JPH07503085A - 対象物を遠隔検出する方法および装置 - 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】 対象物を遠隔検出する方法および装置 本発明は対象物を遠隔検出する方法および装置に関する。貿易や工業において対 象物を非光学的に非接触で検出する関心は最近高まっている。貯蔵および超貯蔵 において、価格ラベルや同様な要素を読取ることは興味があり、また工業におい て、工業材料の流れにおいて認識ラベルを読取ることは希望される。ラベルの認 識の複数の非光学的非接触的原理は現在用いられている。最も普通のものは多分 店舗における盗難防止ラベルである。

トレーディングラベルにおいて普通用いられる実施例は容量および誘導素子を含 む共振回路をそなえたものが用いられる。その共振回路は店舗の出口に普通設け られた問題領域においてそのラベルに共振周波数において規定されたエネルギ内 容をもった電磁信号をあたえることによって共振を強要することができる。前記 共振回路からの検出装置検出信号は作動共振周波数における共振回路をもったラ ベルがその問題の領域に入ったときにアラームを発生する。この目的に対して企 図された共振回路の実際的な実施例はＵ、Ｓ、Ａ、　４５７８６５４に開示され ている。完全なシステムはラベルの付着されている商品の支払においてなされる ラベルを不作動にする装置を含んでいる。

盗難を少なくする目的で用いられたすべての従来知られているラベルの問題点は 複数のラベルが前記問題の領域に同時に存在したときに各ラベルを個々に識別す る能力に欠けていることである。こ＼に問題をのべる目的は重要でない、何とな らばアラームは作動共振周波数を有する１つもしくは複数のラベルが問題の領域 に入って検出されたときに独立に伝えられるべきだからである。

本発明にカバる方法はテープ、ワイヤまたは無定形材料のストリップとして形成 された素子のある磁気的もしくは機械的性質がその素子が磁界、所謂バイアスフ ィールドにさらされたときに変化するという事実に基づいている。素子の位置／ 方向は例えば無定形素子の縦もしくは軸方向における磁界に関連し、素子の機械 ・共振周波数は素子の位置／方向の大きさである。成分に対して印加する対応条 件は電気共振回路に含まれた誘導素子に磁気的に結合する無定形素子を含む。磁 界が変化したときに無定形素子の磁気特性が変化し、それによって誘導素子のイ ンダクタンスが変化する。そこで電気共振回路の共振周波数も変化する。

無定形材料以外の材料もまた本発明において用いることができる。

材料の本質的性質は、その特性、たとえば磁気もしくは弾性特性が磁界によって 影響されることである。その影響は成る程度まで特性の変化が遠隔検出すなわち その素子と物理的接触を確立することなく測定されるものでなければならない。

それはまた他の材料、その電気もしくは磁気的特性が外部磁界によって変化する ものを用いることもてきる。その例は磁歪材料すなわちその電気的導電性が磁界 によって変化するもの、および磁気光学材料すなわちその光導電能力が印加され た磁界によって変化するものである。後者のタイプの材料に対しては、ファラデ ー効果とよばれる現象が用いられる、即ち偏光の振動面が回転するもので、その 回転角は磁界強度もしくはケル効果に関する現象に比例する、それによって磁界 の影響の下に同様の効果がある材料にあられれる。

比較的大きな磁気機械的結合をなす無定形素子の共振周波数は素子の主方向に磁 束強度をもった所謂デルタ−Ｅ−効果によって変化する。もしその磁束強度が前 記無定形素子の位置／方向の関数として変化するなら、前記無定形素子の共振周 波数は前記素子の位置／方向の関数となるであろう。測定情報が周波数値として 発生することは有利である、何となればか＼る値は妨害に対して高度に免除され るからである。さらに、それぞれが分離した周波数バンドで操作する複数のゲー ジからの情報の混合は互に１チヤンネルの情報において軸移される。

測定精度を増すために、複数の無定形素子が測定物体に同時に位置する方法を用 いることも可能である。そのような場合には、ビート周波数および和周波数を記 録することも適切である。か＼る差動測定方法を用いることによって、例えば温 度、材料の性質、フィールドの変化等によるシステム偏差のごとき誤り源を除去 することができる。

前記無定形素子の軸方向に沿った実効磁界が無定形素子に沿った前フイールドベ クトルの投射に等しい必要がないということは注目すべきである。前記無定形素 子のフラックス導電能力およびその形状によって純投射からの偏差がありうる。

しかし関係はつねに決定でき無定形素子をそなえた記録対象物の基本を形成する 。

無定形磁気弾性合金のテープを用いることによって盗難防止ラベルはまた他の物 理的効果および条件を用いることができる。このタイプの盗難防止ラベルはｌも しくは複数のか＼るテープを含む。このテープは高磁気機械的結合を有し、これ は他の中で、テープは磁気エネルギを印加することによって機械的に振動させる ことができることを意味する。機械的振動の間に磁気特性が変化しこれは検出コ イルもしくは同様の装置によって記録することができる。テープの共振周波数の 本質的な因子は弾性モジュールである。用いられる無定形のテープの弾性モジュ ールは外部磁界に因るから、か＼る各部磁界を変化することによってテープの共 振周波数を変化することが可能である。無定形材料のテープに隣り合って磁化お よび減磁できる磁気素子を準備することによってテープは２つの共振周波数をあ たえることができる、第１は磁気素子が磁化されたときであり、第２はそれが減 磁されたときである。か＼るシステムはＥＰ　００９６１８２に開示されている 。このシステムのタイプにおいては、テープが自由に動くように配置されて、振 動中の機械的運動が、安全検出が危険になったときか＼るレベルに妨害もしくは 影響をあたえないことが必要である。振動および共振周波数に対するテープの励 振は操作範囲を高度に制限する磁界を通して励振および検出中に行なわれる。

対象物を遠方から検出するためのさらに開発されたシステムはＥＰ　００３３０ ６５６に開示されている。それぞれ励磁もしくは減磁してテープの共振周波数を セットする磁気材料素子の代りに問題領域における空間的に不均質の磁界がＥＰ 　００３３０６５６によって用いられる。かくして、複数のラベルがテープの同 一セットをもって配置されていても、磁界が種々な方向または種々の強度に配置 されている問題領域の種々のサブエリアに位置する複数のラベルも検出し認識で きる。

しかし磁界手段による励磁の問題および欠点は残る。またこのタイプのラベルに おいては、テープは自由に動きうるようにラベルの上に配置されることが重要で ある。かくしてそのラベルはテープの移動度が影響を受けないように生産され対 象物に配置され適切に処理されなければならない。

請求項１および３の導入部分に定義された方法および装置はそれぞれ電気的共振 回路を用いて以上述べた欠点を克服するものでありまた高磁気機械的結合をもっ た材料のテープを含む検出装置の問題および欠点を解消することを目的とする。

か＼る目的は本発明によれば請求項１および３のそれぞれの特徴部分の様相によ って達成された。

か＼るラベルの識別のコーディングおよび受信信号の干渉抑圧に関する発明の展 開を従属項に述べる。

以下添付の図面を参照しつ＼実施例について発明の詳細な説明する。

図１は本発明にか＼る方法および装置を示す概略図、図２Ａは本発明に関して用 いられる共振回路の第１の選択実施例、図２Ｂは本発明に関して用いられる共振 回路の第２の選択実施例、図３は磁界強度が本発明に関して用いられる問題の帯 域における位置に如何に因るかを示す図表、 図４は問題の帯域において磁界強度に関して磁気材料から作られるテープの相対 導磁率を示す図表、 図５は本発明にか＼る方法にしたがって用いられる混合送受信アンテナを示す図 表、 図６は対象物に対して装置をさらに展開したものを示す図、図７はバイアスコイ ルを有する問題の帯域の透視の概略図、図８は図７の装置を上から見た図、 図９は異なる共振周波数を有する共振回路の組合せを示す図、図１０は本発明の 展開にか＼るコード方法の概略を示し、図１１は本発明の展開にか＼る他のコー ド実施例を示し、図１２は図１０にか＼るコード方法に対する実施例を示し、図 １３は図１１にか＼るコード方法の実際の実施例を示し、図１４および図１５は 本発明において用いられることのできる材料の特性を示す図である。

図１は電気共振回路１４を有するラベル１０を示す。ラベルは本発明において、 遠隔にて検出できる対象物にマウントされまたは生産中に埋め込まれる素子に関 連する。共振回路は例えば壁やスピンのような対象物の表面に埋め込まれ、１個 の備品の空所に埋められ、プラスチック部分にモールドされるか又はそれに似た 方法でとりっけられる。

電気共振回路１４は誘導素子１１および容量素子１２を含み、またそれらの素子 を通じたアンテナ機能を有する。図１に示す実施例においては、さらに導体１１ ａを有する。この導体１１ａは容量素子１２に並列であって、この場合キャパシ タとして形成され、誘導素子の一部を構成する。この誘導素子１１はコイルを含 み磁性材料からなる素子１３に誘導的に結合される。この素子１３はコイルもし くはコイル内のとなりに配置される。この素子１３は好ましくは無定形合金のテ ープから作られる。この素子１３は磁性材料で本発明によればその導磁率が外部 磁界の影響によって変化する性質を有する。その素子１３とそのコイル１１との 間の誘導結合によって共振回路１４の共振周波数は磁性すなわちその素子１３の 導磁率に直接関係する。

その共振回路１４をラジオ周波数間隔内の共振回路の共振周波数において発振さ せるために電気励振手段１５が設けられる。好ましくはその励振手段１５はこ＼ には示されていないが送信ユニツトを含む制御回路１７に接続される電磁アンテ ナを含む。アンチ±の実施例を図５に示す。この制御回路１７に好ましくはまた アンテナを含む検出手段１６が接続される。問題となる帯域３３に同時に位置す るときに検出され同一視され記録される同一共振回路をもった複数の同一ラベル を許容するために磁界を発生する手段１８を有する。その手段１８は作動的に前 記制御回路１７に接続され、その問題の帯域の各位置もしくはサブボリュームに おいて大きさおよびまたは方向の変化する空間的に異質の磁界を発生する。発生 した磁界は本発明によって種々な方法において用いることのできる空間基準シス テムを提供する。問題の帯域における隣りの位置またはそのサブエリアとの間の 磁界の差はその共振回路のおのおのの磁気素子１３に磁気的に影響を及ぼし、そ の相対導磁率が種々に変化する。かくして、その共振回路の誘導素子の性質はそ の共振回路の共振周波数の種々のオフセットによって種々に影響させる。そのオ フセットはそのラベルの位置、および磁気素子の特性およびまた空間におけるそ の素子の方向に因る。

図２Ａは前記共振回路の１つの実施例である。その図Ｉに示す共振回路と異なる ところは導体１１ａが含まれていることである。

図２Ｂは磁性材料からなる共通素子１３に接続される２重共振回路）４および１ ４′を含む他の実施例を示す。その共振回路１４および１４’の共振周波数は前 記第１の共振回路１４の対応成分とは異なる性質の共振回路１４’のコイル１１ ’およびキャパシタ１２’を用いることによって種々にすることができる。また さらに他の形態、誘導素子１１゜容量素子１２および磁性材料よりなる素子１３ が本発明の範囲内において可能となる。他の形態は共振回路の他の電気的特性、 たとえばＱの値やアンテナ特性等を改良するために選択することができる。

問題の帯域の内部の複数の同一ラベルを確認することが本発明においてどうして 可能であるかを説明する物理的背景を図３および図４に関連して説明する。図１ に関してのべた磁界を発生する前記手段１８は問題の領域に空間的に異質の磁界 を発生する。問題の領域における前記磁界はその領域内の種々な位置における磁 力およびまたは方向によって変化する。これは例えば種々のＸ座標を有する種々 の位置における磁界強度の変化を示す図３に概略的に説明される。

本発明において好ましく用いられるテープの無定形の材料は相対的導磁率が磁界 強度Ｈおよびしたがって問題となる領域の磁界Ｂによるような性質を有する。

図４はこの関係を示す図表示である。無定形の材料は非常に高い磁気機械的結合 を有し、かくして無定形材料の磁気特性は無定形材料のテープの露らされる機械 的条件によって影響される。Ｘａとマークされた図４の上部の線図はテープが自 由に動くことができ機械的に振動することができるとき相対導磁率がどのように 磁界強度によるかを示す。Ｘ′とマークされた下部の線図は無定形の材料のテー プが固定して取付けられて機械的に振動できないときの相対導磁率が磁界強度に よってどのように依存するかを示したものである。

本発明によれば、示された条件のどれも用いることができ、そして“２重”性質 をラベルのさらなるコーディングとして、または価格システムにおいてラベルが 支払われなかった商品を示す作動条件およびラベルが支払われた商品を示す非作 動条件からの設定をすることができる。問題の領域の磁界はすべての位置および サブボリュームが変化するから、前記問題の領域に位置するすべての磁気素子は 異なる強度や方向の磁界にさらされる。かくして前記磁気素子１３の相対導磁率 は問題となる領域の素子の位置および方向によって変化する種々の値を有し、こ れが前記共振回路１４の電気特性および共振周波数を変化する。たとえばＬ＝ｆ （μｍ）、すなわち誘導は相対的導磁率による。

基礎的な実施例において、すべてのラベルの共振回路のおのおのはその既知の安 定磁界をもった基礎条件におけるラベルを同一視する唯一の共振周波数を有する 。そこで、ラベルが問題の領域に配置されたとき、共振回路の共振周波数はオフ セットされる。装置１８から磁界に許容される種々の共振周波数および最大の変 化は共振回路および種々の対象物のラベルが検出系１８によってミックスできな いように選ばれる。

さらに開発された実施例においては、磁性材料からなる複数の素子１３が混合さ れて、さらに複雑なコピーの困難な外部磁界の共振回路の周波数依存性をつくる 。

無定形の材料から作られたテープは極端に方向に敏感である、すなわちその外部 磁界、摩擦、および収縮張力等の形における外部影響に対する感度は外力の供給 される方向における方法によって大きく変る。か＼る条件は本発明にか＼るラベ ルの基礎実施例においてすてに用いられている。すなわち、種々の方向に方位さ れた複数の同一ラベルはそれらがお互に絶対的に近接して配置されていても容易 に検出系によって分離されるのである。さらに展開された本発明にか＼るラベル の実施例においては、複数の無定形材料の同一のテープもしくは種々の方法で形 成されたテープをお互に頂上にお互に回転させて配列した。これは非常にコンパ クトな実施例において極度に範囲の広い複雑なコーディングを可能とする。以下 図１０について他のコード方法を述べる。さらに安全性を増すために、異種の磁 気バイアスフィールドの種々の系列を有する複数の連続の検出ステップを行うこ ともまた適切である。

電気的励磁手段１５および検出手段１６はそれぞれラジオ波の形で電磁波を送信 および受信するある種のアンテナを有する。混合送受信アンテナの１例を図５に 示す。前記励磁手段１５と操作的に結合され単一ループの矩形ループに形成され た送信アンテナ１９は８字型に形成され平衡フレームアンテナとして操作する受 信アンテナ２０を含む。

その受信アンテナ２０は検出手段１６に操作的に結合される。図５に示すアンテ ナ配列の実施例は好ましい、何となればある周波数における送信および受信が容 易だからである。また他の従来形成された多少のアンテナシステムも本発明にか ＼る範囲内で用いることができる。共振回路Ｉ４は共振周波数より他の周波数間 隔、例えば共振周波数の瞬時高調波でエネルギを発生し、そのある適用例におい ては１周波数における共振回路を励磁して低周波数における発振を検出すること ができる。

図１１は磁界発生手段をもった前記問題の領域の配置の１例を示す。

こ＼に示す実施例においては前記問題の領域３３における異種の磁界は問題の領 域３３の種々の非反対側に直角の対をなして配置された４つのコイル２９．３０ ．３１．３２によって発生される。コイルの定位は図８にも示す。こ＼において 問題の領域３３のトップに図示のようにコイル２９．３０．３１．３２が配置さ れている。

ラベルの小型化に対する大きな要求において、薄膜技術または同様な技術が用い られ、容量素子１２および誘導素子１１および他の導体およびアンテナ機能を内 に含む完全ラベルを作ることもできる。また従来素子として生産された池のコイ ルおよびキャパシタ素子もある適用によって用いられる。

他の実施例において、か＼る誘導素子とか＼る磁気素子とは結合されて「クロス インダクタＪ　（ｃｌｏｔｈ　１ｎｄｕｃｔｏｒ）となって前記素子は織物状構 造に結合される。この実施例は磁気素子と誘導素子との間に高磁気結合係数を提 供する。

価格ラベルに対する応用においては、各ラベルはｎ個の異なる共振周波数を有す るｎ個の共振回路を有する。図９の図表はそのラベルの１つから検出された共振 周波数ｆｌ＋　・・・、ｆｌを示す。各共振周波数は項目のコードにおける１　 「ビット」を定義する。検出された信号の中の特定化された共振周波数の存在は 対応するビットがセットされたことを示す。バイアス磁界に基づくすべての共振 回路のオフセットは公知である。したがって１つのそして同じバイアス磁界にさ らされたすべての共振回路は特定のラベルに関連することができる。そこでラベ ルは共振回路の、すなわち共振周波数の組合せによって同一視され項目のコード をあたえる。共振周波数は各周波数に対して図９のダッシュ領域内で変化しオフ セットされる。

本発明にか＼る方法および装置は製造工業や輸送工業においてクレジットカード やたとえば瞬間資料チケット等に対するシールメーキングにおいて、商品や製品 に対する価格マーキングをする等に関して種々に応用することができる。最後の 応用例においては、外部磁界や導磁率のさらに複雑な移送機能を形成するととも に複数の無定形材料を有するすでにのべた実施例を用いることができる。

本発明に力鴇る方法および装置は位置および若しくは方位の決定に適用すること ができる。か＼る適用面においては、前記問題領域において発生した磁界はすべ ての位置において所望の鮮明度において詳細に知られている。本発明にか＼る共 振回路を含む測定対象物が前記問題領域に入って検出手段１６によって共振周波 数が検出されると、回路の名目共振周波数からの周波数の偏差はその問題の領域 の対象物の位置の正確な表示である。対応する方法は直接距離測定に対しても適 用できる。複雑な同質のバイアスフィールドの方向を決定するために用いること ができる。

本発明にか＼る方法および装置はこ＼に述べない他の周波数における他の応用に も用いることができる。無線周波よりも低い周波数においては、ラベルと送受信 機間の結合は多くは誘導を基にして作られる。上に述べた共振回路、制御および 検出方式の実施例はその例示にすぎないものであって、多くの他の実施例が本発 明の範囲内において請求の範囲に定義することが可能である。

テープ、ワイヤおよびそれに類似の無定形材料の素子の少くとも２つの性質は基 本的にとりまく磁界によって影響をうける。影響される第１の特性は素子の弾性 的性質であって、この場合にはいわゆるデルタ−Ｅ効果が用いられる。弾性的性 質の種々の変形が素子の他の性質、たとえば素子の機械的共振周波数に直接影響 をあたえる。

機械的共振周波数は磁気信号として、例えばコイルを検出することによって検出 される。この素子の磁気機械的結合は非常に大きいからである。

検出信号は所望の信号の外に測定場所のまわりにあられれる種々の妨害信号を含 む。検出信号を素子を特定する所望のものとして使用するためには不要の信号を 濾波もしくは抑圧しなければならない。

抑圧もしくは濾波を達成するためにはつぎのごとき測定を用いることができる。

素子が変化する磁界強度にさらされているときは素子の共振周波数は磁界強度の 変化によって変化する。図１４は素子のデルタ−Ｅを磁界強度Ｈの関数として図 示したものである。磁界強度が第１の機能によって変化するとき、素子のデルタ −Ｅはその第１の機能に関連したまたはそれと同一の第２の機能にしたがって変 化する。かくして第１の機能に関連しないすべての信号を抑圧することによって 所望の信号のみを記録してつぎの処理をすることが確保される。

図１５はしたがって如何に素子の第２の性質が影響されるか、すなわち、相対導 磁率μｍを示すものである。μ、はまた磁界強度Ｈの関数である。前記導磁率に おける影響はその素子をキャパシタを含む電気共振回路に含まれる誘導素子に磁 気的に結合することによって検出される。その共振回路が励振されると電磁放射 を伝送して従来の受信機にそれぞれ対応する手段によって記録される。そこで電 磁放射周波数はまわりの磁界強度Ｈによって影響される。

妨害信号はこのタイプの検出にもあられれる、そしてこのタイプの検出において も妨害信号を抑制することも高度に必要である。これはすてにのべたような方法 にしたがって従来行なわれてきた。

図６は本発明にか＼る装置の実施例である。この実施例において、磁界を発生す る手段１８は変調器２５を含み、あらかじめ決められた機能にしたがってコイル ２９．３０．３１．３２によって発生された磁界を変調する。このコイル２９． ３０．３１．３２は電流発生手段２６によって制御増幅器２７を介して電流を供 給する。この電流発生手段２６および変調器２５はそれらに接続される制御ユニ ッＨ７によって制御される。

装置はまた図５に示す実施例にしたがって形成された送信アンテナＩ９および受 信アンテナ２０を含む。１つのラベル１０は問題の領域に位置している。受信ア ンテナ２０の人力信号はＰＬＬ回路２３（位相ロックループ回路）におくられる 前に第１の増幅器２１およびついで第２の増幅器によって増幅される。ＰＬＬ回 路２３の周波数出力は増幅器２４を介して送信アンテナ１９に接続される。前記 ＰＬＬ回路の間隔周波数信号はタップされ比較器３４に送られる。前記タップさ れた信号はＶ　ｄ　ｅ　Ｍ。、とされ磁界を発生するため前記手段１８における 変調器２５に発生した信号に対応する変調信号を形成する。バイアス信号が変調 されない時はＰＬＬ回路の前記信号は現在の非変調共振周波数の程度である。ま た前記変調器２５に発生した信号は前記比較器３４に送られて前記変調ユニット ２５からの制御変調信号と前記ＰＬＬ回路２３からの変調信号を比較する。比較 の結果は好ましくは問題の領域にあられれ所望の信号とともに受信される妨害を 除去するために用いられる。

受信信号が検出すべき遠方の素子から発生していることをたしかめるために無定 形素子から発生する受信信号をサンプルすることもまた可能である。か＼る方法 の基本的な実施例において、受信信号を定義するサンプルされた信号は時間的に 変化するように制御される。正しい条件の間は、受信信号は素子の共振周波数で ある。若しそうであるならばサンプルされた信号は所望の信号に関するものであ り、またその信号はラベルもしくは同様な装置における特殊の無定形素子の存在 を決定するために上に示されたように処理され、そしてそれによってラベルおよ びラベルが取付けられている物体を確認する。

さらに開発された方式においては、バイアスフィールドの変化とサンプル信号の 変化との間の関係を決定するためのサンプル信号を処理するディジタル信号があ る。ただ、もし関係が予め決められた標準に合うものであるなら、受信されたサ ンプルされた信号は通過する。関係の決定は例えば受信された共振周波数信号を フーリエ係数に分割することによって行なわれる。もしこれらが比較されると、 制御信号と受信信号の間の一致を決定することができる。

他の基本的実施例によれば代りに受信周波数信号の静的部分のフメルクリングを 行う。もし変化する部分が残れば、すなわち周波数が変化すれば、バイアスフィ ールドによって影響される素子から発生した信号の確認として受け容れることが できる。

種々の因子が復号化方法の選択に影響をあたえる。１つの重要な因子は検出容積 に存在する干渉に関する環境である。

バイアスフィールドは磁界強度の絶対値に関してまた磁界強度の方向に関して調 整することができる。

遠方の検出素子から発生する受信信号を確認するさらなる方法は無定形材料素子 から伝送される信号の制御された予め決められた方法における発生歪に基づく。

そこで予め決められた方法で歪をあたえられた受信信号が共振周波数の存在の決 定に対して用いられる。

不要信号を抑圧するため受信信号になされる信号処理は無定形素子の磁気機械的 結合が用いられたときは受信信号が磁気的であったときと同じく独立であり、電 気共振回路における素子の影響が用いられたときは電磁的である。

複数の同一ラベルが同時に容積に位置しているときにも検出容積における複数の ラベルの確認をすることのできるラベルの復号化を行うためには少くとも３つの 実施例が可能である。第１の実施例はバイナリコーディングのタイプと同様であ る。無定形材料素子のテープもしくはワイヤとして形成された素子の固定セット にバイナリコードにおける１および０の対応を存在させもしくは除去する。テー プの番号はまたビット位置の番号に等しく、テープはすべて異なる。これはラベ ルの生産コストが比較的高いことを意味し、可能なラベル確認の全数も成程度制 限される。

他のコーディング方法においては、複数のマグネット素子がある角度偏差をもっ てお互の上に重ね合わされおのおのがその角度偏差によってビットもしくはコー ド位置を構成する。図１０に示す実施例においては、位置システムはベースｌＯ を有する、何となれば各素子は１０分の１の角方向位置にセットすることができ るからである。各素子１３は単−長／共振周波数があたえられる。複数のラベル が同時に検出領域にあった場合は、検出装置はすべて１つにすべてが位置するも のとして、そして異なる角度方向の座標が１つであり同じピボット平面（もしラ ベルが平面ならば）にあるとして特殊のラベルからコード素子を読み出す。種々 のラベルは異なるＸ＋　Ｙ＋　Ｚ位置および若しくは異なる“ピボット平面”に よって分離される。これは各ラベルが、複数の同一ラベルが同時に検出される場 合であっても個々に検出てきることを意味する。

読出しの信頼性に関して以上述べたバイナリ−コードに比較して第２のコーディ ング方法の大きな利点は第２のコーディング方法における無定形素子の数が常に 一定（特殊の数間隔もしくはベースに対して）であることである。何となればコ ード情報は信号関係にあり、即ち周波数関係もしくは異なる無定形コード素子間 の角度にあり、バイナリ−コードラベルが用いられる場合の特殊な無定形素子の 存在、不存在にはないからである。これは各ラベルが設けられている無定形素子 の数がバイナリ−コードラベルの場合と異なって、知られていることを意味する 。そこで検出システムはすべてのコード素子が記録されるように制御でき、どれ かのラベルが素子のどれかを欠いても決定できる。これは検出中の確認プロセス を高度に改良する。

か５るコーディング方法を用いて、種々な検出アルゴリズムが用いられる。これ はバイアスフィールドが既知で図上に示すことのできるアルゴリズムに分割でき る。か＼るアルゴリズムは磁気フィールドの特性を知る必要がない。両方の検出 方法とも本発明にしたがって用いられる。

コーディング方法によれば、ラベルの無定形素子間の角度はコード位置を決定す るのに用いられる。かくして、各素子はあらかじめ定められた数間隔のなかでコ ード値を表すようにセットされることができる。これはベースが２より著るしく 大きく例えば３０であることを意味する。３０のベースを用いラベルが４素子と １基準素子を含む条件のときは４つのテープを用いた０と８０９９９９間のコー ド値を用意することが可能である、そしてバイナリ−コードが用いられるときは 単に０−３１の値が用いられる。

２つの基準値および４つのコード素子をもつラベルを検出するアルゴリズムをつ ぎに述べる。以上の説明においては、ラベルのすべてのテープは異なる長さをも ち容易に同一化された分離ができるものと仮定する。

ラベルに亘る局部磁界分布が同質である条件においては、２つの基準素子はラベ ル平面におけるラベルにわたって磁気フィールドベクトルの角度と絶対値を準備 する。バイアスフィールドの２つの直角成分は素子の検出された共振周波数を用 いて決定される。検出された共振周波数は素子の長袖に沿ったバイアスフィール ドに対応する。実際の平面におけるバイアスベクトルの角度および実効値につい て知ることによりコード素子の角度は検出周波数と磁界の間の関係を用いること によって決定することができる。以上述べたように決定された平面のバイアスベ クトル値で分割したコード素子に沿ったバイアスベクトル値はとなりの素子の影 響の結果として、他の関数、すなわちコード素子とバイアスベクトル間の角度の 余弦（コサイン）を直接もしくは間接に提供する。バイアスベクトルの角度が決 定されたから、コード素子の角度、したがって特殊のコード素子に対してセット されたコード値を決定することも可能である。決定されたコード値は隣りのバン ドからの影響に関して訂正される。

しかし、問題は各ラベルに対する種々の素子からの関連信号に残る。しかし、基 準およびコード素子のすべての可能な組合わせを計算することが可能である。こ れらの中には訂正コードが多数の雑音コードとともに含まれる。

種々のバイアスフィールド状態の系列を準備し、各バイアスフィールド状態に対 してすべての可能なコードを計算することによって、訂正コードは雑音コードよ りも完全に種々の範囲に繰返すであろう。

これらの繰返えされたコードのみが受容される。多数のラベルが同時に検出容積 に位置するときは、可能なコードの数は極度に大きい。

到来信号の解析を容易にするためには、検出容積を複数の下位容積に分割するこ とが適切でありうる。そこで容積あたりのラベルの数は少なくなり解析に対する アルゴリズムも迅速に行なわれるようになる。また可能なコードの成敗をバイア スフィールドにある変調によってまたさらに論理機能を用いることによって除去 することも可能である。

上に述べたコード方法のＦＩＧ％ＦＩＧにか＼る他の実施例においては、素子間 の角度を遠隔から検出する可能性は用いずに、そのかわりに素子間の相対的距離 を遠隔から検出する可能性が用いられる。

か＼る他のコード方法はある程度一般に用いられるピンコードに対応する。

か＼る実施例の例は基準テープから成る距離に配置された複数の種々の長さの素 子を有するラベルを含む。前記基準のテープから特殊の素子の実際の距離にいた る距離は素子のコード値を構成する。

か＼るタイプのラベルの読取りの可能性を改良するために前記第１の基準テープ からある距離にある第２の基準素子を設けることも適切である。すべての池の素 子は前記基準素子の間に配置される。２つの基準素子を用いることによって、コ ード素子とラベルに沿った局部フィールド勾配を決定するために読取るときに可 能である。これによって、実際の局部磁界を詳細に知ることなくすべてのラベル の情報を読取ることが可能である。

上に述べた池のコード方法はすでに述べた角度コード方法に関して複数の利点を 有する。たとえば、すべての素子は並列に配置されており、これはラベルにわた って印加された有効なノくイアスフイールドが角度コード方法よりもさらに限定 され制限されていることを意味する。側面の効果は、検出コイルおよび検出電子 によって起る伝送間に歪を減少する１つのそして同じ検出をとおしてすべての素 子が恐らく読取られるであろうということである。

上にのへた角度コーディング方法およびまた距離コーディング方法は素子の機械 的共振においても利用することができ、そして検出磁界は機械的共振の結果とし て変化するがまた電気的共振の結果としても変化する。ここにおいては素子は前 記共振回路に含まれるコイルに結合する磁気素子として電気共振回路に含まれる 。

Ｈ ＦＩＧ、　５ ＦＩＧ、　７ ＦＩＧ、　６ ＦＩＧ、　９ ＦＩＧ、　１０ ＦＩＧ、　１３ ＦＩＧ、　１７゜ ＦＩＧ、　１５ フロントページの続き （８１）指定回　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、　ＣＩ、　ＣＭ、　ＧＡ、　ＧＮ、　ＭＬ、 　ＭＲ，ＳＮ、　ＴＤ。

ＴＧ）、ＡＴ、ＡＵ、ＢＢ、ＢＧ、ＢＲ，ＣＡ、ＣＨ。

ＣＺ、ＤＥ、ＤＫ、ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，ＬＫ、ＬＵ、 ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、ＮＬ、Ｎ。

、ＮＺ、ＰＬ、ＰＴ、Ｒ○、　ＲＵ、ＳＤ、ＳＥ、ＳＫ。

ＤＡ、　ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．誘導素子（１１）と容量素子（１２）をもった少くとも１つの電気共振回路 （１４）を有する少くとも１つのラベル（１０）をそなえた対象物をマークし、 前記共振回路（１４）を無線周波数間隔内の共振周波数において発振を励振し、 そして前記共振回路（１４）から伝達された電磁エネルギを通して前記共振回路 （１４）の共振周波数を検出するステップを有する対象物を遠隔より検出する方 法であって、可変導磁率を有する磁気材料の素子（１３）を前記誘導素子（１１ ）に磁気的に結合し、磁気材料の前記素子（１３）の導磁率を介して前記共振回 路の共振周波数に影響をあたえ、そして磁気材料の前記素子（１３）を磁気材料 の前記素子（１３）が制御される外部および空間的不均質磁気バイアスフィール ドにさらす、対象物を遠隔より検出する方法。 ２．磁気材料の前記素子（１３）の導磁率が複数の共振回路（１４）の共振周波 数を制御する請求項１に記載の方法。 ３．磁気材料の１つの素子（１３）が少くとも２つの電気共振回路の誘導素子（ １１）に磁気的に結合する請求項１もしくは２に記載の方法。 ４．各対象物が誘導素子（１１）および容量素子（１２）をもった少くとも１つ の電気共振回路（１４）を含む少くとも１つのラベル（１０）をもってマークさ れ、前記共振回路（１４）が無線周波数間隔内の共振周波数で発振を励起するよ うに形成され、電気的励起手段（１５）が前記共振回路（１４）を励起する電磁 信号を発生するように準備され、電磁放射に反応する検出手段（１６）が前記共 振回路（１４）からの電磁放射を検出するように準備される対象物の遠隔検出装 置であって、前記共振回路（１４）が前記誘導素子（１１）に誘導的に結合する 素子（１３）を有し、該素子（１３）が前記共振回路（１４）の共振周波数に影 響を及ぼすために可変導磁率を有する磁性材料をもって形成され、磁界発生手段 （１８）が磁性材料の前記素子（１３）の導磁率に影響をおよぼす空間的不均質 磁気バイアスフィールドを問題の領域内で発生するように構成された対象物の遠 隔検出装置。 ５．前記磁性材料の素子（１３）が機械的振動を防止するために機械的に固定さ れる請求項４に記載の装置。 ６．前記ラベル（１０）が機械的に固着され磁気材料の機械的に自由な素子（１ ３）の組合せをもって作られる請求項４に記載の装置。 ７．前記電気的共振回路（１４）が種々の磁気特性を有する磁気材料の複数の素 子（１３）を含む請求項４に記載の装置。 ８．前記ラベル（１０）が対象物の項目コードを形成する共振回路（１４）の組 合せからなる請求項４に記載の装置。 ９．磁界を発生する前記手段（１８）が変調されたバイアス磁界を発生するため に調整可能に変調された信号を発生するように形成された請求項４に記載の装置 。 １０．磁性材料の前記素子（１３）が無定形材料からなる請求項４に記載の装置 。 １１．前記誘導素子（１１）および前記磁性素子（１３）が薄板状構造に組合わ された請求項４−１０に記載の装置。 １２．対象物の位置および方向を３次元で決定する方法で、該方法が誘導素子（ １１）および容量素子（１２）をもった少くとも１つの電気共振回路（１４）を 含む少くとも１つのラベル（１０）をもって前記対象物をマークし、 前記共振回路（１４）を無線周波数間隔における共振周波数で発振を励起し、そ して前記共振回路（１４）から伝達される電磁エネルギによって共振回路（１４ ）の共振周波数を検出するものにおいて、可変導磁率の磁性材料から作られた素 子（１３）が誘導的に前記誘導素子（１１）に結合され、 前記共振回路（１４）の共振周波数が磁性材料より作られた素子（１３）の導磁 率によって制御され、 磁性材料よりなる前記素子（１３）が強度および方向に関しすべての位置におい て所望の分解能を有する外部磁気バイアスフィールドに露出され、そのバイアス フィールドを通して前記素子（１３）の導磁率が影響され、そして 前記磁気バイアスフィールドによって制御され検出された共振周波数が位置およ び方向を決定するに用いられる対象物の位置および方向の決定方法。 １３．対象物の遠隔検出方法であって、その対象物のおのおのが磁性材料よりな る素子（１５）を有し、その特性がまわりの磁界によって影響され、前記素子が 磁界強度Ｈに露出され、前記素子（１５）から磁気もしくは電磁放射信号をうけ て磁界強度の特性に及ぼす影響を検出するものにおいて、 磁界強度Ｈが予め決められた機能にしたがって強制的に変化させられ、 前記受信信号が前記予め決められた機能と比較され、そして予め決められた機能 を有する予め決められた相関を満たす受信信号のある部分が対象物の遠隔検出に 用いられる方法。 １４．予め決められた機能がある周波数をもって時間的に変化する機能であり、 前記受信信号が電圧制御発振器および位相検出器を有する位相ロックループ（Ｐ ＬＬ）に供給され、その出力が発振器の周波数を制御し、前記ループが受信信号 にロックされたときに前記位相検出器の出力信号が変化する機能の周波数に関連 し、そして位相検出器の出力レベルが変化する機能のある周波数に対応する予め 決められたレベルと比較され、出力レベルと予め決められたレベルとの相関が受 信信号が遠隔にて検出された素子からきたものであることを示す請求項１３に記 載の方法。 １５．前記磁界強度Ｈが時間的に変化するように制御されそして、前記受信信号 の時間的に変化する部分が分離されて遠隔検出に用いられる請求項１４に記載の 方法。 １６．遠隔にて検出されたゲージ（１０）をコード化する方法であって、少くと も２つの素子（１３）においてその特性が外部磁界によって変化し、前記ゲージ （１０）を形成するために準備され、前記ゲージ（１０）は該ゲージよりも大き い検出容積をカバーするバイアス磁界に露出され、前記磁界によって変化した前 記素子（１３）の特性を検出するものにおいて、各ゲージ（１０）の素子がある 関係によって決められたゲージ（１０）の確認を準備するために予め決められた 相互関係に向けられ、前記素子が種々のフィールド分布系列に露出され、連続的 に前記ゲージにわたるバイアスフィールドの局部磁界分布が決定され、そして素 子間の相互関係が前記磁界によって影響をうける実際の性質を比較することによ って局部磁界分布における各素子の方向および局部磁界分布における予め決めら れた相互関係に配置された素子の期待される性質に依存して決められた方法。 １７．前記素子（１３）が延長でき、そして前記素子（１３）が前記素子（１３ ）の長手方向に関して固定された相互角関係に向けられた請求項１６に記載の方 法。 １８．前記素子（１３）が延長でき、そして前記素子（１３）が前記素子（１３ ）の長手方向を横断する方向に固定された相互距離をもって向けられた請求項１ ６に記載の方法。 １９．前記素子（１３）の方位が基準素子に関連して決定される請求項１６に記 載の方法。 ２０．局部磁界分布がゲージ（１０）に少くとも２つの基準素子を設け、該基準 素子が既知の相互方位をもって位置することによって決定される請求項１６に記 載の方法。