(57)【要約】【課題】  特性が相反する受信用と送信用のアンテナを共有化するに際して、両アンテナの特性を損なうことなく共有化を可能とする。【解決手段】  外部のリータ／ライタ装置と非接触型通信をなすＲＦ−ＩＤ機能回路１と、外部のＲＦ−ＩＤと非接触型通信をなすリーダ／ライタ機能回路２との両者を備えた通信装置において、両者に共通の共有アンテナ１０を設ける。そして、送受信共振周波数切替回路１１を共有アンテナ１０に並列接続して、各機能を選択する時に、自動的にこの送受信共振周波数切替回路１１により共振周波数の切替えを行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の第一の非接触型通信装置と非接触型通信をなす第一の通信機能部と、前記第一の通信機能部と同一通信機能を有し、前記第一の非接触型通信装置と同一の通信機能を有する外部の第二の非接触型通信装置と非接触型通信をなす第二の通信機能部とを含む通信装置であって、
前記第一及び第二の通信機能部に共通の共有アンテナと、
前記第一及び第二の通信機能部のそれぞれに対する前記共有アンテナの共振周波数切替えのための共振周波数切替手段と、
を含むことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記共振周波数切替手段は、前記第一及び第二の通信機能部の各動作時に共振周波数の自動切替えをなすことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記第一の通信機能部はＲＦ−ＩＤタグであり、前記第二の通信機能部は前記ＲＦ−ＩＤタグとの通信をなすリーダ／ライタ装置であることを特徴とする請求項１または２記載の通信装置。
【請求項４】
前記共有アンテナはループ状であることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の通信装置。
【請求項５】
前記共有アンテナのループ内に回路部品を実装したことを特徴とする請求項４記載の通信装置。
【請求項６】
前記共有アンテナはプリント基板上に磁性材を介して実装されていることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の通信装置。
【請求項７】
請求項１〜６いずれか記載の通信装置を含むことを特徴とする携帯通信端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信装置及びそれを用いた携帯通信端末に関し、特に非接触型通信機能を有するＲＦ−ＩＤタグ（ＩＣカード）機能とリーダ／ライタ機能との両機能を有する通信装置及びそれを用いた携帯通信端末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣカード機能とリーダ／ライタ機能とを有するＲＦ−ＩＤ（Radio Frequency Identification）装置があり、図７にその概略機能ブロック図を示す。図７を参照すると、ＲＦ−ＩＤ装置１００は、ＩＣカード機能回路１と、リーダ／ライタ機能回路２と、これ等回路１，２を制御する制御回路３と、これら各回路１〜３間を接続する制御線４と、受信アンテナ５と、送信アンテナ６と、受信用共振周波数調整回路７と、送信用共振周波数調整回路８とを含んで構成されている。
【０００３】
受信アンテナ５は受信用共振周波数調整回路７と並列接続されており、これら受信アンテナ５と受信用共振周波数調整回路７とは、ＩＣカード機能時において、通信距離特性が最良となるように調整されている。また、送信アンテナ６は送信用共振周波数調整回路８と直列接続されており、これら送信アンテナ６と送信用共振周波数調整回路８とは、リーダ／ライタ機能時において、通信距離特性が最良となるように調整されている。
【０００４】
ＩＣカード（ＲＦ−ＩＤタグ）機能時におけるデータ送受信について説明する。交通機関の改札機などに設置されている外部リーダ／ライタ装置（図示せず）との通信においては、受信アンテナ５を経由して外部リーダ／ライタ装置から所定変調方式で変調出力された受信データは、ＩＣカード機能回路１へ入力されて復調され、制御線４を介して制御部３へ必要なデータが供給される。ＩＣカード機能回路１から外部リーダ／ライタ装置への応答は、上記の変調方式とは異なる消費電力の小さい負荷変調にて行われる。
【０００５】
次に、リーダ／ライタ機能時におけるデータ送受信について説明する。図示せぬ外部の非接触型のＩＣカードとの通信においては、リーダ／ライタ機能回路２から上記の所定変調方式による変調データが出力されて、送信アンテナ６を経由して、ＩＣカードにデータ転送がなされる。外部の非接触型のＩＣカードからの負荷変調による応答時には、受信アンテナ５を介してＩＣカード機能回路１により受信がなされるようになっている。
【０００６】
この様なＲＦ−ＩＤ装置１００においては、ＩＣカード機能における通信特性向上のために、受信アンテナ５の面積を大きくし巻き数を多くする必要がある。一方、リーダ／ライタ機能における通信特性向上のためには、送信アンテナ６の面積を小さくし巻き数を少なくする必要がある。従ってこれら両アンテナは装置１００内においてそれぞれ独立して個別に実装する必要がある。具体的には、ＲＦ−ＩＤ装置１００の実装平面図である図８を参照すると、受信アンテナ５のループの内側に、送信アンテナ６をループ状に実装する形状となる。
【０００７】
この様に、ＩＣカード機能のアンテナとリーダ／ライタ機能のアンテナとは、互いに相反する特性であり、図８に示す如く、アンテナ実装面積が大となって、最近の小型化傾向にある携帯型の通信機器においては、極めて不利な実装方式とならざるを得ないものである。
【０００８】
ここで、特許文献１を参照すると、ＩＣカード機能とリーダ／ライタ機能とを備えた通信装置において、両機能用のアンテナを共有する技術が開示されている。この技術では、両機能用のアンテナを共有する際に、それらの間で、送受信される電波の干渉をなくすために、一方の機能が実行されているときには、他方の機能の実行を禁止するというものである。
【特許文献１】特開２００６−０６７４４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の特許文献１の技術では、ＩＣカード機能とリーダ／ライタ機能とのアンテナを共有する構造は開示されてはいるものの、アンテナ共有のための具体的構成は何等開示されていない。上述したように、両機能のアンテナは、その特性が互いに相反するために、ただ単に共有化しただけでは、要求されるＲＦ特性は得られず、従って、両アンテナの特性を損うことなくアンテナ共有のための具体的実現手段が望まれることになる。
【００１０】
本発明の目的は、特性が相反する受信用アンテナと送信用アンテナとを共有化するに際し、両アンテナの特性を損うことなく共有化可能な携帯通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による通信装置は、外部の第一の非接触型通信装置と非接触型通信をなす第一の通信機能部と、前記第一の通信機能部と同一通信機能を有し、前記第一の非接触型通信装置と同一の通信機能を有する外部の第二の非接触型通信装置と非接触型通信をなす第二の通信機能部とを含む通信装置であって、前記第一及び第二の通信機能部に共通の共有アンテナと、前記第一及び第二の通信機能部のそれぞれに対する前記共有アンテナの共振周波数切替えのための共振周波数切替手段とを含むことを特徴とする。
【００１２】
そして、前記共振周波数切替手段は、前記第一及び第二の通信機能部の各動作時に共振周波数の自動切替えをなすことを特徴とする。また、前記第一の通信機能部はＲＦ−ＩＤタグであり、前記第二の通信機能部は前記ＲＦ−ＩＤタグとの通信をなすリーダ／ライタ装置であることを特徴とする。
【００１３】
また、前記共有アンテナはループ状であることを特徴とし、前記共有アンテナのループ内に回路部品を実装したことを特徴とする。更に、前記共有アンテナはプリント基板上に磁性材を介して実装されていることを特徴とする。
【００１４】
そして、本発明による携帯通信端末は、上記構成の通信装置を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による第１の効果は、送受信用共振周波数切替機能を設けることにより送受信アンテナを共有するようにしたので、両アンテナの各々の特性を損うことなく、共有化が可能となって、実装面積の節約が可能になることである。
【００１６】
本発明による第２の効果は、両アンテナを共有できることにより、ループ状アンテナのループ内の開口部分に、他の回路部品を実装可能となって、更なる実装面積の節約が実現できることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は本実施の形態の概略機能ブロック図であり、図７と同等部分は同一符号により示している。本実施の形態のＲＦ−ＩＤ装置１００は、ＩＣカード機能回路１と、リーダ／ライタ機能回路２と、これら各回路１，２を制御する制御回路３と、これ等各回路１〜３間を接続する制御線４と、送信用共振周波数調整回路８と、共有アンテナ１０と、送受信共振周波数切替回路１１とを含んで構成されている。
【００１８】
送信用共振周波数調整回路８は、リーダ／ライタ機能回路２からみたインピーダンスを下げる目的で、共有アンテナ１０と直列接続されている。送受信共振周波数切替回路１１は共有アンテナ１０と並列接続されており、制御部３からの制御信号１２により、送受信共振周波数の切替えが行われるようになっている。この送受信共振周波数切替回路１１の具体例が図２に示されている。
【００１９】
図２において、スイッチＳＷは、制御部３からの制御信号１２により切替制御されて、コンデンサＣ１とＣ２とのいずれかを、共有アンテナ１０に並列接続するよう選択するものである。コンデンサＣ１はＩＣカード機能用のコンデンサであり、コンデンサＣ２はリーダ／ライタ機能用のコンデンサである。
【００２０】
コンデンサＣ１と共有アンテナ１０との並列共振周波数は、ＲＦ−ＩＤ装置１００と外部リーダ／ライタ装置との通信特性に依存性があるので、この通信特性が良好となるように、その値ｆicが定められる。このｆicからＩＣカード機能用コンデンサＣ１が決定されることになる。一方、リーダ／ライタ機能用のコンデンサＣ２は、比較的容量が小さい方がＲＦ−ＩＤ装置１００と外部のＩＣカード（図示せず）との間の通信距離特性が得られるので、このコンデンサＣ２の容量値は、通信距離が良好となる点で決定されることになる。
【００２１】
ＩＣカード（ＲＦ−ＩＤタグ）機能時におけるデータの送受信について説明する。このとき、共有アンテナ１０は送受信共振周波数切替回路１１のコンデンサＣ１と自動的に並列接続される。例えば、交通機関の改札機などで使用される外部のリーダ／ライタ装置との通信時には、共有アンテナ１０を経由して所定変調方式で変調されたデータが受信され、ＩＣカード機能回路１にて復調されて制御線４を介して制御部３へ必要なデータが送信される。ＩＣカード機能回路１からの外部リーダ／ライタ装置への応答は、上記変調方式とは異なる負荷変調により行われることになる。
【００２２】
次に、リーダ／ライタ機能時におけるデータ送受信について説明する。このとき、共有アンテナ１０は送受信共振周波数切替回路１１のコンデンサＣ２と自動的に並列接続される。一般の非接触型のＩＣカード（ＲＦ−ＩＤタグ）との通信においては、リーダ／ライタ機能回路２から上記の所定変調方式による変調データが出力され、共有アンテナ１０を経由してＩＣカードにデータが転送される。ＩＣカードからの負荷変調による応答時には、共有アンテナ１０を介してＩＣカード機能回路１にて受信されることになる。
【００２３】
図３及び図４は共有アンテナ１０の実装方法について説明する図であり、図３はその斜視図、図４はその断面図である。これら図に示す如く、共有アンテナ１０は、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）、プリント基板、銅線などで作成することができる。図３に示すように、共有アンテナ１０はループ状に形成されている。
【００２４】
ＲＦ−ＩＤ装置１００は、携帯通信端末などの実装条件が厳しい通信装置に実装される場合には、共有アンテナ１０と回路が搭載されたプリント基板２０との距離が極めて小さいために、共有アンテナ１０のインダクタンスは、プリント基板２０のグランド配線の影響を受けるので、磁性シート２１を共有アンテナ１０の下部に設ける。なお、本例では、プリント基板２０上に共有アンテナ１０を設けているが、電池パックなどの金属の上に設けても良いものである。
【００２５】
図５及び図６は共有アンテナ１０の他の実装方法を示す図であり、図５はその斜視図、図６はその断面図である。両図において、図３及び図４と同等部分は同一符号により示されている。本例では、共有アンテナ１０と磁性シート２１の中央部分を開口し、この開口部分に回路部品２２を実装したものである。こうすることにより、共有アンテナ１０のループの内側部分を、有効に利用できるので、小型の通信装置には極めて好適である。
【００２６】
この様に、共有アンテナ１０と磁性シート２１とを開口すると、図３及び図４の開口しない場合に比べて、リーダ／ライタ機能における通信距離が劣化する。この劣化は、リーダ／ライタ機能用コンデンサＣ２の容量を、通信距離が良好となるように調整することによって補償できるものである。
【００２７】
本発明は、外部のリーダ／ライタ装置と非接触型で情報の授受を行うＩＣカード（ＲＦ−ＩＤタグ）機能と、外部のＩＣカードと非接触型で情報の授受を行うリーダ／ライタ機能とを内蔵した通信装置に適用される他、この通信装置を備えた携帯通信端末（携帯電話機、携帯型デジタルカメラ、携帯型デジタル音響機器、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）など）に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略機能ブロック図である。
【図２】図１の送受信共振周波数切替回路の例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態の共有アンテナ１０の一実装例を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態の共有アンテナ１０の一実装例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態の共有アンテナ１０の他の実装例を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態の共有アンテナ１０の他の実装例を示す断面図である。
【図７】従来技術を示す概略機能ブロック図である。
【図８】図７におけるアンテナ５，６の実装例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  ＩＣカード（ＲＦ−ＩＤタグ）機能回路
２  リーダ／ライタ機能回路
３  制御部
４  制御線
８  送信用共振周波数調整回路
１０  共有（共通）アンテナ
１１  送受信共振周波数切替回路
１２  制御信号
２０  プリント基板
２１  磁性シート
１００  ＲＦ−ＩＤ装置
ＳＷ  スイッチ
Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ
【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７】
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【図８】
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