JPH10509820A - アモルファス磁石弾性テープを有するラベルの検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 バイアスされている磁場を有する検出領域中の少なくとも２つのアモルファス磁石弾性テープを有する符号化されたラベルの検出方法が、記述されている。各テープに対する共振周波数および変調周波数が同時に検出される。検出された共振周波数が他のテープに対して検出された変調周波数と同一であるテープは、同じラベルに属すると記憶される。さらに、同じラベルに属するテープの検出された変調周波数の振幅も、符号の一部であるテープ間の角度を計算するために検出される。

Description

【発明の詳細な説明】 アモルファス磁石弾性テープを有するラベルの検出方法 本発明は、検出領域に存在し、その領域内で磁力バイアス場にさらされる複数 のラベルの検出方法に関するが、各ラベルは、複数のアモルファス磁石弾性スト リップの組を、一緒にラベルに対する１つの独立した識別コードを形成する望ま しくは少なくとも２つのストリップを具備する。 まだ公開されていないスェーデン特許出願第9401449-5号には、各ストリップ が相互にある角度をなしてラベル内に配置された、アモルファス磁石弾性ストリ ップを有するラベルの検出方法が開示されている。この特許出願の記述によれば 、角度の未知の組み合わせを有するラベルを検出するために、以下のステップが とられる。ラベル内のエレメントは自己振動させられ、従ってその共振周波数は 検出可能である。１つのエレメント、または１つのストリップの共振周波数は、 エレメントに印加される磁場あるいは磁化場の強度の関数であり、各エレメント に印加される磁場は決定され得る。磁場は実際の磁場のエレメントの長さ方向に 沿う投影であって、この磁場は実際の磁場の成分で構成されることは記憶してお かなければならない。 どのストリップが各対応するラベルに属するかを前もって知る方法はなく、従 って、ラベルを形成する可能性のある各ストリップの組み合わせが試験されなけ ればならず、また、このような全ての組み合わせに対して、問題となっている組 み合わせのどれが実際のラベルを構成するかを見出す、即ち、あるコードを形成 するストリップの正しい組み合わせを見出すために、全ての角度が探索されねば ならない。 従って、磁場成分の全ての可能な組み合わせが、計算機で計算されなければな らない。可能な組み合わせは、予め決定された角度の組によって決定される。全 ての成分の組が、可能性のある、実際の磁場ベクトルにまとめるために使用され る。全ての可能性のある組み合わせがいくつかの磁場ベクトルを提供し、従って 、可能性のある磁場ベクトルの数は大きくなる。換言すれば、ラベル中の全ての コードストリップの間の全ての可能性のある角度差が計算され、投影された磁化 場強度Ｈに関して相互に組み合わされる。 ラベル中の全てのエレメントは、同じＨ−ベクトルにさらされ、全ての決定さ れた組み合わせの中の各正しいコードの組み合わせが、同じＨ−ベクトル値を与 えなければならない。従って、同じＨ−ベクトル値を与えるコードあるいは角度 は、実際のラベルの組み合わせを構成する。 従って、上記の方法は、全ての正しくない（すなわち、実在しない）組み合わ せを排除するために、異なる磁場状態において繰り返される。全ての新たな条件 （強度、勾配、方向）は、問題となっている正しい組み合わせに対して満たされ なければならない幾つかの条件を意味している。何回かの繰り返しの後、正しい （実在の）コードだけが残り、同じコードが重複していても、検出領域内にある 全てのラベルが検出される。 前述の特許出願に述べられた方法においては、全ての１つの復号が、正確な検 出が得られるまで何回も繰り返されなければならない、本質的な量の計算を要求 し、検出領域内に多数のラベルが存在すれば、それは実際大きくなる。 ラベルの正確な認識を達成するための各復号に対する多くの繰り返し計算の必 要性を本質的に低減し、その代わりに、ほんの数回の 検出操作回数、望ましくはただ１回の検出操作で各ラベルに属するストリップを 記憶することができるようにすることが本発明の目的である。 本発明の他の目的は、各ラベル内のストリップ間の角度関係の同時検出し、各 ラベルのコードを識別する方法を提供することである。 上述した目的は、本発明によれば、添付のクレームの特徴記載部分の特徴を有 する方法によって達成される。 以下、本発明は、図を参照して説明されるが、 図１は、ラベル中のアモルファス磁石弾性ストリップの周波数ダイヤグラムで あり、 図２は、ラベル内の２つの近接したストリップの模式図であり、 図３は、ラベル内に近接して、しかし相互に角度をなして、配置された２つの ストリップの模式図であり、 図４は、磁石弾性係数を磁場Ｈの関数として示したダイヤグラムであり、 図５は、ストリップから発生する信号、変調バイアス場から発生する、周波数 変調および振幅変調の時間的変化を示す図である。 本発明に係る方法は、以下に、クレームで定義される発明の背後の考察の段階 的な開示によってより詳細に開示される。 各ラベルは、少なくとも２つ、望ましくは４つ以上のアモルファス磁石弾性ス トリップを含み、各アモルファス磁石弾性ストリップは、相互にラベル内で近接 して配置され、相互に予め定められた角度を向いているものと仮定する。これら の角度は、例えば、所定の価格もしくはある性質を有する商品を示す、予め定め られたコードを表す。アモルファス磁石弾性ストリップは、その共振周波数は、 磁場の影響の下に変化するという、それ自体は周知の性質を有する 。 各ストリップは、図１に示すように、周知の周波数曲線を有する。ｘ−軸は、 磁気バイアス場Ｈを表し、ｙ−軸は、磁気バイアス場中のストリップの共振周波 数を表す。検出領域中の磁気バイアス場は静的な磁気バイアス場であるが、検出 領域中の異なる場所においては異なる場の強度、および／または方向を有するた めに、変化させられるかもしれない。もし、ストリップが、ストリップの長さ方 向の静磁場Ｈ₁によって振動させられたなら、ストリップの共振周波数は、図１ の左に示すように、一定周波数ｆ_r1となるであろう。 図２において、２つのストリップ１および２が、１つのラベル内に近接して配 置されているように図示されている。本発明によれば、複数のストリップは、望 ましくは異なる質量負荷を具備するアモルファス磁石弾性ストリップで構成され ている。例えば、ストリップ１はいわゆる０−mgストリップ、すなわち、その端 にいかなる質量負荷をも有しないストリップであり、ストリップ２は12−mgスト リップ、すなわち、その対応する端に12mgの質量負荷を有するストリップである 。図において、ストリップ１および２は相互にある距離をおいて、相互に平行に 描かれているけれども、実際には、相互に十分に近接して、あるいは、ストリッ プ間で高い磁気結合係数が達成されるように相互の上に配置される。 以下の結果は、ストリップ１はアモルファス磁石弾性ストリップで構成されて いるけれども、ストリップ２は軟鉄芯によって構成され、２つのストリップは静 磁気バイアス場Ｈ₀にさらされるという最初の仮定によって、達成される。スト リップ１はＨ₀より小さい静磁気バイアス場Ｈ₁によって影響されるが、ストリッ プ２の磁場Ｈ₂がＨ₀と比較して反対方向に働いているので、磁場はＨ₁に低減さ れる。しかしながら、磁気バイアス場は依然として静的であり 、ストリップ１の結果的な共振周波数は、図１中のＨ₁とｆ_r1で示される。 実際には、ストリップ２は、軟鉄芯で構成されておらず、ストリップ１と同じ くアモルファス磁石弾性ストリップであり、従って、変更された結果が得られる 。共振しているアモルファス磁石弾性ストリップは、周囲の磁場の強い変動を表 す。（この変動は、検出コイルを使用したストリップの共振の検出に使用される 。）ストリップ２は、磁場によって磁化され、磁場Ｈ₀と反対向きのそれ自身の 磁場Ｈ₂を発生する。さらに、ストリップ２は励起場の影響の下に振動させられ 、従って、その磁場もまた共振周波数で振動する。よって、ストリップ１に影響 を与える磁場は、静的磁場ではなく、図１に示すように振動磁場Ｈ_resとなる（ Ｈ_res＝Ｈ₀＋Ｈ₂）。 ストリップ１の共振周波数は、図１の上左部分に示すように、振動磁場Ｈ_res によって変調された周波数となる。従って、ストリップ１の振動は平均周波数の 周囲で発生するが、変調周波数がストリップ２の共振周波数に直接対応する周波 数変調FMと、Ｈ−場の変動に対応する変調振幅AmpFMを有する。 上述した関係は、本発明によれば、１回の検出の間に、検出されたどのストリ ップが、各対応するラベルに属するかを決定するために使用される。これは以下 の表形式の検出結果に示されるが、この結果は、検出領域に３つのラベルを有し 、各ラベルが０−mgストリップ（ストリップ１）と12−mgストリップ（ストリッ プ２）の２つのアモルファス磁石弾性ストリップを具備する架空の例から生じる 。検出された値は以下のようであると仮定する。 上記の表において、12−mgストリップ（ストリップＤ，ＥおよびＦ）に対する 周波数変調（FM）および振幅変調(AmpFM)は、省略されている。明らかにストリ ップ１および２の間の相互干渉が発生するので、ストリップＤ，ＥおよびＦに対 するFMおよびAmpFM値は検出されるが、ここでの考察はストリップ２からストリ ップ１への影響だけを記述することだけを意図しているという明確な理由から、 これらの値を削除している。 上記の表から、１つのストリップ（ストリップＡ）に対して40kHzの平均共振 周波数が検出され、この共振周波数は変調周波数20kHzで周波数変調され、変調 周波数３kHzで振幅変調される。この変調周波数20kHzは、平均共振周波数が20kH zである近傍ストリップからのみ発生する。この特別の平均周波数は、ストリッ プＥに対して検出された。結論は、ストリップＡおよびＥは相互に近接して配置 され、換言すればストリップＡおよびＥは１つの同じラベルに存在するというこ とである。残りのストリップに対する対応する解析によって、ストリップＣおよ びＤが同じラベルに存在し、ストリップＢおよびＦが同じラベルに存在すると結 論される。 上述された理由は、明らかに、ストリップの数が２つかそれ以上かに関わらず 、ラベル内の全てのストリップに対して実行され、その数に関わらず、検出領域 にある全てのラベルに対して実行されうる。 従って、本発明に係る方法は、磁気バイアス場によって影響され る検出領域に存在するラベルであって、それぞれが少なくとも２つのアモルファ ス磁石弾性ストリップを具備するラベルを検出することを可能とし、本発明に係 る方法は、各ストリップの共振周波数が、変調周波数が検出されるのと同時に検 出され、他のストリップの検出された変調周波数に対応する検出された共振周波 数を有するあるストリップが、同じラベルに関連するものとして記憶される。 上述の実施例において、ラベル内でストリップは相互に平行に配置されている ように示されている。これは、ストリップ間の特定の角度配置によってラベルコ ードが決定されるようなラベルの例ではない。このようなラベルに対しては、各 対応するラベルに属するストリップの検出によって提供される情報は、２進符号 化コードと異なり、ラベル特定コードを識別するのに十分ではない。しかしなが ら、本発明は、以下に述べるように、１回の検出操作の間に、各対応するラベル のコードを識別することを可能とする。 図３は、１つのラベルの中に近接して、しかし、相互にある角度をなして配置 されるストリップ１および２を図示している。磁場Ｈ₂からストリップ１への影 響は、ストリップ１および２の間の角度αによって変化する。従って、ストリッ プ２の振動磁場Ｈ₂は、ストリップ１上への直交投影の成分をもって、ストリッ プ１に影響する。変調振幅は、磁気結合が減少するため、αの増加にともなって 減少する。しかしながら、FM周波数は、ストリップ２の共振周波数と結合したま まである。従って、ストリップが平行の時に、変調周波数は最大となり、ストリ ップ間の角度の増加によって直接的に減少する。従って、検出された変調振幅は 、ストリップ間の角度を表し、同時にエレメントコードに対して意味のあるもの である。変調振幅は、平均周波数および周波数変調と同時に検出されるため、本 発明は、１回の検出操作で、ラベルの完全な識別を原理的に可能と する。 図４に示すグラフから、磁場Ｈに従ってマグネット弾性係数ｋ₃₃がどのように 変化するかが判る。結合係数は、ストリップの信号の強度を決定する。磁場Ｈは 変調されるため、ストリップのマグネット弾性係数ｋ₃₃もまた変調され、変調バ イアス場に対応して、当該ストリップは振幅変調を受ける。これは図５に図示さ れるが、ｙ−軸はストリップ信号の振幅を表し、ｘ−軸は時間を表す。この図か ら周波数変調および振幅変調がともにバイアス場の変調と結びついていることが 明らかである。 この結果、周波数変調だけでなく振幅変調も、本発明に係る検出方法に利用さ れ得る。 従って、本発明は、磁気的な検出領域に存在し、アモルファス磁石弾性ストリ ップを使用して符号化されたラベルの検出の合理的な方法を提供する。本発明に よる方法は、コードの構造、例えば、２進符号化か、上述したようにストリップ の角度によって構成されたコードかに関係なく、可能である。２進符号化の場合 には、１つのストリップを有するいくつかのラベルが存在すればよい。しかしな がら、本発明はこのような場合にもまた適用可能である。１つのストリップだけ を含むラベルは、ストリップからの変調の欠落によって示される。 本発明に係る方法は、スェーデン特許出願第9401449-5号の導入部に述べられ た方法の完全な置き換えを目指したものではなく、逆に、両方法は同時に使用さ れうるものであり、相互に補完するものである。ストリップ間の相対的な位置に よる符号化の場合、あるいは、位置および角度の組み合わせによってコードが形 成される場合もまた本発明の範囲内である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年１０月１６日 【補正内容】 本発明は、検出領域に存在し、該存在領域中の磁気バイアス場にさらされ、そ れぞれがアモルファス−マグネット弾性ストリップの組、望ましくは少なくとも ２つのストリップを具備するラベルを検出する方法に関し、この方法は、励起場 によってストリップに発信を起こさせる段階と、ストリップの共振周波数を検出 する段階を含む。 WO−Ａ−93／14478は、対象の遠隔検出のための方法および装置に関する。対象 は、インダクション手段とキャパシタ手段を有する少なくとも１つの電子的共振 回路を具備する少なくとも１つのラベルで印付けられている。共振回路は、共振 周波数での共振が励起され、この共振周波数は、共振回路から伝達される電磁エ ネルギによって検出される。「可変パーミアビリティを有する電気材料のエレメ ントは、前記インダクションエレメントと、誘電的に結合される。共振回路の共 振周波数は、電気材料のエレメントのパーミアビリビリティによって影響され、 この電気材料のエレメントは、外部的な空間的に均質な磁気バイアス場にさらさ れ、それを介して磁気材料のエレメントのパーミアビリビリティは制御される。 」 まだ公開されていないスェーデン特許出願第9401449-5号には、各ストリップ が相互にある角度をなしてラベル内に配置された、アモルファス磁石弾性ストリ ップを有するラベルの検出方法が開示されている。ラベル内のエレメントは自己 振動させられ、従ってその共振周波数は検出可能である。１つのエレメント、ま たは１つのストリップの共振周波数は、エレメントに印加される磁場あるいは磁 化場の強度の関数であり、各エレメントに印加される磁場は決定されうる。磁場 は実際の磁場のエレメントの長さ方向に沿う投影であって、この磁場は実際の磁 場の成分で構成されることは記憶しておかなければならない。 請求の範囲 １．検出領域に存在し、該存在領域中の磁気バイアス場にさらされ、それぞれ がアモルファス−マグネット弾性ストリップの組、望ましくは少なくとも２つの ストリップ（１，２）を具備するラベルを検出するために、 励起場によってストリップを振動させ、 ストリップの共振周波数を検出する方法であって、 各ストリップの共振周波数の周波数変調を検出し、 他のストリップの共振周波数に対応する周波数によって周波数変調される共振 周波数を有するストリップを当該他のストリップと同じラベルに属するとして記 憶することを特徴とする方法。 ２．各ストリップの共振周波数の振幅変調を検出し、 計算機内で、１つのラベルに属する全てのストリップに対する前記振幅変調の 振幅を、ラベルのコードを表す角度値に変換することを特徴とする請求項１に記 載の方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．検出領域に存在し、該検出領域中の磁気バイアス場にさらされ、それぞれ がアモルファス磁石弾性ストリップの組を、望ましくは少なくとも２つのストリ ップを具備するラベルを検出する方法であって、 各ストリップの変調周波数の検出と同時に、各ストリップの共振周波数が検出 され、 他のストリップの検出された変調周波数に対応する検出された共振周波数を有 するストリップが、該他のストリップと同じラベルに属するとして記憶されるこ とを特徴とする方法。 ２．検出された変調が周波数変調であることを特徴とする請求項１に記載の方 法。 ３．検出された変調が振幅変調であることを特徴とする請求項１に記載の方法 。 ４．変調振幅が、各ストリップに対して検出され、１つのラベルに属する全て のストリップに対する検出された変調振幅が計算機において角度値に変換され、 各対応するラベルのコードに対して意味のあるものとして記憶されることを特徴 とする請求項１に記載の方法。 ５．検出された変調振幅が、周波数変調の振幅によって構成されることを特徴 とする請求項４に記載の方法。 ６．検出された変調振幅が、振幅変調の振幅によって構成されることを特徴と する請求項４に記載の方法。