(57)【要約】【課題】状況に応じて、指向性が弱く、広い範囲での通信を可能にする状態と、通信方向の指向性を強くして、受信感度を高くすることができる状態とを、容易に切り替えることができる近距離無線通信用アンテナを提供する。【解決手段】フェライトコアに主アンテナコイルが巻回されてなるフェライトアンテナ２１と、フェライトアンテナ２１により発生する磁束の非通信方向側の成分が鎖交する位置に設けられるループコイル２２と、ループコイル２２のループを形成する状態と切断する状態とを切り替えるループコイル切替手段２４とを備える。【選択図】図１
2008244575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライトコアに主アンテナコイルが巻回されてなるフェライトアンテナと、
前記フェライトアンテナにより発生する磁束の非通信方向側の成分が鎖交する位置に設けられるループコイルと、
前記ループコイルのループを形成する状態と切断する状態とを切り替えるループコイル切替手段と、
を備えることを特徴とする近距離無線通信用アンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載の近距離無線通信用アンテナにおいて、
前記フェライトコアには、前記切替手段により前記ループコイルのループを形成した状態と切断した状態とで変化する共振周波数を補正するための補正用コイルが巻回されると共に、
前記ループコイル挿入切替手段による前記ループコイルのループを形成する状態と切断する状態との切り替えに連動して、前記補正用コイルを閉路するか否かを切り替える補正コイル切替手段を備える
ことを特徴とする近距離無線通信用アンテナ。
【請求項３】
請求項１に記載の近距離無線通信用アンテナにおいて、
前記ループコイル切替手段は、手動の切替スイッチである
ことを特徴とする近距離無線通信用アンテナ。
【請求項４】
請求項２に記載の近距離無線通信用アンテナにおいて、
前記ループコイル切替手段および前記補正コイル切替手段は、手動の２回路切替スイッチからなる
ことを特徴とする近距離無線通信用アンテナ。
【請求項５】
請求項１に記載の近距離無線通信用アンテナにおいて、
前記ループコイル切替手段は、電子スイッチである
ことを特徴とする近距離無線通信用アンテナ。
【請求項６】
請求項２に記載の近距離無線通信用アンテナにおいて、
前記ループコイル切替手段および前記補正コイル切替手段は、それぞれ電子スイッチからなる
ことを特徴とする近距離無線通信用アンテナ。
【請求項７】
近距離無線通信部を備える携帯機器において、
前記近距離無線通信部の近距離無線通信用アンテナが、
フェライトコアに主アンテナコイルが巻回されてなるフェライトアンテナと、
前記フェライトアンテナにより発生する磁束の非通信方向側の成分が鎖交する位置に設けられるループコイルと、
前記ループコイルのループを形成する状態と切断する状態とを切り替えるループコイル切替手段と、
を備えることを特徴とする携帯機器。
【請求項８】
請求項７に記載の携帯機器において、
前記近距離無線通信用アンテナにおいては、
前記フェライトコアには、前記ループコイル切替手段により前記ループコイルのループを形成した状態と切断した状態とで変化する共振周波数を補正するための補正用コイルが巻回されると共に、
前記ループコイル切替手段による前記ループコイルのループを形成する状態と切断する状態との切り替えに連動して、前記補正用コイルを閉路するか否かを切り替える補正コイル切替手段を備える
ことを特徴とする携帯機器。
【請求項９】
請求項７に記載の携帯機器において、
前記ループコイル切替手段は、電子スイッチであって、
前記近距離無線通信部を用いる機能を起動したときには、前記ループコイル切替手段を前記ループコイルのループを遮断する状態とするように制御する制御手段を備える
ことを特徴とする携帯機器。
【請求項１０】
請求項７に記載の携帯機器において、
前記ループコイル切替手段は、電子スイッチであって、
前記近距離無線通信用アンテナの受信レベルが所定レベルよりも高いことを検出する検出手段と、
前記検出手段で前記受信レベルが所定レベルよりも高いことを検出したときに、前記ループコイル切替手段を前記ループコイルのループを遮断する状態に切り替える
ことを特徴とする携帯機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＲＦＩＤ（Radio  Frequency  Identification；電磁波を用いた被接触の自動認識技術の総称）に用いて好適な近距離無線通信用アンテナおよび当該近距離無線通信用アンテナを用いる近距離無線通信部を備える携帯機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話端末などの携帯機器へのＲＦＩＤ機能搭載が標準的になりつつある。このＲＦＩＤ機能を実現するための近距離無線通信部のアンテナとしては、従来は、ループアンテナが用いられている。
【０００３】
しかし、最近は、携帯機器に対しては小型化、薄型化の要求が強いために、サイズの大きいループアンテナを搭載することができなくなり、必要充分な通信距離を確保することが難しくなってきている。
【０００４】
一方、ループアンテナよりも小さいサイズで、ループアンテナと同等以上の特性を有するフェライトアンテナが開発され、また、近距離無線通信部のＲＦＩＤ制御部を構成するＲＦＩＤ用ＬＳＩ（Large  Scale  Integrated  Circuit）の受信感度の向上により、前記通信距離の改善が行なわれてきた。
【０００５】
ところが、受信感度が高くなって、遠方でも受信できるということは、通信相手以外のＲＦＩＤ用のリーダライタ（読み書き装置）からの干渉を受け易いという問題を生じる。特に、通信信号にＡＳＫ（Amplitude  Shift  Keying）変調を採用しているシステムでは、他のリーダライタからの干渉による妨害を受け易い。
【０００６】
このため、オフィスの入退出用のリーダライタや、自動販売機、電車内のグリーン券読み取り器、ノートパソコンや、携帯電話端末へのリーダライタ機能搭載など、身近に、この種のＲＦＩＤ用のリーダライタが増加するにつれ、干渉による通信妨害への懸念が高まりつつある。
【０００７】
このような干渉対策としては、近距離無線通信用アンテナの指向性を高め、通信しようとしているリーダライタなど通信相手の方向へ感度を集中させることが有益である。この指向性を高める方法としては、以下のような方法が知られている。
【０００８】
図５は、ループアンテナにおいて、指向性を強める手段を説明するためのものである。図５において、１はループアンテナを全体として示し、このループアンテナ１は、図５（Ａ）に示すように、フレキシブル基板２の一面上に、ループ状のコイル３が、例えば印刷などにより形成されたものである。
【０００９】
このループアンテナ１のコイル３に電流（送信信号の電流または誘導電流）が流れると、図５（Ｂ）において点線４で示すように、フレキシブル基板２のコイル３が形成されている面側と、その反対側の面側とで、全く等しくなるように磁束が発生する。つまり、ループアンテナ１は、フレキシブル基板２のコイル３が形成されている面側と、その反対側の面側とで等しい指向特性となる。
【００１０】
このループアンテナ１の指向性を一方向に強めるには、図５（Ｃ）に示すように、フレキシブル基板２のコイル３が形成されている面側、または、その反対側の面側のいずれか一面側に、透磁率の高い磁性体５を貼り付けるようにする。
【００１１】
このように構成すると、図５（Ｃ）において点線６で示すように、磁性体５が貼り付けられた面側の磁束は、主に、磁性体５の中を通過するようになって、磁性体５が貼り付けられた面側には、磁束は広がらなくなる。これに対して、磁性体５が貼り付けられていない面側の磁束は、相対的に遠くまで広がるようになる。したがって、磁性体５が貼り付けられていない面側に、受信感度を集中させることができ、この方向の指向性を強くすることができる。
【００１２】
次に、図６を参照して、フェライトアンテナの場合において、指向性を強める手段を説明する。
【００１３】
図６において、１１は、この例のフェライトアンテナを全体として示している。この例のフェライトアンテナ１１は、２分割タイプのもので、図６（Ａ）に示すように、２個のフェライトコア１２ａ，１２ｂのそれぞれに、１本の銅線１３を巻回して、それぞれコイル１４ａ，１４ｂを形成したものである。
【００１４】
コイル１４ａ，１４ｂは、フレキシブル基板に銅線１３を導電パターンとして印刷形成したものをフェライトコア１２ａ，１２ｂの周囲に巻きつけようにすると共に、フェライトコア１２ａ，１２ｂに巻きつけたもの同士の間の銅線で互いに接続した構成とすることもできる。
【００１５】
このフェライトアンテナ１１のコイル１４ａ，１４ｂに電流（送信信号の電流または誘導電流）が流れると、図５（Ｂ）において点線１５で示すように、フェライトコア１２ａおよび１２ｂのそれぞれの中を通り、それぞれのファライトコア１２ａおよび１２ｂの両側に互いに等しく広がる磁束が発生する。つまり、フェライトアンテナ１１は、フェライトコア１２ａおよび１２ｂの両側において、等しい指向特性となる。
【００１６】
このフェライトアンテナ１１の指向性を一方向に強めるためには、図６（Ｃ）に示すように、コイル１３が巻回されたフェライトコア１２ａ，１２ｂに金属板１６を接近させる。
【００１７】
すなわち、図６（Ｂ）に示すような磁束が生じている状態で、金属板１６をフェライトアンテナ１１に接近させると、金属板１６内には、磁束を打ち消す方向に渦電流が発生する。すると、図６（Ｃ）において、点線１７で示すように、金属板１６が接近した側（こちら側を非通信方向側とする）の磁束が弱くなる。
【００１８】
そして、非通信方向の磁束が打ち消されることにより、アンテナコイル１４ａ，１４ｂの自己インダクタンスが減少するため、アンテナコイル１４ａ，１４ｂに流れる電流が増加する。そして、電流が増加した分により、通信方向（金属板が接近した方向とは反対側）の磁束は、図６（Ｃ）において、点線１８で示すように増加する。このため、この通信方向の指向性が強くなる。
【００１９】
参考となる特許文献は、次の通りである。
【特許文献１】特開２００６−１９７５１０号公報
【特許文献２】特開２００６−０３１５０８号公報
【特許文献３】特開平９−２００１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
以上のようにして、近距離無線通信用アンテナの、通信方向（通信相手が存在する方向）の指向性を強くする（指向性を高める）ことができ、これにより、上述した干渉による通信妨害を軽減することができる。
【００２１】
ところで、一方、最近は、例えば携帯電話端末などの携帯機器同士で近距離無線通信を行うことができるように構成されている。この携帯機器同士で近距離無線通信を行う場合においては、近距離無線通信用アンテナの搭載位置が、外部から見えないので、通信可能な位置関係が直感的には分かりにくいという別の問題がある。
【００２２】
この問題を解決するには、一方向の指向性を高くするのではなく、逆に、指向性を弱くして、ある程度、広い範囲での通信を可能にするようにすることが求められる。これは、前記の干渉による通信妨害を軽減するための指向特性とは相反する特性となる。
【００２３】
この相反する両方の指向特性を満足するためには、状況に応じて指向特性を切り替えることができれば便利である。すなわち、必要な通信距離が大きい場面では、通信方向への指向性を強くして、干渉を防ぎながら受信感度を高くするようにし、一方、近距離だが広範囲な通信可能領域が必要な場面では、指向性を弱めることができればよい。
【００２４】
例えば図５に示したループアンテナ１の場合、図５（Ｃ）に示した磁性体５の透磁率や厚さ、または、ループアンテナ１と磁性体５との距離を変化させることにより、指向性の制御を行うことができるので、それを利用することが考えられる。
【００２５】
しかし、薄型化が求められる携帯機器では、携帯機器筐体のデザインやメカ構造的な要素が優先されるため、磁性体５の厚さ寸法やループアンテナ１と磁性体５との距離を大きくして、アンテナの指向性を制御するための空間を確保することは難しい。しかも、磁性体５の厚さ寸法やループアンテナ１と磁性体５との距離を、リアルタイムに変更あるいは切り替える機械的構成を実現することは非常に困難である。
【００２６】
また、ループアンテナ１と磁性体５との距離を変化させると、ループアンテナ１の共振周波数も同時に変化してしまうため、共振周波数の補正手段を連動して動作させる必要があるという問題もある。
【００２７】
なお、磁性体５の透磁率は、材料の段階でほぼ決まってしまうため、切り替えることはできない。
【００２８】
次に、図６に示したフェライトアンテナ１１の場合には、金属板１５の大きさや、金属板１５とフェライトアンテナ１１との距離を変化させることにより、指向性の制御を行うことができる。金属板１５は、磁性体５に比べて、厚さが非常に薄い銅箔のようなものでもよく、また、面積を変えることでも指向性を制御することができるので、ループアンテナの場合よりは、機械的構成についての制約は少ない。
【００２９】
しかし、ループアンテナ１の場合と同様に、リアルタイムに金属板の位置、大きさや面積を切り替えることは困難であると共に、金属板の位置、大きさや面積の切り替えにより、アンテナとしての共振周波数が変動するため、その補正が必要であるという問題もある。
【００３０】
この発明は、以上の点にかんがみ、上記の問題を解決して、上記の相反する両方の指向特性を満足するために、状況に応じて指向特性を容易に切り替えることができる近距離無線通信用アンテナ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】
【００３１】
上記の課題を解決するために、この発明は、
フェライトコアに主アンテナコイルが巻回されてなるフェライトアンテナと、
前記フェライトアンテナにより発生する磁束の非通信方向側の成分が鎖交する位置に設けられるループコイルと、
前記ループコイルのループを形成する状態と切断する状態とを切り替えるループコイル挿入切替手段と、
を備えることを特徴とする近距離無線通信用アンテナを提供する。
【００３２】
上記の構成のこの発明による近距離無線通信用アンテナにおいては、前述の図６の金属板の代わりに、ループコイルが、フェライトアンテナにより発生する磁束の非通信方向側の成分が鎖交する位置に設けられる。
【００３３】
そして、ループコイル挿入切替手段により、ループコイルのループが切断されている状態にされるときには、図６（Ｂ）に示した、金属板が存在しないフェライトアンテナの構成となり、指向性が弱く、広い範囲での通信が可能になる状態になる。
【００３４】
また、ループコイル挿入切替手段により、ループコイルのループが形成される状態にされると、当該ループコイルには、フェライトアンテナからの鎖交磁束によって渦電流が発生し、図６（Ｃ）を用いて説明したのと同様にして、通信方向の指向性を強くすることができて、受信感度を高くすることができる。
【発明の効果】
【００３５】
この発明によれば、ループコイルのループの形成と切断とを、ループコイル挿入切替手段により切替制御することにより、指向性が弱く、広い範囲での通信を可能にする状態と、通信方向の指向性を強くして、受信感度を高くすることができる状態とを、簡単に切り換えることができる近距離無線通信用アンテナを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、この発明による近距離無線通信用アンテナの実施形態および当該近距離無線通信用アンテナを使用する近距離無線通信部を備える携帯機器の実施形態を、図を参照しながら説明する。
【００３７】
［第１の実施形態］
図１は、ＲＦＩＤ用の近距離無線通信部の構成例を示す図であり、この発明の実施形態の近距離無線通信用アンテナ２０と、ＲＦＩＤ制御部３０とから構成されている。ＲＦＩＤ制御部３０は、この例では、ＲＦＩＤ用ＬＳＩからなる。
【００３８】
そして、近距離無線通信用アンテナ２０（以下、ＲＦＩＤアンテナ２０という）は、フェライトアンテナ２１と、ループコイル２２と、後述する手動の切り替え手段とを組み合わせた構成である。
【００３９】
フェライトアンテナ２１は、この例も前述の例と同様に２分割タイプの構成である。すなわち、この例のフェライトアンテナ２１は、２個のフェライトコア２１１ａ，２１１ｂのそれぞれに、１本の銅線２１２を巻回して、それぞれコイル２１３ａ，２１３ｂを形成したものである。
【００４０】
コイル２１３ａ，２１３ｂは、フレキシブル基板に銅線２１２を導電パターンとして印刷形成したものをフェライトコア２１１ａ，２１１ｂの周囲に巻きつけようにすると共に、フェライトコア２１１ａ，２１１ｂに巻きつけたもの同士の間の銅線で互いに接続した構成とすることもできる。
【００４１】
そして、ループコイル２２は、フェライトアンテナ２１のコイル２１３ａ，２１３ｂから発生する磁束と鎖交する位置であって、フェライトアンテナ２１に対して非通信方向側に、配置される。図１の例では、コイル２１３ａ，２１３ｂが巻回されているフェライトコア２１１ａ，２１１ｂの下方のそれぞれに、ループコイル２２の一部が対向するように、ループコイル２２はフェライトアンテナ２１に対して配置される。
【００４２】
そして、ループコイル２２の一端と他端との間にはスイッチ２４が介挿され、このスイッチ２４のオン・オフにより、ループコイル２２のループ閉路状態と、ループ切断状態とが切り替えられるように構成されている。
【００４３】
また、この実施形態では、銅線２３がフェライトコア２１３ａおよび２１３ｂのそれぞれに巻回されることにより補正コイル２３ａ，２３ｂが構成される。そして、銅線２３の一端と他端との間にはスイッチ２５と、補正用コンデンサ２６とが直列に接続されて設けられる。スイッチ２５は、補正コイル２３ａ，２３ｂの一端と他端との間を接続する状態（補正コイル２３ａ，２３ｂの動作状態）と、補正コイル２３ａ，２３ｂの一端と他端との間を切断する状態（補正コイル２３ａ，２３ｂの非動作状態）とを、ループコイル２２の切り替えに連動して、切り替え制御する。
【００４４】
なお、この例では、スイッチ２４とスイッチ２５とは、２回路スイッチ２７のそれぞれのスイッチ回路として構成されている。この２回路スイッチ２７は、例えば押下操作あるいはスライド操作に応じて、スイッチ２４およびスイッチ２５を連動して切り替える構成を備えるものである。
【００４５】
補正コイル２３ａ，２３ｂおよび補正用コンデンサ２６は、スイッチ２４，２５による切り替えに応じて、ＲＦＩＤアンテナ２０の共振周波数が変化するのを補正するためのものである。
【００４６】
そして、ＲＦＩＤアンテナ２０において、直列に接続されたコイル２１３ａおよび２１３ｂの一端２１２ａおよび他端２１２ｂ（銅線２１２の一端および他端）は、ＲＦＩＤ制御部３０の入出力端子に接続されている。
【００４７】
ＲＦＩＤ制御部３０は、送信時には、ＡＳＫ変調した搬送波信号を、ＲＦＩＤアンテナ２０のコイル２１３ａおよび２１３ｂに供給して、ＲＦＩＤアンテナ２０を励起して、電磁波により送信を行うようにする。また、ＲＦＩＤ制御部３０は、受信時には、ＲＦＩＤアンテナ２０で受けた電磁波により、コイル２１３ａ，２１３ｂに励起される電流を、受信信号として取り込むようにする。
【００４８】
以上のような構成のＲＦＩＤアンテナ２０においては、２回路スイッチ２７が使用者により操作されて、スイッチ２４および２５がオフとされているときには、ループコイル２２のループは切断状態、また、補正コイル２３ａ，２３ｂの両端間は切断状態となるので、ＲＦＩＤアンテナ２０は、フェライトアンテナ２１のみからなるものとして動作し、図６（Ｂ）に示すように、指向性が弱く、広い範囲での通信が可能になる。
【００４９】
また、２回路スイッチ２７が使用者により操作されて、スイッチ２４および２５がオンにされたときには、ループコイル２２のループが閉成されると共に、補正コイル２３ａ，２３ｂの両端間は接続されて、ＲＦＩＤアンテナ２０は、フェライトアンテナ２１とループコイル２２とが結合された構成の状態となる。
【００５０】
この構成の状態においては、ＲＦＩＤアンテナ２０のコイル２１３ａ，２１３ｂに電流が流れて磁束が発生すると、ループコイル２２には、前述の図６（Ｃ）の場合の金属板１６と同様に、鎖交する磁束を打ち消す方向に渦電流が発生する。ループコイル２２は、フェライトアンテナ２１に対して非通信方向側に配置されているので、当該非通信方向側の磁束が打ち消されることにより、コイル２１３ａ，２１３ｂの自己インダクタンスが減少し、このためコイル２１３ａ，２１３ｂに流れる電流は増加する。この電流が増加した分は、図６（Ｃ）に示したように、通信方向側の磁束の増加となり、当該通信方向の指向性が強くなる。
【００５１】
そして、このとき、コイル２１３ａ，２１３ｂの自己インダクタンスが減少するため、ＲＦＩＤアンテナ２０の共振周波数が上昇してしまうが、この実施形態では、このときには、補正コイル２３ａ，２３ｃのループが閉成されているため、補正コイル２３ａ，２３ｃの電流ループ内に補正コンデンサ２６が入り、この補正コンデンサ２６の容量だけ、共振周波数に寄与する容量分が増加し、共振周波数が変化しないように補正される。
【００５２】
以上説明したように、この実施形態のＲＦＩＤアンテナ２０によれば、２回路スイッチ２７を操作して、スイッチ２４，２５をオン・オフ切り替えすることにより、指向性が弱く、広い範囲での通信が可能になる第１の状態と、通信方向の指向性が強く、通信方向の受信感度が高くなる第２の状態とを、簡単に切り替えることができる。
【００５３】
しかも、この実施形態においては、上記切り替えにより、ＲＦＩＤアンテナ２０の共振周波数が変化してしまうのを、補正コイルにより補正することができる。
【００５４】
［第２の実施形態］
上述の第１の実施形態では、指向特性の切り替え手段は、手動のスイッチを用いたものとしたが、手動のスイッチを用いる代わりに電子スイッチを用い、上述の指向特性の切り替えを自動制御とすることもできる。その場合の電子スイッチを自動切替制御する手段は、この第２の実施形態の近距離無線通信用アンテナを搭載する携帯機器の制御部が担うようにする。
【００５５】
以下に、指向特性の切り替え手段として電子スイッチを用いる場合の近距離無線通信用アンテナの第２の実施形態を、当該近距離無線通信用アンテナの第２の実施形態が適用された携帯機器の例と共に説明する。
【００５６】
図２は、近距離無線通信用アンテナの第２の実施形態が適用された携帯機器の例としての携帯電話端末４０の構成例を示すブロック図である。この例の携帯電話端末４０は、電話通信を実行するための通信処理系５０と、制御系６０とを備えており、システムバス７０に対して、それら通信処理系５０および制御系６０が接続されている。
【００５７】
通信処理系５０は、携帯電話用アンテナ５１と、送受信部５２と、コーデック部５３と、Ｄ／Ａ変換器５４と、出力アンプ５５と、受話器を構成するスピーカ５６と、送話器を構成するマイクロホン５７と、マイクアンプ５８と、Ａ／Ｄ変換器５９とからなる。
【００５８】
そして、アンテナ５１で受信した信号は、送受信部５２を通じてコーデック部５３に供給されて、デコードされる。そして、コーデック部５３でデコードされた受話音声信号は、Ｄ／Ａ変換器５４によりアナログ信号に変換され、出力アンプ５５を通じてスピーカ５６に供給されて音響再生される。
【００５９】
また、マイクロホン５７で収音された送話音声の音声信号は、マイクアンプ５８を通じてＡ／Ｄ変換器５９に供給されたデジタル信号にされ、コーデック部５３に供給され、コーディングされて、送受信部５２を通じてアンテナ５１に供給され、送信される。
【００６０】
次に、制御系６０においては、この例では、ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）で構成される制御部６１と、ディスプレイインターフェース６２、メモリ６４、操作部インターフェース６５、インターフェース６７および６８とがシステムバス７０に接続されている。
【００６１】
ディスプレイインターフェース６２には、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などからなるディスプレイが接続されている。操作部インターフェース６５には、テンキーやカーソルキーなどのキー操作部６６が接続されている。
【００６２】
そして、この例では、近距離無線通信部６９が、インターフェース６７および６８を介してシステムバス７０に接続されている。
【００６３】
近距離無線通信部６９は、この例では、前述したＲＦＩＤ制御部３０と、第２の実施形態のＲＦＩＤアンテナ２００と、後述する過電圧検出回路８０とを備えて構成されており、ＲＦＩＤ制御部３０は、インターフェース６７を通じてシステムバス７０に接続され、また、過電圧検出回路８０の出力は、インターフェース６８を通じてシステムバス７０に接続されている。
【００６４】
この実施形態における近距離無線通信部６９の構成例を図３に示す。ＲＦＩＤアンテナ２００は、図３に示すように、指向特性の切替手段が電子スイッチに変更されている点を除けば、図１に示した第１の実施形態のＲＦＩＤアンテナ２０と同一の構成を有する。そこで、図３では、対応する各構成要素には、第１の実施形態のＲＦＩＤアンテナ２０と同一の参照番号を付してある。
【００６５】
この第２の実施形態のＲＦＩＤアンテナ２００においては、ループコイル２２の一端と、補正コイル２３ａおよび２３ｂの一端とは互いに接続されて接地される。そして、ループコイル２２の他端は、半導体スイッチ素子としてのＦＥＴ２８のドレイン−ソース間を通じて接地される。また、補正コイル２３ａおよび２３ｂの他端は、半導体スイッチ素子としてのＦＥＴ２９のドレイン−ソース間を通じて接地される。
【００６６】
そして、ＦＥＴ２８および２９のゲートに、制御系６０の制御部６１からの切替制御信号ＳＷが供給されて、ＦＥＴ２８および２９がスイッチング制御される。すなわち、ＦＥＴ２８および２９が、切替制御信号ＳＷによりオンとされると、ループコイル２２のループが閉成されると共に、補正コイル２３ａおよび２３ｂのループも閉とされて、ＲＦＩＤアンテナ２００は、指向特性が、通信方向に指向性が強く、受信感度が高い状態とされる。
【００６７】
また、ＦＥＴ２８および２９が、制御部６１からの切替制御信号ＳＷによりオフとされると、ループコイル２２のループが切断されると共に、補正コイル２３ａおよび２３ｂのループも切断されて、ＲＦＩＤアンテナ２００は、指向性が弱く、広い範囲で通信を可能とする状態になる。
【００６８】
この実施形態では、携帯電話端末４０では、定常時には、ＲＦＩＤアンテナ２００は、ＦＥＴ２８および２９が、切替制御信号ＳＷによりオンとされ、指向特性が、通信方向に指向性が強く、受信感度が高い状態とされる。
【００６９】
そして、携帯電話端末４０と、他の携帯電話端末との間で、近距離無線通信部６９を用いた通信を行なうべく、アプリケーションプログラムを起動させたときには、制御部６１のＭＰＵは、切替制御信号ＳＷにより、ＦＥＴ２８および２９をオフに制御して、ＲＦＩＤアンテナ２００を、指向性が弱く、広い範囲で通信を可能とする状態に自動的に切り替える。なお、制御部６１のＭＰＵは、近距離無線通信部６９を用いた通信を行なうアプリケーションの起動および動作を制御するものでもあることは言うまでもない。
【００７０】
また、この実施の形態では、搬送波の受信強度が強すぎる場合にも、制御部６１は、切替制御信号ＳＷにより、ＦＥＴ２８および２９をオフに制御して、ＲＦＩＤアンテナ２００を、指向性が弱く、広い範囲で通信を可能とする状態に自動的に切り替える。このために、図２および図３に示すように、この例の近距離無線通信部６９は、上記の搬送波の受信強度を強すぎる場合を検出するために、過電圧検出回路８０を備える。
【００７１】
すなわち、受信強度が強すぎる場合には、受信レベルが飽和してリミッタがかかり、ＡＳＫ変調された信号を復調することができなくなって、通信不能になってしまうので、指向性を弱めて受信感度を下げて、これを回避するようにする。
【００７２】
この過電圧検出回路８０は、コイル２１３ａ、２１３ｂの両端間に得られる受信信号電圧を受けて、受信強度に応じた電圧を検出する電圧検出回路８１と、受信強度が強すぎるかどうかの基準電圧を発生する基準値発生部８２と、電圧検出回路８１からの電圧と、基準値発生部８３からの基準電圧とを比較する比較回路８３とからなる。
【００７３】
そして、比較回路８３は、電圧検出回路８１からの受信強度に応じた電圧が、基準電圧よりも大きいときには、受信強度が強すぎることを示す比較出力信号を、制御部６１に供給する。制御部６１は、この受信強度が強すぎることを示す比較出力信号を受けると、ＦＥＴ２８およびＦＥＴ２９をオフとして、ループコイル２２のループを切断すると共に、補正コイル２３ａ，２３ｂのループも切断し、ＲＦＩＤアンテナ２００を、フェライトアンテナ２１のみによる指向性が弱い状態に切り替え、通信不能になってしまうのを防止するようにする。
【００７４】
図４は、制御部６１が実行するＲＦＩＤアンテナ２００の指向性の切り替え制御動作を説明するためのフローチャートである。
【００７５】
制御部６１は、先ず、切替制御信号ＳＷにより、近距離無線通信部６９のＦＥＴ２８および２９は共にオンとし、ＲＦＩＤアンテナ２００の指向特性は、指向性が強く、通信方向に受信感度が高い状態とする（ステップＳ１０１）。
【００７６】
次に、制御部６１は、携帯電話端末間でＲＦＩＤ通信を行なうアプリケーションを起動したか否かを判別する（ステップＳ１０２）。このステップＳ１０２で、ＲＦＩＤ通信を行なうアプリケーションを起動したと判別したときには、制御部６１は、切替制御信号ＳＷによりＦＥＴ２８，２９をオフにして、ＲＦＩＤアンテナ２００の指向性を弱くし、広い範囲での通信を可能にする状態に切り替える（ステップＳ１０３）。
【００７７】
そして、制御部６１は、当該ＲＦＩＤ通信を行なうアプリケーションが終了したか否かを判別し（ステップＳ１０４）、アプリケーションが終了してはいないと判別したときには、ステップＳ１０３に戻って、ＲＦＩＤアンテナ２００の指向性を弱くし、広い範囲での通信を可能にする状態を維持する。また、ステップＳ１０４で、前記アプリケーションが終了したと判別したときには、制御部６１は、ステップＳ１０１に戻り、切替制御信号ＳＷにより、近距離無線通信部６９のＦＥＴ２８および２９は共にオンとし、ＲＦＩＤアンテナ２００の指向特性は、指向性が強く、通信方向に受信感度が高い状態に戻す。
【００７８】
また、ステップＳ１０２で、ＲＦＩＤ通信を行なうアプリケーションが起動されてはいないと判別したときには、ＲＦＩＤアンテナ２００の受信電圧が過電圧状態になっているか否か判別し（ステップＳ１０５）、過電圧状態になってはいないと判別したときには、ステップＳ１０１に戻り、ＲＦＩＤアンテナ２００の指向特性は、指向性が強く、通信方向に受信感度が高い状態を維持するようにする。
【００７９】
また、ステップＳ１０５で、ＲＦＩＤアンテナ２００の受信電圧が過電圧状態になっていると判別したときには、制御部６１は、切替制御信号ＳＷによりＦＥＴ２８，２９をオフにして、ＲＦＩＤアンテナ２００の指向性を弱くし、広い範囲での通信を可能にする状態に切り替える（ステップＳ１０６）。
【００８０】
そして、制御部６１は、過電圧状態でなくなったか否か判別し（ステップＳ１０７）、過電圧状態の状態を継続していると判別したときには、ステップＳ１０６に戻り、ＲＦＩＤアンテナ２００の指向性を弱くし、広い範囲での通信を可能にする状態を維持する。また、ステップＳ１０７で、過電圧状態でなくなったと判別したときには、制御部６１は、ステップＳ１０１に戻り、切替制御信号ＳＷにより、近距離無線通信部６９のＦＥＴ２８および２９は共にオンとし、ＲＦＩＤアンテナ２００の指向特性は、指向性が強く、通信方向に受信感度が高い状態に戻す。以上で、この処理ルーチンは終了となる。
【００８１】
［他の実施形態および変形例］
なお、図３の例では、過電圧検出回路８０を、近距離無線通信部６９に設けるようにしたが、コイル２１３ａ，２１３ｂの両端に得られる電圧をデジタル信号に変換して、システムバス７０を通じて制御部６１に供給する構成とし、そして、過電圧検出回路８０の機能を、制御部６１のＭＰＵが実行するソフトウエア処理の構成とすることもできる。
【００８２】
また、上述の実施形態は、携帯機器の例としては携帯電話端末の場合を例に取ったが、この発明は、携帯電話端末以外の携帯機器であって、近距離無線通信部を備えるものであれば、どのような携帯機器であっても適用可能である。
【００８３】
また、指向性を切り替えるための電子スイッチ素子としては、図３の例では、ＦＥＴを用いたが、その他の電子スイッチ素子を用いることも可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】この発明による近距離無線通信用アンテナの実施形態を説明するための図である。
【図２】この発明による近距離無線通信用アンテナの実施形態を使用する近距離無線通信部を備える携帯機器の実施形態を示すブロック図である。
【図３】図２の携帯機器の実施形態における近距離無線通信部の具体構成例を説明するための図である。
【図４】図２の携帯機器の実施形態における制御部により、ＲＦＩＤアンテナの指向性を切替制御する動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図５】ループアンテナの一例を説明するための図である。
【図６】フェライトアンテナの一例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８５】
２０，２００…ＲＦＩＤアンテナ、２１…フェライトアンテナ、２２…ループコイル、２３ａ，２３ｂ…補正コイル、２４，２５…スイッチ、２８，２９…電子スイッチの例としてのＦＥＴ
【図１】
2008244575.tif 000003
【図２】
2008244575.tif 000004
【図３】
2008244575.tif 000005
【図４】
2008244575.tif 000006
【図５】
2008244575.tif 000007
【図６】
2008244575.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成19年12月17日(2007.12.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
請求項１に記載の近距離無線通信用アンテナにおいて、
前記フェライトコアには、前記ループコイルのループを形成した状態と切断した状態とで変化する共振周波数を補正するための補正用コイルが巻回されると共に、
前記ループコイル挿入切替手段による前記ループコイルのループを形成する状態と切断する状態との切り替えに連動して、前記補正用コイルを閉路するか否かを切り替える補正コイル切替手段を備える
ことを特徴とする近距離無線通信用アンテナ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
このフェライトアンテナ１１のコイル１４ａ，１４ｂに電流（送信信号の電流または誘導電流）が流れると、図６（Ｂ）において点線１５で示すように、フェライトコア１２ａおよび１２ｂのそれぞれの中を通り、それぞれのファライトコア１２ａおよび１２ｂの両側に互いに等しく広がる磁束が発生する。つまり、フェライトアンテナ１１は、フェライトコア１２ａおよび１２ｂの両側において、等しい指向特性となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
次に、図６に示したフェライトアンテナ１１の場合には、金属板１６の大きさや、金属板１６とフェライトアンテナ１１との距離を変化させることにより、指向性の制御を行うことができる。金属板１６は、磁性体５に比べて、厚さが非常に薄い銅箔のようなものでもよく、また、金属板１６の面積を変えることでも指向性を制御することができるので、ループアンテナの場合よりは、機械的構成についての制約は少ない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
また、この実施形態では、銅線２３がフェライトコア２１１ａおよび２１１ｂのそれぞれに巻回されることにより補正コイル２３ａ，２３ｂが構成される。そして、銅線２３の一端と他端との間にはスイッチ２５と、補正用コンデンサ２６とが直列に接続されて設けられる。スイッチ２５は、補正コイル２３ａ，２３ｂの一端と他端との間を接続する状態（補正コイル２３ａ，２３ｂの動作状態）と、補正コイル２３ａ，２３ｂの一端と他端との間を切断する状態（補正コイル２３ａ，２３ｂの非動作状態）とを、ループコイル２２の切り替えに連動して、切り替え制御する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
そして、このとき、コイル２１３ａ，２１３ｂの自己インダクタンスが減少するため、ＲＦＩＤアンテナ２０の共振周波数が上昇してしまうが、この実施形態では、このときには、補正コイル２３ａ，２３ｂのループが閉成されているため、補正コイル２３ａ，２３ｂの電流ループ内に補正コンデンサ２６が入り、この補正コンデンサ２６の容量だけ、共振周波数に寄与する容量分が増加し、共振周波数が変化しないように補正される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
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