JPH09305810A - 不要電力送出抑制方法とこの方法を適用した無線式カードシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地上局が移動局と通信しない時にも送信する
という無駄を防止した不要電力送出抑制方法とこの方法
を適用した無線式カードシステムを提供する。 【解決手段】 所定のゲート部１において継続的に地上
局２が送信する信号を受信した移動局の返信によって通
信を開始する無線通信システムにおいて、ゲート部１の
移動局接近側に移動局と一体行動をする物体、例えば、
カード保持者の検知用センサ４ａ／４ｂを設け、このセ
ンサ４ａ／４ｂの検知信号によって地上局２が送信を開
始するようにした。このセンサ４ａ／４ｂの検知領域ａ
は地上局と移動局との通信可能領域ｂに隣接又は一部重
合しているのが望ましく、さらに、センサは光センサで
あることが望ましい。又、上記の方法を適用した無線式
カードシステムにおいては、上記の各機能を備えた装置
で構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、無接触で点検処
理ができる定期券等のカードの処理を行う無線式カード
システムにおける不要電力送出方法とこの方法を適用し
た無線式カードシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】地上に設けた地上局である無線カード処
理装置に備えた送信機から送信される信号によって指令
され、ＩＣ等の電子回路を内部に搭載して所定のデータ
を記憶し、指令されるデータを地上に設けた地上局に送
信する通信機能等を備えた移動局であるＩＣカードやＩ
Ｃモジュール等（以下カードと称する）から構成され、
カードに記憶されているデータを地上局から送信するデ
ータに書き換え、又は、カードの持つデータを地上局に
送信する無線式カードシステムが、セキュリティのため
の携帯者のチェックや、課金、徴収等が必要な分野に実
用化や実用試験が進められている。例えば、高速道路料
金課金システム用の通行証、定期券、プリペイドカー
ド、セキュリティ用等、各種用途に使用されている。無
線式カードシステムとしては、例えば、特開平４−２６
３３８５号公報に開示のものがある。これは、送信装置
からの督促電波を受信して記録された個人情報を送信す
るカードを備えた無線カードシステムにおいて、カード
は督促電波を受信した後、所定時間中に他のカードが送
信する電波の有無を確認し、他のカードの送信電波がな
ければ自己の情報を送信するようにしている。高速道路
料金課金システム等、地上の通信装置と通行証との間の
距離が比較的遠い１メートル乃至１０メートルの距離で
通信するシステムにおいては、通信周波数にマイクロ波
が使用され、定期券、スキーリフト用のプリペイドカー
ド等の人が所定の場所で提示できる前者よりも近い距離
である０乃至１メートルの距離で通信を実行するシステ
ムにおいては、中波又は短波が使用される。カードと地
上通信装置夫々のアンテナを近接させ、０乃至５ミリメ
ートルの距離で通信を実行するシステムでは短波等によ
る電磁誘導が使用されている。

【０００３】従来の地上に設けられたデータ処理装置と
ＩＣカードを使用したカードシステムは、例えば、図７
に示すように構成されている。なお、図７は無線式カー
ドシステムの主要機能要素を示し、搬送波の発振機能、
データ処理機能の詳細等その他の機能要素は省略してい
る。図７において、２０は地上に装置したデータ処理装
置（以下、地上局と記す）の機能要素の構成、１０はＩ
Ｃカード（以下、移動局と記す）の機能要素の構成を示
している。地上局２０において、２１はデータ処理機能
で対人用のインタフェース９を備えている。対人用のイ
ンタフェース９は移動局から伝送されるデータを表示す
る等の機能を備えていて、保守作業や運用等に必要な情
報をデータ処理機能２１に入力する。データ処理機能２
１から出力される所定の信号は送信信号作成部２２で作
成される搬送波に所定の変調方式、例えばＰＳＫ（位相
変調）又はＦＳＫ（周波数変調）で変調し、出力増幅機
能２３ａで増幅し、波形成形のフィルタリング機能と送
信アンテナ２４とのマッチング機能を備えた出力部２３
ｂから送信アンテナ２４に供給する。上述の回路構成に
おいて、移動局１０が地上局２０との通信位置に来たこ
とを検知するために、地上局２０は常時所定の信号を発
信している。即ち、例えば、無変調の所定周波数の電波
又は所定コードの呼びかけ信号を変調した電波を送信し
ている。

【０００４】上述の信号を受信した移動局１０は、受信
信号に対応した所定の応答信号を発信する。即ち、移動
局１０において、受信アンテナ１１が地上局２０が送信
する送信電波を受信すると、受信機能１２で受信波を増
幅し復調する。又、整流して直流成分を取り出し蓄電機
能１３に蓄電する。蓄電機能１３で蓄電された電気エネ
ルギーは、移動局１０の各電気回路を作動するために使
用される。受信機能１２で復調された信号はデータ処理
機能１４を操作する。地上局２０から移動局１０が記憶
する所定の信号伝送を要求していると、データ処理機能
１４に備えた記憶機能から対応するデータを読み出し、
送信機能１５で所定周波数の搬送波に、例えばＡＳＫ
（振幅変調）で変調して送信アンテナ１６から送信す
る。地上局２０の受信アンテナ２５は、移動局１０の送
信する電波を受信すると、受信信号増幅機能２６で増幅
し、復調機能２７で送信された信号を取り出してデータ
処理機能２１に伝送する。データ処理機能２１は受信し
たデータによって所定の処理をし、又、対人用のインタ
フェース９に表示する。地上局２０と移動局１０との間
の通信は、通信が不能になる距離間隔になるまでに通信
を完了させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に多くのカードシステムにおいては、移動局が使用する
電力もその効率に伴う損失分も含めて地上局から常時送
信している。従って、通信の待機時にも送信を継続する
ことは電力の大きな無駄である。最近は、地上局設置場
所の電力事情から電池によって地上局の駆動をするシス
テムの必要性も起こっている。電池を電源とする地上局
においては、常時送信を継続することは電池の１充電当
たりの稼働時間が短いことから効率的にも嫌われてい
た。従って、地上局からの無駄な送信の必要がない無線
式カードシステムが要望されている。本発明は従来のも
のの上記課題（問題点）を解決し、地上局からの無駄な
送信の必要がない不要電力送出抑制方法とこの方法を適
用したカードシステムを得ることを目的とする。

【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、不要電力送出抑制方法においては、所定のゲート部
において継続的に地上局が送信する信号を受信した移動
局の返信によって通信を開始する無線通信システムにお
いて、ゲート部の移動局接近側に、例えばカード保持者
を検知する機能を備えたセンサを設け、このセンサの検
知信号によって地上局が送信を開始するようにした。こ
のセンサの検知領域は地上局と移動局との通信可能領域
に隣接又は一部重合しているのが望ましく、さらに、セ
ンサは光センサであることが望ましい。

【０００７】又、上記の不要電力送出抑制方法を適用し
た無線式カードシステムにおいては、地上局と、地上局
に送信する機能を備えた移動局であるカードと、カード
保持者検知用センサとを備え、このセンサがカード保持
者の進入を検知すると地上局の送信を開始するように構
成した。本発明は上述のような方法にし、又構成とした
ので、移動局であるカードが地上局の交信領域に来るま
では送信しないので、無駄な電力の浪費が防止される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下図１乃至図６に示す実施の形
態によって図７も参照して本発明を詳細に説明する。 第１の実施の形態：図１は本発明を適用した無線式カー
ドシステムの地上局を配置した所定領域の入場ゲート部
を上部からみた平面図を示している。図１において、１
は対象とするゲート部で、Ａは移動局であるカードの保
持者の進入路を示している。２は対カードのデータ処理
装置、３はデータ処理装置の所定位置に配置したカード
との無線交信に使用する地上局のアンテナ部である。ア
ンテナ部３は送信用アンテナと受信用アンテナの区別を
しないで、複合して示している。

【０００９】４ａはセンサの能動部である光センサの投
光部、４ｂはセンサの受動部である光センサの受光部
で、投光部４ａが形成する光軸を受光部４ｂが受光する
ように配置し、光軸がカード保持者の通行によって遮ら
れて受光部４ｂの受光がなくなることによってカードの
接近を検知する。光センサとしては、投光器として、例
えば、半導体レーザや光ダイオード等を使用し、この投
光器が形成する光軸を、この光センサを配設するゲート
部の構成と、対象とするカード保持者の通行条件とに基
づいて、投光部４ａの光源（図示せず）と受光部４ｂと
を適切に対向させて配設して、形成すれば良い。例え
ば、投光器と受光器を同一箇所である４ｂ部に設けて、
図１に示す４ａの位置に反射器を配置しても良い。又、
光軸はゲート部の条件等に対応して１本でも複数本でも
良いが、複数本の場合は、光軸の配列と光軸に対応して
設ける受光部４ｂの受信信号を適切に合成して、光軸を
遮るカード保持者を確実かつ速やかに検知できるように
すれば良い。

【００１０】又、カード保持者検知用センサは微弱な電
力で確実に機能すれば必ずしも光センサである必要はな
く、ゲート部の構成と対象とするカード保持者の通行条
件とに基づいて、例えば、カード保持者の動きを検知す
る超音波のような適切な手段を採用すれば良い。その場
合はセンサ能動部は光センサの投光部とは異なった機能
となり、センサ受動部も対応して受光部とは異なった機
能となる。センサが電磁誘導又は電波応用等の手段を使
用した場合等には、センサ能動部とセンサ受動部が一体
に形成される場合もある。図１に示すａはセンサの検知
領域を示し、ｂは地上局と移動局との間の通信可能領域
を示している。即ち、センサの検知領域ａと地上局と移
動局との間の通信可能領域ｂとは、隣接するか一部重な
り合うように、ゲート部の構造とカードの通信特性と目
的に対応して、カード保持者の挙動条件とこの挙動条件
に対応させたセンサの検知特性及び後述する地上局の機
能に対応して可能な限り接近させるようにする。

【００１１】次に、図１に示した要素装置に備えた信号
処理機能の概要構成を図２によって説明する。地上局及
び移動局に含まれる機能と主たる働きは図７に示した無
線カードシステムと同一なので、図２には、地上局及び
移動局に含まれる機能は夫々簡略化して示し、その説明
は省略する。２は地上局であるデータ処理装置、２Ａは
データ処理装置に含まれる電子回路機能を総合して示し
たデータ処理機能である。３は移動局との無線交信に使
用するアンテナ部である。４はカード保持者の検知用セ
ンサであって、センサの能動部である光センサの投光部
（以下センサ能動部という）４ａとセンサの受動部であ
る光センサの受光部（以下センサ受動部という）４ｂと
を一体にして示している。又、１０は移動局であるカー
ド、１０Ａはカードに含まれる電子回路機能を総合して
示していて、５は地上局との無線交信に使用する移動局
のアンテナ部で、受信アンテナと送信アンテナを総合し
て示している。

【００１２】次に、上述の構成における働きを図３に示
す動作フローと図４に示すタイムフローによって説明す
る。図３において、この無線式カードシステムの動作が
スタートすると、カード保持者検知用センサ、即ち、移
動局１０と一体行動をなす物体の検知機能を備えたセン
サ４は待機状態になる（ステップ０）。センサ４が何ら
の検知もしないと、待機状態が継続する（ステップ１の
ＮＯ）。カード保持者がセンサ４の検知領域に入ってセ
ンサ４がカード保持者を図４のセンサ欄に記すように時
刻ｔ1に検知すると（ステップ１のＹＥＳ）、検知信号
が立ち上がってデータ処理機能２Ａに入力する。データ
処理機能２Ａに検知信号が入力すると、データ処理機能
２Ａは、図４の地上局欄に示すように時刻ｔ2からｔ3の
間に立ち上がり、起動する（ステップ２）。ｔ1からｔ3
までの時間は数１０マイクロ秒乃至１ミリ秒である。即
ち、地上局２は移動局１０に対する所定信号の送信を開
始する。データ処理機能２Ａが起動した後、移動局１０
であるカードが通信可能領域に入ってカードの返信信号
がデータ処理機能２Ａに入力する（ステップ３：図４の
移動局欄に示すｔ4）。地上局２の送信信号は無変調に
しておいて、移動局１０が地上局２の送信信号を受信す
ると返信するようにしても、送信信号は所定コードの呼
びかけ信号を変調しておいて、移動局１０が地上局２の
送信する呼びかけ信号を受信すると返信するようにして
も良い。地上局２が受信するカードの返信信号の強度
は、地上局２のアンテナ部３に対するカード（移動局）
のアンテナ部５が接近するにつれて、図５に示すように
増大する。図５は、地上局２の受信強度変化の地上局２
の受信アンテナ３（図７のアンテナ２５に相当）に対す
るカード（移動局）の送信アンテナ５（図７のアンテナ
１６）が接近する時間に対する特性を示している。即
ち、地上局の受信強度がｃになると、通信は可能である
が、余裕をみて受信強度ｄにスケルチレベルを設定して
いる。従って、受信強度がｄに到達するタイミングｔ5
以降に所定の通信が実行される（ステップ４：図４のｔ
5以降）。通信が完了するまでは、上記の通信が実行さ
れ（ステップ４、５）通信が完了すると（ステップ
５）、データ処理機能２Ａの働きは停止し（ステップ
６）、ステップ１の前に戻って次のカード保持者が進入
するまでセンサ４が待機状態になる。なお、前述のよう
に、センサの検知領域を地上局と移動局との通信可能領
域に隣接又は一部重合させるように接近させると、前に
ゲート部に入ったカード（移動局）が地上局と通信中に
次のカード（移動局）保持者がセンサを機能させる恐れ
がなくなる。

【００１３】第２の実施の形態：次に、第２の実施の形
態を図６によって説明する。第１の実施の形態は図１に
示したように、カード保持者がＡの方向からのみ進入す
る条件のゲート部に対応させたシステムであったのに対
して、第２の実施の形態はゲート部の両方から進入する
場合のシステムに対応した実施の形態を示している。図
６において、１０ａと１０ｂは夫々カード保持者の進入
路を示しており、地上局１Ａには、両方向の進入路１０
ａ、１０ｂに対応させ、センサとして、投光部（センサ
能動部）４ａと受光部（センサ受動部）４ｂを配設して
いる。第２の実施の形態は、第１の実施の形態に対して
センサを２組設けたものであって、夫々のセンサの検知
信号によってデータ処理装置２が作動すれば良いので、
本実施の形態については第１の実施の形態を参照すれば
容易に理解できるのでその詳細説明は省略する。

【００１４】上述の説明は本発明の技術思想を実現する
ための基本構成とその働きを説明する実施の形態を示し
たもので、無線式カードシステムの使用目的とその条件
等に対応して適切に適用すれば良い。即ち、本発明を適
用するシステムの使用目的とその条件に対応して構成し
たどのような地上局の機能と構成、移動局の機能と構成
にも適用できる。即ち、図１、図２に示した機能要素の
構成にこだわることなく適切にセンサを配置して構成す
れば良く、その構成条件と対応して適切な機能と特性の
センサを採用すれば良い。又、無線式カードシステム以
外の方式の移動局であっても、上述した実施の形態を参
照して、そのシステムの条件に対応して適切にセンサを
配設し、センサの検知信号を地上局の起動に使用すれば
良い。

【００１５】

【発明の効果】本発明によると、次のような優れた効果
を有する。 (1)上記のようにカード保持者の所定場所への接近を検
知し、検知によって地上局の送信を開始するようにした
ので、電力の浪費が防止できる。 (2)従って、地上局の電源を電池から得るシステムの場
合は、１充電当たりの寿命を長くすることができる。 (3)センサの検知領域を地上局と移動局との通信可能領
域に隣接又は一部重合させるように接近させると、前に
ゲート部に入ったカード（移動局）が地上局と通信中に
次のカード（移動局）保持者がセンサを機能させる恐れ
がない。 (4)又、センサを光センサにすると、ゲート部の距離は
一般に狭いので投光器に電力消費の少なく性能の良い半
導体レーザや光ダイオードが使用できる。従って、少な
い電力消費で所望される検知性能を容易に構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を説明する地上局配
置部（ゲート部）の概要平面図である。

【図２】図１に示す第１の実施の形態に対応する無線式
カードシステムにおける地上局（データ処理装置）と移
動局（カード）夫々を構成する要素機能の概要構成ブロ
ック図である。

【図３】第１の実施の形態の動作を説明する動作フロー
図である。

【図４】第１の実施の形態の動作を説明するタイムフロ
ー図である。

【図５】第１の実施の形態において、移動局が送信する
返信信号の地上局における受信信号強度に対応する交信
開始タイミングを説明する特性曲線図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態を説明する地上局配
置部（ゲート部）の概要平面図である。

【図７】無線カードシステムにおける従来のものと本発
明との地上局（データ処理装置）と移動局（カード）夫
々を構成する要素機能の概要構成ブロック図である。

【符号の説明】

１：ゲート部 ２：地上局（データ処理装置） ２Ａ：データ処理機能（地上局） ３：地上局のアンテナ部 ４：カード保持者検知用センサ ４ａ：センサ能動部（投光部） ４ｂ：センサ受動部（受光部） ５：移動局のアンテナ部 １０：移動局（カード） １０Ａ：移動局データ処理機能 Ａ、１０ａ、１０ｂ：進入路 ａ：センサの検知領域 ｂ：地上局と移動局との通信可能領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 1/59 Ｈ０４Ｂ 1/59 5/00 5/00 Ｚ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定のゲート部において継続的に地上局
   が送信する信号を受信した移動局の返信によって通信を
   開始する無線通信システムにおいて、上記ゲート部の移
   動局接近側に該移動局と一体行動をなす物体の検知機能
   を備えたセンサを設け、該センサの検知信号によって上
   記地上局が送信を開始するようにしたことを特徴とする
   不要電力送出抑制方法。
2. 【請求項２】 上記センサの検知領域は地上局と移動局
   との通信可能領域に隣接又は一部重合している請求項１
   記載の不要電力送出抑制方法。
3. 【請求項３】 上記センサは光センサである請求項１又
   は２記載の不要電力送出抑制方法。
4. 【請求項４】 所定のゲート部において継続的に地上局
   が送信する信号を受信した移動局の返信によって通信を
   開始する無線通信システムにおいて、 所定のゲート部に配設した通信対象である通信機能を備
   えた移動局に対して所定の信号を送信し、上記移動局か
   ら上記信号を受信したことを示す返信を受けた後、該移
   動局の保持するデータを読み取り又は／及び移動局に所
   定のデータを書き込む機能を備えた地上局と、 該地上局の送信信号を受信し、該受信信号に対応して、
   所定の信号又はデータを地上局に送信する機能を備えた
   上記移動局であるカードと、 上記ゲート部におけるカード保持者の進入側に設けた該
   カード保持者検知用センサとを備え、 上記センサがカード保持者の進入を検知すると上記地上
   局の送信を開始するようにしたことを特徴とする無線式
   カードシステム。