JPH0554206A - 読取書込装置 - Google Patents
読取書込装置Info
- Publication number
- JPH0554206A JPH0554206A JP3217132A JP21713291A JPH0554206A JP H0554206 A JPH0554206 A JP H0554206A JP 3217132 A JP3217132 A JP 3217132A JP 21713291 A JP21713291 A JP 21713291A JP H0554206 A JPH0554206 A JP H0554206A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- reading
- writing device
- transmission
- metal plate
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電磁結合を用いた非接触方式による情報媒体
との間のデータおよび電力の授受を行う読取書込装置に
おいて、情報媒体がある程度離れた位置にある場合で
も、小電力で、かつ据え付け場所によらず安定したデー
タおよび電力の授受が行える読取書込装置を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 支持体６に搭載した送信コイル４と、配線基
板９に搭載した共振用コンデンサ７とで並列共振回路を
構成し、送信コイル４の一方に面から所望の間隔だけ離
した位置に、送信コイル４の囲む面積よりも大きい平面
積を有する安定化金属板８を配する。前記並列共振回路
の共振点を、送信信号の周波数と等しくすることによっ
て比較的小電力で送信コイルに大きい電流を流すことが
でき、また安定化金属板８を前記の位置に配することに
よって送信コイル４のインダクタンスを周囲の環境に対
して安定させることができるため、据え付け位置によっ
て共振点が変動することがなく、読取書込装置１は常に
安定した動作を行うことができる。
との間のデータおよび電力の授受を行う読取書込装置に
おいて、情報媒体がある程度離れた位置にある場合で
も、小電力で、かつ据え付け場所によらず安定したデー
タおよび電力の授受が行える読取書込装置を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 支持体６に搭載した送信コイル４と、配線基
板９に搭載した共振用コンデンサ７とで並列共振回路を
構成し、送信コイル４の一方に面から所望の間隔だけ離
した位置に、送信コイル４の囲む面積よりも大きい平面
積を有する安定化金属板８を配する。前記並列共振回路
の共振点を、送信信号の周波数と等しくすることによっ
て比較的小電力で送信コイルに大きい電流を流すことが
でき、また安定化金属板８を前記の位置に配することに
よって送信コイル４のインダクタンスを周囲の環境に対
して安定させることができるため、据え付け位置によっ
て共振点が変動することがなく、読取書込装置１は常に
安定した動作を行うことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、データを処理または記
憶するＩＣチップを内蔵した情報媒体に対して、磁界を
伝送媒体として電力の供給およびデータの授受を行うた
めの読取書込装置に関する。
憶するＩＣチップを内蔵した情報媒体に対して、磁界を
伝送媒体として電力の供給およびデータの授受を行うた
めの読取書込装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】データを処理あるいは記憶するＩＣチッ
プを内蔵し、リーダライタと機械的電気的に接続する一
連の端子をプラスチックカードの表面に露出配列したい
わゆるＩＣカードは、記憶容量が大きく、機密保持の点
で優れているため金融関係，医療関係など多くの分野で
実用化されつつある。
プを内蔵し、リーダライタと機械的電気的に接続する一
連の端子をプラスチックカードの表面に露出配列したい
わゆるＩＣカードは、記憶容量が大きく、機密保持の点
で優れているため金融関係，医療関係など多くの分野で
実用化されつつある。
【０００３】しかしながら、このようなＩＣカードで
は、端子が外部に露出しているため屋外の特殊な環境下
では端子面の汚損，磨耗などを生じて、リーダライタと
の良好な接続を確保することが必ずしも容易ではなかっ
た。このため、近年リーダライタと情報媒体との間で、
機械的に接続する端子を介することなく、非接触でデー
タを授受する方式が提案されている。データを非接触で
授受する伝送媒体としては、光，電波，磁界などがある
が、互いに異なる情報媒体の間でデータの混信がない
点、情報媒体に外部から電力を供給できる点、情報媒体
が汚損されても信頼性がある点などを考慮すると、磁界
を用いた伝送方式が最も有効であると考えられる。
は、端子が外部に露出しているため屋外の特殊な環境下
では端子面の汚損，磨耗などを生じて、リーダライタと
の良好な接続を確保することが必ずしも容易ではなかっ
た。このため、近年リーダライタと情報媒体との間で、
機械的に接続する端子を介することなく、非接触でデー
タを授受する方式が提案されている。データを非接触で
授受する伝送媒体としては、光，電波，磁界などがある
が、互いに異なる情報媒体の間でデータの混信がない
点、情報媒体に外部から電力を供給できる点、情報媒体
が汚損されても信頼性がある点などを考慮すると、磁界
を用いた伝送方式が最も有効であると考えられる。
【０００４】このように伝送媒体に磁界を用いた情報媒
体の従来例として、特開昭６１−１０１８８６号公報に
記載の情報カードがある。この情報カードと読取書込装
置の磁気結合部の断面図を図４に示す。情報カード１７
のカード本体２３には第１の磁芯１８と第１のコイル１
９とを埋設し、読取書込装置の第２の磁芯２０には第２
のコイル２１と、空隙２２とを設け、情報カード１７を
空隙２２に挿入して第１の磁芯１８と第２の磁芯２０と
の間で磁気回路を形成し、情報カードの厚み方向に磁界
を発生することによって情報カード１７と読取書込装置
とを電磁誘導によって効率よく結合し、データを授受す
るものである。このような非接触の情報カードは従来の
ＩＣカードと同様に多くの分野で使用できると同時に、
外部の環境に対する信頼性が向上しているため、海水浴
場，プールを設置したレジャーランド，スキー場，温泉
地など特殊な環境下でも使用することが可能である。
体の従来例として、特開昭６１−１０１８８６号公報に
記載の情報カードがある。この情報カードと読取書込装
置の磁気結合部の断面図を図４に示す。情報カード１７
のカード本体２３には第１の磁芯１８と第１のコイル１
９とを埋設し、読取書込装置の第２の磁芯２０には第２
のコイル２１と、空隙２２とを設け、情報カード１７を
空隙２２に挿入して第１の磁芯１８と第２の磁芯２０と
の間で磁気回路を形成し、情報カードの厚み方向に磁界
を発生することによって情報カード１７と読取書込装置
とを電磁誘導によって効率よく結合し、データを授受す
るものである。このような非接触の情報カードは従来の
ＩＣカードと同様に多くの分野で使用できると同時に、
外部の環境に対する信頼性が向上しているため、海水浴
場，プールを設置したレジャーランド，スキー場，温泉
地など特殊な環境下でも使用することが可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな特殊な環境下で情報媒体を使用する場合には、従来
例のように情報媒体を読取書込装置に挿入するのではな
く、情報媒体と読取書込装置とが比較的離れた位置にあ
ってもデータおよび電力が授受できることが、この情報
媒体を利用するシステムの利便性を向上する上で重要で
ある。このように、比較的離れた距離にある情報媒体と
読取書込装置とを所定の磁界強度を確保しながら電磁誘
導によって結合するためには、読取書込装置には極めて
大きな電力を必要とする。このことは、読取書込装置の
小型化，低価格化を阻害することとなる。
うな特殊な環境下で情報媒体を使用する場合には、従来
例のように情報媒体を読取書込装置に挿入するのではな
く、情報媒体と読取書込装置とが比較的離れた位置にあ
ってもデータおよび電力が授受できることが、この情報
媒体を利用するシステムの利便性を向上する上で重要で
ある。このように、比較的離れた距離にある情報媒体と
読取書込装置とを所定の磁界強度を確保しながら電磁誘
導によって結合するためには、読取書込装置には極めて
大きな電力を必要とする。このことは、読取書込装置の
小型化，低価格化を阻害することとなる。
【０００６】本発明は上記の問題点を解決するもので、
小さい電力であっても、広範囲にわたりデータあるいは
電力を授受することが可能な読取書込装置を提供するこ
とを目的とする。
小さい電力であっても、広範囲にわたりデータあるいは
電力を授受することが可能な読取書込装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、支持体と、前記支持体に搭載した環状の送
信コイルと、前記送信コイルと接続して共振回路を構成
する共振用コンデンサとを備え、前記送信コイルが囲む
面積よりも大きい平面積を有する安定化金属板を前記送
信コイルの一方の面から所望の間隔だけ離した位置に配
したものである。
に本発明は、支持体と、前記支持体に搭載した環状の送
信コイルと、前記送信コイルと接続して共振回路を構成
する共振用コンデンサとを備え、前記送信コイルが囲む
面積よりも大きい平面積を有する安定化金属板を前記送
信コイルの一方の面から所望の間隔だけ離した位置に配
したものである。
【０００８】
【作用】上記の読取書込装置は、送信コイルと共振用コ
ンデンサとを用いて、送信信号の周波数に共振点を有す
る共振回路を構成することができるため、比較的小型で
小電力の信号増幅回路を用いて読取書込装置を実現する
ことができる。さらに、安定化金属板を送信コイルの一
方の面から一定間隔だけ離した位置に配置するため、こ
の状態で前述の共振点を合わせておけば、仮に読取書込
装置が金属製の台や壁に据え付けられた場合にも共振点
がずれて信号増幅回路にかかる負担を増大することがな
くなり、常に安定した動作を行うことが可能となる。
ンデンサとを用いて、送信信号の周波数に共振点を有す
る共振回路を構成することができるため、比較的小型で
小電力の信号増幅回路を用いて読取書込装置を実現する
ことができる。さらに、安定化金属板を送信コイルの一
方の面から一定間隔だけ離した位置に配置するため、こ
の状態で前述の共振点を合わせておけば、仮に読取書込
装置が金属製の台や壁に据え付けられた場合にも共振点
がずれて信号増幅回路にかかる負担を増大することがな
くなり、常に安定した動作を行うことが可能となる。
【０００９】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１および図２は、それぞれ本発明
の一実施例における読取書込装置の平面図および図１の
Ａ−Ａ断面図を示すものである。図１，図２において、
１は読取書込装置、２は変復調回路、３は信号増幅回
路、４は送信コイル、５は受信コイル、６は支持体、７
は共振用コンデンサ、８は安定化金属板、９は配線基
板、１０はカバー、１１は情報媒体である。
しながら説明する。図１および図２は、それぞれ本発明
の一実施例における読取書込装置の平面図および図１の
Ａ−Ａ断面図を示すものである。図１，図２において、
１は読取書込装置、２は変復調回路、３は信号増幅回
路、４は送信コイル、５は受信コイル、６は支持体、７
は共振用コンデンサ、８は安定化金属板、９は配線基
板、１０はカバー、１１は情報媒体である。
【００１０】読取書込装置１の外形寸法は長さ２２cm幅
１７cm高さ７cmとし、情報媒体１１は直径３cm厚さ０．
４cmのコイン状体とした。送信コイル４は直径１０cm巻
数６ターンの円形コイル、受信コイル５は直径５cm巻数
２０ターンの円形コイルであり、それぞれ支持体６に設
けた巻きしろ部分に同心状に巻線し、信号増幅回路３の
所定の端子と接続した。また支持体６は、受信コイル５
を下にしてカバー１０の上面に配置した。安定化金属板
８は、長さ２１cm幅１６cm厚さ０．５cmのアルミ板と
し、カバー１０の底面に送信コイル４と平行になるよう
に配置した。この安定化金属板８はさらに、カバー１０
の一側面でＬ字形に曲がり、変調回路２，信号増幅回路
３および共振用コンデンサ７を搭載した配線基板９を接
着し、固定するとともに、信号増幅回路３の放熱板とし
ても機能するようにした。
１７cm高さ７cmとし、情報媒体１１は直径３cm厚さ０．
４cmのコイン状体とした。送信コイル４は直径１０cm巻
数６ターンの円形コイル、受信コイル５は直径５cm巻数
２０ターンの円形コイルであり、それぞれ支持体６に設
けた巻きしろ部分に同心状に巻線し、信号増幅回路３の
所定の端子と接続した。また支持体６は、受信コイル５
を下にしてカバー１０の上面に配置した。安定化金属板
８は、長さ２１cm幅１６cm厚さ０．５cmのアルミ板と
し、カバー１０の底面に送信コイル４と平行になるよう
に配置した。この安定化金属板８はさらに、カバー１０
の一側面でＬ字形に曲がり、変調回路２，信号増幅回路
３および共振用コンデンサ７を搭載した配線基板９を接
着し、固定するとともに、信号増幅回路３の放熱板とし
ても機能するようにした。
【００１１】安定化金属板８から送信コイル４までの上
下方向の距離は５cmとなったが、この距離は、あまり小
さすぎると、送信時に安定化金属板８で大きな渦電流が
発生し電力損失となるとともに送信能力を低下させる原
因となり、一方あまり大きすぎると、読取書込装置１の
高さが大きくなりコンパクトさを損なうため、送信出力
と使用環境との兼ね合いにより決定した。
下方向の距離は５cmとなったが、この距離は、あまり小
さすぎると、送信時に安定化金属板８で大きな渦電流が
発生し電力損失となるとともに送信能力を低下させる原
因となり、一方あまり大きすぎると、読取書込装置１の
高さが大きくなりコンパクトさを損なうため、送信出力
と使用環境との兼ね合いにより決定した。
【００１２】以上のように構成された読取書込装置１と
情報媒体１１の構成要素の関連動作について図３を用い
て説明する。図３は、通信の際の信号の流れを示したブ
ロック図である。図３において、１２は制御装置、１３
は第３のコイル、１４は整流回路、１５は蓄電用コンデ
ンサ、１６は処理・記憶回路である。
情報媒体１１の構成要素の関連動作について図３を用い
て説明する。図３は、通信の際の信号の流れを示したブ
ロック図である。図３において、１２は制御装置、１３
は第３のコイル、１４は整流回路、１５は蓄電用コンデ
ンサ、１６は処理・記憶回路である。
【００１３】読取書込装置１は、制御装置１２から送ら
れてきた送信命令および送信データを変復調回路２にお
いて搬送波に乗せるとともに振幅変調し、その変調信号
を信号増幅回路３において増幅して送信コイル４を介し
て情報媒体１１に送出する。情報媒体１１では、第３の
コイル１３を介して受信した信号の一部を整流回路１４
において整流して蓄電用コンデンサ１５に電力を蓄え、
その電力を利用して処理・記憶回路１６で復調，処理お
よび記憶を行う。その後、返送データを処理・記憶回路
１６で読み出すとともに位相変調し、第２のコイル１３
を介して送出する。読取書込装置１では、この返送信号
を受信コイル５を介して受信し、変復調回路２で復調し
て前記制御装置１２へ送る。
れてきた送信命令および送信データを変復調回路２にお
いて搬送波に乗せるとともに振幅変調し、その変調信号
を信号増幅回路３において増幅して送信コイル４を介し
て情報媒体１１に送出する。情報媒体１１では、第３の
コイル１３を介して受信した信号の一部を整流回路１４
において整流して蓄電用コンデンサ１５に電力を蓄え、
その電力を利用して処理・記憶回路１６で復調，処理お
よび記憶を行う。その後、返送データを処理・記憶回路
１６で読み出すとともに位相変調し、第２のコイル１３
を介して送出する。読取書込装置１では、この返送信号
を受信コイル５を介して受信し、変復調回路２で復調し
て前記制御装置１２へ送る。
【００１４】上記の一連の動作を行うにあたって、送信
コイル４と共振用コンデンサ７とは並列共振回路を構成
し、その共振周波数を送信信号の搬送波の周波数と等し
く設定したため、この並列共振回路の両端に信号増幅回
路３で電圧増幅した変調信号を印加することによって、
比較的小電力で送信コイル４に大きな電流を流すことが
でき、広い伝送距離を確保することができる。さらに送
信コイル４の一方の面から５cm離した位置に安定化金属
板８を配置したため、この状態で共振点を前述のごとく
調整しておけば、周囲の環境に対して送信コイル４の自
己インダクタンスを安定させることができ、例えばこの
読取書込装置１を金属の机の上に置いた場合にもその机
の影響のために送信コイル４の自己インダクタンスが変
化して共振点がずれるといったことは起こらず、増幅回
路３に対する負担を常に最小限に安定させることができ
る。なお、送信コイル４の側面に近接する金属に対して
は共振回路は影響を受けないし、また送信コイル４の他
方の面はもともと情報媒体１１のアクセスのために充分
な空間を確保するべきものであるため、据え付け条件に
よってそこに金属が近づくことは有り得ないので、考慮
に入れなくてもよい。
コイル４と共振用コンデンサ７とは並列共振回路を構成
し、その共振周波数を送信信号の搬送波の周波数と等し
く設定したため、この並列共振回路の両端に信号増幅回
路３で電圧増幅した変調信号を印加することによって、
比較的小電力で送信コイル４に大きな電流を流すことが
でき、広い伝送距離を確保することができる。さらに送
信コイル４の一方の面から５cm離した位置に安定化金属
板８を配置したため、この状態で共振点を前述のごとく
調整しておけば、周囲の環境に対して送信コイル４の自
己インダクタンスを安定させることができ、例えばこの
読取書込装置１を金属の机の上に置いた場合にもその机
の影響のために送信コイル４の自己インダクタンスが変
化して共振点がずれるといったことは起こらず、増幅回
路３に対する負担を常に最小限に安定させることができ
る。なお、送信コイル４の側面に近接する金属に対して
は共振回路は影響を受けないし、また送信コイル４の他
方の面はもともと情報媒体１１のアクセスのために充分
な空間を確保するべきものであるため、据え付け条件に
よってそこに金属が近づくことは有り得ないので、考慮
に入れなくてもよい。
【００１５】以上のように本実施例によれば、並列共振
回路とその共振点を安定させるための安定化金属板８の
効果により、据え付け場所によらず、比較的離れた位置
の情報媒体に対しても、小電力でデータおよび電力の授
受を行うことが可能となる。
回路とその共振点を安定させるための安定化金属板８の
効果により、据え付け場所によらず、比較的離れた位置
の情報媒体に対しても、小電力でデータおよび電力の授
受を行うことが可能となる。
【００１６】なお、本発明の実施例においては、変復調
回路２を読取書込装置１中に設けたが、読取書込装置１
を小型化するためにそれを制御装置１０中に設けてもよ
い。
回路２を読取書込装置１中に設けたが、読取書込装置１
を小型化するためにそれを制御装置１０中に設けてもよ
い。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明の読取書込装置は、
送信コイルと共振用コンデンサとで共振回路を構成し、
その共振点を、送信コイルの一方の面から一定の間隔だ
け離れた位置に配した安定化金属板によって安定させる
ことができるため、据え付け場所によらず、小さい電力
で近接から遠隔までの広範囲の情報媒体に作用し、情報
媒体との間でデータおよび電力を授受できるものであ
る。情報媒体と読取書込装置とが比較的離れた位置にあ
ってもデータあるいは電力を授受できるため、情報媒体
を腕輪やペンダントなどの装身具に着けたまま動作させ
ることが可能となり、また読取書込装置の据え付け位置
を限定しないため、例えば金属の机や壁に設置すること
もでき、この情報媒体あるいは読取書込装置を利用する
システムの利便性を向上するものである。
送信コイルと共振用コンデンサとで共振回路を構成し、
その共振点を、送信コイルの一方の面から一定の間隔だ
け離れた位置に配した安定化金属板によって安定させる
ことができるため、据え付け場所によらず、小さい電力
で近接から遠隔までの広範囲の情報媒体に作用し、情報
媒体との間でデータおよび電力を授受できるものであ
る。情報媒体と読取書込装置とが比較的離れた位置にあ
ってもデータあるいは電力を授受できるため、情報媒体
を腕輪やペンダントなどの装身具に着けたまま動作させ
ることが可能となり、また読取書込装置の据え付け位置
を限定しないため、例えば金属の机や壁に設置すること
もでき、この情報媒体あるいは読取書込装置を利用する
システムの利便性を向上するものである。
【図１】本発明の一実施例における読取書込装置の平面
図
図
【図２】同実施例における読取書込装置の側面からの断
面図
面図
【図３】同実施例における、通信の際の信号の流れを示
したブロック図
したブロック図
【図４】従来例の断面図
１ 読取書込装置 ２ 変復調回路 ３ 信号増幅回路 ４ 送信コイル ５ 受信コイル ６ 支持体 ７ 共振用コンデンサ ８ 安定化金属板 ９ 配線基板 １０ カバー １１ 情報媒体 １２ 制御装置 １３ 第３のコイル １４ 整流回路 １５ 蓄電用コンデンサ １６ 処理・記憶回路
Claims (2)
- 【請求項１】支持体と、前記支持体に搭載した環状の送
信コイルと、前記送信コイルと接続して共振回路を構成
する共振用コンデンサとを備え、前記送信コイルが囲む
面積よりも大きい平面積を有する安定化金属板を、前記
送信コイルの一方の面から所望の間隔だけ離した位置に
配した読取書込装置。 - 【請求項２】安定化金属板に信号増幅回路を搭載して、
前記安定化金属板を放熱板として使用した請求項１記載
の読取書込装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3217132A JPH0554206A (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | 読取書込装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3217132A JPH0554206A (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | 読取書込装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0554206A true JPH0554206A (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=16699359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3217132A Pending JPH0554206A (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | 読取書込装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0554206A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11329875A (ja) * | 1998-05-18 | 1999-11-30 | Mitsubishi Electric Corp | 非接触移動体識別装置の質問器 |
-
1991
- 1991-08-28 JP JP3217132A patent/JPH0554206A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11329875A (ja) * | 1998-05-18 | 1999-11-30 | Mitsubishi Electric Corp | 非接触移動体識別装置の質問器 |
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