JP5000701B2 - 携帯電子機器及び磁界アンテナ回路 - Google Patents

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Description

本発明は、磁界通信を行う携帯電子機器及び磁界アンテナ回路に関する。
現在、他者と遠隔通信を行うための携帯端末において、機能性向上のために、非接触ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップであるＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等により外部と通信を行うための通信手段が筐体に内蔵されたものが増えつつある（特許文献１及び２を参照。）。
特開２００４−６２６６５号公報 特開２００５−３３９５７８号公報 特開２００１−３４４５７４号公報
しかしながら、ＲＦＩＤ通信により送受信される情報の中には、重要な情報も含まれる等の理由により、そのアンテナ性能には非常に厳しい周波数特性が要求される。
さらに、携帯電子機器は、その携帯性により、様々な使用環境（例えば、スキー場や、炎天下の駐車場等）において利用される。
また、携帯電子機器は、その設計において、上述したような使用環境のみならず、バッテリ駆動されており、バッテリ自体から生じる熱や、無線回路等の電子回路から生じる熱についても考慮する必要がある。しかも、携帯性やデザイン性を損なわないようにするために、アンテナ自体を大きく構成することができず、細線を多数巻きまわしたようなコイルが小型の筐体の中に窮屈な状態に配されている。
また、アンテナは、熱による影響を受けやすいため、このような外部的及び内部的な寒暖差の大きな熱環境下において、安定した周波数特性を図る必要がある。
そこで、本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、温度変化に対して安定した周波数特性を有し、安定した通信が行えるような共振周波数に調整を行うＲＦＩＤ用アンテナを有する携帯電子機器及びそのような携帯電子機器に用いられる磁界アンテナ回路を提供することにある。
本発明に係る携帯電子機器は、上記課題を解決するために、磁界による無線信号を送受信可能なアンテナコイルと、前記アンテナコイルに接続され、可変キャパシタンス素子、又はキャパシタンス素子及びスイッチング素子から成る可変リアクタンス部とを有する通信部と、前記アンテナコイルにより前記無線信号が送信または受信される際に前記アンテナコイルの共振周波数が所定の周波数範囲から外れていることを検出すると、可変キャパシタンス素子、又はキャパシタンス素子及びスイッチング素子から成る前記可変リアクタンス部のキャパシタンス値を変更することにより前記アンテナコイルの共振周波数を調整する制御部と、を備えることを特徴とする。
また、上記携帯電子機器では、前記通信部は、前記アンテナコイルによって受信される無線信号を取得する情報処理部を有し、前記可変リアクタンス部は、前記アンテナコイルと前記情報処理部との間に接続されることを特徴とする。
また、上記携帯電子機器では、前記可変キャパシタンス素子は、バリキャップダイオードで構成されることが好ましい。
また、上記携帯電子機器では、前記スイッチング素子は、前記キャパシタンス素子の一端が接地される状態と接地されない状態とを切り替え可能であり、前記制御部は、前記スイッチング素子を切り替えることにより前記可変リアクタンス部のキャパシタンス値を変更することが好ましい。
また、上記携帯電子機器では、前記スイッチング素子は、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であって、当該ＦＥＴに含まれる寄生ダイオードが整流しないようにバイアス電圧が印加されている構成であることが好ましい。
また、上記携帯電子機器では、前記可変リアクタンス部は、前記キャパシタンス素子と、当該キャパシタンス素子の一端が接地される状態と接地されない状態とを切リ替え可能な前記スイッチング素子とにより構成される組を複数組含んで構成され、前記制御部は、前記複数のスイッチング素子それぞれを切り替えることにより前記可変リアクタンス部のキャパシタンス値を変更することが好ましい。
また、本発明に係る携帯電子機器に組み込まれる磁界アンテナ回路は、上記課題を解決するために、携帯電子機器に組み込まれ、磁界通信を行う通信部を構成する磁界アンテナ回路であって、磁界による無線信号を送受信可能なアンテナコイルと、可変キャパシタンス素子、又はキャパシタンス素子及びスイッチング素子から成り、前記アンテナコイルに一端が接続されて前記アンテナコイルの共振周波数を調整する可変リアクタンス部とを有し、前記可変リアクタンス部は、前記アンテナコイルにより前記無線信号が送信または受信される際に前記アンテナコイルの共振周波数が所定の周波数範囲から外れていることが検出されると、キャパシタンス値が変更されることを特徴とする。
本発明によれば、温度変化等に対して安定した周波数特性を有することが可能である。
本発明に係る携帯電話装置の外観を示す斜視図である。 本発明に係る携帯電話装置に備えられている操作部側筐体部の構成を示す斜視図である。 本発明に係る携帯電話装置の機能を示すブロック図である。 ＲＦＩＤ部の温度変化に対する共振周波数の変化を示す図である。 本発明に係る磁界アンテナ部の構成を示す図である。 温度変化に対する磁界アンテナ部を構成するコイルのインダクタンス値の変化率を示す図である。 温度変化に対する磁界アンテナ部を構成するリアクタンス素子の容量の変化率を示す図である。 磁界アンテナ部の温度変化に対する共振周波数の特性を示す図である。 本発明に係る携帯電話装置の機能を示すブロック図である。 本発明に係る携帯電話装置の第１の構成を示す回路図である。 バリキャップダイオードにおける逆バイアス電圧に対する端子間容量の変化を示す図である。 本発明に係る携帯電話装置の第２の構成を示す回路図である。 共振周波数をスペック内に移動させる際の調整についての説明に供する図である。 本発明に係る携帯電話装置の第３の構成を示す回路図である。 共振周波数をスペック内に移動させる際の調整についての説明に供する図である。 ＲＦＩＤ部の温度変化に対する共振周波数の変化を示す図である。 本発明に係る携帯電話装置の第４の構成を示す回路図である。 温度変化に対する磁界アンテナのインダクタンス値の変化率を示す図である。 温度変化に対するコンデンサの容量の変化率を示す図である。 温度変化に対するＲＦＩＤチップ等の容量の変化率を示す図である。 温度変化に対するコンデンサの容量の変化率を示す図である。 温度補償用コンデンサを用いたときのＲＤＩＤ部の温度変化に対する共振周波数の特性を示す図である。 本発明に係る携帯電話装置の第５の構成を示す回路図である。 本発明に係る携帯電話装置の第６の構成を示す回路図である。 本発明に係る携帯電話装置の第７の構成を示す回路図である。 本発明に係る携帯電話装置の第８の構成を示す回路図である。 本発明に係る携帯電話装置の第９の構成を示す回路図である。 ＦＥＴのドレイン端子側に大きな電圧を印加したときの入力信号の波形を示す図である。 本発明に係る携帯電話装置の第１０の構成を示す回路図である。 図２９に示す第１０の構成において、ＦＥＴのドレイン端子側に大きな電圧を印加したときの入力信号の波形を示す図である。 図２９に示す第１０の構成の等価回路を示す回路図である。 図２９に示す第１０の構成の具体的な回路図である。 本発明に係る携帯電話装置の機能を示すブロック図である。 インダクタンス部の第１の構成を示すブロック図である。 インダクタンス部の第２の構成を示すブロック図である。 インダクタンス部の第３の構成を示すブロック図である。 インダクタンス部の第４の構成を示すブロック図である。
符号の説明
１ 携帯電話装置、２ 操作部側筐体部、３ 表示部側筐体部、４ ヒンジ機構、４０ 基板、４１ ＲＦＩＤ部（第１の通信部）、４２ リアケース部、４３ 充電池、４４ 充電池カバー、５０ 磁界アンテナ部、５１ ＲＦＩＤチップ、５２ コンデンサ、６１ 第２の通信部、６２ 処理部、７０ メインアンテナ、７１ 通信処理部
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る携帯電子機器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。また、本発明の携帯電子機器は、携帯電話装置に限定されるものではなく、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等のその他の携帯電子機器であってもよい。
携帯電話装置１は、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。
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、後述する処理部６２を構成している。
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）にしたり、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）にしたりできる。
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。
基板４０は、所定の演算処理を行うＣＰＵ等の素子が実装されており、表面部１０上の操作ボタン群１１がユーザにより操作が行われたときに、所定の信号がＣＰＵに供給される。
また、後述する第１実施形態に係るＲＦＩＤ部４１は、第１の使用周波数帯（例えば、１３．５６ＭＨｚ）により外部装置と通信を行う磁界アンテナ部５０と、ＲＦＩＤチップ５１と、調整用のコンデンサ５２と、を備える。
また、後述する第２実施形態に係るＲＦＩＤ部４１は、第１の使用周波数帯（例えば、１３．５６ＭＨｚ）により外部装置と通信を行う磁界アンテナ部５０と、ＲＦＩＤチップ５１と、調整用のリアクタンス可変部５７と、を備える。
また、後述する第３実施形態に係るＲＦＩＤ部４１は、第１の使用周波数帯（例えば、１３．５６ＭＨｚ）により外部装置と通信を行う磁界アンテナ部５０と、ＲＦＩＤチップ５１と、コンデンサ５２と、調整用のインダクタンス部５８と、を備える。
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の使用周波数帯により通信を行うメインアンテナ７０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部４１を固定するＲＦＩＤ部固定部４２Ｄとを備えている。なお、メインアンテナ７０の詳細については後述する。
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態について以下に説明する。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、第１の通信部であるＲＦＩＤ部４１（第２の機能部）と、外部の端末と通信を行う第２の通信部６１と、第２の通信部６１により通信される情報を処理する処理部６２（第１の機能部）と、を備えている。
ＲＦＩＤ部４１は、上述したように、第１の使用周波数帯（例えば、１３．５６ＭＨｚ）により外部装置と通信を行う磁界アンテナ部５０と、ＲＦＩＤチップ５１と、調整用のコンデンサ５２と、を備える。
磁界アンテナ部５０は、例えば、ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）材料からなるシート上に複数回渦巻き状に巻かれたコイルにより構成される磁界アンテナであって、外部装置との間で第１の使用周波数帯の信号を送受信する。
ＲＦＩＤチップ５１は、磁界アンテナ部５０で受信された信号によって誘起された電力に基づいて所定の電圧を生成する電源回路５３と、磁界アンテナ部５０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ＲＦ回路５４と、所定の演算処理を行うＣＰＵ５５と、所定のデータが格納されているメモリ５６と、を備えている。電源回路５３は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータにより構成されている。
ここで、ＲＦＩＤ部４１の動作について説明する。
磁界アンテナ部５０は、外部に設置されているリーダ・ライタ装置に対して、所定距離まで接近したときに、当該リーダ・ライタ装置から送信される電磁波（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、コンデンサ５２は、第１の使用周波数帯の電磁波が磁界アンテナ部５０を介してＲＦ回路５４に供給されるように、所定の調整（チューニング）を行う。
また、磁界アンテナ部５０により電磁波が受信されると、電磁誘導作用により起電力が発生する。
電源回路５３は、電磁誘導作用により発生した起電力から所定の電源電圧を生成し、ＲＦ回路５４と、ＣＰＵ５５と、メモリ５６とに供給する。また、ＲＦ回路５４と、ＣＰＵ５５と、メモリ５６とは、電源回路５３から所定の電源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。
ＲＦ回路５４は、磁界アンテナ部５０を介して供給された第１の使用周波数帯の信号に対して復調等の信号処理を行い、処理後の信号をＣＰＵ５５に供給する。
ＣＰＵ５５は、ＲＦ回路５４から供給された信号に基づいて、メモリ５６にデータを書き込む、又は、メモリ５６からデータを読み出す。ＣＰＵ５５は、メモリ５６からデータを読み出した場合には、当該データをＲＦ回路５４に供給する。ＲＦ回路５４は、メモリ５６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、磁界アンテナ部５０を介して外部のリーダ・ライタ装置に伝達する。
また、ＲＦＩＤ部４１は、上述では、電源部を有さない、いわゆる受動型（Ｐａｓｓｉｖｅ）の誘導電磁界方式（電磁誘導方式）であるものとして説明を行ったが、これに限られず、受動型の相互誘導方式（電磁結合方式）又は放射電磁界方式（電波方式）であっても良いし、又は、電源部を有する能動型（Ａｃｔｉｖｅ）であっても良い。また、ＲＦＩＤ部４１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。
また、第２の通信部６１は、図３に示すように、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外部装置と通信を行うメインアンテナ７０と、変調処理又は復調処理等の信号処理を行う通信処理部７１（第２の情報処理部）と、を備える。また、第２の通信部６１は、充電池４３から電源の供給を受けている。
メインアンテナ７０は、第２の使用周波数帯（例えば、８００ＭＨｚ）で外部装置と通信を行う。なお、本実施の形態では、第２の使用周波数帯として、８００ＭＨｚとしたが、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７０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）に対応できる、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。
通信処理部７１は、メインアンテナ７０によって受信した信号を復調処理し、処理後の信号を処理部６２に供給し、処理部６２から供給された信号を変調処理し、メインアンテナ７０を介して外部装置に送信する。
また、処理部６２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響処理部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６２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、ＣＰＵ５５とＣＰＵ７２とが、信号線Ｓで結ばれており、信号線Ｓを介してＲＦＩＤ部４１により処理された情報が画像処理部７５に供給され、画像処理部７５により処理された情報がディスプレイ２１に表示される構成となっている。
つぎに、ＲＦＩＤ部４１の特性について説明する。
ＲＦＩＤ部４１を構成する磁界アンテナ部５０は、図４に示すような、温度特性を有しており、周囲の温度が低下すると共振周波数が上昇し、一方で、周囲の温度が上昇すると共振周波数は低下する。これは、周囲の温度変化によって、磁界アンテナ部５０を構成するアンテナ線材が収縮又は膨張し、インダクタンス（Ｌ）値が変化することによって生ずる。
ところで、ＲＦＩＤ部４１のアンテナ性能に対しては、厳しい周波数特性が要求されており、一般的な使用環境下において、共振周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）が一定の周波数範囲内（例えば、±１００ｋＨｚ）に収まるように構成する必要がある。なお、共振周波数としては、他に、１３．１７２５ＭＨｚ±２００ｋＨｚの場合や、１３．６１ＭＨｚ±７５ｋＨｚの場合等、端末のハードウェア構成等による影響を考慮する等の理由により様々なものがある。
そこで、本発明に係る携帯電話装置１では、図５に示すように、複数回渦巻き状に巻かれたコイル（磁界アンテナ）５０ａと、温度補償用のリアクタンス素子（例えば、−７５０ｐｐｍ／℃の温度補償用コンデンサ）５０ｂと、により磁界アンテナ部５０（アンテナアセンブリ側）を構成する。この磁界アンテナ部５０は、ＲＦＩＤチップ５１に電気的に接続されるとともに、コンデンサ５２を介してグランド部ＧＮＤに導通されている。
ここで、リアクタンス素子５０ｂは、アンテナ線材で構成されるコイル５０ａのインダクタンスが温度変化に対して変動する量と、逆となる温度−リアクタンス特性を有している。
したがって、例えば、コイル５０ａにおける温度変化（−２０℃から＋６０℃）に対するインダクタンス値の変化率が図６に示すような特性（例えば、２０℃を基準にして、温度の上昇に伴ってインダクタンス値の変化率が上昇し、一方、温度の下降に伴ってインダクタンス値の変化率が下降する）の場合には、容量変化率が当該インダクタンス値の変化率と逆特性となる、すなわち、例えば、２０℃を基準にして、温度の上昇に伴って容量変化率が下降し、また、温度の下降に伴って容量変化率が上昇する特性を有するリアクタンス素子５０ｂをコイル５０ａに対して並列的に接続する（図７を参照）。
このような構成にすることにより、磁界アンテナ部５０は、図８に示すように、リアクタンス素子５０ｂの温度特性によりコイル５０ａの温度特性を相殺し、所定範囲の温度変化（−２０℃から＋６０℃）に対して共振周波数が変動しないように構成することができる。
また、ＲＦＩＤ部４１の共振周波数Ｆｃは、（１）式にしたがって、コンデンサ５２のキャパシタンス値と、磁界アンテナ部５０（コイル５０ａ）のインダクタンス値と、により決定される。
Ｆｃ＝１／（２π√（Ｌ×Ｃ））・・・（１）
このようにして、本発明によれば、アンテナアセンブリ側である磁界アンテナ部５０において、リアクタンス素子５０ｂを負荷することによる温度補償を行っているので、磁界アンテナ部５０全体としてのリアクタンス値が温度変化に対して変動せず、また、このような磁界アンテナ部５０と、コンデンサ５２とにより決定される共振周波数も温度変化によって変動しない。
したがって、本発明に係る携帯電話装置１では、アンテナアセンブリ側である磁界アンテナ部５０のみで温度補償を行うので、アンテナアセンブリ側以外の構成部において温度補償の対策が不要となる。したがって、当該構成部がどのような構成であってもアンテナアセンブリ側である磁界アンテナ部５０では設計の変更を行うことなく対応できるため、アンテナアセンブリ側である磁界アンテナ部５０に汎用性が生まれ、コストダウンにつながる。
なお、携帯電話装置１が使用される一般的な環境下において、ＲＦＩＤ部４１の共振周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）が一定の周波数範囲内（例えば、±１００ｋＨｚ）になれば良く、リアクタンス素子５０ｂの温度に対する容量変化率は、上述の図７に示すような特性（コイル５０ａのインダクタンス値の変化率に対して完全に逆の特性）を有していなくても良い。
また、他の実施の形態として、携帯電話装置１は、コンデンサ５２を設けず、アンテナアセンブリ側である磁界アンテナ部５０における温度補償用のリアクタンス素子５０ｂとコイル５０ａとにより共振周波数を決定するような構成であっても良い。このような構成の場合には、コンデンサ５２が不要となるため、携帯電話装置１の製造コストを低減することができる。
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について以下に説明する。ここで、第２実施形態における携帯電話装置１は、第１実施形態における携帯電話装置１とＲＦＩＤ部４１における調整用のリアクタンス可変部５７を除き同様の構成である。以下、第２実施形態における携帯電話装置１について第１実施形態における携帯電話装置１と異なる点を中心に説明し、他の説明は省略する。
図９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９に示すように、第１の通信部であるＲＦＩＤ部４１と、外部の端末と通信を行う第２の通信部６１と、第２の通信部６１により通信される情報を処理する処理部６２と、を備えている。
ＲＦＩＤ部４１は、上述したように、第１の使用周波数帯（例えば、１３．５６ＭＨｚ）により外部装置と通信を行う磁界アンテナ部５０（第１のアンテナ部）と、ＲＦＩＤチップ５１（第１の情報処理部）と、調整用のリアクタンス可変部５７と、を備える。
また、第２の通信部６１は、図９に示すように、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外部装置と通信を行うメインアンテナ７０（第２のアンテナ部）と、変調処理又は復調処理等の信号処理を行う通信処理部７１（第２の情報処理部）と、を備える。また、第２の通信部６１は、充電池４３から電源の供給を受けている。
なお、磁界アンテナ部５０、ＲＦＩＤチップ５１、電源回路５３、ＲＦ回路５４、ＣＰＵ５５、メモリ５６、処理部６２、メインアンテナ７０及び通信処理部７１の動作及び機能は、上述した第１実施形態と同様である。
つぎに、ＲＦＩＤ部４１の特性について説明する。
ＲＦＩＤ部４１のアンテナ性能に対しては、厳しい周波数特性が要求されており、一般的な使用環境下において、共振周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）が一定の周波数範囲内（例えば、±１００ｋＨｚ）に収まるように構成する必要がある。なお、共振周波数としては、他に、１３．１７２５ＭＨｚ±２００ｋＨｚの場合や、１３．６１ＭＨｚ±７５ｋＨｚの場合等、端末のハードウェア構成等による影響を考慮する等の理由により様々なものがある。
また、ＲＦＩＤ部４１の共振周波数Ｆｃは、（１）式にしたがって、リアクタンス可変部５７のキャパシタンス（Ｃ）値と、磁界アンテナ部５０のインダクタンス（Ｌ）値と、により決定される。
Ｆｃ＝１／（２π√（Ｌ×Ｃ））・・・（１）
ここで、ＲＦＩＤ部４１は、磁界アンテナ部５０のインダクタンス（Ｌ）値や、調整用のリアクタンス可変部５７の容量や、ＲＦＩＤチップ５１等のばらつきにより、共振周波数が変動し、当該ばらつきが大きいときには、安定した通信を行うために要求されるスペック（一定の周波数範囲）を外れてしまう場合がある。
そこで、本発明に係る携帯電話装置１では、以下に示す構成にすることにより、共振周波数を要求される一定の範囲内（スペック内）に収めるように調整する。
＜第１の構成＞
リアクタンス可変部５７は、図１０に示すように、バリキャップダイオード５７ａにより構成され、バリキャップダイオード５７ａが磁界アンテナ部５０に対して並列的に接続にされる。ＣＰＵ７２は、バリキャップダイオード５７ａに逆バイアス電圧を供給する。バリキャップダイオード５７ａは、ＣＰＵ７２から供給される逆バイアス電圧の電圧値に応じて容量が可変する。なお、バリキャップダイオード５７ａは、図１１に示すように、逆バイアス電圧の印加に対して、所定の比率で端子間容量が可変する特性を有する。
例えば、工場出荷前に、ＲＦＩＤチップ５１等のばらつきに起因して、ＲＦＩＤ部４１の共振周波数が所定の範囲に収まるかどうかについて確認作業を行い、ＣＰＵ７２からバリキャップダイオード５７ａに供給される電圧値を決定する。
また、工場出荷後においては、ＣＰＵ７２からバリキャップダイオード５７ａに対して、工場出荷前に決定された一定の逆バイアス電圧（例えば、＋３Ｖ）を印加することにより、ＲＦＩＤ部４１において、ＲＦＩＤチップ５１の端子容量等のばらつきによって共振周波数がスペックアウトすることなく安定した通信品質を担保する。
本発明に係る携帯電話装置１は、ＣＰＵ７２から一定の逆バイアス電圧をバリキャップダイオード５７ａに供給するので、ＣＰＵ７２の制御電圧ポートを最小限により構成することができ、コストの低減化を図ることができる。また、制御電圧の分解能を高くする構成することにより、バリキャップダイオード５７ａに印加する逆バイアス電圧を精細に決定することができ、共振周波数を線形状（リニア）に制御することができる。
＜第２の構成＞
リアクタンス可変部５７は、図１２に示すように、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃが調整用のコンデンサ５７ｂに直列接続されたもの（以下、第１の調整部５７ｄという。）と、第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆが調整用のコンデンサ５７ｅに直列接続されたもの（以下、第２の調整部５７ｇという。）と、により構成され、磁界アンテナ部５０に対してそれぞれが並列的に接続される。ＣＰＵ７２は、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃ及び第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆに対して、選択的に一定電圧を供給し、ＯＮ状態又はＯＦＦ状態に設定する。また、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃと第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆのいずれか一方又は双方がＣＰＵ７２によりＯＮ状態に設定されることにより、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃ及び第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆに直列的に接続されている調整用のコンデンサ５７ｂ、５７ｅが有効となり、キャパシタンス（Ｃ）値が変化し、共振周波数を調整することができる。
例えば、工場出荷前に、ＲＦＩＤチップ５１の端子容量等のばらつきに起因して、ＲＦＩＤ部４１の共振周波数が所定の周波数範囲Ｘに収まるかどうかについて確認作業を行い、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃと第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆの双方をＯＦＦ状態に設定するか、いずれか一方又は双方をＯＮ状態に設定するかを決定する。
また、工場出荷後においては、ＣＰＵ７２は、工場出荷前に行った決定にしたがって、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃと第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆに対して、いずれにも電圧を供給しない、又は、いずれか一方又は双方に電圧を供給する。このようにして、ＲＦＩＤ部４１は、ＲＦＩＤチップ５１の端子容量等のばらつきによって共振周波数がスペックアウトすることなく安定した通信品質を担保する。
具体的には、工場出荷前において、予め、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃと第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆのいずれか一方をＯＮ状態に設定しておく。そして、共振周波数が高周波数側にスペックアウト（所定の周波数範囲Ｘを超えている）している場合には、他方もＯＮ状態に設定する、すなわち、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃと第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆの双方をＯＮ状態に設定する。このように設定することによって、共振周波数をスペック内に収めることができる（図１３（Ａ）を参照）。また、共振周波数が低周波数側にスペックアウトしている場合には、予めＯＮ状態になっている第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃ又は第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆをＯＦＦ状態に設定する、すなわち、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃと第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆの双方をＯＦＦ状態に設定する。このように設定することによって、共振周波数をスペック内に収めることができる（図１３（Ｂ）を参照）。
このように構成することにより、本発明に係る携帯電話装置１は、ＣＰＵ７２から第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃ及び第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆに対して、選択的に一定電圧を供給し、ＯＮ状態又はＯＦＦ状態に設定する。したがって、本発明によれば、調整用のコンデンサ５７ｂ、５７ｅの有無によって共振周波数の調整を行うことができるので、容量のばらつきを吸収し、また、ＣＰＵ７２のＧＰＩＯ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ）等の汎用入出力ポートを利用することができ、小型かつ低コストを図ることができる。また、本発明によれば、容量の大きな調整用のコンデンサ５７ｂ、５７ｅを使用することにより、ＯＮ状態からＯＦＦ状態へ、又はＯＦＦ状態からＯＮ状態へ変化させた場合の容量値の幅を大きくすることができる。また、温度による容量変化が少ないメリットもある。
なお、上述では、リアクタンス可変部５７は、第１の調整部５７ｄと、第２の調整部５７ｇとの２組で構成されるものとして説明したが、これに限られず、いずれか一方の１組により構成されていても良いし、２組以上で構成されていても良い。また、２組以上で構成されている場合には、ＯＮ状態とＯＦＦ状態の組み合わせを多数実現でき、共振周波数の調整をより精細に行うことができる。
また、本実施例においては、スイッチとしてＦＥＴを想定したが、特にこれに限られず、ＯＮ状態にしたときに調整用のコンデンサの一端をＧＮＤにショートできる構成であれば良く、例えば、トランジスタやメカニカルＳＷ等であっても良い。
＜第３の構成＞
リアクタンス可変部５７は、図１４に示すように、上述した＜第１の構成＞と＜第２の構成＞を組み合わせた構成であって、バリキャップダイオード５７ａと、第１の調整部５７ｄと、第２の調整部５７ｇと、により構成され、磁界アンテナ部５０に対してそれぞれが並列的に接続される。ＣＰＵ７２は、バリキャップダイオード５７ａに逆バイアス電圧を供給し、及び、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃ及び第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆに対して、選択的に一定電圧を供給し、ＯＮ状態又はＯＦＦ状態に設定する。
また、バリキャップダイオード５７ａは、印加される逆バイアス電圧値に応じて直列的に接続されているコンデンサのキャパシタンス（Ｃ）値が変化し、また、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃと第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆのいずれか一方又は双方がＣＰＵ７２によりＯＮ状態に設定されることにより、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃ及び第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆに直列的に接続されている調整用のコンデンサ５７ｂ、５７ｅが有効となり、キャパシタンス（Ｃ）値が変化することにより、共振周波数を調整する。
本構成によれば、バリキャップダイオード５７ａによる制御電圧の分解能が低く、バリキャップダイオード５７ａの調整によっては、スペックＸをまたいでしまう場合（例えば、共振周波数が高周波数側にスペックアウトしているときに、バリキャップダイオード５７ａに一定の逆バイアス電圧を印加すると、逆に低周波数側にスペックアウトしてしまう場合）には、バリキャップダイオード５７ａは、スペックＸをまたがない程度に調整可能範囲Ｙを狭く設定し、全体のばらつきよりも小さくしておく。つまり、共振周波数がバリキャップダイオード５７ａの調整可能範囲Ｙから外れている場合には、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃと第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆにより、バリキャップダイオード５７ａの調整可能範囲Ｙに移動するように粗い調整を行い、その後、バリキャップダイオード５７ａにより共振周波数の中心位置がスペックＸ内の所定の位置に移動するように微調整する（図１５を参照）。
このようにして、本発明によれば、スペックＸに対して共振周波数の分布が大きいときに有効である。
なお、上述では、リアクタンス可変部５７は、第１の調整部５７ｄと、第２の調整部５７ｇとの２組を含んで構成されるものとして説明したが、これに限られず、いずれか一方の１組により構成されていても良いし、２組以上で構成されていても良い。また、２組以上で構成されている場合には、ＯＮ状態とＯＦＦ状態の組み合わせを多数実現でき、共振周波数の調整をより精細に行うことができる。
また、本実施例においては、スイッチとしてＦＥＴを想定したが、特にこれに限られず、ＯＮ状態にしたときに調整用のコンデンサの一端をＧＮＤにショートできる構成であれば良く、例えば、トランジスタやメカニカルＳＷ等であっても良い。
＜第４の構成＞
ここで、ＲＦＩＤ部４１を構成する磁界アンテナ部５０は、図１６に示すような、温度特性を有しており、周囲の温度が低下すると共振周波数が上昇し、一方で、周囲の温度が上昇すると共振周波数は低下する。これは、周囲の温度変化によって、磁界アンテナ部５０を構成するアンテナ線材が収縮又は膨張し、インダクタンス（Ｌ）値が変化することによって生ずる。また、ＲＦＩＤチップ５１の端子容量等も温度特性を有している。
そこで、本発明に係る携帯電話装置１では、リアクタンス可変部５７を、第４の構成から第１０の構成にすることにより、所定範囲の温度変化（例えば、−２０℃から＋６０℃）に対して共振周波数が一定の範囲内（スペック内）に収まるように調整し、かつ、ＲＦＩＤチップ５１の端子容量等の温度特性により生ずる共振周波数の変動を調整する。
リアクタンス可変部５７は、図１７に示すように、バリキャップダイオード５７ａと、第１のコンデンサ（例えば、−７５０ｐｐｍ／℃の温度補償用コンデンサ）５７ｈと、第２のコンデンサ（例えば、−７５０ｐｐｍ／℃の温度補償用コンデンサ）５７ｉと、により構成され、バリキャップダイオード５７ａと、第１のコンデンサ５７ｈと、第２のコンデンサ５７ｉと、が磁界アンテナ部５０に対してそれぞれ並列的に接続にされる。
ＣＰＵ７２は、バリキャップダイオード５７ａに逆バイアス電圧を供給する。バリキャップダイオード５７ａは、ＣＰＵ７２から供給される逆バイアス電圧の電圧値に応じて容量が可変する。なお、バリキャップダイオード５７ａは、図１１に示すように、逆バイアス電圧の印加に対して、所定の比率で端子間容量が可変する特性を有する。
例えば、工場出荷前に、ＲＦＩＤチップ５１の端子容量や磁界アンテナ部５０等のばらつきに起因して、ＲＦＩＤ部４１の共振周波数が所定の範囲に収まるかどうかについて確認作業を行い、ＣＰＵ７２からバリキャップダイオード５７ａに供給される電圧値を決定する。
また、工場出荷後においては、ＣＰＵ７２からバリキャップダイオード５７ａに対して、工場出荷前に決定された一定の逆バイアス電圧（例えば、＋３Ｖ）を印加することにより、ＲＦＩＤ部４１において、ＲＦＩＤチップ５１の端子容量等のばらつきによって共振周波数がスペックアウトすることなく安定した通信品質を担保する。
また、第１のコンデンサ５７ｈは、磁界アンテナ部５０のインダクタンス（Ｌ）値が温度変化に対して変動する量と、逆となる温度−リアクタンス特性を有している。
また、第２のコンデンサ５７ｉは、ＲＦＩＤチップ５１の端子容量等により生ずるキャパシタンス（Ｃ）値が温度変化に対して変動する量と、逆となる温度−リアクタンス特性を有している。なお、バリキャップダイオード５７ａも温度特性を有しており、本実施例においては、第２のコンデンサ５７ｉにより調整する。
したがって、例えば、磁界アンテナ部５０における温度変化（例えば、−２０℃から＋６０℃）に対するインダクタンス値の変化率が図１８に示すような特性（例えば、２０℃を基準にして、温度の上昇に伴ってインダクタンス値の変化率が上昇し、一方、温度の下降に伴ってインダクタンス値の変化率が下降する）の場合には、容量変化率が当該インダクタンス値の変化率と逆特性となる、すなわち、例えば、２０℃を基準にして、温度の上昇に伴って容量変化率が下降し、また、温度の下降に伴って容量変化率が上昇する特性を有する第１のコンデンサ５７ｈを磁界アンテナ部５０に対して並列的に接続する（図１９を参照）。
また、例えば、ＲＦＩＤチップ５１の端子容量やバリキャップダイオード５７ａにおける温度変化（例えば、−２０℃から＋６０℃）に対するＣ値の変化率が図２０に示すような特性（例えば、２０℃を基準にして、温度の上昇に伴ってＣ値の変化率が上昇し、一方、温度の下降に伴ってＣ値の変化率が下降する）の場合には、容量変化率が当該Ｃ値の変化率と逆特性となる、すなわち、例えば、２０℃を基準にして、温度の上昇に伴って容量変化率が下降し、また、温度の下降に伴って容量変化率が上昇する特性を有する第２のコンデンサ５７ｉをバリキャップダイオード５７ａ等に対して並列的に接続する（図２１を参照）。
このような構成にすることにより、本発明に係る携帯電話装置１は、セット全体として、図２２に示すように、磁界アンテナ部５０等の温度特性を相殺し、かつ、ＲＦＩＤチップ５１の端子容量等のばらつきを相殺し、所定範囲の温度変化（例えば、−２０℃から＋６０℃）に対して共振周波数が変動しないように構成することができる。
＜第５の構成＞
リアクタンス可変部５７は、図２３に示すように、第１の調整部５７ｄと、第２の調整部５７ｇと、第１のコンデンサ（例えば、−７５０ｐｐｍ／℃の温度補償用コンデンサ）５７ｈと、第２のコンデンサ（例えば、−７５０ｐｐｍ／℃の温度補償用コンデンサ）５７ｉと、により構成され、磁界アンテナ部５０に対してそれぞれが並列的に接続される。
第１の調整部５７ｄ及び第２の調整部５７ｇの動作は、上述した＜第２の構成＞と同様であり、また、第１のコンデンサ５７ｈ及び第２のコンデンサ５７ｉの動作は、上述した＜第４の構成＞と同様である。
このように構成することにより、本発明に係る携帯電話装置１は、リアクタンス可変部５７を第１の調整部５７ｄと、第２の調整部５７ｇと、第１のコンデンサ５７ｈと、第２のコンデンサ５７ｉと、により構成することにより、セット全体として、磁界アンテナ部５０等の温度特性を相殺し、かつ、ＲＦＩＤチップ５１の端子容量等のばらつきを相殺し、所定範囲の温度変化（例えば、−２０℃から＋６０℃）に対して共振周波数が変動しないように構成することができる。
なお、上述では、リアクタンス可変部５７は、第１の調整部５７ｄと、第２の調整部５７ｇとの２組を含んで構成されるものとして説明したが、これに限られず、いずれか一方の１組により構成されていても良いし、２組以上で構成されていても良い。また、２組以上で構成されている場合には、ＯＮ状態とＯＦＦ状態の組み合わせを多数実現でき、共振周波数の調整をより精細に行うことができる。
また、本実施例においては、スイッチとしてＦＥＴを想定したが、特にこれに限られず、ＯＮ状態にしたときに調整用のコンデンサの一端をＧＮＤにショートできる構成であれば良く、例えば、トランジスタやメカニカルＳＷ等であっても良い。
＜第６の構成＞
リアクタンス可変部５７は、図２４に示すように、上述した＜第４の構成＞と＜第５の構成＞を組み合わせた構成であって、バリキャップダイオード５７ａと、第１の調整部５７ｄと、第２の調整部５７ｇと、第１のコンデンサ（例えば、−７５０ｐｐｍ／℃の温度補償用コンデンサ）５７ｈと、第２のコンデンサ（例えば、−７５０ｐｐｍ／℃の温度補償用コンデンサ）５７ｉと、により構成され、バリキャップダイオード５７ａと、第１のコンデンサ５７ｈと、第２のコンデンサ５７ｉと、が磁界アンテナ部５０に対してそれぞれ並列的に接続にされる。
バリキャップダイオード５７ａの動作は、上述した＜第１の構成＞と同様であり、第１の調整部５７ｄ及び第２の調整部５７ｇの動作は、上述した＜第２の構成＞と同様であり、また、第１のコンデンサ５７ｈ及び第２のコンデンサ５７ｉの動作は、上述した＜第４の構成＞と同様である。
このように構成することにより、本発明に係る携帯電話装置１は、リアクタンス可変部５７をバリキャップダイオード５７ａと、第１の調整部５７ｄと、第２の調整部５７ｇと、第１のコンデンサ５７ｈと、第２のコンデンサ５７ｉと、により構成され、バリキャップダイオード５７ａと、第１のコンデンサ５７ｈと、第２のコンデンサ５７ｉとにより構成することにより、セット全体として、磁界アンテナ部５０等の温度特性を相殺し、かつ、ＲＦＩＤチップ５１の端子容量等のばらつきを相殺し、所定範囲の温度変化（例えば、−２０℃から＋６０℃）に対して共振周波数が変動しないように構成することができる。
なお、上述では、リアクタンス可変部５７は、第１の調整部５７ｄと、第２の調整部５７ｇとの２組を含んで構成されるものとして説明したが、これに限られず、いずれか一方の１組により構成されていても良いし、２組以上で構成されていても良い。また、２組以上で構成されている場合には、ＯＮ状態とＯＦＦ状態の組み合わせを多数実現でき、共振周波数の調整をより精細に行うことができる。
また、本実施例においては、スイッチとしてＦＥＴを想定したが、特にこれに限られず、ＯＮ状態にしたときに調整用のコンデンサの一端をＧＮＤにショートできる構成であれば良く、例えば、トランジスタやメカニカルＳＷ等であっても良い。
＜第７の構成＞
携帯電話装置１は、図２５に示すように、リアクタンス可変部５７がバリキャップダイオード５７ａにより構成され、また、ＣＰＵ７２に対して、温度センサ８０と、記憶部８１とが接続されて構成される。また、バリキャップダイオード５７ａは、磁界アンテナ部５０に対して並列的に接続にされる。
温度センサ８０は、環境温度を検出し、検出した温度をＣＰＵ７２に供給する。
記憶部８１は、環境温度の変化に対応して、バリキャップダイオード５７ａに印加する逆バイアス電圧の電圧値を決定するテーブルが記憶されている。
ＣＰＵ７２は、温度センサ８０から供給される検出温度に基づいて、記憶部８１に格納されているテーブルを参照し、バリキャップダイオード５７ａに印加する逆バイアス電圧の電圧値を決定し、決定された電圧値に相当する逆バイアス電圧をバリキャップダイオード５７ａに供給する。バリキャップダイオード５７ａは、ＣＰＵ７２から供給される逆バイアス電圧の電圧値に応じて容量が変化する。なお、バリキャップダイオード５７ａは、図１１に示すように、逆バイアス電圧の印加に対して、所定の比率で端子間容量が変化する特性を有する。
このような構成により、工場出荷前において、実使用される環境温度を温度センサ８０により検出し、当該検出値に基づき、予め記憶部８１に記憶されているテーブルを参照してバリキャップダイオード５７ａに供給する逆バイアス電圧値を決定するので、短時間で共振周波数の移動量を調整し、所定のスペック内に調整することができる。また、工場出荷後において、使用者の使用状態に応じて、適応的に温度変化に伴う共振周波数の移動量を調整することができる。
＜第８の構成＞
携帯電話装置１は、図２６に示すように、リアクタンス可変部５７が第１の調整部５７ｄ及び第２の調整部５７ｇにより構成され、また、ＣＰＵ７２に対して、温度センサ８０と、記憶部８１とが接続されて構成される。また、第１の調整部５７ｄ及び第２の調整部５７ｇは、磁界アンテナ部５０に対してそれぞれ並列的に接続される。
温度センサ８０は、環境温度を検出し、検出した温度をＣＰＵ７２に供給する。
記憶部８１は、環境温度の変化に対して、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃと第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆのＯＮ状態又はＯＦＦ状態をどのように切り替えれば良いのかを決定するテーブルが記憶されている。なお、当該テーブルには、環境温度の変化に応じて、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃと第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆの、双方がＯＮ状態、いずれか一方がＯＮ状態、双方がＯＦＦ状態の４態様により構成されている。
ＣＰＵ７２は、温度センサ８０から供給される検出温度に基づいて、記憶部８１に格納されているテーブルを参照し、ＯＮ状態又はＯＦＦ状態にするＦＥＴスイッチ部を決定し、決定されたＦＥＴスイッチ部に対して一定の電圧を供給する。
ここで、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃと第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆのいずれか一方又は双方がＣＰＵ７２によりＯＮ状態に設定されることにより、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃ及び第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆに直列的に接続されている調整用のコンデンサ５７ｂ、５７ｅが有効となり、キャパシタンス（Ｃ）値が変化し、共振周波数を調整することができる。
なお、予め、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃと第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆのいずれか一方をＯＮ状態に設定する構成であっても良い。この場合には、共振周波数が高周波数側にスペックアウト（所定の周波数範囲Ｘを超えている）している場合には、双方がＯＮ状態になるように他方をＯＮ状態に設定し、また、共振周波数が低周波数側にスペックアウトしている場合には、双方がＯＦＦ状態になるように一方をＯＦＦ状態に設定する。このように設定することによって、共振周波数をスペック内に収めることができる。
このような構成により、工場出荷前において、実使用される環境温度を温度センサ８０により検出し、当該検出値に基づき、予め記憶部８１に記憶されているテーブルを参照して、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃと第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆのＯＮ状態及びＯＦＦ状態を決定し、ＯＮ状態に決定されたＦＥＴスイッチ部に電圧を供給するので、短時間で共振周波数の移動量を調整し、所定のスペック内に調整することができる。また、工場出荷後において、使用者の使用状態に応じて、適応的に温度変化に伴う共振周波数の移動量を調整することができる。
なお、上述では、リアクタンス可変部５７は、第１の調整部５７ｄと、第２の調整部５７ｇとの２組を含んで構成されるものとして説明したが、これに限られず、いずれか一方の１組により構成されていても良いし、２組以上で構成されていても良い。また、２組以上で構成されている場合には、ＯＮ状態とＯＦＦ状態の組み合わせを多数実現でき、共振周波数の調整をより精細に行うことができる。
また、本実施例においては、スイッチとしてＦＥＴを想定したが、特にこれに限られず、ＯＮ状態にしたときに調整用のコンデンサの一端をＧＮＤにショートできる構成であれば良く、例えば、トランジスタやメカニカルＳＷ等であっても良い。
＜第９の構成＞
携帯電話装置１は、図２７に示すように、上述した＜第７の構成＞と＜第８の構成＞を組み合わせた構成であって、リアクタンス可変部５７がバリキャップダイオード５７ａと、第１の調整部５７ｄと、第２の調整部５７ｇとにより構成され、また、ＣＰＵ７２に対して、温度センサ８０と、記憶部８１とが接続されて構成される。また、バリキャップダイオード５７ａと、第１の調整部５７ｄと、第２の調整部５７ｇとは、磁界アンテナ部５０に対してそれぞれ並列的に接続にされる。
バリキャップダイオード５７ａの動作は、上述した＜第７の構成＞と同様であり、第１の調整部５７ｄ及び第２の調整部５７ｇの動作は、上述した＜第８の構成＞と同様であり、ＣＰＵ７２の動作は、上述した＜第７の構成＞及び＜第８の構成＞と同様である。
温度センサ８０は、環境温度を検出し、検出した温度をＣＰＵ７２に供給する。
記憶部８１は、環境温度の変化に対して、バリキャップダイオード５７ａに印加する逆バイアス電圧を決定する第１のテーブルと、環境温度の変化に対して、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃと第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆのＯＮ状態又はＯＦＦ状態をどのように切り替えれば良いのかを決定する第２のテーブルが記憶されている。
本構成によれば、バリキャップダイオード５７ａによる制御電圧の分解能が低く、バリキャップダイオード５７ａの調整によっては、スペックＸをまたいでしまう場合（例えば、共振周波数が高周波数側にスペックアウトしているときに、バリキャップダイオード５７ａに一定の逆バイアス電圧を印加すると、逆に低周波数側にスペックアウトしてしまう場合）には、バリキャップダイオード５７ａは、スペックＸをまたがない程度に調整可能範囲Ｙを狭く設定し、全体のばらつきよりも小さくしておく。
ＣＰＵ７２は、共振周波数がバリキャップダイオード５７ａの調整可能範囲Ｙから外れている場合には、温度センサ８０により検出された環境温度に基づき、記憶部８１に記憶されている第２のテーブルを参照して、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃと第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆの状態を変化させて、バリキャップダイオード５７ａの調整可能範囲Ｙに移動するように粗い調整を行い、その後、当該環境温度に基づき、記憶部８１に記憶されている第１のテーブルを参照して、所定の電圧をバリキャップダイオード５７ａに供給し、共振周波数の中心位置がスペックＸ内の所定の位置に移動するように微調整する（図１５を参照）。
このようにして、本発明によれば、短時間で共振周波数の移動量を調整し、所定のスペックＸ内に調整することができる。また、工場出荷後において、使用者の使用状態に応じて、適応的に温度変化に伴う共振周波数の移動量を調整することができる。また、本発明によれば、スペックＸに対して共振周波数の分布が大きいときに有効である。
なお、上述では、リアクタンス可変部５７は、第１の調整部５７ｄと、第２の調整部５７ｇとの２組を含んで構成されるものとして説明したが、これに限られず、いずれか一方の１組により構成されていても良いし、２組以上で構成されていても良い。また、２組以上で構成されている場合には、ＯＮ状態とＯＦＦ状態の組み合わせを多数実現でき、共振周波数の調整をより精細に行うことができる。
また、本実施例においては、スイッチとしてＦＥＴを想定したが、特にこれに限られず、ＯＮ状態にしたときに調整用のコンデンサの一端をＧＮＤにショートできる構成であれば良く、例えば、トランジスタやメカニカルＳＷ等であっても良い。
＜第１０の構成＞
ここで、上述したように、＜第２の構成＞、＜第３の構成＞、＜第５の構成＞、＜第６の構成＞、＜第８の構成＞及び＜第９の構成＞では、リアクタンス可変部５７がＦＥＴスイッチ部を含んで構成されており、当該ＦＥＴスイッチ部による状態の切り替えにより、ＲＦＩＤ部４１の共振周波数を調整する方法を提示した。
ところで、一般的に、ＲＦＩＤ部４１は、携帯電話装置１における他の構成部で使用されている電圧値よりも、大きい振幅レベルの電圧値が印加されるため、ＦＥＴのドレイン−ソース間に寄生するダイオードが整流してしまい、波形の品質が劣化する場合がある。また、特に、ＦＥＴがＯＦＦ状態のときに、大きな信号が入力されると、ＦＥＴのドレイン端子側に大きな電圧が印加されてしまい、入力信号が歪む場合がある（図２８を参照）。図２８に示すように、信号波形の上端部（図２８中ａ）及び下端部（図２８中ｂ）が歪んでいる。
そこで、携帯電話装置１は、リアクタンス可変部５７がＦＥＴスイッチ部１００を含んで構成されている場合には、図２９に示すように、調整用のコンデンサ１０１の容量調節とＦＥＴのドレイン端子を所定電圧でバイアスするように構成することにより、ＦＥＴのドレインに入力される電圧を最適化し、寄生ダイオードが整流しないようにできる。このように構成することにより、入力信号は、図３０に示すように、上端部及び下端部が歪まなくなる。なお、図２９中の１０２は、ＦＥＴの寄生ダイオードを模式的に表している。また、Ｖｂｉａｓ〜Ｖｆの間Ｚに半分の振幅を収める。
また、ＦＥＴがＯＦＦ状態の場合には、図２９に示した回路図は、等価的に図３１に示す回路図のように表すことができる。ここで、調整用のコンデンサ１０１の容量をＣ１とし、ＦＥＴがＯＦＦ状態のときの容量（以下、ＯＦＦ容量１０３という。）をＣ２とし、磁界アンテナ部５０の入力電圧をＶｉｎとすると、ＦＥＴのドレイン端子にかかる電圧Ｖｄは、（２）式により算出される。
Ｖｄ＝（Ｃ２／（Ｃ１×Ｃ２／（Ｃ１＋Ｃ２）））×Ｖｉｎ・・・（２）
また、ＦＥＴのドレイン端子にかけるバイアス電圧をＶｂｉａｓとし、寄生ダイオードが整流し始める電圧をＶｆとすると、ＦＥＴのドレイン端子にかかる電圧Ｖｄは、磁界アンテナ部５０の入力電圧Ｖｉｎが最大のときに、少なくとも、（（Ｖｂｉａｓ−Ｖｆ）×２）Ｖｐ−ｐである必要がある（図３０を参照）。
また、上述したように、ＣＰＵ７２は、ＦＥＴスイッチ部１００に一定電圧を供給することによりＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替える。ＦＥＴスイッチ部１００がＯＮ状態の場合には、ＦＥＴスイッチ部１００に直列的に接続されている調整用のコンデンサ１０１のみの容量となる。また、ＦＥＴスイッチ部１００がＯＦＦ状態の場合には、ＦＥＴのＯＦＦ容量１０３と、調整用のコンデンサ１０１との合成容量となる。
また、本発明では、例えば、工場出荷前に、ＲＦＩＤチップ５１の端子容量や磁界アンテナ部５０等のばらつき等に起因して、ＲＦＩＤ部４１の共振周波数が所定の周波数範囲に収まるかどうかについて確認作業を行い、ＦＥＴスイッチ部１００の状態設定（ＯＮ状態に設定又はＯＦＦ状態に設定）を行い、共振周波数がスペックアウトすることなく安定した通信品質を担保する。
また、共振周波数を調整する際の可変ステップ数及び可変ステップ幅を変更したい場合には、所望する可変ステップ数や可変ステップ幅に応じて、適宜、調整用のコンデンサの容量値を変更したり、調整用のコンデンサ１０１とＦＥＴスイッチ部１００とから構成される調整部を複数段有するように構成する。
例えば、図３２に示すように、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃが調整用のコンデンサ５７ｂに直列接続されたもの（第１の調整部５７ｄ）と、第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆが調整用のコンデンサ５７ｅに直列接続されたもの（第２の調整部５７ｇ）と、により構成され、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃのドレイン端子に所定電圧でバイアスをかけ、第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆのドレイン端子に所定電圧でバイアスをかける場合には、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃと、第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆの状態によって合成容量が異なる。
具体的には、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃと、第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆとが、双方ＯＦＦ状態の場合には、容量は、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃのＯＦＦ容量と、第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆのＯＦＦ容量と、調整用のコンデンサ５７ｂの容量と、調整用のコンデンサ５７ｅの容量の合成容量となる。また、第２のＦＥＴスイッチ部５７ｆのみがＯＮ状態の場合には、容量は、第１のＦＥＴスイッチ部のＯＦＦ容量と、調整用のコンデンサ５７ｂの容量と、調整用のコンデンサ５７ｅの容量の合成容量となる。また、第１のＦＥＴスイッチ部５７ｃのみがＯＮ状態の場合には、容量は、第２のＦＥＴスイッチ部のＯＦＦ容量と、調整用のコンデンサ５７ｂの容量と、調整用のコンデンサ５７ｅの容量の合成容量となる。また、双方ＯＮ状態の場合には、容量は、調整用のコンデンサ５７ｂの容量と、調整用のコンデンサ５７ｅの容量の合成容量となる。
このようにして、本発明によれば、ＦＥＴのドレイン−ソース間に寄生するダイオードを整流させることなく容量値を調整することができ、また、入力信号の波形の品質にも影響を与えない。
また、本発明によれば、上述した＜第１の構成＞乃至＜第１０の構成＞において示したように、磁界アンテナ部５０の共振周波数を変更可能なリアクタンス可変部５７を並列的に接続することにより温度補償を行うので、アンテナアセンブリ側である磁界アンテナ部５０において温度補償対策を行う必要がなく、アンテナアセンブリ側における設計自由度を高めることができる。また、アンテナアセンブリ側は、温度補償のための設計変更を要しないため、汎用性を高めることができ、コストダウンを図ることができる。
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態について以下に説明する。ここで、第３実施形態における携帯電話装置１は、第１実施形態および第２実施形態における携帯電話装置１とＲＦＩＤ部４１における調整用のインダクタンス部５８を除き同様の構成である。以下、第３実施形態における携帯電話装置１について第１実施形態および第２実施形態における携帯電話装置１と異なる点を中心に説明し、他の説明は省略する。
図３３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３３に示すように、第１の通信部であるＲＦＩＤ部４１と、外部の端末と通信を行う第２の通信部６１と、第２の通信部６１により通信される情報を処理する処理部６２と、を備えている。
ＲＦＩＤ部４１は、上述したように、第１の使用周波数帯（例えば、１３．５６ＭＨｚ）により外部装置と通信を行う磁界アンテナ部５０と、ＲＦＩＤチップ５１と、コンデンサ５２と、調整用のインダクタンス部５８と、を備える。
なお、磁界アンテナ部５０、ＲＦＩＤチップ５１、電源回路５３、ＲＦ回路５４、ＣＰＵ５５、メモリ５６、処理部６２、メインアンテナ７０及び通信処理部７１の動作及び機能は、上述した第１実施形態及び第２実施形態と同様である。
つぎに、ＲＦＩＤ部４１の特性について説明する。
ＲＦＩＤ部４１のアンテナ性能に対しては、厳しい周波数特性が要求されており、一般的な使用環境下において、共振周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）が一定の周波数範囲内（例えば、±１００ｋＨｚ）に収まるように構成する必要がある。なお、共振周波数としては、他に、１３．１７２５ＭＨｚ±２００ｋＨｚの場合や、１３．６１ＭＨｚ±７５ｋＨｚの場合等、端末のハードウェア構成等による影響を考慮する等の理由により様々なものがある。
また、ＲＦＩＤ部４１の共振周波数Ｆｃは、（１）式にしたがって、コンデンサ５２のキャパシタンス（Ｃ）値と、磁界アンテナ部５０及び後述するインダクタンス部５８の合成インダクタンス（Ｌ）値と、により決定される。
Ｆｃ＝１／（２π√（Ｌ×Ｃ））・・・（１）
ここで、ＲＦＩＤ部４１は、磁界アンテナ部５０のインダクタンス値や、コンデンサ５２及びインダクタンス部５８の容量やインダクタンス値、ＲＦＩＤチップ５１の端子容量等のばらつきにより、共振周波数が変動し、当該ばらつきが大きいときには、安定した通信を行うために要求されるスペック（一定の周波数範囲）を外れてしまう場合がある。
そこで、本発明に係る携帯電話装置１では、以下に示す構成にすることにより、共振周波数を要求される一定の範囲内（スペック内）に収めるように調整する。
インダクタンス部５８は、図３４に示すように、磁界アンテナ部５０の他方端側に直列的に接続されており、調整用の第１のコイル５８Ａと、第１のスイッチ部５８Ｂと、を備えている。
第１のスイッチ部５８Ｂは、例えば、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）により構成されており、磁界アンテナ部５０の他方端側であり、第１のコイル５８Ａの一方端側に接続され、ＣＰＵ７２の制御にしたがって、磁界アンテナ部５０の接地又は非接地を切り替える。
本発明によれば、例えば、工場出荷前において、ＲＦＩＤ部４１のアンテナ性能を確認し、ＣＰＵ７２により、第１のスイッチ部５８ＢをＯＮ状態又はＯＦＦ状態に切り替えることにより共振周波数を簡易に調整することができる。
ここで、ＣＰＵ７２の動作について説明する。
ＣＰＵ７２は、第１のコイル５８Ａにより共振周波数を調整する場合には、磁界アンテナ部５０が非接地となるように第１のスイッチ部５８ＢをＯＦＦ状態に切り替える。このようにして、第１のスイッチ部５８ＢがＯＦＦ状態に切り替えられることにより、磁界アンテナ部５０と第１のコイル５８Ａとが電気的に接続（導通）される。
また、ＣＰＵ７２は、第１のコイル５８Ａにより共振周波数を調整しない場合には、磁界アンテナ部５０が接地するように第１のスイッチ部５８ＢをＯＮ状態に切り替える。このようにして、第１のスイッチ部５８ＢがＯＮ状態に切り替えられることにより、磁界アンテナ部５０が接地される。
このようにして、ＲＦＩＤ部４１は、第１のスイッチ部５８ＢがＯＦＦ状態に切り替えられた場合、第１のコイル５８Ａに電流が流れ、第１のコイル５８Ａのインダクタンスにしたがって共振周波数が変更される。また、ＲＦＩＤ部４１は、第１のスイッチ部５８ＢがＯＮ状態に切り替えられた場合、第１のコイル５８Ａには電流が流れず、第１のコイル５８Ａのインダクタンスは共振周波数に寄与しなくなる。ところで、第１のスイッチ部５８Ｂには、ＯＮ状態時において固有のＯＮ抵抗が実際には存在する。したがって、第１のスイッチ部５８ＢがＯＮ状態の時において、第１のコイル５８Ａのインピーダンスが小さい場合には、磁界アンテナ部５０を接地しているにもかかわらず、第１のコイル５８Ａと第１のスイッチ部５８Ｂのインピーダンスの割合に応じて電流が流れてしまう。したがって、第１のスイッチ部５８ＢのＯＮ状態又はＯＦＦ状態により、インダクタンスが変動し、共振周波数が変更されてしまう場合がある。
ここで、第１のコイル５８Ａのインピーダンスが、第１のスイッチ部５８ＢのＯＮ状態時におけるＯＮ抵抗よりも充分に大きければ、第１のスイッチ部５８ＢがＯＮ状態時において、第１のコイル５８Ａには実質上電流を流れなくすることができ、第１のスイッチ部５８ＢのＯＮ抵抗を無視することができる。
ここで、ＲＦＩＤ部４１に入力される電圧をＶ１とし、磁界アンテナ部５０のインダクタンスをＬ１とし、第１のコイル５８ＡのインダクタンスをＬ２とすると、第１のスイッチ部５８Ｂのドレイン端子にかかる電圧Ｖ２は、（Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２））×Ｖ１となる。
本発明によれば、調整ステップ毎に設けるコンデンサとスイッチ部のＯＦＦ時容量とにより電圧を分圧する方法に比べ、第１のスイッチ部５８Ｂにかかる電圧を低く設定することができる。そのため、第１のスイッチ部５８Ｂのドレイン−ソース間に寄生するダイオードも整流させることなく調整が可能であり、また、入力信号の波形品質にも影響を与えない。また、第１のスイッチ部５８ＢのＯＦＦ時容量で可変量が制限されてしまう等の問題も生じない。
また、携帯電話装置１は、図示しないが、温度センサと、記憶部とを有していても良い。温度センサは、環境温度を検出し、検出した温度をＣＰＵ７２に供給する。また、記憶部は、環境温度の変化に対応して、第１のスイッチ部５８ＢのＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替えるテーブルが記憶されている。
ＣＰＵ７２は、温度センサから供給される検出温度に基づいて、記憶部に格納されているテーブルを参照し、第１のスイッチ部５８ＢのＯＮ状態又はＯＦＦ状態を決定し、所定の電圧を第１のスイッチ部５８Ｂに印加する。第１のスイッチ部５８Ｂは、ＣＰＵ７２により印加された電圧値に応じて、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替える。
このような構成によれば、工場出荷後において、携帯電話装置１の使用者の環境に応じて、第１のスイッチ部５８Ｂの切り替えを行うことができ、アダプティブに共振周波数を調整することができる。
また、ＲＦＩＤ部４１は、共振周波数を調整する場合において、第１のスイッチ部５８Ｂにかかる電圧（第１のコイル５８Ａにかかる電圧）が低いため、第１のスイッチ部５８ＢをＯＮ状態にして第１のコイル５８Ａを無効状態にする場合と、第１のスイッチ部５８ＢをＯＦＦ状態にして第１のコイル５８Ａを有効状態にする場合とで、第１のコイル５８Ａのインダクタンスによっては、インダクタンスの変化量が少なくなり、共振周波数の変化量が少なくなる場合がある。
このような場合には、第１のコイル５８Ａの出力端側に第２のスイッチ部５８Ｃを接続し、第２のスイッチ部５８Ｃにより第１のコイル５８Ａの接地又は非接地を切り替える構成にする（図３５）。
ここで、ＣＰＵ７２の具体的な動作について説明する。
ＣＰＵ７２は、第１のコイル５８Ａにより共振周波数を調整する場合には、磁界アンテナ部５０を非接地となるように第１のスイッチ部５８ＢをＯＦＦ状態に切り替え、かつ、第２のスイッチ部５８ＣをＯＮ状態に切り替える。このようにして、第１のスイッチ部５８ＢがＯＦＦ状態に切り替えられることにより、磁界アンテナ部５０と第１のコイル５８Ａとが電気的に接続（導通）される。
また、ＣＰＵ７２は、第１のコイル５８Ａにより共振周波数を調整しない場合には、磁界アンテナ部５０が接地するように第１のスイッチ部５８ＢをＯＮ状態に切り替え、かつ、第２のスイッチ部５８ＣをＯＦＦ状態に切り替える。このようにして、第１のスイッチ部５８ＢがＯＮ状態に切り替えられることにより、磁界アンテナ部５０が接地される。
このような構成によれば、第１のスイッチ部５８ＢをＯＮ状態にして第１のコイル５８Ａを無効状態にする場合と、第１のスイッチ部５８ＢをＯＦＦ状態にして第１のコイル５８Ａを有効状態にする場合とで、インダクタンスの変化量を大きく変化させることができ、共振周波数の変化量を大きく変化させることができる。なお、磁界アンテナ部５０のインダクタンスとしては、例えば、１．４μＨであり、第１のコイル５８Ａのインダクタンスとしては、例えば、数十ｎＨである。また、第１のコイル５８Ａのインピーダンスが小さく、第１のスイッチ部５８ＢのＯＮ時抵抗が第１のコイル５８Ａのインピーダンスに比して無視できない程度の場合であっても、確実に第１のコイル５８Ａを磁界アンテナ部５０から電気的に切り離すことができるため、理想的な調整を行うことができる。
＜他の実施例＞
また、携帯電話装置１では、共振周波数を多段階に調整する場合には、ｎ個（ｎは、１以上の自然数）の調整用のコイルを第１のコイル５８Ａの後段に接続し、また、各コイルの接地又は非接地を切り替えるスイッチ部をｎ個（ｎは、１以上の自然数）備えて構成される。
ＣＰＵ７２は、各スイッチ部のＯＮ状態とＯＦＦ状態を制御することにより、磁界アンテナ部５０に電気的に接続（導通）されるコイルの数を切り替え、合成インダクタンスを変化させる。また、ＣＰＵ７２は、第１の電圧を各スイッチ部に印加することにより、各スイッチ部をＯＦＦ状態にし、接続されているコイルを有効にし、又は、第２の電圧を各スイッチ部に印加することにより、接続されているコイルを無効にする。
このような構成により、例えば、工場出荷前において、ＲＦＩＤ部４１のアンテナ性能を確認して、各スイッチ部の状態をＣＰＵ７２により制御することにより、精細に合成インダクタンスを決定し、共振周波数がスペック内に収まるように精細に調整を行うことができる。
ここで、例えば、第１のコイル５８Ａの後段に第２のコイル５８Ｄを接続した場合の構成例について以下に説明する。
インダクタンス部５８は、図３６に示すように、調整用の第１のコイル５８Ａと、第１のスイッチ部５８Ｂと、第２のスイッチ部５８Ｃと、調整用の第２のコイル５８Ｄと、を備えている。
ここで、ＣＰＵ７２の動作について説明する。
ＣＰＵ７２は、第１のコイル５８Ａのみにより共振周波数を調整する場合には、磁界アンテナ部５０が非接地となるように第１のスイッチ部５８ＢをＯＦＦ状態かつ第２のスイッチ部５８ＣをＯＮ状態に切り替える。このようにして、第１のスイッチ部５８ＢがＯＦＦ状態かつ第２のスイッチ部５８ＣをＯＮ状態に切り替えられることにより、磁界アンテナ部５０と第１のコイル５８Ａとが電気的に接続（導通）され、一方、第１のコイル５８Ａが接地される。したがって、ＲＦＩＤ部４１では、磁界アンテナ部５０と第１のコイル５８Ａとの合成インダクタンスと、コンデンサ５２のキャパシタンスとにより共振周波数が決定される。ところで、第１のスイッチ部５８Ｂ及び第２のスイッチ部５８Ｃには、ＯＮ状態時において固有のＯＮ抵抗が実際には存在する。したがって、第１のスイッチ部５８Ｂ、第２のスイッチ部５８ＣがＯＮ状態の時において、第１のコイル５８Ａ、第２のコイル５８Ｄのインピーダンスが小さい場合には、磁界アンテナ部５０を接地しているにもかかわらず、第１のコイル５８Ａと第１のスイッチ部５８Ｂ、又は第１のコイル５８Ａと第１のスイッチ部５８Ｂと第２のスイッチ部５８Ｃのインピーダンスの割合に応じて電流が流れてしまう。したがって、第１のスイッチ部５８Ｂ及び第２のスイッチ部５８ＣのＯＮ状態又はＯＦＦ状態により、インダクタンスが変動し、共振周波数が変更されてしまう場合がある。
ここで、第１のコイル５８Ａ、第２のコイル５８Ｄのインピーダンスが、第１のスイッチ部５８Ｂ、第２のスイッチ部５８ＣのＯＮ状態時におけるＯＮ抵抗よりも充分に大きければ、第１のスイッチ部５８Ｂ、第２のスイッチ部５８ＣがＯＮ状態時において、第１のコイル５８Ａ、第２のコイル５８Ｄには実質上電流を流れなくすることができ、第１のスイッチ部５８Ｂ、第２のスイッチ部５８ＣのＯＮ抵抗を無視することができる。
また、ＣＰＵ７２は、第１のコイル５８Ａと第２のコイル５８Ｄとにより共振周波数を調整する場合には、磁界アンテナ部５０が非接地となるように第１のスイッチ部５８Ｂ及び第２のスイッチ部５８ＣとをＯＦＦ状態に切り替える。このようにして、第１のスイッチ部５８Ｂ及び第２のスイッチ部５８ＣがＯＦＦ状態に切り替えられることにより、磁界アンテナ部５０と、第１のコイル５８Ａと、第２のコイル５８Ｄとが電気的に接続（導通）される。したがって、ＲＦＩＤ部４１では、磁界アンテナ部５０、第１のコイル５８Ａ及び第２のコイル５８Ｄの合成インダクタンスと、コンデンサ５２のキャパシタンスとにより共振周波数が決定される。
また、ＣＰＵ７２は、第１のコイル５８Ａ及び第２のコイル５８Ｄにより共振周波数を調整しない場合には、磁界アンテナ部５０が接地するように第１のスイッチ部５８ＢをＯＮ状態に切り替える。このようにして、第１のスイッチ部５８ＢがＯＮ状態に切り替えられることにより、磁界アンテナ部５０が接地される。したがって、ＲＦＩＤ部４１では、磁界アンテナ部５０のインダクタンスと、コンデンサ５２のキャパシタンスとにより共振周波数が決定される。
また、ＲＦＩＤ部４１は、共振周波数を調整する場合において、第１のスイッチ部５８Ｂ及び第２のスイッチ部５８Ｃにかかる電圧（第１のコイル５８Ａにかかる電圧）が低いため、第１のスイッチ部５８ＢをＯＮ状態にして第１のコイル５８Ａ及び第２のコイル５８Ｄを無効状態にする場合と、第１のスイッチ部５８ＢをＯＦＦ状態かつ第２のスイッチ部５８ＣをＯＮ状態にして第１のコイル５８Ａを有効状態にする場合と、第１のスイッチ部５８ＢをＯＦＦ状態かつ第２のスイッチ部５８ＣをＯＦＦ状態にして第１のコイル５８Ａ及び第２のコイル５８Ｄを有効状態にする場合とで、第１のコイル５８Ａ及び第２のコイル５８Ｄのインダクタンスによっては、合成インダクタンスの変化量が少なくなり、共振周波数の変化量が少なくなる場合がある。
このような場合には、第２のコイル５８Ｄの出力端側に第３のスイッチ部５８Ｅを接続し、第３のスイッチ部５８Ｅにより第２のコイル５８Ｄの接地又は非接地を切り替える構成にする（図３７）。
ここで、ＣＰＵ７２の具体的な動作について説明する。
ＣＰＵ７２は、第１のコイル５３Ａのみにより共振周波数を調整する場合には、磁界アンテナ部５０が非接地となるように第１のスイッチ部５８ＢをＯＦＦ状態に切り替え、第２のスイッチ部５８ＣをＯＮ状態に切り替え、第３のスイッチ部５８ＥをＯＦＦ状態に切り替える。このようにして、第１のスイッチ部５８ＢがＯＦＦ状態、第２のスイッチ部５８ＣがＯＮ状態、第３のスイッチ部５８ＥがＯＦＦ状態に切り替えられることにより、磁界アンテナ部５０と第１のコイル５８Ａとが電気的に接続（導通）され、一方、第１のコイル５８Ａが接地される。したがって、ＲＦＩＤ部４１では、磁界アンテナ部５０と第１のコイル５８Ａとの合成インダクタンスと、コンデンサ５２のキャパシタンスとにより共振周波数が決定される。
また、ＣＰＵ７２は、第１のコイル５８Ａと第２のコイル５８Ｄとにより共振周波数を調整する場合には、磁界アンテナ部５０が非接地となるように第１のスイッチ部５８Ｂ及び第２のスイッチ部５８ＣとをＯＦＦ状態に切り替え、第３のスイッチ部５８ＥをＯＮ状態に切り替える。このようにして、第１のスイッチ部５８Ｂ及び第２のスイッチ部５８ＣがＯＦＦ状態、第３のスイッチ部５８ＥがＯＮ状態に切り替えられることにより、磁界アンテナ部５０と、第１のコイル５８Ａと、第２のコイル５８Ｄとが電気的に接続（導通）される。したがって、ＲＦＩＤ部４１では、磁界アンテナ部５０、第１のコイル５８Ａ及び第２のコイル５８Ｄの合成インダクタンスと、コンデンサ５２のキャパシタンスとにより共振周波数が決定される。
また、ＣＰＵ７２は、第１のコイル５８Ａ及び第２のコイル５８Ｄにより共振周波数を調整しない場合には、磁界アンテナ部５０が接地するように第１のスイッチ部５８ＢをＯＮ状態に切り替え、第２のスイッチ部５８Ｃ及び第３のスイッチ部５８ＥをＯＦＦ状態に切り替える。このようにして、第１のスイッチ部５８ＢがＯＮ状態、第２のスイッチ部５８Ｃ及び第３のスイッチ部５８ＥがＯＦＦ状態に切り替えられることにより、磁界アンテナ部５０と第１のコイル５８Ａとが電気的に切り離される。したがって、ＲＦＩＤ部４１では、磁界アンテナ部５０のインダクタンスと、コンデンサ５２のキャパシタンスとにより共振周波数が決定される。
このような構成によれば、第１のスイッチ部５８ＢをＯＮ状態、第２のスイッチ部５８Ｃ及び第３のスイッチ部５８ＥをＯＦＦ状態にして第１のコイル５８Ａ及び第２のコイル５８Ｄを無効状態にする場合と、第１のスイッチ部５８Ｂ及び第３のスイッチ部５８ＥをＯＦＦ状態、及び第２のスイッチ部５８ＣをＯＮ状態にして、第１のコイル５８Ａを有効状態かつ第２のコイル５８Ｄを無効状態にする場合と、第１のスイッチ部５８Ｂ及び第２のスイッチ部５８ＣをＯＦＦ状態、及び第３のスイッチ部５８ＥをＯＮ状態にして、第１のコイル５８Ａ及び第２のコイル５８Ｄを有効状態にする場合とで、インダクタンスの変化量を大きく変化させることができ、共振周波数の変化量を大きく変化させることができる。
このようにして、本発明によれば、磁界アンテナ部５０に電気的に接続する調整用のコイルの数をスイッチ部で切り替えることにより、インダクタンスを変化させて、共振周波数を調整することができ、また、一つのコイルにかかる電圧が低く、可変幅が少ない場合には、調整用のコイルの両端（入力端側と出力端側）にスイッチ部を設けることにより、良好な可変幅を得られる。また、工場出荷前又は／及び工場出荷後において、共振周波数をスペック内に良好に収めることができるので、個体差（バラつき）を吸収することができ、歩留まりの向上につなげることができ、製造コストを低減させることができる。
また、本発明によれば、コンデンサとスイッチ部で共振周波数を調整する方法に比べ、スイッチ部に印加される電圧を小さく抑えることができる。そのため、寄生ダイオードも整流されずに調整可能であり、入力信号の波形品質も良好となる。また、スイッチ部のＯＦＦ時容量で可変量が制限されてしまうことも無い。
また、磁界アンテナ部５０により受信する周波数が低いため、調整用のコイルとして用いるコイルも、特性上、大きなインピーダンスのものを利用できない。したがって、スイッチ部をＯＮ状態にしてコイルを電気的に切り離しても、ＯＮ状態時のスイッチ部の有する抵抗値が調整用のコイルの抵抗値に近似してしまい、磁界アンテナ部５０から出力された電流がスイッチ部とコイルの双方に流れ込み、調整用のコイルを電気的に切り離したことにならない場合がある。
このような場合を想定すると、より好適には、図３５及び図３７に示したように、調整用のコイルｎ個に対して、ｎ＋１個のスイッチ部で構成することにより、確実に調整用のコイルを電気的に切り離すことができる。したがって、本発明によれば、調整用のコイルを理論値通りに用いることができるので、調整用のコイルを有効に活用することができ、調整幅にも自由度をだすことができる。また、磁界アンテナ部５０における波形ひずみの生じる可能性を低減させることもできる。
なお、本実施例においては、スイッチ部をＦＥＴで構成するものとして説明したが、調整用のコイルの接地／非接地を切り替えられる構成であれば良く、例えば、メカニカルスイッチ等であっても良い。

Claims (7)

  1. 磁界による無線信号を送受信可能なアンテナコイルと、前記アンテナコイルに接続され、可変キャパシタンス素子、又はキャパシタンス素子及びスイッチング素子から成る可変リアクタンス部とを有する通信部と、
    前記アンテナコイルにより前記無線信号が送信または受信される際に前記アンテナコイルの共振周波数が所定の周波数範囲から外れていることを検出すると、可変キャパシタンス素子、又はキャパシタンス素子及びスイッチング素子から成る前記可変リアクタンス部のキャパシタンス値を変更することにより前記アンテナコイルの共振周波数を調整する制御部と、を備える
    ことを特徴とする携帯電子機器。
  2. 請求項１に記載の携帯電子機器において、
    前記通信部は、前記アンテナコイルによって受信される無線信号を取得する情報処理部を有し、
    前記可変リアクタンス部は、前記アンテナコイルと前記情報処理部との間に接続されることを特徴とする携帯電子機器。
  3. 請求項２に記載の携帯電子機器において、
    前記可変キャパシタンス素子は、バリキャップダイオードであることを特徴とする携帯電子機器。
  4. 請求項１に記載の携帯電子機器において、
    前記スイッチング素子は、前記キャパシタンス素子の一端が接地される状態と接地されない状態とを切り替え可能であり、
    前記制御部は、前記スイッチング素子を切り替えることにより前記可変リアクタンス部のキャパシタンス値を変更することを特徴とする携帯電子機器。
  5. 請求項４に記載の携帯電子機器において、
    前記スイッチング素子は、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であって、当該ＦＥＴに含まれる寄生ダイオードが整流しないようにバイアス電圧が印加されていることを特徴とする携帯電子機器。
  6. 請求項１に記載の携帯電子機器において、
    前記可変リアクタンス部は、前記キャパシタンス素子と、当該キャパシタンス素子の一端が接地される状態と接地されない状態とを切リ替え可能な前記スイッチング素子とにより構成される組を複数組含んで構成され、
    前記制御部は、前記複数のスイッチング素子それぞれを切り替えることにより前記可変リアクタンス部のキャパシタンス値を変更することを特徴とする携帯電子機器。
  7. 携帯電子機器に組み込まれ、磁界通信を行う通信部を構成する磁界アンテナ回路であって、
    磁界による無線信号を送受信可能なアンテナコイルと、
    可変キャパシタンス素子、又はキャパシタンス素子及びスイッチング素子から成り、前記アンテナコイルに一端が接続されて前記アンテナコイルの共振周波数を調整する可変リアクタンス部とを有し、
    前記可変リアクタンス部は、前記アンテナコイルにより前記無線信号が送信または受信される際に前記アンテナコイルの共振周波数が所定の周波数範囲から外れていることが検出されると、キャパシタンス値が変更されることを特徴とする携帯電子機器に組み込まれる磁界アンテナ回路。
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