(57)【要約】【課題】必要な広い検出領域を確保しつつ、外部ノイズを各アンテナ同士で相殺でき、その結果高Ｓ／Ｎ比で検知タグを検出できる磁界検出用アンテナ、同アンテナを用いる磁界検出器、及び検知タグ検出用ゲートを提供する。【解決手段】複数の互いに逆方向に巻かれたループアンテナ１０６、１０８を直列に接続して平面内に配設することにより磁界検出用アンテナ１１０を構成する。アンテナ出力は複数の磁界検出用アンテナの差出力を取出すことが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の互いに逆方向に巻かれたループアンテナを直列に接続して平面内に配設した磁界検出用アンテナ。
【請求項２】
複数の請求項１に記載の磁界検出用アンテナと、前記複数の磁界検出用アンテナの各出力の差出力を取出す出力回路とからなる磁界検出器。
【請求項３】
出力回路が、差動増幅回路である請求項２に記載の磁界検出器。
【請求項４】
出力回路が、磁界検出用アンテナの極性を互いに逆にして直列に接続してなる回路である請求項２に記載の磁界検出器。
【請求項５】
磁界発生コイルと、請求項２に記載の磁界検出器とを少なくとも有する検知タグ検出用ゲート。
【請求項６】
ループアンテナと磁界発生コイルとの間隔が１０〜４０ｃｍである請求項５に記載の検知タグ検出用ゲート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁界を利用する検知タグの検出用アンテナ、同アンテナを用いる磁界検出器及び検知タグ検出用ゲートに関する。更に詳述すれば、本発明は複数のループアンテナで構成される、信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が高い検知タグ検出用アンテナ、同アンテナを用いる磁界検出器及び検知タグ検出用ゲートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、商品等に添付され、商品と共に移動し、所定のゲートを通過する際に検出されることにより商品の管理を行ったり、商品の盗難を防止したりする、磁界利用の検知タグが知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
図２に従来の検知タグの一例を示す。図２中、２０はコバルト元素等を含有する軟磁性体層である。前記軟磁性体層２０の一面にはポリエステル系の接着剤層２２を介して多数の貫通孔２３を形成した強磁性体層２５が積層されている。強磁性体層２５は、例えばニッケル等の強磁性体元素が含有されてなる。強磁性体層２５の上面には上質紙や、樹脂フィルムからなる保護層２７が貼着されている。
【０００４】
また、前記軟磁性体層２０の他面には粘着剤層２８を介して剥離紙２９が貼着されている。この検知タグの使用に際しては、上記剥離紙２９が剥され、管理されるべき商品等に貼着される。
【０００５】
図３は、検知タグを検出するゲート３０、３２を示すもので、両ゲート３０、３２間に交流磁界が形成されている。また、両ゲート３０、３２には磁界強度を検出する検出器（不図示）が取りつけられており、前記両ゲート３０、３２間の磁界強度が検出されている。なお、３４は検知タグである。検知タグ３４が商品等（不図示）に取りつけられて矢印Ｒで示されるように両ゲート３０、３２間を通過すると、ゲート３０、３２間に形成されている磁界Ｓが歪められる。この磁界Ｓの歪みを検出することにより、検知タグ３４がゲート３０、３２間を通過したことが検出される。
【０００６】
図４は、磁界の歪みを検出する具体的方法の一例を示すものである。図４中、（ａ１）は、ゲート３０、３２間に形成する一定周波数の交流磁界の波形を示す。簡単な数学的手法を用いて、時間軸を周波数軸に変換すると（ａ２）に示す波形に変換される。
【０００７】
図４中、（ｂ１）は、検知タグ３４がゲート３０、３２間を通過することにより歪んだ交流磁界の波形を示す。この歪んだ波形を上記と同様にして座標軸変換を行うと、（ｂ２）に示す波形が得られる。（ｂ２）の波形には、交流磁界の歪みに起因する高調波４０、４２が認められる。この高調波の有無を検出することにより、ゲート３０、３２間を検知タグ３４が通過したことの有無が検出される。
【０００８】
例えば、商品等が正規に購入され、外部に搬出されても良い状態になった場合は、この商品等に貼着された検知タグ３４は予め失効される。この失効操作を施すことにより、商品に付着された検知タグ３４がゲート３０、３２内を通過しても磁界が歪められることが無くなる。この結果、商品等は安全に外部に持出される。
【０００９】
一方、不正に外部に持出されようとする場合は、検知タグ３４は失効されていない状態にあるので、商品等がゲート３０、３２内を通過すると歪んだ磁界が発生され、これにより不正持出しが検出される。
【００１０】
失効は、図２に示す検知タグの強磁性体層２５を失効器を用いて着磁することにより達成される。
【００１１】
図５は、従来用いられている失効器の一例を示す。この失効器５０は、基台５２に、直径１２ｍｍの円盤状永久磁石が互いに１０ｍｍ程度の間隔で並べられたもので、各磁石はＮ極５４と、Ｓ極５６とが交互に配列されている。
【００１２】
この失効器５０の上面に図２に記載された検知タグが触れると、強磁性体層２５が着磁され、これにより検知タグが失効される。
【００１３】
図６は、従来のゲート６０を示すもので、その内周に沿ってル−プ状の磁界発生コイル６２が設けられている。この磁界発生コイル６２に一定周波数の交流電力を供給することにより、磁界発生コイル６２の垂直方向に交流磁界を発生する。
【００１４】
前記磁界発生コイル６２内には、電線を略８字状に巻回した第１の磁界検出用アンテナ６４と、第２の磁界検出用アンテナ６６とが、上下に配列されている。上記アンテナ６４、６６は、大きな略８字状に形成され、これにより、磁界発生コイル６２の発生する磁界に基づく誘起電圧を小さくすると共に、検知タグの検出領域を広いものにしている。
【００１５】
しかし、上記アンテナ６４、６６は８字状に大きく形成されているので、広い範囲で生じる外部ノイズも検出してしまい、その結果小さな検知タグの信号を検出できないことがあるという問題がある。
【００１６】
【特許文献１】
特開平６−３４２０６５（請求項１）
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、上記問題を解決するために種々検討するうちに、複数の互いに逆方向に巻かれた比較的小さなループアンテナを直列に接続することにより、必要な広い検出領域を確保しつつ、外部ノイズを各アンテナ同士で相殺でき、その結果高Ｓ／Ｎ比で検知タグを検出できることを発見した。本発明は上記発見に基づき完成するに至ったものである。
【００１８】
従って、本発明の目的とするところは上記問題を解決し、高いＳ／Ｎ比の磁界検出用アンテナ、同アンテナを用いる磁界検出器、及び検知タグ検出用ゲートを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。
【００２０】
〔１〕  複数の互いに逆方向に巻かれたループアンテナを直列に接続して平面内に配設した磁界検出用アンテナ。
【００２１】
〔２〕    複数の〔１〕に記載の磁界検出用アンテナと、前記複数の磁界検出用アンテナの各出力の差出力を取出す出力回路とからなる磁界検出器。
【００２２】
〔３〕  出力回路が、差動増幅回路である〔２〕に記載の磁界検出器。
【００２３】
〔４〕  出力回路が、磁界検出用アンテナの極性を互いに逆にして直列に接続してなる回路である〔２〕に記載の磁界検出器。
【００２４】
〔５〕  磁界発生コイルと、〔２〕に記載の磁界検出器とを少なくとも有する検知タグ検出用ゲート。
【００２５】
〔６〕    ループアンテナと磁界発生コイルとの間隔が１０〜４０ｃｍである〔５〕に記載の検知タグ検出用ゲート。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態につき、詳細に説明する。
【００２７】
図１中、１００は本発明の検知タグ検出用ゲートで、建物内の床１０２等に設けられている。前記ゲート１００内には、ゲート１００の内周に沿って巻回したループコイルからなる磁界発生コイル１０４が取りつけてある。このコイル１０４に所定周波数の交流電力を供給することにより、所定周波数の交流磁界がコイル１０４により誘起される。
【００２８】
前記磁界発生コイル１０４内には、複数（本図においては２個）のループアンテナ１０６、１０８が直列に接続され、これらにより第１の磁界検出用アンテナ１１０が構成されている。前記ループアンテナ１０６と、ループアンテナ１０８とはループが逆方向に巻かれている。前記、ループアンテナ１０８の末端引出し線１１２は、接地され、ループアンテナ１０６の一端１１４は出力回路１１６の入力側に接続されている。
【００２９】
なお、ループアンテナ１０６、ループアンテナ１０８と磁界発生コイル１０４との間隔Ｔは特に制限がないが、１０〜４０ｃｍ程度が好ましい。
【００３０】
前記第１の磁界検出用アンテナ１１０の下方には、第１の磁界検出用アンテナ１１０と同様の構成の第２の磁界検出用アンテナ１１８が設置されている。即ち、互いに逆方向に巻かれたループアンテナ１２０、１２２が設けられ、ループアンテナ１２２の末端引出し線１２４は接地されている。また、ループアンテナ１１８の一端１２６は前記出力回路１１６の入力側に接続されている。
【００３１】
前記出力回路１１６は、第１の磁界検出用アンテナ１１０の出力と、第２の磁界検出用アンテナ１１８の出力との差電圧を取出す回路構成になっている。
【００３２】
図１（ｂ）に出力回路１１６の例を示す。この例にあっては、差動増幅回路を用いてノイズを相殺しながら両出力の差電圧を増幅して出力している。なお、Ｖ１、Ｖ２は磁界検出用アンテナ１１０、１１８の出力電圧、ＶＯＵＴは出力回路１１６の出力電圧、Ｋは増幅率である。
【００３３】
図１（ｃ）に出力回路１１６の他の例を示す。この回路にあっては、第１の磁界検出用アンテナ１１０の出力の極性と、第２の磁界検出用アンテナ１１８の出力とを極性を逆にして直列に接続したものである。差動増幅回路と同様の作用をする。
【００３４】
なお、上記説明においては、磁界検知用アンテナを２個のループアンテナで構成したがこれに限られず、２以上の任意の個数のループアンテナを組合わせて構成しても良い。この場合、ノイズの相殺の観点からは、偶数個のループアンテナで磁界検知用アンテナを構成することが好ましい。また更に、磁界検知用アンテナも２個以上設けることができる。更に、上記説明においては、磁界検出用アンテナを磁界発生コイル内に配設したが、これに限られず、本発明の目的を損わない範囲で任意の箇所に配設することができる。
【００３５】
以下、実施例、比較例により本発明を更に具体的に説明する。
【００３６】
【実施例】
実施例１
図１に示すゲートを製造した。磁界発生コイル１０４は縦１２０ｃｍ、横６０ｃｍのループに形成した。巻き数は１００回であった。前記磁界発生コイル１０４のループ面内の上半分に、２個の互いに逆方向に巻いたループアンテナ１０６、１０８を直列に連結した。各ループアンテナは縦４０ｃｍ、横１０ｃｍで、巻き数は８０回であった。また、ループアンテナ１０６と、ループアンテナ１０８との間隔は１４ｃｍ、磁界発生コイル１０４とアンテナコイル１０６、１０８との間隔Ｔは２３ｃｍであった。前記ル−プアンテナ１０６、１０８の下方に、同様の構成のループアンテナ１２０、１２２を取りつけた。ループアンテナ同士の間隔、磁界発生用コイル１０４と各ループアンテナ１２０、１２２との間隔も同様であった。磁界発生用コイル１０４に、３００Ｈｚ、１００Ｖの交流を供給した。
【００３７】
上記の２個の磁界検出用アンテナ１１０、１１８の各出力を出力回路１１６（差動増幅（ｂ）で構成した）に送り、差動増幅出力をＡ／Ｄ変換後パーソナルコンピュータ（不図示）に送りデータを保存した。検出周波数は３００Ｈｚを主周波数とした。なお、差動増幅回路の増幅率Ｋは１００００であった。
【００３８】
電磁気的に応答する検知タグ（図２に示す様な、長さ２６ｍｍ、幅１６ｍｍ厚さ２４０μｍのリンテック（株）社製商品名ＥＨ−０２６）を、失効させない状態で、前記ゲート表面から１０ｃｍ離して０．５ｍ／秒の速度で１個ずつ合計１００個を水平に通過させた。その結果、１００個全ての検知タグが通過したことを検出した。
【００３９】
比較例１
図６に記載のゲートを製造した。磁界発生コイル６２及び８字状磁界検出用第１アンテナ６４、８字状磁界検出用第２アンテナ６６の形成に使用した電線は実施例１と同一のものを用いた。磁界発生コイル６２と、８字状磁界検出用第１アンテナ６４、磁界検出用第２アンテナ６６との間隔は１０ｃｍであった。磁界発生用コイルに供給した交流は実施例１のものと同じである。出力Ｖ１、Ｖ２をＡ／Ｄ変換後、それぞれパーソナルコンピュータに送り、実施例１と同様にして検知タグの検出を行った。その結果、１０個中３個しか検知タグが通過したことを検出しなかった。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の磁界検出用アンテナは従来の８字状アンテナと比較して小さな複数のループアンテナを広い領域に分散して配置し、これを互いに接続しているので、広い領域で磁界を検出できる。この場合、隣接する比較的小さな各ループアンテナは互いに逆方向に巻回されて各ループアンテナの磁束が逆方向になるように構成されているので、外部ノイズは相殺され、所望の信号を検出する比率が高くなることから、結果的にＳ／Ｎ比は高くなる。
【００４１】
また、８字状の従来のアンテナの場合はその構造上、電線が交差するアンテナ中央部付近の外部ノイズは相殺されるが、信号も同様に相殺される。また、外部ノイズを相殺できる範囲が、ノイズの影響を受ける範囲よりも小さいため、アンテナのＳ／Ｎ比は低い。これに対して、本発明の比較的小さなアンテナの場合は、各アンテナ同士を互いに離間させて配置することにより、ノイズを相殺しながら、信号の相殺を防げる。別の言葉で説明すれば、ノイズの影響度と信号の受信具合とのバランスが取りやすい。磁界発生コイルによる誘起電圧の低減は８字状アンテナでも可能であり、中央部で比較的効果がある。小さいコイルを複数設置する場合は、アンテナを離間できることから、８字状アンテナよりも更に効果がある。
【００４２】
従来の大きな８字状コイルは、広い領域のノイズを検出するので、大きなアンテナ同士でノイズを相殺し難い場合があるが、本発明の比較的小さいコイルの場合は、コイル同士でノイズを相殺する確率が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の検知タグ検知用ゲートの構成の一例を示す説明図で、（ａ）はゲートの構成を示し、（ｂ）および（ｃ）は該ゲートの出力回路１１６の具体例を示す説明図である。
【図２】検知タグの構成の一例を示す断面図である。
【図３】検知タグの検出方法を示す説明図である。
【図４】検知タグの検出原理を示す説明図で、（ａ）はゲート間に形成する交流磁界の波形を示し、（ｂ）は検知タグを検出したときの交流磁界の波形を示す。
【図５】従来の失効器の構成の一例を示す平面図である。
【図６】従来の検知タグ検出用ゲートの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
２０    軟磁性体層
２２    接着剤層
２３    貫通孔
２５    強磁性体層
２７    保護層
２８    粘着剤層
２９    剥離紙
３０、３２    ゲート
３４    検知タグ
Ｓ    磁界
４０、４２    高調波
５０    失効器
５２    基台
５４    Ｎ極
５６    Ｓ極
６０    従来のゲート
６２    磁界発生コイル
６４    第１の磁界検出用アンテナ
６６    第２の磁界検出用アンテナ
１００    検知タグ検出用ゲート
１０２    床
１０４    磁界発生コイル
１０６、１０８、１２０、１２２    ループアンテナ
１１０    第１の磁界検出用アンテナ
１１２、１２４    末端引出し線
１１４、１２６    一端
１１６    出力回路
Ｔ    間隔
１１８    第２の磁界検出用アンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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