(57)【要約】【課題】  着脱される非接触型ＩＣチップ毎に共振パラメータを容易に調整できる通信端末、及びこのような通信端末における共振パラメータ調整方法を提供する。【解決手段】  この通信端末１では、ＩＣチップ装着部１０１に非接触型のＩＣチップ１０が装着されると、パラメータ制御部１０７によって可変コンデンサ１０５の容量の制御がなされ、共振パラメータが調整される。すなわち、変化させた容量の範囲内で、ＩＣチップ用アンテナ１０３からＩＣチップに供給される電圧が極大となる容量（最適容量）になるように可変コンデンサ１０５の容量が調整される。したがって、この通信端末１では、共振パラメータが予め調整されていなくても、新規なＩＣチップ１０をＩＣチップ装着部１０１に装着するだけで、自動的に共振パラメータを好適な値に調整できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触型のＩＣチップを着脱自在に装着可能なチップ装着手段を備えた通信端末であって、
所定周波数の電波信号を発信する電波発信用アンテナと、
前記電波発信用アンテナから前記電波信号を受信し、前記チップ装着手段に装着される前記ＩＣチップに電圧を供給するＩＣチップ用アンテナと、
前記電圧を測定する電圧測定手段と、
前記ＩＣチップ及び前記ＩＣチップ用アンテナに接続されて共振回路を構成する素子と、
前記チップ装着手段に前記ＩＣチップが装着されたときに、前記電波発信用アンテナに対して前記電波信号を発信させると共に前記共振回路の共振パラメータを変化させ、前記電圧測定手段によって測定される前記電圧が極大となるように前記共振パラメータを調整するパラメータ制御手段とを備えたことを特徴とする通信端末。
【請求項２】
前記素子は可変コンデンサであり、
前記パラメータ制御手段は、前記可変コンデンサの容量を変化させることによって前記共振パラメータを変化させ、前記電圧測定手段によって測定される前記電圧が極大となるように前記容量を調整することを特徴とする請求項１記載の通信端末。
【請求項３】
前記ＩＣチップには、当該ＩＣチップを識別するための識別情報が格納されており、
前記ＩＣチップに対して前記電圧が極大となる前記容量を前記識別情報に関連付けて格納する容量記憶手段を更に備え、
前記パラメータ制御手段は、前記チップ装着手段に前記ＩＣチップが装着されたときに前記容量記憶手段を参照し、当該容量記憶手段に前記ＩＣチップの識別情報に対応する前記容量が格納されている場合には、当該容量に前記可変コンデンサの容量を合わせるように調整することを特徴とする請求項２記載の通信端末。
【請求項４】
前記パラメータ制御手段は、前記可変コンデンサの容量を増加又は減少のいずれか一の方向に変化させると共に、当該変化後の前記電圧が変化開始前の前記電圧の初期値から単調に減少した場合には、前記可変コンデンサの容量の増減方向を反転させることを特徴とする請求項２又は３記載の通信端末。
【請求項５】
前記電波発信用アンテナ及び前記ＩＣチップ用アンテナは平板状のコイルアンテナであり、前記通信端末本体内で所定距離だけ離間した状態で互いに平行に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の通信端末。
【請求項６】
非接触型のＩＣチップを着脱自在に装着可能なチップ装着手段と、所定周波数の電波信号を発信する電波発信用アンテナと、前記電波発信用アンテナから前記電波信号を受信し、前記チップ装着手段に装着される前記ＩＣチップに電圧を供給するＩＣチップ用アンテナと、前記電圧を測定する電圧測定手段と、前記ＩＣチップ及び前記ＩＣチップ用アンテナに接続されて共振回路を構成する素子とを備えた通信端末における共振パラメータ調整方法であって、
パラメータ制御手段が、前記チップ装着手段に前記ＩＣチップが装着されたときに、前記電波発信用アンテナに対して前記電波信号を発信させると共に前記共振回路の共振パラメータを変化させ、前記電圧測定手段によって測定される前記電圧が極大となるように前記共振パラメータを調整するステップを備えたことを特徴とする共振パラメータ調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触型のＩＣチップを着脱自在に装着できる通信端末、及びこのような通信端末における共振パラメータ調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンデンサ容量を可変にしてＩＣチップの共振パラメータ（インダクタンス・容量）を所定の値に調整する技術がある。例えば、特許文献１に記載のＩＣモジュールは、アンテナコイル、ＩＣチップ、及び平行平板コンデンサからなる共振回路と、所定面積を有する複数の電極とを備え、ＩＣチップの周波数特性を測定することによってコンデンサ容量の最適値を算出している。そして、コンデンサ容量を最適値に合わせるために、導電ペーストを焼成してなる導電体で電極間を選択的に導通させてコンデンサと連結させている。
【特許文献１】特開２００４−２８０５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、例えば携帯電話といった通信端末にＩＣチップを着脱自在に搭載しようとする場合、通信端末の機種とＩＣチップとの組み合わせごとに好適な共振パラメータが異なる場合がある。しかしながら、上述した従来のＩＣモジュールでは、導電体の焼成によって共振パラメータを一意に固定してしまっているため、共振パラメータが好適な値からずれている場合の調整は極めて困難である。
【０００４】
本発明は上記課題の解決のためになされたものであり、着脱される非接触型ＩＣチップ毎に共振パラメータを容易に調整できる通信端末、及びこのような通信端末における共振パラメータ調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題の解決のため、本発明に係る通信端末は、非接触型のＩＣチップを着脱自在に装着可能なチップ装着手段を備えた通信端末であって、所定周波数の電波信号を発信する電波発信用アンテナと、電波発信用アンテナから電波信号を受信し、チップ装着手段に装着されるＩＣチップに電圧を供給するＩＣチップ用アンテナと、電圧を測定する電圧測定手段と、ＩＣチップ及びＩＣチップ用アンテナに接続されて共振回路を構成する素子と、チップ装着手段にＩＣチップが装着されたときに、電波発信用アンテナに対して電波信号を発信させると共に共振回路の共振パラメータを変化させ、電圧測定手段によって測定される電圧が極大となるように共振パラメータを調整するパラメータ制御手段とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
この通信端末では、チップ装着手段に非接触型のＩＣチップが装着されると、パラメータ制御手段によって共振回路の共振パラメータが変化し、このとき、電圧測定手段によって測定される電圧が極大となるように共振パラメータが調整される。したがって、この通信端末では、共振パラメータが予め調整されていなくても、新規なＩＣチップをチップ装着手段に装着するだけで、自動的に共振パラメータを好適な値に調整することができる。
【０００７】
また、素子は可変コンデンサであり、パラメータ制御手段は、可変コンデンサの容量を変化させることによって共振パラメータを変化させ、電圧測定手段によって測定される電圧が極大となるように容量を調整することが好ましい。この場合、素子として可変コンデンサを用いるだけの単純な構成で共振パラメータを変化させることが可能となる。
【０００８】
また、ＩＣチップには、当該ＩＣチップを識別するための識別情報が格納されており、ＩＣチップに対して電圧が極大となる容量を識別情報に関連付けて格納する容量記憶手段を更に備え、パラメータ制御手段は、チップ装着手段にＩＣチップが装着されたときに容量記憶手段を参照し、当該容量記憶手段にＩＣチップの識別情報に対応する容量が格納されている場合には、当該容量に可変コンデンサの容量を合わせるように調整することが好ましい。これにより、一旦調整したＩＣチップに対する容量を端末側で把握することができ、既知となったＩＣチップが再装着されたときに、迅速に共振パラメータを調整できる。
【０００９】
また、パラメータ制御手段は、可変コンデンサの容量を増加又は減少のいずれか一の方向に変化させると共に、当該変化後の電圧が変化開始前の電圧の初期値から単調に減少した場合には、可変コンデンサの容量の増減方向を反転させることが好ましい。このような処理により、共振パラメータの調整を迅速に行うことが可能となる。
【００１０】
また、電波発信用アンテナ及びＩＣチップ用アンテナは平板状のコイルアンテナであり、通信端末本体内で所定距離だけ離間した状態で互いに平行に配置されていることが好ましい。かかる構成により、ＩＣチップ用アンテナからＩＣチップに供給される電圧を安定化させることができる。この結果、共振パラメータの調整を精度良く行うことが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係る共振パラメータ調整方法は、非接触型のＩＣチップを着脱自在に装着可能なチップ装着手段と、所定周波数の電波信号を発信する電波発信用アンテナと、電波発信用アンテナから電波信号を受信し、チップ装着手段に装着されるＩＣチップに電圧を供給するＩＣチップ用アンテナと、電圧を測定する電圧測定手段と、ＩＣチップ及びＩＣチップ用アンテナに接続されて共振回路を構成する素子とを備えた通信端末における共振パラメータ調整方法であって、パラメータ制御手段が、チップ装着手段にＩＣチップが装着されたときに、電波発信用アンテナに対して電波信号を発信させると共に共振回路の共振パラメータを変化させ、電圧測定手段によって測定される電圧が極大となるように共振パラメータを調整するステップを備えたことを特徴としている。
【００１２】
この共振パラメータ調整方法では、チップ装着手段に非接触型のＩＣチップが装着されると、パラメータ制御手段によって共振回路の共振パラメータが変化し、このとき、電圧測定手段によって測定される電圧が極大となるように共振パラメータが調整される。したがって、この通信端末では、共振パラメータが予め調整されていなくても、新規なＩＣチップをチップ装着手段に装着するだけで、自動的に共振パラメータを好適な値に調整することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明に係る通信端末及び共振パラメータ調整方法によれば、着脱される非接触型ＩＣチップ毎の共振パラメータを容易に調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る通信端末及び共振パラメータ調整方法の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る通信端末の一実施形態を示す斜視図である。図１に示すように、この通信端末１は、物理的には、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリといった記憶装置、プッシュボタンといった入力装置、ディスプレイといった表示装置等を備え、非接触型のＩＣチップ１０を着脱自在に装着可能な携帯電話機として構成されている。ＩＣチップ１０は、通信端末１上で稼動するアプリケーションなどに用いられる情報を記録する記録媒体である。このＩＣチップ１０は、ＩＣチップ単体であってもよく、チップを内蔵するＩＣチップ内臓装置であってもよい。ＩＣチップ１０としては、例えばＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ）カードなどが採用される。
【００１６】
図２は、通信端末１の機能構成を示す構成図である。図２に示すように、通信端末１は、機能的な構成要素として、ＩＣチップ装着部（ＩＣチップ装着手段）１０１、電波発信用アンテナ１０２、ＩＣチップ用アンテナ１０３、電圧計（電圧測定手段）１０４、可変コンデンサ（素子）１０５、容量情報格納部（容量情報格納手段）１０６、及びパラメータ制御部（パラメータ制御手段）１０７を備えている。
【００１７】
ＩＣチップ装着部１０１は、通信端末１の本体部１ａ内に設けられており、本体部１ａの側面に形成された挿入口１ｂを通してＩＣチップ１０を着脱自在に装着する部分である（図１参照）。このＩＣチップ装着部１０１は、ＩＣチップ１０が装着されると、そのＩＣチップ１０のＩＤ情報（識別情報）を読み取ってパラメータ制御部１０７に出力する。
【００１８】
電波発信用アンテナ１０２は、パラメータ制御部１０７から発信指示情報を受け取って、所定周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）の電波信号をＩＣチップ用アンテナ１０３に向けて発信する部分である。ＩＣチップ用アンテナ１０３は、電波発信用アンテナ１０２から電波信号を受け取ることにより、ＩＣチップ装着部１０１に装着されたＩＣチップ１０に電磁誘導による電圧を供給する部分である。また、この電波発信用アンテナ１０２及びＩＣチップ用アンテナ１０３は、図１に示すように、いずれも平板状に形成されたコイルアンテナであり、本体部１ａの下部内側で通信端末１の厚み方向に互いに平行に配置されている。また、電波発信用アンテナ１０２及びＩＣチップ用アンテナ１０３は、数ｍｍ程度離間して配置されており、この間の空間には電波信号を遮るような金属部材等は配置されないようになっている。なお、電波発信用アンテナ１０２は、所定周波数の電波信号を発生できるものであればよく、上記態様に限られるものではない。
また、ＩＣチップ用アンテナ１０３についても、ＩＣチップ１０に電圧を供給できるものであればよく、上記態様に限られるものではない。
【００１９】
電圧計１０４は、ＩＣチップ用アンテナ１０３とＩＣチップ装着部１０１に装着されたＩＣチップ１０とにそれぞれ接続され、ＩＣチップ用アンテナ１０３からＩＣチップに供給される電圧を測定する部分である。また、可変コンデンサ１０５は、ＩＣチップ用アンテナ１０３とＩＣチップ装着部１０１に装着されたＩＣチップ１０とにそれぞれ接続されて共振回路を構成する部分である。この可変コンデンサ１０５は、パラメータ制御部１０７の制御に従って容量が変化し、共振回路の共振パラメータ（インダクタンス・容量）を変化させる。この共振パラメータは、共振周波数をｆ、インダクタンスをＬ、容量をＣとすれば、ｆ＝１／（２π×（Ｌ×Ｃ）１／２）という関係を満たす。
【００２０】
また、容量情報格納部１０６は、あるＩＣチップに対して既に取得している可変コンデンサ１０５の最適容量を、そのＩＣチップの識別情報に関連付けて格納する部分である。図３に、容量情報格納部１０６に格納されている情報の一例を示す。図３に示す例では、可変コンデンサ１０５の最適容量が既知となったＩＣチップのＩＤ情報「Ａ０００１０」と、その最適容量「１０．０ｐＦ」とが関連付けられて格納されている。なお、最適容量については後述する。
【００２１】
パラメータ制御部１０７は、ＩＣチップ装着部１０１に装着されたＩＣチップ１０に対する最適な共振パラメータを調整するための制御を行う部分である。より具体的には、パラメータ制御部１０７は、装着されたＩＣチップ１０のＩＤ情報をＩＣチップ装着部１０１から受け取ると、まず容量情報格納部１０６を参照して、当該ＩＣチップ１０のＩＤ情報が格納されているか否かを判断する。このとき、パラメータ制御部１０７は、容量情報格納部１０６にＩＣチップ１０のＩＤ情報が既に格納されている場合には、そのＩＤ情報に関連付けされている最適容量を取得して、可変コンデンサ１０５の容量をその最適容量に合うように調整する。一方、パラメータ制御部１０７は、容量情報格納部１０６にＩＣチップ１０のＩＤ情報が格納されていない場合には、当該ＩＣチップ１０に対する共振パラメータ調整処理を行う。
【００２２】
かかる共振パラメータ調整処理を行う場合、パラメータ制御部１０７は、まず電波発信用アンテナ１０２に電波信号の発信を指示する発信指示情報を出力する。これにより、上述したように、電波発信用アンテナ１０２からＩＣチップ用アンテナ１０３に電波信号が発信され、ＩＣチップ用アンテナ１０３からＩＣチップ１０に電圧が供給される。次に、パラメータ制御部１０７は、可変コンデンサ１０５の容量を増加させる方向に変化させながら電圧計１０４が示す電圧をモニターし、電圧が初期値よりも増加したか否かについて判断する。
【００２３】
このとき、パラメータ制御部１０７は、電圧計１０４が示す電圧が初期値よりも増加していた場合には、可変コンデンサ１０５の容量を引き続き増加させる方向に所定量変化させる。また、パラメータ制御部１０７は、電圧計１０４が示す電圧が初期値よりも減少していた場合には、可変コンデンサ１０５の容量を減少させる方向に反転させ、所定量変化させる。そして、パラメータ制御部１０７は、上記いずれの場合においても、変化させた容量の範囲内で電圧計１０４が示す電圧が極大となる容量に可変コンデンサ１０５の容量を調整し、この容量をＩＣチップ１０に固有の最適容量として、ＩＤ情報と関連付けて容量情報格納部１０６に格納する。
【００２４】
なお、パラメータ制御部１０７は、変化させた可変コンデンサ１０５の容量の最大値又は最小値に対応する電圧を極値の一つとして扱う。すなわち、パラメータ制御部１０７は、可変コンデンサ１０５の容量を変化させた範囲内で、電圧計１０４が示す電圧が単調増加又は単調減少する場合には、当該容量の最大値又は最小値のうち電圧が大きくなる方を可変コンデンサ１０５の最適容量として処理する。
【００２５】
続いて、図４及び図５に示すフローチャートを参照しながら、上述した構成を有する通信端末１の動作について説明する。
【００２６】
まず、ＩＣチップ装着部１０１にＩＣチップ１０が装着されると、図４に示すように、ＩＣチップ装着部１０１が読み取ったＩＣチップ１０のＩＤ情報がパラメータ制御部１０７に出力される（ステップＳ０１）。パラメータ制御部１０７は、ＩＤ情報を受け取ると、容量情報格納部１０６を参照し（ステップＳ０２）、当該ＩＤ情報が格納されているか否かを判断する（ステップＳ０３）。このとき、パラメータ制御部１０７は、ＩＤ情報が容量情報格納部１０６に既に格納されている場合には、そのＩＤ情報に関連付けされている最適容量を取得する。そして、パラメータ制御部１０７は、可変コンデンサ１０５の容量をその最適容量に合うように調整して（ステップＳ０６）、処理を終了する。
【００２７】
一方、パラメータ制御部１０７は、容量情報格納部１０６にＩＤ情報が格納されていない場合には、当該ＩＣチップ１０に対する共振パラメータ調整処理を行う（ステップＳ０４）。この場合、パラメータ制御部１０７は、図５に示すように、まず電波発信用アンテナ１０２に電波信号の発信を指示する発信指示情報を出力する（ステップＳ１１）。これにより、電波発信用アンテナ１０２からＩＣチップ用アンテナ１０３に電波信号が発信され、ＩＣチップ用アンテナ１０３からＩＣチップ１０に電圧が供給される。次に、パラメータ制御部１０７は、可変コンデンサ１０５の容量を増加させる方向に変化させる（ステップＳ１２）。そして、パラメータ制御部１０７は、電圧計１０４が示す電圧をモニターし（ステップＳ１３）、当該容量の変化によって電圧が初期値よりも増加したか否かについて判断する（ステップＳ１４）。
【００２８】
このとき、パラメータ制御部１０７は、電圧計１０４が示す電圧が初期値よりも増加していた場合には、可変コンデンサ１０５の容量を引き続き増加させる方向に所定量変化させる。一方、パラメータ制御部１０７は、電圧計１０４が示す電圧が初期値よりも減少していた場合には、可変コンデンサ１０５の容量を減少させる方向に反転させ、所定量変化させる（ステップＳ１６）。そして、パラメータ制御部１０７は、当該変化させた容量の範囲内で電圧計１０４が示す電圧が極大となるように可変コンデンサ１０５の容量を最適容量に調整し（ステップＳ１５）、共振パラメータ調整処理を終了する。この処理の後、図１に示すように、パラメータ制御部１０７は、最適容量をＩＣチップ１０のＩＤ情報に関連付けて容量情報格納部１０６に格納する（ステップＳ０５）。
【００２９】
続いて、上述した通信端末１の作用効果について説明する。この通信端末１では、ＩＣチップ装着部１０１に非接触型のＩＣチップ１０が装着されると、パラメータ制御部１０７によって可変コンデンサ１０５の容量の制御がなされ、共振パラメータが調整される。すなわち、ＩＣチップ用アンテナ１０３からＩＣチップに供給される電圧が極大となる容量（最適容量）になるように可変コンデンサ１０５の容量が調整される。したがって、この通信端末１では、共振パラメータが予め調整されていなくても、新規なＩＣチップ１０をチップ装着部１０１に装着するだけで、自動的に共振パラメータを好適な値に調整できる。また、この通信端末１のように、容量の調整によって共振パラメータを調整する場合には、共振回路を構成する素子を可変コンデンサとするだけの単純な構成を取り得るので、通信端末１の本体部１ａ内における設計上の負荷も抑えられる。
【００３０】
また、通信端末１では、共振パラメータの調整に先立って容量情報格納部１０６を参照し、当該容量情報格納部１０６にＩＣチップ１０の識別情報に対応する容量が格納されている場合には、直ちに当該容量に可変コンデンサ１０５の容量を合わせるように調整する。これにより、一旦共振パラメータの調整を行ったＩＣチップ１０に対する最適容量を通信端末１側で把握することができ、既知となったＩＣチップ１０が再装着されたときには、迅速に共振パラメータを最適容量に合うように調整できる。しかも、通信端末１では、共振パラメータを調整するにあたって、可変コンデンサ１０５の容量を増加又は減少のいずれか一の方向に変化させると共に、当該変化後の電圧が変化開始前の電圧の初期値から単調に減少した場合には、可変コンデンサ１０５の容量の増減方向を反転させるようになっている。このように容量を変化させる範囲を限定することで、共振パラメータ調整処理の迅速化を実現できる。
【００３１】
さらに、通信端末１では、電波発信用アンテナ１０２及びＩＣチップ用アンテナ１０３はいずれも平板状のコイルアンテナであり、通信端末１の本体部１ａ内で所定距離だけ離間した状態で互いに平行に配置されている。かかる構成により、ＩＣチップ用アンテナ１０３からＩＣチップ１０に供給される電圧を安定化させることができる。この結果、共振パラメータの調整を精度良く行うことが可能となる。
【００３２】
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上述した実施形態では、コンデンサの容量を可変とすることによって共振パラメータを調整しているが、コンデンサの容量は固定とし、例えばＩＣチップ用アンテナに流れる電流を制御することにより、ＩＣチップ用アンテナ１０３のインダクタンスを可変として共振パラメータの調整をしてもよい。
【００３３】
また、上述した実施形態では、共振パラメータ調整処理において可変コンデンサ１０５の容量を変化させる際、電圧が初期値から単調に減少した場合には、可変コンデンサ１０５の容量の増減方向を反転させて処理の迅速化を図っているが、このような電圧の初期値からの変動量に関わらず、常に可変コンデンサ１０５における可変可能範囲の全体にわたって容量を変化させるようにしてもよい。こうすると、例えば変化させた容量の範囲内に電圧の極大が複数存在する場合であっても、より電圧が大きい方の極大に対応する容量を最適容量として調整できるので、より好適な共振パラメータが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る通信端末の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示した通信端末の構成要素を示す構成図である。
【図３】容量情報格納部に格納される情報の一例を示す図である。
【図４】図１に示した通信端末の動作手順を示すフローチャートである。
【図５】共振パラメータ調整処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１…通信端末、１ａ…本体部、１０…ＩＣチップ、１０１…ＩＣチップ装着部（ＩＣチップ装着手段）、１０２…電波発信用アンテナ、１０３…ＩＣチップ用アンテナ、１０４…電圧計（電圧測定手段）、１０５…可変コンデンサ（素子）、１０６…容量情報格納部（容量情報格納手段）、１０７…パラメータ制御部（パラメータ制御手段）。
【図１】
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【図２】
2006310982.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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