(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
球が通過し得る球通過孔が設けられたホルダーと前記球通過孔内を球が通過することを検出する球センサーとを有する球検出装置において、前記球センサーは、１つの発光チップによって構成される発光体と、複数の受光部を有する受光チップおよび前記受光チップからの出力信号を処理する演算処理回路によって構成される受光体とによって構成され、前記発光チップから前記球通過孔を介して各受光部に達する複数の光路が形成されるように、前記発光チップと受光チップは前記球通過孔を挟んで対向配置され、前記発光チップ及び前記受光チップが同一の導体フレーム上に配設され、該導体フレームは前記球通過孔の周囲を囲むように形成され、前記複数の光路の光軸の少なくとも２つが、前記球通過孔において球通過方向に通過する球によって順に遮られるように、球通過方向を横切り、前記演算処理回路は、前記２つの光路のいずれを先に遮断したかにより、前記球通過孔を一方向に通過する球のみを検出し、前記発光体の光パルス信号の駆動周波数は、前記球通過孔を通過する１つの球に対し、２つの受光部が順次検出し出力する２つの出力信号の時間差内にて、前記発光体の光パルスが少なくとも１回以上発生する駆動周波数であることを特徴とする球検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の球検出装置において、前記発光体の光パルス信号の駆動周波数は、検出すべき球が１つの光路を通過するに必要な時間内に、前記発光体の光パルスが少なくとも２回以上発生する駆動周波数であることを特徴とする球検出装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の球検出装置において、前記発光体は光パルス信号を発光すると共に、前記受光体は前記発光体からの光パルス信号を受光して出力信号を出力するように構成され、前記受光体からの出力信号が前記発光体の光パル信号と対応するように、前記演算処理回路は、前記発光体の光パルス信号の周期と少なくとも２回以上一致した場合に、前記球通過孔の球通過の有無を判別することを特徴とする球検出装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項記載の球検出装置において、前記演算処理回路は、前記発光体の光パルス信号の駆動周期に近似した周波数帯域の周波数を通過させるバンドパスフィルター回路を有することを特徴とする球検出装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項記載の球検出装置において、球無しと検出したときの前記球センサーからの出力電圧は、該球センサーに供給される電源電圧よりも０．１Ｖ以上低く、球有りと検出したときの前記球センサーからの出力電圧よりも０．１Ｖ高い電圧値であることを特徴とする球検出装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項記載の球検出装置において、前記演算処理回路は、前記受光チップからの出力を増幅する第1の増幅回路と、該第1の増幅回路の出力がＡＣ結合されて入力される第2の増幅回路とを備え、前記受光チップの受光部への強い光の入射により前記第1の増幅回路が飽和した場合、前記第２の増幅回路が反転した信号を出力することを防止する反転出力防止回路が設けられてなることを特徴とする球検出装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項記載の球検出装置において、演算処理回路は、２つの受光部からの出力信号に基づいて、球通過方向に通過する球と逆方向に移動する球あるいは一度通過して逆方向にはねた球とを判別することを特徴とする球検出装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項記載の球検出装置において、受光体は、発光チップからの入射光を各受光チップに導く光導入部を有することを特徴とする球検出装置。
【請求項９】
請求項８記載の球検出装置において、前記導体フレーム上にコンデンサ，抵抗等の電子部品が配設されてなり、前記発光チップは、透光性樹脂にて覆われると共に該透光性樹脂が光導出部を除き遮光性樹脂にて覆われてなり、前記受光チップは、透光性樹脂にて覆われると共に該透光性樹脂が光導入部を除き遮光性樹脂にて覆われてなり、前記導体フレーム上に配設された電子部品は、前記発光チップ及び前記受光チップを覆う透光性樹脂と同じ透光性樹脂にて覆われてなることを特徴とする球検出装置。
【請求項１０】
請求項９項記載の球検出装置において、前記光導入部は、入射された光を反射して、光の進行方向を変化させる傾斜面を有し、前記受光チップを覆う透光性樹脂によって形成されたことを特徴とする球検出装置。
【請求項１１】
請求項９または１０記載の球検出装置において、前記ホルダーには、前記導体フレーム上に前記発光体及び前記受光体が配設されてなる前記球センサーが収納されると共に、外部との接続を行う接続コネクタ部が収納され、前記ホルダーに、前記電子部品又は前記接続コネクタ部を少なくとも２箇所で位置決めする面又は突起を備えた位置決め部が設けられてなることを特徴とする球検出装置。
【請求項１２】
請求項９または１０項記載の球検出装置において、前記ホルダーには、前記導体フレーム上に前記発光体及び前記受光体が配設されてなる前記球センサーが収納されると共に、外部との接続を行う接続コネクタ部が収納され、前記導体フレームのアース端子又は前記接続コネクタ部のアース端子と電気的に接続される導電性外装ケースが、前記ホルダーに装着されてなることを特徴とする球検出装置。
【請求項１３】
請求項９記載の球検出装置において、前記受光体は、前記演算処理回路が前記受光チップに集積化されるか、または前記演算処理回路をなすＩＣチップを有すること特徴とする球検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パチンコ球等の球を計数するために使用される球検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来例の光学式の球検出装置の平面図を図１３（ａ）に、断面図を図１３（ｂ）に、側面図を図１３（ｃ）に示す。
【０００３】
図１３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）において、１０１は球通過孔、１０２は発光体、１０３は受光体、１０４は発光体の光を球通過孔に導くための光ガイド、１０５は球通過孔を通過した光を受光体に導くための光ガイド、１０６は発光体と受光体とで構成される光路、である。また、１０７はプリント基板、１０８はコンデンサ、１０９は接続用コネクタ、１１０は抵抗であり、プリント基板１０７上には、発光体１０２、受光体１０３、コンデンサ１０８、接続用コネクタ１０９、抵抗１１０が配設されている。１００はこれらの部品により構成された球検出装置である。
【０００４】
図１３において、発光体１０２から出た光は透光性の樹脂体による光ガイド１０４に入射し、光ガイド１０４内で２回屈折した後、球通過孔１０１を通過し、受光体１０３への光ガイド１０５へ入射し、屈折した後に受光体１０３へ入射する。球通過孔１０１内にパチンコ球等の球があれば、光路１０６が遮られ、受光体１０３への入射光がなくなり、球の存在を検出することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の球検出装置においては以下に示すような問題点があった。
【０００６】
近年、１台のパチンコ台へのパチンコ球検出装置（以下、球検出装置と呼ぶ）の搭載台数が増加し、平均１０〜１２個／台の多きに及んでいる。
【０００７】
図１３に示される従来例の光学式の球検出装置は、発光体１０２、受光体１０３、コンデンサ１０８、接続用コネクタ１０９、抵抗１１０等の電子部品をプリント基板１０７上にそれぞれ取り付けることが必要であり、また、発光体１０３の光を球通過孔に導くための光ガイド１０４が必要であった。
【０００８】
また、発光体と受光体とで構成される光路１０６は、発光体１０２の発光を光ガイド１０４へ入射する時の屈折、光ガイド１０４内での２回の屈折、光ガイド１０４を出射する時の屈折、受光体前面の光ガイド１０５への入射時の屈折が発生するため、入射光量の損失が大きく、また、発光体、光ガイド、光ガイド、受光体の位置関係に厳密さが要求され、少しの位置ずれが入射光量に大きく影響し、このため組立時には高い位置精度を必要とする構造となっていた。
【０００９】
また、従来例の球検出装置を例えばパチンコ球の検出に適用した場合、球通過孔を連続したパチンコ球が通過した場合、パチンコ球双方の接触や、球検出装置を通過した後の球のガイドケースへの衝突により、球が自然落下方向とは逆の方向へ跳ね返り、その結果、検出出力にチャタリングが発生する等の不都合も有った。
【００１０】
さらに、近年では、何かの物体をパチンコ台の球検出センサーの下方より挿入し、球検出センサーを不正動作させる事故が発生している。
【００１１】
また、球検出センサーの使用個数の増加により、各球検出センサーの相互接続の有無の確認や誤配線の防止等の必要性も発生している。
【００１２】
本発明の球検出装置は、これら上記の問題点を解決するために鑑みてなされたものであり、しかも、安価で確実な球検出装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、球が通過し得る球通過孔が設けられたホルダーと前記球通過孔内を球が通過することを検出する球センサーとを有する球検出装置において、前記球センサーは発光体と受光体とによって構成され、前記発光体は発光チップによって構成されると共に、前記受光体は受光チップによって構成され、前記発光チップから前記球通過孔を介して前記受光チップに達する光路が形成されるような位置関係にて、前記発光チップ及び前記受光チップが同一の導体フレーム上に配設されてなることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明は、上記の球検出装置において、前記受光チップは複数の受光部を有し、該複数の受光部と前記発光チップとの間に複数の光路が形成されることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明は、上記の球検出装置において、前記複数の光路の光軸の少なくとも２つが前記球通過孔の延びる方向で異なる位置関係となるように、前記受光チップの複数の受光部が配設されてなることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記の球検出装置において、前記導体フレーム上にコンデンサ，抵抗等の電子部品が配設されてなり、前記発光チップ及び前記受光チップは、透光性樹脂にて覆われると共に該透光性樹脂が光導出部及び光導入部を除き遮光性樹脂にて覆われてなり、前記導体フレーム上に配設された電子部品は、前記発光チップ及び前記受光チップを覆う透光樹脂と同じ透光性樹脂にて覆われてなることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、上記の球検出装置において、前記ホルダーには、前記導体フレーム上に前記発光体及び前記受光体が配設されてなる前記球センサが収納されると共に、外部との接続を行う接続コネクタ部が収納され、前記ホルダーに、前記電子部品又は前記接続コネクタ部を少なくとも２箇所で位置決めする面又は突起を備えた位置決め部が設けられてなることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、上記の球検出装置において、前記ホルダーには、前記導体フレーム上に前記発光体及び前記受光体が配設されてなる前記球センサが収納されると共に、外部との接続を行う接続コネクタ部が収納され、前記導体フレームのアース端子又は前記接続コネクタ部のアース端子と電気的に接続される導電性外装ケースが、前記ホルダーに装着されてなることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、球が通過し得る球通過孔が設けられたホルダーと前記球通過孔内を球が通過することを検出する球センサーとを有する球検出装置において、前記球センサーは発光体と受光体とによって構成され、前記発光体は単一の発光チップによって構成されると共に、前記受光体は複数の受光部を備えた受光チップによって構成され、前記発光チップから前記球通過孔を介して前記受光チップの複数の受光部に達する複数の光路が形成され、該複数の光路の光軸の少なくとも２つが前記球通過孔の延びる方向で異なる位置関係となるように、前記発光チップ及び前記受光チップが配設されてなることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、上記の球検出装置において、前記受光体に入射された光の進行方向を変化させるプリズムを有することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、上記の球検出装置において、前記受光体は、前記受光チップからの出力信号を処理する集積回路が前記受光チップに集積化されるか、又は該集積回路をなすＩＣチップを有すること特徴とする。
【００２２】
さらに、本発明は、上記の球検出装置において、前記受光体は、複数の受光部を備えた受光チップから構成されと共に、前記発光チップと前記受光チップの複数の受光部とにより形成される複数の光路の光軸の少なくとも２つが前記球通過孔の延びる方向で異なる位置関係となるように配設され、前記集積回路は、前記球通過孔の延びる方向で異なる位置関係となる２つの光路のいずれを先に遮断したかにより、前記球通過孔の球通過方向の１方向にて通過する球を検出することを特徴とする。
【００２３】
さらに、本発明は、上記の球検出装置において、前記発光体の光パルス信号の駆動周波数は、前記球通過孔を通過する１つの球に対し、前記球通過孔の延びる方向で異なる位置関係となる２つの光路を形成する２個の受光部が順次検出し出力する２つの出力信号の時間差内にて、前記発光体の光パルスが少なくとも１回以上発生する駆動周波数であることを特徴とする。
【００２４】
さらに、本発明は、上記の球検出装置において、前記発光体のパルス発光駆動周波数は、前記発光チップと前記受光チップとによって形成される光路の光軸を検出すべき球が通過するに必要な時間内に、前記発光体の光パルスが少なくとも２回以上発生する駆動周波数であることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明は、上記の球検出装置において、前記発光体は光パルス信号を発光すると共に、前記受光体は前記発光体からの光パルス信号を受光して出力信号を出力するように構成され、前記受光体からの出力信号が前記発光体の光パル信号と対応するように、前記集積回路は、前記発光体の光パルス信号の周期と少なくとも２回以上一致した場合に、前記球通過孔の球通過の有無を判別することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明は、上記の球検出装置において、前記集積回路は、前記発光体の光パルス信号の駆動周期に近似した周波数帯域の周波数を通過させるバンドパスフィルター回路を有することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明は、上記の球検出装置において、球無しと検出したときの前記球センサーからの出力電圧は、該球センサーに供給される電源電圧よりも０．１Ｖ以上低く、球有りと検出したときの前記球センサーからの出力電圧よりも０．１Ｖ高い電圧値であることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明は、上記の球検出装置において、前記集積回路は、前記受光チップからの出力を増幅する第1の増幅回路と、該第1の増幅回路の出力がＡＣ結合されて入力される第2の増幅回路とを備え、前記受光チップの受光部への強い光の入射により前記第1の増幅回路が飽和した場合、前記第2の増幅回路が反転した信号を出力することを防止する反転出力防止回路が設けなれてなることを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３０】
図１は本発明の一実施の形態に関する球検出装置の斜視図及びその部分拡大図、図２は本発明の一実施の形態に関する球検出装置の透視斜視図、図３は本発明の一実施の形態に関する球検出装置の導体フレームへの電子部品の搭載の様子を説明する上面図、図４は本発明の一実施の形態に関する球検出装置の光路を説明するための要部側面図である。
【００３１】
図１〜図４をもとに、本発明の一実施の形態に関する球検出装置の構成及びその動作について説明する。
【００３２】
図１（ａ）は本発明の一実施の形態に関する球検出装置の全体の斜視図、図１（ｂ）はコンデンサ、抵抗等のチップ部品（電子部品）搭載領域の部分拡大上面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）の要部断面側面図である。
【００３３】
図１（ａ）において、本発明の一実施の形態に関する球検出装置１０は、主に、球通過孔１１、発光体１２、受光体１３、受光体１３への光導入部１３ｃ、コンデンサ１４、抵抗１５、接続用コネクタ１６、導体フレーム１７、及びこれらの部品を装着するためのホルダー１８より構成される。１６ａ、１６ｂ及び１６ｃは接続用コネクタ１６の各端子であり、主として、１６ａは演算処理回路２４（図５参照）の出力電圧Ｖの出力端子、１６ｂはＧＮＤ端子（アース端子）、１６ｃは電源ＶCC端子、として用いられる。１９はコネクタ搭載部に設けた突起であり、５０はコンデンサ、抵抗等、チップ部品（電子部品）搭載領域の穴窪、である。
【００３４】
発光体１２は、発光チップ１２ａ（図４参照）が透光性樹脂（例えば、熱硬化性の透光性樹脂）により１次モールドされて覆われたものである。また、受光体１３は、受光チップ１３ａ（図４参照）と受光チップからの出力信号を演算処理する集積回路のＩＣチップ１３ｂ（図４参照）とが透光性樹脂（例えば、熱硬化性の透光性樹脂）により１次モールドされ覆われたもので、主として、受光チップと集積回路のＩＣチップからなる。１３ｃは受光チップへの光導入部である。
【００３５】
そして、発光体１２の発光チップ１２ａから球通過孔１１を介して受光体１３の受光チップ１３ａに達する光路が形成されるような位置関係にて、発光体１２及び受光体１３が配設されている。本実施形態では、発光体１２の発光チップ１２ａと受光体１３の受光チップ１３ａとによって構成される光路の光軸２０が球通過孔１１の中心軸１１ａとほぼ直交する位置関係に配設され、且つ、光路の光軸２０と球通過孔の中心軸１１ａとが交差しない位置関係に配設される構成となっている（図３参照）。
【００３６】
図１（ｂ）及び（ｃ）において、コンデンサ、抵抗等のチップ部品搭載領域の穴窪５０には、抵抗１５（または、コンデンサ１４）等の装着のための樹脂体で形成された装着用の突起５１，５２があり、個々の電子部品（例えば、抵抗１５（または、コンデンサ１４））等を少なくとも２箇所以上で位置決め可能な形状、面または突起を持つ。即ち、装着用の突起５１，５２は、位置決め部として機能し、また遮光性の樹脂体で形成することが出来る。図１（ｃ）の場合、装着用の突起５１，５２はその上部に斜面５１ａ，５２ａを有し、チップ部品が搭載しやすい形状となっており、これら斜面５１ａ，５２ａも位置決め部として機能する。また、チップ部品の長径方向の位置決めは、穴窪５０の長径の値を適切に設定することによりなされる。
【００３７】
図２は、本発明の一実施の形態に関する球検出装置１０に用いられる導体フレーム１７の様子を説明する透視斜視図である。
【００３８】
図２において、１１は球通過孔、１２は発光体、１３は受光体、１８はホルダー、１９はコネクタ搭載部に設けた突起である。コネクタ搭載部に設けた突起１９は、接続用コネクタ１６（図１参照）の半田付け時等のがたつきを押さえる効果を奏すものである。また、５０は、抵抗等のチップ部品搭載領域の穴窪５１及び５２は位置決め用の突起である。
【００３９】
図３は、本発明の一実施の形態に関する球検出装置１０に用いられる導体フレーム１７への電子部品の搭載の様子を説明する上面図である。
【００４０】
図３において、１１は球通過孔、１１ａは球通過孔の中心軸、１２は発光体、１３は受光体、１４はコンデンサ、１５は抵抗、１６ａと１６ｂ及び１６ｃは接続用コネクタ１６（図１参照）の各端子、１６ｄは接続用コネクタ１６の装着部、２０は発光体１２の発光チップ１２ａ（図４参照）と受光体１３の受光チップ１３ａ（図４参照）とによって構成される光路の光軸である。上記したように、光路の光軸２０は球通過孔の中心軸１１ａと交差しない位置関係に配設されている。
【００４１】
導体フレーム１７ａ及び導体フレーム１７ｂは発光体１２の発光チップ１２ａと電気的に接続するためのフレームであり、発光チップ１２ａの一端（例えば、カソード側）を導電性の銀ペースト等により、導体フレーム１７ａへダイボンドし、発光チップ１２ａの他の一端（例えば、アノード側）を金線１２ｂ（図４参照）によって、導体フレーム１７ｂへワイヤーボンドし、電気的に接続する。
【００４２】
また、導体フレーム１７ｃ、導体フレーム１７ｄ及び導体フレーム１７ｅは、受光チップ１３ａ（図４参照）と受光チップからの出力信号を演算処理する集積回路のＩＣチップ１３ｂ（図４参照）とを電気的に接続するための各フレームである。そして、受光チップ１３ａ及び集積回路のＩＣチップ１３ｂとを導電性の銀ペースト等により、導体フレーム１７ｃ、１７ｄ、１７ｅにダイボンド及び金線１２ｂ（図４参照）によって、ワイヤーボンドし、電気的に接続することができる。
【００４３】
コンデンサ１４は導体フレーム１７ａ及び１７ｅと接続され、抵抗１５は導体フレーム１７ａ及び１７ｆと接続されている。
【００４４】
次に、ダイボンド及びワイヤーボンドされた発光チップ１２ａ、受光チップ１３ａ及び集積回路のＩＣチップ１３ｂは透光性樹脂により１次モールドされて覆われ、それぞれ、発光体１２及び受光体１３となる。発光チップ１２ａ及び受光チップ１３ａは同一の導体フレーム１７上に配設された状態となる。
【００４５】
また、コンデンサ１４，抵抗１５等の電子部品も、発光体１２、受光体１３と同じ種類の透光性の熱硬化性樹脂にて１次モールドして覆うことも出来る。
【００４６】
さらに、発光体１２、受光体１３、集積回路のＩＣチップ１３ｂ、及びコンデンサ１４，抵抗１５を、透光性樹脂（例えば、透光性の熱硬化性樹脂）にて１次モールドを施して覆った後、少なくとも発光体１２の光導出部と受光体１３の光導入部を除いて、遮光性樹脂（例えば、遮光性の熱硬化性樹脂）にて２次モールドを施して覆う。またここで、透光性樹脂及び遮光性樹脂は、いずれも熱硬化性樹脂に限されるものではない。
【００４７】
図１〜図３において、導体フレーム１７は単に導体フレームとして説明したが、具体的には、金属フレーム、金属リードフレームは勿論のこと、プリント配線基板や、セラミックやガラスや絶縁性樹脂や液晶ポリマー等にメッキ法やシルクスクリーン印刷法等によって導体パターンを形成したものも導体フレームとして使用することが出来る。
【００４８】
図４は本発明の一実施の形態に関する球検出装置の光路を説明するための要部側面図であり、図４（ａ）は球が間欠的に自然落下して通過する場合の様子を示す図であり、同一の導体フレーム１７上に発光体１２の発光チップ１２ａと受光体１３の受光チップ１３ａとが配設されているものを示し、図４（ｂ）は球が連続的に自然落下して通過する場合の様子を示す図である。
【００４９】
図４において、１２は発光体、１２ａは発光チップ、１２ｂは金線、１３は受光体、１３ａは受光チップ、１３ｂは集積回路のＩＣチップ、２０ａ及び２０ｂは発光チップ１２ａと受光チップ１３ａとによって構成される光路の光軸である。
【００５０】
図４（ａ）及び（ｂ）に基づき、球センサーの動作について説明する。発光チップ１２ａからの発光光は、発光側の透光性樹脂体を通過し、球通過孔１１を介して対向配設された受光チップ１３ａの透光性樹脂体の境界面により形成される光導入部１３ｃへ入射する。この光導入部１３ｃは受光チップ１３ａの上部に設けられたプリズムの突起部の一傾斜面からなり、入射した光はこの傾斜面で全反射し、受光チップ１３ａの第１受光部Ｐ１に入射する。これを光路の光軸２０ａとして示す。同様に、発光チップ１２ａからの他の発光光は、同様に、受光チップ１３ａの第２受光部Ｐ２に入射する。これを光路の光軸２０ｂとして示す。すなわち、受光体１３に設けられたプリズムは、光導入部１３ｃにより、発光体１２から入射された光の進行方向を変化させて、受光チップ１３ａの受光部Ｐ１，Ｐ２に導くものである。
【００５１】
図４では、受光チップ１３ａからの出力信号を処理する集積回路のＩＣチップ１３ｂと、２つの受光部である第１受光部Ｐ１と第２受光部Ｐ２とを有する受光チップ１３ａとは一体化され、集積化されて示されている。受光体１３は、第１受光部Ｐ１及び第２受光部Ｐ２を有する受光チップ１３ａと、集積回路のＩＣチップ１３ｂ、及び光導入部１３ｃより成る。また、受光チップ１３ａに２個以上の複数個の受光部を形成することも出来る。
【００５２】
図４（ａ）において、２１は球であり、パチンコ球（直径約１１ｍｍ）等である。球２１が図の位置より矢印方向２２に自然落下して通過する場合、まず球２１は光路の光軸２０ａを遮光し、遅れて光路の光軸２０ｂを遮光した後、光路の光軸２０ａが開かれ、遅れて光路の光軸２０ｂが開かれる構成となっている。
【００５３】
２つの受光部である第１受光部Ｐ１及び第２受光部Ｐ２を有する受光チップ１３ａからの出力信号を判別するだけでも球通過の有無の検出は可能である。しかし、図４（ｂ）に示されるように、球２１ａ及び２１ｂが連続的に接近して自然落下する場合の球通過の有無の検出を容易にするため、図３に示されるように、光路の光軸２０と球通過孔の中心軸１１ａとが交差しない位置関係に配設されている。
【００５４】
図４（ｂ）において、２３は球通過孔の中心軸１１ａと、光軸２０ａ及び光軸２０ｂを通り球通過孔の中心軸１１ａと平行な直線とのなすずれの大きさ、Ａは光軸２０ａ及び光軸２０ｂを通り球通過孔の中心軸１１ａと平行な直線が球２１ｂの下側（球の落下方向）の外表面を切る点であり、同じく、Ｂは球２１ａの上側の外表面を切る点である。
【００５５】
球検出装置の球がパチンコ球である場合、球の直径は約１１ｍｍである。今、ずれの大きさ２３と点Ａと点Ｂとの距離Ｌとの関係を幾何学的に計算すると、ずれの大きさ２３が０ｍｍの場合は距離Ｌ＝０ｍｍ、ずれの大きさ２３が１ｍｍの場合は距離Ｌ＝約０．５ｍｍ、ずれの大きさ２３が２ｍｍの場合は距離Ｌ＝約１ｍｍ、ずれの大きさ２３が３ｍｍの場合は距離Ｌ＝約２ｍｍとなる。
【００５６】
点Ａと点Ｂとのなす線上における光路の光軸２０ａと２０ｂとの距離Ｃは、球の逆方向への跳ね返り分（０．５ｍｍ程度）より大きな値に設定する必要がある。従って、Ｌ＞Ｃ＞０．５ｍｍなる関係を満たす必要があり、よって、ずれの大きさ２３は約１ｍｍ以上に設定される。このように設定することにより、球通過の有無の検出をより確実で精度の高いものとすることが出来る。
【００５７】
図４においては、受光チップ１３ａに２つの受光部である第１受光部Ｐ１及び第２受光部Ｐ２がある場合について説明したが、受光部は２つに限るものではなく、２個以上の複数個あればよく、球通過方向に対してほぼ垂直方向に複数個あればよいことは当然である。
【００５８】
次に、受光部である第１受光部Ｐ１または第２受光部Ｐ２に発光体１２以外の光が入射した場合、球通過の有無の検出が不可能となる場合がある。外部からの光の入射が無い場合には上記の方法でも可能であるか、パチンコ球等の検出の用途では、約半数程度の球検出装置が使用できなくなる場合が予想される。この対策として、発光体の発光チップをパルス駆動する方法がある。また、近年のパチンコ球検出装置では、パチンコ球以外の物体を球検出装置の下部より進入させ、パチンコ球検出装置の球センサーを不正動作させた例もある。これに鑑みてなされた本発明の一実施の形態に関する球検出装置について説明する。
【００５９】
図５〜図７及び表１をもとに、本発明の一実施の形態に関する球検出装置の電気的動作について説明する。
【００６０】
図５は本発明の一実施の形態に関する電気回路図である。電気回路４０を大別すると、外部回路との接続用の部品である接続用コネクタ１６と、電源ノイズの軽減のためのフィルター回路を構成する抵抗１５とコンデンサ１４と、受光チップの２つの受光部、第１受光部Ｐ１と第２受光部Ｐ２と、受光チップからの出力信号を演算処理する演算処理部２４を集積化した集積回路のＩＣチップとに分けられる。
【００６１】
演算処理部２４は、第１受光部Ｐ１からの出力信号を増幅する増幅回路２５、コンデンサ２６、同期検出回路１（２８）、第２受光部Ｐ２からの出力信号を増幅する増幅回路３０、コンデンサ３１、同期検出回路２（３３）、同期検出回路１と同期検出回路２の出力信号を処理する演算回路２９、及び発光体１２の発光チップを駆動する回路３４、発振器３５とから成る。
【００６２】
発光体１２は、アノード側はコンデンサ１４と抵抗１５によるフィルタ回路を介して電源ＶCC端子１６ｃに接続されており、また、演算処理回路２４のプラス側の電源となっている。接続用コネクタ１６のＧＮＤ端子（アース端子）１６ｂは、演算処理回路２４のマイナス側の電源となっている。１６ａは、演算回路２９からの出力電圧Ｖの端子である。発光体を駆動する回路３４は、発振器３５の発振信号により、パルス波形電圧を発生し、一定電流で発光体１２の発光チップをパルス発光駆動させる。
【００６３】
発光体のパルス発光を受光した受光体（第１受光部Ｐ１または第２受光部Ｐ２）からの出力信号を増幅回路２５で増幅し、ＤＣ成分を除去するコンデンサ２６（３１）を介して、次段の増幅器２７（３２）へ接続されており、受光部からのＡＣ成分（パルス成分）のみが増幅される構成となっている。
【００６４】
このため、発光体１２から発光される光パルスによる受光部からの信号は増幅されるが、一定レベル以内の外部光によるノイズ信号は増幅されず、ＡＣアンプの役割を果たしている。増幅器２７，増幅器３０の出力は、それぞれ同期検出回路１，同期検出回路２に接続され、発振器３５のパルス波形と同期した信号のみ検出する。
【００６５】
この時、同期検出回路１，同期検出回路２は、少なくとも増幅器２７，増幅器３０の出力波形と発振器３５の連続したパルスとが２個以上一致した場合のみ、同期検出回路１，２の出力Ｓ１，Ｓ２を“Ｈレベル”（球無し）として出力する。また、同期検出回路１，同期検出回路２は、少なくとも増幅器２７，増幅器３０の出力波形と発振器３５の連続したパルスとが２個不一致の場合には、同期検出回路１，２の出力Ｓ１，Ｓ２を“Ｌレベル”（球有り）として出力する。
【００６６】
発光チップからの光パルス信号が球２１によって遮蔽されない場合、つまり、球無しの状態では、発光チップからの光パルス信号を遮るものが無いので、第１受光部Ｐ１または第２受光部Ｐ２の受光チップ１３ａからの出力信号は、光パルス信号と同期し、発振器３５のパルスと同期することになる。
【００６７】
そして、球通過の有無の検出の精度を高めるため、少なくとも増幅器２７の出力波形と発振器（発光体の光パルス信号発光のための発光駆動周波数を生成する発振器）３５の連続したパルスが２個以上一致した場合のみ、同期検出回路１，２の出力Ｓ１，Ｓ２を“Ｈレベル”（球無し）として出力するようにしている。
【００６８】
次に、球通過の有無の検出を発光パルス列とＰ１、Ｐ２、Ｓ１、Ｓ２、及び演算回路２９の出力電圧Ｖの関係を、図６にタイミングチャートとして示し、詳しく説明する。
【００６９】
図６において、最上段に発光体１２からの発光パルス列１〜１９が示され、発光パルス信号の周期はＴ１として示されている。また、発光パルス列の下段には、Ｐ１球有無状態の表示、Ｐ２球有無状態の表示が、その下の段には、それに対応するＰ１出力、Ｐ２出力が示され、その下の段には、演算回路２９の出力電圧Ｖの状態が示され、最下段には、全体の時刻ｔ０〜ｔ５が示されている。
【００７０】
ここに、「Ｐ１球有無状態」とは第１受光部Ｐ１への発光体１２からの発光パルス信号が入射するか否かの状態を意味し、Ｐ１球有の状態とは発光体の光パルス信号が遮蔽される状態を指し、Ｐ１球無の状態とは発光体の光パルス信号が遮蔽されない状態を指す。「Ｐ１出力」とは、第１受光部Ｐ１を有する受光体からの出力信号を意味する。また、「Ｐ２球有無状態」及び「Ｐ２出力」も同様である。図６のタイミングチャートの時刻、ｔ０〜ｔ５をそれぞれの期間に分割して説明する。「Ｓ１出力」は同期検出回路１の出力であり、「Ｓ２出力」は同期検出回路の出力である。
【００７１】
［１］期間ｔ０〜ｔ１の説明（発光パルス列１〜５の期間）
発光パルス列１の終了まで球無し状態である場合、Ｐ１出力及びＰ２出力は発光パルス列に同期しており、Ｓ１出力及びＳ２出力は“Ｈレベル”（球無し）となっている。
【００７２】
発光パルス列２の手前で、Ｐ１球有無状態の表示が“球有り”となり、Ｐ２球有無状態の表示が“球無し”の状態（期間Ｔ２の開始時点）となった場合、Ｐ１出力は“パルス無し”となり、Ｐ２出力は“パルス有り”となる。従って、Ｓ１出力は初めは“Ｈレベル”（球無し）であるが、Ｐ１出力の“パルス無し”“パルス無し”の２つのレベルを検出した時点（発光パルス列３の終了後）でＳ１出力は“Ｌレベル”（球有り）に反転する。一方、Ｓ２出力はＰ２出力の“パルス有り”“パルス有り”“パルス有り”のレベルが持続するので、“Ｈレベル”（球無し）を持続する。
【００７３】
発光パルス列４の手前で、Ｐ２球有無状態の表示が“球有り”の状態（期間Ｔ２の終了時点）となった場合、Ｐ２出力は“パルス無し”となる。従って、Ｓ２出力は初めは“Ｈレベル”（球無し）であるが、Ｐ２出力の“パルス無し”“パルス無し”の２つのレベルを検出した時点（発光パルス列５の終了後）でＳ２出力は“Ｌレベル”（球有り）に反転する。
【００７４】
従って、発光パルス列５の終了時点で、Ｓ１出力が“Ｌレベル”（球有り）、且つ、Ｓ２出力も“Ｌレベル”（球有り）なので、演算回路２９の出力電圧Ｖは“Ｌレベル”（球有り）の出力電圧を示す。また、発光パルス列１〜５迄の期間は“Ｈレベル”（球無し）の出力電圧を示している。
【００７５】
期間Ｔ２とは、自然落下して通過する１つの球を２個の受光部である第１受光部Ｐ１及び第２受光部Ｐ２が順次検出し出力する２つの出力信号の時間差の期間であり、図６の場合、期間Ｔ２内には発光パルス列１および発光パルス列２がある。言い換えれば、期間Ｔ２において、発光パルス列が少なくとも１回以上あることが示されている。
【００７６】
［２］期間ｔ１〜ｔ２の説明（発光パルス列６〜９の期間）
発光パルス列６の手前で、Ｐ１球有無状態の表示が“球無し”となり、Ｐ２球有無状態の表示が“球有り”の状態（期間Ｔ３の開始時点）となった場合、Ｐ１出力は“パルス有り”となり、Ｐ２出力は“パルス無し”となる。従って、Ｓ１出力は、初めは“Ｌレベル”（球有り）であるが、Ｐ１出力の“パルス有り”“パルス有り”の２つのレベルを検出（一致を検出）した時点（発光パルス列７の終了直後）で、“Ｈレベル”（球無し）に戻る。一方、Ｓ２出力は、Ｐ２出力の“パルス無し”のレベルが持続するので、“Ｌレベル”（球有り）を持続する。演算回路２９の出力電圧Ｖは、“Ｌレベル”（球有り）の出力電圧を継続して示す。
【００７７】
次に、発光パルス列８の手前で、Ｐ２球有無状態の表示が“球無し”の状態（期間Ｔ３の終了時点）となった場合、発光パルス列８、９を遮るものが無いので、Ｐ２出力は“パルス有り”“パルス有り”となる。従って、Ｓ２出力は、初めは“Ｈレベル”（球無し）であるが、Ｐ２出力の“パルス有り”“パルス有り”の２つのレベルを検出した時点（発光パルス列９の終了時点）で、“Ｈレベル”（球無し）に復帰する。よって、Ｓ１出力の“Ｈレベル”（球無し）、Ｓ２出力の“Ｈレベル”（球無し）を受けて、演算回路２９の出力電圧Ｖは、“Ｈレベル”（球無し）に復帰する。
【００７８】
球検出装置の球がパチンコ球である場合、球の直径は約１１ｍｍである。パチンコ台のパチンコ球の自然落下距離を例えば約４０ｃｍとすると、約４０ｃｍ落下した場合のパチンコ球の落下速度は約２．８ｍ／ｓｅｃと計算される。ずれ２３（図４参照）が約２ｍｍの場合、２０ａと２０ｂとの距離は約１ｍｍと計算される。２０ａと２０ｂとの距離約１ｍｍを自然落下するパチンコ球が通過する時間は０．３６ｍｓｅｃと計算される。
【００７９】
従って、パルス列２〜３に対する期間Ｔ１の長さ（パルス発光駆動周波数に相当）は０．３６ｍｓｅｃ以下であるため、発光パルス列の周期は、この半分の０．１８ｍｓｅｃとなり、５．５ｋＨｚの周波数に相当し、発光パルス列の幅をその半分とすれば、発光パルス列の幅は０．０９ｍｓｅｃとなる。
【００８０】
しかし、実際には、パチンコ台の設計条件に依存し、また、球検出装置がパチンコ台のどの高さ当たりに設置されるかに依存するため、発光パルス列の駆動周波数は５００Ｈｚ程度〜１０ｋＨｚ程度の値に設定されることが多い。
【００８１】
［３］期間ｔ２〜ｔ３の説明（発光パルス列１０〜１２の期間）
発光パルス列１０の手前で、Ｐ１球有無状態の表示が“球有り”となり、Ｐ２球有無状態の表示が“球無し”の状態となった場合、Ｐ１出力は“パルス無し”となり、Ｐ２出力は“パルス有り”となる。
【００８２】
更に、発光パルス列１１、１２に対応して、Ｐ１球有無状態の表示が“球無し”“パルス無し”となり、Ｐ２球有無状態の表示が“球有り”“パルス有り”の状態となった場合、Ｐ１出力は“パルス有り”“パルス有り”となり、Ｐ２出力は“パルス無し”“パルス無し”となる。従って、Ｓ１出力は復帰した“Ｈレベル”（球無し）を持続する。Ｐ２出力の“パルス有り”“パルス有り”“パルス有り”のレベルが持続するので、Ｓ２出力も復帰した“Ｈレベル”（球無し）を持続する。
【００８３】
次に、発光パルス列１１の手前で、Ｐ２球有無状態の表示が“球有り”の状態となった場合、Ｐ２出力は、“パルス無し”“パルス無し”となる。従って、Ｓ２出力は、初めは“Ｈレベル”（球無し）であるが、Ｐ２出力の“パルス無し”“パルス無し”の２つのレベルを検出した時点（発光パルス列１２の終了後）で、“Ｌレベル”（球有り）に反転する。よって、Ｓ１出力が“Ｈレベル”（球無し）、Ｓ２出力が“Ｈレベル”（球無し）または“Ｌレベル”（球有り）なので、演算回路２９の出力電圧Ｖは、“Ｈレベル”（球無し）の出力電圧を継続する。
【００８４】
［４］期間ｔ３〜ｔ４の説明（発光パルス列１３〜１６の期間）
発光パルス列１３の手前で、Ｐ１球有無状態の表示が“球有り”となり、Ｐ２球有無状態の表示が“球有り”の状態が持続する場合、Ｐ１出力は“パルス無し”となり、Ｐ２出力も“パルス無し”となる。
【００８５】
従って、Ｓ１出力は、初めは“Ｈレベル”（球無し）であるが、Ｐ１出力の“パルス無し”“パルス無し”の２つのレベルを検出した時点（発光パルス列１５の手前）で、 “Ｌレベル”（球有り）に反転する。一方、Ｓ２出力は、“Ｌレベル”（球有り）を持続する。その結果、演算回路２９の出力電圧Ｖは“Ｈレベル”（球無し）の出力電圧を継続する。
【００８６】
次に、Ｓ１出力は、初めは“Ｌレベル”（球有り）であるが、Ｐ１出力の“パルス有り”“パルス有り”の２つのレベルを検出した時点（発光パルス列１６の終了後）で、“Ｈレベル”（球無し）に復帰反転する。一方、Ｓ２出力は、Ｐ２出力の“パルス無し”“パルス無し”のレベルが持続するので、“Ｌレベル”（球有り）を持続する。その結果、演算回路２９の出力電圧Ｖは“Ｈレベル”（球無し）の出力電圧を継続する。
【００８７】
［５］期間ｔ４〜ｔ５の説明（発光パルス列１７〜１９の期間）
発光パルス列１７の手前で、Ｐ２球有無状態の表示が“球無し”の状態となった場合、発光パルス列１７、１８を遮るものが無いので、Ｐ２出力は“パルス有り”となる。従って、Ｓ２出力は、初めは“Ｈレベル”（球無し）であるが、Ｐ２出力の“パルス有り”“パルス有り”の２つのレベルを検出した時点（発光パルス列１８の終了後）で、“Ｈレベル”（球無し）に復帰する。一方、Ｓ１出力は、Ｐ１出力の“パルス有り”のレベルが持続するので、“Ｈレベル”（球無し）を持続する。その結果、演算回路２９の出力電圧Ｖは“Ｈレベル”（球無し）の出力電圧を継続して示す。
【００８８】
期間ｔ２〜ｔ３で説明したように、発光パルス列１０の所のみＰ１球有無状態の表示が“球有り”となった場合でも、発光パルス列１０の１個分のみの“球有り”表示であり、発光パルス列１１に対しては“球無し”となり、発光パルス列１０に対する“球有り”を誤動作として判別することが出来る。このように、Ｐ１出力、Ｐ２出力の“パルス有り”“パルス無し”の判別を２回以上とすることにより、球センサーの判別精度を高めることが出来る。また、言い換えれば、パルス発光駆動周波数は、検出すべき球の直径が球センサーを通過するに必要な時間内に、光パルスが少なくとも２回以上発生する駆動周波数である。
【００８９】
また、図６においては、Ｐ１出力、Ｐ２出力の“パルス有り”“パルス無し”等の２個（２回）以上のレベルの“一致”“不一致”を例に取り説明したが、この“一致”“不一致”の判別の基準数は“２個以上”に限るものではなく、必要に応じて、“３個（３回）以上”、“４個（４回）以上”等に設定出来ることは当然である。
【００９０】
図４、図６で説明したように、球検出装置をパチンコ球の検出に適用する場合、球（パチンコ球）は、上部から自然落下し、光路の光軸２０ａを遮光し、Ｓ１出力を発生させ、遅れて光路の光軸２０ｂを遮光し、Ｓ２出力を発生させた後、光路の光軸２０ａが開かれ、遅れて光路の光軸２０ｂが開かれる構成となっている。従って、下方から上方に向かって移動する（または、させた）不正なパチンコ球は検出しない。また、一度通過したパチンコ球がパチンコ球のガイド等に衝突して上方向に飛びはねたものも検出せず、球検出装置の精度を高めることが出来る。図７は球検出装置をパチンコ球の検出に適用する場合のフローチャトであり、表１は図７に対するＳ１、Ｓ２及びＶの出力に対する演算処理の判別表であり、これに基づいて説明する。
【００９１】
【表１】
0003644872.tif 000002
【００９２】
図７及び表１において、Ｓ１出力が“Ｌレベル”（球有り）の場合Ｓ１＝Ｌと表記し、Ｓ１出力が“Ｈレベル”（球無し）の場合Ｓ１＝Ｈと表記し、Ｓ２出力が“Ｌレベル”（球有り）の場合Ｓ２＝Ｌと表記し、Ｓ２出力が“Ｈレベル”（球無し）の場合Ｓ２＝Ｈと表記し、判別結果が合（Ｙｅｓ）の場合はＹと表記し、判別結果が否（Ｎｏ）の場合はＮと表記する。Ｖ＝Ｈ、Ｖ＝Ｌ、の場合も同様である。また、各ステップを［Ｓ０］〜［Ｓ７］と表記する。
【００９３】
（１）［Ｓ０］
スタート。
【００９４】
（２）［Ｓ１］
まず、電源を立ち上げた時、検出する球は無いため、Ｓ１出力及びＳ２出力は“Ｈレベル”（球無し）であり、出力電圧Ｖは“球無し”であり、Ｓ１＝Ｈ、Ｓ２＝Ｈとなり、Ｖ＝Ｈである。表１のＮｏ．１の状態である。図３、図４で説明したように、球２１が矢印方向２２に自然落下する場合、まず球２１は光路の光軸２０ａを遮光し、遅れて光路の光軸２０ｂを遮光した後、光路の光軸２０ａが開かれ、遅れて光路の光軸２０ｂが開かれる構成となっている。
【００９５】
（３）［Ｓ２］
球２１が矢印方向２２に自然落下するので、まず球２１は光路の光軸２０ａを遮光する。従って、最初に、Ｓ１＝Ｌ、Ｓ２＝Ｈかどうかを判別する。Ｓ１＝ＬがＹの場合は、球２１が光路の光軸２０ａを遮光している状態である。更に、Ｓ２＝ＨがＹの場合は、球２１が光路の光軸２０ｂを遮光していない状態である。従って、共にＹの場合は、ステップ［Ｓ３］へ進み、Ｎの場合は再度ステップ［Ｓ２］へ戻る。
【００９６】
（４）［Ｓ３］
次に、次に、Ｓ２＝Ｌかどうかを判別する。Ｙの場合は球２１が光路の光軸２０ｂを遮光し、球２１が確かに通過中である状態を確認したことであり、Ｙの場合はステップ［Ｓ４］へ進み、Ｎの場合は再度ステップ［Ｓ２］へ戻る。
【００９７】
（５）［Ｓ４］
従って、Ｓ１＝Ｌ、Ｓ２＝Ｌの結果にもとづき、Ｖ＝Ｌ、と反転し、球２１が確かに通過中である状態を確認したことであり、表１のＮｏ．３の状態である。
【００９８】
（６）［Ｓ５］
次に、球２１が矢印方向２２に自然落下し、光路の光軸２０ａが開かれたかどうか、Ｓ１＝Ｈを判別する。Ｙの場合は球２１が光路の光軸２０ａを遮光していない状態であり、更に、Ｓ２＝ＨがＹの場合はステップ［Ｓ６］へ進み、Ｎの場合は再度ステップ［Ｓ５］へ戻る。表１のＮｏ．４の状態である。
【００９９】
（７）［Ｓ６］
更に、球２１が矢印方向２２に自然落下し、光路の光軸２０ｂも開かれたかどうか、Ｓ２＝Ｈを判別する。Ｙの場合は、球２１が確かに光路の光軸２０ｂを通過完了である状態を確認したことであり、表１のＮｏ．３の状態である。Ｙの場合はステップ［Ｓ７］へ進み、Ｎの場合は再度ステップ［Ｓ５］へ戻る。
【０１００】
（８）［Ｓ７］
従って、Ｓ１＝Ｈ、Ｓ２＝Ｈの結果にもとづき、Ｖ＝Ｈ、となり、球２１が確かに通過完了した状態を確認したことであり、表１のＮｏ．５の状態である。
【０１０１】
このように、表１の判別表のＮｏ．１〜Ｎｏ．５までは通常の球検出のフローである。
【０１０２】
次に、球か何らかの障害で、“球有り”の状態から逆方向に移動した場合のあばれ球の球検出のフローを表１の判別表のＮｏ．５〜Ｎｏ．１１までに示す。Ｎｏ．５〜Ｎｏ．７までは前記の通常の球検出のフローの動作と同じであり、Ｓ１＝Ｓ２＝Ｌとなり、出力電圧Ｖは“球有り”の状態となっていた後に、球が逆方向に移動し、Ｓ１＝Ｌ、Ｓ２＝Ｈとなっても、出力電圧ＶはＶ＝Ｌを保持し、“球有り”の状態と判定する。
【０１０３】
次に球が自然落下する正常な方向に移動した場合、Ｓ１＝Ｓ２＝Ｈとなった時点で、出力電圧ＶはＶ＝Ｈとなり、“球無し”と判別するため、同一の球（パチンコ球）を２回計数することは無い。但し、ここで、光路２０ａと２０ｂとの距離は球の逆方向への跳ね返り分より大きな距離に設定するものとする。
【０１０４】
次に何らかの不正な手段により、球検出装置の下方より、遮光物体（球、または、樹脂板や金属板等の遮光物体）が入った場合の逆方向球の球検出のフローを表１の判別表のＮｏ．１１〜Ｎｏ．１５までに示す。
【０１０５】
逆方向からこれらの遮光物体が入ると、前記図７のフローチャートのステップ［Ｓ２］のＳ１＝Ｌ、Ｓ２＝Ｈの条件を満たさないため、出力電圧Ｖの変化は生じない。即ち、最初Ｖ＝Ｈ（“Ｈレベル”（球無し））がＶ＝Ｌ（“Ｌレベル”（球有り））へは変化しない。図６の発光パルス列１１以降にはこれに対する様子が示されている。
【０１０６】
その他の本発明の一実施の形態について説明する。パチンコ台では、パチンコ球の移動時の摩擦により、球が帯電する場合がある。これに対する本発明の一実施の形態に関する球検出装置を図８に示す。
【０１０７】
図８（ａ）（要部斜視図）において、球検出装置の遮光性の導電性外装ケースとして、外装ケース４１の樹脂にカーボン等の導電性物質を含有することにより遮光性の樹脂体の比抵抗を低減させて導電性を付与した樹脂製のカバー、または導体製（導体）のカバーで覆い、これを導体フレームの接地端子に近接、接触または接続することにより、外部からの電気的雑音に対して球センサーの電気的動作を保護することが出来る。４２は外装ケース４１の溝部である。
【０１０８】
図８（ｂ）は外装ケース４１に、球検出装置のホルダー１８を挿入した場合の接続コネクタ１６側から見た要部側面図であり、導体フレーム１７（例えば、図３参照）のアース端子１７ｅまたは接続用コネクタ１６のアース端子（ＧＮＤ端子）１６ｂと外装ケース４１とを、電気的に接続させることにより、静電気が外装ケース４１の溝部４２を介して吸収され、内部回路ヘの影響をなくすことが出来る。
【０１０９】
図９は、本発明の一実施の形態に関する球検出装置６０に用いられる導体フレーム１７への電子部品の搭載の様子を示す透視上面図である。
【０１１０】
図９において、１１は球通過孔、１２は発光体、１３は受光体、１４はコンデンサ、１５は抵抗、１６は接続用コネクタ、である。図３の場合と同様に、抵抗、コンデンサ等の電子部品を、発光チップ、受光チップのダイボンド時に銀ペーストにより搭載し、発光チップ１２ａ、受光チップ１３ａと同じ種類の透光性の熱硬化性樹脂にて、コンデンサ１４、抵抗１５を１次モールドして覆ったものが６１となる。
【０１１１】
さらに、発光チップ、受光チップ、集積回路のＩＣチップ、及び、コンデンサ１４、抵抗１５を、透光性の熱硬化性樹脂にて１次モールドして覆った後、少なくとも発光チップの光導出部と受光チップの光導入部とを除いて、遮光性の樹脂にて覆う２次モールドを施すことが出来る。
【０１１２】
また、図１０に示されるように、図５のコンデンサ２６の代わりに、発光体の光パルス信号のための発光駆動周期に近似した周期帯域以外の信号を通過させないようなバンドパスフィルター回路４４を、図５の増幅回路２５，３０と増幅器２７，３２の間に配設することにより、発光体のパルス発光の駆動周期に近似した周期帯域以外の信号が除去でき、受光チップからの出力信号のＳＮ比を高めることが出来るため、同期検出回路１（２８）及び同期検出回路２（３３）での誤動作を防止し、球検出装置の検出精度を高めることが出来る。
【０１１３】
また、コネクタでの配線では、接続が不完全な場合も発生することがあり、また、接続線の断線等の可能性もある。このような不良箇所の検証手段の一例を図１１を示す。
【０１１４】
図１１において、図５の電気回路図の演算回路２９と接続用コネクタ１６の出力電圧Ｖ（１６ａ）との間に出力回路を追加し、例えば電気回路４０に示される球検出装置の出力電圧Ｖが“Ｈレベル”（球無し）の時、電源電圧ＶCCより低く、ＧＮＤより高い電圧が出力できる回路を追加した場合、例えば、ＶCC＝５Ｖとし、“Ｈレベル”（球無し）の出力電圧Ｖを４Ｖとすれば、万一、接続線のいずれかが切れても、本体側のＡ／Ｄ変換回路の直前にてプルアップしておけば、Ａ／Ｄ変換回路の入力はＶCCとなるため、接続の異常を検出することが出来る。
【０１１５】
本発明の一実施の形態に関する球検出装置における球センサーの出力電圧Ｖの“Ｈレベル”（球無し）の電圧値ＶＨ、球センサーの出力電圧Ｖの“Ｌレベル”（球有り）の電圧値ＶＬ、ＧＮＤ（アース電位）、判別回路の閾値Ｖｔｈ、及び、電源電圧ＶCC、の値の大小関係についてさらに説明する。
【０１１６】
“Ｈレベル”（球無し）の時、（ＶCC−△Ｖ）≧ＶＨ＞Ｖｔｈ、“Ｌレベル”（球有り）の時、Ｖｔｈ＞ＶＬ≧（ＧＮＤ＋△Ｖ）、球センサーの出力電圧がＧＮＤとショートの時の出力電圧ＶＳは、ＶＳ＜△Ｖ、であり、さらに、出力信号線が断線の時の出力電圧ＶＣは、ＶＣ＞（ＶCC−△Ｖ）、である。
【０１１７】
ここに、△Ｖはある適切な値の電圧である。８ｂｉｔのＡ／Ｄ変換の場合、例えば、ＶCC＝１２Ｖとすると、分解能力は１２／２５６＝０．０５Ｖでり、ＶCC＝５Ｖとすると、分解能力は５／２５６＝０．０２Ｖである。従って、△Ｖの値は、この０．０５Ｖより大きい値に選ぶ必要があり、誤動作を防止するため、０．１Ｖ以上の値を選択するのが適切である。
【０１１８】
従って、ＶCC≧（ＶＨ＋△Ｖ）＞（Ｖｔｈ）＞（ＶＬ）≧（ＧＮＤ＋△Ｖ）＞０Ｖ、且つ、（ＶＨ）≧（ＶＬ＋△Ｖ）、△Ｖ≧０．１Ｖ、の関係となる。
【０１１９】
図１２は、本発明の一実施の形態に関する球検出装置に関する電気回路図であり、本発明の図５の電気回路である集積回路のＩＣチップの演算処理部の初段後に、出力レベル判定のための回路、トランジスタ４７の回路、を追加した電気回路図である。
【０１２０】
図１２において、回路４６における出力電圧ＶＯがトランジスタ４７の設定基準電圧を越えた場合、トランジスタ４７はＯＮする。即ち、トランジスタ４７のベース電圧は分割抵抗Ｒ１、Ｒ２の比により略決定されるため、トランジスタ４７のベース電圧のＯＮ電圧を例えば、０．７Ｖとすると、（１＋Ｒ１／Ｒ２）＊０．７（Ｖ）＞ＶＯとなった時、トランジスタ４７はＯＮする。
【０１２１】
図１２において、受光部Ｐからの出力信号（電流出力）は第１の増幅回路４５で増幅（電圧出力）され、コンデンサ４８を介して、次段の第２の増幅回路４９に接続されている。こよにより、第１の増幅回路４５からの出力はＡＣ結合されて第２増幅回路４９に入力されるので、第２の増幅器４９には、ＡＣ成分のみ伝達される。
【０１２２】
今、受光部Ｐに非常に強い光が入射すると、第１の増幅回路４５は飽和し、出力信号４６は一定の出力信号となり、トランジスタ４７はＯＮする。その結果、ＡＣ成分は無くなり、次段へは出力信号が伝達されず、球有り”と同じ状態となり、受光部Ｐへの入射光が無くなったと同じ状態となる。
【０１２３】
第２の増幅回路４９は、第１の増幅回路４５が飽和する光が入射したことを検出し、トランジスタ４７の動作により、出力信号を強制的に、“球無し”と判定させるものである。トランジスタ４７は、ＡＣ増幅器４９が反転した信号を出力することを防止する回路となっており、即ち反転出力防止回路をして機能する。
【０１２４】
図１２においては、受光部Ｐからの出力信号として説明したが、この出力信号は、図４、図５等においては、受光チップの受光部、第１受光部Ｐ１及び第２受光部Ｐ２からの出力信号として適用することは当然である。
【０１２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の球検出装置は、球が通過し得る球通過孔が設けられたホルダーと前記球通過孔内を球が通過することを検出する球センサーとを有する球検出装置において、前記球センサーは発光体と受光体とによって構成され、前記発光体は発光チップによって構成されると共に、前記受光体は受光チップによって構成され、前記発光チップから前記球通過孔を介して前記受光チップに達する光路が形成されるような位置関係にて、前記発光チップ及び前記受光チップが同一の導体フレーム上に配設されてなる構成としている。
【０１２６】
従って、発光チップと受光チップとを同一の導体フレーム上に配設することにより、発光チップと受光チップとで構成される光路に特殊な構造の光ガイドを配設する必要がなく、発光チップと受光チップとの位置関係の配設の精度を緩やかにすることが出来、更に、発光チップや受光チップの組立実装工数を低減することが出来る。よって、検出精度が高く、信頼性が高く、組立が容易で、且つ、製造コストの安価な、球検出装置を得ることが出来る。
【０１２７】
さらに、本発明は、上記の球検出装置において、前記受光チップは複数の受光部を有し、該複数の受光部と前記発光チップとの間に複数の光路が形成される構成としている。
【０１２８】
従って、複数の光路の一方向に移動する球が遮蔽することにより、一方向に移動する球を正確に検出することが出来、精度の高い球検出装置を得ることが出来る。
【０１２９】
さらに、本発明は、上記の球検出装置において、前記複数の光路の光軸の少なくとも２つが前記球通過孔の延びる方向で異なる位置関係となるように、前記受光チップの複数の受光部が配設されてなることを特徴とする。
【０１３０】
従って、このような位置関係に配設することにより、跳ね返り球を誤検出することも回避出来、球通過の有無の検出の精度の向上した球検出装置を得ることが出来る。
【０１３１】
また、本発明は、上記の球検出装置において、前記導体フレーム上にコンデンサ，抵抗等の電子部品が配設されてなり、前記発光チップ及び前記受光チップは、透光性樹脂にて覆われると共に該透光性樹脂が光導出部及び光導入部を除き遮光性樹脂にて覆われてなり、前記導体フレーム上に配設された電子部品は、前記発光チップ及び前記受光チップを覆う透光樹脂と同じ透光性樹脂にて覆われてなることを特徴とする。
【０１３２】
従って、発光チップ、受光チップ、ＩＣチップ、コンデンサ、抵抗等の組立実装精度を向上させることが出来ると共に、組立実装工数を低減することが出来る。また、発光チップ、受光チップ、ＩＣチップ、コンデンサ、抵抗等の透光性樹脂による１次モールド、遮光性樹脂による２次モールドを容易に、且つ、少ない工程で行うことが出来、従来のようなプリント基板を使用する必要が無くなり、半田付け個所の削減が可能であり、安価で、信頼性の高い球検出装置を得ることが出来る。また、発光チップ、受光チップ、ＩＣチップ、コンデンサ、抵抗等を同じ種類の透光性樹脂によってモールドして覆うことにより、モールド工程が容易となり、発光チップ、受光チップ、ＩＣチップ、コンデンサ、抵抗等の信頼性レベルを同じ水準に保つことが出来る。よって、安価で、信頼性の高い球検出装置を得ることが出来る。
【０１３３】
また、本発明は、上記の球検出装置において、前記ホルダーには、前記導体フレーム上に前記発光体及び前記受光体が配設されてなる前記球センサが収納されると共に、外部との接続を行う接続コネクタ部が収納され、前記ホルダーに、前記電子部品又は前記接続コネクタ部を少なくとも２箇所で位置決めする面又は突起を備えた位置決め部が設けられてなる構成としている。
【０１３４】
従って、チップ部品等の電子部品又は接続コネクタのホルダーへの実装や装着が容易となり、また、精度良く実装することが出来ると共に、組立実装工数を低減することが出来る。
【０１３５】
また、本発明は、上記の球検出装置において、前記ホルダーには、前記導体フレーム上に前記発光体及び前記受光体が配設されてなる前記球センサが収納されると共に、外部との接続を行う接続コネクタ部が収納され、前記導体フレームのアース端子又は前記接続コネクタ部のアース端子と電気的に接続される導電性外装ケースが、前記ホルダーに装着されてなる構成としている。
【０１３６】
従って、パチンコ球のパチンコ台移動時の摩擦により発生した帯電を、導電性外装ケースを介してアース端子に逃がすことが出来、帯電や外部からの電気的雑音に対して球センサーの電気的動作を保護することが出来る。そして、誤動作の少ない球検出装置を得ることが出来る。
【０１３７】
また、本発明は、球が通過し得る球通過孔が設けられたホルダーと前記球通過孔内を球が通過することを検出する球センサーとを有する球検出装置において、前記球センサーは発光体と受光体とによって構成され、前記発光体は単一の発光チップによって構成されると共に、前記受光体は複数の受光部を備えた受光チップによって構成され、前記発光チップから前記球通過孔を介して前記受光チップの複数の受光部に達する複数の光路が形成され、該複数の光路の光軸の少なくとも２つが前記球通過孔の延びる方向で異なる位置関係となるように、前記発光チップ及び前記受光チップが配設されてなること構成としている。
【０１３８】
従って、複数の光路の一方向に移動する球が遮蔽することにより、一方向に移動する球を正確に検出することが出来、精度の高い球検出装置を得ることが出来る。また、このような位置関係に配設することにより、跳ね返り球を誤検出することも回避出来、球通過の有無の検出の精度の向上した球検出装置を得ることが出来る。
【０１３９】
また、本発明は、上記の球検出装置において、前記受光体に入射された光の進行方向を変化させるプリズムを有する構成としている。
【０１４０】
従って、入射した光を確実に、正確に、受光部に導くことが出来、信頼性の高い球検出装置を得ることが出来る。
【０１４１】
また、本発明は、上記の球検出装置において、前記受光体は、前記受光チップからの出力信号を処理する集積回路が前記受光チップに集積化されるか、又は該集積回路をなすＩＣチップを有する構成としている。
【０１４２】
従って、受光チップからの出力を演算処理して、球検出を行うことができる。
【０１４３】
さらに、本発明は、上記の球検出装置において、前記受光体は、複数の受光部を備えた受光チップから構成されと共に、前記発光チップと前記受光チップの複数の受光部とにより形成される複数の光路の光軸の少なくとも２つが前記球通過孔の延びる方向で異なる位置関係となるように配設され、前記集積回路は、前記球通過孔の延びる方向で異なる位置関係となる２つの光路のいずれを先に遮断したかにより、前記球通過孔の球通過方向の１方向にて通過する球を検出する構成としている。
【０１４４】
従って、球通過孔を下方から上方に向かって移動する（または、させた）不正な球（逆方向球）は検出しない。また、一度通過した球が球のガイド等に衝突して上方向に飛びはねたもの（球あばれ）も検出せず、球検出装置の精度を高めることが出来、信頼性の高い球検出装置を得ることが出来る。
【０１４５】
さらに、本発明は、上記の球検出装置において、前記発光体の光パルス信号の駆動周波数は、前記球通過孔を通過する１つの球に対し、前記球通過孔の延びる方向で異なる位置関係となる２つの光路を形成する２個の受光部が順次検出し出力する２つの出力信号の時間差内にて、前記発光体の光パルスが少なくとも１回以上発生する駆動周波数である構成としている。
【０１４６】
従って、例えば自然落下する球を確実に検出することが出来、信頼性の高い球検出装置を得ることが出来る。
【０１４７】
さらに、本発明は、上記の球検出装置において、前記発光体のパルス発光駆動周波数は、前記発光チップと前記受光チップとによって形成される光路の光軸を検出すべき球が通過するに必要な時間内に、前記発光体の光パルスが少なくとも２回以上発生する駆動周波数である構成としている。
【０１４８】
従って、一方向に移動する（または、落下する）球を確実に検出することが出来、精度の高い球検出装置を得ることが出来る。
【０１４９】
また、本発明は、上記の球検出装置において、前記発光体は光パルス信号を発光すると共に、前記受光体は前記発光体からの光パルス信号を受光して出力信号を出力するように構成され、前記受光体からの出力信号が前記発光体の光パル信号と対応するように、前記集積回路は、前記発光体の光パルス信号の周期と少なくとも２回以上一致した場合に、前記球通過孔の球通過の有無を判別する構成としている。
【０１５０】
従って、球センサーの集積回路のＩＣチップ内の演算回路の球通過有無の判別動作の精度を高めることが出来、精度の高い球検出装置を得ることが出来る。
【０１５１】
また、本発明は、上記の球検出装置において、前記集積回路は、前記発光体の光パルス信号の駆動周期に近似した周波数帯域の周波数を通過させるバンドパスフィルター回路を有する構成としている。
【０１５２】
従って、発光体のパルス発光の駆動周期に近似した周期帯域以外の信号が除去できるため、同期検出回路の誤動作を防止し、信頼性の高い球検出装置を得ることが出来る。
【０１５３】
また、本発明は、上記の球検出装置において、球無しと検出したときの前記球センサーからの出力電圧は、該球センサーに供給される電源電圧よりも０．１Ｖ以上低く、球有りと検出したときの前記球センサーからの出力電圧よりも０．１Ｖ高い電圧値であることを特徴とする。
【０１５４】
従って、球無し（“Ｈレベル”）の場合と、球有り（“Ｌレベル”）の場合と、球センサーの出力電圧がＧＮＤとショートした場合と、出力信号線が断線の場合との各場合に対して、確実に動作する球検出装置を得ることが出来る。
【０１５５】
また、本発明は、上記の球検出装置において、前記集積回路は、前記受光チップからの出力を増幅する第1の増幅回路と、該第1の増幅回路の出力がＡＣ結合されて入力される第2の増幅回路とを備え、前記受光チップの受光部への強い光の入射により前記第1の増幅回路が飽和した場合、前記第2の増幅回路が反転した信号を出力することを防止する反転出力防止回路が設けなれてなる構成としている。
【０１５６】
従って、受光部に非常に強い光が入射しても、誤動作することなく、精度の高い球検出装置を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に関する球検出装置の斜視図及びその部分拡大図であり、（ａ）は球検出装置の全体の要部斜視図、（ｂ）はコンデンサ、抵抗等のチップ部品（電子部品）搭載領域の部分拡大上面図、（ｃ）は（ｂ）の断面側面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に関する球検出装置に用いられる導体フレームの様子示す透視斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態に関する球検出装置に用いられる導体フレームへの電子部品の搭載の様子を示す要部斜視図である。
【図４】本発明の一実施の形態に関する球検出装置の光路及び動作を説明するための図であり、（ａ）は球が間欠的に自然落下する場合の様子を示す要部側面図であり、（ｂ）は球が連続的に自然落下する場合の様子を示す要部側面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に関する球検出装置の電気回路図である。
【図６】本発明の一実施の形態に関する球通過の有無の検出を発光パルス列とＰ１、Ｐ２、Ｓ１、Ｓ２、及び演算回路２９の出力電圧Ｖの関係として示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の一実施の形態に関する球検出装置をパチンコ球の検出に適用する場合のフローチャトである。
【図８】本発明の一実施の形態に関する球検出装置であり、球が帯電する場合に適用され、（ａ）は球検出装置の遮光性の外装ケースを示す斜視図であり、（ｂ）は外装ケースに球検出装置のホルダーを装着した場合の側面図である。
【図９】本発明の一実施の形態に関する球検出装置に用いられる導体フレームへの電子部品の搭載の様子を説明する透視上面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に関する球検出装置の電気回路図であり、増幅回路間にバンドパスフィルター回路を配設した電気回路図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に関する球検出装置の電気回路図であり、本体側との不良箇所の検証手段の一例を示す電気回路図である。
【図１２】本発明の一実施の形態に関する球検出装置に関する電気回路図であり、強い光が受光部に入射し、初段の増幅器が飽和した場合に対処するための電気回路図である。
【図１３】従来例の光学式の球検出装置であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は一側面図、（ｃ）は一側面図である。
【符号の説明】
１０    本発明の一実施の形態に関する球検出装置
１１    球通過孔
１１ａ  球通過孔の中心軸
１２    発光体
１２ａ  発光チップ
１２ｂ  金線
１３    受光体
１３ａ  受光チップ
１３ｂ  集積回路のＩＣチップ
１３ｃ  光反射面
１４    コンデンサ
１５    抵抗
１６    接続用コネクタ
１６ａ  演算処理回路２４の出力電圧Ｖの出力端子
１６ｂ  ＧＮＤ（アース）端子
１６ｃ  電源ＶCCの端子
１６ｄ  接続用コネクタ１６の装着部
１７    導体フレーム
１７ａ〜１７ｆ  導体フレーム
１８    ホルダー
１９    コネクタ搭載部に設けた突起
２０    発光チップと受光チップとによって構成される光路の光軸
２０ａ，２０ｂ  光路の光軸
２１    球
２２    球の自然落下する方向
２３    光軸２０と球通過孔の中心軸１１ａとのずれ
２４    演算処理部
２５    増幅回路
２６    コンデンサ
２７    増幅器
２８    同期検出回路１
２９    同期検出回路１と同期検出回路２の出力信号を処理する演算回路
３０    増幅回路
３１    コンデンサ
３２    増幅回路
３３    同期検出回路２
３４    発光体を駆動する回路
３５    発振器
４０    電気回路
４１    外装ケース
４２    外装ケースの溝部
４４    バンドパスフィルター回路
４５    増幅回路
４６    出力信号
４７    トランジスタ回路、
４８    コンデンサ
４９    増幅器
５０    コンデンサ、抵抗等、チップ部品（電子部品）搭載領域の穴窪
５１    電子部品装着用の位置決め可能な面または突起
５１ａ  ５１の斜面
５２    電子部品装着用の位置決め可能な面または突起
５２ａ  ５２の斜面
６０    本発明の一実施の形態に関する球検出装置
６１    コンデンサ、抵抗等を１次モールドしたもの
Ａ      球２１ｂの下側の外表面を切る点
Ｂ      球２１ａの上側の外表面を切る点
Ｃ      点Ａと点Ｂとのなす線上における光路の光軸２０ａと２０ｂとの距離
Ｌ      点Ａと点Ｂとの距離
Ｐ      受光部
Ｐ１    受光チップの第１受光部
Ｐ２    受光チップの第２受光部
Ｓ１    同期検出回路（１）の出力
Ｓ２    同期検出回路（２）の出力
Ｖ      出力電圧
ＶＯ    出力電圧
【図１】
0003644872.tif 000003
【図２】
0003644872.tif 000004
【図３】
0003644872.tif 000005
【図４】
0003644872.tif 000006
【図５】
0003644872.tif 000007
【図６】
0003644872.tif 000008
【図７】
0003644872.tif 000009
【図８】
0003644872.tif 000010
【図９】
0003644872.tif 000011
【図１０】
0003644872.tif 000012
【図１１】
0003644872.tif 000013
【図１２】
0003644872.tif 000014
【図１３】
0003644872.tif 000015