(57)【要約】  【課題】  距離センサによって近距離にある対象物との距離を測定可能にすること。  【解決手段】  距離センサ１は、電磁波を発生させる発振器７と、電磁波を送信波として対象物３に送信する送信アンテナ２３と、対象物３で反射した反射波を受信する受信アンテナ２４と、反射波と送信波とから対象物３までの距離を算出する演算部６とを備え、発振器７は、磁化が一方向に固定された第１磁性体層１２、第１磁性体層１２の上面に配された非磁性体層１３、および非磁性体層１３の上面に配された、磁化が固定されていない第２磁性体層１４を含む発振素子９と、発振素子９に電流を流す一対の電極１０と、第２磁性体層１４に磁場を加える磁場用配線１１とを有し、発振素子９に電流を流しながら磁場を加えることで第２磁性体層１４から電磁波を発生させ、電流および磁場のうち少なくとも一方の大きさを掃引することにより、電磁波の周波数を掃引する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＦＭＣＷ方式で対象物との距離を測定する距離センサであって、
周波数が掃引された電磁波を発生させる発振器と、
該発振器から発生した電磁波を送信波として前記対象物に送信する送信アンテナと、
前記送信波が前記対象物で反射した反射波を受信する受信アンテナと、
前記反射波を受信したときの前記反射波と前記送信波との周波数差から前記対象物までの距離を算出する演算部とを備え、
前記発振器は、
磁化が一方向に固定された導電性の第１磁性体層、該第１磁性体層の上面に配された非磁性体層、および該非磁性体層の上面に配された、磁化が固定されていない導電性の第２磁性体層を含む発振素子と、
前記第１磁性体層と前記第２磁性体層との間に電流を流す一対の電極と、
前記第２磁性体層に磁場を加える磁場用配線とを有し、
前記一対の電極によって電流を流しながら前記磁場用配線によって磁場を加えることで前記発振素子の前記第２磁性体層から電磁波を発生させ、前記一対の電極によって流す電流および前記磁場用配線によって加える磁場のうち少なくとも一方の大きさを掃引することにより、発生させる電磁波の周波数を掃引する距離センサ。
【請求項２】
浴室にて使用される浴室用異常報知システムであって、
前記浴室の上部に設けられた請求項１に記載の距離センサと、前記浴室の外に異常を報知する報知器とを備え、
前記距離センサは、前記浴室の浴槽内に入浴中の人間の頭部および前記浴槽内の湯面に送信する前記送信波と前記頭部および前記湯面のそれぞれで反射した反射波との周波数差から前記演算部にて前記頭部と前記湯面との距離を算出し、
前記報知器は、前記頭部と前記湯面との距離の変化を検知して、この変化が予め定めた条件を満たすときに前記人間に異常が生じたと判定して前記浴室の外に異常を報知する浴室用異常報知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物との距離または複数の対象物同士の距離を測定する技術に関する。また本発明は、その技術を実施するための距離センサおよびこの距離センサを浴室内での異常を検知して報知するシステムに応用した浴室用異常報知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に開示されているように、レーダ方式としてＦＭＣＷ方式を使用して対象物までの距離を測定する距離センサが提案されている。この距離センサは、例えば発振回路とバラクタダイオードとを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０―１９７６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された発明では、ＦＭＣＷ方式にて対象物までの距離を測定するために、対象物に送信する電磁波の周波数は、印加する電圧の大きさを変動させることで静電容量が変化するバラクタダイオードを用いて掃引される。しかし、バラクタダイオードには、その構造上、掃引幅の最大値が小さいという制約がある。したがって、距離分解能を高めることができず、例えば近距離にある対象物までの距離を正確に測定できない等の問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みて案出されたものであり、近距離にある対象物との距離を精度よく測定できる距離センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る距離センサは、ＦＭＣＷ方式で対象物との距離を測定する距離センサであって、周波数が掃引された電磁波を発生させる発振器と、該発振器から発生した電磁波を送信波として前記対象物に送信する送信アンテナと、前記送信波が前記対象物で反射した反射波を受信する受信アンテナと、前記反射波を受信したときの前記反射波と前記送信波との周波数差から前記対象物までの距離を算出する演算部とを備え、前記発振器は、磁化が一方向に固定された導電性の第１磁性体層、該第１磁性体層の上面に配された非磁性体層、および該非磁性体層の上面に配された、磁化が固定されていない導電性の第２磁性体層を含む発振素子と、前記第１磁性体層と前記第２磁性体層との間に電流を流す一対の電極と、前記第２磁性体層に磁場を加える磁場用配線とを有し、前記一対の電極によって電流を流しながら前記磁場用配線によって磁場を加えることで前記発振素子の前記第２磁性体層から電磁波を発生させ、前記一対の電極によって流す電流および前記磁場用配線によって加える磁場のうち少なくとも一方の大きさを掃引することにより、発生させる電磁波の周波数を掃引する。
【０００７】
本発明の一実施形態に係る浴室用異常報知システムは、浴室にて使用される浴室用異常報知システムであって、前記浴室の上部に設けられた請求項１に記載の距離センサと、前記浴室の外に異常を報知する報知器とを備え、前記距離センサは、前記浴室の浴槽内に入浴中の人間の頭部および前記浴槽内の湯面に送信する前記送信波と前記頭部および前記湯面のそれぞれで反射した反射波との周波数差から前記演算部にて前記頭部と前記湯面との距離を算出し、前記報知器は、前記頭部と前記湯面との距離の変化を検知して、この変化
が予め定めた条件を満たすときに前記人間に異常が生じたと判定して前記浴室の外に異常を報知する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては、発振素子に電流を流しながら磁場を加えることによって、発振素子の第２磁性体層から電磁波を発生させる。このとき、発振素子に流す電流および発振素子に加える磁場のうち少なくとも一方の大きさを掃引することで、第２磁性体層から発生する電磁波の周波数が掃引される。このように、本発明によれば、発振素子に流す電流および発振素子に加える磁場うち少なくとも一方の大きさを掃引するだけで電磁波の周波数を掃引することができるため、従来技術のように例えば電磁波の周波数の掃引幅がバラクタダイオードの構造などに影響されないことから、従来技術よりも電磁波の掃引幅を大きくすることができる。したがって、本発明によれば、従来技術に比べて距離分解能を向上させることができ、対象物が近距離にある場合でも、対象物との正確な距離を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る距離センサの回路構成を模式的に示した図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る発振器を模式的に示した断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る発振素子を模式的に示した断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る浴室用異常報知システムを模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜距離センサ＞
本発明の一実施形態に係る距離センサについて、図１〜図３を参照しつつ説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１１】
距離センサ１は、例えば、浴室、自動車または携帯電話等に使用される。具体的には、距離センサ１は、浴室にて入浴者の異常を知らせる浴室用異常報知システム、自動車にて自動車間の距離を測定する車載用レーダまたは携帯電話にて携帯電話の使用者の動きを検知する検知システム等に用いられる。
【００１２】
距離センサ１は、図１に示したように、電磁波を発生させる発振部２と、発振部２で発生させた電磁波を送信波として対象物３に送信する送信部４と、対象物３で反射した送信波を反射波として受信する受信部５と、反射波と送信波との周波数差から対象物３との距離を算出する演算部６とを有している。なお、図１は、距離センサ１の回路構成を模式的に示した図であり、距離センサ１の回路構成の概略を示している。
【００１３】
距離センサ１は、上記構成を有することによって、距離センサ１から対象物３までの距離を測定することができる。また、距離センサ１は、対象物３が複数ある場合に、距離センサ１から複数の対象物３のそれぞれまでの距離を測定することで、複数の対象物３同士の距離を測定することができる。具体的には、距離センサ１は、レーダ方式としてＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式を採用し、発振部２から発生させた電
磁波を送信波としてその送信波の周波数を掃引し続けながら連続して対象物３に送信し、対象物３で反射した送信波を反射波として受信し、送信波の周波数と受信時の反射波の周波数との差から、距離センサ１から対象物３までの距離または複数の対象物３同士の距離等を算出する。
【００１４】
発振部２は、周波数を掃引した電磁波を連続して発生する機能を有する。発振部２は、
図１に示したように、電磁波を発生する発振器７を有する。なお、発振器７は、図１に示したように、電磁波を発生するために、外部から電源回路８を介して電流の供給を受けている。
【００１５】
発振器７は、上述したように電磁波を発生する機能を有する。発振器７は、図２に示したように、電磁波を発生する発振素子９と、発振素子９に電流を流す一対の電極１０と、発振素子９に磁場を加える磁場用配線１１とを有している。なお、一対の電極１０および磁場用配線１１は、導電性の材料からなる、具体的には、一対の電極１０および磁場用配線１１は、例えば銅、金または白金等の金属材料からなる。なお、図２は、発振器７を上下に切断した切断面を拡大して示した断面図であり、発振器７の概要を示している。
【００１６】
発振素子９は、電流が流れ、かつ磁場が加えられることで電磁波を発生するものである。発振素子９は、図２および図３に示したように、磁化の方向が一方向に固定された第１磁性体層１２と、第１磁性体層１２の上面に配された非磁性体層１３と、非磁性体層１３の上面に配された、磁化の方向が固定されていない第２磁性体層１４とを有している。なお、この「磁化」とは「磁気モーメントの和」をいう。
【００１７】
発振素子９を流れる電流は、第１磁性体層１２から第２磁性体層１４に向かって流れる。発振素子９に加えられる磁場は、発振素子９を上面透視したときに、第２磁性体層１４の磁化の方向が第１磁性体層１２の磁化の方向と一致するように加えられる。なお、第２磁性体層１４の磁化の方向は、第１磁性体層１２の磁化の方向と一致する場合に限られず、第２磁性体層１４の磁化が第２磁性体層１２の磁化に対して鋭角に交わるような方向に設定されていればよい。
【００１８】
第１磁性体層１２は、第２磁性体層１４との相互作用によって、発振素子９に負性抵抗を生じさせるものである。第１磁性体層１２は、導電性の強磁性体からなる。具体的には、第１磁性体層１２は、例えばコバルト等の金属材料あるいは鉄とコバルトとの合金またはニッケルとコバルトとの合金等からなる。第１磁性体層１２の厚みは、例えば２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下に設定されている。
【００１９】
非磁性体層１３は、第１磁性体層１２と第２磁性体層１４との磁気的結合を抑制する機能を有する。非磁性体層１３は、非磁性体からなる。具体的には、非磁性体層１３は、例えば銅または酸化マグネシウム等の非磁性体からなる。なお、非磁性体層１３が酸化マグネシウム等の絶縁材料から場合は、トンネル効果によって発振素子９に電流が流れる。非磁性体層１３の厚みは、例えば５ｎｍ以上１０ｎｍ以下に設定されている。
【００２０】
第２磁性体層１４は、電磁波を発生させるものである。本実施形態では、電流中のスピン電子は、第２磁性体層１４から第１磁性体層１２に向かって流れる。このとき、第２磁性体層１４のスピン電子には、電流中のスピン電子のうち、磁気モーメントの方向が第２磁性体層１４の磁化の方向と異なるスピン電子によって、第２磁性体層１４のスピン電子の磁気モーメントの方向を反転させる力（スピントランスファートルク）が働く。そして、このスピントランスファートルクが要因となり、発振素子９内に負性抵抗が生じる。その結果、発振素子９内に生じた負性抵抗をきっかけとして、第２磁性体層１４のスピン電子が歳差運動を始め、第２磁性体層１４の周囲の磁場が変化することで第２磁性体層１４から電磁波を発生させることができる。なお、上述した通り、第２磁性体層１４のスピン電子を歳差運動させるために、第２磁性体層１４の磁化は、第１磁性体層１２の固定された磁化と鋭角に交わるように設定されている。
【００２１】
第２磁性体層１４は、導電性の強磁性体からなる。具体的には、第２磁性体層１４は、例えばコバルト等の金属材料あるいは鉄とコバルトとの合金または鉄とニッケルとの合金
等からなる。第２磁性体層１４の厚みは、例えば２ｎｍ以上５ｎｍ以下に設定されている。
【００２２】
以上の通り、発振素子９は、第２磁性体層１４のスピン電子を歳差運動させることで、第２磁性体層１４から電磁波を発生させる。なお、第２磁性体層１４から発生する電磁波の周波数は、第２磁性体層１４のスピン電子の歳差運動の角速度によって決定する。また、第２磁性体層１４から発生する電磁波は、マイクロ波である。本明細書では、マイクロ波とは、周波数が１ＧＨｚ以上３０ＧＨｚ以下の電磁波をいう。
【００２３】
一対の電極１０は、発振素子９に電磁波を発生させるために、発振素子９に電流を流す機能を有する。具体的には、一対の電極１０は、図２に示したように、一対の電極１０のうち、発振素子９の第１磁性体層１２の下面に設けられた一方の電極１５と、発振素子９の第２磁性体層１４の上面に設けられた他方の電極１６とを有している。そして、一方の電極１５および他方の電極１６は、電源回路８に電気的に接続されることで、発振素子９の第１磁性体層１２から発振素子９の第２磁性体層１４にかけて電流を流す。なお、本実施形態では、発振素子９の第１磁性体層１２から第２磁性体層１４に向かって電流を流すことから、一方の電極１５が正極となり、他方の電極１６が負極となる。
【００２４】
本実施形態では、図２に示したように、発振素子９の第１磁性体層１２、非磁性体層１３および第２磁性体層１４、一対の電極１０の一方の電極１５および他方の電極１６ならびに磁場用配線１１のそれぞれは、層状に形成されている。そして、発振器７は、発振器７を支持する基板１７上に、一方の電極１５、第１磁性体層１２、非磁性体層１３、第２磁性体層１４、他方の電極１６および磁場用配線１１を順次積層することによって形成されている。なお、磁場用配線１１は、他方の電極１６との電気的な短絡を防止する観点から、絶縁層１８（以下、第１絶縁層１８という）を介在させて他方の電極１６上に積層されている。
【００２５】
さらに、本実施形態の発振器７では、図２および図３に示したように、他方の電極１６は、第１磁性体層１２、非磁性体層１３および第２磁性体層１４を含む積層体１９を発振素子９として機能させるために、層状の基部２０と、層状の基部２０から突出して第２磁性体層１４に接した突出部２１とを有している。言い換えれば、他方の電極１６と第２磁性体層１４との間には絶縁層２２（以下、第２絶縁層２２という）が介在しており、他方の電極１６と第２磁性体層１４との接触は、特定の範囲のみに制限されている。その結果、積層体１９のうち電流が流れる領域を制限し、第２磁性体層１４に電流の電流密度を集中させることで、第２磁性体層１４のスピン電子を安定して歳差運動させることができるため、積層体１９の電流が流れる領域を発振素子９として機能させることが可能となる。すなわち、上面透視にて、他方の電極１６と第２磁性体層１４との接触領域Ｒに内に位置した積層体１９の一部が、発振素子９となる。接触領域Ｒの面積は、積層体１９の一部を発振素子９とするために、例えば２００ｎｍ２以下に設定されている。なお、図２および図３において、上面透視したときに接触領域Ｒに位置することとなる積層体１９の一部の領域を、点線によって示している。
【００２６】
一対の電極１０および磁場用配線１１のそれぞれは、電源回路８から電流が供給されることで、発振素子９に電流を流しつつ磁場を加えている。そして、適宜、電源回路８から供給される電流を制御することによって、発振素子９に流れる電流および発振素子９に加わる磁場の少なくとも一方の大きさを掃引する（変動させる）ことで、発振素子９で発生させる電磁波を掃引することができる。すなわち、発振素子９に流れる電流の大きさを変動させることによって第２磁性体層１４に流れ込むスピン電子の量を変動させたり、または第２磁性体層１４に加わる磁場の強さを変動させることによって第２磁性体層１４のスピン電子の拘束力を変動させたりすることで、第２磁性体層１４のスピン電子の歳差運動
の角速度を変動させることができ、発振素子９から発生した電磁波を掃引することができる。
【００２７】
ここで、ＦＭＣＷ方式では、例えば対象物に送信する送信波を三角波として変調する。そして、対象物から反射してきた反射波と送信波とから両者の周波数差である中間周波数を出力して、この中間周波数を用いて対象物までの距離を測定する。このとき、送信波の掃引幅が小さい場合は、三角波の一辺の傾き（（最大周波数と最小周波数との差）／時間）が小さくなり、中間周波数が非常に微小なものとなる。したがって、対象物３との距離が近くなると送信波と反射波とが１つの波として認識されてしまうことから、近距離にある対象物３との距離を測定できるように、掃引幅を大きくして三角波の一辺の傾きを大きくし、中間周波数を大きくする必要がある。すなわち、対象物３までの距離が近距離であっても対象物３を識別できるように、対象物３を識別する能力（距離分解能）を向上させる必要がある。
【００２８】
この点について、従来技術では、バラクタダイオードに電圧を印加してバラクタダイオードの静電容量を変動させることによって掃引幅を大きくすることが提案されている。しかしながら、バラクタダイオードによる周波数の掃引幅は、バラクタダイオードの構造上の限界があるため、掃引幅の最大値が小さい。したがって、周波数掃引幅を大きくできず距離分解能を高めることができないため、例えば近距離の対象物との距離を正確に測定できない等の問題があった。
【００２９】
これに対して、本発明によれば、上述した通り、発振素子９に電流を流しつつ磁場を加えることで、発振素子９の第２磁性体層の１４のスピン電子を歳差運動させて電磁波を発生させている。そして、この電磁波の掃引幅は、スピン電子の歳差運動による角速度によって決まり、その角速度は電流および磁場の大きさによって決定される。したがって、電流および磁場の少なくとも一方の大きさを大きくすれば、従来技術よりも電磁波の掃引幅を大きくすることができる。よって、従来技術に比べて距離分解能を向上させることができ、近距離の対象物との正確な距離を測定することができる。
【００３０】
なお、従来技術、例えばバラクタダイオードにて電磁波の周波数を掃引した場合の掃引幅の理論上の最大値は、例えば２ＧＨｚである。この掃引幅における距離分解能は、例えば１５ｃｍと言われている。言い換えると、バラクタダイオードを用いた従来の距離センサでは、対象物３までの距離または複数の対象物３同士の距離が１５ｃｍ以上ないと正確に識別することができない。
【００３１】
一方、本発明による電磁波の周波数の掃引幅の理論上の最大値は、例えば５ＧＨｚとすることが可能である。この掃引幅における距離分解能は、例えば６ｃｍであり、従来のバラクタダイオードを用いた距離センサよりも近距離の対象物との距離を高精度に測定することができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、発振器７は、例えばシリコンウェハ上に、スパッタリング法または蒸着法によって、一方の電極１５、第１磁性体層１２、非磁性体層１３、第２磁性体層１４、第２絶縁層２２、他方の電極１６、第１絶縁層１８および磁場用配線１１を順次形成することで製造することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、他方の電極１６と第２磁性体層１４との接触を特定の範囲に制限することで、積層体１９の一部を発振素子９とした例を示したが、上面透視したときに接触領域Ｒと同等の面積を有する領域に位置する部分の積層体１９を発振素子９としてもよい。
【００３４】
また、本実施形態では、発振素子９は、第１磁性体層１２、非磁性体層１３および第２磁性体層１４から構成されている例を示したが、第２磁性体層１４の上面にキャップ層（不図示）を設けてもよい。キャップ層は、第２絶縁層２２または他方の電極１６の形成時に第２磁性体層１４の表面を保護する効果がある。
【００３５】
送信部４は、上述した通り、対象物３に電磁波を送信するものである。本実施形態では送信部４は、送信アンテナ２３を有しており、送信アンテナ２３から電磁波を送信している。なお、送信部４は、１つの送信アンテナ２３を有していてもよく、複数の送信アンテナ２３を有していてもよい。
【００３６】
受信部５は、上述した通り、送信部４から送信した送信波のうち対象物３で反射した反射波を受信するものである。本実施形態では、受信部５は受信アンテナ２４を有しており、対象物３で反射した電磁波を受信している。なお、受信部５は、１つの受信アンテナ２４を有していてもよく、複数の受信アンテナ２４を有していてもよい。
【００３７】
演算部６は、上述した通り、送信波と反射波との周波数差から対象物３までの距離を算出するものである。本実施形態では、演算部６は、対象物３までの距離を算出するために送信波と受信波とから両者の周波数差である周波数を有する中間周波信号を出力するミキサ２５と、発振部２で発生した電磁波の一部をミキサ２５に分配する分配器２６と、ミキサ２５が出力した中間周波信号から距離を算出する演算回路２７とを有している。
【００３８】
＜浴室用異常報知システム＞
本発明の一実施形態に係る浴室用異常報知システムについて、図４を参照しつつ説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、図４は、浴室用異常報知システムの概要を示している。
【００３９】
浴室用異常報知システム２８は、浴室内における異常の発生を浴室外に報知するものである。浴室用異常報知システム２８は、図４に示したように、浴室２９の上部に設けられた距離センサ１と、浴室２９の外に異常を報知する報知器３０とを備えている。具体的には、浴室用異常報知システム２８は、距離センサ１にて、入浴者の頭部３２と湯面３３との距離Ｌを算出し、この距離Ｌをもとに入浴者についての異常の発生を判定して、報知器３０にて浴室２９の外に異常を報知するシステムである。浴室用異常報知システム２８は、上記構成を有することによって、例えば入浴中に入浴者が寝てしまったり、心拍停止によって意識を失ってしまったりした際に、頭部３２が湯内に沈んでしまうといった異常の発生を報知して、入浴者が命を落とす等の事故の発生を低減することができる。
【００４０】
距離センサ１は、送信アンテナ２３（送信部４）から浴室２９の浴槽３１内に入浴中の人間（入浴者）の頭部３２および浴槽３１内の湯面３３に送信波を送信し、受信アンテナ２４（受信部５）で頭部３２および湯面３３のそれぞれから反射した反射波を受信し、演算部６で送信波と反射波との周波数差から頭部３２と湯面３３との距離Ｌを算出することで、頭部３２と湯面３３との距離Ｌを測定する。本実施形態に係る距離センサ１は、上述した通り、従来技術と比べて距離分解能が大きいことから、従来の技術では難しかった頭部３２と湯面３３との距離Ｌ（例えば、１５ｃｍより小さい）の測定を行なうことができる。
【００４１】
距離センサ１は、例えば浴室２９の上部に設置されている。距離センサ１の一部または距離センサ１の全ては、図４に示したように、浴室２９の天井裏に設けられていることが望ましい。距離センサ１が浴室２９の天井裏にあることで、例えば、浴室２９側に取り付けた距離センサ１が外れて落下することで入浴者が怪我するといったリスクを低減できる。なお、本実施形態では、上述した通り、距離センサ１の発振素子９から発生する電磁波はマイクロ波であることから、距離センサ１が浴室２９の天井裏に設置されている場合でも、天井が金属でなければ、送信波および反射波は浴室２９の天井を通過することができる。
【００４２】
また、距離センサ１の一部または全てが浴室２９の天井裏に設置されていることによって、距離センサ１内に湯気が侵入して距離センサ１が劣化する等の不具合の発生を低減することができる。
【００４３】
本実施形態の浴室用異常報知システム２８では、送信アンテナ２３および受信アンテナ２４は、いずれも浴室２９の上部に設置される。送信アンテナ２３は浴槽３１に向かって送信波を送信し、受信アンテナ２４は浴室内で反射した反射波を受信する。なお、送信アンテナ２３および受信アンテナ２４は、天井（浴室２９内または天井裏）に設置されてもよい。送信アンテナ２３および受信アンテナ２４が天井に設置されることで、例えばこれらのアンテナが浴室２９の側壁に設置されている場合と比較して、アンテナと湯面３３との間に人が入り込むことによって送信波や反射波が遮られるといった不具合の発生を低減することができる。
【００４４】
送信アンテナ２３は、浴室２９に複数設けられてもよいが、浴室２９に１つだけ設けられることが望ましい。送信アンテナ２３が１つだけ設けられる場合には、狭い浴室２９内において、複数の送信波による混信を防ぐことができる。
【００４５】
受信アンテナ２４は、受信アンテナ２４の反射波を受信する開口が浴槽３１の縁に向くように設置されていることが望ましい。ここで、例えば入浴者は浴槽３１の縁に頭部３２を寄りかからせたまま寝てしまうことが多いと考えられるが、受信アンテナ２４が上記構成を有することによって、入浴者の周辺に絞って反射波を受信することができる。その結果、雑信号の受信を低減し、頭部３２と湯面３２との距離Ｌを測定しやすくなる。
【００４６】
受信アンテナ２４は、複数設置されていることが望ましい。受信アンテナ２４が複数設置されていることによって、受信アンテナ２４が１つだけの場合と比較して、入浴者の浴槽３１内での位置に左右されず、安定して入浴者の頭部３２と湯面３３との距離Ｌを測定することができる。
【００４７】
なお、送信アンテナ２３の開口は、距離Ｌを測定する領域に対する照射面積が例えば２００ｃｍ２程度になるように設定されている。また、受信アンテナ２４の開口は、距離Ｌを測定する領域からの入射面積が例えば３０ｃｍ２程度になるように設定されている。
【００４８】
送信アンテナ２３および受信アンテナ２４は、上面透視したときに、浴槽３１内に位置していることが望ましい。上記構成を有することによって、送信波を湯面３３に対して垂直に近い角度で出射させることができるため、反射波を最短距離で入射させることができ、マルチパスを低減することができる。その結果、湯面３３との正確な距離を測定することができる。
【００４９】
演算部６は、浴室用異常報知システム２８では、頭部３２と湯面３３との距離Ｌを算出する。演算部６は、送信波と頭部３２からの反射波との周波数差から距離センサ１と頭部３２との第１距離Ｌ１を算出し、送信波と湯面３３からの反射波との周波数差から距離センサ１と湯面３３との第２距離Ｌ２を算出し、第２距離Ｌ２と第１距離Ｌ１との差（Ｌ２−Ｌ１）から頭部３２と湯面３３との距離Ｌを算出する。
【００５０】
なお、演算部６においては、頭部３２および湯面３３のそれぞれからの反射波と、浴室内の頭部３２および湯面３３以外からの反射波とを区別する必要がある。これは、予め入
浴前の反射波のデータを記録しておき、それらのデータを入浴中の反射波のデータから差し引くことによって行なう。
【００５１】
報知器３０は、例えば、浴室２９の外側の壁面に設けられ、浴室２９外に浴室２９内の異常を報知するものである。具体的には、報知器３０は、頭部３２と湯面３３との距離Ｌの変化を検知して、この変化が予め定めた条件を満たすときに入浴者に異常が生じたと判定して浴室２９の外に異常の発生を報知する。なお、「予め定めた条件」とは、例えば距離Ｌが任意に定める値よりも小さくなった場合といった条件、または距離Ｌが任意に定める値に達した後、一定時間経過した場合といった条件など、種々設定することができる。
【００５２】
なお、本実施形態では、報知器３０は、浴室２９の外側の壁面に設けられているが、浴室２９の外に異常を報知できるのであれば浴室２９の壁面でなくても構わない。例えば、リビングルームや監視室などの浴室２９から離れた場所に設置して、有線通信または無線通信を介して距離センサ１と連動させて、浴室２９外に浴室２９内に異常が生じたことを報知するようにしても構わない。
【符号の説明】
【００５３】
１    距離センサ
２    発振部
３    対象物
４    送信部
５    受信部
６    演算部
７    発振器
８    電源回路
９    発振素子
１０  一対の電極
１１  磁場用配線
１２  第１磁性体層
１３  非磁性体層
１４  第２磁性体層
１５  一方の電極
１６  他方の電極
１７  基板
１８  第１絶縁層
１９  積層体
２０  基部
２１  突出部
２２  第２絶縁層
２３  送信アンテナ
２４  受信アンテナ
２５  ミキサ
２６  分配器
２７  演算回路
２８  浴室用異常報知システム
２９  浴室
３０  報知器
３１  浴槽
３２  頭部
３３  湯面
Ｒ    接触領域
Ｌ    距離
Ｌ１  第１距離
Ｌ２  第２距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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