近接センサ
【課題】簡単な構成で温度補償が行える近接センサを提供することにある。
【解決手段】近接センサは、被検知体の検知用の検知コイル１０を有したＬＣ共振回路部１と、ＬＣ共振回路部１を発振させる発振回路部２と、ＬＣ共振回路部１の発振振幅に基づいて被検知体の検知信号を作成する信号処理部４とを備え、発振回路部２は、ＬＣ共振回路部１の発振電圧をレベルシフトしてレベルシフト電圧を生成するレベルシフト回路２１と、当該レベルシフト電圧がベースに入力されるトランジスタＱ１からなるエミッタフォロワ回路２２と、エミッタフォロワ回路２２が出力する電流の大きさに応じた帰還電流をＬＣ共振回路部１に供給する電流帰還回路２３とを有し、レベルシフト回路２１は、レベルシフト電圧の温度係数をトランジスタＱ１のベース−エミッタ間電圧の温度係数とは異ならせる温度係数設定手段となる抵抗ＲＬからなる。
【解決手段】近接センサは、被検知体の検知用の検知コイル１０を有したＬＣ共振回路部１と、ＬＣ共振回路部１を発振させる発振回路部２と、ＬＣ共振回路部１の発振振幅に基づいて被検知体の検知信号を作成する信号処理部４とを備え、発振回路部２は、ＬＣ共振回路部１の発振電圧をレベルシフトしてレベルシフト電圧を生成するレベルシフト回路２１と、当該レベルシフト電圧がベースに入力されるトランジスタＱ１からなるエミッタフォロワ回路２２と、エミッタフォロワ回路２２が出力する電流の大きさに応じた帰還電流をＬＣ共振回路部１に供給する電流帰還回路２３とを有し、レベルシフト回路２１は、レベルシフト電圧の温度係数をトランジスタＱ１のベース−エミッタ間電圧の温度係数とは異ならせる温度係数設定手段となる抵抗ＲＬからなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波発振型の近接センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、非接触で金属体（導電体）や磁性体などからなる被検知体を検知する近接センサとして、高周波発振型の近接センサが提案されている。
【０００３】
上記高周波発振型の近接センサは、検知コイルとコンデンサとの並列回路よりなるＬＣ共振回路部と、ＬＣ共振回路部に電流を正帰還させることによってＬＣ共振回路部を発振させる発振回路部とを有している。
【０００４】
このような近接センサでは、ＬＣ共振回路部を構成する検知コイルに被検知体が接近した際に、電磁誘導作用によって渦電流損が生じて検知コイルのコンダクタンスが変化するという現象を利用して被検知体の検知を行っている。つまり、ＬＣ共振回路部が発振するための条件は、検知コイルのコンダクタンスと共振回路部の負性コンダクタンスとの和が０以下となることであるから、検知コイルのコンダクタンスが変化して、検知コイルのコンダクタンスと発振回路部の負性コンダクタンスとが上記発振条件を満たさなくなると、ＬＣ共振回路部の発振振幅が減衰してやがて発振が停止する。
【０００５】
したがって、上記近接センサでは、ＬＣ共振回路部の発振が停止または発振振幅が所定値以上減衰した際に、被検知体が存在していると判定する。
【０００６】
ところで、検知コイルのコンダクタンスは正の温度係数（温度特性）を有しており、温度によってその値が増減することになる。そのため、検知コイルの温度が変化した場合には、検知コイルと被検知体との距離が変化していないにも関わらず、検知コイルのコンダクタンスと発振回路部の負性コンダクタンスとが上記発振条件を満たさなくなって、ＬＣ共振回路部の発振が停止または発振振幅が所定値以上減衰して、近接センサが誤動作してしまうおそれがあった。
【０００７】
上述したような温度による近接センサの誤動作を防止するためには、検知コイルのコンダクタンスが温度変化したときでも、検知コイルのコンダクタンスと発振回路部の負性コンダクタンスとが上記発振条件を満たすように、負性コンダクタンスに温度特性を持たせることが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００８】
例えば、特許文献１には、検出コイルとコンデンサとからなる並列共振回路（ＬＣ共振回路部）と、並列共振回路に電流を帰還するカレントミラー回路とを含む発振回路を備えた近接センサにおいて、カレントミラー回路の基準電流側のトランジスタのエミッタに温度によって電圧または抵抗が変化する温度補償素子（例えばサーミスタなど）を接続することが開示されている。
【０００９】
一方、特許文献２には、ＬＣ共振回路と、レベルシフト回路と、レベルシフト回路の出力電圧を電流に変換する電圧−電流変換回路と、電圧−電流変換回路の出力電流に等しい電流を共振回路に帰還させるカレントミラー回路とを備えた近接センサにおいて、カレントミラー回路の電流帰還回路に差動増幅器を挿入し、この差動増幅器の入力端に、当該入力端の電位差を調整する電位差発生回路を接続し、電位差発生回路の入力端にトランジスタからなる温度補償回路を接続したものが開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２９５２４８号公報
【特許文献２】特公平２−１２４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献１に示す例では、温度補償素子によってカレントミラー回路から並列共振回路に帰還する電流に温度特性を持たせることで、発振回路部の負性コンダクタンスに温度特性を持たせ、これによって温度補償を行っている。上記特許文献１によれば、温度補償素子を付加するだけでよいので、回路構成は簡単であるが、温度補償素子として用いているサーミスタは抵抗値のばらつきが大きいために、負性コンダクタンスがばらついて、このことが検知精度の低下の一因となるという問題があった。
【００１１】
一方、上記特許文献２によれば、サーミスタなどの温度補償素子を用いなくて済むから、上記特許文献１の問題点を解消することはできいていたが、差動増幅器や、電位差発生回路、温度補償回路などを付加する必要があり、回路構成が複雑になるという問題があった。
【００１２】
本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、簡単な構成で温度補償が行える近接センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明では、被検知体の検知に用いられる検知コイルおよびコンデンサからなるＬＣ共振回路部と、ＬＣ共振回路部を発振させる発振回路部と、ＬＣ共振回路部の発振振幅に基づいて被検知体の検知信号を作成する信号処理部とを備え、発振回路部は、ＬＣ共振回路にバイアス電流を供給するバイアス回路と、ＬＣ共振回路部の発振電圧をレベルシフトしてレベルシフト電圧を生成するレベルシフト回路と、当該レベルシフト電圧がベースに入力されるトランジスタからなるエミッタフォロワ回路と、エミッタフォロワ回路が出力する電流の大きさに応じた帰還電流をＬＣ共振回路部に供給する電流帰還回路とを有し、レベルシフト回路とバイアス回路との少なくとも一方は、上記レベルシフト電圧の温度係数を上記トランジスタのベース−エミッタ間電圧の温度係数とは異ならせる温度係数設定手段を有していることを特徴とする。
【００１４】
請求項１の発明によれば、エミッタフォロワ回路のトランジスタのベース−エミッタ間電圧の温度係数と、このトランジスタのベースに入力されるレベルシフト電圧の温度係数とが異なっているために、ベース−エミッタ間電圧とレベルシフト電圧との差が温度によって増減するので、エミッタフォロワ回路の出力電流も温度によって増減して、当該出力電流が増減した際には、負性コンダクタンスの大きさを決定する帰還電流も増減することになるから、上記ベース−エミッタ間電圧の温度係数と、上記レベルシフト電圧の温度係数とを異ならせることによって、負性コンダクタンスの温度係数を検知コイルのコンダクタンスの温度係数と等しくすることが可能となって、温度補償を行うことができる。しかも、上記ベース−エミッタ間電圧の温度係数と、上記レベルシフト電圧の温度係数とを異なる値に設定するだけでよいから、温度補償のためにサーミスタなどの温度検知用の素子などを設けなくて済み、簡単な構成で温度補償を実現できる。
【００１５】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記レベルシフト回路は、上記ＬＣ共振回路部１と上記トランジスタのベースとの間に挿入された１乃至複数の抵抗を有し、上記温度係数設定手段は、上記抵抗であることを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明によれば、簡単な構成で温度係数設定手段を有するレベルシフト回路を得ることができる。
【００１７】
請求項３の発明では、請求項１または２の発明において、上記バイアス回路は、バイアス電流の大きさを設定するバイアス電流設定回路と、当該バイアス電流設定回路で設定された大きさのバイアス電流を出力するバイアス電流出力回路とを備え、バイアス電流設定回路は、少なくとも１つのダイオードと、バイアス電流設定用抵抗との直列回路からなり、上記温度係数設定手段は、バイアス電流設定回路であることを特徴とする。
【００１８】
請求項３の発明によれば、簡単な構成で温度係数設定手段を有するバイアス回路を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、簡単な構成で温度補償が行えるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（実施形態１）
本実施形態の近接センサは、図１に示すように、被検知体（図示せず）の検知に用いられる検知コイル１０およびコンデンサ１１の並列回路からなるＬＣ共振回路部１と、ＬＣ共振回路部１を発振させる発振回路部２と、ＬＣ共振回路部１の発振振幅を検出するモニタ部３と、ＬＣ共振回路部１の発振振幅に基づいて被検知体の検知信号を作成する信号処理部４とを備えている。
【００２１】
ＬＣ共振回路部１に用いる検知コイル（検出コイル）１０は、例えば、円筒状のコイルボビン（図示せず）の外周面に、コイルボビンの軸方向に巻軸方向を沿わせた形で巻回されたものを用いている。そして、被検知体は、例えば、金属体（導電体）や磁性体よりパイプ状に形成されたものであって、検知コイル１０の巻軸方向に沿って検知コイル１０のすぐ外側を通る形で配置されている。ＬＣ共振回路部１の発振電圧の周波数は、検知コイル１０のインダクタンスとコンデンサ１１の静電容量とにより決定される。なお、上述したような検知コイル１０および被検知体の構成は一例に過ぎず、例えば、被検知体は磁性体により形成されたものであってもよく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更できる。
【００２２】
本実施形態の近接センサでは、発振回路部２と、モニタ部３と、信号処理部４とはモノリシックＩＣとして一体化されている。
【００２３】
発振回路部２は、内部電源ＶｃｃよりＬＣ共振回路１に一定のバイアス電流を供給する定電流源であるバイアス回路２０と、ＬＣ共振回路部１の発振電圧をレベルシフトしてレベルシフト電圧ＶＬを生成するレベルシフト回路２１と、当該レベルシフト電圧ＶＬがベースに入力されるトランジスタＱ１からなるエミッタフォロワ回路２２と、エミッタフォロワ回路２２が出力する電流の大きさに応じた帰還電流をＬＣ共振回路部１に供給する電流帰還回路２３と、感度設定用抵抗２４とを有している。
【００２４】
レベルシフト回路２１は、ＬＣ共振回路部１とトランジスタＱ１のベースとの間に挿入された抵抗ＲＬからなる。したがって、レベルシフト回路２１のレベルシフト電圧ＶＬは、抵抗ＲＬの両端電圧だけＬＣ共振回路部１の発振電圧をレベルシフトさせてなる電圧である。抵抗ＲＬの両端電圧は、バイアス回路２０が出力するバイアス電流と抵抗ＲＬの抵抗値とで決定され、本実施形態におけるバイアス回路２０は一定のバイアス電流を出力するから、抵抗ＲＬの両端電圧は、抵抗ＲＬの抵抗値の温度係数に応じて温度変化する。
【００２５】
したがって、レベルシフト回路２１の抵抗ＲＬの温度係数を適宜設定することによって、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数を所望の値に設定することができる。つまり、本実施形態の近接センサでは、レベルシフト回路２１の抵抗ＲＬが、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数をトランジスタＱ１のベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅの温度係数とは異ならせる温度係数設定手段を構成している。
【００２６】
エミッタフォロワ回路（エミッタホロワ回路）２２は、トランジスタＱ１により構成され、トランジスタＱ１のベースに入力された電圧に応じた電流を出力する電圧電流変換回路として用いられている。トランジスタＱ１のエミッタは、感度設定用抵抗２４を介してグラウンド（グランド）に接続され（接地され）ている。このエミッタフォロワ回路２２のトランジスタＱ１のベースには、レベルシフト回路２１で生成されたレベルシフト電圧ＶＬが入力される。したがって、エミッタフォロワ回路２２のエミッタ電圧Ｖｅは、レベルシフト電圧ＶＬからトランジスタＱ１のベース−エミッタ電圧Ｖｂｅを差し引いた値（＝ＶＬ−Ｖｂｅ）となる。そのため、レベルシフト回路２１の抵抗ＲＬの抵抗は、トランジスタＱ１のベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅ以上、発振電圧をレベルシフトさせる値に設定されている。
【００２７】
電流帰還回路２３は、ｐｎｐ形のトランジスタＱ２，Ｑ３により構成されたカレントミラー回路であり、ＬＣ共振回路部１の発振を維持するためにＬＣ共振回路部１に電流を正帰還させる。トランジスタＱ２は、エミッタフォロワ回路２２のトランジスタＱ１と内部電源Ｖｃｃとの間に、コレクタをトランジスタＱ１のコレクタに、エミッタを内部電源Ｖｃｃにそれぞれ接続する形で挿入されている。トランジスタＱ２のベースは、トランジスタＱ３のベースに接続され、トランジスタＱ３のエミッタは内部電源Ｖｃｃに接続され、コレクタはＬＣ共振回路部１とレベルシフト回路２１との接続点に接続されている。
【００２８】
ここで、エミッタフォロワ回路２２から電流が出力される際には、この電流に等しいトランジスタＱ１のコレクタ電流が、トランジスタＱ２のエミッタ−コレクタ間に流れることになる。そして、トランジスタＱ３のエミッタ−コレクタ間には、トランジスタＱ２のエミッタ−コレクタ間に流れた電流に等しい電流が流れ、この電流がＬＣ共振回路部１に供給される帰還電流となる。つまり、本実施形態における電流帰還回路２３は、エミッタフォロワ回路２２が出力する電流に等しい帰還電流をＬＣ共振回路部１に供給する。
【００２９】
感度設定用抵抗２４は、エミッタフォロワ２２が出力する電流の大きさを制限、すなわち帰還電流を制限することで、ＬＣ共振回路部１の発振が停止する被検知体と検知コイル１０との距離（つまり検知コイルの検知範囲）を設定するためのものである。なお、感度設定用抵抗２４としては少なくとも近接センサの使用が想定される温度範囲において温度係数がほぼ０であるようなものを採用している。
【００３０】
モニタ部３は、トランジスタＱ１のエミッタ電圧を監視することでＬＣ共振回路部１の発振振幅を検出する検波回路からなる。このようなモニタ部３としては、例えば、発振振幅を示す値として、発振電圧のピーク値を検出する回路や、発振電圧の積分値を検出する回路、発振電圧の実効値を検出する回路などが採用できる。なお、モニタ部３は従来周知のものを採用できるから詳細な説明は省略する。
【００３１】
信号処理部４は、例えばＣＰＵなどからなり、上述したように、モニタ部３で検出した発振振幅に基づいて、ＬＣ共振回路部１の発振状態を識別し、発振が停止していなければ、被検知体が検知コイル１０の検知範囲内に存在しないことを示す検知信号を出力し、発振が停止していれば、被検知体が検知コイル１０の検知範囲内に存在することを示す検知信号を作成し、外部へ出力する。
【００３２】
次に本実施形態の近接センサにおける温度補償の方法について説明する。
【００３３】
ＬＣ共振回路部１が発振する条件は、発振回路部２の負性コンダクタンスの絶対値が、検知コイル１０のコンダクタンスの絶対値以上であること、すなわち、発振回路部２の負性コンダクタンスをＧｏｓｃ（ただしＧｏｓｃは負の値である）、検知コイル１０のコンダクタンスをＧｃｏｉｌ（ただしＧｃｏｉｌは正の値である）とすれば、負性コンダクタンスＧｏｓｃとコンダクタンスＧｃｏｉｌとが、Ｇｃｏｉｌ≦｜Ｇｏｓｃ｜の関係にあるときである。そして、検知コイル１０のコンダクタンスＧｃｏｉｌは、正の温度係数を有しているから、温度によって発振状態が変化しないためには（温度補償を行うためには）、発振回路部２の負性コンダクタンスＧｏｓｃの絶対値が、検知コイル１０のコンダクタンスＧｃｏｉｌと同様に正の温度係数を有している必要がある。
【００３４】
負性コンダクタンスＧｏｓｃは、ＬＣ共振回路部１の発振振幅をＶＴ、帰還電流をＩｆｂとすると、次式（１）で表すことができる。
【００３５】
【数１】
【００３６】
ここで、帰還電流Ｉｆｂは、エミッタフォロワ回路２２のエミッタ電圧Ｖｅと、感度設定用抵抗２４の抵抗値とで決まり、感度設定用抵抗２４の抵抗値をＲｅとすれば、次式（２）で表すことができる。
【００３７】
【数２】
【００３８】
そうすると、負性コンダクタンスＧｏｓｃの絶対値がコンダクタンスＧｃｏｉｌと同様に正の温度係数を有するためには、エミッタ電圧Ｖｅが正の温度係数を有している必要がある。エミッタ電圧Ｖｅは、レベルシフト電圧ＶＬからベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅを差し引いた値であるから、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数と、ベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅの温度係数とが同じでなければ、エミッタ電圧Ｖｅの値は温度依存性を示す。そして、エミッタ電圧Ｖｅが正の温度係数を有するためには、ベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅの温度係数（一般には負の値をとる）よりも、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数が大きいことが必要である。
【００３９】
つまり、負性コンダクタンスＧｏｓｃの絶対値の温度係数はエミッタ電圧Ｖｅの温度係数によって決まり、エミッタ電圧Ｖｅの温度係数はレベルシフト電圧ＶＬとベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅそれぞれの温度係数によって決まり、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数はレベルシフト回路２１の抵抗ＲＬの温度係数によって決まるため、抵抗ＲＬの温度係数によって、負性コンダクタンスＧｏｓｃの絶対値の温度係数を設定することができる。
【００４０】
そのため、抵抗ＲＬの温度係数を、負性コンダクタンスＧｏｓｃの絶対値の温度係数が、コンダクタンスＧｃｏｉｌの温度係数に等しくなる値に設定することによって、コンダクタンスＧｃｏｉｌと負性コンダクタンスＧｏｓｃとの差が温度によらずに一定にすることができ、温度によって発振状態が変化することを抑制できるから、温度変化に起因する誤検知を防止できる。
【００４１】
このように本実施形態の近接センサでは、抵抗ＲＬの温度係数を、コンダクタンスＧｃｏｉｌと負性コンダクタンスＧｏｓｃとの温度係数が等しくなる値に設定することによって、温度補償を行っている。
【００４２】
以上述べたように本実施形態の近接センサによれば、エミッタフォロワ回路２２のトランジスタＱ１のベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅの温度係数と、このトランジスタＱ１のベースに入力されるレベルシフト電圧ＶＬの温度係数とが異なっているために、ベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅとレベルシフト電圧ＶＬとの差が温度によって増減するので、エミッタフォロワ回路２２の出力電流も温度によって増減して、当該出力電流が増減した際には、負性コンダクタンスＧｏｓｃの大きさを決定する帰還電流Ｉｆｂも増減することになるから、ベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅの温度係数と、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数とを異ならせることによって、負性コンダクタンスＧｏｓｃの温度係数を検知コイル１０のコンダクタンスＧｃｏｉｌの温度係数と等しくすることが可能となって、温度補償を行うことができる。しかも、ベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅの温度係数と、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数とを異なる値に設定するだけでよいから、上記特許文献１のように温度補償のためにサーミスタなどの温度補償用の素子などを設けなくて済み、温度補償用の素子を用いたことによって負性コンダクタンスがばらついて、検知精度が低下するといった問題が生じることもなく、上記特許文献２のように差動増幅器や、電位差発生回路、温度補償回路などを付加する必要がないから回路構成が複雑になることもなく、簡単な構成で温度補償を実現できる。
【００４３】
特に本実施形態におけるレベルシフト回路２１は、ＬＣ共振回路部１とトランジスタＱ１のベースとの間に挿入された抵抗ＲＬからなり、温度係数設定手段は、抵抗ＲＬであるので、簡単な構成で温度係数設定手段を有するレベルシフト回路２１を得ることができる。
【００４４】
なお、本実施形態におけるレベルシフト回路２１は、ＬＣ共振回路部１とトランジスタのベースとの間に挿入された抵抗ＲＬを１つ有しているが、抵抗ＲＬの数は１つに限定されず、複数であってもよく、その接続方法も、直列接続や並列接続に限らず種々の接続方法を採用できる。この場合においても複数の抵抗ＲＬの合成抵抗の温度係数によって、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数を設定できるため、抵抗ＲＬが温度係数設定手段を構成することになる。
【００４５】
また、本実施形態における近接センサは、常時はＬＣ共振回路部１が発振しており、被検知体の接近によってＬＣ共振回路部１の発振が停止する近接センサを利用しているが、常時はＬＣ共振回路部１の発振が停止しており、被検知体の接近によってＬＣ共振回路部１が発振する近接センサを利用するようにしてもよい。また、本実施形態における近接センサの例はあくまでも一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない程度の変更は可能である。
【００４６】
（実施形態２）
本実施形態の近接センサは、図２に示すように、バイアス回路２０の構成が実施形態１と異なっており、その他の構成は実施形態１と同様であるから、同様の構成については同一の符合を付して説明を省略する。
【００４７】
本実施形態におけるバイアス回路２０は、バイアス電流の大きさを設定するバイアス電流設定回路２０ａと、当該バイアス電流設定回路２０ａで設定された大きさのバイアス電流を出力するバイアス電流出力回路２０ｂとを備えている。
【００４８】
バイアス電流設定回路２０ａは、直列接続された複数のダイオードＤと、バイアス電流設定用抵抗ＲＢとの直列回路からなる。ダイオードＤは、バイアス電流に温度依存を生じさせるためのものである。バイアス電流設定用抵抗ＲＢは、直列接続された複数のダイオードＤのカソード側とグラウンドとの間に挿入されている。バイアス電流設定用抵抗ＲＢはレベルシフト回路２１の抵抗ＲＬと同種の抵抗を用いることが好ましく、このようにすれば、レベルシフト電圧ＶＬのばらつきを抑制できる。
【００４９】
バイアス電流出力回路２０ｂは、ｐｎｐ形のトランジスタＱ４，Ｑ５により構成されたカレントミラー回路である。トランジスタＱ４のエミッタは内部電源Ｖｃｃに接続され、コレクタはバイアス設定用回路２０ａにおける直列接続された複数のダイオードＤのアノード側に接続されている。またトランジスタＱ４のコレクタとベースとは互いに接続されている。トランジスタＱ５のベースはトランジスタＱ４のベースに接続され、エミッタは内部電源Ｖｃｃに接続されている。トランジスタＱ５のコレクタはレベルシフト回路２１の抵抗ＲＬを介してＬＣ共振回路部１に接続されている。
【００５０】
このようなバイアス電流出力回路２０ｂからは、バイアス電流設定回路２０ａに流れる電流と同じ大きさのバイアス電流が出力されることになる。
【００５１】
ここで、バイアス電流設定回路２０ａに流れる電流は、主として、直列接続された複数のダイオードＤの順方向電圧の合計値と、バイアス電流設定用抵抗ＲＢの抵抗値とによって決定される。ここで、ダイオードＤの順方向電圧は一般に負の温度係数を有しているので、バイアス電流設定回路２０ａに流れる電流の温度係数は、ダイオードＤの温度係数によって決まる。
【００５２】
そのためバイアス電流出力回路２０ｂから出力されるバイアス電流も、ダイオードＤの温度係数によって決まる温度係数を有することになる。
【００５３】
そして、バイアス電流が温度によって変化すれば、バイアス電流と抵抗ＲＬの抵抗値とで決まる抵抗ＲＬの両端電圧も温度によって変化することになるから、レベルシフト電圧ＶＬも温度によって変化することになる。
【００５４】
したがって、バイアス回路２０のバイアス電流設定回路２０ｂに流れる電流の温度係数を適宜設定することによって、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数を所望の値に設定することができる。つまり、本実施形態の近接センサのバイアス回路２０では、バイアス電流設定回路２０ｂが、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数をトランジスタＱ１のベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅの温度係数とは異ならせる温度係数設定手段を構成している。
【００５５】
なお、温度係数設定手段によって、温度補償を行う方法については実施形態１で述べたとおりであり、バイアス電流設定回路２０ｂによっても同様の方法により温度補償を行うことができるから、詳細な説明は省略する。
【００５６】
以上述べた本実施形態の近接センサによれば、上記実施形態１と同様の効果を奏する上に、簡単な構成で温度係数設定手段を有するバイアス回路２０を得ることができる。
【００５７】
なお、本実施形態の近接センサは、レベルシフト回路２１とバイアス回路２０との両方に温度係数設定手段を設けているが、バイアス回路２０にのみ温度係数設定手段を設けるようにしてもよい。
【００５８】
ただし、レベルシフト回路２１と、バイアス回路２０との両方に温度係数設定手段を設けているほうが、レベルシフト回路２１の温度係数設定手段だけでは、負性コンダクタンスＧｏｓｃの絶対値の温度係数を所望の値に設定することが難しいような場合であっても、バイアス回路２０の温度係数設定手段を併せて用いることで負性コンダクタンスＧｏｓｃの絶対値の温度係数を所望の値に設定することができ、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数の設定が行いやすくなる点で好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施形態１の近接センサの回路ブロック図である。
【図２】実施形態２の近接センサの回路ブロック図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ ＬＣ共振回路
２ 発振回路部
４ 信号処理部
１０ 検知コイル
１１ コンデンサ
２０ バイアス回路
２０ａ バイアス電流設定回路
２０ｂ バイアス電流出力回路
２１ レベルシフト回路
２２ エミッタフォロワ回路
２３ 電流帰還回路
Ｑ１ トランジスタ
ＲＬ 抵抗（温度係数設定手段）
ＲＢ バイアス電流設定用抵抗
Ｄ ダイオード（温度係数設定手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波発振型の近接センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、非接触で金属体（導電体）や磁性体などからなる被検知体を検知する近接センサとして、高周波発振型の近接センサが提案されている。
【０００３】
上記高周波発振型の近接センサは、検知コイルとコンデンサとの並列回路よりなるＬＣ共振回路部と、ＬＣ共振回路部に電流を正帰還させることによってＬＣ共振回路部を発振させる発振回路部とを有している。
【０００４】
このような近接センサでは、ＬＣ共振回路部を構成する検知コイルに被検知体が接近した際に、電磁誘導作用によって渦電流損が生じて検知コイルのコンダクタンスが変化するという現象を利用して被検知体の検知を行っている。つまり、ＬＣ共振回路部が発振するための条件は、検知コイルのコンダクタンスと共振回路部の負性コンダクタンスとの和が０以下となることであるから、検知コイルのコンダクタンスが変化して、検知コイルのコンダクタンスと発振回路部の負性コンダクタンスとが上記発振条件を満たさなくなると、ＬＣ共振回路部の発振振幅が減衰してやがて発振が停止する。
【０００５】
したがって、上記近接センサでは、ＬＣ共振回路部の発振が停止または発振振幅が所定値以上減衰した際に、被検知体が存在していると判定する。
【０００６】
ところで、検知コイルのコンダクタンスは正の温度係数（温度特性）を有しており、温度によってその値が増減することになる。そのため、検知コイルの温度が変化した場合には、検知コイルと被検知体との距離が変化していないにも関わらず、検知コイルのコンダクタンスと発振回路部の負性コンダクタンスとが上記発振条件を満たさなくなって、ＬＣ共振回路部の発振が停止または発振振幅が所定値以上減衰して、近接センサが誤動作してしまうおそれがあった。
【０００７】
上述したような温度による近接センサの誤動作を防止するためには、検知コイルのコンダクタンスが温度変化したときでも、検知コイルのコンダクタンスと発振回路部の負性コンダクタンスとが上記発振条件を満たすように、負性コンダクタンスに温度特性を持たせることが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００８】
例えば、特許文献１には、検出コイルとコンデンサとからなる並列共振回路（ＬＣ共振回路部）と、並列共振回路に電流を帰還するカレントミラー回路とを含む発振回路を備えた近接センサにおいて、カレントミラー回路の基準電流側のトランジスタのエミッタに温度によって電圧または抵抗が変化する温度補償素子（例えばサーミスタなど）を接続することが開示されている。
【０００９】
一方、特許文献２には、ＬＣ共振回路と、レベルシフト回路と、レベルシフト回路の出力電圧を電流に変換する電圧−電流変換回路と、電圧−電流変換回路の出力電流に等しい電流を共振回路に帰還させるカレントミラー回路とを備えた近接センサにおいて、カレントミラー回路の電流帰還回路に差動増幅器を挿入し、この差動増幅器の入力端に、当該入力端の電位差を調整する電位差発生回路を接続し、電位差発生回路の入力端にトランジスタからなる温度補償回路を接続したものが開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２９５２４８号公報
【特許文献２】特公平２−１２４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献１に示す例では、温度補償素子によってカレントミラー回路から並列共振回路に帰還する電流に温度特性を持たせることで、発振回路部の負性コンダクタンスに温度特性を持たせ、これによって温度補償を行っている。上記特許文献１によれば、温度補償素子を付加するだけでよいので、回路構成は簡単であるが、温度補償素子として用いているサーミスタは抵抗値のばらつきが大きいために、負性コンダクタンスがばらついて、このことが検知精度の低下の一因となるという問題があった。
【００１１】
一方、上記特許文献２によれば、サーミスタなどの温度補償素子を用いなくて済むから、上記特許文献１の問題点を解消することはできいていたが、差動増幅器や、電位差発生回路、温度補償回路などを付加する必要があり、回路構成が複雑になるという問題があった。
【００１２】
本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、簡単な構成で温度補償が行える近接センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明では、被検知体の検知に用いられる検知コイルおよびコンデンサからなるＬＣ共振回路部と、ＬＣ共振回路部を発振させる発振回路部と、ＬＣ共振回路部の発振振幅に基づいて被検知体の検知信号を作成する信号処理部とを備え、発振回路部は、ＬＣ共振回路にバイアス電流を供給するバイアス回路と、ＬＣ共振回路部の発振電圧をレベルシフトしてレベルシフト電圧を生成するレベルシフト回路と、当該レベルシフト電圧がベースに入力されるトランジスタからなるエミッタフォロワ回路と、エミッタフォロワ回路が出力する電流の大きさに応じた帰還電流をＬＣ共振回路部に供給する電流帰還回路とを有し、レベルシフト回路とバイアス回路との少なくとも一方は、上記レベルシフト電圧の温度係数を上記トランジスタのベース−エミッタ間電圧の温度係数とは異ならせる温度係数設定手段を有していることを特徴とする。
【００１４】
請求項１の発明によれば、エミッタフォロワ回路のトランジスタのベース−エミッタ間電圧の温度係数と、このトランジスタのベースに入力されるレベルシフト電圧の温度係数とが異なっているために、ベース−エミッタ間電圧とレベルシフト電圧との差が温度によって増減するので、エミッタフォロワ回路の出力電流も温度によって増減して、当該出力電流が増減した際には、負性コンダクタンスの大きさを決定する帰還電流も増減することになるから、上記ベース−エミッタ間電圧の温度係数と、上記レベルシフト電圧の温度係数とを異ならせることによって、負性コンダクタンスの温度係数を検知コイルのコンダクタンスの温度係数と等しくすることが可能となって、温度補償を行うことができる。しかも、上記ベース−エミッタ間電圧の温度係数と、上記レベルシフト電圧の温度係数とを異なる値に設定するだけでよいから、温度補償のためにサーミスタなどの温度検知用の素子などを設けなくて済み、簡単な構成で温度補償を実現できる。
【００１５】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記レベルシフト回路は、上記ＬＣ共振回路部１と上記トランジスタのベースとの間に挿入された１乃至複数の抵抗を有し、上記温度係数設定手段は、上記抵抗であることを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明によれば、簡単な構成で温度係数設定手段を有するレベルシフト回路を得ることができる。
【００１７】
請求項３の発明では、請求項１または２の発明において、上記バイアス回路は、バイアス電流の大きさを設定するバイアス電流設定回路と、当該バイアス電流設定回路で設定された大きさのバイアス電流を出力するバイアス電流出力回路とを備え、バイアス電流設定回路は、少なくとも１つのダイオードと、バイアス電流設定用抵抗との直列回路からなり、上記温度係数設定手段は、バイアス電流設定回路であることを特徴とする。
【００１８】
請求項３の発明によれば、簡単な構成で温度係数設定手段を有するバイアス回路を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、簡単な構成で温度補償が行えるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（実施形態１）
本実施形態の近接センサは、図１に示すように、被検知体（図示せず）の検知に用いられる検知コイル１０およびコンデンサ１１の並列回路からなるＬＣ共振回路部１と、ＬＣ共振回路部１を発振させる発振回路部２と、ＬＣ共振回路部１の発振振幅を検出するモニタ部３と、ＬＣ共振回路部１の発振振幅に基づいて被検知体の検知信号を作成する信号処理部４とを備えている。
【００２１】
ＬＣ共振回路部１に用いる検知コイル（検出コイル）１０は、例えば、円筒状のコイルボビン（図示せず）の外周面に、コイルボビンの軸方向に巻軸方向を沿わせた形で巻回されたものを用いている。そして、被検知体は、例えば、金属体（導電体）や磁性体よりパイプ状に形成されたものであって、検知コイル１０の巻軸方向に沿って検知コイル１０のすぐ外側を通る形で配置されている。ＬＣ共振回路部１の発振電圧の周波数は、検知コイル１０のインダクタンスとコンデンサ１１の静電容量とにより決定される。なお、上述したような検知コイル１０および被検知体の構成は一例に過ぎず、例えば、被検知体は磁性体により形成されたものであってもよく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更できる。
【００２２】
本実施形態の近接センサでは、発振回路部２と、モニタ部３と、信号処理部４とはモノリシックＩＣとして一体化されている。
【００２３】
発振回路部２は、内部電源ＶｃｃよりＬＣ共振回路１に一定のバイアス電流を供給する定電流源であるバイアス回路２０と、ＬＣ共振回路部１の発振電圧をレベルシフトしてレベルシフト電圧ＶＬを生成するレベルシフト回路２１と、当該レベルシフト電圧ＶＬがベースに入力されるトランジスタＱ１からなるエミッタフォロワ回路２２と、エミッタフォロワ回路２２が出力する電流の大きさに応じた帰還電流をＬＣ共振回路部１に供給する電流帰還回路２３と、感度設定用抵抗２４とを有している。
【００２４】
レベルシフト回路２１は、ＬＣ共振回路部１とトランジスタＱ１のベースとの間に挿入された抵抗ＲＬからなる。したがって、レベルシフト回路２１のレベルシフト電圧ＶＬは、抵抗ＲＬの両端電圧だけＬＣ共振回路部１の発振電圧をレベルシフトさせてなる電圧である。抵抗ＲＬの両端電圧は、バイアス回路２０が出力するバイアス電流と抵抗ＲＬの抵抗値とで決定され、本実施形態におけるバイアス回路２０は一定のバイアス電流を出力するから、抵抗ＲＬの両端電圧は、抵抗ＲＬの抵抗値の温度係数に応じて温度変化する。
【００２５】
したがって、レベルシフト回路２１の抵抗ＲＬの温度係数を適宜設定することによって、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数を所望の値に設定することができる。つまり、本実施形態の近接センサでは、レベルシフト回路２１の抵抗ＲＬが、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数をトランジスタＱ１のベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅの温度係数とは異ならせる温度係数設定手段を構成している。
【００２６】
エミッタフォロワ回路（エミッタホロワ回路）２２は、トランジスタＱ１により構成され、トランジスタＱ１のベースに入力された電圧に応じた電流を出力する電圧電流変換回路として用いられている。トランジスタＱ１のエミッタは、感度設定用抵抗２４を介してグラウンド（グランド）に接続され（接地され）ている。このエミッタフォロワ回路２２のトランジスタＱ１のベースには、レベルシフト回路２１で生成されたレベルシフト電圧ＶＬが入力される。したがって、エミッタフォロワ回路２２のエミッタ電圧Ｖｅは、レベルシフト電圧ＶＬからトランジスタＱ１のベース−エミッタ電圧Ｖｂｅを差し引いた値（＝ＶＬ−Ｖｂｅ）となる。そのため、レベルシフト回路２１の抵抗ＲＬの抵抗は、トランジスタＱ１のベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅ以上、発振電圧をレベルシフトさせる値に設定されている。
【００２７】
電流帰還回路２３は、ｐｎｐ形のトランジスタＱ２，Ｑ３により構成されたカレントミラー回路であり、ＬＣ共振回路部１の発振を維持するためにＬＣ共振回路部１に電流を正帰還させる。トランジスタＱ２は、エミッタフォロワ回路２２のトランジスタＱ１と内部電源Ｖｃｃとの間に、コレクタをトランジスタＱ１のコレクタに、エミッタを内部電源Ｖｃｃにそれぞれ接続する形で挿入されている。トランジスタＱ２のベースは、トランジスタＱ３のベースに接続され、トランジスタＱ３のエミッタは内部電源Ｖｃｃに接続され、コレクタはＬＣ共振回路部１とレベルシフト回路２１との接続点に接続されている。
【００２８】
ここで、エミッタフォロワ回路２２から電流が出力される際には、この電流に等しいトランジスタＱ１のコレクタ電流が、トランジスタＱ２のエミッタ−コレクタ間に流れることになる。そして、トランジスタＱ３のエミッタ−コレクタ間には、トランジスタＱ２のエミッタ−コレクタ間に流れた電流に等しい電流が流れ、この電流がＬＣ共振回路部１に供給される帰還電流となる。つまり、本実施形態における電流帰還回路２３は、エミッタフォロワ回路２２が出力する電流に等しい帰還電流をＬＣ共振回路部１に供給する。
【００２９】
感度設定用抵抗２４は、エミッタフォロワ２２が出力する電流の大きさを制限、すなわち帰還電流を制限することで、ＬＣ共振回路部１の発振が停止する被検知体と検知コイル１０との距離（つまり検知コイルの検知範囲）を設定するためのものである。なお、感度設定用抵抗２４としては少なくとも近接センサの使用が想定される温度範囲において温度係数がほぼ０であるようなものを採用している。
【００３０】
モニタ部３は、トランジスタＱ１のエミッタ電圧を監視することでＬＣ共振回路部１の発振振幅を検出する検波回路からなる。このようなモニタ部３としては、例えば、発振振幅を示す値として、発振電圧のピーク値を検出する回路や、発振電圧の積分値を検出する回路、発振電圧の実効値を検出する回路などが採用できる。なお、モニタ部３は従来周知のものを採用できるから詳細な説明は省略する。
【００３１】
信号処理部４は、例えばＣＰＵなどからなり、上述したように、モニタ部３で検出した発振振幅に基づいて、ＬＣ共振回路部１の発振状態を識別し、発振が停止していなければ、被検知体が検知コイル１０の検知範囲内に存在しないことを示す検知信号を出力し、発振が停止していれば、被検知体が検知コイル１０の検知範囲内に存在することを示す検知信号を作成し、外部へ出力する。
【００３２】
次に本実施形態の近接センサにおける温度補償の方法について説明する。
【００３３】
ＬＣ共振回路部１が発振する条件は、発振回路部２の負性コンダクタンスの絶対値が、検知コイル１０のコンダクタンスの絶対値以上であること、すなわち、発振回路部２の負性コンダクタンスをＧｏｓｃ（ただしＧｏｓｃは負の値である）、検知コイル１０のコンダクタンスをＧｃｏｉｌ（ただしＧｃｏｉｌは正の値である）とすれば、負性コンダクタンスＧｏｓｃとコンダクタンスＧｃｏｉｌとが、Ｇｃｏｉｌ≦｜Ｇｏｓｃ｜の関係にあるときである。そして、検知コイル１０のコンダクタンスＧｃｏｉｌは、正の温度係数を有しているから、温度によって発振状態が変化しないためには（温度補償を行うためには）、発振回路部２の負性コンダクタンスＧｏｓｃの絶対値が、検知コイル１０のコンダクタンスＧｃｏｉｌと同様に正の温度係数を有している必要がある。
【００３４】
負性コンダクタンスＧｏｓｃは、ＬＣ共振回路部１の発振振幅をＶＴ、帰還電流をＩｆｂとすると、次式（１）で表すことができる。
【００３５】
【数１】
【００３６】
ここで、帰還電流Ｉｆｂは、エミッタフォロワ回路２２のエミッタ電圧Ｖｅと、感度設定用抵抗２４の抵抗値とで決まり、感度設定用抵抗２４の抵抗値をＲｅとすれば、次式（２）で表すことができる。
【００３７】
【数２】
【００３８】
そうすると、負性コンダクタンスＧｏｓｃの絶対値がコンダクタンスＧｃｏｉｌと同様に正の温度係数を有するためには、エミッタ電圧Ｖｅが正の温度係数を有している必要がある。エミッタ電圧Ｖｅは、レベルシフト電圧ＶＬからベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅを差し引いた値であるから、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数と、ベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅの温度係数とが同じでなければ、エミッタ電圧Ｖｅの値は温度依存性を示す。そして、エミッタ電圧Ｖｅが正の温度係数を有するためには、ベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅの温度係数（一般には負の値をとる）よりも、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数が大きいことが必要である。
【００３９】
つまり、負性コンダクタンスＧｏｓｃの絶対値の温度係数はエミッタ電圧Ｖｅの温度係数によって決まり、エミッタ電圧Ｖｅの温度係数はレベルシフト電圧ＶＬとベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅそれぞれの温度係数によって決まり、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数はレベルシフト回路２１の抵抗ＲＬの温度係数によって決まるため、抵抗ＲＬの温度係数によって、負性コンダクタンスＧｏｓｃの絶対値の温度係数を設定することができる。
【００４０】
そのため、抵抗ＲＬの温度係数を、負性コンダクタンスＧｏｓｃの絶対値の温度係数が、コンダクタンスＧｃｏｉｌの温度係数に等しくなる値に設定することによって、コンダクタンスＧｃｏｉｌと負性コンダクタンスＧｏｓｃとの差が温度によらずに一定にすることができ、温度によって発振状態が変化することを抑制できるから、温度変化に起因する誤検知を防止できる。
【００４１】
このように本実施形態の近接センサでは、抵抗ＲＬの温度係数を、コンダクタンスＧｃｏｉｌと負性コンダクタンスＧｏｓｃとの温度係数が等しくなる値に設定することによって、温度補償を行っている。
【００４２】
以上述べたように本実施形態の近接センサによれば、エミッタフォロワ回路２２のトランジスタＱ１のベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅの温度係数と、このトランジスタＱ１のベースに入力されるレベルシフト電圧ＶＬの温度係数とが異なっているために、ベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅとレベルシフト電圧ＶＬとの差が温度によって増減するので、エミッタフォロワ回路２２の出力電流も温度によって増減して、当該出力電流が増減した際には、負性コンダクタンスＧｏｓｃの大きさを決定する帰還電流Ｉｆｂも増減することになるから、ベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅの温度係数と、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数とを異ならせることによって、負性コンダクタンスＧｏｓｃの温度係数を検知コイル１０のコンダクタンスＧｃｏｉｌの温度係数と等しくすることが可能となって、温度補償を行うことができる。しかも、ベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅの温度係数と、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数とを異なる値に設定するだけでよいから、上記特許文献１のように温度補償のためにサーミスタなどの温度補償用の素子などを設けなくて済み、温度補償用の素子を用いたことによって負性コンダクタンスがばらついて、検知精度が低下するといった問題が生じることもなく、上記特許文献２のように差動増幅器や、電位差発生回路、温度補償回路などを付加する必要がないから回路構成が複雑になることもなく、簡単な構成で温度補償を実現できる。
【００４３】
特に本実施形態におけるレベルシフト回路２１は、ＬＣ共振回路部１とトランジスタＱ１のベースとの間に挿入された抵抗ＲＬからなり、温度係数設定手段は、抵抗ＲＬであるので、簡単な構成で温度係数設定手段を有するレベルシフト回路２１を得ることができる。
【００４４】
なお、本実施形態におけるレベルシフト回路２１は、ＬＣ共振回路部１とトランジスタのベースとの間に挿入された抵抗ＲＬを１つ有しているが、抵抗ＲＬの数は１つに限定されず、複数であってもよく、その接続方法も、直列接続や並列接続に限らず種々の接続方法を採用できる。この場合においても複数の抵抗ＲＬの合成抵抗の温度係数によって、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数を設定できるため、抵抗ＲＬが温度係数設定手段を構成することになる。
【００４５】
また、本実施形態における近接センサは、常時はＬＣ共振回路部１が発振しており、被検知体の接近によってＬＣ共振回路部１の発振が停止する近接センサを利用しているが、常時はＬＣ共振回路部１の発振が停止しており、被検知体の接近によってＬＣ共振回路部１が発振する近接センサを利用するようにしてもよい。また、本実施形態における近接センサの例はあくまでも一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない程度の変更は可能である。
【００４６】
（実施形態２）
本実施形態の近接センサは、図２に示すように、バイアス回路２０の構成が実施形態１と異なっており、その他の構成は実施形態１と同様であるから、同様の構成については同一の符合を付して説明を省略する。
【００４７】
本実施形態におけるバイアス回路２０は、バイアス電流の大きさを設定するバイアス電流設定回路２０ａと、当該バイアス電流設定回路２０ａで設定された大きさのバイアス電流を出力するバイアス電流出力回路２０ｂとを備えている。
【００４８】
バイアス電流設定回路２０ａは、直列接続された複数のダイオードＤと、バイアス電流設定用抵抗ＲＢとの直列回路からなる。ダイオードＤは、バイアス電流に温度依存を生じさせるためのものである。バイアス電流設定用抵抗ＲＢは、直列接続された複数のダイオードＤのカソード側とグラウンドとの間に挿入されている。バイアス電流設定用抵抗ＲＢはレベルシフト回路２１の抵抗ＲＬと同種の抵抗を用いることが好ましく、このようにすれば、レベルシフト電圧ＶＬのばらつきを抑制できる。
【００４９】
バイアス電流出力回路２０ｂは、ｐｎｐ形のトランジスタＱ４，Ｑ５により構成されたカレントミラー回路である。トランジスタＱ４のエミッタは内部電源Ｖｃｃに接続され、コレクタはバイアス設定用回路２０ａにおける直列接続された複数のダイオードＤのアノード側に接続されている。またトランジスタＱ４のコレクタとベースとは互いに接続されている。トランジスタＱ５のベースはトランジスタＱ４のベースに接続され、エミッタは内部電源Ｖｃｃに接続されている。トランジスタＱ５のコレクタはレベルシフト回路２１の抵抗ＲＬを介してＬＣ共振回路部１に接続されている。
【００５０】
このようなバイアス電流出力回路２０ｂからは、バイアス電流設定回路２０ａに流れる電流と同じ大きさのバイアス電流が出力されることになる。
【００５１】
ここで、バイアス電流設定回路２０ａに流れる電流は、主として、直列接続された複数のダイオードＤの順方向電圧の合計値と、バイアス電流設定用抵抗ＲＢの抵抗値とによって決定される。ここで、ダイオードＤの順方向電圧は一般に負の温度係数を有しているので、バイアス電流設定回路２０ａに流れる電流の温度係数は、ダイオードＤの温度係数によって決まる。
【００５２】
そのためバイアス電流出力回路２０ｂから出力されるバイアス電流も、ダイオードＤの温度係数によって決まる温度係数を有することになる。
【００５３】
そして、バイアス電流が温度によって変化すれば、バイアス電流と抵抗ＲＬの抵抗値とで決まる抵抗ＲＬの両端電圧も温度によって変化することになるから、レベルシフト電圧ＶＬも温度によって変化することになる。
【００５４】
したがって、バイアス回路２０のバイアス電流設定回路２０ｂに流れる電流の温度係数を適宜設定することによって、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数を所望の値に設定することができる。つまり、本実施形態の近接センサのバイアス回路２０では、バイアス電流設定回路２０ｂが、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数をトランジスタＱ１のベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅの温度係数とは異ならせる温度係数設定手段を構成している。
【００５５】
なお、温度係数設定手段によって、温度補償を行う方法については実施形態１で述べたとおりであり、バイアス電流設定回路２０ｂによっても同様の方法により温度補償を行うことができるから、詳細な説明は省略する。
【００５６】
以上述べた本実施形態の近接センサによれば、上記実施形態１と同様の効果を奏する上に、簡単な構成で温度係数設定手段を有するバイアス回路２０を得ることができる。
【００５７】
なお、本実施形態の近接センサは、レベルシフト回路２１とバイアス回路２０との両方に温度係数設定手段を設けているが、バイアス回路２０にのみ温度係数設定手段を設けるようにしてもよい。
【００５８】
ただし、レベルシフト回路２１と、バイアス回路２０との両方に温度係数設定手段を設けているほうが、レベルシフト回路２１の温度係数設定手段だけでは、負性コンダクタンスＧｏｓｃの絶対値の温度係数を所望の値に設定することが難しいような場合であっても、バイアス回路２０の温度係数設定手段を併せて用いることで負性コンダクタンスＧｏｓｃの絶対値の温度係数を所望の値に設定することができ、レベルシフト電圧ＶＬの温度係数の設定が行いやすくなる点で好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施形態１の近接センサの回路ブロック図である。
【図２】実施形態２の近接センサの回路ブロック図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ ＬＣ共振回路
２ 発振回路部
４ 信号処理部
１０ 検知コイル
１１ コンデンサ
２０ バイアス回路
２０ａ バイアス電流設定回路
２０ｂ バイアス電流出力回路
２１ レベルシフト回路
２２ エミッタフォロワ回路
２３ 電流帰還回路
Ｑ１ トランジスタ
ＲＬ 抵抗（温度係数設定手段）
ＲＢ バイアス電流設定用抵抗
Ｄ ダイオード（温度係数設定手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検知体の検知に用いられる検知コイルおよびコンデンサからなるＬＣ共振回路部と、ＬＣ共振回路部を発振させる発振回路部と、ＬＣ共振回路部の発振振幅に基づいて被検知体の検知信号を作成する信号処理部とを備え、
発振回路部は、ＬＣ共振回路にバイアス電流を供給するバイアス回路と、ＬＣ共振回路部の発振電圧をレベルシフトしてレベルシフト電圧を生成するレベルシフト回路と、当該レベルシフト電圧がベースに入力されるトランジスタからなるエミッタフォロワ回路と、エミッタフォロワ回路が出力する電流の大きさに応じた帰還電流をＬＣ共振回路部に供給する電流帰還回路とを有し、
レベルシフト回路とバイアス回路との少なくとも一方は、上記レベルシフト電圧の温度係数を上記トランジスタのベース−エミッタ間電圧の温度係数とは異ならせる温度係数設定手段を有していることを特徴とする近接センサ。
【請求項２】
上記レベルシフト回路は、上記ＬＣ共振回路部１と上記トランジスタのベースとの間に挿入された１乃至複数の抵抗を有し、
上記温度係数設定手段は、上記抵抗であることを特徴とする請求項１記載の近接センサ。
【請求項３】
上記バイアス回路は、バイアス電流の大きさを設定するバイアス電流設定回路と、当該バイアス電流設定回路で設定された大きさのバイアス電流を出力するバイアス電流出力回路とを備え、
バイアス電流設定回路は、少なくとも１つのダイオードと、バイアス電流設定用抵抗との直列回路からなり、
上記温度係数設定手段は、バイアス電流設定回路であることを特徴とする請求項１または２記載の近接センサ。
【請求項１】
被検知体の検知に用いられる検知コイルおよびコンデンサからなるＬＣ共振回路部と、ＬＣ共振回路部を発振させる発振回路部と、ＬＣ共振回路部の発振振幅に基づいて被検知体の検知信号を作成する信号処理部とを備え、
発振回路部は、ＬＣ共振回路にバイアス電流を供給するバイアス回路と、ＬＣ共振回路部の発振電圧をレベルシフトしてレベルシフト電圧を生成するレベルシフト回路と、当該レベルシフト電圧がベースに入力されるトランジスタからなるエミッタフォロワ回路と、エミッタフォロワ回路が出力する電流の大きさに応じた帰還電流をＬＣ共振回路部に供給する電流帰還回路とを有し、
レベルシフト回路とバイアス回路との少なくとも一方は、上記レベルシフト電圧の温度係数を上記トランジスタのベース−エミッタ間電圧の温度係数とは異ならせる温度係数設定手段を有していることを特徴とする近接センサ。
【請求項２】
上記レベルシフト回路は、上記ＬＣ共振回路部１と上記トランジスタのベースとの間に挿入された１乃至複数の抵抗を有し、
上記温度係数設定手段は、上記抵抗であることを特徴とする請求項１記載の近接センサ。
【請求項３】
上記バイアス回路は、バイアス電流の大きさを設定するバイアス電流設定回路と、当該バイアス電流設定回路で設定された大きさのバイアス電流を出力するバイアス電流出力回路とを備え、
バイアス電流設定回路は、少なくとも１つのダイオードと、バイアス電流設定用抵抗との直列回路からなり、
上記温度係数設定手段は、バイアス電流設定回路であることを特徴とする請求項１または２記載の近接センサ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−７７１６９（Ｐ２００９−７７１６９Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４４３４０（Ｐ２００７−２４４３４０）
【出願日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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