JPH07503344A - 電子的識別方法および装置 - Google Patents

電子的識別方法および装置

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JPH07503344A JP5512388A JP51238893A JPH07503344A JP H07503344 A JPH07503344 A JP H07503344A JP 5512388 A JP5512388 A JP 5512388A JP 51238893 A JP51238893 A JP 51238893A JP H07503344 A JPH07503344 A JP H07503344A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電子的識別方法および装置 技術分野 本発明は電子的識別装置およびかかる装置を使用する方法に関する。該識別装置 によって、質問域内における各目標物(object)の存在を検出したり、上 記各目標物の同一性をも検出したりすることが可能となる。該検出は非接触でな される。
背景技術 従来より電子的識別装置として機能する所謂トランスポンダが、種々の分野で使 用されている。かかるトランスポンダは、他の信号を送信するために、又は他の 信号に応答するために、外部信号によって影響されるいくつかのタイプの手段を そなえている。該外部信号は、特定の領域、所謂質問域内に該信号を送信する送 信機手段によって発生される。通常、該応答信号は、該送信機手段又は該送信機 手段に接続された受信機手段において、該トランスポンダが該質問域内に存在し ていることを知らされるような情報を含んでいる。
該情報は、該トランスポンダ上の発振回路からの特定の応答周波数の形式で存在 し、又は該送信機手段が該トランスポンダを識別することかできるような外部信 号の影響による特定の応答周波数の形式で存在することができる。
農業分野では、このタイプのトランスポンダは、1群の動物の中で特定の動物を 識別するために用いられている。これらの用途では、該トランスポンダは、動物 の体のある部分、例えば耳に取り付けられ、該トランスポンダからの応答信号は 、例えば食料を提供したり、あるいは薬品を管理するために用いられる。また該 識別信号の外に、例えば動物の体温についての情報をも、その応答信号が含んで いるようなトランスポンダもある。
マイクロ技術の最近の発達によって、かなりの演算容量と記憶容量とを存する演 算ユニットとメモリユニットをそなえた、更に発達したトランスポンダの実現が 可能になった。かかる場合には、該応答信号は一層複雑となり、例えば該メモリ ユニットからとり出される多量の情報をそなえている。そのメモリユニット内に 記憶されるべき情報を該トランスポンダに送信することも可能である。このタイ プのトランスポンダはW091/+7515に開示されている。
通常、トランスポンダは、その応答信号が他のトランスポンダの応答信号とは異 なるように構成される。該トランスポンダに対する最も普通の用途の1つは、ど の本体又はどの目標物が該トランスポンダを運んでいるかを正確に識別すること である。同種の目標物は、通常同じトランスポンダ、すなわち同じ応答信号を送 信するように調整されているトランスポンダを運ぶ。かかる場合には、もし複数 の同種の目標物が同時に、該外部信号が届くような質問域内に置かれているなら ば、問題が生ずる。
発明の開示 したがって本発明の目的は、このような問題を解決することにあり、また該質問 域内にある複数の同種の目標物の識別又は分離を可能にすることにあり、更にま た該目標物についての完全な情報、例えば該質問域内における該目標物の位置又 は方位についての情報の収集を可能にすることにある。該目標物は、その磁気的 特性又は磁気機械的特性か外部磁界に依存し、該外部磁界によって影響を及ぼさ れるような材料で作られた素子を用いることによって形成される。
本発明によれば、好ましくは所謂アモルファス材料(amorphousmat erial)で作られたセンサが用いられるが、同様の磁気的特性を有する他の 材料も用いられうる。またその電気的及び磁気的特性が外部磁界によって変化さ せられる他のセンサを用いることも可能である。かかるセンサは、例えば、マグ ネトレジステイブセンサ、すなわちその電気伝導度が磁界に応じて変化させられ るセンサ、あるいはマグネトオプティカルセンサ、すなわちその先任導度が印加 された磁界に応じて変化させられるセンサなとである。後者のタイプによるセン サでは、例えばファラデー効果とよばれる現象、すなわち偏光された光の振動面 が旋回(pivot)され、その旋回角度が磁界の強さに比例する現象、又はカ ー効果とよばれる現象、すなわち電界の影響を受けたとき、同様の効果がある材 料に生ずるような現象を利用することができる。
このようにして本発明は、アモルファスな材料で構成されたテープ、ワイヤ、又 はストリップなどのような形状の素子でのいくつかの物理的特性、例えば磁気的 、電気的、あるいは機械的特性が、該素子が磁界、所謂バイアス磁界にさらされ たとき変化されるという事実にもとづいてなされたものである。また薄いフィル ム状の素子として形成された素子も用いられうる。また該素子は、他の見地から も、磁界に感知することができる。例えば、該素子の位置/方位(方向)は、該 アモルファス素子の長さ方向又は軸方向における磁界と関連しており、これによ って該素子の機械的共振周波数が該素子の位置/方位(方向)の判断基準とされ つる。また電気的共振回路内に含まれている誘導素子と磁気的に結合されたアモ ルファス素子を含むトランスポンダに対して対応する条件が印加される。磁界が 変化させられるとき、該アモルファス素子の磁気的特性、すなわち該素子の透磁 率か変化し、それによって該誘導素子のインダクタンスが変化させられる。これ によって、該電気的共振回路の共振周波数も変化させられる。外部磁界に関連し た測定信号は、該素子のインピーダンスを直接測定することによっても、えられ つる。
比較的大きな磁気機械的結合を示すアモルファス素子の共振周波数は、該素子の 主方向に沿った磁束強度とともに、所謂デルタE−効果(delta E−e[ fect)によって変化させられる。もし磁束強度が該アモルファス素子の位l t/方位(方向)の関数として変化させられるならば、該アモルファス素子の共 振周波数は、該素子の位置/方位(方向)の関数となる。該磁束強度又は磁束方 向についての測定情報は、周波数値として与えられるのが有利であり、その理由 は、かかる値は各種干渉をきわめて受けにくいからである。更に、異なる周波数 帯域で作動する複数の計器でえられる混合された情報が、1つの情報チャンネル に一体的に伝送されうる。
アモルファス材料で構成されたテープは高い磁気機械的結合度を有しており、か かる高い磁気機械的結合は例えば、該テープが磁気的エネルギーを印加すること によって機械的に振動されうろことを示している。機械的振動をしている間、該 テープの磁気的特性もまた変化され、それによって、該変化が検出コイル又は同 様のデバイスによって記録されつる。該テープの共振周波数に対する本質的なフ ァクターは、該テープの弾性率である。使用されるアモルファステープの弾性率 は外部磁界に依存するので、該テープの共振周波数を変化させることは、かかる 外部磁界を変化させることによって可能である。かかるタイプのシステムにおい ては、該テープが自由に移動しうるように配置され、それによって、振動してい る間、その機械的移動が停止されず、又は確実な検出が危くなるほどには影響さ れないようにすることが条件である。該テープを振動するまで励振させるととも に、該共振周波数を検出することが、磁界を介して行なわれる。
外部磁界によって影響を受ける他のタイプの素子もまた、本発明で用いられつる 。例えば、外部磁界に応じて出力信号を提供するようなホール素子を用いること も可能である。
複数の同種の目標物、又は1つのラベルの中にアモルファステープの同一の組( セット)が設けられている各目標物の検知を可能にするために、外部磁界、所謂 バイアス磁界を用いる1つの方法がEP00330656に開示されている。E POO330656によれば、空間的に異なる磁界が、該質問域内に使用される 。このようにして、異なる強さ又は方向の磁界を示す、該質問域の異なるサブエ リア内に置かれた複数のラベルか、たとえ複数のラベルに該テープの同一の組が 設けられていたとしても、検出されまた識別されることができる。
図面の簡単な説明 図1は、質問域内に2つのトランスポンダを有する本発明装置を概略的に示す図 、 図2は、トランスポンダユニットを示すブロック図、図3は、トランスポンダユ ニットの別の実施例を示すブロック図、図4は、本発明におけるトランスポンダ ユニットの更に別の実施例を示すブロック図、 図5は、本発明における励振手段を示すブロック図である。
発明を実施するための最良の形態 図1は、本発明にかかる装置が基本的にどのようにして構成されつるかを示して いる。手段IOが、検出域又は質問域(interrogationzone)  17に対し電磁界を発生しかつ送信するために設けられている。
好ましくは、該手段は無線送信機として構成され、無線周波数帯域内の信号を送 信する。該図1によれば、2つのトランスポンダ又はトランスポンダユニット1 1が、該質問域17内に配置されている。以下の記載から明らかなように、該質 問域内におけるトランスポンダユニットの数は、何等限定されない。各トランス ポンダユニット11には、通常電子的メモリ形式の記憶手段12が設けられる。
該記憶手段12内には、各該トランスポンダユニットについての識別データ(i dentification data)が記憶されている。各該トランスポン ダユニットはまた、該識別データを含む信号を送信するための送信機手段13を そなえている。該トランスポンダが正規に機能した場合は、該送信機が該トラン スポンダユニット11に向けて信号を送出したときに、信号が送信される。本発 明にかかる装置はまた、該送信機手段13から送出される信号を受信するための 受信機手段14をそなえている。好ましくは、該受信機手段14は、無線受信機 をそなえている。
該受信機手段14にはまた、該トランスポンダユニットの送信機手段13から送 信された識別データをデコードするための手段が設けられている。多くの用途に おいては、各該トランスポンダユニット11は、人間によって運搬される、ある いは動物類に取り付けられた異なったタイプの目標物(object)上に配置 される。少なくとも最初に述べられた用途においては、もし複数の同種の目標物 が同時に該質問域内に置かれているならば、ある問題が生ずる。もし該目標物の 全体数がきわめて限定されているならば、各トランスポンダユニットに特有の識 別コードを与え、該識別によって同種の各目標物をも区別しうるようにすること によって、かかる問題が回避されうる。しかしながら、ある種の用途では、同種 の各目標物が同一の識別コードを送出することか望ましく、かかる場合には、上 述した具体例は適当てない。また、もし該目標物の全体数が非常に大きくて、同 種の目標物でもありうるすべての目標物に、特有の識別コードを提供することを きわめて困難にするならば、かかる場合も問題が生ずる。
したがって本発明によれば、素子15が該トランスポンダユニット!1上に配置 される。該素子は、その磁気的特性が外部磁界によって影響されうる(左右され うる)ような材料で作られている。該質問域17には、磁界を発生する手段16 が設けられ、該磁界の延長範囲は、該質問域I7全体と該質問域内に配置されて いる各素子15をカバーしている。好ましくは、磁界を発生する該手段!6は、 1つのコイル又は1組のコイルで形成されるが、各種のタイプの永久磁石を用い ることもできる。該素子15が該手段16からの磁界にさらされるとき、該素子 の磁気的特性が変化する。また該素子15の機械的特性も変化することがあり、 このことは図3および図4を参照しての後述する記載から明らかとなる。該トラ ンスボンダユニッH1内には、該素子15の磁気的特性の変化を検知する処理手 段18が設けられており、該送信機手段13から正規に送信される信号を変更す る。該変更は、該素子15に実際に影響を及ぼす磁界に依存するような態様でな される。好ましくは、該素子15は、所望の磁気的および機械的特性を有するア モルファス材料(amorphous material)からなるテープ、ワ イヤ、又はストリップで形成される。該処理手段18は多少複雑な構成でありう るが、例えばマイクロプロセッサ又は他の対応する制御ユニットをそなえること ができる。
図2は、該トランスポンダユニット11の好適な実施例を示している。図示され た具体例によれば、該トランスポンダユニット11には、容量素子19と誘導素 子20とを有する電気的発振回路が設けられている。該誘導素子は、アモルファ ス材料で作られたテープI5と磁気的に結合される。該トランスポンダユニット 11はまた、該電気的発振回路の共振周波数を検出する手段21をそなえている 。好ましくは、該手段21は、周波数カウンタおよび、検出された周波数値を該 処理手段18に転送するためのインターフェースをそなえており、該処理手段1 8は、その応答信号に該周波数値についての情報を加えるように構成される。該 手段21によって検出される周波数値は、該テープ15の磁気的特性を介して、 該質問域内に存在する磁界に依存するようになる。該周波数値はまた、該応答信 号を変調することによっても、該応答信号に加えられうる。該質問域内の磁界を 所望の態様で発生させることによって、同一の識別コードを有し、該質問域内に 置かれている複数のトランスポンダを個々に識別することが可能になる。もし磁 界を発生するための該手段16が、該質問域全体に亘って傾斜を有する磁界を伝 達するように活性化(activate)されたならば、異なるトランスポンダ 、又は更にいえば、異なるトランスポンダに属する各テープ15が、異なる強さ および/又は異なる方向を有する磁界にさらされる。それによって、該テープ1 5の磁気的特性が変化して、その結果、該発振回路の共振周波数を異なった周波 数になるようにする。したがって、同一の識別コードを有する各該トランスポン ダの応答信号が異なるようになる。
図3および図4は、上記図2に示される実施例とは基本的に異なる実施例を示し てい乞。図2に示される実施例においては、該テープ15は、該テープが機械的 振動子への移行を実現しうるように配置されており、したがって該テープは機械 的に固定するようには取り付けられていない。該テープに機械的振動を励振させ るためには、ある種のインパルスが要求される。本発明によれば、好ましくは、 特定の周波数成分を有する、磁気的信号の形式でのインパルスが用いられる。例 えば、該テープの共振周波数に対応する周波数が、該磁気的信号の中に含まれる 必要がある。好適な実施例によれば、該信号は、該共振周波数が含まれているあ る周波数帯域に亘って変化させられ、又は走査(スキャン)される。
図3に示される実施例においては、励振手段(excitation mean s)22が該トランスポンダ内に設けられる。該励振手段22は適当な態様で変 化する信号を発生するために設けられ、コイル26をそなえている。該励振手段 22は測定手段24に接続されており、該測定手段24は検出コイル25をそな え、前記素子15の共振周波数を検出するように配置されている。該測定手段2 4はまた、前記処理手段18に、検出された共振周波数値を伝達するように配置 される。このように、この実施例による各トランスポンダには、該トランスポン ダ上に局部的に配置された個別の励振手段22が設けられている。
図4に示される実施例では、個別の励振手段の代りに、前記質問域17の境界部 に共通の励振手段23が設けられる。この場合、該共通の励振手段23は該質問 域17内にあるすべてのテープ15を励振するので、特定の励振手段が各トラン スポンダ上に設けられていない。
図5は、該励振手段22の基本的な具体例と、協働手段への接続関係を示してい る。該励振手段24は、好ましくはカウント手段を含む制御ユニット28をそな えている。該制御ユニット28は、デジタル−アナログ変換器27にデジタル信 号を出力し、好適な具体例においては、該変換器27からの出力はランプ(ra mp)信号とされる。次いで該出力信号は、前記コイル26を駆動する電圧制御 発振器27に供給される。これによって該コイル26は、変化する周波数を有す る磁界を送出する。該磁界は、前記素子15をある周波数で振動させるように励 振し、これによって前記検出コイルによって検出される信号が、例えばその位相 点(phase point)に関して変化する。更に該変化された信号は該測 定手段24において検出され、次いで該測定手段24は、該励振手段22内にお ける該制御ユニット28に信号を伝達する。これによって、この段階で該制御ユ ニット28内に存在する値は、該素子15の共振周波数に関係しており、また該 素子I5が置かれている場所の磁界にも関係している。
上述した発明は、他のいくつかの特定の用途にも利用されつる。
その1例は各種測定プロセスであり、該測定プロセスでは、複数のトランスポン ダが、ある空間又はある領域内に亘って、その中のパラメータを測定するために 配置される。かかる具体例においては、各該トランスポンダにはまた、ある種の 計器、例えば温度計又は圧力計を設ける必要もある。該計器は、検出された測定 値の形式での応答信号に更に情報を加えるようになる。このようにして、該質問 域内でのすべてのトランスポンダ又は各該トランスポンダに属する素子15の位 置又は方位についての情報をうることも可能になる。
該素子15を区別するような方法で該素子15をバイアスさせ又は該素子15に 影響を及ぼす外部磁界は、場合によってはいくつかのタイプの磁界偏向手段によ って偏向された地磁気(地球上の磁界)によって構成されうる。
他の用途においては、前記外部磁界は、平行な磁力線と完全に同質とされる。こ の場合は、該応答信号に、位置に依存する情報を加えることはできないが、その 代りに方位に依存する情報を加えることができる。その理由は、該素子の磁気的 特性の変化が、磁界内における該素子の方位に依存するからである。
該トランスポンダ内での該素子に影響を及ぼしたり又はロード(load) し たすする外部磁界などの強さを検出する場合の保障を増加させるために、ある用 途では、複数の測定プロセスを順番に(シーケンスに)行うことが適当である。
かかる測定プロセスの間では、該磁界などの強さの状態は、該素子が該素子の位 置又は方位に関係なく相互に区別されうるように変化される。
上述した各実施例は単なる例示的なもので、本発明は、添付の請求の範囲に規定 された範囲内で、当業者によって広い範囲に亘って変化されうる。例えば、磁気 的バイアス磁界の代りに、無線アンテナから送出される電磁界を供給することが できる。該無線アンテナの近くでは該電磁界は異なる磁界に対応することになる ので、該トランスポンダに属する計器類によって該電磁界の強さを測定すること によって、上述したようなアモルファス材料の素子から生ずる信号に対応する信 号かえられることになる。
FIG、 4 補正書の翻訳文提出書 (特許法第184条の8) 平成6年7月lり日

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.a)電磁界を発生しかつ送出するための手段(10)と、b)複数のトラン スポンダユニット(11)であって、各該トランスポンダユニットが、識別デー タを記憶するための記憶手段(12)、および該トランスポンダユニット(11 )が該電磁界にさらされたとき該識別データを含む信号を送信するための送信機 (トランスミッタ)手段(13)をそなえるものと、 c)該信号を受信して該識別データをデコードするための受信機手段(14)と をそなえた電子的識別装置であって、その磁気的および電気的特性が外部磁界に よって影響されるような材料で構成された少くとも1つの素子(15)が、該ト ランスポンダユニット(11)上、又はその近傍に配置されており、磁界を発生 するための手段(16)が、質問域(17)に設けられていて、該質問域内に置 かれている素子(17)に影響を及ぼすようにされており、更に、 処理手段(18)が該トランスポンダユニット(11)内に設けられていて、該 素子(15)に影響を及ぼす磁界に応じて該信号を変更するようにされている、 ことを特徴とする電子的識別装置。
  2. 2.該素子(15)が、アモルファス材料からなるテープ、ワイヤ、又はストリ ップで構成されていること特徴とする、請求項に記載の装置。
  3. 3.前記の磁界を発生するための手段(16)が、該質問域(17)内で異なっ ているような磁界を発生するために配置されていることを特徴とする、請求項3 に記載の装置。
  4. 4.該トランスポンダユニット(11)には、容量素子(19)と誘導素子(2 0)とを有する少くとも1つの電気的発振回路が設けられており、 該素子(15)は、該誘導素子(20)と磁気的に結合されるように配置されて おり、更に、 該トランスポンダユニット(11)には、該電気的発振回路の共振周波数を検出 し、かつ検出された周波数値を該処理手段(18)に出力するための手段(21 )が設けられていることを特徴とする、請求項3に記載の装置。
  5. 5.励振手段(22;23)が、該素子(15)を機械的な振動をさせるように 励振する磁界信号を発生するために設けられており、更に、該トランスポンダユ ニット(11)には、該素子(15)の共振周波数を検出し、かつ検出された共 振周波数値を該処理手段(18)に出力するための手段(24)が設けられてい ることを特徴とする、請求項3に記載の装置。
  6. 6.該励振手段(22)が該トランスポンダユニット(11)上に設げられてい ることを特徴とする、請求項5に記載の装置。
  7. 7.該励振手段(23)が該質問域(17)の境界部に設けられていることを特 徴とする、請求項5に記載の装置。
  8. 8.目標物を電子的に識別するために、電磁界が質問域内に送出されるように発 生されて、該電磁界が該目標物から送信されてくる、該目標物と関連した応答信 号の送信を開始し、該応答信号が該応答信号をデコードするために受信されるよ うにした電子的識別方法であって、 その磁気的特性が外部磁界によって影響されるような素子(15)が該質問域内 の磁界にさらされており、更に、該素子(15)の磁気特性の変化が、該素子( 15)が置かれている場所の磁界の特性に関して、該応答信号に影響を及ぼすよ うにされていることを特徴とする、目標物を電子的に識別する方法。
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