JP2006054663A - 携帯端末 - Google Patents

Abstract

【課題】 携帯端末に内蔵された非接触のＩＣカード機能部の低消費電力化や、制御処理負担の軽減を図る。
【解決手段】 所定のシステムに接続されたリーダ・ライタとの間で、近距離無線通信を行って、システム側に認識させる近距離無線通信手段３１を備えた携帯端末において、近距離無線通信手段３１に接続されたアンテナ３２で受信する周波数帯の受信信号を検波する検波手段３３と、検波手段で検波した検波レベルが所定レベル以上の場合に、近距離無線通信手段３１に電源を供給する電源供給スイッチ３４とを備えた。また、当該携帯端末の制御手段２１に接続されたバスラインを、検波手段３３で検波した検波レベルが所定レベル以上の場合に、近距離無線通信手段３１と接続させる接続手段２８を備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、携帯電話端末などの携帯端末に関し、特に、非接触型のＩＣカードと称される近距離無線通信機能が内蔵又は装着された携帯端末に関する。

近年、交通機関の乗車券、会員証や社員証、店での代金決済手段用のカード等として、非接触型のＩＣカードの利用が急速に広まっている。非接触型のＩＣカードは、近接したリーダ・ライタとの間で無線通信を行って、認証処理を行うので、財布などの中に入れたままで使用でき、磁気カードなどに比べて使い勝手がよい。

一方、このような非接触型のＩＣカード（或いはＩＣカードと同等の機能の回路部品）を、携帯電話端末などの携帯用の電子機器に内蔵させて、これらの機器を使用して、同様の認証や決済を行えるようにすることが提案されている。携帯電話端末などの携帯端末にＩＣカードを内蔵させる構成とする場合には、携帯端末からの取り出しができない状態でＩＣカードとしての機能部を組み込む場合と、携帯端末に用意されたカードスロットに、ＩＣカードを装着させる場合とが想定されるが、携帯端末に取り付けられた状態では、いずれの場合も同じように使用できる。なお、携帯端末にＩＣカード機能部を組み込む場合などには、ＩＣカード機能部が必ずしもカード型の形状をしているとは限らないが、以下の説明ではＩＣカードと称した場合、特に説明がない限りはＩＣカード機能を有する部分を含むものである。

ＩＣカード機能部を使用して、近接したリーダ・ライタとの間で無線通信を行う場合には、そのＩＣカードに付与された識別番号のデータなどをリーダ・ライタ側に送って、リーダ・ライタを設置したシステム側で認証処理を行うことができる。ところで、非接触型のＩＣカードは、基本的には、リーダ・ライタ側から送信される電波を受信して得た電力で、作動するようにしてある。これに対して、携帯電話端末に内蔵されたＩＣカード機能部の場合には、端末に二次電池などの電源部が内蔵されているために、ＩＣカード機能部に電源部から供給される電源で作動させるようにして、受信感度を改善させるなどの処理が可能になっている。

特許文献１には、携帯電話端末にＩＣカードを内蔵させることについての開示がある。特許文献２には、この種のＩＣカードと通信するリーダ・ライタについての開示がある。
特開２００２−３２４２２０号公報 特開２００３−２７１９０２号公報

ところで、ＩＣカード機能部は、いつリーダ・ライタと通信を行うか判らないため、いつでも通信できるようにスタンバイしておく必要がある。ここで、携帯電話端末に内蔵されたＩＣカード機能部が端末内の電源部からの電源で作動ようにすると、ＩＣカード機能部が常時電源を消費することになり、携帯端末の低消費電力化を阻害し、バッテリの持続時間を短くしてしまう問題がある。

また、携帯電話端末が備える制御手段についても、常時ＩＣカード機能部と通信を行って、スタンバイしておく必要があり、制御手段がＩＣカード機能部を制御する負担も大きかった。

なお、ここまでの説明では、携帯電話端末にＩＣカード機能を内蔵させた場合について説明したが、ＰＤＡ(Personal Digital Assistance)などのデータ端末などの携帯端末にＩＣカード機能を内蔵させた場合にも、同様の問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、携帯端末に内蔵された非接触のＩＣカード機能部の低消費電力化や、制御処理負担の軽減を図ることを目的とする。

第１の発明は、所定のシステムに接続されたリーダ・ライタとの間で、近距離無線通信を行って、システム側に認識させる近距離無線通信手段を備えた携帯端末において、近距離無線通信手段に接続されたアンテナで受信する周波数帯の受信信号を検波する検波手段と、検波手段で検波した検波レベルが所定レベル以上の場合に、近距離無線通信手段に電源を供給する電源供給スイッチとを備えたものである。

このようにしたことで、リーダ・ライタからの信号を受信した場合に、近距離無線通信手段に電源が供給されるようになる。

第２の発明は、所定のシステムに接続されたリーダ・ライタとの間で、近距離無線通信を行って、システム側に認識させる近距離無線通信手段を備えた携帯端末において、近距離無線通信手段に接続されたアンテナで受信する周波数帯の受信信号を検波する検波手段と、当該携帯端末の制御手段に接続されたバスラインを、検波手段で検波した検波レベルが所定レベル以上の場合に、近距離無線通信手段と接続させる接続手段を備えたものである。

このようにしたことで、リーダ・ライタからの信号を受信した場合に、制御手段が近距離無線通信手段とデータ転送可能に接続されるようになる。

第１の発明によると、リーダ・ライタからの信号を受信した場合に、近距離無線通信手段に電源が供給されるようになり、近距離無線通信手段がその電源を利用して、リーダ・ライタとの通信を良好に処理できるようになる。

この場合、携帯端末の制御手段に接続されたバスラインを、検波手段で検波した検波レベルが所定レベル以上の場合に、近距離無線通信手段と接続させるようにしたことで、制御手段についても近距離無線通信手段とデータ転送可能に接続されるようになり、制御手段の制御で、近距離無線通信手段が良好に通信できるようになる。

また第２の発明によると、リーダ・ライタからの信号を受信した場合に、制御手段が近距離無線通信手段とデータ転送可能に接続されるようになり、制御手段が常時近距離無線通信手段の状態を監視する必要がなくなり、それだけ制御負担が少なくなる。

この場合、検波手段で検波した検波レベルが所定レベル以上の場合に、近距離無線通信手段に電源を供給する電源供給スイッチとを備えたことで、近距離無線通信手段がその電源を利用して、リーダ・ライタとの通信を良好に処理できるようになる。

以下、本発明の一実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
本例においては、非接触で無線通信を行うＩＣカード機能が内蔵された携帯電話端末に適用したものである。

図１は、本例の携帯電話端末の構成例を示した図である。まず、無線電話端末としての送信構成について説明すると、マイクロフォン１１に入力した音声信号を音声入力部１２に供給してデジタル信号とし、デジタル信号処理部１３に供給して、送信用のパケットとするデータ処理を行い、得られた送信パケットをＲＦ（高周波）入出力部１４に供給して、送信用に変調するとともに所定の送信周波数に周波数変換し、接続されたアンテナ１５から無線送信させる。

無線電話端末としての受信構成としては、アンテナ１５で受信した所定の周波数帯域の信号を、ＲＦ（高周波）入出力部１４で受信処理するとともに受信用の復調処理を行い、受信パケットを得る。得られた受信パケットは、デジタル信号処理部１３に供給して、音声信号などのパケット内の各データを抽出する。抽出された音声信号については、音声出力部１６に供給して、アナログ変換、増幅などの出力処理を行い、接続されたスピーカ１７から出力させる。

これらの送信や受信の処理は、無線電話端末の電話機能などを制御する制御手段としての、制御部２１の制御に基づいて実行される構成としてある。無線電話端末に配置された操作キーなどの各種操作手段で構成された操作部２４が操作されると、その操作に基づいた指令が制御部２１に供給されて、制御部２１が指示された状態に制御する。

また、本例の無線電話端末は、電話番号、メール文、ウェブ画面、通信状況などの情報を表示する表示手段として、表示部２２が用意してあり、さらに表示部２２よりも小型の表示手段で構成されたサブ表示部２３を備える場合もある。表示部２２及びサブ表示部２３での表示は、制御部２１の制御で実行される。また、携帯電話端末が備える外部インターフェイス部２５を介した外部とのデータ転送についても、制御部２１の制御で実行される。

本例の無線電話端末の各部を作動させる電源については、電源部２６から供給される構成としてある。電源部２６としては、例えば、リチウムイオン電池などの二次電池と、その二次電池の出力を変圧する変圧手段などで構成される。電源部２６からの電源の供給については、制御部２１のように端末の動作モードにかかわらず常時電源が供給される部分と、端末の動作モードによって電源が供給される部分とがある。

そして本例の携帯電話端末は、ＩＣカード機能部３１を内蔵させてある。ＩＣカード機能部３１には、メモリが内蔵され、ユーザを識別・認証するコード、チャージされた金額、乗車券や各種チケットとして登録されたデータなどが、そのメモリに記憶される。ＩＣカード機能部３１には、ＩＣカード用アンテナ３２が接続してあり、ＩＣカード用アンテナ３２で、外部のリーダ・ライタから所定の周波数で送信される電波を受信して、リーダ・ライタと近接した状態であることを判断した場合に、そのリーダ・ライタと双方向の無線通信を行う。ＩＣカード用アンテナ３２とリーダ・ライタとの無線通信は、例えば数センチ程度の距離のような非常に近接した距離間での無線通信である。ＩＣカード用アンテナ３２とリーダ・ライタとの間で無線伝送される周波数としては、例えば１３ＭＨｚ帯を使用するようにしてある。

ＩＣカード機能部３１とリーダ・ライタとの間で通信を行う際には、例えばＩＣカード機能部３１に記憶された識別用のコードや、金額、登録された条件などのデータをリーダ・ライタ側に送って、リーダ・ライタ側に認識させる。また、必要により、リーダ・ライタ側からメモリに書き込ませるデータを送り、ＩＣカード機能部３１に記憶されたデータを更新させる。

ＩＣカード機能部３１でリーダ・ライタと無線通信を行って、認証などの処理を行う際には、基本的な認証処理については、ＩＣカード機能部３１内で処理が完結するようにしてあるが、制御部２１で一部の機能を分担して実行するようにしてもよい。

ＩＣカード機能部３１での動作については、端末内の電源部２６から供給される電源で作動させるようにしてある。この場合、本例においては、図１に示すように電源スイッチ３４を介して供給するようにしてある。電源スイッチ３４の開閉の制御は、ＩＣカード用アンテナ３２が受信した信号を検波する検波部３３の検波出力により行うようにしてある。検波部３３は、アンテナで受信する周波数帯の受信信号を検波する検波手段であり、その検波部３３で検波した検波レベルが所定レベル以上の場合に、近距離無線通信手段であるＩＣカード機能部３１に電源を供給するように、電源スイッチ３４をオンさせ、ＩＣカード機能部３１を作動させる。オンとなった電源スイッチ３４は、例えばＩＣカード機能部３１の制御でオフさせる。

次に、ＩＣカード機能部３１とその周辺構成を、図２を参照して説明する。この図２では、電源部２６からＩＣカード機能部３１への電源供給とその制御に関する構成を中心として示してある。

ＩＣカード機能部３１は、近距離無線通信としての送信処理及び受信処理を実行する通信部３１ａと、その通信部３１ａでの近距離無線通信を制御する制御部３１ｂとを備え、通信部３１ａがアンテナ３２に接続してある。制御部３１ｂには、認証用のデータなどを記憶するメモリが内蔵してある。制御部３１ｂは、携帯電話端末側の制御部２１とバスライン４１を介してデータ転送可能に接続してあり、携帯電話端末側の制御部２１からの制御（指令）に基づいて、制御部３１ｂがＩＣカード機能部３１での近距離無線通信を制御する。但し、バスライン４１については、携帯電話端末内の他の回路と接続されたバスライン４２と、バスライン切替スイッチ２８を介した切替えで、選択的に使用するようにしてある。バスライン４２で制御部２１とデータ転送を行う回路については、ここでは具体的には示していないが、無線電話機としての基本的な無線通信機能以外の機能を処理する回路としてあり、一時的にデータ転送が中断しても差し支えない回路としてある。

電源部２６からＩＣカード機能部３１への電源の供給については、既に説明した電源スイッチ３４を介して供給するようにしてある。その電源スイッチ３４をオンさせる検波部３３としては、例えば図２に示す構成としてある。即ち、アンテナ３２の受信信号から、０〜３０ＭＨｚの帯域の信号を通過させ、３０ＭＨｚ以上の信号をカットするローパスフィルタ３３ａに供給し、このローパスフィルタ３３ａの出力を、１３ＭＨｚの信号に整合させる整合回路３３ｂに供給して、フィルタ３３ａの出力から１３ＭＨｚ帯の信号だけを取り出す。そして、その整合回路３３ｂの出力を、検波用ダイオード３３ｃに供給し、１３ＭＨｚ帯の信号レベルが一定レベルである場合に、検波用ダイオード３３ｃから所定の出力が得られるようにする。

その検波用ダイオード３３ｃの出力を、電源スイッチ３４の制御端子に供給し、検波用ダイオード３３ｃの出力で電源スイッチ３４のオンへの移行を制御する。この電源スイッチ３４のオフ状態への復帰については、ＩＣカード機能部３１の制御部３１ｂの制御で実行される。

また、検波用ダイオード３３ｃの出力は、検出部２７を介して携帯電話端末の制御部２１にも供給するようにしてあり、１３ＭＨｚ帯の一定レベル以上の受信信号があることが、制御部２１でも判断できるようにしてある。制御部２１で１３ＭＨｚ帯の一定レベル以上の受信信号があることを判断した場合には、制御部２１は、バスライン切替スイッチ２８をバスライン４２側からバスライン４１側（ＩＣカード機能部側）に切替えるようにしてある。

図３のフローチャートは、図２の構成で本例の携帯電話端末をリーダ・ライタに接近させた場合の処理例を示した図である。以下、図３に従って説明すると、初期状態では、電源スイッチ３４はオフ状態となって、ＩＣカード機能部３１へは電源は供給されず、ＩＣカード機能部３１は作動していない。また、端末側の制御部２１でも、バスライン切替スイッチ２８をバスライン４２側に接続してある。この状態で、検波用ダイオード３３ｃの出力から、ＩＣカード用の近距離（近接）無線通信の周波数帯の一定レベル以上の信号受信があるか否か判断される（ステップＳ１１）。ここで、検波用ダイオード３３ｃの出力が一定レベル以上でない場合には、そのまま待機する。

そして、検波用ダイオード３３ｃの出力が一定レベル以上であることを検出した場合には、その出力信号により電源スイッチ３４をオン状態にする（ステップＳ１２）とともに、検出部２７の出力に基づいた制御部２１の制御でバスライン切替スイッチ２８をバスライン４１側に切替えさせる（ステップＳ１３）。

このようになると、ＩＣカード機能部３１に電源が供給されて、ＩＣカード機能部３１が作動し、そのとき受信した信号が、何らかの認証用のシステムなどに接続されたリーダ・ライタからの信号であるか否か、ＩＣカード機能部３１内の制御部３１ｂが判断する（ステップＳ１４）。この判断としては、例えばリーダ・ライタから送信される識別用のコードなどの検出で行う。

ここで、リーダ・ライタからの信号でないと判断した場合には、同じ周波数帯を使用する他の無線信号を受信したものと制御部３１ｂが判断して、リーダ・ライタ以外の信号を受信したことをバスライン４１を介して制御部２１に伝え、ＩＣカード機能部３１内の制御部３１ｂが電源スイッチ３４をオフ状態にし、さらに制御部２１がバスライン切替スイッチ２８をバスライン４２側に切替えさせる（ステップＳ１７）。

そして、ステップＳ１４でリーダ・ライタからの信号であると判断した場合には、制御部３１ｂが受信信号に基づいた認証処理などのＩＣカード処理を行い、通信部３１ａがリーダ・ライタと必要な無線通信を行う（ステップＳ１５）。この処理をＩＣカード処理が終了するまで行い、制御部３１ｂがＩＣカード処理を終了したと判断した場合に（ステップＳ１６）、リーダ・ライタ以外の信号を受信したことをバスライン４１を介して制御部２１に伝え、ＩＣカード機能部３１内の制御部３１ｂが電源スイッチ３４をオフ状態にし、さらに制御部２１がバスライン切替スイッチ２８をバスライン４２側に切替えさせる（ステップＳ１７）。

このようにして処理を行うことで、ＩＣカード機能部３１は、携帯電話端末内の電源部２６からの電源で作動するため、比較的大きな電力を使用して良好なＩＣカード処理が可能であるが、その電源の供給の制御を、リーダ・ライタから送信される信号と同じ周波数帯の信号の検出で行うようにしたので、リーダ・ライタを通信を行う可能性がある場合にだけ電源が供給されるようになり、ＩＣカード機能部に常時電源を供給する必要がなく、ＩＣカード機能付の携帯電話端末の消費電力を低減させることができる。

また、携帯電話端末内の制御部２１は、ＩＣカード機能部３１が作動している状態のときにしか、ＩＣカード機能部３１とバスラインを介してデータ転送可能に接続されてなく、制御部２１はＩＣカード機能部３１と常時通信を行う必要がなく、それだけ制御部２１がＩＣカード機能部３１に関しての制御処理の負担が少なくなる。また、制御部２１が備えるバスライン接続用の端子数についても、それだけ削減でき、制御構成をそれだけ簡単にすることができる。

なお、上述した実施の形態では、電源スイッチ３４のオン状態からオフ状態への復帰については、ＩＣカード機能部３１内の制御部３１ｂが制御するようにしたが、端末側の制御部２１が制御するようにしてもよい。或いは、ＩＣカード用の近距離無線通信の周波数帯の一定レベル以上の信号を検出しなくなってから、一定時間後にオフさせるようにしてもよい。

また、端末の制御部２１のバスライン４１，４２の切替えについては、制御部２１がバスラインなどを接続する端子数が十分にある場合には、双方のバスラインを常時接続させる構成としてもよい。

逆に、端末の制御部２１のバスライン４１，４２の切替えをバスライン切替スイッチ２８で行うように構成して、電源については常時電源部２６からＩＣカード機能部３１に供給させたり、或いは、ＩＣカード機能部３１については、リーダ・ライタから受信した信号で得た電力で作動させるようにしてもよい。さらにまた、リーダ・ライタから受信した信号で得た電力と、電源部２６からＩＣカード機能部３１への電源供給を組み合わせて使用するようにしてもよい。

なお、上述した実施の形態では、携帯電話端末にＩＣカード機能を内蔵させた例としたが、その他の各種携帯型の端末装置に、ＩＣカード機能を内蔵させた場合にも同様の処理が適用可能である。また、端末に内蔵されたＩＣカード機能としては、ＩＣカードと同様の機能を実現させる回路ブロックが端末に予め組み込まれている場合（上述した実施の形態の場合）の他に、端末に用意されたカードスロットなどにＩＣカードを装着させる構成として、その装着されたＩＣカードが通信できる位置を表示させるようにしてもよい。

本発明の一実施の形態による端末の構成例を示したブロック図である。 本発明の一実施の形態による要部の構成を示したブロック図である。 本発明の一実施の形態による処理例を示したフローチャートである。

符号の説明

１０…携帯電話端末、２１…制御部、２２…表示部、２３…サブ表示部、２４…操作部、２６…電源部、２７…検出部、２８…バスライン切替スイッチ、３１…ＩＣカード機能部、３２…ＩＣカード用アンテナ、３３…検波回路、３４…電源スイッチ、４１，４２…バスライン

Claims (4)

1. 所定のシステムに接続されたリーダ・ライタとの間で、近距離無線通信を行って、前記システム側に認識させる近距離無線通信手段を備えた携帯端末において、
   前記近距離無線通信手段に接続されたアンテナで受信する周波数帯の受信信号を検波する検波手段と、
   前記検波手段で検波した検波レベルが所定レベル以上の場合に、前記近距離無線通信手段に電源を供給する電源供給スイッチとを備えた
   携帯端末。
2. 請求項１記載の携帯端末において、
   当該携帯端末の制御手段に接続されたバスラインを、前記検波手段で検波した検波レベルが所定レベル以上の場合に、前記近距離無線通信手段と接続させる
   携帯端末。
3. 所定のシステムに接続されたリーダ・ライタとの間で、近距離無線通信を行って、前記システム側に認識させる近距離無線通信手段を備えた携帯端末において、
   前記近距離無線通信手段に接続されたアンテナで受信する周波数帯の受信信号を検波する検波手段と、
   当該携帯端末の制御手段に接続されたバスラインを、前記検波手段で検波した検波レベルが所定レベル以上の場合に、前記近距離無線通信手段と接続させる接続手段を備えた
   携帯端末。
4. 請求項３記載の携帯端末において、
   前記検波手段で検波した検波レベルが所定レベル以上の場合に、前記近距離無線通信手段に電源を供給する電源供給スイッチとを備えた
   携帯端末。

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