JP2000259790A

JP2000259790A - 非接触式読み取り書き込み機

Info

Publication number: JP2000259790A
Application number: JP6131299A
Authority: JP
Inventors: Mikio Naruse; 幹夫成瀬; Yasuo Shibata; 泰夫柴田; Nobuhiko Fujii; 信彦藤井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2000-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】低消費電力の非接触読み取り書き込み機と携
帯型データキャリアを提供することを目的とする。【解決手段】読み書き用のアンテナに近接して非接触
センサを配置することにより、携帯型データキャリアを
非接触読み取り書き込み機に近づける動作で非接触セン
サが携帯型データキャリアを検出して待機状態の非接触
読み取り書き込み機を起動することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非接触式読み取り
書き込み機および携帯型データキャリアに関し、特に非
接触式読み取り書き込み機の省電力化に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、非接触式読み取り書き込み機
の低消費電力化については種々の方法が考えられてお
り、特開平１０−１３４１５５号公報などが公知であ
る。その要旨は、スイッチやセンサなどの指示手段を設
けることにより、待機状態では低消費電力化を行い、指
示手段を携帯型データキャリアの携帯者が操作するか、
非接触式読み取り書き込み機が自動的に携帯型データキ
ャリアの携帯者を検知して待機状態を解除することによ
り、誤作動を防ぎ、消費電力を低下させることを目的と
している。特開平１０−１３４１５５号公報では、スイ
ッチとして非接触式読み取り書き込み機に設けたボタン
型のものや、自動ドアに用いられるフットスイッチの例
があげられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来例ではスイ
ッチが接触式であったり、非接触式のセンサの場合でも
携帯型データキャリアの携帯者を検出することが一般的
であり、接触式のスイッチを用いる場合にはスイッチの
部分の機械的な寿命の問題があり、またガラス越しの操
作（耐水、耐汚染の要求や自動車や電車の内外からの窓
を開けない状態での操作の要求）などは面倒であった。
さらに、携帯型データキャリアの携帯者を検出するやり
方の場合はセンサの検出範囲を限定することが困難で、
通りがかりの人物を検出して誤動作することが避けられ
なかった。また、どちらの例にも当てはまることである
が、携帯型データキャリアを読ませる動作以外の動作を
必要としており、誰でもが自然に操作することが困難で
あった。例えば、ボタンを押してから、携帯型データキ
ャリアを非接触式読み取り書き込み機の前にかざすこと
は２度の異なる動作を要求することになる。また、セン
サによる操作者の検出の場合、センサの種類により誤動
作が起きやすく、一度誤動作すると例えば操作者が一度
センサの検知領域から離れないと非接触式読み取り書き
込み機が動作を開始しないなどという不具合があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を携
帯型データキャリアと通信するアンテナ回路と前記アン
テナ回路をドライブする駆動回路とデータ送受信のため
の変調回路と復調回路と携帯型データキャリアとの通信
状況を表示する表示回路と前記携帯型データキャリアの
接近を検出する非接触センサ回路と前記データを外部機
器と通信する通信回路と前記各回路を制御する制御回路
と前記各回路に給電する電源回路とからなり、前記非接
触センサ回路が前記携帯型データキャリアを検出すると
待機状態の前記制御回路を起動することを特徴とする非
接触式読み取り書き込み機および携帯型データキャリア
によって解決する。

【０００５】すなわち、非接触センサを用いることと非
接触センサが携帯型データキャリア自体を検出するよう
にしたところが重要である。

【０００６】

【発明の実施の形態】上記構成により、本発明は携帯型
データキャリアの携帯者、すなわち操作者が携帯型デー
タキャリアを非接触式読み取り書き込み機のアンテナの
前に近づけていくと非接触センサ回路が携帯型データキ
ャリアを検出して、待機状態の制御回路を起動し、制御
回路は携帯型データキャリアの読み取り、書き込みを行
うべく変調回路、復調回路、駆動回路、アンテナ回路を
動作させる作用がある。最も低消費電力を目的とする際
には各回路の電源を制御回路でオンオフするようにして
制御回路の待機時には非接触センサ回路と最低限の電源
回路を除いて他の各回路の電源をオフしておくことで達
成される。本発明でいう電源回路には、各回路の電源を
オンオフするスイッチと電源安定化のためのコンデンサ
回路が含まれる。また制御回路の待機状態も非接触セン
サ回路からの割り込み入力と外部機器からの通信割り込
み入力のみを受け付ける状態とすることが望ましい。

【０００７】以下、本発明の実施の形態について例図を
用いて説明する。

【０００８】図１に本発明の一実施の形態をブロック図
で示す。アンテナ回路１は携帯型データキャリア１０と
非接触で通信を行う。本実施例ではアンテナ回路１は送
受信を兼ねており、送受信を分離する機能がある。アン
テナ回路１は通常、コイルとコンデンサの直列又は並列
共振回路を構成しており、キャリア周波数に同調してい
る。送信データはこのキャリア周波数を変調回路３で変
調することで携帯型データキャリア１０に向けて送信さ
れる。非接触式読み取り書き込み機１２は携帯型データ
キャリア１０に対して前記送信用のキャリア周波数を主
体とする電磁波を用いて送電することも可能である。携
帯型データキャリア１０側でキャリア周波数に共振する
ＬＣ回路を用いて電圧を発生させ、整流し、蓄積するこ
とにより、携帯型データキャリア１０に電池を搭載しな
いで運用することもできる。電磁波の届く範囲で読み書
きが可能であり、電磁波の届かないときは不揮発性のメ
モリを保持する。

【０００９】駆動回路２はアンテナ回路１を駆動する構
成であり、アンテナ回路１に電流を流し込む作用があ
る。より具体的には電解効果トランジスタやトランジス
タで構成され、電力増幅器の出力段と類似の構成とな
る。

【００１０】変調回路３はキャリア周波数を変調するた
めの回路であり、送信データによりキャリア周波数をオ
ンオフ制御するＡＳＫ（Amplitude Sift Keying）変
調方式や２つの異なる周波数を送信データにより切り替
えるＦＳＫ（Frequency Sift Keying）変調方式など
が用いられる。

【００１１】復調回路４は携帯型データキャリア１０か
ら返送される電磁波をアンテナ回路１で受け取り、デー
タに戻す作用がある。このデータを非接触式読み取り書
き込み機１２は制御回路５を用い、通信回路７を経由し
て外部機器１１と通信する。

【００１２】表示回路８は、規則通りのデータが得られ
た場合に、制御回路５を単独で用いるか、または外部機
器１１の指示により制御機器５を用いて読み取り成立や
読み取り不成立などを操作者に知らせる作用がある。表
示回路８はより具体的には発光ダイオードや液晶表示素
子などを用いることができる。表示回路８の消費電流が
問題となる場合には、待機時には表示回路８を全てオフ
としているので読み取り成立時、不成立時に表示回路８
を初めて点灯したり、表示することは操作者に操作上の
安心感を与える作用がある。

【００１３】電源回路９は必ずしも全体が非接触式読み
取り書き込み機１２の中に内臓される必要はないが、少
なくとも電圧安定化のためのコンデンサは必要である。
図１中には図示していないが、各回路には半導体スイッ
チを経由して電源回路９から電力を供給している。半導
体スイッチのオンオフ制御は低消費電力化のために制御
回路５が行う。

【００１４】非接触センサ回路６は非接触式読み取り書
き込み機１２に近づけられる携帯型データキャリア１０
を検出し、待機状態の制御回路５に割り込み入力を与
え、起動する作用がある。

【００１５】非接触センサ回路６は具体的には赤外線を
用いた反射型のセンサなどを用いることができる。非接
触センサ回路６に主として光線を用いたセンサを用いる
理由は、構成が簡易になる点と非接触式読み取り書き込
み機１２から発生する電磁波の影響を受けにくい点が挙
げられる。

【００１６】赤外線発光ダイオードで携帯型データキャ
リア１０を照らし、その反射光をＰＩＮホトダイオード
などで受光して検出する。反射光の光量が一定割合を超
えたときに検出と見なす光強度型のセンサや反射光の戻
る位置から携帯型データキャリア１０の接近を検出する
距離検出型のセンサも使用できる。外乱光の影響のある
屋外での使用の場合は後者の距離検出型の非接触センサ
が優れている。

【００１７】用いる光線としては赤外光に限らず、可視
光であってもかまわない。発光効率や受光効率のより高
い物を選べば待機時の消費電流を下げることができる。

【００１８】非接触センサ回路６の他の例としては超音
波センサや磁気センサなども使用可能である。携帯型デ
ータキャリア１０内蔵のアンテナ回路１がキャリア周波
数に共振する特性を利用して周波数検出型のセンサを用
いることも可能である。具体的には高いＱ値でキャリア
周波数近傍の電磁波を放出しておき、携帯型データキャ
リア１０の接近により電磁波が吸収されることを検出す
る構成である。

【００１９】図２はアンテナ回路が送信用のアンテナ回
路１ａと受信用のアンテナ回路１ｂとが分かれる構成を
示す。１２５ＫＨｚから５００ＫＨｚ帯までの周波数を
用いる場合はこのようにアンテナ回路を分ける構成が主
として用いられる。これに対し、１３．５６ＭＨｚの場
合はアンテナ回路は図１のように送受信を兼ねるものが
主流である。

【００２０】図３に非接触センサ１４とアンテナ１３の
配置の例を示す。

【００２１】非接触センサ１４とアンテナ１３との距離
はできるだけ近づけることが望ましい。設計の例として
はアンテナ１３の周囲に非接触センサ１４を設ける場合
にはアンテナ１３の外周と非接触センサ１４中心との距
離を５０ｍｍ以内とすることが望ましい。距離Ｘを５０
ｍｍ以内とすれば、携帯型データキャリア１０がＩＳＯ
標準のクレッジットカードサイズ（８６ｍｍ×５４ｍ
ｍ）の場合に非接触センサ１４が携帯型データキャリア
１０を検出することが容易である。なお、携帯型データ
キャリア１０を持つ人間の手の光線反射率が高ければ、
人の手を含めて非接触センサ１４が検出することもあ
る。

【００２２】図４は非接触センサ１４とアンテナ１３の
他の配置例を示す。

【００２３】アンテナ１３の内部に寸法の余裕がある場
合には図３のように非接触センサ１４をアンテナ１３の
内部に配置することができる。寸法の例を挙げればアン
テナ１３が内寸法で幅７０ｍｍ×高さ４５ｍｍ、非接触
センサ１４は２０ｍｍ角である。この場合にも、アンテ
ナ１３に携帯型データキャリア１０を近づける動作で非
接触センサ１４が容易に携帯型データキャリア１０を検
出する。非接触センサ１４は光線を用いる物であっても
連続発光動作する必要はない。むしろ、例えば１０ｍｓ
おきに２ｕｓだけという間欠動作をさせることにより、
待機時の消費電流をさらに低下できる。また、一般的に
用いられる発光ダイオードにとっても、パルス通電する
と温度上昇が抑えられるのでより大きな電流を流すこと
ができる。これにより、検出距離を大きくすることも可
能となる。

【００２４】携帯型データキャリア１０を反射光で検出
する場合にはその反射率に下限があり、１０％以上を用
いると安定して検出が可能となる。１０％未満の場合は
携帯型データキャリア１０の無い場合の戻り光との差が
少なく、安定した動作が望めない。さらに照射する光の
強度を上げていく必要が生じ、消費電流の低減にとって
望ましくない。また、ひとつの応用例として、自動車の
窓ガラスを透過して非接触センサ１４が窓ガラスの外側
の携帯型データキャリア１０を検出することがある。最
近の自動車の窓ガラスは紫外線、赤外線の吸収のため
に、光線の透過率が低いスモークガラスを多用してお
り、検出のために出射光と反射光の２度、窓ガラスを透
過させるため、例えば透過率２０％の窓ガラスでも往復
では４％の光しか非接触センサに戻らないことになる。
さらに、低反射率の携帯型データキャリア１０を用いる
ならばほとんど光が戻らないことになるので、こういう
用途の場合は携帯型データキャリア１０の反射率の高い
ものを用いることが必要となる。赤外光の場合でも反射
率が高く白っぽい色の携帯型データキャリア１０を選択
する。

【００２５】図５は自動車の窓ガラスに取り付ける形状
の非接触式読み取り書き込み機１２の例を示す。全体を
コンパクトにまとめてあり、窓ガラスにスタッドボルト
を付けておき、取り付け穴１６で窓ガラスから少し浮か
せて取り付ける。図５の手前が窓ガラスとなる。非接触
センサ１４は赤外線の距離検出型を用い、窓ガラスを透
過して携帯型データキャリアを検出する。携帯型データ
キャリアとしてはＩＳＯ規格のカード型を用いた。アン
テナ１３は非接触式読み取り書き込み機１２の内部に取
り付けてあり、図５では位置を点線で示している。操作
者には携帯型データキャリアを近づける位置がわかりや
すいように表面にＩＳＯカードの表示を設けている。窓
ガラスがスモークガラスの場合は窓ガラスに表示シール
を貼り付けても良い。表示器１５は高輝度の可視発光ダ
イオードであり、日中でも点灯の確認ができる。

【００２６】図６は自動車１８の後部側面の窓に取り付
けた状態の非接触式読み取り書き込み機１２を窓ガラス
越しに見ている図である。用途としては単に自動車の鍵
でなく、時間貸しのレンタカーの予約確認や企業、団体
での共用自動車の使用予約の確認を現車の前で行うこと
ができる。

【００２７】非接触センサ１４の最大検出距離は携帯型
データキャリアを読み書きできる距離よりも大きくする
ことにより、携帯型データキャリアを非接触式読み取り
書き込み機１２に近づけていく時に、まず非接触センサ
１４が携帯型データキャリアを検出し、制御回路に割り
込みがかかり、各回路に電源が供給され読み書きが可能
になる頃に携帯型データキャリアがさらにアンテナ１３
に近づいて読み取り書き込み動作を確実なものとするこ
とができる。ただし、非接触センサ１４の検出距離をあ
まり大きくすると本来検出すべき携帯型データキャリア
以外の物を間違って検出することが増えるため、通常２
０〜１００ｍｍ、最大３００ｍｍまでが使いやすい。

【００２８】なお非接触センサ１４の最大検出距離が携
帯型データキャリアを読み書きできる距離よりも小さく
なると、非接触センサ１４が携帯型データキャリアを検
出してすぐに読み書き動作にはいることができるが、一
般的に携帯型データキャリアを読み書きできる距離は小
さいのでさらに狭い範囲での一連の動作を行うことにな
る。

【００２９】非接触センサ１４が携帯型データキャリア
を検出し、制御回路に割り込みがかかり、各回路に電源
が供給され読み書きが可能になっても、正しい携帯型デ
ータキャリアでない場合や、何らかの障害で読み書き動
作が正常に進行しない場合は、一定時間の後に電源の供
給を止め、制御回路を再び待機状態に戻す。これによ
り、通電が続いていたずらに電力を浪費することを防ぐ
作用がある。非接触式読み取り書き込み機１２と携帯型
データキャリア１０との通信が成立したときに表示器１
５を用いて表示することにより、操作者に安心感を与
え、かつ操作手順の誘導ができる。

【００３０】本発明の他の応用例としては入退室管理用
の読み取り書き込み機が挙げられる。従来例よりもコン
パクトな構成が可能であり、取り付けに場所をとらず、
設置工事も簡単となる。

【００３１】ドアの鍵としての用途も配線上の問題か
ら、電池式の低消費電力での動作が望まれている。また
ガラスドアであれば、非接触式読み取り書き込み機本体
をガラスの内側に設置することができるため、非接触式
読み取り書き込み機をいたずらにされることが減少す
る。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の非接触式読み取り書き込み機および携帯型データキャ
リアは、携帯型データキャリア自身を検出して待機状態
から読み書きのできる動作状態に移行するので、スイッ
チを押すなどの余分の動作が必要でなく、ただ携帯型デ
ータキャリアを非接触式読み取り書き込み機に近づける
だけでよい。また、消費電力の低減効果が大きいので自
動車への搭載やさらに低消費電力が望まれる電池式の機
器や携帯機器などへの応用が可能となる。さらに、読み
取り書き込み部分と非接触センサ部分とを一体化した構
成とすることにより、取り付けが容易であり、形状もコ
ンパクトで運送も容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図

【図２】本発明の他の実施例を示すブロック図

【図３】本発明によるアンテナと非接触センサの配置の
例を示す図

【図４】本発明による他のアンテナと非接触センサの配
置の例を示す図

【図５】本発明による非接触式読み取り書き込み機の一
実施例を示す斜視図

【図６】本発明による非接触式読み取り書き込み機の自
動車への取り付けの一例を示す図

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂアンテナ回路２駆動回路３変調回路４復調回路５制御回路６非接触センサ回路７通信回路８表示回路９電源回路１０携帯型データキャリア１１外部機器１２非接触式読み取り書き込み機１３アンテナ１４非接触センサ１５表示器１６取り付け穴１７ケーブル１８自動車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤井信彦大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2E250 AA02 AA03 AA21 BB08 BB35 BB57 BB65 CC11 CC25 DD02 FF08 FF26 FF35 HH02 JJ05 JJ44 LL01 SS00 TT01 UU03 5B058 CA15 CA22 KA40 YA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】携帯型データキャリアと通信するアンテ
ナ回路と、前記アンテナ回路をドライブする駆動回路
と、データ送受信のための変調回路と、復調回路と、前
記携帯型データキャリアとの通信状況を表示する表示回
路と、前記携帯型データキャリアの接近を検出する非接
触センサ回路と、前記データを外部機器と通信する通信
回路と、前記各回路を制御する制御回路と前記各回路に
給電する電源回路とからなり、前記非接触センサ回路が
前記携帯型データキャリアを検出すると待機状態の前記
制御回路を起動することを特徴とする非接触式読み取り
書き込み機。
【請求項２】非接触センサ回路が、光線を用いたセン
サを用いることを特徴とする請求項１記載の範囲の非接
触式読み取り書き込み機。
【請求項３】非接触センサ回路が、光線を用いた距離
検出型のセンサを用いることを特徴とする請求項１記載
の範囲の非接触式読み取り書き込み機。
【請求項４】非接触センサとアンテナの配置が近接し
ており、アンテナに対して非接触データキャリアを近づ
けるときに非接触センサが非接触データキャリアを検出
することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３記
載の範囲の非接触式読み取り書き込み機。
【請求項５】非接触センサがループ状のアンテナの中
に配置されることを特徴とする請求項１、請求項２、請
求項３、請求項４記載の範囲の非接触式読み取り書き込
み機。
【請求項６】非接触センサが間欠動作することを特徴
とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求
項５記載の範囲の非接触式読み取り書き込み機。
【請求項７】携帯型データキャリアの光線反射率が１
０％以上であることを特徴とする請求項１、請求項２、
請求項３、請求項４、請求項５、請求項６記載の範囲の
非接触式読み取り書き込み機。
【請求項８】非接触センサが非接触データキャリアの
近接を検出できる距離が非接触読み取り書き込み機の非
接触データキャリアとの通信距離を上回ることを特徴と
する請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項
５、請求項６、請求項７記載の範囲の非接触式読み取り
書き込み機。
【請求項９】非接触センサが非接触データキャリアを
検出した後、一定時間内で非接触式読み取り書き込み機
と携帯型データキャリアとの通信が成立しないとき、制
御回路が再び待機状態にもどることを特徴とする請求項
１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項
６、請求項７、請求項８記載の範囲の非接触式読み取り
書き込み機。
【請求項１０】非接触センサが非接触データキャリア
を検出した後、制御回路が待機状態から起動し、非接触
式読み取り書き込み機と携帯型データキャリアとの通信
が成立したとき、表示回路が通信の成立を表示すること
を特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項
４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項
９記載の範囲の非接触式読み取り書き込み機。