(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を発生する応答システムにおける垂直磁界センサシステムにおいて、
センサが、水平部と垂直部が連続した形状を具備する複数の磁性体と、
該磁性体の水平部に連続して巻かれているコイルと、
前記連続して巻かれているコイルの下側に接し、且つ前記磁性体の水平部から垂直部に連続して沿わせた金属板とを有し、
前記磁性体の垂直部に沿わせた前記金属板を背中合わせにして前記複数の磁性体を対称に配置することを特徴とする垂直磁界センサシステム。
【請求項２】
請求項１記載の垂直磁界センサシステムにおいて、前記磁性体の垂直部にも、水平部から連続して前記コイルを巻くことを特徴とする垂直磁界センサシステム。
【請求項３】
信号を発生する応答システムにおける垂直磁界センサシステムにおいて、
センサが、水平部と垂直部が連続した形状を具備する複数の磁性体と、
該磁性体の水平部に連続して巻かれているコイルと、
前記連続して巻かれているコイルの下側に接し、且つ前記磁性体の水平部に沿わせた金属板とを有し、
前記磁性体の垂直部を背中合わせにして前記複数の磁性体を対称に配置することを特徴とする垂直磁界センサシステム。
【請求項４】
請求項１または２記載の垂直磁界センサシステムにおいて、前記磁性体の水平部から垂直部に連続して前記金属板を沿わせることを特徴とする垂直磁界センサシステム。
【請求項５】
請求項１または２記載の垂直磁界センサシステムにおいて、前記磁性体の垂直部に沿わせた金属板の側辺を合わせるように、偶数あるいは奇数の前記磁性体を配置することを特徴とする垂直磁界センサシステム。
【請求項６】
請求項１または２記載の垂直磁界センサシステムにおいて、ＩＣに各種センサの記録を行うことを特徴とする垂直磁界センサシステム。
【請求項７】
請求項１または２記載の垂直磁界センサシステムにおいて、当該センサをリーダライタに取付けることを特徴とする垂直磁界センサシステム。
【請求項８】
請求項１，２，５いずれか記載の垂直磁界センサシステムにおいて、当該センサを２個以上組み合わせるときは金属板を介して固定することを特徴とする垂直磁界センサシステム。
【請求項９】
請求項１または２記載の垂直磁界センサシステムにおいて、アクティブタグとするためにスーパーキャパシタや大容量キャパシタや電池を搭載することを特徴とする垂直磁界センサシステム。
【請求項１０】
請求項１または２記載の垂直磁界センサシステムにおいて、当該タグやセンサを保護するためのプラスチックあるいはセラミック等でパッケージとすることを特徴とする垂直磁界センサシステム。
【請求項１１】
請求項１，２，１０いずれか記載の垂直磁界センサシステムにおいて、当該タグやセンサをパッケージにする場合、パッケージの底の部分をタグやセンサに取付けられている金属板を利用することを特徴とする垂直磁界センサシステム。
【請求項１２】
請求項１，２，１０いずれか記載の垂直磁界センサシステムにおいて、当該タグやセンサを金属体や金属面に取付ける場合、当該タグやセンサに取付部が設置されていることを特徴とする垂直磁界センサシステム。
【請求項１３】
請求項１，２，１０いずれか記載の垂直磁界センサシステムにおいて、パッケージの上下を分かり易くするため、文字や番号あるいはマークをつけることを特徴とする垂直磁界センサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
コイルによる磁界を用いたＲＦＩＤタグやセンサを金属体や金属面に用いる技術に係る垂直磁界センサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触ＩＣカード並びにコイルを用いたＲＦＩＤタグやこれと共に用いるリーダライタ用センサは、高周波等の振動電磁界を用いており、金属体や金属面に近づくとミラー効果により感度が著しく劣化する。
【０００３】
これは金属面によるミラー効果で逆相電流により電解や磁界が打ち消されることにより、金属面が存在しなかった時の特性が損なわれることによるものである。
【０００４】
オンメタルタグと称し、ＲＦＩＤのコイルと金属面との間に磁界の逃げ場を作るために磁性体を挿入し、感度の低下を押さえようとする方法もあるが、多少は改善されても金属面の影響はまぬがれない。いわばこの方法は消極的な方法である。
【０００５】
また、本出願人が行った方法は、特許文献１のＩＣタグシステムにも記載されているように、金属面を積極的に利用し金属面がない場合と金属面がある場合との比較を行うと金属面がある方がミラー効果により磁束が２倍、即ち、６ｄＢの電圧の上昇を伴うものであった。この方法は金属面を積極的に利用する方法であるが、どちらかと云うと金属面に平行な磁界を増強する方式である。磁性体（コア）の中心の磁界は金属面と平行する方向となっていた。
【０００６】
一方、本出願人が行ったもう一つの方法は、特許文献２の非接触式センサコイルに記載されているように、金属面と垂直な成分の磁界をシャープにするため金属面に対して斜めの磁界を対向する磁界の反発、磁界により垂直成分のみにする方式であった。この方式はシャープな垂直磁界は得られるが、コア軸に平行する中心の一番強い磁界が衝突し、相殺されるため主要磁界成分が打ち消される不利な面もあった。
【特許文献１】特開２００３−３１７０５２号公報
【特許文献２】特開２００３−３１８６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
金属面を利用することにより金属面に並行な磁界（磁流）により２倍の電圧を発生させるメカニズム（現象）を利用し、かつ有効に金属面に垂直な磁界を発生させることができれば一番よいことになる。
【０００８】
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、垂直磁界を強くするプロメタルタグおよびセンサシステムを構築する垂直磁界センサシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的を達成するために、
請求項１に記すように、信号を発生する応答システムにおける垂直磁界センサシステムにおいて、センサが、水平部と垂直部が連続した形状を具備する複数の磁性体と、該磁性体の水平部に連続して巻かれているコイルと、前記連続して巻かれているコイルの下側に接し、且つ前記磁性体の水平部から垂直部に連続して沿わせた金属板とを有し、前記磁性体の垂直部に沿わせた前記金属板を背中合わせにして前記複数の磁性体を対称に配置することを特徴とする垂直磁界センサシステム。
【００１０】
請求項２に記すように、請求項１記載の垂直磁界センサシステムにおいて、前記磁性体の垂直部にも、水平部から連続して前記コイルを巻くことを特徴とする垂直磁界センサシステム。
【００１１】
請求項３に記すように、信号を発生する応答システムにおける垂直磁界センサシステムにおいて、センサが、水平部と垂直部が連続した形状を具備する複数の磁性体と、該磁性体の水平部に連続して巻かれているコイルと、前記連続して巻かれているコイルの下側に接し、且つ前記磁性体の水平部に沿わせた金属板とを有し、前記磁性体の垂直部を背中合わせにして前記複数の磁性体を対称に配置することを特徴とする垂直磁界センサシステム。
【００１２】
請求項４に記すように、請求項１または２記載の垂直磁界センサシステムにおいて、前記磁性体の水平部から垂直部に沿って前記金属板を沿わせることを特徴とする垂直磁界センサシステム。
【００１３】
請求項５に記すように、請求項１または２記載の垂直磁界センサシステムにおいて、前記磁性体の垂直部に沿わせた金属板の側辺を合わせるように、偶数あるいは奇数の前記磁性体を配置することを特徴とする垂直磁界センサシステム。
【００１４】
請求項６に記すように、請求項１または２記載の垂直磁界センサシステムにおいて、ＩＣに各種センサの記録を行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記すように、請求項１または２記載の垂直磁界センサシステムにおいて、当該センサをリーダライタに取付けることを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記すように、請求項１，２，５いずれか記載の垂直磁界センサシステムにおいて、当該センサを２個以上組み合わせるときは金属板を介して固定することを特徴とする。
【００１７】
請求項９に記すように、請求項１または２記載の垂直磁界センサシステムにおいて、アクティブタグとするためにスーパーキャパシタや大容量キャパシタや電池を搭載することを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に記すように、請求項１または２記載の垂直磁界センサシステムにおいて、当該タグやセンサを保護するためのプラスチックあるいはセラミック等でパッケージとすることを特徴とする。
【００１９】
請求項１１に記すように、請求項１，２，１０いずれか記載の垂直磁界センサシステムにおいて、当該タグやセンサをパッケージにする場合、パッケージの底の部分をタグやセンサに取付けられている金属板を利用することを特徴とする。
【００２０】
請求項１２に記すように、請求項１，２，１０いずれか記載の垂直磁界センサシステムにおいて、当該タグやセンサを金属体や金属面に取付ける場合、当該タグやセンサに取付部が設置されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項１３に記すように、請求項１，２，１０いずれか記載の垂直磁界センサシステムにおいて、パッケージの上下を分かり易くするため、文字や番号あるいはマークをつけることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明により、金属面に垂直な強い磁界（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｊｅｔ  Ｆｉｅｌｄ）を得ることにより成功した。
【００２３】
一般には金属面に垂直な電界は存在し、金属面上ではこれに平行な電界は存在しない。
【００２４】
同様に金属面に近い所では、金属面に平行な磁界のみ存在し（金属面電流並びに金属面磁流となっている）金属面に垂直な磁界は存在しない。
【００２５】
金属面電流を有効に利用し、ミラー効果により、磁束が２倍、即ち電圧が２倍（６ｄＢ）の上昇を伴い、更に磁性体を曲げ、垂直な磁路を作ることにより磁界の衝突を起こさないで金属面と垂直（直角）な磁界を作ることに成功した。また、磁界の衝突により大半が失われることを回避し、殆どの磁界が有効に用いられるような磁路を作ることに成功したことが発明の効果を挙げることになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例】
【００２７】
次に本発明にかかる垂直磁界タグおよびセンサシステムの具体例を図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は、従来のコイル形タグやセンサの説明図である。従来の一般のタグの斜視図でコイルＣに流れる電流Ｉは金属面Ｍのミラー効果により、同大で反対側に流れる電流Ｉを発生させる。この電流により発生する磁界Ｈはミラー効果により発生する電流Ｉによる磁界Ｈにより打ち消される方向になり、金属面近くではコイルには磁界による誘起電圧が発生しないためタグやセンサとして動作しない。
【００２９】
図２は、従来のオンメタルタグの説明図である。同図は図１の場合のタグやセンサコイルの磁界の逃げる通路を確保してあげるため磁性体シートをコイルの下に敷くことにより金属面の影響を軽減しようとするもので、磁性体のμｒが大きくとれる場合には、磁性体シートが薄くてもある程度の等価断面積（厚みに比例）が大きくとれるため、見掛け上厚みが増えたようになり、多少改善させる。
【００３０】
図３は、シート状磁性体カードの説明図である。カード等の薄い（０．７６ｍｍ厚）プラスチックに磁性体シートを応用し金属面上でカードを動作させる事で、コイル２の断面積Ｓはカードの一辺の長さＬと磁性体６の厚みｔ≪０．７６ｍｍであるためＳ（Ｌ×ｔ）非常に小さくなる。磁性体６の比透磁率が１００近くあってようやくカード内で動作する電圧を得られるからである。
【００３１】
図４は、角形磁性体６にコイル２を巻いた場合の説明図である。これは肉厚を比較的厚くとった角形磁性体６にコイル２を巻いた場合で既に出願しているＩＣタグシステムに記載されているように、コイル２の断面積、すなわち磁界の通る磁性体断面積ＳはＳ＝ｘ１×ｙ１で、磁束はこれに比透磁率が乗ぜられるのでφαμｒＳとなり透磁率μｒが約１００の場合には、実際の断面積Ｓ＝ｘ×ｙの約１００倍の磁束が得られることになる。
【００３２】
図５は、ミラー効果を説明する図である。更に下方の金属面Ｍによるミラー効果により図５からも分かる通り、イメージの６ｉも加わり、２個のコイル２と磁性体６が存在する場合と同じになり電圧は２倍、電力は４倍即ち６ｄＢの増強となる。
【００３３】
また図６は、本出願人が既に出願している非接触式センサコイルの内容を説明する図である。例えば左のタグにより発生する磁界Ｈ１と右のタグより発生する磁界Ｈ２とがあるとき、左側のタグの磁界Ｈ１のｘ軸の成分はＨｘで、右側のタグの磁界Ｈ２のｘ軸の成分は−Ｈｘであるので、ｘ軸成分は打ち消され、ｙ軸成分Ｈｙは両者加算され２Ｈｙとなる。従って垂直磁界成分Ｈｙは２倍になる。このＨｙの磁界と上方のコイルＣとが結合する。しかるに水平成分Ｈｘは互いに打ち消されて零となる。金属面Ｍに沿っての磁界は強いので、主たる磁界はＨｘ成分であるのでこれが打ち消されては折角シャープな磁束分布が得られても一部で磁界を無駄にしている。折角イメージにより磁束が倍になっても一部は有効な磁界を失うことになる。
【００３４】
図７は、中心部に垂直な磁界を通り易くするための磁性体Ｃｏや増強コイル２′を加えた場合である。この場合も一部の磁界は打ち消されてしまう。
【００３５】
前述のＩＣタグシステムは金属面により６ｄＢの感度増加が得られているが、どちらかと云うと金属面に平行な磁界の増加（磁界は連続であるので、勿論垂直磁界も２倍となっている）であるので、非接触式センサコイルの方式で更に垂直磁界を増やしたい所であるが一部の磁界は打ち消されてしまっている。
【００３６】
従って金属面の効果を得ながら垂直磁界を強くしようとする方式が今回の発明であるので、これを図によって説明する。
【００３７】
図８（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、本発明の第一実施の形態によるタグあるいはセンサの磁性体コア６の形状を説明するものである。図４，図５のコア６が横に直線的であったのに対して連続して端でＬ字形に曲がり、コア６に垂直成分を持たせている所が特徴である。コア６に巻かれているコイル２の下部は金属面Ｍにほぼ密着しているので、図４，図５に示されているコアとほぼ同等の動作を行う。従って面電流ｉや面磁界（磁流）Ｈによって励振されコイル２に発生する誘起電圧、電流は、図４，図５の場合とほぼ同じである。然るに磁性体の場合μｒが大きいので、励起された磁界Ｈは通り易い磁路に沿って上方の磁路に向かって自然に曲がって上向きとなり、上部の断面で空間に出て行く。
【００３８】
図８（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は片端のみが上方に折れ曲がっている場合を示し、図８（ａ）はコア６の水平部のみコイル２が巻かれている場合、図８（ｂ）は、コア６の垂直部、水平部両方にコイル２が巻かれている場合を示す。図ではＬ字形に折れ曲がっている部分が湾曲させているが角張っている場合でも原理的な相違はない。図８（ｃ），図８（ｄ）のように徐々に折り曲げてもよい。製造の容易さや多少の特性の違いがあるだけである。
【００３９】
図８（ｅ），図８（ｆ）は、図８（ａ），図８（ｂ）の例の片端のみのＬ字形構造を両端に施した場合を示す。図８（ｆ），図８（ｈ）も、図８（ｃ），図８（ｄ）に対応し、両端に上部に向かって伸びる磁路を作った場合である。このような場合には、比較的離れた所でも水平や垂直の強い磁界を作ることができる。
【００４０】
図８（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の構造の方が金属面Ｍに沿って流れる面電流や面磁流との結合を強くすることができる。また垂直磁界も左端のみ強くすることができるので、金属面Ｍに平行なコイルを持つカードやリーダライタに用いることができる
図９は、本発明にかかる垂直磁界センサシステムの形態を示すものである。図８（ａ）の場合と同じようにＬ字形の垂直磁路（Ｌ字形コア）を備えており、更に磁路に沿って金属板（金属箔でもよい）ＭＢとＭＳを下部直線部と湾曲部と垂直部に配置している。
【００４１】
この金属板は最初タグを構成するときから単体でも備えておき、金属体や金属面が近づくことにより、インダクタンスやキャパシタンスが変化するのを防止する効果を持たせている。従って、金属体があるときとないときでは、大きな特性の変化が示すようにしている。また、図１５のように対向させた場合の対向部の結合がないようにする目的もある。金属板は金属箔でもよいし、金属蒸着等でもよい。
【００４２】
図９（ａ）は、コイル２が磁性体６の水平部のみにしか巻かれておらず、垂直部は磁路を提供しているのみである。垂直部に沿えられた金属板（金属箔）ＭＳは漏れ磁界を抑制するが、その分エディカレント損失も多少発生させる。
【００４３】
図９（ｂ）は、コイル２が連続して、水平部と垂直部に巻かれている場合で金属板ＭＳとＭＢも連続してＬ字形コアに沿わされている。
【００４４】
図１０（ａ），（ｂ）には図９（ｂ）を斜視した場合を示す。図１０（ａ）は、金属面Ｍの上にＬ字形垂直部をもつ磁性体コア６に連続してコイル２が巻かれ、外側に金属板ＭＳとＭＢが連続して沿えられている状況を示す。金属面Ｍは充分に大きな面であるため、コアに沿わされている金属板ＭＢは金属面Ｍ上では金属面と同化してしまうが、垂直部の金属板ＭＳは金属面と電気的に接続されており、垂直コア６に巻かれたコイルの多少のミラー効果も助けている。これを顕著に示したのが図１０（ｂ）である。
【００４５】
図１０（ｂ）の場合、コイルを巻かれたＬ字形磁性体に幅広の金属板ＭＳＷとＭＢＷが沿えられている。先に述べたように水平部に沿えられた金属板ＭＢＷは金属面と同化し同一ポテンシャルになっているので金属面上にあるときは金属面と同化し何の効果もないが、勿論金属面がないときはこの面が効果を表わす。
【００４６】
コイル２を巻いた磁性体６の垂直部でも金属板ＭＳＷが充分広いのでミラー効果が発生し、垂直部で発生する磁束もほぼ倍にする効果を発生させる。これは後述する。
【００４７】
図１１は、磁性体に沿える金属板（金属箔）についての説明である。図１１（ａ）は、垂直に沿えられた金属板ＭＳが充分に縦方向に長い場合で、磁性体６の垂直部より長い場合である。図１１（ｂ）は、最初からタグが取付けられる金属面が定まっており、従って下部に沿える金属板ＭＢを不要とし、垂直に沿えられる金属板ＭＳのみが金属面Ｍに溶接等で取付けられており、この金属板ＭＳに沿って磁性体タグ６を設置した場合である。
【００４８】
図１２は、ミラー効果を説明する図である。同図は、図１０（ｂ）のように垂直金属板ＭＳＷの幅が充分に広く、コイル２を巻いた垂直部の磁性体コア６に対してもミラー効果を発生させる効果がある場合で、このミラー効果と下部の金属面によるミラー効果により、イメージを含め４個のタグが発生する様子を示す。１個のタグで４個のタグの効果を発生させることができれば、一番単純な励振で大きな効果が得られる。このためには垂直金属板ＭＳＷが大きな金属面Ｍと見做される大きさになったときに得られる。
【００４９】
図１３は、別の実施例の場合を示す。同図は垂直の金属板ＭＳの長さも充分に長く、従って垂直部の磁性体コア６の長さも充分に取れる場合を示す。
【００５０】
図１４は、一番単純な金属面電流の電流と磁界を示す。同図には金属面電流ｉがほぼ一様でこれによりほぼ一様な磁界（磁流）Ｈが発生する場合である。このような単純なモードで図１２や図１３のようなタグを励振したり、タグから発生する磁界を受信したりすることができれば使い易い。リーダライタ側で用いても同様である。
【００５１】
図１５には本発明の別の主たる実施例を示す。
【００５２】
図９（ｂ），図１３等のタグやセンサを垂直部で向かい合わせてコイル２の電流の向きを反対にして図面上方に向かう磁界Ｈ１，Ｈ２を同極、同相に励振した場合で、図１５（ａ）に示すようにコイル２が対向している一般のタグやカードに用いる場合に適している。この場合には上方の円形コイル（ループ）Ｉｓとの結合がよくとれることは図からもよく理解できる。垂直に上方に伸びる強い垂直磁界Ｈ１，Ｈ２はコイル（ループ）Ｉｓを通過し、これに誘起電圧を発生させる。
【００５３】
一方コイル（ループ）Ｉｓから発生した磁界は下方へのタグの磁性体断面から磁性体を通って下方の水平方向の磁性体を通過し、タグの他の断面から外部に送出され、少し金属面Ｍに沿って伸びそれから上方に向かって対向するコイル（ループ）Ｉｓの外側を通ってコイル（ループ）Ｉｓの内側の磁界と連続する。
【００５４】
図１５（ｂ）には図１５（ａ）を横からみた場合を示し、２個のタグやセンサが金属面ＭでイメージＨ１ｉ，Ｈ２ｉを作っていることが分かる。この方法によれば金属面Ｍのイメージにより発生した磁界がそのまま衝突により失われることなく垂直磁界として用いることができることが分かる。図１５（ａ），（ｂ）には対向する磁性体の間に金属板ＭＳを挟めてあるが、多少の結合があっても無視できる場合にはこの金属板ＭＳを省略してもよい。
【００５５】
図１６は、コイルとタグセンサとの結合を説明する。同図にはループコイル等から発生する電流（φ方向にほぼ一様）と対称磁界（ρの方向（輻の方向）にほぼ一様）と結合するには一番適切な励振方法である。代表的にコイルの電流の１本をとってＩで示してあるが、左のタグと右のタグでは反対で外側に円形電流ｉで示す電流（変位電流や導電電流）が発生している。磁界については図１５（ａ），（ｂ）からも見て取れるように、横向きの磁性体コアによる磁界は円の輻の方向（ρの方向）であり、縦向きの磁性体コアによる磁界は円筒座標のＺ軸（円の中心軸）の方向であることが理解される。
【００５６】
図１７は、巻線の方法についての説明図である。同図には左右のタグに巻かれている巻き線輪（コイル）に反対方向の電流を流す方式を４組挙げている。直列方式２組、並列方式２組である。巻き線が右廻りの場合ＣＷ（Ｃｌｏｃｋ  Ｗｉｓｅ）で示し、左廻りの場合ＡＣＷ（Ａｎｔｉ  Ｃｌｏｃｋ  Ｗｉｓｅ）で示してある。
【００５７】
図１８には、奇数番号の代表例で３個のタグおよびセンサを一例として示した場合である。奇数の場合は１，３，５，……であり、偶数の場合は２，４，６，８，……と数が増え、それに従って中心磁界の強さも増す。
【００５８】
図１９は、コイル２を巻いた磁性体コア６にＩＣやＩＣパッケージ３を載せた場合を示している。図面としては図９（ａ）の例にＩＣやＩＣパッケージ３と基板が垂直部６に取付けられている例を示しているが、図９（ｂ）や図１０（ａ）の全体にコイル２が巻かれている磁性体６の例でもよい。ここではＩＣやＩＣパッケージ３や基板が垂直部の空間を利用しているが、水平部の空間を利用してもよい。
【００５９】
図２０は、図１５，１６に示した２個対称に配置したタグの例を示す。金属板ＭＢと垂直金属板（セパレータ）ＭＳに分けられて、２個のタグが配置され基板５にＩＣやＩＣパッケージ３が載せられている。垂直金属板（セパレータ）ＭＳは、磁性体双方の磁性体６の結合が弱く無視できる場合は省略することもできる。コイルは左右連続して巻かれている。
【００６０】
図２１は、Ｌ字形コアの角にＲがない場合を示す。垂直金属板ＭＳも曲がりがなく両側のタグにぴったり挟まれている場合の例で＜基板５やＩＣやＩＣパッケージ３は水平部のコアの上に配置されている例である。コンデンサ等の小さな部品等４は同様に基板上に置かれている。ＩＣパッケージを用い、ＩＣとコイルが同調し、ＩＣパッケージを用いてる場合は基板を必要としない場合もある。
【００６１】
図２２は、アクティブタグを示す。図２２（ａ）にはアクティブタグとするために更にスーパーキャパシタ大容量キャパシタＳＣや二次電池ＳＢを片側あるいは両側に収容している。
【００６２】
これにより、電池を内蔵できるのでより強い信号を発生することができ、より遠方との通信が可能となる。またノイズの多い所でもＳ／Ｎが改善され使用が可能となる。ＩＣやＩＣパッケージ３はスーパーキャパシタ（大容量キャパシタ）ＳＣ、または二次電池ＳＢの上に置かれているが、図２１のようにコイルの上方の基板５の上に置かれ、その上にスーパーキャパシタ（大容量キャパシタ）ＳＣや二次電池ＳＢが配置されるようにしてもよい。図２０，２１，２２等の垂直部の磁性体に個別にコイルを巻いているが、コイルが金属板に近い部分は逆向きの電流が流れるので、この部分は不必要なので一体でコイルを巻くこともできる。
【００６３】
図２２（ｂ）にはタグの空間にセンサ（ｓｅｎｓｏｒ）または外部センサとのインターフェース等を設け、ここで得られた情報をＩＣ３に記録し、後に外部のリーダライタＲ／Ｗと交信を行うことにより、センサにより得られた情報を読み取ることができる。コイル２は当然巻かれているが、図には省いてある。
【００６４】
図２３は、下部の金属板ＭＢが少し広めに作られている場合の例である。後に取付ける金属面にも載せ易く、かつパッケージを行う箱にも収容し、シールし易いように幅を広くしている場合を示す。垂直の金属板（セパレータ）ＭＳも少し広くしており、箱との嵌合をよくなるようにしている。同図もコイルは省いている。
【００６５】
図２４は、タグやセンサのパッケージを示す。同図にはプラスチックあるいはセラミック等の磁界が通過し易く、内部のタグやセンサに影響を与えない材料でパッケージ（箱（蓋））を作り、これを図２３等のようなタグやセンサにかぶせ保護をしたり、製品らしくしたりする目的のものである。上部には文字や番号を書き込み製品表示を行ったり、上部であることのマーカをつけるようにしている。側板７は磁界の通路でないので金属とすることもできる。これにより多少のミラー効果も生じる。
【００６６】
また図２４（ｂ）に示すように、タグやセンサのパッケージを金属面や金属体に取付け易くするために取付け耳Ｆを備えたりして、単なる貼るだけでなく、より強固に固定できるようにしている。取付け耳Ｆに穴ｈをあけ、ビスやリベット等で留められるようにしている。スポットや溶接で留めることもできる。
【００６７】
図２５、図２６は、本発明の単体のタグやセンサの場合の例である。図２５には、図９，１０，１１，１２，１３，１９等でも述べられている通り、充分単体でも動体するので、これにＩＣ３と基板５が取付けられている場合を示す。コイルやコアに沿っている金属板ＭＢやＭＳは幅広となっている。側板７は金属板でもよい。金属板ＭＢ，ＭＳと繋げることによりこの効果を上げることできる。
【００６８】
図２６には、更にスーパーキャパシタＳＣや二次電池ＳＢやセンサ（Ｓｅｎｓｏｒ）が加えられている例である。これらのタグやセンサに前述のようにプラスチックやセラミック等の磁界が通る材料で作られた箱（蓋）１をかぶせ、パッケージＰにした場合を図２７に示す。
【００６９】
図２７は、単体のパッケージの場合の例である。図２７（ａ）は、図２５，図２６等にかぶせたもので、図２７（ｂ）は同タグやセンサを取付け易くするために取付け耳Ｆを設け、これに穴ｈを開けている場合を示す。
【００７０】
図２８は、センサの応用例である。同図には、本発明の垂直磁界のセンサをリーダライタＲ／Ｗに取付け、パーソナルコンピュータでタグＴの情報を読みとっている場合を示す。相手のタグが同種のものでもよいしカード等の場合もある。
【００７１】
図２９、図３０は応用例である。図２９にはベンディングマシンやその他の機器に取付けられているとき金属面Ｍがあるにも拘らず強い垂直磁界を発生させ、対向するカードＣｄや携帯電話ＭＰと情報のやりとりを行うことができる。
【００７２】
図３０にはスイッチボックスのような金属に囲まれた箱の中でも本発明の垂直磁界センサを用いることで強い垂直（ここでは水平）磁界を発生させ外部のカードやタグと交信を行うことができる。
【００７３】
以上述べたように今迄金属面に垂直な磁界を金属面に近い所で発生させることはできないと考えられて来たが、本発明の技術を用いて、金属面のミラー効果を逆に利用し、電圧を２倍（電力で４倍）にし、この磁界を垂直に折り曲げて一つはミラー効果で更に感度を上げ（約４倍にする）、もう一つの方法は対向するタグやセンサを合成することにより、磁界の無駄な衝突を起こすことなく、強い垂直磁界（Ｊｅｔ  Ｆｉｅｌｄ）を作ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】従来のコイル形タグやセンサの説明図である。
【図２】従来のオンメタルタグの説明図である。
【図３】シート状磁性体カードの説明図である。
【図４】角形磁性体にコイルを巻いた場合の説明図である。
【図５】ミラー効果を説明する図である。
【図６】本出願人が既に出願している非接触式センサコイルの内容を説明する図である。
【図７】中心部に垂直な磁界を通り易くするための磁性体や増強コイルを加えた場合を示す図である。
【図８】本発明の第一実施の形態によるタグあるいはセンサの磁性体コアの形状を説明する図である。
【図９】本発明にかかる垂直磁界センサシステムの形態を示す図である。
【図１０】図９（ｂ）を斜視した場合を示す図である。
【図１１】磁性体に沿える金属板（金属箔）についての説明する図である。
【図１２】ミラー効果を説明する図である。
【図１３】別の実施例の場合を示す図である。
【図１４】一番単純な金属面電流の電流と磁界を示す図である。
【図１５】本発明の別の主たる実施例を示す図である。
【図１６】コイルとタグセンサとの結合を説明する図である。
【図１７】巻線の方法についての説明図である。
【図１８】奇数番号の代表例で３個のタグおよびセンサを一例として示した場合を示す図である。
【図１９】コイルを巻いた磁性体コアにＩＣやＩＣパッケージを載せた場合を示す図である。
【図２０】図１５，１６に示した２個対称に配置したタグの例を示す図である。
【図２１】Ｌ字形コアの角にＲがない場合を示す図である。
【図２２】アクティブタグを示す図である。
【図２３】下部の金属板が少し広めに作られている場合の例を示す図である。
【図２４】タグやセンサのパッケージを示す図である。
【図２５】本発明の単体のタグやセンサの場合の例を示す図である。
【図２６】本発明の単体のタグやセンサの場合の例を示す図である。
【図２７】単体のパッケージの場合の例を示す図である。
【図２８】センサの応用例を示す図である。
【図２９】応用例を示す図である。
【図３０】応用例を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１        ＩＣタグおよびセンサを収容する箱体
２        線輪（コイル）
３        ＩＣ（ＩＣパッケージ）
４        コンデンサ等の部品
５        基板
６        コア（磁性体）
７        側板
ＡＣＷ    巻き線が反時計廻りの場合
ＣＷ      巻き線が右廻りの場合
Ｃｄ      カード
Ｆ        取付け耳
Ｈ        磁界
Ｈ１      左側の磁界
Ｈ２      右側の磁界
Ｈ１ｉ    左側タグのイメージ
Ｈ２ｉ    右側タグのイメージ
ｈ        穴
Ｉ        コイル電流
Ｉｓ      ループ電流
ｉ        金属面電流
Ｍ        金属面
ＭＰ      携帯電話
ＭＳ      図面垂直（金属面に垂直）金属板（金属箔）
ＭＳＷ    幅広垂直金属板
ＭＢ      図面水平（金属面に沿う方向）金属板（金属箔）
ＭＢＷ    幅広金属板
Ｐ        パッケージ用箱
ＰＣ      コンピュータ
Ｒ／Ｗ    リーダライタ
ＳＢ      二次電池
ＳＣ      スーパーキャパシタ
【図１】
0004673171.tif 000002
【図２】
0004673171.tif 000003
【図３】
0004673171.tif 000004
【図４】
0004673171.tif 000005
【図５】
0004673171.tif 000006
【図６】
0004673171.tif 000007
【図７】
0004673171.tif 000008
【図８】
0004673171.tif 000009
【図９】
0004673171.tif 000010
【図１０】
0004673171.tif 000011
【図１１】
0004673171.tif 000012
【図１２】
0004673171.tif 000013
【図１３】
0004673171.tif 000014
【図１４】
0004673171.tif 000015
【図１５】
0004673171.tif 000016
【図１６】
0004673171.tif 000017
【図１７】
0004673171.tif 000018
【図１８】
0004673171.tif 000019
【図１９】
0004673171.tif 000020
【図２０】
0004673171.tif 000021
【図２１】
0004673171.tif 000022
【図２２】
0004673171.tif 000023
【図２３】
0004673171.tif 000024
【図２４】
0004673171.tif 000025
【図２５】
0004673171.tif 000026
【図２６】
0004673171.tif 000027
【図２７】
0004673171.tif 000028
【図２８】
0004673171.tif 000029
【図２９】
0004673171.tif 000030
【図３０】
0004673171.tif 000031