JP2011097307A - Mobile terminal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外部機器と通信を行う携帯端末に関する。 The present invention relates to a portable terminal that communicates with an external device.
現在、所定の通信規格に準拠して、電磁誘導の原理を用いて外部機器と磁界通信を行うための通信手段を有する携帯端末が知られている。この通信手段は、例えば、非接触IC(Integrated Circuit)チップであるRFID(Radio Frequency Identification)と、一端部から他端部にかけて複数回周回されて構成されるループアンテナ(アンテナエレメント部)と、当該ループアンテナに給電を行う給電部とを備える。 Currently, portable terminals having communication means for performing magnetic field communication with external devices using the principle of electromagnetic induction in accordance with a predetermined communication standard are known. This communication means includes, for example, RFID (Radio Frequency Identification) which is a non-contact IC (Integrated Circuit) chip, a loop antenna (antenna element part) configured to be rotated a plurality of times from one end to the other end, A power feeding unit that feeds power to the loop antenna.
しかし、特許文献に記載の携帯端末は、アンテナエレメント部を有効活用しているとは言い難い。 However, it is difficult to say that the portable terminal described in the patent document effectively uses the antenna element portion.
本発明は、アンテナエレメント部のさらなる有効活用を図ることができる携帯端末を提供することを一つの目的とする。 An object of the present invention is to provide a portable terminal that can further effectively use an antenna element portion.
本発明に係る携帯端末は、上記課題を解決するために、筐体と、前記筐体の内部に配置され、アンテナ線をその一端部から他端部にかけてコイル状に複数回周回させて構成されるアンテナエレメント部と、前記アンテナエレメント部の前記一端部及び前記他端部に接続されて給電を行う給電部と、前記アンテナエレメント部の周回上に接続され、前記アンテナエレメント部の周回数を切り替える切替部と、所定の条件に応じて前記切替部を切り替え制御して前記周回数を切り替える制御部とを有する。 In order to solve the above problems, a mobile terminal according to the present invention is configured by arranging a casing and an antenna wire a plurality of times in a coil shape from one end to the other end of the casing. An antenna element part, a power feeding part connected to the one end part and the other end part of the antenna element part for power feeding, and connected on the lap of the antenna element part to switch the number of turns of the antenna element part A switching unit; and a control unit that switches the switching unit to switch the number of laps according to a predetermined condition.
また、前記携帯端末では、前記制御部は、前記アンテナエレメント部と外部機器との間の距離に応じて、前記切替部を切り替え制御して前記周回数を切り替えることが好ましい。 In the portable terminal, it is preferable that the control unit switches the number of turns by switching the switching unit according to a distance between the antenna element unit and an external device.
また、前記携帯端末では、前記制御部は、前記アンテナエレメント部により受信される外部機器からの搬送波の強度に応じて、前記切替部を切り替え制御して前記周回数を切り替えることが好ましい。 In the portable terminal, it is preferable that the control unit switches the number of laps by switching the switching unit according to the strength of a carrier wave from an external device received by the antenna element unit.
また、前記携帯端末では、前記制御部は、前記アンテナエレメント部により外部機器からの搬送波が受信された後に、当該搬送波からの復調信号が入力されなかった場合に、前記切替部を切り替え制御して前記周回数を切り替えることが好ましい。 In the mobile terminal, the control unit switches the switching unit when a demodulated signal from the carrier wave is not input after the antenna element unit receives a carrier wave from an external device. It is preferable to switch the number of laps.
また、前記携帯端末では、前記制御部は、前記アンテナエレメント部により外部機器からの搬送波が受信されて、かつ、当該搬送波からの復調信号が入力された後に、当該搬送波からの変調信号を出力しなかった場合に、前記切替部を切り替え制御して前記周回数を切り替えることが好ましい。 In the mobile terminal, the control unit outputs a modulation signal from the carrier wave after the carrier wave from the external device is received by the antenna element unit and a demodulated signal from the carrier wave is input. If not, it is preferable to switch the number of turns by switching the switching unit.
また、前記携帯端末では、前記制御部は、前記アンテナエレメント部により外部機器からの搬送波が受信されてから所定の時間が経過した後に、通信が継続している場合に、前記切替部を切り替え制御して前記周回数を切り替えることが好ましい。 Further, in the portable terminal, the control unit controls the switching unit when communication is continued after a predetermined time has elapsed since the antenna element unit received a carrier wave from an external device. It is preferable to switch the number of turns.
本発明によれば、様々な外部機器との間において通信の性能を好適に維持することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the performance of communication between various external apparatuses can be maintained suitably.
以下、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明に係る携帯端末の一例である携帯電話装置1の外観斜視図を示す。なお、図1は、いわゆる折り畳み型の携帯電話装置の形態を示しているが、本発明に係る携帯電話装置の形態としては特にこれに限られない。例えば、両筐体を重ね合わせた状態から一方の筐体を一方向にスライドさせるようにしたスライド式や、重ね合せ方向に沿う軸線を中心に一方の筐体を回転させるようにした回転式(ターンタイプ)や、操作部と表示部とが一つの筐体に配置され、連結部を有さない形式(ストレートタイプ)でも良い。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is an external perspective view of a
携帯電話装置1は、図1に示すように、操作部側筐体部2と、表示部側筐体部3とを備えて構成される。操作部側筐体部2は、表面部10に、操作ボタン群11と、携帯電話装置1の使用者が通話時に発した音声が入力される音声入力部12とを備えて構成される。操作ボタン群11は、各種設定や電話帳機能やメール機能等の各種機能を作動させるための機能設定操作ボタン13と、電話番号の数字やメール等の文字等を入力するための入力操作ボタン14と、各種操作における決定やスクロール等を行う決定操作ボタン15とから構成されている。
As shown in FIG. 1, the
また、表示部側筐体部3は、表面部20に、各種情報を表示するためのディスプレイ21と、通話の相手側の音声を出力する音声出力部22とを備えて構成されている。
また、上述した操作ボタン群11、音声入力部12、ディスプレイ21及び音声出力部22は、詳細は後述する処理部71の一部を構成している。
In addition, the display unit
The
また、操作部側筐体部2の上端部と表示部側筐体部3の下端部とは、ヒンジ機構4を介して連結されている。また、携帯電話装置1は、ヒンジ機構4を介して連結された操作部側筐体部2と表示部側筐体部3とを相対的に回転することにより、操作部側筐体部2と表示部側筐体部3とが互いに開いた状態(開放状態)と、操作部側筐体部2と表示部側筐体部3とを折り畳んだ状態(折畳み状態)との間を相対移動可能に構成される。
Further, the upper end of the operation
また、図2は、操作部側筐体部2の一部を分解した斜視図を示している。操作部側筐体部2は、図2に示すように、基板40と、RFID用アンテナ部41と、リアケース部42と、充電池43と、充電池カバー44とによって構成されている。
FIG. 2 is an exploded perspective view of a part of the operation
基板40は、詳細は後述する、所定の演算処理を行うCPU72等の素子や、RFIDチップ52が実装されている。CPU72等の素子は、操作ボタン群11がユーザにより操作されたときに、所定の信号が供給され、所定の機能を発揮する。
The
RFID用アンテナ部41は、基板40に実装されているRFIDチップ52と、後述するリアクタンス可変部53と協調して動作することによって、第1の使用周波数帯(例えば、13.56MHzを中心周波数とする周波数帯)を利用して、外部機器と磁界通信を行う。RFIDチップ52は、RFID用アンテナ部41を介して送受信される情報に対して所定の処理を行う。なお、以下では、RFID用アンテナ部41と、RFIDチップ52と、リアクタンス可変部53から構成される処理部をRFID処理部51と言う。
また、本実施の形態では、RFIDチップ52は、リアケース部42と基板40とが組み合わされたときに、リアケース部42に収納されているRFID用アンテナ部41の接続端子41aと最短距離で接続されるように、接続端子41aと対向する基板40上の位置に実装されているものするが、特にこの形態に限られない。
The
In the present embodiment, the
リアケース部42は、ヒンジ機構4を固定するヒンジ機構固定部42Aと、第1の使用周波数帯よりも高い周波数帯である第2の使用周波数帯(例えば、800MHzを中心周波数とする周波数帯)により通信を行うメインアンテナ部62を収納するメインアンテナ収納部42Bと、充電池43を格納する充電池格納部42Cと、RFID用アンテナ部41を固定するRFID用アンテナ固定部42Dとを備えている。
The
また、図3は、携帯電話装置1の機能を示す機能ブロック図である。携帯電話装置1は、図3に示すように、RFID処理部51と、通信部61と、処理部71とを備えている。
FIG. 3 is a functional block diagram showing functions of the
RFID処理部51は、上述したように、第1の使用周波数帯(例えば、13.56MHz)により外部機器と磁界通信を行うRFID用アンテナ部41と、RFIDチップ52と、リアクタンス可変部53とにより構成される。
As described above, the
RFID用アンテナ部41は、例えば、PET(polyethylene terephthalate)材料からなるシート上に、所定の直径(例えば、0.1mm程度)を有する銅線等が、所定の大きさのループを描くように複数回渦巻き状に巻かれてコイルを形成してアンテナエレメントが構成され、一定条件下に、外部機器との間で第1の使用周波数帯の信号を送受信する。ここで、一定条件とは、例えば、リアクタンス可変部53によって、所定の信号を送受信できるようにチューニングされることを意味している。
The
RFIDチップ52は、給電部54と、電源回路部55と、RF回路部56と、CPU57と、メモリ58とを備えている。
電源回路部55は、例えば、DC−DCコンバータにより構成されており、所定の電源電圧を生成する回路部である。RF回路部56は、RFID用アンテナ部41により通信される信号に対して変調処理又は復調処理等の信号処理を行う。CPU57は、所定の演算処理を行う。メモリ58は、所定のデータが格納されている。
The
The power
ここで、RFID処理部51の動作について説明する。
RFID用アンテナ部41は、外部に設置されているリーダ・ライタ装置(外部機器)に対して、所定距離まで接近したときに、当該外部機器から送信される信号(第1の使用周波数帯であるキャリア周波数(例えば、13.56MHz)により変調されている)を受信する。なお、リアクタンス可変部53は、外部機器から送信される信号がRFID用アンテナ部41を介してRF回路部56に供給されるように、リアクタンスを適宜可変し、所定の調整(チューニング)を行う。
Here, the operation of the
The
電源回路部55は、充電池43から供給された電圧に基づいて所定の電圧を生成し、RF回路部56と、CPU57と、メモリ58とに供給する。また、RF回路部56と、CPU57と、メモリ58とは、電源回路部55から所定の電圧が供給されることにより停止状態から起動状態に移行する。
The power
RF回路部56は、RFID用アンテナ部41により受信した信号に対して復調等の信号処理を行い、処理後の信号をCPU57に供給する。
CPU57は、RF回路部56から供給された信号に基づいて、メモリ58にデータを書き込む、又は、メモリ58からデータを読み出す。CPU57は、メモリ58からデータを読み出した場合には、当該データをRF回路部56に供給する。RF回路部56は、メモリ58から読み出されたデータに対して変調等の信号処理を行い、その変調された信号を、所定の搬送波(例えば、800MHzを中心周波数とする搬送波)に重畳させてRFID用アンテナ部41を介して外部機器に送信する。
The
The
また、RFID処理部51は、充電池43から供給された電圧に基づいて駆動する能動型(Active)であるとして説明を行ったが、これに限られず、外部機器によって発せられている電磁波を利用して電磁誘導作用により起電力が発生する、いわゆる受動型(Passive)の誘導電磁界方式(電磁誘導方式)や、受動型の相互誘導方式(電磁結合方式)や、放射電磁界方式(電波方式)等であっても良い。また、RFID処理部51のアクセス方式として、リード・ライト型であるものとして説明を行ったが、これに限られず、リードオンリー型や、ライトワンス型等であっても良い。
Further, the
また、通信部61は、図3に示すように、メインアンテナ部62と、通信処理部63とを備える。
メインアンテナ部62は、第1の使用周波数帯よりも高い周波数帯である第2の使用周波数帯により基地局と通信を行うアンテナ部である。通信処理部63は、メインアンテナ部62により受信した信号に対して変調処理を行ったり、メインアンテナ部62を介して外部に送信する信号に復調処理を行う。また、通信部61は、充電池43から電源の供給を受けている。
Moreover, the
The
メインアンテナ部62は、通信処理部63と協調して動作することにより、第2の使用周波数帯(例えば、800MHzを中心周波数とする周波数帯)で基地局と通信を行う。なお、本実施の形態では、第2の使用周波数帯として、800MHzを中心周波数とする周波数帯とするが、これ以外の周波数帯であっても良い。また、メインアンテナ部62は、第2の使用周波数帯の他に、第3の使用周波数帯(例えば、2GHzを中心周波数とする周波数帯)にも対応できる、いわゆるデュアルバンド対応型による構成であっても良いし、さらに、第4の使用周波数帯以上にも対応できる複数バンド対応型により構成されていても良い。
The
通信処理部63は、メインアンテナ部62により受信した信号を復調処理し、処理後の信号を処理部71に供給し、また、処理部71から供給された信号を変調処理し、処理後の信号を所定の搬送波(例えば、13.56MHzを中心周波数とする搬送波)に重畳させてメインアンテナ部62を介して基地局に送信する。
The
また、処理部71は、図3に示すように、操作ボタン群11と、音声入力部12と、ディスプレイ21と、音声出力部22と、所定の演算処理を行うCPU72(通信状態監視手段の一つ)と、所定のデータが格納されているメモリ73と、所定の音処理を行う音処理部74と、所定の画像処理を行う画像処理部75と、被写体を撮像するカメラモジュール76と、着信音等が出力されるスピーカ77とを備えている。また、処理部71は、充電池43から電源の供給を受けている。なお、携帯電話装置1は、図3に示すように、CPU57とCPU72とが、信号線Sで結ばれている。したがって、RFID処理部51により処理された情報は、信号線SとCPU72を介して画像処理部75に供給される。また、画像処理部75により処理された情報は、ディスプレイ21に供給されて表示される。
Further, as shown in FIG. 3, the
ここで、RFID用アンテナ部41は、所定の直径を有する銅線等が、所定の大きさのループを描くように3回転(ターン)程度渦巻き状に巻かれてコイルを形成している。なお、本実施の形態では、RFID用アンテナ部41のターン数は、3ターンとするが、これに限られず、2ターンでも良いし、4ターンでも良いし、その他のターン数であっても良い。
また、一般的に、ターン数が多いRFID用アンテナ部41は、ターン数が少ないアンテナに比して、アンテナのQ値が低く(小さく)なるため、広い周波数範囲の信号を受信することができるが、通信距離が短くなる傾向がある。
一方、ターン数が少ないRFID用アンテナ部41は、ターン数が多いアンテナに比して、アンテナのQ値が高く(大きく)なるため、通信距離を伸ばすことができるが、受信できる周波数範囲が狭くなる傾向がある。また、通信距離が長いと、ヌル(通信不可領域のことであり、外部機器との通信が行えなくなる領域のこと)が生じやすくなる。
また、携帯電話装置1は、実使用において、RFID処理部51を利用して、様々な外部機器と通信を行うが、通信環境は様々あり、外部機器との通信において、常に好適な環境を維持することは困難である。
Here, the
In general, the
On the other hand, the
In addition, the
携帯電話装置1は、一定条件下に、RFID用アンテナ部41のターン数を切り替えることによって、ターン数が多い場合のメリットと、ターン数が少ない場合のメリットを使い分け、様々な外部機器との間において通信の性能を好適に維持する機能を有する。以下に、当該機能を実現するための構成について説明する。
By switching the number of turns of the
<第1の構成>
携帯電話装置1は、図4に示すように、筐体(以下、操作部側筐体部2と言う。)と、アンテナエレメント部101と、給電部102と、切替部103と、制御部104とを備える。なお、アンテナエレメント部101は、RFID用アンテナ部41に相当し、給電部102は、給電部54に相当し、制御部104は、CPU57又はCPU72に相当する。
アンテナエレメント部101は、上述したように、操作部側筐体部2の内部に配置され、アンテナ線(所定の直径(例えば、0.1mm程度)を有する銅線等)をその一端部から他端部にかけてコイル状に複数回(本実施の形態では、3ターン)周回させて構成される。
給電部102は、アンテナエレメント部101の一端部及び他端部に接続されて給電を行う。切替部103は、アンテナエレメント部101の周回上に接続され、アンテナエレメント部101の周回数を切り替える。制御部104は、所定の条件に応じて切替部103を切り替え制御して周回数を切り替える処理を行う。
<First configuration>
As shown in FIG. 4, the
As described above, the
The
ここで、所定の条件とは、例えば、外部機器とアンテナエレメント部101の距離や、外部機器から受信する信号の強度等である。具体的には、制御部104は、外部機器とアンテナエレメント部101の距離が一定以上離れている場合には、切替部103を切り替え制御してアンテナエレメント部101の周回数を少なくし、一方、外部機器とアンテナエレメント部101の距離が近すぎてヌルが生じている場合には、切替部103を切り替え制御してアンテナエレメント部101の周回数を多くする。
このようにして、携帯電話装置1は、様々な外部機器との間において通信の性能を好適に維持することができる。
Here, the predetermined condition is, for example, the distance between the external device and the
In this way, the
<第2の構成>
また、携帯電話装置1は、図4に示すように、アンテナエレメント部101と外部機器との間で所定の規格に準拠した通信が行われる際に、アンテナエレメント部101と外部機器との間の通信の距離や、外部機器から受信する信号の強度等が適式かどうかを判断する判断部105を備える。また、判断部105は、CPU57に相当する。
このような構成において、制御部104は、判断部105によりアンテナエレメント部101と外部機器との間の通信の距離や、外部機器から受信する信号の強度等が適式ではないと判断したことを所定の条件として、周回数を切り替えるように切替部103を切り替え制御する。なお、判断部105は、制御部104により実現されても良い。
<Second configuration>
In addition, as shown in FIG. 4, the
In such a configuration, the
具体的には、判断部105は、図示しない公知の距離計測器により計測されるアンテナエレメント部101と外部機器との間の距離や、RFID処理部51が外部機器と通信を行う際において、外部機器から受信する搬送波やその後に復調される信号の強度(磁界強度)が適式かどうかを判断する。なお、当該磁界強度に基づいて、アンテナエレメント部101と外部機器との間の距離を計測するような構成であっても良い。
Specifically, the
制御部104は、判断部105によりアンテナエレメント部101と外部機器との間の通信の距離が遠い、又は磁界強度が弱く適式ではないと判断した場合には、切替部103を切り替え制御してアンテナエレメント部101の周回数を少なくし、一方、判断部105によりアンテナエレメント部101と外部機器との間の通信の距離が近すぎる、又は磁界強度が強すぎてヌルが生じており、適式ではないと判断した場合には、切替部103を切り替え制御してアンテナエレメント部101の周回数を多くする。
このようにして、携帯電話装置1は、様々な外部機器との間において通信の性能を好適に維持することができる。
When the
In this way, the
<第3の構成>
また、携帯電話装置1は、図4に示すように、受信判断部106と、送信判断部107と、時間経過判断部108と、通信継続判断部109とを備える。なお、受信判断部106と、送信判断部107と、時間経過判断部108と、通信継続判断部109は、制御部104、CPU57又はCPU72に相当する。
<Third configuration>
In addition, as shown in FIG. 4, the
受信判断部106は、外部機器から送信される信号の受信ができているかどうかを判断する。送信判断部107は、受信判断部106により信号の受信ができていると判断された後に、外部機器に対して信号の送信ができているかどうかを判断する。時間経過判断部108は、送信判断部107により信号の送信ができていると判断された後に、所定の時間が経過しているかどうかを判断する。通信継続判断部109は、時間経過判断部108により所定の時間が経過していると判断された後に、外部機器との間で通信が継続しているかどうかを判断する。
The
このような構成において、制御部104は、受信判断部106により信号の受信ができていないと判断されたことを所定の条件として、切替部103を切り替え制御する。また、制御部104は、送信判断部107により信号の送信ができていないと判断されたことを所定の条件として、切替部103を切り替え制御する。また、制御部104は、通信継続判断部109により通信が継続していると判断したことを所定の条件として、切替部103を切り替え制御する。
In such a configuration, the
携帯電話装置1は、受信判断部106と、送信判断部107と、時間経過判断部108と、通信継続判断部109の各部において、外部機器との間における通信の性能を好適に維持するために、アンテナエレメント部101の周回数の切り替えを行う。
The
<第1の実施例>
つぎに、携帯電話装置1のアンテナエレメント部101(RFID用アンテナ部41)の第1の実施例の構成と動作について詳細に説明する。
アンテナエレメント部101は、図5に示すように、ループ状に巻かれたアンテナ線Aに、共振用のコンデンサRC1,RC2,RC3と、共振周波数調整用の回路RC4が接続されて構成される。なお、本実施例では、共振用のコンデンサは、所定の容量を有するコンデンサRC1,RC2,RC3で構成され、共振周波数調整用の回路RC4は、共振周波数を調整可能な可変コンデンサにより構成されるものとするが、これに限られない。
<First embodiment>
Next, the configuration and operation of the first embodiment of the antenna element unit 101 (RFID antenna unit 41) of the
As shown in FIG. 5, the
ここで、アンテナ線Aを3ターンで使用する場合には、制御部104は、切替部103の端子a1と端子b1が接触し、端子a2と端子b2が接触するように切り替え制御することによりアンテナ線Aを3ターンに切り替える。また、制御部104は、切替部103の端子a3と端子b3が接触し、端子a4と端子b4が接触するように切り替えて、共振用のコンデンサRC1がアンテナ線Aに接続されるように切り替え、また、切替部103の端子a9と端子b9が接触し、端子a10と端子b10が接触するように切り替えて、共振周波数調整用の回路RC4がアンテナ線Aに接続されるように切り替える(図5(a)を参照)。
なお、共振用のコンデンサRC2,RC3がアンテナ線Aに接続されないように、切替部103の端子a5と端子b5を非接触にし、端子a6と端子b6を非接触にし、端子a7と端子b7を非接触にし、端子a8と端子b8を非接触にしておく。
Here, when the antenna line A is used for three turns, the
Note that the terminals a5 and b5 of the
つぎに、アンテナ線Aを1ターンと2ターンで使用する場合には、制御部104は、切替部103の端子a1と端子c1が接触し、端子b2と端子c2が接触するように切り替え制御することによりアンテナ線Aを1ターン(A1)と2ターン(A2)に切り替える。また、制御部104は、切替部103の端子a5と端子b5が接触し、端子a6と端子b6が接触するように切り替えて、共振用のコンデンサRC2がアンテナ線Aに接続されるように切り替え、また、切替部103の端子a7と端子b7が接触し、端子a8と端子b8が接触するように切り替えて、共振用のコンデンサRC3がアンテナ線Aに接続されるように切り替える(図5(b)を参照)。
また、アンテナ線Aを1ターンで使用する場合には、制御部104は、切替部103の端子a9と端子b9が接触し、端子a10と端子c10が接触するように切り替えて、共振周波数調整用の回路RC4がアンテナ線A(A1)に接続されるように切り替える(図5(b)を参照)。
また、アンテナ線Aを2ターンで使用する場合には、制御部104は、切替部103の端子c9と端子b9が接触し、端子a10と端子b10が接触するように切り替えて、共振周波数調整用の回路RC4がアンテナ線A(A2)に接続されるように切り替える。
なお、共振用のコンデンサRC1がアンテナ線Aに接続されないように、切替部103の端子a3と端子b3を非接触にし、端子a4と端子b4を非接触にしておく。
Next, when the antenna wire A is used for one turn and two turns, the
When the antenna wire A is used for one turn, the
When the antenna wire A is used for two turns, the
In order to prevent the resonance capacitor RC1 from being connected to the antenna line A, the terminal a3 and the terminal b3 of the
つぎに、携帯電話装置1と外部機器との間で所定の通信を行う際の動作について、図6に示すフローチャートを参照しながら説明する。
ステップST1において、制御部104は、外部機器により出力されている搬送波を検出したかどうかを判断する。外部機器は、外部に対して所定の電力に基づく搬送波を出力している。携帯電話装置1は、外部機器と通信が可能な状態になっているときに、外部機器から出力される搬送波の検出を行い、検出ができた場合(Yes)には、次の工程(ステップST2)に進み、検出ができない場合(No)には、ステップST1の工程を所定回数又は一定時間繰り返す。
Next, the operation when performing predetermined communication between the
In step ST1, the
ステップST2において、受信判断部106は、外部機器から送信される信号(受信信号)の受信ができているかどうかを判断する。受信ができていると判断した場合(Yes)には、ステップST4に進み、受信ができていないと判断した場合(No)には、ステップST3に進む。
In step ST <b> 2, the
ステップST3において、制御部104は、切替部103を切り替え制御し、アンテナ線Aのターン数を切り替える。その後、ステップST1の工程に戻る。ここで、携帯電話装置1と外部機器の距離に依存して、受信信号が正常に受信できていない場合には、ステップST3の工程のようにアンテナ線Aのターン数を切り替えることで、受信信号を正常に受信できるようになる。
In step ST3, the
ステップST4において、送信判断部107は、外部機器に対して信号(送信信号)の送信ができているかどうかを判断する。送信ができていると判断した場合(Yes)には、ステップST6に進み、送信ができていないと判断した場合(No)には、ステップST5に進む。
In step ST4, the
ステップST5において、制御部104は、切替部103を切り替え制御し、アンテナ線Aのターン数を切り替える。その後、ステップST1の工程に戻る。ここで、携帯電話装置1と外部機器の距離に依存して、送信信号が正常に送信できていない場合には、ステップST5の工程のようにアンテナ線Aのターン数を切り替えることで、送信信号を正常に送信できるようになる。
In step ST5, the
ステップST6において、時間経過判断部108は、所定の時間が経過しているかどうかを判断し、所定の時間が経過していると判断した場合にステップST7に進む。ここで、携帯電話装置1は、外部機器との間で行われる通信の処理(例えば、駅の改札口における入退場処理や、物販購入時における決済処理等)の種類によって、外部機器から搬送波を受信してから、通信が完了するまでの時間が予め決定されており、時間経過判断部108は、この予め決定されている時間が経過しているかどうかを判断する。
In step ST6, the time elapse
ステップST7において、通信継続判断部109は、時間経過判断部108により所定の時間が経過していると判断された後に、外部機器との間で通信が継続しているかどうかを判断する。通信が継続中であると判断した場合(Yes)には、ステップST8に進み、通信が終了していると判断した場合(No)には、処理を終了する。
In step ST7, the communication
ステップST8において、制御部104は、切替部103を切り替え制御し、アンテナ線Aのターン数を切り替える。その後、ステップST1の工程に戻る。ここで、携帯電話装置1と外部機器の距離に依存して、所定の時間を経過しても通信が継続中である場合には、ステップST8の工程のようにアンテナ線Aのターン数を切り替えることで、通信を正常に行うことができるようになる。
In step ST8, the
なお、ステップST6の工程においては、所定の時間が経過しているかどうかを判断するとしたが、これに限られず、例えば、受信信号のコマンドが分かっている場合には、同じコマンドが繰り返し送信されているか否かを判断しても良い。すなわち、同じコマンドが繰り返し送られている場合には、送信信号が外部機器に到達していないことが予想されるため、アンテナ線Aのターン数を変えて搬送波の検出の工程(ステップST1)からやり直しても良い。 In the process of step ST6, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed. However, the present invention is not limited to this. For example, when the command of the received signal is known, the same command is repeatedly transmitted. It may be determined whether or not. That is, when the same command is repeatedly sent, it is expected that the transmission signal does not reach the external device, so the carrier wave detection step (step ST1) is performed by changing the number of turns of the antenna line A. You can start over.
つぎに、RFID処理部51の内部動作について説明する。RFID処理部51は、図7に示すように、RFID用アンテナ部41(アンテナエレメント部101)が外部機器から送信される信号(高周波信号)を受信していれば、受信した信号がRF回路部56に入力される。なお、図7に模式的に示すように、外部機器から信号を受信していれば、RFID用アンテナ部41(アンテナエレメント部101)からRF回路部56に対して、高周波信号(図7においては、電圧波形で示してある)が入力され、一方、外部機器から信号を受信していなければ、信号の入力はない(図7においては、フラットな電圧波形で示してある)。
Next, an internal operation of the
また、RFID処理部51から外部機器に信号を送信していれば、RF回路部56からRFID用アンテナ部41(アンテナエレメント部101)に対して、高周波信号(図7においては、電圧波形で示してある。)が出力され、RFID用アンテナ部41(アンテナエレメント部101)から外部機器に信号が送信され、一方、RFID処理部51から外部機器に信号の送信をしていなければ、信号の出力はない(図7においては、フラットな電圧波形で示してある)。
Further, if a signal is transmitted from the
また、RF回路部56は、受信した高周波信号に対して復調処理等を行って、復調後の信号(復調信号)をCPU57に出力する。なお、図7に模式的に示すように、外部機器から信号を受信していれば、RF回路部56からCPU57に対して、復調信号(図7においては、復調信号を矩形波で示してある)が入力され、一方、外部機器から信号を受信していなければ、RF回路部56からCPU57に対して、信号の入力がない(図7においては、フラットな電圧波形で示してある)。
よって、CPU57(受信判断部106)は、RF回路部56から復調信号が入力されるか否かによって、外部機器から信号を受信しているか否かや、通信が継続しているか否かを判断できる(図6のステップST2、ステップST7を参照。)。
Further, the
Therefore, the CPU 57 (reception determination unit 106) determines whether or not a signal is received from an external device and whether or not communication is continued depending on whether or not a demodulated signal is input from the
また、CPU57は、入力された復調信号に対して所定の処理を行い、処理後の信号を変調し、変調後の信号(変調信号)をRF回路部56に出力する。なお、図7に模式的に示すように、RF回路部56から復調信号が入力されていれば、CPU57からRF回路部56に対して、変調信号(図7においては、変調信号を矩形波で示してある)が出力され、一方、RF回路部56から復調信号の入力がなければ、CPU57からRF回路部56に対して、信号の出力がない(図7においては、フラットな電圧波形で示してある)。
よって、CPU57(送信判断部107及び通信継続判断部109)は、RF回路部56に変調信号を出力しているか否かによって、外部機器に信号の送信ができているか否かや、通信が継続しているか否かを判断できる(図6のステップST4、ステップST7を参照。)。
The
Therefore, the CPU 57 (the
また、アンテナ線Aのターン数の切り替え組み合わせは、図5(a)、(b)を例にすると、以下の5つの組み合わせが考えられる。
1.送信用アンテナ及び受信用アンテナともに3ターンで構成する。
2.送信用アンテナ及び受信用アンテナともに2ターンで構成する。
3.送信用アンテナ及び受信用アンテナともに1ターンで構成する。
4.送信用アンテナを1ターンで構成し、受信用アンテナを2ターンで構成する。
5.送信用アンテナを2ターンで構成し、受信用アンテナを1ターンで構成する。
なお、本実施例では、アンテナ線Aの総ターン数を3ターンとしているので5つの組み合わせになったが、総ターン数が4ターンや5ターン等になれば、ターン数を切り替える組み合わせは5つ以上になる。
Moreover, the following five combinations can be considered for the combination of switching the number of turns of the antenna line A, taking FIGS. 5A and 5B as an example.
1. Both the transmitting antenna and the receiving antenna are composed of 3 turns.
2. Both the transmitting antenna and the receiving antenna are composed of two turns.
3. Both the transmitting antenna and the receiving antenna are configured with one turn.
4). The transmitting antenna is configured with one turn, and the receiving antenna is configured with two turns.
5. The transmitting antenna is configured with 2 turns, and the receiving antenna is configured with 1 turn.
In the present embodiment, the total number of turns of the antenna line A is 3 turns, so there are 5 combinations. However, if the total number of turns is 4 turns, 5 turns, etc., there are 5 combinations that switch the number of turns. That's it.
つぎに、アンテナエレメント部101が切替部103の切り替えによって、アンテナ線Aが1ターン(A1)で構成されるアンテナ(図8(a)及び図9(a)を参照)と、2ターン(A2)で構成されるアンテナ(図8(b)及び図9(a)を参照)に分割し、一方のアンテナにより他方のアンテナの共振周波数を調整する際の動作について説明する。
Next, when the
ここで、アンテナの共振周波数f0は、下記式で表される。
fo=1/2π(√(LC))・・・(1)
ただし、Lは、アンテナ線Aのインダクタンス値であり、Cは、アンテナ線Aに接続されている共振用コンデンサRC1,RC2,RC3と共振周波数調整用の回路RC4(コンデンサ)の合成容量である。
Here, the resonance frequency f 0 of the antenna is expressed by the following equation.
f o = 1 / 2π (√ (LC)) (1)
Here, L is an inductance value of the antenna line A, and C is a combined capacity of the resonance capacitors RC1, RC2, RC3 connected to the antenna line A and a resonance frequency adjusting circuit RC4 (capacitor).
まず、1ターン(A1)で構成されるアンテナにより、2ターン(A2)で構成されるアンテナの共振周波数を調整する際の動作について説明する。
1ターン(A1)で構成されるアンテナ側には、図8(a)に示すように、基準信号を発生する基準信号発生器111と、共振用のコンデンサRC3と、共振周波数調整用の回路RC4とを接続する。また、2ターン(A2)で構成されるアンテナ側には、図8(b)に示すように、電圧検出器112と、共振用のコンデンサRC2と、共振周波数調整用の回路RC4とを接続する。なお、本実施例では、共振周波数調整用の回路RC4は、適宜切り替えることによって、1ターン(A1)で構成されるアンテナ側と、2ターン(A2)で構成されるアンテナ側とで共用されるものとするが、それぞれ専用の共振周波数調整用の回路を備える構成であっても良い。
First, the operation when the resonance frequency of the antenna constituted by two turns (A2) is adjusted by the antenna constituted by one turn (A1) will be described.
On the antenna side constituted by one turn (A1), as shown in FIG. 8A, a
基準信号発生器111は、CPU57の制御にしたがって基準信号を発生する。1ターン(A1)で構成されるアンテナは、基準信号発生器111により発生された基準信号に基づいて、所定の周波数(例えば、13.56MHz)の電波を外部に放射する。
そして、2ターン(A2)で構成されるアンテナは、1ターン(A1)で構成されるアンテナにより放射された電波を受信する。電圧検出器112は、2ターン(A2)で構成されるアンテナにより受信した電波に基づく電圧値を検出する。
The
And the antenna comprised by 2 turns (A2) receives the electromagnetic wave radiated | emitted by the antenna comprised by 1 turn (A1). The
CPU57は、電圧検出器112によって検出された電圧値が最大になるように、2ターン(A2)で構成されるアンテナ側に接続されている共振周波数調整用の回路RC4の容量値を可変させる。また、CPU57は、電圧検出器112によって検出された電圧値が最大となる共振周波数調整用の回路RC4の容量値に基づいて、2ターン(A2)で構成されるアンテナのL2値を(2)式から算出する。
L2=1/4π2f0 2C・・・(2)
ただし、Cは、2ターン(A2)で構成されるアンテナ側に接続されている共振用のコンデンサRC2と、共振周波数調整用の回路RC4の容量を合成した容量値である。
The
L2 = 1 / 4π 2 f 0 2 C (2)
However, C is a capacitance value obtained by synthesizing the capacitance of the resonance capacitor RC2 connected to the antenna side constituted by two turns (A2) and the resonance frequency adjustment circuit RC4.
つぎに、2ターン(A2)で構成されるアンテナにより、1ターン(A1)で構成されるアンテナの共振周波数を調整する際の動作について説明する。
1ターン(A1)で構成されるアンテナ側には、図9(a)に示すように、電圧検出器112と、共振用のコンデンサRC3と、共振周波数調整用の回路RC4とを接続する。また、2ターン(A2)で構成されるアンテナ側には、図9(b)に示すように、基準信号を発生する基準信号発生器111と、共振用のコンデンサRC2と、共振周波数調整用の回路RC4とを接続する。なお、本実施例では、共振周波数調整用の回路RC4は、適宜切り替えることによって、1ターン(A1)で構成されるアンテナ側と、2ターン(A2)で構成されるアンテナ側とで共用されるものとするが、それぞれ専用の共振周波数調整用の回路を備える構成であっても良い。
Next, the operation when the resonance frequency of the antenna constituted by one turn (A1) is adjusted by the antenna constituted by two turns (A2) will be described.
As shown in FIG. 9A, a
基準信号発生器111は、CPU57の制御にしたがって基準信号を発生する。2ターン(A2)で構成されるアンテナは、基準信号発生器111により発生された基準信号に基づいて、所定の周波数(例えば、13.56MHz)の電波を外部に放射する。
そして、1ターン(A1)で構成されるアンテナは、2ターン(A2)で構成されるアンテナにより放射された電波を受信する。電圧検出器112は、1ターン(A1)で構成されるアンテナにより受信した電波に基づく電圧値を検出する。
The
And the antenna comprised by 1 turn (A1) receives the electromagnetic wave radiated | emitted by the antenna comprised by 2 turns (A2). The
CPU57は、電圧検出器112によって検出された電圧値が最大になるように、1ターン(A1)で構成されるアンテナ側に接続されている共振周波数調整用の回路RC4の容量値を可変させる。また、CPU57は、電圧検出器112によって検出された電圧値が最大となる共振周波数調整用の回路RC4の容量値に基づいて、1ターン(A1)で構成されるアンテナのL1値を(3)式から算出する。
L1=1/4π2f0 2C・・・(3)
ただし、Cは、1ターン(A1)で構成されるアンテナ側に接続されている共振用のコンデンサRC3の容量と、共振周波数調整用の回路RC4の容量を合成した容量値である。
The
L1 = 1 / 4π 2 f 0 2 C (3)
However, C is a capacitance value obtained by combining the capacitance of the resonance capacitor RC3 connected to the antenna side constituted by one turn (A1) and the capacitance of the resonance frequency adjustment circuit RC4.
また、アンテナが3ターンで構成される場合には、CPU57は、(2)式により算出したL2と(3)式で算出したL1とにより合成したLを算出することにより((4)式を参照)、3ターンで構成されるアンテナの共振周波数を調整する。
L=L2+L3・・・(4)
また、CPU57は、アンテナが3ターンで構成される場合における共振用のコンデンサRC1の容量と、共振周波数調整用の回路RC4の容量の合成した容量値を、(1)式と(4)式により共振周波数f0が所定の周波数(例えば、13.56MHz)になるように共振周波数調整用の回路RC4の容量を可変させることにより算出する。
When the antenna is configured with three turns, the
L = L2 + L3 (4)
In addition, the
このようにして、携帯電話装置1は、1ターン(A1)で構成されるアンテナと、2ターン(A2)で構成されるアンテナと、3ターンで構成されるアンテナの共振周波数をそれぞれ調整することができる。
In this way, the
上述したように、携帯電話装置1は、少なくとも以下に列挙する効果を奏する。
携帯電話装置1は、通信状態の検出(例えば、搬送波の検出や、受信信号の検出等)に基づいて、通信が成立するようにアンテナ線Aのターン数を切替えるので、確実に通信を行うことができる。
また、携帯電話装置1は、ターン数を少なくしたアンテナで通信を行う場合には、アンテナのQ値が高くなり、通信距離を伸ばすことができる。
As described above, the
Since the
Further, when the
また、携帯電話装置1は、アンテナを分割し、互いのアンテナで共振周波数を調整する構成、すなわち、内部処理によって共振周波数の調整が可能な構成となっているため、工場の生産ラインに特別な設備(共振周波数を調整する設備)を不要とすることができる。また、携帯電話装置1は、経年的な共振周波数の変化を内部処理によって調整することができる。
In addition, the
ここで、アンテナの周回数が多い構成(例えば、3ターン)と、アンテナの周回数が少ない構成(例えば、2ターン)のそれぞれの長所と短所について説明する。
アンテナの周回数が多い構成は、アンテナのQ値が低く(小さく)なるため、広い周波数範囲の信号を受信することができるたり、ヌルが発生し難いという長所があり、一方、通信距離が短くなるという短所がある。
また、アンテナの周回数が少ない構成は、アンテナのQ値が高く(大きく)なるため、通信距離を伸ばすことができる長所があり、一方、ヌルが発生しやすいという短所がある。
Here, advantages and disadvantages of a configuration with a large number of antenna turns (for example, 3 turns) and a configuration with a small number of antenna turns (for example, 2 turns) will be described.
A configuration with a large number of antenna rounds has the advantage that the antenna Q value is low (small), so that signals in a wide frequency range can be received and nulls are hardly generated, while the communication distance is short. There are disadvantages.
In addition, the configuration in which the number of antenna turns is small has an advantage that the Q value of the antenna is high (large), so that the communication distance can be extended. On the other hand, nulls are easily generated.
また、携帯電話装置1は、アンテナの周回数を適宜変更できるので、通信状態でアンテナを選択できるので、確実に通信ができ、リーダ・ライタの用途とカードの用途によってアンテナの使い分けができ、分割したアンテナで共振周波数の調整ができる利点がある。
In addition, since the
<第2の実施例>
つぎに、携帯電話装置1の第2の実施例の構成と動作について詳細に説明する。
所定の規格に基づいて外部機器に対向されることにより通信を行う携帯電話装置1は、外部機器に対向させる面に目印としてマークMが付されている。また、所定の規格に基づいて携帯電話装置1と対向されることにより通信を行う外部機器は、携帯電話装置1に対向される面に同様のマークMが付されている。
<Second embodiment>
Next, the configuration and operation of the second embodiment of the
The
ここで、携帯電話装置1に付されているマークMは、アンテナエレメント部101のアンテナ線Aが描くループのほぼ中心位置になるように付されているが、内部に組み込まれる部品との位置関係等により、アンテナエレメント部101が配置される場所が異なり、携帯電話装置1の中心位置に付される場合もあれば(図10(a)を参照)、携帯電話装置1の端部に付される場合もある(図10(a)を参照)。なお、外部機器に付されているマークMも同様に、内蔵されているループアンテナの中心位置になるように付されている(不図示)。
Here, the mark M attached to the
また、携帯電話装置1と外部機器とは、所定の規格上、双方のマークM同士を対向させることにより、好適(理想的)な通信が行えるように設計されている。
よって、携帯電話装置1の中心位置にマークMが付され、外部機器121の外部の中心位置にマークMが付されている場合には、図10(c)に示すように、携帯電話装置1は、中心位置を外部機器121の中心位置に近接させることが望ましいことになる。
In addition, the
Therefore, when the mark M is attached to the center position of the
ここで、携帯電話装置1は、図10(b)のように、マーク位置が端にあると、外部機器121に対して、図10(d)に示すように近接される必要がある。
しかし、ユーザは、一般的に、携帯電話装置1の中心位置を外部機器の中心位置に合わせようと行動する。そうすると、携帯電話装置1は、外部機器とマークMの中心位置がずれ、マークM同士が対向しなくなる。また、ユーザによる外部機器への近接方法が雑になると、携帯電話装置1は、外部機器とマークMの中心位置がずれ、マークM同士が対向しなくなる。さらに、携帯電話装置1は、外部機器とマークM同士が対向していても、近くに金属物が配置されていると、図11に示すように、その影響から共振周波数が所定の値X1から他の値X2にシフトする場合がある。
Here, when the mark position is at the end as shown in FIG. 10B, the
However, the user generally acts to match the center position of the
このような状況下で、携帯電話装置1と外部機器との間の通信が不可となると、ユーザの使用感を損なってしまう。そこで、携帯電話装置1は、外部機器121に近接した際に、共振周波数を調整し、様々な外部機器121との間において通信の性能を好適に維持する機能を有する。以下に、当該機能を実現するための構成について説明する。
Under such circumstances, if communication between the
本実施例では、携帯電話装置1は、所定の規格に基づいて、外部機器と通信を行う直前に、アンテナエレメント部101を構成するアンテナ線Aを2つに分割することにより、アンテナの共振周波数を最適値に調整する。
また、携帯電話装置1の共振周波数がずれてしまう原因は、上述したように、周辺の金属物や、対向する外部機器121に内蔵されているアンテナとの相互干渉が考えられる。
In the present embodiment, the
In addition, as described above, the cause of the shift in the resonance frequency of the
また、携帯電話装置1は、ユーザの動作にしたがって動いているときに共振周波数の調整を行うと、携帯電話装置1に対する環境が変化するため、安定して調整を行うことが困難となる。そこで、共振周波数の調整を行うタイミングとしては、携帯電話装置1が静止状態にあるときが好ましい。
In addition, when the
ここで、携帯電話装置1を外部機器121に対して、ある地点(A地点)からB地点へ移動させ、その後、C地点へ移動させたときの模式図を図12(a)に示し、携帯電話装置1を外部機器121に対して、A地点からB地点に移動させ、その後、C地点へ移動させた場合における、携帯電話装置1の移動方向(X方向)に対するアンテナエレメント部101に入力される電圧の変化の様子を図12(b)に示し、また、携帯電話装置1を外部機器121に対して、A地点からB地点に移動させ、その後、C地点へ移動させる場合における、共振周波数の変化に対するアンテナエレメント部101に入力される電圧の変化の様子を図12(c)に示す。
Here, a schematic diagram when the
図12(b)、(c)から分かるように、携帯電話装置1が外部機器121に近接するほどアンテナエレメント部101に入力される電圧値が高く、かつ共振周波数が高くなるが、外部機器121から離れるほどアンテナエレメント部101に入力される電圧値が低くなり、かつ共振周波数が低くなる。
As can be seen from FIGS. 12B and 12C, the closer the
このようにして、携帯電話装置1は、A地点からB地点へ移動するときや、B地点からC地点へ移動するときに共振周波数の調整を行ってしまうと、安定して共振周波数の調整を行うことができず、外部機器121との間において通信の性能を好適に維持することができない。
In this way, when the
また、携帯電話装置1を外部機器121に対して、ある地点(A地点)からB地点へ移動させて、B地点で静止させたときの模式図を図12(d)に示し、携帯電話装置1を外部機器121に対して、A地点からB地点に移動させて、B地点で静止させた場合における、携帯電話装置1の移動方向(X方向)に対するアンテナエレメント部101に入力される電圧の変化の様子を図12(e)に示し、また、携帯電話装置1を外部機器121に対して、A地点からB地点に移動させて、B地点で静止させた場合における、共振周波数の変化に対するアンテナエレメント部101に入力される電圧の変化の様子を図12(f)に示す。
FIG. 12D shows a schematic diagram when the
図12(e)、(f)から分かるように、携帯電話装置1を外部機器121に近接させ、静止状態を維持することにより、アンテナエレメント部101に入力される電圧値と共振周波数が高く維持される。
As can be seen from FIGS. 12E and 12F, the voltage value input to the
このようにして、携帯電話装置1は、B地点で静止状態のときに共振周波数の調整を行えば、安定して共振周波数の調整を行うことができ、外部機器121との間において通信の性能を好適に維持することができることになる。
また、携帯電話装置1は、アンテナエレメント部101に入力される電圧値の変化を監視することによって、静止状態にあるかどうかを判断することができる。
In this way, if the
Further, the
ここで、図13に示すフローチャートを参照しながら、携帯電話装置1により共振周波数を調整する第1の動作について説明する。なお、以下では、制御部104により各動作の説明を行うが、制御部104は、CPU57及びCPU72に相当するので、「制御部104」を「CPU57」又は「CPU72」と読み替えても良い。また、以下では、携帯電話装置1は、RFID処理部51と外部機器121との間において所定の通信により送受信される情報の処理を実行する所定のアプリケーションが起動されているものとする。
Here, the first operation of adjusting the resonance frequency by the
ステップST11において、制御部104は、外部機器により出力されている搬送波を検出できたか否かを確認する。搬送波を検出できた場合(Yes)には、ステップST13に進み、搬送波を検出できない場合(No)には、ステップST12に進む。
In step ST11, the
ステップST12において、制御部104は、RFID処理部51の未起動状態を維持する。
ステップST13において、制御部104は、RFID処理部51を起動状態にする。
In step ST12, the
In step ST13, the
ステップST14において、制御部104は、アンテナエレメント部101の入力電圧が変化しているか否かを確認する。アンテナエレメント部101の入力電圧が変化していない場合(Yes)、すなわち携帯電話装置1が静止している場合には、ステップST15に進み、アンテナエレメント部101の入力電圧が変化している場合(No)、すなわち携帯電話装置1が移動している場合には、ステップST11に戻る。
In step ST14, the
ステップST15において、制御部104は、切替部103を切り替え制御して、アンテナエレメント部101のアンテナ線Aを1ターン(A1)と、2ターン(A2)に分岐(分割)する。ここで、本実施例では、アンテナ線Aは、内周側から外周側に渦巻き状に巻かれているものとする。以下では、1ターン(A1)で構成されるアンテナとは、外周側で1周(1回転)するアンテナ線Aで構成されるアンテナを意味し、2ターン(A2)で構成されるアンテナとは、内周側で2周(2回転)するアンテナ線Aで構成されるアンテナを意味する。なお、アンテナ線Aの分岐(分割)方法は、これに限定されるものではない。
また、1ターン(A1)で構成されるアンテナ側には、基準信号発生器111が接続され、2ターン(A2)で構成されるアンテナ側には、電圧検出器112が接続される。
In step ST15, the
Further, the
ステップST16において、制御部104は、1ターン(A1)で構成されるアンテナに接続されている基準信号発生器111を動作させ、基準信号発生器111により発生された基準信号に基づいて、所定の周波数(例えば、13.56MHz)の電波を1ターン(A1)で構成されるアンテナから外部に放射させる。
In step ST16, the
ステップST17において、制御部104は、1ターン(A1)で構成されるアンテナにより放射された電波を2ターン(A2)で構成されるアンテナで受信し、受信した電波に基づく電圧レベルを電圧検出器112により検出する。
In step ST17, the
ステップST18において、制御部104は、共振周波数をシフトする制御を行う。具体的には、制御部104は、2ターン(A2)で構成されるアンテナに接続されている共振周波数調整用の回路RC4の容量値を変化させる制御を行う。
In step ST18, the
ステップST19において、制御部104は、電圧検出器112による検出結果に基づいて電圧の変化を監視し、前回、電圧検出器112で検出した電圧と比較して、電圧が増加しているか減少しているかを判断する。増加している場合(Yes)には、ステップST21に進み、減少している場合(No)には、ステップST20に進む。
In step ST19, the
ステップST20において、制御部104は、ステップST18の工程でシフトさせた方向と同一の方向に対して、共振周波数をシフトする制御を行う。
また、ステップST21において、制御部104は、ステップST18の工程でシフトさせた方向と異なる方向(反対方向)に対して、共振周波数をシフトする制御を行う。
In step ST20, the
In step ST21, the
ステップST22において、制御部104は、電圧検出器112による検出結果に基づいて電圧の変化を監視し、変化後の電圧が、前回、電圧検出器112で検出した電圧と比較して高くなっているか否か、すなわち電圧のピーク(PEAK)を検出する。電圧のピークを検出できた場合(Yes)には、ステップST24に進み、電圧のピークが検出できない場合(No)には、ステップST23に進む。
In step ST22, the
ステップST23において、制御部104は、共振周波数をシフトする制御を行う。具体的には、ステップST22とステップST23との間において、制御部104は、電圧検出器112で検出される電圧がピーク値圧となるように、共振周波数調整用の回路RC4の容量値を変化させる。
In step ST23, the
ステップST24において、制御部104は、電圧のピーク値を設定する。すなわち、制御部104は、電圧がピーク値となるときの共振周波数調整用の回路RC4の容量値を設定値として決定する。
ステップST25において、制御部104は、外部機器121との間において所定の通信を開始する。
In step ST24, the
In step ST25, the
このようにして、携帯電話装置1は、外部機器121と通信を行う際の一連の動作において、自身が外部機器121に対して、静止状態にあることを条件とし、アンテナエレメント部101のアンテナ線Aを分岐(分割)し、一方のアンテナから基準となる電波を出力し、他方のアンテナにより受信し、受信される電圧値がピーク値となるように共振周波数調整用の回路RC4の容量値を変化させることにより、共振周波数を最適な値に調整することができる。
In this way, the
また、上述では、携帯電話装置1は、自身が静止状態にあるか否かを、アンテナエレメント部101の入力電圧が変化しているか否かによって、判断することとしたが(ステップST14の工程を参照)、これに限られない。例えば、携帯電話装置1は、加速度を検出する加速度センサ81を備えており、この加速度センサ81の検出値に基づいて、自身が静止状態にあるか否かを判断しても良い。
In the above description, the
ここで、図14に示すフローチャートを参照しながら、携帯電話装置1により共振周波数を調整する第2の動作について説明する。また、加速度センサ81は、図3に示した例では、検出値をCPU72に入力するようにしたが、これに限られず、検出値をCPU72に入力するように構成しても良い。以下では、加速度センサ81の検出値は、制御部104に出力されるものとする。
Here, the second operation of adjusting the resonance frequency by the
また、以下では、制御部104により各動作の説明を行うが、制御部104は、CPU57及びCPU72に相当するので、「制御部104」を「CPU57」又は「CPU72」と読み替えても良い。また、以下では、携帯電話装置1は、RFID処理部51と外部機器121との間において所定の通信により送受信される情報の処理を実行する所定のアプリケーションが起動されているものとする。
In the following description, each operation is described by the
ステップST31において、制御部104は、外部機器により出力されている搬送波を検出できたか否かを確認する。搬送波を検出できた場合(Yes)には、ステップST33に進み、搬送波を検出できない場合(No)には、ステップST32に進む。
In step ST31, the
ステップST32において、制御部104は、RFID処理部51の未起動状態を維持する。
ステップST33において、制御部104は、RFID処理部51を起動状態にする。
In step ST32, the
In step ST33, the
ステップST34において、制御部104は、加速度センサ81から加速度が検出されているか否かを確認する。加速度センサ81から加速度が検出されていない場合(Yes)、すなわち携帯電話装置1が静止している場合には、ステップST35に進み、加速度センサ81から加速度が検出されている場合(No)、すなわち携帯電話装置1が移動している場合には、ステップST31に戻る。
In step ST34, the
ステップST35において、制御部104は、切替部103を切り替え制御して、アンテナエレメント部101のアンテナ線Aを1ターン(A1)と、2ターン(A2)に分岐(分割)する。ここで、本実施例では、アンテナ線Aは、内周側から外周側に渦巻き状に巻かれているものとする。以下では、1ターン(A1)で構成されるアンテナとは、外周側で1周(1回転)するアンテナ線Aで構成されるアンテナを意味し、2ターン(A2)で構成されるアンテナとは、内周側で2周(2回転)するアンテナ線Aで構成されるアンテナを意味する。なお、アンテナ線Aの分岐(分割)方法は、これに限定されるものではない。
また、1ターン(A1)で構成されるアンテナ側には、基準信号発生器111が接続され、2ターン(A2)で構成されるアンテナ側には、電圧検出器112が接続される。
In step ST35, the
Further, the
ステップST36において、制御部104は、1ターン(A1)で構成されるアンテナに接続されている基準信号発生器111を動作させ、基準信号発生器111により発生された基準信号に基づいて、所定の周波数(例えば、13.56MHz)の電波を1ターン(A1)で構成されるアンテナから外部に放射させる。
In step ST36, the
ステップST37において、制御部104は、1ターン(A1)で構成されるアンテナにより放射された電波を2ターン(A2)で構成されるアンテナで受信し、受信した電波に基づく電圧レベルを電圧検出器112により検出する。
In step ST37, the
ステップST38において、制御部104は、共振周波数をシフトする制御を行う。具体的には、制御部104は、2ターン(A2)で構成されるアンテナに接続されている共振周波数調整用の回路RC4の容量値を変化させる制御を行う。
In step ST38, the
ステップST39において、制御部104は、電圧検出器112による検出結果に基づいて電圧の変化を監視し、前回、電圧検出器112で検出した電圧と比較して、電圧が増加しているか減少しているかを判断する。増加している場合(Yes)には、ステップST41に進み、減少している場合(No)には、ステップST40に進む。
In step ST39, the
ステップST40において、制御部104は、ステップST38の工程でシフトさせた方向と同一の方向に対して、共振周波数をシフトする制御を行う。
また、ステップST41において、制御部104は、ステップST38の工程でシフトさせた方向と異なる方向(反対方向)に対して、共振周波数をシフトする制御を行う。
In step ST40, the
In step ST41, the
ステップST42において、制御部104は、電圧検出器112による検出結果に基づいて電圧の変化を監視し、変化後の電圧が、前回、電圧検出器112で検出した電圧と比較して高くなっているか否か、すなわち電圧のピーク(PEAK)を検出する。電圧のピークを検出できた場合(Yes)には、ステップST44に進み、電圧のピークが検出できない場合(No)には、ステップST43に進む。
In step ST42, the
ステップST43において、制御部104は、共振周波数をシフトする制御を行う。具体的には、ステップST42とステップST43との間において、制御部104は、電圧検出器112で検出される電圧がピーク値圧となるように、共振周波数調整用の回路RC4の容量値を変化させる。
In step ST43, the
ステップST44において、制御部104は、電圧のピーク値を設定する。すなわち、制御部104は、電圧がピーク値となるときの共振周波数調整用の回路RC4の容量値を設定値として決定する。
ステップST45において、制御部104は、外部機器121との間において所定の通信を開始する。
In step ST44, the
In step ST45, the
このようにして、携帯電話装置1は、外部機器121と通信を行う際の一連の動作において、自身が外部機器121に対して、静止状態にあることを条件とし、アンテナエレメント部101のアンテナ線Aを分岐(分割)し、一方のアンテナから基準となる電波を出力し、他方のアンテナにより受信し、受信される電圧値がピーク値となるように共振周波数調整用の回路RC4の容量値を変化させることにより、共振周波数を最適な値に調整することができる。
In this way, the
1 携帯電話装置
41 RFID用アンテナ部
51 RFID処理部
52 RFIDチップ
53 リアクタンス可変部
54 給電部
55 電源回路部
56 RF回路部
57 CPU
58 メモリ
72 CPU
81 加速度センサ
101 アンテナエレメント部
102 給電部
103 切替部
104 制御部
105 判断部
106 受信判断部
107 送信判断部
108 時間経過判断部
109 通信継続判断部
111 基準信号発生器
112 電圧検出器
121 外部機器
DESCRIPTION OF
58
81
Claims (6)
前記筐体の内部に配置され、アンテナ線をその一端部から他端部にかけてコイル状に複数回周回させて構成されるアンテナエレメント部と、
前記アンテナエレメント部の前記一端部及び前記他端部に接続されて給電を行う給電部と、
前記アンテナエレメント部の周回上に接続され、前記アンテナエレメント部の周回数を切り替える切替部と、
所定の条件に応じて前記切替部を切り替え制御して前記周回数を切り替える制御部とを有する携帯端末。 A housing,
An antenna element portion that is arranged inside the housing and is configured by rotating the antenna wire in a coil shape from one end to the other end;
A power feeding unit that feeds power by being connected to the one end and the other end of the antenna element;
A switching unit that is connected on the lap of the antenna element unit and switches the number of laps of the antenna element unit;
A portable terminal comprising: a control unit that switches the switching unit according to a predetermined condition to switch the number of laps.
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