JP3674310B2 - リーダライタ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は物流システム,電子回数券システム等に使用される非接触識別システムにおけるリーダライタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来組立搬送ラインでの部品の識別や電子回数券システム等においては、物品を識別して管理するシステムが必要となる。そこで特開平1−163991号のように識別対象物にメモリを有するデータキャリアを設け、外部からデータ伝送によってデータキャリアに必要な情報を書込んでおき、必要に応じてその情報を読出すようにした識別システムが提案されている。このようなデータキャリアは識別の対象となる物品等に取付けて用いられ、パレットの搬送経路の側方に配置された書込/読出制御ユニットからデータキャリアに必要なデータを書込み又は読出すように構成される。
【0003】
従来の非接触識別システムは図8に示すように、データを保持するデータキャリア11とリーダライタから成り立っており、リーダライタは、データキャリア11にデータを書込み及び読出すリードライトヘッド12とその動作を制御するIDコントローラ13によって構成されている。ユーザはリードライトアンテナ12とIDコントローラ13とを接続し、データキャリア11と交信する場所にリードライトアンテナ12を配置するだけで使用することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このようなリーダライタをユーザの機器内に組み込んで使用したいという要望がある。しかしながら従来のリーダライタでは、ユーザの機器の内部に組み込む場合には形状が大きすぎ、又高価格になるという問題点があった。
【0005】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであって、リーダライタとして必要なリードライトアンテナとIDコントローラの機能を一体化することによって種々の機器への組み込みを容易にすることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項1の発明は、データキャリアと、前記データキャリアにデータを伝送しデータキャリアの信号を受信するリーダライタとを有する非接触識別システムにおけるリーダライタであって、前記リーダライタは、コイルと、前記コイルを送信信号に応じて駆動する送信部と、前記コイルに接続され、前記データキャリアから得られる信号を受信する受信部と、前記送信部及び受信部に接続され、データ及びコマンドを前記データキャリアに伝送すると共に、そのレスポンスを受信する制御手段と、を有するものであり、前記リーダライタは、プリント基板上の一方の面にコイルをループ状のコイルパターンとして形成すると共に、前記送信部,前記受信部及び前記制御手段となる電子部品を実装し、前記コイルパターンは、前記プリント基板の4つの角に設けた取付け孔から離れた部分では前記取付け孔の中心点を結んでできる矩形領域よりも外側にまで設けると共に、前記取付け孔の近傍では、取付け孔よりも一定距離だけ内側にコイルパターンが通るように形成したことを特徴とするものである。
【0007】
本願の請求項2の発明は、請求項1のリーダライタにおいて、前記プリント基板上のコイルパターンをプリント基板の外周部に沿って形成し、該コイルパターンの内側に前記送信部,前記受信部及び前記制御手段となる電子部品を実装して構成したことを特徴とするものである。
【0008】
本願の請求項3の発明は、請求項1又は2のリーダライタにおいて、前記リーダライタの送信部は、受信時にキャリアを所定の周期で断続させるものであり、前記データキャリアの受信部は、受信時にキャリアが停止する期間に残響の有無によって信号を受信するものであり、前記リーダライタは、入力クロック信号を用いてスイッチングすることにより入力電圧を変化させるDC/DCコンバータと、前記DC/DCコンバータ及び前記制御手段に同期した信号を入力クロック信号として供給することにより、前記キャリアを停止する期間では前記DC/DCコンバータによるノイズが生じないようにした同期信号発生回路と、を更に具備することを特徴とするものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の第1の実施の形態による非接触識別システムのリーダライタの構成を示すブロック図であり、図2はリーダライタの各電子部品をプリント基板上に実装した状態を示す正面図及び側面図である。これらの図に示すようにリーダライタはデータキャリア11へのデータの書込み及び読取りを制御するID制御部21が設けられ、又上位のコンピュータとの入出力を行う上位インターフェース22が設けられる。ID制御部21はCPU及びメモリを含んで構成されており、データキャリア11に伝送すべきデータ及びコマンドを送信部23に出力し、そのレスポンスを受信する。送信部23は伝送すべきデータを変調し、送受信コイルL1を駆動するものである。送受信コイルL1には受信部24が接続される。受信部24はデータキャリアから得られる信号を受信し復調してID制御部21に伝えるものである。
【0013】
これらの電子部品は図2に示すように1枚のプリント基板31上に実装されている。又送受信コイルL1も図2に示すようにプリント基板上のパターンとして形成され、リーダライタ全体がプリント基板1枚で構成されている。この実施の形態ではプリント基板31の上面に各電子部品32等が実装され、コイルパターンも上面に形成され、下面には何も実装していないため、下面を装置内の樹脂ケースの内面に直接取付けることができる。ケースの内面に直接取付けてもケース内面からの浮きがなく、データキャリアと送受信コイルL1とを近接させることができる。
【0014】
図3は本発明の第2の実施の形態によるリーダライタを示す正面図及び側面図である。この実施の形態では送受信コイルL1をほぼ正方形のプリント基板33の外周部に沿って形成すると共に、その内部にID制御部21,上位インターフェース22,送信部23及び受信部24を構成する電子部品32を実装するようにしたものである。ここでは送受信コイルL1を図示のようにプリント基板33の四つの角に設けた基板取付け孔の中心を結ぶ矩形領域よりも外側にまで形成する。又四つの角の取付け孔近傍では、取付け孔より一定距離だけ内側にコイルパターンが通るように形成している。このようにすれば送受信コイルL1を大きく形成することができるため、データキャリアとの交信距離を大きくすることができるという効果が得られる。
【0015】
図4は本発明の第3の実施の形態によるリーダライタの構成を示すブロック図である。本実施の形態では基準信号を発生する基準信号発生回路25及びその基準信号を分周する分周回路26,27を設けている。分周回路26はID制御部21に用いられるCPUのクロックを供給するものであり、分周回路27は送信部23で用いるキャリア信号を供給するものである。こうすればリーダライタの発振器を1つとすることができ、ID制御部21で用いる周波数f1のクロック信号と周波数f2のキャリア信号との干渉を最小限にすることができるという効果が得られる。
【0016】
さてこの上位インターフェース回路22としてRS232C用のICを用いたものとすると、RS232C用IC回路内には通常5V電源を±12Vの電源にするDC/DCコンバータが設けられており、±12Vの電源を用いて外部に出力が出される。そしてこのRS232C内のDC/DCコンバータ用発振周波数をリーダライタのキャリアとして用いる周波数f2の1/2以下としておく。こうすればスイッチング時のデータキャリアへの受信の影響を減らすことができ、交信を安定化することができる。
【0017】
次に本発明の第4の実施の形態について説明する。この実施の形態では図5に示すようにID制御部41,上位インターフェース42,送信部43,受信部44を有している。送信部43はリーダライタの受信時には一定の送信周期の送信のクロック信号をデューティ比50%としてキャリアを断続するものであり、リーダライタの送信時には送信データに応じてデューティ比を変化させてデータキャリアに送信する。データキャリアではこの信号を受信し、整流平滑して各部の電源とする。リーダライタの受信時にはデータキャリア11は送信データに応じて共振回路の負荷を変化させる。こうすればリーダライタの受信部ではキャリアの停止時にデータキャリアから残響の有無として信号が得られる。受信部44はこの残響の有無を検出して受信信号をID制御部41に出力する。
【0018】
さてこの実施の形態ではリーダライタ内に同期信号発生回路45,DC/DCコンバータ46を設ける。DC/DCコンバータ46は例えば24Vの外部電源から、±12Vと5Vの電源を生成し、5Vの電源をID制御部41,送信部43及び受信部44に出力している。又DC/DCコンバータ46は上位インターフェース42に必要な±12Vの電源を供給するものである。又同期信号発生回路45はID制御部41とDC/DCコンバータ46にクロック信号を出力している。同期信号発生回路45からID制御部41への信号は送信のタイミングとなるクロック信号とし、DC/DCコンバータ46への信号はこの2倍の周波数のスイッチング信号とする。
【0019】
図6(a)〜(f)は同期信号発生回路45を用いることなく、DC/DCコンバータ46を独立して動作させたときの各部の波形を示すタイムチャートである。図6(a)はリーダライタの受信時に、送信部43より出力される断続キャリアの信号を示しており、デューティ比が50%でキャリアが断続する波形を示している。データキャリア11は送信データに応じて残響の有無を制御するため、送受信コイルL1には返信信号として図6(b)に示す信号が得られる。このときDC/DCコンバータ46が独立して動作すれば、図6(c),(d)に示すようにスイッチング毎にスイッチングノイズが重畳されるため、これが復調信号として加わる可能性があり、受信部では正常な受信データを受信できない恐れがある。
【0020】
図7は図5に示す第4の実施の形態によるリーダライタの各部の波形を示す波形図であり、同期信号発生回路45からID制御部41及びDC/DCコンバータ46に供給するクロック信号及びスイッチング信号を夫々図7(c)及び(d)とする。このクロック信号の立上り時にDC/DCコンバータ46のスイッチングノイズが発生するものとすると、データキャリア11からの信号を受信するタイミングではスイッチングノイズが生じない。従って図7(f)に示すように復調信号にこのノイズ成分が重畳されて誤検出することなく、信号が受信される。このようにID制御部41へのクロック信号とDC/DCコンバータ31へのスイッチング信号を同期させておくことによって、立下り時のスイッチングノイズが生じた場合にも送信信号に含まれ、残響の有無を検出するタイミングではノイズが加わらないため、受信部44の復調信号に誤動作を生じることがなくなる。
【0021】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本願の請求項1〜3の発明によれば、リーダライタの各電子回路部を1枚のプリント基板上に実装するようにしているため、任意の機器への組み込みが容易となる。又プリント基板の片側に電子回路部を実装しているため、一方の面はパターンや電子部品がなく、機器の内面に直接取付けることができる。又請求項2の発明では、プリント基板上に形成するコイルを基板の外周に沿って形成し、その中央部に電子回路部を設けているためコイル径を大きくすることができ、交信距離を大きくすることができるという効果が得られる。又請求項3の発明では、残響を制御してリーダライタとデータキャリアとのデータ伝送を行う非接触識別システムにおいて、ID制御部への信号とDC/DCコンバータの入力信号とを同期させているため、残響を検出するタイミングではスイッチングノイズを発生させることがなく、誤動作を生じることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態によるリーダライタの構成を示すブロック図である。
【図2】本実施の形態によるリーダライタのプリント基板を示す正面図及び側面図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態によるリーダライタのプリント基板の正面図及び側面図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態によるリーダライタの構成を示すブロック図である。
【図5】本発明の第4の実施の形態によるリーダライタの構成を示すブロック図である。
【図6】同期信号発生回路回路を有しない場合のリーダライタの各部の波形を示すタイムチャートである。
【図7】第4の実施の形態によるリーダライタの各部の波形を示すタイムチャートである。
【図8】従来の非接触識別システムの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
10 リーダライタ
11 データキャリア
21,41 ID制御部
22,42 上位インターフェース
23,43 送信部
24,44 受信部
31,33 プリント基板
32 電子回路部
45 同期信号発生回路
46 DC/DCコンバータ
L1 送受信コイル
Claims (3)
- データキャリアと、前記データキャリアにデータを伝送しデータキャリアの信号を受信するリーダライタとを有する非接触識別システムにおけるリーダライタであって、
前記リーダライタは、
コイルと、
前記コイルを送信信号に応じて駆動する送信部と、
前記コイルに接続され、前記データキャリアから得られる信号を受信する受信部と、
前記送信部及び受信部に接続され、データ及びコマンドを前記データキャリアに伝送すると共に、そのレスポンスを受信する制御手段と、を有するものであり、
前記リーダライタは、プリント基板上の一方の面にコイルをループ状のコイルパターンとして形成すると共に、前記送信部,前記受信部及び前記制御手段となる電子部品を実装し、
前記コイルパターンは、前記プリント基板の4つの角に設けた取付け孔から離れた部分では前記取付け孔の中心点を結んでできる矩形領域よりも外側にまで設けると共に、前記取付け孔の近傍では、取付け孔よりも一定距離だけ内側にコイルパターンが通るように形成したことを特徴とするリーダライタ。 - 前記プリント基板上のコイルパターンをプリント基板の外周部に沿って形成し、該コイルパターンの内側に前記送信部,前記受信部及び前記制御手段となる電子部品を実装して構成したことを特徴とする請求項1記載のリーダライタ。
- 前記リーダライタの送信部は、受信時にキャリアを所定の周期で断続させるものであり、
前記データキャリアの受信部は、受信時にキャリアが停止する期間に残響の有無によって信号を受信するものであり、
前記リーダライタは、
入力クロック信号を用いてスイッチングすることにより入力電圧を変化させるDC/DCコンバータと、
前記DC/DCコンバータ及び前記制御手段に同期した信号を入力クロック信号として供給することにより、前記キャリアを停止する期間では前記DC/DCコンバータによるノイズが生じないようにした同期信号発生回路と、を更に具備することを特徴とする請求項1又は2記載のリーダライタ。
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