JPH07273701A - データ受信装置及び記憶媒体及び自動集改札装置用の非接触媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】総合インダクタンスによりデータ受信コイル内
に、発生する相互誘導起電力を打消して、データ通信性
能の向上を図る。 【構成】電力を受信する電力受信コイル８と、データを
受信するデータ受信コイル９とを備えたデータ受信装置
６であって、上記電力受信コイル８と、上記データ受信
コイル９との相互結合により該データ受信コイル９内に
発生する相互誘導起電力を打消す打消手段１９，１５を
備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、非接触で通
信を行なうＩＤ（Indentification の略）システムのよ
うなデータ受信装置及び記憶媒体及び自動集改札装置用
の非接触媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に電池を内蔵しない非接触のデータ
通信装置においては電力とデータとをホスト側から同時
に伝送する必要があり、このため特に高速での通信を行
なうデータ受信装置においては電力を受信する電力受信
コイルと、データを受信するデータ受信コイルとを備え
ている。

【０００３】すなわち図５に示すように、電力受信コイ
ル５１とデータ受信コイル５２とを設け、上述の電力受
信コイル５１と並列に共振用コンデンサ５３および平滑
コンデンサ５４を接続し、ダイオード５５を介設したプ
ラス側のライン５６には定電圧回路５７を接続する一
方、上述のデータ受信コイル５２の一端をデータ受信部
５８に、他端をアースにそれぞれ接続したデータ受信装
置である。

【０００４】このデータ受信装置においては、上述の電
力受信コイル５１に発生した起電力により、該電力受信
コイル５１には電流ｉが流れ、この電流ｉは電源として
用いられる関係上、比較的大きい電流値となる。つまり
上述のＬＣ並列共振回路で共振させるため、この電流値
は大となる。

【０００５】そして、上述の電力受信コイル５１とデー
タ受信コイル５２との相互結合により、相互インダクタ
ンスをＭとした時、データ受信コイル５２には次に［数
１］で示す電圧（相互誘導起電圧に相当）が発生する。

【０００６】

【数１】

【０００７】このため、上述の電圧Ｅｉがホスト側から
のデータ受信電圧に重畳して、ノイズとなり、データ通
信性能が低下する問題点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明の請求項１記
載の発明は、相互インダクタンスによりデータ受信コイ
ル内に発生する相互誘導起電力を打消すことができ、デ
ータ通信性能の向上を図ることができるデータ受信装置
の提供を目的とする。

【０００９】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の目的と併せて、電力受信コイルに発
生する電圧または電流を有効利用して、データ受信コイ
ルに発生する電圧に対して加減算することで、上記相互
誘導起電力を打消すことができ、打消手段のＩＣ化が可
能で、例えばデータ受信装置をカード型記憶媒体、コイ
ン型記憶媒体、カードキー、自動改札装置の非接触媒体
などに適用する場合に、当該媒体の薄型化達成を図るこ
とができるデータ受信装置の提供を目的とする。

【００１０】この発明の請求項３記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の目的と併せて、電力受信コイルのコ
イル巻き方向に対して、データ受信コイルのコイル巻き
方向を逆方向に設定することで、構成の簡略化を図りつ
つ、相互誘導起電力を打消すことができるデータ受信装
置の提供を目的とする。

【００１１】この発明の請求項４記載の発明は、上記請
求項３記載の発明の目的と併せて、上述のデータ受信コ
イル内に発生する発生電圧と、上述の電力受信コイルに
発生する発生電圧を所定倍にした電圧とを加算すること
で、上記相互誘導起電力を打消すことができ、演算アン
プ（オペアンプ）等の回路を省略することができて、回
路構成の簡略化を図ることができるデータ受信装置の提
供を目的とする。

【００１２】この発明の請求項５記載の発明は、上記請
求項１，２，３もしくは４記載のデータ受信装置を用い
て記憶媒体を構成することにより、データ通信性能の向
上を達成することができる記憶媒体の提供を目的とす
る。

【００１３】この発明の請求項６記載の発明は、上記請
求項１，２，３もしくは４記載のデータ受信装置を用い
て自動集改札装置用の非接触媒体を構成することによ
り、データ通信性能の向上を達成することができる自動
集改札装置用の非接触媒体の提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明は、電力を受信する電力受信コイルと、データを
受信するデータ受信コイルとを備えたデータ受信装置で
あって、上記電力受信コイルと、上記データ受信コイル
との相互結合により該データ受信コイル内に発生する相
互誘導起電力を打消す打消手段を備えたデータ受信装置
であることを特徴とする。

【００１５】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成と併せて、上記打消手段は、上
記電力受信コイルの電圧または電流の大きさを検出する
検出手段と、上記検出手段により検出された電圧または
電流の大きさに基づいて上記データ受信コイルに発生す
る電圧に対して加減算制御する加減算手段とを備えたデ
ータ受信装置であることを特徴とする。

【００１６】この発明の請求項３記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成と併せて、上記電力受信コイル
のコイル巻き方向に対して、上記データ受信コイルのコ
イル巻き方向を逆方向に設定したデータ受信装置である
ことを特徴とする。

【００１７】この発明の請求項４記載の発明は、上記請
求項３記載の発明の構成と併せて、上記打消手段は、上
記データ受信コイル内に発生する発生電圧と、上記電力
受信コイルに発生する発生電圧を所定倍にした電圧とを
加算する加算器を備えたデータ受信装置であることを特
徴とする。

【００１８】この発明の請求項５記載の発明は、上記請
求項１，２，３もしくは４記載のデータ受信装置を用い
て構成された記憶媒体であることを特徴とする。

【００１９】この発明の請求項６記載の発明は、上記請
求項１，２，３もしくは４記載のデータ受信装置を用い
て構成された自動集改札装置用の非接触媒体であること
を特徴とする。

【００２０】

【作用】この発明の請求項１記載の発明によれば、電力
受信コイルとデータ受信コイルとの相互結合により上述
のデータ受信コイル内には相互誘導起電力が発生する
が、打消手段はこの相互誘導起電力を打消して、この相
互誘導起電力がホスト側からのデータ受信電圧に重畳し
て、ノイズとなることを防止する。

【００２１】この発明の請求項２記載の発明によれば、
上述の検出手段は電力受信コイルの電圧または電流の大
きさを検出し、加減算制御手段は上記検出手段により検
出された電圧または電流の大きさに基づいてデータ受信
コイルに発生する電圧に対して加減算制御して、上述の
相互誘導起電力を打消す。

【００２２】この発明の請求項３記載の発明によれば、
電力受信コイルのコイル巻き方向に対して、データ受信
コイルのコイル巻き方向を逆方向に設定したので、デー
タ受信コイルに発生する相互誘導起電力がマイナス方向
の相互誘導起電力となり、この結果、上述の電力受信コ
イルに発生する電圧または電流を有効利用して、この相
互誘導起電力を容易に相殺することができる。

【００２３】この発明の請求項４記載の発明によれば、
上述の加算器は、データ受信コイル内に発生する発生電
圧（マイナス方向の相互誘導起電力に相当）と、電力受
信コイルに発生する発生電力（プラス方向の発生電力）
を所定倍にした電圧とを加算することで、相互誘導起電
力を打消す。

【００２４】この発明の請求項５記載の発明によれば、
記憶媒体に設けられた上述の打消手段はデータ受信コイ
ル内に発生する相互誘導起電力を打消して、この相互誘
導起電力がホスト側からのデータ受信電圧に重畳して、
ノイズとなることを防止する。

【００２５】この発明の請求項６記載の発明によれば、
自動集改札装置の非接触媒体に設けられた上述の打消手
段はデータ受信コイル内に発生する相互誘導起電力を打
消して、この相互誘導起電力が自動集改札装置側からの
データ受信電圧に重畳して、ノイズとなることを防止す
る。

【００２６】

【発明の効果】このように、この発明の請求項１記載の
発明によれば、相互インダクタンスによりデータ受信コ
イル内に発生する相互誘導起電力を打消手段で打消すこ
とができるので、データ通信性能の向上を図ることがで
きて、長距離通信および高速通信が可能となる効果があ
る。

【００２７】この発明の請求項２記載の発明によれば、
上記請求項１記載の発明の効果と併せて、上述の検出手
段により検出された電力受信コイル側の電圧または電流
を有効利用して、加減算制御手段がデータ受信コイル側
に発生する電圧に対して加減算制御するので、相互誘導
起電力を打消すことができ、打消手段を例えば演算アン
プ（オペアンプ）および加減算器で構成することができ
て、この打消手段のＩＣ化が可能となり、データ受信装
置をカード型記憶媒体、コイン型記憶媒体、カードキ
ー、自動集改札装置の非接触媒体などに適用する場合
に、当該媒体の薄型化を達成することができる効果があ
る。

【００２８】この発明の請求項３記載の発明によれば、
上記請求項１記載の発明の効果と併せて、データ受信コ
イルに発生する相互誘導起電力がマイナス方向となるの
で、上述の電力受信コイルに発生する電圧または電流を
有効利用して、この相互誘導起電力を容易に相殺するこ
とができるので、構成の簡略化を図ることができる効果
がある。

【００２９】この発明の請求項４記載の発明によれば、
上記請求項３記載の発明の効果と併せて、上述の加算器
による加算処理により相互誘導起電力を打消すことがで
きるので、演算アンプ（オペアンプ）等の回路を省略す
ることができて、回路構成の簡略化を図ることができる
効果がある。

【００３０】この発明の請求項５記載の発明によれば、
上記請求項１，２，３もしくは４記載のデータ受信装置
を用いて記憶媒体（具体的にはカード型記憶媒体、コイ
ン型記憶媒体、カードキーなど）を構成したので、この
記憶媒体のデータ通信性能の向上を図ることができる効
果がある。

【００３１】この発明の請求項６記載の発明によれば、
上記請求項１，２，３もしくは４記載のデータ受信装置
を用いて自動集改札装置用の非接触媒体を構成したの
で、この非接触媒体の自動集改札装置との間のデータ通
信性能の向上を図ることができる効果がある。

【００３２】

【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。図面は本発明のデータ受信装置を自動集改札装
置用の非接触媒体（いわゆるカード）に適用した実施例
を示し、まず図１を参照して自動集改札装置側の構成に
ついて説明すると、この非接触タイプの自動集改札装置
は、開閉扉１，２いわゆるゲートを有する自動集改札機
本体３を設け、この自動集改札本体３に従前の接触タイ
プの磁気券を投入する投入口４と、この磁気券を放出す
る放出口５とを形成する一方、非接触媒体６（以下単に
カードと略記する）との間でデータおよび電力の伝送を
行なう送受信アンテナ７を、上述の自動集改札機本体３
のトップデッキに配設し、集改札時に利用者が上記カー
ド６を送受信アンテナ７に近接させた際、カード６と送
受信アンテナ７との間で通信が実行され、カードデータ
のリード・ライトを行なうように構成している。

【００３３】上述のカード６は図２に示す如く構成して
いる。すなわち、電力を受信する電力受信コイル８と、
データを受信するデータ受信コイル９とを設け、上述の
電力受信コイル８にはＬＣ並列共振回路を構成するため
の共振用コンデンサ１０を並列接続すると共に、平滑コ
ンデンサ１１を並列接続している。

【００３４】またダイオード１２を介設したプラス側の
ライン１３（ダイオード１２のカソード側）には定電圧
回路１４を接続する一方、上述のデータ受信コイル９の
一端を後述する減算器１５を介してデータ受信部１６
に、他端をアースにそれぞれ接続している。

【００３５】さらに上述のＬＣ並列共振回路（各要素
８，１０参照）中におけるライン１３の電圧検出点１７
にはオペアンプ１９を接続し、このオペアンプ１９の出
力段を上述の減算器１５に接続している。

【００３６】ここで、上述の電力受信コイル８のインダ
クタンスをＬ、両コイル８，９間の相互インダクタンス
をＭとする時、上述のオペアンプ１９のゲインＫ（入力
と出力の比のことで、出力／入力）はＫ＝Ｍ／Ｌに設定
している。

【００３７】このように構成したデータ受信装置（図２
のカード６参照）の相互誘導起電力打消作用を以下に説
明する。上述の電力受信コイル８の発生する電圧つまり
電圧検出点１７における検出電圧は次の［数２］で表わ
すことができる。

【００３８】

【数２】

【００３９】また相互結合によりデータ受信コイル９に
発生する相互誘導起電力は次の［数３］で現わすことが
できる。

【００４０】

【数３】

【００４１】そして上述の減算器１５はデータ受信コイ
ル９に発生する相互誘導起電力から、電圧検出点１７の
検出電圧をオペアンプ１９でＫ＝Ｍ／Ｌ倍（つまり相互
インダクタンスを電力受信コイル８のインダクタンスで
除した値）に処理された電圧相当値を減算するので、次
に［数４］で示す如く相互誘導起電力を打消して、零に
することができる。

【００４２】

【数４】

【００４３】このように上述の打消手段（検出手段とし
てのオペアンプ１９および加減算制御手段としての減算
器１５参照）が相互誘導起電力を打消して、零にするの
で、従来の如く相互誘導起電力が自動集改札装置（ホス
ト側）からのデータ受信電圧に重畳して、ノイズとなる
ことがなく、データ通信性能の向上を図ることができる
効果がある。

【００４４】加えて、上述の打消手段をオペアンプ１９
および減算器１５で構成することができるので、この打
消手段のＩＣ化が可能となり、カード６の薄型化を達成
することができる効果がある。さらに上述の相互インダ
クタンスＭの大きさに対応してオペアンプ１９のゲイン
Ｋを調整すればよいので、調整操作が簡単になる効果が
ある。

【００４５】図３はデータ受信装置（カード６）の他の
実施例を示し、先の実施例においては電力受信コイル８
とデータ受信コイル９のコイル巻き方向を同方向に設定
したが、図３に示すこの実施例では上述の電力受信コイ
ル８のコイル巻き方向に対して、上述のデータ受信コイ
ル９のコイル巻き方向を逆方向に設定し、かつ図２の減
算器１５に代えて加算器２０を用いたものである。

【００４６】すなわち、この加算器２０は上述のデータ
受信コイル９内に発生する発生電圧と、上述の電力受信
コイル８に発生する発生電圧をオペアンプ１９で所定倍
（Ｋ＝Ｍ／Ｌ）にした電圧とを加算する。なお、図３に
おいて図２と同一の部分は同一符号を付している。

【００４７】このように構成したデータ受信装置（図３
のカード６参照）の相互誘導起電力打消作用を以下に説
明する。上述の電力受信コイル８に発生する電圧つまり
弾圧検出点１７における検出電圧は次の［数２］で表わ
すことができる。

【００４８】

【数２】

【００４９】また相互結合により上述の電力受信コイル
８に対して逆向きに巻回されたデータ受信コイル９に発
生する相互誘導起電力は次の［数５］で表わすことがで
きる。

【００５０】

【数５】

【００５１】そして上述の加算器２０はデータ受信コイ
ル９に発生する相互誘導起電力と、電圧検出点１７の検
出電圧をオペアンプ１９でＫ＝Ｍ／Ｌ倍に処理された電
圧とを加算するので、次に［数６］で示す如く相互誘導
起電力を打消して、零にすることができる。

【００５２】

【数６】

【００５３】このように上述の打消手段（検出手段とし
てのオペアンプ１９および加減算制御手段としての加算
器２０参照）が相互誘導起電力を打消して、零にするの
で、先の実施例同様にデータ受信電圧に対して相互誘導
起電力が重畳して、ノイズとなることがなく、データ通
信性能の向上を図ることができる効果があり、上述の打
消手段をオペアンプ１９および加算器２０で構成するこ
とができるので、打消手段のＩＣ化が可能となり、カー
ド６の薄型化を達成することができる効果がある。

【００５４】また図３に示す実施例の場合には電力受信
コイル８の巻数を調整して、該コイル８のインダクタン
スＬを選定すると、上述のオペアンプ１９を省略するこ
とも可能であり、この際には、回路構成の簡略化を図る
ことができる効果がある。

【００５５】図４はデータ受信装置（カード６）のさら
に他の実施例を示し、先の各実施例においては電力受信
コイル８側の発生電圧を有効利用すべく構成したが、図
４に示すこの実施例においては電力受信コイル８の発生
電流を有効利用すべく構成している。

【００５６】すなわち、前述の電圧検出点１７に相当す
る部位にセンスコイル等により構成される電流検出回路
２１を設け、この電流検出回路２１の検出電流ｉ１（但
しｉ１＝ｉとする）を次段の微分回路２２で微分し、か
つオペアンプ１９のゲインＫをＫ＝Ｍ（ここにＭは相互
インダンタンス）に設定し、このオペアンプ１９の出力
を上述の減算器１５に入力すべく、上述の電流検出回路
２１、微分回路２２、オペアンプ１９および減算器１５
をこの順に接続している。

【００５７】このように構成したデータ受信装置（図４
のカード６参照）の相互誘導起電力打消作用を以下に説
明する。上述の電力受信コイル８に流れる電流ｉを電流
検出回路２１で検出し、この検出電流（ｉ１＝ｉ）を次
段の微分回路２２で微分すると（ｄｉ／ｄｔ）となる。

【００５８】この値（ｄｉ／ｄｔ）をオペアンプ１９で
Ｋ＝Ｍ倍して（ｄｉ／ｄｔ）Ｍとなし、上述の減算器１
５ではデータ受信コイル９に発生する相互誘導起電力か
ら上述の値（ｄｉ／ｄｔ）Ｍを減算するので、次に［数
７］で示す如く相互誘導起電力を打消して、零にするこ
とができる。

【００５９】

【数７】

【００６０】このように上述の取消手段（電流検出回路
２１、微分回路２２、オペアンプ１９、減算器１５参
照）が相互誘導起電力を打消して、零にするので、先の
各実施例同様にデータ受信電圧に対して相互誘導起電力
が重畳してノイズとなることがなく、データ通信性能の
向上を図ることができる効果がある。

【００６１】また、この図４の実施例の場合には、電流
検出回路２１で電流を検出するので、電力受信コイル８
に発生する電圧値が大きく、電圧検出が比較的困難な時
に有効となる。

【００６２】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明の打消手段は、図２の実施例のオペ
アンプ１９、減算器１５と、図３の実施例のオペアンプ
１９，加算器２０、図４の実施例の電流検出回路２１、
微分回路２２、オペアンプ１９、減算器１５に対応し、
以下同様に、検出手段は、オペアンプ１９に対応し、加
減算制御手段は、減算器１５および加算器２０に対応
し、テータ受信装置および非接触媒体は、カード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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のデータ受信装置の一例として自動集改
札装置用の非接触媒体の使用態様を示す斜視図。

【図２】非接触媒体の内部回路構成を示す回路図。

【図３】非接触媒体の内部回路構成の他の実施例を示す
回路図。

【図４】非接触媒体の内部回路構成のさらに他の実施例
を示す回路図。

【図５】従来の非接触媒体の内部回路構成を示す回路
図。

【符号の説明】

６…カード（非接触媒体） ８…電力受信コイル ９…データ受信コイル １５…減算器 １９…オペアンプ ２０…加算器 ２１…電流検出回路 ２２…微分回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力を受信する電力受信コイルと、データ
   を受信するデータ受信コイルとを備えたデータ受信装置
   であって、 上記電力受信コイルと、上記データ受信コイルとの相互
   結合により該データ受信コイル内に発生する相互誘導起
   電力を打消す打消手段を備えたデータ受信装置。
2. 【請求項２】上記打消手段は、上記電力受信コイルの電
   圧または電流の大きさを検出する検出手段と、 上記検出手段により検出された電圧または電流の大きさ
   に基づいて上記データ受信コイルに発生する電圧に対し
   て加減算制御する加減算手段とを備えた請求項１記載の
   データ受信装置。
3. 【請求項３】上記電力受信コイルのコイル巻き方向に対
   して、上記データ受信コイルのコイル巻き方向を逆方向
   に設定した請求項１記載のデータ受信装置。
4. 【請求項４】上記打消手段は、上記データ受信コイル内
   に発生する発生電圧と、上記電力受信コイルに発生する
   発生電圧を所定倍にした電圧とを加算する加算器を備え
   た請求項３記載のデータ受信装置。
5. 【請求項５】上記請求項１，２，３もしくは４記載のデ
   ータ受信装置を用いて構成された記憶媒体。
6. 【請求項６】上記請求項１，２，３もしくは４記載のデ
   ータ受信装置を用いて構成された自動集改札装置用の非
   接触媒体。