(57)【要約】      （修正有）【課題】装置の規模を増大することなく物体が近接したことを検知する距離の範囲を拡大する近接検知装置を提供する。【解決手段】２値を有する符号が所定周期でランダムに配列された信号Ｃ１における符号を、当該符号の位相に対して複数の異なる遅延量で順番に遅延した符号を含む信号Ｃ３を出力する遅延回路と、信号Ｃ１を直接拡散変調して変調信号を出力する変調器と、変調信号に応じた無線信号を出力する送信部と、物体により反射された無線信号を受信して受信信号を出力する受信部と、受信信号を入力して復調信号Ｄを出力する復調器３２と、復調信号Ｄを信号Ｃ３により相関復調を行って復調信号Ｄ１を出力する復調器３５と、フィルタリングされた復調信号を、信号Ｃ３における符号が信号Ｃ１に対して異なる位相を有する部分の時間ごとに積分した積分値信号を出力する積分器と、積分値信号が閾値よりも大きい場合検知信号を出力する検知器と、を備える。【選択図】図９
2020051931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの値を有する符号が所定の周期でランダムな順番で配列された第１符号信号を発生する符号発生器と、
前記第１符号信号における符号を、当該符号の位相に対して複数の異なる遅延量で順番に遅延させた符号を含む第２符号信号を出力する遅延回路であって、前記第２符号信号における符号が前記第１符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間は遅延量ごとに定められている遅延回路と、
前記第１符号信号に対して、所定周波数の搬送波信号により直接拡散変調を行って、変調信号を出力する変調器と、
前記変調信号を入力して、当該変調信号に応じた信号強度の無線信号を出力する送信部と、
物体により反射された前記無線信号を受信して、受信した当該無線信号に応じた信号強度の受信信号を出力する受信部と、
前記受信信号を入力して、前記搬送波信号により復調して、第１復調信号を出力する第１復調器と、
前記第１復調信号に対して、前記第２符号信号により相関復調を行って、第２復調信号を出力する第２復調器と、
前記第２復調信号を入力して、前記所定の周期の逆数とゼロとの間の範囲の周波数を有する信号を通過させる帯域フィルタと、
前記帯域フィルタから出力された前記第２復調信号を、前記第２符号信号における符号が前記第１符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間ごとに積分した積分値を含む積分値信号を出力する積分器と、
前記積分値信号を入力して、当該積分値信号が所定の閾値よりも大きい場合、検知信号を出力する検知器と、
を備える近接検知装置。
【請求項２】
前記第２符号信号における符号が前記第１符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間的な長さは、全て同じである請求項１に記載の近接検知装置。
【請求項３】
前記第２符号信号における符号が前記第１符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間的な長さは、当該位相と対応する位相を有する受信信号の強度に基づいて決定されている請求項１に記載の近接検知装置。
【請求項４】
前記第２符号信号における複数の異なる遅延量は階段状に変化する請求項１〜３の何れか一項に記載の近接検知装置。
【請求項５】
前記第２符号信号における複数の異なる遅延量は連続的に変化する請求項１〜３の何れか一項に記載の近接検知装置。
【請求項６】
前記第２符号信号における複数の異なる遅延量の数は、物体の近接が検知される距離の数と一致する請求項１〜５の何れか一項に記載の近接検知装置。
【請求項７】
２つの値を有する符号が所定の周期でランダムな順番で配列された第１符号信号を発生する符号発生器と、
前記第１符号信号を入力して、位相を所定量だけ遅延させた第２符号信号を出力する第１遅延回路と、
前記第２符号信号における符号を、当該符号の位相に対して複数の異なる遅延量で順番に遅延させた符号を含む第３符号信号を出力する第２遅延回路であって、前記第３符号信号における符号が前記第２符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間は遅延量ごとに定められている第２遅延回路と、
前記第２符号信号に対して、所定周波数の搬送波信号により直接拡散変調を行って、変調信号を出力する変調器と、
前記変調信号を入力して、当該変調信号に応じた信号強度の無線信号を出力する送信部と、
物体により反射された前記無線信号を受信して、受信した当該無線信号に応じた信号強度の受信信号を出力する受信部と、
前記受信信号を入力して、前記搬送波信号により復調して、第１復調信号を出力する第１復調器と、
前記第１復調信号を入力して、第１の前記復調信号及び第２の前記復調信号に分配する分配器と、
第１の前記第１復調信号に対して、前記第３符号信号により相関復調を行って、第２復調信号を出力する第２復調器と、
第２の前記第１復調信号に対して、前記第１符号信号により相関復調を行って、第３復調信号を出力する第３復調器と、
前記第２復調信号を入力して、前記所定の周期の逆数とゼロとの間の範囲の周波数を有する信号を通過させる第１帯域フィルタと、
前記第３復調信号を入力して、前記所定の周期の逆数とゼロとの間の範囲の周波数を有する信号を通過させる第２帯域フィルタと、
前記第１帯域フィルタから出力された前記第２復調信号を、前記第３符号信号における符号が前記第２符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間ごとに積分した積分値を含む第１積分値信号を出力する第１積分器と、
前記第２帯域フィルタから出力された前記第３復調信号を、前記第３符号信号における符号が前記第２符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間ごとに積分した積分値を含む第２積分値信号を出力する第２積分器と、
前記第２積分値信号を入力して、前記第２積分値信号の振幅に基づいて閾値信号を出力する閾値値信号発生器と、
前記第１積分値信号が前記閾値信号よりも大きい場合、検知信号を出力する検知器と、
を備える近接検知装置。
【請求項８】
２つの値を有する符号が所定の周期でランダムな順番で配列された第１符号信号を発生する符号発生器と、
前記第１符号信号における符号を、当該符号の位相に対して複数の異なる先進量で順番に先進させた符号を含む第２符号信号を出力する先進回路であって、前記第２符号信号における符号が前記第１符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間は先進量ごとに定められている先進回路と、
前記第１符号信号に対して、所定周波数の搬送波信号により直接拡散変調を行って、変調信号を出力する変調器と、
前記変調信号を入力して、当該変調信号に応じた信号強度の無線信号を出力する送信部と、
物体により反射された前記無線信号を受信して、受信した当該無線信号に応じた信号強度の受信信号を出力する受信部と、
前記受信信号を入力して、前記搬送波信号により復調して、第１復調信号を出力する第１復調器と、
前記第１復調信号に対して、前記第２符号信号により相関復調を行って、第２復調信号を出力する第２復調器と、
前記第２復調信号を入力して、前記所定の周期の逆数とゼロとの間の範囲の周波数を有する信号を通過させる帯域フィルタと、
前記帯域フィルタから出力された前記第２復調信号を、前記第２符号信号における符号が前記第１符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間ごとに積分した積分値を含む積分値信号を出力する積分器と、
前記積分値信号を入力して、当該積分値信号が所定の閾値よりも大きい場合、検知信号を出力する検知器と、
を備える近接検知装置。
【請求項９】
２つの値を有する符号が所定の周期でランダムな順番で配列された第１符号信号を発生する符号発生器と、
前記第１符号信号を入力して、位相を所定量だけ先進させた第２符号信号を出力する第１先進回路と、
前記第２符号信号における符号を、当該符号の位相に対して複数の異なる先進量で順番に先進させた符号を含む第３符号信号を出力する第２先進回路であって、前記第３符号信号における符号が前記第２符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間は先進量ごとに定められている第２先進回路と、
前記第２符号信号に対して、所定周波数の搬送波信号により直接拡散変調を行って、変調信号を出力する変調器と、
前記変調信号を入力して、当該変調信号に応じた信号強度の無線信号を出力する送信部と、
物体により反射された前記無線信号を受信して、受信した当該無線信号に応じた信号強度の受信信号を出力する受信部と、
前記受信信号を入力して、前記搬送波信号により復調して、第１復調信号を出力する第１復調器と、
前記第１復調信号を入力して、第１の前記復調信号及び第２の前記復調信号に分配する分配器と、
第１の前記第１復調信号に対して、前記第３符号信号により相関復調を行って、第２復調信号を出力する第２復調器と、
第２の前記第１復調信号に対して、前記第１符号信号により相関復調を行って、第３復調信号を出力する第３復調器と、
前記第２復調信号を入力して、前記所定の周期の逆数とゼロとの間の範囲の周波数を有する信号を通過させる第１帯域フィルタと、
前記第３復調信号を入力して、前記所定の周期の逆数とゼロとの間の範囲の周波数を有する信号を通過させる第２帯域フィルタと、
前記第１帯域フィルタから出力された前記第２復調信号を、前記第３符号信号における符号が前記第２符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間ごとに積分した積分値を含む第１積分値信号を出力する第１積分器と、
前記第２帯域フィルタから出力された前記第３復調信号を、前記第３符号信号における符号が前記第２符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間ごとに積分した積分値を含む第２積分値信号を出力する第２積分器と、
前記第２積分値信号を入力して、前記第２積分値信号の振幅に基づいて閾値信号を出力する閾値値信号発生器と、
前記第１積分値信号が前記閾値信号よりも大きい場合、検知信号を出力する検知器と、
を備える近接検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物体が近接したことを検知する近接検知装置が用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、２つの値を有する符号が所定の周期でランダムな順番で配列された符号信号を、所定周波数の搬送波信号により直接拡散変調を行って送信し、物体により反射された信号を受信して、物体が近接したことを検知する技術を提案している。
【０００４】
特許文献１に開示される技術では、受信した物体により反射された信号を搬送波信号により復調して復調信号を生成する。そして、復調信号が２つに分配されて、一方の復調信号が、検知したい距離だけ離れた物体により反射された信号が有する位相だけ遅らせた符号信号で相関復調されて第１復調信号が生成される。
【０００５】
復調信号が、検知したい距離だけ離れた物体により反射された信号を含んでいる場合、第１復調信号は、位相が一致する符号信号で相関復調されるので、強い強度を有する信号となる。一方、復調信号が、検知したい距離だけ離れた物体により反射された信号を含んでいない場合、第１復調信号は、位相が一致しない符号信号で相関復調されるので、弱い強度を有する信号となる。
【０００６】
また、分配された他方の復調信号が、復調信号とは非相関な位相を有する符号信号で相関復調されて第２復調信号が生成される。
【０００７】
そして、第１復調信号の大きさが、第２復調信号の大きさに基づいて決定される閾値と比較されて、物体が近接したことが検知される。
【０００８】
このように、特許文献１は、不要信号の影響を抑制して、物体が近接したことを検知する技術を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−１１２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した特許文献１が開示する技術では、物体が近接したことを検知する距離は１つに限られる。
【００１１】
また、特許文献１が開示する技術において、物体が近接したことを検知する距離の範囲を拡大するには、検知したい複数の距離ごとに、検知したい距離だけ離れた物体により反射された信号が有する位相だけ遅らせた符号信号で相関復調される第１復調信号を生成する回路を設ける必要がある。これにより、装置の規模が増大する問題が生じる。
【００１２】
本明細書では、装置の規模を増大することなく、物体が近接したことを検知する距離の範囲を拡大できる近接検知装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本明細書に開示する近接検知装置の第１形態によれば、２つの値を有する符号が所定の周期でランダムな順番で配列された第１符号信号を発生する符号発生器と、第１符号信号における符号を、当該符号の位相に対して複数の異なる遅延量で順番に遅延させた符号を含む第２符号信号を出力する遅延回路であって、第２符号信号における符号が第１符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間は遅延量ごとに定められている遅延回路と、第１符号信号に対して、所定周波数の搬送波信号により直接拡散変調を行って、変調信号を出力する変調器と、変調信号を入力して、当該変調信号に応じた信号強度の無線信号を出力する送信部と、物体により反射された無線信号を受信して、受信した当該無線信号に応じた信号強度の受信信号を出力する受信部と、受信信号を入力して、搬送波信号により復調して、第１復調信号を出力する第１復調器と、第１復調信号に対して、第２符号信号により相関復調を行って、第２復調信号を出力する第２復調器と、第２復調信号を入力して、所定の周期の逆数とゼロとの間の範囲の周波数を有する信号を通過させる帯域フィルタと、帯域フィルタから出力された第２復調信号を、第２符号信号における符号が第１符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間ごとに積分した積分値を含む積分値信号を出力する積分器と、積分値信号を入力して、当該積分値信号が所定の閾値よりも大きい場合、検知信号を出力する検知器と、を備える。
【００１４】
また、本明細書に開示する近接検知装置の第２形態によれば、２つの値を有する符号が所定の周期でランダムな順番で配列された第１符号信号を発生する符号発生器と、第１符号信号を入力して、位相を所定量だけ遅延させた第２符号信号を出力する第１遅延回路と、第２符号信号における符号を、当該符号の位相に対して複数の異なる遅延量で順番に遅延させた符号を含む第３符号信号を出力する第２遅延回路であって、第３符号信号における符号が第２符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間は遅延量ごとに定められている第２遅延回路と、第２符号信号に対して、所定周波数の搬送波信号により直接拡散変調を行って、変調信号を出力する変調器と、変調信号を入力して、当該変調信号に応じた信号強度の無線信号を出力する送信部と、物体により反射された無線信号を受信して、受信した当該無線信号に応じた信号強度の受信信号を出力する受信部と、受信信号を入力して、搬送波信号により復調して、第１復調信号を出力する第１復調器と、第１復調信号を入力して、第１の復調信号及び第２の復調信号に分配する分配器と、第１の第１復調信号に対して、第３符号信号により相関復調を行って、第２復調信号を出力する第２復調器と、第２の第１復調信号に対して、第１符号信号により相関復調を行って、第３復調信号を出力する第３復調器と、第２復調信号を入力して、所定の周期の逆数とゼロとの間の範囲の周波数を有する信号を通過させる第１帯域フィルタと、第３復調信号を入力して、所定の周期の逆数とゼロとの間の範囲の周波数を有する信号を通過させる第２帯域フィルタと、第１帯域フィルタから出力された第２復調信号を、第３符号信号における符号が第２符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間ごとに積分した積分値を含む第１積分値信号を出力する第１積分器と、第２帯域フィルタから出力された第３復調信号を、第３符号信号における符号が第２符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間ごとに積分した積分値を含む第２積分値信号を出力する第２積分器と、第２積分値信号を入力して、第２積分値信号の振幅に基づいて閾値信号を出力する閾値値信号発生器と、第１積分値信号が閾値信号よりも大きい場合、検知信号を出力する検知器と、を備える。
【００１５】
また、本明細書に開示する近接検知装置の第３形態によれば、２つの値を有する符号が所定の周期でランダムな順番で配列された第１符号信号を発生する符号発生器と、第１符号信号における符号を、当該符号の位相に対して複数の異なる先進量で順番に先進させた符号を含む第２符号信号を出力する先進回路であって、第２符号信号における符号が第１符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間は先進量ごとに定められている先進回路と、第１符号信号に対して、所定周波数の搬送波信号により直接拡散変調を行って、変調信号を出力する変調器と、変調信号を入力して、当該変調信号に応じた信号強度の無線信号を出力する送信部と、物体により反射された無線信号を受信して、受信した当該無線信号に応じた信号強度の受信信号を出力する受信部と、受信信号を入力して、搬送波信号により復調して、第１復調信号を出力する第１復調器と、第１復調信号に対して、第２符号信号により相関復調を行って、第２復調信号を出力する第２復調器と、第２復調信号を入力して、所定の周期の逆数とゼロとの間の範囲の周波数を有する信号を通過させる帯域フィルタと、帯域フィルタから出力された第２復調信号を、第２符号信号における符号が第１符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間ごとに積分した積分値を含む積分値信号を出力する積分器と、積分値信号を入力して、当該積分値信号が所定の閾値よりも大きい場合、検知信号を出力する検知器と、を備える。
【００１６】
また、本明細書に開示する近接検知装置の第４形態によれば、２つの値を有する符号が所定の周期でランダムな順番で配列された第１符号信号を発生する符号発生器と、第１符号信号を入力して、位相を所定量だけ先進させた第２符号信号を出力する第１先進回路と、第２符号信号における符号を、当該符号の位相に対して複数の異なる先進量で順番に先進させた符号を含む第３符号信号を出力する第２先進回路であって、第３符号信号における符号が第２符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間は先進量ごとに定められている第２先進回路と、第２符号信号に対して、所定周波数の搬送波信号により直接拡散変調を行って、変調信号を出力する変調器と、変調信号を入力して、当該変調信号に応じた信号強度の無線信号を出力する送信部と、物体により反射された無線信号を受信して、受信した当該無線信号に応じた信号強度の受信信号を出力する受信部と、受信信号を入力して、搬送波信号により復調して、第１復調信号を出力する第１復調器と、第１復調信号を入力して、第１の復調信号及び第２の復調信号に分配する分配器と、第１の第１復調信号に対して、第３符号信号により相関復調を行って、第２復調信号を出力する第２復調器と、第２の第１復調信号に対して、第１符号信号により相関復調を行って、第３復調信号を出力する第３復調器と、第２復調信号を入力して、所定の周期の逆数とゼロとの間の範囲の周波数を有する信号を通過させる第１帯域フィルタと、第３復調信号を入力して、所定の周期の逆数とゼロとの間の範囲の周波数を有する信号を通過させる第２帯域フィルタと、第１帯域フィルタから出力された第２復調信号を、第３符号信号における符号が第２符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間ごとに積分した積分値を含む第１積分値信号を出力する第１積分器と、第２帯域フィルタから出力された第３復調信号を、第３符号信号における符号が第２符号信号に対して異なる位相を有する部分の時間ごとに積分した積分値を含む第２積分値信号を出力する第２積分器と、第２積分値信号を入力して、第２積分値信号の振幅に基づいて閾値信号を出力する閾値値信号発生器と、第１積分値信号が閾値信号よりも大きい場合、検知信号を出力する検知器と、を備える。
【発明の効果】
【００１７】
上述した本明細書に開示する近接検知装置によれば、装置の規模を増大することなく、物体が近接したことを検知する距離の範囲を拡大できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本明細書に開示する近接検知装置の第１実施形態の構成を示す図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、Ｍ系列符号を説明する図である。
【図３】Ｍ系列符号信号の相関値を説明する図である。
【図４】（Ａ）は、第３復調信号Ｃ３を説明する図であり、（Ｂ）は、信号Ｄ３、Ｄ５、Ｄ６、Ｂを説明する図であり、（Ｃ）は、サンプリングクロックを説明する図であり、（Ｄ）は、検知信号Ｄ７を説明する図である。
【図５】第３符号信号の位相を説明する図である。
【図６】復調信号Ｄ１を説明する図である。
【図７】復調信号Ｄ２を説明する図である。
【図８】本明細書に開示する近接検知装置の第２実施形態の動作を説明する図であり、（Ａ）は、第３復調信号Ｃ３を説明する図であり、（Ｂ）は、信号Ｄ３、Ｄ５、Ｄ６、Ｂを説明する図であり、（Ｃ）は、サンプリングクロックを説明する図であり、（Ｄ）は、検知信号Ｄ７を説明する図である。
【図９】本明細書に開示する近接検知装置の第３実施形態を説明する図である。
【図１０】本明細書に開示する近接検知装置の第４実施形態を説明する図である。
【図１１】本明細書に開示する近接検知装置の第５実施形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本明細書で開示する近接検知装置の好ましい一実施形態を、図を参照して説明する。但し、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。
【００２０】
図１は、本明細書に開示する近接検知装置の一実施形態の構成を示す図である。
【００２１】
本実施形態の近接検知装置１０（以下、単に装置１０ともいう）は、物体５０が所定の距離に近接したことを検知して、検知信号を出力する装置である。
【００２２】
装置１０は、符号信号を発生して、符号信号を含む無線信号を送信する信号送信部２０と、無線信号を受信して、物体５０の近接を検知する信号検知部３０を備える。
【００２３】
信号送信部２０は、符号発生器２１と、第１遅延回路２２と、変調器２３と、発振器２４と、送信部２５と、第２遅延回路２６と、遅延時間制御部４３を備える。
【００２４】
信号検知部３０は、受信部３１と、第１復調器３２と、増幅器３３と、分配器３４と、第２復調器３５と、第３復調器３６と、第１帯域フィルタ３７と、第２帯域フィルタ３８と、第１積分器３９と、第２積分器４０と、閾値信号発生器４１と、検知器４２と、サンプリングクロック発生器４４を備える。
【００２５】
まず、信号送信部２０について、以下に説明する。
【００２６】
符号発生器２１は、２つの値を有する符号が所定の周期でランダムな順番で配列された第１符号信号Ｃ１を発生して、第１遅延回路２２へ出力する。具体的には、符号発生器２１は、第１符号信号として、巡回自己相関関数のサイドローブが一定となる信号を発生することが好ましい。このような第１符号信号Ｃ１として、例えば、Ｍ系列（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｅｎｇｔｈ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）符号信号又はバーカー系列符号信号を用いることができる。
【００２７】
本実施形態では、第１符号信号Ｃ１として、Ｍ系列符号信号を用いる。Ｍ系列符号信号は、例えば、所定のビット数を有するシフトレジスタを用いて、シフトレジスタの出力値と、シフトレジスタの中間部分から取り出される帰還タップとの排他的論理和をシフトレジスタに入力する回路を内蔵クロックで駆動して発生することができる。
【００２８】
図２（Ａ）は、Ｍ系列符号信号の１周期を説明する図である。
【００２９】
時間領域表示では、１周期分のＭ系列符号信号は、「１」及び「−１」等の２つの値を有する符号（ビット）が、ランダムに配列されて形成される。Ｍ系列符号信号がＮ段のシフトレジスタを用いて発生されている場合、１周期分のＭ系列符号信号に含まれる「１」の数は、２Ｎ−１個であり、「−１」の数は、（２Ｎ−１）−１個になり、ビット数の総数である系列長ＣＮは、２Ｎ−１になる。
【００３０】
τは、Ｍ系列符号信号の１ビットの時間的長さであるサブパルス幅であり、１周期の時間的長さＴは、ＣＮ×τとなる。
【００３１】
周波数領域表示は、時間領域表示のＭ系列符号信号を、フーリエ変換することにより得られる。
【００３２】
時間領域表示のＭ系列符号信号は方形の信号波形を有するので、周波数領域表示では、Ｍ系列符号信号は広帯域の周波数分布を有する。メインローブは、０±１／τの範囲にあり、メインローブの両側には、１／τの周期でサイドローブの振動が現れる。
【００３３】
図２（Ｃ）に示すように、符号発生器２１は、Ｍ系列符号信号を、周期Ｔで繰り返して発生して、第１符号信号Ｃ１を連続的に出力する。この場合、時間領域表示の第１符号信号Ｃ１は、図２（Ａ）に示す１周期分のＭ系列符号信号と、図２（Ｂ）に示すデルタ関数列とのコンボリューションで表される。
【００３４】
一方、デルタ関数列は、図２（Ｂ）に示すように、周波数領域表示でもデルタ関数列であり、時間領域のコンボリューションは周波数領域では積となるので、第１符号信号Ｃ１の周波数領域表示は、図２（Ｃ）に示すように、周波数ゼロの両側に１／τの周期で振動する包絡線に囲まれて、１／Ｔの周期でデルタ関数状の周波数成分が配置される周波数スペクトルとなる。周波数ゼロの周波数スペクトルは、系列長ＣＮの逆数の値となる。
【００３５】
図３は、Ｍ系列符号信号の相関値を説明する図である。
【００３６】
Ｍ系列符号信号の自己相関関数の相関値は、位相のずれがゼロの位置を中心として、位相が１ビット進んだ位置と、位相が１ビット遅れた位置との範囲以外の領域では、―１となる。相関値は、位相が一致する（位相のずれが０）場合には、２Ｎ―１である。位相のずれが０±１ビット範囲では、相関値は、−１から２Ｎ―１の範囲で直線的に変化する。図３に示すように、１周期の位相の遅れの範囲では、位相の遅れが０〜１ビットの範囲では、相関値は、２Ｎ―１から−１へ直線的に変化し、位相の遅れが１ビットから２Ｎ−２の範囲では、相関値は−１となりサイドローブが一定となる。また、位相の遅れが２Ｎ−２から２Ｎ−１ビットの範囲では、相関値は、−１から２Ｎ―１へ直線的に変化する。位相の遅れが２Ｎ−２であることは、位相が１ビット進んでいることと等価である。
【００３７】
所定の位相を有するＭ系列符号信号と、他の位相を有する当該Ｍ系列符号信号との２の法とした加算は、更に他の位相を有するＭ系列符号信号となる。
【００３８】
第１遅延回路２２は、第１符号信号Ｃ１を入力して、位相を所定量だけ遅延させた第２符号信号Ｃ２を、変調器２３及び第２遅延回路２６へ出力する。第１遅延回路２２が、第１符号信号Ｃ１を遅延させる位相量は、例えば、送信部２５から送信された無線信号が、最も遠方に位置する物体５０により反射されて受信部３１に受信されるのに要する時間に基づいて決定される。本実施形態では、第１遅延回路２２は、第１符号信号Ｃ１を入力して、位相を１ビットだけ遅延させた第２符号信号Ｃ２を出力する。
【００３９】
変調器２３は、第２符号信号Ｃ２に対して、発振器２４から入力した所定周波数の搬送波信号Ｆｃにより直接拡散変調を行って、変調信号Ｍ１を生成して送信部２５へ出力する。変調器２３は、位相変調、振幅変調又は周波数変調を用いることができる。
【００４０】
発振器２４は、所定周波数の搬送波信号Ｆｃを発振して、変調器２３及び第１復調器３２へ出力する。
【００４１】
送信部２５は、変調信号Ｍ１を入力して、変調信号Ｍ１に応じた信号強度の無線信号を出力する。無線信号としては、電磁波、音波、光を用いることができる。本実施形態では、無線信号として、電磁波を用いる。
【００４２】
第２遅延回路２６は、入力した第２符号信号Ｃ２におけるＭ系列符号を、当該Ｍ系列符号の位相に対して複数の異なる遅延量で順番に遅延させたＭ系列符号を含む第３符号信号Ｃ３を出力する。第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第２符号信号Ｃ２に対して異なる位相を有する部分の時間は遅延量ごとに定められている。
【００４３】
次に、図４（Ａ）を参照しながら、第３符号信号Ｃ３の位相と第２符号信号Ｃ２の位相との関係について説明する。
【００４４】
装置１０では、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号の複数の異なる遅延量は、第２符号信号Ｃ２の位相に対して、階段状に増加するように変化する。遅延量の最小値は、Ｍ系列符号を形成する符号１ビットの時間的な長さである。遅延量は、複数ビット分の時間的な長さであってもよい。また、遅延量は、同じ位相量ずつ増加していてもよいし、異なる位相量ずつ増加していてもよい。
【００４５】
装置１０により物体５０の近接が検知される距離の数は、複数の異なる遅延量の数と一致する。例えば、図４に示す例では、複数の異なる遅延量の数は８なので、物体５０の近接が検知される距離の数も８となる。装置１０では、異なる遅延量は、同じ位相量ずつ増加していている。
【００４６】
図４に示す例では、まず、第２遅延回路２６は、第２符号信号Ｃ２におけるＭ系列符号の位相に対して、遅延量１だけ遅延させたＭ系列符号を含む第３符号信号Ｃ３を生成して出力する。
【００４７】
次に、第２遅延回路２６は、第２符号信号Ｃ２におけるＭ系列符号の位相に対して、遅延量２だけ遅延させたＭ系列符号を含む第３符号信号Ｃ３を生成して出力する。
【００４８】
同様にして、第２遅延回路２６は、第２符号信号Ｃ２におけるＭ系列符号の位相に対して、遅延量３〜８だけ遅延させたＭ系列符号を含む第３符号信号Ｃ３を順番に生成して出力する。
【００４９】
第２遅延回路２６は、遅延時間制御部４３に制御されて、各遅延量の時間的な長さを決定する。遅延時間制御部４３は、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第２符号信号Ｃ２に対して異なる位相を有する部分（区間）の時間的な長さ（以下、区間時間ともいう）を、後述する第１積分器３９において区間時間の間信号が積分された積分値が、検知器４２においてノイズと差異をもって検知し得る大きさになるように第２遅延回路２６を制御する。
【００５０】
装置１０では、遅延時間制御部４３は、区間時間が全て同じになるように第２遅延回路２６を制御する。
【００５１】
次に、信号検知部３０について、以下に説明する。
【００５２】
受信部３１は、物体５０により反射された無線信号を受信して、受信した無線信号に応じた信号強度の受信信号Ｍ２を第１復調器３２へ出力する。
【００５３】
第１復調器３２は、受信信号Ｍ２を入力して、搬送波信号Ｆｃにより復調して、復調信号Ｄを増幅器３３へ出力する。ここで、復調信号Ｄは、第２符号信号Ｃ２とは異なる位相を有するＭ系列符号信号を含む。このＭ系列符号信号の位相は、送信部２５から送信された無線信号が、物体５０により反射されて受信部３１に受信されるのに要する時間の分だけ第２符号信号Ｃ２よりも遅れている。また、復調信号Ｄは、装置１０外に起因する不要信号又は装置１０内に起因する不要信号を含み得る。
【００５４】
増幅器３３は、入力した復調信号Ｄを増幅して、分配器３４へ出力する。
【００５５】
分配器３４は、復調信号Ｄを第１信号チャンネルＣＨ１及び第２信号チャンネルＣＨ２のそれぞれに分配する。第１信号チャンネルＣＨ１は、第２復調器３５と、第１帯域フィルタ３７と、第１積分器３９を備える。第２信号チャンネルＣＨ２は、第３復調器３６と、第２帯域フィルタ３８と、第２積分器４０と、閾値信号発生器４１を備える。
【００５６】
まず、第１信号チャンネルＣＨ１について、以下に説明する。
【００５７】
第２復調器３５は、分配器３４から入力した復調信号Ｄに対して、第３符号信号Ｃ３により相関復調を行って、復調信号Ｄ１を第１帯域フィルタ３７へ出力する。
【００５８】
第２復調器３５は、復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号と、同じＭ系列符号信号である第３符号信号Ｃ３との相関値に応じた信号強度を有する復調信号Ｄ１を出力する。復調信号Ｄ１の信号強度は、復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号の位相と、第３符号信号Ｃ３の位相とに影響を受ける。
【００５９】
図３を参照して説明したように、復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号の位相が、同じＭ系列符号信号である第３符号信号Ｃ３の位相に対して、１ビット未満のずれであれば、自己相関関数を求めることと等価である復調処理により、−１よりも大きい相関値が得られる。次に、第３符号信号Ｃ３の位相について、図５を参照しながら以下に説明する。
【００６０】
図５は、第３符号信号の位相を説明する図である。
【００６１】
第３符号信号Ｃ３における第２符号信号Ｃ２の位相に対する遅延量は、接近を検知したい物体５０と装置１０との距離Ｒｒに基づいて決定され得る。装置１０と物体５０とが距離Ｒｒだけ離れている時に送信部２５から送信された無線信号が物体５０に反射されて受信部３１が受信するまでに要する時間Ｔｒは、２×Ｒｒ／Ｖｃで表される。ここで、Ｖｃは、電磁波の速度である。従って、第３符号信号Ｃ３における第２符号信号Ｃ２の位相に対する遅延量が、第２符号信号Ｃ２の位相に対して時間Ｔｒだけ遅れていると、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号信号の位相と復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号の位相とが一致する。
【００６２】
従って、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号の位相の第２符号信号Ｃ２に対する遅延量が、時間Ｔｒであれば、物体５０が装置１０に距離Ｒｒに接近した時に、物体５０が装置１０と近接したことを、検知することが可能となる。
【００６３】
装置１０では、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が、第２符号信号Ｃ２におけるＭ系列符号の位相に対して、少なくとも２つの異なる遅延量で順番に遅延される位相を有することにより、少なくとも２つの物体５０の距離を検知可能となる。
【００６４】
具体的には、装置１０では、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号の位相の遅延量は、第２符号信号Ｃ２の位相に対して、階段状に８つに変化する。従って、装置１０では、８つの時間Ｔｒに対応する８つ距離を検知可能である。
【００６５】
図６は、復調信号Ｄ１を説明する図である。
【００６６】
図６（Ａ）は、ある時間軸における復調信号Ｄの時間領域表示及び周波数領域表示を示す。
【００６７】
図６（Ｂ）は、第３符号信号Ｃ３を示しており、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号の位相は、図６（Ａ）に示す復調信号ＤのＭ系列符号の位相と一致している。
【００６８】
図６（Ｃ）は、第２復調器３５が、復調信号Ｄを第３符号信号Ｃ３により相関復調して生成した復調信号Ｄ１を示す。復調信号Ｄ１は、位相が一致する第３符号信号Ｃ３で相関復調されるので、大きな相関値を有する信号となる。復調信号Ｄ１の周波数領域表示は、復調信号Ｄにおける周波数ゼロの成分がＭ系列符号の系列長であるＣＮ倍された値を、周波数ゼロの成分として有する線スペクトルとなる。
【００６９】
図４（Ａ）に示す例では、物体５０により反射されて復調された復調信号ＤのＭ系列符号の位相は、第３符号信号Ｃ３の遅延量５の位相と一致している。
【００７０】
第１帯域フィルタ３７は、復調信号Ｄ１を入力して、符号発生器２１が発生したＭ系列符号信号Ｃ１の周期の逆数（１／Ｔ）とゼロとの間の範囲の周波数を有する信号を通過させて、第１積分器３９へ出力する。第１符号信号Ｃ１の周期の逆数（１／Ｔ）よりも大きな周波数領域には相関復調によりノイズが生成される場合があるので、第１帯域フィルタ３７は、このノイズを除去する。
【００７１】
第１積分器３９は、第１振幅検出器３９ａ及び第１区間平均器３９ｂを有する。
【００７２】
第１振幅検出器３９ａは、第１帯域フィルタ３７から出力された復調信号Ｄ１を入力して信号の振幅を検出し、検出された振幅を含む第１振幅信号Ｄ３を、第１区間平均器３９ｂへ出力する。例えば、第１振幅検出器３９ａとして、包絡線検波器を用いることができる。
【００７３】
第１区間平均器３９ｂは、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第２符号信号Ｃ２に対して異なる位相を有する部分（区間）の時間的長さ（区間時間）ごとに第１振幅信号Ｄ３を積分した積分値を区間時間で割った平均値を含む第１平均信号Ｄ５を、検知器４２へ出力する。
【００７４】
遅延時間制御部４３は、区間時間ごとに、第１区間平均器３９ｂが第１振幅信号Ｄ３を積分するように第１区間平均器３９ｂを制御する。図４（Ａ）に示す例では、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第２符号信号Ｃ２に対して異なる位相（遅延量）を有する部分は、全て同じ区間時間を有する。そして、第１区間平均器３９ｂは、第１振幅信号Ｄ３を積分した積分値の区間時間ごとの平均値を含む第１平均信号Ｄ５を生成する。
【００７５】
図４（Ｂ）は、第１振幅信号Ｄ３及び第１平均信号Ｄ５の振幅の時間変化を示す。
【００７６】
第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号の位相の遅延量が１〜４及び６〜８の時に相関復調された第１復調信号Ｄ１に基づいて生成される第１振幅信号Ｄ３は、復調信号Ｄの位相と第３符号信号Ｃ３の位相とが一致しないので小さな振幅を有する。一方、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号の位相の遅延量が５の時に相関復調された第１復調信号Ｄ１に基づいて生成される第１振幅信号Ｄ３は、復調信号Ｄの位相と第３符号信号Ｃ３の位相とが一致するので大きな振幅を有する。
【００７７】
第３符号信号Ｃ３の位相の遅延量が１〜４及び６〜８の時に生成された第１振幅信号Ｄ３に基づいて生成される第１平均信号Ｄ５は、小さな振幅を有する。一方、第３符号信号Ｃ３の位相の遅延量が５の時に生成された第１振幅信号Ｄ３に基づいて生成される第１平均信号Ｄ５は、大きな振幅を有する。
【００７８】
上述した第１積分器３９は、第１振幅検出器３９ａ及び第１区間平均器３９ｂの代わりに、高速フーリエ変換器及び振幅検出器を用いて形成されてもよい。
【００７９】
また、上述した第１積分器３９では、第１区間平均器３９ｂが第１振幅信号Ｄ３を積分する時間は、区間時間ごとであったが、区間時間ごと及び離接する区間を跨ぐ時間ごとに、第１振幅信号Ｄ３を積分するようにしてもよい。これにより、隣接する区間の境界においてデータの抜けが生じることの平均値への影響を補償することができる。また、第１積分器３９は、平均値ではなく、区間時間ごとに、第１振幅信号Ｄ３を積分した積分値を含む信号を出力するようにしてもよい。
【００８０】
以上が、第１信号チャンネルＣＨ１の説明である。
【００８１】
次に、第２信号チャンネルＣＨ２について、以下に説明する。
【００８２】
第３復調器３６は、分配器３４から入力した復調信号Ｄに対して、第１符号信号Ｃ１により相関復調を行って、復調信号Ｄ２を第２帯域フィルタ３８へ出力する。
【００８３】
第３復調器３６は、復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号と、同じＭ系列符号信号である第１符号信号Ｃ１との相関値に応じた信号強度を有する復調信号Ｄ２を出力する。復調信号Ｄ２の信号強度は、復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号の位相と、第１符号信号Ｃ１の位相とに影響を受ける。
【００８４】
図３を参照して説明したように、復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号の位相が、同じＭ系列符号信号である第１符号信号Ｃ１の位相に対して、１ビット以上のずれがあれば、低い相関値として−１が得られる。
【００８５】
装置１０では、第１符号信号Ｃ１の位相は、第２符号信号Ｃ２の位相よりも１ビット進んでおり、受信信号が復調された復調信号Ｄの位相は、装置１０が検知可能な最大の距離に位置する物体から反射された受信信号の位相に対応する。また、通常、復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号の位相は、第２符号信号Ｃ２の位相よりも１ビット以上遅れているので、復調信号Ｄに含まれるＭ系列符号信号の位相と、第１符号信号Ｃ１の位相とは一致しない。また、装置１０では、Ｍ系列符号の系列長を調整して、第１符号信号Ｃ１と一致する位相を有する受信信号の信号は、検知器４２において検知不能な程度に弱くなるように設定されている。
【００８６】
図７は、復調信号Ｄ２を説明する図である。
【００８７】
図７（Ａ）は、ある時間軸における復調信号Ｄの時間領域表示及び周波数領域表示を示す。
【００８８】
図７（Ｂ）は、第１符号信号Ｃ１を示しており、図７（Ａ）に示す復調信号Ｄの位相とは一致していない。
【００８９】
図７（Ｃ）は、第３復調器３６が、復調信号Ｄを第１符号信号Ｃ１により相関復調して生成した復調信号Ｄ２を示す。復調信号Ｄ２は、位相が一致しない第１符号信号Ｃ１で相関復調されるので、更に他の位相を有するＭ系列符号信号となる。復調信号Ｄ２の周波数領域表示は、図７（Ａ）に示す復調信号Ｄと同じである。
【００９０】
第２帯域フィルタ３８は、復調信号Ｄ２を入力して、符号発生器２１が発生したＭ系列符号信号Ｃ１の周期の逆数（１／Ｔ）とゼロとの間の範囲の周波数を有する信号を通過させて、第２積分器４０へ出力する。周波数がＭ系列符号信号Ｃ１の周期の逆数（１／Ｔ）よりも大きな周波数領域には相関復調によりノイズが生成される場合があるので、第２帯域フィルタ３８は、このノイズを除去する。
【００９１】
第２積分器４０は、第２振幅検出器４０ａ及び第２区間平均器４０ｂを有する。
【００９２】
第２振幅検出器４０ａは、第２帯域フィルタ３８から出力された復調信号Ｄ２を入力して信号の振幅を検出し、検出された振幅を含む第２振幅信号Ｄ４を、第２区間平均器４０ｂへ出力する。例えば、第２振幅検出器４０ａとして、包絡線検波器を用いることができる。
【００９３】
第２区間平均器４０ｂは、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第２符号信号Ｃ２に対して異なる位相を有する部分（区間）の時間的長さ（区間時間）ごとに第２振幅信号Ｄ４を積分した積分値を区間時間で割った平均値を含む第２平均信号Ｄ６を、閾値信号発生器４１へ出力する。
【００９４】
遅延時間制御部４３は、区間時間ごとに、第２区間平均器４０ｂが第２振幅信号Ｄ４を積分するように第２区間平均器４０ｂを制御する。そして、第２区間平均器４０ｂは、第２振幅信号Ｄ４を積分した積分値の区間時間ごとの平均値を含む第２平均信号Ｄ６を生成する。
【００９５】
図４（Ｂ）は、第２平均信号Ｄ６の振幅の時間変化を示す。
【００９６】
第２平均信号Ｄ６は、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号の位相の遅延量が１〜８の何れの時にも小さな振幅を有する。
【００９７】
閾値信号発生器４１は、第２平均信号Ｄ６を入力して、第２平均信号Ｄ６の振幅に基づいて閾値信号Ｂを生成して検知器４２へ出力する。装置１０では、閾値信号発生器４１は、第２平均信号Ｄ６の振幅Ｓに対して、ｂ＝Ｓ×ｋ＋ｐの式により閾値ｂを求めて、閾値ｂを含む閾値信号Ｂを生成する。ここで、ｋは、閾値を求めるための係数であり、ｐは閾値の下限値を定める固定値である。第２平均信号Ｄ６の振幅Ｓには、装置１０内外の電磁気的及び電気的ノイズが含まれる。
【００９８】
検知器４２は、サンプリングクロック発生器４４から入力されるサンプリングクロックＳＣに制御されて、第１平均信号Ｄ５と閾値信号Ｂとを比較して、第１平均信号Ｄ５が、閾値信号Ｂよりも大きい場合、検知信号Ｄ７を出力する。
【００９９】
検知器４２において閾値信号Ｂと比較される第１平均信号Ｄ５にも装置１０内外の電磁気的及び電気的ノイズが含まれるので、環境に応じたアダプティブな信号強度を有する閾値信号Ｂを用いることにより、検知器４２は、ノイズの変動に適応して物体５０の近接を正確に検知することができる。
【０１００】
サンプリングクロック発生器４４は、遅延時間制御部４３に制御されて、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第２符号信号Ｃ２に対して異なる位相を有する部分の時間ごとに、サンプリングクロックＳＣを出力する。検知器４２は、サンプリングクロックＳＣを入力すると、第１平均信号Ｄ５と閾値信号Ｂとの比較を実行する。サンプリングクロックＳＣは、第３符号信号の階段状に変化する位相（遅延量）と関連付けられている。
【０１０１】
図４（Ｃ）は、サンプリングクロックを説明する図であり、図４（Ｄ）は、検知信号Ｄ７を説明する図である。
【０１０２】
図４（Ｃ）及び図４（Ｄ）に示す例では、検知器４２は、第３符号信号Ｃ３の位相の遅延量が５の時に相関復調された第１復調信号Ｄ１に基づいて生成された第１平均信号Ｄ５を入力した時に、検知信号Ｄ７を出力する。
【０１０３】
装置１０が検知信号Ｄ７を出力した時のサンプリングクロックＳＣは、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第２符号信号Ｃ２に対して階段状に変化する遅延量と関連付けられているので、検知信号Ｄ７が出力された時の第３符号信号の遅延量に基づいて、装置１０と物体５０との距離を決定できる。
【０１０４】
上述した本実施形態の近接検知装置によれば、装置の規模を増大することなく、物体が近接したことを検知する距離の範囲を拡大できる。
【０１０５】
上述した第１実施形態の近接検知装置では、第３符号信号におけるＭ系列符号の第２符号信号Ｃ２に対する複数の異なる位相の遅延量は階段状に増加するように変化していたが、第３符号信号におけるＭ系列符号の第２符号信号Ｃ２に対する複数の異なる位相の遅延量は階段状に減少するように変化していてもよい。また、第３符号信号におけるＭ系列符号の第２符号信号Ｃ２に対する複数の異なる位相の遅延量は連続的に増加又は減少するように変化していてもよい。ここで、第３符号信号におけるＭ系列符号の第２符号信号Ｃ２に対する複数の異なる位相の遅延量が連続的に変化するとは、装置１０が位相を変化可能な最小単位ずつ遅延量を変化させることを意味する。
【０１０６】
次に、上述した近接検知装置の他の実施形態を、図８〜図１１を参照しながら以下に説明する。他の実施形態について特に説明しない点については、上述の第１実施形態に関して詳述した説明が適宜適用される。また、同一の構成要素には同一の符号を付してある。
【０１０７】
図８は、本明細書に開示する近接検知装置の第２実施形態を説明する図である。
【０１０８】
本実施形態の近接検知装置１０では、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第２符号信号Ｃ２に対して異なる位相を有する部分の時間的な長さは、当該位相と対応する位相を有する受信信号の強度に基づいて決定されている。
【０１０９】
装置１０では、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第２符号信号Ｃ２に対して異なる位相を有する部分の時間的な長さが、受信部３１が受信する受信信号の強度を積分した積分値が所定の値となる時間に基づいて予め決定されている。また、この所定の時間は、第１積分器３９において復調信号が区間時間ごとに積分された積分値が、検知器４２においてノイズと差異をもって検知し得る大きさになるように決定されることが好ましい。
【０１１０】
送信部２５が送信し物体５０により反射されて受信部３１が受信する受信信号の強度は、物体５０と装置１０との距離が近い程強くなり、物体５０と装置１０との距離が遠い程弱くなる。即ち、受信部３１が受信する受信信号の強度を積分した積分値が所定の値となる時間は、物体５０と装置１０との距離が近い程短くなり、物体５０と装置１０との距離が遠い程長くなる。
【０１１１】
また、受信信号の送信信号に対する位相の遅延量は、物体５０と装置１０との距離が近い程小さくなり、物体５０と装置１０との距離が遠い程大きくなる。第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号の位相の第２符号信号Ｃ２に対する遅延量が小さいことは、物体５０と装置１０との距離が近いことに対応し、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号の位相の第２符号信号Ｃ２に対する遅延量が大きいことは、物体５０と装置１０との距離が遠いことに対応する。
【０１１２】
従って、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第２符号信号Ｃ２に対して異なる位相を有する部分の時間的な長さは、第２符号信号Ｃ２に対する位相の遅延量が小さい程短く、第２符号信号Ｃ２に対する位相の遅延量が大きい程長くなるように決定される。
【０１１３】
図８（Ａ）は、第３復調信号Ｃ３を説明する図であり、図８（Ｂ）は、信号Ｄ３、Ｄ５、Ｄ６、Ｂを説明する図であり、図８（Ｃ）は、サンプリングクロックを説明する図であり、図８（Ｄ）は、検知信号Ｄ７を説明する図である。図４（Ａ）〜図４（Ｄ）の説明は、図８（Ａ）〜図８（Ｄ）に対して適宜適用される。
【０１１４】
第２遅延回路２６は、遅延時間制御部４３に制御されて、第２符号信号Ｃ２の位相に対する遅延量が１〜８まで階段状に増加するように異なる位相を有するＭ系列符号を含む第３符号信号Ｃ３を生成する。位相の遅延量は１〜８まで階段状に増加しており、各遅延量の区間時間も階段状に増加する。
【０１１５】
第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第２符号信号Ｃ２に対して異なる位相を有する部分の時間的な長さと、当該位相と対応する位相を有する受信信号の強度との関係は、事前に求められていて、遅延時間制御部４３に設定されている。
【０１１６】
例えば、点目標に対する、１送信パルス当たりの、受信信号Ｍ２の電力は下記のレーダ方程式で表される。
Ｐｔ×Ｇｔ×Ｇｒ×λ２×σ／（（４π）３×Ｒ４）
ここで、Ｐｔ：送信電力、Ｇｔ：送信アンテナ利得、Ｇｒ：受信アンテナ利得、λ：波長、σ：目標のレーダ断面積、Ｒ：目標距離である。
【０１１７】
上記式に基づいて求められた受信信号の電力が所定の積分値となる信号の受信時間が、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第２符号信号Ｃ２に対して異なる位相の遅延量ごとに決定される。
【０１１８】
装置１０の第１積分器３９及び第２積分器４０が信号を積分する区間時間も、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第２符号信号Ｃ２に対して異なる位相を有する部分の時間的な長さに対応する。また、装置１０のサンプリングクロック発生器４４が、サンプリングクロックＳＣを出力する間隔も、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第２符号信号Ｃ２に対して異なる位相を有する部分の時間的な長さに対応する。
【０１１９】
装置１０のその他の構成は、上述した第１実施形態と同様である。
【０１２０】
上述した本実施形態の近接検知装置によれば、単位時間あたりに物体を検知する観測数を増加して、観測効率を向上できる。
【０１２１】
図９は、本明細書に開示する近接検知装置の第３実施形態を説明する図である。
【０１２２】
本実施形態の近接検知装置１０は、上述した第１実施形態における第１遅延回路、分波器及び第２信号チャネルを備えていない。
【０１２３】
また、装置１０は、第１符号信号Ｃ１を入力して、当該第１符号信号Ｃ１におけるＭ系列符号を、当該Ｍ系列符号の位相に対して複数の異なる遅延量で順番に遅延させたＭ系列符号を含む第３符号信号Ｃ３を出力する遅延回路４５を備える点が上述した第１実施形態とは異なる。遅延回路４５は、上述した第１実施形態における第２遅延回路と同じ動作を実行する。
【０１２４】
閾値信号発生器４１は、単独で所定の閾値信号Ｂを検知器４２へ出力する。
【０１２５】
装置１０では、閾値信号Ｂを生成する動作が、上述した第１実施形態とは異なるが、その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【０１２６】
なお、装置１０では、遅延回路４５は、第１符号信号Ｃ１を入力し、当該第１符号信号Ｃ１におけるＭ系列符号を当該Ｍ系列符号の位相に対して、複数の異なる遅延量で順番に遅延させた第３符号信号Ｃ３を出力していたが、遅延回路４５は、第１符号信号Ｃ１を入力せずに、第３符号信号Ｃ３を出力するようにしてもよい。例えば、符号発生器２１のＭ系列符号を発生するＭ系列生成シフトレジスタと同期してＭ系列符号を生成する遅延回路４５用の遅延シフトレジスタを用いて、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第１符号信号Ｃ１に対して異なる位相を有する部分の時間ごとに、１クロック分だけ遅延シフトレジスタに与えるクロックを停止することにより、位相が１ビット遅延した第３符号信号を生成してもよい。
【０１２７】
図１０は、本明細書に開示する近接検知装置の第４実施形態を説明する図である。
【０１２８】
本実施形態の近接検知装置１０では、上述した第３実施形態に対して、遅延回路の代わりに先進回路４６を備え、遅延時間制御部の代わりに先進時間制御部４７を備える点が異なる。装置１０のその他の構成は、上述した第３実施形態と同様である。
【０１２９】
装置１０では、先進回路４６は、第１符号信号Ｃ１を入力して、当該第１符号信号Ｃ１におけるＭ系列符号を当該Ｍ系列符号の位相に対して、複数の異なる先進量で順番に先進させたＭ系列符号を含む第３符号信号Ｃ３を出力する。第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号の第１符号信号Ｃ１に対する複数の異なる先進量は、階段状に変化していてもよいし、連続的に変化していてもよい。ここで、第３符号信号におけるＭ系列符号の異なる先進量が第１符号信号Ｃ１に対して連続的に変化することは、装置１０において位相を変化可能な最小単位ずつ先進量を変化させることを意味する。また、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第１符号信号Ｃ１に対して異なる位相を有する部分の時間は先進量ごとに定められている。
【０１３０】
第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第１符号信号Ｃ１に対して異なる位相を有する部分の時間的な長さは、全て同じであってもよいし、当該位相と対応する位相を有する受信信号の強度に基づいて決定されていてもよい。
【０１３１】
先進回路４６は、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第１符号信号Ｃ１に対して異なる位相を有する部分の時間的な長さを、先進時間制御部４７に制御されて決定する。
【０１３２】
先進時間制御部４７は、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第１符号信号Ｃ１に対して異なる位相を有する部分の時間ごとに、第１振幅信号Ｄ３を積分して平均値を出力するように第１区間平均器３９ｂを制御する。
【０１３３】
サンプリングクロック発生器４４は、先進時間制御部４７に制御されて、第３符号信号Ｃ３における異なる位相を有する部分の時間ごとに、サンプリングクロックＳＣを出力する。
【０１３４】
第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号の第１符号信号Ｃ１に対する位相（先進量）は、検知したい物体５０との距離に対応しており、位相の遅延量が先進量に置き換わること以外の装置１０の動作は、上述した第３実施形態と同様である。
【０１３５】
なお、装置１０では、先進回路４６は、第１符号信号Ｃ１を入力し、当該第１符号信号Ｃ１におけるＭ系列符号を当該Ｍ系列符号の位相に対して、複数の異なる先進量で順番に先進させた第３符号信号Ｃ３を出力していたが、先進回路４６は、第１符号信号Ｃ１を入力せずに、第３符号信号Ｃ３を出力するようにしてもよい。例えば、符号発生器２１のＭ系列符号を発生するＭ系列生成シフトレジスタと同期してＭ系列符号を生成する先進回路４６用の先進シフトレジスタを用いて、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第１符号信号Ｃ１に対して異なる位相を有する部分の時間ごとに、Ｍ系列生成シフトレジスタを駆動するクロックよりも２倍の周波数のクロックで先進シフトレジスタを駆動させることにより、位相が１ビット先進した第３符号信号を生成してもよい。
【０１３６】
図１１は、本明細書に開示する近接検知装置の第５実施形態を説明する図である。
【０１３７】
本実施形態の近接検知装置１０では、上述した第１実施形態に対して、第１遅延回路の代わりに第１先進回路４８を備え、第２遅延回路の代わりに第２先進回路４９を備え、遅延時間制御部の代わりに先進時間制御部４７を備える点が異なる。装置１０のその他の構成は、上述した第３実施形態と同様である。
【０１３８】
第１先進回路４８は、第１符号信号Ｃ１を入力して、位相を所定量だけ先進させた第２符号信号Ｃ２を出力する。
【０１３９】
第２先進回路４９は、第２符号信号Ｃ２を入力して、当該第２符号信号Ｃ２におけるＭ系列符号を、当該Ｍ系列符号の位相に対して複数の異なる先進量で順番に先進させたＭ系列符号を含む第３符号信号Ｃ３を出力する。第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号の第２符号信号Ｃ２に対する複数の異なる位相の遅延量は、階段状に変化していてもよいし、連続的に変化していてもよい。ここで、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第２符号信号Ｃ２に対して異なる位相を有する部分の時間は先進量ごとに定められている。
【０１４０】
第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第２符号信号Ｃ２に対して異なる位相を有する部分の時間的な長さは、全て同じであってもよいし、当該位相と対応する位相を有する受信信号の強度に基づいて決定されていてもよい。
【０１４１】
第２先進回路４９は、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第２符号信号Ｃ２に対して異なる位相を有する部分の時間的な長さを、先進時間制御部４７に制御されて決定する。
【０１４２】
先進時間制御部４７は、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第２符号信号Ｃ２に対して異なる位相を有する部分（区間）の時間（区間時間）ごとに、フィルタリングされた第１復調信号Ｄ２を積分した積分値を区間時間で割った平均値を含む第１平均信号Ｄ５を検知器４２へ出力するように第１積分器３９を制御する。
【０１４３】
また、先進時間制御部４７は、第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号が第２符号信号Ｃ２に対して異なる位相を有する部分（区間）の時間（区間時間）ごとに、フィルタリングされた第２復調信号Ｄ２を積分した積分値を区間時間で割った平均値を含む第２平均信号Ｄ６を閾値信号発生器４１へ出力するように第２積分器４０を制御する。
【０１４４】
サンプリングクロック発生器４４は、先進時間制御部４７に制御されて、第３符号信号Ｃ３における異なる位相を有する部分の時間ごとに、サンプリングクロックＳＣを出力する。
【０１４５】
第３符号信号Ｃ３におけるＭ系列符号の第２符号信号Ｃ２に対する位相（先進量）は、検知したい物体５０との距離に対応しており、位相の遅延量が先進量に置き換わること以外の装置１０の動作は、上述した第１実施形態と同様である。
【０１４６】
本発明では、上述した実施形態の近接検知装置は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。また、一の実施形態が有する構成要件は、他の実施形態にも適宜適用することができる。
【符号の説明】
【０１４７】
１０    近接検知装置
２０    信号送信部
２１    符号発生器
２２    第１遅延回路
２３    変調器
２４    発振器
２５    送信部
２６    第２遅延回路
３０    信号検知部
３１    受信部
３２    第１復調器
３３    増幅器
３４    分配器
３５    第２復調器
３６    第３復調器
３７    第１帯域フィルタ
３８    第２帯域フィルタ
３９    第１積分器
３９ａ    第１振幅検出器
３９ｂ    第１区間平均器
４０    第２積分器
４０ａ    第２振幅検出器
４０ｂ    第２区間平均器
４１    閾値信号発生器
４２    検知器
４３    遅延時間制御部
４４    サンプリングクロック発生器
４５    遅延回路
４６    先進回路
４７    先進時間制御部
４８    第１先進回路
４９    第２先進回路
５０    物体
【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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