JPH0877403A

JPH0877403A - 非接触式自動改札機

Info

Publication number: JPH0877403A
Application number: JP6232081A
Authority: JP
Inventors: Koichi Matsukawa; 公一松川; Hiroyuki Wada; 博行和田; Kenichi Konno; 健一今野
Original assignee: ANTENNA GIKEN KK; Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: ANTENNA GIKEN KK; Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 1996-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】非接触式自動改札機の本体とカード（定期
券）との間で非接式にデータの授受を行って自動改札を
行う非接触式自動改札機が多数並設されたときに、互い
の発振周波数の相違によって生ずるビート信号が、カー
ドからの信号と混信するのを防止する。【構成】トランスミッタは、他の非接触式自動改札機
の本体のトランスミッタから発生される主搬送波の周波
数と同一に設定されている主搬送波を発生させる主搬送
波発生手段と、発生された主搬送波をカード側に送出す
るデータを用いて変調処理して送信信号を生成する送信
信号生成手段と、生成された送信信号を前記カード側に
送信する送信手段と、カードからの反射信号を受信する
受信手段と、ビート信号成分及び高調波成分を除去する
フィルタ手段と、受信信号を復調処理してカード側から
のデータを抽出するデータ抽出手段とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は非接触式自動改札機に係
り、特に、トランスミッタを改良して混信を防止できる
ようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、多用されている自動改札機は、自
動改札機の本体に乗車券や定期券を挿入して自動改札が
行なわれるように構成されている。しかし、この挿入型
の自動改札機は、定期券利用者が改札口を通過するたび
に定期券入れから定期券を出入れしなければならないと
いう問題点を含んでいる。

【０００３】このため、このような問題点を解決するた
めに、自動改札機の本体と定期券（カード）との間で非
接触的にデータの授受を行って、自動改札機の本体に定
期券を挿入することなく自動改札を行うことのできる非
接触式自動改札機が提案されている（例えば、特開平１
−２４６６８７号公報）。

【０００４】ところで、自動改札機は、駅の改札口に多
数並設して利用者の利便を図っているが、この並設は、
非接触式自動改札機においても同様に採用されることが
考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、非接触
式自動改札機を多数並設した場合には、互いの非接触式
自動改札機の本体（以下、本体という）から発射される
電波の周波数が異なると、カードからの信号が正確に受
信できなくなるという受信障害が懸念される。

【０００６】上記懸念をさらに説明すると、本体には、
アンテナを有するトランスミッタが設けられていて、カ
ード側に対して所定周波数（例えば、２．４５ＧＨｚ）
の電波を発射している。

【０００７】一方、カードＣは、本体側からの信号を受
信すると、カード内に記憶してある乗車区間等のデータ
の信号で受信電波を位相変調し、反射電波としてトラン
スミッタに帰すことにより、カード内のデータを送信し
ている。

【０００８】ところで、本体が複数並設された場合、互
いの本体から発射される電波（搬送波）周波数に相違が
あると、電波干渉が発生し、つまり、その周波数の相違
分の周波数の新たな信号であるビート信号が発生する。

【０００９】上述のビート信号の周波数が、カードＣか
ら反射される周波数と大きく相違していれば、フィルタ
回路で分別できるので上述の受信障害の問題は生じない
が、ビート信号の周波数とカードＣの周波数が近似する
と、カードで反射された電波からデータ信号を復調する
際のデータ信号周波数帯域とビート信号周波数帯域が同
一帯域となり、データ信号の正確な復調ができなくなっ
てしまう。

【００１０】このような問題点を解決するために、予
め、互いの本体のトランスミッタの主搬送波の発振器の
周波数をそれぞれ調整して、つまり、ビート信号の周波
数が、カードの周波数と分別できるように調整すること
も考えられる。

【００１１】しかし、このような周波数調整は、本体毎
に発振器の発振周波数をディップスイッチ等で変更しな
ければならず、しかも本体を他の改札口に移動した場合
には、他の本体の周波数調整も行わなければならなくな
り、周波数調整に多くの時間を必要とする欠点がある。
また、１つの改札口に１０数台の自動改札機を設置する
場合、一つの本体の占有する周波数帯域を上述の混信を
避けるために７ＭＨzとしたときは、例えば１６台の本
体が並設する場合の全周波数帯域は７ＭＨz ×１６の１
１２ＭＨz となってしまう。したがって、周波数帯域の
面から本体の設置台数に制約が生じてしまうという新た
な問題が発生する。

【００１２】そこで、本発明は、上記問題点を解決する
ためになされたものであって、その目的は、受信障害の
ない非接触式自動改札機を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る非接触式自
動改札機は、上記目的を達成するために、本体に設けら
れた無線式のトランスミッタとカードとの間で非接触で
データの授受を行って自動改札を行う非接触式自動改札
機において、前記トランスミッタは、前記本体に隣接さ
れている他の本体に設けられているトランスミッタの搬
送波発生回路から発生される主搬送波の周波数と同一に
設定されている主搬送波を発生させる主搬送波発生手段
と、発生された主搬送波を前記カード側に送出するデー
タを用いて変調処理して送信信号を生成する送信信号生
成手段と、生成された送信信号を前記カード側に送信す
る送信手段と、前記主搬送波の周波数に比べて十分に低
い周波数を有する副搬送波を前記本体に送出するデータ
で変調した信号により位相変調された前記主搬送波の反
射信号を受信する受信手段と、受信された信号から前記
本体に係る主搬送波と、前記隣接された本体に係る主搬
送波との周波数差に基づくビート信号成分、及びその本
体に係る主搬送波に含まれている高調波成分を除去する
フィルタ手段と、ビート信号成分及び高調波成分の除去
された受信信号を復調処理して前記カード側からのデー
タを抽出するデータ抽出手段とを有することを特徴とし
ている。また、前記主搬送波発生手段は高安定水晶発振
器に位相ロックした誘電体共振器発振器から構成される
ことを特徴としている。そして、前記送信信号生成手段
の変調処理は振幅変調処理であることを特徴としてい
る。

【００１４】

【作用】上記構成において、受信手段は、他の本体の主
搬送波の周波数と同一に設定されている主搬送波の周波
数よりも十分に低い周波数を有する副搬送波を、カード
から本体に送出するデータで変調した信号により位相変
調された主搬送波の反射信号を受信する。そして、フィ
ルタ手段は、ビート信号成分及び高調波成分を除去し、
次いで抽出手段は、そのビート信号成分及び高調波成分
の除去された受信信号を復調処理してカード側からのデ
ータを抽出する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は複数（図示の例では４台）の本体Ｇ₁，Ｇ
₂…を並設したときの平面図であり、図２は、このう
ち、本体Ｇ₁の斜視図である。

【００１６】各本体Ｇ₁〜Ｇ₄は同一構成であるので、
本体Ｇ₁について説明する。本体Ｇ₁は、筐体Ｈの前部
と後部の側面に改札通路Ｐを開閉するためのドア１ａ，
１ｂを有し、筐体Ｈの正面と背面には、通過可能方向を
利用者イに表示するための表示部２が設けられている。
また、筐体Ｈの前部及び後部の上部には、利用者が所持
する非接触式のカードＣとの間で無線通信によりデータ
を送受するための通信エリア３が設けられている。これ
らの通信エリア３には、後述のトランスミッタに接続さ
れたアンテナａ，ａがそれぞれ臨ませてある。

【００１７】ｓは、改札通路Ｐへの利用者イの進入又は
改札通路Ｐからの退出、あるいは通過を検知するための
人間検知器であり、筐体Ｈの側面及びアーム４に取付け
られている。また、筐体Ｈの両側の側面には、利用者イ
に対して所定の案内を放送するためのスピーカ５が取付
けられている。

【００１８】６は、この本体Ｇ₁の動作を司どる制御器
であり、マイクロコンピュータを用いて構成されてい
て、その電気的構成は図３に示されている。制御器６の
中央処理部（ＣＰＵ）１１は、ＲＯＭ１２に格納されて
いるプログラムデータとＲＡＭ１３に格納されているワ
ーキングデータとを用いて演算制御処理を行う。このＣ
ＰＵには、Ｉ／Ｏユニット１４を介して各ドア１ａ，１
ｂを駆動するドアドライバ１５と、表示部２のランプを
点灯制御するランプドライバ１６と、人間検知器ｓの検
出信号を増幅して取り入れるアンプ１７と、スピーカ５
を駆動する音声ドライバ１８と、カードＣとの間でデー
タの送受信を行うトランスミッタＴとが接続されてい
る。

【００１９】トランスミッタＴは、制御器６と別のマイ
クロコンピュータで構成されており、周知の非接触式自
動改札機と同じく、アンテナａを介して本体Ｇ₁からカ
ードＣに駅名及び当日日付等のデータで変調した電波を
送信するとともに、カードＣで反射されてくる電波を受
信し、カードＣから送られてくる乗車区間等のデータを
復調する機能を有している。

【００２０】次に、カードＣの電気的構成を説明する。
このカードＣは、通信機能を有する通常のＩＣカードと
同様に、受信用アンテナ２０ａと、カードＣから本体Ｇ
₁に送出するデータで位相変調して反射信号を生成する
反射用アンテナ２０ｂと、受信用アンテナ２０ａの受信
した信号を処理する受信部２１と、本体Ｇ₁からのデー
タを記憶するとともに、乗車区間等のカードデータを記
憶するメモリを有するＣＰＵ２２と、カードデータでＣ
ＰＵ２２からの副搬送波を変調処理し反射信号の位相を
変調するため位相変調部２３と、電源２４とを有してい
る。なお、電源２４は、カードＣの内部に持たずに、本
体Ｇ₁から供給される電力波を受信して電源とするよう
にしてもよい。

【００２１】図４は、各本体Ｇ₁に設けられているトラ
ンスミッタＴ₁とカードＣの概略構成を示すブロック図
である。なお、他の本体Ｇ₂，Ｇ₃に設けられているト
ランスミッタＴ₂，Ｔ₃…もトランスミッタＴ₁と同一
であるので、本体Ｇ₁のトランスミッタＴ₁を例に説明
する。

【００２２】トランスミッタＴ₁には、所定の周波数
（例えば２．４５ＧＨｚ）の主搬送波Ｆ₀を発生させる
発振器からなる搬送波発生回路３０を有している。ここ
で用いられる発振器は、携帯電話器等で使用されている
高安定水晶発振器に位相ロックした誘電体共振器発振器
（ＤＲＯ）が用いられている。本発明者らの実験によれ
ば、８０℃の温度変化があっても、この発振器は、主搬
送波の周波数Ｆ₀を２，４５ＧＨz としたときに、２，
４５ＧＨz ±５，５ＫＨz の範囲の主搬送波が得られ、
極めて高い安定性が得られることが確認されている。

【００２３】搬送波発生回路３０からの主搬送波Ｆ
₀は、振幅（ＡＭ）変調回路３１で本体Ｇ₁からカード
Ｃに送出する送信データ（ディジタルデータ）Ｄで変調
処理されて送信信号Ｆ₁が生成される。なお、図４のＦ
₀，Ｆ₁の下方には、それらの波形の概略が示されてい
る。また、ＡＭ変調回路３１をＦＭ変調回路で構成する
こともできるが、ＡＭ変調回路は回路構成が簡単にでき
る特長がある。

【００２４】生成された送信信号Ｆ₁は、増幅回路等か
ら形成された送信回路３２及び周知の方向性結合器から
なるサーキュレータ３３を介してアンテナａに送出さ
れ、このアンテナａからカードＣ側に向けて送出され
る。また、このアンテナａからは、ＡＭ変調回路３１で
変調されない搬送波発生回路３０からの主搬送波Ｆ₀が
送信信号Ｆ₁と時分割で送出される。なお、図４には時
分割回路は省略されている。

【００２５】次に、トランスミッタＴ₁の受信機構につ
いて説明する前に、カードＣ側の受信機能について説明
する。

【００２６】アンテナａから送出された送信信号は、受
信用アンテナ２０ａにより受信された後、検波回路や復
調回路等を備えた受信部２１で送信データＤが抽出され
てＣＰＵ２２のメモリ２２′に記憶される。

【００２７】ＣＰＵ２２は、主搬送波Ｆ₀の周波数より
も十分に低い、例えば５００ＫＨzの副搬送波ｆを生成
して位相変調部２３の乗算回路２３ａに出力してるとと
もに、本体Ｇ₁に送出するためのカードデータ（ディジ
タル信号）ｄを乗算回路２３ａに出力している。したが
って、乗算回路２３ａからは副搬送波ｆがカードデータ
ｄで変調された信号が生成される。なお、図４には副搬
送波Ｆとカードデータｄの波形図が示されている。

【００２８】この生成された信号は、位相変調部２３の
位相変調回路２３ｂを介して反射アンテナ２０ｂに給電
される。したがって、この反射アンテナ２０ｂにトラン
スミッタＴ₁のアンテナａから主搬送波Ｆ₀が当って反
射するときは、ちょうどカードデータｄで位相変調され
た状態となる。

【００２９】トランスミッタＴ₁のアンテナａで受信さ
れた反射信号Ｆ₂は、サーキュレータ３３を介して受信
回路４０に入力される。この受信回路４０は、検波回路
４０ａと帯域フィルタ４０ｂと増幅回路４０ｃとから構
成されている。

【００３０】このうち、帯域フィルタ４０ｂは、ビート
信号Ｆ_B成分と高調波成分を除去できるように決められ
ている。主搬送波Ｆ₀等の周波数が上述の値にしたとき
のビート信号Ｆ_B周波数は１０ＫＨz 程度であり、さら
に、トランスミッタＴ₁で抽出するためのカードＣから
の信号の周波数帯域は１ＭＨz 前後である。したがっ
て、帯域フィルタ４０ｄのフィルタ特性をカードＣから
のデータｄの成分を含む１ＭＨz 帯域のみを通過させる
ことは容易に行うことができる。なお、帯域フィルタ４
０ｄは、ローパスフィルタとハイパスフィルタの組合わ
せとすることもできる。

【００３１】ビート信号Ｆ_B等のノイズ成分の除去され
た受信回路４０からの出力は、復調回路４１に出力さ
れ、ここで信号発生回路４２からの信号（ｆ）を用いて
復調処理されてカードデータｄが抽出される。抽出され
たカードデータｄは、本体Ｇ₁の制御器６へ送出された
自動改札の演算処理に用いられる。

【００３２】以上のように、本実施例に係る非接触式自
動改札機は、トランスミッタＴ₁の搬送波発生回路３０
を他の本体のトランスミッタＴ₂，Ｔ₃…と同じくＤＲ
Ｏで構成して同一周波数としたので、ビート信号Ｆ_Bを
極力制御でき、またそのビート信号Ｆ_Bをフィルタ処理
で確実に除去できるので、カードＣ側からのデータ抽出
を混信を避けて行うことができる。

【００３３】しかも、各隣接される本体Ｇ₁，Ｇ₂…の
主搬送波の周波数が同一であるので、本体Ｇ₁，Ｇ₂…
毎の周波数調整の必要がなく、本体Ｇ₁，Ｇ₂の移設が
容易となる特長がある。

【００３４】

【発明の効果】本発明に係る非接触式自動改札機は、本
体に隣接されている他の本体に設けられているトランス
ミッタの搬送波発生回路から発生される主搬送波の周波
数と同一に設定されている主搬送波を発生させる主搬送
波発生手段と、発生された主搬送波を前記カード側に送
出するデータを用いて変調処理して送信信号を生成する
送信信号生成手段と、生成された送信信号を前記カード
側に送信する送信手段と、前記主搬送波の周波数に比べ
て十分に低い周波数を有する副搬送波を前記非接触式自
動改札機の本体に送出するデータで変調した信号により
位相変調された前記主搬送波の反射信号を受信する受信
手段と、受信された信号から前記本体に係る主搬送波
と、前記隣接された本体に係る主搬送波との周波数差に
基づくビート信号成分、及びその本体に係る主搬送波に
含まれている高調波成分を除去するフィルタ手段と、ビ
ート信号成分及び高調波成分の除去された受信信号を復
調処理して前記カード側からのデータを抽出するデータ
抽出手段とからなるトランスミッタとしたので、ビート
信号の発生が制御でき、受信障害を未然に防止すること
ができる。

【００３５】また、主搬送波発生手段を高安定水晶発振
器に位相ロックした誘電体共振器発振器としたときは、
よりビート信号の発生を抑制することができる。そし
て、送信信号生成手段の変調処理を振幅変調処理とした
ときは、変調処理を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本体を多数並設してしたときの平面図である。

【図２】本体の斜視図である。

【図３】本体及びカードのブロック図である。

【図４】トランスミッタの接続状態を示す概略構成図で
ある。

【符号の説明】

Ｇ₁〜Ｇ_n 非接触式自動改札機の本体（本体）ａアンテナ６制御器Ｃカード２０ａ受信用アンテナ２０ｂ反射用アンテナ２１受信部２２ＣＰＵ２３位相変調部Ｔ₁，Ｔ₂… トランスミッタ３０搬搬送波発生回路３１ＡＭ変調回路３２送信回路３３サーキュレータ４０受信回路４０ｂ帯域フィルタ４１復調回路Ｆ₀ 主搬送波Ｆ₁ 送信信号Ｆ₂ 反射信号Ｆ_B ビート信号ｆ副搬送波

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年１０月６日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】このうち、帯域フィルタ４０ｂは、ビート
信号Ｆ_Ｂ成分と高調波成分を除去できるように決められ
ている。主搬送波Ｆ_０等の周波数が上述の値にしたとき
のビート信号Ｆ_Ｂ周波数は１０ＫＨｚ程度であり、さら
に、トランスミッタＴ_１で抽出するためのカードＣから
の信号の周波数帯域は１ＭＨｚ前後である。したがっ
て、帯域フィルタ４０ｂのフィルタ特性をカードＣから
のデータｄの成分を含む１ＭＨｚ帯域のみを通過させる
ことは容易に行うことができる。なお、帯域フィルタ４
０ｂは、ローパスフィルタとハイパスフィルタの組合わ
せとすることもできる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者今野健一埼玉県大宮市宮ヶ谷塔４−72 アンテナ技研株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非接触式自動改札機の本体に設けられた
無線式のトランスミッタとカードとの間で非接触でデー
タの授受を行って自動改札を行う非接触式自動改札機に
おいて、前記トランスミッタは、前記非接触式自動改札機の本体に隣接されている他の非
接触式自動改札機の本体に設けられているトランスミッ
タの搬送波発生回路から発生される主搬送波の周波数と
同一に設定されている主搬送波を発生させる主搬送波発
生手段と、発生された主搬送波を前記カード側に送出するデータを
用いて変調処理して送信信号を生成する送信信号生成手
段と、生成された送信信号を前記カード側に送信する送信手段
と、前記主搬送波の周波数に比べて十分に低い周波数を有す
る副搬送波を前記非接触式自動改札機の本体に送出する
データで変調した信号により位相変調された前記主搬送
波の反射信号を受信する受信手段と、受信された信号から前記非接触式自動改札機の本体に係
る主搬送波と、前記隣接された非接触式自動改札機の本
体に係る主搬送波との周波数差に基づくビート信号成
分、及びその非接触式自動改札機の本体に係る主搬送波
に含まれている高調波成分を除去するフィルタ手段と、ビート信号成分及び高調波成分の除去された受信信号を
復調処理して前記カード側からのデータを抽出するデー
タ抽出手段と、を有することを特徴とする非接触式自動改札機。
【請求項２】主搬送波発生手段は高安定水晶発振器に
位相ロックした誘電体共振器発振器から構成されること
を特徴とする請求項１記載の非接触式自動改札機。
【請求項３】送信信号生成手段の変調処理は振幅変調
処理であることを特徴とする請求項１又は２記載の非接
触式自動改札機。