数据载体及数据载体系统

申请号 CN201480010582.X 申请日 2014-09-22 公开(公告)号 CN105637786A 公开(公告)日 2016-06-01
申请人 宇宙网络股份有限公司; 山本猛; 发明人 山本猛;
摘要 本 发明 涉及一种数据载体及具有读写器的数据载体系统。数据载体(2)设有比较器(41)、电容(42)、比较器的动作调节用 电阻 (43)、电阻分压 电路 (44)及 无功 电流 用电阻(45)。电容(42)位于PD(光电 二极管 )(21)的 阴极 和比较器(41)的负输入 端子 之间。比较器的动作调节用电阻(43)位于一次 电池 (271)的正极端子和比较器(41)的负输入端子之间。电阻分压电路(44)由多个分压用电阻(441、442) 串联 连接构成。电阻分压电路(44)的一端连接一次电池(271)的正极端子。分压用电阻(441)和另一个分压用电阻(442)的连接点连接比较器(41)的正输入端子。
权利要求

1.一种数据载体,其与读写器之间以光波为载波进行通讯,其特征在于,包括:
光接收元件,其由二极管构成;
电源,其用于产生直流电压;以及
接收电路,其连接所述光接收元件及所述电源,
其中,所述接收电路包括:
比较器;
电容,其位于所述光接收元件的阴极和所述比较器的负输入端子之间;
比较器动作调节用电阻,其位于所述电源的正极端子和所述比较器的负输入端子之间,相对于所述电容更靠近所述比较器一侧;
电阻分压电路,其由多个分压用电阻的串联电路构成,一端连接所述电源的正极端子,两个所述分压用电阻之间的连接点连接所述比较器的正输入端子;以及无功电流用电阻,其位于所述光接收元件的阴极和阳极之间,相对于所述电容更靠近所述光接收元件一侧。
2.一种数据载体,其与读写器之间以光波为载波进行通讯,其特征在于,包括:
光接收元件,其由二极管构成;
电源,其用于产生直流电压;
比较器;
输入电路,其连接所述比较器一端的输入端子,其电势依据所述光接收元件所产生的电动势大小而变化;
电阻分压电路,其将所述电源的直流电压降至指定的基准电压,并将该基准电压输入到所述比较器的另一输入端子;以及
无功电流用电阻,其位于所述光接收元件的阴极和阳极之间。
3.根据权利要求1所述的数据载体,还包括:
内存,其用于保存数据;以及
控制部,其用于从所述接收电路输出的信号中获得接收数据,并根据该接收数据利用所述内存中保存的数据生成发送数据。
4.根据权利要求3所述的数据载体,所述控制部由包括在亚阈值区动作的CMOS结构的LSI构成。
5.根据权利要求4所述的数据载体,还包括:
发光元件;以及
驱动电路,其用于利用所述电源的直流电压,向所述发光元件提供驱动电流,其中,所述控制部根据所述发送数据,控制从所述驱动电路向所述发光元件提供驱动电流。
6.根据权利要求5所述的数据载体,其中,设有多个所述发光元件,其中,所述多个发光元件共同连接于所述驱动电路,依据所述驱动电路供给的驱动电流同时发光。
7.一种数据载体系统,其具有读写器及数据载体,该数据载体与所述读写器之间以光波为载波进行通讯,其特征在于,所述数据载体包括:
光接收元件,其由二极管构成;
电源,其用于产生直流电压;以及
接收电路,其用于连接所述光接收元件和所述电源,
其中,所述接收电路包括:
比较器;
电容,其位于所述光接收元件的阴极和所述比较器的负输入端子之间;
比较器动作调节用电阻,其位于所述电源的正极端子和所述比较器的负输入端子之间,相对于所述电容更靠近所述比较器一侧;
电阻分压电路,其由多个分压用电阻的串联电路构成,一端连接所述电源的正极端子,两个所述分压用电阻之间的连接点连接于所述比较器的正输入端子;以及无功电流用电阻,其位于所述光接收元件的阴极和阳极之间,相对于所述电容更靠近所述光接收元件一侧。
1.一种数据载体,其与读写器之间以光波为载波进行通讯,其特征在于,包括:
光接收元件,其由二极管构成;
电源,其用于产生直流电压;以及
接收电路,其连接所述光接收元件及所述电源,
其中,所述接收电路包括:
比较器;
电容,其位于所述光接收元件的阴极和所述比较器的负输入端子之间;
比较器动作调节用电阻,其位于所述电源的正极端子和所述比较器的负输入端子之间,相对于所述电容更靠近所述比较器一侧;
电阻分压电路,其由多个分压用电阻的串联电路构成,一端连接所述电源的正极端子,两个所述分压用电阻之间的连接点连接所述比较器的正输入端子;以及无功电流用电阻,其位于所述光接收元件的阴极和阳极之间,相对于所述电容更靠近所述光接收元件一侧。
2.根据权利要求1所述的数据载体,还包括:
内存,其用于保存数据;以及
控制部,其用于从所述接收电路输出的信号中获得接收数据,并根据该接收数据利用所述内存中保存的数据生成发送数据。
3.根据权利要求2所述的数据载体,所述控制部由包括在亚阈值区动作的CMOS结构的LSI构成。
4.根据权利要求3所述的数据载体,还包括:
发光元件;以及
驱动电路,其用于利用所述电源的直流电压,向所述发光元件提供驱动电流,其中,所述控制部根据所述发送数据,控制从所述驱动电路向所述发光元件提供驱动电流。
5.根据权利要求4所述的数据载体,其中,设有多个所述发光元件,其中,所述多个发光元件共同连接于所述驱动电路,依据所述驱动电路供给的驱动电流同时发光。
6.一种数据载体系统,其具有读写器及数据载体,该数据载体与所述读写器之间以光波为载波进行通讯,其特征在于,所述数据载体包括:
光接收元件,其由二极管构成;
电源,其用于产生直流电压;以及
接收电路,其用于连接所述光接收元件和所述电源,
其中,所述接收电路包括:
比较器;
电容,其位于所述光接收元件的阴极和所述比较器的负输入端子之间;
比较器动作调节用电阻,其位于所述电源的正极端子和所述比较器的负输入端子之间,相对于所述电容更靠近所述比较器一侧;
电阻分压电路,其由多个分压用电阻的串联电路构成,一端连接所述电源的正极端子,两个所述分压用电阻之间的连接点连接于所述比较器的正输入端子;以及

说明书全文

数据载体及数据载体系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种数据载体及具有读写器的数据载体系统。

背景技术

[0002] 例如,RFID(Radio Frequency IDentification),以通过近距离无线通讯从内置于数据载体(RF标签、IC标签、ID标签)中的IC芯片中读取及写入数据的技术而众所周知。
[0003] RFID依数据传送方式,大致分为电波方式和磁场方式(电磁感应方式)。电波方式通过读写器天线和数据载体天线之间的载有数据的电波进行发送和接收。磁场方式通过电磁感应将读写器的线圈天线和数据载体的线圈天线联系起来,进行读写器和数据载体之间数据的发送和接收。
[0004] 电波方式和磁场方式各有优缺点。
[0005] 电波方式具有制造比较廉价,通用性高的优点。而且,因为能够通过数据载体进行整流产生电能,可以构成不用电源(电池)的无源标签的数据载体。另一方面,电波方式具有如果将通讯的距离设的很长,则读写器有不仅与特定的数据载体,也会与其周围的数据载体进行通讯的缺点。而且,还有易受金属平面对电波的反射及对电波的吸收的影响,以及受无线电法管制的问题及与其它无线设备间的干扰问题。
[0006] 磁场方式具有不易受灰尘等的影响,可以在周围环境恶劣的地方使用的优点。而且,因为可以通过数据载体共振产生电能,可以和电波方式一样构成无源标签的数据载体。另一方面,磁场方式具有通讯的距离较短,以及由于是以电磁感应相联系,因此要求读写器和数据载体之间的位置关系的精度的缺点。磁场方式还有由于频率低,通讯速度较低的缺点。
[0007] 【专利文献1】日本专利文献特开第2001-184467号公报
[0008] 发明所要解决的技术问题
[0009] 因此,本申请发明人考虑开发一种由光学式的数据载体和读写器构成的数据载体系统。光学式的数据载体系统,与电波方式及磁场方式相比,在通讯距离、定向性及抗干扰等方面具有优势,易于工厂生产线使用。而且,光学式的数据载体系统可以使数据载体和读写器之间传送的数据大容量化。
[0010] 但是,为了从数据载体向读写器传送数据,必须使安装于数据载体的LED等的光源发光,其发光需要比较大的电能。
[0011] 例如,考虑其构成为通讯时从读写器向数据载体照射强光,将数据载体的光接收元件(如,光电二极管)产生的电能存储到电容,利用其所存储的电能作为数据载体的工作电能。在此构成中,当数据载体中未安装一次电池时,因为从进入到数据载体和读写器之间能够进行通讯的区域,才开始向电容充电,短时间内很难向电容存储较多的电能,限制了从数据载体向读写器的数据传送速度。因此,优选在数据载体中安装用于供给工作电能的一次电池。
[0012] 然而,在数据载体中,因为在与读写器的通讯时间以外的待机时间里,需要使接收电路工作以使能够从读写器接收信息,而消耗一次电池。此外,在待机时,当光接收元件受太阳光及照明光的直射干扰光照射时,光接收元件产生电动势,即使其电动势的电流流入一次电池,也会消耗一次电池。因此,需要大容量的一次电池,就使得数据载体变得大型化。
[0013] 本发明的目的在于提供一种能够抑制待机时的电源能量消耗的数据载体及包括其数据载体的数据载体系统。

发明内容

[0014] 为了达到所述目的,本发明的一种数据载体,其与读写器之间以光波为载波进行通讯,包括:光接收元件,其由二极管构成;电源,用于产生直流电压;接收电路,其连接光接收元件及电源,其中,接收电路包括:比较器;电容,其位于光接收元件的阴极和比较器的负输入端子之间;比较器动作调节用电阻,其位于电源的正极端子和比较器的负输入端子之间,相对于电容更靠近比较器一侧;电阻分压电路,其由多个分压用电阻的串联电路构成,其一端连接电源的正极端子,两个分压用电阻之间的连接点连接比较器的正输入端子;无功电流用电阻,其位于光接收元件的阴极和阳极之间,相对于电容更靠近光接收元件一侧。
[0015] 在数据载体和读写器之间,发送和接收载有数据的光(根据数据调制的光)。
[0016] 数据载体中设有由比较器、电容、比较器动作调节用电阻、电阻分压电路及无功电流用电阻构成的接收电路。其中,电容位于光接收元件的阴极和比较器的负输入端子之间。比较器动作调节用电阻位于电源的正极端子和比较器的负输入端子之间,相对于电容更靠近比较器一侧。电阻分压电路由多个分压用电阻串联连接构成。电阻分压电路的一端连接电源的正极端子。分压用电阻和另一个分压用电阻的连接点连接比较器的正输入端子。据此,在比较器的正输入端子,输入有作为基准电压的其分压用电阻和另一个分压用电阻的连接点的电势(电阻分压电路的输出电压)。无功电流用电阻位于光接收元件的阴极和阳极之间。
[0017] 在光接收元件未受光照射的状态下,比较器的负输入端子的电势(电源电压)为正输入端子的电势(电阻分压电路的输出电压)以上,从比较器的输出端子输出低电平信号
[0018] 在光接收元件受到太阳光及照明光等直射干扰光照射,未受读写器的信号光照射的状态下,光接收元件中因直射干扰光产生电动势。由于光接收元件的阴极和比较器的负输入端子之间设有电容,所以即使光接收元件中产生电动势,也不会向比较器动作调节用电阻中流入电流,电动势产生的电流(无功电流)流向无功电流用电阻。因此,不会消耗电源电能。
[0019] 从而,在读写器的信号光未照射光接收元件的待机时间,能够抑制电源电能的消耗。
[0020] 当从读写器输出脉冲的信号光(光脉冲),其信号光照射数据载体的光接收元件时,光接收元件中产生的电动势的大小会变化。根据此电动势的大小变化,向比较器动作调节用电阻、电容及光接收元件中流入电流,使比较器的负输入端子的电势也发生变化。并且,在比较器的负输入端子的电势小于正输入端子的电势的期间,从比较器的输出端子输出高电平信号
[0021] 从而,当读写器的信号光照射光接收元件进行通讯时,能够从比较器的输出端子输出的信号中得到接收数据(从读写器发送的数据)。
[0022] 本发明的另一种数据载体,其与读写器之间以光波为载波进行通讯,包括:光接收元件,其由二极管构成;比较器;输入电路,连接比较器一个输入端子,其电势依据光接收元件中产生的电动势的大小的变化而变化;电阻分压电路,将电源的直流电压降至指定的基准电压,并将该基准电压输出到比较器的另一输入端子;无功电流用电阻,位于光接收元件的阴极和阳极之间。
[0023] 在数据载体和读写器之间,发送和接收载有数据的光(根据数据调制的光)。
[0024] 数据载体设有比较器、输入电路、电阻分压电路及无功电流用电阻。比较器的一个输入端子连接输入电路。输入电路的电势,即输入到比较器的一个输入端子的电势,随着光接收元件中产生的电动势的大小的变化而变化。比较器的另一输入端子,输入利用电阻分压电路将电源直流电压降压到指定的基准电压而生成的基准电压。无功电流用电阻位于光接收元件的阴极和阳极之间。
[0025] 在光接收元件受太阳光及照明光等直射干扰光照射,未受读写器的信号光的照射的状态下,光接收元件中由于直射干扰光而产生电动势。由于此电动势的大小基本不发生变化,基于输入电路的功能,输入到比较器的一个输入端子的电势也基本不发生变化。因此,即使光接收元件中产生电动势,从比较器的输出端子输出的信号的电平也不会从光接收元件未受光照射的状态而变化。此时,电动势的电流(无功电流)流入无功电流用电阻。因此,不消耗电源电能。
[0026] 从而,在读写器的信号光未照射光接收元件的待机时间里,能够抑制电源电能的消耗。
[0027] 当从读写器输出脉冲的信号光(光脉冲)照射数据载体的光接收元件时,光接收元件中产生的电动势大小发生变化。随着此电动势大小的变化,比较器的负输入端子的电势也发生变化。并且,在比较器的负输入端子的电势大于正输入端子的电势期间,从比较器的输出端子输出的信号电平发生反转。
[0028] 从而,在读写器的信号光照射光接收元件进行通讯时,能够从比较器的输出端子输出的信号中得到接收数据(从读写器发送的数据)。
[0029] 数据载体还可以包括:内存,用于保存数据;控制部,用于从接收电路输出的信号中获取接收数据,并基于该接收数据,利用内存中保存的数据生成发送数据。
[0030] 在这种情况下,控制部优选由包括在亚阈值区动作的CMOS结构的LSI构成。
[0031] 通过使MOSFET在亚阈值区动作,能够使LSI在nA(纳安)级别的极其微小的电位上动作。通过用此LSI构成的控制部,能够降低数据载体的工作电位,特别是能够抑制通讯时的电源电能的消耗。
[0032] 数据载体还具有:发光元件;驱动电路,用于利用电源的直流电压,向发光元件供给驱动电流,控制部还可以基于发送数据,控制从驱动电路向发光元件供给的驱动电流。
[0033] 在这种情况下,优选设置多个发光元件,并将多个发光元件共同连接到驱动电路,通过驱动电路供给的驱动电流使同时发光。
[0034] 通过多个发光元件同步发光,即使一个发光元件上附着有灰尘等异物,通过从其它发光元件发射的光,也能够向读写器发出发送数据。
[0035] 发光元件优选LED。
[0036] 由于LED是可容易地控制脉冲发光的点光源,通过在发光元件中使用LED,能够使发光元件容易地发出强度脉冲变化的光。此外,由于LED是发散光源,能够使从数据载体的发送具有比较广的指向性。因此,即使LED未正对读写器的光接收元件的光轴方向,也可以从数据载体向读写器发出发送数据。
[0037] 本发明的另一个数据载体系统,其包括读写器数据载体系统,该数据载体系统与读写器之间以光波为载波进行通讯,其中,数据载体还设有:光接收元件,由二极管构成;电源,用于产生直流电压;接收电路,连接光接收元件和电源,其中,接收电路包括:比较器;电容,位于光接收元件的阴极和比较器的负输入端子之间;比较器动作调节用电阻,位于电源的正极端子和比较器的负输入端子之间,相对于电容更靠近比较器一侧;电阻分压电路,由多个分压用电阻的串联电路构成,其一端连接电源的正极端子,两个分压用电阻之间的连接点连接比较器的正输入端子;无功电流用电阻,位于光接收元件的阴极和阳极之间,相对于电容更靠近光接收元件一侧。
[0038] 根据此构成,可以得到与所述数据载体相关的作用效果一样的作用效果。
[0039] 读写器也可以设有:读写器侧发光元件;读写器侧光接收元件;强度设定部,用于将读写器侧发光元件输出的光的强度设定为相对较低的强度,在该状态下,如果读写器侧光接收元件从数据载体的受光量为第一水平以上时,将读写器侧发光元件输出的光的强度设为相对较高的强度;读写器侧解调部,在读写器侧发光元件输出的光的强度被设定为相对较高的强度状态,且在读写器侧光接收元件从数据载体的受光量为设定得比第一水平低的第二水平以上的条件下,读写器侧解调部读取读写器侧光接收元件所受照射的光中所载的数据。
[0040] 读写器侧发光元件输出相对强度较低的光,如果读写器侧光接收元件从数据载体接收到对此光的应答为第一水平以上的光量时,可以判定数据载体进入到可与读写器进行通讯的区域。并且,在数据载体进入到可与读写器进行通讯的区域的状态下,读写器侧发光元件输出相对强度较高的光。此外,如果读写器侧光接收元件从数据载体接收到设定得比第一水平低的第二水平以上的光量时,通过控制读写器侧解调部读取此光中所载的数据,提高了读写器的接收灵敏度。因此,能够在数据载体和读写器之间进行稳定的通讯。
[0041] 发明效果
[0042] 根据本发明,能够抑制数据载体在待机时的电源电能的消耗。另一方面,在读写器的信号光照射数据载体的光接收元件进行通讯时,能够得到其信号光中所载的接收数据。附图说明
[0043] 图1为表示与本发明的实施方式相关的数据载体系统的构成的方框图
[0044] 图2为表示数据载体和读写器的电气构成的方框图。
[0045] 图3为表示数据载体的接收电路的构成的电路图。
[0046] 图4为用于说明读写器的光的输出状态(比较器的输出端子的信号的输出状态)与数据(符号)之间的关系的图。
[0047] 图5为举例说明在固定设置于工厂等的机器上安装数据载体的构成的方框图。
[0048] 图6为举例说明安装在用于线束端子的压接作业的冲压装置上的数据载体的构成的方框图。
[0049] 图7为表示设有多个发光元件(LED)的数据载体的构成的方框图。

具体实施方式

[0050] 下面,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
[0051] 图1为表示与本发明的实施方式相关的数据载体系统1的构成的方框图。
[0052] 数据载体系统1包括:数据载体2,用于保存数据;读写器3,对数据载体2读写数据。数据载体2和读写器3之间的通讯以光为载波。即,数据载体系统1为在数据载体2和读写器3之间以光波为载波进行通讯的光学式数据载体系统。
[0053] 例如,数据载体系统1可用于对工厂的生产线上流过的产品进行管理。在这种情况下,数据载体2被安装于流经工厂的生产线的各产品上,读写器3固定设置于各生产线。并且,随着各产品的流动,当数据载体2进入到可与读写器3进行通讯的区域时,通过数据载体2和读写器3之间的通讯,收集数据载体2中所保存的与产品相关的信息到读写器3中。各读写器3周期地或者在任意的时间点与主机PC4连接,将读写器3中收集的信息从读写器3传送到主机PC4。据此,在主机PC4中,可以对流经多个生产线的产品进行一元化管理。
[0054] 图2为表示数据载体2和读写器3的电气构成的方框图。
[0055] 数据载体2设有PD(光电二极管)21、LED22、控制部23、内存24、调制部25、解调部26及电源部27。
[0056] 控制部23为含有CPU的结构,由包括在亚阈值区动作的CMOS结构的LSI构成。控制部23执行保存在内存24中的程序,控制对内存24进行数据读写等各部分的动作。
[0057] 例如,内存24由闪存构成。
[0058] 调制部25具有向LED22供给驱动电流的驱动电路(驱动)251。当从数据载体2向读写器3发送数据(发送数据)时,控制部23依据该数据控制驱动电路251,使LED22脉冲发光。据此,发送出载有该数据的从LED22输出的脉冲光。
[0059] 解调部26包括接收电路261。关于接收电路261在后面叙述。
[0060] 电源部27具有一次电池271。电源部27将一次电池271的电能供给控制部23、内存24、调制部25及解调部26。例如,一次电池271采用二化锰锂电池。具体地说,从电池容量及尺寸的观点来看,例如,一次电池271采用硬币型锂电池“CR2025”。
[0061] 读写器3设有LD(激光二极管)31、PD(光电二极管)32、控制部33、内存34、调制部35、解调部36、电源部37及外部接口38。
[0062] 例如,LD31为红色激光二极管。
[0063] 控制部33中含有CPU的结构,可执行内存24中保存的程序,控制对内存34的数据读写等及各部分的动作。
[0064] 例如,内存34由DRAM(Dynamic Random Access Memory:动态随机存取存储器)构成。
[0065] 调制部35具有向LED22供给驱动电流的驱动电路(驱动)351。当读写器3向数据载体2发送数据时,控制部33依据该数据控制驱动电路351,使LD31脉冲发光。据此,发送出载有该数据的从LD31输出的光。
[0066] 解调部36具有接收电路361。当从数据载体2输出的信号光照射PD32时,PD32中因伏打效应产生电动势。PD32的电动势随信号光的强度而变化。在接收电路361中,随着PD32的电动势的变化生成高电平/低电平的交替信号。此信号被接收电路361输出到控制部33。控制部33将接收电路361输出的信号转换为数据,此数据被作为接收数据由数据载体2获得。
[0067] 电源部37向控制部33、内存34、调制部35及解调部36提供电能。例如,电源部37既可以内置电池作为电源,也可以设置电路从外部电源(例如,商用的交流电源,USB线电源等)生成用于各部分的动作的电能。
[0068] 外部接口38为与主机PC4(参照图1)进行通讯的接口。例如,外部接口38采用USB(Universal Serial Bus:通用串行总线)接口。
[0069] 图3为表示数据载体2的接收电路261(解调部26)的构成的电路图。图4为说明读写器3的光的输出状态(比较器的输出端子的信号的输出状态)和数据(符号)之间的关系的图。
[0070] 接收电路261包括:比较器41、电容42、比较器动作调节用电阻43、电阻分压电路44及无功电流用电阻45。
[0071] 比较器41具有正输入端子411、负输入端子412及输出端子413。
[0072] 电容42位于PD21的阴极和比较器41的负输入端子412之间。具体地说,电容42的一个电极通过连接线46连接PD21阴极。电容42另一电极通过连接线47连接比较器41的负输入端子412。
[0073] 比较器动作调节用电阻43的一端连接电源部37的一次电池271的正极端子。比较器动作调节用电阻43的另一端连接连接线47。即:比较器动作调节用电阻43位于一次电池271的正极端子和比较器41负输入端子412之间。
[0074] 比较器41的输出端子413连接控制部23。
[0075] 电阻分压电路44由2个分压用电阻441、442串联连接构成。电阻分压电路44的一端连接一次电池271的正极端子。分压用电阻441、442连接点443连接比较器41的正输入端子411。电阻分压电路44的另一端及PD21的阳极接地(GND)。
[0076] 另外,电阻分压电路44也可以由3个以上的分压用电阻串联连接构成。
[0077] 无功电流用电阻45位于PD21的阴极和阳极之间。具体地说,无功电流用电阻45的一端连接连接线46,无功电流用电阻45的另一端接地。
[0078] 在PD21未受光照射的状态,PD21不会因直射干扰光产生电动势,因为连接PD21的阴极的连接线46中没有电流流过,通过电容42和此连接线46连接的连接线47中也没有电流流过。因此,连接线47的电势与电源部37的一次电池271的正极端子的电势相同。另一方面,电阻分压电路44中有电流。电阻分压电路44的负极一侧的分压用电阻442使用阻值相对较大的电阻,例如,电阻分压电路44中的电流为100nA左右的微小电流。将一次电池271的电压经正极一侧的分压用电阻441分压后引出的电压供给比较器41的正输入端子411。因此,比较器41的负输入端子412的电势比正输入端子411的电势高,比较器41输出端子输出低电平信号。
[0079] 在PD21受太阳光及照明光等直射干扰光的照射,读写器3未受信号光照射的状态下,PD21中因直射干扰光产生电动势(直流电位)。此时,虽然与PD21的阴极连接的连接线46中有电流流过,但由于位于PD21的阴极和比较器41的负输入端子412之间的电容42的缘故,即使PD21中因直射干扰光产生电动势,连接线47中也没有电流流过。因此,比较器41的负输入端子412的电势比正输入端子411的电势高,比较器41的输出端子输出低电平信号。连接线46中的电流(无功电流)流向无功电流用电阻45。
[0080] 这样,在PD21未受读写器3的信号光照射,数据载体2与读写器3之间未进行通讯的待机状态下,连接线46中没有电流。因此,电源部37的一次电池271的电能的消耗,仅为流经电阻分压电路44的微小电流所消耗的部分。从而,接收电路261的结构能够抑制在读写器的信号光未照射PD21的待机时间里的一次电池271的电能(电源电能)的消耗。其结果,能够延长一次电池271的使用寿命。
[0081] 在待机状态,即,安装在流经生产线的产品上的数据载体2进入可以与读写器3进行通讯的区域前的状态,读写器3中设定LD31输出的光的强度为相对较低的强度。并且,由控制部33控制调制部35的驱动电路351,反复发送载于从其LD31输出的强度较低的光的,指示通讯开始的通讯开始指令。
[0082] 通讯开始指令为由“1”及“0”的排列(位串)所表示的数据。如图4所示,LD31每1次的发光时间Ton固定,数据“1”及“0”,根据LD31发光到下次发光的时间间隔的长短发送。例如,通过在LED31发光后经过相对较短的时间T1后再次使LED31发光,以发送数据“1”。另一方面,通过在LED31发光后经过相对较长的时间T0后使LED31再次发光,以发送数据“0”。
[0083] 当数据载体2进入可与读写器3进行通讯的区域时,其数据载体2的PD21受载有通讯开始指令的光(信号光)照射。当读写器3的信号光照射数据载体2的PD21时,PD21中产生的电动势的大小发生变化。随着此电动势的大小的变化,电流流入比较器动作调节用电阻43、电容42及PD21,使比较器41的负输入端子412的电势发生变化。并且,在比较器41的负输入端子412的电势低于正输入端子411的电势期间,从比较器41的输出端子413输出高电平信号。
[0084] 控制部23将从比较器41的输出端子413输出的信号解调为数据(符号)。
[0085] 即,在数据载体2和读写器3之间未开始通讯的状态下,当比较器41的输出端子413输出高电平信号时,从那时起,到从比较器41的输出端子413间隔比时间T0长的一定时间而持续输出低电平信号为止,由控制部23将其输出端子413输出的信号复调为数据。当从比较器41的输出端子413输出高电平信号到下一个输出高电平信号的时间为相对较短的时间T1时,由控制部23获得数据“1”。另一方面,当从比较器41的输出端子413输出高电平信号到输出下一个高电平信号的时间为相对较长的时间T0时,由控制部23获得数据“0”。
[0086] 并且,控制部23判断所获得的一系列的位串是否对应于通讯开始指令。
[0087] 如果位串对应通讯开始指令,控制部23判断从读写器3接收到通讯开始指令。在这种情况下,控制部23控制调制部25的驱动电路251,使LED22脉冲发光,从LED22发送出载有表示通讯许可意图的通讯许可数据的输出光。
[0088] 当用载有通讯许可数据的光照射读写器3的PD32时,读写器3中,由控制部33从解调部36的接收电路361输出的信号中获得通讯许可数据。
[0089] 例如,在接收电路361中,并列设置2个灵敏度(基准电压)不同的比较器。在受到载有通讯许可数据的光的照射时,当灵敏度相对较低的比较器(例如,在正输入端子输入有基准电压的构成中,输入的基准电压相对较低的比较器)不能从输出信号中获得通讯许可数据的情况下,即使灵敏度相对较高的比较器从输出信号中获得通讯许可数据,数据载体2和读写器3之间也不会开始通讯。当灵敏度相对较低的比较器从输出信号中获得通讯许可数据时,数据载体2和读写器3之间则开始通讯。
[0090] 当数据载体2和读写器3之间开始通讯,为了与数据载体2进行稳定的通讯,读写器3中,将从LD31输出的光的强度变为相对较高的强度。
[0091] 其后,控制部33控制调制部35的驱动电路351,从LD31发送载有向数据载体2请求发送指定数据的发送请求指令的输出光。
[0092] 当载有发送请求指令的光照射数据载体2的PD21时,与所述通讯开始指令的情况一样,由控制部23,将比较器41的输出端子413输出的信号解调为数据。经过该解调,获得发送请求指令。控制部23应答取得的发送请求指令,从内存24读取指定的数据。并且,控制部23控制调制部25的驱动电路251,使LED22脉冲发光,将从内存24读取的指定数据载于从LED22输出的光中发送出去。
[0093] 当载有指定数据的光照射读写器3的PD32时,读写器3中,由控制部33从解调部36的接收电路361输出的信号中获得指定的数据。并且,控制部33将该指定数据写入内存34。
[0094] 数据载体2和读写器3之间的通讯开始以后,例如,灵敏度相对较高的比较器从输出信号获得数据。据此,即使数据载体2发的光较微弱,读写器3中,也能够从其数据载体2发出的光中很好地获得载有的数据。
[0095] 其后,控制部33控制调制部35的驱动电路351,将表示与数据载体2的通讯结束的通讯结束指令载于从LD31输出的光中发送出去。
[0096] 当载有通讯结束指令的光照射数据载体2的PD21时,控制部23将比较器41的输出端子413输出的信号解调为数据,获得通讯结束指令。应答获得的该通讯结束指令,数据载体2和读写器3之间的通讯结束。
[0097] 另外,当数据载体2和读写器3之间的通讯开始以后,虽将LD31输出的光的强度从相对较低的强度切换为相对较高的强度,也可以使从LD31输出的光的强度,在数据载体2和读写器3之间的通讯开始前后为固定值。
[0098] 此外,在读写器3的解调部36的接收电路361中,虽并列设有2个灵敏度不同的比较器,也可以将接收电路361中所设的比较器的个数定为一个。
[0099] 在数据载体2的解调部26的接收电路261中,与比较器41并列设有一个灵敏度高于比较器41的比较器,数据载体2和读写器3之间的通讯开始以后,也可以由该高灵敏度的比较器从输出的电流中获得数据。据此,即使照射数据载体2的PD21的信号光(读写器3的输出光)较为微弱,数据载体2中,也能够很好地获得其信号光载有的数据。
[0100] 数据载体2中,控制部23由包括在亚阈值区动作的CMOS结构的LSI构成。据此,能够降低控制部23的动作电位,能够抑制因控制部23的动作对一次电池271的电能消耗。其结果,可以进一步延长一次电池271的使用寿命。
[0101] LED22为容易控制脉冲发光的点光源。数据载体2中,因为使用LED22作为发光元件,能够容易地输出强度脉冲式变化的光。此外,由于LED22是发散光源,因此能够使从数据载体2的发送具有较广的指向性。因此,即使LED22没有正对读写器3的PD32的光轴方向,也能够从数据载体2向读写器3发出发送数据。
[0102] 以上,虽对本发明的一个实施方式进行了说明,本发明也可以以其他的方式实施。
[0103] 例如,在所述实施方式中,虽举例阐明了数据载体2安装于流过生产线的产品等的移动对象上的情况,数据载体2也可以安装于固定设置在工厂等的机器上,用于记忆和持有该机器的状态。
[0104] 图5为表示安装于固定设置于工厂等的机器上的数据载体2的构成的一个实例的方框图。
[0105] 如图5所示,在安装数据载体2的机器上,安装有检测机器的状态的检测器51。检测器51中设有LED52,在数据载体2中设有和该LED52构成光耦合器的光电晶体管61。当由检测器51检测机器的状态时,在LED52和光电晶体管61之间,通过将表示其机器的状态的电气信号转变为光,再将该光变回电气信号,将机器的状态从检测器51向数据载体2发出。当数据载体2接收到机器的状态,由控制部23将接收的其机器的状态写入内存24。
[0106] 例如,机器的状态包括:机器的温度、机器的使用环境的温度及/或者湿度、机器的动作次数(例如,冲压装置的冲压次数)、机器所生产的合格品及/或者不良品的数量等。
[0107] 例如,如果将机器的状态记忆保存到数据载体2中,在机器产生异常及不良率增加的情况下,由读写器3从数据载体2读出机器的状态,读出的该信息可有助于解析发生异常的原因和对应异常发生的措施上。其结果,能够尽量提高产品的质量
[0108] 此外,在数据载体2安装于固定设置在工厂等的机器上的情况下,也可以在数据载体2中设置检测该机器的状态的构成。
[0109] 在将数据载体2安装到用于线束端子的压接作业的冲压装置上的情况下,例如,如图6所示,在数据载体2中设有:压电变换元件(压电元件)71;检测电路72,其通过压电变换元件71输出的信号检测涂胶机上下移动的固有波动;计数电路73,其通过检测电路72计算固有波动的检测次数。并且,计数电路73合计的次数被输入到控制部23,由控制部23将该次数写入内存24。
[0110] 根据该构成,通过读写器3从数据载体2读取内存24中所记忆保存的次数(使用次数),能够很好地管理用于冲压装置的消耗品的寿命(使用时间)。
[0111] 此外,数据载体2中也可以设置多个发光元件。例如,如图7所示,数据载体2中设有2个LED221、222。在这种情况下,可使2个LED221、222同步脉冲发光,只要各LED221、222输出的光中载有发送数据即可。据此,即使一个LED221上附着有灰尘等异物,也能够通过另一个LED222所发的光,向读写器3发出发送数据。
[0112] 此外,也可以由读写器3向数据载体2发送数据,并将该数据写入数据载体2的内存24。例如,在安装数据载体2的机器上设有需要校正的部件的情况下,也可以在进行校正时,将该日期或者下次应进行校正的时间写入数据载体2的内存24。此外,在安装数据载体2的机器设有需要更换的部件的情况下,也可以在进行更换时,将该日期或者下次应进行更换的时间写入数据载体2的内存24。据此,在由读写器3从数据载体2读取机器的状态等的信息时,能够通过一并读取与校正时间或者更换时间相关的信息,得到校正日期或者更换日期的时间。
[0113] 虽对本发明的实施方式进行了详细的说明,这些不过是阐明本发明的技术内容的具体实例,本发明并不限定于这些具体实例的解释,本发明的精神及范围仅限定于所提出的权利要求的范围。
[0114] 例如,读写器3的发光元件被设为由红色激光二极管构成的LD(激光二极管)31。读写器3的发光元件,也可以不限于此,可设为输出红色以外的颜色的激光的激光二极管。此外,读写器3的发光元件也可以不限定于激光二极管,也可以是LED。LED可以是红色LED,也可以是红外线LED。
[0115] 例如,当读写器3为从数据载体2较远的位置上进行操作的远距离手持式的情况下,读写器3的发光元件优选采用红色激光。通过采用红色激光,能够视认从读写器3输出的激光照射到数据载体2。当读写器3为从数据载体2较近的位置进行操作的短距离手持式或者为固定设置的固定类型的情况下,读写器3的发光元件也可以采用红色LED或者红外线LED。例如,在短距离的手持式读写器3中采用红色LED,在固定类型的读写器3中也可以采用红外线LED。
[0116] 另外,所述实施例,能够在权利要求书中所述的事项的范围内实施各种设计变形
[0117] 符号说明
[0118] 1      数据载体系统
[0119] 2      数据载体
[0120] 3      读写器
[0121] 21     PD(光接收元件)
[0122] 22     LED(发光元件)
[0123] 23     控制部
[0124] 24     内存(存储部)
[0125] 25     调制部
[0126] 26     解调部
[0127] 27     电源部
[0128] 41     比较器
[0129] 42     电容(输入电路)
[0130] 43     比较器动作调节用电阻
[0131] 44     电阻分压电路
[0132] 45     无功电流用电阻
[0133] 46     连接线(输入电路)
[0134] 221    LED(发光元件)
[0135] 222    LED(发光元件)
[0136] 251    驱动电路
[0137] 261    接收电路
[0138] 271    一次电池
[0139] 411    正输入端子
[0140] 412    负输入端子
[0141] 441    分压用电阻
[0142] 442    分压用电阻
[0143] 443    连接点
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