(57)【要約】  無線通信装置（１０１）は、抵抗素子内蔵ＲＦＩＣ（１１０）およびアンテナコイル（１３）を備えている。抵抗素子内蔵ＲＦＩＣ（１１０）はＲＦＩＣ（１１）、容量素子（１４）および抵抗素子（Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ）を備えている。抵抗素子（Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ）とＲＦＩＣ（１１）内の回路の一部とで可変インピーダンス回路が構成されている。ＲＦＩＣ（１１）は、所定のＩＯ端子を出力ポートに設定するか入力ポートに設定するかによって、アンテナ回路に付加される抵抗回路のインピーダンスを制御して、アンテナ回路のＱ値を通信速度に応じたものとする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を送受信するための通信端子および複数のＩＯ端子を備えた非接触通信用ＩＣと、前記非接触通信用ＩＣの前記通信端子に接続されたアンテナと、を備える無線通信装置において、
前記アンテナに、前記ＩＯ端子の状態に応じてインピーダンスが変わる可変インピーダンス回路が接続されたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記可変インピーダンス回路は、前記非接触通信用ＩＣ内に設けられ、前記ＩＯ端子とグランドとの間または前記ＩＯ端子と電源ラインとの間につながる回路と、前記ＩＯ端子と前記アンテナとの間に接続された抵抗素子とで構成された、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記可変インピーダンス回路は、前記ＩＯ端子と前記アンテナとの間に接続され、前記ＩＯ端子の出力電圧で状態が切り替えられるスイッチと、このスイッチに直列接続された抵抗素子を含む回路である、請求項１に記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相手側機器と電磁界信号を介して通信するRFID（Radio Frequency Identification）システムや近距離無線通信（NFC：Near Field Communication）システムに用いられる無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
NFCとは、非接触型識別技術と相互接続技術とを組み合わせた無線通信規格であり、この規格に準拠した装置同士は13.56MHz帯の周波数を使用し、数十ｃｍ程度の短い距離で双方向通信するというものである。NFCのシステムには複数の通信速度（106kbps，212kbps，424kbps，848kbps）が存在する。このため、最も高速の通信速度でも波形歪み無く通信できるようにするためには広帯域のアンテナが必要になる。【０００３】
アンテナの広帯域化設計手法として、これまで特許文献１や特許文献２のように複数の共振回路を近接させ、複共振化させて広帯域化を図るという手法があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１０９８０６号公報
【特許文献２】特許第４６４５７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１や特許文献２のように、複数の共振回路を近接させて複共振化させる手法では、複数のＬＣ共振回路を形成することが必須となるため、ある程度まとまったスペースを確保する必要があり、携帯端末などの小型の無線通信装置に組み込むことは困難であった。【０００６】
また、単に広帯域特性のアンテナを用いるだけだと、低速通信時にはアンテナ効率を有効に利用できず、小型アンテナでは必要な通信距離が確保できない、ということにもなる。アンテナのＱ値は、「Q = fo／B.W.」（但し、B.W.はアンテナの帯域幅、foは中心周波数である。）で表わされるので、一般的にはアンテナの帯域幅を広げるとＱが劣化する。すなわち、広帯域特性を有するアンテナを用いる場合は、アンテナ自体が広帯域に設計されているため高速通信に適するが、帯域幅が狭くても問題のない低速通信時においては、Ｑ値の悪い状態でアンテナを用いることになる。【０００７】
そこで、本発明は、通信速度に応じて必要な帯域化を確保できる小型の無線通信装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の無線通信装置は次のように構成される。【０００９】
信号を送受信するための通信端子および複数のＩＯ端子を備えた非接触通信用ＩＣと、前記非接触通信用ＩＣの前記通信端子に接続されたアンテナと、を備える無線通信装置において、
前記アンテナに、前記ＩＯ端子の状態に応じてインピーダンスが変わる可変インピーダンス回路が接続されたことを特徴とする。【００１０】
この構成により、非接触通信用ＩＣのＩＯ端子の状態に応じてアンテナに並列接続される可変インピーダンス回路のインピーダンスが設定され、アンテナ回路のＱ値が適宜設定されて、必要な帯域幅が定められる。【００１１】
（２）前記可変インピーダンス回路は、前記非接触通信用ＩＣ内に設けられ、前記ＩＯ端子とグランドとの間または前記ＩＯ端子と電源ラインとの間につながる回路と、前記ＩＯ端子と前記アンテナとの間に接続された抵抗素子とで構成されることが好ましい。【００１２】
この構成により、非接触通信用ＩＣの外部に接続する回路素子の数は少なくてすみ、簡素な回路で構成できる。【００１３】
（３）前記可変インピーダンス回路は、前記ＩＯ端子と前記アンテナとの間に接続され、前記ＩＯ端子の出力電圧で状態が切り替えられるスイッチと、このスイッチに直列接続された抵抗素子を含む回路であることが好ましい。【００１４】
この構成により、少ないＩＯ端子数でアンテナ回路のＱ値を多くの段階に切り替えることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、非接触通信用ＩＣのＩＯ端子の状態に応じてアンテナに接続される可変インピーダンス回路のインピーダンスが設定されて、アンテナ回路のＱ値が適宜設定され、通信速度に応じて必要な帯域が確保できる。そのため、複数のＬＣ共振回路を形成する必要がなく、小型の無線通信装置が構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は第１の実施形態に係る無線通信装置１０１の回路図である。
【図２】図２は、ＲＦＩＣ１１のＩＯ端子１１Ｐの１つであるＩＯ端子１ａにつながる内部の回路図である。
【図３】図３は、アンテナコイル１３および容量素子１４に接続された可変インピーダンス回路の等価回路図である。
【図４】図４は通信速度と、それに対応して設定するＩＯ端子の状態を示す図である。
【図５】図５（Ａ）〜（Ｄ）は図４中の状態（Ａ）〜（Ｄ）に対応する、アンテナコイル１３および容量素子１４に接続された可変インピーダンス回路の等価回路図である。
【図６】図６は第２の実施形態に係る無線通信装置１０２の回路図である。
【図７】図７は第３の実施形態に係る無線通信装置１０３の筐体内部の構造を示す図であり、下部筐体５１と上部筐体５２とを分離して内部を露出させた状態での平面図である。
【図８】図８は第４の実施形態に係る無線通信装置１０４の筐体内部の構造を示す図であり、下部筐体５１と上部筐体５２とを分離して内部を露出させた状態での平面図である。
【図９】図９は第４の実施形態に係る無線通信装置１０４の主要部の回路図である。
【図１０】図１０は第４の実施形態に係る無線通信装置１０４が備えるブースターコイルアンテナ２４の分解斜視図である。
【図１１】図１１は筐体に一体的に形成したブースターコイルアンテナ部分の断面図である。
【図１２】図１２は第４の実施形態に係る無線通信装置１０４が備える別のブースターコイルアンテナの分解斜視図である。
【図１３】図１３は第４の実施形態に係る無線通信装置１０４が備えるさらに別のブースターコイルアンテナの分解斜視図である。
【図１４】図１４は第５の実施形態に係る無線通信装置１０５の筐体内部の構造を示す図であり、下部筐体５１と上部筐体５２とを分離して内部を露出させた状態での平面図である。
【図１５】図１５は第５の実施形態に係る無線通信装置１０５の主要部の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
《第１の実施形態》
図１は第１の実施形態に係る無線通信装置１０１の主要部の回路図である。この無線通信装置１０１は、抵抗素子内蔵ＲＦＩＣ１１０およびアンテナコイル１３を備えている。抵抗素子内蔵ＲＦＩＣ１１０はＲＦＩＣ（本発明の非接触通信用ＩＣ）１１、容量素子１４および抵抗素子Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂを備えている。抵抗素子Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂとＲＦＩＣ１１内の回路の一部とで可変インピーダンス回路が構成されている。
【００１８】
ＲＦＩＣ１１はＧＰＩＯ（General Purpose Input/Output）のＩＯ端子１１Ｐ（１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ）を備えている。
【００１９】
ＲＦＩＣ１１はベースバンド信号と高周波信号との間の変換を行う。このＲＦＩＣ１１には制御ＩＣ等が接続される。
【００２０】
ＲＦＩＣ１１の２つのＴＸ端子（送信信号端子）Ｔｘ１，Ｔｘ２に容量素子１４およびアンテナコイル１３の並列回路が接続されている。なお、アンテナコイル１３はＲＦＩＣ１１の端子Ｔｘ１，Ｔｘ２に接続されているが、ＲＦＩＣ１１は端子Ｔｘ１，Ｔｘ２に接続されているアンテナコイル１３を用いて送信だけでなく受信も行う。
【００２１】
ＲＦＩＣ１１のＩＯ端子１１Ｐ（１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ）は抵抗素子Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂの一方端に接続されている。抵抗素子Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂの他方端はアンテナコイル１３の両端のいずれかに接続されている。
【００２２】
これらの抵抗素子Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂは、チップ抵抗であってもよいし、回路基板上に形成された抵抗パターンであってもよい。
【００２３】
容量素子１４はアンテナコイル１３とともにＬＣ並列共振回路であるアンテナ回路を構成し、アンテナ回路の共振周波数を所定周波数に定める。アンテナコイル１３は通信相手のアンテナと電磁界結合して近距離通信のための送受信を行う。
【００２４】
図２は、前記ＲＦＩＣ１１のＩＯ端子１１Ｐの１つであるＩＯ端子１ａにつながる内部の回路図である。この例では、ＲＦＩＣ１１のＩＯ端子は入力／出力のいずれにも設定できる。入出力制御信号によってＩＯ端子１ａが出力ポートとして設定されると、バッファＢＡ１を介して出力データが出力される。このとき、抵抗制御信号によってゲートＧ１を介してプルアップ抵抗ＰＲが「５０Ωプルアップ」状態になる。また、バッファＢＡ２の入力インピーダンスは非常に高いので、バッファＢＡ２が接続されていることの影響は受けない。ＩＯ端子１ａが入力ポートとして設定されると、バッファＢＡ２、ゲートＧ２を介して入力データが取り込まれる。このとき、抵抗制御信号によってゲートＧ１を介してプルアップ抵抗ＰＲが「オープン」状態になる。また、バッファＢＡ１の出力は高インピーダンスとなり、バッファＢＡ１が接続されていることの影響を受けない。
【００２５】
したがって、ＩＯポート１ａが出力ポートに設定されると、プルアップ抵抗ＰＲが「５０Ωプルアップ」状態に設定されるので、ＩＯ端子１ａは高周波的には５０Ωで接地される。ＩＯポート１ａが入力ポートに設定されると、ＩＯ端子１ａは高インピーダンスとなる。
【００２６】
図３は、アンテナコイル１３および容量素子１４に接続された可変インピーダンス回路の等価回路図である。ここで抵抗ＩＯ＿１ａは、ＲＦＩＣ１１の内部に構成された、ＩＯ端子１ａにつながる回路部分による抵抗値を抵抗素子の記号で表したものである。抵抗ＩＯ＿１ｂは、ＲＦＩＣ１１の内部に構成された、ＩＯ端子１ｂにつながる回路部分による抵抗値を抵抗素子の記号で表したものである。同様に、抵抗ＩＯ＿２ａは、ＲＦＩＣ１１の内部に構成された、ＩＯ端子２ａにつながる回路部分、抵抗ＩＯ＿２ｂは、ＲＦＩＣ１１の内部に構成された、ＩＯ端子２ｂにつながる回路部分による抵抗値をそれぞれ抵抗素子の記号で表したものである。
【００２７】
図２に示したように、例えばＩＯ端子１ａが出力ポートに設定されると、前記抵抗ＩＯ＿１ａは高周波的に５０Ωとなる。ＩＯ端子１ａが入力ポートとして設定されると、前記抵抗ＩＯ＿１ａは高インピーダンスとなる。
【００２８】
図３に示したその他の抵抗ＩＯ＿１ｂ，ＩＯ＿２ａ，ＩＯ＿２ｂについても同様である。
【００２９】
図４は通信速度と、それに対応して設定するＩＯ端子の状態を示す図である。図中“ｉｎ”は入力ポートへの設定、“ｏｕｔ”は出力ポートへの設定をそれぞれ表れている。また、図５（Ａ）〜（Ｄ）は図４中の状態（Ａ）〜（Ｄ）に対応する、アンテナコイル１３および容量素子１４に接続された可変インピーダンス回路の等価回路図である。
【００３０】
抵抗素子Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂの各抵抗値を同じ記号で表すと、
Ｒ１ａ＝Ｒ１ｂ＜Ｒ２ａ＝Ｒ２ｂの関係にある。抵抗素子Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂの抵抗値は例えば１ｋΩ〜１０ｋΩの範囲内の値とする。
【００３１】
通信速度106kbpsで通信される場合、図４の状態（Ａ）で示すように、抵抗ＩＯ＿１ａ，ＩＯ＿１ｂ，ＩＯ＿２ａ，ＩＯ＿２ｂのすべてが高インピーダンスになり、アンテナ回路のＱ値は最も高く、帯域幅は最も狭くなる。通信速度848kbpsで通信される場合、状態（Ｄ）で示すように、抵抗ＩＯ＿１ａ，ＩＯ＿１ｂ，ＩＯ＿２ａ，ＩＯ＿２ｂのすべてが５０Ωになり、アンテナ回路のＱ値は最も低く、帯域幅は最も広くなる。通信速度212kbpsで通信される場合、状態（Ｂ）で示すように、抵抗ＩＯ＿１ａ，ＩＯ＿１ｂが高インピーダンス、抵抗ＩＯ＿２ａ，ＩＯ＿２ｂが５０Ωになる。通信速度424kbpsで通信される場合、状態（Ｃ）で示すように、抵抗ＩＯ＿１ａ，ＩＯ＿１ｂが５０Ω、抵抗ＩＯ＿２ａ，ＩＯ＿２ｂが高インピーダンスになる。
【００３２】
なお、図４は一例であって、４つの通信速度それぞれに合う（必要帯域幅が得られる）抵抗値をそれぞれ付加してもよい（ＧＰＩＯ端子は８つ必要）。また、上図でＲ１ａ≠Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ≠Ｒ２ｂの関係であってもよい。
【００３３】
《第２の実施形態》
図６は第２の実施形態に係る無線通信装置１０２の回路図である。この無線通信装置１０２はＮＦＣモジュールの一例である。無線通信装置１０２は、抵抗素子内蔵ＲＦＩＣ１１１、制御ＩＣ１２およびアンテナコイル１３を備えている。抵抗素子内蔵ＲＦＩＣ１１１は、ＲＦＩＣ（本発明の非接触通信用ＩＣ）１１、容量素子１４、抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４およびスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４を備えている。抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４とスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４とで可変インピーダンス回路が構成されている。
【００３４】
ＲＦＩＣ１１はＧＰＩＯ（General Purpose Input/Output）のＩＯ端子１１Ｐ（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）を備えている。これらのＩＯ端子の出力レベルによってスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４の状態が切り替えられる。抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の一方端はアンテナコイル１３の一端に接続されていて、抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の他端はスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４に接続されている。
【００３５】
ＲＦＩＣ１１はベースバンド信号と高周波信号との間の変換を行う。制御ＩＣ１２は、ＲＦＩＣ１１を制御し、通信データを含むデータを入出力する。
【００３６】
ＲＦＩＣ１１の２つのＴＸ端子（送信信号端子）Ｔｘ１，Ｔｘ２に容量素子１４およびアンテナコイル１３の並列回路が接続されている。
【００３７】
ＲＦＩＣ１１のＩＯ端子１１Ｐおよび制御ＩＣ１２のＩＯ端子１２Ｐは信号ライン１５Ａで接続されている。
【００３８】
ＲＦＩＣ１１と制御ＩＣ１２とはデータ伝送ライン１６を介して通信信号の入出力を行い。制御ＩＣ１２は信号ライン１５Ａを介してＲＦＩＣ１１の各種設定などの制御を行う。また、ＲＦＩＣ１１および制御ＩＣ１２は信号ライン１５Ａ，１５Ｂを介してスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４の制御端子に接続されている。
【００３９】
図６に示した回路によって、ＲＦＩＣ１１のＩＯ端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の出力レベルによってスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４の状態が切り替えられ、アンテナコイル１３両端間に接続される付加回路のインピーダンスが切り替えられる。同様に、制御ＩＣ１２のＩＯ端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の出力レベルによってもスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４の状態が切り替えられ、アンテナコイル１３両端間に接続される付加回路のインピーダンスが切り替えられる。
【００４０】
抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の抵抗値を適宜定めておくことで、アンテナコイル１３両端間に接続される付加回路のインピーダンスを設定でき、これによって、アンテナ回路のＱ値を通信速度に適した値に設定できる。
【００４１】
なお、抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の抵抗値を２のべき乗の関係としておき、ＩＯ端子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４から二進符号のデータを出力するようにすれば、アンテナ回路に付加されるインピーダンスを２のべき乗通りに切り替えることができる。
【００４２】
《第３の実施形態》
図７は第３の実施形態に係る無線通信装置１０３の筐体内部の構造を示す図であり、下部筐体５１と上部筐体５２とを分離して内部を露出させた状態での平面図である。下部筐体５１の内部にはプリント配線板２１，３１、バッテリーパック３３等が収められている。プリント配線板２１にはＲＦＩＣ１１、抵抗Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂが実装されている。このプリント配線板２１にはＵＨＦ帯アンテナ２２、カメラモジュール２６等も搭載されている。また、プリント配線板３１にはＵＨＦ帯アンテナ３２等が搭載されている。プリント配線板２１とプリント配線板３１とは同軸ケーブル３４を介して接続されている。
【００４３】
上部筐体５２の内面にはアンテナコイル１３が形成されている。このアンテナコイル１３は矩形渦巻状にパターン化された導体である。このアンテナコイル１３の端部はプリント配線板２１側に設けられたピン端子２５に当接して電気的に導通する。すなわち、下部筐体５１に上部筐体５２を被せることで、アンテナコイル１３はＲＦＩＣ１１に電気的に接続される。
【００４４】
前記アンテナコイル１３は例えばLDS（Laser-Direct-Structuring）法を用いたMID（Molded Interconnect Device）技術で形成する。すなわち、液晶ポリマー（LCP）やポリブチレンテレフタレート（PBT）等のベースポリマーにフィラー、有機金属を混ぜ合わせた材料を使用して成型し、その成型品にアンテナコイル１３のパターン状にレーザ照射を行い、レーザ照射部のみにメッキを析出させる。
【００４５】
なお、筺体にアンテナコイルを直接描画する工法以外に、アンテナコイルを形成したフレキシブル基板を筐体に両面粘着シートを介して貼付する工法であってもよい
《第４の実施形態》
図８は第４の実施形態に係る無線通信装置１０４の筐体内部の構造を示す図であり、下部筐体５１と上部筐体５２とを分離して内部を露出させた状態での平面図である。下部筐体５１の内部にはプリント配線板２１，３１、バッテリーパック３３等が収められている。プリント配線板２１にはＲＦＩＣ１１、抵抗Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ、給電コイル２３が実装されている。このプリント配線板２１にはＵＨＦ帯アンテナ２２、カメラモジュール２６等も搭載されている。また、プリント配線板３１にはＵＨＦ帯アンテナ３２等が搭載されている。プリント配線板２１とプリント配線板３１とは同軸ケーブル３４を介して接続されている。
【００４６】
上部筐体５２の内面にはブースターコイルアンテナ２４が形成されている。このブースターコイルアンテナ２４は後に示すように給電コイル２３と磁気的に結合し、磁界アンテナとして作用する。
【００４７】
図９は第４の実施形態に係る無線通信装置１０４の主要部の回路図である。この無線通信装置１０４は、ＲＦＩＣ１１、容量素子１４および抵抗素子Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂを備えている。ＲＦＩＣ１１のＴｘ１，Ｔｘ２間に容量素子１４および給電コイル２３の並列回路が接続されている。ブースターコイルアンテナ２４はコイルと容量素子とで構成されていて、このコイルのインダクタンスと容量素子のキャパシタンスとで共振周波数が定められている。このブースターコイルアンテナ２４のコイルは給電コイル２３と磁気的に結合する。
【００４８】
図１０はブースターコイルアンテナ２４の分解斜視図である。このブースターコイルアンテナ２４は絶縁性シート２４Ｓおよびこの両面に形成されたコイル導体２４Ｌ１，２４Ｌ２で構成されている。コイル導体２４Ｌ１，２４Ｌ２はそれぞれ矩形渦巻状にパターン化された導体である。コイル導体２４Ｌ１，２４Ｌ２は絶縁シート２４Ｓを挟んで対向している。そして、平面視で同方向に電流が流れる状態で容量結合するようにパターン化されている。同一方向からの平面視で、コイル導体２４Ｌ１に時計回りの電流が流れるとき、コイル導体２４Ｌ２にも時計回りに電流が流れるように、コイル導体２４Ｌ１，２４Ｌ２はパターン化されている。前記容量結合を図９のブースターコイルアンテナ２４内では容量素子で表している。
【００４９】
図８に示した給電コイル２３およびブースターコイルアンテナ２４は両者に磁束が鎖交するように配置されている。
【００５０】
図１１〜図１３はそれぞれブースターコイルアンテナの別の構成例に関する図である。図１１は筐体に一体的に形成したブースターコイルアンテナ部分の断面図である。これは、上部筐体５２の両面にコイル導体２４Ｌ１，２４Ｌ２をLDS法などによって直接形成したものである。図１２は別のブースターコイルアンテナの分解斜視図である。この例では、２つの絶縁性シート２４Ｓ１，２４Ｓ２および３つのコイル導体２４Ｌ１，２４Ｌ２，２４Ｌ３で構成されている。これらのコイル導体２４Ｌ１，２４Ｌ２，２４Ｌ３は、同一方向からの平面視で、各コイル導体に同方向の電流が流れるようにパターン化されている。このようにコイル導体層は３層以上であってもよい。図１３はさらに別のブースターコイルアンテナの分解斜視図である。このブースターコイルアンテナは、絶縁性シート２４Ｓ、この片面に形成されたコイル導体２４Ｌおよびチップコンデンサ２４Ｃで構成されている。このように個別部品を用いてＬＣ共振回路を構成し、共振周波数を定めてもよい。
【００５１】
なお、図８に示した例では、ＲＦＩＣ１１、抵抗素子Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂおよび給電コイル２３をプリント配線板上に別々に実装したが、給電コイル２３上に抵抗素子Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂを実装してもよい。また、抵抗素子Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂはチップ素子に限らず、抵抗パターンや導体パターンで形成してもよい。
【００５２】
《第５の実施形態》
図１４は第５の実施形態に係る無線通信装置１０５の筐体内部の構造を示す図であり、下部筐体５１と上部筐体５２とを分離して内部を露出させた状態での平面図である。下部筐体５１の内部にはプリント配線板２１，３１、バッテリーパック３３等が収められている。プリント配線板２１にはＲＦＩＣ１１、スイッチアレイＡＳＷ、および抵抗Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂが実装されている。プリント配線板２１にはアンテナ２６の導体パターンが形成されている。また、このプリント配線板２１にはＵＨＦ帯アンテナ２２、カメラモジュール２６等が搭載されている。また、プリント配線板３１にはＵＨＦ帯アンテナ３２等が搭載されている。プリント配線板２１とプリント配線板３１とは同軸ケーブル３４を介して接続されている。
【００５３】
図１５は第５の実施形態に係る無線通信装置１０５の主要部の回路図である。この無線通信装置１０５は、ＲＦＩＣ１１、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４および抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５を備えている。ＲＦＩＣ１１のアンテナポートANT_portに抵抗Ｒ５を介して電界放射型アンテナ２６が接続されている。スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４は図１４に示したスイッチアレイＡＳＷに設けられている。
【００５４】
スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオン／オフ状態の組み合わせによって、ＲＦＩＣ１１のアンテナポートANT_portとアンテナ２６との間の抵抗値が切り替えられ、アンテナのＱ値が制御される。このように、電界放射型アンテナにも適用できる。
【００５５】
なお、図１５に示した例では４つのスイッチを用いたが、必ずしも４つである必要は無い。微調整が必要であれば切り替え数を増やすとよいし、微調整が不要であれば３つ以下で対応してもよい。
【００５６】
《他の実施形態》
以上、本発明を具体的な実施の形態について説明したが、本発明はこの例に限定されるものではない。
【００５７】
例えば、本発明の高周波デバイスは、ＲＦＩＤのリーダライタに限定されるものではなく、ＲＦＩＤタグとして構成されていてもよい。また、各実施形態では、送受信時にアンテナのＱ値を制御する例を示したが、目的に応じて、送信専用のアンテナや受信専用のアンテナに適用してもよい。また、送信時と受信時の一方にのみ適用してもよい。さらには送信と受信のタイミングが分離されている場合には、送信時と受信時とでアンテナのＱ値を異ならせてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
ＡＳＷ…スイッチアレイ
ＢＡ１，ＢＡ２…バッファ
Ｇ１，Ｇ２…ゲート
ＩＯ＿１ａ，ＩＯ＿１ｂ，ＩＯ＿２ａ，ＩＯ＿２ｂ…抵抗
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４…ＩＯ端子
ＰＲ…プルアップ抵抗
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４…抵抗素子
Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ…抵抗素子
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４…スイッチ
１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ…ＩＯ端子
１１…ＲＦＩＣ
１１Ｐ…ＩＯ端子
１２…制御ＩＣ
１２Ｐ…ＩＯ端子
１３…アンテナコイル
１４…容量素子
１５Ａ，１５Ｂ…信号ライン
１６…データ伝送ライン
２１，３１…プリント配線板
２３…給電コイル
２４…ブースターコイルアンテナ
２６…アンテナ
３３…バッテリーパック
５１…下部筐体
５２…上部筐体
１０１〜１０５…無線通信装置
１１０，１１１…抵抗素子内蔵ＲＦＩＣ
【図１】
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【図２】
2013146341.tif 000004
【図３】
2013146341.tif 000005
【図４】
2013146341.tif 000006
【図５】
2013146341.tif 000007
【図６】
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【図７】
2013146341.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2013146341.tif 000012
【図１１】
2013146341.tif 000013
【図１２】
2013146341.tif 000014
【図１３】
2013146341.tif 000015
【図１４】
2013146341.tif 000016
【図１５】
2013146341.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月13日(2014.3.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
信号を送受信するための通信端子およびＩＯ端子を備えた非接触通信用ＩＣと、
前記非接触通信用ＩＣの前記通信端子に接続されたアンテナと、を備える無線通信装置に
おいて、
前記ＩＯ端子と前記アンテナとの間に接続された抵抗素子をさらに備え、
前記ＩＯ端子は、入出力制御信号に基づいて入力または出力のいずれかに設定可能であり、入力に設定された場合と出力に設定された場合とで異なるインピーダンスを有することを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この構成により、非接触通信用ＩＣのＩＯ端子が入力に設定された場合と出力に設定された場合とでＩＯ端子のインピーダンスが異なるので、この状態に応じてアンテナ回路のＱ値が適宜設定されて、必要な帯域幅が定められる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
（２）前記非接触通信用ＩＣ内に設けられ、前記ＩＯ端子とグランドとの間または前記ＩＯ端子と電源ラインとの間につながる回路をさらに備えることが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
（３）前記通信端子は２つ設けられており、
前記アンテナの一端および他端は、２つの前記通信端子にそれぞれ接続されており、
前記ＩＯ端子は、第１のＩＯ端子および第２のＩＯ端子を含み、
前記抵抗素子は、第１の抵抗素子および第２の抵抗素子を含み、
前記第１の抵抗素子は前記第１のＩＯ端子と前記アンテナの一端との間に接続されており、前記第２の抵抗素子は前記第２のＩＯ端子と前記アンテナの他端との間に接続されている、ことが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
この構成により、少ないＩＯ端子数でアンテナ回路のＱ値を多くの段階に切り替えることができる。
（４）また、前記ＩＯ端子は、第３のＩＯ端子および第４のＩＯ端子をさらに含み、
前記抵抗素子は、前記第１の抵抗素子とは異なる抵抗値を有する第３の抵抗素子および前記第２の抵抗素子とは異なる抵抗値を有する第４の抵抗素子をさらに含み、
前記第３の抵抗素子は前記第３のＩＯ端子と前記アンテナの一端との間に接続されており、前記第４の抵抗素子は前記第４のＩＯ端子と前記アンテナの他端との間に接続されていることが好ましい。
この構成により、アンテナ回路のＱ値をさらに多くの段階に切り替えることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
《第２の実施形態》
本実施形態は参考例である。
図６は第２の実施形態に係る無線通信装置１０２の回路図である。この無線通信装置１０２はＮＦＣモジュールの一例である。無線通信装置１０２は、抵抗素子内蔵ＲＦＩＣ１１１、制御ＩＣ１２およびアンテナコイル１３を備えている。抵抗素子内蔵ＲＦＩＣ１１１は、ＲＦＩＣ（本発明の非接触通信用ＩＣ）１１、容量素子１４、抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４およびスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４を備えている。抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４とスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４とで可変インピーダンス回路が構成されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
《第５の実施形態》
本実施形態は参考例である。
図１４は第５の実施形態に係る無線通信装置１０５の筐体内部の構造を示す図であり、下部筐体５１と上部筐体５２とを分離して内部を露出させた状態での平面図である。下部筐体５１の内部にはプリント配線板２１，３１、バッテリーパック３３等が収められている。プリント配線板２１にはＲＦＩＣ１１、スイッチアレイＡＳＷ、および抵抗Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂが実装されている。プリント配線板２１にはアンテナ２７の導体パターンが形成されている。また、このプリント配線板２１にはＵＨＦ帯アンテナ２２、カメラモジュール２６等が搭載されている。また、プリント配線板３１にはＵＨＦ帯アンテナ３２等が搭載されている。プリント配線板２１とプリント配線板３１とは同軸ケーブル３４を介して接続されている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
図１５は第５の実施形態に係る無線通信装置１０５の主要部の回路図である。この無線通信装置１０５は、ＲＦＩＣ１１、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４および抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５を備えている。ＲＦＩＣ１１のアンテナポートANT_portに抵抗Ｒ５を介して電界放射型アンテナ２７が接続されている。スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４は図１４に示したスイッチアレイＡＳＷに設けられている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオン／オフ状態の組み合わせによって、ＲＦＩＣ１１のアンテナポートANT_portとアンテナ２７との間の抵抗値が切り替えられ、アンテナのＱ値が制御される。このように、電界放射型アンテナにも適用できる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
ＢＡ１，ＢＡ２…バッファ
Ｇ１，Ｇ２…ゲート
ＩＯ＿１ａ，ＩＯ＿１ｂ，ＩＯ＿２ａ，ＩＯ＿２ｂ…抵抗
ＰＲ…プルアップ抵抗
Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ…抵抗素子
１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ…ＩＯ端子
１１…ＲＦＩＣ
１１Ｐ…ＩＯ端子
１３…アンテナコイル
１４…容量素子
２１，３１…プリント配線板
２３…給電コイル
２４…ブースターコイルアンテナ
２６…カメラモジュール
３３…バッテリーパック
５１…下部筐体
５２…上部筐体
１０１〜１０５…無線通信装置
１１０…抵抗素子内蔵ＲＦＩＣ
【手続補正１１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を送受信するための通信端子およびＩＯ端子を備えた非接触通信用ＩＣと、
前記非接触通信用ＩＣの前記通信端子に接続されたアンテナと、を備える無線通信装置に
おいて、
前記ＩＯ端子と前記アンテナとの間に接続された抵抗素子をさらに備え、
前記ＩＯ端子は、入出力制御信号に基づいて入力または出力のいずれかに設定可能であり、入力に設定された場合と出力に設定された場合とで異なるインピーダンスを有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記非接触通信用ＩＣ内に設けられ、前記ＩＯ端子とグランドとの間または前記ＩＯ端子と電源ラインとの間につながる回路をさらに備える、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記通信端子は２つ設けられており、
前記アンテナの一端および他端は、２つの前記通信端子にそれぞれ接続されており、
前記ＩＯ端子は、第１のＩＯ端子および第２のＩＯ端子を含み、
前記抵抗素子は、第１の抵抗素子および第２の抵抗素子を含み、
前記第１の抵抗素子は前記第１のＩＯ端子と前記アンテナの一端との間に接続されており、前記第２の抵抗素子は前記第２のＩＯ端子と前記アンテナの他端との間に接続されている、請求項１または２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記ＩＯ端子は、第３のＩＯ端子および第４のＩＯ端子をさらに含み、
前記抵抗素子は、前記第１の抵抗素子とは異なる抵抗値を有する第３の抵抗素子および前記第２の抵抗素子とは異なる抵抗値を有する第４の抵抗素子をさらに含み、
前記第３の抵抗素子は前記第３のＩＯ端子と前記アンテナの一端との間に接続されており、前記第４の抵抗素子は前記第４のＩＯ端子と前記アンテナの他端との間に接続されている、請求項３に記載の無線通信装置。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2013146341.tif 000018
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５】
2013146341.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月30日(2015.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
信号を送受信するための通信端子およびＩＯ端子を備えた非接触通信用ＩＣと、
前記非接触通信用ＩＣの前記通信端子に接続されたアンテナと、を備える無線通信装置に
おいて、
前記ＩＯ端子と前記アンテナとの間に接続された抵抗素子をさらに備え、
前記非接触通信用ＩＣは、前記ＩＯ端子を入力または出力のいずれかに設定可能であり、前記ＩＯ端子は、入力に設定された場合に高インピーダンスとなり、出力に設定された場合にプルアップまたはプルダウンされたインピーダンスとなることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
（２）前記通信端子は２つ設けられており、
前記アンテナの一端および他端は、２つの前記通信端子にそれぞれ接続されており、
前記ＩＯ端子は、第１のＩＯ端子および第２のＩＯ端子を含み、
前記抵抗素子は、第１の抵抗素子および第２の抵抗素子を含み、
前記第１の抵抗素子は前記第１のＩＯ端子と前記アンテナの一端との間に接続されており、前記第２の抵抗素子は前記第２のＩＯ端子と前記アンテナの他端との間に接続されている、ことが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
この構成により、少ないＩＯ端子数でアンテナ回路のＱ値を多くの段階に切り替えることができる。
（３）また、前記ＩＯ端子は、第３のＩＯ端子および第４のＩＯ端子をさらに含み、
前記抵抗素子は、前記第１の抵抗素子とは異なる抵抗値を有する第３の抵抗素子および前記第２の抵抗素子とは異なる抵抗値を有する第４の抵抗素子をさらに含み、
前記第３の抵抗素子は前記第３のＩＯ端子と前記アンテナの一端との間に接続されており、前記第４の抵抗素子は前記第４のＩＯ端子と前記アンテナの他端との間に接続されていることが好ましい。
この構成により、アンテナ回路のＱ値をさらに多くの段階に切り替えることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
したがって、ＩＯポート１ａが出力ポートに設定されると、プルアップ抵抗ＰＲが「５０Ωプルアップ」状態に設定されるので、ＩＯ端子１ａはプルアップ抵抗ＰＲを介して接地される。ＩＯポート１ａが入力ポートに設定されると、プルアップ抵抗ＰＲがオープン状態となる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を送受信するための通信端子およびＩＯ端子を備えた非接触通信用ＩＣと、
前記非接触通信用ＩＣの前記通信端子に接続されたアンテナと、を備える無線通信装置に
おいて、
前記ＩＯ端子と前記アンテナとの間に接続された抵抗素子をさらに備え、
前記非接触通信用ＩＣは、前記ＩＯ端子を入力または出力のいずれかに設定可能であり、前記ＩＯ端子は、入力に設定された場合に高インピーダンスとなり、出力に設定された場合にプルアップまたはプルダウンされたインピーダンスとなることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記通信端子は２つ設けられており、
前記アンテナの一端および他端は、２つの前記通信端子にそれぞれ接続されており、
前記ＩＯ端子は、第１のＩＯ端子および第２のＩＯ端子を含み、
前記抵抗素子は、第１の抵抗素子および第２の抵抗素子を含み、
前記第１の抵抗素子は前記第１のＩＯ端子と前記アンテナの一端との間に接続され、前記第２の抵抗素子は前記第２のＩＯ端子と前記アンテナの他端との間に接続される、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記ＩＯ端子は、第３のＩＯ端子および第４のＩＯ端子をさらに含み、
前記抵抗素子は、前記第１の抵抗素子とは異なる抵抗値を有する第３の抵抗素子および前記第２の抵抗素子とは異なる抵抗値を有する第４の抵抗素子をさらに含み、
前記第３の抵抗素子は前記第３のＩＯ端子と前記アンテナの一端との間に接続され、前記第４の抵抗素子は前記第４のＩＯ端子と前記アンテナの他端との間に接続される、請求項２に記載の無線通信装置。
【国際調査報告】
2013146341.tif 000020
2013146341.tif 000021
2013146341.tif 000022
2013146341.tif 000023