JP2003512658A - 電子物品識別のためのタグ、タグに識別情報コードを符号化する方法、および、タグ識別のための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電子物品識別のためのタグ（３０）であって、このタグは、このタグの識別情報、または、このタグが取り付けられている物品の識別情報を表す少なくとも２つの磁気要素（３１〜３６）からなる。磁気要素は電磁的に検出可能であり、非晶質または微小結晶質の金属合金で作られているワイヤとして形成されている。磁気要素（３１〜３６）は、互いに対して予め決められた角度（α₁〜α₆）に配置されている。磁気要素（３１〜３６）の少なくとも１つは、少なくとも１つの他の磁気要素（３１〜３６）の長さとは異なった長さ（Ｌ₁〜Ｌ₆）を有している。さらに、磁気要素（３１〜３６）の少なくとも１つは、少なくとも１つの他の磁気要素の直径とは異なった直径（Φ₁〜Φ₆）を有している。磁気要素の長さおよび直径と磁気要素の間の角度とが合同で、タグの識別情報を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 〔技術分野〕 本発明は、タグの識別情報、または、タグが取り付けられている物品の識別情
報を表す少なくとも２つの磁気要素を含み、これらの磁気要素が電磁的に検出可
能である、電子物品識別のためのタグに関する。本発明は、さらに、識別情報コ
ードをこのタグに符号化する方法と、このタグの識別のための装置にも関する。
〔従来技術の説明〕 様々な用途において、検出ゾーン内の物体の存在、識別情報または位置を非接
触方式で確実に検出することが必要とされている。例えば、一般的な例は、商品
の値札付け、生産ライン内での部品の識別、再生利用プラントにおける材料タイ
プの識別、または、例えば商店における電子物品監視である。

【０００２】 用途によっては、物体または物品の存在を検出することで十分な場合がある。
その一例は単純な電子物品監視システムであり、このシステムは、保護されてい
る物品が検出ゾーン内に運び込まれると直ちに警報信号を生じさせるように構成
されている。こうした単純な用途は、磁気特性を有する細い金属ストリップまた
はワイヤの形である単一のセンサ要素を有するタグを使用する。このセンサ要素
は、センサ要素の物理的特性に影響を与える交番磁界にこのセンサ要素をさらさ
せて、円弧状の磁気発生器／検出器によって磁気的に検出できる。交番磁界がダ
イポールセンサ要素の磁気モーメントの周期的切換を生じさせるという事実が使
用されることが多く、これはバルクハウゼン効果としても知られている。例えば
、この種のタグは、ＵＳ−Ａ−５ ４９６ ６１１とＥＰ−Ａ−０ ７１０ ９
２３とＥＰ−Ａ−０ ７１６ ３９３とに開示されている。

【０００３】 別の単一要素タグ技術がＷＯ９７／２９４６３とＷＯ９７／２９４６４とに開
示されており、この特許文献では、各タグが非晶質または微小結晶質の金属合金
のワイヤ状要素からなる。非晶質または微小結晶質の金属合金の重要な特徴は、
その合金の透磁率が交番磁気変調フィールドによって制御可能であるということ
である。巨大マグネトインピーダンス（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏｉｍｐｅｄ
ａｎｃｅ）として知られている物理的効果によって、タグが電磁的問合せ信号に
よって励起された時に、このタグからの電磁応答信号の振幅が磁気変調フィール
ドによって変調させられる。その応答信号の振幅の変調が検出され、検出ゾーン
内のタグの存在を判定するために使用される。同様の応用例がＷＯ９８／３６３
９３に開示されており、この場合には、非常に細い非晶質または微小結晶質ワイ
ヤがセンサ要素として使用される。こうしたワイヤ（マイクロワイヤとしても知
られている）は、３０μｍ未満の、好ましくは５μｍ〜１５μｍの直径を有する
。

【０００４】 上述の電子物品監視用途はいずれも、各タグに対し遠隔的に検出可能な識別情
報を提供しない。しかし、より進歩した用途の場合には、例えば物品番号やシリ
アル番号や材料コード等を表すこうした識別情報を、それぞれのタグが取り付け
られている各物品に提供することが必要である。別の技術分野では、こうした識
別情報は、バーコード（例えば、ＥＡＮ）、すなわち、光学読取り装置によって
スキャンされるプリントされた白黒線パターンによって提供される。光学バーコ
ードタグは、広いコードスパン（ｃｏｄｅｓｐａｎ）を提供するという点で有利
であり、例えば、ＥＡＮバーコードは１２桁の物品番号を表すことができ、それ
によって理論的には１０¹²個の異なったバーコード値のコードスパンを提供する
。しかし、光学物品識別システムは、その動作距離が極めて制限されているとい
う点で重大な欠点を有する。バーコードタグは、そのバーコードの読取りを成功
させるためには光学読取り装置の直ぐ近くを通過しなければならないであろう。
さらに、バーコードが光学手段によって読み取られるので、タグは対象物品の可
視表面部分に取り付けられなければならない。

【０００５】 より遠距離の動作範囲を有する非光学的システムがＷＯ８８／０１４２７に開
示されており、この場合には、非晶質強磁性材料で作られておりかつ互いに対し
て予め決められた角度関係または互いに対して予め決められた距離に配置されて
いる磁気ひずみストリップまたはリボンの形の幾つかのセンサ要素が、タグすな
わちマーカに備えられている。こうしたタグの識別情報が、個々のセンサ要素の
予め決められた関係とそれぞれのタイプとによって表される。センサ要素は磁気
エネルギーによる力学的共振を励起可能である。共振するセンサ要素によって発
生させられる磁気信号が磁気または誘導によって検出されうる。しかし、光学バ
ーコードシステムに比較して、ＷＯ８８／０１４２７のタグが提供するコードス
パンは著しく制限されている。

【０００６】 類似のシステムがＷＯ９３／１４４７８に開示されており、この場合には、タ
グすなわちマーカには、それぞれの磁気センサ要素に各々が誘導結合されている
幾つかの電気共振回路が備えられている。各々の電気共振回路は、電気的に発振
するように励起され、その共振周波数は、外部磁界によって磁気要素の透磁率を
介して制御可能であり、この場合には、幾つかの同一のタグの同時検出が可能に
なっている。

【０００７】 要約して述べると、物体の非光学的な遠隔検出のための従来技術のタグは、各
タグの存在だけを検出可能にする単要素タイプ、または、各タグの識別情報が検
出されることも可能にする多要素タイプのどちらかである。単要素タグの方が設
計と製造が容易であり、したがって単価がより安い。一方、多要素タグは（特に
力学的共振センサ要素の場合の）支持担体および／または（電気共振回路センサ
要素の場合の）容量性部品と誘導性部品とを必要とする。当然のことながら、こ
のことは、単価がより高価であることを意味する。さらに、上述の多要素タグの
コードスパン（異なるコード値の個数）は、光学バーコードタグに比較して明ら
かに劣っている。さらに、多要素タグが主に磁気リンクまたは誘導リンクによっ
て動作するので、検出システムの動作距離が（光学バーコードシステムよりは優
れているが）極めて短い。 〔発明の概要〕 したがって、本発明の目的は、大きなコードスパンを提供することが可能であ
り、非光学的手段によって遠距離から読み取られることが可能であり、かつ、著
しく低いコストで製造されることが可能である、電子物品識別のためのタグを提
供することである。さらに明確に述べると、本発明は、光学バーコードタグの優
れた特徴（大きなコードスパン）と非光学的な多要素タグの優れた特徴（大きい
動作距離）とを兼ね備えるタグを、非常に安いタグ単価で提供することを目的と
する。

【０００８】 本発明は、さらに、こうしたタグに識別情報を符号化する方法と、このタグを
識別する装置とを目的とする。

【０００９】 これらの目的は、上述のＷＯ９７／２９４６３とＷＯ９７／２９４６４とＷＯ
９８／３６３９３とに開示されているもの（すなわち、電磁的な励起および検出
と、タグからの応答信号を変調するための磁界の使用）に類似するタグと方法と
装置との提供によって実現され、この場合に、各タグは、そのタグの識別情報を
表すための非晶質または微小結晶質の金属合金の少なくとも２つの細いワイヤ状
磁気要素を備えている。センサ要素は、様々な予め決められた長さと様々な予め
決められた直径とを持った形で入手可能である。幾つかの個別のセンサ要素が選
択されて、予め決められた角度関係でタグ内に配置される。タグの識別情報はコ
ードによって表現され、このコードは個別のセンサ要素各々の長さおよび直径と
各センサ要素の相互間の角度とによって形成される。

【００１０】 本発明の他の目的と特徴と利点とが、後述の詳細な説明と、図面と、特許請求
項とから明らかになる。

【００１１】 以下では、本発明の好ましい実施形態を、次の添付図面を参照しながら説明す
る。 〔発明の詳細な説明〕 図１は、物品２０に取り付けられているタグ３０を検出して、その識別情報を
求めるための物品識別装置を示す。送信アンテナ１１と受信アンテナ１２とが検
出ゾーン１０内に配置されている。送信アンテナ１１は出力段１３に作動的に接
続されており、一方、出力段１３は制御装置１４に接続されている。この出力段
は様々な市販入手可能な駆動回路および増幅回路と、高周波数ｆ_HFの交流電流を
発生させるための手段からなり、この電流は、送信アンテナ１１に供給されると
、送信アンテナ１１を通って行ったり来たりして流れ、送信アンテナの周りに高
周波数の電磁界を発生する。この電磁界は、さらに詳細に後述するように、検出
ゾーン１０内でタグ３０を励起するために使用され、その結果として、タグは送
信アンテナ１１からの第１の電磁信号５０の受信時に第２の電磁信号６０を送信
し、この第２の電磁信号６０は受信アンテナ１２によって受信されて対応する電
気信号７０に変換される。

【００１２】 受信アンテナ１２は入力段１５に作動的に接続されており、この入力段１５は
、帯域フィルタ回路および増幅回路のような増幅機能および信号処理機能を有す
る従来の手段からなる。さらに、入力段１５は、受信信号７０を復調して応答信
号８０として制御装置１４に供給するための手段からなる。

【００１３】 したがって、送信アンテナ１１と受信アンテナ１２は、高周波数の電気信号と
電磁信号の間を公知の方法で変換するという目的を有する。これらのアンテナが
、（全方向における最適な有効範囲を得るための）回転偏波をする螺旋状に形成
されたアンテナ、または、この代わりに、従来通りの末端給電型（ｅｎｄ−ｆｅ
ｄ）または中心給電型（ｃｅｎｔｅｒ−ｆｅｄ）の半波ホイップアンテナである
ことが好ましいが、他の公知のアンテナタイプも同様に使用可能である。

【００１４】 検出ゾーン１０は、さらに、磁気変調フィールドＨ_modを発生させるためのコ
イルのような手段１６を備えている。手段１６は、駆動段１７を経由して制御装
置１４に接続されている。駆動段１７は、手段１６に供給される変調電流を発生
させるための手段からなり、磁気変調フィールドＨ_modを検出ゾーン１０の主要
な部分に発生する。磁気変調フィールドＨ_modは約５００Ｈｚ〜８００Ｈｚの周
波数を有し、電磁気励起信号と応答信号は、例えば１．３ＧＨｚまたは２．４５
ＧＨｚのようなＧＨｚ帯域内の周波数を有することができる。しかし、これらの
範囲の外側の周波数も使用可能である。

【００１５】 上述のように、箱形の小包の形状で図１に概略的に示されている物品２０が、
本発明によるタグ３０を備えており、このタグ３０は、少なくとも２つの磁気セ
ンサ要素３１〜３６（図２）からなり、これらは相互に関係ある形で配置されて
おり、タグ３０またはそのタグが取り付けられている物体２０の識別情報を表す
。センサ要素は電磁的に検出可能であり、磁性材料からなり、この磁性材料の透
磁率は磁界によって制御可能であり、および、その高周波インピーダンスは、巨
大マグネトインピーダンスとして一般的に知られている効果により前記透磁率に
依存している。この効果は、タグ３０から送信され受信アンテナ１２によって信
号７０として受信される第２の電磁信号６０の振幅の変調を引き起こす。この振
幅は磁気変調フィールドＨ_modによって変調される。

【００１６】 上述の装置に類似したシステムが、本明細書に全体が引例として全て組み入れ
てあるＷＯ９７／２９４６３とＷＯ９７／２９４６４とＷＯ９８／３６３９３と
に詳細に開示されている。

【００１７】 タグ３０の好ましい実施形態が図２に示されている。タグ３０は、紙またはプ
ラスチックの薄いシートといったタグ本体３８からなり、このタグ本体上に６つ
のセンサ要素３１〜３６が例えば接着によって取り付けられている。あるいは、
６つの要素３１〜３６は、同様に詳細に後述するように、物体２０の材料の中に
直接的に一体化されていてもよい。

【００１８】 センサ要素３１〜３６の材料は、上述のＷＯ９８／３６３９３に説明されてい
る材料と本質的に同一である。言い換えると、図２の実施形態では、センサ要素
３１〜３６は、（Ｆｅ_0.06Ｃｏ_0.94）_72.5Ｓｉ_12.5Ｂ₁₅のようなコバルトを高含
量で含む非晶質の金属合金から作られている。センサ要素は、それぞれの長さが
４０ｍｍから１００ｍｍでありかつそれぞれの直径が１０μｍから１００μｍで
ある非常に細い金属ワイヤとして形成されている。本発明の重要な特徴は、個々
のセンサ要素３１〜３６が、互いに異なった予め決められた長さＬ₁〜Ｌ₆と、互
いに異なった予め決められた直径Φ₁〜Φ₆とを有するということであり、これに
ついてはさらに詳細に後述する。

【００１９】 オプションとして、これらのワイヤは、ガラスまたは別の誘電性材料の薄い被
覆を備えてもよく、この被覆の厚さは金属ワイヤ芯の太さ（直径）よりも薄いこ
とが好ましい。こうしたワイヤが一般的にマイクロワイヤと呼ばれ、溶融金属合
金とその周囲を囲む溶融ガラス管とを急速に引っ張ることによって製造される。

【００２０】 あるいは、センサ要素３１〜３６の材料は非晶質ではなく微小結晶質であって
もよい。さらに、ガラス被覆が省略されてもよく、センサ要素（ワイヤ）の太さ
（横断直径）がその好ましい実施形態の場合よりも大きくてもよい。ＷＯ９７／
２９４６３とＷＯ９７／２９４６４とに示されているように、１００μｍから２
００μｍの間の横断直径、特に約１２５μｍの横断直径が有用であることが実証
されている。しかし、こうしたワイヤはマイクロワイヤとは呼ばれず、磁気セン
サ要素の技術分野ではそれ自体としては公知であるように、上述の方法以外の他
の方法で製造される。要約すると、本発明のタグは、タグの独立請求項に定義さ
れている通りに、様々な種類の磁気センサ要素からなってもよい。

【００２１】 図２の実施形態では、６つのセンサ要素３１〜３６が互いに対して一定の角度
α₁〜α₆で配置されている。上述したように、センサ要素３１〜３６は、接着ラ
ベルのような支持体３８に取り付けられてもよく、または、代案としては、例え
ば接着によって関係する物体２０に直接取り付けられてもよい。さらに別の代案
は、例えば衣料品または別の商品の中または上にセンサ要素を縫いつけるか織り
込むことである。この場合には、センサの識別情報は、物品の番号、種類、また
は、タイプを表してもよい。さらに別の代案は、センサ要素を、例えばボール紙
、紙、または、プラスチックフィルムのような包装材料の中に一体化するか、ま
たは、再生利用物品（例えば、プラスチック容器、ガラスビン、ボール紙梱包材
等）の中に一体化することである。この場合には、センサの識別情報は、例えば
各再生利用物品の材料のタイプを表してもよい。

【００２２】 タグ３０（または、より厳密に述べると、その関係する物体２０）の識別情報
は、センサ要素の長さおよび直径と、センサ要素３１〜３６の相互間の角度偏差
とによって与えられる。これらのパラメータは、より詳細に後述するように、合
同でタグの識別情報コードを形成する。

【００２３】 全体的な視点から見て、基本的な発明着想は、非晶質のマイクロワイヤの形の
予め決められた数の磁気センサを使用することによって、物品識別タグを作成す
ることである。タグに関する識別情報コードは、次の３つのマイクロワイヤ特性
をコードパラメータとして使用することによって形成される。

【００２４】 ・ 長さ ・ 直径 ・ 角度 本発明では、Ｌ通りの互いに異なった長さとＤ通りの互いに異なった直径とを
有する磁気センサ要素が提供される。さらに、互いに異なった角度位置がタグ３
０上に設けられる。すべての要素長さと要素直径と角度位置とが予め決められて
おりかつ明確に規定されている。

【００２５】 Ｌ通りの互いに異なった要素長さと、Ｄ通りの互いに異なった要素直径とから
、（Ｌ×Ｄ）通りの一意性の要素タイプが形成され、これらの要素タイプは０か
ら（Ｌ×Ｄ−１）の符号で表される。言い換えると、各々の要素タイプは、０か
ら（Ｌ×Ｄ−１）の範囲のそれぞれの値を与えられる。各々の角度位置毎に、（
前記Ｌ×Ｄ通りのタイプの中の）特定の要素タイプの要素が選択されて、タグ上
に配置される。これを行った後に、識別情報コードが与えられ、この識別情報コ
ードは、記数法におけるそれぞれの位置において複数の語からなるものと見なさ
れることができる。この記数法の基数は十進数でも二進数でもなく、Ｌ×Ｄであ
る。コード中の互いに異なった位置が、タグ上の互いに異なった角度位置によっ
て表される。したがって、各々の角度位置はコード中のそれぞれの数値位置を表
し、それぞれのセンサ要素のタイプがそれぞれのコード位置における値を表す。

【００２６】 上述の内容は、図２を参照し次の実施例によってより適切に理解される。図２
はタグ３０を示し、このタグ３０は、従来のＥＡＮバーコードと同じ幅のコード
スパンを有する識別情報コードを格納することが可能である。こうしたＥＡＮバ
ーコードは１２個の語からなり、語の各々は０から９までの値を含む。これは、
１０¹²個の互いに異なったコードというコードスパンを提供する。

【００２７】 Ｌ＝１０、Ｄ＝１０、Ａ＝６という設定によって、 （Ｌ×Ｄ）^A＝１００⁶＝１０¹²個の互いに異なったコード値が、図２のタグ３
０に対して得られる。したがって、タグ３０の識別情報コードはＥＡＮバーコー
ドと互換性がある。図２に示すように、各々の磁気センサ要素３１〜３６が、０
から９９の符号で表されたＬ×Ｄ＝１００個の互いに異なったタイプの中から選
択される。さらに、６個のセンサ要素３１〜３６が６個の異なった角度位置α₁
〜α₆に配置される。図２の識別情報コードの場合には、次の通りの角度位置シ
ーケンスが使用されている。

【００２８】 α₁ ３０° α₂ ３０° α₃ ３０° α₄− ３０° α₅− ４０° α₆− ２０° ＥＡＮコード０６８３２０１６０１０８が図２のタグ３０によって表現されて
いる。このＥＡＮコードとタグ３０の識別情報コードとの間の関係は次の通りで
ある。

【００２９】

【表１】

【００３０】 個別のＥＡＮコードが、センサ要素３１〜３６に対する個別の要素タイプ（０
から９９までの値）によって表されたことになる。しかし、角度位置α₁〜α₆は
変化せず、上述の特定の角度シーケンスと同一の状態のままであるということに
留意されたい。この代わりに、同じコードタイプの別のコード値ではなく別の種
類の識別情報コードが表現されなければならない場合には、角度α₁〜α₆に対す
る異なった角度シーケンスが選択されてもよい。

【００３１】 図３から図５は、図１の物品識別装置が、図２に示されているタグ３０の識別
情報コードを検出して読み取るために動作する行程を示す。最初に、コイル１６
によって発生させられる磁気変調フィールドＨ_modが、次の関数によって変化さ
せられる。

【００３２】 Ｈ_mod＝［Ｈ₀＋Ｈ_acｓｉｎ（ω_mｔ）］ｃｏｓ（α_H） ここで、Ｈ₀は磁気変調フィールドＨ_modの時間不変（ＤＣ）成分の振幅であり、
Ｈ_acは磁気変調フィールドＨ_modの時間変化（ＡＣ）成分の振幅であり、 ω_mは磁気変調フィールドＨ_modの角周波数であり、 α_Hは磁気変調フィールドＨ_modの磁界ベクトルの方向である。

【００３３】 図１の装置によって行われる全般的な手順は次の通りである。種々の方向に、
すなわち、磁気変調フィールドのベクトルが０°から３６０°（α_H）に回転さ
れる磁気変調フィールドを加える。この角度走査の目的は、磁気センサ要素が存
在するそれぞれの角度で逐次的に検出することである。タグ３０が検出ゾーン１
０内において任意の方向であり、典型的には方向が未知であるということに留意
されたい。したがって、磁気変調フィールドＨ_modの方向α_Hに対する磁気センサ
要素３１〜３６の絶対的な角度位置は、最初は判明しておらず、図４にさらに詳
細に示されているアルゴリズムにしたがって求められなければならない。

【００３４】 図３を参照すると、次の諸ステップがタグ３０の識別情報コードを読み取るた
めに行われる。最初に、ステップ１００において、第１のマイクロワイヤ（磁気
センサ要素）の角度α_iが決定される。次のステップ２００では、そのセンサ要
素の長さＬ_iが決定され、ステップ３００ではそのセンサ要素の直径Φ₁が決定さ
れる。ステップ３００の完了時に、３つの関連パラメータα_i、Ｌ_i、Φ₁の全て
が要素ｉに関して決定され終わっている。これらの値はステップ４００において
制御装置１４によって保存される。ステップ５００では、磁気変調フィールドＨ _mod の方向α_Hが３６０°未満であるかどうかが判定される。この回答が肯定であ
る場合には、角度α_Hがステップ６００で増加させられ、制御がステップ１００
の始めに戻され、ステップ１００では、第２の要素ｉ＋１の角度α_i+1が決定さ
れ、その長さＬ_i+1がステップ２００で決定され、その直径Φ_i+1がステップ３０
０で決定される。

【００３５】 磁気変調フィールドＨ_modの回転角度α_Hが３６０°に達するまで、このように
して、ステップ１００、２００、３００、４００、５００、６００が６つのセン
サ要素３１〜３６の全てに対して繰り返される。ステップ７００では、パラメー
タα_i、Ｌ_i、Φ_i（ここでｉ＝１．．．６）が、すべての磁気センサ要素３１〜
３６に対して決定され終わっている。最後のステップ８００では、決定されたパ
ラメータが制御装置１４によってタグ３０の最終的な識別情報コードに変換され
る。この目的のために、制御装置１４は個々のセンサ要素各々の長さと直径とを
組み合わせた規定されたデータ、例えば記憶装置内に記憶されているルックアッ
プテーブルを調べることによって、対応する要素タイプ（０から９９）を決定す
る。その次に、角度α₁〜α₆の角度シーケンスが明確に規定されているので、制
御装置１４は個々の要素タイプを適正な角度位置α₁〜α₆にマッピングすること
が可能である。最後に、決定された要素タイプを識別情報コード内の（角度位置
によって決定された通りの）それぞれの位置に挿入し、こうして求められた最終
的な識別情報コードが、コンピュータ、金銭登録機等のような外部装置に対して
制御装置からの出力として供給されることが可能である。

【００３６】 図４には、角度決定ステップ１００がより詳細に示されている。本質的に、こ
の角度決定手順１００の詳細は、発明の名称「物体の遠隔検出のためのセンサ、
方法、および、システム」を有しかつ１９９８年６月１８日が出願日であるスウ
ェーデン特許９８０２２２１−３に開示されている。この特許出願の全体が本明
細書に引例として組み入れられている。要約すると、角度決定手順１００は、明
瞭な周波数偏移に基づいており、磁気センサ要素がゼロ値の時間不変（ＤＣ）成
分に一時的にさらされた時に、この周波数偏移は、応答信号８０内に生じる。典
型的には、これは、地球の磁界がＨ_modの時間不変成分の一時的な方向とバラン
スした時に生じる。この時には、応答信号８０の周波数が２倍の値に偏移する。
したがって、図４に示されているように、時間不変成分Ｈ₀がα_Hの増分だけ回転
させられる（ステップ１１０を参照）。ステップ１２０では、応答信号８０の周
波数が制御装置１４によって監視される。ステップ１３０では、２倍の周波数へ
の上述の特徴的な周波数偏移が応答信号８０において検出されたかどうかが決定
される。その回答が肯定である場合には、要素ｉの角度位置α_iが検出されたこ
とになり、要素ｉの角度位置α_iがα_Hの一時的な値によって得られる。そうでな
い場合には、制御がステップ１１０の始めに戻され、時間不変成分Ｈ₀がさらに
回転させられる。

【００３７】 次に図４の下部を参照すると、長さ決定手順２００がより詳細に示されている
。本出願と同じ日付で出願され本明細書に全体が引例として組み入れてある発明
の名称「物体の遠隔検出のための方法、システム、および、センサと、磁気要素
の長さを決定するための方法」のスウェーデン特許出願により詳細に説明してあ
るように、マイクロワイヤのような非晶質または微小結晶質の金属合金の細い磁
気ワイヤの形の要素の長さを次の諸ステップによって決定できる。磁気変調フィ
ールドＨ_modの振幅が、明確に規定された行程で変化させられ、これに対応する
振幅の変動がタグ３０からの応答信号８０において検出される。その次に、個々
の磁気センサ要素３１〜３６の長さが、減磁率として知られているセンサ要素の
磁気特性によって決定できる。この減磁率は、外部磁界に対する磁気要素に固有
の磁化を表し、特に、下記のように、とりわけ、センサ要素の長さと断面積とに
依存する。

【００３８】 磁気センサ要素が長さｃと直径ａを有するワイヤであると仮定すると、この要
素の縦方向の減磁率Ｎ_cは次式によって表すことができ、

【００３９】

【数１】

【００４０】 ここでｒ＝ｃ／ａである。

【００４１】 横断方向の減磁率Ｎ_aは次式によって得られる。

【００４２】 Ｎ_c＋２Ｎ_a＝４π 上述のように、磁気要素のインピーダンスはその磁気要素の透磁率に依存し、
この透磁率が磁気変調フィールドによって変化させられる時には、このインピー
ダンスがそれに応じて変化し、最終的には、電磁応答信号の振幅は磁気変調フィ
ールドによって変調させられる。

【００４３】 振幅変調のエネルギーは、磁気変調フィールドの振幅に依存するだけでなく、
電磁励起信号の高周波数（ＨＦ）エネルギーとセンサ要素の長さとに依存する。
この長さが振幅変調エネルギーに影響を与える理由は、振幅変調が透磁率に起因
し、一方、透磁率は減磁率に依存し、この減磁率は、上述の式から明らかである
ように最終的にセンサ要素の長さに依存するからである。

【００４４】 したがって、磁気変調フィールドの振幅を増大させることによって、応答信号
の振幅変調エネルギーは、センサ要素の長さに依存する本質的に線形的な因子に
従って増大する。さらに明確に述べると、図２の要素３２のようなより長い磁気
センサ要素は、より短い要素３３に比較して、磁気変調フィールドＨ_modの振幅
の変化に対するより強く依存していることを示す。

【００４５】 図４の長さ決定手順２００を再び参照すると、個々の磁気センサ要素３１〜３
６の長さＬ_iは次にように決定される。磁気変調フィールドＨ_modの時間変化成分
の振幅Ｈ_acは、第１のステップ２１０において、すなわち、値ΔＨ_acだけその振
幅を増大させることによって、第１の値から第２の値に変化させられる。ステッ
プ２２０では、復調された応答信号８０の振幅Ａが、磁気変調フィールドＨ_mod
の第１の振幅と第２の振幅に対して決定され、すなわち、その応答信号の振幅の
変化ΔＡが、磁気変調フィールドＨ_modの振幅の変化ΔＨ_acに応じて決定される
。その次に、ステップ２３０において、線形的関係Ｋ_iがＫ_i＝ΔＡ／ΔＨ_acとし
て計算される。線形的関係Ｋ_iと磁気要素の長さＬ_iとの間に予め決められた関係
が存在するので、その長さは、求められた関係Ｋ_i＝ΔＡ／ΔＨ_acから計算でき
る。制御装置１４は、線形的関係Ｋ_iから長さＬ_iを求めるための相互参照データ
を記憶するための記憶装置を備えていることが好ましい。

【００４６】 次に図５を参照すると、この図には直径決定手順３００がより詳細に示されて
いる。１９９９年１月１８日付で出願され本明細書に全体が引例として組み入れ
てあるスウェーデン特許出願９９００１１９−０は、マイクロワイヤのような細
いワイヤ形の導体の直径を検出するための検出方法および装置を開示している。
直径決定手順３００は、上述の特許出願に説明されている原理によって動作し、
高周波電気信号の場合における導体内側のインピーダンスの変化に基づいている
。この公知の現象は表皮厚さ効果（ｓｋｉｎ−ｄｅｐｔｈ ｅｆｆｅｃｔ）と呼
ばれることが多く、次のように要約することができる。導体内側への電流の侵入
の深さは、電気信号の周波数と、導体の電気抵抗と、導体の透磁率とに依存する
。侵入の深さすなわち表皮厚さδが次式によって計算でき、 δ＝１／（πｆμσ）^1/2 ここで、ｆ＝電流の周波数、 μ＝μ₀ｘμ_γは導体の透磁率、 σは導体材料の導電率である。

【００４７】 上述の式を見ると、この式の分母が増大する時に表皮厚さδが減少することが
明らかである。これに応じて、導体のインピーダンスの値が減少する。表皮厚さ
δがワイヤ形導体の半径に等しくなる時に、このインピーダンスの値が最小値に
達する。以下では「飽和点」と呼ばれるこの最小値点の後では、表皮厚さがさら
に増大した場合でも、インピーダンスは変化しない。

【００４８】 次に、図５と、図１に示す装置とを再び参照すると、磁気センサ要素３１〜３
６が非晶質材料で作られているので、これらのセンサ要素の透磁率μは磁気変調
フィールドＨ_modによって影響を受ける。したがって、ステップ３１０において
、磁気変調フィールドＨ_modの時間変化成分Ｈ_acの振幅を増分することによって
、表皮厚さδと、したがって磁気センサ要素のインピーダンスと、最終的には応
答信号８０の振幅とが、この増分に応じて変化する。これと同時に、ステップ３
２０では、応答信号８０の振幅が、その振幅がＨ_acの増大に応じて変化すること
が止まる飽和点を探し出すために監視される。飽和点に達した時、磁気センサ要
素ｉの直径Φ_iが、下記ではＨ_{ac_sat}と呼ばれるＨ_acの瞬間値を読み取ることに
よって求められる。最初に、既知の直径Φ_refを有する基準ワイヤに対して、飽
和点での磁気変調フィールドの対応する値Ｈ_{ac_ref}が求められている。次に、ス
テップ３３０において、磁気センサ要素ｉの直径Φｉが、Φ_i＝Φ_ref（Ｈ_{ac_sat} ／Ｈ_{ac_ref}）として求められる。

【００４９】 上記では本発明を２、３の実施形態によって説明してきた。しかし、上述の実
施形態以外の他の実施形態が、独立特許請求項によって定義されている通り本発
明の範囲内で実現可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるタグと方法が適用できる物品識別装置を示す図である。

【図２】 磁気要素が互いに異なった長さと互いに異なった直径とを有し、互いに別々の
角度に配置されている、本発明によるタグの好ましい実施形態の略平面図である
。

【図３】 図２のタグを識別するために図１の装置が動作する原理を示すフローチャート
である。（その１）

【図４】 図２のタグを識別するために図１の装置が動作する原理を示すフローチャート
である。（その２）

【図５】 図２のタグを識別するために図１の装置が動作する原理を示すフローチャート
である。（その３）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B035 BA01 BA03 BB02 BB11 BB12 BC00 5B058 CA31 KA40 YA20 5C084 AA03 BB32 BB40 CC35 DD08 DD26 EE07 FF02 FF10 GG43

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子物品識別のためのタグ（３０）であって、前記タグの識
   別情報、または、前記タグが取り付けられている物品（２０）の識別情報を表す
   少なくとも２つの磁気要素（３１〜３６）からなり、前記磁気要素が電磁的に検
   出可能であるタグにおいて、 前記磁気要素（３１〜３６）は、非晶質または微小結晶質の金属合金で作られ
   ているワイヤとして形成されており、 前記磁気要素（３１〜３６）は、互いに対して予め決められた角度（α₁〜α₆ ）に配置されており、 前記磁気要素（３１〜３６）の少なくとも１つは、前記長さが前記タグの少な
   くとも１つの他の磁気要素の長さとは異なった長さ（Ｌ₁〜Ｌ₆）を有しており、 前記磁気要素（３１〜３６）の少なくとも１つは、前記直径が前記タグの少な
   くとも１つの他の磁気要素の直径とは異なった直径（Φ₁〜Φ₆）を有しており、 前記磁気要素の前記長さおよび前記直径と前記磁気要素の間の角度とが合同で
   前記タグの識別情報を形成する ことを特徴とするタグ。
2. 【請求項２】 前記磁気要素（３１〜３６）の前記直径（Φ₁〜Φ₆）は１０
   μｍから１００μｍの範囲から選択される請求項１に記載のタグ。
3. 【請求項３】 前記磁気要素（３１〜３６）の前記長さ（Ｌ₁〜Ｌ₆）は４０
   ｍｍから１００ｍｍの範囲から選択される請求項１に記載のタグ。
4. 【請求項４】 前記磁気要素（３１〜３６）の各々は、ガラスのような誘電
   性材料の被覆を備えている請求項１から３のいずれか１項に記載のタグ。
5. 【請求項５】 前記磁気要素（３１〜３６）各々の前記非晶質または微小結
   晶質の金属合金は、高周波数の電磁エネルギー（５０）とより低い周波数の磁気
   エネルギー（Ｈ_mod）とにさらされた時に、巨大マグネトインピーダンス効果を
   示す請求項１から４のいずれか１項に記載のタグ。
6. 【請求項６】 前記磁気要素（３１〜３６）各々の前記非晶質または微小結
   晶質の金属合金は、高比率でコバルトを含む請求項１から５のいずれか１項に記
   載のタグ。
7. 【請求項７】 前記磁気要素（３１〜３６）各々の前記非晶質または微小結
   晶質の金属合金の組成は、（Ｆｅ_0.06Ｃｏ_0.94）_72.5Ｓｉ_12.5Ｂ₁₅である請求項
   １から６のいずれか１項に記載のタグ。
8. 【請求項８】 複数の磁気要素（３１〜３６）を有する電子物品識別タグ（
   ３０）に識別情報コードを符号化する方法であって、前記識別情報コードが記数
   法において別々の位置にある複数の語からなり、各々の語がｎ個の互いに異なっ
   た値の中の１つの値を格納することが可能である方法において、 第１の組の長さ（Ｌ）を磁気要素に与える段階と、 第２の組の直径（Ｄ）を磁気要素に与える段階と、 前記第１の組の長さ（Ｌ）の中の１つの固有の長さと、前記第２の組の直径（
   Ｄ）の中の１つの固有の直径とをそれぞれの各要素タイプに関連付けることによ
   って、第３の組の要素タイプを形成する段階と、 前記ｎ個の互いに異なった値の各々をそれぞれの要素タイプにマッピングする
   段階と、 第４の組の角度位置（Ａ）を磁気要素に与える段階と、 前記タグ内において、前記識別情報コード内の各々の語に対して、前記第４の
   組の角度位置の中の１つの角度位置に、前記語の値に対応するタイプの磁気要素
   を配置する段階と、 を有することを特徴とする方法。
9. 【請求項９】 物品識別装置であって、個々の物品（２０）が、複数の角度
   に配置された磁気要素（３１〜３６）からなるタグ（３０）を備えており、前記
   装置は、検出ゾーン（１０）内で第１の電磁信号（５０）を送信する送信手段（
   １１、１３）と、前記送信手段からの前記第１の電磁信号に応答して前記タグに
   よって発生させられる第２の電磁信号（６０、７０）を受信する受信手段（１２
   、１５）と、前記タグによる前記第２の電磁信号の発生時に前記第２の電磁信号
   を変調するための磁界（Ｈ_mod）を発生させる変調手段と、前記受信手段によっ
   て前記第２の電磁信号が受信される時に前記第２の電磁信号（７０）を復調する
   ことによって応答信号（８０）を発生させる復調手段（１５）と、前記復調手段
   に作動的に接続されている制御装置（１４）とからなる物品識別装置において、 前記変調手段（１６）は、回転する方向を有する磁気変調フィールド（Ｈ_mod
   ）を発生させるように構成されており、この構成において、前記制御装置（１４
   ）は、前記応答信号（８０）に対して周波数偏移が起こる時点を検出し、これに
   応じて個々の磁気要素（ｉ）の角度位置（α_i）を決定するように構成されてお
   り、 前記変調手段（１６）は、増大する振幅（ΔＨ_ac）を有する磁気変調フィール
   ド（Ｈ_mod）を発生させるように構成されており、この構成において、前記制御
   装置（１４）は、前記応答信号（８０）の振幅における対応変化（ΔＡ）を決定
   し、これに応じて前記個々の磁気要素（ｉ）の長さ（Ｌ_i）を決定するように構
   成されており、 前記変調手段（１６）は、増大する振幅（Ｈ_ac）を有する磁気変調フィールド
   （Ｈ_mod）を発生させるように構成されており、この構成において、前記制御装
   置（１４）は、前記応答信号（８０）の飽和点を検出し、これに応じて前記個々
   の磁気要素（ｉ）の直径を決定するように、前記応答信号（８０）の振幅を連続
   的に監視するように構成されており、 前記変調手段（１６）と前記制御装置（１４）は、前記タグ（３０）の全ての
   磁気要素（３１〜３６）に対して上述の段階を繰り返すように構成されており、
   この構成において、前記制御装置（１４）は、前記磁気要素（３１〜３６）の角
   度位置（α_i）と長さ（Ｌ_i）と直径（Φ_i）とから前記タグ（３０）の識別情報
   を求めるように構成されていることを特徴とする物品識別装置。