JPH0375894A - 磁気マーカーの識別方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は物品にとりつけその物品の種類の識別や数量を
カウントするために用いられる磁気マーカーを検出する
方法に関する。

〔従来の技術〕

物品にマーカーをとりつけ、このマーカーとして磁性材
料を用いてこれに交流磁界をかけることによりその物品
の盗難防止などに利用することが知られている。例えば
磁性材料に角型の磁気履歴特性を持・つアモルファス磁
性細線や薄帯のマーカーをとりつけた物品が交流磁界を
通過するとき、マーカーが交流磁界によって磁化反転し
て生ずる磁束の変化を検出コイルから取り出すことがで
きる。アモルファス磁性材料は従来にない優れた軟磁気
特性を持っているため、高感度で小型軽量のマーカーが
得られるという特徴があり、さらに保磁力の異なる複数
個のアモルファス磁性細線や薄帯を絹み合わせて配置す
ることにより、交流磁界中で磁化反転するときの磁界の
大きさが異なることから、これを時系列的なパルス電圧
として検出し、磁気マーカー即ち物品の種類を識別する
ことが可能である。この方法は各磁性材料の保磁力に対
応する交流磁界の所定の位相に各磁気マーカーの組み合
わせによるパルス電圧が生ずるか否か、即ち１．０のパ
ターン列を利用するか、もしくは交流磁界の所定の位相
に生ずるパルス電圧レベルの相違により物品の種類を識
別するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のように磁気マーカーを用いて交ＩＪｆ磁界の所定
の位相に生ずるパルス電圧の有無もしくはパルス電圧レ
ベルの違いを利用して物品を識別するという方法は有効
であるが、これらの方法は磁気マーカーが通る交流磁界
帯域における磁界分布。

または磁気マーカーの置かれる方向によっては磁気マー
カーを磁化する交流磁界のピーク値が異なるために、パ
ルス電圧の発生する位相が交流磁界の所定の位相からず
れることになり、磁気マーカー即ち物品を識別すること
が不可能となる場合が起きる。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目
的は交流磁界のピーク値が変化したときも磁気マーカー
によって検出コイルに発生するパルス電圧を正しく検出
し、物品の識別を誤りなく行なうことができる検出方法
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記のｍＢを解決するために、本発明の方法は標準の磁
界ピーク値を持つ交流磁界で磁性細線から得られるパル
ス電圧の零点からの時間を基準として計測器に記憶させ
ておき、磁気マーカーの磁束変化を検出するとき、いず
れかの磁性細線、例えば保磁力が最も小さい磁性細線の
パルス電圧が生ずるまでの交流磁界零点からの時間を記
憶された基準時間と比較し、両者の時間変化割合から第
２番目、第３番目・・・第ｎ番目のパルス電圧の発生す
る交流磁界零点からの時間を修正することによって、磁
気マーカーに生ずるパルス電圧列の位相を予測すること
を可能としたものである。

〔作用〕

本発明の磁気マーカー識別方法は、上述のようにまず基
準となるパルス電圧列として、標準の磁−カーのパルス
電圧の位相を計測器に記憶させておき、交流磁界帯域中
の磁気マーカーの方向などによって磁界ピーク値が変化
するとき即ち各各班性細線や薄帯に対応して発生ずるパ
ルス電圧の位相が変動するとき、例えば第１番目のパル
ス電圧の位相と、これに対応する記憶された第１番目の
パルス電圧の位相との変化割合から、交流磁界波形に応
じて第２番目以後発生するパルス電圧の位相を、記憶さ
れた第２番目以降のパルス・電圧の基準となる交流磁界
の位相を修正することにより予測することができ、磁気
マーカーの交流磁界に対する方向性などに起因する不均
一分布をもつ磁界中を磁気マーカーが通過する際に、磁
界の変動に影響を受けることなく磁気マーカー即ち物品
の種類を確実に識別することを可能とする。

〔実施例〕

以下本発明を実施例に基づき説明する。

はじめに本発明による磁気マーカー検出方法が適用され
る物品識別装置の概要を述べる。第１図はその装置の一
例について要部構成を示した模式図である。第１図にお
いて、複数個の磁気マーカー１の貼付された物品２が二
つのプーリー３に張られているベルト４上にあり、物品
２は磁気マーカー１とともに各プーリー３の回転によっ
て走行するベルト４上で矢印方向に移動する。ベルト４
を両側から挟むように交流磁界を発生する二つの励磁コ
イル５ａ、５ｂが配置してあり、これらは交流発振器６
に接続される。交流磁界によって生ずる磁気マーカー１
の磁化反転に伴なう磁束変化を誘導起電圧として検出す
る検出コイル７は、計測器８とパーソナルコンピュータ
９に直列に接続される。計測器８は検出コイル７に生し
た誘導起電圧パルス列を信号処理し、パターン認識可能
な状態、例えば交流磁界の基準となる所定の位相におけ
るパルス電圧の有無により１，０のパターン化するなど
の換算を行なうものであり、パーソナルコンピュータ９
は磁気マーカー１の種類を識別する機能を有するもので
ある。

以上の装置構成により、第１図のように磁気マーカー１
を貼付した物品２即ち被検出物がベルト４に乗って励磁
コイル５ａ、５ｂ間を通過すると、そこに発生している
交流磁界により磁気マーカー】が磁化されて磁束反転す
る。本発明ではそのときの磁束変化に伴なう検出コイル
７に生ずるパルス電圧列を、基準のパルス電圧列と比較
対照してパルス電圧の有無から１，０変換しパターン認
識することにより、磁気マーカー１即ち物品２の種類を
識別するものである。

次に本発明に用いる磁気マーカーの構成およびその識別
方法について述べる。磁気マーカーｌとしては角型の磁
気履歴特性を有する例えば鉄基のアモルファス磁性細線
または薄帯を使用するのが適している。磁気マーカー１
は素材のまま複数個用いることもできるが、ここでは複
数個を配列して一つの検出素子として構成したものを用
いた場合で説明する。第２図ｆａｔ、　（ｂ）はその検
出素子旦を示した一部剥離斜視図である。第２図（ａｌ
はアモルファス磁性線＋ｖｊＩ１．，１．．１ｅ、１．
の４木を用い、これらを長手方向に並列に配置して磁気
マーカー１１として構威し、この磁気マーカー１１を例
えば２枚の薄いプラスチック製の固定板１３に埋め込ん
だものである。これに対して第２図（′ｂ）では、アモ
ルファス磁性細線１．、Ｉｂ、ｌａの３本を用いて磁気
マーカーＵを構威し、検出素子旦としたものである。即
ちこれら検出素子１０は第２図（ｂｌの方は第２図（ａ
ｌに比べてアモルファス磁性細線１ｃが欠けている。そ
してこれら磁性細線１−１１ｂｌｃ、１．は保磁力Ｈｃ
が互いに異なり、その磁気特性線図を第３図に示す。第
３図のように、磁性細線１．．１ｂ、１ｃ、ｌｄに対応
するそれぞれの保磁力ＨＣは、Ｈｃｍ　〈Ｈｃｂ　＜　
Ｈｃｃ　＜Ｈｃｄの関係にある。

第４図（ａｌ〜（Ｃ）は交流磁界波形とともに、交流磁
界によって検出コイル７に誘起されるパルス電圧列を示
したものであり、第４図Ｆ８＋は交流磁界波形。

第４図（ｂｌは磁気マーカー旦を用いた場合、第４図Ｆ
Ｃ＋は磁気マーカー１２を用いた場合の検出コイル７に
生ずるパルス電圧列を示し、横軸は時間を表わず。第４
図（ｂｌ、　（０）にパルス電圧列に対応する磁性細線
の符号を付記しである。ここでは本発明におけるパルス
電圧列を認識する方法を理解しやすくするために、第４
図（ａｌの交流磁界波形を三角波の場合で示してあり、
正弦波交流磁界の場合については後述する。第４図（ａ
ｌ〜（Ｃ１から磁気マーカー１１耳についてそれぞれの
磁性細線１−．１ｂ＋　　１ｃ１ｄに対応して三角波交
流磁界の所定の位相Ｈ１Ｈｂ　、Ｈｃ、Ｈａにパルス電
圧が発生していることがわかる。Ｉ−１，ば交流磁界の
最大値を表わす。

これらパルス電圧列を計測器８で例えばパルス電圧の有
無により１．０として表わすと第１表のようになる。

第　　１　表 ところで、磁気マーカーが１１．１２が交流磁界帯域を
通過する際、第４図（ａ）に示した磁界の最大値Ｈ１が
常に同しであれば、同一位相に対応する磁性細線１−．
１−１１ｃ、ｌａのパルス電圧が得られるが、一般に用
いられている第１図に示したヘルムホルツコイル５ａ、
５ｂでも完全な均一磁場とするのは困難であり、また磁
気マーカーが１１．１２の交＠磁界に対して置かれる方
向によっても磁気マーカー旦、貝への磁化に寄与する磁
界成分は変動するので、このような場合には各磁気マー
カー１１、１２のパルス電圧が生ずる位相がずれること
になり、パルス電圧列の認識が不可能となる。第５図ｆ
ａｌ、（ｂ）は平行磁場が得られる理想的なヘルムホル
ツコイル５ａ、５ｂの配置関係の模式図とそのとき得ら
れる磁界分布曲線を示したものである。しかし実際には
磁気マーカー貝や貝を有する検出素子１０はへルムホル
ツコイル５ａ、５ｂの軸方向に対しである程度傾いて置
かれることも多い。第６図はその様子を示した模式図で
あり、ヘルムホルツコイル５ａ　、　５ｂの間に置かれ
た検出素子旦が角度θ傾いたとき、交流磁界の最大値Ｈ
７はＨ１′になることを表わす。

以上のことから、前述した如く検出コイル７に生ずるパ
ルス電圧列を１．０化したパターンで磁気マーカー１１
や１２の種類を誤りなく認識するためには、基準となる
交流磁界波形の位相と各磁性細線１−５Ｉｂ、１ｃ、Ｌ
−に発生するパルス電圧列の位相を対照させることが必
要になる。

次にその方法について述べる。第７図（ａｌ、　（ｂｌ
は第４図に倣って示した線図であり、第７図＋ａ）は第
４図ｆａｌに示した最大値Ｈ１の三角波交流磁界を基準
とし、これに対して第７図（ｂ）は第６図でθ−４１゜
傾き、磁界の最大値が２５％低下してＨｌとなったとき
の位相のずれを示す波形図を表わしており、それぞれ対
応するパルス電圧列を各磁性細線の符号を付記して示し
たものである。磁気マーカーは貝を用いた場合である。

本発明によるパルス電圧列の認識方法は第１図に示した
演算、記憶機能を有するパーソナルコンピュータ９を用
いて、第７図ｉａ）の基準となるパルス電圧列を生ずる
各磁性細線の位相を例えば零点Ｐを基準として、磁性細
線１．．１ｂ、１ｃ、１ｄに属する各パルス電圧までの
時間をｔｍ＋　　ｔｂｊｃ＋　　ｔｄで記憶しておき、
第７図（ｂｌのように磁界の最大値Ｈ１からＨ０゛に変
化したとき第１番目のパルス電圧までの時間ｔ、の変化
率ｔ　ａ’　／　ｔ　。

を算出し、三角波交流磁界であれば磁性細線１．。

ｌｃ、１ｄに相当するパルス電圧の零点Ｐから時間ｔ　
、４　　、　ｔｃｒ　　、　ｔ、′をそれぞれ次のよう
に算出し予測するのである。

を諺　　　　　　　　　　　　　１．　　　　　　　　
　　　　　１鳳即ちこの実施例における磁気マーカーＵ
の如く、第１番目の磁性細線１１に相当するパルス電圧
を発生するような磁性材料を必ず備えるように磁気マー
カーを構威し、基準パルス電圧列における零点Ｐからの
時間ｔ１〜１．を記憶しておくことにより、磁界の最大
値Ｈ１が変化した場合でも上記の方法を用いて、磁性細
線１−．１ｃ、ｌａに相当するパルス電圧発生時間ｊｂ
’＋ｅ□　、ｔ４′を予を 測することが可能となり、誤りなく磁気マーカーに固有
のパターンを認識することができる。

交流磁界が正弦波形の場合には、三角波形のようにｔ８
〜ｔ４に対し同一修正係数ではなくて、次の如＜　１ａ
−１，にそれぞれ異なった修正を行う。正弦波形で磁界
の最大値がＨ□−１４１′変化した場合を第８図ｆａ）
、　（ｂ）に示したが、第８図（ａ）、Ｑｌ）は第７図
ｆａ）、（ｂ）に倣って交流磁界を三角波形から正弦波
形に変えて表わしたものである。磁性細線１、．１．、
］ｃ、１．に生ずるパルス電圧に対する位相をθ３．θ
５．θ０．θ４とすれば各磁性細線の保磁力Ｈｃａ＋　
　Ｈｃｂ＋　　Ｈｃｃ＋　　Ｈｃｄは次のように表わさ
れる。

Ｈｃｍ＝Ｈ＋ｗ　’　Ｓｉｎθａ＝Ｈｍ　’　５ｌｎＯ
ｎ＋　（θａ＝ｆ　　”　ａ’　　２Ｌθニーｆ　　−
ｔ、’−２Ｗ）Ｈｅｂ＝Ｈ，１−ｓｉｎθｂ＝Ｈ，’ｓ
ｉｎθｂ＋（θｂ−ｆ　’　Ｌｂ・２ＴＣ＋θｂ＝ｒ　
’　ｔｂ”　２ｙｒ）Ｈｃｃ＝Ｈ，ｌ−５ｉｎθｃ−Ｈ
＋：’Ｓｌｎθ０゛、（θワ＝ｆ・ｔＣ・２π、θ；−
ｒ　−Ｂ−２π）Ｈｃａ＝Ｈ，ｌ−３ｉｎθａ＝Ｈｍ’
ｓｉｎθ！、（θａ＝ｆ−Ｌａ・２π＋θ、’＝　ｆ　
−ｔ、’−２π）ただし、ｆ：周波数 第１番目の磁性細線１．に生ずるパルス電圧の零点Ｐか
らの時間の変化ｔ３→ｔ、＋に基づき１ｂ〜１６に生ず
るパルス電圧の零点からの時間ｔ。

ｔｃ、ｔ、を次のように求めることができる。

Ｈ＋ａ’　　　　ｓｉｎθ、２ｓｆ　　　　　　ｓｉｎ
θ１Ｈ＋ａ’　　　　ｓｌｎθ、　　　　　　　２ｆｃ
ｆ　　　　　　ｓｉｎθａＨ，’　　　　　ｓｉｎθ１
２πｆ　　　　　　ｓｉｎθ３逆三角関数は級数展開す
ることにより多項式近似することができる。

以上交流磁界が三角波形と正弦波形の場合について、磁
界の最大値Ｈ１が変化したときの所定パルス電圧列の発
生時間（位相）を予測する方法について説明したが、複
数個の磁気マーカー１または検出素子旦を用いて、この
方法によりパターン認識され識別された各磁気マーカー
のそれぞれの数量係数結果がパーソナルコンピュータ９
に表示される。

なお、第１図に示した装置では対向配置した励磁コイル
は５ａ、５ｂの一組としであるが、複数個の磁気マーカ
ー１または検出素子１０の励磁コイル５ａ。

５ｂに対する方向によっては、例えば第６図のθが９０
°に近くなった場合、パルス電圧の検出が困難となる。

このときは励磁コイルを二組用いるのがよい。第９図は
励磁コイルの部分のみ示した模式図であり、第９図のよ
うに励磁コイル５ａ、５ｂおよびこれらと対向方向が９
０°異なる一対の励磁コイル１４ａ、　１４ｂとの二組
を配置し、各組ごとに交流磁界帯域を形成するとともに
検出コイルもベルト４の直下に７．１５の二つを設置す
ることにより、複数個の磁気マーカーｌや検出素子Ｕの
如何なる方向に対してもパルス電圧を検出することがで
きる。

〔発明の効果〕

磁気ヒステリシス曲線が角形を示し、互いに保磁力の異
なる複数個のアモルファス磁性細線または薄帯をそれぞ
れ長手方向に並列に所望の間隔で選択配置した磁気マー
カー、もしくはこの磁気マーカーをプラスチックなどに
固定した検出素子を用いて、これを物品に取り付けて交
流磁界を通過させ、検出コイルに発生する時系列的パル
ス電圧列のパターン認識により磁気マーカー即ち物品の
種類を識別するに際して、本発明では実施例で述べた如
く、標準の磁界最大値を持つ交流磁界波形中で得られる
磁気マーカーのパルス電圧の発生する位相を基準とする
ように、交流磁界波形の零点からの時間（位相）を計測
器に記憶させておき、磁気マーカーから第１番目に発生
したパルス電圧の位相と基準のパルス電圧の位相とを比
較し、これらの変化割合即ち前記の時間の変化割合によ
り第２番目以降に発生するパルス電圧の位相を、交流磁
界の波形に応じて修正し予測することができるようにし
たために、交流磁界の不均一な磁界分布や磁気マーカー
の交流磁界に対する方向性など、磁界強度の変動の影響
を受けることなく磁気マーカーの種類を正しく識別する
ことを可能としたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される物品識別装置の要部構成を
示す模式図、第２図（ａ）、（ｂ）は磁気マーカーを用
いた検出素子の構成を示す一部剥離斜視図、第３図は磁
性細線の磁気特性線図、第４図ｆａ）は交流磁界波形図
、第４図Ｃｂ）は磁気マーカー旦を用いたときのパルス
電圧列図、第４図（ｃ）は磁気マーカー耳を用いたとき
のパルス電圧列図、第５図（ａｌ（ｂｌはへルムホルッ
コイルの配置を示す模式図とその磁界分布曲線図、第６
図は検出素子とへルムホルツコイルの位置関係を示す模
式図、第７図＋ａｌは基準の三角波交流磁界波形図とこ
のとき生ずるパルス電圧列図、第７図（ｂ）は第７図（
ａ）の位相がずれたときの波形とこのとき生ずるパルス
電圧列図、第８図（ａ）は基準の正弦波交流磁界波形図
とこのとき生ずるパルス電圧列図、第８図（ｂｌは第８
図Ｆ８＋の位相がずれたときの波形とこのとき生ずるパ
ルス電圧列図、第９図は二組の励磁コイルを用いたとき
の配置を示す模式図である。 １、ｕ、貝：磁気マーカー　２：物品、３ニブ・−リー
　４：ベルト、５ａ、５ｂ、Ｉ４ａ、１４ｂ　　：励磁
コイル、６：交流発振器、７，１５：検出コイル、８：
計測器、９：パーソナルコンピュータ、１ｏ：ｍ出ｓ錘 就 融 （） 田瞼療廻 固

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）磁気ヒステリシス曲線が角形を示し、互いに保磁力
   の異なる複数個のアモルファス磁性細線または薄帯をそ
   れぞれ長手方向に並列に所望の間隔で選択配置した磁気
   マーカーもしくはこれら磁気マーカーを固定した検出素
   子のいずれかを物品に取り付けて交流磁界を通過させ、
   検出コイルに発生する時系列的パルス電圧列をパターン
   認識して磁気マーカーの種類を識別するに当たり、標準
   の磁界最大値を持つ波形の交流磁界中で磁性細線または
   薄帯から発生するパルス電圧列の位相を基準として計測
   器に記憶させ、交流磁界の変動に対して生ずるいずれか
   一つのパルス電圧をこれに対応する基準パルス電圧と比
   較し、その発生時間割合に基づき他のパルス電圧列の位
   相をこれらに対応する基準パルス電圧の位相に修正を加
   えることにより交流磁界の最大値、波形の如何に拘らず
   予測することを特徴とする磁気マーカーの識別方法。