(57)【要約】【課題】電池が消耗しても飛距離を十分に確保する。【解決手段】電池式電子キー２は、ＩＤデータの正当性の判別結果に基づいて電気錠を施解錠制御する電気錠システムに用いられ、問い合わせ用電磁波を使ってＩＤデータの交信を行うものであり、問い合わせ用電磁波を受信する受信回路２２と、ＩＤデータを送信する送信回路２４と、問い合わせ用電磁波の受信によって充電動作を繰り返す充電回路２５と、受信回路２２が受信した問い合わせ用電磁波を充電回路２５が充電したときの電源電圧を計測し、この計測した電源電圧が目標電圧以上のときにＩＤデータを送信するように送信回路２４を制御する制御部２３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＤデータの正当性を判別し、この判別結果に基づいて電気錠を施解錠制御する電気錠システムに用いられ、問い合わせ用電磁波を使って前記ＩＤデータの交信を行う電池式電子キーにおいて、
前記問い合わせ用電磁波を受信する受信回路と、
前記ＩＤデータを送信する送信回路と、
前記問い合わせ用電磁波の受信によって充電動作を繰り返す充電回路と、
前記受信回路が受信した前記問い合わせ用電磁波を前記充電回路が充電したときの電源電圧を計測し、この計測した電源電圧が目標電圧以上のときに前記ＩＤデータを送信するように前記送信回路を制御する制御部とを備えたことを特徴とする電池式電子キー。
【請求項２】
前記ＩＤデータは、１つの電池式電子キーにつき１種類のデータからなることを特徴とする請求項１記載の電池式電子キー。
【請求項３】
請求項１又は請求項２の電池式電子キーを用いた電気錠システムであって、
前記電池式電子キーに定期的に問い合わせ用電磁波を送信し、該問い合わせ用電磁波に応答して前記電池式電子キーから送信されるＩＤデータを受信してその正当性を判別し、その判別結果に基づいて電気錠を施解錠制御する制御器を備えたことを特徴とする電気錠システム。
【請求項４】
前記電池式電子キーは、正規信号と見なす問い合わせ用電磁波の信号幅が予め設定されており、信号受信によって起動し、前記制御器からの前記問い合わせ用電磁波を受信したときは該問い合わせ用電磁波を前記正規信号と見なして前記ＩＤデータを送信し、前記正規信号と見なされない信号を規定回数以上連続して受信したときは低消費電力動作を行うスリープ状態に移行することを特徴とする請求項３記載の電気錠システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波を使ってＩＤデータの交信を行うことができる電池式電子キーに関するとともに、この電池式電子キーに問い合わせ用電磁波を送信し、該問い合わせ用電磁波に応答して返信されるＩＤデータの正当性を判別し、その判別結果に基づいて電気錠を施解錠制御する制御器を備えた電気錠システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気錠の施解錠を行う電気錠システムとしては、様々な形態のものが従来より提案されており、その中の一つとして、電池式電子キーと制御器とを用いたものが知られている。この電池式電子キーと制御器とを用いた電気錠システムでは、電磁波でＩＤデータの交信を行うために、予め周波数と変調方式とを決めておき、制御器が定期的に問い合わせ用電磁波を送信し、この問い合わせ用電磁波を制御器近傍の電池式電子キーが受信すると、制御器に対してＩＤデータを返信している。制御器は、電池式電子キーから返信されるＩＤデータを予め登録されたデータと照合して正当性を判別し、正常認証したときに電気錠を解錠又は施錠制御している。
【０００３】
ここで、上述した電池式電子キーと制御器とを用いた電気錠システムとしては、例えば下記特許文献１に開示されるドア錠の遠隔操作装置が知られている。図４に示すように、特許文献１の遠隔操作装置５１では、通常、携帯機５２が、送受信装置５３から出力された所定のリクエスト信号に応答して所定のＩＤコードを含む送信信号を送信する。そして、携帯機５２が電池切れのときには、モード切換スイッチ５４をＯＮさせると、送受信装置５３から出力されたトランスポンダ駆動電波によって携帯機５２のトランスポンダ制御部５２ａが駆動し、携帯機５２からトランスポンダコードを送信する。送受信装置５３は、携帯機５２から送信される送信信号（ＩＤコード、トランスポンダコード）を照合し、この照合の結果に基づいてドア錠を解錠させる。
【特許文献１】特開２００６−３３６４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に開示される遠隔操作装置５１に用いられる携帯機５２は、長距離送信用のＩＤコードと短距離送信用のトランスポンダコードの２種類を使用するため、送受信装置５３に対し、予め１個の携帯機５２につき２種類の信号の登録が必要不可欠であった。
【０００５】
また、送受信装置５３は、通常携帯機５２との間でＩＤコードの送受信を行っており、いつトランスポンダコードが来るか分からない状態である。このため、携帯機５２の電池切れ時にトランスポンダコードを受信するには、モード切換スイッチ５４を押してＯＮさせ、その旨を送受信装置５３に知らせる必要があった。
【０００６】
ところで、近年、携帯電話などの電子機器が日常生活において必需品となっているが、上述した電気錠システムに採用される電池式電子キー（携帯機）を携帯電話などと一緒にポケットに入れておくと、携帯電話の電波を電池式電子キーが自分への信号と勘違いして勝手にＩＤ送信を行い、電池が一気に消耗するという問題があった。
【０００７】
また、電池式電子キーが送受信装置（制御器）から離れた場所で頻繁にＩＤ送信を行うと、電池式電子キーのＩＤデータのシーケンス番号がどんどん更新されてしまい、送受信装置のＩＤデータのシーケンス番号と不一致になり、扉が解錠されないという問題を発生する。なお、シーケンス番号は、他で電磁波を傍受して不正使用されることを防ぐための暗号化キー番号である。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、電池が消耗しても飛距離を十分に確保でき、また電池寿命の向上も図ることができる電池式電子キー及びそれを用いた電気錠システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するために、請求項１記載の電池式電子キーは、ＩＤデータの正当性を判別し、この判別結果に基づいて電気錠を施解錠制御する電気錠システムに用いられ、問い合わせ用電磁波を使って前記ＩＤデータの交信を行う電池式電子キーにおいて、
前記問い合わせ用電磁波を受信する受信回路と、
前記ＩＤデータを送信する送信回路と、
前記問い合わせ用電磁波の受信によって充電動作を繰り返す充電回路と、
前記受信回路が受信した前記問い合わせ用電磁波を前記充電回路が充電したときの電源電圧を計測し、この計測した電源電圧が目標電圧以上のときに前記ＩＤデータを送信するように前記送信回路を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の電池式電子キーは、請求項１の電池式電子キーにおいて、
前記ＩＤデータは、１つの電池式電子キーにつき１種類のデータからなることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の電気錠システムは、請求項１又は請求項２の電池式電子キーを用いた電気錠システムであって、
前記電池式電子キーに定期的に問い合わせ用電磁波を送信し、該問い合わせ用電磁波に応答して前記電池式電子キーから送信されるＩＤデータを受信してその正当性を判別し、その判別結果に基づいて電気錠を施解錠制御する制御器を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の電気錠システムは、請求項３の電気錠システムにおいて、
前記電池式電子キーは、正規信号と見なす問い合わせ用電磁波の信号幅が予め設定されており、信号受信によって起動し、前記制御器からの前記問い合わせ用電磁波を受信したときは該問い合わせ用電磁波を前記正規信号と見なして前記ＩＤデータを送信し、前記正規信号と見なされない信号を規定回数以上連続して受信したときは低消費電力動作を行うスリープ状態に移行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電池が消耗しても飛距離を十分に確保でき、不慣れな人でも簡単に出入口を通行することができる。
また、電池式電子キーを携帯電話等の電子機器と一緒に持ち歩いた場合でも、十分な電池寿命を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明に係る電池式電子キーを含む電気錠システムの全体構成を示す概略ブロック図、図２は本発明に係る電気錠システムにおいて電池式電子キーを用いた通常運用時の動作フローチャート、図３は本発明に係る電気錠システムにおいて電池式電子キーの電池が消耗して無くなったときの動作フローチャートである。
【００１５】
本発明に係る電気錠システム１は、図１に示すように、利用者が携帯する電池式電子キー２を用いたもので、制御器３と電気錠４とを備えて構築される。以下、各構成について説明する。
【００１６】
利用者が携帯する電池式電子キー２は、図１に示すように、電池２１、受信回路２２、制御部（マイコン）２３、送信回路２４、充電回路２５を備えて概略構成される。本発明の電池式電子キー２では、長距離送信用と短距離送信用に同一のＩＤデータを用いている。このため、１つの電池式電子キー２につき１種類のＩＤが予め制御器３に登録されている。
【００１７】
受信回路２２は、電池２１を駆動電源として動作するもので、外部からの信号（電磁波）をアンテナ２２ａから受信し、この受信した信号を制御部２３に出力している。
【００１８】
制御部２３は、電池２１を駆動電源として動作するもので、通常は低消費電力動作を行うスリープ状態にある。制御部２３は、受信回路２２が信号を受信したときの受信割り込みによって起動し、受信回路２２が受信した信号の信号幅を計測している。また、制御部２３は、計測した信号幅が正規信号（電池式電子キー２に対する正当な問い合わせ用電磁波）の信号幅か否かを判別している。そして、受信した信号が正規信号の信号幅であると判別したときには、その信号がＯＦＦするタイミングで送信回路２４にＩＤデータを出力している。その際、正規信号でない信号（ノイズ）を計数した計数値Ｎを０にリセットし、シーケンス番号をインクリメントしている。これに対し、受信した信号が正規信号の信号幅でない、すなわちノイズと判別したときは、その回数を計数し、計数した回数が規定回数以上になったか否かを判別している。そして、計数値が規定回数以上になったと判別したときは、計数値を０にリセットし、受信割り込みマスクを働かせてハードウエアタイマーを起動し、低消費電力動作を行うスリープ状態に移行する。なお、受信割り込みマスクは、受信回路２２が信号を受信しても受け付けないようにする機能である。そして、ハードウエアタイマーが所定時間経過してハードウエアタイマー割り込みがあると、受信割り込みマスクを解除し、低消費電力動作を行って電池２１の消耗を防ぐスリープ状態に移行する。
【００１９】
また、制御部２３は、図１に示すように、電源電圧計測手段２３ａと電圧比較判別手段２３ｂを備えている。電源電圧計測手段２３ａは、制御器３から送信される問い合わせ用電磁波を受信回路２２が受信すると、この問い合わせ用電磁波によりハードウエアリセット（電源リセット）が発生して制御部２３が起動し、リセットスタートしたときに問い合わせ用電磁波の受信時の充電回路２５の充電電圧による電源電圧を計測している。電圧比較判別手段２３ｂは、電源電圧計測手段２３ａが計測した電源電圧と、予め設定された目標電圧（ＩＤデータを送信するのに十分な電圧）とを比較し、電源電圧が目標電圧以上になったか否かを判別している。そして、制御部２３は、電圧比較判別手段２３ｂの判別により、電源電圧が目標電圧以上になると、送信回路２４のアンテナ２４ａからＩＤデータを送信するべく送信回路２４を制御し、ＩＤデータの送信後に低消費電力動作を行うスリープ状態に移行している。
【００２０】
送信回路２４は、電池２１を駆動電源として動作するもので、受信回路２２が正規信号（制御器３からの問い合わせ用電磁波）を受信したときに、制御部２３の制御により、その正規信号に応答してＩＤデータをアンテナ２４ａから送信している。
【００２１】
充電回路２５は、制御器３から送信される問い合わせ用電磁波の受信によって充電動作を繰り返すコンデンサＣを有している。また、受信回路２２とコンデンサＣとの間にはダイオードＤ１が設けられ、アノードが受信回路２２側に接続され、カソードがコンデンサＣ側に接続されている。さらに、電池２１とコンデンサＣとの間にはダイオードＤ２が設けられ、アノードが電池２１の＋電極に接続され、カソードがコンデンサＣ側に接続されている。この充電回路２５は、発電動作が定電流動作であり、問い合わせ用電磁波による充電動作を繰り返すたびにコンデンサＣの電圧が上昇し、大きなエネルギを貯めることができるようになっている。
【００２２】
制御器３は、外部電源としての商用電源（ＡＣ１００Ｖ）から電源供給を受けて動作するもので、電池式電子キー２で正規信号と見なされる問い合わせ用電磁波（例えばＴ１ｍｓ幅で変調を行っていない電磁波）を定期的に送信している。この問い合わせ用電磁波は、電池式電子キー２がＩＤデータを送信する際の条件として、携帯電話等の電子機器の信号幅（Ｔ２ｍｓ以下）と異なる信号幅（Ｔ３ｍｓ：Ｔ２との違いを判断可能な時間）に設定されている。
【００２３】
また、制御器３は、問い合わせ用電磁波に対する電池式電子キー２からのＩＤデータを受信し、この受信したＩＤデータと予め電池式電子キー２毎に１つずつ登録された登録ＩＤとを比較照合してＩＤデータの正当性を判別し、ＩＤデータを正常認証したときのみ電気錠４を解錠又は施錠するべく駆動制御信号を出力している。
【００２４】
電気錠４は、例えばモータやソレノイド等の駆動装置と錠前で構成され、制御器３から入力される駆動制御信号により錠前を施錠または解錠するべく駆動し、扉枠の係止穴に対してデッドボルトを突出（施錠時）又は引き込む（解錠時）ことにより錠前が施解錠される。
【００２５】
次に、上記電気錠システム１において電池式電子キー２を用いたときの通常時の動作について図２を参照しながら説明する。
【００２６】
電池式電子キー２は、制御部２３が通常低消費電力動作を行うスリープ状態にある。この状態で、受信回路２２が外部から信号を受信すると（ＳＴ１）、この信号受信の受信割り込みによって制御部２３が起動する（ＳＴ２）。そして、制御部２３は、受信回路２２が受信した信号の信号幅を計測する（ＳＴ３）。続いて、制御部２３は、計測した信号幅が正規信号の信号幅か否か判別する（ＳＴ４）。そして、制御部２３は、計測した信号幅が正規信号の信号幅と判別すると（ＳＴ４−Ｙｅｓ）、この正規信号がＯＦＦするタイミングで送信回路２４からＩＤデータを送信し（ＳＴ５）、計数値Ｎ＝０とし（ＳＴ６）、シーケンス番号をインクリメントして（ＳＴ７）、低消費電力動作を行うスリープ状態に移行する（ＳＴ８）。
【００２７】
また、制御部２３は、計測した信号幅の判別において、計測した信号幅が正規信号の信号幅でない、すなわちノイズと判別すると（ＳＴ４−Ｎｏ）、計数値Ｎ＝Ｎ＋１とし（ＳＴ９）、計数値Ｎが規定回数より大きいか否かを判別する（ＳＴ１０）。そして、制御部２３は、計数値Ｎが規定回数より大きくないと判別すると（ＳＴ１０−Ｎｏ）、低消費電力動作を行うスリープ状態に移行する（ＳＴ８）。これに対し、制御部２３は、計数値Ｎが規定回数より大きいと判別すると（ＳＴ１０−Ｙｅｓ）、計数値Ｎ＝０とし（ＳＴ１１）、受信割込みマスクハードウエアタイマーを起動して（ＳＴ１２）、低消費電力動作を行うスリープ状態に移行する（ＳＴ１３）。そして、制御部２３は、所定時間が経過すると、ハードウエアタイマー割り込みにより（ＳＴ１４）、受信割り込みマスクを解除し（ＳＴ１５）、その後、低消費電力動作を行うスリープ状態に移行する（ＳＴ８）。
【００２８】
次に、上記電気錠システム１において電池式電子キー２の電池２１が消耗して無くなったときの動作について図３を参照しながら説明する。
【００２９】
ハードウェア動作として、制御器３から問い合わせ用電磁波を受信し（ＳＴ２１）、電源リセットして制御部２３が起動すると（ＳＴ２２）、電源電圧計測手段２３ａが充電回路２５の充電による電源電圧を計測する（ＳＴ２３）。そして、計測した電源電圧が目標電圧以上になったか否かを電圧比較判別手段２３ｂが判別する（ＳＴ２４）。電圧比較判別手段２３ｂは、計測した電源電圧が目標電圧以上になったと判別すると（ＳＴ２４−Ｙｅｓ）、ＩＤデータを送信し（ＳＴ２５）、制御部２３がスリープ状態に移行する（ＳＴ２６）。これに対し、電圧比較判別手段２３ｂは、電源電圧が目標電圧に達していないと判別すると（ＳＴ２４−Ｎｏ）、ＩＤデータを送信することなく制御部２３がスリープ状態に移行する（ＳＴ２６）。
【００３０】
このように、本例の電池式電子キー２を適用した電気錠システム１では、長距離送信用と短距離送信用を同一のＩＤデータで行うことができる。これにより、登録作業も１つの電池式電子キー２につき１種類の登録で済ませることができる。
【００３１】
また、電池２１が消耗した時は、電池式電子キー２を制御器３に近づけると、電池式電子キー２に電磁誘導により起電力が発生し、この発生した起電力がトリガになり、電池式電子キー２の制御部２３にハードウェアリセットが発生する。そして、リセットスタートした時に、電源電圧を計測し、計測した電圧が目標電圧以上に高くなって充電回路２５のコンデンサＣが十分充電されるとＩＤデータを送信する。これにより、電池式電子キー２を制御器３に近づけるだけで、自動的に電池レスのタイミングで動作するので、余計な切り替えスイッチも不要となる。
【００３２】
さらに、電池式電子キー２の発電動作は定電流動作となるため、充電動作を繰り返すたびにコンデンサＣの電圧が上昇し、大きなエネルギを貯めることができる。そして、コンデンサＣの充電電圧が十分なレベルに達したときにＩＤデータを制御器３に送信するので、飛距離を確保でき、使いづらさを解消することができる。
【００３３】
その結果、電池２１が消耗しても飛距離が数十ｍｍ確保でき、不慣れな人でも簡単に出入口（住宅玄関扉、マンション共用口など）を通行することができる。
【００３４】
また、本例では、制御器３から電池式電子キー２に送信する信号に、携帯電話の電波とは異なる信号幅を持たせて、電池式電子キー２で本来の信号かノイズかの判定を行っている。さらに、連続して規定回数以上ノイズを受信したら、規定時間回路を低消費電力動作するスリープ状態に移行することで、電池２１の消耗を防止している。これにより、携帯電話等の電子機器を電池式電子キーと一緒に持ち歩いた場合でも、十分な電池寿命を確保することができる。
【００３５】
ところで、上述した実施の形態では、制御器３が問い合わせ用電磁波に対する電池式電子キー２からのＩＤデータを正常認証したときに電気錠４を解錠又は施錠制御する構成として説明したが、利用者が手で触れると反応するタッチスイッチを制御器３に設け、制御器３が問い合わせ用電磁波に対する電池式電子キー２からのＩＤデータを正常認証したときに解錠モード又は施錠モードに移行し、このモード移行後にタッチスイッチにタッチすることで電気錠４を解錠又は施錠制御する構成とすることもできる。また、電気錠４の解錠後、所定時間が経過したときに自動的に電気錠４を施錠制御するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る電池式電子キーを含む電気錠システムの全体構成を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明に係る電気錠システムにおいて電池式電子キーを用いた通常運用時の動作フローチャートである。
【図３】本発明に係る電気錠システムにおいて電池式電子キーの電池が消耗して無くなったときの動作フローチャートである。
【図４】特許文献１に開示されるドア錠の遠隔操作装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  電気錠システム
２  電池式電子キー
２１  電池
２２  受信回路
２３  制御部
２３ａ  電源電圧計測手段
２３ｂ  電圧比較判別手段
２４  送信回路
２５  充電回路
３  制御器
４  電気錠
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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