(57)【要約】【課題】特定方向のビーコン信号の信号強度を高めることができるビーコン装置及びビーコン送受信システムを提供する。【解決手段】ビーコン信号を発信する発信器１４０と、底面１３１及び側壁１３２を備え、発信器１４０を収納する導電性部材のシールドケース１３０と、を有し、シールドケース１３０の上面が開口面１３３であり、開口面１３３の寸法は、ビーコン信号の半波長又は半波長から所定範囲内である。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーコン信号を発信する発信器と、
底面及び側壁を備え、前記発信器を収納する導電性部材のシールドケースと、
を有し、
前記シールドケースの上面が開口面であり、前記開口面の寸法は、前記ビーコン信号の半波長又は半波長から所定範囲内であるビーコン装置。
【請求項２】
前記発信器と前記シールドケースの前記上面との間は空洞である、請求項１に記載のビーコン装置。
【請求項３】
前記シールドケースの外面に前記発信器への給電端子を有し、前記給電端子に接続された外部電源から前記発信器に給電する、請求項１又は２に記載のビーコン装置。
【請求項４】
前記開口面の寸法は、前記ビーコン信号の波長の３／８以上５／８以下である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のビーコン装置。
【請求項５】
前記所定範囲は、前記ビーコン信号を受信する携帯端末の受信閾値と、前記開口面の寸法の変化による前記ビーコン信号の出力低下量とに基づき定められる、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のビーコン装置。
【請求項６】
前記受信閾値は、前記ビーコン信号の水平方向の検出限界距離に基づき定められる、請求項５に記載のビーコン装置。
【請求項７】
前記シールドケースは導電層を含む部材又は金属である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のビーコン装置。
【請求項８】
前記シールドケースの材質はアルミニウムである、請求項７に記載のビーコン装置。
【請求項９】
ビーコン信号を発信する発信器と、
底面及び側壁を備え、前記発信器を収納する導電性部材のシールドケースと、
を有し、
前記シールドケースの上面が開口面であり、前記開口面の寸法は、前記ビーコン信号の半波長又は半波長から所定範囲内であるビーコン装置と、
前記上面側から前記ビーコンを受信可能な携帯端末と、
を備えるビーコン送受信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの携帯端末と近接通信を行うビーコン装置及びビーコン送受信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、店舗に設置されたビーコン装置が、ユーザの有するスマートフォンと近接通信をし、商品の清算処理をする技術がある（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２４６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、近接した携帯端末のみとの通信を行うために、発信するビーコン信号の信号強度を抑える技術が提案されている。しかしながら、携帯端末によって受信感度にばらつきがあるため、発信出力を抑えることで適切に通信できなくなる恐れがある。そこで、必要な携帯端末とのみ通信を行うように特定方向以外に対する発信出力を抑えつつ、かつ、近距離通信を行う特定方向においてビーコン信号の信号強度を高めることが望まれる。
【０００５】
従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、特定方向のビーコン信号の信号強度を高めることができるビーコン装置及びビーコン送受信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の一実施形態に係るビーコン装置は、
ビーコン信号を発信する発信器と、
底面及び側壁を備え、前記発信器を収納する導電性部材のシールドケースと、
を有し、
前記シールドケースの上面が開口面であり、前記開口面の寸法は、前記ビーコン信号の半波長又は半波長から所定範囲内である。
【０００７】
また、本発明の一実施形態に係るビーコン送受信システムは、
ビーコン信号を発信する発信器と、
底面及び側壁を備え、前記発信器を収納する導電性部材のシールドケースと、
を有し、
前記シールドケースの上面が開口面であり、前記開口面の寸法は、前記ビーコン信号の半波長又は半波長から所定範囲内であるビーコン装置と、
前記上面側から前記ビーコンを受信可能な携帯端末と、
を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一実施形態に係るビーコン装置及びビーコン送受信システムによれば、特定方向のビーコン信号の信号強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るビーコン送受信システムの概要図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るビーコン装置の斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るビーコン装置の上部カバーを外した斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るビーコン装置の分解斜視図である。
【図５】シールドケースの斜視図である。
【図６】図２のＡ−Ａ矢線に沿った断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るビーコン装置の受信信号強度特性を示すグラフである。
【図８】受信感度の異なる携帯端末による、ビーコン信号の受信信号強度特性を示すグラフである。
【図９】垂直方向の受信信号強度特性と受信閾値との関係、及び垂直方向の受信信号強度特性とシールドケースの寸法との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施形態に係るビーコン送受信システム１の概要図である。本発明の一実施形態に係るビーコン送受信システム１は、少なくともビーコン装置１０と、携帯端末２０とを備える。本発明の一実施形態に係るビーコン送受信システム１は、例えば店舗等における商品の精算処理において用いることが可能である。この場合、ビーコン送受信システム１は上記の構成に加え、レジ端末３０、クラウドサーバ４０を備える。携帯端末２０及びレジ端末３０は、ネットワークＮを介してクラウドサーバ４０に接続可能である。ネットワークＮは例えばインターネット等の通信回線であり、携帯端末２０及びレジ端末３０は、無線及び有線の少なくとも一方によりネットワークＮを介してクラウドサーバ４０と通信する。
【００１２】
以下ではビーコン送受信システム１が、精算処理において用いられる例について説明する。概略として本実施形態に係るビーコン送受信システム１は、レジ端末３０において商品等の精算処理後に、ビーコン装置１０からビーコン信号を受信した携帯端末２０が、クラウドサーバ４０からレシートデータを受信する。レシートデータとは、精算処理に関するレシートの画像データ（イメージデータ）、つまり電子化されたレシートである。レシートデータのデータ形式は画像データに限られず、テキストデータ又は任意のバイナリデータであってもよい。
【００１３】
ビーコン装置１０は、ビーコン信号を周期的に送信する。ビーコン信号の通信規格は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＢＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）等の近距離無線通信規格である。ビーコン装置１０が送信するビーコン信号には、ビーコンＩＤが含まれる。ビーコンＩＤは、ビーコン装置１０を一意に特定するための識別情報である。ビーコン装置１０は、レジ端末３０の近傍に設けられる。なおビーコン装置１０は、ビーコンＩＤに加えて、又はビーコンＩＤの代わりに、ＰＯＳＩＤを送信するようにしてもよい。ＰＯＳＩＤとは、レジ端末３０を一意に特定するための識別情報である。すなわち、ビーコン装置１０は、装置が設置された位置（ロケーション）を示す何らかの情報をビーコン信号として送信する。
【００１４】
携帯端末２０は、顧客（以下、ユーザともいう。）が保有するスマートフォン、タブレット等の携帯型の通信装置である。携帯端末２０には本システムにおける情報処理に必要なプログラム（以下、アプリという。）がインストールされており、アプリが実行（起動）された状態で、携帯端末２０の本実施形態に係る動作が実現される。なお、携帯端末２０には専用のプログラムがインストールされていなくてもよく、携帯端末２０のＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等の標準的なソフトウェアに基づいて本実施形態に係る動作を実現してもよい。携帯端末２０は、精算処理時にビーコン装置１０からのビーコン信号を受信する。ここで携帯端末２０のアプリには、ビーコン信号に係る受信閾値が設定されており、受信したビーコン信号の信号強度が当該受信閾値以上である場合に、ビーコン信号として受信する。ビーコン信号を受信した場合に携帯端末２０は、ユーザＩＤ、受信したビーコン信号に係るビーコンＩＤ及び第１タイムスタンプを、クラウドサーバ４０に送信する。ユーザＩＤは、ユーザを一意に特定するための識別情報である。第１タイムスタンプは、携帯端末２０がビーコン信号を受信した時刻のデータである。携帯端末２０は、ビーコン信号を受信した時刻を第１タイムスタンプとして記憶している。
【００１５】
レジ端末３０は、店舗における商品購入時の精算処理に用いられる端末である。レジ端末３０は、近傍に設けられたビーコン装置１０のビーコンＩＤを記憶している。レジ端末３０により精算処理が行われると、レジ端末３０は、レシートデータ、ビーコンＩＤ及び第２タイムスタンプをクラウドサーバ４０に送信する。第２タイムスタンプは、レジ端末３０が精算処理を完了した時刻のデータであり、レジ端末３０は、精算処理毎の当該データを記憶している。なおビーコン装置１０がビーコンＩＤの代わりに、ＰＯＳＩＤを携帯端末２０に送信する場合、レジ端末３０も、ビーコンＩＤの代わりにＰＯＳＩＤをクラウドサーバ４０に送信する。すなわちこの場合、レジ端末３０は、レシートデータ、ＰＯＳＩＤ及び第２タイムスタンプをクラウドサーバ４０に送信する。なおレジ端末３０は、携帯端末２０を有していないユーザ、アプリのインストールされていない携帯端末２０のユーザ等のために、紙のレシートを発行する機能を備えていてもよい。
【００１６】
クラウドサーバ４０は、携帯端末２０から送信されたユーザＩＤ、ビーコンＩＤ及び第１タイムスタンプを受信する。またクラウドサーバ４０は、レジ端末３０から送信されたレシートデータ、ビーコンＩＤ、第２タイムスタンプを受信する。クラウドサーバ４０は、ビーコンＩＤ、第１タイムスタンプ及び第２タイムスタンプに基づき、ユーザＩＤとレシートデータとを対応付ける。具体的には、同一のビーコンＩＤで、かつ、第１タイムスタンプと第２タイムスタンプが所定時間以内である場合、これらのデータに係るユーザＩＤとレシートデータとを対応付ける。クラウドサーバ４０は対応付けたユーザＩＤとレシートデータをデータベースに格納する。またクラウドサーバ４０は、対応付けられたレシートデータを、携帯端末２０に送信する。ユーザは携帯端末２０によりレシートデータを受信し、受信したレシートデータを閲覧することができる。なお、図１ではクラウドサーバ４０として機能する装置を６台示しているがこれに限られず、任意の台数の装置により構成してもよい。
【００１７】
ここで、ビーコン装置１０によるビーコン信号は、レジ端末３０において精算処理をしたユーザの携帯端末２０が受信でき、精算処理をしていない他人（例えばレジに並んでいる他人）の携帯端末では受信できないようにする必要がある。すなわちビーコン信号を、ビーコン装置１０に近接した携帯端末２０には受信できるようにする必要があり、かつ近接していない携帯端末には受信させないようにする必要がある。そのため本実施の形態に係るビーコン装置１０は、ビーコン信号に指向性を持たせている。具体的には本実施の形態に係るビーコン装置１０は、特定方向の信号強度を高め、当該方向に位置する携帯端末２０と確実に通信できるような構成にしている。また、当該方向以外の信号強度を弱め、特定方向以外に位置する携帯端末とは通信が困難なようにしている。
【００１８】
以下、ビーコン装置１０の構成について図面を参照して説明する。図面は、模式的なものである。図面上の寸法又は比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。各図面における各構成部の描写は、部分的に簡略化されることがある。
【００１９】
図２は、本発明の一実施形態に係るビーコン装置１０の外観斜視図であり、図３は、ビーコン装置１０の上部カバー１１０を外した状態を示す外観斜視図であり、図４は、図１に示すビーコン装置１０の分解斜視図である。ビーコン装置１０は、上部カバー１１０と、下部カバー１２０と、シールドケース１３０と、発信器１４０と、給電端子１５０と、ＬＥＤ表示器１６０と、発信器保持具１７０と、を備える。ビーコン装置１０は、略直方体形状である。Ｙ軸の正の方向に向く面は、ビーコン装置１０の第１側面ともいう。Ｙ軸の負の方向に向く面は、ビーコン装置１０の第２側面ともいう。Ｚ軸の正の方向に向く面は、ビーコン装置１０の上面ともいう。上面の反対側に対応するＺ軸の負の方向に向く面は、ビーコン装置１０の底面ともいう。Ｘ軸の正の方向を向く面は、ビーコン装置１０の前面ともいう。前面の反対側に対応するＸ軸の負の方向を向く面は、ビーコン装置１０の背面ともいう。ビーコン装置１０の各面の名称は、上部カバー１１０、下部カバー１２０及びシールドケース１３０の名称として適用されうる。「下部」及び「上部」の記載は、構成を区別するための識別子である。本実施形態において、下部カバー１２０として示される構成は、上部カバー１１０として示される構成の下部に位置するものとするが、下部に限られず、上部又は側部等に位置してもよい。
【００２０】
上部カバー１１０は上面、第１側面、第２側面、前面及び背面を備え、底面側が開口した略直方体形状の部材である。上部カバー１１０は、例えば樹脂製である。上部カバー１１０の前面側の高さは約３１ｍｍであり、背面側の高さ（約４１ｍｍ）よりも低い。そのため上部カバー１１０の上面は、背面から前面にかけて傾斜している傾斜面である。上部カバー１１０の上面はユーザが視認する部位であるため、ユーザ側に向けた傾斜面とすることで、前面側から視認した場合の上面の視認性を向上できる。上部カバー１１０の上面は略正方形状であり、一辺の長さは約７０ｍｍである。上部カバー１１０の背面には、給電端子及びＬＥＤ用の、開口１１１及び１１２が設けられている。
【００２１】
下部カバー１２０は上部カバー１１０の底面側を塞ぐ、矩形の板状部材である。下部カバー１２０の形状は、上部カバー１１０の底面の開口の形状に対応し、ここでは略正方形状である。下部カバー１２０は、例えば樹脂製である。下部カバー１２０には、矩形の四隅にそれぞれ係合孔１２１が設けられており、上部カバー１１０の対応する位置にも係合孔が設けられる。上部カバー１１０と下部カバー１２０とは、これらの各係合孔に挿通されるネジ１２２により係合する。上部カバー１１０と下部カバー１２０とがねじ止めされた後、係合孔１２１の底面側から、それぞれキャップ１２３により封止される。キャップ１２３は、例えば両面テープ等により下部カバー１２０に固定される。各キャップ１２３は、ネジ１２２の目隠しであるとともに、ビーコン装置１０の脚部を構成し、ビーコン装置１０を４点で支持する。各キャップ１２３は、ビーコン装置１０が配置された場所におけるガタつきや滑りを抑制する。
【００２２】
シールドケース１３０は、上部カバー１１０及び下部カバー１２０の内部に設けられる。図５に、シールドケース１３０の斜視図を示す。シールドケース１３０は、底面１３１及び側壁１３２を備える有底形状であり、上面が開口面１３３である。本実施の形態では、側壁１３２は円筒状であり、シールドケース１３０全体として有底円筒状である。シールドケース１３０のサイズは、開口面の寸法Ｌと、側壁の高さＨにより定義される。本実施の形態では、開口面は円形であり、開口面の寸法Ｌは開口面の直径（内寸）に相当する。図５に示すように側壁１３２は、給電端子用孔１３４及びＬＥＤ用孔１３５を備える。底面１３１は、発信器保持具１７０を固定するための２つの係合孔１３６を備える。シールドケース１３０は金属等の導電性部材であり、発信器１４０を収納する。本実施形態では、シールドケース１３０は軽量かつ加工が容易なアルミニウムを用いている。
【００２３】
発信器１４０は、ビーコン信号を発信するモジュールである。発信器１４０は２つの係合孔１４１を有し、後述する発信器保持具１７０によりシールドケース１３０内においてねじ止めにより固定される。
【００２４】
給電端子１５０は、ビーコン装置１０の外部から発信器１４０に給電するための端子である。例えば給電端子１５０は、マイクロＵＳＢ端子であり、家庭用電源の他、レジ端末３０、パソコン等の機器を外部電源として、ＵＳＢインターフェースを介した給電が可能である。給電端子１５０は、発信器１４０の裏面の背面側端部に設けられる。給電端子１５０の先端部は、シールドケース１３０の側壁１３２に設けられた給電端子用孔１３４からシールドケース１３０の外面方向に突出する。上部カバー１１０の背面の対応する位置の開口１１１から給電端子１５０が露出し、外部電源と接続することができる。
【００２５】
ＬＥＤ表示器１６０は、発信器１４０への給電の状態、すなわちビーコン装置１０の電源のＯＮ状態又はＯＦＦ状態を、ＬＥＤの点灯又は消灯により示すものである。ＬＥＤ表示器１６０は、発信器１４０の上面の背面側端部に設けられる。ＬＥＤ表示器１６０のＬＥＤは、シールドケース１３０の側壁１３２に設けられたＬＥＤ用孔１３５からシールドケース１３０の外面方向に突出する。上部カバー１１０の背面の対応する位置に設けられた開口１１２からＬＥＤが露出し、ＬＥＤの点灯状態を視認することができる。
【００２６】
発信器保持具１７０は、矩形板状の基材１７１と、基材１７１から上方向に突設された支持部１７２〜１７５とを備える。支持部１７２〜１７５は、それぞれの位置で発信器１４０を支持する。支持部１７２〜１７５は、中心軸部に係合孔が設けられた筒状の部材である。支持部１７２及び１７４の係合孔は、それぞれ発信器１４０の係合孔１４１に対応する位置に設けられ、発信器保持具１７０と発信器１４０とは、これらの係合孔に挿通されるネジ１４２より固定される。また基材１７１には、支持部１７３及び１７５が設けられた位置の背面側に係合孔がそれぞれ設けられている。当該係合孔は、シールドケース１３０の底面の係合孔１３６に対応する。発信器保持具１７０と、シールドケース１３０とは、これらの係合孔に挿通されるネジ１３７により固定される。
【００２７】
図６は、図２のＡ−Ａ矢線に沿った断面図である。図６に示すように、発信器１４０はシールドケース１３０内において発信器保持具１７０により底面から所定距離（ｈ）離れた位置で固定されており、また開口面１３３以外は、シールドケース１３０により覆われている。シールドケース１３０は上述したようにアルミニウムである。すなわちシールドケース１３０が導電性部材であるため、発信器１４０から底面方向及び水平方向に発信されたビーコン信号は、シールドケース１３０の底面１３１及び側壁１３２により、その大部分が反射する。一方で、上面方向は、開口面１３３が設けられているため、上面方向に発信されたビーコン信号は反射しない。また図６に示すように、発信器１４０とシールドケース１３０の上面（開口面１３３）との間は、空洞である。つまり発信器１４０から開口面１３３に向けた方向においてビーコン信号を阻害するような部材が設けられていない。
【００２８】
上述のように本実施形態に係るビーコン装置１０は、水平方向（ＸＹ平面の方向）と垂直方向（Ｚ方向）とで、ビーコン信号の反射の態様が異なり、水平方向と垂直方向とでビーコン信号の受信強度特性が異なる。図７に本発明の一実施形態に係るビーコン装置１０のビーコン信号の受信信号強度特性を示す。図７では、シールドケース１３０の開口面の寸法Ｌ（ここでは直径）が約６２ｍｍであり、側壁１３２の高さＨが約２６ｍｍである場合の結果を示す。図７における横軸はそれぞれビーコン装置１０からの距離（水平距離又は垂直距離）であり、原点はビーコン装置１０の開口面１３３の中央である。図７では比較例として、シールドケース１３０がない場合（取り外した場合）の受信強度特性の結果も示している。
【００２９】
図７（ａ）は、水平方向の受信強度特性を示す。図７（ａ）の横軸は水平距離（原点から受信装置までの距離）である。なお図７（ａ）では、水平距離のみを変更し、垂直方向の距離は０のまま変更していない。図７（ａ）に示すように、シールドケース１３０がある場合は、シールドケース１３０が無い場合と比較して、水平方向の受信強度が低下している。すなわち、水平方向のビーコン信号は、シールドケース１３０がある場合に抑制される。
【００３０】
図７（ｂ）は、垂直方向の受信強度特性を示す。図７（ｂ）の横軸は垂直距離（原点から受信装置までの距離）である。なお図７（ｂ）では、垂直距離のみを変更し、水平方向の距離は０のまま変更していない。図７（ｂ）に示すように、シールドケースがある場合は、シールドケース１３０が無い場合と比較して、垂直方向の受信強度が高くなっている。すなわち垂直方向のビーコン信号は、シールドケース１３０がある場合に強度が向上する。これは、開口面の寸法Ｌが６２ｍｍであり、ビーコン信号の波長の約１／２であることに起因する。本実施形態におけるビーコン信号の周波数は２．４ＧＨｚであり、波長は約１２４．９ｍｍである。開口面の寸法Ｌがシールドケース１３０の約１／２波長（約１／２波長から所定範囲内）であれば、シールドケース１３０内において空洞共振が生じ、開口面１３３から放射されるビーコン信号の強度が高まっているものと考えられる。
【００３１】
図８に、複数の異なる携帯端末２０（以下、それぞれ携帯端末ＸからＺともいう。）により、本実施形態に係るビーコン装置１０からのビーコン信号を受信した場合の受信強度特性を示す。携帯端末Ｘは、平均的な感度の携帯端末の一例であり、携帯端末ＹとＺの中間程度の感度である。携帯端末Ｙは感度が高い端末の一例であり、携帯端末Ｚは感度が低い端末の一例である。図８（ａ）は、水平方向の受信強度特性を示す。図８（ａ）の横軸は水平距離（原点から各携帯端末までの距離）である。図８（ａ）において垂直方向の距離は０で一定である。図８（ｂ）は、垂直方向の受信強度特性を示す。図８（ｂ）の横軸は垂直距離（原点から各携帯端末までの距離）である。図８（ｂ）において水平方向の距離は０で一定である。
【００３２】
ここで、感度の低い携帯端末Ｚを含むいずれの携帯端末でもビーコン装置１０からのビーコン信号を受信できるように、ビーコン信号の受信閾値を設定する必要がある。その一方で、感度の高い携帯端末Ｙを含むいずれの携帯端末でも、水平方向に所定距離（以下、検出限界距離という。）離れた場合にビーコン信号を受信しないように、ビーコン信号の受信閾値を設定する必要がある。
【００３３】
上記基準に従うと、感度の低い携帯端末Ｚを含むいずれの携帯端末でもビーコン装置１０からのビーコン信号を受信できるためには、図８（ｂ）から受信閾値を約−４５ｄＢ未満とする必要がある。一方、検出限界距離を受信信号強度との相関が得られる２０ｃｍとすると、感度の高い携帯端末Ｙを含むいずれの携帯端末でも検出限界距離においてビーコン信号を受信しないように、図８（ａ）から受信閾値を約−６５ｄＢ以上とする必要がある。これらの値に基づき、受信閾値として−４５ｄＢと−６５ｄＢの中間である−５５ｄＢと設定する。
【００３４】
シールドケース１３０の開口面の寸法Ｌは、上記受信閾値に基づき定められる。図９は、垂直方向の受信信号強度特性と受信閾値との関係（図９（ａ））及び垂直方向の受信信号強度特性とシールドケースの開口面の寸法Ｌとの関係（図９（ｂ））を示すグラフである。なお図９では、携帯端末Ｘでビーコン信号を受信した一例を示している。図９（ｂ）に示すようにシールドケース１３０の開口面の寸法Ｌに応じて、垂直方向の受信信号強度特性が変わる。当該受信信号強度特性を考慮し、シールドケース１３０の寸法を適切な値とすることが好ましい。
【００３５】
上述の受信閾値をＡ、測定誤差をＢ、寸法Ｌの変化による出力低下量をＣ、標準通信距離における受信信号強度をＤとした場合に、標準通信距離にてビーコン信号を受信するためには、以下の式（１）を満たす必要がある。
Ｄ−｜Ｂ｜−Ｃ＞Ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（式１）
【００３６】
ここで、寸法Ｌの変化による出力低下量とは、原点における受信信号強度が最大となるシールドケース１３０の寸法を基準に、その寸法を変更した場合の受信信号強度の低下量を表す。標準通信距離とは、標準的な感度の携帯端末２０が、ビーコン装置１０のビーコン信号を検出可能な垂直距離である。すなわち式（１）は、標準通信距離における受信信号の強度が、測定誤差による低下量及び寸法Ｌの変化による出力低下量を差し引いても、受信閾値Ａよりも大きいという条件式である。
【００３７】
ここで測定誤差Ｂは、実験により±６ｄＢであることが分かっている。また標準通信距離を３ｃｍとすると、図９（ａ）からＤは−４５ｄＢと定まる。この場合、上記式（１）から、出力低下量Ｃに関して以下の式（２）が導出される。
Ｃ＜４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（式２）
【００３８】
図９（ｂ）において横軸はシールドケース１３０の開口面の寸法であり、縦軸は、原点における受信信号強度を示す。図９（ｂ）に示すように、開口面の直径がビーコン信号の半波長（約６２．５ｍｍ）と略等しいときに、受信信号強度が最大となり、半波長から離れるに伴って、受信信号強度が低下する。式（２）を満たす領域は、図９（ｂ）において受信信号強度の低下量が４ｄＢ未満の領域、具体的には約５１ｍｍから約８５ｍｍの範囲である。当該範囲はビーコン信号の半波長を含む範囲であり、このような範囲内であれば、受信強度の低下量を一定程度に抑えることができる。なおここでは図９（ｂ）の受信強度特性に基づき所定範囲を定めたが、所定範囲を理論的に定めてもよい。例えば所定範囲を、ビーコン信号の半波長を基準として±１／８波長の領域（３／８波長以上５／８波長以下の領域）としてもよい。この範囲であれば空洞共振が生じると考えられ、受信強度の低下量を一定程度に抑えることができる。なお図９（ｂ）の実測値から定めた約５１ｍｍから約８５ｍｍの範囲と、理論値（３／８波長以上５／８波長以下の領域）とは完全には一致していないものの、概ね範囲は重なっている。そのため所定範囲は、実測値又は理論値のいずれを採用してもよい。
【００３９】
以上説明したように、本発明の一実施形態に係るビーコン装置１０によれば、シールドケース１３０を用いることで、特定方向（ここでは垂直方向）の放射特性を高めることにより、当該特定方向のビーコン信号の信号強度を高めることができる。これにより、当該特定方向に位置する携帯端末２０によるビーコン信号の受信の確実性を向上させることができる。また特定方向以外のビーコン信号の信号強度は弱めているため、特定方向以外に位置する携帯端末２０による受信を抑制することができる。
【００４０】
また本発明の一実施形態に係るビーコン装置１０によれば、発信器１４０とシールドケース１３０の上面（開口面１３３）との間は空洞である。そのため、発信器１４０から開口面１３３の方向に進むビーコン信号の強度が阻害されにくく、特定方向のビーコン信号の信号強度をより高めることができる。
【００４１】
また本発明の一実施形態に係るビーコン装置１０によれば、シールドケース１３０の外面に発信器１４０への給電端子１５０を有し、給電端子１５０に接続された外部電源から発信器１４０に給電するようにしている。このため、ビーコン装置１０内（特にシールドケース１３０内）に、ビーコン信号の空洞共振を弱める要因となり得るバッテリーを設ける必要が無くなり、特定方向におけるビーコン信号の信号強度を高めることができる。さらに、内蔵のバッテリーの交換等、バッテリーのメンテナンス等を行う手間を省くことができる。
【００４２】
また本発明の一実施形態に係るビーコン装置１０によれば、シールドケース１３０の開口面の寸法Ｌがビーコン信号の半波長又は半波長から所定範囲内としている。このような寸法であると、シールドケース１３０内において空洞共振が生じると考えられ、特定方向のビーコン信号の信号強度を高めることができる。
【００４３】
また、上記所定範囲は、開口面の寸法Ｌの変化によるビーコン信号の出力低下量に基づき定められ、具体的には出力低下量が所定値未満であるように定められている。当該所定範囲内であれば、特定方向のビーコン信号の信号強度を適切に高めることができる。具体的には例えば開口面の寸法Ｌは、ビーコン信号の波長の３／８以上５／８以下としてよく、この範囲であれば受信強度の低下量を一定程度に抑えることができる。
【００４４】
なお本実施の形態では、シールドケース１３０がアルミニウムである例を示したがこれに限られない。シールドケース１３０は、他の金属であってもよく、また金属でなくてもよい。金属でない場合、例えば導電層を含む部材を用いるようにしてもよい。この場合、任意の材質の部材に、導電性材料を塗布することにより導電層を形成してもよい。
【００４５】
なお本実施の形態では、上部カバー１１０が樹脂製である例を説明したがこれに限られず、導電性の低い材質のものであれば、任意の材料を用いることができる。
【００４６】
なお本実施の形態では、シールドケース１３０の側壁１３２が円筒状であり、シールドケース１３０全体として有底円筒状である例を示したがこれに限られない。例えばシールドケース１３０は、直方体状であってもよい。この場合、開口面の形状は長方形である。開口面の形状が長方形である場合、長辺の長さが開口面の寸法に相当する。この場合は長辺の長さがビーコン信号の半波長又は半波長から所定範囲内とする。また例えばシールドケース１３０は、楕円柱状であってもよい。この場合、開口面の形状は楕円形であり、長軸の長さが開口面の寸法に相当する。この場合は長軸の長さがビーコン信号の半波長又は半波長から所定範囲内とする。このように、シールドケース１３０の形状は任意の形状でよく、開口面の寸法は、シールドケース１３０の側壁１３２間の距離（例えば直径、長辺の長さ、長軸の長さ等）に基づき、適宜定められる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、ビーコン信号の信号強度を高める特定の方向をＺ軸の正方向としたがこれに限られない。例えば上部カバー１１０の上面の法線方向にビーコン信号の信号強度を高めるようにしてもよい。具体的には、例えばシールドケース１３０の上面が、上部カバー１１０の上面と平行になるように開口するようにする。あるいはシールドケース１３０の開口面が、上部カバー１１０の上面と平行になるように、シールドケース１３０を傾斜させて収納してもよい。あるいは、発信器１４０を、上部カバー１１０の上面と平行になるようにシールドケース１３０内に収納してもよい。このようにした場合、ユーザの方向に向けて傾斜した方向が、ビーコン信号の強度が高まる特定方向となり、好適である。
【００４８】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１  ビーコン送受信システム
１０  ビーコン装置
２０  携帯端末
３０  レジ端末
４０  クラウドサーバ
１１０  上部カバー
１１１、１１２  開口
１２０  下部カバー
１２１  係合孔
１２２  ネジ
１２３  キャップ
１３０  シールドケース
１３１  底面
１３２  側壁
１３３  開口面
１３４  給電端子用孔
１３５  ＬＥＤ用孔
１３６  係合孔
１３７  ネジ
１４０  発信器
１４１  係合孔
１４２  ネジ
１５０  給電端子
１６０  ＬＥＤ表示器
１７０  発信器保持具
１７１  基材
１７２〜１７５  支持部
【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】
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