专利名称：用户认证装置和出入管理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用户认证装置，尤其是涉及通过利用电磁波对用户的ID代码进行通信以允许使用设备的用户认证装置。另外，涉及使用这种用户认证装置的出入管理装置。
背景技术：
作为现有的用户认证装置，包括使用记录有非接触IC卡等的ID代码(ID信息)的介质、利用ID代码来进行认证的认证装置。其代表例子是利用在铁路的自动检票、出入管理装置、电子货币等当中使用的非接触IC卡的装置。作为代表性的国际标准，包括ISO/IEC14443，按照此标准的非接触IC卡的可通信距离约10厘米。通信距离是用户持有的IC卡和认证装置的接收天线之间的距离，在10厘米的情况下，需要用户手持IC卡靠近认证装置的接收天线来接受认证。
另一方面，可远距离通信的ID代码通信设备被称为射频识别(RFID)，代表性的标准是ISO/IEC18000-3、ISO/IEC18000-6。在按照这些标准的RFID中，通信距离为1米到10米。RFID一般由发送ID代码的RFID标签和接收ID代码的RFID读卡机组成。实用通信距离大于或等于数米时，用户如果将RFID标签作为姓名牌佩带，或挂在脖子上，则用户无需为认证进行特别的操作，就可接受利用存储在RFID标签中的ID代码而进行的认证。但是，在通信距离为数米的情况下，例如，在用于开关门的认证中使用RFID时，持有RFID标签的用户并无进门的意愿而只是在门前通过，就有可能认证ID代码而打开门。
作为解决这一问题的技术，包括一种出入管理装置，该装置具备核对所发送的ID代码的核对单元和用户进行出入意愿表示的意愿表示单元(例如，参照专利文献1)。即，在RFID标签位于RFID读卡机的接收范围内的情况下，RFID读卡机接收其ID代码，检测ID代码的正当性，判定是否可以出入。判定结果为可以出入的话，在一定时间内等待来自意愿表示单元的输入。在一定时间内如果有来自意愿表示单元的输入，则视为有出入的意愿，输出开门控制信号；若无来自意愿表示单元的输入，则视为无出入的意愿，取消所接收的ID代码。
特开平8-254050号公报(第10-22段、图1)。
发明内容
在上述现有的用户认证装置中，即使在通信距离在数米以上、用户无需进行用于读取ID代码的操作的情况下，也必须利用开关等意愿表示单元来表示进入等使用意愿。因此，即使使用通信距离远的RFID，也存在强制用户进行用于认证的操作，给用户增加负担的问题。
本发明为解决上述问题而作出，其目的在于提供一种可以在不给用户增加负担的情况下判断有无使用意愿，并准确地进行用户认证的用户认证装置。
此外，其目的还在于提供一种使用这种用户认证装置的出入管理装置。
本发明的用户认证装置，具有第一无线式标签，具有用户的第一ID信息和发送所述第一ID信息的第一天线；第二无线式标签，具有与所述第一ID信息不同的第二ID信息和配置在与所述第一天线垂直的方向上、发送所述第二ID信息的第二天线；无线标签接收机，接收由所述第一天线发送的所述第一ID信息和由所述第二天线发送的所述第二ID信息；以及是否可使用判定单元，判定由所述接收机接收的ID信息是否与预先登记的ID信息相符，并根据一定时间内接收的所述第一ID信息和所述第二ID信息的接收定时或接收次数，判定是否可使用。
本发明具有的效果是，无需强制用户进行向读取装置举起IC卡或为了表示使用意愿而按下开关等特别操作，就可以准确地进行用户认证。
此外，由于使用上述用户认证装置进行出入管理，可以只对有进入意愿的用户开门，而对没有进入意愿的用户不开门。
图1所示为本发明第1实施方式的用户认证装置的结构图。
图2为RFID读卡机天线和标签天线的位置关系的示意图。
图3为RFID读卡机天线和标签天线的位置关系的示意图。
图4为第1实施方式的用户认证装置的操作的说明图。
图5为第1实施方式的用户认证装置的操作的说明图。
具体实施例方式
第1实施方式图1所示为本发明第1实施方式的用户认证装置的结构图。以下表示将本实施方式的用户认证装置用于出入管理的情况，并以允许使用的对象为门的情况为例进行说明。
用户持有标签板3，标签板3上贴有RFID标签A(第1无线式标签)1和RFID标签B(第2无线式标签)2。RFID标签A1和RFID标签B2分别由半导体芯片(标签芯片)11、21和标签天线12、22构成，RFID标签A1的标签天线(第1天线)12的方向(轴线方向)和RFID标签B2的标签天线(第2天线)22的方向(轴线方向)相垂直地配置在标签板3上。标签板3的目的是使RFID标签A1和RFID标签B2的位置关系保持固定。各半导体芯片11、21具有存储有用户的ID代码(ID信息)的存储器和通过天线12、22发送所述ID代码的通信控制电路。此外，半导体芯片11中存储的ID代码(第1ID信息)和半导体芯片21中存储的ID代码(第2ID信息)被分配以互不相同的ID代码。
本实施方式的RFID读卡机的读卡机天线(无线标签接收器)4最好安置在允许通行的门的近旁，并使门面与读卡机天线4的天线面平行地安装。RFID读卡机天线4遵照例如ISO/IEC18000-4、ISO/IEC18000-6，接收RFID标签A1和RFID标签B2发送的ID代码，并且最好具有非直线偏振波的圆偏振波的电波放射特性。
认证判定装置5和门开关指示装置6连接在读卡机天线4上。认证判定装置(是否可使用判定单元)5在判定由RFID读卡机天线4接收的RFID标签A1的ID代码(第1ID信息)和RFID标签B2的ID代码(第2ID信息)是否为预先登记的、接受了使用许可的ID代码的同时，根据在一定时间内接收的第1ID代码和第2ID代码的接收时刻，判定是否可使用。即，仅在所接收的第1ID代码和第2ID代码为得到了使用许可的ID代码、且在一定时间内同时接收到第1ID代码和第2ID代码的情况下给予使用许可。门开关指示装置6在接收到认证判定装置5发出的使用许可信号时开门。
下面，就本实施方式的用户认证装置中的操作，进行详细说明。
首先，描述RFID电波的特性。在ISO/IEC18000-4中，电波频率约2.4GHz，在ISO/IEC18000-6中约900MHz。其附近的频率被称为微波频带，RFID读卡机向空间放射电波，由RFID标签接收该电波，再由RFID标签发送记录在标签芯片中的标签的ID代码，由RFID读卡机接收标签的ID代码。RFID读卡机天线4大致有2种天线圆偏振波特性的天线和直线偏振波特性的天线。此处说明的是如下情况使用棒状天线(作为最一般的天线的双极型天线)作为标签侧的天线12、22、使用具有圆偏振波特性的环形天线作为RFID读卡机天线4。
图2和图3为RFID读卡机天线40和标签天线20的位置关系示意图，图2是在相对于与RFID读卡机天线40的环形面垂直的轴线7(RFID读卡机天线40的轴线方向)，标签天线20的方向(轴线方向)与其垂直的情况下的配置示例。在这种配置的情况下，读卡机天线4的电波接收灵敏度相对较强。图3是在相对于上述轴线7，标签天线20的朝向与其平行的情况下的配置示例。这种配置的情况下，电波接收灵敏度相对较弱。例如，有这样的情况标签天线20的方向与轴线7垂直的情况下，可以通信的最大距离为1米，而标签天线20的方向与轴线7并行的情况下，可以通信的最大距离为20厘米。在这种情况下，若RFID读卡机天线40和标签天线20的距离为50厘米，标签天线20的方向与轴线7垂直的情况下，可以读取标签的ID代码，而在平行的情况下，无法读取标签的ID代码。本实施方式利用了这种电波特性的差异。
图4和图5为本实施方式的用户认证装置的操作的说明图。用户8将标签板3佩带在身体的前面。例如，采用象姓名牌那样用别针固定在胸前或穿上带子佩带在脖子上等方法。
图4所示为用户8面向门9的情况。在门9的附近，与门9的面相平行地设置有RFID读卡机天线4。佩带了标签板3的用户8欲从门9进入室内等，在接近门附近的RFID读卡机天线4并进入可利用RFID发送接收ID的距离以内时，由于用户8正对着门9，所以标签板3的面与读卡机天线4的轴线方向垂直。其结果是，RFID标签A1的天线12和RFID标签B2的天线22的朝向都与读卡机天线4的轴线方向垂直，可利用RFID读卡机天线4来同时接收RFID标签A1的ID代码和RFID标签B2的ID代码。认证判定装置5仅限于在一定时间内同时接收到RFID标签A的ID代码和RFID标签B的ID代码的情况下才给予使用许可，所以在图4的情况下，可以通过门开关指示装置6来开门。
图5所示用户8从门9前通过的情况。佩带有标签板3的用户8没有进门9意愿、只是在门9前通过时，即使在用户8接近门附近的RFID读卡机天线4并进入可以利用RFID发送接收ID的距离以内的情况下，用户8与门9也不正对。因此，在图5中，虽然RFID标签B2的天线12的朝向与读卡机天线4的轴线方向垂直，但RFID标签A1的天线12的朝向与读卡机天线4的轴线方向并不垂直，所以，RFID读卡机天线4只能接收RFID标签A1和RFID标签B2中的1个ID代码(在此为RFID标签B2的ID代码)。认证判定装置5仅限于在一定时间内同时接收到RFID标签A的ID代码和RFID标签B的ID代码的情况下才给予使用许可，因此在图5的情况下，不会通过门开关指示装置6来开门。
此外，电子标签3会出现这样的情况由于用户8用别针或带子等佩挂在身上而在用户身体的面内旋转或翻转。但无论是在用户身体的面内旋转的情况还是翻转的情况，只要在用户正对着RFID读卡机4的情况下，由于RFID标签A1的天线12和RFID标签B2的天线22仍然都与读卡机天线4的轴线方向垂直，因此可以正常地给予使用许可。
另外，用户侧面朝向RFID读卡机天线4的情况下，由于RFID标签A1和RFID标签B2的天线没有同时与读卡机天线4的轴线方向垂直，因此不给予使用许可。
如上述说明，根据本实施方式，仅在用户正面朝向使用对象的场合下给予使用许可，可以在不强制用户进行开关操作等用于认证的特别操作的情况下，准确地给予使用许可。
第2实施方式在第1实施方式中，认证判定装置5仅限于在一定时间内同时接收到RFID标签A1发送的ID代码和RFID标签B2发送的ID代码的情况下才给予使用许可。一般情况下，因为ID代码不限于发送一次，而是经常发送，因此在一定时间内也可多次接收相同的ID代码。在RFID标签距离读卡机天线近、电波强的情况下，一定时间内可接收的ID代码的接收次数多。
在该第2实施方式中，标签板3和读卡机天线4的结构是与图1所示的第1实施方式同样的结构，但认证判定装置5的结构不同，判定方法与第1实施方式不同。即，认证判定装置5仅限于在一定时间内同时接收RFID标签A1发送的ID代码和RFID标签B2发送的ID代码、且所接收的各ID代码的接收次数分别大于或等于一定数值的情况下才给予使用许可。
由此可以防止在用户正对着门、但远离门的情况下打开门。其结果是，例如，在用户虽然向门走来、但没有从门进入的意愿而在门旁改变方向的情况下，可以防止开门，从而可以更加准确地给予使用许可。
第3实施方式在第3实施方式中，标签板3和读卡机天线4的结构是与图1所示的第1实施方式同样的结构，但认证判定装置5的结构不同，判定方法与第1、第2实施方式不同。即，认证判定装置5构成为在每个一定时间内对RFID标签A1发送的ID代码和RFID标签B2发送的ID代码进行计数，在一定时间内同时接收到所述各ID代码、各ID代码的接收次数为规定次数或多于规定次数、且各ID代码的接收次数在每个一定时间内增加的情况下，判定为可以使用。
这样，仅在用户正面朝向使用对象、距使用对象的距离在一定距离以内、并且靠近使用对象的情况下，才给予使用许可。其结果是，在用户虽然正对着门、但远离门或者没有进一步靠近门的情况下，可防止开门。例如，用户虽然向门走来，但没有从门进入的意愿而在门旁改变方向的情况下，可防止开门。另外，用户虽然在门附近但不靠近门的情况下，可防止开门，从而可以更加准确地给予使用许可。
第4实施方式在第4实施方式中，标签板3和读卡机天线4的结构是与图1所示的第1实施方式同样的结构，但认证判定装置5的构成不同，判定方法与第1、第2、第3实施方式不同。即，认证判定装置5在一定时间内对RFID标签A1发送的ID代码和RFID标签B2发送的ID代码进行计数，仅限于在一定时间内的RFID标签A1的ID代码的接收次数和RFID标签B2的ID代码的接收次数之和大于或等于规定值，并且一定时间内的RFID标签A1的ID代码的接收次数和RFID标签B2的ID代码的接收次数之差小于或等于规定值的情况下，才给予使用许可。
通过这种结构，可以防止在用户正对着门、但远离门的情况下打开门。
另外，通过这种结构，比较2个ID代码的接收次数，在第1实施方式的效果的基础上，可以进行更加正确的认证判定。
权利要求
1.一种用户认证装置，具有第一无线式标签，具有用户的第一ID信息和发送所述第一ID信息的第一天线；第二无线式标签，具有与所述第一ID信息不同的第二ID信息和配置在与所述第一天线垂直的方向上、发送所述第二ID信息的第二天线；无线标签接收机，接收由所述第一天线发送的所述第一ID信息和由所述第二天线发送的所述第二ID信息；以及是否可使用判定单元，判定由所述接收机接收的ID信息是否与预先登记的ID信息相符，并根据一定时间内接收的所述第一ID信息和所述第二ID信息的接收定时或接收次数，判定是否可使用。
2.如权利要求1所述的用户认证装置，其特征在于，在一定时间内同时接收到第一ID信息和第二ID信息的情况下，是否可使用判定单元判定可以使用。
3.如权利要求1所述的用户认证装置，其特征在于，在一定时间内同时接收到第一ID信息和第二ID信息、且各ID信息的接收次数为规定次数或多于规定次数的情况下，是否可使用判定单元判定可以使用。
4.如权利要求1所述的用户认证装置，其特征在于，在一定时间内同时接收到第一ID信息和第二ID信息、各ID信息的接收次数为规定次数或多于规定次数、且各ID信息的接收次数在每个所述一定时间内增加的情况下，是否可使用判定单元判定可以使用。
5.如权利要求1所述的用户认证装置，其特征在于，在一定时间内接收的第一ID信息的接收次数和第二ID信息的接收次数之和大于或等于规定值、且所述第一ID信息的接收次数和所述第二ID信息的接收次数之差小于或等于规定值的情况下，是否可使用判定单元判定可以使用。
6.使用权利要求1～5中任何一项所述的用户认证装置的出入管理装置。
全文摘要
本发明提供了一种在利用电波来认证用户的用户认证装置中、无需强制用户进行用于认证的操作就可进行认证的装置，以及一种使用所述用户认证装置的出入管理装置。该用户认证装置具有第一无线式标签(1)，具有用户的第一ID信息和第一天线(12)；第二无线式标签(2)，具有与第一ID信息不同的第二ID信息和配置在与第一天线(12)垂直的方向上的第二天线(22)；无线标签接收机(4)，接收由第一天线(12)发送的第一ID信息和由第二天线(22)发送的第二ID信息；以及是否可使用判定单元(5)，判定由接收机(4)接收的ID信息是否与预先登记的ID信息相符，并根据一定时间内接收的第一ID信息和第二ID信息的接收定时或接收次数，判定是否可使用。
文档编号G07C9/00GK1786977SQ20051012904
公开日2006年6月14日 申请日期2005年11月30日 优先权日2004年12月7日
发明者平井敬秀, 笹川耕一 申请人:三菱电机株式会社