KR20080004544A

KR20080004544A - 코딩된 전자 물품 식별 시스템용 마커

Info

Publication number: KR20080004544A
Application number: KR1020077025038A
Authority: KR
Inventors: 류수케 하세가와; 존 피. 웹; 오번 에이. 체스넛; 래리 힐; 로날드 제이. 마티스
Original assignee: 메트글라스, 인코포레이티드
Priority date: 2005-04-01
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2008-01-09
Also published as: EP1872343B1; EP1872343A1; JP5231209B2; TW200703152A; CN103258399B; US7205893B2; MX2007012053A; CN101300608A; ATE545100T1; US20070080808A1; WO2006107738A1; US20060220849A1; TWI394104B; ES2381399T3; CN103258399A; US7561043B2; CN101300608B; JP2008545175A; EP1872343A4

Abstract

자기기계 공진 전자 물품 식별 시스템에서의 코딩된 마커는 개선된 자기기계 공진 성능을 갖는 비정질 자기 합금 리본 계열의 복수의 연성 자기변형 소자 또는 스트립을 포함한다. 코딩된 마커는 개선된 자기기계 특성을 완전히 이용하며, 전자 물품 식별 시스템은 상기 코딩된 마커를 이용한다. 개선된 인코딩 및 디코딩이 가능한 마커/식별 시스템은 종래의 시스템보다 상당하게 더 많은 수의 물품을 식별할 수 있다.

Description

코딩된 전자 물품 식별 시스템용 마커{MARKER FOR CODED ELECTRONIC ARTICLE IDENTIFICATION SYSTEM}

본 발명은 강자성 비정질 합금 리본 및 전자 물품 식별 시스템에서 사용하기 위한 마커에 관한 것으로, 상기 마커는 다수의 공진 주파수에서 기계적으로 교번하는 자기장에서 진동하는 비정질 자기변형 재료에 기초한 복수의 직사각형 스트립을 포함하며, 이에 의해 마커의 자기기계 효과는 인코딩 및 디코딩 목적으로 효율적으로 사용된다. 또한, 본 발명은 이러한 마커를 이용한 전자 식별 시스템에 관한 것이다.

자기 재료의 자기변형은 자기 재료에 외부 자기장의 인가됨에 따라 치수 변동이 발생하는 현상이다. 치수 변동은 자기화됨에 따라 재료가 신장되는 것과 같은 것이며, 상기 재료는 "양의 자기변형(positive-magnetostrictive)"으로 칭해진다. 재료가 "음의 자기변형(negative-magnetostrictive)"일 때, 상기 재료는 자화에 따라 수축한다. 따라서, 어떠한 경우에도, 자기 재료는 교번하는 자기장에 있을 때 진동한다. 정자기장이 교번하는 자기장을 따라 인가되면, 자기 재료의 기계적인 진동에 대한 주파수는 자기 탄성 커플링을 통해 인가된 정자기장과 함께 변한다. 이것은 일반적으로 ΔE 효과로 알려지며, 예를 들어, S. 시카주미의 "자기 물리(Physics of Magnetism)"(John Wiley & Sons, 뉴욕, 1964, 435쪽)에 설명되어 있다. 여기서 E(H)는 인가된 자기장(H)의 함수인 영의 계수(Young's modulous)를 나타내며, 재료의 진동 또는 공진 주파수 f _r 은 다음에 통해 E(H)에 관계된다.

f _r = (1/2l)[E(H)/ρ]^1/2 (1)

여기서, l는 재료의 길이이며, ρ는 재료의 질량밀도이다. 전술한 자기-탄성 또는 자기-기계 효과는 미국 등록 특허 제4,510,489호 및 제4,510,490호(이하, '489 특허 및 '490 특허라 한다)에서 먼저 개시된 전자 물품 감시 시스템에 사용된다. 이러한 감시 시스템은 높은 검출감도, 높은 운영 신뢰도, 및 낮은 운영비를 모두 제공한다는 점에서 유익한 시스템이다.

이러한 시스템에서의 마커는 피크 자기기계 커플링을 구축하기 위한 바이어스 자기장으로 칭해지는 정자기장을 제공하는 자기적으로 더 단단한 강자성체(더 높은 포화 보자력을 갖는 재료)로 패키지화된 공지된 길이의 강자성체 재료로 이루어진 스트립, 또는 복수의 스트립이다. 바람직하게는, 합금에서의 자기기계 커플링의 효율이 매우 높기 때문에, 강자성체 마커 재료는 비정질 합금 리본이다. 식 (1)에서 나타난 바와 같이, 기계 공진 주파수(f _r )는 합금 리본의 길이와 바이어스 자기장의 세기에 의해 본질적으로 결정된다. 공진 주파수로 조정된 검색 신호가 전자 식별 시스템에서 만나게 되면, 마커 재료는 시스템에서 수신기에 의해 검출되는 큰 신호 필드로 응답한다.

여러 가지 비정질 강자성체 재료가 전술한 자기기계 공진에 바탕을 둔 코딩 된 식별 시스템에 대한 미국 등록특허 제4,510,490호에서 고려되었으며, 비정질의 Fe-Ni-Mo-B, Fe-Co-B-Si, Fe-B-Si-C 및 Fe-B-Si 합금을 포함한다. 상기 합금들 중에서 상업적으로 가용한 비정질 Fe-Ni-Mo-B 계열의 METGLAS®2826MB 합금이 자기 기계 공진 마커에 의하여 자기 고조파(harmonics) 생성/검출에 바탕을 둔 다른 시스템의 사건 기동시까지 널리 사용되고 있다. 이는 가끔 비선형 BH 특성을 보이는 시점에서 사용된 자기 기계 공진 마커 때문에 발생하며, 여기 자기장 주파수의 더 높은 차수의 고조파가 생성되게 한다. 가끔 "오염 문제(pollution problem)"라고 불리는 이러한 문제점을 방지하기 위하여, 일련의 새로운 마커 재료가 발명되었으며, 그 예는 미국 등록 특허 제5,495,231호, 제5,539,380호, 제5,628,840호, 제5,650,023호, 제6,093,261호, 및 제6,187,112호에 개시된다. 새로운 마커 재료가 원래의 '489 및 '490 특허의 감시 시스템에 사용된 재료보다 평균적으로 더 양호하게 수행하지만, 예를 들어, 미국 등록 특허 제6,299,702호(이하, '702 특허라 한다)에서 개시된 마커 재료에서 다소 더 나은 자기기계 성능이 발견된다. 예를 들어, '702 특허에서 개시된 바와 같이, 이러한 새로운 마커 재료는 원하는 자기 기계특성을 얻기 위하여 복잡한 열처리 공정을 필요로 한다. 분명하게, 이러한 복잡한 후 리본 제조 공정을 필요로 하지 않는 새로운 자기기계 마커 재료가 필요하며, 전술한 "오염 문제"를 야기하지 않으면서 높은 자기 기계 성능을 갖는 마커 재료를 제공하는 것이 본 발명의 한 목적이다. 본 발명의 새로운 자기기계 마커 재료를 충분히 사용하면서, 본 발명은 인코딩 및 디코딩 성능을 갖는 마커와 상기 마커를 이용한 전자 식별 시스템을 포함한다. 자기기계 마커를 갖는 코딩된 감시 시스템 이 미국 등록 특허 제4,510,490호에 개시되지만, 구성을 이루는 마커 스트립의 수는 마커 내에서 사용 가능한 제한된 공간 때문에 제한되며, 이에 따라 이러한 마커를 이용한 인코딩 및 디코딩 능력의 범위를 제한한다.

분명하게, 이하 "코딩된 전자 물품 식별 시스템"으로 불리는 인코딩 및 디코딩 능력을 갖는 전자 물품 식별 시스템에서 코딩된 마커로서의 성능을 희생시키지 않으면서 마커 스트립의 수가 상당히 증가된 마커가 필요하다.

본 발명에 따르면, 연자성 재료가 자기기계 공진에 바탕을 둔 전자 물품 식별 시스템의 마커에 포함된다.

강화된 전체 자기기계 공진 특성을 갖는 마커 재료는 다수의 마커 스트립이 코딩된 마커에 수용될 수 있도록 비정질 합금 리본으로부터 제조된다. 미국 등록 특허 제4,142,571호에 개시된 바와 같이, 자기기계 공진 성능을 갖는 리본 형태의 연자성 재료는 회전하는 기판 상에서 주조된다. 주조된 리본 폭이 마커 재료용으로 기설정된 폭보다 더 넓은 경우, 상기 리본은 상기 기설정된 폭으로 길이방향으로 절단된다. 따라서, 처리된 리본은 바이어스 정자기장을 제공하는 적어도 하나의 반경질 자기 스트립을 갖는 복수의 스트립을 사용하여 자기 기계 공진 마커를 제조하기 위한 상이한 길이를 갖는 반경질(semi-hard)의 직사각형 비정질 금속 스트립으로 절단된다.

코딩된 전자 물품 식별 시스템은 본 발명의 코딩된 마커를 사용한다. 이 시스템은 본 발명의 자기기계 마커가 가변하는 주파수를 갖는 검색 자기장이 인가되는 물품 검색 구역을 가지며, 이 검색 자기장 여기에 대한 신호 응답은 물품 검색 구역에 위치한 안테나 코일 쌍을 갖는 수신기에 의해 검출된다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 리본 길이 방향을 따라 곡률을 가지며 정 바이어스 자기장을 이용한 교번하는 자기장 여기 하에서 자기기계 공진을 보여주는 비정질 강자성 합금 리본으로부터 기설정된 길이로 절단된 복수의 연성 자기변형 스트립을 포함하며,상기 스트립은 리본 축에 수직인 자기 이방성 방향을 가지며, 상기 스트립의 적어도 2개는 사전 선택된 주파수들 중 단일의 상이한 한 주파수에서 공진하도록 자기적으로 바이어스되는, 상기 사전 선택된 주파수들에서 기계적으로 공진하는 자기기계 공진 전자 물품 식별 시스템의 코딩된 마커가 제공된다.

선택에 따라, 상기 마커 스트립 곡률의 곡률 반지름은 대략 100cm보다 작다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 리본 축에 수직인 자기 이방성 방향을 갖는 비정질 자기변형 합금 리본을 폭에 대한 길이의 비가 3보다 더 큰 기설정된 길이를 갖는 직사각형 스트립으로 절단함으로써 인코딩이 수행된다.

선택에 따라, 상기 스트립은 대략 3mm에서 대략 15mm까지의 범위의 스트립 폭을 갖는다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 스트립은 대략 4Hz/(A/m)에서 대략 14Hz/(A/m)까지의 범위의 바이어스 자기장에 대한 공진 주파수의 기울기를 갖는다.

선택에 따라, 상기 스트립은 스트립 폭이 6mm일 때 대략 18mm보다 더 큰 길이를 갖는다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 스트립은 대략 120,000Hz 보다 작은 자기기계 공진 주파수를 갖는다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 비정질 강자성 합금 리본은 대략 8ppm과 대략 18ppm 사이의 포화 자기변형과 대략 0.7tesla와 대략 1.1tesla 사이의 포화 유도(saturation induction)를 갖는다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 비정질 강자성 합금 리본의 비정질 강자성 합금은 30 ≤ a ≤ 43, 35 ≤ b ≤ 48, 0 ≤ c ≤ 5, 14 ≤ d ≤ 20 및 a+b+c+d=100인 Fe_a-Ni_b-Mo_c-B_d 계열의 조성을 가지며, 3 원자%까지의 Mo는 선택적으로 Co, Cr, Mn 및/또는 Nb으로 대체될 수 있으며, 1 원자%까지의 B는 선택적으로 Si 및/또는 C로 대체될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 비정질 강자성 합금 리본의 비정질 강자성 합금은 Fe₄₀ _.6Ni₄₀ _.1Mo₃ _.7B_15.1Si₀ _.5,Fe₄₁ _.5Ni₃₈ _.9Mo₄ _.1B_15.5, Fe₄₁ _.7Ni₃₉ _.4Mo₃ _.1B_15.8, Fe₄₀ _.2Ni₃₉ _.0Mo₃ _.6B_16.6Si₀ _.6, Fe₃₉ _.8Ni_39.2Mo₃ _.1B_17.6C₀ _.3, Fe₃₆ _.9Ni₄₁ _.3Mo₄ _.1B_17.8, Fe₃₅ _.6Ni_42.6Mo₄ _.0B_17.9, Fe₄₀ Ni₃₈ Mo₄ B₁₈ 또는 Fe₃₈ _.0Ni₃₈ _.8Mo₃ _.9B_19.3중 하나의 조성을 갖는다.

선택에 따라, 상기 코딩된 마커는 상이한 길이를 갖는 적어도 2개의 마커를 포함한다.

선택에 따라, 상기 코딩된 마크는 상이한 길이를 갖는 적어도 5개의 마커를 포함한다.

선택에 따라, 상기 코딩된 마커는 대략 30,000Hz와 대략 130,000Hz 사이의 자기기계 공진 주파수를 갖는다.

선택에 따라, 상기 코딩된 마커는 2개 및 5개의 마커 스트립을 갖는 코딩된 마커에 대하여 각각 대략 1800개 및 대략 1억 1500만개까지 구분되어 식별될 수 있는 물품을 포함하는 전자 식별 분야를 갖는다.

선택에 따라, 상기 코딩된 마커는 대략 1억 1500만개 이상으로 구분될 수 있는 물품을 포함하는 전자 식별 분야를 갖는다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 코딩된 마커의 코딩된 정보를 디코딩하는 성능을 가진 전자 물품 식별 시스템이 제공된다. 상기 시스템은, 검색 구역을 형성하기 위하여 코딩된 마커를 향하여 가변하는 주파수를 갖는 AC 여기 자기장을 방출하는 코일 쌍; 상기 코딩된 마커로부터 코딩된 정보를 수신하는 신호 검출 코일 쌍; 상기 코딩된 마커에 코딩된 정보를 디코딩하기 위한 소프트웨어를 구비한 전자 컴퓨터를 갖는 전자 신호 처리 장치; 또는 상기 코딩된 마커를 식별하는 전자 장치; 중 하나를 포함하며, 상기 코딩된 마커는 사전에 선택된 주파수들에서 기계적으로 공진하고, 상기 코딩된 마크는 리본 길이 방향을 따라 곡률을 가지며 정 바이어스 자기장을 이용한 교번하는 자기장 여기 하에서 자기기계 공진을 보여주는 비정질 강자성 합금 리본으로부터 기설정된 길이로 절단된 복수의 연성 자기변형 스트립을 포함하며, 상기 스트립은 리본 축에 수직인 자기 이방성 방향을 가지며, 상기 스트립의 적어도 2개는 상기 사전 선택된 주파수들 중 단일의 상이한 한 주파수에서 공진하도록 자기적으로 바이어스된다.

선택에 따라, 상기 마커 스트립 곡률의 곡률 반지름은 대략 20cm와 대략 100cm 사이이다.

아래의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명과 다음과 같은 첨부된 도면을 참조할 때, 본 발명은 더욱 완전히 이해될 수 있으며, 더 나은 이점들이 더욱 명백해진다.

도 1A는 본 발명의 일 실시예에 따라 비정질 합금 리본으로부터 절단된 스트립의 측면도를 도시하며, 도 1B는 바이어스 자석을 갖는 종래의 스트립에 대한 도면이다;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 스트립 마커의 자기기계 공진 특성과 종래의 단일 스트립 마커의 자기기계 공진 특성을 도시하며, 바이어스 자기장의 함수로 공진 주파수를 보여준다;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 스트립 마커의 공진 신호와 종래의 단일 스트립 마커의 공진 신호를 도시하며, 바이어스 자기장의 함수로 공진 신호 진폭을 보여준다;

도 4는 대략 38mm의 길이, 대략 6mm의 폭 및 대략 28㎛의 두께를 갖는 본 발명의 일 실시예의 마커 스트립에서 60Hz에서 얻어진 BH 루프이다;

도 5A는 본 발명의 실시예들에 따른 자기기계 공진 마커의 일 실시예에 대한 물리적인 프로파일을 비교한 것이며, 도 5B는 종래의 마커의 비교를 도시하며, 양 경우 모두 상이한 길이를 갖는 2개의 마커 스트립을 사용한다;

도 6A는 본 발명의 일 실시예에 따른 상이한 길이를 갖는 2개의 스트립을 구비한 마커의 자기기계 공진 특성을 도시하며, 도 6B는 상이한 길이를 갖는 2개의 스트립을 구비한 종래의 마커의 자기기계 공진 특성을 도시한다;

도 7은 도 6A의 하부 공진 주파수 영역 근처에서의 공진 신호 프로파일을 도시한다;

도 8은 도 6A의 상부 공진 주파수 영역 근처에서의 공진 신호 프로파일을 도시한다;

도 9A 및 9B는 상이한 길이를 갖는 3개의 스트립이 장착된 본 발명의 일 실시예에 따른 마커를 도시한다;

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 상이한 길이를 갖는 3개의 스트립을 구비한 마커의 자기기계 공진 특성을 도시한다;

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 상이한 길이를 갖는 5개의 스트립을 구비한 마커의 자기기계 공진 특성을 도시한다; 그리고,

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 코딩된 전자 물품 식별 시스템을 도시한다.

[바람직한 실시예에 대한 상세한 설명]

강화된 전체 자기 기계 공진 특성을 갖는 마커 재료는 복수의 마커 스트립이 코딩된 마커에 수용될 수 있도록 비정질 강자성체 합금 리본으로부터 제조되며, 적어도 2개의 스트립은 미리 선택된 복수의 주파수들 중 단일의 상이한 주파수에서 기계적으로 공진하도록 자기적으로 바이어스된다. 미국 등록 특허 제4,142,571호에서 개시된 바와 같이, 자기기계 공진 능력을 갖는 리본형태의 자기재료는 회전하는 기판 상에서 주조된다. 주조된 리본 폭이 마커 재료용으로 기설정된 폭보다 더 넓은 경우, 리본은 기설정된 폭으로 길이방향으로 절단된다. 따라서, 처리된 리본은 바이어스 정자기장을 제공하는 적어도 하나의 반경질 자기 스트립을 갖는 복수의 스트립을 사용하여 자기 기계 공진 마커를 제조하기 위한 상이한 길이를 갖는 반경질의 직사각형 비정질 금속 스트립으로 절단된다.

본 발명의 일 실시예에서, 마커 스트립용 리본을 형성하는데 사용되는 비정질 강자성체 합금은 30 ≤ a ≤ 43, 35 ≤ b ≤ 48, 0 ≤ c ≤ 5, 14 ≤ d ≤ 20 및 a+b+c+d=100에 대하여 Fe_a-Ni_b-Mo_c-B_d 계열의 조성을 가지며, 3 원자%까지의 Mo는 선택적으로 Co, Cr, Mn 및/또는 Nb으로 대체될 수 있으며, 1 원자%까지의 B는 선택적으로 Si 및/또는 C로 대체될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 마커 스트립용 리본을 형성하는데 사용되는 비정질 강자성체 합금은 Fe₄₀ _.6Ni₄₀ _.1Mo₃ _.7B_15.1Si₀ _.5,Fe₄₁ _.5Ni₃₈ _.9Mo₄ _.1B_15.5, Fe₄₁ _.7Ni₃₉ _.4Mo₃ _.1B_15.8, Fe₄₀ _.2Ni₃₉ _.0Mo₃ _.6B_16.6Si₀ _.6, Fe₃₉ _.8Ni₃₉ _.2Mo₃ _.1B_17.6C₀ _.3, Fe₃₆ _.9Ni₄₁ _.3Mo₄ _.1B_17.8, Fe_35.6Ni₄₂ _.6Mo₄ _.0B_17.9, Fe₄₀ Ni₃₈ Mo₄ B₁₈ 또는 Fe₃₈ _.0Ni₃₈ _.8Mo₃ _.9B_19.3중 하나의 조성을 갖는다.

따라서, 상업적으로 가용한 비정질의 자기변형하는 METGLAS®2826MB 리본의 화학 조성과 유사한 화학 조성을 갖는 비정질 합금 리본은 미국 등록 특허 제 4,142,571호에 설명된 발명에 따라 주조된다. 주조된 비정질 합금은 대략 0.88 테슬라의 포화 유도(saturation induction) 및 대략 12ppm의 포화 자기 변형을 갖는다. 리본은 대략 100mm 및 대략 25mm의 폭을 가지며, 대략 28㎛의 두께를 갖는다. 그 다음, 리본은 상이한 폭을 갖는 더 좁은 리본으로 길이방향으로 절단된다. 다음으로, 길이방향으로 절단된 스트립은 대략 15mm 내지 대략 65mm의 길이 범위를 갖는 연성의 직사각형 스트립으로 폭방향으로 절단된다. 각 스트립은 리본 주조 휠의 표면 곡선을 반영하는 약간의 곡선부를 갖는다. 길이방향으로 절단하는 동안, 원래의 곡선부는 변형된다. 길이방향으로 절단되고 폭방향으로 절단된 스트립의 곡선부는 예시 1에서 설명된 바와 같이 결정된다. 도 1A는 본 발명의 일 실시예에 따른 마커 스트립(10)의 물리적인 형상을 도시하며, 도 1B는 미국 등록 특허 제6,299,702호에 개시된 복잡한 열처리 방법에 따라 생산된 종래의 스트립(20)의 물리적인 형상을 도시한다. 나타난 바와 같이, 도 1B에 도시된 바와 같이, 자기 플러스 선(11)은 종래의 스트립의 자기 플럭스 선(21)보다 본 발명의 실시예에 따른 공진 마커-바이어스 스트립 구성에서 더욱 가깝다. 이것은 본 발명의 일 실시예에 따른 마커 스트립(10)과 바이어스 자석 스트립(12) 사이의 커플링을 종래의 마커 스트립(10)과 바이어스 자석 스트립(22) 사이에서 얻을 수 있는 것보다 더 양호하게 하며, 본 발명의 실시예에 따른 공진 마커 스트립의 양단에서의 자기 플럭스 누출을 더 줄인다. 본 발명의 실시예에 따른 스트립 및 종래의 스트립으로 이루어진 각 공진 마커 스트립은 예시 2의 특성화 방법을 사용하여 자기 기계 공진 성능을 고려하여 검사되었다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 바이어스 자기장의 함수로 서 단일 스트립 마커(830)에 대한 공진 주파수와 종래의 스트립(831)에 대한 공진 주파수를 비교하였다. 도 2는 바이어스 자기장의 함수로서의 공진 주파수 변화가 두 경우 모두에 대하여 대략 동일하다는 것을 보여준다. 불활성화(deactivation)가 바이어스 자기장 강도의 변경에 의한 공진 주파수의 변경에 의해 달성되기 때문에 도 2에 도시된 공진 특성은 불활성화 능력을 갖는 공진 마커를 설계하는데 있어서 중요하다. 불활성화 동안, 바이어스 자기장(H_b)에 대한 공진 주파수(f _r )의 기울기, 즉 df _r /dH_b는 불활성화의 효율성을 결정하고, 따라서 효율적인 공진 마커 스트립에 대한 중요한 인자이다. 코딩된 전자 식별 시스템에 대하여, 더 높은 감도가 식별 시스템에서 요구될 때 바이어스 자기장에 대한 공진 주파수의 더 큰 기울기가 일반적으로 선호된다.

두 경우 사이의 공진 응답에 대한 비교가 도 3에 도시되며, 여기서 V₀는 여기 자기장(exciting field)이 턴 오프된 때의 응답 신호 진폭이며, V₁은 여기 자장의 종료 후 1 msec 시점에서의 신호 진폭이다. 분명히, 더 양호한 공진 마커 성능을 위하여는 더 높은 V₁/V₀ 비가 바람직하다. 따라서, 상기 신호 진폭들 모두가 자기기계 공진 마커에 대한 성능 계수의 일부로서 산업계에 사용된다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공진 마커 스트립에 대하여 H_b0=500 A/m 및 H_b1=400 A/m의 바이어스 자기장에서 신호 진폭인 V₀ 441 및 V₁ 442가 각각 최대가 되며, 종래의 공진 마커 스트립에 대하여 H_b0=460 A/m 및 H_b1=400 A/m의 바이어스 자기장에서 V₀ 443 및 V₁ 444가 각각 최대가 된다는 것을 나타낸다. 더하여, 도 3은 이 최대점에서의 V₁/V₀ 비가 종래의 마커 스트립 보다 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 마커 스트립에 대하여 더 높다는 것을 나타내며, 본 발명의 일 실시예에 따른 마커 스트립의 신호 보존이 종래의 마커 스트립보다 양호하여 본 코딩된 전자 식별 시스템의 효율성을 강화시킨다는 것을 보여준다.

표 I은 대표적인 종래의 마커 스트립과 본 발명의 일 실시예에 따른 마커 스트립으로부터의 예시들 사이에서 자기기계 공진기로서의 마커 스트립 성능에 대하여 중요한 파라미터들의 비교를 요약한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 마커 스트립의 성능은 종래의 마커 스트립의 성능에 가깝거나 더 우수하다는 것을 알 수 있다. 표 I에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 마커 스트립 모두는 본 발명의 실시예의 마커로서 사용될 수 있다.

표 1에서, 바이어스 자기장 세기인 H_b0 및 H_b1에서 각각 측정된 V₀ 및 V₁ 에 대한 최대 신호 전압과, 도 1A에서 정의된 바와 같은 스트립 곡률(h)를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 마커 스트립에 대하여 H_b1에서 측정된 공진 주파수 기울기(df _r /dH_b)는 임의로 선택된 10개의 종래 마커 스트립에 대한 대응하는 특성과 비교되었다. 스트립의 길이(l)는 모두 대략 38mm이며, 그 폭은 대략 6 mm이다. 각 마커 스트립의 곡률 반지름은 h 및 l로부터 계산되었다. 각 스트립의 공진 주파수는 대략 58 kHz이었다.

[표 I]

자기기계 공진 특성

표 I은 현재 널리 사용되는 대략 6mm의 마커 스트립 폭에 대한 데이터를 포함한다. 마커 스트립에 대략 6mm과는 상이한 폭을 갖는 마커 스트립을 제공하는 것이 본 발명의 일 양태이다. 상이한 폭을 갖는 마커 스트립은 표 I에 사용된 동일한 리본으로부터 길이방향으로 절단되어, 그 자기기계 공진 특성이 결정된다. 결과는 표 II에 요약된다. 공진 신호 전압 V₀ _max 및 V₁ _max 는 예상되는 바와 같이 폭이 감소함에 따라 감소한다. 폭이 감소함에 따른 특성 자기장 값(H_b0 및 H_b1)의 감소는 소자(消磁) 효과 때문이다. 따라서, 바이어스 자기장 자석은 이에 따라 선택되어야만 한다. 표 II가 나타내는 바와 같이, 더 큰 마커 스트립으로부터의 공진 신호가 더 크기 때문에, 더 작은 폭을 갖는 마커는 더 작은 큰 물품 식별 분야에 대하여 적합한 반면, 더 큰 폭을 갖는 마커는 더 큰 물품 식별 분야에 대하여 적합하다. 식 (1)이 나타내는 바와 같이, 공진 주파수가 주로 스트립 길이에 의존하기 때문에, 스트립 폭 변화는 사용되는 물품 식별 시스템의 공진 주파수에 영향을 미치지 않는다.

표 II는 도 1A에서 정의된 바와 같은 스트립 높이(h) 및 상이한 스트립 폭을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 마커 스트립의 자기기계 공진 특성을 보여준다. V₀ _max, H_b0, V_i _max 및 df _r /dH_b에 대한 정의는 표 I의 것과 동일하다. 스트립의 길이(l)는 모두 대략 38mm이다. 각 마커 스트립의 곡률 반지름은 h와 l로부터 계산되었다. 각 스트립의 공진 주파수는 대략 58 kHz이었다.

[표 II]

자기기계 공진 특성

본 발명의 다른 양태는 상이한 조건 하에서 동작되는 사용 가능한 다양한 마커를 제공하는 것이다. 이 목적을 위하여, 자기기계 공진 특성은 마커 스트립이 생산되는 비정질 자기 합금 리본의 화학적 조성을 변경함으로써 달라진다. 검사된 합금의 화학 조성은 합금의 포화 유도 및 자기변형의 값이 주어진 표 III에 리스트된다. 이 합금들의 자기기계 공진 특성은 아래의 표 IV에서 주어진다.

표 III은 화학 조성, 포화 유도(B_S), 및 포화 자기변형(λ_s)을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기기계 공진 마커에 대한 자기변형 비정질 합금의 예들을 보여준다. B_S 값은 예시 3에서 설명되는 DC BH 루프 측정으로부터 결정되었으며, λ_s 값은 S. 이토(Ito) 등의 응용 물리 소식( Applied Physics Letters ) vol. 37, 665쪽(1980)에서의 실험 방정식인 λ_s = k B_s ²,(k=15.5 ppm/tesla²)에 따라 계산되었다.

[표 III]

자기변형 비정질 합금

표 IV는 도 1A에서 정의된 바와 같은 스트립 높이(h)를 갖는 본 발명의 일 실시예에 대한 표 III에서 리스트된 것괴 상이한 화학 조성을 갖는 마커 스트립의 자기기계 공진 특성을 보여준다. V₀ _max, H_b0, V₁ _max 및 df _r /dH_b에 대한 정의는 표 I의 것과 동일하다. 스트립 길이(l)는 모두 대략 38 mm이다. 각 마크 스트립에 대한 곡률 반지름은 h 및 l로부터 계산되었다. 각 스트립의 공진 주파수는 대략 58 kHz이었다.

[표 IV]

표 III에서의 합금의 자기기계 공진 특성

표 III에 리스트된 상이한 화학 조성을 갖는 모든 비정질 합금은 모두 표 IV에 주어진 바와 같이 뛰어난 자기기계 공진 특성을 가지며, 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 코딩된 전자 식별 시스템에 유용하다.

또한, 예시 1에 따라 대략 6mm 폭으로 길이방향으로 절단된 리본은 상이한 길이를 갖는 스트립으로 폭방향으로 절단되어, 그 자기기계 공진 특성이 검사되었다. 상기 표 I, II, 및 IV에서 제공된 특성에 더하여, 자기기계 공진 스트립의 효율성을 결정하기 위한 보충 테스트가 다음의 식을 이용하여 수행되었다:

V(t) = V₀ exp (- t/Τ), (2)

여기서, t는 AC 자기장 여기의 종료 후에 측정된 시간이며, Τ는 공진 신호 감쇠에 대한 특성 시정수이다. 표 I, II 및 IV에서의 V_1max 값은 t=1 msec에 대한 데이터로부터 결정된다. 결과는 표 V에 주어지며, 여기에서 상이한 스트립 길이에 대한 공진 특성을 특징짓는 다른 파라미터가 요약된다. f _r 은 앞에서 주어진 식 (1)의 관계를 아주 잘 따른다는 것을 알 수 있다. 또한, 증가하는 스트립 길이에 따라 Τ도 증가한다는 것을 알 수 있다. 지연된 신호 검술이 바람직하다면, 더 큰 값의 시정수(Τ)가 바람직하다. 그러나, 코딩된 전자 물품 식별 시스템에서 검색 AC 자기장이 스위핑될 때, 표 I의 V₀ 값은 V₁ 값보다 더 중요하다.

표 V에서 보이는 바와 같이, 자기기계 공진 특성이 상이한 길이(l)를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 마커 스트립에 대하여 결정되었다. 각 스트립의 폭과 두께는 각각 대략 6mm와 28㎛이다. 공진 주파수(f _r )와 시정수(Τ)는 각각 식 (1) 및 (2)에서 정의된다. V₀ _max, H_b0, V₁ _max, H_b1 및 df _r /dH_b에 대한 정의는 표 I의 것과 동일하다. 마커의 높이(h)는 도 1에서 정의되며, 각 스트립의 곡률 반지름은 h와 l을 이용하여 계산되었다.

[표 V]

본 발명의 일 실시예에 따른 마커 스트립에서 자기기계 공진을 생성하기 위해 필요한 표 III에 리스트된 포화 자기 유도 및 자기변형과 같은 기본적인 자기 특성에 더하여, 마커 스트립에서의 용이한 자화 방향인 자기 이방성(magnetic anisotropy) 방향은 본질적으로 스트립 길이 방향에 수직이어야 한다. 이것은 상기 표 V로부터의 대략 38mm 길이의 스트립 상에 예시 3의 측정 방법을 이용하여 60Hz에서 얻어진 BH 루프를 도시하고 있는 도 4에서 나타난 바와 같은 경우이다. 도 4의 BH 루프는 H=0에서의 잔존하는 자기 유도, 즉 B(H=0)가 0에 가까우며 H=0에 근처에서 B/H에 의해 정의된 투자율이 선형이라는 것을 나타낸다. 도 4에 도시된 BH 루프의 형상은 평균 자기 이방성 방향이 스트립의 길이 방향에 수직인 자기 스트립의 전형적인 BH 성질이다. 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 마커 스트립의 자화 성질의 결과는 스트립이 AC 자기장에 놓일 때 스트립에서의 더 높은 차수의 고조파가 생성하지 않는다는 것이다. 따라서, 상기 배경기술에서 언급된 시스템의 "오염 문제"가 최소화된다. 이 점을 더 점검하기 위하여, 도 4의 마커 스트립으로부터의 더 높은 차수의 고조파 신호는 자기 고조파 생성/검출에 바탕을 둔 전자 물품 감시 시스템의 마커 스트립과 비교된다. 이 비교의 결과는 아래의 표 VI에서 주어진다.

표 VI에서 보이는 바와 같이 더 높은 차수의 자기 고조파 신호 비교는 본 발명의 일 실시예에 따른 마커 스트립과 자기 고조파 생성/검출에 바탕을 둔 전자 물품 감시 시스템에 널리 사용되는 Co 계열의 METGLAS®2714A에 기초한 마커 스트립 사이에서 이루어졌다. 두 경우 모두 스트립의 크기는 동일하며 대략 38mm의 길이와 대략 6mm의 폭을 갖는다. 기본적인 여기 주파수는 2.4 kHz이며, 25번째 고조파 신호가 예시 4의 고조파 신호 검출 방법을 이용함으로써 비교되었다.

[표 VI]

표 VI가 나타내는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 마커로부터의 무시할만한 작은 고조파 신호는 자기 고조파 생성/검출에 바탕을 둔 전자 물품 감시 시스템을 트리거링하지 않는다.

상이한 길이를 갖는 본 발명의 일 실시예의 2개의 마커 스트립은 표 I, II, IV 및 V의 특징을 갖는 바와 같이 다수의 스트립으로부터 임의로 선택되었으며, 서로의 상부에 장착되었고, 마커는 도 5A의 스트립(110) 및 스트립(111)으로 나타난 바와 같이 형성되었다. 상이한 길이를 갖는 2개의 마커 스트립은 비자성 외부 케이스(100, 101) 사이의 속이 빈 영역 내에 수용된다. 바이어스 자석(120)이 케이스(101)의 외부 표면 상에 부착된다. 비교를 위하여, 2개의 종래의 마커 스트립이 도 5B의 스트립(210)과 스트립(211)으로 도시되며, 이 도면에서 2개의 스트립에 대하여 사용가능한 평면 영역은 도 5A의 2개의 스트립과 동일하다. 도 5B의 도면 부호 200, 201 및 220은 각각 도 5A의 항목 100, 101 및 120에 대응한다.

도 5A에 대응하는 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 스트립 마커의 자기기계 공진 성질은 표 V로부터의 대략 20mm의 스트립과 대략 57mm의 스트립을 포함하는 마커에 대하여 도 6A에 도시되며, 도 5B에 대응하는 '490 특허에 따라 마련된 종래의 2개의 스트립 마커의 자기기계 공진 성질은 대략 20mm와 대략 57mm의 길이를 갖는 2개의 스트립을 이용하여 도 6B에 도시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 마커 스트립으로부터의 전체 신호 진폭이 종래의 2개의 마커 스트립의 전체 신호 진폭보다 상당히 더 높다는 것이 도 6A와 6B로부터 명백하다. 도 5A에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 마커의 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 긴 크기를 갖는 스트립의 신호 진폭(도 6A에 도시된 V₀)은 도 5B의 긴 크기를 갖는 종래 마커 스트립에 대한 대응하는 값(도 6B에 도시된 V₀)보다 대략 280% 더 높다. 짧은 스트립에 대하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립은 대응하는 종래 마커 스트립의 신호 진폭(도 6B에 도시된 V₁)보다 대략 370% 더 높은 신호 진폭(도 6A에 도시된 V₁)을 생성한다. 도 6A에 도시된 하부 공진 주파수 f _r = 38,610 Hz 근처의 더 크진 공진 진폭 프로파일은 도 7에 도시되며, 진폭이 피크 진폭의 1/2이 되는 지점에서의 주파수 폭으로 정의되는 자기기계 공진의 폭이 대략 420 Hz인 것을 보여준다. f _r = 109,970 Hz 근처의 상부 공진 주파수 영역에 대하여, 신호 진폭은 도 8에 도시된 바와 같이 대략 660Hz의 주파수 폭을 갖는다. 이하 공진 선폭(resonance line width)이라고 하는 이 주파수 폭은 약간 상이한 길이를 갖는 2개의 마커 스트립에 대한 2개의 인접한 공진 주파수 사이에서의 최소 공진 주파수 간격(frequecny separation)을 결정하는데 사용된다.

도 9A는 상기 표 I, II 및 IV으로부터 임의로 선택된 상이한 길이를 가지는 3개의 마커 스트립(311, 312, 313)을 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 마커를 도시한다. 2개의 외부 케이스(300, 301) 사이의 캐비티 공간(302)은 본 발명의 일 실시예에 따른 마커 스트립(311, 312, 313)을 수용하기 위한 것이며, 도면부호 330은 케이스(301)의 외부면에 부착된 바이어스 자석을 나타낸다. 대략 25mm, 대략 38mm 및 대략 52mm의 길이와 대략 6mm의 폭을 갖는 세 개의 스트립을 구비한 마커의 자기기계 공진 특성은 도 10에 도시된다. 도 6A와 도 7에서, 도 6A와 도 8에 나타난 바와 같이 관찰된 기계 공진이 대략 40,000Hz의 하부 공진 주파수 영역 근처에서 대략 400Hz의 공진 선폭을 가지며 대략 110,000Hz의 상부 공진 주파수 영역 근처에서 대략 700Hz의 공진 선폭을 가져 가파른 것을 알 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 마커에서의 상이한 길이를 갖는 마커 스트립 사이의 자기기계 간섭은 중요하지 않다는 것을 보여주며, 이는 3개보다 더 많은 마커 스트립을 적층하는 것을 가능하게 한다. 상이한 길이를 갖는 3개의 마커 스트립이 스트립 폭 방향으로의 중심 근처의 선을 따라 서로 접촉하기 때문에, 스트립 간의 자기기계 간섭이 없는 것은 도 9B에서 명백하다. 유사하게, 대략 30mm, 대략 38mm, 대략 42mm, 대략 47mm 및 대략 52mm의 상이한 길이와 대략 6mm의 폭을 갖는 5개 스트립이 표 I, II, IV 및 V의 스트립에서 선택되어, 마커가 제조되었다. 이 5개 스트립의 마커에 대한 공진 특성은 도 11에 도시된다. 상이한 길이의 마커 스트립을 사용한 본 발명의 일 실시예에 따른 마커에 대한 공진 특성의 요약이 표 VII에서 주어진다.

표 VII에서 보이는 바와 같이, 공진 신호 V₀ _max 및 V₁ _max는 본 발명의 코딩된 마커로부터 해당 공진 주파수(f _r )에 위치한다.

[표 VII]

표 VII에서, 마커 스트립의 폭과 두께는 각각 대략 6 mm 및 대략 28㎛이다.

표 VII에서 주어진 공진 신호 V₀ _max 및 V₁ _max는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 물품 식별 시스템에서 검출되는데 상당히 충분하다. 표 V에서의 데이터는 공진 주파수(f _r )와 스트립 길이 사이의 관계를 제공하며, 다음과 같이 주어진다.

f _r = 2.1906 x 10⁶ / l

여기서 l은 mm 단위의 스트립 길이이다. 식 (1)과 일치하는 이 관계를 이용하여, 기설정된 길이로 절단된 리본에서의 허용 오차에 의해 발생하는 공진 주파의 가변성은 다음과 같이 결정된다. f _r 및 l 사이의 상기 관계는 Δf _r /Δl= -2.906 x 10⁶ / 2l²이 되며, 여기서 Δf _r 은 스트립 길이의 변동분(Δl)에 따른 공진 주파수의 변화이다. 상업적으로 가용한 리본 절단기로 얻을 수 있는 마커 스트립 절단 허용 오차는 명목 또는 목표 스트립 길이와 표 V에서 주어진 실제 길이를 비교함으로써 결정된다. 예를 들어, 표 V에서 18.01mm의 길이를 갖는 스트립은 18mm의 목표 스트립 길이를 가지며, 절단 허용 오차는 0.01mm가 된다. 따라서, 얻어진 절단 기계 허용 오차를 이용하여, 스트립 길이 가변성에 따른 주파수 가변성(Δf _r )이 계산되며, 짧은 스트립에 대한 3Hz로부터 긴 스트립에 대한 400Hz까지의 범위를 갖는다. 도 7에 도시된 바와 같이 긴 스트립에 대한 공진 선폭이 대략 400 Hz이고 도 8에 도시된 바와 같이 짧은 스트립에 대한 공진 선폭이 대략 700 Hz이기 때문에, 본 발명의 실시예들에 따른 전자 물품 식별 시스템에서 인식될 수 있는 최소 주파수 간격은 대략 800Hz로 결정된다. 따라서, 잘못된 식별이 없도록 보장하기 위하여, 최소 인식가능 공진 주파수 간격의 2배가 되는 2kH의 공진 주파수 간격이 선택된 분야에서의 식별가능한 물품의 수를 결정하는데 사용된다. 표 V에서 리스트된 마커 스트립으로 다루어지는 공진 주파수는 대략 34,000Hz에서 대략 120,000Hz의 범위를 가지며, 대략 86,000Hz의 공진 주파수 폭을 갖는다. 앞에서 결정된 바와 같이, 오류가 없는 식별을 위하여 2kHz의 공진 주파수 간격을 이용하면, 전자적으로 식별가능한 물품의 수는 마커가 단지 하나의 스트립만을 가질 때 43가지이며, 마커가 본 발명의 일 실시예에 따라 상이한 길이를 갖는 2개, 3개 4개 및 5개의 마커 스트립을 구비한 마커가 코딩된 전자 물품 식별 시스템에서 사용될 때 그 수는 주어진 영역에서 각각 1800, 74000, 296만 및 1억 1550만으로 증가한다. 식별가능한 또는 코딩된 물품의 수는 마커 스트립을 더 더하거나 마커에서 바이어스 자기장의 레벨을 변경함으로써 더 증가된다.

도 12에 도시된 바와 같이, 전술한 바와 같은 코딩된 마커(501)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 물품 식별 시스템에서 효율적으로 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 코딩된 마커(501)를 가지고 있는 식별될 물품(502)은 검색 코일(511) 쌍이 측면에 배치된 검색 구역(510) 내에 놓인다. 코일(511)은 온-오프 동작을 위하여 전자 회로 박스(515)에 의해 제어되는 신호 생성기(513) 및 AC 증폭기(514)를 포함하는 전자 장치(512)에 의해 공급된 가변하는 주파수를 갖는 AC 자기장을 식별되는 물품(502)을 향하여 방출한다. 물품(502)이 구역(510)에 놓여 있을 때, 전자 회로 박스(515)는 가장 낮은 주파수에서 가장 높은 주파수로 스위핑하는 검색 AC 자기장 주파수를 스위칭 온하며, 그 범위는 마커의 기설정된 주파수 범위이다. 이러한 주파수 스위프에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 코딩된 마크(501)로부터의 공진 신호는 신호 수신 코일(516) 쌍에서 검출되며, 도 11에서 예시된 공진 신호 프로파일을 나타낸다. 따라서, 신호 검출기(517)에 의해 얻어진 이 신호 프로파일은 본 발명의 일 실시예에 따른 코딩된 마커(501)에 인코딩된 공진 주파수 시컨스를 식별하도록 프로그래밍된 컴퓨터(518)에 저장된다. 식별이 완료되면, 컴퓨터(518)는 식별 결과를 식별기(519) 및 시스템을 리세트하기 위한 전자 회로 박스(515)로 보고하는 신호를 전송한다. 원한다면, 본 발명의 실시예들에 따른 코딩된 마커는 물품(502)이 검색 구역(510)을 벗어난 후 마커 내의 바이어스 자석을 소자화함으로써 불활성화될 수 있다.

앞에서 제공된 코딩된 전자 물품 식별 시스템은 가변하는 주파수를 갖는 AC 여기 자기장을 스위핑함으로써 물품을 식별하는데 사용된다. 소정의 경우에, 지연된 식별이 요구될 수 있으며, 이는 도 3, 도 5A, 도 10 및 도 11에서 도시된 바와 같이 V₁을 추적함으로써 달성될 수 있다. 전자적으로는, 이것은 V₁을 스위핑 주파수의 함수로서 처리하기 위하여 도 12의 컴퓨터(517)를 프로그래밍함으로써 달성될 수 있다.

예시 1

길이방향으로 절단된 리본은 종래의 금속 리본 절단기를 이용하여 연성의 직사각형 스트립으로 폭방향으로 절단된다. 각 스트립의 곡률은 도 1A에서 정의된 바와 같이 스트립 길이(l)에 대한 곡면의 높이(h)를 측정함으로써 광학적으로 결정된다.

예시 2

자기기계 성능은 정 바이어스 자기장을 공급하는 한 쌍의 코일과 버 킹(bucking) 코일에 의해 보상된 신호 검출 코일에서 나타나는 전압이 전압계 및 오실로스코프에 의해 측정되는 설비에서 결정된다. 따라서, 측정된 전압은 검출 코일에 종속적이며 상대적인 신호 진폭을 나타낸다. 여기 AC 자기장은 상업적으로 가용한 함수 발생기 및 AC 증폭기에 의해 제공되었다. 전압계로부터의 신호 전압이 표로 만들어졌고, 상업적으로 가용한 컴퓨터 소프트웨어가 수집된 데이터를 분석하고 처리하는데 사용되었다.

예시 3

상업적으로 가용한 DC BH 루프 측정 설비가 자기 유도(B)를 인가된 자기장(H)의 함수로 측정하는데 사용되었다. AC 루프 측정을 위하여, 예시 4와 유사한 여기 코일-검출 코일 조립체가 사용되었으며, 검출 코일로부터의 출력 신호는 전자 적분기로 공급되었다. 그 다음, 적분된 신호는 샘플에 대한 자기 유도(B) 값을 제공하기 위하여 캘리브레이션되었다. 결과에 따른 B가 인가된 자기장(H)에 대하여 그래프로 그려졌으며, AC BH 루프를 형성하였다. AC 및 DC의 양 경우에, 인가된 자기장의 방향과 측정은 마커 스트립의 길이 방향을 따른다.

예시 4

예시 1에 따라 마련된 마커 스트립이 기설정된 기본 주파수에서의 여기 AC 자기장 내에 놓여졌으며, 더 높은 차수의 고조파 응답이 스트립을 수용하는 코일에 의해 검출되었다. 여자 코일 및 신호 검출 코일은 대략 50mm의 직경을 갖는 리본으로 권선되었다. 여자 코일 및 신호 검출 코일의 권선 수는 각각 대략 180 및 대략 250이다. 기본 주파수는 2.4 kHz로 선택되었고, 여자 코일에서의 전압은 대략 80 mV이었다. 신호 검출 코일로부터의 25번째 고조파 전압이 측정되었다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서, 마커 스트립 곡률의 곡률 반지름은 대략 100cm보다 작거나 대략 20cm와 100cm 사이일 수 있다.

선택에 따라, 리본 축에 수직인 자기 이방성 방향을 갖는 비정질 자기변형 합금 리본을 폭에 대한 길이의 비가 3보다 더 큰 기설정된 길이를 갖는 직사각형 스트립으로 절단함으로써 인코딩이 수행된다.

또한, 선택에 따라, 상기 스트립은 대략 3mm에서 대략 15mm까지의 범위의 스트립 폭을 갖는다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 스트립은 대략 4Hz/(A/m)에서 대략 14Hz/(A/m)까지의 범위의 바이어스 자기장에 대한 공진 주파수의 기울기를 갖는다.

또한, 선택에 따라, 상기 스트립은 대략 120,000Hz 보다 작은 자기기계 공진 주파수를 갖는다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 비정질 강자성 합금 리본은 대략 8ppm과 대략 18ppm 사이의 포화 자기변형과 대략 0.7tesla와 대략 1.1tesla 사이의 포화 유도를 갖는다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 코딩된 마커는 상이한 길이를 갖는 적어도 2개의 마커를 포함한다. 선택에 따라, 상기 코딩된 마크는 상이한 길이를 갖는 적어도 5개의 마커를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 코딩된 마커는 대략 30,000Hz와 대략 130,000Hz 사이의 자기기계 공진 주파수를 갖는다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 코딩된 마커는 2개 및 5개의 마커 스트립을 갖는 코딩된 마커에 대하여 각각 대략 1800개 및 대략 1억 1500만개까지 구분되어 식별될 수 있는 물품을 포함하는 전자 식별 분야를 갖는다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 코딩된 마커는 대략 1억 1500만개 이상으로 구분될 수 있는 물품을 포함하는 전자 식별 분야를 갖는다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서, 사전 선택된 주파수들에서 기계적으로 공진하는 자기기계 공진 전자 물품 식별 시스템의 코딩된 마커는, 리본 길이 방향을 따라 곡률을 가지며 정 바이어스 자기장을 이용한 교번하는 자기장 여기 하에서 자기기계 공진을 보여주는 비정질 강자성 합금 리본으로부터 기설정된 길이로 절단된 복수의 연성 자기변형 스트립을 포함하며, 상기 스트립은 리본 축에 수직인 자기 이방성 방향을 가지며, 상기 스트립의 적어도 2개는 상기 사전 선택된 주파수들 중 단일의 상이한 한 주파수에서 공진하도록 자기적으로 바이어스된다.

더하여, 본 발명의 일 실시예에서, 전자 물품 식별 시스템은 코딩된 마커의 코딩된 정보를 디코딩하는 성능을 갖는다. 상기 코딩된 마커는 사전 선택된 주파수들에서 기계적으로 공진하며, 상기 코딩된 마커는 리본 길이 방향을 따라 곡률을 가지며 정 바이어스 자기장을 이용한 교번하는 자기장 여기 하에서 자기기계 공진을 보여주는 비정질 강자성 합금 리본으로부터 기설정된 길이로 절단된 복수의 연성 자기변형 스트립을 포함하며, 상기 스트립은 리본 축에 수직인 자기 이방성 방 향을 가지며, 상기 스트립의 적어도 2개는 상기 사전 선택된 주파수들 중 단일의 상이한 한 주파수에서 공진하도록 자기적으로 바이어스된다. 상기 전자 물품 식별 시스템은, 검색 구역을 형성하기 위하여 코딩된 마커를 향하여 가변하는 주파수를 갖는 AC 여기 자기장을 방출하는 코일 쌍; 상기 코딩된 마커로부터 코딩된 정보를 수신하는 신호 검출 코일 쌍; 상기 코딩된 마커에 코딩된 정보를 디코딩하기 위한 소프트웨어를 구비한 전자 컴퓨터를 갖는 전자 신호 처리 장치; 또는 상기 코딩된 마커를 식별하는 전자 장치; 중 하나를 포함한다. 따라서, 코딩된 마커의 식별을 제공할 뿐만 아니라, 전자 물품 식별 시스템은 부착된 코딩된 마크를 갖는 물품을 식별할 수 있다.

본 발명에 대한 몇 가지 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 그 범위가 청구범위 및 그 균등물에서 정의되는 본 발명의 원리와 사상을 벗어나지 않으면서 이 실시예들에 대한 변형이 이루어질 수 있다.

Claims

사전 선택된 주파수들에서 기계적으로 공진하는 자기기계 공진 전자 물품 식별 시스템의 코딩된 마커에 있어서,

리본 길이 방향을 따라 곡률을 가지며 정 바이어스 자기장을 이용한 교번하는 자기장 여기 하에서 자기기계 공진을 보여주는 비정질 강자성 합금 리본으로부터 기설정된 길이로 절단된 복수의 연성 자기변형 스트립을 포함하며,

상기 스트립은 리본 축에 수직인 자기 이방성 방향을 가지며, 상기 스트립의 적어도 2개는 상기 사전 선택된 주파수들 중 단일의 상이한 한 주파수에서 공진하도록 자기적으로 바이어스되는,

자기기계 공진 전자 물품 식별 시스템의 코딩된 마커.
제1항에 있어서,

상기 마커 스트립 곡률의 곡률 반지름은 대략 100cm보다 작은 것을 특징으로 하는 자기기계 공진 전자 물품 식별 시스템의 코딩된 마커.
제1항에 있어서,

리본 축에 수직인 자기 이방성 방향을 갖는 비정질 자기변형 합금 리본을 폭에 대한 길이의 비가 3보다 더 큰 기설정된 길이를 갖는 직사각형 스트립으로 절단함으로써 인코딩이 수행되는 것을 특징으로 하는 자기기계 공진 전자 물품 식별 시 스템의 코딩된 마커.
제3항에 있어서,

상기 스트립은 대략 3mm에서 대략 15mm까지의 범위의 스트립 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 자기기계 공진 전자 물품 식별 시스템의 코딩된 마커.
제4항에 있어서,

상기 스트립은 대략 4Hz/(A/m)에서 대략 14Hz/(A/m)까지의 범위의 바이어스 자기장에 대한 공진 주파수의 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 자기기계 공진 전자 물품 식별 시스템의 코딩된 마커.
제4항에 있어서,

상기 스트립은 스트립 폭이 6mm일 때 대략 18mm보다 더 큰 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 자기기계 공진 전자 물품 식별 시스템의 코딩된 마커.
제6항에 있어서,

상기 스트립은 대략 120,000Hz 보다 작은 자기기계 공진 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 자기기계 공진 전자 물품 식별 시스템의 코딩된 마커.
제1항에 있어서,

상기 비정질 강자성 합금 리본은 대략 8ppm과 대략 18ppm 사이의 포화 자기변형과 대략 0.7tesla와 대략 1.1tesla 사이의 포화 유도를 갖는 것을 특징으로 하는 자기기계 공진 전자 물품 식별 시스템의 코딩된 마커.
제8항에 있어서,

상기 비정질 강자성 합금 리본의 비정질 강자성 합금은 30 ≤ a ≤ 43, 35 ≤ b ≤ 48, 0 ≤ c ≤ 5, 14 ≤ d ≤ 20 및 a+b+c+d=100인 Fe_a-Ni_b-Mo_c-B_d 계열의 조성을 가지며, 3 원자%까지의 Mo는 선택적으로 Co, Cr, Mn 및/또는 Nb으로 대체될 수 있으며, 1 원자%까지의 B는 선택적으로 Si 및/또는 C로 대체될 수 있는 것을 특징으로 하는 자기기계 공진 전자 물품 식별 시스템의 코딩된 마커.
제8항에 있어서,

상기 비정질 강자성 합금 리본의 비정질 강자성 합금은 Fe_40.6Ni_40.1Mo_3.7B_15.1Si_0.5,Fe_41.5Ni_38.9Mo_4.1B_15.5, Fe_41.7Ni_39.4Mo_3.1B_15.8, Fe_40.2Ni_39.0Mo_3.6B_16.6Si_0.6, Fe_39.8Ni_39.2Mo_3.1B_17.6C_0.3, Fe_36.9Ni_41.3Mo_4.1B_17.8, Fe_35.6Ni_42.6Mo_4.0B_17.9, Fe₄₀Ni₃₈Mo₄B₁₈ 또는 Fe_38.0Ni₃₈ _.8Mo₃ _.9B_19.3중 하나의 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 자기기계 공진 전자 물품 식별 시스템의 코딩된 마커.
제1항에 있어서,

상기 코딩된 마커는 상이한 길이를 갖는 적어도 2개의 마커를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기기계 공진 전자 물품 식별 시스템의 코딩된 마커.
제11항에 있어서,

상기 코딩된 마크는 상이한 길이를 갖는 적어도 5개의 마커를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기기계 공진 전자 물품 식별 시스템의 코딩된 마커.
제12항에 있어서,

상기 코딩된 마커는 대략 30,000Hz와 대략 130,000Hz 사이의 자기기계 공진 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 자기기계 공진 전자 물품 식별 시스템의 코딩된 마커.
제13항에 있어서,

상기 코딩된 마커는 2개의 마커 스트립을 갖는 코딩된 마커에 대하여 대략 1800개까지 구분되어 식별될 수 있는 물품을 포함하며, 5개의 마커 스트립을 갖는 코딩된 마커에 대하여 대략 1억 1500만개까지 구분될 수 있는 물품을 포함하는 전자 식별 분야를 가지는 것을 특징으로 하는 자기기계 공진 전자 물품 식별 시스템의 코딩된 마커.
제13항에 있어서,

상기 코딩된 마커는 대략 1억 1500만개 이상으로 구분될 수 있는 물품을 포함하는 전자 식별 분야를 갖는 것을 특징으로 하는 자기기계 공진 전자 물품 식별 시스템의 코딩된 마커.
검색 구역을 형성하기 위하여 코딩된 마커를 향하여 가변하는 주파수를 갖는 AC 여기 자기장을 방출하는 코일 쌍;

상기 코딩된 마커로부터 코딩된 정보를 수신하는 신호 검출 코일 쌍;

상기 코딩된 마커에 코딩된 정보를 디코딩하기 위한 소프트웨어를 구비한 전자 컴퓨터를 갖는 전자 신호 처리 장치; 또는

상기 코딩된 마커를 식별하는 전자 장치;

중 하나를 포함하며,

상기 코딩된 마커는 사전에 선택된 주파수들에서 기계적으로 공진하고,

상기 코딩된 마크는 리본 길이 방향을 따라 곡률을 가지며 정 바이어스 자기장을 이용한 교번하는 자기장 여기 하에서 자기기계 공진을 보여주는 비정질 강자성 합금 리본으로부터 기설정된 길이로 절단된 복수의 연성 자기변형 스트립을 포함하며, 상기 스트립은 리본 축에 수직인 자기 이방성 방향을 가지며, 상기 스트립의 적어도 2개는 상기 사전 선택된 주파수들 중 단일의 상이한 한 주파수에서 공진하도록 자기적으로 바이어스되는,

코딩된 마커의 코딩된 정보를 디코딩할 수 있는 전자 물품 식별 시스템.
제16항에 있어서,

상기 마커 스트립 곡률의 곡률 반지름은 대략 20cm와 대략 100cm 사이인 것을 특징으로 하는 전자 물품 식별 시스템.