KR20160010283A

KR20160010283A - 통신 장치 및 전자기기

Info

Publication number: KR20160010283A
Application number: KR1020147035188A
Authority: KR
Inventors: 카즈마사 마키타; 주네츠 우라타; 유이치 사쿠라이; 코지 사토; 마사시 모리; 마사키 쿠리모토
Original assignee: 엔이씨 도낀 가부시끼가이샤
Priority date: 2013-05-20
Filing date: 2014-02-07
Publication date: 2016-01-27

Abstract

본 발명의 통신 장치는, 통신 안테나와, 통신부와, 스위치와, 스위치 제어부와, 고전압 출력 수단을 구비하고 있다. 통신부는, 통신 안테나를 통해 송수신 가능하다. 스위치는, 반도체 스위치에 의해 구성되어 있다. 스위치는, 통신 안테나와 통신부의 사이에 접속되어 있다. 스위치는, 접속 지시 신호를 받고 있을 때에는 통신부를 통신 안테나와 도통시킨다. 스위치는, 접속 지시 신호를 받고 있지 않을 때에는 통신부를 통신 안테나로부터 차단한다. 스위치 제어부는, 소정 조건 하에 있어서 스위치를 향해 접속 지시 신호를 출력한다. 스위치 제어부는, 통신부에 과전압이 부가될 것을 사전에 검지했을 때에 접속 지시 신호를 정지한다. 고전압 출력 수단은, 스위치 제어부와 스위치의 사이에 접속되어 있다. 고전압 출력 수단은, 스위치 제어부로부터 받은 접속 지시 신호의 전압을, 송신 상태에 있는 통신부가 통신 안테나로부터 차단되지 않을 정도의 전압으로 하여 스위치에 출력한다.

Description

통신 장치 및 전자기기{COMMUNICATION APPARATUS AND ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은, 통신 안테나와, 통신 안테나에 접속된 통신부를 구비한 통신 장치에 관한 것이다.

최근, 통신 장치에 대한 비접촉 전력 전송이 실용화되고 있다. 예컨대, 통신 장치가 통신 안테나로부터 수전(受電)하는 경우, 수전중인 통신 안테나에 통신부의 내구(耐久) 전압을 초과한 전압(과전압)이 발생하는 경우가 있다. 이러한 경우, 통신부가 과전압에 의해 고장을 일으킬 우려가 있다. 이와 같은 문제는, 비접촉 전력 전송 기능을 갖지 않는 통신 장치가 송전(送電)중인 기기의 근방에 놓인 경우에도 일어날 수 있다. 이러한 문제를 회피하기 위해서는, 통신 장치는, 통신부를 과전압으로부터 보호하기 위한 구조를 구비할 필요가 있다.

예컨대, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에는, 비접촉으로 수전 가능한 통신 장치로서 통신부를 과전압으로부터 보호하기 위한 구조를 구비한 통신 장치가 개시되어 있다.

특허 문헌 1의 수신측 장치(통신 장치)는, 송신측 장치와의 통신에 사용되는 코일(통신 안테나)과, 통신 안테나에 접속된 통신제어 집적회로(통신부)를 구비하고 있다. 통신 안테나는, 송신측 장치로부터의 수전에도 사용된다. 통신 장치는, 입력 접속 회로(보호 회로)를 더 구비하고 있다. 보호 회로는, 통신 안테나와 통신부의 사이에 설치되어 있다. 송신측 장치로부터의 수전에 의해 통신 안테나의 전압이 오르면, 보호 회로가 기능하여 통신부에 부가되는 전압을 낮춘다. 이 때문에, 통신부는, 수전에 의해 생기는 과전압으로부터 보호된다.

특허 문헌 1의 보호 회로는, 비접촉 전력 전송에 의해 생긴 전류의 일부를 그라운드(ground)로 흘림으로써 통신부에 부가되는 전압을 낮춘다. 이 때문에, 전송된 전력의 일부가 손실된다.

특허 문헌 2의 모듈(통신 장치)은, 외부 기기와의 통신에 사용되는 안테나(통신 안테나)와, 통신 안테나에 접속된 통신부를 구비하고 있다. 통신 안테나는, 1차측 기기로부터의 수전에도 사용된다. 통신 장치는, 스위치 회로(스위치)와, 스위치 제어 회로(스위치 제어부)를 더 구비하고 있다. 스위치는, 통신 안테나와 통신부의 사이에 설치되어 있다. 스위치 제어부는, 통신 안테나의 전력이 높은 경우, 스위치를 OFF 상태로 하여 통신부를 안테나로부터 차단한다. OFF 상태에 있는 스위치는, 기본적으로 전력을 소비하지 않는다. 이 때문에, 통신부는, 전송된 전력의 소비를 억제하면서, 과전압으로부터 보호된다.

일본 특허 공개 공보 제2011－172299호 국제 공개 공보 제2012/090904호

특허 문헌 2의 스위치는, 통신부와 통신 안테나의 사이에 설치되어 있다. 따라서, 스위치가 통신중에 잘못하여 OFF 상태가 되면 통신이 차단된다. 이 때문에, 통신부를 확실히 보호하면서 통신 상태를 보다 확실히 유지할 수 있는 통신 장치가 요망되고 있다.

이에, 본 발명은, 이러한 요망에 부응할 수 있는 통신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

통신부와 통신 안테나의 사이에 설치되는 스위치에는, 반복적으로 ON/OFF 되는 것에 대한 내구성을 가질 것, 그리고, ON/OFF 될 때에 전력을 크게 소비하지 않을 것이 요구된다. 이를 위해, 스위치로서, MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor) 등의 반도체 스위치를 사용하는 것이 바람직하다. MOSFET을 사용하는 경우, MOSFET의 소스 및 드레인을, 통신부와 통신 안테나의 사이에 접속하면 된다. 이 경우, 소정값 이상의 전압을 갖는 접속 지시 신호를 게이트에 부가함으로써 스위치를 ON 상태로 하고, 게이트에 접속 지시 신호를 부가하지 않음으로써 스위치를 OFF 상태로 할 수 있다.

그러나, 수전뿐만 아니라 통신부의 통신에 의해서도, 소스 및 드레인에 큰 전압이 생기는 경우가 있다. 특히 통신부가 송신하고 있을 때에는, 큰 전압이 생길 우려가 있다. 게이트와 소스 및 드레인 사이의 전위차가 작아지면, 스위치는 적절히 ON 상태가 되지 않는다. 통신 상태를 확실히 유지하기 위해서는(즉, 스위치를 적절히 ON 상태로 하기 위해서는), 접속 지시 신호의 전압을, 통신부의 송신에 의해 생기는 전압보다 충분히 크게 할 필요가 있다.

이에, 본 발명은, 이상과 같은 고찰에 근거하여, 통신부가 송신하고 있을 때에 생기는 전압을 고려하면서, 반도체 스위치에 적절한 전압의 접속 지시 신호를 부가할 수 있는 통신 장치를 제공한다. 구체적으로는, 본 발명은, 이하의 통신 장치 및 전자기기를 제공한다.

본 발명의 제 1 측면은, 통신 안테나와, 통신부와, 스위치와, 스위치 제어부와, 고전압 출력 수단을 구비한 통신 장치를 제공한다. 상기 통신부는, 상기 통신 안테나를 통해 송수신 가능하다. 상기 스위치는, 반도체 스위치에 의해 구성되어 있다. 상기 스위치는, 상기 통신 안테나와 상기 통신부의 사이에 접속되어 있다. 상기 스위치는, 접속 지시 신호를 받고 있을 때에는 상기 통신부를 상기 통신 안테나와 도통(導通)시킨다. 상기 스위치는, 상기 접속 지시 신호를 받고 있지 않을 때에는 상기 통신부를 상기 통신 안테나로부터 차단한다. 상기 스위치 제어부는, 소정 조건 하에 있어서 상기 스위치를 향해 상기 접속 지시 신호를 출력한다. 상기 스위치 제어부는, 상기 통신부에 과전압이 부가될 것을 사전에 검지했을 때에 상기 접속 지시 신호를 정지한다. 상기 고전압 출력 수단은, 상기 스위치 제어부와 상기 스위치의 사이에 접속되어 있다. 상기 고전압 출력 수단은, 상기 스위치 제어부로부터 받은 상기 접속 지시 신호의 전압을, 송신 상태에 있는 상기 통신부가 상기 통신 안테나로부터 차단되지 않을 정도의 전압으로 하여 상기 스위치에 출력한다.

본 발명의 제 2 측면은, 본 발명의 제 1 측면에 의한 상기 통신 장치를 구비하는 전자기기를 제공한다.

본 발명에 의한 스위치 제어부는, 통신부에 과전압이 부가될 것을 사전에 검지했을 때에 접속 지시 신호를 정지한다. 이 때문에, 통신부가 확실히 보호된다. 또, 본 발명에 의한 고전압 출력 수단은, 접속 지시 신호의 전압을, 송신중인 통신부가 통신 안테나로부터 차단되지 않을 정도의 전압으로 하여 스위치에 보낸다. 이 때문에, 예컨대, 통신부의 송신에 의해 통신 안테나의 전압이 상승했다 하더라도, 스위치의 ON 상태가 유지된다. 즉, 통신 상태를 보다 확실히 유지할 수가 있다.

첨부의 도면을 참조하면서 하기 최선의 실시 형태의 설명을 검토함으로써, 본 발명의 목적이 올바르게 이해될 것이며, 또한 그 구성에 대해 보다 완전하게 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 의한 통신 장치를 모식적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 통신 장치의 스위치를 예시하는 회로도이다.
도 3은 도 1의 스위치의 동작을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 형태에 의한 통신 장치를 모식적으로 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 4의 통신 장치의 스위치 및 부가 스위치(파선 A로 둘러싼 부분)를 예시하는 회로도이다.
도 6은 도 4의 통신 장치의 통신부가 송신 상태에 없을 때의 도 4의 스위치 및 부가 스위치의 동작을 나타내는 도면이다.
도 7은 도 4의 통신 장치의 통신부가 송신 상태에 있을 때의 도 4의 스위치 및 부가 스위치의 동작을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시 형태에 의한 통신 장치를 모식적으로 나타내는 블록도이다.
도 9는 도 8의 통신 장치의 스위치의 동작을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 4 실시 형태에 의한 통신 장치를 모식적으로 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 제 5 실시 형태에 의한 통신 장치를 모식적으로 나타내는 블록도이다.
도 12는 도 11의 통신 장치의 스위치 제어부를 예시하는 회로도이다.
도 13은 도 11의 통신 장치의 통신부가 송신 상태에 없을 때의 도 11의 통신 장치의 스위치 및 부(副)스위치의 동작을 나타내는 도면이다.
도 14는 도 11의 스위치의 동작을 나타내는 도면이다.
도 15는 도 11의 부스위치의 동작을 나타내는 도면이다.
도 16은 도 11의 스위치 및 부스위치의 동작을 나타내는 타임 차트이다.
도 17은 본 발명의 제 6 실시 형태에 의한 통신 장치를 모식적으로 나타내는 블록도이다.
도 18은 도 17의 통신 장치의 스위치의 동작을 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 제 7 실시 형태에 의한 통신 장치를 모식적으로 나타내는 블록도이다.
도 20은 도 19의 통신 장치의 고전압 출력 회로를 예시하는 회로도이다.
도 21은 도 19의 통신 장치의 임피던스 정합부(整合部)를, 보다 상세하게 나타내는 블록도이다. 여기서, 통신 장치의 스위치 및 통신부의 일부를 모식적으로 도시(描畵)하고 있다.
도 22는 본 발명의 제 8 실시 형태에 의한 통신 장치를 모식적으로 나타내는 블록도이다.
도 23은 본 발명의 제 9 실시 형태에 의한 통신 장치를 모식적으로 나타내는 블록도이다.

본 발명에 대해서는 다양한 변형이나 여러 가지 형태로의 실현이 가능하지만, 그 일례로서, 도면에 나타내는 것과 같은 특정한 실시 형태에 대하여, 이하에 상세하게 설명한다. 도면 및 실시 형태는, 본 발명을 여기에 개시한 특정 형태로 한정하는 것은 아니며, 첨부의 특허청구범위에 명시되어 있는 범위 내에서 이루어지는 모든 변형예, 균등물, 대체예를 그 대상에 포함하는 것으로 한다.

(제 1 실시 형태)

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시 형태에 의한 통신 장치(1)는, 통신 안테나(10)와, 통신부(20)와, 스위치(30)와, 스위치 제어부(40)와, 승압(昇壓) 회로(고전압 출력 수단; 42)와, 전원(50)과, CPU(central processing unit; 60)를 구비하고 있다.

통신 안테나(10)는, 2개의 신호 라인(110)에 의해 통신부(20)와 접속되어 있다. 통신부(20)는, 통신 안테나(10)를 통해 외부 기기(도시 생략)와 통신 가능하다. 자세하게는, 본 실시 형태에 의한 통신부(20)는, 통신 안테나(10)를 통해 외부의 기기에 신호(송신 신호)를 송신할 수 있으며, 외부 기기로부터 신호(수신 신호)를 수신할 수가 있다.

통신 안테나(10)는, 예컨대, 외부 기기의 외부 안테나(도시 생략)와 자기(磁氣) 결합 가능한 루프 안테나이다. 루프 안테나에는, 연자성(軟磁性) 시트 등의 자성체를 설치하여도 무방하다. 루프 안테나에 자성체를 설치함으로써, 통신 안테나(10)와 외부 안테나간의 자기 결합을 향상시킬 수가 있다. 또한, 통신부(20)에 대한 외부 기기로부터의 자장(磁場)의 영향을 막을 수가 있다.

스위치(30)는, 통신 안테나(10)와 통신부(20)의 사이에 접속되어 있다. 환언하면, 스위치(30)는, 신호 라인(110) 상에 설치되어 있다. 자세하게는, 신호 라인(110)의 각각은, 통신 안테나(10)의 양단에 접속된 신호 라인(112)과, 통신부(20)에 접속된 신호 라인(114)으로 구성되어 있다. 스위치(30)는, 신호 라인(112)에 의해 통신 안테나(10)와 접속되어 있으며, 신호 라인(114)에 의해 통신부(20)와 접속되어 있다.

스위치(30)는, 임피던스 정합 회로(도시 생략)를 통해, 통신 안테나(10)와 접속되어 있어도 무방하다. 임피던스 정합 회로에 의해, 신호 라인(112)과 신호 라인(114) 사이의 전위차를 작게 할 수가 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 스위치(30)는, 반도체 스위치에 의해 구성되어 있다. 자세하게는, 본 실시 형태에 의한 스위치(30)는, 2개의 N형 MOSFET으로 구성되어 있다. MOSFET의 드레인은 신호 라인(112)과 접속되어 있으며, 소스는 신호 라인(114)과 접속되어 있다. MOSFET의 게이트는, 승압 회로(42)와 접속되어 있다.

상술한 바와 같이, 스위치(30)의 MOSFET의 소스 및 드레인은, 신호 라인(110)에 접속되어 있다. 이 때문에, 신호 라인(110)의 전압보다 충분히 높은 전압을 갖는 신호(접속 지시 신호)가 게이트에 입력되어 있을 때, 드레인과 소스가 서로 도통(導通)된다. 환언하면, 스위치(30)는 ON 상태가 된다. 한편, 상술한 접속 지시 신호가 게이트에 입력되어 있지 않을 때, 드레인과 소스가 차단된다. 환언하면, 스위치(30)는 OFF 상태가 된다.

이상의 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 스위치(30)는, 접속 지시 신호를 받고 있을 때에는 ON 상태가 되어, 통신부(20)를 통신 안테나(10)와 도통시킨다. 즉, 통신부(20)로부터의 신호(송신 신호)의 송신이나 통신 안테나(10)로부터의 신호(수신 신호)의 수신을 가능하게 한다. 한편, 스위치(30)는, 접속 지시 신호를 받고 있지 않을 때에는 OFF 상태가 되어, 통신부(20)를 통신 안테나(10)로부터 차단한다. 즉, 통신부(20)를 과전압으로부터 보호한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 스위치 제어부(40)는, 스위치(30)와 병렬로 통신 안테나(10)에 접속되어 있다. 또, 스위치 제어부(40)는, 승압 회로(42)를 통해 스위치(30)에 접속되어 있다. 이러한 구성으로부터 이해되는 바와 같이, 스위치 제어부(40)는, 스위치(30)를 향해 상술한 접속 지시 신호를 출력하기 위한 것이다.

자세하게는, 본 실시 형태에 의한 스위치 제어부(40)는, 정류회로(도시 생략)를 가지고 있다. 이 때문에, 스위치 제어부(40)는, 통신 안테나(10)를 사용한 송수신(수전(受電) 등을 포함함)에 의해 통신 안테나(10)에 생기는 전압을, 정류회로를 통해 직류 전압(이하, 「정류(整流) 전압」또는 「검출 전압」이라 함)으로서 검출할 수가 있다. 즉, 스위치 제어부(40)는, 통신 안테나(10)의 수신 신호(수전 신호를 포함함)의 전압 및 송신 신호의 전압을 검출 전압으로서 검출할 수가 있다.

스위치 제어부(40)는, 후술하는 소정의 조건 하에 있어서 스위치(30)를 향해 접속 지시 신호를 출력한다. 또, 스위치 제어부(40)는, 통신부(20)에 과전압(즉, 통신부(20)의 내구 전압을 초과한 소정의 전압값)이 부가될 것을 사전에 검지했을 때에, 접속 지시 신호를 정지한다. 스위치 제어부(40)가 접속 지시 신호를 정지하면, 통신부(20)는, 통신 안테나(10)로부터 차단되어 과전압으로부터 보호된다.

특히, 본 실시 형태에 의한 스위치 제어부(40)는, 검출 전압에 근거하여 과전압을 사전에 검지한다. 자세하게는, 스위치 제어부(40)는, 검출 전압이 소정값 이상이며 또한 과전압보다 작은 경우에, 통신부(20)에 과전압 이상의 전압이 부가될 것을 사전에 검지한다. 상기 소정값은, 통신부(20)가 통신 안테나(10)를 통해 송신함으로써 통신 안테나(10)에 생기는 전압보다 크고 또한 과전압보다 작은 값이다. 예컨대, 소정값은, 과전압보다 근소하게 작은 값이다.

승압 회로(42)는, 스위치 제어부(40)와 스위치(30)의 사이에 접속되어 있다. 이하에 설명하는 바와 같이, 승압 회로(42)는, 스위치 제어부(40)로부터 받은 접속 지시 신호의 전압을, 송신 상태에 있는 통신부(20)가 통신 안테나(10)로부터 차단되지 않을 정도의 전압으로 하여 스위치(30)에 출력한다.

도 2를 참조하면, 신호 라인(110)에는, 통신부(20)로부터의 송신 신호나 통신 안테나(10)로부터의 수신 신호에 의해 전압이 생긴다. 일반적으로, 통신부(20)가 송신하고 있을 때에는(즉, 통신부(20)가 송신 상태에 있을 때에는), 신호 라인(110)에 큰 전압이 생기기 쉽다. 만일, 게이트에 출력되는 접속 지시 신호의 전압과 신호 라인(110)의 전압 사이의 전위차가 작아지면, 스위치(30)가 적절히 ON 상태가 되지 않을 우려가 있다. 환언하면, 스위치(30)를 적절히 ON 상태로 하기 위해서는, 게이트에 부가되는 접속 지시 신호의 전압을, 신호 라인(110)의 전압보다 충분히 크게 할 필요가 있다.

상술한 바와 같이, 승압 회로(42)는, 접속 지시 신호의 전압을 충분히 승압하여 스위치(30)에 부가한다. 환언하면, 스위치(30)는 승압한 접속 지시 신호에 의해 제어된다. 이 때문에, 스위치(30)가 잘못하여 OFF 상태가 되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 통신부(20)를 과전압으로부터 보호하면서, 통신부(20)의 통신을 안정적으로 유지할 수가 있다.

도 1을 참조하면, 전원(50)은, 스위치 제어부(40)에 동작 전력을 공급하기 위한 전지이다. 도시된 전원(50)은, 스위치 제어부(40)와만 직접 접속되어 있다. 단, 전원(50)은, CPU(60)나 통신부(20)와도 접속되어 있어도 무방하다. 본 실시 형태에 의한 전원(50)은, 스위치 제어부(40)를 통해 승압 회로(42)에 동작 전력을 공급한다. 본 실시 형태에 의하면, 전원(50)으로부터의 동작 전력은, 주로 승압 회로(42)에 의해 소비된다. 승압 회로(42)는, 공급된 동작 전력을 사용하여 접속 지시 신호의 전압을 승압한다.

예컨대, 전원(50)의 공급 전압이 3.3V이며, 신호 라인(110)에 생기는 전압이 3.3V 이하인 경우, 스위치 제어부(40)가 출력한 접속 지시 신호의 전압을 승압 회로(42)에 의해 5V로 승압하여 스위치(30)에 출력하면 된다.

전원(50)은 전지가 아니어도 무방하다. 예컨대, 통신 안테나(10)에 생긴 전력의 일부를 정류, 또는 전력 변환하여 전원(50)으로서 사용하여도 무방하다. 그러나, 통신 안테나(10)를 경유하여 공급되는 동작 전력이 부족하면, 접속 지시 신호의 전압이 저하될 우려가 있다. 접속 지시 신호의 전압이 저하되면, 스위치(30)가 OFF 상태가 되며, 통신부(20)는, 과전압으로부터 보호되지만 외부 기기(도시 생략)와 통신할 수가 없다. 한편, 전원(50)이 전지인 경우, 외부 기기로부터 수전하지 않는 경우에도 통신 상태를 유지할 수가 있다. 즉, 통신 상태를 안정적으로 유지한다는 관점에서는, 전원(50)이 전지인 것이 바람직하다.

전원(50)으로서 사용되는 전지는, 1차 전지, 2차 전지 중 어느 것이어도 무방하다. 단, 통신 장치(1)가 수전 안테나, 정류 회로, 평활 회로, 충전 제어 회로 등을 사용한 비접촉 충전 기능(도시 생략)을 가지고 있는 경우, 전원(50)은, 비접촉 충전 기능에 의해 충전되는 2차 전지로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 전원(50)에 의해 스위치 제어부(40) 및 승압 회로(42)에 대한 동작 전력이 보다 확실하게 공급된다. 따라서, 통신 상태를 더욱 확실히 유지할 수가 있다.

상술한 바와 같이, 전원(50)은 스위치 제어부(40)에도 동작 전력을 공급하고 있다. 전원(50)으로부터의 동작 전력의 공급이 어떠한 이유로 인해 정지되면, 스위치 제어부(40)는, 접속 지시 신호를 출력하지 않는다. 이 때문에, 스위치(30)가 OFF 상태가 되고, 통신부(20)는, 과전압으로부터 보호된다. 즉, 본 실시 형태에 의하면, 전원(50)이 고장난 경우에도, 통신부(20)를 보호할 수가 있다.

본 실시 형태에 의한 CPU(60)는, 통신부(20) 및 스위치 제어부(40)와 접속되어 있다. CPU(60)는, 통신부(20)가 신호를 송신하는 경우, 통신부(20)가 송신 상태에 있음을 나타내는 신호(지시 신호)를 스위치 제어부(40)에 보낸다. 즉, 스위치 제어부(40)는, 통신부(20)가 송신 상태에 있는지 여부를, 지시 신호의 유무에 의해 검출할 수가 있다. 후술하는 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 스위치 제어부(40)는, 지시 신호의 유무에 따라 다르게 동작한다. 이상의 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 통신부(20)가, 신호를 송신하지 않고, 부하 변조 통신이나 수신만을 행하는 경우에는, 지시 신호에 관계되는 기능은 불필요하다.

이하, 도 1 및 도 3을 참조하면서, 본 실시 형태에 의한 스위치(30) 및 스위치 제어부(40)의 기능을 더욱 자세하게 설명한다.

본 실시 형태에 있어서, 제 1 문턱값(threshold value)은, 통신 안테나(10)를 통해 통신하기 위해 필요한 신호 전압의 하한치(하한치 부근의 값을 포함함)이며, 제 2 문턱값은, 통신부(20)에 과전압을 부가하지 않는 신호 전압의 상한치(상한치 부근의 값을 포함함)이다. 보다 구체적으로는, 제 1 문턱값은, 통신부(20)가 수신하고 있을 때에 스위치 제어부(40)에 의해 검출되는 검출 전압의 하한치이다. 제 2 문턱값은, 통신부(20)가 통신 안테나(10)를 통해 송신함으로써 생기는 전압의 상한치보다 크고 또한 과전압보다 작은 소정값이다. 제 2 문턱값은, 제 1 문턱값보다 크다.

상술한 바와 같이, 스위치 제어부(40)는, 통신 안테나(10)에 생기는 전압을, 정류 회로(도시 생략)를 통해 정류 전압(검출 전압)으로서 얻는다. 또, 스위치 제어부(40)는, 통신부(20)가 송신 상태에 있음을 나타내는 지시 신호를, CPU(60)로부터 얻는다. 스위치 제어부(40)는, 검출 전압 및 지시 신호를 사용하여 스위치(30)를 제어한다.

구체적으로는, 스위치 제어부(40)는, 통신부(20)가 송신 상태에 없는 경우, 즉, CPU(60)로부터 지시 신호를 받고 있지 않는 경우, 스위치(30)를 이하와 같이 제어한다.

스위치 제어부(40)는, 검출 전압이 제 1 문턱값 이하인 경우(예컨대, 통신 안테나(10)가 신호를 수신하고 있지 않는 경우), 승압 회로(42)에 접속 지시 신호를 출력하지 않는다. 이 때문에, 스위치(30)는 OFF 상태이다. 이 때, 승압 회로(42)에 의한 동작 전력의 소비가 억제되어 있다. 또한, 검출 전압이 제 1 문턱값 이하인 경우, 스위치 제어부(40)에 동작 전력을 공급하지 않도록 구성하여도 무방하다. 이 경우, 예컨대, 전원(50)이 검출 전압을 받아 동작 전력의 공급의 필요 여부를 판단하면 된다.

스위치 제어부(40)는, 검출 전압이 제 1 문턱값보다 크고 또한 제 2 문턱값 이하인 경우(예컨대, 통신 안테나(10)가 신호를 수신한 경우), 승압 회로(42)를 통해 스위치(30)에 접속 지시 신호를 출력한다. 이 때문에, 스위치(30)는 ON 상태가 되어, 통신부(20)는 통신 가능하게 된다.

스위치 제어부(40)는, 검출 전압이 제 2 문턱값보다 큰 경우(예컨대, 통신 안테나(10)가 수전한 경우), 승압 회로(42)에 접속 지시 신호를 출력하지 않는다. 이 때문에, 스위치(30)는 OFF 상태가 되어, 통신부(20)가 보호된다.

스위치 제어부(40)는, 통신부(20)가 송신 상태에 있는 경우, 즉, CPU(60)로부터 지시 신호를 받고 있는 경우, 스위치(30)를 이하와 같이 제어한다.

스위치 제어부(40)는, 검출 전압이 제 2 문턱값 이하인 경우, 승압 회로(42)를 통해 스위치(30)에 접속 지시 신호를 출력한다. 이 때문에, 스위치(30)는 ON 상태가 되어, 통신부(20)는 통신 가능하게 된다. 즉, 통신부(20)가 송신 상태로 천이(遷移)되어 송신을 개시할 때, 통신부(20)는 통신 안테나(10)와 미리 도통된다. 또, 통신부(20)가 송신 상태에 있는 경우에는, 검출 전압이 일시적으로 제 1 문턱값 이하가 되어도, 통신부(20)는 통신 안테나(10)와 계속해서 도통된다. 이 때문에, 송신 상태가 안정적으로 유지된다.

스위치 제어부(40)는, 검출 전압이 제 2 문턱값보다 큰 경우, 승압 회로(42)에 접속 지시 신호를 출력하지 않는다. 이 때문에, 스위치(30)는 OFF 상태가 되어, 통신부(20)가 보호된다.

이상의 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 검출 전압이 제 1 문턱값 이하인 경우, 스위치 제어부(40)는, 통신부(20)가 송신 상태에 있는지 여부에 따라, 스위치(30)를 제어한다. 자세하게는, 스위치 제어부(40)는, 통신부(20)가 송신 상태에 없고 또한 검출 전압이 제 1 문턱값 이하인 경우에, 접속 지시 신호를 정지한다. 스위치 제어부(40)는, 통신부(20)가 송신 상태에 있으며 또한 검출 전압이 제 1 문턱값 이하인 경우에, 접속 지시 신호를 출력한다.

한편, 검출 전압이 제 1 문턱값보다 큰 경우, 스위치 제어부(40)는, 통신부(20)가 송신 상태에 있는지 여부에 관계 없이, 스위치(30)를 제어한다. 자세하게는, 스위치 제어부(40)는, 검출 전압이 제 1 문턱값보다 크고 또한 제 2 문턱값 이하인 경우에, 접속 지시 신호를 출력한다. 또, 스위치 제어부(40)는, 검출 전압이 상기 제 2 문턱값보다 큰 경우에, 접속 지시 신호를 정지한다.

본 실시 형태에 의하면, 통신 장치(1)가 비접촉으로 수전하고 있는 경우, 통신부(20)에 대한 과전압은, 스위치(30)에 의한 신호 라인(110)의 차단에 의해 방지된다. 또, 통신 장치(1)가 비접촉 전력 전송 기능을 갖지 않는 경우라 하더라도, 통신 장치(1)가 송전중인 기기의 근방에 놓여졌을 때의 통신부(20)에 대한 과전압이 방지된다. 또한, 신호 라인(110)이 차단되면, 통신 안테나(10)의 양단간의 임피던스가 높아진다. 이 때문에, 통신 장치(1)가 비접촉으로 수전하고 있는 경우, 전송된 전력의 손실을 방지할 수가 있다.

또한, 본 실시 형태에 의하면, 접속 지시 신호의 전압을 신호 라인(110)의 전압보다 충분히 높게 함으로써, 통신부(20)를 통신 안테나(10)와 안정적으로 도통시키며 또한 확실하게 통신 안테나(10)로부터 차단할 수가 있다.

또한, 본 실시 형태에 의하면, 접속 지시 신호를 출력하지 않음으로써 신호 라인(110)이 차단된다. 이 때문에, 신호 라인(110)이 차단되어 있을 때, 스위치 제어부(40) 및 승압 회로(42)에 의한 전력 손실이 억제된다.

본 실시 형태에 의한 통신 장치(1)는, 이미 기술한 변형예에 추가하여, 다양하게 변형 가능하다.

예컨대, 통신부(20)가, 신호를 송신하지 않고 부하 변조 통신이나 수신만을 행하는 경우에는, 스위치 제어부(40)는, 검출 전압이 제 1 문턱값 이하인 경우에도, 통신부(20)가 송신 상태에 있는지 여부에 관계없이, 접속 지시 신호를 정지하면 된다.

또, 스위치 제어부(40)에 정류 회로(도시 생략)를 설치하지 않고, 스위치 제어부(40)가 직류 전압을 받도록 구성하여도 무방하다. 예컨대, 통신 안테나(10)와 스위치(30)의 사이에 임피던스 정합 회로(도시 생략)가 설치되어 있는 경우, 스위치 제어부(40)를, 임피던스 정합 회로와 스위치(30) 사이의 신호 라인(112)에 접속하면 된다. 이 경우, 스위치 제어부(40)는, 통신부(20)에 부가되는 전압을 직접 검출할 수가 있다.

또, 스위치 제어부(40)는, 정류 회로(도시 생략)를 사용하지 않고 검출 전압을 얻어도 무방하다. 예컨대, 스위치 제어부(40)는, 신호 라인(110) 상의 신호를 포락선 검파(包絡線檢波)함으로써 검출 전압을 얻어도 무방하다.

(제 2 실시 형태)

도 1 및 도 4로부터 이해되는 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시 형태에 의한 통신 장치(1A)는, 제 1 실시 형태에 의한 통신 장치(1)의 변형예이다. 구체적으로는, 통신 장치(1A)는, 부가 스위치(32)를 구비하고 있다. 또, 통신 장치(1A)는, 스위치 제어부(40) 대신에, 스위치 제어부(40)와 조금 다른 스위치 제어부(40A)를 구비하고 있다. 자세하게는, 스위치 제어부(40A)는, 승압 회로(42)뿐만 아니라 부가 스위치(32)와도 접속되어 있다. 통신 장치(1A)는, 상술한 차이점을 제외하고, 통신 장치(1)와 마찬가지로 구성되어 있으며 마찬가지로 기능한다. 이하에 있어서는, 상기 차이점을 중심으로 설명한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 부가 스위치(32)는, 스위치(30)와 통신부(20)의 사이에 접속되어 있다. 또, 부가 스위치(32)는, 승압 회로(42)를 통하지 않고, 스위치 제어부(40A)와 접속되어 있다. 부가 스위치(32)는, 스위치(30)와 마찬가지로, 스위치 제어부(40A)로부터의 접속 지시 신호에 의해 제어된다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 스위치(30)는, 제 1 실시 형태(도 2 참조)와 같이 2개의 N형 MOSFET으로 구성되어 있다.

부가 스위치(32)는, 스위치(30)와 마찬가지로, 반도체 스위치에 의해 구성되어 있다. 단, 부가 스위치(32)는, 스위치(30)와 달리, 2개의 N형 MOSFET으로 구성되어 있다. MOSFET의 드레인은, 신호 라인(114)에 접속되어 있으며, 소스는 그라운드되어 있다. MOSFET의 게이트는, 승압 회로(42)가 아닌 스위치 제어부(40A)와 접속되어 있다.

부가 스위치(32)의 소스는 그라운드에 접속되어 있기 때문에, 부가 스위치(32)는, 그라운드 전위를 기준으로 한 접속 지시 신호에 의해 ON 상태가 된다. 이 때문에, 게이트에는, 스위치 제어부(40A)로부터의 접속 지시 신호가, 승압 회로(42)를 통하지 않고 직접적으로 출력된다. 게이트에 접속 지시 신호가 출력되고 있을 때, 부가 스위치(32)는 ON 상태이다. 이 때, 신호 라인(114)이 그라운드와 접속되어, 통신부(20)가 스위치(30)로부터 차단된다. 한편, 게이트에 접속 지시 신호가 부가되어 있지 않을 때, 부가 스위치(32)는 OFF 상태이다. 이 때, 신호 라인(114)이 그라운드되지 않아, 통신부(20)가 스위치(30)와 도통된다.

이상의 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 스위치 제어부(40A)로부터 부가 스위치(32)에 부가되는 접속 지시 신호는, 차단 지시 신호로서 기능한다.

스위치(30)가 OFF 상태에 있을 때에도, 신호 라인(114)은, 신호 라인(112)으로부터 완전하게는 절연될 수 없다. 환언하면, 통신 안테나(10)와 통신부(20)의 사이를 완전하게는 차단할 수 없다. 한편, 본 실시 형태에 의한 부가 스위치(32)는, 접속 지시 신호(차단 지시 신호)를 받고 있을 때에는 통신부(20)를 스위치(30)로부터 차단한다. 즉, 스위치(30)를 OFF 상태로 하는 것과 동시에 부가 스위치(32)를 ON 상태로 할 수가 있다. 이 때문에, 통신부(20)를 더욱 확실하게 보호할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 의한 부가 스위치(32)는, 제너 다이오드(zener diode; ZD)에 의한 보호 기능을 가지고 있다. 이 때문에, 통신부(20)를 거의 완전하게 보호할 수가 있다.

부가 스위치(32)는, 접속 지시 신호(차단 지시 신호)를 받고 있지 않을 때에는 통신부(20)를 스위치(30)와 도통시킨다. 즉, 스위치(30)를 ON 상태로 하는 것과 동시에 부가 스위치(32)를 OFF 상태로 할 수 있다. 이 때문에, 통신부(20)의 통신을 안정적으로 유지할 수가 있다.

이하, 도 4, 도 6 및 도 7을 참조하면서, 본 실시 형태에 의한 부가 스위치(32) 및 스위치 제어부(40A)의 기능을 설명한다. 스위치(30)의 기능은, 제 1 실시 형태에 있어서의 기능(도 3 참조)과 동일하기 때문에, 특별히 설명하지는 않는다.

스위치 제어부(40A)는, 통신부(20)가 송신 상태에 있는지 여부에 관계없이, 부가 스위치(32)를 이하와 같이 제어한다.

구체적으로는, 스위치 제어부(40A)는, 검출 전압이 제 2 문턱값보다 큰 경우, 부가 스위치(32)에 차단 지시 신호(접속 지시 신호)를 출력한다. 이 때문에, 스위치(30)는 ON 상태가 된다. 즉, 통신부(20)가 스위치(30)로부터 차단된다. 한편, 스위치 제어부(40A)는, 검출 전압이 제 2 문턱값 이하인 경우에, 부가 스위치(32)에 대한 차단 지시 신호(접속 지시 신호)를 정지한다. 이 때문에, 부가 스위치(32)는 OFF 상태가 된다. 즉, 통신부(20)가 스위치(30)와 도통된다.

도 6 및 도 7로부터 이해되는 바와 같이, 스위치(30)와 부가 스위치(32)를 구비함으로써, 특히, 검출 전압이 제 2 문턱값보다 큰 경우, 통신부(20)에 대한 과전압을 보다 확실히 저지하여, 통신부(20)를 보다 확실히 보호할 수가 있다. 또, 검출 전압이 제 1 문턱값 이하인 경우, 부가 스위치(32)는 OFF 상태여도 되기 때문에, 접속 지시 신호를 부가 스위치(32)에 출력할 필요가 없다. 이 때문에, 전력 소비를 억제할 수가 있다.

(제 3 실시 형태)

도 1 및 도 8로부터 이해되는 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시 형태에 의한 통신 장치(1B)는, 제 1 실시 형태에 의한 통신 장치(1)의 변형예이다. 구체적으로는, 통신 장치(1B)는, 스위치 제어부(40) 대신에, 스위치 제어부(40)와 약간 다른 스위치 제어부(40B)를 구비하고 있다. 자세하게는, 스위치 제어부(40B)는, CPU(60)(도 8에서 도시 생략)와 접속되어 있지 않고, 신호 라인(114)과 접속되어 있다. 통신 장치(1B)는, 상술한 차이점을 제외하고, 통신 장치(1)와 마찬가지로 구성되어 있으며 마찬가지로 기능한다. 이하에 있어서는, 상기 차이점을 중심으로 설명한다.

도 8로부터 이해되는 바와 같이, 스위치 제어부(40B)는, 통신부(20)로부터의 송신 신호의 전압을, 신호 라인(114)으로부터 직접적으로 검출할 수 있다. 자세하게는, 본 실시 형태에 의한 스위치 제어부(40B)는, 신호 라인(114)의 전압을 평활화하여 평활화 전압을 얻는다. 이하에 설명하는 바와 같이, 스위치 제어부(40B)는, 상기 평활화 전압에 의해 통신부(20)가 송신 상태에 있는지 여부를 판단한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 스위치 제어부(40B)는, 검출 전압이 제 1 문턱값보다 큰 경우, 제 1 실시 형태(도 3 참조) 및 제 2 실시 형태(도 6 및 도 7 참조 참조)와 마찬가지로 스위치(30)를 제어한다. 한편, 스위치 제어부(40B)는, 검출 전압이 제 1 문턱값 이하인 경우, 상술한 평활화 전압을 사용하여, 스위치(30)를 제어한다. 자세하게는, 스위치 제어부(40B)는, 평활화 전압이 소정의 제 3 문턱값 이하인 경우, 스위치(30)를 OFF 상태로 한다. 한편, 스위치 제어부(40B)는, 평활화 전압이 소정의 제 3 문턱값보다 큰 경우, 스위치(30)를 ON 상태로 한다.

통신부(20)가 송신 상태에 없으며 검출 전압이 제 1 문턱값 이하인 경우, 스위치(30)는 OFF 상태이다. 이 때문에, 통신부(20)가 송신을 개시할 때에는, 스위치(30)를 ON 상태로 할 필요가 있다. 본 실시 형태에 의한 스위치 제어부(40B)는, 상술한 바와 같이 기능하기 때문에, 통신부(20)의 송신 상태로의 천이에 의해 평활화 전압이 제 3 문턱값보다 커지면, 스위치(30)를 ON 상태로 한다. 이로써, 통신부(20)는 신호를 송신할 수가 있다.

이상의 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 스위치 제어부(40B)는, 통신부(20)가 송신 상태에 있는지 여부를, CPU(60)(도 1 참조)의 지시 신호가 아닌 평활화 전압에 의해 검지할 수가 있다.

(제 4 실시 형태)

도 1 및 도 10으로부터 이해되는 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시 형태에 의한 통신 장치(1C)는, 제 1 실시 형태에 의한 통신 장치(1)의 변형예이다. 구체적으로는, 통신 장치(1C)는, 통신 안테나(10)에 추가하여 보조 안테나(12)를 구비하고 있다. 또, 통신 장치(1C)는, 스위치 제어부(40) 대신에, 스위치 제어부(40)와 약간 다른 스위치 제어부(40C)를 구비하고 있다. 자세하게는, 스위치 제어부(40C)는, 통신 안테나(10)에 접속되어 있지 않고, 보조 안테나(12)에 접속되어 있다. 통신 장치(1C)는, 상술한 차이점을 제외하고, 통신 장치(1)와 마찬가지로 구성되어 있으며 마찬가지로 기능한다. 이하에 있어서는, 상기 차이점을 중심으로 설명한다.

보조 안테나(12)는, 통신 안테나(10)와 별개의 안테나이며 또한 송수신중인 통신 안테나(10)와 자기 결합하는 한, 어떠한 안테나여도 무방하다. 예컨대, 통신 장치(1C)가 비접촉으로 수전하는 수전 루프 안테나를 구비하고 있는 경우, 상기 수전 루프 안테나를 보조 안테나(12)로서 사용하여도 무방하다.

스위치 제어부(40C)는, 통신 안테나(10)의 전압을 검출 전압으로서 직접적으로 검출하는 것이 아니라, 통신 안테나(10)를 사용한 송수신에 기인하여 보조 안테나(12)에 생기는 전압을, 검출 전압으로서 검출한다. 즉, 본 실시 형태에 있어서, 검출 전압은, 통신 안테나(10)를 사용한 송수신에 의해 보조 안테나(12)에 생기는 전압이다. 이와 같이 구성된 스위치 제어부(40C)는, 스위치 제어부(40)(도 1 및 도 3 참조)와 마찬가지로, 스위치(30)를 제어할 수가 있다.

또, 통신 안테나(10) 및 보조 안테나(12)를 상호의 자기 결합이 약해지도록 배치함으로써, 통신 안테나(10)의 전압에 거의 영향을 주는 일 없이, 적절한 검출 전압을 보조 안테나(12)로부터 검출할 수가 있다.

(제 5 실시 형태)

도 8 및 도 11로부터 이해되는 바와 같이, 본 발명의 제 5 실시 형태에 의한 통신 장치(1D)는, 제 3 실시 형태에 의한 통신 장치(1B)의 변형예이다. 구체적으로는, 통신 장치(1D)는, 스위치(30)에 추가하여 부(副)스위치(34)를 구비하고 있다. 또, 통신 장치(1D)는, 스위치 제어부(40B) 대신에, 스위치 제어부(40B)와 약간 다른 스위치 제어부(40D)를 구비하고 있다. 자세하게는, 스위치 제어부(40D)는, 승압 회로(42)뿐만 아니라 부스위치(34)와도 접속되어 있다. 통신 장치(1D)는, 상술한 차이점을 제외하고, 통신 장치(1B)와 마찬가지로 구성되어 있으며 마찬가지로 기능한다. 이하에 있어서는, 상기 차이점을 중심으로 설명한다.

도 11에 나타내는 바와 같이, 부스위치(34)는, 통신 안테나(10)와 통신부(20)의 사이에, 스위치(30)와 병렬로 접속되어 있다. 환언하면, 부스위치(34)는, 스위치(30)와 마찬가지로, 신호 라인(110) 상에 설치되어 있다. 또, 부스위치(34)는, 승압 회로(42)를 통하지 않고, 스위치 제어부(40D)와 접속되어 있다. 부스위치(34)는, 스위치(30)(도 2 참조)와 마찬가지로, 반도체 스위치에 의해 구성 가능하다. 예컨대, 부스위치(34)는, 스위치(30)와 마찬가지로, 2개의 N형 MOSFET으로 구성하면 된다.

도 11로부터 이해되는 바와 같이, 스위치 제어부(40D)는, 스위치(30) 및 부스위치(34)에 접속 지시 신호를 출력한다. 부스위치(34)에 대한 접속 지시 신호는, 예컨대, MOSFET의 게이트에 출력된다.

구체적으로는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 스위치 제어부(40D)는, 반도체를 이용한 회로로 구성되어 있다. 이하, 도 12를 참조하여, 신호 라인(112)에 소정의 전압이 발생되어 있는 경우의(예컨대, 통신 장치(1D)가 수신하고 있는 경우의) 스위치 제어부(40D)의 기능을 설명한다.

스위치 제어부(40D)는, 신호 라인(112)의 전압을 다이오드 브릿지(diode bridge)에 의해 전파(全波) 정류한다. 스위치 제어부(40D)는, 전파 정류 후의 전압을 콘덴서(C1)로 이루어지는 평활 회로에 의해 평활화하여 정류 전압(Vidc)(검출 전압)으로 변환한다. 정류 전압(Vidc)은, 반전(反轉) 입력으로서 비교기(CA)에 입력된다. 또, 제 2 문턱값의 전압(V2)이 비(非)반전 입력으로서 비교기(CA)에 입력된다. 비교기(CA)로부터의 출력은, 접속 지시 신호로서 부스위치(34) 및 AND 회로의 각각에 출력된다.

스위치 제어부(40D)는, 수신 신호 검출부(400)를 가지고 있다. 환언하면, 통신 장치(1D)는, 수신 신호 검출부(400)를 구비하고 있다. 정류 전압(Vidc)(검출 전압)은, 수신 신호 검출부(400)에도 입력된다. 자세하게는, 정류 전압(Vidc)은, N형 MOSFET(Q1)의 게이트에 입력된다. MOSFET(Q1)의 소스는 그라운드되어 있다. 이 때문에, 정류 전압(Vidc)의 입력에 의해 게이트와 소스 사이의 전위차가 커져, 드레인과 소스가 도통된다. 이로써, MOSFET(Q1)의 드레인 전압이 낮아진다. MOSFET(Q1)의 드레인에 접속되어 있는 P형 MOSFET(Q2)의 게이트 전압도 낮아지기 때문에, MOSFET(Q2)의 드레인과 소스가 도통된다.

수신 신호 검출부(400)는 상술한 바와 같이 기능하기 때문에, 신호 라인(112)에 소정의 전압이 발생되어 있는 경우, 전원 전압(Vcc)이, MOSFET(Q2) 및 다이오드를 통해 비교기(CB)에 비(非)반전 입력된다. 신호 라인(114)의 전압도, 다이오드 및 콘덴서에 의해 평활화되며, 필요에 따라 승압되어(도시 생략), 통신부(20)측의 평활화 전압으로서 비교기(CB)에 비반전 입력된다. 또, 소정값의 전압(V1)이 비교기(CB)에 반전 입력된다. 비교기(CB)로부터의 출력은 AND 회로에 입력된다. AND 회로로부터의 출력은 승압 회로(42)에 출력된다.

도 12에 예시한 스위치 제어부(40D)에 있어서, 정류 전압(Vidc)(검출 전압)의 제 1 문턱값은, MOSFET(Q1)의 드레인과 소스가 도통시키기 위해 필요한 게이트 전압과 같다. MOSFET(Q1)의 드레인과 소스가 도통하면, 소정값의 전압(V1)보다 큰 전원 전압(Vcc)이 비교기(CB)에 입력된다. 이 때문에, 정류 전압(Vidc)이 비교기(CB)로는 직접적으로 검출할 수 없을 정도로 미약한 경우에도, 비교기(CB)는 전원 전압(Vcc)에 의해 정류 전압(Vidc)을 검지할 수가 있다. 예컨대, 통신 안테나(10)가 미약한 신호를 수신한 경우에도, 스위치(30)를 제어하여 신호 라인(112)을 신호 라인(114)과 도통시킬 수가 있다.

스위치 제어부(40D)는, 정류 전압(Vidc)(검출 전압)의 크기에 따라 비교기(CB)에 입력되는 전압(소정 전압, 도 12에 있어서는 전원 전압(Vcc))의 크기가 바뀌도록 구성하여도 무방하다. 이 경우, 정류 전압(Vidc)(검출 전압)은, 수신 신호 검출부(400)에 의해 소정 전압으로 변환되어 비교기(CB)에 입력된다. 이 경우, 전압(V1)을 제 1 문턱값에 대응하는 값으로 설정함으로써, 비교기(CB)는, 정류 전압(Vidc)과 제 1 문턱값을 간접적으로 비교할 수가 있다. 환언하면, 스위치 제어부(40D)는, 수신 신호 검출부(400)에 의해 커진 정류 전압(Vidc)을 사용하여, 정류 전압(Vidc)과 제 1 문턱값을 비교한다. 이 때문에, 정류 전압(Vidc)이 비교기(CB)로는 직접적으로 검출할 수 없을 정도로 미약한 경우에도, 비교기(CB)는 소정 전압에 의해 정류 전압(Vidc)을 검지할 수가 있다. 이 때문에, 정류 전압(Vidc)에 대해 작은 제 1 문턱값을 설정할 수가 있다. 예컨대, 통신 안테나(10)가 미약한 신호를 수신한 경우에도, 스위치(30)를 제어하여 신호 라인(112)을 신호 라인(114)과 도통시킬 수가 있다.

상술한 바와 같이, 스위치 제어부(40D)가 검지한 정류 전압(Vidc)(검출 전압)은, MOSFET(Q1)의 게이트에 입력된다. 이와 같이, 스위치 제어부(40D)를 반도체를 이용한 회로로 구성한 경우, 정류 전압(Vidc)의 검출 가능한 하한치는, 반도체의 PN 접합에 있어서의 0.6V 정도의 장벽(障壁, barrier) 전압으로 제약되는 경우가 많다. 즉, 제 1 문턱값은, 장벽 전압보다 커지도록 설정할 필요가 있다. 한편, 예컨대, 통신부(20)를, ISO/IEC18092 규격에 준거한 IC로 구성했을 경우, 통신부(20)가 송신 가부(可否)를 판단하기 위한 수신 신호의 전압은 0.6V보다 작은 경우가 많다. 즉, 수신 신호의 전압이 제 1 문턱값보다 작은 경우가 있다. 통신부(20)가 이러한 미약한 수신 신호를 수신할 수 있도록 하기 위해서는, 스위치(30)가 OFF 상태여도, 통신부(20)를 통신 안테나(10)와 도통시킬 필요가 있다.

본 실시 형태에 의하면, 정류 전압(Vidc)(검출 전압)이 제 2 문턱값 이하인 한, 접속 지시 신호가 부스위치(34)에 출력된다. 이 때문에, 부스위치(34)는, 정류 전압(Vidc)이 장벽 전압보다 작아도, 통신부(20)를 통신 안테나(10)와 계속해서 도통시킨다. 즉, 부스위치(34)를 설치함으로써, 통신부(20)는, 스위치(30)가 OFF 상태여도, 송신 가부를 판단하기 위한 미약한 수신 신호를 수신할 수가 있다.

또, 부스위치(34)와 스위치 제어부(40D)의 사이에는, 승압 회로(42)와 같이 큰 전력을 소비하는 회로가 설치되어 있지 않다. 이 때문에, 부스위치(34)가 통신부(20)를 통신 안테나(10)와 계속해서 도통시킴에 따른 소비 전력은 작다. 또한, 스위치 제어부(40D)가 전원(50)으로부터 전력을 공급받지 않는 경우, 부스위치(34)는 동작하지 않는다. 즉, 부스위치(34)는 OFF 상태이다. 이 때문에, 만일 전원(50)으로부터의 전력이 정지되어도, 통신부(20)는 과전압으로부터 보호된다.

이하, 도 11 및 도 13 내지 도 16을 참조하면서, 본 실시 형태에 의한 스위치(30), 부스위치(34) 및 스위치 제어부(40D)의 기능을 설명한다.

도 11 및 도 13을 참조하면, 통신부(20)가 수신 상태에 있을 때, 정류 전압(Vidc)(검출 전압)이 제 1 문턱값 이하여도, 부스위치(34)가 ON 상태에 있다. 이 때문에, 통신부(20)는, 송신 가부를 판단하기 위한 미약한 수신 신호의 유무를 판단할 수가 있다.

도 11 및 도 14를 참조하면, 본 실시 형태에 의한 스위치(30)는, 제 3 실시 형태에 의한 스위치(30)(도 9 참조)와 마찬가지로 동작한다. 단, 스위치 제어부(40D)를, 도 12에 나타내는 바와 같이 구성했을 경우, 제 1 문턱값과 제 3 문턱값은 같다.

도 12로부터 이해되는 바와 같이, 부스위치(34)는, 본 실시 형태에 의한 통신부(20)측의 평활화 전압과는 직접적으로 관계없이 동작한다. 환언하면, 부스위치(34)는, 기본적으로 정류 전압(Vidc)(검출 전압)에 따라서만 동작한다. 단, 도 11로부터 이해되는 바와 같이, 정류 전압(Vidc)과 평활화 전압은 서로 관련되어 있다. 이 때문에, 부스위치(34)의 기능은, 평활화 전압과 간접적으로 관련되어 있다. 보다 구체적으로는, 도 11 및 도 15를 참조하면, 부스위치(34)는, 하기와 같이 동작한다.

스위치 제어부(40D)는, 통신 안테나(10)로부터의 정류 전압(Vidc)(검출 전압)이 상기 제 2 문턱값 이하인 경우에, 부스위치(34)에 접속 지시 신호를 출력한다. 또, 부스위치(34)는, 접속 지시 신호를 받고 있을 때, 기본적으로는 ON 상태이다. 자세하게는, 정류 전압(Vidc)이 제 1 문턱값 이하인 경우, 부스위치(34)는, ON 상태이다. 또, 정류 전압(Vidc)이 제 1 문턱값보다 크고 또한 제 2 문턱값 이하인 경우에도, 부스위치(34)는, 기본적으로는 ON 상태이다.

단, 정류 전압(Vidc)(검출 전압)이 제 1 문턱값보다 크고 또한 제 2 문턱값 이하인 경우, 부스위치(34)에 출력되는 접속 지시 신호의 전압과 신호 라인(110)의 전압 사이의 전위차가 작아지는 경우가 있다. 이 때, 부스위치(34)는 ON 상태를 유지하지 못하고 OFF 상태가 된다. 예컨대, 통신부(20)로부터의 송신에 의해 신호 라인(110)의 전압이 상승하여, 부스위치(34)가 OFF 상태가 되는 경우가 있다. 이 때, 부스위치(34)는, 통신부(20)를 통신 안테나(10)로부터 차단한다. 즉, 본 실시 형태에 의한 부스위치(34)는, 접속 지시 신호를 받고 있을 때, 적어도 정류 전압(Vidc)이 제 1 문턱값 이하인 경우에는 통신부(20)를 통신 안테나(10)와 도통시킨다.

상술한 바와 같이, 스위치 제어부(40D)의 정류 전압(Vidc)(검출 전압)이 제 1 문턱값보다 크고, 제 2 문턱값 이하인 경우에는, 스위치(30)에 의해 통신부(20)가 통신 안테나(10)와 도통된다. 따라서, 부스위치(34)가 ON/OFF의 어느 상태라 하더라도, 통신부(20)는 통신 안테나(10)와 계속해서 도통된다. 환언하면, 본 실시 형태에 의하면, 정류 전압(Vidc)이 제 1 문턱값보다 크고 또한 제 2 문턱값 이하인 경우, 부스위치(34)는, ON/OFF의 어느 상태여도 무방하다.

스위치 제어부(40D)는, 정류 전압(Vidc)(검출 전압)이 제 2 문턱값보다 큰 경우에, 부스위치(34)에 대한 접속 지시 신호를 정지한다. 부스위치(34)는, 접속 지시 신호를 받고 있지 않을 때에는, 통신부(20)를 통신 안테나(10)로부터 차단한다. 즉, 스위치(30) 및 부스위치(34)의 양방(兩方)이 OFF 상태가 되어, 통신부(20)가 보호된다.

도 16에 나타내는 바와 같이, 예컨대, 정류 전압(Vidc)(검출 전압)이 시간의 경과와 함께 균일하게 커지는 경우, 스위치(30) 및 부스위치(34)의 상태는, 이하와 같이 천이된다.

정류 전압(Vidc)(검출 전압)이 제 1 문턱값을 넘을 때까지는, 스위치(30)는 OFF 상태이지만, 부스위치(34)는 ON 상태를 유지하고 있다. 이 때문에, 통신부(20)는 통신 안테나(10)와 도통되어 있다.

정류 전압(Vidc)(검출 전압)이 제 1 문턱값을 넘으면, 부스위치(34)(MOSFET)의 게이트와 소스 사이의 전위차가 서서히 작아진다. 이 때문에, 부스위치(34)는, ON 상태를 유지하지 못하고 OFF 상태가 된다. 단, 스위치(30)는, 승압 회로(42)에 의해 ON 상태를 유지한다. 이 때문에, 통신부(20)는, 부스위치(34)의 동작에 의한 영향을 받는 일 없이, 통신 안테나(10)와 계속해서 도통된다.

정류 전압(Vidc)(검출 전압)이 제 2 문턱값을 넘으면, 스위치(30) 및 부스위치(34)의 양방이 OFF 상태가 된다. 이 때문에, 통신부(20)는 통신 안테나(10)로부터 차단되며, 통신부(20)는 보호된다.

본 실시 형태에 의한 통신 장치(1D)는, 이미 기술한 변형예에 추가하여, 여러가지로 변형 가능하다. 예컨대, 스위치 제어부(40D)의 수신 신호 검출부(400)는, 미약한 전압을 증폭할 수 있는 임의의 증폭 회로나, 연산 증폭기(operation amplifier), 비교기 등으로 치환하여도 무방하다.

또, 이상의 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 상술한 제 1 내지 제 4 실시 형태에 의한 스위치 제어부는, 본 실시 형태에 의한 스위치 제어부(40D)와 마찬가지로 구성 가능하다. 예컨대, 제 3 실시 형태에 의한 스위치 제어부(40B)(도 8 참조)는, 스위치 제어부(40D)로부터 부스위치(34)로의 라인을 없앰으로써 구성할 수 있다.

(제 6 실시 형태)

도 11 및 도 17로부터 이해되는 바와 같이, 본 발명의 제 6 실시 형태에 의한 통신 장치(1E)는, 제 5 실시 형태에 의한 통신 장치(1D)의 변형예이다. 구체적으로는, 통신 장치(1E)는, 부스위치(34)를 구비하고 있지 않다. 또, 통신 장치(1E)는, 스위치 제어부(40D) 대신에, 스위치 제어부(40D)와 약간 다른 스위치 제어부(40E)를 구비하고 있다. 통신 장치(1E)는, 상술한 차이점을 제외하고, 통신 장치(1D)와 마찬가지로 구성되어 있으며 마찬가지로 기능한다. 이하에 있어서는, 상기 차이점을 중심으로 설명한다.

도 17에 나타내는 바와 같이, 스위치 제어부(40E)는, 승압 회로(42)를 통한 접속에 추가하여, 승압 회로(42)를 통하지 않고 또한 제 1 다이오드(다이오드; 402)를 통해 스위치(30)와 접속되어 있다. 또, 승압 회로(42)는, 제 1 다이오드(402)와는 다른 제 2 다이오드(다이오드; 422)를 통해 스위치(30)에 접속되어 있다. 스위치 제어부(40E)는, 승압 회로(42)를 통해 다이오드(422)에 접속 지시 신호를 출력하는 동시에, 다이오드(402)에 접속 지시 신호를 출력한다. 환언하면, 접속 지시 신호는, 다이오드(402) 및 다이오드(422)로 이루어지는 OR 회로를 통해 스위치(30)에 출력된다.

스위치 제어부(40E)는, 제 5 실시 형태에 의한 스위치 제어부(40D)(도 12 참조)와 마찬가지로 구성되어 있다. 단, 비교기(CA)로부터의 출력(접속 지시 신호)은, 부스위치(34)가 아닌 다이오드(402)에 출력된다.

도 14를 참조하면, 본 실시 형태에 의한 스위치(30)는, 다이오드(422)를 통한 접속 지시 신호에 의해, 제 5 실시 형태에 의한 스위치(30)와 같은 조건으로 ON 상태가 된다. 또, 도 15를 참조하면, 본 실시 형태에 의한 스위치(30)는, 다이오드(402)를 통한 접속 지시 신호에 의해, 제 5 실시 형태에 의한 부스위치(34)와 같은 조건으로 ON 상태가 된다. 이 때문에, 스위치(30)는, 도 18에 나타내는 바와 같이 동작한다. 구체적으로는, 스위치(30)는, 통신부(20)측의 평활화 전압의 크기에 관계없이, 통신 안테나(10)측의 정류 전압(검출 전압)이 제 2 문턱값 이하인 경우에는 ON 상태가 되며, 검출 전압이 제 2 문턱값보다 큰 경우에는 OFF 상태가 된다.

자세하게는, 스위치 제어부(40E)는, 검출 전압이 제 2 문턱값 이하인 경우에, 제 1 다이오드(402) 및 제 2 다이오드(422)를 통해, 스위치(30)에 접속 지시 신호를 출력한다. 또, 스위치 제어부(40E)는, 검출 전압이 제 2 문턱값보다 큰 경우에, 제 1 다이오드(402) 및 제 2 다이오드(422)에 대한 접속 지시 신호를 정지한다. 스위치(30)는, 제 1 다이오드(402) 또는 제 2 다이오드(422)로부터 접속 지시 신호를 받고 있을 때에는, 통신부(20)를 통신 안테나(10)와 도통시킨다. 한편, 스위치(30)는, 제 1 다이오드(402) 및 제 2 다이오드(422)의 어느 것으로부터도 접속 지시 신호를 받고 있지 않을 때에는, 통신부(20)를 통신 안테나(10)로부터 차단한다.

이 때문에, 검출 전압이 제 1 문턱값 이하이며 또한 통신부(20)측의 평활화 전압이 제 3 문턱값 이하인 경우(즉, 통신부(20)가 송신 상태에 없는 경우)에는, 스위치(30)는, 승압 회로(42)를 통하지 않은 접속 지시 신호에 의해 ON 상태가 된다. 이 때, 상술한 바와 같이, 스위치 제어부(40E)는, 승압 회로(42)에 접속 지시 신호를 출력하지 않고 있다. 이 때문에, 승압 회로(42)에서의 전력 소비가 억제된다.

한편, 검출 전압이 제 1 문턱값보다 크거나 또는 통신부(20)측의 평활화 전압이 제 3 문턱값보다 큰 경우(즉, 통신부(20)가 송신 상태에 있는 경우)에는, 스위치(30)는, 승압 회로(42)를 통한 접속 지시 신호에 의해 ON 상태가 된다. 이 때문에, 신호 라인(110)의 전압이 상승하여도, 통신 안테나(10)와 통신부(20)간의 도통이 안정적으로 유지된다.

이상의 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 제 6 실시 형태에 의하면, 부스위치(34)(도 11 참조)를 설치하는 일 없이, 제 5 실시 형태와 마찬가지로, 통신부(20)를 통신 안테나(10)와 도통시킬 수 있으며, 통신부(20)를 통신 안테나(10)로부터 차단할 수가 있다.

(제 7 실시 형태)

도 11 및 도 19로부터 이해되는 바와 같이, 본 발명의 제 7 실시 형태에 의한 통신 장치(1F)는, 제 5 실시 형태에 의한 통신 장치(1D)의 변형예이다. 구체적으로는, 통신 장치(1F)는, 승압 회로(42) 대신에, 고전압 출력 회로(고전압 출력 수단; 44)를 구비하고 있다. 또, 통신 장치(1F)는, 통신 장치(1D)가 구비하고 있지 않은 고전압 전원(52)과 임피던스 정합부(70)를 구비하고 있다. 통신 장치(1F)는, 상술한 차이점을 제외하고, 통신 장치(1D)와 마찬가지로 구성되어 있으며 마찬가지로 기능한다. 이하에 있어서는, 상기 차이점을 중심으로 설명한다.

도 19를 참조하면, 본 실시 형태에 의한 고전압 출력 회로(44)는, 제 1 내지 제 6의 실시 형태에 의한 승압 회로(42)와 마찬가지로, 고전압 출력 수단으로서 기능한다. 자세하게는, 고전압 출력 회로(44)는, 고전압 전원(52)과 직접적으로 접속되어 있다. 고전압 전원(52)은, 고전압 출력 회로(44)에 동작 전력을 공급한다. 고전압 출력 회로(44)는, 스위치 제어부(40D)로부터의 접속 지시 신호에 따라, 고전압 전원(52)으로부터 공급되는 전압을 스위치(30)에 부가한다.

도 20에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 고전압 출력 회로(44)는, N형 MOSFET(Q3) 및 P형 MOSFET(Q4)을 가지고 있다. MOSFET(Q3)의 소스는 그라운드되어 있으며, 드레인은 MOSFET(Q4)의 게이트와 접속되어 있다. MOSFET(Q3)의 게이트는 스위치 제어부(40D)와 접속되어 있다. MOSFET(Q4)의 소스에는, 다이오드를 통해 고전압 전원(52)의 전압이 부가되고 있으며, 드레인은 스위치(30)와 접속되어 있다.

도 20으로부터 이해되는 바와 같이, 스위치 제어부(40D)로부터의 접속 지시 신호가 MOSFET(Q3)의 게이트에 입력되면, 소스와 게이트 사이의 전위차가 커지기 때문에, 소스가 드레인과 도통하여, 드레인 전압이 낮아진다. 이 때, MOSFET(Q4)의 게이트 전압도 낮아져, 소스가 드레인과 도통된다. 이 때문에, 고전압 전원(52)으로부터 다이오드를 통해 공급된 전압이, 접속 지시 신호로서 스위치(30)에 출력된다.

본 실시 형태에 의하면, 고전압 출력 수단을 고전압 전원(52)과 직접적으로 접속된 고전압 출력 회로(44)에 의해 구성하고 있다. 이 때문에, 승압 회로(42)와 동등한 기능을 더 확실하게 얻을 수가 있다.

도 19를 참조하면, 본 실시 형태에 의한 임피던스 정합부(70)는, 통신 안테나(10)와 스위치(30)의 사이에 접속되어 있다. 환언하면, 임피던스 정합부(70)는, 신호 라인(112) 상에 설치되어 있다.

자세하게는, 도 19 및 도 21에 나타내는 바와 같이, 임피던스 정합부(70)는, 통신 안테나(10)와 접속되어 있다. 또, 임피던스 정합부(70)는, 스위치 제어부(40D)(도 21에서 도시 생략), 스위치(30)(도 21에서 모식적으로 도시함) 및 부스위치(34)(도 21에서 도시 생략)와 접속되어 있다. 임피던스 정합부(70)는, 스위치(30)를 통해 통신부(20)와 접속되어 있다.

도 21에 나타내는 바와 같이, 통신부(20)는, 통상의 통신(신호의 송수신)을 위한 2개의 단자(송수신 단자; 212, 214)와, 부하 변조 통신을 위한 2개의 단자(부하 변조 통신 단자; 222, 224)를 가지고 있다. 통신부(20)는, 단자(212, 214)로부터 수신 신호를 수신하며, 송신 신호를 송신한다. 또, 통신부(20)는, 단자(222, 224)에 있어서의 임피던스를 바꿈으로써 부하 변조 통신한다.

임피던스 정합부(70)는, 공진 회로(72)와, 제 1 정합 회로(임피던스 정합 회로; 722)와, 제 2 정합 회로(임피던스 정합 회로; 724)를 가지고 있다. 공진 회로(72)는 통신 안테나(10)와 접속되어 있다. 공진 회로(72)의 공진 주파수는, 통신부(20)의 송수신 신호의 주파수가 되도록 설정되어 있다. 이 때문에, 통신 안테나(10)가 수신한 수신 신호의 전압은, 공진 회로(72)에 의해 커진다.

공진 회로(72)는, 제 1 정합 회로(722) 및 스위치(30)를 통해 통신부(20)의 단자(212, 214)에 접속되어 있다. 또, 공진 회로(72)는, 제 2 정합 회로(724) 및 스위치(30)를 통해 통신부(20)의 단자(222, 224)에 접속되어 있다. 일반적으로, 단자(212, 214)의 임피던스는, 단자(222, 224)의 임피던스보다 낮다. 본 실시 형태에 의하면, 제 1 정합 회로(722)에 의해 단자(212, 214)의 임피던스가 정합되며, 제 2 정합 회로(724)에 의해 단자(222, 224)의 임피던스가 정합된다. 본 실시 형태에 의하면, 단자(212, 214)에 있어서의 전압 진폭은, 단자(222, 224)에 있어서의 전압 진폭보다 작아진다.

본 실시 형태에 의하면, 통신 안테나(10)가 신호를 수신하고 있으며 또한 스위치(30)가 통신부(20)를 통신 안테나(10)와 도통시키고 있을 때, 통신부(20)의 단자(212, 214)에 있어서의 전압 진폭은, 통신 안테나(10)에 있어서의 전압 진폭보다 작다. 또, 통신 안테나(10)가 신호를 수신하고 있고 또한 스위치(30)가 통신부(20)를 통신 안테나(10)로부터 차단하고 있을 때, 스위치(30)에 있어서의 전압 진폭은, 통신 안테나(10)에 있어서의 전압 진폭보다 작다.

즉, 본 실시 형태에 의하면, 임피던스 정합부(70)에 의해, 스위치(30)에 부가되는 전압을, 어느 정도 낮출 수가 있다. 보다 구체적으로는, 스위치(30)가 통신 안테나(10)로부터 고전압 출력 회로(44)의 공급 전압을 초과하는 전압을 받는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 스위치(30)는, 반도체 스위치에 의해 구성되어 있어도, 더욱 확실히 OFF 상태가 되어, 통신부(20)를 더 확실하게 보호할 수가 있다.

본 실시 형태에 의하면, 통신 안테나(10)가 수신한 전력 전송 신호의 주파수가 송수신 신호의 주파수와 다른 경우, 전력 전송 신호의 주파수는, 공진 회로(72)의 공진 주파수와 다르다. 이 때문에, 전력 전송 신호는, 공진 회로(72)에 의해, 어느 정도 저지된다. 그러나, 제 1 정합 회로(722)는, 송수신 신호의 주파수를 상정하여 적절히 기능하도록 설정되어 있다. 이 때문에, 제 1 정합 회로(722)는, 상정한 주파수와 다른 주파수의 전력 전송 신호를 받으면, 과전압을 출력할 우려가 있다. 단, 제 1 정합 회로(722)가 과전압을 출력한 경우, 스위치(30)가 OFF 상태가 된다. 이 때문에, 통신부(20)가 제 1 정합 회로(722)로부터 차단되어, 통신부(20)가 과전압으로부터 보호된다.

본 실시 형태에 의한 통신부(20)는, 단자(222, 224)를, 고(高)임피던스 상태와 저(低)임피던스 상태의 사이에서 전환함으로써 부하 변조 통신한다. 제 2 정합 회로(724)는, 제 1 정합 회로(722)와 마찬가지로, 송수신 신호와 다른 주파수를 갖는 전력 전송 신호를 받으면, 과전압을 출력할 우려가 있다. 이러한 경우에도, 스위치(30)가 OFF 상태가 된다. 이 때문에, 통신부(20)가 제 2 정합 회로(724)로부터 차단되어, 통신부(20)가 과전압으로부터 보호된다.

임피던스 정합부(70)는, 상술한 기능에 추가하여, 전력 전송 신호의 주파수대역의 신호(대상 신호)를 저지하는 주파수 필터 기능이나, 대상 신호의 전압 진폭을 작게 하는 임피던스 변환 기능을 가지고 있어도 무방하다. 스위치(30)에 의한 통신부(20)의 보호에 추가하여 이러한 보호 기능을 구비함으로써, 통신부(20)는 더 확실하게 보호된다.

본 실시 형태에 의하면, 스위치(30)(자세하게는, 스위치(30)에 있어서의 MOSFET 등의 반도체 스위치)는, 단자(212, 214) 및 단자(222, 224)의 양자 모두에 접속되어 있다. 단, 전력 전송 신호를 받은 경우에도 단자에 부가되는 전압이 지나치게 커지지 않는다면, 그 단자에 대한 반도체 스위치는 설치하지 않아도 무방하다.

보다 구체적으로는, 일반적으로, 제 1 정합 회로(722)에 의해 정합된 단자(212, 214)의 임피던스는, 제 2 정합 회로(724)에 의해 정합된 단자(222, 224)의 임피던스보다 낮다. 즉, 스위치(30)를 설치하지 않아도 단자(212, 214)에 과전압이 부가되지 않는 경우가 있다. 한편, 단자(222, 224)의 임피던스는 고저(高低)를 반복하기 때문에, 스위치(30)에 의한 보호가 필요해지는 경우가 많다. 이 경우, 스위치(30)는, 단자(222, 224)에만 접속하면 된다. 단자(212, 214)에는 반도체 스위치를 설치하지 않고, 단자(222, 224)에는 반도체 스위치를 설치함으로써, 통신부(20)를 과전압으로부터 보호하면서, 스위치(30)의 부품 수를 삭감할 수가 있다.

이상의 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 제 1 내지 제 7 실시 형태는, 비접촉 전력 전송 기능을 갖지 않는 통신 장치에 대해서도 적용 가능하다. 단, 본 발명은, 제 1 내지 제 7 실시 형태를 포함하며, 비접촉 전력 전송 기능을 갖는 통신 장치에 대해서도 적용 가능하다. 이하, 비접촉 전력 전송 기능을 갖는 통신 장치에 대해, 보다 구체적으로 설명한다.

(제 8 실시 형태)

도 19, 도 21 및 도 22로부터 이해되는 바와 같이, 본 발명의 제 8 실시 형태에 의한 통신 장치(1G)는, 제 7 실시 형태에 의한 통신 장치(1F)의 변형예이다. 구체적으로는, 통신 장치(1G)는, 임피던스 정합부(70) 중의 공진 회로(72) 및 제 1 정합 회로(722)를 구비하는 한편, 제 2 정합 회로(724)를 구비하고 있지 않다. 또, 통신 장치(1G)는, 통신 장치(1F)가 구비하고 있지 않은 정류 회로(80)와 부하(90)를 구비하고 있다. 또한, 통신 장치(1G)는, 스위치 제어부(40D) 대신에, 스위치 제어부(40D)와 약간 다른 스위치 제어부(40G)를 구비하고 있다. 통신 장치(1G)는, 상술한 차이점을 제외하고, 통신 장치(1F)와 마찬가지로 구성되어 있으며 마찬가지로 기능한다. 이하에 있어서는, 상기 차이점을 중심으로 설명한다.

정류 회로(80)는, 공진 회로(72)와 제 1 정합 회로(722)의 사이에 접속되어 있다. 부하(90)는, 정류 회로(80)에 접속되어 있다. 환언하면, 부하(90)는, 정류 회로(80) 및 공진 회로(72)를 통해, 통신 안테나(10)와 접속되어 있다. 본 실시 형태에 의한 부하(90)는, 예컨대 2차 전지이다. 상기 구성으로부터 이해되는 바와 같이, 통신 안테나(10)에서 수신한 신호는, 정류 회로(80)에 의해 정류되어, 부하(90)에 전력으로서 공급된다. 즉, 통신 장치(1G)는, 비접촉 전력 전송 기능을 가지고 있다.

본 실시 형태에 의한 스위치 제어부(40G)는, 신호 라인(112)에 직접적으로 접속되어 있지 않고, 정류 회로(80)를 통해 신호 라인(112)에 간접적으로 접속되어 있다. 스위치 제어부(40G)는, 정류 회로(80)에 의해 정류된 전압을 정류 전압(검출 전압)으로서 검출한다. 이 때문에, 스위치 제어부(40G)는, 내부의 정류 회로를 가지고 있지 않다.

본 실시 형태에 의하면, 통신 안테나(10)에 추가하여 수전(受電) 안테나(도시 생략)를 구비하는 일 없이, 부하(90)에 전력을 전송할 수가 있다. 또, 스위치 제어부(40G) 내부의 정류 회로를 생략할 수 있다.

이미 설명한 바와 같이, 제 1 내지 제 8 실시 형태에 의한 스위치 제어부는, 정류 전압(검출 전압)이 소정값 이상이며 또한 과전압보다 작은 경우에, 통신부(20)에 과전압 이상의 전압이 부가될 것을 사전에 검지한다. 환언하면, 통신부(20)에 과전압이 부가될 것을 예측하는 사전 신호는, 소정값 이상이며 또한 과전압보다 작은 검출 전압이다. 단, 이러한 사전 신호는, 제 1 내지 제 8 실시 형태에 의한 검출 전압이 아니어도 무방하다. 예컨대, 사전 신호는, 외부 기기(도시 생략)가 전력 전송을 행하기 전에 송신하는 송전(送電) 예고 신호여도 무방하다.

또, 사전 신호는, 통신 안테나(10) 이외의 회로 등으로부터 얻어도 무방하다. 예컨대, 블루투스(Bluetooth) 등에 의해 통신하는 신호를 사전 신호로서 사용하여도 무방하다. 통신과 전력 전송의 시간 간격이 정해져 있는 경우에는, 내부 타이머(도시 생략)에 의한 타이밍 제어 신호를 사전 신호로서 사용하여도 무방하다.

또, 사전 신호는, 수신 신호에 포함되는 전력 전송 신호의 주파수 성분이어도 무방하다. 이하, 통신부(20)의 송수신 신호의 주파수가 전력 전송 신호의 주파수와 다른 경우에 있어서 전력 전송 신호의 주파수를 사전 신호로서 사용하는 통신 장치에 대해 설명한다.

(제 9 실시 형태)

도 22 및 도 23으로부터 이해되는 바와 같이, 본 발명의 제 9 실시 형태에 의한 통신 장치(1H)는, 제 8 실시 형태에 의한 통신 장치(1G)의 변형예이다. 구체적으로는, 통신 장치(1H)는, 통신 장치(1G)가 구비하고 있지 않은 주파수 검출부(46)를 구비하고 있다. 또, 통신 장치(1H)는, 스위치 제어부(40G) 대신에, 스위치 제어부(40G)와 약간 다른 스위치 제어부(40H)를 구비하고 있다. 자세하게는, 스위치 제어부(40H)는, 정류 회로(80)가 아닌 주파수 검출부(46)와 접속되어 있다. 통신 장치(1H)는, 상술한 차이점을 제외하고, 통신 장치(1G)와 마찬가지로 구성되어 있으며 마찬가지로 기능한다. 이하에 있어서는, 상기 차이점을 중심으로 설명한다.

본 실시 형태에 의한 주파수 검출부(46)는, 신호 라인(112)에 접속되어 있다. 즉, 주파수 검출부(46)는, 공진 회로(72)를 통해 통신 안테나(10)와 접속되어 있다. 주파수 검출부(46)는, 신호 라인(112) 상의 신호의 주파수를 검출한다. 주파수 검출부(46)는, 검출된 주파수가 전력 전송 신호의 주파수이면, 검출한 신호를 스위치 제어부(40H)에 보낸다. 주파수 검출부(46)는, 특정한 주파수 성분을 갖는 신호의 크기(본 실시 형태에 있어서는, 전력 전송 신호의 주파수)를 검출할 수 있으면 된다. 예컨대, 주파수 검출부(46)는, 밴드 패스 필터(band-pass filter) 등에 의해 구성 가능하다.

스위치 제어부(40H)는, 주파수 검출부(46)가 검출한 신호를 받은 경우, 스위치(30) 및 부스위치(34)에 대한 접속 지시 신호를 정지한다. 이 때문에, 스위치(30) 및 부스위치(34)는 통신부(20)를 통신 안테나(10)로부터 차단하여, 통신부(20)가 보호된다. 이상의 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 스위치 제어부(40H)는, 통신 안테나(10)가 수신한 신호의 주파수가 비접촉으로 수전하는 경우의 전력 전송 신호의 주파수와 같은 경우에, 통신부(20)에 과전압 이상의 전압이 부가될 것을 사전에 검지한다. 환언하면, 전력 전송 신호와 같은 주파수를 갖는 신호가, 통신부(20)에 과전압이 부가될 것을 예고하는 사전 신호로서 사용된다.

본 실시 형태에 의한 통신 장치(1H)는, 다양하게 변형 가능하다. 예컨대, 본 실시 형태에 의한 통신 장치(1H)는, 통신 장치(1G)와 마찬가지로 비접촉으로 수전 가능하지만, 통신 장치(1H)는, 비접촉으로 수전 가능하지 않아도 무방하다. 환언하면, 통신 장치(1H)는, 정류회로(80) 및 부하(90)를 구비하고 있지 않아도 무방하다.

이상으로 설명한 통신 장치는, 각종 전자기기에 설치할 수 있다. 예컨대, 비접촉 충전 기능 등을 구비한 전자기기가 본 발명에 의한 통신 장치를 구비함으로써, 본 발명의 효과가, 보다 유효하게 발휘된다. 또, 이상으로 설명한 실시 형태는, 다양하게 조합할 수 있다. 예컨대, 통신 장치는, 부스위치와 부가 스위치의 양방을 구비하고 있어도 무방하다.

본 발명은 2013년 5월 20일 및 2013년 8월 30일에 일본 특허청에 각각 제출된 일본 특허 출원 제2013－105858호 및 일본 특허 출원 제2013－179045호에 근거하고 있으며, 그 내용은 참조함으로써 본 명세서의 일부를 이룬다.

본 발명의 최선의 실시 형태에 대해 설명하였으나, 당업자에게 있어 명백한 바와 같이, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위에서 실시 형태를 변형할 수 있으며, 그러한 실시 형태는 본 발명의 범위에 속하는 것이다.

1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G, 1H; 통신 장치
10; 통신 안테나
110; 신호 라인
112; 신호 라인
114; 신호 라인
12; 보조 안테나
20; 통신부
212, 214; 단자(송수신 단자)
222, 224; 단자(부하 변조 통신 단자)
30; 스위치
32; 부가(付加) 스위치
34; 부(副)스위치
40, 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40G, 40H; 스위치 제어부
400; 수신 신호 검출부
402; 제 1 다이오드(다이오드)
42; 승압 회로(고전압 출력 수단)
422; 제 2 다이오드(다이오드)
44; 고전압 출력 회로(고전압 출력 수단)
46; 주파수 검출부
50; 전원
52; 고전압 전원
60; CPU
70; 임피던스 정합부
72; 공진 회로
722; 제 1 정합 회로(임피던스 정합 회로)
724; 제 2 정합 회로(임피던스 정합 회로)
80; 정류회로
90; 부하
C1; 콘덴서
CA ; 비교기
CB; 비교기
Q1; MOSFET
Q2; MOSFET
Q3; MOSFET
Q4; MOSFET
Vcc; 전원 전압
Vidc; 정류 전압

Claims

통신 안테나와,
상기 통신 안테나를 통해 송수신 가능한 통신부와,
반도체 스위치에 의해 구성된 스위치로서, 상기 통신 안테나와 상기 통신부의 사이에 접속되어 있으며, 접속 지시 신호를 받고 있을 때에는 상기 통신부를 상기 통신 안테나와 도통(導通)시키고, 상기 접속 지시 신호를 받고 있지 않을 때에는 상기 통신부를 상기 통신 안테나로부터 차단하는 스위치와,
소정 조건 하에 있어서 상기 스위치를 향해 상기 접속 지시 신호를 출력하는 스위치 제어부로서, 상기 통신부에 과전압이 부가될 것을 사전에 검지했을 때에 상기 접속 지시 신호를 정지하는 스위치 제어부와,
상기 스위치 제어부와 상기 스위치의 사이에 접속된 고전압 출력 수단으로서, 상기 스위치 제어부로부터 받은 상기 접속 지시 신호의 전압을, 송신 상태에 있는 상기 통신부가 상기 통신 안테나로부터 차단되지 않을 정도의 전압으로 하여 상기 스위치에 출력하는 고전압 출력 수단을 구비한
통신 장치.
제 1항에 있어서,
상기 스위치는 MOSFET으로 구성되어 있으며,
상기 접속 지시 신호는, 상기 스위치의 상기 MOSFET의 게이트에 출력되는
통신 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 스위치 제어부는, 상기 통신 안테나를 사용한 송수신에 의해 생기는 전압을 검출 전압으로서 검출할 수 있으며,
상기 스위치 제어부는, 상기 검출 전압이 소정값 이상이며 또한 상기 과전압보다 작은 경우에, 상기 통신부에 상기 과전압 이상의 전압이 부가될 것을 사전에 검지하고,
상기 소정값은, 상기 통신부가 상기 통신 안테나를 통해 송신함으로써 생기는 전압의 상한치보다 크고 또한 상기 과전압보다 작은
통신 장치.
제 3항에 있어서,
상기 스위치 제어부는, 상기 스위치와 병렬로, 상기 통신 안테나에 접속되어 있으며,
상기 검출 전압은, 상기 통신 안테나를 사용한 송수신에 의해 상기 통신 안테나에 생기는 전압인
통신 장치.
제 3항에 있어서,
상기 통신 장치는, 상기 통신 안테나에 추가하여 보조 안테나를 구비하고 있으며,
상기 스위치 제어부는, 상기 보조 안테나에 접속되어 있고,
상기 검출 전압은, 상기 통신 안테나를 사용한 송수신에 의해 상기 보조 안테나에 생기는 전압인
통신 장치.
제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스위치 제어부는, 상기 검출 전압이 제 1 문턱값보다 크고 또한 제 2 문턱값 이하인 경우에, 상기 접속 지시 신호를 출력하고,
상기 스위치 제어부는, 상기 검출 전압이 상기 제 1 문턱값 이하이거나 또는 상기 제 2 문턱값보다 큰 경우에, 상기 접속 지시 신호를 정지하며,
상기 제 1 문턱값은, 상기 통신부가 수신하고 있을 때 검출되는 상기 검출 전압의 하한치이고,
상기 제 2 문턱값은, 상기 소정값인
통신 장치.
제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스위치 제어부는, 상기 통신부가 송신 상태에 있는지 여부를 검지할 수 있으며,
상기 스위치 제어부는, 상기 검출 전압이 제 1 문턱값보다 크고 또한 제 2 문턱값 이하인 경우에, 상기 접속 지시 신호를 출력하고,
상기 스위치 제어부는, 상기 검출 전압이 상기 제 2 문턱값보다 큰 경우에, 상기 접속 지시 신호를 정지하며,
상기 스위치 제어부는, 상기 통신부가 송신 상태에 없고 또한 상기 검출 전압이 상기 제 1 문턱값 이하인 경우에, 상기 접속 지시 신호를 정지하고,
상기 스위치 제어부는, 상기 통신부가 송신 상태에 있으며 또한 상기 검출 전압이 상기 제 1 문턱값 이하인 경우에, 상기 접속 지시 신호를 출력하며,
상기 제 1 문턱값은, 상기 통신부가 수신하고 있을 때 검출되는 상기 검출 전압의 하한치이고,
상기 제 2 문턱값은, 상기 소정값인
통신 장치.
제 6항 또는 제 7항에 있어서,
상기 통신 장치는, 수신 신호 검출부를 구비하고 있으며,
상기 스위치 제어부는, 상기 수신 신호 검출부에 의해 커진 상기 검출 전압을 사용하여, 상기 검출 전압과 상기 제 1 문턱값을 비교하는
통신 장치.
제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통신 장치는, 반도체 스위치에 의해 구성된 부가 스위치를 더 구비하고 있으며,
상기 부가 스위치는, 상기 스위치와 상기 통신부의 사이에 접속되어 있고,
상기 부가 스위치는, 상기 고전압 출력 수단을 통하지 않고, 상기 스위치 제어부와 접속되어 있으며,
상기 스위치 제어부는, 상기 검출 전압이 상기 제 2 문턱값보다 큰 경우에, 상기 부가 스위치에 상기 접속 지시 신호를 출력하고,
상기 스위치 제어부는, 상기 제 2 문턱값 이하인 경우에, 상기 부가 스위치에 대한 상기 접속 지시 신호를 정지하며,
상기 부가 스위치는, 상기 접속 지시 신호를 받고 있지 않을 때에는 상기 통신부를 상기 스위치와 도통시키고,
상기 부가 스위치는, 상기 접속 지시 신호를 받고 있을 때에는 상기 통신부를 상기 스위치로부터 차단하는
통신 장치.
제 9항에 있어서,
상기 부가 스위치는 MOSFET으로 구성되어 있으며,
상기 접속 지시 신호는, 상기 부가 스위치의 상기 MOSFET의 게이트에 출력되는
통신 장치.
제 6항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통신 장치는, 반도체 스위치에 의해 구성된 부(副)스위치를 더 구비하고 있으며,
상기 부스위치는, 상기 통신 안테나와 상기 통신부의 사이에 상기 스위치와 병렬로 접속되어 있고,
상기 부스위치는, 상기 고전압 출력 수단을 통하지 않고, 상기 스위치 제어부와 접속되어 있으며,
상기 스위치 제어부는, 상기 검출 전압이 상기 제 2 문턱값 이하인 경우에, 상기 부스위치에 상기 접속 지시 신호를 출력하고,
상기 스위치 제어부는, 상기 검출 전압이 상기 제 2 문턱값보다 큰 경우에, 상기 부스위치에 대한 상기 접속 지시 신호를 정지하며,
상기 부스위치는, 상기 접속 지시 신호를 받고 있을 때, 적어도 상기 검출 전압이 상기 제 1 문턱값 이하인 경우에는 상기 통신부를 상기 통신 안테나와 도통시키고,
상기 부스위치는, 상기 접속 지시 신호를 받고 있지 않을 때에는, 상기 통신부를 상기 통신 안테나로부터 차단하는
통신 장치.
제 11항에 있어서,
상기 부스위치는 MOSFET으로 구성되어 있으며,
상기 접속 지시 신호는, 상기 부스위치의 상기 MOSFET의 게이트에 출력되는
통신 장치.
제 6항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스위치 제어부는, 상기 고전압 출력 수단을 통한 접속에 추가하여, 상기 고전압 출력 수단을 통하지 않고 또한 제 1 다이오드를 통해 상기 스위치와 접속되어 있으며,
상기 고전압 출력 수단은, 상기 제 1 다이오드와는 다른 제 2 다이오드를 통해 상기 스위치와 접속되어 있고,
상기 스위치 제어부는, 상기 검출 전압이 상기 제 2 문턱값 이하인 경우에, 상기 제 1 다이오드를 통해 상기 스위치에 상기 접속 지시 신호를 출력하며,
상기 스위치 제어부는, 상기 검출 전압이 상기 제 2 문턱값보다 큰 경우에, 상기 제 1 다이오드에 대한 상기 접속 지시 신호를 정지하고,
상기 스위치는, 상기 제 1 다이오드 또는 상기 제 2 다이오드로부터 상기 접속 지시 신호를 받고 있을 때에는, 상기 통신부를 상기 통신 안테나와 도통시키며,
상기 스위치는, 상기 제 1 다이오드 및 상기 제 2 다이오드의 어느 것으로부터도 상기 접속 지시 신호를 받고 있지 않을 때에는, 상기 통신부를 상기 통신 안테나로부터 차단하는
통신 장치.
제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통신 장치는, 임피던스 정합부를 더 구비하고 있으며,
상기 임피던스 정합부는, 상기 통신 안테나와 상기 스위치의 사이에 접속되어 있는
통신 장치.
제 14항에 있어서,
상기 통신 안테나가 신호를 수신하고 있으며 또한 상기 스위치가 상기 통신부를 상기 통신 안테나와 도통시키고 있을 때, 상기 통신부에 있어서의 전압 진폭은, 상기 통신 안테나에 있어서의 전압 진폭보다 작은
통신 장치.
제 15항에 있어서,
상기 통신 안테나가 신호를 수신하고 있으며 또한 상기 스위치가 상기 통신부를 상기 통신 안테나로부터 차단하고 있을 때, 상기 스위치에 있어서의 전압 진폭은, 상기 통신 안테나에 있어서의 전압 진폭보다 작은
통신 장치.
제 14항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 임피던스 정합부는, 임피던스 정합 회로를 갖는
통신 장치.
제 14항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 임피던스 정합부는, 주파수 필터 회로를 갖는
통신 장치.
제 1항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통신부는, 신호를 송수신하기 위한 복수의 송수신 단자와, 부하 변조 통신하기 위한 복수의 부하 변조 통신 단자를 가지고 있으며,
상기 스위치는, 상기 송수신 단자 및 상기 부하 변조 통신 단자의 양자 모두에 접속되어 있는
통신 장치.
제 1항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통신부는, 신호를 송수신하기 위한 복수의 송수신 단자와, 부하 변조 통신하기 위한 복수의 부하 변조 통신 단자를 가지고 있으며,
상기 스위치는, 상기 부하 변조 통신 단자에만 접속되어 있는
통신 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 스위치 제어부는, 상기 통신 안테나가 수신한 신호의 주파수가 비접촉으로 수전(受電)하는 경우의 전력 전송 신호의 주파수와 같은 경우에, 상기 통신부에 상기 과전압 이상의 전압이 부가될 것을 사전에 검지하는
통신 장치.
제 1항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통신 장치는 전원을 더 구비하고 있는
통신 장치.
제 22항에 있어서,
상기 전원은 전지인
통신 장치.
제 22항 또는 제 23항에 있어서,
상기 고전압 출력 수단은, 승압(昇壓) 회로이며,
상기 전원은, 상기 제어 스위치에 접속되어 있고,
상기 전원은, 상기 제어 스위치를 통해 상기 승압 회로에 동작 전력을 공급하는
통신 장치.
제 1항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통신 장치는 고전압 전원을 더 구비하고 있으며,
상기 고전압 출력 수단은, 상기 고전압 전원과 직접적으로 접속된 고전압 출력 회로이고,
상기 고전압 전원은, 상기 고전압 출력 회로에 동작 전력을 공급하는
통신 장치.
제 1항 내지 제 25항 중 어느 한 항에 기재된 통신 장치를 구비하는 전자기기.