(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触ＩＣカードに対して電波を放射するアンテナを有する非接触ＩＣカードリーダライタを備えた非接触リーダライタ装置であって、
前記非接触ＩＣカードリーダライタが設置されている近傍位置であって、前記非接触ＩＣカードをかざして検知することができる位置に、ドップラ効果を利用したマイクロ波センサを設置し、
前記マイクロ波センサが前記非接触ＩＣカードリーダライタにかざした前記非接触ＩＣカードを検知したときに、前記非接触ＩＣカードリーダライタへ自動的に電源を供給するスイッチをオンに制御することを特徴とする非接触リーダライタ装置。
【請求項２】
車両に搭載され且つ該車両に搭載されている電源が供給される非接触ＩＣカードリーダライタを備えた非接触リーダライタ装置であって、
前記非接触ＩＣカードリーダライタが設置されている近傍位置であって、非接触ＩＣカードをかざして検知することができる位置に、ドップラ効果を利用したマイクロ波センサを設置し、
前記マイクロ波センサが前記非接触ＩＣカードリーダライタにかざした前記非接触ＩＣカードを検知したときに、前記非接触ＩＣカードリーダライタへ自動的に電源を供給するスイッチをオンに制御することを特徴とする非接触リーダライタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触リーダライタ装置に関し、詳しくは非接触ＩＣカードリーダライタを使用しないときには電源をオフ状態にしておき、非接触ＩＣカードリーダライタに非接触ＩＣカード若しくは非接触ＩＣカードを保持する手がかざされたことを検出したときに非接触ＩＣカードリーダライタの電源をオンにするドップラ効果を利用したマイクロ波センサを備えた非接触リーダライタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、非接触ＩＣカードは、簡易迅速に読み取りできる特性と読み取り機である非接触ＩＣカードリーダライタのメンテナンス容易性から広範に使用されるようになってきている。例えば、交通機関のゲートパスや特定施設への入場パスとして採用されている。
しかし、ゲートに設置されている非接触ＩＣカードリーダライタは、非接触ＩＣカードを動作させるために常時磁界を発生させているため、無駄な電力を消費してしまうという問題がある。
【０００３】
そこで、非接触ＩＣカードリーダライタの待機時における電力消費を低減する目的で、非接触ＩＣカード内に永久磁石のような磁気部材を埋設しておき、非接触ＩＣカードリーダライタが読み取る際、検出部がこの永久磁石が発生する直流磁界を検出すると、磁気検出部のリードスイッチが感応してリーダライタ内のリードスイッチをオンにし、無線部が制御されて発振磁界が形成される。従って、磁気部材を備えたＩＣカードが接近しないかぎり電力が供給されず無駄な電力が抑制される利点がある。
【０００４】
また、物体を検出するものとして、ドップラ効果を利用したマイクロ波センサが多く用いられてきた。このセンサの原理は、センサから電波を発射し、物体に当たり反射してきた電波と発射した電波を混合する。このときに物体がセンサに対して近づく或いは遠ざかる場合には、反射電波はドップラシフトを受け周波数が変化するため、発射電波と反射電波を混合すると、その周波数の差をビート信号として取り出している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４３４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術で説明した非接触ＩＣカードリーダライタにおいて、特に車両に搭載した非接触ＩＣカードリーダライタにおいては、車両のバッテリーを利用して電源が供給されるため、例え車両のエンジンが停止しているときであっても、待機時でも５００ｍＷ以上の電力を費やすことになり、バッテリーの充電電圧が消耗してしまうという問題がある。
【０００７】
そのため、従来技術で説明した磁気部材をＩＣカードに埋設しておくものを使用すると、車両外からＩＣカードをかざすことで車両内に搭載されている非接触ＩＣカードリーダライタの電源を投入することができるが、個々の非接触ＩＣカードに磁石を埋め込む必要があるため、ＩＣカードの製造コストが高くなってしまうという問題がある。
【０００８】
従って、車両に搭載されている非接触ＩＣカードリーダライタが不使用時には電源をオフ状態にしておき、使用する人が車両に近づいてきて実際に非接触ＩＣカードリーダライタを使用するときに車両内に搭載されている非接触ＩＣカードリーダライタに電源が供給できるような装置に解決しなければならない課題を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る非接触リーダライタ装置は、次に示す構成にすることである。
【００１０】
（１）非接触リーダライタ装置は、非接触ＩＣカードに対して電波を放射するアンテナを有する非接触ＩＣカードリーダライタを備えた非接触リーダライタ装置であって、前記非接触ＩＣカードリーダライタが設置されている近傍位置であって、前記非接触ＩＣカードをかざして検知することができる位置に、ドップラ効果を利用したマイクロ波センサを設置し、前記マイクロ波センサが前記非接触ＩＣカードリーダライタにかざした前記非接触ＩＣカードを検知したときに、前記非接触ＩＣカードリーダライタへ自動的に電源を供給するスイッチをオンに制御することである。
（２）非接触リーダライタ装置は、車両に搭載され且つ該車両に搭載されている電源が供給される非接触ＩＣカードリーダライタを備えた非接触リーダライタ装置であって、前記非接触ＩＣカードリーダライタが設置されている近傍位置であって、非接触ＩＣカードをかざして検知することができる位置に、ドップラ効果を利用したマイクロ波センサを設置し、前記マイクロ波センサが前記非接触ＩＣカードリーダライタにかざした前記非接触ＩＣカードを検知したときに、前記非接触ＩＣカードリーダライタへ自動的に電源を供給するスイッチをオンに制御することである。
【発明の効果】
【００１１】
以上、説明したように、本発明に係る非接触リーダライタ装置は、ドップラ効果を利用したマイクロ波センサを、非接触ＩＣカードリーダライタの近傍位置に設置し、マイクロ波センサで非接触ＩＣカードリーダライタにかざす非接触ＩＣカード若しくは非接触ＩＣカードを保持する手を検知したときに、非接触ＩＣカードリーダライタへの電源を供給するようにしたことにより、非接触ＩＣカードリーダライタが不使用時には電源がオフされ、使用時のみ電源がオンされる。そのため、非接触ＩＣカードリーダライタの不使用時における無用な電力消費を抑制することができる。
【００１２】
又、ドップラ効果を利用したマイクロ波センサを車両に搭載した非接触ＩＣカードリーダライタの近傍位置に設置し、マイクロ波センサで非接触ＩＣカードリーダライタにかざす非接触ＩＣカード若しくは非接触ＩＣカードを保持する手を検知したときに、非接触ＩＣカードリーダライタへの電源を供給するようにしたことにより、非接触ＩＣカードリーダライタが不使用時には電源がオフされ、使用時のみ電源がオンされる。そのため、非接触ＩＣカードリーダライタの不使用時における無用な電力消費が抑制され、特に車両のバッテリーの消耗を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明に係る非接触リーダライタ装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
本発明に係る非接触リーダライタ装置１１は、図１に示すように、移動体である車両に搭載された非接触ＩＣカードリーダライタ１２と、車両のバッテリー１３からの電源を非接触ＩＣカードリーダライタ１２に供給する電源制御スイッチ１４と、車両外での非接触ＩＣカード１７若しくは非接触ＩＣカード１７を保持する手の接近を検知するためのマイクロ波センサであるドップラセンサモジュール１６と、非接触ＩＣカード１７とから大略構成されている。
【００１５】
一般に、非接触ＩＣカードリーダライタ１２では、５Ｖから１２Ｖ前後の直流電源を使用することが多く、消費電力は通信時と待機時で異なるが、待機時でも５００ｍＷ以上の電力が必要とされる。従って、例えば、車両に搭載した場合には、終日待機電力が消費され、有限のバッテリー１３に対して無視できない消費電力を費やすことになる。
【００１６】
そこで、本願発明においては、車両に搭載される非接触型ＩＣカードリーダライタ１２において、不使用のとき、即ち、車両の外から手で持った非接触ＩＣカード１７をかざす行為を行う以外のときは非接触型ＩＣカードリーダライタ１２に供給されるバッテリー１３からの電源を遮断させるようにしておけば不使用時における消費電力はゼロに近くなる。そして、手で持っている非接触ＩＣカード１７の接近を検知して電源を供給する制御をドップラ効果を利用したマイクロ波センサを使用することで、消費電力を極めて少なくすることができ、車両に搭載してもバッテリー１３に与える影響は皆無に等しい。
【００１７】
非接触ＩＣカードリーダライタ１２は、ＲＦ回路１８とループ状アンテナ１９、通信制御回路２１、外部インターフェイス回路２２、電源部２４から大略構成されている。
【００１８】
ＲＦ回路１８は、受信した電波を復調する復調部や増幅部、送信する電波を変調する変調部からなる。
【００１９】
通信制御回路２１は、送受信を切り替えると共に通信を制御する回路である。
【００２０】
外部インターフェイス回路２２は、ＲＳ２３２Ｃ／ＲＳ４２２やＵＳＢ規格、或いはＣＭＯＳインターフェイスにより入力される信号をリーダライタに適合するように変換を行う回路である。
【００２１】
電源部２４は、各要素に電源を供給するもので、電源制御スイッチ１４を介してバッテリー１３からの電源を取り入れて各要素に電源を供給する。
【００２２】
非接触ＩＣカード１７は、ＲＦ回路２５とループ状アンテナ２６、通信制御回路２７、ＣＰＵ２８、ＲＡＭ２９、ＲＯＭ３１、ＥＥＰＲＯＭ３２、充電部３３等を有する。ＲＦ回路２５は、非接触ＩＣカードリーダライタ１２と同様に受信した電波を復調する復調部や増幅部、送信する電波を変調する変調部からなる。受けた電波の一部は整流回路により電力に変換され充電部３３に供給される。
【００２３】
ＣＰＵ２８はＲＯＭ３１に記憶されているプログラムを読み込み、非接触ＩＣカードリーダライタ１２から送信されるコマンドを受信すると、コマンドと共に送信されたデータを読み込んで、必要な処理を行い、結果をＥＥＰＲＯＭ３２の所定エリアに書き込みする。ＲＡＭ２９はＣＰＵ２８が処理に必要な一時的なデータを書き込みするメモリである。
【００２４】
電源制御スイッチ１４は、車両のバッテリー１３からの電源を非接触ＩＣカードリーダライタ１２の電源部２４に供給するのをオン／オフ制御するもので、非接触ＩＣカードリーダライタ１２が不使用時には、スイッチをオフの状態にしてバッテリー１３からの電源の供給を遮断し、車両に非接触ＩＣカード１７若しくは非接触ＩＣカード１７を保持する手が接近したことを検知したときには、非接触ＩＣカードリーダライタ１２が使用できるようにスイッチをオンに制御してバッテリー１３からの電源を供給することで非接触ＩＣカードリーダ１７が使用できる状態になる。
【００２５】
マイクロ波センサであるドップラセンサモジュール１６は、電源を制御する電圧コントロール３５、間欠動作させるためのパルス信号を発生させるパルス発生器３６、パルス発生器３６で発生させたパルス信号をドライブするパルスドライブ３７、２４．１５０ＧＨＺのマイクロ波を送信する発振器３８、送受信アンテナ３９、送受信アンテナ３９で受信した反射したマイクロ波を受信する受信器４１、受信したマイクロ波を増幅するＤＣアンプ４２、パルス発生器３６に同期させたアナログスイッチ４３、アナログスイッチ４３で同期させて得られた反射したマイクロ波信号のうち特定の周波数域の信号を得る波形整形部４４、波形整形された信号を増幅させるＡＣアンプ４５と、このＡＣアンプ４５で増幅された信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器４６と、Ａ／Ｄ変換器４６で変換されたデジタル信号を入力して非接触ＩＣカード検出の有無を判定し、かざした非接触ＩＣカード１７若しくは非接触ＩＣカード１７を保持する手を検出したときには制御信号を出力するマイコン等から構成されている制御部４７とから大略構成されている。
【００２６】
このような構成からなるドップラセンサモジュール１６は、先ず、発振器３８によって生成されたマイクロ波が送受信アンテナ３９から外方向に向かって発射される。発射されたマイクロ波は、物体（この場合手若しくは手で持った非接触ＩＣカード１７）にあたり一部が反射されて送受信アンテナ３９で受信して受信器４１に入力される。受信器４１で検波されたマイクロ波はＤＣアンプ４２により増幅される。増幅された検波信号はアナログスイッチ４３により、送信されたマイクロ波に対して送信している時間のみの検波信号を選別するように分別される。この分別された検波信号は波形整形部４４により特定の周波数域の信号が抽出され、かざした非接触ＩＣカード若しくは非接触ＩＣカードを保持する手との距離及び速度に応じたマイクロ波センサ検波電圧が得られる。
このマイクロ波センサ検波電圧は、ＡＣアンプ４５によりＡ／Ｄ変換器４２で変換するのに充分な電圧まで増幅され、増幅されたセンサ出力はＡ／Ｄ変換器４２でＡ／Ｄ変換され制御部４３に取り込まれる。
【００２７】
非接触ＩＣカード１７若しくは非接触ＩＣカード１７を保持する手が近くに存在しないときには、マイクロ波センサ検波電圧（センサ出力）は一定である。このような状態では非接触ＩＣカード１７無しと判断される。
このとき、遠くから非接触ＩＣカード１７若しくは非接触ＩＣカード１７を保持する手が接近してくると一定だったマイクロ波センサ検波電圧にわずかに変動が観測される。
【００２８】
次に、センサ出力が変動しているときには、非接触ＩＣカード１７若しくは非接触ＩＣカード１７を保持する手がある距離に接近していることになる。実際には手で持っている非接触ＩＣカード１７の接近を検出するわけであるが、手又は腕の部分の接近でも検出したことになる。
以上のようにして、非接触ＩＣカード１７若しくは非接触ＩＣカード１７を保持する手の接近を感知すると、制御信号がアクティブになり、電源制御スイッチ１４をオンに制御する。
【００２９】
電源制御スイッチ１４がオンすることによりバッテリー１３のＤＣ電源（ＶＣＣ）が非接触ＩＣカードリーダライタ１２の電源部２４に一定時間供給され、非接触ＩＣカードリーダライタ１２はアクティブになり、かざされた非接触ＩＣカード１７若しくは非接触ＩＣカードを保持する手が通信距離範囲内に入ってくるまでは、コマンドを定期的に送出する。
非接触ＩＣカードリーダライタ１２がアクティブになり、かざした非接触ＩＣカード１７若しくは非接触ＩＣカード１７を保持する手を検知できる状態になってから一定時間たっても非接触ＩＣカード１７若しくは非接触ＩＣカードを保持する手が検出されなかったときには電源制御スイッチ１４をオフに制御する。
【００３０】
非接触ＩＣカード１７は、非接触ＩＣカードリーダライタ１２のコマンドをキャッチするとレスポンスを送信する。これにより、非接触ＩＣカード１７と非接触ＩＣカードリーダライタ１２間でトランザクションが開始される。その後、非接触ＩＣカードリーダライタ１２は必要に応じて相互認証のコマンドや情報のリード／ライトなどを行うコマンドを送信し、非接触ＩＣカード１７は受信したコマンドにより処理を行う。
【００３１】
以上のように、車両に搭載された非接触ＩＣカードリーダライタ１２に対してドップラ効果を利用するドップラセンサモジュール１６を、非接触ＩＣカードリーダーライタ１２の近傍位置であって、非接触ＩＣカード１７を手で持ってかざして検知することができる位置に設置した構成になっているがこれは車両に限定されることなく、例えば、自動販売機、交通機関のゲートパスや特定施設への入場パス等に利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
非接触ＩＣカードリーダライタの電源は、ドップラ効果を利用するマイクロ波センサがかざされた非接触ＩＣカード若しくは非接触ＩＣカードを保持する手を検知したときに、供給するようにしたことにより、非接触ＩＣカードリーダライタが不使用時には電源がオフされ、使用時のみ電源がオンされる非接触ＩＣカードリーダライタ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本願発明に係る非接触リーダライタ装置を略示的に示したブロック図である。
【符号の説明】
【００３４】
１１      非接触リーダライタ装置
１２      非接触ＩＣカードリーダライタ
１３      バッテリー
１４      電源制御スイッチ
１５      人体
１６      ドップラセンサモジュール
１７      非接触ＩＣカード
１８      ＲＦ回路
１９      ループ状アンテナ
２１      通信制御回路
２２      外部インターフェイス回路
２３      ＰＬＬ
２４      電源部
２５      ＲＦ回路
２６      ループ状アンテナ
２７      通信制御回路
２８      ＣＰＵ
２９      ＲＡＭ
３１      ＲＯＭ
３２      ＥＥＰＲＯＭ
３３      充電部
３４      マイクロ波センサ
３５      電圧コントロール
３６      パルス発生器
３７      パルスドライブ
３８      発振器
３９      送受信アンテナ
４１      受信器
４２      ＤＣアンプ
４３      アナログスイッチ
４４      波形整形部
４５      ＡＣアンプ
４６      Ａ／Ｄ変換器
４７      制御部
【図１】
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