磁性图案检测装置制造方法

磁性图案检测装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种不会导致成本大幅度上升且能够提高增益的磁性图案检测装置。具体而言，在磁性图案检测装置(100)的信号处理部(60)的放大部(70)中，每当要向放大器(71)输入基准电压、和由励磁信号进行了励磁的磁性传感器元件(40)所输出的传感器输出信号时，便在基准电压生成部(72)生成与励磁信号联动地发生变化的信号，并将所述信号作为基准电压输入放大器(71)。基准电压生成部(72)具有对励磁信号进行微分从而生成基准电压的CR微分电路(73)，若是上述基准电压，则由于该基准电压与磁性传感器元件(40)输出的传感器输出信号之差较小，因此能够提高放大器的增益。
【专利说明】磁性图案检测装置
[0001] 本申请是发明名称为"磁性图案检测装置"、国际申请日为2011年1月13日、申请 号为201180001718. 7 (国际申请号为PCT/JP2011/050449)的发明专利申请的分案申请。

【技术领域】
[0002] 本发明涉及一种对安装有磁性体的物体、用磁性墨水进行印刷的纸币等介质的磁 性图案进行检测的磁性图案检测装置。

【背景技术】
[0003] 在从安装有磁性体的卡片等物体、用磁性墨水进行印刷的纸币等介质来检测磁性 图案的磁性图案检测装置中，利用磁性传感器元件来检测介质通过该磁性图案检测装置时 产生的磁通变化，并利用信号处理部对磁性传感器元件输出的传感器输出信号进行信号处 理。这里，在信号处理部中，用放大器构成放大部，向该放大器输入传感器输出信号、和由固 定电压形成的基准电压，在利用放大部对传感器输出信号进行了放大之后，进行各种信号 处理（参照专利文献1?3)。
[0004] 而且，在这种磁性图案检测装置中，利用磁性传感器元件来检测介质通过该磁性 图案检测装置时产生的磁通变化，并根据磁性传感器元件输出的信号来检测磁性图案。这 里，磁性传感器元件如图18(a)、18(b)所示，在与介质1的移动方向X(行方向）正交的列 方向Y(介质宽度方向）上，例如排列有20个磁性传感器兀件分别用于通道CH1?CH20,通 过在列方向Y上对这20个磁性传感器元件40进行扫描，以检测出介质1在整个宽度方向 上的磁性图案。
[0005] 即，若对图18 (a)、18 (b)所不的多个磁性传感器兀件40进行一次扫描，则由于通 道CH1?CH20的20个磁性传感器元件40都能检测出数据，因此，如图18 (d)所示，若与磁 性传感器元件40处于导通状态的时刻同步地用A/D转换器将磁性传感器元件40的检测数 据转换成数字信号，则能够检测出介质1的一列磁性图案。这里，磁性传感器元件40由频 率为500kHz的励磁信号进行励磁。
[0006] 而介质1是沿行方向X移动。因此，若用斜线区域来表示磁性传感器元件40在导 通状态下所处的区域，则如图18(c)所示，在介质1中，本次扫描时磁性传感器元件40在导 通状态下所处的区域（标注了向右上方的斜线的区域）与下一次扫描时磁性传感器元件40 在导通状态下所处的区域（标注了向右下方的斜线的区域）在与移动方向X相反的一侧相 邻。从而，能够检测出整个介质1上的磁性图案。
[0007] 专利文献1 :日本专利特开2007-241653号公报
[0008] 专利文献2 :日本专利特开2007-241654号公报
[0009] 专利文献3 :日本专利特开2009-163336号公报


【发明内容】

[0010] 然而，专利文献1?3所记载的结构中，在对传感器输出信号进行放大时，由于使 用了固定电压作为放大器的基准电压，因此传感器输出信号与基准电压之差较大。基于上 述原因，为了使放大器输出的信号不至于饱和，需要将放大器的增益抑制得较低，因此存在 无法提高检测增益的问题。另一方面，若使用桥式电路来对磁性传感器元件的输出信号进 行差动放大，则存在会导致成本大幅上升的问题。
[0011] 而且，在对沿列方向Y排列的多个磁性传感器元件40进行扫描并且使介质1进行 移动的这一方式的磁性图案检测装置中，会因介质1的移动速度、磁性传感器元件40在介 质1的移动方向X上的尺寸、扫描速度，而导致本次扫描时磁性传感器元件40在导通状态 下所处的区域（标注了向右上方的斜线的区域）与下一次扫描时磁性传感器元件40在导 通状态下所处的区域（标注了向右下方的斜线的区域）之间产生间隙G，如图18(c)所示。 例如，当介质1的移动速度为〇. 0016mm/μ s，列方向Y上的磁性传感器元件的扫描时间为 200 μ s时，一次扫描完成后，介质1移动0. 32_，但是，若在这种情况下，磁性传感器兀件1 在移动方向上的尺寸为〇. 3mm，则本次扫描时磁性传感器元件40在导通状态下所处的区域 与下一次扫描时磁性传感器兀件40在导通状态下所处的区域之间会产生0. 02mm的间隙G。 因此，对于介质1中相当于间隙G的区域，就不能用磁性传感器元件40检测其磁特性，从而 难以高精度地从介质1的全部表面检测出磁性图案。
[0012] 另一方面，由于磁性传感器元件40具有的传感器检测范围通常在磁性传感器元 件40在介质1上的等倍投影面积以上，因此，如果用上述传感器检测范围能够覆盖间隙G， 就能从介质1的全部表面检测出磁性图案，但是，即使是在这种情况下，也会因介质1的移 动速度、磁性传感器元件40在介质1的移动方向X上的传感器检测范围的大小、扫描速度， 而难以避免在本次扫描时的传感器检测范围与下一次扫描时的传感器检测范围之间产生 间隙G。
[0013] 鉴于上述问题，本发明要解决的第一个技术问题是提供一种不会大幅地提高成 本、并且能够提高增益的磁性图案检测装置。
[0014] 本发明要解决的第二个技术问题是提供一种即使是采用对沿列方向排列的多个 磁性传感器元件进行扫描并且使介质相对于磁性传感器进行移动的方式，也能可靠地从介 质的全部表面检测出磁性图案的磁性图案检测装置。
[0015] 为了解决上述第一个技术问题，本发明的磁性图案检测装置包括用来检测介质的 磁特性的磁性传感器元件、和基于该磁性传感器元件的检测结果来检测所述介质的磁性图 案的信号处理部，其特征在于，所述信号处理部具有放大部，该放大部对由励磁信号进行了 励磁的所述磁性传感器兀件所输出的传感器输出信号进行放大，所述放大部包括放大器和 基准电压生成部，其中，向所述放大器输入所述传感器输出信号和基准电压，所述基准电压 生成部生成与所述励磁信号联动地发生变化的信号作为所述基准电压。
[0016] 本发明中，在用放大器对传感器输出信号进行放大时，由于使用与励磁信号联动 地发生变化的基准电压，因此从磁性传感器元件输出的传感器输出信号与基准电压之差较 小。因而，即使不追加桥式电路等会导致成本增加的电路，也能提高放大器的增益，并能提 高S/N比。而且，由于基准电压是与励磁信号联动地发生变化，且与传感器输出信号是同步 的，因此能够适当地对传感器输出信号进行放大。
[0017] 本发明中，所述基准电压最好是具有对所述励磁信号进行了微分后得到的波形的 信号。由于传感器输出信号相当于对励磁信号所产生的磁通的时间微分，因此若使用对励 磁信号进行了微分后得到的波形的信号作为放大器的基准电压，则由于传感器输出信号与 基准电压之差较小，从而能够提高增益。
[0018] 本发明中，所述基准电压生成部最好具有对所述励磁信号进行微分从而生成所述 基准电压的CR微分电路。通过采用这种结构，使用诸如电容、电阻之类价廉的电子元件，就 能构成对励磁信号进行微分从而生成基准电压的微分电路。
[0019] 本发明中，所述基准电压生成部也可以具有虚设磁性传感器元件，该虚设磁性传 感器元件由所述励磁信号进行励磁，并输出对该励磁信号进行微分后得到的信号作为所述 基准电压。虚设磁性传感器元件的输出信号相当于对励磁信号所产生的磁通的时间微分， 从而能够生成对励磁信号进行了微分后得到的波形的信号作为基准电压。若采用上述基准 电压，则由于该基准电压与传感器输出信号之差极小，因此能够提高增益。
[0020] 本发明中，所述信号处理部最好包括第一积分电路和第二积分电路，其中，所述第 一积分电路对所述放大器输出的信号中极性为正的信号分量进行积分，所述第二积分电路 对所述放大器输出的信号中极性为负的信号分量进行积分。若采用这种结构，则即使从放 大器输出的信号的脉宽很窄，但由于也能够对极性为正的信号分量和极性为负的信号分量 分别进行积分，从而将振幅变化转换为面积变化，因此用简单的结构就能够提高表观增益。
[0021] 本发明的另一实施方式的磁性图案检测装置包括用来检测介质的磁特性的磁性 传感器元件、和基于该磁性传感器元件的检测结果来检测所述介质的磁性图案的信号处理 部，其特征在于，所述信号处理部包括第一积分电路和第二积分电路，其中，所述第一积分 电路对所述传感器输出中极性为正的信号分量进行积分，所述第二积分电路对所述传感器 输出中极性为负的信号分量进行积分。
[0022] 本发明中，即使传感器输出信号的脉宽很窄，但由于也能够对极性为正的信号分 量和极性为负的信号分量分别进行积分，从而将振幅变化转换为面积变化，因此用简单的 结构就能提高表观增益。
[0023] 本发明中，所述磁性传感器元件最好是具有用于将所述传感器输出信号作为差动 输出而输出的多个线圈。若采用这种结构，则不易受外部干扰的影响。
[0024] 而为了解决上述第二个技术问题，本发明的磁性图案检测装置包括从介质检测出 磁特性的磁性传感器元件、和使所述介质相对于该磁性传感器元件进行移动的传送机构， 其特征在于，所述磁性传感器兀件在与所述介质的移动方向正交的列方向上排列多个，将 通过所述传送机构进行传送的所述介质的移动速度设为v(mm/μ s)，所述磁性传感器元件 在所述移动方向上的尺寸设为T(mm)，每单位时间ta(y s)在所述列方向上对所述磁性传 感器元件进行扫描的扫描次数设为N次，则所述移动速度V、所述单位时间ta、所述尺寸T 以及所述扫描次数N满足以下关系式：
[0025] (vXta) ^ (TXN)
[0026] 式中，N为2以上的整数。
[0027] 本发明中，由于介质的移动速度V、磁性传感器元件在移动方向上的尺寸T、每单 位时间ta在列方向上对磁性传感器元件进行扫描的扫描次数N被设定为满足上述关系式， 因此，本次扫描时磁性传感器元件在导通状态下所处的区域与下一次扫描时磁性传感器元 件在导通状态下所处的区域之间不会产生间隙。因而，即使是采用对沿列方向排列的多个 磁性传感器元件进行扫描并且使介质相对于磁性传感器进行移动的方式，也能可靠地从介 质的全部表面检测出磁性图案。
[0028] 本发明中，能够采用以下结构：所述单位时间ta是用来检测所述介质的一列磁性 图案的一个扫描期间，基于所述磁性传感器元件通过在所述一个扫描期间中进行的扫描所 得到的数据，检测所述介质的一列磁性图案。即，在为了检测一列磁性图案的一个扫描期间 中进行多次扫描。因此，能够采用基于多次扫描所得到的数据检测一列磁性图案的结构，若 采用这种结构，则即使是在磁性传感器元件所得到的任一个数据中含有噪声等影响的情况 下，也能够缓和上述噪声所产生的影响。
[0029] 本发明中，能够采用以下结构：基于所述磁性传感器元件通过在所述一个扫描期 间中进行的N次扫描中的一次扫描或多次扫描所得到的数据，检测所述介质的一列磁性图 案。若采用这种结构，则能够根据介质的种类和磁性图案检测装置所要求的检测精度等而 实现最佳动作。
[0030] 本发明中，最好是基于所述磁性传感器元件通过在所述一个扫描期间中进行的N 次扫描中的多次扫描所得到的数据，检测所述介质的一列磁性图案。若采用这种结构，则能 够高精度地检测出介质的磁特性。而且，即使是在磁性传感器元件所得到的任一个数据中 含有噪声等影响的情况下，也能够缓和上述噪声的影响。
[0031] 本发明中，能够采用以下结构：基于所述磁性传感器元件通过在所述一个扫描期 间中进行的N次扫描所得到的所有数据，检测所述介质的一列磁性图案。若采用这种结构， 则由于本次扫描和下一次扫描时，磁性传感器元件在介质上的等倍投影区域有部分重叠， 因此能够高精度地检测出介质的磁特性。而且，即使是在磁性传感器元件所得到的任一个 数据中含有噪声等影响的情况下，也能够缓和上述噪声的影响。
[0032] 本发明中，也可以基于磁性传感器元件通过在一个扫描期间中进行的N次扫描中 的一部分扫描所得到的数据，检测介质的一列磁性图案。
[0033] 例如，也可以采用以下结构：基于所述磁性传感器元件通过在所述一个扫描期间 中进行的N次扫描中符合以下条件的两次以上且小于N次的扫描所得到的多个数据，检测 所述介质的一列磁性图案，该条件是：本次扫描和下一次扫描时，所述磁性传感器兀件在所 述介质上的等倍投影区域在所述移动方向上有部分重叠；或者本次扫描和下一次扫描时， 所述磁性传感器元件在所述介质上的等倍投影区域在所述移动方向上不发生重叠但连续。 [0034] 在这种情况下，最好是基于所述磁性传感器元件通过在所述一个扫描期间中进行 的N次扫描中符合以下条件的两次以上且小于N次的扫描所得到的多个数据，检测所述介 质的一列磁性图案，该条件是：本次扫描和下一次扫描时，所述磁性传感器元件在所述介质 上的等倍投影区域在所述移动方向上有部分重叠。若采用这种结构，则由于本次扫描和下 一次扫描时，磁性传感器元件在介质上的等倍投影区域有部分重叠，因此能够高精度地检 测出介质的磁特性。而且，即使是在磁性传感器元件所得到的任一个数据中含有噪声等影 响的情况下，也能够缓和上述噪声的影响。
[0035] 另外，当所述磁性传感器元件在所述移动方向上的传感器检测范围大于所述磁性 传感器元件在所述移动方向上的尺寸T时，也可以采用以下结构：基于所述磁性传感器元 件通过在所述一个扫描期间中进行的N次扫描中符合以下条件的两次以上且小于N次的 扫描所得到的多个数据，检测所述介质的一列磁性图案，该条件是：本次扫描和下一次扫描 时，所述传感器检测范围在所述移动方向上有部分重叠；或者本次扫描和下一次扫描时，所 述传感器检测范围在所述移动方向上不发生重叠但连续。
[0036] 在这种情况下，最好是基于所述磁性传感器元件通过在所述一个扫描期间中进行 的N次扫描中符合以下条件的两次以上且小于N次的扫描所得到的多个数据，检测所述介 质的一列磁性图案，该条件是：本次扫描和下一次扫描时，所述传感器检测范围在所述移动 方向上有部分重叠。若米用这种结构，则由于本次扫描和下一次扫描时，传感器检测范围有 部分重叠，因此能够高精度地检测出介质的磁特性。而且，即使是在磁性传感器元件所得到 的任一个数据中含有噪声等影响的情况下，也能够缓和上述噪声的影响。
[0037] 本发明中，最好是在基于所述磁性传感器元件在所述一个扫描期间中所得到的多 个数据来检测所述介质的一列磁性图案时，对所述多个数据进行平均化处理。若采用这种 结构，则即使是在根据多个数据检测出介质的一列磁性图案的情况下，也只要进行简单的 处理即可。而且，若对多个数据进行平均化处理，则即使是在磁性传感器元件所得到的任一 个数据中含有噪声等影响的情况下，也能够缓和上述噪声的影响。
[0038] 本发明中，基于所述磁性传感器元件通过在所述一个扫描期间中进行的N次扫描 中的哪一次扫描时所得到的数据来检测所述介质的一列磁性图案最好是可变的。若采用 这种结构，则能够根据介质的种类和磁性图案检测装置所要求的检测精度等而实现最佳动 作。
[0039] 本发明中，当所述磁性传感器元件由励磁信号进行励磁并输出信号时，所述励磁 信号具有的频率最好使得一次扫描中所述多个磁性传感器元件各自输出的信号包含由多 个周期的所述励磁信号构成的信号分量。若采用这种结构，则由于一次扫描中多个磁性传 感器元件各自输出的信号都分别包含由多个周期的励磁信号构成的信号分量，因此能够高 精度地检测出介质的磁特性。
[0040] 在第一项发明的磁性图案检测装置中，在用放大器对传感器输出信号进行放大 时，由于使用与励磁信号联动地发生变化的基准电压，因此从磁性传感器输出的信号与基 准电压之差较小。因而，即使不追加桥式电路等会导致成本增加的电路，也能提高放大器的 增益，并能提高S/N比。而且，由于基准电压是与励磁信号联动地发生变化，所以传感器输 出信号与基准电压是同步的，因此能够适当地对传感器输出信号进行放大。
[0041] 另外，在第一项发明的另一实施方式的磁性图案检测装置中，由于信号处理部包 括第一积分电路和第二积分电路，其中，第一积分电路对传感器输出中极性为正的信号分 量进行积分，第二积分电路对传感器输出中极性为负的信号分量进行积分，因此，即使是在 传感器输出信号的脉宽较窄的情况下，也能够对极性为正的信号分量和极性为负的信号分 量分别进行积分，从而将振幅变化转换为面积变化。因而，用简单的结构就能提高表观增
[0042] 而在第二项发明的磁性图案检测装置中，由于介质的移动速度V、磁性传感器元件 在移动方向上的尺寸、每单位时间ta在列方向上对磁性传感器元件进行扫描的扫描次数N 被设定为满足以下关系式：
[0043] (vXta) ^ (TXN)
[0044] 式中，N为2以上的整数，
[0045] 因此，本次扫描时磁性传感器元件在导通状态下所处的区域与下一次扫描时磁性 传感器元件在导通状态下所处的区域之间不会产生间隙。因而，即使是采用对沿列方向排 列的多个磁性传感器元件进行扫描并且使介质相对于磁性传感器进行移动的方式，也能可 靠地从介质的全部表面检测出磁性图案。

【专利附图】

【附图说明】
[0046] 图1是表示本发明第一实施方式1的具有磁性传感器装置的磁性图案检测装置的 结构的说明图。
[0047] 图2是本发明第一实施方式1的磁性传感器装置的说明图。
[0048] 图3是本发明第一实施方式1的磁性传感器装置中使用的磁性传感器元件的说明 图。
[0049] 图4是表示本发明第一实施方式1的磁性图案检测装置的电结构的方框图。
[0050] 图5是本发明第一实施方式1的磁性图案检测装置的放大部中输入到放大器的信 号等的说明图。
[0051] 图6是表示本发明第一实施方式1的磁性图案检测装置中对介质上形成的各种磁 性墨水的特性等的说明图。
[0052] 图7是表示本发明第一实施方式1的磁性图案检测装置中从形成有不同种类的磁 性图案的介质中检测是否存在磁性图案的原理的说明图。
[0053] 图8是表示本发明第一实施方式2的磁性图案检测装置的电路部中的放大部周边 结构的说明图。
[0054] 图9是表示本发明第一实施方式3的磁性图案检测装置的放大部结构的说明图。
[0055] 图10是表示本发明第一实施方式4的磁性图案检测装置的放大部周边结构的说 明图。
[0056] 图11是表示本发明第一实施方式5的磁性图案检测装置的偏移调整部周边结构 的说明图。
[0057] 图12是本发明第一实施方式6的磁性图案检测装置中使用的磁性传感器元件的 说明图。
[0058] 图13是表示本发明第二实施方式1的磁性图案检测装置的电结构的说明图。
[0059] 图14是表示本发明第二实施方式1的磁性图案检测装置的扫描动作等的说明图。
[0060] 图15是表示本发明第二实施方式1的磁性图案检测装置的电路部的动作条件的 说明图。
[0061] 图16是表示本发明第二实施方式2的磁性图案检测装置的磁性传感器元件在每 次扫描时所在的位置的说明图。
[0062] 图17是表示本发明第二实施方式3的磁性图案检测装置的磁性传感器元件在每 次扫描时所在的位置及其传感器检测范围的说明图。
[0063] 图18是以往的磁性图案检测装置的说明图。
[0064] 标号说明
[0065] 1 介质
[0066] 11 介质移动路径
[0067] 20 磁性传感器装置
[0068] 40 磁性传感器元件
[0069] 48 励磁线圈
[0070] 49 检测线圈
[0071] 60 信号处理部
[0072] 70 放大部
[0073] 71 放大器
[0074] 72 基准电压生成部
[0075] 73 CR微分电路
[0076] 74 虚设磁性传感器元件
[0077] 83 偏移调整部
[0078] 100磁性图案检测装置
[0079] 835第一积分电路
[0080] 836第二积分电路

【具体实施方式】
[0081] [第一实施方式]
[0082] 参照附图，说明本发明的第一实施方式。第一实施方式是对第一项发明进行说明 的实施方式。
[0083][第一实施方式1]
[0084] (整体结构）
[0085] 图1是表示本发明第一实施方式1的具有磁性传感器装置的磁性图案检测装置的 结构的说明图，图1 (a)是示意地表示磁性图案检测装置的主要结构的说明图，图1 (b)是示 意地表示截面结构的说明图。
[0086] 图1所示的磁性图案检测装置100是从银行票据、有价证券等介质1中检测磁性 以判别真伪和种类的装置，具有利用辊子、引导件（未图示）等使片状的介质1沿介质移动 路径11进行移动的传送装置10、和在由该传送装置10进行传送的介质移动路径11的中途 位置上从介质1中检测出磁性的磁性传感器装置20。本实施方式中，辊子、引导件由诸如铝 等非磁性材料构成。本实施方式中，磁性传感器装置20设置在介质移动路径11的下方，但 有时也设置在介质移动路径11的上方。不管是哪一种情况，磁性传感器装置20都设置成 使得传感器面21朝向介质移动路径11。
[0087] 本实施方式中，对于介质1，在沿介质1的移动方向X延伸的宽度较窄的磁性区域 la中存在用磁性墨水形成的磁性图案，所述磁性图案由剩余磁通密度Br及磁导率μ不同 的多种磁性墨水形成。例如，在介质1中，形成有利用含硬磁材料的磁性墨水印刷而成的第 一磁性图案、和利用含软磁材料的磁性墨水印刷而成的第二磁性图案。因此，本实施方式的 磁性图案检测装置100根据剩余磁通密度量值及磁导率量值这两者来检测介质1中是否存 在各磁性图案。另外，本实施方式中，用于对所述两种磁性图案进行检测的磁性传感器装置 20是共用的。因而，本实施方式的磁性图案检测装置100具有如下结构。
[0088] (磁性传感器装置20的结构）
[0089] 图2是本发明第一实施方式1的磁性传感器装置20的说明图，图2(a)是表示磁 性传感器装置20中的磁性传感器元件等的布局的说明图，图2(b)是表示磁性传感器元件 的朝向的说明图。
[0090] 如图1和图2(a)所示，本实施方式的磁性图案检测装置100中，磁性传感器装置 20包括：向介质1施加磁场的磁场施加用磁体30、检测向施加了磁场后的介质1施加偏置 磁场的状态下的磁通的磁性传感器元件40、及覆盖磁场施加用磁体30和磁性传感器元件 40的非磁性外壳25。磁性传感器装置20包括：与介质移动路径11构成大致同一平面的传 感器面21、及相对于传感器面21在介质1的移动方向的两侧与该传感器面21相连的斜面 部22、23,其形状由外壳25的形状所规定。
[0091] 磁性传感器装置20在与介质1的移动方向X交叉的方向上延伸，磁场施加用磁体 30和磁性传感器兀件40在与介质1的移动方向X交叉的方向上排列有多个。本实施方式 中，磁性传感器装置20在与介质1的移动方向X交叉的方向中的与移动方向X正交的介质 宽度方向Y上延伸，磁场施加用磁体30和磁性传感器兀件40在与移动方向X正交的介质 宽度方向Y(列方向）上排列有多个，且在一列中等间隔地排列。因此，若对沿介质宽度方 向Y排列的多个磁性传感器元件40进行扫描，使其依次变成导通状态，则能够检测出介质1 在介质宽度方向Y上的磁性图案。另外，若与上述扫描并行地使介质1在移动方向X上移 动，则能够检测出介质1的全部磁性图案。另外，这里所说的"导通状态"，是指对磁性传感 器元件40施加后文所述的励磁信号且对磁性传感器元件40输出的信号进行信号处理的激 活状态。
[0092] 本实施方式中，磁场施加用磁体30相对于磁性传感器兀件40设置在介质1的移 动方向X的两侧，作为磁场施加用第一磁体31和磁场施加用第二磁体32,沿箭头XI所示的 介质1的移动方向，依次设置有磁场施加用第一磁体31、磁性传感器兀件40及磁场施加用 第二磁体32。而沿箭头X2所示的介质1的移动方向，依次设置有磁场施加用第二磁体32、 磁性传感器元件40及磁场施加用第一磁体31，不管介质1是沿箭头XI所示的方向移动还 是沿箭头X2所示的方向移动，都能检测出介质1的磁特性。这里，磁性传感器元件40设置 在磁场施加用第一磁体31与磁场施加用第二磁体32之间的中间位置上，磁场施加用第一 磁体31与磁性传感器元件40之间的相隔距离等于磁场施加用第二磁体32与磁性传感器 元件40之间的相隔距离。此外，磁场施加用第一磁体31、磁性传感器元件40及磁场施加用 第二磁体32都设置成与磁性传感器装置20的传感器面21相向。
[0093] 本实施方式中，磁场施加用磁体30 (磁场施加用第一磁体31和磁场施加用第二磁 体32)具备铁氧体、钕磁体等永磁体35。不管是磁场施加用第一磁体31还是磁场施加用第 二磁体32,永磁体35的位于传感器面21的一侧、和与传感器面21所在一侧相反的一侧都 被磁化成不同的磁极。因此，永磁体35的位于传感器面21 -侧的表面起到作为对介质1进 行磁化的磁化面350的作用。即，本实施方式的磁性图案检测装置100中，如后文所述，当 像箭头XI所示那样移动的介质1通过磁性传感器装置20时，首先，从磁场施加用第一磁体 31向介质1施加磁场，被所述磁场磁化后的介质1再通过磁性传感器元件40。而当像箭头 X2所示那样移动的介质1通过磁性传感器装置20时，首先，从磁场施加用第二磁体32向介 质1施加磁场，被所述磁场磁化后的介质1再通过磁性传感器元件40。
[0094] 磁场施加用磁体30中使用的多个永磁体35都具有相同尺寸和相同形状，但分别 设置成以下的磁化方向。首先，不管是磁场施加用第一磁体31还是磁场施加用第二磁体 32,在与介质1的移动方向X正交的介质宽度方向（列方向）Y上相邻的永磁体35都朝彼 此相反的方向磁化。即，在与介质1的移动方向X正交的介质宽度方向Y上排列的多个永 磁体35中，其中一个永磁体35的位于介质移动路径11 一侧的端部磁化成Ν极，位于与介 质移动路径11 一侧相反的一侧的端部磁化成S极，而在与介质1的移动方向X正交的介质 宽度方向Υ上与该永磁体35相邻的永磁体35,其位于介质移动路径11 一侧的端部磁化成 S极，位于与介质移动路径11 一侧相反的一侧的端部磁化成Ν极。此外，本实施方式中，对 于在介质1的移动方向上相向的磁场施加用第一磁体31的永磁体35和磁场施加用第二磁 体32的永磁体35,用不同的磁极夹着磁性传感器兀件40而相向。此外，对于在介质1的移 动方向上相向的磁场施加用第一磁体31的永磁体35和磁场施加用第二磁体32的永磁体 35,有时也设置成用相同的磁极夹着磁性传感器兀件40而相向。
[0095](磁性传感器元件40的结构）
[0096] 图3是本发明第一实施方式1的磁性传感器装置20中使用的磁性传感器元件40 的说明图，图3(a)是磁性传感器元件40的主视图，图3(b)是对该磁性传感器元件40的励 磁波形的说明图，图3(c)是来自磁性传感器元件40的输出信号的说明图。图3(a)中，表 示介质1在与纸面垂直的方向上进行移动的状态。
[0097] 如图1(b)所示，磁性传感器元件40都为薄板状，宽度方向W40的尺寸大于厚度方 向Τ40的尺寸。所述磁性传感器兀件40设置成将厚度方向Τ40朝向介质1的移动方向X， 宽度方向W40朝向与介质1的移动方向X正交的介质宽度方向（列方向）Υ。
[0098] 磁性传感器元件40的两面被由陶瓷等形成的厚度在0. 3mm?1. 0mm左右的薄板 状的非磁性构件47所覆盖，连非磁性构件47 -起包括在内的整个磁性传感器元件40的厚 度方向构成磁性传感器元件40的厚度大小（尺寸T)。所述磁性传感器元件40有时也被容 纳在磁屏蔽外壳（未图示）中。在这种情况下，磁屏蔽外壳的介质移动路径所在的上方进 行开口，磁性传感器兀件40处于从磁屏蔽外壳向介质移动路径11露出的状态。
[0099] 如图1 (b)、图2 (a)、图2 (b)及图3 (a)所示，磁性传感器元件40包括传感器磁芯 41、卷绕于传感器磁芯41的励磁线圈48、及卷绕于传感器磁芯41的检测线圈49。本实施 方式中，传感器磁芯41包括在磁性传感器元件40的宽度方向W40上延伸的主体部42、和 从主体部42向介质1的介质移动路径11 一侧突出的聚磁用突部43。这里，聚磁用突部43 构成作为从主体部42的宽度方向W40的两端部向介质1的介质移动路径11 一侧突出的两 个聚磁用突部431、432,两个聚磁用突部431、432在宽度方向W40上隔开间隔。另外，传感 器磁芯41具有从主体部42向与聚磁用突部43相反的一侧突出的突部44,本实施方式中， 突部44构成作为从主体部42的宽度方向W40的两端部向与介质1的介质移动路径11 一 侧相反的一侧突出的两个突部441、442。
[0100] 对于采用这种结构的传感器磁芯41，将励磁线圈48卷绕于主体部42上被聚磁用 突部431、432夹着的部分。另外，将检测线圈49卷绕于聚磁用突部43,本实施方式中，检测 线圈49包括卷绕于传感器磁芯41的两个聚磁用突部43(聚磁用突部431、432)中的聚磁 用突部431的检测线圈491、和卷绕于聚磁用突部432的检测线圈492。这里，两个检测线 圈491、492彼此反向地卷绕于聚磁用突部431、432。另外，由于两个检测线圈491、492是将 一根线圈线连续地卷绕于聚磁用突部431、432而构成的，因此两个检测线圈491、492串联 地电连接。此外，也可在将两个检测线圈491、492分别卷绕于聚磁用突部431、432之后，实 现串联地电连接。
[0101] 采用这种结构的磁性传感器元件40设置成与宽度方向W40和聚磁用突部43的突 出方向（高度方向V40)这两者都正交的厚度方向T40朝向介质1的移动方向X，磁性传感 器元件40中，聚磁用突部43 (聚磁用突部431、432)和检测线圈49 (检测线圈491、492)隔 开间隔的宽度方向W40朝向与介质1的移动方向X正交的介质宽度方向（列方向）Y。
[0102] 磁性传感器元件40中，对励磁线圈48施加来自后文中将参照图4进行说明的励 磁电路50的由交变电流（参照图3(b))形成的励磁信号。因此，如图3(a)所示，在传感器 磁芯41的周围形成偏置磁场，并且从检测线圈49输出图3 (c)所示的检测波形的信号。这 里，图3(c)所示的检测波形是对励磁信号所产生的磁通的时间微分信号，与励磁信号的时 间微分信号相近。
[0103] 本实施方式中，如图1(b)所示，磁性传感器元件40的传感器磁芯41采用在非磁 性的第一基板41a与非磁性的第二基板41b之间夹着磁性材料层41c的结构。本实施方式 中，磁性材料层41c由薄板状的非晶金属箔构成，该非晶金属箔由非晶（非晶质）金属的 磁性材料形成，利用粘接层（未图示）而粘接在第一基板41a的一个表面上，第二基板41b 利用粘接层而与所述第一基板41a的一个表面接合，以将磁性材料层41c夹在中间。所述 粘接层都是将树脂材料浸渍在玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维等纤维增强材料中并对 所形成的预浸料进行固化而形成的层，作为树脂材料，使用环氧树脂类、酚醛树脂类、聚酯 树脂类等热固化树脂。磁性材料层41c所使用的非晶金属箔是通过用辊子进行轧制而形 成的，作为钴类，可举出Co-Fe-Ni-Mo-B-Si、Co-Fe-Ni-B-Si等非晶合金，作为铁类，可举出 Fe-B-Si、Fe-B-Si-C、Fe-B-Si-Cr、Fe-C〇-B-Si、Fe-Ni-M〇-B 等非晶合金。第一基板 41a 和 第二基板41b可举出氧化铝基板等陶瓷基板、玻璃基板等，只要能够得到足够的刚性，也可 使用塑料基板。
[0104] (信号处理部60的结构）
[0105] 图4是表示本发明第一实施方式1的磁性图案检测装置100的电结构的方框图， 图4(a)是表示电路部的主要部分整体结构的说明图，图4(b)是表示电路部中的放大部周 边结构的说明图。
[0106] 本实施方式中，图4(a)和图4(b)所示的电路部5大致包括将图3(b)所示的交变 电流作为励磁信号施加到励磁线圈48的励磁电路50、和与检测线圈49进行电连接的信号 处理部60。励磁电路50包括与图2所示的多个磁性传感器元件40分别对应的多个励磁用 激励放大器51、用于依次向多个励磁用激励放大器51提供励磁信号的多路转换器52、及根 据励磁指令信号生成励磁信号的放大器53,该励磁电路50依次向多个磁性传感器兀件40 的励磁线圈48提供经励磁用激励放大器51进行了放大后的励磁信号。
[0107] 信号处理部60根据磁性传感器装置20的检测线圈49输出的传感器输出信号，生 成与剩余磁通密度量值对应的第一信号S1、和与磁导率量值对应的第二信号S2,上述控制 部（未图示）根据所述第一信号S1和第二信号S2、及介质1与磁性传感器装置40之间的 相对位置信息，检测介质1中是否存在多种磁性图案及其形成位置。
[0108] 更具体而言，信号处理部60包括对磁性传感器兀件40输出的传感器输出信号进 行放大的放大部70、从放大部70输出的信号中提取出峰值和谷值的提取部80、及具有A/D 转换器91的数字信号处理部90。提取部80包括将放大器70输出的放大信号依次输出到后 级的多路转换器81、箝位电路82、及对箝位电路82输出的信号进行偏移调整的偏移调整部 83。箝位电路82包括对放大部70输出的经放大后的传感器输出信号进行整流的第一二极 管821、对放大部70输出的经放大后的传感器输出信号进行极性反转的极性反转电路822、 及对在极性反转电路822中进行了极性反转后的信号进行整流的第二二极管823。因而， 偏移调整部83包括对第一二极管821的输出进行偏移调整的第一偏移调整电路831、和对 第二二极管823的输出进行偏移调整的第二偏移调整电路832,第一偏移调整电路831和 第二偏移调整电路832包括偏移调整用基准电压生成电路831a、832a、和运算放大器831b、 832b。
[0109] 另外，提取部80在偏移调整部83的后级还设有保持电路84,在保持电路84的后 级还设有增益设定部85。保持电路84包括对第一偏移调整电路831的输出信号的峰值加 以保持的第一峰值保持电路841、和对第二偏移调整电路832的输出信号的峰值加以保持 的第二峰值保持电路842。这里，向第二偏移调整电路832输入的是从放大部70输出的信 号经极性反转电路822进行了极性反转后、又经第二二极管823进行了整流后的信号。因 此，第二峰值保持电路842相当于将放大部70输出的放大信号的谷值加以保持的谷值保持 电路。
[0110] 增益设定部85包括设定第一峰值保持电路841所保持的值的增益的增益设定用 第一放大器851 (主放大器）、和设定第二峰值保持电路842 (谷值保持电路）所保持的值的 增益的增益设定用第二放大器852 (主放大器），该增益设定部85将第一峰值保持电路841 及第二峰值保持电路842所保持的值设定为规定的增益，然后输出到数字信号处理部90的 A/D转换器91。
[0111] 数字信号处理部90包括加法电路92和减法电路93,其中，加法电路92将第一峰 值保持电路841所保持的值与第二峰值保持电路842所保持的值相加，从而生成第一信号 S1，减法电路93则将第一峰值保持电路841所保持的值与第二峰值保持电路842所保持的 值相减，从而生成第二信号S2。数字信号处理部90还包括输出切换控制信号、励磁指令信 号、偏移控制信号等的控制信号输出部94。采用上述结构的数字信号处理部90向上位的控 制部（未图示）输出第一信号S1和第二信号S2,在上述控制部中，基于第一信号S1和第二 信号S2来判定介质1的真伪。更具体而言，上位的控制部中设有判定部，该判定部将第一 信号S1及第二信号S2与磁性传感器元件40和介质1之间的相对位置信息相关联，与预先 记录在记录部中的比较图案进行对照，从而判定介质1的真伪，所述判定部基于预先记录 在ROM或RAM等记录部（未图示）中的程序进行规定的处理，从而判定介质1的真伪。
[0112] (放大部70的详细结构）
[0113] 图5是本发明第一实施方式1的磁性图案检测装置100的放大部70中输入到放 大器的信号等的说明图，图5(a)是表示励磁信号、传感器输出信号及基准电压的波形的说 明图，5(b)是表示用放大部对传感器输出信号与基准电压之差进行了放大后的波形的说明 图。图5(a)和图5(b)中，用实线L1表示励磁信号，用实线L2表示传感器输出信号，用实 线L3表示基准电压，用实线L4表示用放大器对传感器输出信号与基准电压之差进行了放 大之后的信号。
[0114] 本实施方式的磁性图案检测装置100中，放大部70如图4(b)所示，具有与多个磁 性传感器元件40分别对应的多个放大器71 (前置放大器），向所述放大器71输入基准电压 和从磁性传感器元件40输出的传感器输出信号。这里，放大部70具备生成与励磁信号联 动地发生变化的信号作为基准电压的基准电压生成部72,本实施方式中，向放大器71输入 基准电压生成部72所生成的信号作为基准电压。
[0115] 本实施方式中，基准电压具有图5(a)和图5(b)中用实线L3所示的波形，这一波 形相当于对图5(a)中用实线L1所示的励磁信号进行了微分后得到的波形。因此，基准电 压会与励磁信号联动地发生变化。更具体而言，本实施方式中，基准电压生成部72是由电 容C和电阻R组成的CR微分电路73，该CR微分电路73生成对励磁信号进行了微分后得到 的信号作为基准电压。这里，由于图5(a)和图5(b)中用实线L2所示的传感器输出信号相 当于对励磁信号所产生的磁通的时间微分，因此，对励磁信号进行微分后得到的基准电压 与传感器输出信号同步。若是上述基准电压，则如图5(b)所示，由于该基准电压与传感器 输出信号之差较小，因此，即使提高放大器71的增益，放大器71的输出信号也不会达到饱 和，而是如图5(b)中用实线L4所不。
[0116] (检测原理）
[0117] 图6是表示本发明第一实施方式1的磁性图案检测装置100中对介质1上形成的 各种磁性墨水的特性等的说明图。图7是表示本发明第一实施方式1的磁性图案检测装置 100中从形成有不同种类的磁性图案的介质1中检测是否存在磁性图案的原理的说明图。
[0118] 首先，说明在介质1沿图1和图2所示的箭头XI的方向移动时判定介质1的真伪 的原理。本实施方式中,在介质1的磁性区域la中，形成有剩余磁通密度Br及磁导率μ不 同的多种磁性图案。更具体而言，在介质1中，形成有利用含硬磁材料的磁性墨水印刷而成 的第一磁性图案、和利用含软磁材料的磁性墨水印刷而成的第二磁性图案。这里，含硬磁材 料的磁性墨水如图6(bl)中利用磁滞回线示出的剩余磁通密度Br和磁导率μ等那样，施 加了磁场后的剩余磁通密度Br的量值较高，但磁导率μ较低。与此不同的是，含软磁材料 的磁性墨水如图6(cl)中其磁滞回线所示，施加了磁场后的剩余磁通密度Br的量值较低， 但磁导率μ较高。
[0119] 因而，如以下所说明的那样，只要测定剩余磁通密度Br和磁导率μ，就能判别磁 性墨水的材质。更具体而言，由于磁导率μ与矫顽力He相关，因此本实施方式中，就测定 剩余磁通密度Br和矫顽力He，所述剩余磁通密度Br和矫顽力He之比因磁性墨水（磁性材 料）的不同而不同。因而，能够判别磁性墨水的材质。另外，虽然剩余磁通密度Br及磁导 率μ (矫顽力He)的测定值会因墨水的浓淡、介质1与磁性传感器装置20之间的距离而发 生变动，但本实施方式中，由于磁性传感器装置20是在同一位置测定剩余磁通密度Br及磁 导率μ (矫顽力He)，因此根据剩余磁通密度Br和矫顽力He之比，能可靠地判别磁性墨水 的材质。
[0120] 本实施方式的磁性图案检测装置100中，在介质1沿箭头XI所示的方向移动而通 过磁性传感器装置20时，首先，从磁场施加用第一磁体31向介质1施加磁场，被施加了磁 场后的介质1通过磁性传感器元件40。在这一期间内，如图6(a3)所示，从磁性传感器元 件40的检测线圈49输出与图6 (a2)所示的传感器磁芯41的B - Η曲线对应的信号。因 而，从图4所示的加法电路92输出的第一信号S1、和从减法电路93输出的第二信号S2分 别如图6 (a4)所示的那样。
[0121] 这里，若利用含铁氧体粉等硬磁材料的磁性墨水在介质1上形成第一磁性图案， 则所述第一磁性图案如图6 (bl)所示，具有高量值的剩余磁通密度Br。因此，如图7 (al)所 不，当介质1通过了磁场施加用磁体30时，第一磁性图案因来自磁场施加用磁体30的磁场 而成为磁体。因此，从磁性传感器元件40的检测线圈49输出的信号如图6 (b2)所示，因第 一磁性图案受到直流偏置，变成图6(b3)及图7(a2)所示的波形。即，信号S0的峰值电压 及谷值电压如箭头A1、A2所示，朝同一方向偏移，并且峰值电压的偏移量和谷值电压的偏 移量不同。而且，所述信号S0随着介质1的移动而发生变化。因而，从图4所示的加法电 路92输出的第一信号S1如图6 (b4)所示，每当介质1的第一磁性图案通过磁性传感器元 件40时就发生变动。这里，由于由含硬磁材料的磁性墨水形成的第一磁性图案的磁导率μ 较低，因此影响信号SO的峰值电压及谷值电压的偏移的，可视为只有第一磁性图案的剩余 磁通密度Br。因而，即使介质1的第一磁性图案通过磁性传感器元件40,从图4所示的减 法电路93输出的第二信号S2也不会发生变动，与图6 (b4)所不的信号相同。
[0122] 与此不同的是，若利用含软磁性不锈钢粉等软磁材料的磁性墨水在介质上形成第 二磁性图案，则所述第二磁性图案的磁滞回线如图6(cl)所示，穿过图6(bl)所示的由含硬 磁材料的磁性墨水所形成的第一磁性图案的磁滞曲线的内侧，剩余磁通密度Br的量值较 低。因此，即使介质1通过磁场施加用磁体30后，第二磁性图案的剩余磁通密度Br的量值 仍然较低。但是，由于第二磁性图案的磁导率μ较高，因此如图7(bl)所示，起到作为磁性 体的作用。因此，从磁性传感器元件40的检测线圈49输出的信号如图6 (c2)所示，由于第 二磁性图案的存在，从而磁导率μ变大，与之相应变成图6(c3)及图7(b2)所示的波形。 艮P，信号S0的峰值电压如箭头A3所示朝较高的一侧偏移，而谷值电压则如箭头A4所示朝 较低的一侧偏移。此时，峰值电压的偏移量和谷值电压的偏移量其绝对值大致相等。而且， 所述信号S0随着介质1的移动而发生变化。因而，从图4所示的减法电路93输出的第二信 号S2如图6 (c4)所示，每当介质1的第二磁性图案通过磁性传感器元件40时就发生变动。 这里，由于由含软磁材料的磁性墨水形成的第二磁性图案的剩余磁通密度Br较低，因此对 信号的峰值电压及谷值电压的偏移产生影响的，可视为只有第二磁性图案的磁导率μ。因 而，即使介质1的第二磁性图案通过磁性传感器元件40,从图4所示的加法电路92输出的 第一信号S1也不发生变动，与图6 (c4)所不的信号相同。
[0123] 从而，本实施方式的磁性图案检测装置100中，用加法电路92将从磁性传感器元 件40输出的信号的峰值和谷值进行相加后得到的第一信号S1是与磁性图案的剩余磁通密 度量值相对应的信号，若监视所述第一信号S1，则能检测出是否存在由含硬磁材料的磁性 墨水形成的第一磁性图案及其形成位置。而用减法电路93将从磁性传感器元件40输出的 信号的峰值和谷值相减后得到的第二信号S2是与磁性图案的磁导率μ相对应的信号，若 监视所述第二信号S2,则能检测出是否存在由含软磁材料的磁性墨水形成的第二磁性图案 及其形成位置。因而，能根据剩余磁通密度量值及磁导率量值这两者来识别出介质1中是 否存在施加磁场后剩余磁通密度Br及磁导率μ不同的多种磁性图案的每一磁性图案及其 形成位置。
[0124] (第一实施方式1的主要效果）
[0125] 如上所述，在本实施方式的磁性图案检测装置100的信号处理部60的放大部70 中，每当要向放大器71输入基准电压和由励磁信号进行了励磁的磁性传感器元件40所输 出的传感器输出信号时，便在基准电压生成部72生成与励磁信号联动地发生变化的信号， 并将所述信号作为基准电压输入放大器71。因此，基准电压与从磁性传感器元件40输出的 传感器输出信号之差较小。从而，即使不追加桥式电路等会导致成本增加的电路，也能提高 放大器71的增益，并能提高S/N比。而且，由于基准电压是与励磁信号联动地发生变化，所 以传感器输出信号与基准电压是同步的，因此能够适当地对传感器输出信号进行放大。
[0126] 另外，由于基准电压生成部72生成具有对励磁信号进行了微分后得到的波形的 信号来作为基准电压，因此能够减小传感器输出信号与基准电压之差。即，由于传感器输出 信号相当于对励磁信号所产生的磁通的时间微分，因此若使用对励磁信号进行了微分后得 到的波形的信号作为放大器71的基准电压，则传感器输出信号与基准电压之差较小，从而 能够提1?增M。
[0127] 另外，由于基准电压生成部72具有对励磁信号进行微分从而生成基准电压的CR 微分电路73,因此使用诸如电容C、电阻R之类价廉的电子元件，就能对励磁信号进行微分 从而生成基准电压。
[0128] 另外，本实施方式的磁性图案检测装置100中，由于是共用磁性传感器装置20,根 据剩余磁通密度量值及磁导率量值这两者来检测是否存在各磁性图案及其形成位置，因此 在剩余磁通密度量值的测定与磁导率量值的测定之间不会产生时间差。因而，即使是在一 边使磁性传感器装置20和介质1移动一边进行测量的情况下，信号处理部60也能以简单 的结构进行高精度的检测。另外，对于传送装置10,也只有在其通过磁性传感器装置20的 位置上要求运行稳定性，因此可力图简化结构。
[0129] 而且，根据本实施方式的磁性图案检测装置100,对于利用含硬磁材料及软磁材料 这两者的磁性墨水形成有磁性图案的介质1、或利用含位于硬磁材料和软磁材料的中间的 材料的磁性墨水形成有磁性图案的介质1，也能进行磁性图案的检测。即，对于磁特性位于 第一磁性图案和第二磁性图案的中间那样的磁性图案，如图6(dl)所示，由于磁滞回线位 于图6 (bl)所示的硬磁材料的磁性图案的磁滞回线和图6 (cl)所示的软磁材料的磁性图案 的磁滞回线的中间，因此可得到图6(d4)所示的信号图案，对于所述磁性图案，也能检测出 其是否存在及其形成位置。
[0130] 而且，本实施方式的磁性传感器装置20中，磁场施加用磁体30相对于磁性传感器 兀件40在介质1的移动方向的两侧设置作为磁场施加用第一磁体31和磁场施加用第二磁 体32。因此，如图1所示，利用磁场施加用第一磁体31对沿箭头XI所示的方向移动的介质 1进行磁化，之后，利用磁性传感器元件40,能够检测出向磁化后的介质1施加偏置磁场的 状态下的磁通，并且利用磁场施加用第二磁体32对沿箭头X2所示的方向移动的介质1进 行磁化，之后，利用磁性传感器元件40,能够检测出向磁化后的介质1施加偏置磁场的状态 下的磁通。因而，若将本实施方式的磁性图案检测装置100用于存取款机，则能够判定所存 入的介质1的真伪，并且也能够判定要取出的介质1的真伪。
[0131] [第一实施方式2]
[0132] 图8是表示本发明第一实施方式2的磁性图案检测装置100的电路部中的放大部 70周边结构的说明图。另外，由于本实施方式的基本结构与实施方式1相同，因此对于共同 的部分附加相同的标号，并省略其说明。
[0133] 在第一实施方式1中，放大部70设有与多个磁性传感器元件40分别对应的多个 放大器71，但在本实施方式中，如图8所示，在多个磁性传感器元件40的后级设置多路转换 器77,并在多路转换器77的后级设置放大器71。因此，从多个磁性传感器元件40输出的 传感器输出信号通过多路转换器77而依次输出到放大器71。因此，只要用一个放大器71 就能对从多个磁性传感器元件40输出的传感器输出信号进行放大。
[0134] 另外，本实施方式也与第一实施方式1相同，在放大部70中，设有CR微分电路73 的基准电压生成部72生成与励磁信号联动地发生变化的信号，并将所述信号作为基准电 压输入到放大器71。因此，由于基准电压与从磁性传感器兀件40输出的传感器输出信号 之差较小，从而即使不追加桥式电路等会导致成本升高的电路，也能提高放大器71的增益 等，能够实现诸如此类与实施方式1相同的效果。
[0135] 另外，在第一实施方式1中，设有与多个磁性传感器兀件40分别对应的多个励磁 用激励放大器51，但在本实施方式中，在励磁用激励放大器51的后级设置多路转换器54， 并在多路转换器54的后级设置多个磁性传感器元件40。因此，从励磁用激励放大器51输 出的励磁信号通过多路转换器54而依次输出到多个磁性传感器元件40。从而，只要用一个 励磁用激励放大器51就能向多个磁性传感器元件40提供励磁信号。
[0136] 此外，为了使多路转换器77进行切换时本不需要的信号、例如在用多路转换器77 切换检测信号时所产生的噪声等不会进入后级，也可以对多路转换器77的切换时序进行 微调，但也可以如图8所示，在放大器71的输出级追加模拟开关79,从而使噪声等不会进入 后级。
[0137] [第一实施方式3]
[0138] 图9是表示本发明第一实施方式3的磁性图案检测装置100的放大部70的结构 的说明图，图9(a)是表示放大部70的周边结构的说明图，图9(b)是虚设磁性传感器元件 的说明图。另外，由于本实施方式的基本结构与第一实施方式1、2相同，因此对于共同的部 分附加相同的标号，并省略其说明。
[0139] 在第一实施方式1、2中，使用了具有CR微分电路73的基准电压生成部72,但在本 实施方式中，如图9 (a)所示，设置的是具有虚设磁性传感器元件74的基准电压生成部72。 从而，利用虚设磁性传感器元件74,能够生成与励磁信号联动地发生变化的信号，并将所述 信号作为基准电压输入到放大器71。这里，虚设磁性传感器元件74设置在离开图1所示的 介质移动路径11的位置上，从而不受来自介质1和磁性传感器元件40的磁影响。
[0140] 上述虚设磁性传感器元件74如图9(b)所示，具有与参照图2(b)和图3(b)进行 了说明的磁性传感器元件40相同的结构，具有在传感器磁芯41上卷绕励磁线圈48和检测 线圈49的构造。另外，通过虚设的励磁用激励放大器510向虚设磁性传感器元件74的励 磁线圈48提供励磁信号，并将虚设磁性传感器元件74的检测线圈49的输出作为基准电压 提供给放大器71。
[0141] 采用这种结构的放大部70中，虚设磁性传感器元件74由励磁信号进行励磁，并将 对励磁信号进行微分而得到的信号从检测线圈49输出。这里，虚设磁性传感器元件74的 输出信号相当于对励磁信号所产生的磁通的时间微分，是对励磁信号进行了微分后得到的 波形的信号。因此，由于能够使基准电压与传感器输出信号之差极小，从而能够提高增益。
[0142] 此外，本实施方式中，在第一实施方式2的基础上设置了具有虚设磁性传感器元 件74的基准电压生成部72,但也可以在实施方式1的基础上设置具有虚设磁性传感器元件 74的基准电压生成部72。
[0143] [第一实施方式4]
[0144] 图10是表示本发明第一实施方式4的磁性图案检测装置100的放大部70的周边 结构的说明图。另外，由于本实施方式的基本结构与第一实施方式1?3相同，因此对于共 同的部分附加相同的标号，并省略其说明。
[0145] 第一实施方式1?3中，在箝位电路82的后级设置了偏移调整部83,但在本实施 方式中，如图10所示，在偏移调整部83中，对第一偏移调整电路831的运算放大器831b和 第二偏移调整电路832的运算放大器832b设置电容，第一偏移调整电路831和第二偏移调 整电路832分别构成作为第一积分电路835和第二积分电路836。
[0146] 因此，第一积分电路835对从放大器71输出的信号中的极性为正的信号分量进行 积分，而第二积分电路836则对其中的极性为负的信号分量进行积分。从而，即使从放大器 71输出的信号的脉宽很窄，但由于也能够对极性为正的信号分量和极性为负的信号分量分 别进行积分，从而将振幅变化转换为面积变化，因此用简单的结构就能够提高表观增益。
[0147] 另外，本实施方式也与第一实施方式1相同，在放大部70中，设有CR微分电路73 的基准电压生成部72生成与励磁信号联动地发生变化的信号，并将所述信号作为基准电 压输入到放大器71。因此，由于基准电压与从磁性传感器兀件40输出的传感器输出信号 之差较小，从而即使不追加桥式电路等会导致成本升高的电路，也能提高放大器71的增益 等，能够实现诸如此类与实施方式1相同的效果。
[0148] 此外，本实施方式采用了在第一实施方式1的基础上设置积分电路的结构，但也 可采用在第一实施方式2、3中设置积分电路的结构。
[0149] [第一实施方式5]
[0150] 图11是表示本发明第一实施方式5的磁性图案检测装置100的偏移调整部83的 周边结构的说明图。另外，由于本实施方式的基本结构与第一实施方式1?4相同，因此对 于共同的部分附加相同的标号，并省略其说明。
[0151] 第一实施方式1?4中，在放大部70中设置了基准电压生成部72,但在本实施方 式中，如图11所示，在放大部70中并未设置基准电压生成部72，而放大器71的基准电压是 接地电位等固定电位。
[0152] 但是，本实施方式与第一实施方式4相同，在偏移调整部83中，对第一偏移调整电 路831的运算放大器831b和第二偏移调整电路832的运算放大器832b设置电容，第一偏 移调整电路831和第二偏移调整电路832分别构成作为第一积分电路835和第二积分电路 836。因此，第一积分电路835对从磁性传感器兀件40输出的信号中极性为正的信号分量进 行积分，而第二积分电路836则对其中极性为负的信号分量进行积分。从而，即使从放大器 71输出的信号的脉宽很窄，但由于也能够对极性为正的信号分量和极性为负的信号分量分 别进行积分，从而将振幅变化转换为面积变化，因此用简单的结构就能够提高表观增益。
[0153] [第一实施方式6]
[0154] 图12是本发明第一实施方式6的磁性图案检测装置100中使用的磁性传感器元 件40的说明图。另外，由于本实施方式的基本结构与第一实施方式1?5相同，因此对于 共同的部分附加相同的标号，并省略其说明。
[0155] 在第一实施方式1?5中，磁性传感器兀件40和检测线圈49中，仅对励磁线圈48 施加励磁信号，但在本实施方式中，如图12所示，将励磁线圈48和检测线圈49进行串联连 接，对励磁线圈48和检测线圈49都施加励磁信号。而且，将放大器71与励磁线圈48与检 测线圈49之间的连接部分相连接，将信号从励磁线圈48与检测线圈49之间的连接部分向 放大器71进行差动输出。
[0156] 这样，在本实施方式中，设有用于将传感器输出信号作为差动输出而输出的两个 线圈（励磁线圈48和检测线圈49)，将差动输出信号向放大器71输出。因此，能够吸收温 度变化等外部干扰。
[0157] 另外，本实施方式也与第一实施方式1相同，在放大部70中，设有CR微分电路73 的基准电压生成部72生成与励磁信号联动地发生变化的信号，并将所述信号作为基准电 压输入到放大器71。因此，由于基准电压与从磁性传感器兀件40输出的传感器输出信号 之差较小，从而即使不追加桥式电路等会导致成本升高的电路，也能提高放大器71的增益 等，能够实现诸如此类与第一实施方式1相同的效果。
[0158] 此外，本实施方式采用了在第一实施方式1的基础上设置积分电路的结构，但也 可采用在第一实施方式2?5中利用磁性传感器元件40的差动输出的结构。
[0159] (第一实施方式的其它实施方式）
[0160] 上述实施方式中，在使介质1和磁性传感器装置20相对移动时，是使介质1移动， 但也可采用介质1固定而磁性传感器装置20移动的结构。另外，上述实施方式中，使用了 永磁体作为磁场施加用磁体30,但也可使用电磁铁。
[0161] [第二实施方式]
[0162] 参照附图，说明本发明的第二实施方式。另外，第二实施方式是对第二项发明进行 说明的实施方式。关于第二实施方式中的磁性图案检测装置的结构、磁性图案检测装置中 使用的磁性传感器装置的结构、磁性传感器装置中使用的磁性传感器元件的结构、介质中 形成的各种磁性墨水的特性等、磁性图案检测装置中从形成有不同种类的磁性图案的介质 中检测出是否存在磁性图案的原理，由于可以使用与第一实施方式的图1、图2、图3、图6、 图7所记载的磁性图案检测装置、磁性传感器装置、磁性传感器元件、磁性墨水的特性等、 检测出是否存在磁性图案的原理相同的结构、特性等、原理，因此，这里对相同的结构省略 其详细说明。
[0163] [第二实施方式1]
[0164] (信号处理部60的结构）
[0165] 图13是表示本发明第二实施方式1的磁性图案检测装置100的电结构的说明图， 图13(a)是表示电路部的主要部分整体结构的说明图，图13(b)是表示对多个磁性传感器 元件进行扫描从而依次成为导通状态的情况的说明图。另外，由于图13(a)中所示的本实 施方式的电路部的基本结构与图4(a)中记载的第一实施方式1的电路部的结构相同，因此 对于共同的部分附加相同的标号进行说明。
[0166] 本实施方式中，图13(a)所示的电路部5大致包括：将图3(b)所示的交变电流作 为励磁信号施加到励磁线圈48的励磁电路50、和与磁性传感器元件40的检测线圈49 (参 照图2(b)和图3(a))进行电连接的信号处理部60。励磁电路50包括：与图2所示的多个 磁性传感器元件40分别对应的多个励磁用激励放大器51、用于依次向多个励磁用激励放 大器51提供励磁信号的多路转换器52、及根据励磁指令信号生成励磁信号的放大器53,该 励磁电路50依次向多个磁性传感器元件40的励磁线圈48 (参照图2 (b)和图3 (a))提供 经励磁用激励放大器51进行了放大后的励磁信号。有时也会在多路转换器52的后级设置 多个磁性传感器元件40所共用的励磁用激励放大器51。
[0167] 信号处理部60根据从磁性传感器装置20的检测线圈49输出的传感器输出信号， 生成与剩余磁通密度量值相对应的第一信号S1、和与磁导率量值相对应的第二信号S2,并 将它们输出到上位的控制部（未图示）。
[0168] 更具体而言，信号处理部60包括放大部70、提取部80及数字信号处理部90,其 中，放大部70具有对磁性传感器兀件40输出的传感器输出信号进行放大的放大器71，提 取部80从放大部70输出的信号中提取出峰值和谷值，数字信号处理部90具有A/D转换器 91。提取部80包括将放大器70输出的放大信号依次输出到后级的多路转换器81、箝位电 路82、及对箝位电路82输出的信号进行偏移调整的偏移调整电路83。箝位电路82包括对 放大部70输出的经放大后的传感器输出信号进行整流的第一二极管821、对放大部70输 出的经放大后的传感器输出信号进行极性反转的极性反转电路822、及对在极性反转电路 822中进行了极性反转后的信号进行整流的第二二极管823。因而，偏移调整电路83包括 对第一二极管821的输出进行偏移调整的第一偏移调整电路831、和对第二二极管823的输 出进行偏移调整的第二偏移调整电路832,第一偏移调整电路831和第二偏移调整电路832 包括偏移调整用基准电压生成电路831a、832a、和运算放大器831b、832b。有时也会在多路 转换器81的后级设置多个磁性传感器元件40所共用的放大器71。
[0169] 另外，提取部80在偏移调整电路83的后级还设有保持电路84,在保持电路84的 后级还设有增益设定部85。保持电路84包括对第一偏移调整电路831的输出信号的峰值 加以保持的第一峰值保持电路841、和对第二偏移调整电路832的输出信号的峰值加以保 持的第二峰值保持电路842。这里，向第二偏移调整电路832输入的是从放大部70输出的 信号经极性反转电路822进行了极性反转后、又经第二二极管823进行了整流后的信号。因 此，第二峰值保持电路842相当于将放大部70输出的放大信号的谷值加以保持的谷值保持 电路。
[0170] 增益设定部85包括：设定第一峰值保持电路841所保持的值的增益的增益设定 用第一放大器851、和设定第二峰值保持电路842 (谷值保持电路）所保持的值的增益的增 益设定用第二放大器852,该增益设定部85将第一峰值保持电路841及第二峰值保持电路 842所保持的值设定为规定的增益，然后输出到数字信号处理部90的A/D转换器91。
[0171] 数字信号处理部90包括A/D转换器91、加法电路92和减法电路93,其中，加法电 路92将第一峰值保持电路841所保持的值与第二峰值保持电路842所保持的值相加，从而 生成第一信号S1，减法电路93则将第一峰值保持电路841所保持的值与第二峰值保持电路 842所保持的值相减，从而生成第二信号S2。
[0172] 这里，磁性传感器元件40如后文所述那样，为了确定介质1上的一个区域的磁特 性，在一个扫描期间中输出多个信号（本实施方式中为四个信号）。因此，数字信号处理部 90在A/D转换器91的后级设有平均化处理部96。从而，在A/D转换器91将第一峰值保持 电路841和第二峰值保持电路842所保持的四个值转换为数字信号之后，平均化处理部96 对这四个值进行平均化处理，加法电路92利用上述平均化处理后得到的值进行加法处理。 另外，在A/D转换器91将第一峰值保持电路841和第二峰值保持电路842所保持的四个值 转换为数字信号之后，平均化处理部96对这四个值进行平均化处理，减法电路93则利用上 述平均化处理后得到的值进行减法处理。
[0173] 数字信号处理部90具有输出切换控制信号、励磁指令信号、偏移控制信号等的控 制信号输出部94,切换控制信号控制多路转换器52、81，并且控制如图2 (a)、图2 (b)和图 3(b)所示那样在介质宽度方向上、也就是在与介质1的移动方向即行方向X正交的列方向 Y上排列有多个的磁性传感器元件40的扫描动作、和其它电路动作的时序。
[0174] 采用上述结构的数字信号处理部90向上位的控制部（未图示）输出第一信号S1 和第二信号S2,在上述控制部中，基于第一信号S1和第二信号S2来判定介质1的真伪。更 具体而言，上位的控制部中设有判定部，该判定部将第一信号S1及第二信号S2与磁性传感 器元件40和介质1之间的相对位置信息相关联，与预先记录在记录部中的比较图案进行对 照，从而判定介质1的真伪，所述判定部基于预先记录在ROM或RAM等记录部（未图示）中 的程序进行规定的处理，从而判定介质1的真伪。
[0175] (磁性传感器元件40的扫描动作）
[0176] 图14是表示本发明第二实施方式1的磁性图案检测装置100的扫描动作等的说 明图，图14(a)是平面地表示磁性传感器元件40在列方向Y上排列的情况的说明图，图 14(b)是对磁性传感器元件的布局进行放大表示的说明图，图14(c)是表示一个扫描期间 中处于导通状态的磁性传感器元件每次扫描时所处的位置在介质1上移动的情况的说明 图，图14(d)是将一个扫描期间中处于导通状态的磁性传感器元件每次扫描时所处的位置 在介质1上移动的情况进一步放大表示的说明图。图15是表示本发明第二实施方式1的 磁性图案检测装置100的电路部的动作条件的说明图，图15(a)是表示检测信号的频率与 采样保持动作之间的关系的说明图，图15 (b)是表示A/D转换器91和图13 (a)中所示的平 均化处理部96的频率特性的说明图。
[0177] 如图14(a)和图14(b)所示，本实施方式的磁性图案检测装置100中，在与介质1 的移动方向X正交的列方向Y(介质宽度方向）上，排列有20个磁性传感器兀件40分别用 于通道CH1?CH20,通过在列方向Y上对这20个磁性传感器元件40进行扫描，从介质1的 整个宽度方向上检测出磁性图案。也就是说，只要在列方向上对多个磁性传感器元件40进 行扫描，就能够用通道CH1?CH20的20个磁性传感器元件40分别检测出数据。而介质1 是沿行方向（移动方向X)移动。因此，能够从整个介质1检测出磁性图案。
[0178] 采用上述结构的磁性图案检测装置100在本实施方式中，将由传送机构10进行 传送的介质1的移动速度设为V (mm/μ S)，磁性传感器兀件40在移动方向X上的尺寸设为 T(mm)，每单位时间ta( μ s)在所述列方向Υ上对磁性传感器兀件40进行扫描的扫描次数 设为Ν次，则移动速度V、单位时间ta、尺寸Τ和扫描次数Ν满足以下的关系式：
[0179] (vXta) ^ (TXN)
[0180] 式中，N为2以上的整数。
[0181] 式中，单位时间ta是用于检测介质1的一列磁性图案的一个扫描期间。因此，本 实施方式中，在一个扫描期间中，在列方向Y上对磁性传感器兀件40进行N次扫描，基于磁 性传感器元件40通过所述N次扫描所得到的所有数据，检测出一列磁性图案。
[0182] 更具体而言，本实施方式的磁性图案检测装置100中，移动速度V、单位时间ta、尺 寸T和扫描次数N等例如设定为以下条件：
[0183] 介质的移动速度ν = 0. 0016mm/ μ s ;
[0184] 单位时间ta( -个扫描期间）=200 μ s (5kHz);
[0185] 磁性传感器元件40在介质1的移动方向X上的尺寸T (厚度大小）=0. 3mm ;
[0186] 单位时间ta(-个扫描期间）中的扫描次数N = 4。
[0187] 从而，一个扫描期间中介质1的移动距离等成为以下条件：
[0188] 一个扫描期间中介质1的移动距离=0. 32mm ;
[0189] -次扫描中介质1的移动距离=0. 08mm ;
[0190] 每一次扫描所需的时间=50 μ s (20kHz);
[0191] 磁性传感器兀件40在一次扫描中处于导通状态的时间=2. 5 μ s。
[0192] 若是上述这些条件，则由于成为以下的设定值：
[0193] (vX ta) = 0. 32mm
[0194] (TXN) = 1. 2mm
[0195] 因此充分满足以下关系式：
[0196] (vXta) < (TXN)
[0197] 式中，N为2以上的整数。
[0198] 从而，若在上述条件下沿列方向Y对磁性传感器兀件40进行扫描，则一次扫描结 束后，介质1移动〇. 〇8mm，但磁性传感器元件1在移动方向上的尺寸是0. 3mm。因此，本次 扫描和下一次扫描时，磁性传感器元件40在介质1上的等倍投影区域在移动方向X上有部 分重叠。
[0199] 更具体而言，如图14(c)和图14(d)所示。图14(c)和图14(d)中，用实线SCH(n，1) 表示第η个扫描期间中在第一次扫描时通道CH1用的磁性传感器元件40在导通状态下所 在的区域（处于导通状态的通道CH1用的磁性传感器元件40在介质1上的等倍投影区域）。 并用单点划线SCH(n，2)表示本扫描期间（第η个扫描期间）中在第二次扫描时通道CH1用 的磁性传感器元件40在导通状态下所在的区域。用虚线SCH(n，3)表示本扫描期间（第η 个扫描期间）中在第三次扫描时通道CH1用的磁性传感器元件40在导通状态下所在的区 域。用双点划线SCH(n，4)表示本扫描期间（第η个扫描期间）中在第四次扫描时通道CH1 用的磁性传感器元件40在导通状态下所在的区域。另外，在各次扫描时，磁性传感器元件 40在导通状态下所在的区域在介质宽度方向即列方向Υ上是在同一位置上进行移动的，但 为了使各区域的位置容易识别，在图14(c)和图14(d)中，使各区域的位置在列方向上稍有 偏离。图14(c)和图14(d)中，作为第η+1个扫描期间中磁性传感器元件40在导通状态下 所在的区域，仅示出了第η+1个扫描期间中在第一次扫描时通道CH1用的磁性传感器元件 40所在的区域。
[0200] 本实施方式中，由于满足上述关系式，因此在一个扫描期间内，第一次扫描时磁性 传感器元件40所在的区域、与第二次扫描时磁性传感器元件40所在的区域在移动方向X 上有部分重叠。第二次扫描时与第三次扫描时之间、第三次扫描时与第四次扫描时之间也 一样，本次扫描时磁性传感器兀件40所在的区域、与下一次扫描时磁性传感器兀件40所在 的区域在移动方向X上有部分重叠。从而，本次扫描时和下一次扫描时，本次扫描时磁性传 感器元件40处于导通状态的位置在介质1上的等倍投影区域、与下一次扫描时磁性传感器 元件40处于导通状态的位置在介质1上的等倍投影区域之间不会产生间隙。其它通道用 的磁性传感器元件40也一样。
[0201] 另外，将本扫描期间（第η个扫描期间）中在第一次?第四次扫描时通道CH1 用的磁性传感器元件40在导通状态下所在的区域合计后得到的区域SCH1 (η)，是将实 线SCH(n，1)所示的区域、单点划线SCH(n，2)所示的区域、虚线SCH(n，3)所示的区域、双 点划线SCH(n，2)所示的区域合计后得到的区域，区域SCH1 (η)与下一个扫描期间（第 η+1个扫描期间）中在第一次扫描时磁性传感器元件40在导通状态下所在的区域（实线 CHl(n+l，l)所不的区域）在移动方向上有部分重叠。从而，本扫描期间中在最后一次扫描 时磁性传感器元件40处于导通状态的位置在介质1上的等倍投影区域、与下一个扫描期间 中在第一次扫描时磁性传感器元件40处于导通状态的位置在介质1上的等倍投影区域之 间不会产生间隙。另外，其它通道用的磁性传感器元件40也一样。
[0202] 上述扫描动作如图13 (b)所示，在一个扫描期间中，使各通道CH1?CH20的磁性 传感器元件40依次变成导通状态的扫描共计执行四次，图13 (a)所示的A/D转换器91与 上述动作联动地按照各磁性传感器元件40变成导通状态的时序，对各通道以50 μ s的采样 周期（采样频率=20kHz)将磁性传感器元件40输出的信号转换成数字信号。
[0203] 本实施方式中，将各通道的磁性传感器元件40处于导通状态的时间缩短至 2. 5 μ s，因而将图3(b)所示的励磁信号的频率相应设定为2MHz。因此，如图15 (a)所示，在 一次处于导通状态的时间（2.5 μ s)内，磁性传感器元件40向图13(a)中所示的提取部80 输出多个（本实施方式中为三个）图3(c)中所示的信号分量（传感器输出信号）。即，励 磁信号具有的频率使得一次扫描中多个磁性传感器元件40各自输出的信号中含有多个周 期的励磁信号组成的信号分量，因此，一次扫描中多个磁性传感器元件40各自输出的检测 信号都分别包含多个信号分量。从而，即使磁性传感器元件40处于导通状态的时间变短， 但由于图13 (a)中所示的保持电路84中的第一峰值保持电路841和第二峰值保持电路842 也能进行三次保持，因此能够可靠地进行峰值保持。
[0204] 此外，本实施方式中，由于输入到图13(a)中所示的A/D转换器91的信号中，所需 的频带是频率较低的频带，因此，如图15 (b)中的实线所示，对各通道CH都将A/D转换器91 的采样频率设定为20kHz，将其设定为较低的频率。因此，能够适当地将磁性传感器元件40 输出的信号转换为数字信号。即，对于参照图18进行了说明的结构，如图15(b)中用虚线 表示作为参考例所示，将A/D转换器91的采样频率设定为1MHz，则即使在一次处于导通状 态的时间中（图15(a)中保持后的信号的平坦部）进行四次采样并进行平均处理，但对于 频率高于信号频带（5kHz)的高频分量的噪声，仍存在其降噪效果很小的问题。而在本实施 方式中，由于将A/D转换器91的采样频率设定为20kHz，因此，即使相同地进行四次平均处 理，也能够降低频率高于5kHz的高频分量的噪声。
[0205] (第二实施方式1的主要效果）
[0206] 如上所述，本实施方式的磁性图案检测装置100中，由于介质1的移动速度v (mm/ μ s)、磁性传感器元件40在移动方向X上的尺寸T(mm)、每单位时间ta(y s)在介质宽度方 向即列方向Y上对磁性传感器元件40进行扫描的扫描次数N满足以下的关系式：
[0207] (vXta) ^ (TXN)
[0208] 式中，N为2以上的整数
[0209] 因此，本次扫描时磁性传感器元件40在导通状态下所处的区域、与下一次扫描时 磁性传感器元件40在导通状态下所处的区域之间不会产生间隙。从而，即使是采用对沿列 方向Y排列的多个磁性传感器兀件40进行扫描并且使介质1相对于磁性传感器40进行移 动的方式，也能可靠地从介质1的全部表面检测出磁性图案。
[0210] 本实施方式中，单位时间ta是用来检测介质1的一列磁性图案的一个扫描期间， 基于磁性传感器元件40通过在所述一个扫描期间中进行的扫描所得到的数据，检测介质1 的一列磁性图案。即，在为了检测一列磁性图案的一个扫描期间中进行N次扫描（本实施 方式中为四次扫描）。因此，由于能够基于多次扫描所得到的多个数据来检测一列磁性图 案，因此即使是在磁性传感器元件40所得到的任一个数据中含有噪声等影响的情况下，也 能够缓和上述噪声所产生的影响。
[0211] 另外，本实施方式中，由于基于磁性传感器兀件40通过在一个扫描期间中进行的 N次扫描所得到的所有数据来检测介质1的一列磁性图案，因此，本次扫描和下一次扫描 时，磁性传感器元件40在介质1上的等倍投影区域会有部分重叠。从而，能够高精度地检 测出介质1的磁特性。
[0212] 另外，本实施方式的磁性图案检测装置100中，由于是共用磁性传感器装置20,根 据剩余磁通密度量值及磁导率量值这两者来检测是否存在各磁性图案及其形成位置，因此 在剩余磁通密度量值的测定与磁导率量值的测定之间不会产生时间差。因而，即使是在一 边使磁性传感器装置20和介质1移动一边进行测量的情况下，信号处理部60也能以简单 的结构进行高精度的检测。另外，对于传送装置10,也只有在其通过磁性传感器装置20的 位置上要求运行稳定性，因此可力图简化结构。
[0213] 而且，根据本实施方式的磁性图案检测装置100,对于利用含硬磁材料及软磁材料 这两者的磁性墨水形成有磁性图案的介质1、或利用含位于硬磁材料和软磁材料的中间的 材料的磁性墨水形成有磁性图案的介质1，也能进行磁性图案的检测。即，对于磁特性位于 第一磁性图案和第二磁性图案的中间那样的磁性图案，如图6(dl)所示，由于磁滞回线位 于图6 (bl)所示的硬磁材料的磁性图案的磁滞回线和图6 (cl)所示的软磁材料的磁性图案 的磁滞回线的中间，因此可得到图6(d4)所示的信号图案，对于所述磁性图案，也能检测出 其是否存在及其形成位置。
[0214] 而且，本实施方式的磁性传感器装置20中，磁场施加用磁体30相对于磁性传感器 兀件40在介质1的移动方向的两侧设置作为磁场施加用第一磁体31和磁场施加用第二磁 体32。因此，如图1所示，利用磁场施加用第一磁体31对沿箭头XI所示的方向移动的介质 1进行磁化，之后，利用磁性传感器元件40,能够检测出向磁化后的介质1施加偏置磁场的 状态下的磁通，并且利用磁场施加用第二磁体32对沿箭头X2所示的方向移动的介质1进 行磁化，之后，利用磁性传感器元件40,能够检测出向磁化后的介质1施加偏置磁场的状态 下的磁通。因而，若将本实施方式的磁性图案检测装置100用于存取款机，则能够判定所存 入的介质1的真伪，并且也能够判定要取出的介质1的真伪。
[0215] [第二实施方式2]
[0216] 图16是表示本发明第二实施方式2的磁性图案检测装置100的磁性传感器元件 40在每次扫描时所在的位置的说明图。另外，本实施方式的基本结构与第二实施方式1的 相同。因此，在以下的说明中，对共同的部分附加相同的标号并省略其说明。
[0217] 本实施方式的磁性图案检测装置100也与第二实施方式1相同，介质1的移动速 度v (mm/ μ s)、磁性传感器元件40在移动方向X上的尺寸T (mm)、每单位时间ta( μ s)在列 方向Υ上对磁性传感器元件40进行扫描的扫描次数Ν满足以下的关系式：
[0218] (vXta) ^ (TXN)
[0219] 式中，N为2以上的整数。
[0220] 因此，如图16所示，在第一次?第四次扫描中连续进行的两次扫描时，磁性传感 器元件40在导通状态下所在的区域在移动方向上有部分重叠。这里，实施方式1中，是基 于磁性传感器元件40通过在一个扫描期间中进行的四次扫描所得到的所有数据来检测介 质1的一列磁性图案，而本实施方式中，贝 1J是基于磁性传感器兀件40通过在一个扫描期间 中进行的N次扫描中的一部分扫描所得到的数据来检测介质1的一列磁性图案。
[0221] 更具体而言，本实施方式中，基于磁性传感器元件40通过在一个扫描期间中进行 的N次扫描中符合以下条件的两次以上且小于N次的扫描所得到的多个数据，检测介质1 的一列磁性图案，该条件是：本次扫描和下一次扫描时，磁性传感器兀件40在所述介质上 的等倍投影区域在介质1的移动方向X上有部分重叠。
[0222] 例如，如图16所示，第一次扫描时通道CH1用的磁性传感器元件40在导通状态下 所在的区域、与第三次扫描时通道CH1用的磁性传感器元件40在导通状态下所在的区域在 移动方向X上有部分重叠。因此，在本实施方式中，对磁性传感器兀件40通过第一次扫描 时所得到的数据、和磁性传感器元件40通过第三次扫描时所得到的数据进行平均化处理， 并基于该处理结果，检测出介质1的一列磁性图案。
[0223] 米用这种结构的情况也与实施方式1相同，本次扫描（第一次扫描）和下一次扫 描（第三次扫描）时，由于磁性传感器元件40在导通状态下所在的区域在移动方向X上有 部分重叠，因此能够高精度地检测出介质1的磁特性。另外，由于能够基于通过两次扫描所 得到的数据来检测一列磁性图案，因此即使是在磁性传感器元件40所得到的任一个数据 中含有噪声等影响的情况下，也能够缓和上述噪声所产生的影响。
[0224] 此外，也可以根据介质1的移动速度V、磁性传感器元件40在移动方向X上的尺寸 T、每单位时间ta(y s)在列方向Y上对磁性传感器兀件40进行扫描的扫描次数N等，基于 磁性传感器元件40通过在一个扫描期间中进行的N次扫描中符合以下条件的两次以上且 小于N次的扫描所得到的多个数据，检测介质1的一列磁性图案，该条件是：本次扫描和下 一次扫描时，磁性传感器元件40在介质1上的等倍投影区域在介质1的移动方向X上不发 生重叠但连续。
[0225] [第二实施方式3]
[0226] 图17是表示本发明第二实施方式3的磁性图案检测装置100的磁性传感器元件 40在每次扫描时所在的位置及其传感器检测范围的位置的说明图。另外，本实施方式的基 本结构与第二实施方式1的相同。因此，在以下的说明中，对共同的部分附加相同的标号并 省略其说明。
[0227] 本实施方式的磁性图案检测装置100也与第二实施方式1相同，介质1的移动速 度v (mm/ μ s)、磁性传感器元件40在移动方向X上的尺寸T (mm)、每单位时间ta( μ s)在列 方向Υ上对磁性传感器元件40进行扫描的扫描次数Ν满足以下的关系式：
[0228] (vXta) ^ (TXN)
[0229] 式中，N为2以上的整数。
[0230] 因此，如图17所示，在第一次?第四次扫描中连续进行的两次扫描时，磁性传感 器元件40在导通状态下所在的区域在移动方向上有部分重叠。这里，实施方式1中，是基 于磁性传感器元件40通过在一个扫描期间中进行的四次扫描所得到的所有数据来检测介 质1的一列磁性图案，而本实施方式中，贝1J是基于磁性传感器兀件40通过在一个扫描期间 中进行的N次扫描中的一部分扫描所得到的数据来检测介质1的一列磁性图案。
[0231] 更具体而言，如图17所示，磁性传感器元件40的实际的传感器检测范围要大于该 磁性传感器元件40在介质1上的等倍投影区域，磁性传感器元件40在介质1的移动方向 X上的传感器检测范围的大小S (mm)大于磁性传感器兀件40在移动方向X上的尺寸T。因 此，本实施方式中，是基于磁性传感器元件通过在一个扫描期间中进行的N次扫描中符合 以下条件的两次以上且小于N次的扫描所得到的多个数据，检测介质1的一列磁性图案，该 条件是：本次扫描和下一次扫描时，传感器检测范围在介质1的移动方向X上有部分重叠。
[0232] 例如，如图17所示，第一次扫描时通道CH1用的磁性传感器元件40在导通状态下 的传感器检测范围、与第三次扫描时通道CH1用的磁性传感器元件40在导通状态下的传感 器检测范围有部分重叠。因此，在本实施方式中，对磁性传感器元件40通过第一次扫描时 所得到的数据、和磁性传感器元件40通过第三次扫描时所得到的数据进行平均化处理，并 基于该处理结果，检测出介质1的一列磁性图案。
[0233] 米用这种结构的情况也与第二实施方式1相同，本次扫描（第一次扫描）和下一 次扫描（第三次扫描）时，由于磁性传感器兀件40的传感器检测范围在移动方向X上有部 分重叠，因此能够高精度地检测出介质1的磁特性。另外，由于能够基于通过两次扫描所得 到的数据来检测一列磁性图案，因此即使是在磁性传感器元件40所得到的任一个数据中 含有噪声等影响的情况下，也能够缓和上述噪声所产生的影响。
[0234] 此外，也可以根据介质1的移动速度V、磁性传感器元件40在移动方向X上的尺寸 T、每单位时间ta(y s)在列方向Y上对磁性传感器兀件40进行扫描的扫描次数N等，基于 磁性传感器元件40通过在一个扫描期间中进行的N次扫描中符合以下条件的两次以上且 小于N次的扫描所得到的多个数据，检测介质1的一列磁性图案，该条件是：本次扫描和下 一次扫描时，传感器检测范围在介质1的移动方向X上不发生重叠但连续。
[0235] (第二实施方式的其它实施方式）
[0236] 上述实施方式中，在使介质1和磁性传感器装置20相对移动时，是使介质1移动， 但也可采用介质1固定而磁性传感器装置20移动的结构。另外，上述实施方式中，使用了 永磁体作为磁场施加用磁体30,但也可使用电磁铁。
[0237] 上述实施方式中，说明了基于磁性传感器元件40通过在一个扫描期间中进行的N 次扫描中的四次或两次扫描所得到的数据来检测介质1的一列磁性图案的例子，但也可以 基于磁性传感器兀件40通过在一个扫描期间中进行的N次扫描中的一次或三次扫描所得 到的数据来检测介质1的一列磁性图案，只要是基于磁性传感器元件40通过在一个扫描期 间中进行的N次扫描中的一次或多次扫描所得到的数据来检测介质1的一列磁性图案即 可。更具体而言，在一个扫描期间中进行N次扫描，每次扫描时通过磁性传感器兀件40获 取数据，但要确定介质1的一列磁性图案时，使用磁性传感器兀件40通过在一个扫描期间 中进行的N次扫描中的一次扫描或多次扫描所得到的数据即可。
[0238] 另外，上述实施方式中，说明了基于磁性传感器元件40通过在一个扫描期间中进 行的N次扫描中符合以下条件的多次扫描所得到的数据、检测介质1的一列磁性图案的例 子，该条件是：本次扫描和下一次扫描时，磁性传感器元件40的传感器检测范围相连续，但 也可以基于磁性传感器元件40通过在一个扫描期间中进行的N次扫描中符合以下条件的 多次扫描所得到的数据，检测介质1的一列磁性图案，该条件是：本次扫描和下一次扫描 时，磁性传感器元件40的传感器检测范围不连续且隔开间隔。还可以基于通过在本次扫描 和下一次扫描时磁性传感器元件40的传感器检测范围相连续的扫描所得到的数据、和通 过在本次扫描和下一次扫描时磁性传感器元件40的传感器检测范围不连续且隔开间隔的 扫描所得到的数据，来检测介质1的一列磁性图案。
[0239] 此外，基于磁性传感器兀件40通过在一个扫描期间中进行的N次扫描中的哪一次 扫描时所得到的数据来检测介质1的一列磁性图案，这也可以是可变的，可根据从上位的 控制部或外部发送到数字信号处理部90的指令而任意地进行设定。若采用这种结构，则能 够根据介质1的种类和磁性图案检测装置1〇〇所要求的检测精度等而实现最佳动作。
【权利要求】
1. 一种磁性图案检测装置，包括从介质检测出磁特性的磁性传感器元件、和使所述介 质相对于该磁性传感器元件进行移动的传送机构，其特征在于， 所述磁性传感器兀件在与所述介质的移动方向正交的列方向上排列多个， 将通过所述传送机构进行传送的所述介质的移动速度设为V (mm/μ S)， 所述磁性传感器元件在所述移动方向上的尺寸设为T(mm)， 每单位时间ta(y s)在所述列方向上对所述磁性传感器元件进行扫描的扫描次数设 为N次， 则所述移动速度V、所述单位时间ta、所述尺寸T以及所述扫描次数N满足以下关系 式： (vXta) ^ (TXN) 式中，N为2以上的整数。
2. 如权利要求1所述的磁性图案检测装置，其特征在于， 所述单位时间ta是用于检测所述介质的一列磁性图案的一个扫描期间， 基于所述磁性传感器元件通过在所述一个扫描期间中进行的扫描所得到的数据，检测 所述介质的一列磁性图案。
3. 如权利要求2所述的磁性图案检测装置，其特征在于， 基于所述磁性传感器兀件通过在所述一个扫描期间中进行的N次扫描中的一次扫描 或多次扫描所得到的数据，检测所述介质的一列磁性图案。
4. 如权利要求3所述的磁性图案检测装置，其特征在于， 基于所述磁性传感器兀件通过在所述一个扫描期间中进行的N次扫描中的多次扫描 所得到的数据，检测所述介质的一列磁性图案。
5. 如权利要求4所述的磁性图案检测装置，其特征在于， 基于所述磁性传感器元件通过在所述一个扫描期间中进行的N次扫描所得到的所有 数据，检测所述介质的一列磁性图案。
6. 如权利要求4所述的磁性图案检测装置，其特征在于， 基于所述磁性传感器元件通过在所述一个扫描期间中进行的N次扫描中符合以下条 件的两次以上且小于N次的扫描所得到的多个数据，检测所述介质的一列磁性图案，该条 件是：本次扫描和下一次扫描时，所述磁性传感器元件在所述介质上的等倍投影区域在所 述移动方向上有部分重叠；或者本次扫描和下一次扫描时，所述磁性传感器兀件在所述介 质上的等倍投影区域在所述移动方向上不发生重叠但连续。
7. 如权利要求6所述的磁性图案检测装置，其特征在于， 基于所述磁性传感器元件通过在所述一个扫描期间中进行的N次扫描中符合以下条 件的两次以上且小于N次的扫描所得到的多个数据，检测所述介质的一列磁性图案，该条 件是：本次扫描和下一次扫描时，所述磁性传感器元件在所述介质上的等倍投影区域在所 述移动方向上有部分重叠。
8. 如权利要求4所述的磁性图案检测装置，其特征在于， 所述磁性传感器元件在所述移动方向上的传感器检测范围大于所述磁性传感器元件 在所述移动方向上的尺寸T， 基于所述磁性传感器元件通过在所述一个扫描期间中进行的N次扫描中符合以下条 件的两次以上且小于N次的扫描所得到的多个数据，检测所述介质的一列磁性图案，该条 件是：本次扫描和下一次扫描时，所述传感器检测范围在所述移动方向上有部分重叠；或 者本次扫描和下一次扫描时，所述传感器检测范围在所述移动方向上不发生重叠但连续。
9. 如权利要求8所述的磁性图案检测装置，其特征在于， 基于所述磁性传感器元件通过在所述一个扫描期间中进行的N次扫描中符合以下条 件的两次以上且小于N次的扫描所得到的多个数据，检测所述介质的一列磁性图案，该条 件是：本次扫描和下一次扫描时，所述传感器检测范围在所述移动方向上有部分重叠。
10. 如权利要求4所述的磁性图案检测装置，其特征在于， 当基于所述磁性传感器元件在所述一个扫描期间中所得到的多个数据来检测所述介 质的一列磁性图案时，对所述多个数据进行平均化处理。
11. 如权利要求3所述的磁性图案检测装置，其特征在于， 基于所述磁性传感器兀件通过在所述一个扫描期间中进行的N次扫描中的哪一次扫 描时所得到的数据来检测所述介质的一列磁性图案是可变的。
12. 如权利要求1所述的磁性图案检测装置，其特征在于， 所述磁性传感器元件由励磁信号进行励磁并输出信号， 所述励磁信号具有的频率使得一次扫描中所述多个磁性传感器元件各自输出的信号 包含由多个周期的所述励磁信号构成的信号分量。
【文档编号】G07D7/04GK104123781SQ201410310573
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2011年1月13日 优先权日:2010年2月5日
【发明者】百濑正吾, 野口直之 申请人:日本电产三协株式会社