JPH0786994A - Communication device using electromagnetic inductive coupling - Google Patents
Communication device using electromagnetic inductive couplingInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電池等の電源を持たない通信装置に対して電
磁誘導結合により電源を供給するとともに双方向通信を
行う場合に通信距離を長くする。
【構成】 プリント基板1には磁性体2が形成され、磁
性体2にはその受信磁界が送信コイル13の送出磁界と
空間的に直交するようにコイル14aを巻回することに
より受信コイル14が構成されている。リーダライタ1
0側はメモリモジュール20に対して信号を常時送信し
ているが、リーダライタ10の受信コイル14はその受
信磁界が送信コイル13の送出磁界と空間的に直交する
ので電磁誘導が発生しない。リーダライタ10とメモリ
モジュール20が近接すると、メモリモジュール20の
受信コイル21にはリーダライタ10の送信コイル13
による電磁誘導により交流が誘起され、この交流が電源
回路27に印加されて整流及び平滑され、メモリモジュ
ール20内の電源電圧+Vccが生成される。
(57) [Summary] [Purpose] To increase the communication distance when supplying power by electromagnetic induction coupling to a communication device that does not have a power source such as a battery and performing bidirectional communication. A magnetic body 2 is formed on a printed circuit board 1, and a coil 14a is wound around the magnetic body 2 so that the reception magnetic field of the magnetic body 2 is spatially orthogonal to the transmission magnetic field of the transmission coil 13. It is configured. Reader / writer 1
Although the 0 side constantly transmits a signal to the memory module 20, the receiving coil 14 of the reader / writer 10 does not generate electromagnetic induction because its receiving magnetic field is spatially orthogonal to the sending magnetic field of the transmitting coil 13. When the reader / writer 10 and the memory module 20 come close to each other, the transmitter coil 13 of the reader / writer 10 is inserted into the receiver coil 21 of the memory module 20.
An alternating current is induced by electromagnetic induction by, and this alternating current is applied to the power supply circuit 27 to be rectified and smoothed to generate a power supply voltage + Vcc in the memory module 20.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電池等の電源を持たな
い通信装置に対して電磁誘導結合により電源を供給する
とともに双方向通信を行う電磁誘導結合を用いた通信装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a communication device using electromagnetic induction coupling for supplying bidirectional communication while supplying power to a communication device having no power source such as a battery by electromagnetic induction coupling.
【0002】[0002]
【従来の技術】図6は電磁誘導結合を用いた通信装置の
一例として、電池等の電源を持たないデータ記憶体(メ
モリモジュール)20に対して、例えば商用電源により
駆動されるリーダライタ10から電磁誘導結合により電
源を供給するとともにデータ書き込みや読み出しを行う
データ伝送システムを示し、この構成は本出願人が特願
平3−27061号において提案したものである。2. Description of the Related Art FIG. 6 shows an example of a communication device using electromagnetic induction coupling, for a data storage body (memory module) 20 having no power source such as a battery, from a reader / writer 10 driven by a commercial power source. A data transmission system for writing and reading data while supplying power by electromagnetic inductive coupling is shown. This configuration was proposed by the applicant in Japanese Patent Application No. 3-27061.
【0003】図6に於いて、リーダライタ10はコント
ローラ(MPU)11と、送信用のFSK変調器12及
びコイル13と、受信用のコイル14、基準メモリ15
及び相関回路16を有し、メモリモジュール20は受信
用のコイル21及びFSK復調器22と、コントローラ
(MPU)23と、不揮発性メモリ(例えばEEPRO
M)24と、送信用の擬似ランダム信号発生器25及び
送信用のコイル26と、リーダライタ10からの受信信
号から電源を生成するための電源回路27を有する。In FIG. 6, a reader / writer 10 includes a controller (MPU) 11, an FSK modulator 12 and a coil 13 for transmission, a coil 14 for reception, and a reference memory 15.
The memory module 20 includes a receiving coil 21 and an FSK demodulator 22, a controller (MPU) 23, and a non-volatile memory (for example, EEPRO).
M) 24, a pseudo random signal generator 25 for transmission and a coil 26 for transmission, and a power supply circuit 27 for generating power from a received signal from the reader / writer 10.
【0004】リーダライタ10側のコントローラ11は
メモリモジュール20に対する書き込み制御と読み出し
制御を実行し、コントローラ11からのコマンドやデー
タ等はFSK変調器12によりビット「1」で周波数f
1、ビット「0」で周波数f2の2周波数信号の組み合
わせに変調され、送信コイル13に供給される。リーダ
ライタ10とメモリモジュール20が図のように近接す
ると、メモリモジュール20の受信コイル21にはリー
ダライタ10の送信コイル13による電磁誘導により交
流が誘起され、この交流が電源回路27に印加されて整
流及び平滑され、メモリモジュール20内の電源電圧+
Vccが生成される。また、受信コイル21により受信さ
れた信号はFSK復調器22によりビット「1」又は
「0」に復調され、コントローラ23はこの信号に基づ
いて読み出しコマンドの場合には不揮発性メモリ24の
読み出しを実行する。The controller 11 on the side of the reader / writer 10 executes write control and read control for the memory module 20, and commands, data, etc. from the controller 11 are transmitted by the FSK modulator 12 at a bit "1" and a frequency f.
It is modulated into a combination of two frequency signals of frequency f2 with 1 and bit "0" and supplied to the transmission coil 13. When the reader / writer 10 and the memory module 20 come close to each other as shown in the figure, alternating current is induced in the receiving coil 21 of the memory module 20 by electromagnetic induction by the transmitting coil 13 of the reader / writer 10, and this alternating current is applied to the power supply circuit 27. Rectified and smoothed, power supply voltage in memory module 20 +
Vcc is generated. Further, the signal received by the receiving coil 21 is demodulated into bits "1" or "0" by the FSK demodulator 22, and the controller 23 executes the reading of the non-volatile memory 24 in the case of a read command based on this signal. To do.
【0005】また、書き込みコマンドの場合には、コン
トローラ23からの返信コマンドが直列データに変換さ
れた後、ビット単位で擬似ランダム信号発生器25に印
加されて擬似ランダム系列信号に変換され、送信コイル
26に供給される。なお、擬似ランダム信号発生器25
が発生する擬似ランダム信号としては、例えば15ワー
ド長(=24 −1)の場合に、そのデータを予め保持し
ておき、そのデータを順次送出することにより構成する
ことができる。In the case of a write command, after the reply command from the controller 23 is converted into serial data, it is applied bit by bit to the pseudo random signal generator 25 to be converted into a pseudo random sequence signal, and the transmission coil 26. The pseudo random signal generator 25
As the pseudo-random signal generated by, for example, when the length is 15 words (= 2 4 −1), the data can be held in advance and the data can be sequentially transmitted.
【0006】メモリモジュール20の送信コイル26か
ら供給された擬似ランダム信号は、電磁誘導によりリー
ダライタ10の受信コイル14に誘起され、相関回路1
6はこの受信信号と基準メモリ15に予め格納されたメ
モリモジュール20側の擬似ランダム信号との自己相関
を計算し、相関値が閾値以上の場合にはメモリモジュー
ル20内の電源電圧+Vccが充分であると判断して書き
込みを実行する。The pseudo random signal supplied from the transmission coil 26 of the memory module 20 is induced in the reception coil 14 of the reader / writer 10 by electromagnetic induction, and the correlation circuit 1
6 calculates the autocorrelation between this received signal and the pseudo random signal stored in the reference memory 15 on the memory module 20 side. If the correlation value is equal to or more than the threshold value, the power supply voltage + Vcc in the memory module 20 is sufficient. If there is, write is executed.
【0007】すなわち、上記通信プロトコルでは、読み
出し時、すなわちリーダライタ10がメモリモジュール
20から受信する場合にはリーダライタ10は読み出し
コマンド等の信号を間欠的に送信して送信を中止してい
る期間を作り出しその期間のみメモリモジュール20か
らの受信状態になっている。That is, in the above communication protocol, during reading, that is, when the reader / writer 10 receives from the memory module 20, the reader / writer 10 intermittently transmits a signal such as a read command and suspends transmission. Is produced, and the receiving state from the memory module 20 is maintained only during that period.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
システムでは、例えば商用電源により駆動されるリーダ
ライタ10側の送信コイル13からは比較的高出力が放
出され、リーダライタ10からの受信信号から電源が供
給されるメモリモジュール20の送信コイル26からは
比較的低出力が放出される。By the way, in such a system, a relatively high output is emitted from the transmission coil 13 on the reader / writer 10 side driven by, for example, a commercial power source, and a signal received from the reader / writer 10 is emitted. Relatively low power is emitted from the transmitter coil 26 of the powered memory module 20.
【0009】したがって、このような通信システムで
は、読み出しコマンドを実行時、すなわちメモリモジュ
ール20の送信コイル26によりリーダライタ10の受
信コイル14に電流を誘起させる場合には、リーダライ
タ10側の送信コイル13からの出力を停止しないと、
リーダライタ10の受信コイル14に誘起される信号は
リーダライタ10側の送信コイル13によるもののみと
なり、メモリモジュール20の送信コイル26からの信
号を受信することができなくなるので、リーダライタ1
0側の送信コイル13からの出力を停止しなければなら
ない。Therefore, in such a communication system, when a read command is executed, that is, when a current is induced in the receiving coil 14 of the reader / writer 10 by the transmitting coil 26 of the memory module 20, the transmitting coil on the side of the reader / writer 10 is used. If you do not stop the output from 13,
The signal induced in the receiving coil 14 of the reader / writer 10 is only the signal from the transmitting coil 13 on the reader / writer 10 side, and the signal from the transmitting coil 26 of the memory module 20 cannot be received. Therefore, the reader / writer 1
The output from the transmission coil 13 on the 0 side must be stopped.
【0010】したがって、このような電磁誘導結合を用
いた通信装置では、メモリモジュール20はリーダライ
タ10からの受信信号から電源が供給されるので、リー
ダライタ10側の送信コイル13からの出力を停止する
と、充電用コンデンサに応じたある時間後に動作を停止
し、結果として通信距離が短くなるという問題点があ
る。Therefore, in such a communication device using electromagnetic induction coupling, since the memory module 20 is supplied with power from the reception signal from the reader / writer 10, the output from the transmission coil 13 on the reader / writer 10 side is stopped. Then, there is a problem that the operation is stopped after a certain time depending on the charging capacitor, and as a result, the communication distance is shortened.
【0011】また、図6に示す例では、リーダライタ1
0とメモリモジュール20においては送信コイルと受信
コイルの1つしか駆動することができないが、他の例と
してリーダライタ10とメモリモジュール20がそれぞ
れ1つの送受信兼用コイルを備え、この送受信兼用コイ
ルを切り換えて駆動する場合にも同様な問題が発生す
る。なお。この構成では送受信兼用コイルを切り換える
回路が必要になる。In the example shown in FIG. 6, the reader / writer 1
0 and the memory module 20 can drive only one of the transmission coil and the reception coil, but as another example, the reader / writer 10 and the memory module 20 each include one transmission / reception coil, and this transmission / reception coil is switched. The same problem occurs when driving by driving. Incidentally. This configuration requires a circuit for switching the transmission / reception coil.
【0012】本発明は、このような従来の問題点に鑑
み、電池等の電源を持たない通信装置に対して電磁誘導
結合により電源を供給するとともに双方向通信を行う場
合に通信距離を長くすることができる電磁誘導結合を用
いた通信装置を提供することを目的とする。In view of the above conventional problems, the present invention supplies a power source by electromagnetic induction coupling to a communication device having no power source such as a battery and extends the communication distance when bidirectional communication is performed. It is an object of the present invention to provide a communication device using electromagnetic induction coupling that can be performed.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明は、この目的を達
成するために、第1の送信コイル及び第1の受信コイル
を備えた第1の通信装置と、第2の送信コイル及び第2
の受信コイルを備えると共に第2の受信コイルに誘起さ
れた電圧を電源とする第2の通信装置との間で電磁誘導
結合を用いたで双方向通信を行う電磁誘導結合を用いた
通信装置に於いて、第1の送信コイルと第1の受信コイ
ルは第1の送信コイルの送出磁界と第1の受信コイルの
受信磁界が空間的に直交するように配置され、第1の通
信装置は第1の送信コイルを介して常に信号を送出しな
がら第1の受信コイルを介して受信することを特徴とす
る。In order to achieve this object, the present invention provides a first communication device having a first transmitter coil and a first receiver coil, a second transmitter coil and a second transmitter coil.
And a second communication device which uses the voltage induced in the second reception coil as a power source and which performs bidirectional communication by using electromagnetic induction coupling. In the above, the first transmission coil and the first reception coil are arranged such that the transmission magnetic field of the first transmission coil and the reception magnetic field of the first reception coil are spatially orthogonal to each other, and the first communication device is It is characterized in that a signal is constantly transmitted through one transmission coil and reception is performed through the first reception coil.
【0014】具体的には、プリント基板上に導電性薄膜
を形成することにより第1の送信コイルが形成され、プ
リント基板上に磁性体を形成して磁性体にコイルを巻き
付けることにより第1の受信コイルが形成される。ま
た、具体的には、ボビンにコイルを巻き付けることによ
り第1の送信コイルが形成され、ボビン上に磁性体を形
成して磁性体にコイルを巻き付けることにより第1の受
信コイルが形成される。Specifically, a first transmission coil is formed by forming a conductive thin film on a printed circuit board, a magnetic body is formed on the printed circuit board, and the first coil is wound around the magnetic body. A receive coil is formed. Further, specifically, the first transmitting coil is formed by winding the coil around the bobbin, and the first receiving coil is formed by forming the magnetic body on the bobbin and winding the coil around the magnetic body.
【0015】また、磁性体がプリント基板上又はボビン
上に十字状に直交して形成され、各磁性体にコイルを巻
き付けることにより第1の受信コイルが形成される。Magnetic members are formed on the printed circuit board or the bobbin so as to cross each other in a cross shape, and a coil is wound around each magnetic member to form a first receiving coil.
【0016】[0016]
【作用】本発明では、第1の通信装置の第1の送信コイ
ルと第1の受信コイルは第1の送信コイルの送出磁界と
第1の受信コイルの受信磁界が空間的に直交するように
配置されているので、第1の送信コイルから送出された
磁界により第1の受信コイルに電流が誘起されず、第1
の通信装置が第1の送信コイルを介して常に信号を送出
しても第2の通信装置の第2の送信コイルから送出され
た磁界により第1の受信コイルに電流が誘起される。In the present invention, the first transmitting coil and the first receiving coil of the first communication device are arranged so that the sending magnetic field of the first transmitting coil and the receiving magnetic field of the first receiving coil are spatially orthogonal to each other. Since it is arranged, no current is induced in the first receiving coil by the magnetic field sent from the first transmitting coil,
Even if the communication device of (1) always sends a signal through the first transmission coil, a current is induced in the first reception coil by the magnetic field sent from the second transmission coil of the second communication device.
【0017】したがって、第1の通信装置と第2の通信
装置が近接した状態では第1の通信装置から第2の通信
装置に対して常に電磁誘導結合により電源を供給するこ
とができるので、通信距離を長くすることができる。Therefore, when the first communication device and the second communication device are in close proximity to each other, the power can always be supplied from the first communication device to the second communication device by electromagnetic induction coupling. The distance can be lengthened.
【0018】[0018]
【実施例】図1は本発明に係る電磁誘導結合を用いた通
信装置の一実施例として図6に示すリーダライタ10の
送信コイル13と受信コイル14の一例を示し、特に図
1(a)は平面図、図1(b)は側面図である。図1に
於いて、送信コイル13は例えば円形のプリント基板1
上に導電性薄膜13aをスパイラル状に形成することに
より構成され、したがって、この送信コイル13はプリ
ント基板1の厚さ方向を軸として巻回されている。ま
た、プリント基板1の略中央の両面にはアモルファスシ
ート等の磁性体2が貼り付け又は塗り付けられ、この磁
性体2にはその受信磁界が送信コイル13の送出磁界と
空間的に直交するように、プリント基板1の水平方向を
軸としてコイル14aを巻回することにより受信コイル
14が構成されている。なお、コイル14aはプリント
基板1に形成されたスルーホールを通して磁性体2に巻
回されている。1 shows an example of a transmitting coil 13 and a receiving coil 14 of a reader / writer 10 shown in FIG. 6 as an example of a communication device using electromagnetic inductive coupling according to the present invention, and in particular, FIG. Is a plan view, and FIG. 1B is a side view. In FIG. 1, the transmission coil 13 is, for example, a circular printed circuit board 1.
It is configured by forming a conductive thin film 13a in a spiral shape on the upper side, and therefore, the transmission coil 13 is wound around the printed board 1 in the thickness direction as an axis. Further, a magnetic body 2 such as an amorphous sheet is attached or painted on both surfaces of the printed circuit board 1 substantially at the center thereof so that the magnetic field received by the magnetic body 2 is spatially orthogonal to the magnetic field transmitted by the transmission coil 13. Further, the receiving coil 14 is configured by winding the coil 14a around the horizontal direction of the printed circuit board 1. The coil 14a is wound around the magnetic body 2 through a through hole formed in the printed board 1.
【0019】図2はリーダライタ10の送信コイル13
及び受信コイル14の他の例と、メモリモジュール20
の受信コイル21及び送信コイル26の一例を示す。な
お、図2ではリーダライタ10側とメモリモジュール2
0側が同一の大きさで示されているが、実際にはメモリ
モジュール20側の大きさはかなり小さい。この例で
は、リーダライタ10の送信コイル13はプリント基板
1a上に導電性薄膜13aを円弧状に形成することによ
り構成され、また、受信コイル14はプリント基板1a
の略中央の両面にアモルファスシート等の磁性体2aが
貼り付け又は塗り付けられ、この磁性体2aにその受信
磁界が送信コイル13の送出磁界と空間的に直交するよ
うにコイル14aを巻回することにより構成されてい
る。尚、送信コイル13は図6に示すFSK変調器12
に接続され、受信コイル14は相関回路16に接続され
ている。FIG. 2 shows the transmission coil 13 of the reader / writer 10.
And another example of the receiving coil 14, and the memory module 20.
An example of the receiving coil 21 and the transmitting coil 26 of FIG. In FIG. 2, the reader / writer 10 side and the memory module 2 are
Although the 0 side is shown to have the same size, the size on the memory module 20 side is actually quite small. In this example, the transmission coil 13 of the reader / writer 10 is formed by forming a conductive thin film 13a in an arc shape on the printed board 1a, and the receiving coil 14 is formed on the printed board 1a.
A magnetic body 2a such as an amorphous sheet is attached or painted on both surfaces in the substantially central part of the coil 14a, and the coil 14a is wound around the magnetic body 2a so that the reception magnetic field is spatially orthogonal to the transmission magnetic field of the transmission coil 13. It is composed of The transmission coil 13 is the FSK modulator 12 shown in FIG.
The receiving coil 14 is connected to the correlation circuit 16.
【0020】メモリモジュール20の受信コイル21
は、リーダライタ10の送信コイル13と同様にプリン
ト基板1b上に導電性薄膜を円弧状に形成することによ
り構成され、また、送信コイル26はリーダライタ10
の受信コイル14と同様に、プリント基板1bの略中央
にアモルファスシート等の磁性体2が貼り付け又は塗り
付けられてこの磁性体2bにその送出磁界が受信コイル
21の受信磁界と空間的に直交するようにコイルを巻回
することにより構成されている。Receiving coil 21 of memory module 20
Is formed by forming a conductive thin film in an arc shape on the printed board 1b similarly to the transmission coil 13 of the reader / writer 10, and the transmission coil 26 is formed by the transmission coil 26.
Similar to the receiving coil 14, the magnetic body 2 such as an amorphous sheet is attached or painted on the printed circuit board 1b at substantially the center thereof, and the transmission magnetic field is spatially orthogonal to the reception magnetic field of the reception coil 21 on the magnetic body 2b. It is configured by winding a coil as described above.
【0021】プリント基板1b上にはまた図6に示すメ
モリモジュール20の回路用ICチップ3が実装され、
受信コイル21はこのチップ3内のFSK復調器21と
電源回路27に接続され、送信コイル26は擬似ランダ
ム信号発生回路25に接続されている。また、このメモ
リモジュール20は持ち運び等が容易なように、破線で
示すようなカード型やコイン型、正方形等の種々の形状
で構成される。The circuit IC chip 3 of the memory module 20 shown in FIG. 6 is mounted on the printed circuit board 1b.
The reception coil 21 is connected to the FSK demodulator 21 in the chip 3 and the power supply circuit 27, and the transmission coil 26 is connected to the pseudo random signal generation circuit 25. Further, the memory module 20 is formed in various shapes such as a card type, a coin type, a square type, etc. as shown by a broken line so that it can be easily carried.
【0022】図3は図2に示すリーダライタ10の送信
コイル13及び受信コイル14とメモリモジュール20
の受信コイル21と送信コイル26の電磁誘導結合状態
を示している。矢印方向Aに示すようにリーダライタの
送信コイル13から送出される磁束は、メモリモジュー
ル20の受信コイル21には電磁誘導させるが、リーダ
ライタ10の受信コイル14に対してはその受信磁界が
送信コイル13の送出磁界と空間的に直交するので電磁
誘導が発生しない。またメモリモジュール20の送信コ
イル26にも同様に電磁誘導が発生しない。更に、メモ
リモジュール20の送信コイル26から送出される磁束
はその方向がリーダライタ10の受信コイル14と交叉
するのでリーダライタ10の受信コイル14が受信する
ことができる。FIG. 3 shows the transmitter coil 13 and the receiver coil 14 of the reader / writer 10 shown in FIG. 2 and the memory module 20.
The electromagnetic induction coupling state of the receiving coil 21 and the transmitting coil 26 is shown. The magnetic flux sent from the transmission coil 13 of the reader / writer as shown in the arrow A direction is electromagnetically induced in the reception coil 21 of the memory module 20, but the reception magnetic field is transmitted to the reception coil 14 of the reader / writer 10. Electromagnetic induction does not occur because it is spatially orthogonal to the sending magnetic field of the coil 13. Similarly, electromagnetic induction does not occur in the transmission coil 26 of the memory module 20. Further, the direction of the magnetic flux sent from the transmitting coil 26 of the memory module 20 intersects with the receiving coil 14 of the reader / writer 10, so that the receiving coil 14 of the reader / writer 10 can receive it.
【0023】図4及び図5はリーダライタ10の送信コ
イル13及び受信コイル14の他の例を示している。こ
の例ではボビン4が薄型の略円筒形で形成され、円周回
り方向に溝が形成されてこの溝に沿ってコイル13aを
巻回することにより送信コイル13が構成されている。
ボビン4の略中央の両面にはまた、アモルファスシート
等の磁性体2が貼り付け又は塗り付けられたり、蒸着又
はスパッタリングにより形成され、この磁性体2にはそ
の受信磁界が送信コイル13の送出磁界と空間的に直交
するようにコイル14aを巻回することにより受信コイ
ル14が構成されている。この場合にもリーダライタの
送信コイル13から送出される磁束は図3に示す矢印方
向Aと同一であり、したがって、この磁束により受信コ
イル14には電磁誘導は発生しない。FIGS. 4 and 5 show other examples of the transmission coil 13 and the reception coil 14 of the reader / writer 10. In this example, the bobbin 4 is formed into a thin, substantially cylindrical shape, a groove is formed in the circumferential direction, and the coil 13a is wound along this groove to form the transmission coil 13.
A magnetic substance 2 such as an amorphous sheet is attached or painted on the both surfaces of the bobbin 4 substantially at the center thereof, or is formed by vapor deposition or sputtering. The magnetic field received by the magnetic substance 2 is transmitted from the transmitting coil 13. The receiving coil 14 is configured by winding the coil 14a so as to be spatially orthogonal to. Also in this case, the magnetic flux sent from the transmission coil 13 of the reader / writer is the same as the direction A shown in FIG. 3, and therefore, the magnetic flux does not cause electromagnetic induction in the reception coil 14.
【0024】ここで、メモリモジュール20側の受信コ
イル21と送信コイル26の直交関係は、リーダライタ
10の送信コイル13と受信コイル14のそれより厳し
くない。この理由は、メモリモジュール20側の送信磁
界が受信電力以下であるのでICチップ3を破壊するこ
ともないからであり、リーダライタ10側の送信コイル
13及び受信コイル14と電磁誘導結合すれば角度は多
少誤差があってもよい。これに対し、リーダライタ10
の送信コイル13と受信コイル14は、受信感度を高く
かつ送信パワーを大きくするために同一平面に各磁界が
空間的に直交するように配置することが望ましい。The orthogonal relationship between the receiving coil 21 and the transmitting coil 26 on the memory module 20 side is less strict than that between the transmitting coil 13 and the receiving coil 14 of the reader / writer 10. This is because the transmission magnetic field on the memory module 20 side is less than the reception power, and therefore the IC chip 3 is not destroyed. May have some errors. On the other hand, the reader / writer 10
It is desirable that the transmission coil 13 and the reception coil 14 are arranged such that the respective magnetic fields are spatially orthogonal to each other in the same plane in order to increase the reception sensitivity and the transmission power.
【0025】また上記実施例では、リーダライタ10の
受信コイル14は、プリント基板1、1aやボビン4上
の1枚の磁性体2、2aにコイル14aを巻回すること
により構成したが、別の実施例として、2枚の磁性体
2、2aをプリント基板1、1aやボビン4上に十字状
に直交して形成し、各磁性体2、2aにコイル14aを
巻き付けることにより構成してもよい。この点はメモリ
モジュール20側の送信コイル26も同様に構成する。In the above-described embodiment, the receiving coil 14 of the reader / writer 10 is constructed by winding the coil 14a around the printed board 1, 1a or the magnetic body 2, 2a on the bobbin 4. In this embodiment, two magnetic bodies 2 and 2a may be formed on the printed circuit boards 1 and 1a and the bobbin 4 so as to be orthogonal to each other in a cross shape, and a coil 14a may be wound around each magnetic body 2 and 2a. Good. In this respect, the transmission coil 26 on the memory module 20 side is also configured in the same manner.
【0026】次に、このような送受信コイルを図6に示
すデータ伝送装置に適用した場合の通信方法を説明す
る。リーダライタ10のコントローラ11からのコマン
ドやデータ等はFSK変調器12によりビット「1」で
周波数f1、ビット「0」で周波数f2の2周波数信号
の組み合わせに変調され、送信コイル13に供給され
る。この場合、リーダライタ10側はメモリモジュール
20に対して、読み出しコマンド等のアクセスコマンド
を常時送信しているが、リーダライタ10の受信コイル
14はその受信磁界が送信コイル13の送出磁界と空間
的に直交するので電磁誘導が発生しない。Next, a communication method when such a transmission / reception coil is applied to the data transmission device shown in FIG. 6 will be described. Commands and data from the controller 11 of the reader / writer 10 are modulated by the FSK modulator 12 into a combination of two frequency signals of frequency "f1" at bit "1" and frequency "f2" at bit "0" and supplied to the transmission coil 13. . In this case, the reader / writer 10 side constantly transmits an access command such as a read command to the memory module 20, but the reception coil 14 of the reader / writer 10 has a reception magnetic field spatially different from the transmission magnetic field of the transmission coil 13. Since it is orthogonal to, electromagnetic induction does not occur.
【0027】そして、リーダライタ10とメモリモジュ
ール20が図3のように近接すると、メモリモジュール
20の受信コイル21にはリーダライタ10の送信コイ
ル13による電磁誘導により交流が誘起され、この交流
が電源回路27に印加されて整流及び平滑され、メモリ
モジュール20内の電源電圧+Vccが生成される。ま
た、受信コイル21により受信された信号はFSK復調
器22によりビット「1」又は「0」に復調され、コン
トローラ23はこの信号に基づいて読み出しコマンドの
場合には不揮発性メモリ24の読み出しを実行する。When the reader / writer 10 and the memory module 20 come close to each other as shown in FIG. 3, alternating current is induced in the receiving coil 21 of the memory module 20 by electromagnetic induction by the transmitting coil 13 of the reader / writer 10, and this alternating current is supplied to the power source. The voltage is applied to the circuit 27, rectified and smoothed, and the power supply voltage + Vcc in the memory module 20 is generated. Further, the signal received by the receiving coil 21 is demodulated into bits "1" or "0" by the FSK demodulator 22, and the controller 23 executes the reading of the non-volatile memory 24 in the case of a read command based on this signal. To do.
【0028】また、書き込みコマンドの場合には、コン
トローラ23からの返信コマンドが直列データに変換さ
れた後、ビット単位で擬似ランダム信号発生器25に印
加されて擬似ランダム系列信号に変換され、送信コイル
26に供給される。メモリモジュール20の送信コイル
26から供給された擬似ランダム信号は、電磁誘導によ
りリーダライタ10の受信コイル14に誘起され、相関
回路16はこの受信信号と基準メモリ15に予め格納さ
れたメモリモジュール20側の擬似ランダム信号との自
己相関を計算し、相関値が閾値以上の場合にはメモリモ
ジュール20内の電源電圧+Vccが充分であると判断し
て書き込みを実行する。In the case of a write command, after the reply command from the controller 23 is converted into serial data, it is applied to the pseudo random signal generator 25 bit by bit and converted into a pseudo random sequence signal, and the transmission coil 26. The pseudo random signal supplied from the transmission coil 26 of the memory module 20 is induced in the reception coil 14 of the reader / writer 10 by electromagnetic induction, and the correlation circuit 16 causes the reception signal and the memory module 20 side previously stored in the reference memory 15. The autocorrelation with the pseudo random signal is calculated, and when the correlation value is equal to or more than the threshold value, it is determined that the power supply voltage + Vcc in the memory module 20 is sufficient, and writing is executed.
【0029】すなわち、上記通信プロトコルでは、読み
出し時、すなわちリーダライタ10がメモリモジュール
20から受信する場合にリーダライタ10が信号を常時
送信しているので、メモリモジュール20はリーダライ
タ10に近接している限り受信信号から電源が供給さ
れ、したがって、通信距離を長くすることができる。ま
た、リーダライタ10が信号を常時送信するので、この
信号を用いてクロックをリーダライタ10からメモリモ
ジュール20に供給することができ、この場合にはクロ
ック生成用の発振器をメモリモジュール20から省略す
ることができるので、メモリモジュール20を低消費電
力化及び小型化することができるという効果も有する。That is, in the above communication protocol, since the reader / writer 10 constantly transmits a signal at the time of reading, that is, when the reader / writer 10 receives from the memory module 20, the memory module 20 is close to the reader / writer 10. As long as the received signal is supplied with power, the communication distance can be extended. Further, since the reader / writer 10 constantly transmits a signal, a clock can be supplied from the reader / writer 10 to the memory module 20 by using this signal, and in this case, an oscillator for clock generation is omitted from the memory module 20. Therefore, there is also an effect that the power consumption and the size of the memory module 20 can be reduced.
【0030】更に、本発明の通信装置は、リーダライタ
10とメモリモジュール20がそれぞれ1つの送受信兼
用コイルを備え、この送受信兼用コイルを切り換えて駆
動する方を用いたと異なるので、送受信兼用コイルを切
り換える回路も不要である。Further, the communication device of the present invention is different from the one in which the reader / writer 10 and the memory module 20 each have one transmission / reception coil, and this switching transmission / reception coil is used for switching, so that the transmission / reception coil is switched. No circuit is required.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
1の送信コイル及び第1の受信コイルを備えた第1の通
信装置と、第2の送信コイル及び第2の受信コイルを備
えると共に第2の受信コイルに誘起された電圧を電源と
する第2の通信装置との間で電磁誘導結合を用いたで双
方向通信を行う電磁誘導結合を用いた通信装置に於い
て、第1の送信コイルと第1の受信コイルは第1の送信
コイルの送出磁界と第1の受信コイルの受信磁界が空間
的に直交するように配置され、第1の通信装置は第1の
送信コイルを介して常に信号を送出しながら第1の受信
コイルを介して受信するので、第1の送信コイルから送
出された磁界により第1の受信コイルに電流が誘起され
ず、第1の通信装置が第1の送信コイルを介して常に信
号を送出しても第2の通信装置の第1の送信コイルから
送出された磁界により第1の受信コイルに電流が誘起さ
れ、したがって、第1の通信装置と第2の通信装置が近
接した状態では第1の通信装置から第2の通信装置に対
して常に電磁誘導結合により電源を供給することができ
るので、通信距離を長くすることができる。As described above, according to the present invention, the first communication device having the first transmitting coil and the first receiving coil, and the second transmitting coil and the second receiving coil are provided. A communication device using electromagnetic induction coupling that performs bidirectional communication with the second communication device that uses the voltage induced in the second receiving coil as a power source together with the first communication device. Of the first transmitting coil and the first receiving coil are arranged such that the sending magnetic field of the first transmitting coil and the receiving magnetic field of the first receiving coil are spatially orthogonal to each other, and the first communication device includes the first transmitting coil. Since the signal is always transmitted through the first receiving coil while receiving the signal, the magnetic field transmitted from the first transmitting coil does not induce a current in the first receiving coil, and the first communication device is Even if the signal is always sent through the first transmitting coil, the second A current is induced in the first receiving coil by the magnetic field sent from the first transmitting coil of the communication device, so that when the first communication device and the second communication device are in close proximity, Since the power can be always supplied to the second communication device by electromagnetic induction coupling, the communication distance can be lengthened.
【図1】本発明の電磁誘導結合を用いた通信装置の一実
施例としてリーダライタの送信コイルと受信コイルの一
例を示した実施例構成図FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment showing an example of a transmitter coil and a receiver coil of a reader / writer as an embodiment of a communication device using electromagnetic induction coupling according to the present invention.
【図2】本発明によるリーダライタの送信コイル及び受
信コイルの他の実施例とメモリモジュールの受信コイル
及び送信コイルの実施例を示した実施例構成図FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment showing another embodiment of a transmitter coil and a receiver coil of a reader / writer and an embodiment of a receiver coil and a transmitter coil of a memory module according to the present invention.
【図3】図2のリーダライタの送信コイル及び受信コイ
ルとメモリモジュールの受信コイル及び送信コイルの電
磁誘導結合状態を示した説明図3 is an explanatory diagram showing an electromagnetic induction coupling state of a transmitter coil and a receiver coil of the reader / writer of FIG. 2 and a receiver coil and a transmitter coil of a memory module.
【図4】本発明によるリーダライタの送信コイル及び受
信コイルのさらに他の実施例を示した斜視図FIG. 4 is a perspective view showing still another embodiment of the transmission coil and the reception coil of the reader / writer according to the present invention.
【図5】図4の送信コイル及び受信コイルを示した側面
図5 is a side view showing the transmitter coil and the receiver coil of FIG. 4;
【図6】本願発明者等が既に提案している電磁誘導結合
を用いた通信装置のリーダライタとメモリモジュールを
示したブロック図FIG. 6 is a block diagram showing a reader / writer and a memory module of a communication device using electromagnetic inductive coupling, which the present inventors have already proposed.
1,1a,1b:プリント基板 2,2a,2b:磁性体 3:メモリモジュールICチップ 4:ボビン 10:リーダライタ 11,23:コントローラ 12:FSK変調器 13,26:送信コイル 13a:導電性薄膜 13b:コイル 14,21:受信コイル 14a:コイル 15:基準メモリ 16:相関回路 20:メモリモジュール 22:FSK復調器 24:不揮発性メモリ 25:擬似ランダム信号発生器 1, 1a, 1b: Printed circuit board 2, 2a, 2b: Magnetic material 3: Memory module IC chip 4: Bobbin 10: Reader / writer 11, 23: Controller 12: FSK modulator 13, 26: Transmission coil 13a: Conductive thin film 13b: coil 14, 21: receiving coil 14a: coil 15: reference memory 16: correlation circuit 20: memory module 22: FSK demodulator 24: non-volatile memory 25: pseudo random signal generator
Claims (5)
備えた第1の通信装置と、第2の送信コイル及び第2の
受信コイルを備えると共に該第2の受信コイルに誘起さ
れた電流を電源とする第2の通信装置との間で電磁誘導
結合式で双方向通信を行う電磁誘導結合を用いた通信装
置に於いて、 前記第1の送信コイルと第1の受信コイルは第1の送信
コイルの送出磁界と第1の受信コイルの受信磁界が空間
的に直交するように配置され、前記第1の通信装置は前
記第1の送信コイルを介して常に信号を送出しながら前
記第1の受信コイルを介して受信することを特徴とする
電磁誘導結合を用いた通信装置。1. A first communication device having a first transmitting coil and a first receiving coil, a second transmitting coil and a second receiving coil, and being induced in the second receiving coil. In a communication device using electromagnetic inductive coupling that performs two-way communication by electromagnetic inductive coupling with a second communication device that uses a current as a power source, the first transmitting coil and the first receiving coil are The transmitting magnetic field of the first transmitting coil and the receiving magnetic field of the first receiving coil are arranged so as to be spatially orthogonal to each other, and the first communication device always transmits a signal via the first transmitting coil. A communication device using electromagnetic induction coupling, characterized in that reception is performed via a first receiving coil.
装置に於いて、 プリント基板上に導電性薄膜を形成することにより前記
第1の送信コイルを形成すると共に、前記プリント基板
上に磁性体を形成して該磁性体にコイルを巻き付けるこ
とにより前記第1の受信コイルを形成したことを特徴と
する電磁誘導結合を用いた通信装置。2. A communication device using electromagnetic induction coupling according to claim 1, wherein the first transmission coil is formed by forming a conductive thin film on a printed circuit board, and at the same time, on the printed circuit board. A communication device using electromagnetic induction coupling, characterized in that the first receiving coil is formed by forming a magnetic body and winding a coil around the magnetic body.
装置に於いて、 ボビンにコイルを巻き付けることにより前記第1の送信
コイルを形成すると共に、前記ボビン上に磁性体を形成
して該磁性体にコイルを巻き付けることにより前記第1
の受信コイルを形成したことを特徴とする電磁誘導結合
を用いた通信装置。3. A communication device using electromagnetic induction coupling according to claim 1, wherein a coil is wound around a bobbin to form the first transmission coil, and a magnetic material is formed on the bobbin. By winding a coil around the magnetic body, the first
A communication device using electromagnetic induction coupling, characterized in that a receiving coil of the above is formed.
装置に於いて、 前記磁性体を前記プリント基板上又はボビン上に十字状
に直交して形成し、各磁性体にコイルを巻き付けること
により前記第1の受信コイルを形成したことを特徴とす
る電磁誘導結合を用いた通信装置。4. The communication device using electromagnetic induction coupling according to claim 1, wherein the magnetic body is formed on the printed circuit board or the bobbin so as to cross in a cross shape, and a coil is wound around each magnetic body. Accordingly, the communication device using electromagnetic induction coupling is characterized in that the first receiving coil is formed.
導結合を用いた通信装置に於いて、 前記第2の通信装置はデータを記憶するための不揮発性
メモリを有し、前記第1の通信装置は前記不揮発性メモ
リの書き込みと読み出しを制御することを特徴とする電
磁誘導結合を用いた通信装置。5. A communication device using electromagnetic induction coupling according to claim 1, wherein the second communication device has a non-volatile memory for storing data. The first communication device controls writing and reading of the non-volatile memory, and is a communication device using electromagnetic inductive coupling.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5228438A JPH0786994A (en) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | Communication device using electromagnetic inductive coupling |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5228438A JPH0786994A (en) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | Communication device using electromagnetic inductive coupling |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0786994A true JPH0786994A (en) | 1995-03-31 |
Family
ID=16876497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5228438A Pending JPH0786994A (en) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | Communication device using electromagnetic inductive coupling |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0786994A (en) |
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- 1993-09-14 JP JP5228438A patent/JPH0786994A/en active Pending
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