JP3233475B2 - 符号化部材を有する被検出物とその書込み装置および読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種データを符号化し
て記録するカードなどに好適な符号化部材を有する被検
出物と、符号の書込みおよび読取りを行うための装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】符号化されたデータが記録されるカード
の例として、特開昭４８−４７７２４号公報に記載され
ているように、カードに磁気ワイヤを埋込んだものが公
知である。この公知例の場合には、磁気ワイヤを磁気的
に検出することにより、磁気ワイヤの本数や配置状態に
応じて、符号が再現されるようにしている。従ってこの
公知技術では、カードを作製する際に、各カードに固有
の符号に応じて磁気ワイヤの本数や配置状態を変えてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記公知技術の場合、
カードを作製する際に、カード１枚ごとに符号に応じた
固有のパターンで磁気ワイヤを埋設する必要があるか
ら、カードの種類がきわめて多くなる。このため、カー
ドの製造コストがきわめて高くつき、しかも、一旦作ら
れたカードは符号の書き替えが不可能であるなど、実用
性に欠けるものであった。

【０００４】従って本発明の目的は、製造が容易でかつ
必要に応じて符号化あるいは符号の書き替えを行うこと
ができるような符号化部材を有する被検出物とその書込
み装置および読取装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を果たすため
に開発された本発明の被検出物は、非磁性体からなる基
材と、この基材の特定位置に設けられた複数の符号化部
材とを有する被検出物であって、上記符号化部材は、交
番磁界を与えた時に磁化反転によるパルス出力を生じる
磁性材料からなる感磁性素子と、上記それぞれの感磁性
素子に並設されかつ外部磁界によって着磁させることが
可能でしかも保磁力を有する磁性材料からなり着磁され
た状態においてその近傍の前記感磁性素子の磁化反転を
阻止する制御用素子とを具備し、これら複数の符号化部
材の各制御用素子を、所望の符号に応じて着磁と未着磁
とを組合わせたことに特徴がある。

【０００６】また、本発明の書込み装置は、上記被検出
物を所定位置に保持する手段と、上記符号化部材と対応
した位置に設けられていてこれら符号化部材の制御用素
子を磁化させることが可能で着磁された制御用素子の近
傍の前記感磁性素子に磁化反転が生じないようにする着
磁手段と、上記複数の符号化部材の各制御用素子が所望
の符号に応じて着磁と未着磁とが組合わされるように上
記着磁手段を制御する制御手段とを具備している。

【０００７】更に、本発明の読取装置は、上記複数の符
号化部材に交番磁界を与える磁界発生器と、磁界の向き
が変ることによって上記感磁性素子に生じる磁化反転に
よるパルスを検出し、着磁された制御用素子の近傍の前
記感磁性素子からは磁化反転によるパルスを検出しない
磁気検出器と、検出されたパルスに基いて符号を再現す
る信号処理器とを具備している。

【０００８】この明細書でいう感磁性素子は、下記の交
番磁界を与えた時に大バルクハウゼン効果（Barkhausen
effect ）によって急峻な磁化反転を生じる磁性材料か
らなり、例えばＮｉ−Ｆｅ合金やＦｅ−Ｃｏ−Ｖ合金の
表面に残留歪を与えたもの、あるいはＦｅ−Ｓｉ−Ｂ系
アモルファスとか、Ｆｅ−Ｓｉ単結晶合金などが適して
いる。この感磁性素子は、例えばワイヤ状をなしてい
る。

【０００９】一方、制御用素子は、着磁した状態を維持
できるように、比較的保磁力の大きい磁性材料が使われ
るが、保磁力が大き過ぎる硬質磁性材料では、着磁させ
る際に大きな磁界が必要になり、符号化が困難になる。
従って本発明で使用する制御用素子は、軟質磁性材料
（高透磁率材料）のうち、いわば半硬質磁性材料と呼ぶ
ことができるような、保持力が１０〜１００エルステッ
ドのフェライトやけい素鋼などの線材あるいは板材が適
当である。

【００１０】

【作用】上記感磁性素子は、図１２に示されるような磁
界の変化（ＨｉからＨｓを経てＨｒに変化する交番磁
界）を与えると、磁界がＨｒの大きさになった瞬間に、
大バルクハウゼン効果により、急激な磁化反転を起こ
す。このため、感磁性素子の近くに磁気コイル等の検出
器を配置しておけば、きわめて急峻で大きなパルスが検
出される。

【００１１】しかしながら、図１３に示されるように感
磁性素子に大きさＨｏの直流磁場が与えられていると、
磁界Ｈｓが与えられない磁界変化となるため、感磁性素
子に大バルクハウゼン効果は発生しなくなる。

【００１２】本発明は、上述の直流磁場（Ｈｏ）を、制
御用素子に着磁することによって実現する。すなわち、
制御用素子に着磁し、この制御用素子に隣接する感磁性
素子に磁界Ｈｓを与えないようにすることにより、この
感磁性素子に大バルクハウゼン効果が発生しないように
する。一方、未着磁の制御用素子に隣接する感磁性素子
には大バルクハウゼン効果が発生する。こうして、制御
用素子の着磁・未着磁を符号に応じて組合わせることに
より、被検出物が符号化される。

【００１３】本発明においては、被検出物を製造した後
に、書込み装置によって上述の着磁符号化処理が行われ
る。従って被検出物を製造する際には同一種類の被検出
物を多数製造することができることにより、被検出物の
製造が容易となり、コストを下げることもできる。そし
て必要に応じて符号化を行うことができるばかりでな
く、符号の書き替えも可能である。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の一実施例について、図１ない
し図１３を参照して説明する。図１および図２に示され
たカード状の被検出物１０は、紙やプラスチックなどの
非磁性体からなる基材１１と、基材１１の特定の走査領
域１２に埋設された複数（図示例は８個）の符号化部材
１３を備えている。これら符号化部材１３は、被検出物
１０を走査する方向に複数個（図示例は４個ずつ）上下
に２列設けられている。但し、符号化部材１３の個数や
列数あるいは配置状態は、被検出物１０の要求使用に応
じて適宜設定されるので、図示例に限定されるものでは
ない。

【００１５】基材１１は、例えば複数層の基材要素１１
ａ，１１ｂを互いに重ねて接着するなどして、基材要素
１１ａ，１１ｂが容易に剥がれないように作られてい
る。符号化部材１３は基材要素１１ａ，１１ｂの間に挟
まれており、符号化部材１３が外部から見えないように
なっている。なお、基材要素１１ａ，１１ｂが熱可塑性
樹脂の場合、基材要素１１ａ，１１ｂを熱溶着等によっ
て接合するようにしてもよい。

【００１６】図３に拡大して示すように、符号化部材１
３は、感磁性素子２０と、この感磁性素子２０を挟むよ
うにして感磁性素子２０の両側に並設された制御用素子
２１とからなる。これらの符号化部材１３は、被検出物
１０の走査方向と直交する方向を向くようにして基材１
１に埋設されている。

【００１７】感磁性素子２０は、図１２に示すような交
番磁界を与えた時に、大バルクハウゼン効果によるパル
スを生じることのできる磁性材料からなる。感磁性素子
２０の形状としてはワイヤが適しているが、場合によっ
ては板状あるいは箔であってもよい。ワイヤ状の感磁性
素子２０は、線径が２０μｍから２５０μｍ、長さが１
０mmから５００mm程度のものが適しているが、被検出物
１０の大きさや走査領域１２の態様に応じて適宜に選定
される。

【００１８】制御用素子２１は、高透磁率材料のうち、
外部磁界によって着磁させることが比較的容易でしかも
簡単に消磁しないような保磁力を有する磁性材料からな
り、例えば保持力が１０〜１００エルステッドのフェラ
イトや、けい素鋼などのワイヤあるいは板が適してい
る。この制御用素子２１のサイズは感磁性素子２０と同
程度である。

【００１９】上記符号化部材１３は、図４から図６に示
される書込み装置３０によって着磁符号化が行われる。
この書込み装置３０は、書込み機本体３１と、書込み機
本体３１に信号ケーブル３２を介して接続される制御ユ
ニット３３を備えている。書込み機本体３１は、被検出
物１０を所定位置に保持する手段としてのホルダ３５
と、着磁手段としての着磁用ヘッド３６などを備えてい
る。着磁用ヘッド３６には、符号化部材１３と対応した
位置に、磁界発生用の磁気コイル３７とコア３８が設け
られている。

【００２０】制御ユニット３３は、この被検出物１０に
付与される固有の符号に応じた組合わせで制御用素子２
１が着磁されるように、磁気コイル３７への着磁電流を
制御するものである。この制御ユニット３３は、論理回
路４０と、制御回路４１と、着磁用電流作製回路４２
と、消磁用電流作製回路４３などを備えている。論理回
路４０は符号入力部４４に接続されている。

【００２１】図７ないし図９は被検出物１０に記録され
た符号を読取るための読取装置５０を示している。この
読取装置５０は、図７，８に示される読取機本体５１
と、図９に示される信号処理器５２などを備えている。

【００２２】読取機本体５１は、被検出物１０を所定位
置に保持しつつ図中の矢印Ｆ方向に通過させることの可
能なガイド部５５を有するフレーム５６を備えている。
フレーム５６に、第１の磁界発生器６１と第２の磁界発
生器６２と第３の磁界発生器６３が設けられている。ま
た、第２の磁界発生器６２と第３の磁界発生器６３との
間に磁気検出器６５が設けられている。磁界発生器６１
〜６３は、図示例のような永久磁石でよいが、磁気コイ
ルが使われてもよい。

【００２３】磁気検出器６５は、感磁性素子２０に生じ
た磁化反転によるパルスを検出するためのものであり、
その例としてコア６７を備えた磁気コイルが採用される
が、要するに磁気パルスを電気的な信号として検出でき
るものであればよいから、ホール素子等が使われてもよ
い。

【００２４】これら磁界発生器６１〜６３と磁気検出器
６５は、被検出物１０が図７中の矢印Ｆ方向に移動する
際に走査領域１２が通る位置に設けられており、第１の
磁界発生器６１は感磁性素子２０に磁界Ｈｉ（図１２参
照）を与え、第２の磁界発生器６２は感磁性素子２０に
磁界Ｈｓを与え、更に第３の磁界発生器６３は感磁性素
子２０に磁界Ｈｒを与えるようになっている。従って、
被検出物１０を上記方向に移動させる際に、符号化部材
１３に図１２に示すような交番磁界が順次与えられる。

【００２５】読取機本体５１は、信号ケーブル７０を介
して信号処理器５２に接続されている。信号処理器５２
は、ゲート回路７１と、増幅回路７２と、カウンタ７３
と、論理回路７４と、制御回路７５などを含んでいる。
制御回路７５は出力部７６に接続されている。

【００２６】次に、上記構成の書込み装置３０と読取装
置５０の作用について説明する。図１０に例示したＡ〜
Ｈまでの８個の符号化部材１３を、例えば図１１に示す
ように符号化したい場合、８個の符号化部材１３のう
ち、ハッチングで示すＢ，Ｄ，Ｇの符号化部材１３の制
御用素子２１を書込み装置３０の着磁用ヘッド３６によ
って着磁させることにより、Ｂ，Ｄ，Ｇの符号化部材１
３に、図１３に示されるＨｏの直流磁場を与える。

【００２７】上述の被検出物１０を読取装置５０によっ
て読取る場合、被検出物１０を図７中の矢印Ｆ方向に移
動させる。この場合、第１の磁界発生器６１と第２の磁
界発生器６２と第３の磁界発生器６３による外部磁界が
符号化部材１３に次々と作用する。ここで、例えば図１
０に示されるＡ，Ｃ，Ｅ，Ｆ，Ｈの符号化部材１３の制
御用素子２１が未着磁であれば、これらの符号化部材１
３の制御用素子２１に図１２に示すような交番磁界が作
用することにより、磁界がＨｒになった時点で大バルク
ハウゼン効果によってパルスが生じる。このパルスは磁
気検出器６５によって電磁誘導電圧の変化としてとらえ
られる。

【００２８】一方、図１０中のＢ，Ｄ，Ｇの符号化部材
１３の制御用素子２１は着磁されているため、図１３に
示されるようにＨｏの直流磁場が感磁性素子２０に与え
られている。このため、磁界発生器６１，６２，６３に
よって交番磁界が与えられても、Ｂ，Ｄ，Ｇの符号化部
材１３の制御用素子２１には磁界Ｈｒが与えられず、磁
化反転は生じない。このため、上記実施例の場合には、
図１１に示されるような出力が得られ、所定の符号が再
現される。なお、書込み装置３０は制御用素子２１の消
磁も行えるので、符号の書き替えを行うことができる。

【００２９】本発明の被検出物は、ＩＤカード，ＣＤカ
ード，クレジットカード等のように符号化データが記録
されるプラスチックカード類を始めとして、有価証券や
金券，重要書類等の紙葉類にも適用することができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、被検出物を製造した後
に被検出物を符号化することができるため、被検出物の
製造が容易となり、低コスト化が図れる。また、符号化
は書込み装置を用いて磁気的に行うことができ、符号を
書き替えることもできる。また、符号の読取りを行うた
めの読取装置は、大バルクハウゼン効果によって符号化
部材に生じる大きなパルスを検出するため検出精度が高
く、ノイズにも強いなど、大きな効果を奏することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す被検出物を一部断面で
示す正面図。

【図２】図１に示された被検出物の側面図。

【図３】図１に示された被検出物に使用される符号化部
材の正面図。

【図４】図１に示された被検出物の符号化を行うための
書込み機本体の正面図。

【図５】図４に示された書込み機本体の側面図。

【図６】図４に示された書込み機本体に接続される制御
ユニットの回路構成を示すブロック図。

【図７】図１に示された被検出物の符号を読取るための
読取機本体の正面図。

【図８】図７に示された読取機本体の側面図。

【図９】図７に示された読取機本体に接続される信号処
理器の回路構成を示すブロック図。

【図１０】図１に示された被検出物の符号化部材の着磁
例を模式的に示す図。

【図１１】図１０に示された符号化部材の出力を示す
図。

【図１２】感磁性素子が大バルクハウゼン効果を生じる
時の磁界の変化を示す図。

【図１３】感磁性素子が大バルクハウゼン効果を生じな
い時の磁界の変化を示す図。

【符号の説明】

１０…被検出物、１１…基材、１２…走査領域、１３…
符号化部材、２０…感磁性素子、２１…制御用素子、３
０…書込み装置、３３…制御ユニット（制御手段）、３
５…ホルダ（保持手段）、３６…着磁用ヘッド（着磁手
段）、３７…磁気コイル、５０…読取装置、５２…信号
処理器、６１…第１の磁界発生器、６２…第２の磁界発
生器、６３…第３の磁界発生器、６５…磁気検出器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−157588（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−64725（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−27498（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06K 19/06 G08B 13/24

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性体からなる基材と、この基材の特定
   位置に設けられた複数の符号化部材とを有する被検出物
   であって、上記符号化部材は、交番磁界を与えた時に磁
   化反転によるパルス出力を生じる磁性材料からなる感磁
   性素子と、上記それぞれの感磁性素子に並設されかつ外
   部磁界によって着磁させることが可能でしかも保磁力を
   有する磁性材料からなり着磁された状態においてその近
   傍の前記感磁性素子の磁化反転を阻止する制御用素子と
   を具備し、これら複数の符号化部材の各制御用素子を、
   所望の符号に応じて着磁と未着磁とを組合わせたことを
   特徴とする符号化部材を有する被検出物。
2. 【請求項２】交番磁界を与えた時に磁化反転によるパル
   ス出力を生じる磁性材料からなる感磁性素子とこの感磁
   性素子に並設されかつ外部磁界によって着磁させること
   が可能でしかも保磁力を有する磁性材料からなる制御用
   素子とを具備した複数の符号化部材を有する被検出物の
   上記それぞれの符号化部材を符号化させるための書込み
   装置であって、 上記被検出物を所定位置に保持する手段と、上記符号化
   部材と対応した位置に設けられていてこれら符号化部材
   の制御用素子を磁化させることが可能で着磁された制御
   用素子の近傍の前記感磁性素子に磁化反転が生じないよ
   うにする着磁手段と、上記複数の符号化部材の各制御用
   素子が所望の符号に応じて着磁と未着磁とが組合わされ
   るように上記着磁手段を制御する制御手段と、を具備し
   たことを特徴とする書込み装置。
3. 【請求項３】交番磁界を与えた時に磁化反転によるパル
   ス出力を生じる磁性材料からなる感磁性素子とこの感磁
   性素子に並設されかつ外部磁界によって着磁させること
   が可能でしかも保磁力を有する磁性材料からなり、着磁
   された状態においてその近傍の前記感磁性素子の磁化反
   転を素子する制御用素子とを具備した複数の符号化部材
   を有し、上記複数の符号化部材の各制御用素子が所望の
   符号に応じて着磁と未着磁とが組合わされている被検出
   物、を読取るための読取装置であって、 上記複数の符号化部材に交番磁界を与える磁界発生器
   と、磁界の向きが変ることによって上記感磁性素子に生
   じる磁化反転によるパルスを検出し、着磁された制御用
   素子の近傍の前記感磁性素子からは磁化反転によるパル
   スを検出しない磁気検出器と、検出されたパルスに基い
   て符号を再現する信号処理器と、を具備したことを特徴
   とする読取装置。