(57)【要約】【課題】不検出や誤検出を無くし、対象金属（凶器）のみを検出することができる金属探知装置及びシステムを提供する。【解決手段】相互に対峙し、交流磁場を印加する磁場印加コイルと、上記磁場印加コイルの各々の前面に位置し、金属によって生じた上記磁場の変化を検出する複数の磁気センサと、該検出信号から、上記金属の種類を弁別する制御部と、を備えたことを特徴とする金属探知装置。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属を探知する金属探知装置であって、
相互に対峙し、交流磁場を印加する磁場印加コイルと、
前記磁場印加コイルの各々の前面に位置し、金属によって生じた前記磁場の変化を検出する複数の磁気センサと、
該検出信号から、前記金属の種類を弁別する制御部と、
を備えたことを特徴とする金属探知装置。
【請求項２】
前記交流磁場は、低周波であることを特徴とする請求項１に記載の金属探知装置。
【請求項３】
前記複数の磁気センサの各々は、２つの磁気センサからなり、該センサによって磁束の差分を測定し、直流磁場をキャンセルするようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の金属探知装置。
【請求項４】
更に、前記磁場印加コイルと直列に接続され、前記磁場印加コイルと前記複数の磁気センサとの間に直流磁場をキャンセルするキャンセルコイルを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の金属探知装置。
【請求項５】
前記磁場印加コイルは、複数のセグメント化されたコイルからなることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の金属探知装置。
【請求項６】
前記制御部は、磁性体金属のみを検出するモード、非磁性体金属のみを検出するモード、前記磁性体金属と非磁性体金属の各々を検出するモード、の何れかの検出モードに切り替え制御可能としていることを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の金属探知装置。
【請求項７】
金属を探知する金属探知システムであって、
相互に対峙し、交流磁場を印加する磁場印加コイルと前記磁場印加コイルの各々の前面に位置し、金属によって生じた前記磁場の変化を検出する複数の磁気センサとを備える金属探知装置と、
前記金属探知装置によって検出された信号から、前記金属の種類を弁別する制御装置と、
前記金属探知装置内を通過する人を撮像するカメラと、
前記カメラから取り込んだ情報と前記制御装置によって弁別された金属に関する情報とを表示する手段を有するコンピュータと、
からなることを特徴とする金属探知装置。
【請求項８】
前記交流磁場は、低周波であることを特徴とする請求項７に記載の金属探知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゲート型の金属探知装置及びシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空港や拘置所・刑務所等では、セキュリティチェックや所持品チェックのため、ステンレス製ナイフ・包丁等の非磁性金属や銃器、鉄製ナイフ等の磁性金属を探知するゲート型の金属探知機が設置されている。
【０００３】
例えば、磁性金属による地磁気の変化を磁気センサアレイにより検出して磁性金属を探知するようにした金属探知機が一般的に知られている。
【０００４】
また、ゲートの両サイドの各々に、高周波な交流磁場を印加する励磁コイルとその励磁コイルにより発生した磁場を受ける複数のレシーバ・コイルとを設け、その磁場の変化をレシーバ・コイルの各々に接続された検出器により検出して金属を探知するようにしているものもある。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第５，５２１，５８３号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年の社会情勢により、空港や拘置所・刑務所だけでなく、学校、金融機関、公共施設、一般店舗、イベント会場等へのセキュリティ・ニーズが高まってきている。
【０００７】
しかしながら、磁性金属による地磁気の変化を磁気センサで検出するようにした従来技術では、非磁性金属を検出できない。さらに、凶器となり得るカッター等の小さな磁性金属は地磁気の変化が小さいため、周辺雑音の影響を受けて検出できない場合があった。また、磁場の変化をレシーバ・コイルの各々に接続された検出器により検出して金属を探知するようにした従来技術では、高周波な磁場が印加されているため、検出対象外のコイン等の非磁性金属が誤検出されてしまうという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、不検出や誤検出を無くし、対象金属（凶器）のみを検出することができる金属探知装置およびシステムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明による金属探知装置は、相互に対峙し、低周波な−交流磁場を印加する磁場印加コイルと、上記磁場印加コイルの各々の前面に位置し、金属によって生じた上記磁場の変化を検出する複数の磁気センサと、該検出信号から、上記金属の種類を弁別する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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。
【００１１】
図１は、本発明による金属探知システムの構成を示す図である。
【００１２】
凶器となる金属製の隠匿物（例えば、銃器、ステンレス製ナイフ）１０を所持した人１１が金属探知装置１内を通過する際、カメラ３は人１１の全体像を撮像する。明示していないが、金属探知装置の側部１ｌ又は１ｒに設けられた磁気センサによって、金属製の隠匿物１０を検知する。金属探知装置１とカメラ３は、設置場所にとらわれない可搬型とし、隠しておきたい場所にも設置可能である。
【００１３】
制御部（制御装置）２は、有線（又は無線）によって金属探知装置１と接続され、金属探知装置１の制御、監視等を行う。本実施例では、制御部２を金属探知装置１と別離して設置可能とすることによって、金属探知装置１の遠隔制御及び操作容易性を実現する。
【００１４】
明示していないが、制御部２は、電源スイッチ部１００とモード切替部１０１と感度調整スイッチ部１０２とアラームランプ部１０３とブザー出力部１０４とブザー音調整部１０５等を具備する。電源スイッチ１００は、電源のオン、オフを切り替える。モード切替部１０１は、例えば、予め設定された閾値に基づき、検知する金属種別のモードを切り替え制御する。本実施例では、モード切替部１０１によって、非磁性金属のみを検出するモード、磁性金属のみを検出するモード、磁性金属と非磁性金属の両方を検出するモードの何れかに切り替え制御可能としている。感度調整スイッチ部１０２は、上記各モードにおける検出感度を調整する。これにより、検出可能な金属の大きさを切り替えることができる。アラームランプ部１０３とブザー出力部１０４は、金属探知装置１により金属製の隠匿物１０が検知されたことをオペレータに警報通知する。ブザー音調整部１０５は、ブザー出力部１０４の出力音量の調整やブザー音のＯＮ／ＯＦＦ制御をする。予めブザー音を出力しない設定をすることにより、金属探知装置１を通過する人１１に認識されることなく確認できる。又、制御部２は、例えば、プロセッサを備えており、金属探知装置１からの信号を解析し、その位相成分、振幅値等を算出して金属の種類の弁別や金属の所持位置を特定する。
【００１５】
ＰＣ４は、制御部２と有線（又は無線）により接続されている。ＰＣ４は、カメラ３により撮像された人体のスーパーインポーズを表示画面に表示する。又、ＰＣ４は、制御部２により特定された金属製の隠匿物をピンポイントにて表示可能としている。更に、ＰＣ４は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）やワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）との接続インタフェースを有し、表示画面上に表示される情報を他の空港、重要施設等に設置されたシステムへの転送を可能としている。これにより、他のシステムでは、転送された情報から、以前隠匿物を所持していた人物であるか否かを判断可能とし、セキュリティを強化できる。
【００１６】
図２は、金属探知装置１の要部を示す図である。
【００１７】
図２において、２０ｌ、２０ｒは、地磁気程度の低周波（数十ヘルツ）で微弱な交流磁場を印加する矩形の磁場印加コイルであり、各々、金属探知装置１のサイド１ｌ−１、１ｒ−１に設けられている。この磁場印加コイル２０ｌ、２０ｒによって、人の通路（ゲート）内を均一磁場とすることができる。印加磁場コイル２０ｌ、２０ｒは、磁場変位が均一になるように、その面積、巻き数を調整する。又、印加磁場コイル２０ｌ、２０ｒの周波数は、制御部２によって、対象金属を検出し易い最適な周波数に制御することができる。
【００１８】
又、本実施例では、図４に示すように、金属探知装置１の両サイドに磁気シールド４０ｌ、４０ｒを設けて、通路内をより一層均一化できるようにしている。２１ｌ（２１ｌ−１、２１ｌ−２）、２１ｒ（２１ｒ−１、２１ｒ−２）は磁場の変化から金属を検出する磁気センサであり（グラディオメータ方式）、各々、金属探知装置１のサイド１ｌ−１、１ｒ−２に複数設けられている。金属探知装置１の要部を上面から見た図を図３に示す。本実施例では、２つの磁気センサ（例えば、２１ｌ−１、２１ｌ−２）を用いることによって磁束の差分を測定し、直流磁場成分をキャンセル可能としている。これにより、周辺雑音の影響を低減できる。
【００１９】
図４に示すように、本実施例では、磁気センサによって、一様磁場化された交流磁場の磁力線のひずみ４１から金属を検出する。ここで、本実施例では、上述の磁気センサは、図５に示すように、印加磁場方向に対して水平方向５１及び垂直方向５２に検出可能なように、２軸構造としている。なお、３軸構造であっても良い。これにより、金属製の隠匿物１０の方向（角度）による検出漏れを低減できる。磁気センサにより検出された信号は、増幅器２２ｌにより増幅された後、制御部２に送信される。制御部２は、この信号を解析することにより金属種類の弁別や金属の所持位置等を特定する。非磁性体モード時、非磁性体金属（例えば、アルミニウム製のナイフ、銅製ナイフ等）を所持した人がゲート内を通過すると、その非磁性体に発生する渦電流による磁場変化を磁気センサによって検出する。制御部２は、その検出信号から磁気の位相成分、振幅値を算出して金属の種類の弁別や大きさを特定する。又、制御部２は、その情報をＰＣ４に送信する。ＰＣ４は、例えば、その情報を図６に示すような複素平面上に表示する。なお、図６において、６０−２で示される部分は、非磁性体金属の検出範囲を示している。
【００２０】
磁性体モードに切り替えた場合、磁性体金属（例えば、鉄製のナイフ、銃器等）を所持した人がゲート内を通過すると、磁場変化（直流成分）を磁気センサによって検出する。制御部２は、その検出信号から透磁率を求めて金属の種類の弁別や大きさを特定する。又、制御部２は、その情報をＰＣ４に送信する。ＰＣ４は、例えば、その情報を図７に示すような複素平面上に表示する。なお、図７において、６０−１で示される部分は、磁性体金属の検出範囲を示している。制御部２によって非磁性体モードと磁性体モードの両方のモードに切り替えた場合は、非磁性体金属と磁性体金属の双方を検出可能とする。
【００２１】
以上説明したように、本実施例により、検出対象外のコイン等を検出せず、対象金属のみを検出可能である。
【００２２】
なお、上述の実施例では、制御部２を金属探知装置１と別離した構成としたが、制御部２の機能を金属探知装置１自体に設けても良い。
【００２３】
又、磁場印加キャンセル手段として、２つの磁気センサ（例えば、２１ｌ−１、２１ｒ−２）を用いたが、図８に示すように磁場印加コイル（例えば、２０ｌ）に直列にキャンセルコイル（例えば、８０ｌ）を配置する（キャンセルコイル方式）ようにしても良い。金属の磁束変化は、磁気センサ（例えば、８１ｌ）によって検出され、その検出信号は制御部に送信される。又、図示していないが、グラディオメータ方式とキャンセルコイル方式を組み合わせて用いても良い。
【００２４】
又、印加磁場コイルは、図９に示すように、ゲートの間口の双方に、セグメント（ゾーン）に分割した印加磁場コイル（例えば、９０ｌ−１、９０ｌ−２、…）を用いて構成しても良い。又、矩形のみならず、円形のコイルを用いても良い。
【００２５】
更に、確実に磁場の変化をとらえるため、図１０の示すように、磁気センサを２個設けるように構成しても良い。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、不検出や誤検出を無くし、対象金属（凶器）のみを検出することができる金属探知装置およびシステムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による金属探知システムの構成を示す図。
【図２】金属探知装置１の要部を示す図。
【図３】金属探知装置１の要部を上面から見た図。
【図４】金属製の隠匿物の存在により、交流磁場が変化する様子を示す図。
【図５】磁気センサの検出方向を示す図。
【図６】検出した非磁性体金属の分布を示す図。
【図７】検出した磁性体金属の分布を示す図。
【図８】金属探知装置１の要部の他の実施例を示す図。
【図９】同じく、金属探知装置１の要部の他の実施例を示す図。
【図１０】同じく、金属探知装置１の要部の他の実施例を上面から見た図。
【符号の説明】
１…金属探知装置（ゲート）、２…制御部、３…・カメラ、４…ＰＣ、１００…電源スイッチ部、１０１…モード切替部１０１、１０２…感度調整スイッチ部、１０３…アラームランプ部、１０４…ブザー出力部、１０５…ブザー音調整部、２０、９０…磁場印加コイル、２１、８１…磁気センサ、２２…増幅器。
【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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