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図面 (6)

課題

IDカードを取り出してリーダに正確に読ませるのが面倒くさい、何もしないでも通行資格識別してもらいたい等の課題を解消して、瞬時に、通行人の身分や資格を識別してくれる方法で、例えば即座に目前の自動ドアが開く仕掛けも可能にしたい。例えば、通行人が、身体に障害がある人、両手が不自由な人、目の不自由な人等が楽々と利用できるようにすること等。

解決方法

通行人の足の裏または履物の底などに、無線ICタグを入れておき、一方、通路又は出入り口の前の床面または地面の所定の踏み場所の下に、無線ICタグと交信するためのアンテナを備えたリーダ/ライタ筐体に入れて埋設しておき、前記通行人が出入り口を通ろうとするときに、単に足の裏または履物の底を踏み場所の上に乗せさせるか、あるいは、踏み場所の上空をアンテナからの電波の有効交信領域内を、所定の速度以下で横切らせることによって、通行人を識別する。

概要

背景

近年、パーコード、ICカードICタグ等を用いて、出入り口通行人を判定する装置は、数多く実用化され今日まで普及してきている。しかし、いずれも、通行人に手数をかけるものであった。例えば、従来技術としては、名刺大カードの片面Aに磁気記憶媒体を塗布して特定の識別コード電子的に記憶さえておき、もう一方の面Bには人が目視して意味が理解できる文字列や写真表記しておき、そのカードを所持者が通門時に、身分を証するものとして、門衛に面Bを提示してその目視確認を得るか、またはカード読取器にカードを通すことによってカードの磁気記憶媒体即ちメモリに記憶されてある情報を読取器で得てコンピュータで処理することにより識別結果を人に解る形式で表示するしくみが普及している。カード所持者が通門時に、身分を証するものとして門衛にカードをポケットから取り出して守衛に提示する行為や、カードをカード読取り器に通す行為をしたあとカードを再びポケットにしまうという一連の作業は、わずらわしい作業である。

さらに、別の従来技術としては、パーコードを印刷した紙製ラベル商品に張付けておいて、その商品がレジ買い物リスト登録する際に、レーザー光線使用のバーコードリーダで瞬時に読取り、その読取ったコード番号を、コンピュータで処理し、人に解る形式で表示するしくみが普及している。しかし、バーコードは、ひとつひとつのバーコードごとにリーダを正確に当てて読取っていく必要がある。バーコードを読ませるには、非接触式ではあっても、直接リーダに見える位置まで持っていく必要がある。パーコードの提示の仕方が悪いと読取り器はうまく読取れない。

また、バーコードのように、ものの表面に印刷されたものであると、使用が進むにつれて、汚れたりかすれたりして読み取りができないことが起こるという問題が従来からあった。無線ICタグは識別コードなどの情報を表面にする必要が無いので、情報が汚れたり、かすれたりすることがない。

さらに、別の従来技術としては、ICメモリまたはICチップ微小アンテナを内蔵したRFID(Radio Frequency IdentifICation,無線認証)を活用したシステムが普及しつつある。このRFIDはリーダ側のアンテナと無線交信できるので「無線ICタグ」、「無線ICチップ」等数多くの別の呼称が付けられている。RFIDを用いた従来技術として、よく知られているものに、JR東日本の「SuICa」があり、これは、定期券をピッと、リーダ付近に一瞬かざすだけで、定期券の内容が有効であるかどうかがチェックされて、改札口通行することができるというものである。しかし、読取り器に通す行為をし、そのあと、カードを再びポケットにしまうという一連の作業は、面倒である。

無線ICタグの長所は、無線ICタグに内臓されたアンテナと、リーダ/ライタ側アンテナとの間で無線電波による交信を利用しているので、無線ICタグがたとえ裏返しになっていても、あるいは箱の中に入っていても、リーダ/ライタは、そのICタグの内容を認識できる。また、無線ICタグの表面のよごれがあっても、影響しない。つまり、無線ICタグがどこにあるか、人は知らなくても、リーダ/ライタは自動で、その見えない無線ICとの間で電波で交信し、情報を受け渡しできる。

従来技術での傾向として、実用されるICタグとリーダ/ライタ間の交信距離は、リーダ側アンテナから発する電波エネルギーの強さによるが、電磁結合型による場合は数ミリ程度、電磁誘導型による場合は1メートルどまり、マイクロ波型による場合は数メートルである。

無線ICタグとリーダ/ライタとの間の交信可能距離は無線ICタグ側コイルとリーダ側アンテナ間で使用される伝送媒体方式によって、その範囲が限られてくる。無線ICタグとリーダ/ライタのアンテナ間での伝送媒体方式として従来から知られている主なものは、電磁結合型、電磁誘導型、マイクロ波型、光交信型がある。図4は、それぞれの周波数の距離と幅の関係を示す図である。一般に用いられているマイクロ波(使用周波数2.45GHz)(図4の21)を使用するマイクロ波型ICタグは、実用上の通信可能距離を電磁誘導型のものよりも大きくすることはできるが、リーダ/ライタからの問い合わせに対するICタグが反応する幅(図4の幅24)が狭くなるので、リーダ/ライタとICタグとの磁界の位置合わせを、より正確に行う必要がある。

即ち、リーダ/ライタからの送信情報変調されリーダ/ライタのアンテナからマイクロ波として発射される。そのマイクロ波を、ICタグが受信し、送信情報で変調して、リーダ/ライタのアンテナに向けて発射する反射波方式になっている。マイクロ波の長所は、外来ノイズにも強く、数メートルの交信距離を実現できるといわれる。また、周波数が高いので、ICタグ側のアンテナを小型化でき、ICタグ全体を小型化することができるといわれる。

マイクロ波という強い電波を飛ばす点で、ICタグを人に所持させる場合には、人などへの影響を考慮する必要がある。有効交信距離が、数メートルにもおよぶ比較的長距離に強いマイクロ波の電波を飛ばすようなシステムをつくるときは、人体に及ぼす影響について十分な検証と実証が必要とされている。ただし、マイクロ波の2.45GHzの周波数(図4の21)は、電子レンジで利用されている周波数であり、水分子による電波の吸収が良く、直進性が高いなどの特徴があるので、水分の多いものがICタグとリーダ/ライタのアンテナとの間に存在すると読み取りが悪くなるなどの不具合が発生すると言われている。

また、従来、一般に用いられている、電磁誘導型(使用周波数は13.56MHzの短波)〈図4の22〉は、主にICタグとリーダ/ライタ側アンテナのコイルとの間での誘起電圧を利用して交信する方式である。即ち、電磁誘導型では、磁束の変化によって誘導起電力を発生させ、その電圧がICの動作電圧を上回ればICチップが動作可能となる。電磁誘導型では、交信可能距離の範囲とICタグが反応する幅の範囲(図4の幅24)とがバランスの良い関係にあり、広い交信エリアを確保できる利点がある。

従来より、各種ICタグを応用するシステムを実現しようとするときは、電波法規格にてらして実現可能性の検討が必須である。例えば、従来技術での実用化が進みつつある電磁誘導型(13.56GHz使用)のICタグを採用したシステムは日本の電波法では、ワイヤレスカードのシステムとして規定され、その規定は近来、リーダ/ライタから発射される電波の強さ(電界強度)による規律に変更されて、規制値緩和され、リーダ/ライタとICタグ間の交信距離に対する法的制限が改善された。基本的には、生活環境の保護の見地から、リーダ/ライタから発射される電波の強さ(電界強度)は、弱い方が望ましい。弱い電波の強さであっても、確実に作動するシステムを考えるべきであろう。

従来技術において、無線交信は、電子データの送受のためだけではない。無線交信で無線ICタグが抱えるもう一つの技術的テーマは、通常は電池をもたない無線ICタグ側のコイル状アンテナに誘導起電力を生じさせ、その無線ICタグに電力を供給し、その電力によって、その無線ICタグが動作を開始できるようにすること(図2の5)である。つまり、いかにして、無線ICタグへの電力供給を効率よく行うか、そして、いかにして、無線ICタグの電力消費を省力化するかである。

図1は、リーダ/ライタのアンテナがつくりだす交信可能な立体空間領域内を無線ICタグが横切る場合について、従来みられる技術における、無線ICタグとリーダ/ライタのアンテナとの間の有効交信可能立体領域g;その立体領域内を、無線ICタグが横切る軌跡の長さL;その立体領域内に、無線ICタグが滞留する時間T;その無線ICタグが、その立体領域内を、無線ICタグが移動する速度V;その無線ICとリーダ/ライタのアンテナとの間の距離D、を示したものである。ここで、図1の、本発明における、足の通過速度をV(メートル/秒)、有効交信立体領域内の無線ICタグの軌跡の長さL(メートル)とすると、移動する足がこの有効交信可能立体領域内に滞在した、または滞空した時間Tは、T=L/Vの式で求められる.。

故に、リーダ/ライタが無線ICタブの情報を完全に読取る(あるいは、場合によっては、読み取りと書き込みの両方をする)のに必要な時間をTcとすると、ICタグとの交信を完結し終わるには、足の通過速度Vは、L÷Tcの値より小さい値すなわち遅い速度でなければならない。もしも、足の通過速度をそこまで遅くできないときは、リーダ/ライタのアンテナから発する電波の強さを増す必要がある。

従来技術において、無線ICタグのおもな情報記憶方式に、Read Only型(リーダによる読取りのみ実行できるタイプ)、Write Once Read Many型(新品の無線ICタグに一度だけ書込みできるが、それは永久に消すことができず、専らリーダによる読み取りのみ実行できるタイプ)、Read Write型(ICタグ利用中は幾度でも書込みできるタイプ)の3つがある。最後のRead Write型のICタグを、日常、頻繁に、書込みをする必要がある場合には、常時、リーダ/ライタが必要であろう。しかし、めったに書き込まない場合には、常時、リーダのみを使用することになろう。

注意すべきことは、無線ICタグへのデータ書込みは、同一データ量とした場合でも読み出し時間より長くなる(読取りの2乃至3倍になることがあるという)ことや、書込み確認のため読み出し処理が必要になること、データ量が増えると一度に授受できずに幾度もリーダ/ライタと無線ICタグの間で処理が繰り返されることなどを考慮して、前記の時間Tcを算出、設定する必要がある。

さらに、無線ICタグへの情報の書込み時は、より強いエネルギーが必要であることから、せっかく電力供給された電力の大半が書き込みのためにとられてしまって、遠くまで十分な電波を届けるために使うエネルギーが不十分な状態となり、結果として、交信可能領域が読取り時よりも小さくなることが起こる。

また、交信可能領域内であっても、無線ICタグにとっての電源供給源であるリーダ/ライタのアンテナから遠く離れれば離れるほど、アンテナから届くエネルギー密度が低くなるので、たとえば、電磁誘導型では、情報を書込み可能な電圧に昇圧されるまでに時間差が発生してしまい、結果として、予め目論んでおいた経過時間内では書き込み処理が完了しないことが起こる。

概要

IDカードを取り出してリーダに正確に読ませるのが面倒くさい、何もしないでも通行資格を識別してもらいたい等の課題を解消して、瞬時に、通行人の身分や資格を識別してくれる方法で、例えば即座に目前の自動ドアが開く仕掛けも可能にしたい。例えば、通行人が、身体に障害がある人、両手が不自由な人、目の不自由な人等が楽々と利用できるようにすること等。 通行人の足の裏または履物の底などに、無線ICタグを入れておき、一方、通路又は出入り口の前の床面または地面の所定の踏み場所の下に、無線ICタグと交信するためのアンテナを備えたリーダ/ライタを筐体に入れて埋設しておき、前記通行人が出入り口を通ろうとするときに、単に足の裏または履物の底を踏み場所の上に乗せさせるか、あるいは、踏み場所の上空をアンテナからの電波の有効交信領域内を、所定の速度以下で横切らせることによって、通行人を識別する。

目的

無線ICタグへの電力供給を効率よく行うか、そして、いかにして、無線ICタグの電力消費を省力化するかも課題である。基本的には、生活環境の保護の見地から、リーダ/ライタから発射される電波の強さ(電界強度)は、弱い方が望ましい。弱い電波強度であっても、確実に作動するシステムを考えるべきである。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
4件

この技術が所属する分野

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請求項1

(a)通路または出入り口を通る人の足の裏または履物の底に入れた無線ICタグと(b)前記無線タグとの間で無線交信するためのアンテナ付きリーダライタと、(c)前記リーダ/ライタが前記無線ICタグと無線交信して得た、無線ICタグからの情報を処理するコンピュータと、(d)荷重を検知するセンサによって検知する検知手段と、その検知結果に基づいてリーダ/ライタの電源オンする通電手段と、(e)外界と区別された空間を構成する筐体であって、前記リーダ/ライタをその空間内に収納し、場合によって前記コンピュータおよび/または前記検知手段と通電手段もその空間内に収納した筐体本体とを具備して成り、前記筐体を通路または出入り口の前の床面または地面の所定の踏み場所の下に埋設しておくか、あるいは、その床上または地面上に、前記筐体を組込んだ踏み台を置くか、いずれかをしておいて、前記通行人が通路または出入り口を通ろうとするときに、前記足の裏または履物の底を、前記踏み場所または前記踏み台の上に乗せさせるか、あるいは、前記足の裏または履物の底を、前記踏み場所または前記踏み台の上空間であってリーダ/ライタのアンテナから発せられる電波によって形成される有効交信領域内を、所定の高さ以下、所定の速度以下で横切らせるか、のいずれかをさせることによって、電磁誘導による読み取りを開始し、誘導電磁界を発生させ、この誘導電磁界内に入っている、前記無線ICタグのコイル状アンテナ誘導起電力を生じさせ、その無線ICタグに電力を供給し、その電力によって、その無線ICタグが作動し、無線ICタグ側メモリ内の情報がリーダ/ライタ側に送信されて、そのリーダ/ライタに接続したコンピュータにより識別結果が得られ、その識別結果にもとづき警報発令信号、駆動要求信号発信し、所要リアクション機能を実行させることを特徴とする、通路または出入り口の通行人を識別する方法。

技術分野

0001

本発明は出入り口通行する人をすばやく正確に識別する方法に関する。

背景技術

0002

近年、パーコード、ICカードICタグ等を用いて、出入り口の通行人を判定する装置は、数多く実用化され今日まで普及してきている。しかし、いずれも、通行人に手数をかけるものであった。例えば、従来技術としては、名刺大カードの片面Aに磁気記憶媒体を塗布して特定の識別コード電子的に記憶さえておき、もう一方の面Bには人が目視して意味が理解できる文字列や写真表記しておき、そのカードを所持者が通門時に、身分を証するものとして、門衛に面Bを提示してその目視確認を得るか、またはカード読取器にカードを通すことによってカードの磁気記憶媒体即ちメモリに記憶されてある情報を読取器で得てコンピュータで処理することにより識別結果を人に解る形式で表示するしくみが普及している。カード所持者が通門時に、身分を証するものとして門衛にカードをポケットから取り出して守衛に提示する行為や、カードをカード読取り器に通す行為をしたあとカードを再びポケットにしまうという一連の作業は、わずらわしい作業である。

0003

さらに、別の従来技術としては、パーコードを印刷した紙製ラベル商品に張付けておいて、その商品がレジ買い物リスト登録する際に、レーザー光線使用のバーコードリーダで瞬時に読取り、その読取ったコード番号を、コンピュータで処理し、人に解る形式で表示するしくみが普及している。しかし、バーコードは、ひとつひとつのバーコードごとにリーダを正確に当てて読取っていく必要がある。バーコードを読ませるには、非接触式ではあっても、直接リーダに見える位置まで持っていく必要がある。パーコードの提示の仕方が悪いと読取り器はうまく読取れない。

0004

また、バーコードのように、ものの表面に印刷されたものであると、使用が進むにつれて、汚れたりかすれたりして読み取りができないことが起こるという問題が従来からあった。無線ICタグは識別コードなどの情報を表面にする必要が無いので、情報が汚れたり、かすれたりすることがない。

0005

さらに、別の従来技術としては、ICメモリまたはICチップ微小アンテナを内蔵したRFID(Radio Frequency IdentifICation,無線認証)を活用したシステムが普及しつつある。このRFIDはリーダ側のアンテナと無線交信できるので「無線ICタグ」、「無線ICチップ」等数多くの別の呼称が付けられている。RFIDを用いた従来技術として、よく知られているものに、JR東日本の「SuICa」があり、これは、定期券をピッと、リーダ付近に一瞬かざすだけで、定期券の内容が有効であるかどうかがチェックされて、改札口を通行することができるというものである。しかし、読取り器に通す行為をし、そのあと、カードを再びポケットにしまうという一連の作業は、面倒である。

0006

無線ICタグの長所は、無線ICタグに内臓されたアンテナと、リーダ/ライタ側アンテナとの間で無線電波による交信を利用しているので、無線ICタグがたとえ裏返しになっていても、あるいは箱の中に入っていても、リーダ/ライタは、そのICタグの内容を認識できる。また、無線ICタグの表面のよごれがあっても、影響しない。つまり、無線ICタグがどこにあるか、人は知らなくても、リーダ/ライタは自動で、その見えない無線ICとの間で電波で交信し、情報を受け渡しできる。

0007

従来技術での傾向として、実用されるICタグとリーダ/ライタ間の交信距離は、リーダ側アンテナから発する電波エネルギーの強さによるが、電磁結合型による場合は数ミリ程度、電磁誘導型による場合は1メートルどまり、マイクロ波型による場合は数メートルである。

0008

無線ICタグとリーダ/ライタとの間の交信可能距離は無線ICタグ側コイルとリーダ側アンテナ間で使用される伝送媒体方式によって、その範囲が限られてくる。無線ICタグとリーダ/ライタのアンテナ間での伝送媒体方式として従来から知られている主なものは、電磁結合型、電磁誘導型、マイクロ波型、光交信型がある。図4は、それぞれの周波数の距離と幅の関係を示す図である。一般に用いられているマイクロ波(使用周波数2.45GHz)(図4の21)を使用するマイクロ波型ICタグは、実用上の通信可能距離を電磁誘導型のものよりも大きくすることはできるが、リーダ/ライタからの問い合わせに対するICタグが反応する幅(図4の幅24)が狭くなるので、リーダ/ライタとICタグとの磁界の位置合わせを、より正確に行う必要がある。

0009

即ち、リーダ/ライタからの送信情報変調されリーダ/ライタのアンテナからマイクロ波として発射される。そのマイクロ波を、ICタグが受信し、送信情報で変調して、リーダ/ライタのアンテナに向けて発射する反射波方式になっている。マイクロ波の長所は、外来ノイズにも強く、数メートルの交信距離を実現できるといわれる。また、周波数が高いので、ICタグ側のアンテナを小型化でき、ICタグ全体を小型化することができるといわれる。

0010

マイクロ波という強い電波を飛ばす点で、ICタグを人に所持させる場合には、人などへの影響を考慮する必要がある。有効交信距離が、数メートルにもおよぶ比較的長距離に強いマイクロ波の電波を飛ばすようなシステムをつくるときは、人体に及ぼす影響について十分な検証と実証が必要とされている。ただし、マイクロ波の2.45GHzの周波数(図4の21)は、電子レンジで利用されている周波数であり、水分子による電波の吸収が良く、直進性が高いなどの特徴があるので、水分の多いものがICタグとリーダ/ライタのアンテナとの間に存在すると読み取りが悪くなるなどの不具合が発生すると言われている。

0011

また、従来、一般に用いられている、電磁誘導型(使用周波数は13.56MHzの短波)〈図4の22〉は、主にICタグとリーダ/ライタ側アンテナのコイルとの間での誘起電圧を利用して交信する方式である。即ち、電磁誘導型では、磁束の変化によって誘導起電力を発生させ、その電圧がICの動作電圧を上回ればICチップが動作可能となる。電磁誘導型では、交信可能距離の範囲とICタグが反応する幅の範囲(図4の幅24)とがバランスの良い関係にあり、広い交信エリアを確保できる利点がある。

0012

従来より、各種ICタグを応用するシステムを実現しようとするときは、電波法規格にてらして実現可能性の検討が必須である。例えば、従来技術での実用化が進みつつある電磁誘導型(13.56GHz使用)のICタグを採用したシステムは日本の電波法では、ワイヤレスカードのシステムとして規定され、その規定は近来、リーダ/ライタから発射される電波の強さ(電界強度)による規律に変更されて、規制値緩和され、リーダ/ライタとICタグ間の交信距離に対する法的制限が改善された。基本的には、生活環境の保護の見地から、リーダ/ライタから発射される電波の強さ(電界強度)は、弱い方が望ましい。弱い電波の強さであっても、確実に作動するシステムを考えるべきであろう。

0013

従来技術において、無線交信は、電子データの送受のためだけではない。無線交信で無線ICタグが抱えるもう一つの技術的テーマは、通常は電池をもたない無線ICタグ側のコイル状アンテナに誘導起電力を生じさせ、その無線ICタグに電力を供給し、その電力によって、その無線ICタグが動作を開始できるようにすること(図2の5)である。つまり、いかにして、無線ICタグへの電力供給を効率よく行うか、そして、いかにして、無線ICタグの電力消費を省力化するかである。

0014

図1は、リーダ/ライタのアンテナがつくりだす交信可能な立体空間領域内を無線ICタグが横切る場合について、従来みられる技術における、無線ICタグとリーダ/ライタのアンテナとの間の有効交信可能立体領域g;その立体領域内を、無線ICタグが横切る軌跡の長さL;その立体領域内に、無線ICタグが滞留する時間T;その無線ICタグが、その立体領域内を、無線ICタグが移動する速度V;その無線ICとリーダ/ライタのアンテナとの間の距離D、を示したものである。ここで、図1の、本発明における、足の通過速度をV(メートル/秒)、有効交信立体領域内の無線ICタグの軌跡の長さL(メートル)とすると、移動する足がこの有効交信可能立体領域内に滞在した、または滞空した時間Tは、T=L/Vの式で求められる.。

0015

故に、リーダ/ライタが無線ICタブの情報を完全に読取る(あるいは、場合によっては、読み取りと書き込みの両方をする)のに必要な時間をTcとすると、ICタグとの交信を完結し終わるには、足の通過速度Vは、L÷Tcの値より小さい値すなわち遅い速度でなければならない。もしも、足の通過速度をそこまで遅くできないときは、リーダ/ライタのアンテナから発する電波の強さを増す必要がある。

0016

従来技術において、無線ICタグのおもな情報記憶方式に、Read Only型(リーダによる読取りのみ実行できるタイプ)、Write Once Read Many型(新品の無線ICタグに一度だけ書込みできるが、それは永久に消すことができず、専らリーダによる読み取りのみ実行できるタイプ)、Read Write型(ICタグ利用中は幾度でも書込みできるタイプ)の3つがある。最後のRead Write型のICタグを、日常、頻繁に、書込みをする必要がある場合には、常時、リーダ/ライタが必要であろう。しかし、めったに書き込まない場合には、常時、リーダのみを使用することになろう。

0017

注意すべきことは、無線ICタグへのデータ書込みは、同一データ量とした場合でも読み出し時間より長くなる(読取りの2乃至3倍になることがあるという)ことや、書込み確認のため読み出し処理が必要になること、データ量が増えると一度に授受できずに幾度もリーダ/ライタと無線ICタグの間で処理が繰り返されることなどを考慮して、前記の時間Tcを算出、設定する必要がある。

0018

さらに、無線ICタグへの情報の書込み時は、より強いエネルギーが必要であることから、せっかく電力供給された電力の大半が書き込みのためにとられてしまって、遠くまで十分な電波を届けるために使うエネルギーが不十分な状態となり、結果として、交信可能領域が読取り時よりも小さくなることが起こる。

0019

また、交信可能領域内であっても、無線ICタグにとっての電源供給源であるリーダ/ライタのアンテナから遠く離れれば離れるほど、アンテナから届くエネルギー密度が低くなるので、たとえば、電磁誘導型では、情報を書込み可能な電圧に昇圧されるまでに時間差が発生してしまい、結果として、予め目論んでおいた経過時間内では書き込み処理が完了しないことが起こる。

発明が解決しようとする課題

0020

以上のように、従来技術または、その利用に際しては、多くの課題がある。例えば、バーコードを読ませるには、直接リーダに見える位置まで持っていく必要があること、ひとつひとつのバーコードごとにリーダを正確に当てて読取っていく必要があること、パーコードの提示の仕方が悪いと読取り器はうまく読取れないこと等である。両手に物を持っている人や、身体に生涯のある人、ボケ障害のある人等にとっては、パーコードを提示するための一連の作業は、容易ではない行為である。

0021

レーザー光線は人の目に害があり、強い電磁波は人体に影響があるといわれているので、リーダから発せられて人に到達する光線の強さあるいは電波の強さは、人に害を及ぼさない程度に十分弱くなければならない。マイクロ波ICタグが使用する2.45GHzの周波数は、電子レンジで利用されている周波数であり、ICタグを人に所持させる場合には、人体に及ぼす影響について十分な検証と実証が必要であるので、結局、人が所持する無線ICタグを、マイクロ波型リーダ/ライタと交信させるしくみは、問題が多いとみられる。

0022

また、水分子による電波の吸収が良く、直進性が高いなどの特徴があるので、水分の多いもの、例えば人体、がICタグとリーダ/ライタのアンテナとの間に存在すると読み取りが悪くなるなどの不具合が発生する可能性がある。

0023

無線ICタグへの電力供給を効率よく行うか、そして、いかにして、無線ICタグの電力消費を省力化するかも課題である。基本的には、生活環境の保護の見地から、リーダ/ライタから発射される電波の強さ(電界強度)は、弱い方が望ましい。弱い電波強度であっても、確実に作動するシステムを考えるべきである。

0024

無線ICタグへのデータ書込みは、交信可能領域が読取り時よりも小さくなるという問題がある。また、アンテナから遠く離れれば離れるほど、電磁誘導型では、無線ICタグへの情報を書込み可能な電圧に昇圧されるまでに時間差が発生してしまうという問題がある。

0025

以上のように、無線ICタグ、リーダ/ライタの活用に際しては、これらの問題を解決し、克服していかなければならないのいう課題を有していた。

課題を解決するための手段

0026

そこで、本発明は、図3にその方法を示すように、無線ICタグを足の裏または履物の裏に付けた人が前方の通路または出入り口を通ろうとするときに、単に、その通路または出入り口の前の床または地面の所定の踏み場所fまたは踏み台の上に足の裏または履物の底を乗せるか、あるいは、その踏み場所または踏み台の上空間を足の裏または履物の底の無線ICタグaを通過させるだけで、その人の身分や資格を自動的に識別する通行人識別方法を実現することように構成したものである。

0027

即ち、本発明の識別方法においては、通行人の足の裏または履物の底などに、無線ICタグを入れておき、一方、出入り口の前の床面または地面の所定の踏み場所の下に、無線ICタグと交信するためのアンテナを備えたリーダ/ライタを収納した筐体埋設しておくか、あるいは、その床上または地面上に、前記筐体を組込んだ踏み台を置くか、のいずれかをしておいて、前記通行人が出入り口を通ろうとするときに、単に、前記足の裏または履物の底を、前記踏み場所または前記踏み台の上に乗せさせるか、あるいは、前記足の裏または履物の底を、前記踏み場所または前記踏み台の上空間であってリーダ/ライタのアンテナから発せられる電波によって形成される有効交信領域内を、所定の高さ以下、所定の速度以下で横切らせるか、のいずれをさせることによって、出入り口の通行人を識別するように構成したものである。

0028

上記の課題解決手段による作用は次のとおりである。

0029

本発明の方法によれば、あらかじめ、シート状の無線ICタグを足の裏に付けておき、踏み場所に足を乗せるか、あるいは、その上空間を、所定の速度以下で足の裏を通過させるだけで、その通行人が誰であるかを、リーダ/ライタが、瞬時に識別することができる。これにより、ポケットからカードなどを取り出し守衛に提示したり、読取り器に通したりして再びポケットに戻すという、通行人にとっては面倒で、わずらわしい一連の作業が一切不用となる。

0030

無線タグの表面に印刷されてある文字等が擦れて読みにくくなったとしても、表面のよごれや擦れはリーダ/ライタの読取りの精度に全く影響しない。

0031

その場の状況によっては、通行人は足の裏に無線ICタグを入れていない場合もあろう。そのような通行人が、たまたま、この床の踏み場所を踏んだ場合は、ノーチェックでフリーパスできるようにコンピュータ処理応答を設定できる。無線ICタグを持たない通行人による混乱を生じる心配もない。

0032

人が出入り口を通ろうとするときに、その出入り口のところでその人の身分や資格を瞬時に識別し、その識別結果に応じて異なる、例えば警報発令信号、駆動要求信号等を発するようにしてある(図2の10)ので、例えば、異なる色のランプ点灯させる、異なる音又は声によるガイダンスが流れる、あるいは、出入り口のドア電気駆動で開ける、などのリアクション連係させることができる(図2の11)。

0033

図2に示した、本発明の方法の実施例のように、識別結果に応じて発信されるリアクション要求信号図2の10〉2呼応して、出入り口のドアが開くようにしておけば(図2の11)、ドアから入る資格ありと判定された通行人は、そのまま、円滑に歩行し前方のドアを通ることができる。

0034

さらに、無線ICタグが、踏み場所fの上の有効交信可能立体領域内に、交信を完結させるに要する時間Tcよりも長く滞留するならば、通行人は、必ずしも床の踏み場所に足をべったりと乗せる必要がなく、図1のように、ほぼ歩く動作を続けているだけで、リーダ/ライタによる識別を受けることができる。

0035

本発明では、通行人が踏み場所に乗ったときの床にかかる荷重を検出する荷重検出手段を利用して、リーダ/ライタの電源オンにする仕組みを用いているので、通行人が少なくとも1回は踏み場所のある床上に足をのせることを前提にしている。

0036

床の踏み場所に自分の足の裏を合わせるという作業の結果、リーダ/ライタは、それ自体がつくる誘導電磁界の最適位置、最適な距離Dに、正確に、交信相手である無線ICタグを捕捉することができるから、最小限の電波の強度で、最も効率よく、ICタグの内容を読取ることができる。

0037

本発明では、無線ICタグとリーダ/ライタ間の、交信実行時の交信距離を非常に短くすること(図3および図1のD)を実現できるので、電磁誘導型の無線ICタグを適用することができる。電磁誘導型は、広い幅の交信エリアを確保できる利点を持つ。人に害を及ぼすことのない、十分に弱い電波を利用することで、確実に機能するシステムを実現することができる。

0038

また、必ずしも、踏み場所fにおいて無線ICタグへのデータ書込みを要しないアプリケーションでは、本発明の中でリーダ/ライタと記した部分は、リーダと読み替えて、リーダのみを設置して実施してもよい。

0039

リーダのみであれば、比較的大きな電波エネルギーを消費する書込みが不要なので、リーダから供給する電力は最小限で済み、読取り完了に要する時間も大幅に短くでき、電波の強度を最小にできる点で人体への影響は最小限に抑えられる。

0040

例えば本発明の方法による識別結果に応じて発信されるリアクション要求信号に呼応して、出入り口のドアが開くようにしておけば、通行人は一切何もしないで、そのドアを通行し終わることができる。

発明の効果

0041

通行人の歩行とリーダ/ライタによる自動的識別機能出入り口ドア自動開閉が組み合わされていれば、床の踏み場所(図3のf)や踏み台が平らで、単に、それらの上の踏み場所を踏んで歩くというだけで、楽に、通行の資格が識別され判定される。従来のように、手で識別カードを取り出して、読取り器の正面に正確に当てて、読取らせて、再び仕舞うというわずらわしい作業を、前出の障害のある人々に強いる必要がないから大変楽である。通行人は、自分の足の裏につけた無線ICタグの存在や、通路、出入り口のリーダ/ライタをあまり意識する必要が無くなる。特に、その通行者が、両手に物を持っている人、身体の不自由な人、背中が曲がっていて上の方に向けない人、幼い子供等、目の不自由な人、手が思うように動かない人である場合には、本発明の方法を実施したシステムの効果は絶大となろう。

0042

ここでいう出入り口とは、研究室職員室、役員室等、屋内に限らず、庭園運動場等の正門、通用門等の屋外のものも含んでいる。その出入り口のところでは、通行しようとする人に、手を使っての操作あるいは声を出すなど、五官を働かせる行為を一切求める必要がない。

0043

踏み場所を踏んで歩いているだけで、通行人は、その先への通行を許されている、と感じるであろう。無線ICタグがどこにあるか、人には解らなくても、リーダ/ライタはその交信可能領域内に無線ICタグを捕捉しさえすれば、自動で、見えざる無線ICと電波で交信して、情報を受け渡しできる。

0044

リーダ/ライタから、コンピュータへ、無線ICタグごとに詳細な識別データが送信され、時刻データとともに記録ファイルに保存ができるので、通行人が所持していた無線ICタグの全情報を瞬時に読取って、その通行人の通行履歴として、永久保存でき、その後随時に閲覧参照が可能となる。

0045

通行人が所定の踏み場所を踏んだときにその都度に荷重検知手段が働いてリーダ/ライタの電源がオンとなり、コンピュータがその後に電源をオフにするので、
必要時にのみ電源が入るしくみとなっており、大幅な節電ができて、長期の運用維持費が大幅に節約される。もし、入室ドアセキュリティ管理のために、本発明の方法を採用すると、リーダ/ライタ組込み筐体を、部屋ごとに、ドアの前の床下に設置したりすることとなり、前記の運用維持費の節約は極めて重要である。

発明を実施するための最良の形態

0046

以下、本発明の実施の形態として一実施例を図1図4に基づいて説明する。

0047

図3に示すように、(a)通路または出入り口を通る人の足の裏または履物の底に入れた無線ICタグaと(b)前記無線タグとの間で無線交信するためのアンテナb1付きリーダ/ライタbと、(c)前記リーダ/ライタが前記無線ICタグと無線交信して得た、情報を処理するコンピュータcと、(d)荷重を検知するセンサによって検知する検知手段と、その検知結果に基づいてリーダ/ライタの電源をオンする通電手段と、(e)外界と区別された空間を構成する筐体であって、前記リーダ/ライタをその空間内に収納し、場合によって前記コンピュータおよび/または前記検知手段と通電手段もその空間内に収納した筐体e本体とを具備している。

0048

図3に示すように、前記筐体を通路または出入り口の前の床面または地面の所定の踏み場所fの下に埋設しておくか、あるいは、その床上または地面上に、前記筐体を組込んだ踏み台f1を置くか、いずれかをしておいて、前記通行人が通路または出入り口を通ろうとするときに、前記足の裏または履物の底を、前記踏み場所fまたは前記踏み台f1の上に乗せさせるか、あるいは、前記足の裏または履物の底を、前記踏み場所または前記踏み台の上空間であってリーダ/ライタのアンテナから発せられる電波によって形成される有効交信立体領域g内を、所定の高さ以下、所定の速度以下で横切らせるか、のいずれかをさせる。

0049

なお、図1には示していないが、前記図3の実施例と同様に、床下収納部には、アンテナ、送受信部、コントローラ等を含むリーダ/ライタを内蔵し、場合により荷重検知手段と通電手段を内臓した筐体を備えている。

0050

前記踏み台は、図3に示すように、床hと同等の機能を果たす天板を有する箱状の踏み台であり、その上に人が乗ることができ、その中に前記筐体全部を収納し、場合によりコンピュータcと荷重検出手段と通電手段dも収納し、外部のコンピュータおよび電源接続コードとの接続コンセントを有した構成となっており、本発明の方法を実現する機能を備えている。即ち、足の裏または履物の底に付けられた無線ICタグが、前記筐体が組込まれた前記踏み台の上の所定の踏み場所を踏むと、図2にしめした実施の流れが実行される。

0051

それによって、電磁誘導による読み取りを開始し、誘導電磁界Gを発生させ(図2の4)、この誘導電磁界内に入っている、前記無線ICタグのコイル状アンテナに誘導起電力を生じさせ(図2の4)、その無線ICタグに電力を供給し、その電力によって、その無線ICタグが作動し、無線ICタグ側メモリ内の情報がリーダ/ライタ側に送信されて(図2の6,7)、そのリーダ/ライタに接続したコンピュータcにより識別結果が得られ(図2の8,9)、その識別結果にもとづき警報発令信号、駆動要求信号を発信し(図2の10)、所要のリアクション機能を実行させる構成とする。

0052

図3に示した、本発明の実施例では、通行人が踏み場所に乗ったときの床にかかる荷重を検出する荷重検出手段を利用してリーダ/ライタの電源をオンにするような仕組みを用いているので、通行人が少なくとも1回は踏み場所のある床上に足をのせることを前提にしている。

0053

また、本発明の他の応用的な実施例として、図5に示す識別方法は、前記図1の実施例と同様の手段、機器で構成されているが、図1とは異なり、無線ICタグの入った足の裏または履物の底が床面にタッチすることなく、踏み場所の上空間であって、リーダ/ライタのアンテナから発せられる電波によって形成される有効交信立体領域g内の空中を横切っていく場合である。この場合には、図2に示した本発明の実施の流れに従って、無線ICタグとリーダ/ライタの間での交信を完結する。ただし、このとき、図5に示す有効交信領域内の無線ICタグの通過軌跡の長さをL、その無線ICタグとリーダ/ライタのアンテナb1との間の読取りの交信を完結するに要する時間をTcとすると、読取りの交信を確実に完了させるには、足の通過速度がL÷Tcの値よりも十分遅くあらねばならない。

0054

足の裏を所定の踏み場所に必ずタッチする図1の場合には、所定の踏み場所とアンテナの間の距離Dを最適交信距離に設計すればよいが、足の裏が床面にタッチしない図5の場合は、足の裏の通過軌跡の床上高さがばらついているので、通過する足の裏とアンテナの間の交信距離はDよりも大きいので、アンテナから発する電波の強度は、図1よりも図5の方が大きい。

0055

また、図5の場合には床面に荷重が検知されるとは限らないので、図3図1で組込まれた荷重検知手段は、図5では用いない。従って、図3図1においてリーダ/ライタの電源を入れるきっかけとした荷重検知手段の代わりに、手動で電源を入れるか、あるいは別の通電手段を採用することができる。

0056

また、必ずしも、踏み場所fにおいて無線ICタグへのデータ書込みを要しないアプリケーションでは、本発明の中でリーダ/ライタと記した部分は、リーダと読み替えて、リーダのみを設置して実施してもよい。

0057

また、本発明は、以上の実施例に限定されるものではなく、例えば、通行人が通路や出入り口に差し掛かったことを検知する、荷重検知手段とは別の検知手段を採用したり、手動によって電源をオンにするような別の通電手段を採用したり、前記筐体を用いずに、リーダ/ライタをアンテナとともに直接に床下に貼り付けたり、コンピュータを筐体内に内蔵したり、筐体内を空冷するためのファン取付けたりするなど、適宜方法の実施の仕方を変更できるものである。

0058

これまでに、数多くのICタグを応用した実用技術が現出してきたが、いずれも、リーダ/ライタは、直立した人間の正面、または左右側面に設置され、一方、ICタブは、腕、など上半身に装着するか、あるいは手のひらで握る形の実施が多く見受けられた。それに対し、本発明では、リーダ/ライタを足元の床または地面に設置し、無線ICタグは、足の裏に付けるという、意外性のある発想で生まれた。本発明は、既存の無線ICタグを用いながら、画期的な発案の実施を提供するものである。

0059

以上のように、本発明の通行人を識別する方法は、無線ICタグという、多面的機能を有するハードウエア素材とし、他のハードウエアと、独特の組み合わせをつくり、これまでにない全く新しい利用分野創出し、これからのユビキタスネットワーク社会の、セキュリティインフラの有効なシステムを現出させた。本発明の方法にヒントを得て、本発明の識別方法を一部として組込んだ新規社会システムが生まれる可能性がある。

図面の簡単な説明

本発明の実施における、無線ICタグの移動軌跡の説明図である。本発明の実施の流れの説明図である。本発明の実施例の説明図である。伝送媒体方式の周波数の距離と幅の関係図である。本発明の実施例における、無線ICタグが踏み場所の上空を通過する軌跡の説明図である。

符号の説明

a無線ICタグ
bリーダ/ライタ
b1アンテナ
cコンピュータ
d荷重検知手段と通電手段
e筐体
f 踏み場所
f1踏み台(図面に記載なし)
h 床
g 有効交信領域
L 無線ICタグの通過軌跡またはその軌跡の長さ
V 無線ICタグの通過速度
D 無線ICタグとリーダ/ライタの間の距離
T 無線ICタグの有効交信領域内を滞空した時間
Tc読取り/書込みの交信を完結するのに要する時間

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