JPH07273696A - データ伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】データ伝送装置を構成する通信媒体において受
信データのオン／オフ期間の計時を不要にし、計時動作
に必要な発振回路を不要にする。 【構成】アンテナから一定周期の電力搬送信号ＳＬ１が
送信される。データキャリアは、電力搬送信号ＳＬ１を
送受信コイルで受信し、電力搬送信号ＳＬ１の立ち下が
りのタイミングに同期したタイミングでデータ信号ＳＬ
２ａを送信する。アンテナ１の受信コイルにおいて、電
力搬送信号ＳＬ１による共振波形の間欠部にデータキャ
リアから送信されたデータ信号の共振波形が現れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主装置と通信媒体と
の間でデータの送受信を行うデータ伝送装置に関し、特
に主装置から通信媒体に対して電力搬送波による電力供
給を行うデータ伝送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンベア上を搬送される移動体に取り付
けたタグなどの通信媒体から移動体の搬送経路中に設置
されたアンテナに対してデータを送信するデータキャリ
アシステムなどの非接触交信装置では、通信媒体におい
て消費される電力を電力搬送信号を用いてアンテナから
供給するようにしたものがある。このような外部給電型
の非接触交信装置では、例えば特開昭６２−３９９２７
号公報に開示されているように、図７に示すアンテナ５
０において、制御部５１からコイル５２に対して図８
（Ａ）に示す駆動信号を出力し、コイル５２から電力搬
送波として通信媒体に対して同図（Ｂ）に示す間欠波信
号を送信する。通信媒体６０はコイル６３により同図
（Ｃ）に示す状態でこの間欠波信号を受信し、整流した
後に同図（Ｄ）に示すようにコンデンサ６４に蓄電し、
これを制御回路６１やメモリ６２等の駆動用電源として
用いている。

【０００３】また、通信媒体６０からアンテナ５０に対
してデータを送信する場合には、間欠波信号の間欠部分
においてデータ信号を送信し、電力搬送波とデータ信号
との混信を防止するようにしている。このため、通信媒
体６０の制御回路６１は、コンデンサ６４の電位が一定
レベルＶに達したとき起動して時間ｔ１２を計時して図
８（Ｅ）に示す波形を出力する第１のタイマと、この第
１のタイマがタイムアップしたとき起動して時間ｔ１３
を計時して同図（Ｆ）に示す波形を出力する第２のタイ
マとを備えている。この第２のタイマが計時する時間ｔ
１３は、間欠波信号の間欠部分の時間よりも充分に短く
されており、通信媒体は、第２のタイマが計時する時間
ｔ１３において同図（Ｇ）に示すようにアンテナに対し
てデータ信号を送信する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のデータ伝送装置では、主装置５０と通信媒体６０と
の間の距離が変化した場合や送受信コイル５２，６３の
結合状態の変化により通信媒体６０のコンデンサ６４の
充電速度が変化し、図８（Ｅ）に示す時間ｔ１１が増減
する。これに対し、時間ｔ１２，ｔ１３はタイマにより
固定的に設定されているため、時間ｔ１１が変動するこ
とによって通信媒体６０からのデータ信号の送信タイミ
ングが主装置５０からの電力搬送波の送信タイミングと
重複する場合を生じ、両方の信号が混信して主装置５０
において通信媒体６０のデータ信号を正確に受信するこ
とができなくなる問題がある。これを回避するためには
時間ｔ１２を大きくし、時間ｔ１３を短くする必要があ
り、通信媒体６０から送信されるデータ信号の信頼性が
低下する問題がある。また、データ信号の送信タイミン
グをタイマの計時時間によって設定しているため、正確
なデータ信号の送信処理を行うためには通信媒体６０に
高精度の発振回路が必要になり、装置の大型化を招くだ
けでなく、電力消費量の増加をも招来し、外部給電型の
通信媒体６０では十分な電源電力の供給を受けるべく主
装置と通信媒体との間の距離を一定長に厳格に規定する
必要が生じる問題があった。

【０００５】この発明の目的は、通信媒体において主装
置から一定時間周期で送信される電力搬送波に同期して
処理タイミングを決定できるようにし、この処理タイミ
ングに基づいて通信媒体から主装置に送信するデータ信
号の送信タイミングを設定することにより、主装置と通
信媒体との間の距離が変化した場合にも主装置の処理タ
イミングに同期して通信媒体の処理タイミングを決定す
ることができ、データの送受信を常に正確に行うことが
できるとともに、計時手段の動作のための発信回路を不
要にし、装置の小型化および小電力化を実現できるデー
タ伝送装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、主装置から通信媒体に対して電力搬送波を送信し、
通信媒体は、主装置から送信された電力搬送波により電
力供給を受けて２値化したデータ信号を送信するデータ
伝送装置において、前記主装置が、電力搬送波を一定周
期で間欠的に送信するとともに、前記通信媒体が、電力
搬送波の受信信号の立ち下がりを検出する受信信号検出
手段と、受信信号検出手段が受信信号の立ち下がりを検
出したときに送信すべきデータの内容に応じてデータ信
号を送信するデータ信号送信手段と、を設けたことを特
徴とする。

【０００７】請求項２に記載した発明は、前記通信媒体
が、前記電力搬送波を受信するとともにデータ信号を送
信する送受信コイルと、前記受信信号検出信号が受信信
号の立ち下がりを検出したときに、送受信コイルに対し
て送信すべきデータの内容に関わらず常に残響除去パル
スを供給する残響除去手段と、を備え、前記データ信号
送信手段は、残響除去パルスの後にデータ信号パルスを
選択的に送受信コイルに供給することを特徴とする。

【０００８】

【作用】請求項１に記載した発明においては、主装置か
ら通信媒体に対して電力搬送波が一定周期で間欠的に送
信される。通信媒体はこの電力搬送波を受信し、電力搬
送波の間欠波形に応じた受信信号を発生する。この受信
信号の立ち下がりを受信信号検出手段により検出し、受
信信号の立ち下がりのタイミングに基づいてデータ信号
を送信する。したがって、通信媒体は、主装置から送信
された電力搬送波に同期してデータ信号を送信するた
め、通信媒体には、送信タイミングを決定するための発
振回路を含む計時手段を備える必要がなく、主装置と通
信媒体との間の距離が変化した場合でもデータ信号の送
信タイミングを電力搬送波の間欠部分に正確に一致し、
混信を生じることがない。

【０００９】請求項２に記載した発明においては、通信
媒体は、電力搬送波の受信とデータ信号の送信とを同一
の送受信コイルにより行う。受信信号検出手段が受信信
号の立ち下がりを検出すると、残響除去手段により送受
信コイルに対して残響除去パルスが供給され、この後に
データ信号パルスが供給される。したがって、電力搬送
波の受信信号が立ち下がると同時に受信信号の残響が消
滅し、データ信号の送信開始タイミングを早くすること
ができるとともに、データ信号の内容に与えるノイズの
影響がなくなる。

【００１０】

【実施例】図１は、この発明の実施例に係るデータ伝送
装置であるデータキャリアシステムを示す図である。デ
ータキャリアシステムは、コンベア１０上を搬送される
移動体３に取り付けられたデータキャリア２と、コンベ
ア１０によって構成される移動体３の搬送路中に設置さ
れたアンテナ１と、により構成されている。アンテナ１
は、データケーブル４により図外のホスト装置に接続さ
れており、データキャリア２の有無に拘らず、移動体３
の搬送路の一部を含む通信可能範囲５に対して電力搬送
波を送信している。この通信可能範囲５内にデータキャ
リア２が侵入すると、アンテナ１から送信された電力搬
送波をデータキャリア２が受信する。データキャリア２
は、電力搬送波の受信により電力供給を受け、移動体３
の特性などを示すデータをアンテナ１に対して送信す
る。

【００１１】図２は、上記データキャリアシステムのア
ンテナおよびデータキャリアの構成を示す図である。ア
ンテナ１は、送信コイルＬ１を駆動するドライブ回路１
１、ドライブ回路１１に対して電力搬送波のクロック成
分を含むキャリア信号を出力するキャリア信号発生回路
１２、受信コイルＬ３の受信信号を検波する検波回路１
３、検波回路１３の出力を基準電圧と比較する比較器１
４、および、比較器１４の出力が入力されるとともに、
キャリア信号発生回路１２の動作を制御する制御回路１
５から構成されている。

【００１２】データキャリア２は、移動体３の特性等を
記憶したメモリ２２を有する制御回路２１、送受信コイ
ルＬ２が受信した電力搬送波を整流するダイオード２
３、整流された電圧を蓄電するコンデンサＣ１、コンデ
ンサＣ１の電力を制御回路２１およびメモリ２２に電源
として供給する定電圧回路２５、送受信コイルＬ２の受
信信号を検波する検波回路２６、検波回路２６の出力を
基準電圧と比較する比較回路２７、および、制御回路２
１から出力されたデータに応じてトランジスタＴＲ１を
駆動するデータ信号発生回路２４から構成されている。

【００１３】図３は、上記アンテナおよびデータキャリ
アの各部における信号の波形を示す図である。アンテナ
１の制御回路１５は、キャリア信号発生回路１２に対し
て一定周期の間欠波である駆動信号Ｓ１を出力する。キ
ャリア信号発生回路１２は、駆動信号Ｓ１にしたがって
キャリア信号を出力し、ドライブ回路１１はこのキャリ
ア信号に基づいて送信コイルＬ１を駆動する。これによ
って、送信コイルＬ１から電力搬送信号ＳＬ１が送信さ
れる。

【００１４】データキャリア２は、アンテナ１の送信コ
イルＬ１から送信された電力搬送信号ＳＬ１を送受信コ
イルＬ２において受信し、送受信コイルＬ２は共振信号
ＳＬ２を出力する。この共振信号ＳＬ２の整流電圧がコ
ンデンサＣ１に充電される。また、送受信コイルＬ２の
共振信号ＳＬ２は、検波回路２６で検波された後に比較
回路２７に入力される。比較回路２７は、検波回路２６
の出力を基準電圧Ｖａと比較し、受信信号Ｓ２を出力す
る。受信信号Ｓ２は、制御回路２１に入力される。制御
回路２１は、受信信号Ｓ２の立ち下がりタイミングから
所定時間ｔ１だけ遅延したタイミングでデータＳ３を出
力する。データ信号発生回路２４は、制御回路２１から
出力されたデータＳ３の内容に基づいてトランジスタＴ
Ｒ１を駆動する。送受信コイルＬ２は、トランジスタＴ
Ｒ１の駆動により共振し、データ信号ＳＬ２ａを送信す
る。

【００１５】なお、受信信号の立ち下がりタイミングか
らデータＳ３を出力するタイミングまでの所定時間ｔ１
は、たとえば図６（Ａ）に示す構成によって作成でき
る。即ち、受信信号２をローアクティブのフリップフロ
ップ３１に入力し、このフリップフロップ３１のＱ出力
を抵抗３２およびコンデンサ３３の時定数回路を介して
シュミット回路３４に入力する。図６（Ｂ）に示すよう
に、フリップフロップ３１のＱ出力は、抵抗３２および
コンデンサ３３によって決まる時定数で遅延され、Ｐ点
における電圧レベルは図示するように遅延する。この電
圧をシュミット回路３４で２つのスレッショルド電圧と
比較することにより受信信号Ｓ２の立ち下がりのタイミ
ングから時間ｔ１だけ遅延した信号ＳＤが得られる。制
御回路２１は、メモリ２２が記憶しているデータを読み
出し、このデータの内容に基づいて、信号ＳＤの立ち上
がりのタイミングに同期してデータＳ３を出力する。

【００１６】アンテナ１が有する受信コイルＬ３は、ア
ンテナ１の送信コイルＬ１から送信された電力搬送信号
ＳＬ１に共振するとともに、データキャリア２の送受信
コイルＬ２から送信されたデータ信号ＳＬ２ａに共振す
る。受信コイルＬ３の共振信号ＳＬ３は検波回路１３に
より検波された後に比較器１４において基準信号Ｖｃと
比較され、受信信号Ｓ４が作成される。制御回路１５
は、電力搬送信号ＳＬ１の周期ｔ２中における受信信号
Ｓ４の立ち上がりの有無により、データキャリア２から
送信されたデータ信号の内容を判別する。

【００１７】以上のようにこの実施例によれば、アンテ
ナ１から送信される電力搬送信号ＳＬ１の送信終了タイ
ミングに同期したタイミングでデータキャリア２からデ
ータ信号ＳＬ２ａを送信するようにしているため、アン
テナ１とデータキャリア２との間の距離が変化してコン
デンサＣ１における充電完了タイミングが遅延しても、
常に電力搬送信号ＳＬ１の間欠部分においてデータキャ
リア２からデータ信号を送信することができ、データの
送受信を正確に実行することができる。また、データ信
号の送信タイミングを決定するために発振回路を含む計
時手段を設ける必要がなく、データキャリア２の構成を
簡略化して装置の小型化を実現できる。図４は、請求項
２に記載した発明の実施例に係るデータ伝送装置におけ
るデータキャリアの構成を示す図である。データキャリ
ア２０は、図２に示した構成に加えて、ワンショットパ
ルス発生回路２８およびトランジスタＦＥＴ１からなる
残響制御回路２９を備えている。ワンショットパルス発
生回路２８は、比較回路２７から出力される比較信号の
立ち下がりのタイミングで、パルス幅Ｔのパルス信号を
出力する。このパルス信号はトランジスタＦＥＴ１に供
給され、トランジスタＦＥＴ１はパルス幅Ｔの期間にお
いて送受信コイルＬ２の両端を短絡する。また、ワンシ
ョットパルス発生回路２８のパルス信号は、データ信号
発生回路２４にも入力され、パルス信号の立ち下がりの
タイミングから所定時間ｔ３だけ遅延したタイミングで
データＳ２３の内容に応じた駆動信号をトランジスタＴ
Ｒ１に供給する。

【００１８】図５は、請求項２に記載した発明の実施例
に係るデータ伝送装置のアンテナおよびデータキャリア
の各部における信号を示す図である。電力搬送信号ＳＬ
１に対するデータキャリア２０おける受信信号Ｓ２２が
立ち下がると、ワンショットパルス発生回路２８からパ
ルス信号Ｓ１１が出力される。このパルス信号Ｓ１１が
トランジスタＦＥＴ１に供給されることにより送受信コ
イルＬ２の両端が短絡され、送受信コイルＬ２における
電力搬送信号ＳＬ１に対する残響が除去される。データ
信号発生回路２４は、パルス信号Ｓ１１の立ち下がりの
タイミングから時間ｔ３だけ遅延したタイミングで駆動
信号Ｓ２３を出力し、これによって送受信コイルＬ２か
らデータ信号が出力される。このデータ信号をアンテナ
１の受信コイルＬ３が受信し、その共振信号ＳＬ２３に
基づいて受信信号Ｓ２４が作成される。

【００１９】なお、受信信号Ｓ２２の立ち下がりタイミ
ングから駆動信号Ｓ２３を出力するタイミングまでの時
間ｔ３は、前述の図３におけるデータＳ３の出力タイミ
ングを決定する所定時間ｔ１と同様にして図６（Ａ）に
示す構成によって作成することができる。

【００２０】以上のように、この実施例によれば、ワン
ショットパルス発生回路２８から出力されるパルス信号
Ｓ１１により、送受信コイルＬ２における電力搬送信号
の共振信号から残響成分が除去されるため、データキャ
リア２０からのデータの送信タイミングを早くすること
ができるとともに、データキャリア２０の送受信コイル
Ｌ２の送信信号のノイズ成分を除去してＳ／Ｎ比を高く
することができる。

【００２１】なお、アンテナ１において、電力搬送信号
を送信している間において受信コイルＬ３の共振信号を
無視することにより、図５に示すように、データ信号に
よる受信信号Ｓ２４のみを得ることができる。

【００２２】

【発明の効果】請求項１に記載した発明によれば、主装
置から送信される電力搬送波の送信終了タイミングに同
期したタイミングで通信媒体からデータ信号を送信する
ことができるため、主装置と通信媒体との間の距離が変
化して通信媒体の充電完了タイミングが遅延しても、常
に電力搬送波の間欠部分において通信媒体からデータ信
号を送信することができ、データの送受信を正確に実行
することができる。また、データ信号の送信タイミング
を決定するために発振回路を含む計時手段を設ける必要
がなく、通信媒体の構成を簡略化して装置の小型化を実
現できる。

【００２３】請求項２に記載した発明によれば、通信媒
体における受信信号から残響成分が除去されるため、通
信媒体からのデータの送信タイミングを早くすることが
できるとともに、通信媒体から送信されるデータ信号の
ノイズ成分を除去してＳ／Ｎ比を高くすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のデータ伝送装置を適用したデータキ
ャリアシステムを示す図である。

【図２】同データキャリアシステムを構成するアンテナ
およびデータキャリアのブロック図である。

【図３】同アンテナおよびデータキャリアの各部におけ
る信号の状態を示すタイミングチャートである。

【図４】請求項２に記載した発明の実施例に係るデータ
伝送装置のデータキャリアの構成を示す図である。

【図５】同データ伝送装置の各部における信号の状態を
示すタイミングチャートである。

【図６】この発明を適用したデータキャリアシステムの
データキャリアにおけるデータ送信タイミングを作成す
る回路およびその回路における信号のタイミングチャー
トである。

【図７】従来のデータ伝送装置の構成を示す図である。

【図８】同従来のデータ伝送装置のアンテナおよびデー
タキャリアにおける信号波形を示す図である。

【符号の説明】

１−アンテナ（送信用装置） ２−データキャリア（通信媒体） Ｌ１−送信コイル Ｌ２−送受信コイル Ｌ３−受信コイル ２４−データ信号発生回路 ２７−比較回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主装置から通信媒体に対して電力搬送波を
   送信し、通信媒体は、主装置から送信された電力搬送波
   により電力供給を受けて２値化したデータ信号を送信す
   るデータ伝送装置において、 前記主装置が、電力搬送波を一定周期で間欠的に送信す
   るとともに、前記通信媒体が、電力搬送波の受信信号の
   立ち下がりを検出する受信信号検出手段と、受信信号検
   出手段が受信信号の立ち下がりを検出したときに送信す
   べきデータの内容に応じてデータ信号を送信するデータ
   信号送信手段と、を設けたことを特徴とするデータ伝送
   装置。
2. 【請求項２】前記通信媒体が、前記電力搬送波を受信す
   るとともにデータ信号を送信する送受信コイルと、前記
   受信信号検出信号が受信信号の立ち下がりを検出したと
   きに、送受信コイルに対して送信すべきデータの内容に
   関わらず常に残響除去パルスを供給する残響除去手段
   と、を備え、前記データ信号送信手段は、残響除去パル
   スの後にデータ信号パルスを選択的に送受信コイルに供
   給する請求項１に記載のデータ伝送装置。