(57)【要約】【課題】２つの空間領域の出入り口等に設置される質問器から質問信号を送信し、応答器が応答信号を返信することで、前記応答器がどちら側に存在するか、またどちらからどちらへ通過したかを判定する無線認証システムにおいて、８の字（紡錘）形状に検知エリアが形成されてしまうが低コストで利便性の高いＬＦ帯のアンテナを用いても、往来を正確に判定するとともに、配線の引回しなど、施工上の問題を小さくする。【解決手段】２対のアンテナＡ１，Ａ２；Ａ３，Ａ４の放射面を２つの空間領域（３，２０）の境界面（１）に対して、角度θでハの字と逆ハの字とに交差させ、かつ間隔Ｌを開けて配置することで、検知エリアＡＲ１１，ＡＲ１２；ＡＲ２１，ＡＲ２２およびＡＲ３１，ＡＲ３２；ＡＲ４１，ＡＲ４２をそれぞれ略二等辺三角形状に配置し、頂角部分では重なり、底角部分では重ならないように、かつ互いに混じり合うように設定する。【選択図】図２
2008206066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの空間領域の往来部付近に設置される複数の質問器から質問信号を送信し、応答器がその質問信号に応答して自身の識別情報を含む応答信号を返信することで、前記応答器が前記２つの空間領域のどちら側に存在するか、また前記往来部をどちらからどちらへ通過したかを判定する無線認証システムにおいて、
前記各質問器におけるアンテナとして放射面の前後に略対称に検知エリアが形成されるアンテナを２対用い、一方の対のアンテナの放射面を前記２つの空間領域の境界面に対して相互に逆相で交差させ、かつ前記境界面方向に予め定める間隔を開けて配置することで、前記略対称の検知エリアを、一方の空間領域では１つの検知エリアに重なり、他方の空間領域では境界面方向に相互に離間した２つの個別の検知エリアが形成されるように設定するとともに、他方の対のアンテナをそれぞれ前記一方の対のアンテナの隣接位置に設置し、かつ隣接するアンテナに対して放射面が相互に逆相となるように配置することで、他方の空間領域では前記２つの個別の検知エリアの間に１つの検知エリアを、一方の空間領域では前記１つの検知エリアの両側に２つの個別の検知エリアが形成されるように設定し、
前記各質問器における応答信号の受信結果から、その応答器が２つの空間領域のどちら側に存在するか、また前記往来部をどちらからどちらへ通過したかを判定する上位装置とを含むことを特徴とする無線認証システム。
【請求項２】
２つの空間領域の往来部付近に設置される複数の質問器から質問信号を送信し、応答器がその質問信号に応答して自身の識別情報を含む応答信号を返信することで、前記応答器が前記２つの空間領域のどちら側に存在するか、また前記往来部をどちらからどちらへ通過したかを判定する無線認証システムにおいて、
前記各質問器におけるアンテナとして、放射面の前後に平面視で略対称となる８の字形状に検知エリアが形成されるコイル状リーダアンテナを２対用い、前記２つの空間領域の境界面に対して、一方の対はハの字、他方の対は逆ハの字に交差させ、かつ２つのアンテナを前記境界面方向に予め定める間隔を開けて配置することで、各対のアンテナでの検知エリアを、頂角部分で相互に重なり、２つの底角部分で相互に重ならない略二等辺三角形状に設定するとともに、２つの対の一方を前記略二等辺三角形状、他方を逆略二等辺三角形状に設定し、
前記各質問器における応答信号の受信結果から、その応答器が２つの空間領域のどちら側に存在するか、また前記往来部をどちらからどちらへ通過したかを判定する上位装置とを含むことを特徴とする無線認証システム。
【請求項３】
前記各質問器は、時間分割、周波数分割、符号分割、異変調方式の少なくとも１つを用いることで、前記応答器における前記質問信号の干渉を防止することを特徴とする請求項１または２記載の無線認証システム。
【請求項４】
前記質問器は、
前記上位装置に接続されるとともに、前記質問信号を生成する制御回路と、
前記質問信号を誘導磁界の信号成分に重畳して第１の無線通信方式にて前記応答器へ送信するＬＦ送信回路およびＬＦアンテナと、
前記応答器からの前記応答信号を受信し、前記制御回路へ与えるＲＦアンテナおよびＲＦ受信回路とを備えて構成され、
前記応答器は、
前記質問器からの質問信号を受信するＬＦアンテナおよびＬＦ受信回路と、
内蔵電池と、
受信された前記質問信号に応答し、予め設定されている固有の前記識別情報を含む応答信号を生成する制御回路と、
前記内蔵電池を電源として、前記応答信号を第２の無線通信方式にて質問器に対して返信するＲＦ送信回路およびＲＦアンテナとを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線認証システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤ(RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION)システムに用いられ、応答器（ＩＣタグ）が、質問器から非接触で起動されて情報を受け、自身の識別情報を返信する、バッテリを内蔵するアクティブ型の非接触ＩＣタグシステムまたはＩＣカードシステムなどとして好適に実現される無線認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
前記のような無線認証システムの典型的な従来技術は、特許文献１で示されている。図６は、その従来技術による無線認証システムを説明するための図である。この無線認証システムでは、境界である壁１で隔てた一方の空間領域である部屋３内と他方の空間領域である部屋３外との往来部（扉９）におけるユーザ２の通過を検知することで、どのユーザが部屋３内に存在し、何時に出入りしたかなどを管理することができる部屋３の入退室管理が実現されている。また、物品管理に使用される場合、どの商品が何時出入荷したか、倉庫内にどの商品が幾つ存在するのかなどを管理することができる。
【０００３】
この無線認証システムは、起動装置である赤外線発信器４および認証装置を構成する管理装置５に、ＩＣタグから成り、ユーザ２が携行する応答器６を備えて構成される。赤外線発信器４は、前記往来部（扉９）付近で、部屋３の内外に配置され、相互に異なる識別情報（ＩＤ）を重畳した赤外線を狭小な検知エリア７に向けて照射している。前記赤外線を受信した応答器６は、前記赤外線発信器４の識別情報（ＩＤ）に、自身の識別情報（ＩＤ）を含む応答信号を無線で返信する。前記応答信号はアンテナ８で受信され、管理装置５は、前記識別情報（ＩＤ）が予め登録されたものであれば、扉９の解錠を行う。
【０００４】
しかしながら、上述の従来技術は、応答器６を起動させるのに赤外線を用いている。赤外線は、前述のように狭小な検知エリア７を形成するのには好都合であるが、たとえば赤外線発信器４が天井設置で、名札型の応答器６が下を向いていたりすると、反応しないようなこともあり、利便性に劣る。そこでこのような問題を解消するために、ＬＦ帯を起動に利用する従来技術が、特許文献２で提案されている。
【０００５】
図７は、その特許文献２の従来技術による無線認証システムを説明するための図である。この図７において、前述の図１の構成に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。この無線認証システムは、前記起動装置および認証装置を構成する質問器１４およびそれらを管理する管理装置１０に、前記ＩＣタグから成る応答器１６を備えて構成される。
【０００６】
質問器１４は、自身に予め設定されている固有の識別情報（ＩＤ）を含む質問信号を生成し、第１の無線通信方式（ＬＦ）にて応答器１６に向けて送信する。これによって、応答器１６の周囲には検知エリア１７が形成され、その検知エリア１７内に入った前記ユーザ２などが所持する応答器１６では、前記質問信号を受信すると、前記質問器１４のＩＤに、自身に予め設定されている固有の識別情報（ＩＤ）を含む応答信号を生成し、第２の無線通信方式（ＵＨＦ）にて、質問器１４に対して返信する。返信された応答信号が予め登録された識別情報（ＩＤ）を有するものであれば、質問器１４は前記第２の無線通信方式（ＵＨＦ）にて、認証完了した応答器１６の識別情報（ＩＤ）をＡＣＫ信号として送信する。そのＡＣＫ信号を受信すると、応答器１６は応答信号の送信を終了する。
【０００７】
また、認証を完了した際には、質問器１４はドア９の解錠を行う。また、管理装置１０は、その認証結果から、前述のように、どのユーザが部屋３内に存在し、何時に出入りしたかなどを管理しており、またどの商品が何時出入荷したか、倉庫内にどの商品が幾つ存在するのかなどを管理している。
【０００８】
このようにＬＦ帯（長波帯：３０〜３００ｋＨｚ）の起電力で応答器１６を起動させて、ＵＨＦ帯（極超短波帯：３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）で応答信号を返信させることで、安くて使い勝手（向きを選ばない）が良く、また前記検知エリア１７を、１．５〜２ｍの比較的狭い範囲に正確に規定することができるようになっている。
【０００９】
しかしながら、前記ＬＦ帯を用いた電波式は、上述のように安くて使い勝手が良いものの、前記質問器１４における第１の無線通信方式（ＬＦ）のアンテナ１４ａは、小型のコイル状リーダアンテナから成り、図８に示すように、前記ＬＦ帯の電波を発信すると、前記検知エリア１７として、該アンテナ１４ａの放射面の前後に略対称な８の字（紡錘）形状のＬＦ帯到達エリアを形成してしまう。このため、２つのアンテナ１４ａを、図９で示すように往来部（扉９）を挟んで部屋３の内側と外側（廊下側）とに配置した場合、斜線を施して示すように、それらの境界である扉９部分で、前記ＬＦ帯到達エリア（検知エリア１７）が重なってしまい、応答信号が同時に発生して、前記管理装置１０は、ユーザがどちらからどちらへ通過したのかを判別できないという問題がある。特に、前記ＬＦ帯は、構造物（壁１や扉９）を通過してしまう。
【００１０】
そこで、図１０で示すように、前記ＬＦ帯到達エリア（検知エリア１７）が重ならないように２つのアンテナ１４ａを壁面１から充分離して設置すると、参照符号１９で示すように、壁１伝いにやって来たユーザには質問信号が届かず、扉９の電気錠が反応しないという問題がある。また、壁面１などに敷設される配線を壁面１から離れたアンテナ１４ａまで引き回さなくてはならず、施工上や美観上の問題がある。
【００１１】
一方、特許文献３には、前記のような特許文献２の問題を解決するために、８の字状に検知エリアを形成するループコイルは１つとして、それを壁内に埋込むことで往来部（扉）の両側に均等に検知エリアを設定し、通過方向は往来部（扉）の両側の床面にそれぞれ設置した感圧マットをどの順で踏んだかで判定している。
【特許文献１】特開２００６−７２７０６号公報
【特許文献２】特開２００３−２１６７９号公報
【特許文献３】特開２００３−２１３９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献３の従来技術では、床面に感圧マットを設置しなければならず、大掛かりになり、また前記配線の引き回しによる施工上や美観上の問題も大きい。そのため、新設の建物しか適用し難い。
【００１３】
本発明の目的は、低コストで利便性の高い低周波信号に対応した放射面の前後に略対称に検知エリアが形成されてしまうアンテナを用いても、応答器が２つの空間領域のどちら側に存在するか、また往来部をどちらからどちらへ通過したかを正確に判定することができるとともに、配線の引回しなど、施工上の問題を小さくすることができる無線認証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】
【００１４】
本発明の無線認証システムは、２つの空間領域の往来部付近に設置される複数の質問器から質問信号を送信し、応答器がその質問信号に応答して自身の識別情報を含む応答信号を返信することで、前記応答器が前記２つの空間領域のどちら側に存在するか、また前記往来部をどちらからどちらへ通過したかを判定する無線認証システムにおいて、前記各質問器におけるアンテナとして放射面の前後に略対称に検知エリアが形成されるアンテナを２対用い、一方の対のアンテナの放射面を前記２つの空間領域の境界面に対して相互に逆相で交差させ、かつ前記境界面方向に予め定める間隔を開けて配置することで、前記略対称の検知エリアを、一方の空間領域では１つの検知エリアに重なり、他方の空間領域では境界面方向に相互に離間した２つの個別の検知エリアが形成されるように設定するとともに、他方の対のアンテナをそれぞれ前記一方の対のアンテナの隣接位置に設置し、かつ隣接するアンテナに対して放射面が相互に逆相となるように配置することで、他方の空間領域では前記２つの個別の検知エリアの間に１つの検知エリアを、一方の空間領域では前記１つの検知エリアの両側に２つの個別の検知エリアが形成されるように設定し、前記各質問器における応答信号の受信結果から、その応答器が２つの空間領域のどちら側に存在するか、また前記往来部をどちらからどちらへ通過したかを判定する上位装置とを含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の無線認証システムは、２つの空間領域の往来部付近に設置される複数の質問器から質問信号を送信し、応答器がその質問信号に応答して自身の識別情報を含む応答信号を返信することで、前記応答器が前記２つの空間領域のどちら側に存在するか、また前記往来部をどちらからどちらへ通過したかを判定する無線認証システムにおいて、前記各質問器におけるアンテナとして、放射面の前後に平面視で略対称となる８の字形状に検知エリアが形成されるコイル状リーダアンテナを２対用い、前記２つの空間領域の境界面に対して、一方の対はハの字、他方の対は逆ハの字に交差させ、かつ２つのアンテナを前記境界面方向に予め定める間隔を開けて配置することで、各対のアンテナでの検知エリアを、頂角部分で相互に重なり、２つの底角部分で相互に重ならない略二等辺三角形状に設定するとともに、２つの対の一方を前記略二等辺三角形状、他方を逆略二等辺三角形状に設定し、前記各質問器における応答信号の受信結果から、その応答器が２つの空間領域のどちら側に存在するか、また前記往来部をどちらからどちらへ通過したかを判定する上位装置とを含むことを特徴とする。
【００１６】
上記の構成によれば、２つの空間領域の往来部付近に設置される複数の質問器から質問信号を送信し、応答器がその質問信号に応答して自身の識別情報を含む応答信号を返信することで、前記応答器が前記２つの空間領域のどちら側に存在するか、また前記往来部をどちらからどちらへ通過したかを判定する無線認証システムにおいて、前記各質問器からの質問信号がＬＦ帯のように低周波で（波長が長く）前記各質問器におけるアンテナとして、光ビームや高周波の信号などのように検知エリアを絞れる信号を放射するものではなく、小型のコイル状リーダアンテナなどから成り、放射面の前後に略対称（平面視で８の字（紡錘）形状）に検知エリアが形成されてしまうアンテナを用いる場合、前記検知エリアが重なってしまい、存在領域の判定や通過方向の判定が困難になってしまう。そこで本発明では、対を成す質問器間で、一方の空間領域において前記検知エリアを敢えて重なるようにアンテナを配置することで、他方の空間領域では重ならないようにし、かつ２つの対が形成する検知エリアが前記境界面の中心に対して点対称となるように配置し、各質問器における応答信号の受信結果の論理から、上位装置が、その応答器が２つの空間領域のどちら側に存在するか、また前記往来部をどちらからどちらへ通過したかを判定する。
【００１７】
具体的には、対を成すアンテナの放射面を前記２つの空間領域の境界面に対して相互に逆相で、かつ他方の対とも逆相で、すなわち一方の対はハの字、他方の対は逆ハの字に交差させ、かつ前記境界面方向に予め定める間隔Ｌを開けて配置し、その距離Ｌおよびアンテナが形成する検知エリアＲに対応して、交差の角度θを調整することで、前記略対称の検知エリアは、一方の空間領域では大部分が重なり、他方の空間領域では大部分が重ならないように、すなわち一対のアンテナでの検知エリアは略二等辺三角形状に配置され、頂角部分で相互に重なり、２つの底角部分で相互に重ならないように設定されるとともに、２つの対の一方が前記略二等辺三角形状、他方が逆略二等辺三角形状に設定され、相互に入り交じることになる。
【００１８】
したがって、各対の前記頂角部分の検知エリアと前記２つの底角部分の検知エリアとでそれぞれ受信された応答信号の受信結果の論理から、上位装置は、応答器が、たとえば一方の対の頂角部分の検知エリアおよび他方の対の２つの底角部分の検知エリア、すなわち一方の空間領域で留まったままであるか、一方の対の２つの底角部分の検知エリアおよび他方の対の頂角部分の検知エリア、すなわち他方の空間領域で留まったままであるか、または一方の対の頂角部分の検知エリアと他方の対の頂角部分の検知エリアとの間で移動したか、すなわち前記往来部を通過したかを判定することができる。
【００１９】
こうして、低コストで利便性の高い低周波の質問信号に対応した放射面の前後に略対称に検知エリアが形成されてしまうアンテナを用いても、応答器が２つの空間領域のどちら側に存在するか、また前記往来部をどちらからどちらへ通過したかを正確に判定することができる。また、アンテナを扉の上や壁面などの前記２つの空間領域の往来部付近に設置することができ、配線の引回しなど、施工上の問題を小さくすることもできる。
【００２０】
さらにまた、一方の対の一方の底角部分の検知エリアから他方の対の頂角部分の検知エリアを経て前記一方の対の他方の底角部分の検知エリアへ移動したか、または他方の対の一方の底角部分の検知エリアから一方の対の頂角部分の検知エリアを経て前記他方の対の他方の底角部分の検知エリアへ移動したか、すなわち前記空間領域の（往来部を通過した）移動でなくても、その空間領域で、境界面と平行にどちらからどちらへ移動したかまでも検知することができる。
【００２１】
さらにまた、本発明の無線認証システムでは、前記各質問器は、時間分割、周波数分割、符号分割、異変調方式の少なくとも１つを用いることで、前記応答器における前記質問信号の干渉を防止することを特徴とする。
【００２２】
上記の構成によれば、各質問器間からの質問信号には質問器の識別情報が含まれていて送信元の質問器を特定することはできるけれども、特に２つの検知エリアが重なる頂角部分の検知エリアで質問信号が干渉してしまうと応答器は応答しなくなってしまうので、時間分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、または相互に異なる変調方式を用いるなどして、前記検知エリアが重なる部分での質問信号の干渉を防止する。
【００２３】
したがって、応答器の応答を速やかに行わせることができ、また多くの応答器に対応することができる。
【００２４】
また、本発明の無線認証システムでは、前記質問器は、前記上位装置に接続されるとともに、前記質問信号を生成する制御回路と、前記質問信号を誘導磁界の信号成分に重畳して第１の無線通信方式にて前記応答器へ送信するＬＦ送信回路およびＬＦアンテナと、前記応答器からの前記応答信号を受信し、前記制御回路へ与えるＲＦアンテナおよびＲＦ受信回路とを備えて構成され、前記応答器は、前記質問器からの質問信号を受信するＬＦアンテナおよびＬＦ受信回路と、内蔵電池と、受信された前記質問信号に応答し、予め設定されている固有の前記識別情報を含む応答信号を生成する制御回路と、前記内蔵電池を電源として、前記応答信号を第２の無線通信方式にて質問器に対して返信するＲＦ送信回路およびＲＦアンテナとを含むことを特徴とする。
【００２５】
上記の構成によれば、質問器がＬＦ帯（長波帯：３０〜３００ｋＨｚ）の起電力で応答器を起動させて、応答器側の制御回路が、ＲＦ送信回路に、内蔵電池を電源として、ＵＨＦ帯（極超短波帯：３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）の応答信号を返信させる。
【００２６】
したがって、安くて使い勝手の良いＬＦ帯によって質問信号を送信しても、応答信号はＵＨＦ帯を用いることで、安定して返信することができるとともに、ＵＨＦ帯のＲＦ送信回路の消費電力が１０〜２０ｍＡと大きくても、ＬＦ帯のＬＦ受信回路が数μＡの微弱な電力で動作するので、待機状態でＲＦ送信回路を使用しないことで、前記内蔵電池の電力消費を抑え、応答器の長寿命化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の無線認証システムは、以上のように、２つの空間領域の往来部付近に設置される複数の質問器から質問信号を送信し、応答器がその質問信号に応答して自身の識別情報を含む応答信号を返信することで、前記応答器が前記２つの空間領域のどちら側に存在するか、また前記往来部をどちらからどちらへ通過したかを判定する無線認証システムにおいて、前記各質問器からの質問信号がＬＦ帯のように低周波で（波長が長く）前記各質問器におけるアンテナとして小型のコイル状リーダアンテナなどから成り、放射面の前後に略対称（平面視で８の字（紡錘）形状）に検知エリアが形成されてしまうアンテナを用いる場合、対を成す質問器間で、一方の空間領域において前記検知エリアを敢えて重なるようにアンテナを配置することで、他方の空間領域では重ならないようにし、かつ２つの対が形成する検知エリアが前記境界面の中心に対して点対称となるように配置し、各質問器における応答信号の受信結果の論理から、上位装置が、その応答器が２つの空間領域のどちら側に存在するか、また前記往来部をどちらからどちらへ通過したかを判定する。
【００２８】
それゆえ、低コストで利便性の高い低周波の質問信号に対応した放射面の前後に略対称に検知エリアが形成されてしまうアンテナを用いても、応答器が２つの空間領域のどちら側に存在するか、また前記往来部をどちらからどちらへ通過したかを正確に判定することができる。また、アンテナを扉の上や壁面などの前記２つの空間領域の往来部付近に設置することができ、配線の引回しなど、施工上の問題を小さくすることもできる。
【００２９】
さらにまた、本発明の無線認証システムは、以上のように、各質問器間からの質問信号には質問器の識別情報が含まれていて送信元の質問器を特定することはできるけれども、特に２つの検知エリアが重なる頂角部分の検知エリアで質問信号が干渉してしまうと応答器は応答しなくなってしまうので、時間分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、または相互に異なる変調方式を用いるなどして、前記検知エリアが重なる部分での質問信号の干渉を防止する。
【００３０】
それゆえ、応答器の応答を速やかに行わせることができ、また多くの応答器に対応することができる。
【００３１】
また、本発明の無線認証システムは、以上のように、前記質問器を、前記上位装置に接続されるとともに、前記質問信号を生成する制御回路と、前記質問信号を誘導磁界の信号成分に重畳して第１の無線通信方式にて前記応答器へ送信するＬＦ送信回路およびＬＦアンテナと、前記応答器からの前記応答信号を受信し、前記制御回路へ与えるＲＦアンテナおよびＲＦ受信回路とを備えて構成し、前記応答器を、前記質問器からの質問信号を受信するＬＦアンテナおよびＬＦ受信回路と、内蔵電池と、受信された前記質問信号に応答し、予め設定されている固有の前記識別情報を含む応答信号を生成する制御回路と、前記内蔵電池を電源として、前記応答信号を第２の無線通信方式にて質問器に対して返信するＲＦ送信回路およびＲＦアンテナとを備えて構成する。
【００３２】
それゆえ、安くて使い勝手の良いＬＦ帯によって質問信号を送信しても、応答信号はＵＨＦ帯を用いることで、安定して返信することができるとともに、ＵＨＦ帯のＲＦ送信回路の消費電力が１０〜２０ｍＡと大きくても、ＬＦ帯のＬＦ受信回路が数μＡの微弱な電力で動作するので、待機状態でＲＦ送信回路を使用しないことで、前記内蔵電池の電力消費を抑え、応答器の長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１は、本発明の実施の一形態に係る無線認証システムの電気的構成を示すブロック図である。この無線認証システムは、４台の質問器ＴＸ１〜ＴＸ４と、ＩＣタグから成る１または複数（図１の例では１台）の応答器ＲＸと、前記質問器ＴＸ１〜ＴＸ４を統括制御し、前記入退室管理や物品管理を行う上位装置Ｂとを備えて構成される。各質問器ＴＸ１〜ＴＸ４は、後述する質問信号送信のために、第１の無線通信方式であるＬＦ帯（長波帯：３０〜３００ｋＨｚ）に適応した小型のコイル状リーダアンテナＡ１〜Ａ４をそれぞれ備えている。
【００３４】
各質問器ＴＸ１〜ＴＸ４において、制御回路３１は、自身に予め設定されている固有の識別情報（ＩＤ）を含む質問信号を生成し、ＬＦ送信回路３２において、誘導磁界の信号成分に重畳させ、増幅させて前記アンテナＡ１〜Ａ４から前記第１の無線通信方式（ＬＦ）にて応答器ＲＸに向けて送信させる。これによって、応答器ＲＸの周囲には後述する検知エリアＡＲ１１，ＡＲ１２；ＡＲ２１，ＡＲ２２；ＡＲ３１，ＡＲ３２；ＡＲ４１，ＡＲ４２が形成され、その検知エリアＡＲ１１，ＡＲ１２；ＡＲ２１，ＡＲ２２；ＡＲ３１，ＡＲ３２；ＡＲ４１，ＡＲ４２内に入ったユーザなどが所持する応答器ＲＸでは、前記質問信号を、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸のＬＦアンテナ３３で受信した後に、ＬＦ受信回路３４が制御回路３５を起動し、該制御回路３５は、内蔵電池３６の電力によって動作して、前記質問器ＴＸ１〜ＴＸ４の識別情報に、自身に予め設定されている固有の識別情報（ＩＤ）を含む応答信号を生成し、ＲＦ送受信回路３７からＲＦアンテナ３８を介して、第２の無線通信方式であるＵＨＦ帯（極超短波帯：３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）にて、質問器ＴＸ１〜ＴＸ２に対して返信させる。
【００３５】
前記応答信号は、質問器ＴＸ１〜ＴＸ４のＲＦアンテナ３９からＲＦ送受信回路４０で受信され、前記制御回路３１に入力されて、応答した応答器ＲＸを識別する。識別した応答器ＲＸが予め登録された識別情報を有するものであれば、制御回路３１は、前記ＲＦ送受信回路４０からＲＦアンテナ３９を介して、前記第２の無線通信方式（ＵＨＦ）にて、認証完了した応答器ＲＸの識別情報をＡＣＫ信号として送信する。そのＡＣＫ信号をＲＦアンテナ３８からＲＦ送受信回路３７で受信すると、制御回路３５は応答信号の送信を終了する。
【００３６】
また、認証を完了した際には、制御回路３１は、表示部４１とブザー４２とで認証完了を示すと同時に、扉の解錠を行う。また、管理装置Ｂは、制御回路３１の認証結果から、前述のように、どのユーザが部屋内に存在し、何時に出入りしたかなどを管理しており、またどの商品が何時出入荷したか、倉庫内にどの商品が幾つ存在するのかなどを管理している。
【００３７】
このようにＬＦ帯の起電力で応答器ＲＸを起動させて、制御回路３５がＲＦ送受信回路３７に内蔵電池３６を電源としてＵＨＦ帯の応答信号を返信させることで、安くて使い勝手（向きを選ばない）が良く、また前記検知エリアＡＲ１１，ＡＲ１２；ＡＲ２１，ＡＲ２２；ＡＲ３１，ＡＲ３２；ＡＲ４１，ＡＲ４２を、１．５〜２ｍの比較的狭い範囲に正確に規定することができるようになっている。さらにまた、ＵＨＦ帯のＲＦ送受信回路３７の消費電力が１０〜２０ｍＡと大きいのに対して、ＬＦ帯のＬＦ受信回路３４が数μＡの微弱な電力で起動するので、待機状態でそのＲＦ送受信回路３７を使用しないことで、前記内蔵電池３６の電力消費を抑え、応答器ＲＸの長寿命化が図られている。
【００３８】
図２は、本発明による前記アンテナＡ１〜Ａ４の設置方法を詳しく説明するための模式的な平面図である。前述の図４や図５の無線認証システムと同様に、境界面である壁１によって区画された第１の空間領域である部屋３内と、第２の空間領域である部屋３外の廊下２０との往来部である扉９付近に、本発明では、前記４台の質問器ＴＸ１〜ＴＸ４のアンテナＡ１〜Ａ４を設置している。注目すべきは、本発明では、アンテナＡ１〜Ａ４の検知エリアＡＲ１１，ＡＲ１２；ＡＲ２１，ＡＲ２２；ＡＲ３１，ＡＲ３２；ＡＲ４１，ＡＲ４２が前記の図６で示すような８の字（紡錘）形状に形成されてしまうコイル状リーダアンテナを用いるにあたって、図３および図４で示すように、前記アンテナＡ１，Ａ２が対を成し、またアンテナＡ３，Ａ４が対を成し、一方の対のアンテナＡ１，Ａ２の放射面Ａ１ａ，Ａ２ａを前記２つの空間領域（３，２０）の境界面（１）に対して、逆ハの字の相互に逆相に交差させ、他方の対のアンテナＡ３，Ａ４の放射面Ａ３ａ，Ａ４ａをハの字に交差させ、かつ前記アンテナＡ１，Ａ２；Ａ３，Ａ４間を前記境界面（１）方向に予め定める間隔Ｌを開けて配置することである。これによって、前記検知エリアＡＲ１１，ＡＲ１２；ＡＲ２１，ＡＲ２２およびＡＲ３１，ＡＲ３２；ＡＲ４１，ＡＲ４２をそれぞれ略二等辺三角形状に配置し、頂角部分では大部分が相互に重なり（ＡＲ１１，ＡＲ２１およびＡＲ３１，ＡＲ４１）、２つの底角部分では大部分が相互に重ならない（ＡＲ１２，ＡＲ２２およびＡＲ３２，ＡＲ４２）ように設定している。
【００３９】
そして、各アンテナＡ１〜Ａ４からの質問信号に応答して応答器ＲＸが応答信号を返信し、質問器ＴＸ１〜ＴＸ４で認証された場合を「１」とし、前記応答信号が検知されず、認証されなかった場合を「０」として、前記上位装置Ｂは、その認証結果を制御回路３１から受信し、その認証結果の論理から、表１で示すようにして入退室の判定を行うとともに、存在履歴を保存する。ただし、表１において、＊は、共に「１」でない、すなわち共に「０」または何れか一方が「１」であることを表す。
【００４０】
【表１】
2008206066.tif 000003
【００４１】
すなわち、モード１で示すように、質問器ＴＸ１，ＴＸ２で共に検知されている状態から、共に検知されなく、または何れか一方でしか検知されなくなり、かつ質問器ＴＸ３，ＴＸ４で共に検知されていない状態から、共に検知されるようになると、ユーザは相互に重なっている検知エリアＡＲ１１，ＡＲ２１から出て、相互に重ならない検知エリアＡＲ１２またはＡＲ２２、もしくは相互に重なっている検知エリアＡＲ３１，ＡＲ４１の何れかに入ったことになるので、部屋３内から廊下２０側に退室したと判定することができる。反対に、モード２で示すように、質問器ＴＸ３，ＴＸ４で共に検知されている状態から、共に検知されなく、または何れか一方でしか検知されなくなり、かつ質問器ＴＸ１，ＴＸ２で共に検知されない、または何れか一方でしか検知されなない状態から共に検知されるようになると、ユーザは相互に重ならない検知エリアＡＲ１２またはＡＲ２２、もしくは相互に重なっている検知エリアＡＲ３１，ＡＲ４１の何れかから出て、相互に重ならない検知エリアＡＲ３２またはＡＲ４２、もしくは相互に重なっている検知エリアＡＲ１１，ＡＲ２１に入ったことになるので、廊下２０側から部屋３内に入室したと判定することができる。
【００４２】
また、モード３で示すように、対を成す質問器ＴＸ１またはＴＸ２の何れか一方で検知されている状態から、共に一旦検知されず、その後他方に検知されるようになり、かつもう１つの対を成す質問器ＴＸ３，ＴＸ４では、共に検知されない状態から、共に一旦検知され、再び共に検知されない状態になると、検知エリアＡＲ１２；ＡＲ３１，ＡＲ４１；ＡＲ２２間で移動したことになるので、廊下２０を通過したと判定することができる。さらにまた、モード４で示すように、対を成す質問器ＴＸ３またはＴＸ４の何れか一方で検知されている状態から、共に一旦検知されず、その後他方に検知されるようになり、かつもう１つの対を成す質問器ＴＸ１，ＴＸ２では、共に検知されない状態から、共に一旦検知され、再び共に検知されない状態になると、検知エリアＡＲ３２；ＡＲ１１，ＡＲ２１；ＡＲ４２間で移動したことになるので、部屋３内を移動したと判定することができる。なお、モード３，４では、実際に往来部（扉９）を通過しないけれども、質問器ＴＸ１〜ＴＸ４は反応し、扉９を解錠する。
【００４３】
このように構成することで、上位装置Ｂは、応答器ＲＸが、たとえば頂角部分の検知エリアＡＲ１１，ＡＲ２１、または２つの底角部分の検知エリアＡＲ３２，ＡＲ４２すなわち一方の空間領域（３）で留まったままであるか、もしくはそれらの検知エリアＡＲ３２；ＡＲ１１，ＡＲ２１；ＡＲ４２間で移動したか、或いは頂角部分の検知エリアＡＲ３１，ＡＲ４１、または２つの底角部分の検知エリアＡＲ１２，ＡＲ２２、すなわち他方の空間領域（２０）で留まったままであるか、もしくはそれらの検知エリアＡＲ１２；ＡＲ３１，ＡＲ４１；ＡＲ２２間で移動したか、或いは頂角部分の検知エリアＡＲ１１，ＡＲ２１、すなわち一方の空間領域（３）と底角部分の検知エリアＡＲ１２，ＡＲ２２、すなわち他方の空間領域（２０）との間の前記往来部（９）を通過したかを判定することができる。
【００４４】
こうして、低コストで利便性の高いＬＦ帯の質問信号に対応した放射面Ａ１ａ，Ａ２ａ，Ａ３ａ，Ａ４ａの前後に略対称に検知エリアＡＲ１１，ＡＲ１２；ＡＲ２１，ＡＲ２２；ＡＲ３１，ＡＲ３２；ＡＲ４１，ＡＲ４２が形成されてしまう小型のコイル状リーダアンテナを用いても、応答器ＲＸが２つの空間領域（３，２０）のどちら側に存在するか、また往来部（９）をどちらからどちらへ通過したかを正確に判定することができる。また、アンテナＡ１〜Ａ４を扉９の上や壁１面などの前記２つの空間領域（３，２０）の往来部（９）付近に設置することができ、配線の引回しなど、施工上の問題を小さくすることもできる。
【００４５】
また、２対の質問器ＴＸ１，ＴＸ２；ＴＸ３，ＴＸ４を用いてアンテナＡ１，Ａ２；Ａ３，Ａ４を上述のように配置することで、扉９付近を総て検知エリアＡＲ１１，ＡＲ１２；ＡＲ２１，ＡＲ２２；ＡＲ３１，ＡＲ３２；ＡＲ４１，ＡＲ４２（ＬＦ帯到達エリア）で覆うことができるので、１対の場合よりも、ＬＦ帯到達エリアが広くなり、応答器ＲＸの存在領域をより確実に検出できる。
【００４６】
さらに、アンテナＡ１，Ａ３；Ａ２，Ａ４を相互に近接配置して、質問器ＴＸ１，ＴＸ３；ＴＸ２，ＴＸ４を一体の筐体内に収容した場合、小型化に好適であるだけでなく、施工も容易であるとともに、後述する角度θの調整も不要である。
【００４７】
ここで、図３および図４で示すように、検知エリアＡＲ１１，ＡＲ２１；ＡＲ３１，ＡＲ４１（前記ＬＦ帯到達エリア）を相互に一致させるには、該検知エリアＡＲ１１，ＡＲ２１；ＡＲ３１，ＡＲ４１の中心Ｐから相互に等しい半径Ｒの地点にアンテナＡ１，Ａ２；Ａ３，Ａ４をそれぞれ設置し、かつその放射面Ａ１ａ，Ａ２ａ；Ａ３ａ，Ａ４ａが前記検知エリアＡＲ１１，ＡＲ２１；ＡＲ３１，ＡＲ４１の円の接線となるように前記アンテナＡ１，Ａ２；Ａ３，Ａの角度θを調整すればよい。
【００４８】
そして、その相互に重なっている検知エリアＡＲ１１，ＡＲ２１；ＡＲ３１，ＡＲ４１に対する個別の検知エリアＡＲ３２，ＡＲ４２；ＡＲ１２，ＡＲ４２の重なり具合によって、前記表１における論理の切換わりタイミングに差が生じる。すなわち、表１は重なりのない状態を示しており、重なりのある状態では、たとえばモード３の廊下通過（図２の向って左から右）の場合、質問器ＴＸ１，ＴＸ３，ＴＸ２，ＴＸ４の論理が、「１０００」→「００１１」に一斉に切換わるのではなく、図２の例では、検知エリアＡＲ１２とＡＲ３２，ＡＲ４２との重なりによって、「１０００」→「１０１１」→「００１１」の順で遷移する。同様に、「００１１」→「０１００」に一斉に切換わるのではなく、検知エリアＡＲ３２，ＡＲ４２とＡＲ２２との重なりによって、「００１１」→「０１１１」→「０１００」の順で遷移する。このような遷移状態は図２では省略しており、前記角度θ、距離Ｌおよび半径Ｒの設定による検知エリアの重なり具合によって変化する。
【００４９】
また、各質問器ＴＸ１〜ＴＸ４からの質問信号には該質問器ＴＸ１〜ＴＸ４の識別情報（ＩＤ）が含まれていて送信元の質問器を特定することはできるけれども、特に２つの検知エリアＡＲ１１，ＡＲ２１；ＡＲ３１，ＡＲ４１が重なる頂角部分の検知エリアで質問信号が干渉してしまうと応答器ＲＸは応答しなくなってしまうので、前記ＬＦ送信回路３２は、時間分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、または相互に異なる変調方式を用いるなどして、前記検知エリアＡＲ１１，ＡＲ２１；ＡＲ３１，ＡＲ４１が重なる部分での質問信号の干渉を防止している。
【００５０】
図５には、時間分割多元接続（ＴＤＭＡ）を採用した場合における、アンテナＡ１〜Ａ４からの質問信号の送信動作に、各検知エリアＡＲ１１，ＡＲ１２；ＡＲ２１，ＡＲ２２；ＡＲ３１，ＡＲ３２；ＡＲ４１，ＡＲ４２に存在する応答器ＲＸの受信動作を示す。こうして質問信号の干渉を防止することで、応答器ＲＸの応答を速やかに行わせることができ、また１台の応答器の応答に要する時間を短縮することができ、多くの応答器に対応することができる。
【００５１】
上述の例では、相互に対を成す質問器ＴＸ１とＴＸ２およびＴＸ３とＴＸ４が、それぞれ相反して質問信号の送信／休止動作を行っており、前記アンテナＡ１，Ａ３と逆相に配置され、干渉の影響の少ないアンテナＡ３，Ａ４とは、アンテナＡ１，Ａ３と同相で動作を行っているけれども、総てのアンテナＡ１〜Ａ４による送信動作が重複しないようにしてもよい。さらにまた、ＵＨＦ帯の応答信号にも、前記時間分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、または相互に異なる変調方式を用いることで、各検知エリアＡＲ１１，ＡＲ１２；ＡＲ２１，ＡＲ２２に複数の応答器が存在する場合における応答信号の干渉を防止することができる。
【００５２】
なお、前記モード３や４で示すように単に扉９の前を通過するだけのユーザに対しては反応（解錠動作）しなくても良いが、往来部（９）を超えて出入りを行うユーザには反応（解錠動作）しなければならないので、このように時間分割多元接続（ＴＤＭＡ）を行う場合には、図５で示すように交互に、かつ連続して行われる各質問器ＴＸ１，ＴＸ２；ＴＸ３，ＴＸ４からの質問信号の送信期間は、各検知エリアＡＲ１１，ＡＲ１２；ＡＲ２１，ＡＲ２２；ＡＲ３１，ＡＲ３２；ＡＲ４１，ＡＲ４２内に前記往来部（９）を通過するユーザが滞在する時間より充分短く設定する必要がある。そうでなければ、検知エリアＡＲ１１，ＡＲ２１またはＡＲ３１，ＡＲ４１と、検知エリアＡＲ３２，ＡＲ４２またはＡＲ１２，ＡＲ２２との内、扉９の解錠のために最初に受けた側の質問信号だけ受けて、往来部（９）を通り抜けた先では質問信号を受けない可能性があり、在室や在庫の確認などに誤りを生じるためである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の一形態に係る無線認証システムの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明によるアンテナの設置方法を説明するための模式的な平面図である。
【図３】図２を詳しく説明するための模式的な平面図である。
【図４】図２を詳しく説明するための模式的な平面図である。
【図５】本発明の実施の一形態による質問信号の送出タイミングを説明するための図である。
【図６】典型的な従来技術による無線認証システムを説明するための図である。
【図７】他の従来技術による無線認証システムを説明するための図である。
【図８】ＬＦ帯の小型のコイル状リーダアンテナの放射特性を示す図である。
【図９】図８で示す放射特性による問題点を説明するための図である。
【図１０】図８で示す放射特性による問題点を説明するための他の図である。
【符号の説明】
【００５４】
１    壁
２    ユーザ
３    部屋
９    扉
２０    廊下
３１，３５    制御回路
３２    ＬＦ送信回路
３３    ＬＦアンテナ
３４    ＬＦ受信回路
３６    内蔵電池
３７，４０    ＲＦ送受信回路
３８，３９    ＲＦアンテナ
４１    表示部
４２    ブザー
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４    コイル状リーダアンテナ
Ａ１ａ，Ａ２ａ，Ａ３ａ，Ａ４ａ    放射面
ＡＲ１１，ＡＲ１２；ＡＲ２１，ＡＲ２２    検知エリア
ＡＲ３１，ＡＲ３２；ＡＲ４１，ＡＲ４２    検知エリア
Ｂ    上位装置
ＲＸ    応答器
ＴＸ１，ＴＸ２，ＴＸ３，ＴＸ４    質問器
【図１】
2008206066.tif 000004
【図２】
2008206066.tif 000005
【図３】
2008206066.tif 000006
【図４】
2008206066.tif 000007
【図５】
2008206066.tif 000008
【図６】
2008206066.tif 000009
【図７】
2008206066.tif 000010
【図８】
2008206066.tif 000011
【図９】
2008206066.tif 000012
【図１０】
2008206066.tif 000013