JP2000270501A - 基地局通信装置、及び携帯無線通信装置への電力供給方法 - Google Patents
基地局通信装置、及び携帯無線通信装置への電力供給方法Info
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Abstract
機器(DTE)への電磁誘導による電力供給を効率良く
行う。 【解決手段】 基地局通信機器(DCE)の送受信アン
テナに対向して共振周波数の調節が可能な共振回路をも
うける。共振回路の共振周波数を調整して、電力伝送を
効率良く行い、また、基地局通信機器(DCE)と携帯
無線通信機器(DTE)間の協調動作によって送信電力
を変化させることができる。
Description
な携帯用無線機器(DTE)に、基地局通信機器(DC
E)から電磁誘導を介して動作電力を供給し、通信を行
う装置及び方法に関する。
nating Equipment)は、接触型携帯通信機器のように外
部に電極を持たないため携帯無線通信機器(DTE)は
経時変化に強い。また、この携帯無線通信機器(DT
E)と通信を行う基地局通信機器(DCE;Data Circu
it Terminating Equipment)も電極部や通信機器出し入
れに伴う可動機械部がないため日常の維持管理労力が大
幅に軽減される。さらに、携帯無線通信機器(DTE)
内部の集積回路にID番号、データなどを記録でき暗号
処理機能などを保有することによりセキュリティが確保
できるなどの利点があり、テレホンカードやバス・電車
乗車券、高速道路の料金徴収など様々な分野での応用が
期待されている。この携帯無線通信機器(DTE)に本
発明を用いることにより、単機能カードから多機能カー
ド、及び例えばテレフォンカードと定期券または乗車券
などを兼ねた様な複合カード、電子マネー用カードな
ど、電力消費量の違う多種多様の携帯無線通信機器(D
TE)を同一の基地局通信機器(DCE)で一元的に処
理することができ、情報通信産業及び電子商取引の分野
においてきわめて有効である。この分野の従来の技術と
して、本出願人は先に特願平10−137418を出願
した。
(DTE)が磁気カードや接触型ICカードなどの接触
型携帯通信機器に代わって使用されるようになってきて
いる。この携帯無線通信機器(DTE)、一例として非
接触ICカードでは内部の集積回路部への電力は電磁結
合(電磁波)を利用して、基地局通信機器(DCE)か
ら供給され、かつ同時に、この電磁波は相互通信の目的
にも共用される。通常、想定する携帯無線通信機器(D
TE)の消費電力に合わせて、供給する電力を設計して
いるが、高機能な携帯無線通信機器(DTE)はより多
くの電力を要求する。
波法などの法規制に抵触するのみならず、周囲の電子機
器への影響もあり、むやみに増加させることはできな
い。また、携帯無線通信機器(DTE)の受信アンテナ
の共振周波数は、複数が同時に使用される場合、アンテ
ナ間の結合で共振周波数が小さくなるため、通常、基地
局通信機器(DCE)の送信アンテナの共振周波数より
大きな共振周波数に設計されることが多い。しかし、1
つの携帯無線通信機器(DTE)を使用する場合で、電
力伝送効率が低下し、想定数以上の携帯無線通信機器
(DTE)の利用では、共振周波数が下がり過ぎて、電
力伝送効率が低下するという問題点があった。
TE)は基地局通信機器(DCE)から動作可能通信範
囲内であれば、基地局通信機器(DCE)と離れた状態
でも動作させることができるため扱いが非常に容易であ
る。また、通信機器表面に電気的端子を持たないため湿
気や塵埃に強い、記憶内容が内部に閉ざされているため
高いセキュリティを持つなどの特徴を有し、そのため広
範囲な用途への適用が期待されている。
範囲内に複数台の携帯無線通信機器(DTE)が存在す
る場合は、携帯無線通信機器間の相互結合のため、基地
局通信機器(DCE)からみた携帯無線通信機器(DT
E)の共振周波数が低下して、携帯無線通信機器(DT
E)の受信電力が低下する。このため、携帯無線通信機
器(DTE)それぞれ1台の場合の共振周波数を高めに
設計することによって、複数台の携帯無線通信機器(D
TE)と基地局通信機器(DCE)との通信を可能にし
ている。
器(DTE)の場合、共振周波数のずれが大きくなり、
受信できる電力が小さくなるという問題点があった。今
後、CPUなどを搭載した高機能携帯無線通信機器(D
TE)が、広く使用されるようになれば、各携帯無線通
信機器(DTE)における電力要求量も増すと考えられ
る。そのため、1台から複数台まで同時に使用可能な携
帯無線通信機器(DTE)のアンテナ設計が困難になる
という問題点があった。
数台まで同時に携帯無線通信機器(DTE)が使用可能
な携帯無線通信機器及び基地局通信機器間での電力供給
通信装置が求められている。
高効率で電力を基地局通信機器(DCE)から電磁誘導
を介して供給することによって、1枚または複数の携帯
無線通信機器(DTE)の使用を実現することを目的と
する。
帯無線通信機器(DTE)間でアンテナの結合が発生
し、基地局通信機器(DCE)のアンテナからみた、携
帯無線通信機器(DTE)の共振周波数が低下すること
にあった。そこで、基地局通信機器(DCE)の送受信
アンテナに対向する共振周波数の制御可能な共振回路を
持つことによって、基地局通信機器(DCE)から1台
及び複数台の携帯無線通信機器(DTE)への電力伝送
効率を上げることができる。
E)から携帯無線通信機器(DTE)への電力送信を高
効率化できるため、携帯無線通信機器(DTE)の拡張
性、多機能性を殺ぐことなく、1台の基地局通信機器
(DCE)で複数の携帯無線通信機器(DTE)との通
信が可能となる。
地局通信機器(DCE)と携帯無線通信機器(DTE)
のアンテナ以外の第3のアンテナ(共振回路)を用いて
携帯無線通信機器(DTE)の共振周波数を制御する。
力をモニターすることによって、基地局通信機器(DC
E)と携帯無線通信機器(DTE)のアンテナ以外の第
3のアンテナ(共振回路)の共振周波数を最適化する。
に応じて、基地局通信機器(DCE)に出力の増加する
機構を有する。
局通信機器(DCE)での電力伝送量の上限を過負荷回
避用回路で決めることによって、法規制などの条件を満
足することができる。
明する。
(DCE)の1つの利用形態であるリーダ/ライタ10
は、図1に示すようにリーダ/ライタ送受信用アンテナ
部12と回路部14(内蔵)及び共振周波数調整用対向
アンテナ16を持っている。
で、その内蔵電子回路14は、無線送受信機構と、供給
電力制御機構と、過負荷回避用回路と、記憶処理回路
と、サービス提供機構とを有し、外部ネットワークに結
合している。また、携帯無線通信機器(DTE)に電力
を供給すると共に通信を行うための送受信アンテナ12
を具備する。
検査回路、制御回路、チューニング回路、過負荷回避用
回路を含み、送受信アンテナ12と対向する共振回路1
6を有する。この基地局通信装置(DTE)の開口部A
に、携帯無線通信機器(DTE)の一例である非接触I
Cカード18を1枚または複数枚挿入することにより、
携帯無線通信機器(DTE)は基地局通信装置(DC
E)と電波を用いて通信することが可能となる。
数が大きくずれているため、リーダ/ライタからの電力
伝送効率が悪くなり、通信範囲及びカード起動電力が不
足する可能性がある。そこで、共振周波数調整用対向ア
ンテナに流れる電流を電流検査回路で、モニターして、
最大の電流が流れるように制御回路が、チューニング回
路17のインダクタンスまたはキャパシタンスを調整し
て、共振周波数を最適値に設定して、電力伝送効率を最
適化する。この際の手順を図4に示す。
入を検出する(40)。次いで、チューニング回路を流
れる電流をモニターし(42)、チューニング回路の共
振周波数を調節する(44)。そしてモニター電流が最
大となる最良のチューニング状態に設定する(44)。
設定後、DCEとDTEの通信を開始する(48)。
非接触ICカード間の結合で、共振周波数は下がる。そ
こで、図5に示すように、共振周波数調整用対向アンテ
ナを開放することによって、共振周波数に与える影響を
回避する。本発明を用いることによって、非接触ICカ
ードの枚数にかかわらず、効率の良い電力伝送が実現で
きる。
(DCE)の1つの利用形態であるリーダ/ライタの共
振周波数調整用対向アンテナ及びチューニング回路を用
いて、共振周波数を下げて、電力伝送効率を最適化した
のち非接触ICカードより、送信電力の増加の要求があ
った場合、図6に示す手順に従い、リーダ/ライタから
の電力を増加させることができる。基地局通信機器(D
CE)内部にリーダ/ライタ送受信用アンテナに流れる
電流をモニターすることにより、法規制や非接触ICカ
ードの受電耐電圧を越えないように制御する過負荷回避
用回路が組み込まれている。
出し(60)、チューニング状態を最良の状態に設定し
て(62)、DCEとDTEの通信を開始する(6
4)。その後、DCEがDTEの電力増要求を受信する
と(66)、DCEは送信電力を増加する(68)。こ
のとき、過負荷回避用回路が、送信電力が規定値の範囲
内か否かをチェックし(70)、規定値を越えるときは
DCEは送信電力の増加を停止する(72)。一方、D
TEから送信電力増加停止要求を受信すると(74)、
DCEは送信電力増加を停止する。
ではなく、本発明の要旨に含まれる全ての変形を含む。
また、上述のある種の手段は、その目的を果たさない変
形において、除去しても良い。
局通信機器(DCE)は共振周波数調整可能な対向アン
テナを有し、携帯無線通信機器(DTE)との間での電
力伝送効率を高めることができる。また、携帯無線通信
機器(DTE)からの要求に応じて、法規制等の条件内
で、基地局通信機器(DCE)に出力の増加する機構を
有する。さらに、本発明の基地局通信機器(DCE)を
用いて使用可能な携帯無線通信機器(DTE)の台数を
増やすために、1台時の共振周波数を高めに設計するこ
とが可能となり、1台の基地局通信機器(DCE)に対
して、より多くの携帯無線通信機器(DTE)との交信
が可能となる。
つの利用形態であるリーダ/ライタの概略図を示す。
ブロック図である。
ナと電気回路部の概略図を示す。
つの利用形態であるリーダ/ライタを用いて、1枚の非
接触ICカード使用時の共振周波数と、対向アンテナに
よって、チューニングした場合の共振周波数の変化を説
明する図である。
帯無線通信機器(DTE)間の電力伝送効率を上げる手
順を説明する図である。
つの利用形態であるリーダ/ライタを用いて、複数枚の
非接触ICカード使用時の共振周波数低下と、対向アン
テナを開放した場合の共振周波数を説明する図である。
帯無線通信機器(DTE)間の通信及び電力制御手順を
説明する図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 携帯無線通信機器(DTE)への動作電
力の供給を電磁誘導を介して行う、無線送受信機構とサ
ービス提供機構と記憶処理機構と供給電力制御機構とを
有する基地局通信装置(DCE)において、 共振周波数の調節可能な共振回路が送受信アンテナに対
向してもうけられ、この共振回路の制御部が共振回路に
流れる電流を監視することにより自律的に共振周波数を
最適値に可変制御することによって、携帯無線通信機器
(DTE)に高効率で電力を基地局通信機器(DCE)
から供給し、1台または複数台の携帯無線通信機器(D
TE)への電力供給を可能とすることを特徴とする基地
局通信装置。 - 【請求項2】 携帯無線通信機器(DTE)からの電力
変化の要求を受けて、所望の電力供給状態への移行を可
能とする電力制御機構を持つ請求項1に記載の基地局通
信装置。 - 【請求項3】 過負荷回避用回路を具備する、請求項1
または2に記載の基地局通信装置。 - 【請求項4】 1または複数の携帯無線通信機器(DT
E)への電力供給を、基地局通信機器(DCE)の送受
信アンテナから電磁誘導を介して行う、携帯無線通信装
置への電力供給方法において、 共振周波数の調節可能な共振回路を前記送受信アンテナ
に対向してもうけ、この共振回路の制御部が共振回路に
流れる電流を監視することにより自律的に共振周波数を
最適値に可変制御することによって、携帯無線通信機器
(DTE)に高効率で電力を基地局通信機器(DCE)
から供給し、1台または複数台の携帯無線通信機器(D
TE)への電力供給を可能とすることを特徴とする携帯
無線通信装置への電力供給方法。 - 【請求項5】 複数の携帯無線通信機器に電力供給する
ときに、前記共振回路を開放することを特徴とする、請
求項4記載の携帯無線通信装置への電力供給方法。
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