JP4832582B2 - 近距離無線通信装置、携帯電話端末 - Google Patents

Description

本発明は、例えばいわゆる非接触ＩＣカードリーダライタとの間で情報通信を行う近距離無線通信装置、及び、その近距離無線通信装置を備えた携帯電話端末に関する。

近年、ＲＦＩＤ（Radio Frequency-Identification：電波方式認識）回路を内蔵した非接触ＩＣカード（以下、ＲＦＩＤカードと呼ぶ。）は、利用者の使い勝手が良いこと、耐久性が優れていること、複数カードへの同時アクセスが可能であること、メンテナンス性が良いこと、などの利点を活かし、例えば電車の乗車券やプリペイドカードとして普及しつつある。

また最近は、上記ＲＦＩＤカードを搭載した携帯電話端末も商品化されており、当該携帯電話端末に搭載されたＲＦＩＤカードと、例えば店舗等に設けられている非接触ＩＣカードリーダライタ（以下、ＲＦＩＤカードリーダライタと呼ぶ。）との間で電子的に金銭情報の送受を行うことによって、その店舗等での買い物における精算も可能となっている。

以下、携帯電話端末等のモバイル端末に搭載されたＲＦＩＤカードと店舗等に備えられているＲＦＩＤカードリーダライタとからなるＲＦＩＤシステムにおける通信動作の流れを説明する。なお、ここでは、ＲＦＩＤシステムの一具体例としていわゆるフェリカ（Felica：商標）システムにおける通信動作の流れを挙げている。

先ず、ＲＦＩＤシステムにおいて、図示を省略しているＲＦＩＤカードリーダライタは、常に搬送波を送出しており、ポーリング（polling）コマンドを送出し続けている。

ここで、ＲＦＩＤカードを搭載している携帯電話端末が上記ＲＦＩＤカードリーダライタに近接した場合、当該携帯電話端末に搭載されているＲＦＩＤカードは、上記ＲＦＩＤカードリーダライタから送出されている搬送波を受けて起動する。また、ＲＦＩＤカードは、ＲＦＩＤカードリーダライタから送出されているポーリングコマンドを受信すると、当該受信したポーリングコマンドが、自カード内にインストールされているサービスに対応したものであるか否かを判断し、当該サービスに対応している場合にのみ、ＲＦＩＤカードリーダライタへレスポンスを返す。

次に、上述のようにＲＦＩＤカードからＲＦＩＤカードリーダライタへレスポンスが返された時、ＲＦＩＤカードリーダライタとＲＦＩＤカードとの間では相互認証が行われ、その後、必要に応じて、ＲＦＩＤカードリーダライタがＲＦＩＤカード内のデータの読み書きを行う。

そして、上述の一連の処理が正常に終了した場合、ＲＦＩＤカードリーダライタは、当該ＲＦＩＤシステムにおいて予め決められている所定の方法により、上記一連の処理が正常に終了したことをユーザに通知する。なお、上記一連の処理が正常に終了したことをユーザに通知するための所定の方法としては、例えば、ＲＦＩＤカードリーダライタに接続されているスピーカから所定の報知音を鳴らす方法や、ＲＦＩＤカードリーダライタに接続されているディスプレイ装置の画面上に所定の表示を行う方法などがある。

図４には、ＲＦＩＤカードのトランスポンダ部分の概略構成を示す。

この図４において、ループアンテナ部１０１は、図示しないＲＦＩＤカードリーダライタから送出される周波数が１３．５６ＭＨｚの搬送波を受信し、アンテナ端子１０１ａ，１０１ｂ間に当該搬送波の磁界変化に応じた波形の電位差を発生させる。当該アンテナ端子１０１ａ，１０１ｂは、ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ（Large Scale Integration）１１０と接続されている。

また、上記アンテナ端子１０１ａ，１０１ｂとＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１１０との間には同調用コンデンサ１０２が接続されている。当該同調用コンデンサ１０２は、上記ループアンテナ部１０１の持つインダクタンス成分と合わせて１３．５６ＭＨｚの共振周波数を得るためのコンデンサである。

また、アンテナ端子１０１ｂとＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１１０との間には、整流ダイオード１０３が接続されている。当該整流ダイオード１０３は、上記ループアンテナ部１０１上の電圧波形をグランド（ＧＮＤ）よりもプラス側にシフトさせることで、単電源で動作するＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１１０にとって扱いやすくするためのダイオードである。当該整流ダイオード１０３は、上記ループアンテナ部１０１が受信した搬送波から直流（ＤＣ）電源を抽出する目的にも使用されている。

ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１１０は、いわゆるＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調されている上記ＲＦＩＤカードリーダライタからの搬送波から２１２ｋＨｚの信号成分を取り出すための復調を行う受信回路１１２と、送信信号の変調を行う送信回路１１３と、負荷スイッチング用のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）回路１１４と、クロック抽出回路及び無線通信プロトコルの上位レイヤを実現するＭＰＵ（Micro Processing Unit）１１５と、図示しない不揮発性メモリ等が内蔵されたＬＳＩである。なお、当該ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１１０には、負荷変調率調整用の抵抗１０４も接続されている。

また、当該ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１１０のイネーブル入力端子には、ロック信号入力端子１０５を介してＲＦＩＤカード機能を停止若しくは動作状態とするためのロック信号（機能停止時はローレベル）が供給されるようになっている。

なお、特開２００４−２６６７２９号の公開特許公報（特許文献１）には、非接触型ＩＣカードを内蔵した携帯通信端末において、リーダ／ライタ装置と非接触型ＩＣカードとが近接し、リーダ／ライタ装置からのキャリア信号により非接触型ＩＣカードに発生する誘起電圧が所定電圧以上になった時、当該携帯電話端末内のＣＰＵ（Central Processing Unit）が例えばＬＥＤ（発光ダイオード）を黄色に点灯させることにより、上記非接触型ＩＣカードとリーダ／ライタとの間の距離が通信可能距離に達したことをユーザに通知し、次いで、リーダ／ライタからの開始コマンドを非接触型ＩＣカードが受信した時、当該携帯電話端末内のＣＰＵがＬＥＤを例えば青色に点灯させることにより、非接触型ＩＣカードとリーダ／ライタとの間の通信処理が開始されたことをユーザに通知し、さらに、リーダ／ライタと非接触型ＩＣカードとの間にてデータ通信が行われている時、当該携帯電話端末内のＣＰＵがＬＥＤを例えば青色に点滅させることにより、非接触型ＩＣカードとリーダ／ライタとの間でデータ通信が行われていることをユーザに通知する技術が開示されている。

特開２００４−２６６７２９号公報（図１）

ところで、従来のＲＦＩＤシステムでは、上述したように、一連の処理が正常に終了した場合に、その旨をユーザに通知するようになされているため、以下にような問題が発生する。

例えば、ＲＦＩＤ機能が停止状態にロックされていることで通信が確立できていない場合、従来のＲＦＩＤシステムは、ＲＦＩＤカードリーダライタとＲＦＩＤカードは共に無応答のままとなる。すなわち、携帯通信端末に搭載されている非接触ＩＣカードの機能が停止状態にロックされている場合、言い換えると、非接触ＩＣカード内のＭＰＵが動作できない状態、或いは、携帯通信端末のＣＰＵが非接触ＩＣカード機能に関する処理を実行できない状態になされている場合には、上記ユーザへの報知を行うことができない。このようにＲＦＩＤシステムが無応答になってしまっている場合、ユーザは、直ぐには事態を把握することができず、ＲＦＩＤ機能が停止状態にロックされていることで無応答になっていることを認識するまでに時間がかかってしまう。したがって、例えば駅の自動改札機にＲＦＩＤシステムが導入されているような場合において、そのような無応答状態が発生したとすると、利用者が自動改札機を通過するのに手間取ってしまい、当該自動改札機付近で利用者の流れが滞ってしまうことになる。また例えば、売店レジにＲＦＩＤシステムが導入されているような場合には、売店レジでの精算がスムーズに行えずレジ付近で混雑が発生してしまうことになる。

本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、例えば非接触ＩＣカード機能が停止状態にロックされている場合でも、その旨をユーザに対して確実に知らせることもできる近距離無線通信装置及び携帯電話端末を提供することを目的とする。

本発明の近距離無線通信装置は、近距離無線通信用のアンテナと近距離無線通信のための送受信信号処理を行う通信信号処理部とを備えた近距離無線通信装置であり、アンテナが受信して通信信号処理部へ入力する搬送波をコンデンサにより平滑化することにより搬送波強度に応じた直流電位を検出する磁界強度検出部と、アノードが内部電源に接続されカソードがスイッチング用電界効果トランジスタに接続された発光ダイオードを備え、スイッチング用電界効果トランジスタがオンされて発光ダイオードが発光することで、近距離無線通信の機能が停止状態にロックされていることを利用者に対して報知するためのロック報知部と、近距離無線通信の機能が停止状態にロックされているか否かを示すロック信号レベルと磁界強度検出部からの直流電位との論理演算に基づいて、スイッチング用電界効果トランジスタをオン／オフ駆動するロック報知信号発生部とを有することにより、上述した課題を解決する。

また、本発明の携帯電話端末は、近距離無線通信用のアンテナと近距離無線通信のための送受信信号処理を行う通信信号処理部とを有する近距離無線通信部を備えた携帯電話端末であり、近距離無線通信部は、アンテナが受信して通信信号処理部へ入力する搬送波をコンデンサにより平滑化することにより搬送波強度に応じた直流電位を検出する磁界強度検出部と、アノードが内部電源に接続されカソードがスイッチング用電界効果トランジスタに接続された発光ダイオードを備え、スイッチング用電界効果トランジスタがオンされて発光ダイオードが発光することで、近距離無線通信の機能が停止状態にロックされていることを利用者に対して報知するためのロック報知部と、近距離無線通信の機能が停止状態にロックされているか否かを示すロック信号レベルと磁界強度検出部からの直流電位との論理演算に基づいて、スイッチング用電界効果トランジスタをオン／オフ駆動するロック報知信号発生部とを有することにより、上述した課題を解決する。

すなわち、本発明によれば、近距離無線通信の機能が停止状態にロックされているか否かを示すロック信号レベルと磁界強度検出部からの直流電位との論理演算に基づいて、スイッチング用電界効果トランジスタをオン／オフ駆動するようになされており、アノードが内部電源に接続されカソードがスイッチング用電界効果トランジスタに接続された発光ダイオードを、スイッチング用電界効果トランジスタのオンにより発光させることで、近距離無線通信の機能が停止状態にロックされていることを利用者に報知可能となされている。

本発明によれば、近距離無線通信の機能が停止状態にロックされているか否かを示すロック信号レベルと磁界強度検出部からの直流電位との論理演算に基づいて、スイッチング用電界効果トランジスタをオン／オフ駆動するようになされており、アノードが内部電源に接続されカソードがスイッチング用電界効果トランジスタに接続された発光ダイオードを、スイッチング用電界効果トランジスタのオンにより発光させることで、近距離無線通信の機能が停止状態にロックされていることを利用者に報知できるため、例えば非接触ＩＣカード機能が停止状態にロックされている場合、その旨をユーザに対して確実に知らせることが可能である。

本発明実施形態の近距離無線通信装置の構成を示す回路図である。 調光用発振回路から直流電位／デューティ比変換回路の間における各部の動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明実施形態の近距離無線通信装置を備えた携帯電話端末の概略的な内部構成を示すブロック図である。 従来のＲＦＩＤカードのトランスポンダ部分の構成を示す回路図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。

なお、以下の説明では、本発明の近距離無線通信装置及び携帯電話端末の一実施形態として、ＲＦＩＤカードを搭載した携帯電話端末を例に挙げている。勿論、ここで説明する内容はあくまで一例であり、本発明はこの例に限定されないことは言うまでもない。

〔内部回路構成の概略〕
図１には、一般的なＲＦＩＤカードのトランスポンダ部分に、本発明にかかる回路構成を設けた本発明実施形態の近距離無線通信装置の概略構成を示す。

本実施形態の近距離無線通信装置は、図示しないＲＦＩＤカードリーダライタからの搬送波を検出した時に例えば青色の光を点灯させる第１の点灯制御機能と、搬送波による磁界強度が大きくなるにつれて例えば青色光の輝度を低下させると同時に例えば緑色光の輝度を高めるように点灯させ、逆に、搬送波による磁界強度が小さくなるにつれて青色光の輝度を高めると同時に緑色光の輝度を低下させるように点灯させる第２の点灯制御機能と、ＲＦＩＤカードリーダライタとの間で通信が行われている時には上記第２の点灯制御機能により点灯している青色光と緑色光を点滅させる第３の点灯制御機能と、ＲＦＩＤカード機能が停止状態にロックされているときには上記搬送波の強度によらずに青色光と緑色光を共に消灯する一方で赤色光を点灯させる第４の点灯制御機能とを有している。そして、本実施形態の近距離無線通信装置は、それら第１〜第４の点灯制御機能を実行するための構成として、赤色ＬＥＤ２４，青色ＬＥＤ２５，緑色ＬＥＤ２６の３色ＬＥＤからなる表示部と、搬送波の磁界強度を青色ＬＥＤ２５と緑色ＬＥＤ２６の輝度に変換するための磁界強度／輝度変換部２２と、青色ＬＥＤ２５と緑色ＬＥＤ２６を点滅させるための点滅発生回路部２１と、磁界強度／輝度変換部２２と点滅発生回路部２１の機能を結合するための機能合成部２３とを備えている。

ここで、上記３色ＬＥＤからなる表示部は、当該ＲＦＩＤカードが通信可能な状態になっているかどうか、及び、ＲＦＩＤカードとＲＦＩＤカードリーダライタとの間の距離が適切であるかどうか、及び、ＲＦＩＤカードとＲＦＩＤカードリーダライタとの間で通信が行われているかどうか等の通信状態を、ユーザに通知するための表示装置である。

上記磁界強度／輝度変換部２２は、上記表示部の３色ＬＥＤの点灯の仕方を決定するための回路部であり、ループアンテナ部１が受信している搬送波の磁界強度に応じて、ＬＥＤの輝度を変化させる機能を有している。すなわち本実施形態の場合、上記磁界強度／輝度変換部２２は、搬送波が弱いときには青色ＬＥＤ２５の輝度を高くすると同時に緑色ＬＥＤ２６の輝度を低い状態とし、一方、搬送波が強まるにつれて徐々に緑色ＬＥＤ２６の輝度を高くすると同時に青色ＬＥＤ２５の輝度を低くするような点灯制御を行う。これにより、例えばＲＦＩＤカードをＲＦＩＤカードリーダライタへ徐々に近づけることで搬送波が徐々に強まるような場合、ユーザからみた表示部の表示状態は、段々とＬＥＤの色が青→青緑→緑に変化していくように見えることになる。なお、本実施形態において、搬送波強度と色との関係は、一例であり、使用するＬＥＤの色を変えれば、上記搬送波強度と色との関係を自由に変更することができる。

上記点滅発生回路部２１は、上記磁界強度／輝度変換部２２と同様、３色ＬＥＤ表示部の点灯の仕方を決定するための回路部であり、ＲＦＩＤリーダライタとＲＦＩＤカードとの間で通信が行われているときに、磁界強度／輝度変換部２２にて決定される発光色で点灯しているＬＥＤを点滅させる機能を有している。本実施形態において、当該点滅発生回路部２１は、ＲＦＩＤリーダライタとＲＦＩＤカードとの間で通信が行われているか否かの判定は、ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０に内蔵されている負荷スイッチング用ＦＥＴ１４の動作を監視すること、具体的には負荷変調率調整用の抵抗４の波形レベルを検出することにより行う。

上記機能合成部２３は、磁界強度／輝度変換部２２と点滅発生回路部２１によるＬＥＤの点灯制御を、同一ＬＥＤ（青色ＬＥＤ２５と緑色ＬＥＤ２６）に対して行うための論理回路である。この機能合成部２３により上記磁界強度／輝度変換部２２と点滅発生回路部２１によるＬＥＤの点灯制御を結合することにより、ＲＦＩＤリーダライタとＲＦＩＤカードとの間で通信が行われている時に、例えばＲＦＩＤカードをＲＦＩＤカードリーダライタへ徐々に近づけたり遠ざけたりした場合、ユーザからみた表示部の表示状態は、ＬＥＤの色が変化しつつ点滅するように見えることになる。

〔内部回路構成の詳細〕
以下、図１の各構成要素について詳細に説明する。

先ず、ＲＦＩＤカードのトランスポンダ部分について説明する。

ループアンテナ部１は、図示しないＲＦＩＤカードリーダライタから送出される周波数が１３．５６ＭＨｚの搬送波を受信し、アンテナ端子１ａ，１ｂ間に当該搬送波の磁界変化に応じた波形の電位差を発生させる。当該アンテナ端子１ａ，１ｂは、ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０と接続されている。

アンテナ端子１ｂとＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０との間には、整流ダイオード３が接続されている。当該整流ダイオード３は、上記ループアンテナ部１上の電圧波形をグランド（ＧＮＤ）よりもプラス側にシフトさせることで、単電源で動作するＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０にとって扱いやすくするためのダイオードである。当該整流ダイオード３は、上記ループアンテナ部１が受信した搬送波から直流（ＤＣ）電源を抽出する目的にも使用されている。

ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０は、いわゆるＡＳＫ変調されている上記ＲＦＩＤカードリーダライタからの搬送波から２１２ｋＨｚの信号成分を取り出すための復調を行う受信回路１２と、送信信号の変調を行う送信回路１３と、負荷スイッチング用のＦＥＴ回路１４と、クロック抽出回路及び無線通信プロトコルの上位レイヤを実現するＭＰＵ１５と、図示しない不揮発性メモリ等が内蔵されたＬＳＩである。なお、当該ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０には、負荷変調率調整用の抵抗４も接続されている。

また、当該ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０のイネーブル入力端子には、図示しないコントローラから、ＲＦＩＤカード機能を停止か若しくは動作状態とするため、つまりＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０をディセーブル状態か若しくはイネーブル状態にするためのロック信号がロック信号入力端子５を介して供給されるようになっている。なお、本実施形態の近距離無線通信装置が携帯電話端末に設けられている場合、上記ロック信号を供給するコントローラは、当該携帯電話端末のＣＰＵ等となる。また、本実施形態では、上記ロック信号がローレベルであるときに、ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０は停止（ディセーブル）状態となされ、ハイレベルであるときに動作（イネーブル）状態となされる。

次に、上記ＲＦＩＤカードのトランスポンダ部分に付加された、上述した第１〜第４の点灯制御機能を実行するための各構成について説明する。

３色ＬＥＤからなる表示部において、赤色ＬＥＤ２４は、アノードが電源ＶＤＤに接続され、カソードが電流制限抵抗８３を介してＦＥＴ８４と接続されており、ＦＥＴ８４がＯＮになされたときに、当該赤色ＬＥＤ２４が点灯する。また、青色ＬＥＤ２５は、アノードが電源ＶＤＤに接続され、カソードが電流制限抵抗８５を介してＦＥＴ８６と接続されており、ＦＥＴ８６がＯＮになされたときに、当該青色ＬＥＤ２５が点灯する。同様に、緑色ＬＥＤ２６は、アノードが電源ＶＤＤに接続され、カソードが電流制限抵抗８７を介してＦＥＴ８８と接続されており、ＦＥＴ８８がＯＮになされたときに、当該緑色ＬＥＤ２６が点灯する。なお、本実施形態では、一つのデバイスに赤，青，緑の三つのＬＥＤが内蔵された３色ＬＥＤを用いている。

磁界強度／輝度変換部２２は、直流電位抽出回路３０と、調光用発振回路３１と、二つのＬＰＦ（ローパスフィルタ）３２，３３と、直流電位／デューティ比変換回路３４とにより構成されている。

上記直流電位抽出回路３０は、外部磁界（すなわちＲＦＩＤカードリーダライタからの搬送波）により励起されたループアンテナ出力波形のプラス側ピーク値を取り出し、その波形をコンデンサ４３により平滑化することで、搬送波強度に応じた直流電位を得るための回路であり、当該搬送波強度に応じた直流電位を後段の直流電位／デューティ比変換回路３４へ供給する。なお、本実施形態の直流電位抽出回路３０は、上記平滑用コンデンサ４３の他に、後段のＩＣへの入力に対する過電圧保護用のツェナダイオード４４と、電位調整用のプルダウン抵抗４５と、アンテナへの影響軽減用の抵抗４１及びダイオード４２を備えている。

上記調光用発振回路３１は、ＬＥＤ（本実施形態の場合は青色ＬＥＤ２５と緑色ＬＥＤ２６）の輝度を、上記直流電位抽出回路３０が上記搬送波から抽出した直流電位に応じて変更する際に使用する所定周波数の矩形波信号を生成するための発振回路である。

ここで、当該調光用発振回路３１は、ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０の搬送波検出出力端子が、ＮＯＲ回路５３の一方の入力端子に接続されている。なお、ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０の搬送波検出出力端子とＮＯＲ回路５３との間には、プルアップ抵抗２０が接続されている。上記ＮＯＲ回路５３の出力端子は、一方のローパスフィルタ３２の入力端子に接続されている。また、当該ＮＯＲ回路５３の出力端子は、発振周波数設定用の抵抗４６とコンデンサ４７を介して当該ＮＯＲ回路５３の他方の入力端子に接続されていると共に、入力保護用の抵抗４８を介してＮＯＴ回路４９の入力端子に接続されている。また、上記ＮＯＴ回路４９の出力端子は、次段のＮＯＴ回路５０の入力端子に接続されていると共に、他方のローパスフィルタ３３の入力端子に接続されている。上記ＮＯＴ回路５０の出力端子は、ダンピング抵抗５１を介してＮＯＲ回路５３の他方の入力端子に接続されている。

このような構成を備えることにより、当該調光用発振回路３１は、上記抵抗４６とコンデンサ４７により決定される周波数で発振し、その発振周波数の矩形波信号をローパスフィルタ３２，３３へ出力することになる。また、本実施形態において、上記調光用発振回路３１は、ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０の搬送波検出出力をＮＯＲ回路５３へ入力する構成を備えており、ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０が搬送波を検出した時にのみ発振し、ＲＦＩＤカードリーダライタが近接されていない時には発振しない構成となっているため、無駄な電流消費やノイズの放射を避けることが可能となっている。

なお、調光用発振回路３１の発振周波数は、低すぎると後段のＬＥＤの点灯と消灯のサイクル周期が遅くなってＬＥＤの光がちらついて見えるようになってしまい、逆に、高すぎると他の回路や信号に影響を及ぼすノイズの原因となるので、１００Ｈｚから２００Ｈｚ程度とすることが望ましい。なお、当該調光用発振回路３１は、上記１００Ｈｚから２００Ｈｚ程度の周波数で安定した発振を行うことができれば、特に図１に示した構成でなくても良い。

上記ローパスフィルタ３２，３３は、上記調光用発振回路３１から供給された矩形波を、三角状の波形信号に積分するためのフィルタであり、その三角状波形信号を直流電位／デューティ比変換回路３４へ出力する。なお、本実施形態では、抵抗とコンデンサからなるＣＲフィルタを例に挙げているが、他の構成のローパスフィルタであっても良い。

直流電位／デューティ比変換回路３４は、ＤＣカット用コンデンサ５６，５７により、上記ローパスフィルタ３２，３３の三角状の波形信号からＤＣ（直流）成分をそれぞれカットし、それらＤＣ成分カット後の波形信号に、上記直流電位抽出回路３０から供給されてローパスフィルタ３２，３３出力の分離用抵抗５４，５５を介した直流電位を付加する。

そして、上記ＤＣカット用コンデンサ５６によりＤＣ成分がカットされた後に上記搬送波強度に応じた直流電位が付加された波形信号は、ＯＲ回路５９の一方の入力端子に送られ、また、ＤＣカット用コンデンサ５７によりＤＣ成分がカットされた後に上記搬送波強度に応じた直流電位が付加された波形信号は、ＮＯＴ回路５８を介してＯＲ回路６０の一方の入力端子に送られる。また、上記ＯＲ回路５９，６０の他方の入力端子には、ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０の搬送波検出出力端子が接続されている。

これにより、当該直流電位／デューティ比変換回路３４は、ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０が搬送波を検出した時、上記直流電位抽出回路３０からの直流電位に応じたデューティ比を有する二つの矩形波信号を出力することになる。

当該直流電位／デューティ比変換回路３４から出力される二つの矩形波信号は、後段の機能合成部２３を経て、それぞれ対応した青色ＬＥＤ２５用のＦＥＴ８６のＯＮ／ＯＦＦ動作用信号と緑色ＬＥＤ２６用のＦＥＴ８８のＯＮ／ＯＦＦ動作用信号となされる。したがって、それらＦＥＴ８６や８８がＯＮとなされている時間が長くなると、それぞれ対応した青色ＬＥＤ２５や緑色ＬＥＤ２６の輝度が高くなり、逆に、ＯＦＦとなされている時間が長くなると輝度が低くなる。

図２には、上記調光用発振回路３１の出力から直流電位／デューティ比変換回路３４の出力までの間の各波形信号のタイミングチャートを示す。なお、図２には、緑色ＬＥＤ２６側に対応した波形のタイミングチャートのみを示している。

この図２において、図中Ｐａは調光用発振回路３１のＮＯＴ回路４９から出力されてローパスフィルタ３３へ入力する矩形波信号を示している。当該調光用発振回路３１のＮＯＴ回路４９から出力された矩形波信号は、上記ローパスフィルタ３３を通過することにより、図２のＰｂに示すような三角状の波形信号となされる。

次に、上記ローパスフィルタ３３の出力波形信号には、ＤＣカット用コンデンサ５７によりＤＣ成分がカットされ、さらに、直流電位抽出回路３０からの直流電位が付加されることになる。ここで、直流電位抽出回路３０から供給される直流電位が低く、上記ＤＣカット用コンデンサ５７にてＤＣ成分がカットされた後のローパスフィルタ３３の三角状波形信号が、図２のＰｃに示すように、次段のＮＯＴ回路５８の閾値よりも低いレベルになっているとき、上記ＮＯＴ回路５８からは、図２のＰｄに示すようにハイレベルが出力されることになる。

一方、直流電位抽出回路３０から供給される直流電位が高くなり、上記ＤＣ成分カット後のローパスフィルタ３３の三角状波形信号が、図２のＰｃに示すように、次段のＮＯＴ回路５８の閾値を越えた場合、上記ＮＯＴ回路５８からは、図２のＰｄに示すようにローレベルが出力されることになる。

したがって、直流電位抽出回路３０からの直流電位のレベルが徐々に上昇していくと、上記ＮＯＴ回路５８からは、図２のＰｄに示すように、徐々にローレベルの区間が長く、ハイレベルの区間が短くなる波形信号が出力されるようになる。なお、この場合、後段の緑色ＬＥＤ２６の輝度は徐々に上がっていくことになる。

この図２の例は、緑色ＬＥＤ２６側に対応した波形のタイミングチャートのみを示しているが、青色ＬＥＤ２５側については、この図２の例とは逆の論理（つまり反転）で動作することになるため、直流電位抽出回路３０からの直流電位のレベルが徐々に上昇するにつれて、当該青色ＬＥＤ２５の輝度が徐々に低くなる。

上述したように、本実施形態においては、ソフトウェアを介さずにハードウェアのみにより、磁界強度に応じた直流電流をループアンテナ部１の出力から抽出し、その直流電位に応じたデューティ比の矩形波信号により、青色ＬＥＤ２５と緑色ＬＥＤ２６の調光を行うようにしているため、リアルタイムに搬送波強度をユーザに通知することが可能となっている。

次に、上記点滅発生回路部２１は、レベル変換回路３５と、点滅用発振回路３６と、単安定マルチバイブレータ３７とを有して構成されている。

上記レベル変換回路３５は、上記ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０の負荷変調率調整用抵抗４の端子に現れる波形を、後段のロジックＩＣである単安定マルチバイブレータ３７が許容できる入力レベルに変換するための回路であり、基準電位設定用の抵抗７０，７１と、入力保護用のツェナダイオード７４とを備えている。また、当該レベル変換回路３５は、アンテナへの影響軽減用の抵抗７２とＤＣカット用コンデンサ７３をも備えている。なお、本実施形態において、レベル変換回路は、適切なレベル変換ができるのであれば、特にこの図１の構成でなくても良く、負荷変調率調整用抵抗４の端子が無いＬＳＩが使用されている場合には、直接、ループアンテナ部１から信号成分波形を抽出しても良い。

点滅用発振回路３６は、表示部のＬＥＤを点滅させる周期を決定するための発振回路である。ここで、当該点滅用発振回路３６は、単安定マルチバイブレータ３７の出力端子が、ＮＯＴ回路７７を介して、ＮＯＲ回路８４の一方の入力端子に接続されている。上記ＮＯＲ回路８４の出力端子は、後述する機能合成部２３のＮＯＲ回路６１，６２のそれぞれ一方の入力端子に接続されている。また、ＮＯＲ回路８４の出力端子は、点滅周波数設定用の抵抗８３とコンデンサ８２を介して当該ＮＯＲ回路８４の他方の入力端子に接続されていると共に、入力保護用の抵抗７８を介してＮＯＴ回路７９の入力端子に接続されている。当該ＮＯＴ回路７９の出力端子は、次段のＮＯＴ回路８０の入力端子に接続され、このＮＯＴ回路８０の出力端子は、ダンピング抵抗８１を介してＮＯＲ回路８４の他方の入力端子に接続されている。

このような構成を備えることにより、当該点滅用発振回路３６は、上記抵抗８３とコンデンサ８２により決定される周波数でＬＥＤ点滅用の発振を行うことになる。また、本実施形態において、上記点滅用発振回路３６は、単安定マルチバイブレータ３７の出力を、ＮＯＴ回路７７を介してＮＯＲ回路８４へ入力する構成となされており、レベル変換回路３５の出力を受けた単安定マルチバイブレータ３７からの出力パルスが無いときには発振しないようになされている。これにより、無駄な電流消費やノイズの放射を避けている。さらに、本実施形態の場合、ＬＥＤを点滅させるか否かの判定、つまりＲＦＩＤカードが通信中であることの判定に、ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０の負荷変動率調整用の抵抗４の端子に現れる波形レベルを使用するようにしているため、ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０の詳細な構造や通信内容をブラックボックスとしたままで、上記通信中であるか否かを検出可能となっている。

なお、一般的にＲＦＩＤカードとＲＦＩＤカードリーダライタとの間の通信時間は短く、１秒以内で処理が終了してしまうため、例えば、ＬＥＤの点滅速度が遅いと点滅として現れない。また、ＬＥＤの点滅周期が２０Ｈｚを越えると、人間の目は点滅として認識し難くなるため、本実施形態ではＬＥＤの点滅周期を例えば１２Ｈｚ〜２０Ｈｚ程度とする。

単安定マルチバイブレータ３７は、レベル変換回路３５からの出力により、ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０が負荷スイッチングを行ったことを検出すると、一定時間ハイレベルとなるパルスを出力することにより、ＬＥＤの点滅状態を一定時間ホールドさせるために設けられている。これにより、ＲＦＩＤカードとＲＦＩＤカードリーダライタとの間の通信が例えば０．１ｍｓｅｃ以下で終了してしまった場合にも、或る程度の時間、ＬＥＤを点滅させることができるようになり、ユーザの視認性を向上させることが可能となる。

機能合成部２３は、ＮＯＲ回路６１，６２とＡＮＤ回路６４，６５，６６とＮＯＴ回路６３のロジック回路のみで構成され、磁界強度／輝度変換部２２と点滅発生回路部２１の動作を組み合わせてＬＥＤの色が変化しながら点滅するという動作を実現している。

すなわち、機能合成部２３において、ＮＯＲ回路６１は、一方の入力端子が上記直流電位／デューティ比変換回路３４のＯＲ回路５９の出力端子と接続され、他方の入力端子が上記点滅用発振回路３６のＮＯＲ回路８４の出力端子と接続され、当該ＮＯＲ回路６１の出力端子がＡＮＤ回路６５の一方の入力端子と接続されている。また、ＮＯＲ回路６２は、一方の入力端子が直流電位／デューティ比変換回路３４のＯＲ回路６０の出力端子と接続され、他方の入力端子が点滅用発振回路３６のＮＯＲ回路８４の出力端子と接続され、当該ＮＯＲ回路６２の出力端子がＡＮＤ回路６６の一方の入力端子と接続されている。上記ＡＮＤ回路６５は、他方の入力端子が上記ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０のロック信号入力端子５に接続され、当該ＡＮＤ回路６５の出力端子が青色ＬＥＤ２５のＦＥＴ８６のゲート端子に接続されている。また、上記ＡＮＤ回路６６は、他方の入力端子が上記ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０のロック信号入力端子５に接続され、当該ＡＮＤ回路６６の出力端子が緑色ＬＥＤ２６のＦＥＴ８８のゲート端子に接続されている。

これにより、青色ＬＥＤ２５と緑色ＬＥＤ２６は、磁界強度／輝度変換部２２により磁界強度に応じた輝度で発光すると共に、点滅発生回路部２１からの点滅信号に合わせて点滅することになる。一方で、ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０を停止状態にするためのローレベルのロック信号がロック信号入力端子５に供給されているとき、これら青色ＬＥＤ２５と緑色ＬＥＤ２６は、搬送波の強度や点滅信号の有無にかかわらず、消灯することになる。

また、機能合成部２３において、ＮＯＴ回路６３は、入力端子が上記ロック信号入力端子５と接続され、出力端子がＡＮＤ回路６４の一方の入力端子に接続されている。そして、当該ＡＮＤ回路６４の他方の入力端子は、上記磁界強度／輝度変換部２２の直流電位抽出回路３０の出力端子と接続され、当該ＡＮＤ回路６４の出力端子は赤色ＬＥＤ２４のＦＥＴ８４のゲート端子と接続されている。

これにより、赤色ＬＥＤ２４は、直流電位抽出回路３０がＲＦＩＤカードリーダライタの搬送波から直流電位を抽出し、且つ、ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０を停止状態にするためのローレベルのロック信号がロック信号入力端子５に供給されているときに点灯することになる。

〔携帯電話端末の構成〕
図３には、本実施形態の近距離無線通信装置を備えた携帯電話端末の概略的な内部構成を示す。

この図３において、通信アンテナ９２は、例えば内蔵アンテナであり通話やパケット通信のための信号電波の送受信を行う。通信回路９１は、送受信信号の周波数変換、変調と復調等を行う。

受信された通話音声のデータは、データラインを介して制御部９０へ送られる。制御部９０は、ＣＰＵ（中央処理装置）からなり、通話音声データを復号化し、その復号化後の音声データをデータラインを介してスピーカ９６へ送る。

スピーカ９６は、携帯電話端末本体に設けられている受話用のスピーカやリンガ（着信音）、音楽再生、テレビジョン放送やラジオ放送の音声再生、アラーム音出力用のスピーカであり、ディジタル／アナログ変換器と増幅器を含み、通話音声やリンガ音のデータをディジタル／アナログ変換及び増幅した後、出力する。これにより、通話音声やリンガ音が得られることになる。

マイクロホン９７は、送話用のマイクロホンに相当し、アナログ／ディジタル変換器と増幅器を含む。このマイクロホン９７を介して入力された通話音声信号は、増幅器により所定のレベルに増幅された後、アナログ／ディジタル変換器によりディジタル音声データに変換され、データラインを介して制御部９０へ送られて符号化された後、通信回路９１へ送られ、そこで変調、周波数変換等の各種処理を受けた後、通信アンテナ９２から送信される。

液晶表示部９３は、液晶パネルとその駆動回路を含み、文字や映像等を表示する。

操作部９４は、本実施形態の携帯電話端末の筐体上に設けられているテンキーや発話キー、クリアキー、終話／電源キー、マナーキー、メモキーなどの各キー、ジョグダイアル部或いは十字キー等と、それら各キー等の操作に応じた操作信号を発生する操作信号発生部とを有している。

メモリ９５は、ＲＯＭ（Read Only Memory）とＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。ＲＯＭは、ＯＳ（Operating System）、制御部９０が各部を制御するための制御プログラムや各種の初期設定値、フォントデータ、辞書データ、着信音やキー操作音，アラーム音用の各種音データ、電子メールの作成や編集等を行うためのアプリケーション用のプログラムコード、画像や音声に対して様々な処理を行うためのアプリケーション用プログラムコード、ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０との間のデータ送受信を行うためのアプリケーション用のプログラムコード、その他、携帯電話端末に搭載される各種のアプリケーション用のプログラムコード、当該携帯電話端末の識別情報（ＩＤ）などを記憶している。このＲＯＭは、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）のような書き換え可能なＲＯＭを含み、電子メールデータ、ユーザにより設定される電話帳や電子メールアドレス、写真画像データ、ダウンロードされた写真データや音楽データ、ダウンロードされた着信音，キー操作音，アラーム音用等の音データ、文字データや予測変換の候補単語の登録データや予測変換の学習データ、その他、各種のユーザ設定値等を保存することも可能となされている。ＲＡＭは、制御部９０が各種のデータ処理を行う際の作業領域として、随時データを格納する。

近距離無線通信部９８は、前述の図１に示した本実施形態の近距離無線通信装置の構成を有し、図示しないＲＦＩＤカードリーダライタとの間で近距離無線通信を行う。

制御部９０は、上述した通話音声データの符号化や復号化、発着信の制御、着信時の報知制御、本実施形態にかかるＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０との間のデータ通信処理とその制御、ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０の停止（ロック）や動作制御、その他、制御ラインを介して当該携帯電話端末の各構成要素の制御、各種の演算処理を行う。

その他、図３には図示を省略しているが、本実施形態の携帯電話端末は、光学レンズや撮像素子等からなり制御部９０による制御の元で静止画や動画の撮影を行うカメラ部や、音楽を再生したり動画像を再生したりするためのマルチメディア処理部などを備えている。

〔結び〕
以上説明したように、本発明の実施形態の近距離無線通信装置及び携帯電話端末によれば、ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ１０のＭＰＵ１５や携帯電話端末の制御部（ＣＰＵ）９０によらずに、ＲＦＩＤカードリーダライタからの搬送波の磁界強度を青色ＬＥＤ２５と緑色ＬＥＤ２６の発光輝度（つまり色）により現し、また、ＲＦＩＤカードリーダライタとの間で通信が行われていることを青色ＬＥＤ２５と緑色ＬＥＤ２６の点滅により現し、さらに、ＲＦＩＤカード機能が停止状態であるか否かを赤色ＬＥＤ２４の発光により現している。したがって、ユーザは、搬送波の検出状態、搬送波の磁界強度、通信中であるか否か、通信可能であるか否かを、リアルタイムに知ることができる。これにより、例えばＲＦＩＤカードの位置ずれやＲＦＩＤ機能ロックの解除忘れ等により通信ができていない場合であっても、ユーザは直ぐに異常を察知することができ、その位置の修正やロック解除等の行動を起こすことができる。また、位置の修正の際に、ユーザは、上記青色ＬＥＤ２５と緑色ＬＥＤ２６の発光輝度の変化（つまり色の変化）により、磁界強度を知ることができるため、ＲＦＩＤカードリーダライタに対するＲＦＩＤカードの最適位置を容易に知ることができ、さらに、その最適位置を一旦把握してしまえば、次回以降は直ぐに最適位置にかざす行動をとることができるようになる。

これらのことから、本実施形態によれば、位置ずれによる通信失敗の可能性を大幅に下げることができ、また、通信異常の際にユーザが直ぐに適切な行動を起こすことができるので、従来方式の問題点、すなわち例えば駅の自動改札機での滞留や売店レジでの混雑の発生を回避することができるようになる。また、ユーザは、搬送波の検出状態、搬送波の磁界強度等をリアルタイムに知ることができるので、ＲＦＩＤカード使用時に不安感を抱くことが殆どなくなる。

また、本実施形態によれば、例えばＲＦＩＤカードを内蔵した携帯電話端末等が故障し、ＲＦＩＤカードリーダライタとの通信が出来なくなった場合にであっても、通信のどの段階でＮＧとなっているのかを知ることができるため、メーカによる故障切り分けも容易になる。

なお、上述した実施形態の説明は、本発明の一例である。このため、本発明は上述した各実施形態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんである。

例えば、本発明の近距離無線通信装置は、携帯電話端末だけでなく、ＰＤＡ装置（PDA：Personal Digital Assistants）、ノート型のパーソナルコンピュータ、携帯型の電子ゲーム装置等にも適用可能である。勿論、本発明の近距離無線通信装置は、携帯電話端末等に搭載される場合のみならず、単体のＲＦＩＤカードとして使用されるものにも適用可能である。

また例えば、上述した本発明実施形態の近距離無線通信装置においては、通信中に青色ＬＥＤ２５と緑色ＬＥＤ２６を点滅させること、搬送波の強度によって青色ＬＥＤ２５と緑色ＬＥＤ２６の輝度（色）を変化させること、ＲＦＩＤカード機能がロックされている時には通常とは別の色（赤色ＬＥＤ２４）を点灯させることの各機能を全て組み合わせて使用しているが、それらは各々単独で使用することも可能であり、また、それらのうち二つの機能を選択的に組み合わせて使用することも可能である。

また本実施形態では、ユーザへの通知手段として、ＬＥＤの点灯制御を行う例を挙げたが、本発明はこの例に限定されるものではなく、例えば携帯電話端末のバイブレータを振動させたり、スピーカから所定の音を出力したり、スピーカからの音量を変化させたり、携帯電話端末の着信用ＬＥＤ等を点灯させることなど、携帯電話端末（その他のモバイル端末も含む）がユーザに所定の報知を行う際の全ての動作のうち何れか若しくはそれらの組み合わせを、使用することも可能である。

１ ループアンテナ部、４ 負荷変調率調整用抵抗、１０ ＲＦＩＤ機能ＬＳＩ、５ ロック信号入力端子、２１ 点滅発生回路部、２２ 磁界強度／輝度変換部、２３ 機能合成部、２４ 赤色ＬＥＤ、２５ 青色ＬＥＤ、２６ 緑色ＬＥＤ、３０ 直流電位抽出回路、３１ 調光用発振回路、３２，３３ ローパスフィルタ、３４ 直流電位／デューティ比変換回路、３５ レベル変換回路、３６ 点滅用発振回路、３７ 単安定マルチバイブレータ

Claims (2)

1. 近距離無線通信用のアンテナと上記近距離無線通信のための送受信信号処理を行う通信信号処理部とを備えた近距離無線通信装置において、
   上記アンテナが受信して上記通信信号処理部へ入力する搬送波をコンデンサにより平滑化することにより搬送波強度に応じた直流電位を検出する磁界強度検出部と、
   アノードが内部電源に接続されカソードがスイッチング用電界効果トランジスタに接続された発光ダイオードを備え、上記スイッチング用電界効果トランジスタがオンされて上記発光ダイオードが発光することで、近距離無線通信の機能が停止状態にロックされていることを利用者に対して報知するためのロック報知部と、
   近距離無線通信の機能が停止状態にロックされているか否かを示すロック信号レベルと上記磁界強度検出部からの直流電位との論理演算に基づいて、上記スイッチング用電界効果トランジスタをオン／オフ駆動するロック報知信号発生部と、
   を有する近距離無線通信装置。
2. 近距離無線通信用のアンテナと上記近距離無線通信のための送受信信号処理を行う通信信号処理部とを有する近距離無線通信部を備えた携帯電話端末において、
   上記近距離無線通信部は、
   上記アンテナが受信して上記通信信号処理部へ入力する搬送波をコンデンサにより平滑化することにより搬送波強度に応じた直流電位を検出する磁界強度検出部と、
   アノードが内部電源に接続されカソードがスイッチング用電界効果トランジスタに接続された発光ダイオードを備え、上記スイッチング用電界効果トランジスタがオンされて上記発光ダイオードが発光することで、近距離無線通信の機能が停止状態にロックされていることを利用者に対して報知するためのロック報知部と、
   近距離無線通信の機能が停止状態にロックされているか否かを示すロック信号レベルと上記磁界強度検出部からの直流電位との論理演算に基づいて、上記スイッチング用電界効果トランジスタをオン／オフ駆動するロック報知信号発生部と、
   を有する携帯電話端末。

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