JP4983194B2

JP4983194B2 - 物体検知装置

Info

Publication number: JP4983194B2
Application number: JP2006276512A
Authority: JP
Inventors: 邦廣高橋; マリオ布施; 昭治山口; 保憲黄田; 司松田; 英三栗原; 浩良井上
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2026-10-10
Also published as: JP2008097196A

Description

本発明は、磁性ワイヤが付与された被検知物体を検知する物体検知装置に関し、特に、対向して設置された２つの励磁コイルに印加させる励磁電流のうち、片方の励磁コイルに印加させる励磁電流と他方の励磁コイルに印加させる励磁電流との位相差を変動させることで磁界の死角を発生させないようにして、磁性ワイヤが付与された被検知物体を検知する精度を向上させる物体検知装置に関する。

近年、機密情報や個人情報等の漏洩防止、有価証券等の偽造防止、商品等の盗難防止等、セキュリティ強化を目的とする種々の装置が提供されている。

例えば、ゲートを通過することを禁止する記録紙等に磁性ワイヤを付与して、その記録紙がゲートに進入すると、ゲートに設けられている励磁コイルによって発生される交番磁界が記録紙に付与された磁性ワイヤに印加されて、磁性ワイヤの磁化反転に伴う急峻な磁気パルスをゲートの検知コイルによって検知して、ゲートに侵入した記録紙を検知することができる技術が知られている。

このような、磁性ワイヤが付与された記録紙を検知する検知ゲートについて図１０を参照して説明する。

図１０は、磁性ワイヤが付与された記録紙を検知する従来の検知ゲートである検知ゲート１０００について示す模式図であり、図１０（ａ）は励磁コイルＡ１００１と励磁コイルＢ１００２とが対向して配置される検知ゲート１０００を示す模式図である。

図１０（ａ）に示すように、検知ゲート１０００には励磁コイルＡ１００１と励磁コイルＢ１００２が対向するように配置され、励磁コイルＡ１００１、Ｂ１００２に交流電流が印加されて、励磁コイルＡ１００１、励磁コイルＢ１００２の周辺に交番磁界が発生される。

このようにして発生された交番磁界が記録紙に付与された磁性ワイヤに印加されることによって、磁性ワイヤに磁化反転が生じて急峻な磁気パルスが発生し、その磁気パルスを検知することで、磁性ワイヤが付与された記録紙が検知される。

記録紙が検知された後はブザー等による報知が行なわれ、記録紙の通過を防ぐことができる。

また、特許文献１には、励磁コイルに囲まれた空間部分に表示装置を設けることで、表示装置より商品情報等の情報を客に提供し、また、客に監視されているとの威圧感を与えず開放感を持たせることができ、検知ゲートの検知能力を低下させることなく、検知ゲートの空間を有効利用する物品監視システムが提案されている。
特開２００２−３１９０７７号公報

しかし、励磁コイルＡ１００１によって発生される磁界と励磁コイルＢ１００２によって発生される磁界とが干渉して検知ゲート間に死角が生じる状態が考えられる。

図１０（ｂ）は励磁コイルＡ１００１と励磁コイルＢ１００２に印加される交流電流を示す。

このように、励磁コイルＡ１００１と励磁コイルＢ１００２に交流電流が同位相で印加されるので、励磁コイルＡ１００１と励磁コイルＢ１００２から同位相の交番磁界が発生される。

次に、時刻ｔ１で、励磁コイルＡ１００１と励磁コイルＢ１００２の中点である点Ｐ１００３に、励磁コイルＡ１００１によって印加される磁界と励磁コイルＢ１００２によって印加される磁界とが干渉した結果生じる磁界について図１０（ｃ）を参照して説明する。

時刻ｔ１は、励磁コイルＡ１００１、励磁コイルＢ１００２に最大電流が流れる時刻である。

図１０（ｃ）は、時刻ｔ１のときに点Ｐ１００３において、励磁コイルＡ１００１によって印加される磁界Ｈａ１と励磁コイルＢ１００２によって印加される磁界Ｈｂ１とを示した上面図の模式図である（なお、発生が考えられる磁界の死角を説明する為に、励磁コイルＡ１００１が設置される面と平行な面の磁界成分について考慮するが、鉛直方向の磁界成分については考慮しないで説明を行なう。）。

図１０（ｃ）に示すように、励磁コイルＡ１００１によって点Ｐに印加される磁界Ｈａ１（参照番号１００４）と励磁コイルＢ１００２によって点Ｐに印加される磁界Ｈｂ１（参照番号１００５）とは、その大きさは等しく方向が１８０度逆向きである。

それで、磁界Ｈａ１と磁界Ｈｂ１とが干渉した結果、時刻ｔ１に励磁コイルＡ１００１と励磁コイルＢ１００２によって点Ｐに印加される磁界は０となると考えられる。

このように一時的にせよ磁界が０となっては、磁界を印加させて磁性ワイヤを検知する検知ゲート１０００にあっては、磁性ワイヤを検知する精度が落ちる可能性がある。

そこで、この発明は、対向して設置された２つの励磁コイルに印加させる励磁電流のうち、片方の励磁コイルに印加させる励磁電流と他方の励磁コイルに印加させる励磁電流との位相差を変動させることで磁界の死角を発生させないようにして、磁性ワイヤが付与された被検知物体を検知する精度を向上させる物体検知装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に、請求項１の発明の物体検知装置は、物体検知装置は、第１の励磁電流の印加により交番磁界を発生する第１の励磁コイルと、前記第１の励磁コイルに対向して配設され、第２の励磁電流の印加により交番磁界を発生する第２の励磁コイルと、前記第１の励磁コイルと前記第２の励磁コイルの間の空間内を通過する被検知物体に付与された磁性体に前記交番磁界により生じる信号を検知する検知コイルと、前記第１の励磁電流と前記第２の励磁電流との位相差を変化させるように制御する位相制御手段と、前記位相制御手段によって前記位相差を変化されたときの前記検知コイルが検知した前記信号による最大検知出力を検知する最大検知手段と、前記空間内の前記被検知物体の進入により前記信号が検知されると、該信号が検知された後に前記最大検知手段により前記最大検知出力が検知されたときの位相差に前記位相制御手段が制御する位相差を固定する位相差固定手段と、前記空間内の前記被検知物体の通過により前記信号が検知されている間、前記最大検知手段により検知した最大検知出力が変化した場合は、前記位相制御手段が制御する位相差を前記位相差固定手段により固定した位相差の近傍で変化させて前記位相差固定手段により固定した位相差の再調整を行う調整手段とを具備し、前記位相制御手段は、前記空間内の前記被検知物体の通過がなく前記信号が検知されなくなると、前記固定した位相差を変化させるように制御する、前記検知コイルの検知出力に基づき前記被検知物体を検知するように構成される。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記位相制御手段は、前記位相差を所定の速度で変化させる。

また、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記位相制御手段は、前記位相差を０度から３６０度まで連続的に変化させる。

この発明によれば、対向して設置された２つの励磁コイルに印加させる励磁電流のうち、片方の励磁コイルに印加させる励磁電流と他方の励磁コイルに印加させる励磁電流との位相差を変動させることで磁界の死角を発生させないようにして、磁性ワイヤが付与された被検知物体を検知する精度を向上させることができるという効果を奏する。

以下、本発明の物体検知装置に係わる検知ゲートの実施例について添付図面を参照して詳細に説明する。

まず、本発明の物体検知装置に係わる検知ゲート１００の構成について図１を参照して説明を行なう。

図１は、本発明の物体検知装置に係わる検知ゲート１００の構成を示したブロック図である。

図１に示すように、検知ゲート１００は、２つのゲートであるゲートＡ１１０とゲートＢ１２０とが対向して設置されており、ゲートＡ１１０には、励磁コイルＡ１１１、励磁回路１１２、検知コイル１１３、検知回路１１４が備えられ、他方のゲートＢ１２０には、励磁コイルＢ１２１、励磁回路１２２、検知コイル１２３、検知回路１２４が備えられ、検知回路１１４と検知回路１２４とは信号処理回路１３０に接続され、励磁回路１１２と励磁回路１２２とは位相制御回路１４０に接続される。

ゲートＡ１１０に設置される励磁コイルＡ１１１は励磁回路１１２と接続され、検知コイル１１３は検知回路１１４と接続される。

また、ゲートＢ１２０に設置される励磁コイルＢ１２１は、励磁コイルＡ１１１と対向して配設されて励磁回路１２２と接続され、ゲートＢ１２０に設置される検知コイル１２３は検知回路１２４と接続される。

励磁コイルＡ１１１（請求項１の第１の励磁コイルに相当）は、励磁回路１１２によって交流電流（請求項１の第１の励磁電流に相当）が印加され、交番磁界がゲート間の検知領域１５０に発生される。

励磁回路１１２は、励磁コイルＡ１１１より交番磁界を発生させるために、位相制御部１３０によって制御された交流電流を励磁コイルＡ１１１に印加する。

検知コイル１１３は、対向して設けられたゲート間の検知領域１５０に発生する磁界の変化によって誘導電流が流される。

検知回路１１４は、検知コイル１１３に流れた誘導電流を検知する。

励磁コイルＢ１２１（請求項１の第２の励磁コイルに相当）は、励磁回路１２２によって交流電流（請求項１の第２の励磁電流に相当）が印加され、交番磁界が発生される。

励磁回路１２２は、励磁コイルＢ１２１より交番磁界を発生させるために、位相制御部１３０によって制御された交流電流を励磁コイルＢ１２１に印加する。

検知コイル１２３は、対向して設けられたゲート間の検知領域１５０に発生する磁界の変化によって誘導電流が流される。

検知回路１２４は、検知コイル１２３に流れた誘導電流を検知する。

信号処理回路１３０は、検知回路１１４、検知回路１２４と接続され、それぞれの検知回路で検知された信号を基に、交番磁界成分を除去して、磁性ワイヤに磁場が印加されて発生する急峻な磁気パルスに対応するパルス信号を検知して、磁性ワイヤが付与された被検知物体の検知を行なう。

位相制御回路１４０は、励磁回路１１２、励磁回路１２２と接続され、励磁コイルＡ１１１に印加する交流電流と励磁コイルＢ１２１に印加する交流電流との位相差を調整して、励磁コイルＡ１１１より発生される交番磁界と励磁コイルＢ１２１より発生される交番磁界との位相差の調整を行なう。

なお、励磁コイルＡ１１１と励磁コイルＢ１２１に印加される交流電流は、交番磁界を発生させるための励磁電流である。

また、本実施例で示す位相差とは、励磁コイルＡ１１１に印加する交流電流と励磁コイルＢ１２１に印加する交流電流との位相差のことを示す。

このように構成される検知ゲート１００では、対向して設置された励磁コイルＡ１１１と励磁コイルＢ１２１によってゲートＡ１１０とゲートＢ１２０との間に交番磁界を発生させ、ゲート間に磁性ワイヤが付与された記録紙が通過しようとすると、ゲート間に発生している交番磁界によって記録紙に付与された磁性ワイヤに磁気反転が生じ急峻な磁気パルスが生じる。

この磁気パルスは磁性ワイヤの持つ大バルクハウゼン効果に伴う磁気パルスであり、また、磁性ワイヤは、Ｆｅ−Ｃｏ系アモルファス材の大バルクハウゼン効果を有する強磁性体であって記録紙に漉き込まれる形で付与される。

ゲート間に発生している交番磁界によって磁性ワイヤに磁気パルスが生じると、磁気パルスによって検知コイル１１３、１２３に生じる誘導電流を検知回路１１４、１２４が検知して、信号処理回路１３０が、検知回路１１４、１２４が検知した信号から交番磁界成分を除去して、磁性ワイヤが発する磁気パルスに対応するパルス信号が得られる。

磁性ワイヤのパルス信号が得られると、図示しない報知ブザーが作動して警備員が駆けつける等して記録紙の通過を防ぐことができる。

次に、検知ゲート１００で行なわれる処理について図２を参照して説明を行なう。

図２は検知ゲート１００で行なわれる励磁コイルの駆動の処理について示したフローチャートである。

検知ゲート１００で被検知物体の検知が始められると、検知ゲート１００の励磁コイルＡ１１１、励磁コイルＢ１２１に交流電流が印加され、検知領域１５０に交番磁界が発生される（ステップ２０１）。

励磁コイルＡ１１１、励磁コイルＢ１２１より交番磁界が発生されると、位相制御回路１４０によって、励磁回路１１２が励磁コイルＡ１１１に印加する交流電流と励磁回路１２２が励磁コイルＢ１２１に印加する交流電流との位相差が０度から３６０度まで連続的に一定の速度で変化するように調整されて、励磁コイルＡ１１１より発生される交番磁界と励磁コイルＢ１２１より発生される交番磁界との位相差が一定の速度で変化して磁界の死角が発生しないようにされる（ステップ２０２）。

このように検知ゲート１００では、励磁コイルＡ１１１に印加される励磁電流と励磁コイルＢ１２１に印加される励磁電流との位相差が連続的に変化されることで、励磁コイルＡ１１１より発生される交番磁界と励磁コイルＢ１２１より発生される交番磁界との位相差が連続的に変化して、検知領域１５０内に磁界の死角を発生させないように制御が行なわれる。

次に、位相制御回路１４０の制御によって発生する、励磁コイルＡ１１１に印加される交流電流と励磁コイルＢ１２１に印加される交流電流との位相差について図３を参照して説明を行なう。

図３は、励磁コイルＡ１１１より発生される交流電流と励磁コイルＢ１２１より発生される交流電流との位相差を示すグラフであり、図３（ａ）は励磁コイルＡ１１１に印加される交流電流を示したグラフであり、図３（ｂ）は励磁コイルＢ１２１に印加される交流電流を示したグラフである。

図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように励磁コイルＡ１１１に印加される交流電流と励磁コイルＢ１２１に印加される交流電流との位相差は、励磁コイルＡ１１１に印加される交流電流の位相よりも励磁コイルＢ１２１に印加される交流電流の位相が４５度進んでいる。

このように４５度の位相差が発生しているので、時刻がｔ２の時には、励磁コイルＡ１１１にはａ２の電流値による磁界が発生し、励磁コイルＢ１２１にはｂ２の電流値による磁界が発生する。

また、電流値ａ２と電流値ｂ２との大小関係は、図３（ａ）（ｂ）に示すようにｂ２＜ａ２である。

次に、図３を参照して説明したように、時刻がｔ２の時に、励磁コイルＡ１１１にａ２の電流が導通されて、また、励磁コイルＢ１２１にｂ２の電流が導通されて発生する磁界について図４を参照して説明を行なう。

図４は、時刻ｔ２において、励磁コイルＡ１１１にａ２の電流が導通されて、また、励磁コイルＢ１２１にｂ２の電流が導通されて発生する磁界について示した模式図であり、図４（ａ）は、時刻ｔ２において、励磁コイルＡ１１１と励磁コイルＢ１２１の中点である点Ｐ１６０に印加される磁界について、励磁コイルＡ１１１によって点Ｐ１６０に印加される磁界Ｈａ２（参照番号４０１）と励磁コイルＢ１２１によって点Ｐ１６０に印加される磁界Ｈｂ２（参照番号４０２）とを示す模式図であり、図４（ｂ）は磁界Ｈａ２と磁界Ｈｂ２とが干渉して発生する磁界Ｈ２を示す模式図である。

励磁コイルＡ１１１に印加される交流電流と励磁コイルＢ１２１に印加される交流電流との位相差が４５度ずれている時刻ｔ２においては、図４（ａ）に示すように、励磁コイルＡ１１１に印加されるａ２の電流によって磁界Ｈａ２が印加され、励磁コイルＢ１２１に印加されるｂ２の電流によって磁界Ｈｂ２が印加される。

電流値のａ２とｂ２との大小関係は、ｂ２＜ａ２であるので、図４（ａ）に示すように点Ｐに印加される磁界Ｈｂ２（参照番号４０２）より磁界Ｈａ２（参照番号４０１）の方が大きい。

このように時刻ｔ２において点Ｐに磁界Ｈｂ２（参照番号４０２）と磁界Ｈａ２（参照番号４０１）とが印加されると、それぞれの磁界の方向は図４（ａ）に示すように逆向きなので、それぞれの磁界が干渉した結果、図４（ｂ）に示すように点Ｐには磁界Ｈ２（参照番号４０３）の磁界が印加される。

磁界Ｈ２の大きさは、磁界Ｈｂ２の大きさから磁界Ｈａ２の大きさを引いたものであると考えられる。

このように、励磁コイルＡ１１１と励磁コイルＢ１２１とに印加される交流電流に適度な位相差が存在する場合には（この場合は４５度）、励磁コイルＡ１１１と励磁コイルＢ１２１より発生する磁界にも位相差が発生し、励磁コイルＡ１１１と励磁コイルＢ１２１との中点である点Ｐにおいてもそれぞれの励磁コイルから印加される磁化強度の大きさが等しくならずに、干渉した結果発生する磁界が０とはならず、磁界の死角が発生しない。

よって、検知ゲート１００において磁性ワイヤが付与された被検知物体を検知する精度を向上させることができる。

次に、検知ゲート１００で行なわれる励磁コイルの駆動の処理であって、励磁コイルＡ１１１に印加される交流電流と励磁コイルＢ１２１に印加される交流電流との位相差が連続的に変化する様子について図５を参照して説明を行なう。

図５は、励磁コイルＡ１１１に印加される交流電流と励磁コイルＢ１２１に印加される交流電流との位相差が連続的に変化する様子について示したグラフであり、図５（ａ）は位相差が０の時の励磁コイルＡ１１１と励磁コイルＢ１２１に印加される交流電流を示したグラフであり、図５（ｂ）は位相差が４５度の時の励磁コイルＡ１１１と励磁コイルＢ１２１に印加される交流電流を示したグラフであり、図５（ｃ）は位相差が３６０度の時の励磁コイルＡ１１１と励磁コイルＢ１２１に印加される交流電流を示したグラフである。

検知ゲート１００において、励磁コイルＡ１１１と励磁コイルＢ１２１に印加される交流電流の位相差が０度から３６０度まで連続的に一定の速度で変化する際には、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように位相差が０度から一定の速度で連続的に変化して４５度、３６０度と変化する。

また、図５（ｃ）に示すように位相差が３６０度に達したあとは、位相差が０度と３６０度とは同意なので、再度、０度から一定の速度で３６０度まで連続的に変化することを繰り返し、位相差は常に一定の速度で連続して変化している状態である。

なお、対向する２つの励磁コイルＡ１１１と励磁コイルＢ１２１に印加される交流電流の位相差が変動される際には、励磁コイルＡ１１１に印加する交流電流の位相を固定させて励磁コイルＢ１２１に印加する交流電流の位相を変化させることで位相差を変動させてもよいし（励磁コイルＡ１１１と励磁コイルＢ１２１とは逆の関係でもよい。）、或いは、励磁コイルＡ１１１に印加する交流電流の位相と励磁コイルＢ１２１に印加する交流電流の位相の両方の位相を変化させて位相差を変動させるようにしてもよい。

まず、本発明の物体検知装置に係わる検知ゲート２００の構成について図６を参照して説明を行なう。

図６は、本発明の物体検知装置に係わる検知ゲート２００の構成を示したブロック図である。

図６に示すように、検知ゲート２００は、２つのゲートであるゲートＡ２１０とゲートＢ２２０とが対向して設置されており、ゲートＡ２１０には、励磁コイルＡ２１１、励磁回路２１２、検知コイル２１３、検知回路２１４が備えられ、他方のゲートＢ２２０には、励磁コイルＢ２２１、励磁回路２２２、検知コイル２２３、検知回路２２４が備えられ、検知回路２１４と検知回路２２４とは信号処理回路２３０に接続され、信号処理回路２３０は最大値検知回路２７０に接続され、励磁回路２１２と励磁回路２２２とは位相制御回路２４０に接続され、位相制御回路２４０は最大値検知回路２７０に接続される。

ゲートＡ２１０に設置される励磁コイルＡ２１１は励磁回路２１２と接続され、検知コイル２１３は検知回路２１４と接続される。

また、ゲートＢ２２０に設置される励磁コイルＢ２２１は、励磁コイルＡ２１１と対向して配設されて励磁回路２２２と接続され、ゲートＢ２２０に設置される検知コイル２２３は検知回路２２４と接続される。

励磁コイルＡ２１１（請求項１の第１の励磁コイルに相当）は、励磁回路２１２によって交流電流（請求項１の第１の励磁電流に相当）が印加され、交番磁界がゲート間の検知領域２５０に発生される。

励磁回路２１２は、励磁コイルＡ２１１より交番磁界を発生させるために、位相制御部２４０によって制御された交流電流を励磁コイルＡ２１１に印加させる。

検知コイル２１３は、対向して設けられたゲート間の検知領域２５０に発生する磁界の変化によって誘導電流が流される。

検知回路２１４は、検知コイル２１３に流れた誘導電流を検知する。

励磁コイルＢ２２１（請求項１の第２の励磁コイルに相当）は、励磁回路２２２によって交流電流（請求項１の第２の励磁電流に相当）が印加され、交番磁界を発生させる。

励磁回路２２２は、励磁コイルＢ２２１より交番磁界を発生させるために、位相制御部２３０によって制御された交流電流を励磁コイルＢ２２１に印加する。

検知コイル２２３は、対向して設けられたゲート間の検知領域２５０によって発生する磁界の変化によって誘導電流が流される。

検知回路２２４は、検知コイル２２３に流れた誘導電流を検知する。

信号処理回路２３０は、検知回路２１４、検知回路２２４と接続され、それぞれの検知回路で検知された信号を基に、交番磁界成分を除去して、磁性ワイヤに磁化が印加されて発生する急峻な磁気パルスに対応するパルス信号を検知して、磁性ワイヤが付与された被検知物体の検知を行なう。

位相制御回路２４０は、励磁回路２１２、励磁回路２２２と接続され、励磁回路２１２が励磁コイルＡ２１１に印加する交流電流と励磁回路２２２が励磁コイルＢ２２１に印加する交流電流との位相差の調節を行い、励磁コイルＡ２１１から発生される交番磁界と励磁コイルＢ２２１から発生される交番磁界とに位相差が発生するようにする。

なお、励磁コイルＡ２１１と励磁コイルＢ２２１に印加される交流電流は、交番磁界を発生させるための励磁電流である。

また、本実施例で示す位相差とは、励磁コイルＡ２１１に印加する交流電流と励磁コイルＢ２２１に印加する交流電流との位相差のことを示す。

最大値検知回路２７０は、信号処理回路２３０、位相制御回路２４０と接続され、信号処理回路２３０で検知される磁性ワイヤのパルス信号の最大値を検知して、最大値が検知されたときの交流電流の位相差に２つの励磁コイルに印加される交流電流の位相差を固定させるために、最大値を検知したことを位相制御回路２４０に伝える。

このように構成される検知ゲート２００では、対向して設置された励磁コイルＡ２１１と励磁コイルＢ２２１によってゲートＡ２１０とゲートＢ２２０との間に交番磁界を発生させ、ゲート間に磁性ワイヤが付与された記録紙が通過しようとすると、ゲート間に発生している交番磁界によって記録紙に付与された磁性ワイヤに磁気反転が生じ急峻な磁気パルスが生じる。

ゲート間に発生している交番磁界によって磁性ワイヤに磁気パルスが生じると、磁気パルスによって検知コイル２１３、２２３に生じる誘導電流を検知回路２１４、２２４が検知して、信号処理回路２３０が、検知回路２１４、２２４が検知した信号から交番磁界成分を除去して、磁性ワイヤが発する磁気パルスに対応するパルス信号が得られる。

次に、検知ゲート２００で行なわれる処理について図７を参照して説明を行なう。

図７は検知ゲート２００で行なわれる励磁コイルＡ２１１、励磁コイルＢ２２１についての駆動の処理について示したフローチャートである。

検知ゲート２００で被検知物体の検知が始められると、検知ゲート２００の励磁コイルＡ２１１、励磁コイルＢ２２１に交流電流が印加され検知領域２５０に交番磁界が発生され（ステップ７０１）、励磁コイルＡ２１１に印加される交流電流と励磁コイルＢ２２１に印加される交流電流との位相差が位相制御回路２４０によって０度から３６０度まで位相制御回路２４０によって連続的に変化され続けられる（ステップ７０２）。

そして、検知ゲート２００に磁性ワイヤが付与された記録紙を所持した人物が進入して、磁性ワイヤが発する磁気パルスに対応するパルス信号が信号処理回路２３０で検知されると（ステップ７０３でＹＥＳ）、それからも位相差は所定の速度で連続的に変化され続け、位相差が０度から３６０度まで変化した間の磁性ワイヤの磁気パルスに対応するパルス信号の最大値が測定される（ステップ７０４）。

位相差が０度から３６０度まで変化する際の磁性ワイヤの磁気パルスに対応するパルス信号の最大値は最大値検知回路２７０で測定される。

そして、最大値検知回路２７０で磁性ワイヤの磁気パルスに対応するパルス信号の最大値が測定された時の位相差に、励磁コイルＡ２１１に印加される交流電流と励磁コイルＢ２２１に印加される交流電流との位相差が固定される（ステップ７０５）。

そして、位相差は固定されたまま、磁性ワイヤのパルス信号の検知が行なわれる。

そして、磁性ワイヤが付与された記録紙が検知ゲートを通過している間に、磁性ワイヤからの磁気パルスに対応するパルス信号の最大値が、ステップ７０５で位相差が固定された時の最大値から変化したことが最大値検知回路２７０で検知されると（ステップ７０６でＹＥＳ）、固定させる位相差の再調整が行なわれる。

位相差の再調整は、ステップ７０５で固定された位相差の近傍で前後数度ずつの変動が行なわれ（ステップ７０７）、位相差の変動が行なわれた間に計測された磁性ワイヤが発する磁気パルスに対応するパルス信号の最大値を計測し（ステップ７０８）、ステップ７０８で最大値が計測されたときの位相差に励磁コイルＡ２１１と励磁コイルＢ２２１とに印加させる交流電流の位相差を固定させる（ステップ７０９）。

位相差が固定されると、磁性ワイヤが付与された記録紙が検知ゲート２００を通過中で、磁性ワイヤが発する磁気パルスに対応するパルス信号が検出されている間は（ステップ７１０でＮＯ）、磁性ワイヤのパルス信号の最大値が位相差が直前に固定された時と比べて変化したかどうかの確認がされ続け（ステップ７０６）、最大値が変化すると（ステップ７０６でＹＥＳ）位相差の再調整が再度行なわれる（ステップ７０７、７０８、７０９）。

また、磁性ワイヤが付与された記録紙を所持した人物が検知ゲートを引き返すなどして、磁性ワイヤが発する磁気パルスに対応する信号が信号処理回路２３０で検知されなくなると（ステップ７１０でＹＥＳ）、位相差を０度から３６０度まで再度変化させるステップ７０２に処理が移行される。

そして、磁性ワイヤが発する磁気パルスに対応する信号が検知されるのを待つ状態となる（ステップ７０３でＮＯ）。

このようにステップ７０１からステップ７０５まで処理されることで、励磁コイルＡ２１１と励磁コイルＢ２２１に印加する交流電流の位相差を０度から３６０度まで変化させて最も感度のよい位相差に固定することができ、さらにステップ７０６からステップ７０９まで処理されることで、何らかの理由により感度が悪くなった場合でも、励磁コイルＡ２１１と励磁コイルＢ２２１とに印加する交流電流の位相差を前後数度ずつずらせて最も感度のよい位相差を調べ、励磁コイルＡ２１１と励磁コイルＢ２２１とから発せられる交番磁界による死角がなく磁性ワイヤのパルス信号を感度よく得られる位相差に固定することができるので、磁性ワイヤを検知する精度を向上させることができる。

次に、検知ゲート２００で行なわれる励磁コイルの駆動の処理について、励磁コイルＡ２１１に印加される交流電流と励磁コイルＢ２２１に印加される交流電流との位相差が０度から３６０度まで位相制御回路２４０によって連続的に変化される様子について図８を参照して説明する。

図８は、励磁コイルＡ２１１に印加される交流電流と励磁コイルＢ２２１に印加される交流電流の位相差が０度から３６０度まで位相制御回路２４０によって所定の速度で連続的に変化される様子を示すグラフである。

図８（ａ）は位相差が０の時の励磁コイルＡ２１１と励磁コイルＢ２２１に印加される交流電流を示したグラフであり、図８（ｂ）は位相差が１４５度の時の励磁コイルＡ２１１と励磁コイルＢ２２１に印加される交流電流を示したグラフであり、図８（ｃ）は位相差が３６０度の時の励磁コイルＡ２１１と励磁コイルＢ２２１に印加される交流電流を示したグラフである。

検知ゲート２００において、励磁コイルＡ２１１と励磁コイルＢ２２１に印加される交流電流の位相差が０度から３６０度まで連続的に一定の速度で変化する際には、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように位相差が０度から一定の速度で連続的に変化して１４５度、３６０度と変化する。

このように、励磁コイルＡ２１１と励磁コイルＢ２２１に印加される交流電流の位相差が０度から３６０度まで一定の速度で連続的に変化されるので、励磁コイルＡ２１１と励磁コイルＢ２２１より発生される交番磁界にも連続的に位相差が発生し、これによって検知領域２５０に磁界の死角を発生させないようにする。

次に、図７のステップ７０６からステップ７０９までの処理であって、測定される磁性ワイヤのパルス信号の最大値が変化して、励磁コイルＡ２１１と励磁コイルＢ２２１とに印加される交流電流の位相差が固定された位相差の近傍で前後数度ずつ変化させられて新たな位相差で固定される様子について図９を参照して説明を行なう。

図９は、図７のステップ７０６からステップ７０９までの処理の様子を示すグラフであり、図９（ａ）は図７のステップ７０４で得られる磁性ワイヤのパルス信号の最大値を示したグラフであり、図９（ｂ）は図７のステップ７０６で得られる変化した磁性ワイヤのパルス信号の最大値を示すグラフであり、図９（ｃ）は励磁コイルＡ２１１に印加される交流電流を示すグラフであり、図９（ｄ）は励磁コイルＡ２１１との位相差が前後数度ずつずらされた励磁コイルＢ２２１に印加される交流電流を示すグラフであり、図９（ｅ）は図７のステップ７０９で新たに固定される位相差で励磁コイルＢ２２１に印加される交流電流を示すグラフである。

図９（ａ）に示すように、励磁コイルＡ２１１と励磁コイルＢ２２１との位相差が固定された時の磁性ワイヤのパルス信号の最大値はＶ１である（ステップ７０４）。

そして、図９（ｂ）に示すように、磁性ワイヤのパルス信号の最大値がＶ１より変化した値がＶ２である（ステップ７０６）。

このように磁性ワイヤのパルス信号の最大値がＶ１から変化してＶ２になると（ステップ７０６でＹＥＳ）、固定させる位相差の再調整のために、励磁コイルＡ２１１と励磁コイルＢ２２１に印加される交流電流の位相差が固定された位相差から前後数度ずつ変動される処理が行われる。

図９（ｃ）、（ｄ）に示すように、励磁コイルＡ２１１と励磁コイルＢ２２１とより発生される交番磁界の位相差が１４５度で固定されていた状態から、位相差が±α度変動される微小スキャンが行なわれる（αは予め決められた数値である）（ステップ７０７）。

そして、±α度の位相差の変動が行なわれた時に計測される磁性ワイヤのパルス信号の最大値が測定されて（ステップ７０８）、図９（ｅ）に示すように最大値が測定された時点の位相差（図面では（１４５＋ｓ）度と表現。０≦ｓ≦α）に励磁コイルＡ２１１と励磁コイルＢ２２１に印加される交流電流の位相差が固定される（ステップ７０９）。

このように本実施例では、励磁コイルＡ２１１と励磁コイルＢ２２１に印加される交流電流の位相差が磁性ワイヤのパルス信号の感度が最もよい位相差に固定された後に、何らかの理由で磁性ワイヤのパルス信号の感度が悪くなると、位相差を前後数度ずらせてその間の最もよい感度が得られる位相差に再度位相差を固定させることができる。

なお、励磁コイルＡ２１１、励磁コイルＢ２２１の駆動の処理については、検知ゲート２００内で磁性ワイヤのパルス信号が検知されなくなったあとには（図７のステップ７１０でＹＥＳ）、位相差が再度０度から３６０度まで連続的に所定の速度で変化され続ける（ステップ７０２）と説明したが、そうではなくて、磁性ワイヤのパルス信号が検知されなくなったあとに（ステップ７１０でＹＥＳ）は、位相差は固定されたまま交流電流が励磁コイルＡ２１１、励磁コイルＢ２２１に印加されて、その後磁性ワイヤのパルス信号が検知されてそのパルス信号の最大値が変化した場合には位相差を０度から３６０度まで連続的に所定の速度で変化させるステップ７０２の処理から始められるようにしてもよいし、或いは、固定された位相差の近傍で位相差を変化させるステップ７０７の処理から始められるようにしてもよい。

なお、本発明の物体検知装置に係わる検知ゲートについては、被検知物体に付与された磁性ワイヤに交番磁界を印加させて磁性ワイヤの磁化反転に伴う磁気パルスを検知する以外に、被検知物体に付与された磁性ワイヤに交番磁界を印加させて磁性ワイヤの磁歪振動を検知する検知ゲートにも適用できる。

なお、対向する２つの励磁コイルＡ２１１と励磁コイルＢ２２１に印加される交流電流の位相差が変動される際には、励磁コイルＡ２１１に印加する交流電流の位相を固定させて励磁コイルＢ２２１に印加する交流電流の位相を変化させることで位相差を変動させてもよいし（励磁コイルＡ２１１と励磁コイルＢ２２１とは逆の関係でもよい。）、或いは、励磁コイルＡ２１１に印加する交流電流の位相と励磁コイルＢ２２１に印加する交流電流の位相の両方の位相を変化させて位相差を変動させるようにしてもよい。

この発明は、励磁コイルを有して交番磁界を発生させる検知ゲートにおいて利用可能である。

この発明によれば、検知ゲートに対向して設置された２つの励磁コイルに印加させる励磁電流のうち、片方の励磁コイルに印加させる励磁電流と他方の励磁コイルに印加させる励磁電流との位相差を変動させることで検知領域に磁界の死角を発生させないようにして、磁性ワイヤが付与された被検知物体を検知する精度を向上させることができる。

検知ゲート１００の構成を示したブロック図。検知ゲート１００で行なわれる励磁コイルの駆動の処理について示したフローチャート。励磁コイルＡ１１１と励磁コイルＢ１２１に印加される交流電流の位相差を示すグラフ。励磁コイルＡ１１１からの磁界Ｈａ２と、印加される交流電流の位相が４５度進んだ励磁コイルＢ１１１からの磁界Ｈｂ２とが干渉してできる磁界Ｈ２を示す模式図。位相差が０度から３６０度まで変化する様子について示すグラフ。検知ゲート２００の構成を示したブロック図。検知ゲート２００で行なわれる処理を示すフロ−チャート。位相差が０度から３６０度まで変化する様子について示すグラフ。位相差が前後数度ずらされる様子を示すグラフ。従来の検知ゲート１０００について示す模式図。

符号の説明

１００検知ゲート
１１０ゲートＡ
１１１励磁コイルＡ
１１２励磁回路
１１３検知コイル
１１４検知回路
１２０ゲートＢ
１２１励磁コイルＢ
１２２励磁回路
１２３検知コイル
１２４検知回路
１３０信号処理回路
１４０位相制御回路
１５０検知領域
１６０点Ｐ
２００検知ゲート
２１０ゲートＡ
２１１励磁コイルＡ
２１２励磁回路
２１３検知コイル
２１４検知回路
２２０ゲートＢ
２２１励磁コイルＢ
２２２励磁回路
２２３検知コイル
２２４検知回路
２３０信号処理回路
２４０位相制御回路
２５０検知領域
２７０最大値検知回路
１００１励磁コイルＡ
１００２励磁コイルＢ
１００３点Ｐ

Claims

第１の励磁電流の印加により交番磁界を発生する第１の励磁コイルと、
前記第１の励磁コイルに対向して配設され、第２の励磁電流の印加により交番磁界を発生する第２の励磁コイルと、
前記第１の励磁コイルと前記第２の励磁コイルの間の空間内を通過する被検知物体に付与された磁性体に前記交番磁界により生じる信号を検知する検知コイルと、
前記第１の励磁電流と前記第２の励磁電流との位相差を変化させるように制御する位相制御手段と、
前記位相制御手段によって前記位相差を変化されたときの前記検知コイルが検知した前記信号による最大検知出力を検知する最大検知手段と、
前記空間内の前記被検知物体の進入により前記信号が検知されると、該信号が検知された後に前記最大検知手段により前記最大検知出力が検知されたときの位相差に前記位相制御手段が制御する位相差を固定する位相差固定手段と、
前記空間内の前記被検知物体の通過により前記信号が検知されている間、前記最大検知手段により検知した最大検知出力が変化した場合は、前記位相制御手段が制御する位相差を前記位相差固定手段により固定した位相差の近傍で変化させて前記位相差固定手段により固定した位相差の再調整を行う調整手段と
を具備し、
前記位相制御手段は、前記空間内の前記被検知物体の通過がなく前記信号が検知されなくなると、前記固定した位相差を変化させるように制御する、
前記検知コイルの検知出力に基づき前記被検知物体を検知する物体検知装置。
前記位相制御手段は、
前記位相差を所定の速度で変化させる請求項１に記載の物体検知装置。
前記位相制御手段は、
前記位相差を０度から３６０度まで連続的に変化させる請求項２に記載の物体検知装置。