(57)【要約】【課題】リーダ同士の間でデータ通信を直接行うことを可能にして、利便性の向上を図る。【解決手段】リーダ１は、発振部２と、２つのダイオード３ａ，３ｂと、制御部４と、受信部５とを主体に構成されている。発振部２は、データの送受信用のコイル２１ａを含む共振回路２１と、発振波形を生成するリング発振回路２６と、を有する。２つのダイオード３ａ，３ｂは、発振部２と制御部４との間に設けられている。制御部４は、データの送信時には、リング発振回路２６によって生成された発振波形を送信データに応じて変調した上でコイル２１ａを励磁し、データの受信時には、発振部によるコイル２１ａの励磁を停止する。受信部５は、外部より励磁されたコイルの受信波形に基づいて、受信データの復調を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リーダ同士の間でデータ通信を行うデータキャリアシステム用リーダにおいて、
発振波形を生成する発振回路と、データの送受信用のコイルを含む共振回路とを有する発振部と、
データの送信時には、前記発振回路によって生成された前記発振波形を送信データに応じて変調した上で前記コイルを励磁し、データの受信時には、前記発振部による前記コイルの励磁を停止する制御部と、
外部より励磁された前記コイルの受信波形に基づいて、受信データの復調を行う受信部と
を有することを特徴とするデータキャリアシステム用リーダ。
【請求項２】
前記発振部と前記制御部との間に設けられた第１のダイオードをさらに有し、
前記制御部は、データの送信時には前記第１のダイオードを逆バイアス状態に設定することにより、前記発振回路の発振を許容し、データの受信時には前記第１のダイオードを順バイアス状態に設定することにより、前記発振回路の発振を規制することを特徴とする請求項１に記載されたデータキャリアシステム用リーダ。
【請求項３】
前記発振部と前記制御部との間に設けられた第２のダイオードをさらに有し、
前記制御部は、順バイアス接続された前記第２のダイオードを介して、送信データを前記発振部に供給することを特徴とする請求項１または２に記載されたデータキャリアシステム用リーダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データキャリアシステム用リーダに係り、特に、リーダ同士のデータ通信に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特許文献１には、タグを介することによって、リーダ同士の間でデータ通信を行うことができるリーダが開示されている。送信側のリーダは、タグに送信データを送信し、この送信データが、タグから受信側のリーダに送信される。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１２７６７３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術のように、タグを介することによってデータ通信を行う場合、リーダ同士のデータ通信には常にタグが必要となるため、使い勝手の上で好ましくない。
【０００５】
本発明の目的は、リーダ同士の間でデータ通信を直接行うことを可能にして、利便性の向上を図ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、本発明は、リーダ同士の間でデータ通信を行うデータキャリアシステム用リーダを提供する。このリーダは、発振波形を生成する発振回路と、データの送受信用のコイルを含む共振回路とを有する発振部と、データの送信時には、発振回路によって生成された発振波形を送信データに応じて変調した上でコイルを励磁し、データの受信時には、発振部によるコイルの励磁を停止する制御部と、外部より励磁されたコイルの受信波形に基づいて、受信データの復調を行う受信部とを有する。
【０００７】
ここで、本発明において、発振部と制御部との間に設けられた第１のダイオードをさらに有していてもよい。この場合、制御部は、データの送信時には第１のダイオードを逆バイアス状態に設定することにより、発振回路の発振を許容し、データの受信時には第１のダイオードを順バイアス状態に設定することにより、発振回路の発振を規制する。
【０００８】
また、本発明において、発振部と制御部との間に設けられた第２のダイオードをさらに有することが望ましい。この場合、制御部は、順バイアス接続された第２のダイオードを介して、送信データを発振部に供給する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本実施形態に係るリーダを用いた非接触のデータキャリアシステムの説明図である。リーダ１の特徴は、タグ１０との間のみならず、他のリーダ３０との間でもデータ通信が可能な点である。具体的には、リーダ１は、自己の発振部２と他のリーダ３０の発振部３１との間の電磁誘導によって、他のリーダ３０との間で双方向のデータ通信を行う。また、リーダ１は、自己の発振部２とタグ１０のコイル１１との間の電磁誘導によって、タグ１０からの送信データを受信する。
【００１０】
図２は、リーダ１の構成を示す回路図である。リーダ１は、発振部２と、２つのダイオード３ａ，３ｂと、制御部４と、受信部５とを主体に構成されている。この発振部２は、トランジスタバッファ２０と、共振回路２１と、発振回路の一形態であるリング発振回路２６とを有する。トランジスタバッファ２０は、２つの固定電位Ｖｏｆｆ，Ｖｓｓとの間に直列接続されたｎｐｎトランジスタ２０ａとｐｎｐトランジスタ２０ｂとを有する。ｎｐｎトランジスタ２０ａのコレクタは、電源電位Ｖｄｄに接続され、高レベル（以下「Ｈレベル」という）に設定されている。ｐｎｐトランジスタ２０ｂのコレクタは、コンデンサ２１ｂの一端と、基準電位Ｖｓｓとに共通接続され、低レベル（以下「Ｌレベル」という）に設定されている。トランジスタバッファ２０の出力端は、データの送受信用のコイル２１ａの一端に接続されている。このコイル２１ａの他端とコンデンサ２１ｂの他端とは共通接続されている。これらの受動素子２１ａ，２１ｂは、共振回路２１を構成しており、両者が共通接続されたノードは、受信部５と抵抗２２の一端とに接続されている。この抵抗２２の他端は、コンデンサ２３の一端に接続されている。このコンデンサ２３の他端は、抵抗２４の一端と、コンデンサ２５の一端と、インバータ２６ａの入力端とに接続されている。受動素子２４，２５の他端と、インバータ２６ａの出力端とは、共通接続されている。この共通接続されたノードは、インバータ２６ｂの入力端に接続されている。このインバータ２６ｂの出力端は、インバータ２６ｃの出力端に接続されている。このインバータ２６ｃの出力端は、抵抗２７の一端に接続されている。リング発振回路２６は、直列に接続された３つのインバータ２６ａ〜２６ｃから構成され、発振波形を生成する。抵抗２７の他端は、トランジスタバッファ２０の入力端に接続されている。
【００１１】
ここで、発振部２における発振動作について説明する。インバータ２６ａが、帰還抵抗である抵抗２２によってリニア領域で動作し、かつ、共振回路２１を同相で駆動することを条件として、発振部２における発振は開始する。具体的には、インバータ２６ｃと、トランジスタバッファ２０とは反転増幅回路として機能する。そして、共振回路２１により位相が遅れ、出力波形が１８０度遅延してインバータ２６ａの入力端に帰還することで正帰還回路が構成される。共振回路２１が位相反転する周波数は、この共振回路２１の自己共振周波数と一致し、この時定数で発振周波数は約１２５ｋＨｚとなる。
【００１２】
２つのダイオード３ａ，３ｂは、発振部２と制御部４との間に設けられている。第１のダイオード３ａは、リング発振回路２６の発振状態を制御するために用いられる。このダイオード３ａのアノードは、リング発振回路２６を構成するインバータ２６ａの入力端に接続されている。このダイオード３ａのカソードは、制御部４に接続されている。第２のダイオード３ｂは、発振部２に送信データを供給するために用いられる。このダイオード３ｂのカソードは、抵抗３ｃを介して、トランジスタバッファ２０の入力端に接続されている。このダイオード３ｂのアノードは、制御部４に接続されている。
【００１３】
制御部４は、発振部２におけるコイル２１ａの励磁状態を制御することで、データの送受信を制御する。具体的には、データの送信時において、制御部４は、第１のダイオード３ａを逆バイアス状態に設定することによって、リング発振回路２６の発振を許容する。リング発振回路２６は、制御部４に発振を許容されている場合に、発振波形を生成する。また、制御部４は、順バイアス接続された第２のダイオード３ｂを介して、送信データｄを発振部２に供給する。この送信データに応じて、発振部２における発振波形が変調される。このような２つのダイオード３ａ，３ｂを介した制御によって、制御部４は、発振波形を送信データｄに応じて変調した上で、コイル２１ａを励磁させる。一方、データの受信時において、制御部４は、第１のダイオード３ａを順バイアス状態に設定することにより、発振部２の電流が制御部４に流れるようにする。これによって、発振部２における正帰還回路が構成されず、リング発振回路２６の発振が規制される。また、制御部４は、第２のダイオード３ｂを逆バイアス状態に設定することによって、送信データｄの出力を停止する。このような２つのダイオード３ａ，３ｂを介した制御によって、制御部４によるコイル２１ａの励磁が停止される。
【００１４】
受信部５は、外部より励磁されたコイル２１ａの受信波形に基づいて、受信データの復調を行う。この受信部５は、整流、積分、増幅および波形成形するために、ダイオード５ａと、４つのコンデンサ５ｂ，５ｄ，５ｇ，５ｋと、４つの抵抗５ｃ，５ｅ，５ｈ，５ｉと、３つのインバータ５ｆ，５ｊ，５ｌとから構成されている。ダイオード５ａの一端は、発振部２における共振回路２１のノードに接続されている。このダイオード５ａの他端には、２つのコンデンサ５ｂ，５ｄの一端と、抵抗５ｃの一端とが共通接続されている。コンデンサ５ｂと抵抗５ｃとは並列接続されており、これらの受動素子５ｂ，５ｃの他端は共通接続されている。この共通接続されたノードは、基準電位Ｖｓｓに設定されている。一方、コンデンサ５ｄの他端は、抵抗５ｅに接続されている。この抵抗５ｅの他端は、インバータ５ｆの入力端と、コンデンサ５ｇの一端と、抵抗５ｈの一端とに共通接続されている。これらの素子５ｆ〜５ｈは並列接続されており、インバータ５ｆの出力端と、受動素子５ｇ，５ｈの他端とは、共通接続されている。この共通接続されたノードは、抵抗５ｉの一端に接続されている。この抵抗５ｉの他端は、インバータ５ｊの入力端と、コンデンサ５ｋの一端とに共通接続されている。これらの素子５ｊ，５ｋは並列接続されており、インバータ５ｊの出力端と、コンデンサ５ｋの他端とが共通接続されている。この共通接続されたノードは、インバータ５ｌの入力端に接続されている。このインバータ５ｌの出力端は、制御部４に接続されている。
【００１５】
つぎに、図３に示すタイミングチャートを参照しながら、リーダ１，３０同士のデータ通信について説明する。このタイミングチャートは、図１に示したように、本実施形態に係るリーダ１と他のリーダ３０との間でデータの送受信を行うケースに関する。データ通信の相手側であるリーダ３０は、例えば、リーダ１と同様の構成を有しており、発振部３１と制御部３２と受信部３３とを主体に構成されている。これらのリーダ１，３０同士の間のデータの送受信は、それぞれのコイルを近接させることによって開始する。
【００１６】
データの送信時において、制御部４は、リング発振回路２６によって生成された発振波形を送信データｄに応じて変調した上でコイル２１ａを励磁する。具体的には、制御部４は、第１のダイオード３ａのカソード（図２におけるＡ点）をＨレベルに設定する。カソードをＨレベルにすることで、このダイオード３ａは逆バイアス状態に設定される。このため、発振部２から制御部４には電流が流れず、発振部２は正帰還回路を構成する。正帰還回路を構成する発振部２では、上述した発振周波数の発振が開始される。一方、制御部４は、第２のダイオード３ｂのアノード（図２におけるＢ点）に、図３に示したようなパルス状の送信データｄを出力する。このため、発振部２には、第２のダイオード３ｂを介して送信データｄが出力される。この送信データｄによって、発振部２における発振波形は振幅変調される。具体的には、図２におけるＣ点における発振波形が、図３に示したような上下振幅が対称な被変調波に変調される。そして、このような被変調波が共振回路２１のコイル２１ａに励磁される。この非変調波によって、受信側のリーダ３０における発振部３１にも同調発振波形が励磁される。
【００１７】
一方、データの受信時において、制御部４は、発振部２によるコイル２１ａの励磁を停止し、他のリーダ３０からの受信データをコイル２１ａで受信する。具体的には、制御部４は、第１のダイオード３ａのカソードをＬレベルに設定する。カソードをＬレベルにすることで、このダイオード３ａは順バイアス状態に設定され、発振部２の電流が制御部４に流れる。このため、発振部２は正帰還回路を構成せず、制御部４による発振部２の発振が停止される。一方、制御部４は、第２のダイオード３ｂのアノードをＬレベルに設定し、送信データｄの出力を停止する。データの受信時において、データの送信側であるリーダ３０の発振部３１には、例えば、図３の実線に示した形状の被変調波（データ送信時に相当）が励磁される。このような発振部３１における被変調波によって、リーダ１の発振部２のコイル２１ａには、同図の点線で示した形状の同調発振波形が励磁される。このように励磁された被変調波は、受信部５によってパルス状の受信データ（図３の波形（Ｄ点）を参照）に復調され、制御部４に出力される。
【００１８】
また、リーダ１は、タグ１０からのデータの受信も行う。タグ１０は、一般的なタグであり、コイル１１と応答用ＩＣ１２とから構成されている（図１参照）。タグ１０からのデータ受信時において、リーダ１は、送信データｄによる変調を行わずに発振部２の発振を行い、この発振によってタグ１０に電力を供給する。この電力によって、タグ１０の応答用ＩＣ１２は自動的に起動し、応答用ＩＣ１２のメモリから送信データｄが読み出される。タグ１０における発振は、この送信データｄによって被変調波に変調される。そして、タグ１０からの被変調波によって、リーダ１側のコイル２１ａが励磁される。この被変調波は、受信部５によって復調され、受信データとして制御部４に出力される。このように、リーダ１がタグ１０からのデータを受信する場合には、送信データｄによる変調が行われないので、２つのダイオード３ａ，３ｂは関与しない。
【００１９】
このように、本実施形態に係るリーダ１では、データの送受信の状態に応じて発振部２における発振を制御することによって、リーダ１，３０同士の間でデータ通信を行うことができる。すなわち、他のリーダ３０にデータを送信する場合、制御部４は、第１のダイオード３ａを逆バイアスに設定し、発振部２における発振を許容する。そして、この発振部２における発振波形が、送信データｄによって変調され、リーダ３０に送信される。一方、他のリーダ３０からデータを受信する場合、制御部４は、第１のダイオード３ａを順バイアス状態に設定し、制御部４による発振部２の発振を停止する。これにより、リーダ１，３０同士の間でデータ通信を直接行うことができるので、ユーザの利便性の向上を図ることができる。
【００２０】
また、制御部４は、２つのダイオード３ａ，３ｂを介して発振部２の発振を制御している。このため、リーダ同士の間のデータ通信を行うための回路を比較的簡単な構成で実現できる。したがって、リーダ１の回路構成を簡素化することができるので、リーダ同士のデータ通信を安価なコストで実現できる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、リーダ同士の間でデータ通信を直接行うことができるので、ユーザの利便性の向上を図ることとができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るリーダを用いた非接触のデータキャリアシステムの説明図
【図２】リーダの構成を示す回路図
【図３】データ送受信時のタイミングチャート
【符号の説明】
１  リーダ
２  発振部
３ａ  第１のダイオード
３ｂ  第２のダイオード
４  制御部
５  受信部
１０  タグ
２０  トランジスタバッファ
２０ａ  ｐｎｐトランジスタ
２０ｂ  ｎｐｎトランジスタ
２１  共振回路
２１ａ  コイル
２１ｂ  コンデンサ
２６  リング発振回路
２６ａ〜２６ｃ  インバータ
３０  リーダ
３１  発振部
３２  制御部
３３  受信部
【図１】
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【図２】
2004343393.tif 000004
【図３】
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