JP2006122163A - 磁場発生装置および磁場制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 発生させる電磁場を適切に制御することのできる磁場発生装置等を提供する。
【解決手段】 正弦波発振器１０から共振用コンデンサ選択回路１３を通じて正弦波が供給されると、ループコイル１４上には、交流電磁場が生成される。磁場強度検出コイル１５は、ループコイル１４の電磁場強度を検出すると電磁場信号を制御回路１９に供給する。制御回路１９は、この電磁場信号に基づいて、共振用コンデンサ選択回路１３を制御し、最大電流がループコイル１４に流れるように調整する。つまり、共振点（例えば、１２５ｋＨｚ）が最大レベルとなるように、適切な容量の共振用コンデンサを選択する。また、制御回路１９は、その状態で目的の電磁場信号（電磁場の強度）が得られるように、可変抵抗器１１を調整する。つまり、ループコイル１４上にて最適とされる電磁場強度が得られるように、オートゲインコントロールを行う。
【選択図】 図１

Description

この発明は、所定の競技用計時システムに用いられる磁場発生装置において、発生させる電磁場を適切に制御することのできる磁場発生装置および磁場制御方法に関する。

近年、マラソン競技等において、競技者個々のゴールタイムを計測（計時）する試みがなされている。例えば、競技者のゼッケン等にバーコードを印刷しておき、ゴールした競技者のバーコードをリーダにて読み取った時刻に基づいて、競技者個々のゴールタイムを計測する計時システムも実用化されている。
それでも従来の計時システムでは、ゴール後に所定時間かけてバーコードの読み取りを行うため、そもそも実測よりも遅れたゴールタイムが計測されていた。特に、大勢の競技者が同時期にゴールした場合等では、バーコードの読み取り待ちが生じてしまい、実測よりもかなり遅れたゴールタイムが計測されてしまうという問題があった。
また、ゴールタイムだけでなく、各中継地点における通過タイムを含めた競技タイムも計測したいという要望が高まっているが、従来の計時システムでは、これに対応できなかった。

このような問題を解決するため、種々の計時システムが開発され、実用化に向けた運用試験等が試みられている。新たな計時システムは、より実測に近いゴールタイムを計測するために、また、各中継地点における通過タイムも計測可能とするために、非接触にて競技者個々の競技タイムを計測する形態が主流となっている。
例えば、競技者に小型のタイマ装置を保持させ、そのタイマ装置を使用して、競技者が計時地点（各中継地点やゴール地点）に到達した際に、競技タイムを自動的に計測させる、というものである。なお、計時地点への到達の判別は、一例として、計時地点に電磁場（電磁界）を発生させておき、タイマ装置に含まれる電磁誘導コイルを用いてその電磁場を検出させることにより行っている。

より具体的には、走路上のゴールラインを挟むように２つのループコイルを並べて配置し、それぞれに出力周波数の異なる交流電源から電流を供給して電磁場を発生させる。そして、競技者のゴール地点への進入に伴い、電磁誘導コイルは、１つ目（競技者から見て手前側）のループコイル上の電磁場を検出しその周波数を得る。続いて、２つ目のループコイル上の電磁場を捉え、周波数の変化を検出する。そして、この周波数の変化を検出した位置が、ゴールライン上となるため、タイマ装置は、この検出タイミングにて競技タイムを計測する（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−２２１６２７号公報 （第４−５頁、第２図）

上述したように、特許文献１には、交流電源からループコイルに電流を供給して電磁場を発生させる技術が開示されている。それでも、その記載において、電磁場を発生させる装置としての十分な構成等が説明されているとは言い難い。
一般的に、電磁場を発生させる磁場発生装置には、上述した交流電源及びループコイルの他に、共振用のコンデンサや、メータ（電流計）等も必要となる。つまり、特許文献１には、磁場発生装置としての必要な構成及び、それらの十分な説明が省略されている。

以下、一般的な磁場発生装置について、図８を参照して説明する。図８（ａ），（ｂ）は、それぞれ従来の磁場発生装置の構成を説明するための模式図である。
図８（ａ）に示す磁場発生装置は、アンプを有する交流電源１０１と、固定の共振用コンデンサ１０２と、ループコイル１０３と、を含んで構成される。
この磁場発生装置は、熟練した作業者等により、競技の開始前に共振用コンデンサ１０２の値（容量）が設定され、ループコイル１０３上に適切な電磁場が発生されるように調整される。つまり、ループコイル１０３の設置場所の条件、ループコイル１０３の大きさや巻き数、リード部Ｌの長さ等がそれぞれ勘案され、共振用コンデンサ１０２の値が設定される。

一方、図８（ｂ）に示す磁場発生装置は、交流電源１０１と、複数の共振用コンデンサ１０２と、ループコイル１０３と、切り換えスイッチ１０４と、メータ１０５と、を含んで構成される。
この磁場発生装置は、手動による切り換えスイッチ１０４の操作により、任意の容量の共振用コンデンサ１０２が選択可能となっている。つまり、作業者等は、ループコイル１０３に流れる電流値をメータ１０５にて確認しながら、何れかの共振用コンデンサ１０２を適宜選択し、ループコイル１０３上に適切な電磁場が発生されるように調整する。
このため、熟練した作業者等でなくとも、ある程度容易に、ループコイル１０３上の電磁場を調整可能となっている。

しかしながら、これらのような磁場発生装置が現実に使用される際には、ループコイル１０３の設置場所における負荷要件（ループコイル１０３の変形、リード部Ｌの延長、環境条件（水、湿度等））が途中で変化してしまう場合が多い。また、ループコイル１０３の特性によっては、共振点（共振用コンデンサ１０２とループコイル１０３とで構成される直列共振周波数）が、容易に変動してしまうことも知られている。
競技の途中で、このように負荷要件等が変化し、最適駆動条件を満足しなくなると、図８（ａ）に示す磁場発生装置では、ループコイル１０３上の電磁場を再調整することが実質的に不可能であった。
一方、図８（ｂ）に示す磁場発生装置では、負荷要件等が変化した場合でも、電磁場を再調整することが可能となっている。それでも、競技が行われている間に、作業者等が逐次メータ１０５を監視し、適宜切り換えスイッチ１０４を操作する必要があり、極めて煩雑であった。また、切り換えスイッチ１０４の操作に手間取ると、その間では、ループコイル１０３上の電磁場が不適切（適切な電磁場が発生されない状態）となり、タイマ装置（電磁誘導コイル）にて電磁場が検出できないこともあった。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、発生させる電磁場を適切に制御することのできる磁場発生装置および磁場制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る磁場発生装置は、
走路上に配置された所定形状のループコイルと、
前記ループコイルに接続された容量可変の共振用コンデンサと、
前記共振用コンデンサの容量を変化させる容量変化手段と、
前記共振用コンデンサを通じて、前記ループコイルに所定周波数の正弦波電流を供給する正弦波供給手段と、
前記正弦波供給手段により前記正弦波電流が供給された状態で、前記ループコイルに励起された電磁場の強度を検出する強度検出手段と、
前記強度検出手段が検出した前記電磁場の強度に基づいて、前記容量変化手段を制御し、前記共振用コンデンサの容量を変化させる制御手段と、
を備えることを特徴とする。

この発明によれば、ループコイルは、走路上に配置される、例えば、略８の字形状のコイルからなる。また、容量変化手段は、ループコイルに接続された容量可変の共振用コンデンサの容量を変化させる。正弦波供給手段は、共振用コンデンサを通じて、ループコイルに所定周波数の正弦波電流を供給する。強度検出手段は、正弦波供給手段により正弦波電流が供給された状態で、ループコイルに励起された電磁場の強度を検出する。制御手段は、強度検出手段が検出した電磁場の強度に基づいて、容量変化手段を制御し、共振用コンデンサの容量を変化させる。
この結果、発生させる電磁場を適切に制御することができる。

前記正弦波供給手段から供給される前記正弦波電流を任意の増幅率にて増幅し、前記共振用コンデンサを通じて前記ループコイルに供給する増幅手段を更に備え、
前記制御手段は、前記ループコイルに最大電流が流れるように前記容量変化手段を制御した状態で、前記ループコイル上にて所定の強度となる電磁場が得られるように、前記増幅手段の前記増幅率を制御してもよい。

前記共振用コンデンサは、前記ループコイルの２つの入力端に、それぞれ直列に接続可能な複数のコンデンサを有し、
前記容量変化手段は、前記複数のコンデンサのうち前記ループコイルと接続する１以上のコンデンサを選択してもよい。

前記ループコイルは、略８の字若しくは、方形の形状に形成されており、前記正弦波電流が供給されると、当該形状に応じて、当該ループコイル上に所定の強度分布の電磁場を励起させてもよい。

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る磁場制御方法は、
走路上に配置された所定形状のループコイル上に生成させる電磁場を制御する磁場制御方法であって、
正弦波発振器から容量可変の共振用コンデンサを通じて前記ループコイルに所定周波数の正弦波電流を供給する際に、前記共振用コンデンサの容量を変化させる容量変化ステップと、
前記共振用コンデンサを通じて前記正弦波電流が供給された状態で、前記ループコイルに励起された電磁場の強度を検出する強度検出ステップと、
前記強度検出ステップにて検出した前記電磁場の強度に基づいて、前記容量変化ステップを制御し、前記共振用コンデンサの容量を変化させる制御ステップと、
を備えることを特徴とする。

この発明によれば、容量変化ステップは、正弦波発振器から容量可変の共振用コンデンサを通じてループコイルに所定周波数の正弦波電流を供給する際に、共振用コンデンサの容量を変化させる。また、強度検出ステップは、共振用コンデンサを通じて正弦波電流が供給された状態で、ループコイルに励起された電磁場の強度を検出する。そして、制御ステップは、強度検出ステップにて検出した電磁場の強度に基づいて、容量変化ステップを制御し、共振用コンデンサの容量を変化させる。
この結果、発生させる電磁場を適切に制御することができる。

本発明によれば、発生させる電磁場を適切に制御することができる。

本発明の実施の形態にかかる磁場発生装置について、以下図面を参照して説明する。

（実施形態１）
図１は、この発明の第１の実施形態に適用される磁場発生装置１の構成の一例を示す模式図である。この磁場発生装置１は、例えば、マラソン競技において各競技者の競技タイムを計測（計時）する競技用計時システムにて使用される。つまり、磁場発生装置１は、計時ラインＬを含む計時地点に電磁場（電磁界）を発生させ、競技者が保持する無線タグ（タイマを備えた小型の無線通信機器等）に含まれる磁場検出コイルにて、計時ラインＬへの到達を検出させる。

図示するように、磁場発生装置１は、正弦波供給手段としての正弦波発振器１０と、可変抵抗器１１と、増幅手段としての電力増幅器１２と、容量変化手段としての共振用コンデンサ選択回路１３と、ループコイル１４と、強度検出手段としての磁場強度検出コイル１５と、増幅器１６と、検波回路１７と、Ａ／Ｄ変換器１８と、制御手段としての制御回路１９と、を含んで構成される。

正弦波発振器１０は、水晶発振回路を含んでおり、この水晶発振回路の周波数に同期した正弦波（正弦波電流）を発生させる。正弦波発振器１０は、例えば、周波数が１２５ｋＨｚの正弦波を発生させ、電力増幅回路１２に供給する。

可変抵抗器１１は、抵抗値が変更可能な抵抗器等からなり、電力増幅器１２の増幅率等を変化させる。
電力増幅器１２は、正弦波発振器１０から供給された正弦波（正弦波電流）を増幅して、共振用コンデンサ選択回路１３を通じてループコイル１４に供給する。具体的に電力増幅器１２は、制御回路１９により増幅率が制御され、ループコイル１４を十分に駆動できるレベルまで、正弦波を電力増幅する。つまり、制御回路１９に制御される可変抵抗器１１の抵抗値等に応じて増幅率が変化し、この増幅率に応じて電力増幅させた正弦波を共振用コンデンサ選択回路１３を通じてループコイル１４に供給する。

共振用コンデンサ選択回路１３は、ループコイル１４の２つの入力端（二端子）に対応して、それぞれ直列に接続可能な複数のコンデンサを含んでいる。
例えば、共振用コンデンサ選択回路１３は、図２に示すように、複数のコンデンサＣ１〜Ｃ３と、各コンデンサＣ（Ｃ１〜Ｃ３）に対応する制御スイッチＳＷ１〜ＳＷ３とを、それぞれ備えており、ループコイル１４の各入力端に接続されている。
各コンデンサＣは、それぞれ所定の容量（例えば、異なる容量）が規定されており、対応する制御スイッチＳＷがオンとなった際に、ループコイル１４と直列に接続される。なお、複数の制御スイッチＳＷがオンとなった際には、対象のコンデンサＣが並列に組み合わせられ、加算された容量の共振コンデンサとして、ループコイル１４と直列に接続される。
また、各制御スイッチＳＷ（ＳＷ１〜ＳＷ３）は、制御回路１９によりオン／オフ制御される。
なお、一例として図２には、各入力端に対応してそれぞれ３つのコンデンサＣ等を示しているが、これらの数は、３つに限られず任意である。例えば、各コンデンサＣの組み合わせによる分解能を向上させるために、必要に応じてそれぞれの数を増加させてもよい。

このような構成の共振用コンデンサ選択回路１３は、制御回路１９に制御され、ループコイル１４における共振点（直列共振周波数）が、例えば、１２５ｋＨｚとなるように、適切な容量の共振用コンデンサ（単独のコンデンサＣ又は、複数のコンデンサＣ）が選択される。なお、ループコイル１４の両入力端に対応して、それぞれ同様に各制御スイッチＳＷがオン／オフ制御されるため、ループコイル１４の両入力端には、それぞれ同じ容量の共振用コンデンサが直列に接続されることになる。

図１に戻って、ループコイル１４は、例えば、略「８の字」形状に形成されたコイルであり、競技者が走行する走路上に適宜配置される。
ループコイル１４は、一例として、図３（ａ）に示すように、矩形（方形）のコイル部を競技者の走行方向（図３（ａ）の矢印Ａ方向）に２つ連ねたような８の字に形成されている。より詳細には、ループコイル１４は８の字順方向巻きとなっており、８の字の中心（中点）、すなわち交差部に給電点ｓを有するように形成され、この給電点ｓを通って競技者の走行方向に対して直交する方向に延びる直線ｂを中心線として、略平行に所定距離だけ隔てた直線ａ，ｂに沿って、８の字の上下部が形成されている。なお、ループコイル１４は、この直線ｂが計測ポイントとなる計時ラインＬ上に重なるように配置される。

そして、ループコイル１４は、図３（ａ）の給電点ｓから矢印方向に電流が流れるようになっており、共振用コンデンサ選択回路１３を通じて、正弦波が供給されると、コイル上に交流電磁場を生成する。具体的には、図３（ｂ）に示すように、一方のコイル部上に第１の電磁場１４０ａを生成するとともに、他方のコイル部上に第１の電磁場１４０ａに対して競技者の走行方向（矢印Ａ方向）に隣接し且つ第１の電磁場１４０ａと磁力を打ち消しあう第２の電磁場１４０ｂを生成する。
なお、上述したように、共振用コンデンサ選択回路１３がループコイル１４の両入力端に同じ容量の共振用コンデンサを直列に接続しているため、第１の電磁場１４０ａと第２の電磁場１４０ｂとは、電磁場の強度が等しくなっている。

このような電磁場中を、図３（ｂ）に示す検出コイル面Ｄが走路面と平行（つまり、検出方向が走路に対して鉛直方向）に配置された磁場検出コイルＣが矢印Ｂ方向に移動すると、図３（ｃ）に示すような電磁界強度分布が得られる。つまり、直線ｂ上の電磁場の電磁界強度は、上述の第１の電磁場１４０ａと第２の電磁場１４０ｂとの電磁場の磁力の打ち消しにより、その両側の電磁界強度よりも極めて小さくなっている（例えば、電磁界強度が”０”となっている）。
このため、磁場検出コイルＣを保持した競技者がループコイル１４上を、矢印Ｂ方向に沿って通過した場合に、磁場検出コイルＣは、計時ラインＬ上（直線ｂ上）を、第１の電磁場１４０ａと第２の電磁場１４０ｂとの間の電磁場の変極点として検出することができる。

図１に戻って、磁場強度検出コイル１５は、例えば、ループコイル１４の内側にて、ループコイル１４と同一平面上（つまり、走路上）に配置され、ループコイル１４上に生成される電磁場の強度を検出する。
具体的に、磁場強度検出コイル１５は、ループコイル１４に励起される電磁場の強度を検出し、その強度に比例した電磁場信号を得て増幅器１６に供給する。

増幅器１６は、磁場強度検出コイル１５から供給された電磁場信号を制御回路１９が処理できる信号レベルまで増幅する。

検波回路１７は、増幅器１６にて増幅された電磁場信号（交流電磁界信号）を整流し、直流信号に変換する。

Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器１８は、検波回路１７にて整流された直流信号（アナログ信号）を、制御回路１９にて処理できるデジタル信号に変換する。

制御回路１９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等からなり、磁場発生装置１全体を制御する。
例えば、制御回路１９は、可変抵抗器１１、電力増幅器１２及び、共振用コンデンサ選択回路１３を適宜制御し、ループコイル１４上に適切な電磁場を生成させる。
具体的に制御回路１９は、ループコイル１４上に電磁場を発生させた状態で、磁場強度検出コイル１５が検出した電磁場信号（電磁場の強度信号）をＡ／Ｄ変換器１８等を介して取得すると、取得した電磁場信号に基づいて、共振用コンデンサ選択回路１３を制御し、最大電流がループコイル１４に流れるように調整する。つまり、制御回路１９は、共振用コンデンサ選択回路１３の各制御スイッチＳＷをオン／オフ制御し、共振点（例えば、１２５ｋＨｚ）が最大レベルとなるように、適切な容量の共振用コンデンサを選択する。
また、制御回路１９は、ループコイル１４に最大電流が流れるように共振用コンデンサ選択回路１３を制御した状態で、目的の電磁場信号（電磁場の強度）が得られるように、可変抵抗器１１（電力増幅器１２の増幅率）を調整する。つまり、ループコイル１４上にて最適とされる電磁場強度が得られるように、オートゲインコントロールを行う。

以下、上述した構成の磁場発生装置１の動作について、図４を参照して説明する。図４は、制御回路１９が実行する磁場制御処理を説明するためのフローチャートである。

まず、制御回路１９は、可変抵抗器１１等に初期値を設定する（ステップＳ１１）。すなわち、制御回路１９は、可変抵抗器１１に予め定められた初期値を設定し、また、共振用コンデンサ選択回路１３にて予め定められた容量を選択する。

そして、制御回路１９は、ループコイル１４上に電磁場を発生させる（ステップＳ１２）。つまり、走路上に配置されたループコイル１４に、電力増幅させた正弦波を共振用コンデンサ選択回路１３を通じて供給し、そして、ループコイル１４上に電磁場を発生させる。
磁場強度検出コイル１５は、ループコイル１４に励起されるの電磁場の強度を検出し、その強度に比例した電磁場信号（電磁場の強度信号）を生成する。

そして、制御回路１９は、磁場強度検出コイル１５が生成した電磁場信号を、Ａ／Ｄ変換器１８等を介して取得する（ステップＳ１３）。

制御回路１９は、取得した電磁場信号に基づいて、ループコイル１４に、最大電流が流れているか否かを判別する（ステップＳ１４）。
制御回路１９は、最大電流が流れていると判別すると、後述するステップＳ１６に処理を進める。

一方、最大電流が流れていないと判別すると、制御回路１９は、共振コンデンサ選択回路１５を制御して、最適な共振コンデンサを選択する（ステップＳ１５）。つまり、取得した電磁場信号に基づいて、共振用コンデンサ選択回路１３を制御し、最大電流がループコイル１４に流れるように調整する。

続いて、制御回路１９は、目的の電磁場強度となっているか否かを判別する（ステップＳ１６）。
制御回路１９は、目的の電磁場強度となっていると判別すると、上述のステップＳ１２に処理を戻す。

一方、目的の電磁場強度となっていないと判別すると、可変抵抗器１１を制御し、オートゲインコントロールを行う（ステップＳ１７）。つまり、ループコイル１４上にて目的の電磁場強度が得られるように、可変抵抗器１１（電力増幅器１２の増幅率）を調整する。
そして、制御回路１９は、上述のステップＳ１２に処理を戻す。

このような磁場制御処理により、ループコイル１４を設置した後に、比較的短時間でループコイル１４上に適切な強度の電磁場を生成することができる。また、その後、ループコイル１４の設置場所における負荷要件が途中で変化したり、ループコイル１４の特性により、共振点が変動してしまった場合でも、自動的に調整され、ループコイル１４に生成される電磁場を適切に維持することができる。

この結果、発生させる電磁場を適切に制御することができる。

上記の第１の実施形態では、略８の字形状に形成されたループコイル１４を使用し、ループコイル１４上に電磁場を生成する場合について説明したが、ループコイルの形状は、８の字に限られず、他に、方形（矩形）等であってもよい。以下、方形のループコイルを使用する場合について説明する。

（実施形態２）
図５は、この発明の第２の実施形態に適用される磁場発生装置２の構成の一例を示す模式図である。この磁場発生装置２も、例えば、マラソン競技において各競技者の競技タイムを計測（計時）する競技用計時システムにて使用される。つまり、磁場発生装置２は、計時ラインＬを含む計時地点に電磁場（電磁界）を発生させ、競技者が保持する無線タグに含まれる磁場検出コイルにて、計時ラインＬへの到達を検出させる。

図示するように、磁場発生装置２は、正弦波発振器１０と、可変抵抗器１１と、電力増幅器１２と、共振用コンデンサ選択回路１３と、磁場強度検出コイル１５と、増幅器１６と、検波回路１７と、Ａ／Ｄ変換器１８と、制御回路１９と、ループコイル２１と、を含んで構成される。
なお、ループコイル２１を除いた他の構成（正弦波発振器１０〜共振用コンデンサ選択回路１３，磁場強度検出コイル１５〜制御回路１９）は、上述の磁場発生装置１と同じである。

ループコイル２１は、方形に形成されたコイルであり、競技者が走行する走路上に適宜配置される。
ループコイル２１は、一例として、図６（ａ）に示すように、略方形（矩形）に形成されされている。そして、１辺に給電点ｓを有するように形成され、この給電点ｓから矢印方向に電流が流れるようになっている。なお、ループコイル２１は、競技者の走行方向（図６（ａ）の矢印Ａ方向）の中心となる直線ｂが計測ポイントとなる計時ラインＬ上に重なるように配置される。

そして、ループコイル２１は、共振用コンデンサ選択回路１３を通じて正弦波が供給されると、コイル上に交流電磁場を生成する。具体的には、図６（ｂ）に示すような電磁場を生成する。
なお、上述した磁場発生装置１と同様に、共振用コンデンサ選択回路１３がループコイル２１の両入力端に同じ容量の共振用コンデンサを直列に接続しているため、左右対称の電磁場が生成される。

このような電磁場中を、図６（ｂ）に示す検出コイル面Ｄが走路面に対して直角な方向（つまり、検出方向が走路に対して平行な方向）に配置された磁場検出コイルＣが矢印Ｂ方向に移動すると、図６（ｃ）に示すような電磁界強度分布が得られる。つまり、磁場検出コイルＣは、走路に対して垂直方向の磁束をコイル面Ｄにて捉えることになるため、丁度中心にて、電磁界強度が小さくなる図６（ｃ）に示すような電磁界強度分布を検出する。
このため、磁場検出コイルＣを保持した競技者がループコイル２１上を、矢印Ｂ方向に沿って通過した場合に、磁場検出コイルＣは、計時ラインＬ上（直線ｂ上）を、電磁場の変極点（後述するトリガポイント）として検出することができる。

なお、磁場強度検出コイル１５は、例えば、ループコイル２１の内側にて、ループコイル２１と同一平面上（つまり、走路上）に配置され、ループコイル２１上に生成される電磁場の強度を検出する。

このような方形のループコイル２１を使用する磁場発生装置２も、上述した磁場発生装置１と同様に、ループコイル２１上に電磁場を発生させた状態で、磁場強度検出コイル１５が検出した電磁場信号を取得すると制御回路１９は、取得した電磁場信号に基づいて、共振用コンデンサ選択回路１３を制御し、最大電流がループコイル２１に流れるように調整する。つまり、制御回路１９は、共振用コンデンサ選択回路１３の各制御スイッチＳＷをオン／オフ制御し、共振点（例えば、１２５ｋＨｚ）が最大レベルとなるように、適切な容量の共振用コンデンサを選択する。
また、制御回路１９は、ループコイル２１に最大電流が流れるように共振用コンデンサ選択回路１３を制御した状態で、目的の電磁場信号が得られるように、可変抵抗器１１を調整する。つまり、ループコイル１４上にて最適とされる電磁場強度が得られるように、オートゲインコントロールを行う。

このため、磁場発生装置２は、ループコイル２１を設置した後に、比較的短時間でループコイル２１上に適切な強度の電磁場を生成することができる。また、その後、ループコイル２１の設置場所における負荷要件が途中で変化したり、ループコイル２１の特性により、共振点が変動してしまった場合でも、自動的に調整され、ループコイル２１に生成される電磁場を適切に維持することができる。
この結果、発生させる電磁場を適切に制御することができる。

（他の実施形態）
上記の第１及び第２の実施形態では、磁場強度検出コイル１５により、ループコイル１４に励起されるの電磁場の強度を検出する場合について説明したが、他の仕組みにより、ループコイル１４上の電磁場の強度等を検出できるようにしてもよい。
例えば、図７に示すように、電力増幅器１２と、共振用コンデンサ選択回路１３との間に、抵抗３１を配置し、その両端の電圧降下により電流値を測定して、ループコイル１４上の電磁場の強度を検出するようにしてもよい。つまり、増幅器１６等により抵抗３１の両端の電圧降下が制御回路１９に供給され、制御回路１９側で測定された電流値から、ループコイル１４上の電磁場の強度を検出する。
この場合も、制御回路１９は、ループコイル２１に最大電流が流れるように共振用コンデンサ選択回路１３を制御した状態で、目的の電磁場信号が得られるように、可変抵抗器１１を調整する。この結果、発生させる電磁場を適切に制御することができる。

以上説明したように、本発明によれば、発生させる電磁場を適切に制御することができる。

本発明の第１の実施形態に係る磁場発生装置の構成の一例を示す模式図である。 共振用コンデンサ選択回路の一例を示す模式図である。 （ａ）が走路上に配置されたループコイルの一例を示す模式図であり、（ｂ）が生成される電磁場を説明するための模式図であり、（ｃ）が検出される電磁場の強度分布を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態に係る磁場制御処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る磁場発生装置の構成の一例を示す模式図である。 （ａ）が走路上に配置されたループコイルの一例を示す模式図であり、（ｂ）が生成される電磁場を説明するための模式図であり、（ｃ）が検出される電磁場の強度分布を説明するための模式図である。 本発明の他の実施形態に係る磁場発生装置の構成の一例を示す模式図である。 （ａ），（ｂ）共に、従来の磁場発生装置の構成の一例を示す模式図である。

符号の説明

１，２ 磁場発生装置
１０ 正弦波発振器
１１ 可変抵抗器
１２ 電力増幅器
１３ 共振用コンデンサ選択回路
１４，２１ ループコイル
１５ 磁場強度検出コイル
１６ 増幅器
１７ 検波回路
１８ Ａ／Ｄ変換器
１９ 制御回路
３１ 抵抗

Claims (5)

1. 走路上に配置された所定形状のループコイルと、
   前記ループコイルに接続された容量可変の共振用コンデンサと、
   前記共振用コンデンサの容量を変化させる容量変化手段と、
   前記共振用コンデンサを通じて、前記ループコイルに所定周波数の正弦波電流を供給する正弦波供給手段と、
   前記正弦波供給手段により前記正弦波電流が供給された状態で、前記ループコイルに励起された電磁場の強度を検出する強度検出手段と、
   前記強度検出手段が検出した前記電磁場の強度に基づいて、前記容量変化手段を制御し、前記共振用コンデンサの容量を変化させる制御手段と、
   を備えることを特徴とする磁場発生装置。
2. 前記正弦波供給手段から供給される前記正弦波電流を任意の増幅率にて増幅し、前記共振用コンデンサを通じて前記ループコイルに供給する増幅手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記ループコイルに最大電流が流れるように前記容量変化手段を制御した状態で、前記ループコイル上にて所定の強度となる電磁場が得られるように、前記増幅手段の前記増幅率を制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の磁場発生装置。
3. 前記共振用コンデンサは、前記ループコイルの２つの入力端に、それぞれ直列に接続可能な複数のコンデンサを有し、
   前記容量変化手段は、前記複数のコンデンサのうち前記ループコイルと接続する１以上のコンデンサを選択する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁場発生装置。
4. 前記ループコイルは、略８の字若しくは、方形の形状に形成されており、前記正弦波電流が供給されると、当該形状に応じて、当該ループコイル上に所定の強度分布の電磁場を励起させる、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の磁場発生装置。
5. 走路上に配置された所定形状のループコイル上に生成させる電磁場を制御する磁場制御方法であって、
   正弦波発振器から容量可変の共振用コンデンサを通じて前記ループコイルに所定周波数の正弦波電流を供給する際に、前記共振用コンデンサの容量を変化させる容量変化ステップと、
   前記共振用コンデンサを通じて前記正弦波電流が供給された状態で、前記ループコイルに励起された電磁場の強度を検出する強度検出ステップと、
   前記強度検出ステップにて検出した前記電磁場の強度に基づいて、前記容量変化ステップを制御し、前記共振用コンデンサの容量を変化させる制御ステップと、
   を備えることを特徴とする磁場制御方法。

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