(57)【特許請求の範囲】
【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伝送しデータキャリアの信号を受信するリーダライタとを有する非接触識別システムにおけるリーダライタであって、
前記リーダライタは、
コイルと、
前記コイルを送信信号に応じて駆動する送信部と、
前記コイルに接続され、前記データキャリアから得られる信号を受信する受信部と、
前記送信部及び受信部に接続され、データ及びコマンドを前記データキャリアに伝送すると共に、そのレスポンスを受信する制御手段と、を有するものであり、
前記リーダライタは、プリント基板上の一方の面にコイルをループ状のコイルパターンとして形成すると共に、前記送信部，前記受信部及び前記制御手段となる電子部品を実装し、
前記コイルパターンは、前記プリント基板の４つの角に設けた取付け孔から離れた部分では前記取付け孔の中心点を結んでできる矩形領域よりも外側にまで設けると共に、前記取付け孔の近傍では、取付け孔よりも一定距離だけ内側にコイルパターンが通るように形成したことを特徴とするリーダライタ。
【請求項２】
前記プリント基板上のコイルパターンをプリント基板の外周部に沿って形成し、該コイルパターンの内側に前記送信部，前記受信部及び前記制御手段となる電子部品を実装して構成したことを特徴とする請求項１記載のリーダライタ。
【請求項３】
前記リーダライタの送信部は、受信時にキャリアを所定の周期で断続させるものであり、
前記データキャリアの受信部は、受信時にキャリアが停止する期間に残響の有無によって信号を受信するものであり、
前記リーダライタは、
入力クロック信号を用いてスイッチングすることにより入力電圧を変化させるＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記制御手段に同期した信号を入力クロック信号として供給することにより、前記キャリアを停止する期間では前記ＤＣ／ＤＣコンバータによるノイズが生じないようにした同期信号発生回路と、を更に具備することを特徴とする請求項１又は２記載のリーダライタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は物流システム，電子回数券システム等に使用される非接触識別システムにおけるリーダライタ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の識別や電子回数券システム等においては、物品を識別して管理するシステムが必要となる。そこで特開平１−163991号のように識別対象物にメモリを有するデータキャリアを設け、外部からデータ伝送によってデータキャリア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。このようなデータキャリアは識別の対象となる物品等に取付けて用いられ、パレットの搬送経路の側方に配置された書込／読出制御ユニットからデータキャリアに必要なデータを書込み又は読出すように構成される。
【０００３】
従来の非接触識別システムは図８に示すように、データを保持するデータキャリア１１とリーダライタから成り立っており、リーダライタは、データキャリア１１にデータを書込み及び読出すリードライトヘッド１２とその動作を制御するＩＤコントローラ１３によって構成されている。ユーザはリードライトアンテナ１２とＩＤコントローラ１３とを接続し、データキャリア１１と交信する場所にリードライトアンテナ１２を配置するだけで使用することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなリーダライタをユーザの機器内に組み込んで使用したいという要望がある。しかしながら従来のリーダライタでは、ユーザの機器の内部に組み込む場合には形状が大きすぎ、又高価格になるという問題点があった。
【０００５】
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、リーダライタとして必要なリードライトアンテナとＩＤコントローラの機能を一体化することによって種々の機器への組み込みを容易にすることを目的とする。
【０００６】
【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伝送しデータキャリアの信号を受信するリーダライタとを有する非接触識別システムにおけるリーダライタであって、前記リーダライタは、コイルと、前記コイルを送信信号に応じて駆動する送信部と、前記コイルに接続され、前記データキャリアから得られる信号を受信する受信部と、前記送信部及び受信部に接続され、データ及びコマンドを前記データキャリアに伝送すると共に、そのレスポンスを受信する制御手段と、を有するものであり、前記リーダライタは、プリント基板上の一方の面にコイルをループ状のコイルパターンとして形成すると共に、前記送信部，前記受信部及び前記制御手段となる電子部品を実装し、前記コイルパターンは、前記プリント基板の４つの角に設けた取付け孔から離れた部分では前記取付け孔の中心点を結んでできる矩形領域よりも外側にまで設けると共に、前記取付け孔の近傍では、取付け孔よりも一定距離だけ内側にコイルパターンが通るように形成したことを特徴とするものである。
【０００７】
本願の請求項２の発明は、請求項１のリーダライタにおいて、前記プリント基板上のコイルパターンをプリント基板の外周部に沿って形成し、該コイルパターンの内側に前記送信部，前記受信部及び前記制御手段となる電子部品を実装して構成したことを特徴とするものである。
【０００８】
本願の請求項３の発明は、請求項１又は２のリーダライタにおいて、前記リーダライタの送信部は、受信時にキャリアを所定の周期で断続させるものであり、前記データキャリアの受信部は、受信時にキャリアが停止する期間に残響の有無によって信号を受信するものであり、前記リーダライタは、入力クロック信号を用いてスイッチングすることにより入力電圧を変化させるＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記制御手段に同期した信号を入力クロック信号として供給することにより、前記キャリアを停止する期間では前記ＤＣ／ＤＣコンバータによるノイズが生じないようにした同期信号発生回路と、を更に具備することを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態による非接触識別システムのリーダライタの構成を示すブロック図であり、図２はリーダライタの各電子部品をプリント基板上に実装した状態を示す正面図及び側面図である。これらの図に示すようにリーダライタはデータキャリア１１へのデータの書込み及び読取りを制御するＩＤ制御部２１が設けられ、又上位のコンピュータとの入出力を行う上位インターフェース２２が設けられる。ＩＤ制御部２１はＣＰＵ及びメモリを含んで構成されており、データキャリア１１に伝送すべきデータ及びコマンドを送信部２３に出力し、そのレスポンスを受信する。送信部２３は伝送すべきデータを変調し、送受信コイルＬ１を駆動するものである。送受信コイルＬ１には受信部２４が接続される。受信部２４はデータキャリアから得られる信号を受信し復調してＩＤ制御部２１に伝えるものである。
【００１３】
これらの電子部品は図２に示すように１枚のプリント基板３１上に実装されている。又送受信コイルＬ１も図２に示すようにプリント基板上のパターンとして形成され、リーダライタ全体がプリント基板１枚で構成されている。この実施の形態ではプリント基板３１の上面に各電子部品３２等が実装され、コイルパターンも上面に形成され、下面には何も実装していないため、下面を装置内の樹脂ケースの内面に直接取付けることができる。ケースの内面に直接取付けてもケース内面からの浮きがなく、データキャリアと送受信コイルＬ１とを近接させることができる。
【００１４】
図３は本発明の第２の実施の形態によるリーダライタを示す正面図及び側面図である。この実施の形態では送受信コイルＬ１をほぼ正方形のプリント基板３３の外周部に沿って形成すると共に、その内部にＩＤ制御部２１，上位インターフェース２２，送信部２３及び受信部２４を構成する電子部品３２を実装するようにしたものである。ここでは送受信コイルＬ１を図示のようにプリント基板３３の四つの角に設けた基板取付け孔の中心を結ぶ矩形領域よりも外側にまで形成する。又四つの角の取付け孔近傍では、取付け孔より一定距離だけ内側にコイルパターンが通るように形成している。このようにすれば送受信コイルＬ１を大きく形成することができるため、データキャリアとの交信距離を大きくすることができるという効果が得られる。
【００１５】
図４は本発明の第３の実施の形態によるリーダライタの構成を示すブロック図である。本実施の形態では基準信号を発生する基準信号発生回路２５及びその基準信号を分周する分周回路２６，２７を設けている。分周回路２６はＩＤ制御部２１に用いられるＣＰＵのクロックを供給するものであり、分周回路２７は送信部２３で用いるキャリア信号を供給するものである。こうすればリーダライタの発振器を１つとすることができ、ＩＤ制御部２１で用いる周波数ｆ１のクロック信号と周波数ｆ２のキャリア信号との干渉を最小限にすることができるという効果が得られる。
【００１６】
さてこの上位インターフェース回路２２としてＲＳ２３２Ｃ用のＩＣを用いたものとすると、ＲＳ２３２Ｃ用ＩＣ回路内には通常５Ｖ電源を±１２Ｖの電源にするＤＣ／ＤＣコンバータが設けられており、±１２Ｖの電源を用いて外部に出力が出される。そしてこのＲＳ２３２Ｃ内のＤＣ／ＤＣコンバータ用発振周波数をリーダライタのキャリアとして用いる周波数ｆ２の１／２以下としておく。こうすればスイッチング時のデータキャリアへの受信の影響を減らすことができ、交信を安定化することができる。
【００１７】
次に本発明の第４の実施の形態について説明する。この実施の形態では図５に示すようにＩＤ制御部４１，上位インターフェース４２，送信部４３，受信部４４を有している。送信部４３はリーダライタの受信時には一定の送信周期の送信のクロック信号をデューティ比５０％としてキャリアを断続するものであり、リーダライタの送信時には送信データに応じてデューティ比を変化させてデータキャリアに送信する。データキャリアではこの信号を受信し、整流平滑して各部の電源とする。リーダライタの受信時にはデータキャリア１１は送信データに応じて共振回路の負荷を変化させる。こうすればリーダライタの受信部ではキャリアの停止時にデータキャリアから残響の有無として信号が得られる。受信部４４はこの残響の有無を検出して受信信号をＩＤ制御部４１に出力する。
【００１８】
さてこの実施の形態ではリーダライタ内に同期信号発生回路４５，ＤＣ／ＤＣコンバータ４６を設ける。ＤＣ／ＤＣコンバータ４６は例えば２４Ｖの外部電源から、±１２Ｖと５Ｖの電源を生成し、５Ｖの電源をＩＤ制御部４１，送信部４３及び受信部４４に出力している。又ＤＣ／ＤＣコンバータ４６は上位インターフェース４２に必要な±１２Ｖの電源を供給するものである。又同期信号発生回路４５はＩＤ制御部４１とＤＣ／ＤＣコンバータ４６にクロック信号を出力している。同期信号発生回路４５からＩＤ制御部４１への信号は送信のタイミングとなるクロック信号とし、ＤＣ／ＤＣコンバータ４６への信号はこの２倍の周波数のスイッチング信号とする。
【００１９】
図６（ａ）〜（ｆ）は同期信号発生回路４５を用いることなく、ＤＣ／ＤＣコンバータ４６を独立して動作させたときの各部の波形を示すタイムチャートである。図６（ａ）はリーダライタの受信時に、送信部４３より出力される断続キャリアの信号を示しており、デューティ比が５０％でキャリアが断続する波形を示している。データキャリア１１は送信データに応じて残響の有無を制御するため、送受信コイルＬ１には返信信号として図６（ｂ）に示す信号が得られる。このときＤＣ／ＤＣコンバータ４６が独立して動作すれば、図６（ｃ），（ｄ）に示すようにスイッチング毎にスイッチングノイズが重畳されるため、これが復調信号として加わる可能性があり、受信部では正常な受信データを受信できない恐れがある。
【００２０】
図７は図５に示す第４の実施の形態によるリーダライタの各部の波形を示す波形図であり、同期信号発生回路４５からＩＤ制御部４１及びＤＣ／ＤＣコンバータ４６に供給するクロック信号及びスイッチング信号を夫々図７（ｃ）及び（ｄ）とする。このクロック信号の立上り時にＤＣ／ＤＣコンバータ４６のスイッチングノイズが発生するものとすると、データキャリア１１からの信号を受信するタイミングではスイッチングノイズが生じない。従って図７（ｆ）に示すように復調信号にこのノイズ成分が重畳されて誤検出することなく、信号が受信される。このようにＩＤ制御部４１へのクロック信号とＤＣ／ＤＣコンバータ３１へのスイッチング信号を同期させておくことによって、立下り時のスイッチングノイズが生じた場合にも送信信号に含まれ、残響の有無を検出するタイミングではノイズが加わらないため、受信部４４の復調信号に誤動作を生じることがなくなる。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本願の請求項１〜３の発明によれば、リーダライタの各電子回路部を１枚のプリント基板上に実装するようにしているため、任意の機器への組み込みが容易となる。又プリント基板の片側に電子回路部を実装しているため、一方の面はパターンや電子部品がなく、機器の内面に直接取付けることができる。又請求項２の発明では、プリント基板上に形成するコイルを基板の外周に沿って形成し、その中央部に電子回路部を設けているためコイル径を大きくすることができ、交信距離を大きくすることができるという効果が得られる。又請求項３の発明では、残響を制御してリーダライタとデータキャリアとのデータ伝送を行う非接触識別システムにおいて、ＩＤ制御部への信号とＤＣ／ＤＣコンバータの入力信号とを同期させているため、残響を検出するタイミングではスイッチングノイズを発生させることがなく、誤動作を生じることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるリーダライタの構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態によるリーダライタのプリント基板を示す正面図及び側面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態によるリーダライタのプリント基板の正面図及び側面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態によるリーダライタの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態によるリーダライタの構成を示すブロック図である。
【図６】同期信号発生回路回路を有しない場合のリーダライタの各部の波形を示すタイムチャートである。
【図７】第４の実施の形態によるリーダライタの各部の波形を示すタイムチャートである。
【図８】従来の非接触識別システムの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１０  リーダライタ
１１  データキャリア
２１，４１  ＩＤ制御部
２２，４２  上位インターフェース
２３，４３  送信部
２４，４４  受信部
３１，３３  プリント基板
３２  電子回路部
４５  同期信号発生回路
４６  ＤＣ／ＤＣコンバータ
Ｌ１  送受信コイル
【図１】
0003674310.tif 000002
【図２】
0003674310.tif 000003
【図３】
0003674310.tif 000004
【図４】
0003674310.tif 000005
【図５】
0003674310.tif 000006
【図６】
0003674310.tif 000007
【図７】
0003674310.tif 000008
【図８】
0003674310.tif 000009