(57)【要約】【課題】励磁コイルおよび検出コイルの側方に検査対象試料が配置される構成であっても、検査対象試料の位置に起因する感度の変化を緩和することのできる磁気センサ装置を提供すること。【解決手段】磁気センサ装置１０では、試料配置空間４０に対して励磁コイル２０および検出コイル３０が配置されており、検出コイル３０は、励磁コイル２０が発生させた交流磁界を検出する。励磁コイル２０としては、試料配置空間４０の一方側に配置された第１励磁コイル２１と、試料配置空間４０の他方側に配置された第２励磁コイル２２とが設けられ、検出コイル３０として、試料配置空間４０の他方側で第１励磁コイル２１の交流磁界を検出する第１検出コイル３１と、試料配置空間４０の一方側で第２励磁コイル２２の交流磁界を検出する第２検出コイル３２とが設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁コイルと、
該励磁コイルに対向し、前記励磁コイルが発生させる交流磁界を検出する検出コイルと、
該検出コイルと前記励磁コイルとの間で検査対象試料が配置される試料配置空間と、
を有していることを特徴とする磁気センサ装置。
【請求項２】
前記励磁コイルとして、前記試料配置空間の一方側に配置された第１励磁コイルと、前記試料配置空間の他方側に配置された第２励磁コイルとが設けられ、
前記検出コイルとして、前記試料配置空間の前記他方側で前記第１励磁コイルの交流磁界を検出する第１検出コイルと、前記試料配置空間の前記一方側で前記第２励磁コイルの交流磁界を検出する第２検出コイルとが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ装置。
【請求項３】
前記第１励磁コイルと前記第２励磁コイルとは、時間をずらして駆動されることを特徴とする請求項２に記載の磁気センサ装置。
【請求項４】
前記励磁コイルは、前記試料配置空間の一方側に配置された励磁コイル用コアに設けられ、
前記検出コイルは、前記試料配置空間の他方側に配置された検出コイル用コアに設けられ、
前記励磁コイル用コアと前記検出コイル用コアとは磁気的に結合していることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ装置。
【請求項５】
前記第１励磁コイルおよび前記第２検出コイルは、前記試料配置空間の前記一方側に配置された第１コアに設けられ、
前記第２励磁コイルおよび前記第１検出コイルは、前記試料配置空間の前記他方側に配置された第２コアに設けられ、
前記第１コアと前記第２コアとは磁気的に結合していることを特徴とする請求項２または３に記載の磁気センサ装置。
【請求項６】
前記第１励磁コイルは、前記試料配置空間の前記一方側に配置された第１励磁コイル用コアに設けられ、
前記第１検出コイルは、前記試料配置空間の前記他方側に配置された第１検出コイル用コアに設けられ、
前記第１励磁コイル用コアと前記第１検出コイル用コアとは磁気的に結合しており、
前記第２励磁コイルは、前記試料配置空間の前記他方側に配置された第２励磁コイル用コアに設けられ、
前記第２検出コイルは、前記試料配置空間の前記一方側に配置された第２検出コイル用コアに設けられ、
前記第２励磁コイル用コアと前記第２検出コイル用コアとは磁気的に結合していることを特徴とする請求項２または３に記載の磁気センサ装置。
【請求項７】
前記励磁コイルおよび前記検出コイルはいずれも、空芯コイルであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の磁気センサ装置。
【請求項８】
前記第１励磁コイル、前記第１検出コイル、前記第２励磁コイルおよび前記第２検出コイルはいずれも、空芯コイルであって、
前記第１励磁コイルは、前記第２検出コイルに対して前記試料配置空間とは反対側に配置され、
前記第２励磁コイルは、前記第１検出コイルに対して前記試料配置空間とは反対側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の磁気センサ装置。
【請求項９】
前記第１検出コイルは、前記試料配置空間の前記他方側に複数配置され、
前記第２検出コイルは、前記試料配置空間の前記一方側に複数配置されていることを特徴とする請求項２、３、５、６または８に記載の磁気センサ装置。
【請求項１０】
前記複数の第１検出コイルは、前記試料配置空間に沿って直線的に配置され、
前記複数の第２検出コイルは、前記試料配置空間に沿って直線的に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の磁気センサ装置。
【請求項１１】
前記複数の第１検出コイルは、時間をずらして順次駆動され、
前記複数の第２検出コイルは、時間をずらして順次駆動されることを特徴とする請求項９または１０に記載の磁気センサ装置。
【請求項１２】
前記複数の第１検出コイルからは、隣り合う第１検出コイルで検出される信号の差が出力され、
前記複数の第２検出コイルからは、隣り合う第２検出コイルで検出される信号の差が出力されることを特徴とする請求項９乃至１１の何れか一項に記載の磁気センサ装置。
【請求項１３】
前記試料配置空間に前記検査対象試料を搬送する搬送機構を有していることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の磁気センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象試料に混在している金属材料や検査対象試料に付加されている金属材料を磁気的に検出する磁気センサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
検査対象試料に混在している金属材料を磁気的に検出する装置として、食品に混入している金属異物を磁気的に検出する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる特許文献１に記載の装置では、励磁コイルの内側に検査対象試料を通した際の磁界の変化を磁気センサで検出する。
【０００３】
また、検査対象試料に付加されている金属材料を磁気的に検出する装置として、紙幣に磁気インクにより印刷されたパターンを磁気的に検出する装置が提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。かかる特許文献２、３に記載の装置では、検査対象試料の一方側に配置された励磁コイルが発生させた磁界の変化を検査対象試料の一方側に配置された検出コイルによって検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２８９５５号公報
【特許文献２】特開２００６−３０９６６９号公報
【特許文献３】特開２００９−１６３３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の装置のように、励磁コイルの内側に検査対象試料を通す構成では、検査対象試料のサイズや形状によっては、励磁コイルの内側に検査対象試料を通すことができないという問題点がある。これに対して、特許文献２、３に記載の装置のように、検査対象試料の一方側に励磁コイルおよび検出コイルが配置された構成では、特許文献１に記載の装置のような問題は発生しないが、励磁コイルおよび検出コイルから離間する何れの位置を検査対象試料が通るかによって検出感度が大きく変動するという問題点がある。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、励磁コイルおよび検出コイルの側方に検査対象試料が配置される構成であっても、検査対象試料の位置に起因する感度の変化を緩和することのできる磁気センサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る磁気センサ装置は、励磁コイルと、該励磁コイルに対向し、前記励磁コイルが発生させる交流磁界を検出する検出コイルと、該検出コイルと前記励磁コイルとの間で検査対象試料が配置される試料配置空間と、を有していることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、試料配置空間に対して励磁コイルおよび検出コイルが配置されており、検出コイルは、励磁コイルが発生させた交流磁界を検出する。このため、検査対象試料に金属材料が混在している場合や、検査対象試料に金属材料が付加されている場合には、検出コイルでの検出結果が変化するので、金属材料の有無を検出することができる。ここで、励磁コイルと検出コイルとは、試料配置空間を挟んだ反対側に各々、配置されている。このため、試料配置空間のうち、励磁コイルに近い位置に検査対象試料がある場合には、検査対象試料は検出コイルから遠い位置にあり、励磁コイルから遠い位置に検査対象試料がある場合には、検査対象試料は検出コイルに近い位置にある。このため、試料配置空間のいずれの位置に検査対象試料があるかによって感度が変化することを緩和することができるので、検査対象試料の位置に起因する感度の変化を緩和することができる。
【０００９】
本発明において、前記励磁コイルとして、前記試料配置空間の一方側に配置された第１励磁コイルと、前記試料配置空間の他方側に配置された第２励磁コイルとが設けられ、前記検出コイルとして、前記試料配置空間の前記他方側で前記第１励磁コイルの交流磁界を検出する第１検出コイルと、前記試料配置空間の前記一方側で前記第２励磁コイルの交流磁界を検出する第２検出コイルとが設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、試料配置空間において検査対象試料が励磁コイルや検出コイルからいずれの距離の位置にあっても、同等の感度を得ることができる。
【００１０】
本発明において、前記第１励磁コイルと前記第２励磁コイルとは、時間をずらして駆動されることが好ましい。かかる構成によれば、第１励磁コイルと第２励磁コイルとに周波数が異なる交流を供給する等の構成を採用しなくても、第１励磁コイルの交流磁界を第１検出コイルが検出した結果と、第２励磁コイルの交流磁界を第２検出コイルが検出した結果とに基づいて、金属材料の有無を検出することができる。
【００１１】
本発明において、前記励磁コイルは、前記試料配置空間の一方側に配置された励磁コイル用コアに設けられ、前記検出コイルは、前記試料配置空間の他方側に配置された検出コイル用コアに設けられ、前記励磁コイル用コアと前記検出コイル用コアとは磁気的に結合していることが好ましい。かかる構成によれば、漏れ磁束を低減することができるので、高い感度を得ることができる等の利点がある。
【００１２】
本発明において、前記第１励磁コイルおよび前記第２検出コイルは、前記試料配置空間の前記一方側に配置された第１コアに設けられ、前記第２励磁コイルおよび前記第１検出コイルは、前記試料配置空間の前記他方側に配置された第２コアに設けられ、前記第１コアと前記第２コアとは磁気的に結合していることが好ましい。かかる構成によれば、漏れ磁束を低減することができるので、高い感度を得ることができる等の利点がある。
【００１３】
本発明において、前記第１励磁コイルは、前記試料配置空間の前記一方側に配置された第１励磁コイル用コアに設けられ、前記第１検出コイルは、前記試料配置空間の前記他方側に配置された第１検出コイル用コアに設けられ、前記第１励磁コイル用コアと前記第１検出コイル用コアとは磁気的に結合しており、前記第２励磁コイルは、前記試料配置空間の前記他方側に配置された第２励磁コイル用コアに設けられ、前記第２検出コイルは、前記試料配置空間の前記一方側に配置された第２検出コイル用コアに設けられ、前記第２励磁コイル用コアと前記第２検出コイル用コアとは磁気的に結合していることが好ましい。かかる構成によれば、漏れ磁束を低減することができるので、高い感度を得ることができる等の利点がある。
【００１４】
本発明においては、前記励磁コイルおよび前記検出コイルはいずれも、空芯コイルである構成を採用することができる。かかる構成によれば、コアを用いた場合と違って、励磁コイルおよび検出コイルを配置する際の自由度が高い。
【００１５】
本発明において、前記第１励磁コイル、前記第１検出コイル、前記第２励磁コイルおよび前記第２検出コイルはいずれも、空芯コイルである場合、前記第１励磁コイルは、前記第２検出コイルに対して前記試料配置空間とは反対側に配置され、前記第２励磁コイルは、前記第１検出コイルに対して前記試料配置空間とは反対側に配置されていることが好ましい。かかる構成によれば、励磁コイル（第１励磁コイルおよび第２励磁コイル）は、検出コイル（第１検出コイルおよび第２検出コイル）より試料配置空間から離間した位置にあるので、試料配置空間の全体にわたって磁界を発生させることができる。
【００１６】
本発明において、前記第１検出コイルは、前記試料配置空間の前記他方側に複数配置され、前記第２検出コイルは、前記試料配置空間の前記一方側に複数配置されていることが好ましい。かかる構成によれば、検査対象試料が大きい場合でも、金属材料の有無を検出することができる。また、検査対象試料のいずれの位置に金属材料が存在するかを検出することができる。
【００１７】
この場合、前記複数の第１検出コイルは、前記試料配置空間に沿って直線的に配置され、前記複数の第２検出コイルは、前記試料配置空間に沿って直線的に配置されていることが好ましい。かかる構成によれば、磁気センサ装置の小型化を図ることができるとともに、複数の第１検出コイルの各々を磁気的に同一あるいは略同一の位置に配置することができ、複数の第２検出コイルの各々を磁気的に同一あるいは略同一の位置に配置することができる。
【００１８】
本発明において、前記複数の第１検出コイルは、時間をずらして順次駆動され、前記複数の第２検出コイルは、時間をずらして順次駆動されることが好ましい。かかる構成によれば、第１検出コイルおよび第２検出コイルから出力された信号に対する処理回路の構成を簡素化することができる。
【００１９】
本発明において、前記複数の第１検出コイルからは、隣り合う第１検出コイルで検出された信号の差が出力され、前記複数の第２検出コイルからは、隣り合う第２検出コイルで検出された信号の差が出力されることが好ましい。かかる構成によれば、隣り合う検出コイル同士の差動を利用するので、環境温度の影響や駆動電流の変動等の影響を受けにくい。
【００２０】
本発明では、前記試料配置空間に前記検査対象試料を搬送する搬送機構を有していることが好ましい。かかる構成によれば、検査対象試料を自動的に搬送することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明において、検出コイルは、励磁コイルが発生させた交流磁界を検出するため、検査対象試料に金属材料が混在している場合や、検査対象試料に金属材料が付加されている場合には、検出コイルでの検出結果が変化するので、金属材料の有無を検出することができる。ここで、励磁コイルと検出コイルとは、試料配置空間を挟んだ反対側に各々、配置されている。このため、試料配置空間のうち、励磁コイルに近い位置に検査対象試料がある場合には、検査対象試料は検出コイルから遠い位置にあり、励磁コイルから遠い位置に検査対象試料がある場合には、検査対象試料は検出コイルに近い位置にある。このため、試料配置空間のいずれの位置に検査対象試料があるかによって感度が変化することを緩和することができるので、検査対象試料の位置に起因する感度の変化を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る磁気センサ装置を備えた検査機器の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る磁気センサ装置の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る磁気センサにおける測定原理を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る磁気センサの感度の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る磁気センサにおいて複数の検出コイルを順次駆動するための回路を模式的に示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る磁気センサにおいて複数の検出コイルを順次駆動するための別の回路を模式的に示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る磁気センサ装置の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る磁気センサ装置の説明図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る磁気センサ装置の正面図である。
【図１０】本発明の実施の形態５に係る磁気センサ装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、励磁コイルと検出コイルとが対向している方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に直交する方向をＹ軸方向として説明する。また、Ｚ軸方向は検査対象試料の厚さ方向に相当し、Ｘ軸方向は検査対象試料の幅方向に相当し、Ｙ軸方向は検査対象試料の搬送方向に相当する。
【００２４】
［実施の形態１］
（検査装置の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る磁気センサ装置を備えた検査機器の説明図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る磁気センサ装置の説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、磁気センサ装置の正面図、側面図、励磁コイルの説明図、および検出コイルの説明図である。
【００２５】
図１において、銀行等に設置されているＡＴＭ装置１（現金自動預け払い機； Automatic Teller Machine）においては、投入された１枚乃至複数枚の紙幣２（検査対象試料）にクリップやホッチキスの針等の金属異物Ｓが混在していないか磁気的に検査する磁気センサ装置１０が搭載されている。磁気センサ装置１０には、投入口１０１から磁気センサ装置１０の試料配置空間４０まで紙幣２をＹ軸方向に搬送するベルト式搬送機構１３と、磁気センサ装置１０の試料配置空間４０から紙幣識別機（図示せず）まで紙幣２をＹ軸方向に搬送するベルト式搬送機構１４とが設けられている。
【００２６】
図２に示すように、磁気センサ装置１０は、励磁コイル２０と、励磁コイル２０に対してＺ軸方向で対向してＸ軸方向に直線的に配列された複数の検出コイル３０とを有しており、検出コイル３０と励磁コイル２０との間には、紙幣２等の検査対象試料が配置される試料配置空間４０が構成されている。かかる磁気センサ装置１０において、励磁コイル２０は駆動回路（図示せず）によって駆動されて交流磁界を発生させ、検出コイル３０は、励磁コイル２０が発生させる交流磁界を検出する。
【００２７】
本形態においては、励磁コイル２０として、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１に配置された第１励磁コイル２１と、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２に配置された第２励磁コイル２２とが設けられている。励磁コイル２０（第１励磁コイル２１および第２励磁コイル２２）はいずれも、試料配置空間４０の幅方向（Ｘ軸方向）における寸法がＹ軸方向の寸法より大の矩形形状を有する空芯コイルであり、開口部２０ａを試料配置空間４０が位置するＺ軸方向に向けている。かかる励磁コイル２０（第１励磁コイル２１および第２励磁コイル２２）のＸ軸方向における寸法は、試料配置空間４０の幅方向（Ｘ軸方向）の寸法よりわずかに大である。
【００２８】
また、本形態では、複数の検出コイル３０として、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２で試料配置空間４０を挟んで第１励磁コイル２１に対向する複数の第１検出コイル３１と、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１で試料配置空間４０を挟んで第２励磁コイル２２に対向する複数の第２検出コイル３２とが設けられている。ここで、第１検出コイル３１は、第１励磁コイル２１の交流磁界を検出する一方、第２検出コイル３２は、第２励磁コイル２２の交流磁界を検出する。検出コイル３０（第１検出コイル３１および第２検出コイル３２）は、開口部３０ａを試料配置空間４０が位置するＺ軸方向に向けた空芯コイルであり、検出コイル３０は、Ｘ軸方向における寸法がＹ軸方向における寸法と略等しい矩形形状を有している。検出コイル３０のＹ軸方向における寸法は、励磁コイル２０のＹ軸方向における寸法と略等しく、検出コイル３０のＸ軸方向における寸法は、励磁コイル２０のＸ軸方向における寸法よりかなり小である。本形態では、検出コイル３０をＸ軸方向に１０個配列させたときの長さ寸法が試料配置空間４０と同一である。言い換えれば、検出コイル３０が配列されている範囲によって試料配置空間４０が規定されている。
【００２９】
ここで、第１励磁コイル２１は、複数の第２検出コイル３２に対して試料配置空間４０とは反対側（Ｚ軸方向の一方側Ｚ１）に配置され、第２励磁コイル２２は、複数の第１検出コイル３１に対して試料配置空間４０とは反対側（Ｚ軸方向の他方側Ｚ２）に配置されている。このため、励磁コイル２０（第１励磁コイル２１および第２励磁コイル２２）は、検出コイル３０（第１検出コイル３１および第２検出コイル３２）より試料配置空間４０から離間した位置にある。
【００３０】
（原理）
図３は、本発明の実施の形態１に係る磁気センサにおける測定原理を示す説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）は、金属異物が存在しない状態の説明図、および金属異物が存在する状態の説明図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る磁気センサの感度の説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、試料配置空間における検査対象試料の位置を示す説明図、検査対象試料の位置と検出コイルでの検出量の変化量を模式的に示す説明図、検査対象試料の位置と励磁コイルが発生させた磁界強度との関係を模式的に示す説明図、および検査対象試料の位置と検出コイルでの検出強度との関係を模式的に示す説明図である。
【００３１】
図３（ａ）に示すように、磁気センサ装置１０において、駆動回路（図示せず）によって励磁コイル２０に交流が供給されると、検出コイル３０は、励磁コイル２０によって発生した磁界を検出する。その際、紙幣２に金属異物Ｓが混入していなければ、磁力線Ｌは、接線の方向が励磁コイル２０による磁場の方向に一致するような曲線を描く。これに対して、図３（ｂ）に示すように、紙幣２に金属異物Ｓが混入している場合、金属異物Ｓから離間した位置では、磁力線Ｌの接線の方向が励磁コイル２０による磁場の方向に一致するような曲線を描くが、金属異物Ｓ付近では磁力線Ｌ０が歪む。従って、複数の検出コイル３０のうち、金属異物Ｓ付近に位置する検出コイル３０での検出結果が変化する。例えば、金属異物Ｓが磁性材料からなる場合、透磁率が高まるので、複数の検出コイル３０のうち、金属異物Ｓ付近に位置する検出コイル３０からの出力レベルが上昇する。これに対して、例えば、金属異物Ｓが非磁性材料からなる場合、渦電流の影響で金属異物Ｓ付近に位置する検出コイル３０からの出力レベルが低下する。このため、磁気センサ装置１０の検査回路（図示せず）は、紙幣２に金属異物Ｓが混入していることを検出することができる。従って、図１に示すＡＴＭ機１では、磁気センサ装置１０が紙幣２に金属異物Ｓが混入していないと検出した場合、ベルト式搬送機構１４は、今回投入された紙幣２を後段の紙幣識別部に搬送する。これに対して、磁気センサ装置１０が紙幣２に金属異物Ｓが混入していると検出した場合、ベルト式搬送機構１４は、今回投入された紙幣２を後段の紙幣識別部に搬送せず、ベルト式搬送機構１３が、今回投入された紙幣２を投入口１０１に戻す。それ故、紙幣識別部にはクリップ等の金属異物Ｓが搬送されないので、紙幣識別部が、金属異物Ｓが原因の不具合が発生しない。
【００３２】
本形態では、図４（ａ）に示すように、励磁コイル２０と、励磁コイル２０が発生させる交流磁界を検出する複数の検出コイル３０とは、試料配置空間４０を挟んだ反対側に配置されている。すなわち、第１励磁コイル２１と第１検出コイル３１とは試料配置空間４０を挟んで反対側に配置され、第２励磁コイル２２と第２検出コイル３２とは試料配置空間４０を挟んで反対側に配置されている。このため、試料配置空間４０の厚さ方向（Ｚ軸方向）において、図４（ａ）に示す位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃの何れの位置に金属異物Ｓが存在している場合でも、図４（ｂ）に実線Ｌ１１で示すように、第１検出コイル３１で検出された電流の変化量は適正なレベルである。また、試料配置空間４０の厚さ方向（Ｚ軸方向）において、図４（ａ）に示す位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃの何れの位置に金属異物Ｓが存在している場合でも、図４（ｂ）に点線Ｌ１２で示すように、第２検出コイル３２で検出された電流の変化量は適正なレベルである。
【００３３】
より具体的には、図４（ｃ）に実線Ｌ２１で示すように、第１検出コイル３１は、金属異物Ｓとの距離が近い位置にある場合、高い感度を有し、金属異物Ｓとの距離が長くなるに伴って感度が低下する傾向にある。このため、磁界が一定であれば、金属異物Ｓが位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃにあった場合における第１検出コイル３１の感度は、以下の関係
Ｐａ＞Ｐｂ＞Ｐｃ
にある。また、図４（ｃ）に点線Ｌ２２で示すように、第２検出コイル３２も、第１検出コイル３１と同様、金属異物Ｓとの距離が近い位置にある場合、高い感度を有し、金属異物Ｓとの距離が長くなるに伴って感度が低下する傾向にある。このため、磁界が一定であれば、金属異物Ｓが位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃにあった場合における第２検出コイル３２の感度は、以下の関係
Ｐａ＜Ｐｂ＜Ｐｃ
にある。
【００３４】
一方、図４（ｄ）に実線Ｌ３１で示すように、第１励磁コイル２１が発生させる磁界の強度は、第１励磁コイル２１に近い位置にある場合に高く、第１励磁コイル２１から遠くなるに伴って低下する傾向にある。このため、各位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃにおける磁界の強度は以下の関係
Ｐａ＜Ｐｂ＜Ｐｃ
にある。それ故、本形態の磁気センサ装置１０において、金属異物Ｓが位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃにある場合における第１検出コイル３１の出力変化は、図４（ｃ）、（ｄ）に示す関係が合成される結果、図４（ｂ）に実線Ｌ１１で示すように、位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃの何れの位置に金属異物Ｓが存在している場合でも十分に高いレベルである。それ故、第１検出コイル３１は適正な感度を有している。
【００３５】
これに対して、図４（ｄ）に点線Ｌ３２で示すように、第２励磁コイル２２が発生させる磁界の強度は、第２励磁コイル２２に近い位置にある場合に高く、第２励磁コイル２２から遠くなるに伴って低下する傾向にある。このため、各位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃにおける磁界の強度は以下の関係
Ｐａ＞Ｐｂ＞Ｐｃ
にある。それ故、本形態の磁気センサ装置１０において、金属異物Ｓが位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃにある場合における第２検出コイル３２の出力変化は、図４（ｃ）、（ｄ）に示す関係が合成される結果、図４（ｂ）に点線Ｌ１２で示すように、位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃの何れの位置に金属異物Ｓが存在している場合でも十分に高いレベルである。それ故、第２検出コイル３２は適正な感度を有している。
【００３６】
また、図４（ｂ）に実線Ｌ１１で示すように、第１検出コイル３１の出力変化は、位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃの何れの位置に金属異物Ｓが存在している場合でも十分に高いレベルであるが、それでも、第１検出コイル３１は、金属異物Ｓとの距離が近い位置にある場合、第１検出コイル３１の出力変化が大きく、金属異物Ｓとの距離が長くなるに伴って第１検出コイル３１の出力変化が小さくなる傾向にある。このため、金属異物Ｓが位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃにあった場合における第１検出コイル３１の出力変化は、以下の関係
Ｐａ＞Ｐｂ＞Ｐｃ
にある。これに対して、図４（ｂ）に点線Ｌ１２で示すように、第２検出コイル３２の出力変化は、位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃの何れの位置に金属異物Ｓが存在している場合でも十分に高いレベルであるが、それでも、第２検出コイル３２は、金属異物Ｓとの距離が近い位置にある場合、第２検出コイル３２の出力変化が大きく、金属異物Ｓとの距離が長くなるに伴って第２検出コイル３２の出力変化が小さくなる傾向にある。このため、金属異物Ｓが位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃにあった場合における第２検出コイル３２の出力変化は、以下の関係
Ｐａ＜Ｐｂ＜Ｐｃ
にある。
【００３７】
しかるに本形態では、励磁コイル２０として、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１に配置された第１励磁コイル２１と、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２に配置された第２励磁コイル２２とが設けられ、複数の検出コイル３０として、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２で第１励磁コイル２１の交流磁界を検出する複数の第１検出コイル３１と、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１で第２励磁コイル２２の交流磁界を検出する複数の第２検出コイル３２とが設けられている。また、本形態では、第１検出コイル３１の検出結果、および第２検出コイル３２の検出結果に基づいて金属異物Ｓの有無を検出する。このため、位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃの何れの位置に金属異物Ｓが存在している場合でも、磁気センサ装置１０は十分に高い感度を有している。
【００３８】
（駆動方法１）
図５は、本発明の実施の形態１に係る磁気センサ装置１０において複数の検出コイル３０を順次駆動するための回路を模式的に示す説明図である。
【００３９】
本形態では、第１励磁コイル２１と第２励磁コイル２２とは、時間をずらして交互に駆動される。このため、第１励磁コイル２１と第２励磁コイル２２とに周波数が異なる交流を供給する等の構成を採用しなくても、第１励磁コイル２１の交流磁界を第１検出コイル３１が検出した結果と、第２励磁コイル２２の交流磁界を第２検出コイル３２が検出した結果とに基づいて、金属異物Ｓの有無を検出することができる。
【００４０】
また、複数の検出コイル３０（複数の第１検出コイル３１および複数の第２検出コイル３２）は、順次駆動される。以下に、図５を参照して、第１励磁コイル２１が駆動される期間において、複数の第１検出コイル３１が順次駆動される例を説明する。
【００４１】
本形態において、複数の第１検出コイル３１を各々、第１検出コイル３１ａ、３１ｂ、３１ｃ・・とすると、第１検出コイル３１ａ、３１ｂ、３１ｃ・・はいずれも直列に接続されている。また、第１検出コイル３１ａ、３１ｂ、３１ｃ・・の端部は、アナログマルチプレクサ等のアナログスイッチ５１、５２に接続されているとともに、アナログスイッチ５１、５２の出力は、減算用のオペアンプ５３に接続されている。かかる構成によれば、第１励磁コイル２１が駆動される期間中、アナログスイッチ５１、５２によって、第１検出コイル３１ａ、３１ｂ、３１ｃ・・の出力が順次、オペアンプ５３に入力され、金属異物Ｓに起因する信号の変化が検出される。
【００４２】
また、第２検出コイル３２も、第１検出コイル３１と同様に構成されており、第２励磁コイル２２が駆動される期間中、アナログスイッチ５１、５２によって、複数の第２検出コイル３２の出力が順次、オペアンプ５３に入力され、金属異物Ｓに起因する信号の変化が検出される。
【００４３】
それ故、第１励磁コイル２１が駆動される期間におけるオペアンプ５３からの出力、および第２励磁コイル２２が駆動される期間におけるオペアンプ５３からの出力によれば、検査回路５４は、金属異物Ｓの有無およびその位置を検出することができる。かかる構成によれば、複数の第１検出コイル３１に対して検査回路５４を共通化できるとともに、複数の第２検出コイル３２に対して検査回路５４を共通化できるという利点がある。
【００４４】
（駆動方法２）
図６は、本発明の実施の形態１に係る磁気センサ装置１０において複数の検出コイル３０を順次駆動するための別の回路を模式的に示す説明図である。
【００４５】
本形態でも、第１励磁コイル２１と第２励磁コイル２２とは、時間をずらして交互に駆動される。このため、第１励磁コイル２１と第２励磁コイル２２とに周波数が異なる交流を供給する等の構成を採用しなくても、第１励磁コイル２１の交流磁界を第１検出コイル３１が検出した結果と、第２励磁コイル２２の交流磁界を第２検出コイル３２が検出した結果とに基づいて、金属異物Ｓの有無を検出することができる。
【００４６】
また、本形態では、複数の検出コイル３０（複数の第１検出コイル３１および複数の第２検出コイル３２）は、順次駆動される。その際、複数の第１検出コイル３１からは、隣り合う第１検出コイル３１で検出された信号の差が時間をずらして順次出力され、複数の第２検出コイル３２からは、隣り合う第２検出コイル３２で検出された信号の差が時間をずらして順次出力される。以下に、図６を参照して、第１励磁コイル２１が駆動される期間において、複数の第１検出コイル３１が順次駆動される例を説明する。
【００４７】
本形態において、複数の第１検出コイル３１を各々、第１検出コイル３１ａ、３１ｂ、３１ｃ・・とすると、第１検出コイル３１ａ、３１ｂ、３１ｃ・・はいずれも直列に接続されている。また、第１検出コイル３１ａ、３１ｂ、３１ｃ・・の端部は、アナログマルチプレクサ等のアナログスイッチ５１、５２に接続されているとともに、アナログスイッチ５１、５２の出力はオペアンプ５３に接続されている。
【００４８】
さらに、第１検出コイル３１ａ、３１ｂ、３１ｃ・・のうち、隣り合う第１検出コイル３１の接続点はアナログデマルチプレクサ等のアナログスイッチ５５に接続されている。
【００４９】
かかる構成によれば、第１励磁コイル２１が駆動される期間中、アナログスイッチ５５は、隣り合う第１検出コイル３１の接続点を順次、グランド電位とし、かかる動作に連動して、アナログスイッチ５１、５２は、隣り合う第１検出コイル３１で検出された信号の差が順次、オペアンプ５３に入力され、金属異物Ｓに起因する信号の変化が検出される。例えば、アナログスイッチ５５が第１検出コイル３１ａ、３１ｂの接続点をグランド電位とした際、アナログスイッチ５１、５２は、第１検出コイル３１ａの第１検出コイル３１ｂとの接続点とは反対側の端部からの出力信号をオペアンプ５３に入力させるとともに、第１検出コイル３１ｂの第１検出コイル３１ａとの接続点とは反対側の端部からの出力信号をオペアンプ５３に入力させる。次に、例えば、アナログスイッチ５５が第１検出コイル３１ｂ、３１ｃの接続点をグランド電位とした際、アナログスイッチ５１、５２は、第１検出コイル３１ｂの第１検出コイル３１ｃとの接続点とは反対側の端部からの出力信号をオペアンプ５３に入力させるとともに、第１検出コイル３１ｃの第１検出コイル３１ｂとの接続点とは反対側の端部からの出力信号をオペアンプ５３に入力させる。以下、かかる切り換えを順次行っていく。その間、検査回路５４は、オペアンプ５３からの出力に基づいて、金属異物Ｓの有無を検出する。
【００５０】
また、第２検出コイル３２も、第１検出コイル３１と同様に構成されており、第２励磁コイル２２が駆動される期間中、アナログスイッチ５１、５２、５５によって、隣り合う第２検出コイル３２で検出された信号の差が順次、オペアンプ５３に入力され、検査回路５４は、オペアンプ５３からの出力に基づいて、金属異物Ｓの有無を検出する。
【００５１】
かかる構成によれば、複数の第１検出コイル３１に対して検査回路５４を共通化できるとともに、複数の第２検出コイル３２に対して検査回路５４を共通化できるという利点がある。また、隣り合う検出コイル３０同士の差動を利用するので、環境温度の影響や駆動電流の変動等の影響を受けにくいという利点がある。
【００５２】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の磁気センサ装置１０では、試料配置空間４０に対して励磁コイル２０および検出コイル３０が配置されており、検出コイル３０は、励磁コイル２０が発生させた交流磁界を検出する。このため、紙幣２等の検査対象試料に金属異物Ｓが混在している場合には、検出コイル３０での検出結果が変化するので、金属異物Ｓの有無を検出することができる。ここで、励磁コイル２０と検出コイル３０とは、試料配置空間４０を挟んだ反対側に各々、配置されている。従って、試料配置空間４０のうち、励磁コイル２０に近い位置に検査対象試料がある場合には、検査対象試料は検出コイル３０から遠い位置にあり、励磁コイル２０から遠い位置に検査対象試料がある場合には、検査対象試料は検出コイル３０に近い位置にある。それ故、試料配置空間４０のいずれの位置に検査対象試料があるかによって感度が変化することを緩和することができるので、検査対象試料の位置に起因する感度の変化を緩和することができる。
【００５３】
また、本形態では、励磁コイル２０として、試料配置空間４０の一方側に配置された第１励磁コイル２１と、試料配置空間４０の他方側に配置された第２励磁コイル２２とが設けられ、検出コイル３０として、試料配置空間４０の他方側で第１励磁コイル２１の交流磁界を検出する第１検出コイル３１と、試料配置空間４０の一方側で第２励磁コイル２２の交流磁界を検出する第２検出コイル３２とが設けられている。このため、試料配置空間４０において検査対象試料が励磁コイル２０や検出コイル３０からいずれの距離の位置にあっても、同等の感度を得ることができる。
【００５４】
また、第１励磁コイル２１は、第２検出コイル３２に対して試料配置空間４０とは反対側に配置され、第２励磁コイル２２は、第１検出コイル３１に対して試料配置空間４０とは反対側に配置されている。このため、励磁コイル２０（第１励磁コイル２１および第２励磁コイル２２）は、検出コイル３０（第１検出コイル３１および第２検出コイル３２）より試料配置空間４０から離間した位置にあるので、試料配置空間４０の全体にわたって磁界を発生させることができる。
【００５５】
さらに、第１検出コイル３１および第２検出コイル３２は各々、試料配置空間４０に沿って複数配置されているため、紙幣２等の検査対象試料が大きい場合でも、金属異物Ｓの有無を検出することができる。また、紙幣２等の検査対象試料のいずれの位置に金属異物Ｓが存在するかを検出することができる。また、第１検出コイル３１および第２検出コイル３２は各々、試料配置空間４０に沿って直線的に配置されているため、磁気センサ装置１０の小型化を図ることができる。また、複数の第１検出コイル３１の各々を磁気的に同一あるいは略同一の位置に配置することができ、複数の第２検出コイル３２の各々を磁気的に同一あるいは略同一の位置に配置することができる。それ故、複数の第１検出コイル３１、および複数の第２検出コイル３２の各検出コイル３０での検出結果に基づいて、金属異物Ｓが存在するか否かの検出を容易に行うことができる。
【００５６】
また、本形態において、励磁コイル２０（第１励磁コイル２１および第２励磁コイル２２）、および検出コイル３０（第１検出コイル３１および第２検出コイル３２）は空芯コイルである。このため、コアを用いた場合と違って、励磁コイル２０および検出コイル３０を配置する際の自由度が高い。なお、励磁コイル２０（第１励磁コイル２１および第２励磁コイル２２）の内側、もしくは検出コイル３０（第１検出コイル３１および第２検出コイル３２）の内側に磁性体からなるコアを配置しても良い。
【００５７】
［実施の形態２］
図７は、本発明の実施の形態２に係る磁気センサ装置の説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、磁気センサ装置の正面図、磁気センサ装置の側面図、磁気センサ装置を矢印Ｒの方向からみた説明図、磁気センサ装置を矢印Ｑの方向からみた説明図、磁気センサ装置に用いたコアの正面図、および磁気センサ装置で発生する磁力線を模式的に示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
【００５８】
図７に示すように、本形態の磁気センサ装置１０も、実施の形態１と同様、励磁コイル２０と、励磁コイル２０に対してＺ軸方向で対向してＸ軸方向に直線的に配列された複数の検出コイル３０とを有しており、検出コイル３０と励磁コイル２０との間には、図１に示す紙幣２等の検査対象試料が配置される試料配置空間４０が構成されている。また、励磁コイル２０として、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１に配置された第１励磁コイル２１と、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２に配置された第２励磁コイル２２とが設けられている。また、複数の検出コイル３０として、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２で試料配置空間４０を挟んで第１励磁コイル２１に対向する複数の第１検出コイル３１と、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１で試料配置空間４０を挟んで第２励磁コイル２２に対向する複数の第２検出コイル３２とが設けられている。ここで、第１検出コイル３１は、第１励磁コイル２１の交流磁界を検出する一方、第２検出コイル３２は、第２励磁コイル２２の交流磁界を検出する。
【００５９】
本形態の磁気センサ装置１０において、第１励磁コイル２１および第２検出コイル３２は、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１に配置された第１コア６１０に設けられ、第２励磁コイル２２および第１検出コイル３１は、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２に配置された第２コア６２０に設けられ、第１コア６１０と第２コア６２０とは磁気的に結合している。例えば、本形態では、励磁コイル２０（第１励磁コイル２１および第２励磁コイル２２）、および検出コイル３０（第１検出コイル３１および第２検出コイル３２）は、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１から他方側Ｚ２に延在した共通のコア６０に巻回されている。
【００６０】
本形態において、コア６０は、Ｙ軸方向に厚さ方向を向けた板状であり、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１でＸ軸方向に延在する枠部６１と、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２でＸ軸方向に延在する枠部６２と、枠部６１、６２のＸ軸方向の一方端同士を繋げる枠部６３と、枠部６１、６２のＸ軸方向の他方端同士を繋げる枠部６４とを備えた矩形枠状を有している。また、コア６０は、枠部６１、６２を長辺とし、枠部６３、６４を短辺とする長方形形状である。
【００６１】
ここで、枠部６１において、枠部６２に対向する縁には、枠部６２に向けて突出する突極状の第１コア６１０がＸ軸方向に複数形成され、枠部６２において、枠部６１に対向する縁には、枠部６１に向けて突出する突極状の第２コア６２０がＸ軸方向に複数形成されている。また、第１コア６１０の枠部６１側に位置する根元部分には、Ｘ軸方向の両端部に位置する第１コア６１０の外側を通って第１励磁コイル２１が巻回されており、第１コア６１０の試料配置空間４０側に位置する先端部分には、複数の第１コア６１０毎に第２検出コイル３２が巻回されている。また、第２コア６２０の枠部６２側に位置する根元部分には、Ｘ軸方向の両端部に位置する第２コア６２０の外側を通って第２励磁コイル２２が巻回されており、第２コア６２０の試料配置空間４０側に位置する先端部分には、複数の第２コア６２０毎に第１検出コイル３１が巻回されている。このため、第１励磁コイル２１は、複数の第２検出コイル３２に対して試料配置空間４０とは反対側（Ｚ軸方向の一方側Ｚ１）に配置され、第２励磁コイル２２は、複数の第１検出コイル３１に対して試料配置空間４０とは反対側（Ｚ軸方向の他方側Ｚ２）に配置されている。
【００６２】
このように構成した磁気センサ装置１０においても、実施の形態１と同様、駆動回路（図示せず）によって励磁コイル２０に交流が供給されると、検出コイル３０は、励磁コイル２０によって発生した磁界を検出する。その際、第１励磁コイル２１と第２励磁コイル２２とは、時間をずらして駆動される。また、複数の第１検出コイル３１は、時間をずらして順次駆動され、複数の第２検出コイル３２は、時間をずらして順次駆動される。
【００６３】
かかる検出動作において、紙幣２に金属異物Ｓが混入していない場合、磁力線Ｌは、接線の方向が励磁コイル２０による磁場の方向に一致するような曲線を描く。これに対して、紙幣２に金属異物Ｓが混入している場合、金属異物Ｓから離間した位置では、磁力線Ｌの接線の方向が励磁コイル２０による磁場の方向に一致するような曲線を描くが、金属異物Ｓ付近では磁力線Ｌ０が歪む。従って、複数の検出コイル３０のうち、金属異物Ｓ付近に位置する検出コイル３０での検出結果が変化する。それ故、金属異物Ｓの存在を検出することができる等、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００６４】
また、本形態において、励磁コイル２０および検出コイル３０はコア６０に巻回されているため、漏れ磁束を低減することができる。従って、本形態によれば、高い感度を得ることができるとともに、漏れ磁束が隣り合う検出コイル３０に影響を及ぼしにくいので、分解能が高い。
【００６５】
なお、コア６０は、図７に示す形態に限定されているわけではなく、第１コア６１０と第２コア６２０とが磁気的に結合され、かつ、第１励磁コイル２１、複数の第２検出コイル３２、第２励磁コイル２２、および第１検出コイル３１が対向した空間に試料配置空間４０を備えていれば良い。また、第１コア６１０と第２コア６２０とを磁気的に結合させるにあたっては、第１コア６１０と第２コア６２０とを一体の磁性体に形成する形態や、第１コア６１０と第２コア６２０を別の磁性体を介して接続する形態の他、第１コア６１０を構成する磁性体と第２コア６２０を構成する磁性体とが近接して配置されることにより、磁気的に結合している構成であってもよい。
【００６６】
［実施の形態３］
図８は、本発明の実施の形態３に係る磁気センサ装置の説明図であり、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、磁気センサ装置の正面図、磁気センサ装置の側面図、および磁気センサ装置を矢印Ｐの方向からみた説明図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１、２と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
【００６７】
図８に示すように、本形態の磁気センサ装置１０も、実施の形態１と同様、励磁コイル２０と、励磁コイル２０に対してＺ軸方向で対向してＸ軸方向に直線的に配列された複数の検出コイル３０とを有しており、検出コイル３０と励磁コイル２０との間には、図１に示す紙幣２等の検査対象試料が配置される試料配置空間４０が構成されている。また、励磁コイル２０として、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１に配置された第１励磁コイル２１と、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２に配置された第２励磁コイル２２とが設けられている。また、複数の検出コイル３０として、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２で試料配置空間４０を挟んで第１励磁コイル２１に対向する複数の第１検出コイル３１と、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１で試料配置空間４０を挟んで第２励磁コイル２２に対向する複数の第２検出コイル３２とが設けられている。ここで、第１検出コイル３１は、第１励磁コイル２１の交流磁界を検出する一方、第２検出コイル３２は、第２励磁コイル２２の交流磁界を検出する。
【００６８】
本形態の磁気センサ装置１０においても、実施の形態２と同様、励磁コイル２０（第１励磁コイル２１および第２励磁コイル２２）、および検出コイル３０（第１検出コイル３１および第２検出コイル３２）は、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１から他方側Ｚ２に延在した共通のコア６０に巻回されている。かかるコア６０も、実施の形態１と同様、枠部６１において、枠部６２に対向する縁には、枠部６２に向けて突出する突極状の第１コア６１０がＸ軸方向に複数形成され、枠部６２において、枠部６１に対向する縁には、枠部６１に向けて突出する突極状の第２コア６２０がＸ軸方向に複数形成されている。
【００６９】
本形態では、第１コア６１０には、複数の第１コア６１０毎に第２検出コイル３２が巻回され、かかる第２検出コイル３２を覆うように、Ｘ軸方向の両端部に位置する第１コア６１０の外側を通って第１励磁コイル２１が巻回されている。また、第２コア６２０には、複数の第２コア６２０毎に第１検出コイル３１が巻回され、かかる第１検出コイル３１を覆うように、Ｘ軸方向の両端部に位置する第２コア６２０の外側を通って第２励磁コイル２２が巻回されている。すなわち、第１励磁コイル２１は第２検出コイル３２の周りで巻回され、第２励磁コイル２２は第１検出コイル３１の周りで巻回されている。
【００７０】
このように本形態においても、実施の形態２と同様、励磁コイル２０および検出コイル３０が共通のコア６０に巻回されているため、漏れ磁束を低減することができる。従って、本形態によれば、高い感度を得ることができるとともに、漏れ磁束が隣り合う検出コイル３０に影響を及ぼしにくいので、分解能が高い。
【００７１】
なお、かかる構成の場合も、第１コア６１０を構成する磁性体と第２コア６２０を構成する磁性体とが近接して配置されることにより、磁気的に結合している構成を採用してもよい。
【００７２】
［実施の形態４］
図９は、本発明の実施の形態４に係る磁気センサ装置の正面図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１、２と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
【００７３】
図９に示すように、本形態の磁気センサ装置１０も、実施の形態１と同様、励磁コイル２０と、励磁コイル２０に対してＺ軸方向で対向してＸ軸方向に直線的に配列された複数の検出コイル３０とを有しており、検出コイル３０と励磁コイル２０との間には、図１に示す紙幣２等の検査対象試料が配置される試料配置空間４０が構成されている。
【００７４】
本形態では、励磁コイル２０が試料配置空間４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１のみに配置され、複数の検出コイル３０は、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２で試料配置空間４０を挟んで励磁コイル２０に対向する位置のみに設けられている。ここで、検出コイル３０は、励磁コイル２０の交流磁界を検出する。
【００７５】
本形態の磁気センサ装置１０においても、実施の形態２、３と同様、励磁コイル２０および検出コイル３０は、コアに巻回されている。より具体的には、励磁コイル２０は、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１に配置された励磁コイル用コア６１５に設けられ、検出コイル３０は、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２に配置された検出コイル用コア６２５に設けられ、励磁コイル用コア６１５と検出コイル用コア６２５とは磁気的に結合している。より具体的には、励磁コイル２０および検出コイル３０は、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１から他方側Ｚ２に延在した共通のコア６０に巻回されている。ここで、コア６０においては、枠部６１において、枠部６２に対向する縁には、枠部６２に向けて突出する１つの突極状の励磁コイル用コア６１５がＸ軸方向に延在するように形成され、かかる励磁コイル用コア６１５に励磁コイル２０が巻回されている。また、枠部６２において、枠部６１に対向する縁には、枠部６１に向けて突出する突極状の検出コイル用コア６２５がＸ軸方向に複数形成されており、複数の検出コイル用コア６２５毎に検出コイル３０が巻回されている。
【００７６】
このように本形態においても、実施の形態２、３と同様、励磁コイル２０および検出コイル３０がコア６０に巻回されているため、漏れ磁束を低減することができる。従って、本形態によれば、高い感度を得ることができるとともに、漏れ磁束が隣り合う検出コイル３０に影響を及ぼしにくいので、分解能が高い。
【００７７】
なお、かかる構成の場合も、励磁コイル用コア６１５を構成する磁性体と検出コイル用コア６２５を構成する磁性体とが近接して配置されることにより、磁気的に結合している構成を採用してもよい。
【００７８】
［実施の形態５］
図１０は、本発明の実施の形態５に係る磁気センサ装置の説明図であり、図１０（ａ）、（ｂ）は、磁気センサ装置の説明図であり、第１励磁コイル２１および第２検出コイル３２を巻回したコア６０ａの正面図、および第２励磁コイル２２および第１検出コイル３１を巻回したコア６０ｂの正面図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１、２、４等と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
【００７９】
図１０に示すように、本形態では、図９に示す磁気センサ装置１０の構成を利用して、試料配置空間４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１に第１励磁コイル２１および第２検出コイル３２を配置し、Ｚ軸方向の他方側Ｚ２に第２励磁コイル２２および第１検出コイル３１を配置してある。すなわち、図９に示すコア６０と、図９に示すコア６０をＺ軸方向で反転させたコア６０とを各々、コア６０ａ、６０ｂとしてＹ軸方向で交互に配置されている。
【００８０】
ここで、図１０（ａ）に示すコア６０ａは、枠部６１において、枠部６２に対向する縁には、枠部６２に向けて突出する突極状の第１励磁コイル用コア６１１が形成され、かかる第１励磁コイル用コア６１１に第１励磁コイル２１が巻回されている。また、枠部６２において、枠部６１に対向する縁には、枠部６１に向けて突出する突極状の第１検出コイル用コア６２１がＸ軸方向に複数形成され、かかる第１検出コイル用コア６２１に第１検出コイル３１が巻回されている。
【００８１】
図１０（ｂ）に示すコア６０ｂは、コア６０ａに対してＹ軸方向で対向配置されている。かかるコア６０ｂでは、枠部６２において、枠部６１に対向する縁には、枠部６１に向けて突出する突極状の第２励磁コイル用コア６２２が形成され、かかる第２励磁コイル用コア６２２に第２励磁コイル２２が巻回されている。また、枠部６１において、枠部６２に対向する縁には、枠部６２に向けて突出する突極状の第２検出コイル用コア６１２がＸ軸方向に複数形成され、かかる第２検出コイル用コア６１２に第２検出コイル３２が巻回されている。
【００８２】
なお、かかる構成の場合も、第１励磁コイル用コア６１１を構成する磁性体と第１検出コイル用コア６２１を構成する磁性体とが近接して配置されることにより、磁気的に結合し、第２励磁コイル用コア６２２を構成する磁性体と第２検出コイル用コア６１２を構成する磁性体とが近接して配置されることにより、磁気的に結合している構成を採用してもよい。
【００８３】
［他の実施の形態］
上記実施の形態では、第１検出コイル３１および第２検出コイル３２を各々、複数設けたが、第１検出コイル３１および第２検出コイル３２を各々、１つずつ設けた構成を採用してもよい。また、上記実施の形態では、金属異物Ｓの検出を励磁したが、検査対象試料に付加されている磁気インク等の金属材料を検出するための磁気センサ装置１０に本発明を適用してもよい。また、第１検出コイル３１および第２検出コイル３２で検出された各信号に基づいて金属異物Ｓ等の金属材料を検出してもよいが、Ｚ軸方向で相対向する位置に配置された第１検出コイル３１および第２検出コイル３２の各検出結果の和に基づいて金属異物Ｓ等の金属材料を検出してもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１  ＡＴＭ装置
２  紙幣（検査対象試料）
１０  磁気センサ装置
１３、１４  ベルト式搬送機構（搬送機構）
２０  励磁コイル
２１  第１励磁コイル
２２  第２励磁コイル
３０  検出コイル
３１  第１検出コイル
３２  第２検出コイル
４０  試料配置空間
６０、６０ａ、６０ｂ  コア
６１０  第１コア
６１１  第１励磁コイル用コア
６１２  第２検出コイル用コア
６１５  励磁コイル用コア
６２０  第２コア
６２１  第１検出コイル用コア
６２２  第２励磁コイル用コア
６２５  検出コイル用コア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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