(57)【要約】【課題】非接触型のイオン検出器における検出精度を、従来よりも向上させる。【解決手段】イオン検出器（１）の変換回路（１２）は、イオン発生装置（１００）の放電によって生じた電界（Ｅ０）の変化に対応する第１検出信号（Ｖ０）を取得する。周波数フィルタリング回路（１２５）は、第１検出信号（Ｖ０）に周波数フィルタリングを施し、フィルタリング後第１検出信号（Ｖ２）を出力する。周波数フィルタリング回路（１２５）は、ＢＰＦ回路（１４）と、当該ＢＰＦ回路（１４）とは異なる周波数特性を有するＮＦ回路（１３）とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン発生装置に設けられるイオン検出器であって、
上記イオン発生装置の放電によって生じた電界の変化に対応する第１検出信号を取得する検出部と、
上記第１検出信号に対し周波数フィルタリングを施すことにより、フィルタリング後第１検出信号を出力する周波数フィルタリング回路と、を備えており、
上記周波数フィルタリング回路は、
少なくとも１つのバンドパスフィルタと、
上記少なくとも１つのバンドパスフィルタとは異なる周波数特性を有する、少なくとも１つのバンドエリミネーションフィルタと、を含んでいる、イオン検出器。
【請求項２】
上記周波数フィルタリング回路は、上記少なくとも１つのバンドエリミネーションフィルタとして、第１バンドエリミネーションフィルタを含んでおり、
上記第１バンドエリミネーションフィルタの遮断周波数帯における基準周波数は、５０Ｈｚ以上かつ６０Ｈｚ以下である、請求項１に記載のイオン検出器。
【請求項３】
上記周波数フィルタリング回路は、上記第１バンドエリミネーションフィルタとは異なる、少なくとも１つの付加的なバンドエリミネーションフィルタを含んでおり、
上記少なくとも１つの付加的なバンドエリミネーションフィルタに属するそれぞれのバンドエリミネーションフィルタの遮断周波数帯における基準周波数は、（ｉ）５０Ｈｚよりも低い、または、（ｉｉ）６０Ｈｚよりも高い、請求項２に記載のイオン検出器。
【請求項４】
上記少なくとも１つの付加的なバンドエリミネーションフィルタは、互いに異なる遮断周波数帯を有する第２バンドエリミネーションフィルタと第３バンドエリミネーションフィルタとを含んでいる、請求項３に記載のイオン検出器。
【請求項５】
上記少なくとも１つのバンドパスフィルタに属するそれぞれのバンドパスフィルタのカットオフ周波数は、（ｉ）５０Ｈｚよりも低い、または、（ｉｉ）６０Ｈｚよりも高い、請求項２から４のいずれか１項に記載のイオン検出器。
【請求項６】
上記周波数フィルタリング回路は、上記少なくとも１つのバンドエリミネーションフィルタとして、少なくとも１つのノッチフィルタを含んでいる、請求項１から５のいずれか１項に記載のイオン検出器。
【請求項７】
上記イオン検出器は、上記フィルタリング後第１検出信号を取得するコンパレータをさらに備えており、
上記コンパレータは、所定の基準値に基づいて上記フィルタリング後第１検出信号の信号値を評価することにより、当該フィルタリング後第１検出信号に対応するデジタル信号である第２検出信号を出力する、請求項１から６のいずれか１項に記載のイオン検出器。
【請求項８】
上記コンパレータは、ヒステリシスコンパレータであり、
上記ヒステリシスコンパレータでは、上記基準値に基づいて、（ｉ）第１閾値と、（ｉｉ）当該第１閾値よりも小さい第２閾値と、が設定されている、請求項７に記載のイオン検出器。
【請求項９】
上記フィルタリング後第１検出信号を、信号成分とノイズ成分とに区分した場合、
上記信号成分の立ち上がり期間は、当該信号成分の立ち下がり期間よりも短い、請求項１から８のいずれか１項に記載のイオン検出器。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載のイオン検出器を備えた、イオン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、イオン発生装置に設けられるイオン検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン発生装置におけるイオンの発生状態を検出（検知）するために、様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１には、非接触型のイオン検出器（イオン粒子の捕集を要しないイオン検出器）の一例が開示されている。具体的には、特許文献１のイオン検出器は、イオン発生装置の放電によって生じた電界を検出することにより、イオンの発生状態に応じた検出信号を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−５０１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一態様は、非接触型のイオン検出器における検出精度を、従来よりも向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るイオン検出器は、イオン発生装置に設けられるイオン検出器であって、上記イオン発生装置の放電によって生じた電界の変化に対応する第１検出信号を取得する検出部と、上記第１検出信号に対し周波数フィルタリングを施すことにより、フィルタリング後第１検出信号を出力する周波数フィルタリング回路と、を備えており、上記周波数フィルタリング回路は、少なくとも１つのバンドパスフィルタと、上記少なくとも１つのバンドパスフィルタとは異なる周波数特性を有する、少なくとも１つのバンドエリミネーションフィルタと、を含んでいる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一態様に係るイオン検出器によれば、非接触型のイオン検出器における検出精度を、従来よりも向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態１に係るイオン発生装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の周波数フィルタリング回路における理想ゲイン特性の一例を示す図である。
【図３】上記周波数フィルタリング回路におけるＮＦ（ノッチフィルタ）の構成を例示する図である。
【図４】上記周波数フィルタリング回路における第１ＮＦのゲイン特性の一例を示す図である。
【図５】図１のイオン検出器におけるＨコンパレータ（ヒステリシスコンパレータ）の構成を例示する図である。
【図６】上記Ｈコンパレータの入出力特性について説明する図である。
【図７】上記Ｈコンパレータにおける実際の入出力波形を模式的に示す図である。
【図８】一変形例に係るＢＥＦの構成を示す図である。
【図９】別の変形例に係るＢＥＦの構成を示す図である。
【図１０】実施形態２のイオン発生装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図１１】実施形態３のイオン発生装置の要部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施形態１〕
以下、実施形態１のイオン検出器１について説明する。図１に示されるように、イオン検出器１は、イオン発生装置１００に設けられている。以下に述べるように、イオン発生装置１００は、放電によってイオン（例：正イオンおよび負イオン）を発生させる。このため、イオン発生装置１００は、放電装置の一例とも言える。イオン発生装置１００は、公知の電気機器（例：空気清浄機）に搭載されてよい。
【０００９】
便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、以降の各実施形態では、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。公知技術（例：特許文献１）と同様の事項についても、説明を適宜省略する。各図に示されている装置構成および回路構成は、説明の便宜上のための単なる一例である。また、各部材の位置関係も、各図の例に限定されない。さらに、明細書中において以下に述べる各数値も、単なる一例である。本明細書では、２つの数ＡおよびＢについての「Ａ〜Ｂ」という記載は、特に明示されない限り、「Ａ以上かつＢ以下」を意味するものとする。
【００１０】
（イオン発生装置１００の概要）
図１は、イオン発生装置１００の要部の構成を示すブロック図である。イオン発生装置１００は、イオン検出器１、制御回路７０、第１電極８１、および第２電極８２を備えている。
【００１１】
イオン発生装置１００は、公知の不図示の電源（例：商用電源）に接続されており、当該電源によって給電されている。一例として、電源は、所定の周波数（電源周波数）の交流（ＡＣ，Alternative Current）電圧を出力する交流電源である。電源周波数は、例えば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚである。以下の例では、電源は、正弦波の交流電圧を出力する。
【００１２】
制御回路７０は、イオン発生装置１００の各部（特に放電動作）を統括的に制御する。制御回路７０は、不図示の放電回路を駆動し、第１電極８１および第２電極８２に放電を生じさせる。具体的には、制御回路７０は、イオン検出器１から、自身の検出結果を示す出力検出信号（例：後述のＣｏｕｔ）を取得する。当該出力検出信号は、イオンの発生状態の指標として用いられる。そして、制御回路７０は、出力検出信号に応じて、イオン発生装置１００の各部を制御する（例：放電回路を駆動する）。後述の通り、イオン検出器１では、入力検出信号（Ｖ０）に基づいて出力検出信号が生成される。
【００１３】
第１電極８１および第２電極８２はそれぞれ、放電によって異なる極性のイオンを発生させる電極（放電電極）である。一例として、第１電極８１と第２電極８２とは、１対の電極（例：針状電極）として設けられている。実施形態１では、第１電極８１は、放電によってプラスイオン（正イオン）を生じさせる。これに対し、第２電極８２は、放電によってマイナスイオン（負イオン）を生じさせる。第１電極８１および第２電極８２はそれぞれ、プラス放電電極およびマイナス放電電極とも称される。
【００１４】
（イオン検出器１の構成）
イオン検出器１は、検出電極１１（検出部）、変換回路１２（検出部）、ＮＦ（Notch Filter，ノッチフィルタ）回路１３、ＢＰＦ（Band Pass Filter，バンドバスフィルタ）回路１４、およびＨ（Hysteresis，ヒステリシス）コンパレータ１５を備えている。ＮＦ回路１３およびＢＰＦ回路１４は、総称的に周波数フィルタリング回路１２５とも称される。
【００１５】
検出電極１１は、イオン発生装置１００の放電（より具体的には、第１電極８１および第２電極８２のそれぞれの放電）によって生じた電界（以下、Ｅ０）を検出するための電極である。より具体的には、検出電極１１は、Ｅ０に対応する電気力線を横切る（例：当該電気力線と交差する）ように配置されている。一例として、検出電極１１は、第１電極８１および第２電極８２の近傍に配置された、平板状の電極である。Ｅ０の変化が生じた場合、検出電極１１には、誘導電流が発生する。
【００１６】
変換回路１２は、検出電極１１において発生した誘導電流を、電流信号（以下、Ｉ０）として取得する。Ｉ０は、Ｅ０の変化に伴って変化する。変換回路１２は、Ｉ０を電圧信号（以下、Ｖ０）に変換し、当該電圧信号をＮＦ回路１３に供給する。
【００１７】
変換回路１２は、Ｅ０の変化に対応する信号（第１検出信号）としてのＶ０を取得する検出部（信号取得部）の一例である。第１検出信号は、入力検出信号とも称される。図１に示されるように、第１検出信号は、周波数フィルタリング回路１２５に入力される。実施形態１のＶ０は、第１検出信号の一例である。実施形態１におけるＶ０は、より具体的には、Ｉ０の変化に対応するアナログ信号である。変換回路１２としては、公知の電流・電圧変換回路（例：分圧回路）を用いることができる。
【００１８】
ＮＦ回路１３は、少なくとも１つのＮＦを含む。以下の説明では、ＮＦ回路１３は、Ｐ個（Ｐは１以上の整数）のＮＦを含むものとする。本明細書では、ＮＦ回路１３におけるｉ番目（ｉは、１以上かつＰ以下の整数）のＮＦを、「第ｉＮＦ１３０−ｉ」（あるいは、単に「第ｉＮＦ」）と称する。また、ＮＦ回路１３における各ＮＦを総称的に、ＮＦ１３０とも称する。図１の例では、Ｐ＝３の場合を例示する。図１のＮＦ回路１３は、３つのＮＦとして、第１ＮＦ１３０−１、第２ＮＦ１３０−２、および第３ＮＦ１３０−３を備えている。ＮＦ１３０の回路構成の例については、後述する。
【００１９】
後述するように、第１ＮＦ〜第ＰＮＦは、それぞれ異なる周波数特性を有している。より具体的には、第１ＮＦ〜第ＰＮＦは、それぞれ異なるノッチ周波数（基準周波数）を有している。以下の説明では、第ｉＮＦのノッチ周波数を、ｆＮｉと称する。
【００２０】
本明細書におけるＮＦは、ＢＥＦ（Band Elimination Filter，バンドエリミネーションフィルタ）の一例である。ＮＦとは、ＢＥＦのうち、遮断周波数帯が特に狭いものを指す。なお、ＢＥＦは、ＢＳＦ（Band Stop Filter，バンドストップフィルタ）とも称される。このことから、ＮＦ回路１３は、ＢＥＦ回路（あるいはＢＳＦ回路）とも称される。
【００２１】
ＢＥＦについても、ＮＦと同様の上述の各表記が適用される。例えば、ｉ番目のＢＥＦを、「第ｉＢＥＦ」と称する。また、第ｉＢＥＦの遮断周波数帯における基準周波数を、ｆＢＥｉと称する。すなわち、第ｉＢＥＦは、ｆＢＥｉを基準とする遮断周波数帯において、入力信号を遮断する（より具体的には、減衰させる）。他方、第ｉＢＥＦは、上記遮断周波数帯を除いた周波数帯（非遮断周波数帯）において、入力信号を透過させる。上述のｆＮｉは、ｆＢＥｉの一例である。
【００２２】
ＮＦ回路１３は、第１ＮＦ〜第ＰＮＦ（例：第１ＮＦ１３０−１〜第３ＮＦ１３０−３）を用いて、Ｖ０に対し周波数フィルタリングを施す。以下では、便宜上、ＮＦ回路１３における周波数フィルタリングを、第１周波数フィルタリングと称する。また、Ｖ０に対し第１周波数フィルタリングが施された後の信号を、Ｖ１と称する。ＮＦ回路１３は、Ｖ１をＢＰＦ回路１４に供給する。
【００２３】
ＢＰＦ回路１４は、少なくとも１つのＢＰＦを含む。以下の説明では、ＢＰＦ回路１４は、Ｑ個（Ｑは１以上の整数）のＢＰＦを含むものとする。本明細書では、ＢＰＦ回路１４におけるｊ番目（ｊは、１以上かつＱ以下の整数）のＢＰＦを、「第ｉＢＰＦ」と称する。ＢＰＦの例としては、ＬＰＦ（Low Pass Filter，ローパスフィルタ）およびＨＰＦ（High Pass Filter，ハイパスフィルタ）が挙げられる。図１の例では、Ｑ＝２の場合を例示する。図１のＢＰＦ回路１４は、２つのＢＰＦとして、ＬＰＦ１４１（第１ＢＰＦ）およびＨＰＦ１４２（第２ＢＰＦ）を備えている。
【００２４】
後述するように、第１ＢＰＦ〜第ＱＢＰＦは、それぞれ異なる周波数特性を有している。より具体的には、第１ＢＰＦ〜第ＱＢＰＦは、それぞれ異なるカットオフ周波数（遮断周波数）を有している。以下の説明では、第ｊＢＰＦのカットオフ周波数を、ｆＢＰｉと称する。当然ながら、第１ＢＰＦ〜第ＱＢＰＦの周波数特性は、第１ＢＥＦ〜第ＰＢＥＦの周波数特性とは異なる。このため、当然ながら、ＮＦ回路１３は、ＢＰＦ回路１４とは異なる周波数特性を有している。
【００２５】
ＢＰＦ回路１４は、第１ＢＰＦ〜第ＱＢＰＦ（例：ＬＰＦ１４１およびＨＰＦ１４２）を用いて、Ｖ０に対し（より具体的には、Ｖ１に対し）周波数フィルタリングを施す。以下では、便宜上、ＢＰＦ回路１４における周波数フィルタリングを、第２周波数フィルタリングと称する。以下、Ｖ１に対し第２周波数フィルタリングが施された後の信号を、Ｖ２と称する。ＢＰＦ回路１４は、Ｖ２をＨコンパレータ１５に供給する。
【００２６】
本明細書では、Ｖ０（第１検出信号）に対し、周波数フィルタリング回路１２５における周波数フィルタリング（第１周波数フィルタリングおよび第２周波数フィルタリング）が施された信号を、フィルタリング後第１検出信号と称する。実施形態１のＶ２は、フィルタリング後第１検出信号の一例である。フィルタリング後第１検出信号は、フィルタリング後入力検出信号とも称される。
【００２７】
Ｈコンパレータ１５は、２入力１出力のコンパレータであり、後述するヒステリシス性を有している。Ｈコンパレータ１５の正（＋）入力端子には、ＢＰＦ回路１４からＶ２が供給される。Ｈコンパレータ１５の負（−）入力端子には、基準電圧Ｖｒｅｆ（基準信号）が入力される。以下、基準電圧Ｖｒｅｆを、単にＶｒｅｆとも略記する。その他の信号についても同様に略記する。Ｖｒｅｆの値は、例えば所定の正の値であればよく、イオン検出器１の仕様に応じて適宜設定されてよい。Ｖｒｅｆの値は、Ｖ２の値（信号値，大きさ）に対する基準値として使用可能であればよい。
【００２８】
なお、Ｈコンパレータ１５の正入力端子および負入力端子とは、より具体的には、後述するオペアンプ１５１の正入力端子および負入力端子をそれぞれ指す（図５を参照）。Ｈコンパレータ１５の回路構成の例については、後に図５を参照して述べる。
【００２９】
Ｈコンパレータ１５は、Ｖ２とＶｒｅｆとに応じて、Ｃｏｕｔを生成する。より具体的には、Ｖｒｅｆに基づいてＶ２の値を評価することにより、当該Ｖ２に応じたＣｏｕｔを生成する。Ｃｏｕｔは、第２検出信号とも称される。そして、Ｈコンパレータ１５は、Ｃｏｕｔを制御回路７０に出力する。実施形態１におけるＣｏｕｔは、イオン検出器１における検出結果を、外部装置（例：制御回路７０）に対して示す信号として用いられる。このように、実施形態１におけるＣｏｕｔは、出力検出信号の一例である。
【００３０】
後述するように、Ｃｏｕｔは、ローレベル値（Ｌｏｗ）またはハイレベル値（Ｈｉｇｈ）のいずれの値をとる信号である。Ｃｏｕｔのローレベル値はデジタル値の０に、ハイレベル値はデジタル値の１にそれぞれ対応する。つまり、Ｈコンパレータ１５は、２つのアナログ入力（Ｖ２およびＶｒｅｆ）に応じて、１つのデジタル出力（Ｃｏｕｔ）を生成する。上述の通り、Ｃｏｕｔは、Ｖ２に基づいて生成される。このため、Ｃｏｕｔは、Ｖ０に基づいて生成されているとも表現できる。
【００３１】
一例として、イオン発生装置１００において放電が生じていない場合、Ｉ０＝０である。すなわち、Ｖ０＝０である。その結果、Ｖ２＝０となる。すなわち、Ｖ２は十分に小さくなる。この場合、Ｃｏｕｔ＝０である。このように、Ｃｏｕｔ＝０であることは、イオン発生装置１００において放電が生じていない（あるいは、イオン発生装置１００における放電が微弱である）ことを意味する。
【００３２】
他方、イオン発生装置１００において放電が生じている場合、Ｉ０は０に比べて十分に大きくなる。すなわち、Ｖ０は０に比べて十分に大きくなる。その結果、Ｖ２は十分に大きくなる。この場合、Ｃｏｕｔ＝１である。このように、Ｃｏｕｔ＝１であることは、イオン発生装置１００において放電が生じていることを意味する。以上のように、Ｃｏｕｔは、イオン発生装置１００における放電の有無を示す指標として用いられる。
【００３３】
制御回路７０は、Ｃｏｕｔに基づいて、放電回路の駆動状態を変化させる。一例として、イオン発生装置１００が動作中である場合を考える。制御回路７０は、Ｃｏｕｔ＝１である場合、放電回路の駆動を継続する。Ｃｏｕｔ＝１の場合、イオン発生装置１００における放電動作が適切に行われていると期待されるためである。他方、制御回路７０は、Ｃｏｕｔ＝０である場合、放電回路の駆動を停止する。Ｃｏｕｔ＝０の場合、イオン発生装置１００における放電動作が適切に行われていないと懸念されるためである。
【００３４】
（周波数フィルタリング回路１２５における理想ゲイン特性の一例）
イオン検出器１によって放電を適切に検出するためには、検出信号に対するノイズの影響を抑制する必要がある。すなわち、イオン検出器１に十分なノイズ耐性を付与する必要がある。但し、イオン発生装置１００では、様々な周波数成分を含む複数種類のノイズが発生する。そこで、図１の周波数フィルタリング回路１２５は、これらのノイズの影響を抑制できるように構成されている。以下、図２を参照して、この点について述べる。
【００３５】
図２は、周波数フィルタリング回路１２５における理想ゲイン特性の一例を示すグラフである。図２の例における入力信号および出力信号はそれぞれ、Ｖ０およびＶ２である。図２の横軸は周波数（単位：Ｈｚ）を、縦軸はゲイン（利得）（単位：ｄＢ）をそれぞれ示す。
【００３６】
以下の例では、イオン発生装置１００の放電によって生じる信号（より厳密には、電磁波）を、放電信号と称する。図２の例では、放電信号の周波数帯（以下、放電周波数帯）は、主に１００〜１０００Ｈｚである。入力信号に含まれる各成分のうち、放電信号は、イオン検出器１における放電を検出するための信号成分と言える。イオン検出器１において放電を適切に検出するためには、入力信号から放電信号を効果的に取得することが望まれる。このため、図２の例では、放電周波数帯におけるゲインが特に高く設定されている。
【００３７】
他方、イオン検出器１では、入力信号に含まれる各成分のうち、放電信号を除いた各成分は、当該放電信号に対するノイズであると言える。それゆえ、これらの各信号（各ノイズ）を除去することが望まれる。このため、図２の例では、放電周波数を除いた周波数帯（以下、非放電周波数帯）におけるゲインが、特に低く設定されている。このため、図２の理想ゲイン特性は、放電周波数帯のみにおいてハイレベル値をとる、パルス状のグラフとなる。周波数フィルタリング回路１２５を用いることにより、放電信号を主成分として含むＶ２を取得できる。
【００３８】
上述の通り、イオン発生装置１００は、電源によって給電されている。イオン発生装置１００は、当該電源の電圧（例：１００Ｖ）を、放電回路内のトランス（変圧器）によって昇圧する。イオン発生装置１００は、昇圧後の電圧（例：３ｋＶ）を第１電極８１および第２電極８２にそれぞれ印加することにより、当該第１電極８１および当該第２電極８２に放電を生じさせる。
【００３９】
ところで、イオン発生装置１００の周囲には、各種の電磁環境ノイズが存在している。当該電磁環境ノイズの１つとしては、ハムノイズが挙げられる。ハムノイズの周波数（以下、ハム周波数）は、イオン発生装置１００が使用されている地域の電源周波数に主に依存する。以下の説明では、簡単のため、電源周波数とハム周波数とが等しいものとする。一例として、電源周波数が５０Ｈｚである場合、ハム周波数は５０Ｈｚである。また、電源周波数が６０Ｈｚである場合、ハム周波数は６０Ｈｚである。
【００４０】
イオン検出器１では、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚのハムノイズを除去するために、第１ＮＦ１３０−１が設けられている。そこで、ｆＮ１は、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚを基準として設定されている。一例として、ｆＮ１は、５０〜６０Ｈｚに設定されていればよい（後述の図４も参照）。ハムノイズ周波数は、放電周波数帯の下限値に近い。さらに、ハムノイズは、各ノイズのうち、特に成分が大きいノイズである。それゆえ、第１ＮＦ１３０−１によってハムノイズを抑制することは、特に重要である。
【００４１】
また、イオン発生装置１００では、ハムノイズに加え、製品固有の（イオン発生装置１００に固有の）ノイズが生じる。以下、当該製品固有のノイズを、製品固有ノイズと称する。一例として、製品固有ノイズの周波数（以下、製品固有周波数）は、ハム周波数よりも高い。例えば、イオン発生装置１００では、当該イオン発生装置１００の運転状態をユーザに視覚的に報知するために、複数のＬＥＤが設けられている。多くの場合、当該ＬＥＤは、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation，パルス幅変調）制御を利用したダイナミック駆動によって点灯させられる。
【００４２】
このため、イオン発生装置１００には、ＬＥＤのダイナミック駆動に起因するノイズが、製品固有ノイズとして発生する。製品固有周波数は、例えば、ＬＥＤに印加されるＰＷＭ電流波形の高調波成分に依存する。一例として、製品固有周波数は、数１００Ｈｚ〜数ｋＨｚ程度である。図２の例では、製品固有周波数としては、４００Ｈｚおよび１２００Ｈｚが例示されている。
【００４３】
イオン検出器１では、４００Ｈｚの製品固有ノイズ（以下、第１製品固有ノイズ）を除去するために、第２ＮＦ１３０−２が設けられている。そこで、ｆＮ２は、４００Ｈｚを基準として設定されている。一例として、ｆＮ２は、３００〜５００Ｈｚに設定されていればよい。なお、第１製品固有ノイズの周波数は、放電周波数帯に属しているので、第２ＮＦ１３０−２によって第１製品固有ノイズを抑制することも重要である。
【００４４】
さらに、イオン検出器１では、１２００Ｈｚの製品固有ノイズ（以下、第２製品固有ノイズ）を除去するために、第３ＮＦ１３０−３が設けられている。そこで、ｆＮ３は、１２００Ｈｚを基準として設定されている。一例として、ｆＮ３は、１１００〜１３００Ｈｚに設定されていればよい。第２製品固有ノイズの周波数は、放電周波数帯の上限値に近いため、第３ＮＦ１３０−３によって第２製品固有ノイズを抑制することも重要である。
【００４５】
以上のように、ＮＦ回路１３は、第１ＮＦ１３０−１とは異なる、少なくとも１つの付加的なＮＦ（換言すれば、ＢＥＦ）を含んでいることが好ましい。第２ＮＦ１３０−２および第３ＮＦ１３０−３はいずれも、少なくとも１つの付加的なＮＦの一例である。実施形態１では、第２〜第ＰＮＦが、少なくとも１つの付加的なＮＦに該当する。
【００４６】
実施形態１では、第２〜第ＰＮＦのそれぞれの遮断周波数帯における基準周波数（ｆＮ２〜ｆＮＰ）は、（ｉ）５０Ｈｚよりも低く、または、（ｉｉ）６０Ｈｚよりも高く、設定されていればよい。第２〜第ＰＮＦはそれぞれ、互いに異なる遮断周波数帯を有していればよい。第２〜第ＰＮＦのそれぞれの遮断周波数帯は、部分的に重なり合っていてもよい。
【００４７】
また、イオン発生装置１００では、製品固有周波数よりも高い周波数帯において、ノイズが生じる。一例として、放電回路内のトランスの輻射は、数１００ｋＨｚ以上（例：２００ｋＨｚ以上）の周波数帯において、ノイズを生じさせる。以下、トランスの輻射に起因するノイズを、輻射ノイズと称する。また、輻射ノイズの周波数を、輻射周波数と称する。
【００４８】
イオン検出器１では、輻射ノイズを除去するために、ＬＰＦ１４１が設けられている。図２の例では、ｆＢＰ１（ＬＰＦ１４１のカットオフ周波数）は、２００ｋＨｚに設定されている。すなわち、ＬＰＦ１４１は、２００ｋＨｚ以上の周波数成分の信号を遮断するように構成されている。一例として、ｆＢＰ１は、２００ｋＨｚ以上に設定されていればよい。
【００４９】
これに対し、ＨＰＦ１４２は、Ｖ０の低周波成分（低周波ノイズ）、特にＶ０の直流（ＤＣ，Direct Current）成分を除去するために設けられている。一例として、ｆＢＰ２（ＨＰＦ１４２のカットオフ周波数）は、１０Ｈｚに設定されている。ＨＰＦ１４２によれば、Ｈコンパレータ１５への入力信号（Ｖ２）に、不要な成分（ＤＣ成分）が含まれることを防止できる。ｆＢＰ２は、ＤＣ成分の除去に適するように、０Ｈｚ付近に設定されていればよい。
【００５０】
以上の通り、実施形態１において、第１〜第ＱＢＰＦのそれぞれのカットオフ周波数（ｆＢＰ１〜ｆＢＰＱ）は、（ｉ）５０Ｈｚよりも低く、または、（ｉｉ）６０Ｈｚよりも高く、設定されていればよい。
【００５１】
（ＮＦ１３０の一構成例）
図３は、ＮＦ１３０の構成例を示す。図３および以降の各図において、ＶｉｎおよびＶｏｕｔはそれぞれ、入力電圧（入力信号）および出力電圧（出力信号）を総称的に表す。図３の例では、ＶｉｎはＶ１に、ＶｏｕｔはＶ２に、それぞれ相当する。また、図３および以降の各図では、抵抗を文字Ｒによって、キャパシタを文字Ｃによって、コイル（インダクタ）を文字Ｌによって、それぞれ総称的に表す。これらの各文字に添字を適宜付すことにより、各素子（抵抗、キャパシタ、およびコイルのそれぞれ）を区別する。また、ある素子の回路定数（例：抵抗値）を示す場合にも、当該ある素子と同じ記号を適宜用いる。
【００５２】
図３の例では、ＮＦ１３０は、（ｉ）３つの抵抗Ｒ１・Ｒ２・Ｒ３と、（ｉｉ）３つのキャパシタＣ１・Ｃ２・Ｃ３と、によって構成されている。一例として、第１ＮＦ１３０−１では、
・Ｒ１＝２７ｋΩ；
・Ｒ２＝１５ｋΩ；
・Ｒ３＝２７ｋΩ；
・Ｃ１＝０．２２μＦ；
・Ｃ２＝０．１μＦ；
・Ｃ３＝０．１μＦ；
として、各素子の抵抗値およびキャパシタンス（静電容量値）が設定されている。
【００５３】
（第１ＮＦ１３０−１の周波数特性の一例）
図４は、第１ＮＦ１３０−１のゲイン特性の一例を示すグラフである。より具体的には、図４では、上記の通り各素子（Ｒ１〜Ｃ３）の値が設定された第１ＮＦ１３０−１の、ゲイン特性が示されている。図４に示される通り、ｆＮ１＝５６．２Ｈｚである。また、第１ＮＦ１３０−１のノッチ深さ、すなわち、０ｄＢとｆＮ１におけるゲイン（最小ゲイン）との差は、約５５ｄＢである。
【００５４】
本明細書では、第１ＮＦ１３０−１の遮断周波数帯の幅（帯域幅）を、ゲイン特性の−３ｄＢ帯域幅によって表す。図４に示される通り、第１ＮＦ１３０−１の−３ｄＢ帯域幅は、約２２５Ｈｚである。
【００５５】
上記の通りゲイン特性が設計された第１ＮＦ１３０−１によれば、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚのハムノイズを好適に除去できる。特に、当該第１ＮＦ１３０−１によれば、（ｉ）電源周波数が５０Ｈｚである場合（以下、ケース１）、または、（ｉｉ）電源周波数が６０Ｈｚである場合（以下、ケース２）、のいずれにおいても、同一の第１ＮＦ１３０−１によって、ハムノイズを除去できる。つまり、ケース１・２の両方において、第１ＮＦ１３０−１の設計を共通化できる。それゆえ、図４の例の第１ＮＦ１３０−１は、イオン検出器１のコスト低減にも好適である。以上のことからも、ｆＮ１は、５０Ｈｚ〜６０Ｈｚに設定されることが好ましい。
【００５６】
（Ｈコンパレータ１５の一構成例）
図５は、Ｈコンパレータ１５の構成例を示す。図５の例では、ＶｉｎはＶ２に、ＶｏｕｔはＣｏｕｔに、それぞれ相当する。図５におけるＨコンパレータ１５は、非反転式のＨコンパレータの一例である。
【００５７】
Ｈコンパレータ１５は、（ｉ）オペアンプ１５１（演算増幅器）と、（ｉ）３つの抵抗Ｒ１・Ｒ２・Ｒｐと、によって構成されている。図５のＲ１・Ｒ２は、図３のＲ１・Ｒ２とは別の抵抗であることに留意されたい。オペアンプ１５１の負入力端子には、Ｖｒｅｆが入力される。オペアンプ１５１の正入力端子には、Ｒ１を介してＶｉｎが入力される。
【００５８】
また、オペアンプ１５１の正電源端子には、Ｖ＋（正電源電圧）が入力される。他方、オペアンプ１５１の負電源端子には、Ｖ−（負電源電圧）が入力される。一例として、Ｖ＋＝５Ｖ、Ｖ−＝０Ｖである。Ｖ＋およびＶ−はそれぞれ、Ｃｏｕｔのハイレベル値およびローレベル値に対応する。
【００５９】
Ｈコンパレータ１５では、Ｖｉｎに対する２つの閾値が設定される。これら２つの閾値のうち、大きい方の閾値をＶＴＨ１（第１閾値）、小さい方の閾値をＶＴＨ２（第２閾値）と、それぞれ称する。ＶＴＨ１およびＶＴＨ２はそれぞれ、ハイレベル閾値およびローレベル閾値と称されてもよい。
【００６０】
具体的には、ＶＴＨ１は、ＶｉｎがＬｏｗからＨｉｇｈに立ち上がる場合に適用される閾値である。図５のＨコンパレータ１５の場合、ＶＴＨ１は、以下の式（１）、
【００６１】
【数１】
2020194693.tif 000003
【００６２】
によって表される。
【００６３】
他方、ＶＴＨ２は、ＶｉｎがＨｉｇｈからＬｏｗへと立ち下がる場合に適用される閾値である。図５のＨコンパレータ１５の場合、ＶＴＨ２は、以下の式（２）、
【００６４】
【数２】
2020194693.tif 000004
【００６５】
によって表される。式（１）および（２）に示されるように、ＶＴＨ１およびＶＴＨ２は、Ｖｒｅｆに基づき設定されている。
【００６６】
一例として、図５のＨコンパレータ１５では、Ｖｒｅｆ＝０．４５５Ｖとして設定されている。また、Ｒ１＝１ｋΩ、Ｒ２＝３ｋΩ、Ｒｐ＝１０ｋΩである。この場合、式（１）により、ＶＴＨ１＝０．６０６Ｖである。また、式（２）により、ＶＴＨ２＝０．１０５Ｖである。以上のように、本例では、ＶＴＨ２＜Ｖｒｅｆ＜ＶＴＨ１である。
【００６７】
図６は、Ｈコンパレータ１５の入出力特性（ヒステリシス特性）について説明する図である。図６の例では、Ｖｉｎが上に凸の三角波である場合を例示する。当該三角波は、後述の図７に示す実際のＶｉｎのパルス波形を簡易的に模擬している。図６には、ＶｉｎとＶｏｕｔとの関係が示されている。以下、Ｖｉｎの１つ目の三角波に着目して説明する。以下、Ｖｉｎの周期をＴとして表す。Ｔは、Ｖｉｎのパルス幅（入力パルス幅）とも称される。
【００６８】
まず、初期時刻（ｔ＝０）において、Ｖｉｎは０Ｖ（最小値）である。Ｖｉｎは、初期時刻を起点として、時間の経過に伴い、０Ｖからピーク値（便宜上、Ｖｉｎｍａｘと称する）まで、線形的に増加する。以下、Ｖｉｎ＝Ｖｉｎｍａｘとなる時刻を、ｔｍと称する。図６の例では、ｔｍ＝Ｔ／２である。また、図６の例では、Ｖｉｎｍａｘは、ＶＴＨ１よりも大きく設定されている。
【００６９】
以下、Ｖｉｎの増加期間において、Ｖｉｎ＝ＶＴＨ１となる時刻を、ｔ１と称する。Ｈコンパレータ１５は、ｔ１に至るまで（ＶｉｎがＶＴＨ１に等しくなるまで）、２つの閾値のうち、ＶＴＨ１を適用する。具体的には、Ｈコンパレータ１５は、Ｖｉｎ＜ＶＴＨ１である場合、Ｖｏｕｔ＝Ｖ−（＝０Ｖ）を出力する。他方、Ｈコンパレータ１５は、Ｖｉｎ≧ＶＴＨ１である場合、Ｖｏｕｔ＝Ｖ＋（＝５Ｖ）を出力する。以下、Ｈコンパレータ１５の動作モードのうち、ＶＴＨ１が適用されるモードを、第１モード（ハイレベル閾値モード）と称する。
【００７０】
なお、ｔ１の後では、Ｈコンパレータ１５は、ＶｉｎがＶＴＨ２に等しくなるまで（後述の時刻ｔ２に至るまで）、以下に述べる第２モード（ローレベル閾値モード）によって動作する。
【００７１】
図６から明らかであるように、ｔ１＜ｔｍ＜ｔ２である。また、上述の通り、ＶＴＨ１＞ＶＴＨ２である。従って、上記立ち上がり期間では、
・０≦ｔ＜ｔ１    …Ｖｏｕｔ＝０Ｖ；
・ｔ１≦ｔ≦ｔｍ  …Ｖｏｕｔ＝５Ｖ；
となる。
【００７２】
続いて、Ｖｉｎの減少期間について述べる。Ｖｉｎは、ｔｍを起点として、時間の経過に伴い、Ｖｉｎｍａｘから０Ｖまで線形的に減少する。すなわち、ｔ＝Ｔにおいて、Ｖｉｎ＝０Ｖとなる。以下、上記減少期間において、Ｖｉｎ＝ＶＴＨ２となる時刻を、ｔ２と称する。
【００７３】
上述の通り、上記減少期間では、ｔ２に至るまでは、２つの閾値のうち、ＶＴＨ２が適用される。具体的には、Ｈコンパレータ１５は、Ｖｉｎ≧ＶＴＨ２である場合、Ｖｏｕｔ＝Ｖ＋を出力する。他方、Ｈコンパレータ１５は、Ｖｉｎ＜ＶＴＨ２である場合、Ｖｏｕｔ＝Ｖ−を出力する。以下、Ｈコンパレータ１５の動作モードのうち、ＶＴＨ２が適用されるモードを、第２モードと称する。なお、ｔ２の後には、Ｈコンパレータ１５の動作モードは、再び第１モードに推移する。
【００７４】
従って、Ｖｉｎの立ち下がり期間では、
・ｔｍ≦ｔ≦ｔ２    …Ｖｏｕｔ＝５Ｖ；
・ｔ２＜ｔ≦Ｔ      …Ｖｏｕｔ＝０Ｖ；
となる。
【００７５】
以上のことから、Ｖｉｎの１周期において、Ｖｏｕｔは、
・０≦ｔ＜ｔ１    …Ｖｏｕｔ＝０Ｖ；
・ｔ１≦ｔ≦ｔ２  …Ｖｏｕｔ＝５Ｖ；
・ｔ２＜ｔ≦Ｔ    …Ｖｏｕｔ＝０Ｖ；
として、Ｖｉｎに応じて変化する。
【００７６】
このように、Ｈコンパレータ１５では、パルス幅Ｔの三角波Ｖｉｎが入力された場合、パルス幅Δｔの矩形波Ｖｏｕｔが出力される。Δｔ＝ｔ２−ｔ１である。Δｔは、出力パルス幅とも称される。また、Ｖｉｎのヒステリシス幅ＶＨＹＳは、ＶＨＹＳ＝ＶＴＨ１−ＶＴＨ２として表される。以上のように、Ｈコンパレータ１５では、入力信号に対する出力信号のヒステリシス性が付与されている。
【００７７】
（Ｈコンパレータ１５における実際の入出力波形の例）
図７は、Ｈコンパレータ１５における実際の入出力波形を模式的に示す図である。図７では、図６と同様に、Ｖｉｎ（Ｖ２）とＶｏｕｔ（Ｃｏｕｔ）との関係が示されている。図７に示されるように、イオン発生装置１００における放電の発生に伴い、Ｖｉｎのパルスが発生する。当該パルスは、Ｖｉｎの信号成分（放電信号）に相当する。他方、Ｖｉｎのパルスの立ち上がり前、および、Ｖｉｎのパルスの立ち下がり後には、Ｖｉｎのノイズ成分が支配的となる。
【００７８】
イオン発生装置１００における放電の発生をより確実に検出するためには、なるべく広い出力パルス幅（Δｔ）が得られることが好ましい。そこで、図７に示されるように、Ｈコンパレータ１５では、ＶＴＨ１は、ノイズ成分のピーク値（予想値）よりも大きい値をとるように設定されている。他方、ＶＴＨ２は、上記予想値よりも小さい値をとるように設定されている。
【００７９】
放電信号の波形は、一般的な放電パルス波形と同様である。すなわち、図７に示されるように、Ｖｉｎは、放電開始に伴い急峻に立ち上がる。その後、Ｖｉｎは、放電終了に伴い比較的緩やかに立ち下がる。すなわち、実際のイオン発生装置１００では、図６の例とは異なり、Ｖｉｎの立ち上がり期間は、Ｖｉｎの立ち下がり期間に比べて短い。
【００８０】
Ｈコンパレータ１５によれば、Ｖｉｎの立ち上がり期間において、ＶＴＨ１を適用できるので、当該立ち上がり期間におけるノイズの影響を特に効果的に抑制できる。また、Ｖｉｎの立ち上がりは急峻であるので、上記立ち上がり期間において、ｔ１は、ＶｉｎがＶＴＨ２と等しくなる時点と比較的近い。すなわち、ＶＴＨ１を適用した場合であっても、ｔ１はそれほど大きくならない。それゆえ、Δｔの減少を防止することができる。
【００８１】
さらに、Ｈコンパレータ１５によれば、上記立ち上がり期間に後続する、Ｖｉｎの立ち下がり期間において、ＶＴＨ２を適用できる。このため、ｔ２をより大きい値に設定できる。すなわち、Δｔをより大きくすることができる。また、ＶＴＨ２を適用することによって、上記立ち下がり期間においても、ノイズの影響を抑制できる。
【００８２】
以上のように、Ｈコンパレータ１５を用いることにより、（ｉ）ノイズ耐性に特に優れたＶｏｕｔを提供できるとともに、（ｉｉ）十分に広い出力パルス幅を実現できる。
【００８３】
（効果）
特許文献１には、イオン検出器におけるＶ０（第１検出信号）のノイズを、ＢＰＦ（例：ＬＰＦおよびＨＰＦ）によって遮断することが開示されている。すなわち、特許文献１には、Ｖ０に第２周波数フィルタリングを施すことが開示されている。
【００８４】
ところで、上述の通り、Ｖ０には、放電信号に対する様々な種類のノイズが含まれている。例えば、Ｖ０には、ハムノイズが含まれている。しかしながら、特許文献１には、ハムノイズ対策について特に考慮されていない。つまり、特許文献１には、ハムノイズを除去するためのフィルタ（例：ＮＦ）を設ける点について、何ら言及されていない。
【００８５】
なお、特許文献１のイオン検出器において、ハムノイズを除去できるように、例えばＬＰＦのカットオフ周波数を設定することも考えられる。しかしながら、上述の図２に示される通り、ハム周波数は、放電周波数帯に比較的近い。このため、仮に特許文献１のイオン検出器において、ＬＰＦによってハムノイズを除去した場合には、放電信号（イオン検出のために取得すべき信号）まで、同時に除去されてしまう。その結果、当該イオン検出器において、イオンの発生状態を適切に検出できなくなる。
【００８６】
また、上述の通り、Ｖ０には、ハムノイズとは別のノイズとして、製品固有ノイズ（例：第１製品固有ノイズおよび第２製品固有ノイズの少なくともいずれか）が含まれている。しかしながら、特許文献１には、製品固有ノイズ対策について特に考慮されていない。特許文献１には、製品固有ノイズを除去するためのフィルタ（例：ＮＦ）を設ける点についても、何ら言及されていない。
【００８７】
上述の通り、製品固有周波数は、放電周波数帯に比較的近い。場合によっては、製品固有周波数は、放電周波数帯に属する。従って、仮に特許文献１のイオン検出器において、例えばＬＰＦによって製品固有ノイズを除去した場合にも、当該ＬＰＦによってハムノイズを除去した場合（上述の例）と同様の問題が生じる。
【００８８】
以上のように、本願の発明者は、「従来の非接触型のイオン検出器では、検出精度（より具体的には、イオン検出精度）を向上させるための具体的な工夫点に、なお改善の余地がある」と考えた。イオン検出器１は、発明者の当該着想に基づき、新たに創作された。
【００８９】
イオン検出器１は、特許文献１のイオン検出器とは異なり、ＮＦ回路１３を備えている。それゆえ、第１ＮＦ１３０−１によって、ハムノイズを選択的に（より的確に）除去できる。同様に、少なくとも１つの付加的なＮＦ（例：第２ＮＦ１３０−２および第３ＮＦ１３０−３）によって、製品固有ノイズを選択的に除去できる。
【００９０】
さらに、上述の通り、ＮＦは、ＢＰＦとは異なり、十分に狭い遮断周波数帯を有する。このため、各ＮＦによってハムノイズおよび製品固有ノイズを除去した場合であっても、放電信号の減衰を好適に防止できる。すなわち、放電信号を主成分として含むＶ２（フィルタリング後第１検出信号）を得ることができる。
【００９１】
このように、イオン検出器１によれば、ＮＦ回路１３を設けることにより、従来の非接触型のイオン検出器（例：特許文献１のイオン検出器）に比べ、検出精度を効果的に向上させることができる。
【００９２】
加えて、イオン検出器１は、特許文献１のイオン検出器とは異なり、Ｈコンパレータ１５をさらに備えている。Ｈコンパレータ１５を設けることにより、アナログ信号としてのＶ２（フィルタリング後第１検出信号）を、デジタル信号としてのＣｏｕｔ（第２検出信号）に変換できる。
【００９３】
上述の図７に示されるように、アナログ信号（Ｖ２）をデジタル信号（Ｃｏｕｔ）に変換することにより、当該アナログ信号のノイズをさらに除去できる。換言すれば、当該アナログ信号に比べてノイズ耐性により優れた信号である、上記デジタル信号が得られる。従って、Ｃｏｕｔを出力検出信号として用いることにより、イオン検出器１の検出精度をさらに向上させることができる（イオン検出器１の誤検出の可能性をさらに低減できる）。特に、Ｃｏｕｔを制御回路７０に供給することにより、当該制御回路７０の誤動作（例：上記誤検出に基づく不適切な動作）をより効果的に抑制できる。
【００９４】
（補足）
（１）図１では、周波数フィルタリング回路１２５において、ＮＦ回路１３がＢＰＦ回路１４の前段（入力段側）に設けられている構成を例示した。但し、周波数フィルタリング回路１２５において、ＮＦ回路１３を、ＢＰＦ回路１４の後段に設けることもできる。
【００９５】
つまり、周波数フィルタリング回路１２５において、第１周波数フィルタリングは、第２周波数フィルタリングに後続して実行されてもよい。ＮＦ回路１３とＢＰＦ回路１４との周波数特性は互いに異なるため、第１周波数フィルタリングと第２周波数フィルタリングとの順序は、理想的にはＶ２に影響を及ぼさないためである。
【００９６】
上記の例の場合、周波数フィルタリング回路１２５の入力部としてのＢＰＦ回路１４には、変換回路１２からＶ０が供給される。そして、周波数フィルタリング回路１２５の出力部としてのＮＦ回路１３は、Ｈコンパレータ１５の正入力端子にＶ２を供給する。このように、イオン検出器１における周波数フィルタリング回路１２５は、（ｉ）変換回路１２の後段、かつ、（ｉｉ）Ｈコンパレータ１５の前段に、設けられていればよい。
【００９７】
（２）上記の例と同趣旨により、ＮＦ回路１３における各ＮＦの順序も、図１の例に限定されない。同様に、ＢＰＦ回路１４における各ＢＰＦの順序も、図１の例に限定されない。
【００９８】
（３）実施形態１では、第１検出信号がＶ０（電圧信号）である場合を例示した。但し、第１検出信号として、Ｉ０（電流信号）を用いることもできる。すなわち、検出電極１１を検出部として用いることもできる。この場合、変換回路１２を割愛できる。このため、周波数フィルタリング回路１２５は、Ｉ０に周波数フィルタリングを施し、電流信号としてのフィルタリング後第１検出信号を出力する。
【００９９】
但し、実施形態１の通り、第１検出信号としては、電圧信号を用いることが好ましい。多くの場合、電圧信号の信号レベルの方が、電流信号の信号レベルよりも高いと期待されるためである。このため、イオン検出精度の精度向上の観点からは、第１検出信号として電圧信号を用いることが好ましいと言える。
【０１００】
〔変形例〕
実施形態１では、ＢＥＦとしてＮＦを用いる場合を例示した。但し、上述の通り、実施形態１のＮＦに替えて、公知の一般的なＢＥＦを用いることもできる。例えば、図８および図９に示すＢＥＦを用いることができる。
【０１０１】
図８は、一変形例に係るＢＥＦの構成を示す図である。図８のＢＥＦ１３０Ａは、π型ＢＥＦとも称される。図９は、別の変形例に係るＢＥＦの構成を示す図である。図９のＢＥＦ１３０Ｂは、Ｔ型ＢＥＦとも称される。これらのＢＥＦを用いた場合にも、実施形態１と同様に、従来のイオン検出器に比べ、検出精度を向上させることができる。
【０１０２】
但し、イオン検出器１のさらなる精度向上の観点からは、ＢＥＦとしてＮＦを用いることが好ましい。上述の通り、ＮＦは一般的なＢＥＦに比べて遮断周波数帯が狭いためである。ＮＦによれば、遮断対象のノイズ（例：ハムノイズ）をより的確に遮断できる。すなわち、ＮＦによれば、一般的なＢＥＦに比べて、放電信号の減衰をより効果的に防止できる。
【０１０３】
〔実施形態２〕
図１０は、実施形態２のイオン発生装置２００の要部の構成を示すブロック図である。実施形態２のイオン検出器を、イオン検出器２と称する。イオン検出器２は、イオン検出器１とは異なり、Ｈコンパレータ１５に替えて、コンパレータ２５を備えている。
【０１０４】
コンパレータ２５は、ヒステリシス性を有しない、一般的なコンパレータである。コンパレータ２５は、非ヒステリシス型コンパレータ（非Ｈ型コンパレータ）と称されてもよい。コンパレータ２５は、Ｈコンパレータ１５とは異なり、Ｖｒｅｆを単一の閾値として、Ｖ２に応じたＣｏｕｔを出力する。実施形態１と同様に、コンパレータ２５に関する以下の説明において、ＶｉｎはＶ２に、ＶｏｕｔはＣｏｕｔに、それぞれ読み替えることができる。
【０１０５】
具体的には、コンパレータ２５は、Ｖｉｎ≧Ｖｒｅｆである場合、Ｖｏｕｔ＝Ｖ＋を出力する。他方、コンパレータ２５は、Ｖｉｎ＜Ｖｒｅｆである場合、Ｖｏｕｔ＝Ｖ−を出力する。コンパレータ２５によっても、Ｈコンパレータ１５と同様に、デジタル信号としてのＣｏｕｔを生成できるので、実施形態１と同様に、従来のイオン検出器に比べ、検出精度を向上させることができる。
【０１０６】
Ｈコンパレータ１５に替えてコンパレータ２５を適用することにより、実施形態１に比べ、イオン検出器のコストを低減できる。但し、上述の通り、Ｃｏｕｔのノイズ耐性をより高めるためには（イオン検出器の検出性能をより高めるためには）、Ｈコンパレータ１５を適用することが好ましい。
【０１０７】
Ｈコンパレータ１５またはコンパレータ２５のいずれを適用するかは、イオン検出器に要求されるコストおよび検出精度の観点から、当該イオン検出器の設計者によって適宜選択されてよい。
【０１０８】
〔実施形態３〕
図１１は、実施形態３のイオン発生装置３００の要部の構成を示すブロック図である。実施形態３のイオン検出器を、イオン検出器３と称する。イオン検出器３は、イオン検出器２とは異なり、コンパレータ２５を有していない。イオン検出器３では、周波数フィルタリング回路１２５は、Ｖ２を制御回路７０に供給する。
【０１０９】
上述の通り、Ｖ２では、周波数フィルタリング回路１２５による周波数フィルタリングにより、Ｖ０に含有されていたノイズ成分が十分に除去されている。このため、Ｃｏｕｔに替えて、Ｖ２を出力検出信号として用いることもできる。イオン検出器３によっても、従来のイオン検出器に比べ、検出精度を向上させることができる。
【０１１０】
実施形態３によれば、コンパレータ２５を割愛できるので、実施形態２に比べ、イオン検出器のコストをさらに低減できる。イオン検出器に要求される検出精度がそれほど高くない場合、イオン検出器３の構成を採用してもよい。
【０１１１】
〔参考形態〕
上述の通り、本発明の一態様に係るイオン検出器では、コンパレータ（好ましくはＨコンパレータ）を設けることにより、イオン検出器の検出性能を高めることができる。このため、本発明の一態様に係るイオン検出器では、コンパレータが設けられていれば、ＢＥＦ回路（例：ＮＦ回路）を省略することもできる。この場合にも、従来のイオン検出器よりも高い検出性能を実現できるためである。
【０１１２】
この場合、周波数フィルタリング回路は、Ｖ１をフィルタリング後第１検出信号としてコンパレータに供給する。そして、コンパレータは、Ｖ１に基づきＣｏｕｔを生成する。従って、本発明の一態様に係るイオン検出器は、以下のようにも表現できる。
【０１１３】
本発明の一態様に係るイオン検出器は、イオン発生装置に設けられるイオン検出器であって、上記イオン発生装置の放電によって生じた電界の変化に対応する第１検出信号を取得する検出部と、上記第１検出信号に対し周波数フィルタリングを施すことにより、フィルタリング後第１検出信号を出力する周波数フィルタリング回路と、上記フィルタリング後第１検出信号を取得するコンパレータと、を備えており、上記周波数フィルタリング回路は、少なくとも１つのバンドパスフィルタを含んでおり、上記コンパレータは、所定の基準値に基づいて上記フィルタリング後第１検出信号の信号値を評価することにより、当該フィルタリング後第１検出信号に対応するデジタル信号である第２検出信号を出力する。
【０１１４】
〔ソフトウェアによる実現例〕
イオン発生装置１００〜３００の制御ブロック（特に制御回路７０）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【０１１５】
後者の場合、イオン発生装置１００〜３００は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の一態様の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１１６】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係るイオン検出器（１）は、イオン発生装置（１００）に設けられるイオン検出器であって、上記イオン発生装置の放電によって生じた電界（Ｅ０）の変化に対応する第１検出信号（Ｖ０）を取得する検出部（例：変換回路１２）と、上記第１検出信号に対し周波数フィルタリングを施すことにより、フィルタリング後第１検出信号（例：Ｖ２）を出力する周波数フィルタリング回路（１２５）と、を備えており、上記周波数フィルタリング回路は、少なくとも１つのバンドパスフィルタ（例：ＢＰＦ回路１４）と、上記少なくとも１つのバンドパスフィルタとは異なる周波数特性を有する、少なくとも１つのバンドエリミネーションフィルタ（例：ＮＦ回路１３）と、を含んでいる。
【０１１７】
上記の構成によれば、上記周波数フィルタリングとして、第１周波数フィルタリング（例：ＮＦ回路１３による周波数フィルタリング）と、第２周波数フィルタリング（例：ＢＰＦ回路１４による周波数フィルタリング）との両方を行うことができる。
【０１１８】
それゆえ、非接触型の従来のイオン検出器（例：第２周波数フィルタリングのみが行われるイオン検出器）とは異なり、第１周波数フィルタリングによって、フィルタリング対象の周波数成分をより的確に除去できる。その結果、従来のイオン検出器に比べ、より高い検出性能を実現できる。
【０１１９】
本発明の態様２に係るイオン検出器では、上記態様１において、上記周波数フィルタリング回路は、上記少なくとも１つのバンドエリミネーションフィルタとして、第１バンドエリミネーションフィルタ（例：第１ＮＦ１３０−１）を含んでおり、上記第１バンドエリミネーションフィルタの遮断周波数帯における基準周波数（例：ｆＮ１）は、５０Ｈｚ以上かつ６０Ｈｚ以下であることが好ましい。
【０１２０】
上述の通り、従来のイオン検出器では、ハムノイズ（例：５０Ｈｚまたは６０Ｈｚのノイズ）を的確に除去することは困難であった。これに対し、上記の構成によれば、第１バンドエリミネーションフィルタによって、ハムノイズをより的確に除去できる。
【０１２１】
本発明の態様３に係るイオン検出器では、上記態様２において、上記周波数フィルタリング回路は、上記第１バンドエリミネーションフィルタとは異なる、少なくとも１つの付加的なバンドエリミネーションフィルタ（例：第２ＮＦ１３０−２および第３ＮＦ１３０−３）を含んでおり、上記少なくとも１つの付加的なバンドエリミネーションフィルタに属するそれぞれのバンドエリミネーションフィルタの遮断周波数帯における基準周波数は、（ｉ）５０Ｈｚよりも低い、または、（ｉｉ）６０Ｈｚよりも高いことが好ましい。
【０１２２】
上述の通り、従来のイオン検出器では、製品固有ノイズを的確に除去することも困難であった。これに対し、上記の構成によれば、少なくとも１つの付加的なバンドエリミネーションフィルタによって、製品固有ノイズをより的確に除去できる。
【０１２３】
本発明の態様４に係るイオン検出器では、上記態様３において、上記少なくとも１つの付加的なバンドエリミネーションフィルタは、互いに異なる遮断周波数帯を有する第２バンドエリミネーションフィルタ（例：第２ＮＦ１３０−２）と第３バンドエリミネーションフィルタ（例：第３ＮＦ１３０−３）とを含んでいることが好ましい。
【０１２４】
上記の構成によれば、複数の付加的なバンドエリミネーションフィルタのそれぞれによって、様々な製品固有ノイズのそれぞれ（例：第１製品固有ノイズおよび第２製品固有ノイズ）を的確に除去できる。
【０１２５】
本発明の態様５に係るイオン検出器では、上記態様２から４のいずれか１つにおいて、上記少なくとも１つのバンドパスフィルタに属するそれぞれのバンドパスフィルタ（例：ＬＰＦ１４１およびＨＰＦ１４２）のカットオフ周波数は、（ｉ）５０Ｈｚよりも低い、または、（ｉｉ）６０Ｈｚよりも高いことが好ましい。
【０１２６】
上記の構成によれば、バンドパスフィルタによって、さらなるノイズ除去（あるいは、ＤＣ成分の除去）を行うことができる。
【０１２７】
本発明の態様６に係るイオン検出器では、上記態様１から５のいずれか１つにおいて、上記周波数フィルタリング回路は、上記少なくとも１つのバンドエリミネーションフィルタとして、少なくとも１つのノッチフィルタを含んでいることが好ましい。
【０１２８】
上記の構成によれば、バンドエリミネーションフィルタとしてノッチフィルタを用いることができるので、第１周波数フィルタリングにおいてフィルタリング対象とする周波数成分を、さらに的確に除去できる。
【０１２９】
本発明の態様７に係るイオン検出器では、上記態様１から６のいずれか１つにおいて、上記イオン検出器は、上記フィルタリング後第１検出信号を取得するコンパレータ（１５）をさらに備えており、上記コンパレータは、所定の基準値に基づいて上記フィルタリング後第１検出信号の信号値を評価することにより、当該フィルタリング後第１検出信号に対応するデジタル信号である第２検出信号（Ｃｏｕｔ）を出力することが好ましい。
【０１３０】
上記の構成によれば、イオン検出器の検出結果を示す信号（出力検出信号）として、アナログ信号であるＶ２（フィルタリング後第１検出信号）に替えて、ノイズ耐性により優れた信号（デジタル信号であるＣｏｕｔ）を出力できる。その結果、イオン検出器の誤検出の可能性をさらに低減できるので、検出性能をより一層高めることができる。
【０１３１】
本発明の態様８に係るイオン検出器では、上記態様７において、上記コンパレータは、ヒステリシスコンパレータ（２５）であり、上記ヒステリシスコンパレータでは、上記基準値に基づいて、（ｉ）第１閾値（ＶＴＨ１）と、（ｉｉ）当該第１閾値よりも小さい第２閾値（ＶＴＨ２）と、が設定されていることが好ましい。
【０１３２】
上記の構成によれば、コンパレータとしてヒステリシスコンパレータを用いることができるので、ノイズ耐性にさらに優れたＣｏｕｔを出力できる。特に、上述の通り、ヒステリシスコンパレータは、放電信号を信号成分として含むフィルタリング後第１検出信号に対し、好適に使用される。
【０１３３】
本発明の態様９に係るイオン検出器では、上記態様１から８のいずれか１つにおいて、上記フィルタリング後第１検出信号を、信号成分とノイズ成分とに区分した場合、上記信号成分の立ち上がり期間は、当該信号成分の立ち下がり期間よりも短くともよい。
【０１３４】
本発明の態様１０に係るイオン検出器は、上記態様１から９のいずれか１つに係るイオン検出器を備えていることが好ましい。
【０１３５】
〔付記事項〕
本発明の一態様は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の一態様の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成できる。
【符号の説明】
【０１３６】
１、２、３  イオン検出器
１１  検出電極（検出部）
１２  変換回路（検出部）
１３  ＮＦ回路（ノッチフィルタ回路、バンドエリミネーションフィルタ回路）
１４  ＢＰＦ回路（バンドパスフィルタ回路）
１５  Ｈコンパレータ（ヒステリシスコンパレータ、コンパレータ）
２５  コンパレータ
１００、２００、３００  イオン発生装置
１２５  周波数フィルタリング回路
１３０  ＮＦ（ノッチフィルタ、バンドエリミネーションフィルタ）
１３０−１  第１ＮＦ（第１ノッチフィルタ、第１バンドエリミネーションフィルタ）
１３０−２  第２ＮＦ（第２ノッチフィルタ、第２バンドエリミネーションフィルタ，付加的なバンドエリミネーションフィルタ）
１３０−３  第３ＮＦ（第３ノッチフィルタ、第３バンドエリミネーションフィルタ，付加的なバンドエリミネーションフィルタ）
１３０Ａ、１３０Ｂ  ＢＥＦ（バンドエリミネーションフィルタ）
１４１  ＬＰＦ（ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ）
１４２  ＨＰＦ（ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ）
Ｅ０  電界
Ｉ０  電流信号（第１検出信号）
Ｖ０  電圧信号（第１検出信号）
Ｖ２  フィルタリング後第１検出信号（出力検出信号）
Ｃｏｕｔ  第２検出信号（出力検出信号）
Ｖｉｎ  入力電圧（入力信号）
Ｖｏｕｔ  出力電圧（出力信号）
Ｖｒｅｆ  基準電圧（基準信号）
ＶＴＨ１  第１閾値
ＶＴＨ２  第２閾値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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