JP2011170710A

JP2011170710A - Ｉｃカードリーダ

Info

Publication number: JP2011170710A
Application number: JP2010035202A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Komura; 晃弘小村; Norihiro Mayumi; 徳浩真弓
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2010-02-19
Filing date: 2010-02-19
Publication date: 2011-09-01
Also published as: CN102163270A

Abstract

【課題】簡単な装置構成で、ＩＣカードとの非接触通信における待機電力を低減させることが可能なＩＣカードリーダを提供する。
【解決手段】本ＩＣカードリーダ１０は、ＩＣカード２０との間で非接触通信を行うＩＣカードリーダであって、省電力に関する動作モードを設定する動作モード設定部１６と、動作モード設定部１６により省電力モードが設定された場合、非接触通信信号を送信するアンテナ１１の動作を定期的に停止するよう制御するアンテナ動作制御部１７と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、非接触でＩＣカードとの間で通信を行うＩＣカードリーダに関するものである。

従来、非接触ＩＣカードリーダ（以下、単にＩＣカードリーダという）と非接触ＩＣカード（以下、単にＩＣカードという）との間で、様々な非接触通信が行われている。非接触通信は、課金システム、施錠システム、認証システム、電力伝送システムなど、様々な用途で利用されている。

上記のＩＣカードリーダは、ＩＣカードとの通信を開始するために、ポーリング処理によりＩＣカードを検知するための検知信号を送信している。この検知信号の送信は、通信の対象となるＩＣカードが検知されるまで継続される。そして、例えばＩＣカードの保有者がＩＣカードをＩＣカードリーダにかざして、両者の距離がある一定距離以下となった場合に、ＩＣカードはＩＣカードリーダからの検知信号を受信する。ＩＣカードがこの検知信号を受信すると、ＩＣカードリーダとＩＣカードの間で通信が開始される。なお、ポーリング処理を含む両者間での通信の通信方式は、ＩＣカードの種類により異なる。

従来のＩＣカードリーダとして、ポーリング処理において、通信の対象となるＩＣカードの通信方式として検出された回数が多い通信方式から順に、複数種類の通信方式による応答確認用の通信信号をＩＣカードに送信するものが知られている。これにより、ポーリング処理に用いられる通信方式と通信頻度が高いＩＣカードの通信方式とが早いタイミングで一致する確率が高められる結果、通信頻度が高いＩＣカードの通信方式の検出効率を向上させることができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１３６４７６号公報

しかしながら、ＩＣカードリーダの周囲にＩＣカードが長時間接近しないなど、非接触通信が長時間開始されない場合には、ＩＣカードリーダは不要な検知信号を送信し続けることになり、ＩＣカードを検知するまでの消費電力（以下、待機電力ともいう）が大きくなってしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ＩＣカードとの非接触通信における待機電力を低減させることが可能なＩＣカードリーダを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、第１の発明のＩＣカードリーダは、ＩＣカードとの間で非接触通信を行うＩＣカードリーダであって、省電力に関する動作モードを設定する動作モード設定部と、動作モード設定部により省電力モードが設定された場合、非接触通信信号を送信するアンテナの動作を定期的に停止するよう制御するアンテナ動作制御部と、を備える。

また、第２の発明のＩＣカードリーダは、動作モード設定部が、あらかじめ設定された時刻に応じて動作モードを設定する。

また、第３の発明のＩＣカードリーダは、動作モードを切り替える動作モード切替スイッチを備え、動作モード設定部が、動作モード切替スイッチによる切り替えに応じて、動作モードを設定する。

また、第４の発明のＩＣカードリーダは、人を検知する人感センサを備え、アンテナ動作制御部が、人感センサにより人が検知された場合、アンテナの動作を停止する周期を短縮する。

また、第５の発明のＩＣカードリーダは、動作モード設定部により省電力モードが設定されていることを報知する報知部を備える。

本発明によれば、ＩＣカードとの非接触通信における待機電力を低減させることが可能である。

本発明の実施形態にかかるセキュリティ管理システムの構成の一例を示す図である。本発明の実施形態にかかる各動作モードを説明するための図であり、（ａ）通常モードの場合、（ｂ）省電力モードの場合を示している。本発明の実施形態にかかる各動作モードでのアンテナを流れる電流波形の一例を示す図であり、（ａ）通常モードの場合、（ｂ）省電力モードの場合を示している。本発明の実施形態にかかる各動作モードでのアンテナの動作状況の一例を示す図であり、（ａ）通常モードの場合、（ｂ）省電力モードの場合を示している。本発明の実施形態の変形例１にかかる人感センサを備えたセキュリティ管理システムの構成の一例を示す図

本発明の実施形態のＩＣカードリーダについて、図面を参照しながら以下に説明する。

本実施形態では、ＩＣカードリーダと、ＩＣカードリーダとの間で様々な通信を行うＩＣカードと、を有する非接触通信システムが構成される。この非接触通信システムは、所定の料金決済処理を行う課金システム、扉等の施錠／開錠を行うセキュリティ管理システム、特定の人の認証を行う認証システム、などに利用される。本実施形態では、一例として、非接触通信システムをセキュリティ管理システムであるものと想定して説明する。

図１は、本実施形態におけるセキュリティ管理システムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示すセキュリティ管理システム１は、ＩＣカードリーダ１０とＩＣカード２０とを備える。ＩＣカードリーダ１０は、アンテナ１１と、通信処理部１２と、制御部１３と、設定スイッチ１４と、報知部１５を備える。また、通信処理部１２は、Ａ方式無線部１２ａ、Ｂ方式無線部１２ｂ、Ｃ方式無線部１２ｃの各無線部を備える。また、制御部１３は、動作モード設定部１６、アンテナ動作制御部１７を備える。さらに、ＩＣカードリーダ１０は、出入り口の扉等の施錠／開錠を行う電気錠３０に接続される。ＩＣカードリーダ１０は、通常、１つの扉につき１つ設置される。

ＩＣカードリーダ１０とＩＣカード２０との間では、非接触通信が行われる。例えば、ＩＣカードリーダ１０は、内蔵されたアンテナ１１を介して、ＩＣカード２０との間で電磁誘導による電波を送受信し、ＩＣカード２０に記憶させた情報を制御部１３により読み取る。

アンテナ１１は、ＩＣカード２０のアンテナ（不図示）との間で、非接触通信用の通信信号の通信（送信、受信の少なくとも一方）を行う。

通信処理部１２は、１つ以上の通信方式に対応し、制御部１３からの制御信号に応じて、特定の通信方式による非接触通信を実行する。Ａ方式無線部１２ａは、例えばＩＳＯ１４４４３のＴＹＰＥ＿Ａにより規定されているＡ方式の通信方式による通信処理を行う。Ｂ方式無線部１２ｂは、例えばＩＳＯ１４４４３のＴＹＰＥ＿Ｂにより規定されているＢ方式の通信方式による通信処理を行う。Ｃ方式無線部１２ｃは、例えばＡ方式、Ｂ方式のいずれとも異なるＣ方式の通信方式による通信処理を行う。なお、ここでは通信処理部１２が実行可能な通信方式は３方式としたが、１つ、２つ、または４つ以上の通信方式を考慮してもよい。複数の無線部１２ａ〜１２ｃを設けた場合には、ＩＣカード２０の通信方式を広く受け入れることができ、利便性が向上する。

制御部１３は、ＩＣカードリーダ２０全体の動作を制御する。
例えば、制御部１３は、通信処理部１２を制御し、省電力化に関する動作モードを設定する動作モード設定部１６を有する。動作モードとしては、アンテナ１１の動作を継続的に行う通常モード、アンテナ１１の動作を定期的に停止する省電力モード、などが考えられる。

実際には、制御部１３が有するタイマ（不図示）により設定時刻となったことを検出したとき、制御部１３は、好適な動作モードを設定することができる。例えば、ＩＣカードリーダ２０が一般オフィスに設置された場合、一般オフィスでは夜間時間帯での施錠／開錠の操作回数は少なく、日中時間帯での操作回数が多くなる。そこで、日中時間帯から夜間時間帯になるときに、通常モードから省電力モードへ動作モードを遷移することで、より省電力化を図ることができる。逆に、夜間時間帯から日中時間帯になるときに、省電力モードから通常モードへ動作モードを遷移することで、動作性を向上させることができる。なお、動作モードを遷移する時刻は、あらかじめ設定されてもよい。このように、設定時刻に応じて動作モードを遷移することで、特にあらかじめ人の多い時間帯を推測しやすいオフィスビル等で、省電力性と動作性の両立を図ることができる。

また、制御部１３は、動作モード設定部１６により省電力モードが設定された場合、アンテナ１１の動作を定期的に停止するよう制御するアンテナ動作制御部１７を有する。
なお、「アンテナ１１の動作を定期的に停止するよう制御する」とは、アンテナ１１への給電を停止すること、アンテナ１１へ給電はされるが、その後通信処理部１２によりアンテナ１１を介した通信信号の通信は行わないこと、の双方を含む。

また、制御部１３は、通信処理部１２によって、ＩＣカード２０からアンテナ１１を介して識別情報（例えばユーザＩＤ）を読み出す。そして、この識別情報に基づいて、正当な識別情報である場合には制御信号を電気錠３０へ出力して扉を開錠し、不当な識別情報である場合には制御信号を報知部１５へ出力して管理者へ知らせることができる。

設定スイッチ１４は、動作モードを切り替えるスイッチ（省電力スイッチなど）である。また、設定スイッチ１４は、当該スイッチへのユーザの操作入力に応じた設定情報を制御部７へ出力する。例えば、スイッチ操作に応じて動作モードを切り替えられたことを示す設定情報が、制御部１３の動作モード設定部１６へ出力される。このとき、動作モード設定部１６は、設定スイッチ１４からの設定情報（スイッチの切り替え情報）に応じて、通常モードから省電力モード、もしくは、省電力モードから通常モードへ動作モードを遷移させる。設定スイッチ１４を用いることで、ユーザが意図したときに任意に動作モードを設定することが可能である。

報知部１５は、各種情報をユーザ、管理者へ報知する。例えば、報知部１５は、現在、動作モードが省電力モードに設定されていることを、音声、音楽等の音情報や、視認可能な表示情報により、ＩＣカード２０を保持するユーザへ報知する。また、報知部１５は、ＩＣカードリーダ１０の管理を行う管理者へ報知すべく、報知情報を外部装置へ送信するようにしてもよい。なお、報知部１５は、通常モードに設定されていることを報知することも当然できる。これにより、ユーザは視覚的又は聴覚的に設定された動作モードを容易に認識することができる。

次に、ＩＣカードリーダ１０によるアンテナ動作制御について説明する。
まず、通信処理部１２が無線部１２ａないし１２ｃのいずれか１つだけを有し、１つの通信方式による通信を行うことを想定する。

図２は、各動作モード（通常モード及び省電力モード）を説明するための図である。図２（ａ）に示す通常モードでは、時間帯によらず常にアンテナ１１が動作している状態となる（図２（ａ）における白塗部分）。一方、図２（ｂ）に示す省電力モードでは、所定時間帯（例えば７：００〜１９：００）には常にアンテナ１１が動作している状態（図２（ｂ）における白塗部分）となり、この所定時間帯以外（例えば１９：００〜７：００）には定期的にアンテナ１１の動作が停止している状態（図２（ｂ）における斜線部分）となる。アンテナ１１が動作している状態では、ＩＣカードリーダ１０はＩＣカード２０に対して検知信号の送信（つまり、ＩＣカードリーダ１０の周囲に送信要求のあるＩＣカード２０が存在するか否かを確認するポーリング）を行っており、アンテナ１１が非動作の状態では、ポーリングを行っていない。

図３は、各動作モードでのアンテナ１１を流れる電流波形の一例を示す図である。ここでは、アンテナ１１を流れる電流（平均電流、最低電流）を考慮している。図３（ａ）に示す通常モードでは、所定期間Ｔにおける平均電流がα、最低電流がγ程度である。一方、図３（ｂ）に示す省電力モードでは、所定期間Ｔにおける平均電流がβ（α＞β）、最低電流がγ程度である。つまり、省電力モードの方が通常モードよりも消費電力が抑えられている。なお、最低電流γは、通常モードであるか省電力モードであるかに関係なく、ＩＣカードリーダ１０本体が電源ＯＮである限り消費する電流を示す。

また、省電力モードでは、アンテナ１１が動作している期間Ｔ１（例えば、２００ｍｓ）と、アンテナ１１が動作していない期間Ｔ２（例えば、８００ｍｓ）とがある。Ｔ１期間及びＴ２期間は、任意の長さである。ただし、Ｔ１期間は、ＩＣカードリーダ１０が、Ｔ１期間の始期に検知信号を受信したＩＣカード２０との間で、施錠／開錠を行うための所定の認証処理が完了可能な長さに設定される。アンテナ動作制御部１７は、省電力モードにおいてＴ１期間とＴ２期間とが交互に繰り返すよう制御する。

このように、Ｔ１期間とＴ２期間とを繰り返すよう制御することで、省電力モードでの待機電力を通常モードでの待機電力の４０％程度に抑制することができる。特に、ＩＣカードリーダ１０が設置される扉数が多いオフィス等では、大幅に待機電力を低減させることができる。

次に、通信処理部１２が無線部１２ａ〜１２ｃの３つの無線部を有し、３つの通信方式による通信が可能であることを想定する。

図４は、各動作モードでのアンテナ１１の動作状況の一例を示す図である。図４（ａ）に示す通常モードでは、通信処理部１２は、制御部１３からの制御信号に応じて、通信方式を順次変更して非接触通信を行う。なお、各通信方式による通信が可能な期間は、図３（ｂ）と同様に、所定の認証処理に最低必要な期間よりも長い期間Ｔ１である。

一方、図４（ｂ）に示す省電力モードでは、通信処理部１２が通信方式を順次変更して非接触通信を行う期間（つまりアンテナ１１が動作している期間Ｔ３）と、通信処理部１２による非接触通信が不可能である期間（つまりアンテナ１１が動作していない期間Ｔ４）とがある。なお、期間Ｔ３における各通信方式による通信が可能な期間は、図４（ａ）と同様に、所定の認証処理に最低必要な期間よりも長い期間Ｔ１である。また、アンテナ１１が動作していない期間Ｔ４は、期間Ｔ２と同じであってもよいし、異なっていても良い。アンテナ動作制御部１７は、省電力モードにおいてＴ３期間とＴ４期間とが交互に繰り返すよう制御する。

（変形例１）
図１の非接触通信システム１のＩＣカードリーダ１０は、人の存在を検知する人感センサを備えてもよい。図５は、人感センサを備えた非接触通信システムの構成の一例を示すブロック図である。図５に示す人感センサ１８としては、赤外線、超音波等を用いたセンサが考えられる。

ＩＣカードリーダ１０は、動作モード設定部１６により省電力モードが設定されている状態で、人感センサ１８により人を検知した場合、アンテナ動作制御部１７がアンテナ１１の動作を停止する周期を短縮する。例えば、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示したアンテナ１１が動作している期間Ｔ１、Ｔ３を可能な限り短くしたり、アンテナ１１が動作していない期間Ｔ２、Ｔ４を短くしたりすることで、アンテナ１１の動作を停止する周期を短縮する。これにより、省電力化を図りつつ、夜間等人の少ない時間帯に巡回員や清掃員が所定の認証処理を行い易くすることができる。

（変形例２）
先に説明したＩＣカード２０としては、電源を備えてない構成を想定した。このＩＣカード２０は、ＩＣカードリーダ１０から電力供給を受けて非接触通信を行うものである。このようなＩＣカード２０以外であって、電源を備えて自発的に非接触通信を開始することができるＩＣタグを想定してもよい。つまり、本実施形態のＩＣカード２０には、ＩＣタグを含めてもよい。この場合、ＩＣタグの省電力化を図ることもできる。

このような本実施形態のＩＣカードリーダ１０によれば、ＩＣカード２０との非接触通信における待機電力を低減させることが可能である。特に、ＩＣカード２０を検知するための特別なセンサを設けずに、簡単な装置構成で、待機電力を低減させることが可能である。

さらに、ＩＣカードリーダ１０が仮に待機電力を省電力化するために検知信号の送信を一切停止してしまうと、ＩＣカードが接近したときに非接触通信を開始することができない。セキュリティ管理システムでは、基本的に２４時間３６５日稼動をする必要があるため、省電力化とセキュリティの向上の両立が求められる。本実施形態のセキュリティ管理システム１によれば、ＩＣカードリーダ１０のアンテナ１１が定期的に動作したり動作を停止したりするので、省電力性と動作性の両立を図ることができる。

１セキュリティ管理システム
１０ＩＣカードリーダ
１１アンテナ
１２通信処理部
１３制御部
１４設定スイッチ
１５報知部
１６動作モード設定部
１７アンテナ動作制御部
１８人感センサ
２０ＩＣカード
３０電気錠

Claims

ＩＣカードとの間で非接触通信を行うＩＣカードリーダであって、
省電力に関する動作モードを設定する動作モード設定部と、
前記動作モード設定部により省電力モードが設定された場合、非接触通信信号を送信するアンテナの動作を定期的に停止するよう制御するアンテナ動作制御部と、
を備えるＩＣカードリーダ。
請求項１に記載のＩＣカードリーダであって、
前記動作モード設定部は、あらかじめ設定された時刻に応じて前記動作モードを設定するＩＣカードリーダ。
請求項１または２に記載のＩＣカードリーダであって、更に、
前記動作モードを切り替える動作モード切替スイッチを備え、
前記動作モード設定部は、前記動作モード切替スイッチによる切り替えに応じて、前記動作モードを設定するＩＣカードリーダ。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＩＣカードリーダであって、更に、
人を検知する人感センサを備え、
前記アンテナ動作制御部は、前記人感センサにより人が検知された場合、前記アンテナの動作を停止する周期を短縮するＩＣカードリーダ。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＩＣカードリーダであって、更に、
前記動作モード設定部により省電力モードが設定されていることを報知する報知部を備えるＩＣカードリーダ。