特開 2023-157804 物体検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023157804

(43)【公開日】2023-10-26

(54)【発明の名称】物体検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01V 3/08 20060101AFI20231019BHJP

   H05F 3/02 20060101ALI20231019BHJP

【ＦＩ】

G01V3/08 E

H05F3/02 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022067963

(22)【出願日】2022-04-15

(71)【出願人】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100087723

【弁理士】

【氏名又は名称】藤谷 修

(74)【代理人】

【識別番号】100165962

【弁理士】

【氏名又は名称】一色 昭則

(74)【代理人】

【識別番号】100206357

【弁理士】

【氏名又は名称】角谷 智広

(72)【発明者】

【氏名】水野 健太朗

(72)【発明者】

【氏名】延永 達哉

(72)【発明者】

【氏名】高橋 篤弘

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 聖也

【テーマコード（参考）】

2G105

5G067

【Ｆターム（参考）】

2G105AA01

2G105BB04

2G105DD02

2G105EE01

2G105GG01

2G105HH01

2G105JJ05

5G067AA18

5G067DA02

5G067DA40

(57)【要約】

【課題】除電機能を有した物体検出装置を実現すること。
【解決手段】物体検出装置は、励振器１０と、励振電極１１と、検出電極１２と、検出器１３と、第１除電回路１４と、第２除電回路１５を有している。第１除電回路１４は、励振器１０と励振電極１１の間に挿入されている。第１除電回路１４は、励振器１０と励振電極１１の間に直列に接続されたキャパシタＣ１と、キャパシタＣ１に並列に接続された除電抵抗Ｒ１で構成されている。第２除電回路１５は、検出電極１２と検出器１３の間に挿入されている。第２除電回路１５は、検出電極１２と検出器１３の間に直列に接続されたキャパシタＣ２と、検出電極１２とキャパシタＣ２の間の端子とグランドとの間に挿入された除電抵抗Ｒ２で構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

周囲の物体を検出する物体検出装置において、
所定の周波数の電気信号を生成する励振器と、
前記励振器からの電気信号によって励振され電磁場を発生させる励振電極と、
電磁場を検出して電気信号を出力する検出電極と、
前記励振器からの電気信号と前記検出電極からの電気信号とを乗算して差周波数信号である検出信号を出力する検出器と、
前記励振電極または前記検出電極と、電源またはグランドとの間を、直接的または間接的に接続する除電抵抗と、
を有し、
前記励振電極と前記検出電極のうち少なくとも一方は絶縁体に設けられ、
前記検出信号の変動により前記物体を検出するとともに、前記絶縁体に帯電した電荷を前記除電抵抗を介して除電する、
ことを特徴とする物体検出装置。

【請求項2】

前記励振器と前記励振電極の間にキャパシタを有し、
前記除電抵抗は、前記キャパシタに並列に接続されている、
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3】

前記励振器と前記励振電極の間にキャパシタを有し、
前記除電抵抗は、前記励振電極と前記キャパシタとの間の端子と、グランド、電源、または前記電源と前記グランドの中間電位との間に接続されている、
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4】

前記検出電極と前記検出器の間にキャパシタを有し、
前記除電抵抗は、前記検出電極と前記キャパシタとの間の端子と、グランド、電源、または前記電源と前記グランドの中間電位との間に接続されている、
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5】

前記除電抵抗の抵抗値は、前記励振器の出力する電気信号の周波数における前記キャパシタのインピーダンスよりも大きい、ことを特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の物体検出装置。

【請求項6】

前記励振器と前記励振電極の間に接続されたキャパシタと、
前記励振器と前記キャパシタとの間の端子と、グランド、電源、または前記電源と前記グランドの中間電位との間に接続された抵抗と、を有し、
前記除電抵抗は、前記励振電極と前記キャパシタとの間の端子と、グランド、電源、または前記電源と前記グランドの中間電位との間に接続されていて、
前記除電抵抗の抵抗値は、前記抵抗の抵抗値以上である、
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】

前記検出電極と前記検出器の間に接続されたキャパシタと、
前記検出器と前記キャパシタとの間の端子と、グランド、電源、または前記電源と前記グランドの中間電位との間に接続された抵抗と、を有し、
前記除電抵抗は、前記検出電極と前記キャパシタとの間の端子と、グランド、電源、または前記電源と前記グランドの中間電位との間に接続されていて、
前記除電抵抗の抵抗値は、前記抵抗の抵抗値以上である、
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8】

前記抵抗の抵抗値に対する前記除電抵抗の抵抗値の比は、４以上である、ことを特徴とする請求項６または請求項７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、電磁場によって物体を検出する物体検出装置であって、除電機能を有するものである。

【背景技術】

【0002】

車両が走行すると車体に静電気が発生し、車両の後部には乱気流、渦流が発生する。乱気流や渦流は負圧を発生させ、走行抵抗となる。そこで特許文献１では、車両後方に所定形状の導電性材料からなる整流板を設け、静電気を空中に放電して車体に帯電することを防止するとともに、車両後方の乱気流、渦流を整流化することが記載されており、それにより走行抵抗を減らし燃料消費の節減を図ることが記載されている。

【0003】

特許文献２には、車両内に発生した静電気を除去する静電気除去装置が記載されており、車両内のエンジンの吸気管の外面、エンジンクーラント流路管の外面、エンジンオイル流路管の外面に対してそれぞれ接続する第１～３接続部と、第１～３接続部とバッテリのマイナス端子とを並列に接続する第１～３導線と、第１～３導線と接続される導電板と、導電板とバッテリのマイナス端子とを接続する第４導線と、を有した静電気除去装置が記載されている。

【0004】

また、電磁場を利用して人を検知する技術として特許文献３、４がある。特許文献３には、人を励振電極により励振し、２つの検出電極によって人が纏った電磁場を検出し、検出電極により検出した２つの検出信号の位相差により人の位置を検出することが記載されている。特許文献４には、電磁場を発生させる出力電極の周囲に複数の検出電極を配置し、複数の検出電極からの信号の位相差を求め、検出電極の近くに人の指などが近づいた際の位相差の変化によって人を検知することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第６３６４５７６号公報

【特許文献2】特開２０１５－２２９３９２号公報

【特許文献3】特許第５８９９６９８号公報

【特許文献4】特許第５８５３７５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１では、計算された整流板を組み付ける必要があり、設計が煩雑であると同時に車両のデザインを損なうという問題があった。

【0007】

また、特許文献２では、除電のためだけにバッテリのマイナス端子から配線を伸ばして接続部を設ける必要があり、コストが増大してしまう。

【0008】

特許文献３、４を物体の検知に利用することも考えられる。しかし、特許文献３、４は２つの検出電極の一方の信号を基準信号として位相差を検出するため、２つの検出信号の双方が微弱である場合や、ノイズの影響がある場合には、位相差検出が不安定となる懸念があった。

【0009】

また、特許文献３、４では、交流電流を扱うので、通常、励振電極と励振器との間や、検出電極と検出回路の間にコンデンサを挿入する。そのため、励振電極や検出電極の電極面に電荷を分散させる効果はある。しかし、除電するまでには至らない。また、車両走行時に走行風によって帯電した電荷を放電させる効果は見込まれるが、停車時や低速時は十分な放電が得られない懸念がある。

【0010】

そこで本発明の目的は、除電機能を有した物体検出装置を実現することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明は、周囲の物体を検出する物体検出装置において、所定の周波数の電気信号を生成する励振器と、前記励振器からの電気信号によって励振され電磁場を発生させる励振電極と、電磁場を検出して電気信号を出力する検出電極と、前記励振器からの電気信号と前記検出電極からの電気信号とを乗算して差周波数信号である検出信号を出力する検出器と、前記励振電極または前記検出電極と、電源またはグランドとの間を、直接的または間接的に接続する除電抵抗と、を有し、前記励振電極と前記検出電極のうち少なくとも一方は絶縁体に設けられ、前記検出信号の変動により前記物体を検出するとともに、前記絶縁体に帯電した電荷を前記除電抵抗を介して除電する、ことを特徴とする物体検出装置である。

【0012】

本発明において、前記励振器と前記励振電極の間にキャパシタを有し、前記除電抵抗は、前記キャパシタに並列に接続されていてもよい。

【0013】

本発明において、前記励振器と前記励振電極の間にキャパシタを有し、前記除電抵抗は、前記励振電極と前記キャパシタとの間の端子と、グランド、電源、または前記電源と前記グランドの中間電位との間に接続されていてもよい。特に、前記除電抵抗は、前記励振電極と前記キャパシタとの間の端子と、グランドとの間に接続されていてもよい。

【0014】

本発明において、前記検出電極と前記検出器の間にキャパシタを有し、前記除電抵抗は、前記検出電極と前記キャパシタとの間の端子と、グランド、電源、または前記電源と前記グランドの中間電位との間に接続されていてもよい。特に、前記除電抵抗は、前記検出電極と前記キャパシタとの間の端子と、グランドとの間に接続されていてもよい。

【0015】

また本発明において、前記除電抵抗の抵抗値は、前記励振器の出力する電気信号の周波数における前記キャパシタのインピーダンスよりも大きくしてもよい。

【0016】

本発明において、前記励振器と前記励振電極の間に接続されたキャパシタと、前記励振器と前記キャパシタとの間の端子と、グランド、電源、または前記電源と前記グランドの中間電位との間に接続された抵抗と、を有し、前記除電抵抗は、前記励振電極と前記キャパシタとの間の端子と、グランド、電源、または前記電源と前記グランドの中間電位との間に接続されていて、前記除電抵抗の抵抗値は、前記抵抗の抵抗値以上であってもよい。この場合、特に、前記除電抵抗は、前記励振電極と前記キャパシタとの間の端子と、グランドとの間に接続されていてもよい。

【0017】

本発明において、前記検出電極と前記検出器の間に接続されたキャパシタと、前記検出器と前記キャパシタとの間の端子と、グランド、電源、または前記電源と前記グランドの中間電位との間に接続された抵抗と、を有し、前記除電抵抗は、前記検出電極と前記キャパシタとの間の端子と、グランド、電源、または前記電源と前記グランドの中間電位との間に接続されていて、前記除電抵抗の抵抗値は、前記抵抗の抵抗値以上であってもよい。この場合、特に、前記除電抵抗は、前記検出電極と前記キャパシタとの間の端子と、グランドとの間に接続されていてもよい。

【0018】

また本発明において、前記抵抗の抵抗値に対する前記除電抵抗の抵抗値の比は、４以上であってもよい。

【発明の効果】

【0019】

本発明の物体検出装置によれば、物体の検出に加えて物体検出装置が搭載された物の除電をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１実施形態の物体検出器の構成について示した図。

【図2】自動車１の前バンパー２を示した図。

【図3】励振電極１１の構成を示した図。

【図4】第１除電回路１４の回路構成を示した図。

【図5】第１除電回路１４の回路構成を示した図。

【図6】第１除電回路１４の回路構成を示した図。

【図7】第１除電回路１４の回路構成を示した図。

【図8】第１除電回路１４の回路構成を示した図。

【図9】第２除電回路１５の回路構成を示した図。

【図10】第２除電回路１５の回路構成を示した図。

【図11】第２除電回路１５の回路構成を示した図。

【図12】第２除電回路１５の回路構成を示した図。

【図13】電磁場の範囲を示した図。

【図14】自動搬送車１００に本発明の物体検出装置を搭載した例を示した図。

【図15】自動搬送車１００に本発明の物体検出装置を搭載した例を示した図。

【図16】第２実施形態の物体検出装置の構成を示した図。

【図17】第３実施形態の物体検出装置の構成を示した図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態について図を参照に説明する。

【0022】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の物体検出装置の構成を示した図である。図１に示すように、第１実施形態の物体検出装置は、励振器１０と、励振電極１１と、検出電極１２と、検出器１３と、第１除電回路１４、第２除電回路１５を有している。第１実施形態の物体検出装置は、自動車１に搭載されており、自動車１の周囲の人や障害物などの物体を検知するものである。

【0023】

励振器１０は、所定周波数の電気信号を出力する装置である。電気信号の周波数は、車両の周囲に電磁場を形成可能な周波数であれば任意の周波数でよく、たとえば１～１００ＭＨｚである。励振器１０は、検出器１３および励振電極１１に接続されており、励振器１０から出力された電気信号の一部は検出器１３に入力され、他部は励振電極１１に入力される。

【0024】

励振電極１１は、励振器１０からの電気信号に基づき、励振電極１１近傍から検出電極１２近傍にかけて電磁場を発生させるものである。励振電極１１は、図２に示すように、自動車１の前バンパー２の外側の面に設けられている。前バンパー２は樹脂製であり絶縁体である。

【0025】

励振電極１１の材料は、導電性材料であれば任意の材料でよい。たとえば、Ａｌなどのテープ、ＩＴＯなどの透明電極、導電性塗料であってもよい。

【0026】

励振電極１１の形状は帯状（長尺な長方形）であり、励振電極１１の長手方向が前バンパー２の長手方向と揃うように配置されている。なお、励振電極１１の形状は長方形に限るものではなく、電磁場を形成可能であって物体を検知したい領域に応じた任意の形状とすることができる。第１実施形態では、バンパー２の近傍の領域を物体検知領域とするため、励振電極１１の形状もバンパー２の長手方向に沿った長方形としている。励振電極１１を長方形とする場合には、長手方向の長さを励振器１０の出力する電気信号の波長の１／６以下とすることが好ましい。電磁波の放射を抑制し、効率的に非放射の電磁場を形成することができる。

【0027】

検出電極１２は、その検出電極１２近傍の電磁場を検出して電気信号として出力するものである。検出電極１２は、図２に示すように、自動車１の前バンパー２の外側の面に、励振電極１１から離間して設けられている。

【0028】

検出電極１２の材料は、励振電極１１の材料と同様に導電性材料であれば任意であり、励振電極１１の材料と同一としてもよいし異なる材料としてもよい。

【0029】

検出電極１２の形状は、励振電極１１と同様に帯状であり、検出電極１２の長手方向が前バンパー２の長手方向と揃うように配置されている。励振電極１１と検出電極１２の間隔は、励振電極１１によって形成される電磁場の範囲内に検出電極１２が位置するのであれば任意の距離でよい。この励振電極１１と検出電極１２の間隔は、ある程度の大きさの電気抵抗が確保できる間隔であればよく、たとえば１００ｋΩ以上の電気抵抗であることが好ましい。なお、検出電極１２の形状は長方形に限るものではなく、電磁場を検出可能であって、物体を検知したい領域に応じた形状であれば任意の形状とすることができる。第１実施形態では、バンパー２の近傍の領域を物体検知領域とするため、検出電極１２の形状もバンパー２の長手方向に沿った長方形としている。検出電極１２を長方形とする場合には、長手方向の長さを励振器１０の出力する電気信号の波長の１／６以下とすることが好ましい。電磁波の放射を抑制し、効率的に非放射の電磁場を形成することができる。

【0030】

励振電極１１や検出電極１２を複数の導電体で構成し、それら複数の導電体が容量結合、磁界結合などの非接触な電気的結合をするように構成してもよい。これにより、励振電極１１や検出電極１２の配置自由度を高めることができ、電磁場の形成領域の制御が容易となる。たとえば、図３に示すように、前バンパー２の内側の面に励振器１０と接続する第１励振電極１１０を設け、外側の面に第２励振電極１１１と第３励振電極１１２を設け、第１励振電極１１０と第２励振電極１１１、第３励振電極１１２が容量結合によって電気的に接続された構成としてもよい。図３（ａ）は前バンパー２の断面、（ｂ）は前バンパー２の表面側を見た図である。

【0031】

検出器１３は、検出電極１２および励振器１０に接続されている。検出器１３は、検出電極１２からの電気信号と励振器１０からの電気信号を乗算して差周波数信号（以下、検出信号とする）を生成し出力する装置である。ここで、検出電極１２は励振電極１１によって形成される電磁場を検出するものであり、その電磁場は励振器１０からの電気信号によって形成されるものであるから、検出電極１２からの電気信号の周波数は励振器１０からの電気信号の周波数と同じである。検出電極１２からの電気信号と励振器１０からの電気信号の差周波数は０であるから、検出信号は直流信号である。

【0032】

なお、第１実施形態の物体検出装置では、励振電極１１、検出電極１２を自動車１の前バンパーに設けているが、自動車１の絶縁体の部分であれば任意の位置に設けてよい。たとえば、後バンパーに設けることで、自動車の後方の物体を検知できるようにしてもよい。また、励振電極１１や検出電極１２を透明導電性材料とすることで、リアガラスなどのガラスに励振電極１１や検出電極１２を設けることもできる。また、リアガラスなどに設けられている熱線自体を励振電極１１や検出電極とすることもできる。励振電極１１、検出電極１２を設ける絶縁体は、抵抗率が１ＭΩ・ｍ以上であることが好ましい。

【0033】

また、励振電極１１と検出電極１２の両方を絶縁体に設ける必要はなく、一方のみを絶縁体に設け、他方は導電体に設けてもよい。ただし、両方を絶縁体に設ける方が電磁場の形成領域を所望の範囲に限定することが容易となり、物体の検知精度の向上を図ることができる。

【0034】

第１除電回路１４は、前バンパー２に帯電した電荷を、励振電極１１を介して除電する回路である。第１除電回路１４は、励振器１０と励振電極１１の間に挿入されている。第１除電回路１４は、図４に示すように、励振器１０と励振電極１１の間に直列に接続されたキャパシタＣ１と、キャパシタＣ１に並列に接続された除電抵抗Ｒ１で構成されている。除電抵抗Ｒ１は、励振器１０の出力する電気信号の周波数ｆにおけるキャパシタＣ１のインピーダンスＺｃよりも大きくすることが好ましい。すなわち、Ｒ１＞１／（２π・ｆ・Ｃ１）となるようにＲ１を設定することが好ましい。このように設定することで、第１除電回路１４を挿入することによる物体検出装置の動作への影響を小さくすることができる。より好ましくはＲ１≧１０／（２π・ｆ・Ｃ１）である。キャパシタＣ１は励振器１０から励振電極１１への直流成分をカットできるのであれば任意でよく、たとえば１００ｐＦ～１μＦである。

【0035】

第１除電回路１４の回路構成は、図４に替えて図５～８の構成としてもよい。要するに、励振電極１１と電源ＶＤＤやグランドとが、除電抵抗を介して直接的または間接的に接続された構成であればよい。

【0036】

図５のように、励振電極１１とキャパシタＣ１の間の端子とグランドとの間に除電抵抗Ｒ１を挿入してもよい。

【0037】

また、図６のように、図５において除電抵抗Ｒ１の一端をグランドに替えて電源ＶＤＤに接続してもよい。

【0038】

また、図７のように、励振電極１１とキャパシタＣ１の間の端子と、電源ＶＤＤとグランドの中間電位Ｖｃに、除電抵抗Ｒ１を挿入してもよい。中間電位Ｖｃは、グランドと電源ＶＤＤの間に直列に挿入された抵抗ＲＢ１、ＲＢ２による分圧によって設定されている。図７の場合、実質的な除電抵抗はＲ１＋（ＲＢ１／／ＲＢ２）となる。ここで／／は並列抵抗の意味である。そのため、Ｒ１は０以上の任意の値に設定することができる。ただし、より安定した動作のためには、図６や図７の場合よりも図５のように除電抵抗Ｒ１の一端をグランドに接続する方が好ましい。

【0039】

また、図８のように、励振電極１１とキャパシタＣ１の間の端子とグランドとの間に除電抵抗Ｒ１１を挿入し、キャパシタＣ１と励振器１０の間の端子とグランドとの間に抵抗Ｒ１２を挿入した構成としてもよい。ここで、Ｒ１１≧Ｒ１２である。これは、キャパシタＣ１と抵抗Ｒ１２によるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）に除電抵抗Ｒ１１を追加した構成である。除電抵抗Ｒ１１の追加によるＨＰＦへの影響を軽減するためには、Ｋ＝Ｒ１１／Ｒ１２を４以上とすることが好ましい。Ｋが４以上であれば、（Ｒ１１／／Ｒ１２）／Ｒ１２（＝Ｋ／（１＋Ｋ））を０．８以上とすることができ、Ｒ１１／／Ｒ１２がＲ１２に十分に近づくので、Ｒ１１追加によるＨＰＦへの影響を十分に低減できる。より好ましくは９以上である。なお、図８において、除電抵抗Ｒ１１、抵抗Ｒ１２の一端をグランドに替えて電源ＶＤＤや中間電位Ｖｃに接続してもよい。

【0040】

第２除電回路１５は、前バンパー２に帯電した電荷を、検出電極１２を介して除電する回路である。第２除電回路１５は、検出電極１２と検出器１３の間に挿入されている。第２除電回路１５は、図９に示すように、検出電極１２と検出器１３の間に直列に接続されたキャパシタＣ２と、検出電極１２とキャパシタＣ２の間の端子とグランドとの間に挿入された除電抵抗Ｒ２で構成されている。除電抵抗Ｒ２は、除電抵抗Ｒ１と同様に設定されていることが好ましい。つまり、励振器１０の出力する電気信号の周波数ｆにおけるキャパシタＣ１のインピーダンスＺｃよりも大きくすることが好ましい。すなわち、Ｒ２＞１／（２π・ｆ・Ｃ２）となるようにＲ２を設定することが好ましい。このように設定することで、第２除電回路１５を挿入することによる物体検出装置の動作への影響を小さくすることができる。より好ましくはＲ２≧１０／（２π・ｆ・Ｃ２）である。キャパシタＣ２は検出電極１２から検出器１３への直流成分をカットできるのであれば任意でよく、たとえば１００ｐＦ～１μＦである。

【0041】

第２除電回路１５の回路構成は、図９に替えて図１０～１２の構成としてもよい。要するに、検出電極１２と電源ＶＤＤやグランドとが、除電抵抗を介して直接的または間接的に接続された構成であればよい。

【0042】

図１０のように、図９において除電抵抗Ｒ２の一端をグランドに替えて電源ＶＤＤに接続してもよい。

【0043】

また、図１１のように、検出電極１２とキャパシタＣ２の間の端子と、電源ＶＤＤとグランドの中間電位Ｖｃに、除電抵抗Ｒ２を挿入してもよい。中間電位Ｖｃは、図７と同様に、グランドと電源ＶＤＤの間に直列に挿入された抵抗ＲＢ１、ＲＢ２による分圧によって設定されている。中間電位Ｖｃは、第１除電回路１４における値と同一でもよいし変えてもよい。ただし、より安定した動作のためには、図１０や図１１の場合よりも図９のように除電抵抗Ｒ２の一端をグランドに接続する方が好ましい。

【0044】

また、図１２のように、検出電極１２とキャパシタＣ２の間の端子とグランドとの間に除電抵抗Ｒ２１を挿入し、キャパシタＣ２と検出器１３の間の端子とグランドとの間に抵抗２２を挿入した構成としてもよい。ここで、Ｒ２１≧Ｒ２２である。これは、図８と同様の構成であり、キャパシタＣ２と抵抗Ｒ２２によるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）に除電抵抗Ｒ２１を追加した構成である。除電抵抗Ｒ２１の追加によるＨＰＦへの影響を軽減するためには、Ｋ＝Ｒ２１／Ｒ２２を４以上とすることが好ましい。より好ましくは９以上である。なお、図１２において、除電抵抗Ｒ２１、抵抗Ｒ２２の一端をグランドに替えて電源ＶＤＤや中間電位Ｖｃに接続してもよい。

【0045】

なお、第１除電回路１４と第２除電回路１５の両方を設ける必要はなく、一方のみとしてもよい。ただし、効率的に除電するためには両方に設けることが好ましい。また、第１除電回路１４のＣ１や第２除電回路１５のＣ２は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）などの他の回路の構成要素を兼ねていてもよい。特に、Ｃ１は、励振器１０の出力する電気信号に重畳されたＤＣオフセットを除去するためのコンデンサとすることができる。また、Ｃ２は、検出電極１２からの電気信号のうち周波数がｆの成分を抽出するためのＢＰＦの構成要素とすることができる。

【0046】

次に、第１実施形態の物体検出装置における物体検出の動作について説明する。

【0047】

第１実施形態の物体検出装置では、励振器１０から出力された電気信号によって励振電極１１から検出電極１２にかけてその近傍に電磁場を形成する。電磁場は、自動車１の前方、前バンパー２に沿って一定の距離まで形成される（図１３参照）。検出電極１２は、この電磁場を電気信号として検出する。そして、検出器１３は、検出電極１２からの電気信号と励振器１０からの電気信号とを乗算して検出信号を生成し出力する。

【0048】

第１実施形態の物体検出装置では、前バンパー２近傍の電磁場形成領域が物体の検知範囲となる。前バンパー２に人や障害物などの物体が近づき、電磁場の形成領域に物体が侵入すると、電磁場が変動して検出電極１２が検出する電気信号の振幅と位相が変化し、検出器１３からの検出信号の出力が変化する。したがって、検出信号の出力の変動を計測することによって自動車１前方の物体を検知することができる。また、励振器１０からの電気信号を基準としているので振幅が大きく安定しており、検出電極１２からの電気信号に対するわずかな位相変化を高感度にとらえることができる。特に、検出電極１２からの電気信号に対して、励振器１０の出力する周波数と同じ周波数成分をバンドパスフィルなどで抽出し、抽出した信号をｓｉｎ波状から矩形波状に２値化する処理を、検出器１３に入力した直後に適用することで、検出電極１２からの位相変化をより高感度に検出することができる。そのため、物体も安定して高感度に検知することができる。また、物体が励振電極１１や検出電極１２に接触すると検出信号が大きく変動するので、物体の接触も検知することが可能である。また、物体の検知範囲は電磁場が形成されている範囲であり、その範囲は励振電極１１、検出電極１２の範囲によって容易に設定することができる。そのため、物体の検知範囲を広く取ることができ、死角を低減することができる。

【0049】

次に、第１実施形態の物体検出装置における除電の動作について説明する。

【0050】

自動車１の衝突を回避したい箇所は、自動車１の前後バンパーの四隅やフェンダーの曲面部のように、ボディの凸状となっている部分である。そのような箇所に物体検出装置を搭載することが有効であり、第１実施形態の物体検出装置では前バンパー２に励振電極１１、検出電極１２を設けてこれに対応している。

【0051】

一方、第１実施形態の物体検出装置が搭載されている自動車１は、その移動による走行風、振動、摺動などによって樹脂部に静電気が発生（正の電荷が帯電）する。上記の衝突を回避したい箇所は、このような静電気の発生しやすい箇所でもある。帯電した電荷は、走行風との斥力を発生させるため、自動車１の走行性能低下を招く。

【0052】

そこで第１実施形態の物体検出装置では、第１除電回路１４、第２除電回路１５を設けることによって物体の検知機能に加えて除電機能を設け、前バンパー２に帯電した電荷を除去できるようにしている。具体的には、次のようにして除電することができる。

【0053】

図４の第１除電回路１４においては、前バンパー２に帯電した電荷を励振電極１１に集め、励振電極１１から除電抵抗Ｒ１を介して励振器１０に電荷を吸収させて除電することができる。より詳細には励振器１０を駆動する電源ＶＤＤや励振器１０のグランドに電荷を逃がすことができる。図５の第１除電回路１４においては、励振電極１１から除電抵抗Ｒ１を介してグランドに電荷を逃がすことができ、図６の第１除電回路１４においては、励振電極１１から除電抵抗Ｒ１を介して電源ＶＤＤに電荷を逃がすことができ、図７の第１除電回路１４においては、励振電極１１から除電抵抗Ｒ１を介して中間電位Ｖｃに電荷を逃がすことができる。また、図８の第１除電回路１４においては、励振電極１１から除電抵抗Ｒ１２を介してグランドに電荷を逃がすことができる。

【0054】

また、図９～１２の第２除電回路１５も同様に、前バンパー２に帯電した電荷を検出電極１２に集め、検出電極１２から除電抵抗Ｒ２、Ｒ２１を介してグランド、電源ＶＤＤ、または中間電位Ｖｃに電荷を逃がすことができる。

【0055】

以上、第１実施形態の物体検出装置によれば、物体を広範囲に検知することができる。さらに、励振電極１１、検出電極１２を搭載している自動車１の樹脂部（前バンパー２）の除電も効率的に行うことができる。したがって、物体検出による障害物との衝突回避だけでなく、除電による走行性能向上も可能となっている。また、自動車１に搭載された各種機器が静電気の影響を受けることを軽減することができる。また、自動車１の利用者が静電放電によりショックを受けることを抑制することができる。

【0056】

（変形例）
第１実施形態では、物体検出装置を自動車１に設けていたが、本発明の物体検出装置は物体を検知しつつ除電も行いたい任意の移動体、静止体に設けることができる。

【0057】

図１４は、自動搬送車１００に本発明の物体検出装置を搭載した例である。図１４のように、自動搬送車１００は、荷物１０１を載置する平板状の台座部１０２を有しており、台座部８の下面側には車輪１０４が設けられ、台座部１０２の上面端部には自動搬送車１００の移動を制御する制御部１０３を有している。また、自動搬送車１００は４つの物体検出装置を搭載しており、台座部１０２の４つの側面それぞれに、励振電極１１と検出電極１２が設けられている。台座部１０２側面の励振電極１１、検出電極１２によって自動搬送車１００の四方（前方、後方、右方、左方）にそれぞれ電磁場を形成することができ、四方に存在する障害物を検知することができ、障害物の大まかな方向（前方、後方、右方、左方のいずれであるか）を検知することができる。

【0058】

なお、障害物の方向を検知する必要がない場合は、図１５のように、台座部１０２の各側面の励振電極１１と検出電極１２をそれぞれ連続させて一続きの環状にしてもよい。障害物の方向を検知することはできないが、障害物の存在は検知することができる。

【0059】

このような自動搬送車１００では、移動によって台座部１０２などの樹脂部は静電気を帯び、金属などの良導体に接近、接触すると静電気を放電する。この放電は荷物１０１が電子機器である場合や自動搬送車１００に搭載されている電子機器に損傷を与える可能性がある。そこで第１実施形態の物体検出装置を自動搬送車１００に搭載すれば、障害物を検知するとともに静電気を除電することができ、荷物１０１である電子機器の損傷や自動搬送車１００自体の損傷を抑制することができる。

【0060】

（第２実施形態）
第２実施形態の物体検出装置は、図１６に示すように、検出電極１２を検出電極１２Ａ～１２Ｄの４つに分割し、それぞれに対応した４つの検出器１３Ａ～１３Ｄを設けた構成であり、第２除電回路１５は、４つの検出電極１２Ａ～１２Ｄとそれぞれに対応した４つの検出器１３Ａ～１３Ｄとの間にそれぞれ設けられており、他は第１実施形態と同様である。検出電極１２Ａ～Ｄは、それぞれ長方形状であり、バンパー２の長手方向に所定間隔で配列されている。検出器１３Ａ～Ｄは、検出電極１２Ａ～Ｄにそれぞれ接続されており、励振器１０に共通に接続されている。

【0061】

第２実施形態の物体検出装置では、物体から検出電極１２Ａ～１２Ｄまでの距離に応じて検出電極１２Ａ～１２Ｄが出力する電気信号の位相が変化し、物体に近い検出電極１２Ａ～１２Ｄほど検出電極１２Ａ～１２Ｄが出力する電気信号の位相変化量が大きくなる。そのため、検出器１３Ａ～１３Ｄから出力される検出信号は、対応する検出電極１２Ａ～１２Ｄが物体に近いほど出力が大きくなる。たとえば、障害物が検出電極１２Ｄに最も近い場合、検出器１３Ｄからの出力が最も大きくなる。このように、第２実施形態の物体検出装置では、検出電極１２Ａ～１２Ｄと検出する物体の位置とが対応しているため、物体の位置を検知することができる。

【0062】

また、第２実施形態の物体検出装置では、第１除電回路１４と４つの第２除電回路１５によって効率的に除電を行うことができる。

【0063】

なお、第２実施形態では検出電極１２と検出器１３を４つとした例を示したが、４つに限らず２以上の任意の数でよい。

【0064】

（第３実施形態）
第３実施形態は、図１７に示すように、互いに周波数の異なる４つの励振器１０Ａ～１０Ｄを設け、励振器１０Ａ～１０Ｄにそれぞれ接続する励振電極１１Ａ～１１Ｄを設けた構成であり、第１除電回路１４は、４つの励振器１０Ａ～１０Ｄとそれぞれに対応する励振電極１１Ａ～１１Ｄとの間にそれぞれ設けられており、他は第１実施形態と同様である。励振電極１１Ａ～１１Ｄは、それぞれ長方形状であり、バンパー２の長手方向に所定間隔で配列されている。検出器１３は、検出電極１２と接続され、励振器１０Ａ～１０Ｄのうち１つ（１０Ｄとする）と接続されている。

【0065】

第３実施形態の物体検出装置では、励振電極１１Ａ～１１Ｄから出力される電磁場の周波数が互いに異なっている。以下、励振電極１１Ａ～１１Ｄの周波数をｆ１～ｆ４とする。そして、励振電極１１Ａ～１１Ｄから物体までの距離に応じて検出電極１２が出力する電気信号の各周波数成分（ｆ１～ｆ４）が変化し、検出電極１２が出力する電位信号において物体に近い励振電極１１Ａ～１１Ｄに対応する周波数成分の出力が大きくなる。たとえば、障害物が励振電極１１Ｂに最も近い場合、検出器１３からの出力のｆ１－ｆ４、ｆ２－ｆ４、ｆ３－ｆ４、直流（ｆ４－ｆ４）の４つの成分のうち、周波数ｆ２－ｆ４が最も出力が大きくなる。このように、第２実施形態の物体検出装置では、各周波数成分と検出する物体の位置とが対応しているため、物体の位置を検知することができる。

【0066】

また、第３実施形態の物体検出装置では、４つの第１除電回路１４と第２除電回路１５によって効率的に除電を行うことができる。

【0067】

なお、第３実施形態では、励振器１０と励振電極１１を４つとした例を示したが、４つに限らず２以上の任意の数でよい。

【産業上の利用可能性】

【0068】

本発明は、自動車が障害物を検知しつつ静電気を除電することに利用できる。

【符号の説明】

【0069】

１：自動車
２：前バンパー
１０、１０Ａ～１０Ｄ：励振器
１１、１１Ａ～１１Ｄ：励振電極
１２、１２Ａ～１２Ｄ：検出電極
１３、１３Ａ～１３Ｄ：検出器
１４：第１除電回路
１５：第２除電回路
１００：自動搬送車
Ｃ１、Ｃ２：キャパシタ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１１、Ｒ２１：除電抵抗
Ｒ１２、Ｒ２２：抵抗

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】