JP2001053642A - データキャリア用質問機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 質問機からの信号の変換に伴う過渡応答の影
響を減らしたデータキャリア用質問機を提供できるよう
にする。 【解決手段】 質問機２０の近傍またはサービスエリア
内に、実際に検出するデータキャリア３０の負荷を疑似
した疑似負荷７ｃが駆動磁界検出コイル７ａに接続され
た疑似データキャリア７が配置される。送信手段５から
の送信磁界は疑似データキャリア７で検出され、磁界強
度に応じた信号が帰還フィルタ１１を介して質問機２０
側にフィードバックされる。質問機２０では、このフィ
ードバック信号を加算機１２により送信データ２ａに加
算して変調信号２ｂとする。これにより、変調量が疑似
データキャリア７での受信状態に応じて調整され、過渡
応答時の変動を抑制することができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデータキャリア用質
問機に関し、特に、交番磁界を出力することによってデ
ータキャリアに電力を供給するとともに、上記交番磁界
を振幅変調することによって上記データキャリアに所定
のデータを送信する振幅変調型のデータキャリア用質問
機に用いて好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】最近は、物流部門や輸送部門において、
仕分けの効率化を行う目的で商品、輸送対象物に取り付
けて使用するデータキャリアが広く用いられるようにな
ってきている。このようなデータキャリアは、自己が使
用する電力を質問機または親機と呼ばれる装置から供給
される交番磁界を整流して得るようにしている。また、
上記質問機からのデータの送信方法には、交番磁界を振
幅変調するＡＭ変調方式と周波数変調するＦＭ変調方
式、ＦＳＫ変調方式、ＰＳＫ方式等がある。

【０００３】この中で、ＡＭ変調方式の場合には、振幅
変調の変調度１０％程度のもの（図３（ａ）参照）か
ら、キャリア信号をオンオフする１００％変調のもの
（図３（ｂ）参照）まで各種の設定がある。

【０００４】また、中には位相変調と組合せて、図３
（ｃ）に示すように振幅が大→小に変化するパターンを
論理“１”とし、振幅が小→大に変化するパターンを論
埋“０”とする方法も提案されている。

【０００５】一方、電力の供給の面から見ると、質問機
からデータキャリアヘの電力の伝送効率を考えると、質
問機の送信手段と、データキャリアの受信コイルとを送
信周波数に同調させるためにそれぞれのコイルに同調コ
ンデンサを接続して同調回路を形成するのが一般的であ
った。

【０００６】このときに、伝送効率を考えて同調回路の
損失を減らしてＱを高くしすぎると、帯域が狭まり変調
波形が振幅の切替時に波形鈍りや過渡振動を起こして、
データキャリアの振幅検波回路で誤検出してしまうとい
う問題が発生する。これは、信号波形の鈍りで振幅の変
化が検出しにくくなったり、過渡振動による振幅変化
と、変調による振幅変化との見分けがつかないために生
じる問題である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】したがって、従来は質
問機のＱを低くしてこれを防止するとともに、Ｑが低く
なったために発生する電力の減少は送信手段に供給する
電力を大きくして対応していた。しかし、このようにす
ると、質問機の電力消費が益々大きくなり、可搬型の質
問機の場合には通信距離が短くなってしまうという問題
があった。

【０００８】一方、データキャリア側のＱ値について
は、通信距離を伸ばそうとするとデータキャリア内部で
消費する電力を小さくする必要が有るが、そうすると相
対的にデータキャリアに内蔵する受信コイルによる同調
回路に対する負荷インピーダンスが上昇することにな
る。すると、データキャリア側のＱ値が上昇することに
なり、帯域が狭くなってしまう問題が生じる。

【０００９】このため、負荷インピーダンスが上がって
同調回路に対する負荷を軽くできても変調信号を正しく
取り込むためには、Ｑ値をわざわざ下げる必要があっ
た。したがって、データキャリアの消費電力を下げても
思ったほどには通信距離を伸ばせないという問題があっ
た。

【００１０】本発明は上述の問題点にかんがみ、質問機
からの信号の変換に伴う過渡応答の影響を減らしたデー
タキャリア用の質問機を提供できるようにすることを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のデータキャリア
用質問機は、送信手段を備え、上記送信手段から交番磁
界を出力することによってデータキャリアに電力を供給
するとともに、上記交番磁界を変調手段によって振幅変
調して所定の応答波形データを生成して上記データキャ
リアに送信するデータキャリア用質問機において、上記
送信手段から出力される交番磁界を受信してその強度を
モニタする交番磁界強度監視手段と、上記交番磁界強度
監視手段によって検出した受信信号と、上記交番磁界を
振幅変調するための変調信号とを比較して両者の差信号
を生成する比較手段と、上記比較手段によって生成され
た上記差信号を上記変調手段の入力側に戻して上記応答
波形データが所定の形状となるように補償するフィード
バック手段とを具備することを特徴としている。また、
本発明のデータキャリア用質問機の他の特徴とするとこ
ろは、キャリア信号発生手段と、変調信号を発生する変
調信号発生手段と、上記キャリア信号発生手段で発生さ
せたキャリア信号を上記変調信号発生手段で発生させた
変調信号で振幅変調する変調手段と、上記変調手段の出
力を増幅する出力増幅手段と、上記出力増幅手段の増幅
出力を送信する送信手段とを備えたデータキャリア用質
問機において、上記送信手段から所定距離を隔てた位置
に配置された駆動磁界検出コイルと、上記駆動磁界検出
コイルに接続され、交信するデータキャリアの負荷に合
わせて負荷量を調整可能な疑似負荷手段と、上記駆動磁
界検出コイルの両端に発生する信号を検出する振幅検出
手段と、上記振幅検出手段で検出した信号と上記変調信
号とを比較し、両者の差信号を生成する比較手段と、上
記比較手段によって生成された差信号を上記変調手段の
入力側に戻すフィードバック手段とを具備し、上記フィ
ードバック手段によって戻された差信号と上記変調信号
とに基いて上記キャリア信号の波形を変化させて所定の
形状となるようにすることを特徴としている。また、本
発明のデータキャリア用質問機のその他の特徴とすると
ころは、上記差信号を波形整形するフィルタを備えるこ
とを特徴としている。また、本発明のデータキャリア用
質問機のその他の特徴とするところは、上記駆動磁界検
出コイルは実際に使用されるデータキャリアと上記送信
手段の結合に対して上記送信手段と疎結合の状態が再現
されるように設定されていることを特徴としている。ま
た、本発明のデータキャリア用質問機のその他の特徴と
するところは、上記駆動磁界検出コイルの径は、実際に
使用されるデータキャリアの受信コイルに比較して小さ
く形成されていることを特徴としている。また、本発明
のデータキャリア用質問機のその他の特徴とするところ
は、上記駆動磁界検出コイルは、上記送信手段と疎結合
となるように上記送信手段に対する向きが設定されてい
ることを特徴としている。また、本発明のデータキャリ
ア用質問機のその他の特徴とするところは、上記差信号
のフィードバック量を調整する帰還量調整手段を備えた
ことを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明のデータキャリア用
質問機の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図
１は、本発明の実施の形態のデータキャリア用質問機の
構成を示す回路図である。

【００１３】この質問機２０は、キャリア信号（搬送
波）発生回路１と、データ処理回路２と、可変増幅回路
３と、出力増幅回路４と、送信手段５と、復調回路６
と、加算器１２とによって構成されている。

【００１４】上記可変増幅回路３は、キャリア信号発生
回路１からのキャリア信号の振幅をデータ処理回路２か
らの送信データ２ａに応じて変化させる機能を有してい
る。また、出力増幅回路４は可変増幅回路３の出力を送
信手段５で送信するのに十分な電力まで増幅するための
ものである。送信手段５は、送信コイルＬ１と同調用の
コンデンサＣ１とで構成されている。ここまでの構成
は、従来の質問機と同じ構成である。

【００１５】本実施の形態の質問機は、上記構成に加え
て更に、送信手段５からの磁界を受ける駆動磁界検出コ
イル７ａ、この駆動磁界検出コイル７ａと並列に接続さ
れた同調コンデンサ７ｂおよび実際に使用されるデータ
キャリア３０と同じ負荷、または近い負荷を発生させる
ための疑似負荷７ｃで構成される疑似データキャリア７
が接続されている。

【００１６】上記疑似データキャリア７の駆動磁界検出
コイル７ａの両端に発生する受信信号は、振幅検出回路
８で検出され、その検出出力８ａが比較回路１０の一方
の入力端に供給される。

【００１７】一方、上記比較回路１０の他方の入力端に
は、振幅調整回路９によって振幅調整された、データ処
理回路２からの送信データ２ａが供給される。

【００１８】これらの送信データ２ａ及び受信信号８ａ
は、比較回路１０によってその差分が取り出され、帰還
フィルタ１１で波形整形されて帰還信号１１ａとされた
後で加算器１２に与えられて送信データ２ａに加算さ
れ、可変増幅回路３の制御端子に変調信号として供給さ
れる。

【００１９】上述のように、本実施の形態のデータキャ
リア用質問機では、実際に質問機が送信したい送信デー
タ２ａがデータキャリア３０側ではどのように受信され
るのかを疑似データキャリア７で常に監視し、疑似デー
タキャリアで受信される信号と送信データ２ａとの差を
求めて、この差がゼロになるように送信データ２ａを調
整して送信している。

【００２０】図２は、データ処理回路２からの送信デー
タ２ａ、加算器１２で帰還信号１１ａと加算された送信
データ２ｂ及び受信信号８ａの関係を示す波形図であ
る。図２（ａ）は送信データ２ａを示し、図２（ｂ）は
従来の回路でタグの同調回路のＱ値を高くした場合の受
信信号波形８ａを示し、図２（ｃ）は本実施の形態での
受信信号波形８ａを示している。図２から明らかなよう
に、本実施の形態での受信信号波形８ａは従来に比べて
過渡応答の影響を押え込んでいるのが分かる。

【００２１】上記疑似データキャリア７は、実際に使用
されるデータキャリア３０を疑似するものであるので、
実際に使用されるデータキャリア３０が配置される位置
の近くに置かれるのが望ましいが、システムの構成上は
サービスエリアに置くことが難しい場合が有る。そのよ
うな場合には、振幅調整回路９及び疑似負荷７ｃの大き
さを疑似データキャリア７と質問機の送信手段５との距
離と、実際に使用されるデータキャリア３０と質問機の
送信手段５との距離の比に応じて調整すれば良い。

【００２２】また、質問機からの送信電力を疑似データ
キャリア７が消費してしまっては、実際に使用されるデ
ータキャリア３０が使用できる電力が少なくなってしま
うので、疑似データキャリア７の駆動磁界検出コイル７
ａと送信手段５とは疎結合になるように配置するのが望
ましい。

【００２３】このためには、（イ）駆動磁界検出コイル
７ａの大きさを実際に使用されるデータキャリア３０の
受信コイルに比べて小さくする。（ロ）駆動磁界検出コ
イル７ａの向きを送信手段５からの磁界が通りにくい向
きにする。（ハ）駆動磁界検出コイル７ａと送信手段５
の距離を、実際に使用されるデータキャリア３０と送信
手段５の距離よりも離す、等の方法が考えられる。

【００２４】なお、送信手段５と実際に使用されるデー
タキャリア３０との距離が近い場合には、質問機と実際
に使用されるデータキャリア３０の受信コイルの同調回
路の結合が強まり、見かけ上は質問機の同調回路のＱ値
が下がり、駆動磁界強度が低下する。この場合、駆動磁
界強度が下がっても際に使用されるデータキャリア３０
は質問機のすぐ近くにいるので十分な電力を得ることが
できる。

【００２５】一方、疑似データキャリア７は疎結合であ
るので、十分な電力を得ることはできない。したがっ
て、比較回路１０が出力する差信号は最大となり、帰還
信号１１ａは送信データ２ａをフルに変調したデータ２
ｂとして可変増幅器３に供給する。言い換えれば、送信
データ２ａをそのまま変調データとする状態になり、本
実施の形態のフィードバックループは機能しない状態と
なる。しかし、この場合には伝送系のＱ値が下がってい
るので、データキャリア３０は充分検波することができ
る。

【００２６】一方、実際に使用されるデータキャリア３
０が質問機から離れた位置にいる場合には、伝送系のＱ
値が高くなり、実際に使用されるデータキャリア３０の
周囲でも十分な磁界を受けることが可能となり、疑似デ
ータキャリア７でも信号が検出され、本来のフィードバ
ックループが機能し始めるので、実際に使用されるデー
タキャリア３０での波形を整える働きをする。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
疑似データキャリアを備え、上記疑似データキャリアで
信号波形を受信して、上記受信した信号波形と送信デー
タから期待される所定の応答波形とを比較して、その比
較結果の誤差分を修正する方向に、データキャリア用質
問機の送信コイルの駆動レベルにフィードバックをかけ
るようにしたので、データキャリアにおける過渡応答の
影響を可及的に排除した質問機を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示し、データキャリア用
質問機の概略構成を示すブロック図である。

【図２】本発明及び従来のデータキャリア用質問機の送
信波形を説明するための波形図である。

【図３】従来のデータキャリアの用質問機における変調
方式を説明するための波形図である。

【符号の説明】

１ 搬送波発生回路 ２ データ処理回路 ３ 可変増幅回路 ４ 出力増幅回路 ５ 送信手段 ６ 復調回路 ７ 疑似データキャリア ７ａ 駆動磁界検出コイル ７ｂ 同調コンデンサ ７ｃ 疑似負荷 ８ 振幅検出回路 ９ 振幅調整回路 １１ 帰還フィルタ １２ 加算器 ３０ データキャリア

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信手段を備え、上記送信手段から交番
   磁界を出力することによってデータキャリアに電力を供
   給するとともに、上記交番磁界を変調手段によって振幅
   変調して所定の応答波形データを生成して上記データキ
   ャリアに送信するデータキャリア用質問機において、 上記送信手段から出力される交番磁界を受信してその強
   度をモニタする交番磁界強度監視手段と、 上記交番磁界強度監視手段によって検出した受信信号
   と、上記交番磁界を振幅変調するための変調信号とを比
   較して両者の差信号を生成する比較手段と、 上記比較手段によって生成された上記差信号を上記変調
   手段の入力側に戻して上記応答波形データが所定の形状
   となるように補償するフィードバック手段とを具備する
   ことを特徴とするデータキャリア用質問機。
2. 【請求項２】 キャリア信号発生手段と、変調信号を発
   生する変調信号発生手段と、上記キャリア信号発生手段
   で発生させたキャリア信号を上記変調信号発生手段で発
   生させた変調信号で振幅変調する変調手段と、上記変調
   手段の出力を増幅する出力増幅手段と、上記出力増幅手
   段の増幅出力を送信する送信手段とを備えたデータキャ
   リア用質問機において、 上記送信手段から所定の距離を隔てた位置に配置された
   駆動磁界検出コイルと、 上記駆動磁界検出コイルに接続され、交信するデータキ
   ャリアの負荷に合わせて負荷量を調整可能な疑似負荷手
   段と、 上記駆動磁界検出コイルの両端に発生する信号を検出す
   る振幅検出手段と、 上記振幅検出手段で検出した信号と上記変調信号とを比
   較し、両者の差信号を生成する比較手段と、 上記比較手段によって生成された差信号を上記変調手段
   の入力側に戻すフィードバック手段とを具備し、 上記フィードバック手段によって戻された差信号と上記
   変調信号とに基いて上記キャリア信号の波形を変化させ
   て所定の形状となるようにすることを特徴とするデータ
   キャリア用質問機。
3. 【請求項３】 上記差信号を波形整形するフィルタを備
   えることを特徴とする請求項２に記載のデータキャリア
   用質問機。
4. 【請求項４】 上記駆動磁界検出コイルは実際に使用さ
   れるデータキャリアと上記送信手段の結合に対して上記
   送信手段と疎結合の状態が再現されるように設定されて
   いることを特徴とする請求項１または２に記載のデータ
   キャリア用質問機。
5. 【請求項５】 上記駆動磁界検出コイルの径は、実際に
   使用されるデータキャリアの受信コイルの径と比較して
   小さく形成されていることを特徴とする請求項３に記載
   のデータキャリア用質問機。
6. 【請求項６】 上記駆動磁界検出コイルは、上記送信手
   段と疎結合となるように上記送信手段に対する向きが設
   定されていることを特徴とする請求項２〜４の何れか１
   項に記載のデータキャリア用質問機。
7. 【請求項７】 上記差信号のフィードバック量を調整す
   る帰還量調整手段を備えたことを特徴とする請求項２に
   記載のデータキャリア用質問機。