(57)【要約】【課題】携帯端末の利用場所に依存する電波の利用条件を満足した特性のアンテナへの交換の誤りを防止する。【解決手段】携帯端末は、アンテナ特性に対応したアンテナ識別情報（２２２）を有するアンテナモジュール（１０３）と、アンテナモジュールと接続し、アンテナ識別情報を取得する通信モジュール（１０２）と、アンテナ識別情報と利用場所に依存する電波利用条件との対応表（３０７）を保持し、通信モジュールと接続し、通信モジュールが取得したアンテナ識別情報を入力し、入力したアンテナ識別情報に基づいて対応表を参照し、アンテナ識別情報を有するアンテナモジュールが、電波利用条件を満足しているか否かを判定する携帯端末本体（１０１）とを設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ特性に対応したアンテナ識別情報を有するアンテナモジュールと、
前記アンテナモジュールと接続し、前記アンテナ識別情報を取得する通信モジュールと、
前記アンテナ識別情報と利用場所に依存する電波利用条件との対応表を保持し、前記通信モジュールと接続し、前記通信モジュールが取得した前記アンテナ識別情報を入力し、入力した前記アンテナ識別情報に基づいて前記対応表を参照し、前記アンテナ識別情報を有する前記アンテナモジュールが、前記電波利用条件を満足しているか否かを判定する携帯端末本体とを設けたことを特徴とする携帯端末。
【請求項２】
前記判定の結果、前記電波利用条件を満足している場合、前記携帯端末本体は、前記電波利用条件に従って前記通信モジュールによる前記アンテナモジュールへの出力電力を制御することを特徴とする請求項１記載の携帯端末。
【請求項３】
前記判定の結果、前記電波利用条件を満足している場合、前記携帯端末本体は、前記通信モジュールおよび前記アンテナモジュールを介して、ＲＦＩＤタグとの間で通信することを特徴とする請求項２記載の携帯端末。
【請求項４】
前記判定の結果、前記電波利用条件を満足していない場合、前記携帯端末本体は、接続しているアンテナモジュールが前記利用場所に不適応である旨の警告を出力することを特徴とする請求項１記載の携帯端末。
【請求項５】
前記利用場所は、該携帯端末を利用する国であることを特徴とする請求項１記載の携帯端末。
【請求項６】
前記利用場所は、該携帯端末の基地局を示す情報とＧＰＳによる位置情報とのいずれか一方に基づいて特定することを特徴とする請求項１記載の携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤタグとの通信を含む所定の処理を実行する携帯端末に関し、特に通信のためのアンテナの適正に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)タグに識別コードなどの情報を記録しておき、このタグを物品等に貼付し、ＲＦＩＤリーダ・ライタとの間で電波を使って情報を送受信することにより、物品の種別等の識別やその物品の流通管理が行われている。
【０００３】
ＵＨＦ帯の周波数を利用するＲＦＩＤタグは、利用国が制限されずに交信可能である。しかしながら、ＵＨＦ帯であってもＲＦＩＤに使用可能な周波数は各国で異なっており、各国をカバーする範囲（各国で許可されている周波数帯域の論理和をとった帯域幅）はおよそ100MHzという広帯域になる。
【０００４】
さらに、特許文献１に開示されているようにＲＦＩＤリーダは、携帯端末に組み込まれて利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００８−５４４６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＲＦＩＤリーダ・ライタを、各国で使用可能にするためには、周波数特性をおよそ100MHzに亘ってフラット（広帯域化）にする必要がある。
【０００７】
ＲＦＩＤリーダが携帯端末に組み込まれるようにするためには、ＲＦＩＤリーダの小型化、さらにアンテナの小型化が必要となる。小型のアンテナで周波数特性を広帯域化することは困難であり、ＲＦＩＤタグとＲＦＩＤリーダ・ライタとの間の通信性能を確保することが困難になる。
【０００８】
そこで、ＲＦＩＤタグとＲＦＩＤリーダ・ライタとの間の通信性能を確保するために、国毎にＲＦＩＤ用として割当てられた周波数に対応するアンテナを用意し、ＲＦＩＤとＲＦＩＤリーダ・ライタを使用する国(利用国)に合ったアンテナに交換することが有効である。
【０００９】
しかしながら、人手によるアンテナの交換は、誤った（携帯端末の利用国の割り当て周波数に合っていない）アンテナへの交換を招きかねない。誤ったアンテナ交換は、携帯端末の利用国において、ＲＦＩＤタグとＲＦＩＤリーダ・ライタとの間の通信が困難になるばかりでなく、周辺の通信機器などに対して、雑音として影響を及ぼす可能性も出てくる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために開示される携帯端末は、アンテナ特性に対応したアンテナ識別情報を有するアンテナモジュールと、アンテナモジュールと接続し、アンテナ識別情報を取得する通信モジュールと、アンテナ識別情報と利用場所に依存する電波利用条件との対応表を保持し、通信モジュールと接続し、通信モジュールが取得したアンテナ識別情報を入力し、入力したアンテナ識別情報に基づいて対応表を参照し、アンテナ識別情報を有するアンテナモジュールが、電波利用条件を満足しているか否かを判定する携帯端末本体とを設ける。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、携帯端末の利用場所に依存する電波の利用条件を満足した特性のアンテナへの交換の誤りを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】携帯端末の実装例を示す概観図である。
【図２】携帯端末、通信モジュール、アンテナの構成を示す図である。
【図３】アンテナ識別番号から通信モジュール設定情報を参照するシステム構成である。
【図４】ＲＦＩＤタグ通信システムの概略構成を示す図である。
【図５】携帯端末基地局情報から利用国を特定する例を示す図である。
【図６】ＧＰＳ位置情報から利用国を特定する例を示す図である。
【図７Ａ】アンテナモジュール識別情報記憶部の構造例を示す図である。
【図７Ｂ】アンテナモジュール識別情報記憶部の構造例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本実施形態の携帯端末の実装例を示す概観図である。携帯端末１０１は、携帯端末１０１の接続スロット１０４に通信モジュール１０２を挿入接続し、さらに、通信モジュール１０２の接続スロット１０５にアンテナモジュール１０３を挿入接続する構成である。通信モジュール１０２とアンテナモジュール１０３とを接続した状態が携帯端末であるが、接続されていない携帯端末本体も、以下では携帯端末１０１と呼ぶ。以下の説明において、携帯端末１０１がいずれの状態を示すかは、文脈から明らかになる。通信モジュール１０２とアンテナモジュール１０３とにより、ＲＦＩＤタグに格納されている識別情報などを読み取るＲＦＩＤリーダを構成し、携帯端末１０１はＲＦＩＤリーダを組み込んだ構成となる。
【００１４】
電源は、携帯端末１０１にあり、携帯端末１０１に通信モジュール１０２が接続されると、携帯端末１０１から通信モジュール１０２に給電され、さらに通信モジュール１０２にアンテナモジュール１０３が接続されると、通信モジュール１０２からアンテナモジュール１０３に給電される。通信モジュール１０２が、携帯端末１０１の電源とは異なる電源を持つように構成してもよい。このような構成により、携帯端末１０１に挿入接続した通信モジュール１０２に挿入接続するアンテナ１０３を利用国に対応して交換可能にする。
【００１５】
図２は、携帯端末１０１、通信モジュール１０２、およびアンテナモジュール１０３の、各々の動作シーケンスが分かるようにした構成を示す図である。
【００１６】
アンテナはアンテナ長や使用する誘電体の誘電率などにより、その周波数特性が変わるので、アンテナモジュール１０３は、適応する周波数や利得などを示すアンテナの特性情報に対応するアンテナ識別情報を記憶するアンテナ識別情報記憶部２２２を有する。アンテナモジュール１０３が通信モジュール１０２の接続スロット１０５に挿入接続されると、通信モジュール２１１のアンテナ識別情報取得部２１２は、アンテナ識別情報をアンテナ識別情報記憶部２２２から読み出す。アンテナ識別情報取得部２１２によって読み出されたアンテナ識別情報はアンテナ識別情報通知部２１３を介して、携帯端末１０１の情報処理部２０３に出力される。
【００１７】
図示を省略するが、通信モジュール１０２は、アンテナモジュール１０３を介したＲＦＩＤタグとの通信制御のためにＣＰＵやメモリを有する。アンテナ識別情報取得部２１２やアンテナ識別情報通知部２１３は、ＣＰＵによって実行されるプログラムによって実現される。アンテナ識別情報取得部２１２が、アンテナ識別情報記憶部２２２にアクセスするためには、アンテナ識別情報が異なるアンテナモジュール１０３であっても、アンテナ識別情報記憶部２２２のアドレスを同じにし、通信モジュール１０２のＣＰＵから見ると、通信モジュール１０２のメモリの一環（通信モジュール１０２のメモリとは異なるアドレス）としてアクセスできるように構成する。アンテナ識別情報記憶部２２２は、ＤＩＰスイッチ（Dual In-line Package switch）のようなメモリ機能を持ったデバイスで構成してもよく、一般にメモリと呼ばれるデバイスでなくても良い。このようなデバイスの具体例を後述する。
【００１８】
携帯端末１０１の国情報・位置情報受信部２０２は、外部（ＧＰＳなど）から位置情報（緯度、経度）２３１を取得し、情報処理部２０３へ出力する。図２に破線で示すように、通信モジュール１０２に国情報・位置情報受信部２１４を含み、携帯端末１０１は国情報・位置情報受信部２１４を経由して位置情報２３１を取得するように構成してもよい。
【００１９】
携帯端末１０１の情報処理部２０３は、取得した位置情報に基づいて、利用国（現在、携帯端末１０１が存在している国、地域）を特定し、通信モジュール１０２を介して取得したアンテナ識別情報が特定した利用国に対応するか否かを判定する。利用国は、携帯端末１０１が持つ地図情報に取得した位置情報を対照させて特定する。また、携帯端末１０１が持つ、アンテナ識別情報と利用国との対応表を情報処理部２０３が検索して、一致する対応関係を検索したときに、アンテナ識別情報と利用国とが対応すると判定する。国によっては、複数の周波数がＲＦＩＤ用に割り当てられているが、その場合は対応表の国名に対応させて複数のアンテナ識別情報を記憶しておく。
【００２０】
アンテナ識別情報と利用国とが対応している場合は、携帯端末１０１の情報処理部２０３は通信制御部２０４に対して通信を許可する。通信制御部２０４は、変復調回路、周波数変換回路、増幅器などを含む、通信モジュール１０２の信号処理部２１５を制御して、アンテナモジュール１０３のアンテナ部を介してＲＦＩＤタグとの通信を実行する。一方、アンテナ識別情報と利用国とが対応していない場合は、携帯端末１０１の情報処理部２０３は、携帯端末１０１の表示装置やスピーカを介して、挿入接続しているアンテナモジュール１０３が利用国に不適応である旨の警告を出力する。
【００２１】
本実施形態によれば、ＲＦＩＤタグとの通信を伴う携帯端末を利用する利用国の周波数利用条件に、ＲＦＩＤタグとの通信のためのアンテナが適合していることが確認できる。
【００２２】
以上では、利用国の周波数利用条件に合う特性のアンテナへの交換を確認できるように説明したが、ＲＦＩＤタグとの通信のために用いる電波の利用条件は、周波数だけでなく、アンテナから送出される送信電力にもある。場合によっては、変調方式に制約がある場合もある。
【００２３】
そこで、携帯端末１０１に組み込まれた（通信モジュール１０２を介して挿入接続されたアンテナモジュール１０３）のアンテナ２２３から送出される送信電力を、送信電力条件を満足するように制御する例を説明する。この制御は、携帯端末１０１の通信制御部２０４からの指示に基づいて、信号処理部２１５が実行する。ここでは、送信電力制御について説明するが、送信周波数（アンテナ２２３へ出力する周波数）についても、通信制御部２０４からの指示に基づいて、信号処理部２１５が実行する。
【００２４】
アンテナ２２３のゲイン(利得)は予め測定され、既知であるので、通信モジュール１０２の信号処理部２１５の最終段の増幅器(電力増幅器)のゲインを調整し、その出力電力を制御することにより、アンテナ２２３からの送信電力を制御する。同一種別のアンテナであっても、アンテナのゲインにばらつきがあるような場合には、前述のアンテナ識別情報と共にアンテナモジュール１０３のアンテナ識別情報記憶部２２２にそのアンテナのゲインを記憶しておき（アンテナ識別情報と対応させて、携帯端末１０１に記憶しておいてもよい。）、記憶してあるアンテナのゲインを参照して、増幅器のゲインを調整すればよい。信号処理部２１５の最終段の増幅器の入力端の電力は許容幅範囲内の一定値になるように、設計され、調整されている。
【００２５】
送信周波数については、送信電力を制御する増幅器の前段のアップコンバータ（信号処理部２１５の変調器の出力である中間周波数を所定の送信周波数に変換する周波数変換回路）に用いる局部発振周波数を、通信制御部２０４からの指示に基づいて制御する。
【００２６】
なお、送信周波数および送信電力と同様に、確実に受信できるように受信周波数および受信電力に合った信号処理部２１５における制御が必要である。受信に関しては、既存の制御によればよく、一部を後述するが、説明を省略する。
【００２７】
以上の説明では、アンテナモジュール１０３を携帯端末１０１の利用国の電波利用条件に合わせることを説明したが、通信モジュール１０２が携帯端末１０１の利用国の電波利用条件に合わない場合がある。通信モジュール１０２の増幅器や送信周波数を切り替える局部発振周波数の可変幅に限界があるからである。通信モジュール１０２を小型で安価に作製するためには、増幅器の周波数特性やダイナミックレンジを小さくし、局部発振周波数の可変幅を狭くするとよい。したがって、１種類の通信モジュール１０２では、各国のの電波利用条件を満足できない場合が生じる。このような場合は、複数種類の通信モジュール１０２を用意し、種別に対応して識別情報を通信モジュール１０２に保持し、アンテナモジュール１０３の交換と同じように、通信モジュール１０２を携帯端末１０１の利用国の電波利用条件に合うように交換する。通信モジュール１０２の識別情報を用いた、携帯端末１０１の利用国の電波利用条件に合った交換か否かの判定は、前述のアンテナモジュール１０３の交換の場合と同様である。
【００２８】
このように送信電力や送信周波数を制御するためには、携帯端末１０１の利用国の送信電力条件を、周波数との対応表のように、携帯端末１０１が保持していれば、その送信電力条件から増幅器のゲインを調整できる。携帯端末１０１の利用国として想定する国数が多いと、携帯端末１０１のメモリ容量の制約から対応表を保持することが困難になる。そこで、対応表をサーバに持たせ、必要に応じて携帯端末１０１からサーバに、ＲＦＩＤタグとの通信に用いる電波の利用条件を問い合わせるシステムが有用である。携帯端末１０１のメモリが、記憶密度が高く、より小型化すれば、ＲＦＩＤタグとの通信に用いる電波の利用条件との対応表を携帯端末１０１に記憶しておく方が、携帯端末１０１の新規の使用開始までに要する時間が短くなる。
【００２９】
図３に、携帯端末１０１が利用国に適合したアンテナモジュール１０３の識別情報から通信モジュール１０２の信号処理部２１５に設定する情報を参照するシステム構成を示す。携帯端末１０１は、アンテナモジュール１０３の識別情報を付した、通信モジュール設定情報の要求メッセージを、携帯端末１０１の携帯端末基地局３０３を介して、サーバ３０６に送信する。サーバ３０６は、アンテナモジュール識別情報と通信モジュール設定情報とを対応させた電波利用条件テーブル３０７を保持している。図３では、電波の利用条件として、送信周波数範囲、受信周波数範囲、送信電力（ｄＢｍ）、受信電力範囲（ｄＢｍ）を示している。サーバ３０６は、電波利用条件テーブル３０７から受信したアンテナモジュール識別情報に対応した通信モジュール設定情報を検索し、検索した通信モジュール設定情報を、携帯端末基地局３０３を介して、携帯端末１０１へ送信する。携帯端末１０１は、受信した通信モジュール設定情報を通信モジュール１０２に設定する。
【００３０】
送信電力制御では、アンテナ２２３のゲイン(利得)をＧａ（ｄＢ）として、送信電力をＸ1（ｄＢｍ）以下にする場合、信号処理部２１５の最終段の増幅器(電力増幅器)の出力端の電力をＸ1−Ｇａ（ｄＢｍ）以下にするように、増幅器のゲインを調整すればよい。一般に、増幅器とアンテナ２２３の間にフィルタを入れるが、その場合には、フィルタによる減衰量相当分だけ増幅器のゲインを高く調整する。電波利用条件テーブル３０７の受信電力範囲は、その最小値の受信電力であっても、復調回路で復調できるようにアンテナ２２３と復調回路との間の増幅器(低雑音増幅器)のゲインを設定するために用いられる。受信周波数はＡＦＣ(Automatic Frequency Control)が動作するように、その局部発振周波数を調整するために用いられる。
【００３１】
このように、携帯端末１０１がアンテナモジュール１０３の識別情報を基に、ＲＦＩＤタグと通信する携帯端末１０１が利用国に適合するように、通信モジュール１０２への設定情報を設定できるので、ＲＦＩＤタグ３０２の読取りの性能を確保することができる。
【００３２】
以上説明した実施形態に関して、いくつかの補足又は代替案を以下に説明する。図４は、ＲＦＩＤタグ通信システムの概略構成を示す図である。
【００３３】
このＲＦＩＤタグ通信システムは、携帯端末１０１がＲＦＩＤタグ３０２の識別情報を読取り、携帯端末基地局３０３、ネットワーク３０５を介して、読み取った識別情報をサーバ３０６に蓄積するシステムの例である。このようなシステムは、物品に添付されたＲＦＩＤタグ３０２の識別情報を読み取り、読み取った識別情報を基に物品の発送、入庫、検査、在庫などの管理に用いられる。
【００３４】
図５は、携帯端末１０１が携帯端末基地局３０３から位置情報を取得して、利用国を特定する例を示す。携帯端末１０１は、携帯端末基地局３０３と通信する過程で、通信先である携帯端末基地局３０３を特定する携帯端末基地局情報を取得する。携帯端末基地局情報は、例えば、携帯端末基地局３０３のＩＰアドレスや、ＭＡＣアドレスである。携帯端末１０１は、取得した携帯端末基地局情報を携帯端末基地局３０３を介してサーバ３０６に送信する。サーバ３０６は、携帯端末基地局情報から国名（国番号）を参照する基地局−国名対応テーブル３０８を検索して、検索結果としての国名（国番号）を携帯端末基地局３０３を介して携帯端末１０１に送信する。このようにして、携帯端末１０１は携帯端末基地局３０３の情報を用いて、ＲＦＩＤタグと通信する携帯端末１０１の利用国を特定できる。
【００３５】
図６は、携帯端末１０１がＧＰＳ３０４からの位置情報を基にして利用国を特定する例を示す。携帯端末１０１は、複数のＧＰＳ３０４衛星よりＧＰＳ位置情報を受信し、受信した複数のＧＰＳ位置情報から受信位置である携帯端末１０１の場所の緯度と経度を求める。携帯端末３０１は、緯度と経度との関係から国名（国番号）を特定する緯経度−国名対応テーブル３０９を保持している。携帯端末３０１は、求めた緯度と経度とに基づいて緯経度−国名対応テーブル３０９を参照し、国名（国番号）を特定する。このようにして、携帯端末１０１はＧＰＳを用いて、ＲＦＩＤタグと通信する携帯端末１０１の利用国を特定できる。
【００３６】
なお、利用国の特定は、携帯端末１０１のキーやタッチパネルなどの入力装置から利用者によって入力される国名や国番号を基にしてもよいが、入力誤りを防ぐためには、ＧＰＳや携帯端末基地局情報を利用することが望ましい。
【００３７】
アンテナモジュール１０３は、アンテナ識別情報を記憶するアンテナ識別情報記憶部２２２を有することを説明した。さらに、アンテナ識別情報記憶部２２２はＤＩＰスイッチのようなものであってもよいことを説明した。ここでは、アンテナ識別情報記憶部２２２のさらに異なる構造を示す。図７Ａ及び図7Ｂに、アンテナモジュール識別情報記憶部２２２の構造例を示す。
【００３８】
図７Ａは、アンテナモジュール１０３が通信モジュール１０２のスロットに挿入接続された場合に、接続端子７０２が通信モジュール１０２のコネクタの接続端子に接触する。接続端子７０２の配列がアンテナ識別情報を示すようにする場合（例えば、全体として８端子（８ビット）でアンテナ識別情報を表すとき、１を示すビット位置および０を示すビット位置のいずれか一方に対応して接続端子７０２を設ける場合）、通信モジュール１０２から給電された電圧を印加するようにしても良いし、接地電位としてもよい。いずれの場合であっても、１／０をどのように対応付けているかを情報処理部２０３が記憶していれば、情報処理部２０３はアンテナ識別情報を認識できる。
【００３９】
図７Ｂは、アンテナモジュール１０３が通信モジュール１０２のスロットに挿入接続された場合に、突起又はくぼみ７１２を通信モジュール１０２の複数の接点に接触又は接触しないように構成する。各接点への接触／非接触を通信モジュール１０２の、接点に対応する検出器で検出する。接点と検出器とで構成される検出スイッチのオン／オフに応じて、アンテナモジュール識別情報として取得できる。図７Ａの場合と同様に、突起又はくぼみ７１２を配列として設けても良いし、例えば８ビット中の1を突起に、０をくぼみに対応付けてもよい。情報処理部２０３によるアンテナ識別情報の認識は、図７Ａの場合と同様である。
【００４０】
本実施形態によれば、携帯端末の利用国の電波の利用条件を満足した特性のアンテナへの交換の誤りを防止することができる。さらに、同様にして、携帯端末の利用国の電波の利用条件を満足した特性の通信モジュールへの交換の誤りを防止することができる。
【００４１】
なお、携帯端末の利用国が異なることに伴う、電波の利用条件が異なることを前提として、実施形態を説明したが、一つの国であっても、周辺の通信機器による電波との混信や周辺の電子機器の誤動作の発生を防ぐために、ＲＦＩＤタグ利用のために複数の周波数が割り当てられ、携帯端末の利用場所に応じて周波数を選択できる場合がある。この場合は、利用場所ではなく、使用する周波数に応じて送信電力などの電波利用条件が規定されている。開示した実施形態は、このような場合にも適用できることは容易に理解される。
【符号の説明】
【００４２】
１０１：携帯端末、１０２：通信モジュール、１０３：アンテナモジュール、２０２：国情報・位置情報取得部、２０３：情報処理部、２０４：通信制御部、２１２：アンテナ識別情報取得部、２１３：アンテナ識別情報通知部、２１４：国情報・位置情報受信部、２１５：信号処理部、２２２：アンテナ識別情報記憶部、２２３：アンテナ部、２３１：外部からの位置情報、３０２：ＲＦＩＤタグ、３０３：携帯端末基地局、３０４：ＧＰＳ、３０５：ネットワーク、３０６：サーバ、３０７：電波利用条件テーブル、３０８：基地局−国名対応テーブル、３０９：緯経度−国名対応テーブル、７０２：接続端子、７１２：突起・くぼみ。
【図１】
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【図２】
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【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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