磁波を受信する機能をもった送受信部２５０の回路に対して、負荷変調をかけることにより、送受信部１５０から放出される電磁波の振幅に変動を生じさせるという方法で、リーダライタ装置１００側への信号伝達を行う。
【００７２】
このような非接触型ＩＣデバイス２００側の負荷変調による振幅変動は、リーダライタ装置１００側の送受信部１５０において受信波として受信された後、検波増幅部１６０において検波および増幅され、元の位置変調信号に戻される。この位置変調信号は、３値／２値変換部１７０により、２値論理データからなる受信信号に変換されて、制御部１２０に与えられ、メモリ１１０に対して受信データとして書き込まれる。
【００７３】
なお、制御部１２０は、メモリ１１０に対して制御信号を与え、メモリ１１０に対するデータの読み出しおよび書き込み処理を制御するとともに、送受信部１５０に対して制御信号を与え、送受信の処理を制御する。同様に、制御部２２０は、メモリ２１０に対して制御信号を与え、メモリ２１０に対するデータの読み出しおよび書き込み処理を制御するとともに、送受信部２５０に対して制御信号を与え、送受信の処理を制御する。
【００７４】
結局、リーダライタ装置１００内の２値／３値変換部１３０，信号変調部１４０，送受信部１５０と、非接触型ＩＣデバイス２００内の２値／３値変換部２３０，信号変調部２４０，送受信部２５０とは、それぞれデータ送信手段として機能し、リーダライタ装置１００内の送受信部１５０，検波増幅部１６０，３値／２値変換部１７０と、非接触型ＩＣデバイス２００内の送受信部２５０，検波増幅部２６０，３値／２値変換部２７０とは、それぞれデータ受信手段として機能することになる。
【００７５】
ここで、データ送信手段は、１単位のデータを送信するために割り当てられた１通信周期φを複数Ｎ個の期間に分割し、このＮ個の期間のうちのいずれか１期間に、振幅レベルが標準より小さな位置指標を配置し、この位置指標の配置位置によって、送信対象となるデータの情報を表現して送信する機能をもった手段ということができる。ここで、このデータ送信手段は、送信波の振幅レベルを、高レベル、中レベル、低レベルの３通りに設定し、標準となる振幅レベルを高レベルとし、位置指標の振幅レベルを中レベルもしくは低レベルのいずれかとし、位置指標の配置位置に加えて、位置指標が中レベルか低レベルかにより、送信対象となるデータの情報を表現する処理を行う。
【００７６】
より具体的には、このデータ送信手段は、Ｎ＝２ｍに設定することにより、１通信周期φを２ｍ個の期間に分割し、送信対象となるビット情報の連続からなる２値データを、（ｍ＋１）ビットからなる１単位のデータに分け、この１単位のデータのうちのｍビットの情報を、２ｍ個の期間についての位置指標の配置位置によって表現し、残りの１ビットの情報を、位置指標が低レベルか中レベルかによって表現することにより、２値データを３値データに変換し、これを送信する処理を行う。
【００７７】
一方、データ受信手段は、受信した信号の１通信周期φを構成するＮ個の期間内のいずれの期間に位置指標が配置されているかを判定し、この判定結果に基づいて、受信したデータの情報を認識する手段ということができる。ここで、このデータ受信手段は、受信波の振幅レベルが、高レベル、中レベル、低レベルの３通りのいずれであるかを判定する機能を有し、位置指標の配置位置に加えて、位置指標が中レベルか低レベルかにより、受信したデータの情報を認識する処理を行う。
【００７８】
より具体的には、このデータ受信手段は、受信した３値データについて、位置指標の配置位置に基づいてｍビットの情報を認識し、当該位置指標が低レベルか中レベルかに基づいて１ビットの情報を認識し、（ｍ＋１）ビットからなるデータを生成することにより、３値データを２値データに変換する処理を行う。
【００７９】
＜＜＜ §５ 本発明に適した３値コンパレータ回路 ＞＞＞
最後に、本発明に係るＡＭ通信システムのデータ受信手段に用いるのに適した３値コンパレータ回路の構成を述べておく。§３で述べたとおり、本発明を実施する上では、位置指標とは別に、参照指標を用いるようにするのが好ましい。ここで、位置指標は、前述したとおり、標準の振幅レベルである高レベル「０」に対して、中レベル「１」もしくは低レベル「２」のいずれかの振幅レベルをもったパルスによって構成されており、参照指標は、中レベル「１」の振幅レベルをもったパルスによって構成されている。そして、本発明に係るデータ受信手段では、参照指標配置用区間αに配置された参照指標の振幅レベルを、位置指標配置用区間βの振幅レベルと比較することにより、当該区間βに、位置指標が配置されているか否か、配置されているとしたら、中レベル「１」の位置指標であるのか、低レベル「２」の位置指標であるのか、を判定する必要がある。
【００８０】
図１４は、このような判定を行うために用いることができる３値コンパレータ回路の一例を示す回路図である。ここで、入力端子Ｖrefは、参照指標配置用区間αの電圧を入力するための端子であり、入力端子Ｖinは、位置指標配置用区間βの電圧を入力するための端子である。これらの各入力端子から与えられた電圧は、スイッチＳ１，Ｓ２を介して容量素子Ｃの一方の電極に加えられる。この容量素子Ｃの他方の電極は、３値インバータＩの入力端子Ｖｉに接続されており、この３値インバータＩの出力端子Ｖｏは、この３値コンパレータ回路自身の出力端子Ｖoutに接続されている。また、３値インバータＩの入力端子Ｖｉと出力端子Ｖｏは、スイッチＳ３を介して短絡できるようになっている。
【００８１】
３値インバータＩは、この３値コンパレータ回路における重要な役割を担っており、図１５の太線グラフに示すような入出力特性を有している。すなわち、低電圧範囲Ｗ（Ｌ）内の入力に対しては高電圧レベルＶ（Ｈ）の出力を与え、中電圧範囲Ｗ（Ｍ）内の入力に対しては中電圧レベルＶ（Ｍ）の出力を与え、高電圧範囲Ｗ（Ｈ）内の入力に対しては低電圧レベルＶ（Ｌ）の出力を与える機能をもっている。このような入出力特性をもった３値インバータＩを含む３値コンパレータ回路を利用すると、振幅レベルの比較処理を、図１６に示すようなプロセスで行うことができる。
【００８２】
まず、図１６(a) に示すように、この３値コンパレータ回路のスイッチＳ３のみをＯＮ状態にする。すると、３値インバータＩの入出力端子が短絡された状態になり、３値インバータＩの入力電圧Ｖｉと出力電圧Ｖｏは等しくなる。このときの電圧をＶmidとすると（Ｖｉ＝Ｖｏ＝Ｖmid）、図１６(a) に示す点Ｑの電圧はＶmidになる。図１５に示すとおり、電圧Ｖmidは、この入出力特性を示す太線グラフと、図に一点鎖線で示すＶｉ＝Ｖｏなるグラフとの交点として与えられる。
【００８３】
続いて、図１６(b) に示すように、スイッチＳ３をＯＮ状態に維持したまま、スイッチＳ１をＯＮ状態にし、入力端子Ｖrefに、参照指標配置用区間αの電圧、すなわち、参照指標の振幅レベルに相当する電圧（ここでは、端子名と同じ符号を用いてＶrefと記すことにする）を入力する。すると、図１６(b) に示す点Ｐの電圧はＶrefになる。このとき、点Ｑの電圧はＶmidに維持されているので、容量素子Ｃには、電圧Ｖrefと電圧Ｖmidとの差電圧に相当する電荷が蓄積される。これは、参照指標の振幅レベルを、容量素子Ｃに一時的に記憶させておくための処理である。
【００８４】
次に、図１６(c) に示すように、スイッチＳ１，Ｓ３をＯＦＦ状態にし、スイッチＳ２をＯＮ状態にする。そして、入力端子Ｖinに、位置指標配置用区間βの電圧（ここでは、端子名と同じ符号を用いてＶinと記すことにする）を入力する。すると、点Ｐの電圧はＶinになる。一方、点Ｑの電圧は、電圧Ｖrefと電圧Ｖinとの大小関係に応じて、それぞれ異なる値となる。
【００８５】
まず、Ｖin＜Ｖrefの場合は、図１６(b) に示す状態から図１６(c) に示す状態に遷移したことにより、点Ｐの電圧が降下したことになるので、容量素子Ｃを介して接続された点Ｑの電圧も下がることになる。すると、３値インバータＩの入力電圧Ｖｉが低電圧範囲Ｗ（Ｌ）内の値まで下がることになり、図１５の特性グラフに示されているとおり、３値インバータＩの出力電圧Ｖｏは、高電圧レベルＶ（Ｈ）を示すことになり、３値コンパレータ回路の出力電圧ＶoutはＶ（Ｈ）になる。これは、位置指標配置用区間βに、低レベル「２」の位置指標が配置されていた場合の動作に相当し、３値コンパレータ回路の出力電圧ＶoutがＶ（Ｈ）の場合、低レベル「２」の位置指標が検出されたことを示す。
【００８６】
次に、Ｖin＝Ｖrefの場合は、図１６(b) に示す状態から図１６(c) に示す状態に遷移しても、点Ｐの電圧に変化は生じなかったことになるので、容量素子Ｃを介して接続された点Ｑの電圧もそのまま維持される。すると、３値インバータＩの入力電圧Ｖｉも中電圧範囲Ｗ（Ｍ）のままなので、図１５の特性グラフに示されているとおり、３値インバータＩの出力電圧Ｖｏは、中電圧レベルＶ（Ｍ）を示すことになり、３値コンパレータ回路の出力電圧ＶoutはＶ（Ｍ）になる。これは、位置指標配置用区間βに、中レベル「１」の位置指標が配置されていた場合の動作に相当し、３値コンパレータ回路の出力電圧ＶoutがＶ（Ｍ）の場合、中レベル「１」の位置指標が検出されたことを示す。もっとも、図１５のグラフに示すとおり、中電圧範囲Ｗ（Ｍ）はある程度の幅を有しているため、完全にＶin＝Ｖrefでなくても、両者の相違が所定の許容範囲内であれば、やはり３値コンパレータ回路の出力電圧ＶoutはＶ（Ｍ）を示すことになる。
【００８７】
最後に、Ｖin＞Ｖrefの場合は、図１６(b) に示す状態から図１６(c) に示す状態に遷移したことにより、点Ｐの電圧が上昇したことになるので、容量素子Ｃを介して接続された点Ｑの電圧も上がることになる。すると、３値インバータＩの入力電圧Ｖｉが高電圧範囲Ｗ（Ｈ）内の値まで上がることになり、図１５の特性グラフに示されているとおり、３値インバータＩの出力電圧Ｖｏは、低電圧レベルＶ（Ｌ）を示すことになり、３値コンパレータ回路の出力電圧ＶoutはＶ（Ｌ）になる。これは、位置指標配置用区間βの振幅レベルが、高レベル「０」を示しており、位置指標が配置されていない場合の動作に相当し、３値コンパレータ回路の出力電圧ＶoutがＶ（Ｌ）の場合、位置指標が存在しないことを示す。
【００８８】
このように、図１４に示す３値コンパレータ回路を用いた比較を行えば、参照指標配置用区間αの電圧Ｖrefを基準として、位置指標配置用区間βの電圧が高いか、等しいか、低いか、という３通りの判断を行うことができ、各判断結果をそれぞれ所定の電圧値として出力することができる。なお、各スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３のＯＮ／ＯＦＦ操作は、参照指標配置用区間αおよび位置指標配置用区間βの時間軸上の配置に基づいて行う必要があり、たとえば、図１０〜図１２に示す各実施例では、それぞれ各スイッチの操作タイミングは異なったものになる。なお、この３値コンパレータ回路は、参照指標の振幅レベルの記憶が、１期間ごとに失なわれてしまうため、このままでは図１１に示す実施例には適用できない。この３値コンパレータ回路を図１１に示す実施例に適用する場合には、図１２に示す実施例と同様に、各期間ごとに予備的なサンプリングを行い、４つの期間Ｔ１〜Ｔ４のうち、どの期間に「谷状パルス」が含まれているかを確認する準備処理を行うようにし、「谷状パルス」の存在が確認された期間についてのみサンプリングが行われるように、各スイッチの操作タイミングを調整すればよい。
【００８９】
図１４の回路図では、３値インバータＩをブロック図として示したが、その具体的な回路構成例を図１７に示す。この図１７に示す３値インバータ回路は、８組のＦＥＴ１０〜８０と、２組のインバータ（通常の２値インバータ）９１，９２によって構成されている。この回路の特徴は、回路図中の各部に記載したとおり、個々の位置の電圧をＶ１〜Ｖ４としたときに、入力電圧Ｖｉと電圧Ｖ１〜Ｖ４との関係が、図１８(a) ，(b) に示すような関係になる点である。すなわち、ＦＥＴ１０，２０から構成されるインバータ回路と、ＦＥＴ３０，４０から構成されるインバータ回路とは、回路図上は同一の構成を有しているが、個々のＦＥＴの特性を若干変えることにより、図１８(a) に示すように、論理反転のしきい値電圧を若干ずらしている。なお、インバータ９１，９２は、全く同一の特性をもった素子であり、電圧Ｖ３は電圧Ｖ１を反転したものになり、電圧Ｖ４は電圧Ｖ２を反転したものになる。
【００９０】
もちろん、図１７に示す回路図は、３値インバータＩの一構成例を示すものであり、図１４に示す３値コンパレータ回路に利用する３値インバータＩは、図１５に示すような入出力特性をもったインバータであれば、どのような回路で構成してもかまわない。なお、この図１７に示す３値インバータ回路についての詳細は、特願２００３−３９３６５０号明細書に説明があるので、ここでは、これ以上の説明は省略する。
【００９１】
図１９は、３値インバータＩの代わりに、３値バッファＢを用いることにより、３値コンパレータ回路を構成した例を示す回路図である。この図１９に示す３値コンパレータ回路の動作は、図１４に示す３値コンパレータ回路の動作とほぼ同様である。ただ、３値バッファＢは、図２０の太線グラフに示すような入出力特性を有している。すなわち、低電圧範囲Ｗ（Ｌ）内の入力に対しては低電圧レベルＶ（Ｌ）の出力を与え、中電圧範囲Ｗ（Ｍ）内の入力に対しては中電圧レベルＶ（Ｍ）の出力を与え、高電圧範囲Ｗ（Ｈ）内の入力に対しては高電圧レベルＶ（Ｈ）の出力を与える機能をもっている。
【００９２】
したがって、この図１９に示す３値コンパレータ回路を用いた場合、出力電圧ＶoutがＶ（Ｌ）の場合、低レベル「２」の位置指標が検出されたことを示し、Ｖ（Ｍ）の場合、中レベル「１」の位置指標が検出されたことを示し、Ｖ（Ｈ）の場合、位置指標が存在しないことを示す。
【００９３】
図１９の回路図では、３値バッファＢをブロック図として示したが、その具体的な回路構成例を図２１に示す。この図２１に示す３値バッファ回路は、８組のＦＥＴ１０〜８０と、１組のインバータ（通常の２値インバータ）９１によって構成されている。この回路も、図１７に示す回路とほぼ同様の特徴を有しており、個々の位置の電圧をＶ１，Ｖ２としたときに、入力電圧Ｖｉと電圧Ｖ１，Ｖ２との関係が、図１８(a) に示すような関係になる。すなわち、ＦＥＴ１０，２０から構成されるインバータ回路と、ＦＥＴ３０，４０から構成されるインバータ回路とは、回路図上は同一の構成を有しているが、個々のＦＥＴの特性を若干変えることにより、図１８(a) に示すように、論理反転のしきい値電圧を若干ずらしている。
【００９４】
もちろん、図２１に示す回路図は、３値バッファＢの一構成例を示すものであり、図１９に示す３値コンパレータ回路に利用する３値バッファＢは、図２０に示すような入出力特性をもったバッファであれば、どのような回路で構成してもかまわない。なお、この図２１に示す３値バッファ回路についての詳細も、前掲の特願２００３−３９３６５０号明細書に説明がある。
【００９５】
以上、本発明を図示するいくつかの実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、この他にも種々の形態で実施可能である。たとえば、これまで述べた実施形態では、１通信周期φを４つの期間Ｔ１〜Ｔ４に分割してパルス位置変調を行う例を示したが、本発明は、１単位のデータを送信するために割り当てられた１通信周期φを複数Ｎ個の期間に分割し、このＮ個の期間のうちのいずれか１期間に、振幅レベルが標準より小さな位置指標を配置し、この位置指標の配置位置によって、送信対象となるデータの情報を表現する通信方法に広く適用可能であり、たとえば、Ｎ＝２５６に設定し、１通信周期φを２５６の期間Ｔ１〜Ｔ２５６に分割してパルス位置変調を行う場合にも、本発明を同様に適用可能である。
【００９６】
また、これまで述べた実施形態では、位置指標配置用区間βの長さ、あるいは、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとの和の長さを、１つの期間Ｔ１〜Ｔ４の長さに等しく設定し、１つの期間全体にわたるようなパルス幅をもった「谷状パルス」を配置する例を示したが、所定タイミングで行われるサンプリングに支障がない限り、「谷状パルス」の幅をより狭めることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】一般的なリーダライタ装置１００と非接触型ＩＣデバイス２００との間における通信状態を示すブロック図である。
【図２】一般的なＡＭ通信方式によるデジタルデータの変調方法の一例を示す波形図である。
【図３】１通信周期φを４分割した従来のパルス位置変調方式の原理を示す図である。
【図４】従来のパルス位置変調方式における位置変調信号上のデータと送受信データとの関係を示す表である。
【図５】従来のパルス位置変調方式において、実際の位置変調信号の波形と送受信データとの関係を示す図である。
【図６】本発明に係るＡＭ通信方法で用いられる位置変調信号がとるべき３つのレベルを示す波形図である。
【図７】１通信周期φを４分割した場合の本発明に係るパルス位置変調方式の原理を示す図である。
【図８】本発明に係るＡＭ通信方法における位置変調信号上のデータと送受信データとの関係を示す表である。
【図９】本発明に係るパルス位置変調方式において、実際の位置変調信号の波形と送受信データとの関係を示す図である。
【図１０】本発明に係るパルス位置変調方式において、参照指標を配置する第１の実施例を示す波形図である。
【図１１】本発明に係るパルス位置変調方式において、参照指標を配置する第２の実施例を示す波形図である。
【図１２】本発明に係るパルス位置変調方式において、参照指標を配置する第３の実施例を示す波形図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係るＡＭ通信システムの基本構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明に係るＡＭ通信システムにおいて、受信波に対する判定を行うために用いることができる３値コンパレータ回路の一例を示す回路図である。
【図１５】図１４に示す３値コンパレータ回路内の３値インバータＩの入出力特性を示すグラフである。
【図１６】図１４に示す３値コンパレータ回路を利用した、振幅レベルの比較処理のプロセスを説明する回路図である。
【図１７】図１４に示す３値コンパレータ回路に利用されている３値インバータＩの回路構成例を示す回路図である。
【図１８】図１７に示す３値インバータ回路の各部の特性を示すグラフである。
【図１９】本発明に係るＡＭ通信システムにおいて、受信波に対する判定を行うために用いることができる３値コンパレータ回路の別な一例を示す回路図である。
【図２０】図１９に示す３値コンパレータ回路内の３値バッファＢの入出力特性を示すグラフである。
【図２１】図１９に示す３値コンパレータ回路に利用されている３値バッファＢの回路構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００９８】
１０〜８０…ＦＥＴ
９１，９２…インバータ素子
１００…リーダライタ装置
１１０…メモリ
１２０…制御部
１３０…２値／３値変換部
１４０…信号変調部
１５０…送受信部
１６０…検波増幅部
１７０…３値／２値変換部
２００…非接触型ＩＣデバイス（ＩＣカード・ＩＣタグなど）
２１０…メモリ
２２０…制御部
２３０…２値／３値変換部
２４０…信号変調部
２５０…送受信部
２６０…検波増幅部
２７０…３値／２値変換部
２８０…整流回路
２９０…電源回路
Ｂ…３値バッファ
Ｃ…容量素子
Ｉ…３値インバータ
Ｐ…回路図上の１点
Ｑ…回路図上の１点
Ｓ１〜Ｓ３…スイッチ
Ｔ１〜Ｔ４…１通信周期φを分割した個々の期間
ｔ１〜ｔ８…サンプリングを行うタイミング
Ｖ１〜Ｖ４…回路図上の特定点の電圧
Ｖｉ…３値インバータ／バッファの入力端子／入力電圧
Ｖｏ…３値インバータ／バッファの出力端子／出力電圧
Ｖin…３値コンパレータ回路の位置指標配置用区間βの電圧入力端子／入力電圧
Ｖref…３値コンパレータ回路の参照指標配置用区間αの電圧入力端子／入力電圧
Ｖout…３値コンパレータ回路の出力端子／出力電圧
Ｖmid…スイッチＳ３短絡時の電圧
Ｖ（Ｌ）…低電圧レベル
Ｖ（Ｍ）…中電圧レベル
Ｖ（Ｈ）…高電圧レベル
Ｗ（Ｌ）…低電圧範囲
Ｗ（Ｍ）…中電圧範囲
Ｗ（Ｈ）…高電圧範囲
α…参照指標配置用区間
β…位置指標配置用区間
φ…１通信周期
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給を伴うＡＭ通信方法および通信システムに関し、特に、非接触通信機能をもったＩＣデバイスとリーダライタ装置との間での通信に適した新規なＡＭ通信方式を提案するものである。
【背景技術】
【０００２】
一方のデバイスから他方のデバイスに電力供給を行いながら、両デバイス間での相互通信を行う通信方法は、非接触通信機能をもったＩＣデバイス（ＩＣカードやＩＣタグなど）とリーダライタ装置との間などで広く利用されている。たとえば、ＩＣタグ内のデータを外部に読み出したり、外部からＩＣタグ内にデータを書き込んだりする場合、リーダライタ装置からＩＣタグへ電力を供給することによりＩＣタグを動作させた状態にし、両者間での無線通信を行うことになる。リーダライタ装置からＩＣタグへの情報送信は、リーダライタ装置側で発生させた搬送波に情報パルスを乗せることにより行い、ＩＣタグからリーダライタ装置への情報送信は、ＩＣタグ側の回路の抵抗値や容量値を変化させて情報パルスを負荷変調して乗せてやることにより行われる。
【０００３】
このように、一方のデバイスから他方のデバイスに電力供給を行いながら、ＡＭ変調波を用いて両者間での無線交信を行う場合、通常、パルス位置変調という方法で、データの符号化が行われる。この符号化方法では、１単位のデータを送信するために割り当てられた１通信周期φが複数Ｎ個の期間に分割され、このＮ個の期間のうちのいずれか１期間に、振幅レベルが標準より小さなパルスが配置される。このパルスは位置指標として利用され、このパルスが１通信周期φのどの位置に配置されているかによって、送信対象となるデータの情報が表現されることになる。このような符号化方法は、電力を効率的に伝達できる特徴を有しており、電力供給を伴うＡＭ通信を行う際に便利である。
【０００４】
非接触通信機能をもったＩＣデバイスとリーダライタ装置との間の通信方式としては、たとえば、ＩＳＯ／ＩＥＣ１５６９３などの規格が定められており、下記の非特許文献１には、この規格に基づいた具体的な通信方式が説明されている。
【非特許文献１】Klaus Finkenzeller著、ソフト工学研究所訳「ＲＦＩＤハンドブック−非接触ＩＣカードの原理と応用−」日刊工業新聞社出版、２００１年２月２６日発行、ｐ．１８７〜１９５「§９．２．３：ＩＳＯ／ＩＥＣ１５６９３−近傍型ＩＣカード」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したＩＳＯ／ＩＥＣ１５６９３などの規格に基づくパルス位置変調方式は、電力を効率的に伝達できるという利点はあるが、情報の伝送効率が低いという問題がある。たとえば、１通信周期φを４つの期間に分割し、個々の期間に「１」または「０」のビット情報を配置する一般的なＡＭ通信方式の場合、１通信周期φの間に４ビットの情報を伝送することができる。ところが、上述したパルス位置変調方式では、４つの期間のいずれか１期間にパルスが配置され、このパルスの配置位置に基づいて情報伝達を行う仕組のため、１通信周期φの間に２ビットの情報を伝送することしかできない。
【０００６】
そこで本発明は、電力供給を伴うＡＭ通信を行う際に、電力を効率的に伝達しつつ、かつ、情報の伝送効率を向上させる手法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
(1) 本発明の第１の態様は、無線による電力供給を行う機能をもった第１の装置と、この第１の装置からの電力供給を受けて動作する第２の装置と、の間で電力供給を伴うＡＭ通信を行うために、１単位のデータを送信するために割り当てられた１通信周期φを複数Ｎ個の期間に分割し、このＮ個の期間のうちのいずれか１期間に、振幅レベルが標準より小さな位置指標を配置し、前記位置指標の配置位置によって、送信対象となるデータの情報を表現する電力供給を伴うＡＭ通信方法において、
送信波の振幅レベルを、高レベル、中レベル、低レベルの３通りに設定し、標準となる振幅レベルを高レベルとし、位置指標の振幅レベルを中レベルもしくは低レベルのいずれかとし、位置指標の配置位置に加えて、位置指標が中レベルか低レベルかにより、送信対象となるデータの情報を表現するようにしたものである。
【０００８】
(2) 本発明の第２の態様は、上述した第１の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信方法において、
Ｎ＝２ｍに設定し、位置指標の配置位置に基づいてｍビットの情報を表現し、位置指標が低レベルか中レベルかにより１ビットの情報を表現し、１通信周期φの間に、（ｍ＋１）ビットからなる１単位のデータを送信するようにしたものである。
【０００９】
(3) 本発明の第３の態様は、上述した第１または第２の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信方法において、
位置指標とは別に、振幅レベルが中レベルである参照指標を用いるようにし、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとをそれぞれ定め、
送信時には、参照指標配置用区間αに参照指標を配置し、位置指標配置用区間βのうちの送信対象となるデータに応じた所定箇所に位置指標を配置し、
受信時には、参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルと、を比較し、両振幅レベルの差が所定の許容範囲内であった場合には、位置指標配置用区間βに中レベルの位置指標が配置されているものと判断し、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも許容範囲を越えるほど小さかった場合には、位置指標配置用区間βに低レベルの位置指標が配置されているものと判断し、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも許容範囲を越えるほど大きかった場合には、位置指標配置用区間βには位置指標が配置されていないと判断するようにしたものである。
【００１０】
(4) 本発明の第４の態様は、上述の第３の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信方法において、
１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間ごとに、それぞれ参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、個々の期間ごとに、参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うようにしたものである。
【００１１】
(5) 本発明の第５の態様は、上述の第３の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信方法において、
１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間のうち、第１の期間には、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、第２〜第Ｎの期間には、位置指標配置用区間βのみを設け、第１の期間に設けられた参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと、各期間に設けられた位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うようにしたものである。
【００１２】
(6) 本発明の第６の態様は、上述の第３の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信方法において、
１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間のうち、位置指標を配置すべき期間についてのみ、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、参照指標と位置指標とを配置するようにし、同一期間内の参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うようにしたものである。
【００１３】
(7) 本発明の第７の態様は、無線による電力供給を行う機能をもった第１の装置と、この第１の装置からの電力供給を受けて動作する第２の装置と、を備えたＡＭ通信システムにおいて、
第１の装置および第２の装置は、
１単位のデータを送信するために割り当てられた１通信周期φを複数Ｎ個の期間に分割し、このＮ個の期間のうちのいずれか１期間に、振幅レベルが標準より小さな位置指標を配置し、この位置指標の配置位置によって、送信対象となるデータの情報を表現して送信するデータ送信手段と、
受信した信号の１通信周期φを構成するＮ個の期間内のいずれの期間に位置指標が配置されているかを判定し、この判定結果に基づいて、受信したデータの情報を認識するデータ受信手段と、
を備えており、
データ送信手段は、送信波の振幅レベルを、高レベル、中レベル、低レベルの３通りに設定し、標準となる振幅レベルを高レベルとし、位置指標の振幅レベルを中レベルもしくは低レベルのいずれかとし、位置指標の配置位置に加えて、位置指標が中レベルか低レベルかにより、送信対象となるデータの情報を表現する処理を行い、
データ受信手段は、受信波の振幅レベルが、高レベル、中レベル、低レベルの３通りのいずれであるかを判定する機能を有し、位置指標の配置位置に加えて、位置指標が中レベルか低レベルかにより、受信したデータの情報を認識する処理を行うようにしたものである。
【００１４】
(8) 本発明の第８の態様は、上述した第７の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信システムにおいて、
データ送信手段が、Ｎ＝２ｍに設定することにより、１通信周期φを２ｍ個の期間に分割し、送信対象となるビット情報の連続からなる２値データを、（ｍ＋１）ビットからなる１単位のデータに分け、この１単位のデータのうちのｍビットの情報を、２ｍ個の期間についての位置指標の配置位置によって表現し、残りの１ビットの情報を、位置指標が低レベルか中レベルかによって表現することにより、送信対象となる２値データを３値データに変換し、これを送信する処理を行う機能を有し、
データ受信手段が、受信した３値データについて、位置指標の配置位置に基づいてｍビットの情報を認識し、当該位置指標が低レベルか中レベルかに基づいて１ビットの情報を認識し、（ｍ＋１）ビットからなるデータを生成することにより、３値データを２値データに変換する機能を有するようにしたものである。
【００１５】
(9) 本発明の第９の態様は、上述した第７または第８の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信システムにおいて、
データ送信手段が、位置指標とは別に、振幅レベルが中レベルである参照指標を用い、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとをそれぞれ定め、参照指標配置用区間αに参照指標を配置し、位置指標配置用区間βのうちの送信対象となるデータに応じた所定箇所に位置指標を配置する機能を有し、
データ受信手段が、参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルと、を比較し、両振幅レベルの差が所定の許容範囲内であった場合には、位置指標配置用区間βに中レベルの位置指標が配置されているものと判断し、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも許容範囲を越えるほど小さかった場合には、位置指標配置用区間βに低レベルの位置指標が配置されているものと判断し、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも許容範囲を越えるほど大きかった場合には、位置指標配置用区間βには位置指標が配置されていないと判断する機能を有するようにしたものである。
【００１６】
(10) 本発明の第１０の態様は、上述した第９の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信システムにおいて、
データ送信手段が、１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間ごとに、それぞれ参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、
データ受信手段が、個々の期間ごとに、参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うようにしたものである。
【００１７】
(11) 本発明の第１１の態様は、上述した第９の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信システムにおいて、
データ送信手段が、１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間のうち、第１の期間には、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、第２〜第Ｎの期間には、位置指標配置用区間βのみを設け、
データ受信手段が、第１の期間に設けられた位置指標配置用区間βにおける振幅レベルと、各期間に設けられた参照指標配置用区間αにおける振幅レベルとの比較を行うようにしたものである。
【００１８】
(12) 本発明の第１２の態様は、上述した第９の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信システムにおいて、
データ送信手段が、１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間のうち、位置指標を配置すべき期間についてのみ、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、参照指標と位置指標とを配置するようにし、
データ受信手段が、同一期間内の参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うようにしたものである。
【００１９】
(13) 本発明の第１３の態様は、上述した第９〜１２の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信システムにおいて、
データ受信手段が、低電圧範囲内の入力に対しては高電圧レベルの出力を与え、中電圧範囲内の入力に対しては中電圧レベルの出力を与え、高電圧範囲内の入力に対しては低電圧レベルの出力を与える機能をもった３値インバータを含む３値コンパレータ回路により、振幅レベルの比較処理を行うようにしたものである。
【００２０】
(14) 本発明の第１４の態様は、上述した第９〜１２の態様に係る電力供給を伴うＡＭ通信システムにおいて、
データ受信手段が、低電圧範囲内の入力に対しては低電圧レベルの出力を与え、中電圧範囲内の入力に対しては中電圧レベルの出力を与え、高電圧範囲内の入力に対しては高電圧レベルの出力を与える機能をもった３値バッファを含む３値コンパレータ回路により、振幅レベルの比較処理を行うようにしたものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る電力供給を伴うＡＭ通信方法および通信システムによれば、送信波の振幅レベルを、高レベル、中レベル、低レベルの３通りに設定した３値通信を行うようにしたため、電力を効率的に伝達しつつ、かつ、情報の伝送効率を向上させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。
【００２３】
＜＜＜ §１．従来の一般的なパルス位置変調式のＡＭ通信方法 ＞＞＞
既に述べたとおり、非接触通信機能をもったＩＣデバイス（ＩＣカードやＩＣタグなど）とリーダライタ装置との間での通信方式としては、ＩＳＯ／ＩＥＣ１５６９３などの規格が定められており、通常は、パルス位置変調式のＡＭ通信が行われている。これは、図１のブロック図に示すとおり、リーダライタ装置１００と非接触型ＩＣデバイス２００との間では、双方向通信を行うとともに、リーダライタ装置１００から非接触型ＩＣデバイス２００に対して、電力供給を行う必要があるからである。
【００２４】
具体的には、リーダライタ装置１００側で発生させた電磁波を非接触型ＩＣデバイス２００側で受け、非接触型ＩＣデバイス２００側では、この電磁波に含まれているエネルギーを電力として利用するとともに、この電磁波にＡＭ変調信号として含まれている情報を、リーダライタ装置１００から送信されてきたデータとして認識する処理が行われる。一方、非接触型ＩＣデバイス２００からリーダライタ装置１００への送信データは、非接触型ＩＣデバイス２００側の受信回路の抵抗値や容量値を変化させて、リーダライタ装置１００側から送信されてくる電磁波に負荷変調を施すことにより行われる。
【００２５】
通常、ＡＭ通信方式によりデジタルデータを送信する場合、送信対象となる２値信号に基づいて、搬送波の振幅をそのまま変調する符号化方法がとられる。図２は、このような一般的なＡＭ通信方式によるデジタルデータの変調方法の一例を示す波形図である。図２(a) は、送信対象となるデジタルデータに対応する２値信号を示し、図２(b) は、ＡＭ変調波を示している。図示の例では、２値信号における「０」は高レベル、「１」は低レベルの信号を示しており、ＡＭ変調波では、２値信号の「０」に対応する部分は高レベルの振幅、「１」に対応する部分は低レベルの振幅を対応させることにより、もとの２値信号のビットを表現している。
【００２６】
しかしながら、電力供給を伴うＡＭ通信を行う場合、図２に示すような一般的な符号化方法は好ましくない。なぜなら、２値信号のデータ「１」に対応するビットは、ＡＭ変調波上、低レベルの振幅として表現されるので、「１」に対応するデータが多ければ多いほど、電力の伝送効率が低下してしまうからである。実際、データ「１」が連続するようなデジタルデータを、この通常の符号化方法で送信すると、非接触型ＩＣデバイス２００側では、電力供給不足が生じるおそれがある。
【００２７】
そこで、ＩＳＯ／ＩＥＣ１５６９３などの規格で定められているＡＭ通信では、パルスを配置する位置によって情報を示すパルス位置変調方式という符号化方法が採られる。この符号化方法では、１単位のデータを送信するために割り当てられた１通信周期φが複数Ｎ個の期間に分割され、このＮ個の期間のうちのいずれか１期間に、振幅レベルが標準より小さなパルスが配置される。たとえば、Ｎ＝４に設定した場合、図３に示されているように、１通信周期φが４個の期間Ｔ１〜Ｔ４に分割され、この４個の期間のうちのいずれか１期間にデータ「１」を示すパルス（低レベルの振幅パルス）が配置され、残りの３つの期間にはデータ「０」（高レベルの振幅を維持）が配置される。
【００２８】
図４は、Ｎ＝４に設定したパルス位置変調方式において、位置変調信号上のデータと、本来の送受信データとの関係を示す表である。位置変調信号は、４個の期間Ｔ１〜Ｔ４のうちの、いずれか１期間にデータ「１」を示すパルスを配置してなる信号である。データ「１」を示すパルスは、期間Ｔ１〜Ｔ４のいずれかに配置されるので、全部で４通りの情報を示すことができ、２ビットの情報表現が可能になる。図示の例では、期間Ｔ１にデータ「１」を示すパルスを配置した場合は送受信データ「００」を表現し、期間Ｔ２にデータ「１」を示すパルスを配置した場合は送受信データ「０１」を表現し、期間Ｔ３にデータ「１」を示すパルスを配置した場合は送受信データ「１０」を表現し、期間Ｔ４にデータ「１」を示すパルスを配置した場合は送受信データ「１１」を表現している。
【００２９】
図５は、実際の位置変調信号の波形と送受信データとの関係を示す図である。図５(a) 〜(d) のいずれにおいても、データ「１」を表現する期間のみが、低レベルのパルスを形成し、データ「０」を表現する期間は高レベルを維持している。したがって、この位置変調信号に対応するＡＭ変調波では、４つの期間のうち、１期間だけ振幅が低レベルになるが、残りの３期間では振幅が高レベルを維持するため、十分な電力を安定して供給することができる。一方、このような位置変調信号を受信した側では、各期間Ｔ１〜Ｔ４のそれぞれに対応する所定のタイミングｔ１〜ｔ４（図示の例では、各期間の中心時点）で、信号レベルをサンプリングし、表現されているデータが「０」であるか「１」であるかを判定し、図４の表に基づいて、２ビットの送受信データ「００」，「０１」，「１０」あるいは「１１」を認識することになる。
【００３０】
結局、位置変調信号上においてデータ「１」を示す低レベルのパルスは、４つの期間Ｔ１〜Ｔ４のうちのいずれか１つの位置を示す位置指標として利用され、この位置指標がどの期間に配置されているかによって、送信対象となるデータの情報が表現されることになる。このような符号化方法は、電力を効率的に伝達できる特徴を有しており、電力供給を伴うＡＭ通信を行う際に便利である。
【００３１】
しかしながら、この符号化方法には、情報の伝送効率が低いという問題がある。たとえば、図２に示す一般的なＡＭ通信の場合、４期間からなる１通信周期φの間に４ビットの情報を伝送することができるのに対し、図５に示す位置変調式のＡＭ通信の場合、同じ１通信周期φの間に２ビットの情報しか伝送することができない。もちろん、１通信周期φをより長く設定し、分割数Ｎを増やせば、更に多くの情報を送信することができるが、単位時間あたりの情報伝送効率の改善にはならない。本発明は、このような問題を解決するための新規な符号化方法を提案するものであり、電力供給を伴うＡＭ通信を行う際に、電力を効率的に伝達しつつ、情報の伝送効率を向上させることを可能にする。
【００３２】
＜＜＜ §２．本発明に係るＡＭ通信方法 ＞＞＞
本発明に係るＡＭ通信方法の特徴は、§１で述べた従来のパルス位置変調方式の通信方法に、多値論理通信の手法を組み込むことにある。すなわち、従来のパルス位置変調方式では、図５に示すように、「０」もしくは「１」の２値論理により位置変調信号を構成しているが、本発明では、「０」，「１」，「２」の３値論理により位置変調信号を構成することになる。具体的には、図６に示すように、高レベル「０」、中レベル「１」、低レベル「２」の３通りのレベルをもった位置変調信号を用意し、これをＡＭ変調することにより、３段階の振幅レベルをもった送信波を伝送するのである。
【００３３】
もちろん、本発明に係るＡＭ通信方法は、一方の装置から他方の装置に情報伝達を行うために、あくまでもパルス位置変調方式をとるので、「１単位のデータを送信するために割り当てられた１通信周期φを複数Ｎ個の期間に分割し、このＮ個の期間のうちのいずれか１期間に、振幅レベルが標準より小さな位置指標を配置し、この位置指標の配置位置によって、送信対象となるデータの情報を表現する」という点では、§１で述べた従来の通信方式と変わりない。しかしながら、§１で述べたパルス位置変調方式では、図５に示す例のように、論理「１」で示される位置指標を「谷状パルス」によって構成し、この「谷状パルス」がどの位置に配置されているかによって、データの情報を表現しているのに対し、本発明では、２通りの位置指標を用い、位置指標の配置位置だけでなく、どちらの位置指標を用いたか、という情報により、送信対象となるデータを表現することになる。
【００３４】
具体的には、図６に示す３つのレベルについて、高レベル「０」を標準レベル（位置指標が配置されていないことを示す振幅レベル）とし、中レベル「１」を第１の位置指標を示す振幅レベルとし、低レベル「２」を第２の位置指標を示す振幅レベルとするのである。別言すれば、第１の位置指標は「浅い谷状パルス」で構成され、第２の位置指標は「深い谷状パルス」で構成されることになり、「谷状パルス」の配置位置という情報に加えて、「谷状パルス」が浅いか深いかという情報によって、送信データが表現されることになる。
【００３５】
図７は、１通信周期φを４分割した場合の本発明に係るパルス位置変調方式の原理を示す図である。図３に示す原理図と同様に、１通信周期φが４個の期間Ｔ１〜Ｔ４に分割され、この４個の期間のうちのいずれか１期間に、位置指標が配置される。ただし、位置指標としては、データ「１」を示すパルス（中レベルの振幅パルス）とデータ「２」を示すパルス（低レベルの振幅パルス）との２種類が選択的に用いられる。残りの３つの期間にはデータ「０」（高レベルの振幅を維持）が配置される。
【００３６】
図８は、Ｎ＝４に設定した本発明に係るパルス位置変調方式において、位置変調信号上のデータと、本来の送受信データとの関係を示す表である。位置変調信号は、４個の期間Ｔ１〜Ｔ４のうちの、いずれか１期間にデータ「１」または「２」を示すパルスからなる位置指標を配置してなる信号である。位置指標は、期間Ｔ１〜Ｔ４のいずれかに配置されるので、全部で４通りの情報を示すことができ、２ビットの情報表現が可能になる。一方、位置指標としては、データ「１」および「２」の２種類のパルスが用意されているので、位置指標の区別により、更に１ビットの情報表現が可能になる。結局、図８の表に示すように、この方式を用いると、４個の期間Ｔ１〜Ｔ４から構成される１通信周期φの間に、３ビットのデータ（「０００」〜「１１１」までの８通りのデータ）を伝送することが可能になる。
【００３７】
図９(a) 〜(h) は、本発明に係るパルス位置変調方式において、実際の位置変調信号の波形と送受信データとの関係を示す図である。データ「１」を表現する期間は中レベルのパルス（浅い谷状パルス）、データ「２」を表現する期間は低レベルのパルス（深い谷状パルス）を形成し、データ「０」を表現する期間は高レベルを維持している。したがって、この位置変調信号に対応するＡＭ変調波では、４つの期間のうち、１期間だけ振幅が中レベルもしくは低レベルになるが、残りの３期間では振幅が高レベルを維持するため、十分な電力を安定して供給することができる。一方、このような位置変調信号を受信した側では、各期間Ｔ１〜Ｔ４のそれぞれに対応する所定のタイミングｔ１〜ｔ４（図示の例では、各期間の中心時点）で、信号レベルをサンプリングし、表現されているデータが「０」，「１」，「２」のいずれであるかを判定し、図８の表に基づいて、３ビットの送受信データ「０００」〜「１１１」を認識することになる。
【００３８】
このように、本発明では、送信波の振幅レベルを、高レベル、中レベル、低レベルの３通りに設定し、標準となる振幅レベルを高レベルとし、位置指標の振幅レベルを中レベルもしくは低レベルのいずれかとしたため、位置指標の配置位置に加えて、当該位置指標が中レベルか低レベルかにより、送信対象となるデータの情報を表現することが可能になるため、情報の伝送効率を向上させることができる。
【００３９】
実際、図５に示す従来の位置変調信号では、１通信周期φの間に２ビットのデータしか伝送できなかったのに対し、図９に示す本発明の位置変調信号では、同じ１通信周期φの間に３ビットのデータを伝送することができるようになっており、伝送効率は５０％も向上している。しかも、本発明に係るＡＭ通信方法は、あくまでもパルス位置変調方式をとっているので、十分な電力を安定して供給することが可能である。
【００４０】
一般に、１通信周期φの分割数Ｎを、Ｎ＝２ｍに設定した場合、本発明によれば、位置指標の配置位置に基づいてｍビットの情報を表現することができ、位置指標が低レベルか中レベルかにより１ビットの情報を表現することができるので、１通信周期φの間に、（ｍ＋１）ビットからなる１単位のデータを送信することが可能になる。図９に示す例は、ｍ＝２とした場合であり、１通信周期φの間に、（ｍ＋１）＝３ビットからなるデータを送信することができる。
【００４１】
なお、実際には、図９に示す１通信周期φを次々と繰り返すことにより、３ビットからなるデータを１単位データとして、多数の単位データを連続して伝送することになる。したがって、送信開始時には、通信周期φの同期をとるための同期信号を送信し、サンプリングタイミングｔ１〜ｔ４の正しい時期を決定する処理が必要になる。このような同期処理は、従来の一般的なパルス位置変調方式のＡＭ通信方法と同様であるので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００４２】
＜＜＜ §３．位置指標とともに参照指標を送信する方法 ＞＞＞
本発明に係るＡＭ通信方法の特徴は、従来のパルス位置変調方式では、「０」もしくは「１」の２値論理により位置変調信号を構成していたのに対し、本発明では、「０」，「１」，「２」の３値論理により位置変調信号を構成する点にある。このように、２値論理の代わりに多値論理を用いると、単位時間あたりの伝送情報量を増加させることができるが、伝達情報の信頼性は低下せざるを得ない。
【００４３】
たとえば、図５に示す２値論理からなる位置変調信号の場合、受信側では、「０」か「１」か（振幅が高レベルか低レベルか）を判断すれば足りるが、図９に示す３値論理からなる位置変調信号の場合、受信側では、「０」か「１」か「２」か（振幅が高レベルか中レベルか低レベルか）を判断する必要がある。このように振幅レベルの判断基準が多岐にわたると、無線によるＡＭ通信を行う場合、伝達情報の信頼性は低下してしまう。これは、ＡＭ受信波のゲインが必ずしも安定していないためである。たとえば、通信中に、リーダライタ装置１００と非接触型ＩＣデバイス２００との間の距離が小さくなれば、受信波のゲインは大きくなり、距離が大きくなれば、受信波のゲインは小さくなる。また、通信路に干渉波がノイズ成分として混入しても、受信波のゲインに影響が及ぶ。このため、従来の２値論理を用いた通信に比べて、本発明の３値論理を用いた通信は、予期せざる現象による振幅変動の影響を受け、振幅レベルの判断に誤まりが生じやすい。
【００４４】
そこで、本発明を実施する上では、位置指標とは別に、参照指標を用いるようにするのが好ましい。ここで、位置指標は、既に述べたとおり、１通信周期φを複数Ｎ個の期間に分割したときに、このＮ個の期間のうちのいずれか１つの位置を示すための指標であり、本発明の場合§２で述べたとおり、中レベル「１」もしくは低レベル「２」のいずれかの振幅レベルをもったパルスによって構成されている。一方、参照指標は、振幅レベルが中レベル「１」であるパルスによって構成されており、受信側の装置に対して、中レベル「１」の振幅を示す参照値を与える機能を有する。
【００４５】
このような参照指標を用いるようにすれば、受信側の装置では、この参照指標によって示されている振幅レベルを基準として、これよりも十分に大きな振幅レベルを高レベル「０」、ほぼ同じ振幅レベルを中レベル「１」、これよりも十分に小さな振幅レベルを低レベル「２」と判断することができる。このような判断は、相対的な判断であるため、受信波のゲイン全体が増減したとしても、その影響を受けることはない。
【００４６】
参照指標を用いる場合には、予め、１通信周期φ内に、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとをそれぞれ定めておけばよい。そして送信時には、参照指標配置用区間αに参照指標を配置し、位置指標配置用区間βのうちの送信対象となるデータに応じた所定箇所に位置指標を配置するようにすればよい。一方、受信時には、参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルと、を比較し、両振幅レベルの差が所定の許容範囲内であった場合には、位置指標配置用区間βに中レベル「１」の位置指標が配置されているものと判断し、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも許容範囲を越えるほど小さかった場合には、位置指標配置用区間βに低レベル「２」の位置指標が配置されているものと判断し、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも許容範囲を越えるほど大きかった場合には、位置指標配置用区間βには位置指標が配置されていない（高レベル「０」）と判断すればよい。
【００４７】
参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとは、互いに同じ位置を占めることはできないが、それぞれの機能を果たすことができる位置であれば、どのような位置に配置してもかまわない。まず、位置指標配置用区間βは、必要に応じて位置指標を配置するための位置を示すものであるから、１通信周期φをＮ個の期間に分割した場合、Ｎ個の期間のそれぞれに設けておく必要がある。一方、参照指標配置用区間αは、必要に応じて振幅レベルを参照するのに便利な位置に設けておけば足りるが、実用上は、受信波のゲイン変動に十分に対応できるように、１通信周期φ内の最低１箇所に設けておくようにするのが好ましい。以下、図９に示す実施形態に、参照指標を付加した３通りの実施例を述べる。
【００４８】
図１０(a) 〜(h) は、第１の実施例を示す波形図である。この実施例では、１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間ごとに（図示の例では４個の期間Ｔ１〜Ｔ４ごとに）、それぞれ参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、受信側において、個々の期間ごとに、参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うことができるようにしたものである。
【００４９】
すなわち、図示のとおり、個々の期間Ｔ１〜Ｔ４は、それぞれ一点鎖線により前半期間と後半期間とに区分けされており、前半期間に参照指標配置用区間αが設定され、後半期間に位置指標配置用区間βが設定されている。そして、すべての参照指標配置用区間αに、参照指標が配置されている。別言すれば、すべての参照指標配置用区間αには、中レベル「１」を示す「浅い谷状パルス」が配置されている。図では、この参照指標についての論理値「１」を○で囲うことにより、参照指標であることを示している。
【００５０】
一方、位置指標配置用区間βには、必要に応じて位置指標が配置されている。位置指標は、４つの期間Ｔ１〜Ｔ４のうちのどれか１期間にだけ配置されるべきものであるから、いずれか１つの期間の位置指標配置用区間βに、位置指標を示す「谷状パルス」が配置されており、残りの３つの期間の位置指標配置用区間βには、位置指標は配置されていない。たとえば、図１０(a) では、期間Ｔ１内の位置指標配置用区間βにのみ、位置指標（中レベル「１」）が配置されており、期間Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４内の位置指標配置用区間βは、高レベル「０」を維持している。また、図１０(b) では、期間Ｔ２内の位置指標配置用区間βにのみ、位置指標（中レベル「１」）が配置されており、期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ４内の位置指標配置用区間βは、高レベル「０」を維持している。一方、図１０(e) では、期間Ｔ１内の位置指標配置用区間βにのみ、位置指標（低レベル「２」）が配置されており、期間Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４内の位置指標配置用区間βは、高レベル「０」を維持している。
【００５１】
このように、位置指標は、中レベル「１」を示す「浅い谷状パルス」か、低レベル「２」を示す「深い谷状パルス」かのいずれかであるが、参照指標は、常に中レベル「１」を示す「浅い谷状パルス」であるため、図１０(a) 〜(d) に示すように、中レベル「１」を示す位置指標が配置されている場合、参照指標と位置指標とが連続した「浅い谷状パルス」を形成することになるが、図１０(e) 〜(h) に示すように、低レベル「２」を示す位置指標が配置されている場合、参照指標と位置指標とは「浅い谷に深い谷が隣接したステップ状のパルス」を形成することになる。
【００５２】
この第１の実施例に係る位置変調信号を受信した場合、図１０の下段に示すように、各期間Ｔ１〜Ｔ４の参照指標配置用区間αおよび位置指標配置用区間βのそれぞれに対応する所定のタイミングｔ１〜ｔ８（図示の例では、αおよびβと記した各区間の中心時点）で、信号レベルをサンプリングし、個々の期間Ｔ１〜Ｔ４のそれぞれについて、前述したとおり、区間αの振幅レベルと区間βの振幅レベルとの比較を行えばよい。すなわち、期間Ｔ１についてはタイミングｔ１，ｔ２においてサンプリングした振幅レベルが比較され、期間Ｔ２についてはタイミングｔ３，ｔ４においてサンプリングした振幅レベルが比較され、期間Ｔ３についてはタイミングｔ５，ｔ６においてサンプリングした振幅レベルが比較され、期間Ｔ４についてはタイミングｔ７，ｔ８においてサンプリングした振幅レベルが比較される。
【００５３】
たとえば、図１０(a) の期間Ｔ１のように、両振幅レベルの差が同一（所定の許容範囲）であった場合には、位置指標配置用区間βに中レベル「１」の位置指標が配置されているものと判断すればよい。また、図１０(e) の期間Ｔ１のように、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも（所定の許容範囲を越えるほど）小さかった場合には、位置指標配置用区間βに低レベル「２」の位置指標が配置されているものと判断すればよい。そして、図１０(a) の期間Ｔ２〜Ｔ４のように、位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも（許容範囲を越えるほど）大きかった場合には、位置指標配置用区間βには位置指標が配置されていない（高レベル「０」）と判断すればよい。こうして、最終的には、図８の表に基づいて、３ビットの送受信データ「０００」〜「１１１」を認識することができる。
【００５４】
この図１０に示す実施例では、個々の期間ごとに、それぞれ参照指標が配置されているので、受信波のゲイン変動が急激に生じた場合でも十分に対処できる。しかしながら、参照指標を多く配置すればするほど、電力の伝送効率が低下することは否めない。電力の伝送効率をできるだけ高める上では、参照指標配置用区間αの区間幅を、位置指標配置用区間βの区間幅に比べて、できるだけ小さく設定するのが好ましい。
【００５５】
図１１(a) 〜(h) は、第２の実施例を示す波形図である。この実施例では、１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間のうち（図示の例では４個の期間Ｔ１〜Ｔ４のうち）、第１の期間Ｔ１には、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、第２〜第Ｎの期間（図示の例では、第２の期間Ｔ２，第３の期間Ｔ３，第４の期間Ｔ４）には、位置指標配置用区間βのみを設け、受信側において、第１の期間Ｔ１に設けられた参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと、各期間に設けられた位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うことができるようにしたものである。
【００５６】
図示のとおり、第１の期間Ｔ１は、一点鎖線により前半期間と後半期間とに区分けされており、前半期間に参照指標配置用区間αが設定され、後半期間に位置指標配置用区間βが設定されている。やはり、すべての参照指標配置用区間αには、中レベル「１」を示す「浅い谷状パルス」が配置されている。この図でも、参照指標についての論理値「１」を○で囲って示している。一方、第２の期間Ｔ２，第３の期間Ｔ３，第４の期間Ｔ４は、それぞれ期間全体が位置指標配置用区間βとなっており、参照指標配置用区間αは設定されていない。
【００５７】
この第２の実施例に係る位置変調信号を受信した場合、図１１の下段に示すように、第１の期間Ｔ１の参照指標配置用区間αおよび位置指標配置用区間βのそれぞれに対応する所定のタイミングｔ１，ｔ２と、第２の期間Ｔ２，第３の期間Ｔ３，第４の期間Ｔ４の位置指標配置用区間βにそれぞれ対応する所定のタイミングｔ３，ｔ４，ｔ５において、信号レベルをサンプリングし、個々の期間Ｔ１〜Ｔ４のそれぞれについて、前述したとおり、区間αの振幅レベルと区間βの振幅レベルとの比較を行えばよい。すなわち、まず、タイミングｔ１において、参照指標のサンプル値が取り込まれて一時記憶され、続いて、この一時記憶されたサンプル値に対して、タイミングｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５において取り込まれたサンプル値が比較される。
【００５８】
この図１１に示す実施例では、１通信周期φの最初に参照指標が配置されており、この参照指標の振幅レベルが、当該通信周期φ内の判定に共通して利用されることになる。したがって、１通信周期φ内に生じた急激なゲイン変動には対処することができないが、電力の伝送効率という点では、図１０に示す実施例に比べて優れている。
【００５９】
図１２(a) 〜(h) は、第３の実施例を示す波形図である。この実施例では、１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間のうち（図示の例では４個の期間Ｔ１〜Ｔ４のうち）、位置指標を配置すべき期間についてのみ、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、参照指標と位置指標とを配置するようにし、受信側において、同一期間内の参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うことができるようにしたものである。
【００６０】
たとえば、図１２(a) では、送受信データ「０００」を表現するために、第１の期間Ｔ１内に位置指標を配置する必要がある。そこで、この第１の期間Ｔ１を、一点鎖線により前半期間と後半期間とに区分けし、前半期間に参照指標配置用区間αを設定し、後半期間に位置指標配置用区間βを設定している。そして、参照指標配置用区間αには、中レベル「１」を示す「浅い谷状パルス」を配置し、位置指標配置用区間βには、やはり中レベル「１」を示す「浅い谷状パルス」を配置している。なお、この図でも、参照指標についての論理値「１」を○で囲って示している。この図１２(a) に示す位置変調信号では、第２の期間Ｔ２，第３の期間Ｔ３，第４の期間Ｔ４には、参照指標配置用区間αも位置指標配置用区間βも設定されていない。
【００６１】
この第３の実施例に係る位置変調信号を受信した場合、これまで述べた実施例とは異なり、サンプリングを行う前の準備処理が必要になる。それは、４つの期間Ｔ１〜Ｔ４のうち、どの期間に参照指標配置用区間αおよび位置指標配置用区間βが設定されているかを確認する処理である。この第３の実施例の場合、「谷状パルス」は、４つの期間Ｔ１〜Ｔ４のうちのいずれか１つの期間のみに配置されている。そこで、まず、各期間ごとに予備的なサンプリングを行い、４つの期間Ｔ１〜Ｔ４のうち、どの期間に「谷状パルス」が含まれているかを確認する準備処理を行う。この準備処理では、「谷状パルス」の有無を検出すれば足り、「谷状パルス」が浅いか深いかまでを確認する必要はない。したがって、振幅レベルが高レベルか否かを確認することができれば足りる。
【００６２】
そして、「谷状パルス」の存在が確認された場合にだけ、当該期間について、正式なサンプリング処理を行えばよい。たとえば、図１２(a) ，(e) に示すような位置変調信号の場合、期間Ｔ１において「谷状パルス」の存在が確認されるので、この期間Ｔ１について正式なサンプリング処理が行われる。すなわち、図示のタイミングｔ１，ｔ２において、サンプリング処理が行われ、両サンプリング処理で得られた振幅レベルの比較が行われることになる。後続する期間Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４では、「谷状パルス」の存在は確認されないので、サンプリング処理を行う必要はない。
【００６３】
同様に、図１２(b) ，(f) に示すような位置変調信号の場合、期間Ｔ２のタイミングｔ３，ｔ４において、サンプリング処理が行われ、図１２(c) ，(g) に示すような位置変調信号の場合、期間Ｔ３のタイミングｔ５，ｔ６において、サンプリング処理が行われ、図１２(d) ，(h) に示すような位置変調信号の場合、期間Ｔ４のタイミングｔ７，ｔ８において、サンプリング処理が行われる。
【００６４】
この図１２に示す実施例では、位置指標は同一期間内に配置された参照指標と比較されるので、１通信周期φ内に生じた急激なゲイン変動にも十分対処することができる。しかも、参照指標は位置指標が配置された期間についてのみ配置されるので、電力の伝送効率という点においても、図１０に示す実施例に比べて優れている。特に、中レベルおよび低レベルの振幅レベルと、高レベルの振幅レベルとの差を十分に確保しておくようにすれば、上述した準備処理において、「谷状パルス」の存在を十分な精度で確認することができる。また、中レベルと低レベルとの相違は、正式なサンプリング処理において、参照指標との比較を行うことにより、十分な精度で区別が可能である。
【００６５】
以上、参照指標の配置態様を３通りの実施例について述べたが、もちろん、参照指標を配置する態様はこれらの実施例に限定されるものではない。たとえば、Ｋ通信周期（Ｋ≧２）ごとに１つの参照指標を配置し、これをＫ通信周期内の位置指標の判定に共通して利用するようなことも可能である。
【００６６】
＜＜＜ §４．本発明に係るＡＭ通信システム ＞＞＞
続いて、ここでは、本発明に係るＡＭ通信システムを述べる。図１３は、本発明の一実施形態に係るＡＭ通信システムの基本構成を示すブロック図である。図示の例は、リーダライタ装置１００と非接触型ＩＣデバイス２００とによって構成されるＡＭ通信システムであり、リーダライタ装置１００側から非接触型ＩＣデバイス２００側に対して無線による電力供給が行われ、非接触型ＩＣデバイス２００は、この供給電力に基づいて動作する。
【００６７】
リーダライタ装置１００には、メモリ１１０，制御部１２０，２値／３値変換部１３０，信号変調部１４０，送受信部１５０，検波増幅部１６０，３値／２値変換部１７０なる各構成要素が組み込まれている。これらと同様の構成要素が、非接触型ＩＣデバイス２００側にも組み込まれている。すなわち、非接触型ＩＣデバイス２００には、メモリ２１０，制御部２２０，２値／３値変換部２３０，信号変調部２４０，送受信部２５０，検波増幅部２６０，３値／２値変換部２７０なる各構成要素が組み込まれている。更に、非接触型ＩＣデバイス２００には、電力供給のための構成要素として、整流回路２８０および電源回路２９０が組み込まれている。
【００６８】
リーダライタ装置１００側から非接触型ＩＣデバイス２００側へのデータ送信および電力供給は、次のようにして行われる。まず、送信対象となるデータが、メモリ１１０から制御部１２０へと読み出され、送信信号として２値／３値変換部１３０へ与えられる。このメモリ１１０から読み出された段階の送信信号は、２値論理データであり、「０」または「１」を示すビットの集合である。２値／３値変換部１３０は、この２値論理データを３値論理データに変換する処理を行い、位置変調信号として出力する処理を行う。たとえば、前述した実施形態の場合、メモリ１１０から読み出された２値論理データは、３ビットずつ分けられ、図８に示す表に基づいて、位置変調信号上のデータに変換される。また、必要に応じて、§３で述べた参照指標が付加され、位置変調信号が生成される。こうして、生成された位置変調信号は、信号変調部１４０へと与えられ、搬送波に乗せることにより、送信波として送受信部１５０へと与えられる。送受信部１５０は、アンテナを介して、送信波を電磁波として外部へ放出する。
【００６９】
こうしてリーダライタ装置１００側の送受信部１５０から放出された電磁波は、非接触型ＩＣデバイス２００側の送受信部２５０により、受信波として受信される。この受信波の電磁エネルギーにより生じた交流電流は、整流回路２８０により整流された後、電源回路２９０に与えられる。電源回路２９０は、こうして与えられた電力に基づいて、非接触型ＩＣデバイス２００に対する電源供給を行うことになる。
【００７０】
一方、送受信部２５０で受信された受信波は、検波増幅部２６０において検波および増幅され、元の位置変調信号に戻される。この位置変調信号は、まだ、３値論理データの状態である。３値／２値変換部２７０は、この位置変換信号を所定タイミングでサンプリングして振幅レベルを検出し、たとえば、図８に示す表に基づいて、これを２値論理データからなる受信信号に変換する。前述した実施形態の場合、１通信周期φに相当する位置変換信号が、３ビットの受信信号に変換されることになる。こうして得られた受信信号は、順次、制御部２２０に与えられ、メモリ２１０に対して受信データとして書き込まれる。
【００７１】
逆に、非接触型ＩＣデバイス２００側からリーダライタ装置１００側へのデータ送信処理は、次のようにして行われる。まず、送信対象となるデータが、メモリ２１０から制御部２２０へと読み出され、送信信号として２値／３値変換部２３０へ与えられる。続いて、２値／３値変換部２３０において、２値論理データを３値論理データに変換する処理が行われ、位置変調信号が生成される。こうして、生成された位置変調信号は、信号変調部２４０へと与えられ、ＡＭ変調が行われる。送受信部２５０は、このＡＭ変調された送信波をリーダライタ装置１００側へと伝達するわけであるが、自発的に電磁波を放出するわけではなく、送受信部１５０から放出された電磁波を受信する機能をもった送受信部２５０の回路に対して、負荷変調をかけることにより、送受信部１５０から放出される電磁波の振幅に変動を生じさせるという方法で、リーダライタ装置１００側への信号伝達を行う。
【００７２】
このような非接触型ＩＣデバイス２００側の負荷変調による振幅変動は、リーダライタ装置１００側の送受信部１５０において受信波として受信された後、検波増幅部１６０において検波および増幅され、元の位置変調信号に戻される。この位置変調信号は、３値／２値変換部１７０により、２値論理データからなる受信信号に変換されて、制御部１２０に与えられ、メモリ１１０に対して受信データとして書き込まれる。
【００７３】
なお、制御部１２０は、メモリ１１０に対して制御信号を与え、メモリ１１０に対するデータの読み出しおよび書き込み処理を制御するとともに、送受信部１５０に対して制御信号を与え、送受信の処理を制御する。同様に、制御部２２０は、メモリ２１０に対して制御信号を与え、メモリ２１０に対するデータの読み出しおよび書き込み処理を制御するとともに、送受信部２５０に対して制御信号を与え、送受信の処理を制御する。
【００７４】
結局、リーダライタ装置１００内の２値／３値変換部１３０，信号変調部１４０，送受信部１５０と、非接触型ＩＣデバイス２００内の２値／３値変換部２３０，信号変調部２４０，送受信部２５０とは、それぞれデータ送信手段として機能し、リーダライタ装置１００内の送受信部１５０，検波増幅部１６０，３値／２値変換部１７０と、非接触型ＩＣデバイス２００内の送受信部２５０，検波増幅部２６０，３値／２値変換部２７０とは、それぞれデータ受信手段として機能することになる。
【００７５】
ここで、データ送信手段は、１単位のデータを送信するために割り当てられた１通信周期φを複数Ｎ個の期間に分割し、このＮ個の期間のうちのいずれか１期間に、振幅レベルが標準より小さな位置指標を配置し、この位置指標の配置位置によって、送信対象となるデータの情報を表現して送信する機能をもった手段ということができる。ここで、このデータ送信手段は、送信波の振幅レベルを、高レベル、中レベル、低レベルの３通りに設定し、標準となる振幅レベルを高レベルとし、位置指標の振幅レベルを中レベルもしくは低レベルのいずれかとし、位置指標の配置位置に加えて、位置指標が中レベルか低レベルかにより、送信対象となるデータの情報を表現する処理を行う。
【００７６】
より具体的には、このデータ送信手段は、Ｎ＝２ｍに設定することにより、１通信周期φを２ｍ個の期間に分割し、送信対象となるビット情報の連続からなる２値データを、（ｍ＋１）ビットからなる１単位のデータに分け、この１単位のデータのうちのｍビットの情報を、２ｍ個の期間についての位置指標の配置位置によって表現し、残りの１ビットの情報を、位置指標が低レベルか中レベルかによって表現することにより、２値データを３値データに変換し、これを送信する処理を行う。
【００７７】
一方、データ受信手段は、受信した信号の１通信周期φを構成するＮ個の期間内のいずれの期間に位置指標が配置されているかを判定し、この判定結果に基づいて、受信したデータの情報を認識する手段ということができる。ここで、このデータ受信手段は、受信波の振幅レベルが、高レベル、中レベル、低レベルの３通りのいずれであるかを判定する機能を有し、位置指標の配置位置に加えて、位置指標が中レベルか低レベルかにより、受信したデータの情報を認識する処理を行う。
【００７８】
より具体的には、このデータ受信手段は、受信した３値データについて、位置指標の配置位置に基づいてｍビットの情報を認識し、当該位置指標が低レベルか中レベルかに基づいて１ビットの情報を認識し、（ｍ＋１）ビットからなるデータを生成することにより、３値データを２値データに変換する処理を行う。
【００７９】
＜＜＜ §５ 本発明に適した３値コンパレータ回路 ＞＞＞
最後に、本発明に係るＡＭ通信システムのデータ受信手段に用いるのに適した３値コンパレータ回路の構成を述べておく。§３で述べたとおり、本発明を実施する上では、位置指標とは別に、参照指標を用いるようにするのが好ましい。ここで、位置指標は、前述したとおり、標準の振幅レベルである高レベル「０」に対して、中レベル「１」もしくは低レベル「２」のいずれかの振幅レベルをもったパルスによって構成されており、参照指標は、中レベル「１」の振幅レベルをもったパルスによって構成されている。そして、本発明に係るデータ受信手段では、参照指標配置用区間αに配置された参照指標の振幅レベルを、位置指標配置用区間βの振幅レベルと比較することにより、当該区間βに、位置指標が配置されているか否か、配置されているとしたら、中レベル「１」の位置指標であるのか、低レベル「２」の位置指標であるのか、を判定する必要がある。
【００８０】
図１４は、このような判定を行うために用いることができる３値コンパレータ回路の一例を示す回路図である。ここで、入力端子Ｖrefは、参照指標配置用区間αの電圧を入力するための端子であり、入力端子Ｖinは、位置指標配置用区間βの電圧を入力するための端子である。これらの各入力端子から与えられた電圧は、スイッチＳ１，Ｓ２を介して容量素子Ｃの一方の電極に加えられる。この容量素子Ｃの他方の電極は、３値インバータＩの入力端子Ｖｉに接続されており、この３値インバータＩの出力端子Ｖｏは、この３値コンパレータ回路自身の出力端子Ｖoutに接続されている。また、３値インバータＩの入力端子Ｖｉと出力端子Ｖｏは、スイッチＳ３を介して短絡できるようになっている。
【００８１】
３値インバータＩは、この３値コンパレータ回路における重要な役割を担っており、図１５の太線グラフに示すような入出力特性を有している。すなわち、低電圧範囲Ｗ（Ｌ）内の入力に対しては高電圧レベルＶ（Ｈ）の出力を与え、中電圧範囲Ｗ（Ｍ）内の入力に対しては中電圧レベルＶ（Ｍ）の出力を与え、高電圧範囲Ｗ（Ｈ）内の入力に対しては低電圧レベルＶ（Ｌ）の出力を与える機能をもっている。このような入出力特性をもった３値インバータＩを含む３値コンパレータ回路を利用すると、振幅レベルの比較処理を、図１６に示すようなプロセスで行うことができる。
【００８２】
まず、図１６(a) に示すように、この３値コンパレータ回路のスイッチＳ３のみをＯＮ状態にする。すると、３値インバータＩの入出力端子が短絡された状態になり、３値インバータＩの入力電圧Ｖｉと出力電圧Ｖｏは等しくなる。このときの電圧をＶmidとすると（Ｖｉ＝Ｖｏ＝Ｖmid）、図１６(a) に示す点Ｑの電圧はＶmidになる。図１５に示すとおり、電圧Ｖmidは、この入出力特性を示す太線グラフと、図に一点鎖線で示すＶｉ＝Ｖｏなるグラフとの交点として与えられる。
【００８３】
続いて、図１６(b) に示すように、スイッチＳ３をＯＮ状態に維持したまま、スイッチＳ１をＯＮ状態にし、入力端子Ｖrefに、参照指標配置用区間αの電圧、すなわち、参照指標の振幅レベルに相当する電圧（ここでは、端子名と同じ符号を用いてＶrefと記すことにする）を入力する。すると、図１６(b) に示す点Ｐの電圧はＶrefになる。このとき、点Ｑの電圧はＶmidに維持されているので、容量素子Ｃには、電圧Ｖrefと電圧Ｖmidとの差電圧に相当する電荷が蓄積される。これは、参照指標の振幅レベルを、容量素子Ｃに一時的に記憶させておくための処理である。
【００８４】
次に、図１６(c) に示すように、スイッチＳ１，Ｓ３をＯＦＦ状態にし、スイッチＳ２をＯＮ状態にする。そして、入力端子Ｖinに、位置指標配置用区間βの電圧（ここでは、端子名と同じ符号を用いてＶinと記すことにする）を入力する。すると、点Ｐの電圧はＶinになる。一方、点Ｑの電圧は、電圧Ｖrefと電圧Ｖinとの大小関係に応じて、それぞれ異なる値となる。
【００８５】
まず、Ｖin＜Ｖrefの場合は、図１６(b) に示す状態から図１６(c) に示す状態に遷移したことにより、点Ｐの電圧が降下したことになるので、容量素子Ｃを介して接続された点Ｑの電圧も下がることになる。すると、３値インバータＩの入力電圧Ｖｉが低電圧範囲Ｗ（Ｌ）内の値まで下がることになり、図１５の特性グラフに示されているとおり、３値インバータＩの出力電圧Ｖｏは、高電圧レベルＶ（Ｈ）を示すことになり、３値コンパレータ回路の出力電圧ＶoutはＶ（Ｈ）になる。これは、位置指標配置用区間βに、低レベル「２」の位置指標が配置されていた場合の動作に相当し、３値コンパレータ回路の出力電圧ＶoutがＶ（Ｈ）の場合、低レベル「２」の位置指標が検出されたことを示す。
【００８６】
次に、Ｖin＝Ｖrefの場合は、図１６(b) に示す状態から図１６(c) に示す状態に遷移しても、点Ｐの電圧に変化は生じなかったことになるので、容量素子Ｃを介して接続された点Ｑの電圧もそのまま維持される。すると、３値インバータＩの入力電圧Ｖｉも中電圧範囲Ｗ（Ｍ）のままなので、図１５の特性グラフに示されているとおり、３値インバータＩの出力電圧Ｖｏは、中電圧レベルＶ（Ｍ）を示すことになり、３値コンパレータ回路の出力電圧ＶoutはＶ（Ｍ）になる。これは、位置指標配置用区間βに、中レベル「１」の位置指標が配置されていた場合の動作に相当し、３値コンパレータ回路の出力電圧ＶoutがＶ（Ｍ）の場合、中レベル「１」の位置指標が検出されたことを示す。もっとも、図１５のグラフに示すとおり、中電圧範囲Ｗ（Ｍ）はある程度の幅を有しているため、完全にＶin＝Ｖrefでなくても、両者の相違が所定の許容範囲内であれば、やはり３値コンパレータ回路の出力電圧ＶoutはＶ（Ｍ）を示すことになる。
【００８７】
最後に、Ｖin＞Ｖrefの場合は、図１６(b) に示す状態から図１６(c) に示す状態に遷移したことにより、点Ｐの電圧が上昇したことになるので、容量素子Ｃを介して接続された点Ｑの電圧も上がることになる。すると、３値インバータＩの入力電圧Ｖｉが高電圧範囲Ｗ（Ｈ）内の値まで上がることになり、図１５の特性グラフに示されているとおり、３値インバータＩの出力電圧Ｖｏは、低電圧レベルＶ（Ｌ）を示すことになり、３値コンパレータ回路の出力電圧ＶoutはＶ（Ｌ）になる。これは、位置指標配置用区間βの振幅レベルが、高レベル「０」を示しており、位置指標が配置されていない場合の動作に相当し、３値コンパレータ回路の出力電圧ＶoutがＶ（Ｌ）の場合、位置指標が存在しないことを示す。
【００８８】
このように、図１４に示す３値コンパレータ回路を用いた比較を行えば、参照指標配置用区間αの電圧Ｖrefを基準として、位置指標配置用区間βの電圧が高いか、等しいか、低いか、という３通りの判断を行うことができ、各判断結果をそれぞれ所定の電圧値として出力することができる。なお、各スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３のＯＮ／ＯＦＦ操作は、参照指標配置用区間αおよび位置指標配置用区間βの時間軸上の配置に基づいて行う必要があり、たとえば、図１０〜図１２に示す各実施例では、それぞれ各スイッチの操作タイミングは異なったものになる。なお、この３値コンパレータ回路は、参照指標の振幅レベルの記憶が、１期間ごとに失なわれてしまうため、このままでは図１１に示す実施例には適用できない。この３値コンパレータ回路を図１１に示す実施例に適用する場合には、図１２に示す実施例と同様に、各期間ごとに予備的なサンプリングを行い、４つの期間Ｔ１〜Ｔ４のうち、どの期間に「谷状パルス」が含まれているかを確認する準備処理を行うようにし、「谷状パルス」の存在が確認された期間についてのみサンプリングが行われるように、各スイッチの操作タイミングを調整すればよい。
【００８９】
図１４の回路図では、３値インバータＩをブロック図として示したが、その具体的な回路構成例を図１７に示す。この図１７に示す３値インバータ回路は、８組のＦＥＴ１０〜８０と、２組のインバータ（通常の２値インバータ）９１，９２によって構成されている。この回路の特徴は、回路図中の各部に記載したとおり、個々の位置の電圧をＶ１〜Ｖ４としたときに、入力電圧Ｖｉと電圧Ｖ１〜Ｖ４との関係が、図１８(a) ，(b) に示すような関係になる点である。すなわち、ＦＥＴ１０，２０から構成されるインバータ回路と、ＦＥＴ３０，４０から構成されるインバータ回路とは、回路図上は同一の構成を有しているが、個々のＦＥＴの特性を若干変えることにより、図１８(a) に示すように、論理反転のしきい値電圧を若干ずらしている。なお、インバータ９１，９２は、全く同一の特性をもった素子であり、電圧Ｖ３は電圧Ｖ１を反転したものになり、電圧Ｖ４は電圧Ｖ２を反転したものになる。
【００９０】
もちろん、図１７に示す回路図は、３値インバータＩの一構成例を示すものであり、図１４に示す３値コンパレータ回路に利用する３値インバータＩは、図１５に示すような入出力特性をもったインバータであれば、どのような回路で構成してもかまわない。なお、この図１７に示す３値インバータ回路についての詳細は、特願２００３−３９３６５０号明細書に説明があるので、ここでは、これ以上の説明は省略する。
【００９１】
図１９は、３値インバータＩの代わりに、３値バッファＢを用いることにより、３値コンパレータ回路を構成した例を示す回路図である。この図１９に示す３値コンパレータ回路の動作は、図１４に示す３値コンパレータ回路の動作とほぼ同様である。ただ、３値バッファＢは、図２０の太線グラフに示すような入出力特性を有している。すなわち、低電圧範囲Ｗ（Ｌ）内の入力に対しては低電圧レベルＶ（Ｌ）の出力を与え、中電圧範囲Ｗ（Ｍ）内の入力に対しては中電圧レベルＶ（Ｍ）の出力を与え、高電圧範囲Ｗ（Ｈ）内の入力に対しては高電圧レベルＶ（Ｈ）の出力を与える機能をもっている。
【００９２】
したがって、この図１９に示す３値コンパレータ回路を用いた場合、出力電圧ＶoutがＶ（Ｌ）の場合、低レベル「２」の位置指標が検出されたことを示し、Ｖ（Ｍ）の場合、中レベル「１」の位置指標が検出されたことを示し、Ｖ（Ｈ）の場合、位置指標が存在しないことを示す。
【００９３】
図１９の回路図では、３値バッファＢをブロック図として示したが、その具体的な回路構成例を図２１に示す。この図２１に示す３値バッファ回路は、８組のＦＥＴ１０〜８０と、１組のインバータ（通常の２値インバータ）９１によって構成されている。この回路も、図１７に示す回路とほぼ同様の特徴を有しており、個々の位置の電圧をＶ１，Ｖ２としたときに、入力電圧Ｖｉと電圧Ｖ１，Ｖ２との関係が、図１８(a) に示すような関係になる。すなわち、ＦＥＴ１０，２０から構成されるインバータ回路と、ＦＥＴ３０，４０から構成されるインバータ回路とは、回路図上は同一の構成を有しているが、個々のＦＥＴの特性を若干変えることにより、図１８(a) に示すように、論理反転のしきい値電圧を若干ずらしている。
【００９４】
もちろん、図２１に示す回路図は、３値バッファＢの一構成例を示すものであり、図１９に示す３値コンパレータ回路に利用する３値バッファＢは、図２０に示すような入出力特性をもったバッファであれば、どのような回路で構成してもかまわない。なお、この図２１に示す３値バッファ回路についての詳細も、前掲の特願２００３−３９３６５０号明細書に説明がある。
【００９５】
以上、本発明を図示するいくつかの実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、この他にも種々の形態で実施可能である。たとえば、これまで述べた実施形態では、１通信周期φを４つの期間Ｔ１〜Ｔ４に分割してパルス位置変調を行う例を示したが、本発明は、１単位のデータを送信するために割り当てられた１通信周期φを複数Ｎ個の期間に分割し、このＮ個の期間のうちのいずれか１期間に、振幅レベルが標準より小さな位置指標を配置し、この位置指標の配置位置によって、送信対象となるデータの情報を表現する通信方法に広く適用可能であり、たとえば、Ｎ＝２５６に設定し、１通信周期φを２５６の期間Ｔ１〜Ｔ２５６に分割してパルス位置変調を行う場合にも、本発明を同様に適用可能である。
【００９６】
また、これまで述べた実施形態では、位置指標配置用区間βの長さ、あるいは、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとの和の長さを、１つの期間Ｔ１〜Ｔ４の長さに等しく設定し、１つの期間全体にわたるようなパルス幅をもった「谷状パルス」を配置する例を示したが、所定タイミングで行われるサンプリングに支障がない限り、「谷状パルス」の幅をより狭めることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】一般的なリーダライタ装置１００と非接触型ＩＣデバイス２００との間における通信状態を示すブロック図である。
【図２】一般的なＡＭ通信方式によるデジタルデータの変調方法の一例を示す波形図である。
【図３】１通信周期φを４分割した従来のパルス位置変調方式の原理を示す図である。
【図４】従来のパルス位置変調方式における位置変調信号上のデータと送受信データとの関係を示す表である。
【図５】従来のパルス位置変調方式において、実際の位置変調信号の波形と送受信データとの関係を示す図である。
【図６】本発明に係るＡＭ通信方法で用いられる位置変調信号がとるべき３つのレベルを示す波形図である。
【図７】１通信周期φを４分割した場合の本発明に係るパルス位置変調方式の原理を示す図である。
【図８】本発明に係るＡＭ通信方法における位置変調信号上のデータと送受信データとの関係を示す表である。
【図９】本発明に係るパルス位置変調方式において、実際の位置変調信号の波形と送受信データとの関係を示す図である。
【図１０】本発明に係るパルス位置変調方式において、参照指標を配置する第１の実施例を示す波形図である。
【図１１】本発明に係るパルス位置変調方式において、参照指標を配置する第２の実施例を示す波形図である。
【図１２】本発明に係るパルス位置変調方式において、参照指標を配置する第３の実施例を示す波形図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係るＡＭ通信システムの基本構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明に係るＡＭ通信システムにおいて、受信波に対する判定を行うために用いることができる３値コンパレータ回路の一例を示す回路図である。
【図１５】図１４に示す３値コンパレータ回路内の３値インバータＩの入出力特性を示すグラフである。
【図１６】図１４に示す３値コンパレータ回路を利用した、振幅レベルの比較処理のプロセスを説明する回路図である。
【図１７】図１４に示す３値コンパレータ回路に利用されている３値インバータＩの回路構成例を示す回路図である。
【図１８】図１７に示す３値インバータ回路の各部の特性を示すグラフである。
【図１９】本発明に係るＡＭ通信システムにおいて、受信波に対する判定を行うために用いることができる３値コンパレータ回路の別な一例を示す回路図である。
【図２０】図１９に示す３値コンパレータ回路内の３値バッファＢの入出力特性を示すグラフである。
【図２１】図１９に示す３値コンパレータ回路に利用されている３値バッファＢの回路構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００９８】
１０〜８０…ＦＥＴ
９１，９２…インバータ素子
１００…リーダライタ装置
１１０…メモリ
１２０…制御部
１３０…２値／３値変換部
１４０…信号変調部
１５０…送受信部
１６０…検波増幅部
１７０…３値／２値変換部
２００…非接触型ＩＣデバイス（ＩＣカード・ＩＣタグなど）
２１０…メモリ
２２０…制御部
２３０…２値／３値変換部
２４０…信号変調部
２５０…送受信部
２６０…検波増幅部
２７０…３値／２値変換部
２８０…整流回路
２９０…電源回路
Ｂ…３値バッファ
Ｃ…容量素子
Ｉ…３値インバータ
Ｐ…回路図上の１点
Ｑ…回路図上の１点
Ｓ１〜Ｓ３…スイッチ
Ｔ１〜Ｔ４…１通信周期φを分割した個々の期間
ｔ１〜ｔ８…サンプリングを行うタイミング
Ｖ１〜Ｖ４…回路図上の特定点の電圧
Ｖｉ…３値インバータ／バッファの入力端子／入力電圧
Ｖｏ…３値インバータ／バッファの出力端子／出力電圧
Ｖin…３値コンパレータ回路の位置指標配置用区間βの電圧入力端子／入力電圧
Ｖref…３値コンパレータ回路の参照指標配置用区間αの電圧入力端子／入力電圧
Ｖout…３値コンパレータ回路の出力端子／出力電圧
Ｖmid…スイッチＳ３短絡時の電圧
Ｖ（Ｌ）…低電圧レベル
Ｖ（Ｍ）…中電圧レベル
Ｖ（Ｈ）…高電圧レベル
Ｗ（Ｌ）…低電圧範囲
Ｗ（Ｍ）…中電圧範囲
Ｗ（Ｈ）…高電圧範囲
α…参照指標配置用区間
β…位置指標配置用区間
φ…１通信周期
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線による電力供給を行う機能をもった第１の装置と、この第１の装置からの電力供給を受けて動作する第２の装置と、の間で電力供給を伴うＡＭ通信を行うために、１単位のデータを送信するために割り当てられた１通信周期φを複数Ｎ個の期間に分割し、このＮ個の期間のうちのいずれか１期間に、振幅レベルが標準より小さな位置指標を配置し、前記位置指標の配置位置によって、送信対象となるデータの情報を表現する通信方法において、
送信波の振幅レベルを、高レベル、中レベル、低レベルの３通りに設定し、標準となる振幅レベルを前記高レベルとし、前記位置指標の振幅レベルを前記中レベルもしくは前記低レベルのいずれかとし、前記位置指標の配置位置に加えて、前記位置指標が前記中レベルか前記低レベルかにより、送信対象となるデータの情報を表現することを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信方法。
【請求項２】
請求項１に記載のＡＭ通信方法において、
Ｎ＝２ｍに設定し、位置指標の配置位置に基づいてｍビットの情報を表現し、位置指標が低レベルか中レベルかにより１ビットの情報を表現し、１通信周期φの間に、（ｍ＋１）ビットからなる１単位のデータを送信するようにしたことを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＡＭ通信方法において、
位置指標とは別に、振幅レベルが中レベルである参照指標を用いるようにし、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとをそれぞれ定め、
送信時には、前記参照指標配置用区間αに参照指標を配置し、前記位置指標配置用区間βのうちの送信対象となるデータに応じた所定箇所に位置指標を配置し、
受信時には、前記参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと、前記位置指標配置用区間βにおける振幅レベルと、を比較し、両振幅レベルの差が所定の許容範囲内であった場合には、前記位置指標配置用区間βに中レベルの位置指標が配置されているものと判断し、前記位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが前記参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも前記許容範囲を越えるほど小さかった場合には、前記位置指標配置用区間βに低レベルの位置指標が配置されているものと判断し、前記位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが前記参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも前記許容範囲を越えるほど大きかった場合には、前記位置指標配置用区間βには位置指標が配置されていないと判断することを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信方法。
【請求項４】
請求項３に記載のＡＭ通信方法において、
１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間ごとに、それぞれ参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、個々の期間ごとに、参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うようにしたことを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信方法。
【請求項５】
請求項３に記載のＡＭ通信方法において、
１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間のうち、第１の期間には、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、第２〜第Ｎの期間には、位置指標配置用区間βのみを設け、第１の期間に設けられた参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと、各期間に設けられた位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うようにしたことを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信方法。
【請求項６】
請求項３に記載のＡＭ通信方法において、
１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間のうち、位置指標を配置すべき期間についてのみ、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、参照指標と位置指標とを配置するようにし、同一期間内の参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うようにしたことを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信方法。
【請求項７】
無線による電力供給を行う機能をもった第１の装置と、この第１の装置からの電力供給を受けて動作する第２の装置と、を備えたＡＭ通信システムであって、
前記第１の装置および前記第２の装置は、
１単位のデータを送信するために割り当てられた１通信周期φを複数Ｎ個の期間に分割し、このＮ個の期間のうちのいずれか１期間に、振幅レベルが標準より小さな位置指標を配置し、前記位置指標の配置位置によって、送信対象となるデータの情報を表現して送信するデータ送信手段と、
受信した信号の１通信周期φを構成するＮ個の期間内のいずれの期間に前記位置指標が配置されているかを判定し、この判定結果に基づいて、受信したデータの情報を認識するデータ受信手段と、
を備えており、
前記データ送信手段は、送信波の振幅レベルを、高レベル、中レベル、低レベルの３通りに設定し、標準となる振幅レベルを前記高レベルとし、前記位置指標の振幅レベルを前記中レベルもしくは前記低レベルのいずれかとし、前記位置指標の配置位置に加えて、前記位置指標が前記中レベルか前記低レベルかにより、送信対象となるデータの情報を表現する処理を行い、
前記データ受信手段は、受信波の振幅レベルが、高レベル、中レベル、低レベルの３通りのいずれであるかを判定する機能を有し、前記位置指標の配置位置に加えて、前記位置指標が前記中レベルか前記低レベルかにより、受信したデータの情報を認識する処理を行うことを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信システム。
【請求項８】
請求項７に記載のＡＭ通信システムにおいて、
データ送信手段が、Ｎ＝２ｍに設定することにより、１通信周期φを２ｍ個の期間に分割し、送信対象となるビット情報の連続からなる２値データを、（ｍ＋１）ビットからなる１単位のデータに分け、この１単位のデータのうちのｍビットの情報を、２ｍ個の期間についての位置指標の配置位置によって表現し、残りの１ビットの情報を、位置指標が低レベルか中レベルかによって表現することにより、前記２値データを３値データに変換し、これを送信する処理を行う機能を有し、
データ受信手段が、受信した前記３値データについて、位置指標の配置位置に基づいて前記ｍビットの情報を認識し、当該位置指標が低レベルか中レベルかに基づいて前記１ビットの情報を認識し、（ｍ＋１）ビットからなるデータを生成することにより、前記３値データを２値データに変換する機能を有することを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信システム。
【請求項９】
請求項７または８に記載のＡＭ通信システムにおいて、
データ送信手段が、位置指標とは別に、振幅レベルが中レベルである参照指標を用い、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとをそれぞれ定め、前記参照指標配置用区間αに参照指標を配置し、前記位置指標配置用区間βのうちの送信対象となるデータに応じた所定箇所に位置指標を配置する機能を有し、
データ受信手段が、前記参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと、前記位置指標配置用区間βにおける振幅レベルと、を比較し、両振幅レベルの差が所定の許容範囲内であった場合には、前記位置指標配置用区間βに中レベルの位置指標が配置されているものと判断し、前記位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが前記参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも前記許容範囲を越えるほど小さかった場合には、前記位置指標配置用区間βに低レベルの位置指標が配置されているものと判断し、前記位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが前記参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも前記許容範囲を越えるほど大きかった場合には、前記位置指標配置用区間βには位置指標が配置されていないと判断する機能を有することを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信システム。
【請求項１０】
請求項９に記載のＡＭ通信システムにおいて、
データ送信手段が、１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間ごとに、それぞれ参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、
データ受信手段が、個々の期間ごとに、参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うことを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信システム。
【請求項１１】
請求項９に記載のＡＭ通信システムにおいて、
データ送信手段が、１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間のうち、第１の期間には、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、第２〜第Ｎの期間には、位置指標配置用区間βのみを設け、
データ受信手段が、第１の期間に設けられた位置指標配置用区間βにおける振幅レベルと、各期間に設けられた参照指標配置用区間αにおける振幅レベルとの比較を行うことを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信システム。
【請求項１２】
請求項９に記載のＡＭ通信システムにおいて、
データ送信手段が、１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間のうち、位置指標を配置すべき期間についてのみ、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、参照指標と位置指標とを配置するようにし、
データ受信手段が、同一期間内の参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うことを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信システム。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれかに記載のＡＭ通信システムにおいて、
データ受信手段が、低電圧範囲内の入力に対しては高電圧レベルの出力を与え、中電圧範囲内の入力に対しては中電圧レベルの出力を与え、高電圧範囲内の入力に対しては低電圧レベルの出力を与える機能をもった３値インバータを含む３値コンパレータ回路により、振幅レベルの比較処理を行うことを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信システム。
【請求項１４】
請求項９〜１２のいずれかに記載のＡＭ通信システムにおいて、
データ受信手段が、低電圧範囲内の入力に対しては低電圧レベルの出力を与え、中電圧範囲内の入力に対しては中電圧レベルの出力を与え、高電圧範囲内の入力に対しては高電圧レベルの出力を与える機能をもった３値バッファを含む３値コンパレータ回路により、振幅レベルの比較処理を行うことを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信システム。
【請求項１】
無線による電力供給を行う機能をもった第１の装置と、この第１の装置からの電力供給を受けて動作する第２の装置と、の間で電力供給を伴うＡＭ通信を行うために、１単位のデータを送信するために割り当てられた１通信周期φを複数Ｎ個の期間に分割し、このＮ個の期間のうちのいずれか１期間に、振幅レベルが標準より小さな位置指標を配置し、前記位置指標の配置位置によって、送信対象となるデータの情報を表現する通信方法において、
送信波の振幅レベルを、高レベル、中レベル、低レベルの３通りに設定し、標準となる振幅レベルを前記高レベルとし、前記位置指標の振幅レベルを前記中レベルもしくは前記低レベルのいずれかとし、前記位置指標の配置位置に加えて、前記位置指標が前記中レベルか前記低レベルかにより、送信対象となるデータの情報を表現することを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信方法。
【請求項２】
請求項１に記載のＡＭ通信方法において、
Ｎ＝２ｍに設定し、位置指標の配置位置に基づいてｍビットの情報を表現し、位置指標が低レベルか中レベルかにより１ビットの情報を表現し、１通信周期φの間に、（ｍ＋１）ビットからなる１単位のデータを送信するようにしたことを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＡＭ通信方法において、
位置指標とは別に、振幅レベルが中レベルである参照指標を用いるようにし、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとをそれぞれ定め、
送信時には、前記参照指標配置用区間αに参照指標を配置し、前記位置指標配置用区間βのうちの送信対象となるデータに応じた所定箇所に位置指標を配置し、
受信時には、前記参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと、前記位置指標配置用区間βにおける振幅レベルと、を比較し、両振幅レベルの差が所定の許容範囲内であった場合には、前記位置指標配置用区間βに中レベルの位置指標が配置されているものと判断し、前記位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが前記参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも前記許容範囲を越えるほど小さかった場合には、前記位置指標配置用区間βに低レベルの位置指標が配置されているものと判断し、前記位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが前記参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも前記許容範囲を越えるほど大きかった場合には、前記位置指標配置用区間βには位置指標が配置されていないと判断することを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信方法。
【請求項４】
請求項３に記載のＡＭ通信方法において、
１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間ごとに、それぞれ参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、個々の期間ごとに、参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うようにしたことを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信方法。
【請求項５】
請求項３に記載のＡＭ通信方法において、
１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間のうち、第１の期間には、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、第２〜第Ｎの期間には、位置指標配置用区間βのみを設け、第１の期間に設けられた参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと、各期間に設けられた位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うようにしたことを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信方法。
【請求項６】
請求項３に記載のＡＭ通信方法において、
１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間のうち、位置指標を配置すべき期間についてのみ、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、参照指標と位置指標とを配置するようにし、同一期間内の参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うようにしたことを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信方法。
【請求項７】
無線による電力供給を行う機能をもった第１の装置と、この第１の装置からの電力供給を受けて動作する第２の装置と、を備えたＡＭ通信システムであって、
前記第１の装置および前記第２の装置は、
１単位のデータを送信するために割り当てられた１通信周期φを複数Ｎ個の期間に分割し、このＮ個の期間のうちのいずれか１期間に、振幅レベルが標準より小さな位置指標を配置し、前記位置指標の配置位置によって、送信対象となるデータの情報を表現して送信するデータ送信手段と、
受信した信号の１通信周期φを構成するＮ個の期間内のいずれの期間に前記位置指標が配置されているかを判定し、この判定結果に基づいて、受信したデータの情報を認識するデータ受信手段と、
を備えており、
前記データ送信手段は、送信波の振幅レベルを、高レベル、中レベル、低レベルの３通りに設定し、標準となる振幅レベルを前記高レベルとし、前記位置指標の振幅レベルを前記中レベルもしくは前記低レベルのいずれかとし、前記位置指標の配置位置に加えて、前記位置指標が前記中レベルか前記低レベルかにより、送信対象となるデータの情報を表現する処理を行い、
前記データ受信手段は、受信波の振幅レベルが、高レベル、中レベル、低レベルの３通りのいずれであるかを判定する機能を有し、前記位置指標の配置位置に加えて、前記位置指標が前記中レベルか前記低レベルかにより、受信したデータの情報を認識する処理を行うことを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信システム。
【請求項８】
請求項７に記載のＡＭ通信システムにおいて、
データ送信手段が、Ｎ＝２ｍに設定することにより、１通信周期φを２ｍ個の期間に分割し、送信対象となるビット情報の連続からなる２値データを、（ｍ＋１）ビットからなる１単位のデータに分け、この１単位のデータのうちのｍビットの情報を、２ｍ個の期間についての位置指標の配置位置によって表現し、残りの１ビットの情報を、位置指標が低レベルか中レベルかによって表現することにより、前記２値データを３値データに変換し、これを送信する処理を行う機能を有し、
データ受信手段が、受信した前記３値データについて、位置指標の配置位置に基づいて前記ｍビットの情報を認識し、当該位置指標が低レベルか中レベルかに基づいて前記１ビットの情報を認識し、（ｍ＋１）ビットからなるデータを生成することにより、前記３値データを２値データに変換する機能を有することを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信システム。
【請求項９】
請求項７または８に記載のＡＭ通信システムにおいて、
データ送信手段が、位置指標とは別に、振幅レベルが中レベルである参照指標を用い、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとをそれぞれ定め、前記参照指標配置用区間αに参照指標を配置し、前記位置指標配置用区間βのうちの送信対象となるデータに応じた所定箇所に位置指標を配置する機能を有し、
データ受信手段が、前記参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと、前記位置指標配置用区間βにおける振幅レベルと、を比較し、両振幅レベルの差が所定の許容範囲内であった場合には、前記位置指標配置用区間βに中レベルの位置指標が配置されているものと判断し、前記位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが前記参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも前記許容範囲を越えるほど小さかった場合には、前記位置指標配置用区間βに低レベルの位置指標が配置されているものと判断し、前記位置指標配置用区間βにおける振幅レベルが前記参照指標配置用区間αにおける振幅レベルよりも前記許容範囲を越えるほど大きかった場合には、前記位置指標配置用区間βには位置指標が配置されていないと判断する機能を有することを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信システム。
【請求項１０】
請求項９に記載のＡＭ通信システムにおいて、
データ送信手段が、１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間ごとに、それぞれ参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、
データ受信手段が、個々の期間ごとに、参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うことを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信システム。
【請求項１１】
請求項９に記載のＡＭ通信システムにおいて、
データ送信手段が、１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間のうち、第１の期間には、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、第２〜第Ｎの期間には、位置指標配置用区間βのみを設け、
データ受信手段が、第１の期間に設けられた位置指標配置用区間βにおける振幅レベルと、各期間に設けられた参照指標配置用区間αにおける振幅レベルとの比較を行うことを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信システム。
【請求項１２】
請求項９に記載のＡＭ通信システムにおいて、
データ送信手段が、１通信周期φを構成する複数Ｎ個の期間のうち、位置指標を配置すべき期間についてのみ、参照指標配置用区間αと位置指標配置用区間βとを設け、参照指標と位置指標とを配置するようにし、
データ受信手段が、同一期間内の参照指標配置用区間αにおける振幅レベルと位置指標配置用区間βにおける振幅レベルとの比較を行うことを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信システム。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれかに記載のＡＭ通信システムにおいて、
データ受信手段が、低電圧範囲内の入力に対しては高電圧レベルの出力を与え、中電圧範囲内の入力に対しては中電圧レベルの出力を与え、高電圧範囲内の入力に対しては低電圧レベルの出力を与える機能をもった３値インバータを含む３値コンパレータ回路により、振幅レベルの比較処理を行うことを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信システム。
【請求項１４】
請求項９〜１２のいずれかに記載のＡＭ通信システムにおいて、
データ受信手段が、低電圧範囲内の入力に対しては低電圧レベルの出力を与え、中電圧範囲内の入力に対しては中電圧レベルの出力を与え、高電圧範囲内の入力に対しては高電圧レベルの出力を与える機能をもった３値バッファを含む３値コンパレータ回路により、振幅レベルの比較処理を行うことを特徴とする電力供給を伴うＡＭ通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００６−１０８８３３（Ｐ２００６−１０８８３３Ａ）
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２８９６２１（Ｐ２００４−２８９６２１）
【出願日】平成１６年１０月１日（２００４．１０．１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１日（２００４．１０．１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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