JP2012164086A - 検知装置、検知システム、および検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 誤検知を抑制しつつ、特定の領域内における物体、人物などの存在を検知することができる検知装置、検知システム、および検知方法を提供する。
【解決手段】 検知装置は、コイルが発生する交流磁界強度を、コイルが形成する平面上の軸成分と、コイルが形成する平面と垂直方向の軸成分とに分離して検出する検出部と、平面上の軸成分と垂直方向の軸成分との比率に応じて、検出部が所定の領域内に存在するか否かを判定する判定部と、を備えるものである。
【選択図】 図３

Description

本発明は、検知装置、検知システム、および検知方法に関する。

部屋などの区切られた領域内の物体、人物などを検知する方法として、磁界検出システムを使用することがある。この磁界検出システムでは、磁界強度を検出して固有の識別信号を発信する磁界検出装置を、検知対象（物体、人物など）に装備させる。一方、区切られた領域にはコイルを設置し、このコイルに交流電流を流すことによって磁界を発生させる。それにより、領域内に一定強度以上の磁界を発生させることができる。磁界検出装置は、磁界を検出した場合に、検知対象が領域内に存在すると判断して信号を発信する。

例えば、特許文献１は、ＲＦＩＤタグにＸＹＺ方向の３次元磁界検出コイルを設け、磁界のＸＹＺ方向のベクトル成分を検出し、磁界強度が一定レベルを超える場合にＲＦＩＤタグの識別信号を送信する技術を開示している。

特開２００８−２１７４９６号公報

ところで、セキュリティシステムでは、区切られた領域の外での誤検知を防止する必要がある。すなわち、領域外の磁界強度を、磁界検出装置が領域内として検出する強度以下としなくてはならない。しかしながら、領域内の磁界が一定以上の強度になるようにコイルで磁界を発生させると、磁界の性質上、領域外にも磁界が発生する。特許文献１の技術では、領域外でも一定強度以上の磁界が検出されてしまうため、誤検知が生じるおそれがある。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、誤検知を抑制しつつ、特定の領域内における物体、人物などの存在を検知することができる検知装置、検知システム、および検知方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、明細書開示の検知装置は、コイルが発生する交流磁界強度を、前記コイルが形成する平面上の軸成分と、前記コイルが形成する平面と垂直方向の軸成分とに分離して検出する検出部と、前記平面上の軸成分と前記垂直方向の軸成分との比率に応じて、前記検出部が所定の領域内に存在するか否かを判定する判定部と、を備えるものである。

上記課題を解決するために、明細書開示の検知システムは、コイルが発生する交流磁界強度を、前記コイルが形成する平面上の軸方向と、前記コイルが形成する平面と垂直方向の軸成分とに分離して検出する検出部と、前記平面上の軸成分と前記垂直方向の軸成分との比率に応じて、前記検出部が所定の領域内に存在するか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果を送信する送信部と、を備える検知装置と、前記検知装置の送信部から送信される信号を受信する受信機と、を備えるものである。

上記課題を解決するために、明細書開示の検知方法は、検出部を用いて、コイルが発生する交流磁界強度を、前記コイルが形成する平面上の軸成分と、前記コイルが形成する平面と垂直方向の軸成分とに分離して検出し、前記平面上の軸成分と前記垂直方向の軸成分との比率に応じて、前記検出部が所定の領域内に存在するか否かを判定する、ものである。

明細書開示の検知装置、検知システム、および検知方法によれば、誤検知を抑制しつつ、特定の領域内における物体、人物などの存在を検知することができる。

実施例１に係る検知システムの全体構成を説明するためのブロック図である。 （ａ）は領域αを鉛直上方から見た透過図であり、（ｂ）は領域αのβ−β線断面図である。 検知装置の全体構成を説明するためのブロック図である。 磁界分布情報を説明するための図である。 コイルが発生するＺ軸方向の磁界を模式的に表した図である。 （ａ）はＸ軸と磁界強度Ｈｘとの関係を説明するための図であり、（ｂ）はＸ軸と磁界強度Ｈｙとの関係を説明するための図であり、（ｃ）はＸ軸と磁界強度Ｈｚとの関係を説明するための図である。 コイルと磁界強度との関係を説明するための図である。 （ａ）はコイルが形成する平面に対するｌｉｎｅ１の高さを説明するための図であり、（ｂ）はコイルの平面図である。 「ｒ_１」と「ｒ_３」との関係を説明するための図である。 （ａ）はＸ軸方向成分とＺ軸方向成分との磁界強度比率（Ｈｘ／Ｈｚ）を説明するための図であり、（ｂ）はＹ軸方向成分とＺ軸方向成分との磁界強度比率（Ｈｙ／Ｈｚ）を説明するための図である。 しきい値ａ，ｂ，ｃを設定する際に設定装置によって実行されるフローチャートの一例を説明するための図である。 検知装置が領域α内に存在するか否かを判定する際に実行するフローチャートの一例を説明するための図である。

以下、図面を参照しつつ、実施例について説明する。

図１は、実施例１に係る検知システム２００の全体構成を説明するためのブロック図である。図１を参照して、検知システム２００は、検知装置１００、交流電流供給源２１０、コイル２２０、受信機２３０、管理サーバ２４０、設定装置２５０などを含む。

交流電流供給源２１０は、コイル２２０に交流電流を供給する。それにより、コイル２２０は、交流磁界を発生させる。検知装置１００は、自装置が所定の領域α内に位置するか否かを検知し、位置する場合には信号を送信する。受信機２３０は、検知装置１００から信号を受信した場合に、管理サーバ２４０に信号を送信する。以上の構成により、検知装置１００を携帯する人物、検知装置１００を装備した物体などが所定の領域α内に位置するか否かを検知することができる。なお、検知装置１００が用いる各パラメータは、設定装置２５０によって設定される。

図２（ａ）および図２（ｂ）は、上記領域αの一例について説明するため模式図である。図２（ａ）は、領域αを鉛直上方から見た透過図である。図２（ｂ）は、領域αのβ−β線断面図である。図２（ａ）および図２（ｂ）を参照して、領域αは、壁面で囲まれた直方体内部の領域である。コイル２２０は、いずれかの壁面の外周部を囲むように配置されている。それにより、コイル２２０は、領域αを平面的に囲む。言い換えれば、領域αは、コイル２２０が形成する平面を該平面と垂直方向に伸ばした領域に含まれる。

図２（ａ）および図２（ｂ）の例では、コイル２２０は、領域αの床の外周を囲むように配置されている。また、コイル２２０は、図２（ａ）および図２（ｂ）の例では領域Ａを画定する内壁に沿って配置されているが、外壁に沿って配置されていてもよい。また、コイル２２０は、図２（ａ）および図２（ｂ）の例では領域αの床の外周を囲んでいるが、領域αの天井の外周を囲んでいてもよく、床と天井との間の外周を囲んでいてもよい。

図３は、検知装置１００の全体構成を説明するためのブロック図である。図３を参照して、検知装置１００は、磁界検出部１０、角度検出部２０、記憶部３０、演算部４０、制御部５０、送信部６０などを含む。

磁界検出部１０は、コイル２２０が発生する交流磁界強度を、コイル２２０が形成する平面上の２軸方向の成分と、コイル２２０が形成する平面と垂直方向の成分とに分離して検出するセンサである。一例として、磁界検出部１０は、３軸センサであり、Ｘ軸センサ１１ｘ、Ｙ軸センサ１１ｙ、Ｚ軸センサ１１ｚ、およびアンプ１２ｘ，１２ｙ，１２ｚを含む。Ｘ軸センサ１１ｘ、Ｙ軸センサ１１ｙおよびＺ軸センサ１１ｚは、コイルおよびコンデンサを含む共振回路を用いて、コイル２２０が発生する磁束の変化により生じる起電力を検出する。Ｘ軸センサ１１ｘ、Ｙ軸センサ１１ｙおよびＺ軸センサ１１ｚは、互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向の磁束変化により生じる起電力を検出する。Ｚ軸方向は、コイル２２０が形成する平面と垂直をなす方向である。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は、コイル２２０が形成する平面において互いに直交する２方向である。

Ｘ軸センサ１１ｘは、Ｘ軸方向の起電力を検出する。Ｙ軸センサ１１ｙは、Ｙ軸方向の起電力を検出する。Ｚ軸センサ１１ｚは、Ｚ軸方向の起電力を検出する。アンプ１２ｘは、Ｘ軸センサ１１ｘの出力信号を増幅して出力する。アンプ１２ｙは、Ｙ軸センサ１１ｙの出力信号を増幅して出力する。アンプ１２ｚは、Ｚ軸センサ１１ｚの出力信号を増幅して出力する。

３軸センサが検出する軸方向は、上記の直交する３軸からずれることがある。そこで、角度検出部２０は、ジャイロセンサなどを用いて、Ｘ軸センサ１１ｘ、Ｙ軸センサ１１ｙ、Ｚ軸センサ１１ｚが検出する軸方向がＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からそれぞれずれた角度θｘ，θｙ，θｚを測定して、出力する。

記憶部３０は、測定強度記憶部３１、測定角度記憶部３２、磁界情報記憶部３３、および条件記憶部３４を含む。測定強度記憶部３１は、アンプ１２ｘの出力値を測定磁界強度Ｈｘとして記憶し、アンプ１２ｙの出力値を測定磁界強度Ｈｙとして記憶し、アンプ１２ｚの出力値を測定磁界強度Ｈｚとして記憶する。測定角度記憶部３２は、角度θｘ，θｙ，θｚを記憶する。磁界情報記憶部３３は、磁界分布情報を記憶する。条件記憶部３４は、しきい値条件を記憶する。磁界分布情報およびしきい値条件の詳細については後述する。

演算部４０は、補正部４１および処理部４２を含む。補正部４１は、測定強度記憶部３１から測定磁界強度Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚを取得し、測定角度記憶部３２から角度θｘ，θｙ，θｚを取得する。補正部４１は、角度θｘを用いて測定磁界強度Ｈｘを補正することによって、Ｘ軸方向の補正磁界強度Ｈｘ´を求める。また、補正部４１は、角度θｙを用いて測定磁界強度Ｈｙを補正することによって、Ｙ軸方向の補正磁界強度Ｈｙ´を求める。さらに、補正部４１は、角度θｚを用いて測定磁界強度Ｈｚを補正することによって、Ｚ軸方向の補正磁界強度Ｈｚ´を求める。

処理部４２は、磁界情報抽出部４３、比較部４４、比率算出部４５、および判定部４６として機能する。磁界情報抽出部４３は、磁界情報記憶部３３から磁界分布情報Ｈｘｎ，Ｈｙｎ，Ｈｚｎ（ｎは１以上の整数）を取得して比較部４４に与える。比較部４４は、補正部４１が求めた補正磁界強度Ｈｘ´，Ｈｙ´、Ｈｚ´と磁界分布情報Ｈｘｎ，Ｈｙｎ，Ｈｚｎとを比較し、その結果を判定部４６に与える。比率算出部４５は、補正部４１が求めた補正磁界強度Ｈｘ´，Ｈｙ´，Ｈｚ´の比率を算出し、判定部４６に与える。判定部４６は、比較部４４または比率算出部４５から与えられた情報に基づいて、磁界検出部１０が領域α内に存在するか否かを判定し、その結果を制御部５０に与える。

なお、磁界検出部１０が領域α内に存在するか否かを判定することによって、検知装置１００が領域α内に存在するか否かを判定することができる。検知装置１００が領域αに存在するか否かを判定することによって、検知装置１００を携帯する人物、検知装置１００を装備した物体などが領域αに存在するか否かを判定することができる。

制御部５０は、検知装置１００が領域α内に存在すると判定された場合には送信部６０に信号を送信させ、検知装置１００が領域α内に存在すると判定されなかった場合には送信部６０に信号を送信させない。あるいは、制御部５０は、検知装置１００が領域α内に存在すると判定された場合と判定されなかった場合とで、送信部６０に異なる信号を送信させてもよい。このように、送信部６０は、判定部４６の判定結果を送信する。なお、送信部６０は、判定部４６の判定結果を送信する際に、検知装置１００の識別情報を併せて送信してもよい。それにより、管理サーバ２４０は、いずれの検知装置が領域α内に存在するか否かを判定することができる。

続いて、磁界分布情報について説明する。図４は、磁界分布情報を説明するための図である。領域α内の各ブロック（位置）における磁界強度は、コイル２２０に流す交流電流の大きさに応じて定まる。したがって、領域α内の各ブロックにおける磁界強度をあらかじめ取得することができる。図４の各値は、コイル２２０によって発生する、領域α内の各ブロックにおけるＸ軸方向の磁界強度（磁界分布情報Ｈｘｎ）、Ｙ軸方向の磁界強度（磁界分布情報Ｈｙｎ）およびＺ軸方向の磁界強度（磁界分布情報Ｈｚｎ）の一例である。図４の例では、「ｎ」は１〜９のいずれかの値を示す。「Ｎ／Ａ」は領域αの外を意味する。

補正部４１によって求められた補正磁界強度Ｈｘ´，Ｈｙ´，Ｈｚ´の組み合わせと図４のいずれかのブロックの値の組み合わせとが一致する場合には、検知装置１００が領域α内に存在すると判断することができる。なお、領域α内の磁界強度は連続的に変化するため、領域α内の位置に応じて磁界強度は連続的に変化している。したがって、補正磁界強度Ｈｘ´，Ｈｙ´，Ｈｚ´の組み合わせと図４のいずれかのブロックの値の組み合わせとが完全一致していなくてもよい。具体的には、補正磁界強度Ｈｘ´，Ｈｙ´，Ｈｚ´の各値が、図４のいずれかのブロックの値を含む所定範囲に含まれていれば、検知装置１００が領域α内に存在すると判断することができる。

続いて、しきい値条件について説明する。磁界情報記憶部３３に磁界情報が記憶されていない場合などには、しきい値を用いて、検知装置１００が領域α内に存在するか否かを判定することができる。本実施例においては、しきい値条件には、第１しきい値ａ、第２しきい値ｂ、および第３しきい値ｃが含まれる。

図５は、コイル２２０が発生するＺ軸方向の磁界を模式的に表した図である。図５の例では、コイル２２０が矩形状を有していると仮定する。コイル２２０が形成する矩形の各頂点を点Ｐ、点Ｑ、点Ｒ、および点Ｓとする。点Ｐと点Ｑとで形成される辺を第１辺とし、点Ｑと点Ｒとで形成される辺を第２辺とし、点Ｒと点Ｓとで形成される辺を第３辺とし、点Ｓと点Ｐとで形成される辺を第４辺とする。Ｘ軸正方向は、点Ｓから点Ｐに向かう方向および点Ｒから点Ｑに向かう方向である。Ｙ軸正方向は、点Ｐから点Ｑに向かう方向および点Ｓから点Ｒに向かう方向である。Ｚ軸正方向は、点ＰＱＲＳで形成される平面と垂直な方向であり、図２（ｂ）の例では、領域αの床から天井に向かう方向である。

Ｚ軸方向において磁界検出部１０が検出可能な強度以上の所定値を第１しきい値ａとする。領域α内において第１しきい値ａ以上の強度でＺ軸方向の磁界を発生させると、領域αの外にもＺ軸方向の磁界強度が第１しきい値ａ以上となる領域βが広がる。したがって、Ｚ軸方向の磁界強度のみを用いて領域αの内外を判定すると、領域βにおいて誤検知が生じるおそれがある。そこで、本実施例においては、各軸方向の磁界強度の比を用いて領域αの内外を判定する。

図６（ａ）は、Ｘ軸と磁界強度Ｈｘとの関係を説明するための図である。図６（ｂ）は、Ｘ軸と磁界強度Ｈｙとの関係を説明するための図である。図６（ｃ）は、Ｘ軸と磁界強度Ｈｚとの関係を説明するための図である。磁界強度Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚは、コイル２２０が発生する磁界のＸ軸成分、Ｙ軸成分およびＺ軸成分である。図６（ａ）〜図６（ｃ）において、第１ラインは、図５において第１辺ＰＱの中心および第３辺ＲＳの中心を通る線であり、第２ラインは、第４辺ＳＰを通る線である。また、第１ラインおよび第２ラインは、Ｚ軸方向「ゼロ」を通る。

図６（ａ）を参照して、磁界強度Ｈｘは、第２ラインよりも第１ラインにおいて大きくなる。また、磁界強度Ｈｘは、第１ラインおよび第２ラインのいずれにおいても、領域αの中心においてゼロを示し、中心から離れるに従って大きくなり、領域αの外側で極大値となり、領域αからさらに離れるに従って小さくなる。したがって、磁界強度Ｈｘは、領域αにおいては、中心から離れるに従って大きくなる。磁界強度Ｈｘが領域αの外で極大値を示す理由を以下で説明する。

まず、領域α内の所定点Ｔ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）における磁界強度について説明する。図７は、コイル２２０と磁界強度との関係を説明するための図である。コイル２２０を流れる電流Ｉは、第４辺ＳＰの中心付近から点Ｐ、点Ｑ、点Ｒ、点Ｓの順に流れ、第４辺ＳＰの中心付近から取り出される。コイル２２０のターン数を「Ｎ」とする。コイル２２０が形成する矩形平面からの点Ｔの高さを「ｈ」とする。第２辺ＱＲおよび第４辺ＳＰの長さを「Ｌ_１」とする。第１辺ＰＱおよび第３辺ＲＳの長さを「Ｌ_２」とする。辺ＴＰと辺ＰＱとがなす角度を「θ_１」とする。辺ＴＱと辺ＰＱとがなす角度を「θ_２」とする。点Ｔと第１辺ＰＱとの距離を「ｒ_１」とする。

点Ｔが第１辺ＰＱから受ける磁界Ｈ_１は、下記式（１）で表される。

磁界Ｈ_１がＸ軸となす角度をθ_３とすると、磁界Ｈ_１のＺ軸成分Ｈ_１Ｚは下記式（２）で表され、磁界Ｈ_１のＸ軸成分Ｈ_１Ｘは下記式（３）で表される。点Ｔが第２辺ＱＲから受ける磁界Ｈ_２、第３辺ＲＳから受ける磁界Ｈ_３、および第４辺ＳＰから受ける磁界Ｈ_４についても、同様の式で求めることができる。

したがって、点Ｔにおける磁界のＸ軸成分Ｈ_Ｘは下記式（４）で表され、Ｙ軸成分Ｈ_Ｙは下記式（５）で表され、Ｚ軸成分Ｈ_Ｚは下記式（６）で表される。なお、Ｈ_３ｘは、磁界Ｈ_３のＸ軸成分である。Ｈ_２ｙは、磁界Ｈ_２のＹ軸成分である。Ｈ_４ｙは、磁界Ｈ_４のＹ軸成分である。Ｈ_２ｚは、磁界Ｈ_２のＺ軸成分である。Ｈ_３ｚは、磁界Ｈ_３のＺ軸成分である。Ｈ_４ｚは、磁界Ｈ_４のＺ軸成分である。

続いて、第２辺ＱＲと第４辺ＳＰとの間の領域におけるＸ軸方向の線（ｌｉｎｅ１）上の磁界強度について説明する。図８（ａ）は、コイル２２０が形成する平面に対するｌｉｎｅ１の高さを説明するための図であり、コイル２２０を第４辺ＳＰ側からみた正面図である。図８（ｂ）は、コイル２２０の平面図である。図８（ａ）および図８（ｂ）を参照して、ｌｉｎｅ１の高さは「ｈ」であり、ｌｉｎｅ１の第４辺ＳＰからＹ軸方向の距離は「ｄ」である。ｌｉｎｅ１上の任意の点と第３辺ＲＳとの距離を「ｒ_３」とする。

ここで、ｌｉｎｅ１上において、ｒ_１＜ｒ_３およびｒ_３≧√２の関係を満たす範囲のＸ軸方向の磁界強度Ｈｘについて説明する。なお、Ｌ_１＝１、Ｌ_２＝３、ｈ＝１、ｄ＝１．５、Ｉ＝１．５の条件が成立するものとする。この場合、磁界強度Ｈｘは、下記式（７）のように表すことができる。なお、距離ｒ_１と距離ｒ_３との関係は、下記式（８）のように表すことができる。式（７）において、「θ_４」は辺ＴＲと辺ＲＳとがなす角度であり、「θ_５」は辺ＴＳと辺ＲＳとがなす角度であり、「θ_６」は磁界Ｈ_３がＸ軸となる角度である。

磁界強度Ｈｘの極大値とその座標は、式（７）の微分関数がゼロとなる「ｒ_１」、「ｒ_３」の値から求めることができる。図９は、「ｒ_１」と「ｒ_３」との関係を説明するための図である。図９を参照して、式（７）の極大値は、第１辺ＰＱの上ではなく、コイル２２０の外側に位置する。以上のことから、磁界強度Ｈｘは、領域αの外で極大値を示す。

再度、図６（ｂ）を参照して、磁界強度Ｈｙは、第１ラインのどの点においてほぼゼロとなる。これは、第２辺ＱＲが発生する磁界と第４辺ＳＰが発生する磁界とが互いに相殺するからである。磁界強度Ｈｙは、第１ラインから離れるに従って、所定の大きさを有するようになる。例えば。磁界強度Ｈｙは、第２ラインでは、領域αの中心部で極大となり、領域αの中心から離れるに従って小さくなる。

図６（ｃ）を参照して、磁界強度Ｈｚは、領域αの中心部で極大となり、領域αの中心から離れるに従って小さくなる。したがって、磁界強度Ｈｚは、コイル２２０が形成する矩形状の各頂点において最も小さくなる。

図６（ａ）〜図６（ｃ）で説明したように、コイル２２０が発生する磁界は、位置に応じて、また各軸成分に応じて、異なる強度分布を有する。領域α内でＺ軸方向の磁界強度が最も小さくなる点を基準点として理想モデルに用いる。矩形状を有するコイル２２０では、各頂点が基準点となる。本実施例においては、点Ｓを基準点として用いることにする。基準点における磁界強度を（Ｈｘｒｅｆ，Ｈｙｒｅｆ，Ｈｚｒｅｆ）と表す。Ｌ_１＝１、Ｌ_２＝３、ｈ＝１、Ｉ＝１．５、Ｎ＝１とすると、上記基準点の磁界強度を値にすると、（５９３，８０８，６４８）となる。この例では、第１しきい値ａは、「６４８」またはそれ以下に設定される。領域α内すべてが第１しきい値ａを十分に超えるためのマージンを考慮して、第１しきい値ａは、例えばＨｚｒｅｆ×０．８に設定される（ａ＝５１８）。

領域α内のＺ軸方向成分は、すべてａ＝５１８以上になる一方、領域α外でもａ＝５１８以上になる位置がある。ここで、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の強度分布が異なる点を利用し、Ｚ軸方向成分とＸ軸方向成分との強度比率およびＺ軸方向成分とＹ軸方向成分との強度比率をそれぞれ算出し、領域αの内外の判定に利用する。

図１０（ａ）は、Ｘ軸方向成分とＺ軸方向成分との磁界強度比率（Ｈｘ／Ｈｚ）を説明するための図である。図１０（ｂ）は、Ｙ軸方向成分とＺ軸方向成分との磁界強度比率（Ｈｙ／Ｈｚ）を説明するための図である。図１０（ａ）および図１０（ｂ）においては、第１ラインおよび第２ラインの両方が描かれている。

図１０（ａ）を参照して、第１ラインおよび第２ラインのいずれにおいても、Ｈｘ／Ｈｚは、領域α内において、中心でゼロを示し、中心から離れるに従って大きくなる。したがって、領域αの端におけるＨｘ／Ｈｚを第２しきい値ｂとして用い、Ｈｘ／Ｈｚが第２しきい値ｂ未満であれば検知装置１００が領域α内に存在すると判定することができる。なお、Ｈｘ／Ｈｚは、基準点において最も大きくなるため、基準点におけるＨｘ／Ｈｚを第２しきい値ｂに設定することができる。本実施例においては、第２しきい値ｂ＝０．９２である。

図１０（ｂ）を参照して、第１ラインにおけるＨｙがゼロであることから、第１ラインにおけるＨｙ／Ｈｚはゼロである。第１ラインから離れるとＨｙが所定の大きさを有するようになることから、Ｈｙ／Ｈｚも所定の大きさを有するようになる。この場合、Ｈｙ（≠０）／Ｈｚは、領域α内において、中心で最も小さくなり、中心から離れるに従って大きくなる。したがって、領域αの端におけるＨｙ／Ｈｚを第３しきい値ｃとして用い、Ｈｙ／Ｈｚが第３しきい値ｃ未満であれば検知装置１００が領域α内に存在すると判定することができる。なお、Ｈｙ／Ｈｚは、基準点において最も大きくなるため、基準点におけるＨｙ／Ｈｚを第３しきい値ｃに設定することができる。本実施例においては、第３しきい値ｃ＝１．２５である。

表１は、領域αの内外の各点における磁界強度Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚおよび各比率の計算結果を示す。再度図５を参照して、点Ａは、第１ライン上において領域αの外に位置する点である。点Ｏは、領域αの中心点であり、第１ライン上に位置する。点Ｂは、頂点Ｓと一致する基準点であり、第２ライン上に位置する。点Ｃは、第２ラインの中心に位置する点である。点Ｄは、第１ラインにおいて領域αの端に位置する点である。点Ｅは、第１ラインと第２ラインとの間の任意の点である。

表１を参照して、領域α内においては、いずれの点におけるＨｚも、点ＢにおけるＨｚよりも大きくなった。また、領域α内においては、いずれの点におけるＨｘ／Ｈｚも、点ＢにおけるＨｘ／Ｈｚよりも小さくなった。さらに、領域α内においては、いずれの点におけるＨｙ／Ｈｚも、点ＢにおけるＨｙ／Ｈｚよりも小さくなった。したがって、点ＢにおけるＨｚの値またはそれ以下の値を第１しきい値ａとして用い、点ＢにおけるＨｘ／Ｈｚを第２しきい値ｂとして用い、点ＢにおけるＨｙ／Ｈｚを第３しきい値ｃとして用いることができる。

判定部４６は、Ｈｚ´が第１しきい値ａを上回り、かつ、（Ｈｘ´／Ｈｚ´）＜第２しきい値ｂおよび（Ｈｙ´／Ｈｚ´）＜第３しきい値ｃの少なくともいずれか一方が成立する場合に、検知装置１００が領域α内に存在すると判定する。この場合、誤判定を抑制することができる。なお、Ｈｚ´が第１しきい値ａを上回り、かつ、（Ｈｘ´／Ｈｚ´）＜第２しきい値ｂおよび（Ｈｙ´／Ｈｚ´）＜第３しきい値ｃの両方の関係が成立する場合に、磁界検出部１０が領域α内に存在すると判定してもよい。この場合、誤判定をより抑制することができる。

図１１は、しきい値ａ，ｂ，ｃを設定する際に設定装置２５０によって実行されるフローチャートの一例を説明するための図である。図１１を参照して、設定装置２５０は、パラメータ「Ｌ_１」、「Ｌ_２」、「ｈ」、「Ｉ」、「Ｎ」を設定する（ステップＳ１）。これらのパラメータは、ユーザによって設定装置２５０に入力される。

次に、設定装置２５０は、図５の基準点の座標（ｘ，ｙ，ｚ）を決定する（ステップＳ２）。次いで、設定装置２５０は、基準点における磁界強度（Ｈｘｒｅｆ，Ｈｙｒｅｆ，Ｈｚｒｅｆ）を計算する（ステップＳ３）。次に、設定装置２５０は、Ｈｚｒｅｆ×０．８を第１しきい値ａに設定し、Ｈｘｒｅｆ／Ｈｚｒｅｆを第２しきい値ｂに設定し、Ｈｙｒｅｆ／Ｈｚｒｅｆを第３しきい値ｃに設定する（ステップＳ４）。以上の手順により、各しきい値が設定される。これらのしきい値は、条件記憶部３４に記憶される。

図１２は、検知装置１００が領域α内に存在するか否かを判定する際に実行するフローチャートの一例を説明するための図である。図１２を参照して、磁界検出部１０は、任意の点（３軸センサの位置）における磁界強度（Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚ）を測定する（ステップＳ１１）。なお、測定された磁界強度は補正部４１によって補正され、補正磁界強度（Ｈｘ´，Ｈｙ´，Ｈｚ´）が求められる。次に、比率算出部４５は、磁界強度比率Ｈｘ´／Ｈｚ´，Ｈｙ´／Ｈｚ´を算出する（ステップＳ１２）。

次に、判定部４６は、Ｈｚ´が第１しきい値ａ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３において「Ｙｅｓ」と判定された場合、判定部４６は、検知装置１００が領域αの外にあると判定し（ステップＳ１７）、フローチャートの実行を終了する。ステップＳ１３において「Ｎｏ」と判定された場合、判定部４６は、磁界強度比率Ｈｘ´／Ｈｚ´が第２しきい値ｂ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４において「Ｙｅｓ」と判定された場合、判定部４６は、検知装置１００が領域αの外にあると判定し（ステップＳ１７）、フローチャートの実行を終了する。ステップＳ１４において「Ｎｏ」と判定された場合、判定部４６は、磁界強度比率Ｈｙ´／Ｈｚ´が第３しきい値ｃ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。

ステップＳ１５において「Ｙｅｓ」と判定された場合、判定部４６は、検知装置１００が領域αの外にあると判定し（ステップＳ１７）、フローチャートの実行を終了する。ステップＳ１５において「Ｎｏ」と判定された場合、判定部４６は、検知装置１００が領域αの内にあると判定し（ステップＳ１６）、フローチャートの実行を終了する。以上の手順により、検知装置１００が領域αの内外のいずれにあるか判定することができる。

本実施例によれば、コイル２２０が形成する平面上の軸成分と該平面と垂直方向の軸成分との比率を用いることによって、誤検知を抑制しつつ、領域α内における物体、人物などの存在を検知することができる。

なお、本実施例においては、磁界検出部１０は、３軸方向の磁界強度成分を検出しているが、少なくとも、コイル２２０が形成する平面上の軸成分と該平面と垂直方向をなす軸成分とを検出すればよい。また、本実施例においては、コイル２２０が形成する平面上の直行する２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）方向の磁界強度成分を直接検出しているが、それに限られない。例えば、コイル２２０が形成する平面上の直交しない２軸方向の磁界強度成分を検出し、直行する２軸方向の成分に変換してもよい。

また、本実施例においては領域αが直方体形状を有していたが、それに限られない。例えば、領域αは、多角柱、円柱、球などであってもよい。この場合、コイル２２０は、領域αを平面的に囲む形状を有していればよい。例えば、コイル２２０は、領域αの形状に合わせて、円形状、ひし形状、多角形状を有していてもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ 磁界検出部
１１ 軸センサ
１２ アンプ
２０ 角度検出部
３０ 記憶部
３１ 測定強度記憶部
３２ 測定角度記憶部
３３ 磁界情報記憶部
３４ 条件記憶部
４０ 演算部
４１ 補正部
４２ 処理部
４３ 磁界情報抽出部
４４ 比較部
４５ 比率算出部
４６ 判定部
５０ 制御部
６０ 送信部
１００ 検知装置
２００ 検知システム
２１０ 交流電流供給源
２２０ コイル
２３０ 受信機
２４０ 管理サーバ
２５０ 設定装置

Claims (10)

1. コイルが発生する交流磁界強度を、前記コイルが形成する平面上の軸成分と、前記コイルが形成する平面と垂直方向の軸成分とに分離して検出する検出部と、
   前記平面上の軸成分と前記垂直方向の軸成分との比率に応じて、前記検出部が所定の領域内に存在するか否かを判定する判定部と、を備えることを特徴とする検知装置。
2. 前記判定部は、前記垂直方向の軸成分が所定値を上回る場合において、前記垂直方向の軸成分に対する前記平面上の軸成分の比が所定値を下回る場合に、前記検出部が前記所定の領域内に存在すると判定することを特徴とする請求項１記載の検知装置。
3. 前記検出部は、コイルが発生する交流磁界強度のうち、前記コイルが形成する平面上の２軸成分を検出し、
   前記判定部は、前記垂直方向の軸成分が第１しきい値を上回る場合において、前記垂直方向の軸成分に対する前記２軸成分の一方の比が第２しきい値を下回りかつ前記垂直方向の軸成分に対する前記２軸成分の他方の比が第３しきい値を下回る場合に、前記検出部が前記所定の領域内に存在すると判定することを特徴とする請求項１記載の検知装置。
4. 前記第１しきい値は、前記所定の領域における前記垂直方向の軸成分の最小値以下の値であることを特徴とする請求項３記載の検知装置。
5. 前記第２しきい値および第３しきい値は、前記所定の領域における前記垂直方向の軸成分が最小値を示す点における、前記垂直方向の軸成分に対する前記２軸成分の各比以下の値であることを特徴とする請求項３または４記載の検知装置。
6. 前記コイルは、矩形状の巻線を有し、前記所定の領域を平面的に囲み、
   前記コイルが形成する平面上の２軸方向は、前記矩形状の互いに直交する各辺と一致することを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の検知装置。
7. 前記判定部の判定結果を送信する送信部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の検知装置。
8. 前記送信部は、前記検知装置の識別情報を送信することを特徴とする請求項７記載の検知装置。
9. コイルが発生する交流磁界強度を、前記コイルが形成する平面上の軸方向と、前記コイルが形成する平面と垂直方向の軸成分とに分離して検出する検出部と、前記平面上の軸成分と前記垂直方向の軸成分との比率に応じて、前記検出部が所定の領域内に存在するか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果を送信する送信部と、を備える検知装置と、
   前記検知装置の送信部から送信される信号を受信する受信機と、を備えることを特徴とする検知システム。
10. 検出部を用いて、コイルが発生する交流磁界強度を、前記コイルが形成する平面上の軸成分と、前記コイルが形成する平面と垂直方向の軸成分とに分離して検出し、
    前記平面上の軸成分と前記垂直方向の軸成分との比率に応じて、前記検出部が所定の領域内に存在するか否かを判定する、ことを特徴とする検知方法。

Images