(57)【要約】【課題】振動波の位相ズレ成分を簡単な回路構成で精度良く検出する。【解決手段】検出コイルＬとコンデンサＣとを接続してなる共振回路２を駆動し、該共振回路２から出力される振動波の位相ズレ成分にもとづいて検出を行う近接センサ１であって、共振回路２に対して所定数の駆動信号を出力すると共に、駆動信号出力停止後に共振回路２から減衰状に出力される自由振動波の数をカウントし、所定期間内における自由振動波の合計カウント数Ｇにもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出する。【選択図】図１
2008259079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出コイルとコンデンサとを接続してなる共振回路を駆動し、該共振回路から出力される振動波の位相ズレ成分にもとづいて検出を行う検出装置であって、
前記共振回路に対して所定数の駆動信号を出力すると共に、駆動信号出力停止後に共振回路から減衰状に出力される自由振動波の数をカウントし、所定期間内における自由振動波の合計カウント数Ｇにもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出することを特徴とする検出装置。
【請求項２】
検出コイルとコンデンサとを接続してなる共振回路を駆動し、該共振回路から出力される振動波の位相ズレ成分にもとづいて検出を行う検出装置であって、
前記共振回路に対して所定数の駆動信号を出力すると共に、駆動信号出力停止後に共振回路から減衰状に出力される自由振動波の数をカウントし、該カウント数が所定数Ｎに達したか否かを判断する自由振動波カウント処理を行い、該自由振動波カウント処理における自由振動波のカウント数が所定数Ｎに達したタイミングを基準として、自由振動波カウント処理を繰り返し、所定期間内における自由振動波の合計カウント数Ｇにもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出することを特徴とする検出装置。
【請求項３】
前記所定期間が、時間にもとづいて規定される期間であることを特徴とする請求項１又は２記載の検出装置。
【請求項４】
前記所定期間が、被検出事象の発生期間又は発生回数にもとづいて規定される期間であることを特徴とする請求項１又は２記載の検出装置。
【請求項５】
検出コイルとコンデンサとを接続してなる共振回路を駆動し、該共振回路から出力される振動波の位相ズレ成分にもとづいて検出を行う検出方法であって、
前記共振回路に対して所定数の駆動信号を出力すると共に、駆動信号出力停止後に共振回路から減衰状に出力される自由振動波の数をカウントし、所定期間内における自由振動波の合計カウント数Ｇにもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出することを特徴とする検出方法。
【請求項６】
検出コイルとコンデンサとを接続してなる共振回路を駆動し、該共振回路から出力される振動波の位相ズレ成分にもとづいて検出を行う検出方法であって、
前記共振回路に対して所定数の駆動信号を出力すると共に、駆動信号出力停止後に共振回路から減衰状に出力される自由振動波の数をカウントし、該カウント数が所定数Ｎに達したか否かを判断する自由振動波カウント処理を行い、該自由振動波カウント処理における自由振動波のカウント数が所定数Ｎに達したタイミングを基準として、自由振動波カウント処理を繰り返し、所定期間内における自由振動波の合計カウント数Ｇにもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出することを特徴とする検出方法。
【請求項７】
前記所定期間が、時間にもとづいて規定される期間であることを特徴とする請求項５又は６記載の検出方法。
【請求項８】
前記所定期間が、被検出事象の発生期間又は発生回数にもとづいて規定される期間であることを特徴とする請求項５又は６記載の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出コイルとコンデンサとを接続してなる共振回路を駆動し、該共振回路から出力される振動波の位相ズレ成分にもとづいて検出を行う検出装置に関し、特に、磁気的な特性変化に基づいて金属の近接、変位、材質、応力、温度、疲労、損傷、欠陥などを検出する検出装置及び検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
検出コイルを備える検出装置が知られている。例えば、特許文献１に記載される近接センサは、検出コイルを含む高周波発振回路を備えた高周波発振型近接スイッチであり、金属が検出コイルに近接したとき、高周波発振回路の発振振幅や発振周波数が変化することを利用し、金属の近接や材質を判定するようになっている。すなわち、高周波発振回路の発振振幅や発振周波数は、金属との近接距離に応じて変化するだけでなく、金属の材質（透磁率、導電率などの違い）に応じて変化するのであり、例えば、振幅測定方式の近接スイッチでは、磁性金属（鉄など）の近接を良好に検出でき、周波数測定方式の近接スイッチでは、非磁性金属（アルミなど）の近接を良好に検出できる。また、両方式を兼ね備えた近接スイッチでは、磁性金属及び非磁性金属の近接を良好に検出でき、かつ、金属の材質判定も良好に行うことができる。
【０００３】
しかしながら、従来における周波数測定方式の検出装置は、高周波発振を継続しつつ、その僅かな位相ズレを測定しているため、同期検波回路などの複雑な回路が必要になり、振幅測定方式の検出装置に比べて、著しく高価になるという問題がある。また、僅かな位相ズレをデジタル回路で検出することも可能ではあるが、この場合には、極めて高速で動作するカウンタやＣＰＵが必要になるため、却ってコスト高となる可能性がある。
【０００４】
そこで、本出願人は、検出コイルにコンデンサを接続してなる共振回路と、該共振回路に対して駆動信号を出力する駆動信号出力手段と、該駆動信号出力手段の信号出力停止後に前記共振回路から減衰状に出力される自由振動波にもとづいて、金属の近接に伴う振動波の位相ズレを測定する位相ズレ測定手段とを備える近接センサを過去に提案した（特許文献２参照）。そして、このような近接センサによれば、金属の近接に伴う振動波の位相ズレを簡単な回路構成で精度良く測定することが可能になる。すなわち、共振回路から減衰状に出力される自由振動波にあっては、金属の近接に伴う振動波の位相ズレが明確に現れるだけでなく、位相ズレが振動波の数だけ蓄積されるので、高速なカウンタを持たない安価なデジタル回路でも、位相ズレを高精度に測定することができる。
【特許文献１】特許第２５５０６２１号公報
【特許文献２】特開２００７−６８０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に示される近接センサでは、所定数の自由振動波カウント処理に要した時間測定にもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出しているので、サンプリング毎の検出期間（＝測定時間）が変動してしまい、検出期間を任意に設定できないという問題点があった。例えば、一定の周期で検出値を得たいという用途や、検出期間を被検出事象の発生期間に一致させたいといった用途への適用が困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の如き実情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創作された本発明の検出装置は、検出コイルとコンデンサとを接続してなる共振回路を駆動し、該共振回路から出力される振動波の位相ズレ成分にもとづいて検出を行う検出装置であって、前記共振回路に対して所定数の駆動信号を出力すると共に、駆動信号出力停止後に共振回路から減衰状に出力される自由振動波の数をカウントし、所定期間内における自由振動波の合計カウント数Ｇにもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出することを特徴とする。
このような検出装置によれば、振動波の位相ズレ成分を簡単な回路構成で精度良く検出することが可能になる。すなわち、共振回路から減衰状に出力される自由振動波にあっては、強制振動波に比して位相ズレ成分が明確に現れるだけでなく、位相ズレ成分が振動波の数だけ蓄積されるので、回路構成が複雑な同期検波回路や、高速なカウンタを持たない安価なデジタル回路でも、位相ズレ成分を高精度に検出することができる。しかも、所定期間内における自由振動波の合計カウント数Ｇにもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出するので、所定数の自由振動波カウント処理に要した時間にもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出する場合とは異なり、検出期間を任意に設定することが可能になる。例えば、検出期間を一定時間として検出を繰り返せば、一定の周期で検出値を得ることができ、また、検出期間を被検出事象の発生期間に一致させれば、被検出事象の発生期間に生じた位相ズレ成分の積分値を得ることができる。
【０００７】
また、本発明の検出装置は、検出コイルとコンデンサとを接続してなる共振回路を駆動し、該共振回路から出力される振動波の位相ズレ成分にもとづいて検出を行う検出装置であって、前記共振回路に対して所定数の駆動信号を出力すると共に、駆動信号出力停止後に共振回路から減衰状に出力される自由振動波の数をカウントし、該カウント数が所定数Ｎに達したか否かを判断する自由振動波カウント処理を行い、該自由振動波カウント処理における自由振動波のカウント数が所定数Ｎに達したタイミングを基準として、自由振動波カウント処理を繰り返し、所定期間内における自由振動波の合計カウント数Ｇにもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出することを特徴とする。
このような検出装置によれば、振動波の位相ズレ成分を簡単な回路構成で精度良く検出することが可能になる。すなわち、共振回路から減衰状に出力される自由振動波にあっては、強制振動波に比して位相ズレ成分が明確に現れるだけでなく、位相ズレ成分が振動波の数だけ蓄積されるので、回路構成が複雑な同期検波回路や、高速なカウンタを持たない安価なデジタル回路でも、位相ズレ成分を高精度に検出することができる。また、自由振動波カウント処理を繰り返すことにより、自由振動波の位相ズレ成分を増幅させることができるので、回路構成を複雑にすることなく、自由振動波カウント処理の繰り返し回数を増やすだけで、位相ズレ成分の検出精度をさらに向上させることができる。しかも、所定期間内における自由振動波の合計カウント数Ｇにもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出するので、所定数の自由振動波カウント処理に要した時間にもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出する場合とは異なり、検出期間を任意に設定することが可能になる。例えば、検出期間を一定時間として検出を繰り返せば、一定の周期で検出値を得ることができ、また、検出期間を被検出事象の発生期間に一致させれば、被検出事象の発生期間内に生じた位相ズレ成分の積分値を得ることができる。
【０００８】
また、本発明の検出装置は、前記所定期間が、時間にもとづいて規定される期間であることを特徴とする。
このような検出装置によれば、検出期間として任意の時間を設定することができる。例えば、検出期間を一定時間として検出を繰り返せば、一定の周期で検出値を得ることができる。
【０００９】
また、本発明の検出装置は、前記所定期間が、被検出事象の発生期間又は発生回数にもとづいて規定される期間であることを特徴とする。
このような検出装置によれば、被検出事象に適合する検出期間を設定することができる。例えば、検出期間を被検出事象の発生期間に一致させれば、被検出事象の発生期間内に生じた位相ズレ成分の積分値を得ることができる。また、検出期間を被検出事象が所定回数発生する期間に一致させれば、被検出事象が所定回数発生する期間内に生じた位相ズレ成分の積分値を得ることができる。
【００１０】
また、本発明の検出方法は、検出コイルとコンデンサとを接続してなる共振回路を駆動し、該共振回路から出力される振動波の位相ズレ成分にもとづいて検出を行う検出方法であって、前記共振回路に対して所定数の駆動信号を出力すると共に、駆動信号出力停止後に共振回路から減衰状に出力される自由振動波の数をカウントし、所定期間内における自由振動波の合計カウント数Ｇにもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出することを特徴とする。
このような検出方法によれば、振動波の位相ズレ成分を簡単な回路構成で精度良く検出することが可能になる。すなわち、共振回路から減衰状に出力される自由振動波にあっては、強制振動波に比して位相ズレ成分が明確に現れるだけでなく、位相ズレ成分が振動波の数だけ蓄積されるので、回路構成が複雑な同期検波回路や、高速なカウンタを持たない安価なデジタル回路でも、位相ズレ成分を高精度に検出することができる。しかも、所定期間内における自由振動波の合計カウント数Ｇにもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出するので、所定数の自由振動波カウント処理に要した時間にもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出する場合とは異なり、検出期間を任意に設定することが可能になる。例えば、検出期間を一定時間として検出を繰り返せば、一定の周期で検出値を得ることができ、また、検出期間を被検出事象の発生期間に一致させれば、被検出事象の発生期間に生じた位相ズレ成分の積分値を得ることができる。
【００１１】
また、本発明の検出方法は、検出コイルとコンデンサとを接続してなる共振回路を駆動し、該共振回路から出力される振動波の位相ズレ成分にもとづいて検出を行う検出方法であって、前記共振回路に対して所定数の駆動信号を出力すると共に、駆動信号出力停止後に共振回路から減衰状に出力される自由振動波の数をカウントし、該カウント数が所定数Ｎに達したか否かを判断する自由振動波カウント処理を行い、該自由振動波カウント処理における自由振動波のカウント数が所定数Ｎに達したタイミングを基準として、自由振動波カウント処理を繰り返し、所定期間内における自由振動波の合計カウント数Ｇにもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出することを特徴とする。
このような検出方法によれば、振動波の位相ズレ成分を簡単な回路構成で精度良く検出することが可能になる。すなわち、共振回路から減衰状に出力される自由振動波にあっては、強制振動波に比して位相ズレ成分が明確に現れるだけでなく、位相ズレ成分が振動波の数だけ蓄積されるので、回路構成が複雑な同期検波回路や、高速なカウンタを持たない安価なデジタル回路でも、位相ズレ成分を高精度に検出することができる。また、自由振動波カウント処理を繰り返すことにより、自由振動波の位相ズレ成分を増幅させることができるので、回路構成を複雑にすることなく、自由振動波カウント処理の繰り返し回数を増やすだけで、位相ズレ成分の検出精度をさらに向上させることができる。しかも、所定期間内における自由振動波の合計カウント数Ｇにもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出するので、所定数の自由振動波カウント処理に要した時間にもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出する場合とは異なり、検出期間を任意に設定することが可能になる。例えば、検出期間を一定時間として検出を繰り返せば、一定の周期で検出値を得ることができ、また、検出期間を被検出事象の発生期間に一致させれば、被検出事象の発生期間内に生じた位相ズレ成分の積分値を得ることができる。
【００１２】
また、本発明の検出方法は、前記所定期間が、時間にもとづいて規定される期間であることを特徴とする。
このような検出方法によれば、検出期間として任意の時間を設定することができる。例えば、検出期間を一定時間として検出を繰り返せば、一定の周期で検出値を得ることができる。
【００１３】
また、本発明の検出方法は、前記所定期間が、被検出事象の発生期間又は発生回数にもとづいて規定される期間であることを特徴とする。
このような検出方法によれば、被検出事象に適合する検出期間を設定することができる。例えば、検出期間を被検出事象の発生期間に一致させれば、被検出事象の発生期間内に生じた位相ズレ成分の積分値を得ることができる。また、検出期間を被検出事象が所定回数発生する期間に一致させれば、被検出事象が所定回数発生する期間内に生じた位相ズレ成分の積分値を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、検出装置（近接センサ）の構成を示すブロック図である。この図に示される検出装置は、金属の近接を検出する近接センサ１であって、共振回路２及び検出回路３を備えて構成されている。共振回路２は、検出コイルＬにコンデンサＣを接続して構成され、検出回路３から出力される駆動信号により駆動される。検出回路３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、比較器（コンパレータ）などが内蔵された１チップマイコンを用いて構成され、ＲＯＭに書き込まれたプログラムに従い、後述する位相ズレ検出処理を行う。
【００１６】
検出回路３は、共振回路２を駆動し、該共振回路２から出力される振動波の位相ズレ成分にもとづいて、金属の近接を検出するにあたり、共振回路２に対して所定数（一又は複数）の駆動信号を出力すると共に、駆動信号出力停止後に共振回路２から減衰状に出力される自由振動波の数をカウントし、所定期間内における自由振動波の合計カウント数Ｇにもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出するようになっている。これにより、振動波の位相ズレ成分を簡単な回路構成で精度良く検出することが可能になる。すなわち、共振回路２から減衰状に出力される自由振動波にあっては、強制振動波に比して位相ズレ成分が明確に現れるだけでなく、位相ズレ成分が振動波の数だけ蓄積されるので、回路構成が複雑な同期検波回路や、高速なカウンタを持たない安価なデジタル回路でも、位相ズレ成分を高精度に検出することができる。しかも、所定期間内における自由振動波の合計カウント数Ｇにもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出するので、所定数の自由振動波カウント処理に要した時間にもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出する場合とは異なり、検出期間を任意に設定することが可能になる。なお、自由振動波カウント処理では、自由振動波の１波を１としてカウントしてもよいし、自由振動波の半波を１としてカウントしてもよい。
【００１７】
また、検出回路３は、自由振動波カウント処理における自由振動波のカウント数が所定数Ｎに達したタイミングを基準として、自由振動波カウント処理を繰り返し、所定期間内における自由振動波の合計カウント数Ｇにもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出するようになっている。このようにすると、自由振動波カウント処理の繰り返しにより、自由振動波の位相ズレ成分が増幅されるので、回路構成を複雑にすることなく、自由振動波カウント処理の繰り返し回数を増やすだけで、位相ズレ成分の検出精度をさらに向上させることができる。
【００１８】
自由振動波の合計カウント数Ｇを計数する前記の所定期間は、時間にもとづいて規定された期間とすることができ、この場合には、検出期間として任意の時間を設定することができる。例えば、検出期間を一定時間として検出を繰り返せば、一定の周期で検出値を得ることができる。
また、発生期間や発生回数が限定的な被検出事象（例えば、インパクトレンチの軸力検出）にあっては、被検出事象の発生期間や発生回数にもとづいて検出期間を規定するようにしてもよい。このようにすると、被検出事象の発生期間や発生回数に適合する検出期間を設定することができる。例えば、検出期間を被検出事象の発生期間に一致させれば、被検出事象の発生期間内に生じた位相ズレ成分の積分値を得ることができる。また、検出期間を被検出事象が所定回数発生する期間に一致させれば、被検出事象が所定回数発生する期間内に生じた位相ズレ成分の積分値を得ることができる。
【００１９】
次に、検出装置１の具体的な構成について説明する。
【００２０】
共振回路２は、検出コイルＬにコンデンサＣを並列に接続した並列共振回路でもよいが、検出コイルＬにコンデンサＣを直列に接続した直列共振回路が好ましい。このようにすると、直列共振回路の作用によって、最大でソース電圧（例えば５Ｖ）のＱ倍（例えば８倍）の電圧を検出コイルＬに印加できるので、共振回路２から振幅の大きい自由振動波を出力することができる。これにより、自由振動波カウント数を多くし、測定精度を更に高めることができる。しかも、振幅の大きい自由振動波は、増幅器を介さずに検出回路３に直接入力できるので、回路構成がよりシンプルになり、更なるコストダウンが可能になる。
【００２１】
なお、検出コイルＬに印加される最大電圧ＶＬＭＡＸは、以下に示す式で求めることができる。ただし、ω０は共振角周波数、Ｌは検出コイルＬのインダクタンス、Ｒは検出コイルＬの抵抗、ＣはコンデンサＣのキャパシタンス、ＶＳはソース電圧、Ｑは共振回路の良好度である。
【００２２】
【数１】
2008259079.tif 000003
【００２３】
本実施形態の検出回路３は、駆動パルス信号によって共振回路２を強制振動させるにあたり、複数の駆動パルス信号により共振回路２を強制振動させた後、駆動信号出力を停止する。このようにすると、単発の駆動パルス信号で共振回路２を強制振動させる場合に比べ、強制振動波の振幅を大きくできる。特に、強制振動波の振幅が最大になるように所定の共振周波数で数発（例えば６発）の駆動パルス信号を出力すれば、駆動信号出力停止後に共振回路２から出力される自由振動波の振幅をより大きくし、測定精度を更に高めることが可能になる。
ちなみに、共振回路２を強制振動させる共振周波数ｆは、以下に示す式で求めることができる。
【００２４】
【数２】
2008259079.tif 000004
【００２５】
次に、自由振動波における位相ズレの蓄積作用（増幅作用）について、図２〜図１０を参照して説明する。
【００２６】
図２は、駆動パルス信号波形（ａ点）及び共振回路の振動波形（ｂ点）を示す説明図である。この図に示すように、検出回路３は、所定電圧（例えば５Ｖ）の駆動パルス信号を出力し、共振回路２を強制振動させる。このとき、本実施形態では、所定の共振周波数で数発（例えば６発）の駆動パルス信号を出力することにより、検出コイルＬに最大電圧（例えば４０Ｖ）を印加させる。そして、駆動パルス信号の出力を停止した後は、共振回路２から複数の自由振動波が減衰状に出力される。
【００２７】
図３は、十数個目の自由振動波を拡大した説明図、図４は、検出コイルに金属が近接（７ｍｍ）したときとの位相ズレを示す説明図、図５は、検出コイルに金属が近接（３ｍｍ）したときとの位相ズレを示す説明図である。これらの図に示すように、共振回路２から出力される自由振動波は、十数個目であっても検出に十分な振幅を保っている。ここで、検出コイルＬに金属（コイン：非磁性金属）が近接すると、検出コイルＬから発生する磁束が近接した金属に磁気的に干渉し、自由振動波の位相が進む。金属の近接に伴う自由振動波の位相ズレは、強制振動波に比べて明確に現れるだけでなく、自由振動波の個数分だけ蓄積されるので、低速なカウンタでも高精度に位相ズレを測定することが可能になる。
【００２８】
また、図４及び図５に示すように、自由振動波の位相ズレは、検出コイルＬに金属が近づくほど大きくなるので、自由振動波の位相ズレにもとづいて、検出コイルＬと金属の距離を高精度に測定することが可能になる。図１０は、金属の近接距離（ｍｍ）と位相ズレ（μｓｅｃ）の関係を示しており、検出コイルＬに金属が近づくほど自由振動波の位相ズレが大きくなることが解る。特に、１０〜２０個目の自由振動波を見ている位相ズレデータにあっては、位相ズレが１０〜２０倍に加算されているので、極めて高精度な距離測定（変位測定）が可能になる。
【００２９】
図６は、自由振動波形（ｂ点）と比較器出力（ｃ点）の関係を示す説明図、図７は、検出コイルに金属が近接していないときの比較器出力を示す拡大図、図８は、検出コイルに金属が近接（７ｍｍ）したときとの比較器出力を示す説明図、図９は、検出コイルに金属が近接（３ｍｍ）したときとの比較器出力を示す説明図である。これらの図に示すように、共振回路２から出力される自由振動波は、十数個目であっても検出に十分な振幅を保っているので、比較器によって明確な矩形波に変換することができる。ここで、検出コイルＬに金属が近接すると、比較器出力波形の位相が進む。図８及び図９から明らかなように、金属の近接に伴う位相ズレは、自由振動波の個数が増えるほど蓄積され、測定が容易になる。
【００３０】
次に、自由振動波カウント処理の繰り返しによる位相ズレの増幅作用（蓄積作用）について、図１１を参照して説明する。
【００３１】
図１１は、自由振動波カウント処理の繰り返しによる位相ズレの増幅作用を示す説明図である。この図に示す波形は、一回の検出処理における共振回路２の出力波形であって、２発の駆動パルス信号を出力して、共振回路２を強制振動させた後、共振回路２から減衰状に出力される自由振動波の数をカウントし、カウント数が所定数５に達したか否かを判断する自由振動波カウント処理を行い、該自由振動波カウント処理における自由振動波のカウント数が所定数５に達したタイミングを基準として、自由振動波カウント処理を１０回繰り返した場合の波形であり、上側の波形は、下側の波形よりも金属を近づけた場合を示している。この図から明らかなように、自由振動波カウント処理における自由振動波のカウント数が所定数に達したタイミングを基準として、自由振動波カウント処理を所定回数繰り返すと、自由振動波の位相ズレが増幅される。これにより、回路構成を複雑にすることなく、自由振動波カウント処理の繰り返し回数を増やすだけで、金属の近接に伴う位相ズレの測定精度を飛躍的に向上させることができる。しかも、近接センサ１は、所定期間内における自由振動波の合計カウント数Ｇにもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出するので、所定数の自由振動波カウント処理に要した時間にもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出する場合とは異なり、検出期間を任意に設定することが可能になる。例えば、図１１に示す上側の波形の期間（５カウント×１０回の所要時間）を検出期間として設定した場合、上側の波形における合計カウント数Ｇよりも、下側の波形における合計カウント数Ｇの方が少なくなり、その差は、金属の近接距離に比例したものとなる。
【００３２】
次に、検出回路３の検出処理手順について、図１２を参照して説明する。
【００３３】
図１２は、検出回路の検出処理手順を示すフローチャートである。この図に示すように、検出回路３は、まず、比較器のＲＥＦ電圧を設定した後（Ｓ１）、カウンタクリア処理（Ｓ２）と、自由振動波カウント処理（Ｓ３〜Ｓ６）と、検出期間終了判定処理（Ｓ７）と、検出信号出力処理（Ｓ８）とからなる検出処理を繰り返し実行する。
【００３４】
カウンタクリア処理は、自由振動波の合計カウント数Ｇをカウントする合計カウンタＧと、検出期間を規定する時間Ｔを計時する時間計測カウンタｔとをクリアする処理である（Ｓ２）。また、自由振動波カウント処理は、自由振動波カウンタｎをクリアした後（Ｓ３）、共振回路２に対して所定数の駆動パルス信号を出力し（Ｓ４）、共振回路２から減衰状に出力される自由振動波の数（今回カウント数ｎ及び合計カウント数Ｇ）をカウントすると共に（Ｓ５）、カウント数ｎが所定数Ｎに達したか否かを判断する処理である（Ｓ６）。そして、自由振動波カウント処理（Ｓ３〜Ｓ６）は、自由振動波のカウント数ｎが所定数Ｎに達したタイミングで繰り返し実行される。検出期間終了判定処理は、時間計測カウンタｔにもとづいて検出期間Ｔが終了したＫ否かを判定する処理であり（Ｓ７）、この判定結果がＮＯの場合は、自由振動波カウント処理を継続し、判定結果がＹＥＳになったら、検出信号出力処理を実行させる。検出信号出力処理は、検出期間Ｔ内における自由振動波の合計カウント数Ｇを所定の検出信号形式（例えば、近接距離信号）に変換して出力する処理である（Ｓ８）。
【００３５】
叙述の如く構成された本実施形態によれば、検出コイルＬとコンデンサＣとを接続してなる共振回路２を駆動し、該共振回路２から出力される振動波の位相ズレ成分にもとづいて検出を行う近接センサ１であって、共振回路２に対して所定数の駆動信号を出力すると共に、駆動信号出力停止後に共振回路２から減衰状に出力される自由振動波の数をカウントし、所定期間内における自由振動波の合計カウント数Ｇにもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出するので、振動波の位相ズレ成分を簡単な回路構成で精度良く検出することが可能になる。すなわち、共振回路２から減衰状に出力される自由振動波にあっては、強制振動波に比して位相ズレ成分が明確に現れるだけでなく、位相ズレ成分が振動波の数だけ蓄積されるので、回路構成が複雑な同期検波回路や、高速なカウンタを持たない安価なデジタル回路でも、位相ズレ成分を高精度に検出することができる。しかも、所定期間内における自由振動波の合計カウント数Ｇにもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出するので、所定数の自由振動波カウント処理に要した時間にもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出する場合とは異なり、検出期間を任意に設定することが可能になる。例えば、検出期間を一定時間として検出を繰り返せば、一定の周期で検出値を得ることができ、また、検出期間を被検出事象の発生期間に一致させれば、被検出事象の発生期間に生じた位相ズレ成分の積分値を得ることができる。
【００３６】
また、本実施形態の近接センサ１は、自由振動波カウント処理における自由振動波のカウント数が所定数Ｎに達したタイミングを基準として、自由振動波カウント処理を繰り返し、所定期間内における自由振動波の合計カウント数Ｇにもとづいて自由振動波の位相ズレ成分を検出するので、自由振動波カウント処理の繰り返しにより、自由振動波の位相ズレ成分を増幅させることができる。これにより、回路構成を複雑にすることなく、自由振動波カウント処理の繰り返し回数を増やすだけで、位相ズレ成分の検出精度をさらに向上させることができる。
【００３７】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されないことは勿論であって、検出コイルとコンデンサとを接続してなる共振回路を駆動し、該共振回路から出力される振動波の位相ズレ成分にもとづいて検出を行うものであれば、近接センサに限らず、その他の各種検出装置及び検出方法に適用できることは言うまでもない。また、前記実施形態では、検出回路から出力される駆動信号で共振回路を直接駆動しているが、電磁誘導などにより共振回路を間接的に駆動させる検出装置でも実施することができる。例えば、検出コイルとは別個に設けられる励磁コイルを駆動し、該駆動に応じて励磁コイルから発生する交流磁界の変化を検出コイル（共振回路）で検出する検出装置にも好適に用いることができる。また、前記実施形態では、一回の検出処理において自由振動波カウント処理を繰り返しているが、本発明は、一回の検出処理において自由振動波カウント処理を繰り返さない検出装置や検出方法でも有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】検出装置（近接センサ）の構成を示すブロック図である。
【図２】駆動パルス信号波形（ａ点）及び共振回路の振動波形（ｂ点）を示す説明図である。
【図３】十数個目の自由振動波を拡大した説明図である。
【図４】検出コイルに金属が近接（７ｍｍ）したときとの位相ズレを示す説明図である。
【図５】検出コイルに金属が近接（３ｍｍ）したときとの位相ズレを示す説明図である。
【図６】自由振動波形（ｂ点）と比較器出力（ｃ点）の関係を示す説明図である。
【図７】検出コイルに金属が近接していないときの比較器出力を示す拡大図である。
【図８】検出コイルに金属が近接（７ｍｍ）したときとの比較器出力を示す説明図である。
【図９】検出コイルに金属が近接（３ｍｍ）したときとの比較器出力を示す説明図である。
【図１０】金属の近接距離と位相ズレの関係を示すグラフである。
【図１１】自由振動波カウント処理の繰り返しによる位相ズレの増幅作用を示す説明図である。
【図１２】検出回路の検出処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
１  近接センサ
２  共振回路
３  検出回路
Ｃ  コンデンサ
Ｌ  検出コイル
【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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【図１２】
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