(57)【要約】【課題】  商品や棚の配置の影響が少なく、棚の近くを人や物が往来している間でも安定した通信が可能な電子棚札システムを提供する。【解決手段】無線通信に微弱な電波を使用した電子棚札システムで、電子棚札に内蔵するアンテナをトランシーバーが送信する電波によって棚に発生する磁界を拾う方向に配置した磁界アンテナとする。磁界アンテナには小型ループアンテナやバーアンテナを使用する。無線通信に周波数が異なる複数の電波を使用する周波数ダイバシティーを利用する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
店舗内に於いて商品に関する情報を表示するために商品棚の前面に配置される無線通信機能を有した複数の電子棚札と、微弱な電波を使用して前記電子棚札との間で無線通信を行うトランシーバーとを備えた電子棚札システムに於いて、前記電子棚札に内蔵するアンテナが前記トランシーバーの送信する微弱な電波によって棚に発生する磁界を拾う方向に配置された磁界アンテナであることを特徴とした電子棚札システム。
【請求項２】
前記磁界アンテナとして小型ループアンテナまたはバーアンテナを使用したことを特徴とした請求項１の電子棚札システム。
【請求項３】
前記磁界アンテナとして小型ループアンテナを複数持ち、電子棚札の配置に合わせこれらを切り替えることを特徴とした請求項１の電子棚札システム。
【請求項４】
前記磁界アンテナとしてループ面を複数持つ小型ループアンテナを使用したことを特徴とした請求項１の電子棚札システム。
【請求項５】
前記トランシーバーの送信する電波を水平編波としたことを特徴とした請求項１の電子棚札システム。
【請求項６】
前記電子棚札と前記トランシーバー間の無線通信に周波数が異なる複数の電波を使用する周波数ダイバシティーを利用することを特徴とした請求項１の電子棚札システム。
【請求項７】
前記周波数ダイバシティー機能に於いて周波数が異なる複数の電波の切り替えにＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）を利用した請求項６の電子棚札システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、微弱電波によるデジタル無線通信を利用した電子棚札システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  スーパーマーケットやコンビニエンスストアなどの店舗において導入が進んでいる電子棚札システム（ＥＳＬ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｓｈｅｌｆ  Ｌａｂｅｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）は、商品を並べた棚に配置する棚札にＬＣＤ（液晶ディスプレイ）などの電子的表示機能と無線通信機能を有し、売り場に配置したトランシーバーを介してコントローラーと接続することにより、棚札に表示する商品名や価格を集中制御できる装置である。【０００３】  ＥＳＬのコントローラーは、ＰＯＳ（Ｐｏｉｎｔ  ｏｆ  Ｓａｌｅｓ）システムや店舗管理システムと接続することで、ＰＯＳターミナル（レジスタ）での販売金額と棚札の表示金額を自動的に一致させるこが可能になる。これにより販売価格の変更に伴う棚札の書き換え作業が軽減され、表示ミスを防止できる。【０００４】  従来の電子棚札システムでは、電子棚札（ＥＳＬ）とトランシーバーとの無線通信に赤外線を採用している。赤外線通信は、無線通信装置を安価で低消費電力に構成ができるのが特長であるが、光通信の特性から指向性が強く、商品や棚の陰になる場所や店内を往来する人によって赤外線が遮断され通信障害を生じる可能性が高い。更にインバーター蛍光灯から発生する赤外線による誤動作は、通信距離を短くする原因となっている。【０００５】  上記のような問題を軽減するためには、店舗内に赤外線の陰ができないようにトランシーバーを数多く配置する必要があり、高価なトランシーバー装置の数が増えてシステム全体として高価なものとなってしまうのが欠点である。また棚や商品の配置変更に伴いトランシーバーも再度配置しなおさなければならない場合もあり、無線通信の特徴が活かしきれない。なおこれらの課題に対しては、特開２００１−１５７６２５や実用新案登録第３０７７８３３号で対策が提案されている。【０００６】  赤外線通信の指向性による欠点は、電波による無線通信を採用することで改善される。しかし電波による無線通信の送受信回路は、赤外線通信に比べて複雑であり消費電力が大きくなり、更にアンテナが必要である。電子棚札に内蔵するためには小型で高感度のアンテナが要求される。上記のような技術的課題から電子棚札システムには電波による無線通信は普及していない。【０００７】  電子棚札システムに電波による無線通信を採用する場合日本国内で使用できる電波は、特定小電力無線および電波法に定められる微弱電波に限られる。特定小電力無線で使用可能な周波数帯は、４３０ＭＨｚ帯、１２００ＭＨｚ帯、２４００ＭＨｚ帯であり、微弱電波では使用する周波数に規定はないがアンテナの大きさなどから実用上は３００ＭＨｚ帯になる。【０００８】  特定小電力無線は、近距離無線通信装置で多く使用されており、特に２４００ＭＨｚ帯は無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどのデータ通信機器が広く普及している。周波数が高いほどアンテナを小型化しやすい特長があるが、逆に電波の指向性が強くなるのでフェージングの影響が大きくなり赤外線通信と同様の欠点が出やすくなる。更に電子棚札が使用されるスーパーマーケットやコンビニエンスストアでは売り場に電子レンジを設置する場合が多く、電子レンジも同じ２４００ＭＨｚ帯を使用しているので通信障害を発生する可能性が高い。【０００９】  特定小電力無線の送信出力は１０ｍＷまで許容されるので近距離無線（１００ｍ程度）としては安定した通信が可能となるが、消費電力が大きい。数千枚の棚札を管理する必要がある電子棚札システムにおいて棚札の電池寿命は、システムのランニングコストに直接影響する非常に重要な要素であるため、無線回路の消費電力は極力少なくしなければならない。送信電力を微弱無線並みに低く設定することも可能であるが、それでは特定小電力無線の特長が無くなってしまう。【００１０】  消費電力では微弱電波が有利である。微弱電波による無線通信には電波型式などの規定もないので、送受信回路の構成を簡単にできる可能性がある。しかし許容される送信出力が不要輻射雑音レベル程度に制限されるため、近距離とはいえ電波の障害物が多い店舗内で安定に無線通信を行うのは容易ではない。また通信用周波数帯域として確保された周波数帯域ではないので地域によっては妨害電波による通信障害を発生する可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  本発明は、商品や棚の配置の影響が少なく、棚の近くを人や物が往来している間でも安定した通信が可能な電子棚札システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】  本発明では以下の手段をもって上記課題を解決する。【００１３】  店舗内に於いて商品に関する情報を表示するために商品棚の前面に配置される無線通信機能を有した複数の電子棚札と、微弱な電波を使用して前記電子棚札との間で無線通信を行うトランシーバーとを備えた電子棚札システムに於いて、前記電子棚札に内蔵するアンテナを前記トランシーバーの送信する微弱な電波によって棚に発生する磁界を拾う方向に配置された磁界アンテナとする。【００１４】  前記磁界アンテナとして小型ループアンテナまたはバーアンテナを使用する。【００１５】  前記磁界アンテナとして小型ループアンテナを複数持ち、電子棚札の配置に合わせこれらを切り替える。【００１６】  前記磁界アンテナとしてループ面を複数持つ小型ループアンテナを使用する。【００１７】  前記トランシーバーの送信する電波を水平編波とする。【００１８】  前記電子棚札と前記トランシーバー間の無線通信に周波数が異なる複数の電波を使用する周波数ダイバシティーを利用する。【００１９】  前記周波数ダイバシティー機能に於いて周波数が異なる複数の電波の切り替えにＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）を利用する。
【発明の効果】
【００２０】  本発明では、電子棚札システムに電波による無線通信を採用することで棚や人の往来の陰になる位置にある棚札とも通信を可能にする。使用する電波は微弱無線であり無線回路の低消費電力化が可能である。【００２１】  磁界アンテナにより金属製の棚に発生する磁界を拾うことで、小型アンテナでもアンテナ効率を低下させること無く高い受信感度が実現でき、更に周波数ダイバシティー機能を有することにより妨害電波の影響を少なくしている。これにより微弱電波でも十分な通信範囲を確保できる。【００２２】  本発明による電子棚札システムは、従来の赤外線通信を利用したものに比べてトランシーバーのカバーエリアが広がるためトランシーバーの設置台数を減らすことができ、システムのトータルコストを低減できる。また棚札の前を人が往来しても通信が可能であるため書き換えの時間を選ばず（店舗の営業時間内での書き換えが可能）、電子棚札の導入効果をより大きなものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例】
【００２３】  以下に本発明の詳細を具体的事例で説明する。本発明の棚札に内蔵するアンテナは、磁界アンテナである。その一例としてはループアンテナやバーアンテナがある。これらのアンテナは、ダイポールアンテナが電界をとらえるのに対して磁界をとらえる機能を持っている。棚札は、図１に示すように主に商品を並べたスチール製の棚の前縁に設置される。図１で１は電子棚札、２はスチール製の棚、３は商品である。【００２４】  このような導体近傍での電磁界分布は、電界が弱く磁界が強いことが知られている。図２は導体である人体からの距離と電界および磁界の相対的な強さの関係を表したものである。（無線通信端末設計入門／ページャー受信端末設計法  ＪＩＥＣセミナ資料より引用）例えばポケットなどに入れて携帯するページャーでは、磁界アンテナである小型ループアンテナを採用し、人体の効果によって磁界が強くなることを利用して受信感度の向上を図っている。（参考”Ｍｏｂｉｌｅ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ”Ｓｅｃｏｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ  Ｋ．Ｆｕｊｉｍｏｔｏ  Ｊ．Ｒ．Ｊａｍｅｓ著  Ｃｈａｐｔｅｒ６）本発明はこの効果を棚札に応用した。これにより電子棚札に内蔵できる小型のループアンテナでも受信感度を損なうことがないため微弱電波を使用したシステムでも安定した通信が得られる。【００２５】  店舗内では壁、天井、床以外にも多くの電波反射物が存在するため、多重反射によって発生するフェージングの様式はたいへん複雑になる。実測では小型アンテナで受信した場合、３００ＭＨｚ帯（波長約１ｍ）でも受信場所を数十ｃｍ移動するだけで受信レベルが２０から３０ｄＢ変化することが確認されている。これに対してスチール製の棚の長さは１．８ｍ程度であるため、図３に示すように短い距離で変化するフェージングによる受信レベルの低下が平均化され、急峻な受信レベルの低下を緩和できる。電子棚札は、商品の前に配置する必要がありフェージングによりスポット的に受信できない位置があるのは問題となるため、磁界アンテナとスチール製の棚によるこの効果は大変有効である。【００２６】  また本発明人の実験では、図４に示すように棚が木やガラスなど絶縁物で作られている場合でも電子棚札を設置する面に導電性のテープを張ることでスチール製棚と同様の効果が得られている。図４で１は電子棚札、４は絶縁物の棚、５は導電性テープである。この場合テープの長さを電波の波長に応じて適宜設定することによりフェージングの影響を緩和できる。【００２７】  棚札に内蔵されたループアンテナの向きと棚の向きについて説明する。図５は、棚札の配置として最も多いケースと思われる例である。図５で６はループアンテナ、２はスチール製の棚であり、棚が水平方向に伸びてその前縁に棚札が配置されたときの最適なループアンテナの向きと電界および磁界の向きを示している。この例で電波は、進行方向に対して水平方向に電界の向きがある水平偏波になっている。実際に店舗内の天井などにトランシーバーを設置するときは、水平偏波になるように設置することでより通信が安定する。【００２８】  図７のように商品の配置によっては電子棚札を縦向きに配置することもある。このような場合最適なアンテ��の向きが変わるため、図６に示す例では、電子棚札に垂直および水平に配置したループアンテナを内蔵し、電子棚札の配置によって最適なアンテナを選べるようにアンテナ選択スイッチを設けている。図６で７は水平配置用ループアンテナ、８は垂直配置用ループアンテナ、９はアンテナ切り替えスイッチ、１は電子棚札本体である。また同様の効果は、図８に示すようなループ面を複数持つループアンテナを採用することでも実現可能である。【００２９】  以上はアンテナの特性を活かして微弱電波による無線通信の弱点である通信範囲の拡大を図ったものであるが、微弱電波による無線通信では更に妨害電波による通信障害の対策が重要であることから本発明の電子棚札システムは、周波数ダイバシティー機能を有している。この機能は、無線通信技術として一般的に知られたものでありそれ自体に新規性はない。しかしながら図９に模式的に表したように微弱電波で使用する３００ＭＨｚ帯域には電子棚札の通信にとって多くの妨害電波が存在し、これらの周波数は地域や時間とともに変化する場合があるので、微弱電波を利用した電子棚札システムを実用的なものにするためにはこのような妨害電波を回避できる周波数ダイバシティーが不可欠な要素となる。以下に周波数ダイバシティー動作の一例を説明する。【００３０】  送信側は変調が同じでそれぞれに搬送波周波数の異なるｆ１、ｆ２、ｆ３の三つの電波を同時に送信する。受信側は間欠的に受信動作を繰り返すが、毎回受信周波数をｆ１、ｆ２、ｆ３と変えて受信を行い、プリアンブル信号（ビット同期信号）が復調されたらデータまで受信を行う。図１０の例では、ｆ１は妨害電波などの影響で復調できず、ｆ２で受信が完了したことを示している。この場合ｆ３の受信は行わない。【００３１】  受信する周波数を切り替える回路にはＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）ＩＣを使用する。図１１は、受信回路の一例を示したブロックダイヤグラムである。図１１において６はループアンテナ、１０は高周波増幅器、１１は周波数変換器、１２はローカル発振器、１３は中間周波数増幅器、１４は復調回路、１５は基準発振器、１６はＰＬＬ、１７はＣＰＵである。この例では、１７ＣＰＵが復調信号を判断して１６ＰＬＬを制御し、１６ＰＬＬによって１２ローカル発振器の周波数を制御して受信周波数を変えている。【００３２】  ＰＬＬによる受信周波数制御は、ローカル発振器のＶＣＯが追従する周波数範囲内において周波数をほぼ任意に設定できるので、不特定の妨害周波数を回避するうえで大変有効である。
【産業上の利用可能性】
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】  一般的な電子棚札の配置
【図２】  人体からの距離と電界、磁界の相対的な強さの関係
【図３】  フェージングの緩和
【図４】  絶縁物の棚に導電性テープを貼った例
【図５】  最適なループアンテナの向き
【図６】  垂直用、水平用のループアンテナを内蔵した電子棚札
【図７】  縦位置に配置した電子棚札
【図８】  複数のループ面を持つループアンテナ
【図９】  ３００ＭＨｚ帯域の妨害電波スペクトラムの例
【図１０】  周波数ダイバシティーの動作例
【図１１】  ＰＬＬを使用した受信回路のブロックダイヤグラム
【符号の説明】
【００３４】１  電子棚札
２  スチール製棚
３  商品
４  絶縁物の棚
５  導電性テープ
６  ループアンテナ
７  水平配置用ループアンテナ
８  垂直配置用ループアンテナ
９  アンテナ切り替えスイッチ
１０高周波増幅器
１１周波数変換器
１２ローカル発振器
１３中間周波数増幅器
１４復調回路
１５基準発振器
１６ＰＬＬ
１７ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006054837.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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