JP2806736B2 - ランダムパルス発生装置 - Google Patents
ランダムパルス発生装置Info
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- JP2806736B2 JP2806736B2 JP5100164A JP10016493A JP2806736B2 JP 2806736 B2 JP2806736 B2 JP 2806736B2 JP 5100164 A JP5100164 A JP 5100164A JP 10016493 A JP10016493 A JP 10016493A JP 2806736 B2 JP2806736 B2 JP 2806736B2
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Description
【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。
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。
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。
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
1:7AFB F5F7 EBEE D7DC AFB
B ・・・F7132:F713 7AFB F5F7
EBEE D7DC AFBB ・・・3:・・・
F713 7AFB F5F7 EBEE D7DC
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。
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
1:7AFB F5F7 EBEE D7DC AFB
B ・・・F7132:F713 7AFB F5F7
EBEE D7DC AFBB ・・・3:・・・
F713 7AFB F5F7 EBEE D7DC
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
る。
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 37 ROM 38 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 (3)
- 【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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5100164A JP2806736B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | ランダムパルス発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5100164A JP2806736B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | ランダムパルス発生装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06291620A JPH06291620A (ja) | 1994-10-18 |
JP2806736B2 true JP2806736B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=14266681
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5100164A Expired - Fee Related JP2806736B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | ランダムパルス発生装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2806736B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997029820A1 (en) * | 1996-02-19 | 1997-08-21 | Amersham International Plc | Device and method for triggering a random event |
EP0828349A1 (en) * | 1996-08-06 | 1998-03-11 | AMERSHAM INTERNATIONAL plc | Method of and apparatus for generating random numbers |
JP2001117756A (ja) * | 1999-10-20 | 2001-04-27 | Iwaki Electronics Corp | ランダムパルス発生器ならびにそれを利用した乱数発生装置および確率発生装置 |
KR101721168B1 (ko) * | 2016-09-08 | 2017-03-31 | 주식회사 이와이엘 | 방사성 동위원소를 이용한 랜덤 펄스 발생 장치의 동작 방법 |
JP7169906B2 (ja) * | 2019-03-04 | 2022-11-11 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | 放射線計測装置、放射線計測システムおよび放射線計測方法 |
-
1993
- 1993-04-05 JP JP5100164A patent/JP2806736B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06291620A (ja) | 1994-10-18 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |