JPS6269184A - 誘導磁界式物品監視システム - Google Patents

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】 （発明が属する技術分野〕 本発明は、誘導磁界式物品監視システムに関し・、特に
２つのコイルを有する磁界受信装置を含み、このコーイ
ルの一方のみが、監視さ、第１２る物品の存在を示す信
号をとのコイルが与えるかの関数として、一時に１つの
処理装置に対して結合される誘導磁界式物品監視システ
ムに関−Ｖる３〔従来の技術およびその問題点） 現在人ｆ、　＝ｉＴ能な物品監視システムの１つの形式
は、予め定めた周波数を有する第１の磁界を生じるため
の誘導磁界セ不レータを含む。監視されるべき物品は、
この第１の磁界に応答してｔめ定めた周波数を有する第
２の磁界を生じ６構遺体を含む。第２の誘導磁界の予め
定めた周波数に吋する受信装置は、少なくとも予め定め
た間隔において受取られる第２の磁界の予め定めた周波
数に応答して２１侶反装置を付勢することにより、；）
−０凡己セネレータと受信装置のコイル間のある監視さ
れる禎域における物品の存在の表示を生じる。

前記の受信コイルのいくつかの胃なる構成か使用されて
いる。受信コイルの最も一般的・′□Ｉ−杉代の１つは
、予め定めた画数を４；ｔオる簡１１′ｌ・′を中へ線
ループである。このループの大きさは、特定の′ｌｌ域
即ち区間を覆う如きものである、中線ルー・ブ構造はい
くつかの短所かあり、その１−）はルー７゛の犬きざか
監視１−・＼き典型的な領域を；Ｖうため小う゛じ店舗
の出口の如く比較的太き・くなは、ｊ”Ｌ　４ｉならな
いことである。大きな単線セーブは、高し・＼ルの背景
磁界２ノイズを受けることか多い６、更に、（ぎな面積
のワイヤ・ループは、磁界・で！応度か比較的低く、か
つ配向依存度が非常に大きい。磁界の受イＪ。

装置に対する監視される物品における磁界１構造体の配
向の完全に不規則な性格の故に、ループに対する交流磁
界を用いるほとんど全ての物品監視システムにおいて磁
界の配向に感応することは非常に困難である。

大きな単線ループ・コイルの性能を改善するため、多数
の物品監視システムは８の字の如き形状を呈するコイル
を使用してきた。８の字のコイルは、典型的にはワイヤ
が反対の方向に巻かれたループを形成する２つのループ
を有する。８の字のコイル構造の利点は、両方のループ
に入射する背景ノイズが各ループを形成する巻線即ち導
体の反対の方向によって打消されることである。更に、
８の字のコイルの巻き方向が反対であること、および８
の字を形成するループの大きさが小さいことが、単一ル
ープよりも８の字コイルの配向感度をより小さくするこ
とを可能にする。

しかし、８の字コイル構造は、ループの交差領域におけ
る磁界に対する感度が比較的小さいことか判フた。監視
される物品から反対方向のループの交差点付近における
コイル構造に入射する磁界は打消される傾向を有し、監
視される物品から生じる磁界に対して応答しない不感応
地帯を生じる。

両方のループを同じ方向に巻くことにより、反対方向に
巻かれた８の字ループの不感応地帯を取除くことは可能
であるうしかし、このような構造を有する背景ノイズ・
レベルは、反対方向に巻かれた８の字ループにおいて生
じる背景ノイズに対しては増大する。典型的には、同じ
方向または反対方向に巻かわた８の字ループから生じる
信号は、２つのループを形成するワイヤを直列に接続す
ることにより分析されてきた。このため、１つの信号か
ループから受信装置の処理回路に対して結合される。

〔問題を解決する手段〕

従って、本発明の目的は誘導磁界監視システムのための
斬新かつ改善された受信コイル装置を提供することにあ
る。

本発明の別の目的は、比較的高い感応度を有し、背景ノ
イズに対する不感応度および不感応帯域即ち配向感応度
のない改善された受信コイル装置を有する誘導磁界監視
システムの提供にある。

〔発明の概要〕

本発明によれば、誘導磁界の物品監視システムは、予め
定めた周波数を有する第１の磁界のセネレータを含む。

監視される物品は、第１の磁界を受取って予め定めた周
波数を有する第２の磁界を生じる構造体を含む。受信装
置は、第２の磁界に応答するコイル装置を含む。受信装
置のコイル装置は、第２の磁界に応答して受信コイル装
置に入射する際第２の磁界の変動成分のレプリカである
信号を生じる。受信装置の処理装置は、この受信コイル
装置により生じる信号に対して応答する。

受信コイル装置は、平型ループとして巻かれ、第２の磁
界に対して火なる応答を生じようとする第１と第２のコ
イルを含む。この第１と第２のコイルの一方のみが一時
に処理装置に対して接続される。この受信コイルのどち
らが処理装置に対し接続されるかの選択は、少なくとも
予め定めた時間間隔においてどのコイルか第２の磁界の
予め定めた周波数における信号を処理装置に対して与え
ることの関数として決定される。

望ましい実施態様においては、一時に前記コイルの一方
のみが、ある順序に従って処理装置に対して接続される
。監視される物品の存在を示す処理装置の出力信号に応
答するフィードバック装置が、処理装置に対する第１と
第２のコイルの接続をＩＩＩ御する。このコイルの一方
か少なくとも予め定めた時間間隔にわたり処理回路に対
して第２の磁界の予め定めた周波数を与えつつある限り
、他方のコイルはこの処理装置から遮断される。このた
め、第１のコイルがもはや所要の間隔において処理装置
に対して第２の磁界の予め定めた周波数を有する信号を
与えない時、処理装置に対する前記コイルの出力信号の
逐次の接続が再開される。

一時に１つのループが処理装置に対して接続されるため
、処理装置は大きなループの背景ノイズの半分を有する
信号に対して応答する。更に、単線ループまたは同し方
向または反対方向に巻かれたループを有する８の字アン
テナよりも増大する信号レベル、従って比較的大きな感
応度が得られる。この比較的大きな信号レベルは、大き
なコイルまたは８の字コイルに比較して小さなループが
有する、ループに対する第２の磁界の結合の改善および
配向依存度の減少の故に生じるものである。

コイルの１つを選択することがコイルからの応答か常に
処理回路に対して逐次結合される同様なコイル構成に対
して改善された性能を生じることも判った。もし個々の
小さなループが常に処理回路に対して逐次接続されるな
らば、監視される物品の周波数および時間の要件を満た
す信号を処理回路に与えつつあるループに対しラッチす
ることにより得られる情報の半分しか処理回路が利用で
きない可能性がある。これは、ループの一方が監視され
る物品に対する所要の周波数、振幅および持続期間の制
約を有する信号を生じ得ないためである。従って、２つ
のループから処理回路に対して出力信号を常に逐次結合
することは、両方のループか目標の配向感応度を有する
ため、多くの場合において比較的弱い全体信号を生じる
ことになる。物品における構造体から生じる磁界は、そ
のための放射構造体を含む物品に対して最も近いループ
に対して結合されようとする傾向を有し、これによりこ
の構造体から更に離れたループは検出不能な比較的低い
出力信号を生じる傾向を有するのである。

本発明の４−記および更に他の目的、特徴および利点に
ついては、特に図面に関して本発明の特定の実施態様の
以下の詳細な記述を考察すわば明らかになるであろう。

〔実施例〕

次に、本発明を包含する監視システムが示される図面の
第１図を参照する。この監視装置は、５０％よりかなり
小さなオン／オフ・デユーティ−・サイクルを有する電
力線で付勢される誘導磁界セネレータ即ち送信装置１１
を含んでいる。

セ°ネレータ１１はオンのデユーティ−・サイクル部分
に付勢される間、予め定めた周波数、典型的には６０Ｋ
Ｈｚを有する第１の交流磁界を生じる。望ましい実施態
様においては、このデユーティ−・サイクルは、それぞ
れ１．６および２３．４ミリ秒の持続期間を有するオン
／オフデユーティ−・サイクルにより得られる約６．４
％となる。ゼネレータ１１によつ生じる磁界は、監視さ
れるべき領域の１つの壁面に置かれた同期コイル１２．
１３と電磁結合される。

誘導交流磁界の電力線で付勢される受信装置１４は、ゼ
ネレータ１１により得られる磁界に選択的に応答する。

受信装置１４は、コイル１２．１３を含む壁面と反２律
側の壁面に取付けられる同調されない磁界に応答するコ
イル１５．１６を有する。交流磁界の電磁結合は、コイ
ル１２．１３とコイル１５．１６の少なくとも一方との
間に存在するが、コイル１２．１３は送信装置１１によ
り生じる磁界を得る。しかし、コイル１２、Ｉ３が付勢
される間、受信装置１４はコイル１５．１６から有効に
遮断される。搬送波の周波数は予め固定されているが持
続期間および振幅は変化し得る第２の誘導磁界は、物品
を含む磁気歪みカード１７がコイル１２．１３および１
５．１６を含む壁面間の領域を通過する時、送信装置Ｈ
のオン・チューティー・サイクル部分の経過直後に、コ
イル１５．１６および受信装置１４に対して結合される
。

第２の磁界は、コイル１２．１３および１５．１６間を
通過する物品と関連するものとして受信装置１４によっ
て検出され認識される。

カードＩ７は、本願と同じ譲受人に譲渡されたＡｎｄｅ
ｒｓｏｎ、　ＩＩＩ等の米国特許第４，５１０，４８９
号の教Ａｎ内容に従って製造されることが望ましい。典
型的には、カード１７は、カードの構成素子とゼネレー
タ１１から得られ受信装置１４によって変換される磁界
との相互作用により検出されるように物品上に支持され
る。カード１７は常に付勢状態にあり、この状態におい
て、このカードはゼネレータ１１により得られる交流誘
導磁界に応答する抵抗・コイル・コンデンサ（ＲＬＣ）
回路として有効に機能する。カード１７はゼネレータ１
１より得られる磁界を蓄積する。第１の磁界のパルスが
終了すると、磁気歪みカード１７の諸素子は受信装置１
４により検出される第２の磁界を再び生じる。磁気歪み
カード１７は、勘定係の如き適当なオペレータにより選
択的に消勢され、このカードにより再び生じる交流誘導
磁界をして受信装置１４によっては検出されなくする。

送信装置１１および受信装置１４は、送信装置】１０オ
ン・デユーティ−・サイクル部分の完了と同時に、交流
電力線ソース１８のゼロ交差に応答して受信装置がカー
ド１７から再び生じる誘導磁界に応答するように同期的
に付勢される。交流電力線ソース】８のゼロ交差に応答
してゼネレータ１１および受信装置１４の動作を同期す
ることにより、それぞれゼネレータおよび受信装置の従
来の雄プラグ２１．２２に対して接続される電力線Ｉ９
を除いて、ゼネレータおよび受信装置に含まれる電子回
路は電気的に相互に接続される必要はない。

ゼネレータ１１は、コイル１２．１３が　１．６ミリ秒
間６０ＫＨｚの予め定めた一定の周波数における正弦波
電流を与えられるように、６．４％のデユーティ−・サ
イクルを有する６０ＫＨｚの搬送波により同調されたコ
イル１２．１３を個々におよび同時に付勢するための送
信回路２３および３０を含んでいる。

次の２３．４ミリ秒間は、コイル１２．１３は送信回路
２３および３０によって付勢されない。

送信回路２３および３０は同じものであって、その各々
がトランスレスのＡＣ電力線／ＤＣコンバータと、この
Ａ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータの反対側の端子からコイル１
２．１３に対して、オン・チューティー・サイクル部分
の間６０ＫＨｚの周波数で電流を供給するスイッチ装置
と、を含む。このような目的のため、送信回路２３．３
０は、雄のプラグ２１によりゼネレータ１４に対して接
続される時、回線１９上の交流電力線の電圧に対して直
接応答する。送信回路２３．３０は、プラグ２１によフ
てゼネレータ１１に接続されるときに、電力線１９の交
流電圧のセロ交差と同期してそのオン・デユーティ−・
サイクル部分へ付に勢されるが、これは即ち電力線Ｉ９
上の電圧が零の値を通過する毎にゼロ交差検出装置２４
がパルスを生じるように、この検出装置をプラグ２１に
対して接続することにより得られる結果である。検出装
置２４によって得られるゼロ交差を示すパルスは、送信
回路２３．３０に供給される出力を有する周波数シンセ
サイザ兼整形装置２５に対して与えられ、６，４％のデ
ユーティ−・サイクルを有する６０ＫＨｚのバーストを
生じるように送信回路を付勢する。

ＤＣ電力は、雄のプラグ２１によって回線１９に接続さ
れたＤＣ電源２６により、ゼロ交差検出装置２４および
周波数シンセサイザ兼整形装置２５における諸素子に対
して与えられる。電源２６は、送信回路２３．３０に対
する電源としてコイル１２．１３から必要な交流誘導磁
界を得るため充分な電力を与える能力は持たない。

送信回路２３．３０は、両方の送信回路が同時に付勢さ
れて送信回路の各付勢サイクルのオン・デユーティ−・
サイクル部分において同じ周波数を同時に生じるように
、周波数シンセサイザ兼整形装置２５に応答する。交番
するデユーティ−・サイクル部分の間、送信回路２３．
３０はコイル１２．１３に対して同相および位相外れの
電流を供給する。

このため、最初のオン・デユーティ−・サイクル部分の
間において、送信回路２３．３０によってコイル１２．
１３に対して与えられる電流が、コイルに対する共通の
端子に対して同じ方向の電流がコイルに流れる。次の即
ち第２のオン・デユーティ−・サイクル部分においては
、送信回路２３．３０によりコイル１２．１３に与えら
れる電流は、共通のコイル端子に対して反対方向に流れ
る。

このような結果は、送信回路２３．３０におけるスイッ
チを付勢するシンセサイザ２５により達成され、その結
果最初のデユーティ−・サイクル部分においてスイッチ
は６０ＫＨ２の周波数で同じ順序で付勢される。第２の
デユーティ−・サイクル部分においては、送信回路２３
．３０におけるスイッチは、周波数シンセサイザ兼整形
装置２５からの切換え信号に応答して反対に作動し、コ
イル１２．１３における交流電流に反対の相互極性を持
たせる。このため、例えば、送信回路２３のスイッチは
常に同じ順序に付勢される。対照的に、送信回路３０の
スイッチは、第１のデユーティ−・サイクル部分におい
ては、送信回路２３のスイッチと同じ順序で付勢される
が、次のデユーティ−・サイクル部分においては、送信
回路３０におけるスイッチの付勢時間は、前のバースト
における送信回路３０の付勢時間に対して逆となる。

異なるデユーティ−・サイクル部分における同相および
位相外れの電流によりコイル１２．１３を付勢すること
により、ゼネレータ１１からは相互に直角をなす磁界が
生じる。このため、受信装置１４の非同調コイル１５．
１６は、コイル１２．１３に対するカード１７の配向の
如何に拘らず、カードの第２の磁界を変換することか可
能となる。この結果は、例えコイル１２．１３．１５お
よび１６か全て垂直方向に置かれた平らなワイヤ・ルー
プである場合でさえ得ら打る。コイル１２．１３を形成
するループは、垂直および水平方向に置かれた側面を有
する重なりのない矩形ループであることが望ましい。

コイル１２．１３が送信回路２３．３０により同相電流
て付勢されて同相の磁界の磁束線、即ちループの中心で
同じ方向を向いた磁束線を生じるとこれに応答して、ル
ープ面に対して直角をなす水平方向の磁界がコイル１２
．１３を形成するループの隣接するワイヤの付近に生じ
る。コイル１２．１３を形成するループの中心間の磁束
線は、ループの面の片側では、コイル１２．１３を形成
するループの隣接ワイヤの反対側の垂直方向に反対方向
をなす。

従って、コイル１２．１３を形成するループにおける同
相の磁束線における状態に応答して、比較的強い磁束線
の磁界が存在してカード１７における磁界に応答する素
子に対するＸ軸方向をカバーするが、反対方向の垂直磁
界の打消し効果による弱い垂直方向の磁界が存在する。

同調送信コイル１２．１３と非同調コイル１５．１６と
の間の領域における垂直方向の磁束の磁界がコイル１２
．１３を形成するループを付勢することにより生じ、そ
の結果ループの中心に生じる磁束線が反対方向に流れる
、即ち位相が外れた関係となる。

コイル１２．１３のループの磁束線に対する位相外れの
一関係は、磁束線を反対方向に流れさせ、コイル１２．
１３を形成するループの隣接した水平に置かれた導線セ
グメントの付近で打消しを生じさせる。

コイル１２．１３を形成するループの中心間の磁束線は
、ループ面の片側では同じ垂直方向に指向されてコイル
を有効に１つのコイルとさせる。垂直方向を向いた磁束
線は、カード１７の磁界応答素子に対してＺ軸方向をカ
バーする。

コイル１２．１３を形成するループの同相および位相の
７１゛れた付勢状態から生じる縁磁界は、Ｙ軸方向、即
ち同調送信コイル１２．１３および非同調受信コイル１
５．１６のループを含む面に対して平行な水Ｖ面におけ
る磁束ベクトルを生じる。これにより、３つの相互に直
角方向の磁束線の磁界が、送信回路２３．３０の異なる
オン・デユーティ−・サイクル部分におけるこれらのコ
イルの同相および位相外九の付勢により、コイル１２．
１３を形成するループから得られる。これらの相互に直
角をなす磁界のベクトルは、平らなコイル１２．１３を
含む面に対する磁気歪みカード１７の配向の如何に拘ら
ず、使用可能状態のカードに対する電磁結合を生じる。

付勢された磁気歪みカード１７か同調したコイル１２．
１３と非同調コイル１５．１６間の領域にある時、少な
くとも一方の非同調コーｒルが、カード１７から得た交
流磁界のレプリカである電気信号を生じる。非同調コイ
ル１５．１６が相互に、またカード１７ならびにコイル
１２．１３に対して異なる重なりのない空間位置を有す
るため、相互に異なるコイル１５．１６により電気信号
が変換されるやや高い可能性がある。

受信装置１４は、コイル１５．１６のいずれか一方が、
コイル１２．１３とコイル１５．１６間の領域における
付勢されたカードの存在を信号するために必要な、予め
定めた周波数、持続期間および閾値振幅を有する信号を
変換中かどうかを判定する。

コイル１５．１６によって生じる電圧は、ゼネレータｌ
【からの各１，６ミリ秒の６０にＨｚのオン・デユーテ
ィ−・サイクルのバーストに続く付勢期間中、受信装置
１４の検査即ち検出を行なう回路に対して逐次接続され
る。最初のバーストの後、コイル１５．１６の一方は受
信装置１４の残部に対して有効に結合され、次のバース
トの後、コイル１５．１６の他方が受信装置の残部と有
効に結合される。コイル１５．１６の一方が所要の周波
数、持続期間および振幅の値を有する電圧を生じるとこ
れに応答して、コイル１５．１６の受信装置１４の残部
に対する逐次の結合状態は終了する。コイル１５．１６
は、このような状態では、所要の周波数、持続期間およ
び振幅を有する電圧を生じたコイルがもはや所要の周波
数、持続期間および振幅の特性を有するバーストを受信
しなくなるまで、このコイルが受信装置１４の残部に対
して結合された唯一のコイルとなるように付勢される。

その後、ゼネレータ１１からの異なるバーストの直後に
コイル１５．１６が受信装置１４の残部に対して逐次か
つ交互に結合される。

これらの目的のために、非同調コイル１５．１６によっ
て変換された電圧はそれぞれ前置増巾器３３．３４によ
り常開回路をなすスイッチ３１．３２に対して結合され
る。所要の特性を有する磁界がゼネレータ１１からのバ
ーストの直後にコイル１５．１６のいずれとも結合され
ない通常の動作においては、スイッチ３１．３２の一方
が、ゼネレータ１１からの１．６ミリ秒のバーストの開
始と同時に２５ミリ秒間閉路される。次のバーストと同
時に、スイッチ３１．３２の他方が２５ミリ秒間だけ閉
路される。スイッチ３１．３２は、直列コンデンサ３６
によって自動利得制御増巾器３５の人力ターミナルに接
続された共通の常開回路をなすターミナルを備え、前記
直列コンデンサはスイッチ３Ｉ、３２を介して結合され
たＡＣレベルのみが増巾器３５の入力側に与えられるこ
とを許容する。増巾器３５の利得はある予め定めたレベ
ルに予めセットされ、その結果コイル１５．１６の一方
に生じて増巾器３５の入力側に結合される閾値より高い
電圧に応答して、前記増巾器はコイルに入る磁界と同じ
周波数を有する予め定めた一定の振幅の出力を生じる。

閾値しベルよりも低い増巾器３５の入力に応答して、増
巾器は有効に零レベルを生じる。

同期検出装置３７は、増巾器３５の出力側における前−
記聞値よりも高いＡＣバーストに応答して、これらバー
ストが付勢された磁気歪みカード１７から生じる交流磁
界の周波数と等しい搬送波周波数を有するかどうかを判
定する。更に、検出装置３７は、所要の搬送波周波数を
有するバーストの持続期間を決定する。所要の周波数お
よび持続期間を有するバーストに応答して、同期検出装
置３７は、付勢された磁気歪みカード１７を有する物品
が同調コイル１２．１３と非同調コイル１５．１６との
間の領域にあることを信号する２進数１のレベルを生じ
る。

同期検出装置３７が、ゼネレータ１１により生じる各バ
ーストの後同調コイル１２．１３と非同調コイル１５．
１６との間の領域にある付勢されたカード１７と関連す
る適正な時間間隔だけ付勢されるように受信装置１４の
動作を制御するために、前記検出装置は周波数シンセサ
イザ３８の出力によって付勢される。シンセサイザ３８
は、ゼロ交差検出装置３９の出力パルスに対して応答し
かつこれによってクロックされる。検出装置３９の出力
パルスは、電力線１９により雄プラグ２２に対して結合
されるＡＣ電圧のゼロ交差に対して同期させられる。こ
のためには、ゼロ交差検出装置３９は雄プラグ２２と結
合された人力と、電力線のゼロ交差が生じる毎にパルス
が得られる出力とを有する。ゼロ交差検出装置３９のパ
ルス出力は、周波数シンセサイザ３８の入力側に加えら
れる。

上記の如くスイッチ３１．３２の動作を制御するため、
論理回路４１はそれぞれ同期検出装置３７および周波数
シンセサイザ３８の出力に応答する第１と第２の入力を
有する。同期検出装置３７が２進数０の出力レベルを生
じて付勢されたカートがコイル１２．１３とコイル１５
．１６との間に存在しないことを表示する通常の動作に
おいては、論理回路４１は周波数シンセサイザ３８に対
して応答し、ゼネレータ１１からの第１と第２の連続す
る磁界バーストの直後に、スイッチ３１．３２が交互に
閉路状態に付勢される。同期検出装置３７が２進数１の
レベルを生じて付勢されたカート１７かコイル１２．１
３とコイル１５．１６間にあることを表示する時スイッ
チ３１が閉路されるとこわに応答して、論理回路４１は
スイッチ３２を開路状態に維持しなからスイッチ３１を
閉路状態に付勢させる。スイッチ３Ｉ、３２のこのよう
な状態は、同期検出装置３７が再び２進数０のレベルを
生じるまで維持される。スイッチ３２が閉路される間同
期検出装置３７が２進数１のレベルを生じるならば、論
理回路４１はスイッチ３１．３２を付勢し、その結果２
進数０のレベルが同期検出装置により再び得られるまて
、こわらのスイッチはそれそ九開路状態と閉路状態に維
持される。

コイル■２．１３から磁界バーストが得られる間同期検
出装置３７か有効に消勢されるため、磁束線がコイル１
２．１３から得られつつある問罪同調コイル１５．１６
は受信装置１４の残部から有効に遮断される。実際に、
検出装置３７は、送信回路２３．３０のオン・デユーテ
ィ−・サイクル部分の各々が終了した直後に、ある予め
定めた間隔のみシンセサイザ３８の出力によって付勢さ
れる。更に、送信回路２３．３０のオン・デユーティ−
・サイクル部分において、周波数シンセサイザ３８は増
巾器３５の利得を平に低減させて、平の出力電圧を増巾
器によって検出装置３７に対して結合させる。このため
、シンセサイザ３８は、増巾器３５の出力を再び増巾器
の利（ｉｔ制御入力側に結合するよう通常に付勢される
スイッチ・１３に対して制御入力として結合される出力
を有する。しかし、送信回路２３．３０のオン・チュー
ティー・サイクル部分の間に生じる如きスイッチ・１３
の１ｔｉｌ制御人力に対して結合される周波数シンセサ
イザ３８の２進数１の出力に応答して、スイッチ４３は
負のＤＣ電圧を増［↑１器３５のバイアス人力に対して
結合するよう付勢されて、増巾器の利得を零に付勢する
。周波数シンセサイザ３８は、送信回路２３．３０のオ
ン・デユーティ−・サイクル部分において検出装置にお
けるｈｔ分素そか零にリセットされるように同期検出装
置３７を制御する。

ＤＣ動作電力は、雄プラグ２２により電力線］９と結合
されたＤＣ電源４２によって増巾器３３〜３５、同期検
出装置３７、周波数シンセサイザ３８、セロ交差検出装
置３９および論理回路４１に対して供給される。

次に、送信回路２３．３０に含まれる回路の回路図であ
る第２図を参照されたい。送信回路２３．３０における
回路は同じものであるため、送信回路２３に対する第２
図の説明で回路２３．３０の双方に対して充分である。

送信回路２３は、ＤＣ電源５１に至るトランスレス電源
電力線と、周波数シンセサイザ兼整形装置２５の出力に
応答する整形回路５２と、スイッチ装置５３と、コイル
１２を含む共振回路５４とを含む。整形回路５２は、周
波数シンセサイザ兼整形装置２５の出力に応答してスイ
ッチ５３に位相外れ制御信号を供給する。スイッチ装置
５３は、トランスレス電源５１からの反対の極性の電圧
により付勢され、整形回路５２によりこのスイッチ装置
に対して与えられる周波数において低いデユーティ−・
サイクルの電流を直列共振回路５４に対して流れさせる
。

トランスレス交流電力線／ＤＣ電源５１は、電力線６１
．６２に対して直接結合されたダイオード５６〜５９か
らなる全波ブリッジ整流器５５を含む。タイオード５６
．５７はそれぞれリード線６１．６２に対して結合され
るアノードを有するが、ダイオード５８．５９はそおぞ
托リード線６１．６２に対して結合されたカソードを有
する。タイオード５６．５７はエネルギ′蓄積フィルタ
・コンデンサ６４の電極６３に対する共通の接続を有す
るカソードを有するが、ダイオード５８．５９はコンデ
ンサ６６の負のバイアスを加えた都城Ｒ１１１、．−Ｎ
オフ、　」ｔ、ＩｒＩｔＴ＋　Ｌｎ　ｕ　ｌｙ　ｍ　ｔ
　７．　？　／　　ｋ’　ｆｙ　−＋む。コンデンサ６
４．６６の電極６７．６８は、電源５１のタップ６９に
おける共通接続を有する。正および負のＤＣ電圧はそれ
ぞれ、電極６３．６５に対して結合された電源５１の出
力ターミナル７１．７２において生じる。

スイッチ装置５３は、そわぞれ整形回路５２からの位相
外れ制御′混圧によりドライブざ九るベースを有するＮ
ＰＮ−型バイポーラ・トランジスタ７４．７５を有する
。トランジスタ７４．７５は、整形回路５２によりその
ベースに対して加えられる電圧に応答して順方向にバイ
アスされ、かつ電＃５１のターミナル７１．７２により
正と負の電圧か与えられる、コレクタ／エミッタ経路を
含む。トランジスタ７４．７５のコレクタおよびエミッ
タはそれ＋：わターミナル７１．７２に対して結合され
、トランジスタ７４のエミッタおよびトランジスタ７５
のコレクタは共通ターミナル７６を有する。トランジス
タ７４．７５のエミッタ／コレクタ経路はぞおぞれダイ
オード７７．７８により分路され、これらダイオードに
おいては分路された各コレクタ／エミッタ経路における
電流の流れの方向と反対方向に電流が流れるように極性
が与えられる。

タップ６９および共通ターミナル７６は、誘導磁界を送
出するコイル１２、同調コンデンサ８１および抵抗８２
を含む直列共振回路５４の反対側のターミナルに対して
結合される。コンデンサ８１の値は、オン・デユーティ
−・サイクル部分において回路５４がトランジスタ７４
．７５のスイッチング周波数と略々同じ周波数に共振す
るように選定される。しかし、コイル１２のインダクタ
ンスおよびコンデンサ８１のコンダクタンスの値におけ
る変動の故に、オン・デユーティ−・サイクル部分にお
いて回路５４の共振周波数は、滅多にトランジスタ７４
．７５の付勢周波数と等しくなることはない。共振回路
のＱ値を制御する抵抗８２は、オン・デユーティ−・サ
イクル部分におけるスイッチ７４．７５の駆動周波数に
対する異なる発生装置における回路５４の共振周波数の
僅かな変動にも拘らず、非常に小さな歪みを有する正弦
波電流が回路５４に流わるように保証することを助ける
。

作用においては、トランジスタ７４．７５のベースに与
えられる６０ＫＨｚのドライブ・サイクル毎に、トラン
ジスタ・スイッチ７４のコレクタ／エミッタ経路に対す
る順方向バイアス間隔の終りと、トランジスタ７５のコ
レクタ／エミッタ経路に対する順方向バイアスの開始と
の間、およびスイッチ７５からスイッチ７４に対する順
方向バイアスの場合にはその反対に僅かなデッド・タイ
ムか存在する。

このデッド・タイムは、シンセサイザ２５からの６０Ｋ
Ｈｚの入力に応答してトランジスタ７４．７５のベース
に第３Ａ図および第３Ｂ図に示される相補波形を有する
制御信号を与えるために、整形回路５２によって生じる
。

トランジスタ７４．７５はそれぞれ、第３Ａ図および第
３Ｂ図に示された波形の正の部分において順方向にバイ
アスされる。これ以外の場合には、トランジスタ７４．
７５は逆バイアスが掛けられる。トランジスタ７４が順
方向バイアスされる間、電流はコンデンサ６４の電極６
３からターミナル７１およびトランジスタ７４のコレク
タ／エミッタ経路を経て共通ターミナル７６へ流れ、次
いで直列共振回路５４を経てタップ６９へ、またコンデ
ンサ６４の負の電極へ戻る。トランジスタ７５のコレク
タ／エミッタ経路が順方向にバイアスされるとこれに応
答して、電流はコンデンサ６６の正の電極６８からタッ
プ６９を経て直列共振回路５４に流れ、トランジスタ７
５のコレクタ／エミッタ経路からターミナル７２により
再びコンデンサ６６の電極６５へ戻る。このため、電流
はトランジスタ７４．７５の相補的な導通間隔において
直列の共振回路５４に反対の方向に流れる。

トランジスタ７４．７５の低いデユーティ−・サイクル
での順方向バイアスの攻に、各オン・デユーティ−・サ
イクル部分においてはコンデンサ６４．６６から比較的
小さな電流のドレーンか存在する。

この低いデユーティ−・サイクルは、安価なトランスレ
スＡ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータを使用することを可能にす
る。スイッチング・トランジスタ７４．７５を付勢する
最大のデユーティ−・サイクルは、磁気歪みカード１７
、受信装置１４の同期検出装置３７お上γドＡ　Ｃ／　
Ｄ　Ｃ−ｘンバー々ＦＩ　＋　／７’ｌ　ＩＥＩ鯰訟）
７ド堵虚宇子の応答特性の如き、いくつかの因子によっ
て確定される。

回路５４の共振周波数がトランジスタ７４．７５のベー
スに対するドライブ周波数と僅かに異なる場合でさえ、
ダイオード７８．７９は抵抗８２と共働して、実質的に
歪みのない正弦波電流がコイル１２に流れることを許容
する。コイル１２およびコンデンサ８１のエネルギ蓄積
特性の故に、トランジスタ７４．７５の逆バイアスの後
、電流が共振回路５４に流れ続けようとする傾向がある
。これらトランジスタの１つの逆バイアスおよび他のト
ランジスタの順方向バイアスの開始間のデッド・タイム
が、トランジスタのエミッタ／コレクタ経路を分路する
ダイオード７８．７９が共振回路５４に流わ続けようと
する傾向を有する電流を吸収することを許容する。

トランジスタ７４．７５が第３Ａ図および第３Ｂ図に示
される信号によりドライブされる時、タップ６９と共通
ターミナル７６間の電圧は第３Ｃ図に示される波形を有
する。この波形は、それぞれターミナル７１．７５）に
おける電圧と等しい正と負のレベルからなる。第３Ｃ図
の波形の正と負のレベル間には、トランジスタ７４．７
５のデッド・タイムと一致する雫の電圧レベルが存在す
る。

トランジスタ７４．７５の付勢周波数と等しい共振周波
数により共振回路５４の両側に加えられるタップ６９と
ターミナル７６間の電圧に応答して、第３Ｄ図に示され
る波形を有する電流が共振回路５４に流おる。

その結果タップ６９とターミナル７６間に生じる電圧は
第３Ｅ図に示され、これがタイオード７８．７９により
与えられる導通路を経てトランジスタ７４．７５のデッ
ド・タイムの間共振回路５４に流れる連続的な電流の結
果である。

このため、例えトランジスタ７４．７５に対するドライ
ブ信号にデッド・タイムか存在する場合でも、共振回路
５４の両側に生じる結果の出力電圧は、共振回路５４を
流れる電流のタイオード７８．７９の交互の導通によっ
てデッド・タイムを生じない。典型的には、トランジス
タ７４が最初に逆バイアスを掛けられる時、略々下の値
を有する正の′電流か回路５４においてターミナル７６
からタップ６９に向って流れる。この電、流は、タップ
６９を経てコンデンサ６６の電極６８へ流れ、コンデン
サを経てダイオード７９により再び共通ターミナル７６
へ戻る。共振回路５４における電流かデッド・タイムの
間隔において極性を変化する時、正の電流が共振回路５
４からターミナル７６へ、更にダイオード７８からコン
デンサ６４の電極６３へ流れる。

トランジスタ７５のコレクタ／エミッタ経路か順方向に
バイアスされる時は、直列共振回路５４から流わ電流は
ターミナル７６へ流れ続けるが、この時トランジスタ７
５のインピーダンスの低いコレクタ／エミッタ経路から
コンデンサ６６を経てタップ６９へ流れる。トランジス
タ７５が順方向にバイアスされる間、電流はコンデンサ
６６から直列共振回路５４およびトランジスタ７５によ
り学えられる負荷ヘトレーンされる。このため、トラン
ジスタ７５か順方向にバイアスされる間は、トランジス
タ７４が順方向にバイアスされる間にタップ６９から直
列共振回路５４を経てターミナル７６に向フて直列共振
回路５４を流わる電流の方向とは反対方向に電流が流れ
る。トランジスタ７５がカット・オフされると、ターミ
ナル７６を経て共振回路５４に流わる電流は、コンデン
サ６４の再充電を助けるためにダイオード７８に流れる
ように変更される。この電流は、共振回路５４における
電流の方向が反転するまで、プツト・タイムの間流打続
け、この時コンデンサ６６はタイオード７９て終る経路
により充′融電流が与えら肌る。

オフ・デユーティ−・サイクル部分においては、それぞ
れ１．６および２３．４ミリ秒の指定されたオンおよび
オフ・デユーティ−・サイクルの持続期間の９０％以上
において存在するように、ダイオード・ブリッジ整流器
７５によりターミナル７１．７２に対して加えられる整
流されたＤＣ電圧がコンデンサ６４および６６を再充６
させる。

抵抗８２の値は、同調される共振回路５４のＱ値が所要
の歪みの小さな正弦波電流の供給を助けるため少なくと
も８に等しくなるように選定される。

共振回路５４に流れる正弦波電流のピーク振幅は、主に
抵抗８２の抵抗値により決定され、また抵抗８２の抵抗
値により除したターミナル７１．７２間のインバータ５
１の出力電圧のピーク振幅と略々等しい。

直列共振回路５４に流わる電流の周波数は、例えトラン
ジスタ７４．７５の動作周波数からの共振回路５４の共
振周波数における偏差が存在する場合でさえ、こわらト
ランジスタの６０　Ｋ　ｔ（ｚの動作周波数により定ま
る。このような場合には、タイオード７８．７９は、共
振回路５４の共振周波数よりもそわぞれ小さくまた大き
なトランジスタ７４．７５の周波数の付勢に応答して、
回路５４にそわぞれ流打る進み電流および遅れ電流を通
す。

トランジスタ７４．７５か完全にオンおよびオフ・モー
ドで作動する送信回路２３の切換えモード動作の攻に、
回路のワット損しベルは従来技１Ｊト［の装置よりも通
かに小さい。共振負荷が回路５４Ｍより与えられる送信
装置１１の切換えモード動作は、トランジスタ７４．７
５のストレスおよびスイッチング損失を低減させ、装置
の信頼性および効率を向上させる。

次に、ＡＧＣ増巾器３５の出力により並列にドライブさ
れる同期復調器１５１　、１５２を含むように同期検出
装置３７が示される図面の第４図を参照する。付勢され
た磁気歪みカード１７が同調送信コイルＩ２．１３と非
同調受信コイル１５．１６との間の領域にある時、復調
器１５１　、１５２の入力端の増巾器３５の出力は、ゼ
ネレータ１１のオン・デユーティ−・サイクル部分にお
いてコイルＩ２．１３が付勢される間を除いて、一定の
振幅の正弦波と仮定することができる。増巾器３５から
復調器１５１　、１５２に対する正弦波の人力信号は、
下式に従って変化すると仮定することかできる。即ち、 ｓｉｎ　　（ω、１＋φ） 但し、ω１は、送信装置１１のオン・デユーティ−・サ
イクル部分が終了した後付勢状態のカード１７から得ら
れる交流波の角周波数であり、ｔは時間であり、φは受
信装置の残部にエネルギを与えるコイル１５または１６
に入る時付勢状態のカード１７における構造体から得た
搬送波の周波数の予測できない可変位相である。

本文における記述の目的のため、復調器１５１．１５２
に対する正弦波入力は送信装置１１の全オフ・デユーテ
ィ−・サイクル部分において存在するものとする。しか
し、実際には、復調器１５１　、＋５２に対する正弦波
人力は、送信装置１１のオフ・デユーティ−・サイクル
部４分の一部のみで有限の値を有する減衰した正弦波で
ある。減衰した正弦波の振幅かあるレベルよりも低く降
下すると、増巾器３５の特性の故に復調器１５１　、１
５２に対する人力は零に降下する。正弦波がある予め定
めたレベルよりも高い限りは、増巾器３５の出力の振幅
は一定となる。送信装置１１の各オフ・デユーティ−・
サイクル部分における増巾器３５の一定の振幅の正弦波
出力の長さは、同調送信コイル１２．１３および非同調
受信コイル１５．１６に対するカード１７の配向、なら
びにこれらコイル間の領域におけるカードの位置の関数
として変化し得る。しかし、同期検出装置３７において
用いられる検出プロセスのため、前記領域における典型
的な付勢状悪のカードからの搬送波周波数のサイクル数
は、カードの正確な検出を行なうに充分である。

同期検出装置１５１　、１５２は、基準位相を有すると
仮定される基準波形の直角成分によって付勢される。同
期復調器１５１　、１５２の第２の入力はそれぞれ下式
により表わすことができる。即ち、ｓｉｎωＲｔ、およ
び ＣＯＳω、１ 但し、ω８は基準波形の角周波数で、これは更にカード
１７における構造体から得られるＡＣ搬送波の周波数と
等しい。

同期復調器＋５１は、その入力ｓｉｎ　（ω１ｔ＋φ）
およびｓｉｎωＲｔに応答して下式により表わされる出
力を生じる。即ち、 ｓｉｎ　（ωｌｔ＋φ）・５ｉｎ（ｌＪＲＬ同様に、同
期復調器１５２はその２つの入力信号を掛合せて、下式
による表わされる出力信号を生じる。即ち、 ｓｉｎ　　（（＆ｌ　、ｔ＋　φ）　　−ｃｏｓ　　ω
、、を同期復調器１５１および１５２の出力信号は、ω
１、φおよびω６の関連値に従ってプラスとマイナスの
基準値間で変化する両極性信号である。ω１およびωＲ
が等しくなるとこれに応答して、復調器＋５１．　、１
５２の出力はＤＣ電圧となる。しかし、ω１かカード１
７以外の信号ソースから生じるためω１がωＲと異なる
ならば、復調器１５１．１５２は和と差の周波数（ω１
＋ωＲ）および（ω、−ωＲ）におけるＡＣ信号を生じ
る。復調器１５１　、１５２の出力において表示された
応答は、差の周波数即ちう２なり周波数（ω１−ω、）
に対してのみ考えられる。検出装置３７により行なわれ
る積分がこれらの高い周波数成分を無意味なレベルまで
低減させるため、和の周波数（ω１＋ωＲ）について考
えることは不必要である。

復調器＋５１および１５２の出力信号は、それぞれアナ
ログ信号積分器！５３および１５４に対して加えられる
。積分器１５３　、１５４は、高利得ＤＣ演算増巾器１
５５　、１５６　、フィードバック・コンデ゛ンサ１５
７．１５８ならびに入力抵抗１５９　、１６０を含む標
準的な積分器である。積分器１５３　、１５４は、その
間に積分器が復調器１５１　、１５２の出力信号にイｆ
効に応答する持続期間Ｔを有するサンプリング・ウィン
ドを除いて、雫にリセットされる。この目的のため、コ
ンデンサ１５７　、１５８は、送信装置１１の各オン・
デユーティ−・サイクル部分の終了のほとんど直後に開
始するサンプリング・ウィンドを除いて、前記コンデン
サを分路するスイ・ソチ＋６２．１６３によって短絡さ
れる。スイッチ１６２．１６３は、シンセサイザ３８の
出力により閉路および開路状態に同時に付勢される。サ
ンプリング・ウィンドＴの持続期間は、以下に述べるよ
うに、同期検出装置３７の所要の帯域に依有する。サン
ブリンク・ウィンドは、ＡＧＣ増巾器３５の出力とその
バーｒアス人力との間に結合されたスイ・ンチ４３によ
り作動状態に切換えられる前記増巾器と同時に始まる。

積分器１５３　、１５４の出力レベルは、それぞれコン
パレータ１６５　、１６６によって常に監視される。

コンパレータ１６５　、１６６は通常２　進ａ　字のレ
ベルの出力を生じる。しかし、基準値Ｖ　ＲＩＸＦを越
えるコンパレータ１．６５　、１６６の入力の絶対値に
応答して、コンパレータは２進数１の出力レベルを生じ
る。コンパレータ１６５　、１６６の２進数１の出力レ
ベルはＯＲゲート１６７において組合される。このよう
に、２進数１のレベルは、基準値■Ｒや、を越えるサン
プリング・ウィンドにわたる積分された応答の絶対値に
応答してＯＲケート１６７から得られる。コンパレータ
１６５．１６６は、ＤＣ電源４２により与えられるり、
Ｃ基準レベル＋ＶＲＥＦおよび−Ｖ　ＲＥＦに応答して
上記の語出力を得る。

信号積分器１５３　、１５４は、下式に従って同期復調
器１５１．１．５２のＤＣ出力に応答して時間と共に１
線的に上昇する出力電圧を生じる。即ち、周波数ω１が
、付勢状態のカード１７が送信および受信コイル間の領
域にある時存在する如き基準周波数ωＲと同じである場
合には、サンプリング・ウィンドの完了時およびスイッ
チ１６２　、１６３の閉路性の積分器１５３　、１５４
の出力信号はそれぞれＶ　、　＝　Ｔ／２　ｃｏｓφお
よびＶ２＝Ｔ／２　ｓｉｎφによって表わされる。従っ
て、積分器１５３．１５４の出力における振幅は、専ら
受信装置のサンプリング・ウィンドＴの持続期間および
復調器１５１．１５２と並列に結合された信号と値ω８
に対する基準位相との間の相対位相角度φに比例する。

相対位相角度φは０°と　３６０°の間で予測不能に変
化するため、電圧Ｖ、およびｖ２はφを表わす振幅を有
する両極性の電圧である。これは、積分器１５３　、１
５４の出力の絶対値を基準レベルＶＲＥＩ、と比較する
ことか必要であるためである。

Ｖ　ＲＥＦの大きさは、復、稠器１５１．１５２に対し
て与えられる一定の振幅の正弦波人力である５ｉｎ（ω
１ｔ＋φ）がφ＝・１５°の時コンパレータ１６５　、
１６６の各々の２進数１の出力を生じる結果になるよう
に選定される。Ｖ＋？６Ｆの値は、時間Ｔにおける実際
の値ｖｌを用いかつ積分器１５３．１５４の人力の振幅
レベルおよび伝達関数を考慮に入れることにより、φ＝
０の時Ｖ　、　＝　Ｔ／２　ｃｏｓφとすることにより
略々０．３５Ｔに等しくなるように決定することができ
る。このＶｌの値は、ｃｏｓ　４５’ｗ　（約０．７０
７に等しい）で乗算してＴ／２　ｃｏｓ　４５’　＝　
０．３５Ｔの結果を得る。■−６＝０．３５Ｔを設定す
ることにより、Ｖｌまたは■２はいずれも決して０．３
５７より小さくないため位相の如何に拘らず、周波数ω
１＝ωＲを有する全ての人力信号が検出される。

ウィンＩＱ’　Ｔの持続期間が同期検出装ｊ〃３７の行
動帯域を決定する。ウィンドＴが充分に長けわば、ω□
と異なるとんな周波数ω１も検出されない。

これは、復調器１５１　、１５２により生じるうなり周
波数が最後には積分器１５３　、１５４により′容のレ
ベルに平均化されるためである。ω１がω３と等しくな
い場合には、サンプリング・ウィンドＴの完了時の積分
器１５３　、１５４の出力電圧は下式により表わされる
。即ち、 ｓｉｎ［（ωｌ　　−ω１１　）ｔ＋φコ２　（ω１−
ω９　） および ２（ω１−ωＲ） このため、積分器＋５３．１５４は復調器１５１　、１
５２から生じるうなり周波数（ω１−ωＲ）に対して応
答する。積分器１５３　、１５４は、和の周波数（ω１
＋ωＲ）を無意義なレベルへ平均化し、これにより和の
周波数はＶＩおよびＶ２の値に対しては何の効果も生じ
ない。

復調および積分のプロセスの帯域巾は、時点１＝０、お
よび０と正弦波電圧が磁気歪みカード１７からの応答に
対して復調器１５１．１５２から得ることができる最大
持続期間との間の他の時間ｔにおける、この２つの最後
の式を評価することにより決定することができる。帯域
巾（ω１−ωＲ）または（ω３−ωＩ）は、時間Ｔに対
する実際の値、および積分器１５３　、１５４の人力振
幅レベルおよび伝達関数を用いてＶｌおよびｖ２の大き
さを計算することにより決定される。Ｖ　ＲＥＰ　＝　
０．３５Ｔに対して前に計算した値を考慮に入れて、検
出装置３７の通過帯域は±１／２Ｔに等しい。典型的に
は、Ｔ　＝　Ｌ、Ｓ　ミリ秒となり、システムに約±３
００Ｈｚの通過帯域を提供する。

このように、復調器１５１　、１５２および積分器１５
３　、１５４により得られる同期復調／積分プロセスは
、同調された素子を含むことなく長い正弦波信号に対し
ては狭３．Ｘ周波数帯域を有する。更に、この復調／積
分プロセスは、ω８を含む全ての周波数においてインパ
ルスがエネルギを有する場合でさえ、インパルス型のノ
イズの影習を受けない。ω９を含むどんな周波数におけ
るエネルギも、積分器１５３　、１５４の出力信号が基
準値ＶＲεＦを越える絶対値を持たないようにする短い
持続期間を有する。このため、受信装置１４は、周波数
ω７を有し、予測できない可変位相およびインパルス型
のノイズに存在する如き背景エネルギが存在する場合の
予め定めた時間位置を有する人力信号を識別することが
できる。これは、同期復調器１５１　、１５２により行
なわれる同期検出プロセスおよび信号積分器１５３　、
１５４を関与させる持続期間検出プロセスの故である。

次に、平型の同調送信コイル１２．１３および非同調受
信コイルＩ５．１６が、監視下の物品において磁気歪み
カード１７が通過し得る監視領域２０１に支持される図
面の第５図を参照する。送信コイル１２．１３は、非同
調受信コイル１５．１６を含む壁面２０３に対して平行
に置かれた壁面２０２に支持されている。コイル１２．
１３は、コイルを含む共通面が壁面２０２の平坦面に対
して平行となるように取付けられる。同様に、コイル１
５．１６の共通面は平坦な面の壁面２０３に対して平行
になるように支持される。これにより、送信コイル１２
．１３は、その面がコイル１５．１６を含む第２の垂直
面に対して平行な第１の垂直面内になるように取付けら
れる。

コイル１２．１３は、水平および垂直方向に延びる導体
セグメントを含む矩形状ループとして巻付けられる。コ
イル１２．１３の重なる部分がないため、コイル１２．
１３を形成するループの隣接する水平方向に延びるセグ
メントは相互に僅かに間隙を有するが、あるいは重なり
がなく相互に当接している。コイル１５．１６を形成す
る平坦なループの空間構造はコイル１２．１３のそれと
同じであり、こ九によりコイル１２．１５の中心はコイ
ル１３．１６の中心におけるように整合さねている。

コイル１２．１３のループを形成する水平および垂直方
向の導体セグメントは、それぞれ約３０ｃｍ　（１フイ
ート）および約６０ｃｍ　（２フイート）だけ延長し、
望ましい実施態様においては隣接する水平方向に延びる
導体セグメント間の典型的な間隙は約３８．１ｍｍ　（
１％インチ）乃至約５０．８ｍｍ　（２インチ）である
。同様に、コイル１５．１６を形成するループにおける
導体の水平および垂直方向の長さは約３０ｃｍ　（１フ
イート）および約８０ｃｍ　（２フイート）てあり、２
つのループ間の距離はコイル１２．１３を形成するルー
プ間の距離に等しい。

コイル１２．１３のループを形成する導線は、各ループ
がＡＷＧゲージ１４番手の１０回巻を含むように巻付け
られる。このような形態は、約　１６６マイクロヘンリ
ーのインダクタンスおよび約０．２Ωの抵抗値を有する
。コイル１２．１３を６０　Ｋ　Ｈｚの周波数で共振さ
せるためには、送信回路２３．３０のコンデンサ８１か
約０．０４７μＦであることが必要である。

アンテナ・コイル１２．１３か約１５のＱ値と結合され
る共振回路５４を提供するためには、各回路２３．３０
における抵抗８２は約４Ωの値を有する。これにより、
回路２３．３０における整形回路５２によりスイッチ７
４．７５か付勢される周波数である約６０ＫＨｚの共振
周波数において比較的高いＱ値の回路が各コイル１２．
１３に対して提供される。

望ましい実施態様においては、非同調コイル〕５．１６
は各々非常に広い帯域を有し、コイル１２．１″Ｊによ
り６０ＫＨｚのエネルギにより付勢された後付勢状態の
カード１７から生じる約６０に＋＋ｚの交流磁界の周波
数から共振周波数がかなり除去されている。コイル１５
．１６の広帯域特性は、これらコイルθ）１よりも著し
く小さな非常に低いＱ値を有するようにコイルを形成す
ることにより達成される。

望ましい一実施態様においては、各コーｒル１５．１６
は約４ナノヘンリーのインタフタンスと約１００Ｋ　Ｈ
Ｚの共振周波数を有し、０．０１より小さなＱ値および
約１０Ωの抵抗を有する。これらのパラメータを達成す
るため、コイル１５．１６の各々はＡＷＧゲージの２４
番手の５０回巻きループとして巻付けられる。

コイル１５．１６の構造に固有の低いＱ値の特性は、コ
イル１５．１６がそれぞれ接続される前置増［１］器３
３．３４の出力に２応答する処理回路に保持される。第
４図に関して前に述べたように、この処理回路はインパ
ルス・ノイズに応答してリンギンクを生じる傾向を有す
る高いＱ値の帯域フィルタ素子を含まない。同様に、コ
イル１５．１６の低いＱ値の広帯域の特性は、これによ
り磁気インパルス・ノイズに応答するリンギングを防止
する。各コイル１５、Ｉ６の共振周波数が約１００ＫＨ
ｚであるため、カーＦ１７上の構造体からの磁界により
コイルに生じる約６０ＫＨｚの波形がコイルをして線形
の応答を生じさせる。

）前述の如く、送信回路２３．３０は、コイルの最初の
オン・チューティー・サイクルの付勢時間において、コ
イルが同相の磁界を生じるようにコイルか付勢されるよ
うにコイル１２．１３を同時に付勢し、また次のオン・
チューティー・サイクルの付勢部分においては、送信回
路２３．３０はコイル１２、Ｉ３が位相外れの磁束を有
するようにこれらコイルを付勢する。コイル１２．１３
に対するこのような交互の同相および位相外れの磁界は
、コイルがカート１７に対する３つの相互に直角をなす
方向に磁界を結合１−ることを許容する。こわにより、
コイル１２、Ｉ３に対するカート１７の配向および位置
の如何に拘らず、カードにおける磁気歪み構造体はコイ
ル１２．１３からの磁界に応答し、かつコイル１５．１
６により変換される磁界を再放射する。

コイルＩ２．１３により生じる同相および位相外れの磁
界は、それぞれ第６Ａ図および第６Ｂ図に略図的に示さ
れる。第６Ａ図に示されるように、コイル１２．１３が
矢印２１＋および２１２により示される如く同相電流で
付勢される時、磁界の磁束線は点２１３．２１４ならび
にバラ×２１５〜２１８により示されるように、コイル
の面に対して直角に延在する。点２１３　、２１４は、
コイルの中心においてコイル１２．１３を含む面から指
向される磁界の磁束線を示す。バラ２１５〜２１８は、
コイル１２．１３の面に対して指向される磁束線を表わ
す。点２１３およびバラ２１５　、２１６によって表わ
される磁束線は相互に接近し、バラ２１５．２１６によ
って表わされる磁束線はそれぞれコイル１２を形成する
ループの頂部および底部を横切って存在する。同様に、
点２１４およびハラ２１７　、２１８により表ねされる
磁束線は相互に接近し、バラ２１７　、２１８により表
わされる磁束線はそれぞれループ１３３の頂部および底
部の付近に存在する。このようにバラ２１６．２１７に
より表わされる磁束線は更に、コイル１２．１３を形成
するループの導線の隣接部分の付近に水平方向に組合さ
れる。このため、壁面２０２と２０３の面間のＸ軸方向
に比較的強い水平方向の磁界を生じる。

コイル１２、Ｉ３の位相外れの付勢は、壁面２０２．２
０３の面間の空間に垂直方向に指向されるＺ軸方向の磁
界を生じる結果となる。第６Ｂ図に示されるように、位
相外れの状態においては、矢印２２１　、２２２により
示される電流がコイル１２．１３において反対方向に流
れる。矢印２２１により示される電流は、コイル１２の
中心におけるバラ２２３およびそれぞれコイル１２の頂
部と底部の導体の付近における点２２４　、２２５によ
って表わされる磁界を生じる。矢印２２２により示され
る電流は、コイル１３の中心における点２２６およびそ
れぞれコイル１３の頂部と底部の導体付近におけるバラ
２２７　、２２８によって表わされる如くコイル１３に
磁束線を生じる。

パラ２２３により表わされる磁束線は、コイル１２の面
に対して直角にコイルの面内に流れるが、点２２４．２
２５により表わされる磁束線はコイル１２を含む面から
外方に流れる。バラ２２３および点２２４　、２２５に
より表ねされる磁界の磁束線は相互に接近する。バラ２
２７．２２８により表わされる磁束線は、同様であるが
反対にループ１３の面内に、即ち点２２４　、２２５に
より表わされる磁束線の方向と反対の方向に流れる。点
２２５およびバラ２２７によりループ１２．１３の隣接
する水平の導線の付近に示される反対方向の磁束線は打
消し合う。従って、コイル１２．１３のループが付勢さ
れて位相外れの磁束線を生じる時、これらループにより
形成されるアレイの中心部にはほとんど磁界が存在しな
い。ループ１２．１３か付勢されて位相外わの磁束線が
生じると、バラ２２３により示される磁束線は点２２６
と関連する磁束線と同じ垂直方向に指向される。従って
、壁面、２０２と２０３の面間の監視領域２０１におい
ては、略々垂直方向に指向されたＺ軸方向の磁束線が存
在する。

上記のことから、コイル１２．１３の同相および位相−
外れの磁束線は壁面２０２と２０３の面間に水平および
垂直方向に指向される磁界を生じることが判る。第３の
磁界は、コイル１２．１３に対する同相および位相外れ
の付勢により生じる磁界からの縁効果の結果、壁面２０
２と２０３間で水平方向即ちＹＣ１ｉＩｂ方向に存在す
る。

非同調受信コイル１５．１６の異なる空間位置の故に、
監視領域２０１を通過する付勢状態のカード１７に応答
してこれに生じる磁界は異なるものになろうとする。前
述の如く、受信コイル１５．１６の出力信号は受信装置
１４の残部に対して逐次結合され、これらのいずれかが
付勢状態のカード１７が監視領域にあることの表示を検
出装置３７が生じる結果となる信号を生じつつあるかど
うかを判定する。

このような目的を達成するため、第７図に示されるよう
に論理回路４１が包含される。基本的には、論理回路４
１は周波数シンセサイザ３８に対して応答して受信装置
１４の連続する異なる検出サイクルの間スイッチ３１．
３２を交互に閉路するが、このサイクルはコイル１２．
１３の連続的な異なる交互のオン・デユーティ−・サイ
クル部分の直後に生じる。コイル１５．１６の一方か監
視領域２０１におけるカート１７の存在を示す出力を検
出装置３７に生じさせるとこれに応答して、論理回路４
Ｉは閉路されたスイッチを閉路状態に維持する。

この目的のため、論理回路４１は、ゼネレータ１１のオ
ン・デユーティ−・サイクル部分の４０　ｔ（ｚの付勢
周波数において周波数シンセサイザ３８の出力に応答す
る第１の人力を有するＡＮＤゲート２３１を含む。周波
数シンセサイザ３８は、ゲート２３１に対して、送信回
路２３．３０の各オン・デユーティ−・サイクル部分の
開始時と一致する短い期間の２進数１のレベルを与える
。ゲート２３１は通常、周波数シンセサイザ３８の出力
を、スイッチ３１．３２の開閉動作をそれぞれ制御する
相補的なＱおよびＱ出力を有するトグル即ちＤフリップ
フロップ２３２のクロック入力ターミナルに対して通す
ために付勢状態にある。２進数１および０の状態を有す
るフリップフロップ２３２のＱ出力に応答して、スイッ
チ３１がそれぞれ閉路され開路される。同様に、フリッ
プフロップ２３２のＱ出力に対する２進数１および０の
状態は、結果としてスイッチ３２を閉路および開路の状
態にする。

周波数シンセサイザ３８からのパルスは、カートＩ７か
らの６０　Ｋ　Ｉ（ｚの応答を検出する同期検出装置３
７に応答してＡＮＤゲート２３１により作動禁止される
。この目的のため、シンセサイザ３８の出力は遅延回路
兼パルス整形回路２３３に対して結合される。回路２３
３は、磁気歪みカード１７の存在を示す２進数１の信号
の同期検出装置３７による生成を可能にするに充分な時
間たけ、シンセサイザ３８からのゲート２３１の入力に
対して遅らされる短い期間の出力パルスを生じる。

回路２３３のこのパルス出力はＡＮＤゲート２３４に対
して加えられる。ゲート２３４の出力は、セット／′リ
セット型フリ・）ｔブフロツブ２３５のセット人力に対
して加えられる。

遅延兼パルス整形回路２３３はまた、送信回路２３．３
０のオン・デユーティ−・サイクル部分の終了と一致す
る短い期間のパルスの形態で第２の出力を生じる。この
第２の出力は、セット／リセット・フリップフロップ２
３５のリセット人力に対して加えられる。

検出装置３７がカード１７の存在を示す２進数１の出力
を生じるとこ打に応答して、ゲート２３４はフリップフ
ロップ２３５のＱ出力を雫の状態にセットさせるよう付
替される。

対照的に、回路２３３からパルスが生じる間２進数０の
出力を検出装置３７が生じるどこわに応答して、ＡＮＤ
ゲート２３４はその２進数０の状態を維持し、従ってフ
リップフロップ２３５の同出力は回路２３３のリセット
・パルス出力により開始さ、れる２進数１の状態を維持
する。

検出装置３７がカードＩ７の存在を示すとこハに応答し
てフリ・・ブフロツブ２３５の同出力がその２進数０の
状態にセットされる時、ＡＮＤゲート２３１の出ｊｊか
消勢され、９゜このため、周波数シンセサイザ３８の出
力がゼ゛ネレータ１１のオン・デユーティ−・サイクル
部分の４０Ｈｚの付勢周波数においてＤフリップフロッ
プ２３２をクロックすることを阻止する。従って、それ
ぞわスイッチ３１．３２のオンとオフの状態を制御する
フリップフロップ２３２の２進数のＱおよびＱ出力の状
態が保持される。

従って、周波数シンセサイザ３８がフリップフロップ２
３２をこれ以上クロックすることをＡＮＤゲート２３１
が許容するまで、スイッチ３１．３２の状態が維持され
る。カード１７が監視領域２０１にもはや存在しないこ
とを示す２進数１のレベルを検出装置３７が生じること
を止めるまで、フリップフロップ２３２のクロック動作
は再開しない。検出装置３７かカード１７の存在しない
ことを示す２進数Ｏのレベルを生じる時、フリップフロ
ップ２３５のＱ出力は、遅延／パルス整形回路２３３に
より生じるパルスによってリセットされる結果としてそ
の２進数１の状態を維持する。

従って、フリップフロップ２３２のクロック動作、従っ
てスイッチ１１．３２の交互の選択が再開される。

本文においては本発明の１つの特定の実施態様について
述べ示したが、本文に特に示し記述した実施態様の詳細
における変更は、頭書の特許請求の範囲に記・威した如
き本発明の主旨および範囲から逸脱することなく可能で
あることは明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を盛込んだ物品監視システムを示すブロ
ック図、第２図は第１図に示されるゼネレータを示す回
路図、第３Ａ図乃至第３Ｅ図は第２図の動作の説明に役
立つ波形図、第４図は第１図に示される受信装置の回路
図、第５図は本発明による送信および受信コイルを含む
監視システムを示す概略図、第６Ａ図および第６Ｂ図は
第１図のシステムにおけるゼネレータ・コイルに対する
磁束線経路の説明に役立つ図、および第７図は第１図の
受信装置に示される論理回路を示す回路図である。 １１・・・ゼネレータ、（送信装置）、１２．１３．１
５．１６・・・コイル、１４・・・受信装置、１７・・
・磁気歪みカード、１８・・・交流電力線ソース、１９
・−・電力線、２１．２２・・・プラグ、２３・・・送
信回路、２４．３９・・・ゼロ交差検出装置、２５・・
・周波数シンセサイザ兼整形装置、２６・・・電源、３
０・・・送信回路、３１．３２．４３・・・スイッチ、
３３．３４・・・前置増巾器、３５・・・増［１］器、
３６・・・直列コンデンサ、３７・・・同期検出装置、
３８・・・周波数シンセサイザ、４１・・・論理回路、
４２・・・整形回路、５１・・・ＤＣ電源、５２・・・
整形回路、５３・・・スイッチ装置、５４・・・共振回
路、５５・・・全波ブリッジ整流器、６１、６２−・・
電力線、６３．６６・・・電極、６４・・・エネルギ蓄
積フィルタ・コンデンサ、６６・・・コンデンサ、６９
−・・タップ、７１．７２−・・出力ターミナル、７４
．７５・・・トラ　゛ンジスタ、７６・・・共通ターミ
ナル、７７．７８−・ダイオード、８１−・・同調コン
デンサ、８２・・・抵抗、１５１．１５２−・・同期復
調器、１６２　、１６３・・・スイッチ、１６７−ＯＲ
ゲート、２０１−・・監視領域、２０２．２０３・・・
壁面、２３１・−Ａ　Ｎ　Ｄゲート、２３２・・・トグ
ル・フリップフロップ、２３３・・・遅延回路兼パルス
整形回路、２３４・・・ＡＮＤゲート、２３５−・・セ
ット／リセット型フリップフロップ。 （外５＠） 庫ＩＬ（（シンセさｎプ°　３ｂ・→ ＦＩＧ、７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、監視されるべき物品が、予め定めた周波数を有する
   第１の誘導磁界を受取り予め定めた周波数を有する第２
   の誘導磁界を生じる構造体を含む誘導磁界式物品監視シ
   ステムにおいて、第１の磁界を生じる装置を設け；該磁
   界生成装置は、前記第１の磁界を生じる誘導送信コイル
   装置を含み；前記構造体は前記第１の磁界に応答して前
   記第２の磁界を生じ；前記第２の磁界に応答する誘導磁
   界受信装置を設け；該受信装置は、前記第２の磁界に応
   答して第２の磁界の変動成分のレプリカである信号を生
   じる誘導受信コイル装置と、該受信コイル装置に応答す
   る処理装置とを含み；前記受信コイル装置は、該受信コ
   イル装置に入射する際前記第２の磁界に対する異なる応
   答を生じ易い第１と第２のコイルと、どのコイルが少な
   くとも予め定めた時間間隔において処理回路に対し、前
   記第２の磁界の予め定めた周波数における信号を与えつ
   つあるかの関数として、前記処理装置に対し一時に前記
   第１と第２のコイルの一方のみを接続する装置とを含む
   ことを特徴とする物品監視システム。 ２、前記処理装置に対して一時に前記コイルの一方のみ
   を接続する前記装置が、処理装置に対して通常前記第１
   と第２のコイルを逐次接続する装置と、前記第２の磁界
   を放射する前記構造体を有する物品の存在を表示する前
   記処理装置の出力信号に応答して処理装置に対する第１
   と第２のコイルの接続を制御するフィードバック装置と
   を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の物
   品監視システム。 ３、前記の一方のコイルが少なくとも予め定めた時間間
   隔において前記処理装置に対し前記第２の磁界の予め定
   めた周波数を与えつつある限り、前記フィードバック装
   置が、処理装置から前記コイルの他方を遮断する装置を
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の物品
   監視システム。 ４、前記処理装置が、前記コイル装置により生じる信号
   と、前記第２の磁界の予め定めた周波数における基準位
   相を有する基準信号とに応答して、前記レプリカと基準
   位相との間の位相のずれを表わす振幅を有する別の信号
   を生じる同期復調装置と、前記の予め定めた時間間隔に
   おいて前記の別の信号を積分する装置とを含むことを特
   徴とする特許請求の範囲第３項記載の物品監視システム
   。 ５、前記受信コイルの各々が平型で垂直方向に取付けら
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の物品
   監視システム。 ６　前記受信コイルの各々が重なりのない導体を有する
   矩形状ループとして形成され、該ループが同一面内にあ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の物品監
   視システム。 ７　監視されるべき物品が、予め定めた周波数を有する
   第１の誘導磁界を受取り予め定めた周波数を有する第２
   の誘導磁界を生じる構造体を含む誘導磁界式物品監視シ
   ステムにおいて、前記第１の磁界を生じる装置を設け；
   該磁界生成装置は、前記第１の磁界を生じる誘導送信コ
   イル装置を含み；前記構造体は前記第１の磁界に応答し
   て前記第２の磁界を生じ；前記第２の磁界に応答する誘
   導磁界受信装置を設け；該受信装置は、前記第２の磁界
   に応答して受信コイル装置に対して入射する際第２の磁
   界の変動成分のレプリカである信号を生じる誘導受信コ
   イル装置と、該受信コイル装置に応答する処理装置とを
   含み；前記受信コイル装置は、前記第２の磁界に対する
   異なる応答を生じ易い第１と第２のコイルと、前記処理
   装置の出力信号に応答して処理装置に対する前記第１と
   第２のコイルの接続を制御する装置とを含むことを特徴
   とする物品監視システム。 ８、前記出力信号が、前記第２の磁界を放射する前記構
   造体を有する物品の存在を表わすことを特徴とする特許
   請求の範囲第７項記載の物品監視システム。 ９、前記受信コイルの各々が平型であり、かつ垂直方向
   に取付けられることを特徴とする特許請求の範囲第７項
   記載の物品監視システム。 １０、前記受信コイルの各々が重なりのない導体を有す
   る矩形状ループとして形成され、該ループが同一面内に
   あることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の物品
   監視システム。 １１、監視されるべき物品が、第１の誘導磁界を受取っ
   て第２の誘導磁界を生じる構造体を含む誘導磁界式物品
   監視システムにおいて、前記第１の磁界を生じる装置を
   設け；該磁界生成装置は、前記第１の磁界を生じる誘導
   送信コイル装置を含み、前記構造体は前記第１の磁界に
   応答して前記第２の磁界を生じ；前記第２の磁界に応答
   する誘導磁界受信装置を設け；該受信装置は、前記第２
   の磁界に応答して第２の磁界の変動成分のレプリカであ
   る信号を生じる誘導受信コイル装置と、該受信コイル装
   置に応答する処理装置とを含み；前記受信コイル装置は
   、前記第２の磁界に対する異なる応答を生じ易い第１と
   第２のコイルと、どのコイルが前記システムにより監視
   される領域にある構造体を有する物品を表わす信号を与
   えつつあるかの関数として、前記処理装置に対して一時
   に前記第１と第２のコイルの一方のみを接続する装置と
   を含むことを特徴とする物品監視システム。 １２、前記処理装置に対して一時に前記コイルの一方の
   みを接続する前記装置が、処理装置に対して通常前記第
   １と第２のコイルを逐次接続する装置と、監視される領
   域にある前記構造体を有する物品の存在を表わす前記処
   理装置の出力信号に応答して前記処理装置に対する第１
   と第２のコイルの接続を制御するフィードバック装置と
   を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の
   物品監視システム。 １３、前記の一方のコイルが前記処理装置に対して監視
   される領域にある構造体を有する物品の存在を表わす信
   号を与えつつある限り、前記フィードバック装置が、処
   理装置から前記コイルの他方を遮断する装置を含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の物品監視シ
   ステム。 １４、前記の監視される領域にある構造体を有する物品
   の存在を表わす信号を前記一方のコイルがもはや与えな
   くなるとこれに応答して、前記処理装置に対する前記コ
   イルの逐次の接続を再開する装置を更に設けることを特
   徴とする特許請求の範囲第１３項記載の物品監視システ
   ム。 １５、監視されるべき物品が、第１の誘導磁界を受取っ
   て第２の誘導磁界を生じる構造体を含む誘導磁界式物品
   監視システムにおいて、前記第２の磁界に応答する誘導
   磁界受信装置を設け；該受信装置は、受信コイル装置に
   対して入射する際前記第２の磁界に応答して第２の磁界
   の変動成分のレプリカである信号を生じる誘導受信コイ
   ル装置と、該受信コイル装置に応答する処理装置とを含
   み；前記受信コイル装置は、前記第２の磁界に対する異
   なる応答を生じ易い第１と第２のコイルと、どのコイル
   が前記システムにより監視される領域にある構造体を有
   する物品を表わす信号を与えつつあるかの関数として、
   前記処理装置に対して一時に前記第１と第２のコイルの
   一方のみを接続する装置とを含むことを特徴とする物品
   監視システム。 １６、前記処理装置に対して一時に前記コイルの一方の
   みを接続する前記装置が、処理装置に対して通常前記第
   １と第２のコイルを逐次接続する装置と、前記の監視さ
   れる領域にある前記構造体を有する物品の存在を表わす
   前記処理装置の出力信号に応答して処理装置に対する第
   １と第２のコイルの接続を制御するフィードバック装置
   とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１５項記載
   の物品監視システム。 １７、前記の一方のコイルが前記処理装置に対して監視
   される領域にある構造体を有する物品の存在を表わす信
   号を与えつつある限り、前記フィードバック装置が、処
   理装置から前記コイルの他方を遮断する装置を含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１６項記載の物品監視シ
   ステム。 １８、前記の監視される領域にある構造体を有する物品
   の存在を表わす信号を前記一方のコイルがもはや与えな
   くなるとこれに応答して、前記処理装置に対する前記コ
   イルの逐次の接続を再開する装置を更に設けることを特
   徴とする特許請求の範囲第１７項記載の物品監視システ
   ム。