(57)【要約】【課題】  定常時ノイズ幅が所定の報知閾値に達していることを報知するドップラセンサ装置を提供する。【解決手段】  送受信回路２は、送信信号を電波として所定の検出範囲に対して送信するとともに、検出範囲で反射された電波を受信して得られた受信信号に送信信号を混合した混合信号を出力する。フィルタ部３１は、混合信号から所定の周波数帯のドップラ信号を抽出して出力する。判定部３２は、上記のドップラ信号に基いて検出範囲における移動物体の有無を判定する。定常検出部３３は、上記のドップラ信号の信号レベルの振動の幅の定常値である定常時ノイズ幅を検出する。報知部３４は、上記の定常時ノイズ幅を所定の報知閾値と比較し、定常時ノイズ幅が報知閾値以上である場合に報知を行う。使用者は、報知部３４の報知の有無により、定常時ノイズ幅が報知閾値に達しているか否かを知ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の検出範囲に電波を送信するとともに前記検出範囲からの電波を受信し前記検出範囲に存在する移動物体との距離の変化速度に応じた周波数のドップラ信号を含む出力を生成する送受信回路と、
前記送受信回路の出力を解析して前記検出範囲における移動物体の有無を判定する信号処理回路とを備え、
前記送受信回路は、
所定の周波数の送信信号を生成する発振器と、
前記送信信号が変換された電波である送信波を検出範囲に対して送信する送信アンテナと、
前記送信波が検出範囲において反射された電波である反射波を受信して受信信号に変換する受信アンテナと、
前記送信信号と前記受信信号とを混合した混合信号を前記信号処理回路に出力するミキサとを有し、
前記信号処理回路は、
前記混合信号から前記送信信号の周波数と前記受信信号の周波数との差の周波数を有する前記ドップラ信号を抽出して出力するフィルタ部と、
前記ドップラ信号に基いて前記検出範囲に移動物体が存在するか否かを判定して判定結果に応じた出力を生成する判定部と、
前記ドップラ信号の信号レベルの振動の幅の定常値である定常時ノイズ幅を検出する定常検出部と、
前記定常時ノイズ幅を所定の報知閾値と比較し、前記定常時ノイズ幅が前記報知閾値以上である場合に報知を行う報知部とを有することを特徴とするドップラセンサ装置。
【請求項２】
前記送受信回路から見て前記検出範囲の立体角全体を覆うカバーと、
前記送受信回路と前記カバーとの距離を可変とする距離調整手段とを備えることを特徴とする請求項１記載のドップラセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドップラセンサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばミリ波のような電波（送信波）を検出範囲に照射するとともに、検出範囲で反射された電波（反射波）を受信し、送信波と反射波とから得られるドップラ信号を用いて人体等の移動物体を検出するドップラセンサが提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５及び図６に、ドップラセンサ１を備えたドップラセンサ装置としての照明器具４の一例を示す。
【０００４】
ドップラセンサ１は、所定の検出範囲（図示せず）に電波を送信するとともに検出範囲からの電波を受信し検出範囲に存在する移動物体（図示せず）との距離の変化速度に応じた周波数のドップラ信号を含む出力を生成する送受信回路２と、送受信回路２の出力を解析して検出範囲における移動物体の有無を判定する信号処理回路３とを備える。
【０００５】
また、照明器具４は、信号処理回路３の判定結果に基いて電気的な光源ＬＡを点灯・消灯する点灯回路４１と、点灯回路４１と光源ＬＡとをそれぞれ保持するとともに天井面等の取付面に対して固定される器具本体４２と、ドップラセンサ１が送受信する電波と光源ＬＡの光とをそれぞれ透過させる例えばガラスのような材料からなり検出範囲側（図６での上側）から見てドップラセンサ１と光源ＬＡとをそれぞれ覆う形で器具本体４２に対して取り付けられたカバー４３とを備える。また、光源ＬＡの光を拡散させるとともにドップラセンサ１を目立ちにくくするために、カバー４３には例えば粗面化が施されている。また、ドップラセンサ１は、器具本体４２に対し、取付台４４を介して固定されている。器具本体４２に対する取付台４４の固定、並びに、取付台４４に対するドップラセンサ１の固定は、それぞれ、例えばねじ止めによって達成することができる。
【０００６】
具体的に説明すると、光源ＬＡとしては例えば周知の熱陰極型の放電灯を用いることができ、この場合、点灯回路４１は周知のインバータ回路を用いて構成することができる。
【０００７】
送受信回路２は、所定の周波数の送信信号を生成する発振器２１と、送信信号が変換された電波である送信波を検出範囲に対して送信する送信アンテナ２２と、送信アンテナ２２から送信された送信波が検出範囲において反射された電波である反射波を受信して受信信号に変換する受信アンテナ２３と、発振器２１が出力した送信信号と受信アンテナ２３が出力した受信信号とを混合した混合信号を信号処理回路３に出力するミキサ２４とを有する。つまり、混合信号は、送信信号の周波数と受信信号の周波数との差の周波数を有するドップラ信号に、送信信号の周波数と受信信号の周波数との和の周波数を有する信号が加算されたものである。上記の送信波は、ミリ波と呼ばれる比較的に周波数の高い電波とされる。ここで、送信アンテナ２２と受信アンテナ２３とに別々のアンテナを用いる代わりに、アンテナを発振器２１に接続する送信状態と、アンテナをミキサ２４に接続する受信状態とを、周期的に交互に切り替えるスイッチ（図示せず）を設ければ、１本のアンテナを送信アンテナ２２と受信アンテナ２３とに兼用することもできる。
【０００８】
信号処理回路３は、送受信回路２のミキサ２４が出力した混合信号から、検出の対象となる移動物体（人体等）で反射された反射波に対応すると推定される周波数帯のドップラ信号を抽出して出力するフィルタ部３１を有する。フィルタ部３１は、具体的には例えば、上記のドップラ信号の周波数帯以外の周波数成分を選択的に減衰させる周知のバンドパスフィルタである。
【０００９】
さらに、必要に応じて、受信アンテナ２３とミキサ２４との間や、ミキサ２４とフィルタ部３１との間や、フィルタ部３１の後段に、適宜の増幅回路（図示せず）を挿入してもよい。
【００１０】
また、信号処理回路３は、フィルタ部３１が出力したドップラ信号に基いて検出範囲に移動物体が存在するか否かを判定し、判定結果に応じた出力を生成する判定部３２を有する。
【００１１】
点灯回路４１は、光源ＬＡの消灯中に、判定部３２による判定結果が不在から存在に転じたときに、光源ＬＡの点灯を開始させる。
【００１２】
また、点灯回路４１は、光源ＬＡの点灯中に、判定部３２による判定結果が不在である状態の継続時間が、所定の遅れ時間に達したとき、光源ＬＡを消灯させる。
【００１３】
ドップラセンサ１を用いた上記のような制御によれば、光源ＬＡの点灯・消灯が使用者の操作に従って行われる場合に比べ、使用者にとっては操作の手間がなくなり、また、使用者が消灯の操作を忘れることでの無駄な電力消費が避けられる。
【００１４】
上記のような送受信回路２と信号処理回路３と点灯回路４１とはそれぞれ周知の電気・電子回路で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平８−２６８１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ここで、判定部３２において、移動物体が存在するとの判定は、例えばドップラ信号の信号レベルが所定の不在判定範囲外となったときに行われる。
【００１７】
しかしながら、検出範囲内に移動物体が存在しない期間であっても、ドップラ信号の信号レベルはある程度の幅（以下、「定常時ノイズ幅」と呼ぶ。）で変動する。この定常時ノイズ幅の大きさは、ドップラセンサ１から見て検出範囲の立体角全体を覆っているカバー４３とドップラセンサ１との距離ｄｇなどの要因で変化する。上記のような定常時ノイズ幅の原因としては、カバー４３の微小な振動などが考えられている。
【００１８】
そして、定常時ノイズ幅が大きいほど上記の不在判定範囲を広くする場合、定常時ノイズ幅が大きいほど感度が低下して移動物体の検出漏れが増加する。
【００１９】
また、定常時ノイズ幅に関わらず上記の不在判定範囲を一定とする場合、定常時ノイズ幅の大きさが不在判定範囲の幅にまで達すると移動物体の検出が不可能となる。
【００２０】
上記のように定常時ノイズ幅の大きさは感度に影響を与えることがある。しかし、定常時ノイズ幅の大きさを決定する要因（上記の距離ｄｇ等）と定常時ノイズ幅の大きさとの対応関係は一般的には明らかではない。しかも、従来は、使用者に報知されるのは、精々、移動物体の存否の判定結果のみであったため、定常時ノイズ幅がどの程度大きいかを使用者が知ることはできなかった。
【００２１】
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、定常時ノイズ幅が所定の報知閾値に達していることを報知するドップラセンサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明のドップラセンサ装置は、所定の検出範囲に電波を送信するとともに前記検出範囲からの電波を受信し前記検出範囲に存在する移動物体との距離の変化速度に応じた周波数のドップラ信号を含む出力を生成する送受信回路と、前記送受信回路の出力を解析して前記検出範囲における移動物体の有無を判定する信号処理回路とを備え、前記送受信回路は、所定の周波数の送信信号を生成する発振器と、前記送信信号が変換された電波である送信波を検出範囲に対して送信する送信アンテナと、前記送信波が検出範囲において反射された電波である反射波を受信して受信信号に変換する受信アンテナと、前記送信信号と前記受信信号とを混合した混合信号を前記信号処理回路に出力するミキサとを有し、前記信号処理回路は、前記混合信号から前記送信信号の周波数と前記受信信号の周波数との差の周波数を有する前記ドップラ信号を抽出して出力するフィルタ部と、前記ドップラ信号に基いて前記検出範囲に移動物体が存在するか否かを判定して判定結果に応じた出力を生成する判定部と、前記ドップラ信号の信号レベルの振動の幅の定常値である定常時ノイズ幅を検出する定常検出部と、前記定常時ノイズ幅を所定の報知閾値と比較し、前記定常時ノイズ幅が前記報知閾値以上である場合に報知を行う報知部とを有することを特徴とする。
【００２３】
このドップラセンサ装置において、前記送受信回路から見て前記検出範囲の立体角全体を覆うカバーと、前記送受信回路と前記カバーとの距離を可変とする距離調整手段とを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、報知部により、定常時ノイズ幅が所定の報知閾値に達していることが報知される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図２】同上におけるフィルタ部の出力Ｖｄと判定部の出力との時間変化の一例を示す説明図である。
【図３】同上における定常電圧Ｖｎとカバー距離ｄｇとの関係を示す説明図である。
【図４】同上の要部を示す分解斜視図である。
【図５】ドップラセンサを備える照明器具の一例を示すブロック図である。
【図６】（ａ）（ｂ）はそれぞれ同上を示し、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
本実施形態の基本構成は図５及び図６で説明した従来例と共通であるので、共通する部分についての説明は省略する。
【００２８】
本実施形態においては、図１に示すように、信号処理回路３は、フィルタ部３１が出力するドップラ信号の信号レベルの振動の幅の定常値である定常時ノイズ幅を検出する定常検出部３３を有し、判定部３２は、定常検出部３３によって検出された定常時ノイズ幅が大きいほど、不在判定範囲を大きくする。
【００２９】
具体的に説明すると、フィルタ部３１が出力するドップラ信号は電圧信号であって、信号レベルとしての電圧値（以下、「ドップラ電圧」と呼ぶ。）Ｖｄは例えば図２の上段に示すように所定のオフセット電圧Ｖｏを中心として変動する。
【００３０】
定常検出部３３は、所定のサンプリング時間（例えば０．２秒）おきにドップラ電圧Ｖｄをフィルタ部３１から得て記憶し、ドップラ電圧Ｖｄが所定のノイズ幅検出個数（例えば１０個）得られる毎に該ノイズ幅検出個数のドップラ信号Ｖｄの中での最高値と最低値との差を検出ノイズ幅として記憶するというノイズ幅監視動作を繰り返し行う。さらに、定常検出部３３は、２個目以降の検出ノイズ幅が得られる度に、最新の検出ノイズ幅と直前の検出ノイズ幅との差（以下、「検出ノイズ幅変動幅」と呼ぶ。）を所定の定常判定閾値（例えば０．０５Ｖ）と比較し、検出ノイズ幅変動幅が定常判定閾値未満であるような検出ノイズ幅が所定の定常判定個数（例えば２０個）だけ連続したとき、それら定常判定個数の検出ノイズ幅の平均値を新たな定常時ノイズ幅Ｖｎとするように定常時ノイズ幅Ｖｎを更新する。また、始動後に最初に定常時ノイズ幅Ｖｎが更新されるまでの期間中に定常検出部３３が出力する定常時ノイズ幅Ｖｎは、例えば予め設定された値とされる。
【００３１】
判定部３２は、不在判定範囲を、オフセット電圧Ｖｏを中心とし、幅を定常時ノイズ幅Ｖｎの１．５倍とするような範囲とする。つまり、定常時ノイズ幅Ｖｎの１．５／２＝０．７５倍とオフセット電圧Ｖｏとの和よりもドップラ電圧Ｖｄが高い期間（つまりＶｄ＞Ｖｏ＋０．７５Ｖｎである期間）、並びに、オフセット電圧Ｖｏと定常時ノイズ幅Ｖｎの０．７５倍との差よりもドップラ電圧Ｖｄが低い期間（つまりＶｄ＜Ｖｏ−０．７５Ｖｎである期間）に、それぞれ検出範囲内に移動物体が存在すると判定する。また、上記以外の期間（つまりＶｏ−０．７５Ｖｎ≦Ｖｄ≦Ｖｏ＋０．７５Ｖｎである期間）には検出範囲内に移動物体が存在しないと判定する。判定部３２は例えば図２の下段に示すように、検出範囲内に移動物体が存在しないと判定されている期間には点灯回路４１への出力をＬレベルとし、検出範囲内に移動物体が存在すると判定されている期間には点灯回路４１への出力をＨレベルとする。
【００３２】
上記のような判定部３２及び定常検出部３３はそれぞれ周知の電子回路で実現可能であるので詳細な図示並びに説明は省略する。
【００３３】
さらに、信号処理回路３は、定常検出部３３によって検出された定常時ノイズ幅Ｖｎが所定の報知閾値（例えば０．４Ｖ）以上である期間にのみ使用者に対する報知を行う報知部３４を有する。具体的には報知部３４は例えば、発光ダイオードのような発光素子（図示せず）と、この発光素子を駆動する駆動回路（図示せず）とからなる。この場合、上記の駆動回路は、定常時ノイズ幅Ｖｎが報知閾値未満である期間には上記の発光素子を消灯させ、定常時ノイズ幅Ｖｎが報知閾値以上である期間には上記の発光素子を点灯させる。または、定常時ノイズ幅Ｖｎが報知閾値以上である期間にはブザーを鳴動させ、定常時ノイズ幅Ｖｎが報知閾値未満である期間にはブザーを停止させるといったように、報知部３４が報知を音により行うものとしてもよい。また、報知部３４としては、液晶パネルへの表示により上記の報知を行うものも考えられる。いずれの場合にも報知部３４は周知技術で実現可能であるので詳細な図示並びに説明は省略する。
【００３４】
ここで、本発明者の実験によれば、定常時ノイズ幅Ｖｎは、ドップラセンサ１とカバー４との距離（すなわち送受信回路２とカバー４との距離。以下、「カバー距離」と呼ぶ。）ｄｇに依存する。サンプリング時間を０．２秒とし、ノイズ幅検出個数を１０個とし、定常判定個数を２０個とし、定常判定閾値を０．０５Ｖとした場合における、定常時ノイズ幅Ｖｎとカバー距離ｄｇとの関係を図３に示す。図３によれば、定常時ノイズ幅Ｖｎはカバー距離ｄｇに対して増加と減少とを交互に繰り返して（すなわち振動して）いる。上記のように定常時ノイズ幅Ｖｎがカバー距離ｄｇに対して振動する理由について、本発明者は、送受信回路２から送信される送信波の波長が関係していると考えている。
【００３５】
そこで、本実施形態では、カバー距離ｄｇの微調整による定常時ノイズ幅Ｖｎの抑制を可能とするための距離調整手段として、図４に示すように、取付台４４とドップラセンサ１との間に１乃至複数枚（１枚のみ図示）のスペーサ４５を挿入可能となっている。
【００３６】
上下左右は図４を基準として具体的に説明すると、ドップラセンサ１は送受信回路２が送受信する電波を通す材料からなるハウジング１０を備える。このハウジング１０は、送受信回路２と信号処理回路３とがそれぞれ収納された直方体形状の本体部１０ａと、本体部１０ａの下端部から左右両側にそれぞれ突設された固定部１０ｂとを有する。各固定部１０ｂにはそれぞれねじ挿通穴１０ｃが上下に貫通する形で設けられている。そして、ドップラセンサ１は、それぞれねじ挿通穴１０ｃに挿通されて取付台４４のねじ穴４４ａにねじ込まれる２本の取付ねじＳｃにより、取付台４４に対してねじ止め固定される。
【００３７】
各スペーサ４５はそれぞれ例えば金属からなる平板であって、厚さ方向を上下方向に向けて矢印Ａ１で示すようにドップラセンサ１と取付台４４との間に挿入される。また、各スペーサ４５は、取付ねじＳｃを避けるための２個のスリット４５ａを有する。各スリット４５ａは互いに共通の一方側（図４での左下側）に開放されており、これにより、各取付ねじＳｃがそれぞれ完全に抜かれていなくても、ドップラセンサ１と取付台４４との間へのスペーサ４５の挿抜が可能となっている。
【００３８】
例えば、各スペーサ４５の厚さ寸法（つまり上下方向の寸法）をそれぞれ１ｍｍとすると、ドップラセンサ１と取付台４４との間に挿入するスペーサ４５の枚数を一枚増加させる毎に、カバー距離ｄｇを１ｍｍずつ小さくすることができる。
【００３９】
ここで、上記の説明中の上下左右は、説明の便宜上定義したものであって、実際の使用状態での方向とは必ずしも一致しない。
【００４０】
上記構成によれば、使用者は、報知部３４の報知（例えば発光ダイオードの発光）の有無を確認することにより、定常時ノイズ幅Ｖｎが報知閾値を超えているか否かを知ることができる。
【００４１】
また、使用者は、定常時ノイズ幅Ｖｎが報知閾値を下回って報知部３４による報知が停止されるまでカバー距離ｄｇを調整することで、定常時ノイズ幅Ｖｎを報知閾値未満にまで低下させることができる。
【００４２】
なお、距離調整手段は、例えば送りねじ機構のような他の周知の機構によってドップラセンサ１を変位させることでカバー距離ｄｇを変化させるものであってもよい。または、距離調整手段は、カバー４３と器具本体４２との距離を変化させることによってカバー距離ｄｇを変化させるものであってもよい。上記の各種の距離調整手段はいずれも周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。
【符号の説明】
【００４３】
２  送受信回路
３  信号処理回路
４  照明器具（ドップラセンサ装置）
２１  発振器
２２  送信アンテナ
２３  受信アンテナ
２４  ミキサ
３１  フィルタ部
３２  判定部
３３  定常検出部
３４  報知部
４３  カバー
４５  スペーサ（距離調整手段）
【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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