(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タグとの間で電磁誘導により非接触データ通信を行うデータ通信装置であって、
送信コイルを有し、送信データに基づいて前記送信コイルを駆動する送信部と、
受信コイルを有し、前記受信コイルからの信号に基づいてタグからの信号を受信する受信部と、を具備し、
前記送信コイルを通信領域の前面に配置すると共に、前記受信コイルを送信コイルと同軸とし、前記受信コイルの面を前記送信コイルと平行とし、通信領域の背後に配置し、前記送信コイル及び受信コイルの間隔を、前記受信コイルで形成されるサイドローブの中心部分が送信コイルの外側を向くものとし、受信コイルのメインビームの範囲内でのみ前記タグとの間で通信できるようにしたことを特徴とするデータ通信装置。
【請求項２】
前記タグは、タグが取付けられる商品の料金データを保持するものであり、
前記データ通信装置は、前記受信部より検出されたタグの料金データに基づいて料金を算出する料金算出手段を有するものであることを特徴とする請求項１記載のデータ通信装置。
【請求項３】
前記料金算出手段によって算出された料金を表示する料金表示手段を更に有することを特徴とする請求項２記載のデータ通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は物流システム，電子回数券システムやカフェテリア式食堂の清算システム等に利用されるデータ通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来組立搬送ラインや物流システムで用いられる物品識別システムや電子回数券システム等においては、物品を識別して管理するシステムが必要となる。そこで特開平１−163991号のように識別対象物にメモリを有するタグ（データキャリア又はＩＤカードともいう）を設け、電磁誘導によって非接触データ伝送を行い、タグに必要な情報を書込んだり、必要に応じてその情報を読出すようにした識別システムが提案されている。このようなタグは荷物やパレット等に取付けられ、又は使用者が所持しており、荷物等の搬送経路や入退室ゲートの側方に配置されたデータ通信装置からタグに必要なデータを書込み又は読出すように構成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の識別システムにおいては、データ通信装置は送信用コイル，受信用コイルが用いられ、これらのコイルが一体に形成された１組のコイルユニットを用いる場合もある。そして図５に送信コイル１０１と受信コイル１０２とを示すように、ほぼ同一の平面上に同軸となるように配置している。
【０００４】
しかしながら送受信コイルを同一の平面上に配置した場合には、受信コイルのメインビーム１０４以外にその周囲にタグと交信が可能なサイドローブ１０３が交信エリアとなる。タグとの交信エリアを限定したい場合には、このようなサイドローブによって誤動作を生じる恐れがあるという欠点があった。
【０００５】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであって、請求項１の発明はサイドローブによる不要な交信可能領域を生じさせないようにすることを目的とする。又請求項２，３の発明はこれらの課題に加えて、清算システムに適用できるデータ通信装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１の発明は、タグとの間で電磁誘導により非接触データ通信を行うデータ通信装置であって、送信コイルを有し、送信データに基づいて前記送信コイルを駆動する送信部と、受信コイルを有し、前記受信コイルからの信号に基づいてタグからの信号を受信する受信部と、を具備し、前記送信コイルを通信領域の前面に配置すると共に、前記受信コイルを送信コイルと同軸とし、前記受信コイルの面を前記送信コイルと平行とし、通信領域の背後に配置し、前記送信コイル及び受信コイルの間隔を、前記受信コイルで形成されるサイドローブの中心部分が送信コイルの外側を向くものとし、受信コイルのメインビームの範囲内でのみ前記タグとの間で通信できるようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
本願の請求項２の発明は、請求項１のデータ通信装置において、前記タグは、タグが取付けられる商品の料金データを保持するものであり、前記データ通信装置は、前記受信部より検出されたタグの料金データに基づいて料金を算出する料金算出手段を有することを特徴とするものである。
【０００９】
本願の請求項３の発明は、請求項２のデータ通信装置において、前記料金算出手段によって算出された料金を表示する料金表示手段を更に有することを特徴とするものである。
【００１０】
このような特徴を有する本願の請求項１の発明によれば、通信領域の前面に送信コイルを、その背後に受信コイルを配置している。そのため送受信コイル間の間隔を適宜選択することにより、サイドローブを通信領域に突出させないようにして交信エリアを限定することができる。又請求項２及び３の発明によれば、料金データを保持するタグが交信エリアに存在する場合に、タグからの料金データに基づいて買物毎に料金を算出し、更にこれを表示することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態によるデータ通信装置の構成を示すブロック図であり、図２はその送受信コイルを示す図である。これらの図に示すようにデータ通信装置１１はＩＤコントローラ１２と送信部１３，受信部１４を含んで構成されている。送信部１３は変調回路２１，ドライブ回路２２及び送信コイルＬ１を含んで構成される。変調回路２１はＩＤコントローラ１２より変調信号ＭＯＤ及びパルス幅変調信号ＰＷＭが与えられ、送信時にはＰＷＭ信号に基づいてパルス幅変調を行い、受信時にはＰＷＭ信号のデューティ比を一定とした信号をドライブ回路２２に出力するものである。ドライブ回路２２はこの信号を増幅して送信コイルＬ１を駆動するものである。一方受信部１４は図示のように受信コイルＬ２を有しており、キャリアを停止させたタイミングでの受信信号が増幅回路３１を介してフィルタ回路３２に与えられる。フィルタ回路３２は送信部１３より出力されるキャリアの周波数を通過周波数とするバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）から成り、その出力は検波回路３３に入力される。検波回路３３はこの信号の包絡線検波を行うものであり、その出力はＡ／Ｄ変換器３４を介してＩＤコントローラ１２に与えられる。ＩＤコントローラ１２は送信時には送信信号をＰＷＭ信号として送信部に出力し、受信時にはＡ／Ｄ変換器を介して得られる信号レベルに基づいてタグからの信号を受信するものである。
【００１２】
さて本実施の形態に用いられる送受信コイルは、図２（ａ）に上面図、（ｂ）に側面図を示すように、送信コイルＬ１を通信領域の前面側に配置し、その背後に一定の間隔ｄを隔てて受信コイルＬ２を配置している。この間隔ｄは受信コイルＬ２で形成されるサイドローブ４１の高さまたはこれ以上の大きさとする。送信コイルＬ１から電力、データを伝送できる領域は、メインビーム４１とサイドローブ４２であり、受信コイルＬ２データを受信できる領域はメインビーム４３，サイドローブ４４のうち、これと重なっている領域となる。ここでは受信コイルＬ２を間隔ｄだけ通信領域の背後に配置するため、受信コイルＬ２によって生じる受信可能なエリアのうちサイドローブ４４が除かれ、送信コイルＬ１のメインビーム４１と重なるメインビーム４２の上部の領域のみが交信エリアとなる。即ちサイドローブはタグとの交信面上に突出しないため、受信コイルＬ２のみで生じるサイドローブ４４ではデータ通信ができなくなる。
【００１３】
又送信コイルを通信領域側に配置しているため、送信レベルを高くすることができる。このように送信レベルを高くすることによってその残響となる受信レベルも高くすることができ、受信レベルとノイズとの比率（Ｓ／Ｎ比）を向上させることができる。
【００１４】
このように本実施の形態では送信コイルＬ１から電力、データが伝送可能なメインビーム４１，サイドローブ４２よりも受信コイルの受信領域を小さくしているため、送信可能エリアの全てのタグにデータを書込む場合は誤動作を生じる。従ってタグのＩＤコードを読取る場合、タグのＩＤコードを確認してタグにデータを書込む用途に用いることが必要となる。
【００１５】
次に本発明の第２の実施の形態におけるデータ通信装置を用いたカフェテリア式食堂の自動清算システムについて説明する。この実施の形態では図３（ａ）又は（ｂ）に示すように、あらかじめ食堂で提供される全ての飲食物の皿，カップ等の裏面に夫々その種類や価格等のデータを保持したタグを埋め込んでおく。そして搬送テーブル５１上のトレー５２に各自が任意に選択した皿５３，５４やカップ５５等を載せて清算位置に置く。搬送テーブル５１の清算位置の下部には、前述したように送信コイルＬ１と受信コイルＬ２とが配置される。ここで１つのトレー５２と送信コイルＬ１とをほぼ同一の形状としておく。そして送受信コイルに図１に示す回路部が接続され、ＩＤコントローラ１２は清算システムのコンピュータに接続される。
【００１６】
図４はこの清算システムに適用したデータ通信装置の全体構成を示すブロック図であり、前述した第１の実施の形態と同一部分は同一符号を付してその説明を省略する。この実施の形態ではＩＤコントローラ１２に送信部１３，受信部１４が接続され、更に清算システムのコンピュータ６０が接続される。清算システムのコンピュータ６０には入力部６１，出力部６２，及び料金表示手段である表示装置５６が接続されている。コンピュータ６０は、清算位置にある各タグの料金データに基づいて各清算単位毎に複数のタグの料金データを加算し、料金を算出する料金算出手段６０ａの機能を達成するものとする。
【００１７】
こうすればトレー５２が置かれる清算位置を交信エリアとすることができ、そのトレー５２に含まれる食器に付されたタグのデータから料金を算出することができる。この場合データ通信装置として第１の実施の形態の受信部１４を用いることにより、清算位置においてタグのデータを確実に読取ることができる。そしてサイドローブは交信エリア外となるため、隣接したトレー５７の皿に取付けられたタグの料金を誤って加算してしまうことがなくなる。
【００１８】
尚この第２の実施の形態においては１つの交信エリアに複数のタグが入るため、これらを識別することが必要となる。このため各タグに固有のＩＤコードを設けておいてもよい。又特開平１０−２２４２７９号に示されるように、タグに夫々ＩＤコードを設け、その一部を用いてタグを判別するようにしてもよい。即ちタグのＩＤコードの一部をデコードして仮識別番号としてデータ通信装置側に返送させる。交信エリアに複数のタグがあっても多くの場合デコード結果は一致しないため、その信号によってタグを選択する。デコード結果が一致する場合は仮識別番号を生成するＩＤコードの領域を変更する。こうすれば交信エリアに複数のタグがあっても、各タグと順次データ通信をすることができる。
【００１９】
又カフェテリア式食堂の食器を洗浄し乾燥させる場合においても、食器の自動仕分け器にタグの情報を用いることによって食器の種類毎に仕分けを行うことができ、食器の管理が容易となる。
【００２０】
尚本発明はカフェテリア方式の食堂の清算システムに限らず、大規模小売店舗の商品購入時でのレジの清算処理に適用できる。又クリーニング店等においてクリーニングを依頼された衣料の管理の用途や、種々のレンタル用品の商品管理等の一定の領域を交信エリアとする種々の用途に本発明を適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本願の請求項１の発明によれば、送受信コイルの間隔を選択することによってサイドローブが通信領域に突出しないようにすることができる。そのためサイドローブによる誤動作を未然に防止することができる。又請求項２及び３の発明によれば、交信領域にあるタグの料金データに基づいて料金を算出し、更にこれを表示することができ、種々の清算システムに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるデータ通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態による送信コイル及び受信コイルの配置及び交信エリアを示す上面図及び側面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態による食堂自動清算システムを示す概略図である。
【図４】第２の実施の形態による食堂自動清算システムの全体構成を示すブロック図である。
【図５】従来のデータ通信装置の受信コイルと交信エリアを示す概略図である。
【符号の説明】
１１  データ通信装置
１２  ＩＤコントローラ
１３  送信部
１４  受信部
２１  変調回路
２２  ドライブ回路
３１  増幅回路
３２  フィルタ回路
３３  検波回路
３４  Ａ／Ｄ変換器
４１，４３  メインビーム
４２，４４  サイドローブ
Ｌ１  送信コイル
Ｌ２  受信コイル
【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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