(57)【要約】【課題】有効に入退室管理等を行うことができ、容易に施工できる質問器を具備するアクティブタグシステムを提供することである。【解決手段】無線で質問信号を送信する質問送信部１１及び、応答器２から返送された応答信号を受信する応答受信部１４を具備した質問器１と、質問信号を受信する質問受信部２１、個別の識別情報を有しており質問信号を受信すると自己の識別情報を含む応答信号を無線で返送する応答送信部２４、及び応答器２の動作電源を供給する電池２８を具備した応答器２とを備えており、質問送信部１１は、磁界３を生成する送信ループアンテナ１２を有しており、質問器１を二つ備えており、各質問器１の有する送信ループアンテナ１２の中心軸４１が、垂直面に対して線対称であると共に、傾斜した状態で各質問器１は固定されており、質問受信部２１は、一方向の前記磁界成分のみを受信するようになしたアクティブタグシステム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線で質問信号を送信する質問送信部及び、応答器から返送された応答信号を受信する応答受信部を具備した質問器と、質問信号を受信する質問受信部、個別の識別情報を有しており質問信号を受信すると自己の識別情報を含む応答信号を無線で返送する応答送信部、及び応答器の動作電源を供給する電池を具備した応答器とを備えており、質問送信部は、質問信号を無線送信するための磁界を生成する送信ループアンテナを備えるアクティブタグシステムにおいて、
質問器を二つ備えており、各質問器の備える送信ループアンテナは、中心軸が、垂直面に対して線対称であると共に、水平方向、或いは垂直方向に対して角度を有する状態で固定されており、質問受信部は、水平方向、或いは垂直方向のいずれか一方向の前記磁界成分のみを受信するようになしたことを特徴とするアクティブタグシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、壁面等に固定された質問器と、ユーザーが持ち歩く応答器との間で、無線通信することで入退室管理等を行うアクティブタグシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特開２００４−３２８６０５号公報（特許文献１）に示されるように、入退室管理を行う無線ＩＣタグシステムが知られている。この無線ＩＣタグシステムは、図５に示すように、二つの送信アンテナ９１，９１、一つの受信アンテナ９２、アンテナ切替回路９３、及び制御回路９４を具備する質問器と、パッシブ型のＩＣタグが搭載された応答器（不図示）とから成っている。
【０００３】
質問器は、一定時間毎に二つの送信アンテナ９１を切り替えて質問信号を送信するようになっており、この二つの送信アンテナ９１のどちらかに応答器を近づけることで、応答器は質問信号を受信すると共に電力供給を受ける。この後、応答器は、質問信号に対する応答信号を送信し、質問器の受信アンテナ９２で受信される。この際、質問器の制御回路９４は、受信された応答信号がどの送信アンテナ９１から送信された質問信号に対する応答なのかを特定しており、どの送信アンテナ９１に応答器が近づいたかを検知することができる。
【０００４】
したがって、この無線ＩＣタグシステムは、電気錠が取り付けられた扉の内側と外側にそれぞれ送信アンテナ９１を設置し、一方を入室用、他方を退室用とすることで、電気錠の施錠、解錠に加えて、入室と退室の記録を残す入退室管理を行うことができる。
【特許文献１】特開２００４−３２８６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、上記従来例である無線ＩＣタグシステムを、アクティブ型ＩＣタグを用いたアクティブタグシステムに適応させた場合、応答器は数メートル離れた所からでも質問信号を受信することができる。したがって、応答器を携行するユーザーは、ハンズフリーで入退室を行うことができ、よりスムーズに入退室の管理を行うことができるシステムとなる。
【０００６】
しかしながら、この場合は、電気錠の内側と外側とにそれぞれ設置された送信アンテナ９１から送信される質問信号が互いに干渉して、質問信号の受信が阻害されるという問題が生じる。そのため、二つの送信アンテナ９１は、質問信号が互いに干渉しない距離だけ離して設置するか、或いは、遮蔽板等を設けて質問信号の送信方向を規制する必要があり、施工上の制限が多いシステムとなっていた。
【０００７】
本願発明は、上記背景技術に鑑みて発明されたものであり、その課題は、有効に入退室管理等を行うことができ、容易に施工できる質問器を具備するアクティブタグシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本願請求項１記載の発明では、無線で質問信号を送信する質問送信部及び、応答器から返送された応答信号を受信する応答受信部を具備した質問器と、質問信号を受信する質問受信部、個別の識別情報を有しており質問信号を受信すると自己の識別情報を含む応答信号を無線で返送する応答送信部、及び応答器の動作電源を供給する電池を具備した応答器とを備えており、質問送信部は、質問信号を無線送信するための磁界を生成する送信ループアンテナを有しているアクティブタグシステムにおいて、質問器を二つ備えており、各質問器が備える送信ループアンテナは、中心軸が、垂直面に対して線対称であると共に、水平方向、或いは垂直方向に対して角度を有する状態で固定されており、質問受信部は、水平方向、或いは垂直方向のいずれか一方向の前記磁界成分のみを受信するようになしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本願請求項１記載のアクティブタグシステムにおいては、各質問器が備える送信ループアンテナは、中心軸が、互いに線対称であると共に、水平方向、或いは垂直方向に対して角度を有する状態で固定されている。したがって、一方の質問器において、片側では水平成分の磁界が、逆側では垂直成分の磁界が主として生成され、他方の質問器においてはその逆の磁界を生成する。
【００１０】
よって、各質問器の送信ループアンテナが生成する磁界の方向は互いに直交するため、二つの質問器を近接させても各送信ループアンテナから送信される質問信号が互いに干渉するのを防ぐことができ、更に、施工上の制限が減ることで容易に質問器を設置することができる。
【００１１】
又、応答器は、一方の磁界成分のみを受信するようになしており、二つの質問器を中心とする両側において異なる質問器からの質問信号を受信することになるため、応答器が質問器のどちら側で質問信号を受信したのかを正確に把握することができ、有効に入退室管理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１〜４は、本願発明の一実施形態であるアクティブタグシステムを示している。このアクティブタグシステムは、無線で質問信号を送信する質問送信部１１及び、応答器２から返送された応答信号を受信する応答受信部１４を具備した質問器１と、質問信号を受信する質問受信部２１、個別の識別情報を有しており質問信号を受信すると自己の識別情報を含む応答信号を無線で返送する応答送信部２４、及び応答器２の動作電源を供給する電池２８を具備した応答器２とを備えており、質問送信部１１は、質問信号を無線送信するための磁界３を生成する送信ループアンテナ１２を備えている。
【００１３】
又、質問器１を二つ備えており、各質問器１の有する送信ループアンテナ１２は、中心軸４１が、垂直面に対して線対称であると共に、水平方向、或いは垂直方向に対して角度を有する状態で固定されており、質問受信部２１は、水平方向、或いは垂直方向のいずれか一方向の前記磁界成分のみを受信するようになしたことを特徴としている。
【００１４】
以下、この実施形態のアクティブタグシステムを、より具体的詳細に説明する。図３に示すように、このアクティブタグシステムは、電気錠の取り付けられた扉５付近に二つの質問器１を近接させて取り付け、この扉５から出入りするユーザーが応答器２を携行することで、電気錠の施錠、解錠と共に入退室管理を行うものである。又、アクティブタグシステムの構成は、図１に示すように、大別して質問信号を送信する質問器１と、質問信号を受信して応答信号を送信する応答器２とを備えている。
【００１５】
質問器１は、図１に示すように、質問送信部１１と、応答受信部１４と、質問制御部１７とを具備しており、質問送信部１１は、送信回路１３と送信ループアンテナ１２とを備えている。送信回路１３は、自己の識別情報となる応答器ＩＤを記憶しており、送信ループアンテナ１２に印加する交流電流を制御することで、送信ループアンテナ１２から質問ＩＤを含む質問信号を無線送信する。この際、送信ループアンテナ１２は、図２に示すように、送信ループアンテナ１２を中心に対称なＬＦ周波数帯の交流磁界３を発生させ、質問信号を重畳している。
【００１６】
応答受信部１４は、受信アンテナ１５と受信回路１６とを有しており、受信アンテナ１５は応答器２からの応答信号を受信し、受信回路１６は受信した応答信号を質問制御部１７へと伝送する。質問制御部１７は、ＣＰＵを備える全体の制御を担う制御手段であって、電気錠の開錠が許可されている応答器の応答器ＩＤを記録したチェックリスト（不図示）を保持している。このチェックリストに記録された応答器ＩＤは、随時、書き換えることも可能である。又、質問制御部１７は、質問器１と接続された電気錠との間においても信号の授受を行っている。なお、質問器ＩＤは質問制御部１７或いは上位装置（不図示）で記憶していてもよい。
【００１７】
応答器２は、図１に示すように、質問受信部２１と、応答送信部２４と、応答制御部２７と、電池２８とを具備している。質問受信部２１は、中心軸４２が水平或いは垂直方向である一つの受信ループアンテナ２２と受信回路２３とを有しており、受信ループアンテナ２２は中心軸４２と同じ方向の磁界成分を有する質問信号を受信する。
【００１８】
応答送信部２４は、送信回路２６と送信アンテナ２５とを有しており、送信回路２６は自己の識別情報となる応答器ＩＤを記憶しており、送信アンテナ２５を制御することで、送信アンテナ２５から質問器１へと応答信号を無線送信する。応答制御部２７は、ＣＰＵを備える全体の制御を担う制御手段であり、電池２８は応答器２全体の動作電力を供給している。なお、応答器ＩＤは応答制御部２７で記憶していてもよい。
【００１９】
図３に二つの質問器１の取り付け状態を示す。二つの質問器１は、扉５の上方の上壁６において、室内側には質問器１ａが室外側には質問器１ｂが取り付けられている。又、質問器１ａ，１ｂが備える送信ループアンテナ１２は、水平方向に対して傾斜角θを持ち、且つ、垂直面となる扉５に対して線対称になるように取り付けられている。又、傾斜角θは０°[deg]〜９０°[deg]の間で定められている。
【００２０】
なお、図３には、送信ループアンテナ１２が質問器１ａ，１ｂに内蔵された構造を示しているが、送信ループアンテナ１２はケーブルで結線され質問器１ａ，１ｂ本体とは分離して備えられていてもよい。
【００２１】
この場合、質問器１ａは、室内において主に水平成分の磁界３ａを生成し、室外において主に垂直成分の磁界３ａを生成している。逆に、質問器１ｂは、室内において主に垂直成分の磁界３ｂを生成し、室外において主に水平成分の磁界３ｂを生成しており、質問器１ａ及び質問器１ｂの磁界３ａ，３ｂは室内外において直交することになる。
【００２２】
図４には、送信ループアンテナ１２が送信する磁界３の水平成分磁界強度を測定した実験結果を示している。ここで、送信ループアンテナ１２は、インダクタンス430μHのフェライトアーバンアンテナであり、このアンテナを所定角傾斜させて、床から2.2mの位置において、周波数134kHz、アンテナ電流1.2Ap-pで磁界３を送信させている。具体的な傾斜角は、30°[deg]，50°[deg]，60°[deg]の三パターンで実験している。又、送信させた磁界３は、床から1.2mの位置において受信した水平磁界強度を測定したものである。
【００２３】
図４の実験結果から、傾斜させた送信ループアンテナ１２から2.0m程度離れた左右二つの位置において、水平磁界強度に明確な違いがでることがわかる。これは、垂直成分磁界強度を同じ条件で測定し場合においても同様の結果を得ている（不図示）。なお、傾斜角θは応答器２が固定される高さや送信ループアンテナ１２から発する磁界強度に応じて適宜設定されるものである。
【００２４】
以下にこのアクティブタグシステムの使用動作について説明する。まず、上壁６に取り付けられた質問器１ａ，１ｂは、質問信号を略定期的に送信し続けており、図３に示すような磁界３ａ，３ｂを室内外に生成する。応答器２は、扉５から出入りするユーザーが携行しており、例えば、受信ループアンテナ２２の中心軸４２が水平方向を向くように固定されている。
【００２５】
この扉５に応答器２を携行したユーザーが室内から近づくと、応答器２が有する受信ループアンテナ２２は、質問器１ａの生成する水平成分の磁界３ａを受信することで質問信号を受信する。受信した質問信号は、受信回路２３により応答制御部２７へと伝送され、応答制御部２７は、質問信号に含まれる質問器ＩＤを送信回路２６へと伝送する。質問器ＩＤが伝送されると送信回路２６は、送信アンテナ２５を介して、受信した質問器ＩＤと、自己の有する応答器ＩＤとを含む応答信号を質問器１へと無線送信する。
【００２６】
なお、応答器２は、質問信号を受信するまでは質問受信部２１以外の部分は動作していないスリープ状態になっており、電池２８が無駄に消費されるのを防いでいる。
【００２７】
無線送信された応答信号は、質問器１ａの受信アンテナ１５で受信され、受信回路１６によって質問制御部１７へと伝送される。質問制御部１７では、応答信号に含まれた応答器ＩＤと、予め設定されたチェックリストとを照合し、許可された応答器ＩＤであれば電気錠に許可信号を伝送し、扉５を開錠させる。更に、質問制御部１７では、応答信号を受信するたびに、応答器ＩＤと時刻情報とを記録する。
【００２８】
次に、扉５が開錠されて、ユーザーが扉５から室外に退室した場合は、上記の扉５に近づいた場合と同じ信号のやりとりが質問器１ｂと応答器２との間で交わされ、質問器１ｂに応答器ＩＤと時刻情報とが記録される。
【００２９】
したがって、先に質問器１ａで応答器ＩＤが記録され、その後すぐに同じ応答器ＩＤが質問器１ｂで記録されることになるため、この応答器ＩＤのユーザーは退室したことがわかる。逆に質問器１ｂで記録された後、すぐに質問器１ａで同じ応答器ＩＤが記録されていた場合は、この応答器ＩＤのユーザーは入室したことがわかる。
【００３０】
なお、質問器１が受信した応答信号に含まれる応答器ＩＤ及び質問器ＩＤは、質問制御部からコンピュータ等の上位装置に伝送することで、上位装置で管理していてもよい。
【００３１】
したがって、この実施形態のアクティブタグシステムにおいては、各質問器１の有する送信ループアンテナ１２の中心軸４１が、互いに線対称であると共に、水平方向、或いは垂直方向に対して角度を有する状態で質問器１は固定されている。したがって、一方の質問器１において、片側では水平成分の磁界３が、逆側では垂直成分の磁界３が主として生成され、他方の質問器１においてはその逆の磁界３を生成する。
【００３２】
よって、各質問器１の送信ループアンテナ１２が生成する磁界３の方向は互いに直交するため、二つの質問器１を近接させても各送信ループアンテナ１２から送信される質問信号が互いに干渉するのを防ぐことができ、更に、施工上の制限が減ることで容易に質問器１を設置することができる。
【００３３】
又、応答器２は、一方の磁界成分のみを受信するようになしており、二つの質問器１を中心とする両側において異なる質問器１からの質問信号を受信することになるため、応答器２が質問器１のどちら側で質問信号を受信したのかを正確に把握することができる。
【００３４】
又、二つの質問器１を電気錠の取り付けられた扉５付近に取り付け、応答器２を扉５から出入りするユーザーに携行させることで、ユーザーの位置情報を質問器１に正確に記録することができるため、入退室管理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本願発明の一実施形態であるアクティブタグシステムを示すブロック図。
【図２】同アクティブタグシステムにおける送信ループアンテナの生成する磁界を示す正面図。
【図３】同アクティブタグシステムにおける質問器の取り付け状態及び磁界を示す側面図。
【図４】同アクティブタグシステムにおける質問器が生成する磁界の水平成分磁界強度。
【図５】従来例である無線ＩＣタグシステムを示すブロック図。
【符号の説明】
【００３６】
１  質問器
11  質問送信部
12  送信ループアンテナ
14  応答受信部
２  応答器
21  応答受信部
22  受信ループアンテナ
24  応答送信部
28  電池
３  磁界
41  中心軸
42  中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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