JPH05291991A - 非接触伝送装置 - Google Patents
非接触伝送装置Info
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- JPH05291991A JPH05291991A JP12012192A JP12012192A JPH05291991A JP H05291991 A JPH05291991 A JP H05291991A JP 12012192 A JP12012192 A JP 12012192A JP 12012192 A JP12012192 A JP 12012192A JP H05291991 A JPH05291991 A JP H05291991A
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- 230000009351 contact transmission Effects 0.000 claims description 6
- 238000013459 approach Methods 0.000 abstract description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 10
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 5
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
- Transmitters (AREA)
- Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
- Devices For Checking Fares Or Tickets At Control Points (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】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。 【構成】送信アンテナ7を有する送信部と、受信アンテ
ナ12を有する媒体6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、送信アンテナ7をR
LC直接共振回路で構成する一方、受信アンテナ12を
LC並列共振回路で構成したことを特徴とする。
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。 【構成】送信アンテナ7を有する送信部と、受信アンテ
ナ12を有する媒体6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、送信アンテナ7をR
LC直接共振回路で構成する一方、受信アンテナ12を
LC並列共振回路で構成したことを特徴とする。
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】
【0007】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=2
aの時との磁界Hを比較すると[数2]の用になる。但
し、電流Iは一定とする。
距離xが小さい場合の一例として、x=0の時とx=2
aの時との磁界Hを比較すると[数2]の用になる。但
し、電流Iは一定とする。
【0008】
【数2】
【0009】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。
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。
【0010】
【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の提
供を目的とする。
【0011】
【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し
た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し
た非接触伝送装置であることを特徴とする。
【0012】
【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。
【0013】
【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圧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圧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。
【0014】
【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。
【0015】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。
【0016】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。
【0017】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。
【0018】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。
【0019】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。
により[数4]で求めることができる。
【0020】
【数4】
【0021】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。
ンダクタンスMは次の[数5]に示す通りである。
【0022】
【数5】
【0023】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。
距離が近づくにつれて大となる。
【0024】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。
【0025】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。
【0026】図3の特性図からも明らかなように、この
実施例の非接触電装装置は、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。
実施例の非接触電装装置は、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。
【0027】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。
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。
【0028】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
で低スト化を図ることができる効果がある。
【0029】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。
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。
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
Claims (1)
- 【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した非
接触伝送装置。
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 true JPH05291991A (ja) | 1993-11-05 |
JP3036224B2 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 (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008109847A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-05-08 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 無線センシング装置 |
WO2009037821A1 (ja) * | 2007-09-17 | 2009-03-26 | Hideo Kikuchi | 誘導電力伝送回路 |
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US9312924B2 (en) | 2009-02-10 | 2016-04-12 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods relating to multi-dimensional wireless charging |
US9583953B2 (en) | 2009-02-10 | 2017-02-28 | Qualcomm Incorporated | Wireless power transfer for portable enclosures |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100480548B1 (ko) | 1997-06-06 | 2005-04-07 | 제온 코포레이션 | 환상 올레핀계 중합체를 포함하는 수지부착 금속박, 이를사용하는 적층판 및 다층적층판, 및 다층적층판의제조방법 |
-
1992
- 1992-04-13 JP JP12012192A patent/JP3036224B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US8242903B2 (en) | 2006-09-28 | 2012-08-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Wireless sensor device |
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US10587297B2 (en) | 2006-09-28 | 2020-03-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Wireless sensor device |
JP2008109847A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-05-08 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 無線センシング装置 |
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