JPH09231427A - 入出管理用非接触識別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】パッシブ電源方式の応答器でも十分な距離で検
知でき、しかも入出の方向を検出できる簡単な構成の入
出管理用非接触識別装置の提供。 【解決手段】入用アンテナ１及び出用アンテナ２は、い
ずれも質問電波の送信及び応答器の応答電波の受信をす
るループアンテナである。人、動物、物等の識別対象物
に応答器を保持させ、その識別対象物に両アンテナのル
ープ内を通過させるように両アンテナを配置する。両ア
ンテナの出力を減算することにより、両アンテナの開口
面積が広くても雑音を相殺できるようにする。入用アン
テナ１及び出用アンテナ２の間隔ａを60cm程度とり、一
方のアンテナを通過してから他方のアンテナを通過する
までに時間が掛かるようにする。どちらのアンテナの出
力から先に対象物の識別符号を識別したかを調べること
により、対象物の移動方向がわかる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、安全管理や秘密保
持の必要性から特定の建物、部屋などへ入り又は該建
物、部屋などから退出する人、動物又は物を識別する装
置に関し、特に質問電波により質問をしたとき、固有の
識別符号を表す応答電波で該質問に対し応答をするカー
ド形等の応答器を人、動物又は物に保持させ、該応答器
に接触することなく該応答器を識別するようにした入出
管理用非接触識別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の入出管理用非接触識別装
置は、本願出願人の日本アビオニクス株式会社、技術誌
編集委員会から平成７年３月３１日付で発行されたＡｖ
ｉｏ技報、Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．１，１９９５のｐｐ．
３０−３４に掲載された「入退室管理システムの開発」
と題する技術報告により開示されている。この技術報告
で報告された入出管理用非接触識別装置は、ＲＦＩＤカ
ードと称する応答器に対し、リーダと称する質問器から
質問電波で質問をし、質問器では応答器から応答電波を
受け、応答電波に乗せられた識別情報を識別することに
より、応答器に接触することなく、応答器の識別情報を
識別する。質問器及び応答器はそれぞれアンテナを備
え、電磁誘導により電波の送受をする。質問器のアンテ
ナはループアンテナである。質問器及び応答器の送受電
波のキャリア周波数は１２５ＫＨｚである。応答器は、
質問電波のエネルギを電源として利用するので、格別の
電源を必要としない。したがって、応答器の電源方式は
パッシブ電源方式である。このような応答器として用い
られる装置としては、特公昭６２−４３２３８の「信号
識別装置」がある。この「信号識別装置」では、コイル
でアンテナを構成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来の入出管理
用非接触識別装置では、応答器がパッシブ電源方式を採
用しているで、検知距離が短い。質問器のループアンテ
ナの開口面積を大きくすれば、受信信号レベルを増大で
きるが、ループアンテナの開口面積を大きいと、受信信
号に含まれる雑音も増大し、受信信号の信号対雑音比
（Ｓ／Ｎ比）を改善できず、結局検知距離を増大できな
い。ループアンテナの巻数を増やしても同様である。

【０００４】また、前述の従来の入出管理用非接触識別
装置では、応答器の識別情報は識別できるが、応答器の
移動方向を判別するには、すなわち応答器を保持した人
などが出入口から入ったのか出たのかを判別するには別
の工夫が必要となる。出入口における進行方向を判別す
るには、例えばつぎの方式が考えられる。まず、第１の
方式として、従来の入出管理用非接触識別装置を２台備
え、第１の入出管理用非接触識別装置と第２の入出管理
用非接触識別装置とのどちらが先に同じ識別情報を検出
したかにより、入退出を判定する方式が考えられる。ま
た、第２の方式として、前述の入出管理用非接触識別装
置を１台備え、それとは別に被識別者の進行方向を検出
するために複数の赤外線検出素子を進行方向に平行に通
路の壁面に備える方式が考えられる。複数の赤外線検出
素子の検出順序から被識別者の進行方向を検知しようと
するものである。ところが、上記の第１又は第２のいず
れの方式でも、１台の入出管理用非接触識別装置の他に
別の装置の付加を必要とするから、装置全体として高価
になる。

【０００５】そこで、本発明の目的は、パッシブ電源方
式の応答器でも十分な距離で検知でき、しかも入出の方
向を検出できる簡単な構成の入出管理用非接触識別装置
の提供にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は次の手段を提供する。

【０００７】人、動物又は物が通過する出入口又は通
路の近傍に設けられたアンテナを有し、該人、動物又は
物に保持されているカード形等の小さい形の応答器に対
し前記アンテナから質問電波を放射することにより質問
をし、該応答器が自らに固有の識別符号を表す応答電波
で前記質問に対し応答をするとき、該応答電波を前記ア
ンテナで受信し、該応答電波で表される前記識別符号に
対応する前記人、動物又は物を識別する入出管理用非接
触識別装置において、前記アンテナは、前記出入口又は
前記通路における前記人、動物又は物の進行方向に互い
に間隔を隔てて、前記人、動物又は物がそれぞれのルー
プ内を通過するように配置された第１及び第２のループ
アンテナでなり、前記第１のループアンテナの出力と前
記第２のループアンテナの出力との差の信号を生成する
第１の減算回路と、前記第２のループアンテナの出力と
前記第１のループアンテナの出力との差の信号を生成す
る第２の減算回路と、前記第１の減算回路の出力を復調
する第１の復調回路と、前記第２の減算回路の出力を復
調する第２の復調回路と、前記第１及び第２の復調回路
の出力を識別し、該第１の復調回路の出力を識別して認
識した識別符号を第１の識別符号とし、該第２の復調回
路の出力を識別して認識した識別符号を第２の識別符号
とするとき、該第１の識別符号と該第２の識別符号とが
同じであり、該第１の識別符号を識別してから後に該第
２の識別符号を識別したときには前記人、動物又は物は
前記第１のループアンテナから前記第２のループアンテ
ナへ向かう方向に移動し、該第２の識別符号を識別して
から後に該第１の識別符号を識別したときには前記人、
動物又は物は前記第２のループアンテナから前記第１の
ループアンテナへ向かう方向に移動したと判断する手段
とを備えてなることを特徴をする入出管理用非接触識別
装置。

【０００８】前記第１のアンテナによる前記応答電波
の受信可能領域であって、前記第２のアンテナによる前
記応答電波の受信可能領域外の領域をＡ、前記第１のア
ンテナによる前記応答電波の受信可能領域であって、し
かも前記第２のアンテナによる前記応答電波の受信可能
領域をＢ、前記第２のアンテナによる前記応答電波の受
信可能領域であって、前記第１のアンテナによる前記応
答電波の受信可能領域外の領域をＣとするとき、該領域
Ｂは前記第１及び第２のループアンテナのループ面で挟
まれた空間の一部分であることを特徴とする上記に記
載の入出管理用非接触識別装置。

【０００９】前記第１及び第２のループアンテナはい
ずれも縦長の長方形のループ面を有し、該第１及び第２
のループアンテナの該ループ面は互いに平行であり、該
ループ面は前記進行方向にほぼ直交していることを特徴
をする上記又はに記載の入出管理用非接触識別装
置。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を挙
げ、本発明を一層詳しく説明する。

【００１１】図１は本発明の実施の形態の概念を説明す
るためのループアンテナと応答電波の受信可能領域とを
示す斜視図、図２はその実施の形態の概念を説明するた
めのループアンテナと応答電波の受信可能領域とを示す
平面図、図３はその実施の形態の構成を示すブロック
図、図４は図１，２における各受信可能領域における受
信信号レベルを示す図である。

【００１２】図３に示すように、この実施の形態は、入
用アンテナ１と、出用アンテナ２と、減算回路３，４
と、フィルタ及び復調回路５，６と、マイクロプロセッ
サユニット（ＭＰＵ）７とを備えてなる。識別対象の応
答器は、従来の技術の欄で述べたＲＦＩＤカードであ
り、その電源はパッシブ電源方式である。

【００１３】入用アンテナ１及び出用アンテナ２は、い
ずれも質問電波の送信及び応答器の応答電波の受信をす
るループアンテナであり、縦２メートル、横１メートル
（図２におけるｂ）の長方形のループ面をなす。ループ
面とは、長方形のループ導体の中心を含み、そのループ
導体で周縁を規定される平面をいう。入用アンテナ１及
び出用アンテナ２のループ面は互いに平行であり、両方
のアンテナのループ面の中心を通る軸は互いに一致して
いる。入用アンテナ１及び出用アンテナ２のループ面の
間隔ａは６０ｃｍである。図３では、質問信号をこれら
両アンテナに送る質問信号送信回路は省略してある。質
問信号送信回路は１つ設けてあり、１つの質問信号送信
回路が入用アンテナ１及び出用アンテナ２に共通に質問
信号を供給する。質問信号の発信間隔は１／１００秒で
ある。質問信号及び応答信号のキャリア周波数は１２５
ＫＨｚである。減算回路３並びにフィルタ及び復調回路
５が第１の受信回路を構成し、減算回路４並びにフィル
タ及び復調回路６が第２の受信回路を構成している。

【００１４】ＭＰＵ７は、フィルタ及び復調回路５，６
の出力を識別し、該フィルタ及び復調回路５の出力を識
別して認識した識別符号を第１の識別符号とし、該フィ
ルタ及び復調回路６の出力を識別して認識した識別符号
を第２の識別符号とするとき、該第１の識別符号と該第
２の識別符号とが同じであり、該第１の識別符号を識別
してから後に該第２の識別符号を識別したときには人、
動物、物などの識別対象に付けられた応答器が入用アン
テナ１から出用アンテナ２へ向かう方向に移動し、該第
２の識別符号を識別してから後に該第１の識別符号を識
別したときには識別対象に付けられた応答器は出用アン
テナ２から入用アンテナ１へ向かう方向に移動したと判
断する手段である。

【００１５】次に本実施の形態の作動原理を説明する。
図１及び図２において、Ａは入用アンテナ１の受信によ
る応答電波の受信可能領域（但し、出用アンテナ２の受
信による応答電波の受信可能領域を除く）、Ｂは入用ア
ンテナ１の受信による応答電波の受信可能領域であっ
て、しかも出用アンテナ２の受信による応答電波の受信
可能領域、Ｃは出用アンテナ２の受信による応答電波の
受信可能領域（但し、入用アンテナ１の受信による応答
電波の受信可能領域を除く）、Ｄは入用アンテナ１の受
信による応答電波の受信可能領域外であって、しかも出
用アンテナ２の受信による応答電波の受信可能領域外の
領域をである。領域Ｂは入用アンテナ１及び出用アンテ
ナ２のループ面で挟まれた空間の中央にある。

【００１６】図４は、それら各領域における応答信号の
受信信号レベルの関係を示す図である。本図に示すよう
に、領域Ａでは入用アンテナ１による受信信号レベルFs
1 が出用アンテナ２による受信信号レベルFs2 より相当
に大きい（Fs1 Fs2 ）。領域Ｂでは、入用アンテナ１
による受信信号レベルFs1 と出用アンテナ２による受信
信号レベルFs2 とがほぼ等しい（Fs1 ≒Fs2 ）。領域Ｃ
では、入用アンテナ１による受信信号レベルFs1 が出用
アンテナ２による受信信号レベルFs2 より相当に小さい
（Fs1 Fs2 ）。領域Ｄでは、入用アンテナ１による受
信信号レベルFs1 と出用アンテナ２による受信信号レベ
ルFs2 とがともに、受信可能限界以下である（Fs1 ≒0
，Fs2 ≒0 ）。

【００１７】他方、雑音源は入用アンテナ１及び出用ア
ンテナ２のいずれからも相当に離れているのが一般的で
ある。そこで、アンテナ１で受信される雑音レベルをFn
とすると、出用アンテナ２で受信される雑音レベルも同
じくFnであると見込んでも実用上差し支えない。

【００１８】以上のことからして、入用アンテナ１の出
力における信号レベルと雑音レベルの和はFn＋Fs1 であ
り、出用アンテナ２の出力における信号レベルと雑音レ
ベルの和はFn＋Fs2 である。減算回路３は入用アンテナ
１の出力Fn＋Fs1 から出用アンテナ２の出力Fn＋Fs2 を
減ずる。前述のとおり、雑音源は入用アンテナ１及び出
用アンテナ２のいずれからも相当に離れていると考えて
差し支えないので、入用アンテナ１及び出用アンテナ２
で受信される雑音の位相は一致しており、減算回路３で
雑音成分は相殺され、減算回路３からは入用アンテナ１
の受信信号Fs1が出力される。

【００１９】減算回路４は、出用アンテナ２の出力Fn＋
Fs2 から入用アンテナ１の出力Fn＋Fs1 を減ずることに
より、雑音成分Fnを相殺し、出用アンテナ２の受信信号
Fs2を出力する。

【００２０】フィルタ及び復調回路５は、減算回路３の
出力Fs1 を受け、フィルタで高周波雑音を除去し、雑音
を除去して得た信号成分を復調し、応答器から送信され
た識別符号の信号を生成する。同様に、フィルタ及び復
調回路６は、減算回路４の出力Fs2 を受け、フィルタで
高周波雑音を除去し、雑音を除去して得た信号成分を復
調し、応答器から送信された識別符号の信号を生成す
る。

【００２１】ＭＰＵ７は、フィルタ及び復調回路５の出
力を識別して第１の識別符号を生成し、フィルタ及び復
調回路６の出力を識別して第２の識別符号を生成する。
そして、ＭＰＵ７は、該第１の識別符号と該第２の識別
符号とが同じであり、該第１の識別符号を識別してから
後に該第２の識別符号を識別したときには、人、動物、
物などの識別対象に付けられた応答器が入用アンテナ１
から出用アンテナ２へ向かう方向に移動しと判断する。
また、ＭＰＵ７は、該第２の識別符号を識別してから後
に該第１の識別符号を識別したときには、識別対象に付
けられた応答器は出用アンテナ２から入用アンテナ１へ
向かう方向に移動したと判断する。ＭＰＵ７は、第１の
識別符号及び第２の識別符号、該第１の識別符号及び第
２の識別符号にそれぞれ対応する人、動物、物等の固有
名称や品番、第１の識別符号が検出されたのに所定時間
内に同じ内容の第２の識別符号が検出されなかったと
き、若しくは第２の識別符号が検出されたのに所定時間
内に同じ内容の第１の識別符号が検出されなかったとき
の警報信号、上記により判断した識別対象の移動方向を
ディスプレイ、プリンタ等の出力装置に出力するととも
に、通信回線で接続された端末装置に送信する。その所
定時間は、識別対象物が領域Ｂを通過するのに通常かか
る時間に２０パーセント程度の余裕時間を加えた時間と
してある。

【００２２】例えば、この実施の形態を建物の出入口に
備え、固有の識別符号を記憶した応答器をその識別符号
に予め対応させた人Ｍ１に保持させ、その識別符号とそ
の人Ｍ１の氏名とを対応させてＭＰＵ７に予め登録して
おくことにより、領域Ａにその人Ｍ１が入った時にまず
第１の識別符号としてＭＰＵ７が認識し、次に領域Ｂに
その人Ｍ１が時にＭＰＵ７におけるその第１の識別符号
の識別は一旦途絶え、人Ｍ１が領域Ｃに入った時にＭＰ
Ｕ７は第１の識別符号と同じ内容の第２の識別符号を識
別する。この一連の識別動作により人Ｍ１がその建物に
入ったことが認識される。人Ｍ２が、その建物から出る
ときには、第２の識別符号が先に識別され、次に第２の
識別符号と同じ内容の第１の識別符号が識別される。図
２の２点鎖線の位置に入退出通路の内側壁面を設けてお
くことにより、入用アンテナ１から出用アンテナ２に至
る間に人が他の通路へ移ってしまい、入用アンテナ１を
通ったのに出用アンテナ２を通らないといった事態は避
けられる。

【００２３】このように本実施の形態によれば、人、動
物、物等の対象物の入出方向を簡単な構成の装置で検出
でき、応答器の電源方式がパッシブ電源方式であっても
十分な距離で対象物を検知できる。

【００２４】なお、以上には実施の形態を挙げ本発明を
具体的に説明したが、本発明はこの実施の形態に限定さ
れるものではなく、請求項に記載した範囲で各種の形態
で実施できることは説明するまでもない。

【００２５】

【発明の効果】以上に詳しく説明したように、本発明に
よれば、人、動物、物等の対象物の入出方向を簡単な構
成の装置で検出でき、応答器の電源方式がパッシブ電源
方式であっても十分な距離で対象物を検知できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の概念を説明するためのル
ープアンテナと応答電波の受信可能領域とを示す斜視
図。

【図２】その実施の形態の概念を説明するためのループ
アンテナと応答電波の受信可能領域とを示す平面図。

【図３】その実施の形態の構成を示すブロック図。

【図４】図１，２における各受信可能領域における受信
信号レベルを示す図である。

【符号の説明】

１・・・・・入用アンテナ ２・・・・・出用アンテナ ３，４・・・・・減算回路 ５，６・・・・・フィルタ及び復調回路 ７・・・・・マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ） Ａ・・・・・入用アンテナ１の受信による応答電波の受
信可能領域（出用アンテナ２の受信による応答電波の受
信可能領域を除く） Ｂ・・・・・入用アンテナ１及び出用アンテナ２の受信
による応答電波の受信可能領域 Ｃ・・・・・出用アンテナ２の受信による応答電波の受
信可能領域（入用アンテナ１の受信による応答電波の受
信可能領域を除く） Ｄ・・・・・入用アンテナ１及び出用アンテナ２の受信
による応答電波の受信不可能領域

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人、動物又は物が通過する出入口又は通路
   の近傍に設けられたアンテナを有し、該人、動物又は物
   に保持されているカード形等の小さい形の応答器に対し
   前記アンテナから質問電波を放射することにより質問を
   し、該応答器が自らに固有の識別符号を表す応答電波で
   前記質問に対し応答をするとき、該応答電波を前記アン
   テナで受信し、該応答電波で表される前記識別符号に対
   応する前記人、動物又は物を識別する入出管理用非接触
   識別装置において、 前記アンテナは、前記出入口又は前記通路における前記
   人、動物又は物の進行方向に互いに間隔を隔てて、前記
   人、動物又は物がそれぞれのループ内を通過するように
   配置された第１及び第２のループアンテナでなり、 前記第１のループアンテナの出力と前記第２のループア
   ンテナの出力との差の信号を生成する第１の減算回路
   と、 前記第２のループアンテナの出力と前記第１のループア
   ンテナの出力との差の信号を生成する第２の減算回路
   と、 前記第１の減算回路の出力を復調する第１の復調回路
   と、 前記第２の減算回路の出力を復調する第２の復調回路
   と、 前記第１及び第２の復調回路の出力を識別し、該第１の
   復調回路の出力を識別して認識した識別符号を第１の識
   別符号とし、該第２の復調回路の出力を識別して認識し
   た識別符号を第２の識別符号とするとき、該第１の識別
   符号と該第２の識別符号とが同じであり、該第１の識別
   符号を識別してから後に該第２の識別符号を識別したと
   きには前記人、動物又は物は前記第１のループアンテナ
   から前記第２のループアンテナへ向かう方向に移動し、
   該第２の識別符号を識別してから後に該第１の識別符号
   を識別したときには前記人、動物又は物は前記第２のル
   ープアンテナから前記第１のループアンテナへ向かう方
   向に移動したと判断する手段とを備えてなることを特徴
   をする入出管理用非接触識別装置。
2. 【請求項２】前記第１のアンテナによる前記応答電波の
   受信可能領域であって、前記第２のアンテナによる前記
   応答電波の受信可能領域外の領域をＡ、前記第１のアン
   テナによる前記応答電波の受信可能領域であって、しか
   も前記第２のアンテナによる前記応答電波の受信可能領
   域をＢ、前記第２のアンテナによる前記応答電波の受信
   可能領域であって、前記第１のアンテナによる前記応答
   電波の受信可能領域外の領域をＣとするとき、該領域Ｂ
   は前記第１及び第２のループアンテナのループ面で挟ま
   れた空間の一部分であることを特徴とする請求項１に記
   載の入出管理用非接触識別装置。
3. 【請求項３】前記第１及び第２のループアンテナはいず
   れも縦長の長方形のループ面を有し、該第１及び第２の
   ループアンテナの該ループ面は互いに平行であり、該ル
   ープ面は前記進行方向にほぼ直交していることを特徴を
   する請求項１又は２に記載の入出管理用非接触識別装
   置。