近接センサ
【課題】被検出物を誤検出する可能性を低減することのできる近接センサを提供する。
【解決手段】近接センサは、被検出物の検出に用いられる検出コイルＬ及びコンデンサＣで形成されるＬＣ共振部１と、ＬＣ共振部１を発振させる発振回路部２と、ＬＣ共振部１の発振振幅を検出する発振振幅検出部３と、発振振幅検出部３が出力する検出信号に基づいて、被検出物を検出する物体検出モードでは被検出物の存在有無を判定し、外部から照射される外来電波を検出する電波検出モードでは外来電波の存在有無を判定する信号処理部４と、信号処理部４の判定結果に基づいて判定信号を出力する信号出力部５と、物体検出モードと電波検出モードを不定タイミングで切り替えるモード切替部７と、モード切替部７が出力するモード信号に応じて発振回路部２の負性コンダクタンスを変化させる負性コンダクタンス制御部６とを備える。
【解決手段】近接センサは、被検出物の検出に用いられる検出コイルＬ及びコンデンサＣで形成されるＬＣ共振部１と、ＬＣ共振部１を発振させる発振回路部２と、ＬＣ共振部１の発振振幅を検出する発振振幅検出部３と、発振振幅検出部３が出力する検出信号に基づいて、被検出物を検出する物体検出モードでは被検出物の存在有無を判定し、外部から照射される外来電波を検出する電波検出モードでは外来電波の存在有無を判定する信号処理部４と、信号処理部４の判定結果に基づいて判定信号を出力する信号出力部５と、物体検出モードと電波検出モードを不定タイミングで切り替えるモード切替部７と、モード切替部７が出力するモード信号に応じて発振回路部２の負性コンダクタンスを変化させる負性コンダクタンス制御部６とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属体や磁性体などからなる被検出物を非接触で検出する近接センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の近接センサは、例えば遊戯機に設けられるパチンコ玉をカウントするセンサに用いられ、図６に示すように、ＬＣ共振部１と、発振回路部２と、発振振幅検出部３と、信号処理部４ａと、信号出力部５ａとを備えている。ＬＣ共振部１は、検出コイルＬとコンデンサＣとの並列回路で構成されている。発振回路部２は、ＬＣ共振部１を発振させる。発振振幅検出部３は、ＬＣ共振部１の発振振幅を検出する。信号処理部４ａは、発振振幅検出部３が出力する検出信号Ｓ１から、被検出物のＬＣ共振部１への接近によるＬＣ共振部１の発振振幅の低減を検出し、ＬＣ共振部１の近傍における被検出物の存在有無を判定する。信号出力部５ａは、信号処理部４ａの判定結果に基づいて判定信号Ｓ２を出力する。
【０００３】
図７は、従来の近接センサの発振回路部２の具体的な回路構成図である。この図に示すように、発振回路部２は、バイアス回路２０と、レベルシフト回路２１と、増幅回路２２と、電流帰還回路２３とを備えている。バイアス回路２０は、内部電源ＶｃｃよりＬＣ共振部１に一定のバイアス電流を供給する定電流源である。レベルシフト回路２１は、ＬＣ共振部１の発振電圧（ＬＣ共振部１の両端電圧）をレベルシフトする。増幅回路２２は、ＬＣ共振部１の発振電圧に応じた電流を出力する。電流帰還回路２３は、増幅回路２２が出力する電流の大きさに応じた帰還電流をＬＣ共振部１に供給して発振を維持する。
【０００４】
レベルシフト回路２１は、ｎｐｎ形のトランジスタＱ１により構成され、トランジスタＱ１のコレクタは、バイアス回路２０の出力端に接続され、エミッタは、一端が接地されたＬＣ共振回路部１の他端に接続されている。図７の例では、トランジスタＱ１のエミッタとグラウンドとの間に検知コイルＬとコンデンサＣとからなる並列回路が挿入されている。また、トランジスタＱ１においてはコレクタとベースとが接続されている。したがって、トランジスタＱ１のエミッタの電位はＬＣ共振回路部１の発振電圧に等しい。このようなレベルシフト回路２１では、増幅回路２２のｎｐｎ形のトランジスタＱ２（後述する。）のベース−エミッタ間電圧の分だけ発振電圧をレベルシフトするようにしている。これによって、トランジスタＱ２のエミッタとグラウンドとの間に、発振の正の半サイクルのみ、ＬＣ共振部１の発振電圧に等しい電圧が印加される。
【０００５】
増幅回路２２は、前述のトランジスタＱ２により構成されている。トランジスタＱ２のエミッタは、増幅回路２２のエミッタ電位設定用（電流調整用）の抵抗Ｒ１を介してグラウンドに接続されている。つまり、増幅回路２２は、所謂エミッタフォロワ回路からなる。トランジスタＱ２のベースは、トランジスタＱ１のベースに接続され、レベルシフト回路２１によりレベルシフトされたトランジスタＱ１のエミッタの電位、すなわちレベルシフト回路２１により生成されたレベルシフト電圧がトランジスタＱ２のベースに入力される。したがって、増幅回路２２からは、ＬＣ共振部１の発振電圧に応じた電流が出力されることになる。
【０００６】
電流帰還回路２３は、ｐｎｐ形のトランジスタＱ３，Ｑ４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Ｑ３は、増幅回路２２のトランジスタＱ２と内部電源Ｖｃｃとの間に、コレクタをトランジスタＱ２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Ｑ３のベースは、トランジスタＱ４のベースに接続され、トランジスタＱ４のエミッタは内部電源Ｖｃｃに接続され、コレクタはトランジスタＱ１のエミッタに接続されている。
【０００７】
ここで、増幅回路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Ｑ２のコレクタ電流がトランジスタＱ３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Ｑ４のエミッタ−コレクタ間には、トランジスタＱ３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共振部１に供給される帰還電流となる。つまり、電流帰還回路２３は、増幅回路２２が出力する電流に等しい帰還電流をＬＣ共振部１に供給する。結局、発振の正の半サイクルの間は、ＬＣ共振部１を抵抗Ｒ１で割って得られる電流がＬＣ共振部１に帰還され、負の半サイクルの間は、帰還される電流はゼロであるので、発振回路部２の負性コンダクタンスＧの絶対値は、１／（２×Ｒ１）で与えられる。
【０００８】
上記の構成で、ＬＣ共振部１を構成する検出コイルＬに被検出物が接近した際に、電磁誘導作用によって渦電流損が生じて検出コイルＬのコンダクタンス（インピーダンス）が変化するという現象を利用して被検出物の検出を行っている。つまり、検出コイルＬのコンダクタンスＧｃｏｉｌが変化するとＬＣ共振部１の発振条件も変化することを利用して被検出物の有無（近接）を検出する。ＬＣ共振部１を発振させている状態から、被検出物の近接によって検出コイルＬのコンダクタンスＧｃｏｉｌが増加し、負性コンダクタンスＧの絶対値よりも大きくなると、ＬＣ共振部１の発振が停止または発振振幅が低減する。
【０００９】
図８（ａ）〜（ｃ）は、従来の近接センサのタイミングチャートである。（ａ）はＬＣ共振部１の発振振幅、（ｂ）は検出信号Ｓ１、（ｃ）は判定信号Ｓ２を示す。
【００１０】
従来の近接センサでは、ＬＣ共振部１が発振して発振振幅検出部３がハイレベルの検出信号Ｓ１を出力している場合、信号処理部４は、検出コイルＬの検出範囲内に被検出物が存在しないと判定する。この場合、信号出力部５は、被検出物が存在しないことを示すハイレベルの判定信号Ｓ２を出力する。一方、ＬＣ共振部１の発振が停止して発振振幅検出部３がローレベルの検出信号Ｓ１を出力している場合、信号処理部４は、検出コイルＬの検出範囲内に被検出物が存在すると判定する。この場合、信号出力部５は、被検出物の存在を示すローレベルの判定信号Ｓ２を出力する。
【００１１】
しかし、外部から強力な電波が照射された場合、ＬＣ共振部１は被検出物がないにも関わらず発振し、被検出物を誤検出するおそれがあった。そこで、外部から照射される外来電波を検出する電波検出回路を備えた近接センサが提案されている（例えば、特許文献１）。このような近接センサを遊戯機に用いれば、不作為者が外来電波を照射してパチンコ玉を誤検出させるいたずらを防止することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１１−１０２７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、特許文献１に開示される近接センサでは、ＬＣ発振部１の発振／停止のサイクルが一定であるため、発振／停止のパターン把握が容易である。そのため、同じパターンで外部から強力な電波を照射すると、被検出物がないにも関わらず発振し、被検出物を誤検出する可能性が残されていた。
【００１４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、被検出物を誤検出する可能性を低減することのできる近接センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、近接センサであって、被検出物の検出に用いられる検出コイル及びコンデンサで形成されるＬＣ共振部と、前記ＬＣ共振部を発振させる発振回路部と、前記ＬＣ共振部の発振振幅を検出する発振振幅検出部と、前記発振振幅検出部が出力する検出信号に基づいて、被検出物を検出する物体検出モードでは被検出物の存在有無を判定し、外部から照射される外来電波を検出する電波検出モードでは外来電波の存在有無を判定する信号処理部と、前記信号処理部の判定結果に基づいて判定信号を出力する信号出力部と、前記物体検出モードと前記電波検出モードを不定タイミングで切り替えるモード切替部と、前記モード切替部が出力するモード信号に応じて前記発振回路部の負性コンダクタンスを変化させる負性コンダクタンス制御部とを備えることを特徴とする。
【００１６】
さらに、タイミング信号をカウントするタイミング信号カウント部を備え、前記モード切替部は、前記タイミング信号のカウント結果に基づいて前記物体検出モードと前記電波検出モードを切り替えてもよい。
【００１７】
前記モード切替部は、前記物体検出モードの時間幅をランダムに変化させてもよい。
【００１８】
前記モード切替部は、前記電波検出モードの時間幅をランダムに変化させてもよい。
【００１９】
前記モード切替部は、前記物体検出モードの時間幅及び前記電波検出モードの時間幅をランダムに変化させてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、物体検出モードと電波検出モードを不定タイミングで切り替えるようにしているので、被検出物を誤検出する可能性を低減することのできる近接センサを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態１における近接センサの構成図である。
【図２】実施形態１における近接センサの回路構成図である。
【図３】実施形態１における近接センサのタイミングチャートを示す図である。
【図４】実施形態２における近接センサのタイミングチャートを示す図である。
【図５】実施形態３における近接センサのタイミングチャートを示す図である。
【図６】従来の近接センサの構成図である。
【図７】従来の近接センサの回路構成図である。
【図８】従来の近接センサのタイミングチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
（実施形態１）
図１は、実施形態１における近接センサの構成図である。この近接センサは、例えば遊戯機に設けられるパチンコ玉をカウントするセンサであって、図１に示すように、ＬＣ共振部１と、発振回路部２と、発振振幅検出部３と、信号処理部４と、信号出力部５と、負性コンダクタンス制御部６と、モード切替部７と、タイミング信号カウント部８と、タイミング信号生成部９とを備えている。ＬＣ共振部１は、検出コイルＬとコンデンサＣとの並列回路で構成されている。発振回路部２は、ＬＣ共振部１を発振させる。発振振幅検出部３は、ＬＣ共振部１の発振振幅を検出する。信号処理部４は、発振振幅検出部３が出力する検出信号Ｓ１に基づいて、被検出物を検出する物体検出モードでは被検出物の存在有無を判定し、外部から照射される外来電波（誘導磁界なども含む）を検出する電波検出モードでは外来電波の存在有無を判定する。具体的には、物体検知モードでは、ＬＣ共振部１の発振振幅が所定の値以下であれば非検出物は存在しないと判定する。また、電波検知モードでは、ＬＣ共振部１の発振振幅が所定の値以上であれば外来電波が存在すると判定する。信号出力部５は、信号処理部４の判定結果に基づいて判定信号Ｓ２を出力する。タイミング信号生成部９は、一定周期のタイミング信号を生成する。タイミング信号カウント部８は、タイミング信号生成部９が出力するタイミング信号をカウントする。モード切替部７は、タイミング信号カウント部８のカウント結果に基づいて物体検知モードと電波検出モードを切り替える。これによって、物体検出モードと電波検出モードとが交互に繰り返されるようになっている。負性コンダクタンス制御部６は、モード切替部７が出力するモード信号ＭＳに応じて発振回路部２の負性コンダクタンスを変化させる。具体的には、電波検出モードにおける負性コンダクタンスの絶対値を物体検知モードにおける負性コンダクタンスの絶対値よりも低減させている。
【００２４】
図２は、実施形態１における近接センサの回路構成図である。ＬＣ共振部１と発振回路図２と発振振幅回路部３は従来と同じ構成であるため、同じ符号をつけて説明を省略する。
【００２５】
この図に示すように、カレントミラー２３のトランジスタＱ３と並列に負性コンダクタンス制御部６が接続されている。負性コンダクタンス制御部６は、ｐｎｐ形のトランジスタＱ５と、抵抗Ｒ２と、コントロール部６０とから構成されている。トランジスタＱ５のエミッタは内部電源Ｖｃｃに接続され、コレクタはトランジスタＱ３のコレクタに接続されている。そして、トランジスタＱ５のベースは、抵抗Ｒ２を介してコントロール部６０に接続されている。コントロール部６０は、モード信号ＭＳに応じてトランジスタＱ５のＯＮ／ＯＦＦを行う。
【００２６】
図３は、実施形態１における近接センサのタイミングチャートである。（ａ−１）はタイミング信号ＴＳ、（ａ−２）はタイミング信号カウント部８の出力信号ＴＳＣ、（ｂ）はモード信号ＭＳ、（ｃ）は負性コンダクタンスＧの絶対値、（ｄ）はＬＣ共振部１の発振振幅、（ｅ）は検出信号Ｓ１、（ｆ）は判定信号Ｓ２を示す。
【００２７】
この図に示されるように、タイミング信号カウント部８の出力信号ＴＳＣの立上りに同期してモード切替が行われ、モード信号ＭＳが変化する。ここで、タイミング信号カウント部８は、乱数を発生させる等の方法により、物体検出モード決定のカウント数をランダムに変化させるようになっている。物体検出モード決定のカウント数とは、物体検出モードの時間幅を決定するためのカウント数である。一方、タイミング信号カウント部８は、電波検出モード決定のカウント数を一定のカウント数としている。電波検出モード決定のカウント数とは、電波検出モードの時間幅を決定するためのカウント数である。具体的には、図３（ａ−２）に示すように、物体検出モード決定のカウント数を“１、２、３、２、１、１、・・・”と変化させている。一方、電波検出モード決定のカウント数を一定のカウント数“１”としている。
【００２８】
これによって、モード切替部７は、ランダムなタイミングで物体検出モードと電波検出モードを切り替えることになる。具体的には、図３（ｂ）に示すように、１番目、２番目、３番目、５番目、６番目、９番目、・・のタイミング信号ＴＳの立上りに同期して物体検出モードと電波検出モードを切り替えるようになっている。
【００２９】
以下、ＬＣ共振部１の近傍に被検出物が存在しない場合について説明する。モード信号ＭＳに同期してトランジスタＱ５がオフし、負性コンダクタンスの絶対値がＧ１である期間を第１の期間Ｔ１とする。この第１の期間Ｔ１では、被検出物が存在しない場合における検出コイルＬのコンダクタンスＧｃｏｉｌ１は負性コンダクタンスの絶対値Ｇ１より小さく、従来の近接センサと同様にＬＣ共振部１が発振している。また、発振振幅検出部３は、ＬＣ共振部１の発振振幅を所定の閾値Ｖｔｈ１を用いて２値化した検出信号Ｓ１を出力する。第１の期間Ｔ１では、ＬＣ共振部１が発振し、発振振幅が閾値Ｖｔｈ１よりも高いため、発振振幅検出部３はハイレベルの検出信号Ｓ１を出力する。
【００３０】
次に、モード信号ＭＳに同期してトランジスタＱ５がオンし、負性コンダクタンスの絶対値がＧ２である期間を第２の期間Ｔ２とする。第２の期間Ｔ２では、発振回路部２の負性コンダクタンスＧの絶対値が低減し、検出コイルＬのコンダクタンスＧｃｏｉｌ１よりも小さくなることにより、ＬＣ共振部１の発振振幅が低減（図３では発振停止）する。ＬＣ共振部１の発振振幅が低減することによって、発振振幅が閾値Ｖｔｈ２よりも低くなり、発振振幅検出部３はローレベルの検出信号Ｓ１を出力する。なお、本実施形態ではＶｔｈ１とＶｔｈ２は同一の値とし、図３ではＶｔｈとしている。
【００３１】
信号処理部４は、モード信号ＭＳに同期して、第１の期間Ｔ１及び第２の期間Ｔ２における検出信号Ｓ１のレベルを検出する。図３（ｅ）中の黒丸は第１の期間Ｔ１、白丸は第２の期間Ｔ２における検出信号Ｓ１のレベルを検出するタイミングを示している。信号処理部４は、第１の期間Ｔ１においてハイレベルの信号を検出すると、被検出物が存在しないと判定する。そして、直後の第２の期間Ｔ２においてローレベルの検出信号Ｓ１を検出すると、外来電波が存在しないと判定し、直前の第１の期間Ｔ１における被検出物が存在しないという判定結果を確定する。これによって、信号出力部５は、被検出物が存在しないことを示す（図３（ｆ）ではハイレベル）判定信号Ｓ２を出力する。
【００３２】
次に、ＬＣ共振部１の近傍に被検出物が存在する場合について説明する。被検出物が存在するため、検出コイルＬのコンダクタンスＧｃｏｉｌ１は増加する。したがって、第１の期間Ｔ１では、被検出物が存在する場合における検出コイルＬのコンダクタンスＧｃｏｉｌ２は、発振回路の負性コンダクタンスＧ１より大きくなる。そのため、従来の近接センサと同様にＬＣ共振部１の発振振幅が低減（図３（ｄ）では発振停止）し、発振振幅が閾値Ｖｔｈ１よりも低くなるので、発振振幅検出部３はローレベルの検出信号Ｓ１を出力する。また、第２の期間Ｔ２では、被検出物が存在しない場合と同様に、発振回路部２の負性コンダクタンスＧの絶対値が低減する。これによって、ＬＣ共振部１の発振振幅が低減（図３（ｄ）では発振停止）して閾値Ｖｔｈ２以下となり、発振振幅検出部３はローレベルの検出信号Ｓ１を出力する。信号処理部４は、第１の期間Ｔ１においてローレベルの検出信号Ｓ１を検出すると、被検出物が存在すると判定する。そして、直後の第２の期間Ｔ２においてローレベルの検出信号Ｓ１を検出すると、外来電波が存在しないと判定し、直前の第１の期間Ｔ１における被検出物が存在するという判定結果を確定する。これによって、信号出力部５は、被検出物が存在することを示す（図３（ｆ）ではミドルレベル）判定信号Ｓ２を出力する。
【００３３】
次に、外来電波が存在する場合について説明する。第２の期間Ｔ２では、外来電波が存在するときはＬＣ共振部１が電磁誘導によって電圧が励起される。これによって、発振振幅が閾値Ｖｔｈ２よりも高くなり、発振振幅検出部３はハイレベル信号の検出信号Ｓ１を出力する。また、第１の期間Ｔ１では、非検出物の有無にかかわらず、外来電波が存在するときはＬＣ共振部１が電磁誘導によって励起される。これによって、発振振幅が閾値Ｖｔｈ２よりも高くなり、発振振幅検出部３はハイレベル検出信号Ｓ１を出力する。ここで、ＬＣ共振部１を短絡することによって負性コンダクタンスＧの絶対値を低減させると、ＬＣ共振部１はローインピーダンス状態になり、外来電波が発生してもＬＣ共振部１に電流は流れず発振しなくなる。しかし、本実施形態の回路構成では、カレントミラー２３の入力側（トランジスタＱ３）を短絡して、ＬＣ共振部１に供給する帰還電流を低減することで、負性コンダクタンスＧの絶対値を低減させている。したがって、ＬＣ共振部１はハイインピーダンス状態になり、外来電波が発生したときにＬＣ共振部１は電磁誘導によって発振する。
【００３４】
また、信号処理部４は、第２の期間Ｔ２においてハイレベルの検出信号Ｓ１を検出すると、外来電波が存在すると判定する。これによって、信号出力部５は、外来電波が存在することを示す判定信号Ｓ２を出力する。図３（ｆ）ではローレベル判定信号Ｓ２を出力している。
【００３５】
以上のように、本実施形態における近接センサでは、物体検出モードの時間幅をランダムに変化させるようにしているため、ＬＣ共振部１の発振／停止のサイクルが一定にならない。そのため、発振／停止のパターン把握が困難になり、同じパターンで外部から強力な電波を照射することが難しくなる結果、被検出物を誤検出する可能性を低減することが可能となる。すなわち、連続的、周期的、又は非周期的に外部から電波ノイズが印加されても、その電波ノイズを精度よく検出することが可能である。
【００３６】
（実施形態２）
以下、実施形態２を実施形態１と異なる点のみ説明する。
【００３７】
図４は、実施形態２における近接センサのタイミングチャートである。（ａ−１）はタイミング信号ＴＳ、（ａ−２）はタイミング信号カウント部８の出力信号ＴＳＣ、（ｂ）はモード信号ＭＳ、（ｃ）は負性コンダクタンスＧの絶対値、（ｄ）はＬＣ共振部１の発振振幅、（ｅ）は検出信号Ｓ１、（ｆ）は判定信号Ｓ２を示す。
【００３８】
この図に示されるように、タイミング信号カウント部８の出力信号ＴＳＣの立上りに同期してモード切替が行われ、モード信号ＭＳが変化する。ここで、タイミング信号カウント部８は、乱数を発生させる等の方法により、電波検出モード決定のカウント数をランダムに変化させるようになっている。一方、タイミング信号カウント部８は、物体検出モード決定のカウント数を一定のカウント数としている。具体的には、図４（ａ−２）に示すように、電波検出モード決定のカウント数を“１、２、２、１、３、・・・”と変化させている。一方、物体検出モード決定のカウント数を一定のカウント数“１”としている。
【００３９】
これによって、モード切替部７は、ランダムなタイミングで物体検出モードと電波検出モードを切り替えることになる。具体的には、図４（ｂ）に示すように、１番目、２番目、３番目、４番目、６番目、７番目、・・のタイミング信号ＴＳの立上りに同期して物体検出モードと電波検出モードを切り替えるようになっている。
【００４０】
以上のように、本実施形態における近接センサでは、電波検出モードの時間幅をランダムに変化させるようにしている。そのため、実施形態１と同様、ＬＣ共振部１の発振／停止のサイクルが一定にならないので、被検出物を誤検出する可能性を低減することが可能となる。また、実施形態１に比べると、平均的に電波検出モードを長く設定することが可能であるため、電波ノイズ監視時間を長くすることができ、ノイズ検出性能が向上する。
【００４１】
（実施形態３）
以下、実施形態３を実施形態１と異なる点のみ説明する。
【００４２】
図５は、実施形態３における近接センサのタイミングチャートである。（ａ−１）はタイミング信号ＴＳ、（ａ−２）はタイミング信号カウント部８の出力信号ＴＳＣ、（ｂ）はモード信号ＭＳ、（ｃ）は負性コンダクタンスＧの絶対値、（ｄ）はＬＣ共振部１の発振振幅、（ｅ）は検出信号Ｓ１、（ｆ）は判定信号Ｓ２を示す。
【００４３】
この図に示されるように、タイミング信号カウント部８の出力信号ＴＳＣの立上りに同期してモード切替が行われ、モード信号ＭＳが変化する。ここで、タイミング信号カウント部８は、乱数を発生させる等の方法により、物体検出モード決定のカウント数及び電波検出モード決定のカウント数をランダムに変化させるようになっている。具体的には、図５（ａ−２）に示すように、物体検出モード決定のカウント数を“１、２、３、１、１、・・・”と変化させ、また、電波検出モード決定のカウント数を“１、２、２、３、・・・”と変化させている。
【００４４】
これによって、モード切替部７は、ランダムなタイミングで物体検出モードと電波検出モードを切り替えることになる。具体的には、図５（ｂ）に示すように、１番目、２番目、３番目、５番目、６番目、９番目、・・のタイミング信号ＴＳの立上りに同期して物体検出モードと電波検出モードを切り替えるようになっている。
【００４５】
以上のように、本実施形態における近接センサでは、電波検出モード及び物体検出モードの時間幅をランダムに変化させるようにしている。そのため、実施形態１と同様、ＬＣ共振部１の発振／停止のサイクルが一定にならないので、被検出物を誤検出する可能性を低減することが可能となる。また、本実施形態では、電波検出モードと物体検出モードの２つの周期を変動させるため、実施形態１に比べると、より複雑な非周期ノイズを検出することが可能になる。
【００４６】
なお、実施形態１〜３では、乱数を発生させる等の方法により、電波検出モードや物体検出モード決定のカウント数をランダムに変化させることとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、電波検出モードや物体検出モード決定のカウント数を予め記憶しておき、この記憶データに基づいてタイミング信号カウント部８が電波検出モードや物体検出モード決定のカウント数を変化させるようにしても、同様の効果を得ることができる。例えば、物体検出モード決定のカウント数を“１、２、３、２、１、１、・・・”とするデータを予め記憶しておいた場合は、実施形態１のタイミングチャート（図３）と同様の動きとなる。また、電波検出モード決定のカウント数を“１、２、２、１、３、・・・”とするデータを予め記憶しておいた場合は、実施形態２のタイミングチャート（図４）と同様の動きとなる。さらに、物体検出モード決定のカウント数を“１、２、３、１、１、・・・”とし、物体検出モード決定のカウント数を“１、２、２、３、・・・”とするデータを予め記憶しておいた場合は、実施形態３のタイミングチャート（図５）と同様の動きとなる。このような構成によれば、実施形態１〜３と同様の効果に加え、ランダムに時間幅を変える必要がないため、乱数を発生させる等の処理が不要になる効果がある。
【００４７】
なお、前記の説明では、モード切替部７はタイミング信号のカウント結果に基づいて物体検出モードと電波検出モードを切り替えることとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、物体検出モードと電波検出モードを不定タイミング（一定でないタイミング）で切り替える構成である以上、本発明の適用範囲に含まれる。もちろん、前記のように、モード切替部７がタイミング信号のカウント結果に基づいて物体検出モードと電波検出モードを切り替える構成を採用するのが簡単で好ましいのは言うまでもない。
【００４８】
なお、前記の説明では、モード切替部７が各モードを交互に切り替える例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、物体検出モード３回に対して電波検出モード１回のように、切り替える割合を変えてもよい。
【００４９】
なお、以上では好適な実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、トランジスタＱ５のオン・オフによるＬＣ共振部１の発振振幅の変化の応答性を向上させるために、発振振幅を減衰させる減衰回路や、発振の始動を促進させる発振促進回路を備えてもよく、その構成は適宜変更することが可能である。また、遊戯機に設けられるパチンコ玉をカウントするセンサを例示して説明したが、その他のセンサに本発明を適用することができるのはもちろんである。
【符号の説明】
【００５０】
１ ＬＣ共振部
２ 発振回路部
３ 発振振幅検出部
４ 信号処理部
５ 信号出力部
６ 負性コンダクタンス制御部
７ モード切替部
８ タイミング信号カウント部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属体や磁性体などからなる被検出物を非接触で検出する近接センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の近接センサは、例えば遊戯機に設けられるパチンコ玉をカウントするセンサに用いられ、図６に示すように、ＬＣ共振部１と、発振回路部２と、発振振幅検出部３と、信号処理部４ａと、信号出力部５ａとを備えている。ＬＣ共振部１は、検出コイルＬとコンデンサＣとの並列回路で構成されている。発振回路部２は、ＬＣ共振部１を発振させる。発振振幅検出部３は、ＬＣ共振部１の発振振幅を検出する。信号処理部４ａは、発振振幅検出部３が出力する検出信号Ｓ１から、被検出物のＬＣ共振部１への接近によるＬＣ共振部１の発振振幅の低減を検出し、ＬＣ共振部１の近傍における被検出物の存在有無を判定する。信号出力部５ａは、信号処理部４ａの判定結果に基づいて判定信号Ｓ２を出力する。
【０００３】
図７は、従来の近接センサの発振回路部２の具体的な回路構成図である。この図に示すように、発振回路部２は、バイアス回路２０と、レベルシフト回路２１と、増幅回路２２と、電流帰還回路２３とを備えている。バイアス回路２０は、内部電源ＶｃｃよりＬＣ共振部１に一定のバイアス電流を供給する定電流源である。レベルシフト回路２１は、ＬＣ共振部１の発振電圧（ＬＣ共振部１の両端電圧）をレベルシフトする。増幅回路２２は、ＬＣ共振部１の発振電圧に応じた電流を出力する。電流帰還回路２３は、増幅回路２２が出力する電流の大きさに応じた帰還電流をＬＣ共振部１に供給して発振を維持する。
【０００４】
レベルシフト回路２１は、ｎｐｎ形のトランジスタＱ１により構成され、トランジスタＱ１のコレクタは、バイアス回路２０の出力端に接続され、エミッタは、一端が接地されたＬＣ共振回路部１の他端に接続されている。図７の例では、トランジスタＱ１のエミッタとグラウンドとの間に検知コイルＬとコンデンサＣとからなる並列回路が挿入されている。また、トランジスタＱ１においてはコレクタとベースとが接続されている。したがって、トランジスタＱ１のエミッタの電位はＬＣ共振回路部１の発振電圧に等しい。このようなレベルシフト回路２１では、増幅回路２２のｎｐｎ形のトランジスタＱ２（後述する。）のベース−エミッタ間電圧の分だけ発振電圧をレベルシフトするようにしている。これによって、トランジスタＱ２のエミッタとグラウンドとの間に、発振の正の半サイクルのみ、ＬＣ共振部１の発振電圧に等しい電圧が印加される。
【０００５】
増幅回路２２は、前述のトランジスタＱ２により構成されている。トランジスタＱ２のエミッタは、増幅回路２２のエミッタ電位設定用（電流調整用）の抵抗Ｒ１を介してグラウンドに接続されている。つまり、増幅回路２２は、所謂エミッタフォロワ回路からなる。トランジスタＱ２のベースは、トランジスタＱ１のベースに接続され、レベルシフト回路２１によりレベルシフトされたトランジスタＱ１のエミッタの電位、すなわちレベルシフト回路２１により生成されたレベルシフト電圧がトランジスタＱ２のベースに入力される。したがって、増幅回路２２からは、ＬＣ共振部１の発振電圧に応じた電流が出力されることになる。
【０００６】
電流帰還回路２３は、ｐｎｐ形のトランジスタＱ３，Ｑ４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Ｑ３は、増幅回路２２のトランジスタＱ２と内部電源Ｖｃｃとの間に、コレクタをトランジスタＱ２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Ｑ３のベースは、トランジスタＱ４のベースに接続され、トランジスタＱ４のエミッタは内部電源Ｖｃｃに接続され、コレクタはトランジスタＱ１のエミッタに接続されている。
【０００７】
ここで、増幅回路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Ｑ２のコレクタ電流がトランジスタＱ３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Ｑ４のエミッタ−コレクタ間には、トランジスタＱ３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共振部１に供給される帰還電流となる。つまり、電流帰還回路２３は、増幅回路２２が出力する電流に等しい帰還電流をＬＣ共振部１に供給する。結局、発振の正の半サイクルの間は、ＬＣ共振部１を抵抗Ｒ１で割って得られる電流がＬＣ共振部１に帰還され、負の半サイクルの間は、帰還される電流はゼロであるので、発振回路部２の負性コンダクタンスＧの絶対値は、１／（２×Ｒ１）で与えられる。
【０００８】
上記の構成で、ＬＣ共振部１を構成する検出コイルＬに被検出物が接近した際に、電磁誘導作用によって渦電流損が生じて検出コイルＬのコンダクタンス（インピーダンス）が変化するという現象を利用して被検出物の検出を行っている。つまり、検出コイルＬのコンダクタンスＧｃｏｉｌが変化するとＬＣ共振部１の発振条件も変化することを利用して被検出物の有無（近接）を検出する。ＬＣ共振部１を発振させている状態から、被検出物の近接によって検出コイルＬのコンダクタンスＧｃｏｉｌが増加し、負性コンダクタンスＧの絶対値よりも大きくなると、ＬＣ共振部１の発振が停止または発振振幅が低減する。
【０００９】
図８（ａ）〜（ｃ）は、従来の近接センサのタイミングチャートである。（ａ）はＬＣ共振部１の発振振幅、（ｂ）は検出信号Ｓ１、（ｃ）は判定信号Ｓ２を示す。
【００１０】
従来の近接センサでは、ＬＣ共振部１が発振して発振振幅検出部３がハイレベルの検出信号Ｓ１を出力している場合、信号処理部４は、検出コイルＬの検出範囲内に被検出物が存在しないと判定する。この場合、信号出力部５は、被検出物が存在しないことを示すハイレベルの判定信号Ｓ２を出力する。一方、ＬＣ共振部１の発振が停止して発振振幅検出部３がローレベルの検出信号Ｓ１を出力している場合、信号処理部４は、検出コイルＬの検出範囲内に被検出物が存在すると判定する。この場合、信号出力部５は、被検出物の存在を示すローレベルの判定信号Ｓ２を出力する。
【００１１】
しかし、外部から強力な電波が照射された場合、ＬＣ共振部１は被検出物がないにも関わらず発振し、被検出物を誤検出するおそれがあった。そこで、外部から照射される外来電波を検出する電波検出回路を備えた近接センサが提案されている（例えば、特許文献１）。このような近接センサを遊戯機に用いれば、不作為者が外来電波を照射してパチンコ玉を誤検出させるいたずらを防止することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１１−１０２７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、特許文献１に開示される近接センサでは、ＬＣ発振部１の発振／停止のサイクルが一定であるため、発振／停止のパターン把握が容易である。そのため、同じパターンで外部から強力な電波を照射すると、被検出物がないにも関わらず発振し、被検出物を誤検出する可能性が残されていた。
【００１４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、被検出物を誤検出する可能性を低減することのできる近接センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、近接センサであって、被検出物の検出に用いられる検出コイル及びコンデンサで形成されるＬＣ共振部と、前記ＬＣ共振部を発振させる発振回路部と、前記ＬＣ共振部の発振振幅を検出する発振振幅検出部と、前記発振振幅検出部が出力する検出信号に基づいて、被検出物を検出する物体検出モードでは被検出物の存在有無を判定し、外部から照射される外来電波を検出する電波検出モードでは外来電波の存在有無を判定する信号処理部と、前記信号処理部の判定結果に基づいて判定信号を出力する信号出力部と、前記物体検出モードと前記電波検出モードを不定タイミングで切り替えるモード切替部と、前記モード切替部が出力するモード信号に応じて前記発振回路部の負性コンダクタンスを変化させる負性コンダクタンス制御部とを備えることを特徴とする。
【００１６】
さらに、タイミング信号をカウントするタイミング信号カウント部を備え、前記モード切替部は、前記タイミング信号のカウント結果に基づいて前記物体検出モードと前記電波検出モードを切り替えてもよい。
【００１７】
前記モード切替部は、前記物体検出モードの時間幅をランダムに変化させてもよい。
【００１８】
前記モード切替部は、前記電波検出モードの時間幅をランダムに変化させてもよい。
【００１９】
前記モード切替部は、前記物体検出モードの時間幅及び前記電波検出モードの時間幅をランダムに変化させてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、物体検出モードと電波検出モードを不定タイミングで切り替えるようにしているので、被検出物を誤検出する可能性を低減することのできる近接センサを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態１における近接センサの構成図である。
【図２】実施形態１における近接センサの回路構成図である。
【図３】実施形態１における近接センサのタイミングチャートを示す図である。
【図４】実施形態２における近接センサのタイミングチャートを示す図である。
【図５】実施形態３における近接センサのタイミングチャートを示す図である。
【図６】従来の近接センサの構成図である。
【図７】従来の近接センサの回路構成図である。
【図８】従来の近接センサのタイミングチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
（実施形態１）
図１は、実施形態１における近接センサの構成図である。この近接センサは、例えば遊戯機に設けられるパチンコ玉をカウントするセンサであって、図１に示すように、ＬＣ共振部１と、発振回路部２と、発振振幅検出部３と、信号処理部４と、信号出力部５と、負性コンダクタンス制御部６と、モード切替部７と、タイミング信号カウント部８と、タイミング信号生成部９とを備えている。ＬＣ共振部１は、検出コイルＬとコンデンサＣとの並列回路で構成されている。発振回路部２は、ＬＣ共振部１を発振させる。発振振幅検出部３は、ＬＣ共振部１の発振振幅を検出する。信号処理部４は、発振振幅検出部３が出力する検出信号Ｓ１に基づいて、被検出物を検出する物体検出モードでは被検出物の存在有無を判定し、外部から照射される外来電波（誘導磁界なども含む）を検出する電波検出モードでは外来電波の存在有無を判定する。具体的には、物体検知モードでは、ＬＣ共振部１の発振振幅が所定の値以下であれば非検出物は存在しないと判定する。また、電波検知モードでは、ＬＣ共振部１の発振振幅が所定の値以上であれば外来電波が存在すると判定する。信号出力部５は、信号処理部４の判定結果に基づいて判定信号Ｓ２を出力する。タイミング信号生成部９は、一定周期のタイミング信号を生成する。タイミング信号カウント部８は、タイミング信号生成部９が出力するタイミング信号をカウントする。モード切替部７は、タイミング信号カウント部８のカウント結果に基づいて物体検知モードと電波検出モードを切り替える。これによって、物体検出モードと電波検出モードとが交互に繰り返されるようになっている。負性コンダクタンス制御部６は、モード切替部７が出力するモード信号ＭＳに応じて発振回路部２の負性コンダクタンスを変化させる。具体的には、電波検出モードにおける負性コンダクタンスの絶対値を物体検知モードにおける負性コンダクタンスの絶対値よりも低減させている。
【００２４】
図２は、実施形態１における近接センサの回路構成図である。ＬＣ共振部１と発振回路図２と発振振幅回路部３は従来と同じ構成であるため、同じ符号をつけて説明を省略する。
【００２５】
この図に示すように、カレントミラー２３のトランジスタＱ３と並列に負性コンダクタンス制御部６が接続されている。負性コンダクタンス制御部６は、ｐｎｐ形のトランジスタＱ５と、抵抗Ｒ２と、コントロール部６０とから構成されている。トランジスタＱ５のエミッタは内部電源Ｖｃｃに接続され、コレクタはトランジスタＱ３のコレクタに接続されている。そして、トランジスタＱ５のベースは、抵抗Ｒ２を介してコントロール部６０に接続されている。コントロール部６０は、モード信号ＭＳに応じてトランジスタＱ５のＯＮ／ＯＦＦを行う。
【００２６】
図３は、実施形態１における近接センサのタイミングチャートである。（ａ−１）はタイミング信号ＴＳ、（ａ−２）はタイミング信号カウント部８の出力信号ＴＳＣ、（ｂ）はモード信号ＭＳ、（ｃ）は負性コンダクタンスＧの絶対値、（ｄ）はＬＣ共振部１の発振振幅、（ｅ）は検出信号Ｓ１、（ｆ）は判定信号Ｓ２を示す。
【００２７】
この図に示されるように、タイミング信号カウント部８の出力信号ＴＳＣの立上りに同期してモード切替が行われ、モード信号ＭＳが変化する。ここで、タイミング信号カウント部８は、乱数を発生させる等の方法により、物体検出モード決定のカウント数をランダムに変化させるようになっている。物体検出モード決定のカウント数とは、物体検出モードの時間幅を決定するためのカウント数である。一方、タイミング信号カウント部８は、電波検出モード決定のカウント数を一定のカウント数としている。電波検出モード決定のカウント数とは、電波検出モードの時間幅を決定するためのカウント数である。具体的には、図３（ａ−２）に示すように、物体検出モード決定のカウント数を“１、２、３、２、１、１、・・・”と変化させている。一方、電波検出モード決定のカウント数を一定のカウント数“１”としている。
【００２８】
これによって、モード切替部７は、ランダムなタイミングで物体検出モードと電波検出モードを切り替えることになる。具体的には、図３（ｂ）に示すように、１番目、２番目、３番目、５番目、６番目、９番目、・・のタイミング信号ＴＳの立上りに同期して物体検出モードと電波検出モードを切り替えるようになっている。
【００２９】
以下、ＬＣ共振部１の近傍に被検出物が存在しない場合について説明する。モード信号ＭＳに同期してトランジスタＱ５がオフし、負性コンダクタンスの絶対値がＧ１である期間を第１の期間Ｔ１とする。この第１の期間Ｔ１では、被検出物が存在しない場合における検出コイルＬのコンダクタンスＧｃｏｉｌ１は負性コンダクタンスの絶対値Ｇ１より小さく、従来の近接センサと同様にＬＣ共振部１が発振している。また、発振振幅検出部３は、ＬＣ共振部１の発振振幅を所定の閾値Ｖｔｈ１を用いて２値化した検出信号Ｓ１を出力する。第１の期間Ｔ１では、ＬＣ共振部１が発振し、発振振幅が閾値Ｖｔｈ１よりも高いため、発振振幅検出部３はハイレベルの検出信号Ｓ１を出力する。
【００３０】
次に、モード信号ＭＳに同期してトランジスタＱ５がオンし、負性コンダクタンスの絶対値がＧ２である期間を第２の期間Ｔ２とする。第２の期間Ｔ２では、発振回路部２の負性コンダクタンスＧの絶対値が低減し、検出コイルＬのコンダクタンスＧｃｏｉｌ１よりも小さくなることにより、ＬＣ共振部１の発振振幅が低減（図３では発振停止）する。ＬＣ共振部１の発振振幅が低減することによって、発振振幅が閾値Ｖｔｈ２よりも低くなり、発振振幅検出部３はローレベルの検出信号Ｓ１を出力する。なお、本実施形態ではＶｔｈ１とＶｔｈ２は同一の値とし、図３ではＶｔｈとしている。
【００３１】
信号処理部４は、モード信号ＭＳに同期して、第１の期間Ｔ１及び第２の期間Ｔ２における検出信号Ｓ１のレベルを検出する。図３（ｅ）中の黒丸は第１の期間Ｔ１、白丸は第２の期間Ｔ２における検出信号Ｓ１のレベルを検出するタイミングを示している。信号処理部４は、第１の期間Ｔ１においてハイレベルの信号を検出すると、被検出物が存在しないと判定する。そして、直後の第２の期間Ｔ２においてローレベルの検出信号Ｓ１を検出すると、外来電波が存在しないと判定し、直前の第１の期間Ｔ１における被検出物が存在しないという判定結果を確定する。これによって、信号出力部５は、被検出物が存在しないことを示す（図３（ｆ）ではハイレベル）判定信号Ｓ２を出力する。
【００３２】
次に、ＬＣ共振部１の近傍に被検出物が存在する場合について説明する。被検出物が存在するため、検出コイルＬのコンダクタンスＧｃｏｉｌ１は増加する。したがって、第１の期間Ｔ１では、被検出物が存在する場合における検出コイルＬのコンダクタンスＧｃｏｉｌ２は、発振回路の負性コンダクタンスＧ１より大きくなる。そのため、従来の近接センサと同様にＬＣ共振部１の発振振幅が低減（図３（ｄ）では発振停止）し、発振振幅が閾値Ｖｔｈ１よりも低くなるので、発振振幅検出部３はローレベルの検出信号Ｓ１を出力する。また、第２の期間Ｔ２では、被検出物が存在しない場合と同様に、発振回路部２の負性コンダクタンスＧの絶対値が低減する。これによって、ＬＣ共振部１の発振振幅が低減（図３（ｄ）では発振停止）して閾値Ｖｔｈ２以下となり、発振振幅検出部３はローレベルの検出信号Ｓ１を出力する。信号処理部４は、第１の期間Ｔ１においてローレベルの検出信号Ｓ１を検出すると、被検出物が存在すると判定する。そして、直後の第２の期間Ｔ２においてローレベルの検出信号Ｓ１を検出すると、外来電波が存在しないと判定し、直前の第１の期間Ｔ１における被検出物が存在するという判定結果を確定する。これによって、信号出力部５は、被検出物が存在することを示す（図３（ｆ）ではミドルレベル）判定信号Ｓ２を出力する。
【００３３】
次に、外来電波が存在する場合について説明する。第２の期間Ｔ２では、外来電波が存在するときはＬＣ共振部１が電磁誘導によって電圧が励起される。これによって、発振振幅が閾値Ｖｔｈ２よりも高くなり、発振振幅検出部３はハイレベル信号の検出信号Ｓ１を出力する。また、第１の期間Ｔ１では、非検出物の有無にかかわらず、外来電波が存在するときはＬＣ共振部１が電磁誘導によって励起される。これによって、発振振幅が閾値Ｖｔｈ２よりも高くなり、発振振幅検出部３はハイレベル検出信号Ｓ１を出力する。ここで、ＬＣ共振部１を短絡することによって負性コンダクタンスＧの絶対値を低減させると、ＬＣ共振部１はローインピーダンス状態になり、外来電波が発生してもＬＣ共振部１に電流は流れず発振しなくなる。しかし、本実施形態の回路構成では、カレントミラー２３の入力側（トランジスタＱ３）を短絡して、ＬＣ共振部１に供給する帰還電流を低減することで、負性コンダクタンスＧの絶対値を低減させている。したがって、ＬＣ共振部１はハイインピーダンス状態になり、外来電波が発生したときにＬＣ共振部１は電磁誘導によって発振する。
【００３４】
また、信号処理部４は、第２の期間Ｔ２においてハイレベルの検出信号Ｓ１を検出すると、外来電波が存在すると判定する。これによって、信号出力部５は、外来電波が存在することを示す判定信号Ｓ２を出力する。図３（ｆ）ではローレベル判定信号Ｓ２を出力している。
【００３５】
以上のように、本実施形態における近接センサでは、物体検出モードの時間幅をランダムに変化させるようにしているため、ＬＣ共振部１の発振／停止のサイクルが一定にならない。そのため、発振／停止のパターン把握が困難になり、同じパターンで外部から強力な電波を照射することが難しくなる結果、被検出物を誤検出する可能性を低減することが可能となる。すなわち、連続的、周期的、又は非周期的に外部から電波ノイズが印加されても、その電波ノイズを精度よく検出することが可能である。
【００３６】
（実施形態２）
以下、実施形態２を実施形態１と異なる点のみ説明する。
【００３７】
図４は、実施形態２における近接センサのタイミングチャートである。（ａ−１）はタイミング信号ＴＳ、（ａ−２）はタイミング信号カウント部８の出力信号ＴＳＣ、（ｂ）はモード信号ＭＳ、（ｃ）は負性コンダクタンスＧの絶対値、（ｄ）はＬＣ共振部１の発振振幅、（ｅ）は検出信号Ｓ１、（ｆ）は判定信号Ｓ２を示す。
【００３８】
この図に示されるように、タイミング信号カウント部８の出力信号ＴＳＣの立上りに同期してモード切替が行われ、モード信号ＭＳが変化する。ここで、タイミング信号カウント部８は、乱数を発生させる等の方法により、電波検出モード決定のカウント数をランダムに変化させるようになっている。一方、タイミング信号カウント部８は、物体検出モード決定のカウント数を一定のカウント数としている。具体的には、図４（ａ−２）に示すように、電波検出モード決定のカウント数を“１、２、２、１、３、・・・”と変化させている。一方、物体検出モード決定のカウント数を一定のカウント数“１”としている。
【００３９】
これによって、モード切替部７は、ランダムなタイミングで物体検出モードと電波検出モードを切り替えることになる。具体的には、図４（ｂ）に示すように、１番目、２番目、３番目、４番目、６番目、７番目、・・のタイミング信号ＴＳの立上りに同期して物体検出モードと電波検出モードを切り替えるようになっている。
【００４０】
以上のように、本実施形態における近接センサでは、電波検出モードの時間幅をランダムに変化させるようにしている。そのため、実施形態１と同様、ＬＣ共振部１の発振／停止のサイクルが一定にならないので、被検出物を誤検出する可能性を低減することが可能となる。また、実施形態１に比べると、平均的に電波検出モードを長く設定することが可能であるため、電波ノイズ監視時間を長くすることができ、ノイズ検出性能が向上する。
【００４１】
（実施形態３）
以下、実施形態３を実施形態１と異なる点のみ説明する。
【００４２】
図５は、実施形態３における近接センサのタイミングチャートである。（ａ−１）はタイミング信号ＴＳ、（ａ−２）はタイミング信号カウント部８の出力信号ＴＳＣ、（ｂ）はモード信号ＭＳ、（ｃ）は負性コンダクタンスＧの絶対値、（ｄ）はＬＣ共振部１の発振振幅、（ｅ）は検出信号Ｓ１、（ｆ）は判定信号Ｓ２を示す。
【００４３】
この図に示されるように、タイミング信号カウント部８の出力信号ＴＳＣの立上りに同期してモード切替が行われ、モード信号ＭＳが変化する。ここで、タイミング信号カウント部８は、乱数を発生させる等の方法により、物体検出モード決定のカウント数及び電波検出モード決定のカウント数をランダムに変化させるようになっている。具体的には、図５（ａ−２）に示すように、物体検出モード決定のカウント数を“１、２、３、１、１、・・・”と変化させ、また、電波検出モード決定のカウント数を“１、２、２、３、・・・”と変化させている。
【００４４】
これによって、モード切替部７は、ランダムなタイミングで物体検出モードと電波検出モードを切り替えることになる。具体的には、図５（ｂ）に示すように、１番目、２番目、３番目、５番目、６番目、９番目、・・のタイミング信号ＴＳの立上りに同期して物体検出モードと電波検出モードを切り替えるようになっている。
【００４５】
以上のように、本実施形態における近接センサでは、電波検出モード及び物体検出モードの時間幅をランダムに変化させるようにしている。そのため、実施形態１と同様、ＬＣ共振部１の発振／停止のサイクルが一定にならないので、被検出物を誤検出する可能性を低減することが可能となる。また、本実施形態では、電波検出モードと物体検出モードの２つの周期を変動させるため、実施形態１に比べると、より複雑な非周期ノイズを検出することが可能になる。
【００４６】
なお、実施形態１〜３では、乱数を発生させる等の方法により、電波検出モードや物体検出モード決定のカウント数をランダムに変化させることとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、電波検出モードや物体検出モード決定のカウント数を予め記憶しておき、この記憶データに基づいてタイミング信号カウント部８が電波検出モードや物体検出モード決定のカウント数を変化させるようにしても、同様の効果を得ることができる。例えば、物体検出モード決定のカウント数を“１、２、３、２、１、１、・・・”とするデータを予め記憶しておいた場合は、実施形態１のタイミングチャート（図３）と同様の動きとなる。また、電波検出モード決定のカウント数を“１、２、２、１、３、・・・”とするデータを予め記憶しておいた場合は、実施形態２のタイミングチャート（図４）と同様の動きとなる。さらに、物体検出モード決定のカウント数を“１、２、３、１、１、・・・”とし、物体検出モード決定のカウント数を“１、２、２、３、・・・”とするデータを予め記憶しておいた場合は、実施形態３のタイミングチャート（図５）と同様の動きとなる。このような構成によれば、実施形態１〜３と同様の効果に加え、ランダムに時間幅を変える必要がないため、乱数を発生させる等の処理が不要になる効果がある。
【００４７】
なお、前記の説明では、モード切替部７はタイミング信号のカウント結果に基づいて物体検出モードと電波検出モードを切り替えることとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、物体検出モードと電波検出モードを不定タイミング（一定でないタイミング）で切り替える構成である以上、本発明の適用範囲に含まれる。もちろん、前記のように、モード切替部７がタイミング信号のカウント結果に基づいて物体検出モードと電波検出モードを切り替える構成を採用するのが簡単で好ましいのは言うまでもない。
【００４８】
なお、前記の説明では、モード切替部７が各モードを交互に切り替える例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、物体検出モード３回に対して電波検出モード１回のように、切り替える割合を変えてもよい。
【００４９】
なお、以上では好適な実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、トランジスタＱ５のオン・オフによるＬＣ共振部１の発振振幅の変化の応答性を向上させるために、発振振幅を減衰させる減衰回路や、発振の始動を促進させる発振促進回路を備えてもよく、その構成は適宜変更することが可能である。また、遊戯機に設けられるパチンコ玉をカウントするセンサを例示して説明したが、その他のセンサに本発明を適用することができるのはもちろんである。
【符号の説明】
【００５０】
１ ＬＣ共振部
２ 発振回路部
３ 発振振幅検出部
４ 信号処理部
５ 信号出力部
６ 負性コンダクタンス制御部
７ モード切替部
８ タイミング信号カウント部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出物の検出に用いられる検出コイル及びコンデンサで形成されるＬＣ共振部と、
前記ＬＣ共振部を発振させる発振回路部と、
前記ＬＣ共振部の発振振幅を検出する発振振幅検出部と、
前記発振振幅検出部が出力する検出信号に基づいて、被検出物を検出する物体検出モードでは被検出物の存在有無を判定し、外部から照射される外来電波を検出する電波検出モードでは外来電波の存在有無を判定する信号処理部と、
前記信号処理部の判定結果に基づいて判定信号を出力する信号出力部と、
前記物体検出モードと前記電波検出モードを不定タイミングで切り替えるモード切替部と、
前記モード切替部が出力するモード信号に応じて前記発振回路部の負性コンダクタンスを変化させる負性コンダクタンス制御部と、
を備えることを特徴とする近接センサ。
【請求項２】
さらに、タイミング信号をカウントするタイミング信号カウント部を備え、
前記モード切替部は、前記タイミング信号のカウント結果に基づいて前記物体検出モードと前記電波検出モードを切り替え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】
前記モード切替部は、前記物体検出モードの時間幅をランダムに変化させることを特徴とする請求項１又は２記載の近接センサ。
【請求項４】
前記モード切替部は、前記電波検出モードの時間幅をランダムに変化させることを特徴とする請求項１又は２記載の近接センサ。
【請求項５】
前記モード切替部は、前記物体検出モードの時間幅及び前記電波検出モードの時間幅をランダムに変化させることを特徴とする請求項１又は２記載の近接センサ。
【請求項１】
被検出物の検出に用いられる検出コイル及びコンデンサで形成されるＬＣ共振部と、
前記ＬＣ共振部を発振させる発振回路部と、
前記ＬＣ共振部の発振振幅を検出する発振振幅検出部と、
前記発振振幅検出部が出力する検出信号に基づいて、被検出物を検出する物体検出モードでは被検出物の存在有無を判定し、外部から照射される外来電波を検出する電波検出モードでは外来電波の存在有無を判定する信号処理部と、
前記信号処理部の判定結果に基づいて判定信号を出力する信号出力部と、
前記物体検出モードと前記電波検出モードを不定タイミングで切り替えるモード切替部と、
前記モード切替部が出力するモード信号に応じて前記発振回路部の負性コンダクタンスを変化させる負性コンダクタンス制御部と、
を備えることを特徴とする近接センサ。
【請求項２】
さらに、タイミング信号をカウントするタイミング信号カウント部を備え、
前記モード切替部は、前記タイミング信号のカウント結果に基づいて前記物体検出モードと前記電波検出モードを切り替え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】
前記モード切替部は、前記物体検出モードの時間幅をランダムに変化させることを特徴とする請求項１又は２記載の近接センサ。
【請求項４】
前記モード切替部は、前記電波検出モードの時間幅をランダムに変化させることを特徴とする請求項１又は２記載の近接センサ。
【請求項５】
前記モード切替部は、前記物体検出モードの時間幅及び前記電波検出モードの時間幅をランダムに変化させることを特徴とする請求項１又は２記載の近接センサ。
【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２０１３−３６８７５（Ｐ２０１３−３６８７５Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７３７１５（Ｐ２０１１−１７３７１５）
【出願日】平成２３年８月９日（２０１１．８．９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月９日（２０１１．８．９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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