(57)【要約】【課題】  ゴキブリなどの移動体を効果的に検出することができる移動体検出装置及びそれに用いられる近接センサを提供すること。【解決手段】  移動体検出装置７０は、基板１５３上に縦横に配列される複数の第１電極部分１５１ｐと、基板上に第１電極部分と所定の間隙を隔てて縦横各々に交互配置される複数の第２電極部分１５２ｐと、第１、第２電極部分とともにＣＲ発振部を構成する発振回路７１と、発振回路の発振周波数は第１、第２電極部分を跨いで存在する物体の比誘電率及び大きさに応じて決まり、発振周波数は物体の縦横の移動に応じて変動する、発振回路の発振信号を電圧信号に変換する周波数電圧変換部７４と、電圧信号の電圧値は発振周波数の逆数を反映し且つ発振周波数の変動に応じて振動する、電圧信号の振動周波数と電圧値とに基づいて物体が目標物であるか否かを判定する判定部７６とを具備する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の接近及び移動を静電容量の変化から検知するための近接センサにおいて、
基板と、
前記基板上に配置される第１電極と、
前記基板上に配置される第２電極とを有し、
前記第１電極は複数の第１電極部分からなり、
前記第２電極は複数の第２電極部分からなり、
前記複数の第１電極部分と前記複数の第２電極部分とは縦横各々に関して所定の間隙を隔てて交互に稠密配置されることを特徴とする近接センサ。
【請求項２】
前記第１電極部分と前記第２電極部分とは同形且つ同寸の四角形状又は三角形状を有することを特徴とする請求項１記載の近接センサ。
【請求項３】
前記第１電極部分と前記第２電極部分とは正方形状を有することを特徴とする請求項１記載の近接センサ。
【請求項４】
前記第１電極部分と前記第２電極部分とは直角三角形状を有することを特徴とする請求項１記載の近接センサ。
【請求項５】
前記第１電極部分と前記第２電極部分とは底辺どうし及び斜辺どうしが互いに近接するように稠密に配置されることを特徴とする請求項４記載の近接センサ。
【請求項６】
基板上に縦横に配列される複数の第１電極部分と、
前記基板上に前記第１電極部分と所定の間隙を隔てて縦横各々に交互配置される複数の第２電極部分と、
前記第１、第２電極部分とともにＣＲ発振部を構成する発振回路と、前記発振回路の発振周波数は前記第１、第２電極部分を跨いで存在する物体の比誘電率及び大きさに応じて決まり、前記発振周波数は前記物体の縦横の移動に応じて変動する、
前記発振回路の発振信号を電圧信号に変換する周波数電圧変換部と、前記電圧信号の電圧値は前記発振周波数の逆数を反映し且つ前記発振周波数の変動に応じて振動する、
前記電圧信号の振動周波数と電圧値とに基づいて前記物体が目標物であるか否かを判定する判定部とを具備することを特徴とする移動体検出装置。
【請求項７】
前記判定部は、前記目標物の移動速度幅に応じて予め設定された通過帯域以外の前記電圧信号の周波数成分を減衰するバンドパスフィルタ回路と、前記電圧信号の電圧値を前記目標物の比誘電率及び大きさに応じて予め設定された参照電圧に比較するコンパレータ回路とを有することを特徴とする請求項６記載の移動体検出装置。
【請求項８】
前記コンパレータ回路の入力段において前記電圧信号の電圧値又は前記参照電圧の電圧値を修正する修正部をさらに備えることを特徴とする請求項７記載の移動体検出装置。
【請求項９】
前記第１電極部分と前記第２電極部分とは同形且つ同寸の四角形状又は三角形状を有することを特徴とする請求項６記載の移動体検出装置。
【請求項１０】
前記第１電極部分と前記第２電極部分とは正方形状を有することを特徴とする請求項６記載の移動体検出装置。
【請求項１１】
前記第１電極部分と前記第２電極部分とは直角三角形状を有することを特徴とする請求項６記載の移動体検出装置。
【請求項１２】
前記第１電極部分と前記第２電極部分とは底辺どうし及び斜辺どうしが互いに近接するように稠密に配置されることを特徴とする請求項１１記載の移動体検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体検出装置及び近接センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
害虫を検知する方法として、特許文献１に記載があるように、ゴキブリの抵抗成分を利用して、２つの電極にゴキブリが接触したときに電極間に流れる電流を測定する方法が知られている。また、このような用途に用いられる電極は、例えば、特許文献１に記載されているような２本の帯状の電極を並行に配置した電極、また、複数の第１電極と複数の第２電極とを平行に、且つ交互に配列した櫛歯状の電極が用いられる。
【０００３】
しかしながら、この方法によれば、抵抗値が比較的低いゴキブリの成虫を検知することはできたが、成虫に比べて抵抗値が高いゴキブリの幼虫を検知することは難しかった。また、ゴキブリの動作方向は、一方向ではないため、上記のような単純に平行に配置した電極では、効果的に害虫を検知することはできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−１４１２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
目的は、ゴキブリなどの移動体を効果的に検出することができる移動体検出装置及びそれに用いられる近接センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態に係る近接センサは、基板と、前記基板上に配置される第１電極と、前記基板上に配置される第２電極とを有し、前記第１電極は複数の第１電極部分からなり、前記第２電極は複数の第２電極部分からなり、前記複数の第１電極部分と前記複数の第２電極部分とは縦横各々に関して所定の間隙を隔てて交互に稠密配置される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本実施形態に係る移動体検出装置を備える害虫検知装置を示す図である。
【図２】図２は、図１の害虫検知装置の機能構成図である。
【図３】図３は、図１の害虫検知装置を用いたシステム構成の一例である。
【図４】図４は、図１の害虫検知装置の内部構造図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る移動体検出装置の機能構成図である。
【図６】図６は、図５の点線枠Ａに対応する第１電極、第２電極の一例を示す平面図である。
【図７】図７は、図５の周波数電圧変換回路の等価回路図である。
【図８】図８は、図７の補足説明図である。
【図９】図９は、図７のサンプルホールド回路の出力電圧を示す図である。
【図１０】図１０は、図７のサンプルホールド回路の出力電圧を示す図である。
【図１１】図１１は、図７のサンプルホールド回路の出力電圧を示す図である。
【図１２】図１２は、図６の第１電極、第２電極の他の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本実施形態に係る移動体検出装置は、典型的にはゴキブリなどの害虫の接近及び移動を電極間の静電容量の変化から検知する装置である。本実施形態に係る移動体検出装置の特徴は、主に害虫を検出する電極の構造と、静電容量の変化に基づく、害虫の検出処理とにある。
【０００９】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係る移動体検出装置を説明する。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１０】
（害虫検知装置１０）  
以下、移動体検出装置７０を用いた害虫検知装置１０を説明する。  
害虫検知装置１０は、害虫の移動経路と推定される冷蔵庫の下などの狭い所にも配置することができる形状、寸法に構成される。図１に示すように、例えば、害虫検知装置１０は箱体１１に構成される。箱体１１の側壁には、箱体１１の内部に害虫を侵入させるための複数の侵入孔１２が離散的に設けられている。箱体１１内の底面には、害虫を粘着するための粘着剤が塗布されている粘着シート１４と、電極部１５とが設けられている。図４に示すように、典型的には、電極部１５は、粘着シート１４の全周を取り囲むように配置される。この電極部１５の詳細は後述する。箱体１１の蓋部の表面には、害虫検知装置１０の各種機能を実現する制御基板６０が設置される。
【００１１】
制御基板６０にはＲＦＩＣ（高周波集積回路）６１が実装されている。図２に示すように、ＲＦＩＣ６１は、電源回路８０から供給される電力により駆動される。電源回路８０は、電池９０から供給される電力を用いて、ＲＦＩＣ６１、ＬＥＤ６５及び移動体検出装置７０の駆動電圧ＶＤＤを発生する。また、電源回路８０は、電池９０から供給される電力を用いて、移動体検出装置７０で使用される基準電圧Ｖｒｅｆを発生する。ＲＦＩＣ６１のＧＮＤ端子はグランドに接続され、ＶＤＤ端子には電源回路８０が接続され、ＡＮＴ端子にはアンテナ６３が接続され、Ｉｎｐｕｔ端子には本実施形態に係る移動体検出装置７０が接続され、Ｏｕｔｐｕｔ端子にはＬＥＤ６５が接続される。ＲＦＩＣ６１は、機能上、通信部、制御部等を備える制御回路である。
【００１２】
ＲＦＩＣ６１の通信部は、ルータなどのゲートウェイ機器、スマートフォンなどの携帯型情報処理端末に対して、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)等の近距離無線規格に従って接続する。
【００１３】
ＲＦＩＣ６１の制御部は、移動体検出装置７０から入力された移動体検出信号に基づいて、移動体が検出されたことを確認する。制御部は、移動体を確認したとき、ＬＥＤ６５を点灯制御する。また、制御部は、移動体を確認したとき、通信部を制御し、移動体を検出したことを示す信号を外部の情報処理装置に送信する。例えば、図３に示すように、害虫検知装置１０は、ゲートウェイ機器２０を介してインターネット網５０に接続する。このインターネット網５０にはサーバ装置３０が接続される。害虫検知装置１０は、移動体を確認したとき、害虫検知信号をサーバ装置３０に送信する。サーバ装置３０は、害虫検知装置１０の装置ＩＤに対して害虫検知数を関連付けて管理する。サーバ装置３０は、害虫検知信号を受信したとき、送信元の害虫検知装置に対して関連付けられている害虫検知数を１増やすために更新する。害虫検知装置１０を使用して工場、店舗、一般家屋の害虫発生状況を調査する害虫駆除会社の作業員や、害虫検知装置１０を使用する一般家屋の住人は、ユーザＩＤ，パスワードを用いてサーバ装置にアクセスし、害虫検知装置１０毎で検知された害虫検知数を確認することができる。
【００１４】
なお、害虫検知装置１０は、ゲートウェイ機器２０を介してインターネット網５０に接続する形態に限定されず、害虫検知装置１０が直接的にインターネット網５０に接続される形態であってもよいし、害虫検知装置１０が設置された家屋の住人が所有するスマートフォンなどの携帯型情報処理端末に直接的に接続される形態であってもよい。
【００１５】
（移動体検出装置７０）  
以下、本実施形態に係る移動体検出装置７０の詳細を説明する。図５に示すように、移動体検出装置７０は、発振回路７１と、分周回路７２と、タイミングパルス発生回路７３と、周波数電圧変換回路７４と、判定回路７６と、安定化回路７７とを有する。
【００１６】
発振回路７１は、典型的にはコンパレータを用いたＣＲ発振回路７１を用いることができる。発振回路７１により発生された発振信号は分周回路７２に入力される。ＣＲ発振回路７１は第１電極１５１と、第１電極１５１に並設される第２電極１５２とを有する。典型的には、第１電極１５１と第２電極１５２とのうち一方は、グランドに接続される。第１電極１５１と第２電極１５２とは電極部１５を構成する。第１、第２電極１５１，１５２は、誘電体基板１５３上に導体パターンが形成されてなる。第１電極１５１は複数の第１電極部分１５１ｐを有する。同様に、第２電極１５２は複数の第２電極部分１５２ｐを有する。
【００１７】
以下、電極部１５の電極構造について、図６を参照して説明する。図６は、図４の点線枠Ａの拡大図である。図６に示すように、複数の第１電極部分１５１ｐと複数の第２電極部分１５２ｐとは縦横（図中、Ｘ方向及びＹ方向）各々に関して所定の間隙を隔てて交互に稠密配置される。第１電極部分１５１ｐと第２電極部分１５２ｐとは同形且つ同寸の正方形状を有する。典型的には、第１、第２電極部分１５１ｐ、１５２ｐの幅、高さは、隣接する電極の間隙よりも広い。
【００１８】
発振回路７１の発振周波数は、第１、第２電極部分１５１ｐ、１５２ｐを跨いで存在する物体の比誘電率及び大きさに応じて決まり、発振周波数は物体の縦横の移動に応じて変動する。具体的には、第１、第２電極１５１，１５２上にゴキブリが存在しているとき、ゴキブリの比誘電率は空気よりも高いため、第１、第２電極１５１，１５２に物体が接近、接触していない定常状態に比べて静電容量は増加し、発振周波数は低下する。この発振周波数は、第１、第２電極１５１，１５２上に存在する物体の種類が同じであればその物体が大きい程、低い。したがって、第１、第２電極１５１，１５２上に存在するゴキブリが幼虫であるときに比べて、成虫であるときの方が発振周波数は低い。また、発振周波数は、第１、第２電極１５１，１５２上に存在する物体が移動するとき、その移動速度に応じて細かく振動する。後段の判定回路７６では、発振周波数の周波数の値に基づいて、第１、第２電極１５１，１５２上に存在する物体の種類、大きさが判別され、発振周波数の周波数振動に基づいて、第１、第２電極１５１，１５２上に存在する物体の移動速度が判別される。物体の種類、大きさ、移動速度に基づいて、検出した物体が目標物であるか否かが判定される。
【００１９】
上記の電極構造によれば、ゴキブリなどの移動体が電極部１５上をＸ方向又はＹ方向に移動した場合、極性の異なる２つの電極を跨ぎながら移動するため、第１、第２電極１５１，１５２間の容量変化を捉える精度を高くすることができる。これにより、ゴキブリなどの移動体の検出精度を向上させることができる。なお、上記の電極構造は、移動体の検出精度が高い近接センサとして用いることができる。
【００２０】
なお、発振回路７１は、定常状態において、発振信号の発振周波数が数１０ＫＨｚから数１００ＫＨｚ程度になるように構成されている。また、第１電極部分１５１ｐと第２電極部分１５２ｐとは、正方形状ではなく、長方形など他の四角形状に形成することができる。また、四角形状ではなく三角形状であってもよい。例えば、図１２に示すように、第１電極部分１５１ｐと第２電極部分１５２ｐとは同形且つ同寸の直角三角形状に構成されてもよい。この場合、第１電極部分１５１ｐと第２電極部分１５２ｐとは、底辺どうし及び斜辺どうしが互いに近接するように稠密に配置される。
【００２１】
分周回路７２は、発振信号の周波数を所定の分周比で分周する。これにより、発振信号の周波数は、高い周波数から低い周波数に変換される。発振信号の周波数を低くすることは、後段の周波数電圧変換回路７４による周波数電圧変換処理を容易にさせ、物体の検出精度を向上させる。また、物理的な振動や熱などによって、発振信号の周波数が細かく振動し安定していない場合があるが、発振信号を分周することにより、その発振信号の周波数の揺らぎを平均化することができ、移動体の検知精度を向上させることができる。分周回路７２により発生された分周信号はタイミングパルス発生回路７３に入力される。
【００２２】
タイミングパルス発生回路７３は、分周回路７２により発生された分周信号に基づいて、後段の周波数電圧変換回路７４の動作に必要な複数種類のパルス信号を発生する。図８に示すように、タイミングパルス発生回路７３は、分周信号の立ち下がりに同期する所定時間幅の第１パルス信号Ｐ１と、第１パルス信号Ｐ１の立ち下がりに同期する所定時間幅の第２パルス信号Ｐ２と、第１パルス信号Ｐ１と第２パルス信号Ｐ１とを加算した加算信号Ｐ３と、加算信号を反転した反転信号Ｐ４とを発生する。例えば、第１、第２パルスＰ１，Ｐ２の時間幅は１ｍｓに設定されている。
【００２３】
周波数電圧変換回路７４は、発振信号（分周信号）の周波数に応じた電圧値を有する電圧信号を発生する。周波数電圧変換回路７４により発生された電圧信号は、判定回路７６に入力される。周波数電圧変換回路７４により発生される電圧信号の電圧値は、発振回路の発振周波数の逆数を反映し且つ発振周波数の変動に応じて振動する。つまり、電圧信号の電圧値は、電極１５１，１５２上の物体の有無、物体の種類及び物体の大きさを反映し、電圧信号の振動は、物体の移動を反映する。なお、図５に示すように、周波数電圧変換回路７４により発生された電圧信号がＲＦＩＣ６１に入力されるように構成することができる。ＲＦＩＣ６１は、アナログデジタル変換部を有し、このアナログデジタル変換部により、周波数電圧変換回路７４により発生された電圧信号はデジタル信号に変換される。ＲＦＩＣ６１は、害虫検知装置１０の設置後の周波数電圧変換回路７４により発生された電圧信号に対応する初期的なデジタル値を保持し、この初期的なデジタル値に対して、逐次得られるデジタル値を比較する。ゴキブリによる電圧変化は小さく、且つ早いため、アナログデジタル変換部により変換されたデジタル値で、ゴキブリを捉えることは難しい。しかし、初期的なデジタル値に対して逐次得られるデジタル値を比較することで、第１、第２電極１５１，１５２に固体物、例えばゴミなどの付着を判定することができる。第１、第２電極１５１，１５２に固体物、例えばゴミなどの付着したとき、アナログデジタル変換部により変換されたデジタル値は、初期的なデジタル値と異なる値を示す。アナログデジタル変換部により変換されたデジタル値が、初期的なデジタル値に対して異なる値を示し、その値が継続したとき、ＲＦＩＣ６１は、第１、第２電極１５１，１５２に固体物の付着を確認する。ＲＦＩＣ６１は、第１、第２電極１５１，１５２に固体物の付着を確認したとき、通信部を制御して、サーバ装置３０に点検を要求する信号を出力する。これにより、第１、第２電極１５１，１５２への付着物を除去することができ、目標物の検出精度を維持することができる。
【００２４】
既に説明したように、電極１５１，１５２上にゴキブリが存在しているとき、発振周波数は低下する。発振周波数の低下は、ゴキブリの大きさに連動する。すなわち、周波数電圧変換回路７４により発生される電圧信号の電圧値は、ゴキブリが存在していないときに比べて、ゴキブリが存在するときに高い値を示す。また、電圧信号の電圧値は、ゴキブリの幼虫が存在するときに比べて、ゴキブリの成虫が存在するときに高い値を示す。また、電極１５１，１５２へのゴキブリの接触、非接触がランダムに繰り返されるため、電圧信号の電圧値は、定常状態において示す値と、ゴキブリが存在するときに示す値との間で振動する。その振動周波数は、ゴキブリの移動速度が早い程、高い値を示す。周波数電圧変換回路７４による周波数−電圧変換処理の詳細は後述する。
【００２５】
判定回路７６は、周波数電圧変換回路７４により発生された電圧信号の振動周波数と電圧値とに基づいて、電極１５１，１５２上に存在する物体が目標物であるか否かを判定する。
【００２６】
判定回路７６は、ハイパスフィルタ７６１と、ローパスフィルタ７６２と、修正回路７６３と、比較回路７６５とを有する。ハイパスフィルタ７６１とローパスフィルタ７６２とは、目標物の移動速度幅に応じて予め設定された通過帯域以外の電圧信号の周波数成分を減衰するバンドパスフィルタを構成する。低域側のカットオフ周波数は、電極１５１，１５２上の物体の移動速度の下限に応じて設定され、高域側のカットオフ周波数は、電極１５１，１５２上の物体の移動速度の上限に応じて設定される。目標物がゴキブリであれば、ゴキブリの移動速度に応じて、ハイパスフィルタ７６１のカットオフ周波数とローパスフィルタ７６２のカットオフ周波数とを設定することで、バンドパスフィルタを通過した電圧信号に含まれる他の物体の信号成分を減衰させることができる。例えば、ハイパスフィルタ７６１は、典型的には、カットオフ周波数が０．５Ｈｚの２次サレンキー型のハイパスフィルタ７６１を用いることができる。ローパスフィルタ７６２は、典型的にはカットオフ周波数が７５Ｈｚの２次サレンキー型のローパスフィルタ７６２を用いることができる。
【００２７】
なお、ハイパスフィルタ７６１は、電極１５１，１５２上に付着したゴミなどの固定体の影響を排除する効果もある。ローパスフィルタ７６２は、熱や物理的な振動によって電圧信号に含まれる高い周波数成分の影響を排除する効果もある。なお、実際には、ハイパスフィルタ７６１の後段、及びローパスフィルタ７６２の後段には、電圧信号を増幅する増幅回路がそれぞれ配置される。例えば、増幅回路は増幅率１０の増幅回路を用いることができる。
【００２８】
比較回路７６５は、分圧抵抗７６６，７６７とコンパレータ７６８とを有する。コンパレータ７６８の非反転入力端子には、ローパスフィルタ７６２を通過した電圧信号が印加される。コンパレータ７６８の反転入力端子には、駆動電圧ＶＤＤが分圧抵抗７６６，７６７で分圧されて参照電圧として印加される。比較回路７６５は、ローパスフィルタ７６２を通過した電圧信号の電圧値を目標物の比誘電率及び大きさに応じて予め設定された参照電圧に比較し、比較結果をＲＦＩＣ６１に出力する。例えば、電圧信号の電圧値が参照電圧以上であるとき、比較回路７６５は、移動体検出信号としてハイレベルのパルス信号をＲＦＩＣ６１に出力する。一方、電圧信号の電圧値が参照電圧未満であるとき、比較回路７６５はローレベルのパルス信号をＲＦＩＣ６１に出力する。
【００２９】
比較回路７６５の前段には、ローパスフィルタ７６２を通過した電圧信号の電圧値を目標物に応じて修正する修正回路７６３が配置される。修正回路７６３は、可変抵抗７６４を有する。この可変抵抗７６４の抵抗値を可変することで、参照電圧に対して比較する電圧値を可変させることができる。これにより、コンパレータ７６８の非反転入力端子に入力される参照電圧が固定されていても、コンパレータ７６８の反転入力端子に入力される電圧を可変とすることで、感度を変更することができる。可変抵抗７６４の抵抗値を小さくし、感度を低くすることで、ゴキブリの幼虫は検出せずゴキブリの成虫だけを検出することができる。同様に、可変抵抗７６４の抵抗値を大きくし、感度を高くすることで、ゴキブリの成虫だけではなく幼虫も検出することができる。なお、分圧抵抗７６６，７６７の少なくとも一方を可変抵抗に構成し、参照電圧を可変にすることでも同様の効果を得られる。
【００３０】
このように、判定回路７６は、発振周波数の周波数値に基づいて、第１、第２電極１５１，１５２上に存在する物体の種類、大きさを判別し、発振周波数の周波数変化に基づいて、第１、第２電極１５１，１５２上に存在する物体の移動速度を判別する。これら両方の値を用いて、第１、第２電極１５１，１５２上に存在する物体が判定することで、第１、第２電極１５１，１５２上に存在する物体が目標物であるかを判定する精度を向上することができる。
【００３１】
比較回路７６５の後段には、積分回路を有する安定化回路７７が配置される。比較回路７６５からＲＦＩＣ６１に出力されるパルス信号は、電極１５１，１５２上の物体の移動に起因して細かく変動する。安定化回路７７は、比較回路７６５からＲＦＩＣ６１に出力されるパルス信号のパルス幅が一定以上にする。
【００３２】
以下、図７乃至図１１を参照して、周波数電圧変換回路７４の動作を説明する。図７は、周波数電圧変換回路７４の構成を示している。図８は、図７の補足説明図である。図９は、定常状態におけるサンプルホールド回路７５０の出力電圧Ｖ１を示し、図１０は、電極１５１，１５２上のゴキブリの幼虫が存在しているときにおけるサンプルホールド回路７５０の出力電圧Ｖ２を示し、図１０は、電極１５１，１５２上のゴキブリの成虫が存在しているときにおけるサンプルホールド回路７５０の出力電圧Ｖ３を示している。
【００３３】
周波数電圧変換回路７４は、積分回路７４０とサンプルホールド回路７５０とを有する。積分回路は、アナログスイッチ７４１，７４２，７４３、抵抗７４４、コンデンサ７４５及びオペアンプ７４６を有する。サンプルホールド回路は、アナログスイッチ７５１、コンデンサ７５２、及びオペアンプ７５３を有する。オペアンプ７５３は、ボルテージフォロワ接続で構成されている。そのため、オペアンプ７５３は、入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低く、入力電圧をそのまま出力する。
【００３４】
アナログスイッチ７５１は、第１パルス信号Ｐ１の電圧値がハイレベルのときオンし、ローレベルのときオフする。アナログスイッチ７５１がオンしているとき、オペアンプ７４６の出力電圧は、オペアンプ７５３に入力される。オペアンプ７５３は、入力電圧をそのまま出力するため、オペアンプ７５３は、オペアンプ７４６の出力電圧と等価な電圧を出力する。アナログスイッチ７５１がオフされているとき、オペアンプ７４６の出力電圧はコンデンサ７５２に充電され、オペアンプ７５３の出力電圧は、アナログスイッチ７５１がオフになる直前の電圧で保持される。したがって、図８に示すように、第１パルス信号の電圧値がハイレベルの期間は、サンプリング期間に対応する。
【００３５】
アナログスイッチ７４３は、第２パルス信号Ｐ２の電圧値がハイレベルのときオンし、ローレベルのときオフする。アナログスイッチ７４３がオンしているとき、コンデンサ７４５の両端がショートされ、リセットされる。
【００３６】
アナログスイッチ７４２は、加算信号Ｐ３の電圧値がハイレベルのときオンし、ローレベルのときオフする。アナログスイッチ７４１は、反転信号Ｐ４の電圧値がハイレベルのときオンし、ローレベルのときオフする。
【００３７】
アナログスイッチ７４１がオンされているとき、アナログスイッチ７４２、７４３、７５１はオフされている。オペアンプ７４６の非反転入力端子は基準電圧Ｖｒｅｆ（たとえば１．０Ｖ）に接続されているため抵抗７４４にはＶｒｅｆ／Ｒｉの電流が流れる。コンデンサ７４５の一端は抵抗７４４に接続されるため、抵抗７４４に流れる電流により、コンデンサ７４５は充電される。コンデンサ７４５の充電に連動して、コンデンサ７４５の他端、すなわちオペアンプ７４６の出力電圧は、電圧Ｖｒｅｆから徐々に上昇する。上昇したときの電圧変化を△Ｖとすると、△Ｖ＝ｉ×Ｔ／Ｃ＝（Ｖｒｅｆ／Ｒ）×Ｔ／Ｃ（ｉ：抵抗７４４に流れる電流、Ｔ：積分時間、Ｃ：コンデンサ７４５の容量、Ｒ：抵抗７４４の抵抗値）で表される。したがって、図８に示すように、反転信号Ｐ４の電圧値がハイレベルの期間は、積分期間Ｔに対応する。なお、積分回路出力Ｖｉは、オペアンプ７４６の出力電圧である。
【００３８】
アナログスイッチ７４１がオフされ、アナログスイッチ７４２がオンされているとき、抵抗７４４に電流が流れないため、コンデンサ７４５の充電は停止され、オペアンプ７４６の出力電圧は保持される。アナログスイッチ７４１がオフされている期間において、アナログスイッチ７５１がオンされ、アナログスイッチ７４３がオフされているとき、オペアンプ７４６の出力電圧はオペアンプ７５３に入力される。一方、アナログスイッチ７４１がオフされている期間において、アナログスイッチ７５１がオフされ、アナログスイッチ７４３がオンされているとき、コンデンサ７４５はリセットされる。つまり、第２パルス信号Ｐ２の電圧値がハイレベルの期間は、積分回路７４０のリセット期間に対応する。
【００３９】
つまり、積分期間Ｔが長い程、コンデンサ７４５に蓄積される電荷量が増え、サンプルホールド回路７５０から判定回路７６に出力される電圧信号の電圧値Ｖｓは高い値を示す。もし、第１、第２電極１５１，１５２間の静電容量が変化した場合、電圧値Ｖｓは、階段状に変化する。
【００４０】
例えば、図１０に示すように、電極１５１、１５２上にゴキブリの幼虫が存在しているとき、図９に示す定常状態に比べて、分周信号の周波数が低下し、積分期間Ｔ２は長い。その結果、サンプルホールド回路７５０の出力電圧値Ｖ２（図８におけるＶｓに相当する）は、定常状態におけるサンプルホールド回路７５０の出力電圧値Ｖ１に比べて高い値を示す。また、図１１に示すように、電極１５１、１５２上にゴキブリの成虫が存在しているとき、図１０に示す電極１５１，１５２上にゴキブリの幼虫が存在しているときに比べて、分周信号の周波数が低下し、積分期間Ｔ３は長い。その結果、サンプルホールド回路７５０の出力電圧値Ｖ３は、電極１５１，１５２上にゴキブリの幼虫が存在しているときにおけるサンプルホールド回路７５０の出力電圧値Ｖ２に比べて高い値を示す。
【００４１】
なお、積分期間Ｔが短いと電圧変化が捉えにくい。また、積分期間Ｔが長いとオペアンプ７４６の出力電圧範囲を超えてしまう。そのため、目標物の存在によって発振周波数が変化することを考慮した上で、積分期間が適切な期間に設定されるように、発振周波数、分周比、抵抗などの値が設定される。
【００４２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４３】
６１…ＲＦＩＣ、７０…移動体検出装置、７１…発振回路、７２…分周回路、７３…タイミングパルス発生回路、７４…周波数電圧変換回路、７６…判定回路、７６１…ハイパスフィルタ、７６２…ローパスフィルタ、７６３…修正回路、７６４…可変抵抗、７６５…比較回路、７６６，７６７…分圧抵抗、７６８…コンパレータ、７７…安定化回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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