マイクロウエーブセンサ
【課題】 屋外設置時の近距離の草木などによる誤報を極力回避するとともに、侵入者が遠距離で監視対象領域を横切るように動いた場合などでも的確に検出することが可能なマイクロウエーブセンサを提供する。
【解決手段】 検知エリアに向けて周波数の異なる複数のマイクロ波を送信し、この検知エリア内に存在する物体からの各マイクロ波の反射波に基づいて物体検知動作を行うマイクロウエーブセンサ１において、上記検知エリア内の物体までの「相対距離」を求める距離認識手段４１と、上記検知エリア内の物体の「単位時間当たりの移動距離」を求める移動距離認識手段４２と、距離認識手段４１および移動距離認識手段４２の出力を受け、上記検知エリア内の物体までの「相対距離」が長いほど、物体検知判定のための閾値である「単位時間当たりの移動距離値」を小さく設定して物体検知判定動作を行う物体判定手段４３とを備えている。
【解決手段】 検知エリアに向けて周波数の異なる複数のマイクロ波を送信し、この検知エリア内に存在する物体からの各マイクロ波の反射波に基づいて物体検知動作を行うマイクロウエーブセンサ１において、上記検知エリア内の物体までの「相対距離」を求める距離認識手段４１と、上記検知エリア内の物体の「単位時間当たりの移動距離」を求める移動距離認識手段４２と、距離認識手段４１および移動距離認識手段４２の出力を受け、上記検知エリア内の物体までの「相対距離」が長いほど、物体検知判定のための閾値である「単位時間当たりの移動距離値」を小さく設定して物体検知判定動作を行う物体判定手段４３とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロウエーブセンサに関し、特に、検知すべきターゲットのみをより的確に検出するとともに誤報の発生を極力回避して信頼性を向上させたマイクロウエーブセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、防犯装置の一つとして、マイクロ波を検知エリアに向けて送信し、検知エリア内に人体（侵入者）が存在する場合には、その人体からの反射波（ドップラー効果によって変調したマイクロ波）を受信して人体を検知するマイクロウエーブセンサが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
さらに、マイクロウエーブセンサの１タイプとして、周波数の異なる複数のマイクロ波を利用して検知エリア内に存在する人体等の物体（以下、ターゲットと呼ぶ）までの距離を計測するようにしたものも知られている。この種のセンサは、例えば周波数の異なる２種類のマイクロ波を検知エリアに向けて送信し、それぞれの反射波に基づく２つのＩＦ信号の位相差を検出するようになっている。この位相差は、ターゲットまでの距離に相関があり、ターゲットまでの距離が大きいほど位相差も大きくなる傾向がある。つまり、この位相差を求めることによりターゲットまでの距離を計測することが可能である。また、この位相差の時間的な変化を認識することにより検知エリア内のターゲットが移動しているか否かを判定することも可能である。これにより、例えば検知エリア内で移動しているターゲットのみを、検知すべきターゲット（侵入者）として判定することが可能になる。
【０００４】
以下、この種のセンサにおけるＩＦ信号の位相差検出動作について説明する。
【０００５】
周波数の異なる２種類のマイクロ波の反射波に基づくＩＦ信号が図３（ａ）に示すような正弦波ＩＦｏｕｔ１、ＩＦｏｕｔ２（ターゲットまでの距離に応じた位相差を有している）である場合、これらＩＦ信号から成形される矩形波Ｗ１、Ｗ２は、それぞれ図３（ｂ）に示すようになる。そして、これらの矩形波Ｗ１、Ｗ２の位相差（図中における矩形波の立ち上がり部分の時間差Δｔから換算）を検出することによってターゲットまでの距離を計測することが可能になる。また、この矩形波Ｗ１、Ｗ２の位相差の時間的な変化を認識することにより、検知エリア内のターゲットの移動（センサに近づいているのか遠ざかっているのか）を認識することが可能である。
【０００６】
ところで、この種のセンサを防犯用センサとして使用し、上記位相差の時間的な変化を認識して、検知エリア内で移動しているターゲットのみを検知すべきターゲット（侵入者）であると判定するようにした場合、以下に述べるような問題点があった。
【０００７】
つまり、この種のセンサを屋外に設置した場合に、風による草木などの揺れによって上記矩形波Ｗ１、Ｗ２に位相差が生じ、これによって草木などを、検知すべきターゲットであると誤検知して誤報を発してしまう可能性がある。同様に、この種のセンサを屋内に設置した場合に、換気用のファンの回転動作や、風によるブラインドやカーテンの揺れによっても上記矩形波Ｗ１、Ｗ２に位相差が生じ、この場合にも人体以外の物体を、検知すべきターゲットであると誤検知して誤報を発してしまう可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明の発明者は、人体などの検知すべきターゲットとそうでない物体（草木やファン等）との判別を正確に行って誤報を回避する技術について既に提案している（特許文献２参照。）。
【０００９】
この提案は、各反射波に基づいて検知エリア内に存在するターゲットまでの相対距離の単位時間当たりの変化量を計測し、その変化量が所定の閾値以上であるときにのみ、そのターゲットを、検知すべきターゲットであると判定するものである。つまり、風によって揺れている草木や回転しているファン等は移動距離が僅かであるのに対し、検知すべき人体等は移動距離が大きい。この差を認識することでターゲットが検知すべきものであるか否かを判定するようにしている。なお、以下の説明では上記の閾値を「草木対策レベル」と記すこととする。
【特許文献１】特開平７−３７１７６号公報
【特許文献２】特開２００３−２０７４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のマイクロウエーブセンサ１００が屋外に設置されているとき、監視対象領域１０の周辺にフェンス用の草木などがあったり、マイクロウエーブセンサ１００が監視対象領域１０の周辺に設置されたりする場合が多い。結果として、マイクロウエーブセンサ１００の近辺に草木などが存在する場合が多いことになる。マイクロウエーブセンサ１００の近辺にある物体ではその検知レベルが高くなるため、これらの草木などは誤報の原因となりやすい。そこで、このような誤報を極力回避するため、草木などが揺らいでも発生し得ないような距離の変化量として、上記の「草木対策レベル」を例えば「１秒間の移動距離：５０ｃｍ」と定めて対応していた。
【００１１】
次に、この「草木対策レベル」が進入者検知へ及ぼす影響を、図４を参照して説明する。ここで、図４は、従来のマイクロウエーブセンサ１００における草木対策レベルｄ１００と侵入者の動きの関係の説明図である。
【００１２】
（１）侵入者がほぼ正面から接近してくる場合
まず、侵入者がマイクロウエーブセンサ１００のほぼ正面から接近してくる場合を考える。
【００１３】
侵入者がマイクロウエーブセンサ１００から比較的近い所定距離の線１１上のほぼ正面の位置からＭ１ａのように接近すると、マイクロウエーブセンサ１００はほぼＭ１ａの長さに等しい値をターゲットまでの距離の変化量として得ることになる。
【００１４】
同様に、侵入者がマイクロウエーブセンサ１００から比較的遠い所定距離の線１０２上のほぼ正面の位置からＭ２ａ（長さはＭ１ａと同じ）のように接近すると、マイクロウエーブセンサ１００はほぼＭ２ａの長さに等しい値をターゲットまでの距離の変化量として得ることになる。
【００１５】
いずれの場合も、ターゲットまでの距離の変化量が草木対策レベルｄ１００を超えるので、マイクロウエーブセンサ１００は侵入者を検出することが可能である。
【００１６】
（２）侵入者が監視対象領域１０を横切るような動きをする場合
次に、侵入者がマイクロウエーブセンサ１００の監視対象領域１０の側方（図４では上方または下方に相当）から現れ、マイクロウエーブセンサ１００にはほとんど接近せずに監視対象領域１０を横切るような動きをする場合を考える。
【００１７】
侵入者がマイクロウエーブセンサ１００から比較的近い所定距離の線１１上の一側方（図４では上方）の位置からＭ１ｂのように接近すると、マイクロウエーブセンサ１００がターゲットまでの距離の変化量として得る値は、Ｍ１ｂの長さにほぼ等しい値ではなく、Ｍ１ｂのマイクロウエーブセンサ１００方向の成分に対応する値となる。このような場合でも、マイクロウエーブセンサ１００方向とＭ１ｂの方向とがなす角度が比較的小さければ、ターゲットまでの距離の変化量が草木対策レベルｄ１００を超え、マイクロウエーブセンサ１００は侵入者を検出することが可能である。
【００１８】
ところが、侵入者がマイクロウエーブセンサ１００から比較的遠い所定距離の線１２上の一側方（図４では上方）の位置からＭ２ｂのように接近すると、マイクロウエーブセンサ１００方向とＭ２ｂの方向とがなす角度が大きくなって直交状態に近くなる。マイクロウエーブセンサ１００がターゲットまでの距離の変化量として得る値は、Ｍ２ｂのマイクロウエーブセンサ１００方向の成分に対応する値であるのでかなり小さくなり、ターゲットまでの距離の変化量が草木対策レベルｄ１００を超えず、マイクロウエーブセンサ１００は侵入者を検出できないことになってしまう。
【００１９】
つまり、従来のマイクロウエーブセンサ１００において、屋外設置時の近距離の草木などによる誤報を極力回避できるように草木対策レベルｄ１００を大きめに定めると、侵入者がマイクロウエーブセンサ１００から比較的遠いところを監視対象領域１０を横切るように動いた場合などに、侵入者が的確に検出できなくなってしまう可能性がある。
【００２０】
従来技術のこのような課題に鑑み、本発明の目的は、屋外設置時の近距離の草木などによる誤報を極力回避するとともに、侵入者が遠距離で監視対象領域を横切るように動いた場合などでも的確に検出することが可能なマイクロウエーブセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するため、本発明のマイクロウエーブセンサは、検知エリアに向けて周波数の異なる複数のマイクロ波を送信し、この検知エリア内に存在する物体からの各マイクロ波の反射波に基づいて物体検知動作を行うマイクロウエーブセンサにおいて、上記各反射波に基づいて上記検知エリア内に存在する上記物体までの「相対距離」を求める距離認識手段と、上記検知エリア内に存在する上記物体の「単位時間当たりの移動距離」を求める移動距離認識手段と、上記距離認識手段および上記移動距離認識手段の出力を受け、上記検知エリア内に存在する上記物体までの「相対距離」が所定値以上である場合には、この「相対距離」が所定値を越えない場合よりも、物体検知判定のための閾値である「単位時間当たりの移動距離値」を小さく設定して物体検知判定動作を行う物体判定手段とを備えていることを特徴とする。
【００２２】
ここで、上記距離認識手段は、上記検知エリア内に存在する上記物体からの各マイクロ波の反射波の位相差に基づいて上記物体までの相対距離を計測するよう構成してもよい。また、上記移動距離認識手段は、上記距離認識手段からの出力を受けて、上記物体までの相対距離の単位時間当たりの変化量を計測するよう構成してもよい。
【００２３】
この発明のマイクロウエーブセンサによれば、上記物体までの相対距離が遠い場合は、近い場合に比べて、物体検知判定のための閾値である「単位時間当たりの移動距離値」が低く設定される。これにより、近距離においては、本来の検知対象ではない物体までの相対距離の変化が検出されることによる誤報を極力回避しつつ、本来の検知対象である物体は確実に検出することを可能となり、遠距離においては、本来の検知対象である物体が相対距離の変化があまり大きくならないような方向の動きをした場合であっても的確な検出をすることが可能となる。例えば、この発明のマイクロウエーブセンサが屋外に設置された場合であれば、設置位置付近の草木などによる誤報を極力回避するとともに、侵入者が遠距離で監視対象領域を横切るように動いた場合などでも的確に検出することが可能となる。
【００２４】
あるいは、本発明のマイクロウエーブセンサは、検知エリアに向けて周波数の異なる複数のマイクロ波を送信し、この検知エリア内に存在する物体からの各マイクロ波の反射波に基づいて物体検知動作を行うマイクロウエーブセンサにおいて、上記各反射波に基づいて上記検知エリア内に存在する上記物体までの「相対距離」を求める距離認識手段と、上記検知エリア内に存在する上記物体の「単位時間当たりの移動距離」を求める移動距離認識手段と、上記距離認識手段および上記移動距離認識手段の出力を受け、上記検知エリア内に存在する上記物体までの「相対距離」が長いほど、物体検知判定のための閾値である「単位時間当たりの移動距離値」を小さく設定して物体検知判定動作を行う物体判定手段とを備えていることを特徴とする。
【００２５】
この発明のマイクロウエーブセンサによれば、物体検知判定のための閾値である「単位時間当たりの移動距離値」が、上記物体までの相対距離に応じて、相対距離が長いほど小さくなるように設定される。これにより、近距離においては、本来の検知対象ではない物体までの相対距離の変化が検出されることによる誤報を極力回避しつつ、本来の検知対象である物体は確実に検出することを可能となり、遠距離においては、本来の検知対象である物体が相対距離の変化があまり大きくならないような方向の動きをした場合であっても的確な検出をすることが可能となり、さらに中間の距離においても、誤報の回避と本来の検知対象の的確な検出が可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のマイクロウエーブセンサによれば、近距離においては、本来の検知対象ではない物体までの相対距離の変化が検出されることによる誤報を極力回避しつつ、本来の検知対象である物体は確実に検出することを可能となり、遠距離においては、本来の検知対象である物体が相対距離の変化があまり大きくならないような方向の動きをした場合であっても的確な検出をすることが可能となる。
【００２７】
なお、この発明のマイクロウエーブセンサが屋外に設置された場合には、設置位置付近の草木などによる誤報を極力回避するとともに、侵入者が遠距離で監視対象領域を横切るように動いた場合などでも的確に検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。ここでは、マイクロウエーブセンサを防犯センサとして使用した場合であって、周波数の異なる２種類のマイクロ波を利用して検知対象物体（侵入者等）を判定するようにしたマイクロウエーブセンサに本発明を適用した場合について説明する。
【００２９】
＜マイクロウエーブセンサ１の回路構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るマイクロウエーブセンサ１の回路構成の概略図である。この図に示すように、マイクロウエーブセンサ１は、ＲＦモジュール２および信号処理部３を備えている。
【００３０】
ＲＦモジュール２は、マイクロ波を発振する発振器２１、この発振器２１から発振されるマイクロ波の周波数を切り換えるための変調器２２、発振器２１から発振されたマイクロ波を検知エリアに向けて送信する送信アンテナ２３、人体等の物体によって反射したマイクロ波の反射波を受信する受信アンテナ２４、この受信されたマイクロ波と発振器２１の電圧波形とをミキシングして出力するミキサ２５を備えている。つまり、送信アンテナ２３から検知エリアに向けて送信されたマイクロ波は、検知エリア内に人体等が存在する場合、ドップラー効果によりその人体等からの反射波の周波数が変調されて受信アンテナ２４に受信される。この受信された反射波はミキサ２５によって発振器２１の電圧波形とミキシングされた後、ＲＦモジュール２の出力側２ａからＩＦ出力信号（ＩＦｏｕｔ０）として信号処理部３に出力されるようになっている。
【００３１】
一方、信号処理部３は、送信アンテナ２３から送信する各周波数のマイクロ波毎に対応して、ＩＦアンプ３４およびコンパレータ３６を有する第１出力ラインＬ１と、ＩＦアンプ３５およびコンパレータ３７を有する第２出力ラインＬ２と、コンパレータ３６、３７の基準電圧となる電源３３とを備えている。さらに、ＲＦモジュール２が２種類のマイクロ波を発振するための電源３１、３２が備えられ、コンパレータ３６、３７の出力側には本実施形態の特徴とする距離認識手段４１、移動距離認識手段４２、物体判定手段４３が設けられている。なお、これらの各手段については後述する。
【００３２】
ＩＦアンプ３４、３５は、第１スイッチＳＷ１を介してＲＦモジュール２の出力側２ａに接続されている。この第１スイッチＳＷ１は、上記２種類のマイクロ波のうち一方が送信アンテナ２３から送信されている場合には第１出力ラインＬ１に接続し、他方のマイクロ波が送信アンテナ２３から送信されている場合には第２出力ラインＬ２に接続するように切り換えられる。つまり、一方のマイクロ波の送信時に人体等によって反射された反射波に係るＩＦ出力信号は第１出力ラインＬ１に出力され、他方のマイクロ波の送信時に人体等によって反射された反射波に係るＩＦ出力信号は第２出力ラインＬ２に出力される構成となっている。
【００３３】
また、電源３１、３２は、上記第１スイッチＳＷ１に連動する第２スイッチＳＷ２を介してＲＦモジュール２の入力側２ｂに接続されている。この第２スイッチＳＷ２も、２種類のマイクロ波のうちいずれのマイクロ波を送信アンテナ２３から送信するかによって、電源３１、３２に対する接続状態が切り換わるようになっている。つまり、この第２スイッチＳＷ２が一方の電源３１に接続している状態と他方の電源３２に接続している状態とで、変調器２２がマイクロ波の周波数を切り換え、これによって送信アンテナ２３から送信されるマイクロ波の周波数が切り換えられる構成となっている。
【００３４】
このようにして、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２の切り換え動作に伴い、２つの処理動作（第１処理動作および第２処理動作）が所定時間間隔（例えば数ｍｓｅｃ間隔）をもって切り換えられるようになっている。ここで、第１処理動作とは、一方の周波数のマイクロ波が送信アンテナ２３から検知エリアに向けて送信され、その反射波に基づくＩＦ出力信号が信号処理部３の第１出力ラインＬ１に出力されてこの第１出力ラインＬ１において信号処理が行われる動作である。第２処理動作とは、他方の周波数のマイクロ波が送信アンテナ２３から検知エリアに向けて送信され、その反射波に基づくＩＦ出力信号が信号処理部３の第２出力ラインＬ２に出力されてこの第２出力ラインＬ２において信号処理が行われる動作である。そして、第１処理動作では、ＲＦモジュール２から出力されたＩＦ出力信号がＩＦアンプ３４によって増幅され、このＩＦアンプ３４からの出力（ＩＦｏｕｔ１）がコンパレータ３６によって矩形波Ｗ１に成形された後に距離認識手段４１に出力される。同様に、第２処理動作では、ＲＦモジュール２から出力されたＩＦ出力信号がＩＦアンプ３５によって増幅され、このＩＦアンプ３５からの出力（ＩＦｏｕｔ２）がコンパレータ３７によって矩形波Ｗ２に成形された後に距離認識手段４１に出力されるようになっている。
【００３５】
さらに、上記各処理動作について詳述すると、検知エリア内に人体等の物体が存在していない場合には、送信アンテナ２３から送信されたマイクロ波の周波数と受信アンテナ２４に受信されたマイクロ波の周波数は等しいため、ＩＦアンプ３４、３５からの出力信号におけるＩＦ周波数は「０」となり、コンパレータ３６、３７からは信号が出力されない。
【００３６】
これに対し、検知エリア内に人体等が存在する場合には、送信アンテナ２３から送信されたマイクロ波の周波数に対して、受信アンテナ２４に受信されたマイクロ波は変調されて周波数が異なっているため、コンパレータ３６、３７の出力信号波形には変化が生じ、この矩形波が距離認識手段４１に出力されるようになっている。
【００３７】
＜距離認識手段４１、移動距離認識手段４２、物体判定手段４３＞
次に、コンパレータ３６、３７からの出力信号波形に基づいて物体判定を行うための距離認識手段４１、移動距離認識手段４２、物体判定手段４３について説明する。
【００３８】
距離認識手段４１は、コンパレータ３６、３７からの出力信号波形を受け、これら出力信号波形に基づいて検知エリア内に存在する物体までの相対距離を求める。つまり、検知エリア内に存在する物体からの各マイクロ波の反射波の位相差に基づいて物体までの相対距離を計測するよう構成されている。詳しくは、上述したように、２つのＩＦ出力信号（ＩＦｏｕｔ１、ＩＦｏｕｔ２）の位相差は、物体（ターゲット）までの距離に相関があり、物体までの距離が大きいほど位相差も大きくなる傾向がある。つまり、距離認識手段４１は、この位相差を求めることにより物体までの距離を計測するよう構成されている。
【００３９】
移動距離認識手段４２は、検知エリア内に存在する物体の単位時間当たりの移動距離（速度ではなく、例えば１秒間に物体が実際に移動した距離）を求めるものである。つまり、上記距離認識手段４１からの出力を受け、物体までの相対距離の単位時間当たりの変化量を計測してその物体の単位時間当たりの移動距離を求めるよう構成されている。
【００４０】
物体判定手段４３は、上記距離認識手段４１および移動距離認識手段４２の出力を受け、検知すべきターゲットであるか、それとも風によって揺れている草木などであるかを判定するための上述の「草木対策レベル」を、検知エリア内に存在する物体までの相対距離が長いほど低く設定して物体検知判定動作を行うように構成されている。つまり、検知エリア内の物体の位置がマイクロウエーブセンサ１から比較的近い位置である場合には、「草木対策レベル」は草木が風によって揺れることではあり得ないような移動距離に対応した値とする。これに対し、検知エリア内の物体の位置がマイクロウエーブセンサ１から比較的遠い位置である場合には、「草木対策レベル」をより小さな値とする。
【００４１】
なお、マイクロウエーブセンサ１から物体までの相対距離は以下の数式（１）により算出することができる。
【００４２】
Ｒ＝ｃ・Δφ／４π・Δｆ ・・・（１）
ここで、Ｒは物体までの相対距離、ｃは光速、Δφは矩形波Ｗ１、Ｗ２の位相差、Δｆは発振器２１から発振される２種類のマイクロ波の周波数差である。
【００４３】
上記距離認識手段４１は、この数式（１）によって所定時間毎に物体までの距離を算出していく。また、移動距離認識手段４２は、この物体までの距離の単位時間当たりの変化量を計測する。そして、物体判定手段４３は、物体までの相対距離に応じて予め設定されている「草木対策レベル」に比べて、上記変化量（物体の移動距離）が大きいとき、その物体は検知すべき物体（人体）であると判定して、物体検知信号Ｄｏｕｔを出力する。
【００４４】
＜マイクロウエーブセンサ１の草木対策レベルｄ１の設定例＞
図２は、本実施形態に係るマイクロウエーブセンサ１における草木対策レベルｄ１の設定例と侵入者の動きの関係の説明図である。ここでは、近距離における草木対策レベルｄ１を、図４に示した従来のマイクロウエーブセンサ１００における草木対策レベルｄ１００と同じ「１秒間の移動距離：５０ｃｍ」とし、遠距離における草木対策レベルｄ１を例えば「１秒間の移動距離：１５ｃｍ」とするが、このような設定に限るわけではない。
【００４５】
（１）侵入者がほぼ正面から接近してくる場合
まず、侵入者がマイクロウエーブセンサ１のほぼ正面から接近してくる場合を考える。
【００４６】
侵入者がマイクロウエーブセンサ１から比較的近い所定距離の線１１上のほぼ正面の位置からＭ１ａのように接近すると、マイクロウエーブセンサ１は、ほぼＭ１ａの長さに等しい値をターゲットまでの距離の変化量として得ることになる。
【００４７】
同様に、侵入者がマイクロウエーブセンサ１から比較的遠い所定距離の線１２上のほぼ正面の位置からＭ２ａ（長さはＭ１ａと同じ）のように接近すると、マイクロウエーブセンサ１は、ほぼＭ２ａの長さに等しい値をターゲットまでの距離の変化量として得ることになる。
【００４８】
いずれの場合も、ターゲットまでの距離の変化量が草木対策レベルｄ１を超えるので、マイクロウエーブセンサ１は侵入者を検出することが可能である。
【００４９】
（２）侵入者が監視対象領域１０を横切るような動きをする場合
次に、侵入者がマイクロウエーブセンサ１の監視対象領域１０の側方（図２では上方または下方に相当）から現れ、マイクロウエーブセンサ１にはほとんど接近せずに監視対象領域１０を横切るような動きをする場合を考える。なお、侵入者の検出は、監視対象領域１０に侵入してくる最初の時点で確実に行うことを想定している。
【００５０】
侵入者がマイクロウエーブセンサ１から比較的近い所定距離の線１１上の一側方（図２では上方）の位置からＭ１ｂのように接近するとき、近距離における草木対策レベルｄ１が図４に示した従来のマイクロウエーブセンサ１００における草木対策レベルｄ１００と同じであるので、従来のマイクロウエーブセンサ１００と同様に侵入者を検出することが可能である。
【００５１】
一方、侵入者がマイクロウエーブセンサ１から比較的遠い所定距離の線１２上の一側方（図２では上方）の位置からＭ２ｂのように接近すると、マイクロウエーブセンサ１方向とＭ２ｂの方向とがなす角度が大きくなって直交状態に近くなる。マイクロウエーブセンサ１がターゲットまでの距離の変化量として得る値は、Ｍ２ｂのマイクロウエーブセンサ１方向の成分に対応する値であるためかなり小さくなるが、遠距離においては草木対策レベルｄ１も小さく設定されているため、ターゲットまでの距離の変化量が草木対策レベルｄ１を超え、マイクロウエーブセンサ１００は侵入者を検出することが可能になる。
【００５２】
以上の説明では、「草木対策レベル」の設定を近距離と遠距離とで切り替える例を示したが、これに限るものではない。例えば、３以上の複数距離区間に分割して、近距離の区間側から遠距離の区間側へ段階的に小さくなるように設定してもよい。あるいは、近距離側の値よりも小さな値を遠距離側に設定するとともに、中間距離域では補間計算によって設定するようにしてもよいが、これらの設定方法に限るものではない。
【００５３】
以上で説明した本実施形態の構成によれば、マイクロウエーブセンサ１から比較的近い距離では、草木などが風によって揺れたとしても、検出される相対距離の単位時間当たりの変化量は「草木対策レベル」を超えないので、誤報を招くことが極力回避される。侵入者が現れた場合には、検出される相対距離の単位時間当たりの変化量は「草木対策レベル」を通常超えるので、失報につながることはまずない。一方、マイクロウエーブセンサ１から比較的遠い距離では、風によって揺れている草木のような比較的小さな物体はその反射波が弱いため、「草木対策レベル」が小さな値に設定されていても誤報につながる可能性はあまりない。また、侵入者（人体）のように比較的大きな物体であればその反射波は強いため、その物体までの相対距離が確実に検出され、さらに「草木対策レベル」が小さな値に設定されているので、侵入者が監視対象領域を横切るように動いた場合などでも的確に検出することが可能となる。
【００５４】
＜その他の実施形態＞
本発明の適用は、周波数の異なる２種類のマイクロ波を利用して検知対象物体を判定するようにしたマイクロウエーブセンサに限るものではなく、周波数の異なる３種類以上のマイクロ波を利用して検知対象物体を判定するようにしたマイクロウエーブセンサに適用してもよい。また、検出対象との相対距離を検出するようなタイプのセンサ、例えば、超音波センサなどにも応用が可能である。
【００５５】
なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態に係るマイクロウエーブセンサの回路構成の概略図である。
【図２】本実施形態に係るマイクロウエーブセンサにおける草木対策レベルの設定例と侵入者の動きの関係の説明図である。
【図３】従来の２周波数タイプのマイクロウエーブセンサにおける信号波形であり、（ａ）は各ＩＦ信号を示し、（ｂ）はそれらより得られた矩形波を示している。
【図４】従来のマイクロウエーブセンサにおける草木対策レベルと侵入者の動きの関係の説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ マイクロウエーブセンサ
１０ 監視対象領域
２ ＲＦモジュール
２１ 発振器
２２ 変調器
２３ 送信アンテナ
２４ 受信アンテナ
２５ ミキサ
３ 信号処理部
３１、３２、３３ 電源
３４、３５ ＩＦアンプ
３６、３７ コンパレータ
４１ 距離認識手段
４２ 移動距離認識手段
４３ 物体判定手段
１００ マイクロウエーブセンサ（従来技術）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロウエーブセンサに関し、特に、検知すべきターゲットのみをより的確に検出するとともに誤報の発生を極力回避して信頼性を向上させたマイクロウエーブセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、防犯装置の一つとして、マイクロ波を検知エリアに向けて送信し、検知エリア内に人体（侵入者）が存在する場合には、その人体からの反射波（ドップラー効果によって変調したマイクロ波）を受信して人体を検知するマイクロウエーブセンサが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
さらに、マイクロウエーブセンサの１タイプとして、周波数の異なる複数のマイクロ波を利用して検知エリア内に存在する人体等の物体（以下、ターゲットと呼ぶ）までの距離を計測するようにしたものも知られている。この種のセンサは、例えば周波数の異なる２種類のマイクロ波を検知エリアに向けて送信し、それぞれの反射波に基づく２つのＩＦ信号の位相差を検出するようになっている。この位相差は、ターゲットまでの距離に相関があり、ターゲットまでの距離が大きいほど位相差も大きくなる傾向がある。つまり、この位相差を求めることによりターゲットまでの距離を計測することが可能である。また、この位相差の時間的な変化を認識することにより検知エリア内のターゲットが移動しているか否かを判定することも可能である。これにより、例えば検知エリア内で移動しているターゲットのみを、検知すべきターゲット（侵入者）として判定することが可能になる。
【０００４】
以下、この種のセンサにおけるＩＦ信号の位相差検出動作について説明する。
【０００５】
周波数の異なる２種類のマイクロ波の反射波に基づくＩＦ信号が図３（ａ）に示すような正弦波ＩＦｏｕｔ１、ＩＦｏｕｔ２（ターゲットまでの距離に応じた位相差を有している）である場合、これらＩＦ信号から成形される矩形波Ｗ１、Ｗ２は、それぞれ図３（ｂ）に示すようになる。そして、これらの矩形波Ｗ１、Ｗ２の位相差（図中における矩形波の立ち上がり部分の時間差Δｔから換算）を検出することによってターゲットまでの距離を計測することが可能になる。また、この矩形波Ｗ１、Ｗ２の位相差の時間的な変化を認識することにより、検知エリア内のターゲットの移動（センサに近づいているのか遠ざかっているのか）を認識することが可能である。
【０００６】
ところで、この種のセンサを防犯用センサとして使用し、上記位相差の時間的な変化を認識して、検知エリア内で移動しているターゲットのみを検知すべきターゲット（侵入者）であると判定するようにした場合、以下に述べるような問題点があった。
【０００７】
つまり、この種のセンサを屋外に設置した場合に、風による草木などの揺れによって上記矩形波Ｗ１、Ｗ２に位相差が生じ、これによって草木などを、検知すべきターゲットであると誤検知して誤報を発してしまう可能性がある。同様に、この種のセンサを屋内に設置した場合に、換気用のファンの回転動作や、風によるブラインドやカーテンの揺れによっても上記矩形波Ｗ１、Ｗ２に位相差が生じ、この場合にも人体以外の物体を、検知すべきターゲットであると誤検知して誤報を発してしまう可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明の発明者は、人体などの検知すべきターゲットとそうでない物体（草木やファン等）との判別を正確に行って誤報を回避する技術について既に提案している（特許文献２参照。）。
【０００９】
この提案は、各反射波に基づいて検知エリア内に存在するターゲットまでの相対距離の単位時間当たりの変化量を計測し、その変化量が所定の閾値以上であるときにのみ、そのターゲットを、検知すべきターゲットであると判定するものである。つまり、風によって揺れている草木や回転しているファン等は移動距離が僅かであるのに対し、検知すべき人体等は移動距離が大きい。この差を認識することでターゲットが検知すべきものであるか否かを判定するようにしている。なお、以下の説明では上記の閾値を「草木対策レベル」と記すこととする。
【特許文献１】特開平７−３７１７６号公報
【特許文献２】特開２００３−２０７４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のマイクロウエーブセンサ１００が屋外に設置されているとき、監視対象領域１０の周辺にフェンス用の草木などがあったり、マイクロウエーブセンサ１００が監視対象領域１０の周辺に設置されたりする場合が多い。結果として、マイクロウエーブセンサ１００の近辺に草木などが存在する場合が多いことになる。マイクロウエーブセンサ１００の近辺にある物体ではその検知レベルが高くなるため、これらの草木などは誤報の原因となりやすい。そこで、このような誤報を極力回避するため、草木などが揺らいでも発生し得ないような距離の変化量として、上記の「草木対策レベル」を例えば「１秒間の移動距離：５０ｃｍ」と定めて対応していた。
【００１１】
次に、この「草木対策レベル」が進入者検知へ及ぼす影響を、図４を参照して説明する。ここで、図４は、従来のマイクロウエーブセンサ１００における草木対策レベルｄ１００と侵入者の動きの関係の説明図である。
【００１２】
（１）侵入者がほぼ正面から接近してくる場合
まず、侵入者がマイクロウエーブセンサ１００のほぼ正面から接近してくる場合を考える。
【００１３】
侵入者がマイクロウエーブセンサ１００から比較的近い所定距離の線１１上のほぼ正面の位置からＭ１ａのように接近すると、マイクロウエーブセンサ１００はほぼＭ１ａの長さに等しい値をターゲットまでの距離の変化量として得ることになる。
【００１４】
同様に、侵入者がマイクロウエーブセンサ１００から比較的遠い所定距離の線１０２上のほぼ正面の位置からＭ２ａ（長さはＭ１ａと同じ）のように接近すると、マイクロウエーブセンサ１００はほぼＭ２ａの長さに等しい値をターゲットまでの距離の変化量として得ることになる。
【００１５】
いずれの場合も、ターゲットまでの距離の変化量が草木対策レベルｄ１００を超えるので、マイクロウエーブセンサ１００は侵入者を検出することが可能である。
【００１６】
（２）侵入者が監視対象領域１０を横切るような動きをする場合
次に、侵入者がマイクロウエーブセンサ１００の監視対象領域１０の側方（図４では上方または下方に相当）から現れ、マイクロウエーブセンサ１００にはほとんど接近せずに監視対象領域１０を横切るような動きをする場合を考える。
【００１７】
侵入者がマイクロウエーブセンサ１００から比較的近い所定距離の線１１上の一側方（図４では上方）の位置からＭ１ｂのように接近すると、マイクロウエーブセンサ１００がターゲットまでの距離の変化量として得る値は、Ｍ１ｂの長さにほぼ等しい値ではなく、Ｍ１ｂのマイクロウエーブセンサ１００方向の成分に対応する値となる。このような場合でも、マイクロウエーブセンサ１００方向とＭ１ｂの方向とがなす角度が比較的小さければ、ターゲットまでの距離の変化量が草木対策レベルｄ１００を超え、マイクロウエーブセンサ１００は侵入者を検出することが可能である。
【００１８】
ところが、侵入者がマイクロウエーブセンサ１００から比較的遠い所定距離の線１２上の一側方（図４では上方）の位置からＭ２ｂのように接近すると、マイクロウエーブセンサ１００方向とＭ２ｂの方向とがなす角度が大きくなって直交状態に近くなる。マイクロウエーブセンサ１００がターゲットまでの距離の変化量として得る値は、Ｍ２ｂのマイクロウエーブセンサ１００方向の成分に対応する値であるのでかなり小さくなり、ターゲットまでの距離の変化量が草木対策レベルｄ１００を超えず、マイクロウエーブセンサ１００は侵入者を検出できないことになってしまう。
【００１９】
つまり、従来のマイクロウエーブセンサ１００において、屋外設置時の近距離の草木などによる誤報を極力回避できるように草木対策レベルｄ１００を大きめに定めると、侵入者がマイクロウエーブセンサ１００から比較的遠いところを監視対象領域１０を横切るように動いた場合などに、侵入者が的確に検出できなくなってしまう可能性がある。
【００２０】
従来技術のこのような課題に鑑み、本発明の目的は、屋外設置時の近距離の草木などによる誤報を極力回避するとともに、侵入者が遠距離で監視対象領域を横切るように動いた場合などでも的確に検出することが可能なマイクロウエーブセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するため、本発明のマイクロウエーブセンサは、検知エリアに向けて周波数の異なる複数のマイクロ波を送信し、この検知エリア内に存在する物体からの各マイクロ波の反射波に基づいて物体検知動作を行うマイクロウエーブセンサにおいて、上記各反射波に基づいて上記検知エリア内に存在する上記物体までの「相対距離」を求める距離認識手段と、上記検知エリア内に存在する上記物体の「単位時間当たりの移動距離」を求める移動距離認識手段と、上記距離認識手段および上記移動距離認識手段の出力を受け、上記検知エリア内に存在する上記物体までの「相対距離」が所定値以上である場合には、この「相対距離」が所定値を越えない場合よりも、物体検知判定のための閾値である「単位時間当たりの移動距離値」を小さく設定して物体検知判定動作を行う物体判定手段とを備えていることを特徴とする。
【００２２】
ここで、上記距離認識手段は、上記検知エリア内に存在する上記物体からの各マイクロ波の反射波の位相差に基づいて上記物体までの相対距離を計測するよう構成してもよい。また、上記移動距離認識手段は、上記距離認識手段からの出力を受けて、上記物体までの相対距離の単位時間当たりの変化量を計測するよう構成してもよい。
【００２３】
この発明のマイクロウエーブセンサによれば、上記物体までの相対距離が遠い場合は、近い場合に比べて、物体検知判定のための閾値である「単位時間当たりの移動距離値」が低く設定される。これにより、近距離においては、本来の検知対象ではない物体までの相対距離の変化が検出されることによる誤報を極力回避しつつ、本来の検知対象である物体は確実に検出することを可能となり、遠距離においては、本来の検知対象である物体が相対距離の変化があまり大きくならないような方向の動きをした場合であっても的確な検出をすることが可能となる。例えば、この発明のマイクロウエーブセンサが屋外に設置された場合であれば、設置位置付近の草木などによる誤報を極力回避するとともに、侵入者が遠距離で監視対象領域を横切るように動いた場合などでも的確に検出することが可能となる。
【００２４】
あるいは、本発明のマイクロウエーブセンサは、検知エリアに向けて周波数の異なる複数のマイクロ波を送信し、この検知エリア内に存在する物体からの各マイクロ波の反射波に基づいて物体検知動作を行うマイクロウエーブセンサにおいて、上記各反射波に基づいて上記検知エリア内に存在する上記物体までの「相対距離」を求める距離認識手段と、上記検知エリア内に存在する上記物体の「単位時間当たりの移動距離」を求める移動距離認識手段と、上記距離認識手段および上記移動距離認識手段の出力を受け、上記検知エリア内に存在する上記物体までの「相対距離」が長いほど、物体検知判定のための閾値である「単位時間当たりの移動距離値」を小さく設定して物体検知判定動作を行う物体判定手段とを備えていることを特徴とする。
【００２５】
この発明のマイクロウエーブセンサによれば、物体検知判定のための閾値である「単位時間当たりの移動距離値」が、上記物体までの相対距離に応じて、相対距離が長いほど小さくなるように設定される。これにより、近距離においては、本来の検知対象ではない物体までの相対距離の変化が検出されることによる誤報を極力回避しつつ、本来の検知対象である物体は確実に検出することを可能となり、遠距離においては、本来の検知対象である物体が相対距離の変化があまり大きくならないような方向の動きをした場合であっても的確な検出をすることが可能となり、さらに中間の距離においても、誤報の回避と本来の検知対象の的確な検出が可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のマイクロウエーブセンサによれば、近距離においては、本来の検知対象ではない物体までの相対距離の変化が検出されることによる誤報を極力回避しつつ、本来の検知対象である物体は確実に検出することを可能となり、遠距離においては、本来の検知対象である物体が相対距離の変化があまり大きくならないような方向の動きをした場合であっても的確な検出をすることが可能となる。
【００２７】
なお、この発明のマイクロウエーブセンサが屋外に設置された場合には、設置位置付近の草木などによる誤報を極力回避するとともに、侵入者が遠距離で監視対象領域を横切るように動いた場合などでも的確に検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。ここでは、マイクロウエーブセンサを防犯センサとして使用した場合であって、周波数の異なる２種類のマイクロ波を利用して検知対象物体（侵入者等）を判定するようにしたマイクロウエーブセンサに本発明を適用した場合について説明する。
【００２９】
＜マイクロウエーブセンサ１の回路構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るマイクロウエーブセンサ１の回路構成の概略図である。この図に示すように、マイクロウエーブセンサ１は、ＲＦモジュール２および信号処理部３を備えている。
【００３０】
ＲＦモジュール２は、マイクロ波を発振する発振器２１、この発振器２１から発振されるマイクロ波の周波数を切り換えるための変調器２２、発振器２１から発振されたマイクロ波を検知エリアに向けて送信する送信アンテナ２３、人体等の物体によって反射したマイクロ波の反射波を受信する受信アンテナ２４、この受信されたマイクロ波と発振器２１の電圧波形とをミキシングして出力するミキサ２５を備えている。つまり、送信アンテナ２３から検知エリアに向けて送信されたマイクロ波は、検知エリア内に人体等が存在する場合、ドップラー効果によりその人体等からの反射波の周波数が変調されて受信アンテナ２４に受信される。この受信された反射波はミキサ２５によって発振器２１の電圧波形とミキシングされた後、ＲＦモジュール２の出力側２ａからＩＦ出力信号（ＩＦｏｕｔ０）として信号処理部３に出力されるようになっている。
【００３１】
一方、信号処理部３は、送信アンテナ２３から送信する各周波数のマイクロ波毎に対応して、ＩＦアンプ３４およびコンパレータ３６を有する第１出力ラインＬ１と、ＩＦアンプ３５およびコンパレータ３７を有する第２出力ラインＬ２と、コンパレータ３６、３７の基準電圧となる電源３３とを備えている。さらに、ＲＦモジュール２が２種類のマイクロ波を発振するための電源３１、３２が備えられ、コンパレータ３６、３７の出力側には本実施形態の特徴とする距離認識手段４１、移動距離認識手段４２、物体判定手段４３が設けられている。なお、これらの各手段については後述する。
【００３２】
ＩＦアンプ３４、３５は、第１スイッチＳＷ１を介してＲＦモジュール２の出力側２ａに接続されている。この第１スイッチＳＷ１は、上記２種類のマイクロ波のうち一方が送信アンテナ２３から送信されている場合には第１出力ラインＬ１に接続し、他方のマイクロ波が送信アンテナ２３から送信されている場合には第２出力ラインＬ２に接続するように切り換えられる。つまり、一方のマイクロ波の送信時に人体等によって反射された反射波に係るＩＦ出力信号は第１出力ラインＬ１に出力され、他方のマイクロ波の送信時に人体等によって反射された反射波に係るＩＦ出力信号は第２出力ラインＬ２に出力される構成となっている。
【００３３】
また、電源３１、３２は、上記第１スイッチＳＷ１に連動する第２スイッチＳＷ２を介してＲＦモジュール２の入力側２ｂに接続されている。この第２スイッチＳＷ２も、２種類のマイクロ波のうちいずれのマイクロ波を送信アンテナ２３から送信するかによって、電源３１、３２に対する接続状態が切り換わるようになっている。つまり、この第２スイッチＳＷ２が一方の電源３１に接続している状態と他方の電源３２に接続している状態とで、変調器２２がマイクロ波の周波数を切り換え、これによって送信アンテナ２３から送信されるマイクロ波の周波数が切り換えられる構成となっている。
【００３４】
このようにして、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２の切り換え動作に伴い、２つの処理動作（第１処理動作および第２処理動作）が所定時間間隔（例えば数ｍｓｅｃ間隔）をもって切り換えられるようになっている。ここで、第１処理動作とは、一方の周波数のマイクロ波が送信アンテナ２３から検知エリアに向けて送信され、その反射波に基づくＩＦ出力信号が信号処理部３の第１出力ラインＬ１に出力されてこの第１出力ラインＬ１において信号処理が行われる動作である。第２処理動作とは、他方の周波数のマイクロ波が送信アンテナ２３から検知エリアに向けて送信され、その反射波に基づくＩＦ出力信号が信号処理部３の第２出力ラインＬ２に出力されてこの第２出力ラインＬ２において信号処理が行われる動作である。そして、第１処理動作では、ＲＦモジュール２から出力されたＩＦ出力信号がＩＦアンプ３４によって増幅され、このＩＦアンプ３４からの出力（ＩＦｏｕｔ１）がコンパレータ３６によって矩形波Ｗ１に成形された後に距離認識手段４１に出力される。同様に、第２処理動作では、ＲＦモジュール２から出力されたＩＦ出力信号がＩＦアンプ３５によって増幅され、このＩＦアンプ３５からの出力（ＩＦｏｕｔ２）がコンパレータ３７によって矩形波Ｗ２に成形された後に距離認識手段４１に出力されるようになっている。
【００３５】
さらに、上記各処理動作について詳述すると、検知エリア内に人体等の物体が存在していない場合には、送信アンテナ２３から送信されたマイクロ波の周波数と受信アンテナ２４に受信されたマイクロ波の周波数は等しいため、ＩＦアンプ３４、３５からの出力信号におけるＩＦ周波数は「０」となり、コンパレータ３６、３７からは信号が出力されない。
【００３６】
これに対し、検知エリア内に人体等が存在する場合には、送信アンテナ２３から送信されたマイクロ波の周波数に対して、受信アンテナ２４に受信されたマイクロ波は変調されて周波数が異なっているため、コンパレータ３６、３７の出力信号波形には変化が生じ、この矩形波が距離認識手段４１に出力されるようになっている。
【００３７】
＜距離認識手段４１、移動距離認識手段４２、物体判定手段４３＞
次に、コンパレータ３６、３７からの出力信号波形に基づいて物体判定を行うための距離認識手段４１、移動距離認識手段４２、物体判定手段４３について説明する。
【００３８】
距離認識手段４１は、コンパレータ３６、３７からの出力信号波形を受け、これら出力信号波形に基づいて検知エリア内に存在する物体までの相対距離を求める。つまり、検知エリア内に存在する物体からの各マイクロ波の反射波の位相差に基づいて物体までの相対距離を計測するよう構成されている。詳しくは、上述したように、２つのＩＦ出力信号（ＩＦｏｕｔ１、ＩＦｏｕｔ２）の位相差は、物体（ターゲット）までの距離に相関があり、物体までの距離が大きいほど位相差も大きくなる傾向がある。つまり、距離認識手段４１は、この位相差を求めることにより物体までの距離を計測するよう構成されている。
【００３９】
移動距離認識手段４２は、検知エリア内に存在する物体の単位時間当たりの移動距離（速度ではなく、例えば１秒間に物体が実際に移動した距離）を求めるものである。つまり、上記距離認識手段４１からの出力を受け、物体までの相対距離の単位時間当たりの変化量を計測してその物体の単位時間当たりの移動距離を求めるよう構成されている。
【００４０】
物体判定手段４３は、上記距離認識手段４１および移動距離認識手段４２の出力を受け、検知すべきターゲットであるか、それとも風によって揺れている草木などであるかを判定するための上述の「草木対策レベル」を、検知エリア内に存在する物体までの相対距離が長いほど低く設定して物体検知判定動作を行うように構成されている。つまり、検知エリア内の物体の位置がマイクロウエーブセンサ１から比較的近い位置である場合には、「草木対策レベル」は草木が風によって揺れることではあり得ないような移動距離に対応した値とする。これに対し、検知エリア内の物体の位置がマイクロウエーブセンサ１から比較的遠い位置である場合には、「草木対策レベル」をより小さな値とする。
【００４１】
なお、マイクロウエーブセンサ１から物体までの相対距離は以下の数式（１）により算出することができる。
【００４２】
Ｒ＝ｃ・Δφ／４π・Δｆ ・・・（１）
ここで、Ｒは物体までの相対距離、ｃは光速、Δφは矩形波Ｗ１、Ｗ２の位相差、Δｆは発振器２１から発振される２種類のマイクロ波の周波数差である。
【００４３】
上記距離認識手段４１は、この数式（１）によって所定時間毎に物体までの距離を算出していく。また、移動距離認識手段４２は、この物体までの距離の単位時間当たりの変化量を計測する。そして、物体判定手段４３は、物体までの相対距離に応じて予め設定されている「草木対策レベル」に比べて、上記変化量（物体の移動距離）が大きいとき、その物体は検知すべき物体（人体）であると判定して、物体検知信号Ｄｏｕｔを出力する。
【００４４】
＜マイクロウエーブセンサ１の草木対策レベルｄ１の設定例＞
図２は、本実施形態に係るマイクロウエーブセンサ１における草木対策レベルｄ１の設定例と侵入者の動きの関係の説明図である。ここでは、近距離における草木対策レベルｄ１を、図４に示した従来のマイクロウエーブセンサ１００における草木対策レベルｄ１００と同じ「１秒間の移動距離：５０ｃｍ」とし、遠距離における草木対策レベルｄ１を例えば「１秒間の移動距離：１５ｃｍ」とするが、このような設定に限るわけではない。
【００４５】
（１）侵入者がほぼ正面から接近してくる場合
まず、侵入者がマイクロウエーブセンサ１のほぼ正面から接近してくる場合を考える。
【００４６】
侵入者がマイクロウエーブセンサ１から比較的近い所定距離の線１１上のほぼ正面の位置からＭ１ａのように接近すると、マイクロウエーブセンサ１は、ほぼＭ１ａの長さに等しい値をターゲットまでの距離の変化量として得ることになる。
【００４７】
同様に、侵入者がマイクロウエーブセンサ１から比較的遠い所定距離の線１２上のほぼ正面の位置からＭ２ａ（長さはＭ１ａと同じ）のように接近すると、マイクロウエーブセンサ１は、ほぼＭ２ａの長さに等しい値をターゲットまでの距離の変化量として得ることになる。
【００４８】
いずれの場合も、ターゲットまでの距離の変化量が草木対策レベルｄ１を超えるので、マイクロウエーブセンサ１は侵入者を検出することが可能である。
【００４９】
（２）侵入者が監視対象領域１０を横切るような動きをする場合
次に、侵入者がマイクロウエーブセンサ１の監視対象領域１０の側方（図２では上方または下方に相当）から現れ、マイクロウエーブセンサ１にはほとんど接近せずに監視対象領域１０を横切るような動きをする場合を考える。なお、侵入者の検出は、監視対象領域１０に侵入してくる最初の時点で確実に行うことを想定している。
【００５０】
侵入者がマイクロウエーブセンサ１から比較的近い所定距離の線１１上の一側方（図２では上方）の位置からＭ１ｂのように接近するとき、近距離における草木対策レベルｄ１が図４に示した従来のマイクロウエーブセンサ１００における草木対策レベルｄ１００と同じであるので、従来のマイクロウエーブセンサ１００と同様に侵入者を検出することが可能である。
【００５１】
一方、侵入者がマイクロウエーブセンサ１から比較的遠い所定距離の線１２上の一側方（図２では上方）の位置からＭ２ｂのように接近すると、マイクロウエーブセンサ１方向とＭ２ｂの方向とがなす角度が大きくなって直交状態に近くなる。マイクロウエーブセンサ１がターゲットまでの距離の変化量として得る値は、Ｍ２ｂのマイクロウエーブセンサ１方向の成分に対応する値であるためかなり小さくなるが、遠距離においては草木対策レベルｄ１も小さく設定されているため、ターゲットまでの距離の変化量が草木対策レベルｄ１を超え、マイクロウエーブセンサ１００は侵入者を検出することが可能になる。
【００５２】
以上の説明では、「草木対策レベル」の設定を近距離と遠距離とで切り替える例を示したが、これに限るものではない。例えば、３以上の複数距離区間に分割して、近距離の区間側から遠距離の区間側へ段階的に小さくなるように設定してもよい。あるいは、近距離側の値よりも小さな値を遠距離側に設定するとともに、中間距離域では補間計算によって設定するようにしてもよいが、これらの設定方法に限るものではない。
【００５３】
以上で説明した本実施形態の構成によれば、マイクロウエーブセンサ１から比較的近い距離では、草木などが風によって揺れたとしても、検出される相対距離の単位時間当たりの変化量は「草木対策レベル」を超えないので、誤報を招くことが極力回避される。侵入者が現れた場合には、検出される相対距離の単位時間当たりの変化量は「草木対策レベル」を通常超えるので、失報につながることはまずない。一方、マイクロウエーブセンサ１から比較的遠い距離では、風によって揺れている草木のような比較的小さな物体はその反射波が弱いため、「草木対策レベル」が小さな値に設定されていても誤報につながる可能性はあまりない。また、侵入者（人体）のように比較的大きな物体であればその反射波は強いため、その物体までの相対距離が確実に検出され、さらに「草木対策レベル」が小さな値に設定されているので、侵入者が監視対象領域を横切るように動いた場合などでも的確に検出することが可能となる。
【００５４】
＜その他の実施形態＞
本発明の適用は、周波数の異なる２種類のマイクロ波を利用して検知対象物体を判定するようにしたマイクロウエーブセンサに限るものではなく、周波数の異なる３種類以上のマイクロ波を利用して検知対象物体を判定するようにしたマイクロウエーブセンサに適用してもよい。また、検出対象との相対距離を検出するようなタイプのセンサ、例えば、超音波センサなどにも応用が可能である。
【００５５】
なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態に係るマイクロウエーブセンサの回路構成の概略図である。
【図２】本実施形態に係るマイクロウエーブセンサにおける草木対策レベルの設定例と侵入者の動きの関係の説明図である。
【図３】従来の２周波数タイプのマイクロウエーブセンサにおける信号波形であり、（ａ）は各ＩＦ信号を示し、（ｂ）はそれらより得られた矩形波を示している。
【図４】従来のマイクロウエーブセンサにおける草木対策レベルと侵入者の動きの関係の説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ マイクロウエーブセンサ
１０ 監視対象領域
２ ＲＦモジュール
２１ 発振器
２２ 変調器
２３ 送信アンテナ
２４ 受信アンテナ
２５ ミキサ
３ 信号処理部
３１、３２、３３ 電源
３４、３５ ＩＦアンプ
３６、３７ コンパレータ
４１ 距離認識手段
４２ 移動距離認識手段
４３ 物体判定手段
１００ マイクロウエーブセンサ（従来技術）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知エリアに向けて周波数の異なる複数のマイクロ波を送信し、この検知エリア内に存在する物体からの各マイクロ波の反射波に基づいて物体検知動作を行うマイクロウエーブセンサにおいて、
上記各反射波に基づいて上記検知エリア内に存在する上記物体までの「相対距離」を求める距離認識手段と、
上記検知エリア内に存在する上記物体の「単位時間当たりの移動距離」を求める移動距離認識手段と、
上記距離認識手段および上記移動距離認識手段の出力を受け、上記検知エリア内に存在する上記物体までの「相対距離」が所定値以上である場合には、この「相対距離」が所定値を越えない場合よりも、物体検知判定のための閾値である「単位時間当たりの移動距離値」を小さく設定して物体検知判定動作を行う物体判定手段とを備えていることを特徴とするマイクロウエーブセンサ。
【請求項２】
検知エリアに向けて周波数の異なる複数のマイクロ波を送信し、この検知エリア内に存在する物体からの各マイクロ波の反射波に基づいて物体検知動作を行うマイクロウエーブセンサにおいて、
上記各反射波に基づいて上記検知エリア内に存在する上記物体までの「相対距離」を求める距離認識手段と、
上記検知エリア内に存在する上記物体の「単位時間当たりの移動距離」を求める移動距離認識手段と、
上記距離認識手段および上記移動距離認識手段の出力を受け、上記検知エリア内に存在する上記物体までの「相対距離」が長いほど、物体検知判定のための閾値である「単位時間当たりの移動距離値」を小さく設定して物体検知判定動作を行う物体判定手段とを備えていることを特徴とするマイクロウエーブセンサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のマイクロウエーブセンサにおいて、
上記距離認識手段は、上記検知エリア内に存在する上記物体からの各マイクロ波の反射波の位相差に基づいて上記物体までの相対距離を計測するよう構成されていることを特徴とするマイクロウエーブセンサ。
【請求項４】
請求項１または２に記載のマイクロウエーブセンサにおいて、
上記移動距離認識手段は、上記距離認識手段からの出力を受けて、上記物体までの相対距離の単位時間当たりの変化量を計測するよう構成されていることを特徴とするマイクロウエーブセンサ。
【請求項１】
検知エリアに向けて周波数の異なる複数のマイクロ波を送信し、この検知エリア内に存在する物体からの各マイクロ波の反射波に基づいて物体検知動作を行うマイクロウエーブセンサにおいて、
上記各反射波に基づいて上記検知エリア内に存在する上記物体までの「相対距離」を求める距離認識手段と、
上記検知エリア内に存在する上記物体の「単位時間当たりの移動距離」を求める移動距離認識手段と、
上記距離認識手段および上記移動距離認識手段の出力を受け、上記検知エリア内に存在する上記物体までの「相対距離」が所定値以上である場合には、この「相対距離」が所定値を越えない場合よりも、物体検知判定のための閾値である「単位時間当たりの移動距離値」を小さく設定して物体検知判定動作を行う物体判定手段とを備えていることを特徴とするマイクロウエーブセンサ。
【請求項２】
検知エリアに向けて周波数の異なる複数のマイクロ波を送信し、この検知エリア内に存在する物体からの各マイクロ波の反射波に基づいて物体検知動作を行うマイクロウエーブセンサにおいて、
上記各反射波に基づいて上記検知エリア内に存在する上記物体までの「相対距離」を求める距離認識手段と、
上記検知エリア内に存在する上記物体の「単位時間当たりの移動距離」を求める移動距離認識手段と、
上記距離認識手段および上記移動距離認識手段の出力を受け、上記検知エリア内に存在する上記物体までの「相対距離」が長いほど、物体検知判定のための閾値である「単位時間当たりの移動距離値」を小さく設定して物体検知判定動作を行う物体判定手段とを備えていることを特徴とするマイクロウエーブセンサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のマイクロウエーブセンサにおいて、
上記距離認識手段は、上記検知エリア内に存在する上記物体からの各マイクロ波の反射波の位相差に基づいて上記物体までの相対距離を計測するよう構成されていることを特徴とするマイクロウエーブセンサ。
【請求項４】
請求項１または２に記載のマイクロウエーブセンサにおいて、
上記移動距離認識手段は、上記距離認識手段からの出力を受けて、上記物体までの相対距離の単位時間当たりの変化量を計測するよう構成されていることを特徴とするマイクロウエーブセンサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２３２３９（Ｐ２００６−２３２３９Ａ）
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０３４４４（Ｐ２００４−２０３４４４）
【出願日】平成１６年７月９日（２００４．７．９）
【出願人】（０００１０３７３６）オプテックス株式会社 (116)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月９日（２００４．７．９）
【出願人】（０００１０３７３６）オプテックス株式会社 (116)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]