入退場管理システム
【課題】蓄電手段の残量が不足していてもすぐに識別デバイスと受信装置との間で通信可能な入退場管理システムを提供する。
【解決手段】識別デバイス１は、太陽電池５および蓄電手段６を具備した主電源部４の他、受信装置から非接触で電力供給を受ける補助電源部７を有し、通信機能部３に対して主電源部４と補助電源部７との両方から駆動電力を供給可能とする。通信機能部３は、リード装置の周囲に設定された通信可能エリア内に識別デバイスが存在する状態でのみ、受信装置に対して識別情報を送信可能になる。補助電源部７は、受信装置の周囲に設定された通信可能エリアよりも狭い給電可能エリア内に識別デバイス１が存在する状態でのみ、受信装置から電力供給を受ける。
【解決手段】識別デバイス１は、太陽電池５および蓄電手段６を具備した主電源部４の他、受信装置から非接触で電力供給を受ける補助電源部７を有し、通信機能部３に対して主電源部４と補助電源部７との両方から駆動電力を供給可能とする。通信機能部３は、リード装置の周囲に設定された通信可能エリア内に識別デバイスが存在する状態でのみ、受信装置に対して識別情報を送信可能になる。補助電源部７は、受信装置の周囲に設定された通信可能エリアよりも狭い給電可能エリア内に識別デバイス１が存在する状態でのみ、受信装置から電力供給を受ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、識別デバイスから受信装置に識別情報が送信されると、受信装置が識別情報の認証を行い当該認証結果に応じて前記対象領域への入退場を許可するか否かを決定する入退場管理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビル等においてオフィスなどの対象領域の出入口に配置された受信装置と、ユーザが携帯可能な薄型の識別デバイスとを用いた入退場管理システムが普及している。この入退場管理システムでは、識別デバイスから受信装置に識別情報を無線通信にて送信し、受信装置において、識別情報の認証を行い当該認証結果に応じて対象領域への入退場を許可するか否かを決定することにより、扉の解錠動作、あるいは自動ドア、自動改札機等の開閉動作を制御する。
【０００３】
この種の入退場管理システムは、受信装置から送られてきた搬送波の電力を利用して送信する機能を識別デバイスに備えた受動型ＲＦタグ（パッシブタグ）方式を採用することが一般的であるため、通信可能距離が比較的短く、受信装置に識別デバイスをかざす行為が求められる。
【０００４】
これに対して、識別デバイス自身に電池を電源として具備し、当該電池からの電力供給を受けてデータ送信する機能を識別デバイスに備えた能動型ＲＦタグ（アクティブタグ）方式を採用することで利便性を向上させることも提案されている。すなわち、自身に電源を備えた識別デバイスでは、受動型ＲＦタグ方式に比べて受信装置との通信距離を長く（たとえば１０ｍ）することが可能である。これにより、受信装置に識別デバイスをかざす行為が不要となり、識別デバイスを所持（携帯）しているユーザが受信装置に近づくだけで受信装置−識別デバイス間の通信が可能になる。
【０００５】
ところで、識別デバイスに一次電池を具備する場合、定期的に電池交換等のメンテナンスが必要になるという不都合があるので、この種の識別デバイスにおいては、光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池を電源として用いることが考えられる（たとえば特許文献１参照）。
【０００６】
また、識別デバイスに電源として太陽電池を備え、識別デバイスに設けた表示部を太陽電池で生成された電力により駆動して当該表示部に諸情報を表示させるということも考えられている（たとえば特許文献２、３参照）。
【０００７】
ただし、太陽電池を用いる場合、太陽電池に光が入射しているときのみ太陽電池からの電力供給が可能であるとすれば、たとえば夜間などで太陽電池への入射光強度が低下する環境下で、識別デバイスと受信装置との間の通信が成立しなくなることがある。そこで、二次電池やキャパシタ等の蓄電手段を太陽電池と併せて用いることで、太陽電池に対する入射光強度が低下した環境下でも、安定した電力供給を継続的に行う構成とすることが好ましい。つまり、この構成によれば、太陽電池に光が入射していなくても、蓄電手段に蓄えられた電力を活用することで識別デバイスと受信装置との間の通信が可能となる。
【０００８】
ところで、上述したように太陽電池と蓄電手段とを併用した識別デバイスであっても、識別デバイスが薄暗い屋内（室内）で使用される場合など、長時間に亘って太陽電池に十分な光が入射しない状態で識別デバイスが使用される場合、蓄電手段の残量は徐々に減少する。蓄電手段の残量が不足すると、識別デバイスと受信装置との間の通信が成立せず、入退場管理システムが正常に機能しなくなる（ユーザが入退場できなくなる）おそれがある。この場合、太陽電池を一定時間光に晒すことで蓄電手段を充電すれば、蓄電手段の残量不足により識別デバイスと受信装置との間の通信が成立しなくなることは回避できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２４５５１号公報
【特許文献２】特開２００２−３２７２８号公報
【特許文献３】特開平１０−２４０８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、蓄電手段の残量が一旦不足すると、太陽電池に光を当てて蓄電手段がある程度充電されるまで待たなければ識別デバイスと受信装置との間の通信を復旧することができず、当該通信の復旧に時間がかかるという問題がある。そのため、ユーザにおいてはすぐに入退場することができず、入退場管理システムの利便性がよくない。特に、夜間などで周囲が暗く太陽電池に電力を生成させるのに十分な光が届かない環境下では、すぐに蓄電手段を充電することはできず、識別デバイスと受信装置との間の通信が復旧するまでに比較的長い時間を要することがある。
【００１１】
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであって、蓄電手段の残量が不足していてもすぐに識別デバイスと受信装置との間で通信可能な入退場管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明は、対象領域の出入口に配置された受信装置と、ユーザに所持され受信装置と無線通信可能な識別デバイスとを備え、識別デバイスから受信装置に識別情報が送信されると、受信装置が識別情報の認証を行い当該認証結果に応じて前記対象領域への入退場を許可するか否かを決定する入退場管理システムであって、識別デバイスが、識別情報を電気情報として担持する情報保持部と、受信装置と無線通信を行うことにより識別情報を受信装置に送信する通信機能部と、光を受けることで電力を生成する太陽電池および太陽電池の生成した電力を蓄電する蓄電手段を含み通信機能部に駆動電力を供給する主電源部と、少なくとも蓄電手段の残量減少により通信機能部の駆動電力が不足したときに、受信装置から非接触で電力供給を受けて通信機能部の駆動電力を生成する補助電源部とを有することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、識別デバイスは、主電源部と補助電源部とを有し、主電源部と補助電源部との両方から通信機能部に駆動電力を供給可能である。そのため、主電源部に含まれる蓄電手段の残量不足により主電源部からの駆動電力で通信機能部を駆動できなくなっても、補助電源部からの駆動電力で通信機能部を駆動すれば、識別デバイスと受信装置との間で通信を行って識別情報を受信装置に送信することができる。ここで、補助電源部は、受信装置から非接触で電力供給を受けて通信機能部の駆動電力を生成するので、識別デバイスが受信装置からの電力供給を受けられれば、周囲の明るさなどに関係なく、すぐに通信機能部の駆動電力を生成することができる。したがって、蓄電手段の残量が不足していても、すぐに識別デバイスと受信装置との間で通信を行うことが可能である。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記識別デバイスが前記受信装置から所定距離以下の通信可能エリア内にあるときに当該受信装置と無線通信可能であって、前記補助電源部が、識別デバイスが受信装置から前記通信可能エリアより狭い給電可能エリア内にあるときに受信装置から非接触で電力供給を受けることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、主電源部における蓄電手段の残量が十分にある場合には、主電源部から通信機能部に駆動電力が供給されることで、識別デバイスが給電可能エリア内になくても通信可能エリア内にあれば、識別情報を受信装置に送信することができる。一方、蓄電手段の残量が不足している場合には、識別デバイスが給電可能エリア内にあれば、補助電源部から通信機能部に駆動電力が供給されることで、識別情報を受信装置に送信することができる。すなわち、ユーザにおいては、蓄電手段の残量不足により識別デバイスと受信装置との間の通信が成立しない場合、識別デバイスを通信可能エリアより狭い給電可能エリアまで受信装置に近づけることで、識別デバイスと受信装置との間の通信を成立させることができる。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記受信装置が、前記通信機能部との無線通信および前記補助電源部への電力供給をそれぞれ間欠的に行っており、通信機能部との無線通信を行う時間間隔が補助電源部への電力供給を行う時間間隔に比べて短く設定されていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、主電源部における蓄電手段の残量が十分にある場合には、主電源部から通信機能部に駆動電力が供給されることで、識別情報を受信装置に送信することができる。一方、蓄電手段の残量が不足している場合には、受信装置から補助電源部に電力供給されるタイミングで、補助電源部から通信機能部に駆動電力が供給されることにより、識別情報を受信装置に送信することができる。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明において、前記補助電源部が、電磁誘導により前記受信装置から非接触で電力供給を受けることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、受信装置から補助電源部への電力供給に電磁誘導を利用しているから、効率よく補助電源部に給電できるという利点がある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、主電源部と補助電源部との両方から通信機能部に駆動電力を供給可能としたことで、主電源部に含まれる蓄電手段の残量不足により主電源部からの駆動電力で通信機能部を駆動できなくなっても、補助電源部が受信装置から非接触で電力供給を受けて通信機能部を駆動すれば、識別デバイスと受信装置との間で通信を行うことができる。したがって、蓄電手段の残量が不足していても、すぐに識別デバイスと受信装置との間で通信を行うことが可能であるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態１の識別デバイスを示す概略ブロック図である。
【図２】同上の入退場管理システムの適用例を示す概略図である。
【図３】同上の入退場管理システムを示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（実施形態１）
本実施形態の入退場管理システムは、図２に示すように対象空間としての部屋Ｒへの入退室管理に用いられるものであって、部屋Ｒの出入口の扉Ｄ付近の壁に設置された受信装置１００と、ユーザＨに携帯され当該受信装置１００と無線通信する薄型（ここではカード型）の識別デバイス１とを構成要素として備えている。ここで、受信装置１００は商用電源から電力供給を受けて動作するものとする。
【００２３】
この入退場管理システムにおいては、識別デバイス１と受信装置１００との間で電磁波を媒体とした無線通信を行うことにより、識別デバイス１を所有する各個人の認証を行うのであって、当該認証結果に応じて部屋への入退場を許可するか否かを決定する。
【００２４】
すなわち、識別デバイス１には、各個人（識別デバイス１の所有者）を識別するための識別情報（ＩＤ）が電気情報として格納された情報保持部２（図１参照）が搭載されており、受信装置１００との通信時に当該識別情報を受信装置１００に送信する。そして、受信装置１００は、受け取った識別情報を予め登録されているデータ（正規の識別情報）と照合し、認証に成功すれば扉Ｄを解錠し、認証に失敗すれば扉Ｄの施錠状態を維持するように扉Ｄの解錠動作を制御する。そのため、上記入退場管理システムを用いれば、ユーザＨに識別デバイス１を所持させておくだけで当該ユーザＨの入退室管理等が可能となる。
【００２５】
識別デバイス１は、図１に示すように識別情報を記憶するメモリからなる情報保持部２と、受信装置１００との間で無線通信を行う通信機能部３と、通信機能部３に対して電力供給を行う主電源部４および補助電源部７の２つの電源部とを備えている。この識別デバイス１は、少なくとも情報保持部２に記憶した識別情報を、通信機能部３を介して受信装置１００に発信する機能を有する。なお、情報保持部２はメモリに限らず、たとえばディップスイッチの接点の開閉状態によって表される識別情報を担持するものであってもよい。
【００２６】
主電源部４は、受信装置１００との通信に必要な電力を供給するものであって、外部から照射する光エネルギを電気エネルギに変換する光電変換素子である太陽電池５を有している。したがって、太陽電池５に対して十分な光量の光が照射する環境を確保することで、電池交換や充電等のメンテナンスを行うことなく、長期間に亘って安定した電力供給を実現することができる。ここでは、識別デバイス１の通常の使用形態において太陽電池５に光を照射できるように、識別デバイス１をたとえば名札のように周囲の人に視認されやすい形態でユーザＨに所持されるものとする。
【００２７】
また、主電源部４においては、二次電池やキャパシタ等の蓄電手段６を太陽電池５と併せて用いることで、太陽電池５に対して光が照射しない環境下においても、通信機能部３に対して安定した電力供給を継続的に行う構成としてある。この構成によれば、太陽電池５に光が入射していなくても、蓄電手段６に蓄えられた電力を活用することで、識別デバイス１と受信装置１００との間の通信が可能となる。そのため、太陽電池５の発電効率が高い日中に太陽電池５の出力で蓄電手段６を充電し、太陽電池５の発電効率が低下する夜間には蓄電手段６に蓄えた電力を活用することで、太陽電池５の出力を有効に利用できる。
【００２８】
ここで、本実施形態の識別デバイス１は、太陽光が照射する屋外のみならず、太陽光に比べて低照度となる屋内（室内）においても太陽電池５で十分な電力を生成可能とするため、太陽電池５として、増感作用を持つ物質と電荷を輸送する電子輸送部および正孔輸送部とを有したものを用いている。増感作用を持つ物質は、光を吸収することにより電子（負の電荷）と正孔（正の電荷）とを別々の物質に振り分ける機能を持ち、このことが光電変換効果の発現の要因となる。ここで、増感作用を持つ物質より電子を受け取る材料部が電子輸送部であり、増感作用を持つ物質より正孔を受け取る材料部が正孔輸送部である。
【００２９】
増感作用を持つ物質と電荷輸送部（電子輸送部および正孔輸送部）とを有した太陽電池５としては、色素増感太陽電池、量子ドット増感太陽電池、色素増感有機太陽電池等が知られているが、本実施形態では色素増感太陽電池を太陽電池５として採用することとする。色素増感型の太陽電池５は、基板を透明材料から形成することで全体として透過性を有した構成とすることができ、さらに、基板を可撓性のある樹脂フィルム等で形成すれば全体として可撓性を有した構成とすることが可能である。
【００３０】
ところで、本実施形態のように太陽電池５と蓄電手段６とを併用した識別デバイス１であっても、識別デバイス１が薄暗い屋内（室内）で使用される場合など、長時間に亘って太陽電池５に十分な光が入射しない状態で識別デバイス１が使用される場合、蓄電手段６の残量は徐々に減少する。蓄電手段６の残量が不足すると、太陽電池５に光が照射しない状態で通信機能部３に十分な電力が供給されなくなるため、識別デバイス１と受信装置１００との間の通信が成立せず、入退場管理システムが正常に機能しなくなる（ユーザＨが入退室できなくなる）おそれがある。
【００３１】
そこで、本実施形態では、識別デバイス１に補助電源部７を設け、通信機能部３に対して主電源部４と補助電源部７との両方から駆動電力を供給可能とすることで、蓄電手段６の残量不足により識別デバイス１と受信装置１００との間の通信が成立しなくなることを回避可能としている。すなわち、通信機能部３は、蓄電手段６の残量が十分にある定常状態では、蓄電手段６を含む主電源部４から電力供給を受けて動作するが、蓄電手段６の残量が減少して閾値を下回った残量不足状態では、補助電源部７からの電力供給を受けて動作する。
【００３２】
ここで、補助電源部７は、受信装置１００から非接触で電力供給を受けて通信機能部３の駆動電力を生成する。具体的に説明すると、補助電源部７は、受信装置１００に設けられている非接触給電部１０９（図３参照）と磁気結合した状態で、電磁誘導により非接触給電部１０９から非接触で電力供給を受ける。補助電源部７と非接触給電部１０９との磁気結合は、識別デバイス１が受信装置１００から所定距離（たとえば数ｃｍ程度）の比較的狭い範囲に設定された給電可能エリア８（図２参照）内にある状態で行われる。そのため、補助電源部７は、受信装置１００の周囲に設定された給電可能エリア８内に識別デバイス１が存在する状態でのみ、受信装置１００からの電力供給を受けることができる。ここに、非接触給電部１０９から補助電源部７への給電は、識別デバイス１が給電可能エリア８内に入ることで自動的に開始される。
【００３３】
一方、通信機能部３は、識別デバイス１が受信装置１００から所定距離（たとえば数ｍ程度）の範囲に設定された通信可能エリア９（図２参照）内にある状態で、受信装置１００に対して識別情報を送信可能となる。つまり、識別デバイス１と受信装置１００との間で通信が可能となるのは、双方間で送受信される信号が届く範囲に限られるが、当該信号が届く範囲は当該信号を送信する際の送信電力の大きさ等によって制限される。そのため、識別デバイス１から受信装置１００への信号の送信が可能になるのは、受信装置１００の周囲に設定された通信可能エリア９内に識別デバイス１が存在する場合に限られる。
【００３４】
ここにおいて、本実施形態では、蓄電手段６の残量が十分にある定常状態で、通信機能部３が主電源部４からの電力供給を受けて識別情報を送信する能動型ＲＦタグ（アクティブタグ）方式を採用しているので、通信可能エリア９は比較的広く設定されている。そして、給電可能エリア８は通信可能エリア９よりも狭く設定されている。
【００３５】
そのため、主電源部４の蓄電手段６に通信機能部３を駆動するのに十分な残量がある場合、識別デバイス１が受信装置１００の周囲に設定された通信可能エリア９内にあれば、通信機能部３は、主電源部４からの電力供給を受けて識別情報を受信装置１００に送信することができる。このとき、補助電源部７からの電力供給は不要であるから、識別デバイス１が通信可能エリア９内に設定されている給電可能エリア８内に入っている必要はない。したがって、識別デバイス１を所持するユーザＨにおいては、受信装置１００に識別デバイス１をかざす必要がなく、受信装置１００に近づくだけで識別情報の認証が為されて入退場が可能になる。
【００３６】
これに対して、主電源部４の蓄電手段６の残量不足により主電源部４からの電力供給で通信機能部３を動作させることができない場合、通信機能部３から識別情報を受信装置１００に送信するためには、補助電源部７からの電力供給が必要である。そのため、識別デバイス１が通信可能エリア９内に入っているだけでなく、通信可能エリア９内に設定されている給電可能エリア８内に入っている必要がある。したがって、識別デバイス１を所持するユーザＨにおいては、受信装置１００に識別デバイス１をかざすなどして識別デバイス１を給電可能エリア８内に入れることにより、識別情報の認証が為されて入退場が可能になる。
【００３７】
以上説明した構成によれば、主電源部４の蓄電手段６の残量が不足して主電源部４からの電力供給では通信機能部３が動作不能となっても、補助電源部７から通信機能部３に電力供給を行うことで、識別デバイス１と受信装置１００との間で通信を行い受信装置１００に識別情報を送信することができる。しかも、補助電源部７は受信装置１００から非接触で電力供給を受けるので、太陽電池５に光を当てて蓄電手段６を充電する場合のように受信装置１００との通信が可能となるまでに時間がかかることもない。したがって、蓄電手段６の残量不足が生じても識別デバイス１と受信装置１００との間の通信が成立しなくなることはなく、すぐに識別デバイス１と受信装置１００との間の通信を確保することが可能である。
【００３８】
要するに、蓄電手段６の残量が十分にある定常状態では、通信機能部３は主電源部４からの電力供給を受けて能動型ＲＦタグ（アクティブタグ）方式により識別情報を送信する。対して、蓄電手段６の残量が不足した状態では、通信機能部３は受信装置１００から補助電源部７に供給される電力を利用して受動型ＲＦタグ（パッシブタグ）方式により識別情報を送信する。その結果、定常状態ではユーザＨが受信装置１００に近づくだけで当該受信装置１００に識別情報が送信され、また、蓄電手段６の残量不足が生じても、ユーザＨが識別デバイス１を受信装置１００にかざすことによって当該受信装置１００に識別情報が送信される。
【００３９】
以下、上記実施形態の入退場管理システムの具体例について、図３を参照して説明する。
【００４０】
部屋Ｒの出入口に設置された受信装置１００は、ＬＦ帯（長波帯：３０〜３００ｋＨｚ）の第１の通信方式にて識別デバイス１と通信するためのＬＦ帯送信部１０１およびＬＦアンテナ１０２と、ＵＨＦ帯（極超短波帯：３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）の第２の通信方式にて識別デバイス１と通信するためのＲＦ送受信部１０３およびＲＦアンテナ１０４と、ＬＦ帯送信部１０１およびＲＦ送受信部１０３を制御する制御部１０５とを受信機能部１１０に備え、制御部１０５に接続された液晶ディスプレイ等からなる表示部１０６およびブザー１０７を具備する。さらに、受信装置１００は、識別情報の認証用のデータ（正規の識別情報）が格納された記憶部１０８と、補助電源部７への給電用の非接触給電部１０９とを有する。
【００４１】
ユーザに所持される識別デバイス１は、上記第１の通信方式にて受信装置１００と通信するためのＬＦ帯受信部３１およびＬＦアンテナ３２と、上記第２の通信方式にて受信装置１００と通信するためのＲＦ送受信部３３およびＲＦアンテナ３４と、ＬＦ帯受信部３１およびＲＦ送受信部３３を制御する制御部３５とを通信機能部３に備えている。ここで、ＬＦアンテナ３２はたとえば通信機能部３の基板（図示せず）上に形成されたループアンテナからなり、ＲＦアンテナ３３は前記基板上に形成されたパッチアンテナからなる。
【００４２】
次に、上述した入退場管理システムの動作例を示す。
【００４３】
受信装置１００は、制御部１０５で生成した起動信号を、ＬＦ帯送信部１０１において増幅してＬＦアンテナ１０２から第１の通信方式（ＬＦ）にて、一定周期で間欠的に発信する。これにより、受信装置１００の周囲（部屋Ｒの出入口付近）には前記起動信号が届く範囲内で通信可能エリア９が形成される。
【００４４】
識別デバイス１を所持したユーザＨが上記通信可能エリア９内に入ると、識別デバイス１は、受信装置１００からの起動信号をＬＦアンテナ３２で受信した後に、ＬＦ帯受信部３１が制御部３５を起動し、制御部３５にて情報保持部２内の識別情報を含む応答信号（識別信号）を生成し、ＲＦ送受信部３３からＲＦアンテナ３４を介して第２の通信方式（ＵＨＦ）にて応答信号を受信装置１００に返信する。ここにおいて、識別デバイス１は、起動信号を受信するまでは、通信機能部３のうちＬＦ帯受信部３１のみに主電源部４から電力供給を行いＬＦ帯受信部３１以外の各部（ＲＦ送受信部３３、制御部３５）への電力供給を行わない低消費電力モードで動作しており、起動信号を受信することで初めてＬＦ帯受信部３１以外の各部にも電力供給が行われる通常モードで動作する。
【００４５】
このとき、主電源部４の蓄電手段６に十分な残量があれば、通信機能部３への電力供給は主電源部４から行われるが、主電源部４の残量が閾値を下回る状態では、通信機能部３への電力供給は補助電源部７から行われることになる。補助電源部７から電力供給を行う場合、識別デバイス１を所持したユーザＨは通信可能エリア９内の給電可能エリア８まで受信装置１００に識別デバイス１を近づける必要がある。
【００４６】
受信装置１００は、応答信号をＲＦアンテナ１０４を介してＲＦ送受信部１０３で受信し、当該応答信号に含まれる識別情報と記憶部１０８内のデータとの照合を行う。そして、当該識別情報が正規の識別情報であると判断されて認証が正常に完了した場合には、受信装置１００の制御部１０５は、認証完了した識別情報を含む確認信号（ＡＣＫ信号）をＲＦ送受信部１０３からＲＦアンテナ１０４を介して識別デバイス１に送信する。また、受信装置１００の制御部１０５は、識別情報の認証が正常に完了すれば表示部１０６やブザー１０７によってその旨を報知するとともに、部屋Ｒの出入口の扉Ｄを解錠するための制御を行なう一方で、識別情報の認証に失敗した場合には、表示部１０６やブザー１０７によって警告を行うとともに、部屋Ｒの出入口の扉Ｄの施錠を維持するための制御を行う。なお、受信装置１００の機能の一部を受信装置１００に接続される他装置に持たせ、応答信号を受信装置１００から前記他装置に転送するようにし、識別情報の照合を前記他装置にて行う構成としてもよい。
【００４７】
識別デバイス１は、前記確認信号をＲＦ送受信部３３で受信すると、応答信号の送信を終了する。なお、受信装置１００からの確認信号の送信に代えて、認証完了した識別情報を次回の起動信号に含むようにしてもよく、この場合、識別デバイス１は自己の識別情報を含む起動信号をＬＦ帯受信部３１にて受信することで、応答信号の送信を終了する。
【００４８】
このように、識別デバイス１がＬＦ帯の起動信号で起動し、ＵＨＦ帯の応答信号を返信させることにより、前記通信可能エリア９をたとえば１．５〜２ｍの範囲に正確に規定することができる。ここにおいて、識別デバイス１のＲＦ送受信部３３からＲＦアンテナ３４を介して送信される応答信号の送信電力が、蓄電手段６の残量が少なくなるに連れて低下し、識別デバイス１から応答信号が届く範囲は蓄電手段６の残量に応じて変化する可能性がある。ただし、本実施形態では受信装置１００からの起動信号が届く範囲内で通信可能エリア９を形成しているため、蓄電手段６の残量変化に伴って通信可能エリア９が変化することはない。
【００４９】
また、ＵＨＦ帯の無線通信を行うＲＦ送受信部３３においては、消費電力が１０〜２０ｍＡと大きいのに対して、ＬＦ帯の無線通信を行うＬＦ帯受信部３１においては、数μＡ程度の微弱な電力で起動するので、待機状態にてＲＦ送受信部３３への電力供給を行わない低消費電力モードを採用することによって、識別デバイス１の待機電力を低く抑えることが可能である。
【００５０】
なお、上述の例では受信装置１００が識別情報の認証結果に応じて扉Ｄの解錠動作を制御する構成を示したが、この例に限らず、受信装置１００が自動ドア、自動改札機等の開閉動作を制御する構成としてもよい。また、無線通信は基本的に電磁波を媒体とする通信を意味するが、識別デバイス１は電磁誘導を利用して受信装置１００と通信（無線通信）を行うものであってもよい。
【００５１】
（実施形態２）
本実施形態の入退場管理システムは、受信装置１００が、識別デバイス１との無線通信（起動信号の送信）および識別デバイス１への非接触給電をそれぞれ間欠的に行っている点が実施形態１の入退場管理システムと相違する。
【００５２】
本実施形態では、受信装置１００が識別デバイス１の通信機能部３と無線通信を行う時間間隔は、受信装置１が識別デバイス１の補助電源部７へ非接触給電を行う時間間隔に比べて短く設定されている。一例として、前記無線通信を１秒間隔で行い、補助電源部７への給電は５秒間隔で行うものとする。さらに、ここでは給電可能エリア８は通信可能エリア９と略同一範囲となるように、比較的広く設定されている。
【００５３】
この構成により、通信機能部３は、基本的には主電源部４からの電力供給により動作し、蓄電手段６の残量不足が生じた際に、補助電源部７からの電力供給により動作する。すなわち、ユーザＨが通信可能エリア９に入ることで、通信機能部３は主電源部４の電力を優先的に使用するが、蓄電手段６の残量が不足している場合でも、次回の非接触給電のタイミングには通信機能部３は補助電源部７の電力供給により動作する。したがって、識別デバイス１を所持するユーザＨにおいては、蓄電手段６の残量不足時に、次回の非接触給電のタイミングまで若干の待ち時間（５秒間隔で非接触給電を行う場合は最大でも５秒）が生じることはあるものの、受信装置１００に識別デバイス１をかざす必要がなく、受信装置１００に近づくだけで識別情報の認証が為されて入退場が可能になる。
【００５４】
なお、その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００５５】
（実施形態３）
本実施形態の入退場管理システムは、補助電源部７が受信装置１００から送られてきた搬送波の電力を利用して通信機能部３に電力供給するように構成されている点が実施形態１の入退場管理システムと相違する。ここでは、受信装置１００から周期的に送信される起動信号の搬送波の電力を用いて補助電源部７に非接触で電力供給が為されるものとする。
【００５６】
この構成により、電磁誘導を利用する場合のように受信装置１００と補助電源部７とを磁気結合することなく、受信装置１００から起動信号の届く範囲であれば補助電源部７に電力供給することができる。しかして、受信装置１００から起動範囲の届く範囲が給電可能エリア８となり、補助電源部７は、当該給電可能エリア８内に識別デバイス１が存在する状態で、受信装置１００からの電力供給を受けることができる。ここに、受信装置１００からの起動信号が届く範囲内で通信可能エリア９を形成しているので、給電可能エリア８と通信可能エリア９とは互いに一致する。
【００５７】
本実施形態においては、識別デバイス１が通信可能エリア９内に入り受信装置１００からの起動信号を受信すると、まず、主電源部４からの電力供給によって通信機能部３を駆動して応答信号の送信を試みる。このとき蓄電手段６の残量不足により通信機能部３が動作しなければ、補助電源部７からの電力供給によって通信機能部３を駆動して応答信号の送信を行う。つまり、識別デバイス１は、主電源部４からの電力供給を優先し、蓄電手段６の残量が閾値を下回った場合にのみ補助電源部７からの電力供給を行うように構成される。
【００５８】
以上説明した構成の入退室管理システムでは、通信可能エリア９に識別デバイス１が入ると、主電源部４あるいは補助電源部７からの電力供給により、通信機能部３が識別情報を受信装置１００に送信するので、蓄電手段６の残量不足が生じても識別デバイス１と受信装置１００との間の通信が成立しなくなることはない。ここで、給電可能エリア８と通信可能エリア９とは互いに一致するので、蓄電手段６の残量が不足した状態であっても蓄電手段６の残量が十分にある状態と同様に、ユーザＨが識別デバイス１を受信装置１００にかざす必要はなく、受信装置１００に近づくだけで当該受信装置１００に識別情報を送信できるという利点がある。
【００５９】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００６０】
ところで、以上説明した構成の入退場管理システムを用いれば、たとえば不特定多数の来訪者のある管理領域への出入口に受信装置１００を設置し、正規の（アポイントのある）来訪者には識別デバイス１を予め渡しておくことで、面識の有無に関わらず正規の来訪者を識別して前記管理領域への入場を許可することが可能となる。さらに、保育施設や介護施設等で集団行動が必要となる状況下において、各個人に識別デバイス１を携帯させることにより、点呼に代えて各個人の存在確認のために活用することも可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 識別デバイス
２ 情報保持部
３ 通信機能部
４ 主電源部
５ 太陽電池
６ 蓄電手段
７ 補助電源部
８ 給電可能エリア
９ 通信可能エリア
１００ 受信装置
Ｈ ユーザ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、識別デバイスから受信装置に識別情報が送信されると、受信装置が識別情報の認証を行い当該認証結果に応じて前記対象領域への入退場を許可するか否かを決定する入退場管理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビル等においてオフィスなどの対象領域の出入口に配置された受信装置と、ユーザが携帯可能な薄型の識別デバイスとを用いた入退場管理システムが普及している。この入退場管理システムでは、識別デバイスから受信装置に識別情報を無線通信にて送信し、受信装置において、識別情報の認証を行い当該認証結果に応じて対象領域への入退場を許可するか否かを決定することにより、扉の解錠動作、あるいは自動ドア、自動改札機等の開閉動作を制御する。
【０００３】
この種の入退場管理システムは、受信装置から送られてきた搬送波の電力を利用して送信する機能を識別デバイスに備えた受動型ＲＦタグ（パッシブタグ）方式を採用することが一般的であるため、通信可能距離が比較的短く、受信装置に識別デバイスをかざす行為が求められる。
【０００４】
これに対して、識別デバイス自身に電池を電源として具備し、当該電池からの電力供給を受けてデータ送信する機能を識別デバイスに備えた能動型ＲＦタグ（アクティブタグ）方式を採用することで利便性を向上させることも提案されている。すなわち、自身に電源を備えた識別デバイスでは、受動型ＲＦタグ方式に比べて受信装置との通信距離を長く（たとえば１０ｍ）することが可能である。これにより、受信装置に識別デバイスをかざす行為が不要となり、識別デバイスを所持（携帯）しているユーザが受信装置に近づくだけで受信装置−識別デバイス間の通信が可能になる。
【０００５】
ところで、識別デバイスに一次電池を具備する場合、定期的に電池交換等のメンテナンスが必要になるという不都合があるので、この種の識別デバイスにおいては、光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池を電源として用いることが考えられる（たとえば特許文献１参照）。
【０００６】
また、識別デバイスに電源として太陽電池を備え、識別デバイスに設けた表示部を太陽電池で生成された電力により駆動して当該表示部に諸情報を表示させるということも考えられている（たとえば特許文献２、３参照）。
【０００７】
ただし、太陽電池を用いる場合、太陽電池に光が入射しているときのみ太陽電池からの電力供給が可能であるとすれば、たとえば夜間などで太陽電池への入射光強度が低下する環境下で、識別デバイスと受信装置との間の通信が成立しなくなることがある。そこで、二次電池やキャパシタ等の蓄電手段を太陽電池と併せて用いることで、太陽電池に対する入射光強度が低下した環境下でも、安定した電力供給を継続的に行う構成とすることが好ましい。つまり、この構成によれば、太陽電池に光が入射していなくても、蓄電手段に蓄えられた電力を活用することで識別デバイスと受信装置との間の通信が可能となる。
【０００８】
ところで、上述したように太陽電池と蓄電手段とを併用した識別デバイスであっても、識別デバイスが薄暗い屋内（室内）で使用される場合など、長時間に亘って太陽電池に十分な光が入射しない状態で識別デバイスが使用される場合、蓄電手段の残量は徐々に減少する。蓄電手段の残量が不足すると、識別デバイスと受信装置との間の通信が成立せず、入退場管理システムが正常に機能しなくなる（ユーザが入退場できなくなる）おそれがある。この場合、太陽電池を一定時間光に晒すことで蓄電手段を充電すれば、蓄電手段の残量不足により識別デバイスと受信装置との間の通信が成立しなくなることは回避できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２４５５１号公報
【特許文献２】特開２００２−３２７２８号公報
【特許文献３】特開平１０−２４０８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、蓄電手段の残量が一旦不足すると、太陽電池に光を当てて蓄電手段がある程度充電されるまで待たなければ識別デバイスと受信装置との間の通信を復旧することができず、当該通信の復旧に時間がかかるという問題がある。そのため、ユーザにおいてはすぐに入退場することができず、入退場管理システムの利便性がよくない。特に、夜間などで周囲が暗く太陽電池に電力を生成させるのに十分な光が届かない環境下では、すぐに蓄電手段を充電することはできず、識別デバイスと受信装置との間の通信が復旧するまでに比較的長い時間を要することがある。
【００１１】
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであって、蓄電手段の残量が不足していてもすぐに識別デバイスと受信装置との間で通信可能な入退場管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明は、対象領域の出入口に配置された受信装置と、ユーザに所持され受信装置と無線通信可能な識別デバイスとを備え、識別デバイスから受信装置に識別情報が送信されると、受信装置が識別情報の認証を行い当該認証結果に応じて前記対象領域への入退場を許可するか否かを決定する入退場管理システムであって、識別デバイスが、識別情報を電気情報として担持する情報保持部と、受信装置と無線通信を行うことにより識別情報を受信装置に送信する通信機能部と、光を受けることで電力を生成する太陽電池および太陽電池の生成した電力を蓄電する蓄電手段を含み通信機能部に駆動電力を供給する主電源部と、少なくとも蓄電手段の残量減少により通信機能部の駆動電力が不足したときに、受信装置から非接触で電力供給を受けて通信機能部の駆動電力を生成する補助電源部とを有することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、識別デバイスは、主電源部と補助電源部とを有し、主電源部と補助電源部との両方から通信機能部に駆動電力を供給可能である。そのため、主電源部に含まれる蓄電手段の残量不足により主電源部からの駆動電力で通信機能部を駆動できなくなっても、補助電源部からの駆動電力で通信機能部を駆動すれば、識別デバイスと受信装置との間で通信を行って識別情報を受信装置に送信することができる。ここで、補助電源部は、受信装置から非接触で電力供給を受けて通信機能部の駆動電力を生成するので、識別デバイスが受信装置からの電力供給を受けられれば、周囲の明るさなどに関係なく、すぐに通信機能部の駆動電力を生成することができる。したがって、蓄電手段の残量が不足していても、すぐに識別デバイスと受信装置との間で通信を行うことが可能である。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記識別デバイスが前記受信装置から所定距離以下の通信可能エリア内にあるときに当該受信装置と無線通信可能であって、前記補助電源部が、識別デバイスが受信装置から前記通信可能エリアより狭い給電可能エリア内にあるときに受信装置から非接触で電力供給を受けることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、主電源部における蓄電手段の残量が十分にある場合には、主電源部から通信機能部に駆動電力が供給されることで、識別デバイスが給電可能エリア内になくても通信可能エリア内にあれば、識別情報を受信装置に送信することができる。一方、蓄電手段の残量が不足している場合には、識別デバイスが給電可能エリア内にあれば、補助電源部から通信機能部に駆動電力が供給されることで、識別情報を受信装置に送信することができる。すなわち、ユーザにおいては、蓄電手段の残量不足により識別デバイスと受信装置との間の通信が成立しない場合、識別デバイスを通信可能エリアより狭い給電可能エリアまで受信装置に近づけることで、識別デバイスと受信装置との間の通信を成立させることができる。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記受信装置が、前記通信機能部との無線通信および前記補助電源部への電力供給をそれぞれ間欠的に行っており、通信機能部との無線通信を行う時間間隔が補助電源部への電力供給を行う時間間隔に比べて短く設定されていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、主電源部における蓄電手段の残量が十分にある場合には、主電源部から通信機能部に駆動電力が供給されることで、識別情報を受信装置に送信することができる。一方、蓄電手段の残量が不足している場合には、受信装置から補助電源部に電力供給されるタイミングで、補助電源部から通信機能部に駆動電力が供給されることにより、識別情報を受信装置に送信することができる。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明において、前記補助電源部が、電磁誘導により前記受信装置から非接触で電力供給を受けることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、受信装置から補助電源部への電力供給に電磁誘導を利用しているから、効率よく補助電源部に給電できるという利点がある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、主電源部と補助電源部との両方から通信機能部に駆動電力を供給可能としたことで、主電源部に含まれる蓄電手段の残量不足により主電源部からの駆動電力で通信機能部を駆動できなくなっても、補助電源部が受信装置から非接触で電力供給を受けて通信機能部を駆動すれば、識別デバイスと受信装置との間で通信を行うことができる。したがって、蓄電手段の残量が不足していても、すぐに識別デバイスと受信装置との間で通信を行うことが可能であるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態１の識別デバイスを示す概略ブロック図である。
【図２】同上の入退場管理システムの適用例を示す概略図である。
【図３】同上の入退場管理システムを示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（実施形態１）
本実施形態の入退場管理システムは、図２に示すように対象空間としての部屋Ｒへの入退室管理に用いられるものであって、部屋Ｒの出入口の扉Ｄ付近の壁に設置された受信装置１００と、ユーザＨに携帯され当該受信装置１００と無線通信する薄型（ここではカード型）の識別デバイス１とを構成要素として備えている。ここで、受信装置１００は商用電源から電力供給を受けて動作するものとする。
【００２３】
この入退場管理システムにおいては、識別デバイス１と受信装置１００との間で電磁波を媒体とした無線通信を行うことにより、識別デバイス１を所有する各個人の認証を行うのであって、当該認証結果に応じて部屋への入退場を許可するか否かを決定する。
【００２４】
すなわち、識別デバイス１には、各個人（識別デバイス１の所有者）を識別するための識別情報（ＩＤ）が電気情報として格納された情報保持部２（図１参照）が搭載されており、受信装置１００との通信時に当該識別情報を受信装置１００に送信する。そして、受信装置１００は、受け取った識別情報を予め登録されているデータ（正規の識別情報）と照合し、認証に成功すれば扉Ｄを解錠し、認証に失敗すれば扉Ｄの施錠状態を維持するように扉Ｄの解錠動作を制御する。そのため、上記入退場管理システムを用いれば、ユーザＨに識別デバイス１を所持させておくだけで当該ユーザＨの入退室管理等が可能となる。
【００２５】
識別デバイス１は、図１に示すように識別情報を記憶するメモリからなる情報保持部２と、受信装置１００との間で無線通信を行う通信機能部３と、通信機能部３に対して電力供給を行う主電源部４および補助電源部７の２つの電源部とを備えている。この識別デバイス１は、少なくとも情報保持部２に記憶した識別情報を、通信機能部３を介して受信装置１００に発信する機能を有する。なお、情報保持部２はメモリに限らず、たとえばディップスイッチの接点の開閉状態によって表される識別情報を担持するものであってもよい。
【００２６】
主電源部４は、受信装置１００との通信に必要な電力を供給するものであって、外部から照射する光エネルギを電気エネルギに変換する光電変換素子である太陽電池５を有している。したがって、太陽電池５に対して十分な光量の光が照射する環境を確保することで、電池交換や充電等のメンテナンスを行うことなく、長期間に亘って安定した電力供給を実現することができる。ここでは、識別デバイス１の通常の使用形態において太陽電池５に光を照射できるように、識別デバイス１をたとえば名札のように周囲の人に視認されやすい形態でユーザＨに所持されるものとする。
【００２７】
また、主電源部４においては、二次電池やキャパシタ等の蓄電手段６を太陽電池５と併せて用いることで、太陽電池５に対して光が照射しない環境下においても、通信機能部３に対して安定した電力供給を継続的に行う構成としてある。この構成によれば、太陽電池５に光が入射していなくても、蓄電手段６に蓄えられた電力を活用することで、識別デバイス１と受信装置１００との間の通信が可能となる。そのため、太陽電池５の発電効率が高い日中に太陽電池５の出力で蓄電手段６を充電し、太陽電池５の発電効率が低下する夜間には蓄電手段６に蓄えた電力を活用することで、太陽電池５の出力を有効に利用できる。
【００２８】
ここで、本実施形態の識別デバイス１は、太陽光が照射する屋外のみならず、太陽光に比べて低照度となる屋内（室内）においても太陽電池５で十分な電力を生成可能とするため、太陽電池５として、増感作用を持つ物質と電荷を輸送する電子輸送部および正孔輸送部とを有したものを用いている。増感作用を持つ物質は、光を吸収することにより電子（負の電荷）と正孔（正の電荷）とを別々の物質に振り分ける機能を持ち、このことが光電変換効果の発現の要因となる。ここで、増感作用を持つ物質より電子を受け取る材料部が電子輸送部であり、増感作用を持つ物質より正孔を受け取る材料部が正孔輸送部である。
【００２９】
増感作用を持つ物質と電荷輸送部（電子輸送部および正孔輸送部）とを有した太陽電池５としては、色素増感太陽電池、量子ドット増感太陽電池、色素増感有機太陽電池等が知られているが、本実施形態では色素増感太陽電池を太陽電池５として採用することとする。色素増感型の太陽電池５は、基板を透明材料から形成することで全体として透過性を有した構成とすることができ、さらに、基板を可撓性のある樹脂フィルム等で形成すれば全体として可撓性を有した構成とすることが可能である。
【００３０】
ところで、本実施形態のように太陽電池５と蓄電手段６とを併用した識別デバイス１であっても、識別デバイス１が薄暗い屋内（室内）で使用される場合など、長時間に亘って太陽電池５に十分な光が入射しない状態で識別デバイス１が使用される場合、蓄電手段６の残量は徐々に減少する。蓄電手段６の残量が不足すると、太陽電池５に光が照射しない状態で通信機能部３に十分な電力が供給されなくなるため、識別デバイス１と受信装置１００との間の通信が成立せず、入退場管理システムが正常に機能しなくなる（ユーザＨが入退室できなくなる）おそれがある。
【００３１】
そこで、本実施形態では、識別デバイス１に補助電源部７を設け、通信機能部３に対して主電源部４と補助電源部７との両方から駆動電力を供給可能とすることで、蓄電手段６の残量不足により識別デバイス１と受信装置１００との間の通信が成立しなくなることを回避可能としている。すなわち、通信機能部３は、蓄電手段６の残量が十分にある定常状態では、蓄電手段６を含む主電源部４から電力供給を受けて動作するが、蓄電手段６の残量が減少して閾値を下回った残量不足状態では、補助電源部７からの電力供給を受けて動作する。
【００３２】
ここで、補助電源部７は、受信装置１００から非接触で電力供給を受けて通信機能部３の駆動電力を生成する。具体的に説明すると、補助電源部７は、受信装置１００に設けられている非接触給電部１０９（図３参照）と磁気結合した状態で、電磁誘導により非接触給電部１０９から非接触で電力供給を受ける。補助電源部７と非接触給電部１０９との磁気結合は、識別デバイス１が受信装置１００から所定距離（たとえば数ｃｍ程度）の比較的狭い範囲に設定された給電可能エリア８（図２参照）内にある状態で行われる。そのため、補助電源部７は、受信装置１００の周囲に設定された給電可能エリア８内に識別デバイス１が存在する状態でのみ、受信装置１００からの電力供給を受けることができる。ここに、非接触給電部１０９から補助電源部７への給電は、識別デバイス１が給電可能エリア８内に入ることで自動的に開始される。
【００３３】
一方、通信機能部３は、識別デバイス１が受信装置１００から所定距離（たとえば数ｍ程度）の範囲に設定された通信可能エリア９（図２参照）内にある状態で、受信装置１００に対して識別情報を送信可能となる。つまり、識別デバイス１と受信装置１００との間で通信が可能となるのは、双方間で送受信される信号が届く範囲に限られるが、当該信号が届く範囲は当該信号を送信する際の送信電力の大きさ等によって制限される。そのため、識別デバイス１から受信装置１００への信号の送信が可能になるのは、受信装置１００の周囲に設定された通信可能エリア９内に識別デバイス１が存在する場合に限られる。
【００３４】
ここにおいて、本実施形態では、蓄電手段６の残量が十分にある定常状態で、通信機能部３が主電源部４からの電力供給を受けて識別情報を送信する能動型ＲＦタグ（アクティブタグ）方式を採用しているので、通信可能エリア９は比較的広く設定されている。そして、給電可能エリア８は通信可能エリア９よりも狭く設定されている。
【００３５】
そのため、主電源部４の蓄電手段６に通信機能部３を駆動するのに十分な残量がある場合、識別デバイス１が受信装置１００の周囲に設定された通信可能エリア９内にあれば、通信機能部３は、主電源部４からの電力供給を受けて識別情報を受信装置１００に送信することができる。このとき、補助電源部７からの電力供給は不要であるから、識別デバイス１が通信可能エリア９内に設定されている給電可能エリア８内に入っている必要はない。したがって、識別デバイス１を所持するユーザＨにおいては、受信装置１００に識別デバイス１をかざす必要がなく、受信装置１００に近づくだけで識別情報の認証が為されて入退場が可能になる。
【００３６】
これに対して、主電源部４の蓄電手段６の残量不足により主電源部４からの電力供給で通信機能部３を動作させることができない場合、通信機能部３から識別情報を受信装置１００に送信するためには、補助電源部７からの電力供給が必要である。そのため、識別デバイス１が通信可能エリア９内に入っているだけでなく、通信可能エリア９内に設定されている給電可能エリア８内に入っている必要がある。したがって、識別デバイス１を所持するユーザＨにおいては、受信装置１００に識別デバイス１をかざすなどして識別デバイス１を給電可能エリア８内に入れることにより、識別情報の認証が為されて入退場が可能になる。
【００３７】
以上説明した構成によれば、主電源部４の蓄電手段６の残量が不足して主電源部４からの電力供給では通信機能部３が動作不能となっても、補助電源部７から通信機能部３に電力供給を行うことで、識別デバイス１と受信装置１００との間で通信を行い受信装置１００に識別情報を送信することができる。しかも、補助電源部７は受信装置１００から非接触で電力供給を受けるので、太陽電池５に光を当てて蓄電手段６を充電する場合のように受信装置１００との通信が可能となるまでに時間がかかることもない。したがって、蓄電手段６の残量不足が生じても識別デバイス１と受信装置１００との間の通信が成立しなくなることはなく、すぐに識別デバイス１と受信装置１００との間の通信を確保することが可能である。
【００３８】
要するに、蓄電手段６の残量が十分にある定常状態では、通信機能部３は主電源部４からの電力供給を受けて能動型ＲＦタグ（アクティブタグ）方式により識別情報を送信する。対して、蓄電手段６の残量が不足した状態では、通信機能部３は受信装置１００から補助電源部７に供給される電力を利用して受動型ＲＦタグ（パッシブタグ）方式により識別情報を送信する。その結果、定常状態ではユーザＨが受信装置１００に近づくだけで当該受信装置１００に識別情報が送信され、また、蓄電手段６の残量不足が生じても、ユーザＨが識別デバイス１を受信装置１００にかざすことによって当該受信装置１００に識別情報が送信される。
【００３９】
以下、上記実施形態の入退場管理システムの具体例について、図３を参照して説明する。
【００４０】
部屋Ｒの出入口に設置された受信装置１００は、ＬＦ帯（長波帯：３０〜３００ｋＨｚ）の第１の通信方式にて識別デバイス１と通信するためのＬＦ帯送信部１０１およびＬＦアンテナ１０２と、ＵＨＦ帯（極超短波帯：３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）の第２の通信方式にて識別デバイス１と通信するためのＲＦ送受信部１０３およびＲＦアンテナ１０４と、ＬＦ帯送信部１０１およびＲＦ送受信部１０３を制御する制御部１０５とを受信機能部１１０に備え、制御部１０５に接続された液晶ディスプレイ等からなる表示部１０６およびブザー１０７を具備する。さらに、受信装置１００は、識別情報の認証用のデータ（正規の識別情報）が格納された記憶部１０８と、補助電源部７への給電用の非接触給電部１０９とを有する。
【００４１】
ユーザに所持される識別デバイス１は、上記第１の通信方式にて受信装置１００と通信するためのＬＦ帯受信部３１およびＬＦアンテナ３２と、上記第２の通信方式にて受信装置１００と通信するためのＲＦ送受信部３３およびＲＦアンテナ３４と、ＬＦ帯受信部３１およびＲＦ送受信部３３を制御する制御部３５とを通信機能部３に備えている。ここで、ＬＦアンテナ３２はたとえば通信機能部３の基板（図示せず）上に形成されたループアンテナからなり、ＲＦアンテナ３３は前記基板上に形成されたパッチアンテナからなる。
【００４２】
次に、上述した入退場管理システムの動作例を示す。
【００４３】
受信装置１００は、制御部１０５で生成した起動信号を、ＬＦ帯送信部１０１において増幅してＬＦアンテナ１０２から第１の通信方式（ＬＦ）にて、一定周期で間欠的に発信する。これにより、受信装置１００の周囲（部屋Ｒの出入口付近）には前記起動信号が届く範囲内で通信可能エリア９が形成される。
【００４４】
識別デバイス１を所持したユーザＨが上記通信可能エリア９内に入ると、識別デバイス１は、受信装置１００からの起動信号をＬＦアンテナ３２で受信した後に、ＬＦ帯受信部３１が制御部３５を起動し、制御部３５にて情報保持部２内の識別情報を含む応答信号（識別信号）を生成し、ＲＦ送受信部３３からＲＦアンテナ３４を介して第２の通信方式（ＵＨＦ）にて応答信号を受信装置１００に返信する。ここにおいて、識別デバイス１は、起動信号を受信するまでは、通信機能部３のうちＬＦ帯受信部３１のみに主電源部４から電力供給を行いＬＦ帯受信部３１以外の各部（ＲＦ送受信部３３、制御部３５）への電力供給を行わない低消費電力モードで動作しており、起動信号を受信することで初めてＬＦ帯受信部３１以外の各部にも電力供給が行われる通常モードで動作する。
【００４５】
このとき、主電源部４の蓄電手段６に十分な残量があれば、通信機能部３への電力供給は主電源部４から行われるが、主電源部４の残量が閾値を下回る状態では、通信機能部３への電力供給は補助電源部７から行われることになる。補助電源部７から電力供給を行う場合、識別デバイス１を所持したユーザＨは通信可能エリア９内の給電可能エリア８まで受信装置１００に識別デバイス１を近づける必要がある。
【００４６】
受信装置１００は、応答信号をＲＦアンテナ１０４を介してＲＦ送受信部１０３で受信し、当該応答信号に含まれる識別情報と記憶部１０８内のデータとの照合を行う。そして、当該識別情報が正規の識別情報であると判断されて認証が正常に完了した場合には、受信装置１００の制御部１０５は、認証完了した識別情報を含む確認信号（ＡＣＫ信号）をＲＦ送受信部１０３からＲＦアンテナ１０４を介して識別デバイス１に送信する。また、受信装置１００の制御部１０５は、識別情報の認証が正常に完了すれば表示部１０６やブザー１０７によってその旨を報知するとともに、部屋Ｒの出入口の扉Ｄを解錠するための制御を行なう一方で、識別情報の認証に失敗した場合には、表示部１０６やブザー１０７によって警告を行うとともに、部屋Ｒの出入口の扉Ｄの施錠を維持するための制御を行う。なお、受信装置１００の機能の一部を受信装置１００に接続される他装置に持たせ、応答信号を受信装置１００から前記他装置に転送するようにし、識別情報の照合を前記他装置にて行う構成としてもよい。
【００４７】
識別デバイス１は、前記確認信号をＲＦ送受信部３３で受信すると、応答信号の送信を終了する。なお、受信装置１００からの確認信号の送信に代えて、認証完了した識別情報を次回の起動信号に含むようにしてもよく、この場合、識別デバイス１は自己の識別情報を含む起動信号をＬＦ帯受信部３１にて受信することで、応答信号の送信を終了する。
【００４８】
このように、識別デバイス１がＬＦ帯の起動信号で起動し、ＵＨＦ帯の応答信号を返信させることにより、前記通信可能エリア９をたとえば１．５〜２ｍの範囲に正確に規定することができる。ここにおいて、識別デバイス１のＲＦ送受信部３３からＲＦアンテナ３４を介して送信される応答信号の送信電力が、蓄電手段６の残量が少なくなるに連れて低下し、識別デバイス１から応答信号が届く範囲は蓄電手段６の残量に応じて変化する可能性がある。ただし、本実施形態では受信装置１００からの起動信号が届く範囲内で通信可能エリア９を形成しているため、蓄電手段６の残量変化に伴って通信可能エリア９が変化することはない。
【００４９】
また、ＵＨＦ帯の無線通信を行うＲＦ送受信部３３においては、消費電力が１０〜２０ｍＡと大きいのに対して、ＬＦ帯の無線通信を行うＬＦ帯受信部３１においては、数μＡ程度の微弱な電力で起動するので、待機状態にてＲＦ送受信部３３への電力供給を行わない低消費電力モードを採用することによって、識別デバイス１の待機電力を低く抑えることが可能である。
【００５０】
なお、上述の例では受信装置１００が識別情報の認証結果に応じて扉Ｄの解錠動作を制御する構成を示したが、この例に限らず、受信装置１００が自動ドア、自動改札機等の開閉動作を制御する構成としてもよい。また、無線通信は基本的に電磁波を媒体とする通信を意味するが、識別デバイス１は電磁誘導を利用して受信装置１００と通信（無線通信）を行うものであってもよい。
【００５１】
（実施形態２）
本実施形態の入退場管理システムは、受信装置１００が、識別デバイス１との無線通信（起動信号の送信）および識別デバイス１への非接触給電をそれぞれ間欠的に行っている点が実施形態１の入退場管理システムと相違する。
【００５２】
本実施形態では、受信装置１００が識別デバイス１の通信機能部３と無線通信を行う時間間隔は、受信装置１が識別デバイス１の補助電源部７へ非接触給電を行う時間間隔に比べて短く設定されている。一例として、前記無線通信を１秒間隔で行い、補助電源部７への給電は５秒間隔で行うものとする。さらに、ここでは給電可能エリア８は通信可能エリア９と略同一範囲となるように、比較的広く設定されている。
【００５３】
この構成により、通信機能部３は、基本的には主電源部４からの電力供給により動作し、蓄電手段６の残量不足が生じた際に、補助電源部７からの電力供給により動作する。すなわち、ユーザＨが通信可能エリア９に入ることで、通信機能部３は主電源部４の電力を優先的に使用するが、蓄電手段６の残量が不足している場合でも、次回の非接触給電のタイミングには通信機能部３は補助電源部７の電力供給により動作する。したがって、識別デバイス１を所持するユーザＨにおいては、蓄電手段６の残量不足時に、次回の非接触給電のタイミングまで若干の待ち時間（５秒間隔で非接触給電を行う場合は最大でも５秒）が生じることはあるものの、受信装置１００に識別デバイス１をかざす必要がなく、受信装置１００に近づくだけで識別情報の認証が為されて入退場が可能になる。
【００５４】
なお、その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００５５】
（実施形態３）
本実施形態の入退場管理システムは、補助電源部７が受信装置１００から送られてきた搬送波の電力を利用して通信機能部３に電力供給するように構成されている点が実施形態１の入退場管理システムと相違する。ここでは、受信装置１００から周期的に送信される起動信号の搬送波の電力を用いて補助電源部７に非接触で電力供給が為されるものとする。
【００５６】
この構成により、電磁誘導を利用する場合のように受信装置１００と補助電源部７とを磁気結合することなく、受信装置１００から起動信号の届く範囲であれば補助電源部７に電力供給することができる。しかして、受信装置１００から起動範囲の届く範囲が給電可能エリア８となり、補助電源部７は、当該給電可能エリア８内に識別デバイス１が存在する状態で、受信装置１００からの電力供給を受けることができる。ここに、受信装置１００からの起動信号が届く範囲内で通信可能エリア９を形成しているので、給電可能エリア８と通信可能エリア９とは互いに一致する。
【００５７】
本実施形態においては、識別デバイス１が通信可能エリア９内に入り受信装置１００からの起動信号を受信すると、まず、主電源部４からの電力供給によって通信機能部３を駆動して応答信号の送信を試みる。このとき蓄電手段６の残量不足により通信機能部３が動作しなければ、補助電源部７からの電力供給によって通信機能部３を駆動して応答信号の送信を行う。つまり、識別デバイス１は、主電源部４からの電力供給を優先し、蓄電手段６の残量が閾値を下回った場合にのみ補助電源部７からの電力供給を行うように構成される。
【００５８】
以上説明した構成の入退室管理システムでは、通信可能エリア９に識別デバイス１が入ると、主電源部４あるいは補助電源部７からの電力供給により、通信機能部３が識別情報を受信装置１００に送信するので、蓄電手段６の残量不足が生じても識別デバイス１と受信装置１００との間の通信が成立しなくなることはない。ここで、給電可能エリア８と通信可能エリア９とは互いに一致するので、蓄電手段６の残量が不足した状態であっても蓄電手段６の残量が十分にある状態と同様に、ユーザＨが識別デバイス１を受信装置１００にかざす必要はなく、受信装置１００に近づくだけで当該受信装置１００に識別情報を送信できるという利点がある。
【００５９】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００６０】
ところで、以上説明した構成の入退場管理システムを用いれば、たとえば不特定多数の来訪者のある管理領域への出入口に受信装置１００を設置し、正規の（アポイントのある）来訪者には識別デバイス１を予め渡しておくことで、面識の有無に関わらず正規の来訪者を識別して前記管理領域への入場を許可することが可能となる。さらに、保育施設や介護施設等で集団行動が必要となる状況下において、各個人に識別デバイス１を携帯させることにより、点呼に代えて各個人の存在確認のために活用することも可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 識別デバイス
２ 情報保持部
３ 通信機能部
４ 主電源部
５ 太陽電池
６ 蓄電手段
７ 補助電源部
８ 給電可能エリア
９ 通信可能エリア
１００ 受信装置
Ｈ ユーザ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象領域の出入口に配置された受信装置と、ユーザに所持され受信装置と無線通信可能な識別デバイスとを備え、識別デバイスから受信装置に識別情報が送信されると、受信装置が識別情報の認証を行い当該認証結果に応じて前記対象領域への入退場を許可するか否かを決定する入退場管理システムであって、識別デバイスは、識別情報を電気情報として担持する情報保持部と、受信装置と無線通信を行うことにより識別情報を受信装置に送信する通信機能部と、光を受けることで電力を生成する太陽電池および太陽電池の生成した電力を蓄電する蓄電手段を含み通信機能部に駆動電力を供給する主電源部と、少なくとも蓄電手段の残量減少により通信機能部の駆動電力が不足したときに、受信装置から非接触で電力供給を受けて通信機能部の駆動電力を生成する補助電源部とを有することを特徴とする入退場管理システム。
【請求項２】
前記識別デバイスは前記受信装置から所定距離以下の通信可能エリア内にあるときに当該受信装置と無線通信可能であって、前記補助電源部は、識別デバイスが受信装置から前記通信可能エリアより狭い給電可能エリア内にあるときに受信装置から非接触で電力供給を受けることを特徴とする請求項１記載の入退場管理システム。
【請求項３】
前記受信装置は、前記通信機能部との無線通信および前記補助電源部への電力供給をそれぞれ間欠的に行っており、通信機能部との無線通信を行う時間間隔が補助電源部への電力供給を行う時間間隔に比べて短く設定されていることを特徴とする請求項１記載の入退場管理システム。
【請求項４】
前記補助電源部は、電磁誘導により前記受信装置から非接触で電力供給を受けることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の入退場管理システム。
【請求項１】
対象領域の出入口に配置された受信装置と、ユーザに所持され受信装置と無線通信可能な識別デバイスとを備え、識別デバイスから受信装置に識別情報が送信されると、受信装置が識別情報の認証を行い当該認証結果に応じて前記対象領域への入退場を許可するか否かを決定する入退場管理システムであって、識別デバイスは、識別情報を電気情報として担持する情報保持部と、受信装置と無線通信を行うことにより識別情報を受信装置に送信する通信機能部と、光を受けることで電力を生成する太陽電池および太陽電池の生成した電力を蓄電する蓄電手段を含み通信機能部に駆動電力を供給する主電源部と、少なくとも蓄電手段の残量減少により通信機能部の駆動電力が不足したときに、受信装置から非接触で電力供給を受けて通信機能部の駆動電力を生成する補助電源部とを有することを特徴とする入退場管理システム。
【請求項２】
前記識別デバイスは前記受信装置から所定距離以下の通信可能エリア内にあるときに当該受信装置と無線通信可能であって、前記補助電源部は、識別デバイスが受信装置から前記通信可能エリアより狭い給電可能エリア内にあるときに受信装置から非接触で電力供給を受けることを特徴とする請求項１記載の入退場管理システム。
【請求項３】
前記受信装置は、前記通信機能部との無線通信および前記補助電源部への電力供給をそれぞれ間欠的に行っており、通信機能部との無線通信を行う時間間隔が補助電源部への電力供給を行う時間間隔に比べて短く設定されていることを特徴とする請求項１記載の入退場管理システム。
【請求項４】
前記補助電源部は、電磁誘導により前記受信装置から非接触で電力供給を受けることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の入退場管理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１６５３１４（Ｐ２０１０−１６５３１４Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９１９２（Ｐ２００９−９１９２）
【出願日】平成２１年１月１９日（２００９．１．１９）
【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７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１９日（２００９．１．１９）
【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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