JP3370802B2 - 電子セキュリティーシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子セキュリティーシ
ステムに関し、詳しくは、一定の無線周波数に対して共
振する共鳴ラベルの有無を検出する電子セキュリティー
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年では、小売店などから商品が不正
に、あるいは誤って持ち出されるのを防ぐため、商品に
盗難防止用の共鳴ラベルを貼付けて、この共鳴ラベルの
有無を検出することにより、商品の盗難を防止する電子
セキュリティーシステムが開発されている。

【０００３】例えば、図７は、従来の電子セキュリティ
ーシステム１のブロック図である。図７に示すように、
送信機２では、搬送波発振器３で発生させた搬送波をＦ
Ｍ変調器４によって±１０％のＦＭ変調を行って、質問
信号を合成する。そして、この質問信号は、ループ形状
をした送信アンテナ（１．５ｍ×０．５ｍ）５から８．
２ＭＨｚ程度の無線周波数からなる質問電波６として放
射される。

【０００４】一方、受信機７の受信アンテナ８は、上記
した送信アンテナ５と同一形状であって、これら送受信
アンテナ５，８が店等の出入口に約１ｍ程度の間隔で平
行に配置され、店を出入りする客は、この送受信アンテ
ナ５，８の間を通過することになる。

【０００５】上記した従来の送受信アンテナ５，８は、
送信する無線周波数とアンテナのループ形状の大きさ及
びその配置については、特に考慮されておらず、電磁気
的に結合状態にあるため、常時、質問電波６が送受信さ
れている状態にある。

【０００６】ここで、上記送受信アンテナ５，８の間に
共鳴ラベル１３が存在しない場合は、受信機７側では、
受信アンテナ８から質問電波６のみが受信されるため、
ＲＦ増幅器９と検波器１０を経て、ノイズ除去器１１に
よって共鳴ラベル１３が存在しないことが判別できる。
この場合、ノイズ除去器１１からは、アラーム駆動信号
が送出されないため、次段のアラーム回路１２は作動し
ない。

【０００７】また、他方、上記送受信アンテナ５，８の
間に共鳴ラベル１３が存在する場合は、受信機７側では
質問電波６を受信するとともに、質問電波６に対して共
振する共鳴ラベル１３から発生する応答電波１４を受信
するようになる。この場合、ノイズ除去器１１では、ノ
イズ成分が含まれた質問電波６や応答電波１４の中から
応答電波１４固有の特徴を識別する。ノイズ除去器１１
は、応答電波１４を識別すると、アラーム回路１２にア
ラーム駆動信号を送って、アラームを鳴動させる。これ
により、共鳴ラベル１３が通過したことが判明する。

【０００８】このように、従来の電子セキュリティーシ
ステムは、共鳴ラベルを店の商品等に貼付けて、キャッ
シャーを通過しなかった商品等の持ち出しをアラームで
知らせることにより、盗難を防止している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電子セキュリティーシステムにあっては、以
下に述べるような問題がある。

【００１０】まず、上記の送受信アンテナ５，８は、
使用する無線周波数とアンテナの大きさ及びその配置と
の関係で、電磁気的に強く結合しているため、システム
内部で発生するノイズの影響を受け易くなり（特に、送
信機２内部で発生したノイズが質問電波６と共に受信機
７側に受信される）、これによって受信機７側で受信電
波の識別作業が正確に行えなくなる問題がある（音声に
例えると、大きな騒音の中で、微弱な音声を聞き分け難
くなるのに似ている。）。

【００１１】また、従来では、安定した電波状態を実
現するため、送受信アンテナ５、８の間隔を約１ｍ以上
に広げて使用することができなかった。このため、店の
出入口の間隔を広げて通行の妨げを軽減し、店の美観を
損ねないようにするユーザ側の要望に応えられないとい
う問題があった。

【００１２】さらに、従来の送受信アンテナ５、８
は、上記したように電磁気的に結合しているため、共鳴
ラベルからの微弱信号を判別するためのノイズ除去器と
して、高精度のものが必要となり、そのシステムの構成
が複雑になることから、電子セキュリティーシステムが
高価になるという問題がある。

【００１３】また、電子セキュリティーシステムに使
用される共鳴ラベルは、商品などの検出対象物に貼付け
られて使用されるため、商品等によってはその美的外観
が損なわれたり、商品等のパッケージに記された注意書
き等が被い隠されるなどの不都合が生じることから、共
鳴ラベルはできるだけ小さいのが好ましく、多品種の商
品等への適用や使い捨てという使用形態に鑑みて、共鳴
ラベルの小型化、及びそれによりもたらされる共鳴ラベ
ルの低価格化が望まれている。ところが、共鳴ラベルを
単に小さくすると、共鳴ラベルの有効面積が減少し、併
せて信号強度が極端に弱くなって、検出感度が低下する
という問題がある。

【００１４】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であって、本質的にノイズの影響を受け難く、送受信ア
ンテナの間隔を広げることができるとともに、送受信信
号を判別する機器の構成を簡略化して低コスト化できる
電子セキュリティーシステムを提供することを目的とし
ている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明にあっては、上記
課題を解決するため、質問電波を送信用アンテナから放
射する送信手段と、該送信手段から放射される質問電波
の周波数に共振して応答電波を発生する共鳴ラベルと、
受信用アンテナで受信した電波から応答電波を識別して
共鳴ラベルの有無を検出する受信手段と、を備えた電子
セキュリティーシステムにおいて、前記送信用アンテナ
と前記受信用アンテナとを送受信電波の偏波面が直線偏
波又は円偏波において互いに直交するように配置し、前
記応答電波は前記質問電波に対して前記共鳴ラベルが共
振して偏波面を回転させた状態であることを特徴とす
る。また、前記受信手段が受信信号の信号レベルを判別
するレベル判別機で構成されても良い。

【００１６】

【作用】本発明の電子セキュリティーシステムでは、送
受信電波の偏波面が直線偏波又は円偏波において互いに
直交するように送信用アンテナと受信用アンテナとを配
置している。

【００１７】このため、常時、送受信アンテナが電磁気
的に非結合状態にあることから、共鳴ラベルが無い状態
では、送信アンテナから放射される質問電波が受信アン
テナで受信されなくなる。

【００１８】従って、送信機側のノイズが質問電波に乗
って受信アンテナに受信されることが無くなり、システ
ム内部のノイズによる影響が非常に小さくなったため、
本質的にノイズに強くなった。

【００１９】また、共鳴ラベルが有る場合は、共振周波
数が一致する質問電波に対して共鳴ラベルが共振して偏
波面を回転させることにより、質問電波を散乱させる。
このため、散乱断面積の大きい共鳴ラベルが送受信アン
テナ間に無い状態から有る状態に変化すると、直線偏波
であれば垂直偏波と水平偏波のように偏波面が直交する
状態、あるいは、円偏波であれば偏波面が逆方向に回転
する逆旋状態（本明細書中では、この状態も偏波面の直
交状態と称する）から、同じ偏波面からなる電波が受信
されるようになる。

【００２０】従って、受信機は、共鳴ラベルの無い状態
における受信レベルと、共鳴ラベルによって質問電波が
散乱された状態における受信レベルとを比較するだけ
で、容易に共鳴ラベルの有無を識別することができるた
め、受信機側で受信信号を判別する受信信号判別器に従
来から用いられていた高精度のノイズ除去器が不要とな
り、基本的には受信信号の信号レベルを判別するレベル
判別器のみで構成することが可能となり、非常に安価な
システムが実現できる。さらに、上記構成によってノイ
ズの影響が低減化されて、感度を向上させた結果、電波
状態が安定するため、送受信アンテナの間隔を広げるこ
とができるとともに、面積が小さくて、安価な共鳴ラベ
ルを使って正確にラベル検出を行うことができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の電子セキュリティーシステム
を図面に基づいて説明する。

【００２２】図１〜図６は、本発明の電子セキュリティ
ーシステムの一実施例を示す図であり、ここでは、商品
毎に共鳴ラベルを貼付けて、店の出入口に所定間隔を隔
てて送受信アンテナを配置し、共鳴ラベルの有無を検出
することにより、無断で商品が持出されるのを防止する
電子セキュリティーシステムとして実施したものであ
る。

【００２３】まず、構成を説明する。

【００２４】図１は、本発明の電子セキュリティーシス
テムの一実施例の構成を示すブロック図である。

【００２５】図１に示す電子セキュリティーシステム２
１は、送信機２４から一定の周波数を持った質問信号を
発生させて、ループアンテナで構成された送信アンテナ
２２に送り、本実施例ではこの送信アンテナ２２から垂
直偏波の質問電波（図中の矢印に示すように、垂直方向
に偏波面を持つ電波）を水平方向に放射するようにアン
テナが配置されている。

【００２６】他方、受信アンテナ２３は、上記した送信
アンテナ２２と同じループアンテナで構成されており、
送信アンテナ２２に対して一定の間隔を隔てて配置さ
れ、本実施例では水平偏波の電波（図中の矢印に示すよ
うに、水平方向に偏波面を持つ電波）のみを受信するよ
うにアンテナが配置されている。そして、受信アンテナ
２３で受信された電波は、電気信号として受信機２５に
送られる。

【００２７】そして、上記した送受信アンテナ２２，２
３に用いられるループアンテナの周囲の長さは、使用す
る無線電波の１波長の長さ、例えば、１００ＭＨｚの無
線周波数を持った質問電波を用いる場合は、３ｍに設計
するようにする。すなわち、ループアンテナの大きさ
は、垂直辺と水平辺の合計の長さが３ｍになればよいた
め、例えば、垂直の２辺を各々１ｍとすると、水平の２
辺が各々０．５ｍとなる長方形のループアンテナを形成
する。

【００２８】このように、本実施例の電子セキュリティ
ーシステムの特徴は、送信アンテナ２２と受信アンテナ
２３の送受信電波の偏波面が直線偏波において互いに直
交するように構成するため、使用する無線周波数とこの
周波数に応じた大きさのループアンテナ用いて、偏波面
が直交するように配置する必要がある。

【００２９】例えば、図２は、本実施例に係る電子セキ
ュリティーシステムにおける送信アンテナと受信アンテ
ナの構成配置を説明する図である。図２において、ＸＹ
平面を水平面とした場合に、送信アンテナ２２は、垂直
方向のＸＺ平面に置いてある。そして、受信アンテナ２
３は、送信アンテナ２２からある一定の距離（例えば、
２〜３ｍ）隔てて各々のアンテナ辺が平行になるよう
に、受信アンテナ２３をＸ’Ｚ’平面上に配置してい
る。

【００３０】そして、送信アンテナ２２は、その垂直辺
の中点ＡＢで送信機２４の出力端子と接続され、受信ア
ンテナ２３は、その水平辺の中点ＣＤで受信機２５の入
力端子と接続されている。このように構成することによ
って、送信アンテナ２２からは、垂直偏波の電波（電界
成分が地面に対して垂直方向）が放射され、受信アンテ
ナ２３では、水平偏波の電波（電界成分が地面に対して
水平方向）のみを受信するようになるため、基本的には
送受信アンテナ２２，２３間が電磁気的に非結合状態に
ある。

【００３１】次に、図３は、本実施例の電子セキュリテ
ィーシステムの送信機及び受信機の構成を示すブロック
図である。図３における送信アンテナ２２と受信アンテ
ナ２３は、図２に示すように、偏波面が互いに直交する
ように配置されている。

【００３２】送信機２４は、後述する共鳴ラベル３０の
共振周波数と一致する周波数の質問信号を発生する質問
信号発生器２６を備えており、送信アンテナ２２から垂
直偏波を持った質問電波２９を放射させる。

【００３３】質問信号発生器２６は、共鳴ラベル３０の
共振周波数に一致する搬送波発振器（例えば、１００Ｍ
Ｈｚ）とＦＭ変調器（例えば、±１０％）などから構成
されており、ＦＭ変調された質問電波を発生するもので
ある。また、質問信号発生器２６は、上記以外に、共鳴
ラベル３０の共振周波数に一致する搬送波発振器から出
力される一定の周波数を持った搬送波をそのまま質問信
号として放射するようにしてもよい。

【００３４】受信機２５は、受信信号判別器２７によっ
て共鳴ラベル３０が共振して発生する応答電波３１の有
無を判別して、応答電波３１が有る場合はアラーム発生
器２８に対してアラーム駆動信号を送出して、警報を鳴
らして送受信アンテナ２２，２３の間に共鳴ラベル３０
があることを報知する。

【００３５】図３に示す共鳴ラベル３０は、質問電波２
９の周波数と一致する共振周波数を持った共振回路であ
る。例えば、アルミ箔（Ａｌ）によりＣＰＰ絶縁フィル
ム面に閉回路型ＬＣ共振回路を構成して共鳴ラベル３０
とし、盗難を防止したい商品等に貼付ける。このように
構成された共鳴ラベル３０は、特定の周波数（共振周波
数）の電磁波に対して共振回路が共振して送信アンテナ
２２から放射される質問電波２９を散乱させて応答電波
３１を発生する。このため、共鳴ラベル３０が貼付けら
れた商品を不正に店外に持ち出そうとすると、店舗等の
出入口等に配置された電子セキュリティーシステム２１
の送信アンテナ２２から発せられる一定周波数の電磁波
に共鳴ラベル３０が共振し、その共振によって発生する
電磁波によって質問電波２９が散乱された状態を電子セ
キュリティーシステム２１の受信機２５側で検出する。

【００３６】例えば、図４は、本実施例で用いる共鳴ラ
ベルの上面図であり、図５は、図４の共鳴ラベルの下面
図であり、図６は、図４及び図５のＡ−Ａ線断面図であ
る。

【００３７】上記図４〜図６に示すように、本実施例の
共鳴ラベル３０は、絶縁性の担体層４１を一対の導体よ
りなるコンデンサープレート４２，４３で挟んでコンデ
ンサーＣ４０を形成している。そして、担体層４１の上
面４１ａ側のコンデンサープレート４３と、担体層４１
の下面４１ｂに形成した誘導コイル４４とを、担体層４
１の隅部に設けられたスルーホールよりなる短絡部４５
において電気的に接続されて共振回路を構成している。

【００３８】本実施例の電子セキュリティーシステム
は、上記のように構成されており、以下、その作用につ
いて説明する。

【００３９】まず、図３に示すように、店の出入口に
は、２〜３ｍの間隔を隔てて送信アンテナ２２と受信ア
ンテナ２３が配置され、それぞれ、送信機２４と受信機
２５にに各アンテナが接続されている。

【００４０】また、共鳴ラベル３０は、各商品毎に貼付
けられた状態で店内に陳列されている。

【００４１】そこで、お客が店内で購入あるいは、レン
タル目的で店内に入ったり、店内で商品を選んでいる間
は、上記共鳴ラベル３０が送受信アンテナ２２，２３の
間を通過していないので、送受信アンテナ２２，２３の
間には、共鳴ラベルが存在しない状態が続いている。こ
の状態では、送信アンテナ２２から垂直偏波の質問電波
２９が放射されているが、受信アンテナ２３は水平偏波
の電波しか受信しないため、送信機２４で発生した質問
信号は受信機２５で受信されない。

【００４２】従って、図３に示す受信機２５の受信信号
判別器２７では、低いレベルの受信信号しか検出されな
いため、共鳴ラベル３０の無い状態と判別して、アラー
ム駆動信号をアラーム発生器２８に送出しない。

【００４３】ところが、共鳴ラベル３０が貼付けられた
商品を持って無断で店外に持出そうとすると、共振回路
が形成された共鳴ラベル３０が送受信アンテナ２２，２
３間を通過するため、共鳴ラベル３０の固有の共振周波
数に一致する無線周波数を持った質問電波２９が送信ア
ンテナ２２から放射されると、共鳴ラベル３０が共振し
て応答電波３１を発生する。この応答電波３１は、上記
した送信アンテナ２２から放射される通常の垂直偏波の
質問電波２９とは異なり、共鳴ラベル３０によって質問
電波が散乱されて偏波面が回転し、送信側と受信側の偏
波面が直交する関係で無くなる。このため、受信機２５
側では、受信アンテナ２３で応答電波３１が受信される
ようになって、受信信号判別器２７のレベル判別器で受
信信号のレベルを判別し、共鳴ラベルの無いときの受信
信号レベルと比較して、一定レベル以上高い場合は、共
鳴ラベルが有ると判別して、アラーム駆動信号をアラー
ム発生器２８に送出して、アラームで警告する。

【００４４】このように、本実施例の電子セキュリティ
ーシステムの送受信アンテナ２２，２３は、送受信電波
の偏波面が直交するように構成したため、共鳴ラベルが
有る時は、応答信号のみが受信され、共鳴ラベルが無い
時は、応答信号はもちろん、質問信号も受信しないた
め、その判別は容易であって、高感度化することができ
る。

【００４５】このため、送受信アンテナの間隔を広げる
ことができるとともに、正確な共鳴ラベルの検出を行う
ことができる。

【００４６】また、送信側と受信側とが電磁気的に非結
合状態にあることから、共鳴ラベルが無い状態では質問
電波を受信する状態になく、送信機内部で発生したノイ
ズが質問電波に乗って受信されず、送信機側からのノイ
ズの影響を除去することができるため、必ずしも高精度
のノイズ除去器を用いる必要がなく、レベル判別器等で
受信信号判別器が構成できるため、システムを低コスト
化することができる。

【００４７】また、従来では、図４〜図６に示すよう
に、共鳴ラベル３０の面積を小さくしようとすると、共
鳴ラベル３０の誘導コイル４４の面積から誘導コイル４
４で囲まれるコイル窓部４６内に形成されたコンデンサ
ーＣ４０の面積を差し引いた有効面積が減少することか
ら、回路の共振周波数特性の尖鋭度を表すＱ値が低下す
るため、それらの相乗効果により信号強度が極端に弱く
なってしまい、確実に共鳴ラベルを検出することができ
ないという問題があった。しかし、本実施例では、上記
したような送受信アンテナの構成を採用したため、ノイ
ズの影響が少なくなり、共鳴ラベルの検出感度を大幅に
向上することができたため、共鳴ラベルの検出性能を犠
牲にすることなく、共鳴ラベルの小型化を図って、低コ
スト化し、ユーザの要望である安価な商品にも使用でき
るようになった。

【００４８】また、他の実施例としては、図３に示す電
子セキュリティーシステム２１の受信機２５の受信信号
判別器２７の構成を、図４に示す従来例の受信機の構成
と同じ、ＲＦ増幅器８、検波器９、ノイズ除去器１０か
ら成るように構成してもよい。

【００４９】このように構成することによって、受信感
度が一層良好となることから、送受信アンテナの間隔を
さらに広げることができるようになり、店の出入口に置
かれた電子セキュリティーシステム用のゲートを目立た
なくすることができる（店の美観の保護）。

【００５０】また、これまで以上に受信感度を上げるこ
とができることから、使用する共鳴ラベルの面積がさら
に小さくて安価なものが使用可能となり、できるだけ共
鳴ラベルが目立たず（商品の美観の保護）、安価な商品
に対しても応用したいというユーザの要望に応えること
ができる。

【００５１】なお、上記実施例では、直線偏波の場合を
例にあげて説明したが、円偏波の場合も同様であって、
偏波面の回転方向が逆旋状態（この場合も、偏波面が直
交する状態）となるように送受信アンテナを構成するこ
とにより、同様の効果を得ることができる。

【００５２】

【発明の効果】本発明の電子セキュリティーシステムに
よれば、特定の無線周波数に対して共鳴して電波を発生
する共鳴ラベルの有無を検出する電子セキュリティーシ
ステムにおいて、送受信電波の偏波面が直線偏波又は円
偏波において互いに直交するように送信用アンテナと受
信用アンテナとを配置したため、常時、送受信アンテナ
が電磁気的に非結合状態となり、送信側から放射される
ノイズが除去されて、受信用アンテナで受信するノイズ
が非常に小さくなることから、本質的にノイズに強くな
り、共鳴ラベルの検出感度を高くすることができる。

【００５３】このため、ユーザ側の強い要望である送受
信アンテナの間隔を広げることができるようになった結
果、電子セキュリティーシステムの使用上の秘匿性を向
上させて通行を妨害することなく、かつ、店の美観を保
持することができる。

【００５４】また、電子セキュリティーシステムのアン
テナの構成及び配置を上記のようにすることにより、受
信機側の受信信号判別器を応答信号の有無を判別するレ
ベル判別器で実現することができるため、非常に安価な
システムを供給することができる。

【００５５】さらに、上記したアンテナ構成によって、
共鳴ラベルの検出感度が向上したため、使用する共鳴ラ
ベルとして面積が小さくて安価なものを用いることが可
能となり、できるだけ目立たないようにして商品の美観
を保護するとともに、安価な商品にも応用したいという
ユーザの強い要望に適合することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子セキュリティーシステムの一実施
例の構成を示すブロック図。

【図２】図１の電子セキュリティーシステムにおける送
信アンテナと受信アンテナの配置構成を説明する図。

【図３】本実施例の電子セキュリティーシステムの送信
機及び受信機の構成を示すブロック図。

【図４】本実施例で用いる共鳴ラベルの上面図。

【図５】図４の共鳴ラベルの下面図。

【図６】図４及び図５のＡ−Ａ線断面図。

【図７】従来の電子セキュリティーシステムの構成を示
すブロック図。

【符号の説明】

２１ 電子セキュリティーシステム ２２ 送信アンテナ ２３ 受信アンテナ ２４ 送信機 ２５ 受信機 ２６ 質問信号発生器 ２７ 受信信号判別器 ２８ アラーム発生器 ２９ 質問信号 ３０ 共鳴ラベル ３１ 応答信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−134718（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−232782（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−64792（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G08B 13/00 - 15/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 質問電波を送信用アンテナから放射する
   送信手段と、該送信手段から放射される質問電波の周波
   数に共振して応答電波を発生する共鳴ラベルと、受信用
   アンテナで受信した電波から応答電波を識別して共鳴ラ
   ベルの有無を検出する受信手段と、を備えた電子セキュ
   リティーシステムにおいて、前記送信用アンテナと前記
   受信用アンテナとを送受信電波の偏波面が直線偏波又は
   円偏波において互いに直交するように配置し、前記応答
   電波は前記質問電波に対して前記共鳴ラベルが共振して
   偏波面を回転させた状態であることを特徴とする電子セ
   キュリティーシステム。
2. 【請求項２】 前記受信手段が受信信号の信号レベルを
   判別するレベル判別機で構成されることを特徴とする請
   求項１記載の電子セキュリティーシステム。