JP2003279643A - Body detector - Google Patents

Body detector

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JP2003279643A
JP2003279643A JP2002061921A JP2002061921A JP2003279643A JP 2003279643 A JP2003279643 A JP 2003279643A JP 2002061921 A JP2002061921 A JP 2002061921A JP 2002061921 A JP2002061921 A JP 2002061921A JP 2003279643 A JP2003279643 A JP 2003279643A
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transmission line
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昌之 永石
Toshio Oguro
利雄 小黒
Mie Ikushima
見江 幾島
Yuichi Furuta
祐一 古田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a relatively inexpensive body detector of relatively simple detector constitution capable of enhancing detection precision for a stationary body within a close distance and a detecting object of a low moving speed. <P>SOLUTION: The body detector is constituted so that a sensor unit 4 transmits a transmission signal 2 to the detection object 1 and receives a reflected reception signal 3, a signal processing part 6 outputs output signals 5, in which phase difference different from each other are generated and outputted from a phase difference generating means inside the sensor unit 4, and processes the output signals 5, and a determining part 8 compares a detection signal 7 from the signal processing part 6 with a threshold level to determine the presence of the detection object. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電波の送受信によ
ってセンシングを行うセンサ装置において、対象物の有
無の判定に好適な出力を得ることのできるセンサ装置、
及び、そのセンサ装置からの出力に基づいて対象物の有
無を判定する物体検知装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor device for sensing by transmitting and receiving radio waves, which can obtain an output suitable for determining the presence or absence of an object,
The present invention also relates to an object detection device that determines the presence or absence of an object based on the output from the sensor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電波の送受信を利用して物体を検
知する装置としては、パルスレーダや、FM−CWレーダ等
が知られている。パルスレーダは、パルス状の電波を放
射した時点から、該パルス状の電波が対象物体に当り、
反射して該装置に戻ってくるまでの時間の長/短によっ
て、該装置から対象物体までの距離を測定するものであ
る。また、FM−CWレーダは、該装置から放射される連続
波(CW)信号に、例えば鋸歯状波で周波数変調(FM)を
施すことによって生じる送信信号と反射信号とのビート
周波数を測定することで、該装置から対象物までの距離
を測定するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, pulse radars, FM-CW radars and the like have been known as devices for detecting an object by using transmission and reception of radio waves. The pulse radar, from the time when the pulsed radio wave is emitted, the pulsed radio wave hits the target object,
The distance from the device to the target object is measured by the length / shortness of the time required for the light to be reflected and returned to the device. Further, the FM-CW radar measures the beat frequencies of a transmission signal and a reflection signal generated by subjecting a continuous wave (CW) signal radiated from the device to frequency modulation (FM) with, for example, a sawtooth wave. Then, the distance from the device to the object is measured.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記記載のパ
ルスレーダは、電波を放射した時点から該電波を受信し
た時点までの時間の長/短により、該装置から対象物ま
での距離を測定するように構成されているために、対象
物体が近距離に存在する場合の距離測定には不向きであ
る。しかも、装置構成が比較的複雑且つ高価格という問
題もある。一方、上記FM−CWレーダは上記のような信号
処理に起因して生じる送信信号と反射信号とのビート周
波数を測定することで該装置から対象物体までの距離を
求めるように構成されているため、対象物体が近距離に
存在する場合には、周波数を大きく変化させる必要があ
るから、送信信号の占有周波数帯域幅が広がることにな
るので、やはり不向きとなる。しかも、上記パルスレー
ダと同様に、装置構成が比較的複雑且つ高価格であると
いう問題もある。そこで、上述したパルスレーダやFM−
CWレーダを用いず、物体を検知するための手段としてド
ップラレーダを用いる方法も検討されていた。しかし、
ドップラレーダは、航空機や自動車等の高速で移動する
物体を検知対象とする場合には非常に有効であるが、検
知対象が、例えば人体、しかもトイレで用を足そうとし
てトイレの直前等に略静止した状態で立っているような
人体の検知には不向きであり、価格的にも高価格である
という問題もあった。そこで、移動速度が遅く、また静
止状態にある人体のような物体を検知する場合に、所定
の周波数帯域に属する電波を上記対象物に放射して、該
放射した電波と上記対象物体に当たって反射して戻って
くる電波とにより生成される定在波を受信信号として受
信し、該定在波の強度を測定することで上記対象物体の
検知を行う方法が検討された。しかし、定在波の強度の
測定にて検知を行う時の問題としては、定在波は1/2
周期にて振幅の大きな腹部と振幅の小さな節部が周期的
に存在するため、定在波の強度のみで該装置から対象物
までの距離を一意的に決定できないということであっ
た。そこで、本発明は、近距離で、静止又は移動速度の
遅い対象物の検知精度を向上させることができ、且つ比
較的簡単な装置構成で、比較的低コストである物体検知
装置を提供することにある。
The pulse radar described above measures the distance from the device to the object by the length / shortness of the time from the time when the radio wave is emitted to the time when the radio wave is received. Therefore, it is not suitable for distance measurement when the target object exists at a short distance. Moreover, there is a problem that the device configuration is relatively complicated and expensive. On the other hand, the FM-CW radar is configured to obtain the distance from the device to the target object by measuring the beat frequency of the transmission signal and the reflection signal caused by the signal processing as described above. When the target object is present at a short distance, it is necessary to change the frequency greatly, so that the occupied frequency bandwidth of the transmission signal is widened, which is also unsuitable. Moreover, similarly to the above-mentioned pulse radar, there is a problem that the device configuration is relatively complicated and expensive. Therefore, the pulse radar and FM-
A method of using a Doppler radar as a means for detecting an object without using the CW radar has also been studied. But,
The Doppler radar is very effective when detecting an object that moves at high speed such as an aircraft or an automobile, but the detection target is, for example, the human body, and is omitted just before the toilet when trying to use it in the toilet. There is also a problem that it is not suitable for detecting a human body standing in a stationary state and the price is high. Therefore, when detecting an object such as a human body that has a slow moving speed and is stationary, a radio wave belonging to a predetermined frequency band is radiated to the target object, and the radiated radio wave and the target object are reflected and reflected. A method of receiving the standing wave generated by the returning radio wave as a reception signal and measuring the intensity of the standing wave to detect the target object has been studied. However, as a problem when performing detection by measuring the strength of the standing wave,
Since the abdomen having a large amplitude and the node having a small amplitude are periodically present in the cycle, the distance from the device to the object cannot be uniquely determined only by the intensity of the standing wave. Therefore, the present invention provides an object detection device that can improve the detection accuracy of a target object that is stationary or has a slow moving speed in a short distance and that has a relatively simple device configuration and that is relatively low in cost. It is in.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記課題
を解決する為に請求項1に記載した本発明は、外部に信
号を電波として送信するための送信信号を生成する信号
生成手段と、該信号生成手段と送信波伝送路によって結
ばれ送信信号を外部に送信する送信部と、外部から電波
として受信された信号を受信信号として受信する複数の
受信部と、該受信部と受信波伝送路によって結ばれ各受
信信号と送信信号を基に低周波数の出力信号を抽出する
複数の信号変換部と、該信号変換部によって変換された
出力信号を各受信部毎にそれぞれ出力する出力段と、前
記複数の出力信号の位相差が異なるように位相差を生じ
させる位相差生成手段と、を有するセンサ装置と、該セ
ンサ装置の各出力段から出力される複数の出力信号を任
意の基準電圧において全波整流を行い、全波整流された
各信号の最大値の軌跡である検知信号を抽出する信号処
理部と、該検知信号と予め設定された設定可能な閾値と
の比較を行うことで対象物の有無を検知する判定部と、
を有することを特徴とする。かかる構成により、位相差
生成手段によって各出力段から得られる各出力信号の位
相がすべて異なるため、これらの出力信号を信号処理す
ることにより、出力信号の周期的な変動を抑えることが
でき、検知信号を距離に応じて出力することが出来るた
め、所定範囲内における静止物体の検知も高い精度で検
知が可能となる。
Means for Solving the Problems and Actions / Effects In order to solve the above problems, the present invention as set forth in claim 1 is a signal generating means for generating a transmission signal for transmitting a signal as an electric wave to the outside, A transmission unit connected to the signal generation means by a transmission wave transmission line to transmit a transmission signal to the outside, a plurality of reception units receiving signals received as radio waves from the outside as reception signals, the reception unit and reception wave transmission A plurality of signal converters that are connected by a path and extract low-frequency output signals based on the received signals and the transmitted signals; and an output stage that outputs the output signals converted by the signal converters for each of the receivers. , A phase difference generating means for generating a phase difference so that the phase differences of the plurality of output signals are different from each other, and a plurality of output signals output from the respective output stages of the sensor device to an arbitrary reference voltage. To By performing full-wave rectification by performing full-wave rectification, and comparing the detection signal with a preset threshold that can be detected by a signal processing unit that extracts a detection signal that is the maximum value locus of each full-wave rectified signal. A determination unit that detects the presence or absence of an object,
It is characterized by having. With such a configuration, since the phases of the output signals obtained from the output stages by the phase difference generation means are all different, it is possible to suppress periodic fluctuations of the output signals by performing signal processing on these output signals. Since the signal can be output according to the distance, it is possible to detect a stationary object within a predetermined range with high accuracy.

【0005】また、請求項2においては、前記位相差生
成手段は、前記各受信部から信号変換部までのそれぞれ
異なった長さの受信波伝送路であることを特徴とする。
かかる構成により、各受信部から信号変換部までの受信
波伝送路の長さをそれぞれ異なる長さにすることによ
り、各線路長に応じて受信信号に位相差が生じ、出力信
号にも位相差が生じるため、これらの出力信号を信号処
理することにより、出力信号の周期的な変動を抑え、検
知信号を距離に応じて出力することが出来るため、所定
範囲内における静止物体の検知も高い精度で検知が可能
となる。
Further, according to a second aspect of the present invention, the phase difference generating means is a reception wave transmission line having a different length from each of the receiving sections to the signal converting section.
With such a configuration, by setting the lengths of the reception wave transmission lines from the receiving units to the signal converting unit to different lengths, a phase difference occurs in the reception signal according to each line length, and a phase difference also occurs in the output signal. Therefore, by processing these output signals, periodic fluctuations of the output signals can be suppressed and the detection signal can be output according to the distance. Therefore, the detection of a stationary object within a predetermined range is highly accurate. Can be detected with.

【0006】また、請求項3においては、前記位相差生
成手段は、信号の変換を行うために各受信部に対する前
記各受信波伝送路と前記送信波伝送路とがそれぞれ異な
る位置で接近する信号変換部であることを特徴とする。
かかる構成により、各信号変換部の場所を変更すること
で、信号変換を行うために用いる送信波と各受信波に位
相差が生じるため、各出力信号にも位相差が生じ、これ
らの出力信号を信号処理することにより、出力信号の周
期的な変動を抑え、検知信号を距離に応じて出力するこ
とが出来るため、所定範囲内における静止物体の検知も
高い精度で検知が可能となる。
Further, according to a third aspect of the present invention, the phase difference generating means is a signal in which the respective reception wave transmission lines and the transmission wave transmission line with respect to the respective reception parts approach each other at different positions in order to convert the signals. It is a converter.
With such a configuration, by changing the location of each signal conversion unit, a phase difference occurs between the transmission wave used for signal conversion and each reception wave, and thus a phase difference also occurs in each output signal. By processing the signal, the periodic fluctuation of the output signal can be suppressed and the detection signal can be output according to the distance. Therefore, it is possible to detect a stationary object within a predetermined range with high accuracy.

【0007】また、請求項4においては、前記位相差生
成手段は、前記各受信部から信号変換部までのそれぞれ
異なった長さの受信波伝送路であり、信号の変換を行う
ために各受信部に対する前記受信波伝送路と前記送信波
伝送路とがそれぞれ異なる位置で接近する信号変換部で
あることを特徴とする。このように、各受信部から信号
変換部までの受信波伝送路の長さを変え、且つ各受信波
伝送路と送信波伝送路の接近する信号変換部の場所を変
えることを併用することで、出力信号の位相を変化させ
る上で、受信波伝送路の長さを位相が変化する設定値ま
で変えるスペースを確保することが出来ないときに信号
変換部の場所を変えることにより位相をずらすことが可
能であり、装置の小型化を実現することが可能となる。
Also, in the present invention, the phase difference generating means is a reception wave transmission line having a different length from each of the receiving sections to the signal converting section, and each receiving wave transmission path is used to convert a signal. It is characterized in that the received wave transmission line and the transmitted wave transmission line with respect to a unit are signal conversion units that approach each other at different positions. In this way, by changing the length of the reception wave transmission line from each reception unit to the signal conversion unit and changing the location of the approaching signal conversion unit of each reception wave transmission line and the transmission wave transmission line, , When changing the phase of the output signal, shift the phase by changing the location of the signal converter when it is not possible to secure a space to change the length of the received wave transmission path to the set value for changing the phase. It is possible to realize downsizing of the device.

【0008】また、請求項5においては、前記位相差生
成手段は、前記信号生成手段から信号変換部までのそれ
ぞれ異なった長さの送信波伝送路であることを特徴とす
る。かかる構成により、信号生成手段から信号変換部ま
での送信波伝送路の長さをそれぞれ異なる長さにするこ
とにより、各線路長に応じて送信信号に位相差が生じ、
出力信号にも位相差が生じるため、これらの出力信号を
信号処理することにより、出力信号の周期的な変動を抑
え、検知信号を距離に応じて出力することが出来るた
め、所定範囲内における静止物体の検知も高い精度で検
知が可能となる。
According to a fifth aspect of the present invention, the phase difference generating means is a transmission wave transmission line having different lengths from the signal generating means to the signal converting section. With such a configuration, by making the lengths of the transmission wave transmission lines from the signal generation unit to the signal conversion unit different from each other, a phase difference occurs in the transmission signals according to each line length,
Since a phase difference also occurs in the output signals, by performing signal processing on these output signals, periodic fluctuations in the output signals can be suppressed, and the detection signal can be output according to the distance. It is possible to detect an object with high accuracy.

【0009】また、請求項6においては、前記位相差生
成手段は、前記各受信部から信号変換部までのそれぞれ
異なった長さの受信波伝送路であり、且つ前記信号生成
手段から信号変換部までのそれぞれ異なった長さの送信
波伝送路であることを特徴とする。かかる構成により、
各受信部から信号変換部までの受信波伝送路の長さを変
え、且つ信号生成手段から信号変換部までの送信波伝送
路の長さを変えることを併用することで、出力信号の位
相を変化させる上で、受信波伝送路の長さを位相が変化
する設定値まで変えるスペースを確保することが出来な
いときに送信波伝送路の長さそれぞれを変えることによ
り位相をずらすことが可能であり、装置の小型化を実現
することが可能となる。
According to a sixth aspect of the present invention, the phase difference generating means is a reception wave transmission line having a different length from each of the receiving sections to the signal converting section, and the signal generating section to the signal converting section. Up to the transmission wave transmission line having different lengths. With this configuration,
By changing the length of the reception wave transmission line from each receiving unit to the signal conversion unit and changing the length of the transmission wave transmission line from the signal generation unit to the signal conversion unit, the phase of the output signal can be changed. When changing the length, it is possible to shift the phase by changing each length of the transmission wave transmission line when it is not possible to secure a space to change the length of the reception wave transmission line to the set value for changing the phase. Therefore, it is possible to realize the miniaturization of the device.

【0010】また、請求項7の発明は、信号生成手段と
送信波伝送路によって結ばれ送信信号を外部に送信する
送信部と、外部から電波として受信された信号を受信信
号として受信する受信部と、該受信部と途中で分岐した
受信波伝送路によって結ばれ受信信号と送信信号を基に
低周波数の出力信号を抽出する複数の信号変換部と、信
号変換部によって変換された出力信号をそれぞれ出力す
る出力段と、前記複数の出力信号の位相差が全て異なる
ように位相差を生じさせる位相差生成手段と、を有する
センサ装置と、該センサ装置の各出力段から出力される
複数の出力信号を任意の基準電圧において全波整流を行
い、全波整流された各信号の最大値の軌跡である検知信
号を抽出する信号処理部と、該検知信号と予め設定され
た設定可能な閾値との比較を行うことで対象物の有無を
検知する判定部と、を有することを特徴とする。かかる
構成により、受信部を複数設けるスペースを確保できな
い場合においても、分岐点を設けることにより一つの受
信部にて複数の受信信号を得ることができ、且つ位相差
生成手段を有することにより各出力信号の位相がすべて
異なるため、これらの出力信号を信号処理することによ
り、出力信号の周期的な変動を抑え、検知信号を距離に
応じて出力することが出来るため、所定範囲内における
静止物体の検知も高い精度で検知が可能となる。
Further, the invention according to claim 7 is that a transmission unit which is connected to the signal generation means by a transmission wave transmission line to transmit a transmission signal to the outside, and a reception unit which receives a signal received as a radio wave from the outside as a reception signal. And a plurality of signal conversion units that are connected to the reception unit by a reception wave transmission line that is branched in the middle to extract low-frequency output signals based on the reception signal and the transmission signal, and the output signal converted by the signal conversion unit. A sensor device having output stages for outputting the respective output signals and a phase difference generating means for producing a phase difference so that the phase differences of the plurality of output signals are all different, and a plurality of output devices from the output stages of the sensor device. A signal processing unit that performs full-wave rectification on an output signal at an arbitrary reference voltage and extracts a detection signal that is a locus of the maximum value of each full-wave rectified signal, and the detection signal and a presettable threshold value. A judging unit for detecting the presence or absence of an object by performing a comparison, and having a. With such a configuration, even when a space for providing a plurality of receiving units cannot be secured, a plurality of receiving signals can be obtained by one receiving unit by providing a branch point, and each output can be obtained by having a phase difference generating means. Since the phases of the signals are all different, by processing these output signals, periodic fluctuations of the output signals can be suppressed and the detection signal can be output according to the distance. The detection can be performed with high accuracy.

【0011】また、請求項8においては、前記位相差生
成手段は、前記受信波伝送路の分岐した点から前記各信
号変換部に至るそれぞれ異なった長さの受信波伝送路で
あることを特徴とする。かかる構成により、分岐点から
信号変換部の受信波伝送路の長さをそれぞれ異なる長さ
にすることにより、各線路長に応じて信号に位相差が生
じ、出力信号に位相差が生じるため、これらの出力信号
を信号処理することにより、出力信号の周期的な変動を
抑え、検知信号を距離に応じて出力することが出来るた
め、所定範囲内における静止物体の検知も高い精度で検
知が可能となる。
Also, in the present invention, the phase difference generating means is a reception wave transmission line having different lengths from a branch point of the reception wave transmission line to each of the signal conversion units. And With such a configuration, by setting the lengths of the reception wave transmission lines of the signal conversion unit from the branch points to different lengths, a phase difference occurs in the signal according to each line length, and a phase difference occurs in the output signal. By processing these output signals, periodic fluctuations of the output signals can be suppressed and the detection signals can be output according to the distance, so it is possible to detect stationary objects within a predetermined range with high accuracy. Becomes

【0012】また、請求項9においては、前記位相差生
成手段は、信号の変換を行うために各出力段に対する前
記各受信波伝送路と前記送信波伝送路とがそれぞれ異な
る位置で接近する信号変換部であることを特徴とする。
かかる構成により、各信号変換部の場所を変更すること
で、信号変換を行うために用いる送信波と各受信波に位
相差が生じるため、各出力信号にも位相差が生じ、これ
らの出力信号を信号処理することにより、出力信号の周
期的な変動を抑え、検知信号を距離に応じて出力するこ
とが出来るため、所定範囲内における静止物体の検知も
高い精度で検知が可能となる。
According to a ninth aspect of the present invention, the phase difference generating means is a signal in which the reception wave transmission line and the transmission wave transmission line with respect to each output stage approach each other at different positions in order to perform signal conversion. It is a converter.
With such a configuration, by changing the location of each signal conversion unit, a phase difference occurs between the transmission wave used for signal conversion and each reception wave, and thus a phase difference also occurs in each output signal. By processing the signal, the periodic fluctuation of the output signal can be suppressed and the detection signal can be output according to the distance. Therefore, it is possible to detect a stationary object within a predetermined range with high accuracy.

【0013】また、請求項10においては、前記位相差
生成手段は、前記受信波伝送路の分岐した点から前記各
信号変換部に至るそれぞれ異なった長さの受信波伝送路
であり、信号の変換を行うために各出力段に対する前記
受信波伝送路と前記送信波伝送路とがそれぞれ異なる位
置で接近する信号変換部であることを特徴とする。前記
位相差生成手段は、前記分岐点から前記各信号変換部に
至る受信波伝送路の長さを変え、且つ前記信号変換部に
おいて、前記受信波伝送路と前記送信波伝送路とが接近
する場所を変えることを併用することで、出力信号の位
相を変化させる上で、受信波伝送路の長さを位相が変化
する設定値まで変えるスペースを確保することが出来な
いときに信号変換部の場所を変えることにより位相をず
らすことが可能であり、且つ受信部を複数設けず単一の
受信部にて複数の出力信号を得ることが出来るため、装
置の小型化を実現することが可能となる。
According to a tenth aspect of the present invention, the phase difference generating means is a reception wave transmission line having different lengths from a branch point of the reception wave transmission line to each of the signal conversion units, and In order to perform conversion, the reception wave transmission line and the transmission wave transmission line for each output stage are signal conversion units that come close to each other at different positions. The phase difference generation means changes the length of the reception wave transmission line from the branch point to each of the signal conversion units, and in the signal conversion unit, the reception wave transmission line and the transmission wave transmission line approach each other. When changing the phase of the output signal by changing the location together, it is not possible to secure the space for changing the length of the received wave transmission path to the set value for changing the phase. It is possible to shift the phase by changing the location, and since multiple output signals can be obtained with a single receiving section without providing multiple receiving sections, it is possible to realize miniaturization of the device. Become.

【0014】また、請求項11においては、前記位相差
生成手段は、前記信号生成手段から信号変換部までのそ
れぞれ異なった長さの送信波伝送路であることを特徴と
する。かかる構成により、信号生成手段から信号変換部
までの送信波伝送路の長さをそれぞれ異なる長さにする
ことにより、各線路長に応じてミキサ部へ伝送される送
信信号に位相差が生じるため、これらの出力信号を信号
処理することにより、出力信号の周期的な変動を抑え、
検知信号を距離に応じて出力することが出来るため、所
定範囲内における静止物体の検知も高い精度で検知が可
能となる。
In the eleventh aspect, the phase difference generating means is a transmission wave transmission line having a different length from the signal generating means to the signal converting section. With such a configuration, by making the lengths of the transmission wave transmission lines from the signal generation means to the signal conversion unit different from each other, a phase difference occurs in the transmission signals transmitted to the mixer unit according to each line length. , By processing these output signals, suppress periodic fluctuations of the output signals,
Since the detection signal can be output according to the distance, it is possible to detect a stationary object within a predetermined range with high accuracy.

【0015】また、請求項12においては、前記位相差
生成手段は、前記分岐点から前記各信号変換部に対する
それぞれ異なった長さの受信波伝送路であり、且つ前記
信号生成手段から信号変換部までのそれぞれ異なった長
さの送信波伝送路であることを特徴とする。かかる構成
によれば、前記位相差生成手段は、前記分岐点から前記
各信号変換部までの受信波伝送路の長さを変え、且つ信
号生成手段から信号変換部までの送信波伝送路の長さを
変えることを併用することで、出力信号の位相を変化さ
せる上で、受信波伝送路の長さを位相が変化する設定値
まで変えるスペースを確保することが出来ないときに送
信波伝送路の長さそれぞれを変えることにより位相をず
らすことが可能であり、装置の小型化を実現することが
可能となる。
In the twelfth aspect, the phase difference generating means is a reception wave transmission line having a different length from the branch point to the respective signal converting sections, and the signal generating section to the signal converting section. Up to the transmission wave transmission line having different lengths. According to this configuration, the phase difference generation means changes the length of the reception wave transmission path from the branch point to each of the signal conversion sections, and the length of the transmission wave transmission path from the signal generation means to the signal conversion section. When changing the phase of the output signal by changing the input signal, it is not possible to secure a space to change the length of the received wave transmission path to the set value for changing the phase. It is possible to shift the phase by changing the respective lengths, and it is possible to realize the miniaturization of the device.

【0016】また、請求項13においては、前記受信部
が、柱状アンテナによって構成されていることを特徴と
し、請求項14においては、前記受信部が、平面基板に
金属皮膜で構成しているパッチアンテナによって構成さ
れていることを特徴とする。このように、本発明のにお
いては、受信波伝送路の線路長や信号変換部の場所変更
により位相をずらしているので、受信部に用いられるア
ンテナの形状には依存しないことになるので、通常、立
体的なアンテナとして用いられている柱状アンテナや、
平面的なアンテナとして使用されているパッチアンテナ
などの従来のアンテナ形状をそのまま用いても、静止検
知の検知精度を向上させることが可能となる。
According to a thirteenth aspect of the present invention, the receiving section is formed of a columnar antenna, and in the fourteenth aspect of the invention, the receiving section is a patch formed of a metal film on a flat substrate. It is characterized by being configured by an antenna. As described above, in the present invention, since the phase is shifted by changing the line length of the received wave transmission line or the location of the signal conversion unit, it does not depend on the shape of the antenna used in the reception unit. , A columnar antenna used as a three-dimensional antenna,
Even if a conventional antenna shape such as a patch antenna used as a planar antenna is used as it is, it is possible to improve the detection accuracy of stationary detection.

【0017】また、請求項15においては、前記信号処
理部は、前記複数の出力信号に含まれる不要な信号を除
去するフィルタ回路を備えたことを特徴とする。かかる
構成により、出力信号に含まれるノイズをフィルタ回路
にて信号処理する前に除去することで、ノイズによる出
力の一時的な増加や減少を出力信号として認識すること
を防止できるため、距離に対する出力値がおよそ一意的
に導出することが可能となる。
According to a fifteenth aspect of the present invention, the signal processing section includes a filter circuit for removing unnecessary signals included in the plurality of output signals. With such a configuration, by removing the noise included in the output signal before the signal processing by the filter circuit, it is possible to prevent the temporary increase or decrease of the output due to the noise from being recognized as the output signal. The value can be derived almost uniquely.

【0018】また、請求項16においては、前記フィル
タ手段は、用途に応じて透過する周波数帯域を変化させ
ることのできる可変フィルタ手段であることを特徴とす
る。かかる構成により、本発明のセンサ装置を様々な機
器へ備える場合に、各機器において検知する対象物が異
なる場合においても、フィルタ装置自身を交換すること
無く、その検知対象物に合わせたフィルタ回路を構成す
ることが可能となる。
According to a sixteenth aspect of the present invention, the filter means is a variable filter means capable of changing the frequency band to be transmitted depending on the application. With such a configuration, when the sensor device of the present invention is provided in various devices, even when the object to be detected in each device is different, a filter circuit adapted to the detected object can be provided without replacing the filter device itself. It becomes possible to configure.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を、図面
を参照して説明する。図1に本発明に係るセンサ装置の
概略構成図、図2にパッチアンテナ方式による2つの受
信部を有し、受信波伝送路の線路長で位相をずらすセン
サ装置の表面概略構成図、図3に図2の裏面概略構成
図、図4にパッチアンテナ式による2つの受信部を有
し、信号変換部の位置を変えて位相をずらすセンサ装置
の表面概略構成図、図5に図4の裏面概略構成図、図6
にパッチアンテナ式による1つの受信部を有し、受信波
伝送路長で位相をずらすセンサ装置の表面該略構成図、
図7にパッチアンテナ式による1つの受信部を有し、信
号変換部の位置を変えて位相をずらすセンサ装置の表面
概略構成図、図8に任意の出力レベルを保持する複数の
距離を示した図、図9に図2、図3のセンサ装置出力信
号の距離−出力レベル図、図10に図8の出力信号を信
号処理部にて全波整流した距離−出力レベル図、図11
に図9の出力信号の最大値を抽出した距離−出力レベル
図、図12に信号処理手段と判定部の概略構成図、図1
3にフィルタ回路の概略構成図、図14にオフセット電
圧調整機構概略構成図、図15に検知対象物の状態判定
フローチャート、図16に検知対象物検知フローチャー
ト、図17にパッチアンテナ式による2つの受信部を有
するセンサ装置の表面概略構成図、図18に2つの位相
差生成手段を併用したセンサ装置の裏面概略構成図、図
19に送信波伝送路長で位相をずらすセンサ装置の裏面
概略構成図、図20に2つの位相差生成手段を併用した
センサ装置の裏面概略構成図、図21と22にパッチア
ンテナ式による1つの受信部と分岐点とを有するセンサ
装置の表面概略構成図、図23にパッチアンテナ式によ
る1つの受信部を有し、裏面に分岐点を設けたセンサ装
置概略構成図、図24に検知対象物の距離検知フローチ
ャートである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a sensor device according to the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a surface of a sensor device that has two receiving units of a patch antenna system, and shifts the phase by the line length of a received wave transmission line, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the back surface of FIG. 2, FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the front surface of a sensor device that has two receiving portions of the patch antenna type and changes the position of the signal conversion portion to shift the phase, and FIG. Schematic configuration diagram, FIG.
The surface of the sensor device having one receiving section of the patch antenna type and shifting the phase by the reception wave transmission path length.
FIG. 7 shows a schematic configuration diagram of a surface of a sensor device having one receiving section of the patch antenna type and changing the position of the signal converting section to shift the phase, and FIG. 8 shows a plurality of distances holding arbitrary output levels. FIG. 9, FIG. 9 is a distance-output level diagram of the sensor device output signal of FIGS. 2 and 3, and FIG. 10 is a distance-output level diagram of the output signal of FIG.
FIG. 9 is a distance-output level diagram in which the maximum value of the output signal is extracted in FIG. 9, and FIG. 12 is a schematic configuration diagram of the signal processing means and the determination unit.
3 is a schematic configuration diagram of a filter circuit, FIG. 14 is a schematic configuration diagram of an offset voltage adjusting mechanism, FIG. 15 is a flowchart for determining a state of a detection target, FIG. 16 is a detection target detection flow chart, and FIG. 17 is two receptions by a patch antenna type. 18 is a schematic front view of a sensor device having a section, FIG. 18 is a schematic back view of a sensor device using two phase difference generating means in combination, and FIG. 19 is a schematic back view of a sensor device in which the phase is shifted by the transmission wave transmission path length. FIG. 20 is a schematic rear view of a sensor device using two phase difference generating means in combination, and FIGS. 21 and 22 are schematic front view of a sensor device having a patch antenna type reception unit and a branching point. FIG. 25 is a schematic configuration diagram of a sensor device having one patch antenna type reception unit and a branch point provided on the back surface, and FIG. 24 is a distance detection flowchart of the detection target.

【0020】図1に、センサ装置に信号処理部6と判定
部7を接続した概略構成図を示す。センサ装置4は、検
知対象物1に送信信号2を送信し、反射した受信信号3
を受信するものであり、センサ装置4内にある位相差生
成手段9から出力されたそれぞれ異なった位相差を生じ
た出力信号5を出力し、この出力信号5を信号処理する
信号処理部6と、信号処理部6からの検知信号7と閾値
レベルとを比較して検知対象物の有無を判定する判定部
8とにより構成されている。本実施例では、センサ装置
4によって出力信号5の位相をずらす位相差生成手段9
と、信号処理部6における出力信号の処理工程などにつ
いて述べていくものである。
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram in which a signal processing unit 6 and a determination unit 7 are connected to a sensor device. The sensor device 4 transmits the transmission signal 2 to the detection target 1 and receives the reflected reception signal 3
And a signal processing unit 6 that outputs an output signal 5 having different phase differences output from the phase difference generating means 9 in the sensor device 4 and processes the output signal 5. , And a determination unit 8 that compares the detection signal 7 from the signal processing unit 6 with a threshold level to determine the presence or absence of a detection target. In this embodiment, the phase difference generating means 9 for shifting the phase of the output signal 5 by the sensor device 4 is used.
The process of processing the output signal in the signal processing unit 6 will be described.

【0021】ここで、図2にパッチアンテナ方式による
センサ装置表面の概略構成図を示す。本実施例において
は、センサ装置の送信部11がある面を表面と定義する
ものである。表面には、電波として信号を送信する送信
部11と、送信部11と裏面にある信号生成手段とを結
ぶ送信波伝送路12と、送信信号が対象物に反射して戻
ってきた受信信号を受信する受信部13と、受信部13
で受信した受信信号を裏面に送る受信波伝送路14と、
基板15全体のGNDであるGND端子16とを基板1
5上に有するものである。また、表面と裏面を繋ぐため
に、基板15上には小孔であるスルーホール17を開け
ており、この小孔によって表面と裏面は電気的にも接続
していることになる。
Here, FIG. 2 shows a schematic diagram of the surface of the sensor device of the patch antenna system. In the present embodiment, the surface on which the transmission unit 11 of the sensor device is located is defined as the front surface. On the front surface, there are a transmission unit 11 that transmits a signal as a radio wave, a transmission wave transmission line 12 that connects the transmission unit 11 and a signal generation unit on the back surface, and a reception signal that the transmission signal is reflected back to an object. Receiving unit 13 for receiving, and receiving unit 13
A reception wave transmission line 14 that sends the reception signal received in
The GND terminal 16 which is the GND of the entire substrate 15 is connected to the substrate 1.
5 above. Further, in order to connect the front surface and the back surface, a through hole 17 which is a small hole is opened on the substrate 15, and the front surface and the back surface are electrically connected by this small hole.

【0022】動作としては、送信部11より送信された
送信信号は、対象物に反射して受信部13に受信され
て、受信波伝送路14を通り裏面に送られるものであ
る。ここで、図2において、送信部11をパッチアンテ
ナ2つで構成している理由としては、送信時のパワーを
得るために、複数枚のアンテナを設置している。但し、
アンテナから送信される送信信号の位相をずらさないた
めに送信波伝送路12の線路長は均一にしている。
In operation, the transmission signal transmitted from the transmission unit 11 is reflected by the object, received by the reception unit 13, and sent to the back surface through the reception wave transmission path 14. Here, in FIG. 2, the reason why the transmitting unit 11 is configured with two patch antennas is that a plurality of antennas are installed in order to obtain power during transmission. However,
The line length of the transmission wave transmission line 12 is made uniform so as not to shift the phase of the transmission signal transmitted from the antenna.

【0023】また、本実施例では、受信波伝送路14の
線路長にて受信信号の位相をずらす方法であるが、ここ
では、裏面の線路長を変化させて位相をずらす方法を取
っているので、表面の受信波伝送路14の線路長は均一
にしている。
Further, in the present embodiment, the method of shifting the phase of the received signal by the line length of the received wave transmission line 14 is adopted, but here, the method of shifting the phase by changing the line length on the back surface is adopted. Therefore, the line length of the reception wave transmission line 14 on the surface is made uniform.

【0024】また、図3に図2の裏面の概略構成図を示
している。裏面には、送信信号を生成する信号生成手段
21と、送信部11に送信信号を送る送信波伝送路22
と、表面からの受信信号を伝える受信波伝送路23と、
送信波伝送路22と受信波伝送路23が接近して、受信
波を信号処理する信号変換部24と、外部へ信号を出力
する出力段25を有するものである。
Further, FIG. 3 shows a schematic configuration diagram of the back surface of FIG. On the back side, a signal generation means 21 for generating a transmission signal and a transmission wave transmission line 22 for transmitting the transmission signal to the transmission unit 11.
And a received wave transmission line 23 for transmitting a received signal from the surface,
The transmission wave transmission path 22 and the reception wave transmission path 23 are close to each other, and a signal conversion unit 24 for signal processing the reception wave and an output stage 25 for outputting a signal to the outside are provided.

【0025】ここで、動作として、送信側は電源26に
接続している信号生成手段21によって、任意の周波数
帯にて送信信号を生成し、送信波伝送路22を通ってス
ルーホール17より表面へ伝えられるものである。ま
た、受信側は、スルーホール17を通って表面より受信
信号が伝えられ、受信波伝送路23を通って信号変換部
24に至り、信号変換部24にて高周波から低周波に変
換して受信波伝送路28を通り、出力段25から出力さ
れるものである。
Here, as an operation, on the transmitting side, the signal generating means 21 connected to the power supply 26 generates a transmission signal in an arbitrary frequency band, passes through the transmission wave transmission path 22, and is transmitted from the through hole 17 to the surface. Is transmitted to. On the receiving side, the reception signal is transmitted from the surface through the through hole 17, reaches the signal conversion section 24 through the reception wave transmission path 23, and is converted from high frequency to low frequency by the signal conversion section 24 to be received. It passes through the wave transmission path 28 and is output from the output stage 25.

【0026】ここで、裏面において、受信波伝送路23
は各受信部13によって線路長が異なっているため、2
つの受信部の受信信号は位相が異なっている。本実施例
においては、受信部13のパッチアンテナは2つである
ので、この時2つの各出力信号の位相がλ/4(90
度)ずれるように受信波伝送路23の長さを決定するの
が望ましい(後述記述)。
Here, on the back surface, the received wave transmission line 23
Since the line length differs depending on each receiving unit 13, 2
The received signals of the two receivers have different phases. In the present embodiment, since there are two patch antennas in the receiving unit 13, the phase of each of the two output signals at this time is λ / 4 (90).
It is desirable to determine the length of the reception wave transmission line 23 so that they are deviated from each other (described later).

【0027】また、信号変換部24において、受信波伝
送路23を伝わってきた高周波信号は、送信波伝送路2
2の信号と差分を取って低周波となるが、信号変換部2
4には高周波同士の差分を取り、差分により導出される
低周波数の信号を出力させるために信号変換回路27を
設置している。この信号変換回路27は、2つのダイオ
ードと1つの抵抗にて構成されている。
In the signal converter 24, the high frequency signal transmitted through the reception wave transmission line 23 is transmitted to the transmission wave transmission line 2
2 becomes the low frequency by taking the difference from the signal of 2.
4 is provided with a signal conversion circuit 27 for taking a difference between high frequencies and outputting a low frequency signal derived from the difference. The signal conversion circuit 27 is composed of two diodes and one resistor.

【0028】また、本実施例では、送信波伝送路と受信
波伝送路とを接近させて低周波数の出力信号を抽出する
方法を示したが、それ以外にも送信波伝送路と受信波伝
送路とを直接結合させる構成や、電子部品を介して結合
させる構成も有り、その場合の信号変換回路の構成はこ
こでの記述と異なる構成にもなる(後述記載)。
In this embodiment, the method of extracting the low frequency output signal by bringing the transmission wave transmission line and the reception wave transmission line close to each other has been shown. However, other than that, the transmission wave transmission line and the reception wave transmission line are transmitted. There is also a configuration for directly coupling with a path or a configuration for coupling via an electronic component, and in that case, the configuration of the signal conversion circuit is different from the description here (described later).

【0029】ここで、信号変換部24にて、出力信号は
高周波から低周波に変換されたため、受信波伝送路28
の長さは位相のずれとは関係していないため、受信波伝
送路28の長さは線路長を非常に長く取らない以外は特
に制限無く設定することが可能である。本実施例では、
送信信号を10GHz付近の高周波数で行っており、検
知物体を人体とした時に、人体から得られる信号は数H
zから数百Hzの低周波数であるので、波長が短い高周
波は線路長が影響するが、波長が長い低周波に関しては
影響が無いといえる。
Here, since the output signal is converted from the high frequency to the low frequency in the signal conversion section 24, the received wave transmission line 28
Is not related to the phase shift, the length of the reception wave transmission line 28 can be set without particular limitation except that the line length is not set to be very long. In this embodiment,
The transmission signal is performed at a high frequency near 10 GHz, and when the detection object is a human body, the signal obtained from the human body is several H.
Since it is a low frequency from z to several hundred Hz, it can be said that the line length has an effect on a high frequency having a short wavelength, but has no effect on a low frequency having a long wavelength.

【0030】ここで、図4に、信号変換部の位置を変え
ることで位相をずらすセンサ装置の表面概略構成図を示
す。この時、表面は上記で示した図2の時と構成はほと
んど同じであるが、受信波伝送路14から裏面に伝える
スルーホール17の設置場所を上下対称に変更してい
る。しかし、ここでの受信波伝送路の長さは一定にして
いる。
Here, FIG. 4 shows a schematic diagram of the surface of the sensor device in which the phase is shifted by changing the position of the signal conversion unit. At this time, the front surface has almost the same configuration as that of FIG. 2 described above, but the installation location of the through hole 17 transmitted from the reception wave transmission path 14 to the back surface is changed to be vertically symmetrical. However, the length of the received wave transmission line here is fixed.

【0031】次に図4の裏面の概略構成図を図5に示
す。ここでは、図3の構成要素とほぼ同様であるが、図
3とは異なり受信波伝送路23の線路長は一定に設定さ
れているものである。ここで、図5においては、信号変
換部24で受信波伝送路23と送信波伝送路22が接近
する場所を変えることによって位相のずれを生じさせる
ものであり、受信部11が2つであるので、ここでは後
述に示すように、2つの出力信号の位相差をλ/4(9
0度)にするように信号変換部24の位置を決定するも
のである。
Next, FIG. 5 shows a schematic diagram of the back surface of FIG. Here, it is almost the same as the constituent elements of FIG. 3, but unlike FIG. 3, the line length of the received wave transmission line 23 is set to be constant. Here, in FIG. 5, a phase shift is caused by changing the location where the reception wave transmission path 23 and the transmission wave transmission path 22 approach each other in the signal conversion section 24, and there are two reception sections 11. Therefore, here, as will be described later, the phase difference between the two output signals is λ / 4 (9
The position of the signal conversion unit 24 is determined so as to be 0 degree).

【0032】次に、送信波伝送路と受信波伝送路とを接
近させる場所を変化させ、且つ受信波伝送路の長さを変
化させることで位相差を生成するセンサ装置の表面及び
裏面を図17、18に示す。図17は、図2、4と同様
に2つのパッチアンテナによって構成された送信部80
と受信部81とで構成されている。ここでは、図2、4
で構成された送信部と受信部と間のGND面はセンサ装
置の小型化のために除いており、動作としては図2、4
と同様である。表面の動作は、送信部80によって送信
信号を送信し、反射してきた受信信号を受信部81にて
受信しスルーホール83を通して裏面へ伝送するもので
ある。
Next, the front surface and the back surface of the sensor device for generating the phase difference by changing the place where the transmission wave transmission line and the reception wave transmission line are brought close to each other and changing the length of the reception wave transmission line are shown. Shown at 17, 18. 17 is similar to FIGS. 2 and 4 in that it includes a transmitter 80 including two patch antennas.
And a receiver 81. Here, FIGS.
The GND surface between the transmitting unit and the receiving unit, which is configured by, is omitted for the downsizing of the sensor device.
Is the same as. The operation of the front surface is such that the transmission signal is transmitted by the transmission unit 80, the reflected reception signal is received by the reception unit 81, and is transmitted to the back surface through the through hole 83.

【0033】図18に図17の裏面概略構成図を示す。
ここでは、信号変換部90内の送信波伝送路91と受信
波伝送路92、93との接近場所を変え、且つ受信波伝
送路92、93の長さをそれぞれ異なるようにすること
で位相差を生じさせるものである。2つの位相差生成手
段を併用することにより、位相差を大きく取る必要があ
る場合も、2つを同時に変化させることで変化量が少な
くとも位相差を確保することが可能となる。
FIG. 18 shows a schematic rear view of FIG.
Here, the phase difference is obtained by changing the approaching locations of the transmission wave transmission line 91 and the reception wave transmission lines 92 and 93 in the signal conversion unit 90 and making the lengths of the reception wave transmission lines 92 and 93 different from each other. Is caused. By using two phase difference generating means together, even when it is necessary to take a large phase difference, it is possible to secure at least the phase difference in the amount of change by simultaneously changing the two.

【0034】また、図19に信号変換部の送信波伝送路
の長さを変化させることで位相差を生成するセンサ装置
の裏面概略構成図を示す。このときの表面は図17であ
る。ここで、信号変換部100は送信波伝送路101と
受信波伝送路102とを直接結合させるか、電子部品で
ある信号変換回路103等を介して結合させる方法を取
っている。本実施例では、このときの信号変換回路10
3はショットキバリアダイオードで、低キャパシタンス
のものを1つ使用している。送信波伝送路101上の分
岐点104から信号変換部100までの長さをそれぞれ
異なる長さにすることで、送信信号105に位相差が生
じて、この位相差によって出力信号106にも位相差を
生じるものである。
Further, FIG. 19 shows a schematic rear view of a sensor device for generating a phase difference by changing the length of the transmission wave transmission line of the signal conversion section. The surface at this time is shown in FIG. Here, the signal conversion unit 100 employs a method of directly connecting the transmission wave transmission line 101 and the reception wave transmission line 102 or by connecting them via a signal conversion circuit 103 or the like which is an electronic component. In this embodiment, the signal conversion circuit 10 at this time is
Reference numeral 3 is a Schottky barrier diode, and one having a low capacitance is used. By making the lengths from the branch point 104 on the transmission wave transmission line 101 to the signal conversion unit 100 different from each other, a phase difference occurs in the transmission signal 105, and this phase difference also causes a phase difference in the output signal 106. Is caused.

【0035】また、図20に送信波伝送路及び受信波伝
送路の長さを変化させることで位相差を生成するセンサ
装置の裏面概略構成図を示す。このときの表面は図17
である。信号変換部110についても図19と同様の構
成になっているが、送信波伝送路111と受信波伝送路
112の両方の長さで位相差を生じさせているため、長
さの変化量が少なくとも位相差を確保することができ
る。
Further, FIG. 20 shows a schematic rear view of a sensor device for generating a phase difference by changing the lengths of the transmission wave transmission line and the reception wave transmission line. The surface at this time is shown in FIG.
Is. The signal conversion unit 110 also has the same configuration as that of FIG. 19, but since the phase difference is generated in both the lengths of the transmission wave transmission line 111 and the reception wave transmission line 112, the change amount of the length is At least the phase difference can be secured.

【0036】また、図6、図7に1つのパッチアンテナ
を受信部としたセンサ装置の表面概略構成図を示してい
る。ここで、図6、図7における裏面の概略構成図は、
図3及び図5と同様のため、ここでは裏面に関しての該
略図の記載は行っていない。ここで、受信部31が1つ
の平面パターンの場合には、1つの受信波伝送路32か
ら複数の受信波伝送路である分岐伝送路33を構成する
ために、分岐点34を設けてそこから分岐伝送路33に
分かれて裏面へ繋がるように構成している。本実施例で
は示していないが、裏面に分岐点を設けても支障はない
が、本実施例では表面に設けている。
Further, FIGS. 6 and 7 show schematic surface diagrams of a sensor device having one patch antenna as a receiving portion. Here, the schematic configuration diagrams of the back surfaces in FIGS.
Since this is the same as in FIGS. 3 and 5, the schematic drawing of the back surface is not shown here. Here, in the case where the receiving unit 31 has one plane pattern, in order to configure one reception wave transmission line 32 into a plurality of reception wave transmission lines, that is, a branch transmission line 33, a branch point 34 is provided and It is configured to be divided into the branch transmission lines 33 and connected to the rear surface. Although not shown in this embodiment, there is no problem in providing a branch point on the back surface, but it is provided on the front surface in this embodiment.

【0037】そして、裏面においての動作は、上述に示
したように、図6は図3、図7は図5と同様の動作を行
い、出力信号の位相をずらすことが可能となる。また、
図6、図7においても分岐点34以降の分岐伝送路33
が2本に分岐しているため、出力信号の位相のずれはλ
/4(90度)が適切であると考えられる。
As to the operation on the rear surface, as described above, the operation of FIG. 6 is the same as that of FIG. 3 and the operation of FIG. 7 is the same as that of FIG. 5, and the phase of the output signal can be shifted. Also,
Also in FIGS. 6 and 7, the branch transmission line 33 after the branch point 34
, The output signal has a phase shift of λ
/ 4 (90 degrees) is considered appropriate.

【0038】次に1つのパッチアンテナを受信部とした
センサ装置で、受信波伝送路の長さと送信波伝送路と受
信波伝送路の接近場所を変化させることで位相差を生成
するセンサ装置の表面を図21か22に、裏面を図18
に示す。裏面の動作は前述しているが、表面に関しては
図21と図22は同様の受信信号を得ることができる
が、アンテナのパターンが変わることでセンサ装置の指
向特性を変化させているものである。
Next, in a sensor device having one patch antenna as a receiving part, a sensor device for generating a phase difference by changing the length of the reception wave transmission line and the approaching positions of the transmission wave transmission line and the reception wave transmission line Figure 21 or 22 for the front side and Figure 18 for the back side
Shown in. Although the operation of the back surface has been described above, similar reception signals can be obtained in FIGS. 21 and 22 for the front surface, but the directional characteristics of the sensor device are changed by changing the pattern of the antenna. .

【0039】また、1つのパッチアンテナを受信部とし
たセンサ装置で、送信波伝送路で位相差を生じさせるセ
ンサ装置、及び送信波伝送路と受信波伝送路で位相差を
生じさせるセンサ装置は、表面が図21か図22であり
裏面は図19と、表面が図21か図22で裏面は図20
となる。裏面についての動作は前述した2つのパッチア
ンテナの時の動作と同様である。
Further, in a sensor device having one patch antenna as a receiving part, a sensor device which causes a phase difference in the transmission wave transmission line and a sensor device which causes a phase difference in the transmission wave transmission line and the reception wave transmission line are , The front side is FIG. 21 or 22, the back side is FIG. 19, and the front side is FIG. 21 or 22 and the back side is FIG.
Becomes The operation on the back surface is the same as the operation for the two patch antennas described above.

【0040】ここで、分岐点が裏面にあるセンサ装置を
図23に示す。ここでは、送信波伝送路の長さを変えて
位相差を生成している。分岐点は、表面でも裏面でもセ
ンサ装置自身の動作には影響がないが、センサ装置の基
板スペース等問題によって使い分ける省スペース化が可
能になる。
FIG. 23 shows a sensor device having a branch point on the back surface. Here, the phase difference is generated by changing the length of the transmission wave transmission path. The branch point does not affect the operation of the sensor device itself on the front surface or the back surface, but it is possible to save space depending on the substrate space of the sensor device.

【0041】このように受信部を1つにして分岐させる
方法は、マイクロ波帯を使用する際に基板が小さくなっ
てしまうことによる省スペース化を図ることができ、且
つ静止検知の精度を向上させることが出来るため、非常
に友好的な方法であると考えられる。
In this way, the method of branching with one receiving section can save space due to the size of the substrate becoming smaller when the microwave band is used, and improve the accuracy of stationary detection. Because it can be done, it is considered a very friendly method.

【0042】次に、センサ装置4より後段の信号処理部
6における出力信号5の処理工程について述べていく。
ここでは、前述に示すセンサ装置4を用いて、出力信号
に位相差を生じさせるものであるとする。ここで、この
ような処理を行う理由としては、出力信号の出力レベル
をそのまま用いても距離に対する出力が一意に定まら
ず、任意の出力値に対してまったく違う距離に数多くの
同電圧レベルポイント45が存在してしまうからである
(図8参照)。
Next, the process of processing the output signal 5 in the signal processing section 6 subsequent to the sensor device 4 will be described.
Here, it is assumed that the sensor device 4 described above is used to generate a phase difference in the output signals. Here, the reason why such processing is performed is that the output with respect to the distance is not uniquely determined even if the output level of the output signal is used as it is, and a large number of the same voltage level points 45 at completely different distances with respect to an arbitrary output value. Is present (see FIG. 8).

【0043】図9に、図2及び図3のセンサ装置4から
の出力信号41、42の波形を示す。ここで、出力信号
41と42は位相差43が生じており、この時の位相差
43は出力信号41と42の周期のλ/4(位相差が9
0度)になるように線路長の長さを決定している。ここ
で、位相差43の決定に関しては後述に示していくもの
である。
FIG. 9 shows the waveforms of the output signals 41 and 42 from the sensor device 4 of FIGS. 2 and 3. Here, the output signals 41 and 42 have a phase difference 43, and the phase difference 43 at this time is λ / 4 of the cycle of the output signals 41 and 42 (the phase difference is 9
The length of the line is determined to be 0 degree). Here, the determination of the phase difference 43 will be described later.

【0044】図10には、図9の出力信号41、42を
信号処理部6にて全波整流を行った結果である。また、
図11はこの全波整流を行った出力信号41と42を距
離毎に比較して、その距離の最大値の軌跡を描いたもの
である。図11によって、最大値抽出軌跡44には距離
と出力との線形性が現われ、任意の距離に対する出力値
がおよそではあるが一意的に示すことが出来るため、静
止した検知対象物も検知を行うことが可能となるのであ
る。
FIG. 10 shows the result of full-wave rectification of the output signals 41 and 42 of FIG. 9 in the signal processing unit 6. Also,
FIG. 11 compares the output signals 41 and 42 subjected to the full-wave rectification for each distance and plots the locus of the maximum value of the distance. According to FIG. 11, linearity between the distance and the output appears in the maximum value extraction locus 44, and the output value with respect to an arbitrary distance can be uniquely shown, but the stationary detection target is also detected. It becomes possible.

【0045】ここで、図10に示したような信号処理部
6における処理方法としては、全波整流と半波整流の2
通りを行うことが出来る。しかし、半波整流であると全
波整流の倍の出力信号が必要となるため、本発明では、
回路の小型化や信号処理の簡易化を考えて全波整流を行
っている。この全波整流を行うことにより出力信号4
1、42の周期的な振幅運動を一片にまとめて、線形性
を持つことが出来るようにした。
Here, as the processing method in the signal processing unit 6 as shown in FIG. 10, there are two methods of full-wave rectification and half-wave rectification.
You can go down the street. However, since half-wave rectification requires an output signal twice as much as full-wave rectification, in the present invention,
Full-wave rectification is performed in consideration of circuit miniaturization and simplification of signal processing. Output signal 4 by performing this full-wave rectification
I made it possible to have linearity by combining the periodic amplitude motions of 1, 42 into one piece.

【0046】また、上記のように全波整流及を行った後
の処理としては、距離毎の最大値を抽出していく方法
と、加算する方法の2通りが考えられる。ここで、最大
値抽出方法と加算方法があるが、どちらも波形は変わら
ないのだが、出力の絶対値が加算のほうがはるかに大き
くなるため、本発明では信号処理部6で電圧制限が生じ
るものを使用する場合も考えられるため最大値抽出方法
を行うものである。例えば信号処理部6にマイクロコン
ピューターを使用する場合などは、検知対象物1がセン
サ装置4に最接近した時、最大値電圧を越えてしまう恐
れがあるため、このような時には最大値抽出方法が適切
であると思われる。
Further, as the processing after performing the full-wave rectification as described above, there are two possible methods: a method of extracting the maximum value for each distance and a method of adding the maximum value. Here, although there are a maximum value extraction method and an addition method, the waveforms of both methods are the same, but since the absolute value of the output is much larger in the addition, voltage limitation occurs in the signal processing unit 6 in the present invention. Therefore, the maximum value extraction method is performed because it may be used. For example, when a microcomputer is used for the signal processing unit 6, the maximum value voltage may be exceeded when the detection target 1 comes closest to the sensor device 4. Therefore, in such a case, the maximum value extraction method may be used. Seems appropriate.

【0047】ここで、図12に本発明における信号処理
部6及び判定部8の概略処理手順を示す。センサ装置4
の出力段から出力された複数の出力信号5は、まず信号
処理部6内の出力信号5に含まれるノイズを除去するた
めのフィルタ回路51に入力される。 このフィルタ回
路51(図13)は、単にノイズを除去するだけでな
く、本発明のセンサ装置を組込んだ機器が何を検知する
かによって変更することが可能なものである。これは、
センサ装置を組込む機器が異なると検知対象物が異なっ
たり、検知対象物が同一でも動作が異なる場合が生じる
ため、様々な状況に対応できるようにしたものである。
図13より、フィルタ回路51は、検知する対象物に合
わせて外部から切換を行う外部スイッチ61と、該外部
スイッチ61での切換に応じて可変抵抗器62へ抵抗値
変更の信号を出す制御部63と、制御部63からの信号
を受けて抵抗値を変更することができる可変抵抗器62
で構成されている。本実施例では、外部スイッチ61は
予め数種類の検知対象物や動作を選択できるようになっ
ており、制御部63にマイクロコンピューター、可変抵
抗器62には外部からのディジタル信号によって抵抗値
を変更することができるディジタル・ポテンショメータ
ー(アナログデバイス製 AD8402 10KΩ)を
用いている。外部スイッチ61の切換に応じて、マイク
ロコンピューターはディジタル信号をディジタル・ポテ
ンショメーターへ送信し、その信号に応じて抵抗値が変
化するものである。このフィルタ回路51を使用するこ
とにより、数種類の検知対象物や動作に応じて適切なフ
ィルタをかけることができる。
Here, FIG. 12 shows a schematic processing procedure of the signal processing unit 6 and the judging unit 8 in the present invention. Sensor device 4
The plurality of output signals 5 output from the output stage of 1 are first input to the filter circuit 51 in the signal processing unit 6 for removing noise included in the output signal 5. The filter circuit 51 (FIG. 13) can not only remove noise, but can also be changed depending on what the device incorporating the sensor device of the present invention detects. this is,
Different devices incorporating the sensor device may have different detection targets, or even if the detection targets are the same, the operation may be different, so that various situations can be dealt with.
From FIG. 13, the filter circuit 51 includes an external switch 61 that switches from the outside according to an object to be detected, and a control unit that outputs a signal for changing the resistance value to the variable resistor 62 according to the switching by the external switch 61. 63 and a variable resistor 62 capable of changing the resistance value by receiving a signal from the control unit 63.
It is composed of. In this embodiment, the external switch 61 is capable of selecting several kinds of detection objects and actions in advance, and the control unit 63 changes the resistance value by a microcomputer and the variable resistor 62 changes the resistance value by an external digital signal. A digital potentiometer (AD8402 10KΩ manufactured by Analog Devices) that can be used is used. In response to the switching of the external switch 61, the microcomputer transmits a digital signal to the digital potentiometer, and the resistance value changes according to the signal. By using this filter circuit 51, it is possible to apply an appropriate filter according to several kinds of detection objects and operations.

【0048】上記フィルタ回路51を通過した出力信号
は、信号処理部内に設けられたセレクタ回路52へ送ら
れる。このセレクタ回路52によって、複数の出力信号
を1つずつ順次選択していき、各出力信号5をA/D変
換器53へと送信するものである。
The output signal passed through the filter circuit 51 is sent to the selector circuit 52 provided in the signal processing section. The selector circuit 52 sequentially selects a plurality of output signals one by one and transmits each output signal 5 to the A / D converter 53.

【0049】A/D変換器53では、アナログ信号54
である出力信号5をディジタル信号55へと変換して、
情報処理回路56へと送信するものである。このA/D
変換器53から出力されたディジタル信号55は各出力
信号毎に再度振り分けられ、全波整流処理部57へ送ら
れる。
In the A / D converter 53, the analog signal 54
The output signal 5 which is
The information is transmitted to the information processing circuit 56. This A / D
The digital signal 55 output from the converter 53 is redistributed for each output signal and sent to the full-wave rectification processing unit 57.

【0050】全波整流処理部57では、基準電圧を境に
して全波整流を行ない、整流後の信号を最大値抽出処理
手段58へと送られる。この時、検知対象物が存在しな
い時のオフセット電圧は各出力信号によって異なるた
め、予め設定された基準電圧に各出力信号のオフセット
電圧を調整するために、全波整流処理部にはオフセット
電圧調整機構を設けている。この機構を設けることによ
り、各出力信号のオフセット電圧が異なっていても一定
値に調整することが可能となるため、全波整流への変換
によって基準電圧の上下の割合が変化することはない。
本実施例では、このオフセット電圧調整機構はオペアン
プ71と可変抵抗72の組み合わせで構成するものであ
り、可変抵抗72は上記にも示したディジタル・ポテン
ショメーターを使用するものである(図14)。このオ
フセット電圧調整機構は、検知対象物がいない時に制御
部73によってディジタル信号55を監視させ、このデ
ィジタル信号55が基準電圧からずれた時にディジタル
・ポテンショメーターの抵抗値を変化させて基準電圧に
保持させるものである。
In the full-wave rectification processing unit 57, full-wave rectification is performed with the reference voltage as a boundary, and the rectified signal is sent to the maximum value extraction processing means 58. At this time, the offset voltage when the detection target does not exist varies depending on each output signal.Therefore, in order to adjust the offset voltage of each output signal to the preset reference voltage, the offset voltage adjustment is performed in the full-wave rectification processing unit. A mechanism is provided. By providing this mechanism, even if the offset voltage of each output signal is different, it is possible to adjust the offset voltage to a constant value, so that the ratio of the upper and lower sides of the reference voltage does not change due to conversion to full-wave rectification.
In this embodiment, this offset voltage adjusting mechanism is composed of a combination of an operational amplifier 71 and a variable resistor 72, and the variable resistor 72 uses the digital potentiometer also shown above (FIG. 14). This offset voltage adjusting mechanism causes the control unit 73 to monitor the digital signal 55 when there is no object to be detected, and when the digital signal 55 deviates from the reference voltage, the resistance value of the digital potentiometer is changed and held at the reference voltage. It is a thing.

【0051】全波整流処理部57によって整流された出
力信号は、最大値抽出手段58に送られる。この最大値
抽出手段58は、各全波整流処理部57から送られてく
る各信号を比較して、最も大きな値のみを次の処理手段
へ送るものである。本実施例における最大値抽出手段5
8は、マイクロコンピューターを用いて一定周期で各出
力信号をサンプリングし、最大値を抽出する方法を行っ
ている。
The output signal rectified by the full-wave rectification processing unit 57 is sent to the maximum value extraction means 58. The maximum value extraction means 58 compares each signal sent from each full-wave rectification processing section 57 and sends only the largest value to the next processing means. Maximum value extraction means 5 in this embodiment
No. 8 uses a microcomputer to sample each output signal at a constant cycle and extract the maximum value.

【0052】最大値抽出手段58から出力された信号
は、予め設定された閾値電圧59と比較して、検知対象
物の有無を判定する比較判定手段60へと送られる。こ
こでの判定処理手段によって検知対象物の有無を判断
し、最終的に外部へと信号を送信するものである。
The signal output from the maximum value extraction means 58 is compared with a preset threshold voltage 59 and sent to the comparison / determination means 60 for determining the presence / absence of an object to be detected. The determination processing means here determines the presence or absence of an object to be detected, and finally transmits a signal to the outside.

【0053】次に、信号処理部6及び判定部8の動作を
フローチャートで示す。図15ではセンサ装置が検知対
象物の検知を行うか否かの判断を行う状態判断フロー
を、図16に検知対象物を検知するための検知フローを
示す。図15において、センサ装置は各出力信号を一定
周期でサンプリングを行い(S151)、サンプリング
した各出力信号と検知対象物の検知を行うための設定値
Xとの比較を行い(S152)、少なくとも1つの出力
信号が設定値Xを越えた時に(S152Yes)、セン
サ装置は検知対象物が検知範囲に進入したと判定し検知
を行うためのフローを実行するものである(S15
3)。また出力信号値が、設定値Xより全て小さい場合
はセンサ装置の検知範囲に検知対象物は無いと判定し
(S152No)、各出力信号値の検知対象物が存在し
ない時の電圧であるオフセット電圧が基準電圧Yになっ
ているか否かの判定を行う(S154)。ここで、基準
電圧Yと同一であれば(S154Yes)このフローを
繰り返し行い、基準電圧Yと異なっていれば(S154
No)前記に示したオフセット電圧調整機構によって電
圧の調整を行うものである。
Next, the operations of the signal processing unit 6 and the judging unit 8 will be shown in a flow chart. FIG. 15 shows a state determination flow for determining whether or not the sensor device detects the detection target, and FIG. 16 shows a detection flow for detecting the detection target. In FIG. 15, the sensor device samples each output signal at a constant cycle (S151), compares each sampled output signal with a set value X for detecting a detection target (S152), and outputs at least 1 When the two output signals exceed the set value X (Yes in S152), the sensor device determines that the detection target has entered the detection range and executes a flow for performing the detection (S15).
3). Further, when the output signal values are all smaller than the set value X, it is determined that there is no detection target object in the detection range of the sensor device (S152 No), and the offset voltage that is the voltage when the detection target object of each output signal value does not exist. Is determined to be the reference voltage Y (S154). Here, if it is the same as the reference voltage Y (S154 Yes), this flow is repeated, and if it is different from the reference voltage Y (S154).
No) The voltage is adjusted by the offset voltage adjusting mechanism described above.

【0054】次に、状態判定フローで検知対象物が検知
範囲に進入した時に行う検知フローを図16に示す。セ
ンサ装置4からの出力信号5を受けると、出力信号は信
号処理部内のフィルタ回路によってノイズの除去を行わ
れ(S161)、一定時間間隔で、各出力信号をアナロ
グ信号からディジタル信号に変換を行い(S162)、
オフセット電圧調整機構によって設定値Xに制御された
基準電圧を基準にして全波整流処理を行い(S16
3)、全波整流された各信号の最大値を抽出して(S1
64)、閾値と比較を行い検知対象物の有無を判断する
ものである(S165)。この時の閾値は、本発明のセ
ンサ装置を取り付ける機器に応じて設定するものであ
り、近距離を測定する場合は閾値設定を高くし、遠距離
の測定の場合は閾値設定を低くするものである。
Next, FIG. 16 shows a detection flow performed when the object to be detected enters the detection range in the state determination flow. When the output signal 5 from the sensor device 4 is received, noise is removed from the output signal by the filter circuit in the signal processing unit (S161), and each output signal is converted from an analog signal to a digital signal at regular time intervals. (S162),
Full-wave rectification processing is performed based on the reference voltage controlled to the set value X by the offset voltage adjustment mechanism (S16).
3) Extract the maximum value of each full-wave rectified signal (S1
64), and the presence or absence of the detection target is compared with the threshold value (S165). The threshold value at this time is set according to the device to which the sensor device of the present invention is attached, and the threshold setting is set high when measuring a short distance, and set low when measuring a long distance. is there.

【0055】ここでは、本発明のセンサ装置を検知対象
物の有無を検知するセンサとして使用する状態判定フロ
ーを記載したが、任煮の距離に検知対象物が存在するか
否かの判定を行う距離測定センサの状態判定フローにつ
いても図24に示す。図24では、図16のS164ま
では同一の動作を行うが、最大値と閾値との比較を行う
際に距離に応じた複数の閾値が設定されており、設定さ
れた閾値の大きなものから順に比較を行い、検知対象物
がセンサ装置からどの程度の距離にいるかの判断を行う
ものである(S241)。
Here, the state determination flow in which the sensor device of the present invention is used as a sensor for detecting the presence or absence of the detection target is described, but it is determined whether or not the detection target is present at the desired distance. The state determination flow of the distance measuring sensor is also shown in FIG. In FIG. 24, the same operation is performed up to S164 of FIG. 16, but a plurality of thresholds according to the distance are set when the maximum value and the threshold are compared, and the set thresholds are in descending order. The comparison is performed to determine how far the detection target is from the sensor device (S241).

【0056】このような処理手段を用いることで、従来
光電センサなどが用いられているトイレの自動洗浄装置
や、自動水栓の自動吐水装置への適用等が可能になり、
隠蔽センサとして使用できるため、従来発生していたい
たずら等によるセンサへの損傷を防止することができ
る。
By using such a processing means, it becomes possible to apply it to an automatic toilet cleaning device which has conventionally used a photoelectric sensor or the like, or an automatic faucet automatic water discharging device,
Since it can be used as a concealment sensor, it is possible to prevent the sensor from being damaged due to mischief or the like that has conventionally occurred.

【0057】また、本実施例に示しているセンサ装置4
について、各出力信号の位相が全て異なるように設定す
るものであるが、上記に示したように全波整流を行い、
最大値の抽出を行うような信号処理を施す場合には、位
相差を一定間隔で均一に生じさせる方法を取ると、出力
レベルが0まで落ち込む点の存在を低減することが可能
となる。この出力レベルが0まで落ち込む点が存在する
と遠距離や近距離においても出力値が同じになってしま
うため、検知対象物の有無を判断しにくくなる。よっ
て、センサ装置の出力信号数を極力低減し、且つ検知精
度を向上させるためには各出力信号の位相差を(180
°/n)間隔でずらすと最適であると考えられる(n:
出力信号数)。
In addition, the sensor device 4 shown in this embodiment
Regarding, the output signals are set so that their phases are all different, but as shown above, full-wave rectification is performed,
In the case of performing signal processing for extracting the maximum value, it is possible to reduce the number of points at which the output level drops to 0 by adopting a method in which the phase difference is uniformly generated at regular intervals. If there is a point where the output level drops to 0, the output values will be the same at long distances and short distances, and it will be difficult to determine the presence or absence of the detection target. Therefore, in order to reduce the number of output signals of the sensor device as much as possible and improve the detection accuracy, the phase difference between the output signals is set to (180
It is considered to be optimal to shift at intervals of (° / n) (n:
Number of output signals).

【0058】ここで、本実施例においては、平面アンテ
ナのパッチアンテナを用いた例を挙げたが、パッチアン
テナの代わりに棒状アンテナを用いても同様の結果を得
ることが出来る。
Here, in the present embodiment, an example in which the patch antenna of the planar antenna is used has been given, but the same result can be obtained by using a rod antenna instead of the patch antenna.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係るセンサ装置の概略構成図FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a sensor device according to the present invention.

【図2】 パッチアンテナ方式による2つの受信部を有
し、受信波伝送路の線路長で位相をずらすセンサ装置の
表面概略構成図
FIG. 2 is a schematic front view of the configuration of a sensor device having two receiving units of a patch antenna system and shifting the phase depending on the line length of a received wave transmission line.

【図3】 図2の裏面概略構成図FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the back surface of FIG.

【図4】 パッチアンテナ式による2つの受信部を有
し、信号変換部の位置を変えて位相をずらすセンサ装置
の表面概略構成図
FIG. 4 is a schematic surface configuration diagram of a sensor device that has two receiving units of a patch antenna type and changes the position of a signal conversion unit to shift the phase.

【図5】 図4の裏面概略構成図5 is a schematic diagram of the back surface of FIG.

【図6】 パッチアンテナ式による1つの受信部を有
し、受信波伝送路長で位相をずらすセンサ装置の表面該
略構成図
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a surface of a sensor device having one receiving unit of a patch antenna type and shifting a phase by a reception wave transmission path length.

【図7】 パッチアンテナ式による1つの受信部を有
し、信号変換部の位置を変えて位相をずらすセンサ装置
の表面概略構成図
FIG. 7 is a schematic surface configuration diagram of a sensor device that has one patch antenna type reception unit and shifts the phase by changing the position of the signal conversion unit.

【図8】 任意の出力レベルを保持する複数の距離を示
した図
FIG. 8 is a diagram showing a plurality of distances holding arbitrary output levels.

【図9】 図2、図3のセンサ装置出力信号の距離−出
力レベル図
9 is a distance-output level diagram of the sensor device output signal of FIGS. 2 and 3. FIG.

【図10】 図8の出力信号を信号処理部にて全波整流
した距離−出力レベル図
10 is a distance-output level diagram in which the output signal of FIG. 8 is full-wave rectified by the signal processing unit.

【図11】 図9の出力信号の最大値を抽出した距離−
出力レベル図
11 is a distance obtained by extracting the maximum value of the output signal of FIG.
Output level diagram

【図12】 信号処理手段と判定部の概略構成図FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a signal processing unit and a determination unit.

【図13】 フィルタ回路の概略構成図FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a filter circuit.

【図14】 オフセット電圧調整機構概略構成図FIG. 14 is a schematic configuration diagram of an offset voltage adjustment mechanism.

【図15】 検知対象物の状態判定フローチャートFIG. 15 is a flowchart for determining the state of a detection target object.

【図16】 検知対象物検知フローチャートFIG. 16 is a flowchart of detection of an object to be detected.

【図17】 パッチアンテナ式による2つの受信部を有
するセンサ装置の表面概略構成図
FIG. 17 is a schematic surface configuration diagram of a sensor device having two receiving units of a patch antenna type.

【図18】 2つの位相差生成手段を併用したセンサ装
置の裏面概略構成図
FIG. 18 is a schematic rear view of a sensor device using two phase difference generating means in combination.

【図19】 送信波伝送路長で位相をずらすセンサ装置
の裏面概略構成図
FIG. 19 is a schematic rear view of a sensor device that shifts the phase according to the transmission wave transmission path length.

【図20】 2つの位相差生成手段を併用したセンサオ
ス知の裏面概略構成図
FIG. 20 is a schematic rear view of the sensor male intelligence using two phase difference generating means in combination.

【図21】 パッチアンテナ式による1つの受信部と分
岐点とを有するセンサ装置の表面概略構成図
FIG. 21 is a schematic surface configuration diagram of a sensor device having one receiving section and a branch point of a patch antenna type.

【図22】 パッチアンテナ式による1つの受信部と分
岐点とを有するセンサ装置の表面概略構成図
FIG. 22 is a schematic surface configuration diagram of a sensor device having one receiving unit and a branch point of a patch antenna type.

【図23】 パッチアンテナ式による1つの受信部を有
し、裏面に分岐点を設けたセンサ装置概略構成図
FIG. 23 is a schematic configuration diagram of a sensor device having a patch antenna type reception unit and a branch point on the back surface.

【図24】 検知対象物の距離検知フローチャートFIG. 24 is a distance detection flowchart of a detection target.

【符号の説明】 1:検知対象物、2:送信信号、3:受信信号、4:セ
ンサ装置、5:出力信号、6:信号処理部、7:検知信
号、8:判定部、9:位相差生成手段、11:送信部、
12:送信波伝送路、13:受信部、14:受信波伝送
路、15:基板、16:GND端子、17:スルーホー
ル、18:GND線、21:信号生成手段、22:送信
波伝送路、23:受信波伝送路、24:信号変換部、2
5:出力段、26:電源、27:信号変換回路、28:
受信波伝送路、31:受信部、32:受信波伝送路、3
3:分岐伝送路、34:分岐点、41:出力信号1、4
2:出力信号2、43:位相差、44:最大値抽出軌
跡、45:同電圧レベルポイント、51:フィルタ回
路、52:セレクタ回路、53:A/D変換器、54:
アナログ信号、55:ディジタル信号、56:情報処理
回路、57:全波整流処理部、58:最大値抽出手段、
59:閾値電圧、60:比較判定手段、61:外部スイ
ッチ、62:可変抵抗器、63:制御部、64:コンデ
ンサ、71:オペアンプ、72:可変抵抗器、73:制
御部、80:送信部、81:受信部、82:送信波伝送
路、83:スルーホール、91:送信波伝送路、92:
受信波伝送路、93:受信波伝送路、94:信号生成手
段、95:送信信号、96:受信信号、97:出力信
号、98:信号変換回路、99:スルーホール、10
0:信号変換部、101:送信波伝送路、102:受信
波伝送路、103:信号変換回路、104:分岐点、1
05:送信信号、106:出力信号、107:受信信
号、108:信号生成部、109:スルーホール、11
0:信号変換部、111:送信波伝送路、112:受信
波伝送路、113:信号生成部、114:分岐点、11
5:信号変換回路、116:送信信号、117:受信信
号、118:出力信号、119:スルーホール、12
0:送信部、121:受信部、122:分岐点、12
3:スルーホール
[Explanation of reference numerals] 1: detection target object, 2: transmission signal, 3: reception signal, 4: sensor device, 5: output signal, 6: signal processing unit, 7: detection signal, 8: determination unit, 9: position Phase difference generation means, 11: transmission section,
12: transmitted wave transmission line, 13: receiver, 14: received wave transmission line, 15: substrate, 16: GND terminal, 17: through hole, 18: GND line, 21: signal generation means, 22: transmitted wave transmission line , 23: received wave transmission line, 24: signal converter, 2
5: output stage, 26: power supply, 27: signal conversion circuit, 28:
Received wave transmission line, 31: reception unit, 32: received wave transmission line, 3
3: branch transmission line, 34: branch point, 41: output signal 1, 4
2: Output signal 2, 43: Phase difference, 44: Maximum value extraction locus, 45: Same voltage level point, 51: Filter circuit, 52: Selector circuit, 53: A / D converter, 54:
Analog signal, 55: digital signal, 56: information processing circuit, 57: full-wave rectification processing unit, 58: maximum value extraction means,
59: threshold voltage, 60: comparison and determination means, 61: external switch, 62: variable resistor, 63: control unit, 64: capacitor, 71: operational amplifier, 72: variable resistor, 73: control unit, 80: transmission unit , 81: reception unit, 82: transmission wave transmission line, 83: through hole, 91: transmission wave transmission line, 92:
Received wave transmission line, 93: Received wave transmission line, 94: Signal generation means, 95: Transmission signal, 96: Reception signal, 97: Output signal, 98: Signal conversion circuit, 99: Through hole, 10
0: signal converter, 101: transmission wave transmission line, 102: reception wave transmission line, 103: signal conversion circuit, 104: branch point, 1
05: transmission signal, 106: output signal, 107: reception signal, 108: signal generation unit, 109: through hole, 11
0: signal conversion unit, 111: transmission wave transmission line, 112: reception wave transmission line, 113: signal generation unit, 114: branch point, 11
5: signal conversion circuit, 116: transmission signal, 117: reception signal, 118: output signal, 119: through hole, 12
0: transmitter, 121: receiver, 122: branch point, 12
3: Through hole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 幾島 見江 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 古田 祐一 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 Fターム(参考) 2G005 DA04 5J070 AC01 AE09 AH14 AH39 AK22   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Mie Ikushima             2-1-1 Nakajima, Kokurakita-ku, Kitakyushu City, Fukuoka Prefecture             No. Totoki Equipment Co., Ltd. (72) Inventor Yuichi Furuta             2-1-1 Nakajima, Kokurakita-ku, Kitakyushu City, Fukuoka Prefecture             No. Totoki Equipment Co., Ltd. F-term (reference) 2G005 DA04                 5J070 AC01 AE09 AH14 AH39 AK22

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外部に信号を電波として送信するための
送信信号を生成する信号生成手段と、該信号生成手段と
送信波伝送路によって結ばれ送信信号を外部に送信する
送信部と、外部から電波として受信された信号を受信信
号として受信する複数の受信部と、該受信部と受信波伝
送路によって結ばれ各受信信号と送信信号を基に低周波
数の出力信号を抽出する複数の信号変換部と、該信号変
換部によって変換された出力信号を各受信部毎にそれぞ
れ出力する出力段と、前記複数の出力信号の位相差が異
なるように位相差を生じさせる位相差生成手段と、を有
するセンサ装置と、該センサ装置の各出力段から出力さ
れる複数の出力信号を任意の基準電圧において全波整流
を行い、全波整流された各信号の最大値の軌跡である検
知信号を抽出する信号処理部と、該検知信号と予め設定
された設定可能な閾値との比較を行うことで対象物の有
無を検知する判定部と、を有することを特徴とする物体
検知装置。
1. A signal generation means for generating a transmission signal for transmitting a signal as an electric wave to the outside, a transmission section for connecting the signal generation means to the transmission wave transmission line and transmitting the transmission signal to the outside, and A plurality of receiving units that receive a signal received as a radio wave as a receiving signal, and a plurality of signal converters that are connected to the receiving unit by a receiving wave transmission line and extract low-frequency output signals based on each receiving signal and transmitting signal Section, an output stage for outputting the output signal converted by the signal converting section for each receiving section, and a phase difference generating means for generating a phase difference so that the phase difference of the plurality of output signals is different. Full-wave rectification is performed on a sensor device having the sensor device and a plurality of output signals output from each output stage of the sensor device, and a detection signal which is a locus of the maximum value of each full-wave rectified signal is extracted. Belief An object detection device, comprising: a signal processing unit; and a determination unit that detects the presence or absence of an object by comparing the detection signal with a preset threshold that can be set.
【請求項2】 前記位相差生成手段は、前記各受信部か
ら信号変換部までのそれぞれ異なった長さの受信波伝送
路であることを特徴とする請求項1記載の物体検知装
置。
2. The object detection device according to claim 1, wherein the phase difference generation means is a reception wave transmission line having a different length from each of the reception units to the signal conversion unit.
【請求項3】 前記位相差生成手段は、信号の変換を行
うために各受信部に対する前記各受信波伝送路と前記送
信波伝送路とがそれぞれ異なる位置で接近する信号変換
部であることを特徴とする請求項1記載の物体検知装
置。
3. The phase difference generation means is a signal conversion unit in which the reception wave transmission lines and the transmission wave transmission lines with respect to the reception units approach each other at different positions in order to convert signals. The object detection device according to claim 1, characterized in that
【請求項4】 前記位相差生成手段は、前記各受信部か
ら信号変換部までのそれぞれ異なった長さの受信波伝送
路であり、信号の変換を行うために各受信部に対する前
記受信波伝送路と前記送信波伝送路とがそれぞれ異なる
位置で接近する信号変換部であることを特徴とする請求
項1記載の物体検知装置。
4. The phase difference generating means is a reception wave transmission line having a different length from each of the reception units to the signal conversion unit, and the reception wave transmission to each reception unit for converting a signal. The object detection device according to claim 1, wherein the path and the transmission wave transmission path are signal conversion units that approach each other at different positions.
【請求項5】 前記位相差生成手段は、前記信号生成手
段から信号変換部までのそれぞれ異なった長さの送信波
伝送路であることを特徴とする請求項1記載の物体検知
装置。
5. The object detection device according to claim 1, wherein the phase difference generation means is a transmission wave transmission line having different lengths from the signal generation means to the signal conversion section.
【請求項6】 前記位相差生成手段は、前記各受信部か
ら信号変換部までのそれぞれ異なった長さの受信波伝送
路であり、且つ前記信号生成手段から信号変換部までの
それぞれ異なった長さの送信波伝送路であることを特徴
とする請求項1記載の物体検知装置。
6. The phase difference generation means is a reception wave transmission line having a different length from each of the reception sections to the signal conversion section, and has a different length from the signal generation means to the signal conversion section. 2. The object detection device according to claim 1, wherein the object detection device is a transmission wave transmission path of a length.
【請求項7】 外部に信号を電波として送信するための
送信信号を生成する信号生成手段と、該信号生成手段と
送信波伝送路によって結ばれ送信信号を外部に送信する
送信部と、外部から電波として受信された信号を受信信
号として受信する受信部と、該受信部と途中で分岐した
受信波伝送路によって結ばれ受信信号と送信信号を基に
低周波数の出力信号を抽出する複数の信号変換部と、信
号変換部によって変換された出力信号をそれぞれ出力す
る出力段と、前記複数の出力信号の位相差が全て異なる
ように位相差を生じさせる位相差生成手段と、を有する
センサ装置と、 該センサ装置の各出力段から出力される複数の出力信号
を任意の基準電圧において全波整流を行い、全波整流さ
れた各信号の最大値の軌跡である検知信号を抽出する信
号処理部と、 該検知信号と予め設定された設定可能な閾値との比較を
行うことで対象物の有無を検知する判定部と、を有する
ことを特徴とする物体検知装置。
7. A signal generation means for generating a transmission signal for transmitting the signal as an electric wave to the outside, a transmission section for connecting the signal generation means to the transmission wave transmission line and transmitting the transmission signal to the outside, and A reception unit that receives a signal received as a radio wave as a reception signal, and a plurality of signals that are connected by a reception wave transmission line that is branched from the reception unit and that extracts a low-frequency output signal based on the reception signal and the transmission signal. A sensor device having a conversion unit, an output stage for outputting the output signals converted by the signal conversion unit, and a phase difference generation unit for generating a phase difference so that the phase differences of the plurality of output signals are all different. A signal for performing full-wave rectification on a plurality of output signals output from each output stage of the sensor device at an arbitrary reference voltage and extracting a detection signal which is a locus of the maximum value of each full-wave rectified signal. A management unit, an object detection apparatus characterized by having a decision unit for detecting the presence or absence of an object by performing a comparison with a preset settable threshold with the detection signal.
【請求項8】 前記位相差生成手段は、前記受信波伝送
路の分岐した点から前記各信号変換部に至るそれぞれ異
なった長さの受信波伝送路であることを特徴とする請求
項7記載の物体検知装置。
8. The phase difference generating means is a reception wave transmission line having a different length from a branch point of the reception wave transmission line to each of the signal conversion units. Object detection device.
【請求項9】 前記位相差生成手段は、信号の変換を行
うために各出力段に対する前記各受信波伝送路と前記送
信波伝送路とがそれぞれ異なる位置で接近する信号変換
部であることを特徴とする請求項7記載の物体検知装
置。
9. The phase difference generation means is a signal conversion unit in which the reception wave transmission lines and the transmission wave transmission lines with respect to each output stage approach each other at different positions to perform signal conversion. The object detection device according to claim 7, which is characterized in that:
【請求項10】 前記位相差生成手段は、前記受信波伝
送路の分岐した点から前記各信号変換部に至るそれぞれ
異なった長さの受信波伝送路であり、信号の変換を行う
ために各出力段に対する前記受信波伝送路と前記送信波
伝送路とがそれぞれ異なる位置で接近する信号変換部で
あることを特徴とする請求項7記載の物体検知装置。
10. The phase difference generation means is a reception wave transmission line having a different length from a branch point of the reception wave transmission line to each of the signal conversion units, and each of the reception wave transmission lines has a different length for performing signal conversion. 8. The object detection device according to claim 7, wherein the reception wave transmission line and the transmission wave transmission line with respect to the output stage are signal conversion units that approach each other at different positions.
【請求項11】 前記位相差生成手段は、前記信号生成
手段から信号変換部までのそれぞれ異なった長さの送信
波伝送路であることを特徴とする請求項7記載の物体検
知装置。
11. The object detection device according to claim 7, wherein the phase difference generation means is a transmission wave transmission line having different lengths from the signal generation means to the signal conversion section.
【請求項12】 前記位相差生成手段は、前記分岐点か
ら前記各信号変換部に対するそれぞれ異なった長さの受
信波伝送路であり、且つ前記信号生成手段から信号変換
部までのそれぞれ異なった長さの送信波伝送路であるこ
とを特徴とする請求項7記載の物体検知装置。
12. The phase difference generation means is a reception wave transmission line having a different length from the branch point to the signal conversion sections, and different lengths from the signal generation means to the signal conversion section. 8. The object detection device according to claim 7, wherein the object detection device is a transmission wave transmission path of a length.
【請求項13】 前記受信部が、柱状アンテナによって
構成されていることを特徴とする請求項1乃至12記載
の何れか1項に記載の物体検知装置。
13. The object detecting device according to claim 1, wherein the receiving unit is formed of a columnar antenna.
【請求項14】 前記受信部が、平面基板に金属皮膜で
構成しているパッチアンテナによって構成されているこ
とを特徴とする請求項1乃至12記載の何れか1項に記
載の物体検知装置。
14. The object detecting device according to claim 1, wherein the receiving unit is formed of a patch antenna formed of a metal film on a flat substrate.
【請求項15】 前記信号処理部は、前記複数の出力信
号に含まれる不要な信号を除去するフィルタ回路を備え
たことを特徴とする請求項1又は7記載の物体検知装
置。
15. The object detection device according to claim 1, wherein the signal processing unit includes a filter circuit that removes unnecessary signals included in the plurality of output signals.
【請求項16】 前記フィルタ手段は、用途に応じて透
過する周波数帯域を変化させることのできる可変フィル
タ手段であることを特徴とする請求項15記載の物体検
知装置。
16. The object detecting apparatus according to claim 15, wherein the filter means is a variable filter means capable of changing a frequency band to be transmitted depending on an application.
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