JP2000055605A - 物体検知方法およびこれを用いる物体検知装置 - Google Patents
物体検知方法およびこれを用いる物体検知装置Info
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- JP2000055605A JP2000055605A JP10226422A JP22642298A JP2000055605A JP 2000055605 A JP2000055605 A JP 2000055605A JP 10226422 A JP10226422 A JP 10226422A JP 22642298 A JP22642298 A JP 22642298A JP 2000055605 A JP2000055605 A JP 2000055605A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】物体までの距離に応じて物体の反射を含むルー
プの経路長に依存して発振周波数が変化するという原理
を利用して回路構成が簡単で済む物体検知装置を提供す
る。 【解決手段】送信アンテナ１から物体２に向けて電磁波
を送信し、この送信した送信信号を物体２で反射させる
とともに、この反射させた電磁波を受信アンテナ３で受
信し、この受信信号を増幅手段４で増幅したうえで電磁
波として前記送信アンテナ１から物体２に向けて送信す
るというループ７を構成し、増幅手段４によってループ
７内における信号利得を１以上として該ループ７内で発
振を発生させ、この発振の周波数から物体２までの距離
Ｌを計測する。
プの経路長に依存して発振周波数が変化するという原理
を利用して回路構成が簡単で済む物体検知装置を提供す
る。 【解決手段】送信アンテナ１から物体２に向けて電磁波
を送信し、この送信した送信信号を物体２で反射させる
とともに、この反射させた電磁波を受信アンテナ３で受
信し、この受信信号を増幅手段４で増幅したうえで電磁
波として前記送信アンテナ１から物体２に向けて送信す
るというループ７を構成し、増幅手段４によってループ
７内における信号利得を１以上として該ループ７内で発
振を発生させ、この発振の周波数から物体２までの距離
Ｌを計測する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物体の存否、有無
等、あるいは物体までの距離、位置等を検知する物体検
知方法およびこれを用いた物体検知装置に関する。
等、あるいは物体までの距離、位置等を検知する物体検
知方法およびこれを用いた物体検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば物体までの距離を検知する従来の
物体検知方式にはＦＭーＣＷ方式とかパルス方式等、各
種ある。ＦＭーＣＷ方式では周波数変調回路、受信信号
と基準信号とのミキシング回路とかの構成が必要なもの
となる。パルス方式では極めて短いパルスを生成するパ
ルス生成回路とか送信パルスで搬送波を変調する変調回
路とか、パルスの送信回路とかの構成が必要なものとな
る。
物体検知方式にはＦＭーＣＷ方式とかパルス方式等、各
種ある。ＦＭーＣＷ方式では周波数変調回路、受信信号
と基準信号とのミキシング回路とかの構成が必要なもの
となる。パルス方式では極めて短いパルスを生成するパ
ルス生成回路とか送信パルスで搬送波を変調する変調回
路とか、パルスの送信回路とかの構成が必要なものとな
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の物体検
知方式はいずれも送信信号が物体で反射されて受信され
るまでの時間が物体までの距離に対応しているという原
理を利用した方式となっており、物体までの距離を高精
度で検知するにはその実現回路構成が複雑なものとなっ
ている。
知方式はいずれも送信信号が物体で反射されて受信され
るまでの時間が物体までの距離に対応しているという原
理を利用した方式となっており、物体までの距離を高精
度で検知するにはその実現回路構成が複雑なものとなっ
ている。
【０００４】本発明者らは、こうした従来の物体検知方
式では実現回路構成が複雑なものとなっているために、
それを簡単な回路構成で高精度に物体までの距離を検知
できる方式について鋭意研究していたところ、送信手段
から送信され物体で反射されて受信手段で受信された信
号が増幅手段で利得１以上で増幅されて送信手段から送
信されるという閉ループが構築されて発振現象（音響分
野ではハウリング現象という）を呈するが、この場合、
その発振周波数が物体までの距離に応じて変化するとい
う事実を知見したのである。そこで、本発明者らは、こ
の知見した事実を利用して従来の物体検知方式とは全く
異なる別異の物体検知方式を実現できるに至ったのであ
る。
式では実現回路構成が複雑なものとなっているために、
それを簡単な回路構成で高精度に物体までの距離を検知
できる方式について鋭意研究していたところ、送信手段
から送信され物体で反射されて受信手段で受信された信
号が増幅手段で利得１以上で増幅されて送信手段から送
信されるという閉ループが構築されて発振現象（音響分
野ではハウリング現象という）を呈するが、この場合、
その発振周波数が物体までの距離に応じて変化するとい
う事実を知見したのである。そこで、本発明者らは、こ
の知見した事実を利用して従来の物体検知方式とは全く
異なる別異の物体検知方式を実現できるに至ったのであ
る。
【０００５】すなわち、本発明においては、物体までの
距離に応じて発振周波数が変化するという原理を利用し
て回路構成が簡単で済む物体検知装置を提供することを
課題とする。なお、本発明が利用する原理は、停止物体
に適用できないようなドップラー効果を利用した方式と
は混同されるようなものではなく、停止物体でもそれま
での距離を検知することができるものとなっている。
距離に応じて発振周波数が変化するという原理を利用し
て回路構成が簡単で済む物体検知装置を提供することを
課題とする。なお、本発明が利用する原理は、停止物体
に適用できないようなドップラー効果を利用した方式と
は混同されるようなものではなく、停止物体でもそれま
での距離を検知することができるものとなっている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の物体検知方法に
おいては、上述の課題を解決するために、電磁波や音波
等を送信信号として送信し、この送信され物体で反射さ
れた送信信号を受信し、この受信した受信信号を増幅し
たうえで送信信号として前記送信をするというループを
構成し、このループ内における信号利得を１以上として
該ループ内で発振を発生させるようにし、この発振に基
づいて前記物体を検知するようになっている。
おいては、上述の課題を解決するために、電磁波や音波
等を送信信号として送信し、この送信され物体で反射さ
れた送信信号を受信し、この受信した受信信号を増幅し
たうえで送信信号として前記送信をするというループを
構成し、このループ内における信号利得を１以上として
該ループ内で発振を発生させるようにし、この発振に基
づいて前記物体を検知するようになっている。
【０００７】本発明の物体検知装置においては、上述の
課題を解決するために、電磁波や音波等を送信信号とし
て送信する送信手段と、この送信され物体で反射されて
きた前記送信信号を受信する受信手段と、この受信信号
を増幅して前記送信手段に出力する増幅手段とを少なく
とも有し、前記各手段からなるループが前記物体の検知
のための発振を発生するように構成されている。
課題を解決するために、電磁波や音波等を送信信号とし
て送信する送信手段と、この送信され物体で反射されて
きた前記送信信号を受信する受信手段と、この受信信号
を増幅して前記送信手段に出力する増幅手段とを少なく
とも有し、前記各手段からなるループが前記物体の検知
のための発振を発生するように構成されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
物体検知方法および物体検知装置について図面を参照し
て詳細に説明する。
物体検知方法および物体検知装置について図面を参照し
て詳細に説明する。
【０００９】（実施の形態１）本発明の物体検知方法
は、電磁波や音波等を送信信号として送信し、この送信
され物体で反射された信号を受信したうえで増幅し、こ
れを送信信号として送信するというループを構成し、こ
のループ内における信号利得を１以上として該ループ内
で発振を発生させるようにして、物体の存在を示すこの
発振が発生することに基づいて前記物体を検知するよう
にしたものである。この方法の実施のための装置の構成
について図１を参照して説明する。図１において、１は
送信信号として電磁波を、電磁波反射が可能な物体２に
向けて送信する送信手段としての送信アンテナである。
３は前記物体２で反射されてきた電磁波を受信する受信
手段としての受信アンテナである。４は前記受信信号を
増幅する増幅手段である。５は受信アンテナ３と増幅手
段４との間に配置されたローパスフィルタである。この
ローパスフィルタ５を設けた理由について説明すると、
受信アンテナ３で受信される電磁波には、送信アンテナ
１から送信され物体２で反射されてくる電磁波（反射受
信電磁波）と、物体２には反射されず送信アンテナ１か
ら受信アンテナ３に直接受信される電磁波（直接受信電
磁波）とがある。この直接受信電磁波の周波数成分は、
反射受信電磁波の周波数成分よりも高いので、ローパス
フィルタ５においては反射受信電磁波に係る受信信号の
みを通過させ、直接受信電磁波に係る信号成分（所定の
周波数帯の信号成分）を除去するためのものである。６
は後述する発振の周波数を計測し、かつ、この計測した
周波数から物体２までの距離Ｌを演算する周波数計測演
算手段である。
は、電磁波や音波等を送信信号として送信し、この送信
され物体で反射された信号を受信したうえで増幅し、こ
れを送信信号として送信するというループを構成し、こ
のループ内における信号利得を１以上として該ループ内
で発振を発生させるようにして、物体の存在を示すこの
発振が発生することに基づいて前記物体を検知するよう
にしたものである。この方法の実施のための装置の構成
について図１を参照して説明する。図１において、１は
送信信号として電磁波を、電磁波反射が可能な物体２に
向けて送信する送信手段としての送信アンテナである。
３は前記物体２で反射されてきた電磁波を受信する受信
手段としての受信アンテナである。４は前記受信信号を
増幅する増幅手段である。５は受信アンテナ３と増幅手
段４との間に配置されたローパスフィルタである。この
ローパスフィルタ５を設けた理由について説明すると、
受信アンテナ３で受信される電磁波には、送信アンテナ
１から送信され物体２で反射されてくる電磁波（反射受
信電磁波）と、物体２には反射されず送信アンテナ１か
ら受信アンテナ３に直接受信される電磁波（直接受信電
磁波）とがある。この直接受信電磁波の周波数成分は、
反射受信電磁波の周波数成分よりも高いので、ローパス
フィルタ５においては反射受信電磁波に係る受信信号の
みを通過させ、直接受信電磁波に係る信号成分（所定の
周波数帯の信号成分）を除去するためのものである。６
は後述する発振の周波数を計測し、かつ、この計測した
周波数から物体２までの距離Ｌを演算する周波数計測演
算手段である。
【００１０】上記回路構成においては、送信アンテナ１
と物体２と受信アンテナ３とローパスフィルタ５と増幅
手段４とでループ７が構成されるが、このループ７では
その系における雑音あるいは熱雑音などが発生し、これ
が増幅手段４で増幅されて、このループ７内を信号とし
て循環するようになっている。この信号の形は、送信ア
ンテナ１→物体２→受信アンテナ３までの経路間は送信
信号としての電磁波であり、受信アンテナ３→ローパス
フィルタ５→増幅手段４→送信アンテナ１までの経路間
は電気信号である。増幅手段４の利得は、ループ７内の
信号利得が１以上となるように設定されている。ループ
７内信号利得が１以上となるとこのループ７は発振を発
生する。この発振の発生だけでも物体２の存在、有無等
の検知ができる。
と物体２と受信アンテナ３とローパスフィルタ５と増幅
手段４とでループ７が構成されるが、このループ７では
その系における雑音あるいは熱雑音などが発生し、これ
が増幅手段４で増幅されて、このループ７内を信号とし
て循環するようになっている。この信号の形は、送信ア
ンテナ１→物体２→受信アンテナ３までの経路間は送信
信号としての電磁波であり、受信アンテナ３→ローパス
フィルタ５→増幅手段４→送信アンテナ１までの経路間
は電気信号である。増幅手段４の利得は、ループ７内の
信号利得が１以上となるように設定されている。ループ
７内信号利得が１以上となるとこのループ７は発振を発
生する。この発振の発生だけでも物体２の存在、有無等
の検知ができる。
【００１１】ここで、前記発振の周波数は、物体２まで
の距離に応じて変化する。このことについて以下、詳し
く説明する。なお、送信アンテナ１および受信アンテナ
３それぞれから物体２までの距離は十分に遠いか、送信
アンテナ１と受信アンテナ３とが相近接していて、送信
アンテナ１から物体２までの直線距離Ｌ’（ｍ）と、物
体２から受信アンテナ３までの直線距離Ｌ’’（ｍ）
は、いずれも等しく、かつ、物体２までの距離Ｌ（ｍ）
に近似されてＬ＝Ｌ’＝Ｌ’’とされている。
の距離に応じて変化する。このことについて以下、詳し
く説明する。なお、送信アンテナ１および受信アンテナ
３それぞれから物体２までの距離は十分に遠いか、送信
アンテナ１と受信アンテナ３とが相近接していて、送信
アンテナ１から物体２までの直線距離Ｌ’（ｍ）と、物
体２から受信アンテナ３までの直線距離Ｌ’’（ｍ）
は、いずれも等しく、かつ、物体２までの距離Ｌ（ｍ）
に近似されてＬ＝Ｌ’＝Ｌ’’とされている。
【００１２】ここで、物体２までの距離をＬ（ｍ）、発
振の周波数をｆH（Ｈｚ）、φＲを物体２での電磁波の
反射時の位相遅れ（ｒａｄ）、φＣを受信アンテナ３→
ローパスフィルタ５→増幅手段４→送信アンテナ１まで
の間における電気経路内の位相遅れ（ｒａｄ）、ｃを光
速（ｍ／ｓ）とすると、物体２までの距離Ｌは理論的に
次式（１）で表される。
振の周波数をｆH（Ｈｚ）、φＲを物体２での電磁波の
反射時の位相遅れ（ｒａｄ）、φＣを受信アンテナ３→
ローパスフィルタ５→増幅手段４→送信アンテナ１まで
の間における電気経路内の位相遅れ（ｒａｄ）、ｃを光
速（ｍ／ｓ）とすると、物体２までの距離Ｌは理論的に
次式（１）で表される。
【００１３】 Ｌ＝（２π−φＲ−φＣ）ｃ／４πｆH …（１） 前記式（１）について検証すると、ループ７における１
周の位相が２π（ｒａｄ）であるから、この位相からは
前記各位相遅れφＲ（ｒａｄ）、φＣ（ｒａｄ）を差し
引く。そのため、電磁波の送信アンテナ１から物体２ま
での距離の２倍の経路長（空間電磁波の往復の経路長）
は、（２π−φＲ−φＣ）／２π［波長］の式で与えら
れる。また、ここで、［波長］はｃ／ｆH（ｍ）で表さ
れるから、これを前記経路長の式に代入すると、電磁波
の往復の経路長は（２π−φＲ−φＣ）ｃ／２πｆ
H（ｍ）となる。そして、前記から、この往復経路長は
物体２までの距離Ｌの２倍となるから、結局、２Ｌ＝
（２π−φＲ−φＣ）ｃ／２πが成立することとなる。
これの両辺を２で割ると、前記式（１）が得られる。
周の位相が２π（ｒａｄ）であるから、この位相からは
前記各位相遅れφＲ（ｒａｄ）、φＣ（ｒａｄ）を差し
引く。そのため、電磁波の送信アンテナ１から物体２ま
での距離の２倍の経路長（空間電磁波の往復の経路長）
は、（２π−φＲ−φＣ）／２π［波長］の式で与えら
れる。また、ここで、［波長］はｃ／ｆH（ｍ）で表さ
れるから、これを前記経路長の式に代入すると、電磁波
の往復の経路長は（２π−φＲ−φＣ）ｃ／２πｆ
H（ｍ）となる。そして、前記から、この往復経路長は
物体２までの距離Ｌの２倍となるから、結局、２Ｌ＝
（２π−φＲ−φＣ）ｃ／２πが成立することとなる。
これの両辺を２で割ると、前記式（１）が得られる。
【００１４】したがって、本実施の形態１においては周
波数計測演算手段６で発振周波数ｆHを計測するととも
に前記式（１）から物体２までの距離Ｌを演算すること
ができる。なお、周波数計測演算手段６はこの演算のた
めに前記式（１）におけるφＲとφＣとを実験等で決定
されて求められている定数としてそのデータを備えてい
る。
波数計測演算手段６で発振周波数ｆHを計測するととも
に前記式（１）から物体２までの距離Ｌを演算すること
ができる。なお、周波数計測演算手段６はこの演算のた
めに前記式（１）におけるφＲとφＣとを実験等で決定
されて求められている定数としてそのデータを備えてい
る。
【００１５】以上のようにして本実施の形態１では物体
２が存在することで発振が発生するので、この発振の発
生から物体２の存在の検知が可能であるとともに、その
発振の周波数から物体２までの距離Ｌの検知が可能とな
る。
２が存在することで発振が発生するので、この発振の発
生から物体２の存在の検知が可能であるとともに、その
発振の周波数から物体２までの距離Ｌの検知が可能とな
る。
【００１６】（実施の形態２）図２を参照して本実施の
形態２について説明する。図２において図１と対応する
部分には同一の符号を付し、その同一の符号に係る部分
についての詳しい説明は省略する。図２において図１と
異なるのは、実施の形態１では送信信号が電磁波であっ
たために送信手段が送信アンテナ１で、受信手段が受信
アンテナ３でそれぞれ構成されていたが、実施の形態２
ては送信信号が音波であり、そのため送信手段が音波を
送信するスピーカ１ａで、受信手段が音波を受信するマ
イクロホン３ａでそれぞれ構成されていることである。
したがって、本実施の形態２では前記式（１）における
右辺の項で光速ｃに代えて音速ｖ（ｍ／ｓ）とすること
で物体２までの距離Ｌを演算で求めることができる。
形態２について説明する。図２において図１と対応する
部分には同一の符号を付し、その同一の符号に係る部分
についての詳しい説明は省略する。図２において図１と
異なるのは、実施の形態１では送信信号が電磁波であっ
たために送信手段が送信アンテナ１で、受信手段が受信
アンテナ３でそれぞれ構成されていたが、実施の形態２
ては送信信号が音波であり、そのため送信手段が音波を
送信するスピーカ１ａで、受信手段が音波を受信するマ
イクロホン３ａでそれぞれ構成されていることである。
したがって、本実施の形態２では前記式（１）における
右辺の項で光速ｃに代えて音速ｖ（ｍ／ｓ）とすること
で物体２までの距離Ｌを演算で求めることができる。
【００１７】以上の実施の形態２によれば、実施の形態
１とは送信信号が音波となるだけで実施の形態１と同様
の作用効果を得られる。
１とは送信信号が音波となるだけで実施の形態１と同様
の作用効果を得られる。
【００１８】（実施の形態３）図３（ａ）（ｂ）を参照
して本実施の形態３について説明する。図３（ａ）にお
いて図１と対応する部分には同一の符号を付し、その同
一の符号に係る部分についての詳しい説明は省略する。
図３（ａ）は本実施の形態３の回路構成を示し、図３
（ｂ）は複数の物体を検知する場合の要部の回路構成を
示している。図３（ａ）において図１と異なるのは、図
１のローパスフィルタ５に代えて物体２の検知範囲を限
定するフィルタ手段としてバンドパスフィルタ５ａを有
していることである。まず図３（ａ）を参照して詳しく
説明すると、例えば複数の物体２1〜２nが各距離範囲に
位置して配置されているとする。ここでこの距離範囲に
ついて説明すると、物体検知装置から見て、物体２1は
距離範囲Ｚ1がＬ〜Ｌ＋Ａであり、物体２2は距離範囲Ｚ
2がＬ＋Ａ〜Ｌ＋２Ａであり、…物体２nは距離範囲Ｚn
がＬ＋（ｎ−１）Ａ〜Ｌ＋ｎＡである。
して本実施の形態３について説明する。図３（ａ）にお
いて図１と対応する部分には同一の符号を付し、その同
一の符号に係る部分についての詳しい説明は省略する。
図３（ａ）は本実施の形態３の回路構成を示し、図３
（ｂ）は複数の物体を検知する場合の要部の回路構成を
示している。図３（ａ）において図１と異なるのは、図
１のローパスフィルタ５に代えて物体２の検知範囲を限
定するフィルタ手段としてバンドパスフィルタ５ａを有
していることである。まず図３（ａ）を参照して詳しく
説明すると、例えば複数の物体２1〜２nが各距離範囲に
位置して配置されているとする。ここでこの距離範囲に
ついて説明すると、物体検知装置から見て、物体２1は
距離範囲Ｚ1がＬ〜Ｌ＋Ａであり、物体２2は距離範囲Ｚ
2がＬ＋Ａ〜Ｌ＋２Ａであり、…物体２nは距離範囲Ｚn
がＬ＋（ｎ−１）Ａ〜Ｌ＋ｎＡである。
【００１９】それら各物体２1〜２nのうち、特定の距離
範囲Ｚ1に位置している物体２1のみを検出する場合、そ
の物体２1が位置する距離範囲Ｚ1に対応した発振の周波
数のみ通過させるようバンドパスフィルタ５ａを設定す
る。そうすると、このバンドパスフィルタ５ａによって
その特定の距離範囲Ｚ1にある物体２1に対応する発振の
周波数成分のみが増幅手段４で増幅されることになる。
つまり、バンドパスフィルタ５ａによって特定の距離範
囲Ｚ1にある物体２1のみを検知することができる。ま
た、同様にバンドパスフィルタ５ａによってその特定の
距離範囲Ｚ2にある物体２2に対応する発振の周波数成分
のみが増幅手段４で増幅されることになる。つまり、バ
ンドパスフィルタ５ａによって特定の距離範囲Ｚ2にあ
る物体２2のみを検知することができる。以下物体２nま
でも同様である。
範囲Ｚ1に位置している物体２1のみを検出する場合、そ
の物体２1が位置する距離範囲Ｚ1に対応した発振の周波
数のみ通過させるようバンドパスフィルタ５ａを設定す
る。そうすると、このバンドパスフィルタ５ａによって
その特定の距離範囲Ｚ1にある物体２1に対応する発振の
周波数成分のみが増幅手段４で増幅されることになる。
つまり、バンドパスフィルタ５ａによって特定の距離範
囲Ｚ1にある物体２1のみを検知することができる。ま
た、同様にバンドパスフィルタ５ａによってその特定の
距離範囲Ｚ2にある物体２2に対応する発振の周波数成分
のみが増幅手段４で増幅されることになる。つまり、バ
ンドパスフィルタ５ａによって特定の距離範囲Ｚ2にあ
る物体２2のみを検知することができる。以下物体２nま
でも同様である。
【００２０】上述の場合ではバンドパスフィルタが５ａ
の１個だけであったために、そのフィルタ特性が固定で
あると検知可能な距離範囲も１つに固定されるが、図３
（ｂ）で示すように複数のバンドパスフィルタを設けた
場合では、複数の距離範囲で物体を検知することができ
る。これについて図３（ｂ）を参照して説明すると、前
記各距離範囲Ｚ1〜Ｚnそれぞれに対応したフィルタ特性
を備えたバンドパスフィルタ５ａ1〜５ａnを設け、これ
ら各バンドパスフィルタをスイッチ５ｂ1〜５ｂnそれぞ
れで切り換えた場合では、各距離範囲Ｚ1〜Ｚnそれぞれ
にある物体２1〜２nまでの距離を測定することができ
る。
の１個だけであったために、そのフィルタ特性が固定で
あると検知可能な距離範囲も１つに固定されるが、図３
（ｂ）で示すように複数のバンドパスフィルタを設けた
場合では、複数の距離範囲で物体を検知することができ
る。これについて図３（ｂ）を参照して説明すると、前
記各距離範囲Ｚ1〜Ｚnそれぞれに対応したフィルタ特性
を備えたバンドパスフィルタ５ａ1〜５ａnを設け、これ
ら各バンドパスフィルタをスイッチ５ｂ1〜５ｂnそれぞ
れで切り換えた場合では、各距離範囲Ｚ1〜Ｚnそれぞれ
にある物体２1〜２nまでの距離を測定することができ
る。
【００２１】なお、図３（ａ）の場合ではバンドパスフ
ィルタのフィルタ特性を可変とすることによって図３
（ｂ）のように複数のバンドパスフィルタを設けた場合
と同様に複数の物体を検知することができるようにして
も構わない。
ィルタのフィルタ特性を可変とすることによって図３
（ｂ）のように複数のバンドパスフィルタを設けた場合
と同様に複数の物体を検知することができるようにして
も構わない。
【００２２】以上の実施の形態３によれば、複数の物体
２があっても、特定の物体２のみを選択してその存在あ
るいはその物体２までの距離Ｌを検知することができ
る。
２があっても、特定の物体２のみを選択してその存在あ
るいはその物体２までの距離Ｌを検知することができ
る。
【００２３】（実施の形態４）図４を参照して本実施の
形態４について説明する。図４において図３と対応する
部分には同一の符号を付し、その同一の符号に係る部分
についての詳しい説明は省略する。図４においては送信
するための信号を所定の周波数でもって周波数変換し、
受信された信号を前記と同じ所定の周波数で周波数変換
するものである。詳しく説明すると、本実施の形態４に
おいては、局部発振信号を出力する局部発振手段８と、
この局部発振手段８からの局部発振信号により増幅手段
４出力を周波数変換する送信側周波数変換手段９と、同
じく前記局部発振手段８からの局部発振信号により受信
アンテナ３の受信信号を周波数変換する受信側周波数変
換手段１０とを有し、さらに、この受信側周波数変換手
段１０と増幅手段４との間にバンドパスフィルタ５ａを
配置するとともに、送信側周波数変換手段９と送信アン
テナ１との間にもバンドパスフィルタ５ｂを設けた構成
となっている。
形態４について説明する。図４において図３と対応する
部分には同一の符号を付し、その同一の符号に係る部分
についての詳しい説明は省略する。図４においては送信
するための信号を所定の周波数でもって周波数変換し、
受信された信号を前記と同じ所定の周波数で周波数変換
するものである。詳しく説明すると、本実施の形態４に
おいては、局部発振信号を出力する局部発振手段８と、
この局部発振手段８からの局部発振信号により増幅手段
４出力を周波数変換する送信側周波数変換手段９と、同
じく前記局部発振手段８からの局部発振信号により受信
アンテナ３の受信信号を周波数変換する受信側周波数変
換手段１０とを有し、さらに、この受信側周波数変換手
段１０と増幅手段４との間にバンドパスフィルタ５ａを
配置するとともに、送信側周波数変換手段９と送信アン
テナ１との間にもバンドパスフィルタ５ｂを設けた構成
となっている。
【００２４】この構成においては、ループ７の経路長に
依存する発振周波数をｆH、局部発振手段８の局部発振
信号の周波数を前記ｆHより十分に大きなｆLCとする
と、周波数変換手段９ではそのループ７による発振周波
数ｆHは局部発振周波数ｆLCで変調されて、送信アンテ
ナ１からはｆLCを中心周波数とし、ｆLC±ｆHに側波帯
を有した電磁波として空間に送信される。
依存する発振周波数をｆH、局部発振手段８の局部発振
信号の周波数を前記ｆHより十分に大きなｆLCとする
と、周波数変換手段９ではそのループ７による発振周波
数ｆHは局部発振周波数ｆLCで変調されて、送信アンテ
ナ１からはｆLCを中心周波数とし、ｆLC±ｆHに側波帯
を有した電磁波として空間に送信される。
【００２５】したがって、この実施の形態４によれば、
ｆLCをｆHに比べて大きい値に設定することで、帯域幅
／中心周波数の比を小さくでき、その結果、送信アンテ
ナ１からは電磁波を周囲の無線設備等の動作に影響を及
ぼすことなく送信し、また物体２で反射されてきた電磁
波を受信アンテナ３で受信できるものとなる。
ｆLCをｆHに比べて大きい値に設定することで、帯域幅
／中心周波数の比を小さくでき、その結果、送信アンテ
ナ１からは電磁波を周囲の無線設備等の動作に影響を及
ぼすことなく送信し、また物体２で反射されてきた電磁
波を受信アンテナ３で受信できるものとなる。
【００２６】（実施の形態５）図５を参照して本実施の
形態５について説明する。図５において図４と対応する
部分には同一の符号を付し、その同一の符号に係る部分
についての詳しい説明は省略する。図５においては、図
４の回路構成において受信側における受信側周波数変換
手段として符号で１０ａ，１０ｂの２つ設け、一方の受
信側周波数変換手段１０ａについて局部発振手段８から
直接に局部発振信号を入力させ、他方の受信側周波数変
換手段１０ｂについては前記局部発振信号を移相手段１
１を介して位相をずらせたうえで、選択手段１２では両
受信側周波数変換手段１０ａ，１０ｂのうち、出力の大
きい方を選択してバンドパスフィルタ５ａに入力させる
ようにしている。
形態５について説明する。図５において図４と対応する
部分には同一の符号を付し、その同一の符号に係る部分
についての詳しい説明は省略する。図５においては、図
４の回路構成において受信側における受信側周波数変換
手段として符号で１０ａ，１０ｂの２つ設け、一方の受
信側周波数変換手段１０ａについて局部発振手段８から
直接に局部発振信号を入力させ、他方の受信側周波数変
換手段１０ｂについては前記局部発振信号を移相手段１
１を介して位相をずらせたうえで、選択手段１２では両
受信側周波数変換手段１０ａ，１０ｂのうち、出力の大
きい方を選択してバンドパスフィルタ５ａに入力させる
ようにしている。
【００２７】これは、図４の場合では送信と受信とにお
いて同一の局部発振信号を使用しているので、物体２ま
での距離Ｌにおいて一定間隔毎に受信できない点つまり
ホモダイン検波特有の受信感度ヌル点がある。このよう
な受信感度ヌル点の発生は物体２の存在あるいは距離の
検知ができない場合がある。そのため図５では移相手段
１１によって局部発振信号の位相を例えば９０度ずらせ
ておき、受信感度が大きい方の受信側周波数変換手段１
０ａまたは１０ｂを選択手段１２で選択できるようにし
ている。これによって、物体２がどの位置にいても受信
感度ヌル点の発生を防止でき該物体２までの距離Ｌを正
確に検知できる。
いて同一の局部発振信号を使用しているので、物体２ま
での距離Ｌにおいて一定間隔毎に受信できない点つまり
ホモダイン検波特有の受信感度ヌル点がある。このよう
な受信感度ヌル点の発生は物体２の存在あるいは距離の
検知ができない場合がある。そのため図５では移相手段
１１によって局部発振信号の位相を例えば９０度ずらせ
ておき、受信感度が大きい方の受信側周波数変換手段１
０ａまたは１０ｂを選択手段１２で選択できるようにし
ている。これによって、物体２がどの位置にいても受信
感度ヌル点の発生を防止でき該物体２までの距離Ｌを正
確に検知できる。
【００２８】したがって、この実施の形態５によれば、
物体２がどの位置にいてもその物体２の存在あるいは該
物体２までの距離Ｌを検知することができるので、実施
の形態４の作用効果をより発揮させることができる。
物体２がどの位置にいてもその物体２の存在あるいは該
物体２までの距離Ｌを検知することができるので、実施
の形態４の作用効果をより発揮させることができる。
【００２９】なお、上述の各実施の形態では送信信号が
電磁波あるいは音波であったが、物体２が水中にある場
合では水中波を送信信号としても構わない。
電磁波あるいは音波であったが、物体２が水中にある場
合では水中波を送信信号としても構わない。
【００３０】なお、上述の各実施の形態における物体２
は固形物に限定されるものではなく、液体、流動体、半
流動体、あるいは気体であっても送信信号が反射可能で
あれば、適用される。この場合、その物体における送信
信号の反射率がきわめて低い場合では増幅手段４の利得
を大きくしてループ７内利得を１以上とするとよい。
は固形物に限定されるものではなく、液体、流動体、半
流動体、あるいは気体であっても送信信号が反射可能で
あれば、適用される。この場合、その物体における送信
信号の反射率がきわめて低い場合では増幅手段４の利得
を大きくしてループ７内利得を１以上とするとよい。
【００３１】なお、上述の各実施の形態においては物体
２に応じてループ７内利得が１以上に設定できるように
増幅手段４の利得を可変可能にしても構わない。
２に応じてループ７内利得が１以上に設定できるように
増幅手段４の利得を可変可能にしても構わない。
【００３２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、電磁波や
音波等を送信信号として送信し、この送信され物体で反
射された送信信号を受信し、この受信した受信信号を増
幅したうえで送信信号として前記送信をするというルー
プを構成し、このループ内における信号利得を１以上と
して該ループ内で発振を発生させるようにし、この発振
に基づいて前記物体の存在あるいは物体までの距離を検
知するという、物体の検知として新規な原理に基づくも
のであり、特に、物体までの距離の計測についてはその
発振の周波数に基づくものであり、また、その周波数か
らの距離の計測も単純な演算で可能となるので、それを
実現する回路構成も従来と比較して簡単なもので済むと
いう画期的な効果を得られる。
音波等を送信信号として送信し、この送信され物体で反
射された送信信号を受信し、この受信した受信信号を増
幅したうえで送信信号として前記送信をするというルー
プを構成し、このループ内における信号利得を１以上と
して該ループ内で発振を発生させるようにし、この発振
に基づいて前記物体の存在あるいは物体までの距離を検
知するという、物体の検知として新規な原理に基づくも
のであり、特に、物体までの距離の計測についてはその
発振の周波数に基づくものであり、また、その周波数か
らの距離の計測も単純な演算で可能となるので、それを
実現する回路構成も従来と比較して簡単なもので済むと
いう画期的な効果を得られる。
【図１】本発明の実施形態１に係る物体検知装置の回路
図
図
【図２】本発明の実施形態２に係る物体検知装置の回路
図
図
【図３】本発明の実施形態３に係り、（ａ）その物体検
知装置の回路を示す図デアリ、（ｂ）はバンドパスフィ
ルタの変形例を示す要部の図
知装置の回路を示す図デアリ、（ｂ）はバンドパスフィ
ルタの変形例を示す要部の図
【図４】本発明の実施形態４に係る物体検知装置の回路
図
図
【図５】本発明の実施形態５に係る物体検知装置の回路
図
図
１ 送信アンテナ ２ 物体 ３ 受信アンテナ ４ 増幅手段 ８ 周波数計測演算手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F063 AA22 AA49 BD15 CA34 CA40 DA01 DA05 GA80 KA01 LA04 LA05 LA06 LA11 2F068 AA06 DD02 FF02 FF12 FF19 FF23 KK14
Claims (10)
- 【請求項１】電磁波や音波等を送信信号として送信し、
この送信され物体で反射された送信信号を受信し、この
受信した受信信号を増幅したうえで送信信号として前記
送信をするというループを構成し、このループ内におけ
る信号利得を１以上として該ループ内で発振を発生させ
るようにし、この発振に基づいて前記物体を検知するこ
とを特徴とする物体検知方法。 - 【請求項２】請求項１に記載の物体検知方法において、 前記発振の周波数が前記物体までの距離に対応している
ことに基づいて物体までの距離を計測することを特徴と
する物体検知方法。 - 【請求項３】請求項１または２に記載の物体検知方法に
おいて、 受信される信号のうち所定の周波数帯の信号成分を除去
することを特徴とする物体検知方法。 - 【請求項４】請求項１ないし３いずれかに記載の物体検
知方法において、 所定の周波数帯でのみ発振する構成として物体までの距
離の検知範囲を設定することを特徴とする物体検知方
法。 - 【請求項５】請求項１ないし４いずれかに記載の物体検
知方法において、 送信するための信号を所定の周波数でもって周波数変換
し、受信された信号を前記と同じ所定の周波数で周波数
変換することを特徴とする物体検知方法。 - 【請求項６】電磁波や音波等を送信信号として送信する
送信手段と、この送信され物体で反射されてきた前記送
信信号を受信する受信手段と、この受信信号を増幅して
前記送信手段に出力する増幅手段とを少なくとも有し、
前記各手段からなるループが前記物体の検知のための発
振を発生するように構成されていることを特徴とする物
体検知装置。 - 【請求項７】請求項６に記載の物体検知装置において、 前記発振の周波数を計測して前記物体までの距離を検知
するように構成されていることを特徴とする物体検知装
置。 - 【請求項８】請求項６または７に記載の物体検知装置に
おいて、 前記受信手段に受信される信号のうち所定の周波数帯の
信号成分を除去するように構成されていることを特徴と
する物体検知装置。 - 【請求項９】請求項６ないし８いずれかに記載の物体検
知装置において、 所定の周波数帯でのみ発振する構成として前記物体まで
の距離の検知範囲を設定可能に構成されていることを特
徴とする物体検知装置。 - 【請求項１０】請求項６ないし９いずれかに記載の物体
検知装置において、 送信するための信号を所定の周波数でもって周波数変換
し、受信された信号を前記と同じ所定の周波数で周波数
変換するよう構成されていることを特徴とする物体検知
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10226422A JP2000055605A (ja) | 1998-08-11 | 1998-08-11 | 物体検知方法およびこれを用いる物体検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10226422A JP2000055605A (ja) | 1998-08-11 | 1998-08-11 | 物体検知方法およびこれを用いる物体検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000055605A true JP2000055605A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=16844885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10226422A Pending JP2000055605A (ja) | 1998-08-11 | 1998-08-11 | 物体検知方法およびこれを用いる物体検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000055605A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6907219B2 (en) | 2002-06-29 | 2005-06-14 | Samsung Electronics Co., Ltd | Fusing equipment of image forming apparatus |
| JP2009042142A (ja) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Hitachi Information & Communication Engineering Ltd | 管長測定システム及びその測定方法 |
| JP2009216585A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Hitachi Information & Communication Engineering Ltd | 管長測定システム及びその測定方法 |
-
1998
- 1998-08-11 JP JP10226422A patent/JP2000055605A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6907219B2 (en) | 2002-06-29 | 2005-06-14 | Samsung Electronics Co., Ltd | Fusing equipment of image forming apparatus |
| JP2009042142A (ja) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Hitachi Information & Communication Engineering Ltd | 管長測定システム及びその測定方法 |
| JP2009216585A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Hitachi Information & Communication Engineering Ltd | 管長測定システム及びその測定方法 |
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