侵入物体識別装置
【課題】移動する物体や人でも適用可能な小型かつ低消費電力で駆動することのできる侵入物体識別装置を得る。
【解決手段】予め登録された識別情報に対応して送信用漏洩同軸ケーブル１から放射された電波を反射するときの反射強度を変化させる電波反射手段３を設ける。受信用漏洩同軸ケーブル２によって、送信用漏洩同軸ケーブル１から放射された電波と電波反射手段３で反射された反射波とを受信し、識別情報抽出手段４００は、受信用漏洩同軸ケーブル２で受信された合成波の信号レベルの変化に基づいて、電波反射手段３の識別情報を抽出する。識別情報照合手段５００は、抽出された識別情報と予め登録されている識別情報とを照合し、その照合結果を表示手段６００または警報発生手段７００に送出する。
【解決手段】予め登録された識別情報に対応して送信用漏洩同軸ケーブル１から放射された電波を反射するときの反射強度を変化させる電波反射手段３を設ける。受信用漏洩同軸ケーブル２によって、送信用漏洩同軸ケーブル１から放射された電波と電波反射手段３で反射された反射波とを受信し、識別情報抽出手段４００は、受信用漏洩同軸ケーブル２で受信された合成波の信号レベルの変化に基づいて、電波反射手段３の識別情報を抽出する。識別情報照合手段５００は、抽出された識別情報と予め登録されている識別情報とを照合し、その照合結果を表示手段６００または警報発生手段７００に送出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、監視区域内に侵入した物体から識別情報を送信することで侵入物体の識別を行う侵入物体識別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、侵入物体識別装置として、スペクトラム拡散された電波を利用した侵入検知器と識別情報送信器を用いて侵入検知と侵入識別を行うようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照）。
このような侵入物体識別装置は、侵入検知器の一方の漏洩同軸ケーブルから放射される第１の擬似雑音符号でスペクトラム拡散された電波を受信し、第２の擬似雑音符号でスペクトラム拡散された識別用の信号を放射する。識別情報送信器から放射された信号を侵入検知器の他方の漏洩同軸ケーブルで受信し、受信レベルの変動より識別情報送信器の有無の特定を行う。ここで、識別情報送信器は、一方の漏洩同軸ケーブルから放射されたスペクトラム拡散信号を受信する受信機と、第１の擬似雑音符号に同期させた第２の擬似雑音符号でスペクトラム拡散された信号を発生する装置と、スペクトラム拡散した信号を所定量だけ増幅して他方の漏洩同軸ケーブルに送信する送信機とで構成されていた。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１１７１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術においては、識別情報送信器は、送受信アンテナ、送受信部、擬似雑音符号同期回路、擬似雑音符号発生部、拡散回路部で構成されていることから、装置の構成が複雑で消費電力が大きくバッテリーで長期間駆動させることができない。そのため、移動する物体および人に携帯させることができないという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、移動する物体や人でも適用可能な小型かつ低消費電力で駆動することのできる侵入物体識別装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る侵入物体識別装置は、予め登録された識別情報に対応して電波送信手段から放射された電波を反射するときの反射強度を変化させる電波反射手段を設け、電波送信手段から放射された電波と電波反射手段で反射された反射波とを電波受信手段で受信し、識別情報抽出手段により、電波受信手段の信号レベルの変化に基づいて、電波反射手段に対応した識別情報を抽出するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の侵入物体識別装置は、予め登録された識別情報に対応して電波送信手段から放射された電波を反射するときの反射強度を変化させる電波反射手段を用いて、識別情報の抽出を行うようにしたので、移動する物体や人でも適用可能な小型かつ低消費電力で駆動することのできる侵入物体識別装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による侵入物体識別装置を示す構成図である。
図において、侵入物体識別装置は、送信用漏洩同軸ケーブル１、受信用漏洩同軸ケーブル２、電波反射手段３、信号送信手段１００、信号受信手段２００、侵入検知手段３００、識別情報抽出手段４００、識別情報照合手段５００、表示手段６００、警報発生手段７００を備えている。
【０００９】
送信用漏洩同軸ケーブル１及び受信用漏洩同軸ケーブル２は、それぞれ電波を放射する電波送信手段と、電波送信手段から放射された電波と電波反射手段３の反射波を受信する電波受信手段である。これら送信用漏洩同軸ケーブル１及び受信用漏洩同軸ケーブル２は、監視区域にほぼ平行に敷設された漏洩伝送路である。電波反射手段３は、例えば、人間等の識別対象が所持するもので、予め登録されている識別情報に対応して、送信用漏洩同軸ケーブル１から放射された電波を反射するときの反射強度を変化させるよう構成されている。尚、侵入物体４は、電波反射手段３を所持しない識別対象を示している。
【００１０】
図２は、電波反射手段３の一例を示す構成図である。
電波反射手段３は、図示のように、共振回路８００とスイッチ駆動回路８１１と信号発生器８１２とを備えている。共振回路８００は、ループアンテナ８０１と可変コンデンサ８０２とスイッチ８０３とからなる。可変コンデンサ８０２とスイッチ８０３とは並列接続され、この並列回路にループアンテナ８０１が接続されて固有の周波数での共振回路を構成している。ここで、可変コンデンサ８０２の容量を変化させることで、共振周波数の調整を行うことができる。共振周波数はループアンテナ８０１で受信する周波数としている。
【００１１】
スイッチ８０３はこの共振回路８００の駆動制御を行うためのスイッチである。送信用漏洩同軸ケーブル１から放射された電波をループアンテナ８０１で受信した時、スイッチ８０３がオフなら共振回路８００は調整した周波数で共振する。また、スイッチ８０３がオンなら共振回路８００は共振しない。共振回路８００が共振している時と共振していない時で、反射強度が異なる。スイッチ８０３のオン／オフを繰り返すことにより、反射強度を変化させることができる。スイッチ駆動回路８１１は、このスイッチ８０３のオン／オフ制御を行うものである。また、信号発生器８１２は、識別情報を蓄積しており、送信したい識別情報に基づいた所定のスイッチオン／オフのパターンを生成し、スイッチ駆動回路８１１にこのパターンを伝送するよう構成されている。
【００１２】
信号送信手段１００は、擬似雑音符号発生部１０１とスペクトラム拡散部１０２と送信部１０３で構成され、送信用漏洩同軸ケーブル１への送信信号を生成するものである。擬似雑音符号発生部１０１は、第一の擬似雑音符号を発生させるものであり、スペクトラム拡散部１０２は、第一の疑似雑音符号を用いて侵入物体検知用の送信信号を生成するもので、送信部１０３はスペクトラム拡散部１０２で生成された送信信号を送信用漏洩同軸ケーブル１に対して送信するものである。
【００１３】
信号受信手段２００は、受信用漏洩同軸ケーブル２の受信信号から、電波反射手段３を所持する識別対象や侵入物体４に対応した信号レベルの変化を測定したり、送信用漏洩同軸ケーブル１及び受信用漏洩同軸ケーブル２におけるこれら電波反射手段３や侵入物体４の距離を測定したりするものであり、受信部２０１、スペクトラム逆拡散部２０３、遅延時間制御部２０２、測位部２０４、受信信号レベル測定部２０５を備えている。受信部２０１は、受信用漏洩同軸ケーブル２で受信された電波を受信するもので、この受信信号はスペクトラム逆拡散部２０３に入力されるよう構成されている。遅延時間制御部２０２は、擬似雑音符号発生部１０１における第一の擬似雑音符号の位相を遅延時間ｔだけ遅らせた第二の擬似雑音符号を生成し、スペクトラム逆拡散部２０３と測位部２０４とに出力するものである。
【００１４】
スペクトラム逆拡散部２０３は、第二の疑似雑音符号に基づいて受信部２０１からの信号をスペクトラム逆拡散し、受信信号を生成するものである。測位部２０４は、遅延時間ｔを変化させほぼ全スロットから放射された各電波の受信信号レベルを得るものである。即ち、遅延時間ｔと漏洩同軸ケーブルのスロット位置とはほぼ対応していることから、遅延時間ｔを変化させることで測位データを得る。受信信号レベル測定部２０５は、スペクトラム逆拡散部２０３で生成された受信信号の信号レベルを取得するものである。そして、これら受信信号レベル測定部２０５の受信信号レベルと測位部２０４の測位データは侵入検知手段３００に入力されるよう構成されている。
【００１５】
尚、遅延時間制御部２０２と測位部２０４とによって、電波送信手段から放射された電波が電波反射手段３で反射され電波受信手段で受信するまでの電波伝搬遅延時間を測定する電波伝搬遅延時間計測手段が構成され、測位部２０４によって、電波伝搬遅延時間に基づいて、電波反射手段３から電波送信手段及び電波受信手段までの距離を計測する測距手段が構成されている。
【００１６】
侵入検知手段３００は、受信信号レベル測定部２０５の受信信号レベルと測位部２０４の測位データに基づいて、侵入物体４が存在するか否かを判定するものであり、受信信号レベル記録部３０１と受信信号レベル比較部３０２から構成される。受信信号レベル記録部３０１は、受信信号レベルと測位データを記録するものである。受信信号レベル比較部３０２は、受信信号レベルの変化と所定の閾値とを比較し、侵入の有無を判定するものである。受信信号レベル比較部３０２で侵入有と判定された時、受信信号レベルのデータは識別情報抽出手段４００に入力されるよう構成されている。
【００１７】
識別情報抽出手段４００は、侵入検知手段３００から出力された受信信号レベルのデータを解析し、その解析結果を識別情報照合手段５００に出力するものである。識別情報照合手段５００は、識別情報抽出手段４００で解析された識別情報が予め登録されている識別情報であるか否かを判定するものであり、識別情報照合部５０１と識別情報データベース５０２を備えている。識別情報照合部５０１は、解析結果と識別情報データベース５０２を照合し、電波反射手段３から送信された識別情報か否か判定する。識別情報と判定された時、識別情報を表示手段６００に入力する。識別情報でないと判別した時、判別不可の信号を警報発生手段７００に出力する。識別情報データベース５０２は、予め登録された識別情報を格納するデータベースである。
【００１８】
表示手段６００は、例えば、ディスプレイからなり、識別情報照合手段５００から出力された識別情報を画面表示するといった識別情報の表示を行うものである。また、警報発生手段７００は、識別情報照合手段５００から判別不可信号が出力された場合、警報を出力するものである。
【００１９】
次に、実施の形態１の動作について説明する。
信号送信手段１００は第一の擬似雑音符号でスペクトラム拡散された侵入物体検知用の送信信号を生成し、送信用漏洩同軸ケーブル１に送信信号を送信する。即ち、擬似雑音符号発生部１０１で発生させた第一の擬似雑音符号を用いてスペクトラム拡散部１０２で侵入物体検知用の送信信号を生成し、送信部１０３を介して送信用漏洩同軸ケーブル１に送信信号を送信する。
送信信号は、送信用漏洩同軸ケーブル１から電波として放射する。この時、電波は送信用漏洩同軸ケーブル１のスロット位置に応じて遅れて放射する。そして、スロット位置に応じた遅延時間に対応して電波は受信用漏洩同軸ケーブル２に入射する。
【００２０】
一方、電波反射手段３によって電波は反射され第二の反射波が発生する。電波反射手段３は第二の反射波の反射強度を送信したい識別情報に基づいて変化させる。
図３は、識別情報のパターンの一例を示す説明図である。
このような識別情報を０と１とで表現し、信号発生器８１２は、この識別情報のパターンを繰り返し発生させる。これにより、スイッチ駆動回路８１１は、識別情報のパターンに従ってスイッチ８０３をオン／オフ制御し、共振回路８００の共振状態がパターンに従って変化する。このような第二の反射波は送信用漏洩同軸ケーブル１から放射された電波に合成され、これが受信用漏洩同軸ケーブル２で受信される。
【００２１】
受信用漏洩同軸ケーブル２に入射された電波は信号受信手段２００に入力される。信号受信手段２００の受信部２０１で受信した電波はスペクトラム逆拡散部２０３に入力される。遅延時間制御部２０２は、第一の擬似雑音符号の位相を遅延時間ｔだけ遅らせた第二の擬似雑音符号を生成しスペクトラム逆拡散部２０３に出力する。スペクトラム逆拡散部２０３では、第二の疑似雑音符号に基づいて受信部２０１からの受信信号をスペクトラム逆拡散した受信信号を生成する。生成した受信信号は受信信号レベル測定部２０５に入力され受信信号レベルが得られる。遅延時間ｔを変化させることで、受信信号レベル測定部２０５では、ほぼ全スロットから放射された各電波の受信信号レベルを得る。また、遅延時間ｔと漏洩同軸ケーブルのスロット位置とはほぼ対応していることから、測位部２０４で測位データを得る。受信信号レベルと測位データは侵入検知手段３００に入力される。
【００２２】
侵入検知手段３００の受信信号レベル記録部３０１は、受信信号レベルと測位データを記録する。
図４は、受信信号レベルと距離の関係を示す説明図である。
図４（ａ）に示すように、監視区域内に、電波反射手段３を所持する識別対象や侵入物体４が存在すると、これらの物体によって電波は反射され、物体がある位置では反射波が電波に合成され、受信信号レベルが変化する。波形５と波形６のように、物体がある位置における受信信号レベルにピークが観測される。受信信号レベル比較部３０２は、受信信号レベルの変化と所定の閾値を比較し、侵入の有無を判定する。侵入有と判定された時、受信信号レベルのデータは識別情報抽出手段４００に入力される。
【００２３】
識別情報抽出手段４００は、侵入検知手段３００からの受信信号を解析して識別情報を抽出する。即ち、電波反射手段３で反射強度を変化させた第二の反射波が電波に合成された時の受信信号レベルは、図４（ｂ）に示すように、波形５は波形６と比較して大きく変化し、かつ、固有の変化を示す。尚、波形５は電波反射手段３を所持する識別対象の受信信号レベル、波形６は電波反射手段３を所持しない侵入物体４の受信信号レベルを示しており、波形５ａは共振した場合、波形５ｂは共振していない場合の信号レベルである。識別情報抽出手段４００はこのような変化する受信信号レベルを解析し、解析結果を識別情報照合手段５００に出力する。
【００２４】
識別情報照合手段５００は、識別情報抽出手段４００からの受信信号を入力すると、識別情報照合部５０１は識別情報データベース５０２の登録識別情報に基づき、電波反射手段３の識別情報が、予め登録されている識別情報に一致するかを照合する。識別情報データベース５０２に登録されている識別情報に一致したと判定した場合、識別情報を表示手段６００に入力する。一方、識別情報でないと判別した時、判別不可の信号を警報発生手段７００に出力する。
【００２５】
表示手段６００は、識別情報照合手段５００から送出された識別情報を画面表示する。また、警報発生手段７００は、識別情報照合手段５００から判別不可信号が入力されると警報を発令する。
【００２６】
上記の電波反射手段３の電源は以下のように実現してもよい。
図５は、電源供給装置の一例を示す構成図である。
図示の電源供給装置は、正弦波発生器７、パワーアンプ８、アンテナ９、整流回路１０、電圧安定回路１１を用いたものである。正弦波発生器７及びパワーアンプ８は電力供給手段を構成するものであり、正弦波発生器７は正弦波を発生させ、パワーアンプ８は、正弦波発生器７で発生した正弦波を増幅して送信用漏洩同軸ケーブル１に供給するものである。アンテナ９は送信用漏洩同軸ケーブル１からの電波を受信する電波受信手段を構成する。整流回路１０及び電圧安定回路１１は発電手段を構成するものであり、整流回路１０はアンテナ９で受信した電波を整流し、電圧安定回路１１は、整流回路１０で整流された直流電圧を安定化させて電波反射手段３を供給するものである。
【００２７】
また、電波反射手段３に、小型バッテリーや太陽電池など自然現象を利用した発電機を搭載させても良い。
更に、電波反射手段３は、識別対象者の帽子やベルトにループコイルを取り付け、他の回路をＩＣチップ化することで実現してもよい。
また、上記実施の形態１では、スペクトラム拡散された電波を用いたが、例えば、特開平１０−９５３３８号公報等に示されているようなパルス電波など測距が行える電波を使用しても実施可能である。
【００２８】
また、漏洩同軸ケーブルの代わりにアンテナを用いることもできる。この場合、アンテナ間を通過する若しくはアンテナの周辺に接近する電波反射手段３を所持する識別対象や侵入物体４に対して作用する。電波反射手段３を有した識別対象が通過若しくは接近すれば、上記実施の形態１で説明したように、その存在を検知する共に、識別情報を読み取ってデータベースと照合することにより、登録物体か否かを判別できる。一方、電波反射手段３を有していない侵入物体４が通過若しくは接近すれば、電界変動のみが観測され、識別情報は読取れないため、不審物体と判別できる。
【００２９】
以上のように、実施の形態１の侵入物体識別装置によれば、電波を放射する電波送信手段と、予め登録された識別情報に対応して電波送信手段から放射された電波を反射するときの反射強度を変化させる電波反射手段と、電波送信手段から放射された電波と電波反射手段で反射された反射波とを受信する電波受信手段と、電波受信手段の信号レベルの変化に基づいて、電波反射手段に対応した識別情報を抽出する識別情報抽出手段とを備えたので、移動する物体や人でも適用可能な小型かつ低消費電力で駆動することのできる侵入物体識別装置を得ることができる。
【００３０】
また、実施の形態１の侵入物体識別装置によれば、電波反射手段は、電波送信手段から放射される電波に共振する共振回路を備え、共振回路の共振の有無を識別情報に対応して変化させるようにしたので、簡単な構成で小型かつ低消費電力で駆動可能な電波反射手段を実現することができる。
【００３１】
また、実施の形態１の侵入物体識別装置によれば、電波送信手段を介して電波反射手段に電力を供給する電波を送信する電力供給手段と、電波送信手段から放射された電力供給のための電波を受信する電力供給用電波受信手段と、電力供給用電波受信手段で受信した電波から、電波反射手段を駆動するための電力を取り出す発電手段とを備えたので、電波反射手段にバッテリー等の電源を持つ必要がなく、更に電波反射手段の小型化を図ることができる。
【００３２】
また、実施の形態１の侵入物体識別装置によれば、識別情報抽出手段で抽出された識別情報と、予め登録されている識別情報とを照合し、これらの識別情報が一致した場合は識別情報を出力し、一致しない場合は判別不可を出力する識別情報照合手段と、識別情報照合手段から識別情報が出力された場合は、識別情報を表示する表示手段と、識別情報照合手段で判別不可が出力された場合、警報を出力する警報発生手段とを備えたので、識別対象が不審物体か否かを容易に知ることができる。
【００３３】
また、実施の形態１の侵入物体識別装置によれば、電波送信手段及び電波受信手段は、漏洩同軸ケーブルで構成されているので、広範囲な監視区域を容易に得ることができる。
【００３４】
また、実施の形態１の侵入物体識別装置によれば、電波送信手段から放射された電波が電波反射手段で反射され電波受信手段で受信するまでの電波伝搬遅延時間を測定する電波伝搬遅延時間計測手段と、電波伝搬遅延時間に基づいて、電波反射手段から電波送信手段及び電波受信手段までの距離を計測する測距手段とを備えたので、電波反射手段の位置を容易に知ることができる。
【００３５】
また、実施の形態１の侵入物体識別装置によれば、電波反射手段は、漏洩同軸ケーブルから放射された電波の擬似雑音符号と同期することなく反射波の強度を変化させることで識別情報を送信できるので、長い漏洩同軸ケーブルを施設した際、遠方でも識別情報を送信することができる。
【００３６】
実施の形態２．
実施の形態２は、電波反射手段３としてミラーの回転によって反射波の強度を変化させるようにしたものである。
【００３７】
送信用漏洩同軸ケーブル１や受信用漏洩同軸ケーブル２と電波反射手段３との関係、及び、信号送信手段１００、信号受信手段２００といった図面上の構成は、実施の形態１と同様であるため図１を援用して説明する。
図６は、実施の形態２における電波反射手段３の構成を示す説明図である。
電波反射手段３は、図示のように、ミラー９０１、回転軸９０２、駆動モータ９０３、モータ駆動回路９０４、信号発生器９０５から構成されている。
ミラー９０１は回転軸９０２に取り付けられている。回転軸９０２は駆動モータ９０３によって回転する。駆動モータ９０３の回転速度および回転角度は、モータ駆動回路９０４によって制御される。信号発生器９０５は、識別情報を蓄積しており、送信したい識別情報に基づいた所定のモータ駆動パターンを生成し、モータ駆動回路９０４にパターンを伝送する。即ち、実施の形態２の電波反射手段３は、送信用漏洩同軸ケーブル１から放射される電波を反射し、かつ、その反射方向を変更可能なミラー９０１を備え、このミラー９０１の反射方向を識別情報に対応して変化させるようにしたものである。侵入物体識別装置におけるその他の構成は、実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００３８】
次に、実施の形態２の動作について説明する。
図７は、実施の形態２におけるミラー９０１の回転角度と受信信号レベルとの関係を示す説明図である。
図７（ａ）（ｂ）において、Ａに示す場合は、ミラー９０１による反射波が同相で電波が合成された合成波が受信用漏洩同軸ケーブル２に入力される場合であり、Ｂに示す場合は、ミラー９０１による反射波が電波に合成されない場合である。Ａの場合は、受信信号レベルが上がり、Ｂの場合は受信信号レベルが下がる波形となる。信号発生器９０５は、識別情報に対応した信号を発生させ、モータ駆動回路９０４は、この信号に対応して駆動モータ９０３の駆動を行う。これにより、識別情報に対応して図７（ｂ）に示すような受信信号レベルの変化が得られることから、上記実施の形態１と同様に、登録物体か否かの判別を行うことができる。
尚、実施の形態２における電波反射手段３として、小型ミラーを用いてＩＣチップに組み込んで構成してもよい。
【００３９】
以上のように、実施の形態２の侵入物体識別装置によれば、電波反射手段は、電波送信手段から放射される電波を反射し、かつ反射方向を変更可能なミラーを備え、ミラーの反射方向を識別情報に対応して変化させるようにしたので、識別情報に基づいて反射波の強度を変化させるときにミラー面の変化を利用していることから、非常に低消費電力で駆動できる効果がある。
【００４０】
実施の形態３．
実施の形態３は、電波反射手段３をアンテナと反射器、終端器を用いて構成するようにしたものである。実施の形態３においても、図面上の全体構成は実施の形態１と同様であるため、図１を援用して説明する。
【００４１】
図８は、実施の形態３における電波反射手段３の構成を示す説明図である。
電波反射手段３は、図示のように、アンテナ９１１、スイッチ９１２、反射器９１３、終端器９１４、スイッチ駆動回路９１５、信号発生器９１６から構成されている。アンテナ９１１は、送信用漏洩同軸ケーブル１から放射された電波を受信するアンテナであり、反射器９１３はアンテナ９１１で受信した電波を反射させる反射器、終端器９１４はアンテナ９１１で受信した電波を終端（吸収）させる終端器、スイッチ９１２は、アンテナ９１１に対して、反射器９１３または終端器９１４を切り替えて接続するためのスイッチである。また、スイッチ駆動回路９１５は、終端器９１４を駆動する回路であり、信号発生器９１６は、所定の識別情報に対応した信号を発生させ、スイッチ駆動回路９１５に供給するものである。その他の各構成は実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００４２】
このように構成された電波反射手段３では、アンテナ９１１で受信した電波を反射器９１３で反射しアンテナ９１１から再放射するか、終端器９１４で吸収させ再放射させないかをスイッチ９１２で選択する。
このスイッチ９１２の切替えにより反射波の強度を変化させることが可能であり、スイッチ９１２を識別情報に基づいて制御すれば、識別情報に従って反射波の強度を変化させることができる。信号発生器９１６には識別情報が蓄積されており、この情報はスイッチ駆動回路９１５に出力され、スイッチ駆動回路９１５はこの情報に基づきスイッチ９１２を制御する。
【００４３】
また、この動作はアンテナ９１１側から見たスイッチ９１２のインピーダンスを識別情報に基づいて変化させることと等価であり、インピーダンスを変化させる手段であればこれ以外の方法を用いても良い。例えば、ダイオードやトランジスタなどのアクティブ素子を利用して制御電圧に対するインピーダンスの変化を利用してもよい。即ち、アンテナ９１１に接続したアクティブ素子の入力インピーダンスを、アンテナ９１１の出力インピーダンスに整合をとると電波は反射せずにアクティブ素子側に流れるので、機能的には終端器９１４として働き、アンテナ９１１の出力インピーダンスと不整合状態にすると、電波が反射するため、機能的には反射器９１３として働く。
【００４４】
以上のように、実施の形態３の侵入物体識別装置によれば、電波反射手段は、電波送信手段から放射される電波を受信するアンテナと、アンテナで受信した電波を再反射させる反射器と、アンテナで受信した電波を吸収する終端器とを備え、アンテナに対して反射器と終端器との接続状態を識別情報に対応させて切り替えるようにしたので、識別情報に基づいて反射波の強度を変化させるときに装置内のインピーダンスの変化を利用していることから、非常に低消費電力で駆動できる効果がある。
【００４５】
実施の形態４．
実施の形態４は、電波反射手段３において、反射させる電波の位相を変化させることによって識別情報を送出するようにしたものである。実施の形態４においても、図面上の全体構成は実施の形態１と同様であるため、図１を援用して説明する。
【００４６】
図９は、実施の形態４における電波反射手段３の構成を示す説明図である。
電波反射手段３は、図示のように、アンテナ９１１、スイッチ９１２、第１の反射器９１７、第２の反射器９１８、スイッチ駆動回路９１５、信号発生器９１９から構成されている。アンテナ９１１、スイッチ９１２、スイッチ駆動回路９１５は実施の形態３における構成と同様である。第１の反射器９１７及び第２の反射器９１８は、それぞれアンテナ９１１から再反射させる電波の位相が異なる反射器である。例えば、第１の反射器９１７は０度の位相で反射させ、第２の反射器９１８は１８０度の位相で反射させるよう構成されている。また、信号発生器９１９は、識別情報に対応した位相の回転を行うよう信号を発生させるものである。また、その他の各構成は識別情報抽出手段４００が、受信信号の位相の変化に基づいて識別情報を抽出する点以外は、実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００４７】
このように構成された電波反射手段３では、アンテナ９１１で受信した電波を第１の反射器９１７で反射させるか、第２の反射器９１８で反射させるかをスイッチ９１２で選択する。このスイッチ９１２の切替えにより反射波の位相を変化させることが可能であり、スイッチ９１２を識別情報に基づいて制御すれば、識別情報に従って反射波の位相を変化させることができる。信号発生器９１９には識別情報が蓄積されており、この情報はスイッチ駆動回路９１５に出力され、スイッチ駆動回路９１５はこの情報に基づきスイッチ９１２を制御する。
【００４８】
また、このような位相の変化を含む電波を受信用漏洩同軸ケーブル２で受信した場合の信号受信手段２００及び侵入検知手段３００の処理は上記各実施の形態と同様である。識別情報抽出手段４００では、位相の変化を検出し、この変化に対応した識別情報を抽出する。これ以降の処理は各実施の形態と同様である。
【００４９】
以上のように、実施の形態４の侵入物体識別装置によれば、電波を放射する電波送信手段と、予め登録された識別情報に対応して電波送信手段から放射された電波を反射するときの位相を変化させる電波反射手段と、電波送信手段から放射された電波と電波反射手段で反射された反射波とを受信する電波受信手段と、電波受信手段で受信された信号の位相の変化に基づいて、電波反射手段に対応した識別情報を抽出する識別情報抽出手段とを備えたので、識別情報に基づいて反射波の位相を変化させていることから、電波反射手段を非常に低消費電力で駆動できる効果がある。
【００５０】
実施の形態５．
実施の形態５は、電波反射手段３の実装例を示すものである。
図１０は、電波反射手段３の実装の一例を示す説明図である。
図において、ヘルメット９２１は、識別対象者が被るものであり、このヘルメット９２１の外周に沿って電波反射手段３のアンテナ９２２が取り付けられている。また、制御回路９２３は、ＩＣチップ等で構成され、電波反射手段３のスイッチや信号発生器、スイッチ駆動回路といった上記各実施の形態におけるアンテナ以外の構成を含むものである。
また、このような電波反射手段３をヘルメット９２１以外にも、例えば、識別対象者が着用する安全帯ジャケットなどに取り付けてもよい。更に、荷物の場合は荷物を一周するように取り付けても良い。
【００５１】
また、実施の形態２のようにミラー９０１を用いるものでは、小形ミラーをヘルメット９２１の周囲に配置することで同様の効果を得ることができる。
【００５２】
以上のように、実施の形態５の侵入物体識別装置によれば、電波反射手段は、識別対象の周囲に亘って配置されているようにしたので、例えば、識別対象者が電波反射手段を用いる場合、識別対象者の体がどのような向きになっても確実に識別情報を読み取ることができ、電波反射手段を有しているにもかかわらず、識別情報が読取れないため不審物体と誤判定されるといったことを防ぐことができる。
【００５３】
尚、上記実施の形態２〜５においても、実施の形態１で説明したように、電波反射手段３に対する電源供給手段の適用やパルス電波等の使用、及び、漏洩同軸ケーブルの代わりにアンテナを用いるといった構成を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】この発明の実施の形態１による侵入物体識別装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による侵入物体識別装置の電波反射手段の構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１による侵入物体識別装置の識別情報の一例を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１による侵入物体識別装置の受信信号レベルと距離との関係を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１による侵入物体識別装置の電源供給装置の構成図である。
【図６】この発明の実施の形態２による侵入物体識別装置の電波反射手段の構成図である。
【図７】この発明の実施の形態２による侵入物体識別装置のミラーの回転角度と受信信号レベルとの関係を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態３による侵入物体識別装置の電波反射手段の構成図である。
【図９】この発明の実施の形態４による侵入物体識別装置の電波反射手段の構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態５による侵入物体識別装置の電波反射手段の実装の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 送信用漏洩同軸ケーブル、２ 受信用漏洩同軸ケーブル、３ 電波反射手段、７ 正弦波発生器、８ パワーアンプ、９，９１１，９２２ アンテナ、１０ 整流回路、１１ 電圧安定回路、２０２ 遅延時間制御部、２０４ 測位部、２０５ 受信信号レベル測定部、３００ 侵入検知手段、４００ 識別情報抽出手段、５００ 識別情報照合手段、６００ 表示手段、７００ 警報発生手段、８００ 共振回路、８１１，９１５ スイッチ駆動回路、８１２，９０５，９１６，９１９ 信号発生器、９０１ ミラー、９０３ 駆動モータ、９０４ モータ駆動回路、９１２ スイッチ、９１３ 反射器、９１４ 終端器、９１７ 第１の反射器、９１８ 第２の反射器。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、監視区域内に侵入した物体から識別情報を送信することで侵入物体の識別を行う侵入物体識別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、侵入物体識別装置として、スペクトラム拡散された電波を利用した侵入検知器と識別情報送信器を用いて侵入検知と侵入識別を行うようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照）。
このような侵入物体識別装置は、侵入検知器の一方の漏洩同軸ケーブルから放射される第１の擬似雑音符号でスペクトラム拡散された電波を受信し、第２の擬似雑音符号でスペクトラム拡散された識別用の信号を放射する。識別情報送信器から放射された信号を侵入検知器の他方の漏洩同軸ケーブルで受信し、受信レベルの変動より識別情報送信器の有無の特定を行う。ここで、識別情報送信器は、一方の漏洩同軸ケーブルから放射されたスペクトラム拡散信号を受信する受信機と、第１の擬似雑音符号に同期させた第２の擬似雑音符号でスペクトラム拡散された信号を発生する装置と、スペクトラム拡散した信号を所定量だけ増幅して他方の漏洩同軸ケーブルに送信する送信機とで構成されていた。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１１７１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術においては、識別情報送信器は、送受信アンテナ、送受信部、擬似雑音符号同期回路、擬似雑音符号発生部、拡散回路部で構成されていることから、装置の構成が複雑で消費電力が大きくバッテリーで長期間駆動させることができない。そのため、移動する物体および人に携帯させることができないという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、移動する物体や人でも適用可能な小型かつ低消費電力で駆動することのできる侵入物体識別装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る侵入物体識別装置は、予め登録された識別情報に対応して電波送信手段から放射された電波を反射するときの反射強度を変化させる電波反射手段を設け、電波送信手段から放射された電波と電波反射手段で反射された反射波とを電波受信手段で受信し、識別情報抽出手段により、電波受信手段の信号レベルの変化に基づいて、電波反射手段に対応した識別情報を抽出するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の侵入物体識別装置は、予め登録された識別情報に対応して電波送信手段から放射された電波を反射するときの反射強度を変化させる電波反射手段を用いて、識別情報の抽出を行うようにしたので、移動する物体や人でも適用可能な小型かつ低消費電力で駆動することのできる侵入物体識別装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による侵入物体識別装置を示す構成図である。
図において、侵入物体識別装置は、送信用漏洩同軸ケーブル１、受信用漏洩同軸ケーブル２、電波反射手段３、信号送信手段１００、信号受信手段２００、侵入検知手段３００、識別情報抽出手段４００、識別情報照合手段５００、表示手段６００、警報発生手段７００を備えている。
【０００９】
送信用漏洩同軸ケーブル１及び受信用漏洩同軸ケーブル２は、それぞれ電波を放射する電波送信手段と、電波送信手段から放射された電波と電波反射手段３の反射波を受信する電波受信手段である。これら送信用漏洩同軸ケーブル１及び受信用漏洩同軸ケーブル２は、監視区域にほぼ平行に敷設された漏洩伝送路である。電波反射手段３は、例えば、人間等の識別対象が所持するもので、予め登録されている識別情報に対応して、送信用漏洩同軸ケーブル１から放射された電波を反射するときの反射強度を変化させるよう構成されている。尚、侵入物体４は、電波反射手段３を所持しない識別対象を示している。
【００１０】
図２は、電波反射手段３の一例を示す構成図である。
電波反射手段３は、図示のように、共振回路８００とスイッチ駆動回路８１１と信号発生器８１２とを備えている。共振回路８００は、ループアンテナ８０１と可変コンデンサ８０２とスイッチ８０３とからなる。可変コンデンサ８０２とスイッチ８０３とは並列接続され、この並列回路にループアンテナ８０１が接続されて固有の周波数での共振回路を構成している。ここで、可変コンデンサ８０２の容量を変化させることで、共振周波数の調整を行うことができる。共振周波数はループアンテナ８０１で受信する周波数としている。
【００１１】
スイッチ８０３はこの共振回路８００の駆動制御を行うためのスイッチである。送信用漏洩同軸ケーブル１から放射された電波をループアンテナ８０１で受信した時、スイッチ８０３がオフなら共振回路８００は調整した周波数で共振する。また、スイッチ８０３がオンなら共振回路８００は共振しない。共振回路８００が共振している時と共振していない時で、反射強度が異なる。スイッチ８０３のオン／オフを繰り返すことにより、反射強度を変化させることができる。スイッチ駆動回路８１１は、このスイッチ８０３のオン／オフ制御を行うものである。また、信号発生器８１２は、識別情報を蓄積しており、送信したい識別情報に基づいた所定のスイッチオン／オフのパターンを生成し、スイッチ駆動回路８１１にこのパターンを伝送するよう構成されている。
【００１２】
信号送信手段１００は、擬似雑音符号発生部１０１とスペクトラム拡散部１０２と送信部１０３で構成され、送信用漏洩同軸ケーブル１への送信信号を生成するものである。擬似雑音符号発生部１０１は、第一の擬似雑音符号を発生させるものであり、スペクトラム拡散部１０２は、第一の疑似雑音符号を用いて侵入物体検知用の送信信号を生成するもので、送信部１０３はスペクトラム拡散部１０２で生成された送信信号を送信用漏洩同軸ケーブル１に対して送信するものである。
【００１３】
信号受信手段２００は、受信用漏洩同軸ケーブル２の受信信号から、電波反射手段３を所持する識別対象や侵入物体４に対応した信号レベルの変化を測定したり、送信用漏洩同軸ケーブル１及び受信用漏洩同軸ケーブル２におけるこれら電波反射手段３や侵入物体４の距離を測定したりするものであり、受信部２０１、スペクトラム逆拡散部２０３、遅延時間制御部２０２、測位部２０４、受信信号レベル測定部２０５を備えている。受信部２０１は、受信用漏洩同軸ケーブル２で受信された電波を受信するもので、この受信信号はスペクトラム逆拡散部２０３に入力されるよう構成されている。遅延時間制御部２０２は、擬似雑音符号発生部１０１における第一の擬似雑音符号の位相を遅延時間ｔだけ遅らせた第二の擬似雑音符号を生成し、スペクトラム逆拡散部２０３と測位部２０４とに出力するものである。
【００１４】
スペクトラム逆拡散部２０３は、第二の疑似雑音符号に基づいて受信部２０１からの信号をスペクトラム逆拡散し、受信信号を生成するものである。測位部２０４は、遅延時間ｔを変化させほぼ全スロットから放射された各電波の受信信号レベルを得るものである。即ち、遅延時間ｔと漏洩同軸ケーブルのスロット位置とはほぼ対応していることから、遅延時間ｔを変化させることで測位データを得る。受信信号レベル測定部２０５は、スペクトラム逆拡散部２０３で生成された受信信号の信号レベルを取得するものである。そして、これら受信信号レベル測定部２０５の受信信号レベルと測位部２０４の測位データは侵入検知手段３００に入力されるよう構成されている。
【００１５】
尚、遅延時間制御部２０２と測位部２０４とによって、電波送信手段から放射された電波が電波反射手段３で反射され電波受信手段で受信するまでの電波伝搬遅延時間を測定する電波伝搬遅延時間計測手段が構成され、測位部２０４によって、電波伝搬遅延時間に基づいて、電波反射手段３から電波送信手段及び電波受信手段までの距離を計測する測距手段が構成されている。
【００１６】
侵入検知手段３００は、受信信号レベル測定部２０５の受信信号レベルと測位部２０４の測位データに基づいて、侵入物体４が存在するか否かを判定するものであり、受信信号レベル記録部３０１と受信信号レベル比較部３０２から構成される。受信信号レベル記録部３０１は、受信信号レベルと測位データを記録するものである。受信信号レベル比較部３０２は、受信信号レベルの変化と所定の閾値とを比較し、侵入の有無を判定するものである。受信信号レベル比較部３０２で侵入有と判定された時、受信信号レベルのデータは識別情報抽出手段４００に入力されるよう構成されている。
【００１７】
識別情報抽出手段４００は、侵入検知手段３００から出力された受信信号レベルのデータを解析し、その解析結果を識別情報照合手段５００に出力するものである。識別情報照合手段５００は、識別情報抽出手段４００で解析された識別情報が予め登録されている識別情報であるか否かを判定するものであり、識別情報照合部５０１と識別情報データベース５０２を備えている。識別情報照合部５０１は、解析結果と識別情報データベース５０２を照合し、電波反射手段３から送信された識別情報か否か判定する。識別情報と判定された時、識別情報を表示手段６００に入力する。識別情報でないと判別した時、判別不可の信号を警報発生手段７００に出力する。識別情報データベース５０２は、予め登録された識別情報を格納するデータベースである。
【００１８】
表示手段６００は、例えば、ディスプレイからなり、識別情報照合手段５００から出力された識別情報を画面表示するといった識別情報の表示を行うものである。また、警報発生手段７００は、識別情報照合手段５００から判別不可信号が出力された場合、警報を出力するものである。
【００１９】
次に、実施の形態１の動作について説明する。
信号送信手段１００は第一の擬似雑音符号でスペクトラム拡散された侵入物体検知用の送信信号を生成し、送信用漏洩同軸ケーブル１に送信信号を送信する。即ち、擬似雑音符号発生部１０１で発生させた第一の擬似雑音符号を用いてスペクトラム拡散部１０２で侵入物体検知用の送信信号を生成し、送信部１０３を介して送信用漏洩同軸ケーブル１に送信信号を送信する。
送信信号は、送信用漏洩同軸ケーブル１から電波として放射する。この時、電波は送信用漏洩同軸ケーブル１のスロット位置に応じて遅れて放射する。そして、スロット位置に応じた遅延時間に対応して電波は受信用漏洩同軸ケーブル２に入射する。
【００２０】
一方、電波反射手段３によって電波は反射され第二の反射波が発生する。電波反射手段３は第二の反射波の反射強度を送信したい識別情報に基づいて変化させる。
図３は、識別情報のパターンの一例を示す説明図である。
このような識別情報を０と１とで表現し、信号発生器８１２は、この識別情報のパターンを繰り返し発生させる。これにより、スイッチ駆動回路８１１は、識別情報のパターンに従ってスイッチ８０３をオン／オフ制御し、共振回路８００の共振状態がパターンに従って変化する。このような第二の反射波は送信用漏洩同軸ケーブル１から放射された電波に合成され、これが受信用漏洩同軸ケーブル２で受信される。
【００２１】
受信用漏洩同軸ケーブル２に入射された電波は信号受信手段２００に入力される。信号受信手段２００の受信部２０１で受信した電波はスペクトラム逆拡散部２０３に入力される。遅延時間制御部２０２は、第一の擬似雑音符号の位相を遅延時間ｔだけ遅らせた第二の擬似雑音符号を生成しスペクトラム逆拡散部２０３に出力する。スペクトラム逆拡散部２０３では、第二の疑似雑音符号に基づいて受信部２０１からの受信信号をスペクトラム逆拡散した受信信号を生成する。生成した受信信号は受信信号レベル測定部２０５に入力され受信信号レベルが得られる。遅延時間ｔを変化させることで、受信信号レベル測定部２０５では、ほぼ全スロットから放射された各電波の受信信号レベルを得る。また、遅延時間ｔと漏洩同軸ケーブルのスロット位置とはほぼ対応していることから、測位部２０４で測位データを得る。受信信号レベルと測位データは侵入検知手段３００に入力される。
【００２２】
侵入検知手段３００の受信信号レベル記録部３０１は、受信信号レベルと測位データを記録する。
図４は、受信信号レベルと距離の関係を示す説明図である。
図４（ａ）に示すように、監視区域内に、電波反射手段３を所持する識別対象や侵入物体４が存在すると、これらの物体によって電波は反射され、物体がある位置では反射波が電波に合成され、受信信号レベルが変化する。波形５と波形６のように、物体がある位置における受信信号レベルにピークが観測される。受信信号レベル比較部３０２は、受信信号レベルの変化と所定の閾値を比較し、侵入の有無を判定する。侵入有と判定された時、受信信号レベルのデータは識別情報抽出手段４００に入力される。
【００２３】
識別情報抽出手段４００は、侵入検知手段３００からの受信信号を解析して識別情報を抽出する。即ち、電波反射手段３で反射強度を変化させた第二の反射波が電波に合成された時の受信信号レベルは、図４（ｂ）に示すように、波形５は波形６と比較して大きく変化し、かつ、固有の変化を示す。尚、波形５は電波反射手段３を所持する識別対象の受信信号レベル、波形６は電波反射手段３を所持しない侵入物体４の受信信号レベルを示しており、波形５ａは共振した場合、波形５ｂは共振していない場合の信号レベルである。識別情報抽出手段４００はこのような変化する受信信号レベルを解析し、解析結果を識別情報照合手段５００に出力する。
【００２４】
識別情報照合手段５００は、識別情報抽出手段４００からの受信信号を入力すると、識別情報照合部５０１は識別情報データベース５０２の登録識別情報に基づき、電波反射手段３の識別情報が、予め登録されている識別情報に一致するかを照合する。識別情報データベース５０２に登録されている識別情報に一致したと判定した場合、識別情報を表示手段６００に入力する。一方、識別情報でないと判別した時、判別不可の信号を警報発生手段７００に出力する。
【００２５】
表示手段６００は、識別情報照合手段５００から送出された識別情報を画面表示する。また、警報発生手段７００は、識別情報照合手段５００から判別不可信号が入力されると警報を発令する。
【００２６】
上記の電波反射手段３の電源は以下のように実現してもよい。
図５は、電源供給装置の一例を示す構成図である。
図示の電源供給装置は、正弦波発生器７、パワーアンプ８、アンテナ９、整流回路１０、電圧安定回路１１を用いたものである。正弦波発生器７及びパワーアンプ８は電力供給手段を構成するものであり、正弦波発生器７は正弦波を発生させ、パワーアンプ８は、正弦波発生器７で発生した正弦波を増幅して送信用漏洩同軸ケーブル１に供給するものである。アンテナ９は送信用漏洩同軸ケーブル１からの電波を受信する電波受信手段を構成する。整流回路１０及び電圧安定回路１１は発電手段を構成するものであり、整流回路１０はアンテナ９で受信した電波を整流し、電圧安定回路１１は、整流回路１０で整流された直流電圧を安定化させて電波反射手段３を供給するものである。
【００２７】
また、電波反射手段３に、小型バッテリーや太陽電池など自然現象を利用した発電機を搭載させても良い。
更に、電波反射手段３は、識別対象者の帽子やベルトにループコイルを取り付け、他の回路をＩＣチップ化することで実現してもよい。
また、上記実施の形態１では、スペクトラム拡散された電波を用いたが、例えば、特開平１０−９５３３８号公報等に示されているようなパルス電波など測距が行える電波を使用しても実施可能である。
【００２８】
また、漏洩同軸ケーブルの代わりにアンテナを用いることもできる。この場合、アンテナ間を通過する若しくはアンテナの周辺に接近する電波反射手段３を所持する識別対象や侵入物体４に対して作用する。電波反射手段３を有した識別対象が通過若しくは接近すれば、上記実施の形態１で説明したように、その存在を検知する共に、識別情報を読み取ってデータベースと照合することにより、登録物体か否かを判別できる。一方、電波反射手段３を有していない侵入物体４が通過若しくは接近すれば、電界変動のみが観測され、識別情報は読取れないため、不審物体と判別できる。
【００２９】
以上のように、実施の形態１の侵入物体識別装置によれば、電波を放射する電波送信手段と、予め登録された識別情報に対応して電波送信手段から放射された電波を反射するときの反射強度を変化させる電波反射手段と、電波送信手段から放射された電波と電波反射手段で反射された反射波とを受信する電波受信手段と、電波受信手段の信号レベルの変化に基づいて、電波反射手段に対応した識別情報を抽出する識別情報抽出手段とを備えたので、移動する物体や人でも適用可能な小型かつ低消費電力で駆動することのできる侵入物体識別装置を得ることができる。
【００３０】
また、実施の形態１の侵入物体識別装置によれば、電波反射手段は、電波送信手段から放射される電波に共振する共振回路を備え、共振回路の共振の有無を識別情報に対応して変化させるようにしたので、簡単な構成で小型かつ低消費電力で駆動可能な電波反射手段を実現することができる。
【００３１】
また、実施の形態１の侵入物体識別装置によれば、電波送信手段を介して電波反射手段に電力を供給する電波を送信する電力供給手段と、電波送信手段から放射された電力供給のための電波を受信する電力供給用電波受信手段と、電力供給用電波受信手段で受信した電波から、電波反射手段を駆動するための電力を取り出す発電手段とを備えたので、電波反射手段にバッテリー等の電源を持つ必要がなく、更に電波反射手段の小型化を図ることができる。
【００３２】
また、実施の形態１の侵入物体識別装置によれば、識別情報抽出手段で抽出された識別情報と、予め登録されている識別情報とを照合し、これらの識別情報が一致した場合は識別情報を出力し、一致しない場合は判別不可を出力する識別情報照合手段と、識別情報照合手段から識別情報が出力された場合は、識別情報を表示する表示手段と、識別情報照合手段で判別不可が出力された場合、警報を出力する警報発生手段とを備えたので、識別対象が不審物体か否かを容易に知ることができる。
【００３３】
また、実施の形態１の侵入物体識別装置によれば、電波送信手段及び電波受信手段は、漏洩同軸ケーブルで構成されているので、広範囲な監視区域を容易に得ることができる。
【００３４】
また、実施の形態１の侵入物体識別装置によれば、電波送信手段から放射された電波が電波反射手段で反射され電波受信手段で受信するまでの電波伝搬遅延時間を測定する電波伝搬遅延時間計測手段と、電波伝搬遅延時間に基づいて、電波反射手段から電波送信手段及び電波受信手段までの距離を計測する測距手段とを備えたので、電波反射手段の位置を容易に知ることができる。
【００３５】
また、実施の形態１の侵入物体識別装置によれば、電波反射手段は、漏洩同軸ケーブルから放射された電波の擬似雑音符号と同期することなく反射波の強度を変化させることで識別情報を送信できるので、長い漏洩同軸ケーブルを施設した際、遠方でも識別情報を送信することができる。
【００３６】
実施の形態２．
実施の形態２は、電波反射手段３としてミラーの回転によって反射波の強度を変化させるようにしたものである。
【００３７】
送信用漏洩同軸ケーブル１や受信用漏洩同軸ケーブル２と電波反射手段３との関係、及び、信号送信手段１００、信号受信手段２００といった図面上の構成は、実施の形態１と同様であるため図１を援用して説明する。
図６は、実施の形態２における電波反射手段３の構成を示す説明図である。
電波反射手段３は、図示のように、ミラー９０１、回転軸９０２、駆動モータ９０３、モータ駆動回路９０４、信号発生器９０５から構成されている。
ミラー９０１は回転軸９０２に取り付けられている。回転軸９０２は駆動モータ９０３によって回転する。駆動モータ９０３の回転速度および回転角度は、モータ駆動回路９０４によって制御される。信号発生器９０５は、識別情報を蓄積しており、送信したい識別情報に基づいた所定のモータ駆動パターンを生成し、モータ駆動回路９０４にパターンを伝送する。即ち、実施の形態２の電波反射手段３は、送信用漏洩同軸ケーブル１から放射される電波を反射し、かつ、その反射方向を変更可能なミラー９０１を備え、このミラー９０１の反射方向を識別情報に対応して変化させるようにしたものである。侵入物体識別装置におけるその他の構成は、実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００３８】
次に、実施の形態２の動作について説明する。
図７は、実施の形態２におけるミラー９０１の回転角度と受信信号レベルとの関係を示す説明図である。
図７（ａ）（ｂ）において、Ａに示す場合は、ミラー９０１による反射波が同相で電波が合成された合成波が受信用漏洩同軸ケーブル２に入力される場合であり、Ｂに示す場合は、ミラー９０１による反射波が電波に合成されない場合である。Ａの場合は、受信信号レベルが上がり、Ｂの場合は受信信号レベルが下がる波形となる。信号発生器９０５は、識別情報に対応した信号を発生させ、モータ駆動回路９０４は、この信号に対応して駆動モータ９０３の駆動を行う。これにより、識別情報に対応して図７（ｂ）に示すような受信信号レベルの変化が得られることから、上記実施の形態１と同様に、登録物体か否かの判別を行うことができる。
尚、実施の形態２における電波反射手段３として、小型ミラーを用いてＩＣチップに組み込んで構成してもよい。
【００３９】
以上のように、実施の形態２の侵入物体識別装置によれば、電波反射手段は、電波送信手段から放射される電波を反射し、かつ反射方向を変更可能なミラーを備え、ミラーの反射方向を識別情報に対応して変化させるようにしたので、識別情報に基づいて反射波の強度を変化させるときにミラー面の変化を利用していることから、非常に低消費電力で駆動できる効果がある。
【００４０】
実施の形態３．
実施の形態３は、電波反射手段３をアンテナと反射器、終端器を用いて構成するようにしたものである。実施の形態３においても、図面上の全体構成は実施の形態１と同様であるため、図１を援用して説明する。
【００４１】
図８は、実施の形態３における電波反射手段３の構成を示す説明図である。
電波反射手段３は、図示のように、アンテナ９１１、スイッチ９１２、反射器９１３、終端器９１４、スイッチ駆動回路９１５、信号発生器９１６から構成されている。アンテナ９１１は、送信用漏洩同軸ケーブル１から放射された電波を受信するアンテナであり、反射器９１３はアンテナ９１１で受信した電波を反射させる反射器、終端器９１４はアンテナ９１１で受信した電波を終端（吸収）させる終端器、スイッチ９１２は、アンテナ９１１に対して、反射器９１３または終端器９１４を切り替えて接続するためのスイッチである。また、スイッチ駆動回路９１５は、終端器９１４を駆動する回路であり、信号発生器９１６は、所定の識別情報に対応した信号を発生させ、スイッチ駆動回路９１５に供給するものである。その他の各構成は実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００４２】
このように構成された電波反射手段３では、アンテナ９１１で受信した電波を反射器９１３で反射しアンテナ９１１から再放射するか、終端器９１４で吸収させ再放射させないかをスイッチ９１２で選択する。
このスイッチ９１２の切替えにより反射波の強度を変化させることが可能であり、スイッチ９１２を識別情報に基づいて制御すれば、識別情報に従って反射波の強度を変化させることができる。信号発生器９１６には識別情報が蓄積されており、この情報はスイッチ駆動回路９１５に出力され、スイッチ駆動回路９１５はこの情報に基づきスイッチ９１２を制御する。
【００４３】
また、この動作はアンテナ９１１側から見たスイッチ９１２のインピーダンスを識別情報に基づいて変化させることと等価であり、インピーダンスを変化させる手段であればこれ以外の方法を用いても良い。例えば、ダイオードやトランジスタなどのアクティブ素子を利用して制御電圧に対するインピーダンスの変化を利用してもよい。即ち、アンテナ９１１に接続したアクティブ素子の入力インピーダンスを、アンテナ９１１の出力インピーダンスに整合をとると電波は反射せずにアクティブ素子側に流れるので、機能的には終端器９１４として働き、アンテナ９１１の出力インピーダンスと不整合状態にすると、電波が反射するため、機能的には反射器９１３として働く。
【００４４】
以上のように、実施の形態３の侵入物体識別装置によれば、電波反射手段は、電波送信手段から放射される電波を受信するアンテナと、アンテナで受信した電波を再反射させる反射器と、アンテナで受信した電波を吸収する終端器とを備え、アンテナに対して反射器と終端器との接続状態を識別情報に対応させて切り替えるようにしたので、識別情報に基づいて反射波の強度を変化させるときに装置内のインピーダンスの変化を利用していることから、非常に低消費電力で駆動できる効果がある。
【００４５】
実施の形態４．
実施の形態４は、電波反射手段３において、反射させる電波の位相を変化させることによって識別情報を送出するようにしたものである。実施の形態４においても、図面上の全体構成は実施の形態１と同様であるため、図１を援用して説明する。
【００４６】
図９は、実施の形態４における電波反射手段３の構成を示す説明図である。
電波反射手段３は、図示のように、アンテナ９１１、スイッチ９１２、第１の反射器９１７、第２の反射器９１８、スイッチ駆動回路９１５、信号発生器９１９から構成されている。アンテナ９１１、スイッチ９１２、スイッチ駆動回路９１５は実施の形態３における構成と同様である。第１の反射器９１７及び第２の反射器９１８は、それぞれアンテナ９１１から再反射させる電波の位相が異なる反射器である。例えば、第１の反射器９１７は０度の位相で反射させ、第２の反射器９１８は１８０度の位相で反射させるよう構成されている。また、信号発生器９１９は、識別情報に対応した位相の回転を行うよう信号を発生させるものである。また、その他の各構成は識別情報抽出手段４００が、受信信号の位相の変化に基づいて識別情報を抽出する点以外は、実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００４７】
このように構成された電波反射手段３では、アンテナ９１１で受信した電波を第１の反射器９１７で反射させるか、第２の反射器９１８で反射させるかをスイッチ９１２で選択する。このスイッチ９１２の切替えにより反射波の位相を変化させることが可能であり、スイッチ９１２を識別情報に基づいて制御すれば、識別情報に従って反射波の位相を変化させることができる。信号発生器９１９には識別情報が蓄積されており、この情報はスイッチ駆動回路９１５に出力され、スイッチ駆動回路９１５はこの情報に基づきスイッチ９１２を制御する。
【００４８】
また、このような位相の変化を含む電波を受信用漏洩同軸ケーブル２で受信した場合の信号受信手段２００及び侵入検知手段３００の処理は上記各実施の形態と同様である。識別情報抽出手段４００では、位相の変化を検出し、この変化に対応した識別情報を抽出する。これ以降の処理は各実施の形態と同様である。
【００４９】
以上のように、実施の形態４の侵入物体識別装置によれば、電波を放射する電波送信手段と、予め登録された識別情報に対応して電波送信手段から放射された電波を反射するときの位相を変化させる電波反射手段と、電波送信手段から放射された電波と電波反射手段で反射された反射波とを受信する電波受信手段と、電波受信手段で受信された信号の位相の変化に基づいて、電波反射手段に対応した識別情報を抽出する識別情報抽出手段とを備えたので、識別情報に基づいて反射波の位相を変化させていることから、電波反射手段を非常に低消費電力で駆動できる効果がある。
【００５０】
実施の形態５．
実施の形態５は、電波反射手段３の実装例を示すものである。
図１０は、電波反射手段３の実装の一例を示す説明図である。
図において、ヘルメット９２１は、識別対象者が被るものであり、このヘルメット９２１の外周に沿って電波反射手段３のアンテナ９２２が取り付けられている。また、制御回路９２３は、ＩＣチップ等で構成され、電波反射手段３のスイッチや信号発生器、スイッチ駆動回路といった上記各実施の形態におけるアンテナ以外の構成を含むものである。
また、このような電波反射手段３をヘルメット９２１以外にも、例えば、識別対象者が着用する安全帯ジャケットなどに取り付けてもよい。更に、荷物の場合は荷物を一周するように取り付けても良い。
【００５１】
また、実施の形態２のようにミラー９０１を用いるものでは、小形ミラーをヘルメット９２１の周囲に配置することで同様の効果を得ることができる。
【００５２】
以上のように、実施の形態５の侵入物体識別装置によれば、電波反射手段は、識別対象の周囲に亘って配置されているようにしたので、例えば、識別対象者が電波反射手段を用いる場合、識別対象者の体がどのような向きになっても確実に識別情報を読み取ることができ、電波反射手段を有しているにもかかわらず、識別情報が読取れないため不審物体と誤判定されるといったことを防ぐことができる。
【００５３】
尚、上記実施の形態２〜５においても、実施の形態１で説明したように、電波反射手段３に対する電源供給手段の適用やパルス電波等の使用、及び、漏洩同軸ケーブルの代わりにアンテナを用いるといった構成を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】この発明の実施の形態１による侵入物体識別装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による侵入物体識別装置の電波反射手段の構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１による侵入物体識別装置の識別情報の一例を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１による侵入物体識別装置の受信信号レベルと距離との関係を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１による侵入物体識別装置の電源供給装置の構成図である。
【図６】この発明の実施の形態２による侵入物体識別装置の電波反射手段の構成図である。
【図７】この発明の実施の形態２による侵入物体識別装置のミラーの回転角度と受信信号レベルとの関係を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態３による侵入物体識別装置の電波反射手段の構成図である。
【図９】この発明の実施の形態４による侵入物体識別装置の電波反射手段の構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態５による侵入物体識別装置の電波反射手段の実装の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 送信用漏洩同軸ケーブル、２ 受信用漏洩同軸ケーブル、３ 電波反射手段、７ 正弦波発生器、８ パワーアンプ、９，９１１，９２２ アンテナ、１０ 整流回路、１１ 電圧安定回路、２０２ 遅延時間制御部、２０４ 測位部、２０５ 受信信号レベル測定部、３００ 侵入検知手段、４００ 識別情報抽出手段、５００ 識別情報照合手段、６００ 表示手段、７００ 警報発生手段、８００ 共振回路、８１１，９１５ スイッチ駆動回路、８１２，９０５，９１６，９１９ 信号発生器、９０１ ミラー、９０３ 駆動モータ、９０４ モータ駆動回路、９１２ スイッチ、９１３ 反射器、９１４ 終端器、９１７ 第１の反射器、９１８ 第２の反射器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を放射する電波送信手段と、
予め登録された識別情報に対応して前記電波送信手段から放射された電波を反射するときの反射強度を変化させる電波反射手段と、
前記電波送信手段から放射された電波と前記電波反射手段で反射された反射波とを受信する電波受信手段と、
前記電波受信手段の信号レベルの変化に基づいて、前記電波反射手段に対応した識別情報を抽出する識別情報抽出手段とを備えた侵入物体識別装置。
【請求項２】
電波反射手段は、電波送信手段から放射される電波に共振する共振回路を備え、当該共振回路の共振の有無を識別情報に対応して変化させることを特徴とする請求項１記載の侵入物体識別装置。
【請求項３】
電波反射手段は、電波送信手段から放射される電波を反射し、かつ当該反射方向を変更可能なミラーを備え、当該ミラーの反射方向を識別情報に対応して変化させることを特徴とする請求項１記載の侵入物体識別装置。
【請求項４】
電波反射手段は、電波送信手段から放射される電波を受信するアンテナと、当該アンテナで受信した電波を再反射させる反射器と、前記アンテナで受信した電波を吸収する終端器とを備え、前記アンテナに対して前記反射器と前記終端器との接続状態を識別情報に対応させて切り替えるようにしたことを特徴とする請求項１記載の侵入物体識別装置。
【請求項５】
電波を放射する電波送信手段と、
予め登録された識別情報に対応して前記電波送信手段から放射された電波を反射するときの位相を変化させる電波反射手段と、
前記電波送信手段から放射された電波と前記電波反射手段で反射された反射波とを受信する電波受信手段と、
前記電波受信手段で受信された信号の位相の変化に基づいて、前記電波反射手段に対応した識別情報を抽出する識別情報抽出手段とを備えた侵入物体識別装置。
【請求項６】
電波反射手段は、識別対象の周囲に亘って配置されていることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の侵入物体識別装置。
【請求項７】
電波送信手段を介して電波反射手段に電力を供給する電波を送信する電力供給手段と、
前記電波送信手段から放射された電力供給のための電波を受信する電力供給用電波受信手段と、
前記電力供給用電波受信手段で受信した電波から、前記電波反射手段を駆動するための電力を取り出す発電手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の侵入物体識別装置。
【請求項８】
識別情報抽出手段で抽出された識別情報と、予め登録されている識別情報とを照合し、これらの識別情報が一致した場合は当該識別情報を出力し、一致しない場合は判別不可を出力する識別情報照合手段と、
前記識別情報照合手段から識別情報が出力された場合は、当該識別情報を表示する表示手段と、
前記識別情報照合手段で判別不可が出力された場合、警報を出力する警報発生手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の侵入物体識別装置。
【請求項９】
電波送信手段及び電波受信手段は、漏洩同軸ケーブルで構成されていることを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載の侵入物体識別装置。
【請求項１０】
電波送信手段から放射された電波が電波反射手段で反射され電波受信手段で受信するまでの電波伝搬遅延時間を測定する電波伝搬遅延時間計測手段と、
前記電波伝搬遅延時間に基づいて、前記電波反射手段から前記電波送信手段及び電波受信手段までの距離を計測する測距手段とを備えたことを特徴とする請求項９記載の侵入物体識別装置。
【請求項１】
電波を放射する電波送信手段と、
予め登録された識別情報に対応して前記電波送信手段から放射された電波を反射するときの反射強度を変化させる電波反射手段と、
前記電波送信手段から放射された電波と前記電波反射手段で反射された反射波とを受信する電波受信手段と、
前記電波受信手段の信号レベルの変化に基づいて、前記電波反射手段に対応した識別情報を抽出する識別情報抽出手段とを備えた侵入物体識別装置。
【請求項２】
電波反射手段は、電波送信手段から放射される電波に共振する共振回路を備え、当該共振回路の共振の有無を識別情報に対応して変化させることを特徴とする請求項１記載の侵入物体識別装置。
【請求項３】
電波反射手段は、電波送信手段から放射される電波を反射し、かつ当該反射方向を変更可能なミラーを備え、当該ミラーの反射方向を識別情報に対応して変化させることを特徴とする請求項１記載の侵入物体識別装置。
【請求項４】
電波反射手段は、電波送信手段から放射される電波を受信するアンテナと、当該アンテナで受信した電波を再反射させる反射器と、前記アンテナで受信した電波を吸収する終端器とを備え、前記アンテナに対して前記反射器と前記終端器との接続状態を識別情報に対応させて切り替えるようにしたことを特徴とする請求項１記載の侵入物体識別装置。
【請求項５】
電波を放射する電波送信手段と、
予め登録された識別情報に対応して前記電波送信手段から放射された電波を反射するときの位相を変化させる電波反射手段と、
前記電波送信手段から放射された電波と前記電波反射手段で反射された反射波とを受信する電波受信手段と、
前記電波受信手段で受信された信号の位相の変化に基づいて、前記電波反射手段に対応した識別情報を抽出する識別情報抽出手段とを備えた侵入物体識別装置。
【請求項６】
電波反射手段は、識別対象の周囲に亘って配置されていることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の侵入物体識別装置。
【請求項７】
電波送信手段を介して電波反射手段に電力を供給する電波を送信する電力供給手段と、
前記電波送信手段から放射された電力供給のための電波を受信する電力供給用電波受信手段と、
前記電力供給用電波受信手段で受信した電波から、前記電波反射手段を駆動するための電力を取り出す発電手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の侵入物体識別装置。
【請求項８】
識別情報抽出手段で抽出された識別情報と、予め登録されている識別情報とを照合し、これらの識別情報が一致した場合は当該識別情報を出力し、一致しない場合は判別不可を出力する識別情報照合手段と、
前記識別情報照合手段から識別情報が出力された場合は、当該識別情報を表示する表示手段と、
前記識別情報照合手段で判別不可が出力された場合、警報を出力する警報発生手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の侵入物体識別装置。
【請求項９】
電波送信手段及び電波受信手段は、漏洩同軸ケーブルで構成されていることを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載の侵入物体識別装置。
【請求項１０】
電波送信手段から放射された電波が電波反射手段で反射され電波受信手段で受信するまでの電波伝搬遅延時間を測定する電波伝搬遅延時間計測手段と、
前記電波伝搬遅延時間に基づいて、前記電波反射手段から前記電波送信手段及び電波受信手段までの距離を計測する測距手段とを備えたことを特徴とする請求項９記載の侵入物体識別装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−３２２２７４（Ｐ２００７−３２２２７４Ａ）
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５３７５２（Ｐ２００６−１５３７５２）
【出願日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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