JPH05316003A - 非接触通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 交流電力波と信号波を同時に送信する非接触
通信システムの通信可能距離を長くする。 【構成】 交流電力波Ｖ_Wを変調回路８に入力する。デ
ジタル信号の「０」又は「１」に応じて開閉されるスイ
ッチング素子１０を介して、電力波Ｖ_Wよりも高い周波
数の高周波信号Ｖ_Sを発生する発振器１１を変調回路８
の入力側に接続する。デジタル信号が「１」の場合に
は、高周波信号Ｖ_Sを交流電力波Ｖ_Wによって振幅変調し
た送信信号を送信コイル３から送り、デジタル信号が
「０」の場合には交流電力波Ｖ_Wのみを送信コイル３か
ら送信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は非接触通信システムに関
する。例えば、電磁結合方式等によって送信機と受信機
間の信号授受を行なう非接触通信システムに関する。

【０００２】

【背景技術とその問題点】非接触通信システムの説明 図１に電磁結合方式の非接触通信システム（ＩＤ通信シ
ステム）の概略構成を示す。この非接触通信システムに
あっては、送信ヘッド１と受信ヘッド２が非接触で配置
され、送信ヘッド１の送信コイル３と受信ヘッド２の受
信コイル４が電磁結合している。

【０００３】この非接触通信システムにおいては、送信
ヘッド１に各種命令やデータ等を表わすデジタル信号を
入力すると、デジタル信号は送信側処理回路５によって
交流電力波を含む交流アナログ信号波に変換され、当該
交流アナログ信号波が送信コイル３から送信される。受
信コイル４は、電磁誘導によって送信ヘッド１から送信
された交流アナログ信号波を受信し、交流アナログ信号
波は受信側処理回路６によって交流電力波とアナログ信
号に弁別され、交流電力波は受信ヘッド２内の回路の電
源として用いられ、アナログ信号は受信側処理回路６に
よりデジタル信号に再変換されてメモリ７に格納され
る。

【０００４】従来の非接触通信システム このような非接触通信システムにおいては、受信コイル
に発生する受信信号波は、受信ヘッド内回路の電源とし
て使用されると共にデジタル信号の「１」又は「０」の
２値を識別されるから、交流電力波になんらかの変調が
かかったものでなければならない。

【０００５】図６に示す信号波形は、従来の非接触通信
システムに用いられている送信（受信）信号波Ｖ_cの波
形であって、交流電力波をその周期よりも長い区間Ｔに
分割し、デジタル信号の２値「１」又は「０」に応じて
各区間Ｔ毎に交流電力波の振幅を変化させた振幅変調方
式によるものである。したがって、このような送信（受
信）信号波Ｖ_cにあっては、振幅の大小によって「１」
信号又は「０」信号を表わすことができる。

【０００６】また、図７に示す信号波形は、パルス幅変
調による送信（受信）信号波Ｖ_dの波形であって、デジ
タル信号を交流電力波の周期よりも長いパルス幅にパル
ス幅変調し、デジタル信号の「１」又は「０」に対応す
るパルス幅Ｔ１（＜Ｔ）又はＴ０（＜Ｔ）の間だけ交流
電力波を送信し、交流電力波の送信されているデユーテ
ィー比Ｔ１／Ｔ又はＴ０／Ｔの違いによって「１」信号
と「０」信号とを識別するものである。

【０００７】しかしながら、図６のような振幅変調方式
にあっては、振幅変調によって交流電力波の振幅が小さ
くなっているので、電源電力として送信できるトータル
のエネルギー伝送量が小さくなる。また、図７のような
パルス幅変調方式でも、区間Ｔ０又はＴ１外では交流電
流波が送信されていないので、電源電力として送信でき
るトータルのエネルギー伝送量が小さくなる。このた
め、受信ヘッドを駆動させるのに必要な電力を送信でき
る距離が短くなり、非接触通信システムの通信可能距離
（すなわち、送信ヘッドと通信ヘッドとの離隔距離）が
短くなり、重大な欠点となっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、送信ヘッドと受信ヘッドとの間のエネルギー伝
送量を大きくすることによって非接触通信システムの通
信可能距離を長くすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の非接触通信シス
テムは、交流電力波を送信端末部に連続的に供給する手
段、および、デジタル信号の２値のうちいずれかの値を
入力されたときに前記交流電力波よりも周波数の高い交
流信号波を交流電力波にのせて送信端末部に供給する手
段からなる送信機と、当該送信機から送信された送信信
号波を受信し、当該送信信号波から交流電力波と交流信
号波を弁別する受信機とを備えたことを特徴としてい
る。

【００１０】

【作用】本発明にあっては、デジタル信号に対応する交
流信号波を交流電力波にのせて送信しているので、受信
側では、送信信号を交流電力波と交流信号波とに弁別
し、交流電力波を受信機の電源として用いることがで
き、交流信号波からデジタル信号を再現することができ
る。

【００１１】しかも、送信側では、交流電力波を送信端
末部に連続的に供給し、デジタル信号に対応する交流信
号波として交流電力波よりも周波数の高い信号を用いて
いるので、受信側においては、この送信信号波を検波す
ることによって元の交流電流波を連続的に再現すること
ができる。したがって、送信機から受信機へロスなく交
流電力波を送信することができ、送信機から受信機へ送
信できるエネルギー伝送量を増大させることができる。
この結果、送信機と受信機との距離を大きくすることが
でき、通信可能距離を長くすることができる。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例による非接触通信システム
は図１に示した非接触通信システムと同様な構成を有す
るものであるが、送信ヘッド１及び受信ヘッド２内の処
理回路５，６の構成が従来例とは異なっている。

【００１３】図２は本発明の一実施例における非接触通
信システムの送信ヘッド１内の処理回路５の構成の一例
を示すブロック図である。送信コイル３には、図２に示
すように、変調回路８の出力側が接続されている。ま
た、変調回路８の一方の入力部には電力供給用電源９が
接続され、他方の入力部には電子スイッチやトランジス
タ等のスイッチング素子１０を介して発振器１１が接続
されている。

【００１４】しかして、電力供給用電源９から変調回路
８へは例えば商用周波数の交流電力波Ｖ_Wが供給されて
いる。また、スイッチング素子１０はデジタル信号の
「１」又は「０」の値に応じて一定周期Ｔ（例えば、交
流電力波Ｖ_Wの１周期）毎に開閉される。発振器１１で
は、交流電力波Ｖ_Wよりも高い周波数の高周波信号Ｖ_Sが
発生しており、「１」信号によってスイッチング素子１
０が閉じると、変調回路８には交流電力波Ｖ_Wと高周波
信号Ｖ_Sとが入力され、変調回路８では交流電力波Ｖ_Wに
よって高周波信号Ｖ_Sが振幅変調され、発振器１１から
出力された振幅変調波が送信コイル３から送信される。
また、「０」信号によってスイッチング素子１０が開く
と、変調回路８には交流電力波Ｖ_Wのみが入力され、変
調回路８からは交流電力波Ｖ_Wが出力されて送信コイル
３から送信される。つまり、送信コイル３から送信され
ている送信信号波Ｖ_aは、図４に示すような波形を有し
ており、送信ヘッド１からは交流電力波Ｖ_Wが常に送信
されており、デジタル信号の「１」の場合にのみ振幅変
調された高周波信号Ｖ_Sを交流電力波Ｖ_Wに乗せて送信
し、デジタル信号「０」の場合には交流電力波Ｖ_Wのみ
を送信している。

【００１５】図３は受信ヘッド２内の処理回路６及びメ
モリ７の構成を示すブロック図である。処理回路６は、
整流回路１２、電源回路１３、異周波検知回路１４及び
信号処理回路１５から構成されている。整流回路１２及
び異周波検知回路１４は受信コイル４に並列に接続され
ており、整流回路１２は電源回路１３に接続されてお
り、異周波検知回路１４、信号処理回路１５及びメモリ
７には電源回路１３から直流電力が供給されている。詳
しく述べると、受信コイル４で受信された受信信号波は
整流回路１２によって全波整流され、全波整流波は電源
回路で一定電圧の直流電圧に変換された後、異周波検知
回路１４、信号処理回路１５及びメモリ７に供給されて
いる。したがって、異周波検知回路１４、信号処理回路
１５及びメモリ７を駆動する電力源としては、送信ヘッ
ド１から出力された送信信号波Ｖ_a、のうちの交流電力
波Ｖ_Wによって搬送された電力が用いられている。しか
も、交流電力波Ｖ_Wはデジタル信号に関係なく常に送信
されているので、送信側から受信側へ大きな電力を伝送
することができる。

【００１６】また、異周波検知回路１４は信号処理回路
１５に接続され、信号処理回路１５はメモリ７に接続さ
れている。異周波検知回路１４は、受信コイル４で受信
した受信信号波に交流電力波Ｖ_Wと異なる周波数の信号
が含まれているか否かを検知するものであって、 異周
波検知回路１４で異周波を検知すると信号処理回路１５
は「１」と判断し、異周波が検知されなかった場合には
信号処理回路１５は「０」と判断し、信号処理回路１５
で解読されたデジタル信号はモメリ７に書込まれる。

【００１７】図５は本発明の別な実施例による非接触通
信システムにおいて、送信ヘッド１から送信される送信
信号波Ｖ_bを示す波形図である。この実施例は、図２に
示したような送信側処理回路５において、デジタル信号
が「１」の場合にはスイッチング素子を閉じ、発振器１
１から出力された高周波信号Ｖ_Sを交流電力波Ｖ_Wに重畳
させて送信コイル３へ出力するようにしたものである。
したがって、デジタル信号が「１」の場合には交流電力
波Ｖ_Wに高周波信号Ｖ_Sを重畳させた重畳信号を送信コイ
ル３から送信し、デジタル信号が「０」の場合には交流
電力波Ｖ_Wのみを送信コイル３から送信する。

【００１８】なお、受信側で交流電源を必要とする場合
には、整流回路に変えて検波回路やローパスフィルタを
用いることにより交流電力を得ることもできる。

【００１９】

【発明の効果】本発明にあっては、デジタル信号に対応
する交流信号波を交流電力波にのせて送信しており、し
かも、交流電力波を送信端末部に連続的に供給し、デジ
タル信号に対応する交流信号波の交流信号波を交流電力
波よりも周波数の高い信号としているので、受信側にお
いては、この送信信号波を検波することによって元の交
流電流波を連続的に再現することができる。したがっ
て、送信機から受信機へロスなく交流電力波を送信する
ことができ、送信機から受信機へ送信できるエネルギー
伝送量を増大させることができる。この結果、送信機と
受信機との距離を大きくすることができ、通信可能距離
を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電磁結合方式の非接触通信システムを示す概略
構成図である。

【図２】本発明の一実施例における送信ヘッド側の回路
構成を示すブロック図である。

【図３】同上の実施例における送信ヘッド側の回路構成
を示すブロック図である。

【図４】同上の実施例において送信ヘッドから送信され
る変調信号波の信号波形図である。

【図５】本発明の別な実施例において送信ヘッドから送
信される重畳信号波の信号波形図である。

【図６】従来例の非接触通信システムにおいて送信ヘッ
ドから送信される信号波を示す信号波形図である。

【図７】従来の非接触通信システムにおいて送信ヘッド
から送信される別な信号波を示す信号波形図である。

【符号の説明】

１ 送信ヘッド ２ 受信ヘッド ３ 送信コイル ４ 受信コイル Ｖ_W 交流電力波 Ｖ_S 高周波信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電力波を送信端末部に連続的に供給
   する手段、および、デジタル信号の２値のうちいずれか
   の値を入力されたときに前記交流電力波よりも周波数の
   高い交流信号波を交流電力波にのせて送信端末部に供給
   する手段からなる送信機と、 当該送信機から送信された送信信号波を受信し、当該送
   信信号波から交流電力波と交流信号波を弁別する受信機
   とを備えた非接触通信システム。