JP2002517004A - Method and apparatus for remote detection of markers - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 マーカー(10)の遠隔検知のために方法及び装置が提供されており、各マーカーが、それぞれの磁気要素(13)を励磁して機械的に共振させるか又はそれぞれの磁気要素(13)が接続する電気的共振回路(14)を励起して電気的に振動させることのいずれかによりマーカーを認識させる、前もって決められた関係で配置される少なくとも二つの磁気要素(13)を具備する。それぞれの磁気要素又は電気的共振回路の共振周波数(fres)が、変化する方向を与えられた適用される磁場(H)に依存する。共振周波数(fres)の対応する変化が監視されており、変化の極値(fmin-local)が検知される。磁場の瞬間的な方向(αmin-local)が極値の検知に対応して決定されており、それぞれの要素(13)の方向がこの該瞬間的な場の方向により決定される。 SUMMARY A method and apparatus are provided for remote sensing of markers (10), wherein each marker excites a respective magnetic element (13) to mechanically resonate or a respective magnetic field. At least two magnetic elements (13) arranged in a predetermined relationship for recognizing the marker either by exciting and electrically oscillating an electrical resonant circuit (14) to which the element (13) connects. Is provided. The resonance frequency (fres) of each magnetic element or electrical resonance circuit depends on the applied magnetic field (H) given a changing direction. The corresponding change in the resonance frequency (fres) is monitored and the extreme value of the change (fmin-local) is detected. The instantaneous direction of the magnetic field (αmin-local) is determined in response to the detection of the extremum, and the direction of each element (13) is determined by the instantaneous field direction.
Description
【0001】 ・技術分野 本発明はマーカーの遠隔検知のための方法及び装置(システム)に係わり、そ
れぞれの磁気要素を励磁して機械的に共振させるか又はそれぞれの磁気要素が接
続する電気的な共振回路を励起して電気的に振動させるかのいずれかにより、各
マーカーは、マーカーを認識させていて前もって決められた関係で配置される少
なくとも二つの磁気要素を具備しており、その場合にそれぞれの磁気要素又は電
気的共振回路の共振周波数は、適用される磁場に依存する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and an apparatus (system) for remote detection of a marker, in which each magnetic element is excited to make it mechanically resonate or an electrical connection to which each magnetic element is connected. Each marker comprises at least two magnetic elements recognizing the marker and arranged in a predetermined relationship, either by exciting the resonant circuit and causing it to vibrate electrically, wherein: The resonance frequency of each magnetic element or electrical resonance circuit depends on the applied magnetic field.
【0002】 ・従来技術の説明 多くの用途において対象物の存在、認識又は位置決めの信頼できる非接触な検
知が必要である。その様な用途の通常の例として、例えば商品の価格のラベル貼
りあるいは生産ライン又はリサイクルプラントにおける対象物の種類の認識があ
る。マーカー又はラベルは、前もって決められた角度関係又はお互いから前もっ
て決められた距離に配置された多くの磁気センサ要素を具備する。その様なマー
カーの検知手段は、WO88/01427により既知であり、それでは物品検知
システムが、磁気要素を励起して機械的に共振させる励起手段、及びそれぞれの
共振する磁気要素により生成される磁気信号の共振周波数を検知する検知手段を
具備する。磁気要素は、アモルファスの強磁性材料から製作された磁気ひずみの
紐又はリボンとして形成される。各紐の共振周波数は、紐の長さ及び質量に依存
する。その上アモルファス材料のデルタイー効果(delta−E effec
t)として知られる特定の特性により、各要素の共振周波数はまた、要素の主(
長手方向の)方向に沿った磁場強度又は磁束強度に依存する。この材料の特性は
幾つかの同一のマーカーの同時検知を可能にするWO88/01427に従い使
用される。コイル装置は、異質な磁気バイアス(magnetic bias)
場を生成するように配置されており、そこでは検知区域に同時に存在する任意の
2つのマーカーに、異なる磁場強度が作用しており、従ってまたそれらのマーカ
ーは、マーカーが具備する磁気要素に関して異なる共振周波数を示す。Description of the Prior Art Many applications require reliable, non-contact detection of the presence, recognition or positioning of an object. Common examples of such applications are, for example, labeling the price of goods or recognizing the type of object in a production line or recycling plant. The marker or label comprises a number of magnetic sensor elements arranged at a predetermined angular relationship or at a predetermined distance from each other. Such marker detection means are known from WO 88/01427, in which an article detection system excites the magnetic elements and mechanically resonates, and the magnetic signal generated by each resonating magnetic element Is provided. The magnetic element is formed as a magnetostrictive string or ribbon made from an amorphous ferromagnetic material. The resonance frequency of each string depends on the length and mass of the string. In addition, the delta-E effect of amorphous materials
Due to a particular property known as t), the resonance frequency of each element is also
(Longitudinal) direction. This property of the material is used according to WO 88/01427 which allows the simultaneous detection of several identical markers. The coil device has an extraneous magnetic bias.
Different magnetic field strengths are acting on any two markers present simultaneously in the detection area, and thus the markers are also different with respect to the magnetic elements provided by the markers. Indicates the resonance frequency.
【0003】 WO93/14478は同様なシステムを開示するが、マーカーは、一つ以上
の電気的共振回路を具備しており、それぞれの磁気センサ要素に誘導的に各々が
接続する。磁気要素の相対的な透磁率μτは、異質な(heterogeneo
us)磁場により影響されており、磁気要素及び共振回路間の誘導的な接続によ
り、共振回路の共振周波数は異質な磁場の影響を受ける。WO93/14478
のマーカーは電磁又は磁気信号により励起されて検知される。[0003] WO 93/14478 discloses a similar system, but wherein the markers comprise one or more electrically resonant circuits, each inductively connected to a respective magnetic sensor element. The relative permeability μ τ of the magnetic element is heterogeneous (heterogeneo).
us) The resonant frequency of the resonant circuit is affected by a foreign magnetic field due to the inductive connection between the magnetic element and the resonant circuit. WO93 / 14478
Are excited and detected by electromagnetic or magnetic signals.
【0004】 各マーカーの磁気要素は、各マーカー、物品数量等の認識(identity
)の様な特定の情報存在を示すように配置される。磁気要素がお互いに関して角
度的な関係で配置されるマーカーに関して、情報は対の磁気要素間のそれぞれの
角度により表示されており、磁気要素がお互いに平行に配置されていて、隣り合
う要素間の距離が固定されたマーカーに関して、情報は距離により表示される。
これとは別の情報が、例えば異なる長さ又は異なる質量等の異なるタイプの要素
を使用することにより表示されても良い。異なる質量、従って結局異なる共振周
波数を有する磁気センサ要素を形成する一つの方法は、WO95/29534に
より知られている。The magnetic element of each marker is used to identify each marker, the quantity of articles, and the like.
) To indicate the presence of specific information. For markers in which the magnetic elements are arranged in an angular relationship with respect to each other, the information is represented by the respective angle between the pair of magnetic elements and the magnetic elements are arranged parallel to each other and between adjacent elements. For fixed distance markers, the information is displayed by distance.
Other information may be displayed by using different types of elements, for example, different lengths or different masses. One way of forming magnetic sensor elements having different masses and thus eventually different resonance frequencies is known from WO 95/29534.
【0005】 幾つかのマーカーを同時に検知する方法は、WO95/29467により知ら
れている。マーカー、及びそれに具備される磁気要素は、異なる磁場の状態のシ
ークエンス(順序)に暴露される。検知区域にある全ての要素の共振周波数は全
ての磁場の状態に関して検知され、各要素の長手方向に沿った磁場ベクトルの要
素は、対応する検知された共振周波数により決定される。マーカーの対の要素間
の角度的な関係の全ての可能な組み合わせが決定されており、一つの組み合わせ
に関して、結果として生じる磁気ベクトルは、特定の組み合わせの角度的な関係
を使用して、特定の磁場状態の異なる対の決定された要素により計算される。異
なる対の要素に関して計算された同一の結果として生じる磁気ベクトルを有さな
い任意の組み合わせは排除され、検知区域内でマーカーの実際の要素の組み合わ
せに対応するこれらの組み合わせがだけ残るまで工程が繰り返される。[0005] A method for detecting several markers simultaneously is known from WO 95/29467. The markers, and the magnetic elements provided therein, are exposed to a sequence of different magnetic field conditions. The resonance frequencies of all elements in the sensing area are detected for all magnetic field conditions, and the element of the magnetic field vector along the length of each element is determined by the corresponding detected resonance frequency. All possible combinations of the angular relationship between the elements of the marker pair have been determined, and for one combination, the resulting magnetic vector is determined using the specific combination of the angular relationships for the particular combination. Calculated by different pairs of determined elements of magnetic field state. Any combinations that do not have the same resulting magnetic vector calculated for different pairs of elements are eliminated and the process is repeated until only those combinations corresponding to the actual element combinations of the markers remain in the detection area. It is.
【0006】 WO95/29467の方法は、検知区域に同時に存在する幾つかの同一のマ
ーカーを処理し、認識することが可能であるので好都合である。しかしもし可能
なコード値の合計数(異なる角度の要素の形態の数)が大きい場合には、実施し
なければならない計算の合計数は、極端に多くなり、認識工程は、検知区域にあ
る全ての要素が正確に認識されるまでに、かなりの時間続けなければならない場
合がある。従って、マーカーをより以上に素早く認識できる、より早い検知方法
及びシステム(装置)が必要とされる。[0006] The method of WO 95/29467 is advantageous because it is possible to process and recognize several identical markers that are simultaneously present in the detection area. However, if the total number of possible code values (the number of element configurations at different angles) is large, the total number of calculations that must be performed will be extremely large, and the recognition process will take May need to continue for a significant amount of time before the element is correctly recognized. Therefore, there is a need for a faster detection method and system (device) that can recognize markers more quickly.
【0007】 ・発明の概要 本発明の目的は、対象物の遠隔検知のためのマーカーのより素早い検知を提供
することである。目的は添付される独立の発明の請求項に従う方法及び装置によ
り実現される。基本的に目的は、マーカーに回転する磁場を作用させること、及
びその磁場の磁場べクトルが360度回転しており、一方でそれぞれの磁気要素
が発生する共振周波数の変化を連続的に監視して、共振周波数の変化が最小値等
の極値に到達する瞬間を検知することにより非常に素早く識別できることを理解
することにより実現される。磁場べクトルの実際の方向は、この極値が検知され
る瞬間に記録されるとともに、それぞれの磁気要素の方向は、瞬間的な磁場の方
向により決定される。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide faster detection of a marker for remote detection of an object. The object is achieved by a method and a device according to the appended independent claims. Basically, the purpose is to apply a rotating magnetic field to the marker, and the magnetic field vector of the magnetic field is rotated 360 degrees, while continuously monitoring the change of the resonance frequency generated by each magnetic element. This is realized by understanding that the detection of the moment when the change in the resonance frequency reaches an extreme value such as the minimum value can be performed very quickly. The actual direction of the magnetic field vector is recorded at the moment when this extremum is detected, and the direction of each magnetic element is determined by the direction of the instantaneous magnetic field.
【0008】 まとめると磁場べクトルが360度回転する際に、場のべクトルはマーカーの
第1の要素に次第に整列するようになり、この要素に対して実質的に平行になり
、その場合には極値が検知され、第1の要素の方向が決定される。場のべクトル
が、更に回転するので、それは第1の磁気要素とは次第に整列しなくなるが、そ
の代わりに第2の磁気要素に次第に整列するようになる。第2の磁気要素の方向
は、磁場べクトルが第2の要素と整列する時に決定され、更に工程がマーカーの
残りの要素に対して繰り返される。一旦正しい要素の方向が決定されると、各要
素のタイプは第2のステップにおいて好適な実施の形態に従い決定されても良く
、その場合には変化する場の強度を有する磁場は、各決定された要素の方向に沿
って適用されて、各要素の全体の(global)最小/最大共振周波数を検知
し、この共振周波数を一式の前もって記憶されたデータに比較することにより、
そのタイプを決定する。In summary, as the magnetic field vector rotates 360 degrees, the field vector becomes increasingly aligned with the first element of the marker and becomes substantially parallel to this element, in which case The extreme value is detected and the direction of the first element is determined. As the field vector rotates further, it becomes less and less aligned with the first magnetic element, but instead becomes more and more aligned with the second magnetic element. The orientation of the second magnetic element is determined when the magnetic field vector aligns with the second element, and the process is repeated for the remaining elements of the marker. Once the correct element orientation is determined, the type of each element may be determined in a second step according to a preferred embodiment, in which case a magnetic field having a varying field strength is determined for each determination. By applying along the direction of the elements that have been sensed, detecting the global minimum / maximum resonance frequency of each element and comparing this resonance frequency to a set of pre-stored data,
Determine its type.
【0009】 本発明の別の目的、特徴及び利点は以下の詳細な説明、図面更に従属請求項に
より明確になる。 本発明は添付図面を参照して、更により詳細に説明される。[0009] Further objects, features and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description, drawings and dependent claims. The present invention will be described in further detail with reference to the accompanying drawings.
【0010】 ・発明の詳細な説明 図1は本発明の例示の実施の形態による検知装置(システム)を図示する。検
知装置は励起手段15と、検知手段16とを具備しており、それらの両者はシス
テムコントローラ17にオペレーション上で接続しており、更に磁場発生手段1
8を具備する。マーカー10は、角度を持った形で配置される4基の磁気センサ
要素13を具備する。図示される実施の形態においてこれらの磁気要素は、例え
ば、特定の磁気特性を有するアモルファス合金から製作される薄い紐、リボン又
はワイア等として形成されるそれ自体が既知の任意の磁気弾性(magneto
elastical)(磁気ひずみ)のタイプにより形成される。しかし本発明
は、それぞれの磁気要素13が接続する電気共振回路を具備するマーカーに同様
に適用可能である。これらの2種類のマーカーは、例えばWO88/01427
及びWO93/14478に開示されているが、それらについては上記で説明し
ており、本明細書で資料として参照している。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIG. 1 illustrates a sensing device (system) according to an exemplary embodiment of the present invention. The detection device comprises an excitation means 15 and a detection means 16, both of which are operatively connected to a system controller 17 and furthermore a magnetic field generation means 1.
8 is provided. The marker 10 comprises four magnetic sensor elements 13 arranged at an angle. In the illustrated embodiment, these magnetic elements may be any known magnetoelastic (magneto) formed, for example, as thin strings, ribbons or wires made of an amorphous alloy having specific magnetic properties.
elastic (magnetostrictive) type. However, the invention is equally applicable to markers having an electrical resonance circuit to which each magnetic element 13 connects. These two types of markers are described, for example, in WO 88/01427.
And WO 93/14478, which have been described above and are hereby incorporated by reference.
【0011】 個別の磁気要素13a−d(図2)は、異なるタイプのものであり、異なる共
振周波数を提示する。異なるタイプとして、異なる長さの要素間及び/又は異な
る質量、形状等の要素間で選択されても良い。The individual magnetic elements 13a-d (FIG. 2) are of different types and present different resonance frequencies. Different types may be selected between elements of different lengths and / or elements of different mass, shape, etc.
【0012】 励起手段は、磁気要素13を機械的な共振状態に強制する磁気又は電磁励起信
号を発生するように構成される。共振する磁気要素13により生成される磁気信
号は、検知手段16により検知されて、システムコントローラ17に伝送される
。更に磁場発生手段18は、変化する磁場Hを生成するように構成されており、
それについては以下でより詳細に説明する。磁場Hの変化に対応して磁気要素1
3の材料特性は、それぞれの要素13の共振周波数fresの対応する変化を引き
起こす。The excitation means is configured to generate a magnetic or electromagnetic excitation signal that forces the magnetic element 13 into a mechanical resonance. The magnetic signal generated by the resonating magnetic element 13 is detected by the detecting means 16 and transmitted to the system controller 17. Further, the magnetic field generating means 18 is configured to generate a changing magnetic field H,
It is described in more detail below. The magnetic element 1 corresponding to the change of the magnetic field H
The material properties of 3 cause a corresponding change in the resonance frequency fres of each element 13.
【0013】 システムコントローラ17は、磁場発生手段18を駆動するように構成されて
おり、回転する場のべクトルを有する磁場を生成する。場のべクトルは360度
回転することが好ましい。磁場べクトルの回転は図2に図示されており、それぞ
れの磁気要素13の共振周波数fresで生じる振動について図3に示す。磁場H
の場のべクトルが、0度から360度に向かって回転を開始する際に、場のべク
トルはまず、マーカー10の第1の磁気要素13aに次第に整列するようになる
。場のべクトルHが、この磁気要素に次第に整列するようになる際に、それの共
振周波数fresは値が減少する(図3に矢印Iで図示する)が、それは第1の磁
気要素13aの長手方向に沿う磁場べクトルHの射影(projection)
が次第に大きくなるからである。回転の特定の角度αmin-localにおいて、場の
べクトルHの射影は、最大(理想的には、第1の磁気要素13aに完全に平行)
に到達しており、その場合は共振周波数fresが、最小値fmin-localに達する。
場のべクトルHが更に回転すると、それの第1の要素13aとの整列がより不完
全になり、その場合には共振周波数fresが図3で矢印IIにより図示されるよ
うに増加を開始する。共振周波数がその局部最小点fmin-localに達する瞬間に
、場のべクトルHの瞬間的角度回転αmin-localが記録される。局部最小共振周
波数は、場のべクトルH及び第1の磁気要素13aが平行である時に発生するの
で、要素13aの向く方向は、場のべクトルH、即ちαmin-local、の瞬間的な
方向から直接的に得られる。The system controller 17 is configured to drive the magnetic field generation means 18 and generates a magnetic field having a rotating field vector. The field vector preferably rotates 360 degrees. The rotation of the magnetic field vector is illustrated in FIG. 2 and the oscillations of each magnetic element 13 occurring at the resonance frequency fres are illustrated in FIG. Magnetic field H
When the field vector starts to rotate from 0 degrees to 360 degrees, the field vector first becomes gradually aligned with the first magnetic element 13 a of the marker 10. As the field vector H becomes increasingly aligned with this magnetic element, its resonant frequency fres decreases in value (illustrated by the arrow I in FIG. 3), but it is determined by the first magnetic element 13a. Projection of the magnetic field vector H along the longitudinal direction
Is gradually increased. At a particular angle of rotation αmin-local, the projection of the field vector H is maximal (ideally, perfectly parallel to the first magnetic element 13a).
, In which case the resonance frequency fres reaches the minimum value fmin-local.
As the field vector H rotates further, its alignment with the first element 13a becomes less perfect, in which case the resonance frequency fres begins to increase as illustrated by the arrow II in FIG. . At the moment when the resonance frequency reaches its local minimum point fmin-local, the instantaneous angular rotation αmin-local of the field vector H is recorded. Since the local minimum resonance frequency occurs when the field vector H and the first magnetic element 13a are parallel, the direction in which the element 13a faces is the instantaneous direction of the field vector H, that is, αmin-local. Directly obtained from
【0014】 場のべクトルHが連続的に回転するので、第1の要素13aには次第に整列か
ら外れるようになるが、第2の要素13bとは次第に整列する。特定の角度回転
において、場のべクトルHは第2の磁気要素13bに平行になり、その場合には
その方向は上記と同様に決定される。それに続いて対応する決定が、第3と第4
の磁気要素13cと13dの方向に関してそれぞれ実施される。As the field vector H rotates continuously, it gradually becomes out of alignment with the first element 13a but becomes increasingly aligned with the second element 13b. At a particular angular rotation, the field vector H becomes parallel to the second magnetic element 13b, in which case its direction is determined as described above. Subsequently, the corresponding decisions are made in the third and fourth
In the directions of the magnetic elements 13c and 13d.
【0015】 本発明の好適な実施の形態においてマーカー10は、異なるタイプの、即ち異
なる(しかし一部重複可能な)周波数範囲内の共振周波数を示す、磁気要素13
a−dを具備する。その様なマーカーに関して、一旦それぞれの要素13a−d
の方向が上記で設定されたように決定されると、各磁気要素13a−dのタイプ
は次のように決定される。上記で決定された各要素の方向に関して、システムコ
ントローラ17は、発生手段18を運転して、図4と5に図示されるように、そ
れぞれの方向に沿って強度を変化する磁場Hを生成する。それぞれの磁気要素1
3a−dの長手方向に沿って磁場強度が変化するので、それの共振周波数は減少
して、結局磁場強度Hfmin-globalにおける全体の最小値fmin-globalに到達す
る。全体の最小共振周波数は、それぞれの要素のタイプに直接的に関係しており
、全体の最小共振周波数と特定の要素のタイプの間の関係(mapping)は
、システムコントローラ17にオペレーション上接続する記憶装置に前もって記
憶された一式の参考データにより示される。一旦全体の最小共振周波数fmin-gl
obalが決定されると、コントローラ17はこの値を前もって記憶された一式の参
考データと比較して、対応する周波数値又は範囲が検知された全体の最小共振周
波数に適合する特定の要素のタイプを選択する。幾つかのマーカーのタイプに関
して、その全体の最小値の代わりに共振周波数の全体の最大値を検知する事が可
能な場合がある。In a preferred embodiment of the invention, the marker 10 is a magnetic element 13 exhibiting a resonance frequency of a different type, ie within a different (but partially overlapping) frequency range.
a-d. For such markers, once each element 13a-d
Is determined as set above, the type of each magnetic element 13a-d is determined as follows. For each element direction determined above, the system controller 17 operates the generating means 18 to generate a magnetic field H of varying intensity along each direction, as illustrated in FIGS. . Each magnetic element 1
As the magnetic field strength changes along the longitudinal direction of 3a-d, its resonance frequency decreases and eventually reaches the overall minimum fmin-global in the magnetic field strength Hfmin-global. The overall minimum resonance frequency is directly related to each element type, and the mapping between the overall minimum resonance frequency and the particular element type is a storage operatively connected to the system controller 17. Indicated by a set of reference data previously stored in the device. Once the entire minimum resonance frequency fmin-gl
Once the obal is determined, the controller 17 compares this value to a set of previously stored reference data to determine the type of a particular element whose corresponding frequency value or range is compatible with the detected overall minimum resonance frequency. select. For some marker types, it may be possible to detect the global maximum of the resonance frequency instead of the global minimum.
【0016】 本発明によれば非常に多数の可能なコード値間でそれぞれのコード値を表すマ
ーカーが、正確且つ迅速に検知可能である。例えば図面に示される一例に似たマ
ーカーに関して、4つの異なる磁気要素を具備しており、それらの各々が4つの
異なるタイプの間で選択され更に任意の15の可能な角度の位置に配置されてお
り、異なるコード値の合計の数は327,600に上る。もし4つの要素が、1
0の異なるタイプの合計の間で選択される場合には、各マーカーは、同数の異な
る角度位置に関して13,628,160の異なるコード値の1つを表示可能で
ある。According to the invention, markers representing each code value among a very large number of possible code values can be detected accurately and quickly. For example, for a marker similar to the example shown in the figures, it comprises four different magnetic elements, each of which is selected between four different types and arranged at any of fifteen possible angles. And the total number of different code values is 327,600. If the four elements are 1
If selected between zero different types of sums, each marker can display one of 13,628,160 different code values for the same number of different angular positions.
【0017】 要素がマーカー上で同一の方向を向く場合であっても、本発明の範囲内で同時
に一つ以上のマーカーを検知することが可能である。同時検知に関しては、例え
ば2つのマーカーに関して、その1つがもう一方に対して特定の角度で回転して
おり、2つのマーカーの全ての要素に関して得られる絶対的な角度位置の値のシ
ークエンス(順序)を考慮することにより、2つのマーカを識別することが可能
である。2つのマーカーのそれぞれの第1の要素が、与えられた参考の方向に関
して0度の方向を有し、その一方で第2の要素は10度の方向で第3の要素が2
5度の方向を有すると仮定すると、絶対的な角度位置の値のこの典型的なシーク
エンスは、磁場の回転{0,7,10,17,25,32度等}において認識さ
れる場合がある。It is possible to detect more than one marker simultaneously within the scope of the present invention, even if the elements face the same direction on the markers. For simultaneous detection, for example, with respect to two markers, one is rotated at a specific angle with respect to the other, and the sequence of absolute angular position values (order) obtained for all elements of the two markers. , It is possible to identify the two markers. The first element of each of the two markers has a 0 degree direction with respect to the given reference direction, while the second element has a 10 degree direction and the third element has a 2 degree direction.
Assuming a 5 degree direction, this typical sequence of absolute angular position values may be recognized at a rotation of the magnetic field {0, 7, 10, 17, 25, 32 degrees, etc.}. .
【0018】 全ての2番目の値が、前の値から7度で変位することが上記のシークエンスか
ら結論づけられる。このことは、マーカーの1つがもう一方に対して7度で変位
しており、それにより2つのマーカーをお互いに関して識別可能にすることを意
味する。It can be concluded from the above sequence that all second values deviate by 7 degrees from the previous value. This means that one of the markers is displaced at 7 degrees with respect to the other, thereby making the two markers distinguishable with respect to each other.
【0019】 もし一方で、2つのマーカーが全く平行であったても、それにも関わらずそれ
らは回転する磁場に対して場の傾き(gradient)を適用することにより
、個別に識別することが可能であろう。従って回転する場のべクトルは、均一に
強くはないが、大きさ(magnitude)は増大しており、そこでは回転す
る磁場が作用する場合に、2つのマーカーは共振周波数において異なる変化を提
示する。If, on the other hand, the two markers were quite parallel, they could nonetheless be individually identified by applying a gradient of the field to the rotating magnetic field. Will. Thus, the rotating field vector is not uniformly strong, but its magnitude is increasing, where the two markers present different changes in resonance frequency when a rotating magnetic field acts. .
【0020】 本発明について、例示のために図示する実施の形態を参照して上記で説明して
いるが、目的を限定するものではない。当業者により直ちに認識されるように、
本明細書で開示されるもの以外の実施の形態が、記載される独立の特許請求項に
より限定されるような本発明の範囲内で可能である。While the present invention has been described above with reference to illustrative embodiments shown for purposes of illustration, and not limitation. As will be immediately recognized by those skilled in the art,
Embodiments other than those disclosed herein are possible within the scope of the invention as limited by the independent claims set forth.
【0021】 例えば、マーカー要素が向く方向が存在する平面が、磁場の回転の平面とは実
質的に異なる状態において、マーカーを2つ、あるいはそれ以上の、異なる回転
する磁場のシークエンスに暴露することが得策である場合があり、その回転の平
面は平行ではない(好適には、直交)ので、要素の方向を確実に正確に決定でき
る。For example, exposing the marker to two or more sequences of different rotating magnetic fields, with the plane in which the direction in which the marker element points lies is substantially different from the plane of rotation of the magnetic field. May be advisable, and the plane of rotation is not parallel (preferably orthogonal), so that the orientation of the elements can be reliably determined with accuracy.
【図1】 図1は、本発明による遠隔検知装置の図解図である。FIG. 1 is an illustrative view of a remote detection device according to the present invention.
【図2】 図2は、本発明による方法の図解概念図である。FIG. 2 is a schematic illustration of the method according to the invention.
【図3】 図3は、本発明による方法を図示する周波数線図である。FIG. 3 is a frequency diagram illustrating the method according to the invention.
【図4】 図4は、本発明の好適な実施の形態による方法の第2の手順を示す。FIG. 4 shows a second step of the method according to a preferred embodiment of the present invention.
【図5】 図5は、図4の第2の手順を図示する周波数線図である。FIG. 5 is a frequency diagram illustrating a second procedure of FIG. 4;
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedural Amendment] Submission of translation of Article 34 Amendment of the Patent Cooperation Treaty
【提出日】平成12年3月25日(2000.3.25)[Submission date] March 25, 2000 (2000.3.25)
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【特許請求の範囲】[Claims]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F063 AA37 BA30 BB03 BB10 BC08 CA11 DA01 DA05 GA00 LA04 LA30 2F077 AA49 CC02 JJ00 TT02 TT07 TT35 TT58 TT82 5B072 CC27 DD04 5C084 AA03 AA09 AA16 BB40 CC35 CC36 DD09 DD21 GG71 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page F term (reference) 2F063 AA37 BA30 BB03 BB10 BC08 CA11 DA01 DA05 GA00 LA04 LA30 2F077 AA49 CC02 JJ00 TT02 TT07 TT35 TT58 TT82 5B072 CC27 DD04 5C084 AA03 AA09 AA16 BB40 DD21 CC36 DD
Claims (11)
カーが、 それぞれの磁気要素(13)を励磁して機械的に共振させるか又はそれぞれの
磁気要素(13)が接続する電気的共振回路を励起して電気的に振動させること
のいずれかにより、マーカーを認識(identity)させていて前もって決
められた関係で配置される、少なくとも二つの磁気要素(13)を具備しており
、更にそれぞれの磁気要素又は電気的共振回路の共振周波数(fres)が、適用
される磁場(H)に依存するマーカー(10)の遠隔検知のための方法であって
、 磁場(H)が変化する方向を与えられており、 共振周波数(fres)の対応する変化が監視(モニター)されており、 変化の極値(fmin-local)が検知されており、 磁場の瞬間的な方向(αmin-local)が該極値の検知に対応して決定されてお
り、 それぞれの要素(13)の方向が該瞬間的な場の方向により決定される ことを特徴とするマーカーの遠隔検知のための方法。1. A method for remote sensing of markers (10), wherein each marker excites a respective magnetic element (13) to mechanically resonate or a respective magnetic element (13) connects. Comprising at least two magnetic elements (13) that identify the markers and are arranged in a predetermined relationship by either exciting and electrically oscillating an electrical resonant circuit. And a method for remote sensing of the marker (10), wherein the resonance frequency (res) of each magnetic element or electrical resonance circuit is dependent on the applied magnetic field (H), wherein the magnetic field (H) is Given the direction of change, the corresponding change in the resonance frequency (fres) is monitored, the extreme value of the change (fmin-local) is detected, and the instantaneous Direction (αmin-local) is determined in response to the detection of the extremum, and the direction of each element (13) is determined by the instantaneous field direction. Way for.
向の軸に基本的に平行である請求項1に記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein the direction of the instantaneous field is essentially parallel to the longitudinal axis of the respective magnetic element.
方向に基本的に平行であるとして決定される請求項1または2に記載の方法。3. The method according to claim 1, wherein the direction of each element is determined as being essentially parallel to the determined instantaneous field direction.
一項に記載の方法。4. The method according to claim 1, wherein the extreme value is a maximum value or a minimum value.
タイプを決定する手順を更に具備しており、その手順が、 それぞれの決定された要素の方向に沿って変化する場の強度を有する磁場(H
)を発生することと、 それぞれの要素(13)の共振周波数の最大値又は最小値を検知することと、 該検知された共振周波数の最大値又は最小値を、それぞれの要素のタイプに対
する複数の周波数値又は範囲に関係する一式の記憶された(prestored
)参考データに比較することと、 関係する記憶された周波数値又は範囲が検知された共振周波数の最小値又は最
大値に合致する記憶された要素のタイプの特定の一つを選択することと、 を具備する請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。5. After determining the direction of each element, each element (13)
Further comprising a procedure for determining the type, the procedure comprising a magnetic field (H) having a field strength that varies along the direction of each determined element.
), Detecting the maximum or minimum value of the resonance frequency of each element (13), and determining the maximum or minimum value of the detected resonance frequency for each element type. A set of stored values related to frequency values or ranges
Comparing to reference data, selecting a particular one of the types of stored elements whose associated stored frequency value or range matches the minimum or maximum value of the detected resonance frequency; The method according to any one of claims 1 to 4, comprising:
ら5のいずれか一項に記載の方法。6. The method according to claim 1, wherein the magnetic element comprises an amorphous alloy.
る請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。7. The method according to claim 1, wherein the magnetic element (13) is formed as a string, ribbon or wire or the like.
手方向に対してお互いに関して角度のある関係で配置される請求項1から7のい
ずれか一項に記載の方法。8. The method according to claim 1, wherein the at least two magnetic elements are arranged in an angular relationship with respect to each other with respect to a longitudinal direction of the elements. .
のある関係で配置される請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。9. The method according to claim 1, wherein the at least two magnetic elements are arranged in a distance relationship with respect to one another.
おいて、各マーカーが、 前もって決められた関係において配置される少なくとも二つの磁気要素(13
)を具備しており、 装置が、 励起手段(15、17)と、 検知手段(16、17)と、 磁場発生手段(18)と を具備しており、更に それぞれの磁気要素に関係していて、磁場発生手段により生成される磁場(H
)に依存する共振周波数(fres)を検知するように配置されるマーカー(10
)の遠隔検知のための装置であって、 磁場発生手段(18)が回転する磁場(H)を発生するように構成されており
、 検知手段(16、17)が、回転する磁場(H)により生じる共振周波数(f
res)における変化の極値(fmin-local)を検知するように構成されており、回
転する磁場(H)の瞬間的な方向(αmin-local)により、それぞれの磁気要素
(13)の方向を決定するように構成される ことを特徴とするマーカーの遠隔検知用装置。10. An apparatus (system) for remote sensing of markers (10), wherein each marker comprises at least two magnetic elements (13) arranged in a predetermined relationship.
The apparatus comprises: excitation means (15, 17), detection means (16, 17), magnetic field generation means (18), and further associated with each magnetic element. And the magnetic field (H
) Dependent on a marker (10) arranged to detect a resonance frequency (fres)
), Wherein the magnetic field generating means (18) is configured to generate a rotating magnetic field (H), and the detecting means (16, 17) is configured to rotate the rotating magnetic field (H). Resonance frequency (f
res) is configured to detect the extreme value (fmin-local) of the change, and the direction of each magnetic element (13) is determined by the instantaneous direction (αmin-local) of the rotating magnetic field (H). A device for remote detection of a marker, characterized in that it is arranged to determine.
それぞれのタイプを決定するために、変化する場の強度を有する磁場を発生する
ように更に構成される請求項10に記載の装置。11. The magnetic field generating means (18) is further configured to generate a magnetic field having a varying field strength to determine a respective type of a respective magnetic element (13). An apparatus according to claim 1.
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