(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を発生するＩＣを備える応答システムにおける金属面に埋込まれるタグまたはセンサを構成する金属埋込センサシステムにおいて、
軸が両側で湾曲または中央の水平部の両側に垂直部が連結するコの字状に折れ曲がった角形棒状の磁性体と、
前記磁性体に巻かれているコイルと、
前記コイルが巻かれた前記磁性体の両端部の上部磁極端面を除く前記磁性体の他の５面を金属板で覆う金属箱とを有し、
前記磁性体の両端の前記上部磁極端面が前記金属面と同一レベルで突起が生じないように、あらかじめ前記金属面に設けられた窪みに埋込まれることを特徴とする金属埋込センサシステム。
【請求項２】
信号を発生するＩＣを備える応答システムにおける金属面に埋込まれるタグまたはセンサを構成する金属埋込センサシステムにおいて、
中央の水平部の両側に垂直部が連結するコの字状に折れ曲がった角形棒状の複数の磁性体と、
前記磁性体に巻かれているコイルと、
前記コイルが巻かれた前記磁性体の両端部の上部磁極端面を除く前記磁性体の他の５面を金属板で覆う金属箱とを有し、
前記複数の磁性体の一方の垂直部を背合わせに軸対称に配置し、前記複数の磁性体の両端の前記上部磁極端面が前記金属面と同一レベルで突起が生じないように、あらかじめ前記金属面に設けられた窪みに埋込まれることを特徴とする金属埋込センサシステム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の金属埋込センサシステムにおいて、前記磁性体に巻かれているコイルが、水平部に巻かれていることを特徴とする金属埋込センサシステム。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の金属埋込センサシステムにおいて、前記磁性体に巻かれているコイルが、両側の垂直部に巻かれていることを特徴とする金属埋込センサシステム。
【請求項５】
請求項１記載の金属埋込センサシステムにおいて、埋込まれた前記磁性体の金属面の窪みと接する両端の磁極が異極となることを特徴とする金属埋込センサシステム。
【請求項６】
請求項２記載の金属埋込センサシステムにおいて、一方の垂直部を背合わせに軸対称に配置して埋込まれた前記複数の磁性体の金属面の窪みと接する外側の磁極が同極であり、中心部に位置する磁極が異極となることを特徴とする金属埋込センサシステム。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載の金属埋込センサシステムにおいて、前記センサをリーダライタに取付けることを特徴とする金属埋込センサシステム。
【請求項８】
請求項１または請求項２に記載の金属埋込センサシステムにおいて、センサデバイスを前記タグまたはセンサに搭載することを特徴とする金属埋込センサシステム。
【請求項９】
請求項１または請求項２に記載の金属埋込センサシステムにおいて、前記タグを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金属埋込センサシステム。
【請求項１０】
請求項１または請求項２に記載の金属埋込センサシステムにおいて、前記タグまたはセンサを埋め込んだ後、金属以外のセラミックやプラスチック等で封入することを特徴とする金属埋込センサシステム。
【請求項１１】
請求項１または請求項２に記載の金属埋込センサシステムにおいて、前記タグまたはセンサを金属の窪みに挿入し易いように穴の開口部の方が大きく、あるいは中の方が小さくなるように金属の穴を作ることを特徴とする金属埋込センサシステム。
【請求項１２】
請求項１または請求項２に記載の金属埋込センサシステムにおいて、前記タグまたはセンサを金属穴に挿入し易いように上部の方を僅かに大きく、あるいは下部の方を僅かに小さくすることを特徴とする金属埋込センサシステム。
【請求項１３】
請求項１または請求項２に記載の金属埋込センサシステムにおいて、金属の窪みに前記タグまたはセンサがロックされる機構を備えることを特徴とする金属埋込センサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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埋める技術に係る金属埋込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、これとともに用いるリーダライタ用センサは、高周波振動による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（イメージ）で、逆相電流の惹起により電界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。金属体には、自由電子が充満しており、金属表面に平行する電界は零で、総て表面電流と磁流になっている。
【０００４】
オンメタルと称し、金属面とＲＦＩＤとの間に磁性体を介し、磁界の逃げ場を作っているものもあるが、特性はやはり、金属の影響を免れない。
【０００５】
出願人が行った方法は、金属面を積極的に利用する方法で、特許文献１のＩＣタグシステムに記載されているように、金属面があることにより、このミラー効果により磁束が２倍、即ち電圧が２倍（６ｄＢ）の上昇を伴う技術も発明されている。然し、この方法は主に金属面に沿った方向の磁界を強くする方法である。
【０００６】
一方、金属面に垂直な磁界を得る方法として、同じく出願人が発明した特許文献２の非接触式センサコイルによるものは、一番強い金属面に近い磁界は互いに衝突し、無効になるため、一部の垂直磁界のみしか生かせないという欠点があった。
【０００７】
以上の方法は、薄くはできるが、磁性体の断面が金属面に沿っているので、表面電流をとらえるには良い方法であるが、金属体の中に入れてしまうと、磁束の出入口がふさがれて、外部に出てくる磁界は僅かな漏れ磁界となってしまう。
【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】
【０００８】
金属体の中に埋め込んだ時に、金属体に流れる表面電流や磁流は、金属表面を流れているため、この窪みの中にも表面を伝って同様に流れ込んで来る。厳密に云うと、カットオフ導波管のトンネル効果に類似する現象であるが、奥行きが浅いため、殆んど表面と同程度の電流や磁界がこの窪みに流れ込み、この窪みによる電流、磁界の減衰や、位相の遅れは考慮する必要がない程度である。
【０００９】
従って、水平や垂直磁界がもぐり込む方向に対し、磁極の窓を設け、この磁路に沿って磁界が通り抜け易いように構成し、この磁路を通過後、再び他端の磁極の窓から磁界が出て行くか、途中のほぼ中間部で空中に垂直に飛び出させるような磁路を設けるようにしてやれば、例え窪みにタグやセンサが埋め込まれていても、表面に置かれたと同程度の性能を発揮することができる。
【００１０】
金属の中に埋められる方式のものは、漏洩磁界による小さな磁界を利用するもの以外今までないが、このような方式が確立できれば、金属の表面にタグやセンサがつきでるような外観の悪化や制限を受けない、外観はスムーズなタグやセンサが構築できる。
【００１１】
従って、本発明は、何の製品にも埋め込むことができ、かつ外観を損なわないだけでなく、表から見てもどこにタグやセンサが入っているか分らない特徴のあるインメタルタグやインメタルセンサを実現できる金属埋込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】
【００１２】
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ＩＣを備える応答システムにおける金属面に埋込まれるタグまたはセンサを構成する金属埋込センサシステムにおいて、軸が両側で湾曲または中央の水平部の両側に垂直部が連結するコの字状に折れ曲がった角形棒状の磁性体と、前記磁性体に巻かれているコイルと、前記コイルが巻かれた前記磁性体の両端部の上部磁極端面を除く前記磁性体の他の５面を金属板で覆う金属箱とを有し、前記磁性体の両端の前記上部磁極端面が前記金属面と同一レベルで突起が生じないように、あらかじめ前記金属面に設けられた窪みに埋込まれることを特徴とする金属埋込センサシステム。
【００１３】
請求項２に記すように、
信号を発生するＩＣを備える応答システムにおける金属面に埋込まれるタグまたはセンサを構成する金属埋込センサシステムにおいて、中央の水平部の両側に垂直部が連結するコの字状に折れ曲がった角形棒状の複数の磁性体と、前記磁性体に巻かれているコイルと、前記コイルが巻かれた前記磁性体の両端部の上部磁極端面を除く前記磁性体の他の５面を金属板で覆う金属箱とを有し、前記複数の磁性体の一方の垂直部を背合わせに軸対称に配置し、前記複数の磁性体の両端の前記上部磁極端面が前記金属面と同一レベルで突起が生じないように、あらかじめ前記金属面に設けられた窪みに埋込まれることを特徴とする金属埋込センサシステム。
【００１４】
請求項３に記すように、
請求項１または請求項２に記載の金属埋込センサシステムにおいて、前記磁性体に巻かれているコイルが、水平部に巻かれていることを特徴とする金属埋込センサシステム。
【００１５】
請求項４に記すように、
請求項１または請求項２に記載の金属埋込センサシステムにおいて、前記磁性体に巻かれているコイルが、両側の垂直部に巻かれていることを特徴とする金属埋込センサシステム。
【００１６】
請求項５に記すように、
請求項１記載の金属埋込センサシステムにおいて、埋込まれた前記磁性体の金属面の窪みと接する両端の磁極が異極となることを特徴とする金属埋込センサシステム。
【００１７】
請求項６に記すように、
請求項２記載の金属埋込センサシステムにおいて、一方の垂直部を背合わせに軸対称に配置して埋込まれた前記複数の磁性体の金属面の窪みと接する外側の磁極が同極であり、中心部に位置する磁極が異極となることを特徴とする金属埋込センサシステム。
【００１８】
請求項７に記すように、
請求項１または請求項２に記載の金属埋込センサシステムにおいて、前記センサをリーダライタに取付けることを特徴とする金属埋込センサシステム。
【００１９】
請求項８に記すように、
請求項１または請求項２に記載の金属埋込センサシステムにおいて、センサデバイスを前記タグまたはセンサに搭載することを特徴とする金属埋込センサシステム。
【００２０】
請求項９に記すように、
請求項１または請求項２に記載の金属埋込センサシステムにおいて、前記タグを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金属埋込センサシステム。
【００２１】
請求項１０に記すように、
請求項１または請求項２に記載の金属埋込センサシステムにおいて、前記タグまたはセンサを埋め込んだ後、金属以外のセラミックやプラスチック等で封入することを特徴とする金属埋込センサシステム。
【００２２】
請求項１１に記すように、
請求項１または請求項２に記載の金属埋込センサシステムにおいて、前記タグまたはセンサを金属の窪みに挿入し易いように穴の開口部の方が大きく、あるいは中の方が小さくなるように金属の穴を作ることを特徴とする金属埋込センサシステム。
【００２３】
請求項１２に記すように、
請求項１または請求項２に記載の金属埋込センサシステムにおいて、前記タグまたはセンサを金属穴に挿入し易いように上部の方を僅かに大きく、あるいは下部の方を僅かに小さくすることを特徴とする金属埋込センサシステム。
【００２４】
請求項１３に記すように、
請求項１または請求項２に記載の金属埋込センサシステムにおいて、金属の窪みに前記タグまたはセンサがロックされる機構を備えることを特徴とする金属埋込センサシステム。
【発明の効果】
【００２５】
金属面の中には、低い周波数でないと磁界は入って来れないので、金属表面の窪みに、窪みの入口に向けて磁極の端部が向うように構成し、これにより磁界と磁性体に巻かれたコイルが結合し、ＩＣよりの信号を取り出すことにより、金属表面より中に埋め込まれたタグやセンサの信号を取り出すことができるので、外観を損わず、金属物体の識別、管理、追跡、メンテナンス等多くの作用効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて説明する。
【実施例】
【００２７】
次に、本発明にかかる金属埋込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、従来のタグの例である。図１（ａ）は、一般のコイル型タグＴに磁性体シートＳを金属との間に当て、磁路を形成し、多少ともタグの劣化を軽減しようとする一般の例である。
【００２９】
図１（ｂ）は、特許文献１に記載されているタグの例を示すもので、金属面Ｍの上にコイル２が巻かれた磁性体６が置かれている。金属面Ｍに置かれている場合には、水平の強い磁界を発生し、有効に動作するが、これを図１（ｃ）のように、金属面Ｍより中に入れると、磁界の出口をふさがれた状態になる。
【００３０】
図１（ｃ）（ｄ）は、特許文献１で記載されているタグシステムで紹介されているミラー効果を利用したタグである。この方法は、金属面では効果があっても、図１（ｄ）に示すように、タグを金属面Ｍに埋め込んでしまうと磁極の端部が金属でふさがれて、一番強い磁界が金属の壁に衝突し、金属面Ｍから磁界が抜け出て来ない。一部の漏れ磁界が現れるのみである。
【００３１】
図１（ｃ）には、一般の半径方向に巻かれている円形タグの場合で、タグ自体金属のミラー効果で殆んど役に立たないが、磁性体で多少救われたとしても、コイルの半径方向に発生する磁界は、やはり金属の壁に衝突を起こして金属面Ｍに主たる磁界は現れない。
【００３２】
従って、この種のタグは金属に埋め込むことはできない。そこで図２に示す実施例の構成の仕方により、金属面に埋め込んでも、金属面に流れる磁界（磁流）や電流をとらえることができる。
【００３３】
図２は、本発明のタグやセンサの例である。同図（ａ）は、角形の棒状磁性体６をコの字に曲げた構造で、金属の窪み（コンケイブ）Ｃ，Ｃの中に、磁極の両側を立てるようにして収められている。両端の磁極６−ｗから直接垂直磁界Ｈが入ってくるか面に発生している面磁流Ｈが磁極の断面より磁性体６の磁路を通って他の磁極より抜けコイル２に誘起電圧を発生させる。あるいはコイル２に流れる電流Ｉにより、発生する磁界Ｈが磁路を通って磁極の断面より上方に磁界を発生させるものと金属面に沿って帯磁流を発生させると云うように考えることもできる。受信として考えるか、送信として考えるかであって、同じ現象である。
【００３４】
コイル２に発生した電圧により、取付けたＩＣ３に電圧：電流を流し、読み書きを行う。ＩＣは小さな基板に載せられているかパッケージされていることが一般である。絶縁体を介して、直接ＩＣあるいはＩＣパッケージ３が接続されることもある。チューニングのためやＦＳＫ等で小容量のキャパシタ４が搭載されていることがある。
【００３５】
断面を見ても分るとおり、タグは金属面より突出しているわけではないので、この部分をポッティングで覆うなり、後述するプラスチックやセラミックの蓋で覆うことにより、外面から分らないように構成することができる。
【００３６】
図２（ｂ）は、タグを金属面（体）に埋め込むとき無理が発生しないように、窪み（コンケイブ）Ｃ，Ｃに傾斜（テーパー）を持たせ、タグの方にも傾斜を持たせている。逆台形の形状としている。図２（ｃ）は、傾斜をもっと持たせた例である。タグやセンサの挿入は楽になるが、外れ易くもなる。コイルの巻き方にもよるが、磁界の方向は斜めになるので、面磁流との結合は良くなるが、垂直磁界は多少弱まる。
【００３７】
図２（ｄ）は、窪みをつけるとき、旋盤等の歯で金属を削った場合、円形に削れるので、このような加工を施した窪みに対しては弧のような形状のタグとした方が嵌合がよくできる。
【００３８】
図３は、本発明のコイル２を巻かれた磁性体コア６の斜視図である。同図（ａ）は、コの字形磁性体コア６の水平部分（図では金属面を水平にし、コの字形コアを横にし、両端の垂直部により、垂直磁界を発生させるようにしているが、金属面を垂直にすれば、今度はそれと直角な磁界は水平磁界となる。）にコイル２を巻いて水平方向の磁界を発生させ、磁性体コア６の垂直部を通って磁極であるコア断面６−ｗより磁界が空間に出る。
【００３９】
図３（ｂ）には、磁性体６の水平部と垂直部両方に連続してコイル２を巻いている場合を示す。これにより、磁性体全体に起磁力を発生させることができ、更に強い垂直磁界を発生させることができる。
【００４０】
図４は、本発明の金属埋込ＩＣタグの斜視図である。同図には、図３（ａ）の場合のコの字形磁性体コイルにＩＣ３と基板５、コンデンサ４等を接続し、タグとした場合の例を示す。コの字形コアの窪みを利用してこの窪みにＩＣ３、基板５等を収容した例を示す。
【００４１】
図５には、金属面に小さな窪みがある場合を示す。
【００４２】
窪みの深さや長さが１／４〜１／２波長程度となるときは、電流分布や電圧分布は全く異なるが、波長に比べて充分に小さな窪みであり、金属の表面電流ｉを殆んど乱すことはないので、電流は連続し、従ってそれに伴う磁界Ｈも電流に沿って素直に窪みの中でも入り込む。
【００４３】
図６には、タグやセンサの動作を説明する。若し、図６のようなコの字形の磁性体コアが、この窪みに埋められているとすれば、磁界Ｈは磁極断面６−ｗから入り込み、垂直磁路６−ｖを通って水平磁路６−ｈを通り、コイル２に誘起電圧Ｖを発生させ、再び左側の垂直磁路６−ｖを通って左側の磁極断面６−ｗから外に出ることになる。誘起電圧ＶはＩＣに印加され、ＩＣから発生された信号は、今度はコイル２に印加され磁界Ｈを発生させ、この磁界Ｈが磁極断面６−ｗから放出される。従って、この磁界Ｈを外部のコイルやセンサで捉えることにより、タグの信号を受信できる。
【００４４】
ここまでは、瞬間的に見ると、磁極Ｎ，Ｓが１つずつある単純な方式であったが、遠方より見た場合には、中心部には横向きの磁界しか存在しない。一方、金属面に垂直な磁界が欲しい場合が多いので、次にそのような条件を満足するタグあるいはセンサについて述べる。エッチング等で巻かれているコイルやフラットなコイルが入っているカード等に対応するリーダライタや、コイルが乗っているリーダライタに対応するタグの場合には、金属面に対して垂直に発生する磁界が得られるような方式でないと使用しづらい。
【００４５】
図７には、このような垂直磁界（Ｊｅｔ  ｆｉｅｌｄ）を発生する本発明の別の実施例を示す。
【００４６】
上方のコイル（ループ）Ｃにより、発生する磁界は金属面に沿って円筒函数の輻（ρ）の方向に流れる。一方、金属面の面電流ｉはコイルＣに流れるコイル（ループ）電流Ｉｃと同じくψ方向に流れる。
【００４７】
両端の磁極は、同極で図からも分る通り、両端の磁極６−ｗから入った磁界は、垂直磁路６−ｖを通って、更に水平磁路６−ｈを通り、この磁路に巻かれているコイル２に誘起電圧を発生させ、中心部の垂直磁路６−ｖを通って、垂直磁界Ｈ１，Ｈ２となって中心部の磁極断面より上方に出る。従って、中心部には、垂直の強い磁界を発生させることができ、上方のコイル（ループ）Ｃと強い結合を行わせることができる。更に詳しい説明は、図１６、図１７に述べる。図７は２個のコアを合わせた金属埋込タグおよびセンサシステムの実施例について説明を行ったが、更に多極あるいはコアを増やした場合について、図８の実施例で述べる。
【００４８】
図８は、多極のタグやセンサの説明図である。図８（ａ）は、４個のコアを一まとめでタグやセンサにした例で、偶数個のコアの場合、図８（ｂ）は、３個のコアを一まとめでタグやセンサにした例で奇数個の場合の代表例で挙げてある。何れも、コアは半径ρ方向（輻の方向）に並び、軸対称になるような配置である。円筒座標系では、金属面で励振される磁界は、主に半径方向（輻の方向）で、面電流ｉは、ψ方向になる、直接上方のコイルから来る磁界は、主にＺ方向の磁界Ｈである。
【００４９】
図９は、磁性体コア６に沿って金属板や金属箔を貼る場合についての説明図である。金属板は最初から取付けタグやセンサが金属体に挿入される前から取付けておく。これにより、タグやセンサが金属体に挿入される前と後で特性が大きく変化することを防ぐ目的である。金属体の中にタグやセンサを埋めると、インダクタンス、キャパシタンスは変わり、同調周波数やＦＳＫの場合の周波数も変わる。
【００５０】
また、磁界等も影響を受ける。横方向（水平方向）の金属板をＭＢとし、縦方向（垂直方向）の金属板をＭＳとする。これだけでは、周囲の金属面全体の影響を最初から補正している訳ではないので、図１０に示すように、側面も含め、金属板を最初から全体に当てるようにした場合である。
【００５１】
図１０は、金属板（金属箔）でコアを囲んだ場合を示す図であって、同図（ａ）には、コイルやコアのある部分を主に金属板を当ててある場合を示す。図９に対して、側板ＭＣを追加してある。
【００５２】
図１０（ｂ）は、更に上部までコイルや磁性体を囲むようにしている。気を付けなければいけないのは、必ず金属筒のように閉じた構造としてはならないことである。コイルの電流、これによって発生する磁界により、磁界を囲むように誘起電圧、電流が流れる。このために必ず金属板は、図のスリットＳｌに示すように、切っておかなければならない。
【００５３】
これを怠ると、全く磁界は入って来ないし、コイルにも電流は発生しない。
【００５４】
図１０（ｃ）には、上が開いている金属箱を示す。金属面が５面あり、タグやセンサの磁界の出入口、電流の出入口が開いている構造で、これにすっぽりタグやセンサを埋め込み、最初からモジュールにしてしまう場合である。上記の金属板は、金属箔でも良いし、金属蒸着等でも良い。
【００５５】
図１１には、モジュールと金属の窪みとの対応を示す。図１１（ａ）の金属箱Ｂに、タグおよびセンサが納められた後、磁界や電流に影響を与えない材料のプラスチックやセラミックで封入するか、蓋をし、モジュールとして完成する。このモジュールを、図１１（ｂ）に示すように、金属体あるいは金属面Ｍの窪みＣ，Ｃに挿入固定する。
【００５６】
固定の方法としては、箱Ｂの側面に少しふくらみや突起Ｊを出し、挿入される窪みには凹みＰをほどこしておけば、箱Ｂや突起Ｊのバネで脱落が防止できる。接着剤やネジによって、モジュールを取付けることもできる。
【００５７】
図１２は、アクティブタグの場合を示す。同図（ａ）には、アクティブタグとする場合に、スーパーキャパシタ（大容量キャパシタ）ＳＣや電池ＳＢを磁極の間に納めている場合で、スーパーキャパシタＳＣ単独で用いている場合も有るし、一次電池や二次電池を用いている場合もあり、夫々の特徴を生かし、スーパーキャパシタと二次電池を組で用いている場合もある。
【００５８】
図１２（ｂ）には、磁極の間にセンサ素子（Ｓｅｎｓｏｒ）を収容し、振動、温度等のデータをＩＣ３に記録させる役割を持たせることもできる。
【００５９】
図１３、図１４には、本発明の金属埋込センサの実施例を示すもので、図１３は、金属面の途中に、外観からは全く障害物を判別されないように平坦でありながら、前述の埋込センサが埋められており、この信号がリーダライタＲ／Ｗを介して、制御器ＣＤに接続されている場合を示す。
【００６０】
図１４は、前述のセンサＳｅｎがリーダライタＲ／Ｗに取付けられ、タグの位置を確認し、上方のタグＴと結合し、データをノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）で読み取る例を示す。
【００６１】
図１５は応用例を示す図である。同図は、金属Ｍに埋め込まれた本発明のタグの信号をセンサループ（コイル）を介して読み取り、コントローラＣＤで読み取り制御信号をマシンＭａに送る説明図を示している。
【００６２】
次に、図７に示した２個以上のコアを用いる場合の実施例について、もう少し詳しく説明する。
【００６３】
図１６は、電流と垂直磁界の結合を説明する図である。同図は、コイル２を水平コア部のみでなく垂直コア部にも巻いており、このコイル２は皆連続して巻いている。しかも、図に示すような磁界を得るためには、図１７のようなコイルの巻き方をしなければならない。
【００６４】
図１７は、コイルの巻き方を説明する図である。図１７（ａ）の場合によって説明する左側のコイルは、コアに右巻き（ＣＷ）に巻いていたとする。この場合、磁界は図１６のように左側のコアで左から右に通る磁界Ｈ１であったとする。
【００６５】
つぎに、同じ線で右側のコアに左巻き（ＡＣＷ）に巻いたとすると、電流の方向は同じであるから、電流は図（ｅ）のように、右廻りと左廻りとで、磁界は右側のコアでは右から左に通る磁界Ｈ２を発生することになる。このようにして、中心部の磁極の断面では、同相同大の磁界が加わり、金属面と垂直な磁界が得られることになる。磁界の漏れを防止したり、左右のコアを融離するためにも、中間金属板ＭＳを設けてある。この方が確実であるが、実用上、中間金属板ＭＳを省くこともある。
【００６６】
図１７（ｂ）は、同一方向、例えば右巻きであっても電流を逆方向から流す場合を示す。
【００６７】
図１７（ｃ）は、図１７（ａ）が、直列であるところを並列に励振している場合である。
【００６８】
図１７（ｄ）は、図１７（ｂ）が直列であるのに対し、並列に励振している場合である。
【００６９】
図１８は、タグのコア６の曲がりの空間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を収容し、アクティブタグとしている場合を示す。場合によっては、モジュールとして金属体に固定する場合に、ボルト穴が通る穴ｈを隔離する中間金属板ＭＳが通る所に設け、これでモジュールを固定してもよい。
【００７０】
図１９は、センサを加えた場合を示す図である。同図では、スーパーキャパシタＳＣや、電池ＳＢのみでなく、センサ（Ｓｅｎｓｏｒ）や回路（Ｃｉｒｃｕｉｔ）を収容することもできる。
【００７１】
図２０には、モジュールとした場合を示す。図１１の場合と同じように、金属箱１に収容し、１つのモジュールとした場合である。
【００７２】
図２１には応用例を示す。同図には、例えば自動車、バイクや機械、武器、飛行機等に実際にタグＴを埋め込み、センサ、リーダライタＲ／Ｗを介してパーソナルコンピュータＰＣでデータを読み取る場合の例を示している。
【００７３】
以上説明したように、金属埋込タグおよびセンサシステムは、金属体の中に埋め込んでも、一方のみが開いていれば、そこから磁界や電流を拾いタグのデータも読めるし、センサとして利用する場合も金属面に埋めてもタグの信号を読み取ることができる。
【００７４】
また、実施例でも示したように、２個以上のコアやコイルを用いた方式では、金属面に対し、強い直角（垂直）磁界を得ることができるので、金属体に埋め込むタグやセンサ方式が確立され、産業上のメリットが大きい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】従来のタグの例を示す図
【図２】本発明のタグやセンサの例を示す図
【図３】本発明のコイルを巻かれた磁性体コアの斜視図
【図４】本発明の金属埋込ＩＣタグの斜視図
【図５】金属面に小さな窪みが有る場合を示す図
【図６】タグやセンサの動作を説明する図
【図７】本発明の別の実施例を示す図
【図８】多極のタグやセンサの説明図
【図９】磁性体コアに沿って、金属板や金属箔を貼る場合についての説明図
【図１０】金属板（金属箔）でコアを囲んだ場合を示す図
【図１１】モジュールと金属の窪みとの対応を示す図
【図１２】アクティブタグの場合を示す図
【図１３】本発明の金属埋込センサの実施例を示す図
【図１４】本発明の金属埋込センサの実施例を示す図
【図１５】応用例を示す図
【図１６】電流と垂直磁界の結合を説明する図
【図１７】コイルの巻き方を説明する図
【図１８】タグのコアの曲がりの空間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を収容し、アクティブタグとした場合を示す図
【図１９】センサを加えた場合を示す図
【図２０】モジュールとした場合を示す図
【図２１】応用例を示す図
【符号の説明】
【００７６】
１        上部が開口している金属箱
２        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）
６−ｈ    水平磁路
６−ｖ    垂直磁路
６−ｗ    磁極、磁極断面
ρ        円筒座標半径方向（輻の方向）
ψ        角度（円周方向）
ＡＣＷ    反時計方向
Ｂ        金属箱
Ｃ        コイル
Ｃ，Ｃ    窪み
ＣＤ      コントローラ
ＣＷ      時計方向
Ｈ        磁界
Ｈ１      左側の磁界
Ｈ２      右側の磁界
ｈ        穴
Ｉ        コイル電流
Ｉｃ      コイル（ループ）電流
ｉ        金属面電流
Ｊ        箱の突起
Ｍ        金属面
Ｍａ      マシン
ＭＢ      横方向（水平方向）の金属板
ＭＣ      タグ側面の金属板
ＭＳ      金属面に直角な縦方向（垂直）の金属板、中間金属板
Ｐ        金属窪みの凹み
ＰＣ      パーソナルコンピュータ
Ｒ／Ｗ    リーダライタ
Ｓ        磁気シート
ＳＢ      電池
ＳＣ      スーパーキャパシタ（大容量キャパシタ）
Ｓｌ      スリット（隙間）
Ｓｅｎｓｏｒ  センサ
Ｓｅｎ    センサ
Ｔ        タグ
Ｖ        電圧
Ｚ        円筒座標系Ｚ軸
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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