JPH08223094A - 送信信号キャンセル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】近傍に適切なアクセス可能エリアを形成しなが
ら遠方で信号を打ち消して外部への悪影響を防止でき
る。 【構成】送信信号の供給により駆動される送信コイル１
６と、送信コイル１６に対し間に遮蔽部材２０を介して
配置されたキャンセルコイル１８を設け、位相反転回路
２４によりキャンセルコイル１８に送信コイル１６に供
給する送信信号と位相が１８０°ずれた信号を供給して
駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、送信アンテナから放出
された信号を遠方で打ち消す送信信号キャンセル装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、リーダライタにより近接電磁界を
形成して非接触でデータ記憶体のメモリのデータを読み
書きするシステムにあっては、リーダライタに設けた送
信コイルの近傍にデータ記憶体が位置したときに通信を
行うようにしており、このため放出された信号が遠方で
は不要であることから打ち消して他の機器にノイズとし
て影響を与えないようにする必要がある。

【０００３】このように送信コイルから放出された信号
を遠方で打ち消す方法としては、例えば図５のものがあ
る。図５はリーダライタの送信コイル１００を８の字型
に巻いて信号源１０２により駆動する。このときのデー
タ記憶体に対するアクセス可能領域は、破線の領域１０
４ａ，１０４ｂ，１０６ａ，１０６ｂのようになる。つ
まり８の字コイルの左右からの交番磁束がコイル中心付
近で打ち消され、遠方に届かないようになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の８の字コイルを用いた送信信号キャンセルに
あっては、データ記憶体がコイルの送信信号を受信整流
して内部の動作電源を作ってデータを返送するシステム
の場合、図示のように、送信コイル１００のアクセス可
能エリア１０４ａ，１０６ａに対しデータ記憶体１０８
が、１０８´，１０８´´のように移動したとき、コイ
ル中心付近の１０８´の位置でアクセス可能エリアから
外れ、電源リセットがかかってしまう。

【０００５】このためデータ記憶体１０８がアクセス可
能エリア１０４ａに入って動作電源が得られた際に、読
出コマンド及びアドレスを送出してデータを読み出して
いるが、コイル中心付近を通過する際に電源リセットさ
れてしまうため、次のアクセス可能エリア１０６ａに入
って動作電源が得られた際に、再度、読出コマンド及び
アドレスを送出しなければならず、コイル近傍をデータ
記憶体が通過する際のアクセス可能な時間が制約される
問題がある。

【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、近傍に適切なアクセス可能エリアを
形成しながら遠方で信号を打ち消して外部への悪影響を
防止できる送信信号キャンセル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
本発明は次のように構成する。本発明の送信信号キャン
セル装置は、送信信号の供給により駆動される送信コイ
ルと、送信コイルに対し間に遮蔽部材を介して配置され
たキャンセルコイルを設け、位相反転回路によりキャン
セルコイルに送信コイルに供給する送信信号と位相が１
８０°ずれた信号を供給して駆動することを特徴とす
る。

【０００８】また本発明の送信信号キャンセル装置は、
送信コイルに対し間に遮蔽部材を介して配置されるキャ
ンセルコイルの巻き方向を送信コイルに対し逆にし、ド
ライブ回路で送信コイル及びキャンセルコイルに同相の
送信信号を供給して駆動するようにしてもよい。このよ
うな送信信号キャンセル装置は、リーダライタにより非
接触でデータ記憶体のメモリのデータを少なくとも読み
出すシステムにつき、そのリーダライタに設けられる。

【０００９】

【作用】このような本発明の送信信号キャンセル装置に
よれば、近傍に位置するデータ記憶体のコイルに対して
は、キャンセルコイルとの間に遮蔽部材を介して配置さ
れることから後者は結合しにくく、キャンセルコイルか
らの信号により打ち消されることなく、送信コイルとの
結合によるアクセスが確実にできる。

【００１０】これに対し遠方においては、遮蔽部材があ
っても、送信コイルとキャンセルコイルはほぼ同位置に
あると見做せるため、両者の放射エネルギは打ち消しあ
って零となり、外部にノイズ源として悪影響を与えるこ
とを確実に防止できる。

【００１１】

【実施例】図１は、リーダライタにより非接触でデータ
記憶体のメモリのデータを読み出すシステムを例にとっ
て本発明の実施例を示したブロック図である。図１にお
いて、リーダライタ１０には制御回路１２が設けられ、
制御回路１２に対しては変調回路１４と復調回路３０が
設けられている。制御回路１２は、データ記憶体３２を
アクセスするため一定周期で存在確認コマンドを送出し
ており、応答が得られると読出コマンドとアドレスを送
出し、次に必要ビット数分のデータ返送コマンドを送出
する。

【００１２】変調回路１４は、制御回路１２からのコマ
ンドおよびアドレスの各デジタルデータを例えばＦＳＫ
変調して、アナログ信号として出力する。リーダライタ
１０には送信コイル１６が設けられており、変調回路１
４からの送信信号は送信アンプ２２で増幅され、送信コ
イル１６に供給される。また送信コイル１６はデータ記
憶体３２からの信号を受信する受信コイルを兼ねてお
り、送信コイル１６で受信された受信信号は受信アンプ
２８で増幅された後、復調回路３０に与えられ、復調回
路３０でデータを復元して制御回路１２に出力する。

【００１３】送信コイル１６に対しては、遮蔽部材とし
て機能する金属製造の放熱板２０を介して反対側にキャ
ンセルコイル１８を設けている。キャンセルコイル１８
に対しては、位相反転回路２４が変調回路１４からの送
信信号を反転し、送信コイル１６に供給する送信信号に
対し位相が１８０°ずれた送信信号を送信アンプ２６で
増幅して供給している。したがって、送信コイル１６か
ら放出される送信信号とキャンセルコイル１８から放出
される送信信号は、その位相が１８０°異なっている。

【００１４】図２は、図１のリーダライタ１０に設けた
送信コイル１６およびキャンセルコイル１８の配置構造
の実施例である。図２において、リーダライタ１０は例
えば車両などの移動体４０に搭載されており、これに対
しデータ記憶体３２は地面４２側に固定設置されてい
る。リーダライタ１０に設けた放熱板２０の一方の面に
は、支持部材５４を介して送信コイル１６が設置され、
送信アンプ２２からの信号線を接続している。

【００１５】これに対し、放熱板２０の反対側には同じ
く支持部材５４を介してキャンセルコイル１８が配置さ
れ、送信アンプ２６からの信号線を接続している。支持
部材５４は、送信コイル１６およびキャンセルコイル１
８が遮蔽部材としての放熱板２０に近づきすぎると信号
送信が出なくなることを回避するため、放熱板２０に対
しある程度離して各コイルを取り付けている。

【００１６】送信アンプ２２，２６に対しては回路ユニ
ット４５からの信号線が接続され、回路ユニット４５に
は図１のリーダライタ１０における送信アンプ２２，２
６以外の回路部が収納されている。再び図１を参照する
に、リーダライタ１０に対しては相対的に移動可能なデ
ータ記憶体３２が存在している。データ記憶体３２に
は、コイル３４、ＩＣ回路３６および整流回路３８が設
けられる。データ記憶体３２がリーダライタ１０の送信
コイル１６によるアクセス可能エリアに入ると、コイル
３４に受信信号が得られ、この受信信号を整流回路３８
で整流して、ＩＣ回路３６に対する動作電源を作り出し
ている。

【００１７】ＩＣ回路３６は、図３に示すように、伝送
回路４４、復調回路４６、制御回路４８、メモリ５０お
よび変調回路５２で構成される。伝送回路４４はコイル
３４に対するインタフェースとなり、例えば３ステート
バッファなどによりコイル３４の送受信を切り替える。
復調回路４６は、リーダライタ１０からの送信信号をＦ
ＳＫ復調してデータを復元する。制御回路４８は、復調
回路４６で復元されたリーダライタからの読出コマンド
およびアドレスに基づき、メモリ５０のリードアクセス
を行う。メモリ５０としては、例えば不揮発性のＥＥＰ
ＲＯＭが使用される。

【００１８】メモリ５０のリード動作は、制御回路４８
からの読出コマンドおよびアドレスに続き、制御回路４
８でリーダライタからのデータ返送コマンドの解読を行
うごとに１ビットずつのデータ読出しが変調回路５２に
対し行われる。変調回路５２はメモリ５０から読み出さ
れたデータを変調し、伝送回路４４からコイル３４に供
給して、リーダライタ１０側に送信する。

【００１９】変調回路５２の変調方式としては、ＦＳＫ
変調あるいは擬似ランダム系列をビット０，１ごとに使
用したスペクトラム拡散変調など適宜の変調方式が採用
できる。この変調回路５２に対応し、図１のリーダライ
タ１０に設けた復調回路３４は、変調方式がＦＳＫ変調
であればＦＳＫ復調を行い、また変調方式がスペクトラ
ム拡散変調であれば基準となる擬似ランダムと受信系列
の自己相関のピーク値から送信ビットを復元する復調が
行われる。更に、変調を行わずに直接コイル３４を読出
データに応じて駆動するようにしてもよい。

【００２０】次に、図１の実施例の動作を説明する。リ
ーダライタ１０の変調回路１４は、定期的に存在確認コ
マンドに応じた送信信号の出力時はデータビット０，１
に対応した各所定の周波数の変調送信信号を出力してい
るが、存在確認コマンドを送出していない状態にあって
も、データビット０に対応した所定周波数の送信信号を
出力している。

【００２１】このため送信コイル１６は、変調回路１４
からのデータに応じて変化する周波数信号またはスタン
バイ時の一定周波数の信号により常時駆動され、その近
傍にアクセス可能エリアを形成している。送信コイル１
６と同時に、キャンセルコイル１８には、位相反転回路
２４で反転された送信信号に対し１８０°位相の異なる
信号が供給されている。

【００２２】送信コイル１６とキャンセルコイル１８
は、間にアルミ板などの放熱板２０を配置していること
から、この放熱板２０が遮蔽部材となって、コイルの結
合を十分に切り離している。送信コイル１６によるデー
タ記憶体３２のアクセス可能エリアは、放熱板２０に対
し送信コイル１６を配置した側に形成される。このアク
セス可能エリアにデータ記憶体３２が存在しているとき
には、送信コイル１６に対しデータ記憶体３２のコイル
３４は自分自身のパッケージ封止材や空気などの非金属
を通して電磁結合するが、キャンセルコイル１８に対し
ては、間に金属製の放熱板２０が存在することで電磁誘
導結合がしにくく、データ記憶体３２はリーダライタ１
０の近傍において、送信コイル１６からの電磁誘導結合
による信号受信のみが有効となる。

【００２３】このため、送信コイル１６との電磁誘導結
合によるコイル３４の受信信号を整流回路３８で整流し
てＩＣ回路３６の動作電源が得られ、定期的に存在確認
コマンドに対する応答し、次の読出コマンドとアドレス
によりメモリ５０を読出状態とし、続いてデータ返送コ
マンド毎に１ビットずつデータを読出してデータをリー
ダライタ１０に返送する。

【００２４】これに対し遠方においては、リーダライタ
１０に設けている送信コイル１６とキャンセルコイル１
８の位置は、送信信号の使用周波数が低ければ波長が長
くなるため、各コイルの位置はほぼ同じ位置と見做すこ
とができ、送信コイル１６およびキャンセルコイル１８
から放出された送信エネルギは、位相が１８０°異なる
ことから互いに打ち消し合って零と見做すことができ
る。

【００２５】これにより、リーダライタ１０からの送信
エネルギの空間的に領域をその近傍のアクセス可能エリ
アに限定し、外部にノイズとして放出することを防止
し、有限な無線周波数帯域を十分に生かすことができ
る。図４は本発明の他の実施例であり、この実施例にあ
っては、送信コイル１６に対し間に遮蔽部材としての放
熱板２０を介して配置するキャンセルコイル１８につ
き、キャンセルコイル１８の巻き方向を逆方向としたこ
とを特徴とする。

【００２６】送信コイル１６および巻き方向を逆方向と
したキャンセルコイル１８に対しては、送信アンプ２
２，２６より同相の送信信号が供給される。この同相の
送信信号の供給によるコイル駆動に対し、送信コイル１
６に対しキャンセルコイル１８は巻き方向が逆方向であ
ることから、外部に放出する送信信号の位相は１８０°
ずれて反転状態にあり、したがって、遠方において送信
コイル１６とキャンセルコイル１８からの送信エネルギ
は打ち消し合って、零と見做すことができる。

【００２７】尚、上記の実施例は、リーダライタによる
非接触でデータ記憶体のメモリのデータを読み出すシス
テムに本発明を適用した場合を例にとっているが、これ
以外の送信コイルを用いた適宜の装置やシステムにその
まま適用することができる。また図１の実施例にあって
は、送信コイル１６に受信コイルとしての機能をもたせ
ているが、別途、受信コイルを設けるようにしてもよい
ことは勿論である。

【００２８】更に上記の実施例にあっては、リーダライ
タ１０のアンプに使用する放熱板を送信コイルとキャン
セルコイルの遮蔽部材に使用しているが、放熱板以外に
適宜の金属製の遮蔽部材を使用してもよい。更に上記の
実施例は、リーダライタ１０を移動体側に設けデータ記
憶体を地面側に固定する場合を例にとっているが、両者
が相対移動する関係にあればよく、逆にデータ記憶体を
移動体側に設けリーダライタ側を固定側に設けてもよ
い。

【００２９】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、コイルを用いた近接電磁界によるデータ通信におい
て、コイル近傍の結合にてデータ伝送を行う場合には、
キャンセルコイルに影響されることなく確実にアクセス
でき、遠方においては、キャンセルコイルによる電磁界
の打消しで十分に放出エネルギを弱め、外部にノイズ源
として悪影響を与えることを確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示したブロック図

【図２】図１のリーダライタにおけるコイル配置構造の
説明図

【図３】図１のデータ記憶体のＩＣ回路のブロック図

【図４】本発明の他の実施例を示した説明図

【図５】８の字コイルを用いた従来装置の説明図

【符号の説明】

１０：リーダライタ １２，４８：制御回路 １４，５２：変調回路 １６：送信コイル １８：キャンセルコイル ２０：放熱板（遮蔽部材） ２２，２６：送信アンプ ２４：位相反転回路 ２８：受信アンプ ３０，４６：復調回路 ３２：データ記憶体 ３４：コイル ３６：ＩＣ回路 ３８：整流回路 ４０：移動体 ４２：地面 ４４：伝送回路 ４５：回路ユニット ５４：支持部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送信信号の供給により駆動される送信コイ
   ルと、 前記送信コイルに対し間に遮蔽部材を介して配置された
   キャンセルコイルと、 前記キャンセルコイルに前記送信コイルに供給する送信
   信号と位相が１８０°ずれた信号を供給して駆動する位
   相反転回路と、を備えたことを特徴とする送信信号キャ
   ンセル装置。
2. 【請求項２】送信信号の供給により駆動される送信コイ
   ルと、 前記送信コイルに対し間に遮蔽部材を介して配置され、
   前記送信コイルに対し巻き方向が逆になったキャンセル
   コイルと、 前記送信コイル及びキャンセルコイルに同相の送信信号
   を供給して駆動するドライブ回路と、を備えたことを特
   徴とする送信信号キャンセル装置。
3. 【請求項３】リーダライタにより非接触でデータ記憶体
   のメモリのデータを少なくとも読み出すシステムに於い
   て、 前記リーダライタに、送信信号の供給により駆動される
   送信コイルと、前記送信コイルに対し間に遮蔽部材を介
   して配置されたキャンセルコイルと、前記キャンセルコ
   イルに前記送信コイルに供給する送信信号と位相が１８
   ０°ずれた信号を供給して駆動する位相反転回路とを設
   けたことを特徴とする送信信号キャンセル装置。
4. 【請求項４】リーダライタにより非接触でデータ記憶体
   のメモリのデータを少なくとも読み出すシステムに於い
   て、 前記リーダライタに、送信信号の供給により駆動される
   送信コイルと、前記送信コイルに対し間に遮蔽部材を介
   して配置され前記送信コイルに対し巻き方向が逆になっ
   たキャンセルコイルと、前記送信コイル及びキャンセル
   コイルに同相の送信信号を供給して駆動するドライブ回
   路とを設けたことを特徴とする送信信号キャンセル装
   置。