JP2021110549A - Proximity sensor - Google Patents

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Abstract

To provide a proximity sensor that can increase a detectable distance of a detection target made of metal.SOLUTION: A proximity sensor comprises: an oscillator circuit 10 having an oscillation coil 11, which outputs an oscillation signal having an amplitude that is attenuated as a detection target made of metal approaches to the oscillation coil 11; an oscillation control circuit 20 that has a magnetic field detection element 21 whose impedance changes according to a change of intensity of a magnetic field due to an interaction between the detection target and the oscillation coil 11, and that decreases the amplitude of the oscillation signal according to the amount of the change of the impedance of the magnetic field detection element 21; and a determination circuit 30 that determines whether or not the detection target is detected by comparing a signal value corresponding to the amplitude of the oscillation signal outputted from the oscillation control circuit 20 with a prescribed threshold level.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、近接センサに関する。 The present invention relates to a proximity sensor.

金属により形成された検知対象となる物体(以下、単に検知対象物と呼ぶ)の接近を検知するために、発振コイルを含む発振回路を用いる近接センサが提案されている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1に記載された技術では、検知対象物が発振コイルの漏洩磁場から離れているときには発振回路が発振し、一方、発振コイルの漏洩磁場に接近することで、発振コイルのコンダクタンスが増大して発振回路の発振条件が成立しなくなり、発振回路が発振停止状態となる。これにより、検知対象物が検知される。 A proximity sensor using an oscillation circuit including an oscillation coil has been proposed in order to detect the approach of an object to be detected (hereinafter, simply referred to as a detection object) formed of metal (for example, Patent Document 1). reference). In the technique described in Patent Document 1, the oscillation circuit oscillates when the object to be detected is away from the leakage magnetic field of the oscillation coil, while the conductance of the oscillation coil increases by approaching the leakage magnetic field of the oscillation coil. Therefore, the oscillation condition of the oscillation circuit is no longer satisfied, and the oscillation circuit is in the oscillation stop state. As a result, the object to be detected is detected.

また、近接センサを高感度化するために、磁気インピーダンス素子を用いる技術が提案されている(例えば、特許文献2を参照)。特許文献2に記載された技術では、励磁コイルの内側に磁気インピーダンス素子が配置され、この磁気インピーダンス素子により、金属体からの渦電流磁束が検出される。また、励磁磁束に対して90度位相が遅れた渦電流磁束が発生するように、発振周波数が設定され、タイミング制御回路は、励磁用発振回路からの励磁電流がゼロとなる時点を中心とする所定期間にサンプリングパルスを生成する。そしてサンプリングパルスの出力期間における磁気インピーダンス素子からの出力が積分され、その積分結果が差動増幅回路において累積された後、コンパレータにおいて所定のしきい値と比較される。 Further, in order to increase the sensitivity of the proximity sensor, a technique using a magnetic impedance element has been proposed (see, for example, Patent Document 2). In the technique described in Patent Document 2, a magnetic impedance element is arranged inside the exciting coil, and the eddy current magnetic flux from the metal body is detected by the magnetic impedance element. Further, the oscillation frequency is set so that an eddy current magnetic flux whose phase is delayed by 90 degrees with respect to the exciting magnetic flux is generated, and the timing control circuit is centered on the time when the exciting current from the exciting oscillation circuit becomes zero. A sampling pulse is generated in a predetermined period. Then, the output from the magnetic impedance element during the output period of the sampling pulse is integrated, the integration result is accumulated in the differential amplifier circuit, and then compared with a predetermined threshold value in the comparator.

特開平4−25218号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-25218 特開2003−273718号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-273718

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、近接センサを高感度化するためには近接センサの構造が複雑となり過ぎるために、検知対象物を検知可能な距離(以下、単に検知可能距離と呼ぶ)を十分に取れないことがある。さらに、金属自身の磁力は非常に微弱であるため、特許文献2に記載された技術では、磁気インピーダンス素子からの出力信号における信号対雑音比が良好でない。そのため、この技術でも、検知可能距離を十分に取れないことがある。 However, in the technique described in Patent Document 1, the structure of the proximity sensor becomes too complicated in order to increase the sensitivity of the proximity sensor, so that the detection target is a detectable distance (hereinafter, simply referred to as a detectable distance). May not be enough. Further, since the magnetic force of the metal itself is very weak, the signal-to-noise ratio in the output signal from the magnetic impedance element is not good in the technique described in Patent Document 2. Therefore, even with this technique, the detectable distance may not be sufficiently obtained.

そこで、本発明は、金属により形成された検知対象物を検知可能な距離を大きくすることが可能な近接センサを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a proximity sensor capable of increasing the detectable distance of a detection object formed of metal.

本発明の一つの形態として、近接センサが提供される。この近接センサは、発振コイルを有し、金属により形成される検知対象物が発振コイルに近付くにつれて減衰する振幅を持つ発振信号を出力する発振回路と、検知対象物と発振コイル間の相互作用による磁界の強さの変化に応じてインピーダンスが変化する磁界検出素子を有し、磁界検出素子のインピーダンスの変化量に応じて発振信号の振幅を低下させる発振制御回路と、発振制御回路から出力される発振信号の振幅に応じた信号値と所定の閾値とを比較することで、検知対象物を検知したか否かを判定する判定回路とを有する。
係る構成を有することにより、この近接センサは、金属により形成された検知対象物を検知可能な距離を大きくすることができる。また、発振コイルと磁界検出素子とを別個に設けることにより、この近接センサは、発振コイルと磁界検出素子とが並ぶ方向における、検知対象物を検知可能な距離を、その他の方向における検知対象物を検知可能な距離よりも大きくすること、すなわち、検知方向に関して指向性を持たせることができる。
A proximity sensor is provided as one embodiment of the present invention. This proximity sensor is based on the interaction between an oscillating circuit that has an oscillating coil and outputs an oscillating signal having an amplitude that attenuates as the detection object formed of metal approaches the oscillating coil, and the oscillating object and the oscillating coil. An oscillation control circuit that has a magnetic field detection element whose impedance changes according to a change in the strength of the magnetic field and reduces the amplitude of the oscillation signal according to the amount of change in the impedance of the magnetic field detection element, and an oscillation control circuit that outputs the oscillation signal. It has a determination circuit for determining whether or not a detection target is detected by comparing a signal value corresponding to the amplitude of an oscillation signal with a predetermined threshold value.
By having such a configuration, the proximity sensor can increase the distance at which a detection object formed of metal can be detected. Further, by separately providing the oscillation coil and the magnetic field detection element, this proximity sensor sets the distance at which the detection target can be detected in the direction in which the oscillation coil and the magnetic field detection element are lined up, and the detection target in the other direction. Can be made larger than the detectable distance, that is, directional with respect to the detection direction.

この近接センサにおいて、発振制御回路は、発振回路と判定回路の間に接続され、発振信号を分圧することで発振信号の振幅を低下させることが可能な分圧回路と、磁界検出素子のインピーダンスの変化量が所定の閾値以上になると分圧回路に発振信号を分圧させ、磁界検出素子のインピーダンスの変化量が所定の閾値未満になると分圧回路に発振信号を分圧させないスイッチング素子とを有することが好ましい。
これにより、この近接センサは、所定の閾値を近接センサの用途に応じて予め設定することで、磁界検出素子により発振信号の振幅が低下する検知対象物と発振コイル間の距離を設定できるので、検知対象物を検知可能な距離を適切に設定することができる。
In this proximity sensor, the oscillation control circuit is connected between the oscillation circuit and the determination circuit, and the voltage divider circuit that can reduce the amplitude of the oscillation signal by dividing the oscillation signal and the impedance of the magnetic field detection element It has a switching element that causes the voltage divider circuit to divide the oscillation signal when the amount of change exceeds a predetermined threshold, and does not cause the voltage divider circuit to divide the oscillation signal when the amount of change in the impedance of the magnetic field detection element is less than the predetermined threshold. Is preferable.
As a result, the proximity sensor can set a predetermined threshold value in advance according to the application of the proximity sensor, so that the distance between the detection object and the oscillation coil whose amplitude of the oscillation signal is reduced by the magnetic field detection element can be set. The distance at which the detection target can be detected can be set appropriately.

あるいは、この近接センサにおいて、発振制御回路は、磁界検出素子のインピーダンスの変化量が所定の閾値以上になると発振回路から一定量の電流を発振コイル以外の所定の回路へ流すことで発振信号の振幅を低下させ、磁界検出素子のインピーダンスの変化量が所定の閾値未満になると発振回路から所定の回路への電流の流出を停止することで発振信号の振幅の低下を抑制することが好ましい。
これにより、この近接センサは、所定の閾値を近接センサの用途に応じて予め設定することで、磁界検出素子により発振信号の振幅が低下する検知対象物と発振コイル間の距離を設定できるので、検知対象物を検知可能な距離を適切に設定することができる。
Alternatively, in this proximity sensor, the oscillation control circuit causes an oscillation signal amplitude by passing a constant amount of current from the oscillation circuit to a predetermined circuit other than the oscillation coil when the amount of change in the impedance of the magnetic field detection element exceeds a predetermined threshold value. When the amount of change in the impedance of the magnetic field detection element becomes less than a predetermined threshold value, it is preferable to suppress the decrease in the amplitude of the oscillation signal by stopping the outflow of current from the oscillation circuit to the predetermined circuit.
As a result, the proximity sensor can set a predetermined threshold value in advance according to the application of the proximity sensor, so that the distance between the detection object and the oscillation coil whose amplitude of the oscillation signal is reduced by the magnetic field detection element can be set. The distance at which the detection target can be detected can be set appropriately.

あるいはまた、この近接センサにおいて、発振回路は、発振コイルに電流を供給する発振回路本体をさらに有し、磁界検出素子は、検知対象物と発振コイル間の相互作用による磁界の強さが低下するほどインピーダンスが増加し、かつ、発振コイルと発振回路本体との間に接続されることが好ましい。
これにより、この近接センサは、簡単な回路構成で検知対象物を検知可能な距離を大きくすることができる。
Alternatively, in this proximity sensor, the oscillating circuit further has an oscillating circuit body that supplies a current to the oscillating coil, and the magnetic field detecting element reduces the strength of the magnetic field due to the interaction between the object to be detected and the oscillating coil. It is preferable that the impedance increases as the frequency increases and the oscillation coil is connected to the main body of the oscillation circuit.
As a result, the proximity sensor can increase the distance at which the object to be detected can be detected with a simple circuit configuration.

あるいはまた、この近接センサにおいて、発振回路は、発振コイルに電流を供給する発振回路本体をさらに有し、磁界検出素子は、検知対象物と発振コイル間の相互作用による磁界の強さが低下するほどインピーダンスが低下し、かつ、発振回路本体に対して発振コイルと並列に接続されることが好ましい。
これにより、この近接センサは、簡単な回路構成で検知対象物を検知可能な距離を大きくすることができる。
Alternatively, in this proximity sensor, the oscillating circuit further has an oscillating circuit body that supplies a current to the oscillating coil, and the magnetic field detecting element reduces the strength of the magnetic field due to the interaction between the object to be detected and the oscillating coil. It is preferable that the impedance is lowered as much as possible, and the oscillation circuit body is connected in parallel with the oscillation coil.
As a result, the proximity sensor can increase the distance at which the object to be detected can be detected with a simple circuit configuration.

本発明の他の形態として、近接センサが提供される。この近接センサは、磁気インピーダンス素子により形成される発振コイルを有し、金属により形成された検知対象物が発振コイルに近付くにつれて、磁気インピーダンス素子によるインピーダンスの変化量及び検知対象物と発振コイル間の相互作用による磁界の強さの変化量に応じて減衰する振幅を持つ発振信号を出力する発振回路と、発振回路からの発振信号の振幅に応じた信号値と所定の閾値とを比較することで、検知対象物を検知したか否かを判定する判定回路とを有する。
係る構成を有することにより、この近接センサは、金属により形成された検知対象物を検知可能な距離を大きくすることができる。また、発振コイル自体が磁気インピーダンス素子により形成されることにより、この近接センサは、小型化できるとともに、検知方向に関する指向性を抑制することができる。
As another embodiment of the present invention, a proximity sensor is provided. This proximity sensor has an oscillating coil formed by a magnetic impedance element, and as the detection object formed of metal approaches the oscillating coil, the amount of change in impedance by the magnetic impedance element and between the detection object and the oscillating coil. By comparing an oscillating circuit that outputs an oscillating signal with an amplitude that decays according to the amount of change in the strength of the magnetic field due to interaction, and a signal value according to the amplitude of the oscillating signal from the oscillating circuit and a predetermined threshold value. It has a determination circuit for determining whether or not a detection object has been detected.
By having such a configuration, the proximity sensor can increase the distance at which a detection object formed of metal can be detected. Further, since the oscillation coil itself is formed by the magnetic impedance element, the proximity sensor can be miniaturized and the directivity regarding the detection direction can be suppressed.

本発明の一つの実施形態による近接センサの回路構成図である。It is a circuit block diagram of the proximity sensor by one Embodiment of this invention. 検知対象物と近接センサ間の距離の変化に応じた、近接センサが有する発振回路からの発振信号の波形及び発振制御回路を経由した発振信号の波形の変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of the waveform of the oscillation signal from the oscillation circuit which a proximity sensor has, and the waveform of the oscillation signal which passed through an oscillation control circuit, according to the change of the distance between a detection object and a proximity sensor. 近接センサの外観斜視図である。It is an external perspective view of a proximity sensor. 近接センサの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of a proximity sensor. 近接センサの回路基板の側面図である。It is a side view of the circuit board of a proximity sensor. (a)は、近接センサを有する遊技機における、近接センサの配置の一例を示す、遊技球の流路の外観斜視図である。(b)は、(a)において矢印A、A’ 側から見た線における、流路の断面図である。(A) is an external perspective view of a flow path of a game ball showing an example of arrangement of proximity sensors in a gaming machine having a proximity sensor. (B) is a cross-sectional view of the flow path in the line seen from the arrows A and A'sides in (a). 変形例による、近接センサの回路構成図である。It is a circuit block diagram of the proximity sensor by the modification. 他の変形例による、近接センサの回路構成図である。It is a circuit block diagram of the proximity sensor by another modification. さらに他の変形例による、近接センサの回路構成図である。It is a circuit block diagram of the proximity sensor by still another modification. 図9に示される変形例における、発振回路及び検知対象物の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of an oscillation circuit and a detection object in the modification shown in FIG. 図9に示される変形例における、近接センサの外観斜視図である。It is an external perspective view of the proximity sensor in the modification shown in FIG. 図9に示される変形例における、近接センサの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the proximity sensor in the modification shown in FIG.

以下、本発明の一つの実施形態による近接センサを、図を参照しつつ説明する。この近接センサは、発振コイルを有する発振回路から出力される発振信号の振幅に応じた信号値と閾値とを比較することで、検知対象物の有無を判定する。この近接センサは、検知対象物と発振コイル間の相互作用による磁界の強さに応じてインピーダンスが変化する磁界検出素子をさらに有する。そしてこの近接センサは、検知対象物の接近により、磁界検出素子のインピーダンスが所定の閾値以上になると、発振回路から出力される発振信号の振幅を抑制することで、発振信号の振幅に応じた信号値が閾値以下となる、発振コイルと検知対象物間の距離、すなわち、検知可能距離を大きくする。 Hereinafter, the proximity sensor according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This proximity sensor determines the presence / absence of an object to be detected by comparing a signal value corresponding to the amplitude of an oscillation signal output from an oscillation circuit having an oscillation coil with a threshold value. This proximity sensor further includes a magnetic field detecting element whose impedance changes according to the strength of the magnetic field due to the interaction between the object to be detected and the oscillating coil. When the impedance of the magnetic field detection element becomes equal to or higher than a predetermined threshold due to the approach of the detection object, this proximity sensor suppresses the amplitude of the oscillation signal output from the oscillation circuit, thereby suppressing the amplitude of the oscillation signal, thereby corresponding to the amplitude of the oscillation signal. Increase the distance between the oscillating coil and the detection object, that is, the detectable distance, at which the value is equal to or less than the threshold value.

図1は、本発明の一つの実施形態による近接センサの回路構成図である。近接センサ1は、発振回路10と、発振制御回路20と、判定回路30とを有する。 FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a proximity sensor according to one embodiment of the present invention. The proximity sensor 1 includes an oscillation circuit 10, an oscillation control circuit 20, and a determination circuit 30.

発振回路10は、発振コイル11と共振コンデンサ12とで構成されるLC回路を用いた帰還型発振回路であり、例えば、ハートレー発振回路またはコルピッツ発振回路とすることができる。そのために、発振回路10は、発振コイル11と、発振コイル11と並列に接続される共振コンデンサ12と、発振コイル11及び共振コンデンサ12に電流を供給する発振回路本体13とを有する。そして発振回路10は、発振信号を発振制御回路20へ出力する。 The oscillation circuit 10 is a feedback type oscillation circuit using an LC circuit composed of an oscillation coil 11 and a resonance capacitor 12, and can be, for example, a Hartley oscillation circuit or a Colpitts oscillation circuit. Therefore, the oscillation circuit 10 includes an oscillation coil 11, a resonance capacitor 12 connected in parallel with the oscillation coil 11, and an oscillation circuit main body 13 that supplies a current to the oscillation coil 11 and the resonance capacitor 12. Then, the oscillation circuit 10 outputs an oscillation signal to the oscillation control circuit 20.

ここで、発振コイル11に検知対象物100が接近するにつれて、検知対象物100に生じる渦電流による損失が増大するので、発振コイル11近傍の磁界の強度が低下する。その結果として、発振回路10の発振条件が変動する。したがって、発振回路10から出力される発振信号の振幅は、検知対象物100が発振コイル11に近付くにつれて減衰する。このことから、近接センサ1は、発振回路10から出力される発振信号の振幅の変化に基づいて、検知対象物100の有無を判定することができる。 Here, as the detection object 100 approaches the oscillation coil 11, the loss due to the eddy current generated in the detection object 100 increases, so that the strength of the magnetic field in the vicinity of the oscillation coil 11 decreases. As a result, the oscillation conditions of the oscillation circuit 10 fluctuate. Therefore, the amplitude of the oscillation signal output from the oscillation circuit 10 is attenuated as the detection object 100 approaches the oscillation coil 11. From this, the proximity sensor 1 can determine the presence / absence of the detection target 100 based on the change in the amplitude of the oscillation signal output from the oscillation circuit 10.

発振制御回路20は、磁界検出素子21を有し、磁界検出素子21が検知した、検知対象物100と発振コイル11との相互作用による磁界の強さに応じて、発振回路10からの発振信号の振幅を制御する。本実施形態では、発振制御回路20は、磁界検出素子21のインピーダンスが所定値以上になると発振回路10からの発振信号の振幅を低下させる。そのために、発振制御回路20は、二つの抵抗のうちの一つを磁界検出素子21とする分圧回路22と、分圧回路22からの出力電圧にてオン/オフが切り替えられるスイッチング素子23と、スイッチング素子23と発振回路10の出力端子との間に接続される分圧回路24とを有する。 The oscillation control circuit 20 has a magnetic field detection element 21, and an oscillation signal from the oscillation circuit 10 is detected by the magnetic field detection element 21 according to the strength of the magnetic field due to the interaction between the detection object 100 and the oscillation coil 11. Control the amplitude of. In the present embodiment, the oscillation control circuit 20 reduces the amplitude of the oscillation signal from the oscillation circuit 10 when the impedance of the magnetic field detection element 21 exceeds a predetermined value. Therefore, the oscillation control circuit 20 includes a voltage dividing circuit 22 in which one of the two resistors is a magnetic field detecting element 21, and a switching element 23 that can be turned on / off by the output voltage from the voltage dividing circuit 22. The voltage dividing circuit 24 is connected between the switching element 23 and the output terminal of the oscillation circuit 10.

磁界検出素子21は、発振コイル11と検知対象物100の相互作用による磁界の強度の変化に応じてインピーダンスが変化する素子である。本実施形態では、磁界検出素子21は、発振コイル11と検知対象物100の相互作用による磁界の強度が減少するにつれてインピーダンスが増加する素子であり、例えば、アモルファス合金ワイヤまたは磁性体薄膜を用いて構成される磁気インピーダンス素子とすることができる。そして磁界検出素子21は、発振コイル11と検知対象物100との相互作用による磁界の強度変化を検知できるよう、例えば、発振コイル11に対する検知対象物100の想定される最接近位置と発振コイル11との間に配置される。なお、発振コイル11と磁界検出素子21の配置の詳細については後述する。 The magnetic field detection element 21 is an element whose impedance changes according to a change in the strength of the magnetic field due to the interaction between the oscillation coil 11 and the detection object 100. In the present embodiment, the magnetic field detection element 21 is an element whose impedance increases as the strength of the magnetic field due to the interaction between the oscillation coil 11 and the detection object 100 decreases, and for example, an amorphous alloy wire or a magnetic thin film is used. It can be a configured magnetic impedance element. Then, the magnetic field detection element 21 can detect, for example, the assumed closest position of the detection object 100 with respect to the oscillation coil 11 and the oscillation coil 11 so that the magnetic field strength change due to the interaction between the oscillation coil 11 and the detection object 100 can be detected. It is placed between and. The details of the arrangement of the oscillation coil 11 and the magnetic field detection element 21 will be described later.

本実施形態では、発振コイル11に検知対象物100が接近することで検知対象物100に生じる渦電流による損失に応じて発振コイル11近傍の磁界の強度が低下するにつれて、磁界検出素子21のインピーダンスは増加する。そして詳細は後述するが、検知対象物100が発振コイル11近傍の磁界に作用しないときの磁界検出素子21のインピーダンス(以下、基準インピーダンスと呼ぶ)に対する、磁界検出素子21のインピーダンスの変化量が所定の閾値以上になると、発振制御回路20は、発振回路10から出力された発振信号の振幅を抑制する。 In the present embodiment, the impedance of the magnetic field detection element 21 decreases as the strength of the magnetic field in the vicinity of the oscillation coil 11 decreases in response to the loss due to the eddy current generated in the detection object 100 when the detection object 100 approaches the oscillation coil 11. Will increase. The details will be described later, but the amount of change in the impedance of the magnetic field detection element 21 with respect to the impedance of the magnetic field detection element 21 (hereinafter referred to as the reference impedance) when the detection object 100 does not act on the magnetic field near the oscillation coil 11 is predetermined. When the value exceeds the threshold value of, the oscillation control circuit 20 suppresses the amplitude of the oscillation signal output from the oscillation circuit 10.

なお、磁界検出素子21は、磁気インピーダンス素子の代わりに、磁気抵抗素子またはコイルを有してもよい。この場合も、磁界検出素子21は、発振コイル11と検知対象物100の相互作用による、発振コイル11近傍の磁界の強度が減少するにつれてインピーダンスが増加するように構成されればよい。 The magnetic field detection element 21 may have a magnetoresistive element or a coil instead of the magnetic impedance element. In this case as well, the magnetic field detection element 21 may be configured so that the impedance increases as the strength of the magnetic field in the vicinity of the oscillation coil 11 decreases due to the interaction between the oscillation coil 11 and the detection object 100.

分圧回路22は、電圧源Vccに一端が接続され、他端が磁界検出素子21と接続される抵抗R0と、磁界検出素子21とにより構成される。分圧回路22において、磁界検出素子21の一端は抵抗R0の他端と接続され、磁界検出素子21の他端は接地される。そして、抵抗R0の他端と磁界検出素子21の一端との間から、電圧源Vccから供給される電圧Vが、抵抗R0のインピーダンスと磁界検出素子21のインピーダンスの和に対する、磁界検出素子21のインピーダンスの比にて分圧することで得られる電圧が出力される。したがって、磁界検出素子21のインピーダンスが高くなるほど、すなわち、発振コイル11近傍の磁界の強度が低下するほど、分圧回路22から出力される電圧は高くなる。また、抵抗R0のインピーダンス、すなわち、スイッチング素子23がオンとなる、磁界検出素子21のインピーダンスの基準インピーダンスからの変化量を近接センサ1の用途に応じて予め設定することで、磁界検出素子21により発振回路10からの発振信号の振幅が低下する、検知対象物100と発振コイル11間の距離を適切に設定できるので、近接センサ1は、検知対象物100を検知可能な距離を適切に設定することができる。
なお、抵抗R0は、インピーダンスを調整可能な可変抵抗であってもよい。この場合には、近接センサ1は、抵抗R0のインピーダンスを調整することで、スイッチング素子23がオンとなる磁界検出素子21のインピーダンス、すなわち、基準インピーダンスからのインピーダンスの変化量に対する閾値を変更することができる。すなわち、近接センサ1の検知可能距離を調節することができる。
The voltage dividing circuit 22 is composed of a resistor R0 having one end connected to the voltage source Vcc and the other end connected to the magnetic field detecting element 21, and the magnetic field detecting element 21. In the voltage divider circuit 22, one end of the magnetic field detection element 21 is connected to the other end of the resistor R0, and the other end of the magnetic field detection element 21 is grounded. Then, the voltage V supplied from the voltage source Vcc from between the other end of the resistor R0 and one end of the magnetic field detection element 21 is the sum of the impedance of the resistor R0 and the impedance of the magnetic field detection element 21. The voltage obtained by dividing the voltage by the impedance ratio is output. Therefore, the higher the impedance of the magnetic field detection element 21, that is, the lower the strength of the magnetic field in the vicinity of the oscillation coil 11, the higher the voltage output from the voltage dividing circuit 22. Further, the impedance of the resistor R0, that is, the amount of change in the impedance of the magnetic field detection element 21 from which the switching element 23 is turned on from the reference impedance is set in advance according to the application of the proximity sensor 1, so that the magnetic field detection element 21 can be used. Since the distance between the detection object 100 and the oscillation coil 11, which reduces the amplitude of the oscillation signal from the oscillation circuit 10, can be appropriately set, the proximity sensor 1 appropriately sets the distance at which the detection object 100 can be detected. be able to.
The resistor R0 may be a variable resistor whose impedance can be adjusted. In this case, the proximity sensor 1 adjusts the impedance of the resistor R0 to change the impedance of the magnetic field detection element 21 in which the switching element 23 is turned on, that is, the threshold value for the amount of change in impedance from the reference impedance. Can be done. That is, the detectable distance of the proximity sensor 1 can be adjusted.

スイッチング素子23は、例えば、npn型のトランジスタであり、ベース端子が分圧回路22と接続され、コレクタ端子が分圧回路24と接続され、エミッタ端子が接地される。そしてスイッチング素子23のオン/オフは、分圧回路22から出力される電圧に応じて切り替えられる。なお、スイッチング素子23は、nチャネル型のMOSFETであってもよい。この場合には、ゲート端子が分圧回路22と接続され、ドレイン端子が分圧回路24と接続され、ソース端子が接地されればよい。 The switching element 23 is, for example, an npn type transistor, the base terminal is connected to the voltage dividing circuit 22, the collector terminal is connected to the voltage dividing circuit 24, and the emitter terminal is grounded. The on / off of the switching element 23 is switched according to the voltage output from the voltage dividing circuit 22. The switching element 23 may be an n-channel MOSFET. In this case, the gate terminal may be connected to the voltage dividing circuit 22, the drain terminal may be connected to the voltage dividing circuit 24, and the source terminal may be grounded.

本実施形態では、上記のように、磁界検出素子21のインピーダンスが高くなるほど分圧回路22から出力される電圧は高くなり、磁界検出素子21のインピーダンスが所定の閾値以上となると、スイッチング素子23はオンとなる。この場合、発振回路10から出力され、発振制御回路20に入力された発振信号は、分圧回路24により分圧されてから判定回路30へ出力される。一方、磁界検出素子21のインピーダンスが所定の閾値よりも低い場合には、スイッチング素子23はオフとなる。この場合には、発振回路10から出力され、発振制御回路20に入力された発振信号は、分圧回路24により分圧されずに判定回路30へそのまま出力される。 In the present embodiment, as described above, the higher the impedance of the magnetic field detection element 21, the higher the voltage output from the voltage dividing circuit 22, and when the impedance of the magnetic field detection element 21 becomes equal to or higher than a predetermined threshold value, the switching element 23 Turns on. In this case, the oscillation signal output from the oscillation circuit 10 and input to the oscillation control circuit 20 is divided by the voltage dividing circuit 24 and then output to the determination circuit 30. On the other hand, when the impedance of the magnetic field detection element 21 is lower than a predetermined threshold value, the switching element 23 is turned off. In this case, the oscillation signal output from the oscillation circuit 10 and input to the oscillation control circuit 20 is output to the determination circuit 30 as it is without being divided by the voltage dividing circuit 24.

分圧回路24は、発振回路10の出力端子とスイッチング素子23との間に直列に接続される二つの抵抗R1、R2により構成される。抵抗R1の一端は発振回路10の出力端子と接続され、他端は抵抗R2の一端と接続される。また、抵抗R2の他端はスイッチング素子23と接続される。そして抵抗R1の他端と抵抗R2の一端との間から、入力された振幅に応じた振幅を持つ発振信号が出力される。そのため、スイッチング素子23がオンになると、分圧回路24から出力される発振信号の振幅は、発振回路10から出力された発振信号の振幅を、分圧回路24の抵抗R1のインピーダンスと抵抗R2のインピーダンスの和に対する、抵抗R2のインピーダンスの比にて分圧して得られたものに減衰される。一方、スイッチング素子23がオフである場合には、抵抗R2の方へ電流が流れず、発振回路10から出力された発振信号は、分圧回路24により分圧されない。そのため、この場合には、発振回路10からの発振信号の振幅は低下せず、その発振信号が分圧回路24からそのまま出力される。 The voltage dividing circuit 24 is composed of two resistors R1 and R2 connected in series between the output terminal of the oscillation circuit 10 and the switching element 23. One end of the resistor R1 is connected to the output terminal of the oscillation circuit 10, and the other end is connected to one end of the resistor R2. Further, the other end of the resistor R2 is connected to the switching element 23. Then, an oscillation signal having an amplitude corresponding to the input amplitude is output from between the other end of the resistor R1 and one end of the resistor R2. Therefore, when the switching element 23 is turned on, the amplitude of the oscillating signal output from the voltage dividing circuit 24 is the amplitude of the oscillating signal output from the oscillating circuit 10, and the impedance of the resistor R1 of the voltage dividing circuit 24 and the resistance R2. It is attenuated by dividing the voltage by the ratio of the impedance of the resistor R2 to the sum of the impedances. On the other hand, when the switching element 23 is off, no current flows toward the resistor R2, and the oscillation signal output from the oscillation circuit 10 is not divided by the voltage divider circuit 24. Therefore, in this case, the amplitude of the oscillating signal from the oscillating circuit 10 does not decrease, and the oscillating signal is output as it is from the voltage dividing circuit 24.

なお、磁界検出素子21は、検知対象物100と発振コイル11との相互作用による磁界の強さが減少するにつれて、インピーダンスも低下するように構成されてもよい。この場合には、分圧回路22において、抵抗R0よりも電圧源側に磁界検出素子21が接続されればよい。この場合、磁界検出素子21のインピーダンスが低下するほど、分圧回路22からの出力電圧は増加する。そして、基準インピーダンスからの磁界検出素子21のインピーダンスの低下量が所定の閾値以上になるとスイッチング素子23がオンとなり、上記と同様に、発振回路10からの発振信号の振幅が抑制される。 The magnetic field detection element 21 may be configured so that the impedance decreases as the strength of the magnetic field due to the interaction between the detection object 100 and the oscillation coil 11 decreases. In this case, in the voltage dividing circuit 22, the magnetic field detection element 21 may be connected to the voltage source side of the resistor R0. In this case, as the impedance of the magnetic field detection element 21 decreases, the output voltage from the voltage dividing circuit 22 increases. Then, when the amount of decrease in the impedance of the magnetic field detection element 21 from the reference impedance becomes equal to or greater than a predetermined threshold value, the switching element 23 is turned on, and the amplitude of the oscillation signal from the oscillation circuit 10 is suppressed in the same manner as described above.

判定回路30は、発振信号の振幅に応じた電圧を持つ信号値と所定の閾値電圧とを比較することで、検知対象物100を検知したか否かを判定する。そのために、判定回路30は、例えば、発振制御回路20側から順に直列に接続される検波回路31と、弁別回路32と、出力回路33とを有する。 The determination circuit 30 determines whether or not the detection object 100 has been detected by comparing a signal value having a voltage corresponding to the amplitude of the oscillation signal with a predetermined threshold voltage. Therefore, the determination circuit 30 includes, for example, a detection circuit 31 connected in series from the oscillation control circuit 20 side, a discrimination circuit 32, and an output circuit 33.

検波回路31は、例えば、発振制御回路20を介して入力される発振信号を包絡線検波するための回路を有する。なお、検波回路31は、入力される発振信号を整流する全波整流回路または半波整流回路と、整流された発振信号を平滑化する平滑回路を有してもよい。そして検波回路31は、発振制御回路20を介して入力される発振信号の振幅が大きいほど、大きな電圧を持つ信号を出力する。 The detection circuit 31 has, for example, a circuit for envelope detection of an oscillation signal input via an oscillation control circuit 20. The detection circuit 31 may include a full-wave rectifier circuit or a half-wave rectifier circuit that rectifies the input oscillation signal, and a smoothing circuit that smoothes the rectified oscillation signal. Then, the detection circuit 31 outputs a signal having a larger voltage as the amplitude of the oscillation signal input via the oscillation control circuit 20 is larger.

弁別回路32は、検波回路31から出力された信号と所定の閾値電圧とを比較し、その比較結果に応じた電圧を持つ信号を出力する。そのために、弁別回路32は、例えば、コンパレータを有し、コンパレータの二つの入力端子の一方に、検波回路31から出力された信号が入力され、その二つの入力端子の他方に閾値電圧が入力されることで、コンパレータの出力端子から、検波回路31から出力された信号の電圧と所定の閾値電圧との比較結果に応じた電圧を持つ信号が出力される。なお、弁別回路32は、検波回路31から出力された信号の電圧と所定の閾値電圧とを比較するための他の構成の回路を有していてもよい。 The discrimination circuit 32 compares the signal output from the detection circuit 31 with a predetermined threshold voltage, and outputs a signal having a voltage corresponding to the comparison result. Therefore, the discrimination circuit 32 has, for example, a comparator, and a signal output from the detection circuit 31 is input to one of the two input terminals of the comparator, and a threshold voltage is input to the other of the two input terminals. As a result, a signal having a voltage corresponding to the comparison result between the voltage of the signal output from the detection circuit 31 and the predetermined threshold voltage is output from the output terminal of the comparator. The discrimination circuit 32 may have a circuit having another configuration for comparing the voltage of the signal output from the detection circuit 31 with the predetermined threshold voltage.

出力回路33は、弁別回路32から出力された信号を他の回路、例えば、近接センサ1が実装される装置の主制御回路へ出力するためのインターフェース回路を有する。そして出力回路33は、弁別回路32から出力された信号、すなわち、近接センサ1による、検知対象物100の検知結果を表す検知信号を出力する。 The output circuit 33 has an interface circuit for outputting the signal output from the discrimination circuit 32 to another circuit, for example, the main control circuit of the device on which the proximity sensor 1 is mounted. Then, the output circuit 33 outputs a signal output from the discrimination circuit 32, that is, a detection signal representing the detection result of the detection target 100 by the proximity sensor 1.

図2は、検知対象物100と近接センサ1間の距離の変化に応じた、発振回路10からの発振信号の波形及び発振制御回路20を経由した発振信号の波形の変化の一例を示す図である。図2において、横軸は時間を表し、縦軸は電圧を表す。そして波形201は、発振回路10からの発振信号の波形を表し、波形202は、発振制御回路20から出力される発振信号の波形を表す。また、波形203は、検波回路31から出力される信号の波形を表し、波形204は、比較例として、発振回路10からの発振信号が検波回路31により直接検波された場合の信号の波形を表す。さらに、波形205は、出力回路33から出力される検知信号の波形を表す。なお、検知信号の電圧がV1である場合、検知対象物100が検知されたことを表し、一方、検知信号の電圧がV0である場合、検知対象物100が検知されていないことを表す。 FIG. 2 is a diagram showing an example of a change in the waveform of the oscillation signal from the oscillation circuit 10 and the waveform of the oscillation signal via the oscillation control circuit 20 according to the change in the distance between the detection object 100 and the proximity sensor 1. be. In FIG. 2, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents voltage. The waveform 201 represents the waveform of the oscillation signal from the oscillation circuit 10, and the waveform 202 represents the waveform of the oscillation signal output from the oscillation control circuit 20. Further, the waveform 203 represents the waveform of the signal output from the detection circuit 31, and the waveform 204 represents the waveform of the signal when the oscillation signal from the oscillation circuit 10 is directly detected by the detection circuit 31 as a comparative example. .. Further, the waveform 205 represents the waveform of the detection signal output from the output circuit 33. When the voltage of the detection signal is V1, it means that the detection target object 100 has been detected, while when the voltage of the detection signal is V0, it means that the detection target object 100 has not been detected.

図2において、期間P1では、検知対象物100が発振コイル11に対して徐々に接近し、期間P2では、発振制御回路20が発振回路10から出力される発振信号の振幅を低下させなくても検知可能なほど検知対象物100が発振コイル11に接近した位置に存在し、期間P3では、検知対象物100が発振コイル11から徐々に遠ざかるものとする。波形201に示されるように、発振回路10からの発振信号の振幅は、検知対象物100が発振コイル11に近付くにつれて徐々に小さくなる。そして期間P2のように、検知対象物100が発振コイル11にある程度以上近付くと、発振回路10は発振しなくなる。また、発振回路10からの発振信号の振幅は、検知対象物100が発振コイル11から遠ざかるにつれて徐々に大きくなる。さらに、波形202に示されるように、時刻t1において、基準インピーダンスに対する磁界検出素子21のインピーダンスの変化量が所定の閾値以上となるほど検知対象物100が発振コイル11に近付くと、発振制御回路20のスイッチング素子23がオンとなり、発振回路10からの発振信号の振幅と比較して、発振制御回路20からの出力信号の振幅はより小さくなる。その状態は、時刻t2において、磁界検出素子21のインピーダンスの変化量が所定の閾値よりも小さくなるほど検知対象物100が発振コイル11から離れるまで継続する。したがって、波形203〜波形205に示されるように、検波回路31から出力された信号の電圧が弁別回路32で使用される閾値電圧Vsh以下となる期間が、発振回路10からの発振信号が直接検波された場合の信号の電圧が閾値電圧Vsh以下となる期間よりも長くなる。すなわち、近接センサ1に磁界検出素子21及び発振制御回路20が設けられることで、近接センサ1の検知可能距離が長くなることが分かる。 In FIG. 2, in the period P1, the detection object 100 gradually approaches the oscillation coil 11, and in the period P2, the oscillation control circuit 20 does not reduce the amplitude of the oscillation signal output from the oscillation circuit 10. It is assumed that the detection target object 100 exists at a position close to the oscillation coil 11 so that it can be detected, and the detection target object 100 gradually moves away from the oscillation coil 11 during the period P3. As shown in the waveform 201, the amplitude of the oscillation signal from the oscillation circuit 10 gradually decreases as the detection object 100 approaches the oscillation coil 11. Then, when the detection object 100 approaches the oscillation coil 11 to some extent or more as in the period P2, the oscillation circuit 10 does not oscillate. Further, the amplitude of the oscillation signal from the oscillation circuit 10 gradually increases as the detection object 100 moves away from the oscillation coil 11. Further, as shown in the waveform 202, when the detection object 100 approaches the oscillation coil 11 so that the amount of change in the impedance of the magnetic field detection element 21 with respect to the reference impedance becomes equal to or greater than a predetermined threshold value at time t1, the oscillation control circuit 20 The switching element 23 is turned on, and the amplitude of the output signal from the oscillation control circuit 20 becomes smaller than the amplitude of the oscillation signal from the oscillation circuit 10. This state continues until the detection target 100 moves away from the oscillation coil 11 so that the amount of change in the impedance of the magnetic field detection element 21 becomes smaller than a predetermined threshold value at time t2. Therefore, as shown in waveforms 203 to 205, the oscillation signal from the oscillation circuit 10 is directly detected during the period during which the voltage of the signal output from the detection circuit 31 is equal to or less than the threshold voltage Vsh used in the discrimination circuit 32. When this is done, the signal voltage becomes longer than the period during which the threshold voltage is Vsh or less. That is, it can be seen that the detectionable distance of the proximity sensor 1 becomes longer by providing the magnetic field detection element 21 and the oscillation control circuit 20 in the proximity sensor 1.

図3は、近接センサ1の外観斜視図であり、図4は、近接センサ1の分解斜視図である。そして図5は、近接センサ1が有する回路基板の側面図である。図3〜図5に示されるように、近接センサ1は、ケース101と、カバー102と、図1に示される各回路が設けられる回路基板103と、フェライト材で形成されるフェライトコア104とを有する。なお、フェライトコア104は省略されてもよい。 FIG. 3 is an external perspective view of the proximity sensor 1, and FIG. 4 is an exploded perspective view of the proximity sensor 1. FIG. 5 is a side view of the circuit board included in the proximity sensor 1. As shown in FIGS. 3 to 5, the proximity sensor 1 includes a case 101, a cover 102, a circuit board 103 on which each circuit shown in FIG. 1 is provided, and a ferrite core 104 formed of a ferrite material. Have. The ferrite core 104 may be omitted.

回路基板103の一端側には、発振コイル11及び磁界検出素子21を構成するアモルファスワイヤを巻き付けるために円筒状のコア部103aが設けられ、その円筒状のコア部103aにフェライトコア104が挿入される。したがって、発振コイル11及び磁界検出素子21の何れも、フェライトコア104の周囲に巻き付けられる。また、回路基板103の一方の面上に、発振回路10の本体13、発振制御回路20及び判定回路30等が設けられる。ケース101とカバー102とは、それらが組み立てられた状態で回路基板103及びフェライトコア104をその内部に収容する近接センサ1の筐体を構成する。 A cylindrical core portion 103a is provided on one end side of the circuit board 103 for winding the amorphous wire constituting the oscillation coil 11 and the magnetic field detection element 21, and the ferrite core 104 is inserted into the cylindrical core portion 103a. NS. Therefore, both the oscillation coil 11 and the magnetic field detection element 21 are wound around the ferrite core 104. Further, the main body 13, the oscillation control circuit 20, the determination circuit 30, and the like of the oscillation circuit 10 are provided on one surface of the circuit board 103. The case 101 and the cover 102 form a housing of the proximity sensor 1 that houses the circuit board 103 and the ferrite core 104 in the assembled state.

磁界検出素子21は、検知対象物100が発振コイル11に最接近する際の想定位置と発振コイル11との間に配置される。図5に示される例では、検知対象物100が発振コイル11に最接近する際の想定位置は、回路基板103の表面103bの上方に位置している。そのため、発振コイル11及び磁界検出素子21は、回路基板103の表面103bに対する法線方向、すなわち、コア部103aの軸方向に沿って並べて配置されており、かつ、発振コイル11よりも磁界検出素子21の方が回路基板103の表面103bから離れた位置に設けられる。これにより、回路基板103の表面103bの法線方向、かつ、表面103bの上方において、磁界検出素子21は、検知対象物100と発振コイル11との相互作用による磁界の強さの変化を検知可能となる。したがって、回路基板103の表面103bの法線方向、かつ、表面103bの上方における近接センサ1の検知可能距離は、他の方向における近接センサ1の検知可能距離よりも大きくなる。このように、近接センサ1は、検知方向に関して指向性を持たせることができる。 The magnetic field detection element 21 is arranged between the assumed position when the detection object 100 comes closest to the oscillation coil 11 and the oscillation coil 11. In the example shown in FIG. 5, the assumed position when the detection object 100 comes closest to the oscillation coil 11 is located above the surface 103b of the circuit board 103. Therefore, the oscillation coil 11 and the magnetic field detection element 21 are arranged side by side along the normal direction with respect to the surface 103b of the circuit board 103, that is, the axial direction of the core portion 103a, and the magnetic field detection element is more than the oscillation coil 11. 21 is provided at a position farther from the surface 103b of the circuit board 103. As a result, the magnetic field detection element 21 can detect a change in the magnetic field strength due to the interaction between the detection object 100 and the oscillation coil 11 in the normal direction of the surface 103b of the circuit board 103 and above the surface 103b. It becomes. Therefore, the detectable distance of the proximity sensor 1 in the normal direction of the surface 103b of the circuit board 103 and above the surface 103b is larger than the detectable distance of the proximity sensor 1 in other directions. In this way, the proximity sensor 1 can have directivity with respect to the detection direction.

本実施形態による近接センサ1は、様々な装置に実装することが可能である。特に、近接センサ1は、特定の方向に存在する検知対象物を検知し、それ以外の方向において磁界の変動を生じさせる物体または機構などが存在するような装置において好適に利用される。例えば、近接センサ1は、遊技機に実装され、遊技機内に設けられる流路を通過する遊技球を検知するために用いられてもよい。 The proximity sensor 1 according to this embodiment can be mounted on various devices. In particular, the proximity sensor 1 is suitably used in a device in which an object or mechanism that detects an object to be detected existing in a specific direction and causes a fluctuation of a magnetic field in another direction exists. For example, the proximity sensor 1 may be mounted on a gaming machine and used to detect a gaming ball passing through a flow path provided in the gaming machine.

図6(a)は、近接センサを有する遊技機における、近接センサの配置の一例を示す、遊技球の流路の外観斜視図である。この例において、遊技球は、検知対象物の一例である。図6(b)は、図6(a)において矢印A、A’側から見た線における、流路の断面図である。図6(a)及び図6(b)に示される例では、遊技機に二つの流路601、602が、それらの一部において互いに隣接するように設けられている。そして、上記の実施形態による二つの近接センサ1−1、1−2が、それぞれ、流路601と流路602とが隣接する部分において、流路601と流路602の間に配置されている。 FIG. 6A is an external perspective view of the flow path of the game ball, showing an example of the arrangement of the proximity sensors in the gaming machine having the proximity sensors. In this example, the game ball is an example of a detection object. FIG. 6B is a cross-sectional view of the flow path in the line seen from the arrows A and A'sides in FIG. 6A. In the example shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the gaming machine is provided with two flow paths 601 and 602 so as to be adjacent to each other in a part thereof. Then, the two proximity sensors 1-1 and 1-2 according to the above embodiment are arranged between the flow path 601 and the flow path 602 in the portion where the flow path 601 and the flow path 602 are adjacent to each other, respectively. ..

近接センサ1−1は、流路601内を流下する遊技球611を検知できるように、近接センサ1−1の検知範囲621が流路601へ指向するように設置される。すなわち、流路601に近い方から順に、磁界検出素子21、発振コイル11の順に並ぶように、近接センサ1−1は配置される。したがって、近接センサ1−1の検知範囲621は、流路601と重なる一方、流路602とは重ならない。したがって、近接センサ1−1は、流路601内を流下する遊技球611が検知範囲621内に進入すると、遊技球611を検知し、一方、流路602内を流下する遊技球612を検知しない。 The proximity sensor 1-1 is installed so that the detection range 621 of the proximity sensor 1-1 points toward the flow path 601 so that the game ball 611 flowing down in the flow path 601 can be detected. That is, the proximity sensors 1-1 are arranged so that the magnetic field detection element 21 and the oscillation coil 11 are arranged in this order from the side closest to the flow path 601. Therefore, the detection range 621 of the proximity sensor 1-1 overlaps with the flow path 601 but does not overlap with the flow path 602. Therefore, the proximity sensor 1-1 detects the game ball 611 when the game ball 611 flowing down in the flow path 601 enters the detection range 621, while not detecting the game ball 612 flowing down in the flow path 602. ..

同様に、近接センサ1−2は、流路602内を流下する遊技球612を検知できるように、近接センサ1−2の検知範囲622が流路602へ指向するように設置される。すなわち、流路602に近い方から順に、磁界検出素子21、発振コイル11の順に並ぶように、近接センサ1−2は配置される。したがって、近接センサ1−2の検知範囲622は、流路602と重なる一方、流路601とは重ならない。したがって、近接センサ1−2は、流路602内を流下する遊技球612が検知範囲622内に進入すると、遊技球612を検知し、一方、流路601内を流下する遊技球611を検知しない。このように、近接センサ1−1、1−2は、指向性を有するため、検知対象以外の流路を流下する遊技球を誤検知することなく、検知対象となる流路を流下する遊技球を検知することができる。
なお、近接センサを挟んで流路と反対側に、磁界の変動を生じさせる機構が存在する場合においても、流路側から順に磁界検出素子21、発振コイル11の順に並ぶように近接センサ1を設置することで、近接センサ1は、そのような機構の動作により遊技球を誤検知することなく、流路を流下する遊技球を精度良く検知することができる。
Similarly, the proximity sensor 1-2 is installed so that the detection range 622 of the proximity sensor 1-2 points toward the flow path 602 so that the game ball 612 flowing down in the flow path 602 can be detected. That is, the proximity sensors 1-2 are arranged so that the magnetic field detection element 21 and the oscillation coil 11 are arranged in this order from the side closest to the flow path 602. Therefore, the detection range 622 of the proximity sensor 1-2 overlaps with the flow path 602, but does not overlap with the flow path 601. Therefore, the proximity sensor 1-2 detects the game ball 612 when the game ball 612 flowing down in the flow path 602 enters the detection range 622, while it does not detect the game ball 611 flowing down in the flow path 601. .. As described above, since the proximity sensors 1-1 and 1-2 have directivity, the game ball flowing down the flow path to be detected without erroneously detecting the game ball flowing down the flow path other than the detection target. Can be detected.
Even if there is a mechanism that causes fluctuations in the magnetic field on the side opposite to the flow path with the proximity sensor in between, the proximity sensor 1 is installed so that the magnetic field detection element 21 and the oscillation coil 11 are arranged in this order from the flow path side. By doing so, the proximity sensor 1 can accurately detect the game ball flowing down the flow path without erroneously detecting the game ball by the operation of such a mechanism.

以上に説明してきたように、この近接センサは、検知対象物が発振コイルに近付くにつれて減衰する振幅を持つ発振信号を出力する発振回路と別個に、検知対象物と発振コイル間の相互作用による磁界の強さに応じてインピーダンスが変化する磁界検出素子を有する。そしてこの近接センサは、検知対象物の接近により、基準インピーダンスに対する磁界検出素子のインピーダンスの変化量が所定の閾値以上になると、発振回路から出力される発振信号の振幅を抑制する。これにより、この近接センサは、発振信号の振幅に応じた信号値が閾値以下となる、発振コイルと検知対象物間の距離、すなわち、検知可能距離を大きくすることができる。また、この近接センサは、信号対雑音比が比較的良好な発振回路からの発振信号に基づいて検知対象物の有無を判定するので、検知可能距離を大きくしても、検知対象物を精度良く検知できる。さらに、この近接センサは、発振コイルと磁界検出素子の並び方向によって検知方向に指向性を持たせることができる。 As described above, this proximity sensor has a magnetic field due to the interaction between the detection object and the oscillation coil, separately from the oscillation circuit that outputs an oscillation signal having an amplitude that attenuates as the detection object approaches the oscillation coil. It has a magnetic field detection element whose impedance changes according to the strength of the coil. Then, this proximity sensor suppresses the amplitude of the oscillation signal output from the oscillation circuit when the amount of change in the impedance of the magnetic field detection element with respect to the reference impedance becomes equal to or greater than a predetermined threshold value due to the approach of the detection object. As a result, the proximity sensor can increase the distance between the oscillation coil and the detection object, that is, the detectable distance, at which the signal value corresponding to the amplitude of the oscillation signal is equal to or less than the threshold value. Further, since this proximity sensor determines the presence / absence of the detection target object based on the oscillation signal from the oscillation circuit having a relatively good signal-to-noise ratio, the detection target object can be accurately detected even if the detectable distance is increased. Can be detected. Further, this proximity sensor can have directivity in the detection direction depending on the arrangement direction of the oscillation coil and the magnetic field detection element.

変形例によれば、近接センサの発振制御回路は、分圧回路24の代わりに、定電流源を有してもよい。 According to the modification, the oscillation control circuit of the proximity sensor may have a constant current source instead of the voltage dividing circuit 24.

図7は、変形例による、近接センサ2の回路構成図である。この変形例による近接センサ2は、発振回路10と、発振制御回路40と、判定回路30とを有する。この変形例による近接センサ2は、図1に示される近接センサ1と比較して、発振制御回路40が、発振回路10とスイッチング素子23との間に接続される定電流源25を、分圧回路24の代わりに有する点、及び、発振回路10から出力される発振信号が判定回路30に直接入力される点で相違する。そこで以下では、この相違点及び関連部分について説明する。近接センサ2の他の構成要素の詳細については、近接センサ1の対応する構成要素の説明を参照されたい。 FIG. 7 is a circuit configuration diagram of the proximity sensor 2 according to a modified example. The proximity sensor 2 according to this modification has an oscillation circuit 10, an oscillation control circuit 40, and a determination circuit 30. In the proximity sensor 2 according to this modification, the oscillation control circuit 40 divides the voltage of the constant current source 25 connected between the oscillation circuit 10 and the switching element 23 as compared with the proximity sensor 1 shown in FIG. The difference is that it is provided in place of the circuit 24 and that the oscillation signal output from the oscillation circuit 10 is directly input to the determination circuit 30. Therefore, this difference and related parts will be described below. For details of the other components of the proximity sensor 2, refer to the description of the corresponding components of the proximity sensor 1.

定電流源25は、発振回路10とスイッチング素子23との間に接続され、スイッチング素子23がオンになると、発振回路10からグラウンドへ一定の電流を流すように構成される回路である。なお、グラウンドは、発振コイル11以外の所定の回路の一例である。なお、定電流源25は、スイッチング素子23を介して、発振コイル11と異なる他の回路(図示せず)と接続されてもよい。すなわち、検知対象物100の発振コイル11への接近に伴う、基準インピーダンスに対する磁界検出素子21のインピーダンスの変化量が所定の閾値以上となると、スイッチング素子23がオンになる。そしてスイッチング素子23がオンになると、定電流源25を介して発振回路10から一定の電流が流出する。その結果、発振回路10から出力される発振信号の振幅は小さくなる。一方、磁界検出素子21のインピーダンスの変化量が所定の閾値よりも小さい場合には、スイッチング素子23はオフのままとなり、発振回路10からの電流の流出は停止される。そのため、発振回路10から出力される発振信号の振幅は低下せずに、その発振信号は判定回路30へ出力される。したがって、この変形例による近接センサ2も、上記の実施形態による近接センサ1と同様の効果を奏する。 The constant current source 25 is a circuit that is connected between the oscillating circuit 10 and the switching element 23, and is configured to allow a constant current to flow from the oscillating circuit 10 to the ground when the switching element 23 is turned on. The ground is an example of a predetermined circuit other than the oscillation coil 11. The constant current source 25 may be connected to another circuit (not shown) different from the oscillation coil 11 via the switching element 23. That is, when the amount of change in the impedance of the magnetic field detection element 21 with respect to the reference impedance as the detection object 100 approaches the oscillation coil 11, the switching element 23 is turned on. Then, when the switching element 23 is turned on, a constant current flows out from the oscillation circuit 10 via the constant current source 25. As a result, the amplitude of the oscillation signal output from the oscillation circuit 10 becomes small. On the other hand, when the amount of change in impedance of the magnetic field detection element 21 is smaller than a predetermined threshold value, the switching element 23 remains off and the outflow of current from the oscillation circuit 10 is stopped. Therefore, the amplitude of the oscillation signal output from the oscillation circuit 10 does not decrease, and the oscillation signal is output to the determination circuit 30. Therefore, the proximity sensor 2 according to this modification also has the same effect as the proximity sensor 1 according to the above embodiment.

他の変形例によれば、発振制御回路は、発振回路10の発振コイル11及び共振コンデンサ12と、発振回路本体13との間に接続されてもよい。 According to another modification, the oscillation control circuit may be connected between the oscillation coil 11 and the resonance capacitor 12 of the oscillation circuit 10 and the oscillation circuit main body 13.

図8は、他の変形例による、近接センサ3の回路構成図である。この変形例による近接センサ3は、発振回路10と、発振制御回路50と、判定回路30とを有する。この変形例による近接センサ3は、図1に示される近接センサ1と比較して、発振制御回路50の接続位置及び構成、及び、発振回路10から出力される発振信号が判定回路30に直接入力される点で相違する。そこで以下では、この相違点及び関連部分について説明する。近接センサ3の他の構成要素の詳細については、近接センサ1の対応する構成要素の説明を参照されたい。 FIG. 8 is a circuit configuration diagram of the proximity sensor 3 according to another modification. The proximity sensor 3 according to this modification has an oscillation circuit 10, an oscillation control circuit 50, and a determination circuit 30. In the proximity sensor 3 according to this modification, the connection position and configuration of the oscillation control circuit 50 and the oscillation signal output from the oscillation circuit 10 are directly input to the determination circuit 30 as compared with the proximity sensor 1 shown in FIG. It differs in that it is done. Therefore, this difference and related parts will be described below. For details of the other components of the proximity sensor 3, refer to the description of the corresponding components of the proximity sensor 1.

発振制御回路50は、発振回路10の発振コイル11及び共振コンデンサ12と、発振回路本体13との間において、互いに並列に接続される磁界検出素子21及び抵抗R0を有する。なお、抵抗R0は、検知可能距離を調整するための可変抵抗であってもよい。そして発振回路本体13からの電流は、発振制御回路50を介して発振コイル11及び共振コンデンサ12へ供給される。したがって、検知対象物100が発振コイル11へ接近して検知対象物100と発振コイル11との相互作用による磁界の強さが減少するにつれて、磁界検出素子21のインピーダンスが大きくなり、その結果として発振コイル11及び共振コンデンサ12へ供給される電流の量が、発振制御回路50が無い場合よりも減少する。したがって、発振回路10から出力される発振信号の振幅も、発振制御回路50が無い場合より低下する。一方、検知対象物100が発振コイル11から遠ざかるにつれて、磁界検出素子21のインピーダンスが低下するので、発振コイル11及び共振コンデンサ12へ供給される電流の量が増加する。したがって、発振回路10から出力される発振信号の振幅も大きくなる。したがって、この変形例による近接センサ3も、上記の実施形態による近接センサ1と同様の効果を奏する。また、この変形例による近接センサ3は、発振制御回路50の構成を簡単化できるので、近接センサ3自体の構成も簡単化できる。 The oscillation control circuit 50 has a magnetic field detection element 21 and a resistor R0 connected in parallel to each other between the oscillation coil 11 and the resonance capacitor 12 of the oscillation circuit 10 and the oscillation circuit main body 13. The resistor R0 may be a variable resistor for adjusting the detectable distance. Then, the current from the oscillation circuit main body 13 is supplied to the oscillation coil 11 and the resonance capacitor 12 via the oscillation control circuit 50. Therefore, as the detection object 100 approaches the oscillation coil 11 and the strength of the magnetic field due to the interaction between the detection object 100 and the oscillation coil 11 decreases, the impedance of the magnetic field detection element 21 increases, and as a result, oscillation occurs. The amount of current supplied to the coil 11 and the resonance capacitor 12 is smaller than that without the oscillation control circuit 50. Therefore, the amplitude of the oscillation signal output from the oscillation circuit 10 is also lower than that without the oscillation control circuit 50. On the other hand, as the detection object 100 moves away from the oscillation coil 11, the impedance of the magnetic field detection element 21 decreases, so that the amount of current supplied to the oscillation coil 11 and the resonance capacitor 12 increases. Therefore, the amplitude of the oscillation signal output from the oscillation circuit 10 also increases. Therefore, the proximity sensor 3 according to this modification also has the same effect as the proximity sensor 1 according to the above embodiment. Further, since the proximity sensor 3 according to this modification can simplify the configuration of the oscillation control circuit 50, the configuration of the proximity sensor 3 itself can also be simplified.

磁界検出素子21は、検知対象物100と発振コイル11との相互作用による磁界の強さが減少するにつれて、インピーダンスが低下するように構成されてもよい。この場合には、発振回路13本体に対して、発振制御回路50が有する磁界検出素子21が発振コイル11と並列に接続されればよい。このように磁界検出素子21が接続されることで、検知対象物100が発振コイル11に接近するにつれて、検知対象物100と発振コイル11との相互作用による磁界の強さが減少し、発振回路本体13から磁界検出素子21へ流れる電流が増加する。そのため、発振コイル11及び共振コンデンサ12に供給される電流の量が減少して、発振回路10から出力される発振信号の振幅が、発振制御回路50が無い場合における発振信号の振幅よりも低下する。したがって、この場合も、近接センサ3は、上記の実施形態による近接センサ1と同様の効果を奏する。 The magnetic field detection element 21 may be configured such that the impedance decreases as the strength of the magnetic field due to the interaction between the detection object 100 and the oscillation coil 11 decreases. In this case, the magnetic field detection element 21 of the oscillation control circuit 50 may be connected in parallel with the oscillation coil 11 to the main body of the oscillation circuit 13. By connecting the magnetic field detection element 21 in this way, as the detection object 100 approaches the oscillation coil 11, the strength of the magnetic field due to the interaction between the detection object 100 and the oscillation coil 11 decreases, and the oscillation circuit The current flowing from the main body 13 to the magnetic field detection element 21 increases. Therefore, the amount of current supplied to the oscillation coil 11 and the resonance capacitor 12 is reduced, and the amplitude of the oscillation signal output from the oscillation circuit 10 is lower than the amplitude of the oscillation signal when the oscillation control circuit 50 is not provided. .. Therefore, also in this case, the proximity sensor 3 has the same effect as the proximity sensor 1 according to the above embodiment.

これらの変形例による近接センサも、図4に示される回路基板103に実装され、かつ、図3及び図4に示されるケース101及びカバー102内に収容されてもよい。また、これらの変形例による近接センサも、図6(a)及び図6(b)に示されるように、遊技機において流路を流下する遊技球を検知するために使用することができる。 Proximity sensors according to these modifications may also be mounted on the circuit board 103 shown in FIG. 4 and housed in the case 101 and the cover 102 shown in FIGS. 3 and 4. Further, as shown in FIGS. 6A and 6B, the proximity sensor according to these modifications can also be used to detect a gaming ball flowing down the flow path in the gaming machine.

さらに他の変形例によれば、発振コイル自体が磁気インピーダンス素子により形成されてもよい。 According to still another modification, the oscillation coil itself may be formed by a magnetic impedance element.

図9は、さらに他の変形例による、近接センサ4の回路構成図である。また、図10は、発振回路10及び検知対象物100の等価回路図である。この変形例による近接センサ4は、発振回路10と、判定回路30とを有する。この変形例による近接センサ4は、図1に示される近接センサ1と比較して、発振制御回路20を有さない代わりに、発振回路10が有する発振コイル14が磁気インピーダンス素子により形成される点で相違する。そこで以下では、この相違点及び関連部分について説明する。近接センサ4の他の構成要素の詳細については、近接センサ1の対応する構成要素の説明を参照されたい。 FIG. 9 is a circuit configuration diagram of the proximity sensor 4 according to still another modification. Further, FIG. 10 is an equivalent circuit diagram of the oscillation circuit 10 and the detection object 100. The proximity sensor 4 according to this modification has an oscillation circuit 10 and a determination circuit 30. Compared with the proximity sensor 1 shown in FIG. 1, the proximity sensor 4 according to this modification does not have the oscillation control circuit 20, but the oscillation coil 14 of the oscillation circuit 10 is formed by the magnetic impedance element. Is different. Therefore, this difference and related parts will be described below. For details of the other components of the proximity sensor 4, refer to the description of the corresponding components of the proximity sensor 1.

発振コイル14は、アモルファスワイヤといった磁気インピーダンス素子により形成される。この場合、検知対象物100が発振コイル14による磁界と相互作用する場合における、発振コイル14のインピーダンスZは、次式で表される。

Figure 2021110549
ここで、r1は、発振コイル14自身の固有の抵抗値であり、Δr1は、検知対象物100と発振コイル14の相互作用による磁界の強さの変化に応じた、発振コイル14を形成する磁気インピーダンス素子の抵抗値成分の変化量を表す。また、r2は、検知対象物100の抵抗値を表す。さらに、L1は、発振コイル14自身のインダクタンスを表し、ΔL1は、検知対象物100と発振コイル14の相互作用による磁界の強さの変化に応じた、発振コイル14を形成する磁気インピーダンス素子のインダクタンス成分の変化量を表す。さらに、L2は、検知対象物100のインダクタンスを表す。さらにまた、Mは、発振コイル14と検知対象物100の相互インダクタンスを表す。そしてωは、発振回路10の発振信号の角周波数であり、発振回路10の発振周波数をfとすれば、角周波数ω=2πfである。 The oscillation coil 14 is formed by a magnetic impedance element such as an amorphous wire. In this case, the impedance Z of the oscillating coil 14 when the detection object 100 interacts with the magnetic field of the oscillating coil 14 is expressed by the following equation.
Figure 2021110549
Here, r1 is the unique resistance value of the oscillating coil 14 itself, and Δr1 is the magnetism that forms the oscillating coil 14 according to the change in the strength of the magnetic field due to the interaction between the detection object 100 and the oscillating coil 14. Represents the amount of change in the resistance value component of the impedance element. Further, r2 represents the resistance value of the detection object 100. Further, L1 represents the inductance of the oscillating coil 14 itself, and ΔL1 is the inductance of the magnetic impedance element forming the oscillating coil 14 according to the change in the strength of the magnetic field due to the interaction between the detection object 100 and the oscillating coil 14. Represents the amount of change in the components. Further, L2 represents the inductance of the detection object 100. Furthermore, M represents the mutual inductance of the oscillating coil 14 and the detection object 100. And ω is the angular frequency of the oscillating signal of the oscillating circuit 10, and if the oscillating frequency of the oscillating circuit 10 is f, the angular frequency ω = 2πf.

(1)式から明らかなように、検知対象物100が発振コイル14に近付くにつれて、検知対象物100における渦電流損による相互インダクタンスMの増加だけでなく、発振コイル14を形成する磁気インピーダンス素子の抵抗値成分の変化量Δr1が増加することにより、発振コイル14のインピーダンスZは増加する。そしてインピーダンスZの増加に応じて、発振回路10から出力される発振信号の振幅は減衰する。そのため、検知対象物100が発振コイル14に近付くにつれて、発振回路10から出力される発振信号の振幅は、発振コイル14が磁気インピーダンス素子で形成されない場合における発振信号の振幅よりも低下する。そのため、上記の実施形態及び各変形例と同様に、この変形例による近接センサ4は、検知可能距離を大きくすることができる。また、近接センサ4は、上記の実施形態または各変形例と同様に、信号対雑音比が比較的良好な発振回路からの発振信号に基づいて検知対象物100の有無を判定するので、検知可能距離を大きくしても、検知対象物100を精度良く検知できる。さらに、上記の実施形態及び各変形例と異なり、近接センサ4では、発振コイル自身が磁気インピーダンス素子で形成されるため、検知方向が指向性を有することを抑制できる。さらにまた、発振コイル自身が磁気インピーダンス素子で形成されるため、近接センサ4の回路構成を簡単化することができ、その結果として、近接センサ4を小型化することができる。 As is clear from the equation (1), as the detection object 100 approaches the oscillation coil 14, not only the mutual inductance M due to the eddy current loss in the detection object 100 increases, but also the magnetic impedance element forming the oscillation coil 14 increases. The impedance Z of the oscillating coil 14 increases as the amount of change Δr1 of the resistance value component increases. Then, as the impedance Z increases, the amplitude of the oscillation signal output from the oscillation circuit 10 is attenuated. Therefore, as the detection object 100 approaches the oscillating coil 14, the amplitude of the oscillating signal output from the oscillating circuit 10 becomes lower than the amplitude of the oscillating signal when the oscillating coil 14 is not formed by the magnetic impedance element. Therefore, similarly to the above-described embodiment and each modification, the proximity sensor 4 according to this modification can increase the detectable distance. Further, the proximity sensor 4 determines the presence / absence of the detection target 100 based on the oscillation signal from the oscillation circuit having a relatively good signal-to-noise ratio, as in the above embodiment or each modification, so that detection is possible. Even if the distance is increased, the detection target 100 can be detected with high accuracy. Further, unlike the above-described embodiment and each modification, in the proximity sensor 4, since the oscillation coil itself is formed by the magnetic impedance element, it is possible to suppress that the detection direction has directivity. Furthermore, since the oscillation coil itself is formed of a magnetic impedance element, the circuit configuration of the proximity sensor 4 can be simplified, and as a result, the proximity sensor 4 can be miniaturized.

図11は、近接センサ4の外観斜視図であり、図12は、近接センサ4の分解斜視図である。図11及び図12に示されるように、近接センサ4は、ケース201と、カバー202と、図9に示される各回路が設けられる回路基板203とを有する。 FIG. 11 is an external perspective view of the proximity sensor 4, and FIG. 12 is an exploded perspective view of the proximity sensor 4. As shown in FIGS. 11 and 12, the proximity sensor 4 has a case 201, a cover 202, and a circuit board 203 on which each of the circuits shown in FIG. 9 is provided.

回路基板203の一端側には、発振コイル14を形成するアモルファスワイヤを巻き付けるために、回路基板203の表面203aの法線方向に沿って突起する円柱状のスプール203bが設けられる。なお、スプール203bは、フェライト材で形成されてもよい。また、回路基板203の一方の面上に、発振回路10の本体及び判定回路30が設けられる。ケース201とカバー202とは、それらが組み立てられた状態で回路基板203をその内部に収容する近接センサ4の筐体を構成する。 A columnar spool 203b protruding along the normal direction of the surface 203a of the circuit board 203 is provided on one end side of the circuit board 203 in order to wind the amorphous wire forming the oscillation coil 14. The spool 203b may be made of a ferrite material. Further, the main body of the oscillation circuit 10 and the determination circuit 30 are provided on one surface of the circuit board 203. The case 201 and the cover 202 form a housing of the proximity sensor 4 that houses the circuit board 203 in the assembled state.

上記のように、発振コイル14自身が磁気インピーダンス素子により形成されるので、近接センサ4の検知方向の指向性が抑制される。そのため、近接センサ4は、発振コイル14の巻き軸の何れ側から、すなわち、回路基板203の表面側あるいは裏面側の何れから接近する検知対象物も検知することができる。したがって、近接センサ4は、例えば、回路基板203の表面側だけでなく、裏面側の何れにも検知対象物が接近する可能性があるような装置において好適に利用される。例えば、図6(a)及び図6(b)に示される遊技機の二つの流路の何れを流下する遊技球も区別せずに検知されればよい場合には、二つの近接センサ1−1、1−2の代わりに、一つの近接センサ4が用いられてもよい。
なお、近接センサ4も、上記の実施形態または各変形例による近接センサと同様に、図3及び図4に示される筐体及び回路基板に実装されてもよい。
As described above, since the oscillation coil 14 itself is formed by the magnetic impedance element, the directivity of the proximity sensor 4 in the detection direction is suppressed. Therefore, the proximity sensor 4 can detect an object to be detected approaching from any side of the winding shaft of the oscillation coil 14, that is, from either the front surface side or the back surface side of the circuit board 203. Therefore, the proximity sensor 4 is suitably used, for example, in a device in which a detection object may approach not only the front surface side of the circuit board 203 but also the back surface side. For example, when it is sufficient to detect a gaming ball flowing down any of the two flow paths of the gaming machine shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b) without distinction, the two proximity sensors 1- One proximity sensor 4 may be used instead of 1, 1-2.
The proximity sensor 4 may also be mounted on the housing and the circuit board shown in FIGS. 3 and 4 in the same manner as the proximity sensor according to the above embodiment or each modification.

このように、当業者は、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。 As described above, a person skilled in the art can make various changes within the scope of the present invention according to the embodiment.

1、1−1、1−2、2、3、4 近接センサ
10 発振回路
11、14 発振コイル
12 共振コンデンサ
13 発振回路本体
20、40、50 発振制御回路
21 磁界検出素子
22、24 分圧回路
23 スイッチング素子
25 定電流源
30 判定回路
31 検波回路
32 弁別回路
33 出力回路
100 検知対象物
101、201 ケース
102、202 カバー
103、203 回路基板
104 フェライトコア
601、602 流路
1, 1-1, 1-2, 2, 3, 4 Proximity sensor 10 Oscillation circuit 11, 14 Oscillation coil 12 Resonance capacitor 13 Oscillation circuit body 20, 40, 50 Oscillation control circuit 21 Magnetic field detection element 22, 24 Pressure division circuit 23 Switching element 25 Constant current source 30 Judgment circuit 31 Oscillator circuit 32 Discrimination circuit 33 Output circuit 100 Detection target 101, 201 Case 102, 202 Cover 103, 203 Circuit board 104 Ferrite core 601, 602 Flow path

Claims (6)

発振コイルを有し、金属により形成される検知対象物が前記発振コイルに近付くにつれて減衰する振幅を持つ発振信号を出力する発振回路と、
前記検知対象物と前記発振コイル間の相互作用による磁界の強さの変化に応じてインピーダンスが変化する磁界検出素子を有し、前記磁界検出素子のインピーダンスの変化量に応じて前記発振信号の振幅を低下させる発振制御回路と、
前記発振制御回路から出力される前記発振信号の振幅に応じた信号値と所定の閾値とを比較することで、前記検知対象物を検知したか否かを判定する判定回路と、
を有する近接センサ。
An oscillating circuit having an oscillating coil and outputting an oscillating signal having an amplitude that attenuates as a detection object formed of metal approaches the oscillating coil.
It has a magnetic field detection element whose impedance changes according to a change in the strength of the magnetic field due to the interaction between the detection object and the oscillation coil, and the amplitude of the oscillation signal according to the amount of change in the impedance of the magnetic field detection element. Oscillation control circuit that reduces
A determination circuit that determines whether or not the detection object has been detected by comparing a signal value corresponding to the amplitude of the oscillation signal output from the oscillation control circuit with a predetermined threshold value.
Proximity sensor with.
前記発振制御回路は、
前記発振回路と前記判定回路の間に接続され、前記発振信号を分圧することで前記発振信号の振幅を低下させることが可能な分圧回路と、
前記磁界検出素子のインピーダンスの変化量が所定の閾値以上になると前記分圧回路に前記発振信号を分圧させ、前記磁界検出素子のインピーダンスの変化量が前記所定の閾値未満になると前記分圧回路に前記発振信号を分圧させないスイッチング素子とを有する、請求項1に記載の近接センサ。
The oscillation control circuit is
A voltage dividing circuit connected between the oscillation circuit and the determination circuit and capable of reducing the amplitude of the oscillation signal by dividing the oscillation signal.
When the amount of change in impedance of the magnetic field detection element is equal to or greater than a predetermined threshold value, the voltage dividing circuit is made to divide the oscillation signal, and when the amount of change in impedance of the magnetic field detecting element is less than the predetermined threshold value, the voltage dividing circuit is used. The proximity sensor according to claim 1, further comprising a switching element that does not divide the oscillation signal.
前記発振制御回路は、前記磁界検出素子のインピーダンスの変化量が所定の閾値以上になると前記発振回路から一定量の電流を前記発振コイル以外の所定の回路へ流すことで前記発振信号の振幅を低下させ、前記磁界検出素子のインピーダンスの変化量が前記所定の閾値未満になると前記発振回路から前記所定の回路への電流の流出を停止することで前記発振信号の振幅の低下を抑制する、請求項1に記載の近接センサ。 The oscillation control circuit reduces the amplitude of the oscillation signal by passing a constant amount of current from the oscillation circuit to a predetermined circuit other than the oscillation coil when the amount of change in the impedance of the magnetic field detection element exceeds a predetermined threshold value. The present invention claims that when the amount of change in the impedance of the magnetic field detection element becomes less than the predetermined threshold value, the outflow of current from the oscillation circuit to the predetermined circuit is stopped to suppress a decrease in the amplitude of the oscillation signal. The proximity sensor according to 1. 前記発振回路は、前記発振コイルに電流を供給する発振回路本体をさらに有し、
前記磁界検出素子は、前記検知対象物と前記発振コイル間の相互作用による磁界の強さが低下するほどインピーダンスが増加し、かつ、前記発振コイルと前記発振回路本体との間に接続される、請求項1に記載の近接センサ。
The oscillating circuit further includes an oscillating circuit body that supplies a current to the oscillating coil.
The impedance of the magnetic field detection element increases as the strength of the magnetic field decreases due to the interaction between the detection object and the oscillation coil, and the magnetic field detection element is connected between the oscillation coil and the oscillation circuit main body. The proximity sensor according to claim 1.
前記発振回路は、前記発振コイルに電流を供給する発振回路本体をさらに有し、
前記磁界検出素子は、前記検知対象物と前記発振コイル間の相互作用による磁界の強さが低下するほどインピーダンスが低下し、かつ、前記発振回路本体に対して前記発振コイルと並列に接続される、請求項1に記載の近接センサ。
The oscillating circuit further includes an oscillating circuit body that supplies a current to the oscillating coil.
The impedance of the magnetic field detection element decreases as the strength of the magnetic field decreases due to the interaction between the detection object and the oscillation coil, and the magnetic field detection element is connected to the oscillation circuit main body in parallel with the oscillation coil. , The proximity sensor according to claim 1.
磁気インピーダンス素子により形成される発振コイルを有し、金属により形成された検知対象物が前記発振コイルに近付くにつれて、前記磁気インピーダンス素子によるインピーダンスの変化量及び前記検知対象物と前記発振コイル間の相互作用による磁界の強さの変化量に応じて減衰する振幅を持つ発振信号を出力する発振回路と、
前記発振回路からの前記発振信号の振幅に応じた信号値と所定の閾値とを比較することで、前記検知対象物を検知したか否かを判定する判定回路と、
を有する近接センサ。
It has an oscillating coil formed by a magnetic impedance element, and as the detection object formed of metal approaches the oscillating coil, the amount of change in impedance by the magnetic impedance element and the mutual between the detection object and the oscillating coil. An oscillator circuit that outputs an oscillation signal with an amplitude that decays according to the amount of change in the strength of the magnetic field due to the action,
A determination circuit that determines whether or not the detection target is detected by comparing a signal value corresponding to the amplitude of the oscillation signal from the oscillation circuit with a predetermined threshold value.
Proximity sensor with.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0629818A (en) * 1992-07-10 1994-02-04 Omron Corp Proximity switch
JPH0818430A (en) * 1994-06-30 1996-01-19 Mitsumi Electric Co Ltd Magnetic switch
JP2003185759A (en) * 2001-12-17 2003-07-03 Aichi Micro Intelligent Corp Gate system for detecting magnetic substance
JP2011070621A (en) * 2009-09-25 2011-04-07 Go Uchiyama Determination device for weapon

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0629818A (en) * 1992-07-10 1994-02-04 Omron Corp Proximity switch
JPH0818430A (en) * 1994-06-30 1996-01-19 Mitsumi Electric Co Ltd Magnetic switch
JP2003185759A (en) * 2001-12-17 2003-07-03 Aichi Micro Intelligent Corp Gate system for detecting magnetic substance
JP2011070621A (en) * 2009-09-25 2011-04-07 Go Uchiyama Determination device for weapon

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