磁場檢測用天線及使用該天線的檢驗標籤檢測用門的製作方法
2023-07-05 13:43:41
專利名稱：磁場檢測用天線及使用該天線的檢驗標籤檢測用門的製作方法
技術領域：
本發明涉及用來檢測磁場變化並檢測檢驗標籤等的磁場檢測用天線、使用同一天線的磁場檢測器及檢驗標籤檢測用門。更為詳細而言，本發明涉及到由多個環形天線構成、信號/噪聲比(S/N比)較高的磁場檢測用天線、使用同一天線的磁場檢測器及檢驗標籤檢測用門。
背景技術：
以往，利用磁場的檢驗標籤已為眾所周知(特開平6-342065(權利要求1))，該利用磁場的檢驗標籤粘貼於商品等上，隨同商品進行移動，在經過指定的門時，通過檢測來進行商品的流通管理，或者防止商品的失竊。
圖2表示以往的檢驗標籤一個示例。圖2中，20是含有鈷元素等的軟磁性材料層。在上述軟磁性材料層20的上面，介由聚酯類的接合劑層22，疊層有形成多個穿通孔23後的強磁性材料層25。在強磁性材料層25中，例如含有鎳等的強磁性材料元素。在強磁性材料層25的上面，粘貼由高級紙或樹脂薄膜構成的保護層27。
另外，在上述軟磁性材料層20的下面，介由粘接劑層28粘貼剝離紙29。
當使用該檢驗標籤時，剝去上述剝離紙29，在應管理的商品等上粘貼檢驗標籤。
圖3用來表示檢測檢驗標籤的門30、32，並且在兩個門30、32間形成交流磁場S。另外，在兩個門30、32上安裝用來檢測磁場強度的檢測器(未圖示)，利用該檢測器來檢測上述兩個門30、32間的磁場強度。還有，34是檢驗標籤。若檢驗標籤34安裝於商品等(未圖示)上，如箭頭R所示經過了兩個門30、32間，則形成於門30、32間的磁場S產生畸變。通過由上述檢測器來檢測該磁場S的畸變，來檢測檢驗標籤34經過了門30、32間。
圖4用來表示檢測磁場畸變的具體方法一個示例。圖4中，(a1)表示形成於門30、32間的一定頻率交流磁場的波形。若使用眾所周知的簡單數學方法，將時間軸t變換成頻率軸f，則上述交流磁場的波形變換成(a2)所示的波形。
圖4中，(b1)表示因檢驗標籤34經過門30、32間而產生畸變的交流磁場的波形。若使該畸變後的波形進行和上面相同的坐標軸變換，則獲得(b2)所示的波形。在(b2)的波形中，能看到因交流磁場畸變引起的高次諧波40、42。通過檢測該高次諧波的有無，來檢測在門30、32間經過檢驗標籤34的有無。
例如，在正常購買商品等、成為還可以攜帶到外部的狀態時，該商品等上所粘貼的檢驗標籤34要被預先失效。通過施以該失效操作，即使商品上粘著的檢驗標籤34經過門30、32內，也不出現磁場產生畸變的情況。其結果為，檢驗標籤不會被檢測出，商品等就能拿到外部。
另一方面，在非法拿到外部時，檢驗標籤34處於未失效的狀態。此時，若商品等經過了門30、32內，則對磁場發生畸變。通過檢測該畸變，來檢測商品等的非法拿出去。
該檢驗標籤的失效操作是通過使用失效器對圖2所示的檢驗標籤的強磁性材料層25進行磁化，來達到的。
圖5表示以往使用的失效器一個示例。該失效器50在底座52上按相互10mm左右的間隔排列直徑為12mm的圓盤狀永久磁鐵，並且各磁鐵其N極54和S極56被交替排列。
若在該失效器50的上面接觸了圖2所述的檢驗標籤，則強磁性材料層25被磁化，因此檢驗標籤得以失效。
圖6用來表示以往的門60，並且沿著其內圈設置環形的磁場發生線圈62。通過給該磁場發生線圈62供給一定頻率的交流功率，就按磁場發生線圈62的垂直方向發生交流磁場。
在上述磁場發生線圈62內，將電線卷繞為大致8字狀所形成的第1磁場檢測用天線64和第2磁場檢測用天線66按上下排列。上述天線64、66形成為較大的大致8字狀，藉此減小由磁場發生線圈62發生的磁場引起的感應電壓的同時，並且使檢驗標籤的檢測區域擴大。
但是，由於上述天線64、66按8字狀形成得較大，因而會檢測在寬闊的範圍內產生的外部噪聲。其結果為，存在有時無法檢測較小的檢驗標籤信號這樣的問題。
發明內容
本發明人為了解決上述問題，進行了各種研究。結果，設想到串聯連接多個相互按反方向所卷繞的較小環形天線，並把這些連接後的各環形天線排列成平面狀。發現，該天線可以確保必要的寬闊檢測區域，與此同時使外部噪聲在各天線之間抵消，其結果為，能夠以高S/N比檢測檢驗標籤。本發明就是根據上述發現而得以完成的。
因而，本發明的目的在於，解決上述問題，並且提供較高S/N比的磁場檢測用天線、使用同一天線的磁場檢測器以及檢驗標籤檢測用門。
達到上述目的的本發明如下所述。
(1)一種磁場檢測用天線，其特徵為，串聯連接多個相互按反方向所卷繞的環形天線，並且配置於平面內。
(2)一種磁場檢測器，其特徵為，包括多個(1)所述的磁場檢測用天線；輸出電路，用來取出上述多個磁場檢測用天線各輸出的差分輸出。
(3)根據(2)所述的磁場檢測器，其特徵為，輸出電路是差動放大電路。
(4)根據(2)所述的磁場檢測器，其特徵為，輸出電路使磁場檢測用天線的極性相互相反進行串聯連接。
(5)一種檢驗標籤檢測用門，其特徵為，至少具有磁場發生線圈和(2)所述的磁場檢測器。
(6)根據(5)所述的檢驗標籤檢測用門，其特徵為，環形天線和磁場發生線圈之間的間隔是10～40cm。
由於本發明的磁場檢測用天線將與以往的8字狀天線相比小的多個環形天線分散到較寬的區域進行配置，並且將其相互連接，因而可以在寬闊的區域上檢測磁場。此時，相鄰的各環形天線使構成各環形天線的電線卷繞方向相互呈反方向。因為採用該卷繞方法，各環形天線的磁通方向成為反方向，所以外部噪聲被抵消，其結果為檢測希望信號的比率增高，因此結果上S/N比增高。
另外，在8字狀的以往天線時，其構造上在電線交叉的天線中央部分附近發生的外部噪聲被抵消，但是，信號也同樣被抵消。另外，因為8字狀的天線其可使外部噪聲抵消的範圍與受到噪聲影響的範圍相比更小，所以天線的S/N比較低。對此，在本發明天線的情況下，因為由較小的天線來構成，所以能夠通過使各天線之間相互分開進行配置，來抵消噪聲，並且能防止信號的抵消。換句話說，就是易於取得噪聲的影響度和信號的接收狀況之間的平衡。由磁場發生線圈而引起的感應電壓降低在8字狀天線中也是可能的，並且在中央部分上有較明顯的效果。如同本發明那樣，在設置多個小天線時，因為可以使天線之間分開，所以與8字狀天線相比，S/N比的提高效果更高。
因為以往的較大8字狀線圈會檢測寬闊區域的噪聲，所以有時難以在較大的天線之間抵消噪聲，但是在如同本發明那樣使用較小的線圈時，在線圈之間抵消噪聲的概率增高。
圖1是表示本發明檢驗標籤檢測用門的結構一個示例的說明圖，(a)表示門的結構，(b)及(c)是表示該門的輸出電路116具體示例的說明圖。
圖2是表示檢驗標籤結構一個示例的剖面圖。
圖3是表示檢驗標籤檢測方法的說明圖。
圖4是表示檢驗標籤檢測原理的說明圖，(a)表示形成於門間的交流磁場的波形，(b)表示檢測出檢驗標籤時的交流磁場的波形。
圖5是表示以往失效器的結構一個示例的平面圖。
圖6是表示以往檢驗標籤檢測用門一個示例的說明圖。
20是軟磁性材料層，22是粘合劑層，23是穿通孔，25是強磁性材料層，27是保護層，28是粘著劑層，29是剝離紙，30、32是門，34是檢驗標籤，S是磁場，40、42是高次諧波，50是失效器，52是底座，54是N極，56是S極，60是以往的門，62是磁場發生線圈，64是第1磁場檢測用天線，66是第2磁場檢測用天線，100是檢驗標籤檢測用門，102是地面，104是磁場發生線圈，106、108、120、122是環形天線，110是第1磁場檢測用天線，112、124是末端引出線，114、126是一端，116是輸出電路，T是間隔，118是第2磁場檢測用天線。
具體實施例方式
下面，參照附圖，對於本發明的實施方式一個示例進行詳細說明。
圖1中，100是本發明的檢驗標籤檢測用門，設置於建築物內的地面102等上。在上述門100內，安裝磁場發生線圈104，該磁場發生線圈由沿著門100的內圈所卷繞的環形線圈構成。通過給該線圈104供給指定頻率的交流功率，指定頻率的交流磁場藉助於線圈104產生感應。
在上述磁場發生線圈104內側、和磁場發生線圈104同一平面內，串聯連接多個(在本附圖中，是2個)環形天線106、108進行配置，由這些環形天線106、108來構成第1磁場檢測用天線110。上述環形天線106和環形天線108其環形按反方向進行卷繞。上述環形天線108的末端引出線112接地，並且環形天線106的一端114連接到輸出電路116的輸入側。
還有，雖然環形天線106、環形天線108和磁場發生線圈104之間的間隔T沒有特別限制，但是優選的是10～40cm左右。
在上述第1磁場檢測用天線110的下方，設置和第1磁場檢測用天線110相同結構的第2磁場檢測用天線118。也就是說，相互按反方向所卷繞的環形天線120、122被串聯連接，環形天線122的末端引出線124接地。另外，環形天線118的一端126連接到上述輸出電路116的輸入側。
上述輸出電路116成為下述電路結構，該電路結構用來取出第1磁場檢測用天線110的輸出和第2磁場檢測用天線118的輸出之間的差分電壓。
圖1(b)表示輸出電路116的示例。在該示例中，輸出電路116由差動放大電路構成，用來使由第1磁場檢測用天線110和第2磁場檢測用天線118所檢測出的噪聲相抵消，並且對兩個天線輸出的差分電壓進行放大輸出。還有，V1、V2是磁場檢測用天線110、118的輸出電壓，Vout是輸出電路116的輸出電壓，K是放大率。
圖1(c)表示輸出電路116的其他示例。在該電路中，使第1磁場檢測用天線110輸出的極性和第2磁場檢測用天線118輸出的極性相反，進行串聯連接。起到和差動放大電路相同的作用。
還有，在上述說明中，雖然分別由2個環形天線構成了磁場檢測用天線110、118，但是不限於此，也可以組合2個以上任意個數的環形天線來構成。此時，從噪聲抵消的觀點出發，優選的是，由偶數個環形天線來構成磁場檢測用天線。另外還有，磁場檢測用天線也可以設置2個以上。從可以有效抵消噪聲的觀點出發，優選的是，磁場檢測用天線設置偶數個。再者，在上述說明中，雖然將磁場檢測用天線配備到磁場發生線圈內，但是不限於此，而可以在不破壞本發明目的的範圍內配備到任意的部位上。
實施例下面，通過實施例、比較示例，對本發明進行更為具體的說明。
實施例1
製造出圖1所示的門。按縱向120cm、橫向60cm的環狀卷繞電線，形成磁場發生線圈104。磁場發生線圈104的圈數是100圈。在上述磁場發生線圈104環形面內的上半部分上，串聯連結2個相互按反方向所卷繞的環形天線106、108。各環形天線其縱向為40cm、橫向為10cm，並且圈數是80圈。另外，環形天線106和環形天線108之間的間隔是14cm，磁場發生線圈104和環形天線106、108之間的間隔T是23cm。
在上述環形天線106、108的下方，安裝相同結構的環形天線120、122。還有，上述環形天線之間的間隔以及磁場發生用線圈104和各環形天線120、122之間的間隔，都和上面相同。再者，各環形天線106、108、120、122及磁場發生用線圈104配置於同一平面內。
給磁場發生用線圈104供給300Hz、100V的交流。
將上述2個磁場檢測用天線110、118的各輸出傳送給輸出電路116(由差動放大電路(b)構成)，進行差動放大。在對差動放大輸出進行A/D轉換之後，傳送給個人計算機(未圖示)，實施將上述時間軸變換成頻率軸的數據處理，並將所得到的數據保存到存儲器中。檢測頻率300Hz作為主頻率。還有，差動放大電路的放大率K是10000。
在未使以電磁方式響應的檢驗標籤(圖2所示的長度為26mm、寬度為16mm、厚度為240μm的rintekku(株)公司製造的商品名EH-026)失效的狀態下，令其沿著門並經過門。將上述門表面和經過的檢驗標籤之間的距離保持為10cm，並以0.5m/秒的速度一個一個使總計100個水平經過。
其結果為，門可使檢測出100個全部檢驗標籤通過。
接著，使100個通過失效器施以失效處理後的檢驗標籤，以和上面相同的條件經過門。其結果為，檢測出0個。
比較例1製造出圖6所述的門。為磁場發生線圈62以及8字狀磁場檢測用第1天線64、8字狀磁場檢測用第2天線66的形成所使用的電線，採用和實施例1相同的材料(長度也相同)。磁場發生線圈62和8字狀磁場檢測用第1天線64、磁場檢測用第2天線66之間的間隔是10cm。給磁場發生用線圈所供給的交流和實施例1的交流相同。在對輸出V1、V2進行A/D轉換之後，分別傳送給個人計算機，並且和實施例1相同，進行檢驗標籤的檢測。其結果為，檢測出100個中只有29個檢驗標籤通過。
接著，使100個通過失效器施以失效處理後的檢驗標籤，以和上面相同的條件經過門。其結果為，檢測出34個。由該結果明確出，比較示例的門易於受到噪聲的影響。
權利要求
1.一種磁場檢測用天線，其特徵為串聯連接多個相互按反方向所卷繞的環形天線，並且配置於平面內。
2.一種磁場檢測器，其特徵為包括多個權利要求1所述的磁場檢測用天線；輸出電路，用來取出上述多個磁場檢測用天線各輸出的差分輸出。
3.根據權利要求2所述的磁場檢測器，其特徵為輸出電路是差動放大電路。
4.根據權利要求2所述的磁場檢測器，其特徵為輸出電路是使磁場檢測用天線的極性相互相反，進行串聯連接的電路。
5.一種檢驗標籤檢測用門，其特徵為至少具有磁場發生線圈和權利要求2所述的磁場檢測器。
6.根據權利要求5所述的檢驗標籤檢測用門，其特徵為環形天線和磁場發生線圈之間的間隔是10～40cm。
全文摘要
根據本發明，公示出一種磁場檢測用天線、磁場檢測器及檢驗標籤檢測用門，該磁場檢測用天線串聯連接多個相互按反方向所卷繞的環形天線並且配置於平面內，該磁場檢測器由多個上述磁場檢測用天線和用來取出它們的差分輸出的輸出電路構成，該檢驗標籤檢測用門由上述磁場檢測器和磁場發生線圈構成。
文檔編號G01V3/10GK1826537SQ200480020810
公開日2006年8月30日 申請日期2004年6月9日 優先權日2003年7月18日
發明者松井邦彥, 鸙野俊壽, 諸谷徹郎, 大石裕史 申請人:琳得科株式會社, Cdn株式會社