WO2021033284A1 - Position measuring device and position measuring method - Google Patents

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貢汰 貞本
亘 辻田
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三菱電機株式会社
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Abstract

The present invention is provided with: a transceiver (110) that is provided to a movable body, transmits a transmission wave, and receives a reflected wave of the transmission wave; a reflector (150) that reflects, as a reflected wave, all polarized components of the transmission wave so that a reflected polarized wave state, which is the polarized wave state of the reflected wave, varies for each predetermined distance in the movement direction of the movable body; a polarized wave information reading unit (120) that reads the reflected polarized wave state from the reflected wave received by the transceiver (110); and a position measuring unit (130) that specifies the position of the movable body from the variation in the reflected polarized wave state read by the polarized wave information reading unit (120).

Description

位置計測装置及び位置計測方法Position measuring device and position measuring method
　本発明は、位置計測装置及び位置計測方法に関する。 The present invention relates to a position measuring device and a position measuring method.
　特許文献１には、電磁波を送受信する装置を用いて、移動体の位置を計測する技術が開示されている。この技術は、電磁波の所定の各偏波成分を反射する複数の反射部を配置した電磁波反射器に対して、電磁波を送信し、その反射波の偏波状態を読み取る。そして、特許文献１に記載された技術は、読み取られた偏波状態に基づいて、位置を計測する。 Patent Document 1 discloses a technique for measuring the position of a moving body by using a device that transmits and receives electromagnetic waves. In this technique, an electromagnetic wave is transmitted to an electromagnetic wave reflector in which a plurality of reflecting portions that reflect each predetermined polarization component of the electromagnetic wave are arranged, and the polarization state of the reflected wave is read. Then, the technique described in Patent Document 1 measures the position based on the read polarization state.
国際公開第２０１２／１４３９８８号International Publication No. 2012/143988
　従来の技術では、電磁波の所定の偏波成分のみが反射部によって反射され、信号として電磁波送受信部に検出される。一方、反射部に反射されない偏波成分は、反射部を透過する。そして、従来の技術では、反射部後方に反射構造物がある場合、反射部を透過した偏波成分もこれによって反射され、雑音として電磁波送受信部に検出される。以上によって、従来の技術では、信号雑音比が低下し、位置計測精度は悪化する。 In the conventional technology, only a predetermined polarization component of the electromagnetic wave is reflected by the reflecting unit and detected as a signal by the electromagnetic wave transmitting / receiving unit. On the other hand, the polarization component that is not reflected by the reflecting portion passes through the reflecting portion. Then, in the conventional technique, when there is a reflective structure behind the reflecting portion, the polarization component transmitted through the reflecting portion is also reflected by this and detected as noise in the electromagnetic wave transmitting / receiving portion. As a result, in the conventional technique, the signal-to-noise ratio is lowered and the position measurement accuracy is deteriorated.
　そこで、本発明は、反射器後方の反射構造物の影響を受けず、高い位置計測精度を維持できるようにすることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to make it possible to maintain high position measurement accuracy without being affected by the reflective structure behind the reflector.
　本発明の一態様に係る位置計測装置は、移動体に備えられ、送信波を送信し、前記送信波の反射波を受信する送受信器と、前記反射波の偏波状態である反射偏波状態が、前記移動体の移動方向において、予め定められた距離毎に変化するように、前記送信波の全ての偏波成分を前記反射波として反射する反射器と、前記送受信器で受信された前記反射波から前記反射偏波状態を読み取る偏波情報読取部と、前記偏波情報読取部で読み取られた前記反射偏波状態の変化から、前記移動体の位置を特定する位置特定部と、を備えること、を特徴とする。 The position measuring device according to one aspect of the present invention is provided in a moving body, has a transmitter / receiver that transmits a transmitted wave and receives a reflected wave of the transmitted wave, and a reflected polarized state that is a polarized state of the reflected wave. However, in the moving direction of the moving body, a reflector that reflects all the polarization components of the transmitted wave as the reflected wave and the transmitter / receiver received by the transmitter / receiver so as to change for each predetermined distance. A polarization information reading unit that reads the reflected polarization state from the reflected wave, and a position specifying unit that identifies the position of the moving body from the change in the reflected polarization state read by the polarization information reading unit. It is characterized by being prepared.
　移動体から送信波を送信し、前記送信波の反射波を前記移動体において受信することで、前記移動体の位置を計測する位置計測方法であって、前記送信波を送信し、前記反射波の偏波状態である反射偏波状態が、前記移動体の移動方向において、予め定められた距離毎に変化するように、前記送信波の全ての偏波成分を前記反射波として反射し、前記反射波を受信し、受信された前記反射波から前記反射偏波状態を読み取り、読み取られた前記反射偏波状態の変化から、前記移動体の位置を特定することを特徴とする。 It is a position measurement method that measures the position of the moving body by transmitting a transmitted wave from the moving body and receiving the reflected wave of the transmitted wave in the moving body. The transmitted wave is transmitted and the reflected wave is transmitted. All the polarization components of the transmitted wave are reflected as the reflected wave so that the reflected polarization state, which is the polarization state of the above, changes at predetermined distances in the moving direction of the moving body. It is characterized in that the reflected wave is received, the reflected polarization state is read from the received reflected wave, and the position of the moving body is specified from the read change in the reflected polarization state.
　本発明の一又は複数の態様によれば、反射器後方の反射構造物の影響を受けず、高い位置計測精度を維持することができる。 According to one or more aspects of the present invention, high position measurement accuracy can be maintained without being affected by the reflective structure behind the reflector.
実施の形態１に係る位置計測装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the position measuring apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態１における電磁波送受信部と、電磁波反射器との俯瞰図である。It is a bird's-eye view of the electromagnetic wave transmission / reception part and the electromagnetic wave reflector in Embodiment 1. FIG. （Ａ）～（Ｃ）は、実施の形態１における第１の反射部からの反射波を説明するための概略図である。(A) to (C) are schematic views for explaining the reflected wave from the first reflecting part in Embodiment 1. （Ａ）～（Ｃ）は、実施の形態２における第２の反射部からの反射波を説明するための概略図である。(A) to (C) are schematic views for explaining the reflected wave from the second reflecting portion in the second embodiment. ハードウェア構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware configuration example. 実施の形態１に係る位置計測装置の電磁波送受信器の電磁波送受信部の中心がｘ軸の正方向に移動したときの、ｘ軸方向を基準として反時計回りに４５度、１３５度の方向に大きさを持つ２つの偏波状態の電磁波の受信強度と、各電磁波の受信強度差と、計測した位置とを示すグラフである。When the center of the electromagnetic wave transmitter / receiver of the electromagnetic wave transmitter / receiver of the position measuring device according to the first embodiment moves in the positive direction of the x-axis, it is large in the directions of 45 degrees and 135 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction. It is a graph which shows the reception intensity of the electromagnetic wave of two polarization states, the difference in the reception intensity of each electromagnetic wave, and the measured position. 実施の形態２に係る位置計測装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the position measuring apparatus which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施の形態２における電磁波送受信部と、電磁波反射器との俯瞰図である。It is a bird's-eye view of the electromagnetic wave transmission / reception part and the electromagnetic wave reflector in Embodiment 2. （Ａ）～（Ｃ）は、実施の形態２における第１の反射部からの反射波を説明するための概略図である。(A) to (C) are schematic views for explaining the reflected wave from the first reflecting portion in the second embodiment. （Ａ）～（Ｃ）は、実施の形態２における第２の反射部からの反射波を説明するための概略図である。(A) to (C) are schematic views for explaining the reflected wave from the second reflecting portion in the second embodiment. 実施の形態２に係る位置計測装置の電磁波送受信器の電磁波送受信部の中心がｘ軸の正方向に移動したときの、ｘ軸方向を基準として反時計回りに４５度、１３５度の方向に大きさを持つ２つの偏波状態の電磁波の受信強度と、各電磁波の受信強度差と、計測した位置とを示すグラフである。When the center of the electromagnetic wave transmitter / receiver of the electromagnetic wave transmitter / receiver of the position measuring device according to the second embodiment moves in the positive direction of the x-axis, it is large in the directions of 45 degrees and 135 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction. It is a graph which shows the reception intensity of the electromagnetic wave of two polarization states, the difference in the reception intensity of each electromagnetic wave, and the measured position. 実施の形態３に係る位置計測装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the position measuring apparatus which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施の形態３における電磁波送受信部と、電磁波反射器との俯瞰図である。It is a bird's-eye view of the electromagnetic wave transmission / reception part and the electromagnetic wave reflector in Embodiment 3. （Ａ）～（Ｃ）は、実施の形態３における第１の反射部からの反射波を説明するための概略図である。(A) to (C) are schematic views for explaining the reflected wave from the first reflecting portion in the third embodiment. （Ａ）～（Ｃ）は、実施の形態３における第２の反射部からの反射波を説明するための概略図である。(A) to (C) are schematic views for explaining the reflected wave from the second reflecting portion in the third embodiment. 実施の形態３に係る位置計測装置の電磁波送受信器の電磁波送受信部の中心がｘ軸の正方向に移動したときの、ｘ軸方向を基準として反時計回りに４５度、１３５度の方向に大きさを持つ２つの偏波状態の電磁波の受信強度と、各電磁波の受信強度差と、計測した位置とを示すグラフである。When the center of the electromagnetic wave transmitter / receiver of the electromagnetic wave transmitter / receiver of the position measuring device according to the third embodiment moves in the positive direction of the x-axis, it is large in the directions of 45 degrees and 135 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction. It is a graph which shows the reception intensity of the electromagnetic wave of two polarization states, the difference in the reception intensity of each electromagnetic wave, and the measured position. 実施の形態４に係る位置計測装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the position measuring apparatus which concerns on Embodiment 4. FIG. 実施の形態４における電磁波送受信部と、電磁波反射器との俯瞰図である。It is a bird's-eye view of the electromagnetic wave transmission / reception part and the electromagnetic wave reflector in Embodiment 4. 実施の形態４に係る位置計測装置の電磁波送受信部の電磁波の中心がｘ軸の正の方向に移動したときの、偏波情報読取部が検出した受信強度と、位置計測部が計測した位置とを示す概略図である。The reception intensity detected by the polarization information reading unit and the position measured by the position measuring unit when the center of the electromagnetic wave of the electromagnetic wave transmitting / receiving unit of the position measuring device according to the fourth embodiment moves in the positive direction of the x-axis. It is a schematic diagram which shows. 実施の形態５に係る位置計測装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the position measuring apparatus which concerns on Embodiment 5. 実施の形態５における電磁波送受信部と、電磁波反射器との俯瞰図である。It is a bird's-eye view of the electromagnetic wave transmission / reception part and the electromagnetic wave reflector in Embodiment 5. 実施の形態５に係る位置計測装置の動作について説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the operation of the position measuring apparatus which concerns on Embodiment 5. 実施の形態６に係る位置計測装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the position measuring apparatus which concerns on Embodiment 6. 実施の形態７に係る位置計測装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the position measuring apparatus which concerns on Embodiment 7.
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る位置計測装置１００の構成を示す概略図である。
　位置計測装置１００は、電磁波送受信器１１０と、偏波情報読取部１２０と、位置計測部１３０と、電磁波反射器１５０とを備える。 Embodiment 1.
FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the position measuring device 100 according to the first embodiment.
The position measuring device 100 includes an electromagnetic wave transmitter / receiver 110, a polarization information reading unit 120, a position measuring unit 130, and an electromagnetic wave reflector 150.
　なお、電磁波送受信器１１０、偏波情報読取部１２０及び位置計測部１３０は、移動体に備え付けられる。ここでは、これらは移動体に固定されているものとする。
　一方、電磁波反射器１５０は、移動体の移動経路上の物体に備え付けられる。ここでは、それは固定体に固定されているものとする。
　なお、図１において、ｘ軸方向は、移動体の移動方向であり、ｙ軸は、移動体の移動方向と水平方向において直交する方向であり、ｚ軸方向は、ｘ軸方向及びｙ軸方向と直交する高さ方向である。 The electromagnetic wave transmitter / receiver 110, the polarization information reading unit 120, and the position measuring unit 130 are provided on the moving body. Here, it is assumed that these are fixed to the moving body.
On the other hand, the electromagnetic wave reflector 150 is attached to an object on the moving path of the moving body. Here, it is assumed that it is fixed to a fixed body.
In FIG. 1, the x-axis direction is the moving direction of the moving body, the y-axis is the direction orthogonal to the moving direction of the moving body in the horizontal direction, and the z-axis direction is the x-axis direction and the y-axis direction. The height direction is orthogonal to.
　電磁波送受信器１１０は、移動体に備えられ、電磁波を送信し、その電磁波の反射波を受信する送受信器である。実施の形態１においては、電磁波送受信器１１０は、１つの電磁波送受信部１１１を備える。
　電磁波送受信部１１１は、ｘ軸方向の偏波成分を持つ電磁波１１２と、ｙ軸方向の偏波成分を持つ電磁波１１３とを送信波として送信し、ｘ軸方向を基準として、反時計回りに４５度又は１３５度の偏波成分を有する電磁波１１４、１１５とを反射波として受信する送受信部である。 The electromagnetic wave transmitter / receiver 110 is provided in a mobile body, is a transmitter / receiver that transmits an electromagnetic wave and receives a reflected wave of the electromagnetic wave. In the first embodiment, the electromagnetic wave transmitter / receiver 110 includes one electromagnetic wave transmitter / receiver 111.
The electromagnetic wave transmission / reception unit 111 transmits the electromagnetic wave 112 having a polarization component in the x-axis direction and the electromagnetic wave 113 having a polarization component in the y-axis direction as a transmission wave, and 45 counterclockwise with reference to the x-axis direction. It is a transmission / reception unit that receives electromagnetic waves 114 and 115 having a polarization component of degrees or 135 degrees as reflected waves.
　電磁波反射器１５０は、反射波である電磁波１１４、１１５の偏波状態である反射偏波状態が、移動体の移動方向において、予め定められた距離毎に変化するように、電磁波１１２、１１３の全ての偏波成分を反射波として反射する反射器である。
　例えば、電磁波反射器１５０は、反射偏波状態が異なるように、電磁波を反射する複数の種類の反射部を、移動体の移動方向に並べることにより構成されている。ここでは、複数の種類の反射部は、予め定められた距離毎に別の種類となるように隙間なく並べられている。そして、複数の種類の反射部の各々は、反射波を構成する二つの偏波成分の位相差が異なるように、電磁波を反射する。 In the electromagnetic wave reflector 150, the electromagnetic waves 112 and 113 have different polarization states of the electromagnetic waves 114 and 115, which are reflected waves, so that the reflected polarization state of the electromagnetic waves 114 and 115 changes at predetermined distances in the moving direction of the moving body. It is a reflector that reflects all polarization components as reflected waves.
For example, the electromagnetic wave reflector 150 is configured by arranging a plurality of types of reflecting portions that reflect electromagnetic waves in the moving direction of the moving body so that the reflected polarized waves are different. Here, the plurality of types of reflecting portions are arranged without gaps so as to be different types for each predetermined distance. Then, each of the plurality of types of reflecting portions reflects the electromagnetic wave so that the phase difference between the two polarization components constituting the reflected wave is different.
　図２は、電磁波送受信器１１０の電磁波送受信部１１１と、電磁波反射器１５０との俯瞰図である。
　電磁波送受信部１１１は、電磁波反射器１５０のｙ軸方向に関して中心位置の真上を、ｘ軸方向に通過するように設置される。 FIG. 2 is a bird's-eye view of the electromagnetic wave transmission / reception unit 111 of the electromagnetic wave transmitter / receiver 110 and the electromagnetic wave reflector 150.
The electromagnetic wave transmission / reception unit 111 is installed so as to pass directly above the center position of the electromagnetic wave reflector 150 in the y-axis direction in the x-axis direction.
　なお、本実施の形態において使用される電磁波は、１０ＴＨｚ（テラヘルツ）以下の電磁波とする。以上の周波数領域の電磁波は、電波又はテラヘルツ波と呼ばれる電磁波であり、埃等の汚れ等によって散乱されずに直進するという利点を有する。また、そのような電磁波は、外乱光等の環境の変化の影響を受けないという利点を有する。 The electromagnetic wave used in this embodiment is an electromagnetic wave of 10 THz (terahertz) or less. The electromagnetic wave in the above frequency range is an electromagnetic wave called a radio wave or a terahertz wave, and has an advantage that it travels straight without being scattered by dirt such as dust. Further, such an electromagnetic wave has an advantage that it is not affected by changes in the environment such as ambient light.
　なお、電磁波送受信部１１１が送信する２種類の偏波成分を持つ電磁波１１２、１１３は、それぞれが異なる送信部によって送信される必要はなく、１つの送信部によって送信されてもよい。 Note that the electromagnetic waves 112 and 113 having two types of polarization components transmitted by the electromagnetic wave transmission / reception unit 111 do not have to be transmitted by different transmission units, and may be transmitted by one transmission unit.
　ｘ軸方向を基準として反時計回りに４５度の偏波成分を持つ電磁波は、ｘ軸方向の偏波成分と、ｙ軸方向の偏波成分の両方の偏波成分を同じ大きさだけ含む電磁波である。従って、ｘ軸方向を基準として反時計回りに４５度の偏波成分を持つ電磁波を送信することで、電磁波１１２、１１３を送信することができる。 An electromagnetic wave having a polarization component of 45 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction is an electromagnetic wave containing both the polarization component in the x-axis direction and the polarization component in the y-axis direction by the same magnitude. Is. Therefore, the electromagnetic waves 112 and 113 can be transmitted by transmitting an electromagnetic wave having a polarization component of 45 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction.
　また、反射波の情報は、電磁波の電界強度、エネルギー又はその両方として受信される。なお、送信される電磁波ＥＩは、下記の（１）式に示すように、ｘ軸方向の偏波成分を持つ電磁波１１２と、ｙ軸方向の偏波成分を持つ電磁波１１３とが、等しい位相で合成された電磁波である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　但し、右辺の第１項及び第２項は、それぞれ電磁波１１２、電磁波１１３の電界強度である。
　また、ｅｘは、ｘ軸方向の基底ベクトルであり、ｅｙは、ｙ軸方向の基底ベクトルであり、Ｅ０は、電界強度の大きさであり、ｚは、ｚ軸方向の位置であり、λは、電磁波の真空中の波長であり、ｆは、電磁波の真空中の周波数である。 Further, the reflected wave information is received as the electric field strength of the electromagnetic wave, energy, or both. Incidentally, the electromagnetic waves E I to be transmitted, as shown in (1) below, the electromagnetic wave 112 having a polarization component in the x-axis direction, and the electromagnetic wave 113 having a polarization component in the y-axis direction, equal phase It is an electromagnetic wave synthesized in.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 However, the first term and the second term on the right side are the electric field strengths of the electromagnetic wave 112 and the electromagnetic wave 113, respectively.
Moreover, e x is a basis vector in the x-axis direction, e y is a basis vector in the y-axis direction, E 0 is the magnitude of the field strength, z is located at the position of the z-axis direction , Λ is the wavelength of the electromagnetic wave in the vacuum, and f is the frequency of the electromagnetic wave in the vacuum.
　電磁波反射器１５０は、移動体の移動経路上の固定体に固定され、送信された電磁波の偏波状態を制御して反射する。電磁波反射器１５０は、ｙ軸方向に予め定められた幅を持つ。なお、送信波の偏波状態を送信偏波状態ともいう。 The electromagnetic wave reflector 150 is fixed to a fixed body on the moving path of the moving body, and controls and reflects the polarization state of the transmitted electromagnetic wave. The electromagnetic wave reflector 150 has a predetermined width in the y-axis direction. The polarization state of the transmitted wave is also referred to as the transmission polarization state.
　そして、電磁波反射器１５０は、二種類の反射部１５１、１５２が予め定められた間隔Ｗで隙間なく、ｘ軸方向に配置されることで構成される。なお、間隔Ｗは、反射部のｘ軸方向に関する境界毎の距離である。隙間なく配置されるとは、言い換えると、隣り合う反射部１５１、１５２同士の間に隙間がないように、配置されるということである。複数の反射部１５１、１５２が隙間なく配置されることで、電磁波は、電磁波反射器１５０後方の構造物に照射されない。従って、電磁波送受信部１１１は、雑音となる構造物からの反射波を検出することがないため、信号雑音強度が向上する。 Then, the electromagnetic wave reflector 150 is configured by arranging two types of reflecting portions 151 and 152 in the x-axis direction at a predetermined interval W without a gap. The interval W is the distance for each boundary of the reflecting portion in the x-axis direction. In other words, the arrangement without a gap means that the reflection portions 151 and 152 are arranged so that there is no gap between them. By arranging the plurality of reflecting portions 151 and 152 without gaps, the electromagnetic wave is not applied to the structure behind the electromagnetic wave reflector 150. Therefore, the electromagnetic wave transmission / reception unit 111 does not detect the reflected wave from the structure that becomes noise, so that the signal noise intensity is improved.
　なお、実施の形態１では、三つの反射部１５１及び三つの反射部１５２が設けられているが、これらの数は、三つに限定されない。少なくとも一つ以上の反射部１５１及び少なくとも一つ以上の反射部１５２が設けられていればよい。また、実施の形態１では、反射部１５１、１５２のｘ軸方向の大きさは同じである。但し、反射部１５１、１５２のｘ軸方向の大きさは必ずしも同じでなくともよい。 Note that, in the first embodiment, three reflecting portions 151 and three reflecting portions 152 are provided, but the number of these is not limited to three. It is sufficient that at least one or more reflecting portions 151 and at least one or more reflecting portions 152 are provided. Further, in the first embodiment, the sizes of the reflecting portions 151 and 152 in the x-axis direction are the same. However, the sizes of the reflecting portions 151 and 152 in the x-axis direction do not necessarily have to be the same.
　反射部１５１、１５２は、電磁波の各偏波成分の位相差を制御して両方の偏波成分を反射し、それぞれの偏波成分が合成された反射波が互いに異なる偏波状態となるように制御して反射する。言い換えると、反射部１５１、１５２によって反射される各偏波成分の位相差は、それぞれ異なる形で反射される。 The reflecting units 151 and 152 control the phase difference of each polarization component of the electromagnetic wave to reflect both polarization components so that the reflected waves in which the respective polarization components are combined are in different polarization states. Control and reflect. In other words, the phase difference of each polarization component reflected by the reflecting units 151 and 152 is reflected in different forms.
　図１に示されているように、反射部１５１は、ｚ軸方向に関して大きい位置から順番に、金属１５３と、予め定められた厚さの絶縁体１５５と、金属１５６とを重ねることにより構成される。
　反射部１５２は、ｚ軸方向に関して大きい位置から順番に、ｘ軸方向の偏波成分を持つ電磁波を透過させ、ｙ軸方向の偏波成分を持つ電磁波を反射する偏光子１５４と、予め定められた厚さを持つ絶縁体１５５と、金属１５６とを重ねることにより構成される。なお、偏光子１５４には、薄いフィルム状の偏光子が使用されており、厚さについては無視できるものとする。 As shown in FIG. 1, the reflecting portion 151 is formed by stacking a metal 153, an insulator 155 having a predetermined thickness, and a metal 156 in order from a position larger in the z-axis direction. To.
The reflecting unit 152 is predetermined as a polarizer 154 that transmits an electromagnetic wave having a polarization component in the x-axis direction and reflects an electromagnetic wave having a polarization component in the y-axis direction in order from a position larger in the z-axis direction. It is formed by stacking an insulator 155 having a thick thickness and a metal 156. A thin film-shaped polarizing element is used for the polarizer 154, and the thickness can be ignored.
　また、絶縁体１５５は、固体、液体及び気体のいずれでもよく、例えば、空気でも良い。なお、実施の形態１では、反射部１５１において、表面の金属１５３と底面の金属１５６とで絶縁体１５５を挟む構成としているが、電磁波は表面の金属１５３で全反射されるため、底面の金属１５６と絶縁体１５５とについてはなくてもよい。また、絶縁体１５５の部分を金属に置き換えて、反射部１５１の全体が金属で構成されてもよい。 Further, the insulator 155 may be any of solid, liquid and gas, for example, air. In the first embodiment, the reflecting portion 151 is configured to sandwich the insulator 155 between the metal 153 on the surface and the metal 156 on the bottom surface. However, since the electromagnetic wave is totally reflected by the metal 153 on the surface, the metal on the bottom surface is used. It is not necessary for the 156 and the insulator 155. Further, the portion of the insulator 155 may be replaced with metal, and the entire reflective portion 151 may be made of metal.
　図３（Ａ）～（Ｃ）は、反射部１５１からの反射波を説明するための概略図である。
　図３（Ａ）に示されているように、電磁波送受信部１１１から反射部１５１に電磁波１１２＃１、１１３＃１が送信される。そして、反射部１５１は、電磁波１１４＃１、１１５＃１を反射波として反射する。 3 (A) to 3 (C) are schematic views for explaining the reflected wave from the reflecting unit 151.
As shown in FIG. 3A, electromagnetic waves 112 # 1 and 113 # 1 are transmitted from the electromagnetic wave transmission / reception unit 111 to the reflection unit 151. Then, the reflecting unit 151 reflects the electromagnetic waves 114 # 1 and 115 # 1 as reflected waves.
　図３（Ｂ）は、予め定められた場所及び時刻における電磁波１１２＃１、１１３＃１の偏波成分１０１＃１、１０２＃１と、その合成偏波成分１０３＃１とを示すグラフである。
　偏波成分１０１＃１、１０２＃１は、それぞれｘ軸方向と、ｙ軸方向とに同じ大きさを持つため、合成偏波成分１０３＃１はｘ軸方向を基準として反時計周りに４５度の方向に大きさを持つ。言い換えると、電磁波１１２＃１、１１３＃１を合成した電磁波は、ｘ軸方向を基準として反時計周りに４５度の方向に振動する。 FIG. 3B is a graph showing the polarization components 101 # 1 and 102 # 1 of the electromagnetic waves 112 # 1 and 113 # 1 and their synthetic polarization components 103 # 1 at a predetermined place and time. ..
Since the polarization components 101 # 1 and 102 # 1 have the same magnitude in the x-axis direction and the y-axis direction, respectively, the synthetic polarization component 103 # 1 is 45 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction. Has a size in the direction of. In other words, the electromagnetic wave that combines the electromagnetic waves 112 # 1 and 113 # 1 oscillates in the direction of 45 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction.
　図３（Ａ）に示されているように、電磁波１１２＃１、１１３＃１の両方は、反射部１５１の表面の金属１５３で反射されて、反射波としての電磁波１１４＃１、１１５＃１が電磁波送受信部１１１で受信される。 As shown in FIG. 3A, both the electromagnetic waves 112 # 1 and 113 # 1 are reflected by the metal 153 on the surface of the reflecting portion 151, and the electromagnetic waves 114 # 1 and 115 # 1 as reflected waves. Is received by the electromagnetic wave transmission / reception unit 111.
　図３（Ｃ）は、反射波としての電磁波１１４＃１、１１５＃１の偏波成分１０４＃１、１０５＃１と、その合成偏波成分１０６＃１とを示すグラフである。
　電磁波１１２＃１、１１３＃１は、両方とも金属１５３で反射されるため、反射波としての電磁波１１４＃１、１１５＃１の間に位相差は生じない。従って、偏波成分１０４＃１、１０５＃１の合成偏波成分１０６＃１を持つ電磁波ＥＲ４５は、下記の（２）式に示すように合成偏波成分１０３＃１と同様にｘ軸方向を基準として反時計回りに４５度の方向に大きさを持つ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 FIG. 3C is a graph showing the polarization components 104 # 1 and 105 # 1 of the electromagnetic waves 114 # 1 and 115 # 1 as reflected waves and the combined polarization components 106 # 1.
Since the electromagnetic waves 112 # 1 and 113 # 1 are both reflected by the metal 153, no phase difference occurs between the electromagnetic waves 114 # 1 and 115 # 1 as reflected waves. Therefore, the electromagnetic wave ER45 having the synthetic polarization component 106 # 1 of the polarization components 104 # 1 and 105 # 1 has the same x-axis direction as the synthetic polarization component 103 # 1 as shown in the following equation (2). It has a size in the direction of 45 degrees counterclockwise with respect to.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　図４（Ａ）～（Ｃ）は、反射部１５２からの反射波を説明するための概略図である。
　図４（Ａ）に示されているように、電磁波送受信部１１１から反射部１５２に電磁波１１２＃２、１１３＃２が送信される。そして、反射部１５２は、電磁波１１４＃２、１１５＃２を反射波として反射する。 4 (A) to 4 (C) are schematic views for explaining the reflected wave from the reflecting unit 152.
As shown in FIG. 4A, electromagnetic waves 112 # 2 and 113 # 2 are transmitted from the electromagnetic wave transmission / reception unit 111 to the reflection unit 152. Then, the reflecting unit 152 reflects the electromagnetic waves 114 # 2 and 115 # 2 as reflected waves.
　図４（Ｂ）は、予め定められた場所及び時刻における電磁波１１２＃２、１１３＃２の偏波成分１０１＃２、１０２＃２と、その合成偏波成分１０３＃２とを示すグラフである。
　偏波成分１０１＃２、１０２＃２と、その合成偏波成分１０３＃２とは、図３（Ｂ）で示した場合と同様である。 FIG. 4B is a graph showing the polarization components 101 # 2 and 102 # 2 of the electromagnetic waves 112 # 2 and 113 # 2 at a predetermined place and time, and the composite polarization component 103 # 2 thereof. ..
The polarization components 101 # 2 and 102 # 2 and their synthetic polarization components 103 # 2 are the same as those shown in FIG. 3 (B).
　図４（Ａ）に示されているように、反射部１５２の表面は、ｘ軸方向の電磁波を透過させ、ｙ軸方向の電磁波を反射させる偏光子１５４である。ｘ軸方向の偏波成分１０１を持つ電磁波１１２＃２は、反射部１５２の表面の偏光子１５４を透過し、絶縁体１５５を伝搬し、金属１５６によって反射される。
　一方で、ｙ軸方向の偏波成分を持つ電磁波１１３＃３は、偏光子１５４によって反射される。このとき、反射波としての電磁波１１４＃２、１１５＃２は、電磁波１１２＃２、１１４＃２が絶縁体１５５を往復する際の光路分だけ、位相差が生じる。このときの位相差θは、下記の（３）式で示すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 　但し、ｎは、絶縁体１５５の屈折率であり、ｄは、絶縁体１５５の厚さである。
　また、λは、電磁波１１２＃２の真空中の波長である。
　なお、このとき偏光子１５４の厚さは、絶縁体１５５よりもはるかに小さいとして無視できるものとする。 As shown in FIG. 4A, the surface of the reflecting unit 152 is a polarizer 154 that transmits electromagnetic waves in the x-axis direction and reflects electromagnetic waves in the y-axis direction. The electromagnetic wave 112 # 2 having the polarization component 101 in the x-axis direction passes through the polarizer 154 on the surface of the reflecting portion 152, propagates through the insulator 155, and is reflected by the metal 156.
On the other hand, the electromagnetic wave 113 # 3 having a polarization component in the y-axis direction is reflected by the polarizer 154. At this time, the electromagnetic waves 114 # 2 and 115 # 2 as reflected waves have a phase difference by the amount of the optical path when the electromagnetic waves 112 # 2 and 114 # 2 reciprocate in the insulator 155. The phase difference θ at this time can be expressed by the following equation (3).
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 However, n is the refractive index of the insulator 155, and d is the thickness of the insulator 155.
Further, λ is the wavelength of the electromagnetic wave 112 # 2 in vacuum.
At this time, the thickness of the polarizer 154 is considered to be much smaller than that of the insulator 155 and can be ignored.
　実施の形態１では、絶縁体１５５の厚さに関する条件として、位相差θがπの奇数倍となるように決定する。つまり、厚さｄは、下記の（４）式を満足するように決定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 　但し、ｍは、０以上の任意の整数である。
　従って、厚さｄは、下記の（５）式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 　なお、位相差θの条件は以上が最適ではあるが、πの偶数倍でなければよく、その他の条件でもよい。 In the first embodiment, as a condition regarding the thickness of the insulator 155, the phase difference θ is determined to be an odd multiple of π. That is, the thickness d is determined so as to satisfy the following equation (4).
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 However, m is an arbitrary integer of 0 or more.
Therefore, the thickness d is represented by the following equation (5).
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 The above is the optimum condition for the phase difference θ, but it does not have to be an even multiple of π, and other conditions may be used.
　図４（Ｃ）は、反射された電磁波１１４＃２、１１５＃２の偏波成分１０４＃２、１０５＃２と、その合成偏波成分１０６＃２とを示すグラフである。
　電磁波１１４＃２は、電磁波１１５＃２からπだけ位相が遅れるため、電磁波１１５＃２の偏波成分１０５＃２がｙ軸正方向のとき、電磁波１１４＃２の偏波成分１０４＃２は、偏波成分の向きがｘ軸の負方向となる。従って、偏波成分１０４＃２、１０５＃２の合成偏波成分１０６＃２を持つ電磁波ＥＲ１３５は、下記の（６）式に示すように、ｘ軸方向を基準として反時計回りに１３５度の方向に大きさを持つ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 　但し、右辺の第１項及び第２項は、それぞれ電磁波１１４＃２及び電磁波１１５＃２である。 FIG. 4C is a graph showing the polarized wave components 104 # 2 and 105 # 2 of the reflected electromagnetic waves 114 # 2 and 115 # 2 and the combined polarized wave components 106 # 2.
Since the phase of the electromagnetic wave 114 # 2 is delayed by π from the electromagnetic wave 115 # 2, when the polarization component 105 # 2 of the electromagnetic wave 115 # 2 is in the positive y-axis direction, the polarization component 104 # 2 of the electromagnetic wave 114 # 2 is The direction of the polarization component is the negative direction of the x-axis. Therefore, the electromagnetic wave ER135 having the combined polarization component 106 # 2 of the polarization components 104 # 2 and 105 # 2 is 135 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction as shown in the following equation (6). It has a size in the direction of.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 However, the first term and the second term on the right side are electromagnetic waves 114 # 2 and electromagnetic waves 115 # 2, respectively.
　以上のように、実施の形態１では、電磁波送受信器１１０は、ｘ軸方向である第１の偏波方向及びｙ軸方向である第２の偏波方向を変化させずに、送信波を反射する第１の種類の反射部１５１と、第１の偏波方向を変化させずに、第２の偏波方向を１８０度変化させて、送信波を反射する第２の種類の反射部１５２とを含んでいる。
　具体的には、反射部１５１は、送信波が入射し、第１の偏波成分及び第２の偏波成分を反射する第１の金属１５３の第１の層と、第１の層の下の絶縁体１５５の第２の層と、第２の層の下の第２の金属１５６の第３の層とを有する。
　また、反射部１５２は、送信波が入射し、第１の偏波成分を反射するとともに、第２の偏波成分を透過させる偏光子１５４の第４の層と、第４の層の下の絶縁体１５５の第５の層と、第５の層の下の、第２の偏波成分を反射する第２の金属１５６の第６の層とを有する。
　そして、第２の層及び第５の層の厚さは、予め定められた正の奇数と、送信波の真空中の波長とを乗じた値から、４に絶縁体１５５の屈折率を乗じた値を除した値としている。
　以上により、図１に示されている反射部１５１、１５２のそれぞれは、送信波の各偏波成分の位相差を制御して両方の偏波成分を反射することで、偏波成分が合成された反射波が互いに異なる偏波状態となるように制御して反射する。 As described above, in the first embodiment, the electromagnetic wave transmitter / receiver 110 reflects the transmitted wave without changing the first polarization direction in the x-axis direction and the second polarization direction in the y-axis direction. The first type of reflecting unit 151, and the second type of reflecting unit 152 that reflects the transmitted wave by changing the second polarization direction by 180 degrees without changing the first polarization direction. Includes.
Specifically, the reflection unit 151 has a first layer of the first metal 153 that receives the transmitted wave and reflects the first polarization component and the second polarization component, and below the first layer. It has a second layer of the insulator 155 and a third layer of the second metal 156 below the second layer.
Further, the reflecting unit 152 is under the fourth layer and the fourth layer of the polarizer 154 on which the transmitted wave is incident, reflects the first polarization component, and transmits the second polarization component. It has a fifth layer of insulator 155 and a sixth layer of second metal 156 below the fifth layer that reflects the second polarization component.
The thickness of the second layer and the fifth layer is obtained by multiplying 4 by the refractive index of the insulator 155 from the value obtained by multiplying the predetermined positive odd number by the wavelength of the transmitted wave in vacuum. The value is divided by the value.
As described above, each of the reflection units 151 and 152 shown in FIG. 1 controls the phase difference of each polarization component of the transmitted wave to reflect both polarization components, thereby synthesizing the polarization components. The reflected waves are controlled and reflected so that they are in different polarized states.
　偏波情報読取部は、電磁波送受信器１１０で受信された反射波から、反射波の偏波状態である反射偏波状態を読み取る。
　例えば、偏波情報読取部１２０は、電磁波送受信器１１０が受信した、ｘ軸方向を基準として反時計回りに４５度又は１３５度の方向に大きさを持つ２つの偏波状態を持つ電磁波の受信強度に関して差を取り、受信強度差を算出する。 The polarization information reading unit reads the reflected polarization state, which is the polarization state of the reflected wave, from the reflected wave received by the electromagnetic wave transmitter / receiver 110.
For example, the polarization information reading unit 120 receives the electromagnetic wave received by the electromagnetic wave transmitter / receiver 110 having two polarization states having a magnitude of 45 degrees or 135 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction. Take the difference in intensity and calculate the reception intensity difference.
　位置計測部１３０は、偏波情報読取部１２０で読み取られた反射偏波状態の変化から、移動体の位置を特定する位置特定部として機能する。
　例えば、位置計測部１３０は、偏波情報読取部１２０が算出した受信強度差を基に、位置計測装置１００の位置を計測し、予め定められた位置を基準としたときの位置計測装置１００の位置である移動距離を示す移動距離情報である位置データを生成し、その位置データを出力する。
　具体的には、位置計測部１３０は、偏波情報読取部１２０で読み取られた反射偏波状態が変化する毎に予め定められた距離である反射部１５１、１５２の大きさを加算することで、移動体の位置を特定する。 The position measuring unit 130 functions as a position specifying unit that specifies the position of the moving body from the change in the reflected polarization state read by the polarization information reading unit 120.
For example, the position measuring unit 130 measures the position of the position measuring device 100 based on the reception intensity difference calculated by the polarization information reading unit 120, and the position measuring device 100 is based on a predetermined position. The position data which is the movement distance information indicating the movement distance which is a position is generated, and the position data is output.
Specifically, the position measuring unit 130 adds the sizes of the reflecting units 151 and 152, which are predetermined distances, each time the reflected polarized wave state read by the polarization information reading unit 120 changes. , Identify the position of the moving object.
　以上に記載された偏波情報読取部１２０及び位置計測部１３０は、例えば、図５に示されているように、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）又はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）等の処理回路１０で構成することができる。 The polarization information reading unit 120 and the position measuring unit 130 described above include, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, and an ASIC (as shown in FIG. 5). It can be configured by a processing circuit 10 such as an Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array).
　次に、実施の形態１に係る位置計測装置１００の動作について説明する。
　図１において、電磁波送受信器１１０の電磁波送受信部１１１は、ｘ軸方向の偏波成分を持つ電磁波１１２とｙ軸方向の偏波成分を持つ電磁波１１３とを電磁波反射器１５０に送信する。 Next, the operation of the position measuring device 100 according to the first embodiment will be described.
In FIG. 1, the electromagnetic wave transmission / reception unit 111 of the electromagnetic wave transmitter / receiver 110 transmits an electromagnetic wave 112 having a polarization component in the x-axis direction and an electromagnetic wave 113 having a polarization component in the y-axis direction to the electromagnetic wave reflector 150.
　電磁波反射器１５０は、電磁波１１２、１１３の両方を反射する。言い換えると、入射する電磁波のいずれの偏波成分も、電磁波反射器１５０の後方に透過させずに、両方の偏波成分が信号として電磁波送受信部１１１に受信される。 The electromagnetic wave reflector 150 reflects both the electromagnetic waves 112 and 113. In other words, neither of the polarization components of the incident electromagnetic wave is transmitted behind the electromagnetic wave reflector 150, and both polarization components are received as signals by the electromagnetic wave transmission / reception unit 111.
　電磁波送受信部１１１は、ｘ軸方向を基準として反時計回りに４５度及び１３５度の方向に大きさを持つ２つの偏波状態の電磁波１１４、１１５を受信する。 The electromagnetic wave transmission / reception unit 111 receives the electromagnetic waves 114 and 115 in two polarized states having magnitudes in the directions of 45 degrees and 135 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction.
　偏波情報読取部１２０は、電磁波送受信部１１１が受信した各電磁波１１４、１１５の受信強度差を算出する。
　位置計測部１３０は、偏波情報読取部１２０が算出した受信強度差に基づき、予め定められた基準位置に対する移動体の相対位置を計測する。 The polarization information reading unit 120 calculates the difference in reception intensity between the electromagnetic waves 114 and 115 received by the electromagnetic wave transmission / reception unit 111.
The position measuring unit 130 measures the relative position of the moving body with respect to a predetermined reference position based on the reception intensity difference calculated by the polarization information reading unit 120.
　図６は、位置計測装置１００の電磁波送受信器１１０の電磁波送受信部１１１の中心がｘ軸の正方向に移動したときの、ｘ軸方向を基準として反時計回りに４５度、１３５度の方向に大きさを持つ２つの偏波状態の電磁波の受信強度１６０、１６１と、各電磁波の受信強度差１６２と、計測した位置１６３とを示すグラフである。
　なお、基準位置Ｐは図６に示されているように、電磁波反射器１５０の左端としている。 FIG. 6 shows the directions of 45 degrees and 135 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction when the center of the electromagnetic wave transmission / reception unit 111 of the electromagnetic wave transmitter / receiver 110 of the position measuring device 100 moves in the positive direction of the x-axis. It is a graph which shows the reception intensity 160, 161 of the electromagnetic wave of two polarized states having a magnitude, the reception intensity difference 162 of each electromagnetic wave, and the measured position 163.
As shown in FIG. 6, the reference position P is the left end of the electromagnetic wave reflector 150.
　ｘ軸方向の各位置において、電磁波送受信部１１１は、電磁波１１２、１１３を送信し、ｘ軸方向を基準として反時計回りに４５度、１３５度の方向に大きさを持つ２つの偏波状態の電磁波１１４、１１５を受信する。 At each position in the x-axis direction, the electromagnetic wave transmission / reception unit 111 transmits electromagnetic waves 112 and 113, and has two polarization states having magnitudes in the directions of 45 degrees and 135 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction. Receives electromagnetic waves 114 and 115.
　偏波情報読取部１２０は、電磁波送受信部１１１が受信した各電磁波１１４、１１５の受信強度１６０、１６１の受信強度差１６２を算出する。受信強度１６０、１６１は、反射部１５２のｘ軸方向の大きさの２倍を周期とする波形である。なお、反射部１５１、１５２がｘ軸に関して異なる大きさの場合は、反射部１５１、１５２のｘ軸方向に関する大きさの和が波形の周期となる。 The polarization information reading unit 120 calculates the reception intensity difference 162 of the reception intensities 160 and 161 of the electromagnetic waves 114 and 115 received by the electromagnetic wave transmission / reception unit 111. The reception intensities 160 and 161 are waveforms whose period is twice the magnitude of the reflection unit 152 in the x-axis direction. When the reflecting portions 151 and 152 have different sizes with respect to the x-axis, the sum of the sizes of the reflecting portions 151 and 152 with respect to the x-axis direction is the period of the waveform.
　受信強度１６０は、反射部１５１の中心で最大となり、反射部１５２の中心で最小となる。一方、受信強度１６１は、反射部１５１の中心で最小となり、反射部１５２の中心で最大となる。 The reception intensity 160 is maximum at the center of the reflection unit 151 and minimum at the center of the reflection unit 152. On the other hand, the reception intensity 161 is the minimum at the center of the reflection unit 151 and the maximum at the center of the reflection unit 152.
　次に、偏波情報読取部１２０は、受信強度１６０から受信強度１６１を減算することで、受信強度差１６２を算出する。受信強度差１６２は、受信強度１６０、１６１と同様に反射部１５１、１５２のｘ軸方向の大きさの２倍を周期とする波形である。受信強度差１６２は、電磁波送受信部１１１の位置が、反射部１５１の上にいるときは正の値となり、反射部１５２の上にいるときは負の値となる。 Next, the polarization information reading unit 120 calculates the reception intensity difference 162 by subtracting the reception intensity 161 from the reception intensity 160. The reception intensity difference 162 is a waveform having a period of twice the magnitude of the reflection portions 151 and 152 in the x-axis direction, similarly to the reception intensities 160 and 161. The reception intensity difference 162 has a positive value when the position of the electromagnetic wave transmission / reception unit 111 is above the reflection unit 151, and a negative value when the position of the electromagnetic wave transmission / reception unit 111 is above the reflection unit 152.
　次に、位置計測部１３０は、受信強度差１６２を基に、原点である基準位置Ｐを基準とした位置を算出し、その位置を示す位置データを生成して、その位置データを出力する。
　具体的には、位置計測部１３０は、受信強度差１６２が正から負の値に変化するとき、反射部１５１のｘ軸方向の大きさを現在の位置に加算して位置１６３を算出し、その位置１６３を示す位置データを出力する。
　また、位置計測部１３０は、受信強度差１６２が負から正の値に変化するとき、反射部１５２のｘ軸方向の大きさを現在の位置に加算して位置１６３を算出し、その位置１６３を示す位置データを出力する。
　なお、位置計測部１３０は、受信強度差１６２の正負が切り替わる点を検出することによって、各反射部１５１、１５２の境界位置、つまり絶対位置を検出することもできる。 Next, the position measurement unit 130 calculates a position with reference to the reference position P, which is the origin, based on the reception intensity difference 162, generates position data indicating the position, and outputs the position data.
Specifically, when the reception intensity difference 162 changes from a positive value to a negative value, the position measurement unit 130 adds the size of the reflection unit 151 in the x-axis direction to the current position to calculate the position 163. The position data indicating the position 163 is output.
Further, when the reception intensity difference 162 changes from a negative value to a positive value, the position measuring unit 130 adds the size of the reflecting unit 152 in the x-axis direction to the current position to calculate the position 163, and calculates the position 163. Outputs the position data indicating.
The position measuring unit 130 can also detect the boundary position, that is, the absolute position of each of the reflecting units 151 and 152 by detecting the point where the positive / negative of the reception intensity difference 162 is switched.
　次に、実施の形態１の位置計測装置１００の効果について説明する。
　実施の形態１は、電磁波の両方の偏波成分を反射する反射部１５１、１５２を備える構成によって、従来技術の課題であった反射部の後方に反射構造物があるときに、位置計測精度が悪化することを解決することができる。 Next, the effect of the position measuring device 100 of the first embodiment will be described.
In the first embodiment, the position measurement accuracy is improved when there is a reflection structure behind the reflection portion, which has been a problem of the prior art, due to the configuration including the reflection portions 151 and 152 that reflect both polarization components of the electromagnetic wave. It can solve the deterioration.
　反射部１５１、１５２は、電磁波の各偏波成分の位相差を制御して両方の偏波成分を反射することで、偏波成分が合成された反射波が互いに異なる偏波状態となるように制御して反射する。以上のような反射の仕方によって、実施の形態１は、電磁波反射器１５０に入射する電磁波のいずれの偏波成分も電磁波反射器１５０の後方に透過させずに、位置計測を実施することができる。 The reflecting units 151 and 152 control the phase difference of each polarization component of the electromagnetic wave to reflect both polarization components so that the reflected waves in which the polarization components are combined are in different polarization states. Control and reflect. According to the above-mentioned reflection method, in the first embodiment, the position measurement can be performed without transmitting any polarization component of the electromagnetic wave incident on the electromagnetic wave reflector 150 behind the electromagnetic wave reflector 150. ..
　従って、実施の形態１は、電磁波反射器１５０の後方に構造物があるような条件下でも、その影響を受けず、位置計測精度を維持することができる。
　また、計測原理に多重反射が考慮されているため、スケール部における多重反射が計測精度に影響しない。
　さらに、実施の形態１で使用される電磁波は、電波とテラヘルツ波とであるため、埃等の汚れ等によって散乱されずに透過し、また外乱光等の環境の変化の影響を受けないという利点を有する。 Therefore, in the first embodiment, even under the condition that there is a structure behind the electromagnetic wave reflector 150, the position measurement accuracy can be maintained without being affected by the structure.
Further, since multiple reflections are taken into consideration in the measurement principle, multiple reflections in the scale portion do not affect the measurement accuracy.
Further, since the electromagnetic waves used in the first embodiment are radio waves and terahertz waves, they have the advantage that they are transmitted without being scattered by dirt such as dust and are not affected by environmental changes such as ambient light. Has.
　なお、実施の形態１では、２種類の反射部１５１、１５２が予め定められた間隔Ｗで隙間なく配置されるとしたが、隙間を有した構成としてもよい。 In the first embodiment, the two types of reflecting portions 151 and 152 are arranged without a gap at a predetermined interval W, but a configuration having a gap may be used.
実施の形態２．
　図７は、実施の形態２に係る位置計測装置２００の構成を示す概略図である。
　位置計測装置２００は、電磁波送受信器２１０と、偏波情報読取部１２０と、位置計測部１３０と、電磁波反射器２５０とを備える。
　実施の形態２に係る位置計測装置２００の偏波情報読取部１２０及び位置計測部１３０は、実施の形態１に係る位置計測装置１００の偏波情報読取部１２０及び位置計測部１３０と同様である。
　電磁波送受信器２１０は、１つの電磁波送受信部２１１を備える送受信器である。 Embodiment 2.
FIG. 7 is a schematic view showing the configuration of the position measuring device 200 according to the second embodiment.
The position measuring device 200 includes an electromagnetic wave transmitter / receiver 210, a polarization information reading unit 120, a position measuring unit 130, and an electromagnetic wave reflector 250.
The polarization information reading unit 120 and the position measuring unit 130 of the position measuring device 200 according to the second embodiment are the same as the polarization information reading unit 120 and the position measuring unit 130 of the position measuring device 100 according to the first embodiment. ..
The electromagnetic wave transmitter / receiver 210 is a transmitter / receiver including one electromagnetic wave transmission / reception unit 211.
　図８は、電磁波送受信器２１０の電磁波送受信部２１１と、電磁波反射器２５０との俯瞰図である。
　電磁波送受信部２１１は、電磁波反射器２５０のｙ軸方向に関して中心位置の真上を、ｘ軸方向に通過するように設置される。 FIG. 8 is a bird's-eye view of the electromagnetic wave transmission / reception unit 211 of the electromagnetic wave transmitter / receiver 210 and the electromagnetic wave reflector 250.
The electromagnetic wave transmission / reception unit 211 is installed so as to pass directly above the center position of the electromagnetic wave reflector 250 in the y-axis direction in the x-axis direction.
　電磁波送受信部２１１は、電磁波送受信部２１１から見て時計回りに回転する円偏波成分を持つ電磁波２１２、２１３を送信波として送信し、ｘ軸方向を基準として、反時計回りに４５度及び１３５度の偏波成分を有する電磁波２１４、２１５を反射波として受信する送受信部である。 The electromagnetic wave transmission / reception unit 211 transmits electromagnetic waves 212 and 213 having a circularly polarized wave component that rotates clockwise when viewed from the electromagnetic wave transmission / reception unit 211 as transmission waves, and 45 degrees and 135 counterclockwise with reference to the x-axis direction. It is a transmission / reception unit that receives electromagnetic waves 214 and 215 having a degree of polarization component as reflected waves.
　なお、送信される円偏波成分を持つ電磁波ＥＩＡは、下記の（７）式のように、ｘ軸方向の偏波成分を持つ電磁波２１２と、ｙ軸方向の偏波成分を持つ電磁波２１３とが、π／４の位相差をもって合成された電磁波である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 Incidentally, the electromagnetic waves E IA with circular polarization component to be transmitted, the electromagnetic wave 213 having as (7) below, the electromagnetic wave 212 having a polarization component in the x-axis direction, the polarization component in the y-axis direction Is an electromagnetic wave synthesized with a phase difference of π / 4.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　電磁波反射器２５０は、二種類の反射部２５７、２５２が予め定められた間隔Ｗで隙間なく配置されることで構成される反射器である。
　反射部２５７、２５２は、電磁波送受信部から送信された円偏波の電磁波を、ｘ軸方向とｙ軸方向の偏波成分を持つ各電磁波の位相差を制御して両方を反射する。反射部２５７、２５２で反射された電磁波２１４、２１５は、互いに異なる偏波状態の電磁波となる。また、電磁波２１４、２１５は、送信された電磁波２１２、２１３の偏波状態である円偏波とも異なっている。 The electromagnetic wave reflector 250 is a reflector in which two types of reflecting portions 257 and 252 are arranged at a predetermined interval W without a gap.
The reflecting units 257 and 252 reflect the circularly polarized electromagnetic waves transmitted from the electromagnetic wave transmitting / receiving unit by controlling the phase difference of each electromagnetic wave having polarization components in the x-axis direction and the y-axis direction. The electromagnetic waves 214 and 215 reflected by the reflecting units 257 and 252 are electromagnetic waves having different polarization states from each other. Further, the electromagnetic waves 214 and 215 are also different from the circularly polarized waves which are the polarization states of the transmitted electromagnetic waves 212 and 213.
　反射部２５７は、ｚ軸方向に関して大きい位置から順番に、ｘ軸方向の偏波成分を持つ電磁波を反射し、ｙ軸方向の偏波成分を持つ電磁波を透過させる偏光子２５８と、予め定められた厚さの絶縁体２５５と、金属２５６とを重ねることで構成される。 The reflecting unit 257 is predetermined as a polarizer 258 that reflects an electromagnetic wave having a polarization component in the x-axis direction and transmits an electromagnetic wave having a polarization component in the y-axis direction in order from a position larger in the z-axis direction. It is composed of a thick insulator 255 and a metal 256 stacked on top of each other.
　反射部２５２は、ｚ軸方向に関して大きい位置から順番に、ｘ軸方向の偏波成分を持つ電磁波を透過させ、ｙ軸方向の偏波成分を持つ電磁波を反射する偏光子２５４と、予め定められた厚さを持つ絶縁体２５５と、金属２５６とを重ねることで構成される。 The reflecting unit 252 is predetermined as a polarizer 254 that transmits an electromagnetic wave having a polarization component in the x-axis direction and reflects an electromagnetic wave having a polarization component in the y-axis direction in order from a position larger in the z-axis direction. It is composed of an insulator 255 having a thick thickness and a metal 256.
　図９（Ａ）～（Ｃ）は、反射部２５７からの反射波を説明するための概略図である。
　図９（Ａ）に示されているように、電磁波送受信部２１１から反射部２５７に電磁波２１２＃１、２１３＃１が送信される。そして、反射部２５７は、電磁波２１４＃１、２１５＃１を反射波として反射する。 9 (A) to 9 (C) are schematic views for explaining the reflected wave from the reflecting unit 257.
As shown in FIG. 9A, electromagnetic waves 212 # 1 and 213 # 1 are transmitted from the electromagnetic wave transmission / reception unit 211 to the reflection unit 257. Then, the reflecting unit 257 reflects the electromagnetic waves 214 # 1 and 215 # 1 as reflected waves.
　図９（Ｂ）は、予め定められた場所及び時刻における電磁波２１２＃１、２１３＃１の合成偏波成分２０３＃１を示すグラフである。
　図９（Ｂ）に示されているように、電磁波２１２＃１、２１３＃１の合成偏波成分２０３＃１は、電磁波送受信部２１１から見て時計回りに回転する円偏波状態となる。 FIG. 9B is a graph showing the synthetic polarization component 203 # 1 of the electromagnetic waves 212 # 1 and 213 # 1 at a predetermined place and time.
As shown in FIG. 9B, the combined polarization component 203 # 1 of the electromagnetic waves 212 # 1 and 213 # 1 is in a circularly polarized state that rotates clockwise when viewed from the electromagnetic wave transmission / reception unit 211.
　図９（Ａ）に示されているように、反射部２５７の表面はｘ軸方向の電磁波を反射し、ｙ軸方向の電磁波を透過させる偏光子２５８である。ｘ軸方向の偏波成分を持つ電磁波２１２＃１は、反射部２５７の表面の偏光子２５８で反射される。 As shown in FIG. 9A, the surface of the reflecting portion 257 is a polarizer 258 that reflects electromagnetic waves in the x-axis direction and transmits electromagnetic waves in the y-axis direction. The electromagnetic wave 212 # 1 having a polarization component in the x-axis direction is reflected by the polarizer 258 on the surface of the reflecting unit 257.
　一方で、ｙ軸方向の偏波成分を持つ電磁波２１３＃１は、偏光子２５８を透過し、絶縁体２５５を伝搬し、金属２５６によって反射される。このとき、電磁波２１４＃１と、電磁波２１５＃１とは、電磁波２１３＃１、２１５＃１が絶縁体２５５を往復する際の光路差だけ位相差が生じる。 On the other hand, the electromagnetic wave 213 # 1 having a polarization component in the y-axis direction passes through the polarizer 258, propagates through the insulator 255, and is reflected by the metal 256. At this time, the electromagnetic waves 214 # 1 and the electromagnetic waves 215 # 1 have a phase difference by the optical path difference when the electromagnetic waves 213 # 1 and 215 # 1 reciprocate in the insulator 255.
　実施の形態では、その位相差がπ／４と、２πの整数倍との和と等しくなるように絶縁体２５５の厚さが決定される。以上の条件を満たす位相差θは、下記の（８）式で示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 　従って、厚さｄは、下記の（９）式を満足するように決定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 In the embodiment, the thickness of the insulator 255 is determined so that the phase difference is equal to the sum of π / 4 and an integral multiple of 2π. The phase difference θ satisfying the above conditions is represented by the following equation (8).
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 Therefore, the thickness d is determined so as to satisfy the following equation (9).
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　図９（Ｃ）は、反射波としての電磁波２１４＃１、２１５＃１の偏波成分２０４＃１、２０５＃１と、その合成偏波成分２０６＃１とを示すグラフである。
　電磁波２１３＃１、２１５＃１は、絶縁体２５５を往復する分、電磁波２１２＃１、２１４＃１よりもπ／４だけ位相が遅れるため、反射された電磁波ＥＲ４５Ａは、下記の（１０）式に示すように、ｘ軸方向を基準として反時計周りに４５度の回転した方向に大きさを持つ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 　従って、合成偏波成分２０６＃１は、ｘ軸正方向から反時計周りに４５度の回転した方向に大きさを持つ。 FIG. 9C is a graph showing the polarization components 204 # 1 and 205 # 1 of the electromagnetic waves 214 # 1 and 215 # 1 as reflected waves and the combined polarization components 206 # 1.
Since the electromagnetic waves 213 # 1 and 215 # 1 reciprocate in the insulator 255 and are delayed by π / 4 from the electromagnetic waves 212 # 1 and 214 # 1, the reflected electromagnetic wave ER45A is described in (10) below. As shown in the equation, it has a size in the direction of rotation of 45 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 Therefore, the synthetic polarization component 206 # 1 has a magnitude in the direction rotated by 45 degrees counterclockwise from the positive direction of the x-axis.
　図１０（Ａ）～（Ｃ）は、反射部２５７からの反射波を説明するための概略図である。
　図１０（Ａ）に示されているように、電磁波送受信部２１１から反射部２５２に電磁波２１２＃２、２１３＃２が送信される。そして、反射部２５２は、電磁波２１４＃２、２１５＃２を反射波として反射する。 10 (A) to 10 (C) are schematic views for explaining the reflected wave from the reflecting portion 257.
As shown in FIG. 10A, electromagnetic waves 212 # 2 and 213 # 2 are transmitted from the electromagnetic wave transmission / reception unit 211 to the reflection unit 252. Then, the reflecting unit 252 reflects the electromagnetic waves 214 # 2 and 215 # 2 as reflected waves.
　図１０（Ｂ）は、予め定められた場所及び時刻における電磁波２１２＃２、２１３＃２の合成偏波成分２０３＃２を示すグラフである。
　図１０（Ｂ）に示されているように、電磁波２１２＃２、２１３＃２の合成偏波成分２０３＃２は、電磁波送受信部２１１から見て時計回りに回転する円偏波状態となる。 FIG. 10B is a graph showing the synthetic polarization component 203 # 2 of the electromagnetic waves 212 # 2 and 213 # 2 at a predetermined place and time.
As shown in FIG. 10B, the combined polarization component 203 # 2 of the electromagnetic waves 212 # 2 and 213 # 2 is in a circularly polarized state that rotates clockwise when viewed from the electromagnetic wave transmission / reception unit 211.
　図１０（Ａ）に示されているように、反射部２５２の表面はｘ軸方向の電磁波を透過させ、ｙ軸方向の電磁波を反射する偏光子２５４である。ｘ軸方向の偏波成分を持つ電磁波２１２＃２は、反射部２５２の表面の偏光子２５４を透過し、絶縁体２５５を伝搬し、金属２５６によって反射される。 As shown in FIG. 10A, the surface of the reflecting portion 252 is a polarizer 254 that transmits electromagnetic waves in the x-axis direction and reflects electromagnetic waves in the y-axis direction. The electromagnetic wave 212 # 2 having a polarization component in the x-axis direction passes through the polarizer 254 on the surface of the reflecting portion 252, propagates through the insulator 255, and is reflected by the metal 256.
　一方で、ｙ軸方向の偏波成分を持つ電磁波２１３＃２は、偏光子２５４で反射される。このとき、電磁波２１５＃２は、電磁波２１４＃２よりもπ／４と２πの整数倍だけ位相が進む。 On the other hand, the electromagnetic wave 213 # 2 having a polarization component in the y-axis direction is reflected by the polarizer 254. At this time, the phase of the electromagnetic wave 215 # 2 is advanced by an integral multiple of π / 4 and 2π with respect to the electromagnetic wave 214 # 2.
　図１０（Ｃ）は、反射波としての電磁波２１４＃２、２１５＃２の偏波成分２０４＃２、２０５＃２と、その合成偏波成分２０６＃２とを示すグラフである。
　電磁波２１４＃２は、電磁波２１２＃２、２１４＃２が絶縁体２５５を往復することで、電磁波２１５＃２よりもπ／４だけ位相が遅れるため、反射された電磁波ＥＲ１３５Ａは、下記の（１１）式に示すように、ｘ軸方向を基準として反時計周りに１３５度の回転した方向に大きさを持つ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
 FIG. 10C is a graph showing the polarization components 204 # 2 and 205 # 2 of the electromagnetic waves 214 # 2 and 215 # 2 as reflected waves and the combined polarization components 206 # 2.
In the electromagnetic wave 214 # 2, the electromagnetic waves 212 # 2 and 214 # 2 reciprocate in the insulator 255, and the phase is delayed by π / 4 from the electromagnetic wave 215 # 2. Therefore, the reflected electromagnetic wave ER135A is as follows ( As shown in equation 11), it has a size in the direction of rotation of 135 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　以上のように、実施の形態２では、送信される送信波の偏波は、予め定められた方向に回転する円偏波である。
　電磁波反射器２５０は、送信波を、第１の偏波方向を有する直線偏波の第１の偏波成分及び第２の偏波方向を有する直線偏波の第２の偏波成分として反射する第１の種類の反射部２５７と、送信波を、第２の偏波成分及び第３の偏波方向を有する第３の偏波成分として反射する第２の種類の反射部２５２とを含む。そして、第１の偏波方向と第２の偏波方向とを合成した第１の合成偏波方向と、第２の偏波方向と第３の偏波方向とを合成した第２の合成偏波方向とは、９０度の差を有している。 As described above, in the second embodiment, the polarized wave of the transmitted wave to be transmitted is a circularly polarized wave that rotates in a predetermined direction.
The electromagnetic wave reflector 250 reflects the transmitted wave as a first polarization component of linearly polarized light having a first polarization direction and a second polarization component of linearly polarized light having a second polarization direction. It includes a first type of reflection unit 257 and a second type of reflection unit 252 that reflects the transmitted wave as a second polarization component and a third polarization component having a third polarization direction. Then, the first composite polarization direction in which the first polarization direction and the second polarization direction are combined, and the second synthesis bias in which the second polarization direction and the third polarization direction are combined are combined. It has a difference of 90 degrees from the wave direction.
　具体的には、反射部２５７は、送信波が入射し、送信波を第１の偏波成分として反射する第１の偏光子２５８の第１の層と、第１の層の下の絶縁体２５５の第２の層と、第２の層の下の、送信波を第２の偏波成分として反射する金属２５６の第３の層とを有する。
　また、反射部２５２は、送信波が入射し、送信波を第２の偏波成分として反射する第２の偏光子２５４の第４の層と、第４の層の下の絶縁体２５５の第５の層と、第５の層の下の、送信波を第３の偏波成分として反射する金属２５６の第６の層とを有する。
　そして、第２の層及び第５の層の厚さは、８の倍数に１を加えた値と、送信波の真空中の波長とを乗じた値から、１６に絶縁体２５５の屈折率を乗じた値を除した値である。
　以上により、反射部２５７、２５２のそれぞれは、電磁波の各偏波成分の位相差を制御して両方の偏波成分を反射することで、偏波成分が合成された反射波が互いに異なる偏波状態となるように制御して反射する。また、反射波の偏波状態は、入射波の偏波状態とも異なる。 Specifically, the reflecting unit 257 has a first layer of a first polarizer 258 that receives a transmitted wave and reflects the transmitted wave as a first polarization component, and an insulator under the first layer. It has a second layer of 255 and a third layer of metal 256 below the second layer that reflects the transmitted wave as a second polarization component.
Further, the reflecting unit 252 has a fourth layer of the second polarizer 254 on which the transmitted wave is incident and reflects the transmitted wave as the second polarization component, and a second layer of the insulator 255 under the fourth layer. It has a layer 5 and a sixth layer of metal 256 below the fifth layer that reflects the transmitted wave as a third polarization component.
The thickness of the second layer and the fifth layer is obtained by multiplying 16 by the value obtained by adding 1 to a multiple of 8 and the wavelength of the transmitted wave in vacuum, and multiplying 16 by the refractive index of the insulator 255. It is the value obtained by dividing the multiplied value.
As described above, each of the reflecting units 257 and 252 controls the phase difference of each polarization component of the electromagnetic wave to reflect both polarization components, so that the reflected waves in which the polarization components are synthesized are different from each other. It is controlled to be in a state and reflected. Further, the polarization state of the reflected wave is also different from the polarization state of the incident wave.
　次に、実施の形態２の位置計測装置２００の動作について説明する。
　位置計測装置２００の動作は、実施の形態１の位置計測装置１００の動作と同様である。但し、位置計測装置２００において、電磁波送受信部２１１が受信する電磁波の偏波状態が、反射部２５７、２５２のいずれによって反射された場合でも入射波の偏波状態と異なる。 Next, the operation of the position measuring device 200 of the second embodiment will be described.
The operation of the position measuring device 200 is the same as the operation of the position measuring device 100 of the first embodiment. However, in the position measuring device 200, the polarization state of the electromagnetic wave received by the electromagnetic wave transmission / reception unit 211 is different from the polarization state of the incident wave regardless of whether it is reflected by the reflection unit 257 or 252.
　図１１は、位置計測装置２００の電磁波送受信器２１０の電磁波送受信部２１１の中心がｘ軸の正方向に移動したときの、ｘ軸方向を基準として反時計回りに４５度、１３５度の方向に大きさを持つ２つの偏波状態の電磁波の受信強度１６０、１６１と、各電磁波の受信強度差１６２と、計測した位置１６３とを示すグラフである。
　実施の形態２でも、実施の形態１と同様にして、位置１６３が計測される。 FIG. 11 shows the directions of 45 degrees and 135 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction when the center of the electromagnetic wave transmission / reception unit 211 of the electromagnetic wave transmitter / receiver 210 of the position measuring device 200 moves in the positive direction of the x-axis. It is a graph which shows the reception intensity 160, 161 of the electromagnetic wave of two polarized states having a magnitude, the reception intensity difference 162 of each electromagnetic wave, and the measured position 163.
In the second embodiment, the position 163 is measured in the same manner as in the first embodiment.
　次に、実施の形態２の位置計測装置２００の効果について説明する。
　実施の形態２において、電磁波送受信器２１０は、マルチパス等によって電磁波反射器２５０以外の構造物から反射してきた電磁波については、電磁波送受信器２１０が検出する偏波状態は、電磁波送受信器２１０が送信する偏波状態とは異なるため、信号として検出しない。従って、実施の形態２の位置計測装置２００は、実施の形態１の効果に加え、電磁波反射器２１０以外からの雑音となる反射波を受信しないため、位置計測精度を維持することができる。 Next, the effect of the position measuring device 200 of the second embodiment will be described.
In the second embodiment, the electromagnetic wave transmitter / receiver 210 transmits the polarization state detected by the electromagnetic wave transmitter / receiver 210 with respect to the electromagnetic wave reflected from the structure other than the electromagnetic wave reflector 250 by multipath or the like. Since it is different from the polarization state, it is not detected as a signal. Therefore, in addition to the effect of the first embodiment, the position measuring device 200 of the second embodiment does not receive the reflected wave that becomes noise from other than the electromagnetic wave reflector 210, so that the position measuring accuracy can be maintained.
　なお、実施の形態２では、電磁波送受信部２１１は、電磁波送受信部２１１から見て時計回りに回転する円偏波の電磁波を送信するとしたが、反時計回りに回転する円偏波の電磁波を送信してもよい。 In the second embodiment, the electromagnetic wave transmission / reception unit 211 transmits a circularly polarized electromagnetic wave that rotates clockwise when viewed from the electromagnetic wave transmission / reception unit 211, but transmits a circularly polarized electromagnetic wave that rotates counterclockwise. You may.
実施の形態３．
　図１２は、実施の形態３に係る位置計測装置３００の構成を示す概略図である。
　位置計測装置３００は、電磁波送受信器３１０と、偏波情報読取部１２０と、位置計測部１３０と、電磁波反射器２５０とを備える。
　実施の形態３に係る位置計測装置３００の偏波情報読取部１２０及び位置計測部１３０は、実施の形態１に係る位置計測装置１００の偏波情報読取部１２０及び位置計測部１３０と同様である。
　また、実施の形態３に係る位置計測装置３００の電磁波反射器２５０は、実施の形態２に係る位置計測装置２００の電磁波反射器２５０と同様である。
　電磁波送受信器３１０は、１つの電磁波送受信部３１１を備える送受信器である。 Embodiment 3.
FIG. 12 is a schematic view showing the configuration of the position measuring device 300 according to the third embodiment.
The position measuring device 300 includes an electromagnetic wave transmitter / receiver 310, a polarization information reading unit 120, a position measuring unit 130, and an electromagnetic wave reflector 250.
The polarization information reading unit 120 and the position measuring unit 130 of the position measuring device 300 according to the third embodiment are the same as the polarization information reading unit 120 and the position measuring unit 130 of the position measuring device 100 according to the first embodiment. ..
Further, the electromagnetic wave reflector 250 of the position measuring device 300 according to the third embodiment is the same as the electromagnetic wave reflector 250 of the position measuring device 200 according to the second embodiment.
The electromagnetic wave transmitter / receiver 310 is a transmitter / receiver including one electromagnetic wave transmission / reception unit 311.
　図１３は、電磁波送受信器３１０の電磁波送受信部３１１と、電磁波反射器２５０との俯瞰図である。
　電磁波送受信部３１１は、電磁波反射器２５０のｙ軸方向に関して中心位置の真上を、ｘ軸方向に通過するように設置される。 FIG. 13 is a bird's-eye view of the electromagnetic wave transmission / reception unit 311 of the electromagnetic wave transmitter / receiver 310 and the electromagnetic wave reflector 250.
The electromagnetic wave transmission / reception unit 311 is installed so as to pass directly above the center position of the electromagnetic wave reflector 250 in the y-axis direction in the x-axis direction.
　電磁波送受信部３１１は、ｘ軸方向を基準として、反時計回りに４５度の偏波成分を有する電磁波３１２、３１３を送信波として送信し、時計回りの円偏波成分と反時計回りの円偏波成分とを有する電磁波３１４、３１５を反射波として受信する送受信部である。
　電磁波送受信部３１１から送信される電磁波ＥＩは、下記の（１２）式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
 The electromagnetic wave transmission / reception unit 311 transmits electromagnetic waves 312 and 313 having a polarization component of 45 degrees counterclockwise with reference to the x-axis direction as a transmission wave, and has a clockwise circularly polarized wave component and a counterclockwise circular polarization. It is a transmission / reception unit that receives electromagnetic waves 314 and 315 having a wave component as reflected waves.
The electromagnetic waves E I sent from the electromagnetic wave transmitting and receiving unit 311 is expressed by the following equation (12).
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　図１４（Ａ）～（Ｃ）は、反射部２５７からの反射波を説明するための概略図である。
　図１４（Ａ）に示されているように、電磁波送受信部３１１から反射部２５７に電磁波３１２＃１、３１３＃１が送信される。そして、反射部２５７は、電磁波３１４＃１、３１５＃１を反射波として反射する。 14 (A) to 14 (C) are schematic views for explaining the reflected wave from the reflecting unit 257.
As shown in FIG. 14A, electromagnetic waves 312 # 1 and 313 # 1 are transmitted from the electromagnetic wave transmission / reception unit 311 to the reflection unit 257. Then, the reflecting unit 257 reflects the electromagnetic waves 314 # 1 and 315 # 1 as reflected waves.
　図１４（Ｂ）は、予め定められた場所及び時刻における電磁波３１２＃１、３１３＃１の合成偏波成分３０３＃１を示すグラフである。
　偏波成分３０１＃１、３０２＃１は、それぞれｘ軸方向と、ｙ軸方向とに同じ大きさを持つため、合成偏波成分３０３＃１は、ｘ軸方向を基準として反時計周りに４５度の方向に大きさを持つ。言い換えると、電磁波３１２＃１、３１３＃１を合成した電磁波は、ｘ軸方向を基準として反時計周りに４５度の方向に振動する。 FIG. 14B is a graph showing the synthetic polarization component 303 # 1 of the electromagnetic waves 312 # 1 and 313 # 1 at a predetermined place and time.
Since the polarization components 301 # 1 and 302 # 1 have the same magnitude in the x-axis direction and the y-axis direction, respectively, the synthetic polarization component 303 # 1 is 45 counterclockwise with respect to the x-axis direction. It has a size in the direction of degrees. In other words, the electromagnetic wave obtained by synthesizing the electromagnetic waves 312 # 1 and 313 # 1 oscillates in the direction of 45 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction.
　図１４（Ａ）に示されているように、反射部２５７の表面はｘ軸方向の電磁波を反射し、ｙ軸方向の電磁波を透過させる偏光子２５８である。ｘ軸方向の偏波成分を持つ電磁波３１２＃１は、反射部２５７の表面の偏光子２５８で反射される。 As shown in FIG. 14A, the surface of the reflecting portion 257 is a polarizer 258 that reflects electromagnetic waves in the x-axis direction and transmits electromagnetic waves in the y-axis direction. The electromagnetic wave 312 # 1 having a polarization component in the x-axis direction is reflected by the polarizer 258 on the surface of the reflecting unit 257.
　一方で、ｙ軸方向の偏波成分を持つ電磁波３１３＃１は、偏光子２５８を透過し、絶縁体２５５を伝搬し、金属２５６によって反射される。このとき、電磁波３１４＃１と、電磁波３１５＃１とは、電磁波３１３＃１、３１５＃１が絶縁体２５５を往復する分のπ／４だけ位相が遅れるため、反射波は以下の（１３）式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
 On the other hand, the electromagnetic wave 313 # 1 having a polarization component in the y-axis direction passes through the polarizer 258, propagates through the insulator 255, and is reflected by the metal 256. At this time, since the phases of the electromagnetic waves 314 # 1 and the electromagnetic waves 315 # 1 are delayed by π / 4 for the electromagnetic waves 313 # 1 and 315 # 1 reciprocating in the insulator 255, the reflected wave is as follows (13). It is represented by an expression.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
　図１４（Ｃ）は、反射波としての電磁波３１４＃２、３１５＃２の偏波成分３０４＃１、３０５＃１と、その合成偏波成分３０６＃１とを示すグラフである。
　図１４（Ｃ）に示されているように、電磁波３１４＃２、３１５＃２の偏波成分３０４＃１、３０５＃１の合成偏波成分３０６＃１は、電磁波送受信部３１１からみて反時計回りに回転する円偏波となる。 FIG. 14C is a graph showing the polarization components 304 # 1 and 305 # 1 of the electromagnetic waves 314 # 2 and 315 # 2 as reflected waves and their synthetic polarization components 306 # 1.
As shown in FIG. 14C, the polarization components 304 # 1 of the electromagnetic waves 314 # 2 and 315 # 2 and the synthetic polarization component 306 # 1 of the 305 # 1 are counterclockwise when viewed from the electromagnetic wave transmission / reception unit 311. It becomes a circularly polarized wave that rotates around.
　図１５（Ａ）～（Ｃ）は、反射部２５２からの反射波を説明するための概略図である。
　図１５（Ａ）に示されているように、電磁波送受信部３１１から反射部２５２に電磁波３１２＃２、３１３＃２が送信される。そして、反射部２５２は、電磁波３１４＃２、３１５＃２を反射波として反射する。 15 (A) to 15 (C) are schematic views for explaining the reflected wave from the reflecting unit 252.
As shown in FIG. 15A, electromagnetic waves 312 # 2 and 313 # 2 are transmitted from the electromagnetic wave transmission / reception unit 311 to the reflection unit 252. Then, the reflecting unit 252 reflects the electromagnetic waves 314 # 2 and 315 # 2 as reflected waves.
　図１５（Ｂ）は、予め定められた場所及び時刻における電磁波３１２＃２、３１３＃２の合成偏波成分３０３＃２を示すグラフである。
　偏波成分３０１＃２、３０２＃２は、それぞれｘ軸方向と、ｙ軸方向とに同じ大きさを持つため、合成偏波成分３０３＃２は、ｘ軸方向を基準として反時計周りに４５度の方向に大きさを持つ。言い換えると、電磁波３１２＃２、３１３＃２を合成した電磁波は、ｘ軸方向を基準として反時計周りに４５度の方向に振動する。 FIG. 15B is a graph showing the synthetic polarization component 303 # 2 of the electromagnetic waves 312 # 2 and 313 # 2 at a predetermined place and time.
Since the polarization components 301 # 2 and 302 # 2 have the same magnitude in the x-axis direction and the y-axis direction, respectively, the synthetic polarization component 303 # 2 is 45 counterclockwise with respect to the x-axis direction. It has a size in the direction of degrees. In other words, the electromagnetic wave obtained by synthesizing the electromagnetic waves 312 # 2 and 313 # 2 oscillates in the direction of 45 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction.
　図１５（Ａ）に示されているように、反射部２５２の表面はｘ軸方向の電磁波を透過させ、ｙ軸方向の電磁波を反射する偏光子２５４である。ｙ軸方向の偏波成分を持つ電磁波３１３＃２は、反射部２５２の表面の偏光子２５４で反射される。 As shown in FIG. 15A, the surface of the reflecting portion 252 is a polarizer 254 that transmits electromagnetic waves in the x-axis direction and reflects electromagnetic waves in the y-axis direction. The electromagnetic wave 313 # 2 having a polarization component in the y-axis direction is reflected by the polarizer 254 on the surface of the reflecting unit 252.
　一方で、ｘ軸方向の偏波成分を持つ電磁波３１２＃２は、偏光子２５４を透過し、絶縁体２５５を伝搬し、金属２５６によって反射される。このとき、電磁波３１５＃２と、電磁波３１４＃２とは、電磁波３１２＃２、３１４＃２が絶縁体２５５を往復する分のπ／４だけ位相が遅れるため、反射波は以下の（１４）式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
 On the other hand, the electromagnetic wave 312 # 2 having a polarization component in the x-axis direction passes through the polarizer 254, propagates through the insulator 255, and is reflected by the metal 256. At this time, the electromagnetic waves 315 # 2 and the electromagnetic waves 314 # 2 are delayed by π / 4 as the electromagnetic waves 312 # 2 and 314 # 2 reciprocate in the insulator 255, so that the reflected wave is as follows (14). It is represented by an expression.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
　図１５（Ｃ）は、反射波としての電磁波３１４＃２、３１５＃２の偏波成分３０４＃２、３０５＃２と、その合成偏波成分３０６＃２とを示すグラフである。
　従って、電磁波３１４＃２、３１５＃２の偏波成分３０４＃２、３０５＃２の合成偏波成分３０６＃２は、電磁波送受信部３１１からみて時計回りに回転する円偏波となる。 FIG. 15C is a graph showing the polarization components 304 # 2 and 305 # 2 of the electromagnetic waves 314 # 2 and 315 # 2 as reflected waves and their synthetic polarization components 306 # 2.
Therefore, the polarization components 304 # 2 of the electromagnetic waves 314 # 2 and 315 # 2 and the synthetic polarization component 306 # 2 of the 305 # 2 are circularly polarized waves that rotate clockwise when viewed from the electromagnetic wave transmission / reception unit 311.
　以上のように、実施の形態３では、送信される送信波は、予め定められた偏波方向を有する直線偏波の偏波成分を含む。
　そして、電磁波反射器３５０は、送信波を、時計回りに回転する円偏波に変化させて反射する第１の種類の反射部２５７と、送信波を、反時計回りに回転する円偏波に変化させて反射する第２の種類の反射部２５２とを含む。 As described above, in the third embodiment, the transmitted wave to be transmitted includes the polarization component of linearly polarized waves having a predetermined polarization direction.
Then, the electromagnetic wave reflector 350 changes the transmitted wave into a circularly polarized wave that rotates clockwise and reflects the first type of reflecting unit 257, and the transmitted wave into a circularly polarized wave that rotates counterclockwise. Includes a second type of reflective section 252 that changes and reflects.
　具体的には、反射部２５７は、送信波が入射し、送信波を、第１の偏波方向を有する直線偏波の第１の偏波成分として反射する第１の偏光子２５８の第１の層と、第１の層の下の絶縁体２５５の第２の層と、第２の層の下の、送信波を、第２の偏波方向を有する第２の偏波成分として反射する金属２５６の第３の層とを有する。
　また、反射部２５２は、送信波が入射し、送信波を、第２の偏波成分として反射する第２の偏光子２５４の第４の層と、第４の層の下の絶縁体２５５の第５の層と、第５の層の下の、送信波を、第３の偏波方向を有する第３の偏波成分として反射する金属２５６の第６の層とを有する。
　そして、第２の層及び第５の層の厚さは、８の倍数に１を加えた値と、送信波の真空中の波長とを乗じた値から、１６に絶縁体２５５の屈折率を乗じた値を除した値である。 Specifically, the reflection unit 257 is the first of the first polarizer 258 that the transmitted wave is incident on and reflects the transmitted wave as the first polarization component of the linearly polarized light having the first polarization direction. And the second layer of the insulator 255 under the first layer, and under the second layer, the transmitted wave is reflected as a second polarization component having a second polarization direction. It has a third layer of metal 256.
Further, the reflecting unit 252 has a fourth layer of the second polarizer 254 that receives the transmitted wave and reflects the transmitted wave as a second polarization component, and an insulator 255 under the fourth layer. It has a fifth layer and a sixth layer of metal 256 below the fifth layer that reflects the transmitted wave as a third polarization component with a third polarization direction.
The thickness of the second layer and the fifth layer is obtained by multiplying 16 by the value obtained by adding 1 to a multiple of 8 and the wavelength of the transmitted wave in vacuum, and multiplying 16 by the refractive index of the insulator 255. It is the value obtained by dividing the multiplied value.
　以上により、反射部２５７、２５２のそれぞれは、電磁波の各偏波成分の位相差を制御して両方の偏波成分を反射することで、偏波成分が合成された反射波が互いに異なる偏波状態となるように制御して反射する。また、反射波の偏波状態は、入射波の偏波状態とも異なる。 As described above, each of the reflecting units 257 and 252 controls the phase difference of each polarization component of the electromagnetic wave to reflect both polarization components, so that the reflected waves in which the polarization components are synthesized are different from each other. It is controlled to be in a state and reflected. Further, the polarization state of the reflected wave is also different from the polarization state of the incident wave.
　次に、実施の形態３の位置計測装置３００の動作について説明する。
　位置計測装置３００の動作は、実施の形態１の位置計測装置１００の動作と同様である。但し、位置計測装置３００において、電磁波送受信器３１０が受信する反射波の偏波状態が、反射部２５７、２５２のいずれによって反射された場合でも入射波の偏波状態とも異なる。 Next, the operation of the position measuring device 300 of the third embodiment will be described.
The operation of the position measuring device 300 is the same as the operation of the position measuring device 100 of the first embodiment. However, in the position measuring device 300, the polarization state of the reflected wave received by the electromagnetic wave transmitter / receiver 310 is different from the polarization state of the incident wave regardless of whether it is reflected by the reflecting unit 257 or 252.
　図１６は、位置計測装置３００の電磁波送受信器３１０の電磁波送受信部３１１の中心がｘ軸の正方向に移動したときの、ｘ軸方向を基準として反時計回りに４５度、１３５度の方向に大きさを持つ２つの偏波状態の電磁波の受信強度１６０、１６１と、各電磁波の受信強度差１６２と、計測した位置１６３とを示すグラフである。
　実施の形態３でも、実施の形態１と同様にして、位置１６３が計測される。 FIG. 16 shows the directions of 45 degrees and 135 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction when the center of the electromagnetic wave transmission / reception unit 311 of the electromagnetic wave transmitter / receiver 310 of the position measuring device 300 moves in the positive direction of the x-axis. It is a graph which shows the reception intensity 160, 161 of the electromagnetic wave of two polarized states having a magnitude, the reception intensity difference 162 of each electromagnetic wave, and the measured position 163.
In the third embodiment, the position 163 is measured in the same manner as in the first embodiment.
　次に、実施の形態３の位置計測装置３００の効果について説明する。
　本発明は、実施の形態２と同様に、実施の形態１の効果に加え、電磁波反射器３１０以外からの雑音となる反射波を受信しないため、位置計測精度を維持することができる。 Next, the effect of the position measuring device 300 of the third embodiment will be described.
Similar to the second embodiment, the present invention does not receive the reflected wave that becomes noise from other than the electromagnetic wave reflector 310 in addition to the effect of the first embodiment, so that the position measurement accuracy can be maintained.
実施の形態４．
　図１７は、実施の形態４に係る位置計測装置４００の構成を示す概略図である。
　位置計測装置４００は、送受信器としての電磁波送受信器４１０と、偏波情報読取部４２０と、位置計測部４３０と、電磁波反射器４５０とを備える。
　実施の形態４に係る位置計測装置４００は、電磁波反射器４５０が三種類の反射部４５８、４５１、４５２を備えることで、移動方向についても判定可能となっている。 Embodiment 4.
FIG. 17 is a schematic view showing the configuration of the position measuring device 400 according to the fourth embodiment.
The position measuring device 400 includes an electromagnetic wave transmitter / receiver 410 as a transmitter / receiver, a polarization information reading unit 420, a position measuring unit 430, and an electromagnetic wave reflector 450.
In the position measuring device 400 according to the fourth embodiment, the electromagnetic wave reflector 450 includes three types of reflecting portions 458, 451 and 452, so that the moving direction can also be determined.
　図１８は、電磁波送受信器４１０の電磁波送受信部４１１と、電磁波反射器４５０との俯瞰図である。
　電磁波送受信部４１１は、電磁波反射器４５０のｙ軸方向に関して中心位置の真上を通過するように設置される。 FIG. 18 is a bird's-eye view of the electromagnetic wave transmitter / receiver 411 of the electromagnetic wave transmitter / receiver 410 and the electromagnetic wave reflector 450.
The electromagnetic wave transmission / reception unit 411 is installed so as to pass directly above the center position of the electromagnetic wave reflector 450 in the y-axis direction.
　電磁波送受信部４１１は、電磁波送受信部４１１から見て時計回りに回転する円偏波の電磁波４１２、４１３を送信波として送信し、ｘ軸方向を基準として、反時計回りに４５度及び１３５度の偏波成分、又は、電磁波反射器４５０から電磁波送受信部４１１の方向に見て時計回りに回転する円偏波成分を含む電磁波４１４、４１５を反射波として受信する送受信部である。 The electromagnetic wave transmission / reception unit 411 transmits circularly polarized electromagnetic waves 412 and 413 that rotate clockwise when viewed from the electromagnetic wave transmission / reception unit 411 as transmission waves, and counterclockwise 45 degrees and 135 degrees with respect to the x-axis direction. It is a transmission / reception unit that receives electromagnetic waves 414 and 415 as reflected waves, which include a polarization component or a circularly polarization component that rotates clockwise from the electromagnetic wave reflector 450 in the direction of the electromagnetic wave transmission / reception unit 411.
　電磁波反射器４５０は、三種類の反射部２５７、１５１、１５２を予め定められた間隔Ｗで隙間なく配置することで構成されている反射器である。 The electromagnetic wave reflector 450 is a reflector configured by arranging three types of reflectors 257, 151, and 152 at predetermined intervals W without gaps.
　反射部１５１は、表面が金属１５３で構成されており、電磁波送受信部４１１から送信された円偏波の電磁波を表面で反射する。
　反射部１５２、２５７は、電磁波送受信部４１１から送信された円偏波の電磁波をそれぞれｘ軸方向から反時計回りに４５度、１３５度の方向の偏波成分を持つ反射波として反射する。 The surface of the reflection unit 151 is made of metal 153, and the surface reflects the circularly polarized electromagnetic wave transmitted from the electromagnetic wave transmission / reception unit 411.
The reflection units 152 and 257 reflect the circularly polarized electromagnetic waves transmitted from the electromagnetic wave transmission / reception unit 411 as reflected waves having polarization components in the directions of 45 degrees and 135 degrees counterclockwise from the x-axis direction, respectively.
　なお、実施の形態４における反射部１５１及び反射部１５２は、実施の形態１における反射部１５１及び反射部１５２と同様である。
　また、実施の形態４における反射部２５７は、実施の形態２における反射部２５７と同様である。 The reflection unit 151 and the reflection unit 152 in the fourth embodiment are the same as the reflection unit 151 and the reflection unit 152 in the first embodiment.
Further, the reflecting portion 257 in the fourth embodiment is the same as the reflecting portion 257 in the second embodiment.
　偏波情報読取部４２０は、ｘ軸方向から反時計回りに４５度、１３５度の方向の偏波成分、又は、電磁波反射器４５０から電磁波送受信部４１１の方向に見て時計回りに回転する円偏波成分を持つ電磁波４１４、４１５の受信強度を算出する。 The polarization information reading unit 420 is a polarization component in the directions of 45 degrees and 135 degrees counterclockwise from the x-axis direction, or a circle that rotates clockwise when viewed from the electromagnetic wave reflector 450 in the direction of the electromagnetic wave transmission / reception unit 411. The reception intensity of the electromagnetic waves 414 and 415 having the polarization component is calculated.
　位置計測部４３０は、偏波情報読取部４２０が算出した受信強度の時間推移のデータを基に、位置計測装置４００の位置を計測し、予め定められた位置を基準としたときの位置計測装置４００の位置である移動距離を示す移動距離情報である位置データを生成し、その位置データを出力する。 The position measuring unit 430 measures the position of the position measuring device 400 based on the data of the time transition of the reception intensity calculated by the polarization information reading unit 420, and is a position measuring device when the predetermined position is used as a reference. The position data which is the movement distance information indicating the movement distance which is the position of 400 is generated, and the position data is output.
　次に、実施の形態４に係る位置計測装置４００の動作について説明する。
　図１７において、電磁波送受信器４１０の電磁波送受信部４１１は、ｘ軸方向の偏波成分を持つ電磁波４１２とｙ軸方向の偏波成分を持つ電磁波４１３とを電磁波反射器４５０に送信する。 Next, the operation of the position measuring device 400 according to the fourth embodiment will be described.
In FIG. 17, the electromagnetic wave transmission / reception unit 411 of the electromagnetic wave transmitter / receiver 410 transmits an electromagnetic wave 412 having a polarization component in the x-axis direction and an electromagnetic wave 413 having a polarization component in the y-axis direction to the electromagnetic wave reflector 450.
　電磁波反射器４５０は、電磁波４１２、４１３の両方を反射する。
　電磁波送受信部４１１は、ｘ軸方向を基準として反時計回りに４５度、１３５度の方向に大きさを持つ２つの偏波状態、又は、電磁波反射器４５０から電磁波送受信部４１１の方向に見て時計回りに回転する円偏波成分の電磁波４１４、４１５を受信する。 The electromagnetic wave reflector 450 reflects both electromagnetic waves 412 and 413.
The electromagnetic wave transmission / reception unit 411 has two polarization states having sizes in the directions of 45 degrees and 135 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction, or when viewed from the electromagnetic wave reflector 450 in the direction of the electromagnetic wave transmission / reception unit 411. It receives electromagnetic waves 414 and 415 of the circularly polarized component that rotate clockwise.
　偏波情報読取部４２０は、電磁波送受信部４１１が受信した電磁波４１４、４１５の各々の受信強度を算出する。
　位置計測部４３０は、偏波情報読取部４２０が算出した電磁波４１４、４１５の各々の受信強度に基づき、予め定められた基準位置に対する移動体の相対位置を計測する。 The polarization information reading unit 420 calculates the reception intensity of each of the electromagnetic waves 414 and 415 received by the electromagnetic wave transmission / reception unit 411.
The position measuring unit 430 measures the relative position of the moving body with respect to a predetermined reference position based on the reception intensities of the electromagnetic waves 414 and 415 calculated by the polarization information reading unit 420.
　図１９は、位置計測装置４００の電磁波送受信部４１１の電磁波４１２、４１３の中心がｘ軸の正の方向に移動したときの、偏波情報読取部４２０が検出した受信強度４６０、４６１、４６２と、位置計測部４３０が計測した位置４６３とを示す概略図である。 FIG. 19 shows reception intensities 460, 461, and 462 detected by the polarization information reading unit 420 when the center of the electromagnetic waves 412 and 413 of the electromagnetic wave transmitting / receiving unit 411 of the position measuring device 400 moves in the positive direction of the x-axis. , Is a schematic view showing the position 463 measured by the position measuring unit 430.
　ｘ軸方向の各位置において、電磁波送受信部４１１は、電磁波４１２、４１３を送信し、電磁波反射器４５０によって反射されたｘ軸方向から反時計回りに４５度、１３５度の方向の偏波成分、又は、電磁波反射器４５０から電磁波送受信部４１１の方向に見て時計回りに回転する円偏波成分を持つ電磁波４１４、４１５を受信する。 At each position in the x-axis direction, the electromagnetic wave transmission / reception unit 411 transmits electromagnetic waves 412 and 413, and the polarization components in the directions of 45 degrees and 135 degrees counterclockwise from the x-axis direction reflected by the electromagnetic wave reflector 450. Alternatively, the electromagnetic wave reflector 450 receives the electromagnetic waves 414 and 415 having a circularly polarized wave component that rotates clockwise when viewed in the direction of the electromagnetic wave transmission / reception unit 411.
　偏波情報読取部４２０は、電磁波４１４、４１５の受信強度４６０、４６１、４６２の受信強度を算出する。受信強度４６０は、反射部２５７の中心で最大となり、また、反射部２５７で反射されるときに、他の受信強度４６１、４６２よりも大きくなる。また、受信強度４６１は、反射部１５１の中心で最大となり、また、反射部１５１で反射されるときに、他の受信強度４６０、４６２よりも大きくなる。さらに、受信強度４６２は、反射部１５２の中心で最大となり、また、反射部１５２で反射されるときに、他の受信強度４６０、４６１よりも大きくなる。 The polarization information reading unit 420 calculates the reception intensities of the electromagnetic waves 414, 415 and the reception intensities 460, 461, and 462. The reception intensity 460 is maximized at the center of the reflection unit 257, and when reflected by the reflection unit 257, is larger than the other reception intensities 461 and 462. Further, the reception intensity 461 is maximized at the center of the reflection unit 151, and is larger than the other reception intensities 460 and 462 when reflected by the reflection unit 151. Further, the reception intensity 462 is maximized at the center of the reflection unit 152, and when reflected by the reflection unit 152, is larger than the other reception intensities 460 and 461.
　位置計測部４３０は、受信強度４６０、４６１、４６２を基に、基準位置Ｐである原点を基準とした位置データの生成を行う。受信強度４６０、４６１、４６２のうち、最大の受信強度が受信強度４６０から受信強度４６１に変化するとき、最大の受信強度が受信強度４６１から受信強度４６２に変化するとき、又は、最大の受信強度が受信強度４６２から受信強度４６０に変化するときに、それぞれ反射部２５７、反射部１５１、又は、反射部１５２のｘ軸方向の大きさを現在の位置に加算して位置データを生成する。 The position measurement unit 430 generates position data with reference to the origin, which is the reference position P, based on the reception intensities 460, 461, and 462. Of the reception strengths 460, 461, and 462, when the maximum reception strength changes from the reception strength 460 to the reception strength 461, the maximum reception strength changes from the reception strength 461 to the reception strength 462, or the maximum reception strength Is changed from the reception intensity 462 to the reception intensity 460, the size of the reflection unit 257, the reflection unit 151, or the reflection unit 152 in the x-axis direction is added to the current position to generate position data.
　また、位置計測部４３０は、最大の受信強度が受信強度４６２から受信強度４６１に変化するとき、最大の受信強度が受信強度４６１から受信強度４６０に変化するとき、又は、最大の受信強度が受信強度４６０から受信強度４６２に変化するときに、それぞれ反射部１５２、反射部１５１、又は、反射部２５７のｘ軸方向の大きさを現在の位置から減算して位置データを生成する。 Further, the position measuring unit 430 receives when the maximum reception intensity changes from the reception intensity 462 to the reception intensity 461, when the maximum reception intensity changes from the reception intensity 461 to the reception intensity 460, or when the maximum reception intensity changes. When the intensity 460 changes to the reception intensity 462, the size of the reflection unit 152, the reflection unit 151, or the reflection unit 257 in the x-axis direction is subtracted from the current position to generate position data.
　次に、実施の形態４の位置計測装置４００の効果について説明する。
　実施の形態４は、実施の形態１の効果に加え、３種類の受信強度の中の内、どの受信強度が最大となるかの時間推移を検出することによって、移動体の移動方向を途中で変更した場合でも移動距離を正確に計測することができる。 Next, the effect of the position measuring device 400 of the fourth embodiment will be described.
In the fourth embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, the movement direction of the moving body is set in the middle by detecting the time transition of which reception strength is the maximum among the three types of reception strengths. Even if it is changed, the movement distance can be measured accurately.
実施の形態５．
　図２０は、実施の形態５に係る位置計測装置５００の構成を示す概略図である。
　位置計測装置５００は、電磁波送受信器５１０と、偏波情報読取部５２０と、位置計測部５３０と、電磁波反射器１５０とを備える。
　実施の形態５における電磁波反射器１５０は、実施の形態１における電磁波反射器１５と同様である。 Embodiment 5.
FIG. 20 is a schematic view showing the configuration of the position measuring device 500 according to the fifth embodiment.
The position measuring device 500 includes an electromagnetic wave transmitter / receiver 510, a polarization information reading unit 520, a position measuring unit 530, and an electromagnetic wave reflector 150.
The electromagnetic wave reflector 150 in the fifth embodiment is the same as the electromagnetic wave reflector 15 in the first embodiment.
　電磁波送受信器５１０は、二つの電磁波送受信部５１１Ａ、５１１Ｂを備える送受信器である。
　実施の形態５は、二つの電磁波送受信部５１１Ａ、５１１Ｂを備えることによって、移動体の移動方向についても判定可能となっている。このため、実施の形態５は、移動体の移動方向を途中で変更した場合でも移動距離を正確に計測することができる。 The electromagnetic wave transmitter / receiver 510 is a transmitter / receiver including two electromagnetic wave transmitter / receiver units 511A and 511B.
In the fifth embodiment, the moving direction of the moving body can also be determined by providing the two electromagnetic wave transmitting / receiving units 511A and 511B. Therefore, in the fifth embodiment, the moving distance can be accurately measured even when the moving direction of the moving body is changed in the middle.
　図２１は、電磁波送受信器５１０の電磁波送受信部５１１Ａ、５１１Ｂと、電磁波反射器１５０との俯瞰図である。
　電磁波送受信部５１１Ａ、５１１Ｂは、電磁波反射器１５０のｙ軸方向に関して中心位置の真上を通過するように設置される。 FIG. 21 is a bird's-eye view of the electromagnetic wave transmission / reception units 511A and 511B of the electromagnetic wave transmitter / receiver 510 and the electromagnetic wave reflector 150.
The electromagnetic wave transmission / reception units 511A and 511B are installed so as to pass directly above the center position in the y-axis direction of the electromagnetic wave reflector 150.
　電磁波送受信部５１１Ａ、５１１Ｂの各々は、実施の形態１における電磁波送受信部１１１と同様に、ｘ軸方向の偏波成分を持つ電磁波１１２と、ｙ軸方向の偏波成分を持つ電磁波１１３とを送信波として送信し、ｘ軸方向を基準として、反時計回りに４５度、１３５度の偏波成分を持つ電磁波１１４、１１５を反射波として受信する送受信部である。 Each of the electromagnetic wave transmission / reception units 511A and 511B transmits an electromagnetic wave 112 having a polarization component in the x-axis direction and an electromagnetic wave 113 having a polarization component in the y-axis direction, similarly to the electromagnetic wave transmission / reception unit 111 in the first embodiment. It is a transmission / reception unit that transmits as a wave and receives electromagnetic waves 114 and 115 having polarization components of 45 degrees and 135 degrees counterclockwise as reflected waves with respect to the x-axis direction.
　電磁波送受信部５１１Ａ、５１１Ｂの一方は、干渉を防ぐ目的で、その他方が使用する電磁波の周波数の異なる電磁波を使用してもよい。例えば、電磁波送受信部５１１Ａが送信する電磁波の周波数は３００．０ＧＨｚとし、電磁波送受信部５１１Ｂが送信する電磁波の周波数は３００．１ＧＨｚとしてもよい。 One of the electromagnetic wave transmission / reception units 511A and 511B may use electromagnetic waves having different frequencies of electromagnetic waves used by the other person for the purpose of preventing interference. For example, the frequency of the electromagnetic wave transmitted by the electromagnetic wave transmission / reception unit 511A may be 300.0 GHz, and the frequency of the electromagnetic wave transmitted by the electromagnetic wave transmission / reception unit 511B may be 300.1 GHz.
　また、電磁波送受信部５１１Ａ及び電磁波送受信部５１１Ｂの間隔Ｌは、下記の（１５）式のように、予め定められた正の奇数を２で除した値を、その間隔Ｌに乗じた値に設定され、受信強度の波形周期の１／４だけずれるようにする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
 　但し、Ｄは、受信強度の波形の周期であり、ｍは、０以上の任意の整数であり、ｄは、反射部１５１、１５２のｘ軸方向における大きさである。 Further, the interval L between the electromagnetic wave transmission / reception unit 511A and the electromagnetic wave transmission / reception unit 511B is set to a value obtained by dividing a predetermined positive odd number by 2 and multiplying the interval L as shown in the following equation (15). Therefore, the reception intensity is shifted by 1/4 of the waveform period.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
 However, D is the period of the waveform of the reception intensity, m is an arbitrary integer of 0 or more, and d is the magnitude of the reflection portions 151 and 152 in the x-axis direction.
　偏波情報読取部５２０は、電磁波送受信部５１１Ａ、５１１Ｂの各々が受信する電磁波において、実施の形態１と同様にしてｘ軸方向から反時計回りに４５度、１３５度の方向の偏波成分を持つ電磁波の受信強度と、合成偏波成分の受信強度との差を算出する。 The polarization information reading unit 520 transmits the polarization components in the directions of 45 degrees and 135 degrees counterclockwise from the x-axis direction in the electromagnetic waves received by each of the electromagnetic wave transmission / reception units 511A and 511B in the same manner as in the first embodiment. The difference between the reception intensity of the electromagnetic wave possessed and the reception intensity of the synthetic polarization component is calculated.
　位置計測部５３０は、偏波情報読取部５２０が算出した二つの受信強度差を基に、位置計測装置５００の位置を計測し、予め定められた位置を基準としたときの位置計測装置５００の位置である移動距離を示す移動距離情報である位置データを生成し、その位置データを出力する。 The position measurement unit 530 measures the position of the position measurement device 500 based on the difference between the two reception intensities calculated by the polarization information reading unit 520, and the position measurement device 500 is based on a predetermined position. The position data which is the movement distance information indicating the movement distance which is a position is generated, and the position data is output.
　次に、実施の形態５に係る位置計測装置５００の動作について説明する。
　図２２において、電磁波送受信部５１１Ａ、５１１Ｂは、それぞれ実施の形態１と同様にしてｘ軸方向の偏波成分を持つ電磁波１１２と、ｙ軸方向の偏波成分を持つ電磁波１１３とを電磁波反射器１５０に送信する。 Next, the operation of the position measuring device 500 according to the fifth embodiment will be described.
In FIG. 22, the electromagnetic wave transmission / reception units 511A and 511B respectively generate an electromagnetic wave 112 having a polarization component in the x-axis direction and an electromagnetic wave 113 having a polarization component in the y-axis direction as an electromagnetic wave reflector in the same manner as in the first embodiment. Send to 150.
　電磁波反射器１５０は、電磁波送受信部５１１Ａ、５１１Ｂから送信された両方の電磁波の偏波成分を制御する。電磁波送受信部５１１Ａ、５１１Ｂは、ｘ軸方向を基準として反時計回りに４５度又は１３５度の方向に大きさを持つ２つの偏波状態の電磁波を受信する。 The electromagnetic wave reflector 150 controls the polarization components of both electromagnetic waves transmitted from the electromagnetic wave transmission / reception units 511A and 511B. The electromagnetic wave transmission / reception units 511A and 511B receive electromagnetic waves in two polarized states having magnitudes in the direction of 45 degrees or 135 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction.
　偏波情報読取部５２０は、電磁波送受信部５１１Ａ、５１１Ｂの各々が受信した電磁波の受信強度差を算出する。例えば、偏波情報読取部５２０は、電磁波送受信部５１１Ａが受信した電磁波の受信強度の差である第１の受信強度差と、電磁波送受信部５１１Ｂが受信した電磁波の受信強度の差である第２の受信強度差とを算出する。 The polarization information reading unit 520 calculates the difference in reception intensity of the electromagnetic waves received by each of the electromagnetic wave transmitting / receiving units 511A and 511B. For example, the polarization information reading unit 520 has a first reception intensity difference, which is a difference in the reception intensity of the electromagnetic wave received by the electromagnetic wave transmission / reception unit 511A, and a second reception intensity difference, which is the difference in the reception intensity of the electromagnetic wave received by the electromagnetic wave transmission / reception unit 511B. The difference in reception intensity of is calculated.
　位置計測部５３０は、偏波情報読取部５２０が算出した第１の受信強度差及び第２の受信強度差を、Ｉ信号及びＱ信号として、ＩＱ検波によって位相を算出する。そして、位置計測部５３０は、算出された位相から移動体の相対位置を計測する。
　なお、Ｉ信号は、反射信号と送信信号との直交検波（ＩＱ検波）により得られる、Ｉ成分（同相成分）を有する信号であり、Ｑ信号は、反射信号と送信信号との直交検波により得られるとＱ成分（直交成分）を有する信号である。ＩＱ検波によって算出される位相φは、下記の（１６）式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
 The position measurement unit 530 calculates the phase by IQ detection using the first reception intensity difference and the second reception intensity difference calculated by the polarization information reading unit 520 as I signals and Q signals. Then, the position measuring unit 530 measures the relative position of the moving body from the calculated phase.
The I signal is a signal having an I component (in-phase component) obtained by orthogonal detection (IQ detection) of the reflected signal and the transmission signal, and the Q signal is obtained by orthogonal detection of the reflected signal and the transmission signal. Is a signal having a Q component (orthogonal component). The phase φ calculated by IQ detection is expressed by the following equation (16).
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
　なお、位相φは、フェーズアンラップを行うことで算出される。つまり、０から２πまで変化したとき、２πから０に戻らず、次は２πから４πまで変化していくとみなす。移動体の位置ｘは、位相φを用いて、下記の（１７）式を用いて算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
 　なお、この際、移動体の移動方向が変化した場合でも、位相φが減少することで、正確に移動距離を計測することができる。 The phase φ is calculated by performing phase unwrap. That is, when it changes from 0 to 2π, it does not return from 2π to 0, and then it is considered to change from 2π to 4π. The position x of the moving body is calculated by using the following equation (17) using the phase φ.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
 At this time, even if the moving direction of the moving body changes, the moving distance can be accurately measured by reducing the phase φ.
　移動体の位置を算出するその他の方法として、予め位相φと位置との変換テーブルを用意しておく方法が挙げられる。まず、位相φが２π増加する毎に、移動体の位置ｘには位相φに対応する位置を参照することで、移動体の位置を求めることができる。
　位相φは受信強度の波形の周期、つまり反射部１５１、１５２のｘ軸方向に関する大きさの２倍を加算する。次に、位相φを算出し、予め用意しておいた変換テーブルを用いて、位相φに対応する位置を、位置ｘに加算すること移動体の位置を算出することができる。 Another method of calculating the position of the moving body is to prepare a conversion table between the phase φ and the position in advance. First, every time the phase φ increases by 2π, the position of the moving body can be obtained by referring to the position corresponding to the phase φ for the position x of the moving body.
The phase φ adds the period of the waveform of the reception intensity, that is, twice the magnitude of the reflection portions 151 and 152 in the x-axis direction. Next, the phase φ can be calculated, and the position of the moving body can be calculated by adding the position corresponding to the phase φ to the position x using the conversion table prepared in advance.
　次に、実施の形態５の位置計測装置５００の効果について説明する。
　以上のように、実施の形態５では、電磁波送受信器５１０は、送信波として第１の送信波を送信し、第１の送信波の反射波である第１の反射波を受信する第１の送受信部５１１Ａ、及び、送信波として第２の送信波を送信し、第２の送信波の反射波である第２の反射波を受信する第２の送受信部５１１Ｂを備える。そして、第１の送受信部５１１Ａ及び第２の送受信部５１１Ｂは、移動体の移動方向に予め定められた間隔を空けて配置されている。
　また、偏波情報読取部５２０は、第１の送受信部５１１Ａで受信された第１の反射波における二つの偏波成分の受信強度の差である第１の受信強度差と、第２の送受信部５１１Ｂで受信された第２の反射波における二つの偏波成分の受信強度の差である第２の受信強度差とを算出する。
　さらに、位置計測部５３０は、第１の受信強度差及び第２の受信強度差に対して直交検波を行うことにより、位相を算出し、算出された位相から移動体の位置を特定する。
　なお、第１の送受信部５１１Ａ及び第２の送受信部５１１Ｂの間隔は、予め定められた偶数に０．５を加算した値を予め定められた距離である反射部１５１、１５２の大きさに乗算した値である。 Next, the effect of the position measuring device 500 of the fifth embodiment will be described.
As described above, in the fifth embodiment, the electromagnetic wave transmitter / receiver 510 transmits the first transmitted wave as the transmitted wave, and receives the first reflected wave which is the reflected wave of the first transmitted wave. It includes a transmission / reception unit 511A and a second transmission / reception unit 511B that transmits a second transmission wave as a transmission wave and receives a second reflected wave that is a reflected wave of the second transmission wave. The first transmission / reception unit 511A and the second transmission / reception unit 511B are arranged at predetermined intervals in the movement direction of the moving body.
Further, the polarization information reading unit 520 has a first reception intensity difference, which is a difference in reception intensity of two polarization components in the first reflected wave received by the first transmission / reception unit 511A, and a second transmission / reception. The second reception intensity difference, which is the difference between the reception intensities of the two polarization components in the second reflected wave received by the unit 511B, is calculated.
Further, the position measurement unit 530 calculates the phase by performing orthogonal detection on the first reception intensity difference and the second reception intensity difference, and identifies the position of the moving body from the calculated phase.
The distance between the first transmission / reception unit 511A and the second transmission / reception unit 511B is obtained by multiplying a predetermined even number plus 0.5 by the size of the reflection units 151 and 152, which are predetermined distances. It is the value that was set.
　以上により、実施の形態５は、実施の形態１の効果に加え、２つの電磁波送受信部５１１Ａ、５１１Ｂを用いて、ＩＱ検波による位置検出を行うことによって、移動体の移動方向を途中で変更した場合でも移動距離を正確に計測することができる。 As described above, in the fifth embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, the moving direction of the moving body is changed in the middle by performing the position detection by IQ detection using the two electromagnetic wave transmission / reception units 511A and 511B. Even in this case, the moving distance can be measured accurately.
実施の形態６．
　図２３は、実施の形態６に係る位置計測装置６００の構成を示す概略図である。
　位置計測装置６００は、電磁波送受信器６１０と、偏波情報読取部６２０と、位置計測部６３０と、電磁波反射器６５０Ａ、６５０Ｂ、６５０Ｃと、変換情報記憶部６７０とを備える。 Embodiment 6.
FIG. 23 is a schematic view showing the configuration of the position measuring device 600 according to the sixth embodiment.
The position measuring device 600 includes an electromagnetic wave transmitter / receiver 610, a polarization information reading unit 620, a position measuring unit 630, electromagnetic wave reflectors 650A, 650B, 650C, and a conversion information storage unit 670.
　電磁波送受信器６１０は、複数の電磁波送受信部６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃを備える。ここでは、三つの電磁波反射器６５０Ａ、６５０Ｂ、６５０Ｃに対応して、三つの電磁波送受信部６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃが設けられている送受信器である。
　実施の形態６は、複数の電磁波送受信部６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃを備えることで、移動体の絶対位置の算出が可能となっている。 The electromagnetic wave transmitter / receiver 610 includes a plurality of electromagnetic wave transmitter / receiver units 611A, 611B, and 611C. Here, the transmitter / receiver is provided with three electromagnetic wave transmitter / receiver units 611A, 611B, 611C corresponding to the three electromagnetic wave reflectors 650A, 650B, 650C.
In the sixth embodiment, the absolute position of the moving body can be calculated by providing a plurality of electromagnetic wave transmission / reception units 611A, 611B, and 611C.
　電磁波送受信部６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃの各々は、実施の形態１と同様にｘ軸方向の偏波成分を持つ電磁波１１２と、ｙ軸方向の偏波成分を持つ電磁波１１３とを送信波として送信し、ｘ軸方向を基準として、反時計回りに４５度又は１３５度の偏波成分を有する電磁波１１４、１１５を反射波として受信する送受信部である。 Each of the electromagnetic wave transmission / reception units 611A, 611B, and 611C transmits an electromagnetic wave 112 having a polarization component in the x-axis direction and an electromagnetic wave 113 having a polarization component in the y-axis direction as transmission waves as in the first embodiment. , A transmitter / receiver that receives electromagnetic waves 114 and 115 having a polarization component of 45 degrees or 135 degrees counterclockwise with reference to the x-axis direction as reflected waves.
　なお、電磁波送受信部６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃの各々が送信する電磁波は、干渉を防ぐ目的で、他の電磁波送受信部６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃが使用している電磁波の周波数とは異なる周波数となっていてもよい。例えば、電磁波送受信部６１１Ａが送信する周波数は、３００．０ＧＨｚであり、電磁波送受信部６１１Ｂが送信する周波数は、３００．１ＧＨｚであり、電磁波送受信部６１１Ｃが送信する周波数は、３００．２ＧＨｚであるようにしてもよい。 The electromagnetic waves transmitted by each of the electromagnetic wave transmission / reception units 611A, 611B, and 611C have frequencies different from the electromagnetic wave frequencies used by the other electromagnetic wave transmission / reception units 611A, 611B, and 611C for the purpose of preventing interference. May be good. For example, the frequency transmitted by the electromagnetic wave transmitting / receiving unit 611A is 300.0 GHz, the frequency transmitted by the electromagnetic wave transmitting / receiving unit 611B is 300.1 GHz, and the frequency transmitted by the electromagnetic wave transmitting / receiving unit 611C is 300.2 GHz. It may be.
　なお、電磁波送受信部６１１Ａは、電磁波反射器６５０Ａのｙ軸方向に関して中心位置の真上を通過するように設置され、電磁波送受信部６１１Ｂは、電磁波反射器６５０Ｂのｙ軸方向に関して中心位置の真上を通過するように設置され、電磁波送受信部６１１Ｃは、電磁波反射器６５０Ｃのｙ軸方向に関して中心位置の真上を通過するように設置されている。
　そして、電磁波送受信部６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃの各々は、電磁波送受信器６１０の進行方向と直交する方向に並べられている。 The electromagnetic wave transmission / reception unit 611A is installed so as to pass directly above the center position in the y-axis direction of the electromagnetic wave reflector 650A, and the electromagnetic wave transmission / reception unit 611B is directly above the center position in the y-axis direction of the electromagnetic wave reflector 650B. The electromagnetic wave transmission / reception unit 611C is installed so as to pass directly above the center position in the y-axis direction of the electromagnetic wave reflector 650C.
Each of the electromagnetic wave transmitter / receiver units 611A, 611B, and 611C is arranged in a direction orthogonal to the traveling direction of the electromagnetic wave transmitter / receiver 610.
　電磁波反射器６５０Ａ、６５０Ｂ、６５０Ｃの各々は、反射部１５１、１５２を配置することで構成される反射器である。ここで、電磁波送受信部６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃにおいては、ｙ軸方向における反射部１５１、１５２の配列が、ｘ軸方向において固有になるように配置されている。 Each of the electromagnetic wave reflectors 650A, 650B, and 650C is a reflector configured by arranging the reflecting portions 151 and 152. Here, in the electromagnetic wave transmission / reception units 611A, 611B, and 611C, the arrangement of the reflection units 151 and 152 in the y-axis direction is arranged so as to be unique in the x-axis direction.
　例えば、図２３では、ｘ軸に沿って、ｙ軸方向の小さい方から順に、（反射部１５１、反射部１５１、反射部１５１）、（反射部１５２、反射部１５１、反射部１５１）、（反射部１５１、反射部１５２、反射部１５１）、（反射部１５２、反射部１５２、反射部１５１）、（反射部１５１、反射部１５１、反射部１５２）及び（反射部１５２、反射部１５１、反射部１５２）といった配列になっている。 For example, in FIG. 23, along the x-axis, in order from the smallest in the y-axis direction (reflecting unit 151, reflecting unit 151, reflecting unit 151), (reflecting unit 152, reflecting unit 151, reflecting unit 151), ( Reflector 151, Reflector 152, Reflector 151), (Reflector 152, Reflector 152, Reflector 151), (Reflector 151, Reflector 151, Reflector 152) and (Reflector 152, Reflector 151, It has an arrangement such as a reflection unit 152).
　偏波情報読取部６２０は、電磁波送受信部６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃの各々が受信する電磁波において、実施の形態１と同様にしてｘ軸方向を基準として反時計回りに４５度又は１３５度の方向に大きさを持つ２つの偏波状態を持つ電磁波の受信強度に関して差を取り、受信強度差を算出する。
　図２３に示されているように、実施の形態６では、三つの電磁波送受信部６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃが設けられているため、偏波情報読取部６２０は、三つの電磁波送受信部６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃに対応して、一度に、三つの受信強度差を算出する。算出された三つの受信強度差の配列は、位置計測部６３０に与えられる。 The polarization information reading unit 620 performs the electromagnetic waves received by each of the electromagnetic wave transmitting / receiving units 611A, 611B, and 611C in the direction of 45 degrees or 135 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction as in the first embodiment. The difference is calculated with respect to the reception intensity of the electromagnetic wave having two polarization states having a magnitude.
As shown in FIG. 23, in the sixth embodiment, the three electromagnetic wave transmission / reception units 611A, 611B, and 611C are provided, so that the polarization information reading unit 620 has the three electromagnetic wave transmission / reception units 611A, 611B. Corresponding to 611C, three reception intensity differences are calculated at a time. The calculated array of the three reception intensity differences is given to the position measuring unit 630.
　位置計測部６３０は、偏波情報読取部１２０から与えられた三つの受信強度差の配列を基に、位置計測装置６００の位置を計測し、予め定められた位置を基準としたときの位置計測装置６００の位置である移動距離を示す移動距離情報である位置データを生成し、その位置データを出力する。 The position measuring unit 630 measures the position of the position measuring device 600 based on an array of three reception intensity differences given by the polarization information reading unit 120, and measures the position based on a predetermined position. The position data which is the movement distance information indicating the movement distance which is the position of the apparatus 600 is generated, and the position data is output.
　例えば、位置計測部６３０は、偏波情報読取部６２０から与えられた三つの受信強度差の配列から、その三つの受信強度差の符号の配列を特定する。そして、位置計測部６３０は、変換情報記憶部６７０に記憶されている変換情報を参照することで、特定された配列に対応する位置を特定する。 For example, the position measurement unit 630 specifies an array of codes of the three reception intensity differences from an array of three reception intensity differences given by the polarization information reading unit 620. Then, the position measurement unit 630 identifies the position corresponding to the specified sequence by referring to the conversion information stored in the conversion information storage unit 670.
　変換情報記憶部６７０は、符号の配列と、移動体の位置とを対応付ける変換情報としての変換テーブルを記憶する。 The conversion information storage unit 670 stores a conversion table as conversion information that associates the array of codes with the position of the moving body.
　次に、実施の形態６に係る位置計測装置６００の動作について説明する。
　まず、電磁波送受信部６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃは、それぞれ実施の形態１と同様にしてｘ軸方向から反時計回りに４５度回転した方向に成分を持つ直線偏波の電磁波を電磁波反射器６５０Ａ、６５０Ｂ、６５０Ｃに送信する。
　電磁波反射器１５０における反射部１５１又は反射部１５２は、ｘ軸方向から反時計回りに４５度又は１３５度回転した方向に成分を持つ電磁波として反射する。 Next, the operation of the position measuring device 600 according to the sixth embodiment will be described.
First, the electromagnetic wave transmitter / receiver units 611A, 611B, and 611C generate linearly polarized electromagnetic waves having components in the direction rotated by 45 degrees counterclockwise from the x-axis direction in the same manner as in the first embodiment, respectively, to the electromagnetic wave reflectors 650A and 650B. , 650C.
The reflection unit 151 or the reflection unit 152 of the electromagnetic wave reflector 150 reflects as an electromagnetic wave having a component in a direction rotated by 45 degrees or 135 degrees counterclockwise from the x-axis direction.
　電磁波送受信部６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃは、ｘ軸方向から反時計回りに４５度又は１３５度回転した方向に成分を持つ直線偏波を持つ電磁波を受信する。
　偏波情報読取部１２０は、電磁波送受信部６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃが受信したｘ軸方向から反時計回りに４５度又は１３５度回転した方向に成分を持つ電磁波の受信強度の差である受信強度差を算出する。 The electromagnetic wave transmission / reception units 611A, 611B, and 611C receive electromagnetic waves having linearly polarized waves having components in a direction rotated 45 degrees or 135 degrees counterclockwise from the x-axis direction.
The polarization information reading unit 120 is a reception intensity difference which is a difference in reception intensity of electromagnetic waves having components in a direction rotated 45 degrees or 135 degrees counterclockwise from the x-axis direction received by the electromagnetic wave transmission / reception units 611A, 611B, and 611C. Is calculated.
　位置計測部６３０は、偏波情報読取部６２０が算出した３つの受信強度差のそれぞれの符号を特定する。次に、予め用意しておいた、ｙ軸方向に関する符号の配列と位置とを変換する変換テーブルによって、移動体の位置を特定する。 The position measurement unit 630 specifies the code of each of the three reception intensity differences calculated by the polarization information reading unit 620. Next, the position of the moving body is specified by a conversion table prepared in advance for converting the array of codes in the y-axis direction and the position.
　次に、実施の形態６に係る位置計測装置６００の効果について説明する。
　実施の形態６では、移動体の移動方向に交差する方向に、複数の電磁波反射器６５０Ａ、６５０Ｂ、６５０Ｃが設けられている。そして、複数の電磁波反射器６５０Ａ、６５０Ｂ、６５０Ｃは、反射波の偏波状態である反射偏波状態の交差する方向における配列が、予め定められた距離である反射部１５１、１５２の大きさ毎に固有となるようにされている。
　また、電磁波送受信器６１０は、交差する方向に配置され、各々が移動体の移動に伴って、複数の電磁波反射器６５０Ａ、６５０Ｂ、６５０Ｃの各々の対応する位置を通過するように設けられた複数の送受信部６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃを備える。そして、複数の送受信部６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃの各々は、送信波を送信し、反射波を受信する。
　さらに、位置計測部６３０は、偏波情報読取部６２０で読み取られた反射偏波状態の配列に従って、移動体の位置を特定する。 Next, the effect of the position measuring device 600 according to the sixth embodiment will be described.
In the sixth embodiment, a plurality of electromagnetic wave reflectors 650A, 650B, and 650C are provided in a direction intersecting the moving direction of the moving body. Then, in the plurality of electromagnetic wave reflectors 650A, 650B, and 650C, the arrangement in the intersecting direction of the reflected polarization state, which is the polarization state of the reflected wave, is set for each size of the reflection portions 151, 152, which is a predetermined distance. It is designed to be unique to.
Further, the electromagnetic wave transmitter / receiver 610 is arranged in the intersecting direction, and each of the electromagnetic wave transmitters / receivers 610 is provided so as to pass through the corresponding positions of the plurality of electromagnetic wave reflectors 650A, 650B, and 650C as the moving body moves. 611A, 611B, 611C are provided. Then, each of the plurality of transmission / reception units 611A, 611B, and 611C transmits a transmission wave and receives the reflected wave.
Further, the position measuring unit 630 identifies the position of the moving body according to the array of the reflected polarization states read by the polarization information reading unit 620.
　以上のように、実施の形態６は、複数の電磁波送受信部６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃと、複数の電磁波反射器６５０Ａ、６５０Ｂ、６５０Ｃとを備え、電磁波反射器６５０Ａ、６５０Ｂ、６５０Ｃの反射部の配列が移動体の各位置において固有となるようにすることで、移動体の絶対位置を計測することができる。従って、移動距離を算出する場合には、積算誤差が生じるおそれがあったが、実施の形態６では絶対位置を計測するため、積算誤差が生じずに計測精度を維持することができる。 As described above, the sixth embodiment includes a plurality of electromagnetic wave transmitting / receiving units 611A, 611B, 611C and a plurality of electromagnetic wave reflectors 650A, 650B, 650C, and arranges the reflecting units of the electromagnetic wave reflectors 650A, 650B, 650C. Is unique at each position of the moving body, so that the absolute position of the moving body can be measured. Therefore, when calculating the moving distance, there is a possibility that an integration error may occur, but in the sixth embodiment, since the absolute position is measured, the measurement accuracy can be maintained without the integration error.
　実施の形態６は、三つの電磁波送受信部６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃと、三つの電磁波反射器６５０Ａ、６５０Ｂ、６５０Ｃとを備える構成としていたが、これらの数については、複数であればいくつでもよい。数を増やす毎に、反射部１５１、１５２の配列パターンが増えるため、計測可能な絶対位置を増やすことができる。従って、移動体が計測可能な距離を大きくすることができる。 The sixth embodiment is configured to include three electromagnetic wave transmitting / receiving units 611A, 611B, 611C and three electromagnetic wave reflectors 650A, 650B, 650C, but the number thereof may be any number as long as it is plural. Since the arrangement pattern of the reflection portions 151 and 152 increases as the number increases, the absolute measurable position can be increased. Therefore, the measurable distance of the moving body can be increased.
　実施の形態６は、三つの電磁波送受信部６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃが送受信する電磁波の周波数は、それぞれ異なるものとし、三つの電磁波反射器６５０Ａ、６５０Ｂ、６５０Ｃの反射部１５１、１５２については同じものを使用する構成としていた。しかし、三つの電磁波反射器６５０Ａ、６５０Ｂ、６５０Ｃで使用される反射部の絶縁体の厚さについては、反射波の偏波状態をｘ軸正方向から反時計周りに１３５度の方向とできるようにそれぞれ異なる設計としてもよい。 In the sixth embodiment, the frequencies of the electromagnetic waves transmitted and received by the three electromagnetic wave transmission / reception units 611A, 611B, and 611C are different from each other, and the same ones are used for the reflection units 151 and 152 of the three electromagnetic wave reflectors 650A, 650B, and 650C. It was configured to be used. However, regarding the thickness of the insulator of the reflector used in the three electromagnetic wave reflectors 650A, 650B, and 650C, the polarization state of the reflected wave can be set to 135 degrees counterclockwise from the positive x-axis direction. They may have different designs.
　実施の形態６では、電磁波送受信部６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃの各々は、実施の形態１の電磁波送受信部１１１と同様に構成され、電磁波反射器６５０Ａ、６５０Ｂ、６５０Ｃは、実施の形態１と同様の反射部１５１、１５２を使用しているが、実施の形態６は、このような例に限定されない。
　例えば、電磁波送受信部６１１Ａ、６１１Ｂ、６１１Ｃの各々は、実施の形態２の電磁波送受信部２１１と同様に構成され、電磁波反射器６５０Ａ、６５０Ｂ、６５０Ｃは、実施の形態２と同様の反射部２５７、２５２を使用してもよい。同様に、実施の形態３における電磁波送受信部３１１と、反射部２５７、２５２とが使用されてもよい。 In the sixth embodiment, each of the electromagnetic wave transmission / reception units 611A, 611B, and 611C is configured in the same manner as the electromagnetic wave transmission / reception unit 111 of the first embodiment, and the electromagnetic wave reflectors 650A, 650B, and 650C are the same as those in the first embodiment. Although the reflecting units 151 and 152 are used, the sixth embodiment is not limited to such an example.
For example, each of the electromagnetic wave transmission / reception units 611A, 611B, and 611C is configured in the same manner as the electromagnetic wave transmission / reception unit 211 of the second embodiment, and the electromagnetic wave reflectors 650A, 650B, and 650C have the same reflection unit 257, as in the second embodiment. 252 may be used. Similarly, the electromagnetic wave transmission / reception unit 311 and the reflection units 257 and 252 according to the third embodiment may be used.
実施の形態７．
　図２４は、実施の形態７に係る位置計測装置７００の構成を示す概略図である。
　位置計測装置７００は、電磁波送受信器７１０と、偏波情報読取部７２０と、位置計測部７３０と、電磁波反射器７５０と、変換情報記憶部７７０とを備える。 Embodiment 7.
FIG. 24 is a schematic view showing the configuration of the position measuring device 700 according to the seventh embodiment.
The position measuring device 700 includes an electromagnetic wave transmitter / receiver 710, a polarization information reading unit 720, a position measuring unit 730, an electromagnetic wave reflector 750, and a conversion information storage unit 770.
　電磁波送受信器７１０は、電磁波送受信部７１１Ａ、７１１Ｂ、７１１Ｃから構成される送受信器である。
　電磁波送受信部７１１Ａ、７１１Ｂ、７１１Ｃの各々は、実施の形態１と同様に、ｘ軸方向の偏波成分を持つ電磁波１１２と、ｙ軸方向の偏波成分を持つ電磁波１１３とを送信波として送信し、ｘ軸方向を基準として、反時計回りに４５度又は１３５度の偏波成分を持つ電磁波１１４、１１５を反射波として受信する送受信部である。
　実施の形態７は、複数の電磁波送受信部７１１Ａ、７１１Ｂ、７１１Ｃを備えることによって、移動体の絶対位置の算出が可能となっている。 The electromagnetic wave transmitter / receiver 710 is a transmitter / receiver composed of electromagnetic wave transmitter / receiver units 711A, 711B, and 711C.
Each of the electromagnetic wave transmission / reception units 711A, 711B, and 711C transmits an electromagnetic wave 112 having a polarization component in the x-axis direction and an electromagnetic wave 113 having a polarization component in the y-axis direction as transmitted waves, as in the first embodiment. The transmitter / receiver receives electromagnetic waves 114 and 115 having a polarization component of 45 degrees or 135 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction as reflected waves.
In the seventh embodiment, the absolute position of the moving body can be calculated by providing a plurality of electromagnetic wave transmission / reception units 711A, 711B, and 711C.
　なお、電磁波送受信部７１１Ａ、７１１Ｂ、７１１Ｃの各々が送信する電磁波は、干渉を防ぐ目的で、他の電磁波送受信部７１１Ａ、７１１Ｂ、７１１Ｃが使用している電磁波の周波数とは異なる周波数となっていてもよい。例えば、電磁波送受信部７１１Ａが送信する周波数は、３００．０ＧＨｚであり、電磁波送受信部７１１Ｂが送信する周波数は、３００．１ＧＨｚであり、電磁波送受信部７１１Ｃが送信する周波数は、３００．２ＧＨｚであるようにしてもよい。 The electromagnetic waves transmitted by each of the electromagnetic wave transmission / reception units 711A, 711B, and 711C have frequencies different from the electromagnetic wave frequencies used by the other electromagnetic wave transmission / reception units 711A, 711B, and 711C for the purpose of preventing interference. May be good. For example, the frequency transmitted by the electromagnetic wave transmission / reception unit 711A is 300.0 GHz, the frequency transmitted by the electromagnetic wave transmission / reception unit 711B is 300.1 GHz, and the frequency transmitted by the electromagnetic wave transmission / reception unit 711C is 300.2 GHz. It may be.
　また、電磁波送受信部７１１Ａ、７１１Ｂ、７１１Ｃの各々の間隔は、移動体の進行方向に沿って、電磁波反射器７５０を構成する反射部１５１、１５２の間隔に予め定められた自然数を乗じた間隔になっている。 Further, the intervals between the electromagnetic wave transmitting / receiving units 711A, 711B, and 711C are the intervals obtained by multiplying the intervals of the reflecting units 151 and 152 constituting the electromagnetic wave reflector 750 by a predetermined natural number along the traveling direction of the moving body. It has become.
　なお、電磁波送受信部７１１Ａは、電磁波反射器７５０のｙ軸方向に関して中心位置の真上を通過するように設置されている。 The electromagnetic wave transmission / reception unit 711A is installed so as to pass directly above the center position in the y-axis direction of the electromagnetic wave reflector 750.
　電磁波反射器７５０は、反射部１５１、１５２を配列することで構成される反射器である。反射部１５１、１５２は、ｘ軸方向に隣り合った３つの反射部の配列が、どれを選択しても固有となるように配置される。 The electromagnetic wave reflector 750 is a reflector configured by arranging the reflecting units 151 and 152. The reflecting portions 151 and 152 are arranged so that the arrangement of the three reflecting portions adjacent to each other in the x-axis direction is unique regardless of which one is selected.
　例えば、図２４では、ｘ軸の小さい方から順に、（反射部１５１、反射部１５２、反射部１５１）、（反射部１５２、反射部１５１、反射部１５１）、（反射部１５１、反射部１５１、反射部１５２）及び（反射部１５１、反射部１５２、反射部１５２）といった配列になっている。 For example, in FIG. 24, in order from the smallest x-axis, (reflecting unit 151, reflecting unit 152, reflecting unit 151), (reflecting unit 152, reflecting unit 151, reflecting unit 151), (reflecting unit 151, reflecting unit 151). , Reflecting unit 152) and (Reflecting unit 151, Reflecting unit 152, Reflecting unit 152).
　偏波情報読取部７２０は、電磁波送受信部７１１Ａ、７１１Ｂ、７１１Ｃの各々が受信する電磁波において、実施の形態１と同様にしてｘ軸方向を基準として反時計回りに４５度又は１３５度の方向に大きさを持つ２つの偏波状態を持つ電磁波の受信強度に関して差を取り、受信強度差を算出する。
　図２４に示されているように、実施の形態７では、三つの電磁波送受信部７１１Ａ、７１１Ｂ、７１１Ｃが設けられているため、偏波情報読取部７２０は、三つの電磁波送受信部７１１Ａ、７１１Ｂ、７１１Ｃに対応して、一度に、三つの受信強度差を算出する。算出された三つの受信強度差の配列は、位置計測部７３０に与えられる。 The polarization information reading unit 720 performs the electromagnetic waves received by each of the electromagnetic wave transmitting / receiving units 711A, 711B, and 711C in the direction of 45 degrees or 135 degrees counterclockwise with respect to the x-axis direction as in the first embodiment. The difference is calculated with respect to the reception intensity of the electromagnetic wave having two polarization states having a magnitude.
As shown in FIG. 24, in the seventh embodiment, the three electromagnetic wave transmission / reception units 711A, 711B, and 711C are provided, so that the polarization information reading unit 720 includes the three electromagnetic wave transmission / reception units 711A, 711B. Corresponding to 711C, three reception intensity differences are calculated at a time. The calculated array of the three reception intensity differences is given to the position measuring unit 730.
　位置計測部７３０は、偏波情報読取部１２０から与えられた三つの受信強度差の配列を基に、位置計測装置７００の位置を計測し、予め定められた位置を基準としたときの位置計測装置７００の位置である移動距離を示す移動距離情報である位置データを生成し、その位置データを出力する。 The position measuring unit 730 measures the position of the position measuring device 700 based on an array of three reception intensity differences given by the polarization information reading unit 120, and measures the position based on a predetermined position. The position data which is the movement distance information indicating the movement distance which is the position of the apparatus 700 is generated, and the position data is output.
　例えば、位置計測部７３０は、偏波情報読取部７２０から与えられた三つの受信強度差の配列から、その三つの受信強度差の符号の配列を特定する。そして、位置計測部７３０は、変換情報記憶部７７０に記憶されている変換情報を参照することで、特定された配列に対応する位置を特定する。 For example, the position measurement unit 730 specifies an array of codes of the three reception intensity differences from an array of three reception intensity differences given by the polarization information reading unit 720. Then, the position measurement unit 730 identifies the position corresponding to the specified sequence by referring to the conversion information stored in the conversion information storage unit 770.
　変換情報記憶部７７０は、符号の配列と、移動体の位置とを対応付ける変換情報としての変換テーブルを記憶する。 The conversion information storage unit 770 stores a conversion table as conversion information that associates the array of codes with the position of the moving body.
　次に、実施の形態７に係る位置計測装置７００の動作について説明する。
　位置計測装置７００の動作は、実施の形態６の位置計測装置６００の動作とほぼ同様である。但し、位置計測装置７００では、電磁波送受信器７１０の電磁波送受信部７１１Ａ、７１１Ｂ、７１１Ｃは、ｘ軸方向に並んでおり、それぞれが電磁波反射器７５０の上を通過するように、移動体は移動する。 Next, the operation of the position measuring device 700 according to the seventh embodiment will be described.
The operation of the position measuring device 700 is substantially the same as the operation of the position measuring device 600 of the sixth embodiment. However, in the position measuring device 700, the electromagnetic wave transmission / reception units 711A, 711B, and 711C of the electromagnetic wave transmitter / receiver 710 are arranged in the x-axis direction, and the moving body moves so that each of them passes over the electromagnetic wave reflector 750. ..
　次に、実施の形態７に係る位置計測装置７００の効果について説明する。
　電磁波送受信器６１０は、移動体の移動方向に配置され、送信波を送信し、反射波を受信する複数の送受信部７１１Ａ、７１１Ｂ、７１１Ｃを備える。
　また、電磁波反射器７５０は、偏波情報読取部７２０で読み取られる反射偏波状態の移動方向における配列が、予め定められた距離である反射部１５１の大きさ毎に固有となるようにされている。
　そして、位置計測部７３０は、偏波情報読取部７２０で読み取られた反射偏波状態の配列に従って、移動体の位置を特定する。 Next, the effect of the position measuring device 700 according to the seventh embodiment will be described.
The electromagnetic wave transmitter / receiver 610 is arranged in the moving direction of the moving body, and includes a plurality of transmission / reception units 711A, 711B, and 711C that transmit the transmitted wave and receive the reflected wave.
Further, in the electromagnetic wave reflector 750, the arrangement in the moving direction of the reflected polarization state read by the polarization information reading unit 720 is made unique for each size of the reflecting unit 151 which is a predetermined distance. There is.
Then, the position measuring unit 730 identifies the position of the moving body according to the array of the reflected polarization states read by the polarization information reading unit 720.
　以上のように、実施の形態７では、実施の形態６と同様に、移動体の絶対的な位置を計測することができる。また、実施の形態１～５と同様に一列に配列した電磁波反射器７５０を用いて絶対位置を計測することができるため、省スペースにおいて絶対位置計測技術を実現することができる。 As described above, in the seventh embodiment, the absolute position of the moving body can be measured as in the sixth embodiment. Further, since the absolute position can be measured by using the electromagnetic wave reflectors 750 arranged in a row as in the first to fifth embodiments, the absolute position measurement technique can be realized in a space-saving manner.
　実施の形態７は、三つの電磁波送受信部７１１Ａ、７１１Ｂ、７１１Ｃを備えているが、その数は、複数であればいずれでもよい。数を増やすごとに位置計測部７３０が検出するパターンが増えるため、計測可能な絶対位置を増やすことができる。従って、移動体が計測可能な距離を大きくすることができる。 The seventh embodiment includes three electromagnetic wave transmission / reception units 711A, 711B, and 711C, but the number thereof may be any number as long as it is plural. Since the number of patterns detected by the position measuring unit 730 increases as the number increases, the absolute position that can be measured can be increased. Therefore, the measurable distance of the moving body can be increased.
　実施の形態７では、電磁波送受信部７１１Ａ、７１１Ｂ、７１１Ｃの各々は、実施の形態１の電磁波送受信部１１１と同様に構成され、電磁波反射器７５０は、実施の形態１と同様の反射部１５１、１５２を使用しているが、実施の形態７は、このような例に限定されない。
　例えば、電磁波送受信部７１１Ａ、７１１Ｂ、７１１Ｃの各々は、実施の形態２の電磁波送受信部２１１と同様に構成され、電磁波反射器７５０は、実施の形態２と同様の反射部２５７、２５２を使用してもよい。同様に、実施の形態３における電磁波送受信部３１１と、反射部２５７、２５２とが使用されてもよい。 In the seventh embodiment, each of the electromagnetic wave transmission / reception units 711A, 711B, and 711C is configured in the same manner as the electromagnetic wave transmission / reception unit 111 of the first embodiment, and the electromagnetic wave reflector 750 has the same reflection unit 151, as in the first embodiment. Although 152 is used, the seventh embodiment is not limited to such an example.
For example, each of the electromagnetic wave transmission / reception units 711A, 711B, and 711C is configured in the same manner as the electromagnetic wave transmission / reception unit 211 of the second embodiment, and the electromagnetic wave reflector 750 uses the same reflection units 257 and 252 as in the second embodiment. You may. Similarly, the electromagnetic wave transmission / reception unit 311 and the reflection units 257 and 252 according to the third embodiment may be used.
　以上の実施の形態１～７によれば、電波又はテラヘルツ波を用いるので、埃等の汚れによって散乱されずに透過するとともに、外乱光等の環境の変化の影響を受けにくいため、エレベーターのかご、列車、クレーン、自動倉庫のロボット又はバスをはじめとする自動車等の移動体の移動距離又は絶対位置を計測することができる。 According to the above embodiments 1 to 7, since radio waves or terahertz waves are used, they are transmitted without being scattered by dirt such as dust, and are not easily affected by environmental changes such as ambient light. , Trains, cranes, robots in automated warehouses, and moving distances or absolute positions of moving objects such as automobiles such as buses can be measured.
　以上の実施の形態１～７は、反射波の反射強度ではなく、反射波の偏波方向に基づいて位置を測定するので、位置計測装置の周辺の金属物体、又は、移動体の振動の影響を受けることなく、反射波の偏波方向の変化に対応する偏波状態信号の変化を検出できる。
　また、電磁波反射器１５０～７５０の後方に電磁波が透過せずに位置計測を実施することができるため、電磁波反射器１５０～７５０の後方に構造物又は地面等があるような条件下でも、その影響を受けず、位置計測精度を維持することができる。 In the above embodiments 1 to 7, the position is measured based on the polarization direction of the reflected wave, not the reflected intensity of the reflected wave. Therefore, the influence of vibration of a metal object or a moving body around the position measuring device. It is possible to detect a change in the polarization state signal corresponding to a change in the polarization direction of the reflected wave without receiving the signal.
Further, since the position measurement can be performed without transmitting the electromagnetic wave behind the electromagnetic wave reflectors 150 to 750, the position can be measured even under the condition that there is a structure or the ground behind the electromagnetic wave reflectors 150 to 750. It is not affected and the position measurement accuracy can be maintained.
　１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００　位置計測装置、　１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０　電磁波送受信器、　１１１，２１１，３１１，４１１，５１１Ａ，５１１Ｂ、６１１Ａ，６１１Ｂ，６１１Ｃ，７１１Ａ，７１１Ｂ，７１１Ｂ　電磁波送受信部、　１２０，４２０，５２０，６２０，７２０　偏波情報読取部、　１３０，４３０，５３０，６３０，７３０　位置計測部、　１５０，２５０，４５０，６５０Ａ，６５０Ｂ，６５０Ｃ，７５０　電磁波反射器、　１５１、１５２，２５２，２５７　反射部、　６７０，７７０　変換情報記憶部。 100,200,300,400,500,600,700,800 Position measuring device, 110,210,310,410,510,610,710 Electromagnetic wave transmitter / receiver, 111,211,311,411,511A, 511B, 611A, 611B, 611C, 711A, 711B, 711B Electromagnetic wave transmission / reception unit, 120, 420, 520, 620, 720 Polarization information reader, 130, 430, 530, 630, 730 Position measurement unit, 150, 250, 450, 650A, 650B , 650C, 750 Electromagnetic wave reflector, 151, 152,252,257 Reflector, 670,770 Conversion information storage unit.

Claims (18)

  1. 　移動体に備えられ、送信波を送信し、前記送信波の反射波を受信する送受信器と、
    　前記反射波の偏波状態である反射偏波状態が、前記移動体の移動方向において、予め定められた距離毎に変化するように、前記送信波の全ての偏波成分を前記反射波として反射する反射器と、
    　前記送受信器で受信された前記反射波から前記反射偏波状態を読み取る偏波情報読取部と、
    　前記偏波情報読取部で読み取られた前記反射偏波状態の変化から、前記移動体の位置を特定する位置特定部と、を備えること、
    　を特徴とする位置計測装置。     A transmitter / receiver provided in a mobile body that transmits a transmitted wave and receives a reflected wave of the transmitted wave.
    All the polarized components of the transmitted wave are reflected as the reflected wave so that the reflected polarized state, which is the polarized state of the reflected wave, changes at predetermined distances in the moving direction of the moving body. Reflector and
    A polarization information reader that reads the reflected polarization state from the reflected wave received by the transmitter / receiver,
    Provided with a position specifying unit that specifies the position of the moving body from the change in the reflected polarization state read by the polarization information reading unit.
    A position measuring device characterized by.
  2. 　前記反射器は、前記送信波を反射する複数の種類の反射部を前記移動体の移動方向に並べることにより構成されており、
    　前記複数の種類の反射部の各々の種類は、前記反射偏波状態が異なっていること
    　を特徴とする請求項１に記載の位置計測装置。     The reflector is configured by arranging a plurality of types of reflecting portions that reflect the transmitted wave in the moving direction of the moving body.
    The position measuring device according to claim 1, wherein each type of the plurality of types of reflecting portions has a different reflected polarization state.
  3. 　前記複数の種類の反射部は、前記予め定められた距離毎に別の種類となるように隙間なく並べられていること
    　を特徴とする請求項２に記載の位置計測装置。     The position measuring device according to claim 2, wherein the plurality of types of reflecting units are arranged without gaps so as to be different types for each predetermined distance.
  4. 　前記複数の種類の反射部の各々の種類は、前記反射波を構成する二つの偏波成分の位相差が異なるように、前記送信波を反射すること
    　を特徴とする請求項２又は３に記載の位置計測装置。     The second or third aspect of the present invention, wherein each type of the plurality of types of reflecting portions reflects the transmitted wave so that the phase difference between the two polarization components constituting the reflected wave is different. Position measuring device.
  5. 　前記送信波の偏波状態である送信偏波状態は、直線偏波における偏波方向又は円偏波における回転方向であり、
    　前記反射偏波状態は、直線偏波における偏波方向又は円偏波における回転方向であること
    　を特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の位置計測装置。     The transmitted polarization state, which is the polarization state of the transmitted wave, is the polarization direction in linear polarization or the rotation direction in circular polarization.
    The position measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the reflected polarized state is a polarization direction in linearly polarized waves or a rotation direction in circularly polarized waves.
  6. 　前記送信波は、第１の偏波方向を有する直線偏波の第１の偏波成分と、第２の偏波方向を有する直線偏波の第２の偏波成分とを含み、
    　前記複数の種類の反射部は、前記第１の偏波方向及び前記第２の偏波方向を変化させずに、前記送信波を反射する第１の種類の反射部と、前記第１の偏波方向を変化させずに、前記第２の偏波方向を１８０度変化させて、前記送信波を反射する第２の種類の反射部と、を少なくとも含むこと
    　を特徴とする請求項２から４の何れか一項に記載の位置計測装置。     The transmitted wave includes a first polarization component of linearly polarized waves having a first polarization direction and a second polarization component of linearly polarized waves having a second polarization direction.
    The plurality of types of reflecting portions include a first type of reflecting portion that reflects the transmitted wave without changing the first polarization direction and the second polarization direction, and the first bias. Claims 2 to 4 include at least a second type of reflecting portion that reflects the transmitted wave by changing the second polarization direction by 180 degrees without changing the wave direction. The position measuring device according to any one of the above items.
  7. 　前記第１の種類の反射部は、
    　前記送信波が入射し、前記第１の偏波成分及び前記第２の偏波成分を反射する第１の金属の第１の層と、
    　前記第１の層の下の絶縁体の第２の層と、
    　前記第２の層の下の第２の金属の第３の層と、を有し、
    　前記第２の種類の反射部は、
    　前記送信波が入射し、前記第１の偏波成分を反射するとともに、前記第２の偏波成分を透過させる偏光子の第４の層と、
    　前記第４の層の下の前記絶縁体の第５の層と、
    　前記第５の層の下の、前記第２の偏波成分を反射する前記第２の金属の第６の層と、を有し、
    　前記第２の層及び前記第５の層の厚さは、予め定められた正の奇数と、前記送信波の真空中の波長とを乗じた値から、４に前記絶縁体の屈折率を乗じた値を除した値であること
    　を特徴とする請求項６に記載の位置計測装置。     The first type of reflector is
    A first layer of a first metal to which the transmitted wave is incident and reflects the first polarization component and the second polarization component.
    With a second layer of insulator under the first layer,
    It has a third layer of second metal underneath the second layer,
    The second type of reflector is
    A fourth layer of a polarizer that receives the transmitted wave, reflects the first polarization component, and transmits the second polarization component.
    With a fifth layer of the insulator below the fourth layer,
    Underneath the fifth layer, there is a sixth layer of the second metal that reflects the second polarization component.
    The thickness of the second layer and the fifth layer is obtained by multiplying 4 by the refractive index of the insulator from a value obtained by multiplying a predetermined positive odd number by the wavelength of the transmitted wave in vacuum. The position measuring device according to claim 6, wherein the value is obtained by dividing the value obtained by dividing the value.
  8. 　前記送信波の偏波は、予め定められた方向に回転する円偏波であり、
    　前記複数の種類の反射部は、前記送信波を、第１の偏波方向を有する直線偏波の第１の偏波成分及び第２の偏波方向を有する直線偏波の第２の偏波成分として反射する第１の種類の反射部と、前記送信波を、前記第２の偏波成分及び第３の偏波方向を有する直線偏波の第３の偏波成分として反射する第２の種類の反射部とを少なくとも含み、
    　前記第１の偏波方向と前記第２の偏波方向とを合成した第１の合成偏波方向と、前記第２の偏波方向と第３の偏波方向とを合成した第２の合成偏波方向とは、９０度の差を有すること
    　を特徴とする請求項２から４の何れか一項に記載の位置計測装置。     The polarization of the transmitted wave is a circularly polarized wave that rotates in a predetermined direction.
    The plurality of types of reflectors transmit the transmitted wave to a first polarization component of linearly polarized light having a first polarization direction and a second polarization of linearly polarized light having a second polarization direction. A first type of reflecting unit that reflects as a component, and a second that reflects the transmitted wave as a third polarization component of linearly polarized light having the second polarization component and the third polarization direction. Including at least various types of reflectors
    A first composite polarization direction in which the first polarization direction and the second polarization direction are combined, and a second synthesis in which the second polarization direction and the third polarization direction are combined. The position measuring device according to any one of claims 2 to 4, wherein the polarization direction has a difference of 90 degrees.
  9. 　前記第１の種類の反射部は、
    　前記送信波が入射し、前記送信波を前記第１の偏波成分として反射する第１の偏光子の第１の層と、
    　前記第１の層の下の絶縁体の第２の層と、
    　前記第２の層の下の、前記送信波を前記第２の偏波成分として反射する金属の第３の層とを有し、
    　前記第２の種類の反射部は、
    　前記送信波が入射し、前記送信波を前記第２の偏波成分として反射する第２の偏光子の第４の層と、
    　前記第４の層の下の前記絶縁体の第５の層と、
    　前記第５の層の下の、前記送信波を前記第３の偏波成分として反射する前記金属の第６の層とを有し、
    　前記第２の層及び前記第５の層の厚さは、８の倍数に１を加えた値と、前記送信波の真空中の波長とを乗じた値から、１６に前記絶縁体の屈折率を乗じた値を除した値であること
    　を特徴とする請求項８に記載の位置計測装置。     The first type of reflector is
    A first layer of a first polarizer to which the transmitted wave is incident and reflects the transmitted wave as the first polarization component.
    With a second layer of insulator under the first layer,
    Underneath the second layer, it has a third layer of metal that reflects the transmitted wave as the second polarization component.
    The second type of reflector is
    A fourth layer of a second polarizer to which the transmitted wave is incident and reflects the transmitted wave as the second polarization component.
    With a fifth layer of the insulator below the fourth layer,
    Underneath the fifth layer, it has a sixth layer of the metal that reflects the transmitted wave as the third polarization component.
    The thickness of the second layer and the fifth layer is obtained by multiplying the value obtained by adding 1 to a multiple of 8 and the wavelength of the transmitted wave in vacuum to 16 and the refractive index of the insulator. The position measuring device according to claim 8, wherein the value is obtained by dividing the value obtained by multiplying by.
  10. 　前記送信波は、予め定められた偏波方向を有する直線偏波の偏波成分を含み、
    　前記複数の種類の反射部は、前記送信波を、時計回りに回転する円偏波に変化させて反射する第１の種類の反射部と、前記送信波を、反時計回りに回転する円偏波に変化させて反射する第２の種類の反射部とを少なくとも含むこと
    　を特徴とする請求項２から４の何れか一項に記載の位置計測装置。     The transmitted wave contains a linearly polarized polarization component having a predetermined polarization direction.
    The plurality of types of reflecting units include a first type of reflecting unit that changes the transmitted wave into circularly polarized light that rotates clockwise and reflects the transmitted wave, and a circular bias that rotates the transmitted wave counterclockwise. The position measuring apparatus according to any one of claims 2 to 4, further comprising at least a second type of reflecting portion that is changed into a wave and reflected.
  11. 　前記第１の種類の反射部は、
    　前記送信波が入射し、前記送信波を、第１の偏波方向を有する直線偏波の第１の偏波成分として反射する第１の偏光子の第１の層と、
    　前記第１の層の下の絶縁体の第２の層と、
    　前記第２の層の下の、前記送信波を、第２の偏波方向を有する第２の偏波成分として反射する金属の第３の層とを有し、
    　前記第２の種類の反射部は、
    　前記送信波が入射し、前記送信波を、前記第２の偏波成分として反射する第２の偏光子の第４の層と、
    　前記第４の層の下の前記絶縁体の第５の層と、
    　前記第５の層の下の、前記送信波を、第３の偏波方向を有する第３の偏波成分として反射する前記金属の第６の層とを有し、
    　前記第２の層及び前記第５の層の厚さは、８の倍数に１を加えた値と、前記送信波の真空中の波長とを乗じた値から、１６に前記絶縁体の屈折率を乗じた値を除した値であること
    　を特徴とする請求項１０に記載の位置計測装置。     The first type of reflector is
    A first layer of a first polarizer to which the transmitted wave is incident and reflects the transmitted wave as a first polarization component of linearly polarized light having a first polarization direction.
    With a second layer of insulator under the first layer,
    Underneath the second layer, it has a third layer of metal that reflects the transmitted wave as a second polarization component with a second polarization direction.
    The second type of reflector is
    A fourth layer of a second polarizer to which the transmitted wave is incident and reflects the transmitted wave as the second polarization component.
    With a fifth layer of the insulator below the fourth layer,
    Underneath the fifth layer, it has a sixth layer of the metal that reflects the transmitted wave as a third polarization component with a third polarization direction.
    The thickness of the second layer and the fifth layer is obtained by multiplying the value obtained by adding 1 to a multiple of 8 and the wavelength of the transmitted wave in vacuum to 16 and the refractive index of the insulator. The position measuring device according to claim 10, wherein the value is obtained by dividing the value obtained by multiplying by.
  12. 　前記位置特定部は、前記偏波情報読取部で読み取られた前記反射偏波状態が変化する毎に前記予め定められた距離を加算することで、前記位置を特定すること
    　を特徴とする請求項１から１１の何れか一項に記載の位置計測装置。     The claim is characterized in that the position specifying unit specifies the position by adding the predetermined distance each time the reflected polarization state read by the polarization information reading unit changes. The position measuring device according to any one of 1 to 11.
  13. 　前記送受信器は、前記送信波として第１の送信波を送信し、前記第１の送信波の前記反射波である第１の反射波を受信する第１の送受信部、及び、前記送信波として第２の送信波を送信し、前記第２の送信波の前記反射波である第２の反射波を受信する第２の送受信部を備え、
    　前記第１の送受信部及び前記第２の送受信部は、前記移動体の移動方向に予め定められた間隔を空けて配置されており、
    　前記偏波情報読取部は、前記第１の送受信部で受信された前記第１の反射波における二つの偏波成分の受信強度の差である第１の受信強度差と、前記第２の送受信部で受信された前記第２の反射波における二つの偏波成分の受信強度の差である第２の受信強度差とを算出し、
    　前記位置特定部は、前記第１の受信強度差及び前記第２の受信強度差に対して直交検波を行うことにより、位相を算出し、算出された前記位相から前記移動体の位置を特定すること
    　を特徴とする請求項１から１１の何れか一項に記載の位置計測装置。     The transmitter / receiver transmits a first transmission wave as the transmission wave, and receives the first reflected wave, which is the reflected wave of the first transmission wave, as a first transmission / reception unit, and as the transmission wave. A second transmitter / receiver for transmitting a second transmitted wave and receiving a second reflected wave which is the reflected wave of the second transmitted wave is provided.
    The first transmission / reception unit and the second transmission / reception unit are arranged at predetermined intervals in the movement direction of the moving body.
    The polarization information reading unit has a first reception intensity difference, which is a difference in reception intensity of two polarization components in the first reflected wave received by the first transmission / reception unit, and the second transmission / reception. The difference between the reception intensities of the two polarization components in the second reflected wave received by the unit and the second reception intensity difference is calculated.
    The position specifying unit calculates a phase by performing orthogonal detection on the first reception intensity difference and the second reception intensity difference, and specifies the position of the moving body from the calculated phase. The position measuring device according to any one of claims 1 to 11, wherein the position measuring device is characterized in that.
  14. 　前記間隔は、予め定められた偶数に０．５を加算した値を前記予め定められた距離に乗算した値であること
    　を特徴とする請求項１３に記載の位置計測装置。     The position measuring device according to claim 13, wherein the interval is a value obtained by multiplying the predetermined distance by a value obtained by adding 0.5 to a predetermined even number.
  15. 　前記移動方向に交差する方向に、複数の前記反射器が設けられており、
    　前記複数の反射器は、前記反射偏波状態の前記交差する方向における配列が、前記予め定められた距離毎に固有となるようにされており、
    　前記送受信器は、前記交差する方向に配置され、各々が前記移動体の移動に伴って、前記複数の反射器の各々の対応する位置を通過するように設けられた複数の送受信部を備え、
    　前記複数の送受信部の各々は、前記送信波を送信し、前記反射波を受信し、
    　前記位置特定部は、前記偏波情報読取部で読み取られた前記反射偏波状態の配列に従って、前記移動体の位置を特定すること
    　を特徴とする請求項１から１１の何れか一項に記載の位置計測装置。     A plurality of the reflectors are provided in a direction intersecting the moving direction.
    In the plurality of reflectors, the arrangement of the reflected polarization states in the intersecting directions is made to be unique for each predetermined distance.
    The transmitter / receiver comprises a plurality of transmitter / receivers arranged in the intersecting directions, each of which is provided so as to pass each corresponding position of the plurality of reflectors as the moving body moves.
    Each of the plurality of transmitter / receivers transmits the transmitted wave, receives the reflected wave, and receives the reflected wave.
    The present invention according to any one of claims 1 to 11, wherein the position specifying unit specifies the position of the moving body according to the array of the reflected polarization states read by the polarization information reading unit. Position measuring device.
  16. 　前記送受信器は、前記移動方向に配置され、前記送信波を送信し、前記反射波を受信する複数の送受信部を備え、
    　前記反射器は、前記偏波情報読取部で読み取られる前記反射偏波状態の前記移動方向における配列が、前記予め定められた距離毎に固有となるようにされており、
    　前記位置特定部は、前記偏波情報読取部で読み取られた前記反射偏波状態の配列に従って、前記移動体の位置を特定すること
    　を特徴とする請求項１から１１の何れか一項に記載の位置計測装置。     The transmitter / receiver is arranged in the moving direction, includes a plurality of transmitter / receivers that transmit the transmitted wave and receive the reflected wave.
    In the reflector, the arrangement of the reflected polarization state read by the polarization information reading unit in the moving direction is made unique for each predetermined distance.
    The present invention according to any one of claims 1 to 11, wherein the position specifying unit specifies the position of the moving body according to the array of the reflected polarization states read by the polarization information reading unit. Position measuring device.
  17. 　前記送信波は、周波数が１０テラヘルツ以下のテラヘルツ波、又は、電波であること
    　を特徴とする請求項１から１６の何れか一項に記載の位置計測装置。     The position measuring device according to any one of claims 1 to 16, wherein the transmitted wave is a terahertz wave having a frequency of 10 terahertz or less or a radio wave.
  18. 　移動体から送信波を送信し、前記送信波の反射波を前記移動体において受信することで、前記移動体の位置を計測する位置計測方法であって、
    　前記送信波を送信し、
    　前記反射波の偏波状態である反射偏波状態が、前記移動体の移動方向において、予め定められた距離毎に変化するように、前記送信波の全ての偏波成分を前記反射波として反射し、
    　前記反射波を受信し、
    　受信された前記反射波から前記反射偏波状態を読み取り、
    　読み取られた前記反射偏波状態の変化から、前記移動体の位置を特定すること
    　を特徴とする位置計測方法。     It is a position measurement method for measuring the position of the moving body by transmitting a transmitted wave from the moving body and receiving the reflected wave of the transmitted wave in the moving body.
    The transmitted wave is transmitted,
    All the polarized components of the transmitted wave are reflected as the reflected wave so that the reflected polarized state, which is the polarized state of the reflected wave, changes at predetermined distances in the moving direction of the moving body. And
    Receive the reflected wave and
    The reflected polarization state is read from the received reflected wave,
    A position measurement method characterized in that the position of the moving body is specified from the read change in the reflected polarization state.
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