JPWO2018181836A1 - 磁性体検知装置、磁性体検知機能をコンピュータに実現させる為のプログラム、及びそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

二つの磁気センサの各出力値を用いて磁性体を検知する際に、磁性体の検知精度を向上させる。相互の間隔が所定距離とされていると共に、相互の間の空間外に被験体が位置するように配置されている二つの磁気センサ（測定用センサ部、参照用センサ部）の各出力値の時間変化量を用いて磁性体が検知されるので、磁気センサが被る地磁気の変化の影響をできるだけ排除して磁性体を検知することができる。よって、二つの磁気センサの各出力値を用いて磁性体を検知する際に、磁性体の検知精度を向上することができる。

Description

本発明は、二つの磁気センサの各出力値を用いて磁性体を検知する技術に関するものである。

少なくとも二つの磁気センサと、前記磁気センサの各出力値を用いて磁性体を検知する技術が良く知られている。例えば、特許文献１，２に記載された技術がそれである。特許文献１には、被検出体の移動経路を挟むように二つの磁気センサを設置し、磁気雑音に対する出力信号が最小になるように磁気センサからの信号を演算し、演算結果に基づいて被検出体が磁性体であるか否かを判定する磁性体検出装置が開示されている。又、特許文献２には、筐体と、筐体内に設けられた、検知用センサ及び地磁気成分の補償用センサの二つの磁気センサと、筐体内に設けられた、磁気センサの位置を検出する位置検出部とを備えて、磁気センサの位置データと磁気センサの磁気データとを対応付けて、筐体外に設けられたデータ処理装置へ出力する携帯型磁気検知器が開示されている。

特開２００３−２９４７０４号公報 特開２０１６−１３０７１１号公報

ところで、特許文献１に示されるように、二つの磁気センサの各出力値を用いることで環境磁界を考慮した磁性体の検知が可能となる。しかしながら、二つの磁気センサの各出力値に個体ばらつきがあったりすると、二つの磁気センサの各出力値の差分は磁性体が存在しなくてもゼロにはならない。その為、二つの磁気センサの各出力値そのものを用いて磁性体を検知する場合、磁性体の検知精度が低下する（例えば小さな磁性体の検知が困難となる）おそれがある。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、二つの磁気センサの各出力値を用いて磁性体を検知する際に、磁性体の検知精度を向上することができる、磁性体検知装置、及び磁性体検知機能をコンピュータに実現させる為のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。

第１の発明の要旨とするところは、（ａ）少なくとも二つの磁気センサと、前記磁気センサの各出力値を用いて磁性体を検知する制御装置とを備えた磁性体検知装置であって、（ｂ）前記磁気センサは、相互の間隔が所定距離とされていると共に、相互の間の空間外に被験体が位置するように配置されており、（ｃ）前記制御装置は、前記被験体と前記磁気センサとの相対位置が変化することによる前記二つの磁気センサの各出力値の時間変化量を用いて前記磁性体を検知することにある。

また、第２の発明は、前記第１の発明に記載の磁性体検知装置において、前記磁気センサは、感磁方向が一方向であるベクトル型磁気センサであると共に、前記感磁方向が同一となる二つの磁気センサを含んでおり、前記制御装置は、前記感磁方向が同一となる二つの磁気センサの各出力値の時間変化量を用いて前記磁性体を検知することにある。

また、第３の発明は、前記第１の発明又は第２の発明に記載の磁性体検知装置において、前記制御装置は、前記二つの磁気センサの各出力値の時間変化量の差分を用いて前記磁性体を検知することにある。

また、第４の発明は、前記第１の発明から第３の発明の何れか１つに記載の磁性体検知装置において、前記制御装置は、前記磁性体を検知した場合には、最新の前記磁気センサの出力値から、前記磁性体を最初に検知した直前に取得した前記磁気センサの出力値を減算した、前記二つの磁気センサにおける前記直前からの各出力値変化量を用いて、前記磁性体と前記磁気センサとの間の距離、及び前記磁性体の磁気モーメントの強さを算出することにある。

また、第５の発明は、前記第４の発明に記載の磁性体検知装置において、前記制御装置は、前記磁性体を検知した場合には、前記出力値変化量が前記出力値変化量の最大値に対して所定割合未満となったか否かに基づいて、前記検知した磁性体が前記磁気センサから遠ざかったか否かを判定することにある。

また、第６の発明は、前記第１の発明から第３の発明の何れか１つに記載の磁性体検知装置において、前記制御装置は、前記磁性体を検知した場合には、磁性体検知モードを成立させるものであり、前記制御装置は、前記磁性体検知モードの成立時に、最新の前記磁気センサの出力値から、前記磁性体を最初に検知した直前に取得した前記磁気センサの出力値を減算した、前記磁気センサにおける前記直前からの出力値変化量が前記出力値変化量の最大値に対して所定割合未満となった場合には、前記磁性体検知モードを解除することにある。

また、第７の発明は、前記第１の発明から第６の発明の何れか１つに記載の磁性体検知装置において、前記制御装置は、同じ時点を起点とする同じ長さの時間間隔における前記二つの磁気センサの各出力値の時間変化量を長さが異なる複数種類の時間間隔毎に各々算出し、前記同じ長さの時間間隔における前記時間変化量を用いて前記磁性体を検知することにある。

また、第８の発明の要旨とするところは、（ａ）少なくとも二つの磁気センサの各出力値を用いて磁性体を検知する磁性体検知機能をコンピュータに実現させる為のプログラムであって、（ｂ）前記磁性体検知機能は、相互の間隔が所定距離とされていると共に相互の間の空間外に被験体が位置するように配置されている前記磁気センサと、前記被験体との相対位置が変化することによる前記二つの磁気センサの各出力値の時間変化量を用いて前記磁性体を検知することにある。

また、第９の発明の要旨とするところは、（ａ）少なくとも二つの磁気センサの各出力値を用いて磁性体を検知する磁性体検知機能をコンピュータに実現させる為のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、（ｂ）前記磁性体検知機能は、相互の間隔が所定距離とされていると共に相互の間の空間外に被験体が位置するように配置されている前記磁気センサと、前記被験体との相対位置が変化することによる前記二つの磁気センサの各出力値の時間変化量を用いて前記磁性体を検知することにある。

前記第１の発明によれば、相互の間隔が所定距離とされていると共に相互の間の空間外に被験体が位置するように配置されている磁気センサと、被験体との相対位置が変化することによる二つの磁気センサの各出力値の時間変化量を用いて磁性体が検知されるので、磁気センサが被る地磁気の変化の影響をできるだけ排除して磁性体を検知することができる。具体的には、磁性体が磁気センサの近くにないような環境磁界中であれば、二つの磁気センサの各出力値の時間変化量は略同じ値となる一方で、磁気センサが磁性体に近づくような場面では、その時間変化量の絶対値は磁性体に近い磁気センサの方が磁性体に遠い磁気センサの方よりも大きくなる。このような現象を利用することで、磁気センサが被る地磁気の変化の影響をできるだけ排除して磁性体を検知することができる。よって、二つの磁気センサの各出力値を用いて磁性体を検知する際に、磁性体の検知精度を向上することができる。

また、前記第２の発明によれば、感磁方向が同一となる二つのベクトル型磁気センサの各出力値の時間変化量を用いて磁性体が検知されるので、磁性体を適切に検知することができる。

また、前記第３の発明によれば、二つの磁気センサの各出力値の時間変化量の差分を用いて磁性体が検知されるので、前述したような現象を利用することで、磁気センサが被る地磁気の変化の影響をできるだけ排除して磁性体を検知することができる。

また、前記第４の発明によれば、磁性体を検知した場合には、最新の磁気センサの出力値から、磁性体を最初に検知した直前に取得した磁気センサの出力値を減算した、二つの磁気センサにおける直前からの各出力値変化量を用いて、磁性体と磁気センサとの間の距離、及び磁性体の磁気モーメントの強さが算出されるので、磁性体の検知時には、磁性体と磁気センサとの相対位置の変化がなくても（つまり磁気センサの各出力値の時間変化量がゼロであっても）、磁性体と磁気センサとの間の距離、及び磁性体の磁気モーメントの強さを算出することができる。この際、磁性体の検知直前の専ら磁気センサが被る地磁気による磁気センサの出力値が減算された各出力値変化量を用いることで、磁気センサが被る地磁気の影響をできるだけ排除することができる。

また、前記第５の発明によれば、磁性体を検知した場合には、磁気センサにおける直前からの出力値変化量がその出力値変化量の最大値に対して所定割合未満となったか否かに基づいて、検知した磁性体が磁気センサから遠ざかったか否かが判定されるので、磁性体の検知後に磁性体と磁気センサとが離れたことが適切に判断される。

また、前記第６の発明によれば、磁性体が検知された場合には磁性体検知モードが成立させられ、又、磁性体検知モードの成立時に、磁気センサにおける直前からの出力値変化量がその出力値変化量の最大値に対して所定割合未満となった場合には、磁性体検知モードが解除されるので、磁性体検知モードの成立後にその磁性体検知モードを適切に解除することができる。

また、前記第７の発明によれば、同じ時点を起点とする同じ長さの時間間隔における二つの磁気センサの各出力値の時間変化量が長さが異なる複数種類の時間間隔毎に各々算出され、その同じ長さの時間間隔における時間変化量を用いて磁性体が検知されるので、磁性体検知装置が操作されるときの速さの違いに応じた適切な時間変化量が算出されて、磁性体の検知精度を一層向上することができる。

また、前記第８の発明によれば、相互の間隔が所定距離とされていると共に相互の間の空間外に被験体が位置するように配置されている磁気センサと、被験体との相対位置が変化することによる二つの磁気センサの各出力値の時間変化量を用いて磁性体が検知されるので、前述したような現象を利用することで、磁気センサが被る地磁気の変化の影響をできるだけ排除して磁性体を検知することができる。よって、二つの磁気センサの各出力値を用いて磁性体を検知する際に、磁性体の検知精度を向上することができる。

また、前記第９の発明によれば、相互の間隔が所定距離とされていると共に相互の間の空間外に被験体が位置するように配置されている磁気センサと、被験体との相対位置が変化することによる二つの磁気センサの各出力値の時間変化量を用いて磁性体が検知されるので、前述したような現象を利用することで、磁気センサが被る地磁気の変化の影響をできるだけ排除して磁性体を検知することができる。よって、二つの磁気センサの各出力値を用いて磁性体を検知する際に、磁性体の検知精度を向上することができる。

本発明が適用される磁性体検知装置の一例を示す外観図である。 図１に示した磁性体検知装置のＡ視外観図である。 図１に示した磁性体検知装置のＢ視外観図である。 図３に示したＢ視外観図におけるＣ−Ｃ断面図である。 図４に示したＣ−Ｃ断面図におけるＤ−Ｄ断面図である。 図１に示した磁性体検知装置が備える各部相互の電気的な接続関係を示すブロック図である。 操作者による磁性体検知装置の使用例を示す図である。 制御装置の入出力系統を示す図であり、又、制御装置による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 磁性体の信号の強さをディスプレイに表示するときの一例を示す図である。 磁性体の磁気モーメントの強さ、及び磁性体までの距離をディスプレイに表示するときの一例を示す図である。 制御装置の制御作動の要部すなわち二つの磁気センサの各出力値を用いて磁性体を検知する際に磁性体の検知精度を向上する為の制御作動を説明するフローチャートである。 本発明が適用される、磁性体検知機能をコンピュータに実現させる為のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の一例を説明する図である。

本発明の実施形態において、前記第１の発明、前記第８の発明、及び前記第９の発明は、実質的には同じ機能を有する発明である。従って、前記第８の発明及び前記第９の発明においても、前記第１の発明と同様に、前記第２の発明−前記第７の発明に記載された構成要件で特定される発明（態様）にて具現化される。

以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される磁性体検知装置１０の一例を示す外観図である。図２は、図１に示した磁性体検知装置１０のＡ視外観図である。図３は、図１に示した磁性体検知装置１０のＢ視外観図である。図４は、図３に示したＢ視外観図におけるＣ−Ｃ断面図である。図５は、図４に示したＣ−Ｃ断面図におけるＤ−Ｄ断面図である。図６は、磁性体検知装置１０が備える各部相互の電気的な接続関係を示すブロック図である。

図１−図６において、磁性体検知装置１０は、筐体１２と、筐体１２の内部に配設された、測定用センサ部１４、参照用センサ部１６、処理基盤１８、充電モジュール２０、二次電池２２、及びブザー２４と、筐体１２に設けられた、充電用ジャック２６、電源スイッチ２８、ボリューム調整スイッチ３０、検知実行スイッチ３２、及びディスプレイ３４とを備えている。

筐体１２は、操作者が磁性体検知装置１０を持ちやすいように、グリップ部３６を備えている。操作者は、例えば図７に示すように、グリップ部３６を握ることで磁性体検知装置１０を持ち、磁性体検知装置１０を被験体３８の表面に近づけて動かすことで磁性体４０の有無を検知する。このように、磁性体検知装置１０は、手で持てるサイズの（ハンドヘルドの）磁性体検知装置である。磁性体検知装置１０は、測定用センサ部１４及び参照用センサ部１６の外部空間の全周が磁性体４０の検知範囲であるが、図７に示すような使い方では、グリップ部３６の反対側の空間に被験体３８を位置させることになる。このようなことから、被験体３８との距離が近くなるセンサ部を測定用センサ部１４と称し、遠くなるセンサ部を参照用センサ部１６と称して、二つのセンサ部を区別している。

測定用センサ部１４及び参照用センサ部１６は、各々、感磁方向が相互に直交する二つのセンサを有する二軸センサ（二次元センサともいう）である。本実施例では、相互に直交する感磁方向の一方をｘ方向とし、他方をｙ方向とする。測定用センサ部１４は、感磁方向がｘ方向である第１磁気センサ１４ｘと、感磁方向がｙ方向である第２磁気センサ１４ｙとを有している。参照用センサ部１６は、感磁方向が第１磁気センサ１４ｘと同じｘ方向である第３磁気センサ１６ｘと、感磁方向が第２磁気センサ１４ｙと同じｙ方向である第４磁気センサ１６ｙとを有している。第１−第４磁気センサ１４ｘ，１４ｙ，１６ｘ，１６ｙは、何れも、感磁方向が一方向であるベクトル型磁気センサであり、例えば磁気インピーダンスセンサ（ＭＩセンサ）である。このように、磁性体検知装置１０は、第１磁気センサ１４ｘと第３磁気センサ１６ｘとでの一組、及び第２磁気センサ１４ｙと第４磁気センサ１６ｙとでの一組のように、感磁方向が同一となる二つの磁気センサの組を二組備えている。上記一組における二つの磁気センサは、相互の間隔が所定距離ｐとされていると共に、相互の間の空間外に被験体３８が位置するように配置されている（図７参照）。従って、磁性体検知装置１０では、上記一組における二つの磁気センサの相互の間の空間に被験体３８を通過させることで磁性体４０の有無を検知するものではない。よって、磁性体検知装置１０を小型化することが可能である。磁性体検知装置１０では、上記一組における二つの磁気センサの各々と被験体３８との距離を異ならせることを利用して磁性体４０の有無を検知する。上記所定距離ｐは、例えば磁性体４０の有無を適切に検知することができるように予め実験的に或いは設計的に求められた（すなわち予め定められた）二つの磁気センサ間の距離である。

処理基盤１８は、制御装置５０、駆動／検波回路６０、電源回路６２、及び残量監視回路６４を備えている。制御装置５０は駆動／検波回路６０と接続されており、又、駆動／検波回路６０は第１−第４磁気センサ１４ｘ，１４ｙ，１６ｘ，１６ｙの各々と接続されている。制御装置５０は、駆動／検波回路６０により測定用センサ部１４及び参照用センサ部１６を駆動させて、駆動／検波回路６０を介して第１−第４磁気センサ１４ｘ，１４ｙ，１６ｘ，１６ｙから出力される各電気信号の処理後の各出力信号Ｓoutを取得し、各出力信号Ｓoutに応じた値（出力値Ｑ_ｋｊともいう）を用いて磁性体４０の有無を検知する。出力信号Ｓoutは出力電圧として検出される。出力値Ｑ_ｋｊは、例えば各出力信号Ｓoutに応じたセンサ部１４，１６の位置における各磁気量（磁荷）、磁束などであるが、出力電圧そのものでも良い。出力値Ｑ_ｋｊにおいて、Ｑは測定用センサ部１４であればＭであり、参照用センサ部１６であればＲである。又、ｋはｘ方向であればｘであり、ｙ方向であればｙである。ｊは取得した出力値Ｑ_ｋｊのデータを時系列で並べたときの順番を自然数で表す数値であり、最新のデータでは「ｊ＝１」であり、古いデータ程数値が大きくなる。出力値Ｑ_ｋｊは、第１磁気センサ１４ｘではＭ_ｘｊであり、第２磁気センサ１４ｙではＭ_ｙｊであり、第３磁気センサ１６ｘではＲ_ｘｊであり、第４磁気センサ１６ｙではＲ_ｙｊである。

又、制御装置５０は電源回路６２及び残量監視回路６４と接続されており、又、電源回路６２及び残量監視回路６４は充電モジュール２０と接続されている。充電モジュール２０は、充電用ジャック２６に接続された充電回路６６と、二次電池２２に接続された保護回路６８とを備えている。制御装置５０は、電源回路６２などにより、二次電池２２の電力を用いて磁性体検知装置１０を作動させる、若しくは、充電用ジャック２６に接続される外部のＡＣアダプタ７０を介して家庭用電源などの外部の商用電源等からの電力を用いて磁性体検知装置１０を作動させる。又、制御装置５０は、電源回路６２などにより、充電用ジャック２６に接続されるＡＣアダプタ７０を介して商用電源等からの電力を用いて二次電池２２を充電させる。二次電池２２は、例えばリチウム電池である。

又、制御装置５０は、ブザー２４、電源スイッチ２８、ボリューム調整スイッチ３０、検知実行スイッチ３２、及びディスプレイ３４と各々接続されている。ブザー２４は、磁性体４０を検知したことを知らせる為の音を出す装置である。電源スイッチ２８は、磁性体検知装置１０の主電源のオンとオフとを切り替える為に操作される操作部材である。ボリューム調整スイッチ３０は、ブザー２４が出す音の強弱を調整する為の操作部材である。検知実行スイッチ３２は、磁性体検知装置１０による磁性体４０の検知を実行する為の操作部材である。ディスプレイ３４は、グリップ部３６の近傍に設けられており、出力値Ｑ_ｋｊの大きさ、磁性体４０と磁気センサ（特には測定用センサ部１４）との間の距離、磁性体４０の磁気モーメントの強さなどを表示する為の表示器である。

図８は、制御装置５０の入出力系統を示す図であり、又、制御装置５０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。制御装置５０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されたコントローラである。ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより磁性体検知装置１０の各種制御を実行する。

図８において、制御装置５０は、磁性体検知装置１０における各種制御を実現する為に、磁性体検知手段すなわち磁性体検知部５２、記憶手段すなわち記憶部５４、及び出力制御手段すなわち出力制御部５６を備えている。

磁性体検知部５２は、操作者によって検知実行スイッチ３２がオン状態に操作されているときには、磁性体４０の検知を実行する（図７参照）。以下に、磁性体検知部５２による磁性体４０の検知について詳細に説明する。

磁性体検知部５２は、測定用センサ部１４及び参照用センサ部１６を駆動させる為のセンサ駆動パルス信号Ｓplsを駆動／検波回路６０へ出力する。磁性体検知部５２は、測定用センサ部１４及び参照用センサ部１６の駆動と、第１−第４磁気センサ１４ｘ，１４ｙ，１６ｘ，１６ｙから出力される各電気信号の取得とを切り替える為の切替制御信号Ｓsftを駆動／検波回路６０へ出力する。磁性体検知部５２は、第１−第４磁気センサ１４ｘ，１４ｙ，１６ｘ，１６ｙの各々から出力される各電気信号に基づく各出力信号Ｓoutを駆動／検波回路６０から取得する。磁性体検知部５２は、第１−第４磁気センサ１４ｘ，１４ｙ，１６ｘ，１６ｙの各出力信号Ｓoutを所定時間ｔ毎に時間平均し、時間平均した後の各出力信号Ｓoutに応じた値（出力値Ｑ_ｋｊ）を時系列配列で記憶部５４に格納する。上記所定時間ｔは、例えば出力値Ｑ_ｋｊのデータとして用いることが適切なものとなるように予め定められた時間である。

磁性体検知部５２は、測定用センサ部１４及び参照用センサ部１６における各磁気量の絶対値成分を計算し、その各磁気量の絶対値成分も時系列配列で記憶部５４に格納する。従って、出力値Ｑ_ｋｊにおいて、ｋは磁界ベクトル成分に対応する「ｘ」，「ｙ」に加えて、絶対値成分（（Ｑ_ｘｊ ^２＋Ｑ_ｙｊ ^２）の正の平方根に相当）に対応する「ａ」を含んでいる。つまり、出力値Ｑ_ｋｊは、前述した、Ｍ_ｘｊ，Ｍ_ｙｊ，Ｒ_ｘｊ，Ｒ_ｙｊに加えて、測定用センサ部１４におけるＭ_ａｊと、参照用センサ部１６におけるＲ_ａｊとを含んでいる。

磁性体検知部５２は、予め定められた次式(１)に、測定用センサ部１４及び参照用センサ部１６における各出力値Ｑ_ｋｊの磁界ベクトル成分（Ｑ_ｘｊ、Ｑ_ｙｊ）と絶対値成分（Ｑ_ａｊ）との最新のデータからmax_ｉ個のデータを適用して、各出力値Ｑ_ｋｊの回帰直線の傾きである時間微分値（時間変化量、時間変化の傾きも同意）Ａ_Ｑｋを算出する。時間変化量Ａ_Ｑｋは、被験体３８と磁気センサ（測定用センサ部１４、参照用センサ部１６）との相対位置が変化することによって生じる。本実施例では、時間変化量Ａ_Ｑｋとして、Ａ_Ｍｘ，Ａ_Ｍｙ，Ａ_Ｍａ，Ａ_Ｒｘ，Ａ_Ｒｙ，Ａ_Ｒａの６個が算出される。例えば、時間変化量Ａ_Ｒｘは、参照用センサ部１６のｘ方向成分（すなわち第３磁気センサ１６ｘの出力値Ｒ_ｘｊ）の時間変化量である。上記max_ｉは、磁性体４０の検知の応答性を考慮して予め定められた固定値を用いれば良いが、出力値Ｑ_ｋｊの変動に応じて変化させても良いし、又は、磁性体検知装置１０の操作速度に応じて変化させても良い。例えば、磁性体検知装置１０が素早く操作されている場合にはmax_ｉは小さい値が適正である一方で、磁性体検知装置１０がゆっくりと操作されている場合にはmax_ｉは大きい値が適正である。

ここで、磁性体４０が磁気センサ（測定用センサ部１４、参照用センサ部１６）の近くにないような環境磁界中であれば、二つの磁気センサの各出力値Ｑ_ｋｊ（Ｍ_ｋｊ、Ｒ_ｋｊ）の時間変化量Ａ_Ｑｋ（Ａ_Ｍｋ、Ａ_Ｒｋ）は略同じ値となる。一方で、磁気センサが磁性体４０に近づくような場面では、時間変化量Ａ_Ｑｋの絶対値は磁性体４０に近い測定用センサ部１４の方が磁性体４０に遠い参照用センサ部１６の方よりも大きくなる。本実施例では、このような現象を利用することで、磁気センサが被る地磁気の変化の影響をできるだけ排除して磁性体４０を検知する。つまり、制御装置５０は、二つの磁気センサ（測定用センサ部１４、参照用センサ部１６）の各出力値Ｑ_ｋｊ（Ｍ_ｋｊ、Ｒ_ｋｊ）の時間変化量Ａ_Ｑｋ（Ａ_Ｍｋ、Ａ_Ｒｋ）を用いて磁性体４０を検知する。特には、本実施例の磁気センサはベクトル型磁気センサであるので、制御装置５０は、感磁方向が同一となる二つの磁気センサの各出力値の時間変化量である、時間変化量Ａ_Ｍｘと時間変化量Ａ_Ｒｘとを用いて、又、時間変化量Ａ_Ｍｙと時間変化量Ａ_Ｒｙとを用いて、又、時間変化量Ａ_Ｍａと時間変化量Ａ_Ｒａとを用いて、磁性体４０を検知する。

具体的には、磁性体検知部５２は、算出した測定用センサ部１４における時間変化量Ａ_Ｍｋと、算出した参照用センサ部１６における時間変化量Ａ_Ｒｋとの差分である評価値Ｂ_ｋ（＝Ａ_Ｍｋ−Ａ_Ｒｋ）を算出する。磁性体検知部５２は、評価値Ｂ_ｋの絶対値が閾値ＴＨbkを超えるか否かに基づいて磁性体４０の有無を検知する。つまり、磁性体検知部５２は、評価値Ｂ_ｋ（すなわちＢ_ｘ，Ｂ_ｙ，Ｂ_ａ）の絶対値の何れかが閾値ＴＨbk（すなわち評価値Ｂ_ｋの各々に対してそれぞれ設定された閾値ＴＨbkx，閾値ＴＨbky，閾値ＴＨbka）を超えるか否かに基づいて磁性体４０の有無を検知する。磁性体検知部５２は、評価値Ｂ_ｋの絶対値が閾値ＴＨbkを超えた場合には、磁性体４０が有ると判断する（すなわち磁性体４０を検知したと判断する）。上記閾値ＴＨbkは、例えば磁性体４０が存在すると判断できる為の予め定められた評価値Ｂ_ｋの下限値である。このように、制御装置５０は、二つの磁気センサの各出力値の時間変化量の差分である評価値Ｂ_ｋを用いて磁性体４０を検知する。

磁性体検知部５２は、磁性体４０を検知した場合には、磁性体検知モードを成立させる。又、磁性体検知部５２は、磁性体４０を検知した場合には、ブザー２４から音を出す指令を出力制御部５６へ出力する。出力制御部５６は、ボリューム調整スイッチ３０にて設定された音量にて音を出す為の音声信号Ｓbzrをブザー２４へ出力する。又、磁性体検知部５２は、磁性体４０を検知した場合には、ディスプレイ３４に磁性体４０の検知の状況を表示する指令を出力制御部５６へ出力する。出力制御部５６は、磁性体４０の検知の状況を表示する為の表示信号Ｓdpyをディスプレイ３４へ出力する。上記磁性体４０検知の状況は、例えば出力値Ｑ_ｋｊの大きさ、磁性体４０と測定用センサ部１４との間の距離、磁性体４０の磁気モーメントの強さなどである。

ところで、磁性体４０の有無の判断に用いた時間変化量Ａ_Ｑｋは、仮に磁性体４０の近くに磁性体検知装置１０があったとしても、操作者が磁性体検知装置１０を動かさなければゼロとなってしまう。その為、時間変化量Ａ_Ｑｋを用いることでは、磁性体４０と測定用センサ部１４との間の距離、及び磁性体４０の磁気モーメントの強さを算出することはできない。一方で、出力値Ｑ_ｋｊを用いること（例えば出力値Ｍ_ｋｊと出力値Ｒ_ｋｊとの差分を用いること）も考えられる。しかしながら、測定用センサ部１４や参照用センサ部１６の個体ばらつきがあったり、又は、環境磁界そのものが分布をもっていたりすると、上記差分は磁性体４０が存在しなくてもゼロにはならない。その為、上記差分そのものを用いることでは、算出精度が低下するおそれがある。

そこで、本実施例では、最新の出力値Ｑ_ｋ１を、磁性体４０が有ると判断した直前の出力値Ｑ_ｋｊを用いてセルフリセットし、磁性体４０の磁気モーメントの強さなどを算出する。つまり、磁性体４０が有ると判断した直前の出力値Ｑ_ｋｊを専ら磁気センサが被る地磁気によるものであるとみなし、地磁気の影響をできるだけ排除する為に、磁性体４０の検知後の最新の出力値Ｑ_ｋ１からその直前の出力値Ｑ_ｋｊを減算した出力値変化量Ｑ_ｋ（セルフリセット値Ｑ_ｋともいう）を用いて、磁性体４０の磁気モーメントの強さなどを算出する。すなわち、制御装置５０は、磁性体４０を検知した場合には、最新の出力値Ｑ_ｋ１から、磁性体４０を最初に検知した直前に取得した出力値Ｑ_ｋｊを減算した、二つの磁気センサにおける直前からの各出力値変化量としてのセルフリセット値Ｑ_ｋを用いて、磁性体４０と測定用センサ部１４との間の距離、及び磁性体４０の磁気モーメントの強さを算出する。又、磁性体４０検知の状況としてディスプレイ３４に表示する出力値Ｑ_ｋｊの大きさについては、地磁気の影響ができるだけ排除されたセルフリセット値Ｑ_ｋを用いることが適切である。特に、本実施例では、セルフリセット値Ｑ_ｋのうちでセルフリセット値Ｍ_ａを用いる。

具体的には、磁性体４０を検知したと判断したときには、出力値Ｑ_ｋｊにおける最新のデータからmax_ｉ個のデータが用いられている。その為、検知直前の出力値Ｑ_ｋｊとしては、（max_ｉ＋１）個目からのデータを用いる。例えば、磁性体検知部５２は、予め定められた次式(２)に示すように、検知直前の出力値Ｑ_ｋｊとして、各出力値Ｑ_ｋｊの時系列データの（max_ｉ＋１）個目からｎ個分のデータの平均値（過去平均値Average(Ｑ_ｋ)という）を用いる。上記ｎは、例えば検知直前の出力値Ｑ_ｋｊのノイズを除去するように平均化する為に十分である個数として予め定められた値であり、max_ｉと同等程度であっても良い。磁性体検知部５２は、最初に磁性体検知モードを成立させたときの一度だけ過去平均値Average(Ｑ_ｋ)を算出し、その磁性体検知モードの継続中には、その過去平均値Average(Ｑ_ｋ)を更新せずにそのまま用いる。その為、磁性体検知部５２は、磁性体検知モードを成立させた最初であるか否かを判定し、磁性体検知モードを成立させた最初であると判定した場合には、次式(２)を用いて過去平均値Average(Ｑ_ｋ)を算出する。磁性体検知部５２は、磁性体検知モードの成立中には、最新の出力値Ｑ_ｋ１から過去平均値Average(Ｑ_ｋ)を減算することでセルフリセット値Ｑ_ｋ（＝Ｑ_ｋ１−Average(Ｑ_ｋ)）を算出する。本実施例では、セルフリセット値Ｑ_ｋとして、Ｍ_ｘ，Ｍ_ｙ，Ｍ_ａ，Ｒ_ｘ，Ｒ_ｙ，Ｒ_ａの６個が算出される。

セルフリセット値Ｑ_ｋ（本実施例では絶対値成分に対応するＱ_ａを用いる）を１つの磁気双極子（磁気モーメント）が作る磁場とみなして、次式（３）の一般式を用いて磁気モーメントを近似する。次式（３）において、ｂ_ｉはｚ方向（本実施例では、磁性体検知装置１０と磁性体４０との距離方向）に配置した磁気センサのｉ番目の出力であり、Ｍ_ｚは最も磁性体４０と近接した磁気センサと磁性体４０との距離であり、ｋ_ｉを吸収したｍは磁気モーメントの強さに比例した値であり、Δｚは磁気センサ間の間隔である。磁性体検知装置１０における各数値を次式(３)に当てはめると、次式(４)及び次式(５)に示す関係式が成立する。本実施例では、次式(３)における「ｉ」は１であり、「Δｚ」はｐ（つまり前記所定距離ｐ）である。次式(４)及び次式(５)に示す連立方程式を解くと、次式(６)及び次式(７)に示す関係式が導かれる。磁性体検知部５２は、次式(６)及び次式(７)に示す関係式を用いて、距離Ｍ_ｚと、磁気モーメントの強さに比例した値ｍとを算出する。距離Ｍ_ｚは、磁性体４０と測定用センサ部１４との間の距離に相当する。又、値ｍは、磁性体４０の磁気モーメントの強さに相当する。但し、値ｍについては、磁気モーメント量に比例する値であり、絶対値ではない。その為、ディスプレイ３４への表示では、絶対値としての表示ではなく、磁気モーメントの強さを段階的に示すようなレベル値での表示が好適である。

磁性体検知部５２は、磁性体４０検知時に、磁性体４０の信号の強さ（例えば測定用センサ部１４の位置における磁気量の大きさ）としてのセルフリセット値Ｍ_ａをディスプレイ３４に表示する指令を出力制御部５６へ出力する。出力制御部５６は、例えば図９に示すように、セルフリセット値Ｍ_ａをバーグラフに対応付けて表示する為の表示信号Ｓdpyをディスプレイ３４へ出力する。又、磁性体検知部５２は、磁性体４０検知時に、磁性体４０の磁気モーメントの強さとしての値ｍ、及び磁性体４０と測定用センサ部１４との間の距離としての距離Ｍ_ｚをディスプレイ３４に表示する指令を出力制御部５６へ出力する。出力制御部５６は、例えば図１０に示すように、値ｍに応じたレベル値（図１０中の「ＬＶ１」参照）、及び距離Ｍ_ｚを示す数値（図１０中の「100mm」参照）を表示する為の表示信号Ｓdpyをディスプレイ３４へ出力する。磁性体４０検知時には、例えば図９に示すような表示と図１０に示すような表示とを所定間隔で交互に表示しても良いし、又は、検知実行スイッチ３２がオン状態に操作されているときには図９に示すような表示を行う一方で、検知実行スイッチ３２がオフ状態であるときには図１０に示すような表示を行っても良い。

次に、磁性体４０の検知後に、磁性体４０から磁性体検知装置１０が離れたこと（つまり磁性体検知装置１０の近くに磁性体４０がないこと）を判断する方法について説明する。

制御装置５０は、磁性体４０を検知した場合には、セルフリセット値Ｑ_ｋがそのセルフリセット値Ｑ_ｋの最大値（セルフリセット最大値ＭＡＸ_Ｑｋともいう）に対して所定割合Ｔｈ未満となったか否かに基づいて、検知した磁性体４０が磁気センサから遠ざかったか否かを判定する。制御装置５０は、磁性体検知モードの成立時に、セルフリセット値Ｑ_ｋがセルフリセット最大値ＭＡＸ_Ｑｋに対して所定割合Ｔｈ未満となった場合には、磁性体検知モードを解除する。上記所定割合Ｔｈは、例えば磁性体４０が磁気センサから離れたと判断する為の予め定められた閾値である。

具体的には、磁性体検知モードの解除を判断する際に用いるセルフリセット値Ｑ_ｋとしては、測定用センサ部１４におけるセルフリセット値Ｍ_ｋとする。セルフリセット値Ｍ_ｋにおける「ｋ」としては、磁界ベクトル成分に対応する「ｘ」，「ｙ」、及び絶対値成分に対応する「ａ」のうちで、磁性体検知モードが成立したと判断したときの成分に対応する「ｋ」とする。本実施例では、この磁性体検知モードが成立したと判断したときの成分に対応する「ｋ」を「ｕ」とする。磁性体検知モードの解除を判断する際に用いるセルフリセット値Ｑ_ｋは、セルフリセット値Ｍ_ｕである。

磁性体検知部５２は、磁性体検知モードの成立中には、セルフリセット値Ｍ_ｕの最大値（セルフリセット最大値ＭＡＸ_Ｍｕともいう）を必要に応じて更新する。磁性体検知部５２は、次式（８）を用いて、磁性体検知モードの解除を判断する。次式（８）中の「ＡＢＳ」は絶対値を表している。磁性体検知部５２は、次式（８）が成立した場合には（すなわちセルフリセット値Ｍ_ｕがセルフリセット最大値ＭＡＸ_Ｍｕに対して所定割合Ｔｈ未満となった場合には）、磁性体検知モードを解除する。尚、磁性体検知部５２は、検知実行スイッチ３２がオン状態からオフ状態とされた場合にも、磁性体検知モードを解除する。

図１１は、制御装置５０の制御作動の要部すなわち二つの磁気センサの各出力値Ｑ_ｋｊを用いて磁性体４０を検知する際に磁性体４０の検知精度を向上する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば検知実行スイッチ３２がオン状態とされているときに繰り返し実行される。

図１１において、先ず、磁性体検知部５２の機能に対応するステップ(以下、ステップを省略する)Ｓ１０において、第１−第４磁気センサ１４ｘ，１４ｙ，１６ｘ，１６ｙの各出力信号Ｓoutが所定時間ｔ毎に時間平均され、時間平均された後の各出力信号Ｓoutに応じた出力値Ｑ_ｘｊ（Ｍ_ｘｊ，Ｒ_ｘｊ），Ｑ_ｙｊ（Ｍ_ｙｊ，Ｒ_ｙｊ）が時系列配列で記憶部５４に格納される。次いで、磁性体検知部５２の機能に対応するＳ２０において、測定用センサ部１４及び参照用センサ部１６における各磁気量の絶対値成分が計算され、その各磁気量の絶対値成分の出力値Ｑ_ａｊ（Ｍ_ａｊ，Ｒ_ａｊ）が時系列配列で記憶部５４に格納される。次いで、磁性体検知部５２の機能に対応するＳ３０において、前記式(１)に、測定用センサ部１４及び参照用センサ部１６における各出力値Ｑ_ｋｊの磁界ベクトル成分（Ｑ_ｘｊ、Ｑ_ｙｊ）と絶対値成分（Ｑ_ａｊ）との最新のデータからmax_ｉ個のデータが適用されて、各時間微分値（時間変化量）Ａ_Ｑｋ（Ａ_Ｍｋ、Ａ_Ｒｋ）が算出される。次いで、磁性体検知部５２の機能に対応するＳ４０において、各評価値Ｂ_ｋ（＝Ａ_Ｍｋ−Ａ_Ｒｋ）の絶対値の何れかが各々の閾値ＴＨbkを超えるか否かに基づいて磁性体４０の有無が検知される。このＳ４０の判断が否定される場合（すなわち磁性体４０が無いと判断される場合）は本ルーチンが終了する。このＳ４０の判断が肯定される場合（すなわち磁性体４０が有ると判断される場合）は磁性体検知部５２の機能に対応するＳ５０において、磁性体検知モードの成立中であるとされる。次いで、磁性体検知部５２の機能に対応するＳ６０において、磁性体検知モードを成立させた最初であるか否かが判定される。このＳ６０の判断が肯定される場合は磁性体検知部５２の機能に対応するＳ７０において、前記式(２)を用いてセルフリセット用の過去平均値Average(Ｑ_ｋ)が算出される。上記Ｓ６０の判断が否定される場合は、又は、上記Ｓ７０に次いで、磁性体検知部５２の機能に対応するＳ８０において、最新の出力値Ｑ_ｋ１から過去平均値Average(Ｑ_ｋ)が減算されることでセルフリセット値Ｑ_ｋが算出される。次いで、磁性体検知部５２の機能に対応するＳ９０において、磁性体検知モードが成立したと判断したときの成分に対応する測定用センサ部１４におけるセルフリセット値Ｍ_ｕの最大値ＭＡＸ_Ｍｕが必要に応じて更新される。次いで、磁性体検知部５２の機能に対応するＳ１００において、Ｍ_ｕ／ＭＡＸ_Ｍｕの絶対値が閾値（所定割合Ｔｈ）未満となった否かが判定される（前記式（８）参照）。このＳ１００の判断が否定される場合は磁性体検知部５２の機能に対応するＳ１１０において、前記式(６)及び前記式(７)に示す関係式を用いて、磁性体４０の磁気モーメントの強さに相当する値ｍ、及び磁性体４０と測定用センサ部１４との間の距離に相当する距離Ｍ_ｚが算出される。次いで、磁性体検知部５２及び出力制御部５６の機能に対応するＳ１２０において、例えば図９に示されるように、測定用センサ部１４におけるセルフリセット値Ｍ_ｋのうちの絶対値成分に対応するセルフリセット値Ｍ_ａがバーグラフに対応付けてディスプレイ３４に表示される。次いで、磁性体検知部５２の機能に対応するＳ１３０において、上記Ｓ１０と同様に、時間平均された後の各出力信号Ｓoutに応じた出力値Ｑ_ｘｊ，Ｑ_ｙｊが時系列配列で記憶部５４に格納される。このＳ１３０では、上記Ｓ２０と同様に、絶対値成分の出力値Ｑ_ａｊも時系列配列で記憶部５４に格納される。次いで、上記Ｓ５０に戻される。一方で、上記Ｓ１００の判断が肯定される場合は磁性体検知部５２の機能に対応するＳ１４０において、磁性体検知モードから脱出される（すなわち磁性体検知モードが解除される）。この際、セルフリセット値Ｍ_ｕの最大値ＭＡＸ_Ｍｕがゼロにリセットされる。次いで、磁性体検知部５２及び出力制御部５６の機能に対応するＳ１５０において、例えば図１０に示されるように、値ｍに応じたレベル値、及び距離Ｍ_ｚを示す数値がディスプレイ３４に表示される。

上述のように、本実施例によれば、相互の間隔が所定距離ｐとされていると共に、相互の間の空間外に被験体３８が位置するように配置されている二つの磁気センサ（測定用センサ部１４、参照用センサ部１６）の各出力値Ｑ_ｋｊ（Ｍ_ｋｊ、Ｒ_ｋｊ）の時間変化量Ａ_Ｑｋ（Ａ_Ｍｋ、Ａ_Ｒｋ）を用いて磁性体４０が検知されるので、磁気センサが被る地磁気の変化の影響をできるだけ排除して磁性体４０を検知することができる。具体的には、磁性体４０が磁気センサの近くにないような環境磁界中であれば、二つの磁気センサの時間変化量Ａ_Ｑｋは略同じ値となる一方で、磁気センサが磁性体４０に近づくような場面では、時間変化量Ａ_Ｑｋの絶対値は磁性体４０に近い測定用センサ部１４の方が磁性体４０に遠い参照用センサ部１６の方よりも大きくなる、というような現象を利用することで、磁気センサが被る地磁気の変化の影響をできるだけ排除して磁性体４０を検知することができる。よって、二つの磁気センサの各出力値Ｑ_ｋｊを用いて磁性体４０を検知する際に、磁性体４０の検知精度を向上することができる。

また、本実施例によれば、感磁方向が同一となる二つのベクトル型磁気センサの各出力値Ｑ_ｋｊの時間変化量Ａ_Ｑｋを用いて磁性体４０が検知されるので、磁性体４０を適切に検知することができる。

また、本実施例によれば、二つの磁気センサの各出力値の時間変化量の差分である評価値Ｂ_ｋを用いて磁性体４０が検知されるので、前述したような現象を利用することで、磁気センサが被る地磁気の変化の影響をできるだけ排除して磁性体４０を検知することができる。

また、本実施例によれば、磁性体４０を検知した場合には、最新の出力値Ｑ_ｋ１から、磁性体４０を最初に検知した直前に取得した出力値Ｑ_ｋｊを減算した、二つの磁気センサにおける直前からの各出力値変化量としてのセルフリセット値Ｑ_ｋを用いて、磁性体４０と測定用センサ部１４との間の距離、及び磁性体４０の磁気モーメントの強さが算出されるので、磁性体４０の検知時には、磁性体４０と磁気センサとの相対位置の変化がなくても（つまり磁気センサの各出力値Ｑ_ｋｊの時間変化量Ａ_Ｑｋがゼロであっても）、磁性体４０と磁気センサとの間の距離、及び磁性体４０の磁気モーメントの強さを算出することができる。この際、磁性体４０の検知直前の専ら磁気センサが被る地磁気による磁気センサの出力値Ｑ_ｋｊが減算されたセルフリセット値Ｑ_ｋを用いることで、磁気センサが被る地磁気の影響をできるだけ排除することができる。

また、本実施例によれば、磁性体４０を検知した場合には、セルフリセット値Ｑ_ｋがセルフリセット最大値ＭＡＸ_Ｑｋに対して所定割合Ｔｈ未満となったか否かに基づいて、検知した磁性体４０が磁気センサから遠ざかったか否かが判定されるので、磁性体４０の検知後に磁性体４０と磁気センサとが離れたことが適切に判断される。

また、本実施例によれば、磁性体検知モードの成立時に、セルフリセット値Ｑ_ｋがセルフリセット最大値ＭＡＸ_Ｑｋに対して所定割合Ｔｈ未満となった場合には、磁性体検知モードが解除されるので、磁性体検知モードの成立後にその磁性体検知モードを適切に解除することができる。

又、磁性体検知装置１０は、パッシブ型の磁性体検知装置であり、金属探知機と違って、他の機器に影響を与えない為、ペースメーカを付けた人のスクリーニングが可能である。又、磁性体検知装置１０の使用用途としては、ＭＲＩ室に入る前の人のスクリーニング、空港などでの検査などが想定される。又、磁性体検知装置１０は、磁性体４０を検知した後、磁性体検知装置１０が磁性体４０の近傍にある限り、磁性体検知装置１０又は磁性体４０が動いていなくても磁性体４０が近傍にあることを検知し続けることが可能である。又、磁性体検知装置１０では、測定用センサ部１４及び参照用センサ部１６の外部空間の全周を磁性体４０の検知範囲とすることが可能である。又、磁性体検知装置１０では、測定用センサ部１４における出力値Ｍ_ｋｊの時間変化量Ａ_Ｍｋの絶対値が参照用センサ部１６よりも相対的に大きい場合に磁性体４０の検知を有効とするなどにより、測定用センサ部１４側の空間のみを検知範囲とすることができる。又、磁性体検知装置１０を用いることで、磁性体４０の位置を特定することが容易となる。又、磁性体検知装置１０は、二次電池２２を内蔵しているので、ポータブルとして使用することが可能である。又、磁性体検知装置１０は、ＡＣアダプタ７０を接続したままでの使用も可能である。

次に、本発明の他の実施例を説明する。

前述の実施例１では、磁性体検知部５２は、前記式(１)に、測定用センサ部１４及び参照用センサ部１６における各出力値Ｑ_ｋｊの最新のデータからmax_ｉ個のデータを適用して、各出力値Ｑ_ｋｊの時間変化量Ａ_Ｑｋを算出した。この出力値Ｑ_ｋｊは所定時間ｔ毎に時系列配列で記憶部５４に格納される値であり、又、上記max_ｉは一種類の所定値である。従って、前述の実施例１では、制御装置５０は、同じ時点を起点とする同じ長さの時間間隔における二つの磁気センサ（測定用センサ部１４、参照用センサ部１６）の各出力値Ｑ_ｋｊ（Ｍ_ｋｊ、Ｒ_ｋｊ）の時間変化量Ａ_Ｑｋ（Ａ_Ｍｋ、Ａ_Ｒｋ）を長さが同じ一種類の時間間隔で算出し、その同じ長さの時間間隔における時間変化量Ａ_Ｑｋを用いて磁性体４０を検知した。このように、制御装置５０は、同じ時点を起点とする同じ長さの時間間隔における二つの磁気センサ（測定用センサ部１４、参照用センサ部１６）の各出力値Ｑ_ｋｊ（Ｍ_ｋｊ、Ｒ_ｋｊ）の時間変化量Ａ_Ｑｋ（Ａ_Ｍｋ、Ａ_Ｒｋ）を用いて磁性体４０を検知した。

本実施例では、前述の実施例１とは異なり、上記max_ｉとして複数種類の所定値を用いる。従って、本実施例では、制御装置５０は、同じ時点を起点とする同じ長さの時間間隔における二つの磁気センサ（測定用センサ部１４、参照用センサ部１６）の各出力値Ｑ_ｋｊ（Ｍ_ｋｊ、Ｒ_ｋｊ）の時間変化量Ａ_Ｑｋ（Ａ_Ｍｋ、Ａ_Ｒｋ）を長さが異なる複数種類の時間間隔毎に各々算出する。磁性体検知部５２は、複数種類の時間間隔毎に、評価値Ｂ_ｋ（＝Ａ_Ｍｋ−Ａ_Ｒｋ）を各々算出し、それらの評価値Ｂ_ｋの絶対値が閾値ＴＨbk（すなわち評価値Ｂ_ｋの各々に対してそれぞれ設定された閾値）を超えるか否かを各々判定し、それらの評価値Ｂ_ｋの絶対値の何れかが閾値ＴＨbkを超えるか否かに基づいて磁性体４０の有無を検知する。磁性体検知部５２は、それらの評価値Ｂ_ｋの絶対値の何れか一つでも閾値ＴＨbkを超えた場合には、磁性体４０が有ると判断する。つまり、制御装置５０は、複数種類の時間間隔のうちの同じ長さの時間間隔における時間変化量Ａ_Ｑｋを用いて磁性体４０を検知する。このように、本実施例でも、制御装置５０は、同じ時点を起点とする同じ長さの時間間隔における二つの磁気センサ（測定用センサ部１４、参照用センサ部１６）の各出力値Ｑ_ｋｊ（Ｍ_ｋｊ、Ｒ_ｋｊ）の時間変化量Ａ_Ｑｋ（Ａ_Ｍｋ、Ａ_Ｒｋ）を用いて磁性体４０を検知する。

上記max_ｉとして用いる複数種類の所定値は、例えば比較的大きな値のmax_ｉと比較的小さな値のmax_ｉとの二種類の予め定められた値である。max_ｉの値の大小は、上記時間間隔の長短に対応する。各出力値Ｑ_ｋｊの変動によっては、長い時間間隔よりも短い時間間隔の方が時間変化量Ａ_Ｑｋが大きくなったり、又は、長い時間間隔よりも短い時間間隔の方が時間変化量Ａ_Ｑｋが小さくなったりする。このようなことから、上記max_ｉが複数種類の所定値とされる場合は、上記max_ｉが一種類の所定値とされる場合と比較して、時間変化量Ａ_Ｑｋの傾向がより捉えられ易くされる。上記時間間隔の長短は、磁性体検知装置１０が操作されたときの磁性体検知装置１０の操作速度又は移動距離に関連する。従って、複数種類の時間間隔すなわちmax_ｉを設定することで、操作者による磁性体検知装置１０の操作速度に違いがあっても磁性体４０をより精度良く検知できる。

図１１においては、特に、磁性体検知部５２の機能に対応するＳ３０において、時間変化量Ａ_Ｑｋが算出される際のmax_ｉが一種類の値でなく複数種類の値であることが、前述の実施例１と異なる。又、磁性体検知部５２の機能に対応するＳ４０において、各評価値Ｂ_ｋの絶対値は一種類のmax_ｉに対応した値でなく、複数種類のmax_ｉ毎に対応した値であることが、前述の実施例１と異なる。このＳ４０の判断が否定される場合（すなわち磁性体４０が無いと判断される場合）は、前述の実施例１と同様に、本ルーチンが終了する。又、このＳ４０の判断が肯定される場合（すなわち磁性体４０が有ると判断される場合）は、Ｓ５０以降が実行される。このＳ５０以降は、基本的には前述の実施例１と同様であるが、Ｓ５０以降におけるmax_ｉとしては、磁性体４０が有ると判断された評価値Ｂ_ｋの絶対値が対応するmax_ｉが用いられる。

上述のように、本実施例によれば、同じ時点を起点とする同じ長さの時間間隔における二つの磁気センサの各出力値Ｑ_ｋｊの時間変化量Ａ_Ｑｋが長さが異なる複数種類の時間間隔毎に各々算出され、その同じ長さの時間間隔における時間変化量Ａ_Ｑｋを用いて磁性体４０が検知されるので、磁性体検知装置１０が操作されるときの速さの違いに応じた適切な時間変化量Ａ_Ｑｋが算出されて、磁性体４０の検知精度を一層向上することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、本発明は、磁性体検知装置１０が有すると同様の、二つの磁気センサの各出力値Ｑ_ｋｊの時間変化量Ａ_Ｑｋを用いて磁性体４０の有無を検知する磁性体検知機能（つまり制御装置５０が有する磁性体検知部５２に対応する磁性体検知機能）を、図１２に示すような、駆動／検波回路６０などが接続されたコンピュータ８０に実現させる為のプログラムProgramを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体９０にも適用され得る。図１２において、コンピュータ８０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた制御装置５０と同様の所謂マイクロコンピュータ、及び読み取り装置８２などを含んで構成されている。コンピュータ８０は、記録媒体９０に予め記録されたプログラムProgramを読み取り装置８２によって読み込むことでそのプログラムProgramを実行することが可能である。つまり、本発明は、制御装置５０が有する磁性体検知部５２に対応する磁性体検知機能をコンピュータ８０に実現させる為のプログラムProgramを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体９０にも適用され得る。このようにしても前述の実施例と同様の効果が得られることは言うまでもない。又、記録媒体９０は、ＣＤ、ＤＶＤ等の光ディスク、フロッピーディスク、ハードディスクドライブ等の記憶装置、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリなどの、プログラムProgramを記録することができる媒体である。又、サーバ（これも一種の記録媒体９０）に保存されたプログラムProgramを通信を介してダウンロードすることでそのプログラムProgramをコンピュータ８０が実行する態様など、プログラムProgramをコンピュータ８０に実現させる態様は種々の態様がある。従って、本発明は、制御装置５０が有する磁性体検知部５２に対応する磁性体検知機能をコンピュータ８０に実現させる為のプログラムProgramにも適用され得る。このようにしても前述の実施例と同様の効果が得られることは言うまでもない。

また、前述の実施例では、磁性体検知装置１０は、感磁方向が同一となる二つの磁気センサの組を二組備えていたが、この態様に限らない。例えば、磁性体検知装置１０は、第１磁気センサ１４ｘと第３磁気センサ１６ｘとでの一組、及び第２磁気センサ１４ｙと第４磁気センサ１６ｙとでの一組のうちの少なくとも一組を備えていれば良い。又、磁性体検知装置１０は、ベクトル型磁気センサではなく、磁界の絶対値を検出するようなスカラー型の磁気センサを二個備えていても良い。このように、少なくとも二つの磁気センサを備える磁性体検知装置１０であれば、本発明を適用することができる。

また、前述の実施例では、磁性体検知装置１０を被験体３８の表面に近づけて動かすことで磁性体４０の有無を検知したが、被験体３８を動かすことで磁性体４０の有無を検知しても良い。

また、前述の実施例では、測定用センサ部１４におけるセルフリセット値Ｍ_ｕを用いて磁性体検知モードの解除を判断したが、この態様に限らない。例えば、常に、測定用センサ部１４における絶対値成分のセルフリセット値Ｍ_ａを用いて磁性体検知モードの解除を判断しても良い。このセルフリセット値Ｍ_ａを用いる場合には、セルフリセット値Ｍ_ａの最大値ＭＡＸ_Ｍａが必要に応じて更新され、Ｍ_ａ／ＭＡＸ_Ｍａが閾値（所定割合Ｔｈ）未満となった否かに基づいて、磁性体検知モードを解除するか否かが判断される。又は、測定用センサ部１４におけるセルフリセット値Ｍ_ｋと参照用センサ部１６におけるセルフリセット値Ｒ_ｋとの差分Ｓ_ｋ（＝Ｍ_ｋ−Ｒ_ｋ）を用いて、磁性体検知モードの解除を判断しても良い。又は、セルフリセット値Ｍ_ｋを用いた判断と、差分Ｓ_ｋを用いた判断とを組み合わせて、磁性体検知モードの解除を判断しても良い。

また、前述の実施例では、第１−第４磁気センサ１４ｘ，１４ｙ，１６ｘ，１６ｙは、磁気インピーダンスセンサ（ＭＩセンサ）とされたが、感磁方向が一方向であるベクトル型磁気センサであれば、他の形式の磁気センサであってもよい。

尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：磁性体検知装置
１４：測定用センサ部（磁気センサ）
１４ｘ：第１磁気センサ（ベクトル型磁気センサ）
１４ｙ：第２磁気センサ（ベクトル型磁気センサ）
１６：参照用センサ部（磁気センサ）
１６ｘ：第３磁気センサ（ベクトル型磁気センサ）
１６ｙ：第４磁気センサ（ベクトル型磁気センサ）
３８：被験体
４０：磁性体
５０：制御装置
８０：コンピュータ
９０：記録媒体

第１の発明の要旨とするところは、（ａ）少なくとも二つの磁気センサと、前記磁気センサの各出力値を用いて磁性体を検知する制御装置とを備えた磁性体検知装置であって、（ｂ）前記磁気センサは、相互の間隔が所定距離とされていると共に、相互の間の空間外に被験体が位置するように配置されており、（ｃ）前記制御装置は、前記被験体と前記磁気センサとの相対位置が変化することによる前記二つの磁気センサの各出力値の時間変化量を比較し、その時間変化量の絶対値は前記被験体に近い前記磁気センサの方が前記被験体に遠い前記磁気センサよりも大きくなることを利用して、前記磁性体を検知することにある。

また、第８の発明の要旨とするところは、（ａ）少なくとも二つの磁気センサの各出力値を用いて磁性体を検知する磁性体検知機能をコンピュータに実現させる為のプログラムであって、（ｂ）前記磁性体検知機能は、相互の間隔が所定距離とされていると共に相互の間の空間外に被験体が位置するように配置されている前記磁気センサと、前記被験体との相対位置が変化することによる前記二つの磁気センサの各出力値の時間変化量を比較し、その時間変化量の絶対値は前記被験体に近い前記磁気センサの方が前記被験体に遠い前記磁気センサよりも大きくなることを利用して、前記磁性体を検知することにある。

また、第９の発明の要旨とするところは、（ａ）少なくとも二つの磁気センサの各出力値を用いて磁性体を検知する磁性体検知機能をコンピュータに実現させる為のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、（ｂ）前記磁性体検知機能は、相互の間隔が所定距離とされていると共に相互の間の空間外に被験体が位置するように配置されている前記磁気センサと、前記被験体との相対位置が変化することによる前記二つの磁気センサの各出力値の時間変化量を比較し、その時間変化量の絶対値は前記被験体に近い前記磁気センサの方が前記被験体に遠い前記磁気センサよりも大きくなることを利用して、前記磁性体を検知することにある。

前記第１の発明によれば、相互の間隔が所定距離とされていると共に相互の間の空間外に被験体が位置するように配置されている磁気センサと、被験体との相対位置が変化することによる二つの磁気センサの各出力値の時間変化量を比較し、その時間変化量の絶対値は前記被験体に近い前記磁気センサの方が前記被験体に遠い前記磁気センサよりも大きくなることを利用して、磁性体が検知されるので、磁気センサが被る地磁気の変化の影響をできるだけ排除して磁性体を検知することができる。具体的には、磁性体が磁気センサの近くにないような環境磁界中であれば、二つの磁気センサの各出力値の時間変化量は略同じ値となる一方で、磁気センサが磁性体に近づくような場面では、その時間変化量の絶対値は磁性体に近い磁気センサの方が磁性体に遠い磁気センサの方よりも大きくなる。このような現象を利用することで、磁気センサが被る地磁気の変化の影響をできるだけ排除して磁性体を検知することができる。よって、二つの磁気センサの各出力値を用いて磁性体を検知する際に、磁性体の検知精度を向上することができる。

また、前記第８の発明によれば、相互の間隔が所定距離とされていると共に相互の間の空間外に被験体が位置するように配置されている磁気センサと、被験体との相対位置が変化することによる二つの磁気センサの各出力値の時間変化量を比較し、その時間変化量の絶対値は前記被験体に近い前記磁気センサの方が前記被験体に遠い前記磁気センサよりも大きくなることを利用して、磁性体が検知されるので、前述したような現象を利用することで、磁気センサが被る地磁気の変化の影響をできるだけ排除して磁性体を検知することができる。よって、二つの磁気センサの各出力値を用いて磁性体を検知する際に、磁性体の検知精度を向上することができる。

また、前記第９の発明によれば、相互の間隔が所定距離とされていると共に相互の間の空間外に被験体が位置するように配置されている磁気センサと、被験体との相対位置が変化することによる二つの磁気センサの各出力値の時間変化量を比較し、その時間変化量の絶対値は前記被験体に近い前記磁気センサの方が前記被験体に遠い前記磁気センサよりも大きくなることを利用して、磁性体が検知されるので、前述したような現象を利用することで、磁気センサが被る地磁気の変化の影響をできるだけ排除して磁性体を検知することができる。よって、二つの磁気センサの各出力値を用いて磁性体を検知する際に、磁性体の検知精度を向上することができる。

Claims (9)

1. 少なくとも二つの磁気センサと、前記磁気センサの各出力値を用いて磁性体を検知する制御装置とを備えた磁性体検知装置であって、
   前記磁気センサは、相互の間隔が所定距離とされていると共に、相互の間の空間外に被験体が位置するように配置されており、
   前記制御装置は、前記被験体と前記磁気センサとの相対位置が変化することによる前記二つの磁気センサの各出力値の時間変化量を用いて前記磁性体を検知することを特徴とする磁性体検知装置。
2. 前記磁気センサは、感磁方向が一方向であるベクトル型磁気センサであると共に、前記感磁方向が同一となる二つの磁気センサを含んでおり、
   前記制御装置は、前記感磁方向が同一となる二つの磁気センサの各出力値の時間変化量を用いて前記磁性体を検知することを特徴とする請求項１に記載の磁性体検知装置。
3. 前記制御装置は、前記二つの磁気センサの各出力値の時間変化量の差分を用いて前記磁性体を検知することを特徴とする請求項１又は２に記載の磁性体検知装置。
4. 前記制御装置は、前記磁性体を検知した場合には、最新の前記磁気センサの出力値から、前記磁性体を最初に検知した直前に取得した前記磁気センサの出力値を減算した、前記二つの磁気センサにおける前記直前からの各出力値変化量を用いて、前記磁性体と前記磁気センサとの間の距離、及び前記磁性体の磁気モーメントの強さを算出することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の磁性体検知装置。
5. 前記制御装置は、前記磁性体を検知した場合には、前記出力値変化量が前記出力値変化量の最大値に対して所定割合未満となったか否かに基づいて、前記検知した磁性体が前記磁気センサから遠ざかったか否かを判定することを特徴とする請求項４に記載の磁性体検知装置。
6. 前記制御装置は、前記磁性体を検知した場合には、磁性体検知モードを成立させるものであり、
   前記制御装置は、前記磁性体検知モードの成立時に、最新の前記磁気センサの出力値から、前記磁性体を最初に検知した直前に取得した前記磁気センサの出力値を減算した、前記磁気センサにおける前記直前からの出力値変化量が前記出力値変化量の最大値に対して所定割合未満となった場合には、前記磁性体検知モードを解除することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の磁性体検知装置。
7. 前記制御装置は、同じ時点を起点とする同じ長さの時間間隔における前記二つの磁気センサの各出力値の時間変化量を長さが異なる複数種類の時間間隔毎に各々算出し、前記同じ長さの時間間隔における前記時間変化量を用いて前記磁性体を検知することを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の磁性体検知装置。
8. 少なくとも二つの磁気センサの各出力値を用いて磁性体を検知する磁性体検知機能をコンピュータに実現させる為のプログラムであって、
   前記磁性体検知機能は、相互の間隔が所定距離とされていると共に相互の間の空間外に被験体が位置するように配置されている前記磁気センサと、前記被験体との相対位置が変化することによる前記二つの磁気センサの各出力値の時間変化量を用いて前記磁性体を検知することを特徴とする磁性体検知機能をコンピュータに実現させる為のプログラム。
9. 少なくとも二つの磁気センサの各出力値を用いて磁性体を検知する磁性体検知機能をコンピュータに実現させる為のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
   前記磁性体検知機能は、相互の間隔が所定距離とされていると共に相互の間の空間外に被験体が位置するように配置されている前記磁気センサと、前記被験体との相対位置が変化することによる前記二つの磁気センサの各出力値の時間変化量を用いて前記磁性体を検知することを特徴とする磁性体検知機能をコンピュータに実現させる為のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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