入退場管理システム
【課題】識別デバイスが暗所に保管されることがあっても、蓄電手段の残量が不足して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不具合を生じにくい入退場管理システムを提供する。
【解決手段】通信機能部３は、互いに識別情報の送信頻度が異なる通常モードと省電力モードとのいずれかの動作モードで動作し、通常モードで動作する場合、所定の第１周期で識別情報を送信する。一方、省電力モードで動作する場合は、第１周期よりも長い第２周期で識別情報を送信する。モード制御部７は、太陽電池５の発電電力を計測し、当該計測結果から所定の判断基準に基づいて判断される識別デバイス１の周囲の明るさが規定値を下回ったときに、通信機能部３の動作モードを通常モードから省電力モードに切り替える制御を行う。
【解決手段】通信機能部３は、互いに識別情報の送信頻度が異なる通常モードと省電力モードとのいずれかの動作モードで動作し、通常モードで動作する場合、所定の第１周期で識別情報を送信する。一方、省電力モードで動作する場合は、第１周期よりも長い第２周期で識別情報を送信する。モード制御部７は、太陽電池５の発電電力を計測し、当該計測結果から所定の判断基準に基づいて判断される識別デバイス１の周囲の明るさが規定値を下回ったときに、通信機能部３の動作モードを通常モードから省電力モードに切り替える制御を行う。
【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】
このように能動型ＲＦタグ方式により識別デバイスと受信装置との間で通信を行う場合、識別デバイスに所定周期（たとえば１秒に１回の周期）で識別情報を受信装置に送信させることが一般的である。この場合、受信装置は識別デバイスからの識別情報を常時受け付けており、実際に識別情報を受信したときに当該識別情報の認証を行う。ここで、識別デバイスは識別情報を送信する度に電力を消費するため、識別情報を送信する周期が短くなるなどして送信の頻度が高くなるほど、一定時間当たりの消費電力量が大きくなる。
【０００６】
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）。
【０００７】
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）。
【０００８】
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。
【０００９】
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、長時間に亘って太陽電池に十分な光が入射しない場合、蓄電手段の残量は徐々に減少する。すなわち、ユーザは識別デバイスを入退場管理システムに使用しない間、引き出しやかばんや着衣のポケットやロッカーやクローゼット等の暗所に識別デバイスを収納して保管することがある。このように識別デバイスが暗所に保管されている状態では、太陽電池に十分な光が入射しないため太陽電池の発電電力が小さくなるにもかかわらず、識別デバイスは所定周期で識別情報を送信し続けるため、蓄電手段の残量が徐々に減少する。そして、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】
【００１０】
【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】
【００１１】
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。
【００１２】
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであって、識別デバイスが暗所に保管されることがあっても、蓄電手段の残量が不足して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不具合を生じにくい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】
【００１３】
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少なくとも通信機能部に駆動電力を供給する電源部と、太陽電池の発電電力を計測し当該計測結果から判断される周囲の明るさに応じて通信機能部の動作モードを切り替えるモード制御部とを有し、通信機能部が、所定周期で識別情報を受信装置に送信する通常モードと、通常モードに比べて識別情報を送信する頻度の低い省電力モードとの２つの動作モードで動作可能であって、モード制御部が、予め定められている判断基準に基づいて周囲の明るさが規定値を下回ったと判断したときに、動作モードを省電力モードに切り替えることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、モード制御部にて周囲の明るさが規定値を下回ったと判断されると、通信機能部の動作モードが省電力モードに切り替わるので、通信機能部が通常モードで動作する場合に比べて、識別情報を受信装置に送信する頻度が低くなって通信機能部における一定時間当たりの消費電力量が小さく抑えられる。すなわち、ユーザが識別デバイスを入退場管理システムに使用せず暗所に保管している間、通信機能部が識別情報を送信する電力は無駄になるので、請求項１の発明では、この間の識別情報の送信頻度を低くすることで無駄な電力消費を抑制する。その結果、識別デバイスを暗所に保管した場合に蓄電手段の残量の減少が抑制されるため、蓄電手段の残量が不足して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不具合を生じにくいという利点がある。また、モード制御部は、太陽電池の発電電力の計測結果から周囲の明るさを判断するので、太陽電池がセンサとして利用されることとなり、周囲の明るさを検知するセンサを太陽電池の他に別途設ける必要がない。なお、識別情報を送信する頻度とは、一定時間当たりの識別情報の送信回数を表しているから、当該頻度を低くするには一定時間当たりの送信回数を少なくすればよく、送信回数をゼロとする、つまり識別情報の送信を止めるようにしてもよい。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記モード制御部が、前記発電電力が所定の閾値を下回る状態が一定時間継続したときに、前記判断基準を満たし周囲の明るさが規定値を下回ったと判断することを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、通信機能部の動作モードは、太陽電池の発電電力が閾値を一瞬下回るだけでは省電力モードに切り替わらず、当該発電電力が閾値を下回る状態が一定時間継続して初めて省電力モードに切り替わることになる。したがって、ユーザが識別デバイスを入退場管理システムに使用する際、たとえばユーザの手の影などによって太陽電池への入射光強度が一瞬低下することがあっても、通信機能部の動作モードが誤って省電力モードに切り替わってしまうことはない。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記モード制御部が、一定時間当たりの前記発電電力量が所定の閾値を下回ったときに、前記判断基準を満たし周囲の明るさが規定値を下回ったと判断することを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、通信機能部の動作モードは、一定時間当たりの太陽電池の発電電力量、つまり発電電力の累積値が所定の閾値を下回ると省電力モードに切り替わることになる。したがって、暗所に保管されている識別デバイスに瞬間的に外光が入射して太陽電池の発電電力が一瞬大きくなることがあっても、一定時間当たりの発電電力量が閾値を下回ってさえいれば、動作モードを省電力モードとして無駄な電力消費を抑制することができる。
【００１９】
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、前記モード制御部が、前記通信機能部が前記省電力モードで動作中に、予め定められている判断基準に基づいて周囲の明るさが規定値を上回ったと判断したときに、前記動作モードを前記通常モードに切り替えることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、モード制御部にて周囲の明るさが規定値を上回ったと判断されると、通信機能部の動作モードが通常モードに切り替わるので、ユーザが識別デバイスを暗所から取り出して入退場管理システムに使用する際には、通信機能部が省電力モードで動作する場合に比べて、識別情報を受信装置に送信する頻度が高くなる。したがって、識別デバイスの使用時には、省電力モードに比べて識別情報が送信されるまでの待ち時間を短くできる。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記モード制御部が前記動作モードを前記通常モードに切り替える際の明るさの判断基準が、モード制御部が動作モードを前記省電力モードに切り替える際の明るさの判断基準より低く設定されていることを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、通信機能部の動作モードが省電力モードに切り替わるときに比べて、通常モードに切り替わるときのほうが明るさの判断基準が低いので、ユーザが識別デバイスを使用する際に、動作モードが通常モードに切り替わらないという不都合を回避することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、識別デバイスが太陽電池の発電電力を計測し当該計測結果から判断される周囲の明るさに応じて通信機能部の動作モードを切り替えるモード制御部を有し、モード制御部では、識別デバイスが暗所に保管され、周囲の明るさが規定値を下回ったと判断したときに動作モードを省電力モードに切り替える。通信機能部は、省電力モードで動作すると通常モードに比べて識別情報を送信する頻度が低くなるので、一定時間当たりの消費電力量を小さく抑え、蓄電手段の残量の減少を小さく抑えることができる。結果的に、蓄電手段の残量が不足して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不具合を生じにくいという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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】同上の受信装置を示す概略ブロック図である。
【図４】同上のモード制御部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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電源部４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。さらに、識別デバイス１は後述する通信機能部３の動作モードを切り替えるためのモード制御部７を有している。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。
【００２９】
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。
【００３０】
また、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
通信機能部３は、電源部４から電力供給を受けて能動型ＲＦタグ（アクティブタグ）方式により受信装置１００に対して識別情報を間欠的に送信する。ここで、通信機能部３は識別情報を送信する度に蓄電手段６に蓄積された電力を消費するものの、識別デバイス１の通常の使用形態においては太陽電池５に十分な光が照射するので、蓄電手段６の残量減少分は太陽電池５で生成される電力（以下、発電電力という）によって補われ、蓄電手段６の残量は殆ど減少しない。
【００３４】
受信装置１００は、図３に示すように識別デバイス１から送信される識別情報を受信する受信機能部１１０と、受信機能部１１０で受信した識別情報の認証を行う認証処理部１１１と、識別情報の認証結果を報知する報知部１１２と、部屋Ｒの出入口の扉Ｄの解錠動作を制御する解錠制御部１１３と、メモリからなる記憶部１１４とを有している。
【００３５】
受信装置１００の周囲（部屋Ｒの出入口付近）には、識別デバイス１と受信装置１００との通信に用いられる電波が届く範囲内で認証エリア９（図２参照）が形成される。したがって、識別デバイス１を所持したユーザＨが上記認証エリア９内に入ると、識別デバイス１から送信される識別情報を受信装置１００で受信可能となる。
【００３６】
認証処理部１１１は、受信した識別情報を記憶部１１４に予め記憶されている正規の識別情報と照合することで、識別情報の認証を行う。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は、認証完了した識別情報を含む確認信号（ＡＣＫ信号）を識別デバイス１に返信する。また、認証処理部１１１で識別情報の認証が正常に完了すれば、報知部１１２にてその旨を報知するとともに、解錠制御部１１３にて出入口の扉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、報知部１１２に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。報知部１１２は、認証処理部１１１における識別情報の認証結果を音や光によって報知する。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、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。
【００３７】
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、長時間に亘って太陽電池５に十分な光が入射しない場合、蓄電手段６の残量は徐々に減少する。すなわち、ユーザＨは識別デバイス１を使用しない間、引き出しやかばんや着衣のポケットやロッカーやクローゼット等の暗所に識別デバイス１を収納して保管することがある。識別デバイス１が暗所に保管されている状態では、太陽電池５に十分な光が入射しないため太陽電池５の発電電力が小さくなるにもかかわらず、識別デバイス１は間欠的に識別情報を送信し続けるため、蓄電手段６の残量が徐々に減少する。そして、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。
【００３８】
そこで、本実施形態では、以下に説明するようにモード制御部７にて通信機能部３の動作モードを切り替える構成を採用することにより、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不具合を生じにくくしてある。
【００３９】
すなわち、本実施形態では、通信機能部３が識別情報を送信する頻度は一定ではなく、通信機能部３の動作モードとして、互いに識別情報の送信頻度が異なる通常モードと省電力モードとの２つの動作モードが設定されている。
【００４０】
通信機能部３は、通常モードと省電力モードとのいずれかの動作モードで動作し、通常モードで動作する場合、所定の第１周期（たとえば１秒に１回の周期）で識別情報を送信する。一方、省電力モードで動作する場合は、第１周期よりも長い第２周期（たとえば１０秒に１回の周期）で識別情報を送信する。ただし、両動作モードの関係はこの例に限るものではなく、省電力モードにおいて識別情報を送信する頻度が通常モードに比べて低くなっていればよい。要するに、識別情報を送信する頻度は一定時間当たりの識別情報の送信回数に対応するから、省電力モードでは通常モードに比較して一定時間当たりの識別情報の送信回数が少なくなっていればよく、たとえば一定時間当たりの識別情報の送信回数をゼロとする（つまり識別情報の送信を止める）ようにしてもよい。
【００４１】
ここにおいて、通信機能部３は、識別情報を送信する度に電力を消費するため、当該送信の頻度が高くなるほど一定時間当たりの消費電力量が大きくなる。したがって、通常モードで動作する場合に比べると、送信頻度の低い省電力モードで動作する場合には、一定時間当たりの消費電力量は小さくなる。
【００４２】
上述した通信機能部３の動作モード（通常モード、省電力モード）は、モード制御部７にて切替制御される。
【００４３】
モード制御部７は、太陽電池５の発電電力を計測しており、当該計測結果から判断される識別デバイス１の周囲の明るさに応じて、通信機能部３の動作モードの切替制御を行う。ここでは、モード制御部７は、図４に示すように当初は通信機能部３の動作モードを通常モードに設定し（Ｓ１）、予め定められている判断基準に基づいて周囲の明るさが規定値を下回ったと判断したときに、通信機能部３の動作モードを通常モードから省電力モードに切り替える制御を行うものとする。
【００４４】
具体的に説明すると、モード制御部７は、太陽電池５の発電電力を所定の第１の閾値と比較し、発電電力が第１の閾値を下回るとタイマ（図示せず）を作動する。そして、発電電力が第１の閾値未満となる間はタイマを作動し続け、当該タイマで一定時間が計時されると、識別デバイス１の周囲の明るさが規定値を下回ったものと判断する。なお、発電電力が第１の閾値以上となった場合にはタイマをリセットする。要するに、モード制御部７は、太陽電池５の発電電力が第１の閾値を下回る状態が一定時間継続することをもって（Ｓ２：Ｙｅｓ）、判断基準を満たして周囲の明るさが規定値を下回ったものと判断し、通信機能部３の動作モードを省電力モードに切り替える制御を行う（Ｓ３）。
【００４５】
これにより、通信機能部３の動作モードは、太陽電池５の発電電力が第１の閾値を一瞬下回るだけでは省電力モードに切り替わることはなく、一定時間以上に亘って発電電力が第１の閾値を下回ったときに初めて省電力モードに切り替わることになる。そのため、ユーザＨが識別デイバス１を入退場管理システムに使用する際に、たとえばユーザＨの手の影などによって太陽電池５への入射光強度が一時的に低下し、発電電力が第１の閾値を下回ることがあっても、識別デバイス１の周囲の明るさが規定値を下回ったとの誤った判断により通信機能部３の動作モードが省電力モードに切り替わることはない。
【００４６】
また、モード制御部７は、通信機能部３が省電力モードで動作中に、判断基準に基づいて周囲の明るさが規定値を上回ったと判断したときには、通信機能部３の動作モードを省電力モードから通常モードに切り替える制御を行う。ここでは、モード制御部７は、通信機能部３の動作モードを省電力モードに切り替えた後も太陽電池５の発電電力を第１の閾値と比較し続け、発電電力が第１の閾値以上となる状態が一定時間継続することをもって（Ｓ４：Ｙｅｓ）、判断基準を満たして周囲の明るさが規定値を上回ったものと判断し、通信機能部３の動作モードを通常モードに切り替える（Ｓ１）。
【００４７】
ここに、モード制御部７では、太陽電池５から出力される電圧、電流、電力を監視することで太陽電池５の発電電力を計測する。具体的には、任意の抵抗負荷をかけた状態で電圧、電流、電力を計測する方式や、開放状態での電圧、短絡状態での電流を計測する方式などを採用する。
【００４８】
以上説明した構成によれば、モード制御部７にて識別デバイス１の周囲の明るさが規定値を下回ったと判断されると、通信機能部３は動作モードが省電力モードに切り替わるため、通常モードに比べて識別情報の送信頻度が低くなって一定時間当たりの消費電力量が小さくなる。したがって、ユーザＨが識別デバイス１を使用しない間、引き出しやかばんや着衣のポケットやロッカーやクローゼット等の暗所に識別デバイス１を保管するなどして、長時間に亘って太陽電池５に十分な光が入射しない場合でも、蓄電手段６の残量の減少を抑制することができる。これにより、通信機能部３を常に通常モードで動作させる場合に比べ、蓄電手段６の残量が減少しにくくなるため、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不具合を生じにくくなる。
【００４９】
言い換えれば、ユーザＨが帰宅後などで識別デバイス１を入退場管理システムに使用しない間は、識別デバイス１から送信される識別情報は何ら意味をなさず、この間に通信機能部３が識別情報を送信するために消費する電力は無駄になる。そこで、本実施形態では、この間の識別情報の送信頻度を低くすることにより無駄な電力消費を極力抑制しており、その結果として、蓄電手段６の残量減少が抑制される。
【００５０】
さらに、モード制御部７にて識別デバイス１の周囲の明るさが規定値を上回ったと判断されると、通信機能部３は動作モードが省電力モードから通常モードに切り替わるので、ユーザＨが識別デバイス１を使用する際には識別情報を送信するまでの待ち時間が長くなることを回避できる。要するに、ユーザＨが識別デバイス１を使用する際に通信機能部３が省電力モードで動作していると、識別情報の送信頻度が低いため、識別デバイス１を受信装置１００に近づけてから識別情報が受信装置１００に送信されるまでにかかる待ち時間が比較的長くなる。これに対し、本実施形態の構成によれば、ユーザＨが識別デバイス１を使用する際には通信機能部３は通常モードで動作するので、識別情報の送信頻度が高く、識別デバイス１を受信装置１００に近づけてから識別情報が受信装置１００に送信されるまでにかかる待ち時間を比較的短くすることができる。
【００５１】
結果的に、識別デバイス１の不使用時には通信機能部３を省電力モードで動作させることで、蓄電手段６の残量の減少を抑制しながらも、識別デバイス１の使用時には通信機能部３を通常モードで動作させることで、入退場管理システムの使用感の悪化を回避することができる。
【００５２】
また、ここでは太陽電池５の発電電力が太陽電池５への入射光強度、つまり識別デバイス１の周囲の明るさに関連していることに着目し、モード制御部７においては、太陽電池５の発電電力の計測結果を用いて識別デバイス１の周囲の明るさを判断している。そのため太陽電池５が明るさセンサとして兼用されることとなり、明るさ検出用のセンサを新たに設ける必要がなく、識別デバイス１の部品点数の増加を抑制できるという利点がある。
【００５３】
ところで、本実施形態では、モード制御部７が通信機能部３の動作モードを省電力モードから通常モードに切り替える際の明るさの判断基準は、モード制御部７が前記動作モードを通常モードから省電力モードに切り替える際の明るさの判断基準よりも低く設定されている。ここでは明るさの判断基準として、第１の閾値と時間（発電電力が第１の閾値を下回るあるいは第１の閾値以上となる時間）との２つのパラメータを用いているので、通常モードに切り替える際には、省電力モードに切り替える際に比べて第１の閾値と前記時間との積を小さくする。
【００５４】
具体的に説明すると、モード制御部７は、太陽電池５の発電電力が第１の閾値を下回る状態が１分間継続すると、周囲の明るさが規定値を下回ったと判断するものとする。ここで、第１の閾値は、識別デバイス１の周囲照度が１０ルクスのときの太陽電池５の発電電力に相当する値とする。そのため、識別デバイス１の周囲照度が１０ルクス未満の状態が１分以上継続すれば、通信機能部３の動作モードが省電力モードに切り替わることになる。一方、モード制御部７は、太陽電池５の発電電力が第１の閾値以上となる状態が２秒以上継続すると、周囲の明るさが規定値を上回ったものと判断する。そのため、識別デバイス１の周囲照度が１０ルクス以上の状態が２秒以上継続すれば、通信機能部３の動作モードが通常モードに切り替わることになる。
【００５５】
このように、動作モードを通常モードに切り替える際の判断基準を省電力モードに切り替える際の判断基準より低くしたことで、通信機能部３の動作モードは、省電力モードから通常モードに切り替わりやすくなる。その結果、ユーザＨが識別デバイス１を使用するときに、通信機能部３が省電力モードから通常モードに切り替わらず、省電力モードのままで識別デバイス１が使用されるという不都合を回避することができる。
【００５６】
なお、識別デバイス１の周囲の明るさの判断基準は上述の例に限るものではなく、たとえば太陽電池５の発電電力が第１の閾値を下回る状態が１０分間継続することをもって、周囲の明るさが規定値を下回ったと判断するようにしてもよい。また、通常モードに切り替える際と省電力モードに切り替える際とで第１の閾値の大きさが異なるようにしてもよい。
【００５７】
モード制御部７のさらに他の例として、一定時間当たりの太陽電池５の発電電力量（つまり、一定時間における太陽電池５の発電電力の累積値）を所定の閾値と比較し、前記発電電力量が閾値を下回ったことをもって、周囲の明るさが規定値を下回ったと判断するようにしてもよい。これにより、たとえばユーザＨが識別デバイス１をポケットに入れている状態で、瞬間的に強烈な光がポケットに照射することで一瞬だけ太陽電池５の発電電力が大きくなることがあっても、一定時間当たりの発電電力量が閾値を超えない限りは、周囲の明るさは規定値を下回っていると判断される。この場合に、一定時間当たりの発電電力量が前記閾値以上となれば通常モードに切り替えるようにする。
【００５８】
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。
【００５９】
（実施形態２）
本実施形態の入退場管理システムは、モード制御部７における識別デバイス１の周囲の明るさの判断基準が実施形態１の入退場管理システムと相違する。
【００６０】
すなわち、本実施形態では、モード制御部７は太陽電池５の発電電力が第１の閾値を下回り、且つ一定時間当たりの発電電力の変動量が所定の第２の閾値を下回ったときに、周囲の明るさが規定値を下回ったものと判断し、通信機能部３の動作モードを省電力モードに切り替える制御を行う。また、モード制御部７は太陽電池５の発電電力が第１の閾値以上となり、且つ一定時間当たりの発電電力の変動量が第２の閾値以上となったときに、周囲の明るさが規定値を上回ったものと判断し、通信機能部３の動作モードを通常モードに切り替える。
【００６１】
具体的に説明すると、モード制御部７は、太陽電池５の発電電力が第１の閾値を下回り、且つ１分間当たりの発電電力の変化量が第２の閾値を下回ると、周囲の明るさが規定値を下回ったものと判断する。ここで、第１の閾値は、識別デバイス１の周囲照度が１０ルクスのときの太陽電池５の発電電力に相当する値とし、第２の閾値は、識別デバイス１の周囲照度が２００ルクスのときの太陽電池５の発電電力に相当する値とする。そのため、識別デバイス１の周囲照度が１０ルクス未満となって、且つ１分間当たりの変化が２００ルクス未満であれば、通信機能部３の動作モードは省電力モードに切り替わる。一方、モード制御部７は、太陽電池５の発電電力が第１の閾値以上、且つ２秒間当たりの発電電力の変化量が第２の閾値以上であれば、周囲の明るさが規定値を上回ったものと判断する。そのため、識別デバイス１の周囲照度が１０ルクス以上となって、且つ２秒間に２００ルクス以上変化すれば、通信機能部３の動作モードは通常モードに切り替わる。
【００６２】
以上説明した構成によれば、識別デバイス１が暗所に保管されると、通信機能部３の動作モードが省電力モードに切り替わり、その後、識別デバイス１が暗所から取り出されると、識別デバイス１の周囲照度の変化に伴い通信機能部３の動作モードが通常モードに切り替わることになる。ここで、モード制御部７は、動作モードを省電力モードから通常モードに切り替える際には、前記一定時間（ここでは２秒間）が経過するのを待つことなく、発電電力の変化量が第２の閾値以上となった時点で動作モードを通常モードに切り替えることができる。したがって、ユーザＨが識別デバイス１をたとえば着衣のポケットから取り出して使用するとき、識別デバイス１を取り出してすぐに通信機能部３の動作モードを省電力モードから通常モードに切り替えることができ、省電力モードのままで識別デバイス１が使用されるという不都合を回避することができる。
【００６３】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００６４】
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】
【００６５】
１ 識別デバイス
２ 情報保持部
３ 通信機能部
４ 電源部
５ 太陽電池
６ 蓄電手段
７ モード制御部
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】
このように能動型ＲＦタグ方式により識別デバイスと受信装置との間で通信を行う場合、識別デバイスに所定周期（たとえば１秒に１回の周期）で識別情報を受信装置に送信させることが一般的である。この場合、受信装置は識別デバイスからの識別情報を常時受け付けており、実際に識別情報を受信したときに当該識別情報の認証を行う。ここで、識別デバイスは識別情報を送信する度に電力を消費するため、識別情報を送信する周期が短くなるなどして送信の頻度が高くなるほど、一定時間当たりの消費電力量が大きくなる。
【０００６】
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）。
【０００７】
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）。
【０００８】
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。
【０００９】
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、長時間に亘って太陽電池に十分な光が入射しない場合、蓄電手段の残量は徐々に減少する。すなわち、ユーザは識別デバイスを入退場管理システムに使用しない間、引き出しやかばんや着衣のポケットやロッカーやクローゼット等の暗所に識別デバイスを収納して保管することがある。このように識別デバイスが暗所に保管されている状態では、太陽電池に十分な光が入射しないため太陽電池の発電電力が小さくなるにもかかわらず、識別デバイスは所定周期で識別情報を送信し続けるため、蓄電手段の残量が徐々に減少する。そして、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】
【００１０】
【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】
【００１１】
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。
【００１２】
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであって、識別デバイスが暗所に保管されることがあっても、蓄電手段の残量が不足して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不具合を生じにくい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】
【００１３】
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少なくとも通信機能部に駆動電力を供給する電源部と、太陽電池の発電電力を計測し当該計測結果から判断される周囲の明るさに応じて通信機能部の動作モードを切り替えるモード制御部とを有し、通信機能部が、所定周期で識別情報を受信装置に送信する通常モードと、通常モードに比べて識別情報を送信する頻度の低い省電力モードとの２つの動作モードで動作可能であって、モード制御部が、予め定められている判断基準に基づいて周囲の明るさが規定値を下回ったと判断したときに、動作モードを省電力モードに切り替えることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、モード制御部にて周囲の明るさが規定値を下回ったと判断されると、通信機能部の動作モードが省電力モードに切り替わるので、通信機能部が通常モードで動作する場合に比べて、識別情報を受信装置に送信する頻度が低くなって通信機能部における一定時間当たりの消費電力量が小さく抑えられる。すなわち、ユーザが識別デバイスを入退場管理システムに使用せず暗所に保管している間、通信機能部が識別情報を送信する電力は無駄になるので、請求項１の発明では、この間の識別情報の送信頻度を低くすることで無駄な電力消費を抑制する。その結果、識別デバイスを暗所に保管した場合に蓄電手段の残量の減少が抑制されるため、蓄電手段の残量が不足して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不具合を生じにくいという利点がある。また、モード制御部は、太陽電池の発電電力の計測結果から周囲の明るさを判断するので、太陽電池がセンサとして利用されることとなり、周囲の明るさを検知するセンサを太陽電池の他に別途設ける必要がない。なお、識別情報を送信する頻度とは、一定時間当たりの識別情報の送信回数を表しているから、当該頻度を低くするには一定時間当たりの送信回数を少なくすればよく、送信回数をゼロとする、つまり識別情報の送信を止めるようにしてもよい。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記モード制御部が、前記発電電力が所定の閾値を下回る状態が一定時間継続したときに、前記判断基準を満たし周囲の明るさが規定値を下回ったと判断することを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、通信機能部の動作モードは、太陽電池の発電電力が閾値を一瞬下回るだけでは省電力モードに切り替わらず、当該発電電力が閾値を下回る状態が一定時間継続して初めて省電力モードに切り替わることになる。したがって、ユーザが識別デバイスを入退場管理システムに使用する際、たとえばユーザの手の影などによって太陽電池への入射光強度が一瞬低下することがあっても、通信機能部の動作モードが誤って省電力モードに切り替わってしまうことはない。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記モード制御部が、一定時間当たりの前記発電電力量が所定の閾値を下回ったときに、前記判断基準を満たし周囲の明るさが規定値を下回ったと判断することを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、通信機能部の動作モードは、一定時間当たりの太陽電池の発電電力量、つまり発電電力の累積値が所定の閾値を下回ると省電力モードに切り替わることになる。したがって、暗所に保管されている識別デバイスに瞬間的に外光が入射して太陽電池の発電電力が一瞬大きくなることがあっても、一定時間当たりの発電電力量が閾値を下回ってさえいれば、動作モードを省電力モードとして無駄な電力消費を抑制することができる。
【００１９】
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、前記モード制御部が、前記通信機能部が前記省電力モードで動作中に、予め定められている判断基準に基づいて周囲の明るさが規定値を上回ったと判断したときに、前記動作モードを前記通常モードに切り替えることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、モード制御部にて周囲の明るさが規定値を上回ったと判断されると、通信機能部の動作モードが通常モードに切り替わるので、ユーザが識別デバイスを暗所から取り出して入退場管理システムに使用する際には、通信機能部が省電力モードで動作する場合に比べて、識別情報を受信装置に送信する頻度が高くなる。したがって、識別デバイスの使用時には、省電力モードに比べて識別情報が送信されるまでの待ち時間を短くできる。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記モード制御部が前記動作モードを前記通常モードに切り替える際の明るさの判断基準が、モード制御部が動作モードを前記省電力モードに切り替える際の明るさの判断基準より低く設定されていることを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、通信機能部の動作モードが省電力モードに切り替わるときに比べて、通常モードに切り替わるときのほうが明るさの判断基準が低いので、ユーザが識別デバイスを使用する際に、動作モードが通常モードに切り替わらないという不都合を回避することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、識別デバイスが太陽電池の発電電力を計測し当該計測結果から判断される周囲の明るさに応じて通信機能部の動作モードを切り替えるモード制御部を有し、モード制御部では、識別デバイスが暗所に保管され、周囲の明るさが規定値を下回ったと判断したときに動作モードを省電力モードに切り替える。通信機能部は、省電力モードで動作すると通常モードに比べて識別情報を送信する頻度が低くなるので、一定時間当たりの消費電力量を小さく抑え、蓄電手段の残量の減少を小さく抑えることができる。結果的に、蓄電手段の残量が不足して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不具合を生じにくいという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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】同上の受信装置を示す概略ブロック図である。
【図４】同上のモード制御部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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電源部４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。さらに、識別デバイス１は後述する通信機能部３の動作モードを切り替えるためのモード制御部７を有している。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。
【００２９】
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。
【００３０】
また、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
通信機能部３は、電源部４から電力供給を受けて能動型ＲＦタグ（アクティブタグ）方式により受信装置１００に対して識別情報を間欠的に送信する。ここで、通信機能部３は識別情報を送信する度に蓄電手段６に蓄積された電力を消費するものの、識別デバイス１の通常の使用形態においては太陽電池５に十分な光が照射するので、蓄電手段６の残量減少分は太陽電池５で生成される電力（以下、発電電力という）によって補われ、蓄電手段６の残量は殆ど減少しない。
【００３４】
受信装置１００は、図３に示すように識別デバイス１から送信される識別情報を受信する受信機能部１１０と、受信機能部１１０で受信した識別情報の認証を行う認証処理部１１１と、識別情報の認証結果を報知する報知部１１２と、部屋Ｒの出入口の扉Ｄの解錠動作を制御する解錠制御部１１３と、メモリからなる記憶部１１４とを有している。
【００３５】
受信装置１００の周囲（部屋Ｒの出入口付近）には、識別デバイス１と受信装置１００との通信に用いられる電波が届く範囲内で認証エリア９（図２参照）が形成される。したがって、識別デバイス１を所持したユーザＨが上記認証エリア９内に入ると、識別デバイス１から送信される識別情報を受信装置１００で受信可能となる。
【００３６】
認証処理部１１１は、受信した識別情報を記憶部１１４に予め記憶されている正規の識別情報と照合することで、識別情報の認証を行う。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は、認証完了した識別情報を含む確認信号（ＡＣＫ信号）を識別デバイス１に返信する。また、認証処理部１１１で識別情報の認証が正常に完了すれば、報知部１１２にてその旨を報知するとともに、解錠制御部１１３にて出入口の扉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、報知部１１２に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。報知部１１２は、認証処理部１１１における識別情報の認証結果を音や光によって報知する。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、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。
【００３７】
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、長時間に亘って太陽電池５に十分な光が入射しない場合、蓄電手段６の残量は徐々に減少する。すなわち、ユーザＨは識別デバイス１を使用しない間、引き出しやかばんや着衣のポケットやロッカーやクローゼット等の暗所に識別デバイス１を収納して保管することがある。識別デバイス１が暗所に保管されている状態では、太陽電池５に十分な光が入射しないため太陽電池５の発電電力が小さくなるにもかかわらず、識別デバイス１は間欠的に識別情報を送信し続けるため、蓄電手段６の残量が徐々に減少する。そして、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。
【００３８】
そこで、本実施形態では、以下に説明するようにモード制御部７にて通信機能部３の動作モードを切り替える構成を採用することにより、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不具合を生じにくくしてある。
【００３９】
すなわち、本実施形態では、通信機能部３が識別情報を送信する頻度は一定ではなく、通信機能部３の動作モードとして、互いに識別情報の送信頻度が異なる通常モードと省電力モードとの２つの動作モードが設定されている。
【００４０】
通信機能部３は、通常モードと省電力モードとのいずれかの動作モードで動作し、通常モードで動作する場合、所定の第１周期（たとえば１秒に１回の周期）で識別情報を送信する。一方、省電力モードで動作する場合は、第１周期よりも長い第２周期（たとえば１０秒に１回の周期）で識別情報を送信する。ただし、両動作モードの関係はこの例に限るものではなく、省電力モードにおいて識別情報を送信する頻度が通常モードに比べて低くなっていればよい。要するに、識別情報を送信する頻度は一定時間当たりの識別情報の送信回数に対応するから、省電力モードでは通常モードに比較して一定時間当たりの識別情報の送信回数が少なくなっていればよく、たとえば一定時間当たりの識別情報の送信回数をゼロとする（つまり識別情報の送信を止める）ようにしてもよい。
【００４１】
ここにおいて、通信機能部３は、識別情報を送信する度に電力を消費するため、当該送信の頻度が高くなるほど一定時間当たりの消費電力量が大きくなる。したがって、通常モードで動作する場合に比べると、送信頻度の低い省電力モードで動作する場合には、一定時間当たりの消費電力量は小さくなる。
【００４２】
上述した通信機能部３の動作モード（通常モード、省電力モード）は、モード制御部７にて切替制御される。
【００４３】
モード制御部７は、太陽電池５の発電電力を計測しており、当該計測結果から判断される識別デバイス１の周囲の明るさに応じて、通信機能部３の動作モードの切替制御を行う。ここでは、モード制御部７は、図４に示すように当初は通信機能部３の動作モードを通常モードに設定し（Ｓ１）、予め定められている判断基準に基づいて周囲の明るさが規定値を下回ったと判断したときに、通信機能部３の動作モードを通常モードから省電力モードに切り替える制御を行うものとする。
【００４４】
具体的に説明すると、モード制御部７は、太陽電池５の発電電力を所定の第１の閾値と比較し、発電電力が第１の閾値を下回るとタイマ（図示せず）を作動する。そして、発電電力が第１の閾値未満となる間はタイマを作動し続け、当該タイマで一定時間が計時されると、識別デバイス１の周囲の明るさが規定値を下回ったものと判断する。なお、発電電力が第１の閾値以上となった場合にはタイマをリセットする。要するに、モード制御部７は、太陽電池５の発電電力が第１の閾値を下回る状態が一定時間継続することをもって（Ｓ２：Ｙｅｓ）、判断基準を満たして周囲の明るさが規定値を下回ったものと判断し、通信機能部３の動作モードを省電力モードに切り替える制御を行う（Ｓ３）。
【００４５】
これにより、通信機能部３の動作モードは、太陽電池５の発電電力が第１の閾値を一瞬下回るだけでは省電力モードに切り替わることはなく、一定時間以上に亘って発電電力が第１の閾値を下回ったときに初めて省電力モードに切り替わることになる。そのため、ユーザＨが識別デイバス１を入退場管理システムに使用する際に、たとえばユーザＨの手の影などによって太陽電池５への入射光強度が一時的に低下し、発電電力が第１の閾値を下回ることがあっても、識別デバイス１の周囲の明るさが規定値を下回ったとの誤った判断により通信機能部３の動作モードが省電力モードに切り替わることはない。
【００４６】
また、モード制御部７は、通信機能部３が省電力モードで動作中に、判断基準に基づいて周囲の明るさが規定値を上回ったと判断したときには、通信機能部３の動作モードを省電力モードから通常モードに切り替える制御を行う。ここでは、モード制御部７は、通信機能部３の動作モードを省電力モードに切り替えた後も太陽電池５の発電電力を第１の閾値と比較し続け、発電電力が第１の閾値以上となる状態が一定時間継続することをもって（Ｓ４：Ｙｅｓ）、判断基準を満たして周囲の明るさが規定値を上回ったものと判断し、通信機能部３の動作モードを通常モードに切り替える（Ｓ１）。
【００４７】
ここに、モード制御部７では、太陽電池５から出力される電圧、電流、電力を監視することで太陽電池５の発電電力を計測する。具体的には、任意の抵抗負荷をかけた状態で電圧、電流、電力を計測する方式や、開放状態での電圧、短絡状態での電流を計測する方式などを採用する。
【００４８】
以上説明した構成によれば、モード制御部７にて識別デバイス１の周囲の明るさが規定値を下回ったと判断されると、通信機能部３は動作モードが省電力モードに切り替わるため、通常モードに比べて識別情報の送信頻度が低くなって一定時間当たりの消費電力量が小さくなる。したがって、ユーザＨが識別デバイス１を使用しない間、引き出しやかばんや着衣のポケットやロッカーやクローゼット等の暗所に識別デバイス１を保管するなどして、長時間に亘って太陽電池５に十分な光が入射しない場合でも、蓄電手段６の残量の減少を抑制することができる。これにより、通信機能部３を常に通常モードで動作させる場合に比べ、蓄電手段６の残量が減少しにくくなるため、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不具合を生じにくくなる。
【００４９】
言い換えれば、ユーザＨが帰宅後などで識別デバイス１を入退場管理システムに使用しない間は、識別デバイス１から送信される識別情報は何ら意味をなさず、この間に通信機能部３が識別情報を送信するために消費する電力は無駄になる。そこで、本実施形態では、この間の識別情報の送信頻度を低くすることにより無駄な電力消費を極力抑制しており、その結果として、蓄電手段６の残量減少が抑制される。
【００５０】
さらに、モード制御部７にて識別デバイス１の周囲の明るさが規定値を上回ったと判断されると、通信機能部３は動作モードが省電力モードから通常モードに切り替わるので、ユーザＨが識別デバイス１を使用する際には識別情報を送信するまでの待ち時間が長くなることを回避できる。要するに、ユーザＨが識別デバイス１を使用する際に通信機能部３が省電力モードで動作していると、識別情報の送信頻度が低いため、識別デバイス１を受信装置１００に近づけてから識別情報が受信装置１００に送信されるまでにかかる待ち時間が比較的長くなる。これに対し、本実施形態の構成によれば、ユーザＨが識別デバイス１を使用する際には通信機能部３は通常モードで動作するので、識別情報の送信頻度が高く、識別デバイス１を受信装置１００に近づけてから識別情報が受信装置１００に送信されるまでにかかる待ち時間を比較的短くすることができる。
【００５１】
結果的に、識別デバイス１の不使用時には通信機能部３を省電力モードで動作させることで、蓄電手段６の残量の減少を抑制しながらも、識別デバイス１の使用時には通信機能部３を通常モードで動作させることで、入退場管理システムの使用感の悪化を回避することができる。
【００５２】
また、ここでは太陽電池５の発電電力が太陽電池５への入射光強度、つまり識別デバイス１の周囲の明るさに関連していることに着目し、モード制御部７においては、太陽電池５の発電電力の計測結果を用いて識別デバイス１の周囲の明るさを判断している。そのため太陽電池５が明るさセンサとして兼用されることとなり、明るさ検出用のセンサを新たに設ける必要がなく、識別デバイス１の部品点数の増加を抑制できるという利点がある。
【００５３】
ところで、本実施形態では、モード制御部７が通信機能部３の動作モードを省電力モードから通常モードに切り替える際の明るさの判断基準は、モード制御部７が前記動作モードを通常モードから省電力モードに切り替える際の明るさの判断基準よりも低く設定されている。ここでは明るさの判断基準として、第１の閾値と時間（発電電力が第１の閾値を下回るあるいは第１の閾値以上となる時間）との２つのパラメータを用いているので、通常モードに切り替える際には、省電力モードに切り替える際に比べて第１の閾値と前記時間との積を小さくする。
【００５４】
具体的に説明すると、モード制御部７は、太陽電池５の発電電力が第１の閾値を下回る状態が１分間継続すると、周囲の明るさが規定値を下回ったと判断するものとする。ここで、第１の閾値は、識別デバイス１の周囲照度が１０ルクスのときの太陽電池５の発電電力に相当する値とする。そのため、識別デバイス１の周囲照度が１０ルクス未満の状態が１分以上継続すれば、通信機能部３の動作モードが省電力モードに切り替わることになる。一方、モード制御部７は、太陽電池５の発電電力が第１の閾値以上となる状態が２秒以上継続すると、周囲の明るさが規定値を上回ったものと判断する。そのため、識別デバイス１の周囲照度が１０ルクス以上の状態が２秒以上継続すれば、通信機能部３の動作モードが通常モードに切り替わることになる。
【００５５】
このように、動作モードを通常モードに切り替える際の判断基準を省電力モードに切り替える際の判断基準より低くしたことで、通信機能部３の動作モードは、省電力モードから通常モードに切り替わりやすくなる。その結果、ユーザＨが識別デバイス１を使用するときに、通信機能部３が省電力モードから通常モードに切り替わらず、省電力モードのままで識別デバイス１が使用されるという不都合を回避することができる。
【００５６】
なお、識別デバイス１の周囲の明るさの判断基準は上述の例に限るものではなく、たとえば太陽電池５の発電電力が第１の閾値を下回る状態が１０分間継続することをもって、周囲の明るさが規定値を下回ったと判断するようにしてもよい。また、通常モードに切り替える際と省電力モードに切り替える際とで第１の閾値の大きさが異なるようにしてもよい。
【００５７】
モード制御部７のさらに他の例として、一定時間当たりの太陽電池５の発電電力量（つまり、一定時間における太陽電池５の発電電力の累積値）を所定の閾値と比較し、前記発電電力量が閾値を下回ったことをもって、周囲の明るさが規定値を下回ったと判断するようにしてもよい。これにより、たとえばユーザＨが識別デバイス１をポケットに入れている状態で、瞬間的に強烈な光がポケットに照射することで一瞬だけ太陽電池５の発電電力が大きくなることがあっても、一定時間当たりの発電電力量が閾値を超えない限りは、周囲の明るさは規定値を下回っていると判断される。この場合に、一定時間当たりの発電電力量が前記閾値以上となれば通常モードに切り替えるようにする。
【００５８】
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。
【００５９】
（実施形態２）
本実施形態の入退場管理システムは、モード制御部７における識別デバイス１の周囲の明るさの判断基準が実施形態１の入退場管理システムと相違する。
【００６０】
すなわち、本実施形態では、モード制御部７は太陽電池５の発電電力が第１の閾値を下回り、且つ一定時間当たりの発電電力の変動量が所定の第２の閾値を下回ったときに、周囲の明るさが規定値を下回ったものと判断し、通信機能部３の動作モードを省電力モードに切り替える制御を行う。また、モード制御部７は太陽電池５の発電電力が第１の閾値以上となり、且つ一定時間当たりの発電電力の変動量が第２の閾値以上となったときに、周囲の明るさが規定値を上回ったものと判断し、通信機能部３の動作モードを通常モードに切り替える。
【００６１】
具体的に説明すると、モード制御部７は、太陽電池５の発電電力が第１の閾値を下回り、且つ１分間当たりの発電電力の変化量が第２の閾値を下回ると、周囲の明るさが規定値を下回ったものと判断する。ここで、第１の閾値は、識別デバイス１の周囲照度が１０ルクスのときの太陽電池５の発電電力に相当する値とし、第２の閾値は、識別デバイス１の周囲照度が２００ルクスのときの太陽電池５の発電電力に相当する値とする。そのため、識別デバイス１の周囲照度が１０ルクス未満となって、且つ１分間当たりの変化が２００ルクス未満であれば、通信機能部３の動作モードは省電力モードに切り替わる。一方、モード制御部７は、太陽電池５の発電電力が第１の閾値以上、且つ２秒間当たりの発電電力の変化量が第２の閾値以上であれば、周囲の明るさが規定値を上回ったものと判断する。そのため、識別デバイス１の周囲照度が１０ルクス以上となって、且つ２秒間に２００ルクス以上変化すれば、通信機能部３の動作モードは通常モードに切り替わる。
【００６２】
以上説明した構成によれば、識別デバイス１が暗所に保管されると、通信機能部３の動作モードが省電力モードに切り替わり、その後、識別デバイス１が暗所から取り出されると、識別デバイス１の周囲照度の変化に伴い通信機能部３の動作モードが通常モードに切り替わることになる。ここで、モード制御部７は、動作モードを省電力モードから通常モードに切り替える際には、前記一定時間（ここでは２秒間）が経過するのを待つことなく、発電電力の変化量が第２の閾値以上となった時点で動作モードを通常モードに切り替えることができる。したがって、ユーザＨが識別デバイス１をたとえば着衣のポケットから取り出して使用するとき、識別デバイス１を取り出してすぐに通信機能部３の動作モードを省電力モードから通常モードに切り替えることができ、省電力モードのままで識別デバイス１が使用されるという不都合を回避することができる。
【００６３】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００６４】
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】
【００６５】
１ 識別デバイス
２ 情報保持部
３ 通信機能部
４ 電源部
５ 太陽電池
６ 蓄電手段
７ モード制御部
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少なくとも通信機能部に駆動電力を供給する電源部と、太陽電池の発電電力を計測し当該計測結果から判断される周囲の明るさに応じて通信機能部の動作モードを切り替えるモード制御部とを有し、通信機能部は、所定周期で識別情報を受信装置に送信する通常モードと、通常モードに比べて識別情報を送信する頻度の低い省電力モードとの２つの動作モードで動作可能であって、モード制御部は、予め定められている判断基準に基づいて周囲の明るさが規定値を下回ったと判断したときに、動作モードを省電力モードに切り替えることを特徴とする入退場管理システム。
【請求項２】
前記モード制御部は、前記発電電力が所定の閾値を下回る状態が一定時間継続したときに、前記判断基準を満たし周囲の明るさが規定値を下回ったと判断す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】
前記モード制御部は、一定時間当たりの前記発電電力量が所定の閾値を下回ったときに、前記判断基準を満たし周囲の明るさが規定値を下回ったと判断す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】
前記モード制御部は、前記通信機能部が前記省電力モードで動作中に、予め定められている判断基準に基づいて周囲の明るさが規定値を上回ったと判断したときに、前記動作モードを前記通常モードに切り替え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５】
前記モード制御部が前記動作モードを前記通常モードに切り替える際の明るさの判断基準は、モード制御部が動作モードを前記省電力モードに切り替える際の明るさの判断基準より低く設定されていることを特徴とする請求項４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少なくとも通信機能部に駆動電力を供給する電源部と、太陽電池の発電電力を計測し当該計測結果から判断される周囲の明るさに応じて通信機能部の動作モードを切り替えるモード制御部とを有し、通信機能部は、所定周期で識別情報を受信装置に送信する通常モードと、通常モードに比べて識別情報を送信する頻度の低い省電力モードとの２つの動作モードで動作可能であって、モード制御部は、予め定められている判断基準に基づいて周囲の明るさが規定値を下回ったと判断したときに、動作モードを省電力モードに切り替えることを特徴とする入退場管理システム。
【請求項２】
前記モード制御部は、前記発電電力が所定の閾値を下回る状態が一定時間継続したときに、前記判断基準を満たし周囲の明るさが規定値を下回ったと判断す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】
前記モード制御部は、一定時間当たりの前記発電電力量が所定の閾値を下回ったときに、前記判断基準を満たし周囲の明るさが規定値を下回ったと判断す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】
前記モード制御部は、前記通信機能部が前記省電力モードで動作中に、予め定められている判断基準に基づいて周囲の明るさが規定値を上回ったと判断したときに、前記動作モードを前記通常モードに切り替え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５】
前記モード制御部が前記動作モードを前記通常モードに切り替える際の明るさの判断基準は、モード制御部が動作モードを前記省電力モードに切り替える際の明るさの判断基準より低く設定されていることを特徴とする請求項４記載の入退場管理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１６５３１５（Ｐ２０１０−１６５３１５Ａ）
【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２００９−９１９３（Ｐ２００９−９１９３）
【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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