携帯端末装置及び該携帯端末装置に用いられるアンテナ共振周波数調整方法
【課題】携帯端末装置の非接触ＩＣカード機能の送受信アンテナの有効帯域を拡大する。
【解決手段】ＩＣカード処理装置などとの通信中に、最低限必要な通信距離以下の距離に発生している通信不可領域を避けるように、送受信アンテナ１１の共振周波数が調整される。この場合、電圧検知回路１５により、受信電圧ｒｖが検知され、送受信アンテナ１１とＩＣカード処理装置との距離が含まれる範囲に対応する受信電圧判定信号ｖｄが出力される。周波数帯域記録レジスタ１６により、あらかじめ測定された送受信アンテナ１１の共振周波数が含まれる周波数帯域が記録され、同帯域を表す帯域情報信号ｆｉが出力される。デコーダ１７により、受信電圧判定信号ｖｄ及び帯域情報信号ｆｉがデコードされ、共振周波数制御信号ｃｔが出力される。アンテナ共振周波数調整回路１８により、共振周波数制御信号ｃｔに基づいて、送受信アンテナ１１の共振周波数が切り替えられる。
【解決手段】ＩＣカード処理装置などとの通信中に、最低限必要な通信距離以下の距離に発生している通信不可領域を避けるように、送受信アンテナ１１の共振周波数が調整される。この場合、電圧検知回路１５により、受信電圧ｒｖが検知され、送受信アンテナ１１とＩＣカード処理装置との距離が含まれる範囲に対応する受信電圧判定信号ｖｄが出力される。周波数帯域記録レジスタ１６により、あらかじめ測定された送受信アンテナ１１の共振周波数が含まれる周波数帯域が記録され、同帯域を表す帯域情報信号ｆｉが出力される。デコーダ１７により、受信電圧判定信号ｖｄ及び帯域情報信号ｆｉがデコードされ、共振周波数制御信号ｃｔが出力される。アンテナ共振周波数調整回路１８により、共振周波数制御信号ｃｔに基づいて、送受信アンテナ１１の共振周波数が切り替えられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、携帯端末装置及び該携帯端末装置に用いられるアンテナ共振周波数調整方法に係り、特に、非接触ＩＣカード機能を有する携帯電話機などのように、同機能を内蔵するための高密度実装を必要とする場合に適用して好適な携帯端末装置及び該携帯端末装置に用いられるアンテナ共振周波数調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機など携帯端末装置は、通常の通話機能や電子メールの送受信機能を有する他、近年では、たとえば、交通機関の改札機との通信や、コンビニエンスストアなどに設置されている金銭の支払い用のリーダ／ライタ（ＩＣカード処理装置）との通信などに用いられる非接触ＩＣカード機能（以下、単に「ＩＣカード機能」ともいう）を有するものが製作されている。
【０００３】
この種の関連技術としては、たとえば図８に示す携帯端末装置があり、同携帯端末装置は、送受信アンテナ１と、容量調節回路２と、ＩＣカード機能回路３と、制御部４とを有している。
この携帯端末装置では、容量調節回路２が送受信アンテナ１と並列接続され、図示しないリーダ／ライタに接近したとき、同リーダ／ライタから出力される電磁波により同送受信アンテナ１が電磁誘導を受けて受信電圧ｒｖが得られる。容量調節回路２内の容量値は、送受信アンテナ１のアンテナ共振周波数がリーダ／ライタと通信が可能な有効帯域に入るよう調整されている。そして、ＩＣカード機能回路３及び制御部４により、所定の処理が行われる。
【０００４】
上記の携帯端末装置の他、この種の関連技術としては、たとえば、特許文献１に記載された非接触式ＩＣカードがある。
この非接触式ＩＣカードでは、ＩＣチップ内に複数のコンデンサが設けられ、自動的にそれらが選択されて容量値が変化することで、共振回路が所望の共振周波数となるようにアンテナ特性が調整される。また、ＩＣチップ内に温度検知回路が設けられ、ＩＣチップが所定温度以上となった場合には、共振回路の共振周波数あるいはＱ値（クオリティファクタ）を切り換えることで、ＩＣチップの過大温度上昇が回避される。
【０００５】
また、特許文献２に記載されたリーダ・ライタでは、通信端末としての無線タグ、あるいは無線タグ機能が内蔵された携帯端末装置と近距離無線通信が行われ、推定部により通信端末との距離が推定され、周波数シフト部により、同推定部で推定された距離に応じて、同調部で同調させる周波数がシフトされる。これにより、通信端末との距離が非常に接近した場合に、同調周波数がシフトされ、ヌル（ｎｕｌｌ）状態の発生が回避される。
【０００６】
また、特許文献３に記載された非接触型ＩＣカード内蔵携帯端末では、同調回路のコンデンサの静電容量もしくはコイルのインダクタンスを変化させてアンテナの同調周波数が合わせられることにより、複数のリーダ／ライタとの通信を行う際に、同調周波数の決定が自動的に行われるので、安定した通信が行われる。
【０００７】
また、特許文献４に記載された情報カードシステムでは、電圧検出回路により、共振回路の受信電圧が検出される。また、受信感度を弱くするための可変容量コントロール回路及び可変容量が設けられている。ＣＰＵ（中央処理装置）により、電圧検出回路の受信電圧が所定の電圧レベルを越えると、可変容量コントロール回路で可変容量の静電容量を変化させ、共振周波数をずらすことによって、受信電圧の電圧レベルを下げ、受信感度が調整される。これにより、非接触ＩＣカードとカードリーダライタとが近付き過ぎた場合でも、データの送受が正常に行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−０１１００９号公報
【特許文献２】特開２００６−２７９８１３号公報
【特許文献３】特開２００８−２２５９２７号公報
【特許文献４】特開平０５−１２８３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記関連技術では、次のような課題があった。
すなわち、図８の携帯端末装置では、送受信アンテナ１のアンテナ共振周波数が有効帯域に入るように調整されているが、同有効帯域が狭く、同アンテナ共振周波数を同有効帯域内に収めるための調節が非常に困難であるという課題がある。たとえば、図９に示すように、送受信アンテナ１では、アンテナ共振周波数の有効帯域（すなわち、リーダ／ライタとの距離が最低限必要な通信距離ｈH 以下の距離で、かつ通信不可の領域がない共振周波数の帯域）は、帯域ｆM の範囲である。アンテナ共振周波数が帯域ｆM の範囲から外れた場合、たとえば領域ＭＡや領域ＭＢでは、リーダ／ライタからＩＣカード機能を動作させるための起電力は得られるが、通信不可となることがある。この場合、領域ＭＡでは、リーダ／ライタとの距離が最低限必要な通信距離ｈH の近辺で、かつ通信距離が確保できない低い共振周波数の帯域ｆL となっている。また、領域ＭＢでは、リーダ／ライタと密着に近い距離ｈL 以下の場所で、かつ近距離で通信不可となる高い共振周波数の帯域ｆH となっている。このため、アンテナ共振周波数の許容されるばらつきの範囲は、非常に狭帯域となる。
【００１０】
また、近年、送受信アンテナ１の薄型化及び小型化により、上記有効帯域（帯域ｆM ）がより狭い範囲となる傾向にあるので、アンテナ共振周波数を有効帯域内に収めることがさらに難しくなり、不良品が多発する恐れがあるという問題点がある。また、この対策のために、コンデンサによる調整回路を設け、製造後の調整検査時に、個々に共振周波数を測定して調整するという煩雑な作業が発生するという問題点がある。特に、薄型の携帯端末装置では、図１０に示すように、通信距離が確保できない低い共振周波数の帯域ｆL Ａと、近距離で通信不可となる高い通信周波数の帯域ｆH Ａとが隣り合わせの通信特性となり、図９中の有効帯域ｆM が殆ど存在しない通信特性となることがある。この対策として、領域ＮＢの特性を改善するために、送受信アンテナ１などの裏側や電池カバーの裏側に電磁波の通過性の良好な厚みのある磁性シートを設ける作業が発生し、また、携帯端末装置の薄型化が困難になるという課題がある。また、図１０の通信特性では、図９中の領域ＭＡ，ＭＢと同様に、通信不可となる領域ＮＡ，ＮＢがある。
【００１１】
また、特許文献１に記載された非接触式ＩＣカードでは、共振回路の共振周波数が調整されるが、ＩＣチップの過大温度上昇が回避されるものであり、この発明とは構成が異なる。
【００１２】
特許文献２に記載されたリーダ・ライタでは、通信端末との距離が非常に接近した場合に、同調周波数がシフトされるが、最低限必要な通信距離の近辺でのヌル状態の発生については、回避されないものであり、この発明とは構成が異なる。
【００１３】
特許文献３に記載された非接触型ＩＣカード内蔵携帯端末では、アンテナの同調周波数が調整されることにより、複数のリーダ／ライタとの通信が安定して行われるが、通信不可となる領域を避けることについては、明確ではない。
【００１４】
特許文献４に記載された情報カードシステムでは、非接触ＩＣカードとカードリーダライタとが近付き過ぎた場合でも、受信感度が調整されてデータの送受が正常に行われるが、最低限必要な通信距離の近辺で通信不可となる状態の発生については、回避されないものであり、この発明とは構成が異なる。また、ＣＰＵ（中央処理装置）により受信感度が調整されるので、ハード構成によるものよりも動作速度が遅いという課題がある。
【００１５】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、ＩＣカード処理装置から電磁誘導を受けて受信電圧を発生するアンテナの有効帯域を広げるための手段が設けられている携帯端末装置及び該携帯端末装置に用いられるアンテナ共振周波数調整方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、この発明の第１の構成は、非接触型ＩＣカード又は該非接触型ＩＣカードと同等の機能を有する電子機器が所定の領域内に接近したときに無線接続されるＩＣカード処理装置から電磁誘導を受けて受信電圧を発生するアンテナと、該アンテナから発生した前記受信電圧が供給されて所定の動作を行う非接触型ＩＣカード機能回路とを有する携帯端末装置に係り、前記ＩＣカード処理装置との通信中に、最低限必要な通信距離以下の距離に発生している通信不可領域を避けるように、前記アンテナの共振周波数を調整するアンテナ共振周波数調整手段が設けられていることを特徴としている。
【００１７】
この発明の第２の構成は、非接触型ＩＣカード又は該非接触型ＩＣカードと同等の機能を有する電子機器が所定の領域内に接近したときに無線接続されるＩＣカード処理装置から電磁誘導を受けて受信電圧を発生するアンテナと、該アンテナから発生した前記受信電圧が供給されて所定の動作を行う非接触型ＩＣカード機能回路とを有する携帯端末装置に用いられるアンテナ共振周波数調整方法に係り、前記ＩＣカード処理装置との通信中に、最低限必要な通信距離以下の距離に発生している通信不可領域を避けるように、前記アンテナの共振周波数を調整するアンテナ共振周波数調整処理を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の構成によれば、アンテナの共振周波数の有効帯域を擬似的に広げることができ、携帯端末装置を製造する際に、共振周波数のばらつきに対し、許容できる幅を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の携帯端末装置の原理を説明するブロック図である。
【図２】第１の実施形態である携帯端末装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】送受信アンテナ１１のリーダ／ライタから受ける受信電圧ｒｖと同リーダ／ライタとの距離との関係、及び閾値電圧Ｖ1 ，Ｖ2 を示す図である。
【図４】アンテナ共振周波数調整回路１８による送受信アンテナ１１の共振周波数の切替え動作を説明する図である。
【図５】アンテナ共振周波数調整回路１８による送受信アンテナ１１の共振周波数の切替え動作を説明する図である。
【図６】アンテナ共振周波数調整回路１８による送受信アンテナ１１の共振周波数の切替え動作を説明する図である。
【図７】この発明の第２の実施形態である携帯端末装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
【図８】関連する携帯端末装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
【図９】送受信アンテナ１の通信特性を説明する図である。
【図１０】送受信アンテナ１の他の通信特性を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
上記通信不可領域は、上記ＩＣカード処理装置との距離が最低限必要な通信距離の近辺で、かつ通信距離が確保されない低い共振周波数の第１の帯域となる第１の領域、及び、上記ＩＣカード処理装置と密着状態に近い距離以下の場所で、かつ近距離で通信不可となる高い共振周波数の第２の帯域となる第２の領域である携帯端末装置を提供する。
【００２１】
また、この発明の好適な形態では、上記アンテナ共振周波数調整手段は、上記アンテナから発生した上記受信電圧のレベルを検知して、上記アンテナと上記ＩＣカード処理装置との距離が含まれる範囲に対応する受信電圧判定信号を出力する電圧検知手段と、あらかじめ測定された上記アンテナの共振周波数が含まれる周波数帯域が記録され、該周波数帯域を表す帯域情報信号を出力する周波数帯域記録手段と、上記受信電圧判定信号及び上記帯域情報信号をデコードして、上記アンテナの共振周波数を調整するための共振周波数制御信号を出力するデコード手段と、上記共振周波数制御信号に基づいて、上記アンテナの共振周波数を切り替える共振周波数切替え手段とから構成されている。
【００２２】
上記周波数帯域記録手段から出力される上記帯域情報信号は、上記第１の帯域、上記第２の帯域、又は上記第１の帯域と上記第２の帯域との間の第３の帯域を示す構成とされ、上記電圧検知手段は、上記ＩＣカード処理装置と密着状態に近い距離に対応する第１の閾値電圧が設定され、上記受信電圧を上記第１の閾値電圧と比較して、該受信電圧が該第１の閾値電圧よりも大きいとき、アクティブモードの第１の受信電圧判定信号を出力する第１の電圧検知回路と、上記ＩＣカード処理装置との距離が最低限必要な通信距離に対応する第２の閾値電圧が設定され、上記受信電圧を上記第２の閾値電圧と比較して、該受信電圧が該第２の閾値電圧よりも大きいとき、アクティブモードの第２の受信電圧判定信号を出力する第２の電圧検知回路とから構成され、上記デコード手段は、上記周波数帯域記録手段から出力される上記帯域情報信号が上記第１の帯域を示し、かつ、上記第１の受信電圧判定信号がアクティブモードのとき、上記アンテナの共振周波数を上記第１の帯域から上記第３の帯域に移動するための第１の共振周波数制御信号を出力する第１のデコーダと、上記帯域情報信号が上記第２の帯域を示し、かつ、上記第２の受信電圧判定信号がアクティブモードのとき、上記アンテナの共振周波数を上記第２の帯域から上記第３の帯域に移動するための第２の共振周波数制御信号を出力する第２のデコーダとから構成され、上記共振周波数切替え手段は、上記第１のデコーダから出力された上記第１の共振周波数制御信号に基づいて、上記アンテナの共振周波数を上記第１の帯域から上記第３の帯域に移動する一方、上記第２のデコーダから出力された上記第２の共振周波数制御信号に基づいて、上記アンテナの共振周波数を上記第２の帯域から上記第３の帯域に移動する構成とされている。
【００２３】
また、上記共振周波数切替え手段は、上記第１の共振周波数制御信号がノンアクティブモードのときにオン状態となる一方、アクティブモードのときにオフ状態となる第１のスイッチと、該第１のスイッチがオン状態のときに上記アンテナに並列接続される第１のコンデンサと、上記第２の共振周波数制御信号がノンアクティブモードのときにオフ状態となる一方、アクティブモードのときにオン状態となる第２のスイッチと、該第２のスイッチがオン状態のときに上記アンテナに並列接続される第２のコンデンサとから構成され、上記第１のコンデンサの容量は、上記第１のスイッチがオン状態からオフ状態になったときに、上記アンテナの共振周波数が上記第１の帯域から上記第３の帯域に移動する値に設定され、上記第２のコンデンサの容量は、上記第２のスイッチがオフ状態からオン状態になったときに、上記アンテナの共振周波数が上記第２の帯域から上記第３の帯域に移動する値に設定されている。
【００２４】
また、上記共振周波数切替え手段は、上記第１の共振周波数制御信号がノンアクティブモードのときにオフ状態となる一方、アクティブモードのときにオン状態となる第１のスイッチと、上記第２の共振周波数制御信号がノンアクティブモードのときにオン状態となる一方、アクティブモードのときにオフ状態となる第２のスイッチとから構成され、上記アンテナは、上記第１のスイッチがオン状態になったとき、共振周波数が上記第１の帯域から上記第３の帯域に移動する一方、上記第２のスイッチがオフ状態となったとき、共振周波数が上記第２の帯域から上記第３の帯域に移動する構成とされている。
【００２５】
図１は、この発明の携帯端末装置の原理を説明するブロック図である。
この携帯端末装置は、送受信アンテナ１１と、容量調節回路１２と、ＩＣカード機能回路１３と、制御部１４と、電圧検知回路１５と、周波数帯域記録レジスタ１６と、デコーダ１７と、アンテナ共振周波数調整回路１８とから構成されている。送受信アンテナ１１は、リーダ／ライタなどのＩＣカード処理装置から電磁誘導を受けて受信電圧ｒｖを発生する。容量調節回路１２内の容量値は、送受信アンテナ１１のアンテナ共振周波数がリーダ／ライタと通信が可能な有効帯域に入るよう調整されている。ＩＣカード機能回路１３は、送受信アンテナ１１から発生した受信電圧ｒｖが供給されて所定の動作を行う。上記電圧検知回路１５、周波数帯域記録レジスタ１６、デコーダ１７及びアンテナ共振周波数調整回路１８で、アンテナ共振周波数調整手段が構成されている。
【００２６】
制御部１４は、この携帯端末装置全体を制御する。電圧検知回路１５は、送受信アンテナ１１から発生した受信電圧ｒｖのレベルを検知して、同送受信アンテナ１１とＩＣカード処理装置（リーダ／ライタ）との距離が含まれる範囲に対応する受信電圧判定信号ｖｄを出力する。周波数帯域記録レジスタ１６は、あらかじめ測定された送受信アンテナ１１の共振周波数（アンテナ共振周波数）が含まれる周波数帯域が記録され、同周波数帯域を表す帯域情報信号ｆｉを出力する。デコーダ１７は、受信電圧判定信号ｖｄ及び帯域情報信号ｆｉをデコードして、送受信アンテナ１１の共振周波数を調整するための共振周波数制御信号ｃｔを出力する。アンテナ共振周波数調整回路１８は、共振周波数制御信号ｃｔに基づいて、送受信アンテナ１１の共振周波数を切り替える。
【００２７】
この携帯端末装置では、ＩＣカード処理装置（リーダ／ライタ）との通信中に、最低限必要な通信距離以下の距離に発生している通信不可領域を避けるように、送受信アンテナ１１の共振周波数が調整される（アンテナ共振周波数調整処理）。上記通信不可領域は、図９中の領域ＭＡ，ＭＢである。このアンテナ共振周波数調整処理では、電圧検知回路１５により、送受信アンテナ１１から発生した受信電圧ｒｖのレベルが検知され、同送受信アンテナ１１とＩＣカード処理装置（リーダ／ライタ）との距離が含まれる範囲に対応する受信電圧判定信号ｖｄが出力される（電圧検知処理）。周波数帯域記録レジスタ１６により、あらかじめ測定された送受信アンテナ１１の共振周波数が含まれる周波数帯域が記録され、同周波数帯域を表す帯域情報信号ｆｉが出力される（周波数帯域記録処理）。デコーダ１７により、受信電圧判定信号ｖｄ及び帯域情報信号ｆｉがデコードされ、送受信アンテナ１１の共振周波数を調整するための共振周波数制御信号ｃｔが出力される（デコード処理）。アンテナ共振周波数調整回路１８により、共振周波数制御信号ｃｔに基づいて、送受信アンテナ１１の共振周波数が切り替えられる（共振周波数切替え処理）。
【実施形態１】
【００２８】
図２は、この発明の第１の実施形態である携帯端末装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
この形態の携帯端末装置は、携帯電話機であり、同図に示すように、電圧検知回路１５は、電圧検知回路１５1 と、電圧検知回路１５2 とから構成されている。電圧検知回路１５1 は、ＩＣカード処理装置（リーダ／ライタ）と密着状態に近い距離ｈL に対応する閾値電圧Ｖ1 （第１の閾値電圧）が設定され、受信電圧ｒｖを閾値電圧Ｖ1 と比較して、受信電圧ｒｖが閾値電圧Ｖ1 よりも大きいとき、アクティブモードの受信電圧判定信号ｖｄ1 （第１の受信電圧判定信号）を出力する。電圧検知回路１５2 は、ＩＣカード処理装置（リーダ／ライタ）との距離が最低限必要な通信距離ｈH に対応する閾値電圧Ｖ2 （第２の閾値電圧）が設定され、受信電圧ｒｖを閾値電圧Ｖ2 と比較して、受信電圧ｒｖが閾値電圧Ｖ2 よりも大きいとき、アクティブモードの受信電圧判定信号ｖｄ2 （第２の受信電圧判定信号）を出力する。
【００２９】
周波数帯域記録レジスタ１６から出力される帯域情報信号ｆｉは、上記第１の帯域ｆL 、第２の帯域ｆH 、又は第１の帯域ｆL と第２の帯域ｆH との間の第３の帯域ｆM を示す。この場合、帯域ｆL ，ｆH ，ｆM に、たとえば２進コード“０１”，“１０”，“１１”がそれぞれ対応付けられる。デコーダ１７は、デコーダ１７1 と、デコーダ１７2 とから構成されている。デコーダ１７1 は、周波数帯域記録レジスタ１６から出力される帯域情報信号ｆｉが第１の帯域ｆL を示し、かつ、受信電圧判定信号ｖｄ1 がアクティブモードのとき、送受信アンテナ１１の共振周波数を第１の帯域ｆL から第３の帯域ｆM に移動するための共振周波数制御信号ｃｔ1 （第１の共振周波数制御信号）を出力する。デコーダ１７2 は、帯域情報信号ｆｉが第２の帯域ｆH を示し、かつ、受信電圧判定信号ｖｄ2 がアクティブモードのとき、送受信アンテナ１１の共振周波数を第２の帯域ｆH から第３の帯域ｆM に移動するための共振周波数制御信号ｃｔ2 （第２の共振周波数制御信号）を出力する。
【００３０】
アンテナ共振周波数調整回路１８は、共振周波数調整スイッチ２１1 ，２１2 と、コンデンサ２２1 ，２２2 とから構成されている。共振周波数調整スイッチ２１1 は、共振周波数制御信号ｃｔ1 がノンアクティブモードのときにオン状態となる一方、アクティブモードのときにオフ状態となる。コンデンサ２２1 は、共振周波数調整スイッチ２１1 がオン状態のときに送受信アンテナ１１に並列接続される。このコンデンサ２２1 の容量は、共振周波数調整スイッチ２１1 がオン状態からオフ状態になったときに、送受信アンテナ１１の共振周波数が第１の帯域ｆL から第３の帯域ｆM に移動する値に設定されている。
【００３１】
共振周波数調整スイッチ２１2 は、共振周波数制御信号ｃｔ2 がノンアクティブモードのときにオフ状態となる一方、アクティブモードのときにオン状態となる。コンデンサ２２2 は、共振周波数調整スイッチ２１2 がオン状態のときに送受信アンテナ１１に並列接続される。このコンデンサ２２2 の容量は、共振周波数調整スイッチ２１2 がオフ状態からオン状態になったときに、送受信アンテナ１１の共振周波数が第２の帯域ｆH から第３の帯域ｆM に移動する値に設定されている。このため、アンテナ共振周波数調整回路１８は、デコーダ１７1 から出力された共振周波数制御信号ｃｔ1 に基づいて、送受信アンテナ１１の共振周波数を第１の帯域ｆL から第３の帯域ｆM に移動する一方、デコーダ１７2 から出力された共振周波数制御信号ｃｔ2 に基づいて、送受信アンテナ１１の共振周波数を第２の帯域ｆH から第３の帯域ｆM に移動する。
【００３２】
図３は、送受信アンテナ１１のリーダ／ライタから受ける受信電圧ｒｖと同リーダ／ライタとの距離との関係、及び閾値電圧Ｖ1 ，Ｖ2 を示す図である。
図２中の電圧検知回路１５1 ，１５2 では、同図に示すように、リーダ／ライタと密着状態に近い距離ｈL に対応する受信電圧ｒｖが閾値電圧Ｖ1 として設定され、また、リーダ／ライタとの距離が最低限必要な通信距離ｈH に対応する受信電圧ｒｖが閾値電圧Ｖ2 として設定されている。
【００３３】
図４、図５及び図６は、アンテナ共振周波数調整回路１８による送受信アンテナ１１の共振周波数の切替え動作を説明する図である。
これらの図を参照して、この形態の携帯端末装置に用いられるアンテナ共振周波数調整方法の処理内容について説明する。
この携帯端末装置では、電圧検知処理で、電圧検知回路１５1 により、受信電圧ｒｖが閾値電圧Ｖ1 と比較され、同受信電圧ｒｖが同閾値電圧Ｖ1 よりも大きいとき、アクティブモードの受信電圧判定信号ｖｄ1 が出力される（第１の電圧検知処理）。また、電圧検知回路１５2 により、受信電圧ｒｖが閾値電圧Ｖ2 と比較され、同受信電圧ｒｖが同閾値電圧Ｖ2 よりも大きいとき、アクティブモードの受信電圧判定信号ｖｄ2 が出力される（第２の電圧検知処理）。
【００３４】
デコード処理で、デコーダ１７1 により、周波数帯域記録レジスタ１６から出力される帯域情報信号ｆｉが第１の帯域ｆL を示し、かつ、受信電圧判定信号ｖｄ1 がアクティブモードのとき、送受信アンテナ１１の共振周波数を第１の帯域ｆL から第３の帯域ｆM に移動するための共振周波数制御信号ｃｔ1 が出力される（第１のデコード処理）。また、デコーダ１７2 により、帯域情報信号ｆｉが第２の帯域ｆH を示し、かつ、受信電圧判定信号ｖｄ2 がアクティブモードのとき、送受信アンテナ１１の共振周波数を第２の帯域ｆH から第３の帯域ｆM に移動するための共振周波数制御信号ｃｔ2 が出力される（第２のデコード処理）。
【００３５】
共振周波数切替え処理で、アンテナ共振周波数調整回路１８により、デコーダ１７1 から出力された共振周波数制御信号ｃｔ1 に基づいて、送受信アンテナ１１の共振周波数が第１の帯域ｆL から第３の帯域ｆM に移動される一方、デコーダ１７2 から出力された共振周波数制御信号ｃｔ2 に基づいて、送受信アンテナ１１の共振周波数が第２の帯域ｆH から第３の帯域ｆM に移動される。
【００３６】
すなわち、アンテナ共振周波数調整回路１８では、共振周波数調整スイッチ２１1 は、通常オン状態、及び、共振周波数調整スイッチ２１2 が通常オフ状態となっている。リーダ／ライタから得られる受信電圧ｖｒが閾値電圧Ｖ2 より高くなり、すなわち、送受信アンテナ１１の位置が距離ｈH より近くなり、かつ、周波数帯域記録レジスタ１６に、帯域ｆL の範囲のアンテナ共振周波数を有する携帯端末装置であることが書き込まれていれば、デコーダ１７1 から出力される共振周波数制御信号ｃｔ1 により、共振周波数調整スイッチ２１1 がオフ状態となる。この場合、図４に示すように、送受信アンテナ１１の状態が、共振周波数をシフトする前の領域ＥＡから、共振周波数をシフトした先の領域ＥＢとなり、アンテナ共振周波数は、帯域ｆL から帯域ｆM の範囲に切り替えられる。
【００３７】
また、リーダ／ライタから得られる受信電圧ｖｒが閾値電圧Ｖ1 より高くなり、すなわち、送受信アンテナ１１の位置が距離ｈL より近くなり、かつ、周波数帯域記録レジスタ１６に、帯域ｆH の範囲のアンテナ共振周波数を有する携帯端末装置であることが書き込まれていれば、デコーダ１７2 から出力される共振周波数制御信号ｃｔ2 により、共振周波数調整スイッチ２１2 がオン状態となる。この場合、図５に示すように、送受信アンテナ１１の状態が、共振周波数をシフトする前の領域ＦＡから、共振周波数をシフトした先の領域ＦＢとなり、アンテナ共振周波数は、帯域ｆH から帯域ｆM の範囲に切り替えられる。
【００３８】
また、周波数帯域記録レジスタ１６に、帯域ｆM の範囲のアンテナ共振周波数を有する携帯端末であることが書き込まれているときは、受信電圧ｖｒが閾値電圧Ｖ1 及び閾値電圧Ｖ2 より高くなっても、共振周波数調整スイッチ２１1 及び共振周波数調整スイッチ２１2 は切り替わらない。また、周波数帯域記録レジスタ１６に、帯域ｆL の範囲のアンテナ共振周波数であることが書き込まれている携帯端末装置の受信電圧ｖｒが閾値電圧Ｖ1 より高くなっても、共振周波数調整スイッチ２１2 は切り替わらない。また、周波数帯域記録レジスタ１６に、帯域ｆH の範囲のアンテナ共振周波数であることが書き込まれている携帯端末装置の受信電圧ｖｒが閾値電圧Ｖ2 より高くなっても、共振周波数調整スイッチ２１1 は切り替わらない。
【００３９】
また、図６に示すように、帯域ｆM がない状態でも、送受信アンテナ１１の位置が最低減必要な通信距離ｈH Ａを満たしていれば、受信電圧ｖｒが閾値電圧Ｖ1 以上になった時点で、アンテナ共振周波数が帯域ｆH から帯域ｆL に移動し、送受信アンテナ１１の状態が、共振周波数をシフトした先の領域ＹＡとなるので、擬似的に帯域ｆH と同等の帯域を有する帯域ｆM を作りだすことができる。
【００４０】
以上のように、この第１の実施形態では、アンテナ共振周波数調整回路１８により、送受信アンテナ１１のアンテナ共振周波数が、リーダ／ライタとの距離及び同送受信アンテナ１１の有する元のアンテナ共振周波数に合わせて必要な場合のみ調整しているので、携帯端末装置を製造する際に発生するアンテナ共振周波数のばらつきに対し、許容幅を広げることができる。また、有効帯域を確保するための対策品である、送受信アンテナ１１などの裏側に設けられる磁性シートを薄型化できると共に、電池カバーの裏側に磁性シートを設ける必要がなくなる。また、アンテナ共振周波数調整手段がハードウェアで構成されているので、たとえば交通機関のリーダ／ライタとの通信など、処理速度が速く、非常に短い処理時間を要求される場所での通信動作においても、円滑に対応することができる。
【実施形態２】
【００４１】
図７は、この発明の第２の実施形態である携帯端末装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
この形態の携帯端末装置では、同図７に示すように、図２中の送受信アンテナ１１及びアンテナ共振周波数調整回路１８に代えて、異なる構成の送受信アンテナ１１Ａ及びアンテナ共振周波数調整回路１８Ａが設けられている。アンテナ共振周波数調整回路１８Ａは、共振周波数調整スイッチ２３1 ，２３2 から構成されている。共振周波数調整スイッチ２３1 は、共振周波数制御信号ｃｔ1 がノンアクティブモードのときにオフ状態となる一方、アクティブモードのときにオン状態となる。共振周波数調整スイッチ２３2 は、共振周波数制御信号ｃｔ2 がノンアクティブモードのときにオン状態となる一方、アクティブモードのときにオフ状態となる。送受信アンテナ１１Ａは、中間に接点１１1 ，１１2 を有し、それぞれ、共振周波数調整スイッチ２３1 ，２３2 に接続されている。
【００４２】
この送受信アンテナ１１Ａでは、共振周波数調整スイッチ２３1 がオフ状態かつ共振周波数調整スイッチ２３2 がオン状態のとき、電流ｍａが流れ、また、共振周波数調整スイッチ２３1 ，２３2 がオン状態になったとき、電流ｍｂが流れ、共振周波数が第１の帯域ｆL から第３の帯域ｆM に移動する一方、共振周波数調整スイッチ２３1 ，２３2 がオフ状態となったとき、電流ｍｃが流れ、共振周波数が第２の帯域ｆH から第３の帯域ｆM に移動する。この携帯端末装置では、送受信アンテナ１１Ａの共振周波数がアンテナ共振周波数調整回路１８Ａにより調整されるので、上記第１の実施形態と異なるハード構成で同様の利点がある。
【００４３】
以上、この発明の実施形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成は同実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、この発明に含まれる。
たとえば、携帯端末装置は、携帯電話機の他、たとえばＰＤＡ（Personal Digital Assistants ）などにも適用される。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
この発明は、非接触ＩＣカード機能が内蔵される携帯電話機などの携帯端末装置全般に適用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１１，１１Ａ 送受信アンテナ（アンテナ、携帯端末装置の一部）
１２ 容量調節回路（携帯端末装置の一部）
１３ ＩＣカード機能回路（携帯端末装置の一部）
１４ 制御部（携帯端末装置の一部）
１５，１５1 ，１５2 電圧検知回路
１６ 周波数帯域記録レジスタ
１７，１７1 ，１７2 デコーダ
１８，１８Ａ アンテナ共振周波数調整回路
２１1 ，２１2 共振周波数調整スイッチ
２２1 ，２２2 コンデンサ
２３1 ，２３2 共振周波数調整スイッチ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、携帯端末装置及び該携帯端末装置に用いられるアンテナ共振周波数調整方法に係り、特に、非接触ＩＣカード機能を有する携帯電話機などのように、同機能を内蔵するための高密度実装を必要とする場合に適用して好適な携帯端末装置及び該携帯端末装置に用いられるアンテナ共振周波数調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機など携帯端末装置は、通常の通話機能や電子メールの送受信機能を有する他、近年では、たとえば、交通機関の改札機との通信や、コンビニエンスストアなどに設置されている金銭の支払い用のリーダ／ライタ（ＩＣカード処理装置）との通信などに用いられる非接触ＩＣカード機能（以下、単に「ＩＣカード機能」ともいう）を有するものが製作されている。
【０００３】
この種の関連技術としては、たとえば図８に示す携帯端末装置があり、同携帯端末装置は、送受信アンテナ１と、容量調節回路２と、ＩＣカード機能回路３と、制御部４とを有している。
この携帯端末装置では、容量調節回路２が送受信アンテナ１と並列接続され、図示しないリーダ／ライタに接近したとき、同リーダ／ライタから出力される電磁波により同送受信アンテナ１が電磁誘導を受けて受信電圧ｒｖが得られる。容量調節回路２内の容量値は、送受信アンテナ１のアンテナ共振周波数がリーダ／ライタと通信が可能な有効帯域に入るよう調整されている。そして、ＩＣカード機能回路３及び制御部４により、所定の処理が行われる。
【０００４】
上記の携帯端末装置の他、この種の関連技術としては、たとえば、特許文献１に記載された非接触式ＩＣカードがある。
この非接触式ＩＣカードでは、ＩＣチップ内に複数のコンデンサが設けられ、自動的にそれらが選択されて容量値が変化することで、共振回路が所望の共振周波数となるようにアンテナ特性が調整される。また、ＩＣチップ内に温度検知回路が設けられ、ＩＣチップが所定温度以上となった場合には、共振回路の共振周波数あるいはＱ値（クオリティファクタ）を切り換えることで、ＩＣチップの過大温度上昇が回避される。
【０００５】
また、特許文献２に記載されたリーダ・ライタでは、通信端末としての無線タグ、あるいは無線タグ機能が内蔵された携帯端末装置と近距離無線通信が行われ、推定部により通信端末との距離が推定され、周波数シフト部により、同推定部で推定された距離に応じて、同調部で同調させる周波数がシフトされる。これにより、通信端末との距離が非常に接近した場合に、同調周波数がシフトされ、ヌル（ｎｕｌｌ）状態の発生が回避される。
【０００６】
また、特許文献３に記載された非接触型ＩＣカード内蔵携帯端末では、同調回路のコンデンサの静電容量もしくはコイルのインダクタンスを変化させてアンテナの同調周波数が合わせられることにより、複数のリーダ／ライタとの通信を行う際に、同調周波数の決定が自動的に行われるので、安定した通信が行われる。
【０００７】
また、特許文献４に記載された情報カードシステムでは、電圧検出回路により、共振回路の受信電圧が検出される。また、受信感度を弱くするための可変容量コントロール回路及び可変容量が設けられている。ＣＰＵ（中央処理装置）により、電圧検出回路の受信電圧が所定の電圧レベルを越えると、可変容量コントロール回路で可変容量の静電容量を変化させ、共振周波数をずらすことによって、受信電圧の電圧レベルを下げ、受信感度が調整される。これにより、非接触ＩＣカードとカードリーダライタとが近付き過ぎた場合でも、データの送受が正常に行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−０１１００９号公報
【特許文献２】特開２００６−２７９８１３号公報
【特許文献３】特開２００８−２２５９２７号公報
【特許文献４】特開平０５−１２８３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記関連技術では、次のような課題があった。
すなわち、図８の携帯端末装置では、送受信アンテナ１のアンテナ共振周波数が有効帯域に入るように調整されているが、同有効帯域が狭く、同アンテナ共振周波数を同有効帯域内に収めるための調節が非常に困難であるという課題がある。たとえば、図９に示すように、送受信アンテナ１では、アンテナ共振周波数の有効帯域（すなわち、リーダ／ライタとの距離が最低限必要な通信距離ｈH 以下の距離で、かつ通信不可の領域がない共振周波数の帯域）は、帯域ｆM の範囲である。アンテナ共振周波数が帯域ｆM の範囲から外れた場合、たとえば領域ＭＡや領域ＭＢでは、リーダ／ライタからＩＣカード機能を動作させるための起電力は得られるが、通信不可となることがある。この場合、領域ＭＡでは、リーダ／ライタとの距離が最低限必要な通信距離ｈH の近辺で、かつ通信距離が確保できない低い共振周波数の帯域ｆL となっている。また、領域ＭＢでは、リーダ／ライタと密着に近い距離ｈL 以下の場所で、かつ近距離で通信不可となる高い共振周波数の帯域ｆH となっている。このため、アンテナ共振周波数の許容されるばらつきの範囲は、非常に狭帯域となる。
【００１０】
また、近年、送受信アンテナ１の薄型化及び小型化により、上記有効帯域（帯域ｆM ）がより狭い範囲となる傾向にあるので、アンテナ共振周波数を有効帯域内に収めることがさらに難しくなり、不良品が多発する恐れがあるという問題点がある。また、この対策のために、コンデンサによる調整回路を設け、製造後の調整検査時に、個々に共振周波数を測定して調整するという煩雑な作業が発生するという問題点がある。特に、薄型の携帯端末装置では、図１０に示すように、通信距離が確保できない低い共振周波数の帯域ｆL Ａと、近距離で通信不可となる高い通信周波数の帯域ｆH Ａとが隣り合わせの通信特性となり、図９中の有効帯域ｆM が殆ど存在しない通信特性となることがある。この対策として、領域ＮＢの特性を改善するために、送受信アンテナ１などの裏側や電池カバーの裏側に電磁波の通過性の良好な厚みのある磁性シートを設ける作業が発生し、また、携帯端末装置の薄型化が困難になるという課題がある。また、図１０の通信特性では、図９中の領域ＭＡ，ＭＢと同様に、通信不可となる領域ＮＡ，ＮＢがある。
【００１１】
また、特許文献１に記載された非接触式ＩＣカードでは、共振回路の共振周波数が調整されるが、ＩＣチップの過大温度上昇が回避されるものであり、この発明とは構成が異なる。
【００１２】
特許文献２に記載されたリーダ・ライタでは、通信端末との距離が非常に接近した場合に、同調周波数がシフトされるが、最低限必要な通信距離の近辺でのヌル状態の発生については、回避されないものであり、この発明とは構成が異なる。
【００１３】
特許文献３に記載された非接触型ＩＣカード内蔵携帯端末では、アンテナの同調周波数が調整されることにより、複数のリーダ／ライタとの通信が安定して行われるが、通信不可となる領域を避けることについては、明確ではない。
【００１４】
特許文献４に記載された情報カードシステムでは、非接触ＩＣカードとカードリーダライタとが近付き過ぎた場合でも、受信感度が調整されてデータの送受が正常に行われるが、最低限必要な通信距離の近辺で通信不可となる状態の発生については、回避されないものであり、この発明とは構成が異なる。また、ＣＰＵ（中央処理装置）により受信感度が調整されるので、ハード構成によるものよりも動作速度が遅いという課題がある。
【００１５】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、ＩＣカード処理装置から電磁誘導を受けて受信電圧を発生するアンテナの有効帯域を広げるための手段が設けられている携帯端末装置及び該携帯端末装置に用いられるアンテナ共振周波数調整方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、この発明の第１の構成は、非接触型ＩＣカード又は該非接触型ＩＣカードと同等の機能を有する電子機器が所定の領域内に接近したときに無線接続されるＩＣカード処理装置から電磁誘導を受けて受信電圧を発生するアンテナと、該アンテナから発生した前記受信電圧が供給されて所定の動作を行う非接触型ＩＣカード機能回路とを有する携帯端末装置に係り、前記ＩＣカード処理装置との通信中に、最低限必要な通信距離以下の距離に発生している通信不可領域を避けるように、前記アンテナの共振周波数を調整するアンテナ共振周波数調整手段が設けられていることを特徴としている。
【００１７】
この発明の第２の構成は、非接触型ＩＣカード又は該非接触型ＩＣカードと同等の機能を有する電子機器が所定の領域内に接近したときに無線接続されるＩＣカード処理装置から電磁誘導を受けて受信電圧を発生するアンテナと、該アンテナから発生した前記受信電圧が供給されて所定の動作を行う非接触型ＩＣカード機能回路とを有する携帯端末装置に用いられるアンテナ共振周波数調整方法に係り、前記ＩＣカード処理装置との通信中に、最低限必要な通信距離以下の距離に発生している通信不可領域を避けるように、前記アンテナの共振周波数を調整するアンテナ共振周波数調整処理を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の構成によれば、アンテナの共振周波数の有効帯域を擬似的に広げることができ、携帯端末装置を製造する際に、共振周波数のばらつきに対し、許容できる幅を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の携帯端末装置の原理を説明するブロック図である。
【図２】第１の実施形態である携帯端末装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】送受信アンテナ１１のリーダ／ライタから受ける受信電圧ｒｖと同リーダ／ライタとの距離との関係、及び閾値電圧Ｖ1 ，Ｖ2 を示す図である。
【図４】アンテナ共振周波数調整回路１８による送受信アンテナ１１の共振周波数の切替え動作を説明する図である。
【図５】アンテナ共振周波数調整回路１８による送受信アンテナ１１の共振周波数の切替え動作を説明する図である。
【図６】アンテナ共振周波数調整回路１８による送受信アンテナ１１の共振周波数の切替え動作を説明する図である。
【図７】この発明の第２の実施形態である携帯端末装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
【図８】関連する携帯端末装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
【図９】送受信アンテナ１の通信特性を説明する図である。
【図１０】送受信アンテナ１の他の通信特性を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
上記通信不可領域は、上記ＩＣカード処理装置との距離が最低限必要な通信距離の近辺で、かつ通信距離が確保されない低い共振周波数の第１の帯域となる第１の領域、及び、上記ＩＣカード処理装置と密着状態に近い距離以下の場所で、かつ近距離で通信不可となる高い共振周波数の第２の帯域となる第２の領域である携帯端末装置を提供する。
【００２１】
また、この発明の好適な形態では、上記アンテナ共振周波数調整手段は、上記アンテナから発生した上記受信電圧のレベルを検知して、上記アンテナと上記ＩＣカード処理装置との距離が含まれる範囲に対応する受信電圧判定信号を出力する電圧検知手段と、あらかじめ測定された上記アンテナの共振周波数が含まれる周波数帯域が記録され、該周波数帯域を表す帯域情報信号を出力する周波数帯域記録手段と、上記受信電圧判定信号及び上記帯域情報信号をデコードして、上記アンテナの共振周波数を調整するための共振周波数制御信号を出力するデコード手段と、上記共振周波数制御信号に基づいて、上記アンテナの共振周波数を切り替える共振周波数切替え手段とから構成されている。
【００２２】
上記周波数帯域記録手段から出力される上記帯域情報信号は、上記第１の帯域、上記第２の帯域、又は上記第１の帯域と上記第２の帯域との間の第３の帯域を示す構成とされ、上記電圧検知手段は、上記ＩＣカード処理装置と密着状態に近い距離に対応する第１の閾値電圧が設定され、上記受信電圧を上記第１の閾値電圧と比較して、該受信電圧が該第１の閾値電圧よりも大きいとき、アクティブモードの第１の受信電圧判定信号を出力する第１の電圧検知回路と、上記ＩＣカード処理装置との距離が最低限必要な通信距離に対応する第２の閾値電圧が設定され、上記受信電圧を上記第２の閾値電圧と比較して、該受信電圧が該第２の閾値電圧よりも大きいとき、アクティブモードの第２の受信電圧判定信号を出力する第２の電圧検知回路とから構成され、上記デコード手段は、上記周波数帯域記録手段から出力される上記帯域情報信号が上記第１の帯域を示し、かつ、上記第１の受信電圧判定信号がアクティブモードのとき、上記アンテナの共振周波数を上記第１の帯域から上記第３の帯域に移動するための第１の共振周波数制御信号を出力する第１のデコーダと、上記帯域情報信号が上記第２の帯域を示し、かつ、上記第２の受信電圧判定信号がアクティブモードのとき、上記アンテナの共振周波数を上記第２の帯域から上記第３の帯域に移動するための第２の共振周波数制御信号を出力する第２のデコーダとから構成され、上記共振周波数切替え手段は、上記第１のデコーダから出力された上記第１の共振周波数制御信号に基づいて、上記アンテナの共振周波数を上記第１の帯域から上記第３の帯域に移動する一方、上記第２のデコーダから出力された上記第２の共振周波数制御信号に基づいて、上記アンテナの共振周波数を上記第２の帯域から上記第３の帯域に移動する構成とされている。
【００２３】
また、上記共振周波数切替え手段は、上記第１の共振周波数制御信号がノンアクティブモードのときにオン状態となる一方、アクティブモードのときにオフ状態となる第１のスイッチと、該第１のスイッチがオン状態のときに上記アンテナに並列接続される第１のコンデンサと、上記第２の共振周波数制御信号がノンアクティブモードのときにオフ状態となる一方、アクティブモードのときにオン状態となる第２のスイッチと、該第２のスイッチがオン状態のときに上記アンテナに並列接続される第２のコンデンサとから構成され、上記第１のコンデンサの容量は、上記第１のスイッチがオン状態からオフ状態になったときに、上記アンテナの共振周波数が上記第１の帯域から上記第３の帯域に移動する値に設定され、上記第２のコンデンサの容量は、上記第２のスイッチがオフ状態からオン状態になったときに、上記アンテナの共振周波数が上記第２の帯域から上記第３の帯域に移動する値に設定されている。
【００２４】
また、上記共振周波数切替え手段は、上記第１の共振周波数制御信号がノンアクティブモードのときにオフ状態となる一方、アクティブモードのときにオン状態となる第１のスイッチと、上記第２の共振周波数制御信号がノンアクティブモードのときにオン状態となる一方、アクティブモードのときにオフ状態となる第２のスイッチとから構成され、上記アンテナは、上記第１のスイッチがオン状態になったとき、共振周波数が上記第１の帯域から上記第３の帯域に移動する一方、上記第２のスイッチがオフ状態となったとき、共振周波数が上記第２の帯域から上記第３の帯域に移動する構成とされている。
【００２５】
図１は、この発明の携帯端末装置の原理を説明するブロック図である。
この携帯端末装置は、送受信アンテナ１１と、容量調節回路１２と、ＩＣカード機能回路１３と、制御部１４と、電圧検知回路１５と、周波数帯域記録レジスタ１６と、デコーダ１７と、アンテナ共振周波数調整回路１８とから構成されている。送受信アンテナ１１は、リーダ／ライタなどのＩＣカード処理装置から電磁誘導を受けて受信電圧ｒｖを発生する。容量調節回路１２内の容量値は、送受信アンテナ１１のアンテナ共振周波数がリーダ／ライタと通信が可能な有効帯域に入るよう調整されている。ＩＣカード機能回路１３は、送受信アンテナ１１から発生した受信電圧ｒｖが供給されて所定の動作を行う。上記電圧検知回路１５、周波数帯域記録レジスタ１６、デコーダ１７及びアンテナ共振周波数調整回路１８で、アンテナ共振周波数調整手段が構成されている。
【００２６】
制御部１４は、この携帯端末装置全体を制御する。電圧検知回路１５は、送受信アンテナ１１から発生した受信電圧ｒｖのレベルを検知して、同送受信アンテナ１１とＩＣカード処理装置（リーダ／ライタ）との距離が含まれる範囲に対応する受信電圧判定信号ｖｄを出力する。周波数帯域記録レジスタ１６は、あらかじめ測定された送受信アンテナ１１の共振周波数（アンテナ共振周波数）が含まれる周波数帯域が記録され、同周波数帯域を表す帯域情報信号ｆｉを出力する。デコーダ１７は、受信電圧判定信号ｖｄ及び帯域情報信号ｆｉをデコードして、送受信アンテナ１１の共振周波数を調整するための共振周波数制御信号ｃｔを出力する。アンテナ共振周波数調整回路１８は、共振周波数制御信号ｃｔに基づいて、送受信アンテナ１１の共振周波数を切り替える。
【００２７】
この携帯端末装置では、ＩＣカード処理装置（リーダ／ライタ）との通信中に、最低限必要な通信距離以下の距離に発生している通信不可領域を避けるように、送受信アンテナ１１の共振周波数が調整される（アンテナ共振周波数調整処理）。上記通信不可領域は、図９中の領域ＭＡ，ＭＢである。このアンテナ共振周波数調整処理では、電圧検知回路１５により、送受信アンテナ１１から発生した受信電圧ｒｖのレベルが検知され、同送受信アンテナ１１とＩＣカード処理装置（リーダ／ライタ）との距離が含まれる範囲に対応する受信電圧判定信号ｖｄが出力される（電圧検知処理）。周波数帯域記録レジスタ１６により、あらかじめ測定された送受信アンテナ１１の共振周波数が含まれる周波数帯域が記録され、同周波数帯域を表す帯域情報信号ｆｉが出力される（周波数帯域記録処理）。デコーダ１７により、受信電圧判定信号ｖｄ及び帯域情報信号ｆｉがデコードされ、送受信アンテナ１１の共振周波数を調整するための共振周波数制御信号ｃｔが出力される（デコード処理）。アンテナ共振周波数調整回路１８により、共振周波数制御信号ｃｔに基づいて、送受信アンテナ１１の共振周波数が切り替えられる（共振周波数切替え処理）。
【実施形態１】
【００２８】
図２は、この発明の第１の実施形態である携帯端末装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
この形態の携帯端末装置は、携帯電話機であり、同図に示すように、電圧検知回路１５は、電圧検知回路１５1 と、電圧検知回路１５2 とから構成されている。電圧検知回路１５1 は、ＩＣカード処理装置（リーダ／ライタ）と密着状態に近い距離ｈL に対応する閾値電圧Ｖ1 （第１の閾値電圧）が設定され、受信電圧ｒｖを閾値電圧Ｖ1 と比較して、受信電圧ｒｖが閾値電圧Ｖ1 よりも大きいとき、アクティブモードの受信電圧判定信号ｖｄ1 （第１の受信電圧判定信号）を出力する。電圧検知回路１５2 は、ＩＣカード処理装置（リーダ／ライタ）との距離が最低限必要な通信距離ｈH に対応する閾値電圧Ｖ2 （第２の閾値電圧）が設定され、受信電圧ｒｖを閾値電圧Ｖ2 と比較して、受信電圧ｒｖが閾値電圧Ｖ2 よりも大きいとき、アクティブモードの受信電圧判定信号ｖｄ2 （第２の受信電圧判定信号）を出力する。
【００２９】
周波数帯域記録レジスタ１６から出力される帯域情報信号ｆｉは、上記第１の帯域ｆL 、第２の帯域ｆH 、又は第１の帯域ｆL と第２の帯域ｆH との間の第３の帯域ｆM を示す。この場合、帯域ｆL ，ｆH ，ｆM に、たとえば２進コード“０１”，“１０”，“１１”がそれぞれ対応付けられる。デコーダ１７は、デコーダ１７1 と、デコーダ１７2 とから構成されている。デコーダ１７1 は、周波数帯域記録レジスタ１６から出力される帯域情報信号ｆｉが第１の帯域ｆL を示し、かつ、受信電圧判定信号ｖｄ1 がアクティブモードのとき、送受信アンテナ１１の共振周波数を第１の帯域ｆL から第３の帯域ｆM に移動するための共振周波数制御信号ｃｔ1 （第１の共振周波数制御信号）を出力する。デコーダ１７2 は、帯域情報信号ｆｉが第２の帯域ｆH を示し、かつ、受信電圧判定信号ｖｄ2 がアクティブモードのとき、送受信アンテナ１１の共振周波数を第２の帯域ｆH から第３の帯域ｆM に移動するための共振周波数制御信号ｃｔ2 （第２の共振周波数制御信号）を出力する。
【００３０】
アンテナ共振周波数調整回路１８は、共振周波数調整スイッチ２１1 ，２１2 と、コンデンサ２２1 ，２２2 とから構成されている。共振周波数調整スイッチ２１1 は、共振周波数制御信号ｃｔ1 がノンアクティブモードのときにオン状態となる一方、アクティブモードのときにオフ状態となる。コンデンサ２２1 は、共振周波数調整スイッチ２１1 がオン状態のときに送受信アンテナ１１に並列接続される。このコンデンサ２２1 の容量は、共振周波数調整スイッチ２１1 がオン状態からオフ状態になったときに、送受信アンテナ１１の共振周波数が第１の帯域ｆL から第３の帯域ｆM に移動する値に設定されている。
【００３１】
共振周波数調整スイッチ２１2 は、共振周波数制御信号ｃｔ2 がノンアクティブモードのときにオフ状態となる一方、アクティブモードのときにオン状態となる。コンデンサ２２2 は、共振周波数調整スイッチ２１2 がオン状態のときに送受信アンテナ１１に並列接続される。このコンデンサ２２2 の容量は、共振周波数調整スイッチ２１2 がオフ状態からオン状態になったときに、送受信アンテナ１１の共振周波数が第２の帯域ｆH から第３の帯域ｆM に移動する値に設定されている。このため、アンテナ共振周波数調整回路１８は、デコーダ１７1 から出力された共振周波数制御信号ｃｔ1 に基づいて、送受信アンテナ１１の共振周波数を第１の帯域ｆL から第３の帯域ｆM に移動する一方、デコーダ１７2 から出力された共振周波数制御信号ｃｔ2 に基づいて、送受信アンテナ１１の共振周波数を第２の帯域ｆH から第３の帯域ｆM に移動する。
【００３２】
図３は、送受信アンテナ１１のリーダ／ライタから受ける受信電圧ｒｖと同リーダ／ライタとの距離との関係、及び閾値電圧Ｖ1 ，Ｖ2 を示す図である。
図２中の電圧検知回路１５1 ，１５2 では、同図に示すように、リーダ／ライタと密着状態に近い距離ｈL に対応する受信電圧ｒｖが閾値電圧Ｖ1 として設定され、また、リーダ／ライタとの距離が最低限必要な通信距離ｈH に対応する受信電圧ｒｖが閾値電圧Ｖ2 として設定されている。
【００３３】
図４、図５及び図６は、アンテナ共振周波数調整回路１８による送受信アンテナ１１の共振周波数の切替え動作を説明する図である。
これらの図を参照して、この形態の携帯端末装置に用いられるアンテナ共振周波数調整方法の処理内容について説明する。
この携帯端末装置では、電圧検知処理で、電圧検知回路１５1 により、受信電圧ｒｖが閾値電圧Ｖ1 と比較され、同受信電圧ｒｖが同閾値電圧Ｖ1 よりも大きいとき、アクティブモードの受信電圧判定信号ｖｄ1 が出力される（第１の電圧検知処理）。また、電圧検知回路１５2 により、受信電圧ｒｖが閾値電圧Ｖ2 と比較され、同受信電圧ｒｖが同閾値電圧Ｖ2 よりも大きいとき、アクティブモードの受信電圧判定信号ｖｄ2 が出力される（第２の電圧検知処理）。
【００３４】
デコード処理で、デコーダ１７1 により、周波数帯域記録レジスタ１６から出力される帯域情報信号ｆｉが第１の帯域ｆL を示し、かつ、受信電圧判定信号ｖｄ1 がアクティブモードのとき、送受信アンテナ１１の共振周波数を第１の帯域ｆL から第３の帯域ｆM に移動するための共振周波数制御信号ｃｔ1 が出力される（第１のデコード処理）。また、デコーダ１７2 により、帯域情報信号ｆｉが第２の帯域ｆH を示し、かつ、受信電圧判定信号ｖｄ2 がアクティブモードのとき、送受信アンテナ１１の共振周波数を第２の帯域ｆH から第３の帯域ｆM に移動するための共振周波数制御信号ｃｔ2 が出力される（第２のデコード処理）。
【００３５】
共振周波数切替え処理で、アンテナ共振周波数調整回路１８により、デコーダ１７1 から出力された共振周波数制御信号ｃｔ1 に基づいて、送受信アンテナ１１の共振周波数が第１の帯域ｆL から第３の帯域ｆM に移動される一方、デコーダ１７2 から出力された共振周波数制御信号ｃｔ2 に基づいて、送受信アンテナ１１の共振周波数が第２の帯域ｆH から第３の帯域ｆM に移動される。
【００３６】
すなわち、アンテナ共振周波数調整回路１８では、共振周波数調整スイッチ２１1 は、通常オン状態、及び、共振周波数調整スイッチ２１2 が通常オフ状態となっている。リーダ／ライタから得られる受信電圧ｖｒが閾値電圧Ｖ2 より高くなり、すなわち、送受信アンテナ１１の位置が距離ｈH より近くなり、かつ、周波数帯域記録レジスタ１６に、帯域ｆL の範囲のアンテナ共振周波数を有する携帯端末装置であることが書き込まれていれば、デコーダ１７1 から出力される共振周波数制御信号ｃｔ1 により、共振周波数調整スイッチ２１1 がオフ状態となる。この場合、図４に示すように、送受信アンテナ１１の状態が、共振周波数をシフトする前の領域ＥＡから、共振周波数をシフトした先の領域ＥＢとなり、アンテナ共振周波数は、帯域ｆL から帯域ｆM の範囲に切り替えられる。
【００３７】
また、リーダ／ライタから得られる受信電圧ｖｒが閾値電圧Ｖ1 より高くなり、すなわち、送受信アンテナ１１の位置が距離ｈL より近くなり、かつ、周波数帯域記録レジスタ１６に、帯域ｆH の範囲のアンテナ共振周波数を有する携帯端末装置であることが書き込まれていれば、デコーダ１７2 から出力される共振周波数制御信号ｃｔ2 により、共振周波数調整スイッチ２１2 がオン状態となる。この場合、図５に示すように、送受信アンテナ１１の状態が、共振周波数をシフトする前の領域ＦＡから、共振周波数をシフトした先の領域ＦＢとなり、アンテナ共振周波数は、帯域ｆH から帯域ｆM の範囲に切り替えられる。
【００３８】
また、周波数帯域記録レジスタ１６に、帯域ｆM の範囲のアンテナ共振周波数を有する携帯端末であることが書き込まれているときは、受信電圧ｖｒが閾値電圧Ｖ1 及び閾値電圧Ｖ2 より高くなっても、共振周波数調整スイッチ２１1 及び共振周波数調整スイッチ２１2 は切り替わらない。また、周波数帯域記録レジスタ１６に、帯域ｆL の範囲のアンテナ共振周波数であることが書き込まれている携帯端末装置の受信電圧ｖｒが閾値電圧Ｖ1 より高くなっても、共振周波数調整スイッチ２１2 は切り替わらない。また、周波数帯域記録レジスタ１６に、帯域ｆH の範囲のアンテナ共振周波数であることが書き込まれている携帯端末装置の受信電圧ｖｒが閾値電圧Ｖ2 より高くなっても、共振周波数調整スイッチ２１1 は切り替わらない。
【００３９】
また、図６に示すように、帯域ｆM がない状態でも、送受信アンテナ１１の位置が最低減必要な通信距離ｈH Ａを満たしていれば、受信電圧ｖｒが閾値電圧Ｖ1 以上になった時点で、アンテナ共振周波数が帯域ｆH から帯域ｆL に移動し、送受信アンテナ１１の状態が、共振周波数をシフトした先の領域ＹＡとなるので、擬似的に帯域ｆH と同等の帯域を有する帯域ｆM を作りだすことができる。
【００４０】
以上のように、この第１の実施形態では、アンテナ共振周波数調整回路１８により、送受信アンテナ１１のアンテナ共振周波数が、リーダ／ライタとの距離及び同送受信アンテナ１１の有する元のアンテナ共振周波数に合わせて必要な場合のみ調整しているので、携帯端末装置を製造する際に発生するアンテナ共振周波数のばらつきに対し、許容幅を広げることができる。また、有効帯域を確保するための対策品である、送受信アンテナ１１などの裏側に設けられる磁性シートを薄型化できると共に、電池カバーの裏側に磁性シートを設ける必要がなくなる。また、アンテナ共振周波数調整手段がハードウェアで構成されているので、たとえば交通機関のリーダ／ライタとの通信など、処理速度が速く、非常に短い処理時間を要求される場所での通信動作においても、円滑に対応することができる。
【実施形態２】
【００４１】
図７は、この発明の第２の実施形態である携帯端末装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
この形態の携帯端末装置では、同図７に示すように、図２中の送受信アンテナ１１及びアンテナ共振周波数調整回路１８に代えて、異なる構成の送受信アンテナ１１Ａ及びアンテナ共振周波数調整回路１８Ａが設けられている。アンテナ共振周波数調整回路１８Ａは、共振周波数調整スイッチ２３1 ，２３2 から構成されている。共振周波数調整スイッチ２３1 は、共振周波数制御信号ｃｔ1 がノンアクティブモードのときにオフ状態となる一方、アクティブモードのときにオン状態となる。共振周波数調整スイッチ２３2 は、共振周波数制御信号ｃｔ2 がノンアクティブモードのときにオン状態となる一方、アクティブモードのときにオフ状態となる。送受信アンテナ１１Ａは、中間に接点１１1 ，１１2 を有し、それぞれ、共振周波数調整スイッチ２３1 ，２３2 に接続されている。
【００４２】
この送受信アンテナ１１Ａでは、共振周波数調整スイッチ２３1 がオフ状態かつ共振周波数調整スイッチ２３2 がオン状態のとき、電流ｍａが流れ、また、共振周波数調整スイッチ２３1 ，２３2 がオン状態になったとき、電流ｍｂが流れ、共振周波数が第１の帯域ｆL から第３の帯域ｆM に移動する一方、共振周波数調整スイッチ２３1 ，２３2 がオフ状態となったとき、電流ｍｃが流れ、共振周波数が第２の帯域ｆH から第３の帯域ｆM に移動する。この携帯端末装置では、送受信アンテナ１１Ａの共振周波数がアンテナ共振周波数調整回路１８Ａにより調整されるので、上記第１の実施形態と異なるハード構成で同様の利点がある。
【００４３】
以上、この発明の実施形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成は同実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、この発明に含まれる。
たとえば、携帯端末装置は、携帯電話機の他、たとえばＰＤＡ（Personal Digital Assistants ）などにも適用される。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
この発明は、非接触ＩＣカード機能が内蔵される携帯電話機などの携帯端末装置全般に適用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１１，１１Ａ 送受信アンテナ（アンテナ、携帯端末装置の一部）
１２ 容量調節回路（携帯端末装置の一部）
１３ ＩＣカード機能回路（携帯端末装置の一部）
１４ 制御部（携帯端末装置の一部）
１５，１５1 ，１５2 電圧検知回路
１６ 周波数帯域記録レジスタ
１７，１７1 ，１７2 デコーダ
１８，１８Ａ アンテナ共振周波数調整回路
２１1 ，２１2 共振周波数調整スイッチ
２２1 ，２２2 コンデンサ
２３1 ，２３2 共振周波数調整スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触型ＩＣカード又は該非接触型ＩＣカードと同等の機能を有する電子機器が所定の領域内に接近したときに無線接続されるＩＣカード処理装置から電磁誘導を受けて受信電圧を発生するアンテナと、
該アンテナから発生した前記受信電圧が供給されて所定の動作を行う非接触型ＩＣカード機能回路とを有する携帯端末装置であって、
前記ＩＣカード処理装置との通信中に、最低限必要な通信距離以下の距離に発生している通信不可領域を避けるように、前記アンテナの共振周波数を調整するアンテナ共振周波数調整手段が設けられていることを特徴とする携帯端末装置。
【請求項２】
前記通信不可領域は、
前記ＩＣカード処理装置との距離が最低限必要な通信距離の近辺で、かつ通信距離が確保されない低い共振周波数の第１の帯域となる第１の領域、及び、前記ＩＣカード処理装置と密着状態に近い距離以下の場所で、かつ近距離で通信不可となる高い共振周波数の第２の帯域となる第２の領域であることを特徴とする請求項１記載の携帯端末装置。
【請求項３】
前記アンテナ共振周波数調整手段は、
前記アンテナから発生した前記受信電圧のレベルを検知して、前記アンテナと前記ＩＣカード処理装置との距離が含まれる範囲に対応する受信電圧判定信号を出力する電圧検知手段と、
あらかじめ測定された前記アンテナの共振周波数が含まれる周波数帯域が記録され、該周波数帯域を表す帯域情報信号を出力する周波数帯域記録手段と、
前記受信電圧判定信号及び前記帯域情報信号をデコードして、前記アンテナの共振周波数を調整するための共振周波数制御信号を出力するデコード手段と、
前記共振周波数制御信号に基づいて、前記アンテナの共振周波数を切り替える共振周波数切替え手段とから構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の携帯端末装置。
【請求項４】
前記周波数帯域記録手段から出力される前記帯域情報信号は、
前記第１の帯域、前記第２の帯域、又は前記第１の帯域と前記第２の帯域との間の第３の帯域を示す構成とされ、
前記電圧検知手段は、
前記ＩＣカード処理装置と密着状態に近い距離に対応する第１の閾値電圧が設定され、前記受信電圧を前記第１の閾値電圧と比較して、該受信電圧が該第１の閾値電圧よりも大きいとき、アクティブモードの第１の受信電圧判定信号を出力する第１の電圧検知回路と、
前記ＩＣカード処理装置との距離が最低限必要な通信距離に対応する第２の閾値電圧が設定され、前記受信電圧を前記第２の閾値電圧と比較して、該受信電圧が該第２の閾値電圧よりも大きいとき、アクティブモードの第２の受信電圧判定信号を出力する第２の電圧検知回路とから構成され、
前記デコード手段は、
前記周波数帯域記録手段から出力される前記帯域情報信号が前記第１の帯域を示し、かつ、前記第１の受信電圧判定信号がアクティブモードのとき、前記アンテナの共振周波数を前記第１の帯域から前記第３の帯域に移動するための第１の共振周波数制御信号を出力する第１のデコーダと、
前記帯域情報信号が前記第２の帯域を示し、かつ、前記第２の受信電圧判定信号がアクティブモードのとき、前記アンテナの共振周波数を前記第２の帯域から前記第３の帯域に移動するための第２の共振周波数制御信号を出力する第２のデコーダとから構成され、
前記共振周波数切替え手段は、
前記第１のデコーダから出力された前記第１の共振周波数制御信号に基づいて、前記アンテナの共振周波数を前記第１の帯域から前記第３の帯域に移動する一方、前記第２のデコーダから出力された前記第２の共振周波数制御信号に基づいて、前記アンテナの共振周波数を前記第２の帯域から前記第３の帯域に移動する構成とされていることを特徴とする請求項２又は３記載の携帯端末装置。
【請求項５】
前記共振周波数切替え手段は、
前記第１の共振周波数制御信号がノンアクティブモードのときにオン状態となる一方、アクティブモードのときにオフ状態となる第１のスイッチと、
該第１のスイッチがオン状態のときに前記アンテナに並列接続される第１のコンデンサと、
前記第２の共振周波数制御信号がノンアクティブモードのときにオフ状態となる一方、アクティブモードのときにオン状態となる第２のスイッチと、
該第２のスイッチがオン状態のときに前記アンテナに並列接続される第２のコンデンサとから構成され、
前記第１のコンデンサの容量は、前記第１のスイッチがオン状態からオフ状態になったときに、前記アンテナの共振周波数が前記第１の帯域から前記第３の帯域に移動する値に設定され、
前記第２のコンデンサの容量は、前記第２のスイッチがオフ状態からオン状態になったときに、前記アンテナの共振周波数が前記第２の帯域から前記第３の帯域に移動する値に設定されていることを特徴とする請求項４記載の携帯端末装置。
【請求項６】
前記共振周波数切替え手段は、
前記第１の共振周波数制御信号がノンアクティブモードのときにオフ状態となる一方、アクティブモードのときにオン状態となる第１のスイッチと、
前記第２の共振周波数制御信号がノンアクティブモードのときにオン状態となる一方、アクティブモードのときにオフ状態となる第２のスイッチとから構成され、
前記アンテナは、
前記第１のスイッチがオン状態になったとき、共振周波数が前記第１の帯域から前記第３の帯域に移動する一方、前記第２のスイッチがオフ状態となったとき、共振周波数が前記第２の帯域から前記第３の帯域に移動する構成とされていることを特徴とする請求項４記載の携帯端末装置。
【請求項７】
非接触型ＩＣカード又は該非接触型ＩＣカードと同等の機能を有する電子機器が所定の領域内に接近したときに無線接続されるＩＣカード処理装置から電磁誘導を受けて受信電圧を発生するアンテナと、
該アンテナから発生した前記受信電圧が供給されて所定の動作を行う非接触型ＩＣカード機能回路とを有する携帯端末装置に用いられるアンテナ共振周波数調整方法であって、
前記ＩＣカード処理装置との通信中に、最低限必要な通信距離以下の距離に発生している通信不可領域を避けるように、前記アンテナの共振周波数を調整するアンテナ共振周波数調整処理を行うことを特徴とするアンテナ共振周波数調整方法。
【請求項８】
前記通信不可領域は、
前記ＩＣカード処理装置との距離が最低限必要な通信距離の近辺で、かつ通信距離が確保されない低い共振周波数の第１の帯域となる第１の領域、及び、前記ＩＣカード処理装置と密着状態に近い距離以下の場所で、かつ近距離で通信不可となる高い共振周波数の第２の帯域となる第２の領域であることを特徴とする請求項７記載のアンテナ共振周波数調整方法。
【請求項９】
前記アンテナ共振周波数調整処理では、
電圧検知手段が、前記アンテナから発生した前記受信電圧のレベルを検知して、前記アンテナと前記ＩＣカード処理装置との距離が含まれる範囲に対応する受信電圧判定信号を出力する電圧検知処理と、
周波数帯域記録手段が、あらかじめ測定された前記アンテナの共振周波数が含まれる周波数帯域を記録し、該周波数帯域を表す帯域情報信号を出力する周波数帯域記録処理と、
デコード手段が、前記受信電圧判定信号及び前記帯域情報信号をデコードして、前記アンテナの共振周波数を調整するための共振周波数制御信号を出力するデコード処理と、
共振周波数切替え手段が、前記共振周波数制御信号に基づいて、前記アンテナの共振周波数を切り替える共振周波数切替え処理とを行うことを特徴とする請求項７又は８記載のアンテナ共振周波数調整方法。
【請求項１０】
前記周波数帯域記録手段から出力される前記帯域情報信号は、
前記第１の帯域、前記第２の帯域、又は前記第１の帯域と前記第２の帯域との間の第３の帯域を示す構成とされ、
前記電圧検知処理では、
第１の電圧検知回路が、前記ＩＣカード処理装置と密着状態に近い距離に対応する第１の閾値電圧が設定され、前記受信電圧を前記第１の閾値電圧と比較して、該受信電圧が該第１の閾値電圧よりも大きいとき、アクティブモードの第１の受信電圧判定信号を出力する第１の電圧検知処理と、
第２の電圧検知回路が、前記ＩＣカード処理装置との距離が最低限必要な通信距離に対応する第２の閾値電圧が設定され、前記受信電圧を前記第２の閾値電圧と比較して、該受信電圧が該第２の閾値電圧よりも大きいとき、アクティブモードの第２の受信電圧判定信号を出力する第２の電圧検知処理とを行い、
前記デコード処理では、
第１のデコーダが、前記周波数帯域記録手段から出力される前記帯域情報信号が前記第１の帯域を示し、かつ、前記第１の受信電圧判定信号がアクティブモードのとき、前記アンテナの共振周波数を前記第１の帯域から前記第３の帯域に移動するための第１の共振周波数制御信号を出力する第１のデコード処理と、
第２のデコーダが、前記帯域情報信号が前記第２の帯域を示し、かつ、前記第２の受信電圧判定信号がアクティブモードのとき、前記アンテナの共振周波数を前記第２の帯域から前記第３の帯域に移動するための第２の共振周波数制御信号を出力する第２のデコード処理とを行い、
前記共振周波数切替え処理では、
前記共振周波数切替え手段が、
前記第１のデコーダから出力された前記第１の共振周波数制御信号に基づいて、前記アンテナの共振周波数を前記第１の帯域から前記第３の帯域に移動する一方、前記第２のデコーダから出力された前記第２の共振周波数制御信号に基づいて、前記アンテナの共振周波数を前記第２の帯域から前記第３の帯域に移動することを特徴とする請求項８又は９記載のアンテナ共振周波数調整方法。
【請求項１】
非接触型ＩＣカード又は該非接触型ＩＣカードと同等の機能を有する電子機器が所定の領域内に接近したときに無線接続されるＩＣカード処理装置から電磁誘導を受けて受信電圧を発生するアンテナと、
該アンテナから発生した前記受信電圧が供給されて所定の動作を行う非接触型ＩＣカード機能回路とを有する携帯端末装置であって、
前記ＩＣカード処理装置との通信中に、最低限必要な通信距離以下の距離に発生している通信不可領域を避けるように、前記アンテナの共振周波数を調整するアンテナ共振周波数調整手段が設けられていることを特徴とする携帯端末装置。
【請求項２】
前記通信不可領域は、
前記ＩＣカード処理装置との距離が最低限必要な通信距離の近辺で、かつ通信距離が確保されない低い共振周波数の第１の帯域となる第１の領域、及び、前記ＩＣカード処理装置と密着状態に近い距離以下の場所で、かつ近距離で通信不可となる高い共振周波数の第２の帯域となる第２の領域であることを特徴とする請求項１記載の携帯端末装置。
【請求項３】
前記アンテナ共振周波数調整手段は、
前記アンテナから発生した前記受信電圧のレベルを検知して、前記アンテナと前記ＩＣカード処理装置との距離が含まれる範囲に対応する受信電圧判定信号を出力する電圧検知手段と、
あらかじめ測定された前記アンテナの共振周波数が含まれる周波数帯域が記録され、該周波数帯域を表す帯域情報信号を出力する周波数帯域記録手段と、
前記受信電圧判定信号及び前記帯域情報信号をデコードして、前記アンテナの共振周波数を調整するための共振周波数制御信号を出力するデコード手段と、
前記共振周波数制御信号に基づいて、前記アンテナの共振周波数を切り替える共振周波数切替え手段とから構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の携帯端末装置。
【請求項４】
前記周波数帯域記録手段から出力される前記帯域情報信号は、
前記第１の帯域、前記第２の帯域、又は前記第１の帯域と前記第２の帯域との間の第３の帯域を示す構成とされ、
前記電圧検知手段は、
前記ＩＣカード処理装置と密着状態に近い距離に対応する第１の閾値電圧が設定され、前記受信電圧を前記第１の閾値電圧と比較して、該受信電圧が該第１の閾値電圧よりも大きいとき、アクティブモードの第１の受信電圧判定信号を出力する第１の電圧検知回路と、
前記ＩＣカード処理装置との距離が最低限必要な通信距離に対応する第２の閾値電圧が設定され、前記受信電圧を前記第２の閾値電圧と比較して、該受信電圧が該第２の閾値電圧よりも大きいとき、アクティブモードの第２の受信電圧判定信号を出力する第２の電圧検知回路とから構成され、
前記デコード手段は、
前記周波数帯域記録手段から出力される前記帯域情報信号が前記第１の帯域を示し、かつ、前記第１の受信電圧判定信号がアクティブモードのとき、前記アンテナの共振周波数を前記第１の帯域から前記第３の帯域に移動するための第１の共振周波数制御信号を出力する第１のデコーダと、
前記帯域情報信号が前記第２の帯域を示し、かつ、前記第２の受信電圧判定信号がアクティブモードのとき、前記アンテナの共振周波数を前記第２の帯域から前記第３の帯域に移動するための第２の共振周波数制御信号を出力する第２のデコーダとから構成され、
前記共振周波数切替え手段は、
前記第１のデコーダから出力された前記第１の共振周波数制御信号に基づいて、前記アンテナの共振周波数を前記第１の帯域から前記第３の帯域に移動する一方、前記第２のデコーダから出力された前記第２の共振周波数制御信号に基づいて、前記アンテナの共振周波数を前記第２の帯域から前記第３の帯域に移動する構成とされていることを特徴とする請求項２又は３記載の携帯端末装置。
【請求項５】
前記共振周波数切替え手段は、
前記第１の共振周波数制御信号がノンアクティブモードのときにオン状態となる一方、アクティブモードのときにオフ状態となる第１のスイッチと、
該第１のスイッチがオン状態のときに前記アンテナに並列接続される第１のコンデンサと、
前記第２の共振周波数制御信号がノンアクティブモードのときにオフ状態となる一方、アクティブモードのときにオン状態となる第２のスイッチと、
該第２のスイッチがオン状態のときに前記アンテナに並列接続される第２のコンデンサとから構成され、
前記第１のコンデンサの容量は、前記第１のスイッチがオン状態からオフ状態になったときに、前記アンテナの共振周波数が前記第１の帯域から前記第３の帯域に移動する値に設定され、
前記第２のコンデンサの容量は、前記第２のスイッチがオフ状態からオン状態になったときに、前記アンテナの共振周波数が前記第２の帯域から前記第３の帯域に移動する値に設定されていることを特徴とする請求項４記載の携帯端末装置。
【請求項６】
前記共振周波数切替え手段は、
前記第１の共振周波数制御信号がノンアクティブモードのときにオフ状態となる一方、アクティブモードのときにオン状態となる第１のスイッチと、
前記第２の共振周波数制御信号がノンアクティブモードのときにオン状態となる一方、アクティブモードのときにオフ状態となる第２のスイッチとから構成され、
前記アンテナは、
前記第１のスイッチがオン状態になったとき、共振周波数が前記第１の帯域から前記第３の帯域に移動する一方、前記第２のスイッチがオフ状態となったとき、共振周波数が前記第２の帯域から前記第３の帯域に移動する構成とされていることを特徴とする請求項４記載の携帯端末装置。
【請求項７】
非接触型ＩＣカード又は該非接触型ＩＣカードと同等の機能を有する電子機器が所定の領域内に接近したときに無線接続されるＩＣカード処理装置から電磁誘導を受けて受信電圧を発生するアンテナと、
該アンテナから発生した前記受信電圧が供給されて所定の動作を行う非接触型ＩＣカード機能回路とを有する携帯端末装置に用いられるアンテナ共振周波数調整方法であって、
前記ＩＣカード処理装置との通信中に、最低限必要な通信距離以下の距離に発生している通信不可領域を避けるように、前記アンテナの共振周波数を調整するアンテナ共振周波数調整処理を行うことを特徴とするアンテナ共振周波数調整方法。
【請求項８】
前記通信不可領域は、
前記ＩＣカード処理装置との距離が最低限必要な通信距離の近辺で、かつ通信距離が確保されない低い共振周波数の第１の帯域となる第１の領域、及び、前記ＩＣカード処理装置と密着状態に近い距離以下の場所で、かつ近距離で通信不可となる高い共振周波数の第２の帯域となる第２の領域であることを特徴とする請求項７記載のアンテナ共振周波数調整方法。
【請求項９】
前記アンテナ共振周波数調整処理では、
電圧検知手段が、前記アンテナから発生した前記受信電圧のレベルを検知して、前記アンテナと前記ＩＣカード処理装置との距離が含まれる範囲に対応する受信電圧判定信号を出力する電圧検知処理と、
周波数帯域記録手段が、あらかじめ測定された前記アンテナの共振周波数が含まれる周波数帯域を記録し、該周波数帯域を表す帯域情報信号を出力する周波数帯域記録処理と、
デコード手段が、前記受信電圧判定信号及び前記帯域情報信号をデコードして、前記アンテナの共振周波数を調整するための共振周波数制御信号を出力するデコード処理と、
共振周波数切替え手段が、前記共振周波数制御信号に基づいて、前記アンテナの共振周波数を切り替える共振周波数切替え処理とを行うことを特徴とする請求項７又は８記載のアンテナ共振周波数調整方法。
【請求項１０】
前記周波数帯域記録手段から出力される前記帯域情報信号は、
前記第１の帯域、前記第２の帯域、又は前記第１の帯域と前記第２の帯域との間の第３の帯域を示す構成とされ、
前記電圧検知処理では、
第１の電圧検知回路が、前記ＩＣカード処理装置と密着状態に近い距離に対応する第１の閾値電圧が設定され、前記受信電圧を前記第１の閾値電圧と比較して、該受信電圧が該第１の閾値電圧よりも大きいとき、アクティブモードの第１の受信電圧判定信号を出力する第１の電圧検知処理と、
第２の電圧検知回路が、前記ＩＣカード処理装置との距離が最低限必要な通信距離に対応する第２の閾値電圧が設定され、前記受信電圧を前記第２の閾値電圧と比較して、該受信電圧が該第２の閾値電圧よりも大きいとき、アクティブモードの第２の受信電圧判定信号を出力する第２の電圧検知処理とを行い、
前記デコード処理では、
第１のデコーダが、前記周波数帯域記録手段から出力される前記帯域情報信号が前記第１の帯域を示し、かつ、前記第１の受信電圧判定信号がアクティブモードのとき、前記アンテナの共振周波数を前記第１の帯域から前記第３の帯域に移動するための第１の共振周波数制御信号を出力する第１のデコード処理と、
第２のデコーダが、前記帯域情報信号が前記第２の帯域を示し、かつ、前記第２の受信電圧判定信号がアクティブモードのとき、前記アンテナの共振周波数を前記第２の帯域から前記第３の帯域に移動するための第２の共振周波数制御信号を出力する第２のデコード処理とを行い、
前記共振周波数切替え処理では、
前記共振周波数切替え手段が、
前記第１のデコーダから出力された前記第１の共振周波数制御信号に基づいて、前記アンテナの共振周波数を前記第１の帯域から前記第３の帯域に移動する一方、前記第２のデコーダから出力された前記第２の共振周波数制御信号に基づいて、前記アンテナの共振周波数を前記第２の帯域から前記第３の帯域に移動することを特徴とする請求項８又は９記載のアンテナ共振周波数調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２３８１６６（Ｐ２０１０−２３８１６６Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８８２０３（Ｐ２００９−８８２０３）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【出願人】（３０３０１３７６３）ＮＥＣエンジニアリング株式会社 (651)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【出願人】（３０３０１３７６３）ＮＥＣエンジニアリング株式会社 (651)
【Ｆターム（参考）】
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