(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インダクタンスおよびコンデンサからなり、マイクロ波より低い周波数の共振周波数を有する共振回路部と、整流器を介して前記共振回路部と接続されるとともに、他の整流器により２分されたアンテナ部とからなり、前記共振周波数と同じ周波数の電波を受信することにより、共振回路部が該アンテナ部を共振周波数にて断続的に導通させることで、前記アンテナ部が共振周波数にて断続的にマイクロ波を反射する識別標識手段と、
所定の周期で、連続的に掃引された周波数を有する送信信号を前記電波として、前記識別標識手段へ放射する送信手段と、前記識別標識手段の前記アンテナ部から反射されるマイクロ波を受信する受信手段と、前記受信手段が受信したマイクロ波の断続される周波数と、予め前記識別標識毎に設定された識別データとを比較し、前記マイクロ波の断続される周波数が前記識別データのいずれかと一致すると、一致した識別標識を表す識別コードを出力する判定手段とからなる識別手段と
を具備することを特徴とする個体識別装置。
【請求項２】
前記識別標識手段は、複数の共振回路から構成され、その組み合せによって決定される共振周波数を有することを特徴とする請求項１記載の個体識別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、少なくとも１つの質問装置と複数の応答装置とからなり、質問装置が複数の応答装置を識別する個体識別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、放牧された家畜を集める際の個体識別、カフェテリアの自動レジや、食器や食器トレーの洗浄消毒後の格納時の自動識別システムなど、大量に移動する個体を非接触で識別する個体識別装置では、使用される物に分類用の識別標識を付け、該識別標識からのＩＤコードを読取るようになっている。この識別標識は、質問装置（または、識別装置）が放射する電波に対して、各々が異なるコード（ＩＤコード）情報を含む電波を出力する。質問装置は、該ＩＤコード情報を含む電波を受信することによって、各々の個体を識別する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した個体識別装置では、ＩＤコードを送信するための回路に電源を必要とするものがある。このため、所定の期間毎に、電源の交換や、あるいは充電などのメンテナンスを行なわなければならないという問題を生じる。
また、従来の個体識別装置には、識別標識を構成する回路に、集積回路等の複雑な回路を搭載したものがある。しかしながら、識別標識は大量の物品に付けなければならないため、全体としてコストが大となるという問題を生じるとともに、複雑な回路を搭載するために容積が大となり、例えば、平面状の個体へは付けられないなど、個体への付帯形態が限定されるという問題を生じる。
【０００４】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、メンテナンスを必要とせず、コストが低減でき、大量に使用される物に適する形態で付帯することができる個体識別装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した問題点を解決するために、請求項１記載の発明では、インダクタンスおよびコンデンサからなり、マイクロ波より低い周波数の共振周波数を有する共振回路部と、整流器を介して前記共振回路部と接続されるとともに、他の整流器により２分されたアンテナ部とからなり、前記共振周波数と同じ周波数の電波を受信することにより、共振回路部が該アンテナ部を共振周波数にて断続的に導通させることで、前記アンテナ部が共振周波数にて断続的にマイクロ波を反射する識別標識手段と、所定の周期で、連続的に掃引された周波数を有する送信信号を前記電波として、前記識別標識手段へ放射する送信手段と、前記識別標識手段の前記アンテナ部から反射されるマイクロ波を受信する受信手段と、前記受信手段が受信したマイクロ波の断続される周波数と、予め前記識別標識毎に設定された識別データとを比較し、前記マイクロ波の断続される周波数が前記識別データのいずれかと一致すると、一致した識別標識を表す識別コードを出力する判定手段とからなる識別手段とを具備することを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の個別識別装置において、前記識別標識手段は、複数の共振回路から構成され、その組み合わせによって決定される共振周波数を有することを特徴とする。
【０００７】
【作用】
請求項１及び２記載の発明によれば、識別手段は、送信手段によって、所定の周期で、連続的に掃引された周波数を有する送信信号を電波として識別標識手段へ放射する。識別標識手段は、共振回路の共振周波数と同じ周波数の電波を受信すると、アンテナ部から該共振周波数で断続する電波を反射する。これに対して、識別手段は、識別標識手段のアンテナ部から反射される電波を受信手段によって受信した後、判定手段によって、該受信手段が受信した受信信号の周波数と、予め識別標識毎に設定された識別データとを比較し、受信信号の周波数が上記識別データのいずれかと一致すると、一致した識別標識を表す識別コードを出力する。
【０００８】
【実施例】
次に図面を参照してこの発明の実施例について説明する。図１はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図である。この図において、識別標識１は、コイル２とコンデンサ３からなる共振器４と、該共振器４に接続されたアンテナＡＴ１と、アンテナＡＴ１を電気的に断続するためのダイオードＤ１，Ｄ２とによって構成されている。この識別標識１は、複数の移動する物品の各々に付帯される。また、後述する識別標識１を構成する回路は、印刷等による回路形成技術によって平面状に形成されるようにしてもよい。平面状に形成すれば、識別標識１を付帯させる物品の種類や形状等に関わらず付帯させることができる。
【０００９】
上記コイル２とコンデンサ３は、いわゆるタンク回路を構成している。このタンク回路は、共振周波数をｆ０、コイル２のインダクタンスをＬ、コンデンサ３の容量をＣとすると、ｆ０＝１／（２π√（ＬＣ））という関係にある。このタンク回路に、共振周波数、または近傍の周波数で励振される別のコイルを接近させると、タンク回路には誘導によってエネルギーが伝達されるとともに、共振によって大きな電流が流れる。つまり、タンク回路には、別のコイルのエネルギーが誘導によって効率よく伝達される。
【００１０】
次に、２分されたアンテナＡＴ１の間とタンク回路の間に挿入されたダイオードＤ１，Ｄ２には、図１の接続点Ａに正電圧が発生した時には電流が流れるため、アンテナＡＴ１を電気的に導通状態とし、逆に、接続点Ｂに正電圧が発生した場合には、アンテナＡＴ１を電気的に遮断する。したがって、アンテナＡＴ１は、外部から、共振周波数か、その近傍の周波数の励振エネルギーが誘導によってタンク回路に供給されると、ダイオードＤ１，Ｄ２によって、ほぼ共振周波数で断続が繰り返される。アンテナＡＴ１は、その長さがλ／４長となっており、上述した共振周波数で断続される電波を反射する。
【００１１】
次に、上述したタンク回路に誘導によってエネルギーを伝達させるとともに、上記共振周波数で断続される放射電波を受信し、かつ、個体識別を行なう識別装置を説明する。識別装置１０は、掃引発振器１１、タイミング信号検出器１２、周波数換算器１３、発振検波器１４、検波信号デジタル変換器１５、周波数照合器１６、識別器１７、比較器１８および符号化器からなる。掃引発振器１１は、三角波発生器１１ａおよび電圧制御発振器（ＶＣＯ）１１ｂから構成されており、三角波発生器１１ａは、所定の周期からなる三角波を発生し、これを電圧制御発振器１１ｂおよびタイミング信号発生器１２へ供給する。電圧制御発振器１１ａは、上記三角波の電圧値に応じた周波数の信号を発振し、これを励振コイルＡＴ２へ供給する。この励振コイルＡＴ２は、アンテナとして作動し、上記信号を電波として放射する。なお、放射される電波の周波数は、例えば、１〜５ＭＨｚの間を上記三角波によって掃引される。
【００１２】
次に、タイミング信号検出器１２は、上記三角波に基づき、現在、励振コイルＡＴ２から放射されている電波の周波数が、前述した三角波発生器１１ｂが発生する三角波の１周期のどの点（時刻）において発生されたものであるかを表すタイミング信号を生成し、周波数換算器１３へ供給する。周波数換算器１３は、上記タイミング信号に従って送信電波の周波数を求め、これをデジタルデータに変換した後、周波数照合器１６へ供給する。
【００１３】
また、発振検波器１４は、マイクロ波を検出するアンテナＡＴ３を備えており、該アンテナＡＴ３によって受信した反射を検波し、検波信号デジタル変換器１５へ供給する。アンテナＡＴ３は、受信可能領域内にある識別標識１から反射される共振周波数で断続が繰り返される電波を受信するものである。なお、受信可能領域内にある識別標識１は、１つとは限らず、複数であってもよい。検波信号デジタル変換器１５は、検波信号をデジタルデータに変換した後、上記周波数照合器１６へ供給する。周波数照合器１６は、励振コイルＡＴ２から放射される送信電波の周波数データＦＤ１と上記アンテナＡＴ３によって受信した電波の周波数データＦＤ２とを照合し、その結果を識別器１７へ供給する。
【００１４】
識別器１７は上記双方の周波数データＦＤ１，ＦＤ２が一致したか否かを判別し、一致しなかった場合には、受信した電波が識別標識以外のものと判断して無視し、一致した場合には、受信した電波が識別標識からのものと判断して、受信した電波に対応する周波数データＦＤ２を比較器１８へ供給する。
【００１５】
比較器１８には、いずれの識別標識１からの電波であるかを判別するための、識別標識毎に設定された共振周波数値（以下、単に設定値ＥＦＤという）が供給される。この共振周波数は、識別標識１が放射する電波の周波数に等しい。なお、この詳細な説明は後述する。比較器１８は、受信した電波の周波数データＦＤ２と設定値ＥＦＤとを比較し、受信した電波を放射した識別標識１がいずれのものであるかを特定し、識別データＤＤとして符号化器１９へ供給する。
【００１６】
符号化器１９は、上記識別データＤＤを、例えば、シリアルデータに変換してＲＳ−２３２Ｃを介して別途設けられたホストコンピュータ３０へ転送する。ホストコンピュータ３０では、複数の識別標識のいずれであるかを特定する識別データＤＤに従って所定の処理を行なう。
【００１７】
次に、上述した識別標識１を識別する動作について、図１および図２を参照して説明する。まず、識別標識１において、図１に示す共振回路４のコイル２のインダクタンスＬとコンデンサ３の容量Ｃとの組合せをｎ個用意し、各々の共振周波数ｆ０を低いものからｆ１，ｆ２，ｆ３，……，ｆｎ−１，ｆｎとする。
また、識別装置１では、励振コイルＡＴ２の励振源である掃引発振器１１の周波数を、図２に示すように、ｆ１より低い周波数を下限とし、ｆｎよりも高い周波数を上限として掃引させる。当然、上記各識別標識１の共振周波数ｆ０と掃引発振器１１による共振周波数は同一であるとともに、１対１に対応する。タイミング信号発生装置１２では、三角波に従って所定周期のタイミング信号が生成され、周波数換算器１３へ供給されて、電圧制御発振器１１ａの時刻毎の発振周波数データ（デジタル）ＦＤ１に変換された後、周波数照合器１６へ供給される。
【００１８】
一方、励振コイルＡＴ２による誘導の影響範囲内に進入した識別標識１は、各々、共振周波数に対応する周波数の電波が励振コイルＡＴ２から放射されると、該共振周波数で断続が繰り返される電波を反射する。
上記共振周波数で断続された信号は、識別装置１０のマイクロ波アンテナＡＴ３によって受信されるとともに、発振検波器１４によって検波され、検波された信号は検波信号デジタル変換器１５へ供給される。検波信号デジタル変換器１５では、検波された信号がデジタルデータに変換され、周波数データＦＤ２として周波数照合器１６へ供給される。その結果、検波信号デジタル変換器１５の出力には、図２に示すように、ｔ１の時にはｆ１、ｔ２の時にはｆ２、ｔ３の時にはｆ３……ｔｎ−１、ｔｎ−１の時にはｆｎ−１、ｔｎの時にはｆｎの周波数に対応する周波数データＦＤ２が順次得られる。
【００１９】
次に、周波数照合器１６では、周波数データＦＤ１と周波数データＦＤ２とが照合され、さらに、識別器１７において、上記双方の周波数データが一致したか否かが判別される。そして、双方の周波数データが、一致しなかった場合には、受信した電波が識別標識以外のものと判断して無視し、一致した場合には、受信した電波がいずれかの識別標識１からのものと判断する。その結果、受信した電波に対応する周波数データＦＤ２が比較器１８へ供給される。
【００２０】
比較器１８では、周波数データＦＤ２が設定値ＥＦＤと比較された後、放射した識別標識に対応する識別データＤＤが符号化器１９へ供給され、シリアルデータに変換された後、ＲＳ−２３２Ｃを介して別途設けられたホストコンピュータ３０へ転送される。そして、ホストコンピュータ３０において、該当する識別標識１に対して、所定の処理が行なわれる。
【００２１】
すなわち、励振コイルＡＴ２による誘導の影響範囲内に識別標識１が進入してくると、励振コイルＡＴ２からの送信電波の周波数を周期的に掃引するようにしたため、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，……，ｔｎ−１，ｔｎのタイミングのうち、該当する識別標識が共振する時刻（タイミング）において、その識別標識に対応した識別データＦＤ２が得られる。また、同時に、ｔｋ  、ｔＬ、ｔｍ等の共振周波数を有する、異なる識別標識１Ｋ，１Ｌ，１ｍが影響範囲内に複数個存在しても、掃引の一周期内に、どれとどれが励振範囲内に存在するのかが識別できる。
【００２２】
次に、上述した実施例の応用例について、図３を参照して説明する。図１に示す識別標識１は、共振周波数ｆ０とアンテナＡＴ１の反射検知周波数とを適当に選ぶと、非常に安価に、かつ、小形に製作できる。このため、図３に示すように、例えば、カフェテリアの自動レジや、食器や食器トレーの洗浄消毒後の格納時の自動識別システムに利用できる。この応用例では、識別標識１を食器や食器トレーと一緒に製作するか、あるいは、ラベルの形で食器や食器トレーに貼付する
。
【００２３】
カフェテリアでは、棚４０に多種の品物が食器４１に入れられて並べられており、その棚４０に沿ってロラーコンベア５０が設置される。従来、客はロラーコンベア５０上の食器トレー４２を移動させながら、棚４０から所望する品物が入れられた食器４１，４１，４１を取り、それを食器トレー４２に乗せ、レジまで進む。そして、レジにおいて、店員が食品トレー４２上の品物を見て、それらの金額、品目コードをレジスターへ入力し、合計金額を得る。
【００２４】
本実施例では、食器４１，４１，４１および食器トレー４２に識別標識１を付けるとともに、レジ近傍の、ロラーコンベア５０の下方に、前述した識別装置１０が設置されている。客は、従来同様に、棚４０から所望するものを選択し、食器トレー４２に乗せながら一定方向へ移動する。識別装置１０の上方に食器トレー４２が来ると、識別装置１０は、食器トレー４２上の食器４１，４１，４１に付けられている識別標識１を識別するとともに、その種別をホストコンピュータ（この例では、レジスタ）へ送出する。図示しないレジスタは、識別装置１０から送られてきた種別に応じて、自動的に、各々の単価を得るとともに、それらの合計金額を計算する。合計金額は、レジスターに備え付けられている表示器に表示される。その後、従来同様の支払いが行なわれる。
【００２５】
この方式の特徴は、金属以外の食器４１やトレー４２ならば非接触で識別でき、また、食器４１の位置が不同であっても、ほぼ同時に多種の識別が可能であり、実用的なシステムを構成できる。
【００２６】
また、食器４１や食器トレー４２の洗浄消毒後に格納するための自動識別システムでは、食器４１および食器トレー４２の区別、および食器４１の種類を識別し、それらを所定の棚へ戻すようにすればよい。
なお、上述した識別標識１は、図１に示す回路構成に限らず、図４に示すような、コイルおよびコンデンサからなるタンク回路を複数組み合せた構成にしてもよい。図４に示す回路構成によれば、第１のタンク回路５５の共振周波数を８種とし、第２のタンク回路５６の共振周波数を８種とすれば、その組み合わせによって、合計、６４種類の識別標識を構成できる。さらに、図示しない第３のタンク回路を設ければ、合計、５１２種類の識別標識を構成できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし４記載の発明によれば、識別手段は、送信手段が、所定の周期で、連続的に掃引された周波数を有する送信信号が電波として識別標識手段へ放射すると、共振回路部の共振周波数と同じ周波数の電波を受信した識別標識手段がアンテナ部から該共振周波数で断続する電波を反射し、これに対して、識別手段においては、受信手段が識別標識手段のアンテナ部から反射される電波を受信した後、判定手段が、該受信手段が受信した受信信号の周波数と、予め識別標識毎に設定された識別データとを比較し、受信信号の周波数が上記識別データのいずれかと一致すると、一致した識別標識を表す識別コードを出力するようにしたため、所定の範囲内にある複数の固体を識別できるとともに、識別標識のメンテナンスを必要とせず、かつ、コストが低減でき、大量に使用されるものに適する形態で付帯することができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施例の掃引発振器における掃引と発振周波数との関係を示す図である。
【図３】図１に示す識別装置を、カフェテリアの自動レジや、食器や食器トレーの洗浄消毒後の格納時の自動識別システムに適用した場合の例を示す斜視図である。
【図４】図１に示す識別標識の別の構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
１  識別標識（識別標識手段）
２  インダクタンス
３  コンデンサ
４  共振回路（共振回路部）
１０  識別装置（識別手段）
１１  掃引発振器（送信手段）
１１ｂ  三角波発生（三角波発生手段）
１１ａ  電圧制御発振器（発振手段）
１４  発振検波器（受信手段）
１５  検波信号デジタル変換器（受信手段）
１６  周波数照合器（判定手段）
１７  識別器（判定手段）
１８  比較器（判定手段）
１９  符号化器（判定手段）
Ｄ１，Ｄ２  ダイオード（整流器）
ＡＴ１  アンテナ（アンテナ部）
ＡＴ２  励振コイル（アンテナ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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