センサ装置
【課題】十分な省電力化を図ることができると共に、簡易な構成で生産コストを低減することができるセンサ装置を提供すること。
【解決手段】発振用トランジスタＴ２を有し、所定の発振周波数の信号を出力するＲＦ発振回路３と、ＲＦ発振回路３を間欠的に駆動する間欠動作制御回路２と、ＲＦ発振回路３から出力された信号を対象物Ｏに送信すると共に、対象物Ｏに反射された信号を受信するアンテナＡ１、Ａ２と、ＲＦ発振回路から出力された信号と対象物Ｏに反射された信号とを混合する混合回路５ａ、５ｂとを備え、混合回路５ａ、５ｂから出力された信号に基づいて対象物Ｏの動きの有無を検出するように構成した。
【解決手段】発振用トランジスタＴ２を有し、所定の発振周波数の信号を出力するＲＦ発振回路３と、ＲＦ発振回路３を間欠的に駆動する間欠動作制御回路２と、ＲＦ発振回路３から出力された信号を対象物Ｏに送信すると共に、対象物Ｏに反射された信号を受信するアンテナＡ１、Ａ２と、ＲＦ発振回路から出力された信号と対象物Ｏに反射された信号とを混合する混合回路５ａ、５ｂとを備え、混合回路５ａ、５ｂから出力された信号に基づいて対象物Ｏの動きの有無を検出するように構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物からの反射波に含まれるドップラー周波成分から対象物の動きや対象物までの距離等を検出するセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、対象物の動きや対象物までの距離等を検出するセンサ装置として、ＵＷＢ（Ultra-Wideband）方式を採用したものが知られている。このセンサ装置は、ベースバンドのＵＷＢ信号を対象物に放射し、対象物からの反射波に含まれるドップラー周波成分の変動量に基づいて対象物の動き等を検出している。しかしながら、ベースバンドのＵＷＢ信号は、相対周波数帯域が広く、放射特性のよいアンテナ設計が困難であると共に、放射し難い低周波成分にあるため省電力化に不利となっていた。
【０００３】
一方、上記した問題を解決したセンサ装置として、ＵＷＢ信号よりも高い周波数を使用したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。図６に示すように、このセンサ装置４１は、２周波ＣＷ方式を採用しており、制御回路４２の制御により発振回路４３の発振周波数が２つの周波数に連続的に切り替えられる。発振回路４３で生成された発振信号は、スイッチ制御回路４５に制御されたスイッチ４４のＯＮ・ＯＦＦにより、所定の時間間隔で所定の時間長だけ後段に出力される。
【０００４】
スイッチ４４を通過した発振信号は、送信側と受信側に分配され、送信側の信号は送信アンテナＡ２１を介して対象物Ｏに放射され、受信側の信号は局部信号として利用される。対象物Ｏにより反射された受信信号は、受信アンテナＡ２２を介して受信され、混合回路４６において局部信号と混合される。そして、混合回路４６において、受信信号に含まれるドップラー周波数成分に相当する低周波信号が検出され、後段のローパスフィルタ４７で低周波信号が取り出されて対象物Ｏまでの距離等が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３４５２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のセンサ装置４１においては、発振回路４３において連続的に信号が出力されるため、十分な省電力化を図ることができないという問題があった。また、スイッチ４４のＯＮ・ＯＦＦにより送信タイミングが制御されるため、スイッチ４４と共にスイッチ４４を制御するスイッチ制御回路４５を設けなければならず、部品点数が増加して構成が複雑になると共に、生産コストが高くなるという問題があった。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、十分な省電力化を図ることができると共に、簡易な構成で生産コストを低減することができるセンサ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のセンサ装置は、発振用素子を有し、所定の発振周波数の信号を出力する信号発生回路と、前記信号発生回路を間欠的に駆動する制御回路と、前記信号発生回路から出力された信号を対象物に送信すると共に、前記対象物に反射された信号を受信する送受信部と、前記信号発生回路から出力された信号と前記対象物に反射された信号とを混合する混合回路とを備え、前記混合回路から出力された信号に基づいて前記対象物の動き、距離、速度の少なくとも１つを検出することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、信号発生回路が間欠的に駆動されるため、信号を出力し続ける構成と比較して省電力化を図ることができる。また、制御回路により直接的に信号発生回路の出力タイミングが制御されるため、スイッチやスイッチ制御回路が不要となり、部品点数を低減して簡易な構成とすることができると共に、生産コストを低くすることができる。さらに、ＵＷＢ信号よりも高い周波数の信号を放射することにより、放射性のよいアンテナ設計ができると共に、放射し易い周波数に設定できるため、より省電力化を図ることができる。
【００１０】
本発明は、上記センサ装置において、前記制御回路を、間欠的にパルス信号を発生させ、前記発振用素子の制御端子に前記パルス信号を印加する構成とすることができる。
【００１１】
本発明は、上記センサ装置において、前記制御回路は、前記パルス信号のパルス幅とパルス間隔との比を可変することによって検出間隔を設定したことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、簡易な構成により検出間隔を設定することができ、例えば、検出間隔を狭めることにより対象物の動きに対する検出感度を高めることができる。
【００１３】
本発明は、上記センサ装置において、前記信号発生回路と前記送受信部との間に前記信号発生回路から出力された信号の所定の周波数帯域を取り出すバンドパスフィルタが接続されたことを特徴とする。
【００１４】
本発明は、上記センサ装置において、前記送受信部は、前記信号発生回路から出力された信号のうち所定の周波数帯域を放射する周波数特性を有する送信アンテナを備えたことを特徴とする。
【００１５】
これらの構成によれば、信号発生回路から出力された信号を狭帯域化することができる。例えば、電波法で規定された周波数を中心とする所定の領域を取り出すことができる。
【００１６】
本発明は、上記センサ装置において、前記送受信部を、前記信号発生回路から出力される信号を送信する送信アンテナと、前記対象物によって反射された信号を受信する受信アンテナとを有する構成とすることができる。
【００１７】
本発明は、上記センサ装置において、前記送受信部を、前記信号発生回路から出力される信号を送信すると共に、前記対象物によって反射された信号を受信する送受信アンテナを有する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、十分な省電力化を図ることができると共に、簡易な構成で生産コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るセンサ装置の第１の実施の形態を示す図であり、差動方式のセンサ装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明に係るセンサ装置の第１の実施の形態を示す図であり、差動方式のセンサ装置の回路構成図である。
【図３】本発明に係るセンサ装置の第１の実施の形態を示す図であり、バンドパスフィルタの通過前と通過後の拡散高周波信号の一例を示す図である。
【図４】本発明に係るセンサ装置の第２の実施の形態を示す図であり、非差動方式のセンサ装置の回路構成図である。
【図５】本発明に係るセンサ装置の変形例を示す図である。
【図６】センサ装置の従来例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、本発明を対象物の動きを検出するセンサ装置に適用した構成を例示して説明するが、対象物の動きを検出するセンサ装置だけでなく、対象物からの距離や対象物の速度を検出するセンサ装置に適用することも可能である。最初に、図１を参照して、センサ装置の機能構成について簡単に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る差動方式のセンサ装置の機能ブロック図である。
【００２１】
図１に示すように、センサ装置１は、２つのアンテナＡ１、Ａ２を有し、各アンテナＡ１、Ａ２から拡散高周波信号を対象物Ｏに放射して、対象物Ｏからの反射波に含まれるドップラー周波成分としての低周波成分の差動出力に基づいて対象物Ｏの動きの有無を検出するものである。また、このセンサ装置１は、拡散高周波信号を発信するＲＦ発振回路３と、ＲＦ発振回路３の駆動を間欠的に制御する間欠動作制御回路２とを有し、間欠動作制御回路２に制御されてＲＦ発振回路３から拡散高周波信号が間欠的に出力されるように構成されている。
【００２２】
ＲＦ発振回路３から出力された拡散高周波信号は、バンドパスフィルタ４において狭帯域化されてアンテナＡ１側とアンテナＡ２側に出力される。バンドパスフィルタ４を通過した拡散高周波信号は、アンテナＡ１、Ａ２から対象物Ｏに放射される他、局部信号として混合回路５ａ、５ｂに入力される。対象物Ｏにより反射された拡散高周波信号は、アンテナＡ１、Ａ２を介して受信され、局部信号と共に混合回路５ａ、５ｂに入力される。
【００２３】
このとき、対象物Ｏの動きは反射波に含まれる低周波信号として現れ、混合回路５ａ、５ｂにおいて受信信号と局部信号とが混合されることにより低周波信号が抽出される。混合回路５ａ、５ｂのそれぞれから出力された出力信号は、差動増幅回路６に入力されて差動出力が増幅され、ローパスフィルタ７において差動信号が取り出される。ローパスフィルタ７を通過した差動信号は、図示しないＤ／Ａ変換回路を介してアナログ信号として出力される。センサ装置１から出力された差動信号は、信号処理回路８に入力され、この信号処理回路８において対象物Ｏの動きの有無が検出される。
【００２４】
次に、図２を参照して、差動方式のセンサ装置の回路構成について説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る差動方式のセンサ装置の回路構成図である。
【００２５】
図２に示すように、間欠動作制御回路２は、タイマー回路１１と、ＳＷ信号発生回路１２とを有している。タイマー回路１１は、一定時間間隔でｈｉｇｈレベル信号とＬｏｗレベル信号とを交互に繰り返すパルス信号を生成し、ＳＷ信号発生回路１２に出力する。ＳＷ信号発生回路１２は、フリップフロップ回路１３で構成されており、反転出力端子が抵抗Ｒ１を介してリセット端子に接続され、出力端子が抵抗Ｒ２を介してＳＷ用トランジスタＴ１のベースに接続される。ＳＷ信号発生回路１２は、タイマー回路１１から出力されたパルス信号の立ち上がりに同期して、ＲＦ発振回路３の駆動タイミングを制御する短パルス（ＳＷ信号）を生成する。生成されたＳＷ信号は、ＳＷ用トランジスタＴ１のベースに出力される。
【００２６】
この場合、タイマー回路１１においてパルス信号のパルス幅とパルス間隔との比が可変されることにより、ＳＷ信号の周期が可変されてＲＦ発振回路３の駆動タイミングが制御される。これにより、ＲＦ発振回路３の駆動タイミングが短くなるように制御されると、センサ装置１による検出間隔を狭めて対象物Ｏの動きに対する検出感度が向上される。
【００２７】
ＳＷ用トランジスタＴ１のコレクタは、電源Ｖｃｃに接続され、電源Ｖｃｃは抵抗Ｒ３を介してＳＷ用トランジスタＴ１のベースに接続される。ＳＷ用トランジスタＴ１のエミッタは、抵抗Ｒ４を介してＲＦ発振回路３の発振用トランジスタＴ２のベースに接続される。ＳＷ用トランジスタＴ１は、ＳＷ信号発生回路１２から出力されたＳＷ信号のｈｉｇｈレベル時にＯＮとなり、ＲＦ発振回路３の発振用トランジスタＴ２のベースに駆動電圧を印加する。
【００２８】
発振用トランジスタＴ２のエミッタは、帰還コンデンサＣ１を介して発振用トランジスタＴ２のベースに接続されると共に、インダクタＬ１および抵抗Ｒ５を介してグランドに接地される。発振用トランジスタＴ２のコレクタは、インダクタＬ２を介して電源Ｖｃｃに接続されると共に、コンデンサＣ２を介してバンドパスフィルタ４に接続される。また、発振用トランジスタＴ２のベースは、グランドとの間に複数の素子群が接続され、この複数の素子群によりＲＦ発振回路３の発振周波数が規定される。ＲＦ発振回路３は、ＳＷ用トランジスタＴ１からの駆動電圧に制御されて、拡散高周波信号を生成する。生成された拡散高周波信号は、バンドパスフィルタ４に入力される。
【００２９】
このとき、ＳＷ用トランジスタＴ１のベースに印加される駆動電圧は、ＳＷ信号に合わせて所定の周期で印加されるため、ＲＦ発振回路３において間欠的に拡散高周波信号が生成される。したがって、ＲＦ発振回路３において常に拡散高周波信号が生成される構成と比較して省電力化を図ることが可能となる。また、ＳＷ信号発生回路１２およびＳＷ用トランジスタＴ１によりＲＦ発振回路３が直接的に制御されるため、部品点数を低減して簡易な構成とし、生産コストを低くすることが可能となる。
【００３０】
バンドパスフィルタ４は、ＲＦ発振回路３から出力された拡散高周波信号を狭帯域化する。具体的には、ＲＦ発振回路３から出力された拡散高周波信号は、バンドパスフィルタ４の通過前においては図３（ａ）に示すように広帯域を有し、バンドパスフィルタ４の通過後においては図３（ｂ）に示すように狭帯域化される。この場合、バンドパスフィルタ４は、電波法上で規定された周波数を中心とした所定の帯域を取り出すように設定されている。
【００３１】
バンドパスフィルタ４の後段側は、アンテナＡ１側とアンテナＡ２側とに分けられ、アンテナＡ１側がコンデンサＣ３を介して増幅用トランジスタＴ３のベースに接続され、アンテナＡ２側がコンデンサＣ４を介して増幅用トランジスタＴ４のベースに接続される。アンテナＡ１側の増幅用トランジスタＴ３のコレクタは電源Ｖｃｃに接続され、増幅用トランジスタＴ３のエミッタは抵抗Ｒ６を介してグランドに接地されると共に、アンテナＡ１および混合回路５ａに接続される。アンテナＡ１側の増幅用トランジスタＴ３のエミッタから出力された拡散高周波信号は、アンテナＡ１から対象物Ｏに対して放射されると共に、局部信号として混合回路５ａに入力される。
【００３２】
アンテナＡ２側の増幅用トランジスタＴ４もアンテナＡ１側の増幅用トランジスタＴ３と同様な接続構成を有し、増幅用トランジスタＴ４のエミッタから出力された拡散高周波信号は、アンテナＡ２から対象物Ｏに対して放射されると共に、局部信号として混合回路５ｂに入力される。
【００３３】
アンテナＡ１側の混合回路５ａは、ショットキーダイオードＤ１を有し、ショットキーダイオードＤ１のカソードはアンテナＡ１の給電点に接続され、アノードは直流カットのコンデンサＣ５および抵抗Ｒ８を介して差動増幅回路６のオペアンプＯＰ１の非反転入力端子に接続される。ショットキーダイオードＤ１のカソードとアンテナＡ１の給電点との間は、インダクタＬ３を介してグランドに接地される。また、ショットキーダイオードＤ１のアノードとコンデンサＣ５との間は、抵抗Ｒ９を介してグランドに接地されると共に、コンデンサＣ６を介してグランドに接地される。混合回路５ａは、アンテナＡ１から受信した受信信号と増幅用トランジスタＴ３から入力された局部信号とを混合して、対象物Ｏの動きを反映した低周波信号を抽出する。
【００３４】
アンテナＡ２側の混合回路５ｂもアンテナＡ１側の混合回路５ａと同様な接続構成を有し、アンテナＡ２から受信した受信信号と増幅用トランジスタＴ４から入力された局部信号とを混合して、対象物Ｏの動きを反映した低周波信号を抽出する。
【００３５】
差動増幅回路６は、いわゆるインスツルメンテーションアンプであり、オペアンプＯＰ１〜ＯＰ３と、抵抗Ｒ１２〜Ｒ１８とから構成されている。オペアンプＯＰ１の非反転入力端子は、混合回路５ａに接続され、オペアンプＯＰ１の出力端子は抵抗Ｒ１２を介して反転入力端子に接続される。オペアンプＯＰ２の非反転入力端子は、混合回路５ｂに接続され、オペアンプＯＰ２の出力端子は抵抗Ｒ１３を介して反転入力端子に接続される。オペアンプＯＰ１の反転入力端子およびオペアンプＯＰ２の反転入力端子は、抵抗Ｒ１４を介して接続される。
【００３６】
また、オペアンプＯＰ１の出力端子は、抵抗Ｒ１５を介してオペアンプＯＰ３の反転入力端子に接続され、オペアンプＯＰ２の出力端子は、抵抗Ｒ１６を介してオペアンプＯＰ３の非反転入力端子に接続される。さらに、オペアンプＯＰ３の出力端子は、抵抗Ｒ１７を介して反転入力端子に接続され、オペアンプＯＰ３の非反転入力端子は、抵抗Ｒ１８を介してグランドに接地される。差動増幅回路６は、混合回路５ａ、５ｂのそれぞれから入力された出力信号の差動出力を増幅する。
【００３７】
また、オペアンプＯＰ３の出力端子は、ボルテージフォロア回路を構成するオペアンプＯＰ４の非反転入力端子に接続される。オペアンプＯＰ４の出力端子から出力された差動信号は、図示しないローパスフィルタ、Ｄ／Ａ変換回路を介してアナログ信号として取り出される。
【００３８】
センサ装置１から取り出された差動信号は、図示しない信号処理回路に入力され、信号処理回路内のコンパレータの閾値と比較される。そして、差動信号が閾値より小さい場合に対象物Ｏの動きが無いと判定され、差動信号が閾値以上の場合に対象物Ｏの動きが有ると判定される。
【００３９】
以上のように、本実施の形態に係るセンサ装置１によれば、ＲＦ発振回路３が間欠的に駆動されるため省電力化を図ることができる。また、間欠動作制御回路２により直接的にＲＦ発振回路３の出力タイミングが制御されるため、スイッチやスイッチ制御回路が不要となり、部品点数を低減して簡易な構成とすると共に、生産コストを低くすることができる。さらに、拡散高周波信号を放射することにより、放射性のよいアンテナ設計ができると共に、放射し易い周波数に設定できるため、より省電力化を図ることができる。
【００４０】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本発明の第２の実施の形態に係るセンサ装置は、上記した第１の実施の形態に係るセンサ装置と、非差動方式である点についてのみ相違する。したがって、同一構成については極力説明を省略し、相違点についてのみ詳細に説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態に係る非差動方式のセンサ装置の回路構成図である。
【００４１】
図４に示すように、センサ装置２１においては、タイマー回路３１およびＳＷ信号発生回路３２により間欠動作制御回路２２が構成され、間欠動作制御回路２２においてＲＦ発振回路２３の駆動タイミングを制御するＳＷ信号が生成される。間欠動作制御回路２２で生成されたＳＷ信号は、ＳＷ用トランジスタＴ１１のベースに入力される。そして、ＳＷ信号のｈｉｇｈレベル時にＳＷ用トランジスタＴ１１がＯＮとなり、ＲＦ発振回路２３に駆動電圧が印加される。
【００４２】
ＲＦ発振回路２３は、ＳＷ用トランジスタＴ１１を介して入力される駆動電圧に合わせて間欠的に拡散高周波信号を生成し、生成された拡散高周波信号はバンドパスフィルタ２４に出力される。バンドパスフィルタ２４を通過した拡散高周波信号は、電波法に規定された周波数を中心とした所定の帯域に狭帯域化され、増幅用トランジスタＴ１３のベースに入力される。増幅用トランジスタＴ１３のエミッタから出力された拡散高周波信号は、アンテナＡ１１から対象物Ｏに対して放射されると共に、局部信号として混合回路２５に出力される。アンテナＡ１１から受信された受信信号は、増幅用トランジスタＴ１３から入力された局部信号と混合され、対象物Ｏの動きを反映した低周波信号が抽出される。
【００４３】
増幅回路２６は、オペアンプＯＰ１１、ＯＰ１２と、抵抗Ｒ２１〜Ｒ２８とから構成されている。オペアンプＯＰ１１の反転入力端子は、抵抗Ｒ２１およびコンデンサＣ２１を介して混合回路２５に接続され、非反転入力端子は抵抗Ｒ２３、Ｒ２４からなる分圧回路に接続される。オペアンプＯＰ１１の出力端子は、抵抗Ｒ２２を介して反転入力端子に接続されると共に、コンデンサＣ２２および抵抗Ｒ２５を介して後段のオペアンプＯＰ１２の反転入力端子に接続される。
【００４４】
オペアンプＯＰ１２は、前段のオペアンプＯＰ１１と同様に、非反転入力端子が抵抗Ｒ２７、Ｒ２８からなる分圧回路に接続され、出力端子が抵抗Ｒ２６を介して反転入力端子に接続される。そして、増幅回路２６において、混合回路２５から入力された出力信号が増幅され、ボルテージフォロア回路を構成するオペアンプＯＰ１３の非反転入力端子に出力される。オペアンプＯＰ１３の出力端子から出力された出力信号は、図示しないローパスフィルタ、Ｄ／Ａ変換回路を介してアナログ信号として取り出される。
【００４５】
ローパスフィルタおよびＤ／Ａ変換回路を通過した出力信号は、図示しない信号処理回路に入力され、信号処理回路内のコンパレータの閾値と比較される。そして、出力信号が閾値より小さい場合に対象物の動きが無いと判定され、出力信号が閾値以上の場合に対象物の動きが有ると判定される。
【００４６】
以上のように、本実施の形態に係るセンサ装置２１においては、第１の実施の形態の差動方式のセンサ装置１と同様に、省電力化を図ることができると共に、簡易な構成で生産コストを低減することができる。また、拡散高周波信号を放射することにより、放射性のよいアンテナ設計ができると共に、放射し易い周波数に設定できるため、より省電力化を図ることが可能となる。さらに、差動方式のセンサ装置と比較して部品点数を低減することが可能となる。
【００４７】
なお、上記した各実施の形態においては、送受信部として一つのアンテナで信号を送受信する構成としたが、図５に示す変形例のように、送信専用アンテナと受信専用アンテナとを備える構成としてもよい。このような構成にしても、上記した各実施の形態と同様に、省電力化を図ることができると共に、簡易な構成で生産コストを低減することができる。
【００４８】
また、上記した各実施の形態においては、バンドパスフィルタにより拡散高周波信号を狭帯域化する構成としたが、この構成に限定されるものではない。拡散高周波信号を狭帯域化可能な構成であればどのような構成であってもよく、例えば、所定の周波数帯域を放射する周波数特性を有するアンテナにより拡散高周波信号を狭帯域化する構成としてもよい。
【００４９】
また、上記した各実施の形態においては、バンドパスフィルタは発振トランジスタとバーファーアンプトランジスタの間に置く構成になっているが、この構成に限定されるものではない。アンテナとバーファーアンプトランジスタと間におく構成でもよい。又、拡散高周波信号を放射される前に狭帯域化可能な構成であればどのような構成であってもよい。
【００５０】
また、上記した各実施の形態においては、アンテナから対象物に拡散高周波信号を放射する構成としたが、この構成に限定されるものではない。対象物からの反射波に含まれるドップラー周波成分を検出可能であれば拡散高周波信号に限定されるものではなく、狭帯域信号又はＵＷＢ信号を放射する構成としてもよい。
【００５１】
また、上記した各実施の形態においては、発振用素子としてトランジスタを有する構成としたが、この構成に限定されるものではない。発振可能な発振用素子を有する構成であればよく、例えば、発振用素子としてＦＥＴを有する構成としてもよい。
【００５２】
また、上記した各実施の形態においては、タイマー回路とＳＷ信号発生回路とで間欠動作制御回路を構成したが、この構成に限定されるものではない。ＲＦ発振回路から間欠的に信号を出力させる構成であれば、どのような構成であってもよい。
【００５３】
また、上記した各実施の形態においては、ＲＦ発振回路から間欠的に信号を出力する構成を対象物の動きを検出するセンサ装置に適用して説明したが、この構成に限定されるものではなく、対象物のセンサ装置からの距離、対象物のセンサ装置に対する相対速度などを検出可能な構成に適用してもよい。
【００５４】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上説明したように、本発明は、十分な省電力化を図ることができると共に、簡易な構成で生産コストを低減することができるという効果を有し、特に、対象物からの反射波に含まれるドップラー周波成分から対象物の動きや対象物までの距離等を検出するセンサ装置に有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１、２１ センサ装置
２、２２ 間欠動作制御回路（制御回路）
３、２３ ＲＦ発振回路（信号発生回路）
４、２４ バンドパスフィルタ
５ａ、５ｂ、２５ 混合回路
６ 差動増幅回路
７ ローパスフィルタ
８ 信号処理回路
１１、３１ タイマー回路
１２、３２ ＳＷ信号発生回路
２６ 増幅回路
Ｔ２、Ｔ１２ 発振用トランジスタ（発信用素子）
Ａ１、Ａ２、Ａ１１ アンテナ（送受信部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物からの反射波に含まれるドップラー周波成分から対象物の動きや対象物までの距離等を検出するセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、対象物の動きや対象物までの距離等を検出するセンサ装置として、ＵＷＢ（Ultra-Wideband）方式を採用したものが知られている。このセンサ装置は、ベースバンドのＵＷＢ信号を対象物に放射し、対象物からの反射波に含まれるドップラー周波成分の変動量に基づいて対象物の動き等を検出している。しかしながら、ベースバンドのＵＷＢ信号は、相対周波数帯域が広く、放射特性のよいアンテナ設計が困難であると共に、放射し難い低周波成分にあるため省電力化に不利となっていた。
【０００３】
一方、上記した問題を解決したセンサ装置として、ＵＷＢ信号よりも高い周波数を使用したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。図６に示すように、このセンサ装置４１は、２周波ＣＷ方式を採用しており、制御回路４２の制御により発振回路４３の発振周波数が２つの周波数に連続的に切り替えられる。発振回路４３で生成された発振信号は、スイッチ制御回路４５に制御されたスイッチ４４のＯＮ・ＯＦＦにより、所定の時間間隔で所定の時間長だけ後段に出力される。
【０００４】
スイッチ４４を通過した発振信号は、送信側と受信側に分配され、送信側の信号は送信アンテナＡ２１を介して対象物Ｏに放射され、受信側の信号は局部信号として利用される。対象物Ｏにより反射された受信信号は、受信アンテナＡ２２を介して受信され、混合回路４６において局部信号と混合される。そして、混合回路４６において、受信信号に含まれるドップラー周波数成分に相当する低周波信号が検出され、後段のローパスフィルタ４７で低周波信号が取り出されて対象物Ｏまでの距離等が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３４５２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のセンサ装置４１においては、発振回路４３において連続的に信号が出力されるため、十分な省電力化を図ることができないという問題があった。また、スイッチ４４のＯＮ・ＯＦＦにより送信タイミングが制御されるため、スイッチ４４と共にスイッチ４４を制御するスイッチ制御回路４５を設けなければならず、部品点数が増加して構成が複雑になると共に、生産コストが高くなるという問題があった。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、十分な省電力化を図ることができると共に、簡易な構成で生産コストを低減することができるセンサ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のセンサ装置は、発振用素子を有し、所定の発振周波数の信号を出力する信号発生回路と、前記信号発生回路を間欠的に駆動する制御回路と、前記信号発生回路から出力された信号を対象物に送信すると共に、前記対象物に反射された信号を受信する送受信部と、前記信号発生回路から出力された信号と前記対象物に反射された信号とを混合する混合回路とを備え、前記混合回路から出力された信号に基づいて前記対象物の動き、距離、速度の少なくとも１つを検出することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、信号発生回路が間欠的に駆動されるため、信号を出力し続ける構成と比較して省電力化を図ることができる。また、制御回路により直接的に信号発生回路の出力タイミングが制御されるため、スイッチやスイッチ制御回路が不要となり、部品点数を低減して簡易な構成とすることができると共に、生産コストを低くすることができる。さらに、ＵＷＢ信号よりも高い周波数の信号を放射することにより、放射性のよいアンテナ設計ができると共に、放射し易い周波数に設定できるため、より省電力化を図ることができる。
【００１０】
本発明は、上記センサ装置において、前記制御回路を、間欠的にパルス信号を発生させ、前記発振用素子の制御端子に前記パルス信号を印加する構成とすることができる。
【００１１】
本発明は、上記センサ装置において、前記制御回路は、前記パルス信号のパルス幅とパルス間隔との比を可変することによって検出間隔を設定したことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、簡易な構成により検出間隔を設定することができ、例えば、検出間隔を狭めることにより対象物の動きに対する検出感度を高めることができる。
【００１３】
本発明は、上記センサ装置において、前記信号発生回路と前記送受信部との間に前記信号発生回路から出力された信号の所定の周波数帯域を取り出すバンドパスフィルタが接続されたことを特徴とする。
【００１４】
本発明は、上記センサ装置において、前記送受信部は、前記信号発生回路から出力された信号のうち所定の周波数帯域を放射する周波数特性を有する送信アンテナを備えたことを特徴とする。
【００１５】
これらの構成によれば、信号発生回路から出力された信号を狭帯域化することができる。例えば、電波法で規定された周波数を中心とする所定の領域を取り出すことができる。
【００１６】
本発明は、上記センサ装置において、前記送受信部を、前記信号発生回路から出力される信号を送信する送信アンテナと、前記対象物によって反射された信号を受信する受信アンテナとを有する構成とすることができる。
【００１７】
本発明は、上記センサ装置において、前記送受信部を、前記信号発生回路から出力される信号を送信すると共に、前記対象物によって反射された信号を受信する送受信アンテナを有する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、十分な省電力化を図ることができると共に、簡易な構成で生産コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るセンサ装置の第１の実施の形態を示す図であり、差動方式のセンサ装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明に係るセンサ装置の第１の実施の形態を示す図であり、差動方式のセンサ装置の回路構成図である。
【図３】本発明に係るセンサ装置の第１の実施の形態を示す図であり、バンドパスフィルタの通過前と通過後の拡散高周波信号の一例を示す図である。
【図４】本発明に係るセンサ装置の第２の実施の形態を示す図であり、非差動方式のセンサ装置の回路構成図である。
【図５】本発明に係るセンサ装置の変形例を示す図である。
【図６】センサ装置の従来例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、本発明を対象物の動きを検出するセンサ装置に適用した構成を例示して説明するが、対象物の動きを検出するセンサ装置だけでなく、対象物からの距離や対象物の速度を検出するセンサ装置に適用することも可能である。最初に、図１を参照して、センサ装置の機能構成について簡単に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る差動方式のセンサ装置の機能ブロック図である。
【００２１】
図１に示すように、センサ装置１は、２つのアンテナＡ１、Ａ２を有し、各アンテナＡ１、Ａ２から拡散高周波信号を対象物Ｏに放射して、対象物Ｏからの反射波に含まれるドップラー周波成分としての低周波成分の差動出力に基づいて対象物Ｏの動きの有無を検出するものである。また、このセンサ装置１は、拡散高周波信号を発信するＲＦ発振回路３と、ＲＦ発振回路３の駆動を間欠的に制御する間欠動作制御回路２とを有し、間欠動作制御回路２に制御されてＲＦ発振回路３から拡散高周波信号が間欠的に出力されるように構成されている。
【００２２】
ＲＦ発振回路３から出力された拡散高周波信号は、バンドパスフィルタ４において狭帯域化されてアンテナＡ１側とアンテナＡ２側に出力される。バンドパスフィルタ４を通過した拡散高周波信号は、アンテナＡ１、Ａ２から対象物Ｏに放射される他、局部信号として混合回路５ａ、５ｂに入力される。対象物Ｏにより反射された拡散高周波信号は、アンテナＡ１、Ａ２を介して受信され、局部信号と共に混合回路５ａ、５ｂに入力される。
【００２３】
このとき、対象物Ｏの動きは反射波に含まれる低周波信号として現れ、混合回路５ａ、５ｂにおいて受信信号と局部信号とが混合されることにより低周波信号が抽出される。混合回路５ａ、５ｂのそれぞれから出力された出力信号は、差動増幅回路６に入力されて差動出力が増幅され、ローパスフィルタ７において差動信号が取り出される。ローパスフィルタ７を通過した差動信号は、図示しないＤ／Ａ変換回路を介してアナログ信号として出力される。センサ装置１から出力された差動信号は、信号処理回路８に入力され、この信号処理回路８において対象物Ｏの動きの有無が検出される。
【００２４】
次に、図２を参照して、差動方式のセンサ装置の回路構成について説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る差動方式のセンサ装置の回路構成図である。
【００２５】
図２に示すように、間欠動作制御回路２は、タイマー回路１１と、ＳＷ信号発生回路１２とを有している。タイマー回路１１は、一定時間間隔でｈｉｇｈレベル信号とＬｏｗレベル信号とを交互に繰り返すパルス信号を生成し、ＳＷ信号発生回路１２に出力する。ＳＷ信号発生回路１２は、フリップフロップ回路１３で構成されており、反転出力端子が抵抗Ｒ１を介してリセット端子に接続され、出力端子が抵抗Ｒ２を介してＳＷ用トランジスタＴ１のベースに接続される。ＳＷ信号発生回路１２は、タイマー回路１１から出力されたパルス信号の立ち上がりに同期して、ＲＦ発振回路３の駆動タイミングを制御する短パルス（ＳＷ信号）を生成する。生成されたＳＷ信号は、ＳＷ用トランジスタＴ１のベースに出力される。
【００２６】
この場合、タイマー回路１１においてパルス信号のパルス幅とパルス間隔との比が可変されることにより、ＳＷ信号の周期が可変されてＲＦ発振回路３の駆動タイミングが制御される。これにより、ＲＦ発振回路３の駆動タイミングが短くなるように制御されると、センサ装置１による検出間隔を狭めて対象物Ｏの動きに対する検出感度が向上される。
【００２７】
ＳＷ用トランジスタＴ１のコレクタは、電源Ｖｃｃに接続され、電源Ｖｃｃは抵抗Ｒ３を介してＳＷ用トランジスタＴ１のベースに接続される。ＳＷ用トランジスタＴ１のエミッタは、抵抗Ｒ４を介してＲＦ発振回路３の発振用トランジスタＴ２のベースに接続される。ＳＷ用トランジスタＴ１は、ＳＷ信号発生回路１２から出力されたＳＷ信号のｈｉｇｈレベル時にＯＮとなり、ＲＦ発振回路３の発振用トランジスタＴ２のベースに駆動電圧を印加する。
【００２８】
発振用トランジスタＴ２のエミッタは、帰還コンデンサＣ１を介して発振用トランジスタＴ２のベースに接続されると共に、インダクタＬ１および抵抗Ｒ５を介してグランドに接地される。発振用トランジスタＴ２のコレクタは、インダクタＬ２を介して電源Ｖｃｃに接続されると共に、コンデンサＣ２を介してバンドパスフィルタ４に接続される。また、発振用トランジスタＴ２のベースは、グランドとの間に複数の素子群が接続され、この複数の素子群によりＲＦ発振回路３の発振周波数が規定される。ＲＦ発振回路３は、ＳＷ用トランジスタＴ１からの駆動電圧に制御されて、拡散高周波信号を生成する。生成された拡散高周波信号は、バンドパスフィルタ４に入力される。
【００２９】
このとき、ＳＷ用トランジスタＴ１のベースに印加される駆動電圧は、ＳＷ信号に合わせて所定の周期で印加されるため、ＲＦ発振回路３において間欠的に拡散高周波信号が生成される。したがって、ＲＦ発振回路３において常に拡散高周波信号が生成される構成と比較して省電力化を図ることが可能となる。また、ＳＷ信号発生回路１２およびＳＷ用トランジスタＴ１によりＲＦ発振回路３が直接的に制御されるため、部品点数を低減して簡易な構成とし、生産コストを低くすることが可能となる。
【００３０】
バンドパスフィルタ４は、ＲＦ発振回路３から出力された拡散高周波信号を狭帯域化する。具体的には、ＲＦ発振回路３から出力された拡散高周波信号は、バンドパスフィルタ４の通過前においては図３（ａ）に示すように広帯域を有し、バンドパスフィルタ４の通過後においては図３（ｂ）に示すように狭帯域化される。この場合、バンドパスフィルタ４は、電波法上で規定された周波数を中心とした所定の帯域を取り出すように設定されている。
【００３１】
バンドパスフィルタ４の後段側は、アンテナＡ１側とアンテナＡ２側とに分けられ、アンテナＡ１側がコンデンサＣ３を介して増幅用トランジスタＴ３のベースに接続され、アンテナＡ２側がコンデンサＣ４を介して増幅用トランジスタＴ４のベースに接続される。アンテナＡ１側の増幅用トランジスタＴ３のコレクタは電源Ｖｃｃに接続され、増幅用トランジスタＴ３のエミッタは抵抗Ｒ６を介してグランドに接地されると共に、アンテナＡ１および混合回路５ａに接続される。アンテナＡ１側の増幅用トランジスタＴ３のエミッタから出力された拡散高周波信号は、アンテナＡ１から対象物Ｏに対して放射されると共に、局部信号として混合回路５ａに入力される。
【００３２】
アンテナＡ２側の増幅用トランジスタＴ４もアンテナＡ１側の増幅用トランジスタＴ３と同様な接続構成を有し、増幅用トランジスタＴ４のエミッタから出力された拡散高周波信号は、アンテナＡ２から対象物Ｏに対して放射されると共に、局部信号として混合回路５ｂに入力される。
【００３３】
アンテナＡ１側の混合回路５ａは、ショットキーダイオードＤ１を有し、ショットキーダイオードＤ１のカソードはアンテナＡ１の給電点に接続され、アノードは直流カットのコンデンサＣ５および抵抗Ｒ８を介して差動増幅回路６のオペアンプＯＰ１の非反転入力端子に接続される。ショットキーダイオードＤ１のカソードとアンテナＡ１の給電点との間は、インダクタＬ３を介してグランドに接地される。また、ショットキーダイオードＤ１のアノードとコンデンサＣ５との間は、抵抗Ｒ９を介してグランドに接地されると共に、コンデンサＣ６を介してグランドに接地される。混合回路５ａは、アンテナＡ１から受信した受信信号と増幅用トランジスタＴ３から入力された局部信号とを混合して、対象物Ｏの動きを反映した低周波信号を抽出する。
【００３４】
アンテナＡ２側の混合回路５ｂもアンテナＡ１側の混合回路５ａと同様な接続構成を有し、アンテナＡ２から受信した受信信号と増幅用トランジスタＴ４から入力された局部信号とを混合して、対象物Ｏの動きを反映した低周波信号を抽出する。
【００３５】
差動増幅回路６は、いわゆるインスツルメンテーションアンプであり、オペアンプＯＰ１〜ＯＰ３と、抵抗Ｒ１２〜Ｒ１８とから構成されている。オペアンプＯＰ１の非反転入力端子は、混合回路５ａに接続され、オペアンプＯＰ１の出力端子は抵抗Ｒ１２を介して反転入力端子に接続される。オペアンプＯＰ２の非反転入力端子は、混合回路５ｂに接続され、オペアンプＯＰ２の出力端子は抵抗Ｒ１３を介して反転入力端子に接続される。オペアンプＯＰ１の反転入力端子およびオペアンプＯＰ２の反転入力端子は、抵抗Ｒ１４を介して接続される。
【００３６】
また、オペアンプＯＰ１の出力端子は、抵抗Ｒ１５を介してオペアンプＯＰ３の反転入力端子に接続され、オペアンプＯＰ２の出力端子は、抵抗Ｒ１６を介してオペアンプＯＰ３の非反転入力端子に接続される。さらに、オペアンプＯＰ３の出力端子は、抵抗Ｒ１７を介して反転入力端子に接続され、オペアンプＯＰ３の非反転入力端子は、抵抗Ｒ１８を介してグランドに接地される。差動増幅回路６は、混合回路５ａ、５ｂのそれぞれから入力された出力信号の差動出力を増幅する。
【００３７】
また、オペアンプＯＰ３の出力端子は、ボルテージフォロア回路を構成するオペアンプＯＰ４の非反転入力端子に接続される。オペアンプＯＰ４の出力端子から出力された差動信号は、図示しないローパスフィルタ、Ｄ／Ａ変換回路を介してアナログ信号として取り出される。
【００３８】
センサ装置１から取り出された差動信号は、図示しない信号処理回路に入力され、信号処理回路内のコンパレータの閾値と比較される。そして、差動信号が閾値より小さい場合に対象物Ｏの動きが無いと判定され、差動信号が閾値以上の場合に対象物Ｏの動きが有ると判定される。
【００３９】
以上のように、本実施の形態に係るセンサ装置１によれば、ＲＦ発振回路３が間欠的に駆動されるため省電力化を図ることができる。また、間欠動作制御回路２により直接的にＲＦ発振回路３の出力タイミングが制御されるため、スイッチやスイッチ制御回路が不要となり、部品点数を低減して簡易な構成とすると共に、生産コストを低くすることができる。さらに、拡散高周波信号を放射することにより、放射性のよいアンテナ設計ができると共に、放射し易い周波数に設定できるため、より省電力化を図ることができる。
【００４０】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本発明の第２の実施の形態に係るセンサ装置は、上記した第１の実施の形態に係るセンサ装置と、非差動方式である点についてのみ相違する。したがって、同一構成については極力説明を省略し、相違点についてのみ詳細に説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態に係る非差動方式のセンサ装置の回路構成図である。
【００４１】
図４に示すように、センサ装置２１においては、タイマー回路３１およびＳＷ信号発生回路３２により間欠動作制御回路２２が構成され、間欠動作制御回路２２においてＲＦ発振回路２３の駆動タイミングを制御するＳＷ信号が生成される。間欠動作制御回路２２で生成されたＳＷ信号は、ＳＷ用トランジスタＴ１１のベースに入力される。そして、ＳＷ信号のｈｉｇｈレベル時にＳＷ用トランジスタＴ１１がＯＮとなり、ＲＦ発振回路２３に駆動電圧が印加される。
【００４２】
ＲＦ発振回路２３は、ＳＷ用トランジスタＴ１１を介して入力される駆動電圧に合わせて間欠的に拡散高周波信号を生成し、生成された拡散高周波信号はバンドパスフィルタ２４に出力される。バンドパスフィルタ２４を通過した拡散高周波信号は、電波法に規定された周波数を中心とした所定の帯域に狭帯域化され、増幅用トランジスタＴ１３のベースに入力される。増幅用トランジスタＴ１３のエミッタから出力された拡散高周波信号は、アンテナＡ１１から対象物Ｏに対して放射されると共に、局部信号として混合回路２５に出力される。アンテナＡ１１から受信された受信信号は、増幅用トランジスタＴ１３から入力された局部信号と混合され、対象物Ｏの動きを反映した低周波信号が抽出される。
【００４３】
増幅回路２６は、オペアンプＯＰ１１、ＯＰ１２と、抵抗Ｒ２１〜Ｒ２８とから構成されている。オペアンプＯＰ１１の反転入力端子は、抵抗Ｒ２１およびコンデンサＣ２１を介して混合回路２５に接続され、非反転入力端子は抵抗Ｒ２３、Ｒ２４からなる分圧回路に接続される。オペアンプＯＰ１１の出力端子は、抵抗Ｒ２２を介して反転入力端子に接続されると共に、コンデンサＣ２２および抵抗Ｒ２５を介して後段のオペアンプＯＰ１２の反転入力端子に接続される。
【００４４】
オペアンプＯＰ１２は、前段のオペアンプＯＰ１１と同様に、非反転入力端子が抵抗Ｒ２７、Ｒ２８からなる分圧回路に接続され、出力端子が抵抗Ｒ２６を介して反転入力端子に接続される。そして、増幅回路２６において、混合回路２５から入力された出力信号が増幅され、ボルテージフォロア回路を構成するオペアンプＯＰ１３の非反転入力端子に出力される。オペアンプＯＰ１３の出力端子から出力された出力信号は、図示しないローパスフィルタ、Ｄ／Ａ変換回路を介してアナログ信号として取り出される。
【００４５】
ローパスフィルタおよびＤ／Ａ変換回路を通過した出力信号は、図示しない信号処理回路に入力され、信号処理回路内のコンパレータの閾値と比較される。そして、出力信号が閾値より小さい場合に対象物の動きが無いと判定され、出力信号が閾値以上の場合に対象物の動きが有ると判定される。
【００４６】
以上のように、本実施の形態に係るセンサ装置２１においては、第１の実施の形態の差動方式のセンサ装置１と同様に、省電力化を図ることができると共に、簡易な構成で生産コストを低減することができる。また、拡散高周波信号を放射することにより、放射性のよいアンテナ設計ができると共に、放射し易い周波数に設定できるため、より省電力化を図ることが可能となる。さらに、差動方式のセンサ装置と比較して部品点数を低減することが可能となる。
【００４７】
なお、上記した各実施の形態においては、送受信部として一つのアンテナで信号を送受信する構成としたが、図５に示す変形例のように、送信専用アンテナと受信専用アンテナとを備える構成としてもよい。このような構成にしても、上記した各実施の形態と同様に、省電力化を図ることができると共に、簡易な構成で生産コストを低減することができる。
【００４８】
また、上記した各実施の形態においては、バンドパスフィルタにより拡散高周波信号を狭帯域化する構成としたが、この構成に限定されるものではない。拡散高周波信号を狭帯域化可能な構成であればどのような構成であってもよく、例えば、所定の周波数帯域を放射する周波数特性を有するアンテナにより拡散高周波信号を狭帯域化する構成としてもよい。
【００４９】
また、上記した各実施の形態においては、バンドパスフィルタは発振トランジスタとバーファーアンプトランジスタの間に置く構成になっているが、この構成に限定されるものではない。アンテナとバーファーアンプトランジスタと間におく構成でもよい。又、拡散高周波信号を放射される前に狭帯域化可能な構成であればどのような構成であってもよい。
【００５０】
また、上記した各実施の形態においては、アンテナから対象物に拡散高周波信号を放射する構成としたが、この構成に限定されるものではない。対象物からの反射波に含まれるドップラー周波成分を検出可能であれば拡散高周波信号に限定されるものではなく、狭帯域信号又はＵＷＢ信号を放射する構成としてもよい。
【００５１】
また、上記した各実施の形態においては、発振用素子としてトランジスタを有する構成としたが、この構成に限定されるものではない。発振可能な発振用素子を有する構成であればよく、例えば、発振用素子としてＦＥＴを有する構成としてもよい。
【００５２】
また、上記した各実施の形態においては、タイマー回路とＳＷ信号発生回路とで間欠動作制御回路を構成したが、この構成に限定されるものではない。ＲＦ発振回路から間欠的に信号を出力させる構成であれば、どのような構成であってもよい。
【００５３】
また、上記した各実施の形態においては、ＲＦ発振回路から間欠的に信号を出力する構成を対象物の動きを検出するセンサ装置に適用して説明したが、この構成に限定されるものではなく、対象物のセンサ装置からの距離、対象物のセンサ装置に対する相対速度などを検出可能な構成に適用してもよい。
【００５４】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上説明したように、本発明は、十分な省電力化を図ることができると共に、簡易な構成で生産コストを低減することができるという効果を有し、特に、対象物からの反射波に含まれるドップラー周波成分から対象物の動きや対象物までの距離等を検出するセンサ装置に有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１、２１ センサ装置
２、２２ 間欠動作制御回路（制御回路）
３、２３ ＲＦ発振回路（信号発生回路）
４、２４ バンドパスフィルタ
５ａ、５ｂ、２５ 混合回路
６ 差動増幅回路
７ ローパスフィルタ
８ 信号処理回路
１１、３１ タイマー回路
１２、３２ ＳＷ信号発生回路
２６ 増幅回路
Ｔ２、Ｔ１２ 発振用トランジスタ（発信用素子）
Ａ１、Ａ２、Ａ１１ アンテナ（送受信部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振用素子を有し、所定の発振周波数の信号を出力する信号発生回路と、
前記信号発生回路を間欠的に駆動する制御回路と、
前記信号発生回路から出力された信号を対象物に送信すると共に、前記対象物に反射された信号を受信する送受信部と、
前記信号発生回路から出力された信号と前記対象物に反射された信号とを混合する混合回路とを備え、
前記混合回路から出力された信号に基づいて前記対象物の動き、距離、速度の少なくとも１つを検出することを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記制御回路は、間欠的にパルス信号を発生させる回路であり、
前記発振用素子の制御端子に前記パルス信号を印加するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記パルス信号のパルス幅とパルス間隔との比を可変することによって検出間隔を設定したことを特徴とする請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記信号発生回路と前記送受信部との間に前記信号発生回路から出力された信号の所定の周波数帯域を取り出すバンドパスフィルタが接続されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記送受信部は、前記信号発生回路から出力された信号のうち所定の周波数帯域を放射する周波数特性を有する送信アンテナを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のセンサ装置。
【請求項６】
前記送受信部は、前記信号発生回路から出力される信号を送信する送信アンテナと、前記対象物によって反射された信号を受信する受信アンテナとを有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のセンサ装置。
【請求項７】
前記送受信部は、前記信号発生回路から出力される信号を送信すると共に、前記対象物によって反射された信号を受信する送受信共用アンテナを有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のセンサ装置。
【請求項１】
発振用素子を有し、所定の発振周波数の信号を出力する信号発生回路と、
前記信号発生回路を間欠的に駆動する制御回路と、
前記信号発生回路から出力された信号を対象物に送信すると共に、前記対象物に反射された信号を受信する送受信部と、
前記信号発生回路から出力された信号と前記対象物に反射された信号とを混合する混合回路とを備え、
前記混合回路から出力された信号に基づいて前記対象物の動き、距離、速度の少なくとも１つを検出することを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記制御回路は、間欠的にパルス信号を発生させる回路であり、
前記発振用素子の制御端子に前記パルス信号を印加するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記パルス信号のパルス幅とパルス間隔との比を可変することによって検出間隔を設定したことを特徴とする請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記信号発生回路と前記送受信部との間に前記信号発生回路から出力された信号の所定の周波数帯域を取り出すバンドパスフィルタが接続されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記送受信部は、前記信号発生回路から出力された信号のうち所定の周波数帯域を放射する周波数特性を有する送信アンテナを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のセンサ装置。
【請求項６】
前記送受信部は、前記信号発生回路から出力される信号を送信する送信アンテナと、前記対象物によって反射された信号を受信する受信アンテナとを有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のセンサ装置。
【請求項７】
前記送受信部は、前記信号発生回路から出力される信号を送信すると共に、前記対象物によって反射された信号を受信する送受信共用アンテナを有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のセンサ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２６６２７３（Ｐ２０１０−２６６２７３Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１６４９７（Ｐ２００９−１１６４９７）
【出願日】平成２１年５月１３日（２００９．５．１３）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１３日（２００９．５．１３）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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