(57)【要約】【課題】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。【解決手段】近接センサ１は、検出コイルＬにコンデンサＣを接続してなる共振回路２と、該共振回路２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共振回路２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、該位相ズレ測定手段は、駆動信号出力手段の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数をカウントし、所定数の自由振動波をカウントしたタイミングで、駆動信号出力手段に駆動信号を出力させる、という回帰動作を所定回数繰り返すことによって、自由振動波の位相ズレを増幅させる。【選択図】図１
2008060689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属の近接を検出する近接センサであって、
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、
該位相ズレ測定手段は、
前記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出力される自由振動波の数をカウントし、所定数の自由振動波をカウントしたタイミングで、前記駆動信号出力手段に駆動信号を出力させる、という回帰動作を所定回数繰り返すことによって、自由振動波の位相ズレを増幅させる
ことを特徴とする近接センサ。
【請求項２】
前記位相ズレ測定手段は、
前記駆動信号出力手段の初回の駆動信号出力に応じて計時を開始し、所定回数の前記回帰動作が終了した後、前記共振回路から所定数の自由振動波が出力された時点で計時を終了する時間計測手段を備える
ことを特徴とする請求項１記載の近接センサ。
【請求項３】
前記共振回路は、検出コイルにコンデンサを直列に接続してなる直列共振回路であることを特徴とする請求項１又は２記載の近接センサ。
【請求項４】
前記駆動信号出力手段は、複数の駆動パルス信号により前記共振回路を強制振動させた後、駆動信号出力を停止することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の近接センサ。
【請求項５】
前記位相ズレ測定手段は、前記共振回路の出力信号を、増幅器を介さずに直接入力することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の近接センサ。
【請求項６】
前記駆動信号出力手段及び前記位相ズレ測定手段は、１チップマイコン内に構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の近接センサ。
【請求項７】
金属の近接を検出する近接検出方法であって、検出コイルにコンデンサを接続してなる共振回路に対して駆動信号を出力し、該駆動信号の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にあたり、駆動信号の出力停止後に前記共振回路から出力される自由振動波の数をカウントし、所定数の自由振動波をカウントしたタイミングで、前記共振回路に対して駆動信号を出力する、という回帰動作を所定回数繰り返すことによって、自由振動波の位相ズレを増幅させることを特徴とする近接検出方法。
【請求項８】
前記共振回路に対する初回の駆動信号出力に応じて計時を開始し、所定回数の前記回帰動作が終了した後、前記共振回路から所定数の自由振動波が出力された時点で計時を終了し、その計時結果にもとづいて、金属の近接に伴う振動波の位相ズレを測定することを特徴とする請求項７記載の近接検出方法。
【請求項９】
前記共振回路は、検出コイルにコンデンサを直列に接続してなる直列共振回路であることを特徴とする請求項７又は８記載の近接検出方法。
【請求項１０】
複数の駆動パルス信号により前記共振回路を強制振動させた後、駆動信号出力を停止して前記共振回路から自由振動波を出力させることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の近接検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属の近接を検出する近接スイッチ、変位センサ、距離センサ、材質センサ、コインセンサ、金属球センサなどの近接センサ及び近接検出方法に関し、特に、金属の変位を高精度に検出する高精度変位センサに好適に用いることができ、その価格性能比を飛躍的に高めることができる近接センサ及び近接検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属の近接を検出する近接センサが広く普及している（例えば、特許文献１参照）。この種の近接センサとしては、非接触型マイクロスイッチとして使用される近接スイッチだけでなく、金属の変位を検出する変位センサ、金属との近接距離を検出する距離センサ、金属の材質を判定する材質センサ、コイン（硬貨、遊技メダルなど）の通過を検出するコインセンサ、金属球（パチンコ用遊技球など）の貫通を検出する金属球センサなどが含まれる。
【０００３】
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。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。
【特許文献１】特許第２５５０６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来における周波数測定方式の近接センサは、金属の近接に応じた周波数変化を測定するにあたり、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、振幅測定方式の近接センサに比べて、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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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近接センサは、金属の近接を検出する近接センサであって、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、該位相ズレ測定手段は、前記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出力される自由振動波の数をカウントし、所定数の自由振動波をカウントしたタイミングで、前記駆動信号出力手段に駆動信号を出力させる、という回帰動作を所定回数繰り返すことによって、自由振動波の位相ズレを増幅させることを特徴とする。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。しかも、所定数の自由振動波をカウントしたタイミングで、共振回路に対して駆動信号を出力する、という回帰動作を所定回数繰り返すことによって、自由振動波の位相ズレを増幅させるので、回路構成を複雑にすることなく、回帰動作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。
また、前記位相ズレ測定手段は、前記駆動信号出力手段の初回の駆動信号出力に応じて計時を開始し、所定回数の前記回帰動作が終了した後、前記共振回路から所定数の自由振動波が出力された時点で計時を終了する時間計測手段を備えることを特徴とする。このような近接センサによれば、増幅された位相ズレを安価なデジタル回路で高精度に測定することができる。
また、前記共振回路は、検出コイルにコンデンサを直列に接続してなる直列共振回路であることを特徴とする。このような近接センサによれば、直列共振回路の作用によって、最大でソース電圧のＱ倍（Ｑ：共振回路の良好度）の電圧を検出コイルに印加できるので、共振回路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だけでなく、ノイズにも強いものとできる。
また、前記駆動信号出力手段は、複数の駆動パルス信号により前記共振回路を強制振動させた後、駆動信号出力を停止することを特徴とする。このような近接センサによれば、単発の駆動パルス信号で共振回路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数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。
また、前記位相ズレ測定手段は、前記共振回路の出力信号を、増幅器を介さずに直接入力することを特徴とする。このような近接センサによれば、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。
また、前記駆動信号出力手段及び前記位相ズレ測定手段は、１チップマイコン内に構成されることを特徴とする。このような近接センサによれば、共振回路（検出コイル、コンデンサ）と１チップマイコンだけで高性能な近接センサを構成できるので、より一層のコストダウンが可能になる。
また、本発明の近接検出方法は、金属の近接を検出する近接検出方法であって、検出コイルにコンデンサを接続してなる共振回路に対して駆動信号を出力し、該駆動信号の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にあたり、駆動信号の出力停止後に前記共振回路から出力される自由振動波の数をカウントし、所定数の自由振動波をカウントしたタイミングで、前記共振回路に対して駆動信号を出力する、という回帰動作を所定回数繰り返すことによって、自由振動波の位相ズレを増幅させることを特徴とする。このような近接検出方法によれば、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。しかも、所定数の自由振動波をカウントしたタイミングで、共振回路に対して駆動信号を出力する、という回帰動作を所定回数繰り返すことによって、自由振動波の位相ズレを増幅させるので、回路構成を複雑にすることなく、回帰動作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。
また、前記共振回路に対する初回の駆動信号出力に応じて計時を開始し、所定回数の前記回帰動作が終了した後、前記共振回路から所定数の自由振動波が出力された時点で計時を終了し、その計時結果にもとづいて、金属の近接に伴う振動波の位相ズレを測定することを特徴とする。このような近接検出方法によれば、増幅された位相ズレを安価なデジタル回路で高精度に測定することができる。
また、前記共振回路は、検出コイルにコンデンサを直列に接続してなる直列共振回路であることを特徴とする。このような近接検出方法によれば、直列共振回路の作用によって、最大でソース電圧のＱ倍（Ｑ：共振回路の良好度）の電圧を検出コイルに印加できるので、共振回路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だけでなく、ノイズにも強いものとできる。
また、複数の駆動パルス信号により前記共振回路を強制振動させた後、駆動信号出力を停止して前記共振回路から自由振動波を出力させることを特徴とする。このような近接検出方法によれば、単発の駆動パルス信号で共振回路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数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。
【発明の効果】
【０００６】
以上のように本発明によれば、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。しかも、所定数の自由振動波をカウントしたタイミングで、共振回路に対して駆動信号を出力する、という回帰動作を所定回数繰り返すことによって、自由振動波の位相ズレを増幅させるので、回路構成を複雑にすることなく、回帰動作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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
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。図１において、１は金属の近接を検出する近接センサであって、該近接センサ１は、共振回路２及び１チップマイコン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、１チップマイコン３内に構成される駆動信号出力手段によって駆動される。１チップマイコン３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、比較器などが内蔵されており、所定の処理手順（プログラム）をＲＯＭに書き込むことにより、駆動信号出力手段及び位相ズレ測定手段として動作する。
【０００８】
位相ズレ測定手段は、駆動信号出力手段の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ように構成される。このようにすると、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２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。また、このような検出方式によれば、検出コイルＬを励磁コイルに兼用できるので、コイル数を削減して更なるコストダウンが図れる。
【０００９】
さらに、位相ズレ測定手段は、共振回路２に対する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にあたり、共振回路２に対する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数をカウントし、所定数の自由振動波をカウントしたタイミングで、共振回路２に対して駆動信号を出力する、という回帰動作を所定回数繰り返すことによって、自由振動波の位相ズレを増幅させるようになっている。このようにすると、回路構成を複雑にすることなく、回帰動作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可能になる。例えば、位相ズレ測定手段に、駆動信号出力手段の初回の駆動信号出力に応じて計時を開始し、所定回数の回帰動作が終了した後、共振回路２から所定数の自由振動波が出力された時点で計時を終了する時間計測手段を備えることにより、増幅された位相ズレを安価なデジタル回路で高精度に測定することができる。
【００１０】
自由振動波のカウント数や回帰動作の回数は、要求される測定精度やコイルの性能（価格）に応じて任意に設定することができる。例えば、価格性能比を優先する場合には、自由振動波の減衰が大きい比較的安価なコイルや動作速度が遅い比較的安価なマイコンを用い、自由振動波カウント数を２〜１０程度、回帰動作回数を５〜１０程度に設定するとよい。また、測定精度を優先する場合には、自由振動波の減衰が小さい比較的高価なコイルや動作速度が速い比較的高価なマイコンを用い、自由振動波カウント数を１０以上、回帰動作回数を１０以上に設定するとよい。
【００１１】
共振回路２は、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であることが好ましい。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だけでなく、ノイズにも強いものとできる。しかも、振幅の大きい自由振動波は、増幅器を介さずに１チップマイコン３（位相ズレ測定手段）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。
【００１２】
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。
【００１３】
【数１】
2008060689.tif 000003
【００１４】
本実施形態の駆動信号出力手段は、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。
なお、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。
【００１５】
【数２】
2008060689.tif 000004
【００１６】
次に、自由振動波における位相ズレの蓄積作用について、図２〜図１０を参照して説明する。
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、１チップマイコン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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
次に、回帰動作による位相ズレの増幅作用について、図１１を参照して説明する。図１１は、回帰動作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、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、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５個目の自由振動波をカウントしたタイミングで、共振回路２に再び２発の駆動パルスを出力する、という回帰動作を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、所定数の自由振動波をカウントしたタイミングで、共振回路２に対して駆動信号を出力する、という回帰動作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、回帰動作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。具体的には、駆動信号出力手段の初回の駆動信号出力に応じて計時を開始し、所定回数の回帰動作が終了した後、共振回路２から所定数の自由振動波が出力された時点で計時を終了するタイマにより、金属の近接に伴う位相ズレを高精度に測定することができる。
【００２１】
次に、１チップマイコン３内の処理手順について、図１２を参照して説明する。この図に示すように、１チップマイコン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、駆動信号出力処理（Ｓ３：駆動信号出力手段）と、位相ズレ測定処理（Ｓ３〜Ｓ９：位相ズレ測定手段）とを繰り返し実行する。
【００２２】
カウンタクリア処理は、回帰動作カウンタ及び時間計測カウンタをクリアする処理であり、駆動信号出力処理は、強制振動波の振幅が最大になるように、共振回路２に対して所定の共振周波数で数発の駆動パルス信号を出力する処理である。位相ズレ測定処理は、駆動信号出力停止後、自由振動波カウンタをクリアし（Ｓ４）、共振回路２から減衰状に出力される自由振動波の数をカウントすると共に、カウント数が所定数に達したか否かを判断し（Ｓ５）、この判断結果がＹＥＳになったら、回帰動作カウンタをインクリメントし（Ｓ６）、回帰動作回数が所定数に達したか否かを判断する（Ｓ７）。この判断結果がＮＯの場合は、駆動信号出力処理に戻り、Ｓ３〜Ｓ７を繰り返す。そして、回帰動作回数が所定数になったら、時間計測カウンタ値を読み込むと共に（Ｓ８：時間計測手段）、読み込んだ時間計測カウンタ値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（Ｓ９）。
【００２３】
叙述の如く構成された本実施形態の近接センサ１は、検出コイルＬにコンデンサＣを接続してなる共振回路２と、該共振回路２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共振回路２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、該位相ズレ測定手段は、駆動信号出力手段の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数をカウントし、所定数の自由振動波をカウントしたタイミングで、駆動信号出力手段に駆動信号を出力させる、という回帰動作を所定回数繰り返すことによって、自由振動波の位相ズレを増幅させるので、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２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。しかも、所定数の自由振動波をカウントしたタイミングで、共振回路に対して駆動信号を出力する、という回帰動作を所定回数繰り返すことによって、自由振動波の位相ズレを増幅させるので、回路構成を複雑にすることなく、回帰動作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。
【００２４】
また、位相ズレ測定手段は、駆動信号出力手段の初回の駆動信号出力に応じて計時を開始し、所定回数の前記回帰動作が終了した後、前記共振回路２から所定数の自由振動波が出力された時点で計時を終了する時間計測手段を備えるので、増幅された位相ズレを安価なデジタル回路で高精度に測定することができる。
【００２５】
また、共振回路２は、検出コイルＬにコンデンサＣを直列に接続してなる直列共振回路であるため、直列共振回路の作用によって、最大でソース電圧のＱ倍（Ｑ：共振回路の良好度）の電圧を検出コイルＬに印加し、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だけでなく、ノイズにも強いものとできる。
【００２６】
また、駆動信号出力手段は、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ので、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数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。
【００２７】
また、信号出力手段及び位相ズレ測定手段は、１チップマイコン３内に構成さ、しかも、位相ズレ測定手段は、共振回路２の出力信号を、増幅器を介さずに直接入力するので、共振回路２（検出コイルＬ、コンデンサＣ）と１チップマイコン３だけで高性能な近接センサ１を構成し、より一層のコストダウンが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】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】回帰動作による位相ズレの増幅作用を示す説明図である。
【図１２】１チップマイコンの処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２９】
１  近接センサ
２  共振回路
３  １チップマイコン
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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