玉検出装置、反射型ファイバセンサ、および電子機器
【課題】所定の通路を通過する球体を安定して検出でき、外部からの電磁波による誤動作を防止でき、第三者による不正な改造を防止でき、しかも小型で安価に構成できる玉検出装置を提供すること。
【解決手段】球体が通過すべき円筒状の通路１１を形成する通路部２と、第１の光プラグ３９が挿入されるべきジャック穴１９を有する光レセプタクル部３とを一体１０に備える。光ファイバ４１の第１の光プラグ３９の端面は通路１１に面した位置にある。光レセプタクル部４内に、第１の光プラグ３９の脱離を禁止するロック機構が収容されている。ロック機構は、根元１５ｂが光レセプタクル部内に取り付けられ、かつ先端部１５ａが第１の光プラグ３９の外周３９ｅ１に係合する細長い部材１５からなる。光ファイバ４１の第１の光プラグ３９とは反対側の他端に、光送受信部が光学的に直接又は間接的に接続されている。
【解決手段】球体が通過すべき円筒状の通路１１を形成する通路部２と、第１の光プラグ３９が挿入されるべきジャック穴１９を有する光レセプタクル部３とを一体１０に備える。光ファイバ４１の第１の光プラグ３９の端面は通路１１に面した位置にある。光レセプタクル部４内に、第１の光プラグ３９の脱離を禁止するロック機構が収容されている。ロック機構は、根元１５ｂが光レセプタクル部内に取り付けられ、かつ先端部１５ａが第１の光プラグ３９の外周３９ｅ１に係合する細長い部材１５からなる。光ファイバ４１の第１の光プラグ３９とは反対側の他端に、光送受信部が光学的に直接又は間接的に接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、所定の通路を通過する球体を検出する玉検出装置に関する。上記球体は、典型的には、パチンコ玉のような鋼球を指す。
【０００２】
また、この発明は、所定の通路へ光ファイバからの光を照射し、上記通路を通過する球体からの反射光に基づいて上記球体の通過を検出する反射型ファイバセンサに関する。
【０００３】
また、この発明は、そのような玉検出装置または反射型ファイバセンサを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００４】
従来から、パチンコ遊技盤において入賞口に入ったパチンコ玉を検出するために、あるいはパチンコ玉計数装置においてパチンコ玉の数を計数するために、所定の通路（孔）を通過する球体を検出するセンサが知られている。
【０００５】
その種のセンサの代表的なものとしては、特許文献１（特開平８−１０３８８号公報）に開示されているように、上記通路内にレバーを配置し、上記通路を通過する球体が上記レバーに接触したことを検出するメカニカル方式のものが知られている。また、特許文献２（特開２００２−２３９１６９号公報）に開示されているように、上記通路の周りにコイルを配置して磁界を形成し、上記通路を通過する球体とその磁界との電磁作用を検出（非接触検出）する磁気方式のものが知られている。さらには、特許文献３（特開２０１０−１６７０４６号公報）や特許文献４（特開２０００−１０２６４８号公報）に開示されているように、上記通路を通過する球体へ光を照射し、上記通路を通過する球体による光の反射や透過の変化を検出（非接触検出）する光学方式のものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１０３８８号公報
【特許文献２】特開２００２−２３９１６９号公報
【特許文献３】特開２０１０−１６７０４６号公報
【特許文献４】特開２０００−１０２６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、パチンコ遊技では、例えば遊技盤の外部から電波発信機を用いて電磁波を送信して、上記通路を球体が通過したと誤判定をさせるような不正行為（ゴト行為という表現をすることもある）が行われることがある。このため、上記各特許文献では、それぞれ不正な電磁波を回避する対策が提案されている。しかし、特許文献１（特開平８−１０３８８号公報）、特許文献２（特開２００２−２３９１６９号公報）、特許文献３（特開２０１０−１６７０４６号公報）では、上記センサの出力を、電気信号として制御基板に伝えている。このため、最近の不正な電磁波の出力増大に伴って、上記センサと制御基板とを接続した電線束（ハーネスと呼ばれる）上で電気信号が影響を受ける可能性が生じている。一方、特許文献４（特開２０００−１０２６４８号）では、上記センサと制御基板とを光ファイバで接続して、上記センサの出力を光信号として制御基板に伝える提案がなされている。これにより、外部からの電磁波による誤動作を防止することができる。
【０００８】
しかしながら、特許文献４（特開２０００−１０２６４８号）には、パチンコ玉通過孔を有するケース（以下「センサユニット」という。）に対して光ファイバをどのようにして取り付けるのか、具体的な開示がない。上記センサユニットに対して光ファイバの端部が取り付けられず、浮いているような状態では、光ファイバが容易に脱離するため、安定した検出を行うことができない。また、上記センサユニットから上記光ファイバを取り外すことによって行われる第三者による不正な改造が容易になる。
【０００９】
ここで、例えば上記光ファイバとして市販の安価なデジタルオーディオ用のプラスチック光ファイバ（直径１ｍｍ）を用い、上記センサユニットに対して、ロック機構を持つ市販の光レセプタクルのうち最も薄いＳＭＩ（Small Multimedia Interface）コネクタを取り付けるものとする。この場合、ＳＭＩコネクタの厚みは１１．４ｍｍであるから、例えば本出願人によって販売されている検出センサ（型番ＧＰ２Ａ２２２ＨＣＫＡ）の厚み６ｍｍに比して、厚みが厚くなり過ぎる。一方、ロック機構を持たない市販の光レセプタクルとして事実上の業界標準となっている厚み５．８ｍｍのＯＭＪ（Optical Mini Jack）コネクタを用い、このＯＭＪコネクタの外側に上記光ファイバを取り付けるためのフックなどを設けると、結果的に大型化してしまう。
【００１０】
また、特許文献４（特開２０００−１０２６４８号）では、上記センサユニット１個に対して光ファイバを２本配しているため、さらに大型化してしまう。
【００１１】
特に最近では、パチンコ遊技を面白くするために、パチンコ遊技盤上で入賞口が増設され、それに比例してセンサの配設数が増える傾向がある。このため、パチンコ遊技盤の裏側では、増設されたセンサの存在によって、液晶表示装置等の他部材を配設するための空間が狭められている。この観点から、センサユニット自体の厚みを薄くし、小型化することが強く望まれている。
【００１２】
そこで、この発明の課題は、所定の通路を通過する球体を安定して検出でき、外部からの電磁波による誤動作を防止でき、第三者による不正な改造を防止でき、しかも小型で安価に構成できる玉検出装置を提供することにある。
【００１３】
また、この発明の課題は、所定の通路へ光ファイバからの光を照射し、上記通路を通過する球体からの反射光に基づいて上記球体の通過を検出する反射型ファイバセンサであって、上記通路を通過する球体を安定して検出でき、外部からの電磁波による誤動作を防止でき、第三者による不正な改造を防止でき、しかも小型で安価に構成できるものを提供することにある。
【００１４】
また、この発明の課題は、そのような玉検出装置または反射型ファイバセンサを備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、この発明の玉検出装置は、
球体が通過すべき円筒状の通路を形成する通路部と、
上記通路部と一体に形成され、光ファイバの一端をなす第１の光プラグが挿入されるべきジャック穴を有する光レセプタクル部と、
上記光レセプタクル部の上記ジャック穴に、上記第１の光プラグが挿入された１本の光ファイバとを備え、上記第１の光プラグの端面は上記通路に面した位置にあり、
上記光レセプタクル部内に、上記第１の光プラグの脱離を禁止するロック機構が収容され、上記ロック機構は、根元が上記光レセプタクル部内に取り付けられ、かつ先端部が上記第１の光プラグの外周に係合する細長い部材からなり、
上記光ファイバの上記一端とは反対側の他端に、上記通路を通過する球体へ向けて照射すべき光を発生する一方、上記球体によって反射された光を受けて光電変換する光送受信部が光学的に直接又は間接的に接続されていることを特徴とする。
【００１６】
ここで、光学的に「直接」接続されているとは、光分岐手段や別の光ファイバなどを介さず「面している」ことを指す。光学的に「間接的に」接続されているとは、光分岐手段や別の光ファイバなどを介して接続されている場合を指す。
【００１７】
この発明の玉検出装置では、上記光送受信部が発生した光は、上記光ファイバとその一端をなす第１の光プラグの端面を通して、上記通路へ照射される。この照射された光が上記通路を通過する球体によって反射されたとき、その反射された光は、上記第１の光プラグの端面、上記光ファイバを通して、上記光送受信部に戻る。この戻った光を光送受信部が光電変換して電気信号を発生する。この電気信号により、上記通路を通過する球体が検出される。
【００１８】
ここで、上記光ファイバを通して伝わる光は、外部からの電磁波による影響を全く受けない。したがって、この発明の玉検出装置によれば、上記通路を通過する球体の検出に際して、外部からの電磁波による誤動作を防止することができる。なお、上記光送受信部は、上記光ファイバを介して、電磁シールド対策が取られた主基板に配置される。したがって、上記光送受信部が出力する電気信号が、外部からの電磁波によって影響を受けることは、容易に避け得る。
【００１９】
また、この発明の玉検出装置では、上記ロック機構によって、上記光レセプタクル部から上記第１の光プラグが脱離するのが禁止される。したがって、上記通路を通過する球体の検出が安定して行われる。また、上記光レセプタクル部から上記第１の光プラグ（光ファイバ）を取り外すことによって行われる第三者による不正な改造を防止できる。
【００２０】
また、上記ロック機構は、根元が上記光レセプタクル部内に取り付けられ、かつ先端部が上記第１の光プラグの外周に係合する細長い部材からなるので、上記光レセプタクル部の容積が増大するのを避けることができる。したがって、上記光レセプタクル部の厚みを薄くし、小型化することができ、この結果、この玉検出装置を小型化できる。また、上記ロック機構の材料は、特に高価な材料を必要としない。したがって、この玉検出装置は安価に構成され得る。
【００２１】
一実施形態の玉検出装置では、
上記光送受信部は、上記通路を通過する球体へ向けて照射すべき光を発生する発光素子と、上記球体によって反射された光を受ける受光素子とを一体に備え、
上記発光素子と上記受光素子は、共通に、上記光ファイバの上記他端をなす第２の光プラグに面していることを特徴とする。
【００２２】
この一実施形態の玉検出装置では、独立した部材の数が比較的少なくなる。すなわち、実質的に、上記通路部と上記光レセプタクル部とを含むセンサユニットと、両端に第１の光プラグ、第２の光プラグを有する光ファイバと、上記光送受信部とだけが、独立した部材となる。したがって、部品点数を少なくすることができ、さらに小型化、低価格化が可能となる。
【００２３】
一実施形態の玉検出装置では、
上記光ファイバの上記他端に、上記光ファイバとは別の２本の光ファイバの一端をそれぞれ光学的に接続する光分岐機と、
上記２本の光ファイバのうち一方の光ファイバの上記一端と反対側の他端に光学的に接続された、上記通路を通過する球体へ向けて照射すべき光を発生する発光素子と、
上記２本の光ファイバのうち他方の光ファイバの上記一端と反対側の他端に光学的に接続された、上記球体によって反射された光を受ける受光素子とを備えたことを特徴とする。
【００２４】
この一実施形態の玉検出装置では、上記光ファイバ、光分岐機、発光素子、受光素子として、いずれも、広く普及している安価な市販品を使用することができる。したがって、この玉検出装置は、容易に安価に構成され得る。
【００２５】
一実施形態の玉検出装置では、
上記通路は上記球体の直径に対応した内径をもち、
上記第１の光プラグの光軸が上記通路の中心軸に直交していることを特徴とする。
【００２６】
この一実施形態の玉検出装置では、上記球体が上記通路のうち上記第１の光プラグに面する位置に到来した時、上記第１の光プラグの端面を通して上記通路へ照射された光が、上記通路を通過する球体の中心によって反射される。したがって、上記球体によって反射される光の量が、上記球体の中心以外の部分によって反射される場合に比して、大きくなる。この結果、光送受信部（特に受光素子）が光電変換して得られる電気信号の信号／ノイズ（Ｓ／Ｎ）比が大きくなる（なお、上記球体が上記通路に存在しないときに上記光送受信部によって得られる電気信号のレベルをノイズとする。）。
【００２７】
一実施形態の玉検出装置では、
上記第１の光プラグは、日本電子機械工業会規格ＲＣ−５７２０Ｂに規定されたプラグにおいてプラグ頭部に連なる直径３．５ｍｍの外周面の周りに環状の凹溝を形成してなる外形を有し、
上記ロック機構を構成する上記細長い部材は、先端部が上記第１の光プラグの上記凹溝に係合した板ばねであることを特徴とする。
【００２８】
この一実施形態の玉検出装置では、組み立て時に、上記光レセプタクル部の上記ジャック穴に上記第１の光プラグを挿入するとき、上記板ばねの先端部が撓んで、上記第１の光プラグの挿入を許す。上記第１の光プラグの端面が上記通路に面した位置に来たとき、上記板ばねの先端部が上記第１の光プラグの上記凹溝に係合する。これにより、上記光レセプタクル部に上記第１の光プラグが容易に装着される。上記凹溝はレ断面の溝でも良い。
【００２９】
ここで、上記第１の光プラグは、日本電子機械工業会（ＥＩＡＪ）規格ＲＣ−５７２０Ｂに規定されたプラグにおいてプラグ頭部に連なる直径３．５ｍｍの外周面の周りに環状の凹溝を形成してなる外形を有する。したがって、この第１の光プラグを有する光ファイバは容易に作製され得る。また、たとえ上記光ファイバがリサイクルのため民生市場に流れて、上記第１の光プラグが間違ってデジタルオーディオ機器に挿入されても、そのオーディオ機器が破損するのを防止できる。また、上記光ファイバは、光デジタルオーディオのためのケーブルとして再利用することができる。
【００３０】
一実施形態の玉検出装置では、
上記第１の光プラグは、日本電子機械工業会規格ＲＣ−５３２５に規定されたプラグにおいてプラグ頭部に連なる直径２．５ｍｍの外周面の周りに環状の凹溝を形成してなる外形を有し、
上記ロック機構を構成する上記細長い部材は、先端部が上記第１の光プラグの上記凹溝に係合していることを特徴とする。
【００３１】
この一実施形態の玉検出装置では、組み立て時に、上記光レセプタクル部の上記ジャック穴に上記第１の光プラグを挿入するとき、上記板ばねの先端部が撓んで、上記第１の光プラグの挿入を許す。上記第１の光プラグの端面が上記通路に面した位置に来たとき、上記板ばねの先端部が上記第１の光プラグの上記凹溝に係合する。これにより、上記光レセプタクル部に上記第１の光プラグが容易に装着される。上記凹溝はレ断面の溝でも良い。
【００３２】
ここで、上記第１の光プラグは、日本電子機械工業会（ＥＩＡＪ）規格ＲＣ−５３２５に規定されたプラグにおいてプラグ頭部に連なる直径２．５ｍｍの外周面の周りに環状の凹溝を形成してなる外形を有する。したがって、この第１の光プラグを有する光ファイバは容易に作製され得る。また、たとえ上記光ファイバがリサイクルのため民生市場に流れて、上記第１の光プラグが間違って携帯電話やＩＣレコーダに挿入されても、それらの機器が破損するのを防止できる。また、上記第１の光プラグの外周面の直径が２．５ｍｍであるから、前述の直径３．５ｍｍの場合に比して、上記光レセプタクル部の厚みを薄くして小型化することが可能となる。
【００３３】
一実施形態の玉検出装置では、
上記通路部または上記光レセプタクル部内で、上記通路と上記第１の光プラグの端面との間の位置に設けられた光分岐部材を備え、
上記光分岐部材は、上記第１の光プラグの端面から入射した光を、上記第１の光プラグの光軸に沿った向きの透過光と、上記通路の中心軸と上記第１の光プラグの光軸とを含む平面内で上記透過光の向きよりも上流側へ第１の角度だけ屈折された第１の光と、上記平面内で上記透過光の向きよりも下流側へ上記第１の角度とは異なる第２の角度だけ屈折された第２の光とに分岐することを特徴とする。
【００３４】
ここで、「上流側」、「下流側」とは、上記通路を上記球体が通過する向きを基準にして規定されている。
【００３５】
この一実施形態の玉検出装置では、上記球体が上記通路のうち上記第１の光プラグに正対する位置よりも上流側の位置に到来した時、上記第１の光がその位置を通過する球体の中心によって反射される。この反射された光は、フェルマーの原理によって、上記光分岐部材、上記第１の光プラグの端面、上記光ファイバを通して、上記光送受信部に戻る。この光（第１の戻り光）によって、上記球体が検出される。また、上記球体が上記通路のうち上記第１の光プラグに正対する位置に到来したとき、上記透過光がその位置を通過する球体の中心によって反射される。この反射された光は、フェルマーの原理によって、上記光分岐部材、上記第１の光プラグの端面、上記光ファイバを通して、上記光送受信部に戻る。この光（透過の戻り光）によって、上記球体が検出される。また、上記球体が上記通路のうち上記第１の光プラグに正対する位置よりも下流側の位置に到来したとき、上記第２の光がその位置を通過する球体の中心によって反射される。この反射された光は、フェルマーの原理によって、上記光分岐部材、上記第１の光プラグの端面、上記光ファイバを通して、上記光送受信部に戻る。この光（第２の戻り光）によって、上記球体が検出される。
【００３６】
このように、上記通路のうち３つの位置で上記球体が検出される。したがって、上記通路における上記球体の通過を確実に検出できる。
【００３７】
しかも、上記第１の光と上記第２の光とは、上記光分岐部材によって、上記透過光に対して互いに異なる第１の角度、第２の角度で屈折される。したがって、上記通路を上記球体が通過しうる２つの向きのうちいずれかの向きに通過するとき、上記第１の戻り光と上記透過の戻り光との間の時間差と、上記透過の戻り光と上記第２の戻り光との間の時間差とは、それぞれ上記第１の角度、第２の角度に応じて、互いに異なる。したがって、上記光送受信部が上記３つの戻り光を受けるタイミングに基づいて、上記第１、第２の戻り光のうちどちらが最初で、どちらが最後に観測されたかを知ることができる。これにより、上記通路における上記球体の通過の向きを検出できる。
【００３８】
一実施形態の玉検出装置では、上記光分岐部材からの上記第１の光、透過光、第２の光がそれぞれ上記通路を通過する球体によって反射され、それらの反射された３つの光が上記光分岐部材、上記光ファイバを通して上記光送受信部に戻ったとき、上記光送受信部が上記３つの光を受けるタイミングに基づいて、上記通路における上記球体の通過の向きを検知する検知部を備えたことを特徴とする。
【００３９】
この一実施形態の玉検出装置では、上記光送受信部が上記３つの光（第１の戻り光、透過の戻り光、第２の戻り光）を受けるタイミングに基づいて、検知部が上記通路における上記球体の通過の向きを検知する。したがって、上記通路を上記球体が本来通過すべき向きと逆向きに通過させるような不正行為を防止できる。また、この玉検出装置の用途を拡げることができる。上では屈折型の分岐素子を例にしたが回折型の分岐素子（回折格子やホログラム）を用いても良い。
【００４０】
なお、このような検知部は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）とそれを動作させるソフトウェア（コンピュータプログラム）によって構成され得る。
【００４１】
一実施形態の玉検出装置では、上記光送受信部は、日本電子情報技術産業協会規格ＣＰ−１２１２に準拠して構成されていることを特徴とする。
【００４２】
この一実施形態の玉検出装置では、上記光送受信部は、デジタルオーディオ用オプティカルインターフェースについて通信方法と光のパワーバジェットを規定した日本電子情報技術産業協会（ＪＥＩＴＡ）規格ＣＰ−１２１２に準拠して構成されている。したがって、上記光送受信部を構成するために、広く普及しているデジタルオーディオ用Ｏ／Ｅ変換機、Ｅ／Ｏ変換機、光分岐機などを用いることができる。また、この玉検出装置の構成部品の再利用が容易になる。
【００４３】
なお、ＪＥＩＴＡ規格ＣＰ−１２１２では定常光を伝送することができない。このため、上記光送受信部が上記通路を通過する球体へ向けて照射すべき光を発生し、上記球体によって反射された光を受けて光電変換するためには、特開２０１０−０３２２４９号公報で開示されているようなパルス駆動、パルス検知を行うのが望ましい。
【００４４】
この発明の反射型ファイバセンサは、
測定対象物が通過すべき通路に面して配置され、光ファイバの一端をなす第１の光プラグが挿入されるべきジャック穴を有する光レセプタクル部と、
上記光レセプタクル部の上記ジャック穴に、上記第１の光プラグが挿入された１本の光ファイバとを備え、上記第１の光プラグの端面は上記通路に面した位置にあり、
上記光レセプタクル部内に、上記第１の光プラグの脱離を禁止するロック機構が収容され、上記ロック機構は、根元が上記光レセプタクル部内に取り付けられ、かつ先端部が上記第１の光プラグの外周に係合する細長い部材からなり、
上記光ファイバの上記一端とは反対側の他端に、上記通路を通過する測定対象物へ向けて照射すべき光を発生する一方、上記測定対象物によって反射された光を受けて光電変換する光送受信部が光学的に直接又は間接的に接続されていることを特徴とする反射型ファイバセンサ。
【００４５】
この発明の反射型ファイバセンサでは、上記光送受信部が発生した光は、上記光ファイバとその一端をなす第１の光プラグの端面を通して、上記通路へ照射される。この照射された光が上記通路を通過する測定対象物によって反射されたとき、その反射された光は、上記第１の光プラグの端面、上記光ファイバを通して、上記光送受信部に戻る。この戻った光を光送受信部が光電変換して電気信号を発生する。この電気信号により、上記通路を通過する測定対象物が検出される。
【００４６】
ここで、上記光ファイバを通して伝わる光は、外部からの電磁波による影響を全く受けない。したがって、この発明の反射型ファイバセンサによれば、上記通路を通過する測定対象物の検出に際して、外部からの電磁波による誤動作を防止することができる。なお、上記光送受信部は、上記光ファイバを介して、電磁シールド対策が取られた主基板に配置される。したがって、上記光送受信部が出力する電気信号が、外部からの電磁波によって影響を受けることは、容易に避け得る。
【００４７】
また、この発明の反射型ファイバセンサでは、上記ロック機構によって、上記光レセプタクル部から上記第１の光プラグが脱離するのが禁止される。したがって、上記通路を通過する測定対象物の検出が安定して行われる。また、上記光レセプタクル部から上記第１の光プラグ（光ファイバ）を取り外すことによって行われる第三者による不正な改造を防止できる。
【００４８】
また、上記ロック機構は、根元が上記光レセプタクル部内に取り付けられ、かつ先端部が上記第１の光プラグの外周に係合する細長い部材からなるので、上記光レセプタクル部の容積が増大するのを避けることができる。したがって、上記光レセプタクル部の厚みを薄くし、小型化することができ、この結果、この反射型ファイバセンサを小型化できる。また、上記ロック機構の材料は、特に高価な材料を必要としない。したがって、この反射型ファイバセンサは安価に構成され得る。
【００４９】
この発明の電子機器は、上記玉検出装置または上記反射型ファイバセンサを備える。
【００５０】
この発明の電子機器によれば、上記玉検出装置または上記反射型ファイバセンサによる利点を有することができる。
【発明の効果】
【００５１】
以上より明らかなように、この発明の玉検出装置によれば、所定の通路を通過する球体を安定して検出でき、外部からの電磁波による誤動作を防止でき、第三者による不正な改造を防止でき、しかも小型で安価に構成できる。
【００５２】
また、この発明の反射型ファイバセンサによれば、上記通路を通過する測定対象物を安定して検出でき、外部からの電磁波による誤動作を防止でき、第三者による不正な改造を防止でき、しかも小型で安価に構成できる。
【００５３】
また、この発明の電子機器によれば、上記玉検出装置または上記反射型ファイバセンサによる利点を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態の玉検出装置の概略的な構成を示す図である。（Ｂ）はこの発明の別の実施形態の玉検出装置の概略的な構成を示す図である
【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は、上記玉検出装置を構成するセンサユニットの構成を示す図である。
【図３】（Ａ）は上記センサユニットに含まれたプリズムレンズアレイの構成を示す図である。（Ｂ）は上記プリズムレンズアレイによって分岐された３つの光を示す図である。
【図４】上記玉検出装置を構成する光送受信モジュールの構成を示す図である。
【図５】上記玉検出装置が球体を検出する動作を説明する図である。
【図６】上記玉検出装置によって検出される信号を示す図である。
【図７】（Ａ）は上記玉検出装置を構成する光ファイバが一端に有する第１の光プラグの構成を示す図である。（Ｂ）は上記玉検出装置を構成する光ファイバが他端に有する第２の光プラグの構成を示す図である。
【図８】（Ａ）はＥＩＡＪ規格ＲＣ−５３２５に規定された４極小型単頭プラグ・ジャック規格のプラグの寸法設計を示す図である。（Ｂ）は上記第２の光プラグの円筒部の直径を２．５ｍｍとしたときの寸法設計を示す図である。（Ｃ）は上記第１の光プラグの円筒部の直径を２．５ｍｍとしたときの寸法設計を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００５６】
図１（Ａ）は、この発明の一実施形態の玉検出装置１の概略的な構成を示している。
【００５７】
この玉検出装置１は、球体（この例ではパチンコ玉）が通過すべき通路１１を有するセンサユニット１０と、両端にそれぞれ第１の光プラグ３９、第２の光プラグ４０を有する光ファイバとしての光ファイバケーブル４１と、光送受信部としての光送受信モジュール２０と、制御部５０とを備えている。上記光送受信モジュール２０と制御部５０とは、主制御基板５１に搭載されている。
【００５８】
制御部５０は、この例ではＣＰＵ（中央演算処理装置）とそれを動作させるソフトウェア（コンピュータプログラム）によって構成されており、この玉検出装置１の動作全体を制御する。
【００５９】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、それぞれ上記光ファイバケーブル４１が一端に有する第１の光プラグ３９、光ファイバケーブル４１が他端に有する第２の光プラグ４０の構成を示している（斜線を施した部分は絶縁材料からなることを示し、白地の部分は金属材料からなることを示している。）。
【００６０】
図７（Ｂ）に示す第２の光プラグ４０は、日本電子機械工業会（ＥＩＡＪ）規格ＲＣ−５７２０Ｂに規定された直径３．５ｍｍの光プラグである。具体的には、第２の光プラグ４０は、平坦な端面４０ａと、端面４０ａから遠ざかるにつれて次第に外径が大きくなる部分４０ｂと、端面４０ａから遠ざかるにつれて次第に外径が小さくなる部分４０ｃと、端面４０ａから遠ざかるにつれて急激に外径が大きくなるスカート部４０ｄと、直径３．５ｍｍの一定の外径をもつ円筒部４０ｅ，４０ｇと、その円筒部４０ｅ，４０ｇの外径よりも大きい一定の外径をもつツマミ部４０ｈとを、順に備えている。端面４０ａ側の２つの部分４０ｂ，４０ｃによってプラグ頭部が構成されている。ツマミ部４０ｈの端面４０ｈ１は、このプラグを挿入する際のストッパーとして働く。
【００６１】
図７（Ａ）から分かるように、第１の光プラグ３９は、第２の光プラグ４０（すなわちＥＩＡＪ規格ＲＣ−５７２０Ｂに規定されたプラグ）においてプラグ頭部に連なる直径３．５ｍｍの外周面の周りに環状の凹溝３９ｆを形成してなる外形を有する。具体的には、第１の光プラグ３９は、平坦な端面３９ａと、端面３９ａから遠ざかるにつれて次第に外径が大きくなる部分３９ｂと、端面３９ａから遠ざかるにつれて次第に外径が小さくなる部分３９ｃと、端面３９ａから遠ざかるにつれて急激に外径が大きくなるスカート部３９ｄと、直径３．５ｍｍの一定の外径をもつ円筒部３９ｅと、直径３．５ｍｍよりも小さい一定の外径をもつ凹溝３９ｆと、直径３．５ｍｍの一定の外径をもつ円筒部３９ｇと、その円筒部３９ｇの外径よりも大きい一定の外径をもつツマミ部４０ｈとを、順に備えている。光軸４１ｃに沿った方向に関して、第１の光プラグ３９の円筒部３９ｅと凹溝３９ｆとを併せた寸法は、第２の光プラグ４０の円筒部４０ｇの寸法と等しい。端面３９ａ側の２つの部分３９ｂ，３９ｃによってプラグ頭部が構成されている。ツマミ部３９ｈの端面３９ｈ１は、このプラグを挿入する際のストッパーとして働く。
【００６２】
このように、第１の光プラグ３９の外形は、第２の光プラグ４０（すなわちＥＩＡＪ規格ＲＣ−５７２０Ｂに規定されたプラグ）の外形に対して、プラグ頭部に連なる直径３．５ｍｍの外周面の周りに環状の凹溝３９ｆを形成した点のみが異なっている。この凹溝３９ｆは、デジタルオーディオ用光ミニジャックの電極が接触しない位置にある。したがって、この第１の光プラグ３９、第２の光プラグ４０を有する光ファイバケーブル４１は容易に作製され得る。また、たとえ光ファイバケーブル４１がリサイクルのため民生市場に流れて、第１の光プラグ３９間違ってデジタルオーディオ機器に挿入されても、そのオーディオ機器が破損するのを防止できる。また、第１の光プラグ３９は、第２の光プラグ４０を有する光ファイバケーブル４１は、光デジタルオーディオのためのケーブルとして再利用することができる。
【００６３】
図２（Ａ）は、図１中に示したセンサユニット１０の内部を分解状態で示している。このセンサユニット１０は、円筒状の通路１１を規定する通路部３と、第１の光プラグ３９を受ける光レセプタクル部４とを、互いに隣接するように一体に樹脂成形してなるケース２を備えている。また、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）は、このセンサユニット１０の通路部３、光レセプタクル部４を外部から見たところを示している。図２（Ｄ）は、このセンサユニット１０を側方から見たところを示している。図２（Ｅ）は、光レセプタクル部４に取り付けられる上蓋５を示している。
【００６４】
これらの図から分かるように、ケース２は、全体として偏平な略直方体状の外形を有している。通路部３の、光レセプタクル部４から遠い側のコーナー部の１つには、ケース２の向き（表裏など）を明確に示すための切り欠き３ａが形成されている。
【００６５】
図２（Ａ）によって分かるように、通路部３は通路１１を形成する枠状に構成されている。通路部３が規定する通路１１は、球体としてのパチンコ玉の直径に対応した内径ＩＤを有している。より詳しくは、通路１１の内径ＩＤは、パチンコ玉が容易に通過できるように、パチンコ玉の直径よりも若干大きく設定されている。
【００６６】
光レセプタクル部４は、通路部３から遠い側に形成された端板部４ａと、図２（Ａ）の紙面に沿った底板部４ｂと、図２（Ａ）において左右一対の側板部４ｃ，４ｄとを有している。
【００６７】
側板部４ｃ，４ｄの外面には、それぞれ爪８Ａ，８Ｂが形成されている。これらの爪８Ａ，８Ｂは、図２（Ｅ）に示す上蓋５に形成された係合溝８Ａ，８Ｂと係合するようになっている。センサユニット１０の完成状態では、光レセプタクル部４に上蓋５が取り付けられて閉じられる。光レセプタクル部４と上蓋５とは爪８Ａ，８Ｂと係合溝８Ａ，８Ｂとの係合によって強固に取り付けられるので、光レセプタクル部４から上蓋５が容易に外れることはない。
【００６８】
端板部４ａは、光ファイバケーブル４１の一端をなす第１の光プラグ３９が挿入された円筒状のジャック穴１９と、後述するピン挿入穴１３とを有している。ジャック穴１９の内径は、第１の光プラグ３９が容易に挿入されるように、第１の光プラグ３９の円筒部３９ｇの外径よりも若干大きく設定されている。
【００６９】
底板部４ｂは、通路部３に近い位置に、第１の光プラグ３９を受けるように板面から突起した受け部１６を有している。受け部１６は、第１の光プラグ３９の頭部（部分３９ｂ）の外形に対応したテーパー面をもつ貫通穴１６ａを有している。
【００７０】
また、底板部４ｂは、図２（Ａ）において第１の光プラグ３９の左方に配置された細長い位置決め用の板ばね１４を有している。この板ばね１４は、直線状に延びる根元部１４ｃと、この根元部１４ｃに対して屈曲して連なり直線状に延びる傾斜部１４ｂと、この傾斜部１４ｂの先端側に連なり円弧状に湾曲した湾曲部１４ａとからなっている。板ばね１４の根元部１４ｃは、底板部４ｂの板面から突起したリブ６Ａ，６Ｂによって２箇所で挟持されている。これにより、板ばね１４の根元部１４ｃが底板部４ｂに取り付けられている。
【００７１】
また、底板部４ｂは、図２（Ａ）において第１の光プラグ３９の右方に配置された細長いロック用の板ばね１５を有している。この板ばね１５は、ジャック穴１９の中心軸（実質的に第１の光プラグ３９の光軸４１ｃに一致している）に対して略４５°に傾斜して直線状に延在している。板ばね１５の根元部１５ｂは、底板部４ｂの板面から突起したリブ７Ｂによって挟持されている。さらに、根元部１５ｂの端部は、底板部４ｂの板面から突起したリブ７Ａに当接され、係止されている。これにより、板ばね１５の根元部１５ｂが底板部４ｂに取り付けられている。板ばね１５の先端部１５ａは、第１の光プラグ３９の外周に形成された凹溝３９ｆに挿入されて係合している。また、板ばね１５の先端部１５ａの、第１の光プラグ３９に向いた側の面は、底板部４ｂの板面から突起したリブ７Ｃに当接している。これにより、板ばね１５は、リブ７Ｂを支点として、先端部１５ａが第１の光プラグ３９から離れる向きに容易に撓むことができる一方、その反対にリブ７Ｃへ向かう向きには、ばね強度が高くなって殆ど撓まない。これにより、板ばね１５とリブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃは、第１の光プラグ３９の脱離を禁止するロック機構を構成している。
【００７２】
玉検出装置１の組み立て段階で、光レセプタクル部４のジャック穴１９に第１の光プラグ３９が挿入されるとき、板ばね１４の湾曲部１４ａは、第１の光プラグ３９の頭部のうち端面３９ａに近い部分３９ｂに当接されて撓み、通過を許す。その部分３９ｂが湾曲部１４ａを通過し、受け部１６の貫通穴１６ａに嵌合する。このとき、第１の光プラグ３９のツマミ部３９ｈの端面３９ｈ１が端板部４ａに当接して、第１の光プラグ３９の挿入が止まる。この挿入が完了した状態では、板ばね１４の湾曲部１４ａは、第１の光プラグ３９の頭部のうち端面３９ａが遠い部分３９ｃに当接して、この部分３９ｃを板ばね１４の復元力によって押圧する。これにより、第１の光プラグ３９の頭部が径方向および光軸方向に位置決めされる。また、第１の光プラグ３９の円筒部３９ｇはジャック穴１９によって径方向に位置決めされる。この状態では、第１の光プラグ３９の端面３９ａは通路１１に面しており、第１の光プラグ３９の光軸４１ｃは通路１１の中心軸１１ｃ（後述の図５参照）に直交している。
【００７３】
上記位置決め用の板ばね１４による位置決めと並行して、上記ロック用の板ばね１５によるロックも行われる。すなわち、光レセプタクル部４のジャック穴１９に第１の光プラグ３９が挿入されるとき、板ばね１５は、第１の光プラグ３９の頭部３９ｂ，３９ｃ、スカート部３９ｄ、円筒部３９ｅに順次当接されて、先端部１５ａがリブ７Ｃから離れる向きに撓み、それらの通過を許す。第１の光プラグ３９の挿入が止まる。この挿入が完了した状態では、図２（Ａ）に示したように、板ばね１５の先端部１５ａは、第１の光プラグ３９の外周に形成された凹溝３９ｆに挿入されて円筒部３９ｅの端面３９ｅ１と係合する。この状態では、たとえ人が光レセプタクル部４から第１の光プラグ３９を抜こうとしても、板ばね１５の先端部１５ａがリブ７Ｃへ向かう向きには殆ど撓まない。また、板ばね１５の先端部１５ａが円筒部３９ｅの端面３９ｅ１に押されたとしても、リブ７Ａのお蔭で、板ばね１５が先端部１５ａから根元部１５ｂへ向かう向きにスライドすることも無い。したがって、上記ロック機構によって、光レセプタクル部４から第１の光プラグ３９が脱離するのが禁止される。したがって、通路１１を通過する球体の検出（後述する）が安定して行われる。また、光レセプタクル部４から第１の光プラグ３９（光ファイバケーブル４１）を取り外すことによって行われる第三者による不正な改造を防止できる。
【００７４】
また、板ばね１５の先端部１５ａは、第１の光プラグ３９の凹溝３９ｆの壁面３９ｆ１、つまり固い金属部分に当接するので、第１の光プラグ３９の耐久性が見込める。
【００７５】
既述のように、端板部４ａには、ジャック穴１９に加えて、ピン挿入穴１３が設けられている。ピン挿入穴１３は、板ばね１５の略中央部に面して配置されている。人が外部からピン挿入穴１３を通して図示しないピンを挿入すると、ピンの先端が板ばね１５の略中央部に当接して、板ばね１５は、先端部１５ａが第１の光プラグ３９から離れる向きに撓む。これにより、板ばね１５の先端部１５ａが第１の光プラグ３９の凹溝３９ｆから離脱する。第１の光プラグ３９のロックが解除される。
【００７６】
なお、図２（Ａ）を見て分かるように、光レセプタクル部４には底板部４ｂに沿った面方向に関して残されたスペースがあるので、ピン挿入穴１３の代わりに、光レセプタクル部４内にロックを解除するためのボタンを設けても良い。
【００７７】
図５は、センサユニット１０の構造を、通路１１の中心軸１１ｃと第１の光プラグ３９の光軸４１ｃとを含む平面（センサユニット１０の縦断面）において模式的に示している。この図５によって良く分かるように、センサユニット１０内で、通路１１と第１の光プラグ３９の端面３９ａとの間の位置に、光分岐部材としてのプリズムレンズアレイ１７が搭載されている。このプリズムレンズアレイ１７は、第１の光プラグ３９の端面３９ａから入射した光Ｌを、３つの光Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２に分岐する。この種のプリズムレンズアレイ１７自体は、液晶ＴＶ（テレビ受像機）のバックライトの指向性変更のために、広く用いられている。
【００７８】
具体的には、このプリズムレンズアレイ１７は、図３（Ａ）（図５と同じ平面における拡大図）に示すように、台形状の断面をもつ複数のプリズム１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅ，…を、通路１１の中心軸１１ｃに沿った方向に例えばピッチ１００μｍで密に並べた態様に構成されている。各プリズム１７Ａ，１７Ｂ，…は、互いに平行な２つの面７０，７３と、それらの２つの面７０，７３を結ぶ２つの斜面７１，７２とを有し、図３（Ａ）の平面（紙面）に対して垂直に延在している。ここで、２つの面７０，７３に対する第１の斜面７１の角度と第２の斜面７２の角度とは、互いに異なっている。これにより、各プリズム１７Ａ，１７Ｂ，…は、第１の光プラグ３９の端面３９ａから入射した光Ｌを、第１の光プラグ３９の光軸４１ｃに沿った向きの透過光Ｌ０と、この図３（Ａ）の平面内で透過光Ｌ０の向きよりも上流側へ第１の角度θ１だけ屈折された第１の光Ｌ１と、この図３（Ａ）の平面内で透過光Ｌ０の向きよりも下流側へ第１の角度θ１とは異なる第２の角度θ２だけ回折された第２の光Ｌ２とに分岐する。この結果、全体としてこのプリズムレンズアレイ１７は、図３（Ｂ）に示すように、第１の光プラグ３９の端面３９ａから入射した光Ｌを、透過光Ｌ０と、上流側へ第１の角度θ１だけ屈折された第１の光Ｌ１と、下流側へ第２の角度θ２だけ回折された第２の光Ｌ２とに分岐する。なお、「上流側」、「下流側」とは、通路１１を球体９が通過する向きＤ（図５参照）を基準にして規定されている。
【００７９】
図４は、光送受信モジュール２０の断面構成を示している。この種の双方向通信が可能な光送受信モジュール２０は、例えば特開２００３−１６７１６９号公報や特許第３９５４９０１号、特許第３６５３４０２号に開示されている。
【００８０】
この光送受信モジュール２０は、光プラグ４０が挿入された穴を有するジャック部５０８と、ジャック部５０８の各縁部に接する外装シールド５１１とを備えている。ジャック部５０８と外装シールド５１１とは、略閉じた空間を形成している。
【００８１】
外装シールド５１１内には、送信用駆動電気回路基板５０９と受信用増幅電気回路基板５１０とが、光プラグ４０の両側に互いに対向するように収容されている。
【００８２】
送信用駆動電気回路基板５０９には、発光デバイス５０１と、送信用駆動ＩＣ（集積回路）５１２とが搭載されている。発光デバイス５０１は、発光素子としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）５１４を、送信用レンズ５１６をもつように透明樹脂で封止および成形して構成されている。
【００８３】
受信用増幅電気回路基板５１０には、受光デバイス５０２と、受信用増幅ＩＣ５１３とが搭載されている。受光デバイス５０２は、受光素子としてのＰＤ（Photo-Diode）５１５を、受信用レンズ５１７をもつように透明樹脂で封止および成形して構成されている。
【００８４】
この例では、発光デバイス５０１と受光デバイス５０２とは、一体に隣接して受発光ユニット５０５を構成している。受発光ユニット５０５と光プラグ４０の端面との間には、発光デバイス５０１と受光デバイス５０２との間の光結合を抑制するための遮光性の仕切り板ユニット５０６が設けられている。また、発光デバイス５０１と仕切り板ユニット５０６との間には送信用プリズムレンズ５０３が設けられ、受光デバイス５０２と仕切り板ユニット５０６との間には受信用プリズムレンズ５０４が設けられている。
【００８５】
このような構成によって、ＬＥＤ５１４とＰＤ５１５は、共通に、光プラグ４０の端面に面している。
【００８６】
制御部５０（図１参照）から図示しない配線を通して上記光送受信モジュール２０に送信信号(電気信号)が入力されると、送信用駆動ＩＣ５１２が実装された送信用駆動電気回路基板５０９によりＬＥＤ５１４が駆動され、信号光(光信号)がＬＥＤ５１４から出射される。この信号光は、発光デバイス５０１の表面に形成された送信用レンズ５１６により略平行光とされ、送信用プリズムレンズ５０３に入射して光路が偏向され、光プラグ４０の端面を通して光ファイバケーブル４１に入射する。そして、光ファイバケーブル４１を通してセンサユニット１０へ送られる。
【００８７】
一方、センサユニット１０から光ファイバケーブル４１を通して送られてきた信号光は、光プラグ４０の端面から受信用プリズムレンズ５０４に入射する。この受信用プリズムレンズ５０４に入射した送信信号光は、光路が偏向され、受光デバイス５０２の表面に形成された受信用レンズ５１７により集光され、ＰＤ５１５に入射する。ＰＤ５１５に入射した光は光電変換されて電気信号となり、受信用増幅ＩＣ５１３の実装された受信用増幅電気回路基板５１０により増幅され、受信信号として図示しない配線を通して制御部５０に入力される。
【００８８】
次に、この玉検出装置１が通路１１を通過する球体９を検出する動作を、主に図５を参照しながら説明する。
【００８９】
この玉検出装置１では、光送受信モジュール２０の発光デバイス５０１が発生した光Ｌは、光ファイバケーブル４１とその一端をなす第１の光プラグ３９の端面３９ａを通して出射され、プリズムレンズアレイ１７に入射する。プリズムレンズアレイ１７に入射した光Ｌは、透過光Ｌ０と、上流側へ屈折された第１の光Ｌ１と、下流側へ屈折された第２の光Ｌ２とに分岐される。そして、これらの３つの光Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２は、通路１１へ照射される。
【００９０】
ここで、球体９が通路１１のうち第１の光プラグ３９に正対する位置よりも上流側の位置９１に到来した時、第１の光Ｌ１がその位置９１を通過する球体９の中心によって反射される。この反射された光は、フェルマーの原理によって、プリズムレンズアレイ１７、第１の光プラグ３９の端面３９ａ、光ファイバケーブル４１を通して、光送受信モジュール２０に戻る。この光（第１の戻り光）を光送受信モジュール２０の受光デバイス５０２が受けることによって、球体９が検出される。また、球体９が通路１１のうち第１の光プラグ３９に正対する位置９０に到来したとき、透過光Ｌ０がその位置９０を通過する球体９の中心によって反射される。この反射された光は、フェルマーの原理によって、プリズムレンズアレイ１７、第１の光プラグ３９の端面３９ａ、光ファイバケーブル４１を通して、光送受信モジュール２０に戻る。この光（透過の戻り光）を光送受信モジュール２０の受光デバイス５０２が受けることによって、球体９が検出される。また、球体９が通路１１のうち第１の光プラグ３９に正対する位置よりも下流側の位置９２に到来したとき、第２の光Ｌ２がその位置９２を通過する球体９の中心によって反射される。この反射された光は、フェルマーの原理によって、プリズムレンズアレイ１７、第１の光プラグ３９の端面３９ａ、光ファイバケーブル４１を通して、光送受信モジュール２０に戻る。この光（第２の戻り光）を光送受信モジュール２０の受光デバイス５０２が受けることによって、球体９が検出される。
【００９１】
より詳しくは、光送受信モジュール２０の受光デバイス５０２は、第１の戻り光、透過の戻り光、第２の戻り光を受けて、それぞれ直ちに光電変換して、図６中に示すような電気信号Ｉ１，Ｉ０，Ｉ２を発生する。図６の横軸は時間ｔを表し、縦軸は電気信号の強さＩを表している。これらの電気信号Ｉ１，Ｉ０，Ｉ２により、通路１１を通過する球体９が検出される。
【００９２】
このように、通路１１のうち３つの位置９１，９０，９２で球体９が検出される。したがって、通路１１における球体９の通過を確実に検出できる。
【００９３】
しかも、第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とは、プリズムレンズアレイ１７によって、透過光Ｌ０に対して互いに異なる第１の角度θ１、第２の角度θ２で屈折される。したがって、通路１１を球体９が通過しうる２つの向きのうちいずれかの向きに通過するとき、第１の戻り光Ｌ１と透過の戻り光Ｌ０との間の時間差Δｔ１と、透過の戻り光Ｌ０と第２の戻り光Ｌ２との間の時間差Δｔ２とは、それぞれ第１の角度θ１、第２の角度θ２に応じて、互いに異なる。したがって、例えば制御部５０が検知部として働くことによって、光送受信モジュール２０が３つの戻り光を受けるタイミングｔ１，ｔ２，ｔ３に基づいて、第１、第２の戻り光Ｌ１，Ｌ２のうちどちらが最初で、どちらが最後に観測されたかを知ることができる。これにより、通路１１における球体９の通過の向きを検出できる。
【００９４】
ここで、光ファイバケーブル４１を通して伝わる光Ｌは、外部からの電磁波による影響を全く受けない。したがって、この玉検出装置１によれば、通路１１を通過する球体９の検出に際して、外部からの電磁波による誤動作を防止することができる。なお、光送受信モジュール２０は、光ファイバケーブル４１を介して、電磁シールド対策が取られた主基板に配置される。したがって、光送受信モジュール２０が出力する電気信号が、外部からの電磁波によって影響を受けることは、容易に避け得る。
【００９５】
また、この玉検出装置１では、球体９が通路１１のうち上記３つの位置９１，９０，９２に到来した時、通路１１へ照射された光Ｌ１，Ｌ０，Ｌ２が、それぞれ通路１１を通過する球体９の中心によって反射される。したがって、球体９によって反射される光の量が、球体９の中心以外の部分によって反射される場合に比して、大きくなる。この結果、光送受信モジュール２０の受光デバイス５０２が光電変換して得られる電気信号Ｉ１，Ｉ０，Ｉ２の信号／ノイズ（Ｓ／Ｎ）比が大きくなる（なお、球体９が通路１１に存在しないときに光送受信モジュール２０の受光デバイス５０２によって得られる電気信号のレベルをノイズＮとする。）。
【００９６】
光送受信モジュール２０は、デジタルオーディオ用オプティカルインターフェースについて通信方法と光のパワーバジェットを規定した日本電子情報技術産業協会（ＪＥＩＴＡ）規格ＣＰ−１２１２に準拠して構成されているのが望ましい。その場合、光送受信モジュール２０を構成するために、広く普及しているデジタルオーディオ用Ｏ／Ｅ変換機（光から電気信号への変換器）、Ｅ／Ｏ変換機（電気信号から光への変換器）、光分岐機などを用いることができる。また、この玉検出装置１の構成部品の再利用が容易になる。
【００９７】
なお、ＪＥＩＴＡ規格ＣＰ−１２１２では定常光を伝送することができない。このため、光送受信モジュール２０が通路１１を通過する球体９へ向けて照射すべき光を発生し、球体９によって反射された光を受けて光電変換するためには、特開２０１０−０３２２４９号公報で開示されているようなパルス駆動、パルス検知を行うのが望ましい。
【００９８】
図１（Ｂ）は、広く普及している安価な市販品を幾つか用いて構成された一実施形態の玉検出装置１′の概略的な構成を示している。なお、図１（Ａ）中の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を用いている。
【００９９】
この玉検出装置１′は、図１（Ａ）に示した玉検出装置１におけるのと同じセンサユニット１０と、両端にそれぞれ第１の光プラグ３９、第２の光プラグ４０を有する光ファイバケーブル４１とを備えている。光ファイバケーブル４１の第２の光プラグ４０は、市販の光分岐機２５に挿入され、光学的に接続されている。主制御基板５１には、制御部５０と、市販のＥ／Ｏ変換機２１と、市販のＯ／Ｅ変換機２２とが搭載されている。光分岐機２５とＥ／Ｏ変換機２１との間は、両端にそれぞれＦ０５角型コネクタ４２，４３を有する市販の光ファイバケーブル４４によって接続されている。
【０１００】
光分岐機２５としては、例えばパソコン村ケーブル館（ウェブサイトhttp://www.pcmura.jp/cable/optical.htm）で販売されているデジタルオーディオ光角型２分配アダプタを用いることができる。
【０１０１】
光ファイバケーブル４４としては、例えばパソコン村ケーブル館（同サイト）で販売されているデジタルオーディオ光ケーブル（型番ＤＧ−ＢＢ）を用いることができる。
【０１０２】
Ｅ／Ｏ変換機２１としては、例えばシャープ株式会社（ウェブサイトhttp://www.sharp.co.jp/products/device/lineup/selection/opto/audio/diagram.html）で販売されている光送信ユニット（型番GP1FAV30TK0F）を用いることができる。
【０１０３】
Ｏ／Ｅ変換機２２としては、例えばシャープ株式会社（同サイト）で販売されている光受信ユニット（型番GP1FAV30RK0F）を用いることができる。
【０１０４】
このように、光ファイバケーブル４４、光分岐機２５、Ｅ／Ｏ変換機２１、Ｏ／Ｅ変換機２２として、いずれも、広く普及している安価な市販品を使用することができる。したがって、この玉検出装置１′は、容易に安価に構成され得る。
【０１０５】
これに対して、図１（Ａ）の玉検出装置１では、独立した部材の数が比較的少なくなる。すなわち、実質的に、通路部３と光レセプタクル部４とを含むセンサユニット１０と、両端に第１の光プラグ３９、第２の光プラグ４０を有する光ファイバケーブル４１と、光送受信モジュール２０を含む主制御基板５１とだけが、独立した部材となる。したがって、部品点数を少なくすることができ、さらに小型化、低価格化が可能となる。
【０１０６】
以上の実施形態では、デジタルオーディオ用の部品を使うことを考慮して、第１の光プラグ３９、第２の光プラグ４０の円筒部の直径は３．５ｍｍであるものとした。しかしながら、これに限られるものではなく、さらなる小型化のために、第１の光プラグ３９、第２の光プラグ４０の円筒部の直径は２．５ｍｍとしても良い。
【０１０７】
図８（Ｃ）は、第１の光プラグ３９の円筒部の直径を２．５ｍｍとしたときの寸法設計を示している。図８（Ｂ）は、第２の光プラグ４０の円筒部の直径を２．５ｍｍとしたときの寸法設計を示している（同じ物が、例えば特開２００２−１１７９４８号公報に開示されている。）。この図８（Ｂ）の寸法設計をもつ光プラグは、図８（Ａ）に示すＥＩＡＪ規格ＲＣ−５３２５に規定された４極小型単頭プラグ・ジャック規格のプラグの外形と同じ外形を有している。図８（Ｃ）の寸法設計をもつ光プラグは、プラグ頭部に連なる直径２．５ｍｍの外周面の周りに環状の凹溝が形成されている点以外は、図８（Ａ）のプラグの外形と同じ外形を有している。したがって、両端に図８（Ｂ）、図８（Ｃ）の寸法設計をもつ光プラグを有する光ファイバケーブルは容易に作製され得る。また、たとえその光ファイバケーブルがリサイクルのため民生市場に流れて、間違って携帯電話やＩＣレコーダに挿入されても、それらの機器が破損するのを防止できる。
【０１０８】
以上の実施形態では、この発明を、センサユニット１０を備えた玉検出装置１，１′に適用した場合について述べたが、これに限られるものではない。
【０１０９】
例えば図１（Ａ）に示した玉検出装置１において、センサユニット１０の円筒状の通路１１を形成する通路部３を省略して、光レセプタクル部４のみとする。これにより、任意の測定対象物を検出するための反射型ファイバセンサを構成しても良い。具体的には、測定対象物が通過すべき通路に光レセプタクル部４の第１の光プラグ３９の端面３９ａを向けて配置する。そして、第１の光プラグ３９の端面３９ａからの光を、光回折部材としてのプリズムレンズアレイ１７を介して測定対象物に照射する。この照射された光が上記通路を通過する測定対象物によって反射されたとき、その反射された光は、第１の光プラグ３９の端面３９ａ、光ファイバケーブル４１を通して、光送受信モジュール２０に戻る。この戻った光を光送受信モジュール２０が光電変換して電気信号を発生する。この電気信号により、上記測定対象物の通過および通過の向きを検出する。
【０１１０】
このような反射型ファイバセンサによれば、上記通路を通過する測定対象物を安定して検出でき、外部からの電磁波による誤動作を防止でき、第三者による不正な改造を防止でき、しかも小型で安価に構成できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
この発明の玉検出装置および反射型ファイバセンサは、パチンコ遊技盤その他の電子機器に広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１，１′ 玉検出装置
２ 通路部
３ 光レセプタクル部
９ 球体
１０ センサユニット
１１ 通路
２０ 光送受信モジュール
３９ 第１の光プラグ
４０ 第２の光プラグ
４１ 光ファイバケーブル
【技術分野】
【０００１】
この発明は、所定の通路を通過する球体を検出する玉検出装置に関する。上記球体は、典型的には、パチンコ玉のような鋼球を指す。
【０００２】
また、この発明は、所定の通路へ光ファイバからの光を照射し、上記通路を通過する球体からの反射光に基づいて上記球体の通過を検出する反射型ファイバセンサに関する。
【０００３】
また、この発明は、そのような玉検出装置または反射型ファイバセンサを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００４】
従来から、パチンコ遊技盤において入賞口に入ったパチンコ玉を検出するために、あるいはパチンコ玉計数装置においてパチンコ玉の数を計数するために、所定の通路（孔）を通過する球体を検出するセンサが知られている。
【０００５】
その種のセンサの代表的なものとしては、特許文献１（特開平８−１０３８８号公報）に開示されているように、上記通路内にレバーを配置し、上記通路を通過する球体が上記レバーに接触したことを検出するメカニカル方式のものが知られている。また、特許文献２（特開２００２−２３９１６９号公報）に開示されているように、上記通路の周りにコイルを配置して磁界を形成し、上記通路を通過する球体とその磁界との電磁作用を検出（非接触検出）する磁気方式のものが知られている。さらには、特許文献３（特開２０１０−１６７０４６号公報）や特許文献４（特開２０００−１０２６４８号公報）に開示されているように、上記通路を通過する球体へ光を照射し、上記通路を通過する球体による光の反射や透過の変化を検出（非接触検出）する光学方式のものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１０３８８号公報
【特許文献２】特開２００２−２３９１６９号公報
【特許文献３】特開２０１０−１６７０４６号公報
【特許文献４】特開２０００−１０２６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、パチンコ遊技では、例えば遊技盤の外部から電波発信機を用いて電磁波を送信して、上記通路を球体が通過したと誤判定をさせるような不正行為（ゴト行為という表現をすることもある）が行われることがある。このため、上記各特許文献では、それぞれ不正な電磁波を回避する対策が提案されている。しかし、特許文献１（特開平８−１０３８８号公報）、特許文献２（特開２００２−２３９１６９号公報）、特許文献３（特開２０１０−１６７０４６号公報）では、上記センサの出力を、電気信号として制御基板に伝えている。このため、最近の不正な電磁波の出力増大に伴って、上記センサと制御基板とを接続した電線束（ハーネスと呼ばれる）上で電気信号が影響を受ける可能性が生じている。一方、特許文献４（特開２０００−１０２６４８号）では、上記センサと制御基板とを光ファイバで接続して、上記センサの出力を光信号として制御基板に伝える提案がなされている。これにより、外部からの電磁波による誤動作を防止することができる。
【０００８】
しかしながら、特許文献４（特開２０００−１０２６４８号）には、パチンコ玉通過孔を有するケース（以下「センサユニット」という。）に対して光ファイバをどのようにして取り付けるのか、具体的な開示がない。上記センサユニットに対して光ファイバの端部が取り付けられず、浮いているような状態では、光ファイバが容易に脱離するため、安定した検出を行うことができない。また、上記センサユニットから上記光ファイバを取り外すことによって行われる第三者による不正な改造が容易になる。
【０００９】
ここで、例えば上記光ファイバとして市販の安価なデジタルオーディオ用のプラスチック光ファイバ（直径１ｍｍ）を用い、上記センサユニットに対して、ロック機構を持つ市販の光レセプタクルのうち最も薄いＳＭＩ（Small Multimedia Interface）コネクタを取り付けるものとする。この場合、ＳＭＩコネクタの厚みは１１．４ｍｍであるから、例えば本出願人によって販売されている検出センサ（型番ＧＰ２Ａ２２２ＨＣＫＡ）の厚み６ｍｍに比して、厚みが厚くなり過ぎる。一方、ロック機構を持たない市販の光レセプタクルとして事実上の業界標準となっている厚み５．８ｍｍのＯＭＪ（Optical Mini Jack）コネクタを用い、このＯＭＪコネクタの外側に上記光ファイバを取り付けるためのフックなどを設けると、結果的に大型化してしまう。
【００１０】
また、特許文献４（特開２０００−１０２６４８号）では、上記センサユニット１個に対して光ファイバを２本配しているため、さらに大型化してしまう。
【００１１】
特に最近では、パチンコ遊技を面白くするために、パチンコ遊技盤上で入賞口が増設され、それに比例してセンサの配設数が増える傾向がある。このため、パチンコ遊技盤の裏側では、増設されたセンサの存在によって、液晶表示装置等の他部材を配設するための空間が狭められている。この観点から、センサユニット自体の厚みを薄くし、小型化することが強く望まれている。
【００１２】
そこで、この発明の課題は、所定の通路を通過する球体を安定して検出でき、外部からの電磁波による誤動作を防止でき、第三者による不正な改造を防止でき、しかも小型で安価に構成できる玉検出装置を提供することにある。
【００１３】
また、この発明の課題は、所定の通路へ光ファイバからの光を照射し、上記通路を通過する球体からの反射光に基づいて上記球体の通過を検出する反射型ファイバセンサであって、上記通路を通過する球体を安定して検出でき、外部からの電磁波による誤動作を防止でき、第三者による不正な改造を防止でき、しかも小型で安価に構成できるものを提供することにある。
【００１４】
また、この発明の課題は、そのような玉検出装置または反射型ファイバセンサを備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、この発明の玉検出装置は、
球体が通過すべき円筒状の通路を形成する通路部と、
上記通路部と一体に形成され、光ファイバの一端をなす第１の光プラグが挿入されるべきジャック穴を有する光レセプタクル部と、
上記光レセプタクル部の上記ジャック穴に、上記第１の光プラグが挿入された１本の光ファイバとを備え、上記第１の光プラグの端面は上記通路に面した位置にあり、
上記光レセプタクル部内に、上記第１の光プラグの脱離を禁止するロック機構が収容され、上記ロック機構は、根元が上記光レセプタクル部内に取り付けられ、かつ先端部が上記第１の光プラグの外周に係合する細長い部材からなり、
上記光ファイバの上記一端とは反対側の他端に、上記通路を通過する球体へ向けて照射すべき光を発生する一方、上記球体によって反射された光を受けて光電変換する光送受信部が光学的に直接又は間接的に接続されていることを特徴とする。
【００１６】
ここで、光学的に「直接」接続されているとは、光分岐手段や別の光ファイバなどを介さず「面している」ことを指す。光学的に「間接的に」接続されているとは、光分岐手段や別の光ファイバなどを介して接続されている場合を指す。
【００１７】
この発明の玉検出装置では、上記光送受信部が発生した光は、上記光ファイバとその一端をなす第１の光プラグの端面を通して、上記通路へ照射される。この照射された光が上記通路を通過する球体によって反射されたとき、その反射された光は、上記第１の光プラグの端面、上記光ファイバを通して、上記光送受信部に戻る。この戻った光を光送受信部が光電変換して電気信号を発生する。この電気信号により、上記通路を通過する球体が検出される。
【００１８】
ここで、上記光ファイバを通して伝わる光は、外部からの電磁波による影響を全く受けない。したがって、この発明の玉検出装置によれば、上記通路を通過する球体の検出に際して、外部からの電磁波による誤動作を防止することができる。なお、上記光送受信部は、上記光ファイバを介して、電磁シールド対策が取られた主基板に配置される。したがって、上記光送受信部が出力する電気信号が、外部からの電磁波によって影響を受けることは、容易に避け得る。
【００１９】
また、この発明の玉検出装置では、上記ロック機構によって、上記光レセプタクル部から上記第１の光プラグが脱離するのが禁止される。したがって、上記通路を通過する球体の検出が安定して行われる。また、上記光レセプタクル部から上記第１の光プラグ（光ファイバ）を取り外すことによって行われる第三者による不正な改造を防止できる。
【００２０】
また、上記ロック機構は、根元が上記光レセプタクル部内に取り付けられ、かつ先端部が上記第１の光プラグの外周に係合する細長い部材からなるので、上記光レセプタクル部の容積が増大するのを避けることができる。したがって、上記光レセプタクル部の厚みを薄くし、小型化することができ、この結果、この玉検出装置を小型化できる。また、上記ロック機構の材料は、特に高価な材料を必要としない。したがって、この玉検出装置は安価に構成され得る。
【００２１】
一実施形態の玉検出装置では、
上記光送受信部は、上記通路を通過する球体へ向けて照射すべき光を発生する発光素子と、上記球体によって反射された光を受ける受光素子とを一体に備え、
上記発光素子と上記受光素子は、共通に、上記光ファイバの上記他端をなす第２の光プラグに面していることを特徴とする。
【００２２】
この一実施形態の玉検出装置では、独立した部材の数が比較的少なくなる。すなわち、実質的に、上記通路部と上記光レセプタクル部とを含むセンサユニットと、両端に第１の光プラグ、第２の光プラグを有する光ファイバと、上記光送受信部とだけが、独立した部材となる。したがって、部品点数を少なくすることができ、さらに小型化、低価格化が可能となる。
【００２３】
一実施形態の玉検出装置では、
上記光ファイバの上記他端に、上記光ファイバとは別の２本の光ファイバの一端をそれぞれ光学的に接続する光分岐機と、
上記２本の光ファイバのうち一方の光ファイバの上記一端と反対側の他端に光学的に接続された、上記通路を通過する球体へ向けて照射すべき光を発生する発光素子と、
上記２本の光ファイバのうち他方の光ファイバの上記一端と反対側の他端に光学的に接続された、上記球体によって反射された光を受ける受光素子とを備えたことを特徴とする。
【００２４】
この一実施形態の玉検出装置では、上記光ファイバ、光分岐機、発光素子、受光素子として、いずれも、広く普及している安価な市販品を使用することができる。したがって、この玉検出装置は、容易に安価に構成され得る。
【００２５】
一実施形態の玉検出装置では、
上記通路は上記球体の直径に対応した内径をもち、
上記第１の光プラグの光軸が上記通路の中心軸に直交していることを特徴とする。
【００２６】
この一実施形態の玉検出装置では、上記球体が上記通路のうち上記第１の光プラグに面する位置に到来した時、上記第１の光プラグの端面を通して上記通路へ照射された光が、上記通路を通過する球体の中心によって反射される。したがって、上記球体によって反射される光の量が、上記球体の中心以外の部分によって反射される場合に比して、大きくなる。この結果、光送受信部（特に受光素子）が光電変換して得られる電気信号の信号／ノイズ（Ｓ／Ｎ）比が大きくなる（なお、上記球体が上記通路に存在しないときに上記光送受信部によって得られる電気信号のレベルをノイズとする。）。
【００２７】
一実施形態の玉検出装置では、
上記第１の光プラグは、日本電子機械工業会規格ＲＣ−５７２０Ｂに規定されたプラグにおいてプラグ頭部に連なる直径３．５ｍｍの外周面の周りに環状の凹溝を形成してなる外形を有し、
上記ロック機構を構成する上記細長い部材は、先端部が上記第１の光プラグの上記凹溝に係合した板ばねであることを特徴とする。
【００２８】
この一実施形態の玉検出装置では、組み立て時に、上記光レセプタクル部の上記ジャック穴に上記第１の光プラグを挿入するとき、上記板ばねの先端部が撓んで、上記第１の光プラグの挿入を許す。上記第１の光プラグの端面が上記通路に面した位置に来たとき、上記板ばねの先端部が上記第１の光プラグの上記凹溝に係合する。これにより、上記光レセプタクル部に上記第１の光プラグが容易に装着される。上記凹溝はレ断面の溝でも良い。
【００２９】
ここで、上記第１の光プラグは、日本電子機械工業会（ＥＩＡＪ）規格ＲＣ−５７２０Ｂに規定されたプラグにおいてプラグ頭部に連なる直径３．５ｍｍの外周面の周りに環状の凹溝を形成してなる外形を有する。したがって、この第１の光プラグを有する光ファイバは容易に作製され得る。また、たとえ上記光ファイバがリサイクルのため民生市場に流れて、上記第１の光プラグが間違ってデジタルオーディオ機器に挿入されても、そのオーディオ機器が破損するのを防止できる。また、上記光ファイバは、光デジタルオーディオのためのケーブルとして再利用することができる。
【００３０】
一実施形態の玉検出装置では、
上記第１の光プラグは、日本電子機械工業会規格ＲＣ−５３２５に規定されたプラグにおいてプラグ頭部に連なる直径２．５ｍｍの外周面の周りに環状の凹溝を形成してなる外形を有し、
上記ロック機構を構成する上記細長い部材は、先端部が上記第１の光プラグの上記凹溝に係合していることを特徴とする。
【００３１】
この一実施形態の玉検出装置では、組み立て時に、上記光レセプタクル部の上記ジャック穴に上記第１の光プラグを挿入するとき、上記板ばねの先端部が撓んで、上記第１の光プラグの挿入を許す。上記第１の光プラグの端面が上記通路に面した位置に来たとき、上記板ばねの先端部が上記第１の光プラグの上記凹溝に係合する。これにより、上記光レセプタクル部に上記第１の光プラグが容易に装着される。上記凹溝はレ断面の溝でも良い。
【００３２】
ここで、上記第１の光プラグは、日本電子機械工業会（ＥＩＡＪ）規格ＲＣ−５３２５に規定されたプラグにおいてプラグ頭部に連なる直径２．５ｍｍの外周面の周りに環状の凹溝を形成してなる外形を有する。したがって、この第１の光プラグを有する光ファイバは容易に作製され得る。また、たとえ上記光ファイバがリサイクルのため民生市場に流れて、上記第１の光プラグが間違って携帯電話やＩＣレコーダに挿入されても、それらの機器が破損するのを防止できる。また、上記第１の光プラグの外周面の直径が２．５ｍｍであるから、前述の直径３．５ｍｍの場合に比して、上記光レセプタクル部の厚みを薄くして小型化することが可能となる。
【００３３】
一実施形態の玉検出装置では、
上記通路部または上記光レセプタクル部内で、上記通路と上記第１の光プラグの端面との間の位置に設けられた光分岐部材を備え、
上記光分岐部材は、上記第１の光プラグの端面から入射した光を、上記第１の光プラグの光軸に沿った向きの透過光と、上記通路の中心軸と上記第１の光プラグの光軸とを含む平面内で上記透過光の向きよりも上流側へ第１の角度だけ屈折された第１の光と、上記平面内で上記透過光の向きよりも下流側へ上記第１の角度とは異なる第２の角度だけ屈折された第２の光とに分岐することを特徴とする。
【００３４】
ここで、「上流側」、「下流側」とは、上記通路を上記球体が通過する向きを基準にして規定されている。
【００３５】
この一実施形態の玉検出装置では、上記球体が上記通路のうち上記第１の光プラグに正対する位置よりも上流側の位置に到来した時、上記第１の光がその位置を通過する球体の中心によって反射される。この反射された光は、フェルマーの原理によって、上記光分岐部材、上記第１の光プラグの端面、上記光ファイバを通して、上記光送受信部に戻る。この光（第１の戻り光）によって、上記球体が検出される。また、上記球体が上記通路のうち上記第１の光プラグに正対する位置に到来したとき、上記透過光がその位置を通過する球体の中心によって反射される。この反射された光は、フェルマーの原理によって、上記光分岐部材、上記第１の光プラグの端面、上記光ファイバを通して、上記光送受信部に戻る。この光（透過の戻り光）によって、上記球体が検出される。また、上記球体が上記通路のうち上記第１の光プラグに正対する位置よりも下流側の位置に到来したとき、上記第２の光がその位置を通過する球体の中心によって反射される。この反射された光は、フェルマーの原理によって、上記光分岐部材、上記第１の光プラグの端面、上記光ファイバを通して、上記光送受信部に戻る。この光（第２の戻り光）によって、上記球体が検出される。
【００３６】
このように、上記通路のうち３つの位置で上記球体が検出される。したがって、上記通路における上記球体の通過を確実に検出できる。
【００３７】
しかも、上記第１の光と上記第２の光とは、上記光分岐部材によって、上記透過光に対して互いに異なる第１の角度、第２の角度で屈折される。したがって、上記通路を上記球体が通過しうる２つの向きのうちいずれかの向きに通過するとき、上記第１の戻り光と上記透過の戻り光との間の時間差と、上記透過の戻り光と上記第２の戻り光との間の時間差とは、それぞれ上記第１の角度、第２の角度に応じて、互いに異なる。したがって、上記光送受信部が上記３つの戻り光を受けるタイミングに基づいて、上記第１、第２の戻り光のうちどちらが最初で、どちらが最後に観測されたかを知ることができる。これにより、上記通路における上記球体の通過の向きを検出できる。
【００３８】
一実施形態の玉検出装置では、上記光分岐部材からの上記第１の光、透過光、第２の光がそれぞれ上記通路を通過する球体によって反射され、それらの反射された３つの光が上記光分岐部材、上記光ファイバを通して上記光送受信部に戻ったとき、上記光送受信部が上記３つの光を受けるタイミングに基づいて、上記通路における上記球体の通過の向きを検知する検知部を備えたことを特徴とする。
【００３９】
この一実施形態の玉検出装置では、上記光送受信部が上記３つの光（第１の戻り光、透過の戻り光、第２の戻り光）を受けるタイミングに基づいて、検知部が上記通路における上記球体の通過の向きを検知する。したがって、上記通路を上記球体が本来通過すべき向きと逆向きに通過させるような不正行為を防止できる。また、この玉検出装置の用途を拡げることができる。上では屈折型の分岐素子を例にしたが回折型の分岐素子（回折格子やホログラム）を用いても良い。
【００４０】
なお、このような検知部は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）とそれを動作させるソフトウェア（コンピュータプログラム）によって構成され得る。
【００４１】
一実施形態の玉検出装置では、上記光送受信部は、日本電子情報技術産業協会規格ＣＰ−１２１２に準拠して構成されていることを特徴とする。
【００４２】
この一実施形態の玉検出装置では、上記光送受信部は、デジタルオーディオ用オプティカルインターフェースについて通信方法と光のパワーバジェットを規定した日本電子情報技術産業協会（ＪＥＩＴＡ）規格ＣＰ−１２１２に準拠して構成されている。したがって、上記光送受信部を構成するために、広く普及しているデジタルオーディオ用Ｏ／Ｅ変換機、Ｅ／Ｏ変換機、光分岐機などを用いることができる。また、この玉検出装置の構成部品の再利用が容易になる。
【００４３】
なお、ＪＥＩＴＡ規格ＣＰ−１２１２では定常光を伝送することができない。このため、上記光送受信部が上記通路を通過する球体へ向けて照射すべき光を発生し、上記球体によって反射された光を受けて光電変換するためには、特開２０１０−０３２２４９号公報で開示されているようなパルス駆動、パルス検知を行うのが望ましい。
【００４４】
この発明の反射型ファイバセンサは、
測定対象物が通過すべき通路に面して配置され、光ファイバの一端をなす第１の光プラグが挿入されるべきジャック穴を有する光レセプタクル部と、
上記光レセプタクル部の上記ジャック穴に、上記第１の光プラグが挿入された１本の光ファイバとを備え、上記第１の光プラグの端面は上記通路に面した位置にあり、
上記光レセプタクル部内に、上記第１の光プラグの脱離を禁止するロック機構が収容され、上記ロック機構は、根元が上記光レセプタクル部内に取り付けられ、かつ先端部が上記第１の光プラグの外周に係合する細長い部材からなり、
上記光ファイバの上記一端とは反対側の他端に、上記通路を通過する測定対象物へ向けて照射すべき光を発生する一方、上記測定対象物によって反射された光を受けて光電変換する光送受信部が光学的に直接又は間接的に接続されていることを特徴とする反射型ファイバセンサ。
【００４５】
この発明の反射型ファイバセンサでは、上記光送受信部が発生した光は、上記光ファイバとその一端をなす第１の光プラグの端面を通して、上記通路へ照射される。この照射された光が上記通路を通過する測定対象物によって反射されたとき、その反射された光は、上記第１の光プラグの端面、上記光ファイバを通して、上記光送受信部に戻る。この戻った光を光送受信部が光電変換して電気信号を発生する。この電気信号により、上記通路を通過する測定対象物が検出される。
【００４６】
ここで、上記光ファイバを通して伝わる光は、外部からの電磁波による影響を全く受けない。したがって、この発明の反射型ファイバセンサによれば、上記通路を通過する測定対象物の検出に際して、外部からの電磁波による誤動作を防止することができる。なお、上記光送受信部は、上記光ファイバを介して、電磁シールド対策が取られた主基板に配置される。したがって、上記光送受信部が出力する電気信号が、外部からの電磁波によって影響を受けることは、容易に避け得る。
【００４７】
また、この発明の反射型ファイバセンサでは、上記ロック機構によって、上記光レセプタクル部から上記第１の光プラグが脱離するのが禁止される。したがって、上記通路を通過する測定対象物の検出が安定して行われる。また、上記光レセプタクル部から上記第１の光プラグ（光ファイバ）を取り外すことによって行われる第三者による不正な改造を防止できる。
【００４８】
また、上記ロック機構は、根元が上記光レセプタクル部内に取り付けられ、かつ先端部が上記第１の光プラグの外周に係合する細長い部材からなるので、上記光レセプタクル部の容積が増大するのを避けることができる。したがって、上記光レセプタクル部の厚みを薄くし、小型化することができ、この結果、この反射型ファイバセンサを小型化できる。また、上記ロック機構の材料は、特に高価な材料を必要としない。したがって、この反射型ファイバセンサは安価に構成され得る。
【００４９】
この発明の電子機器は、上記玉検出装置または上記反射型ファイバセンサを備える。
【００５０】
この発明の電子機器によれば、上記玉検出装置または上記反射型ファイバセンサによる利点を有することができる。
【発明の効果】
【００５１】
以上より明らかなように、この発明の玉検出装置によれば、所定の通路を通過する球体を安定して検出でき、外部からの電磁波による誤動作を防止でき、第三者による不正な改造を防止でき、しかも小型で安価に構成できる。
【００５２】
また、この発明の反射型ファイバセンサによれば、上記通路を通過する測定対象物を安定して検出でき、外部からの電磁波による誤動作を防止でき、第三者による不正な改造を防止でき、しかも小型で安価に構成できる。
【００５３】
また、この発明の電子機器によれば、上記玉検出装置または上記反射型ファイバセンサによる利点を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態の玉検出装置の概略的な構成を示す図である。（Ｂ）はこの発明の別の実施形態の玉検出装置の概略的な構成を示す図である
【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は、上記玉検出装置を構成するセンサユニットの構成を示す図である。
【図３】（Ａ）は上記センサユニットに含まれたプリズムレンズアレイの構成を示す図である。（Ｂ）は上記プリズムレンズアレイによって分岐された３つの光を示す図である。
【図４】上記玉検出装置を構成する光送受信モジュールの構成を示す図である。
【図５】上記玉検出装置が球体を検出する動作を説明する図である。
【図６】上記玉検出装置によって検出される信号を示す図である。
【図７】（Ａ）は上記玉検出装置を構成する光ファイバが一端に有する第１の光プラグの構成を示す図である。（Ｂ）は上記玉検出装置を構成する光ファイバが他端に有する第２の光プラグの構成を示す図である。
【図８】（Ａ）はＥＩＡＪ規格ＲＣ−５３２５に規定された４極小型単頭プラグ・ジャック規格のプラグの寸法設計を示す図である。（Ｂ）は上記第２の光プラグの円筒部の直径を２．５ｍｍとしたときの寸法設計を示す図である。（Ｃ）は上記第１の光プラグの円筒部の直径を２．５ｍｍとしたときの寸法設計を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００５６】
図１（Ａ）は、この発明の一実施形態の玉検出装置１の概略的な構成を示している。
【００５７】
この玉検出装置１は、球体（この例ではパチンコ玉）が通過すべき通路１１を有するセンサユニット１０と、両端にそれぞれ第１の光プラグ３９、第２の光プラグ４０を有する光ファイバとしての光ファイバケーブル４１と、光送受信部としての光送受信モジュール２０と、制御部５０とを備えている。上記光送受信モジュール２０と制御部５０とは、主制御基板５１に搭載されている。
【００５８】
制御部５０は、この例ではＣＰＵ（中央演算処理装置）とそれを動作させるソフトウェア（コンピュータプログラム）によって構成されており、この玉検出装置１の動作全体を制御する。
【００５９】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、それぞれ上記光ファイバケーブル４１が一端に有する第１の光プラグ３９、光ファイバケーブル４１が他端に有する第２の光プラグ４０の構成を示している（斜線を施した部分は絶縁材料からなることを示し、白地の部分は金属材料からなることを示している。）。
【００６０】
図７（Ｂ）に示す第２の光プラグ４０は、日本電子機械工業会（ＥＩＡＪ）規格ＲＣ−５７２０Ｂに規定された直径３．５ｍｍの光プラグである。具体的には、第２の光プラグ４０は、平坦な端面４０ａと、端面４０ａから遠ざかるにつれて次第に外径が大きくなる部分４０ｂと、端面４０ａから遠ざかるにつれて次第に外径が小さくなる部分４０ｃと、端面４０ａから遠ざかるにつれて急激に外径が大きくなるスカート部４０ｄと、直径３．５ｍｍの一定の外径をもつ円筒部４０ｅ，４０ｇと、その円筒部４０ｅ，４０ｇの外径よりも大きい一定の外径をもつツマミ部４０ｈとを、順に備えている。端面４０ａ側の２つの部分４０ｂ，４０ｃによってプラグ頭部が構成されている。ツマミ部４０ｈの端面４０ｈ１は、このプラグを挿入する際のストッパーとして働く。
【００６１】
図７（Ａ）から分かるように、第１の光プラグ３９は、第２の光プラグ４０（すなわちＥＩＡＪ規格ＲＣ−５７２０Ｂに規定されたプラグ）においてプラグ頭部に連なる直径３．５ｍｍの外周面の周りに環状の凹溝３９ｆを形成してなる外形を有する。具体的には、第１の光プラグ３９は、平坦な端面３９ａと、端面３９ａから遠ざかるにつれて次第に外径が大きくなる部分３９ｂと、端面３９ａから遠ざかるにつれて次第に外径が小さくなる部分３９ｃと、端面３９ａから遠ざかるにつれて急激に外径が大きくなるスカート部３９ｄと、直径３．５ｍｍの一定の外径をもつ円筒部３９ｅと、直径３．５ｍｍよりも小さい一定の外径をもつ凹溝３９ｆと、直径３．５ｍｍの一定の外径をもつ円筒部３９ｇと、その円筒部３９ｇの外径よりも大きい一定の外径をもつツマミ部４０ｈとを、順に備えている。光軸４１ｃに沿った方向に関して、第１の光プラグ３９の円筒部３９ｅと凹溝３９ｆとを併せた寸法は、第２の光プラグ４０の円筒部４０ｇの寸法と等しい。端面３９ａ側の２つの部分３９ｂ，３９ｃによってプラグ頭部が構成されている。ツマミ部３９ｈの端面３９ｈ１は、このプラグを挿入する際のストッパーとして働く。
【００６２】
このように、第１の光プラグ３９の外形は、第２の光プラグ４０（すなわちＥＩＡＪ規格ＲＣ−５７２０Ｂに規定されたプラグ）の外形に対して、プラグ頭部に連なる直径３．５ｍｍの外周面の周りに環状の凹溝３９ｆを形成した点のみが異なっている。この凹溝３９ｆは、デジタルオーディオ用光ミニジャックの電極が接触しない位置にある。したがって、この第１の光プラグ３９、第２の光プラグ４０を有する光ファイバケーブル４１は容易に作製され得る。また、たとえ光ファイバケーブル４１がリサイクルのため民生市場に流れて、第１の光プラグ３９間違ってデジタルオーディオ機器に挿入されても、そのオーディオ機器が破損するのを防止できる。また、第１の光プラグ３９は、第２の光プラグ４０を有する光ファイバケーブル４１は、光デジタルオーディオのためのケーブルとして再利用することができる。
【００６３】
図２（Ａ）は、図１中に示したセンサユニット１０の内部を分解状態で示している。このセンサユニット１０は、円筒状の通路１１を規定する通路部３と、第１の光プラグ３９を受ける光レセプタクル部４とを、互いに隣接するように一体に樹脂成形してなるケース２を備えている。また、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）は、このセンサユニット１０の通路部３、光レセプタクル部４を外部から見たところを示している。図２（Ｄ）は、このセンサユニット１０を側方から見たところを示している。図２（Ｅ）は、光レセプタクル部４に取り付けられる上蓋５を示している。
【００６４】
これらの図から分かるように、ケース２は、全体として偏平な略直方体状の外形を有している。通路部３の、光レセプタクル部４から遠い側のコーナー部の１つには、ケース２の向き（表裏など）を明確に示すための切り欠き３ａが形成されている。
【００６５】
図２（Ａ）によって分かるように、通路部３は通路１１を形成する枠状に構成されている。通路部３が規定する通路１１は、球体としてのパチンコ玉の直径に対応した内径ＩＤを有している。より詳しくは、通路１１の内径ＩＤは、パチンコ玉が容易に通過できるように、パチンコ玉の直径よりも若干大きく設定されている。
【００６６】
光レセプタクル部４は、通路部３から遠い側に形成された端板部４ａと、図２（Ａ）の紙面に沿った底板部４ｂと、図２（Ａ）において左右一対の側板部４ｃ，４ｄとを有している。
【００６７】
側板部４ｃ，４ｄの外面には、それぞれ爪８Ａ，８Ｂが形成されている。これらの爪８Ａ，８Ｂは、図２（Ｅ）に示す上蓋５に形成された係合溝８Ａ，８Ｂと係合するようになっている。センサユニット１０の完成状態では、光レセプタクル部４に上蓋５が取り付けられて閉じられる。光レセプタクル部４と上蓋５とは爪８Ａ，８Ｂと係合溝８Ａ，８Ｂとの係合によって強固に取り付けられるので、光レセプタクル部４から上蓋５が容易に外れることはない。
【００６８】
端板部４ａは、光ファイバケーブル４１の一端をなす第１の光プラグ３９が挿入された円筒状のジャック穴１９と、後述するピン挿入穴１３とを有している。ジャック穴１９の内径は、第１の光プラグ３９が容易に挿入されるように、第１の光プラグ３９の円筒部３９ｇの外径よりも若干大きく設定されている。
【００６９】
底板部４ｂは、通路部３に近い位置に、第１の光プラグ３９を受けるように板面から突起した受け部１６を有している。受け部１６は、第１の光プラグ３９の頭部（部分３９ｂ）の外形に対応したテーパー面をもつ貫通穴１６ａを有している。
【００７０】
また、底板部４ｂは、図２（Ａ）において第１の光プラグ３９の左方に配置された細長い位置決め用の板ばね１４を有している。この板ばね１４は、直線状に延びる根元部１４ｃと、この根元部１４ｃに対して屈曲して連なり直線状に延びる傾斜部１４ｂと、この傾斜部１４ｂの先端側に連なり円弧状に湾曲した湾曲部１４ａとからなっている。板ばね１４の根元部１４ｃは、底板部４ｂの板面から突起したリブ６Ａ，６Ｂによって２箇所で挟持されている。これにより、板ばね１４の根元部１４ｃが底板部４ｂに取り付けられている。
【００７１】
また、底板部４ｂは、図２（Ａ）において第１の光プラグ３９の右方に配置された細長いロック用の板ばね１５を有している。この板ばね１５は、ジャック穴１９の中心軸（実質的に第１の光プラグ３９の光軸４１ｃに一致している）に対して略４５°に傾斜して直線状に延在している。板ばね１５の根元部１５ｂは、底板部４ｂの板面から突起したリブ７Ｂによって挟持されている。さらに、根元部１５ｂの端部は、底板部４ｂの板面から突起したリブ７Ａに当接され、係止されている。これにより、板ばね１５の根元部１５ｂが底板部４ｂに取り付けられている。板ばね１５の先端部１５ａは、第１の光プラグ３９の外周に形成された凹溝３９ｆに挿入されて係合している。また、板ばね１５の先端部１５ａの、第１の光プラグ３９に向いた側の面は、底板部４ｂの板面から突起したリブ７Ｃに当接している。これにより、板ばね１５は、リブ７Ｂを支点として、先端部１５ａが第１の光プラグ３９から離れる向きに容易に撓むことができる一方、その反対にリブ７Ｃへ向かう向きには、ばね強度が高くなって殆ど撓まない。これにより、板ばね１５とリブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃは、第１の光プラグ３９の脱離を禁止するロック機構を構成している。
【００７２】
玉検出装置１の組み立て段階で、光レセプタクル部４のジャック穴１９に第１の光プラグ３９が挿入されるとき、板ばね１４の湾曲部１４ａは、第１の光プラグ３９の頭部のうち端面３９ａに近い部分３９ｂに当接されて撓み、通過を許す。その部分３９ｂが湾曲部１４ａを通過し、受け部１６の貫通穴１６ａに嵌合する。このとき、第１の光プラグ３９のツマミ部３９ｈの端面３９ｈ１が端板部４ａに当接して、第１の光プラグ３９の挿入が止まる。この挿入が完了した状態では、板ばね１４の湾曲部１４ａは、第１の光プラグ３９の頭部のうち端面３９ａが遠い部分３９ｃに当接して、この部分３９ｃを板ばね１４の復元力によって押圧する。これにより、第１の光プラグ３９の頭部が径方向および光軸方向に位置決めされる。また、第１の光プラグ３９の円筒部３９ｇはジャック穴１９によって径方向に位置決めされる。この状態では、第１の光プラグ３９の端面３９ａは通路１１に面しており、第１の光プラグ３９の光軸４１ｃは通路１１の中心軸１１ｃ（後述の図５参照）に直交している。
【００７３】
上記位置決め用の板ばね１４による位置決めと並行して、上記ロック用の板ばね１５によるロックも行われる。すなわち、光レセプタクル部４のジャック穴１９に第１の光プラグ３９が挿入されるとき、板ばね１５は、第１の光プラグ３９の頭部３９ｂ，３９ｃ、スカート部３９ｄ、円筒部３９ｅに順次当接されて、先端部１５ａがリブ７Ｃから離れる向きに撓み、それらの通過を許す。第１の光プラグ３９の挿入が止まる。この挿入が完了した状態では、図２（Ａ）に示したように、板ばね１５の先端部１５ａは、第１の光プラグ３９の外周に形成された凹溝３９ｆに挿入されて円筒部３９ｅの端面３９ｅ１と係合する。この状態では、たとえ人が光レセプタクル部４から第１の光プラグ３９を抜こうとしても、板ばね１５の先端部１５ａがリブ７Ｃへ向かう向きには殆ど撓まない。また、板ばね１５の先端部１５ａが円筒部３９ｅの端面３９ｅ１に押されたとしても、リブ７Ａのお蔭で、板ばね１５が先端部１５ａから根元部１５ｂへ向かう向きにスライドすることも無い。したがって、上記ロック機構によって、光レセプタクル部４から第１の光プラグ３９が脱離するのが禁止される。したがって、通路１１を通過する球体の検出（後述する）が安定して行われる。また、光レセプタクル部４から第１の光プラグ３９（光ファイバケーブル４１）を取り外すことによって行われる第三者による不正な改造を防止できる。
【００７４】
また、板ばね１５の先端部１５ａは、第１の光プラグ３９の凹溝３９ｆの壁面３９ｆ１、つまり固い金属部分に当接するので、第１の光プラグ３９の耐久性が見込める。
【００７５】
既述のように、端板部４ａには、ジャック穴１９に加えて、ピン挿入穴１３が設けられている。ピン挿入穴１３は、板ばね１５の略中央部に面して配置されている。人が外部からピン挿入穴１３を通して図示しないピンを挿入すると、ピンの先端が板ばね１５の略中央部に当接して、板ばね１５は、先端部１５ａが第１の光プラグ３９から離れる向きに撓む。これにより、板ばね１５の先端部１５ａが第１の光プラグ３９の凹溝３９ｆから離脱する。第１の光プラグ３９のロックが解除される。
【００７６】
なお、図２（Ａ）を見て分かるように、光レセプタクル部４には底板部４ｂに沿った面方向に関して残されたスペースがあるので、ピン挿入穴１３の代わりに、光レセプタクル部４内にロックを解除するためのボタンを設けても良い。
【００７７】
図５は、センサユニット１０の構造を、通路１１の中心軸１１ｃと第１の光プラグ３９の光軸４１ｃとを含む平面（センサユニット１０の縦断面）において模式的に示している。この図５によって良く分かるように、センサユニット１０内で、通路１１と第１の光プラグ３９の端面３９ａとの間の位置に、光分岐部材としてのプリズムレンズアレイ１７が搭載されている。このプリズムレンズアレイ１７は、第１の光プラグ３９の端面３９ａから入射した光Ｌを、３つの光Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２に分岐する。この種のプリズムレンズアレイ１７自体は、液晶ＴＶ（テレビ受像機）のバックライトの指向性変更のために、広く用いられている。
【００７８】
具体的には、このプリズムレンズアレイ１７は、図３（Ａ）（図５と同じ平面における拡大図）に示すように、台形状の断面をもつ複数のプリズム１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅ，…を、通路１１の中心軸１１ｃに沿った方向に例えばピッチ１００μｍで密に並べた態様に構成されている。各プリズム１７Ａ，１７Ｂ，…は、互いに平行な２つの面７０，７３と、それらの２つの面７０，７３を結ぶ２つの斜面７１，７２とを有し、図３（Ａ）の平面（紙面）に対して垂直に延在している。ここで、２つの面７０，７３に対する第１の斜面７１の角度と第２の斜面７２の角度とは、互いに異なっている。これにより、各プリズム１７Ａ，１７Ｂ，…は、第１の光プラグ３９の端面３９ａから入射した光Ｌを、第１の光プラグ３９の光軸４１ｃに沿った向きの透過光Ｌ０と、この図３（Ａ）の平面内で透過光Ｌ０の向きよりも上流側へ第１の角度θ１だけ屈折された第１の光Ｌ１と、この図３（Ａ）の平面内で透過光Ｌ０の向きよりも下流側へ第１の角度θ１とは異なる第２の角度θ２だけ回折された第２の光Ｌ２とに分岐する。この結果、全体としてこのプリズムレンズアレイ１７は、図３（Ｂ）に示すように、第１の光プラグ３９の端面３９ａから入射した光Ｌを、透過光Ｌ０と、上流側へ第１の角度θ１だけ屈折された第１の光Ｌ１と、下流側へ第２の角度θ２だけ回折された第２の光Ｌ２とに分岐する。なお、「上流側」、「下流側」とは、通路１１を球体９が通過する向きＤ（図５参照）を基準にして規定されている。
【００７９】
図４は、光送受信モジュール２０の断面構成を示している。この種の双方向通信が可能な光送受信モジュール２０は、例えば特開２００３−１６７１６９号公報や特許第３９５４９０１号、特許第３６５３４０２号に開示されている。
【００８０】
この光送受信モジュール２０は、光プラグ４０が挿入された穴を有するジャック部５０８と、ジャック部５０８の各縁部に接する外装シールド５１１とを備えている。ジャック部５０８と外装シールド５１１とは、略閉じた空間を形成している。
【００８１】
外装シールド５１１内には、送信用駆動電気回路基板５０９と受信用増幅電気回路基板５１０とが、光プラグ４０の両側に互いに対向するように収容されている。
【００８２】
送信用駆動電気回路基板５０９には、発光デバイス５０１と、送信用駆動ＩＣ（集積回路）５１２とが搭載されている。発光デバイス５０１は、発光素子としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）５１４を、送信用レンズ５１６をもつように透明樹脂で封止および成形して構成されている。
【００８３】
受信用増幅電気回路基板５１０には、受光デバイス５０２と、受信用増幅ＩＣ５１３とが搭載されている。受光デバイス５０２は、受光素子としてのＰＤ（Photo-Diode）５１５を、受信用レンズ５１７をもつように透明樹脂で封止および成形して構成されている。
【００８４】
この例では、発光デバイス５０１と受光デバイス５０２とは、一体に隣接して受発光ユニット５０５を構成している。受発光ユニット５０５と光プラグ４０の端面との間には、発光デバイス５０１と受光デバイス５０２との間の光結合を抑制するための遮光性の仕切り板ユニット５０６が設けられている。また、発光デバイス５０１と仕切り板ユニット５０６との間には送信用プリズムレンズ５０３が設けられ、受光デバイス５０２と仕切り板ユニット５０６との間には受信用プリズムレンズ５０４が設けられている。
【００８５】
このような構成によって、ＬＥＤ５１４とＰＤ５１５は、共通に、光プラグ４０の端面に面している。
【００８６】
制御部５０（図１参照）から図示しない配線を通して上記光送受信モジュール２０に送信信号(電気信号)が入力されると、送信用駆動ＩＣ５１２が実装された送信用駆動電気回路基板５０９によりＬＥＤ５１４が駆動され、信号光(光信号)がＬＥＤ５１４から出射される。この信号光は、発光デバイス５０１の表面に形成された送信用レンズ５１６により略平行光とされ、送信用プリズムレンズ５０３に入射して光路が偏向され、光プラグ４０の端面を通して光ファイバケーブル４１に入射する。そして、光ファイバケーブル４１を通してセンサユニット１０へ送られる。
【００８７】
一方、センサユニット１０から光ファイバケーブル４１を通して送られてきた信号光は、光プラグ４０の端面から受信用プリズムレンズ５０４に入射する。この受信用プリズムレンズ５０４に入射した送信信号光は、光路が偏向され、受光デバイス５０２の表面に形成された受信用レンズ５１７により集光され、ＰＤ５１５に入射する。ＰＤ５１５に入射した光は光電変換されて電気信号となり、受信用増幅ＩＣ５１３の実装された受信用増幅電気回路基板５１０により増幅され、受信信号として図示しない配線を通して制御部５０に入力される。
【００８８】
次に、この玉検出装置１が通路１１を通過する球体９を検出する動作を、主に図５を参照しながら説明する。
【００８９】
この玉検出装置１では、光送受信モジュール２０の発光デバイス５０１が発生した光Ｌは、光ファイバケーブル４１とその一端をなす第１の光プラグ３９の端面３９ａを通して出射され、プリズムレンズアレイ１７に入射する。プリズムレンズアレイ１７に入射した光Ｌは、透過光Ｌ０と、上流側へ屈折された第１の光Ｌ１と、下流側へ屈折された第２の光Ｌ２とに分岐される。そして、これらの３つの光Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２は、通路１１へ照射される。
【００９０】
ここで、球体９が通路１１のうち第１の光プラグ３９に正対する位置よりも上流側の位置９１に到来した時、第１の光Ｌ１がその位置９１を通過する球体９の中心によって反射される。この反射された光は、フェルマーの原理によって、プリズムレンズアレイ１７、第１の光プラグ３９の端面３９ａ、光ファイバケーブル４１を通して、光送受信モジュール２０に戻る。この光（第１の戻り光）を光送受信モジュール２０の受光デバイス５０２が受けることによって、球体９が検出される。また、球体９が通路１１のうち第１の光プラグ３９に正対する位置９０に到来したとき、透過光Ｌ０がその位置９０を通過する球体９の中心によって反射される。この反射された光は、フェルマーの原理によって、プリズムレンズアレイ１７、第１の光プラグ３９の端面３９ａ、光ファイバケーブル４１を通して、光送受信モジュール２０に戻る。この光（透過の戻り光）を光送受信モジュール２０の受光デバイス５０２が受けることによって、球体９が検出される。また、球体９が通路１１のうち第１の光プラグ３９に正対する位置よりも下流側の位置９２に到来したとき、第２の光Ｌ２がその位置９２を通過する球体９の中心によって反射される。この反射された光は、フェルマーの原理によって、プリズムレンズアレイ１７、第１の光プラグ３９の端面３９ａ、光ファイバケーブル４１を通して、光送受信モジュール２０に戻る。この光（第２の戻り光）を光送受信モジュール２０の受光デバイス５０２が受けることによって、球体９が検出される。
【００９１】
より詳しくは、光送受信モジュール２０の受光デバイス５０２は、第１の戻り光、透過の戻り光、第２の戻り光を受けて、それぞれ直ちに光電変換して、図６中に示すような電気信号Ｉ１，Ｉ０，Ｉ２を発生する。図６の横軸は時間ｔを表し、縦軸は電気信号の強さＩを表している。これらの電気信号Ｉ１，Ｉ０，Ｉ２により、通路１１を通過する球体９が検出される。
【００９２】
このように、通路１１のうち３つの位置９１，９０，９２で球体９が検出される。したがって、通路１１における球体９の通過を確実に検出できる。
【００９３】
しかも、第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とは、プリズムレンズアレイ１７によって、透過光Ｌ０に対して互いに異なる第１の角度θ１、第２の角度θ２で屈折される。したがって、通路１１を球体９が通過しうる２つの向きのうちいずれかの向きに通過するとき、第１の戻り光Ｌ１と透過の戻り光Ｌ０との間の時間差Δｔ１と、透過の戻り光Ｌ０と第２の戻り光Ｌ２との間の時間差Δｔ２とは、それぞれ第１の角度θ１、第２の角度θ２に応じて、互いに異なる。したがって、例えば制御部５０が検知部として働くことによって、光送受信モジュール２０が３つの戻り光を受けるタイミングｔ１，ｔ２，ｔ３に基づいて、第１、第２の戻り光Ｌ１，Ｌ２のうちどちらが最初で、どちらが最後に観測されたかを知ることができる。これにより、通路１１における球体９の通過の向きを検出できる。
【００９４】
ここで、光ファイバケーブル４１を通して伝わる光Ｌは、外部からの電磁波による影響を全く受けない。したがって、この玉検出装置１によれば、通路１１を通過する球体９の検出に際して、外部からの電磁波による誤動作を防止することができる。なお、光送受信モジュール２０は、光ファイバケーブル４１を介して、電磁シールド対策が取られた主基板に配置される。したがって、光送受信モジュール２０が出力する電気信号が、外部からの電磁波によって影響を受けることは、容易に避け得る。
【００９５】
また、この玉検出装置１では、球体９が通路１１のうち上記３つの位置９１，９０，９２に到来した時、通路１１へ照射された光Ｌ１，Ｌ０，Ｌ２が、それぞれ通路１１を通過する球体９の中心によって反射される。したがって、球体９によって反射される光の量が、球体９の中心以外の部分によって反射される場合に比して、大きくなる。この結果、光送受信モジュール２０の受光デバイス５０２が光電変換して得られる電気信号Ｉ１，Ｉ０，Ｉ２の信号／ノイズ（Ｓ／Ｎ）比が大きくなる（なお、球体９が通路１１に存在しないときに光送受信モジュール２０の受光デバイス５０２によって得られる電気信号のレベルをノイズＮとする。）。
【００９６】
光送受信モジュール２０は、デジタルオーディオ用オプティカルインターフェースについて通信方法と光のパワーバジェットを規定した日本電子情報技術産業協会（ＪＥＩＴＡ）規格ＣＰ−１２１２に準拠して構成されているのが望ましい。その場合、光送受信モジュール２０を構成するために、広く普及しているデジタルオーディオ用Ｏ／Ｅ変換機（光から電気信号への変換器）、Ｅ／Ｏ変換機（電気信号から光への変換器）、光分岐機などを用いることができる。また、この玉検出装置１の構成部品の再利用が容易になる。
【００９７】
なお、ＪＥＩＴＡ規格ＣＰ−１２１２では定常光を伝送することができない。このため、光送受信モジュール２０が通路１１を通過する球体９へ向けて照射すべき光を発生し、球体９によって反射された光を受けて光電変換するためには、特開２０１０−０３２２４９号公報で開示されているようなパルス駆動、パルス検知を行うのが望ましい。
【００９８】
図１（Ｂ）は、広く普及している安価な市販品を幾つか用いて構成された一実施形態の玉検出装置１′の概略的な構成を示している。なお、図１（Ａ）中の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を用いている。
【００９９】
この玉検出装置１′は、図１（Ａ）に示した玉検出装置１におけるのと同じセンサユニット１０と、両端にそれぞれ第１の光プラグ３９、第２の光プラグ４０を有する光ファイバケーブル４１とを備えている。光ファイバケーブル４１の第２の光プラグ４０は、市販の光分岐機２５に挿入され、光学的に接続されている。主制御基板５１には、制御部５０と、市販のＥ／Ｏ変換機２１と、市販のＯ／Ｅ変換機２２とが搭載されている。光分岐機２５とＥ／Ｏ変換機２１との間は、両端にそれぞれＦ０５角型コネクタ４２，４３を有する市販の光ファイバケーブル４４によって接続されている。
【０１００】
光分岐機２５としては、例えばパソコン村ケーブル館（ウェブサイトhttp://www.pcmura.jp/cable/optical.htm）で販売されているデジタルオーディオ光角型２分配アダプタを用いることができる。
【０１０１】
光ファイバケーブル４４としては、例えばパソコン村ケーブル館（同サイト）で販売されているデジタルオーディオ光ケーブル（型番ＤＧ−ＢＢ）を用いることができる。
【０１０２】
Ｅ／Ｏ変換機２１としては、例えばシャープ株式会社（ウェブサイトhttp://www.sharp.co.jp/products/device/lineup/selection/opto/audio/diagram.html）で販売されている光送信ユニット（型番GP1FAV30TK0F）を用いることができる。
【０１０３】
Ｏ／Ｅ変換機２２としては、例えばシャープ株式会社（同サイト）で販売されている光受信ユニット（型番GP1FAV30RK0F）を用いることができる。
【０１０４】
このように、光ファイバケーブル４４、光分岐機２５、Ｅ／Ｏ変換機２１、Ｏ／Ｅ変換機２２として、いずれも、広く普及している安価な市販品を使用することができる。したがって、この玉検出装置１′は、容易に安価に構成され得る。
【０１０５】
これに対して、図１（Ａ）の玉検出装置１では、独立した部材の数が比較的少なくなる。すなわち、実質的に、通路部３と光レセプタクル部４とを含むセンサユニット１０と、両端に第１の光プラグ３９、第２の光プラグ４０を有する光ファイバケーブル４１と、光送受信モジュール２０を含む主制御基板５１とだけが、独立した部材となる。したがって、部品点数を少なくすることができ、さらに小型化、低価格化が可能となる。
【０１０６】
以上の実施形態では、デジタルオーディオ用の部品を使うことを考慮して、第１の光プラグ３９、第２の光プラグ４０の円筒部の直径は３．５ｍｍであるものとした。しかしながら、これに限られるものではなく、さらなる小型化のために、第１の光プラグ３９、第２の光プラグ４０の円筒部の直径は２．５ｍｍとしても良い。
【０１０７】
図８（Ｃ）は、第１の光プラグ３９の円筒部の直径を２．５ｍｍとしたときの寸法設計を示している。図８（Ｂ）は、第２の光プラグ４０の円筒部の直径を２．５ｍｍとしたときの寸法設計を示している（同じ物が、例えば特開２００２−１１７９４８号公報に開示されている。）。この図８（Ｂ）の寸法設計をもつ光プラグは、図８（Ａ）に示すＥＩＡＪ規格ＲＣ−５３２５に規定された４極小型単頭プラグ・ジャック規格のプラグの外形と同じ外形を有している。図８（Ｃ）の寸法設計をもつ光プラグは、プラグ頭部に連なる直径２．５ｍｍの外周面の周りに環状の凹溝が形成されている点以外は、図８（Ａ）のプラグの外形と同じ外形を有している。したがって、両端に図８（Ｂ）、図８（Ｃ）の寸法設計をもつ光プラグを有する光ファイバケーブルは容易に作製され得る。また、たとえその光ファイバケーブルがリサイクルのため民生市場に流れて、間違って携帯電話やＩＣレコーダに挿入されても、それらの機器が破損するのを防止できる。
【０１０８】
以上の実施形態では、この発明を、センサユニット１０を備えた玉検出装置１，１′に適用した場合について述べたが、これに限られるものではない。
【０１０９】
例えば図１（Ａ）に示した玉検出装置１において、センサユニット１０の円筒状の通路１１を形成する通路部３を省略して、光レセプタクル部４のみとする。これにより、任意の測定対象物を検出するための反射型ファイバセンサを構成しても良い。具体的には、測定対象物が通過すべき通路に光レセプタクル部４の第１の光プラグ３９の端面３９ａを向けて配置する。そして、第１の光プラグ３９の端面３９ａからの光を、光回折部材としてのプリズムレンズアレイ１７を介して測定対象物に照射する。この照射された光が上記通路を通過する測定対象物によって反射されたとき、その反射された光は、第１の光プラグ３９の端面３９ａ、光ファイバケーブル４１を通して、光送受信モジュール２０に戻る。この戻った光を光送受信モジュール２０が光電変換して電気信号を発生する。この電気信号により、上記測定対象物の通過および通過の向きを検出する。
【０１１０】
このような反射型ファイバセンサによれば、上記通路を通過する測定対象物を安定して検出でき、外部からの電磁波による誤動作を防止でき、第三者による不正な改造を防止でき、しかも小型で安価に構成できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
この発明の玉検出装置および反射型ファイバセンサは、パチンコ遊技盤その他の電子機器に広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１，１′ 玉検出装置
２ 通路部
３ 光レセプタクル部
９ 球体
１０ センサユニット
１１ 通路
２０ 光送受信モジュール
３９ 第１の光プラグ
４０ 第２の光プラグ
４１ 光ファイバケーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球体が通過すべき円筒状の通路を形成する通路部と、
上記通路部と一体に形成され、光ファイバの一端をなす第１の光プラグが挿入されるべきジャック穴を有する光レセプタクル部と、
上記光レセプタクル部の上記ジャック穴に、上記第１の光プラグが挿入された１本の光ファイバとを備え、上記第１の光プラグの端面は上記通路に面した位置にあり、
上記光レセプタクル部内に、上記第１の光プラグの脱離を禁止するロック機構が収容され、上記ロック機構は、根元が上記光レセプタクル部内に取り付けられ、かつ先端部が上記第１の光プラグの外周に係合する細長い部材からなり、
上記光ファイバの上記一端とは反対側の他端に、上記通路を通過する球体へ向けて照射すべき光を発生する一方、上記球体によって反射された光を受けて光電変換する光送受信部が光学的に直接又は間接的に接続されていることを特徴とする玉検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の玉検出装置において、
上記光送受信部は、上記通路を通過する球体へ向けて照射すべき光を発生する発光素子と、上記球体によって反射された光を受ける受光素子とを一体に備え、
上記発光素子と上記受光素子は、共通に、上記光ファイバの上記他端をなす第２の光プラグに面していることを特徴とする玉検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の玉検出装置において、
上記光ファイバの上記他端に、上記光ファイバとは別の２本の光ファイバの一端をそれぞれ光学的に接続する光分岐機と、
上記２本の光ファイバのうち一方の光ファイバの上記一端と反対側の他端に光学的に接続された、上記通路を通過する球体へ向けて照射すべき光を発生する発光素子と、
上記２本の光ファイバのうち他方の光ファイバの上記一端と反対側の他端に光学的に接続された、上記球体によって反射された光を受ける受光素子とを備えたことを特徴とする玉検出装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１つに記載の玉検出装置において、
上記通路は上記球体の直径に対応した内径をもち、
上記第１の光プラグの光軸が上記通路の中心軸に直交していることを特徴とする玉検出装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１つに記載の玉検出装置において、
上記第１の光プラグは、日本電子機械工業会規格ＲＣ−５７２０Ｂに規定されたプラグにおいてプラグ頭部に連なる直径３．５ｍｍの外周面の周りに環状の凹溝を形成してなる外形を有し、
上記ロック機構を構成する上記細長い部材は、先端部が上記第１の光プラグの上記凹溝に係合した板ばねであることを特徴とする玉検出装置。
【請求項６】
請求項１から４までのいずれか１つに記載の玉検出装置において、
上記第１の光プラグは、日本電子機械工業会規格ＲＣ−５３２５に規定されたプラグにおいてプラグ頭部に連なる直径２．５ｍｍの外周面の周りに環状の凹溝を形成してなる外形を有し、
上記ロック機構を構成する上記細長い部材は、先端部が上記第１の光プラグの上記凹溝に係合していることを特徴とする玉検出装置。
【請求項７】
請求項４に記載の玉検出装置において、
上記通路部または上記光レセプタクル部内で、上記通路と上記第１の光プラグの端面との間の位置に設けられた光分岐部材を備え、
上記光分岐部材は、上記第１の光プラグの端面から入射した光を、上記第１の光プラグの光軸に沿った向きの透過光と、上記通路の中心軸と上記第１の光プラグの光軸とを含む平面内で上記透過光の向きよりも上流側へ第１の角度だけ屈折された第１の光と、上記平面内で上記透過光の向きよりも下流側へ上記第１の角度とは異なる第２の角度だけ屈折された第２の光とに分岐することを特徴とする玉検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載の玉検出装置において、
上記光分岐部材からの上記第１の光、透過光、第２の光がそれぞれ上記通路を通過する球体によって反射され、それらの反射された３つの光が上記光分岐部材、上記光ファイバを通して上記光送受信部に戻ったとき、上記光送受信部が上記３つの光を受けるタイミングに基づいて、上記通路における上記球体の通過の向きを検知する検知部を備えたことを特徴とする玉検出装置。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１つに記載の玉検出装置において、
上記光送受信部は、日本電子情報技術産業協会規格ＣＰ−１２１２に準拠して構成されていることを特徴とする玉検出装置。
【請求項１０】
測定対象物が通過すべき通路に面して配置され、光ファイバの一端をなす第１の光プラグが挿入されるべきジャック穴を有する光レセプタクル部と、
上記光レセプタクル部の上記ジャック穴に、上記第１の光プラグが挿入された１本の光ファイバとを備え、上記第１の光プラグの端面は上記通路に面した位置にあり、
上記光レセプタクル部内に、上記第１の光プラグの脱離を禁止するロック機構が収容され、上記ロック機構は、根元が上記光レセプタクル部内に取り付けられ、かつ先端部が上記第１の光プラグの外周に係合する細長い部材からなり、
上記光ファイバの上記一端とは反対側の他端に、上記通路を通過する測定対象物へ向けて照射すべき光を発生する一方、上記測定対象物によって反射された光を受けて光電変換する光送受信部が光学的に直接又は間接的に接続されていることを特徴とする反射型ファイバセンサ。
【請求項１１】
請求項１から９までのいずれか一つに記載の玉検出装置または請求項１０に記載の反射型ファイバセンサを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
球体が通過すべき円筒状の通路を形成する通路部と、
上記通路部と一体に形成され、光ファイバの一端をなす第１の光プラグが挿入されるべきジャック穴を有する光レセプタクル部と、
上記光レセプタクル部の上記ジャック穴に、上記第１の光プラグが挿入された１本の光ファイバとを備え、上記第１の光プラグの端面は上記通路に面した位置にあり、
上記光レセプタクル部内に、上記第１の光プラグの脱離を禁止するロック機構が収容され、上記ロック機構は、根元が上記光レセプタクル部内に取り付けられ、かつ先端部が上記第１の光プラグの外周に係合する細長い部材からなり、
上記光ファイバの上記一端とは反対側の他端に、上記通路を通過する球体へ向けて照射すべき光を発生する一方、上記球体によって反射された光を受けて光電変換する光送受信部が光学的に直接又は間接的に接続されていることを特徴とする玉検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の玉検出装置において、
上記光送受信部は、上記通路を通過する球体へ向けて照射すべき光を発生する発光素子と、上記球体によって反射された光を受ける受光素子とを一体に備え、
上記発光素子と上記受光素子は、共通に、上記光ファイバの上記他端をなす第２の光プラグに面していることを特徴とする玉検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の玉検出装置において、
上記光ファイバの上記他端に、上記光ファイバとは別の２本の光ファイバの一端をそれぞれ光学的に接続する光分岐機と、
上記２本の光ファイバのうち一方の光ファイバの上記一端と反対側の他端に光学的に接続された、上記通路を通過する球体へ向けて照射すべき光を発生する発光素子と、
上記２本の光ファイバのうち他方の光ファイバの上記一端と反対側の他端に光学的に接続された、上記球体によって反射された光を受ける受光素子とを備えたことを特徴とする玉検出装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１つに記載の玉検出装置において、
上記通路は上記球体の直径に対応した内径をもち、
上記第１の光プラグの光軸が上記通路の中心軸に直交していることを特徴とする玉検出装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１つに記載の玉検出装置において、
上記第１の光プラグは、日本電子機械工業会規格ＲＣ−５７２０Ｂに規定されたプラグにおいてプラグ頭部に連なる直径３．５ｍｍの外周面の周りに環状の凹溝を形成してなる外形を有し、
上記ロック機構を構成する上記細長い部材は、先端部が上記第１の光プラグの上記凹溝に係合した板ばねであることを特徴とする玉検出装置。
【請求項６】
請求項１から４までのいずれか１つに記載の玉検出装置において、
上記第１の光プラグは、日本電子機械工業会規格ＲＣ−５３２５に規定されたプラグにおいてプラグ頭部に連なる直径２．５ｍｍの外周面の周りに環状の凹溝を形成してなる外形を有し、
上記ロック機構を構成する上記細長い部材は、先端部が上記第１の光プラグの上記凹溝に係合していることを特徴とする玉検出装置。
【請求項７】
請求項４に記載の玉検出装置において、
上記通路部または上記光レセプタクル部内で、上記通路と上記第１の光プラグの端面との間の位置に設けられた光分岐部材を備え、
上記光分岐部材は、上記第１の光プラグの端面から入射した光を、上記第１の光プラグの光軸に沿った向きの透過光と、上記通路の中心軸と上記第１の光プラグの光軸とを含む平面内で上記透過光の向きよりも上流側へ第１の角度だけ屈折された第１の光と、上記平面内で上記透過光の向きよりも下流側へ上記第１の角度とは異なる第２の角度だけ屈折された第２の光とに分岐することを特徴とする玉検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載の玉検出装置において、
上記光分岐部材からの上記第１の光、透過光、第２の光がそれぞれ上記通路を通過する球体によって反射され、それらの反射された３つの光が上記光分岐部材、上記光ファイバを通して上記光送受信部に戻ったとき、上記光送受信部が上記３つの光を受けるタイミングに基づいて、上記通路における上記球体の通過の向きを検知する検知部を備えたことを特徴とする玉検出装置。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１つに記載の玉検出装置において、
上記光送受信部は、日本電子情報技術産業協会規格ＣＰ−１２１２に準拠して構成されていることを特徴とする玉検出装置。
【請求項１０】
測定対象物が通過すべき通路に面して配置され、光ファイバの一端をなす第１の光プラグが挿入されるべきジャック穴を有する光レセプタクル部と、
上記光レセプタクル部の上記ジャック穴に、上記第１の光プラグが挿入された１本の光ファイバとを備え、上記第１の光プラグの端面は上記通路に面した位置にあり、
上記光レセプタクル部内に、上記第１の光プラグの脱離を禁止するロック機構が収容され、上記ロック機構は、根元が上記光レセプタクル部内に取り付けられ、かつ先端部が上記第１の光プラグの外周に係合する細長い部材からなり、
上記光ファイバの上記一端とは反対側の他端に、上記通路を通過する測定対象物へ向けて照射すべき光を発生する一方、上記測定対象物によって反射された光を受けて光電変換する光送受信部が光学的に直接又は間接的に接続されていることを特徴とする反射型ファイバセンサ。
【請求項１１】
請求項１から９までのいずれか一つに記載の玉検出装置または請求項１０に記載の反射型ファイバセンサを備えたことを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−８３１６５（Ｐ２０１２−８３１６５Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２８５９２（Ｐ２０１０−２２８５９２）
【出願日】平成２２年１０月８日（２０１０．１０．８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月８日（２０１０．１０．８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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