(57)【要約】【課題】  共振型の変位検知装置において、共振回路の特性変化の影響を低減または排除して、変位検知精度を向上させること。【解決手段】変位検知システム１０では、共振回路２１が取り得る共振周波数範囲を予め見積もり、見積もった共振周波数範囲が含まれるように駆動周波数の変動範囲ｆ１〜ｆ２を決定し、可変発振器３０によって、駆動周波数を、第１の周波数ｆ１〜第２の周波数ｆ２の間で繰り返し変化させる。したがって、共振回路２１の共振周波数がｆr1の場合には、駆動周波数がｆr1に変化した際に、ギャップＧ大の場合の共振電圧Ｖgl1を得ることができる。また、共振回路２１の共振周波数がｆr2の場合には、駆動周波数がｆr2に変化した際に、ギャップＧ大の共振電圧Ｖgl2を得ることができる。【選択図】  図１
2005333426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変位検知装置であって、
検知対象物に対向する検出用コイルと、
前記検出用コイルを含むと共に共振周波数に対応して共振電圧を出力する共振回路と、
第１の周波数と第２の周波数との間で繰り返して発振周波数を変更可能な可変周波数発振回路と、
前記可変周波数発振回路によって発振された周波数を駆動電圧に重畳して前記共振回路に対して印加する駆動器と、
前記共振回路から出力される前記共振電圧を用いて前記検知対象物の変位を検出する変位検出器とを備える変位検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載の変位検知装置において、
前記第１の周波数と前記第２の周波数とは、少なくとも前記共振回路が取り得る共振周波数の範囲を含み、
前記可変周波数発振回路は、前記第１の周波数と前記第２の周波数との間で連続して周波数を変化させる変位検知装置。
【請求項３】
請求項１に記載の変位検知装置において、
前記第１の周波数と前記第２の周波数とは、少なくとも前記共振回路が取り得る共振周波数の範囲を含み、
前記可変周波数発振回路は、前記第１の周波数と前記第２の周波数との間で離散的に周波数を変化させる変位検知装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の変位検知装置において、
前記変位検出器は、前記検知対象物と前記検出用コイルとの間隔が大きい場合に前記共振回路から出力される共振電圧と、前記検知対象物と前記検出用コイルとの間隔が小さい場合に前記共振回路から出力される共振電圧との差分が所定値以上の場合に、前記検知対象物が変位したことを検出する変位検知装置。
【請求項５】
第１の周波数と第２の周波数との間で発振周波数を変更可能な可変周波数発振回路と、近接配置されている複数の変位検知装置とを備える変位検知システムであって、
前記各変位検知装置は、
検知対象物に対向する検出用コイルと、
前記検出用コイルを含むと共に共振周波数に対応して共振電圧を出力する共振回路と、
前記可変周波数発振回路によって発振された周波数を駆動電圧に重畳して前記共振回路に対して印加する駆動器と、
前記共振回路から出力される共振電圧を用いて前記検知対象物の変位を検出する変位検出器とを備える変位検知システム。
【請求項６】
変位検知装置であって、
検知対象物に対向する検出用コイルと、
前記検出用コイルを含むと共に共振周波数に対応して共振電圧を出力する共振回路と、
第１の周波数と第２の周波数との間で発振周波数を変更可能な可変周波数発振回路と、
前記可変周波数発振回路によって発振された周波数を重畳した駆動電圧を前記共振回路に対して印加する駆動器と、
前記第１の周波数と前記第２の周波数の間における、前記共振回路の共振周波数を検知する共振周波数検知手段と、
前記検知された共振周波数を記憶する記憶部と、
前記可変周波数発振回路に対して前記記憶された共振周波数の周波数発振を要求し、発振された前記共振周波数を重畳して駆動電圧を前記共振回路に対して印加させ、前記共振回路から出力される前記共振電圧を用いて前記検知対象物の変位を検出する変位検出器とを備える変位検知装置。
【請求項７】
請求項６に記載の変位検知装置を複数、近接配置して備える変位検知システム。
【請求項８】
変位検知方法であって、
第１の周波数と第２の周波数との間で繰り返して発振周波数を変更し、
前記変更した発振周波数を駆動電圧に重畳して、検知対象物に対向する検出用コイルを含む共振回路に対して印加し、
前記共振回路から共振周波数に対応して出力される共振電圧を用いて前記検知対象物の変位を検出する変位検知方法。
【請求項９】
変位検知方法であって、
第１の周波数と第２の周波数との間で発振周波数を変更し、
前記変更した発振周波数を駆動電圧に重畳して、検知対象物に対向する検出用コイルを含む共振回路に対して印加し、
前記第１の周波数と前記第２の周波数の間における、前記共振回路の共振周波数を検知し、
前記検知した共振周波数を記憶装置に記憶し、
前記記憶されている共振周波数を発振し、
前記発振された共振周波数を駆動電圧に重畳して、前記共振回路に対して印加し、
前記共振回路から前記共振周波数に対応して出力される共振電圧を用いて前記検知対象物の変位を検出する変位検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検知対象物の変位を検出する変位検知装置、および変位検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
検知対象物の変位を検出するための変位検出センサとして、対象物に発生する渦電流に起因する発振強度、発振周波数の変化として対象物との距離変化を検出する、自己発振型の変位検出センサ、共振型の変位検出センサが知られている。自己発振型の変位検出センサは、インダクタによって発振を得て、発振しているインダクタから出力される磁束を対象物に当てて、発振強度、発振周波数の変化から対象物との距離変化を検出する。したがって、複数の自己発振型の変位検出センサを隣接させると、相互に隣接する他の自己発振型の変位検出センサから出力される磁束によって発振状態に影響を受け、正確な発振強度の変化を検出することができなくなる。これを防止するためには、磁気シールドを介在させることが考えられるが、コスト高になると共に完全なシールドは困難である。
【０００３】
一方、共振型の変位検出センサは、水晶発振器等の外部発振器によって駆動電圧に重畳すべき周波数を得て、共振回路を駆動する。このとき、個々のインダクタから磁束が出力されても、外部発振器によって発振される発振周波数は同一であるため、隣接影響は軽減される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２９８４０３号公報
【特許文献２】特開平９−１０１１０６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、共振型の変位検出センサでは、各センサにおいて共振回路を構成するインダクタおよびコンデンサの容量変化によって、共振周波数が変化するという問題がある。すなわち、インダクタには巻き線の形状変化や温度変化によるインダクタンス変化が存在し、コンデンサには経時変化や温度変化が存在するので、インダクタンスとコンデンサの容量の積が変動し、共振周波数が変化してしまう。この結果、共振周波数が変化することによって、振幅の強度（出力電圧）が低下してしまい、対象物の変位を正確に検出することができなくなるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、共振型の変位検知装置において、共振回路の特性変化の影響を低減または排除して、変位検知精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明の第１の態様は、変位検知装置を提供する。本発明の第１の態様に係る変位検知装置は、検知対象物に対向する検出用コイルと、前記検出用コイルを含むと共に共振周波数に対応して共振電圧を出力する共振回路と、第１の周波数と第２の周波数との間で繰り返して発振周波数を変更可能な可変周波数発振回路と、前記可変周波数発振回路によって発振された周波数を駆動電圧に重畳して前記共振回路に対して印加する駆動器と、前記共振回路から出力される前記共振電圧を用いて前記検知対象物の変位を検出する変位検出器とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第１の態様に係る変位検知装置によれば、第１の周波数と第２の周波数との間で繰り返して発振周波数を変更可能な可変周波数発振回路によって発振された周波数を駆動電圧に重畳して共振回路に対して印加し、共振回路から出力される共振電圧を用いて検知対象物の変位を検出するので、共振型の変位検知装置において、共振回路の特性変化の影響を低減または排除して、変位検知精度を向上させることができる。
【０００９】
本発明の第１の態様に係る変位検知装置において、前記第１の周波数と前記第２の周波数とは、少なくとも前記共振回路が取り得る共振周波数の範囲を含み、前記可変周波数発振回路は、前記第１の周波数と前記第２の周波数との間で連続して周波数を変化させても良い。また、前記可変周波数発振回路は、前記第１の周波数と前記第２の周波数との間で離散的に周波数を変化させても良い。いずれの場合にも、共振回路の共振電圧を検知することができるので、共振回路の特性変化に関わらず、変位検知精度を向上させることができる。
【００１０】
本発明の第１の態様に係る変位検知装置において、前記変位検出器は、前記検知対象物と前記検出用コイルとの間隔が大きい場合に前記共振回路から出力される共振電圧と、前記検知対象物と前記検出用コイルとの間隔が小さい場合に前記共振回路から出力される共振電圧との差分が所定値以上の場合に、前記検知対象物が変位したことを検出しても良い。かかる場合には、所定値を適宜定めることによって検知対象物の変位の検出精度を変化させることができる。
【００１１】
本発明の第２の態様は、第１の周波数と第２の周波数との間で発振周波数を変更可能な可変周波数発振回路と、近接配置されている複数の変位検知装置とを備える変位検知システムを提供する。本発明の第２の態様に係る変位検知システムにおいて、前記各変位検知装置は、
検知対象物に対向する検出用コイルと、前記検出用コイルを含むと共に共振周波数に対応して共振電圧を出力する共振回路と、前記可変周波数発振回路によって発振された周波数を駆動電圧に重畳して前記共振回路に対して印加する駆動器と、前記共振回路から出力される前記共振電圧を用いて前記検知対象物の変位を検出する変位検出器とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２の態様に係る変位検知システムによれば、第１の周波数と第２の周波数との間で繰り返して発振周波数を変更可能な可変周波数発振回路によって発振された周波数を駆動電圧に重畳して共振回路に対して印加し、共振回路から出力される共振電圧を用いて検知対象物の変位を検出するので、共振型の変位検知装置において、共振回路の特性変化の影響を低減または排除して、変位検知精度を向上させることができる。
【００１３】
本発明の第３の態様は変位検知装置を提供する。本発明の第３の態様に係る変位検知装置は、検知対象物に対向する検出用コイルと、前記検出用コイルを含むと共に共振周波数に対応して共振電圧を出力する共振回路と、第１の周波数と第２の周波数との間で発振周波数を変更可能な可変周波数発振回路と、前記可変周波数発振回路によって発振された周波数を重畳した駆動電圧を前記共振回路に対して印加する駆動器と、前記第１の周波数と前記第２の周波数の間における、前記共振回路の共振周波数を検知する共振周波数検知手段と、前記検知された共振周波数を記憶する記憶部と、前記可変周波数発振回路に対して前記記憶された共振周波数の周波数発振を要求し、発振された前記共振周波数を重畳して駆動電圧を前記共振回路に対して印加させ、前記共振回路から出力される前記共振電圧を用いて前記検知対象物の変位を検出する変位検出器とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第３の態様に係る変位検知装置によれば、第１の周波数と第２の周波数の間における、共振回路の共振周波数を検知して記憶し、可変周波数発振回路に対して記憶された共振周波数の周波数発振を要求し、発振された共振周波数を重畳して駆動電圧を共振回路に対して印加させ、共振回路から出力される共振電圧を用いて検知対象物の変位を検出するので、共振型の変位検知装置において、共振回路の特性変化の影響を低減または排除して、変位検知精度を向上させることができる。
【００１５】
本発明の第４の態様は、本発明の第３の態様に係る変位検知装置を複数、近接配置して備える変位検知システムを提供する。本発明の第４の態様に係る変位検知システムによれば、本発明の第３の態様に係る変位検知装置と同様の作用効果を得ることができると共に、本発明の第４の態様に係る変位検知システムは、本発明の第３の態様に係る変位検知装置と同様にして種々の態様にて実現され得る。
【００１６】
本発明の第５の態様は、変位検知方法を提供する。本発明の第５の態様に係る変位検知方法は、第１の周波数と第２の周波数との間で繰り返して発振周波数を変更し、前記変更した発振周波数を駆動電圧に重畳して、検知対象物に対向する検出用コイルを含む共振回路に対して印加し、前記共振回路から共振周波数に対応して出力される共振電圧を用いて前記検知対象物の変位を検出することを特徴とする。
【００１７】
本発明の第５の態様に係る変位検知方法によれば、本発明の第１の態様に係る変位検知装置と同様の作用効果を得ることができると共に、本発明の第５の態様に係る変位検知方法は、本発明の第１の態様に係る変位検知装置と同様にして種々の態様にて実現され得る。
【００１８】
本発明の第６の態様は、変位検知方法を提供する。本発明の第６の態様に係る変位検知方法は、第１の周波数と第２の周波数との間で発振周波数を変更し、前記変更した発振周波数を駆動電圧に重畳して、検知対象物に対向する検出用コイルを含む共振回路に対して印加し、前記第１の周波数と前記第２の周波数の間における、前記共振回路の共振周波数を検知し、前記検知した共振周波数を記憶装置に記憶し、前記記憶されている共振周波数を発振し、前記発振された共振周波数を駆動電圧に重畳して、前記共振回路に対して印加し、前記共振回路から共振周波数に対応して出力される共振電圧を用いて前記検知対象物の変位を検出することを特徴とする。
【００１９】
本発明の第６の態様に係る変位検知方法によれば、本発明の第３の態様に係る変位検知装置と同様の作用効果を得ることができると共に、本発明の第６の態様に係る変位検知方法は、本発明の第３の態様に係る変位検知装置と同様にして種々の態様にて実現され得る。
【００２０】
また、本発明の第５および第６の態様に係る変位検知方法は、コンピュータによって実行されるプログラム、そのプログラムを格納したコンピュータが読み取り可能な記録媒体としても実現され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る変位検知装置および変位検知方法について図面を参照しつつ、実施例に基づいて説明する。
【００２２】
図１〜図３を参照して本実施例に係る変位検知装置を複数備える変位検知システムの概略構成について説明する。図１は本実施例に係る変位検知装置を複数備える変位検知システムの一構成例を模式的に示す説明図である。図２は本実施例に係る変位検知装置を構成するコイルと変位検知対象物との位置関係を例示する説明図である。図３は本実施例に係る変位検知装置による変位検知対象物の変位の検出手法を示す説明図である。
【００２３】
図１に示す変位検知システム１０は、３つの変位検知装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃを備えている。なお、変位検知システム１０は、２つまたは４つ以上の変位検知装置２０を備えていても良い。各変位検知装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃには、共通の可変発振器３０が接続されている。可変発振器３０は、例えば、第１の周波数から第２の周波数といった所定の範囲で繰り返して発振周波数（駆動周波数）を変更可能な周波数可変型の発振器であり、例えば、電圧制御発振器（ＶＣＯ）、ディジタルカウンタＩＣを用いることができる。可変発振器３０による発振周波数は、例えば、数Ｍヘルツであり、その繰り返し周期は数百μｓである。第１の周波数および第２の周波数は、変位検知装置２０（後述する共振回路２１）が取り得る共振周波数範囲を予め見積もり、見積もった共振周波数範囲が含まれるように決定されることが望ましい。
【００２４】
各変位検知装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、共振回路２１、共振回路２１に対して駆動電圧を印加する駆動回路２２、共振回路２１から出力される振幅（共振電圧）のピーク値を検知する検波部２３、検波部２３から出力される共振電圧のピーク値の変位に基づいて、変位検知対象物の変位を検出する検出部２４を備えている。なお、検波部２３と検出部２４は、変位検出器を形成する。
【００２５】
可変発振器３０、および各変位検知装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃの駆動回路２２、検出部２４には、変位検知システム１０を制御する制御回路４０が接続されている。制御回路４０は、ＣＰＵ、メモリ、入出力部を備えている。制御回路４０は、可変発振器３０による発振周波数の指示、検出部２４によって検出される共振回路２１の出力電圧に基づく変位検知対象物Ｔの変位の検知に基づく報知、変位が検知された変位検知対象物の分別処理等を実行する。
【００２６】
共振回路２１は、コイル２１１、コンデンサ２１２とを備える並列ＬＣ回路として構成されている。コイル２１１は変位検知部として機能し、図２に示すように、所定のギャップＧだけ離間されて変位検知対象物Ｔに対して対抗配置される。本実施例に係る変位検知装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃでは、ギャップＧの変位を介して、変位検知対象物Ｔの変位、例えば、厚みの変化、を検知する。
【００２７】
検波部２３は、ダイオード２３１、ホールドコンデンサ２３２、放電抵抗２３３を備えている。ホールドコンデンサ２３２と放電抵抗２３３は並列接続されており、両者２３１、２３３の一端は共振回路２１および検出部２４と接続され、他端は接地されている。放電抵抗２３３は、例えば、周波数変更の繰り返しサイクルの１サイクルの間にホールドコンデンサ２３２にホールドされている電力が消費されるようにその抵抗値が定められている。検波部２３は、この他に、サンプル／ホールド回路とＡ／Ｄ変換回路とを用いても実現することができる。検波部２３によれば、共振回路２１から出力された電圧値（振幅）のうち、最も高い電圧値（ピーク値）がホールドコンデンサ２３２によってホールドされる。ホールドコンデンサ２３２にホールドされた電力は、周波数変更の繰り返しサイクルの１サイクルの間に、放電抵抗２３３を介して消費される。この繰り返しによって、各周波数サイクル毎（スイープ毎）に、出力電圧のピーク値が検出される。
【００２８】
検出部２４は、検波部２３によって検出される出力電圧値の変動に基づいて、検知対象物の変位を検出する。具体的な手法について図３を参照して説明する。図３は、共振回路２１が駆動周波数ｆ０を共振周波数とする場合における、駆動周波数に対する出力電圧（振幅）の変化を模式的に示している。共振回路２１に共振周波数ｆ０が重畳された駆動電圧を印加すると、変位検知部として機能するコイル２１１と変位検知対象物ＴとのギャップＧが大きい場合には、ギャップＧ大の共振電圧（出力電圧のピーク値）Ｖglが得られる。一方、変位検知対象物Ｔの厚みが増し、コイル２１１と変位検知対象物ＴとのギャップＧが小さくなると、変位検知対象物Ｔに発生する渦電流によって共振回路２１のＱ値に相当するパラメータが変化し、共振周波数は高くなり、共振電圧は低下する。この結果、同一の駆動周波数ｆ０においては、ギャップＧ小の共振電圧Ｖgsが得られる。
【００２９】
したがって、駆動周波数ｆ０における、共振電圧Ｖglと出力電圧Ｖgsとの差（ギャップ変化）を検出することによって、変位検知対象物Ｔの変位を検出することができる。変位検知対象物Ｔの変位が検出されると、変位検出信号が検出部２４から制御回路４０へ送出され、制御回路４０は、例えば、履歴として不揮発性メモリに記録し、あるいは、変位検知対象物Ｔの搬送機構に対して、変位が検知された変位検知対象物Ｔを他の変位検知対象物Ｔとは別に保管するよう指示を送る。
【００３０】
図４〜図７を参照して、本実施例に係る変位検知装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃの作用について説明する。図４は本実施例における可変発振器によって連続的に出力される周波数の変化の様子を示す説明図である。図５は本実施例における可変発振器によって離散的に出力される周波数の変化の様子を示す説明図である。図６は本実施例に係る変位検知装置によって得られる共振電圧の一例を示す説明図である。図７は従来の変位検知装置によって得られる共振電圧の一例を示す説明図である。
【００３１】
本実施例における可変発振器３０は、制御回路４０の指示に従い、図４に示すように時間軸に対して連続的に発振周波数を繰り返し変化させても良く、あるいは、図５に示すように時間軸に対して離散的に（ステップ状に）発振周波数を繰り返し変化させても良い。図４および図５において、横軸は経過時間を、縦軸は発振周波数をそれぞれ示している。また、図４においては、発振周波数を連続的に変化させる場合の波形概念も同時に記載されている。
【００３２】
既述のように、共振型の変位検出センサでは、各センサにおいて共振回路を構成するインダクタおよびコンデンサの容量変化によって、共振周波数が複数の駆動周波数、例えば、ｆr1、ｆr2へと変化し得る。この結果、図６に示すように、駆動周波数に対する共振回路２１が示す出力電圧の特性は、駆動周波数が共振周波数ｆr1の場合には、ＬＧ１（ギャップＧ大）、ＳＧ１（ギャップＧ小）を示し、駆動周波数が共振周波数ｆr2の場合には、ＬＧ２（ギャップＧ大）、ＳＧ２（ギャップＧ小）を示す。したがって、例えば、駆動周波数が所定の周波数ｆrに固定されている場合には、共振周波数が共振周波数ｆr1またはｆr2へと変化した場合に、共振電圧（出力電圧のピーク値）を検出することができなかった。
【００３３】
すなわち、図７に示すように、従来の共振型変位検知装置では、共振周波数と駆動周波数とが一致しないため、ギャップＧ大の出力電圧Ｖglは共振電圧Ｖgl_peakよりも低い値となる。この結果、ギャップＧ大の出力電圧ＶglとギャップＧ小の出力電圧Ｖgsとの電圧差は小さくなり、ギャップ変化を精度良く検知することができなかった。
【００３４】
しかしながら、本実施例に係る変位検知システム１０では、共振回路２１が取り得る共振周波数範囲を予め見積もり、見積もった共振周波数範囲が含まれるように駆動周波数の変動範囲ｆ１〜ｆ２を決定し、制御回路４０は、可変発振器３０によって、駆動周波数を、第１の周波数ｆ１〜第２の周波数ｆ２の間で繰り返し変化させる。したがって、図６に示すように、検出部２４は、共振回路２１の共振周波数がｆr1の場合には、駆動周波数がｆr1に変化した際に、ピーク値としてギャップＧ大の場合の共振電圧Ｖgl1を得ることができる。また、検出部２４は、共振回路２１の共振周波数がｆr2の場合には、駆動周波数がｆr2に変化した際に、ピーク値としてギャップＧ大の共振電圧Ｖgl2を得ることができる。
【００３５】
一方、コイル２１１に対して変位検知対象物Ｔが近接する（変位する）と、検出部２４は、ギャップＧ小の共振電圧Ｖgs1またはＶgs2をピーク値として検出する。検出部２４は、ギャップＧ大の場合に得られた出力電圧のピーク値（共振電圧値）とギャップＧ小の場合に得られた出力電圧のピーク値との差分を求め、差分が所定値以上である場合には、変位検知対象物Ｔに、厚みの変化、通過位置の変化といった変位があったことを検出する。
【００３６】
本実施例では、駆動周波数を第１の周波数から第２の周波数の間で周期的に変化させているので、共振回路２１から出力されるギャップＧ大の際の出力電圧としてピーク値の大きな共振電圧を得ることができる。すなわち、共振周波数ｆr1、ｆr2において、ギャップＧ大の共振電圧Ｖgl1およびＶgl2を得ることが可能となり、これらギャップＧ大の共振電圧Ｖgl1およびＶgl2と、ギャップＧ小の共振電圧Ｖgs1およびＶgs2との電圧差が明確になり、ギャップ変化を精度良く峻別することができる。すなわち、変位検知対象物Ｔの変位を正確に検出することができる。また、本実施例に係る変位検知装置２０における、駆動周波数の繰り返し周期（スイープ周期）は、数百μｓであるから、変位検知対象物Ｔの通過に際して、変位検知対象物Ｔの変位を十分に検知することができる。
【００３７】
本実施例に係る変位検知システム１０の応用例について図８および図９を参照して説明する。図８は紙葉の厚み検出機構として複数の変位検知装置２０を近接配置して備える変位検知システム１０を適用した適用例を模式的に示す説明図である。図９は図８に示す適用例におけるギャップＧ検知の機構を模式的に示す説明図である。
【００３８】
図８の例では、３つの変位検知装置２０を備える変位検知システム１０が用いられており、また、説明を容易にするため各変位検知装置２０のコイル２１１のみが図示されている。図９を参照して詳細に説明すると、紙葉の厚み検出機構１００は、複数のアーム１０１、シャフト１０２、変位検知対象物Ｔとしての被検知片１０３、回転ローラ１０４を備えている。各アーム１０１の一端は、シャフト１０２によって揺動自在に支持されている。各アーム１０１の他端には、紙葉１１０の表面および裏面と回転接触するように配置され、紙葉１１０を案内するための回転ローラ１０４が回転自在に備えられている。被検出片１０３の上方には所定のギャップを設けて変位検知装置２０のコイル２１１が配置されている。
【００３９】
紙葉１１０が回転ローラ１０４を通過すると、アーム１０１は紙葉１１０の厚みに応じて図９中矢印で示すようにシャフト１０２を軸として揺動する。アーム１０１が揺動することにより、被検出片１０３とコイル２１１との間のギャップが変位し、紙葉１１０の厚みの変化が検知される。例えば、図８に示すように、紙葉１１０に付着物１１１、例えば、テープが付着してる場合、紙葉１１０の付着物１１１付着部分が回転ローラ１０４を通過すると、付着物１１１の厚み分だけアーム１０１は略上方へ変位する。この結果、被検出片１０３とコイル２１１との間のギャップが変位し、紙葉１１０に付着物１１１が付着していることが検知される。
【００４０】
以上説明したように、本実施例によれば、駆動周波数を変位検知システム１０を構成する各変位検知装置２０が取り得る共振周波数を含むように第１の周波数〜第２の周波数との間で繰り返し変動させるので、変位検知装置のインダクタおよびコンデンサの容量が変化する場合であっても、ギャップＧ大の場合における共振電圧を検知することができる。
【００４１】
したがって、例えば、紙葉１１０に付着している付着物１１１の厚みにより小さくなるギャップＧに起因して低下する共振電圧の変化を正確に検知することができる。すなわち、ギャップＧ大の場合における共振電圧と、ギャップ小の場合における共振電圧との電圧差を十分な大きさとすることができるので、紙葉１１０に付着している付着物１１１の厚みに起因する共振電圧の低下を精度良く検知することができる。この結果、付着物１１１が付着している紙葉１１０の検知精度を向上させることができる。また、本実施例に係る変位検知システム１０における、駆動周波数の繰り返し周期（スイープ周期）は、数百μｓであるから、紙葉１００の通過に際して、紙葉１１０に付着した付着物１１１を十分に検知することができる。
【００４２】
また、本実施例に係る変位検出システム１０は、共振型の変位検知装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃを備えているので、複数の変位検知装置２０を近接配置させることができる。
【００４３】
・他の実施例：
（１）上記実施例では、可変発振器３０によって、第１の周波数〜第２の周波数の間で駆動周波数を繰り返し変化させているが、所定のタイミングでのみ駆動周波数を第１の周波数から第２の周波数へと変化させてもよい。例えば、図１０に示す構成を備えることにより実現できる。図１０は他の実施例に係る変位検知システム（変位検知装置）の構成例を模式的に示す説明図である。この変位検知装置は、可変発振器３０および検出部２４と接続されている制御回路４０内にメモリとしての記憶部４１を備え、検知された共振回路２１の共振周波数を記憶部４１に記憶させる。制御回路４０は、記憶された共振周波数を駆動周波数として用いることによって、変位検知対象物Ｔの変位を検知する。
【００４４】
すなわち、制御回路４０は、変位検知システム１０が組み込まれた装置、例えば、現金取扱装置が現金の支払い、預け入れを行っていないタイミングにて、あるいは、所定の時間間隔にて、可変発振器３０によって、駆動周波数を第１の周波数から第２の周波数へと変化させて、検出器２４によって共振回路２１の出力電圧がピーク値（共振電圧）を示す周波数、つまり、共振周波数を検知し、記憶部４１に記憶させる。その後制御回路４０は、次に共振周波数の検知タイミングが訪れるまで、記憶部４１に記憶された共振周波数を駆動周波数として用い、かかる駆動周波数が重畳された駆動電圧を変位検知装置２０の共振回路２１に印加して、変位検知対象物Ｔの変位を検知する。
【００４５】
この変位検知装置によれば、変位検知対象物Ｔの変位を検知する際には、常に直前に検知された共振周波数を駆動周波数として用いることができるので、ギャップＧ大の場合の共振電圧とギャップＧ小の場合の共振電圧との電圧差を大きくすることが可能となり、変位検知対象物Ｔの変位の検知精度を向上させることができる。
【００４６】
（２）上記実施例では、３つの変位検知装置２０を備える変位検知システム１０を用いて説明したが、１つ、２つ、または４つ以上の変位検知装置２０を備える変位検知システム１０についても同様の効果を得ることができる。
【００４７】
以上、実施例に基づき本発明に係る変位検知システム１０、変位検知装置２０および変位検方法を説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施例に係る変位検知装置を複数備える変位検知システムの一構成例を模式的に示す説明図である。
【図２】本実施例に係る変位検知装置を構成するコイルと変位検知対象物との位置関係を例示する説明図である。
【図３】本実施例に係る変位検知装置による変位検知対象物の変位の検出手法を示す説明図である。
【図４】本実施例における可変発振器によって連続的に出力される周波数の変化の様子を示す説明図である。
【図５】本実施例における可変発振器によって離散的に出力される周波数の変化の様子を示す説明図である。
【図６】本実施例に係る変位検知装置によって得られる共振電圧の一例を示す説明図である。
【図７】従来の変位検知装置によって得られる共振電圧の一例を示す説明図である。
【図８】紙葉の厚み検出機構として複数の変位検知装置を近接配置して備える変位検知システムを適用した適用例を模式的に示す説明図である。
【図９】図８に示す適用例におけるギャップＧ検知の機構を模式的に示す説明図である。
【図１０】他の実施例に係る変位検知システム（変位検知装置）の構成例を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０…変位検知システム
２０…変位検知装置
２１…共振回路
２１１…コイル
２１２…コンデンサ
２２…駆動回路
２３…検波器
２３１…ダイオード
２３２…ホールドコンデンサ
２３３…放電抵抗
２４…検出器
３０…可変発振回路
４０…制御回路
４１…記憶部
１００…紙葉の厚み検出機構
１０１…アーム
１０２…シャフト
１０３…被検知片
１０４…回転ローラ
１１０…紙葉
１１１…付着物
Ｔ…変位検知対象物
【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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