JPH08147079A - データ送受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、情報機器本体に対し外部メモリとの
間でデータの読取りや書込み処理を行なうデータ送受信
装置において、信頼性の高いデータ伝送が行なえると共
に、小型化に有利で且つ良好な電力伝達効率を得ること
を目的とする。 【構成】データ読取り・書込み装置３００の電源電圧／
搬送クロック重畳回路３４により、データ伝送同期用の
搬送クロック信号ｍを重畳した電源電圧信号ｏ，ｐを電
源出力端子４４ａ，４４ｂ及び電源入力端子４５ａ，４
５ｂを接続してデータ記憶装置４００に供給し、バイア
ス及び波形整形回路３７を介して搬送クロック信号ｔと
して得ると共に、平滑回路３９を介して動作電源Ｖｃｃ
を得、また、メモリアクセス信号ｋ，ｒやメモリ出力信
号ｓ，ｗを、それぞれ対応する信号送信部３１、３６か
ら送受信コイル４０，４２、４３，４１を介して電磁誘
導により送受信し、信号受信部３５、３２にて復調する
構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パーソナルコンピュー
タ等の電子情報機器に対しカード型メモリ等の外部拡張
メモリとの間でデータの読取りや書込み処理を行なうデ
ータ送受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パーソナルコンピュータ等の電子
情報機器に対しカード型メモリを外部拡張メモリとして
使用し、記憶容量の増設を図ったり、他の情報機器との
間で情報の共有を図ったりしている。

【０００３】この場合、前記カード型メモリ等の携帯型
のデータ記憶装置としては、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュ
メモリ等を用いてバックアップ電源の不要なデータ記憶
装置と、バックアップ電源を要するデータ記憶装置が存
在するが、その何れのデータ記憶装置でも、前記情報機
器本体からデータの読取りや書込みを行なう際には、そ
のデータ送受信動作のための駆動電圧は本体側から供給
される。

【０００４】そして、このように送受信用の駆動電源を
内蔵しない携帯型のデータ記憶装置としては、前記デー
タの読取り・書込みを行なう情報機器本体との間で、金
属製の電極端子やコネクタを介して電源の供給を受け信
号をやり取りする接触式のものと、電磁誘導により電力
及び信号の伝送を行なう非接触式のものがある。

【０００５】図４は接触式によりデータの送受信を行な
う従来の読取り・書込み装置（リーダ・ライタ）及びデ
ータ記憶装置の構成を示すブロック図である。この接触
式のデータ送受信装置では、読取り・書込み装置の制御
部１とデータ記憶装置のメモリ部３との間で、その制御
信号ａ、搬送クロック信号ｂ、アドレス信号ｃ、データ
信号ｄの何れをも、それぞれ対応する金属製の端子４
ａ，５ａ、４ｂ，５ｂ、４ｃ，５ｃ、４ｄ，５ｄを介し
て送受信される。

【０００６】また、読取り・書込み装置の電源回路２か
らの電圧信号Ｖｃｃも、各対応する金属製の端子４ｅ，
５ｅ、４ｆ，５ｆを介して供給される。このように、接
触式のデータ送受信装置では、全ての信号線ａ，ｂ，
ｃ，ｄと電源Ｖｃｃが何れも金属の端子４ａ，５ａ、４
ｂ，５ｂ、４ｃ，５ｃ、４ｄ，５ｄ、４ｅ，５ｅ、４
ｆ，５ｆを介して接続されるため、読取り・書込み装置
やデータ記憶装置における端子の実装スペースが許す限
り多数の信号を同時に伝送でき、データ信号ｄのような
双方向の伝送も容易に行なえるという利点がある。

【０００７】しかしながら、多数の電極端子が露出して
いるため、埃や湿気等によって傷み易く、また、読取り
・書込み装置に対し着脱を繰返すうちに接点不良を起こ
し易いため、特に情報をやり取りする信号線ａ，ｂ，
ｃ，ｄで接点不良を起こすと、誤ったデータを書込んだ
り読出したりする恐れが高くなる欠点がある。

【０００８】図５は非接触式によりデータの送受信を行
なう従来の読取り・書込み装置（リーダ・ライタ）及び
データ記憶装置の構成を示すブロック図である。読取り
・書込み装置の制御部１０から出力されるメモリアクセ
ス信号ｆは、コマンド・アドレス・データ等の情報を含
むシリアル信号であり、搬送クロックｅと共に信号送信
部１１において送信用の変調がかけられ、それぞれ送信
コイル１５及び１４に送られる。

【０００９】データ記憶装置では、前記読取り・書込み
装置側の送信コイル１５及び１４と対向する位置にある
受信コイル１９及び１８に電磁誘導により各信号ｆ，ｅ
が伝送され、信号受信部２２において変調前と同じメモ
リアクセス信号ｉと搬送クロックｈに復調されメモリ部
２５に入力される。

【００１０】また、データ記憶装置におけるメモリ読出
しデータ等の情報を含むシリアル信号であるメモリ出力
信号ｊも、全く同じ電磁誘導による伝送方式で、信号送
信部２３から送信コイル２０を介して読取り・書込み装
置の受信コイル１６に送られてその信号受信部１２に受
信され、メモリ出力信号ｇに復調されて制御部１０に読
取られる。

【００１１】一方、電源電圧に関しては、読取り・書込
み装置の電力送信部１３で作成した交流信号で送信コイ
ル１７を駆動して電磁誘導によりデータ記憶装置の受信
コイル２１に交流電圧を発生させ、これを電力受信部２
４において全波整流・平滑化して該データ記憶装置の送
受信動作に必要な電源電圧をＶｃｃを得ている。

【００１２】なお、電力送信用の交流信号そのもののタ
イミングで搬送クロックが代用できる場合は、前記搬送
クロック専用の送信コイル１４及び受信コイル１８を省
略することもできる。

【００１３】このように、非接触式のデータ送受信装置
では、前記図４で示した接触式のデータ送受信装置のよ
うに、その表面に金属端子を持たないため、接点不良に
よる誤動作の恐れがなく、送受信コイルを対向させるだ
けで信頼性の高い信号伝送が行なえる利点がある。

【００１４】一方、データ記憶装置は、薄型化・ローコ
スト化のため、送受信コイルをプリント基板上に銅箔に
より渦巻状にしてパターン形成する方法が採られる。こ
の際、電力送受信用のコイル２１は、インダクタンスを
大きくするためにかなりの巻数が必要になるが、限られ
たスペースで十分なインダクタンスを確保するのは困難
である。

【００１５】また、送信コイル１７，受信コイル２１間
の磁束は、空間伝送となるため漏洩磁束が多く、両者の
結合係数を大きく取ることは困難である。よって、この
非接触式のデータ送受信装置では、接点不良による誤動
作の恐れなく、信頼性の高いデータ伝送が行なえるもの
の、電力の伝達効率が悪く、電力の供給元である読取り
・書込み装置の消費電力が大きくなるため、電池駆動を
行なう場合には、実用性が低い欠点がある。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】したがって、前記従来
のデータ送受信装置では、データ伝送の信頼性が高く、
しかも、小型化に有利で、電力の伝達効率も良好である
という全ての条件を満足することはできない問題があっ
た。

【００１７】本発明は前記のような問題に鑑みなされた
もので、信頼性の高いデータ伝送が行なえると共に、小
型化に有利で且つ良好な電力伝達効率を得ることが可能
になるデータ送受信装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係わ
る第１のデータ送受信装置は、データ読取り・書込み装
置とデータ記憶装置との間でデータ伝送を行なうもの
で、前記データ読取り・書込み装置は、データ伝送同期
用の搬送信号を電源電圧に重畳する重畳手段と、この重
畳手段により搬送信号の重畳された電源電圧信号を出力
する電源出力端子と、前記重畳手段にて重畳される搬送
信号に同期してデータ信号を無線にて送受信する第１の
送受信手段とを備え、前記データ記憶装置は、前記電源
出力端子に着脱自在に接続される電源入力端子と、この
電源入力端子から入力される電源電圧により駆動され該
電源電圧信号に重畳されている搬送信号に同期して前記
第１の送受信手段との間でデータ信号を無線にて送受信
する第２の送受信手段とを備えて構成したものである。

【００１９】また、本発明に係わる第２のデータ送受信
装置は、そのデータ伝送同期用の搬送信号を正弦波の信
号として構成したものである。また、本発明に係わるデ
ータ読取り・書込み装置は、別体に用意されるデータ記
憶装置に対してデータの読取り及び書込みを行なうもの
で、データ伝送同期用の搬送信号を電源電圧に重畳する
重畳手段と、この重畳手段により搬送信号の重畳された
電源電圧信号を出力する電源出力端子と、前記重畳手段
にて重畳される搬送信号に同期してデータ信号を無線に
て送受信する送受信手段とを備えて構成したものであ
る。

【００２０】また、本発明に係わるデータ記憶装置は、
別体に用意されるデータ読取り・書込み装置によってデ
ータの読取り及び書込みが行なわれるもので、前記デー
タ読取り・書込み装置の電源出力端子に着脱自在に接続
される電源入力端子と、この電源入力端子から入力され
る電源電圧により駆動され該電源電圧信号に重畳されて
いる搬送信号に同期して前記データ読取り・書込み装置
との間でデータ信号を無線にて送受信する送受信手段と
を備えて構成したものである。

【００２１】

【作用】つまり、前記第１のデータ送受信装置では、デ
ータ読取り・書込み装置から搬送クロック信号の重畳さ
れた電源電圧信号が電源電圧出力端子及びこれに接続さ
れる電源電圧入力端子を介してデータ記憶装置に供給さ
れるので、搬送クロック専用の入出力端子あるいは送受
信コイルを必要とせず小型化が行なえ、しかも効率の良
い電力の供給が行なえると共に、データ信号が例えば電
磁誘導方式等の無線により送受信されるので、接触不良
なく信頼性の高いデータ送受信処理が行なえることにな
る。

【００２２】また、前記第２のデータ送受信装置では、
そのデータ伝送同期用の搬送信号が正弦波の信号とされ
るので、この搬送信号の重畳された電源電圧信号を後段
で平滑化するためのフィルタ定数の減少が行なえ、使用
部品の小型化が行なえると共に、電源電圧に対する雑音
混入の削減が行なえることになる。

【００２３】また、前記データ読取り・書込み装置で
は、搬送クロック信号の重畳された電源電圧信号が電源
電圧出力端子からデータ記憶装置に接続供給されるの
で、搬送クロック専用の出力端子あるいは送信コイルを
必要とせず小型化が行なえ、しかも効率の良い電力の供
給が行なえると共に、データ信号が例えば電磁誘導方式
等の無線により送受信されるので、接触不良なく信頼性
の高いデータ送受信処理が行なえることになる。

【００２４】また、前記データ記憶装置では、データ読
取り・書込み装置から搬送クロック信号の重畳された電
源電圧信号が電源電圧入力端子を介してデータ記憶装置
に接続供給されるので、搬送クロック専用の入力端子あ
るいは受信コイルを必要とせず小型化が行なえ、しかも
効率の良い電力の受電が行なえると共に、データ信号が
例えば電磁誘導方式等の無線により送受信されるので、
接触不良なく信頼性の高いデータ送受信処理が行なえる
ことになる。

【００２５】

【実施例】以下図面により本発明の実施例について説明
する。図１は本発明のデータ送受信装置を用いたデータ
読取り・書込み装置３００とデータ記憶装置４００の構
成を示すブロック図である。

【００２６】データ読取り・書込み装置３００の制御部
３０から出力されるデータ伝送同期用の搬送クロック信
号ｍは、電源回路３３から出力されるデータ記憶装置４
００用の電源電圧ｎに対して、電源電圧／搬送クロック
重畳回路３４において重畳され、電源電圧・搬送クロッ
ク重畳信号ｏとして金属製の電源出力端子４４ａ，４４
ｂから出力される。

【００２７】この場合、前記搬送クロック信号ｍは、電
源電圧ｎが振幅の中心となるようにその振幅を小さくし
て重畳される。前記データ読取り・書込み装置３００の
電源出力端子４４ａ，４４ｂには、データ記憶装置４０
０に対しデータの読取り・書込みを行なう際に、該デー
タ記憶装置４００に設けられた電源入力端子４５ａ，４
５ｂが接続される。

【００２８】一方、前記制御部３０から前記搬送クロッ
ク信号ｍに同期させてコマンド・アドレス・データ等の
シリアル信号として出力されるメモリアクセス信号ｋ
は、信号送信部３１において変調され、送信コイル４０
から電磁誘導による送信信号ｘとしてデータ記憶装置４
００側へ送信される。

【００２９】また、受信コイル４１において、データ記
憶装置４００からの電磁誘導により受信されたデータ信
号は、信号受信部３２を介してメモリ出力信号ｗとして
復調され、前記制御部３０に読取られる。

【００３０】前記データ読取り・書込み装置３００から
電源出力端子４４ａ，４４ｂ及び電源入力端子４５ａ，
４５ｂを介してデータ記憶装置４００に入力された電源
電圧・搬送クロック重畳信号ｐは、カップリングコンデ
ンサＣｕを介してその周波数成分の信号ｑのみ分離され
バイアス及び波形整形回路３７に供給される。

【００３１】また、前記電源入力端子４５ａ，４５ｂを
介して入力された電源電圧・搬送クロック重畳信号ｐ
は、平滑回路３９にも並行して供給される。図２は前記
データ送受信装置を用いたデータ記憶装置４００におけ
るバイアス及び波形整形回路３７と平滑回路３９の内部
構成を示す回路図である。

【００３２】前記バイアス及び波形整形回路３７は、Ｃ
ＭＯＳインバータＩＮＶ1 ，ＩＮＶ2 及びフィードバッ
ク抵抗Ｒ0 の組合せ回路からなるもので、前記電源電圧
・搬送クロック重畳信号ｐがカップリングコンデンサＣ
ｕを介して周波数成分の信号ｑのみ分離されて供給され
ると、インバータＩＮＶ1 の入力がその出力を平滑化し
た値にバイアスされ、デューティ比５０％の搬送クロッ
ク信号ｔが取出される。

【００３３】また、前記平滑回路３９は、ローパスフィ
ルタＬ．Ｐ．Ｆ．による平衡回路からなるもので、この
Ｌ．Ｐ．Ｆ．により前記電源電圧・搬送クロック重畳信
号ｐに重畳されているクロック信号ｑが除去され、電源
電圧Ｖｃｃとして取出される。

【００３４】一方、前記データ記憶装置４００の受信コ
イル４２に対し、前記読取り・書込み装置３００電磁誘
導により受信された受信信号ｙは、信号受信部３５を介
してメモリアクセス信号ｒとして復調されメモリ部３８
に入力される。

【００３５】また、前記メモリ部３８から読出されたメ
モリ出力信号ｓは、信号送信部３６を介して変調され、
送信コイル４３から電磁誘導により前記データ読取り・
書込み装置３００側へ送信される。

【００３６】図３は前記データ送受信装置を用いたデー
タ読取り・書込み装置３００とデータ記憶装置４００に
おける送受信動作を示すタイミングチャートである。こ
こで、メモリアクセス信号ｋを送受信する場合について
説明する。

【００３７】データ読取り・書込み装置３００のにおい
て、搬送クロック信号ｍに同期したメモリアクセス信号
の送信元信号ｋが、制御部３０から、例えば“０１０１
００１１１０”と変化して出力されると、信号送信部４
０において、その送信元信号ｋが“１”のときのみ半ク
ロック分のパルスが出るような送信信号ｘに変換され送
信コイル４０が駆動される。

【００３８】そして、前記データ読取り・書込み装置３
００における送受信コイル４０，４１及びデータ記憶装
置４００における送受信コイル４３，４２を、それぞれ
何れも装置小型化のため、プリント基板上に渦巻状のパ
ターンを形成した小規模なものとして構成すると、デー
タ記憶装置４００の受信コイル４２には、前記送信信号
ｘの立上りを微分したような受信信号ｙが電磁誘導によ
り発生される。

【００３９】すると、信号受信部３５では、前記受信信
号ｙの立上りで反転処理した信号が作成されると共に、
これをさらに１クロック分遅延処理した信号が作成さ
れ、この２つの信号が排他的論理和回路（ＥＸＯＲ）に
介して搬送クロック信号ｔの立上りに同期して出力され
ることにより、復調されたメモアクセス信号ｒ“０１０
１００１１１０”が得られメモリ部３８に入力される。

【００４０】したがって、前記構成のデータ送受信装置
を用いたデータ読取り・書込み装置３００とデータ記憶
装置４００によれば、データ読取り・書込み装置３００
の電源電圧／搬送クロック重畳回路３４により、データ
伝送同期用の搬送クロック信号ｍを重畳した電源電圧信
号ｏ，ｐを電源出力端子４４ａ，４４ｂ及び電源入力端
子４５ａ，４５ｂを接続してデータ記憶装置４００に供
給し、バイアス及び波形整形回路３７を介して搬送クロ
ック信号ｔとして得ると共に、平滑回路３９を介して動
作電源Ｖｃｃを得るので、電源電圧ｎを効率良く伝達で
き、しかも、搬送クロック専用の送受信端子やコイルを
必要とせず、小型化及びローコスト化が実現できると共
に、メモリアクセス信号ｋ，ｒやメモリ出力信号ｓ，ｗ
を、それぞれ対応する信号送信部３１、３６から送受信
コイル４０，４２、４３，４１を介して電磁誘導により
送受信し、信号受信部３５、３２にて復調するので、接
触不良等による誤動作の恐れない、信頼性の高いデータ
伝送を実現できる。

【００４１】なお、前記実施例では、送受信端子を使用
しない非接触（無線）によるデータ伝送方式として、送
受信コイルを使用した電磁誘導方式について説明した
が、送受光素子を使用した光通信方式であってもよい。

【００４２】また、前記実施例では、データ伝送同期用
の搬送クロック信号ｍ，ｔとして、データ１ビットに対
し１クロックの矩形波を対応させる構成としたが、この
矩形波による搬送クロック信号を正弦波として構成すれ
ば、例えば平滑回路３９におけるフィルタ定数を小さく
してより小型化を図ることができると共に、平滑化によ
り得られた電源電圧Ｖｃｃにおけるリップルの発生が少
なくなり、電源ノイズを抑制することができる。さら
に、前記搬送クロック信号ｍ，ｔのクロック周波数を整
数倍にして構成すれば、データ伝送効率を向上すること
ができる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、本発明の第１のデータ送
受信装置によれば、データ読取り・書込み装置から搬送
クロック信号の重畳された電源電圧信号が電源電圧出力
端子及びこれに接続される電源電圧入力端子を介してデ
ータ記憶装置に供給されるので、搬送クロック専用の入
出力端子あるいは送受信コイルを必要とせず小型化が行
なえ、しかも効率の良い電力の供給が行なえると共に、
データ信号が例えば電磁誘導方式等の無線により送受信
されるので、接触不良なく信頼性の高いデータ送受信処
理が行なえるようになる。

【００４４】また、本発明の第２のデータ送受信装置に
よれば、そのデータ伝送同期用の搬送信号が正弦波の信
号とされるので、この搬送信号の重畳された電源電圧信
号を後段で平滑化するためのフィルタ定数の減少が行な
え、使用部品の小型化が行なえると共に、電源電圧に対
する雑音混入の削減が行なえるようになる。

【００４５】また、本発明のデータ読取り・書込み装置
によれば、搬送クロック信号の重畳された電源電圧信号
が電源電圧出力端子からデータ記憶装置に接続供給され
るので、搬送クロック専用の出力端子あるいは送信コイ
ルを必要とせず小型化が行なえ、しかも効率の良い電力
の供給が行なえると共に、データ信号が例えば電磁誘導
方式等の無線により送受信されるので、接触不良なく信
頼性の高いデータ送受信処理が行なえるようになる。

【００４６】また、本発明のデータ記憶装置によれば、
データ読取り・書込み装置から搬送クロック信号の重畳
された電源電圧信号が電源電圧入力端子を介してデータ
記憶装置に接続供給されるので、搬送クロック専用の入
力端子あるいは受信コイルを必要とせず小型化が行な
え、しかも効率の良い電力の受電が行なえると共に、デ
ータ信号が例えば電磁誘導方式等の無線により送受信さ
れるので、接触不良なく信頼性の高いデータ送受信処理
が行なえるようになる。よって、本発明のデータ送受信
装置によれば、信頼性の高いデータ伝送が行なえると共
に、小型化に有利で且つ良好な電力伝達効率を得ること
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わるデータ送受信装置を用
いたデータ読取り・書込み装置とデータ記憶装置の構成
を示すブロック図。

【図２】前記データ送受信装置を用いたデータ記憶装置
におけるバイアス及び波形整形回路と平滑回路の内部構
成を示す回路図。

【図３】前記データ送受信装置を用いたデータ読取り・
書込み装置とデータ記憶装置における送受信動作を示す
タイミングチャート。

【図４】接触式によりデータの送受信を行なう従来の読
取り・書込み装置（リーダ・ライタ）及びデータ記憶装
置の構成を示すブロック図。

【図５】非接触式によりデータの送受信を行なう従来の
読取り・書込み装置（リーダ・ライタ）及びデータ記憶
装置の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

３０…制御部、３１…メモリアクセス信号送信部（変調
回路）、３２…メモリ出力信号受信部（復調回路）、３
３…電源回路、３４…電源電圧／搬送クロック重畳回
路、３５…メモリアクセス信号受信部（復調回路）、３
６…メモリ出力信号信号送信部（変調回路）、３７…バ
イアス及び波形整形回路、３８…メモリ部、３９…平滑
回路、４０…メモリアクセス信号送信コイル、４１…メ
モリ出力信号受信コイル、４２…メモリアクセス信号受
信コイル、４３…メモリ出力信号送信コイル、４４ａ，
４４ｂ…電源信号出力端子、４５ａ，４５ｂ…電源信号
入力端子、Ｃｕ…カップリングコンデンサ、ｎ，Ｖｃｃ
…電源電圧、ｍ，ｔ…搬送クロック信号、ｏ，ｐ…電源
電圧・搬送クロック重畳信号、ｑ…周波数成分クロック
信号、ｋ，ｒ…メモリアクセス信号、ｗ，ｓ…メモリ出
力信号、３００…データ読取り・書込み装置、４００…
データ記憶装置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データ読取り・書込み装置とデータ記憶
   装置との間でデータ伝送を行なうデータ送受信装置にお
   いて、 前記データ読取り・書込み装置は、 データ伝送同期用の搬送信号を電源電圧に重畳する重畳
   手段と、 この重畳手段により搬送信号の重畳された電源電圧信号
   を出力する電源出力端子と、 前記重畳手段にて重畳される搬送信号に同期してデータ
   信号を無線にて送受信する第１の送受信手段とを具備
   し、 前記データ記憶装置は、 前記電源出力端子に着脱自在に接続される電源入力端子
   と、 この電源入力端子から入力される電源電圧により駆動さ
   れ該電源電圧信号に重畳されている搬送信号に同期して
   前記第１の送受信手段との間でデータ信号を無線にて送
   受信する第２の送受信手段とを具備したことを特徴とす
   るデータ送受信装置。
2. 【請求項２】 前記搬送信号は正弦波の信号であること
   を特徴とする請求項１記載のデータ送受信装置。
3. 【請求項３】 別体に用意されるデータ記憶装置に対し
   てデータの読取り及び書込みを行なうデータ読取り・書
   込み装置において、 データ伝送同期用の搬送信号を電源電圧に重畳する重畳
   手段と、 この重畳手段により搬送信号の重畳された電源電圧信号
   を出力する電源出力端子と、 前記重畳手段にて重畳される搬送信号に同期してデータ
   信号を無線にて送受信する送受信手段とを具備したこと
   を特徴とするデータ読取り・書込み装置。
4. 【請求項４】別体に用意されるデータ読取り・書込み装
   置によってデータの読取り及び書込みが行なわれるデー
   タ記憶装置において、 前記データ読取り・書込み装置の電源出力端子に着脱自
   在に接続される電源入力端子と、 この電源入力端子から入力される電源電圧により駆動さ
   れ該電源電圧信号に重畳されている搬送信号に同期して
   前記データ読取り・書込み装置との間でデータ信号を無
   線にて送受信する送受信手段とを具備したことを特徴と
   するデータ記憶装置。