JPS6214873B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は物品監視システムおよびそれに用いる
マーカーに関する。より詳細には、本発明は物品
監視システムの感度および信頼性を高めるコード
化された強磁性金属マーカーを提供する。 小売店からの盗難に対して商品などを保護する
という問題は多数の技術的解決策が示された課題
であつた。これらにおいては、札またはマーカー
が保護されるべき物品に固定される。このマーカ
ーは保護されるべき建物の出口ドア、またはレジ
係もしくは精算所付近の通路に設置された送信装
置からの呼掛信号（interrogation signal）に応
答する。送信装置からみて出口または通路の反対
側にある受信コイルは、呼掛信号に応答してマー
カーが発生する信号を受信する。この応答信号が
あることは、マーカーがレジ係によつて取り除く
かもしくは不活性化されていないこと、およびこ
れを付した物品が代金を支払われていないかもし
くは正当にチエツクアウトされていない可能性が
あることを示す。 数種の異なる型のマーカーが文献に示されてお
り、現在使用されている。ある型の場合、マーカ
ーの機能部分がアンテナとダイオード、または共
振回路を形成するアンテナとコンデンサーからな
る。アンテナ―ダイオード型マーカーは、呼掛装
置により送信される電磁場内に置かれたとき受信
アンテナに呼掛周波数の倍音振動数を発生する。
共振回路型マーカーは受信コイルの信号を減少さ
せるために伝送される信号の吸収を増大させる。
倍音振動または信号水準の変化が検知されたこと
は、マーカーの存在を示す。この型のシステムに
関しては、マーカーはレジ係によつて商品から取
り除かれなければならない。これがなされていな
いことは、その商品の支払いがレジ係によつて適
切に報告されていないことを示す。 第２の型のマーカーは、第１要素よりも高い保
磁力をもつ強磁性材料の第２要素少なくとも１個
に近接して配置された高透磁率の強磁性材料の伸
長した第１要素よりなる。このマーカーは、呼掛
周波数の電磁線を受けた場合呼掛周波数の倍音振
動数を受信コイルに発生させる。この種の倍音振
動数が検知されたことは、このマーカーの存在を
示す。マーカーの不活性化は第２要素の磁化状態
を変えることによつて行なわれる。たとえばマー
カーが直流磁場に置かれると第２要素の磁化状態
が変化し、使用されるマーカーのデザインに応じ
て検知のために選ばれた倍音振動数の振幅が有意
に低下し、あるいは隅数の倍音振動数の振幅が有
意に変化する。これらの変化はいずれも直ちに受
信コイルに検知されうる。 強磁性倍音振動数を発生するマーカーは共振回
路型またはアンテナ―ダイオード型のマーカーよ
りも小型であり、より少数の要素および材料を含
み、より製造しやすい。その結果、強磁性材料は
保護されるべき物品につけた使い捨て品として扱
うことができ、顧客が捨てることができる。この
種のマーカーはレジ係により与えられる直流磁場
パルスを加えることにより直ちに不活性化するこ
とができる。従つて共振回路型およびアンテナ―
ダイオード型のマーカーに必要な物理的除去に伴
う取扱い費用が避けられる。 低音振動数を発生する強磁性マーカーに関する
問題点の１つは、離れた位置でのマーカー信号の
検知が困難なことである。受信アンテナに発生す
る倍音振動数の振幅は呼掛信号の振幅よりもはる
かに小さく、その結果この種のマーカーの検知範
囲はこれまで約３フイート以下の通路幅に限られ
ていた。倍音振動数を発生する強磁性マーカーに
関する他の問題点は、置物客が身につけているべ
ルトのバツクル、ペン、ヘアクリツプその他の強
磁性物品により発生する疑似信号とマーカー信号
を区別することが困難なことである。このような
疑似信号によつて引き起こされる誤報に伴う当惑
および不利な法的結果についての業者の憂慮は容
易に認識されるであろう。この種の強磁性マーカ
ーに関するさらに他の問題点は、このシステムの
構成要素により課される以外の条件によりこれら
が不活性化されたり再活性化されたりする傾向を
示すことである。たとえば強磁性材料は永久磁石
を並置した場合故意に不活性化され、あるいはそ
の第２の強磁性要素における磁化損失によつて不
注意に再活性化される可能性がある。倍音振動数
を発生する強磁性マーカーに関するさらに他の問
題は、あるマーカーを他から区別するのが困難な
ことである。このため、物品監視システムは望ま
しいと考えられるよりも操作費が高く、検知感度
および操作の信頼性が低かつた。 本発明は、物品監視システムの構成要素によつ
て加えられる磁場の存在下で識別信号特性を生じ
ることができるマーカーを提供する。このマーカ
ーは高い信号振幅および調節可能な信号標示をも
ち、このシステムの構成要素により課される以外
の条件によつて容易に不活性化または再活性化さ
れることはない。 本発明の一観点においては、マーカー信号は物
品監視システムにより呼掛けられることが定めら
れた複数のマーカーの間で区別することができる
複数の信号基準を含む。本発明の他の観点におい
ては、この区別は単一の信号基準をもつマーカー
の信号を修正することにより達成される。 さらに本発明はコード化されたマーカーを固定
された物品が呼掛帯域内に存在することに応答す
る物品監視システムを提供する。このシステムは
高い選択性をもち、高い信号／ノイズ比、および
マーカーへの呼掛けに際して複数のマーカー間で
区別することができる信号基準をもつコード化さ
れたマーカーにより特色づけられる。要約する
と、このシステムは呼掛帯域を規定する手段をも
つ。呼掛帯域内には、変動する周波数をもつ磁場
を発生させる手段が備えられている。マーカーは
この呼掛帯域を通過することが定められた物品に
固定されている。マーカーは、各ストリツプが磁
気的バイアスをかけられ、これにより活性化され
て入射磁場の周波数帯内のあらかじめ選定された
異なる周波数で機械的に共振すべく調整された、
磁気歪をもつ強磁性材料の伸長した延性ストリツ
プ複数個を含む。磁気歪をもつ材料のストリツプ
に近接して置かれた硬質強磁性要素は、磁化した
場合にあらかじめ選ばれたその周波数で各ストリ
ツプを活性化し、共振させるべく調整されてい
る。磁気歪をもつ材料の各ストリツプは磁気機械
的結合係数（coupling factor）ｋ（０より大）
をもつ。ここでｋ＝√（１−^{2 2}）であり、
ｒおよびａはそれぞれ共振周波数および又共
振周波数である。各ストリツプはこの磁気的バイ
アスをかけられたときこの与えられた交流磁場が
それに信号識別点を与える共振周波数それぞれ掃
引するのに伴つてそのあらかじめ選定された周波
数における有効透磁率が実質的に変化することに
より特色づけられる。検知手段はあらかじめ選定
されたそれぞれの異なる周波数における呼掛コイ
ルと受信コイル間の結合の変化を検知し、これを
他の周波数における結合の変化と区別する。 以下の本発明の好ましい形態および添付の図面
に関する詳細な説明を参照することにより本発明
がより良く理解され、他の利点も明らかになるで
あろう。 図面において、第１図は本発明を採用した物品
監視システムの構成図である。 第２図は第１図のシステムの典型的な店内取り
付けを図示したものであり、店はシヨツピングモ
ール内に位置する。 第３図はあらかじめ選定された周波数範囲にお
ける物品監視マーカーの磁気機械的エネルギー交
換により誘導される電圧を示すグラフである。 第４図は第１図のシステムに用いるためのマー
カーの構成要素を示す等測図である。 第５図は第４図のマーカーを減衰に対して保護
するための可撓性ケーシングを示す等測図であ
る。 第６図は第１図の物品監視システムの一部をな
す呼掛および検知用配列の電気系統略図である。 第７図は第１図の物品監視システムの他の形態
の一部をなす呼掛および検知用配列の電気系統略
図である。 第８図は、物品監視システム用マーカーを構成
する鉄―コバルト含有非晶質合金に関する共振周
波数の磁場依存性を表わすグラフである。 物品監視システム１０の磁気機械的マーカーは
多種の寸法および形状に加工することができる。
従つて本発明は多種多様な監視システムにより作
動することが認められるであろう。具体的に説明
するために、このマーカーを付した商品が小売店
からの商品盗難を防ぐシステムによつて監視され
る盗難防止システムと関連させて本発明を記述す
る。本発明をこれと同様なさらに多様な用途、た
とえば物品および職員の識別に用いうることは容
易に認められるであろう。これらの場合は、マー
カーとそのシステムが磁気機械的エネルギーを交
換し、その結果マーカーは(1)限定された地域への
接近を制御するための職員バツジ、(2)橋の渡航、
駐車施設、工場の敷地、または娯楽施設に伴う自
動監視装置を始動させるための車両通行料プレー
トまたは渡航プレート、(3)分離された書類、倉庫
内包装品、図書の書籍などの検問所管制のための
識別用物体、(4)製品の証明としての機能をもつ。
従つて本発明は、マーカーの１種またはそれ以上
の共振周波数がこれを付けた生物体または非生物
体（以下“物品”と称する）に信号識別点を与え
る、好ましい形態の変形を包含するものとする。 第１，２および４図を参照すると、物品が呼掛
帯域内に存在することに応答する物品監視システ
ムが示されている。システム１０は呼掛帯域１２
を規定する手段をもつ。磁場発生手段１４は呼掛
帯域１２内に可変性の周波数をもつ磁場を発生さ
せるために備えられている。マーカー１６は呼掛
帯域１２を通過することが定められた物品１９に
固定されている。マーカーは活性化された場合入
射磁場の範囲内のあらかじめ選定された周波数で
機械的に共振すべく調整された磁気歪をもつ強磁
性材料製の伸長した延性ストリツプ１８，１８′
を含む。磁気歪をもつ材料のストリツプ１８，１
８′それぞれに近接して配置された硬質強磁性要
素４４は、磁化された場合ストリツプ１８，１
８′に磁気的バイアスをかけ、これによりストリ
ツプ１８を活性化してそれらのあらかじめ選定さ
れた周波数で共振させる。ストリツプ１８，１
８′それぞれは磁気機械的結合係数ｋ（０より
大）をもつ。ここでｋ√（１−^{2 2}）であ
り、ｒおよびａはそれぞれ共振周波数および
反共振周波数である。 マーカー１６は呼掛帯域１２内で磁場をかけら
れると、マーカー１６に信号識別点を与える、あ
らかじめ選定された周波数を構成する共振およ
び／または反共振周波数（第３図にｒおよび
ａとして示される）においてその有効透磁率が実
質的に変化することにより特色づけられる。検知
手段２０は呼掛帯域１２付近にマーカーが存在す
ることにより発生する結合の変化を検知すべく調
整されている。 本発明の他の観点においては、物品監視システ
ム１０は複数のマーカーのうち少なくとも１個が
呼掛帯域１２内に存在することに応答する。磁場
発生手段１４は呼掛帯域１２内に周波数帯をもつ
磁場を発生させる。複数のマーカー１６，１
６′，１６″は呼掛帯域１２を通過することが定め
られている。マーカー１６，１６′，１６″のそれ
ぞれは、マーカーに信号識別点を与える周波数帯
内のあらかじめ選定された異なる周波数において
その有効透磁率が変化することにより特色づけら
れる。各マーカーは磁気的バイアスをかけられ、
これにより、活性化された磁場の周波数帯内の周
波数において機械的に共振すべく調整された磁気
歪をもつ強磁性材料の伸長した延性ストリツプを
含む。検知手段はあらかじめ選定された異なる周
波数それぞれにおいて呼掛帯域内でマーカーの応
答を検知する。 一般にシステム１０には、複数の店を含むシヨ
ツピングモール２の出口２６へ通じる通路の対向
する側に配置された一対のコイルユニツト２２，
２４が含まれる。警報器２８を含む検知回路はモ
ール２の出口２６付近に位置するキヤビネツト３
０に収容されている。衣料品、電気器具、書籍な
どの商品１９，１９′，１９″が店内に陳列されて
いる。各商品１９，１９′，１９″には本発明によ
り構成されたマーカー１６，１６′，１６″が固定
されている。第４図に示されるように、マーカー
１６，１６′，１６″は普通は活性化された状態の
伸長された延性の、磁気歪をもつ複数の強磁性ス
トリツプ１８，１８″を含む。マーカー１６，１
６′，１６″が活性化された状態である場合、物品
１９，１９′，１９″を呼掛帯域１２のコイルユニ
ツト２２と２４の間に置くと、キヤビネツト３０
から警報が発せられるであろう。こうしてシステ
ム１０はモールから商品１９，１９′，１９″が許
可なく持ち出されるのを阻止する。 店５のマーカー１６の共振周波数は店７のマー
カー１６′のものと異なる。同様に店９のマーカ
ー１６″の共振周波数は店５および７それぞれの
マーカー１６，１６′と異なる。検知手段２０
は、マーカー１６，１６′，１６″それぞれが由来
する店を示す可聴信号または可視信号（たとえば
音声合成メツセージ、照明サインなど）を作動さ
せるために、マーカー１６，１６′，１６″のあら
かじめ選定された異なる周波数に応答する理論的
回路を備えている。この方法でシステム１０は、
かなり高価な検知および呼掛の構成部品を重複さ
せる必要性を避ける。 ここで第２図の店５の図を参照すると、金銭登
録機３６付近のチエツクアウトカウンター上に不
活性化システム３８が置かれる。これを電線４０
により金銭登録機３６に電気的に接続することが
できる。正当に支払われた物品１９は不活性化シ
ステム３８の開口４２内に置かれ、ここでマーカ
ー１６に磁場が加えられる。不活性化システム３
８は、マーカー１６により発生する結合信号に応
答して減感回路を活性化すべく調整された検知回
路部品をもつ。減感回路は、ｒおよびａを与
えられた磁場の周波数の範囲外に移動させるかま
たは結合係数ｋを検知不能にするのに十分な程度
に低下させるのに十分な量だけ硬質強磁性材料の
バイアス磁場の強さを高めるかあるいは低下させ
ることによりマーカー１６を不活性化された状態
にする磁場をマーカー１６に加える。そこで、不
活性化されたマーカー１６をもつ物品１９を持つ
て呼掛帯域１２を通過してもキヤビネツト３０の
警報器２８の引き金を引くことはない。店７およ
び９のマーカー１６′，１６″の不活性化はそこに
配置された不活性化システム３８によつて同じ方
法で行われる。 マーカー１６が関与する窃盗検知システムは(1)
呼掛帯域内に可変性の周波数をもつ入射磁場を発
生させ、(2)マーカーの存在により呼掛帯域付近に
発生する周波数において結合の変化を検知し、か
つ(3)ストリツプ１８，１８′により与えられるあ
らかじめ選定された周波数におけるマーカーの結
合の特定の共振性および／または反共振性の変化
を、検知された他の信号の変動と区別することが
できるいかなるシステムであつてもよい。 この種のシステムには一般に変動する電波を、
発振器および増幅器から変動性磁場を発生しうる
フレームアンテナを形成する導電コイルを経て、
伝送する手段が含まれる。このようなアンテナ変
形の例はフランス特許第763681号明細書（1934年
５月４日）中に記載されており、これを参照する
ことによりその記載をここに引用する。 本発明の好ましい形態によれば、マーカー１６
は複数のストリツプ１８，１８′よりなり、これ
はそれぞれ磁気歪をもつ非晶質合金よりなる。ス
トリツプ１８，１８″はそれぞれ伸長し、延性で
あり、本質的に式Ｍ_aＮ_bＯ_cＸ_dＹ_eＺ（式中Ｍは
鉄およびコバルトのうち少くとも１種、Ｎはニツ
ケル、Ｏはクロムおよびモリブデンのうち少なく
とも１種、Ｘはホウ素およびリンのうち少なくと
も１種、Ｙはケイ素、Ｚは炭素であり、“ａ”〜
“”は原子％であり、“ａ”は約35〜85、“ｂ”
は約０〜45、“ｃ”は約０〜７、“ｄ”は約５〜
22、“ｅ”は約０〜15そして“”は約０〜２の
範囲にあり、ｄ＋ｅ＋の合計は約15〜25の範囲
にある）よりなる組成よりなる。 前記構造式をもつ材料のストリツプ１８，１
８′はあらかじめ選定された周波数の入射磁場で
機械的に共振するのに特に適していることが見出
された。本発明者らはいかなる理論によつても拘
束されることは望まないが、前記組成のマーカー
においては交流磁場とマーカー１６の間の直接的
な磁気結合は以下の機構により生じると考えられ
る。 非晶質金属リボンなどの強磁性材料が磁場
（Ｈ）内にあると、リボンの磁区が生長および／
または回転させられる。この磁区の動きにより、
熱として失われる少量のエネルギーのほかに磁気
エネルギーが貯蔵される。磁場を取り除くと、磁
区はこの場合も少量のエネルギーを熱として失つ
て、蓄えられた磁気エネルギーを放出しながらそ
れらのもとの配向に戻る。非晶質金属はこの形の
エネルギー貯蔵において高い効力をもつ。非晶質
金属は列理境界面をもたず、高い抵抗性をもつの
で、それらのエネルギー損失は著しく低い。 強磁性リボンが磁気歪を示す場合、付加的な形
のエネルギー貯蔵もありうる。磁場の存在下では
強磁性非晶質金属リボンは上記のように磁気的に
貯蔵されたエネルギーをもつであろうが、磁気歪
により機械的に貯蔵されたエネルギーももつであ
ろう。貯蔵された単位容積当たりのこの機械的エ
ネルギーの量はＵ_e＝（1/2）TSとして示され、式
中ＴおよびＳはリボンにおける応力および歪であ
る。この追加の形のエネルギー貯蔵は、リボンの
有効透磁率の上昇としてみることができる。 交流磁場および直流磁場が磁気歪をもつリボン
に導入されると（セレノイドにおいて交流および
直流電流により発生しうるようなもの）エネルギ
ーは交流磁場の振動と共に交互に貯蔵および放出
される。磁気歪によるエネルギーの貯蔵および放
出はその材料の機械的共振周波数において最高で
あり、その反共振周波数において最低となる。こ
のエネルギーの貯蔵および放出によつて、リボン
の磁束密度変化を介してピツクアツプコイルに電
圧が誘導される。磁束密度変化は共振周波数にお
ける有効透磁率の上昇および反共振周波数におけ
る低下とみることもでき、従つて実際には駆動セ
レノイドおよび第２ピツクアツプセレノイド間の
磁気結合をそれぞれ増大または低下させる。純粋
に磁気エネルギーの交換により誘導される電圧は
周波数と直線関係にあり、周波数に伴なう電圧の
変化は限定された周波数範囲においては小さい。
磁気機械的エネルギー交換により誘導される電圧
も機械的共振付近を除いては周波数と直線関係に
ある。薄いリボンに関しては、機械的共振周波数
は次式により与えられる。 ｒ＝（ｎ／2L）（Ｅ／Ｄ）^1/2 式中Ｌ、ＥおよびＤはリボンの長さ、ヤング率
および原料密度（mass density）であり、ｎは
倍音振動数の順位を示す。従つて、交流磁場の周
波数がｒ付近で掃引された場合、特徴的な表示
が生じる。第３図に示されるように、共振ピーク
に続いて反共振ピークが生じる。この反共振ピー
クは貯蔵された機械的エネルギーがほぼゼロであ
る場合に生じる。 上記の磁気的および機械的エネルギーの移動
は、磁気機械的結合（MMC）と呼ばれ、磁気歪
をもつ材料すべてにみることができる。このエネ
ルギー移動の効率は磁気機械的結合係数(k)の二乗
に比例し、機械エネルギー対磁気エネルギーの比
として定義されている。現象学的にはｋはｋ＝√
１−^{2 2}）（式中ｒおよびａは上記の
共振周波数および反共振周波数である）と定義さ
れる。係数ｋが大きいほど共振ピークと反共振ピ
ークの間の谷の電圧差は大きい。またｋが大きい
ほど共振と反共振の間の周波数の差は大きい。従
つてｋが大きいとMMC現象の観察が容易にな
る。 一定の非晶質金属においては、結合係数は存在
するバイアス磁場の水準、存在する内部応力（ま
たは構造異方性）、ならびにいずれかの磁気異方
性の水準および方向によつて影響される。非晶質
金属をアニールすると内部応力が除かれ、従つて
ｋが大きくなる。リボンの非晶性のため構造異方
性は小さく、これによつてもｋは大きくなる。適
切に配向した磁場におけるアニールによつて、結
合係数を有意に大きくすることができる。リボン
が呼掛磁場に垂直な磁気異方性をもつ場合、磁区
の移動は最大限となる可能性がある。反磁場効果
のためリボンをその長さ方向（これが最長寸法で
ある）に沿つてのみ呼掛けるのが一般的である。
従つて、誘導される磁気異方性はリボンの長寸を
横切らなくてはならない。 ｋの最大値はリボンの長さに垂直な飽和磁場で
リボンをアニールすることにより得られる（横断
磁場アニール）。1/2インチのリボンについては数
百エルステツドの磁場が必要である。アニールの
最適時間および温度は用いられる合金に依存す
る。たとえば鉄―ホウ素―ケイ素合金は400℃で
30分間横断磁場アニールされた場合、最適結合を
与える（ｋ＞0.90）。このアニールによつて１エ
ルステツドの最適バイアス磁場が得られる。前記
に詳述した組成をもつ合金に関しては、アニール
温度は約300〜450℃の範囲にあり、アニール時間
は約７〜120分の範囲にある。 アニールもｋを最適にするのに必要なバイアス
磁場に影響を与える。一定のアニールを行つた一
定の非晶質金属については、結合はバイアス磁場
に強く依存する。ゼロおよび飽和の磁場において
は結合はゼロである（共振および反共振の現象が
ない）。一定の合金については、最大のｋを与え
る最適バイアス磁場がある。本発明に定められた
組成をもつ合金については、ｋを最適にするため
に必要なバイアス磁場は約0.1〜20エルステツド
の範囲にある。 磁気歪をもつ材料は大部分が若干のMMCを示
すが、非晶質金属は著しく高い結合係数を与える
のできわめて好ましい。注型したままの非晶質金
属は磁気歪をもつ他の大部分の材料よりも高いｋ
値を与える。横断磁場でアニールされた場合の非
晶質金属よりも高いｋ値をもつ材料はない。非晶
質金属は、(a)磁気損失が低く（列理境界がない、
抵抗が大きい）、(b)構造および応力の異方性が低
く、(e)妥当な磁気歪をもち、かつ(d)有益な磁気異
方性を付与されうるので、高いｋ値をもつ。 非晶質合金は、(a)注型したままですら高いｋ値
をもち、(b)機械的に強く、強靭でかつ延性であ
り、(c)必要とされるバイアス磁場が低く、かつ(d)
著しく高い磁気歪性をもつ（これらは共振した際
大きな力を生じるのでより減衰しにくい）ので、
良好なマーカーを形成する。従つて、本発明のマ
ーカーを構成する非晶質金属はアニールする必要
がなく、“注型したままで”マーカーに取り入れ
うることが認められるであろう。 本発明範囲内の原子％の非晶質強磁性マーカー
の組成例を下記の表１に示す。

【表】 物品監視システム用マーカーとして用いるのに
不適当であることが認められた非晶質金属の例を
表２に示す。

【表】

【表】 本発明の非晶質強磁性金属マーカーは希望する
組成のメルトを非晶質合金技術の分野で周知の合
金急冷法（たとえばチエンらに付与された米国特
許第3856513号参照）を用いて少なくとも約10⁵
℃／秒の速度で冷却することにより製造される。
すべての組成物の純度は商業上普通にみられるも
のである。 連続したリボン、線材、シートなどを製造する
ためには各種の方法を用いることができる。一般
に特定の組成を選定し、必要な元素の粉末または
グラニユールを希望する割合で溶融し、均質化
し、溶融した合金を冷却面、たとえば急速に回転
する金属シリンダー上で急速に冷却する。 この急冷条件下で、準安定性の均質な延性材料
が得られる。この準安定性材料は非晶質である可
能性もあり、この場合は広範囲の秩序はない。非
晶質合金のＸ線回折パターンは、無機酸化物ガラ
スに関して観察されるものと類似した抗散ハロの
みを示す。この種の非晶質合金は、その後の取扱
い、たとえばマーカーの信号識別点を破壊するこ
となく合金のリボンから複難なマーカーの形状を
打抜くために十分に延性であるためには、少なく
とも50％が非晶質でなければならない。好ましく
は、卓越した延性を得るためには非晶質金属マー
カーは少なくとも80％が非晶質でなければならな
い。 準安定相も成分元素の固溶体であつてもよい。
本発明のマーカーの場合、この種の準安定性固溶
体相は結晶性合金を製造する技術分野で採用され
る普通の処理技術のもとでは必ずしも製造されな
い。固溶体状合金のＸ線回折パターンは希望する
微細な微結晶による若干のピークの広がりを伴
う、結晶性合金に特徴的な鋭い回折ピークを示
す。この種の準安定性材料も上記の条件下で製造
された場合に延性である。 マーカー１６を構成する磁気歪をもつストリツ
プ１８，１８′は箔（またはリボン）状で製造さ
れることが有利であり、その材料が非晶質であつ
ても固溶体であつても注型したままで窃盗検知用
に用いることができる。あるいは複雑な形状のマ
ーカーを打抜くことを意図する場合により長いダ
イ寿命を得るためには、非晶質合金箔を熱処理し
て結晶相（好ましくは微細な）を得ることもでき
る。 ストリツプ１８，１８′の非晶質強磁性材料は
著しく延性である。延性とは、ストリツプ１８，
１８′を破断することなく箔の厚さの10倍ほどま
で小さく曲げて丸めることができることを意味す
る。このようにストリツプ１８，１８′を曲げる
ことによつて、マーカーに呼掛磁場を加えた際に
マーカーにより発生する磁気特性はほとんどまた
は全く破壊されない。その結果、マーカーは(1)製
造中に（たとえば切断、打抜き、その他ストリツ
プ１８，１８′を希望する長さおよび形状に形作
ること）、また所望によりオン オフ マーカー
を製造するためにこれに硬質磁性バイアス磁石を
施す際に、(2)マーカー１６を保護される物品１９
に施す際に、(3)物品１９を従業員および客が取扱
う際に、また(4)システム１０を逃れることを意図
して信号の破壊を試みる際に、屈曲または彎曲さ
れてもその信号識別点を保持する。 マーカー１６の集成体においてストリツプ１
８，１８′は強磁性要素４４、たとえばストリツ
プ１８に直流磁場を加えることができるバイアス
磁石に近接して配置される。バイアス磁石はスト
リツプ１８，１８′に一対の磁極を与えるよう調
整された形状および配置をもち、各磁極はストリ
ツプ１８，１８′の長寸の反対側の末端にある。
次いでこの複合集成体をポリエチレンなどの高分
子材料よりなる硬質容器６２の中空のくぼみ６０
内に置き、集成体を機械的減衰に対して保護す
る。バイアス磁石４４は一般にSAE1095鋼、バ
イカロイ、レマロイまたはアーノクロムなど保磁
力の高い材料の平たいストリツプである。このバ
イアス磁石４４は集成体中で平行な隣接面に保持
されるので、この保磁力の高い材料はストリツプ
１８，１８′の振動を機械的に妨害することがな
い。一般にバイアス磁石４４は包装の一面として
の役割をもつ。あるいは保磁力の高い材料２個を
ストリツプ１８，１８′のそれぞれの両端にそれ
らの磁極がストリツプ１８，１８′のそれぞれに
一個の磁極対を誘導する状態で配置することもで
きる。この配置の集成体は保磁力の高い材料１個
を透磁性ストリツプに近接した平行な面に用いる
場合よりも薄いがより長い。あるいは出口または
通路にターゲツトから離れて設置された外部磁場
コイルによりバイアス磁場を加えてもよい。この
形態の場合、保磁力の高い材料から作成されたバ
イアス磁石は必要ない。この種のターゲツトはバ
イアス磁石４４を備えたターゲツトの場合のよう
に容易には不活性化されない。さらにバイアス磁
石４４がストリツプ１８，１８′の縦方向に配置
された保持力の高い材料多数個（たとえば10個ま
でまたはそれ以上）から成つていてもよい。従つ
て、バイアス磁場がストリツプ１８，１８′に近
接した硬質強磁性材料によつて加えられるマーカ
ー構造が好ましい。 第５図に示されるように、ストリツプ１８，１
８′を減衰に対して保護するためには軟質の半硬
質パツケージを用いることができる。たとえばス
トリツプ１８，１８′を２枚のフロツク加工織物
またはベルベツト織物７５の表面間にサンドイツ
チにすることができる。織物各片の平面寸法を対
応するストリツプ１８，１８′の寸法よりも若干
大きく調節することによつて織物の端を接着テー
プ８０で互いに圧着し、糊づけし、ヒートシール
し、縫い合わせ、あるいは他の方法で結合させ
て、柔軟な密封クロージヤーを形成させることが
できる。次いでストリツプ１８，１８′に磁気的
バイアスをかけるために必要な保磁力の高い材料
を希望する個数だけ織物片の一方の裏面に乗せ、
ストリツプ１８，１８′に対する動きを防ぐため
織物片に接着する。織物にサンドイツチにしたス
トリツプ１８，１８′を次いでこれらを入れるの
にちようど十分な大きさのポリマーフイルム製の
気密ケーシングの中に入れる。このパツケージを
この中に入る量の空気と共に密封し、まくら状の
形となす。このパツケージは相当する硬質パツケ
ージの場合よりも柔軟であり、かつ全体の容積が
小さい。しかしこれは外圧にいつそう従いやす
く、これによつてストリツプ１８，１８′の振動
が減衰するであろう。このパツケージはたとえば
菓子類または使い捨ての医療用品を包装するため
に用いられている標準的な包装機により高速で容
易に製造される。 ピツクアツプコイルに呼掛周波数の倍音振動数
を発生するマーカーと異なり、共振周波数をもつ
マーカーは初期ないしは駆動周波数が共振周波数
と等しい場合にピツクアツプコイルに誘導される
電圧を顕著に増加させる。倍音振動数を発生させ
るマーカーの場合、マーカー中に存在する透磁率
の高い材料を他の強磁性材料と区別する特色は高
度の倍音振動数の発生である。従つて２種の材料
を区別するためには、これら高度の倍音振動数の
存在を検知する必要がある。一般に、高度の倍音
振動数の電圧は初期ないしは駆動周波数の電圧の
数％にすぎない。 これに対し、本発明の共振周波数をもつマーカ
ーは駆動周波数がマーカーのあらかじめ選定され
た共振周波数を通過するときマーカーに発生する
信号の特定の形状によつて他の物体と区別され
る。バイアス磁場の存在が必要であることもマー
カーを他の物体と区別する方法となる。希望する
マーカーによつてピツクアツプコイルに誘導され
る基本的周波数の電圧に対して著しい影響がある
ため、他の物体の存在下での検知が容易になる。
第３図は、呼掛磁場がマーカーの共振周波数付近
で掃引された場合にマーカーにより生じるピツク
アツプコイルにおける誘導電圧の上昇を示す。こ
の電圧上昇は、周波数帯幅が各マーカーに関して
あらかじめ選定された共振周波数が等しい磁場に
マーカーが置かれた場合にのみ起こる。 操作に際しては、第６図に示すようにこのシス
テムに呼掛回路および検知回路を備えつける。掃
引周波数または震動周波数（dithered
frequency）の発振器１００はその中心周波数が
用いられるマーカーの周波数にほぼ等しくなるよ
うに調整される。発振器１００は増幅器１１０を
駆動させる。この出力は呼掛コイル１２０に与え
られ、マーカー１６および他の材料が通過する空
間に交流磁場を発生させる。呼掛コイル１２０は
呼掛帯域に本質的に均一な磁束密度を与えるよう
に構成されている。これは、ヘルムホルツの構
成、または他のいずれかの適切な配置によつて達
成することができる。増幅器１１０のインピーダ
ンスは増幅器１１０の効率を最大限にするために
呼掛コイル１２０のものと調和しており、これに
よりこれに必要な効率が最小限に抑えられる。 受信コイル１４０は、呼掛帯域に透磁性材料が
存在しない場合、駆動アンテナによより誘導され
る磁束の結果アンテナ末端に発生する電圧が本質
的にゼロとなるような“第８図”型変形において
形成されている。この受信コイルの出力は狭いバ
ンドパスフイルター１５０に与えられる。これの
中心周波数は駆動信号のものに従う。次いで信号
は検知器１７０の入力に与えられる。発振器の掃
引周波数がマーカー共振周波数に等しい場合、限
界値以上の水準の信号は検知器に警報信号を発生
させるであろう。チエツクアウトに際して店員が
バイアス磁石を消磁することにより共振振動数が
変化し、検知されるのが阻止される。 第６図に示された呼掛帯域に置かれる各種物品
に関する、フイルターをかけられ、増幅された信
号の大きさを以下の表３に示す。

【表】 第６図に示される周波数を同期化した限界値検
知器がもつ利点の１つは、各種輻射源または動力
線により導かれた供給源から生じる電磁波妨害に
対してこのシステムが比較的不感受性なことであ
る。警報信号を発生させるためには、このような
妨害は共振周波数においてのみ起こるべきであ
り、さらに掃引された周波数と同期でなければな
らない。与えられた信号を積算し、平均する検知
器１７０は同期のまたは幅広い妨害から警報信号
を発することはないであろう。 表４にはコード化されたマーカー９種の例を示
す。最初の６種のマーカーは１種の非晶質強磁性
要素のみを含み、従つてそれら自身の明瞭な共振
周波数ｒによつて互いに区別することができ
る。マーカー7.8および９は１種よりも多い要素
を含み、従つてそれら自身の明瞭な一組の周波数
によつて他のマーカーと区別することができる。 表４には共振周波数を強磁性要素の合金組成、
熱処理および形状の適切な選択によつて目的にい
かに適合させることができるがについても示され
ている。熱処理は一般にその要素に関してその長
さに垂直な飽和磁場において行われる。異なる時
間もしくは温度、における熱処理、または他の磁
場配向もしくは無磁場によつて異なる共振周波数
が生じるであろう。共振周波数は操作中に存在す
るバイアス磁場にも強く依存する。第８図は鉄―
コバルト含有非晶質合金に関する共振周波数の磁
場依存性を示す（長さ10cm、組成
Fe₆₇Co₁₈B₁₄Si₁、350℃にて45分間焼鈍の試料を
使用）。

【表】

【表】 ここに記載された物品監視システム１０はもち
ろん本発明の範囲から逸脱することなく種々の方
式で変更することができる。たとえば直流バイア
スを与えてマーカーを活性化する硬質強磁性要素
４４を代わりに用いて磁気歪をもつストリツプ１
８，１８′を磁気的に飽和させ、これによつてマ
ーカー１６を不活性化することもできる。この直
流バイアスは(1)電気コイルにより、(2)地球の磁場
により、または(3)ストリツプ１８，１８′の磁気
歪をもつ材料における残留磁束を用いることによ
り発生させることができる。用いられる呼掛コイ
ルおよび受信コイルは別個のコイルであつてもよ
く、あるいは呼掛機能と受信機能をもつ単一のコ
イルであつてもよい。マーカーの共振周波数付近
で呼掛周波数を連続的に掃引してマーカーを振動
させ、次いでマーカーの機械的共振周波数におい
て生じる誘導電圧の実質的変化を検知する代わり
に呼掛パルスまたはバースト（burst）を用いて
マーカーを刺激し、振動させることもできる。パ
ルスまたはバースト型の呼掛信号が終了したの
ち、マーカーはその共振周波数において減衰振動
するであろう。振動しているマーカーはそれぞれ
の共振周波数において受信コイルに電圧を誘導す
るであろう。数種の信号を用いてマーカーに電圧
を印加することができる。たとえばストリツプ１
８，１８′のあらかじめ選定されたそれぞれの異
なる共振周波数を含む正弦波周波数のバーストの
形をもつ信号によつてマーカーに電圧を印加する
ことができる。この種の信号は(1)異なる共振周波
数をもつターゲツトおよび(2)これらのターゲツト
を識別すべく調節された受信回路に電圧を印加す
るのに適している。異なる磁気歪配合をもつスト
リツプを用いることにより、またはストリツプ長
さが異なることにより、または異なるバイアス磁
石を用いることにより、異なる共振周波数が得ら
れる。異なる共振周波数をもつ磁気歪性の多重要
素を用いることにより、多重コード化がなされ
る。本発明の範囲に包含される他の同物な変更を
行なうこともできる。従つて以上の記載に含ま
れ、添付の図面に示される事項はすべて、具体的
に説明するためのものであつて限定の意味ではな
いと解すべきである。 より詳細には、第７図にマーカー１６に呼掛け
かつ検知する代替システムが示されている。同期
化回路２００は電圧印加回路２０１および受信回
路２０２の作動を制御する。同期化回路２００は
電圧印加回路２０１に同期化ゲートパルスを送
り、これが電圧印加回路２０１を作動させる。電
圧印加回路２０１が作動すると、同期化パルスが
持続する間呼掛信号を発生し、呼掛コイル２０６
に送る。コイル２０６により発生する呼掛磁場が
マーカー１６を励磁して機械的共振状態となす。
呼掛信号が終了した時点で同期化回路２００は受
信回路２０２へのゲートパルスを発生し、これが
受信回路２０２を作動させる。受信回路２０２が
作動している間に、もしマーカーが存在するとこ
れは受信コイル２０７にマーカーの機械的共振周
波数のの信号を発生するであろう。マーカーの周
波数が受信器２０２により感知されると、受信器
は指示計２０３に信号を与え、これがマーカー１
６の存在を記録する。 電圧印加回路２０１により発生する呼掛信号
は、マーカー１６のそれぞれ異なる共振周波数を
含む正弦周波数のバーストであつてもよい。ある
いは呼掛信号はその幅が１／（２ｒ）（ここで
ｒはマーカーの可能な限り最高の共振周波数で
ある）に等しいインパルスであつてもよい。発明
のさらに他の形態においては、呼掛信号はその共
振周波数スペクトルが存在する可能性のあるすべ
てのマーカーの共振周波数を含むノイズのバース
トまたは複合信号であつてもよい。 以上本発明をかなり十分に詳述したが、この詳
述されたものに厳密に固執する必要はなく、当業
者には各種の変更および修正が示唆され、これら
はすべて特許請求の範囲に規定された本発明の範
囲内に含まれることは理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を採用した物品監視システムの
構成図である。第２図は第１図のシステムの典型
的な店内取り付けを図示したものであり、店はシ
ヨツピングモール内に位置する。第３図はあらか
じめ選定された周波数範囲における物品監視マー
カーの磁気機械的エネルギー交換により誘導され
る電圧を示すグラフである。第４図は第１図のシ
ステムに用いるためのマーカーの構成要素を示す
等測図である。第５図は第４図のマーカーを減衰
に対して保護するための可撓性ケーシングを示す
等測図である。第６図は第１図の物品監視システ
ムの一部を含む呼掛および検知の配列の電気系統
図である。第７図は第１図の物品監視システムの
他の形態の一部を含む呼掛および検知用配列の電
気系統略図である。第８図は、物品監視システム
用マーカーを構成する鉄―コバルト含有非晶質合
金に関する共振周波数の磁場依存性を表わすグラ
フである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 活性化された場合、呼掛帯域内で加えられる
   入射磁場により与えられるあらかじめ選定された
   周波数において機械的共振しかつマーカーに信号
   識別点を与えるあらかじめ選定された周波数にお
   いて有効透磁率が実質的に変化すべく調整された
   マーカーであつて、該マーカーは磁化された場合
   ストリツプに磁気的バイアスをかけかつ活性化し
   て上記のあらかじめ選定された周波数においてこ
   れを機械的共振させる強磁性要素に近接してそれ
   ぞれ配置された磁気歪をもつ強磁性材料の伸長し
   た延性ストリツプ複数個を含み、各ストリツプが
   ０よりも大きな磁気機械的結合係数ｋをもち、こ
   こでｋ＝√（１−^{2 2}）（式中ｒおよび
   ａはそれぞれ共振周波数および反共振周波数であ
   る）である。磁気物品監視システム用マーカー。 ２ 材料が少なくとも50％非晶質である、特許請
   求の範囲第１項記載のマーカー。 ３ 材料が本質的に式Ｍ_aＮ_bＯ_cＸ_dＹ_eＺ（式中
   Ｍは鉄およびコバルトのうち少なくとも１種、Ｎ
   はニツケル、Ｏはクロムおよびモリブデンのうち
   少なくとも１種、Ｘはホウ素およびリンのうち少
   なくとも１種、Ｙはケイ素、Ｚは炭素であり、
   “ａ”〜“”は原子％であり、“ａ”は約35〜
   85、“ｂ”は約０〜45、“ｃ”は約０〜７、“ｄ”
   は約５〜22、“ｅ”は約０〜15、そして“”は
   約０〜２の範囲にあり、ｄ＋ｅ＋の合計は約15
   〜25の範囲にある）よりなる組成をもつ、特許請
   求の範囲第２項記載のマーカー。 ４ (i)呼掛帯域内で加えられる入射磁場により与
   えられるあらかじめ選定された周波数において機
   械的に共振しかつ(ii)マーカーに信号識別を与える
   各々のあらかじめ選定された周波数において有効
   透磁率が実質的に変化をうけるように調整された
   マーカーであつて、該マーカーは複数の、磁気歪
   をもつ強磁性ストリツプからなり、各ストリツプ
   は磁気的バイアスをかけられかつこれによつて活
   性化されてあらかじめ選定された単一の、異なつ
   た周波数で共振すべく調整されており０よりも大
   きな磁気機械的結合係数ｋをもち、こゝでｋ＝√
   （１−^{2 2}）でｒ及び_aはそれぞれ共振
   周波数及び反共振周波数である磁気物品監視シス
   テム用マーカー。 ５ 各ストリツプが２枚の織物の表面間にサンド
   イツチされ、これらの織物のそれぞれがストリツ
   プの対応する集成体の寸法よりも大きな平面寸法
   をもち、これらの織物がそれらの末端で互いに連
   結されて織物にサンドイツチされたストリツプを
   形成した、特許請求の範囲第４項記載のマーカ
   ー。 ６ 織物にサンドイツチされた複数個のストリツ
   プが気密なポリマーフイルム製ケーシング内に配
   置された、特許請求の範囲第５項記載のマーカ
   ー。 ７ (a) 呼掛帯域を規定する手段、 (b) 周波数帯域をもつ磁場を上記の呼掛帯域内で
   発生させるための発生手段であつて、呼掛コイ
   ルを含むもの、 (c) 上記の呼掛帯域を通過することが定められた
   物品に固着された複数個のマーカーであつて、
   各々の該マーカーは各々のマーカーに信号識別
   を与える周波数帯内の異なつたあらかじめ選定
   された周波数において、その有効透磁率が実質
   的に変化をうけるように調整されており、そし
   て磁気的バイアスをかけられかつそれによつて
   活性化され上記磁場の周波数帯内の単一の周波
   数で機械的に共振すべく調整された磁気歪をも
   つ強磁性材料のストリツプからなり、このスト
   リツプが０よりも大きな磁気機械的結合係数ｋ
   をもち、こゝでｋ＝√（１−^{2 2}）でｒ
   及びａはそれぞれ共振周波数及び反共振周波
   数であるマーカーならびに (d) 呼掛帯域内でそれぞれ異なるあらかじめ選定
   された周波数においてマーカーの機械的共振を
   検知するるための検知手段 を含む、呼掛帯域内に複数個のマーカーのうち少
   なくとも１個が存在することに応答する物品監視
   システム。 ８ 発生手段が呼掛コイルに電圧印加信号を与え
   る電圧印加手段を含み、検知手段が受信コイルに
   より検知された各マーカーの共振周波数をこゝで
   誘導された他の周波数と区別するための受信手段
   を含み、さらに電圧印加手段および受信手段のそ
   れぞれを順次活性化および不活性化するためにこ
   れらの電圧印加手段および受信手段に伴う同期化
   手段がそのシステムに含まれる、特許請求の範囲
   第７項記載の物品監視システム。 ９ 同期化手段が電圧印加手段の活性化されてい
   る実質的に全期間中受信手段の活性化を阻止すべ
   く調整されている、特許請求の範囲第８項記載の
   物品監視システム。 １０ マーカーが磁気歪をもつ強磁性材料のスト
   リツプ複数個からなり、受信手段が受信コイルに
   より検知される各マーカーのすべての共振周波数
   をこゝで誘導される他の周波数と区別すべく調整
   された、特許請求の範囲第８項記載の物品監視シ
   ステム。