JP2806736B2

JP2806736B2 - ランダムパルス発生装置

Info

Publication number: JP2806736B2
Application number: JP5100164A
Authority: JP
Inventors: 典平露崎; 政樹片桐
Original assignee: 奥村遊機株式會社
Priority date: 1993-04-05
Filing date: 1993-04-05
Publication date: 1998-09-30
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: JPH06291620A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放射性物質からラン
ダムに放射される崩壊粒子の個数に対応した数のパルス
を、ランダムに発生するランダムパルス発生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図７は一般的なランダムパルス発生装置
を内蔵したパチンコ機の外形を示す。図７において、盤
面１側には、上から玉が入る入賞穴の天穴２、玉をはじ
く一対の風車３、４が設けられている。また、天穴２の
下には玉が入る入賞穴の天横５、サイド６、７、スレー
ト８、９、外れ玉の出口１０、出玉を受けたり発射部に
玉を供給する上受皿１１、玉を発射するハンドル１２、
下受皿１３が配設されている。また盤面１には多数の釘
が所定の位置に打ち付けられており、天横５の上にはリ
ール窓１５が設けられている。リール窓１５は左中右の
３つ設けられ、０〜９の数字が独立にそれぞれ表示され
る。さて玉を上受皿１１に入れ、ハンドル１２を回す
と、所定の装置により玉が発射される。玉は盤面１を回
転し、釘に当たるなどして天穴２等に入るか、出口１０
から出ていく。従来からパチンコ機の遊技盤において
は、パチンコ玉は表側から裏側へ、天穴２等の入賞穴を
または、外れ玉の出口１０を通って出ていく。

【０００３】また、ハンドル１２を回す毎に玉の発射と
ともに、リール窓１５背後にある図８の３個のリール２
０が同時に回転駆動される。いずれかの入賞穴、天穴２
等に玉がはいると、回転していた各リール２０は、それ
ぞれ勝手に独立に停止する。リール窓１５に、例えば数
字７、７、７、が３個並ぶと当たりと、予め設定されて
いる。判定回路に予め設定する数字は、３個ともどのよ
うな数字を設定してもよいが、見やすいように、例えば
数字７、７、７にしてある。左中右の各リール２０表面
には０〜９の数字が表示されており、停止時には左、
中、右の各リール２０は勝手に独立の角度位置で停止す
る。各リール２０が停止した時に、７、７、７が揃えば
当たりとなり、天横５の戸を開いて入賞玉が入り易くし
たり、当たり玉を例えば５０倍にして、戻し口１６から
上受皿１１に出玉を吐き出すようにしている。各リール
窓１５の数字は停止時に何がくるのかは乱数的で、一定
の確率で各数が、各リール窓１５で独立に止まる。

【０００４】しかしながら、上記の機械的構成ではコス
ト高になるので、最近のパチンコ機では別の方法で当た
りを決定するようにしている。他の方法としては、ハン
ドル１２を回す毎に、３グループの乱数を更新して独立
に発生させ、入賞穴の天穴２等に玉がはいると、各乱数
の発生をそれぞれ独立に同時に停止する。ラッチ回路
に、例えば数字７、７、７が３個並ぶと当たりと予め設
定されている。停止時の各グループの乱数が特定の７、
７、７で揃えば当たりとする。各グループでは順番に関
係なく下記のように並んだ３グループの１６進の数字
１：７ＡＦＢＦ５Ｆ７ＥＢＥＥＤ７ＤＣＡＦＢ
Ｂ・・・Ｆ７１３２：Ｆ７１３７ＡＦＢＦ５Ｆ７
ＥＢＥＥＤ７ＤＣＡＦＢＢ・・・３：・・・
Ｆ７１３７ＡＦＢＦ５Ｆ７ＥＢＥＥＤ７ＤＣ
ＡＦＢＢ等が、所定の周期で回転しており、始動位置
も各グループ毎に無関係であり、停止時に時間の窓を通
して、その時点での各グループの指示値（数）を電子的
に読み取るようにしている。即ち、入賞穴に入った時の
停止時をタイミングに所定のゲート回路を開いて各グル
ープのその時の数をラッチ回路にホールドし、ホールド
した値を乱数、ランダム数として採用している。

【０００５】このような方法では、遊技者に対しては、
表示用のリール窓１５の表示数字を、当たりなら所定の
駆動回路で例えば７、７、７に強制的に揃えるように
し、外れなら所定の駆動回路で強制的に不揃えの数にし
ている。こういう方法ではリール窓１５は機械的な円筒
体ではなく、電子装置のデシタル表示盤にすると製作が
容易となり、コスト安となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のパチンコ機及び
ゲーム機では、上述したように、当たりを発生させるラ
ンダム数を得る方法として、例えば１個リールなら、０
〜２１９の数値をある周期で循環させ、あるタイミング
で１個の数字を選定し、その時の数字が予め設定されて
いた当たり数値であるか否かを比較して当たりを決定し
ている。なお、今の場合は当たり確率は１／２２０であ
る。従って、所定数の数値をある周期で循環させてい
た、この循環は内部クロックに依存するため、完全な乱
数ではなく、当たりに偏りがあるという問題点があっ
た。本発明は、当たりに偏りをなくし、より完全な乱
数に相当する所定確率下での当たりの発生を決定する方
法と、当たりに偏りのないランダムパルス発生装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、所定の崩壊定数λに従い、時間ｔの経過と
ともに、放射線を放射して崩壊する放射性物質におい
て、放射線の成分であるα、β、γ線について各放射線
を所定のエネルギーレベルを保有する粒子として捕え、
これらの粒子の放射分布は指数関数に従う点と、この指
数関数について、任意の時間ａにおける時間区間ｈの内
に放射される前記粒子の個数が、ｋ個である確率が前記
指数関数から得られる確率Ｐｋに従う点に注目し、時間
区間ｈ内に粒子がｋ個放射される確率Ｐｋから、逆に所
定の確率値を予め代入した前記確率を、検出個数につい
て解き、この値に近似する自然数をｋ個とし、放射され
る粒子の個数が、ｋ個であるかどうかを検出する放射線
検出装置であって、粒子をそのエネルギーレベルに対応
した強度の電気信号に変換する半導体と、この電気信号
から放電の過渡現象による時定数信号を発生させる時定
数信号回路と、時定数信号が粒子に対応した強度範囲の
エネルギーレベルであれば粒子の放射として計数する計
数回路と、この計数回路に有効な計数時間を設定する設
定回路とからなり、有効な計数時間以内に、放射分布に
従ってランダムに放射される粒子の個数に対応した数の
パルスを発生するランダムパルス発生装置とした。

【０００８】

【作用】粒子をそのエネルギーレベルに対応した強度の
電気信号に半導体検出素子で変換し、この電気信号から
放電の過渡現象による時定数信号を時定数信号回路で発
生させる。時定数信号が粒子に対応した強度範囲のエネ
ルギーレベルであれば粒子の放射として計数回路で計数
し、この計数回路に有効な計数時間を設定回路で設定す
る。有効な計数時間以内に、放射分布に従ってランダム
に放射される粒子の個数に対応してランダムにパルスを
発生することができる。放射性物質（ＲＩ）の自然崩壊
する確率を、遊技機の当たり発生確率に利用することに
より、自然なランダムな当たり確率を発生する。これま
で人工的（例えばソフト等）に当たり確率を作成するこ
とにより生じた偏りをなくすことができる。自然現象を
利用するので、人為的な不正のない当たり発生確率を
得、また、必要に応じて公正に当たり発生確率を更新で
きる。

【０００９】

【実施例】次に、本発明を図面に従って説明する。図５
は本発明に係るランダムパルス発生装置の原理を示す図
である。天然または人工放射性物質の核種は、α、β、
γ線を放射して自然崩壊する、その際、各物質固有の所
定の崩壊定数に従って崩壊する。相次で、放射される
α、β、γ線は所定の時間間隔で検出される。今α線に
注目して説明する。例えば、アメリシューム241 Ａｍで
は、α線（ヘリウム原子）がある単位時間にＡ個放出さ
れる（１００個／秒）。しかしながら、ある単位時間に
Ａ個放出されるといっても、自然現象であるため、ある
単位時間に２０個放出される場合、３６個放出される場
合、全然放出のない場合等があり、ただ長時間計測すれ
ば、ある単位時間にＡ個放出されるという事実である。

【００１０】ここで、ある単位時間に平均Ａ個放出され
るという捉え方を変更して、相次いで放出（検出）され
るα線の時間間隔に注目し、先のα線から後のα線の放
出までの時間の変量の確率的動き、つまり、確率分布を
もって、放射の仕方を規定する。この時の時間の変量は
各核種固有の所定の崩壊定数λに従って、常に一定の確
率分布に従っていることが、経験則から知られている。
このような確率分布は数学理論では到着理論に属し、放
射時間間隔ｔのα線崩壊の様子は図５に示すような指数
分布によって表される。

【００１１】この指数分布を示し関数は式Ｆ（ｔ）＝λｅ｛−λｔ｝・・・（１）で表される密度関数である。以下｛｝内は指数部を示
す、この平均値１／λとなる。この平均値は、α線１個
の放射時間間隔の平均値に当たり、従ってある単位時間
に検出されるα線の個数は１／（１／λ）＝λとなる。
このλの崩壊定数は、アメリシューム２４１Ａｍのデー
タや公知の物理法則や実験技術により、現存する核種に
ついては完全に知られている。α線の放射を検出するに
は検出時間間隔を測定するよりもある時間帯に放射され
るα線の個数を検出するのが簡単である。アメリシュー
ム２４１Ａｍの崩壊は１個のα線の放射時間間隔が指数
関数Ｆに合うので、ある時間帯に放射されるα線の個数
を検出すればよい。

【００１２】放射分布が指数分布を示す関数Ｆ（ｔ）＝
λｅ｛−λｔ｝に従う時、任意の時間ａにおける観測時
間区間ｈ、（ａ，ａ＋ｈ）内に崩壊するα線の個数がｋ
個である確率Ｐｋは、次の式で表示できる。Ｐｋ＝ｅ｛−λｔ｝×（λｈ）｛ｋ｝／ｋ！・・・（２）ここでｋ＝０，１，２，３・・・、また、ｋ！はｋの階
乗である。また、ｅ｛−λｔ｝は、ｅｘｐ（−λｔ）を
表し、（λｈ）｛ｋ｝は、（λｈ）のｋ乗を表してい
る。この分布はポアソン分布であり、時間区間の始点ａ
に無関係で、その平均値はλｈである。よって単位時間
に放射される平均α線数はｈ＝１時間としてλとなる。
式（２）を、個数ｋについて解き、次の式を得る。即
ち、、ｋ＝Ｇ（ｅ・Ｐｋ・λ・ｈ）・・・（３）とな
る。ここで、ｅは自然対数の底、λはアメリシューム２
４１Ａｍの崩壊定数、確率はＰｋを例えば１／２２０と
し、ｈをＣＰＵ等の制御回路のｃｌｏｃｋの周波数ｆ
または１／ｆで適当に設定する。

【００１３】確率Ｐｋ＝１／２２０はパチンコ機業界や
法律で定めた範囲内での当たり確率であり、適度の射幸
心を誘い、ギャンブル性に走らない、健全なゲームであ
るための適正確率である。また周波数ｆは現在のＣＰＵ
では例えば２０ＭＨｚなのでｈも確定できる。また、ｋ
は所定の検出器で検出できるα線の粒子数である。さ
て、本願発明者は上記ＲＩによる乱数の原理を解明し、
例えばα線の粒子数を検出する放射線検出装置を応用し
たランダムパルス発生装置を製作した。

【００１４】図４において、放射性カプセル３０は、人
体に無害な微量のα、β、γ線を放射する、例えば人工
の放射性核種（物質、以後ＲＩと称す）のアメリシュー
ム241 Ａｍである。この放射性カプセル３０から放射さ
れるα、β、γ線は検出装置３１によりが検出される。
この検出装置３１はアメリシューム２４１Ａｍからのす
べてのα、β、γ線を１個づつ漏れなく検出し、検出信
号を計測装置３２に出力する。計測装置３２はこれら全
放射粒子に信号中から所定の放射能、αまたは、βまた
は、γ線のいずれかをスペクトルに従って選択し、かつ
設定された所定の時間ｈ以内に選択された例えば、α線
を計数する。計測装置３２は計数したα線（個数）等を
カウンタ３６に出力する。カウンタ３６には崩壊α線の
計数された個数が、設定時間ｈの分が累計されて記録さ
れる。

【００１５】計測装置３２には設定回路３３により所定
の時間間隔ｈが、鍵盤等の入力装置４５からは放射性粒
子のエネルギーレベルがそれぞれ設定される。エネルギ
ーレベルはα、β、γ線の各エネルギーが相違すること
から、放射粒子の種類を定めることになる。カウンタ３
６の累計値ｘと、読み出し専用メモリＲＯＭ３７の固定
値ｋ0 とが比較回路３８で比較される。ＲＯＭ３７には
予め当該α線について、確率Ｐｋ＝１／２２０を与える
個数ｋ0 の定数が記録されている。比較回路３８は値ｘ
と固定値ｋ0 とが一致したら、駆動回路３９に一致信号
ｐを出力する。この一致信号ｐを受けて、駆動回路３９
は電子表示装置４０に、３グループの同一コードを出力
する。同一コードを受けた電子表示装置４０は同一コー
ドの数字を表示する。一致信号ｐがなければ、駆動回路
３９は別々のコードを出力し、別々の数字が表示され
る。値ｘと固定値ｋ0 との一致は確率的なもので、この
ため一致信号ｐも乱数的に発生する。

【００１６】別途設けた計数機４１にはＲＩに関するデ
ータベース４２が接続され、所望の確率ＰｋとＣＰＵの
周波数ｆが与えられると、現在入手できるＲＩと各ＲＩ
についての適正放射性粒子（適正λ相当）と特定の個数
ｋを回答して出力する。なお、例えば、アメリシューム
２４１Ａｍのα、β、γ線の放射数は、統計的に高速で
１００個／ｓｅｃなので、λ＝ｄｄｄ（ｄｄｄは所定の
定数）となり、ｆ＝２０ＭＨｚ（２０，０００，０００
Ｈｚ／ｓｅｃ）よりｈ＝０．１ｓｅｃ（秒）、Ｐｋ＝１
／２２０、とすると、求める個数ｋ＝３２となる。

【００１７】設定回路３３にｔ＝０．１を、入力装置４
５からα線と崩壊乗数λ＝ｄｄｄを、それぞれセットす
る。当たり判定を要求するセンサー３５からトリガーパ
ルスを発生し、トリガーパルスを受けて始動回路３４で
始動パルスを設定回路３３に与え、その時点からｔ＝
０．１ｓｅｃの間α線を計数し、もし計数値がｋ＝３２
になれば、比較回路３８は一致信号ｐを発生し、駆動回
路３９に出力する。

【００１８】図４の放射性カプセル３０、検出装置３
１、計測装置３２、設定回路３３の公正および機能を図
１で更に詳しく説明する。本願発明者は、放射性カプセ
ル３０にはアメリシューム２４１Ａｍを用いた。このア
メリシューム２４１Ａｍは市販の煙探知機に使用される
α、β、γ線源の放射性カプセルである、検出装置３１
はＰＩＮダイオードＤと結合コンデンサーＣC と保護抵
抗Ｒと前置増幅器４３と時定数を設定する抵抗Ｒｆ及び
コンデンサーＣｆと増幅器４６から構成されている。

【００１９】ＰＩＮダイオードＤは市販の金属缶封印型
を頂面の金属部分を取り去ってシリコン素子の表面を露
出させて使用する。放射性カプセル３０にＰＩＮダイオ
ードＤのシリコンを対面させて、円筒形の金属筒内に納
めて半導体内にα、β、γ線源が進入し易いようにし
た。バイアス電圧Ｖは保護抵抗４２を介してＰＩＮダイ
オードＤに印加され、ＰＩＮダイオードＤはｐ−ｎ結合
の半導体であって、荷電したα、β、γ線源が侵入する
と不安定電子や不安定正ホールが移動し、いわゆる通電
し、ＰＩＮダイオードＤの両端に電圧変動が発生する。

【００２０】この変動電圧は微弱なもので結合コンデン
サーＣc を介して前置増幅器４３に送られ、そこで電流
増幅される。この増幅電流は抵抗Ｒｆ及びコンデンサー
Ｃｆとにより帰還されて、図３に示す放電電圧カーブを
描く時定数信号ｎを増幅器４６に出力する。増幅器４６
はこの時定数信号ｎを増幅し、計測装置３２に出力す
る。図１において、計測装置３２は３回路の弁別回路を
備え、各弁別回路は第１比較回路５０、第２比較回路５
１、第３比較回路５２からそれぞれ構成されている。第
１比較回路５０は比較用の高電圧ｅ1 と時定数信号ｎと
を、第２比較回路５１では比較用の低電圧ｅ2 と時定数
信号ｎとを、また第３比較回路５２は比較用の中間位置
電圧ｅ3 と時定数信号ｎとをそれぞれ比較する。

【００２１】第１比較回路（弁別回路１）５０の基準入
力端に印加される基準電圧ｅ1 （比較用の高電圧ｅ1 ）
は、図２に示す高波高信号ｎ３を弁別する高い電圧であ
る。また、図１に示す第２比較回路（弁別回路２）５１
の基準入力端に印加される基準電圧ｅ２（比較用の低電
圧ｅ2 ）は、図２に示す低波高信号ｎ２を弁別するため
の低い電圧である。また、第３比較回路（弁別回路３）
５２の基準入力端に印加される基準電圧ｅ３（中間位置
電圧ｅ3 ）は中間波高の表現となっているが、図２に示
す高波高信号ｎ３を弁別する高い電圧と、低波高信号ｎ
２を弁別するための低い電圧との中間位置の電圧であ
る。これら各基準電圧ｅ１、ｅ３、ｅ２は、入力装置４
５から独立にそれぞれ供給され、各段階のエネルギーレ
ベルによって予め決定されたものである。

【００２２】荷電したα、β、γ線が半導体検出素子に
侵入して、結合の弱い不安定電子や不安定正ホールを移
動させて、ＰＩＮダイオードＤの両端に電圧変動を発生
させる。各α、β、γ線はこれらの固有のエネルギーレ
ベルが互いに相違し、不安定電子や不安定正ホールに与
える物理的な影響がそれぞれ異なる。従って、電圧変動
値は侵入する荷電したα、β、γ線粒子のいずれである
かによって定まる。第１比較回路５０は比較条件が揃う
と結果として第１弁別信号Ａ1 をキャンセル回路５３に
出力し、キャンセル回路５３は第１弁別信号Ａ1 をうけ
てキャンセル信号ｃを出力する。

【００２３】第２比較回路５１は比較条件が揃うと結果
として第２弁別信号Ａ2 を第１遅延回路５４に出力し、
第１遅延回路５４は第２弁別信号Ａ2 を受けてその立ち
上がり時に、第２弁別信号Ａ2 よりも持続時間が約数倍
長い第１遅延信号Ｄ1 を第１矩型パルス発生回路５６に
出力する。第１矩形パルス発生回路５６は第１遅延信号
Ｄ1 を受けてその立ち下がり時に、第１判定信号Ｊ1 を
出力する。キャンセル回路５３からのキャンセル信号ｃ
は第１遅延回路５４に送られており、キャンセル信号ｃ
を第１遅延回路５４が受信した時には、第１遅延信号Ｄ
1 の出力を停止する。

【００２４】第２弁別信号Ａ2 はまた第２遅延回路５５
にも出力され、第２遅延回路５５は、第２弁別信号Ａ2
を受けてその立ち下がり時に、第２遅延信号Ｄ2 を第２
矩形パルス発生回路５８に出力する。この第２遅延信号
Ｄ2 は第２弁別信号Ａ2 よりも持続時間が約数倍長く、
第１遅延信号Ｄ1 と終了時間が同時である。第２矩形パ
ルス発生回路５８は第２遅延信号Ｄ2 を受けてその立ち
下がり時に、第２判定信号Ｊ2 を出力する。キャンセル
回路５３からのキャンセル信号ｃは第２遅延回路５５に
もに送られており、キャンセル信号ｃを第２遅延回路５
５が受信した時には、第２遅延信号Ｄ2 の出力を停止す
る。

【００２５】第３比較回路５２は比較条件が揃うと結果
として第３弁別信号Ａ3 を第３矩形パルス発生回路５９
に出力する。第３矩形パルス発生回路５９は第３弁別信
号Ａ3 を受けてを受けてその立ち下がり時に、第３判定
信号Ｊ3 を出力する。３種の第１、２、３判定信号Ｊ1、
Ｊ2、Ｌ3 は第１ＡＮＤ回路６０の条件入力端に入力さ
れ、第１ＡＮＤ回路６０はこれら３種の条件が揃うと検
出信号Ｋを第２ＡＮＤ回路６２の一方の条件入力端に出
力する。第２ＡＮＤ回路６２の他方の入力端には、設定
回路３３からマスクパルスｈが入力されている。このマ
スクパルスｈの持続時間の間、第２ＡＮＤ回路６２は順
次到来した検出信号Ｋを取り込み、カウンタ３６に出力
する。カウンタ３６は計数機能を備え到来した検出信号
Ｋを累積しながら記憶する。

【００２６】前置増幅器４３と増幅器４６の増幅度や規
格が設定されると、増幅器４６から出力される時定数信
号ｎ、即ち各電圧変動値Ｖは、α、β、γ線の各粒子毎
に予測でき、Ｖ＝Ｖ0・ｅ｛−ａ・Rf・Cf・ｔ｝で、測定装
置に合わせて決定ができる。ここで、Ｖ0 は、基準電圧
であり、ａは定数であり、Rfは抵抗Ｒｆの抵抗値であ
り、CfはコンデンサーＣｆの静電容量であり、ｔは放射
時間間隔である。具体的には、α線の場合は、全体的に
計測装置３２の設計仕様に合わせて決まるその電圧変動
値Ｖは、高い電圧がｅ１と低い電圧がｅ２との間になる
ことも容易に決定できる。従って、本実施例の計測装置
３２上では、観測した電圧変動値Ｖが高い電圧ｅ１と低
い電圧ｅ２との間の時のみ、α線として計数するように
する。高圧変動値が高い電圧ｅ１以上の場合は、その影
響をもたらした原因は落雷やモーター等の火花による高
いエネルギーによる場合が殆どであり、α線ではないの
で雑音と見做し、粒子数には計数しない。また、電圧変
動値が低い電圧ｅ２以下の場合は、減衰した自然放射線
であったり、ＰＩＮダイオードＤの内在雑音による場合
が殆どであり、α線ではないので雑音として計数しな
い。

【００２７】図３に示すように、電圧変動値は本実施例
の計測装置３２では、０ｍＶから約１０ｍＶの間であ
る、従って高い電圧ｅ１を１２ｍＶに、低い電圧ｅ２を
８ｍＶに設定した。また、時定数信号ｎの放電時間は最
大４０μｓｅｃであり、１秒間に３万〜４万個のα線
（ヘリウム粒子）が到来しても計数可能な分解精度であ
る。アメリシウム２４１Ａｍの崩壊数はせいぜい約１０
０個／秒であるので、４０ｍｓｅｃ以上の回路上の信号
遅れやパルスの立ち上がり精度のバラツキ等を計算にい
れても、高い精度で検出が可能である。

【００２８】さて、図２において、横軸には時間の経過
とともに放電する各種の時定数信号ｎをｎ1 、ｎ2 、ｎ
3 、ｎ4 に、横軸には図１の計測装置３２の各点での信
号波形を波高の形に、示している。まず、電圧変動値が
α線（ヘリウム粒子）を示す、いわゆる正常信号ｎ1
（高い電圧ｅ１と低い電圧ｅ２との間の時のとき）は、
低い電圧ｅ2 以上の電圧変動値の部分が図１の第２比較
回路５１にて検出されて（高い電圧ｅ１はないので第１
比較回路５０で何も検出されず）、第２弁別信号Ａ2 が
生成され、第１遅延回路５４に出力される。この第２弁
別信号Ａ2 は立ち上がりと同時に第１遅延回路５４で幅
広の第１遅延信号Ｄ1 を発生し、第１矩形パルス発生回
路５６に出力する。この第２弁別信号Ａ2 は第２遅延回
路５５にも出力され、この第２弁別信号Ａ2 は立ち下が
りと同時に第２遅延回路５５でやや幅広の第２遅延信号
Ｄ2 を発生し、第２矩形パルスを発生回路５８に出力す
る。第１矩形パルス発生回路５６は第１遅延信号Ｄ1 を
受けてその立ち下がりで第１判定信号Ｊ1 を第１ＡＮＤ
回路６０に出力し、同時に第２矩形パルス発生回路５８
は第２遅延信号Ｄ2 を受けてその立ち下がり（接続時間
はＤ1 ＞Ｄ2 で立ち下がりが一致するように設定され
る）で、第２判定信号Ｊ2 を第１ＡＮＤ回路６０に出力
する。

【００２９】また、電圧ｅ3 以上の部分に相当する中間
位置の電圧部分が第３比較回路５２にて検出されて、第
３弁別信号Ａ3 が生成され第３矩形パルス発生回路５９
に出力される。この第３弁別信号Ａ3 の立ち下がりと同
時に第３矩形パルス発生路５９は第３判定信号Ｊ3 を発
生し、第１ＡＮＤ回路６０に出力する。第１ＡＮＤ回路
６０は、第１判定信号Ｊ1 、第２判定信号Ｊ2 、第３判
定信号Ｊ3 、が全部揃った時にのみ、検出信号Ｋを第２
ＡＮＤ回路６２に出力する。第２ＡＮＤ回路６２は設定
回路３３からパルスの形式で与えられた有効期間ｈにつ
いて、到来（発生）する検出信号Ｋを通過させて、カウ
ンタ３６に出力する。

【００３０】一方、電圧変動値がα線（ヘリウム粒子）
を示さず、いわゆる減衰した自然放射線等による低波高
の時定数信号ｎ2 （発生信号が低い電圧ｅ２よりも低い
とき）は、低い電圧ｅ2 以上の電圧変動値の部分もない
ので、第２比較回路５１でも検出がなく（当然高い電圧
ｅ１部分はないので第１比較回路５０でも何も検出され
ず）、第２弁別信号Ａ2 、も生成されない。よって、そ
れ以降の第１判定信号Ｊ1 、第２判定信号Ｊ2 とも発生
されない。

【００３１】しかし、電圧ｅ3 以上の部分に相当する中
間位置の電圧部分は存在するので、第３比較回路５２に
て検出されて、第３弁別信号Ａ3 が生成され第３矩形パ
ルス発生回路５９に出力される。この第３弁別信号Ａ3
により第３矩形パルス発生回路５９は第３判定信号Ｊ3
を発生し、第１ＡＮＤ回路６０に出力する。第１ＡＮＤ
回路６０は、第１判定信号Ｊ1 と第２判定信号Ｊ2 がな
く、第３判定信号Ｊ3 のみが与えられるので、検出信号
Ｋ、出力信号を出力しない。よって、減衰した自然放射
線等は計数から完全に排除できる。

【００３２】逆に、電圧変動値がα線（ヘリウム粒子）
を示さず、いわゆる落雷やモーター等の火花による高波
高の時定数信号ｎ3 （発生信号が高い電圧ｅ1 より高い
とき）は、高低の両電圧ｅ１、ｅ２以上の電圧変動値の
部分が存在する。この部分が第１比較回路５０と第２比
較回路５１とで検出されて、幅狭の第１弁別信号Ａ1が
５３に、幅広の第２弁別信号Ａ2 が第１遅延回路５４と
第２遅延回路５５にそれぞれ出力される。キャンセル回
路５３は幅狭の第１弁別信号Ａ1 の立ち下がりでキャン
セル信号ｃを発生し、第１遅延回路５４と第２遅延回路
５５に対して第１遅延信号Ｄ1 と第２遅延信号Ｄ2 の発
生を禁止するので、それ以降の第１判定信号Ｊ1 等が発
生しない。

【００３３】この時は、電圧ｅ3 以上の部分に相当する
中間位置の電圧部分は大きく存在するので、その部分が
第３比較回路５２にて検出されて、第３弁別信号Ａ3 が
生成され第３矩形パルス発生回路５９に出力される。こ
の第３弁別信号Ａ3 により第３矩形パルス発生回路５９
は第３判定信号Ｊ3 を発生し、第１ＡＮＤ回路６０に出
力する。しかし、第１ＡＮＤ回路６０は、第１判定信号
Ｊ1 、第２判定信号Ｊ2 がなく、第３判定信号Ｊ3 のみ
が与えられるので、検出信号、検出信号Ｋを出力しな
い。よって、落雷やモーター等の火花による雑音は計数
から完全に排除できる。

【００３４】最後に、電圧変動値がα線（ヘリウム粒
子）を示さず、原因が特定できない雑音であって、図４
の時定数信号ｎの波形にならずサイン波形に近い信号ｎ
4 なる場合（波高は電圧変動値がα線の範囲に入ってい
る）について説明する。低い電圧ｅ2 以上の電圧変動値
の部分が第２比較回路５１にて検出されて（高い電圧ｅ
１はないので第１比較回路５０では何も検出されず）、
α線（中性子粒子）に較べて数倍幅広の第２弁別信号Ａ
2 が生成されて、第１遅延回路５４に出力される。この
幅広の第２弁別信号Ａ2 は立ち上がりと同時に第１遅延
回路５４で第１遅延信号Ｄ1 を発生し、第１矩形パルス
発生回路５６に出力する。この幅広の第２弁別信号Ａ2
は第２遅延回路５５にも出力され、この幅広の第２弁別
信号Ａ2 は、遅れた立ち下がりと同時に第２遅延回路５
５で幅広の第２遅延信号Ｄ2 を遅れて発生し、第２矩形
パルス発生回路５８に出力する。

【００３５】第１矩形パルス発生回路５６は、第１遅延
信号Ｄ1 を受けて通常の立ち下がりで、第１判定信号Ｊ
1 を第１ＡＮＤ回路６０に出力する。また第２遅延回路
５８は遅れた第２遅延信号Ｄ2 を受けてその立ち下がり
で、遅れた第２判定信号Ｊ2を第１ＡＮＤ回路６０に出
力する。即ち、幅広の第２弁別信号Ａ2 の幅が広くな
った時間ｔ分、第２判定信号Ｊ2 は第１判定信号Ｊ1 よ
り遅れて発生する。

【００３６】また、電圧ｅ3 以上の部分に相当する中間
位置の電圧部分が第３比較回路５２にて検出されて、第
３弁別信号Ａ3 が生成され第３矩形パルス発生回路５９
に出力される。この第３弁別信号Ａ3 の立ち下がりと同
時に第３矩形パルス発生回路５９は第３判定信号Ｊ3 を
発生し、第１ＡＮＤ回路６０に出力する。第１ＡＮＤ回
路６０は、同時刻に第１判定信号Ｊ1 および第３判定信
号Ｊ3 を受けるが、第２判定信号Ｊ2 が時間的にｔだけ
遅れて入力するので、条件が揃わないために、検出信号
Ｋを出力しない。よって、自然放射線や落雷、モーター
等の火花以外の不定雑音も計数から完全に排除できる。

【００３７】図２において、全ての波高弁別信号Ａ1 、
Ａ2 、Ａ3 を計測することにより、本装置が正常に作動
しているのか否かの確認が出来る。

【００３８】図２において、全ての波高弁別信号Ａ1 、
Ａ2 、Ａ3 を計測し何れの信号が定期的に発生している
のかを検出することにより、不正が行われているか否か
を監視することが出来る。

【００３９】さて、上記図４の計測装置３２に前述した
式ｋ＝Ｇ（ｅ・Ｐｋ・λ・ｈ）・・・（３）を結合して、ランダムパルス発生装置とし、これを入賞
確率発生装置として機能することについて詳しく説明す
る。ここで、ｅは自然対数、λはアメリシューム 241Ａ
ｍの崩壊定数であるので、アメリシューム 241Ａｍの放
射線源を使用するに限り、これらの値は一義的に決定す
るので、変更はできない。しかし、確率Ｐｋは１／２２
０、また、観測時間ｈは０．１秒であって、個数Ｋが３
２個観測できるとパルスが発生し、当たりとなる。但
し、アメリシューム241Ａｍは、０．１秒の間観測すれ
ば、１／２２０の確率で、個数３２個のα線を放射する
ものであって、ある時は３２個が計測され、ある時は少
なかったり、多かったりする。逆に計測が期待される個
数値を変更すれば、確率も変更可能で、比較回路３８は
ほぼ完全にランダムにパルスを発生することになる。

【００４０】図６において、一般のパチンコ機に、図１
のランダムパルス発生装置を内蔵し、天穴２等の入賞穴
に、玉が通ったことを感知するセンサー３５を設けて、
当たり判定装置とすることができる。この発明により、
パチンコ機の当たり発生をソフトウェアにより発生させ
る方法から、放射線を発生する物理現象を利用するラン
ダムパルス発生装置による方法に変更することができ
る。自然崩壊する核種から放出されるα線を測定し、そ
の一定時間内の計測数が予め定めた値になったら当たり
として用いる。即ち、この当たり判定装置は玉が天穴２
等の入賞口に入った時点から０．１秒間ＲＩを計数し、
その時計数値がｋ＝３２になれば当たりとし、リール窓
１５に数字７、７、７を表示し、５０個の出玉を上受皿
１１に排出させる。

【００４１】当たり確率を別の値とする他のゲーム機械
の場合は、上記設定値、λ＝ｄｄｄや、ｔ＝０．１ｓｅ
ｃ、Ｐｋ＝１／２２０、α線等を別のデータに変更し、
別核種や放射性カプセル放射性カプセル３０に変更し、
好みの当たり確率を設定できる。このような、本願のラ
ンダムパルス発生装置を搭載したパチンコ機等では、当
たり発生確率はソフトや機械構造に依存していないの
で、どの時点でも当たり確率は一定となる。プレイヤー
にとっては定められた範囲内での当たり確率が確保さ
れ、店に取っては連チャンによる打ち止め、設定変更の
作業が少なくなり、パチンコ機の普及に貢献する。また
従来では、当たりを決めるソフトは不正をまぬがれない
が、本願は自然現象を利用するので、人為的な不正はで
きなくなる。この実施例では、比較的容易に取り扱える
核種としてアメリシューム241 Ａｍのα崩壊を利用し、
α崩壊により半導体が通電するものを、説明したが、Ｒ
Ｉは別のなんでもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明のランダムパルス
発生装置によれば、自然界でランダムな現象として起こ
るＲＩの崩壊を利用するので、製造技術や、時間変化に
よる偏りがなく、常時公平な当たり確率を作成できる。
また、本願のランダムパルス発生装置を搭載したパチン
コ機では当りが続けて起こると、いわゆる連チャンが起
きても１日の単位等、長時間では、当たり確率が一定に
なり、またパチンコ機の台によるバラツキがなくなる。
また、従来では、完成検査ではパチンコ機のＲＯＭ内に
書き込まれたソフトを解読するため、長い時間を要して
いたが、本願はパチンコ機とは別体に、ランダムパルス
発生装置を単体として製作できるので、取扱が簡単にな
り、検証や試験や製作が容易になる。このランダムパル
ス発生装置はパチンコ機ばかりでなく乱数を利用するゲ
ームあるいは乱数発生器に応用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のランダムパルス発生装置のブロック図
である。

【図２】本発明のランダムパルス発生装置の動作を説明
する信号の波形図である。

【図３】本発明の時定数信号の波形図である。

【図４】本発明のランダムパルス発生装置を当たりの発
生を決定する装置に応用した回路のブロック図である。

【図５】本発明に利用する崩壊現象を示す指数関数の図
である。

【図６】本発明のランダムパルス発生装置を用いたパチ
ンコ機の全体構成図である。

【図７】一般的なパチンコ機の正面を示す図である。

【図８】従来の発生を決定するリール構造を示す図であ
る。

【符号の説明】

３０放射性カプセル３２計測装置３３設定回路３４始動回路３５センサー３６カウンタ３７ＲＯＭ３８比較回路３９駆動回路４０電子表示装置４３前記増幅器Ｒｆ抵抗ＣｆコンデンサＤダイオード５０第１弁別回路５１第２弁別回路５２第３弁別回路５３キャンセル回路５４第１遅延回路５５第２遅延回路５６第１矩形パルス発生回路５７第２矩形パルス発生回路５８第２形パルス発生回路５９第３矩形パルス発生回路６０第１ＡＮＤ回路６０第２ＡＮＤ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H03K 3/84 A63F 7/02 333 G06F 7/58

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の崩壊定数λに従い、時間ｔの経過
とともに、放射線を放射して崩壊する放射性物質におい
て、放射線の成分であるα、β、γ線について各放射線
を所定のエネルギーレベルを保有する粒子として捕え、
これらの粒子の放射分布は次式の指数関数、Ｆ（ｔ）＝λｅ｛−λｔ｝ここでｅは自然対数の底、｛｝内はｅの指数部を表す、
すなわち、ｅ｛−λｔ｝はｅｘｐ｛−λｔ｝を表す、の分布に従う点と、この関数Ｆにおいて、任意の時間ａにおける時間区間ｈ
の（ａ，ａ＋ｈ）内に放射される前記粒子の個数が、ｋ
個である確率Ｐｋは、次の式、Ｐｋ＝ｅ｛−λｔ｝×（λｈ）｛ｋ｝／ｋ！ここでｋ＝０、１、２、３、・・・、ｋ！＝１・２・３・・・ｋ（階乗）、（λｈ）｛ｋ｝は、（λｈ）のｋ乗を表す、で表示される点に注目し、上記式Ｐｋを、個数ｋについて解き、次の式、ｋ＝Ｇ（ｅ、Ｐｋ、λ、ｈ）を得て、ここで、関数Ｇは上記ｅ、Ｐｋ、λ、ｈに所定の実数を
代入してえられる値、この値に近似する自然数をｋ個と
し、放射される前記粒子の個数が、ｋ個であるかどうか
を検出する放射線検出装置であって、前記粒子をそのエネルギーレベルに対応した強度の電気
信号に変換する半導体検出素子と、この電気信号から放
電の過渡現象による時定数信号を発生させる時定数信号
回路と、時定数信号が前記粒子に対応した強度範囲のエ
ネルギーレベルであれば前記粒子の放射として計数する
計数回路と、この計数回路に有効な計数時間を設定する
設定回路とからなり、前記有効な計数時間以内に、前記
放射分布に従ってランダムに放射される前記粒子の個数
に対応した数のパルスを発生するランダムパルス発生装
置。
【請求項２】前記粒子に対応した強度範囲のエネル
ギーレベルを有するが、前記時定数信号以外の電気信号
が到来した時は、この電気信号を前記粒子の放射ではな
いとして計数することを排除する排除回路を前記計数回
路に付加したことを特徴とする請求項１のランダムパル
ス発生装置。
【請求項３】前記排除回路において、排除された信
号を計数することにより前記時定数信号以外の信号の有
無の判断回路を付加したことを特徴とする請求項２のラ
ンダムパルス発生装置。