JPWO2015115468A1 - Wireless communication device - Google Patents
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Abstract
無線通信装置において、リーダ/ライタ装置との通信環境によらずアンテナの同調周波数を通信に適したものに補正することで、無線通信装置とリーダ/ライタ装置との通信をいっそう安定させる技術を提供する。無線通信装置(100)は、リーダ/ライタ装置(900)と非接触により無線通信をする。無線通信装置(100)は、リーダ/ライタ装置(900)からの電磁波信号を受信する共振回路(16)と、リーダ/ライタ装置(900)との近接を検出するための近接センサ(12)と、無線通信装置(100)の通信環境の温度を測定するための温度検出回路(13)と、リーダ/ライタ装置(900)との通信を制御する制御回路(19)とを備える。制御回路(19)は、リーダ/ライタ装置(900)との距離を示す距離パラメータ、および、無線通信装置の通信環境の温度パラメータの少なくともいずれかに基づいて、共振回路(16)の同調周波数を補正する。In wireless communication devices, providing a technology that further stabilizes communication between the wireless communication device and the reader / writer device by correcting the antenna tuning frequency to be suitable for communication regardless of the communication environment with the reader / writer device. To do. The wireless communication device (100) performs wireless communication with the reader / writer device (900) in a non-contact manner. The wireless communication device (100) includes a resonance circuit (16) that receives an electromagnetic wave signal from the reader / writer device (900) and a proximity sensor (12) for detecting the proximity of the reader / writer device (900). A temperature detection circuit (13) for measuring the temperature of the communication environment of the wireless communication device (100), and a control circuit (19) for controlling communication with the reader / writer device (900). The control circuit (19) sets the tuning frequency of the resonance circuit (16) based on at least one of a distance parameter indicating a distance from the reader / writer device (900) and a temperature parameter of a communication environment of the wireless communication device. to correct.
Description
本開示は、非接触でリーダ/ライタ装置と通信することが可能な無線通信装置に関し、特に、通信を安定させるための技術に関する。 The present disclosure relates to a wireless communication device capable of communicating with a reader / writer device in a contactless manner, and more particularly, to a technique for stabilizing communication.
非接触IC(Integrated Circuit)カードなどの無線通信装置と、リーダ/ライタ装置とは、互いにアンテナ回路を介した電磁波信号を送受信することで、電力の供給、データ通信などを行う。これら無線通信装置とリーダ/ライタ装置との通信可能な距離を延ばすには、無線通信装置とリーダ/ライタ装置とのアンテナ回路の共振周波数を近づける必要がある。しかし、無線通信装置の共振周波数は、例えば同調用コンデンサの製造ばらつき等により、無線通信装置それぞれに個体差がある。そのため、無線通信装置の共振周波数を補正することが行われている。例えば、特開2003−67693号公報(特許文献1)は、配線の切断などの物理的な手段を用いずに、共振周波数のばらつきを補正することができる非接触ICカードについて記載している。 A wireless communication device such as a non-contact IC (Integrated Circuit) card and a reader / writer device perform power supply, data communication, and the like by mutually transmitting and receiving electromagnetic wave signals via an antenna circuit. In order to extend the communicable distance between the wireless communication device and the reader / writer device, it is necessary to make the resonance frequencies of the antenna circuits of the wireless communication device and the reader / writer device closer. However, the resonance frequency of the wireless communication device has individual differences among the wireless communication devices due to, for example, manufacturing variations of tuning capacitors. Therefore, the resonance frequency of the wireless communication device is corrected. For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2003-67693 (Patent Document 1) describes a non-contact IC card that can correct variations in resonance frequency without using physical means such as cutting of wiring.
しかし、非接触ICカードなどの無線通信装置は、その使用環境によっては、アンテナの同調周波数が変化して、無線通信装置とリーダ/ライタ装置とが通信可能な距離が短くなる可能性がある。例えば、リーダ/ライタ装置と無線通信装置とが一定距離以下に近接すると、無線通信装置の入力インピーダンスが低下するため、同調周波数にずれが生じ、無線通信装置の送信電力が低下することがある。また、例えば、無線通信装置のアンテナの同調周波数は、無線通信装置の動作環境の温度に応じて変化する特性を有している。そのため、無線通信装置の動作環境の温度変化によって、無線通信装置の通信性能が影響される。 However, in a wireless communication device such as a non-contact IC card, the tuning frequency of the antenna may change depending on the usage environment, and the distance that the wireless communication device and the reader / writer device can communicate may be shortened. For example, when the reader / writer device and the wireless communication device are close to each other at a certain distance or less, the input impedance of the wireless communication device is lowered, so that the tuning frequency is shifted, and the transmission power of the wireless communication device may be lowered. In addition, for example, the tuning frequency of the antenna of the wireless communication device has a characteristic that changes according to the temperature of the operating environment of the wireless communication device. Therefore, the communication performance of the wireless communication device is affected by the temperature change in the operating environment of the wireless communication device.
無線通信装置とリーダ/ライタ装置とが通信可能な距離は、例えば無線通信規格などに定められていることがある。これらの無線通信規格に適合するため、無線通信装置の使用環境に対応して、無線通信装置の共振周波数を補正可能として、無線通信装置とリーダ/ライタ装置とが通信可能な距離を一定以上に保つことが望ましい。したがって、無線通信装置において、リーダ/ライタ装置との通信環境によらずアンテナの同調周波数を通信に適したものに補正することで、無線通信装置とリーダ/ライタ装置との通信をいっそう安定させる技術が必要とされている。 The distance at which the wireless communication device and the reader / writer device can communicate may be defined, for example, in a wireless communication standard. In order to comply with these wireless communication standards, the resonance frequency of the wireless communication device can be corrected in accordance with the use environment of the wireless communication device, and the distance that the wireless communication device and the reader / writer device can communicate with each other is more than a certain level. It is desirable to keep. Therefore, in a wireless communication device, a technique for further stabilizing the communication between the wireless communication device and the reader / writer device by correcting the tuning frequency of the antenna to be suitable for communication regardless of the communication environment with the reader / writer device. Is needed.
一実施形態に従う無線通信装置は、リーダ/ライタ装置と非接触により無線通信を行うものである。無線通信装置は、リーダ/ライタ装置からの電磁波信号を受信する共振回路と、リーダ/ライタ装置と無線通信装置との距離を測定するための近接センサと、無線通信装置の通信環境における温度を測定するための温度センサと、リーダ/ライタ装置との通信を制御するための制御部とを備える。制御部は、リーダ/ライタ装置と無線通信装置との距離を示す距離パラメータを近接センサから取得し、無線通信装置の通信環境における温度を示す温度パラメータを温度センサから取得して、距離パラメータおよび温度パラメータの少なくともいずれかに基づいて、共振回路の同調周波数を補正するよう構成されている。 A wireless communication device according to an embodiment performs wireless communication in a non-contact manner with a reader / writer device. The wireless communication device measures a temperature in a communication environment of the wireless communication device, a resonance circuit that receives an electromagnetic wave signal from the reader / writer device, a proximity sensor for measuring a distance between the reader / writer device and the wireless communication device. And a control unit for controlling communication with the reader / writer device. The control unit acquires a distance parameter indicating a distance between the reader / writer device and the wireless communication device from the proximity sensor, acquires a temperature parameter indicating a temperature in a communication environment of the wireless communication device from the temperature sensor, and determines the distance parameter and the temperature. The tuning frequency of the resonant circuit is corrected based on at least one of the parameters.
上記一実施形態によると、リーダ/ライタ装置の設置環境にかかわらず、無線通信装置のアンテナの同調周波数を、通信に適したものとすることができ、無線通信装置とリーダ/ライタ装置との通信がより安定する。 According to the above-described embodiment, regardless of the installation environment of the reader / writer device, the tuning frequency of the antenna of the wireless communication device can be made suitable for communication, and communication between the wireless communication device and the reader / writer device is possible. Is more stable.
この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。 The above and other objects, features, aspects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the present invention taken in conjunction with the accompanying drawings.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
<実施の形態1>
<機能的な構成>
図1は、実施の形態1の無線通信装置100の構成を概略的に示すブロック図である。図1を参照して、無線通信装置100は、メモリ11と、近接センサ12と、温度検出回路13と、変調回路14と、パワーアンプ15と、共振回路16と、検波回路17と、受信回路18と、制御回路19とを含む。共振回路16は、アンテナ同調回路60と、ループアンテナ61とを含む。アンテナ同調回路60は、同調用コンデンサ62と、可変容量コンデンサ63とを含む。<
<Functional configuration>
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of
無線通信装置100は、例えば、RFID(Radio Frequency Identification)技術により実現されるICカード、NFC(Near Field Communication)技術を搭載したスマートフォン、タブレット端末、デジタルカメラなどの電子機器である。無線通信装置100は、リーダ/ライタ装置(リーダ/ライタ装置900)と近距離(例えば、数cmから数m程度)の無線通信によって情報を送受信する。無線通信装置100は、例えば、電池を内蔵せず、外部からの電磁波信号を受信して、受信した電波を動作電圧として利用する受動型(パッシブ型)のICカードであるとするが、これに限らず、電池を内蔵して、通信時に電池からの電力で電波を発する能動型(アクティブ型)の無線通信装置であってもよい。リーダ/ライタ装置900は、ICカードなどの無線通信装置100への電力の供給と通信を行う。
The
無線通信装置100は、後述するように、(1)無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900との通信距離と、(2)無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900との通信環境における温度との少なくともいずれかに基づいて、無線通信装置100の共振回路の同調周波数を補正する。(1)無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900とが近接し、無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900との通信距離が短くなるにつれて、無線通信装置100の共振回路の同調周波数が、周波数が下がる方向にずれていき、無線通信装置100のアンテナからの送信電力が低下する。そのため、無線通信装置100は、無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900との通信距離に応じて、共振回路の同調周波数を補正する。例えば、無線通信装置100は、無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900との通信距離を検出し、通信距離が一定距離以下になった場合に、共振回路の同調周波数を上げて、アンテナからの送信電力を上げる。また、無線通信装置100は、無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900との通信距離が一定距離以上となった場合に、同調周波数を下げて、アンテナからの送信電力を下げる。(2)無線通信装置100の共振回路のアンテナの同調周波数は、温度に応じて変化する特性がある。そのため、無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900との通信環境における温度の変化によって、通信性能に影響を及ぼすことがある。例えば、ある温度で最適化された同調周波数が、無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900との通信環境における温度の変化によってずれ、通信性能が劣化することがある。一方、無線通信装置100は、共振回路において、同調用コンデンサと、可変容量コンデンサとを並列に接続した構成を有している。可変容量コンデンサは、印加される制御電圧の大きさにより容量値が減少し、また、周囲の温度の上昇に伴って容量値が増加する特性を有する。そのため、無線通信装置100は、通信環境における温度の上昇に応じて、可変容量コンデンサに印加する制御電圧を大きくする(印加する制御電圧を補正する)ことにより、可変容量コンデンサの温度特性を補償することができ、その結果、共振回路の同調周波数を補償することができる。
As will be described later, the
メモリ11は、不揮発性のメモリであり、制御回路19(CPU(Central Processing Unit))からの命令で読み書きがなされる。メモリ11は、可変容量コンデンサ63に印加する制御電圧の大きさを示す情報を記憶する。
The
近接センサ12は、検出対象であるリーダ/ライタ装置900と無線通信装置100とが近接していることを検出するためのセンサである。近接センサ12は、リーダ/ライタ装置900に接触することなく、リーダ/ライタ装置900が近接していることを、例えば検出体(リーダ/ライタ装置900)と近接センサ12との間に生じる静電容量の変化を検出する等の電気的な方法により検出する。
The
温度検出回路13は、無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900とが通信する環境における温度を検出するための回路である、温度検出回路13は、例えば、温度変化に対する抵抗値の変化を検出する等の方法により温度を検出するものであり、無線通信装置100の外部の温度を測定する。
The
変調回路14は、制御回路19から受けた送信ベースバンド信号を、無線周波数帯の信号にアップコンバートする。
The
パワーアンプ15は、変調回路14によってアップコンバートされた信号を増幅し、増幅された信号を共振回路16に与える。
The
共振回路16は、ループアンテナ61を含み、無線通信装置100の外部からの電磁波信号をループアンテナ61により受信し、また、無線通信装置100が送信する信号を、無線通信装置100の外部へ電磁波信号としてループアンテナ61から放射する。共振回路16において、同調用コンデンサ62と可変容量コンデンサ63とが並列に接続されている。同調用コンデンサ62の同調容量C1を固定の容量とし、可変容量コンデンサ63の補正容量C2を可変としている。可変容量コンデンサ63は、制御回路19の制御により、可変容量コンデンサ63に印加される制御電圧が大きくなるにつれて容量値が減少する。無線通信装置100は、可変容量である可変容量コンデンサ63の補正容量C2を制御することで、共振回路16の共振周波数を切り替えることができる。なお、可変容量コンデンサ63の補正容量C2を制御するための構成は、これらに限らず、例えば、可変容量コンデンサ63は、容量C21、容量C22、・・・容量C2nのn個のコンデンサ、および、これらコンデンサそれぞれに対応して配置されるトランジスタを含むこととしてもよい。制御回路19は、これらトランジスタのいずれかをオンにし、他のトランジスタをオフにすることで、可変容量コンデンサ63の各コンデンサのいずれかを選択する。
The
検波回路17は、無線通信装置100がリーダ/ライタ装置900と無線通信することでリーダ/ライタ装置900から受信した受信信号を検波して直流電圧に変換し、無線通信装置100の電源電圧を生成する。
The
受信回路18は、検波回路17から出力される信号を、制御回路19が処理できる受信ベースバンド信号へと変換する。
The
制御回路19は、CPU、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を含み、プログラムに従って動作し、可変容量コンデンサ63の補正容量C2を制御することにより、無線通信装置100と外部の装置との無線通信を制御する。制御回路19は、補正テーブル91をメモリ11から読み出して記憶している。補正テーブル91は、無線通信装置100の通信環境における温度(例えば、無線通信装置100の外部の温度)と、無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900との距離と、可変容量コンデンサ63の補正容量C2を選択するための情報とを対応付けたテーブルである。すなわち、制御回路19は、リーダ/ライタ装置900と無線通信装置100との距離を示す距離パラメータを近接センサ12から取得し、無線通信装置100の通信環境における温度を示す温度パラメータを温度検出回路13から取得して、取得した距離パラメータおよび温度パラメータと、補正テーブル91とを参照することにより可変容量コンデンサ63の補正容量C2を制御する。これにより、無線通信装置100は、共振回路16の同調周波数を補正する。これにより、リーダ/ライタ装置900の設置環境にかかわらず、無線通信装置100のアンテナの同調周波数を、通信に適したものとすることができ、無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900との通信がより安定する。
The
<データ>
図2は、補正テーブル91のデータ構造を示す図である。図2に示すように、補正テーブル91は、1件のレコードに、番号101と、周辺温度102と、近接距離103と、補正電圧値104とを含む。補正テーブル91は、制御回路19が、共振回路16の同調周波数を補正するために参照するテーブルである。<Data>
FIG. 2 is a diagram illustrating the data structure of the correction table 91. As shown in FIG. 2, the correction table 91 includes a
番号101は、補正テーブル91に含まれる各レコードを識別するための情報である。
周辺温度102は、無線通信装置100のアンテナの同調周波数を補正するために、温度検出回路13の出力結果と比較するための情報である。補正テーブル91は、周辺温度102において、無線通信装置100の外部の温度を一定範囲ごとに区切っている。周辺温度102において、例えば、温度範囲「温度T0〜T1」は、無線通信装置100の外部の温度が、温度T0以上で温度T1以下の場合を示す。補正テーブル91は、外部の温度の各範囲(周辺温度102)と、可変容量コンデンサ63の補正容量C2を選択するための情報(補正電圧値104)とを対応付けたテーブルである。
The
近接距離103は、無線通信装置100のアンテナの同調周波数を補正するために、制御回路19が近接センサ12の出力結果と比較するための情報である。補正テーブル91は、近接距離103において、無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900との距離を、一定距離ごとに区切っている。近接距離103において、例えば、距離「距離L1より大」は、無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900との距離が、距離L1より大きい場合を示す。補正テーブル91は、無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900との距離(近接距離103)と、可変容量コンデンサ63の補正容量C2を選択するための情報(補正電圧値104)とを対応付けたテーブルである。
The
補正電圧値104は、可変容量コンデンサ63に印加する制御電圧の補正値を示す。無線通信装置100は、例えば、ある温度で同調周波数を最適化させ、この場合に可変容量コンデンサ63に印加する制御電圧をメモリ11に記憶させ、無線通信装置100の通信環境における温度変化、および、無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900との近接距離に応じた電圧の補正値を補正電圧値104として記憶する。
The
図3は、無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900との通信環境を示す図である。図3(A)は、無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900との距離が距離「L1」以上離れており、通信環境における温度が周囲温度「T1」である場合を示す。図3(A)に示す場合、制御回路19は、補正テーブル91を参照し、近接距離103に示す距離「距離L1より大」に対応するレコードの中から、無線通信装置100の通信環境における温度に応じて、可変容量コンデンサ63に印加する制御電圧の補正電圧値を選択する。これにより無線通信装置100は共振回路のアンテナの同調周波数を補正する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a communication environment between the
図3(B)は、無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900との距離が距離「L2」付近に近接しており、通信環境における温度が周囲温度「T2」である場合を示す。図3(B)に示す場合、制御回路19は、補正テーブル91を参照し、近接距離103に示す距離「距離L2からL1」(距離L2より大きく距離L1より小さい)に対応するレコードの中から、無線通信装置100の通信環境における温度に応じて、可変容量コンデンサ63に印加する制御電圧の補正電圧値を選択する。これにより無線通信装置100は共振回路のアンテナの同調周波数を補正する。
FIG. 3B shows a case where the distance between the
<動作>
図4を参照して、実施の形態1の無線通信装置100の動作を説明する。図4は、無線通信装置100の動作を示すフローチャートである。無線通信装置100は、リーダ/ライタ装置900と接近し、リーダ/ライタ装置900から電磁波信号を受信して、受信した電波を動作電圧として動作を開始する。無線通信装置100が安定して動作するには、一定電圧以上の動作電圧が必要であるとする。<Operation>
With reference to FIG. 4, the operation of
ステップS401において、無線通信装置100は、無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900とが接近することにより、動作電圧が一定電圧以上に上昇した場合(ステップS401においてYES)、ステップS403の処理を行い、そうでない場合(ステップS401においてNO)は、動作電圧が一定電圧に上昇するまで待機する。
In step S401, when the
ステップS403において、制御回路19は、温度検出回路13を起動し、温度検出回路13による無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900との通信環境における温度の測定結果を出力させる。
In step S <b> 403, the
ステップS405において、制御回路19は、近接センサ12による無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900との近接距離の測定結果を出力させる。
In step S405, the
ステップS407において、制御回路19は、温度検出回路13の測定結果(無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900との通信環境における温度を示す温度パラメータ)と、近接センサ12の測定結果(無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900との距離を示す距離パラメータ)とに基づき、補正テーブル91を参照する。
In step S407, the
ステップS409において、制御回路19は、温度パラメータおよび距離パラメータとを用いて補正テーブル91を参照することにより、可変容量コンデンサ63に印加する制御電圧を補正するためのレコードを特定し、特定されたレコードの補正電圧値104を読み出す。
In step S409, the
ステップS411において、制御回路19は、メモリ11に記憶される、可変容量コンデンサ63に印加する制御電圧の大きさを示す情報を読み出して、読みだした制御電圧に、補正電圧値104に示される補正電圧値を適用した電圧値を、アンテナ同調回路60の可変容量コンデンサ63に供給する。
In step S411, the
ステップS413において、制御回路19は、無線通信装置100とリーダ/ライタ装置900とが離れることにより、無線通信装置100の動作電圧が一定電圧以下になった場合(ステップS413においてYES)、ステップS415の処理を行い、そうでない場合(ステップS413においてNO)は、ステップS405以降の処理を繰り返す。
In step S413, when the operating voltage of the
ステップS415において、制御回路19は、温度検出回路13の動作をオフにし、ステップS401の処理を行う。
In step S415, the
なお、ステップS409において、制御回路19は、温度パラメータおよび距離パラメータのいずれかを用いて補正テーブル91を参照することにより、可変容量コンデンサ63に印加する制御電圧を補正するためのレコードを特定し、特定されたレコードの補正電圧値104を読み出すこととしてもよい。
In step S409, the
<実施の形態1のまとめ>
実施の形態1の無線通信装置100は、リーダ/ライタ装置900との通信環境における温度(無線通信装置100の外部の温度)に応じて、アンテナの同調周波数を補正する。また、無線通信装置100は、リーダ/ライタ装置900との距離を測定し、距離に応じて同調周波数を補正する。そのため、実施の形態1の無線通信装置100によると、リーダ/ライタ装置900の設置環境によらず、無線通信装置100のアンテナの同調周波数を最適な周波数に補正することができ、リーダ/ライタ装置900との通信が安定化する。<Summary of
The
<実施の形態2>
図5は、実施の形態2の無線通信装置200の構成を概略的に示すブロック図である。図5を参照して、無線通信装置200は、実施の形態1の無線通信装置100の構成と、温度検出回路30と、温度検出回路35と、温度検出回路39と、動作点調整回路41とを含む。無線通信装置200は、メモリ11において補正テーブル92を記憶している。<
FIG. 5 is a block diagram schematically showing the configuration of
実施の形態1の無線通信装置100は、無線通信装置100の外部の温度を検出してアンテナの同調周波数を補正しているが、実施の形態2の無線通信装置200は、無線通信装置200の各回路の動作温度を検出し、これらの検出結果に応じて、アンテナの同調周波数を補正する。動作温度を検出する対象となる各回路は、例えば、アンテナ同調回路60と、パワーアンプ15と、制御回路19とである。温度検出回路30は、アンテナ同調回路60の動作温度を検出するためのセンサであり、温度に応じた信号値を出力する。温度検出回路35は、パワーアンプ15の温度を検出するためのセンサである。温度検出回路39は、制御回路19の温度を検出するためのセンサである。
The
無線通信装置200の連続使用時間が長くなると、パワーアンプ15が自己発熱することにより、パワーアンプ15の出力電圧が低下し、無線通信装置200の通信距離が短くなることがある。そのため、無線通信装置200は、パワーアンプ15の近傍に配置された温度検出回路35によって、パワーアンプ15の温度を測定する。無線通信装置200のパワーアンプ15は、出力電圧が通常である通常モードと、出力電圧を比較的大きくした高出力モードとを切り替えて動作する。無線通信装置200は、パワーアンプ15の近傍の温度と、パワーアンプ15を動作させるモードとを対応付けてメモリ11に記憶している。動作点調整回路41は、パワーアンプ15を通常モードと高出力モードとのいずれで動作させるかを制御する回路である。制御回路19は、パワーアンプ15の温度の測定結果を温度検出回路35から受け付けて、パワーアンプ15の温度が閾値以上であると判定すると、パワーアンプ15を高出力モードで動作させ、パワーアンプ15の温度が閾値を越えないと判定すると、パワーアンプ15を通常モードで動作させる。これにより、無線通信装置200は、パワーアンプ15の温度上昇によるパワーアンプ15の出力電圧の低下を補正することができ、無線通信装置200の通信距離の低下を回避することができる。
When the continuous use time of the
<データ>
図6を参照して、無線通信装置200が使用するデータのデータ構造を説明する。図6は、補正テーブル92のデータ構造を示す図である。図6に示すように、補正テーブル92は、1件のレコードに、番号201と、周囲温度202と、パワーアンプ温度203と、近接距離204と、補正電圧値205とを含む。補正テーブル92は、制御回路19が、無線通信装置200の各回路の温度と、無線通信装置200とリーダ/ライタ装置900との距離とに応じて、共振回路16の同調周波数を補正するために参照するテーブルである。<Data>
With reference to FIG. 6, a data structure of data used by
番号201は、補正テーブル92に含まれる各レコードを識別するための情報である。
周囲温度202は、温度検出回路13の測定結果に対応して、無線通信装置200の外部の温度の範囲を示す。パワーアンプ温度203は、温度検出回路35の測定結果に対応して、パワーアンプ15の温度を一定範囲ごとに区切っている。The
The
近接距離204は、無線通信装置200のアンテナの同調周波数を補正するために、制御回路19が近接センサ12の出力結果と比較するための情報である。
The
補正電圧値205は、可変容量コンデンサ63に印加する制御電圧の補正値を示す。
<動作>
無線通信装置200の動作について説明する。実施の形態1で説明した図4のステップS409において、制御回路19は、温度検出回路13、温度検出回路35などから出力される各回路の温度パラメータと、補正テーブル92とに基づいて、可変容量コンデンサ63に印加する制御電圧を補正するためのレコードを特定し、特定されたレコードの補正電圧値205を読み出す。この読みだした補正電圧値205に応じて、制御回路19は、可変容量コンデンサ63に制御電圧を印加する。The
<Operation>
An operation of the
なお、実施の形態1で説明した図4のステップS409において、制御回路19は、温度パラメータ(無線通信装置200の外部の温度および無線通信装置200の各回路の温度)および距離パラメータのいずれかを用いて補正テーブル92を参照することにより、可変容量コンデンサ63に印加する制御電圧を補正するためのレコードを特定し、特定されたレコードの補正電圧値205を読み出すこととしてもよい。また、制御回路10は、温度パラメータとして、無線通信装置200の各回路のうち少なくとも1つの回路の温度を用いて、可変容量コンデンサ63に印加する制御電圧を補正するための補正電圧値を決定することとしてもよい。
In step S409 of FIG. 4 described in the first embodiment, the
<実施の形態2の変形例>
無線通信装置200は、これら各回路の動作温度の検出結果に重み付けをして、可変容量コンデンサ63の補正電圧値を決定することとしてもよい。この場合、無線通信装置200は、重みづけに対応して、メモリ11において、後述する補正テーブル93を記憶している。<Modification of
The
図7は、無線通信装置200の各回路の動作温度の検出結果に重み付けをして可変容量コンデンサ63の補正電圧値を決定するため制御回路19が参照する補正テーブル93のデータ構造を示す図である。図7に示すように、補正テーブル93は、1件のレコードに、番号301と、重み付け計算後温度パラメータ302と、近接距離303と、補正電圧値304とを含む。例えば、温度検出回路13の出力結果(無線通信装置200の外部の動作温度)を温度パラメータTx、温度検出回路30の出力結果(アンテナ同調回路60の動作温度)を温度パラメータTc、温度検出回路35の出力結果(パワーアンプ15の動作温度)を温度パラメータTp、温度検出回路39の出力結果(制御回路19の動作温度)を温度パラメータTrとした場合、制御回路19は、重み付け計算後の温度パラメータTaを、Ta=(α×Tx)+(β×Tp)+(γ×Tr)+(δ×Tc)により算出する。ここで、係数α、係数β、係数γ、係数δは、定数であるとする。
FIG. 7 is a diagram illustrating a data structure of the correction table 93 referred to by the
番号301は、補正テーブル93に含まれる各レコードを識別するための情報である。
重み付け計算後温度パラメータ302は、無線通信装置200の重み付け計算後の温度パラメータTaに対応して、一定範囲ごとに温度を区切っている。A
The
近接距離303は、無線通信装置200のアンテナの同調周波数を補正するために、制御回路19が近接センサ12の出力結果と比較するための情報である。
The
補正電圧値304は、可変容量コンデンサ63に印加する制御電圧の補正値を示す。
<実施の形態2の変形例の動作>
実施の形態2の変形例の動作について説明する。実施の形態1で説明した図4のステップS409において、制御回路19は、温度検出回路13、温度検出回路35などから出力される各回路の温度パラメータに基づいて、重み付け計算を行い、重み付け計算後の温度パラメータTaを算出する。制御回路19は、算出された、重み付け計算後の温度パラメータTaと、補正テーブル93とに基づいて、可変容量コンデンサ63に印加する制御電圧を補正するためのレコードを特定し、特定されたレコードの補正電圧値304を読み出す。この読みだした補正電圧値304に応じて、制御回路19は、可変容量コンデンサ63に制御電圧を印加する。The
<Operation of Modified Example of
The operation of the modification of the second embodiment will be described. In step S409 of FIG. 4 described in the first embodiment, the
なお、実施の形態1で説明した図4のステップS409において、制御回路19は、重み付け計算後の温度パラメータおよび距離パラメータのいずれかを用いて補正テーブル93を参照することにより、可変容量コンデンサ63に印加する制御電圧を補正するためのレコードを特定し、特定されたレコードの補正電圧値304を読み出すこととしてもよい。
In step S409 of FIG. 4 described in the first embodiment, the
<実施の形態3>
実施の形態3の無線通信装置300について説明する。無線通信装置300のアンテナを含む回路全体は、無線通信装置300の通信環境における温度に対し、負の周波数特性を有している。すなわち、無線通信装置300の共振周波数を設定するための調整を、高温環境のもとで実行した場合、温度が下がると、無線通信装置300のアンテナの共振周波数が高くなり、無線通信装置300とリーダ/ライタ装置900との通信が安定せず通信距離が低下することがある。また、無線通信装置300の共振周波数を設定するための調整を、低温環境のもとで実行した場合、温度が上昇すると、無線通信装置300のアンテナの共振周波数が低くなり、無線通信装置300とリーダ/ライタ装置900との通信が安定せず通信距離が低下することがある。<
A
そのため、無線通信装置300は、無線通信装置300のアンテナの共振周波数を設定した際の温度に対し、無線通信装置300の動作時の温度の差に基づいた周波数調整を行う。
Therefore, the
図8は、実施の形態3の無線通信装置300の構成を概略的に示すブロック図である。無線通信装置300は、メモリ11において初期調整時温度情報95を記憶する。初期調整時温度情報95は、無線通信装置300のアンテナの共振周波数を設定した際の温度を示す情報である。
FIG. 8 is a block diagram schematically showing a configuration of
図9は、無線通信装置300のアンテナの共振周波数を設定した際の温度と、無線通信装置300の動作時の温度との温度差に基づいた周波数調整を行うための温度テーブルを示す図である。図9(A)は、無線通信装置300のアンテナの共振周波数を設定した際の温度を30度とした場合の、無線通信装置300の動作時の温度と、周波数をシフトさせるシフト量とを対応づけた温度テーブルである。図9(B)は、無線通信装置300のアンテナの共振周波数を設定した際の温度を30度とした場合の、無線通信装置300の動作時の温度と、周波数のシフト量とを対応付けたグラフである。図9(A)および図9(B)に示すように、無線通信装置300は、無線通信装置300の動作時の温度が1度上昇するごとに、周波数を、シフト量「−3.4kHz」分、シフトさせることで、共振周波数を調整する。
FIG. 9 is a diagram illustrating a temperature table for performing frequency adjustment based on a temperature difference between the temperature when the antenna resonant frequency of the
本発明の無線通信装置は、プロセッサと、その上で実行されるプログラムにより実現される。本発明を実現するプログラムは、通信インタフェースを介してネットワークを利用した送受信等により提供される。 The wireless communication apparatus of the present invention is realized by a processor and a program executed on the processor. The program for realizing the present invention is provided by transmission / reception using a network via a communication interface.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time must be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
11 メモリ、12 近接センサ、13 温度検出回路、14 変調回路、15 パワーアンプ、16 共振回路、17 検波回路、18 受信回路、19 制御回路、30 温度検出回路、35 温度検出回路、39 温度検出回路、41 動作点調整回路、60 アンテナ同調回路、61 ループアンテナ、62 同調用コンデンサ、63 可変容量コンデンサ、91 補正テーブル、92 補正テーブル、93 補正テーブル、95 初期調整時温度情報、100,200,300 無線通信装置、900 リーダ/ライタ装置。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記リーダ/ライタ装置からの電磁波信号を受信する共振回路と、
前記リーダ/ライタ装置と前記無線通信装置との距離を測定するための近接センサと、
前記無線通信装置の通信環境における温度を測定するための温度センサと、
前記リーダ/ライタ装置との通信を制御するための制御部とを備え、
前記制御部は、前記リーダ/ライタ装置と前記無線通信装置との距離を示す距離パラメータを前記近接センサから取得し、前記無線通信装置の通信環境における温度を示す温度パラメータを前記温度センサから取得して、前記距離パラメータおよび前記温度パラメータの少なくともいずれかに基づいて、前記共振回路の同調周波数を補正するよう構成されている、無線通信装置。A wireless communication device that performs wireless communication without contact with a reader / writer device,
A resonant circuit for receiving an electromagnetic wave signal from the reader / writer device;
A proximity sensor for measuring a distance between the reader / writer device and the wireless communication device;
A temperature sensor for measuring a temperature in a communication environment of the wireless communication device;
A control unit for controlling communication with the reader / writer device,
The control unit acquires a distance parameter indicating a distance between the reader / writer device and the wireless communication device from the proximity sensor, and acquires a temperature parameter indicating a temperature in a communication environment of the wireless communication device from the temperature sensor. A wireless communication device configured to correct a tuning frequency of the resonant circuit based on at least one of the distance parameter and the temperature parameter.
前記制御部は、前記無線通信装置の外部の温度に応じた温度パラメータに基づいて、前記同調周波数を補正する、請求項1に記載の無線通信装置。Measuring the temperature in the communication environment of the wireless communication device by the temperature sensor includes measuring the temperature outside the wireless communication device,
The wireless communication device according to claim 1, wherein the control unit corrects the tuning frequency based on a temperature parameter corresponding to a temperature outside the wireless communication device.
前記制御部は、前記無線通信装置の回路基板に配置される前記回路の温度に応じた温度パラメータに基づいて、前記同調周波数を補正する、請求項1または2に記載の無線通信装置。Measuring the temperature in the communication environment of the wireless communication device by the temperature sensor includes measuring the temperature of at least one of the circuits arranged on the circuit board of the wireless communication device,
The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the control unit corrects the tuning frequency based on a temperature parameter corresponding to a temperature of the circuit arranged on a circuit board of the wireless communication apparatus.
前記制御部は、前記温度パラメータが示す前記無線通信装置の通信環境における温度と、前記初期温度パラメータが示す前記設定時の温度との差分に基づいて、前記同調周波数を補正する、請求項1から3のいずれか1項に記載の無線通信装置。The wireless communication device stores an initial temperature parameter indicating a temperature at the time of setting the tuning frequency of the resonant circuit in a memory,
The control unit corrects the tuning frequency based on a difference between a temperature in a communication environment of the wireless communication device indicated by the temperature parameter and a temperature at the time of setting indicated by the initial temperature parameter. 4. The wireless communication device according to claim 1.
前記制御部は、前記パワーアンプの温度が閾値以上である場合に、前記パワーアンプの出力電力を、前記パワーアンプの温度が閾値以下である場合の出力電圧と比べて上昇させるよう構成されている、請求項1から4のいずれか1項に記載の無線通信装置。The temperature sensor includes one for measuring the temperature of a power amplifier disposed on a circuit board of the wireless communication device,
The control unit is configured to increase the output power of the power amplifier compared to an output voltage when the temperature of the power amplifier is equal to or lower than a threshold when the temperature of the power amplifier is equal to or higher than a threshold. The wireless communication device according to any one of claims 1 to 4.
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