(57)【要約】【課題】  回路が簡単で、しかも、調整が容易な検出装置を提供すること。【解決手段】  被検出物が接近または通過したことを検出する検出装置において、所定の周波数の信号を発生する発振回路（発振回路１０）と、被検出物が通過する経路上またはその近傍に配置されたコイル（コイル１２）および当該コイルと並列に接続されたコンデンサ（コンデンサ１１）を有し、被検出物がコイルに接近した場合には、発振回路が発生する信号を減衰させる減衰回路と、減衰回路の出力を参照して、被検出物が接近または通過したことを検出する検出回路（抵抗１４〜２２およびトランジスタ２３〜２５）と、を有する。【選択図】  図１
2006229287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出物が接近または通過したことを検出する検出装置において、
所定の周波数の信号を発生する発振回路と、
上記被検出物が通過する経路上またはその近傍に配置されたコイルおよび当該コイルと並列に接続されたコンデンサを有し、上記被検出物が上記コイルに接近した場合には、上記発振回路が発生する信号を減衰させる減衰回路と、
上記減衰回路の出力を参照して、上記被検出物が接近または通過したことを検出する検出回路と、
を有することを特徴とする検出装置。
【請求項２】
前記減衰回路は、前記被検出物が前記コイルに接近した場合に、前記発振回路の発振周波数と略同一の周波数で並列共振し、前記発振回路が発生する信号を減衰することを特徴とする請求項１記載の検出装置。
【請求項３】
前記被検出物は、遊戯装置で使用する遊技玉または遊技硬貨であることを特徴とする請求項１記載の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検出物に接触することなくその有無またはその個数を検出するための検出装置としては、例えば、被検出物の接近によりコイル（Ｌ）およびコンデンサ（Ｃ）を含む発振回路の発振周波数が変化することを利用するものがある。
【０００３】
具体的には、被検出物が接近した状態における発振回路の発振周波数と同一の周波数に対する帯域通過特性を有するフィルタを利用し、フィルタからの出力が所定値以上である場合には被検出物が接近していると判定し、所定値以下である場合には接近していないと判定する。あるいは、周波数カウンタを利用して、発振回路から出力される信号の周波数を調べることにより、被検出物が接近しているか否かを判定することができる。
【０００４】
さらに、特許文献１に示すように、セラミック発振子から発生される基準周波数を有する信号と、被検出物の接近によって発振周波数が変化する発振回路からの信号の周波数の大小を比較し、被検出物の接近を判定する技術も提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特公平０６−２６３１１号公報（要約書、請求項）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、帯域通過特性を有するフィルタを使用する従来の技術の場合には、被検出物が接近した場合に発振回路の発振周波数が、帯域通過フィルタの通過帯域と一致するように調整する必要があるため、調整が煩雑であるという問題点がある。
【０００７】
また、周波数カウンタを使用する場合には、所定の周期分の信号が入力されるまで周波数を確定することができないため、検出に時間がかかるという問題点がある。
【０００８】
さらに、特許文献１に示す技術では、回路構成が複雑になることから、調整が煩雑であり、また、製造コストが高くつくという問題点がある。
【０００９】
本発明は、上記の事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、回路が簡単で、しかも、調整が容易な検出装置を提供しよう、とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するため、本発明の検出装置は、被検出物が接近または通過したことを検出する検出装置において、所定の周波数の信号を発生する発振回路と、被検出物が通過する経路上またはその近傍に配置されたコイルおよび当該コイルと並列に接続されたコンデンサを有し、被検出物がコイルに接近した場合には、発振回路が発生する信号を減衰させる減衰回路と、減衰回路の出力を参照して、被検出物が接近または通過したことを検出する検出回路と、を有している。
【００１１】
このため、回路が簡単で、しかも、調整が容易な検出装置を提供することができる。
【００１２】
また、他の発明の検出装置は、上述の発明に加えて、減衰回路が、被検出物がコイルに接近した場合に、発振回路の発振周波数と略同一の周波数で並列共振し、発振回路が発生する信号を減衰するように設定されている。このため、信号が減衰した場合に被検出物を検出したと判定することから、例えば、電磁波等によって誤動作することを防止できる。
【００１３】
また、他の発明の検出装置は、上述の発明に加えて、被検出物は、遊戯装置で使用する遊技玉または遊技硬貨である。このため、誤動作することなく、遊技玉または遊技硬貨を確実に検出することが可能になる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回路が簡単で、しかも、調整が容易な検出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態に係る検出装置の構成例を示す図である。この図に示すように、本発明の検出装置は、発振回路１０、減衰回路の一部としてのコンデンサ１１、減衰回路の一部としてのコイル１２、ツェナーダイオード１３、検出回路の一部としての抵抗１４〜２２、および、検出回路の一部としてのトランジスタ２３〜２５を主要な構成要素としている。
【００１７】
ここで、発振回路１０は、コイル１０ａおよびコンデンサ１０ｂを有しており、これらによって決定される発振周波数ｆ０（＝１／（２・π（ＬＣ）１／２））で発振して正弦波信号を出力する。なお、発振回路１０には電源電圧Ｖｃｃが供給されており、出力信号である正弦波信号は、コンデンサ１１およびコイル１２に供給される。
【００１８】
コンデンサ１１およびコイル１２は、並列共振回路を構成し、コイル１２の中および近傍に被検出物である遊技玉（いわゆるパチンコ玉）または遊技硬貨（いわゆるコイン）が接近した場合には発振回路１０の発振周波数と略同一の周波数ｆ０で共振し、それ以外の場合にはこれとは異なる共振周波数ｆ１で共振する。なお、ｆ０およびｆ１は、例えば、ｆ０＝４０８ＭＨｚおよびｆ１＝３２５ＭＨｚに設定する。
【００１９】
図２は、図１に示すコイル１２の詳細な構成例を示す図である。図２（Ａ）は、コイル１２の内部を遊技玉Ｓが通過する場合の構成例である。ここで、ガイド５０Ａは、漏斗形状を有するファンネル部５１と円筒形状を有する本体部５３とを有している。本体部５３の外周部にはコイル１２が巻回されている。遊技玉Ｓはファンネル部５１の開口部５２から取り込まれ、本体部５３の内部を通り、開口部５４より外部へ排出される。このとき、遊技玉Ｓは、コイル１２の内部を通過することになるため、遊技玉Ｓの特性に応じてコイル１２のインダクタンス値が変化する。なお、このようなガイド５０Ａは、遊戯装置としてのパチンコ装置に内蔵されている。
【００２０】
図２（Ｂ）は、図１に示すコイル１２の他の構成例を示す図である。図２（Ｂ）の例では、本体部５３およびファンネル部５１の構成は図２（Ａ）の場合と同様であるが、予め巻回されたコイル１２が本体部５３の外周部に取り付けられている点が異なっている。遊技玉Ｓは、ファンネル部５１の開口部５２から取り込まれ、本体部５３の内部を通り、開口部５４より外部へ排出される。このとき、遊技玉Ｓは、コイル１２の近傍を通過することになるため、遊技玉Ｓの特性に応じてコイル１２のインダクタンス値が変化する。なお、図２（Ｂ）の例では、コイル１２を本体部５３の一カ所に設けるようにしたが、複数の箇所にコイル１２を分割して巻回するようにしてもよい。
【００２１】
なお、図２の構成は一例であって、このような場合にのみ本発明が限定されるものではない。
【００２２】
図１に戻って、抵抗１４は、コンデンサ１１およびコイル１２によって構成される並列共振回路の出力抵抗およびトランジスタ２３の入力抵抗であり、一端がコンデンサ１１およびコイル１２の一端と、トランジスタ２３のベースに接続され、他端が接地されている。
【００２３】
抵抗１５は、トランジスタ２５がオンの状態になった場合に、抵抗２２に出現する電圧を帰還することにより発振回路１０の電源電圧が変動することを防止するための抵抗であり、一端がツェナーダイオード１３のカソード、発振回路１０の電源端子、および、抵抗１６の一端に接続され、他端がトランジスタ２５のコレクタおよび抵抗２２の一端に接続されている。
【００２４】
抵抗１６は、電源電圧を発振回路１０に供給するための抵抗であり、一端がツェナーダイオード１３のカソード、発振回路１０の電源端子、および、抵抗１５の一端に接続され、他端が抵抗１７，１９，２１の一端および電源端子に接続されている。
【００２５】
抵抗１７は、トランジスタ２３の負荷抵抗であり、一端が抵抗１６，１９，２１の一端および電源端子に接続され、他端がトランジスタ２３のコレクタおよび抵抗１８の一端に接続されている。
【００２６】
抵抗１８は、トランジスタ２４の入力抵抗であり、一端が抵抗１７の一端およびトランジスタ２３のコレクタに接続され、他端がトランジスタ２４のベースに接続されている。
【００２７】
抵抗１９は、トランジスタ２４の負荷抵抗であり、一端が抵抗１６，１７，２１の一端および電源端子と接続され、他端がトランジスタ２４のコレクタおよび抵抗２０の一端に接続されている。
【００２８】
抵抗２０は、トランジスタ２５の入力抵抗であり、一端が抵抗１９の一端およびトランジスタ２４のコレクタに接続され、他端がトランジスタ２５のベースに接続されている。
【００２９】
抵抗２１は、トランジスタ２５の負荷抵抗であり、一端が抵抗１６，１７，１９の一端および電源端子と接続され、他端がトランジスタ２５のエミッタおよび検出電圧Ｖｓ出力端子に接続されている。
【００３０】
抵抗２２は、トランジスタ２５の負荷抵抗であり、一端がトランジスタ２５のコレクタおよび抵抗１５の一端と接続され、他端が接地されている。
【００３１】
トランジスタ２３は、ＮＰＮ型のトランジスタであり、ベースがコンデンサ１１、コイル１２、および、抵抗１４の一端に接続され、コレクタが抵抗１７，１８の一端に接続され、エミッタが接地されている。なお、トランジスタ２３はいわゆるエミッタ接地回路を構成している。
【００３２】
トランジスタ２４は、ＮＰＮ型のトランジスタであり、ベースが抵抗１８の一端に接続され、コレクタが抵抗１９，２０の一端に接続され、エミッタが接地されている。なお、トランジスタ２４はいわゆるエミッタ接地回路を構成している。
【００３３】
トランジスタ２５は、ＰＮＰ型のトランジスタであり、ベースが抵抗２０の一端に接続され、コレクタが抵抗１５，２２の一端に接続され、エミッタが抵抗２１の一端および検出電圧Ｖｓ出力端子に接続されている。なお、トランジスタ２５はいわゆるエミッタフォロワ回路を構成している。
【００３４】
つぎに、以上の実施の形態の動作について説明する。
【００３５】
図３（Ａ）は、被検出物である遊技玉Ｓがコイル１２の中および近傍に存在しない場合における図１に示す回路の発振回路１０、コンデンサ１１、コイル１２、および、抵抗１４の等価回路である。この場合、コイル１２の素子値（インダクタンス値）は、遊技玉Ｓが近傍に存在する場合に比較して大きくなる。その結果、コイル１２およびコンデンサ１１による並列共振回路の共振周波数はｆ１（＝３２５ＭＨｚ）となる。
【００３６】
図４は、コイル１２およびコンデンサ１１による共振回路の利得特性を示している。遊技玉Ｓがコイル１２の近傍に存在しない場合には、並列共振周波数は前述のようにｆ１となり、利得特性は図４の曲線Ｃ１によって表される。発振回路１０の発振周波数は、ｆ０（＝４０８ＭＨｚ）で常に一定であるので、その信号はコンデンサ１１およびコイル１２による並列共振回路ではほとんど減衰されずに出力される。この結果、抵抗１４には発振回路１０の出力電圧と略同じ交流電圧Ｖｏが現れる。
【００３７】
抵抗１４に印加された交流電圧Ｖｏは、トランジスタ２３のベース−エミッタ間のダイオードによって整流され、ベース−エミッタ間に電流が流れるので、トランジスタ２３がオンの状態となる。
【００３８】
トランジスタ２３がオンの状態になると、トランジスタ２４のベースに印加される電圧が略０Ｖとなることから、トランジスタ２４はオフの状態になる。トランジスタ２４がオフの状態になると、トランジスタ２５のベース電圧は、エミッタ電圧よりも高くなるので、トランジスタ２５はオフの状態になる。このため、検出電圧であるＶｓは電源電圧であるＶｃｃと略等しくなる。
【００３９】
つぎに、図３（Ｂ）に示すように、遊技玉Ｓがコイル１２に接近した状態になると、遊技玉Ｓの内部には渦電流が発生するので、コイル１２の素子値は遊技玉Ｓが存在しない場合に比較して小さくなる。その結果、コイル１２およびコンデンサ１１による並列共振回路の共振周波数はｆ０（＞ｆ１）となる。
【００４０】
遊技玉Ｓがコイル１２に接近した場合、並列共振周波数は前述のようにｆ０となり、利得特性は図４の曲線Ｃ２によって表される。発振回路１０の発振周波数は、ｆ０（＝４０８ＭＨｚ）で常に一定であるので、その信号はコンデンサ１１およびコイル１２による並列共振回路で−１０ｄＢ程度減衰されて出力される。この結果、抵抗１４に現れる電圧は、前述の場合と比較して小さくなる。
【００４１】
抵抗１４に印加される電圧が所定の値（略０．７Ｖ）よりも小さくなると、トランジスタ２３がオフの状態となる。トランジスタ２３がオフの状態になると、トランジスタ２４のベースに印加される電圧はＶｃｃと略同じとなることから、トランジスタ２４はオンの状態になる。トランジスタ２４がオンの状態になると、トランジスタ２５のベース電圧は、エミッタ電圧よりも低くなるので、エミッタ−ベース間に電流が流れ、トランジスタ２５はオンの状態になる。このため、検出電圧であるＶｓは電源電圧であるＶｃｃよりも、例えば、数Ｖ下がった状態となる。
【００４２】
以上より、コイル１２に遊技玉Ｓが接近していない状態では、コンデンサ１１およびコイル１２による並列共振回路の共振周波数はｆ１となるので抵抗１４には、発振回路１０の出力がほとんど減衰せずに現れ、その結果、トランジスタ２３がオン、トランジスタ２４がオフ、トランジスタ２５がオフの状態になって、検出電圧Ｖｓは略Ｖｃｃとなる。一方、コイル１２に遊技玉Ｓが接近した状態では、コンデンサ１１およびコイル１２による並列共振回路の共振周波数はｆ０となるので抵抗１４に現れる電圧は前述の場合に比較して減少するので、その結果、トランジスタ２３がオフ、トランジスタ２４がオン、トランジスタ２５がオンの状態になって、検出電圧ＶｓはＶｃｃから数Ｖ低下した状態となる。したがって、検出電圧Ｖｓを参照することにより、コイル１２付近における遊技玉Ｓの有無を検出することができる。
【００４３】
図５は、遊技玉Ｓがコイル１２に接近した後に通過した場合において、図３に示す等価回路の出力電圧Ｖｏの変化を模式的に示す図の一例である。この図の横軸は遊技玉Ｓとコイル１２との相対的な位置を示しており、グラフＢ１は左から右へ向かって軌跡を描き、図の中央において遊技玉Ｓがコイル１２に最も接近し、その後に遠ざかっている。このような場合、縦軸に示す出力電圧Ｖｏは、接近に伴って減衰し、最も接近した状態で最小となり、遠ざかるにしたがって増大している。この例では、閾値としてＶｔｈ（≒０．７Ｖ）を設定し、出力電圧Ｖｏがこれ以下になった場合（Ｖｏ≦Ｖｔｈの場合）は、遊技玉Ｓが接近したと判定することができる。
【００４４】
なお、接近する場合と遠ざかる場合とで別々の閾値を設けて（検出値にヒステリシスを設けて）、誤検出を防止するようにしてもよい。具体的には、遊技玉Ｓが接近する場合（出力が減少する場合）の閾値よりも、遊技玉Ｓが遠ざかる場合（出力が増大する場合）の閾値を大きく設定することにより、閾値付近の出力の変動に対して安定的な動作が期待できる。
【００４５】
以上に説明したように、本発明の実施の形態では、発振回路１０の発振周波数は固定の状態とし、遊技玉Ｓの接近により並列共振回路の共振周波数を変化させて発振回路１０からの信号が減衰するようにしたので、発振回路１０の周波数を固定化することにより、調整を簡易化することができる。
【００４６】
また、本発明の実施の形態では、遊技玉Ｓが接近した場合に、出力電圧Ｖｏが減衰するようにしたので、接近によって出力電圧が増大する場合に比較し、誤動作が少なくなる。すなわち、出力電圧が増大する構成の場合には、検出装置に対して外部から電磁波等が入射された場合には、出力電圧が増大してしまうため、遊技玉Ｓが検出されたと誤って判断されてしまう。一方、本発明の実施の形態の場合には、遊技玉Ｓが接近した場合には、出力が減衰するので、外部からの電磁波等の入射に対しても誤動作が発生することがない。
【００４７】
また、本発明の実施の形態によれば、トランジスタ２３のベース−エミッタ間のダイオードを利用し、抵抗１４に現れる交流電圧を整流して用いるようにしたので、回路を簡略化することが可能になる。
【００４８】
なお、以上の実施の形態は、一例であって、これ以外にも種々の変形実施態様が存在する。例えば、以上の実施の形態では、ガイド５０Ａ，５０Ｂを設けて、その本体部５３にコイル１２を巻回するようにしたが、ガイドは設けないでコイルを直接配置するようにしてもよい。また、これ以外の形状を有するガイドを設けるようにしてもよい。
【００４９】
また、図１に示す回路は一例であって、本発明がこのような場合にのみ限定されるものではない。例えば、図１に示す回路では、発振回路１０としてはコイル１０ａおよびコンデンサ１０ｂを利用した発振回路としたが、例えば、水晶発振素子またはセラミック発振素子を用いて発振回路を構成するようにしてもよい。また、アナログ発振回路ではなく、ディジタル発振回路を利用し、出力されるクロック信号をローパスフィルタまたはバンドパスフィルタによって正弦波に成形して利用するようにしてもよい。これらの構成によれば、発振回路の発振周波数を安定化させることが可能になる。
【００５０】
また、以上の実施の形態では、被検出物である遊技玉Ｓの接近によって、共振周波数が上昇する場合を例に挙げて説明を行ったが、共振周波数が低下するようにすることも可能である。
【００５１】
また、以上の実施の形態では、３つのトランジスタ２３〜２５を用いるようにしたが、例えば、抵抗１４の出力をダイオードによって整流した後、抵抗およびコンデンサによる平滑化回路によって平滑化し、得られた直流電圧と基準電圧とをコンパレータによって比較して検出するようにしたり、得られた直流電圧をシュミットトリガ回路等によって成形して出力するようにしたりしてもよい。また、トランジスタの個数を図１の場合よりも減少させてもよい。
【００５２】
また、以上の実施の形態では、発振回路１０の発生する周波数として４０８ＭＨｚを選択し、コイル１２およびコンデンサ１１による並列共振回路の共振周波数として３２５ＭＨｚを選択するようにしたが、これ以外の周波数を選択することも可能である。被検出物の特性に応じて最適な周波数を設定すればよい。
【００５３】
また、以上の実施の形態では、コイル１２およびコンデンサ１１による並列共振回路の共振周波数は固定の状態としたが、例えば、コンデンサ１１としてバリキャップコンデンサを使用し、当該バリキャップコンデンサに電圧を印加することにより、共振周波数を調整できるようにしてもよい。そのような構成によれば、電圧を調整することにより共振周波数を簡易に調整することができる。
【００５４】
また、以上の実施の形態では、単一の遊技玉Ｓを検出するようにしたが、発振回路１０を共通とし、コイル１２およびコンデンサ１１を複数設け、それぞれに対して図１の抵抗１４以降の回路を接続することにより、複数の遊技玉Ｓを独立して検出することができる。
【００５５】
また、以上の実施の形態では、遊技玉Ｓを被検出物として説明を行ったが、例えば、遊技硬貨等についても本発明を適用することが可能である。また、これら以外にも、例えば、磁性および非磁性の別によらず金属であれば、どのような形状の被検出物であっても検出することができる。
【００５６】
また、以上の実施の形態では、遊技玉Ｓの有無を検出するようにしたが、遊技玉Ｓを検出した場合にカウントアップを行うカウンタを設けることにより、通過または接近した遊技玉Ｓの個数をカウントすることもできる。
【００５７】
また、以上では、検出装置としての実施の形態を示したが、本発明の実施の形態に係る検出装置を、例えば、いわゆるパチンコ機等の遊戯装置に使用したり、遊技玉または遊技硬貨の枚数を計数する計数装置に使用したりしてもよい。
【００５８】
また、以上の実施の形態では、コイル１２とコンデンサ１１を並列接続するようにしたが、例えば、これに抵抗を並列または直列に接続して、Ｑ値を調整するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の検出装置は、例えば、遊技機で使用される遊技玉または遊技硬貨等の検出に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態に係る検出装置の構成例を示す分解図である。
【図２】図１に示すコイルの詳細を示す図であり、（Ａ）はコイルの内部を遊技玉が通過する構成例であり、（Ｂ）はコイルの横を遊技玉が通過する構成例である。
【図３】図１に示す主要部分の構成の等価回路であり、（Ａ）は遊技玉が存在しない場合の等価回路であり、（Ｂ）は遊技玉が接近した場合の等価回路である。
【図４】図３に示す回路の周波数と利得との関係を示す図である。
【図５】図３に示す回路において、遊技玉の位置と出力電圧Ｖｏとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０  発振回路
１１  コンデンサ（減衰回路の一部）
１２  コイル（減衰回路の一部）
１４〜２２  抵抗（検出回路の一部）
２３〜２５  トランジスタ（検出回路の一部）
【図１】
2006229287.tif 000003
【図２】
2006229287.tif 000004
【図３】
2006229287.tif 000005
【図４】
2006229287.tif 000006
【図５】
2006229287.tif 000007