信号検知装置及び信号検知プログラム
【課題】
磁性体が交番磁界内に位置することで、大バルクハウゼン効果により生じる信号を確度よく検出する信号検知装置及び信号検知プログラムを提供する。
【解決手段】
検知コイル３が検知した信号を増幅器５で増幅し、ＡＤＣ７でディジタル化した検知信号のうち特定時間の検知信号を取得し、取得した検知信号が基準値以上であるか否かを比較し、その比較結果が連続するか否かを確認し、検知信号が基準値以上である比較結果が予め定めた回数連続したことが確認された場合に、検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定する。
磁性体が交番磁界内に位置することで、大バルクハウゼン効果により生じる信号を確度よく検出する信号検知装置及び信号検知プログラムを提供する。
【解決手段】
検知コイル３が検知した信号を増幅器５で増幅し、ＡＤＣ７でディジタル化した検知信号のうち特定時間の検知信号を取得し、取得した検知信号が基準値以上であるか否かを比較し、その比較結果が連続するか否かを確認し、検知信号が基準値以上である比較結果が予め定めた回数連続したことが確認された場合に、検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号検知装置及び信号検知プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタやコピア等の技術発達に伴って、容易に文書の作成や複製を行うことができるようになり、様々な場面で文書が利用されることとなった。
【０００３】
一方、容易に文書を複写することができるため、文書の機密性の保持や原本性の保証といった新たな課題が発生してきている。
【０００４】
このような課題に対応するため、用紙に磁性体を付し、この磁性体をプリンタやコピア、ゲート等に配置した検知装置等で検知することにより、その結果を様々な管理等に利用している。
【０００５】
なお、センサの出力をＣＰＵを利用して処理する技術としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。
【特許文献１】特開昭６１−１８１９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、磁性体が交番磁界内に位置することで、大バルクハウゼン効果により生じる信号を確度よく検出する信号検知装置及び信号検知プログラ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】
【０００７】
上述した目的を達成するため、請求項１の発明は、信号受信手段と該信号受信手段が受信した信号を増幅する増幅手段とを含む検知手段が出力する検知信号のうち特定時間の検知信号を取得する取得手段と、前記取得手段が取得した検知信号が基準値以上であるか否かを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果が連続するか否かを確認し、前記検知信号が基準値以上である比較結果が予め定めた回数連続したことが確認された場合に、前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定する判定手段とを具備することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記判定手段は、前記取得手段が取得した検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した後に、前記検知信号が基準値未満である比較結果が予め定めた回数連続したことが確認された場合に、前記検知信号から大バルクハウゼン効果により生じた信号が消滅したと判定することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記比較手段は、前記取得手段が取得した検知信号の平均値を算出し、該算出した平均値と前記基準値とを比較することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記増幅手段の増幅度を調整する調整手段と、大バルクハウゼン効果により生じる信号が存在しない状態で前記調整手段により前記増幅手段の増幅度を固定し、前記基準値、前記比較手段が前記平均値を算出する際の平均回数、前記判定手段が連続を確認する回数の各値を可変し、前記判定手段が前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した際の各値に所定の値を加えた値をそれぞれ新たな基準値、平均回数、連続を確認する回数に設定する設定手段とをさらに具備することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記設定手段は、大バルクハウゼン効果により生じる信号が存在しない状態で前記基準値、前記比較手段が前記平均値を算出する際の平均回数、前記判定手段が連続を確認する回数の各値を固定し、前記調整手段により前記増幅手段の増幅度を可変し、前記判定手段が前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した際の増幅度から所定の値を減じた値を新たな増幅度として設定することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６の発明は、信号受信手段と該信号受信手段が受信した信号を増幅する増幅手段とを含む検知手段が出力する検知信号のうち特定時間の検知信号を取得する取得処理と、前記取得処理で取得した検知信号が基準値以上であるか否かを比較する比較処理と、前記比較処理による比較結果が連続するか否かを確認し、前記検知信号が基準値以上である比較結果が予め定めた回数連続したことが確認された場合に、前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定する判定処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記判定処理は、前記取得処理で取得した検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した後に、前記検知信号が基準値未満である比較結果が予め定めた回数連続したことが確認された場合に、前記検知信号から大バルクハウゼン効果により生じた信号が消滅したと判定することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８の発明は、請求項６の発明において、前記比較処理は、前記取得処理で取得した検知信号の平均値を算出し、該算出した平均値と前記基準値とを比較することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記増幅手段の増幅度を調整する調整処理と、大バルクハウゼン効果により生じる信号が存在しない状態で前記調整処理により前記増幅手段の増幅度を固定し、前記基準値、前記比較処理で前記平均値を算出する際の平均回数、前記判定処理で連続を確認する回数の各値を可変し、前記判定処理で前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した際の各値に所定の値を加えた値をそれぞれ新たな基準値、平均回数、連続を確認する回数に設定する設定処理とをさらに前記コンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１０の発明は、請求項９の発明において、前記設定処理は、大バルクハウゼン効果により生じる信号が存在しない状態で前記基準値、前記比較手段が前記平均値を算出する際の平均回数、前記判定処理で連続を確認する回数の各値を固定し、前記調整処理により前記増幅手段の増幅度を可変し、前記判定処理が前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した際の増幅度から所定の値を減じた値を新たな増幅度として設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ノイズ等の混入する状態であっても、確度よく大バルクハウゼン効果により生じる信号を検知することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る信号検知装置及び信号検知プログラムの一実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００１９】
図１は、信号検知装置の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、信号検知装置は、信号源１と、励磁コイル２、検知コイル３、フィルタ４、増幅器５、フィルタ６、ＡＤＣ７、信号判定部８を有している。
【００２０】
信号源１は、励磁コイル２に交流電流を流すための電源であり、例えば、１ｋＨｚの交流電圧を励磁コイル２に印加し、励磁コイル２に交番磁界を発生させる。
【００２１】
励磁コイル２は、信号源１から印加される交流電圧に応じて交流電流が流れるもので、これにより交番磁界を発生する。
【００２２】
検知コイル３は、励磁コイル２が発生する交番磁界によって誘導される起電力によって交流電流が流れるもので、この際に、励磁コイル２が発生する交番磁界内に大バルクハウゼン効果を生じる磁性体があると、この大バルクハウゼン効果によるパルス電流が交流電流に重畳される形で発生する。検知コイル３は、この電流を検知電流として出力する。
【００２３】
フィルタ４は、検知コイル３が出力する検知電流から、励磁コイル２が発生した交番磁界によって誘導される電流を除去する。
【００２４】
増幅器５は、フィルタ４から出力される検知電流を増幅する。
【００２５】
フィルタ６は、増幅器５によって増幅された検知電流から、ノイズ等を除去する。
【００２６】
ＡＤＣ７は、ＡＤコンバータであり、検知電流をディジタル信号に変換して検知信号として出力する。する。
【００２７】
信号判定部８は、ＡＤＣ７が出力する検知信号に基づいて、大バルクハウゼン効果が発生したか否か、つまり、検知コイル３の近傍に磁性体が存在するか否かを判定する。また、信号判定部８は、増幅器５の増幅度（ゲイン）の調整等の処理も行う。
【００２８】
次に、信号判定部８の詳細について説明する。図２は、信号判定部８の構成例を示した図であり、図３は、信号判定部８の機能的な構成例を示すブロック図である。
【００２９】
図２に示すように、信号判定部８は、演算部１０１と、記憶部１０２、一時記憶部１０３、情報入出力部１０４を有している。
【００３０】
演算部１０１は、演算処理を行うもので、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサにより実現されるものである。
【００３１】
記憶部１０２は、情報等を記憶するもので、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、不揮発性メモリ(Nonvolatile Memory)等のメモリで実現されるものである。
【００３２】
一時記憶部１０３は、情報等を一時的に記憶するもので、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリで実現されるものである。
【００３３】
情報入出力部１０４は、ＡＤＣ７からの検知信号や、信号源１からの基準信号を入力したり、判定結果等の出力を行うインタフェイスである。
【００３４】
信号判定部８は、記憶部１０２に記憶されているプログラムに基づいて演算部１０１を動作させ、演算部１０１の命令により他の各部が動作することで、図３に示す各機能部を実現する。
【００３５】
信号判定部８は、図３に示すように、基準信号取得部８１と、検知信号取得部８２、平均化部８３、比較部８４、連続性判定部８５、調整部８６の各機能部を有している。
【００３６】
基準信号取得部８１は、信号源１から励磁コイル１に印加する交流電圧と同期する信号を基準信号として取得する。
【００３７】
検知信号取得部８２は、基準信号取得部８１が取得した基準信号に基づいて、ＡＤＣが出力する検知信号を取得する。大バルクハウゼン効果は、図４（ａ）に示すようなＢ−Ｈ特性、つまり、ヒステリシスループがほぼ長方形で、保持力（Ｈｃ）が比較的小さな材料、例えば、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｂ−Ｓｉからなるアモルファス磁性材料を交番磁界中においた際に、急峻な磁化反転が起きる現象である。このため、励磁コイルに交流電流を流して交番磁界を発生させ、その交番磁界中に磁性材料を置くと、磁化反転時に、磁性材料の近傍に配置した検知コイルにパルス状の電流が流れることとなる。例えば、励磁コイルにより図４（ｂ）の上段に示すような交番磁界を発生させた場合、検知コイルには、図４（ｂ）の下段に示すようなパルス電流が流れることとなる。ただし、検知コイルに流れる電流には、交番磁界によって誘導される交流電流も流れており、パルス電流は、この交流電流に重畳されて検出されることとなる。つまり、大バルクハウゼン効果により生じる電流は、交番磁界に同期して一定間隔に発生することとなる。このため、検知信号取得部８２は、ＡＤＣ７が出力する検知信号のうち、一定期間毎の検知信号のみを取得することとなり、この期間の決定のために、基準信号取得部８１が取得した基準信号を利用する。なお、検知信号取得部８２は、基準信号取得部８１が取得した基準信号に対して、遅れ等を考慮したタイミングで検知信号を取得する。
【００３８】
平均化部８３は、検知信号取得部８２が取得した検知信号を平均化する。例えば、図５に示すように、検知信号取得部８２がＡＤＣ７から一定間隔で検知信号を取得したとすると、平均化部８３は、取得した検知信号の数回分（図中では、８回分）を平均化し、その平均値を出力する。なお、図５中では、検知信号を正弦波で示しているが、これは、説明のためであり、実際の検知信号は、前述したように、交流成分が除去されている。
【００３９】
比較部８４は、平均化部８３が出力した平均値と基準値とを比較することにより、検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号成分が含まれている可能性があるか否かを判定する。
【００４０】
連続性判定部８５は、比較部８４が検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号成分が含まれている可能性があると判定した場合に、その連続性を確認し、一定数の連続が認められた場合に、検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号成分が含まれていると判定する。また、検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号成分が含まれている判定した後に、比較部８４が検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号成分が含まれている可能性がないと判定した場合に、その連続性を確認し、一定数の連続が認められた場合に、検知信号から大バルクハウゼン効果により生じた信号成分が消滅したと判定する。
【００４１】
調整部８６は、連続性判定部８５による判定結果を利用し、増幅器５の増幅度や、平均化部８３で平均値を算出する際の検知信号の数、比較部８４が比較に利用する基準値、連続性判定部８５が連続性を確認する際の回数を調整する。
【００４２】
次に、信号判定部８の動作の流れを説明する。図６は、信号判定部８による信号判定処理の流れを示すフローチャートであり、図７は、信号判定部８による調整処理の流れを示すフローチャートである。
【００４３】
信号判定処理では、まず、検知信号取得部８２が、基準信号８１が取得した基準信号に基づいて検知信号を取得し（ステップ２０１）、この検知信号の値を平均化部８３が加算する（ステップ２０２）。そして、検知信号の取得と加算をＡ回（Ａは予め定めた自然数）繰り返し（ステップ２０３でＮＯ）、同処理をＡ回行うと（ステップ２０３でＹＥＳ）、平均化部８３が加算された検知信号をＡで除算することで、検知信号の平均値を算出する（ステップ２０４）。
【００４４】
次に、比較部８４が、算出された平均値を予め定めた基準値と比較し（ステップ２０５）、平均値の値が基準値以上であれば（ステップ２０６でＹＥＳ）、連続性判定部８５が連続性の判定を行う。
【００４５】
連続性判定部８５による連続性の判定では、まず、前回の平均値が基準値以上であった場合には（ステップ２０７でＹＥＳ）、その連続回数を計数し（ステップ２０８）、計数した連続回数がＢ回（Ｂは予め定めた自然数）に達した場合に（ステップ２０９でＹＥＳ）、大バルクハウゼン効果により生じた信号を検知したと判定する（ステップ２１０）。つまり、連続性判定部８５は、平均値がＢ回連続して基準値以上であった場合に、大バルクハウゼン効果により生じた信号を検知したと判定するもので、前回の平均値が基準値未満であった場合や（ステップ２０７でＮＯ）、連続回数がＢ回に達していない場合には（ステップ２０９でＮＯ）、次の平均値が算出されるまで、判定は先送りされることとなる。
【００４６】
一方、比較部８４による比較の結果、平均値の値が基準値未満であった場合（ステップ２０６でＮＯ）、連続性判定部８５による判定結果が「検知」中である状態では（ステップ２１１でＹＥＳ）、連続性判定部８５が連続性の判定を行う。
【００４７】
連続性判定部８５による連続性の判定では、まず、前回の平均値が基準値未満であった場合には（ステップ２１２でＹＥＳ）、その連続回数を計数し（ステップ２１３）、計数した連続回数がＣ回（Ｃは予め定めた自然数）に達した場合に（ステップ２１４でＹＥＳ）、大バルクハウゼン効果により生じた信号が消滅した、つまり、非検知であると判定する（ステップ２１５）。連続性判定部８５は、平均値がＣ回連続して基準値未満であった場合に、大バルクハウゼン効果により生じた信号が消滅したと判定するもので、前回の平均値が基準値以上であった場合や（ステップ２１２でＮＯ）、連続回数がＣ回に達していない場合には（ステップ２１４でＮＯ）、次の平均値が算出されるまで、判定は先送りされることとなる。
【００４８】
また、比較部８４による比較の結果、平均値の値が基準値未満であった場合（ステップ２０６でＮＯ）、連続性判定部８５による判定結果が「非検知」中である状態では（ステップ２１１でＮＯ）、判定は行われず、「非検知」中である状態が継続される。
【００４９】
次に、信号判定部８による調整処理について説明する。調整処理は、大バルクハウゼン効果による信号が検出されることの無い状態、例えば、電源投入時等で、電源投入者が大バルクハウゼン効果による信号が検出されることのない状況を確認した上で行われる。
【００５０】
調整処理では、まず、調整部８６が増幅器５の増幅度を固定し（ステップ３０１）、判定処理で利用するＡの値と、Ｂの値を減少させ（ステップ３０２）、これを連続性判定部８５が大バルクハウゼン効果により生じた信号を検知したと判定するまで繰り返す（ステップ３０３でＮＯ）。そして、連続性判定部８５が大バルクハウゼン効果により生じた信号を検知したと判定すると（ステップ３０３でＹＥＳ）、その時のＡの値に予め定めたａの値を加えた値を新たなＡの値とし、その時のＢの値に予め定めたｂの値を加えた値を新たなＢの値とする（ステップ３０４）。ａ、ｂの値を加えているのは、その時のＡ、Ｂの値では連続性判定部８５が大バルクハウゼン効果による信号が検出されることの無い状態で当該信号を検知したと判定している、つまり、ノイズ等によって誤検知しているためで、これにａ、ｂの値を加えることで、ノイズ等の影響の無い値とすることができるためである。
【００５１】
続いて、調整部８６は、増幅器５の増幅度を増加し（ステップ３０５）、これを連続性判定部８５が大バルクハウゼン効果により生じた信号を検知したと判定するまで繰り返す（ステップ３０６でＮＯ）。そして、連続性判定部８５が大バルクハウゼン効果により生じた信号を検知したと判定すると（ステップ３０６でＹＥＳ）、その時の増幅度から予め定めたｄの値を減じた値を増幅器５の新たな増幅度として設定する（ステップ３０７）。この処理も前述したように、ノイズ等の影響を除去するためである。
【００５２】
なお、調整部８５による調整は、いずれかの値に対してのみ行うようにすることも可能であり、判定処理で利用するＣの値についても、同様に調整することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】信号検知装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】信号判定部８の構成例を示した図である。
【図３】信号判定部８の機能的な構成例を示すブロック図である。
【図４】大バルクハウゼン効果による信号の発生原理を説明するための図である。
【図５】検知信号の取得タイミング、平均化処理を説明するための図である。
【図６】信号判定部８による信号判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】信号判定部８による調整処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１ 信号源
２ 励磁コイル
３ 検知コイル
４ フィルタ
５ 増幅器
６ フィルタ
７ ＡＤＣ
８ 信号判定部
８１ 基準信号取得部
８２ 検知信号取得部
８３ 平均化部
８４ 比較部
８５ 連続性判定部
８６ 調整部
１０１ 演算部
１０２ 記憶部
１０３ 一時記憶部
１０４ 情報入出力部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号検知装置及び信号検知プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタやコピア等の技術発達に伴って、容易に文書の作成や複製を行うことができるようになり、様々な場面で文書が利用されることとなった。
【０００３】
一方、容易に文書を複写することができるため、文書の機密性の保持や原本性の保証といった新たな課題が発生してきている。
【０００４】
このような課題に対応するため、用紙に磁性体を付し、この磁性体をプリンタやコピア、ゲート等に配置した検知装置等で検知することにより、その結果を様々な管理等に利用している。
【０００５】
なお、センサの出力をＣＰＵを利用して処理する技術としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。
【特許文献１】特開昭６１−１８１９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、磁性体が交番磁界内に位置することで、大バルクハウゼン効果により生じる信号を確度よく検出する信号検知装置及び信号検知プログラ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】
【０００７】
上述した目的を達成するため、請求項１の発明は、信号受信手段と該信号受信手段が受信した信号を増幅する増幅手段とを含む検知手段が出力する検知信号のうち特定時間の検知信号を取得する取得手段と、前記取得手段が取得した検知信号が基準値以上であるか否かを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果が連続するか否かを確認し、前記検知信号が基準値以上である比較結果が予め定めた回数連続したことが確認された場合に、前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定する判定手段とを具備することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記判定手段は、前記取得手段が取得した検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した後に、前記検知信号が基準値未満である比較結果が予め定めた回数連続したことが確認された場合に、前記検知信号から大バルクハウゼン効果により生じた信号が消滅したと判定することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記比較手段は、前記取得手段が取得した検知信号の平均値を算出し、該算出した平均値と前記基準値とを比較することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記増幅手段の増幅度を調整する調整手段と、大バルクハウゼン効果により生じる信号が存在しない状態で前記調整手段により前記増幅手段の増幅度を固定し、前記基準値、前記比較手段が前記平均値を算出する際の平均回数、前記判定手段が連続を確認する回数の各値を可変し、前記判定手段が前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した際の各値に所定の値を加えた値をそれぞれ新たな基準値、平均回数、連続を確認する回数に設定する設定手段とをさらに具備することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記設定手段は、大バルクハウゼン効果により生じる信号が存在しない状態で前記基準値、前記比較手段が前記平均値を算出する際の平均回数、前記判定手段が連続を確認する回数の各値を固定し、前記調整手段により前記増幅手段の増幅度を可変し、前記判定手段が前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した際の増幅度から所定の値を減じた値を新たな増幅度として設定することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６の発明は、信号受信手段と該信号受信手段が受信した信号を増幅する増幅手段とを含む検知手段が出力する検知信号のうち特定時間の検知信号を取得する取得処理と、前記取得処理で取得した検知信号が基準値以上であるか否かを比較する比較処理と、前記比較処理による比較結果が連続するか否かを確認し、前記検知信号が基準値以上である比較結果が予め定めた回数連続したことが確認された場合に、前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定する判定処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記判定処理は、前記取得処理で取得した検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した後に、前記検知信号が基準値未満である比較結果が予め定めた回数連続したことが確認された場合に、前記検知信号から大バルクハウゼン効果により生じた信号が消滅したと判定することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８の発明は、請求項６の発明において、前記比較処理は、前記取得処理で取得した検知信号の平均値を算出し、該算出した平均値と前記基準値とを比較することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記増幅手段の増幅度を調整する調整処理と、大バルクハウゼン効果により生じる信号が存在しない状態で前記調整処理により前記増幅手段の増幅度を固定し、前記基準値、前記比較処理で前記平均値を算出する際の平均回数、前記判定処理で連続を確認する回数の各値を可変し、前記判定処理で前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した際の各値に所定の値を加えた値をそれぞれ新たな基準値、平均回数、連続を確認する回数に設定する設定処理とをさらに前記コンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１０の発明は、請求項９の発明において、前記設定処理は、大バルクハウゼン効果により生じる信号が存在しない状態で前記基準値、前記比較手段が前記平均値を算出する際の平均回数、前記判定処理で連続を確認する回数の各値を固定し、前記調整処理により前記増幅手段の増幅度を可変し、前記判定処理が前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した際の増幅度から所定の値を減じた値を新たな増幅度として設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ノイズ等の混入する状態であっても、確度よく大バルクハウゼン効果により生じる信号を検知することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る信号検知装置及び信号検知プログラムの一実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００１９】
図１は、信号検知装置の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、信号検知装置は、信号源１と、励磁コイル２、検知コイル３、フィルタ４、増幅器５、フィルタ６、ＡＤＣ７、信号判定部８を有している。
【００２０】
信号源１は、励磁コイル２に交流電流を流すための電源であり、例えば、１ｋＨｚの交流電圧を励磁コイル２に印加し、励磁コイル２に交番磁界を発生させる。
【００２１】
励磁コイル２は、信号源１から印加される交流電圧に応じて交流電流が流れるもので、これにより交番磁界を発生する。
【００２２】
検知コイル３は、励磁コイル２が発生する交番磁界によって誘導される起電力によって交流電流が流れるもので、この際に、励磁コイル２が発生する交番磁界内に大バルクハウゼン効果を生じる磁性体があると、この大バルクハウゼン効果によるパルス電流が交流電流に重畳される形で発生する。検知コイル３は、この電流を検知電流として出力する。
【００２３】
フィルタ４は、検知コイル３が出力する検知電流から、励磁コイル２が発生した交番磁界によって誘導される電流を除去する。
【００２４】
増幅器５は、フィルタ４から出力される検知電流を増幅する。
【００２５】
フィルタ６は、増幅器５によって増幅された検知電流から、ノイズ等を除去する。
【００２６】
ＡＤＣ７は、ＡＤコンバータであり、検知電流をディジタル信号に変換して検知信号として出力する。する。
【００２７】
信号判定部８は、ＡＤＣ７が出力する検知信号に基づいて、大バルクハウゼン効果が発生したか否か、つまり、検知コイル３の近傍に磁性体が存在するか否かを判定する。また、信号判定部８は、増幅器５の増幅度（ゲイン）の調整等の処理も行う。
【００２８】
次に、信号判定部８の詳細について説明する。図２は、信号判定部８の構成例を示した図であり、図３は、信号判定部８の機能的な構成例を示すブロック図である。
【００２９】
図２に示すように、信号判定部８は、演算部１０１と、記憶部１０２、一時記憶部１０３、情報入出力部１０４を有している。
【００３０】
演算部１０１は、演算処理を行うもので、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサにより実現されるものである。
【００３１】
記憶部１０２は、情報等を記憶するもので、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、不揮発性メモリ(Nonvolatile Memory)等のメモリで実現されるものである。
【００３２】
一時記憶部１０３は、情報等を一時的に記憶するもので、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリで実現されるものである。
【００３３】
情報入出力部１０４は、ＡＤＣ７からの検知信号や、信号源１からの基準信号を入力したり、判定結果等の出力を行うインタフェイスである。
【００３４】
信号判定部８は、記憶部１０２に記憶されているプログラムに基づいて演算部１０１を動作させ、演算部１０１の命令により他の各部が動作することで、図３に示す各機能部を実現する。
【００３５】
信号判定部８は、図３に示すように、基準信号取得部８１と、検知信号取得部８２、平均化部８３、比較部８４、連続性判定部８５、調整部８６の各機能部を有している。
【００３６】
基準信号取得部８１は、信号源１から励磁コイル１に印加する交流電圧と同期する信号を基準信号として取得する。
【００３７】
検知信号取得部８２は、基準信号取得部８１が取得した基準信号に基づいて、ＡＤＣが出力する検知信号を取得する。大バルクハウゼン効果は、図４（ａ）に示すようなＢ−Ｈ特性、つまり、ヒステリシスループがほぼ長方形で、保持力（Ｈｃ）が比較的小さな材料、例えば、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｂ−Ｓｉからなるアモルファス磁性材料を交番磁界中においた際に、急峻な磁化反転が起きる現象である。このため、励磁コイルに交流電流を流して交番磁界を発生させ、その交番磁界中に磁性材料を置くと、磁化反転時に、磁性材料の近傍に配置した検知コイルにパルス状の電流が流れることとなる。例えば、励磁コイルにより図４（ｂ）の上段に示すような交番磁界を発生させた場合、検知コイルには、図４（ｂ）の下段に示すようなパルス電流が流れることとなる。ただし、検知コイルに流れる電流には、交番磁界によって誘導される交流電流も流れており、パルス電流は、この交流電流に重畳されて検出されることとなる。つまり、大バルクハウゼン効果により生じる電流は、交番磁界に同期して一定間隔に発生することとなる。このため、検知信号取得部８２は、ＡＤＣ７が出力する検知信号のうち、一定期間毎の検知信号のみを取得することとなり、この期間の決定のために、基準信号取得部８１が取得した基準信号を利用する。なお、検知信号取得部８２は、基準信号取得部８１が取得した基準信号に対して、遅れ等を考慮したタイミングで検知信号を取得する。
【００３８】
平均化部８３は、検知信号取得部８２が取得した検知信号を平均化する。例えば、図５に示すように、検知信号取得部８２がＡＤＣ７から一定間隔で検知信号を取得したとすると、平均化部８３は、取得した検知信号の数回分（図中では、８回分）を平均化し、その平均値を出力する。なお、図５中では、検知信号を正弦波で示しているが、これは、説明のためであり、実際の検知信号は、前述したように、交流成分が除去されている。
【００３９】
比較部８４は、平均化部８３が出力した平均値と基準値とを比較することにより、検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号成分が含まれている可能性があるか否かを判定する。
【００４０】
連続性判定部８５は、比較部８４が検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号成分が含まれている可能性があると判定した場合に、その連続性を確認し、一定数の連続が認められた場合に、検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号成分が含まれていると判定する。また、検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号成分が含まれている判定した後に、比較部８４が検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号成分が含まれている可能性がないと判定した場合に、その連続性を確認し、一定数の連続が認められた場合に、検知信号から大バルクハウゼン効果により生じた信号成分が消滅したと判定する。
【００４１】
調整部８６は、連続性判定部８５による判定結果を利用し、増幅器５の増幅度や、平均化部８３で平均値を算出する際の検知信号の数、比較部８４が比較に利用する基準値、連続性判定部８５が連続性を確認する際の回数を調整する。
【００４２】
次に、信号判定部８の動作の流れを説明する。図６は、信号判定部８による信号判定処理の流れを示すフローチャートであり、図７は、信号判定部８による調整処理の流れを示すフローチャートである。
【００４３】
信号判定処理では、まず、検知信号取得部８２が、基準信号８１が取得した基準信号に基づいて検知信号を取得し（ステップ２０１）、この検知信号の値を平均化部８３が加算する（ステップ２０２）。そして、検知信号の取得と加算をＡ回（Ａは予め定めた自然数）繰り返し（ステップ２０３でＮＯ）、同処理をＡ回行うと（ステップ２０３でＹＥＳ）、平均化部８３が加算された検知信号をＡで除算することで、検知信号の平均値を算出する（ステップ２０４）。
【００４４】
次に、比較部８４が、算出された平均値を予め定めた基準値と比較し（ステップ２０５）、平均値の値が基準値以上であれば（ステップ２０６でＹＥＳ）、連続性判定部８５が連続性の判定を行う。
【００４５】
連続性判定部８５による連続性の判定では、まず、前回の平均値が基準値以上であった場合には（ステップ２０７でＹＥＳ）、その連続回数を計数し（ステップ２０８）、計数した連続回数がＢ回（Ｂは予め定めた自然数）に達した場合に（ステップ２０９でＹＥＳ）、大バルクハウゼン効果により生じた信号を検知したと判定する（ステップ２１０）。つまり、連続性判定部８５は、平均値がＢ回連続して基準値以上であった場合に、大バルクハウゼン効果により生じた信号を検知したと判定するもので、前回の平均値が基準値未満であった場合や（ステップ２０７でＮＯ）、連続回数がＢ回に達していない場合には（ステップ２０９でＮＯ）、次の平均値が算出されるまで、判定は先送りされることとなる。
【００４６】
一方、比較部８４による比較の結果、平均値の値が基準値未満であった場合（ステップ２０６でＮＯ）、連続性判定部８５による判定結果が「検知」中である状態では（ステップ２１１でＹＥＳ）、連続性判定部８５が連続性の判定を行う。
【００４７】
連続性判定部８５による連続性の判定では、まず、前回の平均値が基準値未満であった場合には（ステップ２１２でＹＥＳ）、その連続回数を計数し（ステップ２１３）、計数した連続回数がＣ回（Ｃは予め定めた自然数）に達した場合に（ステップ２１４でＹＥＳ）、大バルクハウゼン効果により生じた信号が消滅した、つまり、非検知であると判定する（ステップ２１５）。連続性判定部８５は、平均値がＣ回連続して基準値未満であった場合に、大バルクハウゼン効果により生じた信号が消滅したと判定するもので、前回の平均値が基準値以上であった場合や（ステップ２１２でＮＯ）、連続回数がＣ回に達していない場合には（ステップ２１４でＮＯ）、次の平均値が算出されるまで、判定は先送りされることとなる。
【００４８】
また、比較部８４による比較の結果、平均値の値が基準値未満であった場合（ステップ２０６でＮＯ）、連続性判定部８５による判定結果が「非検知」中である状態では（ステップ２１１でＮＯ）、判定は行われず、「非検知」中である状態が継続される。
【００４９】
次に、信号判定部８による調整処理について説明する。調整処理は、大バルクハウゼン効果による信号が検出されることの無い状態、例えば、電源投入時等で、電源投入者が大バルクハウゼン効果による信号が検出されることのない状況を確認した上で行われる。
【００５０】
調整処理では、まず、調整部８６が増幅器５の増幅度を固定し（ステップ３０１）、判定処理で利用するＡの値と、Ｂの値を減少させ（ステップ３０２）、これを連続性判定部８５が大バルクハウゼン効果により生じた信号を検知したと判定するまで繰り返す（ステップ３０３でＮＯ）。そして、連続性判定部８５が大バルクハウゼン効果により生じた信号を検知したと判定すると（ステップ３０３でＹＥＳ）、その時のＡの値に予め定めたａの値を加えた値を新たなＡの値とし、その時のＢの値に予め定めたｂの値を加えた値を新たなＢの値とする（ステップ３０４）。ａ、ｂの値を加えているのは、その時のＡ、Ｂの値では連続性判定部８５が大バルクハウゼン効果による信号が検出されることの無い状態で当該信号を検知したと判定している、つまり、ノイズ等によって誤検知しているためで、これにａ、ｂの値を加えることで、ノイズ等の影響の無い値とすることができるためである。
【００５１】
続いて、調整部８６は、増幅器５の増幅度を増加し（ステップ３０５）、これを連続性判定部８５が大バルクハウゼン効果により生じた信号を検知したと判定するまで繰り返す（ステップ３０６でＮＯ）。そして、連続性判定部８５が大バルクハウゼン効果により生じた信号を検知したと判定すると（ステップ３０６でＹＥＳ）、その時の増幅度から予め定めたｄの値を減じた値を増幅器５の新たな増幅度として設定する（ステップ３０７）。この処理も前述したように、ノイズ等の影響を除去するためである。
【００５２】
なお、調整部８５による調整は、いずれかの値に対してのみ行うようにすることも可能であり、判定処理で利用するＣの値についても、同様に調整することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】信号検知装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】信号判定部８の構成例を示した図である。
【図３】信号判定部８の機能的な構成例を示すブロック図である。
【図４】大バルクハウゼン効果による信号の発生原理を説明するための図である。
【図５】検知信号の取得タイミング、平均化処理を説明するための図である。
【図６】信号判定部８による信号判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】信号判定部８による調整処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１ 信号源
２ 励磁コイル
３ 検知コイル
４ フィルタ
５ 増幅器
６ フィルタ
７ ＡＤＣ
８ 信号判定部
８１ 基準信号取得部
８２ 検知信号取得部
８３ 平均化部
８４ 比較部
８５ 連続性判定部
８６ 調整部
１０１ 演算部
１０２ 記憶部
１０３ 一時記憶部
１０４ 情報入出力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号受信手段と該信号受信手段が受信した信号を増幅する増幅手段とを含む検知手段が出力する検知信号のうち特定時間の検知信号を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した検知信号が基準値以上であるか否かを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果が連続するか否かを確認し、前記検知信号が基準値以上である比較結果が予め定めた回数連続したことが確認された場合に、前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定する判定手段と
を具備することを特徴とする信号検知装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記取得手段が取得した検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した後に、前記検知信号が基準値未満である比較結果が予め定めた回数連続したことが確認された場合に、前記検知信号から大バルクハウゼン効果により生じた信号が消滅したと判定することを特徴とする請求項１記載の信号検知装置。
【請求項３】
前記比較手段は、前記取得手段が取得した検知信号の平均値を算出し、該算出した平均値と前記基準値とを比較することを特徴とする請求項１記載の信号検知装置。
【請求項４】
前記増幅手段の増幅度を調整する調整手段と、
大バルクハウゼン効果により生じる信号が存在しない状態で前記調整手段により前記増幅手段の増幅度を固定し、前記基準値、前記比較手段が前記平均値を算出する際の平均回数、前記判定手段が連続を確認する回数の各値を可変し、前記判定手段が前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した際の各値に所定の値を加えた値をそれぞれ新たな基準値、平均回数、連続を確認する回数に設定する設定手段と
をさらに具備することを特徴とする請求項３記載の信号検知装置。
【請求項５】
前記設定手段は、大バルクハウゼン効果により生じる信号が存在しない状態で前記基準値、前記比較手段が前記平均値を算出する際の平均回数、前記判定手段が連続を確認する回数の各値を固定し、前記調整手段により前記増幅手段の増幅度を可変し、前記判定手段が前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した際の増幅度から所定の値を減じた値を新たな増幅度として設定することを特徴とする請求項４記載の信号検知装置。
【請求項６】
信号受信手段と該信号受信手段が受信した信号を増幅する増幅手段とを含む検知手段が出力する検知信号のうち特定時間の検知信号を取得する取得処理と、
前記取得処理で取得した検知信号が基準値以上であるか否かを比較する比較処理と、
前記比較処理による比較結果が連続するか否かを確認し、前記検知信号が基準値以上である比較結果が予め定めた回数連続したことが確認された場合に、前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定する判定処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする信号検知プログラム。
【請求項７】
前記判定処理は、前記取得処理で取得した検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した後に、前記検知信号が基準値未満である比較結果が予め定めた回数連続したことが確認された場合に、前記検知信号から大バルクハウゼン効果により生じた信号が消滅したと判定することを特徴とする請求項６記載の信号検知プログラム。
【請求項８】
前記比較処理は、前記取得処理で取得した検知信号の平均値を算出し、該算出した平均値と前記基準値とを比較することを特徴とする請求項６記載の信号検知プログラム。
【請求項９】
前記増幅手段の増幅度を調整する調整処理と、
大バルクハウゼン効果により生じる信号が存在しない状態で前記調整処理により前記増幅手段の増幅度を固定し、前記基準値、前記比較処理で前記平均値を算出する際の平均回数、前記判定処理で連続を確認する回数の各値を可変し、前記判定処理で前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した際の各値に所定の値を加えた値をそれぞれ新たな基準値、平均回数、連続を確認する回数に設定する設定処理と
をさらに前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項８記載の信号検知プログラム。
【請求項１０】
前記設定処理は、大バルクハウゼン効果により生じる信号が存在しない状態で前記基準値、前記比較手段が前記平均値を算出する際の平均回数、前記判定処理で連続を確認する回数の各値を固定し、前記調整処理により前記増幅手段の増幅度を可変し、前記判定処理が前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した際の増幅度から所定の値を減じた値を新たな増幅度として設定することを特徴とする請求項９記載の信号検知プログラム。
【請求項１】
信号受信手段と該信号受信手段が受信した信号を増幅する増幅手段とを含む検知手段が出力する検知信号のうち特定時間の検知信号を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した検知信号が基準値以上であるか否かを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果が連続するか否かを確認し、前記検知信号が基準値以上である比較結果が予め定めた回数連続したことが確認された場合に、前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定する判定手段と
を具備することを特徴とする信号検知装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記取得手段が取得した検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した後に、前記検知信号が基準値未満である比較結果が予め定めた回数連続したことが確認された場合に、前記検知信号から大バルクハウゼン効果により生じた信号が消滅したと判定することを特徴とする請求項１記載の信号検知装置。
【請求項３】
前記比較手段は、前記取得手段が取得した検知信号の平均値を算出し、該算出した平均値と前記基準値とを比較することを特徴とする請求項１記載の信号検知装置。
【請求項４】
前記増幅手段の増幅度を調整する調整手段と、
大バルクハウゼン効果により生じる信号が存在しない状態で前記調整手段により前記増幅手段の増幅度を固定し、前記基準値、前記比較手段が前記平均値を算出する際の平均回数、前記判定手段が連続を確認する回数の各値を可変し、前記判定手段が前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した際の各値に所定の値を加えた値をそれぞれ新たな基準値、平均回数、連続を確認する回数に設定する設定手段と
をさらに具備することを特徴とする請求項３記載の信号検知装置。
【請求項５】
前記設定手段は、大バルクハウゼン効果により生じる信号が存在しない状態で前記基準値、前記比較手段が前記平均値を算出する際の平均回数、前記判定手段が連続を確認する回数の各値を固定し、前記調整手段により前記増幅手段の増幅度を可変し、前記判定手段が前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した際の増幅度から所定の値を減じた値を新たな増幅度として設定することを特徴とする請求項４記載の信号検知装置。
【請求項６】
信号受信手段と該信号受信手段が受信した信号を増幅する増幅手段とを含む検知手段が出力する検知信号のうち特定時間の検知信号を取得する取得処理と、
前記取得処理で取得した検知信号が基準値以上であるか否かを比較する比較処理と、
前記比較処理による比較結果が連続するか否かを確認し、前記検知信号が基準値以上である比較結果が予め定めた回数連続したことが確認された場合に、前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定する判定処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする信号検知プログラム。
【請求項７】
前記判定処理は、前記取得処理で取得した検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した後に、前記検知信号が基準値未満である比較結果が予め定めた回数連続したことが確認された場合に、前記検知信号から大バルクハウゼン効果により生じた信号が消滅したと判定することを特徴とする請求項６記載の信号検知プログラム。
【請求項８】
前記比較処理は、前記取得処理で取得した検知信号の平均値を算出し、該算出した平均値と前記基準値とを比較することを特徴とする請求項６記載の信号検知プログラム。
【請求項９】
前記増幅手段の増幅度を調整する調整処理と、
大バルクハウゼン効果により生じる信号が存在しない状態で前記調整処理により前記増幅手段の増幅度を固定し、前記基準値、前記比較処理で前記平均値を算出する際の平均回数、前記判定処理で連続を確認する回数の各値を可変し、前記判定処理で前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した際の各値に所定の値を加えた値をそれぞれ新たな基準値、平均回数、連続を確認する回数に設定する設定処理と
をさらに前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項８記載の信号検知プログラム。
【請求項１０】
前記設定処理は、大バルクハウゼン効果により生じる信号が存在しない状態で前記基準値、前記比較手段が前記平均値を算出する際の平均回数、前記判定処理で連続を確認する回数の各値を固定し、前記調整処理により前記増幅手段の増幅度を可変し、前記判定処理が前記検知信号に大バルクハウゼン効果により生じた信号を含むと判定した際の増幅度から所定の値を減じた値を新たな増幅度として設定することを特徴とする請求項９記載の信号検知プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２２８８（Ｐ２０１０−２２８８Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６１１８１（Ｐ２００８−１６１１８１）
【出願日】平成２０年６月２０日（２００８．６．２０）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２０日（２００８．６．２０）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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