JP2001511927A - 物品監視センサの非活性化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 物品監視センサ（２１）は非晶質金属センサ（２２）を含み、該センサは、物品監視システム（１０−１８）内に、活性状態で磁気的または電磁気的にそれぞれ励起され検出されるように配置される。前記センサは、センサ要素への熱的エネルギの供給により非活性化され、そのため、前記センサ材料の温度がその結晶化温度を超えそして少なくとも前記センサ要素の一部が結晶化される。前記センサ（２１）は、非活性化空間（３０）内に監視物品（２０）と共に配置される。前記センサ要素（２２）に非接触で熱的エネルギを生成するために、非活性化空間全体は、外部手段（４０、５０、５２、５４）によって生成され、経時的に変化する磁界または電磁界に本質的に晒される。

Description

【発明の詳細な説明】 物品監視センサの非活性化方法 技術分野 本発明は、活性状態では物品監視システムにおいて磁気的手段または電磁気的 手段により励起かつ検出されると共に、その非活性化時には熱的エネルギが供給 されてセンサ材料の温度が結晶化温度を超えて当該センサ要素の少なくとも一部 が結晶化するという非晶質金属センサ要素から成る物品監視センサの非活性化方 法に関する。 先行技術の説明 ビジネス及び産業の分野においては依然として、所定領域内における物品を遠 隔監視する簡素で信頼性のあるシステムに対する要望が大きい。一般的な例は、 監視されるべき物品または物体には物品監視センサが配備されると共に、当該物 体が例えば店舗建物から許可なく持ち出されたときにこのセンサの存在を検出し て適宜な警報信号が提供される、という例えば店舗における電子式物品監視シス テムである。 斯かる一般的なタイプの電子式物品監視システムに依れば、磁気特性を有する 薄寸金属片または金属ワイヤから成る小寸ラベルが各物品に配備される。また、 店舗出口の各側には弧状手段（arc-shaped means）が載置され、両者間に交流磁 界を発生する。而して、上記に依る物品監視ラベルを備えた物体が上記弧状手段 間を通過したときに上記金属要素は上記磁界の影響を受け、該金属要素内には検 出可能な物理的変化が生ずる。概略的には、交流磁界が上記金属要素内にバルク ハウゼン・ジャンプ(Barkhausen jump)として知られ た周期的な磁気双極子モーメント切換えを引き起こす、という事実が利用される 。この種の物品監視システムは米国特許第4,660,025号に示されており、該米国 特許におけるセンサまたはマーカは、大きなバルクハウゼン不連続性を呈するア モルファスの磁気的金属合金製のセンサ要素から成っている。 別の一般的な物品監視センサは、磁気特性及び大きな磁気歪みを有するアモル ファス金属合金製のセンサ要素を有している。その材料の磁気歪みまたは磁気弾 性により、監視領域内の交流磁界により励起されたときに上記要素の長手方向に は物理的振動が生ずる。この物理的共鳴は上記監視領域内で誘導的に検出され、 上記弧状手段間における物品の存在が決定され得る。斯かるセンサの例は、EP-B -0 096 182及びWO88/01427に示されている。 更に別のタイプの物品監視センサは、協働してLC回路を構成する誘導要素およ び容量要素から成る電気的共振回路を備えている。また、誘導要素の近傍には、 アモルファスの磁気的金属合金製の要素が配置される。この磁気要素の材料は印 加磁界の大きさに依存する透磁率を有することから、該磁界の磁界強度を変更す ることにより、上記誘導要素のインダクタンスが制御されて上記LC回路の共振周 波数の値も制御される。上記センサは監視領域内に配置された励起手段により励 起されて発振し、上記回路の共振周波数は誘導的または電磁的に検出される。こ のタイプの物品監視センサは、WO93/14478に示されている。 本発明者等は最近において更に進歩した物品監視システムを開発した。このタ イプのシステムは、例えばコバルトリッチ金属合金製の非晶質ワイヤ状要素から 成るセンサによる無線周波数での電磁的通信により作動する。上記ワイヤ状要素 は好適には、インクが充填されると共に他の見地からはガラスもしくは類似材料 製の従来の盗 難防止アンプル内に配置される。而して、該センサは上記要素の長さに調節され た周波数の無線信号により励起されると共に、センサにより送信された無線周波 数応答信号は（例えば店舗出口などの）監視領域で発生された変調磁界により振 幅変調される。この変調された無線信号を検出することにより、センサ（および 、監視対象物体）の存在が監視領域内で測定され得る。代替的に上記センサは単 純に、（10μm程度の）小径の故に監視対象物体の任意の部分に容易に配置され 得る極細の（マイクロワイヤとしても知られる）アモルファス金属ワイヤから成 るものでも良い。例えば物体がシャツなどの衣類物品であれば、上記センサは襟 部先端もしくは袖口内に縫い込まれ、または代替的に、シャツの生地内に織り込 まれたりシャツの銘柄ラベルに取付けられ得る。 上述した全てのセンサのタイプは、ナノ結晶体ともされ得るアモルファス金属 合金から成るセンサ要素を使用する。当然のこととして、例えば購入者が物品の 対価を支払えば、斯かるセンサを非活性化できなければならない。上述したタイ プのセンサの幾つかは、監視対象物体からの取り外しが意図されていない。この ことは特に、センサが上述に係る接着ラベルまたは細長マイクロワイヤにより構 成される用途に当てはまる。これらの状況においてはセンサを容易かつ正確に非 活性化可能とし、誠実な購入者が後の段階において当惑しない様に、即ち後で同 じ店舗に戻ったときに不当アラームにより当惑しない様にすることが一層重要で ある。 米国特許第4,686,516号は、上記に係る物品監視センサの非活性化方法に関し ている。非活性化は、分子的に無秩序な例えばアモルファスのセンサ要素に対し 、センサ要素の温度が材料の結晶化温度を超える程度まで熱的エネルギを供給す ることにより行われる。好適実施例に依れば上記熱的エネルギは、電流源をセン サ要素の特定 箇所に接続して供給される。センサ要素に電流を導通することにより、要素材料 はこの箇所にて結晶化される。結果として、センサ要素はその信号特性を失い、 即ち、それは非活性化される。代替実施例においては、センサ要素の特定箇所に レーザ光が照射され、センサ材料の電気抵抗が局所的に増大せしめられる。引き 続きセンサに対して電流が導通されたとき、この箇所における熱発生は大きい。 更なる別の例は、センサ要素の特定箇所を加熱銃からの照射に局所的に露出する ことである。この実施形態は、組込式物理歪み(built-in mechanical bias)を有 するセンサに対して有用である。熱は局所的に加えられることから、上記物理歪 みは解放され、センサ要素の磁気応答特性は相当に変更され、すなわちセンサは 非活性化される。上述の特許公報は、引き続く電流の付与なしに“放射エネルギ ”を供給することにより非活性化が生じ得ると簡潔に述べているが、それ以上の 教示を与えていない。 上記米国特許第4,686,516号に係る非活性化処理の欠点は特に、結晶化がセン サの特定箇所に集中することから非活性化装置およびセンサの相互近接配置が必 要なことである。更に、周囲からセンサ要素を隔絶するセンサ本体の内側にセン サ要素が配置された場合などは、上記方法は殆ど使用できないと思われる。上記 方法が特に使用不能なのは、例えば上述したマイクロワイヤが衣類物品内に配置 された場合など、物体内におけるセンサの正確な位置が不明な場合である。 発明の要約 本発明の目的は、上述の如き物品監視システムにおいて更に効果的で一層簡素 なセンサ非活性化方法を提供するにある。本発明は特に、センサと非活性化装置 との間の極接近を必要とせず且つ監視対 象物体に関するセンサ要素の正確な位置を知る必要の無い非活性化方法を提供す ることを企図している。本発明の幾つかの実施形態の更なる目的は、センサ要素 の温度上昇に依り監視対象物体が損傷する虞れの無い非活性化方法を許容するに ある。 上記目的は、活性状態においては物品監視システムにおける磁気的手段または 電磁気的手段により励起されて検出されると共に、そのセンサ材料の温度が結晶 化温度を超えて当該センサ要素の少なくとも一部が結晶化される如く熱的エネル ギの供給により非活性化される非晶質金属センサ要素を備えた物品監視センサを 非活性化する方法により達成される。上記センサは監視対象物品と共に非活性化 空間(deactivating volume)内に載置され、本質的に上記非活性化空間の全体が 、非接触で上記センサ要素内に熱的エネルギを生成すべく交流磁界または電磁界 に晒される。本発明に係る方法の好適代替例は、添付の請求項により定義される 。 図面の簡単な説明 本発明は添付図面を参照して詳述される。 図１は、本発明に係る方法により非活性化され得るセンサを使用した物品監視 システムの概略ブロック図である。 図２および図３は、物品監視センサを備えた衣類物品の例を示す図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る非活性化方法を示す図である。 図５は、本発明に別実施形態に係る非活性化方法を示す図である。 発明の詳細な開示 先ず図１乃至図３を参照し、アモルファスまたはナノ結晶質センサ要素を使用 した好適な物品監視システムを説明する。本発明に係る非活性化方法は、その後 で図４および図５を参照して説明する。以下における開示は図１に示されたタイ プの物品監視システムに関して為されるが、本発明に係る非活性化方法は他のタ イプの物品監視システム、特に、上記の先行技術の説明の箇所で要約されたタイ プの物品監視システムにも適用可能である。 図１は、監視領域10内における物体の存在を検出する物品監視システムを示し ている。監視されるべき各物体には、アモルファスまたはナノ結晶質のセンサ要 素22を備えた物品監視センサ21が配備されている。センサ21は例えば、ワイヤ状 センサ要素22が配置された本質的に従来のインク充填ガラス・アンプルから成り 得る。代替的に、センサ21は市販の任意のタイプのセンサとしても良い。送信ア ンテナ11および受信アンテナ12は夫々駆動ステージ13および15を介して制御器14 に接続される。駆動ステージ13は高周波電流を送信アンテナ11に供給すべく配置 され、該アンテナの回りにおいては本質的に監視領域10全体に伝播する高周波電 磁界が生成される。この電磁界は監視領域10内に存在するセンサ21を励起すべく 使用され、センサは送信アンテナ11から受ける電磁エネルギに応答し、受信アン テナ12により受信される電磁応答信号を送信する。受信アンテナ12により受信さ れた応答信号は駆動ステージ15において増幅かつ信号処理されてから制御器14に 供給される。 上記監視領域10は更に、好適にはコイル装置形態の磁界発生手段16を備えてい る。上記システムが店舗出口での盗難防止用途に適用される場合、該コイル装置 は（例えば美観の点から）天井の直下または天井と屋根との間に好適に配置され る。上記手段16は好適には、１回以上巻回されると共に縦が２，３メートル程度 で横が数メー トル寸法の矩形状を本質的に有する導電体から成る。上記コイル装置16は駆動ス テージ17を介して制御器14に接続される。駆動ステージ17は変調電流i_modを生成 して上記コイルに供給し、該コイルの回りには本質的に監視領域10全体に伝播す る変調磁界H_modが生成される。この変調電流には時間の関数として既知の振幅変 動が与えられると共に最も単純な形態では周波数f_modの純粋な正弦曲線に対応す るが、代替的には更に複雑な従属性が与えられ得る。この様に変化する変調電流 により、対応して変化する磁界が生成される。 上記に依れば衣類物品などの監視対象物体に取付けられるセンサ21は、磁気特 性を有するアモルファスまたはナノ結晶質の金属合金から成るワイヤ状要素を備 えている。好適には、ワイヤ状要素21は直径が30μm未満の“マイクロワイヤ” である。上記金属合金の組成は、上記要素の長手方向における材料の透磁率が、 コイル装置16により生成された磁界の大きさに依存する如きものである。更に、 斯かるワイヤ状要素が高周波励起電磁界に晒されたときにおける該要素内の“巨 大磁気インピーダンス(Giant Magnetoimpedance)”効果が利用される。上記要素 22の長さは励起用電磁界の周波数に調節されることから、センサ21が監視領域10 内に存在するときに上記ワイヤ状要素内には電流が誘起される。 誘起電流はワイヤ状要素22全体を前後に流れて該要素の回りには電磁界が生成 されるが、この電磁界は領域10全体に伝播して最終的には応答信号として受信ア ンテナ12に到達する。故に、上記要素22は電磁信号の送信器および受信器の両者 の機能を有している。上記ワイヤ状要素の材料の透磁率は、上記変調磁界により 制御される。より詳細には、上記応答信号の振幅は、要素材料内における“巨大 磁気インピーダンス”効果（すなわち“浸透厚”効果）により制御される。ワイ ヤ状要素22のインピーダンスZは、要素材料の透磁率 μの平方根、周波数f、および、抵抗率ρの関数であり、且つ、上記導体を流れ る電流の振幅はインピーダンスと透磁率との間の従属性に依り透磁率の関数とし て変化する。 従って、ワイヤ状要素22内で誘起された電流の振幅は、変調磁界の変動に依り 変動する。このことはまた、要素22から送信された電磁応答信号は、その振幅が 変調磁界の周波数により変調されると共にその搬送周波数が励起用電磁信号の周 波数に対応する信号であることを意味する。換言すると、上記センサ要素は高周 波電磁信号および低周波磁気信号のミキサとして作用する。従って、受信された 応答信号の斯かる振幅変調の存在は、領域10内における要素22の存在（故に、監 視対象物体の存在）を表す。 極細要素22に依り（比較例として、人間の通常の頭髪は100〜300μmの太さ、 すなわちセンサ要素22の約10〜30倍の太さである）、上記センサ要素は監視対象 物体上の／内の実質的に無限の箇所に配置され得る。特に、上記センサ要素は人 間の目から見えないまたは隠された位置に配置され得る。而して、検出の精度を 高めるべく数個のセンサ要素22を物体の種々の箇所に配置し得ることも明らかで ある。 図２および図３は、シャツ形状の監視対象衣類物品20を示している。図２に依 ればセンサ要素22は例えば、襟部先端26、袖口、衣類ラベルなどに縫い込まれ得 る。代替的に、図３に示された如くセンサ要素22はシャツ20の生地28内に縫い込 まれまたは織り込まれ得る。 上記センサ要素22の非活性化は、本発明に依り以下の手法で行われる（図４お よび図５参照）。上記監視対象物体は非活性化空間30内に載置されるが、該非活 性化空間30においては非接触にて上記センサ要素内に熱的エネルギを生成する外 部手段により磁気エネルギ または電磁エネルギが生成される。図４の例で非活性化空間30は、本質的に平行 六面体である凹所として例えば勘定台24などに配置される。極超短波(microwave )32を生成する手段40は、非活性化空間30の近傍に配置される。上記手段40は、 家庭用電子レンジに使用される種類の一般的マグネトロンなどの任意の市販装置 とされ得る。上記手段40は、非活性化空間30の壁部に対する反射により該非活性 化空間30全体に対して本質的に均一に伝播する極超短波32を生成すべく配置され る（通常の電子レンジの作用を参照されたい）。シャツのペアとして図４に示さ れた物体20は、一例として、衣類物品の異なる位置に配置された２個のセンサ要 素22a、22bを備えている。 店舗の顧客が衣類物品20の購入を決心したとき、該顧客は勘定台24に接近して 上記物品の支払いをする。次に店員は衣類物品20を非活性化空間30内に載置し、 手段40が起動される。手段40は例えば、店員による電流スィッチの起動または光 検出器の使用により起動され得る。更に上記非活性化空間は、完全に囲繞された 非活性化空間を形成すべく衣類物品20の上方で閉鎖される所定タイプのカバーを 備え得る。 上記極超短波32は、ワイヤ形状要素22a、22b内に電流を誘起する。これに応じ 、これらの電流は急速な温度上昇を引き起こすと共に、極超短波の生成が一定時 間に亙り継続されればセンサ材料の温度は最終的にその結晶化温度を超えて該材 料が結晶化されて非活性化される。上記センサ要素22a、22bは極少質量の極細マ イクロワイヤとして好適に実現されることから、上記要素は相当に迅速に加熱さ れて結晶化される。この様にして、例えば衣類物品20の生地などの周囲材料に対 する損傷が回避される。 上記方法は付加的な利点を有する、と言うのも、衣類物品の全て の部分が無害な極超短波に晒されるので衣類物品20内におけるセンサ要素の正確 な位置を知る必要は無いからである。 本発明に係る方法は特に、ガラスなどの誘電材料製被覆により囲繞されたアモ ルファス金属合金製の極細コア（マイクロワイヤ）を備える如きセンサに使用さ れるに適している。より詳細には、誘電被覆はセンサ要素を熱的に隔絶すること により周囲材料に対する加熱損傷のリスクを更に減少する。熱損失は相当に減少 されることから、上記センサ要素は結晶化温度まで更に急速に加熱される。 図５には、本発明の別実施形態が示されている。図４および図５において同一 の部材には同一の参照番号が使用され、その説明は反復されない。図５の相違点 は、磁界生成手段50が好適に非活性化空間30の底部にて該非活性化空間30内に配 置されていることである。該磁界生成手段50は例えば、一回以上巻回されると共 に駆動ステージ52を介して制御器54に接続された導電体である。駆動ステージ52 は交流電流を手段50全体に供給することにより交流磁界42を生成し、明確化の為 に上記非活性化空間の一隅にのみ示したが、該交流磁界42は本質的には非活性化 空間30全体に存在する。磁界42はセンサ要素22a、22b内に渦電流を生成し、熱的 エネルギは該要素に供給されると共に最終的に該要素は結晶化温度を超えること から、図４に対応する手法で非活性化される。その原理は、従来の電気誘導炉に おける誘導加熱で使用される手法に匹敵する。 本発明の更なる別実施形態に依れば、電磁送信器および受信器は非活性化空間 30の近傍に配置される。それらは夫々、センサ要素22a、22bを励起かつ検出すべ く配置されるが、受信器は、極超短波生成手段40または磁界生成手段50に作用的 に接続された制御器に接続される。該制御器は、センサ要素22a、22bから受信し た電磁応答信号の信号強度を定常的に監視すべく配置される。この信号強度 が所定限界値より低くなると直ちに上記制御器は手段40または手段50に対する制 御信号を生成し、非活性化エネルギの生成が停止する。この代替的方法に依れば 、センサ要素22a、22bを完全に非活性化する為に必要な時間が減少され、センサ 要素の回りで局所的に上昇された温度による物体20の損傷のリスクが更に最小化 される。 本発明は幾つかの実施形態により上記に記述された。但し、本発明は本明細書 中に示されない他の実施形態にも適用可能なことを銘記されたい。故に、本発明 は添付の独立請求項により定義された発明の範囲によってのみ限定される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．活性状態においては物品監視システム（10乃至18）により磁気的にまたは 電磁的に励起されて検出されると共に、そのセンサ材料の温度が結晶化温度を超 えて当該センサ要素の少なくとも一部が結晶化される如く熱的エネルギの供給に より非活性化される非晶質金属センサ要素(22)を備えた物品監視センサ(21)を非 活性化する方法であって、 前記センサ(21)を監視対象物品(20)と共に非活性化空間(30)内に配置し、 非接触で上記センサ要素(22)内に熱的エネルギを生成すべく、本質的に前記非 活性化空間の全体を、外部手段(40;50,52,54)により生成されると共に経時的に 変化する磁界または電磁界に晒すこと、により特徴付けられる、物品監視センサ の非活性化方法。 ２．前記非活性化空間(30)は極超短波(32)により照射されることを特徴とする 、請求項１に記載の方法。 ３．前記センサ(22)は励起されてその応答信号が検出され、且つ、 前記非活性化する段階は、検出された上記応答信号の大きさが所定限界値より 小さくなったときに終了されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方 法。 ４．前記非活性化はアモルファス金属合金から成るセンサ要素(22)に対して行 われることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。 ５．前記非活性化はナノ結晶質金属合金から成るセンサ要素(22)に対して行わ れることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。 ６．前記センサ要素(22)は10μm程度の直径を有するマイクロワイヤ型である ことを特徴とする、請求項４または５に記載の方法。 ７．前記センサ要素(22)はガラスまたは類似材料から成る誘電被覆により囲繞 されていることを特徴とする、請求項４、５または６に記載の方法。 ８．前記監視対象物品(20)は衣類物品であることを特徴とする、請求項１乃至 ７のいずれか一項に記載の方法。 ９．前記非活性化空間(30)は店舗の勘定台(24)の近傍に配置されることを特徴 とする、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。