認識装置およびこれを備える電子機器
本発明の目的は、キーの識別性および取り扱い担当者の使い勝手を向上させた認識装置およびこれを備える電子機器を提供することである。クラークキー１０は、トランスポンダ１０１を内蔵し、磁力吸着によってリーダー１１に固定するための磁性体で構成される磁性体リング１０２を装着している。リーダー１１は、クラークキー１０のトランスポンダ１０１と通信するためのアンテナ１１１および通信回路ブロック１１２を内蔵している。また、リーダー１１には、磁力吸着によってクラークキー１０を固定するための磁石リング１１５が装着されている。トランスポンダ１０１およびアンテナ１１１は、クラークキー１０とリーダー１１とが磁力吸着によって固定されている状態で通信可能となるように、磁性体リング１０２および磁石リング１１５の中心軸線Ｌ上に配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データを記憶したキーと、キーに記憶されたデータを無線通信で読み取るためのリーダーとを備え、キーから読み取ったデータに基づいてキーの識別を行う認識装置およびこれを備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＯＳ（Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ｓａｌｅｓ）端末機およびＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃａｓｈ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）などの金銭登録機には、取り扱い担当者（クラーク）を区分するための認識装置であるクラークキー認識装置を備えている。クラークキー認識装置は、取り扱い担当者が所有するクラークキーと、クラークキーを挿入する鍵穴ユニットと、挿入されたクラークキーを識別する識別手段とを備えている。また、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）サーバなどにおいて、使用者の認証を行うためのセキュリティー装置として、認識装置が使用されている。
図１５は、従来のクラークキー認識装置２００の構成図である。クラークキー２０１の鍵穴ユニット２０２に挿入される部分には凹凸２０１ａが設けられ、クラークキー２０１を鍵穴ユニット２０２に挿入することによって、鍵穴ユニット２０２内の接点２０３が凹凸２０１ａによってそれぞれＯＮ／ＯＦＦされる。ＯＮされた接点２０３ａは「１」を出力し、ＯＦＦされた接点２０３ｂは「０」を出力する。出力Ｉ／Ｆ（インターフェイス）２０４から識別手段２０５に対して各接点の状態を示す信号が出力される。クラークキー認識装置２００では、凹凸２０１ａの数および接点２０３の数はともに７であり、出力Ｉ／Ｆ２０４から出力される信号は７ビットの信号である。たとえば、鍵穴ユニット２０２の奥側の接点を上位ビット、手前側の接点を下位ビットとすると、図１５の状態では、キーデータとして“１１０１１１１”が出力される。識別手段２０５には、取り扱い担当者とキーデータとの対応テーブルを記憶させておき、出力Ｉ／Ｆ２０４からの信号を受け取ると、対応テーブルに基づいてキーデータに対応する取り扱い担当者を識別する。
このように、従来のクラークキー認識装置では、凹凸と接点とが接触する必要があるため、使用している間に接触部分が摩耗し、正しく識別できないという問題がある。また、金銭登録機における鍵穴ユニットの取り付け位置は、限られた位置であるため、鍵穴が小さくなり、クラークキーの挿入が困難となっている。
これらの問題を解決するために、次のような技術が開発されている。
特開２００３−１２９７１４号公報記載のキーシステムは、鍵と、シリンダと、コンピュータとから構成されている。鍵の挿入部にＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）モジュールを内蔵し、シリンダ内のアンテナユニットとＲＦＩＤモジュールとの無線通信によって非接触で鍵の識別を行う。ＩＣ素子をアンテナと一体成形にすることにより、ＲＦＩＤモジュールを小型化し、鍵の小型化および低価格化を実現している。
特開平５−１４１１３９号公報記載の施錠装置は、発光素子を用いて、鍵装置から呼び出しコードを出力し、これを受け付けた施錠装置からランダムな応答コードを返す。応答コードを認識した鍵装置から認識コードが出力され、施錠装置が受信した認識コードが正しければ解錠する。
また、自動車のキー装置には、イモビライザーが用いられている。イモビライザーとは、イグニッションキーに埋め込まれたトランスポンダ（電子チップ）で、無線周波数リンクを使用してエンジン制御回路と通信を行う。キーに埋め込まれたトランスポンダの個有のＩＤコードと車両側コントローラのＩＤコードを電子的に照合し、ＩＤコードが一致すれば点火しエンジンを始動する。一致しなければ点火せずエンジンが始動しない。
特開２００３−１２９７１４号公報記載のキーシステムは、非接触であるため摩耗は問題とならないが、鍵をシリンダに挿入する必要があるので、キー挿入の困難さについては問題が残る。特開平５−１４１１３９号公報記載の施錠装置は、鍵装置と施錠装置との間に障害物があると使用できず、本発明の応用の１つであるキーが装着されている間電子機器の操作が可能となるように一時的にキーとリーダーを固定することができない。
【発明の開示】
【０００３】
本発明の目的は、キーの識別性および取り扱い担当者の使い勝手を向上させた認識装置およびこれを備える電子機器を提供することである。
本発明は、データを記憶したトランスポンダを内蔵するキーと、
トランスポンダに記憶されたデータを無線通信で読み取るための質問器を内蔵するリーダーと、
質問器がトランスポンダから読み取ったデータに基づいてキーの識別を行う識別手段とを有する認識装置であって、
質問器とトランスポンダとの通信が的確に行われるように、質問器およびトランスポンダが備える各アンテナの指向方向が対向するように構成されることを特徴とする認識装置である。
本発明に従えば、無線通信によって、リーダーに内蔵された質問器が、キーに内蔵されたトランスポンダからデータを読み取ると、識別手段が読み取ったデータに基づいてキーの識別を行う。さらにキーとリーダーとが所定の位置に設置された状態のときに、質問器およびトランスポンダが備える各アンテナの指向方向が対向するように構成されるので、質問器とトランスポンダとの通信が的確に行われる。
また本発明は、質問器およびトランスポンダの各アンテナを、各アンテナの指向方向がキーの概略中央になるように配したことを特徴とする。
本発明に従えば、キーとリーダーとを磁力吸着によって固定されるような場合、質問器から発信する電波、およびトランスポンダから発信する電波がキーの中心付近を通過するため、無線通信の品質を確保することができる。
また本発明は、キーとリーダーとが磁力吸着によって着脱可能であることを特徴とする。
本発明に従えば、キーとリーダー間のデータ通信は、質問器とトランスポンダとによる、いわゆるＲＦＩＤシステムを用いているので、接点の汚れなどによる誤動作を減少させることができる。また、キーとリーダーとが磁力吸着によって一時的に固定が可能であることを特徴としているので、キーを鍵穴に挿入する必要がなく、キーを容易に所望の位置に固定することができる。したがって、キーの識別性と共に取り扱い担当者の使い勝手を向上させることができる。
また本発明は、キーおよびリーダーの双方に磁石を配するか、またはキーおよびリーダーの一方に磁石を配し、もう一方に磁性体を配することを特徴とする。
本発明に従えば、上記のような構成とすることでキーとリーダーとを磁力吸着によって着脱可能としている。
本発明では、キーおよびリーダーの双方またはいずれかに磁石あるいは磁性体を設けているが、磁石あるいは磁性体を通信に支障のない様キーおよびリーダーのアンテナの指向性が略対向する場所、空間を避けて配置することが望ましい。
またキーとリーダーとが吸着固定された状態のときに、トランスポンダが備えるアンテナの指向方向が、リング形状磁石の中心を通る中心軸と略平行となるようにトランスポンダを配置する。リーダーは一般的に電子機器に固定され、キーはユーザが所持する場合が多い。磁力吸着による固定のため、キーが常に同じ状態で固定されるとは限らないので、トランスポンダが備えるアンテナの指向方向を、リング形状磁石の中心を通る中心軸と略平行とすることで、キーがこの中心軸を中心に回転したとしても無線通信を確実に行うことができる。
また本発明は、リング形状の磁石を用い、その極性であるＮ極およびＳ極が円周方向に交互に配置されるように着磁されていることを特徴とする。
本発明に従えば、磁石によるリング中心付近の磁界の影響を小さくすることができ、質問器とトランスポンダとの無線通信の信頼性を向上させることができる。
また本発明は、キーをリーダーに対向する位置にセットできるように、キーまたはリーダーにガイドを設けたことを特徴とする。
本発明に従えば、ガイドにより、キーとリーダーとを的確に嵌合させることで、キーとリーダーとの位置、すなわち質問器とトランスポンダとの位置を最適な位置関係とすることができ、質問器とトランスポンダとの無線通信の信頼性を向上させることができる。また、磁気カードなどが磁石に接触することを防止することができる。
また本発明は、上記の認識装置を備える電子機器であって、
認識装置の認識結果により、少なくとも電子機器を操作可能とするか否かの決定を行うことを特徴とする電子機器である。
本発明に従えば、上記の認識装置を備える電子機器の識別手段は、質問器がトランスポンダから読み取ったデータに基づいて、少なくとも電子機器を操作可能とするか否かの決定を行う。
たとえば、予めトランスポンダに記憶されているデータを電子機器に登録しておき、質問器が読み取ったデータが、登録されていれば電子機器を操作可能とし、登録されていなければ操作不可能とする。これにより、セキュリティー機能を向上させることができる。
また本発明は、質問器がトランスポンダから読み取ったデータを第１のデータとし、
識別手段が、第１のデータの様式をこれとは異なる第２のデータの様式に変換することを特徴とする。
また、電子機器が電子式金銭登録機の場合は、登録モード、点検モード、精算モードなど複数の動作モードを切り替えて動作させ、電子機器がＰＣサーバーなどの場合は、アドミニストレータ（管理者）モード、ユーザモードなど複数のモードで動作させることが必要となる。
これらの動作モードは、機器の管理者、取り扱い担当者などの権限に応じて決定される必要がある。したがって、トランスポンダに記憶されているデータと、許可される動作モードとの対応を予め電子機器に登録しておき、質問器が読み取ったデータに応じて、キーを有する使用者が選択可能な動作モードを決定することも可能である。
本発明に従えば、質問器がトランスポンダから読み取ったデータを第１のデータとした場合に、識別手段が、第１のデータの様式をこれとは異なる第２のデータの様式に変換する。
トランスポンダに割り当てられるデータのコード体系は、従来の電子機器に用いられているキーを識別するためのキーデータとは機能の拡張あるいはセキュリティーの向上などを考え変更することも必要であり、またそのためにデータの情報量を増やすことも必要となる。また、トランスポンダに割り当てられる第１のデータを、従来様式の第２のデータに、変換する機能を認識装置に持たすことにより、従来の電子機器の認識装置部を本発明に置きかえれば容易に従来の構成による電子機器を開発することが可能になり開発効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
図１は、本発明の第１の実施形態である電子式金銭登録機１００の構成を示すブロック図である。
図２は、ＲＡＭ３のメモリ構成を示す図である。
図３は、ＥＣＲ１００の外観を示す斜視図である。
図４は、クラークキー１０およびリーダー１１の断面図である。
図５は、クラークキー１０およびリーダー１１の構成を示すブロック図である。
図６は、リーダー１１のアンテナ１１１とクラークキーのトランスポンダ１０１との位置関係を示す図である。
図７は、磁石リング１１５の着磁状態を示す図である。
図８は、ＥＣＲ１００のキー認識処理を示すフローチャートである。
図９は、クラークキー１０とリーダー１１との無線通信処理におけるリーダー１１の処理を示すフローチャートである。
図１０は、リーダー１１の構成を示すブロック図である。
図１１は、コントローラ１２３によるデータ変換処理を示すフローチャートである。
図１２は、内蔵メモリ１２３ａに記憶しているキーデータテーブルを示す図である。
図１３は、磁石および磁石と磁力吸着する磁性体の形状の他の例を示す図である。
図１４は、磁石および磁石と磁力吸着する磁性体の形状の他の例を示す図である。
図１５は、従来のクラークキー認識装置２００の構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下では、認識装置を備える電子機器としてＰＯＳ端末機およびＥＣＲなどの電子式金銭登録機について説明する。電子式金銭登録機では、装置を動作させるためには、許可された取り扱い担当者が使用するかどうかを識別する必要がある。この取り扱い担当者を識別する手段として認識装置を用いている。
まず、第１の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態である電子式金銭登録機（以下「ＥＣＲ」と略称する）１００の構成を示すブロック図である。ＥＣＲ１００は、たとえばマイクロプロセッサなどで実現され、ＥＣＲ１００全体の動作を制御する中央演算処理装置（以下「ＣＰＵ」と略称する）１と、ＥＣＲ１００の各種動作を制御するプログラムなどが記憶されたリードオンリーメモリ（以下「ＲＯＭ」と略称する。）２と、各種設定内容が記憶されたランダムアクセスメモリ（以下「ＲＡＭ」と略称する）３とを有している。また、ＥＣＲ１００の動作モードを切り替えるために用いるモードスイッチ（ＳＷ）４と、商品の部門コード、売上金額などを入力するためのキーボード５と、ＣＰＵ１の演算結果をレシートおよび記録紙に印字するためのプリンタ６と、売上金額などを表示するためのたとえば液晶ディスプレイなどで実現される表示装置７と、硬貨および紙幣を収納するためのドロア８と、操作ミスなどを報知するためのブザー９と、取り扱い担当者を識別するためのクラークキー１０と、クラークキー１０を識別するためのリーダー１１とを含む。
図２は、ＲＡＭ３のメモリ構成を示す図である。顧客との取引に関するメモリとして、商品の売上金額がセットされている売上金額メモリ３ａ、残額がセットされる残額メモリ３ｂがある。また、どのクラークキーを有効にするかを記録しておく取り扱い担当者コードメモリ３ｃがある。取り扱い担当者コードメモリ３ｃには、取り扱い担当者コードと、それらと対応するクラークキーのキーデータが記憶されている。このコードに一致するクラークキーがリーダーに取り付けられていないと、ＥＣＲ１００の動作モードが制限される。たとえば、モードＳＷ４が「登録」位置になっていても、ＥＣＲ１００を操作できないことになる。なお、ＣＰＵ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３は識別手段を構成する。
図３は、ＥＣＲ１００の外観を示す斜視図である。ＥＣＲ１００の上面右上に表示装置７が配置され、表示装置７横にはプリンタ６が配置されている。キーボード５は上面下半分に配置されている。リーダー１１は前面右側に配置され、図３では、クラークキー１０がリーダー１１に固定された状態を示している。
図４は、クラークキー１０およびリーダー１１の断面図である。図４（ａ）は、中心軸線Ｌに平行な断面図であり、図４（ｂ）は、中心軸線Ｌに垂直な断面図である。クラークキー１０には、トランスポンダ１０１が内蔵されており、磁力吸着によってリーダー１１に固定するために磁性体（たとえば金属など）により構成される磁性体リング１０２が装着されている。リーダー１１には、クラークキー１０のトランスポンダ１０１と通信するためのアンテナ１１１および通信回路ブロック１１２が内蔵されている。アンテナ１１１および通信回路ブロック１１２は質問器を構成する。
また、リーダー１１には、磁力吸着によってクラークキー１０を固定するための磁石リング１１５が装着されており、この磁石リング１１５が誤って磁気カードなどと接触しないように、磁石リング１１５を外囲するとともに、クラークキー１０が吸着しやすいようにキー１０を磁石リング１１５に案内する樹脂製のガイド１１６が設けられている。このガイドにより、キーとリーダーとの位置、すなわちアンテナ１１１とトランスポンダ１０１との位置を、後述する最適な位置関係とすることができ、無線通信の信頼性を向上させることができる。
トランスポンダ１０１およびアンテナ１１１は、クラークキー１０とリーダー１１とが磁力吸着によって固定されている状態で通信可能となるように、磁性体リング１０２および磁石リング１１５の中心軸線Ｌ上に配置されている。さらに詳細には、キーとリーダーとが吸着固定された状態のときに、アンテナ１１１の指向方向が、中心軸線Ｌと略平行となるようにアンテナ１１１を配置している。
図５は、クラークキー１０およびリーダー１１の構成を示すブロック図である。図５（ａ）は、リーダー１１のブロック図であり、図５（ｂ）は、クラークキー１０のブロック図である。通信回路ブロック１１２は、コントローラ１１３および通信回路１１４からなり、コントローラ１１３は、出力Ｉ／Ｆ１１３ａを含んでいる。クラークキー１０に内蔵されたトランスポンダ１０１は、アンテナ１１７および内蔵メモリ１１８を有する。
コントローラ１１３は、通信回路１１４に対して質問用電波の発信を命令し、通信回路１１４は、命令を受けると高周波を発生させ、アンテナ１１１を介して質問用電波を発信する。クラークキー１０がリーダー１１に固定されている状態では、トランスポンダ１０１のアンテナ１１７が質問用電波を受信し、電力変換して電力を得ると共に内蔵メモリ１１８で記憶しているキーデータをリーダー１１に対して発信する。リーダー１１のコントローラ１１３は、受信したキーデータを出力Ｉ／Ｆ１１３ａからＣＰＵ１へ送信する。ＣＰＵ１は、受信したキーデータと、取り扱い担当者コードとを比較することで、クラークキー１０を識別することができる。なお、ここでキーデータは、トランスポンダ１０１に割り当てられたＩＤ（第１のデータ）である。
図６は、リーダー１１のアンテナ１１１とクラークキーのトランスポンダ１０１との位置関係を示す図である。図７は、磁石リング１１５の着磁状態を示す図である。磁石リング１１５は、図７に示すように、Ｎ極およびＳ極が、円周方向に交互に配置されるように着磁されている。円周方向に着磁させることによって、磁石リング１１５の中心部における磁界の影響を小さくし、リーダー１１のアンテナ１１１とクラークキーのトランスポンダ１０１との無線通信を可能としている。なお、円周方向の分割数は、図に示すとおり４等分割か、または６等分割が望ましい。分割数が６等分割より多くなると、Ｎ極とＳ極の境界領域、すなわち磁力吸着力が弱い領域の占める割合が多くなり、クラークキー１０を固定するための吸着力が弱くなってしまい、簡単に外れてしまうなどの問題が生じてしまうからである。
このように、円周方向に交互に着磁した磁石リング１１５および磁性体リング１０２を介在して、キーリーダー１１のアンテナ１１１とクラークキーのトランスポンダ１０１とが無線通信を行う。アンテナ１１１とトランスポンダ１０１とが通信可能な位置関係は、主にアンテナ１１１の出力特性に依存する。図６に示すようにアンテナ１１１を中心にして、電波のパワーによっては通信不可能範囲２０が存在する。これはアンテナ１１１の近傍に存在し、アンテナ１１１から発生する電波が強すぎるため、この範囲内にトランスポンダ１０１がある場合は、コードを認識できず通信が不可能となる。また、通信不可能範囲２０の外側に通信可能範囲２１が存在する。この通信可能範囲２１外にトランスポンダ１０１がある場合は、通信が不可能となる。したがって、アンテナ１１１と、トランスポンダ１０１との位置関係は、クラークキー１０が磁力吸着によってリーダー１１に固定されている状態で、トランスポンダ１０１が通信可能範囲２１内に入るようにしなければならない。さらに、クラークキー１０とリーダー１１とは、リング状部材によって吸着固定されるため、クラークキー１０は、中心軸線Ｌを中心に回転することが可能で、どのように回転した状態であっても通信可能範囲２１内にトランスポンダ１０１が入るようにしなければならない。
アンテナ１１１とトランスポンダ１０１とが通信可能な所定の位置の実施例を下記に記載する。
通信が可能な通信可能範囲２１は、トランスポンダ１０１内部の発生電圧が、０．５〜０．８Ｖとなるような範囲である。この範囲にトランスポンダ１０１が入るためには、たとえば、内周径１４ｍｍ、外周径２２ｍｍの磁石リング１１５の中心軸線Ｌ近傍にアンテナ１１１を配置し、クラークキー１０が固定された状態で、アンテナ１１１とトランスポンダ１０１との距離をＤ＝３〜５ｍｍ程度とすればよい。なお、磁石リング１１５と磁性体リング１０２との吸着面を基準面とし、この基準面からアンテナ１１１との距離を２ｍｍとする。また、クラークキー１０が固定された状態で、トランスポンダ１０１の方向が、磁石リング１１５の半径方向を基準に７５度〜９０度（中心軸線と略平行）の範囲内とすればよい。なお、トランスポンダ１０１の方向とは、トランスポンダ１０１のアンテナ１１７の指向方向である。
図８は、ＥＣＲ１００のキー認識処理を示すフローチャートである。
まずステップＳ１でクラークキー１０とリーダー１１との無線通信処理が行われる。無線通信処理についての詳細は後述する。
ステップＳ２では、ＣＰＵ１が、リーダー１１からキーデータが送られてきたかどうかを判断し、送られてきたらステップＳ３に進み、送られてこなければ待機する。この判断は、リーダー１１からのデータがある周期で送られてくることを前提としているが、クラークキー１０が付いて無い状態から付いた状態になった場合など、変化が有ったときのみデータが送られてくる場合でも同様である。
ステップＳ３では、ＣＰＵ１が、取り扱い担当者コードメモリ３ｃを参照して、受け取ったキーデータが登録されているかどうかを判断する。登録されていればステップＳ４に進み、登録されていなければステップＳ５に進む。
ステップＳ４では、登録情報に従い、たとえばキー入力を受け付けるなど、ＥＣＲを操作可能な動作モードにする。ステップＳ５では、キーが無いこと、または登録されていないキーであることを表示し、エラーとする。
図９は、クラークキー１０とリーダー１１との無線通信処理におけるリーダー１１の処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１１では、トランスポンダ１０１に動作用の電力を与えるため、コントローラ１１３が、通信回路１１４を制御し、周波数が１００〜１５０ｋＨｚの電波を３０〜７０ｍｓ程度の時間、出力する。なお、コントローラ１１３は、トランスポンダ１０１からの応答が有った場合でも、無い場合でも、一定の周期、たとえば１５０〜３００ｍｓ間隔で電波の送信を行うようになっている。
ステップＳ１２では、トランスポンダからの応答があるかどうかを判断する。応答がある場合は、ステップＳ１３に進み、応答が無い場合は、ステップＳ１４に進む。
クラークキー１０が固定されている状態では、１００〜１５０ｋＨｚの電波により発生した誘導起電力により、トランスポンダ１０１が低周波のＦＳＫ（周波数シフトキーイング）で記憶されているキーデータ（６４ビット）を出力する。ステップＳ１３では、通信回路１１４がそれを受信し、コントローラ１１３にキーデータを伝え、コントローラ１１３は、キーデータをＣＰＵ１に送る。
クラークキー１０が固定されていない状態では、トランスポンダ１０１からの応答が無いので、「キー無し」を示すキーデータをＣＰＵ１に送る。
次に、第２実施形態について説明する。第１実施形態では、クラークキー１０のキーデータとして、トランスポンダ１０１に割り当てられたＩＤを用いるため、取り扱い担当者コードメモリ３ｃには、トランスポンダ１０１のＩＤを登録することになる。トランスポンダ１０１のＩＤが上述したように従来とは異なるコード体系のデータである場合、また新たにこのコード体系を取り扱い担当者コードメモリ３ｃへの登録することが困難な場合の方法として、従来様式のキーデータ、たとえば図１５に示した場合の７ビットデータを使用することを可能にするには、ＥＣＲの内部設定を変更する必要がある。
これに対して第２実施形態では、トランスポンダのＩＤをリーダーのコントローラにおいて、従来のキーデータに変換してＣＰＵ１に送ることにより、リーダーを入れ替えるだけで、取り扱い担当者コードメモリなどそれ以外の部位を従来から変更する必要がなくなる。
上記のように、第２実施形態のＥＣＲは、リーダー１１のコントローラの構成が変わるのみで、他の構成は第１の実施形態と同様であるので、リーダー１１のブロック図のみ説明し、他の部分についての説明は省略する。
図１０は、リーダー１１の構成を示すブロック図である。通信回路ブロック１１２は、コントローラ１２３および通信回路１１４からなり、コントローラ１２３は、内蔵メモリ１２３ａおよび出力Ｉ／Ｆ１２３ｂおよび１２３ｃを含んでいる。リーダー１１のコントローラ１２３は、トランスポンダ１０１のＩＤを受信すると、内蔵メモリ１２３ａを参照して、第２のデータである従来様式のキーデータに変換して、出力Ｉ／Ｆ１２３ｃからＣＰＵ１に送る。なお、受信したトランスポンダ１０１のＩＤを変換せずに、出力Ｉ／Ｆ１２３ｂからＣＰＵ１に送ることも可能である。いずれのデータを用いるかは、取り扱い担当者が選択できるようにすればよい。
図１１は、コントローラ１１２によるデータ変換処理を示すフローチャートである。図１２は、内蔵メモリ１２３ａに記憶しているキーデータテーブルを示す図である。
まずステップＳ２１では、キーデータとしてトランスポンダ１０１のＩＤを読み込む。ステップＳ２２でｎ＝１にセットし、ステップＳ２３で、キーデータテーブルを参照して、ｎ＝１番目のキーデータテーブルの内容を読み出し、ステップＳ２４でトランスポンダ１０１のＩＤであるキーデータの登録欄がブランクかどうか判断する。ブランクであればステップＳ２５に進み、ブランクでなければステップＳ２７に進む。
ステップＳ２５では、トランスポンダ１０１のＩＤであるキーデータをｎ＝１番目のキーデータ登録欄に登録する。ステップＳ２６では、ｎ＝１番目の従来キーデータ登録欄に登録されている従来様式のキーデータを読み出し、出力Ｉ／Ｆ１２３ｃから出力する。
ステップＳ２７で、ｎ＝１番目のキーデータ登録欄に登録されているトランスポンダ１０１のＩＤであるキーデータと比較し、ステップＳ２８で一致するかどうかを判断する。一致すればステップＳ２６に進み、一致しなければステップＳ２９に進む。ステップＳ２９では、ｎに１を加えてステップＳ２３に戻り、以上のステップを繰り返す。
なお、上記の実施形態では、リーダーに磁石リングを設け、クラークキーに磁性体リングを設けることで磁力吸着による固定を実現したが、これに限らずリーダーに磁性体リングを設け、クラークキーに磁石リングを設けてもよい。また、リーダーおよびクラークキーの双方に磁石リングを設けてもよい。なお、磁石リングの位置により、リーダーのアンテナとトランスポンダとの通信に最適な位置関係は変化するので、磁石リングの位置によって適宜位置関係を調整すればよい。
また、磁石および磁石と磁力吸着する磁性体の形状について、上記ではリング形状のものとして説明したがこれに限らず他の形状であってもよい。たとえば、図１３（ａ）に示すように、中央に開口を有する四辺形状、いわゆる枠形状であってもよいし、図１３（ｂ）に示すように、枠形状を２等分割した形状であってもよいし、図１３（ｃ）に示すように、矩形状のものをアンテナの指向方向を妨げない位置に複数個（たとえば２個）配置してもよい。
さらに、着磁の方向を厚み方向としてもよい。たとえば、複数個（たとえば４個）の磁石をアンテナの指向方向を妨げない位置に配置し、それぞれの磁石の着磁の方向を厚み方向とする。図１４（ａ）と図１４（ｂ）は、配置された４個の磁石を互いに逆方向からみた極性を示しており、一方側が全てＮ極、もう一方側が全てＳ極となっている。また、図１４（ｃ）と図１４（ｄ）も配置された４個の磁石を互いに逆方向からみた極性を示しており、隣接する磁石は、それぞれの極性が逆の極性となっている。
また、クラークキーの形状をつまみ形状として説明したが、これに限らずペン形状であってもよい。ペン形状の場合、ペンの軸内にトランスポンダを内蔵すればよい。
また、上記の説明では、認識装置をＥＣＲの取り扱い担当者の識別に用いたがこれに限らず、たとえばＰＣサーバーの使用者識別などセキュリティー装置として使用することができる。ＰＣサーバーの場合、キーデータに基づいて、ＰＣサーバーを操作可能とするか否かの識別や、ＰＣサーバーをアドミニストレータモードで動作させるかユーザモードで動作させるかの識別などを行うことができる。また、セキュリティー装置としては、ホテルの客室ドアに設けられた電子錠に用いることもできる。
また、キーとリーダーとを磁石で固定する構成として説明してきたが、特に磁石を使用しないで、たとえばキーとリーダーとの位置を決めるガイドを設け、バネや突起物などで固定する構造あるいは単にガイドに沿って配置する構造にして、使用することもできる。
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【０００６】
以上のように本発明によれば、質問器およびトランスポンダが備える各アンテナの指向方向が対向するように構成されるので、質問器とトランスポンダとの通信が的確に行われる。
また本発明によれば、キーとリーダーとを磁力吸着によって固定されるような場合、質問器から発信する電波、およびトランスポンダから発信する電波がキーの中心付近を通過するため、無線通信の品質を確保することができる。
また本発明によれば、キーの識別性と共に取り扱い担当者の使い勝手を向上させることができる。
また本発明によれば、キーとリーダーとを磁力吸着によって着脱可能としている。
また本発明によれば、磁石によるリング中心付近の磁界の影響を小さくすることができ、質問器とトランスポンダとの無線通信の信頼性を向上させることができる。
また本発明によれば、キーとリーダーとの位置、すなわち質問器とトランスポンダとの位置を最適な位置関係とすることができ、質問器とトランスポンダとの無線通信の信頼性を向上させることができる。また、磁気カードなどが磁石に接触することを防止することができる。
また本発明によれば、電子機器のセキュリティー機能を向上させることができる。
また本発明によれば、容易に従来の構成による電子機器を開発することが可能になり開発効率を上げることができる。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データを記憶したキーと、キーに記憶されたデータを無線通信で読み取るためのリーダーとを備え、キーから読み取ったデータに基づいてキーの識別を行う認識装置およびこれを備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＯＳ（Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ｓａｌｅｓ）端末機およびＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃａｓｈ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）などの金銭登録機には、取り扱い担当者（クラーク）を区分するための認識装置であるクラークキー認識装置を備えている。クラークキー認識装置は、取り扱い担当者が所有するクラークキーと、クラークキーを挿入する鍵穴ユニットと、挿入されたクラークキーを識別する識別手段とを備えている。また、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）サーバなどにおいて、使用者の認証を行うためのセキュリティー装置として、認識装置が使用されている。
図１５は、従来のクラークキー認識装置２００の構成図である。クラークキー２０１の鍵穴ユニット２０２に挿入される部分には凹凸２０１ａが設けられ、クラークキー２０１を鍵穴ユニット２０２に挿入することによって、鍵穴ユニット２０２内の接点２０３が凹凸２０１ａによってそれぞれＯＮ／ＯＦＦされる。ＯＮされた接点２０３ａは「１」を出力し、ＯＦＦされた接点２０３ｂは「０」を出力する。出力Ｉ／Ｆ（インターフェイス）２０４から識別手段２０５に対して各接点の状態を示す信号が出力される。クラークキー認識装置２００では、凹凸２０１ａの数および接点２０３の数はともに７であり、出力Ｉ／Ｆ２０４から出力される信号は７ビットの信号である。たとえば、鍵穴ユニット２０２の奥側の接点を上位ビット、手前側の接点を下位ビットとすると、図１５の状態では、キーデータとして“１１０１１１１”が出力される。識別手段２０５には、取り扱い担当者とキーデータとの対応テーブルを記憶させておき、出力Ｉ／Ｆ２０４からの信号を受け取ると、対応テーブルに基づいてキーデータに対応する取り扱い担当者を識別する。
このように、従来のクラークキー認識装置では、凹凸と接点とが接触する必要があるため、使用している間に接触部分が摩耗し、正しく識別できないという問題がある。また、金銭登録機における鍵穴ユニットの取り付け位置は、限られた位置であるため、鍵穴が小さくなり、クラークキーの挿入が困難となっている。
これらの問題を解決するために、次のような技術が開発されている。
特開２００３−１２９７１４号公報記載のキーシステムは、鍵と、シリンダと、コンピュータとから構成されている。鍵の挿入部にＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）モジュールを内蔵し、シリンダ内のアンテナユニットとＲＦＩＤモジュールとの無線通信によって非接触で鍵の識別を行う。ＩＣ素子をアンテナと一体成形にすることにより、ＲＦＩＤモジュールを小型化し、鍵の小型化および低価格化を実現している。
特開平５−１４１１３９号公報記載の施錠装置は、発光素子を用いて、鍵装置から呼び出しコードを出力し、これを受け付けた施錠装置からランダムな応答コードを返す。応答コードを認識した鍵装置から認識コードが出力され、施錠装置が受信した認識コードが正しければ解錠する。
また、自動車のキー装置には、イモビライザーが用いられている。イモビライザーとは、イグニッションキーに埋め込まれたトランスポンダ（電子チップ）で、無線周波数リンクを使用してエンジン制御回路と通信を行う。キーに埋め込まれたトランスポンダの個有のＩＤコードと車両側コントローラのＩＤコードを電子的に照合し、ＩＤコードが一致すれば点火しエンジンを始動する。一致しなければ点火せずエンジンが始動しない。
特開２００３−１２９７１４号公報記載のキーシステムは、非接触であるため摩耗は問題とならないが、鍵をシリンダに挿入する必要があるので、キー挿入の困難さについては問題が残る。特開平５−１４１１３９号公報記載の施錠装置は、鍵装置と施錠装置との間に障害物があると使用できず、本発明の応用の１つであるキーが装着されている間電子機器の操作が可能となるように一時的にキーとリーダーを固定することができない。
【発明の開示】
【０００３】
本発明の目的は、キーの識別性および取り扱い担当者の使い勝手を向上させた認識装置およびこれを備える電子機器を提供することである。
本発明は、データを記憶したトランスポンダを内蔵するキーと、
トランスポンダに記憶されたデータを無線通信で読み取るための質問器を内蔵するリーダーと、
質問器がトランスポンダから読み取ったデータに基づいてキーの識別を行う識別手段とを有する認識装置であって、
質問器とトランスポンダとの通信が的確に行われるように、質問器およびトランスポンダが備える各アンテナの指向方向が対向するように構成されることを特徴とする認識装置である。
本発明に従えば、無線通信によって、リーダーに内蔵された質問器が、キーに内蔵されたトランスポンダからデータを読み取ると、識別手段が読み取ったデータに基づいてキーの識別を行う。さらにキーとリーダーとが所定の位置に設置された状態のときに、質問器およびトランスポンダが備える各アンテナの指向方向が対向するように構成されるので、質問器とトランスポンダとの通信が的確に行われる。
また本発明は、質問器およびトランスポンダの各アンテナを、各アンテナの指向方向がキーの概略中央になるように配したことを特徴とする。
本発明に従えば、キーとリーダーとを磁力吸着によって固定されるような場合、質問器から発信する電波、およびトランスポンダから発信する電波がキーの中心付近を通過するため、無線通信の品質を確保することができる。
また本発明は、キーとリーダーとが磁力吸着によって着脱可能であることを特徴とする。
本発明に従えば、キーとリーダー間のデータ通信は、質問器とトランスポンダとによる、いわゆるＲＦＩＤシステムを用いているので、接点の汚れなどによる誤動作を減少させることができる。また、キーとリーダーとが磁力吸着によって一時的に固定が可能であることを特徴としているので、キーを鍵穴に挿入する必要がなく、キーを容易に所望の位置に固定することができる。したがって、キーの識別性と共に取り扱い担当者の使い勝手を向上させることができる。
また本発明は、キーおよびリーダーの双方に磁石を配するか、またはキーおよびリーダーの一方に磁石を配し、もう一方に磁性体を配することを特徴とする。
本発明に従えば、上記のような構成とすることでキーとリーダーとを磁力吸着によって着脱可能としている。
本発明では、キーおよびリーダーの双方またはいずれかに磁石あるいは磁性体を設けているが、磁石あるいは磁性体を通信に支障のない様キーおよびリーダーのアンテナの指向性が略対向する場所、空間を避けて配置することが望ましい。
またキーとリーダーとが吸着固定された状態のときに、トランスポンダが備えるアンテナの指向方向が、リング形状磁石の中心を通る中心軸と略平行となるようにトランスポンダを配置する。リーダーは一般的に電子機器に固定され、キーはユーザが所持する場合が多い。磁力吸着による固定のため、キーが常に同じ状態で固定されるとは限らないので、トランスポンダが備えるアンテナの指向方向を、リング形状磁石の中心を通る中心軸と略平行とすることで、キーがこの中心軸を中心に回転したとしても無線通信を確実に行うことができる。
また本発明は、リング形状の磁石を用い、その極性であるＮ極およびＳ極が円周方向に交互に配置されるように着磁されていることを特徴とする。
本発明に従えば、磁石によるリング中心付近の磁界の影響を小さくすることができ、質問器とトランスポンダとの無線通信の信頼性を向上させることができる。
また本発明は、キーをリーダーに対向する位置にセットできるように、キーまたはリーダーにガイドを設けたことを特徴とする。
本発明に従えば、ガイドにより、キーとリーダーとを的確に嵌合させることで、キーとリーダーとの位置、すなわち質問器とトランスポンダとの位置を最適な位置関係とすることができ、質問器とトランスポンダとの無線通信の信頼性を向上させることができる。また、磁気カードなどが磁石に接触することを防止することができる。
また本発明は、上記の認識装置を備える電子機器であって、
認識装置の認識結果により、少なくとも電子機器を操作可能とするか否かの決定を行うことを特徴とする電子機器である。
本発明に従えば、上記の認識装置を備える電子機器の識別手段は、質問器がトランスポンダから読み取ったデータに基づいて、少なくとも電子機器を操作可能とするか否かの決定を行う。
たとえば、予めトランスポンダに記憶されているデータを電子機器に登録しておき、質問器が読み取ったデータが、登録されていれば電子機器を操作可能とし、登録されていなければ操作不可能とする。これにより、セキュリティー機能を向上させることができる。
また本発明は、質問器がトランスポンダから読み取ったデータを第１のデータとし、
識別手段が、第１のデータの様式をこれとは異なる第２のデータの様式に変換することを特徴とする。
また、電子機器が電子式金銭登録機の場合は、登録モード、点検モード、精算モードなど複数の動作モードを切り替えて動作させ、電子機器がＰＣサーバーなどの場合は、アドミニストレータ（管理者）モード、ユーザモードなど複数のモードで動作させることが必要となる。
これらの動作モードは、機器の管理者、取り扱い担当者などの権限に応じて決定される必要がある。したがって、トランスポンダに記憶されているデータと、許可される動作モードとの対応を予め電子機器に登録しておき、質問器が読み取ったデータに応じて、キーを有する使用者が選択可能な動作モードを決定することも可能である。
本発明に従えば、質問器がトランスポンダから読み取ったデータを第１のデータとした場合に、識別手段が、第１のデータの様式をこれとは異なる第２のデータの様式に変換する。
トランスポンダに割り当てられるデータのコード体系は、従来の電子機器に用いられているキーを識別するためのキーデータとは機能の拡張あるいはセキュリティーの向上などを考え変更することも必要であり、またそのためにデータの情報量を増やすことも必要となる。また、トランスポンダに割り当てられる第１のデータを、従来様式の第２のデータに、変換する機能を認識装置に持たすことにより、従来の電子機器の認識装置部を本発明に置きかえれば容易に従来の構成による電子機器を開発することが可能になり開発効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
図１は、本発明の第１の実施形態である電子式金銭登録機１００の構成を示すブロック図である。
図２は、ＲＡＭ３のメモリ構成を示す図である。
図３は、ＥＣＲ１００の外観を示す斜視図である。
図４は、クラークキー１０およびリーダー１１の断面図である。
図５は、クラークキー１０およびリーダー１１の構成を示すブロック図である。
図６は、リーダー１１のアンテナ１１１とクラークキーのトランスポンダ１０１との位置関係を示す図である。
図７は、磁石リング１１５の着磁状態を示す図である。
図８は、ＥＣＲ１００のキー認識処理を示すフローチャートである。
図９は、クラークキー１０とリーダー１１との無線通信処理におけるリーダー１１の処理を示すフローチャートである。
図１０は、リーダー１１の構成を示すブロック図である。
図１１は、コントローラ１２３によるデータ変換処理を示すフローチャートである。
図１２は、内蔵メモリ１２３ａに記憶しているキーデータテーブルを示す図である。
図１３は、磁石および磁石と磁力吸着する磁性体の形状の他の例を示す図である。
図１４は、磁石および磁石と磁力吸着する磁性体の形状の他の例を示す図である。
図１５は、従来のクラークキー認識装置２００の構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下では、認識装置を備える電子機器としてＰＯＳ端末機およびＥＣＲなどの電子式金銭登録機について説明する。電子式金銭登録機では、装置を動作させるためには、許可された取り扱い担当者が使用するかどうかを識別する必要がある。この取り扱い担当者を識別する手段として認識装置を用いている。
まず、第１の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態である電子式金銭登録機（以下「ＥＣＲ」と略称する）１００の構成を示すブロック図である。ＥＣＲ１００は、たとえばマイクロプロセッサなどで実現され、ＥＣＲ１００全体の動作を制御する中央演算処理装置（以下「ＣＰＵ」と略称する）１と、ＥＣＲ１００の各種動作を制御するプログラムなどが記憶されたリードオンリーメモリ（以下「ＲＯＭ」と略称する。）２と、各種設定内容が記憶されたランダムアクセスメモリ（以下「ＲＡＭ」と略称する）３とを有している。また、ＥＣＲ１００の動作モードを切り替えるために用いるモードスイッチ（ＳＷ）４と、商品の部門コード、売上金額などを入力するためのキーボード５と、ＣＰＵ１の演算結果をレシートおよび記録紙に印字するためのプリンタ６と、売上金額などを表示するためのたとえば液晶ディスプレイなどで実現される表示装置７と、硬貨および紙幣を収納するためのドロア８と、操作ミスなどを報知するためのブザー９と、取り扱い担当者を識別するためのクラークキー１０と、クラークキー１０を識別するためのリーダー１１とを含む。
図２は、ＲＡＭ３のメモリ構成を示す図である。顧客との取引に関するメモリとして、商品の売上金額がセットされている売上金額メモリ３ａ、残額がセットされる残額メモリ３ｂがある。また、どのクラークキーを有効にするかを記録しておく取り扱い担当者コードメモリ３ｃがある。取り扱い担当者コードメモリ３ｃには、取り扱い担当者コードと、それらと対応するクラークキーのキーデータが記憶されている。このコードに一致するクラークキーがリーダーに取り付けられていないと、ＥＣＲ１００の動作モードが制限される。たとえば、モードＳＷ４が「登録」位置になっていても、ＥＣＲ１００を操作できないことになる。なお、ＣＰＵ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３は識別手段を構成する。
図３は、ＥＣＲ１００の外観を示す斜視図である。ＥＣＲ１００の上面右上に表示装置７が配置され、表示装置７横にはプリンタ６が配置されている。キーボード５は上面下半分に配置されている。リーダー１１は前面右側に配置され、図３では、クラークキー１０がリーダー１１に固定された状態を示している。
図４は、クラークキー１０およびリーダー１１の断面図である。図４（ａ）は、中心軸線Ｌに平行な断面図であり、図４（ｂ）は、中心軸線Ｌに垂直な断面図である。クラークキー１０には、トランスポンダ１０１が内蔵されており、磁力吸着によってリーダー１１に固定するために磁性体（たとえば金属など）により構成される磁性体リング１０２が装着されている。リーダー１１には、クラークキー１０のトランスポンダ１０１と通信するためのアンテナ１１１および通信回路ブロック１１２が内蔵されている。アンテナ１１１および通信回路ブロック１１２は質問器を構成する。
また、リーダー１１には、磁力吸着によってクラークキー１０を固定するための磁石リング１１５が装着されており、この磁石リング１１５が誤って磁気カードなどと接触しないように、磁石リング１１５を外囲するとともに、クラークキー１０が吸着しやすいようにキー１０を磁石リング１１５に案内する樹脂製のガイド１１６が設けられている。このガイドにより、キーとリーダーとの位置、すなわちアンテナ１１１とトランスポンダ１０１との位置を、後述する最適な位置関係とすることができ、無線通信の信頼性を向上させることができる。
トランスポンダ１０１およびアンテナ１１１は、クラークキー１０とリーダー１１とが磁力吸着によって固定されている状態で通信可能となるように、磁性体リング１０２および磁石リング１１５の中心軸線Ｌ上に配置されている。さらに詳細には、キーとリーダーとが吸着固定された状態のときに、アンテナ１１１の指向方向が、中心軸線Ｌと略平行となるようにアンテナ１１１を配置している。
図５は、クラークキー１０およびリーダー１１の構成を示すブロック図である。図５（ａ）は、リーダー１１のブロック図であり、図５（ｂ）は、クラークキー１０のブロック図である。通信回路ブロック１１２は、コントローラ１１３および通信回路１１４からなり、コントローラ１１３は、出力Ｉ／Ｆ１１３ａを含んでいる。クラークキー１０に内蔵されたトランスポンダ１０１は、アンテナ１１７および内蔵メモリ１１８を有する。
コントローラ１１３は、通信回路１１４に対して質問用電波の発信を命令し、通信回路１１４は、命令を受けると高周波を発生させ、アンテナ１１１を介して質問用電波を発信する。クラークキー１０がリーダー１１に固定されている状態では、トランスポンダ１０１のアンテナ１１７が質問用電波を受信し、電力変換して電力を得ると共に内蔵メモリ１１８で記憶しているキーデータをリーダー１１に対して発信する。リーダー１１のコントローラ１１３は、受信したキーデータを出力Ｉ／Ｆ１１３ａからＣＰＵ１へ送信する。ＣＰＵ１は、受信したキーデータと、取り扱い担当者コードとを比較することで、クラークキー１０を識別することができる。なお、ここでキーデータは、トランスポンダ１０１に割り当てられたＩＤ（第１のデータ）である。
図６は、リーダー１１のアンテナ１１１とクラークキーのトランスポンダ１０１との位置関係を示す図である。図７は、磁石リング１１５の着磁状態を示す図である。磁石リング１１５は、図７に示すように、Ｎ極およびＳ極が、円周方向に交互に配置されるように着磁されている。円周方向に着磁させることによって、磁石リング１１５の中心部における磁界の影響を小さくし、リーダー１１のアンテナ１１１とクラークキーのトランスポンダ１０１との無線通信を可能としている。なお、円周方向の分割数は、図に示すとおり４等分割か、または６等分割が望ましい。分割数が６等分割より多くなると、Ｎ極とＳ極の境界領域、すなわち磁力吸着力が弱い領域の占める割合が多くなり、クラークキー１０を固定するための吸着力が弱くなってしまい、簡単に外れてしまうなどの問題が生じてしまうからである。
このように、円周方向に交互に着磁した磁石リング１１５および磁性体リング１０２を介在して、キーリーダー１１のアンテナ１１１とクラークキーのトランスポンダ１０１とが無線通信を行う。アンテナ１１１とトランスポンダ１０１とが通信可能な位置関係は、主にアンテナ１１１の出力特性に依存する。図６に示すようにアンテナ１１１を中心にして、電波のパワーによっては通信不可能範囲２０が存在する。これはアンテナ１１１の近傍に存在し、アンテナ１１１から発生する電波が強すぎるため、この範囲内にトランスポンダ１０１がある場合は、コードを認識できず通信が不可能となる。また、通信不可能範囲２０の外側に通信可能範囲２１が存在する。この通信可能範囲２１外にトランスポンダ１０１がある場合は、通信が不可能となる。したがって、アンテナ１１１と、トランスポンダ１０１との位置関係は、クラークキー１０が磁力吸着によってリーダー１１に固定されている状態で、トランスポンダ１０１が通信可能範囲２１内に入るようにしなければならない。さらに、クラークキー１０とリーダー１１とは、リング状部材によって吸着固定されるため、クラークキー１０は、中心軸線Ｌを中心に回転することが可能で、どのように回転した状態であっても通信可能範囲２１内にトランスポンダ１０１が入るようにしなければならない。
アンテナ１１１とトランスポンダ１０１とが通信可能な所定の位置の実施例を下記に記載する。
通信が可能な通信可能範囲２１は、トランスポンダ１０１内部の発生電圧が、０．５〜０．８Ｖとなるような範囲である。この範囲にトランスポンダ１０１が入るためには、たとえば、内周径１４ｍｍ、外周径２２ｍｍの磁石リング１１５の中心軸線Ｌ近傍にアンテナ１１１を配置し、クラークキー１０が固定された状態で、アンテナ１１１とトランスポンダ１０１との距離をＤ＝３〜５ｍｍ程度とすればよい。なお、磁石リング１１５と磁性体リング１０２との吸着面を基準面とし、この基準面からアンテナ１１１との距離を２ｍｍとする。また、クラークキー１０が固定された状態で、トランスポンダ１０１の方向が、磁石リング１１５の半径方向を基準に７５度〜９０度（中心軸線と略平行）の範囲内とすればよい。なお、トランスポンダ１０１の方向とは、トランスポンダ１０１のアンテナ１１７の指向方向である。
図８は、ＥＣＲ１００のキー認識処理を示すフローチャートである。
まずステップＳ１でクラークキー１０とリーダー１１との無線通信処理が行われる。無線通信処理についての詳細は後述する。
ステップＳ２では、ＣＰＵ１が、リーダー１１からキーデータが送られてきたかどうかを判断し、送られてきたらステップＳ３に進み、送られてこなければ待機する。この判断は、リーダー１１からのデータがある周期で送られてくることを前提としているが、クラークキー１０が付いて無い状態から付いた状態になった場合など、変化が有ったときのみデータが送られてくる場合でも同様である。
ステップＳ３では、ＣＰＵ１が、取り扱い担当者コードメモリ３ｃを参照して、受け取ったキーデータが登録されているかどうかを判断する。登録されていればステップＳ４に進み、登録されていなければステップＳ５に進む。
ステップＳ４では、登録情報に従い、たとえばキー入力を受け付けるなど、ＥＣＲを操作可能な動作モードにする。ステップＳ５では、キーが無いこと、または登録されていないキーであることを表示し、エラーとする。
図９は、クラークキー１０とリーダー１１との無線通信処理におけるリーダー１１の処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１１では、トランスポンダ１０１に動作用の電力を与えるため、コントローラ１１３が、通信回路１１４を制御し、周波数が１００〜１５０ｋＨｚの電波を３０〜７０ｍｓ程度の時間、出力する。なお、コントローラ１１３は、トランスポンダ１０１からの応答が有った場合でも、無い場合でも、一定の周期、たとえば１５０〜３００ｍｓ間隔で電波の送信を行うようになっている。
ステップＳ１２では、トランスポンダからの応答があるかどうかを判断する。応答がある場合は、ステップＳ１３に進み、応答が無い場合は、ステップＳ１４に進む。
クラークキー１０が固定されている状態では、１００〜１５０ｋＨｚの電波により発生した誘導起電力により、トランスポンダ１０１が低周波のＦＳＫ（周波数シフトキーイング）で記憶されているキーデータ（６４ビット）を出力する。ステップＳ１３では、通信回路１１４がそれを受信し、コントローラ１１３にキーデータを伝え、コントローラ１１３は、キーデータをＣＰＵ１に送る。
クラークキー１０が固定されていない状態では、トランスポンダ１０１からの応答が無いので、「キー無し」を示すキーデータをＣＰＵ１に送る。
次に、第２実施形態について説明する。第１実施形態では、クラークキー１０のキーデータとして、トランスポンダ１０１に割り当てられたＩＤを用いるため、取り扱い担当者コードメモリ３ｃには、トランスポンダ１０１のＩＤを登録することになる。トランスポンダ１０１のＩＤが上述したように従来とは異なるコード体系のデータである場合、また新たにこのコード体系を取り扱い担当者コードメモリ３ｃへの登録することが困難な場合の方法として、従来様式のキーデータ、たとえば図１５に示した場合の７ビットデータを使用することを可能にするには、ＥＣＲの内部設定を変更する必要がある。
これに対して第２実施形態では、トランスポンダのＩＤをリーダーのコントローラにおいて、従来のキーデータに変換してＣＰＵ１に送ることにより、リーダーを入れ替えるだけで、取り扱い担当者コードメモリなどそれ以外の部位を従来から変更する必要がなくなる。
上記のように、第２実施形態のＥＣＲは、リーダー１１のコントローラの構成が変わるのみで、他の構成は第１の実施形態と同様であるので、リーダー１１のブロック図のみ説明し、他の部分についての説明は省略する。
図１０は、リーダー１１の構成を示すブロック図である。通信回路ブロック１１２は、コントローラ１２３および通信回路１１４からなり、コントローラ１２３は、内蔵メモリ１２３ａおよび出力Ｉ／Ｆ１２３ｂおよび１２３ｃを含んでいる。リーダー１１のコントローラ１２３は、トランスポンダ１０１のＩＤを受信すると、内蔵メモリ１２３ａを参照して、第２のデータである従来様式のキーデータに変換して、出力Ｉ／Ｆ１２３ｃからＣＰＵ１に送る。なお、受信したトランスポンダ１０１のＩＤを変換せずに、出力Ｉ／Ｆ１２３ｂからＣＰＵ１に送ることも可能である。いずれのデータを用いるかは、取り扱い担当者が選択できるようにすればよい。
図１１は、コントローラ１１２によるデータ変換処理を示すフローチャートである。図１２は、内蔵メモリ１２３ａに記憶しているキーデータテーブルを示す図である。
まずステップＳ２１では、キーデータとしてトランスポンダ１０１のＩＤを読み込む。ステップＳ２２でｎ＝１にセットし、ステップＳ２３で、キーデータテーブルを参照して、ｎ＝１番目のキーデータテーブルの内容を読み出し、ステップＳ２４でトランスポンダ１０１のＩＤであるキーデータの登録欄がブランクかどうか判断する。ブランクであればステップＳ２５に進み、ブランクでなければステップＳ２７に進む。
ステップＳ２５では、トランスポンダ１０１のＩＤであるキーデータをｎ＝１番目のキーデータ登録欄に登録する。ステップＳ２６では、ｎ＝１番目の従来キーデータ登録欄に登録されている従来様式のキーデータを読み出し、出力Ｉ／Ｆ１２３ｃから出力する。
ステップＳ２７で、ｎ＝１番目のキーデータ登録欄に登録されているトランスポンダ１０１のＩＤであるキーデータと比較し、ステップＳ２８で一致するかどうかを判断する。一致すればステップＳ２６に進み、一致しなければステップＳ２９に進む。ステップＳ２９では、ｎに１を加えてステップＳ２３に戻り、以上のステップを繰り返す。
なお、上記の実施形態では、リーダーに磁石リングを設け、クラークキーに磁性体リングを設けることで磁力吸着による固定を実現したが、これに限らずリーダーに磁性体リングを設け、クラークキーに磁石リングを設けてもよい。また、リーダーおよびクラークキーの双方に磁石リングを設けてもよい。なお、磁石リングの位置により、リーダーのアンテナとトランスポンダとの通信に最適な位置関係は変化するので、磁石リングの位置によって適宜位置関係を調整すればよい。
また、磁石および磁石と磁力吸着する磁性体の形状について、上記ではリング形状のものとして説明したがこれに限らず他の形状であってもよい。たとえば、図１３（ａ）に示すように、中央に開口を有する四辺形状、いわゆる枠形状であってもよいし、図１３（ｂ）に示すように、枠形状を２等分割した形状であってもよいし、図１３（ｃ）に示すように、矩形状のものをアンテナの指向方向を妨げない位置に複数個（たとえば２個）配置してもよい。
さらに、着磁の方向を厚み方向としてもよい。たとえば、複数個（たとえば４個）の磁石をアンテナの指向方向を妨げない位置に配置し、それぞれの磁石の着磁の方向を厚み方向とする。図１４（ａ）と図１４（ｂ）は、配置された４個の磁石を互いに逆方向からみた極性を示しており、一方側が全てＮ極、もう一方側が全てＳ極となっている。また、図１４（ｃ）と図１４（ｄ）も配置された４個の磁石を互いに逆方向からみた極性を示しており、隣接する磁石は、それぞれの極性が逆の極性となっている。
また、クラークキーの形状をつまみ形状として説明したが、これに限らずペン形状であってもよい。ペン形状の場合、ペンの軸内にトランスポンダを内蔵すればよい。
また、上記の説明では、認識装置をＥＣＲの取り扱い担当者の識別に用いたがこれに限らず、たとえばＰＣサーバーの使用者識別などセキュリティー装置として使用することができる。ＰＣサーバーの場合、キーデータに基づいて、ＰＣサーバーを操作可能とするか否かの識別や、ＰＣサーバーをアドミニストレータモードで動作させるかユーザモードで動作させるかの識別などを行うことができる。また、セキュリティー装置としては、ホテルの客室ドアに設けられた電子錠に用いることもできる。
また、キーとリーダーとを磁石で固定する構成として説明してきたが、特に磁石を使用しないで、たとえばキーとリーダーとの位置を決めるガイドを設け、バネや突起物などで固定する構造あるいは単にガイドに沿って配置する構造にして、使用することもできる。
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【０００６】
以上のように本発明によれば、質問器およびトランスポンダが備える各アンテナの指向方向が対向するように構成されるので、質問器とトランスポンダとの通信が的確に行われる。
また本発明によれば、キーとリーダーとを磁力吸着によって固定されるような場合、質問器から発信する電波、およびトランスポンダから発信する電波がキーの中心付近を通過するため、無線通信の品質を確保することができる。
また本発明によれば、キーの識別性と共に取り扱い担当者の使い勝手を向上させることができる。
また本発明によれば、キーとリーダーとを磁力吸着によって着脱可能としている。
また本発明によれば、磁石によるリング中心付近の磁界の影響を小さくすることができ、質問器とトランスポンダとの無線通信の信頼性を向上させることができる。
また本発明によれば、キーとリーダーとの位置、すなわち質問器とトランスポンダとの位置を最適な位置関係とすることができ、質問器とトランスポンダとの無線通信の信頼性を向上させることができる。また、磁気カードなどが磁石に接触することを防止することができる。
また本発明によれば、電子機器のセキュリティー機能を向上させることができる。
また本発明によれば、容易に従来の構成による電子機器を開発することが可能になり開発効率を上げることができる。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを記憶したトランスポンダを内蔵するキーと、
トランスポンダに記憶されたデータを無線通信で読み取るための質問器を内蔵するリーダーと、
質問器がトランスポンダから読み取ったデータに基づいてキーの識別を行う識別手段とを有する認識装置であって、
質問器とトランスポンダとの通信が的確に行われるように、質問器およびトランスポンダが備える各アンテナの指向方向が対向するように構成されることを特徴とする認識装置。
【請求項２】
質問器およびトランスポンダの各アンテナを、各アンテナの指向方向がキーの概略中央になるように配したことを特徴とする請求項１記載の認識装置。
【請求項３】
キーとリーダーとが磁力吸着によって着脱可能であることを特徴とする請求項１記載の認識装置。
【請求項４】
キーおよびリーダーの双方に磁石を配するか、またはキーおよびリーダーの一方に磁石を配し、もう一方に磁性体を配することを特徴とする請求項３記載の認識装置。
【請求項５】
リング形状の磁石を用い、その極性であるＮ極およびＳ極が円周方向に交互に配置されるように着磁されていることを特徴とする請求項４記載の認識装置。
【請求項６】
キーをリーダーに対向する位置にセットできるように、キーまたはリーダーにガイドを設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の認識装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の認識装置を備える電子機器であって、
認識装置の認識結果により、少なくとも電子機器を操作可能とするか否かの決定を行うことを特徴とする電子機器。
【請求項８】
質問器がトランスポンダから読み取ったデータを第１のデータとし、
識別手段が、第１のデータの様式をこれとは異なる第２のデータの様式に変換することを特徴とする請求項７記載の電子機器。
【請求項１】
データを記憶したトランスポンダを内蔵するキーと、
トランスポンダに記憶されたデータを無線通信で読み取るための質問器を内蔵するリーダーと、
質問器がトランスポンダから読み取ったデータに基づいてキーの識別を行う識別手段とを有する認識装置であって、
質問器とトランスポンダとの通信が的確に行われるように、質問器およびトランスポンダが備える各アンテナの指向方向が対向するように構成されることを特徴とする認識装置。
【請求項２】
質問器およびトランスポンダの各アンテナを、各アンテナの指向方向がキーの概略中央になるように配したことを特徴とする請求項１記載の認識装置。
【請求項３】
キーとリーダーとが磁力吸着によって着脱可能であることを特徴とする請求項１記載の認識装置。
【請求項４】
キーおよびリーダーの双方に磁石を配するか、またはキーおよびリーダーの一方に磁石を配し、もう一方に磁性体を配することを特徴とする請求項３記載の認識装置。
【請求項５】
リング形状の磁石を用い、その極性であるＮ極およびＳ極が円周方向に交互に配置されるように着磁されていることを特徴とする請求項４記載の認識装置。
【請求項６】
キーをリーダーに対向する位置にセットできるように、キーまたはリーダーにガイドを設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の認識装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の認識装置を備える電子機器であって、
認識装置の認識結果により、少なくとも電子機器を操作可能とするか否かの決定を行うことを特徴とする電子機器。
【請求項８】
質問器がトランスポンダから読み取ったデータを第１のデータとし、
識別手段が、第１のデータの様式をこれとは異なる第２のデータの様式に変換することを特徴とする請求項７記載の電子機器。
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０１４９５９
【国際公開日】平成１７年２月１７日（２００５．２．１７）
【発行日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１２９４１（Ｐ２００５−５１２９４１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１１１７９
【国際出願日】平成１６年８月４日（２００４．８．４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【出願人】（０００２１３９５４）朝日電装株式会社 (184)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年２月１７日（２００５．２．１７）
【発行日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１１１７９
【国際出願日】平成１６年８月４日（２００４．８．４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【出願人】（０００２１３９５４）朝日電装株式会社 (184)
【Ｆターム（参考）】
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