(57)【要約】      （修正有）【課題】被検知体をより確実且つ迅速に検知可能とした高周波センサ装置を提供する。【解決手段】アンテナから出力されるメインビームを複数の異なる方向に順次スキャンして受信波に含まれるドップラー信号を調べ、複数の方向についての１回のスキャンにて１番最初に電波が放射される方向からのドップラー信号が予め設定された閾値を超えた場合はそのドップラー信号に基づき被検知体の有無を判定し、１回のスキャンにて１番最初に電波が放射される方向からのドップラー信号が予め設定された閾値を超えず２番目以降に電波が放射される方向からのドップラー信号が予め設定された閾値を超えた場合はそのスキャンと次回のスキャンにおいて得られたドップラー信号に基づいて被検知体の有無を判定する。【選択図】図１
2008180688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信波を発生する発振回路と、
前記送信波を放射し、前記送信波の物体による反射波を受信波として受信するアンテナと、
前記受信波を検知する検波回路と、
前記検波回路に含まれるドップラー信号に基づいて被検知体の検知の有無を判定する制御判断回路と、
前記アンテナから放射される電波の方向を変えるための制御信号を前記アンテナに出力する電波走査制御回路と、
を備え、
前記制御判断回路は、前記電波走査制御回路からの制御信号により前記アンテナから出力されるメインビームを複数の異なる方向に順次スキャンして前記受信波に含まれるドップラー信号を調べ、前記複数の方向についての１回のスキャンにて１番最初に電波が放射される方向からのドップラー信号が予め設定された閾値を超えた場合はそのドップラー信号に基づき被検知体の有無を判定し、前記１回のスキャンにて１番最初に電波が放射される前記方向からのドップラー信号が予め設定された閾値を超えず２番目以降に電波が放射される方向からのドップラー信号が予め設定された閾値を超えた場合はそのスキャンと次回のスキャンにおいて得られたドップラー信号に基づいて被検知体の有無を判定することを特徴とする高周波センサ装置。
【請求項２】
前記制御判断回路は、前記次回のスキャンにおいて得られたドップラー信号を調べた結果、前記複数の方向のいずれにおいてもドップラー信号が前記閾値を超えなかったときは、前記１回のスキャンにて前記ドップラー信号が前記閾値を超えた前記方向において被検知体を検知したと判定することを特徴とする請求項１記載の高周波センサ装置。
【請求項３】
前記制御判断回路は、前記次回のスキャンにおいて得られたドップラー信号を調べた結果、前記複数の方向のうちの少なくともいずれかにおいてドップラー信号が所定の閾値を超えたときは、前記１回のスキャンにて前記閾値を超えたドップラー信号と、前記次回のスキャンにて前記閾値を超えたドップラー信号と、を比較し、振幅がもっとも大きいドップラー信号が検知された方向において被検知体を検知したと判定することを特徴とする請求項１記載の高周波センサ装置。
【請求項４】
前記制御判断回路は、前記次回のスキャンにおいて得られたドップラー信号を調べた結果、前記１番最初に電波が放射される前記方向からのドップラー信号は前記閾値を超えず、前記２番目以降に電波が放射される前記方向からのドップラー信号が前記閾値を超えたときは、前記２番目以降に電波が放射される前記方向において被検知体を検知したと判定することを特徴とする請求項１記載の高周波センサ装置。
【請求項５】
前記制御判断回路は、前記次回のスキャンにおいて得られるドップラー信号を調べる際に、前記複数の方向の少なくともいずれかをスキップすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の高周波センサ装置。
【請求項６】
前記制御判断回路は、前記次回のスキャンが終了するのを待って、前記被検知体の有無を示す判定信号を出力することを特徴とする請求項１記載の高周波センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波などが人体にあたると反射波あるいは透過波を生じる。この反射波または透過波を受信し人体の有無を検出するのが高周波センサ装置であり、自動ドア、機器のリモートコントロール、便器洗浄装置などに使用できる。さらに、移動物体を検出する高周波センサ装置もあり、例えば水洗便器の自動洗浄などに有用である。
【０００３】
人体を含む移動物体を検知するには、ドップラー効果を利用することができる。すなわち、電波や音波が移動物体に当たり反射すると、反射波の周波数がドップラーシフトする。反射波及び送信波の差分周波数スペクトラムを求めることにより移動物体が検知される。さらにドップラー周波数は物体の移動速度に比例するので、移動速度を知ることもできる。
【０００４】
送信波として電波を用いる場合、センサを構成するアンテナからの電波放射方向を目的物に向けて精度良く制御することが重要である。給電素子及びこれを取り囲む無給電素子をパッチ電極で構成し、高周波スイッチにより電気的にスキャンを行うアンテナにおいては、高周波スイッチのオン及びオフを切替えるために設ける制御線が、アンテナの接地特性に影響を及ぼし、電波ビームの放射方向を精度良く制御することを困難にすることがある。
【０００５】
無給電素子が基板内のスルーホール式の制御線を通じて基板の背面上に設けられた高周波スイッチに接続され、電波ビームの放射方向を切替えるマイクロストリップアンテナ及びこれを用いた高周波センサに関する技術開示例がある（特許文献１）。
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ２００６／０３５８８１Ａ１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、電波ビームの放射方向を所定の方向のみに限定することは容易ではない。すなわち、アンテナから電波を放射する場合、目的の方向に放射されるメインビームとともに、これとは異なる方向に放射されるサイドローブ（不要電波）が生ずる場合が多い。このため、例えば、高周波センサ装置に対して人体がどの方向から接近してくるのかを検知しようとする場合、メインビームで検知しているのかそれともサイドローブにより検知しているのかを判別することが困難となる場合があった。
【０００７】
また、複数の方向を順次スキャンして被検知体の位置を特定する場合、サイドローブの影響や被検知体の移動方向などに応じてスキャンのステップを適宜スキップできると、より迅速に被検知体の位置を特定することが可能となる。
【０００８】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、被検知体をより確実且つ迅速に検知可能とした高周波センサ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、送信波を発生する発振回路と、前記送信波を放射し、前記送信波の物体による反射波を受信波として受信するアンテナと、前記受信波を検知する検波回路と、前記検波回路に含まれるドップラー信号に基づいて被検知体の検知の有無を判定する制御判断回路と、前記アンテナから放射される電波の方向を変えるための制御信号を前記アンテナに出力する電波走査制御回路と、を備え、前記制御判断回路は、前記電波走査制御回路からの制御信号により前記アンテナから出力されるメインビームを複数の異なる方向に順次スキャンして前記受信波に含まれるドップラー信号を調べ、前記複数の方向についての１回のスキャンにて１番最初に電波が放射される方向からのドップラー信号が予め設定された閾値を超えた場合はそのドップラー信号に基づき被検知体の有無を判定し、前記１回のスキャンにて１番最初に電波が放射される前記方向からのドップラー信号が予め設定された閾値を超えず２番目以降に電波が放射される方向からのドップラー信号が予め設定された閾値を超えた場合はそのスキャンと次回のスキャンにおいて得られたドップラー信号に基づいて被検知体の有無を判定することを特徴とする高周波センサ装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、被検知体をより確実且つ迅速に検知可能とした高周波センサ装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。  
図１は、本発明の実施の形態にかかる高周波センサ装置のブロック図である。  
高周波センサ装置は、高周波部１０と制御部２０とを有する。高周波部１０は、給電素子１０２及び無給電素子１０４、１０６などからなるアンテナ１００と、高周波回路１２と、を有する。高周波回路１２には、送信波を発生する発振回路１４と、受信波からドップラー信号を取り出す検波回路１６と、が設けられている。
【００１２】
アンテナ１００から放射された送信波は、人体などの物体に当たり反射波を生じ、給電素子１０２で受信される。アンテナ１００は送受信共用でもよいし、送信用と受信用とを別にしてもよい。人体検知用の高周波センサ装置において使用可能な送信波の周波数は、１０．５２５及び２４．１５ＧＨｚである。
【００１３】
移動物体の場合、ドップラー信号が高周波部１０の検波回路１６から出力される。このドップラー信号は、制御部２０の増幅器２２を介して制御判断回路２６へ入力される。また、増幅器２２の他の出力は、比較器２４を介して制御判断回路２６へ入力される。その出力は、負荷制御回路３０及び電波走査制御回路３２へ入力される。電波走査制御回路３２は、制御判断回路２６からの信号により無給電素子１０４、１０６の電波ビームの放射方向を変える制御信号を出力する。  
図２は、本実施形態の高周波センサ装置に設けられるマイクロストリップアンテナの一例を表す平面図である。  
また、図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。なお、図２以降の図については、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【００１４】
このアンテナは、セラミックスや樹脂などの絶縁性の材料からなる基板１０１の前面に矩形状の導電体薄膜からなる３つのアンテナ素子１０２、１０４、１０６が一直線上に併設された構造を有する。中央のアンテナ素子１０２は、マイクロ波信号源から直接的に（すなわち、電線を通じて）マイクロ波電力の供給を受ける給電素子である。給電素子１０２の両側に設けられた２つのアンテナ素子１０４、１０６は、直接的な給電は受けない無給電素子である。給電素子１０２の励振方向は、図２において上下の方向であり、３つのアンテナ素子１０４、１０２、１０６の配列方向は励振方向と直交する方向とされている。この実施例では一例として左右の無給電素子１０４、１０６は、中央の給電素子１０２を中心として線対象の位置、すなわち給電素子１０２から等距離の位置に配置されており、サイズも同一とされている。無給電素子１０４、１０６のサイズは、給電素子１０２のサイズとほぼ同一とすることができるが、異なるものとしてもよい。なお、励振方向にみた長さは、用いるマイクロ波の波長に応じて最適な範囲があるので変えることができる範囲は狭いが、励振方向に対して垂直な方向の長さはより広い範囲で変えることができる。
【００１５】
給電素子１０２の背面の所定箇所（以下、「給電点」という）に給電線１０８の一端が接続されている。図３に表したように、給電線１０８は、基板１０１を貫通する導電線であり、給電線１０８の他端は、基板１０１の背面上に位置された高周波回路１２のマイクロ波出力端子に接続されている。なお、高周波回路１２は、例えばワンチップＩＣとして形成することができる。給電素子１０２は、高周波回路１２に設けられた発振回路１４（図１参照）から出力される特定周波数（例えば、１０．５２５ＧＨｚ、２４．１５ＧＨｚ、または７６ＧＨｚなど）のマイクロ波電力を給電点に受けて励振される。
【００１６】
図３に表したように、基板１０１は多層基板であり、その内部には１つの層として、薄膜状のアース電極１１６が、基板１０１の全面にわたって設けられている。アース電極１１６は、接地線１１５を介して高周波回路１２のグランド端子に接続されている。
【００１７】
図２及び図３に表したように、無給電素子１０４、１０６のそれぞれの背面の所定箇所（以下、「接地点」という）にも、制御線１１０、１１２の一端がそれぞれ接続されている。制御線１１０、１１２の他端は、基板１０１の背面上に配置されたスイッチ１２０、１２４の一側端子にそれぞれ接続されている。スイッチ１２０、１２４の他側端子は、接地線１１８、１２２をそれぞれ介して、アース電極１１６に接続されている。スイッチ１２０、１２４は個別にオン・オフ操作が可能とされている。左側のスイッチ１２０のオン・オフ操作により、左側の無給電素子１０４がアース電極１１６に接続されるか、フローティング状態になるかが切り替えられる。右側のスイッチ１２４のオン・オフ操作により、右側の無給電素子１０６がアース電極１１６に接続されるか、フローティング状態になるかが切り替えられる。
【００１８】
スイッチ１２０、１２４には、高周波スイッチを用いることが望ましいが、使用するマイクロ波周波数に対するインピーダンスが所定の適正値に調整されている必要は特になく、高周波信号を遮断するスイッチのオフ特性（アイソレーション）が良好であればよい。  図２に表したように、給電素子１０２の給電点の位置は、一例として、給電素子１０２の励振方向（上下方向）において、使用するマイクロ波の基板１０１上での波長λｇに応じた最適アンテナ長 （ほぼ、λｇである）だけ給電素子１０２の下側エッジ（または上側エッジ）から上側（または下側）に離れた位置であって、励振方向（上下方向）と直交する方向（左右方向）において、給電素子１０２の中央位置とされている。一方、無給電素子１０４、１０６のそれぞれの接地点の位置は、一例として、励振方向（上下方向）において、各無給電素子１０４、１０６の中央を中心とした幅Ｌ／２の範囲より外側の位置であって、直交する方向（左右方向）において、それぞれの無給電素子１０４、１０６の中央の位置とされている。ここで、Ｌは、無給電素子１０４、１０６の励振方向にみた長さである。
【００１９】
このように構成されたマイクロストリップアンテナにおいて、スイッチ１２０、１２４を操作して無給電素子１０４、１０６をアース電極１１６に接続（接地）するかを切り替えることにより、このマイクロストリップアンテナから出力されている電波ビームの放射方向を複数の方向のいずれかに切り替えることができる。給電素子１０２と無給電素子１０４、１０６との位置関係により放射方向が決定されるため、波長よりも極端に短い給電線１０８を介して給電素子１０２と高周波回路１２とを接続することが可能であり、よって、伝送損失が少なく効率がよい。また、制御線に接続されるスイッチが１つで電波ビームの放射方向を変化させることができるため、このマイクロストリップアンテナは基板サイズ小型化や製造の低コスト化に適している。
【００２０】
図４は、スイッチ１２０、１２４の操作による電波ビームの放射方向の変化を表す模式図である。  
図４において、楕円は放射される電波ビームを模式的に表し、横軸の角度は基板１０１の主面に対して垂直な方向からみた電波ビームの放射方向の角度（放射角度）を表し、プラスの角度は放射方向が図２において右側に傾いていることを表し、マイナスの角度は左側に傾いていることを表す。
【００２１】
図４に表したように、両方のスイッチ１２０、１２４がオンの場合（すなわち、両方の無給電素子１０４、１０６が接地されている場合）、電波ビームは点線で表したように、基板１０１の主面に対して垂直な方向に放射される。両方のスイッチ１２０、１２４がオフの場合（すなわち、両方の無給電素子１０４、１０６がフローティング状態の場合）も、電波ビームは一点鎖線で表したように、基板１０１の主面に対して垂直な方向に放射される。
【００２２】
一方、左側のスイッチ１２０がオンで右側のスイッチ１２４がオフの場合（すなわち、左側の無給電素子１０４だけが接地されている場合）は、電波ビームは破線で表したように、左側（条件によっては右側）に傾いた方向に放射される。また、左側のスイッチ１２０がオフで右側のスイッチ１２４がオンの場合（すなわち、右側の無給電素子１０６だけが接地されている場合）は、電波ビームはもうひとつの破線で表したように、右側（条件によっては左側）に傾いた方向に放射される。  
このように、接地される無給電素子１０４、１０６を選択することにより、電波ビームの放射方向を変えることができる。
【００２３】
ところが、このように電波ビームの放射方向を変える場合、目的の方向に放射されるメインビームとともに、これとは異なる方向に放射されるサイドローブ（不要電波）が生ずる場合が多い。メインビームをより広角に放射させようとすると、サイドローブはより大きくなる傾向がある。このため、例えば、高周波センサ装置に対して人体がどの方向から接近してくるのかを検知しようとする場合、メインビームで検知しているのかそれともサイドローブにより検知しているのを判別することが困難となる場合がある。
【００２４】
図５は、サイドローブの発生を説明するための模式図である。  
例えば図５（ａ）に表したように、スイッチ１２４のみがオンで無給電素子１０６が接地されている場合、メインビーム２０２とは異なる方向にサイドローブが放射されることがある。同様に、図５（ｂ）に表したように、スイッチ１２０のみがオンで無給電素子１０４が接地されている場合には、メインビーム２０６とは異なる方向にサイドローブ２０８が放射されることがある。
【００２５】
例えば、被検知体９００が、図５（ａ）及び（ｂ）に表すような方向からアンテナ１００に向けて接近している時、図５（ｂ）に表したようにメインビーム２０６によってそのドップラー信号が検知されるが、同時に、図５（ａ）に表したようにサイドローブ２０４によってもドップラー信号が検知されることがある。つまり、電波を左右にスキャンさせて被検知体を検知する際に、左右いずれの方向にメインビームを放射してもドップラー信号が生ずるため、被検知体の位置を特定することが困難となる。これは特に、ドップラー信号に含まれる周波数の変化のみを検出する場合に顕著となり、メインビームによる検知かサイドローブによる検知か、の判別が困難となる。
【００２６】
これに対して、本実施形態においては、制御判断回路２６の判断により、必要に応じて２回続けて検知を実行し、その結果に基づいて被検知体の位置を特定する。  
図６は、本実施形態の高周波センサ装置において実行される検知の方法を説明するためのグラフ図である。  
すなわち、無給電素子１０４、１０６にそれぞれ接続されたスイッチ（ＳＷ１）１２０、スイッチ（ＳＷ２）１２４を交互にオンにして、図５（ａ）及び（ｂ）に例示したように電波ビームの放射状態を切り替える。そして、それぞれの放射状態に対応したドップラー信号を検出する。ドップラー信号は、被検知体の移動を周波数の変化として含む。図６に表した具体例においては、ＳＷ１がオンの期間ｄ１、ｄ１’と、ＳＷ２がオンの期間ｄ２、ｄ２'に、被検知体９００のドップラー信号がそれぞれ検出されている。なお、これら期間ｄ１、ｄ２、ｄ１’、ｄ２’は、例えば、２５〜５０ミリ秒程度とすることができる。  
このようなドップラー信号において、図７に表したように、所定の閾値を設定し、ドップラー信号がこれら閾値を越えない場合は「非検知」、越えた場合は「検知」と判定する。
【００２７】
図８及び図９は、このような判定基準に基づいて被検知体を特定する方法を表した表である。  
また、図１０及び図１１は、ドップラー信号の波形を例示するグラフ図である。
【００２８】
まず、図８及び図１０（ａ）に表したように、期間ｄ１と期間ｄ２のいずれにおいても、ドップラー信号が検知されなかった場合（ｄ１＝０、ｄ２＝０）には、非検知と特定する。  
一方、図８及び図１０（ｂ）に表したように、期間ｄ１においてドップラー信号を検知し、期間ｄ２において非検知すなわちドップラー信号を検知しなかった場合（ｄ１＝1、ｄ２＝０）は、ＳＷ１をオンにした時に検知、すなわち図５（ｂ）に表したメインビーム２０６により検知したと判定し、図５（ｂ）に表したように、アンテナ１００から向かって左側において被検知体９００が移動していると判定する。
【００２９】
次に、図８に表したように、期間ｄ１でも期間ｄ２でもドップラー信号を検出した場合（ｄ１＝1、ｄ２＝１）は、それらのドップラー信号の振幅を比較する。そして、図１０（ｃ）に表したように、期間ｄ１におけるドップラー信号の振幅のほうが期間ｄ２におけるドップラー信号の振幅よりも大きい場合（ｄ１＞ｄ２）は、ＳＷ１をオンにした時に検知、すなわち図５（ｂ）に表したメインビーム２０６と図５（ａ）に表したサイドローブ２０４によりそれぞれ検知したと判定し、図５に表したように、アンテナ１００から向かって左側において被検知体９００が移動していると判定する。
【００３０】
また、これとは逆に、図１０（ｄ）に表したように、期間ｄ２におけるドップラー信号の振幅のほうが期間ｄ１におけるドップラー信号の振幅よりも大きい場合（ｄ２＞ｄ１）は、ＳＷ２をオンにした時に検知、すなわち図５（ａ）に表したメインビーム２０２と図５（ｂ）に表したサイドローブ２０８によりそれぞれ検知したと判定し、図５とは逆にアンテナ１００から向かって右側において被検知体９００が移動していると判定する。
【００３１】
次に、図８に表したように、期間ｄ１においてドップラー信号が非検知であり、期間ｄ２において検知した場合（ｄ１＝０、ｄ２＝１）には、その次のスキャンの結果も参酌して判定する。  
図９は、２回目のスキャンの結果により判定する方法を表した表である。  
まず、図１０（ｅ）に表したように、期間ｄ１、ｄ２に続く期間ｄ１’、ｄ２’においていずれもドップラー信号が非検知であった場合（ｄ１’＝０、ｄ２’＝０）には、ＳＷ２がオンの時にメインビーム２０２で検知したと判定する。すなわち、図５（ａ）に表したものとは逆に、アンテナ１００から向かって右側において被検知体９００が移動していたと判定する。この時、被検知体９００の速度が早かったため、期間ｄ１’、ｄ２’においては、すでにアンテナ１００の検知範囲内において移動を終了していると推定できる。これは例えば、被検知体９００がアンテナ１００から向かって右側から早い速度でアンテナ１００に接近しアンテナ１００の前で停止したような場合が挙げられる。また、例えば、アンテナ１００の前に静止した被検知体９００が左手をアンテナ１００の前で左から右に振ったような場合が挙げられる。本実施形態においては、これらの状況でも検知と判定できるので応答性に優れた高周波センサ装置を提供できる。
【００３２】
次に、期間ｄ１’においてはドップラー信号を検知し、期間ｄ２’においては非検知の場合（ｄ１’＝１、ｄ２’＝０）には、期間ｄ２と期間ｄ１’におけるドップラー信号の振幅を比較する。そして、図１０（ｆ）に表したように、期間ｄ２におけるドップラー信号の振幅のほうが期間ｄ１’におけるドップラー信号の振幅よりも大きい場合（ｄ２＞ｄ１’）は、ＳＷ２をオンにした時に検知、すなわち図５（ａ）に表したメインビーム２０２と図５（ｂ）に表したサイドローブ２０８によりそれぞれ検知したと判定し、図５とは逆に、アンテナ１００から向かって右側において被検知体９００が移動していると判定する。
【００３３】
また、これとは逆に、図１１（ａ）に表したように、期間ｄ１’におけるドップラー信号の振幅のほうが期間ｄ２におけるドップラー信号の振幅よりも大きい場合（ｄ１’＞ｄ２）は、ＳＷ１をオンにした時に検知、すなわち図５（ｂ）に表したメインビーム２０６と図５（ａ）に表したサイドローブ２０４によりそれぞれ検知したと判定し、図５に表したようにアンテナ１００から向かって左側において被検知体９００が移動していると判定する。
【００３４】
一方、図１１（ｂ）に表したように、期間ｄ１’においてはドップラー信号が非検知であり、期間ｄ２’において検知した場合（ｄ１’＝０、ｄ２’＝１）には、２回続けてＳＷ２をオンにした時のみに検知しているので、メインビーム２０２のみにより検知していると判断し、図５とは逆に、アンテナ１００から向かって右側において被検知体９００が移動していると判定する。
【００３５】
一方、期間ｄ１’においても期間ｄ２’においてもドップラー信号を検知した場合（ｄ１’＝１、ｄ２’＝１）には、それぞれのドップラー信号の振幅を比較する。そして、図１１（ｃ）に表したように、期間ｄ２におけるドップラー信号の振幅のほうが期間ｄ１’及び期間ｄ２’におけるドップラー信号の振幅よりも大きい場合（ｄ２＞ｄ１’、ｄ２＞ｄ２’）は、期間ｄ２においてＳＷ２をオンにした時に最も強く検知、すなわち図５（ａ）に表したメインビーム２０２と図５（ｂ）に表したサイドローブ２０８によりそれぞれ検知したと判定し、図５とは逆に、アンテナ１００から向かって右側において被検知体９００が移動していると判定する。
【００３６】
また、図１１（ｄ）に表したように、期間ｄ１’におけるドップラー信号の振幅のほうが期間ｄ２及び期間ｄ２’におけるドップラー信号の振幅よりも大きい場合（ｄ１’＞ｄ２、ｄ１'＞ｄ２’）は、期間ｄ１’においてＳＷ１をオンにした時に最も強く検知、すなわち図５（ｂ）に表したメインビーム２０６と図５（ａ）に表したサイドローブ２０４によりそれぞれ検知したと判定し、図５に表したようにアンテナ１００から向かって左側において被検知体９００が移動していると判定する。
【００３７】
また、図１１（ｅ）に表したように、期間ｄ２’におけるドップラー信号の振幅のほうが期間ｄ２及び期間ｄ１’におけるドップラー信号の振幅よりも大きい場合（ｄ２’＞ｄ２、ｄ２'＞ｄ１’）は、期間ｄ２’においてＳＷ２をオンにした時に最も強く検知、すなわち図５（ａ）に表したメインビーム２０２と図５（ｂ）に表したサイドローブ２０８によりそれぞれ検知したと判定し、図５とは逆にアンテナ１００から向かって右側において被検知体９００が移動していると判定する。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態においては、電波をスキャンする順序が１番目の方向を含み被検知体を検知したときは１回目のスキャンの結果のみに基づいて被検知体の位置を特定し、また、電波をスキャンする順序が２番目以降の方向で被検知体を検知したときは２回目のスキャンの結果に基づいて被検知体の位置を特定することにより、人体などの被検知体がアンテナ１００に向かって接近する方向や速度に関係なく被検知体の位置を精度よく特定でき、応答性に優れた検出が可能となる。また、サイドローブの影響を除去することができるため、スキャン速度すなわち電波の放射方向の切替速度を遅くすることができ、比較的ゆっくりとした動作も検出することが可能となる。
【００３９】
ところで、本実施形態の高周波センサ装置において、電波の放射方向を切替える際にスイッチングノイズが生ずることがある。このような場合に、スイッチングノイズの発生時間を考慮しないで被検知体の検知判定をすると誤検知につながる。そこで、このような場合には、電波の放射方向が切り替わった瞬間からのドップラー信号をもとに被検知体の検知判定をするのではなく、スイッチングノイズの発生時間を考慮して検知判定までに待ち時間を設けるとよい。すなわち、電波の放射方向を切り替えるタイミング（速度）は、検知判定までの待ち時間と被検知体の検知判定に要する時間で決まる。被検知体の検知判定に要する時間は、人の身体や手の移動速度を考慮すると１ミリ秒〜５０ミリ秒とすることが好ましく、例えば、１０ミリ秒に設定すれば５０Ｈｚ（＝半周期１０ミリ秒）以上の動きに対して精度良く人の身体や手を検知できる。
【００４０】
次に、３方向に向けて順次スキャンする場合について説明する。  
図１２は、メインビームの放射方向を例示する模式図である。  
例えば、図２及び図３に関して前述したアンテナ１００において、図４に関して前述したように、スイッチ１２０とスイッチ１２４のいずれかをオンにしてメインビームを左右に傾けた状態と、スイッチ１２０、１２４をいずれもオフまたはオンにしてメインビームを基板１０１の主面に対して垂直な方向に放射させる状態と、を順次繰り返すことができる。例えば、これら３つの状態を図１２に表したように、期間ｄ１、ｄ２、ｄ３として順次切り替えることができる。  
このような場合にも、本実施形態によれば、必要に応じて２回目のスキャンの結果も参酌して判定することができる。
【００４１】
図１３〜図１９は、３方向に順次スキャンする場合の判定の方法を表す表である。  
まず、図１３に表したように、期間ｄ１〜ｄ３のいずれにおいてもドップラー信号が非検知の場合には、被検知体を非検知と判定する。  
また、期間ｄ１においてドップラー信号を検知し、期間ｄ２、ｄ３のいずれにおいても非検知の場合には、期間ｄ１において検知した方向に被検知体を検知したと判定する。
【００４２】
次に、図１４（ａ）に表したように、期間ｄ１では非検知で、期間ｄ２で検知、期間ｄ３で非検知の場合には、その次のスキャンの結果を参酌して判定する。そして、図１４（ｂ）に表したように、この場合、その次のスキャンでは期間ｄ３に対応する方向（期間ｄ３’）の測定をスキップする。  
これは、期間ｄ１→ｄ２→ｄ３→ｄ１・・・の順にスキャンしている際に、期間ｄ２で検知して期間ｄ１、ｄ３で非検知だったということは、図２１に例示した如く、被検知体９００は、スキャンの方向とは逆の方向すなわちｄ２からｄ１の方向に移動している蓋然性が高いからである。もし被検知体９００がスキャンの方向と同じ方向に移動しているとすると、期間ｄ２だけではなく、期間ｄ１でも期間ｄ３でも検知される確率が高い。つまり、期間ｄ１→ｄ２→ｄ３→ｄ１・・・の順にスキャンしている際に、期間ｄ２で検知して期間ｄ１、ｄ３で非検知だったということは、被検知体９００はスキャンの方向とは逆の方向に移動している蓋然性が高く、その次にスキャンでは被検知体は期間ｄ３の方向に存在する可能性は低く、期間ｄ１の方向に移動している可能性が高い。
【００４３】
このように、期間ｄ２のみで検知した場合には、その次のスキャンの際に期間ｄ３’をスキップし、期間ｄ１’と期間ｄ２’のみでスキャンすることができる。そして、２回目のスキャンで期間ｄ１’と期間ｄ２’のいずれにおいても非検知であった場合（ＷＪ０）は、期間ｄ２で検知したと判定する。
【００４４】
一方、２回目のスキャンで期間ｄ１’で検知し期間ｄ２’では非検知であった場合（ＷＪ１ａ、ＷＪ１ｂ）は、期間ｄ２のドップラー信号と期間ｄ１’のドップラー信号の振幅を比較する。そして、期間ｄ２のドップラー信号のほうが大きい場合には、期間ｄ２で検知したと判定し（ＷＪ１ａ）、期間ｄ１’のドップラー信号のほうが大きい場合には、期間ｄ１'で検知したと判定する（ＷＪ１ｂ）。
【００４５】
一方、２回目のスキャンでも期間ｄ１’では非検知で期間ｄ２’で検知した場合（ＷＪ２）は、期間ｄ２、ｄ２’で検知したと判定する。
【００４６】
また一方、２回目のスキャンで期間ｄ１’でも期間ｄ２’でも検知した場合（ＷＪ３ａ、ＷＪ３ｂ、ＷＪ３ｃ）は、期間ｄ２のドップラー信号と期間ｄ１’、ｄ２’のドップラー信号の振幅を比較する。そして、期間ｄ２のドップラー信号が一番大きい場合には、期間ｄ２で検知したと判定し（ＷＪ３ａ）、期間ｄ１’のドップラー信号が一番大きい場合には、期間ｄ１'で検知したと判定し（ＷＪ３ｂ）、期間ｄ２’のドップラー信号が一番大きい場合には、期間ｄ２'で検知したと判定する（ＷＪ３ｃ）。
【００４７】
次に、図１５に表したように、期間ｄ１と期間ｄ２で検知した場合は、これらのドップラー信号の振幅を比較する。そして、期間ｄ１のドップラー信号のほうが大きい場合には、期間ｄ１で検知したと判定し（ＳＪ３ａ）、期間ｄ２のドップラー信号のほうが大きい場合には、期間ｄ２で検知したと判定する（ＳＪ１ｂ）。
【００４８】
次に、図１６（ａ）に表したように、期間ｄ３のみで検知した場合には、その次のスキャンの結果も参酌して判定する。この場合には、次のスキャンに際して、ｄ１〜ｄ３に対応する位置のいずれにも被検知体がいる可能性が高いので、いずれの検知もスキップせずにスキャンを実行する。  
そして、次のスキャンで期間ｄ１’、ｄ２’、ｄ３’のいずれにおいても非検知であった場合には、期間ｄ３で検知したと判定する（ＷＪ０）。  
また、次のスキャンで期間ｄ１’で検知し、期間ｄ２’、ｄ３’では非検知の場合には、これらのドップラー信号の振幅を比較する。そして、期間ｄ３のドップラー信号のほうが大きい場合には、期間ｄ３で検知したと判定し（ＷＪ１ａ）、期間ｄ１’のドップラー信号のほうが大きい場合には、期間ｄ１’で検知したと判定する（ＷＪ１ｂ）。
【００４９】
また、次のスキャンで期間ｄ２’で検知し、期間ｄ１’、ｄ３’では非検知の場合には、これらのドップラー信号の振幅を比較する。そして、期間ｄ３のドップラー信号のほうが大きい場合には、期間ｄ３で検知したと判定し（ＷＪ２ａ）、期間ｄ２’のドップラー信号のほうが大きい場合には、期間ｄ１’で検知したと判定する（ＷＪ２ｂ）。
【００５０】
また、次のスキャンで期間ｄ１’と期間ｄ２’で検知し、期間ｄ３’では非検知の場合には、これらのドップラー信号の振幅を比較する。そして、期間ｄ３のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ３で検知したと判定し（ＷＪ３ａ）、期間ｄ１’のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ１’で検知したと判定し（ＷＪ３ｂ）、期間ｄ２’のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ２’で検知したと判定する（ＷＪ３ｃ）。  
一方、次のスキャンでも期間ｄ３’でのみ検知した場合には、期間ｄ３、ｄ３’で検知したと判定する（ＷＪ４）。
【００５１】
また、次のスキャンで期間ｄ１’と期間ｄ３’で検知し、期間ｄ２’では非検知の場合には、これらのドップラー信号の振幅を比較する。そして、期間ｄ３のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ３で検知したと判定し（ＷＪ５ａ）、期間ｄ１’のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ１’で検知したと判定し（ＷＪ５ｂ）、期間ｄ３’のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ３’で検知したと判定する（ＷＪ５ｃ）。
【００５２】
同様に、次のスキャンで期間ｄ２’と期間ｄ３’で検知し、期間ｄ１’では非検知の場合にも、これらのドップラー信号の振幅を比較する。そして、期間ｄ３のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ３で検知したと判定し（ＷＪ６ａ）、期間ｄ２’のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ２’で検知したと判定し（ＷＪ６ｂ）、期間ｄ３’のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ３’で検知したと判定する（ＷＪ６ｃ）。
【００５３】
一方、次のスキャンで期間ｄ１’、ｄ２’ｄ３’のいずれにおいても検知した場合には、これらのドップラー信号の振幅を比較する。そして、期間ｄ３のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ３で検知したと判定し（ＷＪ７ａ）、期間ｄ１’のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ１’で検知したと判定し（ＷＪ７ｂ）、期間ｄ２’のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ２’で検知したと判定し（ＷＪ７ｃ）、期間ｄ３’のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ３’で検知したと判定する（ＷＪ７ｄ）。
【００５４】
次に、図１７に表したように、期間ｄ１と期間ｄ３で検知し、期間ｄ２で非検知の場合には、これらのドップラー信号の振幅を比較する。そして、期間ｄ１のドップラー信号のほうが大きい場合には、期間ｄ１で検知したと判定し（ＳＪ５ａ）、期間ｄ３のドップラー信号のほうが大きい場合には、期間ｄ３で検知したと判定する（ＳＪ５ｂ）。これは例えば、スキャンの方向と同じ方向に被検知体が早い速度で移動したような場合に対応する。このような場合に、図１７に表したように判定すると、早い速度で移動する被検知体の接近の方向を確実に検出できる。
【００５５】
次に、図１８（ａ）に表したように、 期間ｄ１では検知せず、期間ｄ２と期間ｄ３で検知し、さらに期間ｄ２におけるドップラー信号のほうが期間ｄ３におけるドップラー信号よりも大きいた場合には、その次のスキャンの結果も参酌して判定する。この場合には、期間ｄ３における検知はサイドローブの影響による可能性が高く、被検知体の移動方向はスキャンの方向とは逆である蓋然性が高い。つまり、次のスキャンの際には、期間ｄ３に対応する位置に被検知体がいる可能性は低く、期間ｄ２’または期間ｄ１’において検知する可能性が高いので、期間ｄ３’をスキップしてスキャンを実行することができる。
【００５６】
そして、図１８（ｂ）に表したように、次のスキャンで期間ｄ２’、ｄ３’のいずれにおいても非検知であった場合には、期間ｄ２で検知したと判定する（ＷＪ０）。  
また、次のスキャンで期間ｄ１’で検知し、期間ｄ２’では非検知の場合には、これらのドップラー信号の振幅を比較する。そして、期間ｄ２のドップラー信号のほうが大きい場合には、期間ｄ２で検知したと判定し（ＷＪ１ａ）、期間ｄ１’のドップラー信号のほうが大きい場合には、期間ｄ１’で検知したと判定する（ＷＪ１ｂ）。
【００５７】
また、次のスキャンで期間ｄ２’で検知し、期間ｄ１’では非検知の場合には、期間ｄ２、ｄ２’で検知したと判定する（ＷＪ２）。
【００５８】
また、次にスキャンで、期間ｄ１’と期間ｄ２’のいずれらおいても検知した場合には、これらのドップラー信号の振幅を比較する。そして、期間ｄ２のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ２で検知したと判定し（ＷＪ３ａ）、期間ｄ１’のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ１’で検知したと判定し（ＷＪ３ｂ）、期間ｄ２’のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ２’で検知したと判定する（ＷＪ３ｃ）。
【００５９】
同様に、図１９（ａ）に表したように、期間ｄ１では検知せず、期間ｄ２と期間ｄ３で検知し、さらに期間ｄ３におけるドップラー信号のほうが期間ｄ２におけるドップラー信号よりも大きい場合には、その次のスキャンの結果も参酌して判定する。この際に、期間ｄ２’をスキップしてスキャンを実行することができる。
【００６０】
１回目のスキャンで期間ｄ３の方が期間ｄ２の方よりドップラー信号が大きいということは、期間ｄ２における電波の放射範囲と期間ｄ３における電波の放射範囲とが重なる場所に人が存在するが、どちらかといえば期間ｄ３の電波の放射範囲側に人が存在することを意味する。例えば、期間ｄ２では（３ｄＢダウンビーム幅を基準とし）電波の放射範囲が−２５°〜＋２５°、期間ｄ３では電波の放射範囲が＋０〜＋５０°の場合、＋２０°前後の方向に人が存在することになる。従って、２回目のスキャンで期間ｄ２’をスキップして期間ｄ１’と期間ｄ３’をスキャンすれば、電波スキャンの順序やサイドローブの影響を除去し被検知体の位置を精度よく特定でき、応答性に優れた検出が可能となる。
【００６１】
そして、図１９（ｂ）に表したように、次のスキャンで期間ｄ１’、ｄ３’のいずれにおいても非検知であった場合には、期間ｄ３で検知したと判定する（ＷＪ０）。  
また、次のスキャンで期間ｄ１’で検知し、期間ｄ３’では非検知の場合には、これらのドップラー信号の振幅を比較する。そして、期間ｄ３のドップラー信号のほうが大きい場合には、期間ｄ３で検知したと判定し（ＷＪ１ａ）、期間ｄ１’のドップラー信号のほうが大きい場合には、期間ｄ１’で検知したと判定する（ＷＪ１ｂ）。
【００６２】
また、次のスキャンで期間ｄ３’で検知し、期間ｄ１’では非検知の場合には、期間ｄ３、ｄ３’で検知したと判定する（ＷＪ４）。
【００６３】
また、次にスキャンで、期間ｄ１’と期間ｄ３’のいずれらおいても検知した場合には、これらのドップラー信号の振幅を比較する。そして、期間ｄ３のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ３で検知したと判定し（ＷＪ５ａ）、期間ｄ１’のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ１’で検知したと判定し（ＷＪ５ｂ）、期間ｄ３’のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ３’で検知したと判定する（ＷＪ５ｃ）。
【００６４】
一方、図２０に表したように、一回目のスキャンで、期間ｄ１、ｄ２、ｄ３のいずれにおいても検知された場合には、これらのドップラー信号の振幅を比較する。そして、期間ｄ１のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ１で検知したと判定し（ＳＪ７ａ）、期間ｄ２のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ２で検知したと判定し（ＳＪ７ｂ）、期間ｄ３のドップラー信号が最も大きい場合には、期間ｄ３で検知したと判定する（ＳＪ７ｃ）。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態によれば、複数の方向を順次スキャンする場合に、それぞれの方向での検知の結果に応じて、必要に応じてその次のスキャンの結果を参酌して被検知体を確実に検知することが可能となる。またさらに、２回目のスキャンに際しては、被検知体の存在の蓋然性が低い方向をスキップすることにより、より迅速に被検知体の方向を判定することが可能となる。
【００６６】
次に、本実施形態の高周波センサ装置において４方向にスキャンする場合について説明する。  
図２２は、本実施形態の高周波センサ装置において用いることができるアンテナ１００の模式平面図である。  
また、図２３は、このアンテナ１００においてスイッチ操作により放射ビームの方向が変化することを表した模式図である。
【００６７】
このアンテナ１００は、給電素子１０２の上下左右に無給電素子１３０、１３２、１０４、１０６が配置された形態を有する。これら無給電素子は、制御線１１０、１１２、１３４、１３６を介して接続されたスイッチＳＷ１〜ＳＷ４により、それぞれ接地状態とフローティング状態のいずれかにすることができる。無給電素子１０４、１０６、１３０、１３２のいずれか１つのみを選択的に接地状態とすることにより、メインビームの放射方向を上下左右に傾斜させることができる。また、無給電素子１０４、１０６、１３０、１３２は給電素子１０２により励起され、同一方向に励振されるため、左右の無給電素子１０４、１０６のうちのいずれかと上下の無給電素子１３０、１３２のいずれかをそれぞれ接地することにより、メインビームの方向を平面視で４５度程度の方向に傾斜させることもできる。このように接地される無給電素子１０４、１０６、１３０、１３２を選択することにより、メインビームの方向を４５度間隔で変えることもできる。
【００６８】
以下、このようなアンテナ１００を用いて、異なる４方向に向けてそれぞれ期間ｄ１→期間ｄ２→期間ｄ３→期間ｄ４として繰り返しスキャンする場合について説明する。ここで、期間ｄ１はＳＷ１〜ＳＷ４のうちでＳＷ２のみがオンで他はオフ、期間ｄ２はＳＷ１〜ＳＷ４のうちでＳＷ４のみがオフで他はオン、期間ｄ３はＳＷ１〜ＳＷ４のうちでＳＷ２のみがオフで他はオン、期間ｄ４はＳＷ１〜ＳＷ４のうちでＳＷ４のみがオンで他はオフとした。  
図２４は、本実施例において、一回のスキャンで被検知体を特定できる場合をまとめた表である。  
すなわち、期間ｄ１〜ｄ４のいずれにおいても非検知であった場合には、非検知と判定する（ＳＪ０）。また、期間ｄ１のみで検知した場合には、期間ｄ１にて検知と判定する（ＳＪ１）。  
一方、期間ｄ１とｄ２のみで検知した場合には、これらのドップラー信号の大きさにより期間ｄ１とｄ２のいずれで検知したかを判定する（ＳＪ３ａ、ＳＪ３ｂ）。
【００６９】
同様に、期間ｄ１とｄ３のみで検知した場合には、これらのドップラー信号の大きさにより期間ｄ１とｄ２のいずれで検知したかを判定する（ＳＪ５ａ、ＳＪ５ｂ）。  
また、期間ｄ１、ｄ２、ｄ３で検知した場合には、これらのドップラー信号の大きさにより期間ｄ１、ｄ２、ｄ３のいずれで検知したかを判定する（ＳＪ７ａ、ＳＪ７ｂ、ＳＪ７ｃ）。  
また、期間ｄ１とｄ４のみで検知した場合には、これらのドップラー信号の大きさにより期間ｄ１とｄ４のいずれで検知したかを判定する（ＳＪ９ａ、ＳＪ９ｂ）。
【００７０】
そして、期間ｄ１、ｄ２、ｄ４でそれぞれ検知した場合には、これらのドップラー信号の大きさにより期間ｄ１、ｄ２、ｄ４のいずれで検知したかを判定する（ＳＪＢａ、ＳＪＢｂ、ＳＪＢｃ）。  
同様に、期間ｄ１、ｄ３、ｄ４でそれぞれ検知した場合には、これらのドップラー信号の大きさにより期間ｄ１、ｄ３、ｄ４のいずれで検知したかを判定する（ＳＪＤａ、ＳＪＤｂ、ＳＪＤｃ）。  
そして、期間ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４でそれぞれ検知した場合には、これらのドップラー信号の大きさにより期間ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４のいずれで検知したかを判定する（ＳＪＦａ、ＳＪＦｂ、ＳＪＦｃ、ＳＪＦｄ）。
【００７１】
図２５〜図３６は、本実施例において、２回目のスキャンの結果を参酌する場合を例示した表である。  
例えば、図２５に表した具体例の場合、一回目のスキャンで期間ｄ２のみで検知された場合には、その次のスキャンにおいて、期間ｄ３’と期間ｄ４’をスキップしてスキャンすることができる。これは、期間ｄ３、ｄ４において検知されていないことから、被検知体の移動方向はスキャンの方向とは反対方向である慨然性が高いからである。従って、２回目のスキャンでは、期間ｄ１’と期間ｄ２’のみでスキャンすることにより、迅速に判定することができる。
【００７２】
同様に、図２６に表した具体例の場合も、一回目のスキャンで期間ｄ３のみで検知された場合には、その次のスキャンにおいて、期間ｄ４’をスキップしてスキャンすることができる。これは、期間ｄ３で検知した後に期間ｄ４において検知されていないことから、被検知体の移動方向はスキャンの方向とは反対方向である慨然性が高いからである。従って、２回目のスキャンでは、期間ｄ１’ｄ２’、ｄ３’のみでスキャンすることにより、迅速に判定することができる。
【００７３】
また、図２７に表したように、一回目のスキャンで期間ｄ２とｄ３のみで検知され、且つ期間ｄ２のドップラー信号のほうが大きい場合には、その次のスキャンにおいて、期間ｄ３’とｄ４’をスキップしてスキャンすることができる。これは、期間ｄ３で検知したのはサイドローブによる可能性が高く、その後期間ｄ４において検知されていないことから、被検知体の移動方向はスキャンの方向とは反対方向である慨然性が高いからである。従って、２回目のスキャンでは、期間ｄ１’ｄ２’のみでスキャンすることにより、迅速に判定することができる。
【００７４】
一方、図２８に表したように、一回目のスキャンで期間ｄ２とｄ３のみで検知され、且つ期間ｄ３のドップラー信号のほうが大きい場合には、その次のスキャンにおいて、期間ｄ２’とｄ４’をスキップしてスキャンすることができる。
【００７５】
１回目のスキャンで期間ｄ３の方が期間ｄ２の方よりドップラー信号が大きいということは、期間ｄ２における電波の放射範囲と期間ｄ３における電波の放射範囲とが重なる場所に人が存在するが、どちらかといえば期間ｄ３の電波の放射範囲側に人が存在する可能性が高いことを意味する。例えば、期間ｄ２では（３ｄＢダウンビーム幅を基準とし）電波の放射範囲が４０°〜１４０°、期間ｄ３では電波の放射範囲が１２０〜２４０°の場合、１３０°前後の方向に人が存在する可能性が高いことになる。従って、２回目のスキャンで期間ｄ２’をスキップして期間ｄ１’と期間ｄ３’をスキャンすれば、電波スキャンの順序やサイドローブの影響を除去し被検知体の位置を精度よく特定でき、応答性に優れた検出が可能となる。
【００７６】
また、図２９に表したように、一回目のスキャンで期間ｄ４のみで検知された場合には、その次のスキャンにおいて、期間ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４と順次スキャンし、その結果得られたドップラー信号の大きさを参酌して判定することができる。
【００７７】
一方、図３０に表したように、一回目のスキャンで期間ｄ２とｄ４のみで検知され、且つ期間ｄ２のドップラー信号のほうが大きい場合には、その次のスキャンにおいて、期間ｄ３’とｄ４’をスキップしてスキャンすることができる。
【００７８】
期間ｄ２における電波の放射範囲と期間ｄ４における電波の放射範囲は相反する方向であり、１回目のスキャンで期間ｄ２の方が期間ｄ４の方よりドップラー信号が大きいということは、期間ｄ２と期間ｄ４におけるサイドローブの影響を除去した結果、期間ｄ２の電波の放射範囲側に人が存在する可能性が高いことになる。従って、２回目のスキャンで期間ｄ３’とｄ４’をスキップして期間ｄ１’と期間ｄ２’をスキャンすれば、電波スキャンの順序やサイドローブの影響を除去し被検知体の位置を精度よく特定でき、応答性に優れた検出が可能となる。
【００７９】
そして、得られたドップラー信号の大きさに基づいて判定できる。
【００８０】
また、図３１に表したように、一回目のスキャンで期間ｄ２とｄ４のみで検知され、且つ期間ｄ４のドップラー信号のほうが大きい場合には、その次のスキャンにおいて、期間ｄ２’とｄ３’をスキップしてスキャンすることができる。
【００８１】
そして、得られたドップラー信号の大きさに基づいて判定できる。
【００８２】
以上説明したように、本実施形態によれば、複数の方向を順次スキャンして被検知体を検知する高周波センサ装置において、サイドローブの影響を除去して検知することにより、より確実且つ迅速な検知が可能となる。また、サイドローブの影響と、被検知体の移動方向と、を考慮することにより、２回目のスキャンに際して所定の方向の検知をスキップすることも可能となり、より迅速且つ確実に被検知体を検知することができる。
【００８３】
ところで、本実施形態にかかる高周波センサ装置の制御判断回路２６（図１参照）では、電波の放射方向に人が存在しないときのドップラー信号の電圧値（Ｖ０とする）に対し、検知範囲に応じて閾値（Ｖ０±αとする：α＞０）を設定し、電波の放射方向を切り替え、いずれかの方向でドップラー信号の電圧値が、閾値を超えた場合（例えば、プラスα側、またはマイナスα側のいずれか一方でも閾値を超えた場合）には、人が存在することを認識し（人体を検知したと判定し）、それが１スキャンの内、１番最初に電波が放出された方向であれば１回のスキャンデータに基づいて、２番目以降に電波が放射される方向であれば、前回のスキャンデータと次回のスキャンデータとに基づいて、人体検知した方向を判定している（例えば、２方向に分けて順次スキャンする場合については図５〜図１１参照）。
【００８４】
ここで、図３７に示すように、第１の閾値Ｖ０±αよりも狭い幅となる第２の閾値Ｖ０±β（α＞β＞０）を設定し、１スキャンの内、最初に電波が放射される方向（期間ｄ１）のドップラー信号の電圧値ＶＰまたはＶＢが、（Ｖ０＋α）≧ＶＰ＞（Ｖ０＋β）または（Ｖ０−α）≦ＶＢ＜（Ｖ０−β）のときは、その回（今回）のスキャンデータと次回のスキャンデータとに基づいて、人体検知の有無を判定するようにしても良い。これにより、さらに応答性、検知精度を向上させることができる。なお、このように第２の閾値を設けて判定することは、上記３方向スキャンや４方向スキャンの場合にも適用可能である。
【００８５】
図３７に示す例では、期間ｄ１で（Ｖ０＋α）≧ＶＰ＞（Ｖ０＋β），（Ｖ０−α）≦ＶＢ＜（Ｖ０−β）となっており、ｄ２＝０なので、次のスキャンをもとに判定する。次回のスキャンにおいて、ｄ１’＝１，ｄ２’＝０なので、ＳＷ１がＯＮの時にメインビーム２０６（図５（ｂ）参照）で検知したと判定し、制御判断回路２６は判定信号１を出力する。また、次回のスキャンにおいて、ｄ１’＝０，ｄ２’＝０ならば非検知と判定し、ｄ１’＝０，ｄ２’＝１ならばＳＷ２がＯＮの時にメインビーム２０２（図５（ａ）参照）で検知したと判定する。さらに、次回のスキャンにおいて、ｄ１’＝１，ｄ２’＝１であって、ｄ１’＞ｄ２’であればＳＷ１がＯＮの時に検出したと判定し、ｄ１’＜ｄ２’であればＳＷ２がＯＮの時に検出したと判定する。
【００８６】
ドップラー信号は、電波の放射方向に人が存在しないときの電圧値Ｖ０に対して、必ず＋方向側と−方向側に均等に電圧レベルが変動するとは限らない。また、製造上のバラツキや使用環境により電圧値Ｖ０が変動すると、検知精度が低下する可能性がある。
【００８７】
そこで、閾値判定として、検知範囲に応じて予め設定された電圧振幅値（ＰＢ０とする）を閾値とし、電波の放射方向を切り替え、図３８に示すように、同一方向に電波が放射されている期間中のドップラー信号の最大電圧値ＶＰと最小電圧値ＶＢから最大電圧振幅値ＰＢＭＡＸを算出し、ＰＢＭＡＸ＞ＰＢ０であれば、ドップラー信号を検知したものとする。このようにすれば、電圧値Ｖ０が変動しても、検知精度に影響を与えることがない。なお、このような閾値判定は、上記３方向スキャンや４方向スキャンの場合にも適用可能である。
【００８８】
図３８の例では、ｄ２＝０，ｄ２’＝０とすると、最初に電波が放射される方向（期間ｄ１）で、ＰＢＭＡＸ＞ＰＢ０であれば、ドップラー信号を検知したものとされ、ＳＷ１がＯＮの時に人体を検知したと判定される。また、期間ｄ１でＰＢＭＡＸ≦ＰＢ０であれば、次のスキャンの期間ｄ１’でＰＢＭＡＸ＞ＰＢ０の場合に、ＳＷ１がＯＮの時に人体を検知したと判定される。
【００８９】
本実施形態にかかる高周波センサ装置（図１参照）においては、制御判断回路２６は、負荷制御回路３０に、あるいは負荷制御回路３０を介して装置の外部に、被検知体の検知の有無を示す判定信号と、どの方向に電子ビームが放射されているのかを示すモニタ信号とを出力する。
【００９０】
図３９〜図４２は、電子ビームを２方向に順次切り替え、人体検知を確定したときに、どのような判定信号およびモニタ信号を出力するのかを示した図である。
【００９１】
電子ビームが片方に放射される時間と他方に放射される時間との割合は同じであるが、どの方向に電波ビームが放射されているのかを外部に出力するモニタ信号は、図３９〜図４２に示すように、電波ビームの放射方向が切り替わるときに、切り替え速度よりも時間の短いパルス信号を利用し、各放射方向に応じたパルス信号を利用し、各放射方向に応じたパルス信号のデューティ（duty）をあらかじめ設定された割合で変えている。
【００９２】
一方、電波ビームを複数の方向にスキャンし、いずれかの方向で人体検知を確定したとき、所定の要領にて、判定信号を出力する。例えば、電子ビームを常にスキャンしてセンシングする場合、ある方向で人体検知を確定したら、次回の１スキャンの期間中に判定信号を出力しても良いし、あらかじめ設定した時間（例えば１ミリ秒〜１秒）だけ判定信号を出力しても良い。
【００９３】
また、電子ビームをスキャンして人体検知を確定した後に電波ビームの放射方向を人体検知した方向に固定し、検知範囲を狭くしてさらにセンシングする場合、人体検知を確定した方向でのドップラー信号の周波数や電圧値に応じて判定信号を出力することもできる。ただし、本実施形態の制御判断回路２６では、ｓｔｅｐ１で人体検知を確定したときと、ｓｔｅｐ２で人体検知を確定したときとでは、判定信号が出力されるタイミングが異なる。
【００９４】
高周波センサ装置に手を接近させる動作が同じでも、手を近づけるタイミングと、電波ビームをスキャンするタイミングによっては、図３９に示すように１回のスキャンで手の接近を確定する場合と、図４０に示すように２回のスキャンで手の接近を確定する場合とが生じる。図３９と図４０の判定信号から明らかなように、１回スキャンで確定の場合と、２回スキャンで確定の場合とでは、制御判断回路２６からの出力信号であるｓｔｅｐ１判定信号（図６の判定信号１に相当する信号）のパルスの出力回数および出力タイミングが異なる。
【００９５】
例えば、１０ミリ秒の切り替え速度にて２方向に電子ビームをスキャンする場合、図３９に示す最初に電波が放射される方向（ｓｔｅｐ１）で人体検知を確定したときと、図４０に示す次に電波が放射される方向（ｓｔｅｐ２）で人体検知を確定したときとでは、判定信号が出力されるタイミングが２０ミリ秒異なる。
【００９６】
この場合に、例えば、左右２方向に電子ビームをスキャンして、右方向（ｓｔｅｐ１）で手の接近を確定したときは一定量だけ音量を大きくし、左方向（ｓｔｅｐ２）で手の接近を確定したときは一定量だけ音量を小さくするといったスイッチの場合は、不具合は生じない。
【００９７】
しかし、手の接近方向を確定した後（電波方向確定後）のドップラー信号の周波数や電圧値を利用して音量が変化する度合いまでアナログ的に制御しようとすると、同じ速度および時間で手を接近させた場合、右方向（ｓｔｅｐ１）で手の接近を確定したときは音量がダイナミックに大きく変化するが、左方向（ｓｔｅｐ２）で手の接近を確定したときは小刻みに小さく変化することになり、手の接近動作に対する変化率が検知確定方向により異なる。
【００９８】
このように、本実施形態の高周波センサ装置をアナログ的に物理量に変えるスイッチ（例えば、手が接近してきた方向を検知し、手の接近速度（周波数）により水栓機器から吐水される水量、照明機器の光量、暖房機器の熱量、送風機器の風量を増加減させる）として使用する場合、判定信号の出力タイミングが異なり、均等な操作感覚を得ることができない場合が生じる。
【００９９】
そこで、電波ビームを複数の方向に放射させるとき、図４１に示すように、１スキャンの内、最初に電波が放射される方向にて人体検知を確定した場合には、判定信号を出力するまでに、１スキャン分の待ち時間（判定信号出力待機時間）を設定する。つまり、１回のスキャンで判定が確定した場合にも、２回目のスキャンによる判定をする期間には、ｓｔｅｐ１判定信号を出力せず、（判定信号出力待機期間の経過後に、２回目のスキャンをした場合と同様のタイミングでｓｔｅｐ１判定信号を出力する。
【０１００】
このようにすれば、判定信号の出力タイミングが他の方向で人体検知を確定したときと異なることを抑制できるので、上記のような不具合を解消でき、均等な操作感覚を得ることができる。なお、このように判定信号出力待機時間を設けることは、上記３方向スキャンや４方向スキャンの場合にも適用可能である。
【０１０１】
また、本実施形態にかかる高周波センサ装置（図１参照）では、モニタ信号を出力する手段と判定信号を出力する手段の双方を備えているが、電子ビームをスキャンしているときはどの方向に電子ビームが放射されているのか確認するためのモニタ信号の出力手段として、いずれかの方向で人体検知を確認して電波の放射方向が固定されたときは判定信号の出力手段として、１つの出力手段を兼用して使用することもできる。また、電子ビームが片方に放射される時間と、他方に放射される時間との割合を同じにしているが、用途や使用環境に応じてその割合を変えても良い。
【０１０２】
なお、前述した高周波センサ装置には負荷制御回路が設けられているが、外部に接続される機器に負荷制御回路が内蔵されている場合には、制御判断回路から出力されるモニタ信号の電圧レベルを単純に電子ビームをスキャンしているときはハイレベルに、いずれかの方向で人体検知を確認して電波の放射方向が固定されたときはローレベルへと変えることで容易に人体検知の有無を認識でき、負荷の制御性が向上する。また、負荷制御回路を介さずに判定信号を外部に出力する形態として、スキャン方向の数だけ判定信号を出力する複数出力端子を設ければ、直接、負荷を駆動することができる。また、本実施形態の高周波センサ装置にて得られた判定情報を、別途、他の場所に設置された機器に送信する場合にいは、１つの出力端子から所定のタイミングにて判定信号を出力させれば良い。
【０１０３】
図４２に示す電子ビームを２方向にスキャンした場合の例では、１つの出力端子から判定信号を出力させている。図４２に示す判定信号では、人体検知したことを報知するパルス信号Ｐ１、どの方向で検知したのかを報知するパルス信号Ｐ２、どれ位の速度で動いているのかを報知するパルス信号Ｐ３，Ｐ４を順番に出力している。この判定信号が出力される時間は、１スキャンに要する時間（ｓｔｅｐ１の時間＋ｓｔｅｐ２の時間）よりも短い。
【０１０４】
パルス信号Ｐ１が出力されてからパルス信号Ｐ２が出力されるまでの時間を変えることで、どの方向で検知したのかを容易に報知できる。図４２の例では、ｓｔｅｐ１の放射方向のときに人体検知しているため、判定信号において実線で示したタイミングでパルス信号Ｐ２が出力されているが、ｓｔｅｐ２の放射方向のときに人体検知をしたとすれば、判定信号において破線で示したタイミングでパルス信号Ｐ２が出力されることになる。また、パルス信号Ｐ３の立上がりからパルス信号Ｐ４の立上がりまで初期の速度情報として出力されるが、継続して速度情報を出力させても良い。
【０１０５】
なお、図４２の例では、どの方向で人体を検知したのか、どれ位の速度で動いているのかを報知する手段として、パルス信号を出力するタイミングを変えて判定情報（判定信号）を外部に出力してるが、所定時間内に出力されるパルス信号の回数、パルス信号の幅（例えばＨレベルになっている時間）を変えて報知することもできる。また、このように、パルス信号を出力するタイミング、パルス信号の回数、パルス信号の幅を変えて判定情報を出力することは、上記３方向スキャンや４方向スキャンの場合にも適用可能である。
【０１０６】
以上、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。  
しかし、本発明はこれらの実施形態に限定されない。高周波センサ装置を構成するアンテナ、高周波スイッチ、発振回路、検波回路、制御部などの形状、サイズ、配置などに関して当業者が設計変更を行ったものであっても本発明の主旨を逸脱しない限り本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の実施の形態にかかる高周波センサ装置のブロック図である。
【図２】本実施形態の高周波センサ装置に設けられるマイクロストリップアンテナの一例を表す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】スイッチ１２０、１２４の操作による電波ビームの放射方向の変化を表す模式図である。
【図５】サイドローブの発生を説明するための模式図である。
【図６】本実施形態の高周波センサ装置において実行される検知の方法を説明するためのグラフ図である。
【図７】所定の閾値を設定し、ドップラー信号がこれら閾値を越えない場合は「非検知」、越えた場合は「検知」と判定することを表したグラフ図である。
【図８】判定基準に基づいて被検知体を特定する方法を表した表である。
【図９】判定基準に基づいて被検知体を特定する方法を表した表である。
【図１０】ドップラー信号の波形を例示するグラフ図である。
【図１１】ドップラー信号の波形を例示するグラフ図である。
【図１２】メインビームの放射方向を例示する模式図である。
【図１３】３方向に順次スキャンする場合の判定の方法を表す表である。
【図１４】３方向に順次スキャンする場合の判定の方法を表す表である。
【図１５】３方向に順次スキャンする場合の判定の方法を表す表である。
【図１６】３方向に順次スキャンする場合の判定の方法を表す表である。
【図１７】３方向に順次スキャンする場合の判定の方法を表す表である。
【図１８】３方向に順次スキャンする場合の判定の方法を表す表である。
【図１９】３方向に順次スキャンする場合の判定の方法を表す表である。
【図２０】３方向に順次スキャンする場合の判定の方法を表す表である。
【図２１】被検知体９００がスキャンの方向とは逆の方向すなわちｄ２からｄ１の方向に移動していることを表す模式図である。
【図２２】本実施形態の高周波センサ装置において用いることができるアンテナ１００の模式平面図である。
【図２３】アンテナ１００においてスイッチ操作により放射ビームの方向が変化することを表した模式図である。
【図２４】本実施例において、一回のスキャンで被検知体を特定できる場合をまとめた表である。
【図２５】本実施例において、２回目のスキャンの結果を参酌する場合を例示した表である。
【図２６】本実施例において、２回目のスキャンの結果を参酌する場合を例示した表である。
【図２７】本実施例において、２回目のスキャンの結果を参酌する場合を例示した表である。
【図２８】本実施例において、２回目のスキャンの結果を参酌する場合を例示した表である。
【図２９】本実施例において、２回目のスキャンの結果を参酌する場合を例示した表である。
【図３０】本実施例において、２回目のスキャンの結果を参酌する場合を例示した表である。
【図３１】本実施例において、２回目のスキャンの結果を参酌する場合を例示した表である。
【図３２】本実施例において、２回目のスキャンの結果を参酌する場合を例示した表である。
【図３３】本実施例において、２回目のスキャンの結果を参酌する場合を例示した表である。
【図３４】本実施例において、２回目のスキャンの結果を参酌する場合を例示した表である。
【図３５】本実施例において、２回目のスキャンの結果を参酌する場合を例示した表である。
【図３６】本実施例において、２回目のスキャンの結果を参酌する場合を例示した表である。
【図３７】本実施形態の高周波センサ装置において、電子ビームを２方向に順次切り替え、被検知体を検知する方法を説明するためのグラフ図である。
【図３８】本実施形態の高周波センサ装置において、電子ビームを２方向に順次切り替え、被検知体を検知する方法を説明するためのグラフ図である。
【図３９】本実施形態の高周波センサ装置において、電子ビームを２方向に順次切り替え、人体検知を確定したときに、どのような判定信号を出力するのかを示したグラフ図である。
【図４０】本実施形態の高周波センサ装置において、電子ビームを２方向に順次切り替え、人体検知を確定したときに、どのような判定信号を出力するのかを示したグラフ図である。
【図４１】本実施形態の高周波センサ装置において、電子ビームを２方向に順次切り替え、人体検知を確定したときに、どのような判定信号を出力するのかを示したグラフ図である。
【図４２】本実施形態の高周波センサ装置において、電子ビームを２方向に順次切り替え、人体検知を確定したときに、どのような判定信号を出力するのかを示したグラフ図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１０ 高周波部、 １２ 高周波回路、 １４ 発振回路、 １６ 検波回路、 ２０ 制御部、 ２２ 増幅器、 ２４ 比較器、 ２６ 制御判断回路、  ３０ 負荷制御回路、 ３２ 電波走査制御回路、１００ アンテナ、１０１ 基板、１０２ アンテナ素子（給電素子）、１０４、１０６ アンテナ素子（無給電素子）、１０８ 給電線、１１０ 制御線、１１５ 接地線、１１６ アース電極、１１８ 接地線、１２０、１２４ スイッチ、１３０、１３２ 無給電素子、２０２ メインビーム、２０４ サイドローブ、２０６ メインビーム、２０８ サイドローブ、９００ 被検知体、ＳＷ１〜ＳＷ４ スイッチ
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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