JP2839956B2 - 電磁結合を用いた近接型データキャリア - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電磁結合を用いた近接型
データキャリア、特に受信信号のレベル調整を行うこと
のできる改良されたデータキャリアに関する。

【０００２】

【従来の技術】データ情報を半導体記憶媒体等に記録
し、またこのデータ情報を読み出すことのできる各種の
記録媒体が実用化されており、例えばＩＣメモリカード
等として周知である。

【０００３】しかしながら、従来におけるＩＣメモリカ
ードでは、メモリカードとリードライタとを電気的に接
触してデータの授受が行われるので、その使用分野が限
られ、またデータ記録媒体自体の耐久性に問題が生じる
という各種の問題があった。

【０００４】このような接触型記録媒体と異なり、デー
タ情報をデータスキャナとの間で電磁結合により授受す
る記録媒体が周知であり、特開昭６３−１５３６９１号
にデータキャリアとして詳細に示されている。

【０００５】このデータキャリアは内部に受信コイルを
含み、データスキャナ側に設けられた送信コイルとの間
で電磁結合することにより、データキャリアから高周波
振幅変調された信号を受け取り、データキャリア内部で
この受信信号から電力、クロック及びデータ成分を取り
出すことができる。

【０００６】また、データキャリア内には送信アンテナ
が設けられ、データスキャナに設けられた受信アンテナ
との間で電波伝搬による結合を行い、必要に応じてデー
タキャリア内のメモリに記録されたデータ情報を任意に
データスキャナ側で読み取ることができる。

【０００７】従って、このデータキャリアによれば、デ
ータスキャナとの間で接触を必要とすることなく近接非
接触型でデータの授受が行えるという利点を有する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術におけるデータキャリアはデータ授受の際、デー
タキャリアをデータスキャナの所定位置に挿入するなど
して両者間の間隙をほぼ一定範囲にすることが必要であ
った。

【０００９】すなわち、両者間の結合が電磁結合によっ
て行われるため、間隙が変化すると、データキャリアで
の受信信号レベルが著しく変化し、このために、信頼性
の高いデータ授受が行い難いという問題があったからで
ある。

【００１０】実際上、両者間の電磁結合が弱い場合に
は、データキャリア内の受信信号レベルの変動も小さ
く、その変動に対処できるが、両者間の電磁結合が強い
場合には、データキャリア内の受信信号レベルの変動が
大きく、その受信信号レベルが飽和してしまい、データ
自体の認識度が著しく低下してしまうという問題があっ
た。 図３には前述した従来の問題点が概略的に示され
ている。

【００１１】図３において、データキャリア１０はその
内部に受信コイル１１と送信アンテナ１２そして処理回
路１３を含み、処理回路１３にはデータを記録するため
のメモリが内蔵されている。

【００１２】このようなデータキャリア１０は薄板タグ
状に形成され、図３においては、ワーク１４に着脱自在
に装着されている。

【００１３】このワーク１４は、例えば、製造工程にお
ける仕掛りワークが好適であり、矢印Ａで示されるよう
に、ワーク１４がコンベヤ等により工程順に移送される
時、各工程でワーク１４の内容あるいは必要な加工条件
を読み取るため、ワーク１４にデータキャリア１０が装
着されている。

【００１４】図において、流れ製造工程の所定個所には
データスキャナ２０が設置されており、その送信コイル
２１及び受信アンテナ２２によって近接したデータスキ
ャナ１０との間でデータ授受を行うことができる。

【００１５】従って、このような利用形態においては、
データキャリア１０を仕掛りワーク１４に装着すること
によって、ワーク１４が流れ製造工程を移送する時に必
要な加工条件を各工程に指示し、あるいは各工程での作
業終了情報をデータキャリア１０に記録して、製造作業
能率を著しく上昇することが可能となる。

【００１６】しかしながら、このような利用形態におい
ては、データキャリア１０はデータスキャナ２０の近傍
を通常の場合一定速度で通過し、この通過中に必要なデ
ータ授受を行わなければならない。

【００１７】もちろん、従来と同様に、データキャリア
１０をデータスキャナ２０と対面した位置に一時停止さ
せてデータ授受を行えば、受信信号レベルをほぼ一定化
することができるが、このような一時停止を行うと、製
造工程の加工能率を著しく低下させるので、望ましくな
い。

【００１８】図３において、データキャリア１０とデー
タスキャナ２０とが最も近接した位置（０点）からの距
離をＸとすると、データキャリア１０によって受信可能
な領域はＸ1 で示される。

【００１９】そして、データキャリア１０がデータスキ
ャナ２０に近付いて来ると、順次電磁結合が強まるの
で、受信レベルが増加し、Ｘ2 で示される領域から斜線
の施された過大受信レベルとなる。従って、Ｘ1 まで離
れた位置から十分な受信レベルを確保した場合には、Ｘ
2 で示される領域に至ると、過大信号となって、前述し
たようなデータ識別度が著しく低下するという問題が生
じる。

【００２０】なお、Ｘ3 はデータキャリア１０が最もデ
ータスキャナ２０と近接した領域で、このときにはレベ
ル自体が僅かに低下する。

【００２１】このような受信レベルの変化は図４にその
一例が示され、斜線を施した近接領域では良好な信号授
受が不能となり、データキャリア１０内のメモリに誤デ
ータが書き込まれたり、あるいはデータが消失してしま
うという問題が生じていた。本発明は上記従来の課題に
鑑みなされたものであり、その目的は、データキャリア
とデータスキャナとが著しく近接した状態でも過大受信
信号を効果的に抑制してデータ授受の信頼性を著しく高
めることのできる近接型データキャリアを提供すること
にある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、データスキャナとの間で電磁結合し、高
周波変調された記録データを非接触で授受する近接型デ
ータキャリアにおいて、電磁結合時の受信信号レベルを
検出する受信レベル検出部と、前記検出された受信レベ
ルに応じて受信信号を含む搬送波電力を消費する電力消
費部と、を備え、データキャリアと接近した時の過大入
力を抑制することを特徴とした。

【００２３】

【作用】従って、本発明によれば、データキャリア内の
増幅度を比較的高く設定して、データスキャナとの間隙
が大きい場合における微弱信号も十分に受信可能とする
ことができ、データキャリアと著しく接近した状態にお
いては、受信信号を効果的に抑制して広い近接領域で比
較的均一な受信信号レベルを確保可能とする。

【００２４】従って、データキャリアとデータスキャナ
とが広範囲の領域で信号授受を行えることから、製造工
程のワーク等にデータキャリアを装着した場合におい
て、ワークの移送速度を高めても十分に必要なデータ授
受を可能とする利点がある。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。

【００２６】図１には、本発明の好適な実施例が示され
ており、図１に部分的に示した部材と同一部材には同一
符号を付して説明を省略する。

【００２７】まず、データスキャナ２０を説明する。

【００２８】データスキャナ２０には大容量のデータメ
モリ２３が設けられており、必要なデータが記録され、
また外部端子２４から、詳細には図示していないが、外
部に接続されるプリンタ等によってデータ内容等が読み
出される。

【００２９】データメモリ２３のリード／ライトはスキ
ャナコントローラ２５によって制御されており、データ
キャリア１０への書き込み時には必要なデータがデータ
メモリ２３から読み出されて振幅変調回路２６に送られ
る。振幅変調回路２６には搬送波発生回路２７から数Ｍ
Ｈｚの搬送波信号が供給され、振幅変調された信号が送
信コイル２１に出力される。

【００３０】データスキャナ２０は前述したように、受
信アンテナ２２を有しており、データキャリア１０から
電波伝搬によって読み出された信号が受信アンテナ２２
から同調回路２８へ送られ、これが高周波アンプ２９に
よって増幅された後、波形変換回路３０によってデジタ
ル信号に変換され、前記データメモリ２３に書込まれ
る。

【００３１】一方、データキャリア１０は、前記データ
スキャナ２０の送信コイル２１と電磁結合する受信コイ
ル１１を含み、その出力は整流回路３１によって整流さ
れ、前記従来装置と同様にこの整流された受信信号を含
む搬送波電流が定電圧回路３２、クロック弁別回路３３
そしてデータ弁別回路３４に送られる。

【００３２】定電圧回路３２は前記搬送波電流を電力源
としてデータキャリア１０内の各部に電源を供給し、こ
れによってデータキャリア１０内には専用の電源を設け
る必要がない。クロック弁別回路３３は高周波成分が整
流された受信信号を含む搬送波電流に含まれているクロ
ック信号を取り出し、データキャリア１０とデータスキ
ャナ２０との同期を図ることができ、このために、弁別
されたクロック信号は分周回路３５からシステムコント
ローラ３６に供給され、また、他の分周された信号が振
幅変調回路３７に送信用の搬送波信号として送られる。

【００３３】データ弁別回路３４は受信信号内に含まれ
る二値化データを弁別し、メモリ３８に供給して所望デ
ータの記録を行う。

【００３４】実施例において、メモリ３８には記憶保持
用の電源３９が接続されている。

【００３５】メモリ３８に記憶されたデータはシステム
コントローラ３６の指令によって振幅変調回路３７に供
給され、前記送信アンテナ１２からデータスキャナ２０
の受信アンテナ２２に電波伝搬される。

【００３６】本発明において特徴的なことは、データキ
ャリア１０が受信コイル１１の電磁結合によって取り込
んだ受信信号レベルを検出する受信レベル検出部４０と
この検出された受信レベルに応じて受信信号を含む搬送
波電力を消費する電力消費部５０を有することである。

【００３７】実施例において、受信レベル検出部４０は
受信コイル１１の一端に結合された直流成分除去用のコ
ンデンサ４１と負の半波を取り出すダイオード４２そし
てコンデンサ４３と抵抗４４との並列回路から成る平滑
回路を含む。

【００３８】従って、受信コイル１１の電磁結合によっ
て取り込まれた受信信号を含む搬送波は実施例におい
て、整流される前にその交流分のエンベロープが受信レ
ベルとして検出される。

【００３９】従って、図４に示した受信レベルｖがレベ
ル検出部４０によって監視されることとなる。

【００４０】このようにして検出された受信レベルの電
力は電力消費部５０に供給されて整流回路３１の出力が
受信レベルに応じてその一部が消費される。

【００４１】実施例における電力消費部５０は前記受信
レベル検出部４０の出力がゲートに供給されたトランジ
スタ５１を含み、このトランジスタ５１のエミッタが接
地され、またそのコレクタは抵抗５２を介して前記整流
回路３１の出力に接続されている。

【００４２】実施例において、トランジスタ５１は非飽
和状態で用いられており、この結果、ゲートに入力され
た電流レベルに応じて消費電力を変化し、受信信号レベ
ルが増加するに従って、消費電力も大きくする。

【００４３】従って、データキャリア１０がデータスキ
ャナ２０に近接して過大な受信信号を含む搬送波電力が
データキャリア１０に入力されたときには、これを電力
消費部５０にて多く消費し、過大入力を適切に抑制する
ことができる。

【００４４】換言すれば、本発明によれば、データキャ
リア１０内において、前記電力消費部５０はデータキャ
リア１０の受信回路に対して負荷的な並列アドミッタン
スとして働きかけ、従来の等価アドミッタンスとの合成
による合成インピーダンスを受信信号レベルに応じて変
化させることにより受信信号レベル均一化することが可
能となる。

【００４５】また、このようにして受信信号レベルが大
きいとき合成インピーダンスを小さくすると、受信コイ
ル１１の負荷Ｑも小さくなり、受信コイル１１の有する
帯域が同時に広がるという利点がある。

【００４６】図２には従来における図４の受信信号レベ
ル特性１００に加えて電力消費部５０での電力消費分２
００を与えたときの合成信号レベル３００が示され、極
めて均一化されたレベルを確保できることが理解され
る。

【００４７】前述した実施例においては、電力消費部５
０としてトランジスタ５１が設けられているが、本発明
においては、このような電力消費部は他の任意の非線形
素子で置換することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
データキャリアへの受信信号を含む搬送波電力が過大な
場合に、この過大成分を消費することによって受信信号
の均一化を図ることができる。

【００４９】従って、データキャリアをデータスキャナ
に対して移動させながら、データの授受を行う場合など
にデータ授受可能な領域を著しく拡大してデータキャリ
アの利用分野を制約することがないという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る近接型データキャリアとデータス
キャナとの好適な実施例を示す要部ブロック回路図であ
る。

【図２】本発明における受信信号レベルを均一化するた
めの信号レベル波形図である。

【図３】従来における近接型データキャリアの応用例を
示す説明図である。

【図４】従来における受信信号レベルの特性図である。

【符号の説明】

１０ データキャリア １１ 受信コイル １２ 送信アンテナ ２０ データスキャナ ２１ 送信コイル ２２ 受信アンテナ ３８ メモリ ４０ 受信レベル検出部 ５０ 電力消費部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06K 19/00 - 19/07 G06K 17/00 H04B 5/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】データスキャナとの間で電磁結合し、高周
   波変調された記録データを非接触で授受する近接型デー
   タキャリアにおいて、電磁結合時の受信信号レベルを検
   出する受信レベル検出部と、前記検出された受信レベル
   に応じて受信信号を含む搬送波電力を消費する電力消費
   部と、を備え、データスキャナと接近した時の過大入力
   を抑制することを特徴とした電磁結合を用いた近接型デ
   ータキャリア。