JP3529012B2 - 不正検出機能を備えた非接触タグ読出装置 - Google Patents
不正検出機能を備えた非接触タグ読出装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、非接触式のＩＤタ
グの読出装置に関し、特に、カフェテラス・スタイルの
食堂における利用者の支払い金額を自動的に計算するレ
ジシステムで食器に非接触タグを埋め込んだものをトレ
イに乗せた状態で読み出すものの不正を検出する装置に
関する。 【０００２】 【従来の技術】ＩＤタグ（非接触タグ）を用いた食堂の
精算システムとして、例えば特開平８−１１５４７５号
公報に示されるものがある。この食堂システムは、料理
が顧客に渡される際に、書込み台に置かれた食器のＩＤ
タグに所要のＩＤ情報を書込む書込手段と、顧客が料理
をレジ精算する際に、読込み台に置かれたトレイのＩＤ
タグからＩＤ情報を読込む読込手段と、読込手段により
読込んだＩＤ情報及び予め登録されている価格情報に基
づき当該料理の価格を求めて料金を精算する精算手段と
を具備したものである。 【０００３】ここで、上述のような食堂の精算システム
で使用されるＩＤタグについて説明する。ＩＤタグはそ
れぞれが固有の番号（ＩＤ番号）を有し、非接触的なア
ンテナの電磁結合により電力を受けた際には自らが特定
の周波数でＩＤデータをシリアル出力する。図１６はＩ
Ｄタグ１０の構造例を示しており、円盤状の樹脂ホルダ
１１の中央部には円形の凹部が設けられ、凹部内の底部
には電子素子を内蔵したＩＣチップ１２及びアンテナコ
イル１３が配設され、その上部は平面となるように樹脂
モールド１４でカバーされている。 【０００４】図１７はＩＣチップ１２の内部構成及びア
ンテナコイル１３の接続関係を示しており、ＩＣチップ
１２は、アンテナコイル１３からの誘導電流ｉを整流す
る整流回路１２Ａと、整流回路１２Ａの出力を平滑化す
ると共に充電する充電コンデンサ１２Ｂと、充電コンデ
ンサ１２Ｂに充電された電力で作動しＩＤデータＤＡを
出力するＩＤ送信回路１２Ｃとで構成されている。アン
テナコイル１３は例えば４００ＫＨｚの電波で電磁誘導
され、ＩＤデータＤＡがアンテナコイル１３から放射さ
れる。又、アンテナコイル１３から４００ＫＨｚのクロ
ック信号ＣＬがＩＤ送信回路１２Ｃに入力されている。
ＩＤ送信回路１２Ｃは充電コンデンサ１２Ｂに充電され
た電力で動作し、クロック信号ＣＬを１／８（５０ＫＨ
ｚ）に分周する分周回路１２Ｃ１と、クロック信号ＣＬ
を１／１０（４０ＫＨｚ）に分周する分周回路１２Ｃ２
と、分周回路１２Ｃ１の分周出力Ｄ１を入力するゲート
回路Ｇ１と、分周回路１２Ｃ２の分周出力Ｄ２を入力す
るゲート回路Ｇ２とを有している。ＩＤ送信回路１２Ｃ
は更に、クロック信号ＣＬを所定周波数に分周してＩＤ
ビットＲＯＭ１２Ｃ４用の読出アドレスを生成する分周
回路１２Ｃ３と、分周回路１２Ｃ３からの読出アドレス
に従ってＩＤビットＢＴを出力するＩＤビットＲＯＭ１
２Ｃ４とを具備し、ＩＤビットＢＴはゲート回路Ｇ１に
入力される共に、ＩＤビットＢＴの否定信号がゲート回
路Ｇ２に入力され、ゲートＧ１及びＧ２の論理和出力が
ＩＤデータＤＡとして出力される。 【０００５】ＩＤ送信回路１２Ｃの動作は図１８のよう
になっており、同図（Ａ）に示すクロック信号ＣＬは分
周回路１２Ｃ１で同図（Ｂ）の分周出力Ｄ１に分周され
ると共に、分周回路１２Ｃ２で同図（Ｃ）の分周出力Ｄ
２に分周される。分周回路１２Ｃ３で読出されるＩＤビ
ットＲＯＭ１２Ｃ４からは、図１８（Ｅ）に示すような
ＩＤビットＢＴが出力されるので、ゲート回路Ｇ１及び
Ｇ２の論理和出力であるＩＤデータＤＡは同図（Ｄ）の
ようになる。 【０００６】上述のような原理で動作するＩＤタグを用
いた食堂の精算システムでは、読出装置によって励磁用
の４００ＫＨｚの電波をＩＤタグに向けて発射し、電磁
誘導によりアンテナコイル１３から放射される電波を受
信してＩＤデータＤＡを読出し、読込み台に置かれたト
レイ上の食器を対象として当該料理の価格及び合計金額
を求めて料金を精算するようにしている。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な食堂の精算システムでは、ＩＤタグのデータを読出す
際、トレイの下方から励磁用の電波を発射するので、そ
の励磁用アンテナの電波がＩＤタグに届かなければ動作
をすることができないため、ＩＤタグからＩＤを含む電
波を発射することができない。そのため、ＩＤタグから
の電波を読出装置側で正常に受信できないような事態が
生じた場合には、ＩＤタグの検出ができなかったり、誤
算が生じたりする可能性がある。つまり、トレイ上の食
器の全てに埋められているタグからの応答があることに
よって全ての料金が精算できるが、応答のないものは料
金として勘定されないということになる。また、スプー
ン等が皿の上でタグの極近くに乗せられている場合に
は、励磁用の電波の電界強度が低下してタグ内に十分な
駆動電源電圧を誘起させることができず、結果的には該
当タグのＩＤが読み出せないということになる。この不
正が行える原理を利用して、例えば食器の底部に硬貨等
の金属板を敷いてセンサ部に通されると、精算装置で
は、実際にトレイに乗せた金額よりも少ない金額をレジ
精算することになる。そこで、かかる不正行為や誤算の
原因となる金属物を検出して、誤算が生じるのを未然に
防ぐことができるような装置が要請されていた。 【０００８】本発明は上述のような事情よりなされたも
のであり、本発明の目的は、上述したレジ精算時に行わ
れるであろう不正行為を検出して、正規の金額で決済を
行なえるように促すことができる非接触タグ読出装置を
提供することにある。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は、食器の底面に
貼付け或いは埋め込まれた電磁結合により電力を受けて
特定の周波数で固有のデータを出力する非接触式ＩＤタ
グの読出装置に関するもので、本発明の上記目的は、前
記食器の底面のＩＤタグ部に駆動電源を誘起させる励振
アンテナと、前記ＩＤタグからの電磁波信号をセンスす
る読出アンテナ手段と、前記読出アンテナ手段の後段に
設けられ、前記ＩＤタグのデータ信号の周波数を分離す
る共に励磁周波数の周波数成分を通過させるフィルター
手段と、前記フィルター手段の出力を監視して電界強度
の低下を示した場合に不正があったことを通知するため
の信号を出力する監視手段とを具備することによって達
成される。 【００１０】 【発明の実施の形態】セルフ方式の食堂では、通常メニ
ュー選択コーナーで自分の好きな単品の食器（料理）を
選択して取ったり、注文したりして食器をトレイに乗
せ、食前又は食後に精算するようにしている。自動精算
装置を用いた食堂システムでは、利用者自身の操作で精
算できるようになってため、不正行為が行なわれないよ
うにする必要がある。本発明では、食器の底面に貼付け
或いは埋め込まれた非接触のＩＤタグを読出す読出装置
において、ＩＤタグの励振用の磁界を利用した金属検知
手段を具備し、コイン等の金属物でタグ信号を遮蔽する
様なレジ精算時の不正行為を検出すると共に、精算装置
での誤算を防止することができるようにしている。 【００１１】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施
の形態について詳細に説明する。なお、本発明に係るＩ
Ｄタグの構造とその動作原理については、従来と同様な
ので説明を省略する。先ず、不正行為の具体例を示し
て、その検出原理について説明する。図１４は、ＩＤタ
グが装着された食器の例を示しており、ＩＤタグ１０は
食器２０１の底面に貼付け或いは埋め込まれている。図
１５は、不正がされた場合の例を示している。図１５
（Ａ）のように、食器のＩＤタグを覆う様に、茶碗２０
１の底の窪みに１０円等の硬貨１を入れて、同図（Ｂ）
のようにトレイ２０２に乗せた場合には、タグ信号が遮
蔽されてＩＤタグ１０の読出しができないため、リスト
アップされずにその料理が無料になってしまう。ＩＤタ
グ１０と読出装置のセンサ部との間、すなわち食器２０
１とトレイ２０２との間の微小金属を探知するには、金
属に渦電流を発生させ、それによるエネルギー損失を駆
動側で検出することにより探知することができる。例え
ば、検知用に交番磁界を印加する回路を設けると共に、
検知側にセンスアンテナ及び，受信した特定周波数の信
号のエネルギー損失を検出する回路とを設けることで、
金属物を検知することが可能となるが、新たにアンテナ
などを設ける必要が生じる。本発明では、装置の大型化
や高価格化を回避するため、読出装置のセンスアンテナ
を共用し、ＩＤタグの励振用の磁界を利用して検知する
ようにしている。 【００１２】すなわち、図１６〜図１８で説明した原理
で動作するＩＤタグは、タグの励振側は４００ＫＨｚで
発振しており、タグはＦＳＫ方式により４０ＫＨｚと５
０ＫＨの２波を発振している。通常、センス側のコイル
は、この３種の信号を同時に受信しているが、タグ発振
信号はフィルタによってカットしている。本発明では、
この４００ＫＨｚ信号成分を分離して金属検知信号用の
周波数とし、金属による渦電流損が発生していることを
検知することで、金属が起因するタグ信号の遮蔽を検知
するようにしている。この検知信号はＣＰＵに伝えら
れ、不正検出の有無が判定されて、読出装置のコントロ
ーラ若しくは上位の制御部に通知される。コントローラ
では、警報音を発し、例えば、「金属製のものを食器の
近くから取り除いて、再度、読取らせて下さい」を表示
し、再トライを促すようにしている。ここで、このよう
な再トライを促すガイダンスを表示するのは、次の理由
による。例えば、図１４（Ｂ）のように、金属製のスプ
ーン２がＩＤタグ１０の極近くに乗せられている場合
や、財布やキーなどの金属物が極近くに置かれている場
合のように、不正の意図がなく正常な場合にも、ＩＤタ
グ１０が検出されずに誤算が生じるケースが有るからで
ある。以下、ＩＤタグの読出し不正検出回路の構成例を
示して本発明を詳細に説明する。 【００１３】図１は、非接触タグの読出し不正検出回路
の一例を示しており、読出し不正検出回路は、ＩＤタグ
１０のＩＤデータＤＡを読出す読出回路部と、不正を検
出するための金属検知回路部３０とから構成される。読
出回路部は、ＩＤタグ１０の電磁波信号を受信する受信
アンテナコイル２０，受信した電磁波信号を増幅する増
幅回路２１，励磁周波数の周波数成分を分離するローパ
スフィルタ２２，データ信号の周波数成分（４０ＫＨｚ
と５０ＫＨ）を通過させるバンドパスフィルタ２３，及
び復調器２４から構成される。そして、金属検知回路部
３０は、増幅回路２１で増幅された電磁波信号からＩＤ
タグのデータ信号の周波数を分離するハイパスフィルタ
３１，励磁周波数の周波数成分（４００ＫＨｚ）を通過
させるバンドパスフィルタ３２，電界強度の低下を監視
する手段である積分回路３３及びコンパレータ３４から
構成される。 【００１４】上述のような構成において、読出し不正検
出回路の動作例について説明する。センスアンテナ（受
信アンテナコイル）２０で受信したＩＤタグ１０の電磁
波信号ＤＡＳは、増幅回路２１を介して読出回路部のロ
ーパスフィルタ２２及び金属検知回路部のハイパスフィ
ルタ３１にそれぞれ入力される。ローパスフィルタ２２
に入力された信号ＤＳは、その励磁周波数の周波数成分
が分離されて、図２（Ａ）に示すようなＩＤ信号ＤＡＡ
がバンドパスフィルタ２３を経て復調器２２に入力され
る。復調器２２はＦｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋ
ｅｙｉｎｇ（ＦＳＫ）と称される復調をＩＤビットＢＴ
毎に行ない、図２（Ａ）のＩＤ信号ＤＡＡについては同
図（Ｂ）及び（Ｃ）に示すデータ信号ＤＳ及び同期ロッ
ク信号ＬＳを出力する。尚、データ信号ＤＳは同期ロッ
ク信号ＬＳが有効な区間のみ正規な信号と認識され、同
期ロック信号ＬＳが無効な区間では、入力はノイズとし
てデータ信号ＤＳは無視される。 【００１５】一方、ハイパスフィルタ３１に入力された
信号ＤＡＳは、ＩＤタグのデータ信号の周波数が周波数
成分が分離され、バンドパスフィルタ３２を通過した励
磁周波数の周波数成分が積分回路３３に入力される。そ
して、積分回路３３の出力ＤＡＢがコンパレータ３４に
入力されて閾値（基準電圧）と比較されて、電界強度の
低下が発生しているか否かを示す金属検知信号（或いは
電界強度の低下が発生したことを示す金属検知信号）Ｍ
Ｓ１が出力される。そして、本例ではこの金属検知信号
ＭＳ１をクロックとして、図示されないフリップフロッ
プ回路を用いて不正検出信号ＭＳ２が出力される。図３
（Ａ）は積分回路３３の出力波形例を示し、同図（Ｂ）
は金属検知信号ＭＳ１の波形例を示し、同図（Ｃ）は金
属検知回路部３０の出力（不正検出信号）ＭＳ２を示し
ている。積分回路３３の出力ＤＡＢは、金属片がセンス
アンテナ上を通り過ぎると、電界強度の低下（エネルギ
ー損失）が生じるため、図３（Ａ）のような波形とな
る。そして、閾値以上の電圧低下が生じた場合は、同図
（Ｂ）の波形例に示すような金属検知信号（“Ｈ”：金
属検知）ＭＳ１がコンパレータ３４から出力され、波形
成形された後、読出装置の制御部（コントローラ）若し
くは上位の制御部に入力される。制御部では、金属検知
回路部３０からの不正検出信号（本例では“１”＝金属
検知）ＭＳ２の入力により不正検出の有無を判定し、不
正検出有りの場合は、例えば、警報音を発し、「金属製
のものを食器の近くから取り除いて、再度、読取らせて
下さい」の表示をし、再トライを促す。なお、不正検出
信号ＭＳ２のクリアはトレイ単位で行われる。 【００１６】次に、本発明を適用した食堂の自動精算シ
ステムの一実施例を示す。本例の自動精算システムは、
ＩＤタグを食器に装着し、食堂における料金を算出した
り、演算された料金を自動精算するものでり、本発明の
不正検出機能及び自動精算機能を有するＩＤタグ読出装
置（以下、「自動精算装置」と言う）と、センターのホ
ストコンピュータなどから構成される。ここでは企業の
社員食堂を例に挙げて説明する。社員食堂では、通常メ
ニュー選択コーナーで自分の好きな単品の食器（料理）
を選択して取ったり、注文したりして食器をトレイに載
せ、食前又は食後に精算するようにしているので、各食
器毎に上記ＩＤタグ１０を装着しておき、読出部で各メ
ニューに対応しているＩＤタグのデータを読出すことに
より食事料金の精算を行なうことができる。各食器（料
理）には、予め内容（価格等）の異なるＩＤタグが装着
されている。 【００１７】図４は、自動精算装置２００の構成例を示
しており、各種食器２０１を載せたトレイ２０２は、図
示されないコンベア式の搬送レール上を導入ガイドに沿
って搬送路上を搬送される。搬送路の下方に設けられて
いるＩＤタグの読出部には、各食器２０１に装着されて
いるＩＤタグ１０を励振アンテナで励振し、ＩＤデータ
を読出すセンスアンテナを有するアンテナモジュール
（ダグ用アンテナ）２１０が搬送路に２列（＃１、＃
２）に配置され、各アンテナモジュール２１０の前後に
は、トレイ２０２の接近及び通過を検出するための位置
センサ２２１が設置されており、アンテナモジュール２
１０及び位置センサ２２１はパソコン等の制御ユニット
２２０で制御されるようになっている。又、ＩＤカード
又はプリペイドカードを読取るカード読取部２２２が所
定の位置に設けられ、表示操作部２２３と共に制御ユニ
ット２２０に接続されている。アンテナモジュール２１
０は矩形状になっており、長軸がトレイ搬送方向に直交
していると共に、搬送路幅の長さとなっている。尚、こ
こではアンテナモジュール２１０（＃１、＃２）の２個
配列の例を挙げ、＃１の系列をユニット＃１とし、＃２
の系列をユニット＃２とする。 【００１８】図５はアンテナモジュール２１０の一例を
示しており、矩形状の基板２１１の周縁部には励振アン
テナ２１２が巻回されており、この励振アンテナ２１２
内の空間に複数のリング状センスアンテナ２１３（本例
では２列の１５個）が整列して配置されている。即ち、
センスアンテナ２１３は、トレイ２０２の搬送幅を全て
カバーするように交互に段違いに配設され、励振アンテ
ナ２１３も搬送幅をカバーしているので、トレイ２０２
上のどこに食器２０１が載せられていてもＩＤタグ１０
の励振、タグのＩＤデータの読出が可能である。又、基
板２１１の端部には、回路系と電気的に接続するための
コネクタ２１４が設けられている。 【００１９】図６は、アンテナモジュール２１０の励振
及び読出を行なう回路系をブロック図で示しており、励
振アンテナ２１２は所定周波数で発振する励振回路２１
５で励振され、センスアンテナ２１３の各センス信号
は、それぞれ増幅回路２１６により増幅されて、フィル
タ回路２１７及び不正検出用の金属検知回路２１９に入
力される。フィルタ回路２１７に入力された各センス信
号は、フィルタ回路２１７内のローパスフィルタ及びバ
ンドパスフィルタを経て復調器２１８に入力されてＦＳ
Ｋ変調された「０」と「１」の信号が復調されるように
なっている。また、金属検知回路２１９に入力された各
センス信号は、励磁周波数の周波数成分の受信出力が閾
値と比較されて電界強度の低下が監視され、金属検知回
路２１９からは金属検知の有無を示す「１」と「０」の
信号が出力されるようになっている。 【００２０】励振回路２１５，各復調器２１８及び金属
検知回路２１９は制御ユニット２２０に接続されてお
り、制御ユニット２２０はＰＣ（パーソナルコンピュー
タ）２３０に接続されている。さらに、ＰＣ２３０は通
信ラインを介してセンターのホストコンピュータ（ホス
トサーバ）に接続されている。各センスアンテナ２１３
と、増幅回路２１６，フィルタ回路２１７，復調器２１
８及び金属検知回路２１９との関係は図１に示す回路に
対応しており、金属検知回路２１９は前述の原理でＩＤ
タグとセンスアンテナ２１３との間、すなわち食器とト
レイとの間の金属物を検出する。また、復調器２１８は
図２で説明した原理で復調する。つまり、各復調器２１
８からはデータ信号ＤＳ及び出力が有効であることを示
す同期ロック信号ＬＳが出力され、複数の復調器２１８
からのデータ入力は制御ユニット２２０のＣＰＵ等でポ
ーリングするのではなく、同時並列処理して入力に変化
があったポイントのみをデータ（変化状態と時間デー
タ）としてＦＩＦＯメモリに取込む。 【００２１】ＦＩＦＯメモリがフルになった時点に割込
信号をＣＰＵへ送り、この時ＣＰＵにより読出が実行さ
れる。図７はその様子を示しており、同図（Ａ）のセン
ス信号の変化点（矢印）に対して、データのサンプリン
グは同図（Ｂ）のタイマ用クロックに同期させ、時点ｔ
１〜ｔ７を取込タイミングとする。入力対象は１クロッ
ク区間内に変化のあったデータラインであり、変化ポイ
ントの時間データはタイマ用クロックを計数アップし、
この計数値を時間情報とする。又、変化後の取込タイミ
ングでのデータラインの状態をステート情報とする。
尚、１クロック内に複数回の変化があっても入力は１回
とし、微小なひげノイズ等を除去するようにしている。
かかるステート情報からの符号復合信号処理は一般にバ
イフェーズ符号信号の復合と称されているもので、周知
の技術であるので説明は省略する。 【００２２】上述のような構成において、食堂での動作
例を図８〜図１１のフローチャートを参照して説明す
る。 【００２３】自動精算装置２００のアンテナモジュール
２１０の励振アンテナ２１２は励振回路２１５を介して
励振されており、ＩＤカードもしくはプリペイドカード
を所持している人は、メニュー選択コーナーから自分の
好きなメニュー料理を取り、トレイ２０２に載せる。そ
して、トレイ２０２を持って食卓へ行き、食卓で食事を
とってから自動精算装置２００の所へ行き、トレイ２０
２を読出し台（搬送レール）上に載せると共に、ＩＤカ
ード又はプリペイドカードをカード読取部２２２に挿入
する。トレイ２０２は、搬送レールに沿ってアンテナモ
ジュール２１０方向へ搬送される。 【００２４】ここで、最初のアンテナモジュール２１０
（＃１）の動作は図８に示すようになっており、トレイ
待ちの状態で制御ユニット２２０内の検出テーブル情報
をクリアすると共に（ステップＳ１）、不正検出信号を
クリアし（ステップＳ２）、トレイ２０２が搬送されて
来る（最初のトレイ番号は０となっている）のを待つ
（ステップＳ３）。トレイ２０２が搬送されて来ると不
正検出回路をスタートする（ステップＳ４）。そして、
位置センサ２２１でトレイ２０２の通過終了を判断し
（ステップＳ５）、トレイ２０２が通過していない場合
には、アンテナモジュール２１０（＃１）のセンスアン
テナ２１３の読出出力に変化があるか否かを判断する
（ステップＳ６）。読出出力に変化があればその変化が
あったセンスアンテナの読出データが未登録タグＩＤか
否かを判断し（ステップＳ７）、未登録タグＩＤであれ
ば該当タグＩＤを検出テーブルに登録し（ステップＳ
８）、その後に上記ステップＳ５にリターンする。な
お、上記の検出テーブルは、それぞれのユニット＃１，
＃２で読取った各データが一致するか等を検査してＩＤ
データの正当性をチェックするためのテーブルであり、
本例では、１つのタグＩＤに対して全てのアンテナモジ
ュール毎（ユニット＃１，＃２）の有効無効フラグと、
各アンテナモジュール内の個々のセンスアンテナ毎に個
別有効フラグ及び不正検出フラグと、読出回数のメモリ
領域とを有している。更に、ＰＣ２３０に通知したか否
かを示すＰＣ送信済みフラグを、各タグＩＤ毎に持って
いる。 【００２５】一方、上記ステップＳ７で変化があったセ
ンスアンテナからの読出データが登録タグＩＤであれ
ば、検出テーブルのタグＩＤであるアンテナ番号領域に
読出回数を「＋１」する（ステップＳ９）。そして、同
一センスアンテナで２回以上読出されたか否かを判断し
（ステップＳ１０）、２回以上の読出でない場合は上記
ステップＳ５にリターンし、２回以上の読出の場合には
該当タグＩＤのアンテナ番号領域の個別有効フラグをＯ
Ｎし（ステップＳ１１）、その後にそのＩＤに対してユ
ニット＃１（アンテナモジュール２１０（＃１）のユニ
ット）内で２個以上のアンテナ番号の個別有効フラグが
ＯＮであるか否かを判断し（ステップＳ１２）、ＯＮで
ない場合はそのまま、ＯＮの場合は該当タグＩＤのユニ
ット＃１での有効フラグをＯＮして（ステップＳ１
３）、それぞれ上記ステップＳ５にリターンする。 【００２６】一方、上記ステップＳ５でトレイ２０２の
通過が検知された場合には、不正検出回路を停止し（ス
テップＳ１４）、金属検知回路２１９の不正検出信号に
より金属検知の有無を判定し（ステップＳ１５）、金属
物を検知したのであればユニット＃１の不正検出フラグ
をＯＮにする（ステップＳ１６）。そして、検出テーブ
ルの情報を更新すると共に、トレイ番号についてのユニ
ット＃１の検出データを確定し（ステップＳ１７）、次
のトレイ待ちとなる。 【００２７】２番目のアンテナモジュール２１０（＃
２）の動作は図９、図１０及び図１１に示すようになっ
ており、トレイ待ちの状態で検出テーブルの情報をクリ
アすると共に（ステップＳ２０）、不正検出信号をクリ
アし（ステップＳ２１）、トレイ２０２が搬送されて来
るのを持ち（ステップＳ２２）、トレイ２０２が搬送さ
れて来ると不正検出回路をスタートし（ステップＳ２
３）、ＰＣ２３０へトレイデータの送信開始を通知する
（ステップＳ２４）。そして、位置センサ２２１でトレ
イ２０２の通過終了を判断し（ステップＳ２５）、トレ
イ２０２の通過が完了していない場合にはセンスアンテ
ナ２１３の読出出力に変化があるか否かを判断し（ステ
ップＳ２６）、変化があった場合にはＰＣ２３０へ送信
済みのタグＩＤか否かをＰＣ送信済みフラグにより判断
する（ステップＳ２７）。 【００２８】上記ステップＳ２６で出力変化がない場
合、上記ステップＳ２７で送信済みの場合は共に上記ス
テップＳ２５にリターンする。又、上記ステップＳ２７
でタグＩＤが送信済みでないと判断された場合には、そ
のセンスアンテナからの読出タグＩＤが未登録タグＩＤ
か否かを判断し（ステップＳ２８）、未登録タグＩＤで
あれば該当タグＩＤを検出テーブルに登録し（ステップ
Ｓ２９）、その後に上記ステップＳ２５にリターンし、
送信済みのセンスアンテナが登録ＩＤにあれば、検出テ
ーブルのＩＤにあるセンスアンテナ番号領域に読出回数
を「＋１」する（ステップＳ３０）。 【００２９】そして、同一センスアンテナで２回以上読
出されたか否かを判断し（ステップＳ３１）、２回以上
の読出でない場合は上記ステップＳ２５にリターンし、
２回以上の読出の場合には該当タグＩＤのアンテナ番号
の個別有効フラグをＯＮする（ステップＳ３２）。その
後にユニット＃１において有効フラグがＯＮになってい
るか否かを判断し（ステップＳ３３）、ＯＮでない場合
には更にそのタグＩＤに対してユニット＃２（アンテナ
モジュール２１０（＃２）のユニット）内で２個以上の
センスアンテナ番号の個別有効フラグがＯＮであるか否
かを判断し（ステップＳ３４）、センスアンテナの２個
以上がＯＮの場合は該当ＩＤのユニット＃２での有効フ
ラグをＯＮにし（ステップＳ３５）、該当ＩＤのユニッ
ト＃１の個別有効フラグがＯＮであるか否かを判断する
（ステップＳ３６）。上記ステップＳ３３で有効フラグ
がＯＮの場合、上記ステップＳ３４で個別有効フラグが
ＯＦＦの場合、上記ステップＳ３６で個別有効フラグが
ＯＮの場合には、いずれもＰＣ２３０へ確定したタグＩ
Ｄデータを送信し（ステップＳ３７）、その後に該当タ
グＩＤのＰＣ２３０へのＰＣ送信済みフラグをＯＮして
（ステップＳ３８）、上記ステップＳ２５へリターンす
る。上記ステップＳ３６で個別有効フラグがＯＦＦの場
合も上記ステップＳ２５へリターンする。 【００３０】一方、上記ステップＳ２５でトレイ２０２
の通過が検知された場合には、不正検出回路を停止し
（ステップＳ３９）、金属検知回路２１９の不正検出信
号により金属検知の有無を判定し（ステップＳ４０）、
金属物を検知したのであればユニット＃２の不正検出フ
ラグをＯＮにする（ステップＳ４１）。続いて、ユニッ
ト＃１及び＃２で不整合なデータが有るか否かを判断し
（ステップＳ４２）、不整合データが無い場合には、ユ
ニット＃１又は＃２で不正検出が有ったか否かを判断し
（ステップＳ４３）、不正検出が有った場合には、ＰＣ
２３０へ「不正検出有り」を通知し（ステップＳ４
４）、また、上記ステップＳ４２において不整合データ
が有った場合には、ＰＣ２３０へ「不整合データ有り」
を通知し（ステップＳ４５）、その後にトレイデータの
送信終了を通知して（ステップＳ４６）、次のトレイ待
ち状態となる。 【００３１】図１２はＰＣ２３０の精算処理例を示して
おり、常時トレイデータの受信開始の待機状態となって
おり（ステップＳ５０）、受信が開始されるとトレイデ
ータの受信終了となるまで確定タグＩＤデータを受信し
（ステップＳ５１、Ｓ５２）、トレイデータの受信終了
となって後に、不正が検出されたか否かを判断し（ステ
ップＳ５３）、不正が検出されたのであれば、アラーム
を発すると共に、金属製のものを食器から取り除いて再
読取トライをする旨を表示操作部２２３に表示し（ステ
ップＳ５４）、ステップＳ５９に移行する。上記ステッ
プＳ５３で不正検出が無ければユニット＃１及び＃２の
不整合データが有るか否かを判断し（ステップＳ５
５）、不整合データが有れば再読取トライを表示操作部
２２３に表示し（ステップＳ５６）、読取キャンセルが
なければ再トライとなる（ステップＳ５９）。この場合
の再トライとは、文字通り再度読取処理を行なう場合
と、精算をキャンセルし、別途手入力によるレジスタ等
のある窓口で精算処理を行なう場合とがある。通常利用
者は窓口で精算してもらう。 【００３２】又、不正検出が無く不整合データも無けれ
ば精算動作となり（ステップＳ５７）、金額を表示操作
部２２３に表示して（ステップＳ５８）レジでの精算処
理となる。精算は、ＩＤカードを所持している人につい
ては給与から天引し、プリペイドカードを所持している
人については残高を更新することによって行なう。尚、
給与から天引きするために個人ＩＤと金額情報をＰＣ２
３０に保存する。又、ＰＣ２３０は前述の未決済情報が
あればこれを保持しておき、別途手入力レジスタ等で決
済が済むまで保持する。全てが決済済みとなった後に当
日分の情報は、人事情報を管理する全社のホストに通知
され、給与情報に反映されるようになっている（ステッ
プＳ６０）。 【００３３】図１３はＩＤタグの読出タイミングを示す
タイムチャートであり、精算は読出及びデータ送信の後
に行なうようになっている。つまり、１人目のデータ確
認終了後に次の人の受付を行ない、精算は確認が通知さ
れてから行なうようになっている。複数アンテナ構成で
は、それぞれ別の利用者の読取を行なうことができるの
で、並列処理が可能となっている。 【００３４】なお、上述のアンテナモジュールでは、矩
形状の励振コイル内にセンスアンテナを２列に配置して
いるが、励振コイル及びセンスアンテナの配置はこれに
限定されるものではなく、トレイ上の任意位置に置かれ
ている食器のＩＤタグを励振すると共に、線状の走査
（スキャン）により又は全面から同時にＩＤ信号を受信
できる態様であれば良い。又、上述ではアンテナモジュ
ールを２列（ユニット＃１、＃２）に配置して構成して
いるが、１列でも３列以上にも配置することが可能であ
り、食堂以外にも種々の適用が可能である。更に、上述
では食器を載置したトレイを搬送してＩＤタグデータの
読出しと不正の検出を行なうようにしているが、読出部
を相対的に移動させたりすることも可能であり、トレイ
全面に対応するようなアンテナモジュールを設ければ移
動させる必要もない。更に又、上述では食堂において、
食事後に精算するようにしているが、食事前に精算する
ようにしても良い。又、上述の自動精算装置の動作フロ
ーにおいては、個別有効フラグをＯＮする条件はＩＤタ
グの同一アンテナでの読出回数が２回（以上）とした
が、システムの要求仕様に合わせてＮ1 回としても良
い。更に、ユニットの有効フラグをＯＮする条件は個別
有効フラグのＯＮの個数が２個（以上）としたが、同様
な理由でＮ2 個としても良い。 【００３５】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、コイン等
を食器の底部に潜ませてＩＤを読み出せないようにした
不正や、金属物を食器内やトレイ上に置いた場合を即座
に検出しアラームを発することにより正規の料金の精算
を促すことができる。
グの読出装置に関し、特に、カフェテラス・スタイルの
食堂における利用者の支払い金額を自動的に計算するレ
ジシステムで食器に非接触タグを埋め込んだものをトレ
イに乗せた状態で読み出すものの不正を検出する装置に
関する。 【０００２】 【従来の技術】ＩＤタグ（非接触タグ）を用いた食堂の
精算システムとして、例えば特開平８−１１５４７５号
公報に示されるものがある。この食堂システムは、料理
が顧客に渡される際に、書込み台に置かれた食器のＩＤ
タグに所要のＩＤ情報を書込む書込手段と、顧客が料理
をレジ精算する際に、読込み台に置かれたトレイのＩＤ
タグからＩＤ情報を読込む読込手段と、読込手段により
読込んだＩＤ情報及び予め登録されている価格情報に基
づき当該料理の価格を求めて料金を精算する精算手段と
を具備したものである。 【０００３】ここで、上述のような食堂の精算システム
で使用されるＩＤタグについて説明する。ＩＤタグはそ
れぞれが固有の番号（ＩＤ番号）を有し、非接触的なア
ンテナの電磁結合により電力を受けた際には自らが特定
の周波数でＩＤデータをシリアル出力する。図１６はＩ
Ｄタグ１０の構造例を示しており、円盤状の樹脂ホルダ
１１の中央部には円形の凹部が設けられ、凹部内の底部
には電子素子を内蔵したＩＣチップ１２及びアンテナコ
イル１３が配設され、その上部は平面となるように樹脂
モールド１４でカバーされている。 【０００４】図１７はＩＣチップ１２の内部構成及びア
ンテナコイル１３の接続関係を示しており、ＩＣチップ
１２は、アンテナコイル１３からの誘導電流ｉを整流す
る整流回路１２Ａと、整流回路１２Ａの出力を平滑化す
ると共に充電する充電コンデンサ１２Ｂと、充電コンデ
ンサ１２Ｂに充電された電力で作動しＩＤデータＤＡを
出力するＩＤ送信回路１２Ｃとで構成されている。アン
テナコイル１３は例えば４００ＫＨｚの電波で電磁誘導
され、ＩＤデータＤＡがアンテナコイル１３から放射さ
れる。又、アンテナコイル１３から４００ＫＨｚのクロ
ック信号ＣＬがＩＤ送信回路１２Ｃに入力されている。
ＩＤ送信回路１２Ｃは充電コンデンサ１２Ｂに充電され
た電力で動作し、クロック信号ＣＬを１／８（５０ＫＨ
ｚ）に分周する分周回路１２Ｃ１と、クロック信号ＣＬ
を１／１０（４０ＫＨｚ）に分周する分周回路１２Ｃ２
と、分周回路１２Ｃ１の分周出力Ｄ１を入力するゲート
回路Ｇ１と、分周回路１２Ｃ２の分周出力Ｄ２を入力す
るゲート回路Ｇ２とを有している。ＩＤ送信回路１２Ｃ
は更に、クロック信号ＣＬを所定周波数に分周してＩＤ
ビットＲＯＭ１２Ｃ４用の読出アドレスを生成する分周
回路１２Ｃ３と、分周回路１２Ｃ３からの読出アドレス
に従ってＩＤビットＢＴを出力するＩＤビットＲＯＭ１
２Ｃ４とを具備し、ＩＤビットＢＴはゲート回路Ｇ１に
入力される共に、ＩＤビットＢＴの否定信号がゲート回
路Ｇ２に入力され、ゲートＧ１及びＧ２の論理和出力が
ＩＤデータＤＡとして出力される。 【０００５】ＩＤ送信回路１２Ｃの動作は図１８のよう
になっており、同図（Ａ）に示すクロック信号ＣＬは分
周回路１２Ｃ１で同図（Ｂ）の分周出力Ｄ１に分周され
ると共に、分周回路１２Ｃ２で同図（Ｃ）の分周出力Ｄ
２に分周される。分周回路１２Ｃ３で読出されるＩＤビ
ットＲＯＭ１２Ｃ４からは、図１８（Ｅ）に示すような
ＩＤビットＢＴが出力されるので、ゲート回路Ｇ１及び
Ｇ２の論理和出力であるＩＤデータＤＡは同図（Ｄ）の
ようになる。 【０００６】上述のような原理で動作するＩＤタグを用
いた食堂の精算システムでは、読出装置によって励磁用
の４００ＫＨｚの電波をＩＤタグに向けて発射し、電磁
誘導によりアンテナコイル１３から放射される電波を受
信してＩＤデータＤＡを読出し、読込み台に置かれたト
レイ上の食器を対象として当該料理の価格及び合計金額
を求めて料金を精算するようにしている。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な食堂の精算システムでは、ＩＤタグのデータを読出す
際、トレイの下方から励磁用の電波を発射するので、そ
の励磁用アンテナの電波がＩＤタグに届かなければ動作
をすることができないため、ＩＤタグからＩＤを含む電
波を発射することができない。そのため、ＩＤタグから
の電波を読出装置側で正常に受信できないような事態が
生じた場合には、ＩＤタグの検出ができなかったり、誤
算が生じたりする可能性がある。つまり、トレイ上の食
器の全てに埋められているタグからの応答があることに
よって全ての料金が精算できるが、応答のないものは料
金として勘定されないということになる。また、スプー
ン等が皿の上でタグの極近くに乗せられている場合に
は、励磁用の電波の電界強度が低下してタグ内に十分な
駆動電源電圧を誘起させることができず、結果的には該
当タグのＩＤが読み出せないということになる。この不
正が行える原理を利用して、例えば食器の底部に硬貨等
の金属板を敷いてセンサ部に通されると、精算装置で
は、実際にトレイに乗せた金額よりも少ない金額をレジ
精算することになる。そこで、かかる不正行為や誤算の
原因となる金属物を検出して、誤算が生じるのを未然に
防ぐことができるような装置が要請されていた。 【０００８】本発明は上述のような事情よりなされたも
のであり、本発明の目的は、上述したレジ精算時に行わ
れるであろう不正行為を検出して、正規の金額で決済を
行なえるように促すことができる非接触タグ読出装置を
提供することにある。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は、食器の底面に
貼付け或いは埋め込まれた電磁結合により電力を受けて
特定の周波数で固有のデータを出力する非接触式ＩＤタ
グの読出装置に関するもので、本発明の上記目的は、前
記食器の底面のＩＤタグ部に駆動電源を誘起させる励振
アンテナと、前記ＩＤタグからの電磁波信号をセンスす
る読出アンテナ手段と、前記読出アンテナ手段の後段に
設けられ、前記ＩＤタグのデータ信号の周波数を分離す
る共に励磁周波数の周波数成分を通過させるフィルター
手段と、前記フィルター手段の出力を監視して電界強度
の低下を示した場合に不正があったことを通知するため
の信号を出力する監視手段とを具備することによって達
成される。 【００１０】 【発明の実施の形態】セルフ方式の食堂では、通常メニ
ュー選択コーナーで自分の好きな単品の食器（料理）を
選択して取ったり、注文したりして食器をトレイに乗
せ、食前又は食後に精算するようにしている。自動精算
装置を用いた食堂システムでは、利用者自身の操作で精
算できるようになってため、不正行為が行なわれないよ
うにする必要がある。本発明では、食器の底面に貼付け
或いは埋め込まれた非接触のＩＤタグを読出す読出装置
において、ＩＤタグの励振用の磁界を利用した金属検知
手段を具備し、コイン等の金属物でタグ信号を遮蔽する
様なレジ精算時の不正行為を検出すると共に、精算装置
での誤算を防止することができるようにしている。 【００１１】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施
の形態について詳細に説明する。なお、本発明に係るＩ
Ｄタグの構造とその動作原理については、従来と同様な
ので説明を省略する。先ず、不正行為の具体例を示し
て、その検出原理について説明する。図１４は、ＩＤタ
グが装着された食器の例を示しており、ＩＤタグ１０は
食器２０１の底面に貼付け或いは埋め込まれている。図
１５は、不正がされた場合の例を示している。図１５
（Ａ）のように、食器のＩＤタグを覆う様に、茶碗２０
１の底の窪みに１０円等の硬貨１を入れて、同図（Ｂ）
のようにトレイ２０２に乗せた場合には、タグ信号が遮
蔽されてＩＤタグ１０の読出しができないため、リスト
アップされずにその料理が無料になってしまう。ＩＤタ
グ１０と読出装置のセンサ部との間、すなわち食器２０
１とトレイ２０２との間の微小金属を探知するには、金
属に渦電流を発生させ、それによるエネルギー損失を駆
動側で検出することにより探知することができる。例え
ば、検知用に交番磁界を印加する回路を設けると共に、
検知側にセンスアンテナ及び，受信した特定周波数の信
号のエネルギー損失を検出する回路とを設けることで、
金属物を検知することが可能となるが、新たにアンテナ
などを設ける必要が生じる。本発明では、装置の大型化
や高価格化を回避するため、読出装置のセンスアンテナ
を共用し、ＩＤタグの励振用の磁界を利用して検知する
ようにしている。 【００１２】すなわち、図１６〜図１８で説明した原理
で動作するＩＤタグは、タグの励振側は４００ＫＨｚで
発振しており、タグはＦＳＫ方式により４０ＫＨｚと５
０ＫＨの２波を発振している。通常、センス側のコイル
は、この３種の信号を同時に受信しているが、タグ発振
信号はフィルタによってカットしている。本発明では、
この４００ＫＨｚ信号成分を分離して金属検知信号用の
周波数とし、金属による渦電流損が発生していることを
検知することで、金属が起因するタグ信号の遮蔽を検知
するようにしている。この検知信号はＣＰＵに伝えら
れ、不正検出の有無が判定されて、読出装置のコントロ
ーラ若しくは上位の制御部に通知される。コントローラ
では、警報音を発し、例えば、「金属製のものを食器の
近くから取り除いて、再度、読取らせて下さい」を表示
し、再トライを促すようにしている。ここで、このよう
な再トライを促すガイダンスを表示するのは、次の理由
による。例えば、図１４（Ｂ）のように、金属製のスプ
ーン２がＩＤタグ１０の極近くに乗せられている場合
や、財布やキーなどの金属物が極近くに置かれている場
合のように、不正の意図がなく正常な場合にも、ＩＤタ
グ１０が検出されずに誤算が生じるケースが有るからで
ある。以下、ＩＤタグの読出し不正検出回路の構成例を
示して本発明を詳細に説明する。 【００１３】図１は、非接触タグの読出し不正検出回路
の一例を示しており、読出し不正検出回路は、ＩＤタグ
１０のＩＤデータＤＡを読出す読出回路部と、不正を検
出するための金属検知回路部３０とから構成される。読
出回路部は、ＩＤタグ１０の電磁波信号を受信する受信
アンテナコイル２０，受信した電磁波信号を増幅する増
幅回路２１，励磁周波数の周波数成分を分離するローパ
スフィルタ２２，データ信号の周波数成分（４０ＫＨｚ
と５０ＫＨ）を通過させるバンドパスフィルタ２３，及
び復調器２４から構成される。そして、金属検知回路部
３０は、増幅回路２１で増幅された電磁波信号からＩＤ
タグのデータ信号の周波数を分離するハイパスフィルタ
３１，励磁周波数の周波数成分（４００ＫＨｚ）を通過
させるバンドパスフィルタ３２，電界強度の低下を監視
する手段である積分回路３３及びコンパレータ３４から
構成される。 【００１４】上述のような構成において、読出し不正検
出回路の動作例について説明する。センスアンテナ（受
信アンテナコイル）２０で受信したＩＤタグ１０の電磁
波信号ＤＡＳは、増幅回路２１を介して読出回路部のロ
ーパスフィルタ２２及び金属検知回路部のハイパスフィ
ルタ３１にそれぞれ入力される。ローパスフィルタ２２
に入力された信号ＤＳは、その励磁周波数の周波数成分
が分離されて、図２（Ａ）に示すようなＩＤ信号ＤＡＡ
がバンドパスフィルタ２３を経て復調器２２に入力され
る。復調器２２はＦｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋ
ｅｙｉｎｇ（ＦＳＫ）と称される復調をＩＤビットＢＴ
毎に行ない、図２（Ａ）のＩＤ信号ＤＡＡについては同
図（Ｂ）及び（Ｃ）に示すデータ信号ＤＳ及び同期ロッ
ク信号ＬＳを出力する。尚、データ信号ＤＳは同期ロッ
ク信号ＬＳが有効な区間のみ正規な信号と認識され、同
期ロック信号ＬＳが無効な区間では、入力はノイズとし
てデータ信号ＤＳは無視される。 【００１５】一方、ハイパスフィルタ３１に入力された
信号ＤＡＳは、ＩＤタグのデータ信号の周波数が周波数
成分が分離され、バンドパスフィルタ３２を通過した励
磁周波数の周波数成分が積分回路３３に入力される。そ
して、積分回路３３の出力ＤＡＢがコンパレータ３４に
入力されて閾値（基準電圧）と比較されて、電界強度の
低下が発生しているか否かを示す金属検知信号（或いは
電界強度の低下が発生したことを示す金属検知信号）Ｍ
Ｓ１が出力される。そして、本例ではこの金属検知信号
ＭＳ１をクロックとして、図示されないフリップフロッ
プ回路を用いて不正検出信号ＭＳ２が出力される。図３
（Ａ）は積分回路３３の出力波形例を示し、同図（Ｂ）
は金属検知信号ＭＳ１の波形例を示し、同図（Ｃ）は金
属検知回路部３０の出力（不正検出信号）ＭＳ２を示し
ている。積分回路３３の出力ＤＡＢは、金属片がセンス
アンテナ上を通り過ぎると、電界強度の低下（エネルギ
ー損失）が生じるため、図３（Ａ）のような波形とな
る。そして、閾値以上の電圧低下が生じた場合は、同図
（Ｂ）の波形例に示すような金属検知信号（“Ｈ”：金
属検知）ＭＳ１がコンパレータ３４から出力され、波形
成形された後、読出装置の制御部（コントローラ）若し
くは上位の制御部に入力される。制御部では、金属検知
回路部３０からの不正検出信号（本例では“１”＝金属
検知）ＭＳ２の入力により不正検出の有無を判定し、不
正検出有りの場合は、例えば、警報音を発し、「金属製
のものを食器の近くから取り除いて、再度、読取らせて
下さい」の表示をし、再トライを促す。なお、不正検出
信号ＭＳ２のクリアはトレイ単位で行われる。 【００１６】次に、本発明を適用した食堂の自動精算シ
ステムの一実施例を示す。本例の自動精算システムは、
ＩＤタグを食器に装着し、食堂における料金を算出した
り、演算された料金を自動精算するものでり、本発明の
不正検出機能及び自動精算機能を有するＩＤタグ読出装
置（以下、「自動精算装置」と言う）と、センターのホ
ストコンピュータなどから構成される。ここでは企業の
社員食堂を例に挙げて説明する。社員食堂では、通常メ
ニュー選択コーナーで自分の好きな単品の食器（料理）
を選択して取ったり、注文したりして食器をトレイに載
せ、食前又は食後に精算するようにしているので、各食
器毎に上記ＩＤタグ１０を装着しておき、読出部で各メ
ニューに対応しているＩＤタグのデータを読出すことに
より食事料金の精算を行なうことができる。各食器（料
理）には、予め内容（価格等）の異なるＩＤタグが装着
されている。 【００１７】図４は、自動精算装置２００の構成例を示
しており、各種食器２０１を載せたトレイ２０２は、図
示されないコンベア式の搬送レール上を導入ガイドに沿
って搬送路上を搬送される。搬送路の下方に設けられて
いるＩＤタグの読出部には、各食器２０１に装着されて
いるＩＤタグ１０を励振アンテナで励振し、ＩＤデータ
を読出すセンスアンテナを有するアンテナモジュール
（ダグ用アンテナ）２１０が搬送路に２列（＃１、＃
２）に配置され、各アンテナモジュール２１０の前後に
は、トレイ２０２の接近及び通過を検出するための位置
センサ２２１が設置されており、アンテナモジュール２
１０及び位置センサ２２１はパソコン等の制御ユニット
２２０で制御されるようになっている。又、ＩＤカード
又はプリペイドカードを読取るカード読取部２２２が所
定の位置に設けられ、表示操作部２２３と共に制御ユニ
ット２２０に接続されている。アンテナモジュール２１
０は矩形状になっており、長軸がトレイ搬送方向に直交
していると共に、搬送路幅の長さとなっている。尚、こ
こではアンテナモジュール２１０（＃１、＃２）の２個
配列の例を挙げ、＃１の系列をユニット＃１とし、＃２
の系列をユニット＃２とする。 【００１８】図５はアンテナモジュール２１０の一例を
示しており、矩形状の基板２１１の周縁部には励振アン
テナ２１２が巻回されており、この励振アンテナ２１２
内の空間に複数のリング状センスアンテナ２１３（本例
では２列の１５個）が整列して配置されている。即ち、
センスアンテナ２１３は、トレイ２０２の搬送幅を全て
カバーするように交互に段違いに配設され、励振アンテ
ナ２１３も搬送幅をカバーしているので、トレイ２０２
上のどこに食器２０１が載せられていてもＩＤタグ１０
の励振、タグのＩＤデータの読出が可能である。又、基
板２１１の端部には、回路系と電気的に接続するための
コネクタ２１４が設けられている。 【００１９】図６は、アンテナモジュール２１０の励振
及び読出を行なう回路系をブロック図で示しており、励
振アンテナ２１２は所定周波数で発振する励振回路２１
５で励振され、センスアンテナ２１３の各センス信号
は、それぞれ増幅回路２１６により増幅されて、フィル
タ回路２１７及び不正検出用の金属検知回路２１９に入
力される。フィルタ回路２１７に入力された各センス信
号は、フィルタ回路２１７内のローパスフィルタ及びバ
ンドパスフィルタを経て復調器２１８に入力されてＦＳ
Ｋ変調された「０」と「１」の信号が復調されるように
なっている。また、金属検知回路２１９に入力された各
センス信号は、励磁周波数の周波数成分の受信出力が閾
値と比較されて電界強度の低下が監視され、金属検知回
路２１９からは金属検知の有無を示す「１」と「０」の
信号が出力されるようになっている。 【００２０】励振回路２１５，各復調器２１８及び金属
検知回路２１９は制御ユニット２２０に接続されてお
り、制御ユニット２２０はＰＣ（パーソナルコンピュー
タ）２３０に接続されている。さらに、ＰＣ２３０は通
信ラインを介してセンターのホストコンピュータ（ホス
トサーバ）に接続されている。各センスアンテナ２１３
と、増幅回路２１６，フィルタ回路２１７，復調器２１
８及び金属検知回路２１９との関係は図１に示す回路に
対応しており、金属検知回路２１９は前述の原理でＩＤ
タグとセンスアンテナ２１３との間、すなわち食器とト
レイとの間の金属物を検出する。また、復調器２１８は
図２で説明した原理で復調する。つまり、各復調器２１
８からはデータ信号ＤＳ及び出力が有効であることを示
す同期ロック信号ＬＳが出力され、複数の復調器２１８
からのデータ入力は制御ユニット２２０のＣＰＵ等でポ
ーリングするのではなく、同時並列処理して入力に変化
があったポイントのみをデータ（変化状態と時間デー
タ）としてＦＩＦＯメモリに取込む。 【００２１】ＦＩＦＯメモリがフルになった時点に割込
信号をＣＰＵへ送り、この時ＣＰＵにより読出が実行さ
れる。図７はその様子を示しており、同図（Ａ）のセン
ス信号の変化点（矢印）に対して、データのサンプリン
グは同図（Ｂ）のタイマ用クロックに同期させ、時点ｔ
１〜ｔ７を取込タイミングとする。入力対象は１クロッ
ク区間内に変化のあったデータラインであり、変化ポイ
ントの時間データはタイマ用クロックを計数アップし、
この計数値を時間情報とする。又、変化後の取込タイミ
ングでのデータラインの状態をステート情報とする。
尚、１クロック内に複数回の変化があっても入力は１回
とし、微小なひげノイズ等を除去するようにしている。
かかるステート情報からの符号復合信号処理は一般にバ
イフェーズ符号信号の復合と称されているもので、周知
の技術であるので説明は省略する。 【００２２】上述のような構成において、食堂での動作
例を図８〜図１１のフローチャートを参照して説明す
る。 【００２３】自動精算装置２００のアンテナモジュール
２１０の励振アンテナ２１２は励振回路２１５を介して
励振されており、ＩＤカードもしくはプリペイドカード
を所持している人は、メニュー選択コーナーから自分の
好きなメニュー料理を取り、トレイ２０２に載せる。そ
して、トレイ２０２を持って食卓へ行き、食卓で食事を
とってから自動精算装置２００の所へ行き、トレイ２０
２を読出し台（搬送レール）上に載せると共に、ＩＤカ
ード又はプリペイドカードをカード読取部２２２に挿入
する。トレイ２０２は、搬送レールに沿ってアンテナモ
ジュール２１０方向へ搬送される。 【００２４】ここで、最初のアンテナモジュール２１０
（＃１）の動作は図８に示すようになっており、トレイ
待ちの状態で制御ユニット２２０内の検出テーブル情報
をクリアすると共に（ステップＳ１）、不正検出信号を
クリアし（ステップＳ２）、トレイ２０２が搬送されて
来る（最初のトレイ番号は０となっている）のを待つ
（ステップＳ３）。トレイ２０２が搬送されて来ると不
正検出回路をスタートする（ステップＳ４）。そして、
位置センサ２２１でトレイ２０２の通過終了を判断し
（ステップＳ５）、トレイ２０２が通過していない場合
には、アンテナモジュール２１０（＃１）のセンスアン
テナ２１３の読出出力に変化があるか否かを判断する
（ステップＳ６）。読出出力に変化があればその変化が
あったセンスアンテナの読出データが未登録タグＩＤか
否かを判断し（ステップＳ７）、未登録タグＩＤであれ
ば該当タグＩＤを検出テーブルに登録し（ステップＳ
８）、その後に上記ステップＳ５にリターンする。な
お、上記の検出テーブルは、それぞれのユニット＃１，
＃２で読取った各データが一致するか等を検査してＩＤ
データの正当性をチェックするためのテーブルであり、
本例では、１つのタグＩＤに対して全てのアンテナモジ
ュール毎（ユニット＃１，＃２）の有効無効フラグと、
各アンテナモジュール内の個々のセンスアンテナ毎に個
別有効フラグ及び不正検出フラグと、読出回数のメモリ
領域とを有している。更に、ＰＣ２３０に通知したか否
かを示すＰＣ送信済みフラグを、各タグＩＤ毎に持って
いる。 【００２５】一方、上記ステップＳ７で変化があったセ
ンスアンテナからの読出データが登録タグＩＤであれ
ば、検出テーブルのタグＩＤであるアンテナ番号領域に
読出回数を「＋１」する（ステップＳ９）。そして、同
一センスアンテナで２回以上読出されたか否かを判断し
（ステップＳ１０）、２回以上の読出でない場合は上記
ステップＳ５にリターンし、２回以上の読出の場合には
該当タグＩＤのアンテナ番号領域の個別有効フラグをＯ
Ｎし（ステップＳ１１）、その後にそのＩＤに対してユ
ニット＃１（アンテナモジュール２１０（＃１）のユニ
ット）内で２個以上のアンテナ番号の個別有効フラグが
ＯＮであるか否かを判断し（ステップＳ１２）、ＯＮで
ない場合はそのまま、ＯＮの場合は該当タグＩＤのユニ
ット＃１での有効フラグをＯＮして（ステップＳ１
３）、それぞれ上記ステップＳ５にリターンする。 【００２６】一方、上記ステップＳ５でトレイ２０２の
通過が検知された場合には、不正検出回路を停止し（ス
テップＳ１４）、金属検知回路２１９の不正検出信号に
より金属検知の有無を判定し（ステップＳ１５）、金属
物を検知したのであればユニット＃１の不正検出フラグ
をＯＮにする（ステップＳ１６）。そして、検出テーブ
ルの情報を更新すると共に、トレイ番号についてのユニ
ット＃１の検出データを確定し（ステップＳ１７）、次
のトレイ待ちとなる。 【００２７】２番目のアンテナモジュール２１０（＃
２）の動作は図９、図１０及び図１１に示すようになっ
ており、トレイ待ちの状態で検出テーブルの情報をクリ
アすると共に（ステップＳ２０）、不正検出信号をクリ
アし（ステップＳ２１）、トレイ２０２が搬送されて来
るのを持ち（ステップＳ２２）、トレイ２０２が搬送さ
れて来ると不正検出回路をスタートし（ステップＳ２
３）、ＰＣ２３０へトレイデータの送信開始を通知する
（ステップＳ２４）。そして、位置センサ２２１でトレ
イ２０２の通過終了を判断し（ステップＳ２５）、トレ
イ２０２の通過が完了していない場合にはセンスアンテ
ナ２１３の読出出力に変化があるか否かを判断し（ステ
ップＳ２６）、変化があった場合にはＰＣ２３０へ送信
済みのタグＩＤか否かをＰＣ送信済みフラグにより判断
する（ステップＳ２７）。 【００２８】上記ステップＳ２６で出力変化がない場
合、上記ステップＳ２７で送信済みの場合は共に上記ス
テップＳ２５にリターンする。又、上記ステップＳ２７
でタグＩＤが送信済みでないと判断された場合には、そ
のセンスアンテナからの読出タグＩＤが未登録タグＩＤ
か否かを判断し（ステップＳ２８）、未登録タグＩＤで
あれば該当タグＩＤを検出テーブルに登録し（ステップ
Ｓ２９）、その後に上記ステップＳ２５にリターンし、
送信済みのセンスアンテナが登録ＩＤにあれば、検出テ
ーブルのＩＤにあるセンスアンテナ番号領域に読出回数
を「＋１」する（ステップＳ３０）。 【００２９】そして、同一センスアンテナで２回以上読
出されたか否かを判断し（ステップＳ３１）、２回以上
の読出でない場合は上記ステップＳ２５にリターンし、
２回以上の読出の場合には該当タグＩＤのアンテナ番号
の個別有効フラグをＯＮする（ステップＳ３２）。その
後にユニット＃１において有効フラグがＯＮになってい
るか否かを判断し（ステップＳ３３）、ＯＮでない場合
には更にそのタグＩＤに対してユニット＃２（アンテナ
モジュール２１０（＃２）のユニット）内で２個以上の
センスアンテナ番号の個別有効フラグがＯＮであるか否
かを判断し（ステップＳ３４）、センスアンテナの２個
以上がＯＮの場合は該当ＩＤのユニット＃２での有効フ
ラグをＯＮにし（ステップＳ３５）、該当ＩＤのユニッ
ト＃１の個別有効フラグがＯＮであるか否かを判断する
（ステップＳ３６）。上記ステップＳ３３で有効フラグ
がＯＮの場合、上記ステップＳ３４で個別有効フラグが
ＯＦＦの場合、上記ステップＳ３６で個別有効フラグが
ＯＮの場合には、いずれもＰＣ２３０へ確定したタグＩ
Ｄデータを送信し（ステップＳ３７）、その後に該当タ
グＩＤのＰＣ２３０へのＰＣ送信済みフラグをＯＮして
（ステップＳ３８）、上記ステップＳ２５へリターンす
る。上記ステップＳ３６で個別有効フラグがＯＦＦの場
合も上記ステップＳ２５へリターンする。 【００３０】一方、上記ステップＳ２５でトレイ２０２
の通過が検知された場合には、不正検出回路を停止し
（ステップＳ３９）、金属検知回路２１９の不正検出信
号により金属検知の有無を判定し（ステップＳ４０）、
金属物を検知したのであればユニット＃２の不正検出フ
ラグをＯＮにする（ステップＳ４１）。続いて、ユニッ
ト＃１及び＃２で不整合なデータが有るか否かを判断し
（ステップＳ４２）、不整合データが無い場合には、ユ
ニット＃１又は＃２で不正検出が有ったか否かを判断し
（ステップＳ４３）、不正検出が有った場合には、ＰＣ
２３０へ「不正検出有り」を通知し（ステップＳ４
４）、また、上記ステップＳ４２において不整合データ
が有った場合には、ＰＣ２３０へ「不整合データ有り」
を通知し（ステップＳ４５）、その後にトレイデータの
送信終了を通知して（ステップＳ４６）、次のトレイ待
ち状態となる。 【００３１】図１２はＰＣ２３０の精算処理例を示して
おり、常時トレイデータの受信開始の待機状態となって
おり（ステップＳ５０）、受信が開始されるとトレイデ
ータの受信終了となるまで確定タグＩＤデータを受信し
（ステップＳ５１、Ｓ５２）、トレイデータの受信終了
となって後に、不正が検出されたか否かを判断し（ステ
ップＳ５３）、不正が検出されたのであれば、アラーム
を発すると共に、金属製のものを食器から取り除いて再
読取トライをする旨を表示操作部２２３に表示し（ステ
ップＳ５４）、ステップＳ５９に移行する。上記ステッ
プＳ５３で不正検出が無ければユニット＃１及び＃２の
不整合データが有るか否かを判断し（ステップＳ５
５）、不整合データが有れば再読取トライを表示操作部
２２３に表示し（ステップＳ５６）、読取キャンセルが
なければ再トライとなる（ステップＳ５９）。この場合
の再トライとは、文字通り再度読取処理を行なう場合
と、精算をキャンセルし、別途手入力によるレジスタ等
のある窓口で精算処理を行なう場合とがある。通常利用
者は窓口で精算してもらう。 【００３２】又、不正検出が無く不整合データも無けれ
ば精算動作となり（ステップＳ５７）、金額を表示操作
部２２３に表示して（ステップＳ５８）レジでの精算処
理となる。精算は、ＩＤカードを所持している人につい
ては給与から天引し、プリペイドカードを所持している
人については残高を更新することによって行なう。尚、
給与から天引きするために個人ＩＤと金額情報をＰＣ２
３０に保存する。又、ＰＣ２３０は前述の未決済情報が
あればこれを保持しておき、別途手入力レジスタ等で決
済が済むまで保持する。全てが決済済みとなった後に当
日分の情報は、人事情報を管理する全社のホストに通知
され、給与情報に反映されるようになっている（ステッ
プＳ６０）。 【００３３】図１３はＩＤタグの読出タイミングを示す
タイムチャートであり、精算は読出及びデータ送信の後
に行なうようになっている。つまり、１人目のデータ確
認終了後に次の人の受付を行ない、精算は確認が通知さ
れてから行なうようになっている。複数アンテナ構成で
は、それぞれ別の利用者の読取を行なうことができるの
で、並列処理が可能となっている。 【００３４】なお、上述のアンテナモジュールでは、矩
形状の励振コイル内にセンスアンテナを２列に配置して
いるが、励振コイル及びセンスアンテナの配置はこれに
限定されるものではなく、トレイ上の任意位置に置かれ
ている食器のＩＤタグを励振すると共に、線状の走査
（スキャン）により又は全面から同時にＩＤ信号を受信
できる態様であれば良い。又、上述ではアンテナモジュ
ールを２列（ユニット＃１、＃２）に配置して構成して
いるが、１列でも３列以上にも配置することが可能であ
り、食堂以外にも種々の適用が可能である。更に、上述
では食器を載置したトレイを搬送してＩＤタグデータの
読出しと不正の検出を行なうようにしているが、読出部
を相対的に移動させたりすることも可能であり、トレイ
全面に対応するようなアンテナモジュールを設ければ移
動させる必要もない。更に又、上述では食堂において、
食事後に精算するようにしているが、食事前に精算する
ようにしても良い。又、上述の自動精算装置の動作フロ
ーにおいては、個別有効フラグをＯＮする条件はＩＤタ
グの同一アンテナでの読出回数が２回（以上）とした
が、システムの要求仕様に合わせてＮ1 回としても良
い。更に、ユニットの有効フラグをＯＮする条件は個別
有効フラグのＯＮの個数が２個（以上）としたが、同様
な理由でＮ2 個としても良い。 【００３５】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、コイン等
を食器の底部に潜ませてＩＤを読み出せないようにした
不正や、金属物を食器内やトレイ上に置いた場合を即座
に検出しアラームを発することにより正規の料金の精算
を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る読出し不正検出回路の一例を示す
ブロック図である。 【図２】読出し不正検出回路の読取回路部の動作例を示
すタイムチャートである。 【図３】読出し不正検出回路の金属検知回路部の動作例
を説明するための波形図である。 【図４】自動精算装置の構成例を示す図である。 【図５】アンテナモジュールの外観斜視図である。 【図６】アンテナモジュールの励振及び読出の回路系を
示す図である。 【図７】復調器の動作を説明するためのタイムチャート
である。 【図８】自動精算装置の動作例を示すフローチャートで
ある。 【図９】自動精算装置の動作例を示すフローチャートの
一部である。 【図１０】自動精算装置の動作例を示すフローチャート
の一部である。 【図１１】自動精算装置の動作例を示すフローチャート
の一部である。 【図１２】ＰＣにおける精算処理例を示すフローチャー
トである。 【図１３】ＩＤタグ読出のタイミング動作を示すタイム
チャートである。 【図１４】ＩＤタグが装着された食器の例を示す斜視図
である。 【図１５】不正行為の一例を説明するための図である。 【図１６】本発明に用いるＩＤタグの構造例を示す図で
あり、同図（Ａ）は平面断面図、同図（Ｂ）は側面断面
図である。 【図１７】ＩＤタグ内のＩＣチップの内部構成及びアン
テナコイルとの接続関係を示す結線図である。 【図１８】ＩＣチップの動作例を示すタイムチャートで
ある。 【符号の説明】 １０ ＩＤタグ １２ ＩＣチップ １３ アンテナコイル ２０ 受信アンテナコイル ２１ 増幅回路 ２２ ローパスフィルタ ２３ バンドパスフィルタ ２４ 復調器 ３０ 金属検知回路部 ３１ ハイパスフィルタ ３２ バンドパスフィルタ ３３ 積分回路 ３４ コンパレータ３４ ２００ 自動精算装置 ２０１ 食器 ２０２ トレイ ２１０ アンテナモジュール ２１２ 励振アンテナ ２１３ センスアンテナ ２１９ 金属検知回路 ２２０ 制御ユニット ２３０ ＰＣ
ブロック図である。 【図２】読出し不正検出回路の読取回路部の動作例を示
すタイムチャートである。 【図３】読出し不正検出回路の金属検知回路部の動作例
を説明するための波形図である。 【図４】自動精算装置の構成例を示す図である。 【図５】アンテナモジュールの外観斜視図である。 【図６】アンテナモジュールの励振及び読出の回路系を
示す図である。 【図７】復調器の動作を説明するためのタイムチャート
である。 【図８】自動精算装置の動作例を示すフローチャートで
ある。 【図９】自動精算装置の動作例を示すフローチャートの
一部である。 【図１０】自動精算装置の動作例を示すフローチャート
の一部である。 【図１１】自動精算装置の動作例を示すフローチャート
の一部である。 【図１２】ＰＣにおける精算処理例を示すフローチャー
トである。 【図１３】ＩＤタグ読出のタイミング動作を示すタイム
チャートである。 【図１４】ＩＤタグが装着された食器の例を示す斜視図
である。 【図１５】不正行為の一例を説明するための図である。 【図１６】本発明に用いるＩＤタグの構造例を示す図で
あり、同図（Ａ）は平面断面図、同図（Ｂ）は側面断面
図である。 【図１７】ＩＤタグ内のＩＣチップの内部構成及びアン
テナコイルとの接続関係を示す結線図である。 【図１８】ＩＣチップの動作例を示すタイムチャートで
ある。 【符号の説明】 １０ ＩＤタグ １２ ＩＣチップ １３ アンテナコイル ２０ 受信アンテナコイル ２１ 増幅回路 ２２ ローパスフィルタ ２３ バンドパスフィルタ ２４ 復調器 ３０ 金属検知回路部 ３１ ハイパスフィルタ ３２ バンドパスフィルタ ３３ 積分回路 ３４ コンパレータ３４ ２００ 自動精算装置 ２０１ 食器 ２０２ トレイ ２１０ アンテナモジュール ２１２ 励振アンテナ ２１３ センスアンテナ ２１９ 金属検知回路 ２２０ 制御ユニット ２３０ ＰＣ
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G06K 17/00
G06K 19/00 - 19/08
H04B 5/00 - 5/06
G07G 1/00 - 5/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 食器の底面に貼付け或いは埋め込まれた
電磁結合により電力を受けて特定の周波数で固有のデー
タを出力する非接触式ＩＤタグの読出装置において、前
記食器の底面のＩＤタグ部に駆動電源を誘起させる励振
アンテナと、前記ＩＤタグからの電磁波信号をセンスす
る読出アンテナ手段と、前記読出アンテナ手段の後段に
設けられ、前記ＩＤタグのデータ信号の周波数を分離す
る共に励磁周波数の周波数成分を通過させるフィルター
手段と、前記フィルター手段の出力を監視して電界強度
の低下を示した場合に不正があったことを通知するため
の信号を出力する監視手段とを具備したことを特徴とす
る不正検出機能を備えた非接触タグ読出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03235297A JP3529012B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 不正検出機能を備えた非接触タグ読出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03235297A JP3529012B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 不正検出機能を備えた非接触タグ読出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10228523A JPH10228523A (ja) | 1998-08-25 |
| JP3529012B2 true JP3529012B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=12356577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03235297A Expired - Fee Related JP3529012B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 不正検出機能を備えた非接触タグ読出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3529012B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101738416B (zh) * | 2008-11-10 | 2012-10-31 | 京瓷办公信息系统株式会社 | 无线标签通信系统及图像形成装置 |
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-
1997
- 1997-02-17 JP JP03235297A patent/JP3529012B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101738416B (zh) * | 2008-11-10 | 2012-10-31 | 京瓷办公信息系统株式会社 | 无线标签通信系统及图像形成装置 |
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| JPH10228523A (ja) | 1998-08-25 |
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