JPH10233718A - 識別システム、通信システム及びデータキャリア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リーダライタとデータキャリアから成る識別
システムにおいて、夫々１つのコイルを用いて電力伝送
とデータ伝送とを夫々異なった周波数で伝送できるよう
にすること。 【解決手段】 リーダライタ１は電力送信部５より無変
調の第１の周波数のキャリアをコイル部６より送信す
る。又送信データにより第２の周波数のキャリアを用い
て変調した信号をこれに重畳してコイル部６より送信す
る。データキャリアは無変調キャリアを整流平滑して各
部に電源として供給する。更に変調された交流成分を復
調部１６により抽出してデータを受信する。又コイル部
１２のコイルのインピーダンスを変化させて変調し、相
互にデータ伝送を行うようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデータキャリアとデ
ータキャリアを用いた識別システムに関し、電力とデー
タとを１つのコイルで伝送するようにした識別システ
ム、通信システム及びデータキャリアに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、組立搬送ラインでの部品，製品の
識別やスキー場のゲート，自動改札機等において搬送や
入改札を機械化するためには、製品や通過する人を識別
するシステムが必要となる。そこで特開平１−151831号
に示されているように、識別対象物にメモリを有するメ
モリユニット（データキャリア）を設け、外部からデー
タ伝送によってこのようなメモリ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。

【０００３】このような従来の識別システムにおいて
は、データキャリアは不揮発性のメモリを有し、リーダ
ライタとの通信領域に達したときにそのデータを読出し
又は書込むようにしている。このような識別システムに
は、データキャリアに電池を設けずにリーダライタの通
信領域に達したときに、データキャリアに電力を伝送し
て通信を可能とするものがある。電力をリーダライタか
らデータキャリアに伝送し、相互にデータ伝送するため
に、従来の識別システムでは以下のような方法が用いら
れている。その第１の方式では、図６に示すようにリー
ダライタ１００はリードライト制御部１０１に変調部１
０２，復調部１０３が接続されており、夫々に送信用の
コイル部１０４，受信用のコイル部１０５が接続され
る。データキャリア１１０は図示のようにコイル部１１
１に電源生成部１１２，復調部１１３及び変調部１１４
とクロック生成部１１５が接続される。そしてリーダラ
イタ１００の変調部１０２は一定の周波数を用いて一定
の周期でキャリアを断続させ、そのデューティ比を変化
させてデータを伝送する。データキャリア１１０の電源
生成部１１２はキャリアを整流，平滑して電源とし、復
調部１１３はデューティ比の変化によってデータを受信
している。そして制御部１１６によってコマンドにより
メモリ１１７に必要なデータを書込み又は読出す。送信
時には断続するキャリアの残響を変調部１１４によって
制御し、リーダライタ側はコイル部１０５でこの残響の
変化を検出して復調部１０３により復調している。

【０００４】又第２の方法として３つの異なった周波数
を用いた識別システムが知られている。これは図７に示
すように、リーダライタ１２０側は電力送信部１２１よ
りコイルを介して一定の周波数の無変調の信号を連続し
て送信し、これと異なった周波数のキャリアを用いて変
調部１２２より送信部１２３を介してデータキャリアに
変調信号を出力する。更に他の周波数を用いてデータキ
ャリアから伝送された信号を受信部１２４で受信し、復
調部１２５にて復調する。このシステムでは、データキ
ャリアは電力受信用の共振回路１３１とデータ受信用及
び送信用の共振回路１３２，１３３を有し、夫々電源生
成回路１３４と復調部１３５及び変調部１３６が接続さ
れて構成される。このように電力用とデータ伝送用とに
夫々異なる周波数とコイルを用い、データ伝送用周波数
によってデータキャリアとリーダライタとの間で相互に
データを伝送するようにした識別システムも用いられて
いる。又データ伝送用には周波数を共通にしたものもあ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら１つの周
波数を用いて電力とデータを伝送する第１の方式の場合
には、リーダライタ側は送信用と受信用の１対のコイル
部を有する必要があり、又電力伝送が一定の周期で断続
するため効率が低くなるという欠点があった。又複数の
周波数を用いる第２の方式にあっては、データキャリア
とリーダライタ側に複数の共振回路を設ける必要があ
り、構成が複雑になるという欠点があった。

【０００６】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、リーダライタとデータキャリ
アの双方共に１つのコイルを用いて構成を簡略化し、し
かも電力を安定して伝送すると共に、データを同時に伝
送できるようにすることを目的としている。

【０００７】

【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書
込み又はデータキャリアからデータを読出すリーダライ
タと、を有する識別システムにおいて、前記リーダライ
タは、コイルと、前記リーダライタ側のコイルに第１の
周波数の無変調キャリアを供給する電力送信部と、前記
第１の周波数と異なる第２の周波数の発振回路を有し、
送信データによって変調して前記リーダライタ側のコイ
ルに供給する変調部と、前記リーダライタ側のコイルに
得られるキャリアの振幅の変化を抽出して復調する復調
部と、を有し、前記データキャリアは、コイルと、メモ
リと、前記データキャリア側のコイルに得られる交流信
号を整流平滑して各部に電源を供給する電力生成部と、
前記データキャリア側のコイルに得られる第２の周波数
の信号成分を抽出して復調する復調部と、前記データキ
ャリア側のコイルに接続され、送信データに応じて前記
データキャリア側コイルのインピーダンスを変化させる
変調部と、を有することを特徴とするものである。

【０００８】本願の請求項２の発明は、コイルと、メモ
リと、前記データキャリア側のコイルに得られる交流信
号を整流平滑して各部に電源を供給する電力生成部と、
前記データキャリア側のコイルに得られる第２の周波数
の信号成分を抽出して復調する復調部と、前記データキ
ャリア側のコイルに接続され、送信データに応じて前記
データキャリア側コイルのインピーダンスを変化させる
変調部と、を有することを特徴とするものである。

【０００９】本願の請求項３の発明は、第１，第２の通
信装置を有する通信システムにおいて、前記第１の通信
装置は、コイルと、前記第１の通信装置のコイルに第１
の周波数の無変調キャリアを供給する電力送信部と、前
記第１の周波数と異なる第２の周波数の発振回路を有
し、送信データによって変調して前記第１の通信装置側
のコイルに供給する変調部と、前記第１の通信装置のコ
イルに得られるキャリアの振幅の変化を抽出して復調す
る復調部と、を有し、前記第２の通信装置は、コイル
と、前記第２の通信装置のコイルに得られる交流信号を
整流平滑して各部に電源を供給する電力生成部と、前記
第２の通信装置のコイルに得られる第２の周波数の信号
成分を抽出して復調する復調部と、前記第２の通信装置
のコイルに接続され、送信データに応じて前記第２の通
信装置側コイルのインピーダンスを変化させる変調部
と、を有することを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態による
識別システムの全体構成を示すブロック図である。本図
においてリーダライタ１は図示のようにリードライト
（Ｒ／Ｗ）制御部２，変調部３，復調部４，電力送信部
５及びコイル部６を有している。コイル部６は１つの送
受信用コイルＬ１と変調部３，復調部４と電力送信部５
とを接続するための素子を有するものである。

【００１１】又データキャリア１１は図示のようにコイ
ル部１２を有している。コイル部１２は後述するように
並列共振回路によって構成され、コイルに得られる信号
を電源生成部１３，変調部１４とクロック生成部１５に
与えるものである。電源生成部１３は共振回路に得られ
る信号を整流し、定電圧化して各部に電源を供給するも
のである。電源生成部１３内の整流出力は復調部１６に
与えられ、電源に重畳された信号が復調されて制御部１
７に与えられる。制御部１７はクロック生成部１５から
のクロック信号と、伝送されたコマンドやデータに基づ
いてメモリ１８にデータを書込み又は読出すものであ
る。制御部１７の出力は変調部１４を介してコイル部１
２に与えられる。変調部１４はコイル部１２の共振回路
のコイルインピーダンスを変化させることによってリー
ダライタ側に信号を伝送するものである。

【００１２】次に各部のより詳細な回路例について説明
する。図２はリーダライタのコイル部６とその周辺回路
を示す図である。本図において復調部４は伝送したキャ
リアのデータキャリアによって変化する振幅を検波する
ための検波回路４ａとその交流成分を増幅する増幅器４
ｂ及び波形整形回路４ｃによって構成されている。復調
部４の検波回路４ａの入力端にはコイル部６の抵抗Ｒ１
が接続されており、抵抗Ｒ１の他端がコイルＬ１の一端
に接続される。

【００１３】電力送信部５は第１の周波数、例えば１
３．５６ＭＨｚの電力伝送用のキャリアを図示のように
連続して発生するキャリア発生部５ａとパワーアンプ５
ｂとを有するものである。電力送信部５の出力端とコイ
ルＬ１の一端との間にはコンデンサＣ１が接続されてお
り、コイルＬ１の他端は接地されている。コイルＬ１と
コンデンサＣ１とはＬＣ直列共振回路を構成しており、
電力送信部５の第１の周波数、この場合には１３．５６
ＭＨｚに同調するように定数が決められている。

【００１４】又変調部３は変調信号の第２の周波数、例
えば３．３９ＭＨｚの発振周波数を有する発振回路３ａ
と、その発振を制御する発振制御部３ｂを有している。
変調部３の出力は抵抗Ｒ２，コンデンサＣ３の直列接続
体とコイルＬ２，コンデンサＣ２の並列接続体を介して
コイルＬ１に接続される。コンデンサＣ３とコイルＬ１
は変調信号の周波数である３．３９ＭＨｚに同調する直
列共振回路を構成している。そしてコイルＬ２，コンデ
ンサＣ２から成る並列共振回路は、電力伝送用のキャリ
ア成分である１３．５６ＭＨｚの周波数を阻止するため
のトラップ部として接続される。こうして１つの送受信
用コイルＬ１を用いて電力の送信とデータの送受信を行
えるようにしている。

【００１５】次に図３はデータキャリアのコイル部１２
及びその周辺回路部を示すブロック図である。本図にお
いてデータキャリアのコイル部１２は図示のようにコイ
ルＬ３，コンデンサＣ４によって並列共振回路を構成し
ており、この共振回路に並列に抵抗Ｒ３とスイッチング
トランジスタＱ１が接続される。そしてこの共振回路に
は整流回路１３ａと定電圧回路１３ｂから成る電源生成
部１３が接続される。整流回路１３ａは共振回路に得ら
れる交流成分を整流するものであり、整流後の出力をカ
ップリング用コンデンサＣ５を介して復調部１６に与え
る。復調部１６は図示のようにバンドパスフィルタ（Ｂ
ＰＦ）１６ａ，増幅器１６ｂ及び検波回路１６ｃと波形
整形回路１６ｄによって構成される。バンドパスフィル
タ１６ａはリーダライタ１の変調部３の発振周波数、こ
の場合は３．３９ＭＨｚの周波数の信号を通過させるも
のであり、その出力は増幅器１６ｂを介して検波回路１
６ｃに与えられる。検波回路１６ｃはＡＳＫ変調された
信号を包絡線検波し、波形整形回路１６ｄは検波信号を
所定の閾値で波形整形することによって元の信号を復調
するものである。又変調部１４は制御部１７より読出さ
れた送信信号に基づいてコイル部１２のスイッチングト
ランジスタＱ１を断続するものである。こうすれば共振
回路のＱ及びコイルのインピーダンスが変化するため、
リーダライタ側の送信信号の振幅値がわずかに変化す
る。このためこの変動成分に基づいてデータを伝送する
ことができる。

【００１６】次にこの実施の形態の動作について図４を
用いて説明する。図４（ａ）はリーダライタ１からデー
タキャリア１１に伝送するための送信データを示してお
り、この伝送データが変調部３に加えられる。変調部３
は図２に示す発振制御部３ｂにより発振回路３ａの発振
を制御することによって、ＡＳＫ変調を行う。図４
（ｂ）は変調部３より出力されるＡＳＫ変調波形を示し
ており、送信データに基づいて一定周波数、ここでは
３．３９ＭＨｚの発振が断続される。又電力伝送部５は
キャリア発生部５ａの出力をパワーアンプ５ｂによって
増幅してコンデンサＣ１に加える。図４（ｃ）はパワー
アンプ５ｂの出力を示しており、この例では１３．５６
ＭＨｚで無変調のキャリアが出力される。この無変調キ
ャリアとＡＳＫ変調波がコイルＬ１にそのまま重畳され
るため、コイルＬ１には図４（ｄ）に示すようなキャリ
アにＡＳＫ変調波がそのまま加算した信号が得られる。
ここで図４（ｂ）に示すＡＳＫ変調信号は図４（ｃ）の
無変調キャリアより振幅を十分小さく、例えば１／１０
とする。

【００１７】データキャリア１１側ではコイル部１２の
共振回路によってこの信号を受信すると、電力生成部１
３の整流回路１３ａによって整流する。そして定電圧回
路１３ｂにより定電圧としてデータキャリアの各部に電
源を供給する。又整流回路１３ａの出力にはリップル成
分は残存しているため、カップリングコンデンサＣ５を
介して交流成分がバンドパスフィルタ１６ａに伝えられ
る。バンドパスフィルタ１６ａは送信データのキャリア
周波数（３．３９ＭＨｚ）に一致した周波数の成分で抽
出すると、ＡＳＫ変調波が得られる。この信号を増幅し
て検波することにより、図４（ｅ）に示す信号が得られ
る。更に波形整形回路１６ｄより波形整形すれば、図４
（ｆ）に示す再生データが得られることとなる。

【００１８】次にデータキャリア１１からリーダライタ
１へのデータ伝送について説明する。図５（ａ）はデー
タキャリア１１からリーダライタ１側に伝送する送信デ
ータを示しており、この送信データに応じて変調部１４
はスイッチング用のトランジスタＱ１を制御する。こう
すればコイルＬ３に得られている無変調キャリア信号
が、図５（ｂ）に示すようにコイルＬ３のインピーダン
スの変化によって送信データに応じて振幅が変化する。
従ってデータキャリアのコイルＬ３と対向しているリー
ダライタ側のコイルＬ１の振幅も変化する。コイルＬ１
の信号は抵抗Ｒ１を介して復調部４に与えられているた
め、その信号を検波回路４ａにより包絡線検波し、交流
成分を増幅して波形整形することによって、リーダライ
タ１側でデータキャリア１１からの信号を再生すること
ができる。ここで図５（ａ）に示す送信データの周波数
と図４（ｂ）に示す送信データのキャリア周波数（３．
３９ＭＨｚ）とが等しいときには、交互に送信をする半
二重通信とする必要がある。又これらの周波数を異なら
せておけば、半二重通信だけでなく全二重通信を行うこ
とも可能となる。全二重通信の場合には復調部４で送信
データと受信データとを分離するため、増幅器４ｂの入
力側又は出力側に３．３９ＭＨｚの周波数防止フィルタ
（ＢＥＦ）を挿入してもよい。

【００１９】尚前述した実施の形態では、図３に示すよ
うにバンドパスフィルタ１６ａの入力は整流回路部１３
ａの出力側から得ているが、コイル部１２に直接バンド
パスフィルタの入力端を接続して、共振回路に得られる
リーダライタ側からの送信信号の周波数をバンドパスフ
ィルタ１６ａを用いて抽出するようにしてもよい。

【００２０】又前述した実施の形態では、ＡＳＫ変調に
よりリーダライタ側からデータキャリアにデータを伝送
するようにしているが、ＡＳＫ変調に限らず例えばＦＳ
Ｋ変調等を用いてデータを伝送するようにすることも可
能である。

【００２１】又前述した実施の形態は識別システムにつ
いて説明しているが、リーダライタとデータキャリアと
を夫々第１，第２の通信装置として識別システムに限ら
ず、種々の通信システムに適用することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、無変調キャリアと送信信号の周波数を異ならせて同
一のコイルに重畳させることによって、電力伝送用とデ
ータ伝送用との周波数を分離し、しかも１つのコイルで
相互にデータ通信を行うことができる。そして電力伝送
は連続したキャリアを用いているため、第１の従来例に
比べて効率を向上させることができる。更にリーダライ
タ及びデータキャリア又は第１，第２の通信装置の構成
を簡単にすることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の識別システムの全体構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】リーダライタ側のコイル部及びその周辺回路を
示す回路図である。

【図３】データキャリアのコイル部及びその周辺回路を
示す回路図である。

【図４】リーダライタからデータキャリアへデータを伝
送する際の各部の波形を示す波形図である。

【図５】データキャリアからリーダライタへデータを伝
送する際の各部の波形を示す波形図である。

【図６】従来の識別システムの全体構成の一例を示すブ
ロック図（その１）である。

【図７】従来の識別システムの全体構成の一例を示すブ
ロック図（その２）である。

【符号の説明】

１ リーダライタ ２ リードライト制御部 ３，１４ 変調部 ４，１６ 復調部 ５ 電力送信部 ６，１２ コイル部 １１ データキャリア １３ 電源生成部 １５ クロック生成部 １７ 制御部 １８ メモリ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データキャリアと前記データキャリアに
   データを書込み又はデータキャリアからデータを読出す
   リーダライタと、を有する識別システムにおいて、 前記リーダライタは、 コイルと、 前記リーダライタ側のコイルに第１の周波数の無変調キ
   ャリアを供給する電力送信部と、 前記第１の周波数と異なる第２の周波数の発振回路を有
   し、送信データによって変調して前記リーダライタ側の
   コイルに供給する変調部と、 前記リーダライタ側のコイルに得られるキャリアの振幅
   の変化を抽出して復調する復調部と、を有し、 前記データキャリアは、 コイルと、 メモリと、 前記データキャリア側のコイルに得られる交流信号を整
   流平滑して各部に電源を供給する電力生成部と、 前記データキャリア側のコイルに得られる第２の周波数
   の信号成分を抽出して復調する復調部と、 前記データキャリア側のコイルに接続され、送信データ
   に応じて前記データキャリア側コイルのインピーダンス
   を変化させる変調部と、を有するものであることを特徴
   とする識別システム。
2. 【請求項２】 コイルと、 メモリと、 前記データキャリア側のコイルに得られる交流信号を整
   流平滑して各部に電源を供給する電力生成部と、 前記データキャリア側のコイルに得られる第２の周波数
   の信号成分を抽出して復調する復調部と、 前記データキャリア側のコイルに接続され、送信データ
   に応じて前記データキャリア側コイルのインピーダンス
   を変化させる変調部と、を有することを特徴とするデー
   タキャリア。
3. 【請求項３】 第１，第２の通信装置を有する通信シス
   テムにおいて、 前記第１の通信装置は、 コイルと、 前記第１の通信装置のコイルに第１の周波数の無変調キ
   ャリアを供給する電力送信部と、 前記第１の周波数と異なる第２の周波数の発振回路を有
   し、送信データによって変調して前記第１の通信装置側
   のコイルに供給する変調部と、 前記第１の通信装置のコイルに得られるキャリアの振幅
   の変化を抽出して復調する復調部と、を有し、 前記第２の通信装置は、 コイルと、 前記第２の通信装置のコイルに得られる交流信号を整流
   平滑して各部に電源を供給する電力生成部と、 前記第２の通信装置のコイルに得られる第２の周波数の
   信号成分を抽出して復調する復調部と、 前記第２の通信装置のコイルに接続され、送信データに
   応じて前記第２の通信装置側コイルのインピーダンスを
   変化させる変調部と、を有するものであることを特徴と
   する通信システム。