KR100204747B1 - 원격 감지용 자기 태그 및 객체 인식 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 작은 시이트의 경질 자기 구조로부터 얇은 간격을 두고 분리된, Metglas^TM와 같은 연질 자기 구조의 얇은 스트립을 포함하는, 객체에 적절히 부착된 태그 구조에 관한 것이다. 이 시스템은, 주파수가 스트립의 기본 주파수에 대해 조정된 헬름홀츠 공진 공동내에 바람직하게 마운트될 때, 음향 필드를 사용하여 바람직하게 여기되며, 스트립의 공진에 대해 조정된다. 여기 동작은 상기 스트립에서 기계적인 동작을 야기하며, 차례로 시스템의 자속변화를 야기한다. 자속의 변화를 검출하는 수단은, 검출 수단으로부터 출력을 디코딩하여, 객체를 인식하는 수단으로서 제공된다. 가변길이의 다수의 스트립에서, 이러한 공동내에 바람직하게 마운트된 각각의 스트립은 스트립의 공진 주파수에 대응하는 일련의 자기 주파수를 발생한다. 상기 다수의 스트립은 코드된 멀티비트 자기태그로 구성된다.

Description

원격 감지용 자기 태그 및 객체 인식 시스템

제1도는 본 발명에 따른 태그를 사용하는 예시적인 검출/질의 시스템.

제2a도는 비균일 자계의 영역에서 진동하는 캔틸레버를 도시한 도면.

제2b도는 경질 자성체와의 거리차로 인한 연질 자기 재료 캔틸레버내에서의 자기 유도의 편차를 도시한 도면.

제2c도는 경질 자성체에 의해 바이어스된 캔틸레버어레이를 갖는 본 발명의 따른 태그의 사시도를 도시한 도면.

제3a도는 헬름홀츠 공진기에 위치한 캔틸레버 조립체를 도시한 도면.

제3b도는 공진 주파수 ν₀를 갖는 헬름홀츠 공진기내에 실장된 (예를 들면 4개의) 캔틸레버 어레이의 예상 응답을 도시한 도면.

제4도는 상이한 주파수에서 동시에 방사하는 4개의 스피커에 대한 멀티요소 캔틸레버 태그의 응답을 나타내는 주파수 분석기의 출력을 도시한 도면.

제5도는 제1 및 제2단부가 클램프되고, 음향 에너지에 의한 여기를 위해 Metglas^TM혹은 다른 연질 자기 재료를 갖는 본 발명의 다른 측면에 따른 태그를 도시한 도면.

제6도는 상기 요소를 유지하는 슬롯내에 클램프되지 않은 양 단부를 갖는 제5도의 태그의 편차를 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 50 : 태그 2 : 주파수 발생기

3 : 스피커 어레이 4 : 픽업 코일

5 : 음극선관 6 : 챠트 기록계

7 : 주파수 분석기 8 : 디코더

20 : 캔틸레버 21 : 강자성체

51 : 연질 자기 스트립 52 : 두 지지부

53 : 경질 자기 스트립 54 : 지지/스페이서

55 : 제2경질 자성체 61 : 연질 자기 스트립

62, 63 : 경질 자성체

본 발명은 일반적으로 캔틸레버 어레이(array of cantilevers)를 갖는 객체 식별(object identification)에 유용한 멀티비트 태크(multibit tag)에 관한 것으로, 특히 경질 자기 재료(hard magnetic material)의 작은 시이트(small sheet)로부터 얇은 간격으로 바람직하게 분리된 Metglas^TM등과 같은 연질 자기 재료(soft magnetic material)의 얇은 스트립(thin strip)으로부터 바람직하게 제조된 새로운 형태의 캔틸레버를 갖는 태그에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 클램프(clamp)되지 않은 양단부(both ends) 혹은 클램프된 양단부를 갖는 연질 자기 재료의 하나 이상의 스트립과 결합하여 음향 여기(acoustic excitation)를 사용하는 태그에 관한 것이다.

소매의 태깅(retail tagging), 육상/항공 화물 패키지산업(raod/air-fright package industry)에서 사용되는 태깅 및 제조공정에서의 팔레트 태깅(pallet tagging)의 경우, 제품을 상세히 식별하는데 태그가 유용하게 사용된다. 충분한 비트수를 갖는 태그는 제품의 내용물, 제품의 제조일, 제품의 가격, 제품이 계산대(check-out counter) 또는 가판대(kiosk)를 제대로 통과하였는지의 여부등을 판정하는데 사용될 수 있다. 태그는 또한 개인뿐만 아니라 각종 다른 생물(animate object) 및 무생물(inanimate object)을 식별하는데도 유용하게 사용된다.

따라서, 태그는 소매, 선적, 제조 및 다수의 다른 종류의 사업분야에 유용하게 사용된다. 다수의 상이한 자기 태그 구성이 재고목록(inventory), 도난 방지(theft control) 및 개인 식별(personnel identification)분야에서 관심을 끌고 있다.

음향 여기는, 통상적으로 사용되는 전자기 여기보다 방향성이 적기 때문에 한층 관심이 가는 분야이다. 또한 다수의 종래 센서에는 구조의 일 부분으로 전원이 요구되고, 그중 일부 센서는 저온에서만 동작한다.

한 종래 태그에서는, 진동 태그(vibration tag)는 사전결정된 주파수에서 공진하도록 조정된 하나이상의 캔틸레버를 포함한다. 캔틸레버 진동으로 인해 갭(gap)이 폐쇄되어, 전류가 캔틸레버를 통해 장치의 베이스(base)상에 장착된 마이크로칩 및 집적 회로로 인가된다. 따라서, 이 장치는 전원, 배선(wiring), 이 장치를 통해 흐르는 감지 전류 및 집적 회로를 요구하며, 이 모든 것이 태그 구조의 일부가 된다.

다른 통상적인 태그는 다수의 캔틸레버를 구비하며, 각각의 캔틸레버는 소형 캔틸레버(miniature cantilever)에 근접하여 실장된 초전도 퀀텀 간섭 장치(superconducting quantum interference device : SQUID) 검출기를 갖는다. 전류는 캔틸레버를 통해 흘러야 한다. 전류는 자계를 발생하며 그 결과 캔틸레버가 진동할 때 자속(flux) 변화가 발생한다. SQUID로 인해 이 장치는 액화헬륨(liquid Helium)(4°K(4 degrees Kelvin))에 더 가깝지만, 적어도 액화 질소(liquid nitrogen)만큼 낮은, 저온 장치(low temperature device)이어야 한다. 이 장치는 원격 감지를 제공하지 않으며, 내장 전원(onboard power source)을 요구한다. 또한, 이 장치상의 감지 코일은 저온일때만 동작한다.

타이밍을 조정하는 피드백 메카니즘이 엔진 노킹을 검출하여 엔진 노킹이 줄어들도록 하는 또 다른 감지 소자가 알려져 있다.

자기 혹은 압전 소자중의 하나인 진동 캔틸레버 소자가 사용된다. 압전 소자는 공진 주파수에서의 전류 출력에 의해 감지된다. 자기 소자의 경우 자기 저항 경로의 변화는 이 장치를 구성하는 자기 회로의 코어 주위에 감겨진 코일에 의해 검출된다. 감지는 장치의 일부분으로, 원격으로 수행되지는 않는다. 이 장치는 엔질 블럭에 고정되므로, 여기는 캔틸레버 공진에 앞서는 기계적인 진동이 된다.

또한, 공진 소자가 공진기 구조의 구성 부분이며 자왜 멤브레인(magnetostrictive membrane)으로 구성된 단일 비트 공진기가 알려져 있다. 자기 여기가 요구되며, 원격적으로 감지될 수 있는 음향 신호를 발생한다.

따라서, 본 발명은 자왜 효과에 의존하며 자기적으로 질의되는 태그와는 상이한 저가의 멀티비트 태그를 제공한다. 자기 태그는 일반적으로 집적 회로를 포함하는 통상적인 무선 주파수(RF) 태그보다는 경제적이다. 전술한 바와 같이, 자기 태그는, 도난 방지, 식별 및 소매 응용과 같은 다수의 상이한 응용에 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 캔틸레버의 어레이를 갖는 멀티비트 태그를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 멀티비트 태그의 캔틸레버를 형성하기 위해 경질 자기 재료의 얇은 시이트로부터 좁은 간격으로 분리된 Metglas^TM, 퍼멀로이(permalloy) 혹은 이와 유사한 연질 자기 재료의 얇은 스트립으로부터 제조된 새로운 형태의 캔틸레버를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 제1 및 제2단부에서 바람직하게 클램프되는 Metglas 등의 하나 이상의 스트립과 결합하여 음향 여기를 사용하는 태그를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 자기 멀티비트 태그에서 음향 여기를 사용하는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 제1측면에 따르면, 원격 감지용 자기 태그가 제공되며, 이 태그는 적어도 하나의 연질 자기 재료 요소, 상기 요소 주위에 비균질 자계를 제공하는 수단을 포함한다. 적어도 하나의 자기 요소 각각은 음향 여기에 의해 여기될 때 적어도 하나의 자 요소의 제각기 공진에 응답하여 상기 공진에 대응하는 제각기 유일한 시변 자계(time varying magnetic field)를 발생하기 위하여 헬름홀츠 공진기(Helmholtz)내에 바람직하게 실장된다. 여기서, 공진은 속성상 기계적이며, 요소의 평면에 수직한 방향의 진동 모드에 대응한다.

본 발명의 제2측면에 따르면, 진동 모드를 향상시키기 위해 헬름홀츠 공진기상에 바람직하게 실장된 단일 혹은 멀티비트 자기 태그가 제공되며, 이 태그는 적어도 하나의 연질 자기 요소를 포함하고, 이 요소는 제1 및 제2단부를 가지며, 상기 제1 및 제2단부는 구속되지 않거나 혹은 이 단부중의 적어도 하나는 클램프되어 조립체(assembly)를 형성하며, 여기서 하나의 단부가 클램프된 상기 요소는 캔틸레버이며, 상기 태그는 또한, 상기 적어도 하나의 자기 요소주위에 비균질 필드를 제공하기 위해, 상기 적어도 하나의 요소주위에 실장된 경질 자성체 혹은 다른 수단을 포함한다.

일반적으로, 본 발명은 여러가지 새로운 유형의 자기 단일 혹은 멀티비트 태그를 제공하기 위해 여러가지 개념을 포함한다. 전술한 바와 같이, 이러한 태그는 재고목록 제어, 객체 식별, 사람 식별, 도난 방지등에 유용하게 사용된다.

이하 더욱 상세히 기술되는 바와 같이, 본 발명의 장치는 바이모르프 캔틸레버를 포함하여 자왜 스트립에 바이어스 필드(bias field)가 제공되도록 하는데, 이 바이므로프 캔틸레버는 본 기술분야에서 경질 자기 재료로 알려진 높은 포화 보자력(coercivity)을 갖는 강자성 재료 조각(a piece of ferromagnetic material)에 부착되고, Alled Signal 사 제품인 Metglas^TM(예를 들어, 2605CO, 비정질 금속리본(amorphous metal ribbon)와 같이 본 기술 분야에서 자왜 재료로 알려진 높은 자왜를 갖는 강자성 재료의 박편(a thin piece of ferromagnetic material)로부터 형성된다.

제1도에서는 본 발명의 자기 태그(10)가 활용되는 예시적인 시스템이 도시되어 있다. 이 시스템은 주파수 발생기(2)를 포함하며, 이 발생기는, 사전결정된 주파수(예를 들면, 20Hz-20KHz이지만, 명백히 임의의 범위의 사전결정된 주파수가 사용될 수도 있음)를 갖는 제각기의 스피커로부터 사전결정된 음향 에너지 파(acoustic energy waves)를 발생하는 스피커 어레이(an array of speaker)(3)를 구동한다. 태그 검색용 음향 에너지는, 태그내의 하나이상의 요소가 그들 제각기의 공진 주파수에서 공진을 시작하도록 야기하므로써, 전형적으로 생물 혹은 무생물에 부착된 태그를 질의하기 위한 것이다. 하나이상의 요소에서의 출력은 픽업 (예를 들면, 수신) 코일에 의해 수신된다. 이후, 코일(4)로부터의 출력은 음극선관(carhode ray tube:CRT), (로크-인 장치를 통한) 챠트 레코더(chart recoder)(6), 주파수 분석기(7) 및/혹은 적절한 기록 장치(8)와 같은 출력/디스플레이 장치에 입력된다. 본 발명에 의하면, 태그에 의해 발생된 검출 주파수코드에 기초하여 코드의 디코딩 및 해석은 디코더(8)에 의해 성취될 수 있다. 디코더(8)의 구조는 당 분야에서 잘 알려져 있으며, 예를 들면, A/D 변환기, 적절한 신호 조절/처리 회로 탐색표 및 논리 회로와 같은 공지의 회로를 포함하는 적절한 프로세서와 코일(4)사이의 인터페이스를 포함한다. 따라서, 태그(1) 상에서 인코드된 사전결정된 코드가 검출될 수 있다.

제2a-2c도를 참조하여 태그의 구조를 상세히 고찰하면, 태그는 본 명세서에 예시된 다수의 캔틸레버를 포함하며, 캔틸레버(20)는 서로 상이한 길이 및/혹은 두께를 갖는다. 각 캔틸레버는 사전결정된 공진 주파수에서 공진하도록 사전결정된다.

제2 및 2c도에 도시되어 있는 바와 같이, 캔틸레버는, 코발트 혹은 Fe와 같은 자화된 강자성체(21)를 포함하는 경질 자기재료인 하나이상의 요소 주위에서 비균질 자계를 제공하는 수단에 근접하여 위치시키므로써 조립된다. 일반적으로, 경질 자성체 주위에서의 캔틸레버의 방해받지 않는 진동(unobstructed vibration)을 허용하는 어느 구조라도 수용될 수 있다. 제2a도에는, 역 방향으로 자화된 두 경질 자성체 사이에 위치한 캔틸레버에 대한 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 이 조립체는 캔틸레버(20)의 두께에 따라 직접적으로 변하고, 길이의 제곱에 역비례하여 변화하는 주파수에서 공진한다. 이러한 진동의 결과로 인해, 캔틸레버 공진에서 캔틸레버내에 시변 자계(B)가 발생한다(제2b도). 시간(t)에 따른 자속(Φ) 변화율, dΦ/dt는 픽업 코일(예를 들어 제1도에 도시된 코일(4)에 도시됨)에 의해 쉽게 감지된다. 캔틸레버는 자기 모멘트가 너무 작아 검출가능한 자기 신호를 발생할 수 없게 되지 않도록 바람직하게 사전결정된 크기를 가지므로 예를 들면, 0.2-2cm의 길이, 0.1-0.5cm의 폭 및 1-20mils의 두께를 가진다. 그러나, 현재로는 Metglas^TM은 매우 제한된 범위의 두께만 이용가능하므로 이 재료를 사용하는 캔틸레버는 그들의 길이를 변화하므로써만 조정될 수 있다. 이러한 제한은 퍼멀로이 혹은 mu-금속(mu-metal)으로 연장되지는 않는다.

제3a도에 도시된 바와 같이, 헬름홀츠 공진기(30)의 내부에 캔틸레버 요소(21)를 위치시키므로써, 자기 신호의 크기는 크게 향상될 수 있다. 일련의 캔틸레버에 대해, 공진기는 크기는 바람직하게 캔틸레버 어레이의 평균 주파수의 공동 공진(cavity resonance)과 동일한 공동 공진에 대해 선택된다. 캔틸레버가 공진기의 공동의 측벽의 하나에 실장되어 있다면, 캔틸레버 공진 크기는 실질적으로 공동의 공진에 의해 증가될 것이다.

실험적으로, 캔틸레버 공진은 0.25KHz-2.5KHz의 주파수 범위에서 관찰된다. 그러나, 이 범위는 상한 혹은 하한의 주파수를 의미하지는 않는다.

제3b도에는 캔틸레버의 공진 주파수를 도시하는 그래프가 도시되어 있으며, 특히 ν₀의 공진 주파수를 갖는 헬름홀츠 공진기(30)내에 실장된 캔틸레버 어레이의 측정된 응답이 도시도어 있다. 제4도에는 상이한 주파수에서 동시에 방사하는 4개의 스피커(3)에 대한 태그의 응답을 나타내는 주파수 분석기(7)의 출력이 도시되어 있다.

본 발명의 발명자는 전술한 다수의 캔틸레버를 제조하였으며, 이들 캔틸레버는 이론대로 동작한다. 이들 주파수는 이들의 길이에 의해 결정되며, 음향 여기에 의해 발생된 자기 상호작용의 강도는 공진기(헬름홀츠 공진기)의 사용을 통해서 향상된다. 또한, 단일 공진공동내에 실장된 다수의 상이한 캔틸레버를 갖는 멀티비트 태그에서, 각 주파수는 유일하게 여기되고 검출될 수 있다.

헬름홀츠 공진 공동은, 캔틸레버보다 휠씬 작은 Q를 가지기 때문에 효과적이다. 여기서 Q는 양호도(quality factor)이며, ν₀/△ν로 나타내고, 여기서 ν₀는 중심 주파수이며, △ν 최대 음향 크기의 절반에서의 주파수 스프레드이다. 하나의 공동은 다수의 캔틸레버 주파수의 진동을 향상시킬 수 있다. 큰 어레이의 경우, 소수의 분리된 공동이 사용될 수 있다. 명백히, 비트의 수는, 간단히 더 많은 캔틸레버를 추가하므로써 혹은 캔틸레버를 공진시키는 추가적인 음향 소오스를 사용하므로써, 예를 들어 3 혹은 4 이상으로 확장될 수 있다.

변위의 크기 및 캔틸레버 자기 재료의 히스테리시스 곡선에 의해 야기된 비 선형성에 기인하여, 각각의 개별적인 진동 아암으로부터 더 높은 RF 고조파(예를 들면 제2) 주파수가 발생할 것이다. 이 후, 태그로부터의 정보 혹은 코드는 픽업 혹은 수신 코일에 의해 기본 혹은 알려진 더 높은 고조파 주파수의 존재 혹은 부재를 검출하므로써 감지될 수 있다. 이러한 코일은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있으므로, 본 명세서에서는 상세히 개시되지는 않는다. 전술한 바와 같이, 어레이내의 아암/캔틸레버의 수는 태그 구조와 연관된 객체에 대한 정보를 제공하기 위해 저장될 수 있는 정보 비트의 수를 결정한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 본 발명자는 음향-자기 태그의 상한 주파수가 캔틸레버 구성에 의해 부과된 주파수와 비교할 때, 공진 스트립상에서 여러 경계 조건을 활용하므로써, 확장될 수도 있음을 발견하였다. 제5도에서 도시된 바와 같이, 양 단부가 클램프된 혹은 클램프되지 않은 얇은 스트립(바)의 기본 공진 주파수의 미분 방정식에 대한 해법은 동일하며, 동일한 길이 및 동일한 두께의 캔틸레버의 주파수보다 약 6.4배 정도 높다. 클램프되지 않은 경우, 연질 자기 스트립(15)은 자유로운 바이거나 혹은 느슨하게 지지되어 있다. 예를 들면 각 단부에서의 간단한 지지구조내의 홈 혹은 슬롯내에 스트립의 단부를 위치시키는 구조로 되어 있다.

따라서, 이들 경계 조건(boundary condition)에서, 이러한 구조는 인간의 가청 영역 외부(the range of human hearing)로 쉽게 이동되는 주파수를 가질 것이며, 임의의 고객/소매 환경에서도 사용될 수 있는 장점을 가질 것이다. 동시에 비교적 큰 스트립의 길이는 비교적 큰 자기 신호를 발생함을 보장할 것이다.

전술한 캔틸레버 구조와 유사하게, 스트립/바 구조 또한 일정한 자기 바이어스를 제공하기 위해 주변 비균질 자계(surrounding inhomogenous magnetic field)를 필요로 한다. 이들 필드는 공진스트립 혹은 바의 안쪽 측면에 바람직하게 실장된 높은 투자율을 갖는 재료의 얇은 스트립에 의해 제공될 수도 있다.

본 발명의 이러한 측면에 따르는 태그(50)는 제5도에 도시된 바와 같이 바람직하게 고주파 응용에 대해 구성된다. 간편성을 위해, 태그(50)는 단일 비트로서 도시되어 있다. 연질 자기 스트립(51)은 두 지지부(52)에 의해 양 단부에서 클램프되며, 이 양 단부는 경질 자기 스트립(53)으로부터 스트립을 분리하는 스페이서(spacer)로서 역할한다. 바람직한 실시예에서, 지지/스페이서(54)의 부가적인 세트는 제2경질 자성체(55)를 도시된 바와 같이 바람직하게 반대의 극성을 갖도록 위치시키는데 사용된다.

클램프되지 않은 실시예의 경우, 연질 자기 스트립(61)은 스페이서에 의해 지지되지만, 이들에 클램프되지는 않는다(즉 기계적으로 부착되지는 않는다). 이 또한 제6도에 도시된 슬롯된 스페이서에 의해 이러한 효과를 달성할 수도 있다. 반대 극성의 두경질 자성체(62, 63)를 갖는 바람직한 실시예가 여기에 도시된다. Metglas^TM과 같은 연질 자기 재료의 전형적인 크기는 1cm의 길이, 3mm의 폭 및 25㎛의 두께이다. 경질 자성체는 철제 포일(iron foil)일 수 있으며, 약 200㎛의 두께를 갖는다. 다수의 병렬스트립이 다수의 비트를 제공하도록 구성될 수 있으며, 각각의 스트립은 상이한 길이 및/혹은 폭을 가져 기본 및 오버톤(overtone) 주파수의 유일한 세트를 제공할 수 있다. 멀티비트 태그를 생성하기 위해서 다수의 이러한 스트립을 제공하는 것이 바람직하다.

전체 조립체는 알려진 장치의 음파, 약 50KHz 까지의 주파수로 범위지워진 그리고 바람직하게는 5∼50KHz 영역에서의 파에 의해 여기된다. 주파수 상한은 기본적으로 이 장치에 기인하지 않고, 여기되는 현재 이용가능한 스피커의 성능에 기인하다. 자기 신호는 0.2-3kHz와 같은 낮은 주파수에서 헬름홀츠의 사용으로 다소 증진된다.

인간 가청 영역외의 음향 주파수의 사용은 태그 여기 영역(tag excitation area)내의 사람들을 방해하지 않기 때문에 특히 효과적이다. 또한, 고 주파수로의 확장에 의해 연질 자기 스트립의 수를 증가시킬 수 있고, 따라서 이러한 매우 증가된 대역폭 영역내의 유일한 주파수 혹은 비트의 수가 증가하게 된다.

본 발명에 따르면, 제1도에 도시된 바와 같은 적절한 디코딩장치(8)는 태그에 의해 발생된 검출 주파수 코드에 기초하여 코드의 디코딩 또는 분석을 수행할 수 있는데, 이러한 디코딩 장치(8)는 본 기술 분야에 잘 알려져 있으며, 예를 들어 A/D 변환기, 적절한 신호 조절/처리 회로, 탐색 테이블 및 논리 회로로 알려진 회로가 구비된 적절한 프로세서와 코일(4) 또는 마이크로폰(10) 사이의 인터페이스를 포함한다.

멀티비트 태그의 경우, 태그는 이진 또는 다른 적절한 코드를 발생하도록 프로그램될 수 있다. 이진 코드의 경우, 캔틸레버 어레이에서 소정의 주파수가 검출되면 이진 코드는 0 또는 1의 값을 갖도록 배정되며, 소정의 주파수가 검출되지 않으면 이진 코드는 그 반대값을 갖도록 배정될 수 있다. 0의 값을 생성하는 한가지 방법은 탐색되는 주파수에 대응하는 캔틸레버를 제거하거나 혹은 제공하지 않는 것이다. 다른 방법은 캔틸레버의 자기 또는 기계적 특성을 제거하는 것이다. 이러한 코드를 갖는 멀티비트 태그는 때때로 프로그램된 태그 또는 개별화된 태그로 일컬어진다.

태그를 질문하는 또 다른 방법은 공진 주파수에 대응하는 자기 주파수 세트를 처프(chirp) 혹은 멀티플렉싱 형태로 제공하여, 태그내에 제공된 각각의 공진기가 시각적인 시퀀스(temporal sequence)로 진동되도록 하는 것이다. 대안적으로, 여기 필드는 속성상 음향적 필드 즉, 음장일 수 있으며, 두가지 여기 방법에 대한 방법은 음향적 또는 자기적일 수 있다. 주파수는 여기 장치(예를 들어, 스피커, AC 여기 코일 및/또는 AC 및 DC 여기 코일)에 접속된 주파수 발생기에 의해 제공될 수 있다.

제4도에는 상이한 길이를 갖는 바이모르프 캔틸레버 어레이와 함께 구성된 멀티비트 태그의 여기로 인해 발생되는 주파수 분석기의 출력 신호가 도시되어 있다. 여기서, 태그는 9kHz와 20kHz 사이에서 처핑된 필드에 의해 기계적으로 여기되고 음향적으로 검출된다.

본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 기술되었지만, 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명은 첨부된 특허 청구범위의 정신 및 영역내에서 변경 실시될 수 있음을 이해하여야 할 것이다.

Claims (18)

1. 원격 감지용 자기 태그(a magnetic tag for being remotely sensed)에 있어서, 상기 자기 태그는 비균질 자계(an inhomogeneous magnetic field)에서 여기되도록 마운트(mount)된 적어도 하나의 연질 자기 요소(at least one soft magnetic element)를 포함하며; 상기 적어도 하나의 연질 자기 요소 각각은 상기 여기에 의해 여기될, 상기 여기에 응답하여 자신의 공진 주파수(its resonant frequency)에 대응하는 유일한, 시변 자계(unique time-varying magnetic field)를 발생하는 원격 감지용 자기 태그.
2. 제1항에 있어서, 상기 태그는 헬름홀츠 공진기(Helmholtz)내에 마운트되는 원격 감지용 자기 태그.
3. 제1항에 있어서, 상기 여기는 자기적인(megnetic) 원격 감지용 자기 태그.
4. 제1항에 있어서, 상기 여기는 음향적인(acoustic) 원격 감지용 자기 태그.
5. 제1항에 있어서, 상기 비균질 자계는 상기 적어도 하나의 요소와 근접한 적어도 하나의 경질 자기 재료 요소(at least one element of a hard magnetic material)에 의해 제공되는 원격 감지용 자기 태그.
6. 제1항에 있어서, 상기 비균질 자계는 상기 태그의 외부 자계(a magnetic field external to said tag)에 의해 제공되는 원격 감지용 자기 태그.
7. 제1항에 있어서, 사전결정된 공진 주파수의 존재 혹은 부재(presence or absence)가 코드(a code)를 구성하는 원격 감지용 자기 태그.
8. 원격 감지용 자기 태그에 있어서 상기 자기 태그는 비균질 자계에서 음향적으로 여기되도록 마운트된 적어도 하나의 연질 자기 요소를 포함하며, 상기 적어도 하나의 연질 요소 각각은 음향 여기에 의해 여기될 때, 자신의 공진에 응답하여 상기 공진에 대응하는 유일한 시변 자계를 발생하며, 상기 적어도 하나의 연질 자기 요소는 헬름홀츠 공진기내에 마운트되는 원격 감지용 자기 태그.
9. 제8항에 있어서, 상기 비균질 자계는, 상기 적어도 하나의 요소와 근접한 적어도 하나의 경질 자기 요소에 의해 제공되는 원격 감지용 자기 태그.
10. 제8항에 있어서, 상기 비균질 자계는 상기 태그의 외부 자계에 의해 제공되는 원격 감지용 자기 태그.
11. 제1 혹은 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 연질 자기 요소는 제1 및 제2단부를 가지며, 상기 제1 혹은 제2단부중의 하나는 클램프되어 캔틸레버(a cantilever)를 형성하는 원격 감지용 자기 태그.
12. 제1 혹은 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 연질 자기 요소는 제1 및 제2단부를 가지며, 상기 제1 혹은 제2단부 모두는 클램프되는 원격 감지용 자기 태그.
13. 제1 혹은 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 요소는 자신의 길이, 폭, 두께 및 경계 조건에 의해 결정되는 사전결정된 기본 및 오버톤 주파수(fundamental and overtone frequencies)를 갖는 비정질 재료이며, 상기 기계적인 진동은 상기 적어도 하나의 비정질 스트립의 자화의 변화를 야기하며, 상기 변화는 픽업 코일(a pickup coil)에서 자기 신호(a magnetic signal)로서 검출되는 원격 감지용 자기 태그.
14. 제8항에 있어서, 사전결정된 공진 주파수의 존재 혹은 부재에 의해 코드가 구성되는 원격 감지용 자기 태그.
15. 객체를 식별하는 시스템에 있어서, 상기 시스템은, 상기 객체에 부착되어 검색될 때 상기 객체를 식별해주며 적어도 하나의 연질 자기 재료 요소를 갖는 자기 태그와; 상기 자기 태그를 여기시켜 상기 적어도 하나의 연질 자기 재료 요소가 여기되도록 하여 상기 요소가 기계적으로 진동하도록 하는 수단을 포함하며, 상기 적어도 하나의 연질 자기 요소는, 사전결정된 기본 및 오버톤 주파수를 갖는 상기 요소의 기계적인 진동을 검출하는 수단을 포함하는 객체 식별 시스템.
16. 제14항에 있어서, 상기 검출 수단으로부터의 출력을 수신하고 상기 출력을 디코딩하여 상기 객체를 식별하는 수단을 더 포함하는 객체 식별 시스템.
17. 제14항에 있어서, 상기 여기는 자기적이고, 상기 검출 수단은 음향적이거나 혹은 자기적인 검출 수단을 포함하는 객체 식별 시스템.
18. 제14항에 있어서, 상기 여기는 음향적이고, 상기 검출 수단은 음향적인 수단 혹은 상기 기계적인 진동에 의해 야기된 자속(magnetic flux)의 변화를 검출하는 수단을 포함하는 객체 식별 시스템.