专利名称：检测金属物位置的金属物检测装置及所用的矩阵传感器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及传感器、用该传感器检测金属物存在位置的金属物检测装置及矩阵传感器，特别涉及由若干发送线和若干接收线将检测区域配置成矩阵状而构成的矩阵传感器及用该传感器检测金属物有无和存在位置的金属物检测装置。
有时，需要在给定的区域，特别是在平面区域内检测出金属物存在的位置。例如，在平面区域内检测出移动的金属物的移动轨迹。另外，在某一区域内存在金属物时，有时需要检测它的分布模式等。作为前者的例子，具体地说，是检测游戏机中游戏执行媒体的轨迹。
对游戏机说来，有时，需要在该游戏机中设定的特定空间内使金属物(例如金属球)移动，并根据其移动的目的地决定是否中奖。典型的例子有弹子游戏机。在弹子游戏机中，使金属球做成的弹子在设有很多障碍物的、夹在平行平面之间的空间内作下落移动。
通常，弹子游戏机设有盘面、玻璃板和投射机构。盘面构成使弹子移动的空间;玻璃板与盘面保持一定间隔地复盖住盘面;投射机构用于将弹子投射到盘面与玻璃板隔成的空间内。弹子游戏机的盘面是与铅直方向平行地设置的。在盘面上设有若干个中奖孔和一个排出孔。弹子如果进入中奖孔再从盘面排出，则中奖。没有进入中奖孔的弹子最后聚集在一起，经排出孔从盘面排出。为了使沿盘面落下的弹子频繁碰撞而在其运动方向产生摆动，在盘面上设了许多销钉，这些销钉的长度与弹子的直径相当，与盘面垂直地突出于盘面。这些销钉分布在盘面上，它们使碰撞的弹子在其运动方向上不断摆动，有时可将弹子导向中奖孔，有时使弹子偏离中奖孔。
但是，在配置多台这种弹子游戏机的弹子房中，必须管理各个弹子游戏机中的中奖状况。也就是说，必须发现弹子轨迹有偏离的机器或轨迹异常的机器，并进行更换、修理等。此外，在游戏进行过程中，也必须发现用磁铁等吸引弹子的不正当行为。
作为用于该目的的金属物检测装置，有特开平2-279186号发表的专利技术。该公报公开了弹子的检测装置。该检测装置具有由发送线圈行群和接收线圈群构成的、称为检测矩阵的金属传感器。发送线圈行群是把开环状的发送单元连续发送线圈列沿一个方向排列成多排而成的;接收线圈群是把与上述发送单元感应耦合的开环状接受单元连续的接收线圈列排列在与上述发送线圈行群交叉的方向上而形成的。金属传感器连接到管理装置上，由管理装置驱动，在发送单元与接收单元重叠的各部分。检测金属物是否存在。
该金属传感器安装在复盖弹子游戏机盘面的玻璃板上，从而可检测出弹子游戏机盘面上的弹子的存在位置。
该金属传感器中，为了提高检测精度，必须设置很多发送线圈列和接收线圈列。但是由于它们以开环状构成线圈，所以，构造复杂，不能提高配线密度。
针对这一问题，本申请人在本申请的共同日本专利申请(特愿平2-244898号公报，特开平-122375号公报，1992年4月22日公开)的说明书中，提出了用发送线和接收线代替线圈列构成传感器的方案，即，把若干并列的折返状发送线安装在基板的一面，同时，把若干并列的折返状接收线与上述发送线交叉地安装在上述基板的另一面使与发送线产生磁耦合，构成一个检测矩阵。把对应的发送线和接收线与管理装置的发送电路和接收电路连接，使信号电流顺次流过各发送线，从各接收线顺次检测由信号电流感应的感应电流，该检测矩阵根据接收电路接收的感应电流可以检测出有无金属物存在，同时，知道了流过信号电流的发送线与接收感应电流的接收线的组合，就可以检测出金属物的位置。
在这样的装置中，为了提高检测精度，必须设置多条发送线和接收线。这时，必须分别把上述发送线与发送电路连接，把接收线与接收电路连接。
以往，这种连接是在基板的端部，设置去路及回路的一对端子，并在其上设置与发送线数目相同的发送端子部，而在基板端部设置的同样的一对端子上设置与接收线数目相同的接收端子部。发送线和接收线各自的输入输出端通过走线配线连接到对应的发送端子部和接收端子部。在发送端子部和接收端子部上安装着具有和连接的接线数目相同的插头的连接器。发送电路和接收电路之间，由连接器和电缆连接。
在这样的构造中，如果配置多条发送线和接收线，则上述走线配线的数目及上述连接器的插头的数目就很多。例如，当设有32根发送线时，发送端的走线配线数目将达64根，因此，将它们配置成平面时，所需要的面积就增大。同时，端子部的尺寸也增大。这样，就产生了不能小型化的问题。针对这一问题，曾考虑过减小走线配线的线宽和端子部的端子宽度。但是，这样一来，配线电阻将增大，信号电流的大小受到限制，用于提高检测精度(耐噪音性)的发送电流增长也受到限制，从而，不能提高检测精度。
本发明的目的是提供一种用于金属物位置检测的矩阵传感器和使用该传感器的金属物检测装置。这种装置减少了用于将发送线和接收线连接到对应发送电路和接收电路中的走线配线的数目，从而，可以使装置小型化，并能提高检测精度。
为了实现上述目的，本发明的一个实施例提供了检测区域具有较宽阔的平面状的矩阵传感器。另一个实施例提供了金属物检测装置，该金属物检测装置中设有上述矩阵传感器和驱动该矩阵传感器并进行金属物的存在检测和位置检测的信号处理系统。
矩阵传感器具有若干根发送线、若干根接收线和支承这些线的基板。各发送线和接收线由各自平行的去路和回路所构成的一对导线构成。该成对导线的去路和回路的一端互相连接，另一端为信号的输入、输出端。即在电学上具有折返状构造。这些发送线和接收线相互交叉地配置。具体地说，例如，发送线在行方向按一定间隔配置，接收线在列方向按一定间隔配置。这样配置发送线和接收线后，检测区域的各发送线与各接收线的交点即配置成矩阵状。
信号处理系统包括发送电路、接收电路和信息处理装置。发送电路对各发送线顺次扫描，将发送信号送给各发送线;接收电路对各接收线顺次扫描，顺次接收各接收线的接收信号;信息处理装置根据接收电路接收的信号判断有无金属，同时，根据表示发送电路中发送线扫描位置的信息和表示接收电路中接收线扫描位置的信息，检测出金属的位置。此外，在信息处理装置中，通过随时间积累的表示弹子存在位置的信息，就可以求得弹子的移动轨迹。
基板上具有用于连接发送电路的发送端子部、用于连接接收电路的接收端子部，以及发送线及接收线的配线区域，并且，在该区域以外还有连接发送线的输入输出端与发送端子部的发送线用走线配线、连接接收线的输入输出端与接收端子部的接收线用走线配线。
在发送用走线配线和接收用走线配线中，至少一方仅对各成对导线的去路用的输入输出端或回路用的输入输出端设有单独的配线，而对另一个则用共用配线。
根据本发明的矩阵传感器，用于把发送线或接收线与发送端子部或接收端子部连接起来的走线部分的导线数目，仅为现有技术中的一半。因此，如果把走线部分的线宽保护得和以往技术一样，则可显著减小该走线部分的配置面积，从而可以使得矩阵传感器实现小型化并降低成本。
另外，即使走线部分的配置面积与现有技术中的一样或稍小一些，由于可以显著增大走线部分的线宽，所以，能使发送电流增加，提高检测灵敏度(耐噪音性)。
图1是表示发送线及其走线部分的正面图。
图2是发送端走线基板的整体正面图。
图3是表示发送端走线基板下面屏蔽层的正面图。
图4是表示发送端走线基板的基板本体正面图。
图5是表示发送端走线基板的上侧屏蔽层的正面图。
图6是将弹子游戏机和矩阵传感器分解表示的立体图。
图7是弹子游戏机盘面的侧剖面图。
图8是矩阵传感器的正面图。
图9是矩阵传感器的概略构造图。
图10是发送和接收板的发送电路的方框图。
图11是表示通道转换逻辑的主要部分的方框图。
图12是发送和接收板的接收电路的方框图。
图13是控制板的接收和发送电路的方框图。
图14是矩阵传感器的扫描流程图。
图15是表示本发明矩阵传感器的性能数据的曲线图。
图16是表示没有本发明特征的矩阵传感器的性能数据的曲线图。
以下，参照
本发明的一个实施例。
在说明实施例之前，先参照附图6介绍一下可采用本发明实施例的弹子游戏机。
图6所示的弹子游戏机，设有盘面11、表面玻璃体16和投射机构。盘面11用于构成使弹子移动的空间;表面玻璃体16距盘面11一定间隔盖住盘面11;投射机构用于将弹子投射到由盘面11和玻璃体16隔成的空间内。弹子游戏机的盘面11平行于铅直方向。
在盘面11上设有导向轨12。导向轨12的内侧，是盘面11的游戏区。导向轨12使由投射机构打入的弹子沿着该导向轨被引导，将弹子送往游戏区的铅直方向的上方位置(上游部)。
在该游戏区内，设有若干个中奖孔14a、实现特别中将状态的中奖作用物装置14b和一个排出孔15。弹子进入中奖孔14a后从盘面11排出，则中奖;中奖作用物装置14b设在上游部到下游部之间的盘面中央部位;未进入中奖孔14a的弹子最后聚集在一起，由排出孔15从盘面11排出。每当弹子进入特定的中奖孔14a时，中奖作用物装置14b的状态发生改变，当确定某一条件时，就使许多弹子作为奖品从该装置排出，例如，配置投币式自动售货机那样的滚筒，每次中奖时使滚筒旋转，当预定的图案齐全时，则成为特别的中奖状态，并排出许多弹子。
此外，如图7所示，在盘面11的游戏区内设有许多与盘面11垂直的、长度相当于弹子B直径的销钉13。这些销钉13在盘面11上的分布配置，使得沿盘面11落下的弹子B频繁地碰撞，并在其运动方向上摆动。
在弹子游戏机10的前面，设有打出弹子用的打出手柄33和接受作为奖品而出来的弹子的接收盘34。该手柄33是上述投射机构的一部分。
如图7所示，复盖盘面11的前面玻璃是由沿弹子游戏机10盘面11的表面玻璃体16和内侧玻璃体17构成的双重构造。内侧玻璃体17由基板17a和粘接在基板17a两面的表面玻璃17b、17c构成。
下面，参照
本发明金属物检测装置的实施例。
如图9所示，本实施例的金属物检测装置由检测区域具有宽阔平面的、起金属传感器作用的矩阵传感器20和信号处理系统170构成。此信号处理系统20驱动该矩阵传感器20并检测金属物的存在及其位置。
如图8所示，矩阵传感器20具有若干根发送线22、若干根接收线26及支承这些线的基板。如图1所示，发送线22由具有平行的去路62a和回路62b的一对导线62构成。图中虽然未示出，但是，接收线26同样也由一对导线62构成。在本实施例中，该导线62由例如聚氨脂绝缘包覆的铜线构成。成对导线62的去路和回路在一端相连接，另一端为信号的输入输出端。
这些发送线22和接收线26相互交叉地配置。具体地说，例如，发送线22沿行的方向按一定间隔配置，接收线26沿列的方向按一定间隔配置。将发送线22和接收线26这样配置后，检测区域的各发送线22和各接收线26的交点便构成矩阵状。另外，行方向和列方向的配置是任意的，不论使哪一方为行都可以。
信号处理系统170包括用于驱动矩阵传感器20的具有接收和发送功能的发送接收板171和具有信号处理功能的控制板172。控制板172控制发送/接收板171接收检测信号，并据此判断有无金属物，同时对已测知的金属物的位置进行检测处理。
如后所述，发送/接收板171具有发送电路40(见图10)和接收电路50(见图12)。发送电路40对各发送线22顺次扫描，把发送信号传送到各发送线22。接收电路50顺次扫描各接收线26，顺次接收各接收线的接收信号。控制板172根据接收电路50的接收信号判断有无金属，同时，根据表示发送电路40中发送线扫描位置的信息和表示接收电路50中接收线扫描位置的信息，检测出已测知的金属的位置。另外，控制板172通过随时间积累弹子存在位置的信息，便可以求得弹子的移动轨迹。并且根据该移动轨迹可以知道该弹子游戏机的特性。同时可以检测出异常轨迹，从而可以判断是否有不正当行为发生。
下面，再详细说明矩阵传感器。
如图7所示，矩轨传感器20在复盖盘面11的两块玻璃体中位于内侧，即盘面侧，的内侧玻璃体17上形成平面状，因此，它设在表面玻璃体16与盘面11之间。
如图8所示，矩阵传感器20中，若干根发送线22并列在一个方向，配置安装在内侧玻璃体17的玻璃基板17a的一面(表面一侧)。各发送线22在玻璃基板17a的端部弯折成呈U形的平行折返状，配置在玻璃基板17a上。
若干根接收线26同样也并列在一个方向上，配置安装在内侧玻璃体17的玻璃基板17a的背面(盘面11一侧)。各接收线26在玻璃基板17a的端部弯折成呈U形的平行折返状，配置在玻璃基板17a上。作为这些发送线22和接收线26的连接部的发送端子部23和接收端子部27按照安装到弹子游戏机上时的上下关系，集中配置在内侧玻璃体17的下端。
为了使各接收线26与各发送线22产生电磁耦合，即，使各接收线26位于与发送线22的磁通交链的位置，将各接收线26配置在与发送线22所在面成直角交叉的方向。以内侧玻璃体17为基板的各发送线22和各接收线26构成平面状的矩阵传感器20。
如图8所示，由交叉的各发送线22和各接收线26围成的各正方形包围部分(检测位置)形成检测金属物(本实施例中是检测弹子)的检测单元20a，20a……。
内侧玻璃体17是例如具有长a为367mm±10mm，宽b为367mm±10mm、厚度为3～3.5mm的正方形玻璃基板。表面玻璃17b、17c的长度比玻璃基板17a短，玻璃基板17a的下端露出。
内侧玻璃体17是这样构成的用透明粘接剂层将发送线22粘贴在玻璃基板17a的一面，其上再用透明粘接剂层粘贴上表面玻璃17c。另外，用透明粘接剂层将接收线26粘贴在玻璃基板17a的另一面，其上再用透明粘接剂层粘贴上表面玻璃17c。
如图8所示，在玻璃基板17a的一面左端部设有折返基板19a，右端部设有L形的发送侧走线基板19b。在玻璃基板17a另一面的上端部设有折返基板29a，下端部设有走线基板29b。
如图1和图8所示，发送线22由在折返基板19a上形成的折返部61和用焊锡63连接在这些折返部61上的导线62a、62b构成。发送线22的输入输出端通过走线配线连接到发送端子部23上。发送线22的一端，即导线62a的一端，通过在发送侧走线基板19b上形成的走线部64连接到发送端子部23的输出端子23a。该发送线22的另一端，即导线62b的一端，通过复盖发送端走线基板19b表面的屏蔽层230。连接到发送端23的共用端子23b上。走线部64是单独配线，屏蔽层230是共用配线。它们形成走线配线。
发送端走线基板19b，是由图5所示的表面侧屏蔽层230和图3所示的下面侧屏蔽层210夹住图4所示的绝缘基板220而构成的。各层通过作为绝缘层的粘接剂贴在一起。这样，绝缘基板220被两个屏蔽层210、230夹住，形成积层状态。这里，屏蔽层210、230是分别由导体片构成的。另外，屏蔽层210、230也可以在绝缘片上形成导体层而构成。
如图4所示，在绝缘基板220的表面，形成导电体结构221，该导电体结构221构成上述走线部64和发送端子部23。在各走线部64的一端，设有接线端64a，该接线端64a配设在与上述发送线22的导线62a对应的位置上。各走线部64的另一端成为构成上述发送端子部23的32个输出端子23a。在发送端子部23上形成共用端子23b，该共用端子23b具有形成在绝缘基板220表面上的导通片222，通过它与屏蔽屏230导通。
在上面侧的屏蔽层230上形成接续器231，该接续器231位于与上述发送线22的另一端对应的位置上。如图2所示，各发送线22的另一端的导线62用锡焊焊接在该接续器231上，以此可使各发送线22的另一端与屏蔽层230导通，另外，通过上述导通片222连接到共用端子23b上。这里，输出端子23a分别连接到后述的发送电路40的32个推拉输出电路(totempole)激励器45的输出端上，共用端子23b连接到发送电路40的共用侧(COM)上(见图10)。
如图8所示，接收线26由在折返基板29a上形成的各折返部61和用锡焊接在这些折返部61上的导线62a、62b构成，其下端部通过在走线基板29b上形成的各走线部64等连接到接收端子部27，走线基板29b粘接在玻璃基板17a另一面的下端。
在该接收端子部27上，还有连接到后述接收电路50的CT变压器51的输入端子和连接到接收电路50的共用侧(COM)的共用端子。因此，必须将接收线26的两端分别接到这些端子上，但是，这些连接也可以全部由走线部64进行，或者，也可以象上述发送线22那样，通过走线基板29b的屏蔽层，一齐连接到共用端子。
为了不耀眼，各导线62a、62b的表面为进行了去光泽处理的黑色，防止光的反射。
适合于通常的弹子游戏机10的矩轨传感器20的是发送线22为32行，接收线26为列，检测单元20a的个数总计为1024个。本实施例给出的是发送线22为32行，接收线26为32列的情况。在图8中，省略了外侧以外的结构。
构成发送线22、接收线26的导线的粗细，设定在25μm～30μm较为适宜。在本实施例中，如图8所示，发送端子部23和接收端子部27的整体宽度c、d分别为126mm，发送端折返基板19a和发送端走线基板19b的纵向伸出部分的宽度e、f分别为10mm以下。发送端子部23和接收端子部27的每根宽度分别为1.5mm。
矩阵传感器20在位于玻璃基板17a的下端部设置有连接器安装板66。该连接器安装板66从两侧夹住玻璃基板17a的下端，整体地固定在内侧玻璃体17上。该连接器安装板66用塑料或不锈钢制造，在内侧玻璃体17的宽度方向向下方延伸，位于矩阵传感器20的内侧玻璃体17的延长面上。
如图8所示，在连接器安装板66上位于与发送端子部23及接收端子部27相对应的位置上固定着发送连接器67a和接收连接器67b，上述发送端子部23和接收端子部27和各个端子通过这些连接器连接到对应的发送电路49和接收电路50上。
连接器安装板66上设有发送连接器67a和接收连接器67b的位置是最厚的部分。发送连接器67a和接收连接器67b是低背型的，连接器安装板66最厚部分的厚度与矩阵传感器20的内侧玻璃体17的厚度相同或者稍薄一些。
在该连接器安装板66的表面玻璃体16上配置有分别与发送连接器67a和接收连接器67b连接的发送/接收板171(见图9)。发送/接收板171上设有发送电路40(见图10)、接收电路50(见图12)和接合接续器(图中未示出)。发送电路40向矩阵传感器20的若干条送信线22发送信号;接收电路50从若干条接收线26接收信号，接合连接器分别与发送连接器67a和接收连接器67b连接。
这里，接合连接器通过与发送连接器67a和接收连接器67b对应地连接，将发送端子部23连接到发送电路40上，将接收端子部27连接到接收电路50上。
下面，说明进行矩阵传感器20的信号处理的信号处理系统。
如图9所示，矩阵传感器20处于控制板172的控制下。该控制板172隔着发送/接收板171与矩阵传感器20公开地配置着。控制板172上设有信息处理装置30(图13所示)，由通信线路179可实现通信。控制板172上还有用于信息处理装置30从磁卡173读入监视点的接口176。信息处理装置30虽然图中未示出，但是它至少具有中央处理单元(CPU)和用来贮存此程序及数据的存贮器。
磁卡173是能插入接口176和从接口176拔出的监视存储器的存储磁卡，它能读出并存贮弹子的监视点。磁卡173把设在弹子游戏机10盘面11上的中奖孔14a、14b……及被投射到游戏区域的弹子的位置、排出孔15的位置等的数据以及进入中奖孔14a、14a……及排出孔15的弹子的检测算法等作为监视数据记录下来。装配在磁卡上的存储器可以采用RAM、掩膜ROM、EPROM、单步(oneshot)ROM等。
连接在控制板172上的存储装置174，是记录弹子游戏机10的盘面11与内侧玻璃体17之间运动的弹子轨迹的装置。该存储装置174，例如可以由硬盘存储装置构成。该存储装置174记录的数据输给带有分析弹子轨迹软件的计算机175进行运算处理后，可以得到在弹子游艺场所需要的数据。
上述发送电路40是将指定频率的信号顺次发送给各发送线22的电路。上述接收电路50是与发送电路同步地从各接收线26中顺次接收信号的电路。由发送电路40向发送线22发送的电压波形最好是以频率1～1.3MHz的OV为中心的连续正弦波。
如图10所示，发送电路40由发送连接器41、与发送连接器41连接的放大器42和通道转换逻辑电路43、与放大器42及通道转换逻辑电路43连接的模拟多路转换器44和32个PNP+NPN的推拉输出电路激励器45构成。该32个激励器45与模拟多路转换器44连接并通过上述发送连接器67a分别连接到上述32个电路的发送线22的一端。
如图11所示，通道转换逻辑电路43具有计数器IC43，通过时钟脉冲用和复位用的二条控制线而动作。具体地说，后述的通道转换逻辑电路54产生的模拟多路转换器52的转换在一次定时中顺次转换模拟多路转换器44的连接状态，是和通道转换逻辑电路54同步动作的。
如图12所示，接收电路50由通过接收连接器67a分别连接到上述32个电路的接收线26上的32个CT(电流变换器)51、与CT51连接的模拟多路转换器52、与模拟多路转换器52连接的放大器53及通道转换逻辑电路54，与放大器53及通道转换逻辑电路54相连接的接收连接器55构成。因此，接收电路50通过各CT51从各接收线26接收信号。
CT51使各接收线26与模拟多路转换器52绝缘，同时将来自各接收线26的信号电路变换为10倍的大小。模拟多路转换器52根据通道转换逻辑电路54的指令顺次接收各CT51的信号。放大器53将来自模拟多路转换器52的信号放大。
通道转换逻辑电路54和发送电路40的通道转换逻辑电路43的元件相同。这时，在由程序控制电路47输出的时钟信号决定的每一扫描周期，使模拟多路转换器52的输入转换状态发生变化。
如图13所示，控制板172具有信息处理装置30，其发送端有程序控制电路47、带通滤波器48和放大器49。程序控制电路47根据通过CPU连接器46从信息处理装置30输入的开始信号输出发送时钟脉冲;带通滤波器48接收到该发送时钟脉冲后，输出发送信号;放大器49将该发送信号放大后，传送给发送连接器41。
控制板172的接收端有放大来自接收连接器55的接收信号的放大器71、接受放大信号的带通滤波器72、接受带通滤波器72的接收信号的全波整流/放大器73、接受全波整流/放大器73的接收信号的2级低通滤波器74a、74b和A/D转换器75及双向RAM76。A/D转换器接受低通滤波器74b的接收信号，并根据程序控制电路47的控制将该接收信号变换为数字数据后输出;双向RAM76根据程序控制电路47的控制，读入该数字数据，并根据CD连接器46的读出信号、通过CPU连接器46将该数据传送给信息处理装置30。
此外，控制板172还具有电源装置77。双向RAM76的容量为2048比特。
信息处理装置30读入磁卡173的监视区域数据，同时读入双向RAM76的反应数据Z，并将反应数据Z与弹子的监视区域数据进行对应来监视弹子。
下面，说明本实施例的作用。
信息处理装置30的地址信号及控制信号通过CPU连接器46输出，处理过程的流程图示于图14。从信息处理装置30向程序控制电路47传送开始信号时，程序控制电路47根据所需的时钟脉冲频率对16MHz的原振时钟脉冲进行分频，产生发送时钟脉冲并输出。程序控制电路47输出的发送时钟脉冲，经带通滤波器48从数字信号变为模拟信号并进行波形整形后，由放大器49放大，并传送到发送连接器41。
发送信号在发送电路40中由放大器42放大。模拟多路转换器44在由通道转换逻辑电路43转换的通道中，顺次使推拉输出电路激励器45动作，从而，推拉输出电路激励器45将放大器42放大的信号顺次输给发送线22(步骤91)。
于是，在与发送信号的发送线22交叉的各接收线26中，由于电磁感应而产生电动势。这时，当金属弹子接近检测单元20a时，在弹子上，就会在抵消发送线22产生的磁通方向上产生的涡流。因此，由于该涡流的影响，在该检测单元20a上接收线26的电动势(感应电流)的大小将发生变化。
在接收端，接收电路50在程序控制电路47的控制下，与发送电路40同步地通过各CT51接收各接收线26的信号。如图12所示，在若干接收线26上产生的感应电流的大小由CT51变换了10倍。由于利用CT51进行变换，所以，不需要增大接收端放大器的放大倍数。CT51使构成金属传感器的矩阵传感器20的各接收线26与接收电路50的模拟多路转换器52绝缘，防止噪音从弹子游戏机10进入接收电路50。
模拟多路转换器52利用通道转换逻辑电路54转换经过CT51的各接收线26的信号，并顺次输出。模拟多路转换器52输出的信号由放大器53放大100倍(步骤92)。
接收信号经过接收连接器55、放大器71、带通滤波器72，进行放大和检波。带通滤波器72输出的接收信号为模拟信号，该模拟信号由全波整流/放大器73进行波形整形。该全波整流/放大器73输出的信号由低通滤波器74a、74b进行积分处理后求平均。
接着，接收信号被传送到A/D转换器75。A/D转换器75，例如以12比特等指定的比特单位，将接收线26的信号变换为数字信号，根据程序控制电路47的控制，输出变换后的信号(检测数据)记录到双向RAM76上(步骤93)。
即，双向RAM76根据程序控制电路47的写入信号，与信息处理装置30的动作无关地记录检测数据后，在由程序控制电路47输出的时钟脉冲信号决定的每一扫描周期(例如每一时钟脉冲)内，将地址加一(步骤94)，将检测数据记录在因每个检测单元20a而异的地址上。
以上的动作在每一个上述扫描周期内反复进行。即，在上述每一个扫描周期，接收电路50的模拟多路转换器52转换各接收线26的信号(步骤95)，对于32条接收线26进行32次上述动作。当上述动作一完(步骤96)，发送电路40的模拟多路转换器44就切换发送线22(步骤97)，再反复32次同样的处理，对于各检测单元20a的检测数据，顺次与检测单元20a进行对应并记录到双向RAM76的不同地址内。
因此，信息数据装置30通过读出记录在双向RAM76内的检测数据，便可随时根据任意的检索条件判断弹子何时处在何位置，与上述检测信号处理动作无关。
为此，信息处理装置30根据需要读入根据读出开始信号记录在双向RAM76内的上述检测数据，进行运算处理，将检测数据与存储在磁卡173内的弹子监视数据进行对应，便可监视弹子。
使用本实施例的矩阵传感器时，与共用端连接的发送线22的另一端，分别连接到夹住各走线部64的屏蔽层上，通过该屏蔽层，整体地连接到发送端子部23的共用端子上。因此，走线部64的线数等于各发送线22的数量(本实施例中是32根)，是现有技术中(64根)的一半。同样，接收线26的另一端，也分别连接到夹住各走线部64的屏蔽层上，通过该屏蔽层，整体地连接到接收端子27的共用端子上。因此，走线部64的线数等于接收线26的数量(本实施例中是32根)，是现有技术中(64根)的一半。
因此，如果保持走线部64的线宽与现有技术中的相同，则可显著减小该走线部64的配置面积(引线基板的大小)，从而，可金属传感器的检测部(矩阵传感器20)实现小型化并降低造价。
如果把走线部64的配置面积做成与现有技术中的相同或稍小一些，则可显著增大走线部64的线宽。例如，绝缘宽度减半的话，走线部的线宽不只是可以增大的2倍，最大可以增大为大约3倍。因此，使发送电流增加，从而可以提高检测灵敏度(耐噪音性)。
以下，参照图15和图16所示的曲线，说明表示提高该检测录敏度(耐噪音性)的效果的实验结果。
图15、16所示的曲线，横轴表示弹子在其检测位置时和不在其检测位置时上述A/D转换器75输出值之差，纵轴表示弹子与矩阵传感器20的距离(弹子的高度)。图中给出了第16根发送线22分别与第2、9、16、23、30根接收线26(图中用R×2～30表示)交叉的检测位置的数据。
图16是具有2倍于发送线数的走线配线的矩阵传感器的数据(发送线的走线部的线宽为0.125mm)。这种情况下，随着弹子高度的增大，几乎全部检测位置都进入了不能判断的区域，图中用虚线表示。尤其是第2根发送线R×2，只要弹子高度提高很小一点，就会进入不能判断区域。所谓不能判断区域，就是由于噪音或信号波动等影响，尽管实际上不存在弹子，但是，A/D转换器75的输出值也表现出微小的变化值的区域。
图15是给应用本发明的矩阵传感器(发送线的走线部的线宽为0.35mm)加上和上述图16相同的发送电压的情况。但是，由于走线部的电阻减少，电流增大了，即使弹子的高度增大，几乎全部检测位置都不会进入不能判断区域。即使对于第2根发送线R×2也有显著的改进。弹子高度很高时也不进入不能判断区域。
此外，在上述实施例中，例举了通过走线基板上面的屏蔽层230、整体地连接共用端的例子，但是，也可以通过下面的屏蔽层210整体地连接。
本发明的矩阵传感器，用以将发送或接受线连接到发送端子部或接收端子部的走线部的线数是现有技术中的一半。因此，如果保持走线部的线宽和现有技术中的相同，则可显著减少该走线部的配置面积，从而可以实现金属传感器的小型化和降低造价。
如果把走线部的配置面积设置成与现有技术中的相同或稍小一些，则可显著增大走线部的线宽，从而可以使发送电流增加;提高检测灵敏度(耐噪音性)。
权利要求
1.一种金属物检测装置，具有宽阔的平面状检测区域，设有矩阵传感器和驱动该矩阵传感器并进行金属物的存在及位置检测的信号处理系统；该矩阵传感器有若于根并列的发送线、若干根并列的接收线，和支承这些线的基板，所述若干根并列的发送线与若干根并列的接收线互相交叉地设置在基板上，其交叉点排列成矩阵状，其特征在于信号处理系统包括对各发送线顺次扫描并将发送信号发送给各发送线的发送电路、对各接收线顺次扫描并顺次接收各接收线的接收信号的接收电路、在根据接收电路的信号判断有无金属的同时根据表示发送电路中发送线扫描位置的信息和表示接收电路中接收线扫描位置的信息检测已测知的金属的位置的信号处理装置；各发送线和各接收线分别由具有平行的去路和回路的一对导线构成；各对导线的去路和回路的一端相连接，另一端为信号的输入输出端；基板上有与发送电路连接用的发送端子部、与接收电路连接用的接收端子部、发送线及接收线的配置区域，并且，在该区域以外的部分，有连接发送线输入输出端与发送端子部的发送线用走线配线，还有连结接收线输入输出端与接收端子部的接收线用走线配线；在发送用走线配线和接收用走线配线中，至少一方仅对各对导线的去路用或回路用输入输出端单独设置配线，对另一个则使用共用配线。
2.按权利要求1所述的金属物检测装置，其特征在于单独的配线上通过绝缘物复盖着屏蔽层。
3.按权利要求2所述的金属物检测装置，其特征在于屏蔽层是由导体构成的。
4.按权利要求3所述的金属物检测装置，其特征在于屏蔽层不与单独的配线连接，与导线的输入输出端连接，构成共用配线。
5.一种用于检测金属物的矩阵传感器，有若干根并列的发送线、若干根并列的接收线及支承这些线的基板;这些并列的发送线与并列的接收线相互交叉地设置在基板上，其交叉点排列成矩阵状，当发送信号从外部驱动电路供给到发送线上时，就会从与发送线交叉的接收线输出感应电流，这种金属物检测用的矩阵传感器的特征在于各发送线和各接收线分别由具有平行的去路和回路的一对导线构成;各对导线的去路的回路的一端相连接，另一端为信号的输入输出端;基板上有与外部驱动电路连接用的发送端子部及接收端子部和发送线及接收线的配线区域，在该区域以外的部分，有连接发送线输入输出端与发送端子部的发送线用走线配线和连接接收线输入输出端与接收端子部的接收线用走线配线;在发送用走线配线及接收用走线配线中，至少一方仅对于各对导线的去路用或回路用输入输出端单独设置配线，而另一个则使用共用配线。
6.按权利要求5所述的矩阵传感器，其特征在于基板上还有走线配线用的基板，该走线配线用的基板有单独的配线和共用的配线。
7.按权利要求6所述的矩阵传感器，其特征在于走线配线用的基板有绝缘基板和在该绝缘基板的两面分别通过绝缘物重叠的屏蔽层，单独的配线设置在该绝缘基板上。
8.按权利要求7所述的矩阵传感器，其特征在于屏蔽层是由导体构成的。
9.按权利要求8所述的矩阵传感器，其特征在于屏蔽层不与单独的配线连接，而与导线的输入输出端连接，构成共用配线。
10.按权利要求5所述的矩阵传感器，其特征在于发送线与接收线垂直相交地设置着。
11.按权利要求10所述的矩阵传感器，其特征在于发送端子部及接收端子部沿着发送线或接收线的长度方向并排设置在基板的边缘部分。
12.按权利要求11所述的矩阵传感器，其特征在于发送和接收线中的共用配线至少设置在其长度方向与发送端子部及接收端子部的并排方向垂直的方向上。
13.按权利要求12所述的矩阵传感器，其特征在于发送端子部和接收端子部设在基板的不同面上。
全文摘要
设有矩阵传感器(20)和驱动该矩阵传感器的信号处理系统的金属物检测装置。矩阵传感器具有分别沿行和列配置，由一对导线(62)构成的若干根发送线(22)和接收线(26)以及支承这些线的基板(17)。该成对导线的一端相连接，另一端为信号输入输出端。基板上有发送端子部(23)及接收端子部(27)和发送线及接收线的配线区域。在发送和接收用配线中，至少一方仅对各对导线的去路或回路用输入输出端单独设置配线，另一个则使用共用配线。
文档编号A63F7/02GK1077535SQ9310462
公开日1993年10月20日 申请日期1993年4月16日 优先权日1992年4月16日
发明者武本孝俊, 川岛一成, 半田繁 申请人:株式会社爱司电研