JP4129793B2 - 通信装置 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、通信装置に関し、特に、リーダライタ用のアンテナを、非接触ICカード用のアンテナに対して外部のリーダライタから送出された電磁波を受信しないように配置した通信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図1は、後述する携帯電話機1に組み込まれる、非接触ICカード機能とリーダライタ機能を有する半導体集積回路11の構成例を示している(特許文献参照)。
【0003】
非接触ICカード回路21は、外部のリーダライタ41からそのアンテナ42を介して送出された質問信号としての電磁波を、アンテナ22を介して受信すると、その電磁波の搬送波を整流して直流電源を生成し、それで内部回路を駆動させる。そして非接触ICカード回路21は、質問信号に応じて、自分自身とアンテナ22との間の負荷を変化させて振幅変調を行い、応答信号を、アンテナ22を介して外部のリーダライタ41に送出する。
【0004】
リーダライタ送信回路31は、送信するデータに応じて送信キャリアを変調し、質問信号を、アンテナ33を介して図示せぬ外部の非接触ICカードに送出する。
【0005】
具体的には、リーダライタ送信回路31の出力バッファOB(後述)が、送信キャリア信号と送信データが重畳された信号を出力端子TPから出力するとともに、出力端子TMから、出力端子TPから出力される信号と絶対値が同じで振幅の正負が反転する、送信キャリア信号と送信データが重畳された信号を出力する。
【0006】
リーダライタ受信回路32は、図示せぬ外部の非接触ICカードから送出された応答信号を受信し、その信号を復調して受信データを取得する。
【0007】
【特許文献】
特開平11−213111号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、半導体集積回路11を、例えば、携帯電話機に組み込み、非接触ICカード機能およびリーダライタ機能を持たせる場合、通常、非接触ICカード用のアンテナ22とリーダライタ用のアンテナ33は、図2に示すように、図中上方からみたときにそれらの開口部が重なるようにして、図3に示すように、携帯電話機1の本体2内に設けられる。
【0009】
しかしながら、非接触ICカード用のアンテナ22とリーダライタ用のアンテナ33は、そのように同一筐体内に開口部が重なるようにして配置されると、図4に示すように、携帯電話機1を非接触ICカードとして使用する場合において、携帯電話機1が外部のリーダライタ41に近接されたとき、外部のリーダライタ41のアンテナ42から送出された電磁波(空中電力)は、アンテナ22および33の両方により受信され、空中電力が非接触ICカード回路21とともにリーダライタ送信回路31にも入力される。その結果、後述するようにリーダライタ送信回路31(または半導体集積回路11全体)の電流が逆流し、各素子が故障するなどの問題が生じていた。
【0010】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、リーダライタ用のアンテナ33が外部のリーダライタ41からの電磁波を受信しないようにするものである。
【0011】
なお、リーダライタ送信回路31の電流が逆流する原理を、以下に説明する。
【0012】
図5は、リーダライタ送信回路31の出力バッファOBの構成例を示している。この例の場合、2つのMOS(Metal Oxide Semiconductor)ゲートが並列に同じ電源電圧に接続されている。各MOSゲートは、キャリアが正孔であるpチャンネルのMOS FET(p−MOS)およびキャリアが電子であるnチャンネルのMOS FET(n−MOS)から構成されている。
【0013】
ところでMOSゲートには、MOS構造上、図6に示すように、p−MOSおよびn−MOSのそれぞれのソースSとドレインD電極に寄生ダイオードSDが形成されるので、MOSゲートは、図7に示すような構成を有することになる。ただし、現実の電流方向から、ソースSの電極に形成された寄生ダイオードSDは有効に作用しないことから、MOSゲートは、図8に示すように、p−MOSおよびn−MOSの各ドレインD電極に寄生ダイオードSDが直列接続されている構成と等価となる。
【0014】
すなわち結局、図5に示した出力バッファOBは、実際には、図9に示すように、各MOSゲートに、2個の寄生ダイオードSDが直列接続された構成となるので、半導体集積回路11には、図10に示すような、4個の寄生ダイオードSDからなり、アンテナ33と並列接続されるとともに、リーダライタ送信回路31の電源ラインに結線される全波整流回路41が形成されている。全波整流回路41は、アンテナ33により受信された空中電力を整流し、接点Aに印加する。
【0015】
このように接点Aには、受信された空中電力に応じた電圧が印加されるので、その電圧は上昇し、接点Aの電圧が電源電圧VDDより大きくなったとき、電源の電流が逆流する。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明の通信装置は、非接触ICカード用のアンテナと、非接触ICカード用のアンテナが外部のリーダライタと通信可能な状態に近接されているとき、外部のリーダライタに近接される方向に対して、非接触ICカード用のアンテナと開口部が重ならないように配置されたリーダライタ用のアンテナとを備えることを特徴とする。
【0017】
リーダライタ用アンテナは、半導体集積回路の電流を逆流するだけの電磁波を受信しないように配置することができる。
【0018】
通信装置は、本体と表示部とを折り畳むことができる構造を有しており、非接触ICカード用のアンテナは、本体内または表示部内のうちの一方に配置され、リーダライタ用のアンテナは、本体内または表示部内のうちの他方に配置することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
図11は、本発明を適用した携帯電話機51の構成例を示している。携帯電話機51は、本体52と表示部53とを折り畳むことができる構造を有している。
【0020】
この携帯電話機51には、図12に示す半導体集積回路11(図1に示す半導体集積回路11と同じ)、並びに非接触ICカード用のアンテナ61およびリーダライタ用のアンテナ62が組み込まれている。アンテナ61およびアンテナ62の機能は、図1のアンテナ22およびアンテナ33と基本的に同じであるが、非接触ICカード用のアンテナ61は、図11に示すように、本体52内に設けられ、リーダライタ用のアンテナ62は、表示部53内に設けられている。なお、非接触ICカード用のアンテナ61を、表示部53内に設け、リーダライタ用のアンテナ62を、本体52内に設けることもできる。
【0021】
非接触ICカードとして携帯電話機51を使用するとき、図13に示すように、表示部53が開いた状態の携帯電話機51の本体部52が、外部のリーダライタ41に近接するが、ことのき、外部のリーダライタ41に近接する方向に対して、非接触ICカード用のアンテナ61とリーダライタ用のアンテナ62の開口部が重ならないので、外部のリーダライタ41のアンテナ42から送出される空中電力は、リーダライタ用のアンテナ62に届かず受信されない(受信されたとしても、接点A(図10)の電圧が電源電圧より大きくなる程は受信されない)。
【0022】
また、携帯電話機51を折り畳んだ場合、ICカード用のアンテナ61とリーダライタ用のアンテナ62の開口部は重なることとなるが、この2つのアンテナの間には携帯電話機51の基板や不要輻射用シールドなどが挟まることとなる。そのため、外部のリーダライタ41のアンテナ42から送出される空中電力は、ICカード用のアンテナ61には受信されるが、リーダライタ用のアンテナ62には2つのアンテナの間に挟まれた携帯電話機51の基盤や不要輻射用シールドにより空中電力が減衰されるため、受信されない(受信されたとしても、接点A(図10)の電圧が電源電圧より大きくなる程は受信されない)。
【0023】
従って、半導体集積回路11のリーダライタ送信回路31内の電流は逆流しない。
【0024】
なお、携帯電話機51には、折り畳み式(図11)の他、図14に示すように、1つの筐体からなり折り畳むことができないものがある。このような場合においても、非接触ICカード用のアンテナ61とリーダライタ用のアンテナ62を、外部のリーダライタ41に近接される方向対して、それらの開口部が重ならないように並べて配置すれば、携帯電話機51が非接触ICカードとして使用する場合において、外部にリーダライタ41に近接されても、外部のリーダライタ41のアンテナ42から送出される空中電力は、リーダライタ用のアンテナ62により受信されない。
【0025】
【発明の効果】
本発明によれば、非接触ICカード用のアンテナが外部のリーダライタと通信可能な状態に近接されているとき、半導体集積回路の電流を逆流するだけの電磁波が、リーダライタ用のアンテナより受信されないようにすることができる。
【0026】
また、非接触ICカードとして使用する場合に、リーダライタ用アンテナで受信する空中線電力をおさえることでエネルギーロスをおさえ、非接触ICカードとしての通信を効率よく行うことができる。
【0027】
また、2つのアンテナは独立しているので、アンテナ形状、アンテナサイズ、巻数、共振状態など、非接触ICカード用のアンテナとリーダライタ用のアンテナのそれぞれをベストな状態にチューニングすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のリーダライタの構成例を示すブロック図である。
【図2】従来の、非接触ICカード用のアンテナとリーダライタ用のアンテナの配置例を示す図である。
【図3】従来の、非接触ICカード用のアンテナとリーダライタ用のアンテナの配置例を示す他の図である。
【図4】外部のリーダライタから放出される電磁波の様子を示す図である。
【図5】図1のリーダライタ送信回路の出力バッファの回路図である。
【図6】図5の出力バッファのMOS上の構成を示す図である。
【図7】図6の出力バッファのMOSゲートの回路図である。
【図8】図7の回路の変形例を示す図である。
【図9】図5の回路の変形例を示す図である。
【図10】MOSゲートに含まれる寄生ダイオードより構成される全波整流回路の回路図である。
【図11】本発明を適用した携帯電話機の構成例を示す図である。
【図12】本発明を適用した携帯電話機に組み込まれている半導体集積回路の構成例を示すブロック図である。
【図13】外部のリーダライタから放出される電磁波の様子を示す他の図である。
【図14】外部のリーダライタから放出される電磁波の様子を示す他の図である。
【符号の説明】
51 携帯電話機, 61 アンテナ, 62 アンテナ
Claims (3)
- 非接触ICカード機能とリーダライタ機能を有する半導体集積回路が搭載された通信装置において、
非接触ICカード用のアンテナと、
前記非接触ICカード用のアンテナが外部のリーダライタと通信可能な状態に近接されているとき、前記外部のリーダライタに近接される方向に対して、前記非接触ICカード用のアンテナと開口部が重ならないように配置されたリーダライタ用のアンテナと
を備えることを特徴とする通信装置。 - 前記リーダライタ用アンテナは、前記半導体集積回路の電流を逆流するだけの電磁波を受信しないように配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記通信装置は、本体と表示部とを折り畳むことができる構造を有しており、
前記非接触ICカード用のアンテナは、前記本体内または表示部内のうちの一方に配置され、前記リーダライタ用のアンテナは、前記本体内または表示部内のうちの他方に配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
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