(57)【要約】【課題】  簡易な磁気シールド環境下で、信号対ノイズ比を改善して高精度で被検体からの信号を検出する。【解決手段】  被検査対象物（４０）に対して、複数のセンサ（３０ａ−３０ｃ）を設け、これらのセンサの出力信号の対の差分絶対値を差分絶対値回路（５０ａ−５０ｃ）により求め、これらの差分絶対値を総和回路（５２）により総和し、最終検出信号（Ｓ）を生成する。【選択図】        図４
2005351746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が、個々に被測定対象からの信号を検知する複数のセンサ、および
前記複数のセンサの出力信号に従って前記被測定対象の信号を検出する信号処理検出手段を備え、前記信号処理検出手段は、前記複数のセンサの出力信号の少なくとも１対の差分を取る差分手段を含む、信号検出装置。
【請求項２】
前記複数のセンサは、３個以上のセンサを備え、
前記差分手段は、前記複数のセンサの可能少なくとも２対の出力信号の差分を求める手段を含み、
前記信号処理検出手段は、さらに、前記差分手段の出力信号の和を求める総和手段を備える、請求項１記載の信号検出装置。
【請求項３】
前記差分手段は、前記複数のセンサの出力信号の対の差分の絶対値を導出する、請求項２記載の信号検出装置。
【請求項４】
各前記センサは、前記被測定対象からの磁場を検出する、請求項１記載の信号検出装置。
【請求項５】
各前記センサは、高温超電導量子干渉素子を用いた磁気センサであり、
各前記センサは、環境磁場から遮蔽するための磁気シールド内に配置され、前記被測定対象は検出時、前記磁気シールド内に配置される、請求項１記載の信号検出装置。
【請求項６】
各前記センサは、高温超電導量子干渉素子を用いた磁気センサであり、かつ前記被検査対象を搬入するための開口部を有しかつ環境磁場から各前記センサおよび検査時の前記被測定対象を遮蔽するための磁気シールド内に配置される、請求項１記載の信号検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被検査対象から発生される信号を検出するための装置に関し、特に、外部環境ノイズの影響を低減して信号検出精度を改善するための構成に関する。より特定的には、この発明は、超電導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）を利用する磁気センサの磁場検出精度を改善するための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
測定対象からの信号を検出して被測定対象の状態を把握し、その把握した状態に従って種々の必要な処理を行なうことが、さまざまな分野において行なわれている。
【０００３】
このような信号計測においては、ノイズなどの外乱の影響を抑制して、被測定対象からの信号を正確に検出することが要求される。
【０００４】
たとえば電気信号の計測において、被測定対象の状態に対応する電気信号をしきい値処理（２値化処理）を行なう場合、基準値と電気信号との比較が行なわれる。この場合、これらの電気信号と基準値を差動増幅することにより、電気信号と基準電圧とに同相のノイズを重畳させ、差動増幅器において同相ノイズを除去することが行なわれる。
【０００５】
しかしながら、この差動増幅器を用いて同相ノイズを除去する構成においては、被測定対象と異なる対象から基準電圧を生成して、被測定対象からの信号と基準電圧との差を増幅しており、被測定対象からの信号波形そのものからノイズを除去することはできない。
【０００６】
また、電子回路などにおいて広く利用される差動増幅器においては、一般に、同相ノイズを除去することが大きな性能パラメータとして要求され、同相ノイズ除去比ＣＭＲＲ（Common Mode Noise Rejection Ratio）としてノイズ除去特性が示される。しかしながら、このような差動増幅器においては、信号が固定電圧（基準電圧）と比較されてその差分が増幅されるかまたは入力相補信号を増幅するかの処理が行われている。しかしながら、この同相ノイズ除去比は、差動増幅器の特性パラメータであり、差動増幅器の入力部における信号の同相ノイズを除去しているだけであり、信号計測において、被測定対象からの信号を検知するセンサに対して生成されるノイズ成分そのものを除去してはいないため、被測定対象の発生する信号のノイズ低減のために、電子回路において広く利用される差動増幅器の構成をそのまま利用することはできない。
【０００７】
また、信号測定時において予め発生するノイズのパターンが予測できる場合には、予測ノイズパターンを生成し、被測定対象からの検出信号をその予測ノイズパターンで減算して検出信号を生成する構成が、適応型ノイズキャンセラなどの分野において利用される。しかしながら、このような適用型ノイズキャンセラの方式では、予めノイズのパターンが予測されている場合にしか適用することができない。
【０００８】
このような被測定対象の発生する信号を検出するセンサとして、被測定対象からの磁場を検出する磁気センサがある。この磁気センサとしては、グラディオメータおよびフラックスゲートなど種々のタイプのセンサがあるが、高感度の磁気センサとして、超電導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）を利用する磁気センサ（ＳＱＵＩＤ磁気センサ）がある。このＳＱＵＩＤ磁気センサは、超電導リング中に絶縁体を挿入したいわゆるトンネル効果を応用するジョセフソン結合を有する素子である。超電導状態においては、超電導リングを流れる電流が量子化され、リング中に入る磁場が量子化される。この量子化された磁場は磁束と呼ばれ、最小磁束Φ０は、２．０７・１０＾（−１５）ウェーバである。ここで、記号＾はべき乗を示す。
【０００９】
このＳＱＵＩＤ磁気センサにおいては、ジョセフソン結合部の臨界電流値を少し超えるバイアス電流を素子に印加する。外部磁場に応じてＳＱＵＩＤの出力電圧が変化し、この電圧変化を検出することにより、外部磁場を検出する。
【００１０】
最小量子化磁束Φ０は、極めて小さい値であり、ＳＱＵＩＤは、数十フェムトテスラー（１０＾（−１４）Ｔｅｓｌａ）レベルの微小磁場を検出することができる。酸化物超電導体などの高温超電導体を利用する高温ＳＱＵＩＤ磁気センサの場合でも、数十サブピコテスラー（１０＾（−１３）Ｔｅｓｌａ）レベルの微小磁場を検出することができる。このようなＳＱＵＩＤ磁気センサを利用する場合、地磁気の１０００万分の１以下の微小信号を捕捉することができ、生体磁場検出などにおいて利用される。
【００１１】
しかしながら、このような高感度の磁気センサを利用した場合、検出対象磁場が極めて微小であり、地磁気および商用電源などの環境磁場の外乱の影響が大きく、この環境磁場などの外乱の影響を十分に抑制して、磁気検出を行なう必要がある。通常、脳磁計に代表されるように、このような磁気センサを磁気シールドルーム内などの磁気遮蔽を施した空間内に設置し、また被測定対象（被検査対象、以下被検体と称す）を、この磁気遮蔽された空間内に導入して磁場検出を行なう。
【００１２】
このような外来の磁気ノイズ（環境磁場）を効果的に遮蔽するためには、一般に、複数の板状の高透磁率材を用いて遮蔽空間を形成することが多い。磁気シールドルームにおける低周波磁気ノイズを低減することを図る構成が、特許文献１（特開２００３−２４３８７４号公報）に示されている。この特許文献１に示される構成においては、磁気シールドルームを構成する電磁シールド壁側面に、磁気変動量を測定する１または複数の磁気ノイズ検出用磁気センサが設けられる。この磁気ノイズ検出用磁気センサの出力信号に従って、磁気シールドルーム内の磁気変動を抑制するように個々独立に電流を流して補償磁場を生成する１または複数のノイズキャンセル用補償電磁コイルが設けられる。この特許文献１に示される構成においては、いわゆるアクティブ磁気シールド方式に従って、外部磁場の変動に対してアクティブに内部で磁場を生成してノイズ磁場を相殺することを図る。
【００１３】
また、被検体を次々と交換して磁場検出を各被検体に対して行なう場合、閉鎖された磁気遮蔽空間を使用することができないため、少なくとも一部に開口部を有する磁気遮蔽装置が利用される。しかしながら、磁気遮蔽装置に開口部が設けられているため、磁気遮蔽性能が低下し、内部に配置された磁気センサに対する外部環境からのノイズの影響を完全に抑制することはできない。
【００１４】
この開口部を有する超電導磁気シールド装置の構成の一例が、特許文献２（特開２００３−３３９６５９号公報）に示されている。この特許文献２に示される構成においては、被検体を搬送する搬送路の入口側および出口側に超電導リングを配置する。この超電導リングの軸方向に平行な面を有する筒状の強磁性体で構成される磁気遮蔽体を配置する。この中空円筒状磁気遮蔽体内に磁気センサが配置され、磁気センサの検出コイル面方向が、超電導リングの軸に対して平行に配置される。
【００１５】
この特許文献２は、搬送路の入口および出口に超電導リングを設けて外部環境磁場の侵入を防止することにより、開放性の高い小型軽量の磁気シールドを実現することを図る。
【特許文献１】特開２００３−２４３８７４号公報
【特許文献２】特開２００３−３３９６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述の特許文献１に示されるアクティブ磁気シールドの構成の場合、磁気シールドルームを構成する電磁シールド壁側壁に、磁場ノイズ検出用の磁気センサを設け、この磁場ノイズ検出用の磁気センサの出力信号に従って磁場ノイズ補償用の電磁コイルの供給電流を調整して、ノイズ磁場を相殺することを図る。ただし補償系における位相ずれにより、ノイズ磁場が発生してから、このノイズ磁場が相殺されるまでに時間差が生じ、正確に、このノイズ磁場を検出するのが困難である。また、ノイズ検出用磁気センサおよび補償用電磁コイルの配置位置によっては正確に内部で磁場ノイズを相殺する補償磁場を生成することができない場合があり、これらのノイズ検出用磁気センサおよび補償用電磁コイルの取付け位置の調整が煩瑣となると言う問題が生じる。
【００１７】
また、このアクティブ磁気シールド単体で、簡易な磁気シールドを構成することにより、高価なパーマロイなどの高透磁率材を利用する磁気シールドルームの必要性を排除して、安価に磁気シールドを実現する構成も提案されている。しかしながら、このようなアクティブ磁気シールド単体を利用する場合、磁気シールドに開口部を設けることができ、連続的に被検体の磁場検出を行なうことは可能であるものの、同様、位相差の問題が生じる。また、ノイズ相殺用の補償コイルを、一般に、磁気シールドルーム程度の空間の磁場補償を行なっており、磁気検出装置の規模が大きくなる。さらに、連続的に検査する場合、被検体がアクティブ磁気シールドを通過するため、このアクティブ磁気シールド自体の生成する変動磁場が、被検体に影響を及ぼし、正確に被検体の発生する磁場を検出することができなくなるという問題が生じる。
【００１８】
また、特許文献２に示される構成においては、被検体搬送路の入口側および出口側に超電導リングを配置し、この超電導リングを用いて外部磁場の侵入を抑制することを図る。この場合、搬送路に開口部が設けられており、連続的に被検体を搬送して、磁場検出を行なうことは可能である。しかしながら、搬送路入口および出口それぞれに、被検体を通過させる内径を有する超電導リングを配置する必要があり、装置が高価なものとなる。また、この特許文献２に示される構成においては、外部磁場により超電導リングに電流が流れ、この超電導の完全反磁性特性を利用して、外部磁気遮蔽を実現することを図っている。したがって、この超電導リングを配置するために、被検体の磁場を測定するＳＱＵＩＤ磁気センサに対する冷却装置と別に、冷却装置が必要となる。
【００１９】
それゆえ、この発明の目的は、簡易な構成で外部環境ノイズの影響を抑制して、正確に被測定対象の信号を検出することのできる信号検出装置を提供することである。
【００２０】
この発明の特定的な目的は、被検体の発生する磁場を簡易な構成で外部間強磁場の影響を抑制して、高精度で検出することができる磁気検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この発明に係る信号検出装置は、各々が個々に被測定対象からの信号を検出する複数のセンサと、これらの複数のセンサの出力信号に従って被測定対象の信号を検出する信号処理検出手段とを備える。この信号処理検出手段は、複数のセンサの出力信号の少なくとも１対の差分を取る差分手段を含む。
【発明の効果】
【００２２】
複数のセンサに対しては、共通に同相のノイズが印加され、したがって、センサの出力信号各々には、同じノイズ成分が現われる。これらのセンサの出力信号の対の差分を取ることにより、ノイズ成分を除去することができる。特に、同一被検体内の被検査対象物とセンサ各々との距離が異なる場合、各センサへの被検査対象物からの信号の強度が異なり、応じて各センサの対象検出信号強度も異なり、差分を取っても、対象検出信号の低減は抑制され、信号対ノイズ比を改善することができる。
【００２３】
したがって、簡易な構成の磁気シールドを用いても、高精度で、環境ノイズの影響を抑制して被検査対象物の発生する信号を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に従う磁気検出装置の構成を概略的に示す図である。図１において、磁気検出装置は、磁気シールド１内に配置される磁気検出器本体２を含む。この磁気シールド１は、被検体１０を搬送するための開口部３ａおよび３ｂを有する。
【００２５】
磁気検出器本体２は、高温超電導ＳＱＵＩＤ磁気センサと、この磁気センサを超電導状態に維持するための冷却剤を保持する真空断熱容器を含む。この磁気検出器本体２内に、複数の磁気センサが配置され、それぞれ、個々に被検体１０（被検査対象物）からの磁場を検出する。複数の磁気センサを配置することにより、後に説明するように、磁気センサ出力信号に含まれる外乱信号による信号成分を除去する処理を行うことが可能となる。
【００２６】
この磁気シールド１の開口部３ａおよび３ｂ内を、搬送路４が通過し、被検体１０を、磁気シールド１内に搬入し、また検査後この被検体１０を搬出する。この開口部３ａおよび３ｂを介して被検体１０を搬送することにより、例えば製品ラインにおいて連続的に被検体の検査を行うことができる。
【００２７】
搬送路４は、被検体１０が載置されるベルト５と、ベルト５を駆動する駆動輪６ａおよび６ｂと、ベルト５を滑らかに駆動するためのローラ７を含む。
【００２８】
磁気シールド１内部には、磁気検出器本体２へ冷却剤を供給する冷却装置１５が配置される。
【００２９】
この被検体１０の被検査対象物は磁性異物であり、この磁性異物を磁化して、確実に磁性異物を検出するために、磁気シールド１の搬入口開口部３ａ近傍に、帯磁装置１２が設けられる。この帯磁装置１２は、被検体１０を上下から挟むように配置される磁石１２ａおよび１２ｂを含む。これらの磁石１２ａおよび１２ｂは、希土類磁石などの強力な永久磁石または電磁石で構成され、一定強度の直流磁界を生成し、被検体１０に含まれる被検査対象物（磁性異物）を確実に、顕在化させる。これらの搬送路４および磁気シールド１は、支持台２２に配置される。
【００３０】
この搬送路４および磁気検出器本体２の磁気センサの検出動作を制御するために、制御・表示・検出装置２０が設けられる。この制御・表示・検出装置２０は、磁気検出器本体２内の磁気センサの出力信号の処理、処理結果の表示および磁性異物有無の検出を行なう。この磁気センサの出力信号の処理として、後に詳細に説明するように、磁気センサの出力信号の差分を取る処理を行うことにより、正確に環境磁場などの外乱信号の影響を抑制することができる。
【００３１】
図２は、図１に示す磁気検出器本体２の構成を概略的に示す図である。磁気検出器本体２は、外壁と内壁の間が真空状態に維持されて真空断熱層２６を形成する真空断熱容器（液体窒素デュワー）２５と、この真空断熱容器２５底部に被検体１０と底部壁を介して対向するように配置される磁気センサ３０を含む。
【００３２】
磁気センサ３０は、本実施の形態１においては、高温超電導リングを利用するＳＱＵＩＤ磁気センサである。このＳＱＵＩＤ磁気センサ３０は、中空洞体の空洞管３２内の配線３４により、図１に示す制御・表示・検出装置２０に含まれる駆動回路と信号およびバイアス電流などの送受を行なう。
【００３３】
真空断熱容器２５内においてＳＱＵＩＤ磁気センサ３０が複数個配列される。しかしながら、図２においては、１つの磁気センサ３０を代表的に示す。この磁気センサ３０は、被検体１０に含まれる被検査対象物（磁性異物）４０からの磁界Ｈを検出し、この検出磁界に応じた電圧信号を配線３４を介して駆動回路へ伝達する。
【００３４】
図３は、図１に示す磁気検出器本体２内の磁気センサ３０の配置の一例を概略的に示す図である。図３において、ＳＱＵＩＤ磁気センサ３０として、３つのＳＱＵＩＤ磁気センサ３０ａ、３０ｂおよび３０ｃが配置される。これらの磁気センサ３０ａ−３０ｃは、被検体１０の搬送方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に整列して所定の間隔を置いて配置される。被検査対象物（磁性異物）４０が、たとえばセンサ３０ｂの直下近傍を搬送される場合、このセンサ３０ｂと被検査対象物（以下、単に磁性異物と称す）４０との距離とセンサ３０ａおよび３０ｃそれぞれと磁性異物４０との距離が異なる。これらのセンサ３０ａ−３０ｃ各々と磁性異物４０との距離の差を利用して、センサ３０ａ−３０ｃの出力信号の差分を求めて、磁性異物４０からの磁場成分に対応する信号成分自体が相殺されるのを抑制する。
【００３５】
図１に示すように、磁気シールド１においては、被検体１０を搬送するための開口部３ａおよび３ｂが設けられる。ＳＱＵＩＤ磁気センサは、地磁気の１０００万分の１以下の微小な信号を検出することができる。したがって、この磁気シールド１の開口部３ａおよび３ｂなどから侵入する外部からの環境磁界も同様に検出され、被検査対象物（磁性異物）が発生する微小な信号を、外部環境磁界等の外乱信号（以下、単に環境ノイズと称す）と区別することができなくなる場合が生じる。
【００３６】
しかしながら、この図３に示すように、複数のＳＱＵＩＤ磁気センサ３０ａ−３０ｃを配置し、これらのセンサ３０ａ−３０ｃの出力信号の差分を求めることにより、環境ノイズの影響を相殺することができる。すなわち、地球磁場、エレベータおよび車両からのノイズおよび商用電源からのノイズ等の環境ノイズは、センサ３０ａ−３０ｃ間の距離よりも十分に広い距離にある信号源から発生されるため、磁気センサ３０ａ−３０ｃそれぞれが検知する環境ノイズは、ほぼ同等の強度となる。したがって、これらのセンサ３０ａ−３０ｃが検出する信号において、互いに差分を取ることにより、この環境ノイズ成分を低減することができる。
【００３７】
図４は、図１に示す制御・表示・検出装置２０に含まれる駆動回路（信号処理検出部）の構成を概略的に示す図である。図４において、制御・表示・検出回路２０は、信号検出処理部として、磁気センサ３０ａ−３０ｃの対それぞれに対応して設けられる差分絶対値回路５０ａ−５０ｃと、これらの差分絶対値値回路５０ａ−５０ｃの出力信号の総和を求めて最終検出信号Ｓを生成する総和回路５２を含む。
【００３８】
差分絶対値回路５０ａは磁気センサ３０ａおよび３０ｂの出力信号Ｓ１およびＳ２の差分絶対値｜Ｓ１−Ｓ２｜を求める。差分絶対値回路５０ｂは、磁気センサ３０ｂおよび３０ｃの出力信号Ｓ２およびＳ３の差分絶対値｜Ｓ２−Ｓ１｜を求める。差分絶対値回路５０ｃは、磁気センサ３０ａおよび３０ｃの出力信号Ｓ１およびＳ３の差分絶対値｜Ｓ３−Ｓ１｜を求める。
【００３９】
総和回路５２は、これらの差分絶対値回路５０ａ−５０ｃの出力信号をそれぞれ加算して最終検出信号Ｓを生成しており、したがって、この最終検出信号Ｓは次式で表わされる。
【００４０】
Ｓ＝｜Ｓ１−Ｓ２｜＋｜Ｓ２−Ｓ３｜＋｜Ｓ３−Ｓ１｜
ここで、磁気センサ３０ａ−３０ｃの検出磁場は、微小磁場であり、センサ出力電圧もきわめて小さい。従って、これらの磁気センサ３０ａ−３０ｃの出力電圧を積分して増幅して出力信号Ｓ１−Ｓ３が生成される。しかしながら、これらの信号電圧の前処理を行う積分回路および増幅回路の構成については示していないが、通常のＦＬＬ回路（フラックス・ロックト・ループ回路）を用いて検出磁場に対応する電圧信号が生成される。
【００４１】
いま、図４に示すように、被検体の被検査対象物４０から、磁場Ｈ１、Ｈ２およびＨ３が磁気センサ３０ａ−３０ｃへそれぞれ印加される状態を考える。磁界強度は、距離の三乗に反比例する。したがって、この被検査対象物４０から磁気センサ３０ａ−３０ｃへの距離がそれぞれ異なり、したがって、磁気センサ３０ａ−３０ｃがそれぞれ検出する磁界Ｈ１、Ｈ２およびＨ３は、それぞれ強度が異なる。
【００４２】
一方、環境ノイズによる外乱信号ＮＺは、この磁気シールド１の外部から与えられ、信号発生源からの距離は、磁気センサ３０ａ−３０ｃ間の間隔よりも長い。従って、外乱信号ＮＺは、磁気シールド内でほぼ一様の強度を持って磁気センサ３０ａ−３０ｃへ供給される。したがって、これらの磁気センサ３０ａ−３０ｃの出力信号Ｓ１、Ｓ２およびＳ３には、同じ大きさの外乱信号ＮＺに対応するノイズ成分が含まれる。また、これらの磁気センサ３０ａ−３０ｃの出力信号Ｓ１−Ｓ３は、それぞれ磁場Ｈ１、Ｈ２およびＨ３の強度に対応する信号成分を含んでおり、それぞれの目標検出信号成分（出力信号からノイズ成分を除いた信号成分）の大きさが異なる。
【００４３】
したがって、差分絶対値回路５０ａ−５０ｃそれぞれにおいて差分絶対値処理を行なうことにより、外乱信号ＮＺに対応するノイズ成分が相殺され、それぞれ被検査対象物４０から供給された磁場Ｈ１、Ｈ２およびＨ３の差に対応する信号成分が生成される。
【００４４】
これらの差分絶対値回路５０ａ−５０ｃにおいて、それぞれ、差分値の絶対値を求めることにより、次段での加算処理により、信号成分を増幅することができ、検出精度を改善することができる。また差分絶対値を求めることにより、被検査対象物４０の位置および磁気センサ３０ａ−３０ｃそれぞれにおける差分方法にかかわらず、逆符号信号を加算する状態を防止することができ、確実に、信号の加算を行なって、等価的な増幅動作を実現することができる。
【００４５】
なお、差分（Ｓ１−Ｓ２）および（Ｓ１−Ｓ３）を求め、これらの差分値の和を加算回路により求めてもよい。同様、外乱信号ＮＺ成分を相殺して被検査対象物からの信号を増幅することができる。この場合、最終検出信号Ｓは次式で表される。
【００４６】
Ｓ＝（Ｓ１−Ｓ２）＋（Ｓ１−Ｓ３）＝２・Ｓ１−（Ｓ２＋Ｓ３）
しかしながら、この場合も、被検査対象物の位置によっては、差分値（Ｓ１−Ｓ２）および（Ｓ１−Ｓ３）の符号が逆となり、信号成分が低減される状態が生じる可能性がある。従って、差分絶対値｜Ｓ１−Ｓ２｜および｜Ｓ１−Ｓ３｜を導出して加算することにより、被検査対象物の位置および差分生成法に係らず、目標信号成分が低減されるのを防止することができ、信号対ノイズ比を改善することができる。
【００４７】
なお、差分絶対値回路５０ａ−５０ｃの構成としては、アナログ的に処理を実行するため、演算増幅器を利用することができ、また、総和回路５２に対しても、同様、演算増幅器を利用することができる。
【００４８】
また、信号が、コンピュータ端末などで制御・表示・検出回路が構成される場合、信号がデジタル的に処理されて、これらの差分絶対値処理および加算（総和）処理が、コンピュータ端末内においてソフトウェアまたは演算プロセッサを利用してデジタル的に実行されても良い。
【００４９】
なお、上述の構成においては、磁気センサ３０として、被検体の搬送方向と直交する方向に３個の磁気センサ３０ａ−３０ｃが整列して配置されている。しかしながら、この磁気センサ３０の数は、４個以上であってもよく、磁気センサの対それぞれについてまたは少なくとも２対に対して、差分絶対値を求めて加算する構成が用いられればよい。この場合、すべての対について差分絶対値を求めることは特に要求されない。
【００５０】
図５は、この発明の実施の形態１に従う磁気検出装置の検出結果の一例を示す図である。図５においては、横軸に時間（秒）を示し、縦軸に検出磁界強度（Ｔｅｓｌａ）を示す。この図５においては、差分処理を行なう前の実データ（たとえばセンサ３０ｂの出力信号Ｓ２）の磁界強度検出信号が一例として示される。
【００５１】
図５の検出結果について、その測定条件は、被検体中に存在する１．２ｍｍφのステンレス（ＳＵＳ３０４）片の検出結果を示す。被検査対象物として、長さ５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍおよび２ｍｍのステンレス片の磁性異物とし、センサとして、３つのＳＱＵＩＤ磁気センサ３０ａ、３０ｂおよび３０ｃ（図４参照）を用いる。これらの磁気センサ３０ａ、３０ｂおよび３０ｃは、それぞれ、互いに距離２００ｍｍ離れて、被検体搬送方向と直交する方向に整列して配置される。被検査対象物（磁性異物）４０を、中央の磁気センサ３０ｂ直下においてセンサ３０ｂの位置から距離２４０ｍｍの位置で検出する。ステンレス片は、図１に示す帯磁装置により帯磁される。
【００５２】
この図５において、時間１０秒の時点におけるピークが、長さ５ｍｍのステンレス片の検出に対応する。長さ４ｍｍ以下のステンレス片の検出信号については、外乱信号の大きさと各ステンレス片の検知信号強度が同程度であり、ノイズと検出信号の区別を行なうことができず、その存在を検出することができない。
【００５３】
図６は、図５に示す測定結果に基づいて、差分値およびその絶対値を求める処理を行って最終検出信号を導出した結果を示す図である。この図６においても横軸に時間（秒）を示し、縦軸に磁界強度（Ｔｅｓｌａ）を示す。差分絶対値であるため、実データの正のピークおよび負のピークが、ともに正のピークとして現われ、また検出磁界強度も、総和処理により増幅されている。
【００５４】
この図６に示されるように、環境ノイズに起因する外乱信号の成分が低下し、長さ２ｍｍのステンレス片においても、環境ノイズによる外乱信号よりも明瞭に検出されているのが示される。この時間４０秒前の小さなピークは、コンベアに含まれる、意図しない磁性異物である。このような微小磁場についても高信号対ノイズ比で検出を行うことができ、高精度の磁場検出を行うことができる。
【００５５】
したがって、この図６に示すように、差分絶対値和の磁場を求めて、最終検出信号Ｓとして利用することにより、環境磁場などの外来ノイズの影響を確実に抑制して、正確に、被検体への被検査対象物からの信号を検出することができる。
【００５６】
なお、上述の説明においては、磁気センサとして、酸化物超電導体を用いる高温超電導ＳＱＵＩＤが用いられている。しかしながら、この磁気センサとしては、フラックスゲートおよびクラディオメータなどの他の磁気センサが用いられても、この同一検査対象物から発生される信号を複数のセンサで検出し、これらの複数のセンサの出力信号の差分絶対値を求めることにより、外乱信号の影響を抑制して、検出動作を行なうことができる。
【００５７】
したがって、食肉などの食製品を製品ラインで検査する場合、被検体の搬送のために磁気シールドに開口部を設け、その磁気シールドが不完全な場合でも、正確な磁場検出を行なうことができ、簡易な磁気シールドを用いて高精度の磁場検出を行なうことができる。
【００５８】
なお、磁気シールドにおいては、搬送路を用いて、この磁気シールド内に被検体を搬入しまた搬出するために搬送方向に沿って前後に２つ開口部が設けられている。しかしながら、この磁気シールドの開口部は、１つだけ設けられ、この１つの開口部を介して被検体の搬入および搬出が行われる構成であってもよい。
【００５９】
また、より一般的に、被検査対象物の発生する信号を検出するセンサに対しても、同様の手法を利用して、差分絶対値和を求めることにより、被検査対象物からの信号のＳ／Ｎ比を改善して、正確に信号検出を行なうことができる。
【００６０】
また、磁場検出対象は、磁性異物などの検出などの検査対象でなくてもよく、生体磁場であっても良い。
【００６１】
また、センサとしては、一般に、測定対象の状態をセンサを利用して検知するセンサであってもよく、従って、対象としては、正常／異常が検出される被検査対象ではなく、一般的な、例えば熱などの、その状態が測定される測定対象であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
この発明は、一般に、被測定対象の発生する信号を検出する信号検出装置に適用することができる。特に、ＳＱＵＩＤ磁気センサを用いて微弱信号を検出する磁気検出装置に対して本発明を適用することができ、製品ラインなどにおいて、その場で、製品検査を行なうことができる磁気検出装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】この発明の実施の形態１に従う磁気検出装置の全体の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す磁気検出器本体の構成を概略的に示す図である。
【図３】図１に示す磁気検出器本体に含まれるセンサの配置の一例を概略的に示す図である。
【図４】図１に示す制御・表示・検出装置内の信号処理部の構成を概略的に示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１における磁気検出装置の実データ検出結果を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１における磁気検出装置の差分絶対値処理の結果を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  磁気シールド、２  磁気検出器本体、２０  制御・表示・検出装置、３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ  磁気センサ、４０  被検査対象物、５０ａ，５０ｂ，５０ｃ  差分絶対値回路、５２  総和回路。
【図１】
2005351746.tif 000003
【図２】
2005351746.tif 000004
【図３】
2005351746.tif 000005
【図４】
2005351746.tif 000006
【図５】
2005351746.tif 000007
【図６】
2005351746.tif 000008