JP4919489B2 - 通過管理システム - Google Patents

Description

本発明は、ＲＦＩＤ(RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION)システムに用いられ、応答器（ＩＣタグ）が、質問器から非接触で起動されて情報を受け、自身の識別情報を返信する、バッテリを内蔵するアクティブ型の非接触ＩＣタグシステムまたはＩＣカードシステムなどとして実現される通過管理システムに関する。

前記のような通過管理システムの典型的な従来技術は、特許文献１で示されている。図１５は、その従来技術による通過管理システムを説明するための図である。通過管理システムは、壁１を隔てて、一方側から他方側へ通過する物体（図１５の例では、ユーザ２が部屋３の外側から内側へ入室している）を検知することで、たとえば、この図１５で示すように部屋３の入退室管理に使用される場合、どのユーザが部屋３内に存在し、何時に出入りしたかなどを管理することができ、また物品管理に使用される場合、どの商品が何時出入荷したか、倉庫内にどの商品が幾つ存在するのかなどを管理することができるようになっている。

この通過管理システムは、起動装置である赤外線発信器４および認証装置を構成する管理装置５に、ＩＣタグから成る応答器６を備えて構成される。赤外線発信器４は、壁１の内外に配置され、相互に異なるＩＤを重畳した赤外線を狭小な認証エリア７に向けて照射している。前記赤外線を受信した応答器６は、前記赤外線発信器４の識別情報（ＩＤ）に、自身の識別情報を含む応答信号を無線で返信する。前記応答信号はアンテナ８で受信され、管理装置５は、前記識別情報が予め登録されたものであれば、ドア９の解錠を行う。

しかしながら、上述の従来技術は、応答器６を起動させるのに赤外線を用いている。赤外線は、前述のように狭小な認証エリア７を形成するのには好都合であるが、たとえば赤外線発信器４が天井設置で、名札型の応答器６が下を向いていたりすると、反応しないようなこともあり、利便性に劣る。そこでこのような問題を解消するために、ＬＦ帯を起動に利用する従来技術が、特許文献２で提案されている。

図１６は、その特許文献２の従来技術による通過管理システムを説明するための図である。この図１６において、前述の図１の構成に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。この通過管理システムは、前記起動装置および認証装置を構成する質問器１４およびそれらを管理する管理装置１０に、前記ＩＣタグから成る応答器１６を備えて構成される。

図１７は、前記質問器１４および応答器１６の電気的構成を示すブロック図である。質問器１４では、制御回路１１は、自身に予め設定されている固有の識別情報（ＩＤ）を含む起動信号を生成し、ＬＦ帯送信回路１２において、誘導磁界の信号成分に重畳させ、増幅させてＬＦアンテナ１３から第１の無線通信方式（ＬＦ）にて応答器１６に向けて送信させる。これによって、応答器１６の周囲には認証エリア１７が形成され、その認証エリア１７内に入った前記ユーザ２などが所持する応答器１６では、質問器１４からの前記起動信号をＬＦアンテナ２１で受信した後に、ＬＦ帯受信回路２２が制御回路２３を起動し、該制御回路２３は、前記質問器１４の識別情報に、自身に予め設定されている固有の識別情報（ＩＤ）を含む応答信号を生成し、ＲＦ送受信回路２４からＲＦアンテナ２５を介して、第２の無線通信方式（ＵＨＦ）にて、質問器１４に対して返信させる。

前記応答信号は、質問器１４のＲＦアンテナ２０からＲＦ送受信回路１５で受信され、前記制御回路１１に入力されて、応答した応答器１６を識別する。識別した応答器１６が予め登録された識別情報を有するものであれば、制御回路１１は、前記ＲＦ送受信回路１５からＲＦアンテナ２０を介して、前記第２の無線通信方式（ＵＨＦ）にて、認証完了した応答器１６の識別情報をＡＣＫ信号として送信する。そのＡＣＫ信号をＲＦアンテナ２５からＲＦ送受信回路２４で受信すると、制御回路２３は応答信号の送信を終了する。

また、認証を完了した際には、制御回路１１は、表示部１８とブザー１９とで認証完了を示すと同時に、ドア９の解錠を行う。また、管理装置１０は、制御回路１１の認証結果から、前述のように、どのユーザが部屋３内に存在し、何時に出入りしたかなどを管理しており、またどの商品が何時出入荷したか、倉庫内にどの商品が幾つ存在するのかなどを管理している。

このようにＬＦ帯（長波帯：３０〜３００ｋＨｚ）の起動信号で応答器１６を起動させて、制御回路２３が、ＲＦ送受信回路２４に、内蔵電池２６を電源として、ＵＨＦ帯（極超短波帯：３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）の応答信号を返信させている。このような構成で、安くて使い勝手（向きを選ばない）が良く、また前記認証エリア１７を、１．５〜２ｍの比較的狭い範囲に正確に規定することができるようになっている。さらにまた、ＵＨＦ帯のＲＦ送受信回路２４の消費電力が１０〜２０ｍＡと大きいのに対して、ＬＦ帯のＬＦ帯受信回路２２が数μＡの微弱な電力で動作するので、待機状態でそのＲＦ送受信回路２４を使用しないことで、前記内蔵電池２６の電力消費を抑え、応答器２の長寿命化が図られている。
特開２００６−７２７０６号公報 特開２００３−２１６７９号公報

しかしながら、電波式は上述のように安くて使い勝手が良いものの、やはり電波の干渉（認証エリア１７の重なり）が生じるという問題がある。また、ＬＦ帯は、構造物を通過するので、壁面の前後に２つの質問器を設置した場合、どちらの質問器からの起動信号を受信したのか分らず、通過の方向を判別できない。一方で、施工上、質問器１４は、壁１に近い所に設置したいという要望がある。

本発明の目的は、電波式によっても、壁の両側に設置した質問器間の干渉を無くすことができる通過管理システムを提供することである。

本発明の通過管理システムは、対を成す複数の質問器と、１または複数の応答器とを備え、前記質問器が、自身の識別情報を含む起動信号を第１の無線通信方式にて送信し、前記応答器が、その起動信号に応答して起動し、自身の識別情報を含む応答信号を第２の無線通信方式にて返信することで、前記質問器が、エリアの一方側から他方側へ通過する前記応答器を検知する通過管理システムにおいて、前記起動信号の送信パワーには、予め定める第１の送信パワーと、前記第１の送信パワーより小さい予め定める第２の送信パワーとが設定されており、前記対を成す質問器の内の一方の質問器が前記第１の送信パワーで送信する際、他方の質問器が前記第２の送信パワーで送信することで、前記対を成す質問器は、相反動作で前記起動信号を送信するように構成されており、少なくとも前記第２の送信パワーを調整することができるレベル調整手段を備え、該レベル調整手段は、前記起動信号を受信するメンテナンス用の受信機と、前記メンテナンス用の受信機で受信された両質問器による起動信号のレベル差を検出し、所望のＤ（希望波）／Ｕ（妨害波）比を得られるそれぞれの第２の送信パワーを求める演算手段と、前記演算手段で得られた前記第２の送信パワーを前記第２の無線通信方式にて各質問器へ送信し、設定する送信手段とを備えて構成されることを特徴とする。

また、本発明の通過管理システムは、対を成す複数の質問器と、１または複数の応答器とを備え、前記質問器が、自身の識別情報を含む起動信号を第１の無線通信方式にて送信し、前記応答器が、その起動信号に応答して起動し、自身の識別情報を含む応答信号を第２の無線通信方式にて返信することで、前記質問器が、エリアの一方側から他方側へ通過する前記応答器を検知する通過管理システムにおいて、前記起動信号の送信パワーには、予め定める第１の送信パワーと、前記第１の送信パワーより小さい予め定める第２の送信パワーとが設定されており、前記対を成す質問器の内の一方の質問器が前記第１の送信パワーで送信する際、他方の質問器が前記第２の送信パワーで送信することで、前記対を成す質問器は、相反動作で前記起動信号を送信するように構成されており、少なくとも前記第２の送信パワーを調整することができるレベル調整手段を備え、該レベル調整手段は、各質問器に設けられ、他の質問器からの起動信号を受信する受信機と、前記受信機で受信された起動信号のレベルを検出し、所望のＤ（希望波）／Ｕ（妨害波）比を得られる第２の送信パワーを求める演算手段と、前記演算手段で得られた前記第２の送信パワーを前記他の質問器へ送信し、設定する送信手段とを備えて構成されることを特徴とする。

上記の構成によれば、対を成す複数の質問器が予め個別に自身に設定された識別情報（ＩＤ）を含むＬＦ帯の起動信号をコイルに与えて誘導磁界を発生し、第１の無線通信方式にて応答器へ送信し、応答器がその誘導磁界をコイルで受信してその起電力で起動し、第２の無線通信方式であるＵＨＦ帯の信号で、前記質問器の識別情報に、予め自身に個別に設定された識別情報（ＩＤ）を含む応答信号を返信し、その応答信号を前記対を成す質問器が受信することで、エリアの一方側から他方側へ通過する前記応答器を検知するようにしたＬＦ帯、ＵＨＦ帯併用の通過管理システムにおいて、前記対を成す質問器は、相反動作で前記起動信号を送信する。すなわち、各質問器は、前記起動信号の誘導磁界の発生を周期的に行い、たとえば誘導磁界を発生（ＯＮ）する第１の動作と、発生しない（ＯＦＦ）第２の動作とのように、少なくとも２種類の動作を行う。そして、前記対を成す質問器間で、相互に同期して、一方が第１の動作を行っている際に、他方が第２の動作を行う。

したがって、安くて使い勝手の良い電波式を用いても、エリアの両側にそれぞれ設置される質問器間での干渉を無くすことができる。また、通過方向を正確に検知することができる。これによって、質問器を近接配置することができ、配線の引き回しなど、施工上の問題を小さくすることができる。

なお、幅の広い扉（出入り口）等で、壁の片側に複数組の質問器が設けられていてもよく、その場合、総ての質問器が相反動作してもよく、或いは対角線上等の離れている質問器同士は同相で動作してもよい。また、中間レベルの誘導磁界を発生するような動作を含めて、３つ以上の動作状態が設定されてもよい。

また、前記相反動作を実現するにあたって、単純なＯＮ／ＯＦＦ動作の裏返しではなく、たとえばフルパワーである第１の送信パワーと、それからαだけ低いレベルの微弱パワーである第２の送信パワーとの裏返しとするので、壁の一方側に在る応答器に対して、他方側に在る質問器からの起動信号は雑音となり、両側の質問器の間に実質的に非検知のエリアを設けることができ、エリアを分離することができる。そして、エリアが分離されていることで、応答器からの応答信号が、どちらの質問器の識別情報を先に返信したのかによって、通過方向を正確に検知することができる。

さらにまた、少なくとも前記第２の送信パワーを調整することができるレベル調整手段を備え、質問器間の距離、それらの間にせり出す壁の高さなどの設置環境、所望とする前記雑音のレベル、或いは所望とする前記第２の送信パワーのレベルなどに応じて、該第２の送信パワーを調整可能とするので、前記設置環境や所望とする応答性に適応させることができる。

その上、前記レベル調整手段を、前記起動信号を受信するメンテナンス用の受信機と、前記メンテナンス用の受信機で受信された両質問器による起動信号のレベル差を検出し、所望のＤ／Ｕ比を得られるそれぞれの第２の送信パワーを求める演算手段と、前記演算手段で得られた前記第２の送信パワーを前記第２の無線通信方式にて各質問器へ送信し、設定する送信手段とを備えて構成した場合、メンテナンス用の受信機によって、実際の設置環境における応答器の位置にて起動信号のレベルを検出し、その結果から、演算手段が適応した第２の送信パワーを求めるので、前記設置環境や所望とする応答性に適応することができるとともに、第２の送信パワーを、送信手段が前記第２の無線通信方式にて各質問器へ送信することで設定を行うので、設置後に極めて簡単な調整作業で適応させることができる。

或いは、前記レベル調整手段を、各質問器に設けられ、他の質問器からの起動信号を受信する受信機と、前記受信機で受信された起動信号のレベルを検出し、所望のＤ／Ｕ比を得られる第２の送信パワーを求める演算手段と、前記演算手段で得られた前記第２の送信パワーを前記他の質問器へ送信し、設定する送信手段とを備えて構成した場合、レベル調整を、実際に受信機が他の質問器からの起動信号のレベルを検出し、その結果から、演算手段が適応した第２の送信パワーを求め、送信手段がそれを前記他の質問器へ送信することで行うので、前記設置環境や所望とする応答性に適応することができるとともに、設置後に自動調整によって適応させることができる。前記他の質問器への第２の送信パワーの送信は、前記第２の無線通信方式によって行われてもよく、或いは各質問器が接続される上位の管理装置などを介して、他方の質問器へ送信するようにしてもよい。

さらにまた、本発明の通過管理システムでは、前記各質問器は有線接続されており、かつ何れか１つがマスターとなり、残余がスレーブとなり、マスター側のタイミングにスレーブ側が同期することで、前記相反動作を実現することを特徴とする。

上記の構成によれば、前記ＯＮ／ＯＦＦ等の相反動作を、各質問器間を有線接続することによって行うことができる。

また、本発明の通過管理システムでは、前記質問器は、他の質問器からの起動信号を受信し、その受信パワーが予め定めるレベル以下であるときに、自身からの起動信号を送信することで、前記相反動作を実現することを特徴とする。

上記の構成によれば、前記ＯＮ／ＯＦＦ等の相反動作を、他の質問器からの起動信号の状態を見て行う。したがって、同期用に信号線を接続する必要は無い。

さらにまた、本発明の通過管理システムでは、前記各質問器は、起動信号の末尾に、自身からの起動信号の送信が終了することを表す完了メッセージを含めて送信し、他の質問器は、その完了メッセージを受信すると、自身の起動信号の送信を開始することで、前記相反動作を実現することを特徴とする。

上記の構成によれば、前記ＯＮ／ＯＦＦ等の相反動作を、他の質問器からの起動信号の状態を見て行う。

したがって、同期用に信号線を接続する必要は無い。また、ＬＦ帯の雑音が多い環境においても、誤動作なしに同期を行うことができる。

また、本発明の通過管理システムでは、前記各質問器は、自身からの起動信号の送信が終了することを表す完了メッセージを前記第２の無線通信方式にて送信し、他の質問器は、その完了メッセージを受信すると、自身の起動信号の送信を開始することで、前記相反動作を実現することを特徴とする。

上記の構成によれば、前記ＯＮ／ＯＦＦ等の相反動作を、他の質問器からの完了メッセージの状態を見て行う。

したがって、同期用に信号線を接続する必要は無い。また、ＵＨＦ帯の雑音が多い環境においても、誤動作なしに同期を行うことができる。

さらにまた、本発明の通過管理システムでは、前記各質問器は個別にクロックを有し、前記マスター側の質問器からスレーブ側の質問器へ、予め定める周期毎に、前記クロックをリセットするリセット信号を送信することで、前記同期を実現することを特徴とする。

上記の構成によれば、前記相反動作を実現する同期を、各質問器に設けたクロックで取るようにし、そのクロックのずれを、前記有線接続されたマスター側の質問器からスレーブ側の質問器へ予め定める周期毎にリセット信号を送信し、そのリセット信号で較正させる。

したがって、マスター側の質問器からスレーブ側の質問器へクロックそのものを送信する場合に比べて、前記同期を取るための信号を簡略化することができる。

また、本発明の通過管理システムでは、前記質問器は、起動信号を生成する制御回路と、前記起動信号を誘導磁界の信号成分に重畳して前記第１の無線通信方式にて前記応答器へ送信するＬＦ帯送信回路およびＬＦアンテナと、前記応答器からの前記応答信号を受信し、前記制御回路へ与えるＲＦアンテナおよびＲＦ受信回路とを備えて構成され、前記応答器は、前記質問器からの起動信号を受信するＬＦアンテナおよびＬＦ帯受信回路と、内蔵電池と、受信された前記起動信号で起動され、予め設定されている固有の識別情報を含む応答信号を生成する制御回路と、前記内蔵電池を電源として、前記応答信号を前記第２の無線通信方式にて質問器に対して返信するＲＦ送信回路およびＲＦアンテナとを含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、質問器がＬＦ帯（長波帯：３０〜３００ｋＨｚ）の起電力で応答器を起動させて、応答器側の制御回路が、ＲＦ送信回路に、内蔵電池を電源として、ＵＨＦ帯（極超短波帯：３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）の応答信号を返信させる。こうして、前述のＬＦ帯、ＵＨＦ帯併用の通過管理システムを実現することができる。また、ＵＨＦ帯のＲＦ送信回路の消費電力が１０〜２０ｍＡと大きくても、ＬＦ帯のＬＦ帯受信回路が数μＡの微弱な電力で起動するので、待機状態でＲＦ送信回路を使用しないことで、比較的長距離の通信を実現しつつも、前記内蔵電池の電力消費を抑え、応答器の長寿命化を図ることができる。

本発明の通過管理システムは、以上のように、質問器が予め個別に自身に設定された識別情報（ＩＤ）を含むＬＦ帯の起動信号をコイルに与えて誘導磁界を発生し、第１の無線通信方式にて応答器へ送信し、応答器がその誘導磁界をコイルで受信してその起電力で起動し、第２の無線通信方式であるＵＨＦ帯の信号で、前記質問器の識別情報に、予め自身に個別に設定された識別情報（ＩＤ）を含む応答信号を返信し、その応答信号を質問器が受信することで、前記質問器が、エリアの一方側から他方側へ通過する前記応答器を検知するようにしたＬＦ帯、ＵＨＦ帯併用の通過管理システムにおいて、前記質問器は、相反動作で前記起動信号を送信する。

それゆえ、安くて使い勝手の良い電波式を用いても、エリアの両側にそれぞれ設置される質問器間での干渉を無くすことができる。また、通過方向を正確に検知することができる。これによって、それらを近接配置することができ、配線の引き回しなど、施工上の問題を小さくすることができる。

また、前記相反動作を実現するにあたって、単純なＯＮ／ＯＦＦ動作の裏返しではなく、たとえばフルパワーである第１の送信パワーと、それからαだけ低いレベルの微弱パワーである第２の送信パワーとの裏返しとするので、エリアの一方側に在る応答器に対して、他方側に在る質問器からの起動信号は雑音となり、両側の質問器の間に実質的に非検知のエリアを設けることができ、エリアを分離することができる。そして、エリアが分離されていることで、応答器からの応答信号が、どちらの質問器の識別情報を先に返信したのかによって、通過方向を正確に検知することができる。

さらにまた、レベル調整手段によって、設置環境、所望とする前記雑音のレベル、或いは所望とする前記第２の送信パワーのレベルなどに応じて、該第２の送信パワーを調整可能とするので、前記設置環境や所望とする応答性に適応させることができる。

その上、前記レベル調整手段を、前記起動信号を受信するメンテナンス用の受信機と、そのメンテナンス用の受信機で受信された両質問器による起動信号のレベル差を検出し、所望のＤ／Ｕ比を得られるそれぞれの第２の送信パワーを求める演算手段と、前記演算手段で得られた前記第２の送信パワーを前記第２の無線通信方式にて各質問器へ送信し、設定する送信手段とによって構成することで、前記設置環境や所望とする応答性に適応することができる。また、第２の送信パワーを、送信手段が前記第２の無線通信方式にて各質問器へ送信することで設定を行うので、設置後に極めて簡単な調整作業で適応させることができる。

或いは、前記レベル調整手段を互いに設けるようにし、レベル調整を、実際に受信機が他の質問器からの起動信号のレベルを検出し、その結果から、演算手段が適応した第２の送信パワーを求め、送信手段がそれを前記他の質問器へ送信することで行うことで、前記設置環境や所望とする応答性に適応することができるとともに、設置後に自動調整によって適応させることができる。

さらにまた、本発明の通過管理システムは、以上のように、各質問器を有線接続し、かつ何れか１つがマスターとなり、残余がスレーブとなり、マスター側のタイミングにスレーブ側が同期することで、前記相反動作を実現する。

それゆえ、前記ＯＮ／ＯＦＦ等の相反動作を、各質問器間を有線接続することによって行うことができる。

また、本発明の通過管理システムは、以上のように、前記質問器は、他の質問器からの起動信号を受信し、その受信パワーが予め定めるレベル以下であるときに自身からの起動信号を送信することで、前記相反動作を実現する。

それゆえ、前記ＯＮ／ＯＦＦ等の相反動作を、他の質問器からの起動信号の状態を見て行い、同期用に信号線を接続する必要は無い。

さらにまた、本発明の通過管理システムは、以上のように、前記各質問器は、起動信号の末尾に、自身からの起動信号の送信が終了することを表す完了メッセージを含めて送信し、他の質問器は、その完了メッセージを受信すると、自身の起動信号の送信を開始することで、前記相反動作を実現する。

それゆえ、前記ＯＮ／ＯＦＦ等の相反動作を、他の質問器からの起動信号の状態を見て行い、同期用に信号線を接続する必要は無い。また、ＬＦ帯の雑音が多い環境においても、誤動作なしに同期を行うことができる。

また、本発明の通過管理システムは、以上のように、前記各質問器は、自身からの起動信号の送信が終了することを表す完了メッセージを前記第２の無線通信方式にて送信し、他の質問器は、その完了メッセージを受信すると、自身の起動信号の送信を開始する。

それゆえ、前記ＯＮ／ＯＦＦ等の相反動作を、他の質問器からの完了メッセージの状態を見て行い、同期用に信号線を接続する必要は無い。また、ＵＨＦ帯の雑音が多い環境においても、誤動作なしに同期を行うことができる。

さらにまた、本発明の通過管理システムは、以上のように、前記相反動作を実現する同期を各質問器に設けたクロックで取るようにし、そのクロックのずれを、有線接続されたマスター側の質問器からスレーブ側の質問器へ予め定める周期毎にリセット信号を送信し、較正させる。

それゆえ、マスター側の質問器からスレーブ側の質問器へクロックそのものを送信する場合に比べて、前記同期を取るための信号を簡略化することができる。

また、本発明の通過管理システムは、以上のように、前記質問器は、起動信号を生成する制御回路と、前記起動信号を誘導磁界の信号成分に重畳して前記第１の無線通信方式にて前記応答器へ送信するＬＦ帯送信回路およびＬＦアンテナと、前記応答器からの前記応答信号を受信し、前記制御回路へ与えるＲＦアンテナおよびＲＦ受信回路とを備え、前記応答器は、前記質問器からの起動信号を受信するＬＦアンテナおよびＬＦ帯受信回路と、内蔵電池と、受信された前記起動信号で起動され、予め設定されている固有の識別情報を含む応答信号を生成する制御回路と、前記内蔵電池を電源として、前記応答信号を前記第２の無線通信方式にて質問器に対して返信するＲＦ送信回路およびＲＦアンテナとを含む。

それゆえ、待機状態でＲＦ送信回路を使用しないことで、比較的長距離の通信を実現しつつも、内蔵電池の電力消費を抑え、応答器の長寿命化を図ることができるＬＦ帯、ＵＨＦ帯併用の通過管理システムを実現することができる。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の第１の形態に係る通過管理システムの電気的構成を示すブロック図である。この通過管理システムは、前記図１６の壁１を挟んで、部屋３の内側と外側とにそれぞれ設置される２台の質問器３１，３２と、ＩＣタグから成る１または複数（図１の例では１台）の応答器１６とを備えて構成され、前記質問器３１，３２が、自身に予め設定されている固有の識別情報（ＩＤ）を含む起動信号を第１の無線通信方式（ＬＦ）にて送信し、前記応答器１６が、その起動信号に応答して起動し、自身に予め設定されている固有の識別情報（ＩＤ）を含む応答信号を第２の無線通信方式（ＵＨＦ）にて返信することで、前記質問器３１，３２が、壁１を隔てて一方側から他方側へ通過する前記応答器１６を検知するＬＦ帯、ＵＨＦ帯併用の通過管理システムである。その検知結果は、前記図１６で示すような管理装置１０などで集計されて、前述のような部屋３の入退室管理や商品の在庫管理などに使用される。応答器１６は前述の図１７で示す応答器１６に同一であり、質問器３１，３２は前述の図１７で示す質問器１４に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。

注目すべきは、前記質問器３１，３２において、起動信号を生成し、また応答信号を受付け、ＡＣＫ信号を生成する制御回路４１，４２の内、一方（図１の例では質問器３１）がマスターとなり、他方（図１の例では質問器３２）がスレーブとなり、マスター側のクロック発生器４３で作成されたクロック信号を、該マスター側の制御回路４１が使用するとともに、インバータ４４で反転して、信号線４９によって接続されたスレーブ側の制御回路４２に同期信号として与え、図２で示すように、制御回路４１と制御回路４２とが、前記起動信号の送信タイミングが相互に同期し、ＯＮ／ＯＦＦとＯＦＦ／ＯＮとの相反動作を行うことである。たとえば、前記ＯＮ／ＯＦＦの周期は１００ｍｓｅｃであり、ＯＮ期間は５０ｍｓｅｃである。

したがって、各質問器３１，３２は前記起動信号の発生を周期的に行い、かつ相互に同期して、相手方の質問器３２，３１の起動信号が発生されない休止（ＯＦＦ：第２の動作）期間に、自身の起動信号を発生（ＯＮ：第１の動作）することになり、安くて使い勝手の良い電波式を用いても、壁１の両側にそれぞれ設置される質問器３１，３２間での干渉を無くすことができる。また、通過方向を正確に検知することができる。これによって、それらを近接配置することができ、配線の引き回しなど、施工上の問題を小さくすることができる。

なお、ドア９（出入り口）の幅が広い等で、壁１の片側に複数組の質問器が設けられていてもよく、その場合、総ての質問器が相反動作してもよく、或いは対角線上等の離れている質問器同士は同相で動作してもよい。また、中間レベルの誘導磁界を発生するような動作を含めて、３つ以上の動作状態が設定されてもよい。

［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の第２の形態に係る通過管理システムの電気的構成を示すブロック図である。この通過管理システムは、前述の図１で示す通過管理システムに類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。なお、この図３および以降の他の実施の形態では、図面の簡略化のために、応答器１６の図示を省略する。注目すべきは、本実施の形態では、各質問器３１ａ，３２ａのＬＦ帯送信回路１２ａは、出力制御部４５を備えており、図４で示すように、前記クロック信号（同期信号）に応答して、予め定める第１の送信パワーであるフルパワーＰｏｎと、予め定める第２の送信パワーであるそれからα、たとえば１２ｄＢだけ低いレベルの微弱パワーとを周期的に繰返し、かつ前記相反動作を行うことである。

このため、制御回路４１ａ，４２ａは、前記クロック信号（同期信号）に応答して（タイミングを取るものの）、連続して起動信号を生成している。また、前記クロック発生器４３で作成されたクロック信号およびインバータ４４で反転された同期信号は、質問器３１ａ，３２ａの各出力制御部４５にそれぞれ入力される。前記ＬＦ帯送信回路１２ａは、たとえば制御回路４１ａ，４２ａからの起動信号を前記誘導磁界の信号成分に重畳させる変調回路と、その出力を増幅し、ＬＦアンテナ１３に与えるゲイン可変のパワーアンプとを備えて構成され、前記出力制御部４５が前記アンプのゲインを切換えることで、図４で示すような送信パワーの切換えを行うことができる。

図５〜図７は、前記アンプのゲイン切換えによる効果を説明するための図である。図５は、本件発明者の実験したＬＦアンテナ１３の設置位置に、それによる前記認証エリア１７の目標エリアを模式的に示す平面図である。ＬＦアンテナ１３は天井設置とし、かつこの図５で示すように、ドア９（壁１）から０．５ｍ離れて、ドア９の幅方向の中央位置上に設置している。そして、前記認証エリア１７の目標エリアは、幅２ｍ、該ＬＦアンテナ１３からドア９（壁１）とは反対側に１ｍとなっている。

そして、前記ユーザ２となる実験者が、カード状の応答器１６を、水平にしてこのドア９を通り抜けた場合のビットエラーレートの分布を図６で示し、垂直にして通り抜けた場合のビットエラーレートの分布を図７で示す。また、図６（ａ）および図７（ａ）は、２台の質問器３１ａ，３２ａの内、一方のみを動作、すなわち前記起動信号を前記フルパワーＰｏｎで送信させた場合のビットエラーレートの分布を示し、図６（ｂ）および図７（ｂ）は、２台の質問器３１ａ，３２ａを、前記フルパワーＰｏｎと、それからαだけ低いレベルの微弱パワーとを周期的に繰返えす前記相反動作を行なわせた場合のビットエラーレートの分布を示す。

図６（ａ）および図７（ａ）から、前記カード状の応答器１６を、水平にしても、垂直にしても、質問器３１ａ，３２ａの一方のみが動作している場合には、ビットエラーレートの分布に大きな差は無く、壁１の反対側まで、認証エリア１７が入り込んでいることが理解される。これに対して、２台の質問器３１ａ，３２ａを、前記フルパワーＰｏｎと、それからαだけ低いレベルの微弱パワーとで前記相反動作を行なわせると、ＬＦアンテナ１３のドア９（壁１）とは反対側については、図６（ａ）および図７（ａ）の単体動作の場合と大差ない分布となっているけれども、ドア９（壁１）側では、ビットエラーレートが高く、特にドア９の両サイドは高くなっていることが理解される。

したがって、前記相反動作を実現するにあたって、図２で示すような単純なＯＮ／ＯＦＦ動作の裏返しではなく、図４で示すようなフルパワーＰｏｎと、それからαだけ低いレベルの微弱パワーとを切換えることで、壁１の一方側に在る応答器１６に対して、他方側に在る質問器（たとえば３２ａ）からの起動信号は雑音となり、両側の質問器３１ａ，３２ａの間に実質的に非検知のエリアを設けることができ認証エリア１７を分離することができる。そして、認証エリア１７が分離されていることで、応答器１６からの応答信号が、どちらの質問器の識別情報を先に返信したのかによって、通過方向を正確に検知することができる。また、前記第２の送信パワーを、前記干渉が生じない程度で可能な限り大きく、すなわちレベルαを小さくすることで、他方側に在る質問器（３２ａ）は、該他方側に在る応答器１６に連続して起動信号を与えることができ、応答性を向上することができる。

前記レベルα［ｄＢ］は、双方の質問器３１ａ，３２ａの認証エリア１７にて応答器１６が充分に受信でき、かつ質問器３１ａ，３２ａ間の中心（ドア９の位置）で前記認証エリア１７を分離できるＤ（希望波）／Ｕ（妨害波）比に設定されている。

［実施の形態３］
図８は、本発明の実施の第３の形態に係る通過管理システムの電気的構成を示すブロック図である。この通過管理システムは、前述の図３で示す通過管理システムに類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、本実施の形態では、各質問器３１ｂ，３２ｂのＬＦ帯送信回路１２ｂにおける出力制御部４５ｂは、レベル調整手段である設定スイッチ４６によって、前記レベルαが調整可能となっていることである。

したがって、質問器３１ｂ，３２ｂ間の距離、それらの間にせり出す壁１の高さなどの設置環境、所望とする前記雑音のレベル（Ｄ／Ｕ比）、或いは所望とする前記第２の送信パワーのレベルなどに応じて、設置工事後に、該第２の送信パワー（Ｐｏｎ−α［ｄＢ］）を調整することができ、前記設置環境や所望とする応答性に適応させることができる。また、好ましくは前記第１の送信パワー（フルパワーＰｏｎのレベル）も調整可能とされてもよい。

［実施の形態４］
図９は、本発明の実施の第４の形態に係る通過管理システムの電気的構成を示すブロック図である。この通過管理システムは、前述の図８で示す通過管理システムに類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、本実施の形態では、各質問器３１ｃ，３２ｃのＬＦ帯送信回路１２ｃは出力制御部４５ｃによってレベル調整可能となっているとともに、そのレベル調整を、レベル調整手段である施工用端末５０によって行うことである。

前記施工用端末５０は、ＬＦアンテナ５１と、ＬＦ帯受信回路５２と、制御回路５３と、ＲＦ送信回路５４と、ＲＦアンテナ５５とを備えて構成される。前記ＬＦアンテナ５１およびＬＦ帯受信回路５２は、前記起動信号を受信するメンテナンス用の受信機となり、演算手段である制御回路５３が、それらで受信された両質問器３１ｃ，３２ｃによる起動信号のレベル差を検出し、所望のＤ／Ｕ比を得られるそれぞれの前記レベルαを求め、送信手段となるＲＦ送信回路５４およびＲＦアンテナ５５を介して、各質問器３１ｃ，３２ｃへ送信する。具体的には、各質問器３１ｃ，３２ｃからの起動信号の第２の送信パワー（ＯＦＦタイミングでの送信出力（Ｐｏｎ−α［ｄＢ］））を測定した結果をＰｒａ，Ｐｒｂとすると、質問器３１ｃへは、
αａ＝Ｄ／Ｕ−（Ｐｒａ−Ｐｒｂ） ・・・（１）
質問器３２ｃへは、
αｂ＝Ｄ／Ｕ−（Ｐｒｂ−Ｐｒａ） ・・・（２）
を設定信号にて送信する。

各質問器３１ｃ，３２ｃでは、そのレベルαａ，αｂを、前記ＲＦアンテナ２０からＲＦ送受信回路１５を介して制御回路４１ｃ，４２ｃが受信し、前記出力制御部４５ｃにＯＦＦタイミングでの送信出力Ｐｏｎ−α［ｄＢ］として設定する。

したがって、施工用端末５０によって、実際の設置環境における応答器１６の位置にて起動信号のレベルを検出し、その結果から、制御回路５３が適応した第２の送信パワー或いは前記レベルαを求めるので、前記設置環境や所望とする応答性に適応することができる。また、前記レベルαを、ＲＦ送信回路５４およびＲＦアンテナ５５を介して、前記第２の無線通信方式（ＵＨＦ）にて各質問器３１ｃ，３２ｃへ送信することで設定を行うので、設置後に極めて簡単な調整作業で適応させることができる。

［実施の形態５］
図１０は、本発明の実施の第５の形態に係る通過管理システムの電気的構成を示すブロック図である。この通過管理システムは、前述の図９で示す通過管理システムに類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、本実施の形態では、各質問器３１ｄ，３２ｄには、他の質問器３２ｄ，３１ｄからの起動信号を受信する受信機となるＬＦアンテナ６１およびＬＦ帯受信回路６２が設けられており、演算手段となる制御回路４１ｄ，４２ｄは、これらを介して、前記起動信号のＯＦＦタイミングでのレベルＰｒａ，Ｐｒｂを相互監視しており、前記式１，２から求めたレベルαａ，αｂを、送信手段となる前記ＲＦアンテナ２０からＲＦ送受信回路１５を介して、相手方の質問器３２ｄ，３１ｄに設定することである。

このように構成することで、前述の施工用端末５０を用いること無く、各質問器３１ｄ，３２ｄが自立的にＯＦＦ時の送信出力を設定することができる。

前記レベルαａ，αｂの送信は、前記ＲＦアンテナ２０およびＲＦ送受信回路１５を使用するのではなく、上位の前記管理装置１０などを介して行われてもよい。また、スレーブ側の質問器３２ｄは、受信レベルＰｒａをマスター側の質問器３１ｄに送信し、このマスター側の制御回路４１ｄが両方の質問器３１ｄ，３２ｄのレベルαａ，αｂを演算し、設定するようにしてもよい。

［実施の形態６］
図１１は、本発明の実施の第６の形態に係る通過管理システムの電気的構成を示すブロック図である。この通過管理システムは、前述の図１で示す通過管理システムに類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、本実施の形態では、各質問器３１ｅ，３２ｅはクロック発生器４３を備えており、クロック信号を自走させるとともに、制御回路４１ｅ，４２ｅは、前記起動信号のＯＮ／ＯＦＦ動作を、前記ＬＦアンテナ６１およびＬＦ帯受信回路６２によって受信される相手方の質問器３２ｅ，３１ｅからの起動信号を監視し、キャリアＯＦＦとなってから自機の起動信号をＯＮすることである。

このように構成することで、同期用の信号線４９を不要にすることができる。なお、ＬＦ帯送信回路１２に代えて、前述の送信パワーが可変のＬＦ帯送信回路１２ａ等を用いることで、ＯＦＦタイミングにおける送信パワーを０としないようにしてもよい。

［実施の形態７］
図１２は、本発明の実施の第７の形態に係る通過管理システムの電気的構成を示すブロック図である。この通過管理システムは、前述の図１１で示す通過管理システムに類似しており、特に送受信回路の構成は同様である。注目すべきは、本実施の形態では、各質問器３１ｆ，３２ｆの制御回路４１ｆ，４２ｆは、自機の起動信号中に、その送信を完了する（ＯＮからＯＦＦへの切換わりの）前に、送信完了メッセージを含めて送信することである。相手方の質問器３２ｆ，３１ｆでは、前記ＬＦアンテナ６１およびＬＦ帯受信回路６２によって、起動信号中の前記送信完了メッセージが受信されると、制御回路４２ｆ，４１ｆは、自機の起動信号をＯＮする。

このように前記ＯＮ／ＯＦＦ等の相反動作を、他の質問器からの起動信号の状態を見て行うことで、同期用の信号線４９を不要にすることができる。また、ＬＦ帯の雑音が多い環境においても、誤動作なしに同期を行うことができる。

［実施の形態８］
図１３は、本発明の実施の第８の形態に係る通過管理システムの電気的構成を示すブロック図である。この通過管理システムは、前述の図１２で示す通過管理システムに類似している。注目すべきは、本実施の形態では、各質問器３１ｇ，３２ｇの制御回路４１ｇ，４２ｇは、自機の起動信号の送信中に、その送信を完了する（ＯＮからＯＦＦへの切換わりの）前に、前記ＲＦ送受信回路１５からＲＦアンテナ２０を介して、前記第２の無線通信方式（ＵＨＦ）にて、送信完了メッセージを送信することである。相手方の質問器３２ｇ，３１ｇでは、前記ＲＦアンテナ２０およびＲＦ送受信回路１５によって前記送信完了メッセージが受信されると、制御回路４２ｇ，４１ｇは、自機の起動信号をＯＮする。

このように前記ＯＮ／ＯＦＦ等の相反動作を、他の質問器からの完了メッセージの状態を見て行うことで、同期用の信号線４９を不要にすることができる。また、ＵＨＦ帯の雑音が多い環境においても、誤動作なしに同期を行うことができる。

［実施の形態９］
図１４は、本発明の実施の第９の形態に係る通過管理システムの電気的構成を示すブロック図である。この通過管理システムは、前述の図１および図１１で示す通過管理システムに類似している。注目すべきは、本実施の形態では、各質問器３１ｈ，３２ｈは、個別に自走するクロック発生器４３を備えているとともに、マスター側の質問器３１ｈの制御回路４１ｈから信号線４９によって接続されたスレーブ側の質問器３２ｈの制御回路４２ｈへ、予め定める周期毎に、前記クロックをリセットするリセット信号を送信することである。すなわち、前記相反動作を実現する同期を、各質問器３１ｈ，３２ｈに設けたクロック発生器４３で取るようにし、そのクロックのずれを、前記リセット信号で較正させる。

したがって、マスター側の質問器３１ｈからスレーブ側の質問器３２ｈへクロックそのものを送信する場合に比べて、前記同期を取るための信号を簡略化することができる。特に、信号線４９に前記リセット信号以外の信号が伝送される場合に有利である。また、マスター側の制御回路４１ｈは、スレーブ側の質問器３２ｈからの起動信号をモニタし、その送信タイミングが予め定める時間以上ずれた場合にだけ、前記リセット信号を送信するようにしてもよい。さらにまた、前記リセット信号を、前記信号線４９を介してではなく、前記ＲＦ送受信回路１５およびＲＦアンテナ２０や、前記ＬＦ帯送信回路１２およびＬＦアンテナ１３などを使用して送信するようにしてもよい。

本発明の実施の第１の形態に係る通過管理システムの電気的構成を示すブロック図である。 図１で示す通過管理システムの動作を説明するための波形図である。 本発明の実施の第２の形態に係る通過管理システムの電気的構成を示すブロック図である。 図３で示す通過管理システムの動作を説明するための波形図である。 図３で示す通過管理システムにおけるアンプのゲイン切換えによる効果を説明するための図であり、ＬＦアンテナの設置位置に、それによる認証エリアの目標エリアを模式的に示す平面図である。 図３で示す通過管理システムにおけるアンプのゲイン切換えによる効果を説明するための図であり、カード状の応答器を水平にしてドアを通り抜けた場合のビットエラーレートの分布を示す図である。 図３で示す通過管理システムにおけるアンプのゲイン切換えによる効果を説明するための図であり、前記カード状の応答器を垂直にして通り抜けた場合のビットエラーレートの分布を示す図である。 本発明の実施の第３の形態に係る通過管理システムの電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の第４の形態に係る通過管理システムの電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の第５の形態に係る通過管理システムの電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の第６の形態に係る通過管理システムの電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の第７の形態に係る通過管理システムの電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の第８の形態に係る通過管理システムの電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の第９の形態に係る通過管理システムの電気的構成を示すブロック図である。 従来技術による通過管理システムを説明するための図である。 他の従来技術による通過管理システムを説明するための図である。 図１６で示す従来技術の電気的構成を示すブロック図である。

１ 壁
２ ユーザ
３ 部屋
９ ドア
１０ 管理装置
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ ＬＦ帯送信回路
１３，２１，５１，６１ ＬＦアンテナ
１６ 応答器
１７ 認証エリア
１８ 表示部
１９ ブザー
２０，２５，５５ ＲＦアンテナ
２２，５２，６２ ＬＦ帯受信回路
２３，５３ 制御回路
２４，５４ ＲＦ送受信回路
３１，３１ａ〜３１ｈ，３２，３２ａ〜３２ｈ 質問器
４１，４１ａ，４１ｃ〜４１ｈ，４２，４２ａ，４２ｃ〜４２ｈ 制御回路
４３ クロック発生器
４４ インバータ
４５，４５ｂ，４５ｃ 出力制御部
４６ 設定スイッチ
４９ 信号線
５０ 施工用端末

Claims (8)

1. 対を成す複数の質問器と、１または複数の応答器とを備え、前記質問器が、自身の識別情報を含む起動信号を第１の無線通信方式にて送信し、前記応答器が、その起動信号に応答して起動し、自身の識別情報を含む応答信号を第２の無線通信方式にて返信することで、前記質問器が、エリアの一方側から他方側へ通過する前記応答器を検知する通過管理システムにおいて、
   前記起動信号の送信パワーには、予め定める第１の送信パワーと、前記第１の送信パワーより小さい予め定める第２の送信パワーとが設定されており、前記対を成す質問器の内の一方の質問器が前記第１の送信パワーで送信する際、他方の質問器が前記第２の送信パワーで送信することで、前記対を成す質問器は、相反動作で前記起動信号を送信するように構成されており、
   少なくとも前記第２の送信パワーを調整することができるレベル調整手段を備え、該レベル調整手段は、
   前記起動信号を受信するメンテナンス用の受信機と、
   前記メンテナンス用の受信機で受信された両質問器による起動信号のレベル差を検出し、所望のＤ（希望波）／Ｕ（妨害波）比を得られるそれぞれの第２の送信パワーを求める演算手段と、
   前記演算手段で得られた前記第２の送信パワーを前記第２の無線通信方式にて各質問器へ送信し、設定する送信手段とを備えて構成されることを特徴とする通過管理システム。
2. 対を成す複数の質問器と、１または複数の応答器とを備え、前記質問器が、自身の識別情報を含む起動信号を第１の無線通信方式にて送信し、前記応答器が、その起動信号に応答して起動し、自身の識別情報を含む応答信号を第２の無線通信方式にて返信することで、前記質問器が、エリアの一方側から他方側へ通過する前記応答器を検知する通過管理システムにおいて、
   前記起動信号の送信パワーには、予め定める第１の送信パワーと、前記第１の送信パワーより小さい予め定める第２の送信パワーとが設定されており、前記対を成す質問器の内の一方の質問器が前記第１の送信パワーで送信する際、他方の質問器が前記第２の送信パワーで送信することで、前記対を成す質問器は、相反動作で前記起動信号を送信するように構成されており、
   少なくとも前記第２の送信パワーを調整することができるレベル調整手段を備え、該レベル調整手段は、各質問器に設けられ、
   他の質問器からの起動信号を受信する受信機と、
   前記受信機で受信された起動信号のレベルを検出し、所望のＤ（希望波）／Ｕ（妨害波）比を得られる第２の送信パワーを求める演算手段と、
   前記演算手段で得られた前記第２の送信パワーを前記他の質問器へ送信し、設定する送信手段とを備えて構成されることを特徴とする通過管理システム。
3. 前記各質問器は有線接続されており、かつ何れか１つがマスターとなり、残余がスレーブとなり、マスター側のタイミングにスレーブ側が同期することで、前記相反動作を実現することを特徴とする請求項１または２記載の通過管理システム。
4. 前記質問器は、他の質問器からの起動信号を受信し、その受信パワーが予め定めるレベル以下であるときに、自身からの起動信号を送信することで、前記相反動作を実現することを特徴とする請求項１または２記載の通過管理システム。
5. 前記各質問器は、起動信号の末尾に、自身からの起動信号の送信が終了することを表す完了メッセージを含めて送信し、他の質問器は、その完了メッセージを受信すると、自身の起動信号の送信を開始することで、前記相反動作を実現することを特徴とする請求項１または２記載の通過管理システム。
6. 前記各質問器は、自身からの起動信号の送信が終了することを表す完了メッセージを前記第２の無線通信方式にて送信し、他の質問器は、その完了メッセージを受信すると、自身の起動信号の送信を開始することで、前記相反動作を実現することを特徴とする請求項１または２記載の通過管理システム。
7. 前記各質問器は個別にクロックを有し、前記マスター側の質問器からスレーブ側の質問器へ、予め定める周期毎に、前記クロックをリセットするリセット信号を送信することで、前記同期を実現することを特徴とする請求項３記載の通過管理システム。
8. 前記質問器は、
   起動信号を生成する制御回路と、
   前記起動信号を誘導磁界の信号成分に重畳して前記第１の無線通信方式にて前記応答器へ送信するＬＦ帯送信回路およびＬＦアンテナと、
   前記応答器からの前記応答信号を受信し、前記制御回路へ与えるＲＦアンテナおよびＲＦ受信回路とを備えて構成され、
   前記応答器は、
   前記質問器からの起動信号を受信するＬＦアンテナおよびＬＦ帯受信回路と、
   内蔵電池と、
   受信された前記起動信号で起動され、予め設定されている固有の識別情報を含む応答信号を生成する制御回路と、
   前記内蔵電池を電源として、前記応答信号を前記第２の無線通信方式にて質問器に対して返信するＲＦ送信回路およびＲＦアンテナとを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の通過管理システム。

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