JPH07503061A - 遠隔読取可能データ記憶器及び装置 - 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】 遠隔読取可能データ記憶器及び装置 本発明は遠隔読取可能データ記憶装置に関し、特に、交番磁気フィールド等の外 部のフィールドに呼掛られるデータ記憶器及び装置に関する。

米国特許出願第４，５１０．４９０号（Ａｎｄｅｒｓｏｎ　ＩＩＩ他）には物品 識別に使用される取付タグ型のデータ記憶装置が開示されている。このタグは長 さの異なる複数の磁歪ストリップを備え、各ストリップは異なる固有周波数、つ まり、基本周波数を有する。これらのストリップは自由に振動できるように緩く ケース（ｅａｓｉｎｇ）に内臓されている。ケースには磁歪ストリップに平行し て一本の硬質の磁気ストリップが備えられており、この磁歪ストリップにバイア スフィールドを掛けるように磁化されている。ある磁歪ストリップと同じ固有周 波数を有する外部の交番磁気フィールドがバイアス（負荷）されると、その磁歪 ストリップは機械的に共振して、その固有周波数で検出可能な交番フィールドを 生ぜしめる。種類の異なるタッグは長さの異なる磁歪ストリップの組み合わせに より識別され、異なる周波数の組み合わせを有する再生磁気フィールドを生成す る。タッグへの呼び掛けはストリップの固有周波数領域を介して呼掛磁気フィー ルドをスイーピング、またはステッピングすること、或は同時にすべての周波数 を含むバーストとして交番磁気フィールドを生成することによって行われ、そし て再生フィールドを検出する。

上述の装置は例えば空港での荷物フントロール等の物品制御システムに適用でき ることが米国特許出願第４．５６７、９１７号（Ａｎｄｅｒｓｏｎ　ＩＩＩ他） に開示されている。

しかしながら、上述の技術には数々の問題がある。第１に、各タグは情報を記憶 するのに必要なビット数と同数の磁歪ストリップを収容しなければならず、従っ て、数多くの異なる種類のタッグをそれぞれ識別する場合には、タグは比較的高 価なものとなることである。第２に、タグの識別は、内臓された磁歪ストリップ の長さ定義されるので、製造時にその形管を決定しなければならないことである 。これは不都合なだけでなく、製造コストを上げる要因でもある。

それ故、本発明はこれらの困難を解決することを目的とする。本発明の更なる目 的は、上述した米国特許に開示されたものより幅広い応用が可能な遠隔読取デー タ記憶システム及び装置を提供することにある。

−例として、本発明は、磁歪性部材とバイアス磁気フィールドパターンを前記磁 歪性部材に作用させる手段を備えるデータ記憶器及び装置を提供する。ここで、 バイアス磁気フィールドパターンは、磁歪性部材が所定周波数の交番フィールド に呼応し、固有周波数以上の前記所定周波数で共振させるものである。好適な実 施伊■では、バイアスフィールドパターンは、所定の周波数の呼び掛は磁気フィ ールドの呼び掛けに応じ、１本のストリ・ｙブが少なくとも２つ以上の所定周波 数で共振させるものである。ただし、その共振の内１つもしくはそれ以上はその 固有周波数より大きいものである。

また、本発明を遠隔読取表示器、例えば、ガスメータ、あるいは電気メータ等の 装置に適用することも考慮されている。例えば、本発明のこれに対する実施例は 、回転ダイヤルなどの可動表示部材と、それら取り付けられ、かつ表示部材の位 置によって異なる周波数で呼掛フィールドに呼応し、表す数字の位置に応じて異 なる周波数で共振するよう構成された磁歪手段とを備尤る。このような装置は、 メータや他の表示器において、遠隔読取手段に電流を供給する必要がないという 点で有益である。さらに、そのような手段は検出構成を変更したり、表示可視性 を妨害することなく、容易にメータに内臓できる。

また、発明の他の実施例における遠隔読取表示器は、磁歪手段と、前記磁歪手段 にバイアスを掛ける磁気フィールドを生成する手段と、磁歪手段とバイアスフィ ールド間の関係を変化させ、かっ／或は、計測或は表示しようとする変数あるい は量の関数としてバイアスフィールドを変化させ、これによって磁歪手段が前記 変数或は量の値に従って異なる周波数の呼掛交番フィールドに応答するようにさ せる手段とを備える。

本発明は例として以下の図面を参照して説明される。

図１は、本発明の実施例によるタグ型のデータ記憶装置を一部分り切って示す図 である。

図２は、図１の線ｌｌ−１１の断面図である。

図３は、図１１図２のタグにデータを記憶、あるいはプログラムする工程を示す 図である。

図４は、図３に示された工程により生成される信号波形の例を示す図である。

図５は、図４の信号波形が図３の工程で用いられるときに、図１１図２のタグに 記憶される磁界（■ａｇｎｅｔｉｅ　Ｈｅ１ｄ）パターンを示す図である。

図６から図９は、タグが異なる周波数の呼掛フィールドに呼応するさせる磁界パ ターンを生成するために用いられる更なる波形を示す図である。

図１Ｏは、図１、図２のタグに用いる呼掛システムを示す図である。

図１１は前述までの図を参照して説明してきたタグを用いて実験的に得られた４ つのオフログラフである。

図１２は、図１１図２のタグを用いた他の呼掛／ステムを図解的に示す図である 。

図１３は、図１、図２で使用される磁歪材質の特性を示すグラフィカルに示す図 である。

図１４は本発明の実施例による遠隔読取メータ、例えば、６つのダイヤルからな るガスメータを示す図である。

図１５は、図１４に示すメータのダイヤル部分の遠近法的に詳細を示す図である 。

図１６は本発明の例に従って図１４のダイヤルに与えられる磁化パターンの例を 示す図である。

図１７は、ダイヤルが異なる連続した位置に回転した場合に図１４のおダイヤル から得られる応答をグラフィカルに示す図である。

図１８は、図１４に示すメータの各異なるダイヤルに対応する異なる共振ストリ ップの大きさ関係を示す図である。

図１９は、図１４から図１８までに示すメータを遠隔的に読み取るための構成を 示す図である。

図２０はダイヤル構成の他の例を示す図ある。

図２１は、図２０のダイヤルに備えられた磁化パターンの一部を示す図である。

図２２及び図２３は、図２１と図２１に対応する図であって、ダイヤル構成の他 の例を示す図ある。

図２４及び図２５は、図２１と図２１に対応する図であって、ダイヤル構成の他 の例を示す図ある。

図２６は精度を向上させるさらなる実施例を示す図である。

図２７は本発明の他の構成に適用される円形の磁歪共振素子を示す図である。

図２８から図３０は、本発明で用いられる磁歪共振素子の更なる形状を示す図で ある。

図３１は交番フィールドに対する磁歪共振素子の反応を高める応用例を示す平面 図である。

図３２は図３１の例の側面図である。

図３３は交番フィールドに対する磁歪共振素子の反応を高める他の応用例を示す 平面図である。

図３４は図３３の例の側面図である。

図３５から図４０は、磁歪要素における振動の各モードの生成を説明する図であ る。

ＩＤタッグ等 図１、図２に示すデータ記憶装置はタッグ２の形状を示している。タッグ２は底 部６を有する長方形のトレイ４、側縁壁８から構成される。側縁壁８は空洞部１ ０を形成し、中には磁歪材質のストリップ、すなわち、磁歪素子１２が備えられ ている。空洞部ｌＯは硬質の磁性体からなる長方形のプレー）１４で密閉されて いる。このプレート１４は磁歪ストリ・１ブ１２に対して磁気バイアス素子とし て作用するよう磁化される。プレート１４はトレイ４上に配置され、エンペロブ １６でしかつりと包囲され、且っ／或は、トレイ４に接着されている。

磁歪素子１２の縦及び損の長さは、空洞部ｌＯの縦横の長さよりわずかに短くな っており、且つ、磁歪素子１２の厚さは空洞１０の深さより薄い。このようにし て、磁歪素子１２は空洞ｌＯ内で６在に振動できるようになっているが、縦横方 向にはわずかに動くのみである。トレイ４とエンベロープ１６は磁界透過材質か らなる。例えば、トレイ４はＤＥＬＲＩＮ”のトレードマークで販売されている ような比較的剛性の高い合成プラスチックからなる。また、エンベロープ１６は 接着テープ等を形成する薄くて可撓性のある合成プラスチックからなる。周知の 磁歪材が磁歪素子１２に用いられる。例えば、“ＭＥＴＧＬＡＳ　２６０５”の トレードマークで販売されている非晶質のスピンメルトリボノ、あるいは結晶質 のシリコントランスフｔ−ツースティール（ｇｒａｉｎ−ｏｒｔｅｎｔｅｄ　５ ｉｌｉｃｏｎ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｅｒ　５ｔｅｅｌ）等である０好適な材質 は高い磁歪結合で透磁率が高いことである。プレー）１４は磁気ステンレス鋼、 二１ケル、フェライト、軟鋼等の硬質磁気材料からなる。あるいは、プレート】 ４を非磁気基板で構成し、それに磁気テープや磁気ディスクなどに用いられてい るようにスラリーのフェライト等の磁気コーティングしても良い。バイアス素子 １４に要求される特性は、選択された磁気パターンで磁化されうろことで、これ らの磁気パターンは実質的には永久的に、あるいは少なくとも本願の特定の適用 に十分な期間保たれなければならないことである。

前述の米国特許かられかるように、バイアス素子１４が一個の棒磁石のように、 一端を北（Ｎ）極、他端を南（Ｓ）極として磁化された場合であって、磁歪素子 １２の固有周波数と等しい周波数の呼掛交番磁界にタグ２がさらされると、磁歪 素子１２にはその磁界によってストレスがかけられる。この結果、その素子は機 械的に振動し、そして、検出可能な同一周波数の再生交番磁気フィールドが生成 される。しかしながら、本発明の例に従えば、異なる磁化パターンがバイアス素 子１４に形成されているので、磁歪素子１２が固有周波数、または、基本周波数 の高調波である周波数で機械的に呼応振動する。

図３に示すように、必要な磁化パターンは、図示の矢印で示される如く、タグ２ を通常の磁気記録へラド１８を近接させて通過させることにより、記録される。

タグ２が記録へラド１８を通過するにつれて、信号生成器２０は、制御部２２の 制御に従い、記録ヘッドを付勢する。このとき、信号生成器２０は、バイアス素 子１４に対し、要求されている磁気パターンを生成するために選択された信号波 形に従うことになる。図４は、素子１４に記憶する磁気パターンの好適な波形の 一例である。ここで、素子１４は、磁歪素子１２の固有或は基本周波数の２倍の 周波数の呼掛交番磁界を与えた場合、素子１２がそれに応答してその固有或は基 本周波数の２倍の周波数で共振させるものである。図４かられかるように、その 波形は正弦波１５である。その周波数及び位相は、記録ヘッドを通過するタグ２ の移動に関連しており、素子１４に記録される正弦波の１サイクルが磁歪素子１ ２の長さに一致するよう選択されている。すなわち、正弦波のゼロクロスポイン ）１７．１９が磁歪素子１２の端部１２ａ、１２ｂに実質的に一致する。記録工 程では、素子１４に瞬間的な生成及び記録をさけるため、信号源２０はタグが記 録ヘッド１８の真下に到達する以前にオンされ、記録ヘプト１８を通過した後に オフにされる。もし、信号源２０がゼロクロスポイント１７及び１９でオン・オ フされると、素子１４に瞬間的な生成及び記録がなされてしますことが起こる。

この工程は図４に示される正弦波１５の点線部２１．２３により示される。

図５のように、素子１４における磁気パターンはストリップ１４の中央近くの南 極領域２４とストリップ１４の両端部に位置する北極領域２６を備える。図５の 矢印２８．３０は、上述した素子１４に記録されている磁気パターンから生じる 磁力線を示す。図示の如く、これらの矢印は異なって示されている。磁歪素子１ ２にバイアスされた磁界は、ストリップ１２の左半分では右方向に、右半分では 左方向である。従って、タグ２がストリップ１２の固有周波数の２倍の周波数を 有する呼掛交番フィールドにさらされたとき、その２分の１が互いに相反する位 相で固有周波数の２倍の周波数で共振する。固有集ナス鵜の２倍の検出可能な再 生フィールドはこのようにして生成される。

磁歪素子１２が、対応する周波数を有する呼掛フィールドに呼応して、その固有 周波数の３倍の周波数で共振させる場合、図６に示される波形が図３のプログラ ムを実行するときに使用すれば良い。図６のように、タグ２が移動するときに記 録へノド１８に与えられた正弦信号２５は、タグ２の移動の関連する周波数と位 相において、その記録へノド１８に与えられる正弦波の１．　５サイクルがスト リップ１２の長さに実質的に対応している。すなわち、ゼロクロスポイント２７ がストリップ１２の端部に実質的に一致する。図４の実施例においては、正弦信 号２５が記録へノド１８の真下にタグが到達する以前にオンされ、同様の理由に より、記録へノド１８の真下から離脱されるとオフされる。

信号２５が記録された素子１４によりストリップ１２に与えられた磁界は、３つ の構成部３２．３４．３６よりなる。素子１２の３分の１にあたる左側の構成部 ３２の磁力は右方向で、他の３分のＩにあたる中央の構成部３４は左方向、そし て、他の３分の１にあたる右側の構成部３６は右方向である。このようなストリ ップは固有周波数の３倍の周波数を有する交番磁気フィールドに呼応して、その 固有周波数の３倍の周波数で共振する。そのような共振、すなわち、機械的な振 動は、固有周波数の３倍の検出可能な再生磁気フィールドを生成する。

図６同様に、図７はその符号４０で記録ヘッド１８がタッグに与える正弦波を示 しており、磁歪素子１２の固有周波数の４倍で共振することになる。記録ヘッド １８に作用する信号の周波数は、正弦波の２サイクルに相当し、素子１４に記録 される。このとき、上述した様に、ゼロクロスで記録され、過渡記録をさけるよ うになされる。４２．４４．４６及び４８で示すように、スト１ルｙブ１２に作 用スるバイアス磁気フィールドは４つのゾーンを有し、或ゾーンから隣のゾーン への磁界方向は反対になっている。このようにストリップはその固有周波数の４ 倍の周波数を有する呼掛磁気フィールドに呼応し、機械的に共振する。この場合 、共振周波数はストリップの固有周波数の４倍となる。こうして、ストリップの ４倍の固有周波数で検出可能なフィールドが生成される。

タグは記録ヘッド１８により記録さる信号を一致調整することで、磁歪素子１２ が高調波で共振するようにプログラムされる。ここまでは、磁歪素子１２が基本 周波数の高調波である、ただ一つの周波数で共振するよう、タグを符号化する方 法について説明してきたが、発明の範囲内において、磁歪要素１２が多数の各呼 掛周波数に呼応して共振するようにタグをプログラムすることも可能である。

このような周波数は基本周波数と、ｌ或はそれより多い高調波からなり、要求に 応じて省略されてもよい。これは単に、ストリップ１４上に記録することによっ てなされる。ストリップが個々の周波数に必要な磁気パターンを重ね合わせをあ られすことになる。この例として例えば図８の５０は、磁歪素子１２がその基本 周波数の２倍と４倍で共振を起こすようにストリップ１４に記録される波形を示 している。波形５０は図４及び図７にそれぞれ示された同じ波形１５と４０を単 に加算することで得られる。

図８は２つの高調波で共振するタグの符号化を示しているが、本発明によれば、 要求された高調波の波形を単に足し合わせることで２つ以上の高調波で共振させ たり、固有周波と１つ以上の高調波（正弦波の二分の一サイクルで、ゼロクロス ポイントがストリップ１２の両端１２ａ、１２ｂにほぼ一致する）及び所望とす る高調波で共振させるよう符号化することも可能である。異なる周波数で生成さ れた共振の振幅は、中でも共振を生成するために、共振を発生するタグに記録さ れる信号の振幅の関数として表される。従って、より高い高調波での共振振幅は それより低い高調波のそれに比べ小さくなる傾向にある／ステムにおいては、異 なる共振を起こさせるために記録された信号は、他の要素を補うために異なる振 幅を有するようにする。このようにして補われる要素としては、例えば、ノイズ 、異なる周波数での受信機の感度、異なる周波数における呼掛フィールドの強度 等である。

数多くの異なる周波数で共振を得るために波形を足し合わせるとき、足し合わせ ようとするそれらの信号間の振幅や位相関係は、磁歪素子１２の飽和状態を避け るように選択されなければならない。いかにしてこれを達成するかは図９で示さ れる。図９の波形１５（前述の波形と同じものである）は、図９の考察から理解 できるように、ストリップ１２の固有周波数の６倍の共振を作り出す波形５７と 合成される。波形５７の好適な位相は図９の実線で示され、そのピーク５９．６ １は波形１５のピークと一致し、それらは波形１５と反対の正弦のピークとなっ ているのがわかる。このようにして、２つの波形のピークが重ね合わさることを 避けるのである。図９の点線５７ａは波形５７の反転波形であり、その位相は、 ピークが波形１５のピークに加わるような位相である。こうした状況で、２つの 波の振幅は、磁歪ストリップ１２の飽和を避けるならば、波形５７の使用される 場合より低いレベルに保たれなければならない図１から図９を参照して説明した データ記憶装置は図１Ｏに示されるシステムに適用される。この７ステムではデ ータ記憶装置がカード６０と一体化されている。呼掛の場合、カードは送信コイ ル６２と受信コイル６４の間を通り抜ける。

送信コイルは制御ユニット６８に制御される電源６６により駆動され、コイル６ ２に交番呼掛磁界を生成させる。この交番呼掛磁界はシステムで使用されるタグ やカードの磁歪素子が共振するようにプログラムされている選択されたすべての 周波数を介して掃引される。このタグがないとき、図８の構成において、受信コ イル６４の出力は実質的にヌルとなる。しかしながら、ある特定のカードやタグ ６０がフィル６２ど６４の間にある場合には、上述の交番フィールドが生成され 、プログラムされた磁歪素子Ｉ２がその周波数で共振するのがコイル６４で検出 され、検出された信号はデコーダ７０でデコードされる。タグが受信コイル６４ の図８の構成に対して対称に配置されるということはおそらくないので、通常、 タグで再生された信号がヌルでありえない。

図１１は、図９に示すようなシステムで経験的に得られる反応を示している。

図１１の波形Ａは、呼掛フィールドの周波数が掃引されたとき、ストリップ１２ の固有周波数の４倍で共振するようにプログラムされたタグから得られる反応で ある。図１１の波形Ｂは固有周波数の５倍で共振するようプログラムされたタグ から得られる反応であり、波形Ｃは固有周波数の８倍で共振するようプログラム されたタグから得られる反応である。波形りはストリップ１２の固有周波数の４ 倍、５倍、８倍でそれぞれ共振するようプログラムされたタグから得られる反応 である。図１１の波形かられかるように、コイル６４からの出力の振幅のピーク は、呼掛フィールドの周波数がストリップが共振するようプログラムされた周波 数を通り抜けるとき上昇する。

図１２は図１Ｏの構成の他の例で、１本のコイル６３が送信と受信の両方に用い られている。図１２はそのカードを持っている人物の識別を目的として使用され るカード６０を示している。本実施例では交番フィールドはバースト状でかけら れ、検出はバースト後の落ち着いた期間に行なわれる。この期間中、タグ内の共 振ストリップは、呼応する周波数で検出可能な再生フィールド周波数を生成する ようリング（ｒｉｎｇ）する。

図１３のグラフは２つの曲線からなる。この曲線は交番フィールドが作用した装 置の感度が、バイアス素子１４の磁化によってストリップ１２中に生成されたバ イアスフィールドの強度の関数として変化することを表している。図１３の曲線 Ａは、磁歪素子１２にかけられたフィールドＨに対し、その素子ｌに生じたひず みを表す曲線である。原点では、フィールドＨはゼロでひずみはない。フィール ド■（の値が８１または−Ｓに増加すると、磁歪素子は飽和するが、さらにフィ ールド内で（両方向に）さらに増加しても、更なるひずみは生じない。曲線Ｂは バイアスフィールド■１の強度を増加させ与えられたフィールドが直線的にどう かする場合のデバイスの感度を示しており、素子１４に作用する磁気の強度が感 度曲線の」二端部に向かうようなバイアスフィールドを与えるように選択される 。例えば、図５の矢印２８と３０で表わされるフィールドは図１３に示すＨｌと −ｌ（１の値をもつ。

データを表すには様々な方法がある。例えば、バイナリ数の異なる数字を異なる 高調波での共振で表すこともできる。例えば、４ビツトのバイナリ数の数字はは それぞれ磁歪素子の固有周波数の２倍、３倍、４倍、８倍での共振で表すことが できる。すなわち、共振していれば１、共振していなければ０であられす。この 符号化構成は比較的少ない数字を有する２進数には適するが、この符号かを使用 する場合に数字の数が桁数が増えるとＳ／Ｎ比は減少する。また、０から２１９ までの番号を付した他の符号化構成が、各タグにつき最高１２の高調波のうち（ 基本周波数は励磁する危険性が高いので除かれる）３つの高調波のみを記録する ようにする。このように、１２の高調波のうち、３つの高調波で２２０の組み合 わせが可能である。この符号化システムは、８ビ・ットの２進数（２５６通り） にほぼ一致するが、より高いＳ／Ｎ比で且つより高い信頼性で最高８つの高調波 が同時に各タグに記録させることができる。このシステムの有利性は、３つより 多く、或は少なく共振が検出された場合、１つより多くのタグが存在するか、シ ステムが故障していることを示唆している。このように、データをあられすシス テムに用いられるデコーダは、正しくない数の共振の検出に応じてアラームを発 生するようプログラムすることもできる。

遠隔読み取り表示器とメータ 図１４〜図１９は本発明の実施例である遠隔読取メータ１０１を示している。

図１４に示す通り、メータはガスの流れを感知するための通常のセンサ機構１０ ０（詳細は図示せず）と、図示はされないが破線１１４で表される従来のリンク を通じてセンサ機構に駆動される、６つのダイヤル１０２，１０４．１０６、＋ ０８．１１０Ｓ　１１２を備えている。図１４にあるように、ダイヤル１０２〜 ｌ１２の上面にはそれぞれ０から９までの数字が記され、ケーシング（ｅａｓｉ ｎｇ）　＋１６が各ダイヤルと隣接して配されている。ケーシング１１６にはマ ーク１１８が記されていて、このマークで示されるダイヤルの回転位置の数字が 電流値となる。従来のように、６つのダイヤルは６桁の数字を表す。

図１５はダイヤル１０２とケーシング１１６を示す斜視図であり、図示のように 、ケーシング１１６は矩形をしており、ダイヤルの回転軸１２０に平行である。

さらに、ケーシング１１６はダイヤルの軸長とほぼ一致して延長可能である。ケ ーシング１１６は図１及び図２の素子１２と同様の、矩形の磁歪ストリップ素子 １２２を有している。素子１２２は、機械的に振動するように余裕を持ってケー シング１１６の矩形の空所内に収納されている。ケーシング１１６は合成プラス チック等磁気透過性素材からできている。

図１４及び図１５から明らかなように、各ダイヤル１０２〜１１２はドラム型を している。硬質磁気素材のストリップ１２４がドラムの周囲に取付けられ、縦方 向に伸びている。各ストリ１ブ１２４はダイヤル上面の数字と対応しており、そ れぞれに磁気バター／が記録されている。磁気パターンはケーシング１１６と隣 接した時に、特定の周波数で共振するストリップにバイアスを掛ける磁界パター ンである。図１６は、それぞれの異なるストリップ１２４で生成される磁界パタ ーンの例を示している。このように、ダイヤル上の数字ｒｌＪに隣接するスト’ Ｊ　ｙブ１２４は、磁歪素子＋２２を基本または固有周波数ｆで共振させるが、 この共振はその周波数ｆを持つ呼掛磁界に呼応したものである。同様に、ダイヤ ル上の数字「２」から「５」に隣接したストリップ１２４には、磁歪素子１２２ がそれぞれ周波数２ｆから５ｒの呼掛磁界に応じて２ｒから５ｆの周波数で共振 するような磁気パターンが記録されている。図１６に示すように、６〜９及び０ の数字と関連した磁界パターンはｆから５ｆまでの範囲で共振を起こす。しかし 、図１６に表されるように、磁歪素子＋２２の幅は各ストリップ＋２４の幅より 大きいので、磁歪素子！２２は常に２つあるいは３つのメトリ２プ１２４に影響 を受ける。例えば磁歪素子１２２はダイヤル位置番号４及び番号７の所で４ｆで 共振するが、番号４の所では３ｆ、５ｆの周波数でも共振し、番号７の所では２ ｆ。

ｆでも共振する。こうして、４の位置と７の位置を互いに区別することができる 。

図１７はダイヤルが３の位置から４の位置へ動く時に起こる共振を示している。

図１７の曲１１Ａは３の位置で起きた共振を表している。そこでは高振幅の周波 数３ｆと比較的低い振幅の周波数２ｆ、４ｆの共振が起こっている。図１７の曲 線Ｂはダイヤルが３と４のほぼ中間の位置にある時に起きた共振を表しており、 具体的には、等しい振幅の３ｆ、４ｆと、低振幅の２ｆ、５ｆの共振が起こって いる。図１７の曲線Ｃはダイヤルが４の位置にある時の共振を表し、４ｆで高振 幅の共振が起こり、はぼ等しく低振幅の共振が３ｆ、５ｆで起こっている。以下 に明らかになるように、ダイヤル上の数字の符号化は次の通りである。

数字　共振周波数 ０　３ｆ、５ｆ％　ｆ ｌ　５ｆ、ｒ、２ｆ ２　ｆ、２ｆ、３ｆ ３　２ｆ、３ｆ、４ｆ ４　３ｆ、４ｆ、５ｆ ５　４ｆ、５ｆ、２ｆ ６　５ｆ、２ｆ、４ｆ ７　２ｆ、４ｆＳ　ｆ ８　４ｆ、ｆ、３ｆ ９　ｆ、３Ｌ５ｆ 表中、ｆは磁歪ストリップの固有周波数である。このタイプの符号化には各ダイ ヤルにおける周波数の数を少なくできるという利点がある。

このように、ダイヤルに呼び掛けるために、呼掛交番磁界が与えられ、周波数の 必要な範囲が掃引できる。あるダイヤルを別のダイヤルと区別するため、それぞ れのダイヤルに隣接する磁歪ストリップの長さは図１８に示すように異なってい る。このため、ダイヤル１０２〜１１２に対応するストリップ１２２Ａ〜１２２ Ｆは各々異なる基本周波数を持ち、従って異なる高調波のセットを持っている。

図１９はメータ１０１の呼掛図式を示すもので、メータに隣接する第１コイル１ ３０と、メータからは離れているが単純導電体１３４によりコイル１３０に接続 された第２コイル１３２と、メータを読む係の人が持ち歩く携帯読取装置１３か らなっている。装置１３は送受信コイル＋３６、電源１３８と、コイル１３６に 交＃磁界を生成させるように電源を駆動する制御部１４０を備えている。フィル １３６の交番磁界の周波数は、磁歪素子１２２が共振する周波数（高調波を含む ）範囲を掃引（ｓｗｅｐｔ）或はステップされる。装置１３はさらに、検出され た再生磁界を復号するデコーダ】４２と、制御部１４０の制御により、各メータ からメータ識別子と共に読み取ったデータを格納するデータ格納部１４４を備え ている。

Ｑ８！Ｉ２０はメータの変形例を示している。ここでは、ダイヤル１０２’　〜 夏】２′は共通軸＋６０上に配置され、ダイヤルの番号は底面ではな（周囲に記 されて、測定用プレート１６２を通して見えるようになっている。図２１に示す ように、ダイヤル表面の数字は硬質磁気ストリγプ１２４上に記されているが、 ストリップ１２４に記録されている磁気パターンは図１６と同様である。磁歪共 振素子１２２°　Ａ〜１２２°　Ｆは、図１４のように、ダイヤルの周囲に隣接 している。しかし、この例では、ダイヤルの軸長と磁歪ストリップの長さ及び硬 質磁気ストリ・シブの長さは図１４より短いものとなっている。

図２２．２３の実施例は図２０．２１の実施例と同様であるが、図２３に示すよ うに、磁歪スト’Ｊ　ｙプ１２４°′がダイヤルの周囲ではなく側面に配されて いる点が異なっている。そして、図２２に示すように、磁歪共振器１２２′′が 側面に隣接している。図２２．２３では、共振１１１２２”　とストリップ１２ ４′′は放射状に伸びている。

図２４．２５の構成は図２２、図２３のものと同様であるが、磁歪ストリップ素 子＋２２”’　はダイヤル１０２°〜１１２°の側面の弦に沿って伸びており、 硬質磁気ディスクが各ダイヤルの側面に設けられている。図２５に示すように、 磁気パターンはこれらの磁気ディスクに記録される。図示では、斜線部分は磁界 方向が時計回りであることを示し、その他の部分は磁界方向が反時計回りである ことを示している。このように、隣接するストリップ１２２”’　はバイアスを 受けて前述の実施例のように特定の周波数で共振するということが理解できる。

図２６は図１４のダイヤル構成に、より正確さをめた変形例である。図２６の構 成は、ダイヤルがケーシング１１７内に収容された、別の磁歪共振器１２３と関 連しているという点を除いては、図１４と同様である。ダイヤル１０２と関係し た共振器１２２．１２３の配置は、ダイヤル上の番号の１つとそのストリップ１ ２４が一方の共振器と合う位置に来た（ａｌｉｇｎｅｄ）時、もう一方の共振器 が隣接する２つのストリップ１２４のほぼ中間に来るようになっている。ストリ ップの長さが都合よく異なっているので、２つのストリップ１２２，１２３によ る共振を区別することができる。これら２つのストリップに再生された信号の適 当な復号化によって、ダイヤル位置を正確に決定することができる。図２５は単 一のダイヤルのみを示しているが、同じ構成を、異なるストリ・１プで異なる周 波数の、メータの他のダイヤルにも適用できる。

上述の実施−では磁歪共振器はすべて矩形である場合につい説明してきた。しか しながら、それらは異なる形状であっても良い。図２７は、磁歪共振子が円形で ある例を示している。図２７の構成Ａは円形磁歪素子８０を基本周波数で共振さ せるため近傍の硬質ディスク素子によって生成されるバイアスフィールドを示し ている。構成りは第１高調波、すなわち、この場合、基本周波数の２倍、ただし 正確に２倍ではない高調波で共振させる磁気フィールドパターンを示す。構成Ｃ は基本周波数の正確ではないが約３倍の高調波でディスク８０を共振させるため にバイアスをかける磁気フィールドパターンを示す。これらのフィールドパター ンは図３から図９までを参照して説明したような方法において、近傍の硬質磁気 ディスク（不図示）の直径に沿って、信号を記録することによって生成される。

図２８は本発明の様々な実施例で利用される磁歪素子２１２を示している。素子 ２］２は、磁歪素材シートから打出しまたはエツチングにより形成されたもので 、各端部に横の４つの突部（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）　２１６のある長さＩのス トリップ２１４を有している。突部２１６は、長さＩのストリップ２１４が持っ ている固有周波数を減少させることができる。この固有周波数の減少は、ストリ ップ２１４に対する突部２１６の加えによる質量（ｍａｓｓ）の増加から起こる 。必要な固有周波数のために、寸法（ｄｉ■ｅｎｓｉｏｎ）　ｌを縮小してもよ い。前述の実施例のように、適当な磁気パターンを記録した硬質磁気バイアス部 材が、素子２１２と提携している。硬質磁気バイアス部材の大きさと形は、例え ば図２８の点線２２０で表すようにストリップ２１４と同じでしよいし、あるい は、同図の点＠２２２で表すように素子２１２の外形と同じ大きさの長方形であ ってもよい。さらに、硬質磁気バイアス部材の大きさは、線２２０．２２２で表 した大きさの中間であってもよい。特に、磁気バイアス部材が点線２２２で示さ れた大きさのとき（あるいは、ストリップ２１４に関して大きい場合）、適当な 周波数の交番フィールドに呼応して、突部を選択された方向、例えば素子２１４ に対して横方向に振動させるような磁気パターンが硬質の磁気部材に記録される 。このように、図２８に示す構成をもって、選択された周波数で様々な方向に振 動させることができる。突部２１６の振動はストリップ２］４の振動に調和する 必要はない。

図２８の素子は図１から図１２を参照して説明したような方法で用いられる。

また、符号器には図１４から図２５を参照して説明してきた種類を用いてもよい 。

図２９は図２８の素子と同様の素子２１２を示しているが、この素子は矩形突部 ２１６の代わりに台形の突部２１８を有している。もし突部２１８の領域が突部 ２１６の領域より小さく、図２８、図２９の素子が同一だとすると、図２９のス トリップ２１４の固有または基本周波数は、突部５１６と比較して質量の少ない 突部５１８のために、図２８のストリップ２１４の周波数よりいくらか高くなる 。図２８に基づき説明したような硬質磁気バイアス部材は図２９に示す素子２１ ２にも使用されるため、図２９の要素で図２８と共通するものには同じ符号を付 している。

図３０は磁歪素子２１２を示している。これは図２８、図２９に基づき説明した ものと同様の磁歪ニレメンの変形例であるので、共通要素には共通符号を付しで ある。図３０において、ストリップ２１４には、図２８、図２９の突部２１６． ２１８の代わりに横方向の突部２２４が備えられている。各突部２２４はほぼＬ 字型をしており、こうして突部はストリップ２１４と共にＥの字を形成している 。

突部２２４の形を別にすると、図２８、図２９の説明は図３０にも当てはまる。

図３０に示すような装置で得られる周波数の特別な例としては、１として５ミリ の長さを持たせ、突部２２４を欠く場合には、ストリップ２１４が４４０ＫＨ２ の基本周波数を持つ、そして素子２２４の質量が、この周波数を例えば１１３Ｋ Ｈｚに低くする。また、実験によれば、点＄９２２０で表すよりも大きい幅を持 ち、ストリップ２１４をその基本周波数で共振を誘導するバイアス磁界を持つ硬 質磁気素子は、適切な周波数の呼掛磁界に応じても、より高い周波数（実験では ２２３　Ｋ　Ｈｚ　）の派生不要共振を起こすことが判明している。この不要共 振はどの実際的なシステムにおいては配慮することになろう。

このように、簡単な同一方向のバイアスフィールドによりバイアスをかけられた 磁歪素子２１２では、素子２１２の異なる部分は、同一の周波数のバイアスフィ ールドに呼応し、それぞれ異なる周波数で共振する。

図３１、図３２では、図１から図９を参照して説明してきた硬質磁気バイアス素 子＋４をもつ共振素子Ｉ２が５本〜組となって透磁率の高い平面軟磁性シート２ ３０と台形２３２の間に配置されてる。図３２かられかるように、／−ト２３０ ．２３２は素子１２と同じ平面板上にある。ノー）２３０．２３２の狭端部（ｎ ａｒｒｏｗ　ｅｎｄｓ）　２３４．２３６はそれぞれ素子Ｉ２の端部と隣接して おり、従って、ノート２３０．２３２の広端部（ｗｉｄｅ　ｅｎｄｓ）　２３８ ．２４９はそれぞれの素子１２とは間隔がおいている。図３１かられかるように 、シート２３０．２３２は、素子１２端部と隣接する端部ができるだけ近接でき るようなっているため、互いに異なる形をしている。これにより、呼掛磁界の磁 束が、シート２３０．２３２の狭端部２３４．２３６間の領域で、言い換えると 、磁歪素子１２を含む領域で集中するようになっている。この効果は図３１では 、呼掛磁界の磁束線を表す点線２４２で示している。この結果、磁界に対する磁 歪素子の感度が向上する。

このように、図３Ｌ図３２の構成を図ＩＯあるいは図１２を参照して説明してき たシステムのタグに作用させたとき、例えば、作用範囲がパワーレベルに対して 増加する。このように、範囲を維持するのであれば、低いパワーレベルも呼掛磁 界に使用することができる。さらには、作用範囲とパワーレベルの両方を維持す るのであれば、信号／ノイズ比（ｓｉｇｎａｌ　ｔｏ　ｎｏｉｓｅ　ｒａｔｉｏ ）を高める。

シート８３０．８３２に適切な磁気素材は、Ｖａｃｕｕｍｓｃｈｍｅｌｚｅ６０ ２５である。

図３３、図３４は磁歪素子１２を含む領域における交番フィールドの磁束を収束 する他の構成を示す。図３３、図３４において、アルミニコウム等の非磁気素材 の矩形／−ト２４４は、単一または複数の素子１２．１４が位置する間隙部２４ ６を有し、／−ト２４４はシートの約中央に位置する素子１２．１４に対して垂 直に伸びている。間隙部２４６から部材２４４の端部へ伸びる狭間隙部２４３は 、確実に間隙部２４６周辺で閉回路（ｓｈｏｒｔ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｐａｔｈ） とならないようにしている。図３４の破１１２４８で表すように、呼掛磁界の磁 束線は／−ト２４４付近及び間隙部２４６を通るが、図示のように間隙部２４６ を集中して通るので、磁歪素子１２が位置する間隙部２４６における呼掛磁界力 が高められる。効果を」二げるためには、／−ト２４４は少なくとも磁気表面部 の深さくｅｌｅｃＬｒｏ■ａｇｎｅｔｉｅ　５ｋｉｎ　ｄｃｐｔｈ）と同じだけ の厚さを持つ必要がある。従って、材料を無駄にせずに必要な結果を得るために は、その厚さが磁気表面部の深さよりわずかに厚ければ最適である。

図３５では、磁歪素子３１２は、硬質磁気バイアス素子（図示せず）に、矢印３ １４．３１６で示すように、ストリップ９１２の磁界の上下部が反対の縦方向に なるようにバイアスを掛けられる。図３６において、符号Ａａ、Ｂｂはそれぞれ 図３５の線ａ−ａＳｂ−ｂに沿ってバイアス素子に記録される信号である。この 磁気パターンの効果として、図３５のストリップ３１２の上下部は、適当な周波 数の呼掛磁界に応じて、互いに反対の位相で伸縮し、図３７の一点鎖線で表され るようなストリップ自身の面内で歪んだ振動を起こす。これらの発振が起こる場 合の周波数は素子３１２の基本周波数とは異なる。他の周波数の他の振動モード を生み出すため、実際は、例えば、素子３１２を、基本周波数の高調波で図４〜 図９で説明したように縦方向に振動させるために、図３６に示すような信号上に 他の信号パターンが重ね合わせても良い。

図３８の実施例では、磁歪メトリ１ブ素子４１２は硬質磁気素子（図示せず）に よりバイアスを掛けられ、矢印４１６で表されるようなストリップの長さに対し て横に並んだ磁界を生成する。矢印４１６の磁界の強さはストリップ端部で最も 強く、ストリップ中央に向けて弱くなり、中央部では、磁界は実質的にゼロにな る。図３９の符号Ｂ８、Ｂｂｌ　Ｂｃは図３８にそれぞれ記された線ａａ、ｂｂ 。

ＣＣに沿って磁気バイアス素子に記録される信号である。図３９のグラフの水平 軸は、ストリップ４１６の縦の長さに対し横に並んだ方向に記録された信号を表 している。この磁界パターンの効果は、図４０に示すように、ストリップの晴の 振動歪曲を起こすことにある。ここでは、ストリップの両端部は適当な周波数の 呼掛交番磁界に応じ横に広がっている。図４０かられかるように、ストリップの 中間ゾーンｂｂ及びＣＣではストリップ幅がいくらか収縮している。これは図３ ８、図２９のパターンによって起きる振動をコンピュータンミュレー／重ンする ことで予測されている。図４０の発振を起こすのに必要な信号の周波数はストリ 、ブの基本周波数とは異なっている。他の実施例のように、他の磁界バター７を 図３８、図３９に示すような信号上に重ね合わせて、基本周波数及び／または高 調波など他の周波数の共振を起こすようにしてもよい。

このように、図３５〜図４０の実施例は、本発明に従って、ストリップが応答す る付加的な周波数を提供するために、異なるモードの振動がストリップ内で誘導 される原理を明らかにしている。

本発明の範囲内でさらに更に多くの変形例が可能である。例えば、図１５の構成 に代几で、メータ近くに読取装置を置くことによってもメータ読み取りを行なう ことができる。しかし、図１５のようなコイル１３０．１３２により、例えば、 メータを屋内または地下に配置して数メートル離れた所で読み取りを行なうよう にすることもできる。

図１４から図２５において、付随する単一磁歪ストリップがダイヤル位置に従っ て異なる周波数で共振するように、各ダイヤルに磁気パターンは与えたが、逆の ＮＺ成でも構わない。このように、単一磁気バイアス部材は、ダイヤルの磁気パ ターンのかわりにダイヤルの隣に配置されることができる。また、磁歪素子は、 数字に対応する位置のダイヤル上に配置させることができ、バイアス素子の隣に 位置したときに固有周波数で共振させることができる。異なる固有周波数をもつ 磁歪ストリップは、数字が互いに識別されるように異なる数に関連付けられる。

さらに、実施例でダイヤルは回転式であったが、リニア式、あるいは他の変動を 検出するものであってもよい。また、本発明に従えば、どの部品も動かさずに変 数値を表示するように装置を構成することも可能である。変数値の関数として、 磁歪コイルのセｙトを付勢する等して、異なる磁気パターンを生み出すための電 気的手段を設け、その磁気バター７にバイアスを受ける単数または複数の磁歪素 子を、生成される磁気バイアスパターンに基づく異なる周波数で共振を起こすよ うにすることができる。このように、異なる周波数あるいは周波数の組み合わせ で、変数値の表示ができる。

図１４の実施例における部材＋２４は別々の硬質磁気ストリップとして説明され たが、その代わりに、各ドラムに単一の硬質磁気コーティングを施すことで、「 ストリップ」が物理的には別々ではないが磁気パターンが記録されるゾーンは別 々となるようにすることも可能である。これは、他の実施例の素子１２４′、１ ２４”　にも適用できる。

図１、図２を参照して説明してきたように、本発明のタグの優位性は、すばやく プログラムすることができることであるが、これを適用するのが適切でない場合 もあるかもしれない。タグが製造された後、再びプログラムされることを避ける ため、タグを厚いケーシングの中に取付けて、記録ヘッドを以前に記録されたパ ターンに影響を与えるほど硬質磁気素子１４に近付けないようにすることもでき る。

更なる変形例として、ビットの密度を上げるため同一タグ中に２つ或はそれ以上 の長さの異なるスリップを備えることもできる。そのような素子は少なくても２ つの周波数で共振するようプログラムすることが望ましい。

図１８に示すように「従属」コイルに関する遠隔読取構成は図１４のメータの遠 隔読取に関してのみ示されたが、従属コイルとの構成は図１、図２を参照して説 明してきたタグの呼び掛は用いられる。

図面を参照した説明では、磁歪ストリップは１方向にのみ、即ちストリップ長方 向にのみバイアスを掛けられていたが、適当な磁界パターンで横方向にバイアス を掛けて、縦方向の共振の代わりに、または縦方向共振に加丈で、横方向で共振 させることもできる。

硬質磁性体の磁気パターンは正弦波、あるいは正弦波の組み合わせとして記録さ れるのが望ましいが、他の波形を用いても構わない。しかしながら、正弦波が望 ましいのは他の高調波での不必要な共振を避けることができるからである。例え ば、短形波を用いるとすると、必要な周波数だけでなく、不必要な周波数でも共 振が生じるので（フーリエ解析からも明らかになる）、低ｓ　／　ｎ比が起こる 。

図１の実施例では、バイアス素子１４は磁歪ストラツプ１２から分離したものと して説明したが、２つの素子を一体化させることもできる。例えば、磁歪材質の メトリ１ブを硬質磁性材質でコートすることもできる。

上記の説明では、呼掛磁界を掃引したり必要な周波数の範囲を段階掃引（ｓｔｅ ｐｐθｄ）するのに様々な記述があったが、他の方法も可能である。例えば、呼 掛磁界は同時に生成された複数の必要な呼掛磁界のバーストを備えていてもよい し、ある状況では、共振を起こすために必要な周波数に加えて、多数の周波数を 含む白ノイズ等のノイズのバーストの形を取ってもよい。

図２８〜図３０を参照して、ストリ１ブ端部に突部を設けることによりストリッ プの基本周波数を減少できることを説明した。基本周波数を減少する他の方法と して、特に、適当な位置で質量のある物質を使用する等地の方法で質量を増すこ とでも可能である。

数々の実施例、特に、図２８から図３０、及び、図３５から図４０を参照して説 明してきた実施例では、磁歪素子は異なるモードまたは方向で共振するというこ とが説明されたが、多くの適用例では縦方向モードのみで共振が得られることが 望ましい。そうした場合、高い縦横比（ａｓｐｅｃｔ　ｒａｔｉｏ）の単純な矩 形ストリップ、つまり縦方向の振動が最大になり横方向の振動が最小となるよう に、長くて薄いストリップを使用すればよい。一定のストリップ長の場合は、ス トリップ幅を少なくすることによりトータルの信号を縮小することができる。ス ト「ルｙプのｉｎは減るが、生みだされる共振は実質的に狭い周波数帯域を持つ ため、狭信号／ノイズ比は向上するからである。また、共振器の長さがその幅の 整数倍である時、ある高調波を使用すると問題が起きる。例えば、３：ｌのアス ペクト比を持たせた装置の実験段階では、３番目の高調波（即ち基本周波数の３ 倍の周波数）はダブ１ｙ　ト（ｄｏｕｂｌｅｔ）に分れてしまうため使用できな い。同様なことが９番目の高調波でも起こる。さらに、共振周波数は、低いアス ペクト比が使用された所では、基本周波数の正確な倍数とはならず、これはスト リップに対して部方向の共振の励振によるものと考えられている。こうした問題 は例えば１５：１以上の高いアスペクト比のストリップを使用することで避ける ことができる。というのは、こうした問題は、使用される周波数の範囲外の、非 常に高い高調波（あるいはアスペクト比が１５：１で、基本周波数の１５倍以上 の周波数）でしか起こらないためである。

図３〜図９を参照して、信号源２ｏが、好ましくはタグ２が変換器１８に到着す るまえにオンされて、過渡現象を避けるためにタグ２が変換器を去った後にオフ されることを説明した。しかし、多くの場合では、／ステムを注意深く設計する ことによって、不要な過渡現象の発生を避けることができる。

本発明は識別タグやメータ読み取りシステムに加えて、様々な異なるシステムに 適用することができる。例えば、商品のラベリング、在庫管理、空港での荷物分 類、販売、製造の自動化、セキュリティとアクセスコントロール、発券、クレジ ットカード、そして、リニアあるいはダイアル式の符号器やコンパスなどの表示 器等幅広い応用が可能である。

Ｆ／６．４ Ｉ＋ｌ＋＋−自ム−ア−，−，−ＰＣＴ／ＧＢ９２１０００１４国際調査報告 フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，’　識別記号　庁内整理番号ＧＯ８Ｃ１９１００３ ０１Ｄ　６９６４−２Ｆ（３１）優先権主張番号　９１０９８９７．０（３２） 優先日　１９９１年５月８日 （３３）優先権主張国　イギリス（ＧＢ）（３１）優先権主張番号　９１１７３ １０．４（３２）優先日　１９９１年８月９日 （３３）優先権主張国　イギリス（ＧＢ）（３１）優先権主張番号　９１１８７ ２２．９（３２）優先日　１９９１年９月２日 （３３）優先権主張国　イギリス（ＣＢ）（３１）優先権主張番号　９１２１７ ７９．４（３２）優先日　１９９１年１０月１４日（３３）優先権主張国　イギ リス（ＧＢ）ＦＩ （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ（ＢＦ 、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ、ＴＧ ）、ＡＴ、ＡＵ、ＢＢ、ＢＧ、ＢＲ，ＣＡ、ＣＨ，ＤＥ、ＤＫ。

ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，ＬＫ、ＬＵ、ＭＧ、ＭＷ、ＮＬ、 ＮＯ，ＰＬ、ＲＯ，ＲＵ、ＳＤ、ＳＥ、ＵＳ （７２）発明者　ハイド、ピータ−ジョンイギリス国　シイ−ピー８９エイチピ ーサフォーク、　ニューマーケット　カウリンジ、　ケイターズ　ファーム　（ 番地なし）

Claims (44)

【特許請求の範囲】
1. １．データ記憶器であって、 磁歪性素子と、 前期磁歪性素子にバイアスをかけ、そのかけられた呼掛交番磁界に呼応してその 素子が所定周波数で共振を起こさせる磁気バイアスフィールド生成手段とここで 、前記磁気バイアスフィールド生成手段は、磁気バイアスフィールドパターンを 前記素子に与え、その素子は与えられた呼掛交番磁界に応じ複数の異なる前記所 定周波数で共振を起こす、 を備えることを特徴とするデータ記憶器。
2. ２．前記バイアスフィールドパターンは、前記所定周波数の少なくとも１つがそ の素子の基本周波数の高調波であることを特徴とする請求項１に記載の記憶器。
3. ３．前記バイアスフィールドパターンは、前記所定の周波数が前記素子の基本周 波数の少なくとも２つの高調波からなることを特徴とする請求項１に記載の記憶 器。
4. ４．前記バイアスフィールドパターンは、前記所定周波数が前記索子の基本周波 数と、少なくとも１つの高調波からなることを特徴とする請求項１に記載の記憶 器。
5. ５．前記磁歪性素子は細長い形状であって、前記バイアスフィールドパターンは 少なくても２つの成分からなろ、ここで、前記成分のうち少なくとも１つは前記 ストリップの縦方向の成分であり、少なくても１つの成分が素子の基本周波数の 高調波で共振すろように、実質的に同じ長さの連続する前記素子に沿ったセグメ ント中で、各成分の方向は互いに相反するようになっている、 ことを特徴とする請求項１記載の記憶器。
6. ６．前記素子は磁歪性材質の長方形のストリップであって、前記バイアスフィー ルドパターンは、前記素子の縦方向の複数成分を備えるここで、前記成分の少な くとも１つは、セグメントの数に応じてストリップの基本周波数の高調波で共振 するように実質的に同じ長さの連続するセグメントにおいて逆方向になっている 、ことを特徴とする請求項第１項に記載の記憶器。
7. ７．基本周波数の２倍の周波数で共振するための２つのセグメントを備えること を特徴とする請求項第６項に記載の記憶器。
8. ８．基本周波数の３倍の周波数で共振させるために３つのセグメントを備えるこ とを特徴とする請求項６に記載の記憶器。
9. ９．基本周波数の４倍の周波数で共振させるために４つのセグメントを備えるこ とを特徴とする請求項６記載の記憶器。
10. １０．前記磁歪性素子は固有周波数を低減するために質量を加えた長方形の磁歪 材ストリップからなることを特徴とする請求項１に記載の記憶器。
11. １１．前記磁歪性素子は横方向に伸長した突部を両端に有する長方形の磁歪材ス トリップからなることを特徴とする請求項１に記載の記憶器。
12. １２．横方向に伸長した前記突部では、素子が通常Ｈ字形となっていることを特 徴とする請求項１１に記載の記憶器。
13. １３．横方向に伸長した前記突部はそれぞれＬ字形で、素子の両端部はそれぞれ Ｅ字形をしていることを特徴とする請求項１１に記載の記憶器。
14. １４．前記バイアスフィールドパターンは、複数の成分を備えるここで、そのう ち少なくても１つは、それ自身或は他の成分の少なくとも１つにおける共振とは 異なるモードで前記磁歪性素子に共振を起こさせる、 ことを特徴とする請求項１に記載の記憶器。
15. １５．前記礎歪性素子は長方形のストリップであり、前記バイアスフィールドは 、素子において、縦方向の振動をもたらす第１成分と、素子面において、たわみ 振動をもたらす第２成分とを備えることを特徴とする請求項１に記載の記憶器。
16. １６．前記磁歪性素子は長方形のストリップであり、前記バイアスフィールドは 少なくても２つの成分を備えるここで、このうち１つは、縦方向の振動をもたら し、他の成分はストリップの少なくてもある一部分を、横方向に伸張または縮小 させる ことを特徴とする請求項１に記載の記憶器。
17. １７．前記バイアスフィールド生成手段は、硬質の磁性体で構成された部材、或 はそれを含む部材からなる、 ここで、前記硬質の磁性体には、前記バイアスフィールドパターンを生成するた めに、磁気パターンが記憶されていている、ことを特徴とする請求項１乃至１６ のいずれかに記載の記憶器。
18. １８．前記素子の領域における呼掛フィールドによって生成された磁束を収束す る手段を、磁歪性素子領域に配置すろことを特徴とする請求項１乃至１７に記載 の記憶器。
19. １９．前記磁束収束手段は透磁率の高い軟磁性体である第１部材と第２部材から なり、その間には前記磁歪性素子が配置されていることを特徴とする請求項１８ 記載の記憶器。
20. ２０．前記磁束収束手段は、開口部を有する非磁性体部材からなり、前記磁歪性 素子はその開口部を通して延びておりり、前記非磁性体部材は前記開口部で磁束 が収束するように形成されていることを特徴とする請求項１８に記載の記憶器。
21. ２１．前記フィールドパターンは前記装置が識別できるように符号化されろこと を特徴とする識別装置として構成された請求項１乃至２０記載の記憶器。
22. ２２．呼掛領域に前記所定の周波数で呼掛交番フィールドを生成する手段と、前 記所定周波数で前記装置の共振を電磁的に検出することで、前記呼掛領域内での 前記装置の存在を検出する手段と を備える請求項２１に記載の少なくとも１つの前記装置を備える識別システム。
23. ２３．請求項２２のシステムであって、複数の前記装置を備え、前記各装置は、 Ｍ個の周波数から選択されたＮ個の周波数で共振するよう符号化されているここ で、ＮはＭより小さく、 前記呼掛フィールド生成手段と検出手段はＭ個の周波数で作用することを特徴と する請求項２２に記載のシステム。
24. ２４．Ｎの値は３で、Ｍの値は１２であることを特徴とする請求項２３に記載の システム。
25. ２５．前記装置内の磁歪性素子はすべて同じ構成であり、前記Ｍ個の周波数は前 記素子の基本周波数の高調波からなることを特徴とする請求項２２或は請求項２ ３に記載のシステム。
26. ２６．前記Ｍ個の周波数はさらに前記基本周波数からなることを特徴とする請求 項２１に記載のシステム。
27. ２７．データ記憶器及び装置であって、磁歪性素子と 磁気フィールド生成手段と ここで、前記磁気フィールド生成手段は前記素子にフィールドパターンを与え、 所定周波数の与えられた呼掛交番フィールドに呼応して、前記素子が自身の固有 周波数より高い所定周波数で共振させるようにした を備えることを特徴とするデータ記憶器及び装置。
28. ２８．データ記憶器及び装置であって、磁歪性素子と、 磁気フィールド生成手段と ここで、前記磁気フィールド生成手段は前記素子にフィールドパターンを与え、 所定周波数の与えられた呼掛交番フィールドに呼応して、前記素子が前記所定の 所定周波数で共振させるようにした、 ここで、前記フィールドパターンは滑らかな曲線関数のように変化する強度を有 する、 を備えることを特徴とするデータ記憶器及び装置。
29. ２９．前記関数は正弦関数、または２つ以上の正弦関数の合成であることを特徴 とする請求項２８に記載のデータ記憶器及び装置。
30. ３０．データ記憶器及び装置であって、磁歪性素子と、 磁気フィールド生成手段と ここで、前記磁気フィールド生成手段は、前記素子にフィールドパターンを与え 、その所定周波数の与えられた呼掛交番フィールドに呼応して、前記素子が前記 所定の所定周波数で共振させるようにした、 ここで、前記フィールドパターンの強度は、前記素子の端部或はエッジにおいて 実貧的にはゼロになる、を備えることを特徴とするデータ記憶器及び装置。
31. ３１．データ記憶器であって、 磁歪性素子と、 前記素子にバイアスフィールドパターンを与え、適切な周波数の交番フィールド に呼応して前記素子が非縦モードで共振させる磁気フィールド生成手段とを備え ることを特徴とするデータ記憶器。
32. ３２．前記素子は磁歪性材質の長方形のストリップであり、非縦モードは前記ス トリップ面におけるたわみモードであることを特徴とする請求項２１に記載のデ ータ記装器。
33. ３３．前記素子は磁歪性材質の長方形のストリップであり、前記非縦モードは、 前記ストリップの両端部における横方向の伸張と縮小に関し、そのストリップの ほぼ中間部では実質的に無圧力であることを特徴とする請求項３１に記載のデー タ記憶器。
34. ３４．データ記憶器或は装置の製造方法であって、前記フィールドパターンを前 記硬質磁性素子に記録する場合、非記録状態にある初期位置から記憶装置と素子 を移動させ、記録状態にあって、再び記録状態とならないような最終位置にさせ る、ここで、前記記録装置には、なだらかな曲線関数を有する信号を提供する、 但し、この信号は前記ヘッド及び前記素子の初期位置で開始させ、その最後で停 止する、 を特徴とするデータ記憶器或は装置の製造方法。
35. ３５．表示装置であって、 複数の異なる位置に移動可能な部材と、磁歪手段と、 前記磁歪手段に磁気的に歪みを加える磁気フィールド生成手段とここで、前記磁 歪手段と磁気フィールド生成手段は前記移動可能部材と関連し、この可動部材の 異なる位置に対して、前記磁歪手段がそれぞれ異なる所定周波数で共振する、こ れにより、前記磁歪手段が異なる周波数の呼掛フィールドを生成し、その共振を 検出することで前記移動可能部材の位置を判別する を備えることを特徴とする表示装置。
36. ３６．磁気的読取り表示器であって、 磁歪手段と、 前記磁歪手段に磁気バイアスフィールドを与える手段と、磁歪手段とフィールド 生成手段の関係を変化させ、及び／或は、計測または表示されようとする変数ま たは量に関する関数として、バイアスフィールドを変化させる手段と これは、前記磁歪手段が、前記変数または量の値によって異なる周波数の呼掛交 番フィールドに呼応させるためである、を備えることを特徴とする磁気的読取り 表示器。
37. ３７．数値表示装置であって、 変数の機能として互いに関達する第１と第２の部材と、前記部材の一方に設けら れた第１のタイプの複数の素子と、ここで、少なくとも第２のタイプの素子の１ つは、前記部材の他方にある、また、前記タイプの一つ磁歪タイプで、他方は磁 気バイアスフィールドを生成するタイプである、前記素子は、 前記第１及び第２の部材が相対的に移動する場合に、前記複数の第１のタイプの 素子の中の異なる素子は、少なくとも１つの前記第２のタイプの素子と磁気的に 相互作用し、そして、前記部材の異なる位置毎に、異なる周波数の交番呼掛磁界 に応じた異なる周波数の磁歪共振を起こす、 ことを特徴とする数値表示装置。
38. ３８．前記第１タイプの素子は磁歪性素子であり異なる基本周波数を有すること を特徴とする請求項３７に記載の装置。
39. ３９．前記第１タイプの素子は互いに異なるフィールドパターンを生成するＤＣ 磁気フィールド生成素子であり、前記第２タイプの素子の少なくとも１つは磁歪 性素子であり、異なる周波数で共振するために前記異なるフィールドパターンに よりバイアスされることを特徴とする請求項３７に記載の装置。
40. ４０．前記第１タイプの素子は硬質の磁性体からなろそれぞれ分離した片）から なることを特徴とする請求項３９に記載の装置。
41. ４１．前記第１タイプの素子は硬質の磁性体の単一片の異なる部分から構成され ており、前記異なる部分はそれぞれ異なる磁気パターンで磁化されていることを 特徴とする請求項３９に記載の装置。
42. ４２．磁気検出可能な磁歪器であって、呼掛交番磁気フィールドに呼応する磁歪 性素子と、前記素子の近傍に配置され、前記磁歪性素子を含む領域に呼掛フィー ルドの磁束を収束する手段と を備えることを特徴とする磁気検出可能な磁歪器。
43. ４３．前記磁束収束手段は、透磁率が高い軟磁性体の第１部材と第２部材からな り、その間に前記素子が配置されることを特徴とする請求項４２に記載の磁歪器 。
44. ４４．前記磁束収束手段は、開口部を有し、その開後部を通して前記素子が延び ている非磁性体部材から構成さ、前記非磁性体部材は、前記開口部で磁束を収束 させるように構成されることを特徴とする請求項４２に記載の磁歪器。