JP3036224B2 - 非接触伝送装置およびその媒体 - Google Patents
非接触伝送装置およびその媒体Info
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- Devices For Checking Fares Or Tickets At Control Points (AREA)
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- Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、駅務で用い
られる自動改札機の送信アンテナと、受信アンテナを備
えた定期券等の媒体との間で信号もしくは電力の伝送を
行なうタッチレスパスゲート装置のような非接触伝送装
置およびその媒体に関する。
られる自動改札機の送信アンテナと、受信アンテナを備
えた定期券等の媒体との間で信号もしくは電力の伝送を
行なうタッチレスパスゲート装置のような非接触伝送装
置およびその媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、上述のような自動改札機に送信ア
ンテナを組込むと、自動改札機本体を形成する鉄板や周
辺他の回路からの影響を受けて送信機終段にうず電流が
発生するので、このうず電流の発生を防止する目的で、
上述の送信機終段はインピーダンスが高くなるように設
定されている。
ンテナを組込むと、自動改札機本体を形成する鉄板や周
辺他の回路からの影響を受けて送信機終段にうず電流が
発生するので、このうず電流の発生を防止する目的で、
上述の送信機終段はインピーダンスが高くなるように設
定されている。
【０００３】このため受信アンテナを内蔵した定期券
（非接触券）のような媒体が、送信アンテナの非接触券
無線伝送可能領域に近づいて、送信アンテナコイルと受
信アンテナコイルとのコイル間結合係数の増加により、
送信アンテナコイルのインピーダンスが上昇しても、送
信アンテナコイルの電流はほぼ一定となり、媒体側にお
いては図３に特性ｈで示すように受信回路発生電圧（以
下単に受信電圧と略記する）が距離により大きく変動
し、この受信電圧の変動を防止するにはオートゲインコ
ントロール回路などの複雑な回路を必要とする問題点が
あった。
（非接触券）のような媒体が、送信アンテナの非接触券
無線伝送可能領域に近づいて、送信アンテナコイルと受
信アンテナコイルとのコイル間結合係数の増加により、
送信アンテナコイルのインピーダンスが上昇しても、送
信アンテナコイルの電流はほぼ一定となり、媒体側にお
いては図３に特性ｈで示すように受信回路発生電圧（以
下単に受信電圧と略記する）が距離により大きく変動
し、この受信電圧の変動を防止するにはオートゲインコ
ントロール回路などの複雑な回路を必要とする問題点が
あった。
【０００４】また電力を伝送する場合には、送信アンテ
ナに対して受信アンテナが近距離に接近すると、受信側
に過大な電圧（受信電圧）が発生するため、受信側部品
としては耐圧、耐電圧の高いものが要求されると同時
に、保護回路も必要となり、かつ電力ロスが大となる問
題点があった。
ナに対して受信アンテナが近距離に接近すると、受信側
に過大な電圧（受信電圧）が発生するため、受信側部品
としては耐圧、耐電圧の高いものが要求されると同時
に、保護回路も必要となり、かつ電力ロスが大となる問
題点があった。
【０００５】以下この点について更に詳述する。図４に
示す円形の送信アンテナコイル４１の送信電流をＩ、コ
イル巻数をＮ、コイル半径をａとし、受信アンテナコイ
ル４２と送信アンテナコイル４１との間の離間距離をｘ
とする時、受信アンテナコイル４２の磁界Ｈは［数１］
で表わされる。
示す円形の送信アンテナコイル４１の送信電流をＩ、コ
イル巻数をＮ、コイル半径をａとし、受信アンテナコイ
ル４２と送信アンテナコイル４１との間の離間距離をｘ
とする時、受信アンテナコイル４２の磁界Ｈは［数１］
で表わされる。
【０００６】
【数１】 そこで、離間距離ｘが大きい場合と、離間距離ｘが小さ
い場合の一例として、ｘ＝０の時とｘ＝２ａの時との磁
界Ｈを比較すると［数２］のようになる。但し、電流Ｉ
は一定とする。
い場合の一例として、ｘ＝０の時とｘ＝２ａの時との磁
界Ｈを比較すると［数２］のようになる。但し、電流Ｉ
は一定とする。
【０００７】
【数２】 上式から明らかなように、ｘ＝０の時にはｘ＝２ａの時
に比較して、受信アンテナコイル４２には約１１倍の磁
界Ｈが発生する。受信電圧Ｅは磁界Ｈに正比例するの
で、この受信電圧Ｅも約１１倍となり、電力伝送時に受
信アンテナが送信アンテナに接近すると、受信側に過大
な受信電圧Ｅが発生（図３の特性ｈ参照）し、このため
既述したような各種の問題点が生ずる。
に比較して、受信アンテナコイル４２には約１１倍の磁
界Ｈが発生する。受信電圧Ｅは磁界Ｈに正比例するの
で、この受信電圧Ｅも約１１倍となり、電力伝送時に受
信アンテナが送信アンテナに接近すると、受信側に過大
な受信電圧Ｅが発生（図３の特性ｈ参照）し、このため
既述したような各種の問題点が生ずる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、媒体が送
信部に近づくにつれて、送信電流を減少させる特異な構
成とすることで、離間距離による受信電圧の変動を小さ
くし、媒体側受信回路構成の簡略化、小型コンパクト
化、低コスト化を図ることができる非接触伝送装置およ
びその媒体の提供を目的とする。
信部に近づくにつれて、送信電流を減少させる特異な構
成とすることで、離間距離による受信電圧の変動を小さ
くし、媒体側受信回路構成の簡略化、小型コンパクト
化、低コスト化を図ることができる非接触伝送装置およ
びその媒体の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、送信アンテ
ナを有する送信部と、受信アンテナを有する媒体との間
で信号もしくは電力の伝送を行なう非接触伝送装置であ
って、上記送信アンテナをＲＬＣ直列共振回路で構成す
る一方、上記受信アンテナをＬＣ並列共振回路で構成す
るとともにコイルとコンデンサとの間に抵抗を直列接続
してなる非接触伝送装置であることを特徴とする。
ナを有する送信部と、受信アンテナを有する媒体との間
で信号もしくは電力の伝送を行なう非接触伝送装置であ
って、上記送信アンテナをＲＬＣ直列共振回路で構成す
る一方、上記受信アンテナをＬＣ並列共振回路で構成す
るとともにコイルとコンデンサとの間に抵抗を直列接続
してなる非接触伝送装置であることを特徴とする。
【００１０】またこの発明は、ＲＬＣ直列共振回路で構
成される送信アンテナを有する送信部との間で信号もし
くは電力の伝送を行なう受信アンテナを有する媒体であ
って、受信アンテナをＬＣ並列共振回路で構成するとと
もにコイルとコンデンサとの間に抵抗を直列接続してな
る媒体であることを特徴とする。
成される送信アンテナを有する送信部との間で信号もし
くは電力の伝送を行なう受信アンテナを有する媒体であ
って、受信アンテナをＬＣ並列共振回路で構成するとと
もにコイルとコンデンサとの間に抵抗を直列接続してな
る媒体であることを特徴とする。
【００１１】
【作用】この発明によれば、媒体が送信部に近づくと、
受信アンテナのコイルと送信アンテナのコイルとのコイ
ル間結合係数が大になり、相互インダクタンスが大きく
なるため、共振条件下において送信電流は相互インダク
タンスの２乗の値で電圧を除した数値にほぼ比例するよ
うに次第に減少する。
受信アンテナのコイルと送信アンテナのコイルとのコイ
ル間結合係数が大になり、相互インダクタンスが大きく
なるため、共振条件下において送信電流は相互インダク
タンスの２乗の値で電圧を除した数値にほぼ比例するよ
うに次第に減少する。
【００１２】
【発明の効果】このように、上述の媒体が送信部に近づ
くにつれて、送信電流が減少するので、送信アンテナと
受信アンテナとの間の離間距離による受信電圧の変動を
小さくすることができ、また送信電流の漸減により受信
アンテナコイルの磁界および受信電圧が従来のように過
大となるのを防止することができるので、媒体側受信回
路構成の簡略化、小型コンパクト化、低コスト化を図る
ことができる効果がある。
くにつれて、送信電流が減少するので、送信アンテナと
受信アンテナとの間の離間距離による受信電圧の変動を
小さくすることができ、また送信電流の漸減により受信
アンテナコイルの磁界および受信電圧が従来のように過
大となるのを防止することができるので、媒体側受信回
路構成の簡略化、小型コンパクト化、低コスト化を図る
ことができる効果がある。
【００１３】
【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図面は非接触伝送装置を示し、図１において収
改札扉１いわゆるゲートを有する自動改札機２を設け、
この自動改札機２には従前の接触タイプの磁気券３を投
入する投入口４と、上述の磁気券３を放出する放出口５
とを形成する一方、媒体としての非接触券６との間で信
号もしくは電力または双方の伝送を行なう送信アンテナ
７を内蔵している。
述する。図面は非接触伝送装置を示し、図１において収
改札扉１いわゆるゲートを有する自動改札機２を設け、
この自動改札機２には従前の接触タイプの磁気券３を投
入する投入口４と、上述の磁気券３を放出する放出口５
とを形成する一方、媒体としての非接触券６との間で信
号もしくは電力または双方の伝送を行なう送信アンテナ
７を内蔵している。
【００１４】ここで、上述の送信アンテナ７の周辺はフ
ェライト板等で磁気シールド（磁気遮蔽）して、外部か
らの影響を受けないように構成することで、出力インピ
ーダンスの低い回路により送信駆動される。
ェライト板等で磁気シールド（磁気遮蔽）して、外部か
らの影響を受けないように構成することで、出力インピ
ーダンスの低い回路により送信駆動される。
【００１５】また、上述の送信アンテナ７は図２に示す
ように交流電源８にコイル９、コンデンサ１０、抵抗１
１を直列接続したＲＬＣ直列共振回路で構成している。
また非接触券６は同図に示すように受信アンテナ１２を
内蔵し、この受信アンテナ１２はコイル１３とコンデン
サ１４とを並列接続したＬＣ並列共振回路で構成すると
共に、ライン１５，１６間には媒体側受信回路１７を接
続し、また上述のコイル１３とコンデンサ１４との間に
は受信電圧の電圧降下防止用の抵抗１８を直列接続して
いる。
ように交流電源８にコイル９、コンデンサ１０、抵抗１
１を直列接続したＲＬＣ直列共振回路で構成している。
また非接触券６は同図に示すように受信アンテナ１２を
内蔵し、この受信アンテナ１２はコイル１３とコンデン
サ１４とを並列接続したＬＣ並列共振回路で構成すると
共に、ライン１５，１６間には媒体側受信回路１７を接
続し、また上述のコイル１３とコンデンサ１４との間に
は受信電圧の電圧降下防止用の抵抗１８を直列接続して
いる。
【００１６】なお図１において１９は送信アンテナ７に
よる非接触券無線伝送可能領域を示し、２０，２１はそ
れぞれ対応する光反射型の非接触券通過検知センサ２
２，２３の検知領域を示す。
よる非接触券無線伝送可能領域を示し、２０，２１はそ
れぞれ対応する光反射型の非接触券通過検知センサ２
２，２３の検知領域を示す。
【００１７】ここで、交流電源８の電圧をＶ、送信電流
をＩ、コイル９の自己インダクタンスをＬ1 、コンデン
サ１０のキャパシタンスをＣ1 、抵抗１１の電気抵抗を
Ｒ1、コイル１３の自己インダクタンスをＬ2 、コンデ
ンサ１４のキャパシタンスをＣ2 、抵抗１８の電気抵抗
をＲ2 、コイル９，１３間の相互インダクタンスをＭと
し、１／ωＣ1 ＝ωＬ1 ，１／ωＣ2 ＝ωＬ2 （但し、
ω＝２πｆ）の条件が成立する共振点での送信アンテナ
７のインピーダンスＺを求めると次に［数３］で示すよ
うになる。
をＩ、コイル９の自己インダクタンスをＬ1 、コンデン
サ１０のキャパシタンスをＣ1 、抵抗１１の電気抵抗を
Ｒ1、コイル１３の自己インダクタンスをＬ2 、コンデ
ンサ１４のキャパシタンスをＣ2 、抵抗１８の電気抵抗
をＲ2 、コイル９，１３間の相互インダクタンスをＭと
し、１／ωＣ1 ＝ωＬ1 ，１／ωＣ2 ＝ωＬ2 （但し、
ω＝２πｆ）の条件が成立する共振点での送信アンテナ
７のインピーダンスＺを求めると次に［数３］で示すよ
うになる。
【００１８】
【数３】 また送信電流Ｉは交流回路のオームの法則により［数
４］で求めることができる。
４］で求めることができる。
【００１９】
【数４】 上式における各コイル９，１３間の相互インダクタンス
Ｍは次の［数５］に示す通りである。
Ｍは次の［数５］に示す通りである。
【００２０】
【数５】 但しｋは結合係数で、アンテナ７，１２間距離が近づく
につれて大となる。
につれて大となる。
【００２１】このように媒体としての非接触券６が送信
部としての自動改札機２の送信アンテナ７に近づくにつ
れて、各コイル９，１３間の結合係数ｋが大となり、こ
のため相互インダクタンスＭが次第に大きくなり、電圧
Ｖを相互インダクタンスＭの２乗で除した値にほぼ比例
する上述の送信電流Ｉは距離が近づくにつれて減少す
る。
部としての自動改札機２の送信アンテナ７に近づくにつ
れて、各コイル９，１３間の結合係数ｋが大となり、こ
のため相互インダクタンスＭが次第に大きくなり、電圧
Ｖを相互インダクタンスＭの２乗で除した値にほぼ比例
する上述の送信電流Ｉは距離が近づくにつれて減少す
る。
【００２２】図３は媒体としての非接触券６と送信アン
テナ７との間の距離に対する送信電流Ｉおよび受信電圧
Ｅの変化の状態を示す特性図で、ｂは本実施例の抵抗１
８を有する時の送信電流、ｄは抵抗１８を有さない時の
送信電流、ｅは本実施例の抵抗１８を有する時の受信電
圧、ｇは抵抗１８を有さない時の受信電圧、ｈは従来の
送信電流が一定の時の受信電圧、ｍは媒体で必要な受信
電圧をそれぞれ示している。
テナ７との間の距離に対する送信電流Ｉおよび受信電圧
Ｅの変化の状態を示す特性図で、ｂは本実施例の抵抗１
８を有する時の送信電流、ｄは抵抗１８を有さない時の
送信電流、ｅは本実施例の抵抗１８を有する時の受信電
圧、ｇは抵抗１８を有さない時の受信電圧、ｈは従来の
送信電流が一定の時の受信電圧、ｍは媒体で必要な受信
電圧をそれぞれ示している。
【００２３】図３の特性図からも明らかなように、この
実施例の非接触伝送装置は、媒体としての非接触券６が
送信アンテナ７に近づくにつれて特性ｂで示すように送
信電流Ｉが次第に減少し、かつ電圧降下防止用の抵抗１
８の介設により特性ｅで示すように受信電圧Ｅの落込み
を防止しつつ、送信アンテナ７と受信アンテナ１２との
間の離間距離による受信電圧Ｅの変動を小さくすること
ができる効果がある。また本実施例の特性ｅと従来例の
特性ｈとの比較からも明らかなように、送信電流Ｉの漸
減により受信アンテナ１２側のコイル１３の磁界Ｈおよ
び受信電圧Ｅが従来のように過度に増大するのを防止す
ることができる。
実施例の非接触伝送装置は、媒体としての非接触券６が
送信アンテナ７に近づくにつれて特性ｂで示すように送
信電流Ｉが次第に減少し、かつ電圧降下防止用の抵抗１
８の介設により特性ｅで示すように受信電圧Ｅの落込み
を防止しつつ、送信アンテナ７と受信アンテナ１２との
間の離間距離による受信電圧Ｅの変動を小さくすること
ができる効果がある。また本実施例の特性ｅと従来例の
特性ｈとの比較からも明らかなように、送信電流Ｉの漸
減により受信アンテナ１２側のコイル１３の磁界Ｈおよ
び受信電圧Ｅが従来のように過度に増大するのを防止す
ることができる。
【００２４】このため媒体としての非接触券６側におい
ては従来のように耐圧、耐電圧の高い受信側部品や保護
回路が不要となり、かつ電力ロスが小となるので、媒体
側受信回路１７の構成を簡略化し、かつ小型コンパクト
で低コスト化を図ることができる効果がある。
ては従来のように耐圧、耐電圧の高い受信側部品や保護
回路が不要となり、かつ電力ロスが小となるので、媒体
側受信回路１７の構成を簡略化し、かつ小型コンパクト
で低コスト化を図ることができる効果がある。
【００２５】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明の送信部は、実施例の自動改札機２
における送信アンテナ７の配設部に対応し、以下同様
に、媒体は、非接触券６に対応するも、この発明は、上
述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
において、この発明の送信部は、実施例の自動改札機２
における送信アンテナ７の配設部に対応し、以下同様
に、媒体は、非接触券６に対応するも、この発明は、上
述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
【図１】 本発明の非接触伝送装置の使用態様の一例を
示す説明図。
示す説明図。
【図２】 本発明の非接触伝送装置の電気回路図。
【図３】 離間距離に対する送信電流および受信電圧の
変化を示す特性図。
変化を示す特性図。
【図４】 従来例の概略説明図。
６…非接触券（媒体） ７…送信アンテナ ９…コイル １０…コンデンサ １１…抵抗 １２…受信アンテナ １３…コイル １４…コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 5/00 H04B 1/04 H04B 1/18 H04B 1/59 G07B 11/00
Claims (2)
- 【請求項１】送信アンテナを有する送信部と、受信アン
テナを有する媒体との間で信号もしくは電力の伝送を行
なう非接触伝送装置であって、上記送信アンテナをＲＬ
Ｃ直列共振回路で構成する一方、上記受信アンテナをＬ
Ｃ並列共振回路で構成するとともにコイルとコンデンサ
との間に抵抗を直列接続してなる非接触伝送装置。 - 【請求項２】ＲＬＣ直列共振回路で構成される送信アン
テナを有する送信部との間で信号もしくは電力の伝送を
行なう受信アンテナを有する媒体であって、受信アンテ
ナをＬＣ並列共振回路で構成するとともにコイルとコン
デンサとの間に抵抗を直列接続してなる媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12012192A JP3036224B2 (ja) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | 非接触伝送装置およびその媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12012192A JP3036224B2 (ja) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | 非接触伝送装置およびその媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05291991A JPH05291991A (ja) | 1993-11-05 |
| JP3036224B2 true JP3036224B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=14778486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12012192A Expired - Fee Related JP3036224B2 (ja) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | 非接触伝送装置およびその媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3036224B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6713154B1 (en) | 1997-06-06 | 2004-03-30 | Nippon Zeon Co., Ltd. | Insulating material containing cycloolefin polymer |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7965180B2 (en) | 2006-09-28 | 2011-06-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Wireless sensor device |
| WO2009037821A1 (ja) * | 2007-09-17 | 2009-03-26 | Hideo Kikuchi | 誘導電力伝送回路 |
| US9130407B2 (en) | 2008-05-13 | 2015-09-08 | Qualcomm Incorporated | Signaling charging in wireless power environment |
| US20100201312A1 (en) | 2009-02-10 | 2010-08-12 | Qualcomm Incorporated | Wireless power transfer for portable enclosures |
| US9312924B2 (en) | 2009-02-10 | 2016-04-12 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods relating to multi-dimensional wireless charging |
| JP2012070463A (ja) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Nissan Motor Co Ltd | 非接触給電装置 |
-
1992
- 1992-04-13 JP JP12012192A patent/JP3036224B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6713154B1 (en) | 1997-06-06 | 2004-03-30 | Nippon Zeon Co., Ltd. | Insulating material containing cycloolefin polymer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05291991A (ja) | 1993-11-05 |
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