マイクロ波検出システム、マイクロ波検出方法および道路監視システム
【課題】放電発光管より放射される微弱なマイクロ波を受信してマイクロ波検出センサーとして利用することが可能な安価なマイクロ波検出システムを提供する
【解決手段】検知対象物3にマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管1と、該放電発光管から放射され、検知対象物3を透過するマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置50とを備え、マイクロ波受信装置50を構成する複数のマイクロ波受信機5は、放電発光管1の長手方向に平行する方向で、放電発光管1に対向して並べて配置されている。
【解決手段】検知対象物3にマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管1と、該放電発光管から放射され、検知対象物3を透過するマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置50とを備え、マイクロ波受信装置50を構成する複数のマイクロ波受信機5は、放電発光管1の長手方向に平行する方向で、放電発光管1に対向して並べて配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、放電発光管より発せられる微弱なマイクロ波を検出して検知対象物を検出するマイクロ波検出システム、マイクロ波検出方法、およびこれを利用した道路監視システムに関する。
【背景技術】
【0002】
マイクロ波は、従来から物体検出のためのセンサーとして用いられてきている。
例えば特開2003−107150号公報(特許文献1)には、送信波となるマイクロ波信号源と、該信号源からの送信波と反射波とを分波する分波部と、該分波部からの送信波をセンシング対象に照射すると共に、センシング対象から反射してくる反射波を受波して分波部に送るアンテナ部と、分波部で分波された反射波が供給されると共に、送信波の一部を局発信号として供給されるミキサ部と、該ミキサ部で局発信号と反射波とを混合して送信波に対する反射波のドップラ信号を検出する検出部と、ドップラ信号から所定の忌避・回避の為の動作信号を発信する動作信号部で構成されたマイクロ波センサーが示されている。
そして、特開2003−107150号公報における発明の実施の形態に記載されているように、従来からマイクロ波センサーは種々の応用が検討されている。
また、例えば特開平8−129047号公報(特許文献2)の段落0015の記載からも明らかなように、マイクロ波は放電現象により発生することも知られており、従って、放電現象を利用した機器である放電発光管も、微弱ながらマイクロ波が発生している。
【特許文献1】特開2003−107150号公報(図1、要約)
【特許文献2】特開平8−129047号公報(段落0015)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、放電発光管から発生するマイクロ波は微弱であるので、従来の受信機をそのまま用いたのでは、マイクロ波検出センサーとして用いることは困難であった。
従って、「放電発光管を用いてマイクロ波検出センサーシステムを構成する」という発想や試みは、従来には全くなかった。
【0004】
かかる点に鑑み、本発明は、放電発光管より放射される微弱なマイクロ波を受信して、検知対象物を検出するマイクロ波検出センサーとして利用することが可能であり、更に、種々の用途に利用できるマイクロ波検出システム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】
【0005】
この発明に係るマイクロ波検出システムは、検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物を透過するマイクロ波を受信するマイクロ波受信機を含むマイクロ波受信装置で構成されたものである。
また、この発明に係るマイクロ波検出システムの上記放電発光管は、蛍光灯であることを特徴とするものである。
【0006】
また、この発明に係るマイクロ波検出システムは、検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物を透過するマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置とを備え、上記マイクロ波受信装置を構成する上記複数のマイクロ波受信機は、上記放電発光管の長手方向に平行する方向で、上記放電発光管に対向して配置されているものである。
また、この発明に係るマイクロ波検出システムは、検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物を透過するマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置とを備え、上記マイクロ波受信装置を構成する上記複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と上記検知対象物を透過するマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせたものである。
【0007】
また、この発明に係るマイクロ波検出システムは、検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物で反射されるマイクロ波を受信するマイクロ波受信機を含むマイクロ波受信装置で構成されたものである。
また、この発明に係るマイクロ波検出システムは、検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物で反射されるマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置とを備え、上記マイクロ波受信装置を構成する上記複数のマイクロ波受信機は、上記放電発光管の長手方向に平行する方向で、上記放電発光管に対向して配置されているものである。
【0008】
また、この発明に係るマイクロ波検出システムは、検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物で反射されるマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置とを備え、上記マイクロ波受信装置を構成する上記複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と上記検知対象物で反射されるマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせたものである。
【0009】
また、この発明に係る道路監視システムは、マイクロ波受信装置と該マイクロ波受信装置と対応する外部表示装置とが一対となっているマイクロ波検出システムが道路に沿って複数配置された道路監視システムであって、上記マイクロ波受信装置は、検知対象物である道路の表面に可視光線およびマイクロ波を放射する放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記道路の表面で反射されるマイクロ波を受信して上記道路の表面状況を判断するマイクロ波受信装置とで構成され、上記外部表示装置は、上記マイクロ波受信装置が判断した上記道路の表面状況を表示するものである。
【0010】
また、この発明に係るマイクロ波検出方法は、放電発光管から放射され検知対象物を透過するマイクロ波を、マイクロ波受信機を含むマイクロ波受信装置で受信するステップを有したものである。
また、この発明に係るマイクロ波検出方法は、長管形状の放電発光管から放射され検知対象物を透過するマイクロ波を、複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、上記複数のマイクロ波受信機は、上記放電発光管の長手方向に平行する方向で、上記放電発光管に対向して配置しているものである。
また、この発明に係るマイクロ波検出方法は、長管形状の放電発光管から放射され検知対象物を透過するマイクロ波を、複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、上記複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と上記検知対象物を透過したマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせているものである。
【0011】
また、この発明に係るマイクロ波検出方法は、放電発光管から放射され検知対象物で反射するマイクロ波を、マイクロ波受信機を含むマイクロ波受信装置で受信するステップを有したものである。
また、この発明に係るマイクロ波検出方法は、長管形状の放電発光管から放射され検知対象物で反射するマイクロ波を、複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、上記複数のマイクロ波受信機は、上記放電発光管の長手方向に平行する方向で、上記放電発光管に対向して配置しているものである。
【0012】
また、この発明に係るマイクロ波検出方法は、長管形状の放電発光管から放射され検知対象物で反射するマイクロ波を複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、上記複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と上記検知対象物で反射したマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせているものである。
【発明の効果】
【0013】
この発明によれば、放電発光管から放射され、検知対象物を透過する微弱なマイクロ波を検知することが可能であり、安価な放電発光管を用いていながら検知対象物を精度良く検出できるマイクロ波検出システムを提供することができる。
また、この発明によれば、放電管は蛍光灯であるので、照明機能付きの安価なマイクロ波検出システムを提供することができる。
また、この発明によれば、マイクロ波受信装置を構成する複数のマイクロ波受信機は、放電発光管の長手方向に平行する方向で、放電発光管に対向して配置されているので、放電発光管から放射され検知対象物を透過するマイクロ波を受信して精度よく検知対象物を検出できる。
また、この発明によれば、マイクロ波受信装置を構成する複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と検知対象物を透過したマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせているので、更に感度よく検知対象物を検出できる。
【0014】
また、この発明によれば、検知対象物で反射される微弱なマイクロ波を検知することが可能であり、安価な放電発光管を用いていながら検知対象物を精度良く検出できるマイクロ波検出システムを提供することができる。
また、この発明によれば、マイクロ波受信装置を構成する複数のマイクロ波受信機は、放電発光管の長手方向に平行する方向で、放電発光管に対向して配置されているので、検知対象物で反射されたマイクロ波を受信して精度よく検知対象物を検出できる。
また、この発明によれば、マイクロ波受信装置を構成する複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と上記検知対象物で反射されたマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせているので、更に感度よく検知対象物を検出できる。
【0015】
またこの発明の道路監視システムによれば、放電発光管を用いた安価で検知精度の高いマイクロ波検出システムを利用しているので、路面の状態を精度よく監視でき、かつ安価な道路監視システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態例について説明する。
なお、各図間において、同一符号は、同一あるいは相当のものであることを表す。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムを人感センサーとして応用した場合を示している。
また、図2は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図1および図2において、1は長管形状をした放電発光管である。
ここで言う放電発光管とは、アーク放電・グロー放電などを利用して発光させるランプを言い、その中には、蛍光灯、水銀ランプ、高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプ、ネオン管などを含む。
【0017】
2は放電発光管1から発信(放射)するマイクロ波/ミリ波である。
ここで言うマイクロ波/ミリ波は、波長1000mm程度のマイクロ波から通常ミリ波として分類される波長1mm程度の電磁波も含むものである。
以下では、「波長1000mm程度のマイクロ波から波長1mm程度の電磁波」を代表的に単に「マイクロ波」と称することとする。
3は検出対象である人物、4は検出対象である人物3を透過(通過)して減衰したマイクロ波、5はマイクロ波受信機、12は外部表示装置(例えば、パソコン)、50は複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置である。
また、図2において、6はマイクロ波受信機5に配置されているアンテナである。
【0018】
図1および図2に示す例では、マイクロ波受信装置50は、放電発光管1の長手方向に平行する方向で、放電発光管1に対向して、複数のマイクロ波受信機5が垂直方向に並べて配置された構成となっている。
後述するように、放電発光管1から発信(放射)されるマイクロ波2は、放電発光管1の長手方向に方向性を持っている。
そのため、複数のマイクロ波受信機5を放電発光管1の長手方向に平行する方向で、放電発光管1に対向して並べて配置する(即ち、複数のマイクロ波受信機5を放電発光管1の長手方向に平行する方向で、放電発光管1に対向して垂直方向に並べて配置する)ことにより、従来のような単体のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波センサーに比べ、マイクロ波の検知精度を飛躍的に向上させることができる。
【0019】
また、図1あるいは図2に示すマイクロ波検出システムを人感センサーとして利用する場合、検知すべき人物3は通常縦長状態で検知されるので、その点においても複数のマイクロ波受信機5を放電発光管1の長手方向に平行する方向で、放電発光管1に対向して垂直方向に並べて縦長状態に配置することは、人物の検知精度を向上させるのに役立つ。
【0020】
図3は、マイクロ波受信機5の構成例を示すブロック図である。
ここで、6はアンテナ、7は増幅器、8は周波数フィルタ、9は検波器、10は信号処理器、11は表示器である。
なお、増幅器7、周波数フィルタ8、検波器9、信号処理器10によって、マイクロ波信号処理装置が構成されている。
図4は、マイクロ波受信装置50の他の構成例(変形例)を示す図である。
図1では、マイクロ波受信装置50は、図3で示される構成のマイクロ波受信機5を放電発光管1の長手方向に合わせて複数配置した構造を示しているが、マイクロ波受信装置50は、図4に示すように、複数のアンテナ6を放電発光管1の長手方向に平行する方向で、放電発光管1と対向して並べて配置したものであってもよい。
また、マイクロ波受信装置50は、少なくとも一つのマイクロ波受信機5が複数のアンテナ6と一つのマイクロ波信号処理装置(例えば、増幅器7、周波数フィルタ8、検波器9、信号処理器10からなるマイクロ波信号処理装置)とで構成されていてもよい。
【0021】
図4に示した構成のマイクロ波受信装置50では、複数のアンテナ6が放電発光管1の長手方向に平行する方向で、放電発光管1と対向して並べて配置されている。
そして、各アンテナ6で得られるマイクロ波信号をセレクタ24により順次選択し、共通の増幅器7、周波数フィルタ8、検波器9、および信号処理器10で構成されたマイクロ波信号処理装置を介して、受信するマイクロ波信号を表示器11で表示するように構成している。
また、図示はしていないが、マイクロ波受信装置50は、少なくとも一つのマイクロ波受信機が複数のアンテナと一つのマイクロ波信号処理装置とで構成されていてもよい。
なお、図4に示したマイクロ波受信装置50の構成は、後述する全ての実施の形態におけるマイクロ波受信装置50として適用することができる。
【0022】
図5は、各マイクロ波受信機5に配置されるアンテナ6が受信する電界の方向を説明するための図であり、図5(a)はアンテナ6の正面図、図5(b)はアンテナ6の側面図、図5(c)はアンテナ6を含むマイクロ波受信機5の斜視図である。
なお、図5(a)および図5(c)において、14はアンテナ6で受信できるマイクロ波の電界方向を示している。
図6は、放電発光管から発信されるマイクロ波の電界方向の違いによる電界の強さを示している。
図に示すように、放電発光管1から発信されるマイクロ波2は、放電発光管1の長手方向に対して電界が直交する方向のマイクロ波2aと放電発光管1の長手方向に対して電界が同じ方向(即ち、放電発光管1の長手方向)のマイクロ波2bからなっている。
【0023】
放電発光管1の長手方向に対して電界が水平方向に発信されるマイクロ波2aよりも、垂直方向(即ち、放電発光管1の長手方向)に発信されるマイクロ波2bの方が強い電界を示すという特性を持つ。
そのため、各マイクロ波受信機5のアンテナ6は、受信できるマイクロ波の電界方向を放電発光管1が発信するマイクロ波が強い電界を示す方向と一致するように配置されることが好ましい。
即ち、図5に示した「アンテナ6で受信できるマイクロ波の電界方向14」と図6に示したマイクロ波2bの電界方向」とが一致するように、放電発光管1とアンテナ6を配質することが望ましい。
また、本実施の形態の場合は、放電発光管1の長手方向は垂直方向であるので、複数のマイクロ波受信機5は、放電発光管1と平行に対向させて垂直方向に並べて配置する。
本実施の形態では、各マイクロ波受信機5のアンテナは、放電発光管1が発信する強い電界のマイクロ波を受信できるように向きが設定されており、このマイクロ波受信機5を放電発光管1の長手方向と同一方向に複数個並べて配置することにより、検知精度の向上を実現している。
【0024】
図2に示すように、放電発光管1で発生したマイクロ波2は、人物3を透過することにより減衰されたマイクロ波4となりマイクロ波受信機5に入力される。
一方、人物3を透過しないときは、マイクロ波2は減衰することなくマイクロ波受信機5のアンテナ6に入力される。
各アンテナ6に入力されたマイクロ波2あるいはマイクロ波4は、図3で示すように、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
この際、検波器9から出力される直流電圧は、人物3が存在する場合(即ち、検知対象物である人物を透過してマイクロ波が減衰した場合)は小さな電圧を示し、人物3が存在しない場合(即ち、検知対象物である人物を透過せずマイクロ波が減衰しない場合)は大きな電圧を示す。
【0025】
この電圧差(即ち、マイクロ波が人物3を透過したときに検波器9から出力される直流電圧とマイクロ波が人物3を透過しないときに検波器9から出力される直流電圧の差)を信号処理器10で判別し、表示器11に人物3の有無の表示を行なう。
ここで、各マイクロ波受信機5の信号処理器10で判別した信号は、表示器11以外にも外部表示装置12に接続することが可能である。
例えば、ブザー、ベルなどの音を出す機器、さらにはコンピュータに接続してデータの蓄積および処理をした上で種々の出力を行なわせることも可能である。
【0026】
なお、本実施の形態によるマイクロ波検出システム(人感センサーシステム)において、放電発光管1として通常の蛍光灯を使用した場合、マイクロ波受信装置50を直接見えないようにすることによって、検知される人物3にとっては、放電発光管1は通常の照明装置としか思えず、検知を警戒されることを防ぐことができる。
【0027】
ところで、マイクロ波受信機5と外部表示装置12の接続は、ケーブルなどを使用する有線接続でもよいし、またケーブルなどを使用しない無線接続でもよい。
また、本実施の形態によるマイクロ波検出システムでは、マイクロ波発信源として放電発光管1を用いるため、従来のマイクロ波検出システムに比べて安価に構成することができる。
特に、放電発光管として市販されている安価な蛍光灯を用いれば、蛍光灯をマイクロ波発信装置および照明装置として共用できるので、照明機能を有したマイクロ波検出システムを安価に実現することができる。
また、短管の放電発光管を直列に複数個接続することにより、長管形状の放電発光管を構成してもよい。
また、従来のマイクロ波検出システムでは人体への悪影響を避けるために電波法で規制されていたが、本実施の形態ではマイクロ波発信源として蛍光灯などの放電発光管を使用しているので、かかる法的な制限もなく、簡単な構成とすることができる。
もちろん、蛍光灯などをその本来の目的である照明装置として同時に使用する事ができることは言うまでもない。
【0028】
以上説明したように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、検知対象物(例えば、人物3)に可視光線およびマイクロ波を放射する放電発光管1と、該放電発光管1から放射され、検知対象物を透過するマイクロ波を受信するマイクロ波受信機5を含むマイクロ波受信装置50で構成されているので、放電発光管から放射され、検知対象物を透過する微弱なマイクロ波を検知することが可能であり、安価な放電発光管を用いていながら検知対象物を精度良く検出できる。
また、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの放電発光管1は蛍光灯であるので、照明機能付きの安価なマイクロ波検出システムを実現することができる。
【0029】
また、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、検知対象物(例えば、人物3)に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管1と、該放電発光管1から放射され、検知対象物を透過するマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置50とを備え、マイクロ波受信装置50を構成する複数のマイクロ波受信機5は、放電発光管1の長手方向に平行する方向で、放電発光管1に対向して配置されているので、放電発光管から放射され、検知対象物を透過するマイクロ波を受信して、精度よく検知対象物を検出できる。
【0030】
また、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、検知対象物(例えば、人物3)に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管1と、該放電発光管1から放射され、検知対象物を透過するマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置50とを備え、マイクロ波受信装置50を構成する複数のマイクロ波受信機5は、それぞれアンテナ6を有しており、該アンテナ6における受信感度の大きい方向と検知対象物を透過したマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせているので、更に感度よく検知対象物を検出できる。
【0031】
また、この発明に係るマイクロ波検出方法は、放電発光管から放射され検知対象物を透過するマイクロ波を、マイクロ波受信機を含むマイクロ波受信装置で受信するステップを有している。
また、この発明に係るマイクロ波検出方法は、長管形状の放電発光管から放射され検知対象物を透過するマイクロ波を、複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、複数のマイクロ波受信機は、放電発光管の長手方向に平行する方向で、放電発光管に対向して配置している。
また、この発明に係るマイクロ波検出方法は、長管形状の放電発光管から放射され検知対象物を透過するマイクロ波を、複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と検知対象物を透過したマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせている。
【0032】
実施の形態2.
図7は、実施の形態2によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムを人感イメージセンサーとして応用した場合を示している。
また、図8は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図7および図8において1は長管形状の放電発光管(例えば、蛍光灯)、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、3はイメージング(画像作成)処理の対象である人物、4は人物3を透過し減衰したマイクロ波、5はマイクロ波受信機、6はマイクロ波受信機5のアンテナ、12は外部表示装置(パソコン)、13は回転駆動機構である。
回転駆動機構13は、放電発光管1の長手方向に平行する方向で放電発光管1に対向して並べて配置されている複数のマイクロ波受信機5で構成されるマイクロ波受信装置50を回転自在に載置している。
【0033】
前述した実施の形態1の場合と同様に、放電発光管1で発生したマイクロ波2は、人物3を透過することにより減衰されたマイクロ波4となりマイクロ波受信機5に入力されるが、人物3を透過しないときは、減衰されていないマイクロ波2がマイクロ波受信機5のアンテナ6に入力される。
マイクロ波受信機5においては、前掲の図3に示したように、マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力されたマイクロ波2あるいはマイクロ波4は、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
【0034】
この際、検波器9から出力される直流電圧は、検知対象物である人物3を透過してマイクロ波が減衰した場合は小さな電圧を示し、検知対象物である人物3を透過せずマイクロ波が減衰しない場合は大きな電圧を示す。
即ち、放電発光管1から放射されるマイクロ波が検知対象物である人物3を透過するか否かにより、検波器9から出力される直流電圧には電圧差が生じる。
放電発光管1と平行に対向させて垂直方向に一列に並べて配置された複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置50を回転駆動機構13により水平に回転させながら、各マイクロ波受信機5では、この電圧差(即ち、マイクロ波が人物3を透過したときと透過しないときの検波器9から出力される直流電圧の電圧差)を信号処理器10で判別し、表示器11に人物3の有無の表示を、外部表示装置12に人物3のイメージの表示を行なう。
【0035】
なお、回転駆動機構13は、例えば1〜300rpmの回転速度で水平方向に連続回転
させる。但し、回転速度や回転方法は用途により適宜設定を変更できるものとする。
任意に設定した角度毎に信号処理器10が取得した数値データを色データ(RGB)に変換し、外部表示装置(例えば、パソコンのモニタ)に表示する。
等しい数値データの箇所は同じ色が表示され、例えば、データ数値が大きいほど赤に近く、数値が小さいほど青に近い色で表示する。
このように、マイクロ波受信機5を回転させながら、複数のマイクロ波受信機5による検出データを取得し、これに基づいて外部表示装置12は検知対象物である人物3のイメージを作成する。
これにより、簡素な構成でありながら検出センサーを二次元アレー構造にした場合と同等のイメージングを実現することができる。
【0036】
前述の実施の形態1で述べたのと同様に、本実施の形態においても、マイクロ波受信機5と外部表示装置12の接続は、ケーブルなどを使用する有線接続でもよいしとケーブルなどを使用しない無線接続でもよい。
また、本実施の形態によるマイクロ波検出システムでは、マイクロ波発信源として安価な放電発光管1(例えば市販の蛍光灯)を用いるので、従来のマイクロ波検出システムに比べて安価に構成することができる。
また、従来のマイクロ波検出システムでは人体への悪影響を避けるために電波法で規制されていたが、本実施の形態では蛍光灯などの放電発光管を使用しているので、かかる法的な制限もなく、簡単な構成とすることができる。
もちろん、蛍光灯などをその本来の目的である照明装置として同時に使用する事ができることは言うまでもない。
これらのことは、実施の形態1および実施の形態2だけではなく、後述する実施の形態に共通して言えるメリットである。
【0037】
以上説明したように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、実施の形態1によるマイクロ波検出システムにおいて、マイクロ波受信装置50を回転させる回転駆動機構13と外部表示装置12を更に備えて、外部表示装置12は、回転駆動機構13により回転させられるマイクロ波受信装置50の各マイクロ波受信機5の検出信号に基づいて、検知対象物のイメージを作成して表示する。
従って、検知対象物を精度よく検出できると共に、検知した検知対象物のイメージ人物3)を表示できるマイクロ波検出システムを得ることができる。
なお、検知対象物が人物であれば、人物を検出できると共に、検出した人物のイメージを作成することのできる人感イメージセンサーとして応用できる。
【0038】
実施の形態3.
図9は、実施の形態3によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムを自動車感知センサーとしてとして応用した場合を示している。
また、図10は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図9および図10において、1は放電発光管、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、15は検知(感知)対象である自動車、4は自動車15を透過して減衰したマイクロ波、5はマイクロ波受信機、6はマイクロ波受信機5のアンテナ、12は外部表示装置である。
【0039】
放電発光管1で発生したマイクロ波2は、自動車15を透過するときは減衰されたマイクロ波4となりマイクロ波受信機5のアンテナ6に入力される。
一方、自動車15を透過しないときは、マイクロ波2は減衰されず、そのままマイクロ波受信機5のアンテナ6に入力される。
マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力されたマイクロ波2あるいはマイクロ波4は、図3に示すように、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
この際、検波器9から出力される直流電圧は、検知対象物である自動車15を透過してマイクロ波が減衰した場合は小さな電圧を示し、自動車15を透過せずマイクロ波が減衰しない場合は大きな電圧を示す。即ち、放電発光管1から放射されるマイクロ波が自動車15を透過するか否かにより、検波器9から出力される直流電圧には電圧差が生じる。
この電圧差を信号処理器10で判別し、表示器11に自動車15の有無の表示を行なう。
【0040】
なお、自動車15は、人物に比べて、放電発光管1から発信されるマイクロ波を大きく減衰させる。
従って、マイクロ波受信機5が受信するマイクロ波の受信レベル差(検知レベル差)に基づいて、放電発光管1とマイクロ波受信機5の間に介在するものが自動車であるのか人物であるのかを判別することが可能である。
また、自動車で反射されてくるマイクロ波の強さと人物で反射されてくるマイクロ波の強さには差がある。
従って、放電発光管1から発信したマイクロ波の反射波をマイクロ波受信機5で受信するように構成し、受信する反射マイクロ波の強さの差に基づいて、検知対象物が自動車であるか人物であるかを判別することも可能である。
また、人物については、人物自体から人物の体温とほぼ等価のマイクロ波が発信されているため、やはり検知できる信号の大きさが他と異なるため判別が可能となる。
【0041】
このように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、検知対象物が人物であるか自動車であるかを判断する判断手段を備えているので、自動車を検知するための自動車センサーシステムとして応用できる。
【0042】
実施の形態4.
図11は、実施の形態4によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムを自動車イメージセンサーとして応用した場合を示している。
また、図12は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図11および図12において、1は放電発光管、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、15はイメージング対象の自動車、4は自動車15を透過し減衰したマイクロ波、5はマイクロ波受信機、6はマイクロ波受信機5のアンテナ、12は外部表示装置、13は回転駆動機構である。
放電発光管1で発生したマイクロ波2は、自動車15を透過するときは減衰されたマイクロ波4となりマイクロ波受信機5のアンテナ6に入力される。
一方、自動車15を透過しないときは、マイクロ波2は減衰されず、そのままマイクロ波受信機5のアンテナ6に入力される。
【0043】
マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力されたマイクロ波2あるいはマイクロ波4は、図3に示すように、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
この際、検波器9から出力される直流電圧は、検知対象物である自動車15によってマイクロ波が減衰した場合は小さな電圧を示し、自動車15を透過せずマイクロ波が減衰しない場合は大きな電圧を示す。
即ち、放電発光管1から放射されるマイクロ波が自動車15を透過するか否かにより、検波器9から出力される直流電圧には電圧差が生じる。
本実施の形態では、放電発光管1と平行に対向させて垂直方向に一列に並べて配置された複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置50を回転駆動機構13により回転させながら、各マイクロ波受信機5では、この電圧差(即ち、マイクロ波が自動車15を透過するか否かにより生じる検波器9から出力される直流電圧の電圧差)を信号処理器10で判別し、表示器11に自動車15の有無の表示を、外部表示装置12には自動車15のイメージの表示を行なう。
【0044】
このように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、検知対象物が人物であるか自動車であるかを判断する判断できると共に、さらに、回転駆動機構により回転させられるマイクロ波受信装置の各マイクロ波受信機の検出信号に基づいて、検知対象物である自動車のイメージを作成して外部表示装置に表示することができる。
【0045】
以上説明したように、実施の形態3あるいは実施の形態4によるマイクロ波検出システムによれば、検知対象物が人物であるか自動車であるかを判定する判定手段を備えているので、自動車を検知できる自動車センサーシステムとして応用できる。
【0046】
実施の形態5.
図13は、実施の形態5によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムを水分量測定センサーとして応用した場合を示している。
また、図14は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図13および図14において、1は放電発光管、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、16は水分量測定対象物、4は検知対象物である水分量測定対象物16の水分の少ない部分(領域)を透過して減衰したマイクロ波、4aは水分量測定対象物16の水分が多い部分(領域)を透過し、マイクロ波4よりも更に減衰したマイクロ波、5はマイクロ波受信機、6はマイクロ波受信機5のアンテナ、12は外部表示装置、13は回転駆動機構である。
水分量測定対象物16を透過したマイクロ波4およびマイクロ波4aはマイクロ波受信機5に入力される。
一方、マイクロ波2は、水分量測定対象物16を透過しないときは、減衰することなくマイクロ波受信機5のアンテナ6に入力される。
【0047】
マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力されたマイクロ波2、マイクロ波4、マイクロ波4aは、前述したように、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
マイクロ波は、水分量測定対象物16の水分の多い部分を透過するときは減衰が大きく、水分の少ない部分を透過するときは減衰が少ない。
従って、検波器9から出力される直流電圧は、水分量測定対象物16の水分の多い部分を透過するときは小さくなり、水分の少ない部分を透過するときは大きくなる。
【0048】
放電発光管1から放射されるマイクロ波は、水分量測定対象物16を透過しない場合、水分量の少ない部分を透過する場合、水分量の多い部分を透過する場合によって、検波器9から出力される直流電圧は変化する。即ち、マイクロ波は透過する部分の水分量に応じて検波器9から出力される直流電圧に電圧差が生じる。
放電発光管1と平行に対向させて垂直方向に一列に並べて配置された複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置50を回転駆動機構13により回転させながら、各マイクロ波受信機5では、この電圧差(検波器9から出力される直流電圧の電圧差)を信号処理器10で判別し、外部表示装置12に水分量測定対象物16の水分量分布のイメージ表示を行なう。
【0049】
水分量の定量化方法としては、例えば、予め水分量の異なったサンプルによる映像(イメージ)を用意しておき、それらとの比較により定量化することができる。
なお、ここで言う「映像(イメージ)」とは、マイクロ波受信装置50で取得した数値データ(即ち、検波器9から出力される直流電圧データ)を色に変換して表示している映像のことである。
外部表示装置(パソコン)12により、水分量が既知のサンプルを透過したマイクロ波をマイクロ波受信機で受信したときに得る数値データと、水分量測定対象物16を透過したマイクロ波をマイクロ波受信機で受信したときに得る数値データを比較することにより、水分量測定対象物16の水分量を定量的に知ることができる。
【0050】
以上説明したように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムによれば、検知対象物は水分量測定対象物16であり、外部表示装置12は、予め保存されている水分量の異なるサンプルのイメージと水分量測定対象物16のイメージとを比較することにより水分量測定対象物16の水分量を判定する水分量判定手段を備えているので、検知対象物の水分量を測定(判定)できる水分量センサーとして応用できる。
【0051】
実施の形態6.
図15は実施の形態6によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムをコンクリート密度センサーとして応用した場合を示している。
また、図16は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図15および図16において、1は放電発光管、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、17は密度測定対象のコンクリート、4は検知対象物であるコンクリート17の密度が低い部分(領域)を透過して減衰したマイクロ波、4aはコンクリート17の密度が高い部分(領域)を透過して減衰したマイクロ波、5はマイクロ波受信機、6はマイクロ波受信機5のアンテナ、12は外部表示装置、13は回転駆動機構である。
コンクリート17を透過したマイクロ波4およびマイクロ波4aはマイクロ波受信機5のアンテナ6に入力される。
一方、マイクロ波2は、コンクリート17を透過しないときは、減衰することなくマイクロ波受信機5のアンテナ6に入力される。
【0052】
マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力されたマイクロ波2、マイクロ波4、マイクロ波4aは、前述したように、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
マイクロ波は、コンクリート17の密度が高い部分を透過するときは減衰が大きく、密度が低い部分を透過するときは減衰が少ない。
従って、検波器9から出力される直流電圧は、コンクリート17の密度が高い部分を透過するときは小さくなり、密度が低い部分を透過するときは大きくなる。
【0053】
放電発光管1から放射されるマイクロ波は、コンクリート17を透過しない場合、密度が高い部分を透過する場合、密度が低い部分を透過する場合によって、検波器9から出力される直流電圧は変化する。
即ち、マイクロ波は透過する部分のコンクリート密度に応じて検波器9から出力される直流電圧に電圧差が生じる。
放電発光管1と平行に対向させて垂直方向に一列に並べて配置された複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置50を回転駆動機構13により回転させながら、各マイクロ波受信機5では、この電圧差を信号処理器10で判別し、外部表示装置12にコンクリート17の密度分布のイメージ表示を行なう。
【0054】
コンクリート密度の定量化方法としては、実施の形態5の場合と同様に、予め密度の異なったサンプルによる映像(イメージ)を用意しておき、それらとの比較により定量化することができる。
なお、ここで言う「映像(イメージ)」とは、マイクロ波受信装置50で取得した数値データ(即ち、検波器9から出力される直流電圧データ)を色に変換して表示している映像のことである。
外部表示装置(パソコン)12により、密度が既知のサンプルを透過したマイクロ波をマイクロ波受信機で受信したときに得る数値データと、密度測定対象のコンクリート17を透過したマイクロ波をマイクロ波受信機で受信したときに得る数値データとを比較することにより、コンクリート17の密度を定量的に知ることができる。
【0055】
以上説明したように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムによれば、検知対象物はコンクリート17であり、外部表示装置12、予め保存されているコンクリート密度の異なるサンプルのイメージと検知対象物17のコンクリートのイメージとを比較することにより検知対象物のコンコリート16の密度を判定するコンクリート密度判定手段を備えているので、コンクリートの密度を測定(判定)できるコンクリート密度センサーとして応用できる。
【0056】
実施の形態7.
図17は、実施の形態7によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムをセキュリティセンサーとして応用した場合を示している。
また、図18は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図17および図18において、1は放電発光管、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、18は人物や鞄などの危険物を格納する物体、19はナイフなどの検知対象物である金属製の危険物、40は危険物を格納する物体18で反射した反射マイクロ波、40aは危険物19で反射した反射マイクロ波、50は複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置、12は外部表示装置、13は回転駆動機構である。
なお、本実施の形態の例では、図18に示すようにマイクロ波受信装置50内で複数のマイクロ波受信機5の左側または右側あるいは両側に放電発光管1が配置されている。
【0057】
放電発光管1で発生したマイクロ波2は、ナイフなどの危険物を格納する物体18で反射された反射マイクロ波40あるいは危険物19で反射された反射マイクロ波40aとなり、これらの反射マイクロ波はマイクロ波受信機5に入力される。
マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力された反射マイクロ波4あるいは反射マイクロ波40aは、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
ナイフなどの危険物19の反射率は、衣服や鞄などの危険物を格納する物体18の反射率より大きい。
即ち、危険物19で反射された反射マイクロ波40aは、ナイフなどの危険物を格納する物体18で反射された反射マイクロ波40よりも強い。
従って、危険物19で反射された反射マイクロ波40aが入力されたとき検波器9から出力する直流電圧は、ナイフなどの危険物を格納する物体18で反射された反射マイクロ波40が入力された場合よりも大きな電圧を示すこととなる。
【0058】
本実施の形態では、放電発光管1と平行に対向させて垂直方向に一列に並べて配置された複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置50を回転駆動機構13により回転させながら、各マイクロ波受信機5では、この電圧差(危険物で反射された反射マイクロ波が入力されたときに検波器9から出力する直流電圧と危険物を格納する物体あるいは人物で反射された反射マイクロ波40が入力されたときに検波器9から出力する直流電圧の電圧差)を信号処理器10で判別する。
そして、表示器11に危険物19の有無の表示を、外部表示装置12に危険物を格納する物体18と危険物19のイメージ表示を行なう。
危険物19が電波吸収体などのマイクロ波を極端に吸収する物体あるいは金属物体で囲まれている場合には、危険物19を囲んでいる物体が検出されてしまい、危険物19そのものは検出されない。
しかし、電波吸収体などのマイクロ波を極端に吸収しない物体あるいは金属物体以外の物体で囲まれている場合は、金属製の危険物を検出することが可能である。
従って、革の鞄などに入った危険物の検知は可能である。
【0059】
以上説明したように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する放電発光管1と、放電発光管1から放射され、検知対象物で反射されるマイクロ波を受信するマイクロ波受信機5を含むマイクロ波受信装置50で構成されているので、検知対象物で反射される微弱なマイクロ波を検知することが可能であり、安価な放電発光管を用いていながら検知対象物を検出できる。
また、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管1と、放電発光管1から放射され、検知対象物で反射されるマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置50とを備え、該マイクロ波受信装置50を構成する複数のマイクロ波受信機5は、放電発光管1の長手方向に平行する方向で、放電発光管1に対向して配置されているので、検知対象物で反射されたマイクロ波を受信して精度よく検知対象物を検出できる。
【0060】
また、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管1と、放電発光管1から放射され、検知対象物で反射されるマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置50とを備え、マイクロ波受信装置50を構成する複数のマイクロ波受信機5は、それぞれアンテナ6を有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と検知対象物を透過したマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせているので、更に感度よく検知対象物を検出できる。
【0061】
また、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、マイクロ波受信装置50を回転させる回転駆動機構13と外部表示装置12を更に備え、外部表示装置50は、回転駆動機構13により回転させられるマイクロ波受信装置50の各マイクロ波受信機5の検出信号に基づいて、検知対象物のイメージを作成して表示する。
従って、人物が検知対象物である金属製の危険物19を携帯する場合、危険物のイメージを作成して外部表示装置50に表示することが可能であり、空港などにおけるセキュリティーセンサーとして応用できる。
【0062】
また、本実施の形態によるマイクロ波検出方法は、放電発光管から放射され検知対象物で反射するマイクロ波を、マイクロ波受信機を含むマイクロ波受信装置で受信するステップを有したものである。
また、本実施の形態によるマイクロ波検出方法は、長管形状の放電発光管から放射され検知対象物で反射するマイクロ波を、複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、複数のマイクロ波受信機は、放電発光管の長手方向に平行する方向で、放電発光管に対向して配置している。
また、本実施の形態によるマイクロ波検出方法は、長管形状の放電発光管から放射され検知対象物で反射するマイクロ波を複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と検知対象物で反射したマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせている。
【0063】
実施の形態8.
図19は、実施の形態8によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムを壁面検査センサーとして応用した場合を示している。
また、図20は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図19および図20において、1は放電発光管、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、20は検知対象物である壁、40は壁20で反射した反射した反射マイクロ波、40aは壁20の表面にあるヒビあるいは埋設物などで反射した反射マイクロ波、50は複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置、12は外部表示装置、21はマイクロ波受信装置を壁20と平行な方向に自在に移動させる平行移動駆動機構である。
なお、本実施の形態においても、マイクロ波受信装置内で複数のマイクロ波受信機5の左側または右側あるいは左右両側に放電発光管1が配置されている。
【0064】
放電発光管1は、壁20と平行に配置されており、放電発光管1で発生したマイクロ波2は、壁20に向かって放射され、壁20の表面で反射される反射マイクロ波40あるいは壁20の表面のキズや内部の埋設物で反射される反射マイクロ波40aとなり、マイクロ波受信装置50を構成する各マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力される。
マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力された反射マイクロ波40あるいは反射マイクロ波40aは、前述したように、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
壁20の表面や内部の状態(ヒビなど)あるいは壁20に埋設されている埋設物により反射率が異なる。
検波器9から出力する直流電圧は、反射率が低い状態の場合は小さな電圧を示し、反射率が大きな状態の場合は大きな電圧を示す。
【0065】
本実施の形態では、平行移動駆動機構21により、マイクロ波受信装置50を壁20に対して平行に(即ち、放電発光管1の長手方向に)に移動させながら、検波器9から出力する電圧の差を信号処理器10で判別し、表示器11に壁20の表面あるいは壁20の内部の異常および壁20の埋設物有無の表示を行い、外部表示装置12に壁20のイメージ表示を行なう。
壁20が電波吸収体などのマイクロ波を極端に吸収する物体あるいは金属物体でできていなければ、壁20の表面あるいは壁20の内部の状態(即ち、壁20の表面のヒビや壁20の内部埋設物の有無)を検知することが可能である。なお、マイクロ波の周波数が低いほど、壁20の奥まで検知することが可能となる。
【0066】
以上説明したように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、マイクロ波受信装置50を設置面に対して平行移動させる平行移動駆動機構21と外部表示装置12を更に備え、外部表示装置12は、平行移動駆動機構21により移動させられるマイクロ波受信装置50の各マイクロ波受信機5の検出信号に基づいて、検知対象物のイメージを作成して表示する。
従って、検知対象物が壁20である場合、壁20の異常(例えば、壁表面のヒビ)あるいは壁中の埋設物を検出する壁センサーとして応用できる。
【0067】
実施の形態9.
図21は、実施の形態9によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムを地中検査センサーとして応用した場合を示している。
また、図22は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図21および図22において、1は放電発光管、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、22は地面、40は地面22で反射した反射した反射マイクロ波、40aは地面22の内部にある埋設物で反射した反射マイクロ波、50は複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置、12は外部表示装置、21はマイクロ波受信装置50を地面22と平行な方向に自在に移動させる平行移動駆動機構である。
なお、本実施の形態においても、マイクロ波受信装置内で複数のマイクロ波受信機5の左側または右側あるいは左右両側に放電発光管1が配置されている。
【0068】
放電発光管1は、地面22と平行に配置されており、放電発光管1で発生したマイクロ波2は、地面22に向かって放射され、地面22の表面で反射される反射マイクロ波40あるいは地面22内の物体(埋設物)で反射された反射マイクロ波40aとなり、マイクロ波受信機5に入力される。
マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力された反射マイクロ波40あるいは反射マイクロ波40aは、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
地面22の表面、地面22に埋設されている物体(埋設物)により反射率が異なる。
そのため、検波器9から出力する直流電圧は、反射率が低い状態の場合は小さな電圧を示し、反射率が大きな状態の場合は大きな電圧を示す。
【0069】
平行移動駆動機構21により、マイクロ波受信装置50を地面22に対して平行に(即ち、放電発光管1の長手方向に)に移動させながら、検波器9から出力する電圧の差(即ち、地面で反射した反射マイクロ波40が入力した場合に検波器9から出力する直流電圧と地面中の埋設物で反射した反射マイクロ波40aが入力した場合に検波器9から出力する直流電圧の差)を信号処理器10で判別し、表示器11に地面22の表面あるいは地面22内の埋設物の有無の表示を行い、外部表示装置12に壁20のイメージ表示を行なう。
なお、マイクロ波の周波数が低いほど、地中深くまで検知することが可能となる。
【0070】
以上説明したように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムによれば、検知対象物は地面であり、外部表示装置12は地面のイメージを作成して表示するので、検知対象物である地面の表面に異常(例えば、凹凸など)があったり、地中に金属などの埋設物がある場合は、この部分での反射率が他の部分と異なり、地面(例えば路面)の表面異常や地中の埋設物などに対応したイメージを得ることができ、路面状態検査センサーや地中埋設物検査センサーなどとして応用できる。
【0071】
実施の形態10.
図23は、実施の形態10によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムを雪中検査センサーとして応用した場合を示している。
また、図24は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図23および図24において、1は放電発光管、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、22は地面、40は地面上の積雪23で反射した反射した反射マイクロ波、40aは積雪23の内部にある物体で反射した反射マイクロ波、50は複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置、12は外部表示装置、21はマイクロ波受信装置50を地面22と平行な方向に自在に移動させる平行移動駆動機構である。
なお、本実施の形態においても、マイクロ波受信装置内で複数のマイクロ波受信機5の左側または右側あるいは左右両側に放電発光管1が配置されている。
【0072】
放電発光管1は、地面上の積雪23と平行に配置されており、放電発光管1で発生したマイクロ波2は、積雪23に向かって放射され、積雪23の表面で反射される反射マイクロ波40あるいは積雪23内の物体で反射された反射マイクロ波40aとなり、マイクロ波受信機5に入力される。
マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力された反射マイクロ波40あるいは反射マイクロ波40aは、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
積雪23の表面、積雪23中に埋設されている物体により反射率が異なる。
検波器9から出力する直流電圧は、反射率が低い状態の場合は小さな電圧を示し、反射率が大きな状態の場合は大きな電圧を示す。
【0073】
平行移動駆動機構21により、マイクロ波受信装置50を積雪23に対して平行に(即ち、放電発光管1の長手方向に)に移動させながら、検波器9から出力する電圧の差(即ち、積雪面で反射した反射マイクロ波40が入力した場合に検波器9から出力する直流電圧と積雪中の埋設物で反射した反射マイクロ波40aが入力した場合に検波器9から出力する直流電圧の差)を信号処理器10で判別し、表示器11に積雪23の表面あるいは積雪23内の物体(埋設物)の有無の表示を行い、外部表示装置12に積雪23のイメージ表示を行なう。
なお、マイクロ波の周波数が低いほど、雪中深くまで検知することが可能となる。
【0074】
以上説明したように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムによれば、検知対象物は地面上の積雪23であり、外部表示装置12は、地面上の積雪23のイメージを作成して表示する。
従って、検知対象物である地面上の積雪中に金属などの埋設物がある場合、この部分での反射率が他の部分とは異なるので、積雪中の埋設物に対応したイメージを得ることができ、雪中探査センサーとして応用できる。
【0075】
実施の形態11.
図25は、実施の形態11によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムをアスファルト下の地中検査センサーとして応用した場合を示している。
また、図26は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図25および図26において、1は放電発光管、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、24は路面に敷設されたアスファルト、40はアスファルト25で反射した反射した反射マイクロ波、40aはアスファルト24の内部にある空洞で反射した反射マイクロ波、50は複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置、12は外部表示装置、21はマイクロ波受信装置50をアスファルト25と平行な方向に自在に移動させる平行移動駆動機構である。
なお、本実施の形態においても、マイクロ波受信装置内で複数のマイクロ波受信機5の左側または右側あるいは左右両側に放電発光管1が配置されている。
【0076】
放電発光管1は、アスファルト24と平行に配置されており、放電発光管1で発生したマイクロ波2は、アスファルト24に向かって放射され、アスファルト24の表面で反射される反射マイクロ波40aあるいはアスファルト24内またはアスファルト下の空洞で反射された反射マイクロ波40となり、マイクロ波受信機5に入力される。
マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力された反射マイクロ波40あるいは反射マイクロ波40aは、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
アスファルト24の表面、アスファルト24内あるいはアスファルト24下の地中の空洞/埋設物により反射率が異なる。
検波器9から出力する直流電圧は、反射率が低い状態の場合は小さな電圧を示し、反射率が大きな状態の場合は大きな電圧を示す。
【0077】
本実施の形態では、平行移動駆動機構21により、マイクロ波受信装置50をアスファルト24に対して平行に(即ち、放電発光管1の長手方向に)に移動させながら、検波器9から出力する電圧の差を信号処理器10で判別し、表示器11にアスファルト24の表面状態あるいはアスファルト25内あるいはアスファルト下の空洞/埋設物の有無の表示を行い、外部表示装置12にアスファルト24のイメージ表示を行なう。
なお、マイクロ波の周波数が低いほど、アスファルト下の地中深くまで検知することが可能となる。
【0078】
以上説明したように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムによれば、検知対象物は地面上のアスファルトであり、外部表示装置12は地面上のアスファルトのイメージを作成して表示する。
従って、検知対象物である地面上のアスファルトに異常がある場合やアスファルト下の空洞/埋設物がある場合は、この部分での反射率が他の部分と異なるので、アスファルトの異常の有無あるいはアスファルト下の空洞/埋設物の有無などに対応したイメージを得ることができる「アスファルト下地中状態検出センサー」として応用できる。
【0079】
実施の形態12.
本実施の形態では、本発明によるマイクロ波検出システムを利用した道路監視システムについて説明する。
図27は、本実施の形態による道路監視システムに応用されるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図である。
また、図28は、本実施の形態による道路監視システムを説明するための概念図である。
本実施の形態では、図28に示すように、道路表面の状態を監視するためのマイクロ波検出システムが所定の間隔を有して道路に沿って配置されている。
【0080】
図27において、1は放電発光管、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、25は道路、40は道路25で反射した反射した反射マイクロ波、50は複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置、12は外部表示装置、21はマイクロ波受信装置50を道路25と平行な方向に自在に移動させる移動駆動機構である。
なお、本実施の形態においても、マイクロ波受信装置内で複数のマイクロ波受信機5の左右に2本の放電発光管1が配置されている。
なお、図27では、マイクロ波受信装置50を平行移動駆動機構21に載置した場合を示しているが、本実施の形態では移動駆動機構21は必ずしも必要ではなく、図28に示すように、各マイクロ波受信装置50は道路面に対して固定して設けてもよい。
【0081】
図28において、40aは濡れた道路面(WETな道路面)で反射される反射マイクロ波、40bは凍結した道路面(ICE状の道路面)で反射される反射マイクロ波である。
マイクロ波受信装置50内の放電発光管1は、道路25の面と平行に配置されており、放電発光管1で発生したマイクロ波2は、道路25に向かって放射され、道路25の表面で反射される反射マイクロ波40(例えば、濡れた道路面で反射される場合は反射マイクロ波40a、凍結した道路面で反射される場合は反射マイクロ波40b)となり、マイクロ波受信機5に入力される。
マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力された反射マイクロ波40、反射マイクロ波40aあるいは反射マイクロ波40bは、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
【0082】
道路面での反射率は、路面の状態により異なる。例えば、反射率は、濡れた路面(WET)、凍結している路面(ICE)、積雪している路面(SNOW)、乾燥している路面(DRY)の順に大きくなることが実験により確かめられている。
検波器9から出力する直流電圧は、反射率が低い状態の場合は小さな電圧を示し、反射率が大きな状態の場合は大きな電圧を示す。
従って、検波器9から出力する直流電圧の値に応じて、路面の状態(濡れている/凍結/積雪/乾燥など)を判定することができる。
マイクロ波受信装置50のマイクロ波受信機5は、検波器9から出力する電圧値を信号処理器10で判別し、マイクロ波が照射されている道路25の路面状況を判断して、外部表示装置12に路面情報を表示させる。
表示を行なう。
【0083】
道路表面の状態(濡れている/凍結/積雪/乾燥)によって、マイクロ波受信機5で取得する数値データ(即ち、検波器9から出力される直流電圧値)の範囲が決まるので、例えば、数値データがある数値以下では凍結、それ以上の範囲では濡れているというように、道路表面の状態を一意的に判断することができ。
各外部表示装置12は、対応するマイクロ波受信装置50で得られるデータ(即ち、路面の状態など)を運転者が容易に確認できるように表示している。
また、各マイクロ波受信装置50で得られるデータは、それぞれ中央道路監視センター(図示なし)に通報され、中央道路監視センターは、対応する外部表示装置12に対して「凍結注意」とか「スリッブ注意」などの警告表示をさせてもよい。
【0084】
以上説明したように、本実施の形態による道路監視システムは、マイクロ波受信装置50と該マイクロ波受信装置50と対応する外部表示装置12とが一対となっているマイクロ波検出システムが道路25に沿って複数配置された道路監視システムであって、マイクロ波受信装置50は、検知対象物である道路25の表面にマイクロ波を放射する放電発光管1と、放電発光管1から放射され、道路25の表面で反射されるマイクロ波を受信して道路25の表面状況を判断するマイクロ波受信装置とで構成され、外部表示装置12は、マイクロ波受信装置が判断した道路25の表面状況を表示する。
従って、放電発光管を用いたマイクロ波検出システムを利用して、路面の状況を精度よく監視できる安価な道路監視システムを実現することができる。
【0085】
以上で、本発明に係る各実施の形態についての説明は終わるが、各実施の形態に共通して以下のことが言える。
* 放電発光管は、長管形状である場合について説明したが、短管形状の放電発光管を直列に複数個接続したものであってもよい。
* 放電発光管として蛍光灯を用いることによって、照明装置と兼用することが可能である。
* 放電発光管をマイクロ波発信機として使用するので、簡単かつ安価に構成できる。
* 放電発光管をマイクロ波発信機として使用するので、使用する周波数によって発信機を変更する必要ない。
* 放電発光管をマイクロ波発信機として使用するので、電波法の規制もなく、人体への悪影響も考慮する必要がない。
* 放電発光管をマイクロ波発信機として使用するので、発信機を持ち運びするときは軽量でポータビリティーに優れている。
【産業上の利用可能性】
【0086】
この発明は、放電発光管を用いて、安価且つ検知精度が高く、種々の用途に応用可能なマイクロ波検出システムの実現に有用である。
【図面の簡単な説明】
【0087】
【図1】実施の形態1によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図2】実施の形態1によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図3】マイクロ波受信機の構成を示すブロック図である。
【図4】マイクロ波受信装置の別形態を示すブロック図である。
【図5】アンテナが受信する電界の方向を説明するための図である。
【図6】放電発光管から放射されるマイクロ波の電界方向による電界の強さの違いを示す図である。
【図7】実施の形態2によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図8】実施の形態2によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図9】実施の形態3によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図10】実施の形態3によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図11】実施の形態4によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図12】実施の形態4によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図13】実施の形態5によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図14】実施の形態5によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図15】実施の形態6によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図16】実施の形態6によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図17】実施の形態7によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図18】実施の形態7によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図19】実施の形態8によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図20】実施の形態8によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図21】実施の形態9によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図22】実施の形態9によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図23】実施の形態10によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。図である。
【図24】実施の形態10によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図25】実施の形態11によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図26】実施の形態11によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図27】実施の形態12の道路監視システムに応用されるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図28】実施の形態12よる道路監視システムを説明するための図である。
【符号の説明】
【0088】
1 放電発光管
2 放電発光管から放射されるマイクロ波
4、4a 検知対象物を透過したマイクロ波
5 マイクロ波受信機 6 アンテナ
7 増幅器 8 周波数フィルタ
9 検波器 10 信号処理器
11 表示器 12 外部表示装置
13 回転駆動機構
14 アンテナで受信できるマイクロ波の方向
15 自動車 16 水分量測定対象物
17 コンクリート 18 危険物を格納する物体
19 危険物 20 壁
21 移動駆動機構 22 地面
23 積雪 24 アスファルト
25 道路
40、40a、40b 検知対象物で反射したマイクロ波
50 マイクロ波受信装置
【技術分野】
【0001】
この発明は、放電発光管より発せられる微弱なマイクロ波を検出して検知対象物を検出するマイクロ波検出システム、マイクロ波検出方法、およびこれを利用した道路監視システムに関する。
【背景技術】
【0002】
マイクロ波は、従来から物体検出のためのセンサーとして用いられてきている。
例えば特開2003−107150号公報(特許文献1)には、送信波となるマイクロ波信号源と、該信号源からの送信波と反射波とを分波する分波部と、該分波部からの送信波をセンシング対象に照射すると共に、センシング対象から反射してくる反射波を受波して分波部に送るアンテナ部と、分波部で分波された反射波が供給されると共に、送信波の一部を局発信号として供給されるミキサ部と、該ミキサ部で局発信号と反射波とを混合して送信波に対する反射波のドップラ信号を検出する検出部と、ドップラ信号から所定の忌避・回避の為の動作信号を発信する動作信号部で構成されたマイクロ波センサーが示されている。
そして、特開2003−107150号公報における発明の実施の形態に記載されているように、従来からマイクロ波センサーは種々の応用が検討されている。
また、例えば特開平8−129047号公報(特許文献2)の段落0015の記載からも明らかなように、マイクロ波は放電現象により発生することも知られており、従って、放電現象を利用した機器である放電発光管も、微弱ながらマイクロ波が発生している。
【特許文献1】特開2003−107150号公報(図1、要約)
【特許文献2】特開平8−129047号公報(段落0015)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、放電発光管から発生するマイクロ波は微弱であるので、従来の受信機をそのまま用いたのでは、マイクロ波検出センサーとして用いることは困難であった。
従って、「放電発光管を用いてマイクロ波検出センサーシステムを構成する」という発想や試みは、従来には全くなかった。
【0004】
かかる点に鑑み、本発明は、放電発光管より放射される微弱なマイクロ波を受信して、検知対象物を検出するマイクロ波検出センサーとして利用することが可能であり、更に、種々の用途に利用できるマイクロ波検出システム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】
【0005】
この発明に係るマイクロ波検出システムは、検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物を透過するマイクロ波を受信するマイクロ波受信機を含むマイクロ波受信装置で構成されたものである。
また、この発明に係るマイクロ波検出システムの上記放電発光管は、蛍光灯であることを特徴とするものである。
【0006】
また、この発明に係るマイクロ波検出システムは、検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物を透過するマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置とを備え、上記マイクロ波受信装置を構成する上記複数のマイクロ波受信機は、上記放電発光管の長手方向に平行する方向で、上記放電発光管に対向して配置されているものである。
また、この発明に係るマイクロ波検出システムは、検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物を透過するマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置とを備え、上記マイクロ波受信装置を構成する上記複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と上記検知対象物を透過するマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせたものである。
【0007】
また、この発明に係るマイクロ波検出システムは、検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物で反射されるマイクロ波を受信するマイクロ波受信機を含むマイクロ波受信装置で構成されたものである。
また、この発明に係るマイクロ波検出システムは、検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物で反射されるマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置とを備え、上記マイクロ波受信装置を構成する上記複数のマイクロ波受信機は、上記放電発光管の長手方向に平行する方向で、上記放電発光管に対向して配置されているものである。
【0008】
また、この発明に係るマイクロ波検出システムは、検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物で反射されるマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置とを備え、上記マイクロ波受信装置を構成する上記複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と上記検知対象物で反射されるマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせたものである。
【0009】
また、この発明に係る道路監視システムは、マイクロ波受信装置と該マイクロ波受信装置と対応する外部表示装置とが一対となっているマイクロ波検出システムが道路に沿って複数配置された道路監視システムであって、上記マイクロ波受信装置は、検知対象物である道路の表面に可視光線およびマイクロ波を放射する放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記道路の表面で反射されるマイクロ波を受信して上記道路の表面状況を判断するマイクロ波受信装置とで構成され、上記外部表示装置は、上記マイクロ波受信装置が判断した上記道路の表面状況を表示するものである。
【0010】
また、この発明に係るマイクロ波検出方法は、放電発光管から放射され検知対象物を透過するマイクロ波を、マイクロ波受信機を含むマイクロ波受信装置で受信するステップを有したものである。
また、この発明に係るマイクロ波検出方法は、長管形状の放電発光管から放射され検知対象物を透過するマイクロ波を、複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、上記複数のマイクロ波受信機は、上記放電発光管の長手方向に平行する方向で、上記放電発光管に対向して配置しているものである。
また、この発明に係るマイクロ波検出方法は、長管形状の放電発光管から放射され検知対象物を透過するマイクロ波を、複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、上記複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と上記検知対象物を透過したマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせているものである。
【0011】
また、この発明に係るマイクロ波検出方法は、放電発光管から放射され検知対象物で反射するマイクロ波を、マイクロ波受信機を含むマイクロ波受信装置で受信するステップを有したものである。
また、この発明に係るマイクロ波検出方法は、長管形状の放電発光管から放射され検知対象物で反射するマイクロ波を、複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、上記複数のマイクロ波受信機は、上記放電発光管の長手方向に平行する方向で、上記放電発光管に対向して配置しているものである。
【0012】
また、この発明に係るマイクロ波検出方法は、長管形状の放電発光管から放射され検知対象物で反射するマイクロ波を複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、上記複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と上記検知対象物で反射したマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせているものである。
【発明の効果】
【0013】
この発明によれば、放電発光管から放射され、検知対象物を透過する微弱なマイクロ波を検知することが可能であり、安価な放電発光管を用いていながら検知対象物を精度良く検出できるマイクロ波検出システムを提供することができる。
また、この発明によれば、放電管は蛍光灯であるので、照明機能付きの安価なマイクロ波検出システムを提供することができる。
また、この発明によれば、マイクロ波受信装置を構成する複数のマイクロ波受信機は、放電発光管の長手方向に平行する方向で、放電発光管に対向して配置されているので、放電発光管から放射され検知対象物を透過するマイクロ波を受信して精度よく検知対象物を検出できる。
また、この発明によれば、マイクロ波受信装置を構成する複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と検知対象物を透過したマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせているので、更に感度よく検知対象物を検出できる。
【0014】
また、この発明によれば、検知対象物で反射される微弱なマイクロ波を検知することが可能であり、安価な放電発光管を用いていながら検知対象物を精度良く検出できるマイクロ波検出システムを提供することができる。
また、この発明によれば、マイクロ波受信装置を構成する複数のマイクロ波受信機は、放電発光管の長手方向に平行する方向で、放電発光管に対向して配置されているので、検知対象物で反射されたマイクロ波を受信して精度よく検知対象物を検出できる。
また、この発明によれば、マイクロ波受信装置を構成する複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と上記検知対象物で反射されたマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせているので、更に感度よく検知対象物を検出できる。
【0015】
またこの発明の道路監視システムによれば、放電発光管を用いた安価で検知精度の高いマイクロ波検出システムを利用しているので、路面の状態を精度よく監視でき、かつ安価な道路監視システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態例について説明する。
なお、各図間において、同一符号は、同一あるいは相当のものであることを表す。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムを人感センサーとして応用した場合を示している。
また、図2は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図1および図2において、1は長管形状をした放電発光管である。
ここで言う放電発光管とは、アーク放電・グロー放電などを利用して発光させるランプを言い、その中には、蛍光灯、水銀ランプ、高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプ、ネオン管などを含む。
【0017】
2は放電発光管1から発信(放射)するマイクロ波/ミリ波である。
ここで言うマイクロ波/ミリ波は、波長1000mm程度のマイクロ波から通常ミリ波として分類される波長1mm程度の電磁波も含むものである。
以下では、「波長1000mm程度のマイクロ波から波長1mm程度の電磁波」を代表的に単に「マイクロ波」と称することとする。
3は検出対象である人物、4は検出対象である人物3を透過(通過)して減衰したマイクロ波、5はマイクロ波受信機、12は外部表示装置(例えば、パソコン)、50は複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置である。
また、図2において、6はマイクロ波受信機5に配置されているアンテナである。
【0018】
図1および図2に示す例では、マイクロ波受信装置50は、放電発光管1の長手方向に平行する方向で、放電発光管1に対向して、複数のマイクロ波受信機5が垂直方向に並べて配置された構成となっている。
後述するように、放電発光管1から発信(放射)されるマイクロ波2は、放電発光管1の長手方向に方向性を持っている。
そのため、複数のマイクロ波受信機5を放電発光管1の長手方向に平行する方向で、放電発光管1に対向して並べて配置する(即ち、複数のマイクロ波受信機5を放電発光管1の長手方向に平行する方向で、放電発光管1に対向して垂直方向に並べて配置する)ことにより、従来のような単体のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波センサーに比べ、マイクロ波の検知精度を飛躍的に向上させることができる。
【0019】
また、図1あるいは図2に示すマイクロ波検出システムを人感センサーとして利用する場合、検知すべき人物3は通常縦長状態で検知されるので、その点においても複数のマイクロ波受信機5を放電発光管1の長手方向に平行する方向で、放電発光管1に対向して垂直方向に並べて縦長状態に配置することは、人物の検知精度を向上させるのに役立つ。
【0020】
図3は、マイクロ波受信機5の構成例を示すブロック図である。
ここで、6はアンテナ、7は増幅器、8は周波数フィルタ、9は検波器、10は信号処理器、11は表示器である。
なお、増幅器7、周波数フィルタ8、検波器9、信号処理器10によって、マイクロ波信号処理装置が構成されている。
図4は、マイクロ波受信装置50の他の構成例(変形例)を示す図である。
図1では、マイクロ波受信装置50は、図3で示される構成のマイクロ波受信機5を放電発光管1の長手方向に合わせて複数配置した構造を示しているが、マイクロ波受信装置50は、図4に示すように、複数のアンテナ6を放電発光管1の長手方向に平行する方向で、放電発光管1と対向して並べて配置したものであってもよい。
また、マイクロ波受信装置50は、少なくとも一つのマイクロ波受信機5が複数のアンテナ6と一つのマイクロ波信号処理装置(例えば、増幅器7、周波数フィルタ8、検波器9、信号処理器10からなるマイクロ波信号処理装置)とで構成されていてもよい。
【0021】
図4に示した構成のマイクロ波受信装置50では、複数のアンテナ6が放電発光管1の長手方向に平行する方向で、放電発光管1と対向して並べて配置されている。
そして、各アンテナ6で得られるマイクロ波信号をセレクタ24により順次選択し、共通の増幅器7、周波数フィルタ8、検波器9、および信号処理器10で構成されたマイクロ波信号処理装置を介して、受信するマイクロ波信号を表示器11で表示するように構成している。
また、図示はしていないが、マイクロ波受信装置50は、少なくとも一つのマイクロ波受信機が複数のアンテナと一つのマイクロ波信号処理装置とで構成されていてもよい。
なお、図4に示したマイクロ波受信装置50の構成は、後述する全ての実施の形態におけるマイクロ波受信装置50として適用することができる。
【0022】
図5は、各マイクロ波受信機5に配置されるアンテナ6が受信する電界の方向を説明するための図であり、図5(a)はアンテナ6の正面図、図5(b)はアンテナ6の側面図、図5(c)はアンテナ6を含むマイクロ波受信機5の斜視図である。
なお、図5(a)および図5(c)において、14はアンテナ6で受信できるマイクロ波の電界方向を示している。
図6は、放電発光管から発信されるマイクロ波の電界方向の違いによる電界の強さを示している。
図に示すように、放電発光管1から発信されるマイクロ波2は、放電発光管1の長手方向に対して電界が直交する方向のマイクロ波2aと放電発光管1の長手方向に対して電界が同じ方向(即ち、放電発光管1の長手方向)のマイクロ波2bからなっている。
【0023】
放電発光管1の長手方向に対して電界が水平方向に発信されるマイクロ波2aよりも、垂直方向(即ち、放電発光管1の長手方向)に発信されるマイクロ波2bの方が強い電界を示すという特性を持つ。
そのため、各マイクロ波受信機5のアンテナ6は、受信できるマイクロ波の電界方向を放電発光管1が発信するマイクロ波が強い電界を示す方向と一致するように配置されることが好ましい。
即ち、図5に示した「アンテナ6で受信できるマイクロ波の電界方向14」と図6に示したマイクロ波2bの電界方向」とが一致するように、放電発光管1とアンテナ6を配質することが望ましい。
また、本実施の形態の場合は、放電発光管1の長手方向は垂直方向であるので、複数のマイクロ波受信機5は、放電発光管1と平行に対向させて垂直方向に並べて配置する。
本実施の形態では、各マイクロ波受信機5のアンテナは、放電発光管1が発信する強い電界のマイクロ波を受信できるように向きが設定されており、このマイクロ波受信機5を放電発光管1の長手方向と同一方向に複数個並べて配置することにより、検知精度の向上を実現している。
【0024】
図2に示すように、放電発光管1で発生したマイクロ波2は、人物3を透過することにより減衰されたマイクロ波4となりマイクロ波受信機5に入力される。
一方、人物3を透過しないときは、マイクロ波2は減衰することなくマイクロ波受信機5のアンテナ6に入力される。
各アンテナ6に入力されたマイクロ波2あるいはマイクロ波4は、図3で示すように、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
この際、検波器9から出力される直流電圧は、人物3が存在する場合(即ち、検知対象物である人物を透過してマイクロ波が減衰した場合)は小さな電圧を示し、人物3が存在しない場合(即ち、検知対象物である人物を透過せずマイクロ波が減衰しない場合)は大きな電圧を示す。
【0025】
この電圧差(即ち、マイクロ波が人物3を透過したときに検波器9から出力される直流電圧とマイクロ波が人物3を透過しないときに検波器9から出力される直流電圧の差)を信号処理器10で判別し、表示器11に人物3の有無の表示を行なう。
ここで、各マイクロ波受信機5の信号処理器10で判別した信号は、表示器11以外にも外部表示装置12に接続することが可能である。
例えば、ブザー、ベルなどの音を出す機器、さらにはコンピュータに接続してデータの蓄積および処理をした上で種々の出力を行なわせることも可能である。
【0026】
なお、本実施の形態によるマイクロ波検出システム(人感センサーシステム)において、放電発光管1として通常の蛍光灯を使用した場合、マイクロ波受信装置50を直接見えないようにすることによって、検知される人物3にとっては、放電発光管1は通常の照明装置としか思えず、検知を警戒されることを防ぐことができる。
【0027】
ところで、マイクロ波受信機5と外部表示装置12の接続は、ケーブルなどを使用する有線接続でもよいし、またケーブルなどを使用しない無線接続でもよい。
また、本実施の形態によるマイクロ波検出システムでは、マイクロ波発信源として放電発光管1を用いるため、従来のマイクロ波検出システムに比べて安価に構成することができる。
特に、放電発光管として市販されている安価な蛍光灯を用いれば、蛍光灯をマイクロ波発信装置および照明装置として共用できるので、照明機能を有したマイクロ波検出システムを安価に実現することができる。
また、短管の放電発光管を直列に複数個接続することにより、長管形状の放電発光管を構成してもよい。
また、従来のマイクロ波検出システムでは人体への悪影響を避けるために電波法で規制されていたが、本実施の形態ではマイクロ波発信源として蛍光灯などの放電発光管を使用しているので、かかる法的な制限もなく、簡単な構成とすることができる。
もちろん、蛍光灯などをその本来の目的である照明装置として同時に使用する事ができることは言うまでもない。
【0028】
以上説明したように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、検知対象物(例えば、人物3)に可視光線およびマイクロ波を放射する放電発光管1と、該放電発光管1から放射され、検知対象物を透過するマイクロ波を受信するマイクロ波受信機5を含むマイクロ波受信装置50で構成されているので、放電発光管から放射され、検知対象物を透過する微弱なマイクロ波を検知することが可能であり、安価な放電発光管を用いていながら検知対象物を精度良く検出できる。
また、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの放電発光管1は蛍光灯であるので、照明機能付きの安価なマイクロ波検出システムを実現することができる。
【0029】
また、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、検知対象物(例えば、人物3)に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管1と、該放電発光管1から放射され、検知対象物を透過するマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置50とを備え、マイクロ波受信装置50を構成する複数のマイクロ波受信機5は、放電発光管1の長手方向に平行する方向で、放電発光管1に対向して配置されているので、放電発光管から放射され、検知対象物を透過するマイクロ波を受信して、精度よく検知対象物を検出できる。
【0030】
また、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、検知対象物(例えば、人物3)に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管1と、該放電発光管1から放射され、検知対象物を透過するマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置50とを備え、マイクロ波受信装置50を構成する複数のマイクロ波受信機5は、それぞれアンテナ6を有しており、該アンテナ6における受信感度の大きい方向と検知対象物を透過したマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせているので、更に感度よく検知対象物を検出できる。
【0031】
また、この発明に係るマイクロ波検出方法は、放電発光管から放射され検知対象物を透過するマイクロ波を、マイクロ波受信機を含むマイクロ波受信装置で受信するステップを有している。
また、この発明に係るマイクロ波検出方法は、長管形状の放電発光管から放射され検知対象物を透過するマイクロ波を、複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、複数のマイクロ波受信機は、放電発光管の長手方向に平行する方向で、放電発光管に対向して配置している。
また、この発明に係るマイクロ波検出方法は、長管形状の放電発光管から放射され検知対象物を透過するマイクロ波を、複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と検知対象物を透過したマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせている。
【0032】
実施の形態2.
図7は、実施の形態2によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムを人感イメージセンサーとして応用した場合を示している。
また、図8は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図7および図8において1は長管形状の放電発光管(例えば、蛍光灯)、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、3はイメージング(画像作成)処理の対象である人物、4は人物3を透過し減衰したマイクロ波、5はマイクロ波受信機、6はマイクロ波受信機5のアンテナ、12は外部表示装置(パソコン)、13は回転駆動機構である。
回転駆動機構13は、放電発光管1の長手方向に平行する方向で放電発光管1に対向して並べて配置されている複数のマイクロ波受信機5で構成されるマイクロ波受信装置50を回転自在に載置している。
【0033】
前述した実施の形態1の場合と同様に、放電発光管1で発生したマイクロ波2は、人物3を透過することにより減衰されたマイクロ波4となりマイクロ波受信機5に入力されるが、人物3を透過しないときは、減衰されていないマイクロ波2がマイクロ波受信機5のアンテナ6に入力される。
マイクロ波受信機5においては、前掲の図3に示したように、マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力されたマイクロ波2あるいはマイクロ波4は、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
【0034】
この際、検波器9から出力される直流電圧は、検知対象物である人物3を透過してマイクロ波が減衰した場合は小さな電圧を示し、検知対象物である人物3を透過せずマイクロ波が減衰しない場合は大きな電圧を示す。
即ち、放電発光管1から放射されるマイクロ波が検知対象物である人物3を透過するか否かにより、検波器9から出力される直流電圧には電圧差が生じる。
放電発光管1と平行に対向させて垂直方向に一列に並べて配置された複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置50を回転駆動機構13により水平に回転させながら、各マイクロ波受信機5では、この電圧差(即ち、マイクロ波が人物3を透過したときと透過しないときの検波器9から出力される直流電圧の電圧差)を信号処理器10で判別し、表示器11に人物3の有無の表示を、外部表示装置12に人物3のイメージの表示を行なう。
【0035】
なお、回転駆動機構13は、例えば1〜300rpmの回転速度で水平方向に連続回転
させる。但し、回転速度や回転方法は用途により適宜設定を変更できるものとする。
任意に設定した角度毎に信号処理器10が取得した数値データを色データ(RGB)に変換し、外部表示装置(例えば、パソコンのモニタ)に表示する。
等しい数値データの箇所は同じ色が表示され、例えば、データ数値が大きいほど赤に近く、数値が小さいほど青に近い色で表示する。
このように、マイクロ波受信機5を回転させながら、複数のマイクロ波受信機5による検出データを取得し、これに基づいて外部表示装置12は検知対象物である人物3のイメージを作成する。
これにより、簡素な構成でありながら検出センサーを二次元アレー構造にした場合と同等のイメージングを実現することができる。
【0036】
前述の実施の形態1で述べたのと同様に、本実施の形態においても、マイクロ波受信機5と外部表示装置12の接続は、ケーブルなどを使用する有線接続でもよいしとケーブルなどを使用しない無線接続でもよい。
また、本実施の形態によるマイクロ波検出システムでは、マイクロ波発信源として安価な放電発光管1(例えば市販の蛍光灯)を用いるので、従来のマイクロ波検出システムに比べて安価に構成することができる。
また、従来のマイクロ波検出システムでは人体への悪影響を避けるために電波法で規制されていたが、本実施の形態では蛍光灯などの放電発光管を使用しているので、かかる法的な制限もなく、簡単な構成とすることができる。
もちろん、蛍光灯などをその本来の目的である照明装置として同時に使用する事ができることは言うまでもない。
これらのことは、実施の形態1および実施の形態2だけではなく、後述する実施の形態に共通して言えるメリットである。
【0037】
以上説明したように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、実施の形態1によるマイクロ波検出システムにおいて、マイクロ波受信装置50を回転させる回転駆動機構13と外部表示装置12を更に備えて、外部表示装置12は、回転駆動機構13により回転させられるマイクロ波受信装置50の各マイクロ波受信機5の検出信号に基づいて、検知対象物のイメージを作成して表示する。
従って、検知対象物を精度よく検出できると共に、検知した検知対象物のイメージ人物3)を表示できるマイクロ波検出システムを得ることができる。
なお、検知対象物が人物であれば、人物を検出できると共に、検出した人物のイメージを作成することのできる人感イメージセンサーとして応用できる。
【0038】
実施の形態3.
図9は、実施の形態3によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムを自動車感知センサーとしてとして応用した場合を示している。
また、図10は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図9および図10において、1は放電発光管、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、15は検知(感知)対象である自動車、4は自動車15を透過して減衰したマイクロ波、5はマイクロ波受信機、6はマイクロ波受信機5のアンテナ、12は外部表示装置である。
【0039】
放電発光管1で発生したマイクロ波2は、自動車15を透過するときは減衰されたマイクロ波4となりマイクロ波受信機5のアンテナ6に入力される。
一方、自動車15を透過しないときは、マイクロ波2は減衰されず、そのままマイクロ波受信機5のアンテナ6に入力される。
マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力されたマイクロ波2あるいはマイクロ波4は、図3に示すように、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
この際、検波器9から出力される直流電圧は、検知対象物である自動車15を透過してマイクロ波が減衰した場合は小さな電圧を示し、自動車15を透過せずマイクロ波が減衰しない場合は大きな電圧を示す。即ち、放電発光管1から放射されるマイクロ波が自動車15を透過するか否かにより、検波器9から出力される直流電圧には電圧差が生じる。
この電圧差を信号処理器10で判別し、表示器11に自動車15の有無の表示を行なう。
【0040】
なお、自動車15は、人物に比べて、放電発光管1から発信されるマイクロ波を大きく減衰させる。
従って、マイクロ波受信機5が受信するマイクロ波の受信レベル差(検知レベル差)に基づいて、放電発光管1とマイクロ波受信機5の間に介在するものが自動車であるのか人物であるのかを判別することが可能である。
また、自動車で反射されてくるマイクロ波の強さと人物で反射されてくるマイクロ波の強さには差がある。
従って、放電発光管1から発信したマイクロ波の反射波をマイクロ波受信機5で受信するように構成し、受信する反射マイクロ波の強さの差に基づいて、検知対象物が自動車であるか人物であるかを判別することも可能である。
また、人物については、人物自体から人物の体温とほぼ等価のマイクロ波が発信されているため、やはり検知できる信号の大きさが他と異なるため判別が可能となる。
【0041】
このように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、検知対象物が人物であるか自動車であるかを判断する判断手段を備えているので、自動車を検知するための自動車センサーシステムとして応用できる。
【0042】
実施の形態4.
図11は、実施の形態4によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムを自動車イメージセンサーとして応用した場合を示している。
また、図12は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図11および図12において、1は放電発光管、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、15はイメージング対象の自動車、4は自動車15を透過し減衰したマイクロ波、5はマイクロ波受信機、6はマイクロ波受信機5のアンテナ、12は外部表示装置、13は回転駆動機構である。
放電発光管1で発生したマイクロ波2は、自動車15を透過するときは減衰されたマイクロ波4となりマイクロ波受信機5のアンテナ6に入力される。
一方、自動車15を透過しないときは、マイクロ波2は減衰されず、そのままマイクロ波受信機5のアンテナ6に入力される。
【0043】
マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力されたマイクロ波2あるいはマイクロ波4は、図3に示すように、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
この際、検波器9から出力される直流電圧は、検知対象物である自動車15によってマイクロ波が減衰した場合は小さな電圧を示し、自動車15を透過せずマイクロ波が減衰しない場合は大きな電圧を示す。
即ち、放電発光管1から放射されるマイクロ波が自動車15を透過するか否かにより、検波器9から出力される直流電圧には電圧差が生じる。
本実施の形態では、放電発光管1と平行に対向させて垂直方向に一列に並べて配置された複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置50を回転駆動機構13により回転させながら、各マイクロ波受信機5では、この電圧差(即ち、マイクロ波が自動車15を透過するか否かにより生じる検波器9から出力される直流電圧の電圧差)を信号処理器10で判別し、表示器11に自動車15の有無の表示を、外部表示装置12には自動車15のイメージの表示を行なう。
【0044】
このように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、検知対象物が人物であるか自動車であるかを判断する判断できると共に、さらに、回転駆動機構により回転させられるマイクロ波受信装置の各マイクロ波受信機の検出信号に基づいて、検知対象物である自動車のイメージを作成して外部表示装置に表示することができる。
【0045】
以上説明したように、実施の形態3あるいは実施の形態4によるマイクロ波検出システムによれば、検知対象物が人物であるか自動車であるかを判定する判定手段を備えているので、自動車を検知できる自動車センサーシステムとして応用できる。
【0046】
実施の形態5.
図13は、実施の形態5によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムを水分量測定センサーとして応用した場合を示している。
また、図14は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図13および図14において、1は放電発光管、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、16は水分量測定対象物、4は検知対象物である水分量測定対象物16の水分の少ない部分(領域)を透過して減衰したマイクロ波、4aは水分量測定対象物16の水分が多い部分(領域)を透過し、マイクロ波4よりも更に減衰したマイクロ波、5はマイクロ波受信機、6はマイクロ波受信機5のアンテナ、12は外部表示装置、13は回転駆動機構である。
水分量測定対象物16を透過したマイクロ波4およびマイクロ波4aはマイクロ波受信機5に入力される。
一方、マイクロ波2は、水分量測定対象物16を透過しないときは、減衰することなくマイクロ波受信機5のアンテナ6に入力される。
【0047】
マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力されたマイクロ波2、マイクロ波4、マイクロ波4aは、前述したように、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
マイクロ波は、水分量測定対象物16の水分の多い部分を透過するときは減衰が大きく、水分の少ない部分を透過するときは減衰が少ない。
従って、検波器9から出力される直流電圧は、水分量測定対象物16の水分の多い部分を透過するときは小さくなり、水分の少ない部分を透過するときは大きくなる。
【0048】
放電発光管1から放射されるマイクロ波は、水分量測定対象物16を透過しない場合、水分量の少ない部分を透過する場合、水分量の多い部分を透過する場合によって、検波器9から出力される直流電圧は変化する。即ち、マイクロ波は透過する部分の水分量に応じて検波器9から出力される直流電圧に電圧差が生じる。
放電発光管1と平行に対向させて垂直方向に一列に並べて配置された複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置50を回転駆動機構13により回転させながら、各マイクロ波受信機5では、この電圧差(検波器9から出力される直流電圧の電圧差)を信号処理器10で判別し、外部表示装置12に水分量測定対象物16の水分量分布のイメージ表示を行なう。
【0049】
水分量の定量化方法としては、例えば、予め水分量の異なったサンプルによる映像(イメージ)を用意しておき、それらとの比較により定量化することができる。
なお、ここで言う「映像(イメージ)」とは、マイクロ波受信装置50で取得した数値データ(即ち、検波器9から出力される直流電圧データ)を色に変換して表示している映像のことである。
外部表示装置(パソコン)12により、水分量が既知のサンプルを透過したマイクロ波をマイクロ波受信機で受信したときに得る数値データと、水分量測定対象物16を透過したマイクロ波をマイクロ波受信機で受信したときに得る数値データを比較することにより、水分量測定対象物16の水分量を定量的に知ることができる。
【0050】
以上説明したように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムによれば、検知対象物は水分量測定対象物16であり、外部表示装置12は、予め保存されている水分量の異なるサンプルのイメージと水分量測定対象物16のイメージとを比較することにより水分量測定対象物16の水分量を判定する水分量判定手段を備えているので、検知対象物の水分量を測定(判定)できる水分量センサーとして応用できる。
【0051】
実施の形態6.
図15は実施の形態6によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムをコンクリート密度センサーとして応用した場合を示している。
また、図16は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図15および図16において、1は放電発光管、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、17は密度測定対象のコンクリート、4は検知対象物であるコンクリート17の密度が低い部分(領域)を透過して減衰したマイクロ波、4aはコンクリート17の密度が高い部分(領域)を透過して減衰したマイクロ波、5はマイクロ波受信機、6はマイクロ波受信機5のアンテナ、12は外部表示装置、13は回転駆動機構である。
コンクリート17を透過したマイクロ波4およびマイクロ波4aはマイクロ波受信機5のアンテナ6に入力される。
一方、マイクロ波2は、コンクリート17を透過しないときは、減衰することなくマイクロ波受信機5のアンテナ6に入力される。
【0052】
マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力されたマイクロ波2、マイクロ波4、マイクロ波4aは、前述したように、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
マイクロ波は、コンクリート17の密度が高い部分を透過するときは減衰が大きく、密度が低い部分を透過するときは減衰が少ない。
従って、検波器9から出力される直流電圧は、コンクリート17の密度が高い部分を透過するときは小さくなり、密度が低い部分を透過するときは大きくなる。
【0053】
放電発光管1から放射されるマイクロ波は、コンクリート17を透過しない場合、密度が高い部分を透過する場合、密度が低い部分を透過する場合によって、検波器9から出力される直流電圧は変化する。
即ち、マイクロ波は透過する部分のコンクリート密度に応じて検波器9から出力される直流電圧に電圧差が生じる。
放電発光管1と平行に対向させて垂直方向に一列に並べて配置された複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置50を回転駆動機構13により回転させながら、各マイクロ波受信機5では、この電圧差を信号処理器10で判別し、外部表示装置12にコンクリート17の密度分布のイメージ表示を行なう。
【0054】
コンクリート密度の定量化方法としては、実施の形態5の場合と同様に、予め密度の異なったサンプルによる映像(イメージ)を用意しておき、それらとの比較により定量化することができる。
なお、ここで言う「映像(イメージ)」とは、マイクロ波受信装置50で取得した数値データ(即ち、検波器9から出力される直流電圧データ)を色に変換して表示している映像のことである。
外部表示装置(パソコン)12により、密度が既知のサンプルを透過したマイクロ波をマイクロ波受信機で受信したときに得る数値データと、密度測定対象のコンクリート17を透過したマイクロ波をマイクロ波受信機で受信したときに得る数値データとを比較することにより、コンクリート17の密度を定量的に知ることができる。
【0055】
以上説明したように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムによれば、検知対象物はコンクリート17であり、外部表示装置12、予め保存されているコンクリート密度の異なるサンプルのイメージと検知対象物17のコンクリートのイメージとを比較することにより検知対象物のコンコリート16の密度を判定するコンクリート密度判定手段を備えているので、コンクリートの密度を測定(判定)できるコンクリート密度センサーとして応用できる。
【0056】
実施の形態7.
図17は、実施の形態7によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムをセキュリティセンサーとして応用した場合を示している。
また、図18は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図17および図18において、1は放電発光管、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、18は人物や鞄などの危険物を格納する物体、19はナイフなどの検知対象物である金属製の危険物、40は危険物を格納する物体18で反射した反射マイクロ波、40aは危険物19で反射した反射マイクロ波、50は複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置、12は外部表示装置、13は回転駆動機構である。
なお、本実施の形態の例では、図18に示すようにマイクロ波受信装置50内で複数のマイクロ波受信機5の左側または右側あるいは両側に放電発光管1が配置されている。
【0057】
放電発光管1で発生したマイクロ波2は、ナイフなどの危険物を格納する物体18で反射された反射マイクロ波40あるいは危険物19で反射された反射マイクロ波40aとなり、これらの反射マイクロ波はマイクロ波受信機5に入力される。
マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力された反射マイクロ波4あるいは反射マイクロ波40aは、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
ナイフなどの危険物19の反射率は、衣服や鞄などの危険物を格納する物体18の反射率より大きい。
即ち、危険物19で反射された反射マイクロ波40aは、ナイフなどの危険物を格納する物体18で反射された反射マイクロ波40よりも強い。
従って、危険物19で反射された反射マイクロ波40aが入力されたとき検波器9から出力する直流電圧は、ナイフなどの危険物を格納する物体18で反射された反射マイクロ波40が入力された場合よりも大きな電圧を示すこととなる。
【0058】
本実施の形態では、放電発光管1と平行に対向させて垂直方向に一列に並べて配置された複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置50を回転駆動機構13により回転させながら、各マイクロ波受信機5では、この電圧差(危険物で反射された反射マイクロ波が入力されたときに検波器9から出力する直流電圧と危険物を格納する物体あるいは人物で反射された反射マイクロ波40が入力されたときに検波器9から出力する直流電圧の電圧差)を信号処理器10で判別する。
そして、表示器11に危険物19の有無の表示を、外部表示装置12に危険物を格納する物体18と危険物19のイメージ表示を行なう。
危険物19が電波吸収体などのマイクロ波を極端に吸収する物体あるいは金属物体で囲まれている場合には、危険物19を囲んでいる物体が検出されてしまい、危険物19そのものは検出されない。
しかし、電波吸収体などのマイクロ波を極端に吸収しない物体あるいは金属物体以外の物体で囲まれている場合は、金属製の危険物を検出することが可能である。
従って、革の鞄などに入った危険物の検知は可能である。
【0059】
以上説明したように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する放電発光管1と、放電発光管1から放射され、検知対象物で反射されるマイクロ波を受信するマイクロ波受信機5を含むマイクロ波受信装置50で構成されているので、検知対象物で反射される微弱なマイクロ波を検知することが可能であり、安価な放電発光管を用いていながら検知対象物を検出できる。
また、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管1と、放電発光管1から放射され、検知対象物で反射されるマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置50とを備え、該マイクロ波受信装置50を構成する複数のマイクロ波受信機5は、放電発光管1の長手方向に平行する方向で、放電発光管1に対向して配置されているので、検知対象物で反射されたマイクロ波を受信して精度よく検知対象物を検出できる。
【0060】
また、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管1と、放電発光管1から放射され、検知対象物で反射されるマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置50とを備え、マイクロ波受信装置50を構成する複数のマイクロ波受信機5は、それぞれアンテナ6を有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と検知対象物を透過したマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせているので、更に感度よく検知対象物を検出できる。
【0061】
また、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、マイクロ波受信装置50を回転させる回転駆動機構13と外部表示装置12を更に備え、外部表示装置50は、回転駆動機構13により回転させられるマイクロ波受信装置50の各マイクロ波受信機5の検出信号に基づいて、検知対象物のイメージを作成して表示する。
従って、人物が検知対象物である金属製の危険物19を携帯する場合、危険物のイメージを作成して外部表示装置50に表示することが可能であり、空港などにおけるセキュリティーセンサーとして応用できる。
【0062】
また、本実施の形態によるマイクロ波検出方法は、放電発光管から放射され検知対象物で反射するマイクロ波を、マイクロ波受信機を含むマイクロ波受信装置で受信するステップを有したものである。
また、本実施の形態によるマイクロ波検出方法は、長管形状の放電発光管から放射され検知対象物で反射するマイクロ波を、複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、複数のマイクロ波受信機は、放電発光管の長手方向に平行する方向で、放電発光管に対向して配置している。
また、本実施の形態によるマイクロ波検出方法は、長管形状の放電発光管から放射され検知対象物で反射するマイクロ波を複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と検知対象物で反射したマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせている。
【0063】
実施の形態8.
図19は、実施の形態8によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムを壁面検査センサーとして応用した場合を示している。
また、図20は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図19および図20において、1は放電発光管、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、20は検知対象物である壁、40は壁20で反射した反射した反射マイクロ波、40aは壁20の表面にあるヒビあるいは埋設物などで反射した反射マイクロ波、50は複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置、12は外部表示装置、21はマイクロ波受信装置を壁20と平行な方向に自在に移動させる平行移動駆動機構である。
なお、本実施の形態においても、マイクロ波受信装置内で複数のマイクロ波受信機5の左側または右側あるいは左右両側に放電発光管1が配置されている。
【0064】
放電発光管1は、壁20と平行に配置されており、放電発光管1で発生したマイクロ波2は、壁20に向かって放射され、壁20の表面で反射される反射マイクロ波40あるいは壁20の表面のキズや内部の埋設物で反射される反射マイクロ波40aとなり、マイクロ波受信装置50を構成する各マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力される。
マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力された反射マイクロ波40あるいは反射マイクロ波40aは、前述したように、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
壁20の表面や内部の状態(ヒビなど)あるいは壁20に埋設されている埋設物により反射率が異なる。
検波器9から出力する直流電圧は、反射率が低い状態の場合は小さな電圧を示し、反射率が大きな状態の場合は大きな電圧を示す。
【0065】
本実施の形態では、平行移動駆動機構21により、マイクロ波受信装置50を壁20に対して平行に(即ち、放電発光管1の長手方向に)に移動させながら、検波器9から出力する電圧の差を信号処理器10で判別し、表示器11に壁20の表面あるいは壁20の内部の異常および壁20の埋設物有無の表示を行い、外部表示装置12に壁20のイメージ表示を行なう。
壁20が電波吸収体などのマイクロ波を極端に吸収する物体あるいは金属物体でできていなければ、壁20の表面あるいは壁20の内部の状態(即ち、壁20の表面のヒビや壁20の内部埋設物の有無)を検知することが可能である。なお、マイクロ波の周波数が低いほど、壁20の奥まで検知することが可能となる。
【0066】
以上説明したように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムは、マイクロ波受信装置50を設置面に対して平行移動させる平行移動駆動機構21と外部表示装置12を更に備え、外部表示装置12は、平行移動駆動機構21により移動させられるマイクロ波受信装置50の各マイクロ波受信機5の検出信号に基づいて、検知対象物のイメージを作成して表示する。
従って、検知対象物が壁20である場合、壁20の異常(例えば、壁表面のヒビ)あるいは壁中の埋設物を検出する壁センサーとして応用できる。
【0067】
実施の形態9.
図21は、実施の形態9によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムを地中検査センサーとして応用した場合を示している。
また、図22は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図21および図22において、1は放電発光管、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、22は地面、40は地面22で反射した反射した反射マイクロ波、40aは地面22の内部にある埋設物で反射した反射マイクロ波、50は複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置、12は外部表示装置、21はマイクロ波受信装置50を地面22と平行な方向に自在に移動させる平行移動駆動機構である。
なお、本実施の形態においても、マイクロ波受信装置内で複数のマイクロ波受信機5の左側または右側あるいは左右両側に放電発光管1が配置されている。
【0068】
放電発光管1は、地面22と平行に配置されており、放電発光管1で発生したマイクロ波2は、地面22に向かって放射され、地面22の表面で反射される反射マイクロ波40あるいは地面22内の物体(埋設物)で反射された反射マイクロ波40aとなり、マイクロ波受信機5に入力される。
マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力された反射マイクロ波40あるいは反射マイクロ波40aは、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
地面22の表面、地面22に埋設されている物体(埋設物)により反射率が異なる。
そのため、検波器9から出力する直流電圧は、反射率が低い状態の場合は小さな電圧を示し、反射率が大きな状態の場合は大きな電圧を示す。
【0069】
平行移動駆動機構21により、マイクロ波受信装置50を地面22に対して平行に(即ち、放電発光管1の長手方向に)に移動させながら、検波器9から出力する電圧の差(即ち、地面で反射した反射マイクロ波40が入力した場合に検波器9から出力する直流電圧と地面中の埋設物で反射した反射マイクロ波40aが入力した場合に検波器9から出力する直流電圧の差)を信号処理器10で判別し、表示器11に地面22の表面あるいは地面22内の埋設物の有無の表示を行い、外部表示装置12に壁20のイメージ表示を行なう。
なお、マイクロ波の周波数が低いほど、地中深くまで検知することが可能となる。
【0070】
以上説明したように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムによれば、検知対象物は地面であり、外部表示装置12は地面のイメージを作成して表示するので、検知対象物である地面の表面に異常(例えば、凹凸など)があったり、地中に金属などの埋設物がある場合は、この部分での反射率が他の部分と異なり、地面(例えば路面)の表面異常や地中の埋設物などに対応したイメージを得ることができ、路面状態検査センサーや地中埋設物検査センサーなどとして応用できる。
【0071】
実施の形態10.
図23は、実施の形態10によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムを雪中検査センサーとして応用した場合を示している。
また、図24は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図23および図24において、1は放電発光管、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、22は地面、40は地面上の積雪23で反射した反射した反射マイクロ波、40aは積雪23の内部にある物体で反射した反射マイクロ波、50は複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置、12は外部表示装置、21はマイクロ波受信装置50を地面22と平行な方向に自在に移動させる平行移動駆動機構である。
なお、本実施の形態においても、マイクロ波受信装置内で複数のマイクロ波受信機5の左側または右側あるいは左右両側に放電発光管1が配置されている。
【0072】
放電発光管1は、地面上の積雪23と平行に配置されており、放電発光管1で発生したマイクロ波2は、積雪23に向かって放射され、積雪23の表面で反射される反射マイクロ波40あるいは積雪23内の物体で反射された反射マイクロ波40aとなり、マイクロ波受信機5に入力される。
マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力された反射マイクロ波40あるいは反射マイクロ波40aは、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
積雪23の表面、積雪23中に埋設されている物体により反射率が異なる。
検波器9から出力する直流電圧は、反射率が低い状態の場合は小さな電圧を示し、反射率が大きな状態の場合は大きな電圧を示す。
【0073】
平行移動駆動機構21により、マイクロ波受信装置50を積雪23に対して平行に(即ち、放電発光管1の長手方向に)に移動させながら、検波器9から出力する電圧の差(即ち、積雪面で反射した反射マイクロ波40が入力した場合に検波器9から出力する直流電圧と積雪中の埋設物で反射した反射マイクロ波40aが入力した場合に検波器9から出力する直流電圧の差)を信号処理器10で判別し、表示器11に積雪23の表面あるいは積雪23内の物体(埋設物)の有無の表示を行い、外部表示装置12に積雪23のイメージ表示を行なう。
なお、マイクロ波の周波数が低いほど、雪中深くまで検知することが可能となる。
【0074】
以上説明したように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムによれば、検知対象物は地面上の積雪23であり、外部表示装置12は、地面上の積雪23のイメージを作成して表示する。
従って、検知対象物である地面上の積雪中に金属などの埋設物がある場合、この部分での反射率が他の部分とは異なるので、積雪中の埋設物に対応したイメージを得ることができ、雪中探査センサーとして応用できる。
【0075】
実施の形態11.
図25は、実施の形態11によるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図であり、マイクロ波検出システムをアスファルト下の地中検査センサーとして応用した場合を示している。
また、図26は、本実施の形態によるマイクロ波検出システムの使用状態を説明するための図である。
図25および図26において、1は放電発光管、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、24は路面に敷設されたアスファルト、40はアスファルト25で反射した反射した反射マイクロ波、40aはアスファルト24の内部にある空洞で反射した反射マイクロ波、50は複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置、12は外部表示装置、21はマイクロ波受信装置50をアスファルト25と平行な方向に自在に移動させる平行移動駆動機構である。
なお、本実施の形態においても、マイクロ波受信装置内で複数のマイクロ波受信機5の左側または右側あるいは左右両側に放電発光管1が配置されている。
【0076】
放電発光管1は、アスファルト24と平行に配置されており、放電発光管1で発生したマイクロ波2は、アスファルト24に向かって放射され、アスファルト24の表面で反射される反射マイクロ波40aあるいはアスファルト24内またはアスファルト下の空洞で反射された反射マイクロ波40となり、マイクロ波受信機5に入力される。
マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力された反射マイクロ波40あるいは反射マイクロ波40aは、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
アスファルト24の表面、アスファルト24内あるいはアスファルト24下の地中の空洞/埋設物により反射率が異なる。
検波器9から出力する直流電圧は、反射率が低い状態の場合は小さな電圧を示し、反射率が大きな状態の場合は大きな電圧を示す。
【0077】
本実施の形態では、平行移動駆動機構21により、マイクロ波受信装置50をアスファルト24に対して平行に(即ち、放電発光管1の長手方向に)に移動させながら、検波器9から出力する電圧の差を信号処理器10で判別し、表示器11にアスファルト24の表面状態あるいはアスファルト25内あるいはアスファルト下の空洞/埋設物の有無の表示を行い、外部表示装置12にアスファルト24のイメージ表示を行なう。
なお、マイクロ波の周波数が低いほど、アスファルト下の地中深くまで検知することが可能となる。
【0078】
以上説明したように、本実施の形態によるマイクロ波検出システムによれば、検知対象物は地面上のアスファルトであり、外部表示装置12は地面上のアスファルトのイメージを作成して表示する。
従って、検知対象物である地面上のアスファルトに異常がある場合やアスファルト下の空洞/埋設物がある場合は、この部分での反射率が他の部分と異なるので、アスファルトの異常の有無あるいはアスファルト下の空洞/埋設物の有無などに対応したイメージを得ることができる「アスファルト下地中状態検出センサー」として応用できる。
【0079】
実施の形態12.
本実施の形態では、本発明によるマイクロ波検出システムを利用した道路監視システムについて説明する。
図27は、本実施の形態による道路監視システムに応用されるマイクロ波検出システムの構成を概念的に示す図である。
また、図28は、本実施の形態による道路監視システムを説明するための概念図である。
本実施の形態では、図28に示すように、道路表面の状態を監視するためのマイクロ波検出システムが所定の間隔を有して道路に沿って配置されている。
【0080】
図27において、1は放電発光管、2は放電発光管1から発生するマイクロ波、25は道路、40は道路25で反射した反射した反射マイクロ波、50は複数のマイクロ波受信機5で構成されたマイクロ波受信装置、12は外部表示装置、21はマイクロ波受信装置50を道路25と平行な方向に自在に移動させる移動駆動機構である。
なお、本実施の形態においても、マイクロ波受信装置内で複数のマイクロ波受信機5の左右に2本の放電発光管1が配置されている。
なお、図27では、マイクロ波受信装置50を平行移動駆動機構21に載置した場合を示しているが、本実施の形態では移動駆動機構21は必ずしも必要ではなく、図28に示すように、各マイクロ波受信装置50は道路面に対して固定して設けてもよい。
【0081】
図28において、40aは濡れた道路面(WETな道路面)で反射される反射マイクロ波、40bは凍結した道路面(ICE状の道路面)で反射される反射マイクロ波である。
マイクロ波受信装置50内の放電発光管1は、道路25の面と平行に配置されており、放電発光管1で発生したマイクロ波2は、道路25に向かって放射され、道路25の表面で反射される反射マイクロ波40(例えば、濡れた道路面で反射される場合は反射マイクロ波40a、凍結した道路面で反射される場合は反射マイクロ波40b)となり、マイクロ波受信機5に入力される。
マイクロ波受信機5のアンテナ6に入力された反射マイクロ波40、反射マイクロ波40aあるいは反射マイクロ波40bは、増幅器7で電力増幅され、周波数フィルタ8で所望する周波数だけを通過させ、検波器9で直流電圧に変換される。
【0082】
道路面での反射率は、路面の状態により異なる。例えば、反射率は、濡れた路面(WET)、凍結している路面(ICE)、積雪している路面(SNOW)、乾燥している路面(DRY)の順に大きくなることが実験により確かめられている。
検波器9から出力する直流電圧は、反射率が低い状態の場合は小さな電圧を示し、反射率が大きな状態の場合は大きな電圧を示す。
従って、検波器9から出力する直流電圧の値に応じて、路面の状態(濡れている/凍結/積雪/乾燥など)を判定することができる。
マイクロ波受信装置50のマイクロ波受信機5は、検波器9から出力する電圧値を信号処理器10で判別し、マイクロ波が照射されている道路25の路面状況を判断して、外部表示装置12に路面情報を表示させる。
表示を行なう。
【0083】
道路表面の状態(濡れている/凍結/積雪/乾燥)によって、マイクロ波受信機5で取得する数値データ(即ち、検波器9から出力される直流電圧値)の範囲が決まるので、例えば、数値データがある数値以下では凍結、それ以上の範囲では濡れているというように、道路表面の状態を一意的に判断することができ。
各外部表示装置12は、対応するマイクロ波受信装置50で得られるデータ(即ち、路面の状態など)を運転者が容易に確認できるように表示している。
また、各マイクロ波受信装置50で得られるデータは、それぞれ中央道路監視センター(図示なし)に通報され、中央道路監視センターは、対応する外部表示装置12に対して「凍結注意」とか「スリッブ注意」などの警告表示をさせてもよい。
【0084】
以上説明したように、本実施の形態による道路監視システムは、マイクロ波受信装置50と該マイクロ波受信装置50と対応する外部表示装置12とが一対となっているマイクロ波検出システムが道路25に沿って複数配置された道路監視システムであって、マイクロ波受信装置50は、検知対象物である道路25の表面にマイクロ波を放射する放電発光管1と、放電発光管1から放射され、道路25の表面で反射されるマイクロ波を受信して道路25の表面状況を判断するマイクロ波受信装置とで構成され、外部表示装置12は、マイクロ波受信装置が判断した道路25の表面状況を表示する。
従って、放電発光管を用いたマイクロ波検出システムを利用して、路面の状況を精度よく監視できる安価な道路監視システムを実現することができる。
【0085】
以上で、本発明に係る各実施の形態についての説明は終わるが、各実施の形態に共通して以下のことが言える。
* 放電発光管は、長管形状である場合について説明したが、短管形状の放電発光管を直列に複数個接続したものであってもよい。
* 放電発光管として蛍光灯を用いることによって、照明装置と兼用することが可能である。
* 放電発光管をマイクロ波発信機として使用するので、簡単かつ安価に構成できる。
* 放電発光管をマイクロ波発信機として使用するので、使用する周波数によって発信機を変更する必要ない。
* 放電発光管をマイクロ波発信機として使用するので、電波法の規制もなく、人体への悪影響も考慮する必要がない。
* 放電発光管をマイクロ波発信機として使用するので、発信機を持ち運びするときは軽量でポータビリティーに優れている。
【産業上の利用可能性】
【0086】
この発明は、放電発光管を用いて、安価且つ検知精度が高く、種々の用途に応用可能なマイクロ波検出システムの実現に有用である。
【図面の簡単な説明】
【0087】
【図1】実施の形態1によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図2】実施の形態1によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図3】マイクロ波受信機の構成を示すブロック図である。
【図4】マイクロ波受信装置の別形態を示すブロック図である。
【図5】アンテナが受信する電界の方向を説明するための図である。
【図6】放電発光管から放射されるマイクロ波の電界方向による電界の強さの違いを示す図である。
【図7】実施の形態2によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図8】実施の形態2によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図9】実施の形態3によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図10】実施の形態3によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図11】実施の形態4によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図12】実施の形態4によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図13】実施の形態5によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図14】実施の形態5によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図15】実施の形態6によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図16】実施の形態6によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図17】実施の形態7によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図18】実施の形態7によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図19】実施の形態8によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図20】実施の形態8によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図21】実施の形態9によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図22】実施の形態9によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図23】実施の形態10によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。図である。
【図24】実施の形態10によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図25】実施の形態11によるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図26】実施の形態11によるマイクロ波検出システムの使用常態を説明するための図である。
【図27】実施の形態12の道路監視システムに応用されるマイクロ波検出システムの構成を示す概念図である。
【図28】実施の形態12よる道路監視システムを説明するための図である。
【符号の説明】
【0088】
1 放電発光管
2 放電発光管から放射されるマイクロ波
4、4a 検知対象物を透過したマイクロ波
5 マイクロ波受信機 6 アンテナ
7 増幅器 8 周波数フィルタ
9 検波器 10 信号処理器
11 表示器 12 外部表示装置
13 回転駆動機構
14 アンテナで受信できるマイクロ波の方向
15 自動車 16 水分量測定対象物
17 コンクリート 18 危険物を格納する物体
19 危険物 20 壁
21 移動駆動機構 22 地面
23 積雪 24 アスファルト
25 道路
40、40a、40b 検知対象物で反射したマイクロ波
50 マイクロ波受信装置
【特許請求の範囲】
【請求項1】
検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物を透過するマイクロ波を受信するマイクロ波受信機を含むマイクロ波受信装置で構成されたことを特徴とするマイクロ波検出システム。
【請求項2】
上記放電発光管は蛍光灯であることを特徴とする請求項1に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項3】
検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物を透過するマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置とを備え、
上記マイクロ波受信装置を構成する上記複数のマイクロ波受信機は、上記放電発光管の長手方向に平行する方向で、上記放電発光管に対向して配置されていることを特徴とするマイクロ波検出システム。
【請求項4】
検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物を透過するマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置とを備え、
上記マイクロ波受信装置を構成する上記複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と上記検知対象物を透過するマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせたことを特徴とするマイクロ波検出システム。
【請求項5】
上記マイクロ波受信装置を回転させる回転駆動機構と外部表示装置を更に備え、
上記外部表示装置は、上記回転駆動機構により回転させられる上記マイクロ波受信装置の各マイクロ波受信機の検出信号に基づいて、上記検知対象物のイメージを作成して表示することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項6】
上記マイクロ波受信装置を設置面に対して平行移動させる平行移動駆動機構と外部表示装置を更に備え、
上記外部表示装置は、上記平行移動駆動機構により移動させられる上記マイクロ波受信装置の各マイクロ波受信機の検出信号に基づいて、上記検知対象物のイメージを作成して表示することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項7】
検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物で反射されるマイクロ波を受信するマイクロ波受信機を含むマイクロ波受信装置で構成されたことを特徴とするマイクロ波検出システム。
【請求項8】
検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物で反射されるマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置とを備え、
上記マイクロ波受信装置を構成する上記複数のマイクロ波受信機は、上記放電発光管の長手方向に平行する方向で、上記放電発光管に対向して配置されていることを特徴とするマイクロ波検出システム。
【請求項9】
検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物で反射されるマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置とを備え、
上記マイクロ波受信装置を構成する上記複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と上記検知対象物で反射されるマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせたことを特徴とするマイクロ波検出システム。
【請求項10】
上記マイクロ波受信装置において、少なくとも一つのマイクロ波受信機が複数のアンテナと一つのマイクロ波信号処理装置とで構成されていることを特徴とする請求項1、3、4、7、8、9のいずれか1項に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項11】
上記マイクロ波受信装置を回転させる回転駆動機構と外部表示装置を更に備え、
上記外部表示装置は、上記回転駆動機構により回転させられる上記マイクロ波受信装置の各マイクロ波受信機の検出信号に基づいて、上記検知対象物のイメージを作成して表示することを特徴とする請求項7〜10のいずれか1項に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項12】
上記検知対象物は、人物が携帯する金属製の危険物であり、セキュリティーセンサーとして応用されることを特徴とする請求項7〜11のいずれか1項に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項13】
上記マイクロ波受信装置を設置面に対して平行移動させる平行移動駆動機構と外部表示装置を更に備え、
上記外部表示装置は、上記平行移動駆動機構により移動させられる上記マイクロ波受信装置の各マイクロ波受信機の検出信号に基づいて、上記検知対象物のイメージを作成して表示することを特徴とする請求項7〜10のいずれか1項に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項14】
上記検知対象物は人物であり、人感センサーとして応用されることを特徴とする請求項1〜5および請求項7〜11のいずれか1項に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項15】
上記検知対象物は自動車であり、自動車感知センサーとして応用されることを特徴とする請求項1〜5および請求項7〜11のいずれか1項に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項16】
上記検知対象物は水分量測定対象物であり、水分量測定センサーとして応用されることを特徴とする請求項1〜11および請求項13のいずれか1項に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項17】
上記検知対象物はコンクリートであり、コンクリート密度測定センサーとして応用されることを特徴とする請求項1〜11および請求項13のいずれか1項に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項18】
上記検知対象物は壁であり、上記壁の異常あるいは上記壁中の埋設物を検出する壁センサーとして応用されることを特徴とする請求項13に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項19】
上記検知対象物は地面であり、上記地面の異常あるいは地中の空洞/埋設物を検出する地中センサーとして応用されることを特徴とする請求項13に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項20】
上記検知対象物は地面上の積雪であり、上記積雪中の物体を検出する積雪センサーとして応用されることを特徴とする請求項13に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項21】
上記検知対象物は道路に敷設されたアスファルトおよびアスファルト下の地中であり、上記アスファルトの異常あるいは上記アスファルト下の地中の空洞/埋設物を検出するアスファルト下地中状態検出センサーとして応用されることを特徴とする請求項13に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項22】
マイクロ波受信装置と該マイクロ波受信装置と対応する外部表示装置とが一対となっているマイクロ波検出システムが道路に沿って複数配置された道路監視システムであって、
上記マイクロ波受信装置は、検知対象物である道路の表面に可視光線およびマイクロ波を放射する放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記道路の表面で反射されるマイクロ波を受信して上記道路の表面状況を判断するマイクロ波受信装置とで構成され、
上記外部表示装置は、上記マイクロ波受信装置が判断した上記道路の表面状況を表示することを特徴とする道路監視システム。
【請求項23】
放電発光管から放射され検知対象物を透過するマイクロ波を、マイクロ波受信機を含むマイクロ波受信装置で受信するステップを有したことを特徴とするマイクロ波検出方法。
【請求項24】
長管形状の放電発光管から放射され検知対象物を透過するマイクロ波を、複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、
上記複数のマイクロ波受信機は、上記放電発光管の長手方向に平行する方向で、上記放電発光管に対向して配置していることを特徴とするマイクロ波検出方法。
【請求項25】
長管形状の放電発光管から放射され検知対象物を透過するマイクロ波を、複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、
上記複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と上記検知対象物を透過したマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせていることを特徴とするマイクロ波検出方法。
【請求項26】
放電発光管から放射され検知対象物で反射するマイクロ波を、マイクロ波受信機を含むマイクロ波受信装置で受信するステップを有したことを特徴とするマイクロ波検出方法。
【請求項27】
長管形状の放電発光管から放射され検知対象物で反射するマイクロ波を、複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、
上記複数のマイクロ波受信機は、上記放電発光管の長手方向に平行する方向で、上記放電発光管に対向して配置していることを特徴とするマイクロ波検出方法。
【請求項28】
長管形状の放電発光管から放射され検知対象物で反射するマイクロ波を複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、
上記複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と上記検知対象物で反射したマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせていることを特徴とするマイクロ波検出方法。
【請求項1】
検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物を透過するマイクロ波を受信するマイクロ波受信機を含むマイクロ波受信装置で構成されたことを特徴とするマイクロ波検出システム。
【請求項2】
上記放電発光管は蛍光灯であることを特徴とする請求項1に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項3】
検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物を透過するマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置とを備え、
上記マイクロ波受信装置を構成する上記複数のマイクロ波受信機は、上記放電発光管の長手方向に平行する方向で、上記放電発光管に対向して配置されていることを特徴とするマイクロ波検出システム。
【請求項4】
検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物を透過するマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置とを備え、
上記マイクロ波受信装置を構成する上記複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と上記検知対象物を透過するマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせたことを特徴とするマイクロ波検出システム。
【請求項5】
上記マイクロ波受信装置を回転させる回転駆動機構と外部表示装置を更に備え、
上記外部表示装置は、上記回転駆動機構により回転させられる上記マイクロ波受信装置の各マイクロ波受信機の検出信号に基づいて、上記検知対象物のイメージを作成して表示することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項6】
上記マイクロ波受信装置を設置面に対して平行移動させる平行移動駆動機構と外部表示装置を更に備え、
上記外部表示装置は、上記平行移動駆動機構により移動させられる上記マイクロ波受信装置の各マイクロ波受信機の検出信号に基づいて、上記検知対象物のイメージを作成して表示することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項7】
検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物で反射されるマイクロ波を受信するマイクロ波受信機を含むマイクロ波受信装置で構成されたことを特徴とするマイクロ波検出システム。
【請求項8】
検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物で反射されるマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置とを備え、
上記マイクロ波受信装置を構成する上記複数のマイクロ波受信機は、上記放電発光管の長手方向に平行する方向で、上記放電発光管に対向して配置されていることを特徴とするマイクロ波検出システム。
【請求項9】
検知対象物に可視光線およびマイクロ波を放射する長管形状の放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記検知対象物で反射されるマイクロ波を受信する複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置とを備え、
上記マイクロ波受信装置を構成する上記複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と上記検知対象物で反射されるマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせたことを特徴とするマイクロ波検出システム。
【請求項10】
上記マイクロ波受信装置において、少なくとも一つのマイクロ波受信機が複数のアンテナと一つのマイクロ波信号処理装置とで構成されていることを特徴とする請求項1、3、4、7、8、9のいずれか1項に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項11】
上記マイクロ波受信装置を回転させる回転駆動機構と外部表示装置を更に備え、
上記外部表示装置は、上記回転駆動機構により回転させられる上記マイクロ波受信装置の各マイクロ波受信機の検出信号に基づいて、上記検知対象物のイメージを作成して表示することを特徴とする請求項7〜10のいずれか1項に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項12】
上記検知対象物は、人物が携帯する金属製の危険物であり、セキュリティーセンサーとして応用されることを特徴とする請求項7〜11のいずれか1項に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項13】
上記マイクロ波受信装置を設置面に対して平行移動させる平行移動駆動機構と外部表示装置を更に備え、
上記外部表示装置は、上記平行移動駆動機構により移動させられる上記マイクロ波受信装置の各マイクロ波受信機の検出信号に基づいて、上記検知対象物のイメージを作成して表示することを特徴とする請求項7〜10のいずれか1項に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項14】
上記検知対象物は人物であり、人感センサーとして応用されることを特徴とする請求項1〜5および請求項7〜11のいずれか1項に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項15】
上記検知対象物は自動車であり、自動車感知センサーとして応用されることを特徴とする請求項1〜5および請求項7〜11のいずれか1項に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項16】
上記検知対象物は水分量測定対象物であり、水分量測定センサーとして応用されることを特徴とする請求項1〜11および請求項13のいずれか1項に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項17】
上記検知対象物はコンクリートであり、コンクリート密度測定センサーとして応用されることを特徴とする請求項1〜11および請求項13のいずれか1項に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項18】
上記検知対象物は壁であり、上記壁の異常あるいは上記壁中の埋設物を検出する壁センサーとして応用されることを特徴とする請求項13に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項19】
上記検知対象物は地面であり、上記地面の異常あるいは地中の空洞/埋設物を検出する地中センサーとして応用されることを特徴とする請求項13に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項20】
上記検知対象物は地面上の積雪であり、上記積雪中の物体を検出する積雪センサーとして応用されることを特徴とする請求項13に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項21】
上記検知対象物は道路に敷設されたアスファルトおよびアスファルト下の地中であり、上記アスファルトの異常あるいは上記アスファルト下の地中の空洞/埋設物を検出するアスファルト下地中状態検出センサーとして応用されることを特徴とする請求項13に記載のマイクロ波検出システム。
【請求項22】
マイクロ波受信装置と該マイクロ波受信装置と対応する外部表示装置とが一対となっているマイクロ波検出システムが道路に沿って複数配置された道路監視システムであって、
上記マイクロ波受信装置は、検知対象物である道路の表面に可視光線およびマイクロ波を放射する放電発光管と、該放電発光管から放射され、上記道路の表面で反射されるマイクロ波を受信して上記道路の表面状況を判断するマイクロ波受信装置とで構成され、
上記外部表示装置は、上記マイクロ波受信装置が判断した上記道路の表面状況を表示することを特徴とする道路監視システム。
【請求項23】
放電発光管から放射され検知対象物を透過するマイクロ波を、マイクロ波受信機を含むマイクロ波受信装置で受信するステップを有したことを特徴とするマイクロ波検出方法。
【請求項24】
長管形状の放電発光管から放射され検知対象物を透過するマイクロ波を、複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、
上記複数のマイクロ波受信機は、上記放電発光管の長手方向に平行する方向で、上記放電発光管に対向して配置していることを特徴とするマイクロ波検出方法。
【請求項25】
長管形状の放電発光管から放射され検知対象物を透過するマイクロ波を、複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、
上記複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と上記検知対象物を透過したマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせていることを特徴とするマイクロ波検出方法。
【請求項26】
放電発光管から放射され検知対象物で反射するマイクロ波を、マイクロ波受信機を含むマイクロ波受信装置で受信するステップを有したことを特徴とするマイクロ波検出方法。
【請求項27】
長管形状の放電発光管から放射され検知対象物で反射するマイクロ波を、複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、
上記複数のマイクロ波受信機は、上記放電発光管の長手方向に平行する方向で、上記放電発光管に対向して配置していることを特徴とするマイクロ波検出方法。
【請求項28】
長管形状の放電発光管から放射され検知対象物で反射するマイクロ波を複数のマイクロ波受信機で構成されたマイクロ波受信装置で受信するステップを有し、
上記複数のマイクロ波受信機は、それぞれアンテナを有し、該アンテナにおける受信感度の大きい方向と上記検知対象物で反射したマイクロ波の電界強度の大きい方向とを同方向に合わせていることを特徴とするマイクロ波検出方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
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【図27】
【図28】
【公開番号】特開2008−286693(P2008−286693A)
【公開日】平成20年11月27日(2008.11.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−132991(P2007−132991)
【出願日】平成19年5月18日(2007.5.18)
【出願人】(394025094)三菱電機特機システム株式会社 (24)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成20年11月27日(2008.11.27)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年5月18日(2007.5.18)
【出願人】(394025094)三菱電機特機システム株式会社 (24)
【Fターム(参考)】
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