(57)【要約】【課題】建材の内部や裏側にある柱の中心位置を精度良く検出することができる物体検出装置を提供すること。【解決手段】直線偏波された高周波信号を放射し高周波信号が検出対象によって反射されることによって生じる反射波を受信し細長い補対構造を有したアンテナと、アンテナから出力される受信信号の振幅値の最大値を保持するピークホールド部と、アンテナから出力される受信信号の振幅値とピークホールド部の出力との差分値に応じた表示を行う表示器とを備える。【選択図】図１
2013178150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長い検出対象を検出する物体検出装置であって、
直線偏波された高周波信号を放射し前記高周波信号が前記検出対象によって反射されることによって生じる反射波を受信し細長い補対構造を有したアンテナと、
前記アンテナから出力される受信信号の振幅値の最大値を保持するピークホールド部と、
前記アンテナから出力される受信信号の振幅値と前記ピークホールド部の出力との差分値に応じた表示を行う表示器とを備えた物体検出装置。
【請求項２】
細長い検出対象を検出する物体検出装置であって、
直線偏波された第１の高周波信号を放射し前記第１の高周波信号が前記検出対象によって反射されることによって生じる反射波を受信し細長い補対構造を有した第１のアンテナと、
直線偏波された第２の高周波信号を放射し前記第２の高周波信号が前記検出対象によって反射されることによって生じる反射波を受信し細長い補対構造を有した第２のアンテナと
前記第１のアンテナから出力される第１受信信号の振幅値の最大値を保存する第１保存部と、
前記第２のアンテナから出力される第２受信信号の振幅値の最大値を保存する第２保存部と、
前記第１受信信号の振幅値と前記第１保存部の出力との差分値を出力する第１差分出力部と、
前記第２受信信号の振幅値と前記第２保存部の出力との差分値を出力する第２差分出力部と、
前記第１差分出力部の出力と前記第２差分出力部の出力とに応じた表示を行う表示器とを備えた物体検出装置。
【請求項３】
細長い検出対象を検出する物体検出装置であって、
直線偏波された第１の高周波信号を放射し前記第１の高周波信号が前記検出対象によって反射されることによって生じる反射波を受信し細長い補対構造を有した第１のアンテナと、
前記第１のアンテナから放射される第１の高周波信号の偏波方向と同じ方向に直線偏波された第２の高周波信号を放射し前記第２の高周波信号が前記検出対象によって反射されることによって生じる反射波を受信し細長い補対構造を有した第２のアンテナと、
前記第１のアンテナから放射される第１の高周波信号の偏波方向と同じ方向に直線偏波された第３の高周波信号を放射し前記第３の高周波信号が前記検出対象によって反射されることによって生じる反射波を受信し細長い補対構造を有した第３のアンテナと、
前記第１のアンテナから出力される第１受信信号の振幅値と前記第２のアンテナから出力される第２受信信号の振幅値と前記第３のアンテナから出力される第３受信信号の振幅値とに応じた表示を行う表示器とを備えた物体検出装置。
【請求項４】
アンテナはボウタイアンテナであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の物体検出装置。
【請求項５】
アンテナを覆い検出対象に対する側が開いた構造のシールドを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の物体検出装置。
【請求項６】
アンテナから出力される受信信号の振幅値とピークホールド部の出力との差分値がしきい値を超えた場合に印を付ける押印部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項７】
第１差分出力部の出力と第２差分出力部の出力とが等しい場合に印を付ける押印部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の物体検出装置。
【請求項８】
第１受信信号の振幅値と第３受信信号の振幅値とが等しい場合に印を付ける押印部を備えたことを特徴とする請求項３に記載の物体検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、壁や屋根などの建材の内部または裏側にある物体を検出し、その位置を特定する物体検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
壁や屋根などの内部にある柱に釘を打つためには、壁や屋根などの建材の外側から、建材の内側にある物体の位置を検出することが必要である。建材の内側にある物体の位置を検出する物体検出装置として、交流電圧を印加した２つの電極板を備えることにより、これらの交流電圧によって２つの電極板の間に電界を生じさせ、電界を壁の内部に到達させるものがある。２つの電極板がコンデンサとして機能し、２つの電極板の間に存在する物が変化することにより、静電容量が変化する。壁の内部を通過する電界中に物体が存在すると、その物体の導電率や比誘電率に従って静電容量が変化するため、この静電容量の変化を観測することにより、壁内部の物体の有無を検出する（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００５−５１８５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
壁や屋根などの建材の裏側にある柱に釘を打つときには、柱の中心位置を精度良く検出する必要がある。しかしながら、特許文献１に示された従来の物体検出装置では、柱の中心位置に近づくほど検出値である静電容量の変化がほとんど無くなるため、中心位置を精度良く求めることができないという問題があった。
【０００５】
本発明は前記のような問題を解決するためになされたもので、建材の内部や裏側にある柱の中心位置を精度良く検出することができる物体検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による物体検出装置は、直線偏波された高周波信号を放射し高周波信号が検出対象によって反射されることによって生じる反射波を受信し細長い補対構造を有したアンテナと、アンテナから出力される受信信号の振幅値の最大値を保持するピークホールド部と、アンテナから出力される受信信号の振幅値とピークホールド部の出力との差分値に応じた表示を行う表示器とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、直線偏波された高周波信号を放射し高周波信号が検出対象によって反射されることによって生じる反射波を受信し細長い補対構造を有したアンテナと、アンテナから出力される受信信号の振幅値の最大値を保持するピークホールド部と、アンテナから出力される受信信号の振幅値とピークホールド部の出力との差分値に応じた表示を行う表示器とを備えているので、建材の内部や裏側にある柱の存在を確実に検出し、中心位置を正確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１による物体検出装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１による物体検出装置のアンテナ利得の周波数特性を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１による物体検出装置の動作を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態１による物体検出装置のシールド構造を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２による物体検出装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２による物体検出装置の動作を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２による物体検出装置のシールド構造を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３による物体検出装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３による物体検出装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態３による物体検出装置のシールド構造を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態４による物体検出装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１による物体検出装置の一例を示したものである。図１において、検出対象１は、例えば、実際には屋根板の裏にある垂木であるが、説明を容易にするために屋根板は図示していない。物体検出装置２は、屋根板の裏にある検出対象１を検出する。検出対象１は、屋根板の裏にある垂木や、壁の裏または中にある柱など、長尺体であればどの様なものでもかまわない。
【００１０】
物体検出装置２は、高周波発信器１０と、方向性結合器１１と、平衡不平衡変換器１２と、アンテナ１３と、レベル検波器１４と、ピークホールド部１５と、スイッチ１６と、差分回路１７と、表示器１８とから構成されている。なお、図１においては、物体検出装置２が屋根板等の裏にある検出対象１の上に置かれ、アンテナ１３の長手方向を検出対象１の長手方向にそろえている状況を示している。
【００１１】
高周波発信器１０から発信された連続正弦波の高周波信号は、方向性結合器１１および平衡不平衡変換器１２を通って、アンテナ１３に供給される。アンテナ１３は、平衡不平衡変換器１２から受け取った高周波信号を放射する。アンテナ１３から放射された高周波信号は、図示しない屋根板、検出対象１などで反射される。反射された高周波信号は、アンテナ１３によって受信される。アンテナ１３によって受信された反射波は、平衡不平衡変換器１２、方向性結合器１１を通って、レベル検波器１４に入力される。レベル検波器１４は、入力された反射波の振幅値を出力する。レベル検波器１４から出力された振幅値は、ピークホールド部１５に入力される。
【００１２】
なお、実施の形態１においては、平衡不平衡変換器１２から受け取った高周波信号を放射と反射された高周波信号の受信とを同じアンテナ１３で行うとしたが、送信用アンテナと受信用アンテナをそれぞれ設けても良い。
【００１３】
ピークホールド部１５は、ホールド値を保持しており、その値を出力する。スイッチ１６はリセットスイッチであり、スイッチ１６が押されると、ピークホールド部１５のホールド値が０にリセットされる。ピークホールド部１５は、レベル検波器１４からの出力である振幅値とホールド値を比較し、振幅値がホールド値よりも大きい場合は、振幅値を新たなホールド値とする。このような処理を行うことにより、ピークホールド部１５にはスイッチ１６が押された後にレベル検波器１４から出力された振幅値の最大値である振幅最大値が保持され、ピークホールド部１５からは振幅最大値が出力されることになる。
【００１４】
差分回路１７は、ピークホールド部１５の出力である振幅最大値とレベル検波器１４からの出力である振幅値との差分値を、表示器１８に出力する。実施の形態１においては、ピークホールド部１５とレベル検波器１４の出力が同じときに差分回路１７の出力が０、ピークホールド部１５とレベル検波器１４の出力の差が大きいときに差分回路１７が絶対値の大きな負の値を出力するものとして説明するが、実際の装置においてはピークホールド部１５とレベル検波器１４の出力の差が大きいときに差分回路１７が大きな正の値を出力してもかまわない。表示器１８は、入力された差分値が０のときに表示レベルの最大値を表示し、入力された差分値の絶対値が大きくなるに従って表示レベルが下がるように動作する。また、表示器１８は、入力される差分値に応じた表示を行うとともに、表示レベルに応じた音程や音量の音を出力しても良い。
【００１５】
高周波発信器１０から発信される高周波信号の周波数は、検出対象１の幅と屋根板の厚さとから、最適な値を求めることができる。また、高周波信号の周波数の決定には、検出対象１が屋根の垂木である場合、垂木が配置されている間隔も考慮する必要がある。一般に、電波の周波数が低いほど、その電波の減衰率は小さくなる。そのため、高周波発信器１０から発信される高周波信号の周波数を低くすれば、屋根の表面からより深いところにある物体を検出することができる。また、検出できる検出対象１の大きさは、高周波発信器１０から発信される高周波信号の波長に依存し、波長の約１／１０の大きさの物体を検出することができる。例えば、検出対象１が幅３ｃｍの木材であった場合、高周波発信器１０から発信される高周波信号の波長は、３０ｃｍ以下にしなければならない。
【００１６】
また、高周波発信器１０から発信される高周波信号の周波数の決定には、屋根板の厚さも考慮しなければならない。例えば、屋根板の主な材料には、厚さ０．９〜１．５ｃｍの野路板、厚さがほとんど無視できる防水シート、厚さ３ｃｍ程度のスレートなどがあり、屋根板全体の厚さは、およそ３．９〜４．５ｃｍ程度である。ただし、雨などによって屋根板が水を含んでいる場合は、高周波発信器１０から発信される高周波信号の周波数が高いと、高周波信号が減衰して、屋根板の裏側まで高周波信号が到達しない。よって、水分による減衰が少なく、なおかつ、３ｃｍ程度の木材を検出することができる周波数である、１ＧＨｚが最適な値となる。ただし、実験により、９００ＭＨｚ程度であれば３ｃｍの木材を検出できることが確認できている。
【００１７】
次に、アンテナ１３の形状について説明する。図２は、アンテナ１３におけるアンテナ利得の周波数特性の例を示している。図２において、横軸は周波数、縦軸は利得を示している。例えば、曲線２１のような周波数特性を持っているアンテナ１３を実施の形態１の物体検出装置に適用した場合、屋根板の厚さや素材によってアンテナ１３の周波数特性が曲線２１から曲線２２に変化することがある。これは、アンテナ１３と屋根板との間隔がアンテナ１３から送信される高周波信号の波長よりも短いときに、屋根板の状態がアンテナ特性に影響を与えることがあるためである。
【００１８】
ここで、例えば、アンテナ１３の当初の周波数特性である曲線２１に合わせて、高周波発信器１０から発信される高周波信号の周波数をアンテナ１３の利得が最も高くなるｆ１とした場合を想定する。アンテナ１３を屋根板に近づけて測定を開始したときに、アンテナ１３の周波数特性が曲線２１から曲線２２に変化し、アンテナ１３の利得が最も高くなる周波数がｆ２に変化する。その結果、周波数ｆ１におけるアンテナ１３の利得は、元々ｇ１であったものが、ｇ２まで低下することになる。その結果、電波を全く送受信できないという事態が発生することもある。
【００１９】
そこで、アンテナ１３を屋根板に近づけても周波数特性が大きく変化しないように、アンテナ１３として補対構造を有したものを用いる。図２の曲線２３は、補対構造を持ったアンテナ１３の周波数特性である。アンテナ１３を補対構造にしたことにより、曲線２３は、先に示した曲線２１に比べて広帯域化されている。ここで、高周波発信器１０から発信される高周波信号の周波数をｆ１とし、この補対構造を有したアンテナ１３を屋根板に近づけて測定を開始したときに、アンテナ１３の周波数特性が曲線２３から曲線２４に変化する。その結果、周波数ｆ１におけるアンテナ１３の利得は、元々ｇ３であったものが、ｇ４まで低下する。しかしながら、ｇ３とｇ４の差が小さいため、アンテナ利得の低下を少なくすることができる。
【００２０】
補対構造のアンテナの代表的なものに、ボウタイアンテナがある。ボウタイアンテナは、蝶ネクタイのような形をしたものであり、図１に示したアンテナ１３はボウタイアンテナの一種である。実施の形態１におけるアンテナ１３は、図における横方向の長さである幅１９よりも、図における縦方向の長さである奥行き２０をより長くしている。この幅１９を広くすると、図２に示したアンテナ１３の利得曲線の帯域幅が広くなる。よって、実施の形態１における物体検出装置２では、アンテナ１３の利得曲線の帯域幅は広いほど良いので、幅１９は広いほどよい。しかし、アンテナ１３の幅１９が検出対象１の幅よりも広くすると、物体検出装置２によって検出対象１の位置検出の精度が悪くなるという問題が発生する。
【００２１】
幅１９を様々な長さにしたアンテナ１３を設計し、実験した結果、アンテナ１３の幅１９は検出対象１の幅とほぼ同じにすると良いということが分かった。実施の形態１による物体検出装置２を屋根板の裏側にある垂木を見つけることに使用する場合は、幅１９は２．５〜７ｃｍにするのが望ましい。
【００２２】
実施の形態１による物体検出装置２では、アンテナ１３の長手方向（図１における上下方向）を検出対象１の長手方向（図１における上下方向）にそろえて使用するのが望ましい。これは、細長い物体はその物体の長手方向の偏波成分を良く反射することによるものである。アンテナ１３は長手方向に直線偏波された信号を送受信する。そのため、アンテナ１３の長手方向を検出対象１の長手方向にそろえることで、最も効率よく検出対象１を検出することができる。
【００２３】
実施の形態１による物体検出装置２を、屋根板の裏側にある垂木を見つけることに使用する場合や、壁の裏側にある柱を見つけることに使用する場合は、検出対象１の長手方向は一般的には既知である。例えば、屋根板の裏側にある垂木は長手方向が屋根の傾斜方向であり、壁の裏側にある柱は長手方向が垂直になるように設置されている。一般的な工法によらない垂木や柱を検出したい場合は、設計図面を確認することによりそれらの長手方向を知ることができる。
【００２４】
図３は、実施の形態１による物体検出装置２の動作を説明する図である。図３（ａ）は、物体検出装置２と、屋根板３と、検出対象１の一種である垂木３１、３２、３３の位置関係を示す図である。屋根板３の裏側に垂木３１、３２、３３が存在しており、物体検出装置２を屋根板３の上を滑らせることにより垂木３１、３２、３３の位置を検出する。図３による説明では、物体検出装置２は、図３（ａ）の左側から右側へ動かしていくものとする。このとき、物体検出装置２のアンテナ１３の長手方向は、垂木３１、３２、３３の長手方向（図３における奥行き方向）にそろえるものとする。
【００２５】
図３（ｂ）は、ピークホールド部１５の出力信号を示している。図３（ｂ）の横軸は、図３（ａ）の屋根板３の横方向に対応した距離を示している。図３（ｂ）の縦軸は、レベル検波器１４の出力信号の大きさ、または、ピークホールド部１５の出力信号の大きさを示している。図３（ｂ）では、レベル検波器１４の出力信号が破線で、ピークホールド部１５の出力信号が実線で示されている。
【００２６】
物体検出装置２による物体の検出では、まず始めに、図３（ａ）の左端の位置でスイッチ１６を押して、ピークホールド部１５のホールド値を０にリセットする。その後、物体検出装置２を図３（ａ）の右方向に動かしていくと、物体検出装置２が垂木３１の上を通過するときにレベル検波器１４の出力信号が大きくなり、ピーク３４が得られる。このときにピークホールド部１５は、レベル検波器１４の出力信号の上昇とともにその値を上昇させ、最大値を保持する。物体検出装置２が垂木３２、３３の上を通過するときに、レベル検波器１４の出力信号がピーク３５、３６を示すが、ピークホールド部１５の出力は最大値を保持しているので、結果として曲線３７のような出力が得られる。
【００２７】
図３（ｃ）は、差分回路１７の出力信号３８を示している。図３（ｃ）の横軸は、図３（ｂ）の横軸と同じく、図３（ａ）の屋根板３の横方向に対応した距離を示している。差分回路１７は、スイッチ１６が押されてレベル検波器１４の出力とピークホールド部１５の出力が同じときは、０の値を出力する。その後、レベル検波器１４の出力が下がって、レベル検波器１４の出力とピークホールド部１５の出力とに差が発生すると、差分回路１７はレベル検波器１４の出力とピークホールド部１５の出力との差分に応じた負の信号を出力する。
【００２８】
図３（ｄ）は、表示器１８の動作の様子を示しており、図３（ｃ）に示された差分回路１７の出力信号３８が大きいほど表示器１８のグレーで示された部分が多くなり高い値を示し、図３（ｃ）に示された差分回路１７の出力信号３８が小さいほど表示器１８の白で示された部分が多くなり低い値を示す。
【００２９】
物体検出装置２のアンテナ１３が地点Ａにあるとき、表示器１８の出力は、３９の様に最大となっている。これは、初期状態で、キャリブレーションができていないためである。一度、垂木の上を通過すると、ピークホールド部１５がレベル検波器１４の出力の最大値を保持するため、キャリブレーションが完了する。その結果、地点Ｂでは、表示器１８の出力は、４０の様に低い値となる。次の垂木３２に近づき、地点Ｃに来ると、表示器１８の出力は４１の様に上昇し、垂木３２の上である地点Ｄに来ると、表示器１８の出力は４２の様に最大となる。垂木３２を通過し、地点Ｅに来ると、表示器１８の出力は４３のように減少する。
【００３０】
このように、物体検出装置２のアンテナ１３が垂木３１、３２、３３に近づくと、表示器１８の出力が上昇し、物体検出装置２のアンテナ１３が垂木３１、３２、３３の上に来ると、表示器１８の出力が最大となる。これにより、屋根板３の裏側にある垂木３１、３２、３３の位置を特定することが可能となる。
【００３１】
例えば、アンテナ１３を物体検出装置２の中央に設置すれば、物体検出装置２の中央が検出位置の中央となる。また、高周波発信器１０から発信される高周波信号を連続正弦波としたが、無変調信号を使用したとしても検出対象１を十分な精度で検出することが可能である。さらに、高周波発信器１０から発信されるに高周波信号を、識別信号の付加、情報通信等の目的で変調したとしても、同様の効果が得られる。
【００３２】
例えば、物体検出装置２の筐体に車輪を装着することで、屋根板の上を滑らかに移動させることもできる。また、物体検出装置２を表面の荒い屋根板の上を滑らかに移動させるために、屋根板の上に樹脂シートなどの薄いシートを設置してもよい。さらに、物体検出装置２の上面に太陽電池を設置し、物体検出装置２を太陽電池で駆動することにより、電池交換を不要にすることもできる。
【００３３】
図４は、実施の形態１による物体検出装置のシールド構造の一例を示す図である。図４において、図４（ａ）は斜視図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示された物体検出装置２を破線４４の位置で切り取った断面図である。
【００３４】
アンテナ１３は、導体で構成されたシールド４５に覆われている。物体検出装置２を操作するときは、シールド４５を手４６で掴むことにより操作する。図４（ｂ）に示されたように、シールド４５は下側に開放されたコの字型の構造である。アンテナ１３がシールド４５に覆われていない場合、手４６をアンテナ１３に近づけると、アンテナ１３のアンテナ特性が変化する。しかしながら、アンテナ１３をシールド４５で覆うことにより、手４６の動きによりアンテナ特性が変化することを防ぐことができる。
【００３５】
このように、実施の形態１に示した物体検出装置を用いることにより、屋根板の裏側にある垂木や壁の裏側にある柱の位置を正確に求めることができ、垂木や柱の中心線を求めることができる。また、アンテナ１３として補対構造を持ったアンテナを使用するため、屋根板の厚さや素材が変化した場合でも、送信電波の放射レベルの低下を抑えることができるため、垂木を確実に検知でき、垂木の中心線を正確に求めることができる。小雨などで屋根板がぬれた場合でも、垂木を確実に検知でき、垂木の中心線を正確に求めることができる。
【００３６】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２による物体検出装置の一例を示したものである。図５を本発明の実施の形態１による物体検出装置の一例を示した図である図１と比べると、検出対象１を検出する物体検出装置２において、物体検出装置２が、高周波発信器１０と、方向性結合器１１と、平衡不平衡変換器１２と、レベル検波器１４とを備えることは同じである。
【００３７】
図５に示された本発明の実施の形態２による物体検出装置２では、アンテナ５１とアンテナ５２の２つのアンテナを備えており、これらのアンテナをスイッチ５３によって切り換えている。スイッチ５３の制御は、ＣＰＵ５４が行う。ＣＰＵ５４は、レベル検波器１４の出力をＡ／Ｄ変換して取り込む。メモリ５５は、ＣＰＵ５４に取り込まれたデジタル化されたレベル検波器１４の出力値を、一時的に保持する。スイッチ６０はリセットスイッチであり、スイッチ６０が押されると、ＣＰＵ５４はメモリ５５に保持された値を消去する。表示器５６、５７、５８、例えばＬＥＤなどによって実現され、ＣＰＵ５４の指示によって点灯または消灯する。
【００３８】
アンテナ５１、５２は、実施の形態１に示されたアンテナ１３と同様に、補対構造のアンテナである。アンテナ５１、５２は、それぞれのアンテナの長手方向が平行になるように配置する。アンテナ５１とアンテナ５２の長手方向の中心線の間隔５９は、検出対象１の幅に相当する長さとする。屋根板の裏側にある垂木を検出するためには、間隔５９は２．５〜７ｃｍであることが望ましい。
【００３９】
図６は、本発明の実施の形態２における物体検出装置の動作を示すフローチャートである。以下、図に従って動作を説明する。まず、ステップ６１によりスタートする。ステップ６２では、スイッチ６０を押すことによりメモリ５５の１番地と２番地をクリアする。
【００４０】
ステップ６３では、スイッチ５３によってアンテナ５１を選択することにより、アンテナ５１によって受信された反射波が、平衡不平衡変換器１２、スイッチ５３、方向性結合器１１、レベル検波器１４を通って、ＣＰＵ５４に入力される。ＣＰＵ５４では、レベル検波器１４の出力値Ｘをメモリ５５の１番地に保持された値と比較して、レベル検波器１４の出力値Ｘの方が大きい場合は、メモリ５５の１番地の値をレベル検波器１４の出力値Ｘに書き換える。
【００４１】
ステップ６４では、ＣＰＵ５４において、検波器１４の出力値Ｘからメモリ５５の１番地の値を引いた値を求め、その値をＣＰＵ５４の内部のレジスタＹ１に保存する。
【００４２】
ステップ６５では、スイッチ５３によってアンテナ５２を選択することにより、アンテナ５２によって受信された反射波が、平衡不平衡変換器１２、スイッチ５３、方向性結合器１１、レベル検波器１４を通って、ＣＰＵ５４に入力される。ＣＰＵ５４では、レベル検波器１４の出力値Ｘをメモリ５５の２番地に保持された値と比較して、レベル検波器１４の出力値Ｘの方が大きい場合は、メモリ５５の２番地の値をレベル検波器１４の出力値Ｘに書き換える。
【００４３】
ステップ６６では、ＣＰＵ５４において、検波器１４の出力値Ｘからメモリ５５の２番地の値を引いた値を求め、その値をＣＰＵ５４の内部のレジスタＹ２に保存する。
【００４４】
ステップ６７では、ＣＰＵ５４において、Ｙ１およびＹ２を予め設定されたしきい値Ｌと比較し、Ｙ１およびＹ２がＬよりも大きい場合はステップ６８に進み、それ以外の場合はステップ６３に進む。これは、物体検出装置２が屋根板の裏側にある垂木の近くにあるときのみ表示器５６、５７、５８のいずれかを点灯するようにするためである。しきい値Ｌは、ボリュームなどで調整できるようにしても良い。
【００４５】
ステップ６８では、ＣＰＵ５４においてＹ１とＹ２の値を比較し、同じ値であればステップ６９において中央であることを示す表示器５８を点灯し、異なる値であればステップ７０に進む。Ｙ１とＹ２の値が同じ値であるときは、アンテナ５１とアンテナ５２の中間点に検出対象１が存在するので、表示器５８を点灯することによりこれを知らせる。なお、Ｙ１とＹ２とが同じ値かどうかを判断するときに、Ｙ１とＹ２の差分値を求め、その差分値が予め設定されたしきい値以下の値であるときに、同じ値であると判断するようにしても良い。
【００４６】
ステップ７０では、ＣＰＵ５４においてＹ１とＹ２の値を比較し、Ｙ１の値がＹ２の値よりも大きいときはステップ７１において左を示す表示器５７を点灯し、それ以外のときはステップ７２において右を示す表示器５６を点灯する。Ｙ１の値がＹ２の値よりも大きいときは、アンテナ５２によりもアンテナ５１に近い位置に検出対象１が存在しているので、表示器５７を点灯することによりこれを知らせる。Ｙ１の値がＹ２の値よりも小さいときは、アンテナ５１によりもアンテナ５２に近い位置に検出対象１が存在しているので、表示器５６を点灯することによりこれを知らせる。
【００４７】
本発明の実施の形態２による物体検出装置では、実施の形態１による物体掲出装置と同様に、最初の垂木を通過するまではキャリブレーションの段階である。そのため、表示器５６、５７、５８の表示は不定となる。
【００４８】
図７は、実施の形態２による物体検出装置のシールド構造の一例を示す図であり、実施の形態１の図４（ｂ）に相当するものである。図７において、アンテナ５１およびアンテナ５２はシールド７３に覆われており、さらに、アンテナ５１とアンテナ５２との間にもシールド７３の壁が配置されている。このような構造にすることにより、アンテナ５１とアンテナ５２との間の電界の結合が弱まり、実施の形態２による物体検出装置の感度を高めることができる。
【００４９】
このように、実施の形態２に示した物体検出装置を用いることにより、屋根板の裏側にある垂木や壁の裏側にある柱の位置を正確に求めることができるとともに、垂木や柱の中心線を非常に高精度で求めることができる。
【００５０】
実施の形態３．
図８は、本発明の実施の形態３による物体検出装置の一例を示したものである。図８を本発明の実施の形態２による物体検出装置の一例を示した図である図５と比べると、図５では５１と５２の２本であったアンテナが図８では５１、５２、８０の３本となっていること、スイッチ５３がこれら３本のアンテナを切り換えていること、スイッチ１６およびメモリ５５が無いこと以外は、同じである。
【００５１】
アンテナ５１、５２、８０は、実施の形態１に示されたアンテナ１３と同様に、補対構造のアンテナである。アンテナ５１、５２、８０は、それぞれのアンテナの長手方向が平行になるように配置する。アンテナ５１とアンテナ５２の長手方向の中心線の間隔と、アンテナ５２とアンテナ８０の長手方向の中心線の間隔は、同じ長さであり、その長さは検出対象１の幅に相当する長さとする。屋根板の裏側にある垂木を検出するためには、間隔は２．５〜７ｃｍであることが望ましい。
【００５２】
図９は、本発明の実施の形態３における物体検出装置の動作を示すフローチャートである。以下、図に従って動作を説明する。まず、ステップ８１によりスタートする。
【００５３】
ステップ８２では、スイッチ５３によってアンテナ５１を選択することにより、アンテナ５１によって受信された反射波が、平衡不平衡変換器１２、スイッチ５３、方向性結合器１１、レベル検波器１４を通って、ＣＰＵ５４に入力される。ＣＰＵ５４では、レベル検波器１４の出力値をレジスタＹ１に保存する。
【００５４】
ステップ８３では、スイッチ５３によってアンテナ５２を選択することにより、アンテナ５２によって受信された反射波が、平衡不平衡変換器１２、スイッチ５３、方向性結合器１１、レベル検波器１４を通って、ＣＰＵ５４に入力される。ＣＰＵ５４では、レベル検波器１４の出力値をレジスタＹ２に保存する。
【００５５】
ステップ８４では、スイッチ５３によってアンテナ８０を選択することにより、アンテナ８０によって受信された反射波が、平衡不平衡変換器１２、スイッチ５３、方向性結合器１１、レベル検波器１４を通って、ＣＰＵ５４に入力される。ＣＰＵ５４では、レベル検波器１４の出力値をレジスタＹ３に保存する。
【００５６】
ステップ８５では、Ｙ２の値と「１．５＊（Ｙ１＋Ｙ３）／２」の値とを比較し、Ｙ２の値が大きい場合はステップ８６に進み、それ以外のときはステップ８２に進む。この比較は、中央のアンテナ５２の受信レベルが、両側のアンテナ５１、８０からの受信レベルの平均値を１．５倍したものよりも大きいかどうかを判定するものであり、中央のアンテナ５２の近くに検出対象１が存在するかどうかが分かる。本実施例で示した「１．５倍」という数字は、操作性を考慮して変更しても良い。この値を小さくすると、表示器５６、５７、５８が、より点灯しやすくなる。
【００５７】
ステップ８６では、ＣＰＵ５４においてＹ１とＹ３の値を比較し、同じ値であればステップ８７において中央であることを示す表示器５８を点灯し、異なる値であればステップ８８に進む。Ｙ１とＹ２の値が同じ値であるときは、アンテナ５１とアンテナ８０の中間点に検出対象１が存在するので、表示器５８を点灯することによりこれを知らせる。なお、Ｙ１とＹ３とが同じ値かどうかを判断するときに、Ｙ１とＹ３の差分値を求め、その差分値が予め設定されたしきい値以下の値であるときに、同じ値であると判断するようにしても良い。
【００５８】
ステップ８８では、ＣＰＵ５４においてＹ１とＹ３の値を比較し、Ｙ１の値がＹ３の値よりも大きいときはステップ８９において左を示す表示器５７を点灯し、それ以外のときはステップ９０において右を示す表示器５６を点灯する。Ｙ１の値がＹ３の値よりも大きいときは、アンテナ８０によりもアンテナ５１に近い位置に検出対象１が存在しているので、表示器５７を点灯することによりこれを知らせる。Ｙ１の値がＹ３の値よりも小さいときは、アンテナ５１によりもアンテナ８０に近い位置に検出対象１が存在しているので、表示器５６を点灯することによりこれを知らせる。
【００５９】
図１０は、実施の形態３による物体検出装置のシールド構造の一例を示す図であり、実施の形態１の図４（ｂ）に相当するものである。図１０において、アンテナ５１、５２、８０はシールド９１に覆われており、さらに、アンテナ５１とアンテナ５２との間、アンテナ５２とアンテナ８０との間にも、シールド９１の壁が配置されている。このような構造にすることにより、アンテナ５１とアンテナ５２との間の電界の結合、および、アンテナ５２とアンテナ８０との間の電界の結合が弱まり、実施の形態３による物体検出装置の感度を高めることができる。
【００６０】
このように、実施の形態３に示した物体検出装置を用いることにより、屋根板の裏側にある垂木や壁の裏側にある柱の位置を正確に求めることができ、垂木や柱の中心線を非常に高精度で求めることができるとともに、実施の形態１および実施の形態２において必要であったキャリブレーションが不要となる。
【００６１】
実施の形態４．
図１１は、本発明の実施の形態４による物体検出装置の一例を示したものである。図１１において、物体検出装置２は実施の形態３で示されたものであり、屋根板３の裏側にある検出対象１を検出しているところを示している。ＣＰＵ５４は、表示器５６、５７、５８のいずれかを点灯させるとともに、コイル９３を制御する。物体検出装置２において、検出対象１が検出されたときにＣＰＵ５４が表示器５８を点灯させるとき、ＣＰＵ５４は同時にコイル９３を動作させる。コイル９３が動作すると、磁石９２が図１１における下方向に移動し、磁石９２に固定されたペン９１が下方向に移動し、屋根板３に印を付ける。これにより、物体検出装置２を屋根板３の上で動かすことにより、検出対象１を検出する毎に自動的にペン９１で印が付けられる。なお、ペン９１の代わりにアンテナの長手方向に光が伸びるレーザポインタを磁石９２に固定することにより、検出した検出対象１の中央線をレーザポインタの直線で示してもよい。
【００６２】
また、上記の実施の形態では実施の形態３で示された物体検出装置２において表示器５８を点灯させることコイル９３を動作させるとしたが、実施の形態２で示された物体検出装置２において表示器５８を点灯させるときにコイル９３を動作さて印を付けるようにしても良い。
【００６３】
さらに、実施の形態１で示された物体検出装置２において、差分回路１７の出力値が予め設定されたしきい値以上になったときにコイル９３を動作させて印を付けるようにしても良い。
【符号の説明】
【００６４】
１０  高周波発信器
１３  アンテナ
１５  ピークホールド回路
１７  差分回路
１８  表示器
【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】
2013178150.tif 000007
【図６】
2013178150.tif 000008
【図７】
2013178150.tif 000009
【図８】
2013178150.tif 000010
【図９】
2013178150.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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