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JP4049081B2 - Proximity sensor - Google Patents

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JP4049081B2
JP4049081B2 JP2003370556A JP2003370556A JP4049081B2 JP 4049081 B2 JP4049081 B2 JP 4049081B2 JP 2003370556 A JP2003370556 A JP 2003370556A JP 2003370556 A JP2003370556 A JP 2003370556A JP 4049081 B2 JP4049081 B2 JP 4049081B2
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Description

本発明は、特定の電磁波放射空間の変化を検出する近接センサに関するものであり、使用周波数が300MHzから300GHzのマイクロ波を使用した近距離の検出対象を検出する近接センサに関するものである。   The present invention relates to a proximity sensor that detects a change in a specific electromagnetic wave radiation space, and relates to a proximity sensor that detects a detection object at a short distance using a microwave having a use frequency of 300 MHz to 300 GHz.

一般に、200KHz〜1MHz程度の発振周波数を使用するテルミンの回路は、発振器とその発振器の一部であるアンテナに対して、人の手が近づくときの発振周波数の変化を、音の変化に変換して電子楽器として用いるものとして公知である。   Generally, theremin circuits that use an oscillation frequency of about 200 KHz to 1 MHz convert a change in oscillation frequency when a human hand approaches the oscillator and an antenna that is a part of the oscillator into a change in sound. It is known as an electronic musical instrument.

このテルミンの回路を、近接センサとして使用すれば、距離の変化を周波数の変化として検出することが可能となる。   If this theremin circuit is used as a proximity sensor, a change in distance can be detected as a change in frequency.

ところが、一般のテルミンの回路においては、人体が介在したり、近くに存在すると、発振器の一部に人のコンデンサ容量の変化分が周波数の変動となり、人の大きさの影響の方が大きく、仮に、物体の材質を変化させても、物体の大きさが大きくなっても、近接センサとしては精度を向上させることができない。そして、人体等の近距離の検出は、アンテナと人体との間の静電容量が大きく作用してしまい不可能となる。   However, in a general theremin circuit, if a human body is present or is present nearby, the amount of change in the capacitor capacity of the person in the oscillator becomes a fluctuation in frequency, and the influence of the size of the person is greater. Even if the material of the object is changed or the size of the object is increased, the accuracy of the proximity sensor cannot be improved. And detection of short distances, such as a human body, becomes impossible because the electrostatic capacitance between an antenna and a human body acts largely.

そこで、特開2001−4741号公報では、広帯域に亘って周波数変調をかけたマイクロ波を放射し、そのマイクロ波の反射受信信号と送信信号とのミキシングを行い、マイクロ波伝搬距離に応じた周波数と位相を持つアンテナから放射したマイクロ波の反射波を検出して、放射から反射波を受信するまでの時間から、物体までの距離を演算するビート信号をミキサから出力する。ビート信号と所定距離に応じた周波数を持つ直交する2つのリファレンス信号との掛算・総和をそれぞれ行い、2つの総和の比を求め、その比から、ビート信号の位相に対応する信号を求め、そして、この位相に対応する信号の時間的または空間的変化を対象距離の時間的変化量または空間的変化量に換算している。   Therefore, in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-4741, a microwave subjected to frequency modulation over a wide band is radiated, the reflected reception signal and the transmission signal of the microwave are mixed, and the frequency according to the microwave propagation distance is obtained. The reflected wave of the microwave radiated from the antenna having the phase is detected, and a beat signal for calculating the distance to the object is output from the mixer from the time until the reflected wave is received from the radiation. Multiplying and summing the beat signal and two orthogonal reference signals having a frequency corresponding to a predetermined distance, respectively, obtaining a ratio of the two sums, obtaining a signal corresponding to the phase of the beat signal from the ratio, and The temporal or spatial change of the signal corresponding to this phase is converted into the temporal change amount or the spatial change amount of the target distance.

これによって、マイクロ波等の電波または音波を用いて測定を行うために、そのビーム幅が、反射体の孔や微小な凹凸の分布に影響されることなく、平均的な距離を表す信号を安定に得ることができる程度に広く、そのため、平均化処理を別途に行う必要がない。また、受信信号の処理が高速に行えるから、検出速度を高速化することができるという特徴を有する。
特開2001−4741号公報
As a result, in order to perform measurement using radio waves such as microwaves or sound waves, the signal representing the average distance can be stabilized without the beam width being affected by the distribution of the holes and minute irregularities in the reflector. Therefore, it is not necessary to perform an averaging process separately. Further, since the received signal can be processed at high speed, the detection speed can be increased.
JP 2001-4741 A

このような、アンテナから放射したマイクロ波の反射を検出して、放射から反射波を受信するまでの時間から、物体までの距離を演算する一般的な周波数変調連続波方式(FMCW方式)では、例えば、周波数偏移(スイープ)幅を大きくとり、かつ、周波数の先鋭度を確保するために高い周波数を用いなければならなかった。しかし、その条件を満たす100GHz以上の高い周波数を用いると、装置が高価となる問題点があった。   In such a general frequency modulation continuous wave method (FMCW method) that detects the reflection of the microwave radiated from the antenna and calculates the distance to the object from the time from the reception of the reflected wave from the radiation, For example, a high frequency has to be used in order to increase the frequency shift (sweep) width and to ensure the sharpness of the frequency. However, when a high frequency of 100 GHz or higher that satisfies the condition is used, there is a problem that the apparatus becomes expensive.

特に、上記特開2001−4741号公報に掲載の周波数変調連続波方式では、掃引周波数を1.5GHz、掃引周波数時間3msにすれば、近距離のビート周期により、距離を推定できる。しかし、絶対距離を測定することはできないため、例えば、レーザーによる三角測量等の方式を併用しなければならない。その結果、コスト、装置の大型化、反射面等に制約ができ、低価格は実現し難くなる。   In particular, in the frequency modulation continuous wave system described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-4741, if the sweep frequency is 1.5 GHz and the sweep frequency time is 3 ms, the distance can be estimated based on a short beat cycle. However, since the absolute distance cannot be measured, for example, a method such as laser triangulation must be used in combination. As a result, the cost, the size of the apparatus, the reflecting surface, and the like can be restricted, and it is difficult to realize low cost.

また、公知のドップラー効果を利用した2周波連続波方式では、電磁波放射空間にある検出対象物体が停止していると距離検出が原理的に不可能である。また、パルス式ドップラー方式ではパルス幅が1ps程度の幅が必要となり、低価格では実現できない。   Further, in the two-frequency continuous wave method using the known Doppler effect, distance detection is impossible in principle when the detection target object in the electromagnetic wave radiation space is stopped. Further, the pulse Doppler method requires a pulse width of about 1 ps and cannot be realized at a low price.

そこで、本発明は、近距離の検出が容易であり、かつ、廉価に製造可能な近接センサの提供を課題とするものである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a proximity sensor that can be easily detected at a short distance and can be manufactured at low cost.

請求項1にかかる近接センサは、車両に対して開閉自在に取付けられる開閉体からなる導電性部材と、前記導電性部材の大きさに対し、十分波長が短い周波数で前記導電性部材をアンテナとして放射するマイクロ波を供給する出力発振器とを具備し、前記導電性部材の外側に設定した検出領域内に検出対象があるとき、前記導電性部材と前記検出領域の検出対象との間に空洞共振回路と見做される見做し回路を形成し、その見做し回路の周波数を前記出力発振器から得て、前記検出領域の検出対象を前記出力発振器の発振周波数の変化として検出するものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a proximity sensor comprising an opening / closing body that is openably / closably attached to a vehicle, and the conductive member serving as an antenna at a frequency having a sufficiently short wavelength with respect to the size of the conductive member. An output oscillator for supplying microwaves to be radiated, and when there is a detection target in a detection region set outside the conductive member, cavity resonance between the conductive member and the detection target in the detection region An assumed circuit regarded as a circuit is formed, the frequency of the assumed circuit is obtained from the output oscillator, and the detection target in the detection region is detected as a change in the oscillation frequency of the output oscillator. .

導電性部材の大きさに対し十分波長が短い周波数を出力発振器から導電性部材に供給し、導電性部材をアンテナとしてマイクロ波を放射する。導電性部材をアンテナとしてマイクロ波を放射したとき、そのマイクロ波の放射されている領域に検出対象(誘電体)が近づくと、導電性部材と検出対象が互いをアンテナと機能する空洞共振回路と見做される見做し回路を形成し、導電性部材から放射された電磁波の電界が、前記検出対象で反射或いは吸収される。この見做し回路において、導電性部材から放射された電磁波の電界が、検出対象で反射或いは吸収され、その影響が出力発振器の出力周波数の変化となって現れる。したがって、出力発振器の発振周波数の偏移(シフト)、特定周波数の振幅を検出することにより、検出対象を検出することができる。検出対象の検出は、出力発振器の発振周波数の偏移、当該周波数の振幅の変化等の周波数の変化として検出し、検出対象の存在・否存在、検出対象の移動速度、検出対象の大きさ等を検出することができる。   A frequency having a sufficiently short wavelength with respect to the size of the conductive member is supplied from the output oscillator to the conductive member, and microwaves are radiated using the conductive member as an antenna. When a microwave is radiated by using a conductive member as an antenna, when a detection target (dielectric material) approaches a region where the microwave is radiated, a cavity resonance circuit in which the conductive member and the detection target function as an antenna with each other An assumed circuit to be regarded is formed, and the electric field of the electromagnetic wave radiated from the conductive member is reflected or absorbed by the detection target. In this assumption circuit, the electric field of the electromagnetic wave radiated from the conductive member is reflected or absorbed by the detection target, and the effect appears as a change in the output frequency of the output oscillator. Therefore, the detection target can be detected by detecting the shift of the oscillation frequency of the output oscillator and the amplitude of the specific frequency. The detection target is detected as a change in the frequency of the oscillation frequency of the output oscillator, a change in the amplitude of the frequency, the presence or absence of the detection target, the moving speed of the detection target, the size of the detection target, etc. Can be detected.

ここで、上記取付け対象とは、近接センサの取付け対象物を意味し、また、上記導電性部材は、取付け対象に一体または分離可能な導電体であればよく、基本的構造が一次元的構造体(主に、長さ方向のみのもの)、二次元的構造体(主に、面積のみ有するもの)、三次元的構造体とすることができる。   Here, the object to be attached means an object to be attached to the proximity sensor, and the conductive member may be a conductor that can be integrated with or separated from the object to be attached, and the basic structure is a one-dimensional structure. It can be a body (mainly only in the length direction), a two-dimensional structure (mainly having only an area), or a three-dimensional structure.

上記出力発振器は、誘電体発振器またはLC発振器等の出力側の共振条件に引き込まれ易いマイクロ波の発振器を意味する。そして、特定周波数からなる安定したマイクロ波を発振する基準発振器は、外部からの影響により、自己の発振周波数を変更しない程度の安定したマイクロ波の発振器である。   The output oscillator means a microwave oscillator that is easily drawn into the resonance condition on the output side, such as a dielectric oscillator or an LC oscillator. The reference oscillator that oscillates a stable microwave having a specific frequency is a stable microwave oscillator that does not change its own oscillation frequency due to external influences.

また、上記検出領域とは、上記導電性部材の外側に設定した範囲で、導電性部材及びマイクロ波の波長出力によって決定されるが、通常、50cm以内、好ましくは30cm以内の任意の距離に設定される。   The detection area is a range set outside the conductive member and is determined by the wavelength output of the conductive member and the microwave, but is usually set to an arbitrary distance within 50 cm, preferably within 30 cm. Is done.

なお、前述したように、導電性部材からマイクロ波を放射したとき、そこに検出対象が近づくと、導電性部材と検出対象が互いをアンテナとして機能する空洞共振回路と見做される見做し回路が形成される。ここで、本発明において、出力発振器から出力され導電性部材から放射された電磁波の電界が、検出対象によって反射或いは吸収される二次元的領域が上記検出領域であり、また、上記検出領域を三次元的に捉えたマイクロ波の放射される三次元的空間が電磁波放射空間である。
また、前記取付け対象に一体または分離可能な導電性部材は、車両に対して開閉自在に取付けられる開閉体としたものであるから、構造を簡単にし、かつ、廉価に製造することができる。
As described above, when microwaves are radiated from a conductive member, when the detection target approaches the microwave, it is considered that the conductive member and the detection target are regarded as a cavity resonance circuit that functions as an antenna. A circuit is formed. Here, in the present invention, a two-dimensional region in which the electric field of the electromagnetic wave output from the output oscillator and radiated from the conductive member is reflected or absorbed by the detection target is the detection region, and the detection region is the tertiary. The electromagnetic radiation space is the three-dimensional space where microwaves are radiated.
Further, the conductive member that can be integrated with or separated from the attachment object is an opening / closing body that can be freely opened and closed with respect to the vehicle. Therefore, the structure can be simplified and can be manufactured at low cost.

請求項2にかかる近接センサは、車両に対して開閉自在に取付けられる開閉体からなる導電性部材と、前記導電性部材の大きさに対し、十分波長が短い周波数で前記導電性部材をアンテナとして放射するマイクロ波を供給する出力発振器と、前記出力発振器から出力される周波数を得て、基準発振器から得られた周波数とをミキシングするミキサと、前記ミキサでミキシングした周波数を選択すると共に検波した周波数の信号によって、前記導電性部材の外側に設定した検出領域内の検出対象の変化を認識する認識回路とを具備するものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a proximity sensor comprising an opening / closing body that is openably / closably attached to a vehicle, and the conductive member serving as an antenna at a frequency having a sufficiently short wavelength with respect to the size of the conductive member. An output oscillator that supplies a microwave to be radiated, a mixer that obtains a frequency output from the output oscillator and mixes the frequency obtained from a reference oscillator, and a frequency that is selected and detected by the mixer. And a recognition circuit for recognizing a change in the detection target in the detection region set outside the conductive member.

導電性部材の大きさに対し十分波長が短い周波数を出力発振器から導電性部材に供給し、その導電性部材をアンテナとしてマイクロ波を放射する。導電性部材をアンテナとしてマイクロ波を放射したとき、そこに検出対象が近づくと、導電性部材と検出対象が互いをアンテナと機能する空洞共振回路と見做される見做し回路を形成し、出力発振器から出力され、導電性部材から放射された電磁波の電界が、検出対象で反射或いは吸収される。この検出対象の存在により、導電性部材から放射された電磁波の電界が検出対象で反射或いは吸収され、その影響が出力発振器の出力周波数の変化となって現れる。その出力発振器の出力周波数の変化は、ミキサで基準発振器から得られた周波数とミキシングされてダウンコンバートされ、前記ミキサを通過させた周波数の偏移、当該周波数の振幅の変化を認識回路で確認することにより、検出対象の存在・否存在、検出対象の移動速度、検出対象の大きさ等を検出する。   A frequency having a sufficiently short wavelength with respect to the size of the conductive member is supplied from the output oscillator to the conductive member, and microwaves are emitted using the conductive member as an antenna. When microwaves are radiated using a conductive member as an antenna, when a detection target approaches the conductive member and the detection target, the conductive member and the detection target form a circuit that is regarded as a cavity resonance circuit that functions as an antenna. The electric field of the electromagnetic wave output from the output oscillator and radiated from the conductive member is reflected or absorbed by the detection target. Due to the presence of the detection target, the electric field of the electromagnetic wave radiated from the conductive member is reflected or absorbed by the detection target, and the influence appears as a change in the output frequency of the output oscillator. The change of the output frequency of the output oscillator is mixed with the frequency obtained from the reference oscillator by the mixer, down-converted, and the deviation of the frequency passed through the mixer and the change of the amplitude of the frequency are confirmed by the recognition circuit. Thus, the presence / absence of the detection target, the moving speed of the detection target, the size of the detection target, and the like are detected.

ここで、上記取付け対象、出力発振器、検出領域については請求項1と同様であり、また、電磁波放射空間についても同様である。上記ミキサは、得られた周波数(f)と基準発振器から得られた周波数(fo)をミキシングし、ダウンコンバートしたミキシング周波数(mf+nfo;但し、m,nは−∞〜+∞の整数)とするものであればよい。更に、上記バンドパスフィルタは、上記ミキサでミキシングしたミキシング周波数(|f+fo|、|f−fo|)のうちの一方の周波数(|f+fo|または|f−fo|)のみを取出すものであり、検波器の前で信号処理するもの、または検波器を通過した後で信号処理するものの何れであってもよい。更に、上記認識回路は、通常、上記電磁波放射空間である検出領域の変化を発振周波数の変化(ミキサを通過させた周波数の偏移、当該周波数の振幅の変化等)として認識するものであり、既知の距離、大きさ等に対応する基準となる周波数の偏移、当該周波数の振幅の変化等との比較を行うことにより、検出対象の距離、大きさ等をリニアに検出するものである。このミキサを通過させた周波数の偏移、当該周波数の振幅の変化として、時間的要素の導入により移動速度も検出可能である。この認識回路は、アナログ回路またはデジタル回路で構成されるものであればよい。具体的には、F−V変換器、FFT等とメモリ等で構成され、前記ミキサを通過させた周波数の偏移、当該周波数の振幅の変化等が記憶されているマップを有し、当該マップの情報と比較して判断するものである。また、ミキサを通過させた周波数を限定すれば、当該周波数の通過の有無により、所定の閾値との間で2値の出力を得ることもできる。   Here, the attachment object, the output oscillator, and the detection region are the same as those in the first aspect, and the same applies to the electromagnetic wave radiation space. The mixer mixes the obtained frequency (f) with the frequency (fo) obtained from the reference oscillator, and sets the down-converted mixing frequency (mf + nfo; where m and n are integers from −∞ to + ∞). Anything is acceptable. Further, the bandpass filter extracts only one frequency (| f + fo | or | f-fo |) of the mixing frequencies (| f + fo |, | f−fo |) mixed by the mixer, It may be either one that performs signal processing before the detector or one that performs signal processing after passing through the detector. Further, the recognition circuit normally recognizes a change in the detection region, which is the electromagnetic wave radiation space, as a change in oscillation frequency (frequency shift through the mixer, amplitude change in the frequency, etc.) The distance, size, and the like of the detection target are linearly detected by comparing with a deviation of a reference frequency corresponding to a known distance, size, etc., and a change in amplitude of the frequency. As a shift of the frequency passed through the mixer and a change in the amplitude of the frequency, the moving speed can be detected by introducing a temporal element. This recognition circuit only needs to be composed of an analog circuit or a digital circuit. Specifically, the map includes an F-V converter, an FFT, a memory, and the like, and has a map that stores a frequency shift that has passed through the mixer, an amplitude change of the frequency, and the like. It is judged by comparing with the information. Further, if the frequency that is passed through the mixer is limited, a binary output can be obtained between a predetermined threshold and the presence or absence of the passage of the frequency.

請求項3にかかる近接センサの前記出力発振器は、誘電体発振器(DRO)またはLC発振器としたものであるから、廉価に、マイクロ波を発生する発振器となり、かつ、正確な動作が期待できる。   Since the output oscillator of the proximity sensor according to the third aspect is a dielectric oscillator (DRO) or an LC oscillator, it becomes an oscillator that generates microwaves at low cost and can be expected to operate accurately.

請求項1にかかる近接センサは、取付け対象に取付けてなる導電性部材の外側に設定した検出領域内に検出対象があるとき、前記導電性部材と前記検出領域の検出対象との間に空洞共振回路と見做される見做し回路を形成し、その見做し回路の周波数を前記導電性部材の大きさに対し、十分波長が短い周波数で前記導電性部材をアンテナとして放射するマイクロ波を供給する出力発振器から得て、前記出力発振器の発振周波数の偏移、振幅等を検出するものである。   The proximity sensor according to claim 1 has a cavity resonance between the conductive member and the detection target in the detection region when the detection target is within the detection region set outside the conductive member attached to the mounting target. A microwave that radiates the conductive member as an antenna at a frequency sufficiently short in wavelength with respect to the size of the conductive member is formed as an assumed circuit that is regarded as a circuit. Obtained from the output oscillator to be supplied and detects the deviation, amplitude and the like of the oscillation frequency of the output oscillator.

したがって、空洞共振回路と見做される見做し回路を形成する導電性部材から放射された電磁波の電界が、検出対象で反射或いは吸収され、その影響が出力発振器の出力周波数の変化となって現れるから、その出力発振器の発振周波数の周波数の偏移、当該周波数の振幅の変化を検出することにより、検出対象の存在・否存在、検出対象の移動速度、検出対象の大きさ等を検出することができる。   Therefore, the electric field of the electromagnetic wave radiated from the conductive member that forms an assumed circuit that is regarded as a cavity resonance circuit is reflected or absorbed by the detection target, and the effect thereof is a change in the output frequency of the output oscillator. Therefore, by detecting the frequency shift of the oscillation frequency of the output oscillator and the change in the amplitude of the frequency, the presence / absence of the detection target, the moving speed of the detection target, the size of the detection target, etc. are detected. be able to.

仮に、公知のテルミンの回路を利用して近接センサを構成したとしても、その波長からみて検出対象までの距離が短いものでは、検出対象をアンテナとして機能する導電性部材とアース間のコンデンサ容量として検出し、当該コンデンサ容量の大きさによって距離精度誤差が大きくなるが、本発明は、検出対象とアンテナと機能する導電性部材の間の相対距離に相当するマイクロ波の空洞共振回路と見做される見做し回路を形成でき、電磁波の電界・磁界の相互影響の方が大きくなり、電磁波放射空間の検出対象の静電容量に影響され難くなるから、検出精度が向上する。また、使用周波数が300MHzから300GHzのマイクロ波の使用によって、電磁波放射空間の湿度、温度、水蒸気、圧力等の雰囲気によって影響を受けない検出を可能とするため、装置が廉価となる。   Even if a proximity sensor is configured using a known Theremin circuit, if the distance to the detection target is short from the wavelength, the capacitance of the capacitor between the conductive member functioning as an antenna and the ground However, the present invention is regarded as a microwave cavity resonance circuit corresponding to the relative distance between the object to be detected and the conductive member functioning. Therefore, the mutual influence of the electric field / magnetic field of the electromagnetic wave becomes larger, and it becomes difficult to be affected by the capacitance of the object to be detected in the electromagnetic wave radiation space, so that the detection accuracy is improved. In addition, the use of microwaves having a frequency of 300 MHz to 300 GHz enables detection that is not affected by the atmosphere such as humidity, temperature, water vapor, pressure, etc. of the electromagnetic wave radiation space, so that the apparatus is inexpensive.

また、前記導電性部材は、車両に対して開閉自在に取付けられる開閉体としたものであるから、構造を簡単にし、かつ、廉価に製造することができる。
よって、近距離の検出が容易であり、かつ、廉価に製造可能な近距離状態の検出が可能となる。
In addition, since the conductive member is an opening / closing body that can be freely opened and closed with respect to the vehicle, the structure can be simplified and can be manufactured at low cost.
Therefore, it is easy to detect a short distance, and it is possible to detect a short distance state that can be manufactured at low cost.

請求項2にかかる近接センサは、取付け対象に取付けてなる導電性部材の外側に設定した検出領域内に検出対象があるとき、前記導電性部材と前記検出領域の検出対象との間に空洞共振回路と見做される見做し回路を形成し、その見做し回路の周波数を前記導電性部材の大きさに対し、十分波長が短い周波数で前記導電性部材をアンテナとして放射するマイクロ波を供給する出力発振器から得て、基準発振器から得られた周波数とをミキサでミキシングし、そのミキシングした周波数から特定の周波数を選択すると共に検波し、認識回路はその検波した周波数の信号によって、前記導電性部材の外側に設定した検出領域内の検出対象の変化を検出するものである。   The proximity sensor according to claim 2 has a cavity resonance between the conductive member and the detection target in the detection region when the detection target is in a detection region set outside the conductive member attached to the mounting target. A microwave that radiates the conductive member as an antenna at a frequency sufficiently short in wavelength with respect to the size of the conductive member is formed as an assumed circuit that is regarded as a circuit. The frequency obtained from the output oscillator to be supplied is mixed with the frequency obtained from the reference oscillator by a mixer, a specific frequency is selected and detected from the mixed frequency, and the recognition circuit uses the signal of the detected frequency to detect the conductivity. The change of the detection target in the detection region set outside the sex member is detected.

したがって、空洞共振回路と見做される見做し回路を形成する導電性部材から放射された電磁波の電界が検出対象で反射或いは吸収され、その影響が出力発振器の出力周波数の変化となって現れるから、認識回路でその出力発振器の発振周波数の周波数の偏移、当該周波数の振幅の変化を検出することにより、検出対象の存在・否存在、検出対象の移動速度、検出対象の大きさ等を検出することができる。   Therefore, the electric field of the electromagnetic wave radiated from the conductive member forming the assumed circuit regarded as the cavity resonance circuit is reflected or absorbed by the detection target, and the influence appears as a change in the output frequency of the output oscillator. From the detection circuit, the frequency shift of the oscillation frequency of the output oscillator and the change in the amplitude of the frequency are detected so that the presence / absence of the detection target, the moving speed of the detection target, the size of the detection target, etc. Can be detected.

仮に、公知のテルミンの回路を利用して近接センサを構成したとしても、検出対象をアンテナとして機能する導電性部材とアース間のコンデンサ容量として検出し、距離精度誤差が大きくなるが、本発明は、検出対象とアンテナと機能する導電性部材の間の相対距離に相当するマイクロ波の空洞共振回路と見做される見做し回路を形成し、電磁波の電界・磁界の相互影響の方が大きくなり、電磁波放射空間の検出対象の静電容量に影響され難くなるから、検出精度が向上する。また、使用周波数が300MHzから300GHzのマイクロ波の使用によって、電磁波放射空間の湿度、温度、水蒸気、圧力等の雰囲気によって影響を受けない検出を可能とするため、装置が廉価となる。   Even if a proximity sensor is configured using a known Theremin circuit, a detection target is detected as a capacitor capacity between a conductive member functioning as an antenna and a ground, and a distance accuracy error increases. This creates a circuit that is regarded as a microwave cavity resonance circuit corresponding to the relative distance between the object to be detected and the conductive member that functions, and the influence of the electric and magnetic fields of the electromagnetic wave is greater. Thus, the detection accuracy is improved because the detection target capacitance in the electromagnetic wave radiation space is hardly affected. In addition, the use of microwaves having a frequency of 300 MHz to 300 GHz enables detection that is not affected by the atmosphere such as humidity, temperature, water vapor, pressure, etc. of the electromagnetic wave radiation space, so that the apparatus is inexpensive.

また、前記取付け対象に一体または分離可能な導電性部材は、車両に対して開閉自在に取付けられる開閉体としたものであるから、構造を簡単にし、かつ、廉価に製造することができる。
よって、近距離の検出が容易であり、かつ、廉価に製造可能な近距離状態の検出が可能となる。
Further, since the conductive member that can be integrated with or separated from the attachment target is an opening / closing body that can be freely opened and closed with respect to the vehicle, the structure can be simplified and can be manufactured at low cost.
Therefore, it is easy to detect a short distance, and it is possible to detect a short distance state that can be manufactured at low cost.

請求項3の近接センサは、上記請求項1または請求項2の前記出力発振器を誘電体発振器またはLC発振器としたものであるから、発振器自体が廉価となり、結果的に装置を廉価にすることができる。   In the proximity sensor according to claim 3, since the output oscillator according to claim 1 or 2 is a dielectric oscillator or LC oscillator, the oscillator itself is inexpensive, and as a result, the apparatus is inexpensive. it can.

次に、本発明にかかる実施の形態の近接センサについて、図を用いて説明する。   Next, a proximity sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の実施の形態の近接センサを搭載した車両の全体構成概念図、また、図2は本発明の実施の形態の近接センサの機能ブロック図である。   FIG. 1 is a conceptual diagram of the overall configuration of a vehicle equipped with a proximity sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a functional block diagram of the proximity sensor according to the embodiment of the present invention.

図1において、車両1の各ドアの外パネル11〜14には、出力発振器21のアンテナ端子が電気的に給受電点に接続され、各ドアの外パネル11〜14がアンテナとして機能するようになっている。この外パネル11〜14は、本実施の形態の取付け対象である車両1に一体または分離可能に取付けてなる導電性部材を構成する。   In FIG. 1, the antenna terminals of the output oscillator 21 are electrically connected to the power supply / reception points on the outer panels 11 to 14 of the doors of the vehicle 1 so that the outer panels 11 to 14 of the doors function as antennas. It has become. The outer panels 11 to 14 constitute a conductive member that is integrally or separably attached to the vehicle 1 that is an attachment target of the present embodiment.

なお、本実施の形態においては、取付け対象である車両1の各ドアの外パネル11〜14がアンテナとなっている事例で説明するが、取付け対象である前後のバンパー、トランクリッド、ボンネット等についても、外パネル11〜14と同様に使用することができる。   In this embodiment, the case where the outer panels 11 to 14 of the doors of the vehicle 1 to be attached are antennas will be described. However, the front and rear bumpers, trunk lids, bonnets and the like to be attached are described. Can also be used in the same manner as the outer panels 11-14.

近接センサ10の出力は、電子制御回路2に入力されている。電子制御回路2は、この実施の形態ではドア開閉システムの障害物検知を実行するマイクロコンピュータからなり、ドアを開閉するときに、安全にドアを開閉できるか、障害物が存在してないか否かを判定し、人または構造物を検知するとドアの開閉を停止させ、車両1内に警報音を発生させるものである。   The output of the proximity sensor 10 is input to the electronic control circuit 2. In this embodiment, the electronic control circuit 2 is composed of a microcomputer that executes obstacle detection of the door opening / closing system. When the door is opened / closed, the door can be opened / closed safely, or there is no obstacle. If a person or a structure is detected, the opening / closing of the door is stopped and an alarm sound is generated in the vehicle 1.

出力発振器21は、周波数が300MHz〜300GHzのマイクロ波を発振する発振器で、アンテナとして機能する外パネル11〜14からマイクロ波を放射し、外パネル11〜14の外周囲に設定した検出領域11A〜14Aに、検出しようとする人、物体等の検出対象27が存在するか否かを判断するものである。なお、検出領域11A〜14Aは、外パネル11〜14に対し、放射するマイクロ波の周波数の半波長分の距離の外側に設定される。   The output oscillator 21 is an oscillator that oscillates a microwave having a frequency of 300 MHz to 300 GHz. The output oscillator 21 radiates microwaves from the outer panels 11 to 14 functioning as antennas, and is set in the detection regions 11A to 11A set on the outer periphery of the outer panels 11 to 14. In 14A, it is determined whether or not a detection target 27 such as a person or an object to be detected exists. The detection regions 11A to 14A are set outside the distance corresponding to the half wavelength of the frequency of the radiated microwave with respect to the outer panels 11 to 14.

この出力発振器21は、具体的には、外的要因で発振周波数が変化し易い、換言すれば、PLL回路等を有しない外的要因に同調しやすい誘電体発振器(DRO)またはLC発振器としたものである。この出力発振器21のアンテナ端子は、外パネル11〜14の給受電点に電気的に接続されている。したがって、この出力発振器21は、検出領域11A〜14Aの状態変化によって、その波長の変化、即ち、出力発振器21の発振周波数の周波数の偏移、当該周波数の振幅の変化等を得ることができる。   Specifically, the output oscillator 21 is a dielectric oscillator (DRO) or an LC oscillator that easily changes to an external factor that does not have a PLL circuit or the like because the oscillation frequency is likely to change due to an external factor. Is. The antenna terminal of the output oscillator 21 is electrically connected to the power supply / reception points of the outer panels 11 to 14. Therefore, the output oscillator 21 can obtain a change in wavelength, that is, a shift in the frequency of the oscillation frequency of the output oscillator 21, a change in the amplitude of the frequency, and the like according to a change in the state of the detection regions 11A to 14A.

ここで、出力発振器21と、検出領域11A〜14Aの状態変化によって、出力発振器21の発振周波数の周波数の偏移、当該周波数の振幅の変化等の周波数の変化について説明する。   Here, frequency changes such as a shift in the frequency of the oscillation frequency of the output oscillator 21 and a change in the amplitude of the frequency according to the state change of the output oscillator 21 and the detection regions 11A to 14A will be described.

外パネル11〜14は出力発振器21からマイクロ波の供給を受けて、外パネル11〜14の外方向にマイクロ波を放射する。このマイクロ波を放射により、検出領域11A〜14Aに、人、物体等の検出対象27が存在すると、外パネル11〜14から放射された電磁波の電界が検出対象27で反射或いは吸収され、その影響が出力発振器21の出力周波数の変化となって現れる。即ち、外パネル11〜14によって検出対象27を検出する領域は共振回路31として機能し、ここにおいては、検出領域11A〜14Aにおいて、人、物体等の検出対象27が存在するか否かによって、無数の共振周波数を持つことになる。出力発振器21は、その具現化された構造的装置、即ち、マイクロ波発生装置32としてみると、2〜3程度の複数の共振周波数を有する。   The outer panels 11 to 14 receive microwaves from the output oscillator 21 and radiate microwaves outward of the outer panels 11 to 14. When the detection target 27 such as a person or an object exists in the detection regions 11A to 14A by radiating this microwave, the electric field of the electromagnetic wave radiated from the outer panels 11 to 14 is reflected or absorbed by the detection target 27, and the influence thereof. Appears as a change in the output frequency of the output oscillator 21. That is, the region where the detection target 27 is detected by the outer panels 11 to 14 functions as the resonance circuit 31. Here, depending on whether or not the detection target 27 such as a person or an object exists in the detection regions 11A to 14A, It will have countless resonance frequencies. The output oscillator 21 has a plurality of resonance frequencies of about 2 to 3 when viewed as the embodied structural device, that is, the microwave generator 32.

ここで、共振回路31とマイクロ波発生装置32とを一体に接続すると、その発振周波数が近くに存在しているために、共振回路31の発振周波数が出力発振器21の発振周波数と引合って、両者は共通する1つの特定の共振周波数で発振することになる。   Here, when the resonance circuit 31 and the microwave generator 32 are connected together, the oscillation frequency is close to the oscillation circuit 31 and the oscillation frequency of the resonance circuit 31 attracts the oscillation frequency of the output oscillator 21. Both will oscillate at one particular resonant frequency in common.

即ち、外パネル11〜14をアンテナとしてマイクロ波を放射する共振回路31と外パネル11〜14の大きさに対し十分波長が短い周波数を出力する出力発振器21からなるマイクロ波発生装置32とが共通する1つの特定の共振周波数となる見做し回路33が形成される。出力発振器21から出力され、外パネル11〜14から放射された電磁波の電界は、検出対象27で反射或いは吸収される。この見做し回路33における検出対象27の存在により、外パネル11〜14から放射された電磁波の電界が検出対象27で反射或いは吸収され、その影響が出力発振器21の出力周波数の変化となって現れる。この出力発振器21の発振周波数の偏移、特定周波数の振幅を検出することにより、検出対象27の状態を検出することができる。検出対象27の検出は、出力発振器21の発振周波数の周波数の偏移、周波数の振幅の変化等の周波数の変化を検出することにより、検出対象27の存在・否存在、検出対象27の移動速度、検出対象27の大きさ等を得ることができる。   That is, the resonance circuit 31 that radiates microwaves using the outer panels 11 to 14 as antennas and the microwave generator 32 that includes the output oscillator 21 that outputs a frequency having a sufficiently short wavelength with respect to the size of the outer panels 11 to 14 are common. As a result, an assumed circuit 33 having a specific resonance frequency is formed. The electric field of the electromagnetic wave output from the output oscillator 21 and radiated from the outer panels 11 to 14 is reflected or absorbed by the detection target 27. Due to the presence of the detection target 27 in the detection circuit 33, the electric field of the electromagnetic wave radiated from the outer panels 11 to 14 is reflected or absorbed by the detection target 27, and the influence thereof is a change in the output frequency of the output oscillator 21. appear. The state of the detection target 27 can be detected by detecting the deviation of the oscillation frequency of the output oscillator 21 and the amplitude of the specific frequency. The detection of the detection target 27 is performed by detecting the frequency change such as the frequency shift of the oscillation frequency of the output oscillator 21 and the change of the frequency amplitude, and the presence / absence of the detection target 27 and the moving speed of the detection target 27. The size of the detection object 27 can be obtained.

前述したように、外パネル11〜14をアンテナとしてマイクロ波を放射しているとき、そこに検出対象27が近づくと、外パネル11〜14と検出対象27が互いをアンテナと機能する空洞共振回路と見做される見做し回路33を形成する。この見做し回路33において、検出領域11A〜14Aとは、出力発振器21から出力され、外パネル11〜14から放射された電磁波の電界が、検出対象27で反射或いは吸収され、出力発振器21の発振周波数の偏移、特定周波数の振幅となって反応がある二次元領域となる。同様に、電磁波放射空間とは、検出領域11A〜14Aを三次元的に捉えたマイクロ波の放射される三次元空間である。したがって、本発明の実施の形態を説明する検出領域11A〜14Aと電磁波放射空間は、何れも検出対象27を検出可能な領域を意味することになる。   As described above, when microwaves are radiated using the outer panels 11 to 14 as antennas, when the detection target 27 approaches the cavity resonant circuit, the outer panels 11 to 14 and the detection target 27 function as antennas. As a result, the circuit 33 is formed. In this detection circuit 33, the detection regions 11 </ b> A to 14 </ b> A are output from the output oscillator 21, and the electric field of the electromagnetic wave radiated from the outer panels 11 to 14 is reflected or absorbed by the detection target 27. The oscillation frequency shifts and the amplitude of the specific frequency becomes a two-dimensional region where there is a reaction. Similarly, the electromagnetic wave radiation space is a three-dimensional space where microwaves are radiated in which the detection regions 11A to 14A are three-dimensionally captured. Therefore, the detection areas 11A to 14A and the electromagnetic wave radiation space for explaining the embodiment of the present invention mean areas where the detection object 27 can be detected.

一方、PLL回路等によって出力周波数が変化し難い基準発振器22は、電磁波放射空間の状態変化によって影響されることのない特定の周波数(fo)からなる安定したマイクロ波を発振する発振器で、通常、出力発振器21の出力周波数をミキサ23でダウンコンバートする基準の周波数(fo)となるものである。   On the other hand, the reference oscillator 22 whose output frequency is hardly changed by a PLL circuit or the like is an oscillator that oscillates a stable microwave having a specific frequency (fo) that is not affected by a change in the state of the electromagnetic wave radiation space. This is the reference frequency (fo) for down-converting the output frequency of the output oscillator 21 by the mixer 23.

そして、ミキサ23は、出力発振器21から得られた周波数(f)と基準発振器22から得られた周波数(fo)をミキシングし、ダウンコンバートするもので、具体的には、ミキシングにより、ミキシング周波数(mf+nfo;但し、m,nは−∞〜+∞の整数)を得るものであればよい。バンドパスフィルタ24はミキシング周波数(mf+nfo)から、本実施の形態では、特定のミキシング周波数(|f+fo|)を選択するフィルタであり、また、検波器25は、バンドパスフィルタ24を通過した周波数を検波して所定の周波数の振幅のみとする回路である。なお、このバンドパスフィルタ24と検波器25は、特定のミキシング周波数(f+fo)のみ復調すればよいことであるから、本発明を実施する場合には、バンドパスフィルタ24と検波器25の信号処理の順序を問うものではない。結果的に、周波数変化を基準発振器(fo)によってミキシングし、バンドパスフィルタ24を通して特定の周波数を取出し、当該取出した周波数を検波器25によって検波し、振幅変化に変換するものであればよい。   The mixer 23 mixes and down-converts the frequency (f) obtained from the output oscillator 21 and the frequency (fo) obtained from the reference oscillator 22. Specifically, the mixer 23 performs mixing frequency ( mf + nfo; provided that m and n are integers from −∞ to + ∞. The bandpass filter 24 is a filter that selects a specific mixing frequency (| f + fo |) from the mixing frequency (mf + nfo) in the present embodiment, and the detector 25 calculates the frequency that has passed through the bandpass filter 24. This circuit detects only the amplitude of a predetermined frequency. Since the band-pass filter 24 and the detector 25 need only demodulate a specific mixing frequency (f + fo), the signal processing of the band-pass filter 24 and the detector 25 is performed when the present invention is implemented. There is no question of the order. As a result, the frequency change may be mixed by the reference oscillator (fo), a specific frequency is extracted through the band pass filter 24, the extracted frequency is detected by the detector 25, and converted into an amplitude change.

更に、認識回路26は、バンドパスフィルタ24を通過した周波数の信号を検波する検波器25を通過させた周波数の信号によって、電磁波放射空間の変化を認識し、その内容を識別するもので、この検出された周波数の偏移(シフト)及びその特定周波数の振幅(電圧)変化は、人、物体等の検出対象27の距離、大きさに相当する周波数偏移、特定周波数の振幅を予め基準電圧として測定しておき、その周波数偏移、基準電圧から距離、大きさ、移動速度を推定することで検出を行うものである。このため、具体的には、F−V変換器、FFT等とメモリ等で構成され、ミキサ23を通過させた周波数の偏移、当該周波数の振幅の変化等が記憶されているメモリマップを有しており、当該メモリマップの情報と比較して電磁波放射空間の変化を判断する。しかし、バンドパスフィルタ24の帯域を狭くし、電磁波放射空間である検出領域11A〜14Aに人等の検出対象27が存在しないときと、存在するときに、バンドパスフィルタ24を通過する周波数(信号)の有無が変化すれば、検出対象27の有無を2値(ON,OFF)で検出することができる。   Further, the recognition circuit 26 recognizes the change in the electromagnetic wave radiation space by the frequency signal that has passed through the detector 25 that detects the frequency signal that has passed through the band-pass filter 24, and identifies the contents thereof. The detected frequency shift (shift) and the change in amplitude (voltage) of the specific frequency are determined based on the frequency shift corresponding to the distance and size of the detection target 27 such as a person or an object, and the specific frequency amplitude in advance. And detecting by estimating the distance, size, and moving speed from the frequency deviation and the reference voltage. Therefore, specifically, it has a memory map that is composed of an FV converter, FFT, etc., and a memory, and stores the frequency shift passed through the mixer 23, the amplitude change of the frequency, etc. Therefore, the change of the electromagnetic wave radiation space is determined by comparing with the information of the memory map. However, the band of the band pass filter 24 is narrowed, and the frequency (signal) that passes through the band pass filter 24 when the detection target 27 such as a person does not exist in the detection regions 11A to 14A that are the electromagnetic wave radiation spaces and when it exists. ) Can be detected by binary (ON, OFF).

そして、方向性結合器28は、出力発振器21の出力が電磁波放射空間である検出領域11A〜14Aの状態変化に左右され、その出力周波数が変化するから、その変化する周波数成分のみミキサ23に入力し、基準発振器22の出力にまで影響を及ぼさないようにするものである。   In the directional coupler 28, the output of the output oscillator 21 depends on the state change of the detection regions 11 </ b> A to 14 </ b> A that are the electromagnetic wave radiation spaces, and the output frequency changes. Therefore, only the changing frequency component is input to the mixer 23. However, the output of the reference oscillator 22 is not affected.

なお、本実施の形態の近接センサ10を構成する出力発振器21、基準発振器22、ミキサ23、バンドパスフィルタ24、検波器25は、車両1の各ドアの外パネル11〜14と内パネル(図示しない)との間に内蔵されている。   The output oscillator 21, the reference oscillator 22, the mixer 23, the band pass filter 24, and the detector 25 that constitute the proximity sensor 10 of the present embodiment are the outer panels 11 to 14 and the inner panels (illustrated) of each door of the vehicle 1. Not built in between.

近接センサ10の出力は、電子制御回路2に入力されている。電子制御回路2は、この実施の形態ではドア開閉システムの障害物検知装置を実行するマイクロコンピュータとなっている。   The output of the proximity sensor 10 is input to the electronic control circuit 2. In this embodiment, the electronic control circuit 2 is a microcomputer that executes an obstacle detection device of a door opening / closing system.

即ち、このとき、人、物、それらの大きさ等の周波数の偏移及び周波数の振幅情報は、それらの情報を認識回路26の内部で基準とする周波数の偏移及び振幅情報と比較参照して、検出対象27までの距離、検出対象27の大きさ、検出対象27の移動速度を推定判断する。この方法によれば、車両1のドアの自動開閉操作時の変化と、人や物との接近をも区別することができる。例えば、電子制御回路2は、ドアを開閉するときに、安全にドアを開閉できるか、障害物が存在しないか否かを判定し、人または構造物を検知するとドアの開閉を停止させ、車両内に警報音を発生させることもできる。   That is, at this time, frequency deviation and frequency amplitude information such as a person, an object, and their size are compared with reference to frequency deviation and amplitude information based on the information inside the recognition circuit 26. Thus, the distance to the detection target 27, the size of the detection target 27, and the moving speed of the detection target 27 are estimated and determined. According to this method, it is possible to distinguish a change during the automatic opening / closing operation of the door of the vehicle 1 from an approach to a person or an object. For example, when the electronic control circuit 2 opens and closes the door, the electronic control circuit 2 determines whether the door can be opened and closed safely or whether there is an obstacle, and stops the opening and closing of the door when a person or a structure is detected. An alarm sound can be generated in the inside.

このように構成した本実施の形態の近接センサは、次のように動作する。   The proximity sensor of the present embodiment configured as described above operates as follows.

出力発振器21の出力は、車両1の各ドアの外パネル11〜14をアンテナとして、外パネル11〜14から電磁波放射空間にマイクロ波を放射する。このとき、外パネル11〜14と検出対象27が互いをアンテナと機能する空洞共振回路と見做される見做し回路33を形成することになる。この空洞共振回路と見做される見做し回路33の出力は、1つの周波数の変化として出力発振器21の出力から得られた周波数(f)に現れる。得られた周波数(f)と基準発振器22から得られた周波数(fo)をミキサ23で、基準発振器22から得られた周波数とミキシングされてダウンコンバートされ、ミキサ23を通過させた周波数の偏移、当該周波数の振幅の変化を認識回路26で確認することにより、検出対象27の存在・否存在、検出対象27の移動速度、検出対象27の大きさ等を検出する。   The output of the output oscillator 21 radiates microwaves from the outer panels 11 to 14 to the electromagnetic wave radiation space using the outer panels 11 to 14 of the doors of the vehicle 1 as antennas. At this time, the outer panels 11 to 14 and the detection target 27 form an assumption circuit 33 that is regarded as a cavity resonance circuit that functions as an antenna. The output of the assuming circuit 33 regarded as the cavity resonance circuit appears at a frequency (f) obtained from the output of the output oscillator 21 as one frequency change. The obtained frequency (f) and the frequency (fo) obtained from the reference oscillator 22 are mixed with the frequency obtained from the reference oscillator 22 by the mixer 23, down-converted, and the frequency shift passed through the mixer 23. Then, by confirming the change in the amplitude of the frequency with the recognition circuit 26, the presence / absence of the detection target 27, the moving speed of the detection target 27, the size of the detection target 27, and the like are detected.

このように、検出対象27と外パネル11〜14との間の相対距離に相当するマイクロ波の空洞共振回路と見做される見做し回路33を形成できるから、マイクロ波の電界・磁界の相互影響の方が検出対象27の静電容量の影響よりも大きく、外パネル11〜14間の電界強度(磁界)の共振回路31としてみなすことができ、電磁波放射空間の検出対象27の静電容量に影響され難くなる。   In this way, since it is possible to form an assuming circuit 33 that is regarded as a microwave cavity resonance circuit corresponding to the relative distance between the detection object 27 and the outer panels 11 to 14, it is possible to form a microwave electric field / magnetic field. The mutual influence is larger than the influence of the capacitance of the detection target 27 and can be regarded as the resonance circuit 31 of the electric field strength (magnetic field) between the outer panels 11 to 14, and the electrostatic detection of the detection target 27 in the electromagnetic wave radiation space. Less susceptible to capacity.

出力発振器21の周波数が外パネル11〜14からマイクロ波が放射されても、反射または吸収を起こす検出対象27が電磁波放射空間内にない場合には、出力発振器21の周波数変動は生じない。   Even if microwaves are radiated from the outer panels 11 to 14 when the frequency of the output oscillator 21 is not detected, the frequency fluctuation of the output oscillator 21 does not occur if the detection target 27 that causes reflection or absorption is not in the electromagnetic wave radiation space.

ところが、外パネル11〜14の近くに人等の検出対象27が近づくと、マイクロ波の電界が検出対象27で反射或いは吸収され、電磁波放射空間の状態が変化する。このとき、外パネル11〜14に戻った反射波の検出対象27からの距離に相当する周波数成分(波長成分)が、外パネル11〜14から出力される出力発振器21の周波数に近い周波数であり、形式的には、2種類の周波数が存在する状態になるが、現実には、互いに結合し、共振現象の周波数としては1つの周波数(f)に変化する。この周波数変化を基準発振器22の出力周波数(fo)をミキサ23に導入し、このミキサ23によってミキシングした周波数は、ミキシング周波数(|f+fo|)とミキシング周波数(|f−fo|)となる。ミキサ23からのミキシング周波数(|f+fo|、|f−fo|)は、バンドパスフィルタ24を通して変動差分の周波数、即ち、ミキシング周波数(f+fo)またはミキシング周波数(f−fo)を取出し、当該取出したミキシング周波数(f+fo)またはミキシング周波数(f−fo)を検波器(Sカーブ特性器)25によって検波し、ミキシング周波数(f+fo)またはミキシング周波数(f−fo)の振幅を検出する。ミキサ23を通過させたミキシング周波数(f+fo)またはミキシング周波数(f−fo)の偏移、当該周波数の振幅の変化を認識回路26で確認することにより、検出対象27の存在・否存在、検出対象27の移動速度、検出対象27の大きさ等を検出する。   However, when the detection target 27 such as a person approaches the outer panels 11 to 14, the microwave electric field is reflected or absorbed by the detection target 27, and the state of the electromagnetic wave radiation space changes. At this time, the frequency component (wavelength component) corresponding to the distance from the detection target 27 of the reflected wave returned to the outer panels 11 to 14 is a frequency close to the frequency of the output oscillator 21 output from the outer panels 11 to 14. Formally, there are two types of frequencies, but in reality, they are coupled to each other, and the frequency of the resonance phenomenon changes to one frequency (f). The frequency change is introduced into the mixer 23 by the output frequency (fo) of the reference oscillator 22, and the frequency mixed by the mixer 23 becomes a mixing frequency (| f + fo |) and a mixing frequency (| f-fo |). The mixing frequency (| f + fo |, | f−fo |) from the mixer 23 is extracted through the band pass filter 24 by taking out the frequency of the fluctuation difference, that is, the mixing frequency (f + fo) or the mixing frequency (f−fo). The mixing frequency (f + fo) or the mixing frequency (f−fo) is detected by the detector (S curve characteristic device) 25, and the amplitude of the mixing frequency (f + fo) or the mixing frequency (f−fo) is detected. By confirming the deviation of the mixing frequency (f + fo) or the mixing frequency (f−fo) passed through the mixer 23 and the change in the amplitude of the frequency with the recognition circuit 26, the presence / absence of the detection target 27, the detection target The moving speed of 27, the size of the detection object 27, and the like are detected.

本実施の形態で使用する出力発振器21は、使用周波数が300MHzから300GHzのマイクロ波を発振する誘電体発振器としたものであるから、廉価に、マイクロ波を発生することができ、装置全体を廉価にすることができる。   Since the output oscillator 21 used in the present embodiment is a dielectric oscillator that oscillates a microwave with a use frequency of 300 MHz to 300 GHz, the microwave can be generated at low cost, and the entire apparatus is inexpensive. Can be.

また、本実施の形態のアンテナは、車両1のドアの外パネル11〜14としたものである。特に、車両1のドアをアンテナとしたものでは、防犯システム、キーレスエントリーシステム等のセンサとして使用でき、しかも、電磁波放射空間を車両1のドアの外パネル11〜14から100cm〜30cm以内に設定することもできる。   Further, the antenna of the present embodiment is an outer panel 11 to 14 of the door of the vehicle 1. In particular, if the door of the vehicle 1 is an antenna, it can be used as a sensor for a security system, a keyless entry system or the like, and the electromagnetic radiation space is set within 100 cm to 30 cm from the outer panel 11 to 14 of the door of the vehicle 1. You can also.

したがって、認識回路26の出力を入力する電子制御回路2は、この実施の形態ではドア開閉システムの障害物検知を実行するマイクロコンピュータからなり、ドアを開閉するときに、安全にドアを開閉できるか、障害物が存在しないか否かを判定し、人または構造物を検知するとドアの開閉を停止させ、車両1内に警報音を発生させることもできる。   Therefore, in this embodiment, the electronic control circuit 2 that inputs the output of the recognition circuit 26 is composed of a microcomputer that executes obstacle detection of the door opening / closing system, and can the door be opened and closed safely when the door is opened and closed? It is also possible to determine whether or not there is an obstacle, and when a person or structure is detected, the door can be opened and closed, and an alarm sound can be generated in the vehicle 1.

また、公知のスマートキーと組み合わせると、車両1の運転手が車両1に近づくことにより、ドアの開放を行うことができるが、このとき、例えば、運転手側のドアの反対側に人が隠れている場合には、電子制御回路2によって、それが検出されているから、運転手にそれを警告することができるし、必要に応じて、運転手側のドアを開放しないようにし、異常を警報することもできる。勿論、運転手側のドアのみを開放し、運転手の乗り込みを急がせ、全ドアをロック状態とすることもできる。即ち、車両1付近に第三者がいることを、スマートキーの持ち主と区別することで判定し、運転者にそれを警告することができる。加えて、スマートキーとの区別により、人が近づくとキー操作なしてドアを開放し、人が離れると閉鎖することもできる。   In addition, when combined with a known smart key, the driver of the vehicle 1 can open the door by approaching the vehicle 1, but at this time, for example, a person is hidden behind the door on the driver side. If it is detected by the electronic control circuit 2, the driver can be warned, and if necessary, the driver's door should not be opened, You can also alarm. Of course, it is also possible to open only the driver's side door, speed up the driver's boarding, and lock all the doors. That is, it is possible to determine that there is a third party near the vehicle 1 by distinguishing it from the owner of the smart key, and warn the driver. In addition, by distinguishing from the smart key, the door can be opened without a key operation when a person approaches and can be closed when the person leaves.

本発明は、電磁波放射空間の湿度、温度、水蒸気、圧力等の雰囲気の影響を受けないで検出対象27の近距離の検出を可能とするから、防犯システム、キーレスエントリーシステム等のセンサのみでなく、自然界の空気中の湿度変化等の気象条件が変化しても、それに影響されなくなるから、各種の近距離を検出するセンサとして使用できる。   Since the present invention enables detection of a short distance of the detection object 27 without being affected by the atmosphere such as humidity, temperature, water vapor, pressure, etc. of the electromagnetic wave radiation space, not only a sensor such as a security system or a keyless entry system. Even if the weather conditions such as humidity change in the air in the natural world change, it is not affected by it, so it can be used as a sensor for detecting various short distances.

また、車両1に取付ける場合でも、走行中に前方バンパーで検出対象27を跳ねたとき、それを本実施の形態の近接センサで検出し、ボンネットの上に検出対象27が載る可能性が高いので、ボンネットを浮き上がらせ、ボンネット状に軟着陸させるようにすることができる。または、ボンネットにエアバックを作動させることができる。   In addition, even when attached to the vehicle 1, when the detection target 27 is bounced by the front bumper during traveling, it is highly likely that the detection target 27 will be placed on the hood by detecting it with the proximity sensor of the present embodiment. The bonnet can be lifted and softly landed in the form of a bonnet. Alternatively, the airbag can be actuated on the bonnet.

そして、本実施の形態の近接センサを後方バンパーに取付けることにより、バックソナーとしても使用できる。   And it can use also as a back sonar by attaching the proximity sensor of this Embodiment to a back bumper.

更に、本実施の形態の近接センサは、車両のシートに配設することにより、着座の有無、着座の姿勢を検出し、ヘッドレストの昇降、起倒等の制御にも使用できる。   Furthermore, the proximity sensor according to the present embodiment can be used for controlling the raising and lowering of the headrest and the like by detecting the presence / absence of the seating and the posture of the seating by being disposed on the vehicle seat.

図1は本発明の実施の形態の近接センサを搭載した車両の全体構成概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of the overall configuration of a vehicle equipped with a proximity sensor according to an embodiment of the present invention. 図2は本発明の実施の形態の近接センサの機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of the proximity sensor according to the embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 車両
11〜14 外パネル(導電性部材)
11A〜14A 検出領域
21 出力発振器
22 基準発振器
23 ミキサ
24 バンドパスフィルタ
25 検波器
26 認識回路
27 検出対象
33 空洞共振回路と見做される見做し回路
1 Vehicle 11-14 Outer panel (conductive member)
11A to 14A Detection area 21 Output oscillator 22 Reference oscillator 23 Mixer 24 Bandpass filter 25 Detector 26 Recognition circuit 27 Object to be detected 33 Look-up circuit regarded as a cavity resonance circuit

Claims (3)

車両に対して開閉自在に取付けられる開閉体からなる導電性部材と、
前記導電性部材の大きさに対し、十分波長が短い周波数で前記導電性部材をアンテナとして放射するマイクロ波を供給する出力発振器とを具備し、
前記導電性部材の外側に設定した検出領域内に検出対象があるとき、前記導電性部材と前記検出領域の検出対象との間に空洞共振回路と見做される見做し回路を形成し、当該見做し回路の周波数を前記出力発振器から得て、前記検出領域の検出対象を前記出力発振器の発振周波数の変化として検出することを特徴とする近接センサ。
A conductive member comprising an opening / closing body that is attached to the vehicle so as to be freely opened and closed;
An output oscillator that supplies a microwave that radiates the conductive member as an antenna at a frequency with a sufficiently short wavelength with respect to the size of the conductive member;
When there is a detection target in the detection region set outside the conductive member, an assumed circuit that is regarded as a cavity resonance circuit is formed between the conductive member and the detection target of the detection region, A proximity sensor, wherein the frequency of the detection circuit is obtained from the output oscillator, and the detection target in the detection region is detected as a change in the oscillation frequency of the output oscillator.
車両に対して開閉自在に取付けられる開閉体からなる導電性部材と、
前記導電性部材の大きさに対し、十分波長が短い周波数で前記導電性部材をアンテナとして放射するマイクロ波を供給する出力発振器と、
前記出力発振器から出力された周波数と基準発振器から得られた周波数とをミキシングするミキサと、
前記ミキサでミキシングした周波数を選択すると共に検波した周波数の信号によって、前記導電性部材の外側に設定した検出領域内の検出対象を認識する認識回路と
を具備することを特徴とする近接センサ。
A conductive member comprising an opening / closing body that is attached to the vehicle so as to be freely opened and closed;
An output oscillator for supplying a microwave that radiates the conductive member as an antenna at a frequency having a sufficiently short wavelength with respect to the size of the conductive member;
A mixer for mixing the frequency output from the output oscillator and the frequency obtained from a reference oscillator;
A proximity sensor comprising: a recognition circuit that selects a frequency mixed by the mixer and recognizes a detection target in a detection region set outside the conductive member based on a detected frequency signal.
前記出力発振器は、誘電体発振器またはLC発振器としたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の近接センサ。 The proximity sensor according to claim 1, wherein the output oscillator is a dielectric oscillator or an LC oscillator.
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