(57)【要約】【課題】  簡易な回路構成で外来電波による誤動作を防止した近接センサを提供する。【解決手段】  検出コイルＬとコンデンサＣからなるＬＣ共振部１と、ＬＣ共振部１を発振させる発振回路部２と、発振振幅を検出する発振振幅検出部３と、被検出物の存在有無を判定する信号処理部４と、判定信号Ｓ２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切り替えるモード切替部７と、各モードに応じて発振回路部２の負性コンダクタンスＧを変化させる負性コンダクタンス制御部６とを備え、負性コンダクタンス制御部６は、電波検出モードにおける負性コンダクタンスＧの絶対値Ｇ２を、物体検出モードにおける負性コンダクタンスＧの絶対値Ｇ１よりも低減させ、信号処理部４は、第１の期間Ｔ１に被検出物の存在有無を判定し、第２の期間Ｔ２に外来電波の存在有無を判定することを特徴とする。【選択図】図１
2011102787.tif 000002
【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およびコンデンサを具備したＬＣ共振部と、
ＬＣ共振部を発振させる発振回路部と、
ＬＣ共振部の発振振幅を検出する検出手段と、
検出手段が出力する検出信号から、被検出物のＬＣ共振部への接近によるＬＣ共振部の発振振幅の低減を検出し、ＬＣ共振部の近傍における被検出物の存在有無を判定する信号処理手段と、
信号処理手段の判定結果に基づいて判定信号を出力する信号出力手段と、
被検出物を検出する物体検出モードおよび、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を切り替えるモード切替手段と、
前記各モードに応じて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手段とを備え、
負性コンダクタンス制御手段は、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、物体検出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、信号処理手段は、物体検出モードにおける検出信号から被検出物の存在有無を判定することを特徴とする近接センサ。
【請求項２】
前記信号処理手段は、前記電波検出モードにおける前記検出信号から外来電波の存在有無を判定す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】
前記物体検出モードにおいて、前記ＬＣ共振部の発振振幅が所定値以上であり、かつ、前記電波検出モードにおいて、ＬＣ共振部の発振振幅が所定値以下である場合、前記信号処理手段は被検出物が存在しないと判定することを特徴とする請求項２記載の近接センサ。
【請求項４】
前記物体検出モードにおいて、前記ＬＣ共振部の発振振幅が所定値以下であり、かつ、前記電波検出モードにおいて、ＬＣ共振部の発振振幅が所定値以下である場合、前記信号処理手段は被検出物が存在すると判定することを特徴とする請求項２または３のいずれか１項に記載の近接センサ。
【請求項５】
前記電波検出モードにおいて、前記ＬＣ共振部の発振振幅が所定値以上である場合、前記信号処理手段は外来電波が存在すると判定することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の近接センサ。
【請求項６】
前記電波検出モードにおいて、直前の前記物体検出モードで被検出物が存在しないと判定された場合には、前記ＬＣ共振部の発振振幅の前記所定値を第１の閾値とし、直前の物体検出モードで被検出物が存在すると判定された場合には、ＬＣ共振部の発振振幅の所定値を第２の閾値とし、
第２の閾値は第１の閾値よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の近接センサ。
【請求項７】
前記モード切替手段は、タイミング信号生成手段から出力されるタイミング信号に同期し、前記物体検出モードと前記電波検出モードとを交互に繰り返すことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の近接センサ。
【請求項８】
前記電波検出モードにおいて、前記ＬＣ共振部の発振振幅が所定値以上であることを検出すると、前記モード切替手段は、ＬＣ共振部の発振振幅が所定値以下となるまで電波検出モードを保持することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の近接センサ。
【請求項９】
前記信号処理手段が、外来電波が存在すると判定した場合、前記信号出力手段は、当該判定をする直前の被検出物の有無を示す判定信号を出力することを特徴とする請求項２乃至８のいずれか１項に記載の近接センサ。
【請求項１０】
前記信号出力手段は、前記信号処理手段の被検出物の存在有無の判定結果に基づいて２値の判定信号を出力し、信号処理手段が外来電波が存在すると判定した場合、信号出力手段は、前記２値を所定の周期で繰り返す判定信号を出力することを特徴とする請求項２乃至８のいずれか１項に記載の近接センサ。
【請求項１１】
前記信号出力手段は、被検出物と外来電波の各存在有無の組み合わせの４パターンを含む４段階以上の出力レベルを有する判定信号を出力することを特徴とする請求項２乃至８のいずれか１項に記載の近接センサ。
【請求項１２】
前記判定信号の出力レベルは、被検出物と外来電波の存在有無の組み合わせに対応した４パターンを含む４段階である場合、被検出物が存在しない２パターンの判定信号の出力レベルは、出力レベルが高い側の２段階、または出力レベルが低い側の２段階であることを特徴とする請求項１１記載の近接センサ。
【請求項１３】
前記判定信号の出力レベルは、被検出物と外来電波の存在有無の組み合わせに対応した４パターンを含む４段階である場合、外来電波が存在する２パターンの判定信号の出力レベルは、最高レベルおよび最低レベルであることを特徴とする請求項１１または１２記載の近接センサ。
【請求項１４】
前記信号処理手段が外来電波が存在すると判定すると、前記信号出力手段は、所定時間の間、外来電波の存在を示す判定信号の出力を保持することを特徴とする請求項２乃至１３記載のいずれか１項に記載の近接センサ。
【請求項１５】
前記信号処理手段が外来電波が存在すると判定すると、前記信号出力手段は、電源が遮断されるまで外来電波の存在を示す判定信号の出力を保持することを特徴とする請求項２乃至１３記載のいずれか１項に記載の近接センサ。
【請求項１６】
前記負性コンダクタンス制御手段は、前記発振回路部内の所定部位を短絡することを特徴とする請求項１乃至１５記載のいずれか１項に記載の近接センサ。
【請求項１７】
前記ＬＣ共振部の発振振幅を減衰させる減衰手段を備えており、前記物体検出モードから前記電波検出モードに切り替わる際に、当該減衰手段を用いることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の近接センサ。
【請求項１８】
前記ＬＣ共振部の発振の始動を促進させる発振促進手段を備えており、前記電波検出モードから前記物体検出モードに切り替わる際に、当該発振促進手段を用いることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の近接センサ。
【請求項１９】
前記検出手段は、コンデンサを備えており、当該コンデンサの両端電圧に基づいて前記ＬＣ共振部の発振振幅を検出し、
前記物体検出モードから前記電波検出モードに切り替わる際に、前記コンデンサを放電するリセット手段を備えることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の近接センサ。
【請求項２０】
前記発振回路部と、前記検出手段と、前記信号処理手段と、前記信号出力手段と、前記負性コンダクタンス制御手段とのうち、少なくとも一部が集積回路で形成されていることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の近接センサ。
【請求項２１】
前記物体検出モードと前記電波検出モードとを少なくとも含む前記モード切替手段の１周期は、前記ＬＣ共振部の発振周期より長く、かつ、被検出物の最短接離周期よりも短いことを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の近接センサ。
【請求項２２】
被検出物の形状寸法、移動方向が特定されていることを特徴とする請求項２１記載の近接センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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出物を検出する近接センサが提案されている。図１４に従来の近接センサのブロック構成図を示す。
【０００３】
従来の近接センサは、検出コイルＬとコンデンサＣとの並列回路で構成された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処理部４ａと、信号処理部４ａの判定結果に基づいて、判定信号Ｓ２を出力する信号出力部５ａとで構成されている。
【０００４】
図１５に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を示す。
【０００５】
発振回路部２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バイアス回路２０と、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レベルシフト回路２１と、ＬＣ共振部１の発振電圧に応じた電流を出力する増幅回路２２と、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電流帰還回路２３とを備えている。
【０００６】
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（図示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は、増幅回路２２の後述のｎｐｎ形のトランジスタＱ２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ことで、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ようにしている。
【０００７】
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（グランド）に接続され（接地され）ている。つまり、増幅回路２２は、所謂エミッタフォロワ（エミッタホロワ）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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
そして、発振振幅検出部３は、トランジスタＱ２のエミッタに接続された抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ１の両端電圧からＬＣ共振部１の発振振幅を検出し、発振振幅を所定の閾値Ｖｔｈを用いて２値化した検出信号Ｓ１を信号処理部４ａに出力する２値化回路部３０とで構成されている。信号処理部４ａは、検出信号Ｓ１に基づいて被検出物の存在有無を判定し、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を外部に出力する。
【００１２】
図１６（ａ）〜（ｃ）に従来の近接センサのタイミングチャートを示す。図１６（ａ）はＬＣ共振部１の発振振幅、図１６（ｂ）は検出信号Ｓ１、図１６（ｃ）は判定信号Ｓ２を示す。
【００１３】
従来の近接センサは、ＬＣ共振部１が発振し、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し、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。また、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し、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。
【００１４】
しかし、外部から強い電波が照射された場合、ＬＣ共振部１は被検出物が存在し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。
【００１５】
そこで、外部から照射される外来電波を検出する電波センサや電波検出回路を備えることによって、外来電波による誤動作を防止した近接センサが提供されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００８−３００５号公報
【特許文献２】特開２００２−１２４８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかし、従来の近接センサは、電波センサや電波検出回路を、被検出物の検出回路とは別の構成として設ける必要があったため、近接センサの回路構成が複雑となる問題があった。
【００１８】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な回路構成で外来電波による誤動作を防止した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】
【００１９】
請求項１の発明は、被検出物の検出に用いられる検出コイルおよびコンデンサを具備したＬＣ共振部と、ＬＣ共振部を発振させる発振回路部と、ＬＣ共振部の発振振幅を検出する検出手段と、検出手段が出力する検出信号から、被検出物のＬＣ共振部への接近によるＬＣ共振部の発振振幅の低減を検出し、ＬＣ共振部の近傍における被検出物の存在有無を判定する信号処理手段と、信号処理手段の判定結果に基づいて判定信号を出力する信号出力手段と、被検出物を検出する物体検出モードおよび、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を切り替えるモード切替手段と、前記各モードに応じて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手段とを備え、負性コンダクタンス制御手段は、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、物体検出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、信号処理手段は、物体検出モードにおける検出信号から被検出物の存在有無を判定することを特徴とする。
【００２０】
請求項１の発明によれば、物体検出モードで被検出物の存在有無を判定し、電波検出モードで外来電波の存在有無を判定することができる。したがって、電波センサや電波検出回路を別に備える必要がなく、両モードにおいて大部分のハードウエアを共用でき、簡易な回路構成で外来電波による誤動作を防止することができる。
【００２１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記信号処理手段は、前記電波検出モードにおける前記検出信号から外来電波の存在有無を判定することを特徴とする。
【００２２】
請求項２の発明によれば、信号処理手段が検出信号から被検出物および外来電波の存在有無を判定することができる。
【００２３】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記物体検出モードにおいて、前記ＬＣ共振部の発振振幅が所定値以上であり、かつ、前記電波検出モードにおいて、ＬＣ共振部の発振振幅が所定値以下である場合、前記信号処理手段は被検出物が存在しないと判定することを特徴とする。
【００２４】
請求項３の発明によれば、物体検出モードにおけるＬＣ共振部の発振振幅と、電波検出モードにおけるＬＣ共振部の発振停止もしくは発振振幅の低減とを検出することによって、信号処理手段は被検出物および外来電波が存在しないと判定することができる。
【００２５】
請求項４の発明は、請求項２または３のいずれか１項の発明において、前記物体検出モードにおいて、前記ＬＣ共振部の発振振幅が所定値以下であり、かつ、前記電波検出モードにおいて、ＬＣ共振部の発振振幅が所定値以下である場合、前記信号処理手段は被検出物が存在すると判定することを特徴とする。
【００２６】
請求項４の発明によれば、物体検出モードにおけるＬＣ共振部の発振振幅の低減を検出することによって、信号処理部は被検出物が存在し、外来電波は存在しないと判定することができる。
【００２７】
請求項５の発明は、請求項２乃至４のいずれか１項の発明において、前記電波検出モードにおいて、前記ＬＣ共振部の発振振幅が所定値以上である場合、前記信号処理手段は外来電波が存在すると判定することを特徴とする。
【００２８】
請求項５の発明によれば、電波検出モードにおけるＬＣ共振部の発振を検出することによって、信号処理手段は外来電波が存在すると判定することができる。
【００２９】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記電波検出モードにおいて、直前の前記物体検出モードで被検出物が存在しないと判定された場合には、前記ＬＣ共振部の発振振幅の前記所定値を第１の閾値とし、直前の物体検出モードで被検出物が存在すると判定された場合には、ＬＣ共振部の発振振幅の所定値を第２の閾値とし、第２の閾値は第１の閾値よりも小さいことを特徴とする。
【００３０】
請求項６の発明によれば、同じ強度の外来電波が存在する場合でも、被検出物が存在するときのＬＣ共振部の発振振幅は、被検出物が存在しないときのＬＣ共振部の発振振幅に対して小さくなる。そこで、第２の閾値を第１の閾値よりも小さく設定することによって、被検出物が存在する場合でも外来電波の存在を確実に検出することができる。
【００３１】
請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項の発明において、前記モード切替手段は、タイミング信号生成手段から出力されるタイミング信号に同期し、前記物体検出モードと前記電波検出モードとを交互に繰り返すことを特徴とする。
【００３２】
請求項７の発明によれば、モード切替手段を簡単に実現することができる。さらに、物体検出モードと電波検出モードとの相互の遷移時の発振状態の安定に要する時間を気にすることなく各モードの判定を行うことができる。
【００３３】
請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項の発明において、前記電波検出モードにおいて、前記ＬＣ共振部の発振振幅が所定値以上であることを検出すると、前記モード切替手段は、ＬＣ共振部の発振振幅が所定値以下となるまで電波検出モードを保持することを特徴とする。
【００３４】
請求項８の発明によれば、一旦外来電波を検出すると、外来電波がなくなるまで電波検出モードにとどまるので、パチンコ台側では外来電波検出時の対応を継続できる。また、物体検出モードに移行しないので、被検出物を誤検出をすることがない。
【００３５】
請求項９の発明は、請求項２乃至８のいずれか１項の発明において、前記信号処理手段が、外来電波が存在すると判定した場合、前記信号出力手段は、当該判定をする直前の被検出物の有無を示す判定信号を出力することを特徴とする。
【００３６】
請求項９の発明によれば、外来電波による被検出物の誤検出を無視することができる。
【００３７】
請求項１０の発明は、請求項２乃至８のいずれか１項の発明において、前記信号出力手段は、前記信号処理手段の被検出物の存在有無の判定結果に基づいて２値の判定信号を出力し、信号処理手段が外来電波が存在すると判定した場合、信号出力手段は、前記２値を所定の周期で繰り返す判定信号を出力することを特徴とする。
【００３８】
請求項１０の発明によれば、被検出物の存在有無を示す２値の判定信号で、外来電波の存在を外部機器に報知することができ、判定信号を受信する外部機器の信号入力段の構成を簡易にすることができる。
【００３９】
請求項１１の発明は、請求項２乃至８のいずれか１項の発明において、前記信号出力手段は、被検出物と外来電波の存在有無の組み合わせの４パターンを含む４段階以上の出力レベルを有する判定信号を出力することを特徴とする。
【００４０】
請求項１１の発明によれば、被検出物と外来電波の存在有無の組み合わせの４パターンを含む４段階以上の出力レベルを有する判定信号を出力することによって、判定信号を受信する外部機器は、被検出物と外来電波の有無情報を判定信号の出力レベルから得ることができる。
【００４１】
請求項１２の発明は、請求項１１の発明において、前記判定信号の出力レベルは、被検出物と外来電波の存在有無の組み合わせの４パターンを含む４段階である場合、被検出物が存在しない２パターンの判定信号の出力レベルは、高い側の２段階、または低い側の２段階であることを特徴とする。
【００４２】
請求項１２の発明によれば、判定信号の出力レベルが２段階目と３段階目との間に閾値を設定し、閾値の上下で被検出物の存在有無を判定することによって、外来電波の存在有無に関わらず被検出物を誤検出することはない。したがって、判定信号を受信する外部機器は、１つの閾値を備えた簡易な構成であっても、外来電波による被検出物の誤検出を抑制することができる。
【００４３】
請求項１３の発明は、請求項１１または１２の発明において、前記判定信号の出力レベルは、被検出物と外来電波の存在有無の組み合わせの４パターンを含む４段階である場合、外来電波が存在する２パターンの判定信号の出力レベルは、最高レベルおよび最低レベルであることを特徴とする。
【００４４】
請求項１３の発明によれば、外来電波が存在する２パターンの判定信号の出力レベルは、４段階の出力レベルのうち、最高レベルおよび最低レベルであるので、外来電波が存在しない通常時は、被検出物の存在有無に応じて判定信号の出力レベルは、２段階目と３段階目との間を遷移する。したがって、外来電波が存在しない通常時における判定信号は、その出力レベルの遷移状態において、外来電波の存在を示す出力レベルが含まれないので、外来電波が存在すると誤検出することはない。
【００４５】
請求項１４の発明は、請求項２乃至１３のいずれか１項の発明において、前記信号処理手段が外来電波が存在すると判定すると、前記信号出力手段は、所定時間の間、外来電波の存在を示す判定信号の出力を保持することを特徴とする。
【００４６】
請求項１４の発明によれば、短時間における外来電波の発生であっても、外来電波の存在を認識することができる。
【００４７】
請求項１５の発明は、請求項２乃至１３のいずれか１項の発明において、前記信号処理手段が外来電波が存在すると判定すると、前記信号出力手段は、電源が遮断されるまで外来電波の存在を示す判定信号の出力を保持することを特徴とする。
【００４８】
請求項１５の発明によれば、タイマ回路やリセット回路を設ける必要がなく、短時間における外来電波の存在を認識することができるとともに、不正行為の継続を断念させることができる。
【００４９】
請求項１６の発明は、請求項１乃至１５のいずれか１項の発明において、前記負性コンダクタンス制御手段は、前記発振回路部内の所定部位を短絡することを特徴とすることを特徴とする。
【００５０】
請求項１６の発明によれば、ＬＣ共振部をハイインピーダンス状態とすることができるので、外来電波によって、ＬＣ共振部を励起させることができる。
【００５１】
請求項１７の発明は、請求項１乃至１６のいずれか１項の発明において、前記ＬＣ共振部の発振振幅を減衰させる減衰手段を備えており、前記物体検出モードから前記電波検出モードに切り替わる際に、当該減衰手段を用いることを特徴とする。
【００５２】
請求項１７の発明によれば、ＬＣ共振部の発振振幅を減衰させる時間を短くすることができ、負性コンダクタンスの変化による発振振幅の変化の応答性を向上させることができる。
【００５３】
請求項１８の発明は、請求項１乃至１７のいずれか１項の発明において、前記ＬＣ共振部の発振の始動を促進させる発振促進手段を備えており、前記電波検出モードから前記物体検出モードに切り替わる際に、当該発振促進手段を用いることを特徴とする。
【００５４】
請求項１８の発明によれば、ＬＣ共振部の発振の始動時間を短くすることができ、負性コンダクタンスの変化による発振振幅の変化の応答性を向上させることができる。
【００５５】
請求項１９の発明は、請求項１乃至１８のいずれか１項の発明において、前記検出手段は、コンデンサを備えており、当該コンデンサの両端電圧に基づいて前記ＬＣ共振部の発振振幅を検出し、前記物体検出モードから前記電波検出モードに切り替わる際に、前記コンデンサを放電するリセット手段を備えることを特徴とする。
【００５６】
請求項１９の発明によれば、物体検出モードから電波検出モードに切り替わる際に、コンデンサを放電させることによって、負性コンダクタンスの変化に対する検出信号の応答性を向上させることができる。それによって、物体検出モードと電波検出モードとの切替周波数を高くすることができ、被検出物および外来電波に対する判定信号の応答性を向上させることができる。
【００５７】
請求項２０の発明は、請求項１乃至１９のいずれか１項の発明において、前記発振回路部と、前記検出手段と、前記信号処理手段と、前記信号出力手段と、前記負性コンダクタンス制御手段とのうち、少なくとも一部が集積回路で形成されていることを特徴とする。
【００５８】
請求項２０の発明によれば、近接センサを小型化することができ、回路の配線が短くなるので、外来電波によって発生するノイズ等の影響を抑制することができる。
【００５９】
請求項２１の発明は、請求項１乃至２０のいずれか１項の発明において、少なくとも前記物体検出モードと前記電波検出モードとを少なくとも含むモード切替手段の１周期は、前記ＬＣ共振部の発振周期より長く、かつ、被検出物の最短接離周期よりも短いことを特徴とする。
【００６０】
請求項２１の発明によれば、被検出物を連続して検出することができる。
【００６１】
請求項２２の発明は、請求項２１の発明において、被検出物の形状寸法、移動方向が特定されていることを特徴とする。
【００６２】
請求項２２の発明によれば、高速移動する被検出物を検出することができる。
【発明の効果】
【００６３】
以上説明したように、本発明では、簡易な回路構成で外来電波による誤動作を防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態１の近接センサの実施形態のブロック構成を示す図である。
【図２】同上の回路構成を示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）同上の動作フローを示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）同上のタイミングチャートを示す図である。
【図５】同上の減衰回路を備えた回路構成を示す図である。
【図６】同上の減衰回路を備えた回路構成を示す図である。
【図７】同上の発振促進回路を備えた回路構成を示す図である。
【図８】本発明の実施形態２の近接センサの回路構成を示す図である。
【図９】従来の近接センサの回路構成を示す図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）同上のタイミングチャートを示す図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）本発明の実施形態２の近接センサのタイミングチャートを示す図である。
【図１２】同上の信号出力部の回路構成を示す図である。
【図１３】同上の信号出力部の回路構成を示す図である。
【図１４】従来の近接センサのブロック構成を示す図である。
【図１５】同上の回路構成を示す図である。
【図１６】（ａ）〜（ｃ）同上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】
【００６５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００６６】
（実施形態１）
本発明の実施形態１のブロック構成図を図１に示す。
【００６７】
本実施形態の近接センサは、検出コイルＬとコンデンサＣとの並列回路で構成された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の近傍における金属体（導電体）または磁性体などからなる被検出物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Ｓ２を出力する信号出力部５と、モード切替部７から出力されるモード信号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負性コンダクタンス制御部６とで構成されている。
【００６８】
図２に本実施形態の近接センサの回路構成図を示す。なお、本実施形態の構成は、従来の近接センサのＬＣ共振部１と発振回路部２と発振振幅検出部３は同様の構成であるので、同一符号を付して説明は省略する。
【００６９】
本実施形態の近接センサは、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とで構成されている。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のオン・オフする。
【００７０】
図３（ａ）に本実施形態の近接センサの動作フローを示す。まず、電源が投入（ステップＫ０００）されると、初期化モード（ステップＫ１００）が実行され、その後は、物体検出モード（ステップＫ２００）と電波検出モード（ステップＫ３００）とが繰り返し実行される。
【００７１】
なお、物体検出モードにおいてはトランジスタＱ５がオフしており、この期間を第１の期間Ｔ１とし、電波検出モードにおいてはトランジスタＱ５がオンしており、この期間を第２の期間Ｔ２とする。トランジスタＱ５がオフしている第１の期間Ｔ１は、従来の発振回路部２と同様に、トランジスタＱ３のエミッタ―コレクタ間に電流が流れて、帰還電流がＬＣ共振部１に供給され、発振回路部２の負性コンダクタンスＧの絶対値はＧ１（＝１／（２×Ｒ１））となる。また、トランジスタＱ５がオンしている第２の期間Ｔ２は、トランジスタＱ３のコレクタ−エミッタ間が短絡されて、帰還電流が低減する。それによって、第２の期間Ｔ２における負性コンダクタンスＧの絶対値Ｇ２は、第１の期間Ｔ１における負性コンダクタンスＧの絶対値Ｇ１よりも小さくなる。なお、本実施形態のトランジスタＱ１〜Ｑ５はバイポーラトランジスタを用いているが、ＣＭＯＳを用いてもよいし、他の発振回路構成であってもよい。また、発振振幅検出部３の２値化回路部３０は、ピークホールド回路を備えているが、他の構成であってもよい。また、負性コンダクタンス制御部６は本図以外のいかなる構成であってもよい。
【００７２】
図３（ｂ）〜（ｄ）に各モードの詳細な動作フローを示す。図３（ｂ）に初期化モードの動作フロー、図３（ｃ）に物体検出モードの動作フロー、図３（ｄ）に電波検出モードの動作フローを示す。
【００７３】
各モードにおいて被検出物の有無、外来電波の有無の判定および、判定結果の記憶、設定を行う。
【００７４】
初期化モードについて図３（ｂ）を用いて説明する。初期化モードをスタート（ステップＫ１０１）すると、近接センサの初期状態として、「被検出物なし」（ステップＫ１０２）、「外来電波なし」（ステップＫ１０３）と設定され、記憶部（図示なし）に格納される。なお、初期化モードは電源投入直後のみ実行されるので、被検出物の有無の設定はどちらであってもよい。
【００７５】
次に物体検出モードについて図３（ｃ）を用いて説明する。物体検出モードがスタート（ステップＫ２０１）すると、まず第１の期間Ｔ１における発振回路部２の負性コンダクタンスＧの絶対値Ｇ１の設定（ステップＫ２０２）と、発振振幅検出部３の閾値Ｖｔｈ１の設定（ステップＫ２０３）を行う（順序はどちらでもよい）。なお、ここでいう負性コンダクタンスＧ１の設定とは、具体的には上記のトランジスタＱ５をオフすることであるが、それ以外に、記憶部に格納された被検出物の有無についての記憶情報に基づき図示しない手段によって負性コンダクタンスＧ１の設定を行ってもよい（たとえばＧ１ａ、Ｇ１ｂなど）。なお、被検出物の有無についての記憶情報に基づく負性コンダクタンスＧの設定や切替は、近接スイッチの応差（ヒステリシス）を与える技術として周知の構成であり、詳細な説明は省略する。同様に閾値Ｖｔｈについても、記憶部に格納された被検出物の有無についての記憶情報に基づいて設定してもよい（例えばＶｔｈ１ａ、Ｖｔｈ１ｂなど）。
【００７６】
次に、検出信号Ｓ１のレベルＶＢを読み込み（ステップＫ２０４）、検出信号Ｓ１のレベルＶＢがハイレベルかローレベルかによって被検出物の有無を判定する（ステップＫ２０５）。検出信号Ｓ１がハイレベルであれば「被検出物なし」（ステップＫ２０６）、ローレベルであれば「被検出物あり」（ステップＫ２０７）と判定して、記憶部に格納されている被検出物の有無についての記憶情報を更新する。
【００７７】
次に、記憶部に格納されている外来電波の有無についての記憶情報を参照（ステップＫ２０８）し、「外来電波なし」であれば、被検出物の有無についての判定結果に基づいた判定信号Ｓ２を出力（ステップＫ２０９）して、物体検出モードを終了（ステップＫ２１０）する。また、「外来電波あり」であれば、被検出物の有無を示す判定信号Ｓ２の出力を更新せず、物体検出モードを終了（ステップＫ２１０）する。
【００７８】
次に電波検出モードについて図３（ｄ）を用いて説明する。電波検出モードがスタート（ステップＫ３０１）すると、第２の期間Ｔ２における発振回路部２の負性コンダクタンスＧの絶対値Ｇ２の設定（ステップＫ３０２）と、発振振幅検出部３の閾値Ｖｔｈ２の設定（ステップＫ３０３）を行う。なお、負性コンダクタンスＧの絶対値Ｇ２の設定とは、トランジスタＱ５をオンすることである。また、電波検出モードにおいても、電波強度に対するヒステリシスを与えるために、Ｇ２やＶｔｈ２をさらに複数に分けてもよい（例えば、Ｇ２ａ、Ｇ２ｂやＶｔｈ２ａ、Ｖｔｈ２ｂなど）。
【００７９】
次に、検出信号Ｓ１のレベルＶＤを読み込み（ステップＫ３０４）、検出信号Ｓ１のレベルＶＤがハイレベルかローレベルかによって外来電波の有無を判定する（ステップＫ３０５）。検出信号Ｓ１がローレベルであれば「外来電波なし」（ステップＫ３０６）と判定して、判定結果を記憶部に格納されている外来電波の有無についての記憶情報を更新し、電波検出モードを終了（ステップＫ３０９）する。また、検出信号Ｓ１がハイレベルであれば「外来電波あり」（ステップＫ３０７）と判定し、判定結果を記憶部に格納されている外来電波の有無についての記憶情報を更新する。そして、外来電波が存在することを示す判定信号Ｓ２を出力（ステップＫ３０８）し、電波検出モードを終了（ステップＫ３０９）する。なお、Ｖｔｈ２とＶｔｈ１は同一の値であってもよいし、別の値であってもよい。
【００８０】
図４（ａ）〜（ｆ）に本実施形態の近接センサのタイミングチャートを示す。図４（ａ）はタイミング信号ＴＳ、図４（ｂ）はモード信号ＭＳ、図４（ｃ）は発振回路部２の負性コンダクタンスＧの絶対値、図４（ｄ）はＬＣ共振部１の発振振幅、図４（ｅ）は検出信号Ｓ１、図４（ｆ）は判定信号Ｓ２を示す。
【００８１】
本実施形態では、モード切替部７がタイミング信号生成手段が出力するタイミング信号ＴＳ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。
【００８２】
まず、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である第１の期間Ｔ１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。
【００８３】
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である第２の期間Ｔ２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より小さくなることにより、ＬＣ共振部１の発振振幅が低減（図４（ｄ）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４（ｄ）にはＶｔｈとして示している。
【００８４】
信号処理部４は、モード信号ＭＳに同期して、第１の期間Ｔ１および第２の期間Ｔ２における検出信号Ｓのレベルを検出する。なお、図４（ｅ）中における黒丸は第１の期間、白丸は第２の期間における検出信号Ｓのレベルの検出するタイミングを示す。信号処理部４は、第１の期間Ｔ１において、ハイレベルの検出信号Ｓ１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、信号処理部４は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。そして、信号出力部５は、被検出物が存在しないことを示す（図４（ｆ）ではハイレベル）判定信号Ｓ２を出力する。
【００８５】
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Ｇｃｏｉｌは増加する。したがって、第１の期間Ｔ１において、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より大きくなるから、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４（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の絶対値の低減によって、ＬＣ共振部１の発振振幅が低減（図４（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、信号処理部４は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。そして、信号出力部５は、被検出物が存在することを示す（図４（ｆ）ではミドルレベル）判定信号Ｓ２を出力する。
【００８６】
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は、外来電波によってＬＣ共振部１が電磁誘導によって電圧が励起され、発振振幅が閾値Ｖｔｈ２よりも高くなり、発振振幅検出部３はハイレベルの検出信号Ｓ１を出力する。また、第１の期間Ｔ１は、被検出物の有無に関わらず、外来電波によってＬＣ共振部１が電磁誘導によって電圧が励起され、発振振幅が閾値Ｖｔｈ２よりも高くなり、発振振幅検出部３はハイレベルの検出信号Ｓ１を出力する。ここで、負性コンダクタンス制御部６が、負性コンダクタンスＧの絶対値を低減させる手段として、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を低減させると、ＬＣ共振部１はローインピーダンス状態となり、外来電波が発生してもＬＣ共振部１に電流が流れず発振しなくなる。しかし、本発明では、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に供給され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となり、外来電波が発生した際に、ＬＣ共振部１は電磁誘導によって発振する。
【００８７】
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Ｓを検出すると、外来電波が存在すると判定する。そして、信号出力部５は、外来電波が存在することを示す（図４（ｆ）ではローレベル）判定信号Ｓ２を出力する。
【００８８】
上記のように、発振回路部２の負性コンダクタンスＧの絶対値を、第１の期間Ｔ１と第２の期間Ｔ２とで交互に繰り返しながら増減させることによって、被検出物および外来電波の存在の有無を同一回路で判定することができる。したがって、別の構成として電波センサや電波検出回路を設ける必要がなく、簡易な回路構成で外来電波による誤動作を防止することができる。また、本実施形態の近接センサの使用例として、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る。本実施形態の近接センサを用いることによって、不作為者が外来電波を照射して、パチンコ玉の誤検出させるいたずらを防止することができる。また、外来電波を検出した場合に、警告を出力することで、不作為者のいたずらを抑止することができる。また、近接センサ内で被検出物および外来電波の存在有無の判定を行うので、判定信号Ｓ２を受信する遊技機のシステム側の負担を軽くすることができる。
【００８９】
なお、上記では被検出物が存在しない第２の期間Ｔ２において、ＬＣ共振部１の発振は停止（図４（ｄ）参照）しているが、必ずしも発振が停止する必要はない。第２の期間Ｔ２におけるＬＣ共振部１の発振振幅は、第１の期間Ｔ１におけるＬＣ共振部１の発振振幅より低減し、閾値Ｖｔｈ２より低い状態であればよい。
【００９０】
なお、ＬＣ共振部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Ｇの絶対値が、検出コイルＬのコンダクタンスＧｃｏｉｌよりも大きい場合に発振する。したがって、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と、第１の期間Ｔ１の負性コンダクタンスＧの絶対値Ｇ１との関係を、Ｇ１＞Ｇｃｏｉｌ１とすることで、被検出物が存在しない場合における第１の期間Ｔ１にＬＣ共振部１を発振させることができ、発振振幅を閾値Ｖｔｈ１より高くすることができる。また、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と、第２の期間Ｔ２の負性コンダクタンスＧの絶対値Ｇ２との関係を、Ｇ２＜Ｇｃｏｉｌ１、またはＧ２＝Ｇｃｏｉｌ１とすることで、被検出物が存在しない場合における第２の期間Ｔ２にＬＣ共振部１の発振を停止、または発振振幅を低減させることができ、発振振幅を閾値Ｖｔｈ２より低くすることができる。
【００９１】
また、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と、第１の期間Ｔ１の負性コンダクタンスＧの絶対値Ｇ１との関係を、Ｇ１＜Ｇｃｏｉｌ２、または、Ｇ１＝Ｇｃｏｉｌ２とすることで、被検出物が存在する場合における第１の期間Ｔ１にＬＣ共振部１の発振を停止、または発振振幅を低減させることができ、発振振幅を閾値Ｖｔｈ１より低くすることができる。また、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と、第２の期間Ｔ２の負性コンダクタンスＧの絶対値Ｇ２との関係を、Ｇ２＜Ｇｃｏｉｌ２とすることで、被検出物が存在する場合における第２の期間Ｔ２にＬＣ共振部１の発振を停止することができる。なお、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と、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との関係は、Ｇｃｏｉｌ１＜Ｇｃｏｉｌ２となる。
【００９２】
また、第２の期間Ｔ２においては、トランジスタＱ５がオンし、トランジスタＱ４がオフしているためＬＣ共振部１はハイインピーダンスとなっている。また、バイアス回路２０をオフするようにすれば、ＬＣ共振部１をさらにハイインピーダンスとすることができ、一種のＬＣ共振アンテナとして作用する。外来電波はＬＣ共振部１の共振周波数に近い周波数（数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚ）の電波だけでなく、上記以外の周波数（特に影響を及ぼすのは数百ＭＨｚの高い周波数）であっても、第２の期間Ｔ２にハイインピーダンス状態とされたＬＣ共振部１は、電磁誘導電圧を発生するか、または高次の共振によって電圧を励起すると考えられ、第２の期間Ｔ２における検出信号Ｓ１はハイレベルを示すので、外来電波の存在を判定することができる。
【００９３】
なお、上記説明では一定周期のタイミング信号Ｔｓに同期して、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、例えば物体検出モード３回に対して電波検出モード１回のように割合を変えてもよいし、必ずしも一定周期である必要もない。
【００９４】
また、外来電波を検出した場合に、外来電波検出を繰り返す電波検出モードであってもよい。図３（ｅ）に本例の動作フローを示す。なお、図３（ｄ）に示した電波検出モードの動作フローと同一動作については、同一の符号を付して説明は省略する。電波検出モードにおいて、検出信号Ｓ１のレベルを読み込み（ステップＫ３０４）、検出信号Ｓ１がハイレベルかローレベルかによって外来電波の有無を判定する（ステップＫ３０５）。検出信号Ｓ１がハイレベルであれば「外来電波あり」（ステップＫ３０７）と判定し、記憶部に格納されている外来電波の有無についての記憶情報を更新する。そして、本例では、外来電波が存在することを示す判定信号Ｓ２を出力した後、再度負性コンダクタンスＧの絶対値Ｇ２の設定を行い、外来電波の検出を繰り返す。すなわち、一旦外来電波を検出したら、外来電波がなくなるまで電波検出モードに留まる構成であってもよい。なお、一定の順序や論理条件など、所定のなんらかの方法でモードの切替が行われればよい。
【００９５】
また、上記説明では物体検出モードにおける検出信号Ｓ１のレベルと、その直後の電波検出モードにおける検出信号Ｓ１のレベルとから被検出物および外来電波の存在有無を示す判定信号Ｓ２を得たがこれに限るものではなく、直前の電波検出モードにおける検出信号Ｓ１とから得るようにしてもよい。また、直前および直後の両方の電波検出モードにおける検出信号Ｓ１まで利用してもよく、さらには、たとえば３回連続して同じ判定をした場合に判定結果を確定し判定信号Ｓ２を出力するなど、現実的な範囲において考えられる限りの妥当な方法で被検出物および外来電波の存在有無の判定を得る構成としてもよい。
【００９６】
また、信号処理部４が外来電波が存在すると判定した場合、信号出力部５は所定時間の間または、電源が遮断されるまでの間、判定信号Ｓ２を外来電波が存在することを示すローレベルに保持する構成とした場合、短時間における外来電波の発生であっても、外来電波の存在を認識することができる。それによって、例えば遊技機の管理者や周囲の一般遊戯者がいたずらを認知できるようになり、いたずらの抑止が可能となる。また、電源が遮断されるまでの間、判定信号Ｓ２を外来電波が存在することを示すローレベルに保持する構成とした場合、リセット回路やタイマ回路を設ける必要がなく、回路構成が簡易となり、コストを下げることができる。
【００９７】
また、上記では、被検出物の存在有無および外来電波の存在を示す判定信号Ｓ２は、ハイ・ミドル・ローの３つのレベルを用いた信号形態であったが、別の信号形態であってもよい。例えば、判定信号Ｓ２の信号形態を、被検出物が存在しない場合はハイレベルを出力し、被検出物が存在する場合はローレベルを出力する。そして、外来電波が存在する場合はハイレベル・ローレベルを繰り返す所定の周期のパルス状の判定信号Ｓ２を出力する信号形態であってもよい。それによって、判定信号Ｓ２が出力される外部機器が、ハイレベル・ローレベルの２値しか判別できない場合でも、外部機器がタイマ回路を備え、ハイレベルまたはローレベルの期間が所定値より短ければ、外来電波の存在を認識することができる。なお、上記のパルス状の判定信号Ｓ２の周期は、パチンコ玉が想定する最高速度でセンサを通過した場合における判定信号Ｓ２の切り替わる周期よりも十分に短く設定されている。なお、従来より遊戯機には、パチンコ玉のチャタリングによる誤カウントを防止するために、所定時間より短いパルスの判定信号Ｓ２を無視するように設定されている。このような場合には、外来電波の存在を示すパルス状の判定信号Ｓ２のパルス幅を、上記所定時間よりも短く設定することで、外来電波によるパチンコ玉の誤検出を防止することができる。また、判定信号Ｓ２をパルス状に生成する際に、タイミング信号生成手段が出力するタイミング信号ＴＳに同期させることによって、別のクロック信号生成手段を設ける必要がなく、コストを下げることができる。もちろん、上記説明は、ハイレベルとローレベルが完全に交互に繰り返すだけでなく、ハイレベルとローレベルからなる一連の信号パターンが周期的に繰り返される場合をも含む。
【００９８】
また、他の構成として、信号処理部４が外来電波が存在すると判定すると、信号出力部５は、当該判定をする直前の判定信号Ｓ２を出力する構成としてもよい。それによって、外来電波による被検出物の誤検出を無視することができる。例えば、図３（ｅ）に示した電波検出モードの動作フローの例において、「外来電波あり」と判定（ステップＫ３０７）した後、外来電波の存在を示す判定信号Ｓ２を出力せずに、再度負性コンダクタンスＧの絶対値Ｇ２の設定を行い、外来電波の検出を繰り返す構成とする。それによって、直前の物体検出モードで得られた被検出物の存在有無を示す判定信号Ｓ２を出力することになる。また、外来電波検出中は物体検出モードに移行しないので、被検出物の存在有無を示す判定信号Ｓ２の出力が保持されることになる。
【００９９】
また、近接センサの応答性（被検出物の有無に対する判定信号Ｓ２のリアルタイム性）を高めるためには、物体検出モードと電波検出モードとの相互の遷移時の発振振幅の変化を高速にしなければならない。つまり、負性コンダクタンスＧを変化させる際に、ＬＣ共振部１の発振振幅が早く減衰および、発振の始動時間が短いことが望ましい。そこで、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８や、発振の始動を促進させる発振促進回路９を備えた例を示す。
【０１００】
図５、６に減衰回路８を備えた近接センサの回路構成図を示す。なお、減衰回路８以外の構成は、図２に示した回路構成と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【０１０１】
図５に示した減衰回路８は、抵抗Ｒ３とＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ６の並列回路８０と、単安定タイマ８１とで構成されており、並列回路８０はＬＣ共振部１のコンデンサＣとグランドとの間に接続されている。また、スイッチング素子Ｑ６のゲートは単安定タイマ８１に接続されており、単安定タイマ８１はスイッチング素子Ｑ６をオン・オフするゲート電流を出力する。また、単安定タイマ８１は、負性コンダクタンス制御部６のコントロール部６０に接続されている。そして、第１の期間Ｔ１から第２の期間Ｔ２に切り替わる際に、単安定タイマ８１は、一定時間の間、スイッチング素子Ｑ６をオフし、ＬＣ共振部１のコンデンサＣと抵抗Ｒ３が直列接続される。ＬＣ共振部１の近傍に被検出物が存在しない場合は、検出コイルＬの抵抗成分が小さいためＬＣ共振部１の発振振幅が減衰する時間が長くなる。そこで、第１の期間Ｔ１から第２の期間Ｔ２に切り替わる際に、ＬＣ共振部１のコンデンサＣと抵抗Ｒ３とを直列接続することで、抵抗Ｒ３によってＬＣ共振部１の抵抗成分が大きくなり、発振振幅の減衰時間を短縮することができる。それによって、ＬＣ共振部１の発振振幅の低減の応答性を向上させることができ、近接センサの応答性を高めることができる。単安定タイマ８１の設定時間は、モード切り替わりの周期に比較して十分短くてよい。
【０１０２】
また、図６に示した減衰回路８は、ＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ７と、単安定タイマ８２とで構成されており、スイッチング素子Ｑ７はＬＣ共振部１のコンデンサＣと並列に接続されている。ゲート電流を出力してスイッチング素子Ｑ７をオン・オフする単安定タイマ８２は、負性コンダクタンス制御部６のコントロール部６０に接続されている。そして、第１の期間Ｔ１から第２の期間Ｔ２に切り替わる際に、単安定タイマ８２は、一定時間の間、スイッチング素子Ｑ７をオンし、コンデンサＣの両端を短絡することで、発振振幅の減衰時間を短縮することができる。それによって、ＬＣ共振部１の発振振幅の低減の応答性を向上させることができ、近接センサの応答性を高めることができる。単安定タイマ８２の設定時間は、モード切り替わりの周期に比較して十分短くてよい。
【０１０３】
次に、発振促進回路９を備えた近接センサの回路構成図を図７に示す。なお、発振促進回路９以外の構成は、図２に示した回路構成図と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【０１０４】
図７に示した発振促進回路９は、スイッチＳＷと単安定タイマ９１と発振器９０とで構成されている。発振信号生成部９０は、ＬＣ共振部１の共振周波数付近の周波数（例えば、共振インピーダンスの半値幅の周波数）のパルス状の発振信号Ｓ３を出力するものであり、スイッチＳＷを介してＬＣ共振部１の上段に接続されている。そして、第２の期間Ｔ２から第１の期間Ｔ１に切り替わる際に、単安定タイマ９１は、一定時間の間、スイッチＳＷをオンし、ＬＣ共振部１に発振信号Ｓ３を出力することによって、ＬＣ共振部１の発振の始動の応答性を向上させることができる。単安定タイマ９１の設定時間は、モード切り替わりの周期に比較して十分短くてよい。
【０１０５】
なお、減衰回路８と発振促進回路９を同時に備える構成であってもよい。
【０１０６】
また、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とのうち、少なくとも一部を集積回路で形成してもよい。それによって、近接センサが小型化し、コストを下げることができる。また、回路の配線が短くなるので、外来電波によるノイズの影響を低減することができる。また、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とのうち、一部がソフトウェアで構成されていてもよい。
【０１０７】
また、第１の期間Ｔ１と第２の期間Ｔ２とからなる１周期は、ＬＣ共振部１の発振周期よりも長い。さらに、例えばパチンコ玉などの被検出物が連続して通過する場合、被検出物の通過による判定信号Ｓ２の変化の最短パルスおよび、被検出物間の時間間隔よりも短く設定されている。それによって、被検出物を連続して検出することができる。さらに、被検出物の形状寸法および移動方向が特定されていれば、被検出物の形状寸法および移動方向に基づいてタイミング信号ＴＳやＬＣ共振部１の共振周波数を設定することによって、高速移動する被検出物を確実に検出することができる。
【０１０８】
（実施形態２）
本発明の実施形態２の近接センサの回路構成図を図８に示す。なお、実施形態１と同様構成には、同一符号を付して説明は省略する。
【０１０９】
本実施形態の近接センサは、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の近傍における金属体（導電体）または磁性体などからなる被検出物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Ｓ２を出力する信号出力部５と、モード切替部７から出力されるモード信号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負性コンダクタンス制御部６とで構成されている。
【０１１０】
実施形態１との差異点は、発振振幅検出部３にリセット回路３２を備えている点である。本実施形態の発振振幅検出部３は、２値化回路部３０と、ｎｐｎ形のトランジスタＱ８と、抵抗Ｒ４と、コンデンサＣ１と、スイッチング素子Ｑ９と単安定タイマ３１からなるリセット回路３２とで構成されている。トランジスタＱ８のコレクタは内部電源Ｖｃｃに接続され、ベースはトランジスタＱ１のコレクタ−ベースの接続点に接続され、エミッタは抵抗Ｒ４を介してグランドに接続されている。また、コンデンサＣ１とスイッチング素子Ｑ９は、抵抗Ｒ４に並列に接続されており、トランジスタＱ８のエミッタと抵抗Ｒ４との接続点は、２値化回路部３０に接続されている。また、スイッチング素子Ｑ９のゲートは、単安定タイマ３１に接続されており、単安定タイマ３１は、負性コンダクタンス制御部６のコントロール部６０の出力端に接続されている。
【０１１１】
また、本実施形態の負性コンダクタンス制御部６のトランジスタＱ５のコレクタは、トランジスタＱ３のコレクタではなく、トランジスタＱ２のエミッタに接続されている。動作は実施形態１と同様であり、トランジスタＱ５がオフしている第１の期間Ｔ１（物体検出モード）は、トランジスタＱ３のエミッタ−コレクタ間に電流が流れれて、帰還電流がＬＣ共振部１に供給され、発振回路部２の負性コンダクタンスＧの絶対値はＧ１となる。また、トランジスタＱ５がオンしている第２の期間Ｔ２（電波検出モード）は、トランジスタＱ３のコレクタとトランジスタＱ２のエミッタが短絡され、帰還電流が低減し、発振回路部２の負性コンダクタンスＧの絶対値はＧ２となる。また、第２の期間Ｔ２における負性コンダクタンスＧの絶対値Ｇ２は、第１の期間Ｔ１における負性コンダクタンスＧの絶対値Ｇ１よりも小さくなる。
【０１１２】
上記の構成において、第１の期間Ｔ１から第２の期間Ｔ２に切り替わる際に、リセット回路３２の単安定タイマ３１は、一定時間ゲート電圧を出力して、トランジスタＱ９をオンする。それによって、コンデンサＣ１が放電され、２値化回路部３０の入力電圧Ｖ１がゼロとなる。以下に、詳細なリセット回路３２の説明をする。
【０１１３】
図９に、リセット回路３２を備えていない近接センサの回路構成図を示す。図９に示す従来の近接センサは、図８に示した本実施形態の近接センサから、リセット回路３２を除いたものであり、同一構成には同一の符号を付して、説明は省略する。また、図１０に従来の近接センサにおける被検出物および外来電波が存在しない場合のタイミングチャートを示す。図１０（ａ）は負性コンダクタンスの変化、図１０（ｂ）はＬＣ共振部１の共振電圧、図１０（ｃ）は２値化回路部３０の入力電圧Ｖ１を示すタイミングチャートである。
【０１１４】
実施形態１で説明したように、被検出物および外来電波が存在しない場合におけるＬＣ共振部１は、第１の期間Ｔ１に発振し、第２の期間Ｔ２に停止する。しかし、第２の期間Ｔ２における停止状態から、第１の期間Ｔ１における発振状態への状態変化過程を詳細に説明すると、図１０（ｂ）に示すように、ＬＣ共振部１の発振振幅は徐々に増加して、一定値に達する。そして、図１０（ｃ）に示すように、２値化回路部３０の入力電圧Ｖ１も、ＬＣ共振部１の発振振幅に比例して、徐々に増加して一定値に達する。
【０１１５】
また、第１の期間Ｔ１における発振状態から、第２の期間Ｔ２における停止状態への状態変化過程において、図１０（ｂ）に示すように、ＬＣ共振部１の発振振幅は、第１の期間Ｔ１から第２の期間Ｔ２に切り替わってから停止時間Ｔ３後に停止する。また、第１の期間Ｔ１から第２の期間Ｔ２に切り替わってから、２値化回路部３０の入力電圧Ｖ１は遷移時間Ｔ４後にが略ゼロとなる。そして、停止時間Ｔ３に対して、遷移時間Ｔ４は長い時間となっている。なお、ＬＣ共振部１の発振振幅が停止するまでの停止時間Ｔ３は短い時間である。停止時間Ｔ３に対して遷移時間Ｔ４が長いのは、発振振幅検出部３に設けられた抵抗Ｒ４とコンデンサＣ１とで決定される時定数によって、遷移期間Ｔ４が長くなるためである。したがって、第２の期間Ｔ２において、負性コンダクタンスが変化し、ＬＣ共振部１の発振が停止しているにもかかわらず、遷移期間Ｔ４の間は、２値化回路部３０がハイレベルの検出信号Ｓ１を出力し、外来電波が存在すると誤検出するおそれがある。そのため、信号処理部４に、遷移期間Ｔ４の間は検出信号Ｓ１のレベルを検出しない待機期間を設ける必要がり、応答性を向上をさせることができなかった。
【０１１６】
また、抵抗Ｒ４またはコンデンサＣ１の値を小さくするすることで遷移期間Ｔ４を短くすることができるが、抵抗Ｒ４を小さくすると消費電流が増加し、コンデンサＣ１を小さくすると２値化回路部３０の入力電圧Ｖ１のノイズが大きくなる問題が発生する。
【０１１７】
そこで、本実施形態では、図８に示したように、発振振幅検出部３にリセット回路３２を備え、第１の期間Ｔ１から第２の期間Ｔ２に切り替わる際に、一定時間トランジスタＱ９をオンすることによって、コンデンサＣ１が放電され、２値化回路３０の入力電圧Ｖ１を短時間でゼロとすることができる。
【０１１８】
図１１に本実施形態の近接センサにおける被検出物および外来電波が存在しない場合のタイミングチャートを示す。図１１（ａ）は負性コンダクタンスの変化、図１１（ｂ）はＬＣ共振部１の共振電圧、図１１（ｃ）はトランジスタＱ９のゲート電圧、図１１（ｄ）は２値化回路部３０の入力電圧Ｖ１を示すタイミングチャートである。
【０１１９】
本実施形態では、単安定タイマ３１が負性コンダクタンス制御部６のコントロール部６０の出力に同期して、第１の期間Ｔ１から第２の期間Ｔ２に切り替わる際に、一定時間トランジスタＱ９にゲート電圧を出力し、図１１（ｃ）に示すようにトランジスタＱ９をオンしている。トランジスタＱ９がオンすることによって、コンデンサＣ１の両端が短絡して放電され、図１１（ｄ）に示すように、２値化回路部３０の入力電圧Ｖ１が略ゼロとなるまでの時間が短くなる。したがって、負性コンダクタンスの変化に対して、２値化回路部３０が出力する検出信号Ｓ１の応答性を向上させることができる。したがって、信号処理部４は検出信号Ｓ１のレベルを検出しない待機期間を設ける必要がないので、第２の期間を短く設定することができる。したがって、モード切替部７から出力されるモード信号ＭＳの周波数を高く設定して、第１の期間Ｔ１と第２の期間Ｔ２とを切り替える周波数を高くすることができるので、信号処理部４は被検出物および外来電波の存在有無を判定する応答性を向上させることができる。
【０１２０】
なお、発振振幅検出部３の構成は、図８に示した構成に限定されず、他の構成であってもよい。また、上記では被検出物が存在しない場合について説明したが、被検出物が存在する場合であっても、リセット回路３２は動作する。
【０１２１】
次に、電波検出モードにおいて２値化回路部３０に設定される閾値について説明する。電波検出モードにおいて、同じ強度の外来電波が存在する場合、被検出物が存在するときのＬＣ共振部１の発振振幅は、被検出物が存在しないときのＬＣ共振部１の発振振幅に対して小さくなる。これは、被検出物が存在する場合は、被検出物に渦電流が流れ、ＬＣ共振部１の共振点インピーダンスが小さいので、外来電波によって誘起されるＬＣ共振部１の発振振幅は、被検出物が存在する場合に対して小さくなる。それによって、電波検出モードにおいて、被検出物の有無に関わらず一定の閾値Ｖｔｈ２を設定すると、被検出物が存在しない場合には、外来電波の強度が弱くても検出することができる。しかし、被検出物が存在せず、外来電波の強度が弱い場合は、ＬＣ共振部１の発振振幅が閾値Ｖｔｈ２を上回らず、外来電波を検出することができない。したがって、被検出物の存在有無によって、検出できる外来電波の強度が異なる問題があった。
【０１２２】
そこで、本実施形態の近接センサは、電波検出モードにおいて、信号処理部４が直前の物体検出モードで被検出物が存在しないと判定した場合、発振振幅検出部３の２値化回路部３０に閾値Ｖｔｈ２ａ（第１の閾値）を設定する。また、信号処理部４が直前の物体検出モードで被検出物が存在すると判定した場合、発振振幅検出部３の２値化回路部３０に閾値Ｖｔｈ２ｂ（第２の閾値）を設定する。閾値Ｖｔｈ２ｂは、閾値Ｖｔｈ２ａよりも小さくなるように設定されている。
【０１２３】
電波検出モードにおいて、２値化回路部３０に設定される閾値を上記のように設定することによって、被検出物が存在し、外来電波によって誘起されるＬＣ共振部１の発振振幅が小さい場合でも、閾値Ｖｔｈ２ｂを小さく設定しているので、外来電波を確実に検出することができる。また、被検出物の存在有無によって、検出できる外来電波の強度の差を低減することができる。
【０１２４】
次に、本実施形態の信号出力部５の構成について説明する。本実施形態の信号出力部５は、被検出物と外来電波の存在有無の組み合わせの４パターンに対応した４段階の出力レベルを有する判定信号Ｓ２を生成し、出力することができる。図１２に信号出力部５に備えられた出力回路５０の回路構成を示す。
【０１２５】
信号出力部５に備えられた出力回路５０は、否定積ゲートＮＡＮＤ１と、論理積ゲートＡＮＤ１、ＡＮＤ２と、否定ゲートＮＯＴ１、ＮＯＴ２と、ｐｎｐ形のトランジスタＴｒ１と、ｎｐｎ形のトランジスタＴｒ２〜Ｔｒ４と、分圧抵抗Ｒ５〜Ｒ９と、オペアンプＯＰ１と、抵抗Ｒ１０とで構成されている。
【０１２６】
信号処理部４による物体検出モードおよび電波検出モードでの判定結果に基づいて、入力信号Ｓｉｎ１、Ｓｉｎ２が入力される。入力信号Ｓｉｎ１は、被検出物の存在有無を示す信号であり、被検出物が存在しない場合にハイレベルとなり、被検出物が存在する場合にローレベルとなる。また、入力信号Ｓｉｎ２は、外来電波の存在有無を示す信号であり、外来電波が存在する場合にハイレベルとなり、外来電波が存在しない場合にローレベルとなる。
【０１２７】
否定積ゲートＮＡＮＤ１には、入力信号Ｓｉｎ１および入力信号Ｓｉｎ２が入力される。また、論理積ゲートＡＮＤ１には、入力信号Ｓｉｎ１が否定ゲートＮＯＴ１を介して入力され、入力信号Ｓｉｎ２が入力される。また、論理積ゲートＡＮＤ２には、入力信号Ｓｉｎが否定ゲートＮＯＴ１を介して入力され、入力信号Ｓｉｎ２が否定ゲートＮＯＴ２を介して入力される。
【０１２８】
また、分圧抵抗Ｒ５〜Ｒ９は、内部電源Ｖｃｃ１とグランド間に直列接続されている。なお、分圧抵抗Ｒ５〜Ｒ９の抵抗値は同一であり、比較的大きな抵抗値であるので、分圧抵抗Ｒ５〜Ｒ９に流れる電流は微小となる。
【０１２９】
否定積ゲートＮＡＮＤ１の出力は、ｐｎｐ形のトランジスタＴｒ１のベースに接続されており、トランジスタＴｒ１のエミッタは内部電源Ｖｃｃ１に接続され、コレクタは分圧抵抗Ｒ５とＲ６の接続点に接続されている。また、論理積ゲートＡＮＤ１の出力は、ｎｐｎ形のトランジスタＴｒ２のベースに接続されており、トランジスタＴｒ２のコレクタは分圧抵抗Ｒ７とＲ８の接続点に接続され、エミッタはグランドに接続している。また、論理積ゲートＡＮＤ２の出力は、ｎｐｎ形のトランジスタＴｒ３のベースに接続されており、トランジスタＴｒ３のコレクタは分圧抵抗Ｒ８とＲ９との接続点に接続され、エミッタはグランドに接続されている。
【０１３０】
また、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子は、分圧抵抗Ｒ６とＲ７との接続点に接続され、反転入力端子にはｎｐｎ形のトランジスタＴｒ４のエミッタに接続され、出力端子はトランジスタＴｒ４のベースに接続されている。トランジスタＴｒ４のコレクタは内部電源Ｖｃｃ２に接続され、エミッタは抵抗Ｒ１０を介してグランドに接続されている。つまり、オペアンプＯＰ１はボルテージフォロワを形成し、非反転入力端子に入力する電圧に応じて、トランジスタＴｒ４のコレクタ−エミッタ間に出力電流Ｉｏｕｔが流れる。
【０１３１】
そして、抵抗Ｒ１０の両端電圧に基づいて、外部機器に判定信号Ｓ２を出力する。
【０１３２】
出力回路５０は、上記構成で形成されており、入力信号Ｓｉｎ１、Ｓｉｎ２の入力パターンに応じてトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３がオン・オフすることによって、分圧抵抗Ｒ５〜Ｒ９による内部電源Ｖｃｃ１とグランドとの間の分圧比が変動する。そして、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子に入力する電圧が変動することで、トランジスタＴｒ４に流れる出力電流Ｉｏｕｔが変動する。
【０１３３】
例えば、被検出物が存在せず、外来電波が存在する場合、入力信号Ｓｉｎ１はハイレベル、入力信号Ｓｉｎ２はハイレベルとなる。したがって、否定積ゲートＮＡＮＤ１はローレベルの信号をトランジスタＴｒ１に出力し、論理積ゲートＡＮＤ１はローレベルの信号をトランジスタＴｒ２に出力し、論理積ゲートＡＮＤ２はローレベルの信号をトランジスタＴｒ３に出力する。したがって、否定積ゲートＮＡＮＤ１の出力に接続されたｐｎｐ形のトランジスタＴｒ１がオンし、論理積ゲートＡＮＤ１に接続されたｎｐｎ形のトランジスタＴｒ２と、論理積ゲートＡＮＤ２に接続されたｎｐｎ形のトランジスタＴｒ３とがオフする。したがって、分圧抵抗Ｒ５〜Ｒ９のうち、分圧抵抗Ｒ５のみが短絡され、分圧抵抗Ｒ６〜Ｒ９で内部電源Ｖｃｃ１が分圧されることとなる。分圧抵抗Ｒ６とＲ７との接続点がオペアンプＯＰ１の非反転入力端子に接続されているので、オペアンプＯＰ１に入力する電圧の分圧比は３／４（０．７５）となる。
【０１３４】
また、被検出物が存在せず、外来電波も存在しない場合、入力信号Ｓｉｎ１はハイレベル、入力信号Ｓｉｎ２はローレベルとなる。したがって、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３がオフし、分圧抵抗Ｒ５〜Ｒ９で内部電源Ｖｃｃ１が分圧されることとなるので、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子に入力する電圧の分圧比は３／５（０．６）となる。
【０１３５】
また、被検出物が存在して、外来電波が存在しない場合、入力信号Ｓｉｎ１はローレベル、入力信号Ｓｉｎ２はローレベルとなる。したがって、トランジスタＴｒ１〜２がオフし、トランジスタＴｒ３がオンする。つまり、分圧抵抗Ｒ５〜Ｒ８で内部電源Ｖｃｃ１が分圧されることとなるので、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子に入力する電圧の分圧比は１／２（０．５）となる。
【０１３６】
また、被検出物が存在して、外来電波が存在する場合、入力信号Ｓｉｎ１はローレベル、入力信号Ｓｉｎ２はハイレベルとなる。したがって、トランジスタＴｒ１、３がオフし、トランジスタＴｒ２がオンする。つまり、分圧抵抗Ｒ５〜７で内部電源Ｖｃｃ１が分圧されることとなるので、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子に入力する電圧の分圧比は１／３（０．３３）となる。
【０１３７】
したがって、１．（被検出物なし、外来電波あり）、２．（被検出物なし、外来電波なし）、３．（被検出物あり、外来電波なし）、４．（被検出物あり、外来電波あり）の順にオペアンプＯＰ１の非反転入力端子に入力する電圧が小さくなり、トランジスタＴｒ４のコレクタ−エミッタ間に流れる出力電流Ｉｏｕｔの値も小さくなる。そして、出力回路５０は、出力電流Ｉｏｕｔが流れる抵抗Ｒ１０の両端電圧に基づいて、被検出物と外来電波の両方の存在有無の組み合わせの４パターンを含む４段階の出力レベルの判定信号Ｓ２を出力することができる。それによって、判定信号Ｓ２を受信する外部機器は、被検出物と外来電波の両方の存在有無の情報を得ることができ、外部機器の管理者は、被検出物の有無によって外来電波が存在する場合の対応を変えることができる。例えば、外来電波の存在を検出すると、警告や報知をすることができる。
【０１３８】
また、被検出物が存在しない場合の判定信号Ｓ２の出力レベルは、４段階のうち高いレベルから１段階目と２段階目であり、被検出物が存在する場合の判定信号Ｓ２の出力レベルは、４段階のうち高いレベルから３段階目と４段階目となるように構成されている。それによって、判定信号Ｓ２を受信する外部機器が、閾値を一つしか設定することができなく、外来電波の検出に対応していない場合、判定信号Ｓ２の出力レベルの２段階目と３段階目との間に閾値を設定する。そして、外部機器は、閾値の上下で被検出物の存在有無を判定することによって、外来電波の存在有無に関わらず、被検出物を誤検出することはない。したがって、閾値を一つしか設定することができず、外来電波の検出に対応していない外部機器であっても、本実施形態の近接センサを用いることによって、外来電波による被検出物の誤検出を防止することができる。
【０１３９】
さらに、外来電波が存在する場合の判定信号Ｓ２の出力レベルを、４段階のうち最高レベルおよび最低レベルとなるように設定されている。そのため、外来電波が存在しない通常時において、判定信号Ｓ２の出力レベルは、被検出物の存在有無に応じて２段階目と３段階目を遷移する。したがって、通常時における判定信号Ｓ２の出力レベルの遷移過程において、外来電波が存在するパターンの出力レベルは存在しないので、外来電波の誤検出を抑制することができる。
【０１４０】
なお、作為・不作為にかかわらず、近接センサを構成するハーネス等に断線や短絡が生じた場合、判定信号Ｓ２の出力レベルは上記で説明した４段階の出力レベルよりも高い出力レベルまたは低い出力レベルとなる。したがって、上記の判定信号Ｓ２の出力レベルの最高レベル・最低レベルとは、断線や短絡が生じていない状態における出力レベルである。
【０１４１】
このように、本実施形態の近接センサを備えることによって、外部機器の管理者は、外来電波に対して警告したり、無視したりと、対応を必要に応じて使い方を選択することができる。
【０１４２】
また、出力回路５０の別構成として、図１３に示す出力回路５１のように構成してもよい。
【０１４３】
出力回路５１は、論理積ゲートＡＮＤ３〜ＡＮＤ６と、否定ゲートＮＯＴ３、ＮＯＴ４と、ｎｐｎ形のトランジスタＴｒ５〜Ｔｒ１０と、分圧抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４と、ツェナーダイオードＺＤ１と、ダイオードＤ１と、オペアンプＯＰ２と、抵抗Ｒ１５、Ｒ１６と、内部電源Ｖｃｃ３とで構成されている。出力回路５１の具体的な構成を以下に説明する。
【０１４４】
上記で説明した出力回路５０と同様に、入力信号Ｓｉｎ１は、被検出物の存在有無を示す信号であり、被検出物が存在しない場合にハイレベルとなり、被検出物が存在する場合にローレベルとなる。また、入力信号Ｓｉｎ２は、外来電波の存在有無を示す信号であり、外来電波が存在する場合にハイレベルとなり、外来電波が存在しない場合にローレベルとなる。
【０１４５】
論理積ゲートＡＮＤ３には、入力信号Ｓｉｎ１および入力信号Ｓｉｎ２が入力される。また、論理積ゲートＡＮＤ４には、入力信号Ｓｉｎ１が入力されると共に、入力信号Ｓｉｎ２が否定ゲートＮＯＴ４を介して入力される。また、論理積ゲートＡＮＤ５は、入力信号Ｓｉｎ１が否定ゲートＮＯＴ３を介して入力されると共に、入力信号Ｓｉｎ２が入力される。また、論理積ゲートＡＮＤ６は、入力信号Ｓｉｎ１が否定ゲートＮＯＴ３を介して入力されると共に、入力信号Ｓｉｎ２が否定ゲートＮＯＴ４を介して入力される。
【０１４６】
ツェナーダイオードＺＤ１と、ダイオードＤ１と、トランジスタＴｒ６は直列接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１のカソードは抵抗Ｒ１６の一端に接続され、ツェナーダイオードＺＤ１のアノードはダイオードＤ１のアノードに接続されている。また、ダイオードＤ１のカソードは、トランジスタＴｒ６のコレクタに接続されており、トランジスタＴｒ６のエミッタはグランドに接続され、ベースは論理積ゲートＡＮＤ４の出力に接続されている。また、トランジスタＴｒ５のベースは論理積ゲートＡＮＤ３の出力に接続され、コレクタはツェナーダイオードＺＤ１とダイオードＤ１の接続点に接続され、エミッタはグランドに接続されている。また、上記の構成で、ツェナーダイオードＺＤ１とダイオードＤ１とからなる定電圧出力回路５２を形成している。
【０１４７】
また、分圧抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４は、抵抗Ｒ１６の一端とグランド間に直列接続されている。なお、分圧抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４の抵抗値は同一であり、比較的大きな抵抗値であるので、分圧抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４に流れる電流は微小となる。また、トランジスタＴｒ７のコレクタは、分圧抵抗Ｒ１１とＲ１２との接続点に接続され、エミッタはグランドに接続されている。また、トランジスタＴｒ７のベースは入力信号Ｓｉｎ１が出力される。
【０１４８】
また、論理積ゲートＡＮＤ５の出力は、トランジスタＴｒ８のベースに接続され、コレクタは分圧抵抗Ｒ１２とＲ１３との接続点に接続され、エミッタはグランドに接続されている。また、論理積ゲートＡＮＤ６の出力は、トランジスタＴｒ９のベースに接続され、コレクタは分圧抵抗Ｒ１３とＲ１４との接続点に接続され、エミッタはグランドに接続されている。
【０１４９】
また、オペアンプＯＰ２の非反転入力端子は、分圧抵抗Ｒ１１とＲ１２との接続点に接続され、反転入力端子にはトランジスタＴｒ１０のエミッタに接続され、出力端子はトランジスタＴｒ１０のベースに接続されている。トランジスタＴｒ１０のコレクタは抵抗Ｒ１６の一端に接続され、エミッタは抵抗Ｒ１５を介してグランドに接続されている。つまり、オペアンプＯＰ２はボルテージフォロワを形成し、非反転入力端子に入力する電圧に応じて、トランジスタＴｒ１０のコレクタ−エミッタ間に出力電流Ｉｏｕｔが流れる。また、上記構成で、オペアンプＯＰ２とトランジスタＴｒ１０からなる定電流出力回路５３を形成している。
【０１５０】
また、抵抗Ｒ１６の他端は、内部電源Ｖｃｃ３に接続されており、抵抗Ｒ１６の両端電圧に基づいて、外部機器に判定信号Ｓ２が出力される。
【０１５１】
出力回路５１は、上記構成で形成されており、入力信号Ｓｉｎ１、Ｓｉｎ２の入力パターンに応じてトランジスタＴｒ５〜Ｔｒ９がオン・オフし、抵抗Ｒ１６の両端電圧が変動する。
【０１５２】
例えば、被検出物が存在せず、外来電波が存在する場合、入力信号Ｓｉｎ１はハイレベル、入力信号Ｓｉｎ２はハイレベルとなる。したがって、論理積ゲートＡＮＤ３〜ＡＮＤ６のうち、論理積ゲートＡＮＤ３のみがハイレベルを出力してトランジスタＴｒ５がオンする。したがって、ツェナーダイオードＺＤ１の両端にツェナー電圧Ｖｚが発生する。また、トランジスタＴｒ７のゲートに、ハイレベルの入力信号Ｓｉｎ１が入力することによって、トランジスタＴｒ７がオンするので、オペアンプＯＰ２の非反転入力端子がグランドに短絡され、トランジスタＴｒ１０のコレクタ−エミッタ間に電流は流れない。つまり、定電流出力回路５３の機能がオフする。したがって、抵抗Ｒ１６の両端には、内部電源Ｖｃｃ３とツェナー電圧Ｖｚとの差電圧が生じることとなり、この差電圧（Ｖｃｃ３−Ｖｚ）が被検出物が存在せず、外来電波が存在することを示す電圧となる。
【０１５３】
また、被検出物は存在せず、外来電波も存在しない場合、入力信号Ｓｉｎ１はハイレベル、入力信号Ｓｉｎ２はローレベルとなる。したがって、論理積ゲートＡＮＤ３〜ＡＮＤ６のうち、論理積ゲートＡＮＤ４のみがハイレベルを出力して、トランジスタＴｒ６をオンする。そして、抵抗Ｒ１６−グランド間にツェナー電圧ＶｚとダイオードＤ１の順電圧Ｖｄを加算した電圧が生じる。また、トランジスタＴｒ７のゲートに、ハイレベルの入力信号Ｓｉｎ１が入力することによって、トランジスタＴｒ７がオンし、トランジスタＴｒ１０のコレクタ−エミッタ間に電流は流れない。つまり、定電流出力回路５３の機能がオフする。したがって、抵抗Ｒ１６の両端電圧には、ツェナー電圧Ｖｚおよび順電圧Ｖｄを加算した電圧と内部電源Ｖｃｃ３との差電圧が生じることとなり、この差電圧（Ｖｃｃ３−（Ｖｚ＋Ｖｄ））が被検出物が存在せず、外来電波が存在しないことを示す電圧となる。
【０１５４】
また、被検出物が存在して、外来電波が存在しない場合、入力信号Ｓｉｎ１はローレベル、入力信号Ｓｉｎ２はローレベルとなる。したがって、論理積ゲートＡＮＤ３〜ＡＮＤ６のうち、論理積ゲートＡＮＤ６のみがハイレベルを出力して、トランジスタＴｒ９をオンし、分圧抵抗Ｒ１４が短絡される。また、トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６がオフしているので、定電圧出力回路５２の機能はオフする。したがって、分圧抵抗Ｒ１１〜Ｒ１３で分圧されることとなるので、オペアンプＯＰ２の非反転入力端子に入力する電圧の分圧比は２／３（０．６６）となる。そして、トランジスタＴｒ１０のコレクタ−エミッタ間には、オペアンプＯＰ２に入力する電圧に基づいた出力電流Ｉｏｕｔ１が流れる。そして、抵抗Ｒ１６にも出力電流Ｉｏｕｔ１が流れるので、抵抗Ｒ１６の両端電圧は（Ｉｏｕｔ１×Ｒ１６）となる。
【０１５５】
また、被検出物が存在して、外来電波が存在する場合、入力信号Ｓｉｎ１はローレベル、入力信号Ｓｉｎ２はハイレベルを出力する。したがって、論理積ゲートＡＮＤ３〜６のうち、論理積ゲートＡＮＤ５のみがハイレベルを出力して、トランジスタＴｒ８をオンし、分圧抵抗Ｒ１３、Ｒ１４とがグランドに短絡される。また、トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６がオフしているので、定電圧出力回路５２の機能はオフする。したがって、分圧抵抗Ｒ１１、Ｒ１２で分圧されることとなるので、オペアンプＯＰ２の非反転入力端子に入力する電圧の分圧比は１／２（０．５）となる。そして、トランジスタＴｒ１０のコレクタ−エミッタ間には、オペアンプＯＰ２に入力する電圧に基づいた出力電流Ｉｏｕｔ２が流れる。そして、抵抗Ｒ１６にも出力電流Ｉｏｕｔ２が流れるので、抵抗Ｒ１６の両端電圧は（Ｉｏｕｔ２×Ｒ１６）となる。
【０１５６】
上記のように、被検出物が存在しない場合は、トランジスタＴｒ７がオンすることによって、オペアンプＯＰ２とトランジスタＴｒ１０とで構成される定電流出力回路５３の機能がオフし、ツェナーダイオードＺＤ１およびダイオードＤ１で構成される定電圧出力回路５２の機能がオンする。そして、外来電波の存在有無に応じて、トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６がオン・オフし、抵抗Ｒ１６の両端には２パターンの両端電圧（Ｖｃｃ３−Ｖｚと、Ｖｃｃ３−（Ｖｚ＋Ｖｄ））が生じる。
【０１５７】
また、被検出物が存在する場合は、トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６がオフすることによって、ツェナーダイオードＺＤ１およびダイオードＤ１で構成される定電圧出力回路５２の機能がオフし、オペアンプＯＰ２とトランジスタＴｒ１０とで構成される定電流出力回路５３の機能がオンする。そして、外来電波の存在有無に応じて、トランジスタＴｒ８、Ｔｒ９がオン・オフし、トランジスタＴｒ１０のコレクタ−エミッタ間に流れる電流が変動し、抵抗Ｒ１６の両端には２パターンの両端電圧（Ｉｏｕｔ１×Ｒ１６と、Ｉｏｕｔ２×Ｒ１６）が生じる。
【０１５８】
つまり、被検出物が存在しない場合の２パターンと、被検出物が存在する場合の２パターンとで、抵抗Ｒ１６の両端には合計４パターンの両端電圧が生じる。したがって、信号出力部５は、抵抗Ｒ１６の両端電圧に基づいて、被検出物と外来電波の存在有無の４パターンに対応した、４段階の出力レベルの判定信号Ｓ２を出力することができる。
【０１５９】
したがって、判定信号Ｓ２を受信する外部機器は、判定信号Ｓ２から被検出物と外来電波の存在有無の情報を得ることができる。
【０１６０】
また、判定信号Ｓ２を４段階以上の出力レベルを有するように設定して、被検出物または外来電波の存在有無以外の情報、または、１回前の被検出物または外来電波の有無情報を得ることができるようにしてもよい。
【０１６１】
また、本実施形態では、抵抗Ｒ１６の両端に生じるＤＣ電圧を用いて４段階の出力レベルの判定信号Ｓ２を生成しているが、例えばＡＣ電圧やデジタル信号、ＰＷＭ信号などを用いて４段階の出力レベルの判定信号Ｓ２を生成してもよい。
【符号の説明】
【０１６２】
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
Ｓ１  検出信号
Ｓ２  判定信号
ＭＳ  モード信号
【図１】
2011102787.tif 000003
【図２】
2011102787.tif 000004
【図３】
2011102787.tif 000005
【図４】
2011102787.tif 000006
【図５】
2011102787.tif 000007
【図６】
2011102787.tif 000008
【図７】
2011102787.tif 000009
【図８】
2011102787.tif 000010
【図９】
2011102787.tif 000011
【図１０】
2011102787.tif 000012
【図１１】
2011102787.tif 000013
【図１２】
2011102787.tif 000014
【図１３】
2011102787.tif 000015
【図１４】
2011102787.tif 000016
【図１５】
2011102787.tif 000017
【図１６】
2011102787.tif 000018