JP2017040075A - タグ装置及び認証システム - Google Patents

Abstract

【課題】電池の残存電力が尽きてタグ装置が動作できない状態になった場合においても、無線信号を送信可能なタグ装置、及びこのタグ装置を用いた認証システムを提供する。
【解決手段】この発明のハンズフリータグ１０において、送信手段は、予め設定されたユーザＩＤ情報を含むＲＦ信号を送信する。電池１４は、送信手段の駆動に必要な電力を送信手段に供給する。コンデンサ１５２は、電池１４から供給された電力を蓄える。電圧監視・遮断回路１５１は、電池１４の電圧と予め定められた基準電圧とに基づいて、電池１４とコンデンサ１５２とを遮断する。スイッチ１５３は、コンデンサ１５２と送信手段とを導通させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、非接触式の認証に用いられるタグ装置、及び認証システムに関する。

従来の非接触認証タグ装置は、固有の識別情報を記憶したタグ装置と、タグ装置の識別情報を読み取るリーダーと、を有する。タグ装置を所持した利用者がリーダーに接近すると、タグ装置は、リーダーから送信された起動信号を受信し、自身の記憶する識別情報を含む応答信号を返信する。リーダーは、受信した応答信号に含まれる識別信号と予め登録された情報とを照合し、認証処理を行う。

従来のタグ装置は、リーダーとの間で無線通信を行うためのタグ回路と、このタグ回路へと電力を供給する電池と、を内蔵している。タグ回路は、この電池から供給された電力を用いて駆動する。また、従来のタグ装置は、タグ回路と電池との間に電源供給切換部を介挿している。電源供給切換部は、電池の電圧が所定の電圧を下回った場合、電池からタグ回路への自動給電を停止させ、電池の消耗を小さくする。

さらに、電源供給切換部は、利用者が操作可能な電源スイッチを有する。従来のタグ装置は、電源スイッチがＯＮ操作された場合に、電池から電源スイッチを介してタグ回路へと電力を供給する。タグ回路は、この電力を用いて駆動し、応答信号を返信する。これにより、従来のタグ装置は、電池の電圧が所定の電圧を下回った場合でも認証を可能としている（例えば、特許文献１参照）。

一方、従来の充電機能付き電子キーは、一次電池と、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグと、蓄電装置と、を備える。電子キーは、一次電池を電源として、車両との間で無線通信を実行する。また、電子キーのＲＦＩＤタグは、外部リーダライタとの間で無線通信を行い、外部リーダライタから搬送波を受信する。ＲＦＩＤタグは、受信した搬送波の一部を余剰電力として蓄電装置に供給する。蓄電装置は、電気二重層等の蓄電装置であり、電子キーと車両との間で無線通信を数回実行するために必要な電力を蓄える。

従来の充電機能付き電子キーは、一次電池が電池切れになると、一次電池の代替電源として蓄電装置を使用し、車両との間で無線通信を実行する。従来の充電機能付き電子キーは、蓄電装置を代替電源として使用可能とすることで、電子キーの使用期間を延ばしている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１２−１６８７７２公報（段落０００２、００１４、００１７、００４４、００４５、及び図１から図３）

特開２０１３−１８５３４３号公報（段落０００７、００１４、００２２、００３０、００３５、００３６、及び図１）

特許文献１に係るタグ装置において、タグ回路は、電池の起電力を用いて駆動する。このため、電池の残存電力が尽きた時、タグ回路が動作できなくなってしまうという問題があった。

一方、特許文献２に係る電子キーは、一次電池が電池切れになると、蓄電装置から自動で給電される。このため、利用者は電池切れに気付き難く、電池切れの間も電子キーが勝手に応答して蓄電装置の電力を浪費する。よって、利用者が電池の交換を怠り、蓄電装置が蓄えていた電力も尽きた場合、電子キーは動作不能になってしまう。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電池の残存電力が尽きてタグ装置が動作できない状態になった場合においても、無線信号を送信可能なタグ装置、及びこのタグ装置を用いた認証システムを提供することを目的とする。

この発明に係るタグ装置は、予め設定された識別情報を含む無線信号を送信する送信手段と、送信手段の駆動に必要な電力を送信手段に供給する電池と、電池から供給された電力を蓄える蓄電手段と、電池の電圧と予め定められた基準電圧とに基づいて、電池と蓄電手段とを遮断する遮断手段と、蓄電手段と送信手段とを導通させるスイッチと、を備える。

この発明に係る認証システムは、この発明に係るタグ装置を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、電池の残存電力が尽きてタグ装置が動作できない状態になった場合においても、無線信号を送信可能なタグ装置、及びこのタグ装置を用いた認証システムを提供できる。

実施の形態１における入退室管理システムの構成を示すブロック図である。 実施の形態１におけるハンズフリータグの内部構成を示すブロック図である。 実施の形態１における応急運転用電源供給部の内部構成を示す回路図である。 実施の形態１における入退室管理システムの動作を説明するフローチャートである。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における入退室管理システムの構成を示すブロック図である。図１を用いて、実施の形態１におけるタグ装置及び認証システムを用いた入退室管理システムの構成について説明する。なお、本発明は、この実施の形態１の記述により限定されるものではない。

入退室管理システムは、図１に示すとおり、認証システム１と、電気錠２と、を備える。認証システム１は、ハンズフリータグ１０と、質問器２０と、ＩＤコントローラー３０と、を備える。認証システム１は、ＲＦＩＤ（無線通信による個体識別：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を用いて認証を行うシステムである。電気錠２は、図示しない出入口扉に設置される。

なお、質問器２０が有する後述のハンズフリーレシーバー２１は、ＩＤコントローラー３０とＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のケーブルで接続されている。ＩＤコントローラー３０は、電気錠２とＬＡＮ等のケーブルで接続されている。

ハンズフリータグ１０は、非接触式の応答器であり、認証の対象となる利用者に携行される。ハンズフリータグ１０は、複数の利用者の各々を一意に識別するために、固有の識別情報であるユーザＩＤ情報が予め設定され、記憶している。ハンズフリータグ１０は、いわゆるアクティブ型又はセミアクティブ型のＲＦＩＤタグである。

質問器２０は、ハンズフリータグ１０との間で無線通信を行い、ハンズフリータグ１０に記憶されたユーザＩＤ情報を取得する。ＩＤコントローラー３０は、質問器２０が取得したユーザＩＤ情報を用いて認証処理を行う。この認証処理において、ＩＤコントローラー３０は、例えば、取得したユーザＩＤ情報と予め登録されている情報とを照合する。ＩＤコントローラー３０にユーザＩＤ情報が予め登録されており、情報が一致した場合には、認証ＯＫとなる。一致しない場合には、認証ＮＧと判断される。ＩＤコントローラー３０は、認証ＯＫと判断した場合、電気錠２に対して解錠信号を出力する。これにより、入退室管理システムは、出入口扉に設置された電気錠２を解錠する。

次に、ハンズフリータグ１０と質問器２０の構成について説明する。質問器２０は、ハンズフリーレシーバー２１と、ハンズフリーアンテナ２２と、を備える。ハンズフリーレシーバー２１とハンズフリーアンテナ２２は、電気錠２が設置された出入口扉付近の壁等に設置されている。ハンズフリーレシーバー２１とハンズフリーアンテナ２２は、ＬＡＮ等のケーブルで接続されている。

なお、ＩＤコントローラー３０は、ハンズフリータグ１０との間で直接無線通信を行わないため、通常ＥＰＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｉｐｅ Ｓｐａｃｅ）等に設置される。

ハンズフリーレシーバー２１は、制御部２１１と、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）受信アンテナ２１２と、を有する。制御部２１１は、図示しないメモリに格納されているプログラムに従って演算を実行し、ハンズフリーレシーバー２１の動作を制御する。制御部２１１は、ハンズフリーレシーバー２１の全体の動作を制御する中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。また、制御部２１１は、ハンズフリーアンテナ２２に対して指令信号を出力し、ハンズフリーアンテナ２２の動作を制御する。

ＲＦ受信アンテナ２１２は、後述するＲＦ送信アンテナ１３が送信したＲＦ信号を受信する。制御部２１１は、受信したＲＦ信号からユーザＩＤ情報を取得し、ＩＤコントローラー３０にユーザＩＤ情報を出力する。

ハンズフリーアンテナ２２は、ＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）送信アンテナ２２１と、表示部２２２と、を有する。ＬＦ送信アンテナ２２１は、制御部２１１から入力された指令信号に従って駆動し、質問信号であるＬＦ信号を一定の周期で送信する。表示部２２２は、制御部２１１から入力された指令信号に従って、後述するスイッチ１５３が操作されたことを表示する。

ハンズフリータグ１０は、ＬＦ受信アンテナ１１と、制御部１２と、ＲＦ送信アンテナ１３と、電池１４と、応急運転用電源供給部１５と、を有する。ＬＦ受信アンテナ１１は、ＬＦ送信アンテナ２２１から送信されたＬＦ信号を受信する。受信されたＬＦ信号は、ＬＦ受信アンテナ１１から制御部１２へと送られる。

制御部１２は、図示しないメモリに格納されているプログラムに従って演算を実行し、ハンズフリータグ１０の動作を制御する。制御部１２は、ハンズフリータグ１０の全体の動作を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）である。制御部１２は、予め設定されメモリに記憶しているユーザＩＤ情報を含むＲＦ信号を生成する。ＲＦ送信アンテナ１３は、このＲＦ信号を応答信号として送信する。

電池１４は、ＲＦ送信アンテナ１３がＲＦ信号を送信する際に必要となる電力を制御部１２へと供給する。

応急運転用電源供給部１５は、詳細は後述するが、電池１４の残存電力が十分にある場合に、電池１４から供給された電力を蓄える。また、応急運転用電源供給部１５は、電池１４の残存電力が尽きた場合、電池１４の代わりに、蓄えておいた電力を制御部１２へと供給する。

なお、ＬＦ信号は、ＲＦ信号よりも低周波の無線信号である。ＲＦ信号は、ＬＦ信号よりも高周波の無線信号である。

図２は、ハンズフリータグ１０の内部構成を示すブロック図である。図２を用いて、ハンズフリータグ１０の内部構成を詳細に説明する。応急運転用電源供給部１５は、図２に示すとおり、電圧監視・遮断回路１５１と、コンデンサ１５２と、スイッチ１５３と、を備える。

電圧監視・遮断回路１５１は、電池１４とコンデンサ１５２との間の回路に設けられている。電圧監視・遮断回路１５１は、電池１４の電圧を常時監視しており、電池１４の電圧が予め定められた基準電圧（例えば、２．４Ｖ）を超えている場合、電池１４とコンデンサ１５２とを導通させ、コンデンサ１５２を充電する。電池１４の電圧が基準電圧を下回った場合、電圧監視・遮断回路１５１は、電池１４からコンデンサ１５２への電力の供給を遮断し、すなわち給電を自動的に停止する。

コンデンサ１５２は、電圧監視・遮断回路１５１を介して電池１４に接続されており、電池１４から供給された電力を充電する。コンデンサ１５２は、例えば、電気二重層コンデンサ等の蓄電手段である。コンデンサ１５２は、ＲＦ送信アンテナ１３がＲＦ信号を少なくとも１回送信するために必要な電力を蓄積可能である。コンデンサ１５２は、例えば、約０．３ｍＡ・ｓの電流を出力可能な容量を持つ。

スイッチ１５３は、コンデンサ１５２と制御部１２との間の回路に設けられている。スイッチ１５３は、ハンズフリータグ１０の利用者が操作可能なスイッチである。スイッチ１５３は、操作がされていない場合、このスイッチ１５３が有する接点を開放してコンデンサ１５２から制御部１２への電力の供給を遮断する。

また、スイッチ１５３は、操作がされた場合、このスイッチ１５３が有する接点を接続してコンデンサ１５２と制御部１２とを導通させ、コンデンサ１５２から制御部１２へと電力を供給させる。スイッチ１５３は、例えば、利用者に押下されている間だけＯＮとなり、利用者が指を離すことで自動的にＯＦＦに戻る押しボタンスイッチである。

制御部１２は、図２に示すとおり、受信部１２１と、送信部１２２と、送信判断部１２３と、を備える。受信部１２１には、ＬＦ受信アンテナ１１が受信したＬＦ信号が入力される。制御部１２は、受信部１２１に入力されたＬＦ信号を受けて、ユーザＩＤ情報を含むＲＦ信号を生成し、送信部１２２を駆動する。送信部１２２は、このＲＦ信号をＲＦ送信アンテナ１３から送信する。

送信判断部１２３は、スイッチ１５３が操作されコンデンサ１５２から電力が供給された場合に、コンデンサ１５２から電力の供給がなされたことを判断する。送信判断部１２３は、例えば、電池１４から直接給電される場合の経路とは異なる経路を介して電流が供給された場合に、この異なる経路を流れる電流を検出することで、コンデンサ１５２から電力が供給されたと判断する。送信判断部１２３は、例えば、スイッチ１５３がＯＮ操作されたときにスイッチ１５３から信号が入力され、この信号を検出することで、コンデンサ１５２から電力が供給されたと判断しても良い。

コンデンサ１５２から電力が供給された場合、送信判断部１２３は、送信部１２２に対し、ユーザＩＤ情報に加えて操作情報も含むＲＦ信号を送信するよう指令する。操作情報は、スイッチ１５３が操作されたことを示す情報である。

なお、実施の形態１において、送信部１２２、ＲＦ送信アンテナ１３、及び送信判断部１２３は、電池１４またはコンデンサ１５２から供給された電力を用いて駆動する。

なお、本発明における送信手段は、制御部１２の有する送信部１２２と、ＲＦ送信アンテナ１３と、を合わせたものを指す。

図３は、実施の形態１における応急運転用電源供給部の内部構成を示す回路図である。電池１４の正極側には、第１のダイオード１６のアノードが接続されている。第１のダイオード１６のカソード側は、制御部１２に接続されている。電池１４の負極側は、グランドに接続されている。

また、電池１４の正極側には、第１の抵抗１５１ａ及び第２の抵抗１５１ｂが直列に接続されている。第２の抵抗１５１ｂは、一端側が第１の抵抗１５１ａに接続され、他端側がグランドに接続されている。第１の抵抗１５１ａと第２の抵抗１５１ｂとの間には、トランジスタ１５１ｃのゲートが接続されている。

トランジスタ１５１ｃは、例えば、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の電界効果トランジシタである。トランジスタ１５１ｃのドレインは、電池１４の正極側に接続されている。トランジスタ１５１ｃのソースには、第２のダイオード１５１ｄのアノードが接続されている。

第２のダイオード１５１ｄのカソード側には、コンデンサ１５２の一端側が接続されている。コンデンサ１５２の他端側は、グランドに接続されている。

第２のダイオード１５１ｄのカソード側、及びコンデンサ１５２の一端側には、スイッチ１５３の一端側が接続されている。スイッチ１５３の他端側は、第３のダイオード１７のアノードに接続されている。また、第３のダイオード１７のカソード側は、制御部１２に接続されている。

電圧監視・遮断回路１５１は、図３に示すとおり、第１の抵抗１５１ａ、第２の抵抗１５１ｂ、トランジスタ１５１ｃ、及び第２のダイオード１５１ｄを有する。電池１４から電圧監視・遮断回路１５１にかかった電圧は、第１の抵抗１５１ａ及び第２の抵抗１５１ｂによって分圧された上で、トランジスタ１５１ｃのゲートにかかる。従って、第１の抵抗１５１ａ及び第２の抵抗１５１ｂにより分圧された結果の電圧が、トランジスタ１５１ｃのドレイン−ソース間に電流を流すために必要なゲート電圧の閾値Ｖｇｓより大きい場合、トランジスタ１５１ｃのドレインからソースへと電流が流れる。これにより、電池１４の電力は、電圧監視・遮断回路１５１を経由してコンデンサ１５２へと供給される。

一方、分圧された結果の電圧が閾値Ｖｇｓを下回った場合、トランジスタ１５１ｃのドレイン−ソース間には電流が流れない。このため、電圧監視・遮断回路１５１を経由したコンデンサ１５２への給電は、自動的に停止される。

なお、上記の予め定められた基準電圧とは、第１の抵抗１５１ａ及び第２の抵抗１５１ｂにより分圧された結果の電圧が閾値Ｖｇｓと一致するとき、このときに電池１４が有する電圧のことである。トランジスタ１５１ｃは、電圧監視・遮断回路１５１において、電池１４の電圧が基準電圧を下回った場合に電池１４からコンデンサ１５２への給電を自動的に停止する機能を実現する。

以下、電圧監視・遮断回路１５１の具体例について説明する。例えば、電池１４の初期電圧が３Ｖ、第１の抵抗１５１ａの抵抗値Ｒ１＝１００ｋΩ、第２の抵抗１５１ｂの抵抗値Ｒ２＝１００ｋΩ、送信部１２２及びＲＦ送信アンテナ１３を駆動するために必要な最低電圧が２．１Ｖであるとする。また、トランジスタ１５１ｃのゲート電圧の閾値Ｖｇｓ＝１．２Ｖとする。

電池１４の電圧が３Ｖのとき、トランジスタ１５１ｃのゲートには、第１の抵抗１５１ａと第２の抵抗１５１ｂとで分圧された結果の１．５Ｖがかかる。このため、トランジスタ１５１ｃがＯＮとなり、トランジスタ１５１ｃのドレイン−ソース間に電流が流れ、コンデンサ１５２に電荷が蓄積される。つまり、電池１４の電圧が初期電圧３Ｖから２．４Ｖに低下するまでの間は、トランジスタ１５１ｃのゲート電圧が１．２Ｖよりも大きいため、トランジスタ１５１ｃのドレインからソースへと電流が流れ、コンデンサ１５２が充電される。

一方、電池１４の電圧が２．４Ｖを下回った場合、トランジスタ１５１ｃのゲート電圧は、閾値Ｖｇｓ＝１．２Ｖを下回る。このため、トランジスタ１５１ｃがＯＦＦとなり、トランジスタ１５１ｃのドレイン−ソース間の電流が遮断され、電池１４からコンデンサ１５２への給電が自動的に停止される。これにより、電池１４の電圧が２．４Ｖを下回った後は、電池１４の電圧降下にかかわらず、コンデンサ１５２に蓄積された電荷が保持される。

なお、コンデンサ１５２への給電を停止した状態であっても、電池１４から第１のダイオード１６を介して制御部１２に給電がなされる。このため、送信部１２２及びＲＦ送信アンテナ１３は、電池１４の電力を用いて駆動できる。

そして、電池１４の電圧がさらに低下して２．１Ｖを下回り、残存電力が尽きた場合、送信部１２２及びＲＦ送信アンテナ１３は、電池１４から供給される電力によっては駆動できなくなる。このような場合であっても、コンデンサ１５２は、駆動に必要な最低電圧２．１Ｖ以上となる電力を充電している。このとき、利用者がスイッチ１５３をＯＮ操作すると、コンデンサ１５２は、スイッチ１５３と第３のダイオード１７を経由して制御部１２へと給電する。これにより、送信部１２２及びＲＦ送信アンテナ１３は、コンデンサ１５２から供給された電力を用いて駆動できる。

なお、第１の抵抗１５１ａ及び第２の抵抗１５１ｂにより分圧された結果の電圧が閾値Ｖｇｓと一致する場合、すなわち電池１４の電圧が上記の予め定められた基準電圧と一致する場合、電池１４は、コンデンサ１５２へ電力を供給する。

また、トランジスタ１５１ｃのゲート電圧の閾値Ｖｇｓは、１．２Ｖに限られない。第１の抵抗１５１ａの抵抗値Ｒ１と第２の抵抗１５１ｂの抵抗値Ｒ２との比は、閾値Ｖｇｓの値によって適宜変更すれば良い。

さらに、電圧監視・遮断回路１５１は、図３に示す回路に限られない。電圧監視・遮断回路１５１は、電池１４の電圧を監視し、電池１４の電圧降下の発生に応じてコンデンサ１５２への給電を自動的に停止することができれば、どのような回路であっても良い。

従って、上記において、予め定められた基準電圧は、第１の抵抗１５１ａ及び第２の抵抗１５１ｂにより分圧された結果の電圧が閾値Ｖｇｓと一致するとき、このときに電池１４が有する電圧であることを説明したが、これに限られるものではない。基準電圧は、送信部１２２及びＲＦ送信アンテナ１３を駆動するために必要な最低電圧よりも大きく、かつ、電池１４の初期電圧よりも小さい値であれば良い。そして、電圧監視・遮断回路１５１が、電池１４の電圧降下の発生に応じてコンデンサ１５２への給電を自動的に停止することができれば、基準電圧は、どのような値を用いても良い。

なお、第１のダイオード１６は、コンデンサ１５２からスイッチ１５３を経由して制御部１２に電力を供給する際に、電池１４に電流が逆流することを防ぐために設けられている。また、第３のダイオード１７は、電池１４から制御部１２に直接電力を供給する際に、スイッチ１５３が閉じられることでコンデンサ１５２に電流が逆流することを防ぐために設けられている。

図４は、実施の形態１における入退室管理システムの動作を説明するフローチャートである。図４を用いて、実施の形態１におけるタグ装置及び認証システムを用いた入退室管理システムの動作について説明する。

ステップＳＴ１において、ハンズフリーアンテナ２２は、質問信号であるＬＦ信号をＬＦ送信アンテナ２２１から一定の周期で送信する。

ステップＳＴ２において、ハンズフリータグ１０を携行する利用者が、ハンズフリーアンテナ２２の設置された出入口扉に近づく。ＬＦ送信アンテナ２２１の送信したＬＦ信号の到達する範囲内にハンズフリータグ１０が入った場合、ＬＦ受信アンテナ１１は、このＬＦ信号を受信する。受信されたＬＦ信号は、ＬＦ受信アンテナ１１から受信部１２１に入力される。

ステップＳＴ３において、電圧監視・遮断回路１５１は、電池１４の電圧が予め定められた基準電圧以上か否か判定する。電池１４の電圧が予め定められた基準電圧以上である場合（ステップＳＴ３でＹｅｓの場合）、ステップＳＴ４において、電圧監視・遮断回路１５１は、電池１４とコンデンサ１５２とを導通させ、コンデンサ１５２を充電する。

ステップＳＴ５において、制御部１２には、電池１４から電力が供給される。ステップＳＴ６において、制御部１２は、受信部１２１に入力されたＬＦ信号を受けて、自身が記憶するユーザＩＤ情報を含むＲＦ信号を生成する。ステップＳＴ７において、送信部１２２は、電池１４の電力を受けて駆動し、生成したＲＦ信号をＲＦ送信アンテナ１３から送信する。

ステップＳＴ８において、ハンズフリーレシーバー２１のＲＦ受信アンテナ２１２は、ＲＦ信号を受信する。制御部２１１は、受信したＲＦ信号からユーザＩＤ情報を取得し、ＩＤコントローラー３０に出力する。

ステップＳ９において、ＩＤコントローラー３０は、取得したユーザＩＤ情報を用いて認証処理を行う。ステップＳＴ９において、認証ＯＫと判断した場合、ステップＳＴ１０において、ＩＤコントローラー３０は、解錠信号を出力する。電気錠２は、ＩＤコントローラー３０からの解錠信号を受けて解錠される。これにより利用者は、出入口扉を通って入退室をすることができる。

一方、ステップＳＴ３でＮｏとなった場合、すなわち電池１４の電圧が予め定められた基準電圧を下回った場合、電池１４の残存電力が減少し、電圧降下が発生している。このため、ステップＳＴ１１において、電圧監視・遮断回路１５１は、電池１４からコンデンサ１５２への給電を自動的に停止し、コンデンサ１５２に蓄積された電荷の消耗を抑制する。

ステップＳＴ１２において、電池１４の電圧が、送信部１２２及びＲＦ送信アンテナ１３を駆動するために必要な最低電圧以上である場合（ステップＳＴ１２でＹｅｓの場合）、ステップＳＴ５に進む。ステップＳＴ５以降の動作は、上記のとおりである。

ステップＳＴ１２でＮｏの場合、すなわち電池１４の残存電力が尽きた場合、電池１４は、送信部１２２及びＲＦ送信アンテナ１３を駆動するために必要な残存電力を有していない。この場合、ステップＳＴ１３に進む。

ステップＳＴ１３において、スイッチ１５３がＯＮ操作された場合（ステップＳＴ１３でＹｅｓの場合）、ステップＳＴ１４に進む。ステップＳＴ１４において、コンデンサ１５２が、送信部１２２及びＲＦ送信アンテナ１３を駆動するために必要な電力を充電している場合（ステップＳＴ１４でＹｅｓの場合）、ステップＳＴ１５に進む。

ステップＳＴ１５において、コンデンサ１５２は、スイッチ１５３を介して制御部１２へと給電する。また、送信判断部１２３は、スイッチ１５３が操作されコンデンサ１５２から電力の供給がなされたと判断する。

ステップＳＴ１６において、制御部１２は、受信部１２１に入力されたＬＦ信号を受けて、自身が記憶するユーザＩＤ情報を含むＲＦ信号を生成する。また、送信判断部１２３は、送信部１２２に対し、ユーザＩＤ情報に加えて操作情報も含むＲＦ信号を送信するよう指令する。

ステップＳＴ１７において、送信部１２２は、コンデンサ１５２からの電力を受けて駆動し、生成したＲＦ信号をＲＦ送信アンテナ１３から送信する。そして、ステップＳＴ８に進み、ステップＳＴ８以降の動作は、上記のとおりである。

なお、この場合、ステップＳＴ８において、ハンズフリーレシーバー２１のＲＦ受信アンテナ２１２がＲＦ信号を受信したとき、制御部２１１は、受信したＲＦ信号から、ユーザＩＤ情報とともに操作情報を取得する。操作情報を取得すると、制御部２１１は、ハンズフリータグ１０でスイッチ１５３が操作され、コンデンサ１５２から供給された電力を用いてＲＦ信号を送信したと判断する。そして、制御部２１１は、ハンズフリーアンテナ２２の表示部２２２に対して指令信号を出力する。

表示部２２２は、制御部２１１から入力された指令信号に従って、ハンズフリータグ１０でスイッチ１５３が操作されたことを表示する。表示部２２２は、例えば、ＬＥＤ、豆電球等を点灯して、スイッチ１５３が操作されたことを表示する。表示部２２２は、例えば、液晶画面等のディスプレイ画面上に、スイッチ１５３が操作された旨の文字を表示しても良い。

一方、ステップＳＴ１３またはステップＳＴ１４でＮｏとなった場合、ステップＳＴ１８に進む。ステップＳＴ１８において、制御部１２には、電池１４からもコンデンサ１５２からも給電されない。このため、送信部１２２は駆動せず、ＲＦ送信アンテナ１３はＲＦ信号を送信しない。

以上において説明したとおり、実施の形態１のハンズフリータグ１０は、送信手段としての送信部１２２及びＲＦ送信アンテナ１３と、電池１４と、蓄電手段としてのコンデンサ１５２と、遮断手段としての電圧監視・遮断回路１５１と、スイッチ１５３と、を備える。ＲＦ送信アンテナ１３は、予め設定されたユーザＩＤ情報を含むＲＦ信号を送信する。電池１４は、送信部１２２及びＲＦ送信アンテナ１３の駆動に必要な電力を送信部１２２に供給する。コンデンサ１５２は、電池１４から供給された電力を蓄える。電圧監視・遮断回路１５１は、電池１４の電圧と予め定められた基準電圧とに基づいて、電池１４とコンデンサ１５２とを遮断する。スイッチ１５３は、コンデンサ１５２と送信部１２２とを導通させる。

このため、ハンズフリータグ１０は、電池１４の残存電力が尽き、電池１４の電力によっては制御部１２が動作できない状態になった場合においても、コンデンサ１５２が、送信手段の駆動に必要な電力を充電している。利用者がスイッチ１５３をＯＮ操作した場合、コンデンサ１５２は、スイッチ１５３を介して制御部１２へと給電する。ハンズフリータグ１０は、コンデンサ１５２の電力を用いて送信部１２２及びＲＦ送信アンテナ１３を駆動し、ＲＦ信号を送信できる。よって、電池１４が完全に切れた場合でも、ＩＤコントローラー３０での認証が可能となり、利用者が出入口扉から入退室することが可能になる。

また、例えば、外部リーダライタから受信した搬送波の一部を充電するような場合、装置構成が複雑になってしまう。これに対し、ハンズフリータグ１０は、電圧監視・遮断回路１５１やコンデンサ１５２等を設けるだけで良く、搬送波の一部を充電するような場合と比較して、安価な装置構成でコンデンサ１５２を充電等することができる。さらに、ハンズフリータグ１０は、簡易な装置構成でコンデンサ１５２を充電等することができるため、ハンズフリータグ１０全体として装置の大型化を抑制でき、すなわちハンズフリータグ１０の小型化が図れる。

コンデンサ１５２は、ＲＦ送信アンテナ１３がＲＦ信号を少なくとも１回送信するために必要な電力を蓄積可能な容量を持つ。このため、電池切れを起こした場合でも、ハンズフリータグ１０は、スイッチ１５３を操作することで、少なくとも１回ＲＦ信号を送信することができる。しばしば、交換用の電池は室内に保管されている、という状況がある。ハンズフリータグ１０は、少なくとも１回ＲＦ信号を送信し、認証処理を行うことができるため、利用者が出入口扉を通って入室し、電池切れとなった電池１４を室内に置いてある電池に交換することができる。

ハンズフリータグ１０は、電池１４の残存電力が十分な場合、送信部１２２及びＲＦ送信アンテナ１３が電池１４の電力を用いて駆動し、自動でＲＦ信号を送信する。このため、ハンズフリータグ１０は、特別な操作を行わなくとも認証が可能になるという利便性を利用者に提供できる。一方、電池切れの場合、利用者は、認証処理にあたり、必ずスイッチ１５３を操作する必要がある。このため、ハンズフリータグ１０は、スイッチ１５３を操作しなければ認証できなかったという事実をもって、利用者に電池切れを認識させ、電池１４の交換を促すことができる。

電圧監視・遮断回路１５１は、電池１４の電圧が基準電圧を超えている場合、電池１４とコンデンサ１５２とを導通させる。このため、電圧監視・遮断回路１５１は、電池１４の電力をコンデンサ１５２へと供給し、コンデンサ１５２を充電できる。

一方、電圧監視・遮断回路１５１は、電池１４の電圧が基準電圧を下回った場合、電池１４からコンデンサ１５２への電力の供給を遮断する。このため、電圧監視・遮断回路１５１は、電池１４からコンデンサ１５２への給電を自動的に停止し、コンデンサ１５２に蓄積された電荷の消耗を抑制できる。

なお、コンデンサ１５２への給電を停止した状態であっても、電池１４から第１のダイオード１６を介して制御部１２に給電がなされる。このため、コンデンサ１５２への給電を停止した状態であっても、送信部１２２及びＲＦ送信アンテナ１３は、電池１４の電力を用いて駆動できる。よって、ハンズフリータグ１０が自動でＲＦ信号を送信し、特別な操作を行わなくとも認証が可能になる、という利便性を維持できる。

スイッチ１５３は、コンデンサ１５２と送信部１２２との間の回路に設けられており、操作がされていない場合、コンデンサ１５２から送信部１２２への電力の供給を遮断する。一方、スイッチ１５３は、操作がされた場合、コンデンサ１５２と送信部１２２とを導通させる。

スイッチ１５３が操作されていない場合、コンデンサ１５２は、電圧監視・遮断回路１５１側の端子が常時開放されている。このため、ハンズフリータグ１０は、電池１４が電力を消耗しても、コンデンサ１５２に蓄積された電荷の消耗を抑制できる。一方、スイッチ１５３が操作された場合、コンデンサ１５２は、スイッチ１５３を経由して制御部１２へと電力を供給する。これにより、送信部１２２は、コンデンサ１５２からの電力を受けて駆動でき、ＲＦ送信アンテナ１３は、ＲＦ信号を送信できる。

実施の形態１の認証システム１は、実施の形態１におけるハンズフリータグ１０を備える。このため、認証システム１は、ハンズフリータグ１０の電池１４の残存電力が尽き、電池１４の電力によっては制御部１２が動作できない状態になった場合においても、ハンズフリータグ１０の利用者がＩＤコントローラー３０で認証を行うことが可能になる等、実施の形態１のハンズフリータグ１０により得られる利益を享受できる、という効果を奏する。

認証システム１は、ハンズフリータグ１０と、質問器２０と、を備える。ＲＦ送信アンテナ１３は、スイッチ１５３が操作された場合、スイッチ１５３が操作されたことを示す操作情報とユーザＩＤ情報とを含むＲＦ信号を送信する。質問器２０は、操作情報を含むＲＦ信号を受信した場合、スイッチ１５３が操作されたことを表示する。

このため、ハンズフリータグ１０の利用者は、質問器２０の表示を通じて、電池１４が電池切れを起こしていることを認識できる。よって、認証システム１は、ハンズフリータグ１０の利用者に電池切れを認識させ、電池１４の交換を促すことに関して、より一層効果的である。

実施の形態１において、表示部２２２は、ハンズフリーアンテナ２２に設けられ、制御部２１１から入力された指令信号に従って、ハンズフリータグ１０でスイッチ１５３が操作されたことを表示することとしたが、これに限られるものではない。

表示部２２２は、例えば、ハンズフリーレシーバー２１に設けられていても良い。また、表示部２２２は、ハンズフリーアンテナ２２でもハンズフリーレシーバー２１でもなく、例えば、出入口扉の付近の壁等に別途の装置として設けられていても良い。このような場合でも、スイッチ１５３が操作されたことを表示部２２２が表示すれば、ハンズフリータグ１０の利用者に電池切れを認識させ、電池１４の交換を促すことができるという効果を奏する。

また、実施の形態１における認証システムは、表示部２２２を設けることに限られず、ブザーやアラーム、音声などの音による報知手段であっても良く、手段は特に問わない。このような報知手段であっても、ハンズフリータグ１０の利用者に電池切れを認識させ、電池１４の交換を促すことに関して、より一層の効果が期待できる。

実施の形態１において、コンデンサ１５２は、例えば電気二重層コンデンサであるとしたが、これに限られるものではない。ＲＦ送信アンテナ１３がＲＦ信号を少なくとも１回送信するために必要な電力を蓄積可能であれば、コンデンサ１５２は、例えば、電解コンデンサであっても良い。電解コンデンサを使う場合には、電気二重層コンデンサを使う場合と比較して、ハンズフリータグ１０を低コストで実現することができる。

実施の形態１において、電池１４の電圧が予め定められた基準電圧以上である場合、電圧監視・遮断回路１５１は、電池１４とコンデンサ１５２とを導通させ、コンデンサ１５２を充電することとした。また、電池１４の電圧が基準電圧を下回った場合、電圧監視・遮断回路１５１は、電池１４からコンデンサ１５２への電力の供給を遮断し、給電を自動的に停止することとしたが、これに限られるものではない。

例えば、電池１４の電圧が基準電圧と一致する場合、電池１４は、コンデンサ１５２への給電を停止することとしても良い。すなわち、電池１４の電圧が基準電圧よりも大きい場合、電圧監視・遮断回路１５１は、電池１４とコンデンサ１５２とを導通させ、コンデンサ１５２を充電する。また、電池１４の電圧が基準電圧以下となった場合、電圧監視・遮断回路１５１は、電池１４からコンデンサ１５２への給電を自動的に停止する。この場合においても、ハンズフリータグ１０は、電池１４の電圧が基準電圧と一致する場合に電池１４からコンデンサ１５２へ電力を供給するものと同様の効果を奏することができる。

実施の形態１において、電池１４の電圧が、送信部１２２及びＲＦ送信アンテナ１３を駆動するために必要な最低電圧以上である場合、電池１４から制御部１２に電力を供給することとした。また、電池１４の電圧が、駆動に必要な最低電圧を下回った場合、図４のステップＳＴ１３に進み、スイッチ１５３が操作されたか否か判断されることとしたが、これに限られるものではない。

例えば、電池１４の電圧が駆動に必要な最低電圧と一致する場合、ステップＳＴ１３に進み、スイッチ１５３が操作されたか否か判断することとしても良い。すなわち、電池１４の電圧が、駆動に必要な最低電圧よりも大きい場合、電池１４から制御部１２に電力を供給する。また、電池１４の電圧が、駆動に必要な最低電圧以下である場合、ステップＳＴ１３に進み、スイッチ１５３が操作されたか否か判断される。この場合においても、ハンズフリータグ１０は、電池１４の電圧が駆動に必要な最低電圧と一致する場合に電池１４から制御部１２へ電力を供給するものと同様の効果を奏することができる。

実施の形態１のハンズフリータグ１０は、遮断手段として電圧監視・遮断回路１５１を備えることとしたが、これに限られるものではない。遮断手段は、電圧監視・遮断回路１５１のような回路で構成されていなくても、例えば、ソフトウェア処理等により同様の機能を実現しても良い。

実施の形態１においては、電気錠２の解錠を制御する入退室管理システムに適用する場合を説明したが、これに限られるものではない。ハンズフリータグ１０や認証システム１は、これ以外のシステムにも適用できるものである。

なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせたり、一部を省略したりするなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することも可能であることは言うまでもない。

１ 認証システム、１０ ハンズフリータグ、１１ ＬＦ受信アンテナ、１２ 制御部、１２１ 受信部、１２２ 送信部、１２３ 送信判断部、１３ ＲＦ送信アンテナ、１４ 電池、１５ 応急運転用電源供給部、１５１ 電圧監視・遮断回路、１５２ コンデンサ、１５３ スイッチ、２０ 質問器、２１ ハンズフリーレシーバー、２１１ 制御部、２１２ ＲＦ受信アンテナ、２２ ハンズフリーアンテナ、２２１ ＬＦ送信アンテナ、２２２ 表示部、３０ ＩＤコントローラー

Claims (7)

1. 予め設定された識別情報を含む無線信号を送信する送信手段と、
   前記送信手段の駆動に必要な電力を前記送信手段に供給する電池と、
   前記電池から供給された電力を蓄える蓄電手段と、
   前記電池の電圧と予め定められた基準電圧とに基づいて、前記電池と前記蓄電手段とを遮断する遮断手段と、
   前記蓄電手段と前記送信手段とを導通させるスイッチと、
   を備えたタグ装置。
2. 前記蓄電手段は、前記送信手段が前記無線信号を少なくとも１回送信するために必要な電力を蓄積可能である
   ことを特徴とする請求項１に記載のタグ装置。
3. 前記遮断手段は、前記電池の電圧が前記基準電圧を下回った場合、前記電池から前記蓄電手段への電力の供給を遮断する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のタグ装置。
4. 前記遮断手段は、前記電池の電圧が前記基準電圧を超えている場合、前記電池と前記蓄電手段とを導通させる
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のタグ装置。
5. 前記スイッチは、前記蓄電手段と前記送信手段との間の回路に設けられ、前記スイッチが操作されていない場合、前記蓄電手段から前記送信手段への電力の供給を遮断し、前記スイッチが操作された場合、前記蓄電手段と前記送信手段とを導通させる
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のタグ装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のタグ装置
   を備えたことを特徴とする認証システム。
7. 前記無線信号を受信する質問器を備え、
   前記送信手段は、前記スイッチが操作された場合、前記スイッチが操作されたことを示す操作情報と前記識別情報とを含む前記無線信号を送信し、
   前記質問器は、前記操作情報を含む前記無線信号を受信した場合、前記スイッチが操作されたことを報知する
   ことを特徴とする請求項６に記載の認証システム。

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