(57)【要約】【課題】本発明は、リーダライタとの距離に応じた必要な電力ーを確実かつ効率的に得、かつ必要なデータを互いに授受できるようにする。【解決手段】本発明は、リーダライタとの間で無線通信用に設けられた小型アンテナ２から得られる第１受信電圧と、小型アンテナ２よりもアンテナ長の長い大型アンテナ３から得られる第２受信電圧との合成電圧が電源Ｖの基準電圧ｖｂよりも大きいか小さいかを比較し、リーダライタとの距離に応じて変化する合成電圧ｖ１が基準電圧ｖｂよりも大きいとき大型アンテナ３のアンテナ機能を停止させ、合成電圧ｖ１が基準電圧ｖｂよりも小さいとき大型アンテナ３のアンテナ機能を動作させるスイッチＳＷ１によって、大型アンテナ３のアンテナ機能を停止させるときの基準電圧ｖｂと、大型アンテナ３のアンテナ機能を動作させるときの基準電圧ｖｂとの間で電圧差を設けるように制御するようにする。【選択図】図３
2007281818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の通信対象機器との間で無線通信用に設けられたアンテナ長の短い小型アンテナと、
上記無線通信用に設けられた上記大型アンテナよりもアンテナ長の長い大型アンテナと、
上記小型アンテナから得られる第１受信電圧と上記大型アンテナから得られる第２受信電圧との合成電圧が所定の閾値電圧よりも大きいか小さいかを比較する比較手段と、
上記通信対象機器との距離に応じて変化する上記合成電圧が上記閾値電圧よりも大きいとき上記大型アンテナのアンテナ機能を停止させ、上記合成電圧が上記閾値電圧よりも小さいとき上記大型アンテナのアンテナ機能を動作させるアンテナ切換手段と、
上記大型アンテナのアンテナ機能を停止させるときの上記閾値電圧と、上記大型アンテナのアンテナ機能を動作させるときの上記閾値電圧との間で電圧差を設けるように制御する制御手段と
を具えることを特徴とする非接触ＩＣカード。
【請求項２】
上記制御手段は、上記大型アンテナのアンテナ機能を動作させた状態から上記アンテナ機能を停止させた状態のオフ時点で上記閾値電圧を低く設定し、上記大型アンテナのアンテナ機能を停止させた状態から上記アンテナ機能を動作させた状態のオン時点では上記閾値電圧を上記オフ時点よりも高く設定するように制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＣカード。
【請求項３】
上記小型アンテナは、上記通信対象機器が有するアンテナと通信する際、当該アンテナの内周側に位置するように配置され、
上記大型アンテナは、上記通信対象機器が有するアンテナと通信する際、当該アンテナの外周側に位置するように配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＣカード。
【請求項４】
上記大型化アンテナと上記小型アンテナとでは、アンテナの巻方向が互いに逆向きである
ことを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＣカード。
【請求項５】
所定の通信対象機器との間で無線通信用に設けられたアンテナ長の短い小型アンテナから得られる第１受信電圧と、上記無線通信用に設けられた上記小型アンテナよりもアンテナ長の長い大型アンテナから得られる第２受信電圧との合成電圧が所定の閾値電圧よりも大きいか小さいかを比較する比較ステップと、
上記通信対象機器との距離に応じて変化する上記合成電圧が上記閾値電圧よりも大きいとき上記大型アンテナのアンテナ機能を停止させ、上記合成電圧が上記閾値電圧よりも小さいとき上記大型アンテナのアンテナ機能を動作させるアンテナ切換手段によって、上記大型アンテナのアンテナ機能を停止させるときの上記閾値電圧と、上記大型アンテナのアンテナ機能を動作させるときの上記閾値電圧との間で電圧差を設けるように制御する制御ステップと
を具えることを特徴とするアンテナ動作切換方法。
【請求項６】
携帯端末において、
所定の通信対象機器との間で無線通信用に設けられたアンテナ長の短い小型アンテナと、
上記無線通信用に設けられた上記大型アンテナよりもアンテナ長の長い大型アンテナと、
上記小型アンテナから得られる第１受信電圧と上記大型アンテナから得られる第２受信電圧との合成電圧が所定の閾値電圧よりも大きいか小さいかを比較する比較手段と、
上記通信対象機器との距離に応じて変化する上記合成電圧が上記閾値電圧よりも大きいとき上記大型アンテナのアンテナ機能を停止させ、上記合成電圧が上記閾値電圧よりも小さいとき上記大型アンテナのアンテナ機能を動作させるアンテナ切換手段と、
上記大型アンテナのアンテナ機能を停止させるときの上記閾値電圧と、上記大型アンテナのアンテナ機能を動作させるときの上記閾値電圧との間で電圧差を設けるように制御する制御手段と
を具えることを特徴とする携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触ＩＣカード、アンテナ動作切換方法及び携帯端末に関し、例えばスイカ（登録商標）等に代表されるような非接触ＩＣ(Integrated Circuit)カードや、いわゆるお財布ケータイ等に代表されるような無線ＩＣチップ対応携帯端末に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、非接触ＩＣカードは、駅の改札口に設けられたリーダライタや自動販売機等に設置されたリーダライタとの間で非接触無線通信を行うようになされており、当該リーダライタから送信される電磁波を受信し、この受信した電磁波により生成した電力を使用して動作し、リーダライタ及び非接触ＩＣカード間で相互にデータを授受するようになされている。
【０００３】
このような非接触ＩＣカードの中には、リーダライタから効率良く電力の供給を受けるために適切な共振周波数を適宜選択するようになされたものがあるが、ＩＣチップの消費電流が過大になって当該ＩＣチップの過大温度上昇を招いてしまうので、これを回避すべく、共振周波数あるいはＱ値を切換えるようになされたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開2005-11009公報
【０００４】
また一般的に非接触ＩＣカードにおいては、リーダライタに設けられているリーダライタ側アンテナの小型化に対して通信距離を伸ばすため、カード側アンテナを大型化する必要があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところでかかる構成の非接触ＩＣカードにおいては、図１０に示すように、通信対象となるリーダライタ側アンテナＲＷＡのアンテナサイズよりもカード側アンテナＣＤＡのアンテナサイズの方が大きい場合であって、リーダライタ側アンテナＲＷＡとカード側アンテナＣＤＡとの距離が近い場合、すなわちカード側アンテナＣＤＡがリーダライタ側アンテナＲＷＡの磁束の内側に位置するような場合、リーダライタ側アンテナＲＷＡの上向きの磁束Ｊ１と下向きの磁束Ｊ２を双方共に受けることになる。
【０００６】
このとき非接触ＩＣカードでは、上向きの磁束Ｊ１の磁束数と下向きの磁束Ｊ２の磁束数とが互いに相殺することになるため、カード側アンテナＣＤＡでは必要な電磁エネルギーを得ることが出来なかったり、必要なデータを取得出来ないといった問題が生じる。
【０００７】
一方、非接触ＩＣカードのカード側アンテナＣＤＡと、リーダライタ側アンテナＲＷＡとのアンテナサイズが同じであっても、アンテナ同士が密結合となって上述のような同じ問題が発生する可能性がある。
【０００８】
そこで、このような影響を少なくするためカード側アンテナＣＤＡをリーダライタ側アンテナＲＷＡよりも小さくすることが考えられるが、これでは非接触ＩＣカードとリーダライタとが遠距離になった場合、非接触ＩＣカードとリーダライタとの結合状態が弱まり、必要な電磁エネルギーを得ることができなかったり、必要なデータを取得出来ないという状況は変わらない。
【０００９】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、所定の通信対象機器との距離に応じた必要な電磁エネルギーを確実かつ効率的に得、かつ必要なデータを授受し得る非接触ＩＣカード、アンテナ動作切換方法及び携帯端末を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決するため本発明においては、所定の通信対象機器との間で無線通信用に設けられたアンテナ長の短い小型アンテナから得られる第１受信電圧と、無線通信用に設けられた小型アンテナよりもアンテナ長の長い大型アンテナから得られる第２受信電圧との合成電圧が所定の閾値電圧よりも大きいか小さいかを比較し、通信対象機器との距離に応じて変化する合成電圧が閾値電圧よりも大きいとき大型アンテナのアンテナ機能を停止させ、合成電圧が閾値電圧よりも小さいとき大型アンテナのアンテナ機能を動作させるアンテナ切換手段によって、大型アンテナのアンテナ機能を停止させるときの閾値電圧と、大型アンテナのアンテナ機能を動作させるときの閾値電圧との間で電圧差を設けるように制御するようにする。
【００１１】
これにより、通信対象機器との距離が近付いて合成電圧が高くなるときには閾値電圧を高く設定し、通信対象機器との距離が離れて合成電圧が低くなるときには閾値電圧を低く設定することができるので、大型アンテナのアンテナ機能を動作させるか停止させるかを通信対象機器との距離に応じて適応的に制御し、小型アンテナだけから、若しくは小型アンテナ及び大型アンテナの双方から通信対象機器との通信に必要な電磁エネルギーを確実かつ効率的に取得すると共に必要なデータを授受することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、大型アンテナのアンテナ機能を動作させるか停止させるかを通信対象機器との距離に応じて適応的に制御し、小型アンテナだけから、若しくは小型アンテナ及び大型アンテナの双方から通信対象機器との通信に必要な電磁エネルギーを確実かつ効率的に取得し得ると共に必要なデータを授受し得る非接触ＩＣカード、アンテナ動作切換方法及び携帯端末を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１４】
（１）非接触ＩＣカードの全体構成
図１において、１は全体として本発明における非接触ＩＣカードを示し、カード状本体１Ａのほぼ中央位置に、リーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡ（破線で示す）と無線通信するためであり、当該リーダライタ側アンテナＲＷＡよりもアンテナサイズの小さい（アンテナ長の短い）小型アンテナ２が設けられている。
【００１５】
また非接触ＩＣカード１は、そのカード状本体１Ａの外周側寄りの位置に、リーダライタ側アンテナＲＷＡと無線通信するためであり、当該リーダライタ側アンテナＲＷＡよりもアンテナサイズが大きく（アンテナ長が長い）、かつリーダライタ側アンテナＲＷＡとは少なくとも所定距離以上離された大型アンテナ３が設けられている。
【００１６】
この小型アンテナ２及び大型アンテナ３は、双方共にリーダライタ側アンテナＲＷＡの磁束の外側に位置されており、リーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡから電磁エネルギーを受信できるようになされている。
【００１７】
なお、小型アンテナ２及び大型アンテナ３は、互いにアンテナ巻き方向が逆向きになるように設けられており、これにより双方のアンテナに流れる電流の位相が逆になり、その結果、互いのアンテナが干渉する事態を回避し得るようになされている。
【００１８】
さらに非接触ＩＣカード１は、同一面上に配置された小型アンテナ２と大型アンテナ３との間にＩＣチップ４が設けられ、当該ＩＣチップ４と小型アンテナ２及び大型アンテナ３とが電気的に接続された構成を有している。
【００１９】
因みに、小型アンテナ２及び大型アンテナ３は例えば入退場管理装置における個人認証用や、いわゆるＥｄｙ（株式会社ソニーファイナンスインターナショナルの登録商標）等の電子マネー決済処理用のリーダライタに適したアンテナサイズが選定されているが、これに限るものではなく、改札口の入出管理用のリーダライタに適したアンテナサイズが選定されていても良い。
【００２０】
（２）非接触ＩＣカードの回路構成
図２に示すように非接触ＩＣカード１は、コイル状の小型アンテナ２に対して同調コンデンサＣ１が接続されることによりＬＣ並列共振回路が構成されていると共に、大型アンテナ３に対しても同調コンデンサＣ２が接続されることによりＬＣ並列共振回路が構成されており、いずれの同調コンデンサＣ１及びＣ２についてもその容量は基本的に同じ値であって、リーダライタ側アンテナＲＷＡから放射される所定周波数帯（例えば１３．５６[MHz]）の電磁波を共に受信し得るようになされている。
【００２１】
但し、大型アンテナ３には同調コンデンサＣ２に加えて、整流回路１１から供給される出力Ｓｖに従ってオンオフを切換えるための例えばＭＯＳ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)トランジスタ等でなるスイッチＳＷ１が設けられている。
【００２２】
従って大型アンテナ３は、アンテナ切換手段としてのスイッチＳＷ１がオン状態になると、当該大型アンテナ３の両端電位がグランドに落ちてしまうことになるため、アンテナ機能が停止する一方、アンテナ切換手段としてのスイッチＳＷ１がオフ状態になると、アンテナ機能が動作するようになされている。これに対して小型アンテナ２は、常時アンテナ機能が動作するようになされている。
【００２３】
この非接触ＩＣカード１は、小型アンテナ２及び大型アンテナ３の出力端がそれぞれ整流回路１１に接続され、双方の小型アンテナ２及び大型アンテナ３を介して受信して得られた電磁波を整流回路１１内で検波整流し、その検波整流結果をレギュレータ１２及び復調器１３へ送出する。
【００２４】
レギュレータ１２は、整流回路１１から供給された検波整流結果の電磁エネルギーに基づいて安定化した駆動電圧を生成し、後段のシーケンサ１５へ供給することにより、当該シーケンサ１５を動作させるようになされている。
【００２５】
復調器１３は、整流回路１１の検波整流結果を基に復調処理することにより、リーダライタ（図示せず）からのデータを復元し、これをシーケンサ１５へ供給する。シーケンサ１５は、ＲＯＭ(Read Only Memory)１６から読み出したシーケンスプログラム等に従って、復調器１３によって復元されたデータに対して所定の処理を施す。
【００２６】
一方、シーケンサ１５は、リーダライタ（図示せず）へ送信すべきデータを変調回路１４へ送出し、当該変調回路１４によって当該データに対して所定の変調処理を施させ、その結果得られる変調データを整流回路１１経由で小型アンテナ２及び大型アンテナ３を介してリーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡへ送信するようになされている。
【００２７】
続いて、整流回路１１の内部構成について説明する。図３に示すように非接触ＩＣカード１では、小型アンテナ２の同調コンデンサＣ１に対して整流回路１１内の整流ダイオードＤ１が接続され、かつ大型アンテナ３の同調コンデンサＣ２に対してもスイッチＳＷ１を介して整流回路１１内の整流ダイオードＤ２が接続され、その双方の整流ダイオードＤ１及びＤ２の出力端が接続されている。
【００２８】
この整流回路１１では、整流ダイオードＤ１を介して得られる第１受信電圧及び整流ダイオードＤ２を介して得られる第２受信電圧の合成結果が抱絡線検波用に設けられた抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ３からなる検波回路２０に供給されるようになされており、当該検波回路２０の出力端が比較手段として用いられるコンパレータ２１の一方の入力端に接続されている。
【００２９】
このコンパレータ２１は、他方の入力端が所定の基準電圧ｖｂを有する電源Ｖに接続されており、検波回路２０の出力と、基準電圧ｖｂとを比較した結果得られる比較出力Ｓ１（Ｈｉ又はＬｏ）をスイッチＳＷ１及び制御回路１０へ供給するようになされている。なお、電源Ｖとしては、その基準電圧を調整することが可能であり、制御手段として用いられる制御部１０からの出力Ｓｖに従って基準電圧ｖｂを変化させ得るようになされている。
【００３０】
（３）アンテナの切換制御
続いて、非接触ＩＣカード１の小型アンテナ２及び大型アンテナ３に対するオンオフ切換え制御について説明する。
【００３１】
この非接触ＩＣカード１の制御部１０は、電源Ｖの基準電圧ｖｂを初期値の１０[V]に設定しており、リーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡと非接触ＩＣカード１の小型アンテナ２及び大型アンテナ３とにおけるアンテナ間距離が所定間隔以上離れている場合、小型アンテナ２及び大型アンテナ３を双方共にアンテナ機能が動作している状態であっても、検波回路２０から得られる例えば合成電圧ｖ１（６[V]）が電源Ｖの基準電圧ｖｂ（１０[V]）よりも低い状態となり、その結果コンパレータ２１からローの比較出力Ｓ１（Ｌｏ）を制御部１０及びスイッチＳＷ１へ供給することになる。
【００３２】
このとき制御部１０は、コンパレータ２１からローの比較出力Ｓ１（Ｌｏ）を得ているので、電源Ｖの基準電圧ｖｂ（１０[V]）を変化させることはない。またスイッチＳＷ１についても、コンパレータ２１からローの比較出力Ｓ１（Ｌｏ）の供給を受けた状態のであるためオフ状態を保つことになり、大型アンテナ３のアンテナ機能を動作させたまま維持するようになされている。
【００３３】
この状態で非接触ＩＣカード１は、リーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡに所定距離未満の間隔にまで近付けられていくと、図４に示すように、小型アンテナ２及び大型アンテナ３から得られる電磁エネルギーが次第に増大し、いずれ検波回路２０から得られる合成電圧ｖ１（１０．１[V]）が基準電圧ｖｂ（１０[V]）よりも高くなり、その結果コンパレータ２１からハイの比較出力Ｓ１（Ｈｉ）を制御部１０及びスイッチＳＷ１へ供給することになる。
【００３４】
このときスイッチＳＷ１は、コンパレータ２１からハイの比較出力Ｓ１（Ｈｉ）を得たので、オフ状態からオン状態へ切換え、大型アンテナ３のアンテナ機能を停止するようになされている。
【００３５】
これにより非接触ＩＣカード１は、大型アンテナ３のアンテナ機能を停止させたことにより、リーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡに近付けられたことに伴って、不要な電力をレギュレータ１２を介してシーケンサ１５へ供給したり、そのことによる無駄な発熱がＩＣチップ４に生じることを防止し得るようになされている。
【００３６】
また、このとき制御部１０は、コンパレータ２１からハイの比較出力Ｓ１（Ｈｉ）を得たので、現時点における電源Ｖの基準電圧ｖｂを１０[V]から３[V]へ変化させるようになされている。
【００３７】
即ち図５に示すように、制御部１０は非接触ＩＣカード１がリーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡに近付けられると、コンパレータ２１からハイの比較出力（Ｈｉ）が得られるので、そのことに応じて基準電圧ｖｂを大幅に下げることになる。
【００３８】
続いて図６に示すように、この状態の非接触ＩＣカード１では、リーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡとの距離が近いので、大型アンテナ３のアンテナ機能が動作しておらず、小型アンテナ２だけから電磁エネルギーに応じた合成電圧ｖ１を得ることになり、その合成電圧ｖ１の電圧レベルが次第に低下して最終的には５[V]程度になる。
【００３９】
但し、このときであってもコンパレータ２１は、制御部１０の制御により電源Ｖの基準電圧ｖｂが３[V]に下げられているので、小型アンテナ２だけから得られる合成電圧ｖ１の電圧レベル（５[V]）と基準電圧ｖｂ（３[V]）との比較結果としてハイの比較出力Ｓ１（Ｈｉ）を未だ出力し続けるようになされている。
【００４０】
このように非接触ＩＣカード１は、リーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡと所定距離未満に近付けられた状態になると、大型アンテナ３のアンテナ機能を停止させ、小型アンテナ２のアンテナ機能だけを動作させるようになるが、その状態であっても小型アンテナ２だけから得られる合成電圧ｖ１の電圧レベル（５[V]）が電源Ｖの基準電圧ｖｂ（３[V]）よりも大きい状態を維持し得るようになされている。
【００４１】
これにより非接触ＩＣカード１は、リーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡと所定距離未満に近付けられた場合、大型アンテナ３を用いることなく、小型アンテナ２だけで得られる合成電圧ｖ１の電圧レベル（５[V]）に対応した必要十分な電磁エネルギーをレギュレータ１２へ供給し得るようになされている。
【００４２】
ところで、この状態からリーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡから非接触ＩＣカード１が所定距離以上離されると、当該非接触ＩＣカード１では図７に示すように、小型アンテナ２だけから得られる合成電圧ｖ１の電圧レベルが次第に低下し、当該電圧レベル（２．９[V]）が電源Ｖの基準電圧ｖｂ（３[V]）よりも低くなり、その結果としてコンパレータ２１からローの比較出力Ｓ１（Ｌｏ）をスイッチＳＷ１及び制御部１０へ出力することになる。
【００４３】
このときスイッチＳＷ１は、コンパレータ２１からローの比較出力Ｓ１（Ｌｏ）を得たので、オン状態からオフ状態へ切換え、大型アンテナ３のアンテナ機能を再度動作させるようになされている。
【００４４】
また、このとき制御部１０は、コンパレータ２１からローの比較出力Ｓ１（Ｌｏ）を得たので、電源Ｖの基準電圧ｖｂを３[V]から１０[V]へ再度戻すようになされている。
【００４５】
即ち図８に示すように、制御部１０は非接触ＩＣカード１がリーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡから所定距離以上離れると、コンパレータ２１からローの比較出力（Ｌｏ）が得られるので、そのことに応じて基準電圧ｖｂを以前の状態に戻すべく大幅に上げることになる。
【００４６】
図９に示すように、非接触ＩＣカード１では、大型アンテナ３のアンテナ機能が再度動作するようになったので、小型アンテナ２及び大型アンテナ３の双方からの電磁エネルギーに応じた合成電圧ｖ１（６[V]）を得るようになるが、電源Ｖの基準電圧ｖｂが１０[V]に戻されているためコンパレータ２１からはローの比較出力Ｓ１（Ｌｏ）を出力し続けることになる。
【００４７】
このように非接触ＩＣカード１は、リーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡと所定距離以上に離された状態になると、小型アンテナ２に加えて大型アンテナ３についてもそのアンテナ機能を動作させるようになるが、その場合であっても小型アンテナ２及び大型アンテナ３から得られる合成電圧ｖ１の電圧レベル（６[V]）が電源Ｖの基準電圧ｖｂ（１０[V]）よりも小さい状態を維持し得るようになされている。
【００４８】
これにより非接触ＩＣカード１は、リーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡと所定距離以上に離された場合であっても、小型アンテナ２及び大型アンテナ３の双方をアンテナとして動作させ、小型アンテナ２及び大型アンテナ３から得られる合成電圧ｖ１の電圧レベル（６[V]）に対応した必要十分な電磁エネルギーをレギュレータ１２へ供給し得るようになされている。
【００４９】
その後、非接触ＩＣカード１は、リーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡとの距離が近付けられていくと、小型アンテナ２及び大型アンテナ３による合成電圧ｖ１が電源Ｖの基準電圧ｖｂよりも大きくなり、図４に示した状態になり、以降上述した処理を繰り返すことになる。
【００５０】
（４）動作及び効果
以上の構成において、非接触ＩＣカード１では制御部１０がコンパレータ２１によるハイの比較出力Ｓ１又はローの比較出力Ｓ１に応じてスイッチＳＷ１のオンオフ状態を切換えると共に、大型アンテナ３のアンテナ機能を停止させるときの閾値電圧として用いられる電源Ｖの基準電圧ｖｂ（１０[V]）と、大型アンテナ３のアンテナ機能を動作させるときの閾値電圧として用いられる電源Ｖの基準電圧ｖｂ（３[V]）との間で電圧差を設けるように制御する。
【００５１】
これにより非接触ＩＣカード１は、リーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡと所定距離未満に近付いて小型アンテナ２及び大型アンテナ３の双方共にアンテナ機能が動作している場合、コンパレータ２０からハイの比較出力Ｓ１（Ｈｉ）が出力されたことに応じてスイッチＳＷ１をオフ状態からオン状態に切換えることにより、大型アンテナ３のアンテナ機能を停止させ、小型アンテナ２のアンテナ機能だけを動作させることができるので、必要以上の合成電圧ｖ１をレギュレータ１２へ供給することによる無駄な発熱が生じることを防止し、ＩＣチップ４の破損を未然に回避することができる。
【００５２】
また、このとき非接触ＩＣカード１は、コンパレータ２１の閾値電圧として用いられる電源Ｖの基準電圧ｖｂを１０[V]から３[V]へ切換えることにより、リーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡと所定距離未満に近付いている状態で、小型アンテナ２だけによる最小電圧レベルの合成電圧ｖ１（５[V]）が得られている間、コンパレータ２１からハイの比較出力Ｓ１（Ｈｉ）を常に出力させ、大型アンテナ３のアンテナ機能を停止させたままリーダライタからの電力供給及びデータ受信を安定した状態で実行することができる。
【００５３】
そして非接触ＩＣカード１は、この状態でリーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡと所定距離以上離れることになると、小型アンテナ２だけによる合成電圧ｖ１が次第に下がって電源Ｖの基準電圧ｖｂ（３[V]）よりも低くなり、コンパレータ２１からローの比較出力（Ｌｏ）が出力されたことに応じてスイッチＳＷ１をオン状態からオフ状態に切換え、大型アンテナ３のアンテナ機能を再度動作させることになる。
【００５４】
但し、このとき非接触ＩＣカード１は、電源Ｖの基準電圧ｖｂが１０[V]から３[V]に切換えられているので、リーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡと所定距離以上離れない限り、スイッチＳＷ１をオフ状態に切り換えることはなく、大型アンテナ３のアンテナ機能が動作することもないので、小型アンテナ２及び大型アンテナ３の双方が動作することによる無駄な発熱を防止し、ＩＣチップ４の破損を未然に回避することができる。
【００５５】
これに対して非接触ＩＣカード１は、リーダライタとの距離が所定距離以上離れた場合には、スイッチＳＷ１をオン状態からオフ状態に切換え、大型アンテナ３のアンテナ機能を再度動作させ、小型アンテナ２及び大型アンテナ３による高い電圧レベルの合成電圧ｖ１を得ることができるので、当該リーダライタからの電力供給及びデータ受信を安定した状態で実行することができる。
【００５６】
そして非接触ＩＣカード１は、このときもコンパレータ２１の閾値電圧として用いられる電源Ｖの基準電圧ｖｂを３[V]から１０[V]へ戻すことにより、リーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡと所定距離未満に近付くまでは、小型アンテナ２及び大型アンテナ３の双方による合成電圧ｖ１（６[V]）が得られ続けているため、リーダライタとの距離が所定距離以上離れている場合でも、リーダライタからの電力供給及びデータ受信を安定した状態で実行することができる。
【００５７】
ところで非接触ＩＣカード１では、本願発明のように電源Ｖの基準電圧ｖｂを切換える構成ではなく、基準電圧ｖｂを１０[V]のまま固定していたときのことを考える。このような場合、非接触ＩＣカード１は、リーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡと所定距離未満に近付いたときには、小型アンテナ２及び大型アンテナ３の双方による合成電圧ｖ１が基準電圧ｖｂよりも大きくなると、コンパレータ２１によるハイの比較出力Ｓ１によって大型アンテナ３のアンテナ機能を停止するが、そうすると次は小型アンテナ２だけの合成電圧ｖ１が基準電圧ｖｂよりもいずれ小さくなってコンパレータ２１によるローの比較出力Ｓ１によって大型アンテナ３のアンテナ機能を再度動作させることになり、大型アンテナ３のアンテナ機能を短時間に交互に繰り返すことになって動作が安定しないだけでなく、ノイズの原因となったりＩＣチップ４の故障につながりかねない。
【００５８】
しかしながら本願発明の非接触ＩＣカード１では、リーダライタとの距離が所定距離以上離れた場合でも、と所定距離未満に近付いたときでも、小型アンテナ２のアンテナ機能だけを動作させるようになされており、上述のよう事態を引起す可能性が皆無であり、安定した動作を保証することができる。
【００５９】
さらに非接触ＩＣカード１は、リーダライタ側アンテナＲＷＡよりも小さい小型アンテナ２については常時アンテナ機能を動作させる一方、リーダライタ側アンテナＲＷＡよりも大きな大型アンテナ３については当該リーダライタ側アンテナＲＷＡとが所定距離未満に近付いたときにはそのアンテナ機能を停止することができるので、リーダライタ側の金属部分による電磁波の反射による渦電流の電波干渉を低減し、リーダライタから必要な合成電圧ｖ１を確実に得、またリーダライタからのデータを安定した状態で受信することができる。
【００６０】
以上の構成によれば、非接触ＩＣカード１はリーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡとの距離に拘わらず、常に安定した状態でリーダライタから必要な合成電圧ｖ１の供給を受けることが出来ると共に、リーダライタとの間で必要なデータを確実に授受することができる。
【００６１】
（５）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、非接触ＩＣカード１とリーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡとの距離に応じて、制御部１０により電源Ｖの基準電圧ｖｂを１０[V]から３[V]、３[V]から１０[V]へ変化させることにより、大型アンテナ３のアンテナ機能を動作にさせるか停止にさせるかを調整するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、制御部１０を用いることなく、コンパレータ２１の代わりに、いわゆるオフセットコンパレータを用いるようにしても良い。
【００６２】
このオフセットコンパレータは、基準電圧ｖｂ（１０[V]）を固定したまま、比較対象の合成電圧ｖ１との電圧差が例えば７[V]以上発生しない限り、ローの比較出力Ｓ１（Ｌｏ）を出力しないような構成である。従って、オフセットコンパレータが用いられた非接触ＩＣカード１では、基準電圧ｖｂを可変させることが出来ない電源を用いることが出来ると共に、制御部１０が不要になり、その構成を簡素化することができる。
【００６３】
この場合、オフセットコンパレータは、リーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡと所定距離以上離れて合成電圧ｖ１と基準電圧ｖｂとの電圧差が７[V]以上になると、ローの比較出力Ｓ１（Ｌｏ）をスイッチＳＷ１に供給し、大型アンテナ３のアンテナ機能を動作させ、リーダライタのリーダライタ側アンテナＲＷＡと所定距離未満に近付いて合成電圧ｖ１と基準電圧ｖｂとの電圧差が７[V]未満になると、ハイの比較出力Ｓ１（Ｈｉ）をスイッチＳＷ１に供給し、大型アンテナ３のアンテナ機能を停止させるようになされている。
【００６４】
また上述の実施の形態においては、本発明を非接触ＩＣカード１に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その筐体背面に小型アンテナ２、大型アンテナ３及びＩＣチップ４を埋め込むことにより構成された無線ＩＣチップ対応携帯電話機、携帯型ゲーム機、ディジタルカメラ、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)等のその他種々の携帯端末に適用するようにしても良い。
【００６５】
さらに上述の実施の形態においては、小型アンテナ２及び大型アンテナ３のアンテナ巻き方向が逆向きになるように設けられているようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、双方のアンテナに流れる電流の位相が同相になっても互いのアンテナが問題になるほど干渉しないのであれば、アンテナ巻き方向が同じ向きになるように設けられていても良い。
【００６６】
さらに上述の実施の形態においては、コンパレータ２１が合成電圧ｖ１と比較する電源Ｖの基準電圧ｖｂを閾値電圧として３[V]、１０[V]に切換えるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、動作環境等に応じて閾値電圧の電圧値としてはその他種々の閾値電圧を用いるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の非接触ＩＣカード、アンテナ動作切換方法及び携帯端末は、例えば非接触ＩＣ(Integrated Circuit)カードや無線ＩＣチップ対応携帯端末以外の非接触無線通信機能を持った種々の電子機器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明における非接触ＩＣカードの全体構成を示す略線図である。
【図２】非接触ＩＣカードの回路構成を示す略線的ブロック図である。
【図３】整流回路の内部構成を示す略線的回路図である。
【図４】アンテナの切換制御（１）の説明に供する略線図である。
【図５】リーダライタに近付いた場合の基準電圧の変化の説明に供する略線図である。
【図６】アンテナの切換制御（２）の説明に供する略線図である。
【図７】アンテナの切換制御（３）の説明に供する略線図である。
【図８】リーダライタから離れた場合の基準電圧の変化の説明に供する略線図である。
【図９】アンテナの切換制御（４）の説明に供する略線図である。
【図１０】従来の非接触ＩＣカードにおける問題点の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
【００６９】
１……非接触ＩＣカード、２……小型アンテナ、３……大型アンテナ、４……ＩＣチップ、１０……制御部、１１……整流回路、１２……レギュレータ、１３……復調器、１４……変調回路、１５……シーケンサ、１６……ＲＯＭ、２０……検波回路、２１……コンパレータ。
【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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【図９】
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【図１０】
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