携帯端末
【課題】 増幅回路の自己発熱によって情報読取可能距離が変化しないように制御するときに送信電力効率が低下し難い携帯端末を実現する。
【解決手段】 パワーアンプ６の近傍に配置されたサーミスタ９の出力は、切替回路１７を介して第２Ａ／Ｄ変換回路１３によって２値化され、その２値化電圧が閾値電圧以上になると、つまりサーミスタ９の温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈ以上になると、ロジック処理回路１０の動作点調整回路２１への出力が変化し、パワーアンプ６の動作点が高くなり、パワーアンプ６の出力が上昇する。これにより、パワーアンプ６の急な温度上昇による出力電力低下が補正されるため、送信電力効率が低下し難くなる。
【解決手段】 パワーアンプ６の近傍に配置されたサーミスタ９の出力は、切替回路１７を介して第２Ａ／Ｄ変換回路１３によって２値化され、その２値化電圧が閾値電圧以上になると、つまりサーミスタ９の温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈ以上になると、ロジック処理回路１０の動作点調整回路２１への出力が変化し、パワーアンプ６の動作点が高くなり、パワーアンプ６の出力が上昇する。これにより、パワーアンプ６の急な温度上昇による出力電力低下が補正されるため、送信電力効率が低下し難くなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電波でＲＦＩＤタグと通信することにより、ＲＦＩＤタグに記録されている情報を読取る機能を備えた携帯端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、従来のＲＦＩＤタグと通信を行う携帯端末の内部構造を一部省略して示す説明図である。従来の携帯端末５０は、変調回路および復調回路などが搭載されたＲＦモジュール５６と、このＲＦモジュール５６と電気的に接続されたマイクロストリップアンテナ５５とを備える。ＲＦモジュール５６には、変調回路から出力されたＲＦ信号を増幅する増幅回路５２が搭載されている。
【０００３】
このような構造の携帯端末５０では、連続使用時間が長くなると、増幅回路５２が自己発熱して出力電力が低下し、ＲＦＩＤタグの情報を読取ることが可能な距離（以下、情報読取可能距離という）が短くなるため、読取操作フィーリングが変わってしまうという問題があった。
そこで、増幅回路の出力をモニターして出力電力が一定になるように制御し、情報読取可能距離が変化しないようにすることにより、読取操作フィーリングが変わらないようにしようとする携帯端末が提案されている。
【０００４】
図１０は、その携帯端末の電気的構成を一部省略して示す説明図である。この携帯端末６０は、送信出力を制御するＲＦ制御回路６１と、増幅回路５２と、増幅回路５２の出力を分配する分配器６２と、増幅回路５２から分配器６２を通じて出力されたＲＦ信号を電波として出力するアンテナ回路６３とを備える。
【０００５】
増幅回路５２の出力は、分配器６２によって分配され、ＲＦ制御回路６１にフィードバックされる。そして、ＲＦ制御回路６１は、フィードバックされた出力の振幅または電力を検出し、その検出結果に基いて、増幅回路５２の出力が一定になるように制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２７９２０１号公報（第１４段落、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、図１０に示した従来の携帯端末６０は、増幅回路５２の出力を分配器６２によって分配するため、その分配した分、増幅回路５２からアンテナ回路６３への出力が低下するので、送信電力効率が低下するという問題がある。
【０００８】
そこでこの発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、増幅回路の自己発熱によって情報読取可能距離が変化しないように制御するときに送信電力効率が低下し難い携帯端末を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、この発明の第１の特徴は、変調回路（１５）の出力を増幅する増幅回路（６）と、この増幅回路の出力を電波として送信するアンテナ（４）とを備え、前記電波でＲＦＩＤタグと通信することにより、ＲＦＩＤタグに記録されている情報を読取る機能を備えた携帯端末において、前記増幅回路の温度に対応する信号を出力する温度検出素子（９）と、前記温度検出素子から出力された信号に基いて前記増幅回路の温度を測定する温度測定部（１０ａ）と、前記温度測定部により測定された温度（Ｔ）が閾値（Ｔｔｈ）以上であるときに前記増幅回路の出力を上昇させる制御回路（２１）と、を備えた携帯端末（１）としたことにある。
【００１０】
この発明の第２の特徴は、前述した第１の特徴において、前記制御回路（２１）は、前記増幅回路（６）の動作点を変えることにより、前記増幅回路の出力を上昇させる機能を少なくとも有することにある。
【００１１】
この発明の第３の特徴は、前述した第１または第２の特徴において、前記変調回路（１５）は、振幅変調回路であり、前記制御回路は、前記変調回路に入力される変調信号を制御することにより、前記変調回路の出力レベルを大きくする機能を少なくとも有することにある。
【００１２】
この発明の第４の特徴は、前述した第１ないし第３の特徴のいずれか１つにおいて、前記制御回路は、前記増幅回路（６）の入力レベルを大きくすることにより、前記増幅回路の出力を上昇させる機能を少なくとも有することにある。
【００１３】
この発明の第５の特徴は、前述した第１ないし第４の特徴のいずれか１つにおいて、前記温度測定部（１０ａ）は、前記電波でＲＦＩＤタグと通信を開始する前に前記増幅回路（６）の温度を測定することにある。
【００１４】
この発明の第６の特徴は、前述した第５の特徴において、前記温度測定部（１０ａ）は、キャリアセンスを行う処理ルーチンにおいて前記増幅回路（６）の温度を測定することにある。ここで、キャリアセンスとは、当該携帯端末において使用すべき周波数チャネルが未使用であるか否かを確認する処理のことである。
【００１５】
この発明の第７の特徴は、前述した第１ないし第６の特徴のいずれか１つにおいて、前記ＲＦＩＤタグから受信した電波を復調する復調回路（１９，２０）と、前記復調回路の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路（１２，１３）と、を備えており、前記温度測定部（１０ａ）は、前記温度検出素子（９）から出力された信号を前記Ａ／Ｄ変換回路を用いてＡ／Ｄ変換し、その変換されたデジタル値に基づいて前記増幅回路（６）の温度を測定することにある。
【００１６】
この発明の第８の特徴は、前述した第７の特徴において、前記復調回路（１９，２０）は、前記ＲＦＩＤタグから受信した電波をＩ復調するためのＩ復調回路（１９）と、前記ＲＦＩＤタグから受信した電波をＱ復調するためのＱ復調回路（２０）とを備えており、前記Ａ／Ｄ変換回路（１２，１３）は、前記Ｉ復調回路の出力をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄ変換回路（１２）と、前記Ｑ復調回路の出力をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換回路（１３）と、を備えており、前記温度測定部（１０ａ）は、前記温度検出素子（９）から出力された信号を前記第１および第２のＡ／Ｄ変換回路の一方を用いてＡ／Ｄ変換し、その変換されたデジタル値に基づいて前記増幅回路（６）の温度を測定することにある。
【００１７】
この発明の第９の特徴は、前述した第１ないし第８の特徴のいずれか１つにおいて、前記アンテナ（４）はマイクロストリップアンテナであり、前記増幅回路（６）から発生した熱を前記マイクロストリップアンテナに伝える構造としたことにある。
【００１８】
この発明の第１０の特徴は、前述した第９の特徴において、前記マイクロストリップアンテナ（４）は、セラミックスにより形成された誘電体（４ａ）と、前記誘電体の表面に形成された導電パターン（４ｂ）と、前記誘電体の裏面に一体に配置された回路基板（５）と、を備えており、前記増幅回路（６）が前記回路基板に配置されていることにある。
【００１９】
なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００２０】
この発明の第１の特徴によれば、温度検出素子が増幅回路の温度に対応する信号を出力すると、その信号に基いて温度測定回路が増幅回路の温度を測定し、その測定された温度が閾値以上であると、制御回路が増幅回路の出力を上昇させ、温度上昇による出力低下を補正することができる。
したがって、増幅回路の出力を分配しないため、送信電力効率が低下し難い。
【００２１】
この発明の第２の特徴によれば、増幅回路の動作点を変えることにより、増幅回路の出力を上昇させ、温度上昇による出力低下を補正することができる。
したがって、増幅回路の出力を分配しないため、送信電力効率が低下し難い。
【００２２】
この発明の第３の特徴によれば、変調回路に入力される変調信号を制御することにより、変調回路の出力レベルを大きくすることにより、増幅回路の出力を上昇させ、温度上昇による出力低下を補正することができる。
したがって、増幅回路の出力を分配しないため、送信電力効率が低下し難い。
【００２３】
この発明の第４の特徴によれば、増幅回路の入力レベルを大きくすることにより、増幅回路の出力を上昇させ、温度上昇による出力低下を補正することができる。
したがって、増幅回路の出力を分配しないため、送信電力効率が低下し難い。
【００２４】
この発明の第５の特徴によれば、温度測定回路は、電波でＲＦＩＤタグと通信を開始する前に増幅回路の温度を測定するため、送信電力が補正された状態でＲＦＩＤタグと通信を開始することができる。
【００２５】
たとえば、この発明の第６の特徴のように、キャリアセンスを行う処理ルーチンにおいて増幅回路の温度を測定するようにすれば、送信電力が補正された状態でＲＦＩＤタグと通信を開始することができる。
したがって、情報読取可能距離の変化を小さくすることができるため、読取操作フィーリングが変わり難い。
【００２６】
特に、携帯端末を連続使用する場合でもキャリアセンスは一定時間毎に行うため、キャリアセンスを行う毎に増幅回路の温度を測定することができる。
したがって、携帯端末を連続使用する場合でも、増幅回路の急な温度上昇を緩和することができるため、送信電力効率が低下し難く、情報読取可能距離が短くなり難い。
【００２７】
この発明の第７の特徴によれば、温度検出素子から出力された信号を、復調回路の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路を用いてＡ／Ｄ変換し、その変換されたデジタル値に基づいて増幅回路の温度を測定することができるため、温度測定用の専用のＡ／Ｄ変換回路を設ける必要がないので、温度測定に必要な製造コストを抑えることができる。
【００２８】
たとえば、この発明の第８の特徴のように、Ｉ復調回路の出力をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄ変換回路と、Ｑ復調回路の出力をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換回路とを備える構成の場合に、第１および第２のＡ／Ｄ変換回路の一方を用いることができる。
特に、他の携帯端末から送信されているキャリア（搬送波）の振幅の大きさに基づいて、キャリアセンスを行う場合は、Ｉ復調回路およびＱ復調回路の一方によって復調された信号の振幅の大きさを測定すれば良いため、キャリアセンスにおいて使用しない方のＡ／Ｄ変換回路を用いて増幅回路の温度を測定することができる。
【００２９】
この発明の第９の特徴によれば、増幅回路から発生した熱をマイクロストリップアンテナに伝えることができるため、増幅回路の急な温度上昇を緩和することができる。
したがって、送信電力効率が低下し難く、情報読取可能距離が短くなり難いため、読取操作フィーリングが変わり難い。
【００３０】
特に、この発明の第１０の特徴によれば、増幅回路から発生した熱をセラミックスにより形成された誘電体に伝えることができるため、増幅回路から発生した熱を効率良く放熱することができるので、増幅回路の急な温度上昇を効果的に緩和することができる。
したがって、送信電力効率がより一層低下し難く、情報読取可能距離がより一層変化し難いため、読取操作フィーリングがより一層変わり難い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態に係る携帯端末の内部構造を一部省略して示す説明図である。
【図２】マイクロストリップアンテナ４の表面を斜め上方から見た拡大斜視図である。
【図３】図２の裏面図である。
【図４】携帯端末１の主な電気的構成のうち光学情報の読取りに関係する部分を省略して示す説明図である。
【図５】動作点調整回路２１およびパワーアンプ６の回路図である。
【図６】ロジック処理回路１０のＣＰＵが実行するキャリア制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】他の実施形態に係る携帯端末の主な電気的構成を示す説明図である。
【図８】他の実施形態に係る携帯端末に備えられたマイクロストリップアンテナの説明図である。
【図９】従来の携帯端末の内部構造を一部省略して示す説明図である。
【図１０】従来の携帯端末の電気的構成を一部省略して示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
この発明の一実施形態について図を参照して説明する。図１は、この実施形態に係る携帯端末の内部構造を一部省略して示す説明図である。
【００３３】
［携帯端末の主要構成］
図１に示すように、携帯端末１は、ケース２を備える。そのケース２の表面２ａには、キー操作部、読取結果などを表示する表示部など（図示省略）が備えられており、ケース２の裏面２ｂには、トリガースイッチ（図示省略）などが設けられている。ケース２の内部には、ＲＦＩＤタグと通信を行うためのマイクロストリップアンテナ４が内蔵されている。マイクロストリップアンテナ４の裏面には、給電回路基板５が一体に設けられており、その給電回路基板５の裏面には、ＲＦ信号を増幅するパワーアンプ６と、このパワーアンプ６の温度を検出するためのサーミスタ９と、サーキュレータ８とが設けられている。
【００３４】
このように、回路動作によって自己発熱するパワーアンプ６を給電回路基板５の裏面に設けることにより、パワーアンプ６から発生した熱を給電回路基板５からマイクロストリップアンテナ４に伝え、そのマイクロストリップアンテナ４から放熱することができる。これにより、パワーアンプ６の急な温度上昇を緩和することができるため、急な温度上昇によるパワーアンプ６の出力電力効率が低下し難くすることができる。
給電回路基板５の下方には、変調回路および復調回路などが搭載されたＲＦモジュール２２が空間を置いて配置されている。また、ケース２の内部には、バーコードや２次元コードなどの光学的情報を読取るための光学情報読取モジュール３０が内蔵されている。
【００３５】
［マイクロストリップアンテナの主要構成］
図２は、マイクロストリップアンテナ４の表面を斜め上方から見た拡大斜視図であり、図３は、図２の裏面図である。
【００３６】
図２に示すように、マイクロストリップアンテナ４は、誘電体４ａと、この誘電体４ａの表面に形成されたアンテナエレメント４ｂと、給電回路基板５の基板表面に形成されたアンテナグランド部４ｃとを備える。アンテナエレメント４ｂには、給電点７が形成されている。
【００３７】
図３に示すように、給電回路基板５の裏面には、パワーアンプ６と、このパワーアンプ６から出力されたＲＦ信号が受信回路側へ逆流しないように制御するサーキュレータ８とが設けられている。また、パワーアンプ６の近傍であって、パワーアンプ６から発生した熱が伝熱し易い領域（たとえば、パワーアンプ６の端部から１０ｍｍ以内）には、サーミスタ９が設けられている。
【００３８】
このように構成することにより、パワーアンプ６から発生した熱は、誘電体４ａを介して周囲に放熱されるため、パワーアンプ６の急な温度上昇が緩和される。また、パワーアンプ６の温度上昇が緩やかであるため、パワーアンプ６から発生した熱は、サーミスタ９に伝熱し、サーミスタ９の抵抗値も緩やかに変化する。このため、サーミスタ９は、パワーアンプ６の温度上昇に対応した信号を出力するため、サーミスタ９の温度、つまり、パワーアンプ６の温度を略正確に測定できる。さらに、パワーアンプ６からサーキュレータ８を介して給電点７までの線路長を最短にすることができるため、パワーアンプ６の出力電力を最小の損失でアンテナエレメント４ｂに供給することができる。
【００３９】
この実施形態では、マイクロストリップアンテナ４は、正方形に形成されており、直線偏波を送信する。また、誘電体４ａは、セラミックスや合成樹脂（たとえば、エラストマーなど）などの誘電性材料により形成されている。アンテナエレメント４ｂおよびアンテナグランド部４ｃは、それぞれ銀、アルミニウム、銅などを主成分とする導電性材料により形成されている。
【００４０】
［携帯端末の電気的構成］
図４は、携帯端末１の主な電気的構成のうち光学情報の読取りに関係する部分を省略して示す説明図である。同図に示すように、携帯端末１は、ロジック処理回路１０と、Ｄ／Ａ変換回路２３と、バンドパスフィルタ回路（ＢＰＦ）１１と、発振回路１４と、変調回路１５と、パワーアンプ６と、動作点調整回路２１と、サーキュレータ８と、サーミスタ９と、Ｉ復調回路１９と、Ｑ復調回路２０と、可変バンドパスフィルタ回路１６と、バンドパスフィルタ回路１８と、第１Ａ／Ｄ変換回路１２と、第２Ａ／Ｄ変換回路１３と、切替回路１７とを備える。
【００４１】
ロジック処理回路１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなど（図示省略）から構成されており、操作部から与えられる操作信号に応じて携帯端末１の動作を制御する。また、ロジック処理回路１０は、送信データを作成してＤ／Ａ変換回路２３へ出力する処理、第１および第２Ａ／Ｄ変換回路１２，１３から入力したデータを復号化する処理、第２Ａ／Ｄ変換回路１３から入力したデータに基づいてサーミスタ９の温度を測温する処理、その測温結果に基いてパワーアンプ６の出力電力を調整する処理などを実行する。
【００４２】
Ｄ／Ａ変換回路２３は、ロジック処理回路１０から出力された送信データをアナログの変調信号に変換し、その変調信号をバンドパスフィルタ回路１１へ出力する。発振回路１４は発振信号を搬送波（キャリア）信号として変調回路１５へ供給する。変調回路１５は、バンドパスフィルタ回路１１から出力された変調信号により、発振回路１４から供給された搬送波信号をＡＳＫ(Amplitude Shift Keying)変調する。変調回路１５から出力されたＲＦ信号は、パワーアンプ６によって所定の増幅率で増幅され、サーキュレータ８を通過し、無線信号としてマイクロストリップアンテナ４から送信される。サーキュレータ８は、パワーアンプ６から出力されたＲＦ信号が受信側へ逆流するのを阻止する。
【００４３】
また、マイクロストリップアンテナ４によって受信された受信信号は、Ｉ復調回路１９およびＱ復調回路２０において、位相が互いに９０度異なる搬送波信号を用いて復調される。つまり、ＲＦＩＤタグへ送信した信号の搬送波信号と、ＲＦＩＤタグから受信した信号の搬送波信号との位相差により、ＲＦＩＤタグから受信した信号を検出できなくなるのを回避するため、搬送波信号とその位相を９０°ずらした信号とを用いて受信信号をＩＱ検波する。
【００４４】
Ｉ復調回路１９から出力されたＩ信号は、可変バンドパスフィルタ回路１６を通って第１Ａ／Ｄ変換回路１２において２値化される。また、Ｑ復調回路２０から出力されたＱ信号は、バンドパスフィルタ回路１８を通って第２Ａ／Ｄ変換回路１３において２値化される。第１Ａ／Ｄ変換回路１２において２値化された受信データＩおよび第２Ａ／Ｄ変換回路１３において２値化された受信データＱは、ロジック処理回路１０に入力され、ロジック処理回路１０は、受信データＩ，Ｑの内、正しく復元された方のデータを採用する。
【００４５】
サーミスタ９は、パワーアンプ６の温度に対応して自身の抵抗値を変化させる。つまり、サーミスタ９は、パワーアンプ６の温度に対応する信号を出力する。この実施形態では、サーミスタ９は、温度が上昇すると抵抗値が小さくなるＮＴＣ(negative temperature coefficient) サーミスタである。
【００４６】
サーミスタ９と電気的に接続された切替回路１７は、ロジック処理回路１０からの指令により、入力をバンドパスフィルタ回路１８からサーミスタ９に切替える。つまり、切替回路１７は、サーミスタ９の出力が第２Ａ／Ｄ変換回路１３に入力されるように制御する。そして、第２Ａ／Ｄ変換回路１３は、サーミスタ９の出力電圧を２値化し、それをロジック処理回路１０へ出力する。ロジック処理回路１０に搭載される温度測定部１０ａは、入力した２値化電圧を予めＲＯＭなどに記憶されている閾値電圧と比較し、その比較結果に基いて、サーミスタ９の温度が閾値温度以上になったか否かを判定する。
【００４７】
また、キャリアセンスを行うときは、Ｉ復調された受信信号の振幅、つまり、第１Ａ／Ｄ変換回路１２から出力される受信データＩの大きさに基づいてキャリアの有無を判定する。また、後で詳述するが、このキャリアセンスを行うときに、第２Ａ／Ｄ変換回路１３を用いてサーミスタ９の出力を２値化し、その２値化データに基づいてサーミスタ９の温度を測温する。
このように、受信信号の復調に用いるＡ／Ｄ変換回路を兼用することにより、サーミスタ９の出力電圧をＡ／Ｄ変換するための専用のＡ／Ｄ変換回路が不要となるため、サーミスタ９の温度を測温するために必要な製造コストを抑えることができる。
【００４８】
ロジック処理回路１０は、前記の２値化電圧が閾値電圧以上、つまり、サーミスタ９の温度が閾値温度以上であると判定すると、動作点調整回路２１を動作させる。動作点調整回路２１は、パワーアンプ６の出力電力が上昇するようにパワーアンプ６の動作点を調整する。つまり、パワーアンプ６の温度が閾値温度以上になると、サーミスタ９の出力電圧が閾値電圧に達し、動作点調整回路２１がパワーアンプ６の動作点を調整し、パワーアンプ６の出力電力が上昇する。これにより、パワーアンプ６の急な温度上昇による出力電力低下が補正され、ＲＦＩＤタグの情報読取可能距離が短くならないようにすることができる。また、従来のようにパワーアンプの出力を分配してモニターする必要がないため、送信電力効率が低下し難い。
【００４９】
（動作点調整回路）
図５は、動作点調整回路２１およびパワーアンプ６の回路図である。パワーアンプ６は、増幅素子としてＦＥＴトランジスタＴｒ２を備えており、トランジスタＴｒ２のゲートには、変調回路１５から入力端子６ｂを介して出力されるＲＦ信号が与えられる。動作点調整回路２１は、エミッタ接地のＮＰＮ型バイポーラトランジスタＴｒ１と、このトランジスタＴｒ１のコレクタ電圧を分圧する抵抗Ｒ１〜Ｒ３とを備える。抵抗Ｒ１は、トランジスタＴｒ１のコレクタに直列接続されており、抵抗Ｒ２，Ｒ３は、電源およびグランド間に直列接続されており、抵抗Ｒ１は、抵抗Ｒ２，Ｒ３の接続点と接続されている。
【００５０】
トランジスタＴｒ１の出力は、抵抗Ｒ１〜Ｒ３を介してバイアス端子６ａに印加される。トランジスタＴｒ２の動作点であるゲート電圧は、バイアス端子６ａに印加される電圧に依存する。
パワーアンプ６の温度が閾値温度以上になり、サーミスタ９の出力電圧が閾値電圧に達すると、ロジック処理回路１０が動作点調整回路２１に出力している制御信号をハイレベルからローレベルに変化させる。
【００５１】
これにより、動作点調整回路２１のトランジスタＴｒ１がＯＦＦし、バイアス端子６ａの印加電圧が上昇し、パワーアンプ６の出力端子６ｄの出力電力が上昇する。これにより、パワーアンプ６の自己発熱による出力電力低下が補正されるため、情報読取可能距離が短くなり難い。
また、パワーアンプ６の温度が閾値温度未満であるときは、ロジック処理回路１０から出力される制御信号は、ハイレベルとなるため、動作点調整回路２１のトランジスタＴｒ１はＯＮ状態を維持するので、トランジスタＴｒ２のゲート電圧が低くなり、パワーアンプ６の出力電力が低下前の状態を維持する。
【００５２】
なお、トランジスタＴｒ１がＯＮしたときのバイアス端子６ａの設定電圧は、パワーアンプ６の出力歪が許容できる範囲で、かつ、出力電力に対してトランジスタＴｒ２の増幅効率が良くなるレベルに設定する。
【００５３】
［キャリア制御処理］
ロジック処理回路１０のＣＰＵは、キャリアセンスを行うときに、パワーアンプ６の温度測定を行い、その測定結果に応じてパワーアンプ６の出力を制御する。以下、その制御の流れについて、それを示す図６の示すフローチャートを参照して説明する。
【００５４】
携帯端末１のトリガスイッチがＯＮすると、ロジック処理回路１０のＣＰＵは、キャリアセンスを開始する（ステップ（以下、Ｓと略す）１）。続いて、ＣＰＵは、受信信号のキャリアレベルを計測するとともにサーミスタ９の温度Ｔを測温する（Ｓ２）。続いて、先のＳ２において検出したキャリアレベルが閾値レベル以上であるか否かに基づいて、他の携帯端末が使用しているキャリアを検出したか否かを判定する（Ｓ３）。
【００５５】
ここで、他の携帯端末が使用しているキャリアを検出したと判定した場合は（Ｓ３：Ｙｅｓ）、周波数チャネル（ｃｈ）を変更し（Ｓ４）、再度、Ｓ２，Ｓ３を実行する。つまり、空きチャネルが見つかるまでＳ２，Ｓ３を実行する。そして、他の携帯端末が使用しているキャリアが検出されないと判定すると（Ｓ３：Ｎｏ）、先のＳ２において測温したサーミスタ９の温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈ以上か否かを判定する（Ｓ５）。
【００５６】
ここで、サーミスタ９の温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈ以上であると判定すると（Ｓ５：Ｙｅｓ）、前述したように動作点調整回路２１へ出力している制御信号をハイレベルからローレベルに変化させ、パワーアンプ６の出力電力を大きくなるように調整する（Ｓ６）。続いて、キャリアをＯＮしている時間（たとえば、４秒）を計測するためのタイマｔａをスタートさせ（Ｓ７）、キャリアをＯＮ、つまりマイクロストリップアンテナ４から送信信号を送信する（Ｓ８）。
【００５７】
続いて、トリガスイッチがＯＮのままであるか否かを判定し（Ｓ９）、ＯＮのままであると判定した場合は（Ｓ９：Ｙｅｓ）、タイマｔａの計測時間ｔａが閾値時間ｔａｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ１０）。ここで、計測時間ｔａが閾値時間ｔａｔｈ以上であると判定した場合は（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、キャリアをＯＦＦし（Ｓ１１）、再度、キャリアセンスを開始する（Ｓ１）。また、Ｓ９において、トリガスイッチがＯＮのままではないと判定した場合は（Ｓ９：Ｎｏ）、キャリアをＯＦＦする（Ｓ１２）。
【００５８】
上述したように、キャリアセンスを実行する毎にサーミスタ９の温度Ｔを測温し、測温した温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈ以上である場合にパワーアンプ６の出力電力を大きくなるように補正制御するため、携帯端末１を長時間使用してもパワーアンプ６の急な温度上昇による出力電力低下を抑制することができる。
したがって、操作者（オペレータ）の期待する情報読取可能距離を維持することができる。
【００５９】
［実施形態の効果］
（１）以上説明したように、上述した実施形態の携帯端末１を用いれば、サーミスタ９によってパワーアンプ６の温度を測温し、その測温した温度が閾値温度以上になったときにパワーアンプ６の動作点を変えることにより、パワーアンプ６の出力を上昇させ、温度上昇による出力低下を補正することができる。
したがって、パワーアンプ６の出力を分配しないため、送信電力効率が低下し難い。
【００６０】
（２）しかも、キャリアセンスを行う処理ルーチンにおいてパワーアンプ６の温度を測定するため、送信電力効率が補正された状態でＲＦＩＤタグと通信を開始することができる。
したがって、情報読取可能距離の変化を小さくすることができるため、読取操作フィーリングが変わり難い。
【００６１】
特に、トリガスイッチをＯＮしたまま携帯端末１を連続使用する場合でも、キャリアセンスを行う毎にパワーアンプ６の温度を測定することができる。
したがって、携帯端末１を連続使用する場合でも、パワーアンプ６の急な温度上昇を緩和することができるため、送信電力効率が低下し難く、情報読取可能距離が短くなり難い。
【００６２】
（３）また、受信信号の復調に用いる第１および第２のＡ／Ｄ変換回路１２，１３のうち、キャリアセンスのときに使用しない方の第２のＡ／Ｄ変換回路１３を用いてサーミスタ９の出力をＡ／Ｄ変換することができるため、パワーアンプ６の温度測定に必要な製造コストを抑えることができる。
【００６３】
（４）さらに、パワーアンプ６から発生した熱をマイクロストリップアンテナ４に伝えることができるため、パワーアンプ６の急な温度上昇を緩和することができる。
特に、マイクロストリップアンテナ４を構成する誘電体４ａがセラミックスにより形成されているため、パワーアンプ６から発生した熱を効率良く放熱することができるので、パワーアンプ６の急な温度上昇を効果的に緩和することができる。
したがって、送信電力効率が低下し難く、情報読取可能距離が短くなり難いため、読取操作フィーリングが変わり難い。
【００６４】
〈他の実施形態〉
（１）図７は、他の実施形態に係る携帯端末の主な電気的構成を示す説明図である。変調回路１５の出力側と、パワーアンプ６の入力側との間に可変減衰器２４が電気的に接続されている。また、可変減衰器２４は、ロジック処理回路１０と電気的に接続されている。サミースタ９の温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈ以上になると、ロジック処理回路１０が可変減衰器２４へ制御信号を出力し、可変減衰器２４が変調回路１５の出力を上昇させ、パワーアンプ６の入力レベルが大きくなり、パワーアンプ６の出力電力が上昇する。
この構成を用いた場合も、パワーアンプ６の出力を分配しないため、送信電力効率が低下し難い。なお、この構成を用いた携帯端末が請求項４に係る発明に対応する。
【００６５】
（２）動作点調整回路２１を設ける代わりに、バンドパスフィルタ回路１１が変調回路１５へ出力する変調信号のレベルを大きくすることにより、変調回路１５の出力電力レベルを大きくし、パワーアンプ６の出力電力を上昇させることもできる。
この構成を用いた場合も、パワーアンプ６の出力を分配しないため、送信電力効率が低下し難い。なお、この構成を用いた携帯端末が請求項３に係る発明に対応する。
【００６６】
たとえば、Ｄ／Ａ変換回路２３へ出力する送信データのレベルとして複数のレベルをロジック処理回路１０が選択可能に記憶し、サーミスタ９の温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈ以上になったときに高いレベルを選択することにより、送信データのレベルを高くする。
【００６７】
あるいは、ロジック処理回路１０からの指令により、Ｄ／Ａ変換の出力レベルが高くなるようにＤ／Ａ変換回路２３を構成する。たとえば、Ｄ／Ａ変換回路の出力段に切替可能な複数の負荷（たとえば、抵抗素子など）を選択可能に接続し、サーミスタ９の温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈ以上になったときに、Ｄ／Ａ変換回路の出力が高くなるような負荷を選択するように構成する。
【００６８】
（３）図８は、他の実施形態に係る携帯端末に備えられたマイクロストリップアンテナの説明図である。給電回路基板５の裏面に設けられたパワーアンプ６と、サーキュレータ８と、給電点７とが、シールドケース４０によって覆われている。シールドケース４０の外部の近傍には、サーミスタ９が設けられている。シールドケース４０は、電磁シールド性能および伝熱性能を兼ね備えた材料（たとえば、銅、アルミニウムなどの金属）により形成されており、、電磁シールドの作用と、パワーアンプ６から発生した熱をサーミスタ９に伝熱させる作用とがある。この構成を用いれば、サーミスタ９を必ずしもパワーアンプ６の近傍に配置する必要がなくなるため、サーミスタ９の配置の自由度を大きくすることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１・・携帯端末、４・・マイクロストリップアンテナ、５・・給電回路基板、
６・・パワーアンプ、７・・給電点、８・・サーキュレータ、９・・サーミスタ、
１０ａ・・温度測定部、２１・・動作点調整回路。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電波でＲＦＩＤタグと通信することにより、ＲＦＩＤタグに記録されている情報を読取る機能を備えた携帯端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、従来のＲＦＩＤタグと通信を行う携帯端末の内部構造を一部省略して示す説明図である。従来の携帯端末５０は、変調回路および復調回路などが搭載されたＲＦモジュール５６と、このＲＦモジュール５６と電気的に接続されたマイクロストリップアンテナ５５とを備える。ＲＦモジュール５６には、変調回路から出力されたＲＦ信号を増幅する増幅回路５２が搭載されている。
【０００３】
このような構造の携帯端末５０では、連続使用時間が長くなると、増幅回路５２が自己発熱して出力電力が低下し、ＲＦＩＤタグの情報を読取ることが可能な距離（以下、情報読取可能距離という）が短くなるため、読取操作フィーリングが変わってしまうという問題があった。
そこで、増幅回路の出力をモニターして出力電力が一定になるように制御し、情報読取可能距離が変化しないようにすることにより、読取操作フィーリングが変わらないようにしようとする携帯端末が提案されている。
【０００４】
図１０は、その携帯端末の電気的構成を一部省略して示す説明図である。この携帯端末６０は、送信出力を制御するＲＦ制御回路６１と、増幅回路５２と、増幅回路５２の出力を分配する分配器６２と、増幅回路５２から分配器６２を通じて出力されたＲＦ信号を電波として出力するアンテナ回路６３とを備える。
【０００５】
増幅回路５２の出力は、分配器６２によって分配され、ＲＦ制御回路６１にフィードバックされる。そして、ＲＦ制御回路６１は、フィードバックされた出力の振幅または電力を検出し、その検出結果に基いて、増幅回路５２の出力が一定になるように制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２７９２０１号公報（第１４段落、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、図１０に示した従来の携帯端末６０は、増幅回路５２の出力を分配器６２によって分配するため、その分配した分、増幅回路５２からアンテナ回路６３への出力が低下するので、送信電力効率が低下するという問題がある。
【０００８】
そこでこの発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、増幅回路の自己発熱によって情報読取可能距離が変化しないように制御するときに送信電力効率が低下し難い携帯端末を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、この発明の第１の特徴は、変調回路（１５）の出力を増幅する増幅回路（６）と、この増幅回路の出力を電波として送信するアンテナ（４）とを備え、前記電波でＲＦＩＤタグと通信することにより、ＲＦＩＤタグに記録されている情報を読取る機能を備えた携帯端末において、前記増幅回路の温度に対応する信号を出力する温度検出素子（９）と、前記温度検出素子から出力された信号に基いて前記増幅回路の温度を測定する温度測定部（１０ａ）と、前記温度測定部により測定された温度（Ｔ）が閾値（Ｔｔｈ）以上であるときに前記増幅回路の出力を上昇させる制御回路（２１）と、を備えた携帯端末（１）としたことにある。
【００１０】
この発明の第２の特徴は、前述した第１の特徴において、前記制御回路（２１）は、前記増幅回路（６）の動作点を変えることにより、前記増幅回路の出力を上昇させる機能を少なくとも有することにある。
【００１１】
この発明の第３の特徴は、前述した第１または第２の特徴において、前記変調回路（１５）は、振幅変調回路であり、前記制御回路は、前記変調回路に入力される変調信号を制御することにより、前記変調回路の出力レベルを大きくする機能を少なくとも有することにある。
【００１２】
この発明の第４の特徴は、前述した第１ないし第３の特徴のいずれか１つにおいて、前記制御回路は、前記増幅回路（６）の入力レベルを大きくすることにより、前記増幅回路の出力を上昇させる機能を少なくとも有することにある。
【００１３】
この発明の第５の特徴は、前述した第１ないし第４の特徴のいずれか１つにおいて、前記温度測定部（１０ａ）は、前記電波でＲＦＩＤタグと通信を開始する前に前記増幅回路（６）の温度を測定することにある。
【００１４】
この発明の第６の特徴は、前述した第５の特徴において、前記温度測定部（１０ａ）は、キャリアセンスを行う処理ルーチンにおいて前記増幅回路（６）の温度を測定することにある。ここで、キャリアセンスとは、当該携帯端末において使用すべき周波数チャネルが未使用であるか否かを確認する処理のことである。
【００１５】
この発明の第７の特徴は、前述した第１ないし第６の特徴のいずれか１つにおいて、前記ＲＦＩＤタグから受信した電波を復調する復調回路（１９，２０）と、前記復調回路の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路（１２，１３）と、を備えており、前記温度測定部（１０ａ）は、前記温度検出素子（９）から出力された信号を前記Ａ／Ｄ変換回路を用いてＡ／Ｄ変換し、その変換されたデジタル値に基づいて前記増幅回路（６）の温度を測定することにある。
【００１６】
この発明の第８の特徴は、前述した第７の特徴において、前記復調回路（１９，２０）は、前記ＲＦＩＤタグから受信した電波をＩ復調するためのＩ復調回路（１９）と、前記ＲＦＩＤタグから受信した電波をＱ復調するためのＱ復調回路（２０）とを備えており、前記Ａ／Ｄ変換回路（１２，１３）は、前記Ｉ復調回路の出力をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄ変換回路（１２）と、前記Ｑ復調回路の出力をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換回路（１３）と、を備えており、前記温度測定部（１０ａ）は、前記温度検出素子（９）から出力された信号を前記第１および第２のＡ／Ｄ変換回路の一方を用いてＡ／Ｄ変換し、その変換されたデジタル値に基づいて前記増幅回路（６）の温度を測定することにある。
【００１７】
この発明の第９の特徴は、前述した第１ないし第８の特徴のいずれか１つにおいて、前記アンテナ（４）はマイクロストリップアンテナであり、前記増幅回路（６）から発生した熱を前記マイクロストリップアンテナに伝える構造としたことにある。
【００１８】
この発明の第１０の特徴は、前述した第９の特徴において、前記マイクロストリップアンテナ（４）は、セラミックスにより形成された誘電体（４ａ）と、前記誘電体の表面に形成された導電パターン（４ｂ）と、前記誘電体の裏面に一体に配置された回路基板（５）と、を備えており、前記増幅回路（６）が前記回路基板に配置されていることにある。
【００１９】
なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００２０】
この発明の第１の特徴によれば、温度検出素子が増幅回路の温度に対応する信号を出力すると、その信号に基いて温度測定回路が増幅回路の温度を測定し、その測定された温度が閾値以上であると、制御回路が増幅回路の出力を上昇させ、温度上昇による出力低下を補正することができる。
したがって、増幅回路の出力を分配しないため、送信電力効率が低下し難い。
【００２１】
この発明の第２の特徴によれば、増幅回路の動作点を変えることにより、増幅回路の出力を上昇させ、温度上昇による出力低下を補正することができる。
したがって、増幅回路の出力を分配しないため、送信電力効率が低下し難い。
【００２２】
この発明の第３の特徴によれば、変調回路に入力される変調信号を制御することにより、変調回路の出力レベルを大きくすることにより、増幅回路の出力を上昇させ、温度上昇による出力低下を補正することができる。
したがって、増幅回路の出力を分配しないため、送信電力効率が低下し難い。
【００２３】
この発明の第４の特徴によれば、増幅回路の入力レベルを大きくすることにより、増幅回路の出力を上昇させ、温度上昇による出力低下を補正することができる。
したがって、増幅回路の出力を分配しないため、送信電力効率が低下し難い。
【００２４】
この発明の第５の特徴によれば、温度測定回路は、電波でＲＦＩＤタグと通信を開始する前に増幅回路の温度を測定するため、送信電力が補正された状態でＲＦＩＤタグと通信を開始することができる。
【００２５】
たとえば、この発明の第６の特徴のように、キャリアセンスを行う処理ルーチンにおいて増幅回路の温度を測定するようにすれば、送信電力が補正された状態でＲＦＩＤタグと通信を開始することができる。
したがって、情報読取可能距離の変化を小さくすることができるため、読取操作フィーリングが変わり難い。
【００２６】
特に、携帯端末を連続使用する場合でもキャリアセンスは一定時間毎に行うため、キャリアセンスを行う毎に増幅回路の温度を測定することができる。
したがって、携帯端末を連続使用する場合でも、増幅回路の急な温度上昇を緩和することができるため、送信電力効率が低下し難く、情報読取可能距離が短くなり難い。
【００２７】
この発明の第７の特徴によれば、温度検出素子から出力された信号を、復調回路の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路を用いてＡ／Ｄ変換し、その変換されたデジタル値に基づいて増幅回路の温度を測定することができるため、温度測定用の専用のＡ／Ｄ変換回路を設ける必要がないので、温度測定に必要な製造コストを抑えることができる。
【００２８】
たとえば、この発明の第８の特徴のように、Ｉ復調回路の出力をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄ変換回路と、Ｑ復調回路の出力をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換回路とを備える構成の場合に、第１および第２のＡ／Ｄ変換回路の一方を用いることができる。
特に、他の携帯端末から送信されているキャリア（搬送波）の振幅の大きさに基づいて、キャリアセンスを行う場合は、Ｉ復調回路およびＱ復調回路の一方によって復調された信号の振幅の大きさを測定すれば良いため、キャリアセンスにおいて使用しない方のＡ／Ｄ変換回路を用いて増幅回路の温度を測定することができる。
【００２９】
この発明の第９の特徴によれば、増幅回路から発生した熱をマイクロストリップアンテナに伝えることができるため、増幅回路の急な温度上昇を緩和することができる。
したがって、送信電力効率が低下し難く、情報読取可能距離が短くなり難いため、読取操作フィーリングが変わり難い。
【００３０】
特に、この発明の第１０の特徴によれば、増幅回路から発生した熱をセラミックスにより形成された誘電体に伝えることができるため、増幅回路から発生した熱を効率良く放熱することができるので、増幅回路の急な温度上昇を効果的に緩和することができる。
したがって、送信電力効率がより一層低下し難く、情報読取可能距離がより一層変化し難いため、読取操作フィーリングがより一層変わり難い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態に係る携帯端末の内部構造を一部省略して示す説明図である。
【図２】マイクロストリップアンテナ４の表面を斜め上方から見た拡大斜視図である。
【図３】図２の裏面図である。
【図４】携帯端末１の主な電気的構成のうち光学情報の読取りに関係する部分を省略して示す説明図である。
【図５】動作点調整回路２１およびパワーアンプ６の回路図である。
【図６】ロジック処理回路１０のＣＰＵが実行するキャリア制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】他の実施形態に係る携帯端末の主な電気的構成を示す説明図である。
【図８】他の実施形態に係る携帯端末に備えられたマイクロストリップアンテナの説明図である。
【図９】従来の携帯端末の内部構造を一部省略して示す説明図である。
【図１０】従来の携帯端末の電気的構成を一部省略して示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
この発明の一実施形態について図を参照して説明する。図１は、この実施形態に係る携帯端末の内部構造を一部省略して示す説明図である。
【００３３】
［携帯端末の主要構成］
図１に示すように、携帯端末１は、ケース２を備える。そのケース２の表面２ａには、キー操作部、読取結果などを表示する表示部など（図示省略）が備えられており、ケース２の裏面２ｂには、トリガースイッチ（図示省略）などが設けられている。ケース２の内部には、ＲＦＩＤタグと通信を行うためのマイクロストリップアンテナ４が内蔵されている。マイクロストリップアンテナ４の裏面には、給電回路基板５が一体に設けられており、その給電回路基板５の裏面には、ＲＦ信号を増幅するパワーアンプ６と、このパワーアンプ６の温度を検出するためのサーミスタ９と、サーキュレータ８とが設けられている。
【００３４】
このように、回路動作によって自己発熱するパワーアンプ６を給電回路基板５の裏面に設けることにより、パワーアンプ６から発生した熱を給電回路基板５からマイクロストリップアンテナ４に伝え、そのマイクロストリップアンテナ４から放熱することができる。これにより、パワーアンプ６の急な温度上昇を緩和することができるため、急な温度上昇によるパワーアンプ６の出力電力効率が低下し難くすることができる。
給電回路基板５の下方には、変調回路および復調回路などが搭載されたＲＦモジュール２２が空間を置いて配置されている。また、ケース２の内部には、バーコードや２次元コードなどの光学的情報を読取るための光学情報読取モジュール３０が内蔵されている。
【００３５】
［マイクロストリップアンテナの主要構成］
図２は、マイクロストリップアンテナ４の表面を斜め上方から見た拡大斜視図であり、図３は、図２の裏面図である。
【００３６】
図２に示すように、マイクロストリップアンテナ４は、誘電体４ａと、この誘電体４ａの表面に形成されたアンテナエレメント４ｂと、給電回路基板５の基板表面に形成されたアンテナグランド部４ｃとを備える。アンテナエレメント４ｂには、給電点７が形成されている。
【００３７】
図３に示すように、給電回路基板５の裏面には、パワーアンプ６と、このパワーアンプ６から出力されたＲＦ信号が受信回路側へ逆流しないように制御するサーキュレータ８とが設けられている。また、パワーアンプ６の近傍であって、パワーアンプ６から発生した熱が伝熱し易い領域（たとえば、パワーアンプ６の端部から１０ｍｍ以内）には、サーミスタ９が設けられている。
【００３８】
このように構成することにより、パワーアンプ６から発生した熱は、誘電体４ａを介して周囲に放熱されるため、パワーアンプ６の急な温度上昇が緩和される。また、パワーアンプ６の温度上昇が緩やかであるため、パワーアンプ６から発生した熱は、サーミスタ９に伝熱し、サーミスタ９の抵抗値も緩やかに変化する。このため、サーミスタ９は、パワーアンプ６の温度上昇に対応した信号を出力するため、サーミスタ９の温度、つまり、パワーアンプ６の温度を略正確に測定できる。さらに、パワーアンプ６からサーキュレータ８を介して給電点７までの線路長を最短にすることができるため、パワーアンプ６の出力電力を最小の損失でアンテナエレメント４ｂに供給することができる。
【００３９】
この実施形態では、マイクロストリップアンテナ４は、正方形に形成されており、直線偏波を送信する。また、誘電体４ａは、セラミックスや合成樹脂（たとえば、エラストマーなど）などの誘電性材料により形成されている。アンテナエレメント４ｂおよびアンテナグランド部４ｃは、それぞれ銀、アルミニウム、銅などを主成分とする導電性材料により形成されている。
【００４０】
［携帯端末の電気的構成］
図４は、携帯端末１の主な電気的構成のうち光学情報の読取りに関係する部分を省略して示す説明図である。同図に示すように、携帯端末１は、ロジック処理回路１０と、Ｄ／Ａ変換回路２３と、バンドパスフィルタ回路（ＢＰＦ）１１と、発振回路１４と、変調回路１５と、パワーアンプ６と、動作点調整回路２１と、サーキュレータ８と、サーミスタ９と、Ｉ復調回路１９と、Ｑ復調回路２０と、可変バンドパスフィルタ回路１６と、バンドパスフィルタ回路１８と、第１Ａ／Ｄ変換回路１２と、第２Ａ／Ｄ変換回路１３と、切替回路１７とを備える。
【００４１】
ロジック処理回路１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなど（図示省略）から構成されており、操作部から与えられる操作信号に応じて携帯端末１の動作を制御する。また、ロジック処理回路１０は、送信データを作成してＤ／Ａ変換回路２３へ出力する処理、第１および第２Ａ／Ｄ変換回路１２，１３から入力したデータを復号化する処理、第２Ａ／Ｄ変換回路１３から入力したデータに基づいてサーミスタ９の温度を測温する処理、その測温結果に基いてパワーアンプ６の出力電力を調整する処理などを実行する。
【００４２】
Ｄ／Ａ変換回路２３は、ロジック処理回路１０から出力された送信データをアナログの変調信号に変換し、その変調信号をバンドパスフィルタ回路１１へ出力する。発振回路１４は発振信号を搬送波（キャリア）信号として変調回路１５へ供給する。変調回路１５は、バンドパスフィルタ回路１１から出力された変調信号により、発振回路１４から供給された搬送波信号をＡＳＫ(Amplitude Shift Keying)変調する。変調回路１５から出力されたＲＦ信号は、パワーアンプ６によって所定の増幅率で増幅され、サーキュレータ８を通過し、無線信号としてマイクロストリップアンテナ４から送信される。サーキュレータ８は、パワーアンプ６から出力されたＲＦ信号が受信側へ逆流するのを阻止する。
【００４３】
また、マイクロストリップアンテナ４によって受信された受信信号は、Ｉ復調回路１９およびＱ復調回路２０において、位相が互いに９０度異なる搬送波信号を用いて復調される。つまり、ＲＦＩＤタグへ送信した信号の搬送波信号と、ＲＦＩＤタグから受信した信号の搬送波信号との位相差により、ＲＦＩＤタグから受信した信号を検出できなくなるのを回避するため、搬送波信号とその位相を９０°ずらした信号とを用いて受信信号をＩＱ検波する。
【００４４】
Ｉ復調回路１９から出力されたＩ信号は、可変バンドパスフィルタ回路１６を通って第１Ａ／Ｄ変換回路１２において２値化される。また、Ｑ復調回路２０から出力されたＱ信号は、バンドパスフィルタ回路１８を通って第２Ａ／Ｄ変換回路１３において２値化される。第１Ａ／Ｄ変換回路１２において２値化された受信データＩおよび第２Ａ／Ｄ変換回路１３において２値化された受信データＱは、ロジック処理回路１０に入力され、ロジック処理回路１０は、受信データＩ，Ｑの内、正しく復元された方のデータを採用する。
【００４５】
サーミスタ９は、パワーアンプ６の温度に対応して自身の抵抗値を変化させる。つまり、サーミスタ９は、パワーアンプ６の温度に対応する信号を出力する。この実施形態では、サーミスタ９は、温度が上昇すると抵抗値が小さくなるＮＴＣ(negative temperature coefficient) サーミスタである。
【００４６】
サーミスタ９と電気的に接続された切替回路１７は、ロジック処理回路１０からの指令により、入力をバンドパスフィルタ回路１８からサーミスタ９に切替える。つまり、切替回路１７は、サーミスタ９の出力が第２Ａ／Ｄ変換回路１３に入力されるように制御する。そして、第２Ａ／Ｄ変換回路１３は、サーミスタ９の出力電圧を２値化し、それをロジック処理回路１０へ出力する。ロジック処理回路１０に搭載される温度測定部１０ａは、入力した２値化電圧を予めＲＯＭなどに記憶されている閾値電圧と比較し、その比較結果に基いて、サーミスタ９の温度が閾値温度以上になったか否かを判定する。
【００４７】
また、キャリアセンスを行うときは、Ｉ復調された受信信号の振幅、つまり、第１Ａ／Ｄ変換回路１２から出力される受信データＩの大きさに基づいてキャリアの有無を判定する。また、後で詳述するが、このキャリアセンスを行うときに、第２Ａ／Ｄ変換回路１３を用いてサーミスタ９の出力を２値化し、その２値化データに基づいてサーミスタ９の温度を測温する。
このように、受信信号の復調に用いるＡ／Ｄ変換回路を兼用することにより、サーミスタ９の出力電圧をＡ／Ｄ変換するための専用のＡ／Ｄ変換回路が不要となるため、サーミスタ９の温度を測温するために必要な製造コストを抑えることができる。
【００４８】
ロジック処理回路１０は、前記の２値化電圧が閾値電圧以上、つまり、サーミスタ９の温度が閾値温度以上であると判定すると、動作点調整回路２１を動作させる。動作点調整回路２１は、パワーアンプ６の出力電力が上昇するようにパワーアンプ６の動作点を調整する。つまり、パワーアンプ６の温度が閾値温度以上になると、サーミスタ９の出力電圧が閾値電圧に達し、動作点調整回路２１がパワーアンプ６の動作点を調整し、パワーアンプ６の出力電力が上昇する。これにより、パワーアンプ６の急な温度上昇による出力電力低下が補正され、ＲＦＩＤタグの情報読取可能距離が短くならないようにすることができる。また、従来のようにパワーアンプの出力を分配してモニターする必要がないため、送信電力効率が低下し難い。
【００４９】
（動作点調整回路）
図５は、動作点調整回路２１およびパワーアンプ６の回路図である。パワーアンプ６は、増幅素子としてＦＥＴトランジスタＴｒ２を備えており、トランジスタＴｒ２のゲートには、変調回路１５から入力端子６ｂを介して出力されるＲＦ信号が与えられる。動作点調整回路２１は、エミッタ接地のＮＰＮ型バイポーラトランジスタＴｒ１と、このトランジスタＴｒ１のコレクタ電圧を分圧する抵抗Ｒ１〜Ｒ３とを備える。抵抗Ｒ１は、トランジスタＴｒ１のコレクタに直列接続されており、抵抗Ｒ２，Ｒ３は、電源およびグランド間に直列接続されており、抵抗Ｒ１は、抵抗Ｒ２，Ｒ３の接続点と接続されている。
【００５０】
トランジスタＴｒ１の出力は、抵抗Ｒ１〜Ｒ３を介してバイアス端子６ａに印加される。トランジスタＴｒ２の動作点であるゲート電圧は、バイアス端子６ａに印加される電圧に依存する。
パワーアンプ６の温度が閾値温度以上になり、サーミスタ９の出力電圧が閾値電圧に達すると、ロジック処理回路１０が動作点調整回路２１に出力している制御信号をハイレベルからローレベルに変化させる。
【００５１】
これにより、動作点調整回路２１のトランジスタＴｒ１がＯＦＦし、バイアス端子６ａの印加電圧が上昇し、パワーアンプ６の出力端子６ｄの出力電力が上昇する。これにより、パワーアンプ６の自己発熱による出力電力低下が補正されるため、情報読取可能距離が短くなり難い。
また、パワーアンプ６の温度が閾値温度未満であるときは、ロジック処理回路１０から出力される制御信号は、ハイレベルとなるため、動作点調整回路２１のトランジスタＴｒ１はＯＮ状態を維持するので、トランジスタＴｒ２のゲート電圧が低くなり、パワーアンプ６の出力電力が低下前の状態を維持する。
【００５２】
なお、トランジスタＴｒ１がＯＮしたときのバイアス端子６ａの設定電圧は、パワーアンプ６の出力歪が許容できる範囲で、かつ、出力電力に対してトランジスタＴｒ２の増幅効率が良くなるレベルに設定する。
【００５３】
［キャリア制御処理］
ロジック処理回路１０のＣＰＵは、キャリアセンスを行うときに、パワーアンプ６の温度測定を行い、その測定結果に応じてパワーアンプ６の出力を制御する。以下、その制御の流れについて、それを示す図６の示すフローチャートを参照して説明する。
【００５４】
携帯端末１のトリガスイッチがＯＮすると、ロジック処理回路１０のＣＰＵは、キャリアセンスを開始する（ステップ（以下、Ｓと略す）１）。続いて、ＣＰＵは、受信信号のキャリアレベルを計測するとともにサーミスタ９の温度Ｔを測温する（Ｓ２）。続いて、先のＳ２において検出したキャリアレベルが閾値レベル以上であるか否かに基づいて、他の携帯端末が使用しているキャリアを検出したか否かを判定する（Ｓ３）。
【００５５】
ここで、他の携帯端末が使用しているキャリアを検出したと判定した場合は（Ｓ３：Ｙｅｓ）、周波数チャネル（ｃｈ）を変更し（Ｓ４）、再度、Ｓ２，Ｓ３を実行する。つまり、空きチャネルが見つかるまでＳ２，Ｓ３を実行する。そして、他の携帯端末が使用しているキャリアが検出されないと判定すると（Ｓ３：Ｎｏ）、先のＳ２において測温したサーミスタ９の温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈ以上か否かを判定する（Ｓ５）。
【００５６】
ここで、サーミスタ９の温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈ以上であると判定すると（Ｓ５：Ｙｅｓ）、前述したように動作点調整回路２１へ出力している制御信号をハイレベルからローレベルに変化させ、パワーアンプ６の出力電力を大きくなるように調整する（Ｓ６）。続いて、キャリアをＯＮしている時間（たとえば、４秒）を計測するためのタイマｔａをスタートさせ（Ｓ７）、キャリアをＯＮ、つまりマイクロストリップアンテナ４から送信信号を送信する（Ｓ８）。
【００５７】
続いて、トリガスイッチがＯＮのままであるか否かを判定し（Ｓ９）、ＯＮのままであると判定した場合は（Ｓ９：Ｙｅｓ）、タイマｔａの計測時間ｔａが閾値時間ｔａｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ１０）。ここで、計測時間ｔａが閾値時間ｔａｔｈ以上であると判定した場合は（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、キャリアをＯＦＦし（Ｓ１１）、再度、キャリアセンスを開始する（Ｓ１）。また、Ｓ９において、トリガスイッチがＯＮのままではないと判定した場合は（Ｓ９：Ｎｏ）、キャリアをＯＦＦする（Ｓ１２）。
【００５８】
上述したように、キャリアセンスを実行する毎にサーミスタ９の温度Ｔを測温し、測温した温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈ以上である場合にパワーアンプ６の出力電力を大きくなるように補正制御するため、携帯端末１を長時間使用してもパワーアンプ６の急な温度上昇による出力電力低下を抑制することができる。
したがって、操作者（オペレータ）の期待する情報読取可能距離を維持することができる。
【００５９】
［実施形態の効果］
（１）以上説明したように、上述した実施形態の携帯端末１を用いれば、サーミスタ９によってパワーアンプ６の温度を測温し、その測温した温度が閾値温度以上になったときにパワーアンプ６の動作点を変えることにより、パワーアンプ６の出力を上昇させ、温度上昇による出力低下を補正することができる。
したがって、パワーアンプ６の出力を分配しないため、送信電力効率が低下し難い。
【００６０】
（２）しかも、キャリアセンスを行う処理ルーチンにおいてパワーアンプ６の温度を測定するため、送信電力効率が補正された状態でＲＦＩＤタグと通信を開始することができる。
したがって、情報読取可能距離の変化を小さくすることができるため、読取操作フィーリングが変わり難い。
【００６１】
特に、トリガスイッチをＯＮしたまま携帯端末１を連続使用する場合でも、キャリアセンスを行う毎にパワーアンプ６の温度を測定することができる。
したがって、携帯端末１を連続使用する場合でも、パワーアンプ６の急な温度上昇を緩和することができるため、送信電力効率が低下し難く、情報読取可能距離が短くなり難い。
【００６２】
（３）また、受信信号の復調に用いる第１および第２のＡ／Ｄ変換回路１２，１３のうち、キャリアセンスのときに使用しない方の第２のＡ／Ｄ変換回路１３を用いてサーミスタ９の出力をＡ／Ｄ変換することができるため、パワーアンプ６の温度測定に必要な製造コストを抑えることができる。
【００６３】
（４）さらに、パワーアンプ６から発生した熱をマイクロストリップアンテナ４に伝えることができるため、パワーアンプ６の急な温度上昇を緩和することができる。
特に、マイクロストリップアンテナ４を構成する誘電体４ａがセラミックスにより形成されているため、パワーアンプ６から発生した熱を効率良く放熱することができるので、パワーアンプ６の急な温度上昇を効果的に緩和することができる。
したがって、送信電力効率が低下し難く、情報読取可能距離が短くなり難いため、読取操作フィーリングが変わり難い。
【００６４】
〈他の実施形態〉
（１）図７は、他の実施形態に係る携帯端末の主な電気的構成を示す説明図である。変調回路１５の出力側と、パワーアンプ６の入力側との間に可変減衰器２４が電気的に接続されている。また、可変減衰器２４は、ロジック処理回路１０と電気的に接続されている。サミースタ９の温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈ以上になると、ロジック処理回路１０が可変減衰器２４へ制御信号を出力し、可変減衰器２４が変調回路１５の出力を上昇させ、パワーアンプ６の入力レベルが大きくなり、パワーアンプ６の出力電力が上昇する。
この構成を用いた場合も、パワーアンプ６の出力を分配しないため、送信電力効率が低下し難い。なお、この構成を用いた携帯端末が請求項４に係る発明に対応する。
【００６５】
（２）動作点調整回路２１を設ける代わりに、バンドパスフィルタ回路１１が変調回路１５へ出力する変調信号のレベルを大きくすることにより、変調回路１５の出力電力レベルを大きくし、パワーアンプ６の出力電力を上昇させることもできる。
この構成を用いた場合も、パワーアンプ６の出力を分配しないため、送信電力効率が低下し難い。なお、この構成を用いた携帯端末が請求項３に係る発明に対応する。
【００６６】
たとえば、Ｄ／Ａ変換回路２３へ出力する送信データのレベルとして複数のレベルをロジック処理回路１０が選択可能に記憶し、サーミスタ９の温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈ以上になったときに高いレベルを選択することにより、送信データのレベルを高くする。
【００６７】
あるいは、ロジック処理回路１０からの指令により、Ｄ／Ａ変換の出力レベルが高くなるようにＤ／Ａ変換回路２３を構成する。たとえば、Ｄ／Ａ変換回路の出力段に切替可能な複数の負荷（たとえば、抵抗素子など）を選択可能に接続し、サーミスタ９の温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈ以上になったときに、Ｄ／Ａ変換回路の出力が高くなるような負荷を選択するように構成する。
【００６８】
（３）図８は、他の実施形態に係る携帯端末に備えられたマイクロストリップアンテナの説明図である。給電回路基板５の裏面に設けられたパワーアンプ６と、サーキュレータ８と、給電点７とが、シールドケース４０によって覆われている。シールドケース４０の外部の近傍には、サーミスタ９が設けられている。シールドケース４０は、電磁シールド性能および伝熱性能を兼ね備えた材料（たとえば、銅、アルミニウムなどの金属）により形成されており、、電磁シールドの作用と、パワーアンプ６から発生した熱をサーミスタ９に伝熱させる作用とがある。この構成を用いれば、サーミスタ９を必ずしもパワーアンプ６の近傍に配置する必要がなくなるため、サーミスタ９の配置の自由度を大きくすることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１・・携帯端末、４・・マイクロストリップアンテナ、５・・給電回路基板、
６・・パワーアンプ、７・・給電点、８・・サーキュレータ、９・・サーミスタ、
１０ａ・・温度測定部、２１・・動作点調整回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調回路の出力を増幅する増幅回路と、この増幅回路の出力を電波として送信するアンテナとを備え、前記電波でＲＦＩＤタグと通信することにより、ＲＦＩＤタグに記録されている情報を読取る機能を備えた携帯端末において、
前記増幅回路の温度に対応する信号を出力する温度検出素子と、
前記温度検出素子から出力された信号に基いて前記増幅回路の温度を測定する温度測定部と、
前記温度測定部により測定された温度が閾値以上であるときに前記増幅回路の出力を上昇させる制御回路と、
を備えたことを特徴とする携帯端末。
【請求項２】
前記制御回路は、
前記増幅回路の動作点を変えることにより、前記増幅回路の出力を上昇させる機能を少なくとも有することを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
【請求項３】
前記変調回路は、振幅変調回路であり、
前記制御回路は、
前記変調回路に入力される変調信号を制御することにより、前記変調回路の出力レベルを大きくする機能を少なくとも有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の携帯端末。
【請求項４】
前記制御回路は、
前記増幅回路の入力レベルを大きくすることにより、前記増幅回路の出力を上昇させる機能を少なくとも有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の携帯端末。
【請求項５】
前記温度測定部は、
前記電波でＲＦＩＤタグと通信を開始する前に前記増幅回路の温度を測定することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の携帯端末。
【請求項６】
前記温度測定部は、
キャリアセンスを行う処理ルーチンにおいて前記増幅回路の温度を測定することを特徴とする請求項５に記載の携帯端末。
【請求項７】
前記ＲＦＩＤタグから受信した電波を復調する復調回路と、
前記復調回路の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路と、を備えており、
前記温度測定部は、
前記温度検出素子から出力された信号を前記Ａ／Ｄ変換回路を用いてＡ／Ｄ変換し、その変換されたデジタル値に基づいて前記増幅回路の温度を測定することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の携帯端末。
【請求項８】
前記復調回路は、
前記ＲＦＩＤタグから受信した電波をＩ復調するためのＩ復調回路と、前記ＲＦＩＤタグから受信した電波をＱ復調するためのＱ復調回路とを備えており、
前記Ａ／Ｄ変換回路は、
前記Ｉ復調回路の出力をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄ変換回路と、
前記Ｑ復調回路の出力をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換回路と、を備えており、
前記温度測定部は、
前記温度検出素子から出力された信号を前記第１および第２のＡ／Ｄ変換回路の一方を用いてＡ／Ｄ変換し、その変換されたデジタル値に基づいて前記増幅回路の温度を測定することを特徴とする請求項７に記載の携帯端末。
【請求項９】
前記アンテナはマイクロストリップアンテナであり、
前記増幅回路から発生した熱を前記マイクロストリップアンテナに伝える構造としたことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の携帯端末。
【請求項１０】
前記マイクロストリップアンテナは、
セラミックスにより形成された誘電体と、
前記誘電体の表面に形成された導電パターンと、
前記誘電体の裏面に一体に配置された回路基板と、を備えており、
前記増幅回路が前記回路基板に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の携帯端末。
【請求項１】
変調回路の出力を増幅する増幅回路と、この増幅回路の出力を電波として送信するアンテナとを備え、前記電波でＲＦＩＤタグと通信することにより、ＲＦＩＤタグに記録されている情報を読取る機能を備えた携帯端末において、
前記増幅回路の温度に対応する信号を出力する温度検出素子と、
前記温度検出素子から出力された信号に基いて前記増幅回路の温度を測定する温度測定部と、
前記温度測定部により測定された温度が閾値以上であるときに前記増幅回路の出力を上昇させる制御回路と、
を備えたことを特徴とする携帯端末。
【請求項２】
前記制御回路は、
前記増幅回路の動作点を変えることにより、前記増幅回路の出力を上昇させる機能を少なくとも有することを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
【請求項３】
前記変調回路は、振幅変調回路であり、
前記制御回路は、
前記変調回路に入力される変調信号を制御することにより、前記変調回路の出力レベルを大きくする機能を少なくとも有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の携帯端末。
【請求項４】
前記制御回路は、
前記増幅回路の入力レベルを大きくすることにより、前記増幅回路の出力を上昇させる機能を少なくとも有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の携帯端末。
【請求項５】
前記温度測定部は、
前記電波でＲＦＩＤタグと通信を開始する前に前記増幅回路の温度を測定することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の携帯端末。
【請求項６】
前記温度測定部は、
キャリアセンスを行う処理ルーチンにおいて前記増幅回路の温度を測定することを特徴とする請求項５に記載の携帯端末。
【請求項７】
前記ＲＦＩＤタグから受信した電波を復調する復調回路と、
前記復調回路の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路と、を備えており、
前記温度測定部は、
前記温度検出素子から出力された信号を前記Ａ／Ｄ変換回路を用いてＡ／Ｄ変換し、その変換されたデジタル値に基づいて前記増幅回路の温度を測定することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の携帯端末。
【請求項８】
前記復調回路は、
前記ＲＦＩＤタグから受信した電波をＩ復調するためのＩ復調回路と、前記ＲＦＩＤタグから受信した電波をＱ復調するためのＱ復調回路とを備えており、
前記Ａ／Ｄ変換回路は、
前記Ｉ復調回路の出力をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄ変換回路と、
前記Ｑ復調回路の出力をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換回路と、を備えており、
前記温度測定部は、
前記温度検出素子から出力された信号を前記第１および第２のＡ／Ｄ変換回路の一方を用いてＡ／Ｄ変換し、その変換されたデジタル値に基づいて前記増幅回路の温度を測定することを特徴とする請求項７に記載の携帯端末。
【請求項９】
前記アンテナはマイクロストリップアンテナであり、
前記増幅回路から発生した熱を前記マイクロストリップアンテナに伝える構造としたことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の携帯端末。
【請求項１０】
前記マイクロストリップアンテナは、
セラミックスにより形成された誘電体と、
前記誘電体の表面に形成された導電パターンと、
前記誘電体の裏面に一体に配置された回路基板と、を備えており、
前記増幅回路が前記回路基板に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の携帯端末。
【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２０１１−１０１０８６（Ｐ２０１１−１０１０８６Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５２７１６（Ｐ２００９−２５２７１６）
【出願日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
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