JPH11509323A - 磁気タグまたはマーカに関する改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 多ビット情報搬送タグとして機能することの可能な、磁気タグまたはマーカを開示する。このタグは、物品に取付けられ、その後、通常物品が問合せゾーンに入るかまたは位置づけられた際に、その物品を識別する手段として使用され得る。タグは、（ａ）高い透磁率、低い飽和保磁力および非線形のＢ−Ｈ特性によって特徴づけられる第１の磁性材料と、（ｂ）永久に磁化することの可能な第２の磁性材料とを含み、第２の磁性材料は、不平等の磁界パターン（Ａ、Ｂ、Ｃ）で磁化される。このようなタグとともに使用するための検出システム、および、それらを使用する書込／読出システムもまた開示される。

Description

【発明の詳細な説明】 磁気タグまたはマーカに関する改良 この発明は、磁気タグまたはマーカ、そのようなタグ内にデータを記憶しかつ そのデータを後に遠隔的に検索するためのシステム、ならびに、そのようなタグ およびシステムを利用する方法に関する。 このようなタグおよびシステムは、広範囲に応用されている。それら応用は、 在庫管理、正札付け、自動化されたショッピングシステム、進行中の作業の監視 、保安用タグ付けおよびアクセス制御、偽造防止ならびに品物の確認等を含む。先行技術 現在、多数の受動データタグシステムが利用可能である。最も広範囲に使用さ れているものは、バーコードとして一般に知られている、光学的に読取られる、 印刷された線のパターンに基づく。このようなシステムのタグ部材は非常に低コ ストで、典型的にインクおよび紙にすぎない。読取機もまた比較的低コストであ り、一般に走査レーザビームを用いる。多くの主要な応用において、バーコード の唯一の欠点は、読取機とタグとの間に視線を必要とすることである。 視線を設けることが不可能な応用においては、光伝送を用いないシステムが開 発されてきた。最も一般的なものは、磁気誘導を用いてタグと質問機の電子回路 とを結合する。これらは典型的に、５０ｋＨｚから１ＭＨｚの周波数範囲の交番 磁界で動作し、通常、集積電子回路（「チップ」）を用いて、受信および伝送機 能を扱い、かつ、データを記憶し操作する。チップのための電力は、電池を必要 としなくて済むように、アンテナコイルが受け取った問合せ信号を整流すること によって得られる。転送される電力を増すために、かつ、不要な信号および干渉 を識別するために、コイルは通常、問合せ信号の搬送周波数の周波数でキャパシ タと共振する。この種類の典型的な製品が、テキサス・インスツルメンツ社（Te xas Instruments Ltd.）によって製造されたＴＩＲＩＳシステムである。 他の多ビットデータタグシステムは、従来のｈ．ｆ．無線技術、または、表面 音響波もしくは磁気ひずみ現象に基づく技術を用いている。発明 この発明は、少量の非常に透磁率の高い磁性材料、および、問合せのために交 番磁界を用いる、新しい種類の受動データタグシステムに関する。磁性材料は薄 片、ワイヤまたは膜の形をとることが可能であるため、紙またはプラスチックに 直接接合することで、自立したタグが形成される。 より具体的には、この発明の一局面に従って、磁気マーカまたはタグが提供さ れる。これは、（ａ）高い透磁率、低い飽和保磁力および非線形のＢ−Ｈ特性に よって特徴づけられる第１の磁性材料と、（ｂ）永久に磁化することの可能な第 ２の磁性材料とを含み、上記第２の磁性材料が不平等の磁界パターンで磁化され ることを特徴とする。 新しいラベルのための適切な製造技術は、従来のラベル製造において周知であ り、より具体的には、小売保安応用のための１ビットラベルの製造において周知 である。磁気部材はまた、製造中にタグを付されるべき品物内に直接組込むこと も可能である。 このようなタグにおいて、第２の材料の磁界パターンは、振幅および／または 向きおよび／または極性が異なり得る。この第２の磁性材料は、たとえばフェラ イト等の強磁性の層または膜で覆われた、プラスチック材料の基板等の磁気バイ アス材料の、別個の磁化された区分から有利に形成される。所望の磁界パターン は、磁気バイアス材料の帯またはテープ上に書込まれ得る。したがって、バイア ス材料として音声または映像記録用テープを使用することが可能である。 磁界パターンは、上記帯またはテープの幅にわたって、およびその長さに沿っ て、変化し得る。 好ましくは、第１の磁性材料は１０³より大きい外因性比透磁率および１０Ａ ／ｍ以下の飽和保磁力を有する。ある実施例においては、第１の磁性材料は細長 い帯またはワイヤの形であって、また別の実施例においては、これは薄膜の形で ある。帯状の第１の磁性材料を使用する場合、その寸法は、０．１ｍｍから１０ ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍから５ｍｍの幅、および、５μｍから５００μ ｍ、より好ましくは１０μｍから１００μｍの厚さであることが好ましい。第１ の磁性材料が薄膜状である場合、これは１または複数のパッチの形状であること が好ましく、そのパッチの各々は、１ｍｍ²から５００ｍｍ²、好ましくは１０ｍ ｍ²から１００ｍｍ²の範囲の面積を有するものである。このようなパッチは各々 、０．１μｍから１０μｍの範囲の厚さを有し得る。 所望であれば、上記第１および第２の磁気層は、紙またはプラスチック材料か ら形成された基板によって支持され得る。しかし、そのような支えは必須ではな い。タグは通常、物品のための識別用タグとしての役割を果たすよう、物品に固 定されるよう適合される。これはたとえば、盗品防止または偽造防止用タグとし て使用され得るが、他にも、確認用タグとして使用され得る。この意味で、タグ はたとえば、物品が区分けまたは配分プロセス中に正しい位置に割当てられたか どうかを確認するために使用され得る。 この発明は、別の局面に従って、データ記憶および検索システムを提供する。 これは、請求項１に記載の複数の磁気マーカまたはタグおよび、以下のものを含 む検出システムを含む。すなわち、（ｉ）交番磁界を生成するための第１の手段 と、（ii）タグの第１の磁性材料と上記第１の手段を使用して生成された交番磁 界との間の相互作用によって生成される高調波を検出するための第２の手段と、 （iii）上記第２の手段による高調波の検出を、上記第１の手段によって生成さ れた交番磁界と相関させるための第３の手段とを含む、検出システムである。 このようなデータ記憶および検索システムにおいて、第３の手段は、タグの第 １の磁性材料と交番磁界との相互作用によって生成された高調波の振幅および位 相を判定するよう構成されることが好ましい。ここで、対象となる高調波は通常 、第２番目から第１００番目の範囲の高調波から選択される。この第３の手段は 、マーカによって生成された高調波の特性を判定し、かつ、検出された特性をデ ータバンク内の情報と比較するよう構成され得る。この情報は、検出された特徴 を、在庫上の品物に関する公知の特性と相関させる役割を果たす。 一実施例においては、第３の手段は、生成された交番磁界の１サイクルにつき 検出される、高調波バーストの数を判定するよう構成される。代替案として、こ の第３の手段は、交番磁界の各サイクル内の、高調波バーストが検出される１ま たは複数のポイントを判定するよう構成されてもよい。 好ましい実施例においては、検出システムは、タグまたはマーカによって生成 された高調波バーストの特性を判定し、かつ、その検出された特性を、データバ ンク内の情報と比較するよう構成される。この情報は、検出された特性を在庫上 の品物に関する公知の特性と相関させるのに使用される。分析のために選択され る特性は、上記高調波バーストのエンベロープの形状を含み得る。 交番磁界を生成するための手段は、使用時に、第１の高周波数の交番磁界と、 第２の低周波数の交番磁界とを生成するよう、有利に構成される。たとえば、高 周波数の交番磁界は、２５０Ｈｚから２０ｋＨｚ、より有利には、３ｋＨｚから １０ｋＨｚの範囲内の周波数であって、低周波数の交番磁界は、１Ｈｚから２５ ０Ｈｚ、より有利には、５Ｈｚから５０Ｈｚの範囲の周波数であり得る。 現時点で好ましい問合せシステムは、１ｋＨｚから１０ｋＨｚの、たとえば４ ｋＨｚから８ｋＨｚの範囲の周波数である高周波数の交番磁界と、８Ｈｚから５ ０Ｈｚの、たとえば１０Ｈｚから２０Ｈｚの範囲の周波数である低周波数の交番 磁界とを生成するよう適合される。 システムは典型的に、１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの範囲内の高周波数の交番磁界と 、典型的に１〜１００Ｈｚの範囲の低周波数の磁界で動作する。 代替案として、単一の交番磁界も使用され得る。このような磁界は、５０Ｈｚ から２０ｋＨｚの範囲の周波数を有し得る。この構成は、しかしながら、より複 雑なデータ処理を必要とする。これについては下に述べる。 この発明の実施例は、低周波数誘導磁気問合せを用い、かつ、複雑な高価なタ グを必要としない、多ビットデータタグシステムを提供する。 このタグは、永久に磁化することが可能な、中程度の飽和保磁力の強磁性部材 と組合せられた、透磁率が高く飽和保磁力が低い磁気合金部材を含む。上に説明 したように、第１のまたは高透磁率の磁性部材は好ましくは、１０³より大きく 好ましくは少なくとも１０⁴の外因性比透磁率を有し、かつ、１０Ａｍｐｓ／ｍ より小さい飽和保磁力を有する。これは通常、高い内因性透磁率および低い飽和 保磁力を有し、長くて薄い帯または薄膜の形であって主要な内部減磁効果を防ぐ 、材料を必要とする。帯状の材料は、バクームシュメルツェ（Vacuumschmeltze ）（ドイツ）、アライド・シグナル社（Allied Signal Corp）（米国）、および ユニチカ（日本）等の供給会社から市販されたものが容易に入手可能である。薄 膜 の材料は、現在、小売保安ラベルとして使用するために、ＩＳＴ（ベルギー）に よって大量に製造されている。 磁気バイアス材料として機能する第２の磁性材料は、好ましくは中程度の飽和 保磁力を有する材料であるが、その性質はそれほど問題ではなく、これはたとえ ば、鋼鉄、ニッケル、フェライト等であってよい。音声および映像記録用テープ を製造するのに一般に使用されるようなフェライトベースの材料は、薄膜の高透 磁率の材料とともに使用するのに特に便利である。これは、膜を支えるプラスチ ックの層の裏に直接配置することが可能なためである。これは、非常に簡単で低 コストの製造につながる。 以上に記載したタグは概して、その構造および材料が、小売保安応用に使用さ れるものであって、センサマティック(Sensormatic)（米国）、クノーゴ(Knogo) （米国）、３Ｍ（米国）、およびエッセルト・メト(Esselto Meto)（ドイツ）等 の会社によって提供される、ある種のラベルに似ている。このような種類のラベ ルにおいては、中程度の飽和保磁力を有する層は、製品が販売される際に磁化さ れて、ラベルを飽和状態へと付勢するか、または、ラベルを透磁率の低い短い区 分へと磁気的に切断するかのいずれかによって、ラベルは不活性にされる。 この発明においては、第２の磁性材料またはバイアス部材は、その振幅および ／または符号および／または向きが空間的に変化する、磁界パターンで磁化され る。これは、バイアス層の材料の別個の磁化された区分を使用して、または、た とえば磁気記録用ヘッドを使用して連続的な層の上にバイアスパターンを書込む ことによって、なすことができる。ラベルは好ましくは、同時に存在する低振幅 の高周波数の交番磁界を有する、低周波数の交番磁界によって問合せられる。こ の低周波数の磁界は、ラベルの磁化された層によって作り出される局部バイアス に打ち勝つのに十分な振幅を有する。明らかに、もしバイアスのレベルが領域に よって異なる場合には、バイアスは低周波数の磁界走査において、異なるポイン ト（時間）で打ち勝つであろう。 高周波数の問合せ磁界は、低周波数の磁界の通常１／３の低い振幅を有する。 局部バイアスが低周波数の磁界によって打ち勝たれると、高周波数の高調波が高 透磁率の材料の非線形Ｂ−Ｈ特性によって生成される。これらは、好適に同調さ れた受信器によって容易に検出され得る。低周波数サイクル中の高調波バースト のパターンに注目することによって、ラベルの特定の磁化パターンを検出するこ とができる。 小売保安システムは既に存在しており、これは、記載した符号化されたラベル にとって適切である問合せ方法を使用する。たとえば、エッセルト・メトは、１ ６Ｈｚの低周波数走査、６．２５ｋＨｚの高周波数問合せ、および第２の高調波 検出を使用する製品を販売している。他の製品においては、５ｋＨｚおよび７． ５ｋＨｚの高周波数が、１６Ｈｚの走査とともに使用され、１２．５ｋＨｚの相 互変調のプロダクトの検出が用いられる。いずれの場合においても、この発明の 符号化されたタグは検出され得る。ここで必要なのは、タグのデータ内容を復号 化するソフトウェアを変更することのみである。 ラベル内で使用される磁化のレベルが＋１、０、および−１で表わされる場合 、信号バーストは、低周波数のサイクル内の３つのポイントで生成され得る。原 則としてこれは、少なくとも３つの独特のラベル「シグネチャ」（３バースト／ サイクル、２バースト／サイクルおよび１バースト／サイクル）となる。バース トの発生の時間もまた用いることができれば、さらなるコードを区別することも 可能である。しかし、バーストの時間は、低周波数の問合せ磁界の振幅に依存し ており、したがって、ラベルの配向に依存する。このため、タイミング情報は信 頼して利用することは難しい。 磁化のレベルが多くなるほど、より多くのコード（すなわち、磁気シグネチャ ）を提供することが可能となり、その最終的な限度は、要求されるラベルのサイ ズと、検出システムの解像度とによる。既に述べたように、配向の効果もまた考 慮にいれる必要がある。なぜなら、ラベルが問合せ磁界内で回転される際、ラベ ルの異方性とはラベルによって見られる有効な磁界振幅が変更し、信号バースト の位置も移動することを意味するためである。 最も簡単なのは、明瞭な独立した特徴の有無がデータビットに対応する、符号 化方法に関連づけることであるが、これは必須ではない。ラベル上に記憶される 磁界パターンを好適に構成することによって、非常に多岐にわたる複雑な任意の 信号の形状を作成することが可能である。これらの形状は、製造において繰返す ことが非常に容易であって、信号受信器内のパターンマッチングソフトウェアに よって容易に認識され得る。この種の符号化は、少数のバイアスレベルで生成す ることの可能なコードの数を拡張し、したがって、たとえば偽造防止のように、 非常に区別しやすいコードが必要とされる応用に、特に好適である。 タグの大きさは、検出システムの感度に依存し、より根本的には、（形状減磁 を考慮して）十分に高い透磁率を提供することのできる、帯の最小の長さまたは 薄膜材料の最小の面積に依存する。現在容易に入手可能な最も狭くかつ最も薄い 帯状材料（およそ１ｍｍ幅×２０μｍ厚さ）については、これは約２０ｍｍであ る。上述のような、３つの独特のはっきり区別できるパターンを提供するタグは 、したがって、約６０ｍｍの長さを必要とする。 約１μｍの厚さの活性層を有する薄膜材料は、約５ｍｍ×５ｍｍのパッチのた めに高い透磁率を容易に維持することが可能であり、したがって、この材料を使 用して、３コードのラベルの例は、１５ｍｍ×５ｍｍのラベルで実現が可能であ る。詳細な説明 この発明をより良く理解するために、かつ、同発明がどのように実行されるか を示すために、ここで、例示の目的で添付の図面を参照する。 図１ａは、この発明の第１の実施例に従った磁気タグを概略的に示す。 図１ｂは、この発明の第２の実施例に従った磁気タグを概略的に示す。 図２は、この発明に従った磁気タグへの２ビットのデータの付加を概略的に示 す。 図３および図４は、この発明に従った磁気タグの存在を検出し、かつ、その磁 気タグからデータを読出す、１モードを示す。 図５は、各々が３つのゾーンまたはバイアス領域を含む、この発明に従った５ つの簡単なタグの磁気応答を概略的に示す。 図６は、各々が２つのゾーンまたはバイアス領域を含み、かつ、２つの可能な 磁化のレベルを有する磁気パターンを保持する、この発明に従った１１個のさら なる簡単なタグの磁気応答を概略的に図示する。 図７は、この発明のタグとともに使用するのに適する、第１のタグ問合せまた は読出システムを概略的に図示する。 図８は、この発明のタグとともに使用するのに適する、第２のタグ問合せまた は読出システムを概略的に図示する。 ここで図面を参照して、図１ａは、この発明に従ったタグの一形状を示す。こ のタグは、高い透磁率、低い飽和保磁力、および非線形のＢ−Ｈ特性によって特 徴づけられる材料の細長い帯の形をした、第１の磁性材料１を含む。この目的の ために好適な材料は、バクームシュメルツェ社から６０２５または６０６６の指 定の下に入手可能であるような、非晶質の磁性合金材料を含む。しかし、この磁 性材料は非晶質でなくてもよく、他にも好適な材料を、パーマロイ（Permalloy ）材料から容易に選択することが可能である。この材料は、その磁気的性質のた めに、軟磁性帯と称することもできる。 磁性帯１は、たとえば接着剤（図示せず）を使用して、第２の磁性材料２に固 定される。第２の磁性材料２は、永久に磁化することのできる、長方形の薄板の 形状である。この材料は好ましくは、高透磁率を有し、かつ飽和保磁力は中程度 である。図面の簡略化のために、２つの磁性材料１および２は僅かに離れて描か れている。 薄板２を形成するのに種々の材料を使用することが可能である。例を挙げると 、鋼鉄、ニッケルまたはニッケル合金から形成された薄片、および、たとえばフ ェライトの、磁気層または膜を保持する基板を含むテープ等がある。このような テープは、音声または映像を記録する目的で市販されている。この実施例におい ては、フェライトが装填された重合体のテープが使用される。このテープは、お よそ１０μｍ厚さで、３００エルステッドの飽和保磁力を有し、カーツ・フォイ ルズ（Kurz Foils（UK）Ltd.）からパートＢ９２０２２４Ｄとして得られたもの である。（これは通常、クレジットカード、スワイプカード等のカード内で使用 され、材料は、磁性の帯からなる。） タグが使用可能な状態になったとき、薄板２は磁気パターンの形のデータを保 持するが、これは比較的簡単なものかまたは比較的複雑なものであり得る。図面 の簡略化のため、かつ、この発明の動作モードの説明を補助するために、図面に は簡単な磁気パターンのみを図示する。しかし、複雑な磁気パターンもまた、た とえば１個の磁気記録用ヘッドまたは一連のそれらヘッドを使用して書込むこと によって、薄板２に付加することが可能であることが理解されるであろう。この ような簡単な手段によって、複雑な磁気パターンがタグ上に生成されかつ記憶さ れ得るのである。好適なプロトコルとともに、この磁気パターンは、データを表 わすのに使用され、（他を排除するものではないが）特に、タグが取付けられた 物品を識別するためのデータを表わすのに使用される。 使用に際して、薄板２は、軟磁性材料１の磁気的性質に影響を及ぼす。したが って、中程度の飽和保磁力の材料をバイアス材料と、また、薄板２をバイアス部 材と称すると便利である。 図１ｂは、別の形状のタグを示すが、ここで、第１の（軟）磁性材料は、小売 保安ラベルに使用される、ＩＳＴ（ベルギー）によって製造される種類の磁性材 料の、薄膜３の形状である。これは、たとえば接着剤（図示せず）によって、バ イアス２′に固定される。図面の簡略化のために、これら２つの磁性材料は僅か に間隔をおいて描かれている。薄板２′は、図１ａの薄板２と同じ材料から形成 されているが、ここでは、５ｍｍ×５ｍｍの正方形の形である。 図２は、この発明に従ってデータがタグによって保持される方法を示す。バイ アス部材２は、第１の領域Ａでは磁化されており、第２の領域Ｂでは磁化されて いない。領域Ａ内の磁化の方向は、ｎ−ｓ極によって示される。 図３および図４は、図１のようなタグを問合せる、便利なモードを示す。図３ は、印加された磁界Ｈの、時間に対するグラフを示す。印加された磁界は２つの 成分を含み、第１の成分は高周波数、低振幅の磁界（別個には示されていないが 、磁界Ｈの形から明らかである）である。第２の成分は、低周波数、高振幅の磁 界であり、これが図３に、三角形の波形Ｌで表わされている。この種類の磁界は 、検出システムに比較的簡単な技術を使用することが可能であるため、有利であ る。他の方法として、比較的大きい振幅の１交番磁界のみを使用し、かつ、それ 自体公知であるデータ処理およびパターン認識技術を利用する、より高度な検出 セットアップを使用するものがある。 たとえば図１ａのような、この発明のタグが、図３の交番磁界Ｈが印加される 問合せゾーン内に位置づけられると、軟磁性帯１はその印加された磁界と相互に 作用して、タグ全体の磁気特性を示す検出可能な応答を生成する。磁界内のこの ような材料の性質は、それ自体周知である。この軟磁性材料は、印加された磁界 信号の高調波が中に存在する磁気応答を生成し、その応答の詳細な磁気特性は、 そのタグのための磁気シグネチャを表わす。図２のような非常に簡単なタグ（こ れは、磁気的に異なる２つの領域ＡおよびＢを有する２ビットのタグである）を 使用して、好適な検出器（下に例を示す）は、図４に示す形の出力を生成する。 明瞭化のために、図３および図４の時間軸の目盛は同じではない。応答の形は、 検出された信号Ｓの時間に対するグラフとして示される。図３と図４とを結ぶ破 線Ｔは、図４の信号Ｓが時間軸と交差する際の、図３の瞬時磁界を示す。すなわ ち、印加された瞬時磁界がゼロである時点において、瞬時出力信号強さはゼロで ある。 図３および図４は、タグの動作モードを図示する。瞬時磁界強さがゼロのとき 、帯１の軟磁性材料の、バイアス部材２の領域Ｂ上の部分は、自由な状態である かのように応答することができる。なぜなら、領域Ｂは磁化を保持していないた めである。したがってそれは、図４内のグラフＳの右側の正弦波によって示され る、高調波バーストを生成する。帯１の他の部分、すなわち、バイアス部材２の 領域Ａ上の部分は、同様の応答を生成するが、時間が異なる。すなわち、印加さ れた磁界Ｈが領域Ａによって帯１上に加えられた磁界を打ち消す時間に、それを 生成する。したがって、部材２の領域Ａは、図４の信号Ｓの左側の正弦波として 示される信号を、この場合、部分Ｂからの信号が得られる前に、生成する。 図５は、３つのゾーンＡ、ＢおよびＣを有するタグを示し、かつ、これら３つ のゾーンの種々の磁気構成に対して検出される信号Ｓ′₁〜Ｓ′₅を示す。図５で 与えられる検出された信号Ｓ′のグラフは、図４のグラフに類似する。 第１のグラフＳ′₁は、３つのゾーンＡ〜Ｃのすべてが磁化されていない場合 の制御を示す。ここで、上に置かれる軟磁性帯１は、部材２からの磁気バイアス を被らず、薄板２から自由であるかのように有効に作用する。また、信号Ｓ′₁ は、比較的大きな区域を掃き出す。グラフＳ′₂においては、バイアス部材の２ ／３（すなわち、ゾーンＡおよびＢ）はゼロ磁化を有し、これは、信号Ｓ′₁の 区域の２／３の区域を掃き出す、正弦波応答ｓｓ_a+bにつながる。磁化されたゾ ーンＣは、信号Ｓ′₁の区域の１／３の区域を掃き出す、正弦波信号成分sｓ_cを 生じる。信号のグラフＳ′₃は、Ｓ′₂のグラフの鏡像である。これは、ゾーンＣ の極性が、グラフＳ′₃で逆にされたことによる。 同様の考察が、グラフＳ′₄およびＳ′₅の場合に検出される信号に認められる 構造につながる。＋１／０／−１および−１／０／＋１の磁化条件をそれぞれ表 わすこれら２つのグラフが冗長であることが認められるであろう。 図６は、バイアス部材２内の２つの領域、すなわちＡおよびＢのみで得られる 応答を示す。これはしかし、２つのバイアスレベル、すなわち、合計５つの磁化 状態（＋２、…０、…−２）を有する。結果として得られる信号マッピングが、 上の図３、図４および図５の説明に類似していることが理解されるであろう。 上に説明した例において、いかなる所与のゾーン内の磁化も、一様であるもの とする。したがって、検出された信号に認められるパターンは図形的に簡単であ って、これは、応答を生成する帯材料１の長さに、または、対応して、軟磁性材 料のその長さ上で作用する、薄板２のＡ、Ｂ、Ｃ等のゾーンの面積に、（最初の 概算で）比例する区域を掃き出す、正弦波である。しかし、そのような簡単な磁 界パターンを用いることは必要条件ではない。逆に、多くの場合においては、薄 板２を横切る直交する方向で変化する磁界パターンを使用することが有利であり 、それにより、タグのための磁気シグネチャの基礎が構成される。より複雑な磁 界パターンを有するタグを使用する際には、より高度な検出システムを使用する 必要がある。しかし、これらは、公知のデータ処理およびパターン認識技術を利 用して、所与のいずれかのタグが適切な磁界によって問合せられた際に得られる シグネチャを識別することが可能である。 ここで図７を参照して、現時点で好ましい検出システムの形状が示される。こ れは、それぞれ周波数ｆ₁およびｎｆ₂で動作する、２つの交流源７１および７２ を含み、これらは、加算増幅器７４によって組合せられる。ただし、電流源７２ の周波数はまず、周波数割算器７３によってｎで除算される。加算増幅器７４の 出力は、増幅器７５によって増幅され、カットオフ周波数ｆ₂を有するローパス フィルタ７６を介して伝送器コイル７７に送られる。問合せゾーン内に存在す るこの発明のいかなるタグまたはマーカの問合せ信号に対する高調波応答も、受 信器コイル７７′によって受け取られる。受信器コイル７７′は、伝送器コイル ７７と同じコイルであってもよい。バンドパスフィルタ７８は、受け取った信号 のうち、たとえばｎｆ₂±ｍ．ｆ₁等の予め定められた帯域幅の外側である信号を すべて取除き、その後、残留信号を低雑音増幅器７９を介して位相検出器８０に 送る。位相検出器８０は、その信号の位相を、電流源７２の位相と相関させる。 信号はその後、カットオフ周波数ｍ．ｆ₁を有するローパスフィルタ８１を介し て、アナログデジタル変換器８３に送られ、その後、デジタル信号プロセッサ８ ４に送られる。デジタル信号プロセッサ８４は、問合せゾーン内のタグの存在に よって引き起こされるｍ．ｆ₁の側波帯における高調波応答のために、信号を分 析する。この情報は、特定の形状の時間領域の信号として入手可能である。これ は、低周波数ｆ₁で繰返される。結果として、データ出力が８５に得られる。プ ロセッサ８４は、それ自体公知であるパターン認識回路を含む。もしこの時間領 域の信号の形状が受け入れ可能な限度内で予め定められたタグの「磁気シグネチ ャ」として知られている形状に対応する場合には、対応条件が達成されたことに なり、データバンクまたはルックアップテーブルを使用して、タグが取付けられ た物品を識別することが可能になる。 図８は、別の問合せシステムを示す。ここでは、交番周波数ｆ₃の単一の電流 源が低雑音増幅器９２に供給されて、ローパスフィルタ９３を介して伝送器コイ ル９４に送られる。問合せゾーンに存在するこの発明のいかなるタグまたはマー カの問合せ信号に対する高調波応答も、受信器コイル９４′によって受け取られ る。これは、伝送器コイル９４と同じコイルであってもよい。広帯域フィルタ９ ５は、９４′からの信号から、不要な周波数範囲を取除き、その出力は、低雑音 増幅器９６を通過して、多チャンネルまたはくし形フィルタ９７（ｎｆ₃−ｍｆ₃ ）に送られる。フィルタ９７は、高調波の数ｎ−ｍの分析を可能にする。フィル タ９７の出力は、検出器９８に、その後、アナログデジタル変換器９９に送られ る。変換器９９からの出力は、デジタルプロセッサ１００によって処理される。 プロセッサ１００は、図７に関連して上に記載したプロセッサ８４と同様に動作 して、出力１０１を生成する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 クロスフィールド，マイケル・デイビッド イギリス、シィ・ビィ・１ ６・エス・デ ィー ケンブリッジ、ウエスト・ウィッカ ム、バートン・エンド、パーン・ドリフト （番地なし)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．磁気マーカまたはタグであって、（ａ）高い透磁率と低い飽和保磁力と非線 形Ｂ−Ｈ特性とによって特徴づけられる第１の磁性材料と、（ｂ）永久に磁化す ることの可能な第２の磁性材料とを含み、前記第２の磁性材料が不平等な磁界パ ターンで磁化されることを特徴とする、磁気マーカまたはタグ。 ２．前記第２の材料における磁界パターンは、振幅が変化する、請求項１に記載 の磁気マーカまたはタグ。 ３．前記第２の材料における磁界パターンは、極性および／または向きが変化す る、請求項１に記載の磁気マーカまたはタグ。 ４．前記第２の磁性材料は、磁気バイアス材料の別個の、磁化された区分から形 成される、請求項１、２または３のいずれかに記載の磁気マーカまたはタグ。 ５．前記第２の磁性材料は、磁気バイアス材料の帯またはテープ上に磁界パター ンを書くことによって形成される、請求項１、２または３のいずれかに記載の磁 気マーカまたはタグ。 ６．前記磁界パターンは、前記帯またはテープの幅にわたって変化する、請求項 ５に記載の磁気マーカまたはタグ。 ７．前記第１の磁性材料は、１０³より大きい外因性比透磁率と、１０Ａ／ｍ以 下の飽和保磁力とを有する、前掲の請求項のいずれかに記載の磁気マーカまたは タグ。 ８．前記第１の磁性材料は、細長い帯またはワイヤの形である、請求項７に記載 の磁気マーカまたはタグ。 ９．前記第１の磁性材料は薄膜の形である、請求項７に記載の磁気マーカまたは タグ。 １０．前記帯は、０．１ｍｍから１０ｍｍの幅および５μｍから５００ｐｍの厚 さの範囲内の寸法を有する、請求項８に記載の磁気マーカまたはタグ。 １１．前記帯は、０．５ｍｍから５ｍｍの幅および１０μｍから１００μｍの厚 さの範囲内の寸法を有する、請求項１０に記載の磁気マーカまたはタグ。 １２．前記薄膜の材料は、各々が１ｍｍ²から５００ｍｍ²の範囲内の面積を有す る１または複数のパッチの形である、請求項９に記載の磁気マーカまたはタグ。 １３．前記１または複数のパッチは各々、１０ｍｍ²から１００ｍｍ²の範囲の面 積を有する、請求項１２に記載の磁気マーカまたはタグ。 １４．前記１または複数のパッチの各々は、０．１μｍから１０μｍの範囲の厚 さを有する、請求項１２、１３または１４のいずれかに記載の磁気マーカまたは タグ。 １５．前記第１および第２の磁気層は、紙またはプラスチック材料から形成され た基板によって支えられる、前掲の請求項のいずれかに記載の磁気マーカまたは タグ。 １６．マーカは、物品のための識別用タグとしての役割を果たすよう、物品に固 定されるよう適合される、前掲の請求項のいずれかに記載の磁気マーカまたはタ グ。 １７．マーカまたはタグは、盗品防止または偽造防止用タグとしての役割を果た す、請求項１６に記載の磁気マーカまたはタグ。 １８．マーカまたはタグは、確認用タグとしての役割を果たす、請求項１６に記 載の磁気マーカまたはタグ。 １９．請求項１に記載の複数の磁気マーカまたはタグと、（ｉ）交番磁界を生成 するための第１の手段、（ii）タグの第１の磁性材料と前記第１の手段を使用し て生成された交番磁界との間の相互作用によって生成される高調波を検出するた めの第２の手段、および（iii）前記第２の手段による高調波の検出を前記第１ の手段によって生成された交番磁界と相関させるための第３の手段を含む検出シ ステムとを含む、データ記憶および検索システム。 ２０．前記第３の手段は、タグの第１の磁性材料と交番磁界との相互作用によっ て生成された高調波の振幅および位相を判定するよう構成され、対象となる高調 波は、２から１００の範囲の高調波から選択される、請求項１９に記載のデータ 記憶および検索システム。 ２１．前記第３の手段は、マーカによって生成された前記高調波の特徴を判定し 、かつ、検出された特徴をデータバンク内の情報と比較するよう構成され、前記 情報は、検出された特徴を在庫上の品物に関連する公知の特徴と相関させる役割 を果たす、請求項１９に記載のデータ記憶および検索システム。 ２２．前記第１の手段は、使用の際、第１の高周波数の交番磁界と、第２の低周 波数の交番磁界とを生成するよう構成される、請求項１９、２０または２１のい ずれかに記載のデータ記憶および検索システム。 ２３．前記第３の手段は、前記第１の手段によって生成された交番磁界の１サイ クルにつき、前記第２の手段によって検出される高調波バーストの数を判定する よう構成される、請求項１９、２０、２１または２２のいずれかに記載のシステ ム。 ２４．前記第３の手段は、前記交番磁界の各サイクル内の、前記第２の手段によ って高調波バーストが検出される、１または複数のポイントを判定するよう構成 される、請求項１９、２０、２１、２２または２３のいずれかに記載のシステム 。 ２５．前記検出システムは、マーカによって生成される高調波バーストの特徴を 判定し、かつ、検出された特徴をデータバンク内の情報と比較するよう構成され 、前記情報は、検出された特徴を、在庫上の品物に関連する公知の特徴と相関さ せる役割を果たす、請求項１９から２４のいずれかに記載のシステム。 ２６．前記検出システムは、前記高調波バーストのエンベロープの形状を測定す るよう構成される、請求項２５に記載のシステム。 ２７．前記第１の手段は、５０Ｈｚから２０ｋＨｚの範囲の周波数である交番磁 界を生成するよう適合される、請求項１９から２６のいずれかに記載のシステム 。 ２８．前記第１の手段は、２５０Ｈｚから２０ｋＨｚの範囲の周波数の、高周波 数の交番磁界を生成するよう適合される、請求項２２に記載のシステム。 ２９．前記第１の手段は、３ｋＨｚから１０ｋＨｚの範囲の周波数の、交番磁界 を生成するよう適合される、請求項２８に記載のシステム。 ３０．第１の手段は、１Ｈｚから２５０Ｈｚの範囲の周波数の、低周波数の交番 磁界を生成するよう適合される、請求項２２または２８のいずれかに記載のシス テム。 ３１．前記第１の手段は、５Ｈｚから５０Ｈｚの範囲の周波数の、低周波数の交 番磁界を生成するよう適合される、請求項３０に記載のシステム。 ３２．前記第１の手段は、１ｋＨｚから１０ｋＨｚの範囲の周波数の、高周波数 の交番磁界と、８Ｈｚから５０Ｈｚの範囲の周波数の、低周波数の交番磁界とを 生成するよう適合される、請求項３１に記載のシステム。 ３３．前記第１の手段は、４ｋＨｚから８ｋＨｚの範囲の周波数の、高周波数の 交番磁界と、１０Ｈｚから２０Ｈｚの範囲の周波数の、低周波数の交番磁界とを 生成するよう適合される、請求項３２に記載のシステム。 ３４．異なる分類の物品間を区別し、および／または、所与の分類内の個々の物 品間を区別することを可能にするよう、物品を符号化する方法であって、前記方 法は、（１）前記物品に、（ａ）高い透磁率と、低い飽和保磁力と、非線形のＢ −Ｈ特性とによって特徴づけられる第１の磁性材料、および（ｂ）永久に磁化す ることの可能な第２の磁性材料を含む、磁気マーカまたはタグを付加するステッ プと、（２）前記第２の磁性材料を、前記物品に付加する前にまたは付加した後 に磁化することによって、前記第２の磁性材料内に予め定められた不平等な永久 磁界パターンを生成するステップとを含み、前記磁界パターンは、好適に構成さ れた装置によって読むことが可能であるように、かつ、そのように読まれた際に 、前記物品にまたは前記物品が属する分類に特徴的であるように選択される、方 法。 ３５．予め定められた問合せゾーン内の物品の存在を検出する方法であって、前 記方法は、（Ａ）物品が前記問合せゾーンに達する前に、請求項１２に記載の磁 気マーカであって、その物品を特徴づけるような独特の磁気コードを保持する磁 気マーカを、物品に取付けるかまたは物品内に組込むステップと、（Ｂ）前記磁 気マーカと、前記磁気マーカと相互作用することが可能な付加された磁界との間 の磁気的相互作用を判定することによって、検出可能な応答を生成するステップ と、（Ｃ）前記物品と、前記磁気マーカと、ステップＢによって判定されたその 磁気的相互作用との間の相関関係をディレクトリ内に記録するステップと、（Ｄ ）前記問合せゾーンによって規定されたボリュームを、１または複数の知られて いない物品が前記ゾーン内で突き止められる間に、ステップＢにおいて使用した のと実質的に同じ磁気的条件にかけて、結果として得られる磁気的相互作用を判 定するステップと、（Ｅ）検出された相互作用を前記ディレクトリ内のデータと 比較するステップと、（Ｆ）前記ディレクトリ内の相関データが、ステップ（Ｄ ）内で生成された磁気的相互作用とステップ（Ｂ）内で生成された磁気的相互作 用との間に合致を提供するたびに、その物品の性質を示す応答を生成するス テップとを含む、方法。 ３６．前記付加された磁界は、（ｉ）第１の交番の、低周波数の磁界と、（ii） 第２の交番の、高周波数の磁界とを含む、請求項３５に記載の方法。