(57)【要約】【課題】移動体電子機器において、内部電力が少ない場合でも安定してアンテナの接続先を切り替えられるようにする。【解決手段】共用アンテナ１０１に対し、無線通信回路１１０、充電電力受電回路１５０、レベル検出手段１３０が接続されている。無線通信回路１１０は、第一のスイッチ手段１２０と両端で接続されている。受電回路１５０は、第二のスイッチ手段１４０と両端で接続されている。レベル検出手段１３０での検出レベルが高い場合、第一のスイッチ手段１２０がオン、第二のスイッチ手段１４０がオフにされ入力電力は充電電力受電回路１５０に選択的に出力される。受信信号のレベルが低い場合、第一のスイッチ手段１２０がオフになり、第二のスイッチ手段１４０がオンとなり、受信信号は無線通信回路１１０に選択的に出力される。【選択図】図２
2014093692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナと、
前記アンテナと直列に接続されており、前記アンテナを介して外部と通信を行う無線通信回路と、
前記アンテナと直列に接続されており、前記アンテナを介して外部からの電力を受電する充電電力受電回路と、
前記無線通信回路と並列に接続する第一のスイッチ手段と、
前記充電電力受電回路と並列に接続する第二のスイッチ手段と、
前記アンテナの受信レベルを検出し、検出したレベルに基づいて前記第一のスイッチ手段および前記第二のスイッチ手段の状態を切り替えるレベル検出手段と、
を備えた移動体電子機器。
【請求項２】
前記第一のスイッチ手段は、前記アンテナの受信信号を前記無線通信回路から迂回させるオン状態と、前記アンテナの受信信号を前記無線通信回路に入力させるオフ状態とを切り替え、
前記第二のスイッチ手段は、前記アンテナの受信信号を前記充電電力受電回路から迂回させるオン状態と、前記アンテナの受信信号を前記充電電力受電回路に入力させるオフ状態とを切り替える、
請求項１に記載の移動体電子機器。
【請求項３】
前記レベル検出手段は、前記アンテナの受信信号の信号強度が閾値よりも低い場合に、前記第一のスイッチ手段をオフ状態にすることを特徴とする、
請求項２に記載の移動体電子機器。
【請求項４】
前記レベル検出手段は、前記第一のスイッチ手段をオフ状態としたときに前記第二のスイッチ手段をオン状態とし、前記第一のスイッチ手段をオン状態とした場合に前記第二のスイッチ手段をオフ状態とすることを特徴とする、
請求項２または３に記載の移動体電子機器。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の移動体電子機器と、
前記移動体電子機器との無線通信を行う質問器と、
前記移動体電子機器に充電電力の送信を行う充電電力送電装置と、
を備える移動体通信システム。
【請求項６】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の移動体電子機器と、
前記移動体電子機器に充電電力の送信と、前記移動体電子機器との無線通信とを切り替えて行う充電電力送電装置と、
を備える移動体通信システム。
【請求項７】
前記充電電力送電装置が、充電電力送電中に送信電力の変調を検出する復調回路を備えており、
前記移動体電子機器が、充電電力受電中に受信インピーダンスに変調をかける第三のスイッチ手段と、前記第三のスイッチ手段を制御する制御回路とを備えており、
前記充電電力送電装置から前記移動体電子機器への充電電力送電中に、前記制御回路の制御により前記第三のスイッチ手段の状態が切り替えられることにより生じる反射波により、前記移動体電子機器から前記充電電力送電装置へ通信することを特徴とする、
請求項５に記載の移動体通信システム。
【請求項８】
前記充電電力送電装置が、充電電力送電中に送信電力の変調を検出する復調回路を備えており、
前記移動体電子機器が、前記第二のスイッチ手段を制御することにより充電電力受電中に受信インピーダンスに変調をかけることができる制御回路を備えており、
前記充電電力送電装置から前記移動体電子機器への充電電力送電中に、前記制御回路の制御により前記第二のスイッチ手段の状態が切り替えられることにより生じる反射波により、前記移動体電子機器から前記充電電力送電装置への通信することを特徴とする、
請求項５に記載の移動体通信システム。
【請求項９】
前記充電電力受電回路は、整流回路を備えており、
前記第二のスイッチ手段は、前記整流回路に接続されており、
前記第二のスイッチ手段は、前記アンテナの受信信号が前記充電電力受電回路に入力されるオフ状態と、前記アンテナの受信信号のうち、正あるいは負の方向の信号のどちらか一方だけが前記充電電力受電回路を迂回するオン状態とを切り替えることを特徴とする、
請求項８に記載の移動体通信システム。
【請求項１０】
アンテナと、該アンテナと直列に接続されており該アンテナを介して外部と通信を行う無線通信回路と、該アンテナと直列に接続されており該アンテナを介して外部からの電力を受電する充電電力受電回路と、
を備えた移動体電子機器における充電電力受電方法であって、
前記アンテナでの受信レベルを検出する工程と、
検出したレベルに基づいて、前記無線通信回路に並列に所定インピーダンスの回路を接続する第一のスイッチ工程と、
検出したレベルに基づいて、前記充電電力受電回路に並列に所定インピーダンスの回路を接続する第二のスイッチ工程と、
を備えた充電電力受電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体電子機器、移動体通信システム、および充電電力受電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信機構を備えた移動体電子機器において、外部からアンテナへの信号入力があった場合、スイッチを通じて異なる回路に選択的に出力する技術が存在する。
【０００３】
例えば、同一のアンテナを異なる処理回路に選択的に接続するアンテナスイッチ回路がすでに特許公報に掲載されている（例えば、特許文献１を参照）。図８は、特許文献１のアンテナスイッチ回路を用いた移動体電子機器の概要を示す図である。
【０００４】
この移動体電子機器は、アンテナスイッチ回路８１０により、送信と受信を交互に切り替える機能を有し、送受信の共用アンテナ８０１と、送信回路８０２と、受信回路８０３と、整合容量８０４と、アンテナスイッチ回路８１０とを備える。
【０００５】
アンテナスイッチ回路８１０は、スルー側電界効果トランジスタ８１１、８１３、シャント側電界効果トランジスタ８１２、８１４、接地容量８１５、およびボンディングワイヤ８１６を備える。
【０００６】
共用アンテナ８０１には、整合容量８０４の一方の電極が接続されている。整合容量８０４の他方の電極が、スルー側電界効果トランジスタ８１１のドレインとソース間を介し送信回路８０２に接続されるとともに、スルー側電界効果トランジスタ８１３のドレインとソース間を介し受信回路８０３に接続されている。
【０００７】
スルー側電界効果トランジスタ８１１のソースはシャント側電界効果トランジスタ８１２のドレインに接続されており、シャント側電界効果トランジスタ８１２のソースは接地容量８１５を介してボンディングワイヤ８１６により接地されている。スルー側電界効果トランジスタ８１３のソースはシャント側電界効果トランジスタ８１４のドレインに接続されており、シャント側電界効果トランジスタ８１４のソースは接地容量８１５を介してボンディングワイヤ８１６により接地されている。
【０００８】
次に、送信回路８０２からの送信信号を共用アンテナ８０１を介して送信する動作について説明する。
送信回路８０２からの送信信号を出力する場合、アンテナスイッチ回路８１０は、スルー側電界効果トランジスタ８１１のゲート端子（ＣＴ１）にハイレベルのコントロール電圧を加えてスルー側電界効果トランジスタ８１１をオン状態とするとともに、シャント側電界効果トランジスタ８１２のゲート端子（ＣＴ２）にローレベルのコントロール電圧を加えてシャント側電界効果トランジスタ８１２をオフ状態とする。一方、スルー側電界効果トランジスタ８１３のゲート端子（ＣＴ３）にローレベルのコントロール電圧を加えてスルー側電界効果トランジスタ８１３をオフ状態とするとともに、シャント側電界効果トランジスタ８１４のゲート端子（ＣＴ４）にハイレベルのコントロール電圧を加えてシャント側電界効果トランジスタ８１４をオン状態とする。
【０００９】
アンテナスイッチ回路８１０に以上のようなコントロール電圧が印加されることにより、送信回路８０２から出力された送信信号は、シャント側電界効果トランジスタ８１２がオフ状態、スルー側電界効果トランジスタがオン状態であることから、ほとんど減衰なく整合容量８０４を介して共用アンテナ８０１より出力される。また、オフ状態のスルー側電界効果トランジスタ８１３を介し受信回路８０３へ漏れ込む送信信号はオン状態のシャント側電界効果トランジスタ８１４と接地容量８１５とボンディングワイヤ８１６を介し接地されるため、受信回路８０３に漏れ込む信号を小さくすることができる。
【００１０】
次に、外部から送信された信号を共用アンテナ８０１より受信する動作について説明する。
アンテナスイッチ回路８１０は、スルー側電界効果トランジスタ８１３のゲート端子（ＣＴ３）にハイレベルのコントロール電圧を加えてスルー側電界効果トランジスタ８１３をオン状態とするとともに、シャント側電界効果トランジスタ８１４のゲート端子（ＣＴ４）にローレベルのコントロール電圧を加えてシャント側電界効果トランジスタ８１４をオフ状態とする。一方、スルー側電界効果トランジスタ８１１のゲート端子（ＣＴ１）にローレベルのコントロール電圧を加えてスルー側電界効果トランジスタ８１１をオフ状態とするとともに、シャント側電界効果トランジスタ８１２のゲート端子（ＣＴ２）にハイレベルのコントロール電圧を加えてシャント側電界効果トランジスタ８１２をオン状態とする。
【００１１】
アンテナスイッチ回路８１０に以上のようなコントロール電圧が印加されることにより、共用アンテナ８０１で受信した受信信号は、シャント側電界効果トランジスタ８１４がオフ状態、スルー側電界効果トランジスタ８１３がオン状態であることから、ほとんど減衰なく受信回路８０３に入力される。
【００１２】
図９は、コントロール電圧に対する動作状態を示した送受信のバンド切り替えの真理値表を示した図である。ＣＴ１端子とＣＴ４端子にハイレベルの電圧を印加することにより、送信回路８０２からの送信信号が共用アンテナ８０１より出力され、ＣＴ２端子とＣＴ３端子にハイレベルの電圧を印加することにより、共用アンテナ８０１で受信した受信信号が受信回路８０３に入力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−３０３９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
移動体電子機器としては、ＲＦＩＤカードのように、内部に電力源を持たないものも存在する。内部に電力源がない移動体電子機器では、質問器からデータ通信ともにワイヤレスで電力が供給され、それを一時的に蓄えて、その電力をもとにデータ通信を行うケースが多い。ここで、特許文献１の技術を受電制御に用いる場合、内部電源を備える場合でも、内部電源を備えず供給電力を一時的に蓄える場合でも、内部電力が不十分な場合、十分なレベルの電圧を印加できず、アンテナスイッチ回路の動作が不確実になり、充電自体が不確実になり、ひいては、装置全体の動作が不確実になるおそれがある。
【００１５】
本発明は、以上のような問題点に着目してなされたものであり、内部電力が少ない場合でもアンテナの接続先の切り替えを安定して行える移動体電子機器を実現することを目的とする。また、動作用の電力の蓄積を安定して行えるようにすることを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達するため、本発明の第１の観点にかかる移動体電子機器は、
アンテナと、
前記アンテナと直列に接続されており、前記アンテナを介して外部と通信を行う無線通信回路と、
前記アンテナと直列に接続されており、前記アンテナを介して外部からの電力を受電する充電電力受電回路と、
前記無線通信回路と並列に接続する第一のスイッチ手段と、
前記充電電力受電回路と並列に接続する第二のスイッチ手段と、
前記アンテナの受信レベルを基に、前記第一のスイッチ手段および前記第二のスイッチ手段の接続を切り替えるレベル検出手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の第２の観点にかかる移動体通信システムは、
第１の観点にかかる移動体電子機器と、
前記移動体電子機器との無線通信を行う質問器と、
前記移動体電子機器に充電電力の送信を行う充電電力送電装置と、
を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の第３の観点にかかる移動体通信システムは、
第１の観点にかかる移動体電子機器と、
前記移動体電子機器に充電電力の送信と、前記移動体電子機器との無線通信とを切り替えて行う充電電力送電装置と、
を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の第４の観点にかかる充電電力受電方法は、
アンテナと、該アンテナと直列に接続されており該アンテナを介して外部と通信を行う無線通信回路と、該アンテナと直列に接続されており該アンテナを介して外部からの電力を受電する充電電力受電回路と、
を備えた移動体電子機器における充電電力受電方法であって、
前記アンテナでの受信レベルを検出する工程と、
検出したレベルに基づいて、前記無線通信回路に並列に所定インピーダンスの回路を接続する第一のスイッチ工程と、
検出したレベルに基づいて、前記充電電力受電回路に並列に所定インピーダンスの回路を接続する第二のスイッチ工程と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、内部電力が少ない場合でもアンテナの接続先の切り替えを安定して行える移動体電子機器および移動体通信システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明における移動体電子機器のブロック図である。
【図２】本発明の第一の実施形態における構成図である。
【図３】本発明の第二の実施形態における構成図である。
【図４】本発明の第三の実施形態における構成図である。
【図５】本発明の第四の実施形態における構成図である。
【図６】本発明の第五の実施形態における構成図である。
【図７】本発明で用いられるアンテナのインピーダンス特性を表したスミスチャート図である。
【図８】特許文献１のアンテナスイッチ回路を用いた移動体電子機器の概要を示す図である。
【図９】特許文献１のアンテナスイッチ回路を用いた移動体電子機器において、コントロール電圧に対する動作状態を示した送受信のバンド切り替えの真理値表を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第一実施形態）
以下、本発明の実施の形態に係る通信機器を、図面を参照して説明する。
【００２３】
本実施形態の移動体電子機器１００は、図１に示すように、共用アンテナ１０１、無線通信回路１１０、第一のスイッチ手段１２０、レベル検出手段１３０、第二のスイッチ手段１４０、および受電回路１５０を備える。無線通信回路１１０は共用アンテナ１０１を介して通信を行い、また、充電電力受電回路１５０は共用アンテナ１０１を介して電力受電を行う。
【００２４】
共用アンテナ１０１はループアンテナであり、その受信信号を出力するための端子を二つ備えている。共用アンテナ１０１の一方の端子は、無線通信回路１１０の一方の通信用端子と第一のスイッチ手段１２０の一方の導通用端子とに接続されており、他方の端子は、レベル検出手段１３０の検波入力用端子と第二のスイッチ手段１４０の一方の導通用端子と充電電力受電回路１５０の一方の電源入力用端子とに接続されている。
【００２５】
無線通信回路１１０は、２つの通信用端子を備える。一方の通信用端子は共用アンテナ１０１の一方の端子と第一のスイッチ手段１２０の一方の導通用端子とに接続されている。また、他方の通信用端子は、第一のスイッチ手段１２０の他方の導通用端子と充電電力受電回路１５０の他方の電源入力用端子と第二のスイッチ手段１４０の他方の導通用端子とに接続されている。無線通信回路１１０は、送信信号の生成および受信信号の復号を行い、共用アンテナ１０１を通じて他機器と通信する。
【００２６】
第一のスイッチ手段１２０は、導通制御用端子と２つの導通用端子とを備える。第一のスイッチ手段１２０はオンすると、２つの導通用端子間を導通し（所定の低インピーダンスで接続する）、また、オフすると、２つの導通用端子間を電気的に切断する。第一のスイッチ手段１２０の一方と他方の導通用端子は、それぞれ、無線通信回路１１０の一方と他方の通信用端子に接続されている。また、導通制御用端子はレベル検出手段１３０の検波出力用端子に接続されている。第一のスイッチ手段１２０は、レベル検出手段１３０からの出力に応答して、オンとオフを切り替える。
第一のスイッチ手段１２０がオフであれば、第一のスイッチ手段１２０の導通用端子間が高インピーダンス状態となるため、共用アンテナ１０１での受信信号は無線通信回路１１０に入力される。一方、第一のスイッチ手段１２０がオンすると、無線通信回路１１０の通信用端子間が導通するため、共用アンテナ１０１での受信信号は第一のスイッチ手段１２０を通り、無線通信回路１１０を迂回する。
【００２７】
レベル検出手段１３０は、検波入力用端子と２つの検波出力用端子を備えている。検波入力用端子は共用アンテナ１０１の他方の端子に接続されており、共用アンテナ１０１が受信した電力の強度を検出する。また、レベル検出手段１３０の一方の検波出力用端子は、第一のスイッチ手段１２０の導通制御用端子に接続されており、他端の検波出力用端子は第二のスイッチ手段１４０の導通制御用端子に接続されている。レベル検出手段１３０は、検波入力用端子を介して入力した受信信号の強度に応じて、検波電圧を第一のスイッチ手段１２０と第二のスイッチ手段１４０の導通制御用端子に出力する。
ここでレベル検出手段１３０は、検波入力用端子から入力された電力により検波電圧を出力し、第一のスイッチ手段１２０の制御を行うに際して他の電力を必要としないものである。
【００２８】
第二のスイッチ手段１４０は、導通制御用端子と２つの導通用端子を備える。第二のスイッチ手段１４０は、導通制御用端子に印加される電圧によりオンまたはオフし、オンすると、２つの導通用二端子間を導通し（所定の低インピーダンスで接続する）、オフすると、２つの導通用端子間を電気的に分離する。
第二のスイッチ手段１４０の一方と他方の導通用の端子は、それぞれ、充電電力受電回路１５０の一方と他方の電力受電用端子に接続されている。また、第二のスイッチ手段１４０の導通制御用端子はレベル検出手段１３０の他方の検波出力用端子に接続されている。
第二のスイッチ手段１４０がオフすると、２つの導通用端子間が高インピーダンス状態となり、共用アンテナ１０１の受信信号は充電電力受電回路１５０に入力される。一方、第二のスイッチ手段１４０がオンすると、２つの導通用端子間が導通し、共用アンテナ１０１の受信信号は第二のスイッチ手段１４０を通り、充電電力受電回路１５０を迂回する。
【００２９】
充電電力受電回路１５０は、２つの電力入力用端子を備えている。一方の電力入力用端子は共用アンテナ１０１の一方の端子と第二のスイッチ手段１４０の一方の導通用端子とに接続されており、他方の電力入力用端子は、第二のスイッチ手段１４０の他方の導通端子と、無線通信回路１１０の他方の通信用端子と第一のスイッチ手段１２０の他方の導通端子とに接続されている。電力入力用端子から電力の入力があった場合、それを受電し、内部バッテリに蓄電する機能を持つ。
また、充電電力受電回路１５０は、内部バッテリに蓄積した電力を、無線通信回路１１０を含む回路に動作電力として適宜供給する。
【００３０】
上記構成を有する移動体電子機器１００が、例えば、非接触充電用の電力送信装置の近傍に配置されると、共用アンテナ１０１は、送信装置から送信された充電電力伝送用電波を受信し、誘導電圧を生成し、出力する。レベル検出手段１３０は、検波入力用端子を介して供給された誘導起電力を検波する。充電電力伝送用電波の電力は大きいため、共用アンテナ１０１の出力する誘導信号の振幅も大きなものとなる。レベル検出回路１３０は、検波信号のレベルが基準レベルよりも大きいことを検出し、一方の検波出力端子から検波信号を第一のスイッチ手段１２０に出力し、他方の検波出力端子からは、検波信号を出力しない。このため、第一のスイッチ手段１２０は、この検波信号に応答してオンし、一方の導通用端子と他方の導通用端子とを導通させ、一方、第二のスイッチ手段１４０は、高インピーダンス状態を維持する。
このため、共用アンテナ１０１が生成する受信信号は、無線通信回路１１０を迂回し、第二のスイッチ手段１４０にブロックされ、第一のスイッチ手段１２０と充電電力受電回路１５０とを流れ、充電電力受電回路１５０は供給された電力を内部バッテリに蓄電する。ここで、レベル検出手段１３０による第一のスイッチ手段１２０の制御は共用アンテナ１０１での受信信号によって行われており、他の電力供給は不要であり、内部バッテリの充電量が少ない場合でも、動作に影響を与えない。
【００３１】
次に、移動体電子機器１００が、例えば、ＮＦＣ（Non-Far Communication)通信用等の通信装置の近傍に配置されると、共用アンテナ１０１は、通信装置から送信された無線通信用の電波を受信し、誘導電圧を生成し、出力する。この誘導電圧は、無線通信用電波が電力伝送用電波よりも弱いため、その振幅は小さい。このため、レベル検出器１３０での検波電圧が十分高くならない。このため、レベル検出回路１３０は、他方の検波出力端子から検波信号を第二のスイッチ手段１４０に出力し、一方の検波出力端子からは、検波信号を出力しない。第二のスイッチ手段１４０は、この検波信号に応答してオンし、一方の導通用端子と他方の導通用端子とを導通させ、一方、第一のスイッチ手段１２０は、高インピーダンス状態となる。
このため、共用アンテナ１０１が生成する受信信号は、充電電力受電回路１５０を迂回して、第二のスイッチ手段１４０を介して、第一のスイッチ手段１２０にブロックされて、無線通信回路１１０を流れる。無線通信回路１１０は、充電電力受電回路１５０の内部バッテリに充電されている電力を用いて、これを復調する等して、以後、通信装置との間で無線通知を行う。
【００３２】
このような構成により、内部バッテリの残容量が少ない場合でも、共用アンテナ１０１を、充電電力受電回路１５０に安定的に接続して、内部バッテリを充電することができる。また、無線通信回路１１０が実質的に無効化されるため、無線通信回路１１０での損失が発生せず、充電を高効率で行うことができる。また、無線通信を行う場合には、共用アンテナ１０１に無線通信回路１１０が接続され、通信が可能となる。このとき、充電電力受電回路１５０が実質的に無効化されるため、充電電力受電回路１５０での損失が発生せず、高効率で通信を行うことができる。
【００３３】
次に、より具体的な構成および動作について説明する。
【００３４】
図２は、本発明の第一の実施形態における移動体通信システムの具体的構成図である。この移動体通信システムは、移動体電子機器１００（図２（ａ）に示す）、移動体電子機器１００とデータ通信を行う質問器１７０（図２（ｂ）に示す）、および移動体電子機器１００に搭載されたバッテリへの充電に必要な充電電力を送電する充電電力送電装置１８０（図２（ｃ）に示す）を備える。
【００３５】
移動体電子機器１００は、図１の概要図に示した各部品に加え、整合容量１０２、バイアス抵抗１０３、１０４、１０５、電界効果トランジスタ１０６、およびバイアス抵抗１０７を備える。
【００３６】
共用アンテナ１０１の一方の端子は、整合容量１０２を介し、無線通信回路１１０の通信用端子１１０Ａおよび第一のスイッチ手段１２０の導通用端子１２０Ａに接続されている。また、共用アンテナ１０１のもう一方の端子は、レベル検出手段１３０の検波入力用端子１３０Ａ、第二のスイッチ手段１４０の導通用端子１４０Ｂ、および充電電力受電回路１５０の電力入力用端子１５０Ｂに接続されている。
【００３７】
バイアス抵抗１０３の一端はレベル検出手段１３０の検波出力用端子１３０Ｄに接続されており、他端はバイアス抵抗１０４および１０５に接続されている。バイアス抵抗１０４は一端で接地されており、他端はバイアス抵抗１０３および１０５に接続されている。
【００３８】
バイアス抵抗１０５の一端はバイアス抵抗１０３および１０４に接続されており、他端は電界効果トランジスタ１０６のゲートに接続されている。
電界効果トランジスタ１０６のソースは接地されており、ドレインはバイアス抵抗１０７および第二のスイッチ手段１４０の信号入力端子１４０Ｃに接続されており、ゲートはバイアス抵抗１０５に接続されている。
バイアス抵抗１０７の一端は、電界効果トランジスタ１０６のドレイン、および第二のスイッチ手段１４０の信号入力端子１４０Ｃに接続されており、他端は充電電力受電回路１５０の電力入力用端子１５０Ｃに接続されている。バイアス抵抗１０７は、バッテリ１５８から第二のスイッチ手段１４０へスイッチ稼働用電源を供給する経路になっている。
【００３９】
無線通信回路１１０は、整合インダクタ１１１、１１２、および近距離無線通信回路１１３を備えており、外部端子として通信端子１１０Ａおよび１１０Ｂを備えている。近距離無線通信回路１１３は、それぞれに整合インダクタ１１１、１１２を経由して通信端子１１０Ａおよび１１０Ｂに接続されている。
【００４０】
第一のスイッチ手段１２０は、直流阻止容量１２１、１２４、電界効果トランジスタ１２２、１２３、バイアス抵抗１２５、１２６、および接地抵抗１２７を備え、外部端子として導通用端子１２０Ａ、１２０Ｂ、制御信号入力用端子１２０Ｃ、１２０Ｄ、および接地用端子１２０Ｅを備えている。
【００４１】
直流阻止容量１２１は、一端が導通用端子１２０Ａに接続されており、他端が電界効果トランジスタ１２２のドレインに接続されている。また直流阻止容量１２４も同様で、一端が導通用端子１２０Ｂに接続されており、他端が電界効果トランジスタ１２３のドレインに接続されている。
電界効果トランジスタ１２２および１２３のソースは、両者接続のうえ、接地容量１２７と制御信号入力用端子１２０Ｃとに接続されている。電界効果トランジスタ１２２および１２３のドレインは、それぞれ直流阻止容量１２１および１２４に接続されている。また、電界効果トランジスタ１２２および１２３のゲートは、それぞれバイアス抵抗１２５および１２６の一端に接続されている。バイアス抵抗１２５および１２６は、他端で両者接続の上、制御信号入力用端子１２０Ｄに接続されている。
接地抵抗１２７は、一端が電界効果トランジスタ１２２および１２３のソースに接続されており、他端は接地用端子１２０Ｅに接続されている。
【００４２】
第一のスイッチ手段１２０の外部接続としては、導通用端子１２０Ａは無線通信回路１１０の通信端子１１０Ａおよび整合容量１０２に接続されている。導通用端子１２０Ｂは、無線通信回路１１０の通信端子１１０Ｂ、第二のスイッチ手段１４０の導通用端子１４０Ａ、および電源回路１５０の電源入力用端子１５０Ａに接続されている。制御信号入力用端子１２０Ｃはレベル検出手段１３０の検波出力用端子１３０Ｂに、制御信号入力用端子１２０Ｄは検波出力用端子１３０Ｃにそれぞれ接続されており、接地用端子１２０Ｅは接地されている。
【００４３】
これらの構成により、第一のスイッチ手段１２０は、制御信号入力用端子１２０Ｃ、１２０Ｄ間に閾値を超える電圧が印加された場合にオン状態となり、導通用端子１２０Ａ、１２０Ｂ間を導通する機能を持つ。従って、第一のスイッチ手段１２０がオン状態の場合、共用アンテナ１０１での受信信号は第一のスイッチ手段１２０を通ることとなり、無線通信回路１１０は迂回される。
【００４４】
レベル検出手段１３０は、検波用ダイオード１３１、１３２、直流阻止容量１３３、平滑容量１３４、バイアス抵抗１３５および１３６を備えており、外部端子として検波入力用端子１３０Ａ、検波出力用端子１３０Ｂ、１３０Ｃ、１３０Ｄを備えている。
【００４５】
検波用ダイオード１３１のカソードは、直流阻止容量１３３、および検波用ダイオード１３２のアノードに接続されており、アノードは、検波出力用端子１３０Ｂに接続されている。
検波用ダイオード１３２のアノードは、直流阻止容量１３３および検波用ダイオード１３１のカソードに接続されており、カソードは、検波出力用端子１３０Ｄに接続されている。
直流阻止容量１３３は、一端が検波用ダイオード１３１のカソードおよび検波用ダイオード１３２のアノードに接続されており、他端は検波入力用端子１３０Ａに接続されている。
平滑容量１３４は、一端が検波出力用端子１３０Ｂに接続されており、他端が検波出力用端子１３０Ｄに接続されている。
バイアス抵抗１３５および１３６は、直列抵抗体を構成した上で、バイアス抵抗１３５側の端子は検波出力用端子１３０Ｂに、中間接続点は検波出力用端子１３０Ｃに、バイアス抵抗１３６側の端子は検波出力用端子１３０Ｄにそれぞれ接続されている。
【００４６】
レベル検出手段１３０の外部との接続点として、検波入力用端子１３０Ａは共用アンテナ１０１の一端に接続されている。また、レベル検出手段１３０の検波出力用端子はそれぞれ、１３０Ｄはバイアス抵抗１０３に、１３０Ｂは第一のスイッチ１２０の制御信号入力用端子１２０Ｃに、１３０Ｃは第一のスイッチ１２０の制御信号入力用端子１２０Ｄに、それぞれ接続されている。
【００４７】
レベル検出手段１３０では、検波入力用端子１３０Ａに交流信号が印加された場合、その信号は検波用ダイオード１３１、１３２により整流され、平滑容量１３４により平滑化された上でバイアス抵抗１３５、１３６を通り直流電圧信号として出力される。この直流電圧信号は、第一のスイッチ手段１２０の制御信号入力用端子１２０Ｃおよび１２０Ｄ間に出力され、第一のスイッチ手段１２０を制御する。
【００４８】
第二のスイッチ手段１４０は、直流阻止容量１４１、１４４、電界効果トランジスタ１４２、１４３、バイアス抵抗１４５、１４６、および接地抵抗１４７を備えており、外部端子として導通用端子１４０Ａ、１４０Ｂ、制御信号入力用端子１４０Ｃ、および接地用端子１４０Ｄを備えている。
【００４９】
直流阻止容量１４１は、一端が導通用端子１４０Ａに接続されており、他端が電界効果トランジスタ１４２のドレインに接続されている。直流阻止容量１４４は、一端が導通用端子１４０Ｂに接続されており、他端が電界効果トランジスタ１４３のドレインに接続されている。
電界効果トランジスタ１４２および１４３のソースは、両者接続のうえ、接地抵抗１４７の一端に接続されている。電界効果トランジスタ１４２および１４３のドレインは、それぞれ直流阻止容量１４１および１４４に接続されている。また、電界効果トランジスタ１４２および１４３のゲートは、それぞれバイアス抵抗１４５および１４６の一端に接続されている。バイアス抵抗１４５、１４６は他端で両者接続の上、制御信号入力用端子１４０Ｃに接続されている。
接地抵抗１４７は、一端が電界効果トランジスタ１４２および１４３の両者ソースに接続されており、他端は接地用端子１４０Ｄに接続されている。
【００５０】
第二のスイッチ手段１４０の外部接続として、導通用端子１４０Ａは、無線通信回路１１０の通信端子１１０Ｂ、第一のスイッチ手段１２０の導通用端子１２０Ｂ、および充電電力受電回路１５０の電力入力用端子１５０Ａに接続されている。導通用端子１４０Ｂは、共用アンテナ１０１の一端、充電電力受電回路１５０の電源入力用端子１５０Ｂ、およびレベル検出手段１３０の検波入力端子１３０Ａに接続されている。制御信号入力用端子１４０Ｃは、バイアス抵抗１０７を介してバッテリ１５８に接続すると共に、電界効果トランジスタ１０６のドレインに接続されている。接地用端子１４０Ｄは接地されている。
【００５１】
これらの構成から、第二のスイッチ手段１４０は、制御信号入力用端子１４０Ｃ、接地用端子１４０Ｄ間に閾値を超える電圧が印加された場合にオン状態となり、導通用端子１４０Ａ、１４０Ｂ間を導通する機能を持つ。従って、第二のスイッチ手段１４０がオン状態の場合、共用アンテナ１０１の受信信号は第二のスイッチ手段１４０を通ることとなり、充電電力受電回路１５０は迂回される。
【００５２】
第二のスイッチ手段１４０は、バッテリ１５８からの供給電力がない（又は電圧が低い）場合はオフ状態となる。バッテリ１５８からの供給電力があった場合で、かつレベル検出手段１３０による検波出力が閾値より弱い場合はオン状態であるが、レベル検出手段１３０による検波出力が閾値より強く、電界効果トランジスタ１０６がオン状態となる場合は、制御信号入力用端子１４０Ｃおよび接地用端子１４０Ｄの端子間の電位差が低下することによりオフ状態となる。
【００５３】
充電電力受電回路１５０は、整流用ダイオード１５１〜１５４、効率改善インダクタ１５５、平滑容量１５６、電源回路１５７、バッテリ１５８、および制御回路１５９を備えており、外部端子として電源入力用端子１５０Ａ、１５０Ｂ、バッテリからの電源供給用端子１５０Ｃ、および接地用端子１５０Ｄを備えている。
【００５４】
整流用ダイオード１５１〜１５４は、フルブリッジ整流回路を構成している。このブリッジ整流回路においては、充電電力受電回路１５０の電源入力用端子１５０Ａに整流用ダイオード１５１のカソードと、整流用ダイオード１５２のアノードとが接続されており、電源入力用端子１５０Ｂに整流用ダイオード１５３のカソードと、整流用ダイオード１５４のアノードとが接続されている。整流用ダイオード１５１と１５３のアノードが互いに接続され、整流用ダイオード１５２と１５４のカソードが互いに接続され、それぞれブリッジ整流回路の出力用端子を構成する。このブリッジ整流回路の出力は、効率改善インダクタ１５５によりインピーダンス整合がとられ、平滑容量１５６により平滑化された上で電源回路１５７に出力される。
電源回路１５７は、前記ブリッジ整流回路から電力の入力を受け、バッテリ１５８に電力を出力する。
バッテリ１５８は、前記の電源回路１５７からの電力により充電される。また、電源供給用端子１５０Ｃからバイアス抵抗１０７を介し、第二のスイッチ手段１４０の信号入力用端子１４０Ｃへ稼働用電力を供給することができる。
制御回路１５９は、バッテリ１５８に接続されており、稼働用電力の供給を制御する。
【００５５】
質問器１７０は、近距離無線通信回路１７１、および無線通信用アンテナ１７２を備えている。近距離無線通信回路１７１は、無線通信用アンテナ１７２を介して通信信号の送信および受信を行う。
【００５６】
充電電力送電装置１８０は、発振回路１８１、増幅回路１８２、および電力送電用アンテナ１８３を備えている。発振回路１８１で得られた周期信号を増幅回路１８２で増幅し、電力送電用アンテナ１８３から送信することができる。
【００５７】
以上の図２の構成において、質問器１７０と移動体電子機器１００の無線通信回路１１０との間で無線通信を行う際の動作について説明する。
【００５８】
質問器１７０から通信信号が発信され、移動体電子機器１００の共用アンテナ１０１で受信された場合、受信信号はレベル検出手段１３０に検波入力用端子１３０Ａを介して入力され、検波され、検波出力用端子（１３０Ｂ〜１３０Ｄ）間の検波電圧として出力される。ここで、直流阻止容量１３３の値は、通信用搬送波では電界効果トランジスタ１２２、１２３をオン状態にするのに十分な検波電圧を生じないように設定されており、従って質問器１７０からの搬送波信号では第一のスイッチ手段１２０はオン状態とならない。
一方、第二のスイッチ手段１４０においては、充電電力受電回路１５０のバッテリ１５８の電源電圧がバイアス抵抗１０７を介して印加されている。また、バイアス抵抗１０４、１０５の値は、通信用搬送波では電界効果トランジスタ１０６をオン状態としないように設定されており、従って質問器１７０からの搬送波信号では電界効果トランジスタ１０６のソースドレイン間は導通しないため、バッテリ１５８による電位差が第二のスイッチ手段１４０の信号入力端子１４０Ｃと接地用端子１４０Ｄとの間に生じており、電界効果トランジスタ１４２と１４３がオンする。これにより、受信信号を応答器に対応する無線通信回路１１０に選択的に入力するとともに無線通信中に充電電力受電回路１５０で生じるノイズが無線通信回路１１０に流入することを防いでいる。
【００５９】
以上のとおり、第一のスイッチ手段１２０をオフ状態、第二のスイッチ手段１４０をオン状態とすることにより、無線通信回路１１０による無線通信時に、充電電力受電回路１５０からのノイズ混入の低減を実現した。
【００６０】
また、バッテリ１５８の充電量が少なく第二のスイッチ手段１４０をオン状態とできない場合、両スイッチ手段ともオフ状態となる。その場合、共用アンテナ１０１で受信された信号は、無線通信回路１１０と充電電力受電回路１５０との両方の回路を流れる。この場合、内部バッテリ１５８に通信可能程度の電力が残存していれば、充電電力受電回路１５０の入力インピーダンスは整流用ダイオード１５１〜１５４によるブリッジ整流回路によるものであり、無線通信回路１１０の入力インピーダンスに比べかなり低い値であるため、ほとんど損失せず、大部分が無線通信回路１１０に印加され、第二のスイッチ手段１４０がオン状態とならなくとも、質問器１７０と無線通信回路１１０との間での通信を行うことが可能である。
【００６１】
次に、図２の構成において、充電電力送電装置１８０からの送電信号があった場合の動作について説明する。
充電電力送電装置１８０から移動体電子機器１００に対して送電信号があった場合、送電信号は共用アンテナ１０１で受信される。このとき充電電力送電装置１８０からの送電信号は数Ｗ程度と高い出力であり、レベル検出手段１３０の検波出力端子１３０Ｂと１３０Ｃ間には高い検波電圧が生じるため、これにより電界効果トランジスタ１２２、１２３がオン状態となり、無線通信回路１１０の両端間は導通状態となる。また、検波出力端子１３０Ｄからも検波電圧が出力され、電界効果トランジスタ１０６のゲートに電圧が印加される結果、電界効果トランジスタ１０６がオン状態となり、第二のスイッチ手段１４０の信号入力端子１４０Ｃと接地用端子１４０Ｄとの間での電位差が低下する。これにより、第二のスイッチ手段１４０はオフ状態となる。
以上より、第一のスイッチ手段１２０がオン状態、第二のスイッチ手段１４０がオフ状態となることから、受信された送電信号は、充電電力受電回路１５０に選択的に入力され、電源回路１５７を経てバッテリ１５８へ充電電力として供給される。
ここで、第一のスイッチ手段１２０はバッテリ１５８からの電力供給によらず働くため、バッテリ１５８の充電状況にかかわらず、第一のスイッチ手段１２０がオンするため、充電電力受電回路１５０に高効率で電力受電を供給可能である。
【００６２】
以上の構成により、内部電力のない場合でも、無線通信回路１１０と充電電力受電回路１５０との間で、アンテナの接続の切り替えを安定して行える移動体電子機器を実現できる。
なお、本発明は前記の実施形態に限定されるものではなく、以下の例の応用が可能である。
【００６３】
（第二実施形態）
本発明の第一の実施形態における移動体通信システムにおいては、無線通信は移動体電子機器１００と質問器１７０との間で行われ、充電電力の送受信は移動体電子機器１００と充電電力送電装置１８０との間で行われる。それぞれ独立に行われるため、移動体電子機器１００と充電電力送電装置１８０との間で無線通信を行うことができない。
しかし、移動体電子機器と充電電力送電装置との間で無線通信が可能であると、例えば機器間の認証や送電電力の制御等が実現でき、機器使用上の利便性が高くなる。本願の第二の実施形態は、この無線通信を実現したものである。
【００６４】
図３は、本発明の第二の実施形態における移動体通信システムの具体的構成図である。この移動体通信システムは、移動体電子機器１００（図３（ａ）に示す）、移動体電子機器１００とデータ通信を行う質問器１７０（図３（ｂ）に示す）、および移動体電子機器１００に搭載されたバッテリへの充電に必要な充電電力を送電し、かつ移動体電子機器１００との無線通信が可能な充電電力送電装置２００（図３（ｃ）に示す）を備える。
充電電力送電装置２００は、発振回路１８１、近距離無線通信回路２０１、制御回路２０２、切り替えスイッチ２０３、増幅回路２０４、共用アンテナ２０５を備えている。移動体電子機器１００および質問器１７０は、第一の実施形態のものと同一であり、説明を省略する。
【００６５】
充電電力送電装置２００では、共用アンテナ２０５は切り替えスイッチ２０３を介して近距離無線通信回路２０１および増幅回路２０４と接続されている。近距離無線通信回路２０１は通信信号の生成および解析が可能であり、共用アンテナ２０５を通じて移動体電子機器１００と通信することができる。また充電電力送電装置２００は、発振回路１８１で生成された電力発信用の搬送波信号を増幅回路２０４により増幅することにより、共用アンテナ２０５を通じて充電用電力を送信することができる。充電電力送電装置２００は、制御回路２０２による制御に基づき、近距離無線通信回路２０１による通信と、発振回路１８１と増幅回路２０４による充電電力送信とを切り替えて行うことが可能である。
【００６６】
図３において、質問器１７０による無線通信時の動作は第一の実施形態と同一であるため説明を省略し、充電電力送電装置２００による充電電力送電時の動作について説明する。
【００６７】
充電電力送電装置２００は、充電電力を送電していない状態では、切り替えスイッチ２０３は近距離無線通信回路２０１側へ接続されており、移動体電子機器１００との無線通信が可能な状態となっている。そして、移動体電子機器１００が充電電力送電装置２００に対し近距離にあると、充電電力送電装置２００からの近距離無線通信信号は共用アンテナ１０１で受信される。
このとき、充電電力送電装置２００から送信された信号は通信用の信号であるため、共用アンテナ１０１での受信電力は十分小さく、第一のスイッチ手段１２０はオフ状態、第二のスイッチ手段１４０はオン状態となる。従って、受信された信号は近距離無線通信回路１１３に入力され、両機器間で無線通信が行われる。ここで行われる両機器間の無線通信では、例えば、移動体電子機器１００が充電電力送電装置２００の近くに存在することの確認や電力の送電要求、あるいは移動体電子機器１００の認証、移動体電子機器１００のバッテリ１５８の充電状態の伝達などが可能である。
【００６８】
移動体電子機器１００と充電電力送電装置２００の無線通信の結果、制御回路２０２が送電電力を開始すると判断した場合、制御回路２０２は切り替えスイッチ２０３を送電側に切り替え、発振回路１８１からの充電信号を増幅回路２０４により増幅して共用アンテナ２０５により送電する。一方、移動体電子機器１００は、充電電力送電装置２００からの送電電力を共用アンテナ１０１で受信する。この場合、受信電力は十分高いため、レベル検出手段１３０の働きにより第一のスイッチ手段１２０はオン状態、第二のスイッチ手段１４０はオフ状態となることにより、受電電力は充電電力受電回路１５０に入力され、移動体電子機器の充電が開始される。
【００６９】
本実施形態の移動体電子機器１００においては、充電電力を受電している時点では同時に無線通信回路１１０が無線通信を行うことができない。しかしながら、制御回路２０２が定期的に切り替えスイッチ２０３を近距離無線通信回路２０１側に切り替えることにより、充電電力の送電を一時的に停止し、無線通信を行うことが可能である。
充電中に定期的に無線通信を行うことにより、例えば移動体電子機器１００が取り去られた場合に電力送電を中止することや、バッテリ１５８の充電状態により充電電力送電装置２００からの出力を制御することが可能となる。
【００７０】
以上の構成とすることにより、第一の実施形態と同様に、内部電力のない場合でも、アンテナの切り替えを安定して行える移動体電子機器を実現するのに加え、充電電力受電装置と移動体電子機器との間で無線通信を行うことにより、機器間の認証や送電電力の制御等を行うことのできる移動体電子機器及び移動体通信システムを実現した。
【００７１】
（第三実施形態）
本願第二の実施形態により、移動体電子機器１００と充電電力送電装置２００との間での無線通信が実現できる。しかし、無線通信は充電電力の送電されていない時しかできないため、第二の実施形態においては、無線通信を行う場合は充電電力送電装置２００からの送電を一時的に停止し、無線通信完了後に再開している。
これに対し、本願第三の実施形態は、電力送電中の無線通信を可能としたものである。
【００７２】
図４は、本発明の第三の実施形態における移動体通信システムの具体的構成図である。この移動体通信システムは、移動体電子機器１００（図４（ａ）に示す）、質問器１７０（図４（ｂ）に示す）、および復調回路を備えた充電電力送電装置３１０（図４（ｃ）に示す）を備える。質問器１７０は、第一および第二の実施形態におけるものと同一であるため、説明を省略する。
【００７３】
移動体電子機器１００は、共用アンテナ１０１、無線通信回路１１０、第一のスイッチ手段１２０、レベル検出手段１３０、第二のスイッチ手段１４０、充電電力受電回路１５０、および第三のスイッチ手段３００を備える。このうち、共用アンテナ１０１、無線通信回路１１０、第一のスイッチ手段１２０、レベル検出手段１３０、および第二のスイッチ手段１４０は第一および第二の実施形態におけるものと同一であるため説明を省略する。
【００７４】
充電電力受電回路１５０は、整流用ダイオード１５１〜１５４、効率改善インダクタ１５５、平滑容量１５６、電源回路１５７、バッテリ１５８、および制御回路１５９を備えており、外部端子として電源入力用端子１５０Ａ、１５０Ｂ、バッテリからの電源供給用端子１５０Ｃ、接地用端子１５０Ｄ、信号出力端子１５０Ｅを備えている。第一および第二の実施形態における充電電力受電回路１５０に、さらに信号出力端子１５０Ｅを備えたものであり、これを通じて制御回路１５９から制御信号を出力することができる。
【００７５】
第三のスイッチ手段３００は、直流阻止容量３０１、３０４、電界効果トランジスタ３０２、３０３、バイアス抵抗３０５、３０６、接地抵抗３０７を備え、外部端子として２つの導通用端子（３００Ａ、３００Ｂ）、制御信号入力用端子３００Ｃ、および接地用端子３００Ｄを備えている。第三のスイッチ手段３００の内部構成は第一および第二のスイッチ手段と同様であり、説明を省略する。
第三のスイッチ手段３００の外部接続としては、導通用端子３００Ａと３００Ｂはそれぞれ充電電力受電回路１５０の電源入力用端子１５０Ａと１５０Ｂにそれぞれ接続されており、接地用端子３００Ｄは接地されている。制御信号入力用端子３００Ｃは、充電電力受電回路１５０の信号出力端子１５０Ｅを経由して制御回路１５９に接続されている。以上の構成により、第三のスイッチ手段３００は、制御回路１５９の制御により状態の切り替えがなされ、移動体電子機器１００が充電電力を受信している際の受信インピーダンスを変化させることができる。
【００７６】
充電電力送電装置３１０は、増幅回路３１１、復調回路３１２、制御回路３１３、発振回路１８１、電力送電用アンテナ１８３を備える。
制御回路３１３による制御のもと、発振回路１８１で得られた周期信号を増幅回路３１１で増幅し、電力送電用アンテナ１８３から充電用電力として送信することができる。また、電力送信中に送信電力の振幅に変調があった場合、それを復調回路３１２で検出することができる。
【００７７】
以上の構成において、充電電力送電装置３１０による充電電力を送電し、その電力を移動体電子機器１００で受電する際の動作について説明する。質問器１７０による無線通信時の動作は第一の実施形態と同一であるため説明を省略する。
移動体電子機器１００での充電電力受電時に、制御回路１５９が制御信号を第三のスイッチ手段３００に入力した場合、制御信号にともなって第三のスイッチ手段３００の状態が変化し、両端の導通がある状態とない状態で切り替わる。第三のスイッチ手段３００の導通用端子３００Ａおよび３００Ｂは、充電電力受電回路１５０の電力入力用端子１５０Ａおよび１５０Ｂに接続されている。第三のスイッチ手段３００の状態変化により、送電電力が充電電力受電回路１５０に入力される状態と送電電力が充電電力受電回路１５０を迂回通過する状態とで切り替わることとなり、充電電力送電装置１８０からみると移動体電子機器１００の受信インピーダンスの変化として現れる。この受信インピーダンスの変化により、充電電力送電装置３１０側での送電電力に反射波が生じ、送信振幅に変調が生じる。この変調を、復調回路３１２において復調することにより、制御回路１５９からの制御信号を充電電力送電装置３１０側が受信することができる。これを利用して、負荷変調方式による信号伝達を行うことができる。
【００７８】
以上のように、第三の実施形態においては、第一の実施形態と同様に、内部電力のない場合でも、アンテナの切り替えを安定して行える移動体電子機器を実現するのに加え、充電電力送電中においても第三のスイッチ手段３００を用いて移動体電子機器１００から充電電力送電装置３１０への通信が可能となる。これにより、充電中の送信電力調整等の制御が実現できる。
【００７９】
（第四実施形態）
第三の実施形態により、移動体電子機器１００と充電電力送電装置３１０との間での充電電力送信中の無線通信が実現できる。しかし、第三の実施形態においては、充電電力受電回路１５０の電力入力用端子に対して第二のスイッチ手段１４０と第三のスイッチ手段３００の両方が接続されており、回路が複雑となっていた。
これに対し、本願第四の実施形態は、より簡略化された回路により第三の実施形態と同様の効果を実現することを目的とするものである。
【００８０】
図５は、本発明の第四の実施形態における移動体通信システムの具体的構成図である。この移動体通信システムは、移動体電子機器１００（図５（ａ）に示す）、質問器１７０（図５（ｂ）に示す）、および復調回路を備えた充電電力送電装置３１０（図５（ｃ）に示す）を備える。質問器１７０は、第一および第二の実施形態におけるものと同一であるため、説明を省略する。
【００８１】
移動体電子機器１００は、共用アンテナ１０１、無線通信回路１１０、第一のスイッチ手段１２０、レベル検出手段１３０、第二のスイッチ手段４００、および充電電力受電回路１５０を備える。このうち第二のスイッチ手段４００を除き、第三の実施形態におけるものと同一であるため説明を省略する。
【００８２】
第二のスイッチ手段４００は、直流阻止容量４０１、４０４、電界効果トランジスタ４０２、４０３、接地抵抗４０５、バイアス抵抗４０６〜４０９を備え、外部端子を５つ備えている。外部端子はそれぞれ、導通用端子４００Ａ、４００Ｂ、制御信号入力用端子４００Ｃ、４００Ｄ、接地用端子４００Ｅである。第二のスイッチ手段４００が、第三の実施形態における第二のスイッチ手段１４０と異なる点は、電界効果トランジスタ４０２、４０３が制御信号入力用端子４００Ｃだけでなく、制御信号入力用端子４００Ｄを経由した電力印加が可能となっている点である。
【００８３】
制御信号入力用端子４００Ｃは、第二のスイッチ手段１４０の制御信号入力用端子１４０Ｃに相当し、バイアス抵抗４０７および４０９のそれぞれを介して電界効果トランジスタ４０２および４０３に接続されているとともに、バイアス抵抗１０７を介してバッテリ１５８と接続されている。
制御信号入力用端子４００Ｄは、バイアス抵抗４０６および４０８のそれぞれを介して電界効果トランジスタ４０２および４０３に接続されているとともに、充電電力受電回路１５０の制御信号出力用端子１５０Ｅにも接続されている。これにより、第二のスイッチ手段４００においては、バッテリ１５８からの信号入力に加えて制御回路１５９からの信号入力によってもオン状態とオフ状態の間で切り替えることが可能となっている。その他の点については、第二のスイッチ手段４００は第二のスイッチ手段１４０と同じである。
第二のスイッチ手段４００は、制御信号入力用端子４００Ｃもしくは４００Ｄへの信号入力によってオン状態とオフ状態とで切り替えられる。
【００８４】
以上の構成において、充電電力送電装置３１０による充電電力を送電し、その電力を移動体電子機器１００で受電する際の動作について説明する。質問器１７０による無線通信時の動作は第一の実施形態と同一であるため説明を省略する。
【００８５】
移動体電子機器１００での充電電力受電時に、制御回路１５９が制御信号を第二のスイッチ手段４００に入力した場合、制御信号にともなって第二のスイッチ手段４００の状態が変化し、両端の導通がある状態とない状態で切り替わる。第二のスイッチ手段４００の導通用端子４００Ａおよび４００Ｂは、充電電力受電回路１５０の電力入力用端子１５０Ａおよび１５０Ｂに接続されている。第二のスイッチ手段４００の状態変化により、送電電力が充電電力受電回路１５０に入力される状態と送電電力が充電電力受電回路１５０を迂回通過する状態とで切り替わることとなり、充電電力送電装置１８０からみると移動体電子機器１００の受信インピーダンスの変化として現れる。この受信インピーダンスの変化により、充電電力送電装置３１０側での送電電力に反射波が生じ、送信振幅に変調が生じる。この変調を、復調回路３１２において復調することにより、制御回路１５９からの制御信号を充電電力送電装置３１０側が受信することができる。これを利用して、負荷変調方式による信号伝達を行うことができる。
【００８６】
以上の構成とすることにより、第三の実施形態と同様、内部電力のない場合でも、アンテナの切り替えを安定して行え、充電電力送電中においても移動体電子機器１００から充電電力送電装置３１０への通信が可能である移動体通信システムを実現できる。それに加え、第三の実施形態と比較するとスイッチ手段が一つ不要となり、移動体電子機器１００における回路の簡略化が実現できる。
【００８７】
（第五実施形態）
本発明の第四の実施形態における移動体通信システムにおいては、移動体電子機器１００が充電電力受電中に第二のスイッチ手段４００の状態を切り替えることにより、移動体電子機器１００の受信インピーダンスを変化させ、搬送波に変調を生じ、移動体電子機器１００から充電電力送電装置３１０への通信を実現している。ここで、第二のスイッチ手段４００がオン状態である時点では、移動体電子機器１００の受信インピーダンスの変調により、充電効率が低下する。本発明の第五の実施形態においては、上記の通信による充電効率低下の抑制を実現したものである。
【００８８】
図６は、本発明の第五の実施形態における移動体通信システムの具体的構成図である。この移動体通信システムは、移動体電子機器１００（図６（ａ）に示す）、質問器１７０（図６（ｂ）に示す）、充電電力送電装置３１０（図６（ｃ）に示す）を備える。質問器１７０、および充電電力送電装置３１０については、第四の実施形態にかかるものと同一である。
移動体電子機器１００は、共用アンテナ１０１、無線通信回路１１０、第一のスイッチ手段１２０、レベル検出手段１３０、第二のスイッチ手段４００、充電電力受電回路１５０、および第三のスイッチ手段５００を備える。このうち、共用アンテナ１０１、無線通信回路１１０、第一のスイッチ手段１２０、およびレベル検出手段１３０は、第四の実施形態にかかるものと同一である。
【００８９】
充電電力受電回路１５０は、第四の実施形態にかかる充電電力受電回路１５０に、さらに外部端子１５０Ｆを備えたものである。外部端子１５０Ｆは、充電電力受電回路１５０内部では整流用ダイオード１５２、１５４のカソードおよび効率改善インダクタ１５５に接続されている。また外部端子１５０Ｆは、外部では第三のスイッチ手段５００の導通用端子５００Ａに接続されている。
【００９０】
第二のスイッチ手段４００は、直流阻止容量４０１、４０４、電界効果トランジスタ４０２、４０３、接地抵抗４０５、バイアス抵抗４０６〜４０９を備え、外部端子を５つ備えている。外部端子はそれぞれ、導通用端子４００Ａ、４００Ｂ、制御信号入力用端子４００Ｃ、４００Ｄ、接地用端子４００Ｅである。
【００９１】
第二のスイッチ手段４００が、第四の実施形態にかかる第二のスイッチ手段４００と異なる点は、導通用端子４００Ｂが充電電力受電装置１５０の電力入力用端子１５０Ｂではなく、接地用端子１５０Ｄに接続されている点である。その他については、第四の実施形態にかかる第二のスイッチ手段４００と同一である。
【００９２】
第三のスイッチ手段５００は、直流阻止容量５０１、５０４、電界効果トランジスタ５０２、５０３、バイアス抵抗５０５、５０６、接地抵抗５０７を備え、外部端子として導通用端子５００Ａ、５００Ｂ、制御信号入力用端子５００Ｃ、接地用端子５００Ｄを備えている。第三のスイッチ手段５００の内部構成は、第一のスイッチ手段１２０と同様であり説明を省略する。
第三のスイッチ手段５００の導通用端子５００Ａは、充電電力受電回路１５０の外部端子１５０Ｆに接続されており、導通用端子５００Ｂは共用アンテナの一端と、レベル検出手段１３０の検波入力端子１３０Ａと、充電電力受電回路１５０の電力入力端子１５０Ｂに接続されている。また、制御信号入力用端子５００Ｃは、充電電力受電回路１５０の制御信号出力用端子１５０Ｅに接続されている。接地用端子５００Ｄは接地されている。
【００９３】
制御回路１５９が、第二のスイッチ手段４００および第三のスイッチ手段５００に対し制御信号を出力した場合、第二のスイッチ手段４００がオン状態となることによって整流ダイオード１５１の両端で導通が生じるとともに、第三のスイッチ手段５００がオン状態となることによって整流ダイオード１５４の両端で導通が生じる。整流ダイオード１５１と１５４とは、ブリッジ整流回路において相対する位置にあり、このブリッジ整流回路の、相対する二つのダイオードの両端が短絡される状態となる。
この状態で、充電電力受電装置１５０の充電電力入力端子１５０Ａと１５０Ｂ間に交流電圧が印加された場合、充電電力入力端子１５０Ｂ側が正極となる位相では整流ダイオード１５２と１５３の効果で整流効果が得られるものの、充電電力入力端子１５０Ｂ側が負極となる位相では、整流ダイオード１５１、１５３のアノード側と整流ダイオード１５２、１５４のカソード側との間で電位差が生じなくなる。
【００９４】
以上の構成において、質問器１７０と移動体電子機器１００の間で無線通信を行う際の動作について説明する。
本実施形態において第二のスイッチ手段４００がオン状態となった場合、導通されるのは接地点と充電電力受電回路１５０の充電電力入力端子１５０Ａであり、第一の実施形態のように充電電力入力端子間が導通されるわけではない。しかし、この状態でも、充電電力入力端子１５０Ｂと接地点とは整流用ダイオード１５３を介して接続されているため、電源回路１５７から生じるノイズを除去することができる。よって、第一の実施形態同様、無線通信回路１１０による無線通信時に、充電電力受電回路１５０からのノイズ混入の低減を実現した。
【００９５】
次に、図６の構成において、充電電力送電装置３１０と移動体電子機器１００の間で充電電力を送電しつつ、変調方式による無線通信を行う際の動作について説明する。
制御回路１５９から変調信号が出力された場合、それに従って第二のスイッチ手段４００と第三のスイッチ手段５００の状態がオンとオフの間で切り替えられる。上述の通り、第二のスイッチ手段４００および第三のスイッチ手段５００がオン状態では、充電電力受電装置１５０への交流の信号入力のうち、充電電力入力端子１５０Ｂ側が正極である部分だけが充電電力受電回路１５０を迂回することとなる。つまり、制御回路１５９からの変調信号は、充電電力受電回路への電力入力のうち、充電電力入力端子１５０Ｂ側が正極である位相に対して変調を加えるが、その逆の位相については変調を加えない。この変調を用いて、第三および第四の実施形態と同様に、移動体電子機器１００から充電電力送電装置３１０への負荷変調方式による信号伝達を実現することができる。
【００９６】
以上から、制御回路１５９の制御により、充電電力伝送用の搬送波に関して充電電力入力端子１５０Ｂ側が正極である位相について搬送波に変調を生じ、これを用いて無線通信を実現するとともに、反射波が生じない位相にあっては通常と同じ効率で充電できるため、充電効率の低下を低減することができる。
【００９７】
また、第四の実施形態においては、充電電力送電装置３１０および移動体電子機器１００のアンテナ間距離の変動により、受信インピーダンスが変わることで電力の反射波に変調が生まれ、通信精度が劣化する場合があった。本実施形態においては、変調がかかるのが整流ダイオード１５１、１５４の両端であるため、整流ダイオード１５２、１５３の効果によりアンテナ間距離の変動によるインピーダンス変動が少なく、第四の実施形態に比べて通信精度の劣化を小さくすることができる。
【００９８】
以上の構成により、第四の実施形態と同様に、内部電力のない場合でも、アンテナの切り替えを安定して行え、充電電力送電中においても移動体電子機器１００から充電電力送電装置３１０への通信が可能である移動体通信システムを、第三の実施形態に比べて少ないスイッチ手段により実現できるのに加え、アンテナ間距離の変動による通信精度の劣化が少なく、充電効率の低下の小さい移動体通信システムを実現できる。
【００９９】
なお、本実施例の構成においては、迂回される整流ダイオードはブリッジ整流回路において相対する位置にあればよく、すなわち、整流ダイオード１５２および１５３を迂回する構成としてもよい。
【０１００】
本願における第一から第五までの実施形態においては、近距離無線通信回路１１３は、両端に整合インダクタ１１１、１１２を備えている。このことについて、図７にアンテナのインピーダンス特性について実験による特性結果をスミスチャート図にて示し、以下にて説明する。
【０１０１】
図７（ａ）には、近距離無線通信において１３.５６ＭＨｚ帯で用いられる一般的なアンテナのインピーダンス特性Ｉｍｐ１が示されている。このアンテナの特性は、１３.５６ＭＨｚ帯では誘導性のインピーダンス特性を示し、等価的なインダクタンス値としては１.５μH程度となっている。近距離無線通信においては、これに近い特性を示すアンテナを使用することにより、通信精度をあげることができる。
【０１０２】
一方、図７（ｂ）には、第一のスイッチ手段１２０がオフ状態、第二のスイッチ手段１４０もオフ状態の状態で、近距離無線通信回路１１３から共用アンテナ１０１側をみたときのインピーダンス特性Ｉｍｐ２が示されており、また同条件下で整合用インダクタ１１１および１１２がない場合のインピーダンス特性Ｉｍｐ３が示されている。整合用インダクタ１１１および１１２のインダクタンス値としてはそれぞれ１.０μHのインダクタを用いている。
【０１０３】
図７（ｂ）において、整合用インダクタ１１１および１１２がない場合のインピーダンス特性Ｉｍｐ３は容量性となっており、等価的な容量値としては３３５ｐＦ程度となる。これは、図７（ａ）の一般的なアンテナインピーダンスと比べると大きく異なる。共用アンテナ１０１および充電電力受電回路１５０が並列に接続されることにより、このような特性を生じていると考えられる。
【０１０４】
これに対し、整合用インダクタ１１１、１１２を付加した場合のインピーダンス特性Ｉｍｐ２は誘導性であり、等価的なインダクタンス値としては１.７μH程度となっている。この条件下では、図７（ａ）で示した一般的なアンテナインピーダンス特性Ｉｍｐ１に近い値が得られている。
以上のことから、充電電力受電回路１５０を無線通信回路１１０と直列に接続した場合であっても、近距離無線通信回路１１３の両端に整合用インダクタ１１１、１１２を接続させることで、簡易な構成で特許文献１の近距離無線通信回路に用いられるアンテナと同等のアンテナ整合特性を得ることができる。
【０１０５】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【０１０６】
（付記１）
アンテナと、
前記アンテナと直列に接続されており、前記アンテナを介して外部と通信を行う無線通信回路と、
前記アンテナと直列に接続されており、前記アンテナを介して外部からの電力を受電する充電電力受電回路と、
前記無線通信回路と並列に接続する第一のスイッチ手段と、
前記充電電力受電回路と並列に接続する第二のスイッチ手段と、
前記アンテナの受信レベルを検出し、検出したレベルに基づいて前記第一のスイッチ手段および前記第二のスイッチ手段の状態を切り替えるレベル検出手段と、
を備えた移動体電子機器。
【０１０７】
（付記２）
前記第一のスイッチ手段は、前記アンテナの受信信号を前記無線通信回路から迂回させるオン状態と、前記アンテナの受信信号を前記無線通信回路に入力させるオフ状態とを切り替え、
前記第二のスイッチ手段は、前記アンテナの受信信号を前記充電電力受電回路から迂回させるオン状態と、前記アンテナの受信信号を前記充電電力受電回路に入力させるオフ状態とを切り替える、
付記１に記載の移動体電子機器。
【０１０８】
（付記３）
前記レベル検出手段は、前記アンテナの受信信号の信号強度が閾値よりも低い場合に、前記第一のスイッチ手段をオフ状態にすることを特徴とする、
付記２に記載の移動体電子機器。
【０１０９】
（付記４）
前記レベル検出手段は、前記第一のスイッチ手段をオフ状態としたときに前記第二のスイッチ手段をオン状態とし、前記第一のスイッチ手段をオン状態とした場合に前記第二のスイッチ手段をオフ状態とすることを特徴とする、
付記２または３に記載の移動体電子機器。
【０１１０】
（付記５）
前記充電電力受電回路は、前記第二のスイッチ手段に電力供給するバッテリを備えており、
前記レベル検出手段は、前記第一のスイッチ手段をオフ状態としたときに、前記バッテリからの電力供給により前記第二のスイッチ手段をオン状態とする、
付記４に記載の移動体電子機器。
【０１１１】
（付記６）
付記１から５までのいずれか１つに記載の移動体電子機器と、
前記移動体電子機器との無線通信を行う質問器と、
前記移動体電子機器に充電電力の送信を行う充電電力送電装置と、
を備える移動体通信システム。
【０１１２】
（付記７）
付記１から５までのいずれか１つに記載の移動体電子機器と、
前記移動体電子機器に充電電力の送信と、前記移動体電子機器との無線通信とを切り替えて行う充電電力送電装置と、
を備える移動体通信システム。
【０１１３】
（付記８）
前記充電電力送電装置が、充電電力送電中に送信電力の変調を検出する復調回路を備えており、
前記移動体電子機器が、充電電力受電中に受信インピーダンスに変調をかける第三のスイッチ手段と、前記第三のスイッチ手段を制御する制御回路とを備えており、
前記充電電力送電装置から前記移動体電子機器への充電電力送電中に、前記制御回路の制御により前記第三のスイッチ手段の状態が切り替えられることにより生じる反射波により、前記移動体電子機器から前記充電電力送電装置へ通信することを特徴とする、
付記６に記載の移動体通信システム。
【０１１４】
（付記９）
前記充電電力送電装置が、充電電力送電中に送信電力の変調を検出する復調回路を備えており、
前記移動体電子機器が、前記第二のスイッチ手段を制御することにより充電電力受電中に受信インピーダンスに変調をかけることができる制御回路を備えており、
前記充電電力送電装置から前記移動体電子機器への充電電力送電中に、前記制御回路の制御により前記第二のスイッチ手段の状態が切り替えられることにより生じる反射波により、前記移動体電子機器から前記充電電力送電装置への通信することを特徴とする、
付記６に記載の移動体通信システム。
【０１１５】
（付記１０）
前記充電電力受電回路は、整流回路を備えており、
前記第二のスイッチ手段は、前記整流回路に接続されており、
前記第二のスイッチ手段は、前記アンテナの受信信号が前記充電電力受電回路に入力されるオフ状態と、前記アンテナの受信信号のうち、正あるいは負の方向の信号のどちらか一方だけが前記充電電力受電回路を迂回するオン状態とを切り替えることを特徴とする、
付記９に記載の移動体通信システム。
【０１１６】
（付記１１）
前記整流回路は、４つのダイオードからなるブリッジ整流回路であり、
前記第二のスイッチ手段がオン状態となった場合、前記アンテナの受信信号が、前記ブリッジ整流回路のうち相対する二つのダイオードを迂回する、
ことを特徴とする付記１０に記載の移動体通信システム。
【０１１７】
（付記１２）
アンテナと、該アンテナと直列に接続されており該アンテナを介して外部と通信を行う無線通信回路と、該アンテナと直列に接続されており該アンテナを介して外部からの電力を受電する充電電力受電回路と、
を備えた移動体電子機器における充電電力受電方法であって、
前記アンテナでの受信レベルを検出する工程と、
検出したレベルに基づいて、前記無線通信回路に並列に所定インピーダンスの回路を接続する第一のスイッチ工程と、
検出したレベルに基づいて、前記充電電力受電回路に並列に所定インピーダンスの回路を接続する第二のスイッチ工程と、
を備えた充電電力受電方法。
【符号の説明】
【０１１８】
１００  移動体電子機器
１０１  共用アンテナ
１０２  整合容量
１０３〜１０５  バイアス抵抗
１０６  電界効果トランジスタ
１０７  バイアス抵抗
１１０  無線通信回路
１１１、１１２  整合インダクタ
１１３  近距離無線通信回路
１２０  第一のスイッチ手段
１２１、１２４  直流阻止容量
１２２、１２３  電界効果トランジスタ
１２５、１２６  バイアス抵抗
１２７  接地抵抗
１３０  レベル検出手段
１３１、１３２  検波用ダイオード
１３３  直流阻止容量
１３４  平滑容量
１３５、１３６  バイアス抵抗
１４０  第二のスイッチ手段
１４１、１４４  直流阻止容量
１４２、１４３  電界効果トランジスタ
１４５、１４６  バイアス抵抗
１４７  接地抵抗
１５０  充電電力受電回路
１５１〜１５４  整流用ダイオード
１５５  効率改善インダクタ
１５６  平滑容量
１５７  電源回路
１５８  バッテリ
１５９  制御回路
１７０  質問器
１７１  近距離無線通信回路
１７２  無線通信用アンテナ
１８０  充電電力送電装置
１８１  発振回路
１８２  増幅回路
１８３  電力送電用アンテナ
２００  充電電力送電装置
２０１  近距離無線通信回路
２０２  制御回路
２０３  切り替えスイッチ
２０４  増幅回路
２０５  共用アンテナ
３００  第三のスイッチ手段
３０１、３０４  直流阻止容量
３０２、３０３  電界効果トランジスタ
３０５、３０６  バイアス抵抗
３０７  接地抵抗
３１０  充電電力送電装置
３１１  増幅回路
３１２  復調回路
３１３  制御回路
４００  第二のスイッチ手段
４０１、４０４  直流阻止容量
４０２、４０３  電界効果トランジスタ
４０５  接地抵抗
４０６〜４０９  バイアス抵抗
５００  第三のスイッチ手段
５０１、５０４  直流阻止容量
５０２、５０３  電界効果トランジスタ
５０５、５０６  バイアス抵抗
５０７  接地抵抗
【図１】
2014093692.tif 000003
【図２】
2014093692.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014093692.tif 000009
【図８】
2014093692.tif 000010
【図９】
2014093692.tif 000011