JP3668124B2 - 光検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を利用して、被検出物体を検出する光検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の光検出装置は、例えばパチンコ遊戯機や複写機等に適用され、パチンコ球や用紙等を検出する。この装置においては、発光素子の光をパチンコ球や用紙に照射し、その反射光を受光素子で受光し、この受光素子の出力に基づいて、パチンコ球や用紙の有無を検出する。これを反射型の光検出装置と称する。あるいは、発光素子の光を受光素子に入射させておき、パチンコ球や用紙によって受光素子への入射光を遮断し、このときの受光素子の出力に基づいて、パチンコ球や用紙の有無を検出する。これを遮断型の光検出装置と称する。
【０００３】
ところで、この様な光検出装置では、受光素子への外乱光の入射により、誤動作を招くことがある。このため、従来の装置においては、発光素子を一定の周期で発光させ、これに同期して受光素子の出力を検出し、これによって同期しない外乱光の誤検出を防止していた（特開平６−４２９６３号公報及び特開平８−１８４６８０号公報等を参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、インバータを内蔵し、高周波数で光源を点灯させる照明器具が普及してきている。この種の照明器具は、通常、その光に、単一周波数成分ではなく、多様な周波数の成分を含んでいる。このため、照明器具の光成分が光検出装置の発光素子の発光周期と同期することがあり、この光成分が光検出装置の発光素子に入射すると、光検出装置の誤動作が発生した。
【０００５】
また、発光素子の発光周期が一定であると、この発光周期が察知され易い。パチンコ遊戯機においては、発光周期を無断で測定して、該発光周期の光を模作することができれば、不正を目的とし、誤動作を意図的に誘因するために、該発光周期の光を外部から照射することが可能である。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、外乱光の影響を受け難く、かつ意図的な誤動作の誘因が困難な光検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の光検出装置は、発光素子、及び該発光素子からの光を受光する受光素子と、発光素子の発光周期を変動させる周期変動手段と、発光素子の発光周期に同期して、受光素子の出力信号を検出する同期検出手段とを備えている。
【０００８】
この様な構成の本発明によれば、発光素子の発光周期を変動させ、この変動する発光周期に同期して、受光素子の出力信号を検出している。この発光素子の発光周期が変動するため、この発光周期に外乱光が同期することは殆ど有り得ない。従って、外乱光により光検出装置の誤動作が発生することは殆どない。また、本発明の光検出装置をパチンコ遊技機に適用した場合は、変動周期に同期した光を外部から照射することが極めて困難であるから、誤動作を意図的に誘因するという不正を防止することができる。
【０００９】
また、本発明においては、周期変動手段は、発光周期をランダムに変動させている。あるいは、周期変動手段は、発光周期を段階的に変動させている。また、周期変動手段は、乱数を発生する乱数発生手段を備え、乱数発生手段により発生された乱数に基づいて、発光周期を変動させている。また、周期変動手段は、周期が相互に異なる複数の信号に基づいて、発光周期を変動させている。また、周期変動手段は、波形が相互に異なる複数の信号に基づいて、発光周期を変動させている。
【００１０】
これら方法のいずれによっても、発光周期を変動させることができる。
【００１１】
更に、本発明においては、周期変動手段は、外部からの信号に応答して発光周期を変動させている。
【００１２】
これにより、発光周期の変動を外部から制御することが可能になる。
【００１３】
また、本発明においては、発光素子の光に対応する受光素子の出力信号を通過させる帯域通過フィルターを更に備え、同期検出手段は、受光素子の出力信号を帯域通過フィルターを介して入力している。
【００１４】
この様な帯域通過フィルターによって、発光素子の光に対応する受光素子の出力信号のみを選択し、かつ外乱光に対応する受光素子の出力信号を排除することができる。例えば、多様な周波数の成分が含まれている照明器具の光をほぼ排除することができる。
【００１５】
更に、本発明においては、発光周期の変動に応じて、帯域通過フィルターの周波数帯域を変動させている。
【００１６】
ここでは、発光素子の発光周期の変動に伴い、発光素子の光の周波数成分も変動するので、帯域通過フィルターの周波数帯域を変動させることにより、常に、発光素子の光に対応する受光素子の出力信号を適確に選択している。
【００１７】
また、本発明においては、発光素子の発光時間を３３マイクロ秒よりも長く設定し、この発光時間に対応させて帯域通過フィルターの高域側カットオフ周波数を設定している。
【００１８】
一般に、インバータ内蔵の照明器具では、３０ＫＨｚ以上の周波数が採用されている。このため、この様な照明器具の光と明確に区別するには、発光素子の発光時間を３３マイクロ秒よりも長く設定すれば良く（発光周波数を３０ＫＨｚ未満に設定）、これに応じて帯域通過フィルターの高域側カットオフ周波数（３０ＫＨｚ未満）を設定すれば、帯域通過フィルターによって、発光素子の光に対応する受光素子の出力信号を選択し、かつ照明器具の光に対応する受光素子の出力信号を排除することができる。
【００１９】
更に、本発明においては、同期検出手段は、発光素子の発光周期に同期して、受光素子の出力信号を検出すると、発光周期以上に相当する間、この検出された信号をラッチするラッチ手段を備えている。
【００２０】
この様にラッチ手段により受光素子の出力信号をラッチすれば、光検出装置の検出結果を容易に確認することができる。
【００２１】
また、本発明においては、周期変動手段及び同期検出手段を同一の集積回路上に形成している。
【００２２】
これにより、信号伝達経路を短縮することができ、外乱ノイズの影響を受け難くなる。
【００２３】
更に、本発明においては、発光素子からの光を受光素子のみに入射させる光経路を更に備えている。
【００２４】
この様に発光素子の光を受光素子のみに入射させれば、外部から発光素子の光を検出して、発光周期を測定することが不可能となる。例えば、パチンコ遊戯機においては、発光周期を外部で測定して、該発光周期の光を模作することが不可能となり、不正を目的とし、誤動作を意図的に誘因するために、該発光周期の光を外部から照射することができなくなる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の光検出装置の一実施形態を示すブロック図である。本実施形態の光検出装置では、発光素子（発光ダイオード）１から光を出射し、この光を被検出物体２で反射させて受光素子（フォトダイオード）３に入射させ、この受光素子３の出力に基づいて、被検出物体２の有無を判定している。また、発光素子１の発光タイミングと、受光素子３の受光タイミングを比較し、両者のタイミングが同期したときに、判定結果を有効なものとみなしている。
【００２７】
さて、第１及び第２発振器４，５は、相互に周波数が異なるそれぞれの発振信号を形成し、これらの発振信号をパルス変動回路６に出力する。パルス変動回路６は、各発振信号に基づいて、周期が変動するパルス信号Ｐを生成し、このパルス信号Ｐをタイミング信号発生回路７に出力する。例えば、パルス変動回路６は、それぞれの発振信号を合成し、この合成信号のレベルが予設定の閾値を超える度に、パルス信号Ｐを生成して出力する。
【００２８】
タイミング信号発生回路７は、例えば４ビットのバイナリカウンタとゲート回路等を備えており、１６ビットのパルス信号Ｐを入力する度に、図２（ｉ）の発光素子駆動パルス信号を発光素子パルス駆動回路８に出力する。図２（ｉ）の発光素子駆動パルス信号は、そのパルス幅Ａがその周期Ｂの１／１６に設定されている。パルス信号Ｐの周期が変動するので、周期Ｂも変動する。
【００２９】
また、タイミング信号発生回路７は、図２（ｃ）の信号検出ゲートパルス信号、図２（ｅ）のノイズ検出ゲートパルス信号、及び図２（ｈ）のシフトレジスタクロック信号を形成し、これらの信号を信号処理回路１３に出力する。
【００３０】
発光素子パルス駆動回路８は、スイッチ回路や定電流回路等を備えており、図２（ｉ）の発光素子駆動パルス信号を入力すると、この発光素子駆動パルス信号を増幅して発光素子１に加える。これにより、発光素子１が図２（ｉ）の発光素子駆動パルス信号の変動周期に同期して発光する。
【００３１】
被検出物体２が在る状態では、発光素子１の光は、被検出物体２で反射され、受光素子２に入射される。これにより、発光素子駆動パルス信号に同期した光が受光素子２で受光される。
【００３２】
受光素子２の出力信号は、ヘッドアンプ１０により増幅されてから、交流アンプ１１に入力される。交流アンプ１１は、受光素子２の出力信号から直流成分及び低周波数成分を除去して、高周波数成分の信号を出力する。コンパレータ１２は、高周波数成分の信号を予め設定された第１閾値と比較し、高周波数成分の信号が第１閾値以上になると、ハイレベルの信号を信号処理回路１３に出力する。このコンパレータ１２においては、高周波数成分の信号が第１閾値以上になって、その出力をハイレベルに一旦設定すると、高周波数成分の信号が第１閾値よりも低い第２閾値以下になるまで、その出力をローレベルに戻すことはない。この様な入力に対する出力のヒステリシス特性により、高周波数成分の信号のレベルが第１閾値近傍で不安定であっても、コンパレータ１２の出力が頻繁に切り替わらずに済み、チャタリング現象を防止することができる。
【００３３】
信号処理回路１３は、例えば図３に示す様に信号検出ゲート回路１３ａ、ノイズ検出ゲート回路１３ｂ、及びディジタル積分回路１３ｃを備えている。信号検出ゲート回路１３ａは、タイミング信号発生回路７からの図２（ｃ）の信号検出ゲートパルス信号を入力し、この信号に同期してコンパレータ１２の出力をサンプリングしてディジタル積分回路１３ｃに与える。これにより、発光素子１が発光したタイミングで、コンパレータ１２の出力がサンプリングされる。図２（ｉ）及び（ｃ）の比較から明らかな様に、図２（ｃ）の信号検出ゲートパルス信号は、図２（ｉ）の発光素子駆動パルス信号よりも僅かに遅延されている。この遅延の時間は、図２（ｉ）の発光素子駆動パルス信号の生成からコンパレータ１２の出力がハイレベルになるまでに要する時間を考慮して設定される。
【００３４】
ディジタル積分回路１３ｃは、例えば３段のシフトレジスタを備えており、図２（ｈ）のシフトレジスタクロックに同期して、コンパレータ１２の出力をシフトレジスタに順次蓄積してシフトし、このシフトレジスタ内の各信号レベルに応じて、ハイレベル又はローレベルの信号を出力する。例えば、図２（ｃ）の信号検出ゲートパルス信号に同期して、コンパレータ１２のハイレベルの出力が３回連続してサンプリングされると、ディジタル積分回路１３ｃからハイレベルの信号が出力され、またコンパレータ１２のローレベルの出力が３回連続してサンプリングされると、ディジタル積分回路１３ｃからローレベルの信号が出力される。
【００３５】
更に、ノイズ検出ゲート回路１３ｂは、タイミング信号発生回路７からの図２（ｅ）のノイズ検出ゲートパルス信号を入力し、この信号に同期してコンパレータ１２の出力をサンプリングしてディジタル積分回路１３ｃに与える。これにより、発光素子１が発光していないタイミングで、コンパレータの出力がサンプリングされる。ディジタル積分回路１３ｃは、ノイズ検出ゲート回路１３ｂによってサンプリングされたコンパレータ１２の出力がハイレベルであれば、シフトレジスタを初期設定して、ローレベルの信号を出力する。
【００３６】
信号処理回路１３からの信号は、出力回路１４を通じて外部に出力される。また、定電圧回路１５は、この光検出装置の各部に動作電圧を供給するものである。
【００３７】
ここでは、第１及び第２発振器４，５、パルス変動回路６、タイミング信号発生回路７、発光素子パルス駆動回路８、ヘッドアンプ１０、交流アンプ１１、コンパレータ１２、信号処理回路１３、出力回路１４、及び定電圧回路１５を１チップの集積回路上に形成している。これは、これらの回路をそれぞれ独立分離して形成すると、外部ノイズに弱くなったり、各回路間の線材の容量成分の影響が大きくなるためであり、これらの回路を１チップの集積回路上に設ければ、耐ノイズ性が格段に向上するためである。特に、本実施形態では、発光素子１の光を被検出物体２で反射させ、この反射光を受光素子３で受光するという反射型の装置であるから、受光素子３の受光レベルが低く、その出力レベルも低くなるので、ヘッドアンプ１０の増幅率を高く設定する必要があり、ノイズの影響を受け易い。このため、各回路の集積化による耐ノイズ性の向上を図る必要がある。
【００３８】
この様な構成の光検出装置の動作の一例を図４のタイミングチャートに従って説明する。尚、図４（ｃ）及び（ｅ）の各信号は、図２（ｃ）及び（ｅ）の各信号と同一である。
【００３９】
まず、時点Ｔ0 で、被検出物体２が無くなると、発光素子１が発光素子駆動パルス信号（図２（ｉ）に示す）に同期して発光しても、図４（ａ）に示す様に発光素子１の光が受光素子３で受光されないので、図４（ｂ）に示す様にコンパレータ１２の出力がローレベルとなる。この後、信号処理回路１３においては、図４（ｃ）の信号検出ゲートパルス信号に同期して、信号検出ゲート回路１３ａによってコンパレータ１２のローレベルの出力が３回連続してサンプリングされ、時点Ｔ１で、図４（ｇ）に示す様にディジタル積分回路１３ｃの出力がローレベルに切り替わる。このローレベルの出力は、被検出物体２が無いことを示しており、出力回路１４を通じて外部に取り出される。
【００４０】
次に、時点Ｔ2 で、発光素子駆動パルス信号（図２（ｉ）に示す）に同期した外乱光が受光素子３で受光されると、図４（ｂ）に示す様にコンパレータ１２の出力がハイレベルとなる。このとき、信号処理回路１３においては、図４（ｃ）の信号検出ゲートパルス信号及び図４（ｅ）のノイズ検出ゲートパルス信号のいずれにもコンパレータ１２のハイレベルの出力が同期しているので、図４（ｄ）及び（ｆ）に示す様に信号検出ゲート回路１３ａ及びノイズ検出ゲート回路１３ｂによってコンパレータ１２のハイレベルの出力がサンプリングされる。この場合、ノイズ検出ゲート回路１３ｂの出力によってディジタル積分回路１３ｃが初期設定されるので、ディジタル積分回路１３ｃの出力がローレベルに維持される。
【００４１】
尚、図４（ｃ）の信号検出ゲートパルス信号のみにコンパレータ１２のハイレベルの出力が同期し、信号検出ゲート回路１３ａのみによってコンパレータ１２のハイレベルの出力がサンプリングされたとしても、このハイレベルの出力が３回連続してサンプリングされないので、ディジタル積分回路１３ｃの出力がローレベルに維持される。
【００４２】
次に、時点Ｔ3 で、発光素子駆動パルス信号（図２（ｉ）に示す）に非同期の外乱光が受光素子３で受光されると、図４（ｂ）に示す様にコンパレータ１２の出力レベルがハイレベルとなる。このハイレベルの出力は、図４（ｃ）の信号検出ゲートパルス信号及び図４（ｅ）のノイズ検出ゲートパルス信号のいずれにも非同期であるから、信号検出ゲート回路１３ａ及びノイズ検出ゲート回路１３ｂによってサンプリングされることはなく、ディジタル積分回路１３ｃの出力がローレベルに維持される。
【００４３】
次に、時点Ｔ4 で、低周波数成分の外乱光が受光素子３で受光される。この外乱光に対応する受光素子３の出力は、低周波数成分であるため、交流アンプ１１により除去され、コンパレータ１２に加えられることはない。従って、交流アンプ１１の後段に変化がなく、ディジタル積分回路１３ｃの出力がローレベルに維持される。
【００４４】
次に、時点Ｔ5 で、被検出物体２が現われると、発光素子駆動パルス信号（図２（ｉ）に示す）に同期して、図４（ａ）に示す様に発光素子１の光が受光素子３で受光され、図４（ｂ）に示す様にコンパレータ１２の出力がハイレベルとなる。この後、信号処理回路１３においては、図４（ｃ）の信号検出ゲートパルス信号に同期して、図４（ｄ）に示す様に信号検出ゲート回路１３ａによってコンパレータ１２のハイレベルの出力が３回連続してサンプリングされ、時点Ｔ6 で、図４（ｇ）に示す様にディジタル積分回路１３ｃの出力がハイレベルに切り替わる。このハイレベルの出力は、被検出物体２が在ることを示しており、出力回路１４を通じて外部に取り出される。
【００４５】
尚、発光素子１の光に、低周波数成分の外乱光が重畳しているものの、この外乱光に対応する受光素子３の出力が交流アンプ１１により除去されるので、この外乱光が交流アンプ１１の後段に影響を与えることはない。
【００４６】
また、ノイズ検出ゲート回路１３ｂの前段に、ラッチ回路を設け、このラッチ回路によって、シフトレジスタクロック信号の直後から発光素子駆動パルスの直前までの期間に発生した外乱光に対応するコンパレータ１２の出力をラッチしても良い。これにより、発光素子駆動パルスの前に発生した外乱光を検出することが可能になる。
【００４７】
この様に本実施形態の光検出装置では、直流成分及び低周波数成分の外乱光に対応する受光素子３の出力を除去するので、この外乱光の影響を受けることがない。また、高周波数成分の外乱光であっても、この外乱光が発光素子１の発光タイミングに一致しなければ、この外乱光をノイズとして扱うので、被検出物体２の誤検出を招かずに済む。更に、高周波数成分の外乱光であって、この外乱光のタイミングが発光素子１の発光タイミングに一致したとしても、この外乱光のタミングが発光素子１の発光タイミングに連続して３回一致しなければ、この外乱光をノイズとして扱うので、被検出物体２の誤検出を招かずに済む。しかも、発光素子１の発光タイミングの周期が変動するので、この変動周期に、インバータ内蔵の照明器具の光が同期することはなく、照明器具の光によって、誤検出が発生することはない。更に、この光検出装置をパチンコ遊技機に適用した場合は、変動周期に同期した光を外部から照射することが極めて困難であるから、誤動作を意図的に誘因するという不正を防止することができる。
【００４８】
ところで、上記実施形態では、第１及び第２発振器４，５の各発振信号に基づいて、周期が変動するパルス信号Ｐを形成しているが、他の方法により、パルス信号Ｐを形成しても構わない。例えば、マイクロコンピュータによって乱数を発生させ、この乱数に対応するパルス信号Ｐの周期を設定しても構わない。あるいは、マイクロコンピュータによって変数を段階的に変化せ、この変数に対応するパルス信号Ｐの周期を設定しても構わない。更に、マイクロコンピュータを外部から制御するための入力端子を設け、乱数や変数等の発生方法や発生周期等を外部から入力端子を通じてマイクロコンピュータに指示しても構わない。
【００４９】
また、図５に示す様な回路によっても、周期が変動するパルス信号を形成することができる。図５において、三角波発振器２２は、図６（イ）の三角波信号を発生して、この三角波信号をゲート制御回路２３に出力する。ゲート制御回路２３は、三角波信号と図６（イ）の予め設定された閾値電圧Ｖthを比較し、三角波信号のレベルが閾値電圧Ｖth以上のときにハイレベルとなり、三角波信号のレベルが閾値電圧Ｖth未満のときにローレベルとなる図６（ロ）に示す方形波信号を発振器２５に出力する。
【００５０】
発振器２５は、オペアンプ２４、各抵抗Ｒ1 、Ｒ2 、帰還ループに挿入された各抵抗Ｒ3 、Ｒ4 とゲート回路２６、及びコンデンサＣからなる。ゲート制御回路２３からの方形波信号は、ゲート回路２６に加えられる。方形波信号がハイレベルのときには、ゲート回路２６がオープン状態となり、帰還ループの抵抗値が抵抗Ｒ3 の値となる。また、方形波信号がローレベルのときには、ゲート回路２６がクローズ状態となり、帰還ループの抵抗値が各抵抗Ｒ3 、Ｒ4 の合成値となる。各抵抗Ｒ3 、Ｒ4 の合成値が抵抗Ｒ3 の値よりも低いため、ゲート回路２６がクローズ状態のときの方が、コンデンサＣの充放電時間が短くなり、発振器２５の発振周期が短くなる。コンデンサＣの端子電圧は、図６（ハ）に示す様に変化し、発振器２５の出力は、図６（ニ）に示す様に変化する。
【００５１】
図６（イ）乃至（ニ）から明らかな様に、方形波信号がハイレベルで、ゲート回路２６がクローズ状態のときに、コンデンサＣの充放電時間が短くなって、発振器２５から出力されるパルス信号Ｐの周期が短くなっている。また、方形波信号がローレベルで、ゲート回路２６がオープン状態のときに、コンデンサＣの充放電時間が長くなって、発振器２５からのパルス信号Ｐの周期が長くなっている。
【００５２】
ここでは、三角波発振器２２の三角波信号の周期と、発振器２５の方形波信号の周期とが常に非同期であるため、発振器２５の方形波信号の周期が不均一に変動する。尚、三角波発振器２２及びゲート制御回路２３の代わりに、図６（ロ）の方形波信号を出力する他の発振器を設けても良い。
【００５３】
また、図７に示す様に、パルス変動回路６とタイミング信号発生回路７間に、帯域通過フィルター１７を挿入しても構わない。この帯域通過フィルター１７は、発光素子１の光に対応する受光素子３の出力信号のみを通過させる通過帯域を有している。発光素子１の発光周期の変動に伴い、受光素子３の出力信号の周波数成分も変動するので、帯域通過フィルター１７の通過帯域を変動させる。ここでは、図５に示す三角波発振器２２、ゲート制御回路２３、及び発振器２５を適用しており、ゲート制御回路２３からの図６（ロ）の方形波信号を帯域通過フィルター１７に加え、この方形波信号に応答して帯域通過フィルター１７の各定数（抵抗値やコンデンサ容量）を切り換えて、帯域通過フィルター１７の通過帯域を変動させている。
【００５４】
この結果、発光素子１の光に対応する受光素子３の出力信号のみを選択することができ、より正確な検出と誤検出の防止が可能になる。
【００５５】
また、インバータ内蔵の照明機器では、３０ＫＨｚ以上の周波数が採用されており、その光に、基本周波数の成分と倍数成分が含まれる。このため、帯域通過フィルター１７の通過帯域の上限（高域側カットオフ周波数）を３０ＫＨｚ未満に設定すると共に、発光素子の発光時間を３３マイクロ秒よりも長く設定すれば、発光素子１の光に対応する受光素子３の出力信号を帯域通過フィルター１７を通過させて選択し、かつインバータ内蔵の照明機器の光に対応する受光素子３の出力信号を排除することができる。
【００５６】
この様な光検出装置は、パチンコ遊技機におけるパチンコ球の検出や、複写機における用紙の検出等に適用することができる。
【００５７】
図８は、パチンコ球を検出するためのパチンコ球検出装置を示している。図８（ａ）は装置の平面図であり、図８（ｂ）は装置の側面図であり、図８（ｃ）は装置の縦断面図である。
【００５８】
このパチンコ球検出装置には、図７に示す光検出装置が適用されている。発光素子１から出射された光は、シリンドリカルレンズ３１及び各スリット３２の間を介してホルダー３３の通過孔３３ａに至る。このとき、パチンコ球が自然落下して通過孔３３ａを通過し、パチンコ球３４が検出範囲に入ると、発光素子１からの光がパチンコ球３４の表面で反射され、この反射光が各スリット３５の間、シリンドリカルレンズ３６及びプリズム３７を介して受光素子３に入射する。
【００５９】
また、パチンコ球が通過孔３３ａに入っていなければ、発光素子１の光は、分散してしまい、受光素子３へと導かれることがない。しかしながら、図８（ｃ）に示す様に、各スリット３２によって発光素子１の光の出射角が小さく抑えられているので、この光がホルダー３３の外側に殆ど漏れない。このため、外部から発光素子１の光を検出して、その発光周期を測定し、この発光周期の光を模作することが不可能であり、不正を目的とし、誤動作を意図的に誘因するために、該発光周期の光を外部から照射することができくなる。
【００６０】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、多様に変形することができる。例えば、発光素子や受光素子は、如何なる種類のものでも構わない。また、反射型の光検出装置だけでなく、遮断型の光検出装置にも本発明を適用することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、発光素子の発光周期を変動させ、この変動する発光周期に同期して、受光素子の出力信号を検出している。この発光素子の発光周期が変動するため、この発光周期に外乱光が同期することは殆ど有り得ない。従って、外乱光により光検出装置の誤動作が発生することは殆どない。また、本発明の光検出装置をパチンコ遊技機に適用した場合は、変動周期に同期した光を外部から照射することが極めて困難であるから、誤動作を意図的に誘因するという不正を防止することができる。
【００６２】
また、本発明によれば、多様な方法により、発光周期を変動させている。
【００６３】
更に、本発明によれば、発光周期の変動を外部から制御することができる。
【００６４】
また、本発明によれば、帯域通過フィルターによって、発光素子の光に対応する受光素子の出力信号のみを選択し、かつ外乱光に対応する受光素子の出力信号を排除している。これにより、例えば多様な周波数の成分が含まれている照明器具の光をほぼ排除することができる。
【００６５】
更に、本発明によれば、発光素子の発光周期の変動に伴い、発光素子の光の周波数成分も変動するので、帯域通過フィルターの周波数帯域を変動させることにより、常に、発光素子の光に対応する受光素子の出力信号を適確に選択することができる。
【００６６】
また、本発明によれば、発光素子の発光時間を３３マイクロ秒よりも長く設定し、この発光時間に対応させて帯域通過フィルターの高域側カットオフ周波数を設定している。一般に、インバータ内蔵の照明器具では、３０ＫＨｚ以上の周波数が採用されている。このため、この様な照明器具の光と明確に区別するには、発光素子の発光時間を３３マイクロ秒よりも長く設定すれば良く（発光周波数を３０ＫＨｚ未満に設定）、これに応じて帯域通過フィルターの高域側カットオフ周波数（３０ＫＨｚ未満）を設定すれば、帯域通過フィルターによって、発光素子の光に対応する受光素子の出力信号を選択し、かつ照明器具の光に対応する受光素子の出力信号を排除することができる。
【００６７】
更に、本発明によれば、ラッチ手段により受光素子の出力信号をラッチしているので、光検出装置の検出結果を容易に確認することができる。
【００６８】
また、本発明によれば、周期変動手段及び同期検出手段を同一の集積回路上に形成しているので、信号伝達経路を短縮することができ、外乱ノイズの影響を受け難くなる。
【００６９】
更に、本発明によれば、発光素子の光を受光素子のみに入射させているので、外部から発光素子の光を検出して、発光周期を測定することが不可能となる。例えば、パチンコ遊戯機においては、発光周期を外部で測定して、該発光周期の光を模作することが不可能となり、不正を目的とし、誤動作を意図的に誘因するために、該発光周期の光を外部から照射することができなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の光検出装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】（ｉ）、（ｃ）、（ｅ）及び（ｈ）は、図１の装置における各信号を示すタイミングチャートである。
【図３】図１の装置における信号処理回路を示すブロック図である。
【図４】（ａ）乃至（ｇ）は、図１の装置における各信号を示すタイミングチャートである。
【図５】図１の装置において、第１及び第２発振器の代わりに適用される三角波発振器、ゲート制御回路、及び発振器を示すブロック図である。
【図６】（イ）乃至（ニ）は、図５の回路における各信号を示すタイミングチャートである。
【図７】図１の装置の変形例を示すブロック図である。
【図８】（ａ）は図７の装置を適用したパチンコ球検出装置を示す平面図であり、（ｂ）はパチンコ球検出装置の側面図であり、（ｃ）はパチンコ球検出装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 発光素子
２ 被検出物体
３ 受光素子
４ 第１発振器
５ 第２発振器
６ パルス変動回路
７ タイミング信号発生回路
８ 発光素子パルス駆動回路
１０ ヘッドアンプ
１１ 交流アンプ
１２ コンパレータ
１３ 信号処理回路
１４ 出力回路
１５ 定電圧回路

Claims (11)

1. 発光素子、及び該発光素子からの光を受光する受光素子と、
   発光素子の発光周期を変動させる周期変動手段と、
   発光素子の光に対応する受光素子の出力信号を通過させる帯域通過フィルターと、
   発光素子の発光周期の変動に応じて、帯域通過フィルターの周波数帯域を変動させる制御手段と、
   発光素子の発光周期に同期して、受光素子の出力信号を帯域通過フィルターを介して検出する同期検出手段と
   を備えることを特徴とする光検出装置。
2. 発光素子、及び該発光素子からの光を受光する受光素子と、
   発光素子の発光周期を変動させる周期変動手段と、
   発光素子の光に対応する受光素子の出力信号を通過させる帯域通過フィルターと、
   発光素子の発光周期に同期して、受光素子の出力信号を帯域通過フィルターを介して検出する同期検出手段とを備え、
   発光素子の発光時間を３３マイクロ秒よりも長く設定し、この発光時間に対応させて帯域通過フィルターの高域側カットオフ周波数を設定したことを特徴とする光検出装置。
3. 周期変動手段は、発光周期をランダムに変動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の光検出装置。
4. 周期変動手段は、発光周期を段階的に変動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の光検出装置。
5. 周期変動手段は、乱数を発生する乱数発生手段を備え、乱数発生手段により発生された乱数に基づいて、発光周期を変動させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光検出装置。
6. 周期変動手段は、周期が相互に異なる複数の信号に基づいて、発光周期を変動させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光検出装置。
7. 周期変動手段は、波形が相互に異なる複数の信号に基づいて、発光周期を変動させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光検出装置。
8. 周期変動手段は、外部からの信号に応答して発光周期を変動させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光検出装置。
9. 同期検出手段は、発光素子の発光周期に同期して、受光素子の出力信号を検出すると、発光周期以上に相当する間、この検出された信号をラッチするラッチ手段を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の光検出装置。
10. 周期変動手段及び同期検出手段を同一の集積回路上に形成したことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の光検出装置。
11. 発光素子からの光を受光素子のみに入射させる光経路を更に備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の光検出装置。

Images