モード自動切替無線通信システム
【課題】ユーザの手を煩わせることなく、リーダの通信モードをアクティブモードからパッシブモードに切替える事ができるＩＣタグ通信システムの提供を目的とする。
【解決手段】本発明に係るＩＣタグ通信システムは、センサーを備え、アクティブモードで質問信号を送信し、タグとアクティブモードで通信しているリーダは、自器に近接する所定の範囲に人が入ったことを前記センサーが検知したら、アクティブモードに代えてパッシブモードで質問信号を送信し、タグとパッシブモードで通信する。
【解決手段】本発明に係るＩＣタグ通信システムは、センサーを備え、アクティブモードで質問信号を送信し、タグとアクティブモードで通信しているリーダは、自器に近接する所定の範囲に人が入ったことを前記センサーが検知したら、アクティブモードに代えてパッシブモードで質問信号を送信し、タグとパッシブモードで通信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブモードとパッシブモードの何れもで通信が可能なＩＣタグシステムに関し、特にアクティブモードとパッシブモードの切替えの利便性を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣタグシステムは、データを含むＩＣおよびアンテナからなるタグと、タグのデータを読み書きするリーダとで構成され、タグとリーダ間での通信モードとしてアクティブモードとパッシブモードとがある。
これらの通信モードでは、タグとリーダの通信距離が異なり、通常、アクティブモードでは数メートル、パッシブモードでは数センチである。すなわち、アクティブモードでは、リーダから数メートルの距離内を通過するだけで通信ができるが、パッシブモードでは、リーダにタグをかざす必要がある。
【０００３】
従って、例えば、入退室を厳重に管理したいような認証システムでは、パッシブモードを用い、単に通行を管理したいような認証システムでは、アクティブモードを用いるなどと使い分けている。
ここで、リーダには、アクティブモード又はパッシブモードのどちらかに対応しているものと、これら２つのモードに対応しているものがある。２つの通信モードに対応しているリーダでは、リーダの前面に設置されているボタンを押下することで、アクティブモードからパッシブモードに切替えることができるようになっている。
【０００４】
このような双方の通信モードに対応しているリーダでは、通常はアクティブモードで動作しており、モードを切替えるのは、例えば、タグに内蔵されている電池で動作するアクティブモードにおいて電池切れになった場合や、リーダからの電波で発電して通信するパッシブモードのみに対応しているタグで認証したい場合などである。通常、アクティブモードで動作するタグは電池切れの場合にも認証できるように、パッシブモードでの通信機能を備えている。
【０００５】
しかし、ユーザにとっては、自分のタグと通信可能にするために、リーダのボタンを押下する等の一手間が必要となるという煩わしさがある。
ここで、パッシブモードで通信している場合に、ユーザの手間なく、アクティブモードで通信するよう自動で切替える技術がある（特許文献１参照）。具体的には、タグがセキュリティーゲートを通過する際に、リーダに該当するゲートはパッシブモードで通信を行ってタグの認証を行うとともに、タグに対してトリガー信号を送信する。タグはゲートからのトリガー信号を受け、パッシブモードをアクティブモードに変更する。
【０００６】
確かに、この技術を用いれば、ユーザの手を煩わせることなく通信モードを切替える事ができる。
【特許文献１】特開２００７−１９９９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、この技術は、タグの通信方式をパッシブモードからアクティブモードに切替えるものであり、リーダの通信方式をアクティブモードからパッシブモードに切替える場合に適用することはできない。
すなわち、リーダの通信モードをアクティブモードからパッシブモードに切替える場合は、アクティブモードの通信範囲で通信ができないからパッシブモードに切替えるのであるから、通信モードを切替える前にリーダとタグは通信を行っておらずリーダはトリガー信号を受信することはできないからである。
【０００８】
そこで、本発明は、ユーザの手を煩わせることなく、リーダの通信モードをアクティブモードからパッシブモードに切替える事ができる通信システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する為に、本発明の無線通信システムは、質問器と応答器とから成り、質問器は応答器と無線通信を行う無線通信システムであって、前記無線通信システムは、センサーを備え、前記質問器は、第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を繰り返し送信する質問送信手段と、質問信号の到達範囲内であって、自器に近接する所定の範囲に検知対象が進入したことを前記センサーを用いて検知する検知手段とを備え、前記質問送信手段は、前記検知手段が検知対象の進入を検知した場合は、第１通信モードで通信することを示す情報の代わりに第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を繰り返し送信し、前記応答器は、質問信号を受信する質問受信手段と、受信した質問信号に対して応答信号を送信する応答送信手段とを備え、前記応答送信手段は、受信した質問信号が第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号である場合は、第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号に対するよりも、送信可能範囲が狭い応答信号を送信することを特徴とする。
【００１０】
また、前記応答送信手段は、低周波信号を送信する低周波送信手段と、高周波信号を送信する高周波送信手段を有し、第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号に対する応答信号を送信するときは、前記低周波送信手段で送信し、第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号に対する応答信号を送信するときは、前記高周波送信手段で送信することとしてもよい。
【００１１】
また、前記応答器は、更に、電池と前記質問信号を受信することにより電力を生ずる発電手段とを備え、前記応答送信手段は、受信した質問信号に第１通信モードで通信することを示す情報が含まれている場合は、前記電池を電源として応答信号を送信し、第２通信モードで通信することを示す情報が含まれている場合は、前記発電手段により生じた電力により応答信号を送信することとしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る無線通信システムは、上述の構成を備えることにより、質問器の近くの所定範囲に検知対象が進入したことを検知することができるので、この検知を契機として、質問器は応答器との通信モードを切替える事ができ、応答器と通信ができるようになる。ユーザは、質問器に近づくだけで自動的にモードが切り替わることになる。
この際、通信モードの切替えは、応答器が送信する応答信号の送信可能範囲が広い第１通信モードから、狭い第２通信モードへと切替える。
【００１３】
すなわち、質問器に近づいて来るという事は、第１通信モードでは応答できなかったため、第２通信モードで応答したいのであろうという推定の下、ユーザからの指示を待たずに第２通信モードに切替え、通信モードを切替える際の利便性を向上させている。
また、前記質問送信手段は、前記第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を所定時間繰り返し送信したら、第２通信モードで通信することを示す情報の代わりに第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を繰り返し送信することとしてもよい。
【００１４】
また、前記質問送信手段は、前記第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を所定回数送信したら、第２通信モードで通信することを示す情報の代わりに第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を繰り返し送信することとしてもよい。
これにより、第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を、所定時間又は所定回数送信したら、自動的に、第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を送信することができるので、所定範囲に検知対象が進入したままであっても、第２通信モードから第１通信モードに戻すことができるようになる。
【００１５】
すなわち、何らかの理由で、ユーザが質問器の近くに長時間いる場合や、質問器の近くに置かれた物を検知した場合に、第２通信モードのままであるとすると、第１通信モードで応答したいユーザは応答する事ができないこととなってしまう。自動的に、所定時間経過した場合などに第１通信モードに戻すことで、このような不都合を避ける事が可能となる。
【００１６】
また、前記質問器は、更に、前記応答器の前記応答送信手段で送信された応答信号を受信する応答受信手段を備え、前記質問送信手段は、第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号に対する応答信号を前記応答受信手段が受信したら、第２通信モードで通信することを示す情報の代わりに第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を繰り返し送信することとしてもよい。
【００１７】
これにより、第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号に対する応答信号を受信したら、自動的に、第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を送信する事ができるので、第２通信モードでしか通信できない応答器が認証を完了して所定範囲の外へ出るとすぐに、第１通信モードで応答したいユーザが応答できるようになる。
【００１８】
本発明の無線通信システムの質問器は、センサーと、第１通信モード及び第２通信モードで無線通信を行う質問器とからなる無線通信システムで使用される質問器であって、第１通信モードで通信することを示す情報を含む第１通信モードの質問信号を繰り返し送信する質問送信手段と、質問信号の到達範囲内であって、自器に近接する所定の範囲に検知対象が進入したことを、前記センサーを用いて検知する検知手段とを備え、前記質問送信手段は、前記検知手段が検知対象の進入を検知した場合は、第１通信モードで通信することを示す情報の代わりに第２通信モードで通信することを示す情報を含む第２通信モードの質問信号を送信することを特徴とする。
【００１９】
質問器は、上述の構成を備えることにより、質問器の近くの所定範囲に検知対象が進入したことを検知することができるので、質問器は、ユーザの手を煩わせることなく、応答器との通信モードを切替える事ができるようになる。
また、前記センサーは、照度を検出する光検知センサーであって、前記検知手段は、前記光検知センサーが検出している照度が閾値を越える値から閾値以下になったときに、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知することとしてもよい。
【００２０】
また、前記センサーは、電波を投射し、その反射波により自器から検知対象までの距離を検出する距離検知センサーであって、前記検知手段は、前記距離検知センサーが検出した距離に基づいて前記検知対象が前記所定の範囲内にあると判定した場合に、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知することとしてもよい。
また、前記センサーは、熱を検知する熱感知センサーであって、前記検知手段は、前記熱感知センサーが検知した熱に基づいて熱源が前記所定の範囲内にあると判定した場合に、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知することとしてもよい。
【００２１】
また、前記センサーは、一定の圧力を検知する圧力検知センサーであって、前記検知手段は、前記圧力検知センサーが検知した圧力に基づいて前記圧力を検知した位置が前記所定の範囲内にあると判定した場合に、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知することとしてもよい。
質問器の設置されている環境に応じて、最適なセンサーを用いる事で、検知対象が質問器の近くの所定範囲に進入したことを検知できる可能性を高める事が出来るようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
＜実施形態＞
＜概要＞
本発明は、パッシブモードでの通信範囲がアクティブモードの通信範囲に比べて、格段に小さいことから、パッシブモードで通信したいユーザは、タグをリーダにかざす事ができるところまで近づいてくることに着目したものである。
【００２３】
図１に、アクティブモードとパッシブモードの使用態様を示す。図１（ａ）は、アクティブモードでの使用態様を示し、壁に設置されたリーダ１０００の前を、タグを身に着けた人が通過することで、認証を行っていることを示している。一方、図１（ｂ）は、パッシブモードでの使用態様を示し、ドアの横の壁に設置されたリーダ１０００に、タグをかざすことで認証を行っていることを示している。
【００２４】
本発明のリーダは、所定の範囲に物体が入ってきたことを検知したら、パッシブモードで通信するタグがかざされるであろうと予測して、パッシブモードで通信を開始する。従って、モードを切替えるためにボタンを押下する等のユーザの手間を省くことが可能となっている。
ここで、アクティブモードとパッシブモードを簡単に説明する。
【００２５】
アクティブモードとは、タグとリーダのそれぞれが、データを送信するために電波を生成して通信するモードであり、パッシブモードとは、リーダのみが電波を生成して、タグは負荷変調を使用して電波を発生させるモードである。
アクティブモードで通信する場合、タグは、内蔵する電池を電源として信号を送信し、パッシブタグモードで通信する場合、タグは、リーダからの電波を受けて生成した電力を用いて信号を送信する。
【００２６】
従って、タグが、パッシブモードで送信する信号の通信距離は、アクティブモードで送信する信号の通信距離よりも短いことになり、パッシブモードの通信範囲は狭いものとなっている。
また、アクティブモードにおいてタグは内蔵する電池を電源として動作するため、電池が切れた場合に通信ができなくなる。従って、通常は、電池切れで通信ができなくなることを防ぐために、パッシブモードでの通信も可能としている。
【００２７】
以下、アクティブモード及びパッシブモードで通信可能な無線通信システムを説明する。本実施形態では、リーダを質問器、タグを応答器というものとする。
また、本システムは、ドア付近に設置されている質問器が、ユーザが所持する応答器の認証を行い、認証ができればドアを開け、ユーザは通過できるものとする。
＜構成＞
本システムを構成する、質問器１０００及び応答器２０００について説明する。
【００２８】
図２及び図３は、本発明にかかる質問器１０００と応答器２０００の機能ブロック図である。
本実施形態に係る質問器は、アクティブモードとパッシブモードの２つの通信モードで通信する機能を備えており、図２はアクティブモードでの通信方法を示す図であり、図３はパッシブモードでの通信方法を示す図である。
【００２９】
図２と図３では、質問器１０００と応答器２０００とはそれぞれ同じ物であり、それぞれのモードでの質問信号と応答信号の送受信方法を示している点のみが異なる。
本システムは、通常、複数の質問器と複数の応答器とで構成される場合が多いが、それぞれ同様の構成を有することから、ここでは、質問器１０００と応答器２０００との構成を説明する。
【００３０】
尚、質問器１０００は、壁などに設置され外部電源で動作し、応答器２０００は内蔵する電池と、ＬＦ帯（長波帯）の信号を受信する受信部の起電力とを電源として動作する。
まず、質問器１０００は、制御部１１００、光センサー１２００、検知部１３００、パッシブモード質問信号送信部１４００、アクティブモード質問信号送信部１５００、パッシブモード応答信号受信部１６００、アクティブモード応答信号受信部１７００、ＬＦ信号送受信部１８００、ＬＦアンテナ１８１０、ＲＦ信号受信部１９００及びＲＦアンテナ１９１０で構成される。
【００３１】
制御部１１００は、図示しないＣＰＵ、メモリ等を備え、応答器２０００の認証に必要な一般的な制御処理を行う他、以下に説明する本発明に特有の処理、例えば、光センサー１２００を用いてユーザが近づいたことを検知し、異なる通信モードの質問信号を送信する等の処理を行う。
光センサー１２００は、可視光を検知するセンサーである。本実施形態では、フォトダイオードを用いたセンサーであるものとし、当たった光量に比例した電流量を発生する。
【００３２】
この光センサー１２００は、質問器１０００に内蔵されており、質問器１０００の筐体には、内蔵する光センサー１２００が外光を受ける事ができるように開口部が設けられているものとする。この開口部は、人が近づいてきたら開口部から入る光が少なくなるような位置に設ける。この位置は、質問器１０００が設置される環境、例えば、周りの電灯や窓の位置などを勘案して決める必要がある。
【００３３】
検知部１３００は、検知対象である人が、近づいてきたことを検知する機能を有する。近づいてきたとは、質問器１０００近傍の所定範囲に入ってきたことをいい、所定範囲とは、人であるユーザが所持する応答器２０００をかざすであろうと推定できる範囲であるのが望ましい。本実施形態では、質問器１０００を中心に半径約３０〜５０センチメートルの範囲とする。
【００３４】
本検知部１３００は、光センサー１２００が発生させる電流量が閾値以下になると、すなわち、暗くなると、人が近くに寄ってきて光が遮られたと判断する。この閾値は、質問器１０００が設置される場所の電灯の位置や、質問器１０００の向き、所定範囲などを勘案して決定されているものとする。
次に、パッシブモード質問信号送信部１４００は、パッシブモードの質問信号を、アクティブモード質問信号送信部１５００は、アクティブモードの質問信号をそれぞれ生成し、ＬＦ信号送受信部１８００に送信を依頼する機能を有する。
【００３５】
また、パッシブモード応答信号受信部１６００は、ＬＦ信号送受信部１８００を介してパッシブモードの応答信号を、アクティブモード応答信号受信部１７００はＲＦ信号受信部１９００を介してアクティブモードの応答信号をそれぞれ受信する。
これらの質問信号と応答信号の構成については、＜データ＞の項で図４を用いて説明する。
【００３６】
ＬＦ信号送受信部１８００は、パッシブモード質問信号送信部１４００又はアクティブモード質問信号送信部１５００から渡された質問信号を、誘電磁界の信号成分に重畳し、増幅して、ＬＦアンテナ１８１０から送信する機能を有する。
また、ＬＦ信号送受信部１８００は、ＬＦアンテナ１８１０を介して応答信号を受信し、受信した応答信号をパッシブモード応答信号受信部１６００に渡す機能を有する。
【００３７】
ＲＦ信号受信部１９００は、ＲＦアンテナ１９１０を介して応答信号を受信し、受信した応答信号をアクティブモード応答信号受信部１７００に渡す機能を有する。
次に、応答器２０００は、制御部２１００、質問信号受信部２２００、パッシブモード応答信号送信部２３００、アクティブモード応答信号送信部２４００、モード判定部２５００、電池２６００、ＬＦ信号送受信部２８００、ＬＦアンテナ２８１０、ＲＦ信号送信部２９００及びＲＦアンテナ２９１０で構成される。
【００３８】
制御部２１００は、図示しないＣＰＵ、メモリ等を備え、他の機能部に指示を出して、質問信号を受信したら応答信号を返す等の処理の制御を行う。
質問信号受信部２２００は、ＬＦ信号送受信部２８００から受信した質問信号を受信し、受信信号を解析して必要な情報を制御部２１００とモード判定部２５００とに渡す機能を有する。
【００３９】
モード判定部２５００は、質問信号受信部２２００から受け取った情報から、アクティブモードとパッシブモードのどちらの通信モードで応答信号を返すかを判定し、結果を制御部２１００に渡す機能を有する。
次に、パッシブモード応答信号送信部２３００は、ＬＦ信号送受信部２８００を介してパッシブモードの応答信号を、アクティブモード応答信号送信部２４００はＲＦ信号送信部２９００を介してアクティブモードの応答信号をそれぞれ送送信する。
【００４０】
ＬＦ信号送受信部２８００は、ＬＦアンテナ２８１０を介して質問信号を受信し、受信した質問信号受信部２２００に渡す機能を有する。また、ＬＦ信号送受信部２８００は、質問信号を受信すると発電し、この電力で制御部２１００等を起動させる。
更に、ＬＦ信号送受信部２８００は、パッシブモード応答信号送信部２３００から渡されたパッシブモードの応答信号を、ＬＦアンテナ２８１０を介して送信する機能を有する。
【００４１】
ＲＦ信号送信部２９００は、アクティブモード応答信号送信部２４００から渡されたアクティブモードの応答信号を、ＲＦアンテナ２９１０を介して送信する機能を有する。このＲＦ信号送信部２９００は、電池２６００を電源として応答信号を送信する。
図２で示すように、アクティブモードでは、質問信号はＬＦ信号送受信部１８００によりＬＦ帯で送信され、応答信号はＲＦ信号送信部２９００によりＲＦ帯で送信される。
【００４２】
一方、図３で示すように、パッシブモードでは、質問信号はアクティブモードと同様にＬＦ信号送受信部１８００によりＬＦ帯で送信され、応答信号はＬＦ信号送受信部２８００によりＬＦ帯で送信される。
ここで、質問器１０００の制御部１１００等の各部による各処理の全部または一部は、ＣＰＵ（図示していない。）が各種プログラムを実行することにより実現されるものであり、応答器２０００の制御部２１００の各部による各処理の全部または一部も、ＣＰＵ（図示していない。）が各種プログラムを実行することにより実現される。
【００４３】
＜データ＞
以下、本実施形態の無線通信システムが用いる主なデータについて、図４を用いて説明する。
図４は、質問信号と応答信号のデータ構成及び内容例を示す図である。図４（ａ）は、質問器１０００が送信する質問信号１０のデータ構成及び内容例であり、図４（ｂ）は、応答器２０００が送信する応答信号２０のデータ構成及び内容例である。
【００４４】
まず、図４（ａ）の質問信号１０は、ＰＲ（PReamble）１１、ＵＷ（Unique Word）１２、通信モード１３、質問器ＩＤ１４及びＣＲＣ１５で構成される。
ＰＲ１１は、質問信号１０のデータの始まりを示すビット列（同期符号）であり、ＵＷ１２は、いわゆるフレーム同期信号である。また、ＣＲＣ１５は、質問信号１０を受信した応答器２０００が、受信した質問信号１０に誤りが発生しているか否かを検出するためのデータである。
【００４５】
通信モード１３は、アクティブモードとパッシブモードのうち、どちらのモードで通信を行うかを示す情報である。本実施形態では、「１」の場合は、アクティブモードで通信する旨を示し、「２」の場合は、パッシブモードで通信する旨を示すものとする。以下、通信モード１３が「１」の質問信号をアクティブモードの質問信号といい、「２」の質問信号をパッシブモードの質問信号という。
【００４６】
また、質問器ＩＤ１４は、質問信号１０を送信した質問器１０００の識別子であり、質問器が内部の作業メモリに予め記憶しているものとする。
次に、図４（ｂ）の応答信号２０は、ＰＲ２１、ＵＷ２２、質問器ＩＤ２３、応答器ＩＤ２４及びＣＲＣ２５で構成される。
ＰＲ２１は、応答信号２０のデータの始まりを示すビット列（同期符号）であり、ＵＷ２２は、いわゆるフレーム同期信号である。また、ＣＲＣ２５は、応答信号２０を受信した質問器１０００が、受信した応答信号２０に誤りが発生しているか否かを検出するためのデータである。
【００４７】
質問器ＩＤ２３は、質問器１０００の識別子を表し、この応答信号２０がどの質問器１０００からの質問信号１０に応じたものかを示すものである。すなわち、この応答信号２０は、質問器ＩＤ２３で示される質問器から送信された質問信号に対して送信された応答信号であることになる。
応答器ＩＤ２４は、応答信号２０を送信した応答器２０００の識別子であり、応答器が内部の作業メモリに予め記憶しているものとする。
【００４８】
応答信号２０は、アクティブモードの場合とパッシブモードの場合とは、データ構成と内容は同じであり、送信する周波数帯と通信距離とが異なる。
＜通信モード切替のタイミング＞
ここで、アクティブモードからパッシブモードへの通信モードの切替えのタイミングについて説明する。
【００４９】
図５と図６とを用いて、質問信号と応答信号の送受信のタイミングと送信距離について説明するとともに、質問器が通信モードを切替えるタイミングについて説明する。
図５は、質問信号と応答信号の送信距離を示す概略図である。
質問器１０００からの質問信号の送信距離を点線で示す。アクティブモードの質問信号とパッシブモードの質問信号は、同じ送信距離である。同じＬＦ信号送受信部１８００で送信するからである（図２等参照）。
【００５０】
応答器２００１からの、アクティブモードの応答信号の送信距離を一点鎖線で示す。また、応答器２００２からの、パッシブモードの応答信号の送信距離を密点線で示す。
また、質問器１０００の近傍の実線で示された範囲は、質問器１０００の検知部１３００が、人が入ってきたことを検知する範囲を示している。本実施形態では、この範囲に人が入ってきたことを検知したら、質問器１０００は、アクティブモードの質問信号の送信をやめて、パッシブモードの質問信号の送信を開始する。
【００５１】
本図で示すように、密点線で示されるパッシブモードの応答信号の送信距離は、一点鎖線で示されるアクティブモードの応答信号の送信距離に比べ短い。例えば、パッシブモードの応答信号の送信距離は、数センチメートル、アクティブモードの応答信号の送信距離は数メートルである。
次に、図６は、アクティブモードからパッシブモードへの切替えのタイミングと、質問信号と応答信号の送受信のタイミングを表すタイミングチャートである。
【００５２】
1段目は、質問器１０００の検知部１３００が、人が所定範囲に入ってきたことを検知したタイミング１００を表す。
２段目は、質問器１０００が送信する質問信号を矩形で表している。実線白抜きの矩形で「アクティブ質問」と記載しているのが、アクティブモードの質問信号を表し、実線斜線の矩形で「パッシブ質問」と記載しているのが、パッシブモードの質問信号を表す。質問信号は、一定の周期で送信しており、例えば、１００ｍｓの質問信号を３００ｍｓ毎に繰り返し送信している。質問信号を送信した後の２００ｍｓの間に、応答信号を受信する。尚、本図の質問信号等の長さと送信周期は、説明の便宜上、正確には記載されていない。
【００５３】
３段目と４段目は、それぞれ応答器Ａと応答器Ｂが送信する応答信号を矩形で表している。実線白抜きの矩形で「アクティブ応答」と記載しているのが、アクティブモードの応答信号を表し、実線斜線の矩形で「パッシブ応答」と記載しているのが、パッシブモードの応答信号を表す。また、点線矩形で「開錠」と記載しているのは、質問器が応答器を認証して、扉を開けたことを示している。
【００５４】
まず、質問器が、アクティブモードの質問信号１００を送信し（矢印１０１参照）、質問信号１００を受信した応答器Ａは、アクティブモードの応答信号１０２を送信する（矢印１０３参照）。
質問器は、応答器Ａの応答信号を受信し、認証後開錠１０４する。応答器Ａを所持している人は、入室する事ができる。
【００５５】
次に、質問器Ｂは、アクティブモードの質問信号２００を受信し（矢印２０１参照）、アクティブモードで応答信号２０２を送信しようとするが、電池が切れていて実際には、応答信号２０２を送信する事ができない（矢印２０３参照）。この場合、質問器は、応答信号を受信しないので、開錠することはない。
応答器Ｂを所持している人は、応答器Ｂを質問器にかざして認証させるため、質問器に近づく。
【００５６】
検知器は、所定範囲に人が入ってきたことを検知し、検知したことを知った質問器は、アクティブモードの質問信号の送信をやめて、パッシブモードの質問信号３００を送信する（矢印３０１参照）。
質問器に近づいた応答器Ｂの所持者が、応答器Ｂを質問器にかざしてパッシブモードの応答信号３０２を送信し（矢印３０３参照）、応答信号３０２を受信した質問器は、認証後開錠３０４する。
【００５７】
質問器は、パッシブモードの質問信号を白抜き矢印で示した所定時間、例えば、５秒間送信すると、再び、アクティブモードの質問信号４００の送信を開始する。
＜動作＞
以下、上述した無線通信システムの、質問器１０００と応答器２０００の通信モードの切替え時の動作について説明する。
【００５８】
図７は、質問器１０００の通信モード切替処理と応答器２０００の応答処理とを示すフローチャートである。本図では、点線は質問信号の送信を、一点鎖線は応答信号の送信を表すものとする。
まず、質問器１０００の処理について説明する。
質問器１０００の制御部１１００は、起動の指示、例えば、図示しない操作スイッチの押下等を検知すると、最初は、検知部１３００から人を検知した旨の通知はないので（ステップＳ１３０：ＮＯ）、アクティブモード質問信号送信部１５００に、質問信号を送信するよう依頼する。
【００５９】
依頼を受けたアクティブモード質問信号送信部１５００は、通信モード１３に「１」を設定し、質問器ＩＤ１４に自器のＩＤを設定したアクティブモードの質問信号１０を生成し、生成した質問信号１０（図４（ａ）参照）をＬＦ信号送受信部１８００に渡して送信を依頼する。アクティブモード質問信号送信部１５００は、生成した質問信号１０を内部の作業メモリに記憶し、次回の依頼からは記憶している質問信号１０をＬＦ信号送受信部１８００に渡すものとする。
【００６０】
依頼を受けたＬＦ信号送受信部１８００は、受け取った質問信号１０をＬＦアンテナ１８１０を介して送信する（ステップＳ１００）。
アクティブモード質問信号送信部１５００に、質問信号１０を送信するよう依頼した制御部１１００は、依頼してから所定周期、例えば、３００ｍｓの間にアクティブモード応答信号受信部１７００から応答信号２０（図４（ｂ）参照）を受け取らなかった場合は（ステップＳ１１０：ＮＯ）、アクティブモード質問信号送信部１５００に、質問信号を送信するよう依頼する（ステップＳ１００）。
【００６１】
質問信号を送信するようアクティブモード質問信号送信部１５００に依頼した制御部１１００は、依頼してから所定周期の間にアクティブモード応答信号受信部１７００から応答信号を受け取った場合は（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、応答器２０００の認証処理を行う（ステップＳ１２０）。具体的には、例えば、受信した応答信号２０の応答器ＩＤ２４が、自器が記憶する応答器ＩＤの一覧に載っている場合は、認証できたこととして開錠するなどである。
【００６２】
尚、アクティブモード応答信号受信部１７００は、ＲＦアンテナ１９１０を介して応答信号２０を受信したＲＦ信号受信部１９００から、受信した応答信号２０を渡され、渡された応答信号２０を制御部１１００に渡す。
制御部１１００は、所定周期でアクティブモード質問信号送信部１５００に質問信号の送信を依頼し、繰り返し通信処理（ステップＳ１３０〜ステップＳ１２０）を行い、検知部１３００から人を検知した旨の通知があった場合は（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、所定時間の計測を開始する。具体的には、タイマーをリセットする（ステップＳ１４０）。この所定時間は、パッシブモードでの通信を行う時間、例えば、１分である。検知部１３００から人を検知した旨の通知がない場合は（ステップＳ１３０：ＮＯ）、所定周期で、アクティブモード質問信号送信部１５００に、質問信号を送信するよう依頼する（ステップＳ１００）。
【００６３】
タイマーをリセットして所定時間の計測を開始した制御部１１００は、まだ所定時間は経過していないので（ステップＳ１５０：ＮＯ）、パッシブモード質問信号送信部１４００に、質問信号１０を送信するよう依頼する。
依頼を受けたパッシブモード質問信号送信部１４００は、通信モード１３に「２」を設定し、質問器ＩＤ１４に自器のＩＤを設定したパッシブモードの質問信号１０を生成し、生成した質問信号１０（図４（ｂ）参照）をＬＦ信号送受信部１８００に渡して送信を依頼する。パッシブモード質問信号送信部１４００は、生成した質問信号１０を内部の作業メモリに記憶し、次回の依頼からは記憶している質問信号１０をＬＦ信号送受信部１８００に渡すものとする。
【００６４】
依頼を受けたＬＦ信号送受信部１８００は、受け取った質問信号１０をＬＦアンテナ１８１０を介して送信する（ステップＳ１６０）。
質問信号を送信するようパッシブモード質問信号送信部１４００に依頼した制御部１１００は、依頼してから所定周期の間にパッシブモード応答信号受信部１６００から応答信号を受け取った場合は（ステップＳ１７０：ＹＥＳ）、応答器２０００の認証処理を行う（ステップＳ１８０）。この認証処理は、アクティブモードの応答信号を受信した場合（ステップＳ１２０参照）と同様である。
【００６５】
尚、パッシブモード応答信号受信部１６００は、ＬＦアンテナ１８１０を介して応答信号２０を受信したＬＦ信号送受信部１８００から、受信した応答信号２０を渡され、渡された応答信号２０を制御部１１００に渡す。
制御部１１００は、所定周期でパッシブモード質問信号送信部１４００に質問信号の送信を依頼し、繰り返し通信処理（ステップＳ１６０〜ステップＳ１８０）を行い、所定時間が経過したら（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）、検知部１３００から人を検知した旨の通知がない場合は（ステップＳ１３０：ＮＯ）アクティブモード質問信号送信部１５００に、質問信号を送信するよう依頼し（ステップＳ１００）、検知部１３００から人を検知した旨の通知があった場合は（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、所定時間の計測を開始し（ステップＳ１４０）、パッシブモード質問信号送信部１４００に、質問信号１０を送信するよう依頼する。
【００６６】
次に、応答器２０００の処理について説明する。
応答器２０００のＬＦ信号送受信部２８００は、ＬＦアンテナ２８１０を介して質問器１０００が送信した質問信号１０を受信し、受信した質問信号１０を質問信号受信部２２００に渡す（ステップＳ２００）。
質問信号受信部２２００は、受け取った質問信号１０の通信モード１３をモード判定部２５００に渡し、質問器ＩＤ１４を制御部２１００に渡す。
【００６７】
通信モード１３を受け取ったモード判定部２５００は、通信モード１３が「１」の場合は、アクティブモードで通信を行う指示であると判定し、また、「２」の場合は、パッシブモードで通信を行う指示であると判定し、その旨を制御部２１００に通知する（ステップＳ２１０）。
通知を受けた制御部２１００は、アクティブモードで通信を行う指示であるとの通知である場合は（ステップＳ２１０：アクティブ）、アクティブモード応答信号送信部２４００に応答信号の送信を依頼する。この依頼の際、質問信号受信部２２００から受け取った質問器ＩＤ１４を渡す。
【００６８】
依頼を受けたアクティブモード応答信号送信部２４００は、応答信号２０を生成し、生成した応答信号２０をＲＦ信号送信部２９００に渡して、送信を依頼する。アクティブモード応答信号送信部２４００は、受け取った質問器ＩＤ１４を、応答信号２０の質問器ＩＤ２３に設定し、自器のＩＤを応答器ＩＤ２４に設定して応答信号２０を生成する。
依頼を受けたＲＦ信号送信部２９００は、受け取った応答信号２０をＲＦアンテナ２９１０を介して送信する（ステップＳ２２０、図２参照）。
【００６９】
一方、モード判定部２５００から、判定結果の通知を受けた制御部２１００は、パッシブモードで通信を行う指示であるとの通知である場合は（ステップＳ２１０：パッシブ）、パッシブモード応答信号送信部２３００に応答信号の送信を依頼する。この依頼の際、質問信号受信部２２００から受け取った質問器ＩＤ１４を渡す。
依頼を受けたパッシブモード応答信号送信部２３００は、応答信号２０を生成し、生成した応答信号２０をＬＦ信号送信部２８００に渡して、送信を依頼する。パッシブモード応答信号送信部２３００は、受け取った質問器ＩＤ１４を、応答信号２０の質問器ＩＤ２３に設定し、自器のＩＤを応答器ＩＤ２４に設定して応答信号２０を生成する。
【００７０】
依頼を受けたＬＦ信号送信部２８００は、受け取った応答信号２０をＬＦアンテナ２８１０を介して送信する（ステップＳ２３０、図３参照）。
＜補足＞
以上、本発明に係る無線通信システムについて実施形態に基づいて説明したが、このシステムを部分的に変形することもでき、本発明は上述の実施形態に限られないことは勿論である。即ち、
（１）実施形態では、質問器周囲の所定範囲に検知対象である人が進入してきたことを、光センサーのうち、照度に応じて光電流を出力するセンサーを用いて検知することとしているが、他のセンサーを用いてもよい。
【００７１】
光センサーのうち、例えば、光の強さ（照度）を、出力パルスの周波数に変換するＩＣを用いたセンサーでも良い。この場合、所定の周波数を下回った場合に、所定範囲に検知対象である人が進入してきたと判断する。
また、光センサー以外のセンサーとして、距離検知センサーを用いても良い。この場合、質問器に人が近づくと、質問器と人との距離を測定するような位置と向きに距離検知センサーを設置する必要がある。測定した距離が、例えば、５０センチメートル以下の場合、所定範囲に検知対象である人が進入してきたと判断する。距離検知センサーは、例えば、レーザ光を照射し、人に当たって散乱した光をフォトダイオードで捉え、その照射から受光までの時間から人までの距離を測定する。
【００７２】
また、熱感知センサーを用いても良い。この場合、センサーが体温と同等の温度を検出したら、所定範囲に検知対象である人が進入してきたと判断する。熱感知センサーとしては、例えば、表面温度に応じて放射している赤外線を検知する赤外線センサーを用いる。
また、圧力検知センサーを用いても良い。この場合、例えば、質問器の周囲の所定範囲の床に所定圧力以上の圧力を検知すると、検知対象である人が進入してきたと判断する。
（２）実施形態では、パッシブモードの質問信号の送信を終了して、再びアクティブモードの質問信号の送信を開始する条件を、パッシブモードの質問信号を所定時間送信することとしているが、他の条件であってもよい。
【００７３】
例えば、パッシブモードの質問信号を所定回数送信したこと、応答信号を受信したこと等である。
パッシブモードの質問信号を所定回数送信したら、再びアクティブモードの質問信号の送信を開始する場合を、図８と図９を用いて簡単に説明する。
図８は、図６と同様に、アクティブモードからパッシブモードへの切替えのタイミングと、質問信号と応答信号の送受信のタイミングを表すタイミングチャートであり、矩形や矢印等の意味は、図６と同様である。本図と図６の異なる点は、図６では、パッシブモードの質問信号は白抜き矢印で示された所定時間送信されたが、本図では、所定回数送信される点が異なる。
【００７４】
図９は、図７と同様に、質問器１０００の通信モード切替処理と応答器２０００の応答処理とを示すフローチャートであり、点線は質問信号の送信を、一点鎖線は応答信号の送信を表す。本図と図７の異なる点は、ステップ３００において、制御部１１００が、所定時間を計るためのタイマーをリセットする代わりに、所定回数をカウントするためのカウンタをリセットする点と、ステップ３１０において、所定時間の経過を判定する代わりに所定回数送信したかを判定する点が異なる。
【００７５】
次に、応答信号を受信したら、再びアクティブモードの質問信号の送信を開始する場合を、図１０と図１１を用いて簡単に説明する。
図１０は、図６と同様に、アクティブモードからパッシブモードへの切替えのタイミングと、質問信号と応答信号の送受信のタイミングを表すタイミングチャートであり、矩形や矢印等の意味は、図６と同様である。本図と図６の異なる点は、図６では、パッシブモードの質問信号は白抜き矢印で示された所定時間送信されたが、本図では、その所定時間内に、応答信号を受信したら再びアクティブモードの質問信号３５０の送信を開始する点が異なる。
【００７６】
図１１は、図７と同様に、質問器１０００の通信モード切替処理と応答器２０００の応答処理とを示すフローチャートであり、点線は質問信号の送信を、一点鎖線は応答信号の送信を表す。本図と図７の異なる点は、ステップ４００において、パッシブモードの応答信号を受信して（ステップＳ１７０）、認証処理を行ったあと、制御部１１００は、所定時間経過していなくても、パッシブモードの質問信号の送信をパッシブモード質問信号送信部１４００に依頼せずに、検知部１３００から人を検知したか否かの通知に応じて（ステップＳ１３０）質問信号１０を送信する処理を行う点が異なる。
【００７７】
尚、この例では、所定時間内に応答信号を受信した場合を説明したが、所定回数送信する間に応答信号を受信した場合であっても良い。
また、パッシブモードの質問信号の送信を終了して、再びアクティブモードの質問信号の送信を開始する条件を、質問器から所定範囲に検知対象である人が進入してきたことを検知するために用いるセンサーに応じて、この条件を定めても良い。
【００７８】
例えば、光センサーを用いて、照度が弱くなった場合に質問器から所定範囲に検知対象である人が進入してきたと判断している場合には、照度に応じた電荷が閾値を超えたことを条件としても良い。
また、距離検知センサーを用いている場合は、測定した距離が、例えば、５０センチメートルを超えたもののみであること条件としても良い。
【００７９】
また、熱感知センサーを用いている場合は、センサーが検知する温度が、体温よりも低くなったことを条件としても良い。
また、圧力検知センサーを用いている場合は、質問器の周囲の所定範囲の床に所定圧力以上の圧力を検出しなくなったことを条件としても良い。
（３）実施形態では、光センサーを質問器１０００に内蔵することとしているが、質問器１０００の外にあってもよく、質問器から所定範囲に検知対象である人が進入してきたことを検知できる位置に設置されていればよい。
【００８０】
また、質問器が複数ある場合に、質問器１つに、１つのセンサーを設置する必要はなく、それぞれの質問器から所定範囲に検知対象である人が進入してきたことを検知できればよい。
（４）無線通信システムに含まれる質問器、応答器においては、図２等の各構成要素の全部又は一部を、１チップ又は複数チップの集積回路で実現してもよい。
（５）実施形態で示した無線通信システムの各機能を実現させる為の各制御処理（図７参照）をＣＰＵに実行させる為のプログラムを、記録媒体に記録し又は各種通信路等を介して、流通させ頒布することもできる。このような記録媒体には、ＩＣカード、光ディスク、フレキシブルディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等がある。流通、頒布されたプログラムは、機器におけるＣＰＵで読み取り可能なメモリ等に格納されることにより利用に供され、そのＣＰＵがそのプログラムを実行することにより実施形態で示した各機能が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１（ａ）は、アクティブモードの使用態様を示す図であり、図１（ｂ）は、パッシブモードの使用態様を示す図である。
【図２】本発明にかかる質問器１０００と応答器２０００の機能ブロック図であり、アクティブモードでの通信方法を示す図である。
【図３】本発明にかかる質問器１０００と応答器２０００の機能ブロック図であり、パッシブモードでの通信方法を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、質問器１０００が送信する質問信号１０のデータ構成及び内容例であり、図４（ｂ）は、応答器２０００が送信する応答信号２０のデータ構成及び内容例である。
【図５】質問信号と応答信号の送信距離を示す概略図である。
【図６】パッシブモードの質問信号を所定時間送信する場合の、アクティブモードからパッシブモードへの切替えのタイミングと、質問信号と応答信号の送受信のタイミングを表すタイミングチャートである。
【図７】パッシブモードの質問信号を所定時間送信する場合の、質問器１０００の通信モード切替処理と応答器２０００の応答処理とを示すフローチャートである。
【図８】パッシブモードの質問信号を所定回数送信する場合の、アクティブモードからパッシブモードへの切替えのタイミングと、質問信号と応答信号の送受信のタイミングを表すタイミングチャートである。
【図９】パッシブモードの質問信号を所定回数送信する場合の、質問器１０００の通信モード切替処理と応答器２０００の応答処理とを示すフローチャートである。
【図１０】パッシブモードの質問信号を応答信号受信まで送信する場合の、アクティブモードからパッシブモードへの切替えのタイミングと、質問信号と応答信号の送受信のタイミングを表すタイミングチャートである。
【図１１】パッシブモードの質問信号を応答信号受信まで送信する場合の、質問器１０００の通信モード切替処理と応答器２０００の応答処理とを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８２】
１０ 質問信号
２０ 応答信号
１０００ 質問器
１１００ ２１００ 制御部
１２００ 光センサー
１３００ 検知部
１４００ パッシブモード質問信号送信部
１５００ アクティブモード質問信号送信部
１６００ パッシブモード応答信号受信部
１７００ アクティブモード応答信号受信部
１８００ ２８００ ＬＦ信号送受信部
１８１０ ２８１０ ＬＦアンテナ
１９００ ＲＦ信号受信部
１９１０ ２９１０ ＲＦアンテナ
２０００ 応答器
２２００ 質問信号受信部
２３００ パッシブモード応答信号送信部
２４００ アクティブモード応答信号送信部
２５００ モード判定部
２６００ 電池
２９００ ＲＦ信号送信部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブモードとパッシブモードの何れもで通信が可能なＩＣタグシステムに関し、特にアクティブモードとパッシブモードの切替えの利便性を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣタグシステムは、データを含むＩＣおよびアンテナからなるタグと、タグのデータを読み書きするリーダとで構成され、タグとリーダ間での通信モードとしてアクティブモードとパッシブモードとがある。
これらの通信モードでは、タグとリーダの通信距離が異なり、通常、アクティブモードでは数メートル、パッシブモードでは数センチである。すなわち、アクティブモードでは、リーダから数メートルの距離内を通過するだけで通信ができるが、パッシブモードでは、リーダにタグをかざす必要がある。
【０００３】
従って、例えば、入退室を厳重に管理したいような認証システムでは、パッシブモードを用い、単に通行を管理したいような認証システムでは、アクティブモードを用いるなどと使い分けている。
ここで、リーダには、アクティブモード又はパッシブモードのどちらかに対応しているものと、これら２つのモードに対応しているものがある。２つの通信モードに対応しているリーダでは、リーダの前面に設置されているボタンを押下することで、アクティブモードからパッシブモードに切替えることができるようになっている。
【０００４】
このような双方の通信モードに対応しているリーダでは、通常はアクティブモードで動作しており、モードを切替えるのは、例えば、タグに内蔵されている電池で動作するアクティブモードにおいて電池切れになった場合や、リーダからの電波で発電して通信するパッシブモードのみに対応しているタグで認証したい場合などである。通常、アクティブモードで動作するタグは電池切れの場合にも認証できるように、パッシブモードでの通信機能を備えている。
【０００５】
しかし、ユーザにとっては、自分のタグと通信可能にするために、リーダのボタンを押下する等の一手間が必要となるという煩わしさがある。
ここで、パッシブモードで通信している場合に、ユーザの手間なく、アクティブモードで通信するよう自動で切替える技術がある（特許文献１参照）。具体的には、タグがセキュリティーゲートを通過する際に、リーダに該当するゲートはパッシブモードで通信を行ってタグの認証を行うとともに、タグに対してトリガー信号を送信する。タグはゲートからのトリガー信号を受け、パッシブモードをアクティブモードに変更する。
【０００６】
確かに、この技術を用いれば、ユーザの手を煩わせることなく通信モードを切替える事ができる。
【特許文献１】特開２００７−１９９９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、この技術は、タグの通信方式をパッシブモードからアクティブモードに切替えるものであり、リーダの通信方式をアクティブモードからパッシブモードに切替える場合に適用することはできない。
すなわち、リーダの通信モードをアクティブモードからパッシブモードに切替える場合は、アクティブモードの通信範囲で通信ができないからパッシブモードに切替えるのであるから、通信モードを切替える前にリーダとタグは通信を行っておらずリーダはトリガー信号を受信することはできないからである。
【０００８】
そこで、本発明は、ユーザの手を煩わせることなく、リーダの通信モードをアクティブモードからパッシブモードに切替える事ができる通信システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する為に、本発明の無線通信システムは、質問器と応答器とから成り、質問器は応答器と無線通信を行う無線通信システムであって、前記無線通信システムは、センサーを備え、前記質問器は、第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を繰り返し送信する質問送信手段と、質問信号の到達範囲内であって、自器に近接する所定の範囲に検知対象が進入したことを前記センサーを用いて検知する検知手段とを備え、前記質問送信手段は、前記検知手段が検知対象の進入を検知した場合は、第１通信モードで通信することを示す情報の代わりに第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を繰り返し送信し、前記応答器は、質問信号を受信する質問受信手段と、受信した質問信号に対して応答信号を送信する応答送信手段とを備え、前記応答送信手段は、受信した質問信号が第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号である場合は、第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号に対するよりも、送信可能範囲が狭い応答信号を送信することを特徴とする。
【００１０】
また、前記応答送信手段は、低周波信号を送信する低周波送信手段と、高周波信号を送信する高周波送信手段を有し、第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号に対する応答信号を送信するときは、前記低周波送信手段で送信し、第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号に対する応答信号を送信するときは、前記高周波送信手段で送信することとしてもよい。
【００１１】
また、前記応答器は、更に、電池と前記質問信号を受信することにより電力を生ずる発電手段とを備え、前記応答送信手段は、受信した質問信号に第１通信モードで通信することを示す情報が含まれている場合は、前記電池を電源として応答信号を送信し、第２通信モードで通信することを示す情報が含まれている場合は、前記発電手段により生じた電力により応答信号を送信することとしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る無線通信システムは、上述の構成を備えることにより、質問器の近くの所定範囲に検知対象が進入したことを検知することができるので、この検知を契機として、質問器は応答器との通信モードを切替える事ができ、応答器と通信ができるようになる。ユーザは、質問器に近づくだけで自動的にモードが切り替わることになる。
この際、通信モードの切替えは、応答器が送信する応答信号の送信可能範囲が広い第１通信モードから、狭い第２通信モードへと切替える。
【００１３】
すなわち、質問器に近づいて来るという事は、第１通信モードでは応答できなかったため、第２通信モードで応答したいのであろうという推定の下、ユーザからの指示を待たずに第２通信モードに切替え、通信モードを切替える際の利便性を向上させている。
また、前記質問送信手段は、前記第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を所定時間繰り返し送信したら、第２通信モードで通信することを示す情報の代わりに第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を繰り返し送信することとしてもよい。
【００１４】
また、前記質問送信手段は、前記第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を所定回数送信したら、第２通信モードで通信することを示す情報の代わりに第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を繰り返し送信することとしてもよい。
これにより、第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を、所定時間又は所定回数送信したら、自動的に、第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を送信することができるので、所定範囲に検知対象が進入したままであっても、第２通信モードから第１通信モードに戻すことができるようになる。
【００１５】
すなわち、何らかの理由で、ユーザが質問器の近くに長時間いる場合や、質問器の近くに置かれた物を検知した場合に、第２通信モードのままであるとすると、第１通信モードで応答したいユーザは応答する事ができないこととなってしまう。自動的に、所定時間経過した場合などに第１通信モードに戻すことで、このような不都合を避ける事が可能となる。
【００１６】
また、前記質問器は、更に、前記応答器の前記応答送信手段で送信された応答信号を受信する応答受信手段を備え、前記質問送信手段は、第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号に対する応答信号を前記応答受信手段が受信したら、第２通信モードで通信することを示す情報の代わりに第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を繰り返し送信することとしてもよい。
【００１７】
これにより、第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号に対する応答信号を受信したら、自動的に、第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を送信する事ができるので、第２通信モードでしか通信できない応答器が認証を完了して所定範囲の外へ出るとすぐに、第１通信モードで応答したいユーザが応答できるようになる。
【００１８】
本発明の無線通信システムの質問器は、センサーと、第１通信モード及び第２通信モードで無線通信を行う質問器とからなる無線通信システムで使用される質問器であって、第１通信モードで通信することを示す情報を含む第１通信モードの質問信号を繰り返し送信する質問送信手段と、質問信号の到達範囲内であって、自器に近接する所定の範囲に検知対象が進入したことを、前記センサーを用いて検知する検知手段とを備え、前記質問送信手段は、前記検知手段が検知対象の進入を検知した場合は、第１通信モードで通信することを示す情報の代わりに第２通信モードで通信することを示す情報を含む第２通信モードの質問信号を送信することを特徴とする。
【００１９】
質問器は、上述の構成を備えることにより、質問器の近くの所定範囲に検知対象が進入したことを検知することができるので、質問器は、ユーザの手を煩わせることなく、応答器との通信モードを切替える事ができるようになる。
また、前記センサーは、照度を検出する光検知センサーであって、前記検知手段は、前記光検知センサーが検出している照度が閾値を越える値から閾値以下になったときに、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知することとしてもよい。
【００２０】
また、前記センサーは、電波を投射し、その反射波により自器から検知対象までの距離を検出する距離検知センサーであって、前記検知手段は、前記距離検知センサーが検出した距離に基づいて前記検知対象が前記所定の範囲内にあると判定した場合に、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知することとしてもよい。
また、前記センサーは、熱を検知する熱感知センサーであって、前記検知手段は、前記熱感知センサーが検知した熱に基づいて熱源が前記所定の範囲内にあると判定した場合に、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知することとしてもよい。
【００２１】
また、前記センサーは、一定の圧力を検知する圧力検知センサーであって、前記検知手段は、前記圧力検知センサーが検知した圧力に基づいて前記圧力を検知した位置が前記所定の範囲内にあると判定した場合に、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知することとしてもよい。
質問器の設置されている環境に応じて、最適なセンサーを用いる事で、検知対象が質問器の近くの所定範囲に進入したことを検知できる可能性を高める事が出来るようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
＜実施形態＞
＜概要＞
本発明は、パッシブモードでの通信範囲がアクティブモードの通信範囲に比べて、格段に小さいことから、パッシブモードで通信したいユーザは、タグをリーダにかざす事ができるところまで近づいてくることに着目したものである。
【００２３】
図１に、アクティブモードとパッシブモードの使用態様を示す。図１（ａ）は、アクティブモードでの使用態様を示し、壁に設置されたリーダ１０００の前を、タグを身に着けた人が通過することで、認証を行っていることを示している。一方、図１（ｂ）は、パッシブモードでの使用態様を示し、ドアの横の壁に設置されたリーダ１０００に、タグをかざすことで認証を行っていることを示している。
【００２４】
本発明のリーダは、所定の範囲に物体が入ってきたことを検知したら、パッシブモードで通信するタグがかざされるであろうと予測して、パッシブモードで通信を開始する。従って、モードを切替えるためにボタンを押下する等のユーザの手間を省くことが可能となっている。
ここで、アクティブモードとパッシブモードを簡単に説明する。
【００２５】
アクティブモードとは、タグとリーダのそれぞれが、データを送信するために電波を生成して通信するモードであり、パッシブモードとは、リーダのみが電波を生成して、タグは負荷変調を使用して電波を発生させるモードである。
アクティブモードで通信する場合、タグは、内蔵する電池を電源として信号を送信し、パッシブタグモードで通信する場合、タグは、リーダからの電波を受けて生成した電力を用いて信号を送信する。
【００２６】
従って、タグが、パッシブモードで送信する信号の通信距離は、アクティブモードで送信する信号の通信距離よりも短いことになり、パッシブモードの通信範囲は狭いものとなっている。
また、アクティブモードにおいてタグは内蔵する電池を電源として動作するため、電池が切れた場合に通信ができなくなる。従って、通常は、電池切れで通信ができなくなることを防ぐために、パッシブモードでの通信も可能としている。
【００２７】
以下、アクティブモード及びパッシブモードで通信可能な無線通信システムを説明する。本実施形態では、リーダを質問器、タグを応答器というものとする。
また、本システムは、ドア付近に設置されている質問器が、ユーザが所持する応答器の認証を行い、認証ができればドアを開け、ユーザは通過できるものとする。
＜構成＞
本システムを構成する、質問器１０００及び応答器２０００について説明する。
【００２８】
図２及び図３は、本発明にかかる質問器１０００と応答器２０００の機能ブロック図である。
本実施形態に係る質問器は、アクティブモードとパッシブモードの２つの通信モードで通信する機能を備えており、図２はアクティブモードでの通信方法を示す図であり、図３はパッシブモードでの通信方法を示す図である。
【００２９】
図２と図３では、質問器１０００と応答器２０００とはそれぞれ同じ物であり、それぞれのモードでの質問信号と応答信号の送受信方法を示している点のみが異なる。
本システムは、通常、複数の質問器と複数の応答器とで構成される場合が多いが、それぞれ同様の構成を有することから、ここでは、質問器１０００と応答器２０００との構成を説明する。
【００３０】
尚、質問器１０００は、壁などに設置され外部電源で動作し、応答器２０００は内蔵する電池と、ＬＦ帯（長波帯）の信号を受信する受信部の起電力とを電源として動作する。
まず、質問器１０００は、制御部１１００、光センサー１２００、検知部１３００、パッシブモード質問信号送信部１４００、アクティブモード質問信号送信部１５００、パッシブモード応答信号受信部１６００、アクティブモード応答信号受信部１７００、ＬＦ信号送受信部１８００、ＬＦアンテナ１８１０、ＲＦ信号受信部１９００及びＲＦアンテナ１９１０で構成される。
【００３１】
制御部１１００は、図示しないＣＰＵ、メモリ等を備え、応答器２０００の認証に必要な一般的な制御処理を行う他、以下に説明する本発明に特有の処理、例えば、光センサー１２００を用いてユーザが近づいたことを検知し、異なる通信モードの質問信号を送信する等の処理を行う。
光センサー１２００は、可視光を検知するセンサーである。本実施形態では、フォトダイオードを用いたセンサーであるものとし、当たった光量に比例した電流量を発生する。
【００３２】
この光センサー１２００は、質問器１０００に内蔵されており、質問器１０００の筐体には、内蔵する光センサー１２００が外光を受ける事ができるように開口部が設けられているものとする。この開口部は、人が近づいてきたら開口部から入る光が少なくなるような位置に設ける。この位置は、質問器１０００が設置される環境、例えば、周りの電灯や窓の位置などを勘案して決める必要がある。
【００３３】
検知部１３００は、検知対象である人が、近づいてきたことを検知する機能を有する。近づいてきたとは、質問器１０００近傍の所定範囲に入ってきたことをいい、所定範囲とは、人であるユーザが所持する応答器２０００をかざすであろうと推定できる範囲であるのが望ましい。本実施形態では、質問器１０００を中心に半径約３０〜５０センチメートルの範囲とする。
【００３４】
本検知部１３００は、光センサー１２００が発生させる電流量が閾値以下になると、すなわち、暗くなると、人が近くに寄ってきて光が遮られたと判断する。この閾値は、質問器１０００が設置される場所の電灯の位置や、質問器１０００の向き、所定範囲などを勘案して決定されているものとする。
次に、パッシブモード質問信号送信部１４００は、パッシブモードの質問信号を、アクティブモード質問信号送信部１５００は、アクティブモードの質問信号をそれぞれ生成し、ＬＦ信号送受信部１８００に送信を依頼する機能を有する。
【００３５】
また、パッシブモード応答信号受信部１６００は、ＬＦ信号送受信部１８００を介してパッシブモードの応答信号を、アクティブモード応答信号受信部１７００はＲＦ信号受信部１９００を介してアクティブモードの応答信号をそれぞれ受信する。
これらの質問信号と応答信号の構成については、＜データ＞の項で図４を用いて説明する。
【００３６】
ＬＦ信号送受信部１８００は、パッシブモード質問信号送信部１４００又はアクティブモード質問信号送信部１５００から渡された質問信号を、誘電磁界の信号成分に重畳し、増幅して、ＬＦアンテナ１８１０から送信する機能を有する。
また、ＬＦ信号送受信部１８００は、ＬＦアンテナ１８１０を介して応答信号を受信し、受信した応答信号をパッシブモード応答信号受信部１６００に渡す機能を有する。
【００３７】
ＲＦ信号受信部１９００は、ＲＦアンテナ１９１０を介して応答信号を受信し、受信した応答信号をアクティブモード応答信号受信部１７００に渡す機能を有する。
次に、応答器２０００は、制御部２１００、質問信号受信部２２００、パッシブモード応答信号送信部２３００、アクティブモード応答信号送信部２４００、モード判定部２５００、電池２６００、ＬＦ信号送受信部２８００、ＬＦアンテナ２８１０、ＲＦ信号送信部２９００及びＲＦアンテナ２９１０で構成される。
【００３８】
制御部２１００は、図示しないＣＰＵ、メモリ等を備え、他の機能部に指示を出して、質問信号を受信したら応答信号を返す等の処理の制御を行う。
質問信号受信部２２００は、ＬＦ信号送受信部２８００から受信した質問信号を受信し、受信信号を解析して必要な情報を制御部２１００とモード判定部２５００とに渡す機能を有する。
【００３９】
モード判定部２５００は、質問信号受信部２２００から受け取った情報から、アクティブモードとパッシブモードのどちらの通信モードで応答信号を返すかを判定し、結果を制御部２１００に渡す機能を有する。
次に、パッシブモード応答信号送信部２３００は、ＬＦ信号送受信部２８００を介してパッシブモードの応答信号を、アクティブモード応答信号送信部２４００はＲＦ信号送信部２９００を介してアクティブモードの応答信号をそれぞれ送送信する。
【００４０】
ＬＦ信号送受信部２８００は、ＬＦアンテナ２８１０を介して質問信号を受信し、受信した質問信号受信部２２００に渡す機能を有する。また、ＬＦ信号送受信部２８００は、質問信号を受信すると発電し、この電力で制御部２１００等を起動させる。
更に、ＬＦ信号送受信部２８００は、パッシブモード応答信号送信部２３００から渡されたパッシブモードの応答信号を、ＬＦアンテナ２８１０を介して送信する機能を有する。
【００４１】
ＲＦ信号送信部２９００は、アクティブモード応答信号送信部２４００から渡されたアクティブモードの応答信号を、ＲＦアンテナ２９１０を介して送信する機能を有する。このＲＦ信号送信部２９００は、電池２６００を電源として応答信号を送信する。
図２で示すように、アクティブモードでは、質問信号はＬＦ信号送受信部１８００によりＬＦ帯で送信され、応答信号はＲＦ信号送信部２９００によりＲＦ帯で送信される。
【００４２】
一方、図３で示すように、パッシブモードでは、質問信号はアクティブモードと同様にＬＦ信号送受信部１８００によりＬＦ帯で送信され、応答信号はＬＦ信号送受信部２８００によりＬＦ帯で送信される。
ここで、質問器１０００の制御部１１００等の各部による各処理の全部または一部は、ＣＰＵ（図示していない。）が各種プログラムを実行することにより実現されるものであり、応答器２０００の制御部２１００の各部による各処理の全部または一部も、ＣＰＵ（図示していない。）が各種プログラムを実行することにより実現される。
【００４３】
＜データ＞
以下、本実施形態の無線通信システムが用いる主なデータについて、図４を用いて説明する。
図４は、質問信号と応答信号のデータ構成及び内容例を示す図である。図４（ａ）は、質問器１０００が送信する質問信号１０のデータ構成及び内容例であり、図４（ｂ）は、応答器２０００が送信する応答信号２０のデータ構成及び内容例である。
【００４４】
まず、図４（ａ）の質問信号１０は、ＰＲ（PReamble）１１、ＵＷ（Unique Word）１２、通信モード１３、質問器ＩＤ１４及びＣＲＣ１５で構成される。
ＰＲ１１は、質問信号１０のデータの始まりを示すビット列（同期符号）であり、ＵＷ１２は、いわゆるフレーム同期信号である。また、ＣＲＣ１５は、質問信号１０を受信した応答器２０００が、受信した質問信号１０に誤りが発生しているか否かを検出するためのデータである。
【００４５】
通信モード１３は、アクティブモードとパッシブモードのうち、どちらのモードで通信を行うかを示す情報である。本実施形態では、「１」の場合は、アクティブモードで通信する旨を示し、「２」の場合は、パッシブモードで通信する旨を示すものとする。以下、通信モード１３が「１」の質問信号をアクティブモードの質問信号といい、「２」の質問信号をパッシブモードの質問信号という。
【００４６】
また、質問器ＩＤ１４は、質問信号１０を送信した質問器１０００の識別子であり、質問器が内部の作業メモリに予め記憶しているものとする。
次に、図４（ｂ）の応答信号２０は、ＰＲ２１、ＵＷ２２、質問器ＩＤ２３、応答器ＩＤ２４及びＣＲＣ２５で構成される。
ＰＲ２１は、応答信号２０のデータの始まりを示すビット列（同期符号）であり、ＵＷ２２は、いわゆるフレーム同期信号である。また、ＣＲＣ２５は、応答信号２０を受信した質問器１０００が、受信した応答信号２０に誤りが発生しているか否かを検出するためのデータである。
【００４７】
質問器ＩＤ２３は、質問器１０００の識別子を表し、この応答信号２０がどの質問器１０００からの質問信号１０に応じたものかを示すものである。すなわち、この応答信号２０は、質問器ＩＤ２３で示される質問器から送信された質問信号に対して送信された応答信号であることになる。
応答器ＩＤ２４は、応答信号２０を送信した応答器２０００の識別子であり、応答器が内部の作業メモリに予め記憶しているものとする。
【００４８】
応答信号２０は、アクティブモードの場合とパッシブモードの場合とは、データ構成と内容は同じであり、送信する周波数帯と通信距離とが異なる。
＜通信モード切替のタイミング＞
ここで、アクティブモードからパッシブモードへの通信モードの切替えのタイミングについて説明する。
【００４９】
図５と図６とを用いて、質問信号と応答信号の送受信のタイミングと送信距離について説明するとともに、質問器が通信モードを切替えるタイミングについて説明する。
図５は、質問信号と応答信号の送信距離を示す概略図である。
質問器１０００からの質問信号の送信距離を点線で示す。アクティブモードの質問信号とパッシブモードの質問信号は、同じ送信距離である。同じＬＦ信号送受信部１８００で送信するからである（図２等参照）。
【００５０】
応答器２００１からの、アクティブモードの応答信号の送信距離を一点鎖線で示す。また、応答器２００２からの、パッシブモードの応答信号の送信距離を密点線で示す。
また、質問器１０００の近傍の実線で示された範囲は、質問器１０００の検知部１３００が、人が入ってきたことを検知する範囲を示している。本実施形態では、この範囲に人が入ってきたことを検知したら、質問器１０００は、アクティブモードの質問信号の送信をやめて、パッシブモードの質問信号の送信を開始する。
【００５１】
本図で示すように、密点線で示されるパッシブモードの応答信号の送信距離は、一点鎖線で示されるアクティブモードの応答信号の送信距離に比べ短い。例えば、パッシブモードの応答信号の送信距離は、数センチメートル、アクティブモードの応答信号の送信距離は数メートルである。
次に、図６は、アクティブモードからパッシブモードへの切替えのタイミングと、質問信号と応答信号の送受信のタイミングを表すタイミングチャートである。
【００５２】
1段目は、質問器１０００の検知部１３００が、人が所定範囲に入ってきたことを検知したタイミング１００を表す。
２段目は、質問器１０００が送信する質問信号を矩形で表している。実線白抜きの矩形で「アクティブ質問」と記載しているのが、アクティブモードの質問信号を表し、実線斜線の矩形で「パッシブ質問」と記載しているのが、パッシブモードの質問信号を表す。質問信号は、一定の周期で送信しており、例えば、１００ｍｓの質問信号を３００ｍｓ毎に繰り返し送信している。質問信号を送信した後の２００ｍｓの間に、応答信号を受信する。尚、本図の質問信号等の長さと送信周期は、説明の便宜上、正確には記載されていない。
【００５３】
３段目と４段目は、それぞれ応答器Ａと応答器Ｂが送信する応答信号を矩形で表している。実線白抜きの矩形で「アクティブ応答」と記載しているのが、アクティブモードの応答信号を表し、実線斜線の矩形で「パッシブ応答」と記載しているのが、パッシブモードの応答信号を表す。また、点線矩形で「開錠」と記載しているのは、質問器が応答器を認証して、扉を開けたことを示している。
【００５４】
まず、質問器が、アクティブモードの質問信号１００を送信し（矢印１０１参照）、質問信号１００を受信した応答器Ａは、アクティブモードの応答信号１０２を送信する（矢印１０３参照）。
質問器は、応答器Ａの応答信号を受信し、認証後開錠１０４する。応答器Ａを所持している人は、入室する事ができる。
【００５５】
次に、質問器Ｂは、アクティブモードの質問信号２００を受信し（矢印２０１参照）、アクティブモードで応答信号２０２を送信しようとするが、電池が切れていて実際には、応答信号２０２を送信する事ができない（矢印２０３参照）。この場合、質問器は、応答信号を受信しないので、開錠することはない。
応答器Ｂを所持している人は、応答器Ｂを質問器にかざして認証させるため、質問器に近づく。
【００５６】
検知器は、所定範囲に人が入ってきたことを検知し、検知したことを知った質問器は、アクティブモードの質問信号の送信をやめて、パッシブモードの質問信号３００を送信する（矢印３０１参照）。
質問器に近づいた応答器Ｂの所持者が、応答器Ｂを質問器にかざしてパッシブモードの応答信号３０２を送信し（矢印３０３参照）、応答信号３０２を受信した質問器は、認証後開錠３０４する。
【００５７】
質問器は、パッシブモードの質問信号を白抜き矢印で示した所定時間、例えば、５秒間送信すると、再び、アクティブモードの質問信号４００の送信を開始する。
＜動作＞
以下、上述した無線通信システムの、質問器１０００と応答器２０００の通信モードの切替え時の動作について説明する。
【００５８】
図７は、質問器１０００の通信モード切替処理と応答器２０００の応答処理とを示すフローチャートである。本図では、点線は質問信号の送信を、一点鎖線は応答信号の送信を表すものとする。
まず、質問器１０００の処理について説明する。
質問器１０００の制御部１１００は、起動の指示、例えば、図示しない操作スイッチの押下等を検知すると、最初は、検知部１３００から人を検知した旨の通知はないので（ステップＳ１３０：ＮＯ）、アクティブモード質問信号送信部１５００に、質問信号を送信するよう依頼する。
【００５９】
依頼を受けたアクティブモード質問信号送信部１５００は、通信モード１３に「１」を設定し、質問器ＩＤ１４に自器のＩＤを設定したアクティブモードの質問信号１０を生成し、生成した質問信号１０（図４（ａ）参照）をＬＦ信号送受信部１８００に渡して送信を依頼する。アクティブモード質問信号送信部１５００は、生成した質問信号１０を内部の作業メモリに記憶し、次回の依頼からは記憶している質問信号１０をＬＦ信号送受信部１８００に渡すものとする。
【００６０】
依頼を受けたＬＦ信号送受信部１８００は、受け取った質問信号１０をＬＦアンテナ１８１０を介して送信する（ステップＳ１００）。
アクティブモード質問信号送信部１５００に、質問信号１０を送信するよう依頼した制御部１１００は、依頼してから所定周期、例えば、３００ｍｓの間にアクティブモード応答信号受信部１７００から応答信号２０（図４（ｂ）参照）を受け取らなかった場合は（ステップＳ１１０：ＮＯ）、アクティブモード質問信号送信部１５００に、質問信号を送信するよう依頼する（ステップＳ１００）。
【００６１】
質問信号を送信するようアクティブモード質問信号送信部１５００に依頼した制御部１１００は、依頼してから所定周期の間にアクティブモード応答信号受信部１７００から応答信号を受け取った場合は（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、応答器２０００の認証処理を行う（ステップＳ１２０）。具体的には、例えば、受信した応答信号２０の応答器ＩＤ２４が、自器が記憶する応答器ＩＤの一覧に載っている場合は、認証できたこととして開錠するなどである。
【００６２】
尚、アクティブモード応答信号受信部１７００は、ＲＦアンテナ１９１０を介して応答信号２０を受信したＲＦ信号受信部１９００から、受信した応答信号２０を渡され、渡された応答信号２０を制御部１１００に渡す。
制御部１１００は、所定周期でアクティブモード質問信号送信部１５００に質問信号の送信を依頼し、繰り返し通信処理（ステップＳ１３０〜ステップＳ１２０）を行い、検知部１３００から人を検知した旨の通知があった場合は（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、所定時間の計測を開始する。具体的には、タイマーをリセットする（ステップＳ１４０）。この所定時間は、パッシブモードでの通信を行う時間、例えば、１分である。検知部１３００から人を検知した旨の通知がない場合は（ステップＳ１３０：ＮＯ）、所定周期で、アクティブモード質問信号送信部１５００に、質問信号を送信するよう依頼する（ステップＳ１００）。
【００６３】
タイマーをリセットして所定時間の計測を開始した制御部１１００は、まだ所定時間は経過していないので（ステップＳ１５０：ＮＯ）、パッシブモード質問信号送信部１４００に、質問信号１０を送信するよう依頼する。
依頼を受けたパッシブモード質問信号送信部１４００は、通信モード１３に「２」を設定し、質問器ＩＤ１４に自器のＩＤを設定したパッシブモードの質問信号１０を生成し、生成した質問信号１０（図４（ｂ）参照）をＬＦ信号送受信部１８００に渡して送信を依頼する。パッシブモード質問信号送信部１４００は、生成した質問信号１０を内部の作業メモリに記憶し、次回の依頼からは記憶している質問信号１０をＬＦ信号送受信部１８００に渡すものとする。
【００６４】
依頼を受けたＬＦ信号送受信部１８００は、受け取った質問信号１０をＬＦアンテナ１８１０を介して送信する（ステップＳ１６０）。
質問信号を送信するようパッシブモード質問信号送信部１４００に依頼した制御部１１００は、依頼してから所定周期の間にパッシブモード応答信号受信部１６００から応答信号を受け取った場合は（ステップＳ１７０：ＹＥＳ）、応答器２０００の認証処理を行う（ステップＳ１８０）。この認証処理は、アクティブモードの応答信号を受信した場合（ステップＳ１２０参照）と同様である。
【００６５】
尚、パッシブモード応答信号受信部１６００は、ＬＦアンテナ１８１０を介して応答信号２０を受信したＬＦ信号送受信部１８００から、受信した応答信号２０を渡され、渡された応答信号２０を制御部１１００に渡す。
制御部１１００は、所定周期でパッシブモード質問信号送信部１４００に質問信号の送信を依頼し、繰り返し通信処理（ステップＳ１６０〜ステップＳ１８０）を行い、所定時間が経過したら（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）、検知部１３００から人を検知した旨の通知がない場合は（ステップＳ１３０：ＮＯ）アクティブモード質問信号送信部１５００に、質問信号を送信するよう依頼し（ステップＳ１００）、検知部１３００から人を検知した旨の通知があった場合は（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、所定時間の計測を開始し（ステップＳ１４０）、パッシブモード質問信号送信部１４００に、質問信号１０を送信するよう依頼する。
【００６６】
次に、応答器２０００の処理について説明する。
応答器２０００のＬＦ信号送受信部２８００は、ＬＦアンテナ２８１０を介して質問器１０００が送信した質問信号１０を受信し、受信した質問信号１０を質問信号受信部２２００に渡す（ステップＳ２００）。
質問信号受信部２２００は、受け取った質問信号１０の通信モード１３をモード判定部２５００に渡し、質問器ＩＤ１４を制御部２１００に渡す。
【００６７】
通信モード１３を受け取ったモード判定部２５００は、通信モード１３が「１」の場合は、アクティブモードで通信を行う指示であると判定し、また、「２」の場合は、パッシブモードで通信を行う指示であると判定し、その旨を制御部２１００に通知する（ステップＳ２１０）。
通知を受けた制御部２１００は、アクティブモードで通信を行う指示であるとの通知である場合は（ステップＳ２１０：アクティブ）、アクティブモード応答信号送信部２４００に応答信号の送信を依頼する。この依頼の際、質問信号受信部２２００から受け取った質問器ＩＤ１４を渡す。
【００６８】
依頼を受けたアクティブモード応答信号送信部２４００は、応答信号２０を生成し、生成した応答信号２０をＲＦ信号送信部２９００に渡して、送信を依頼する。アクティブモード応答信号送信部２４００は、受け取った質問器ＩＤ１４を、応答信号２０の質問器ＩＤ２３に設定し、自器のＩＤを応答器ＩＤ２４に設定して応答信号２０を生成する。
依頼を受けたＲＦ信号送信部２９００は、受け取った応答信号２０をＲＦアンテナ２９１０を介して送信する（ステップＳ２２０、図２参照）。
【００６９】
一方、モード判定部２５００から、判定結果の通知を受けた制御部２１００は、パッシブモードで通信を行う指示であるとの通知である場合は（ステップＳ２１０：パッシブ）、パッシブモード応答信号送信部２３００に応答信号の送信を依頼する。この依頼の際、質問信号受信部２２００から受け取った質問器ＩＤ１４を渡す。
依頼を受けたパッシブモード応答信号送信部２３００は、応答信号２０を生成し、生成した応答信号２０をＬＦ信号送信部２８００に渡して、送信を依頼する。パッシブモード応答信号送信部２３００は、受け取った質問器ＩＤ１４を、応答信号２０の質問器ＩＤ２３に設定し、自器のＩＤを応答器ＩＤ２４に設定して応答信号２０を生成する。
【００７０】
依頼を受けたＬＦ信号送信部２８００は、受け取った応答信号２０をＬＦアンテナ２８１０を介して送信する（ステップＳ２３０、図３参照）。
＜補足＞
以上、本発明に係る無線通信システムについて実施形態に基づいて説明したが、このシステムを部分的に変形することもでき、本発明は上述の実施形態に限られないことは勿論である。即ち、
（１）実施形態では、質問器周囲の所定範囲に検知対象である人が進入してきたことを、光センサーのうち、照度に応じて光電流を出力するセンサーを用いて検知することとしているが、他のセンサーを用いてもよい。
【００７１】
光センサーのうち、例えば、光の強さ（照度）を、出力パルスの周波数に変換するＩＣを用いたセンサーでも良い。この場合、所定の周波数を下回った場合に、所定範囲に検知対象である人が進入してきたと判断する。
また、光センサー以外のセンサーとして、距離検知センサーを用いても良い。この場合、質問器に人が近づくと、質問器と人との距離を測定するような位置と向きに距離検知センサーを設置する必要がある。測定した距離が、例えば、５０センチメートル以下の場合、所定範囲に検知対象である人が進入してきたと判断する。距離検知センサーは、例えば、レーザ光を照射し、人に当たって散乱した光をフォトダイオードで捉え、その照射から受光までの時間から人までの距離を測定する。
【００７２】
また、熱感知センサーを用いても良い。この場合、センサーが体温と同等の温度を検出したら、所定範囲に検知対象である人が進入してきたと判断する。熱感知センサーとしては、例えば、表面温度に応じて放射している赤外線を検知する赤外線センサーを用いる。
また、圧力検知センサーを用いても良い。この場合、例えば、質問器の周囲の所定範囲の床に所定圧力以上の圧力を検知すると、検知対象である人が進入してきたと判断する。
（２）実施形態では、パッシブモードの質問信号の送信を終了して、再びアクティブモードの質問信号の送信を開始する条件を、パッシブモードの質問信号を所定時間送信することとしているが、他の条件であってもよい。
【００７３】
例えば、パッシブモードの質問信号を所定回数送信したこと、応答信号を受信したこと等である。
パッシブモードの質問信号を所定回数送信したら、再びアクティブモードの質問信号の送信を開始する場合を、図８と図９を用いて簡単に説明する。
図８は、図６と同様に、アクティブモードからパッシブモードへの切替えのタイミングと、質問信号と応答信号の送受信のタイミングを表すタイミングチャートであり、矩形や矢印等の意味は、図６と同様である。本図と図６の異なる点は、図６では、パッシブモードの質問信号は白抜き矢印で示された所定時間送信されたが、本図では、所定回数送信される点が異なる。
【００７４】
図９は、図７と同様に、質問器１０００の通信モード切替処理と応答器２０００の応答処理とを示すフローチャートであり、点線は質問信号の送信を、一点鎖線は応答信号の送信を表す。本図と図７の異なる点は、ステップ３００において、制御部１１００が、所定時間を計るためのタイマーをリセットする代わりに、所定回数をカウントするためのカウンタをリセットする点と、ステップ３１０において、所定時間の経過を判定する代わりに所定回数送信したかを判定する点が異なる。
【００７５】
次に、応答信号を受信したら、再びアクティブモードの質問信号の送信を開始する場合を、図１０と図１１を用いて簡単に説明する。
図１０は、図６と同様に、アクティブモードからパッシブモードへの切替えのタイミングと、質問信号と応答信号の送受信のタイミングを表すタイミングチャートであり、矩形や矢印等の意味は、図６と同様である。本図と図６の異なる点は、図６では、パッシブモードの質問信号は白抜き矢印で示された所定時間送信されたが、本図では、その所定時間内に、応答信号を受信したら再びアクティブモードの質問信号３５０の送信を開始する点が異なる。
【００７６】
図１１は、図７と同様に、質問器１０００の通信モード切替処理と応答器２０００の応答処理とを示すフローチャートであり、点線は質問信号の送信を、一点鎖線は応答信号の送信を表す。本図と図７の異なる点は、ステップ４００において、パッシブモードの応答信号を受信して（ステップＳ１７０）、認証処理を行ったあと、制御部１１００は、所定時間経過していなくても、パッシブモードの質問信号の送信をパッシブモード質問信号送信部１４００に依頼せずに、検知部１３００から人を検知したか否かの通知に応じて（ステップＳ１３０）質問信号１０を送信する処理を行う点が異なる。
【００７７】
尚、この例では、所定時間内に応答信号を受信した場合を説明したが、所定回数送信する間に応答信号を受信した場合であっても良い。
また、パッシブモードの質問信号の送信を終了して、再びアクティブモードの質問信号の送信を開始する条件を、質問器から所定範囲に検知対象である人が進入してきたことを検知するために用いるセンサーに応じて、この条件を定めても良い。
【００７８】
例えば、光センサーを用いて、照度が弱くなった場合に質問器から所定範囲に検知対象である人が進入してきたと判断している場合には、照度に応じた電荷が閾値を超えたことを条件としても良い。
また、距離検知センサーを用いている場合は、測定した距離が、例えば、５０センチメートルを超えたもののみであること条件としても良い。
【００７９】
また、熱感知センサーを用いている場合は、センサーが検知する温度が、体温よりも低くなったことを条件としても良い。
また、圧力検知センサーを用いている場合は、質問器の周囲の所定範囲の床に所定圧力以上の圧力を検出しなくなったことを条件としても良い。
（３）実施形態では、光センサーを質問器１０００に内蔵することとしているが、質問器１０００の外にあってもよく、質問器から所定範囲に検知対象である人が進入してきたことを検知できる位置に設置されていればよい。
【００８０】
また、質問器が複数ある場合に、質問器１つに、１つのセンサーを設置する必要はなく、それぞれの質問器から所定範囲に検知対象である人が進入してきたことを検知できればよい。
（４）無線通信システムに含まれる質問器、応答器においては、図２等の各構成要素の全部又は一部を、１チップ又は複数チップの集積回路で実現してもよい。
（５）実施形態で示した無線通信システムの各機能を実現させる為の各制御処理（図７参照）をＣＰＵに実行させる為のプログラムを、記録媒体に記録し又は各種通信路等を介して、流通させ頒布することもできる。このような記録媒体には、ＩＣカード、光ディスク、フレキシブルディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等がある。流通、頒布されたプログラムは、機器におけるＣＰＵで読み取り可能なメモリ等に格納されることにより利用に供され、そのＣＰＵがそのプログラムを実行することにより実施形態で示した各機能が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１（ａ）は、アクティブモードの使用態様を示す図であり、図１（ｂ）は、パッシブモードの使用態様を示す図である。
【図２】本発明にかかる質問器１０００と応答器２０００の機能ブロック図であり、アクティブモードでの通信方法を示す図である。
【図３】本発明にかかる質問器１０００と応答器２０００の機能ブロック図であり、パッシブモードでの通信方法を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、質問器１０００が送信する質問信号１０のデータ構成及び内容例であり、図４（ｂ）は、応答器２０００が送信する応答信号２０のデータ構成及び内容例である。
【図５】質問信号と応答信号の送信距離を示す概略図である。
【図６】パッシブモードの質問信号を所定時間送信する場合の、アクティブモードからパッシブモードへの切替えのタイミングと、質問信号と応答信号の送受信のタイミングを表すタイミングチャートである。
【図７】パッシブモードの質問信号を所定時間送信する場合の、質問器１０００の通信モード切替処理と応答器２０００の応答処理とを示すフローチャートである。
【図８】パッシブモードの質問信号を所定回数送信する場合の、アクティブモードからパッシブモードへの切替えのタイミングと、質問信号と応答信号の送受信のタイミングを表すタイミングチャートである。
【図９】パッシブモードの質問信号を所定回数送信する場合の、質問器１０００の通信モード切替処理と応答器２０００の応答処理とを示すフローチャートである。
【図１０】パッシブモードの質問信号を応答信号受信まで送信する場合の、アクティブモードからパッシブモードへの切替えのタイミングと、質問信号と応答信号の送受信のタイミングを表すタイミングチャートである。
【図１１】パッシブモードの質問信号を応答信号受信まで送信する場合の、質問器１０００の通信モード切替処理と応答器２０００の応答処理とを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８２】
１０ 質問信号
２０ 応答信号
１０００ 質問器
１１００ ２１００ 制御部
１２００ 光センサー
１３００ 検知部
１４００ パッシブモード質問信号送信部
１５００ アクティブモード質問信号送信部
１６００ パッシブモード応答信号受信部
１７００ アクティブモード応答信号受信部
１８００ ２８００ ＬＦ信号送受信部
１８１０ ２８１０ ＬＦアンテナ
１９００ ＲＦ信号受信部
１９１０ ２９１０ ＲＦアンテナ
２０００ 応答器
２２００ 質問信号受信部
２３００ パッシブモード応答信号送信部
２４００ アクティブモード応答信号送信部
２５００ モード判定部
２６００ 電池
２９００ ＲＦ信号送信部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質問器と応答器とから成り、質問器は応答器と無線通信を行う無線通信システムであって、
前記無線通信システムは、センサーを備え、
前記質問器は、
第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を繰り返し送信する質問送信手段と、
質問信号の到達範囲内であって、自器に近接する所定の範囲に検知対象が進入したことを前記センサーを用いて検知する検知手段とを備え、
前記質問送信手段は、前記検知手段が検知対象の進入を検知した場合は、第１通信モードで通信することを示す情報の代わりに第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を繰り返し送信し、
前記応答器は、
質問信号を受信する質問受信手段と、
受信した質問信号に対して応答信号を送信する応答送信手段とを備え、
前記応答送信手段は、受信した質問信号が第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号である場合は、第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号に対するよりも、送信可能範囲が狭い応答信号を送信する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記質問送信手段は、前記第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を所定時間繰り返し送信したら、第２通信モードで通信することを示す情報の代わりに第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を繰り返し送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記質問送信手段は、前記第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を所定回数送信したら、第２通信モードで通信することを示す情報の代わりに第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を繰り返し送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記質問器は、更に、前記応答器の前記応答送信手段で送信された応答信号を受信する応答受信手段を備え、
前記質問送信手段は、第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号に対する応答信号を前記応答受信手段が受信したら、第２通信モードで通信することを示す情報の代わりに第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を繰り返し送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記応答送信手段は、低周波信号を送信する低周波送信手段と、高周波信号を送信する高周波送信手段を有し、第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号に対する応答信号を送信するときは、前記低周波送信手段で送信し、第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号に対する応答信号を送信するときは、前記高周波送信手段で送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記応答器は、更に、電池と前記質問信号を受信することにより電力を生ずる発電手段とを備え、
前記応答送信手段は、受信した質問信号に第１通信モードで通信することを示す情報が含まれている場合は、前記電池を電源として応答信号を送信し、第２通信モードで通信することを示す情報が含まれている場合は、前記発電手段により生じた電力により応答信号を送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項７】
センサーと、第１通信モード及び第２通信モードで無線通信を行う質問器とからなる無線通信システムで使用される質問器であって、
第１通信モードで通信することを示す情報を含む第１通信モードの質問信号を繰り返し送信する質問送信手段と、
質問信号の到達範囲内であって、自器に近接する所定の範囲に検知対象が進入したことを、前記センサーを用いて検知する検知手段とを備え、
前記質問送信手段は、前記検知手段が検知対象の進入を検知した場合は、第１通信モードで通信することを示す情報の代わりに第２通信モードで通信することを示す情報を含む第２通信モードの質問信号を送信する
ことを特徴とする質問器。
【請求項８】
前記センサーは、照度を検出する光検知センサーであって、
前記検知手段は、前記光検知センサーが検出している照度が閾値を越える値から閾値以下になったときに、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知する
ことを特徴とする請求項７に記載の質問器。
【請求項９】
前記センサーは、電波を投射し、その反射波により自器から検知対象までの距離を検出する距離検知センサーであって、
前記検知手段は、前記距離検知センサーが検出した距離に基づいて前記検知対象が前記所定の範囲内にあると判定した場合に、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知する
ことを特徴とする請求項７に記載の質問器。
【請求項１０】
前記センサーは、熱を検知する熱感知センサーであって、
前記検知手段は、前記熱感知センサーが検知した熱に基づいて熱源が前記所定の範囲内にあると判定した場合に、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知する
ことを特徴とする請求項７に記載の質問器。
【請求項１１】
前記センサーは、一定の圧力を検知する圧力検知センサーであって、
前記検知手段は、前記圧力検知センサーが検知した圧力に基づいて前記圧力を検知した位置が前記所定の範囲内にあると判定した場合に、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知する
ことを特徴とする請求項７に記載の質問器。
【請求項１２】
センサーと、第１通信モード及び第２通信モードで無線通信を行う質問器とからなる無線通信システムで使用される質問器で用いられる質問信号送信方法であって、
第１通信モードで通信することを示す情報を含む第１通信モードの質問信号を繰り返し送信する質問送信ステップと、
質問信号の到達範囲内であって、自器に近接する所定の範囲に検知対象が進入したことを、前記センサーを用いて検知する検知ステップとを備え、
前記質問送信ステップは、前記検知ステップで検知対象の進入を検知した場合は、第１通信モードで通信することを示す情報の代わりに第２通信モードで通信することを示す情報を含む第２通信モードの質問信号を送信する
ことを特徴とする質問信号送信方法。
【請求項１】
質問器と応答器とから成り、質問器は応答器と無線通信を行う無線通信システムであって、
前記無線通信システムは、センサーを備え、
前記質問器は、
第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を繰り返し送信する質問送信手段と、
質問信号の到達範囲内であって、自器に近接する所定の範囲に検知対象が進入したことを前記センサーを用いて検知する検知手段とを備え、
前記質問送信手段は、前記検知手段が検知対象の進入を検知した場合は、第１通信モードで通信することを示す情報の代わりに第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を繰り返し送信し、
前記応答器は、
質問信号を受信する質問受信手段と、
受信した質問信号に対して応答信号を送信する応答送信手段とを備え、
前記応答送信手段は、受信した質問信号が第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号である場合は、第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号に対するよりも、送信可能範囲が狭い応答信号を送信する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記質問送信手段は、前記第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を所定時間繰り返し送信したら、第２通信モードで通信することを示す情報の代わりに第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を繰り返し送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記質問送信手段は、前記第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を所定回数送信したら、第２通信モードで通信することを示す情報の代わりに第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を繰り返し送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記質問器は、更に、前記応答器の前記応答送信手段で送信された応答信号を受信する応答受信手段を備え、
前記質問送信手段は、第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号に対する応答信号を前記応答受信手段が受信したら、第２通信モードで通信することを示す情報の代わりに第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号を繰り返し送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記応答送信手段は、低周波信号を送信する低周波送信手段と、高周波信号を送信する高周波送信手段を有し、第２通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号に対する応答信号を送信するときは、前記低周波送信手段で送信し、第１通信モードで通信することを示す情報を含む質問信号に対する応答信号を送信するときは、前記高周波送信手段で送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記応答器は、更に、電池と前記質問信号を受信することにより電力を生ずる発電手段とを備え、
前記応答送信手段は、受信した質問信号に第１通信モードで通信することを示す情報が含まれている場合は、前記電池を電源として応答信号を送信し、第２通信モードで通信することを示す情報が含まれている場合は、前記発電手段により生じた電力により応答信号を送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項７】
センサーと、第１通信モード及び第２通信モードで無線通信を行う質問器とからなる無線通信システムで使用される質問器であって、
第１通信モードで通信することを示す情報を含む第１通信モードの質問信号を繰り返し送信する質問送信手段と、
質問信号の到達範囲内であって、自器に近接する所定の範囲に検知対象が進入したことを、前記センサーを用いて検知する検知手段とを備え、
前記質問送信手段は、前記検知手段が検知対象の進入を検知した場合は、第１通信モードで通信することを示す情報の代わりに第２通信モードで通信することを示す情報を含む第２通信モードの質問信号を送信する
ことを特徴とする質問器。
【請求項８】
前記センサーは、照度を検出する光検知センサーであって、
前記検知手段は、前記光検知センサーが検出している照度が閾値を越える値から閾値以下になったときに、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知する
ことを特徴とする請求項７に記載の質問器。
【請求項９】
前記センサーは、電波を投射し、その反射波により自器から検知対象までの距離を検出する距離検知センサーであって、
前記検知手段は、前記距離検知センサーが検出した距離に基づいて前記検知対象が前記所定の範囲内にあると判定した場合に、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知する
ことを特徴とする請求項７に記載の質問器。
【請求項１０】
前記センサーは、熱を検知する熱感知センサーであって、
前記検知手段は、前記熱感知センサーが検知した熱に基づいて熱源が前記所定の範囲内にあると判定した場合に、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知する
ことを特徴とする請求項７に記載の質問器。
【請求項１１】
前記センサーは、一定の圧力を検知する圧力検知センサーであって、
前記検知手段は、前記圧力検知センサーが検知した圧力に基づいて前記圧力を検知した位置が前記所定の範囲内にあると判定した場合に、前記所定の範囲に検知対象が進入したと検知する
ことを特徴とする請求項７に記載の質問器。
【請求項１２】
センサーと、第１通信モード及び第２通信モードで無線通信を行う質問器とからなる無線通信システムで使用される質問器で用いられる質問信号送信方法であって、
第１通信モードで通信することを示す情報を含む第１通信モードの質問信号を繰り返し送信する質問送信ステップと、
質問信号の到達範囲内であって、自器に近接する所定の範囲に検知対象が進入したことを、前記センサーを用いて検知する検知ステップとを備え、
前記質問送信ステップは、前記検知ステップで検知対象の進入を検知した場合は、第１通信モードで通信することを示す情報の代わりに第２通信モードで通信することを示す情報を含む第２通信モードの質問信号を送信する
ことを特徴とする質問信号送信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１０８０３９（Ｐ２０１０−１０８０３９Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７６６４３（Ｐ２００８−２７６６４３）
【出願日】平成２０年１０月２８日（２００８．１０．２８）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２８日（２００８．１０．２８）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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