JPH0888590A - ワイヤレスデータ転送方式とワイヤレスデータ転送の送受信部の構成 - Google Patents
ワイヤレスデータ転送方式とワイヤレスデータ転送の送受信部の構成Info
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- JPH0888590A JPH0888590A JP7183137A JP18313795A JPH0888590A JP H0888590 A JPH0888590 A JP H0888590A JP 7183137 A JP7183137 A JP 7183137A JP 18313795 A JP18313795 A JP 18313795A JP H0888590 A JPH0888590 A JP H0888590A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Computer And Data Communications (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 近接データー転送機能を持った製品におい
て、電磁誘導方式に起因した製品の消費電力増大の問題
を解決する。 【解決手段】 バルク状または膜状のアモルファス磁気
インピーダンス素子を受信部の磁場感受素子とし、送信
部より放射されたデーター情報を含む変調磁場が素子の
インピーダンスを変化させ、そのインピーダンス変化を
電気的に計測及び復調することを特徴としたデーター転
送方式及びその受信部の構成。 【効果】 アモルファス磁気インピーダンス素子の高い
磁場感度及び幅広い交流磁場特性等を利用することで、
転送信号の周波数が高周波帯に限定する必要性がなくな
り、製品の消費電力が低減できたばかりでなく、製品の
小型化が実現出来た。さらにデーター信号のキャリアー
として磁場のみを利用するので電気的ノイズ対策も十分
できるようになった。
て、電磁誘導方式に起因した製品の消費電力増大の問題
を解決する。 【解決手段】 バルク状または膜状のアモルファス磁気
インピーダンス素子を受信部の磁場感受素子とし、送信
部より放射されたデーター情報を含む変調磁場が素子の
インピーダンスを変化させ、そのインピーダンス変化を
電気的に計測及び復調することを特徴としたデーター転
送方式及びその受信部の構成。 【効果】 アモルファス磁気インピーダンス素子の高い
磁場感度及び幅広い交流磁場特性等を利用することで、
転送信号の周波数が高周波帯に限定する必要性がなくな
り、製品の消費電力が低減できたばかりでなく、製品の
小型化が実現出来た。さらにデーター信号のキャリアー
として磁場のみを利用するので電気的ノイズ対策も十分
できるようになった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は無線ハンディターミナル
に代表される小型携帯情報端末機器等に利用される端末
機器同志の近接データ転送技術に関する。
に代表される小型携帯情報端末機器等に利用される端末
機器同志の近接データ転送技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、小型携帯情報端末機器等に利用さ
れている近接データ転送技術は、データの送受信部にあ
る電磁コイル間に生じる電磁誘導現象を利用している。
この電磁誘導は、次式によって与えられる電場Ｅと磁場
Ｈの相互関係（すなわちマックスウェルの電磁方程式）
によって説明することができる。
れている近接データ転送技術は、データの送受信部にあ
る電磁コイル間に生じる電磁誘導現象を利用している。
この電磁誘導は、次式によって与えられる電場Ｅと磁場
Ｈの相互関係（すなわちマックスウェルの電磁方程式）
によって説明することができる。
【０００３】 rot Ｅ＝−μｄＨ／ｄｔ （１） rot Ｈ＝−εｄＥ／ｄｔ （２） （１）、（２）においてμ、εはそれぞれ透磁率、誘電
率であり、ｔは時間である。
率であり、ｔは時間である。
【０００４】図７は従来の送受信部に電磁コイルを用い
た近接データ転送の概念図である。送信部２４の電磁コ
イル２５にデータ情報を含んだ交流電流２６が入力され
ると交流磁場Ｈが発生するとともに、（１）にしたがっ
て誘導電場Ｅも発生する。すなわち、送信部２４の電磁
コイル２５に交流電流２６が入力されると（１）にした
がい、磁場Ｂと誘導電場Ｅを成分とする電磁波２７が送
信部電磁コイル２５を発生源として、空間中に放射され
る。この空間放射された電磁波２７が受信部２８の電磁
コイル２９で感知されると（１）及び（２）によって、
受信部２８の電磁コイル２９には誘導電流Ｉ３０と誘導
磁場発生する。この誘導電流Ｉ３０を検出することで、
送信側のデータ情報が受信側に転送できることになる。
以上が電磁誘導を用いた近接データ転送技術の概要であ
る。この近接データ転送技術は携帯電話（自動車電話）
等やラヂオ等の無線通信技術等と比較すると、転送スピ
ード及び転送距離等の観点で劣るものの、回路構成の簡
便さから広く利用されている技術である。
た近接データ転送の概念図である。送信部２４の電磁コ
イル２５にデータ情報を含んだ交流電流２６が入力され
ると交流磁場Ｈが発生するとともに、（１）にしたがっ
て誘導電場Ｅも発生する。すなわち、送信部２４の電磁
コイル２５に交流電流２６が入力されると（１）にした
がい、磁場Ｂと誘導電場Ｅを成分とする電磁波２７が送
信部電磁コイル２５を発生源として、空間中に放射され
る。この空間放射された電磁波２７が受信部２８の電磁
コイル２９で感知されると（１）及び（２）によって、
受信部２８の電磁コイル２９には誘導電流Ｉ３０と誘導
磁場発生する。この誘導電流Ｉ３０を検出することで、
送信側のデータ情報が受信側に転送できることになる。
以上が電磁誘導を用いた近接データ転送技術の概要であ
る。この近接データ転送技術は携帯電話（自動車電話）
等やラヂオ等の無線通信技術等と比較すると、転送スピ
ード及び転送距離等の観点で劣るものの、回路構成の簡
便さから広く利用されている技術である。
【０００５】
【発明が解決しようとする問題点】通常、小型携帯無線
端末機器には、親機との無線通信と端末同士のデータ転
送の両方の機能が必要とされる。このデータ転送は数セ
ンチ以内または端末同士の接触状態で行われており、先
に説明した電磁コイルを用いた電磁誘導方式が必要とさ
れている。それゆえ、小型携帯無線端末機器は無線通信
用の数１０ＭＨｚから数ＧＨｚの電波の送受信を行うア
ナログ回路部分（以下、ＲＦ回路と略す）と電磁誘導方
式による近接データ転送を行う比較的簡単なデータ送受
信回路部（以下、電磁誘導回路と略す）が内蔵されてい
る。この電磁誘導回路の受信側の電磁コイルに発生する
誘導電流Ｉは（１）式及び（２）式から明白な様に、転
送すべき信号の周波数に比例して大きくなる性質を持
つ。それゆえ、転送信号の周波数が大きい領域において
は十分な受信感度が得られるが、低周波においては感度
不良となってしまう。すなわち、通常の電磁誘導コイル
を用いたデータ転送システムにおいては、高周波の信号
しか転送出来ないという大きな欠点があった。特に数十
Ｈｚ以下の低周波信号においては殆ど不可能といっても
過言ではなかった。この欠点によって、小型携帯無線端
末等の近接データ転送システムにおいては受信感度を大
きくする為にむやみに転送信号を高周波化する必要性が
生じており、必然的にこの電磁誘導回路の消費電力も高
くなってしまうので、製品設計上大きな問題となってい
る。
端末機器には、親機との無線通信と端末同士のデータ転
送の両方の機能が必要とされる。このデータ転送は数セ
ンチ以内または端末同士の接触状態で行われており、先
に説明した電磁コイルを用いた電磁誘導方式が必要とさ
れている。それゆえ、小型携帯無線端末機器は無線通信
用の数１０ＭＨｚから数ＧＨｚの電波の送受信を行うア
ナログ回路部分（以下、ＲＦ回路と略す）と電磁誘導方
式による近接データ転送を行う比較的簡単なデータ送受
信回路部（以下、電磁誘導回路と略す）が内蔵されてい
る。この電磁誘導回路の受信側の電磁コイルに発生する
誘導電流Ｉは（１）式及び（２）式から明白な様に、転
送すべき信号の周波数に比例して大きくなる性質を持
つ。それゆえ、転送信号の周波数が大きい領域において
は十分な受信感度が得られるが、低周波においては感度
不良となってしまう。すなわち、通常の電磁誘導コイル
を用いたデータ転送システムにおいては、高周波の信号
しか転送出来ないという大きな欠点があった。特に数十
Ｈｚ以下の低周波信号においては殆ど不可能といっても
過言ではなかった。この欠点によって、小型携帯無線端
末等の近接データ転送システムにおいては受信感度を大
きくする為にむやみに転送信号を高周波化する必要性が
生じており、必然的にこの電磁誘導回路の消費電力も高
くなってしまうので、製品設計上大きな問題となってい
る。
【０００６】
【問題を解決する為の手段】以上の様な問題点は、電磁
誘導により直接得られる誘導電圧あるいは誘導電流を利
用する従来のデータ転送においては必然的に不可避とな
る。本発明では、磁気異方性を有するアモルファス磁性
体に高周波電流を通電し、その電流により形成される磁
場と外部から印加される磁界との合成磁界の向きと大き
さにより、アモルファス磁性体のμが著しく変化し、そ
の結果、アモルファス磁性体のインピーダンスが大きく
変化することを利用している。
誘導により直接得られる誘導電圧あるいは誘導電流を利
用する従来のデータ転送においては必然的に不可避とな
る。本発明では、磁気異方性を有するアモルファス磁性
体に高周波電流を通電し、その電流により形成される磁
場と外部から印加される磁界との合成磁界の向きと大き
さにより、アモルファス磁性体のμが著しく変化し、そ
の結果、アモルファス磁性体のインピーダンスが大きく
変化することを利用している。
【０００７】本発明では外部磁場の周波数の大きさが通
電電流によって形成される磁場周波数の大きさよりも小
さいものであれば、外部磁界によるインピーダンス変動
分の外部磁界の周波数依存性は小さい。即ち、１００Ｍ
Ｈｚで高周波数電流を通電すれば数十ＭＨｚまでの広い
範囲の周波数を持つ磁場を測定することができる（以
下、アモルファス素子をＭＩ素子と称す）（例えば、マ
グネッティクス研究会ＭＡＧ−９３−９９「アモルファ
スＭＩ素子ＦＥＴ２００ＭＨｚセンサー機能発振器」：
電気学会）。
電電流によって形成される磁場周波数の大きさよりも小
さいものであれば、外部磁界によるインピーダンス変動
分の外部磁界の周波数依存性は小さい。即ち、１００Ｍ
Ｈｚで高周波数電流を通電すれば数十ＭＨｚまでの広い
範囲の周波数を持つ磁場を測定することができる（以
下、アモルファス素子をＭＩ素子と称す）（例えば、マ
グネッティクス研究会ＭＡＧ−９３−９９「アモルファ
スＭＩ素子ＦＥＴ２００ＭＨｚセンサー機能発振器」：
電気学会）。
【０００８】本発明に用いるＭＩ素子の電気的等価回路
は図８に示すように、実抵抗成分Ｒ Sとインダクタンス
成分ＬSの和で示され、印加する磁場と共にＲS及びＬS
あるいはＲSかＬSのいずれか一方が大きく変化する素子
である。また、このＭＩ素子は以下の様な大きな特徴を
持っている。
は図８に示すように、実抵抗成分Ｒ Sとインダクタンス
成分ＬSの和で示され、印加する磁場と共にＲS及びＬS
あるいはＲSかＬSのいずれか一方が大きく変化する素子
である。また、このＭＩ素子は以下の様な大きな特徴を
持っている。
【０００９】特徴（１）印加磁場に対するインピーダン
ス変化が高感度であって０．１ガウス以下の感度を持
つ。 特徴（２）静磁場から１０ＭＨｚ程度の高周波磁場まで
検出可能である。 特徴（３）長さ１ｍｍ以下、直径または厚み１００μ以
下の超小型形状に加工可能である。
ス変化が高感度であって０．１ガウス以下の感度を持
つ。 特徴（２）静磁場から１０ＭＨｚ程度の高周波磁場まで
検出可能である。 特徴（３）長さ１ｍｍ以下、直径または厚み１００μ以
下の超小型形状に加工可能である。
【００１０】特徴（４）素子の形成条件、実装条件によ
って変化させる電気的パラメータ（Ｒｓ、Ｌｓ）とその
感度を自由に選択できる すなわち、本発明はデータ受信回路に用いられる電磁コ
イルをＭＩ素子で置き換えることにより、磁場の強度を
データ転送の媒体とすることが可能であることのみなら
ず、それと共にデータ転送の送信部を著しく簡素化する
ことができる。
って変化させる電気的パラメータ（Ｒｓ、Ｌｓ）とその
感度を自由に選択できる すなわち、本発明はデータ受信回路に用いられる電磁コ
イルをＭＩ素子で置き換えることにより、磁場の強度を
データ転送の媒体とすることが可能であることのみなら
ず、それと共にデータ転送の送信部を著しく簡素化する
ことができる。
【００１１】
【作用】以上の特徴をもつＭＩ素子をデータ受信回路の
電磁波受信素子として利用すると、例えば通電電流の周
波数を１００ＭＨｚとすることにより、時間的に変動の
ない静磁場から数十ＭＨｚ程度の交流磁場までの幅広い
周波数帯域まで受信可能となり、電磁コイルを利用した
受信回路に比較して、高周波帯域に限定されることなく
任意にデータ転送の周波数を選定できることになる。そ
れ故、製品に見合った形で消費電力を小さくできること
になる。
電磁波受信素子として利用すると、例えば通電電流の周
波数を１００ＭＨｚとすることにより、時間的に変動の
ない静磁場から数十ＭＨｚ程度の交流磁場までの幅広い
周波数帯域まで受信可能となり、電磁コイルを利用した
受信回路に比較して、高周波帯域に限定されることなく
任意にデータ転送の周波数を選定できることになる。そ
れ故、製品に見合った形で消費電力を小さくできること
になる。
【００１２】さらに、素子自体が先に述べたように小型
であるので、製品自体の小型化も実現できるのである。
また、このＭＩ素子を利用する大きな特徴として、磁場
の大きさ及び磁場の強度変化を素子が直接感知するの
で、データの送信側の構成が電磁コイルに限定されるこ
とがない点も挙げられる。例えば、単純な磁石と送信デ
ータに連動した機械的磁気遮蔽機構と言う純機械的な送
信機構も実現できるのである。すなわち、このＭＩ素子
を利用することによって、磁場及び磁場の強度変化のみ
を用いて非有線的なデータ転送（いわゆる磁場通信）が
可能になる。
であるので、製品自体の小型化も実現できるのである。
また、このＭＩ素子を利用する大きな特徴として、磁場
の大きさ及び磁場の強度変化を素子が直接感知するの
で、データの送信側の構成が電磁コイルに限定されるこ
とがない点も挙げられる。例えば、単純な磁石と送信デ
ータに連動した機械的磁気遮蔽機構と言う純機械的な送
信機構も実現できるのである。すなわち、このＭＩ素子
を利用することによって、磁場及び磁場の強度変化のみ
を用いて非有線的なデータ転送（いわゆる磁場通信）が
可能になる。
【００１３】
【実施例】図１は本発明に係るＭＩ素子を電磁波受信に
利用したデータ受信部の構成を示す実施例である。図１
において、発振回路２にて発生した周波数Ｆの電圧は分
割抵抗３を通して本発明に係る磁気インピーダンス素子
（以下、図面中及び文中でＭＩ素子と略す）１に印加さ
れる。この時、送信部より発生した変調磁場がＭＩ素子
で感知されると素子部分のインピーダンスが変化する。
このインピーダンス変化がＭＩ素子１の両端間の電圧振
幅の変化を誘導する。すなわち、両端間の電圧は変調磁
場に対応してＡＭ変調される。このＡＭ変調された信号
をアンプ４にて増幅し、さらに復調回路５にてデータが
復調される。この受信回路における復調回路５及びアン
プ４はなんら特別な回路構成を必要とするものではな
い。なぜなら、処理信号が通常の無線通信分野における
ＡＭ変調信号と同等であるからである。また、ＭＩ素子
駆動用の発振回路２は、単純に素子に交流バイアスをか
ける役目をはたすだけである。それゆえ、この発振回路
２の発振方式及び発振周波数Ｆは、データの転送スピー
ド、受信磁場の周波数、製品の消費電力規格などの製品
規格の観点から決定できるので単なる設計的事項にな
る。
利用したデータ受信部の構成を示す実施例である。図１
において、発振回路２にて発生した周波数Ｆの電圧は分
割抵抗３を通して本発明に係る磁気インピーダンス素子
（以下、図面中及び文中でＭＩ素子と略す）１に印加さ
れる。この時、送信部より発生した変調磁場がＭＩ素子
で感知されると素子部分のインピーダンスが変化する。
このインピーダンス変化がＭＩ素子１の両端間の電圧振
幅の変化を誘導する。すなわち、両端間の電圧は変調磁
場に対応してＡＭ変調される。このＡＭ変調された信号
をアンプ４にて増幅し、さらに復調回路５にてデータが
復調される。この受信回路における復調回路５及びアン
プ４はなんら特別な回路構成を必要とするものではな
い。なぜなら、処理信号が通常の無線通信分野における
ＡＭ変調信号と同等であるからである。また、ＭＩ素子
駆動用の発振回路２は、単純に素子に交流バイアスをか
ける役目をはたすだけである。それゆえ、この発振回路
２の発振方式及び発振周波数Ｆは、データの転送スピー
ド、受信磁場の周波数、製品の消費電力規格などの製品
規格の観点から決定できるので単なる設計的事項にな
る。
【００１４】図２は本発明に係るＭＩ素子を電磁波受信
に利用したデータ受信部の構成を示す他の実施例であ
る。図２において、発振回路８より発生する周波数Ｆの
信号はトランジスタより構成される増幅回路７で増幅さ
れる。この時、図２の如く増幅回路７の増幅率を決定す
る抵抗素子として本発明に係るＭＩ素子６を用いると、
変調磁場をＭＩ素子６が感知することで増幅率が変化す
る。すなわち、増幅回路７より出力される信号は図１の
実施例と同様にＡＭ変調信号となる。このＡＭ変調信号
が復調回路９で復調される。この図２の受信方式におい
ても復調回路９はなんら特別な回路構成を必要とするも
のではなく、発振回路８の回路構成も、図１の実施例と
同様な理由から単なる設計的事項に過ぎない。また、図
中に示した増幅回路７とＭＩ素子６の回路構成において
も、単に信号増幅率を決定する抵抗素子をＭＩ素子に置
き換え可能な増幅回路であればどの様な構成であっても
よく、トランジスターを用いた増幅回路に限定する必要
はない。
に利用したデータ受信部の構成を示す他の実施例であ
る。図２において、発振回路８より発生する周波数Ｆの
信号はトランジスタより構成される増幅回路７で増幅さ
れる。この時、図２の如く増幅回路７の増幅率を決定す
る抵抗素子として本発明に係るＭＩ素子６を用いると、
変調磁場をＭＩ素子６が感知することで増幅率が変化す
る。すなわち、増幅回路７より出力される信号は図１の
実施例と同様にＡＭ変調信号となる。このＡＭ変調信号
が復調回路９で復調される。この図２の受信方式におい
ても復調回路９はなんら特別な回路構成を必要とするも
のではなく、発振回路８の回路構成も、図１の実施例と
同様な理由から単なる設計的事項に過ぎない。また、図
中に示した増幅回路７とＭＩ素子６の回路構成において
も、単に信号増幅率を決定する抵抗素子をＭＩ素子に置
き換え可能な増幅回路であればどの様な構成であっても
よく、トランジスターを用いた増幅回路に限定する必要
はない。
【００１５】以上の図１、図２の実施例中のＭＩ素子１
と６は、磁場変化に対してその等価回路定数Ｒｓ、Ｌｓ
（図７参照）の両方またはどちらか片方が変化する状態
で利用されている。図３は本発明に係るＭＩ素子を電磁
波受信に利用したデータ受信部の構成を示す他の実施例
である。
と６は、磁場変化に対してその等価回路定数Ｒｓ、Ｌｓ
（図７参照）の両方またはどちらか片方が変化する状態
で利用されている。図３は本発明に係るＭＩ素子を電磁
波受信に利用したデータ受信部の構成を示す他の実施例
である。
【００１６】図３において、ＭＩ素子１０は発振回路１
１のＬＣ共振部１２と直列に接続されている。このＭＩ
素子１０で変調磁場を感知すると発振回路１１から出力
される信号は振幅または周波数またはその両方に対して
変調を受ける。すなわち、発振回路１１からＡＭ変調信
号またはＦＭ変調信号またはＡＭーＦＭ変調信号が出力
されることになる。この変調信号はバッファ１３を通し
て復調回路１４で復調される。この受信回路中のＭＩ素
子１０において、素子の実抵抗成分Ｒｓだけが磁場に対
して変化すると発振回路１１の出力はＡＭ変調信号にな
る。それに対して、ＭＩ素子１０のインダクタンス成分
Ｌｓだけが変化するとＦＭ変調信号が出力される。さら
に、ＲｓとＬｓの両方が変化するときは周波数と振幅の
両方が変化するのでＡＭーＦＭ変調信号が得られる。
１のＬＣ共振部１２と直列に接続されている。このＭＩ
素子１０で変調磁場を感知すると発振回路１１から出力
される信号は振幅または周波数またはその両方に対して
変調を受ける。すなわち、発振回路１１からＡＭ変調信
号またはＦＭ変調信号またはＡＭーＦＭ変調信号が出力
されることになる。この変調信号はバッファ１３を通し
て復調回路１４で復調される。この受信回路中のＭＩ素
子１０において、素子の実抵抗成分Ｒｓだけが磁場に対
して変化すると発振回路１１の出力はＡＭ変調信号にな
る。それに対して、ＭＩ素子１０のインダクタンス成分
Ｌｓだけが変化するとＦＭ変調信号が出力される。さら
に、ＲｓとＬｓの両方が変化するときは周波数と振幅の
両方が変化するのでＡＭーＦＭ変調信号が得られる。
【００１７】この実施例における復調回路１４の回路構
成は発振回路１１より出力される変調信号の種類（Ａ
Ｍ、ＦＭ etc） によって決定される。また発振回路１
１とＣ共振部１２の回路構成及び発振方式の選択は図
１、図２の実施例と同様に単なる設計的事項にすぎな
い。さらにバッファ回路１３の回路構成は発振回路１１
の特性に合わせて設計されている。また、発振回路１１
の構成にあたり、トランジスタに限定されることなく、
トランジスタの代わりに、Ｃ−ＭＯＳインバーターを用
いた発振回路であっても良い。
成は発振回路１１より出力される変調信号の種類（Ａ
Ｍ、ＦＭ etc） によって決定される。また発振回路１
１とＣ共振部１２の回路構成及び発振方式の選択は図
１、図２の実施例と同様に単なる設計的事項にすぎな
い。さらにバッファ回路１３の回路構成は発振回路１１
の特性に合わせて設計されている。また、発振回路１１
の構成にあたり、トランジスタに限定されることなく、
トランジスタの代わりに、Ｃ−ＭＯＳインバーターを用
いた発振回路であっても良い。
【００１８】これら図１〜図３の実施例において利用さ
れているＭＩ素子の形状、組成及びその磁場インピーダ
ンス特性は等は製品の種類、規格、形状等から自由に選
択できるのである。例えば、製品の小型化のためにＭＩ
素子を長さ１ｍｍ、直径３０μｍの細いワイヤー状にし
てもよいし、薄膜状に加工しても良いのである。
れているＭＩ素子の形状、組成及びその磁場インピーダ
ンス特性は等は製品の種類、規格、形状等から自由に選
択できるのである。例えば、製品の小型化のためにＭＩ
素子を長さ１ｍｍ、直径３０μｍの細いワイヤー状にし
てもよいし、薄膜状に加工しても良いのである。
【００１９】図４は前述の本発明の実施例に係るデータ
送信部の概念図である。この送信部は通常の電磁コイル
１５と変調回路１６より成り立っている。変調回路１６
で変調を受けた電気信号が電磁コイル１５に入力される
とこの電気信号に連動して変調を受けた変調電磁波が発
生する。この機構は図６にて説明した通常の電磁誘導を
用いたデータ転送のシステムと同じである。この時、電
磁コイル１５で発生した変調電磁場のうち磁場成分すな
わち変調磁場１７のみをデータ転送の為のキャリアーと
している点が、従来の電磁誘導方式と大きく異なる所で
ある。この変調磁場１７が図１〜図３で説明した受信部
で入力されるのである。また変調磁場の強度を高めるた
めに電磁コイル１５に高透磁率の鉄心をいれる場合もあ
ることは言うまでも無いことである。
送信部の概念図である。この送信部は通常の電磁コイル
１５と変調回路１６より成り立っている。変調回路１６
で変調を受けた電気信号が電磁コイル１５に入力される
とこの電気信号に連動して変調を受けた変調電磁波が発
生する。この機構は図６にて説明した通常の電磁誘導を
用いたデータ転送のシステムと同じである。この時、電
磁コイル１５で発生した変調電磁場のうち磁場成分すな
わち変調磁場１７のみをデータ転送の為のキャリアーと
している点が、従来の電磁誘導方式と大きく異なる所で
ある。この変調磁場１７が図１〜図３で説明した受信部
で入力されるのである。また変調磁場の強度を高めるた
めに電磁コイル１５に高透磁率の鉄心をいれる場合もあ
ることは言うまでも無いことである。
【００２０】図５は前述の本発明の実施例に係るデータ
送信部の他の概念図である。この送信部は永久磁石１
９、磁気遮蔽装置２０及び信号回路２１より構成されて
いる。この磁気遮蔽装置２０のスウィッチングは信号回
路２１に連動しており、信号強度やそのパルス間隔等に
よってＯＮ、ＯＦされる。すると例えばパルス状の変調
磁場２２が発生する。この変調磁場２２が図４と同様に
図１〜図３で説明した受信部で入力されるのである。
送信部の他の概念図である。この送信部は永久磁石１
９、磁気遮蔽装置２０及び信号回路２１より構成されて
いる。この磁気遮蔽装置２０のスウィッチングは信号回
路２１に連動しており、信号強度やそのパルス間隔等に
よってＯＮ、ＯＦされる。すると例えばパルス状の変調
磁場２２が発生する。この変調磁場２２が図４と同様に
図１〜図３で説明した受信部で入力されるのである。
【００２１】以上の図４、図５にて説明した送信部の構
成はほんの一例にすぎず、磁場を電気的または機械的に
発生させると共に、この発生磁場が電気的または機械的
に変調可能であれば、どの様な機構であっても問題ない
ことは言うまでもなく、またさらに、図１〜図３にて説
明した受信部とどの様に組み合わせてもなんら技術的問
題も無いのである。
成はほんの一例にすぎず、磁場を電気的または機械的に
発生させると共に、この発生磁場が電気的または機械的
に変調可能であれば、どの様な機構であっても問題ない
ことは言うまでもなく、またさらに、図１〜図３にて説
明した受信部とどの様に組み合わせてもなんら技術的問
題も無いのである。
【００２２】図６に本発明に係る磁気インピーダンス素
子として、種ヶの形態の異なる磁性材料における透磁率
μの通電電流の周波数依存性を示す。フェライトのバル
クの場合、直流透磁率μDCは約１００であり、この値は
比較的小さい。しかしながら、フェライトの飽和磁化Ｂ
Sは高々４０００Ｇａｕｓｓと小さいため、飽和磁化の
値と異方性磁界の値の根に比例する強磁性共鳴周波数、
即ちμが著しく低下する周波数が約３０ＭＨｚであり、
高くない。μとインダクタンス成分ＬSは比例すること
とこのことを考え合わせると、フェライトの場合、ＬS
を変化させる手法を用いても高々３０ＭＨｚであること
がわかる。尚、図中にはフェライトの細線および薄膜の
場合の例示はないが、これはフェライトが極めて脆い材
料であるため、それらへの加工が極めて困難であること
による。
子として、種ヶの形態の異なる磁性材料における透磁率
μの通電電流の周波数依存性を示す。フェライトのバル
クの場合、直流透磁率μDCは約１００であり、この値は
比較的小さい。しかしながら、フェライトの飽和磁化Ｂ
Sは高々４０００Ｇａｕｓｓと小さいため、飽和磁化の
値と異方性磁界の値の根に比例する強磁性共鳴周波数、
即ちμが著しく低下する周波数が約３０ＭＨｚであり、
高くない。μとインダクタンス成分ＬSは比例すること
とこのことを考え合わせると、フェライトの場合、ＬS
を変化させる手法を用いても高々３０ＭＨｚであること
がわかる。尚、図中にはフェライトの細線および薄膜の
場合の例示はないが、これはフェライトが極めて脆い材
料であるため、それらへの加工が極めて困難であること
による。
【００２３】一方、軟質磁性材料として良く知られてい
るパーマロイおよびセンダストはμは高いものの異方性
磁界Ｈkは１Ｏｅ以下と極めて小さいことを反映し、そ
の強磁性共鳴周波数はアモルファス合金の場合と比較
し、小さいことがわかる。以上説明したように、アモル
ファス合金のドルクあるいは薄膜状とすることにより、
高い駆動周波数の電流を用いることが可能となり、直流
から数十ＭＨｚまでの極めて広い範囲の磁場をワイヤレ
スデータ転送の媒体とすることができる。
るパーマロイおよびセンダストはμは高いものの異方性
磁界Ｈkは１Ｏｅ以下と極めて小さいことを反映し、そ
の強磁性共鳴周波数はアモルファス合金の場合と比較
し、小さいことがわかる。以上説明したように、アモル
ファス合金のドルクあるいは薄膜状とすることにより、
高い駆動周波数の電流を用いることが可能となり、直流
から数十ＭＨｚまでの極めて広い範囲の磁場をワイヤレ
スデータ転送の媒体とすることができる。
【００２４】
【発明の効果】以上の実施例で説明した本発明における
データ転送方式及びその受信方式は、従来の電磁誘導方
式に比較して、ＭＩ素子の大きな４つの特徴［前述の特
徴（１）〜（４）を参照］を利用しているので、転送信
号がむやみに高周波領域に限定されることなく、製品に
見合った転送信号の周波数選定を可能にならしめ、その
結果として製品の消費電力を大幅に低減できるという非
常に大きな効果を有するのである。また、ＭＩ素子を非
常な小型形状に加工できると特徴から受信回路部の小型
化も実現でき、ひいては製品全体の小型化にも大きく貢
献できるのである。
データ転送方式及びその受信方式は、従来の電磁誘導方
式に比較して、ＭＩ素子の大きな４つの特徴［前述の特
徴（１）〜（４）を参照］を利用しているので、転送信
号がむやみに高周波領域に限定されることなく、製品に
見合った転送信号の周波数選定を可能にならしめ、その
結果として製品の消費電力を大幅に低減できるという非
常に大きな効果を有するのである。また、ＭＩ素子を非
常な小型形状に加工できると特徴から受信回路部の小型
化も実現でき、ひいては製品全体の小型化にも大きく貢
献できるのである。
【００２５】さらに、電磁誘導方式では時間的に振動す
る電場と磁場（すなわち、電磁波）の相互作用を受信の
基本原理としているので、受信側の電気的ノイズ対策を
完璧に行うと信号の電場もカットされてしまうという矛
盾が生じてしまい、受信側の電気的ノイズ対策が不十分
にならざるを得なかった。しかし、本発明においてはキ
ャリアーとして磁場を利用しているので、電気的ノイズ
対策も十分におこなえるという大きなメリットもある。
その結果、製品品質の観点からも大きな効果が得られる
のである。
る電場と磁場（すなわち、電磁波）の相互作用を受信の
基本原理としているので、受信側の電気的ノイズ対策を
完璧に行うと信号の電場もカットされてしまうという矛
盾が生じてしまい、受信側の電気的ノイズ対策が不十分
にならざるを得なかった。しかし、本発明においてはキ
ャリアーとして磁場を利用しているので、電気的ノイズ
対策も十分におこなえるという大きなメリットもある。
その結果、製品品質の観点からも大きな効果が得られる
のである。
【図１】本発明の実施例を示す図であって、本発明に係
るデータ転送方式の受信部回路の構成を示すブロックダ
イヤグラムである。
るデータ転送方式の受信部回路の構成を示すブロックダ
イヤグラムである。
【図２】本発明の他の実施例を示す図であって、本発明
に係るデータ転送方式の受信部回路の構成を示すブロッ
クダイヤグラムである。
に係るデータ転送方式の受信部回路の構成を示すブロッ
クダイヤグラムである。
【図３】本発明の他の実施例を示す図であって、本発明
に係るデータ転送方式の受信部回路の構成を示すブロッ
クダイヤグラムである
に係るデータ転送方式の受信部回路の構成を示すブロッ
クダイヤグラムである
【図４】本発明に係るデータ転送方式の送信部回路の構
成の１例を示すブロックダイヤグラムである。
成の１例を示すブロックダイヤグラムである。
【図５】本発明に係るデータ転送方式の送信部回路の構
成の１例を示すブロックダイヤグラムである。
成の１例を示すブロックダイヤグラムである。
【図６】本発明に係る受信部のアモルファス磁気インピ
ーダンス素子のμの周波数特性を示す図である。
ーダンス素子のμの周波数特性を示す図である。
【図７】従来の電磁誘導を用いた近接データ転送を示し
た概念図である。
た概念図である。
【図８】本発明に係るバルク状または膜状のアモルファ
ス磁気インピーダンス素子の電気的等価回路を示す図で
ある。
ス磁気インピーダンス素子の電気的等価回路を示す図で
ある。
１ ＭＩ素子 ２ 発振回路 ３ 分割抵抗 ４ アンプ ５ 復調回路 ６ ＭＩ素子 ７ 増幅回路 ８ 発振回路 ９ 復調回路 １０ ＭＩ素子 １１ 発振回路 １２ ＬＣ共振部 １３ バッファー １４ 復調回路 １５ 電磁コイル １６ 変調回路 １７ 変調磁場 １８ 受信部 １９ 磁石 ２０ 磁気遮蔽装置 ２１ 信号回路 ２２ 変調磁場 ２３ 受信部 ２４ 送信部 ２５ 電磁コイル ２６ 交流電流 ２７ 電磁波 ２８ 受信部 ２９ 電磁コイル ３０ 誘導電流Ｉ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 紙本 隆志 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 株 式会社エスアイアイ・アールディセンター 内 (72)発明者 猪越 良夫 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 株 式会社エスアイアイ・アールディセンター 内 (72)発明者 桑原 誠治 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 株 式会社エスアイアイ・アールディセンター 内 (72)発明者 吉田 仁士 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコー電子工業株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 磁場の強度を利用したワイヤレスデータ
転送方式。 - 【請求項２】 転送すべきデータによって変調された電
磁波が送信部から受信部に伝搬する非有線的データ転送
システムにおいて、データ送信部には磁場発生機構と、
データを磁場の強度及びその強度変化に変換する磁場変
調機構を備え、受信部は送信部にて発生した変調磁場を
感知するための磁気インピーダンス素子を備えているこ
とを特徴とするワイヤレスデータ転送の送受信部の構
成。 - 【請求項３】 データの送受信は磁場を用い、データ受
信部では変調磁場を感知した磁気インピーダンス素子の
磁気インピーダンス素子が変化し、磁気インピーダンス
素子駆動用の発振回路にて発生する電気信号がこのイン
ピーダンス変化によって振幅変調あるいは周波数変調ま
たはその両変調を受け、この変調された電気信号を復調
することでデータの転送を完了させることを特徴とする
請求項２記載のワイヤレスデータ転送の送受信部の構
成。 - 【請求項４】 送信部における磁場発生機構が、電磁石
あるいは永久磁石を用いたことを特徴とする請求項２記
載のワイヤレスデータ転送の送信部の構成。 - 【請求項５】 受信部の磁気インピーダンス素子はバル
ク状あるいは膜状のアモルファスから構成されることを
特徴とする請求項２記載のワイヤレスデータ転送の受信
部の構成。 - 【請求項６】 受信部の磁気インピーダンスを駆動する
発信回路と、データを復調するための復調回路から構成
されることを特徴とする請求項２記載のワイヤレスデー
タ転送の受信部の構成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7183137A JPH0888590A (ja) | 1994-07-19 | 1995-07-19 | ワイヤレスデータ転送方式とワイヤレスデータ転送の送受信部の構成 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16724594 | 1994-07-19 | ||
| JP6-167245 | 1994-07-19 | ||
| JP7183137A JPH0888590A (ja) | 1994-07-19 | 1995-07-19 | ワイヤレスデータ転送方式とワイヤレスデータ転送の送受信部の構成 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0888590A true JPH0888590A (ja) | 1996-04-02 |
Family
ID=26491348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7183137A Pending JPH0888590A (ja) | 1994-07-19 | 1995-07-19 | ワイヤレスデータ転送方式とワイヤレスデータ転送の送受信部の構成 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0888590A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007124335A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Casio Comput Co Ltd | アンテナ装置、受信装置及び電子機器 |
| US7848180B2 (en) | 2005-10-28 | 2010-12-07 | Casio Computer Co., Ltd. | Antenna apparatus, receiving apparatus and watch using magnetic sensor |
| JP2023121642A (ja) * | 2022-02-21 | 2023-08-31 | 公益財団法人電磁材料研究所 | 受信機および磁気通信機器 |
-
1995
- 1995-07-19 JP JP7183137A patent/JPH0888590A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007124335A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Casio Comput Co Ltd | アンテナ装置、受信装置及び電子機器 |
| US7848180B2 (en) | 2005-10-28 | 2010-12-07 | Casio Computer Co., Ltd. | Antenna apparatus, receiving apparatus and watch using magnetic sensor |
| JP2023121642A (ja) * | 2022-02-21 | 2023-08-31 | 公益財団法人電磁材料研究所 | 受信機および磁気通信機器 |
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