特許 7548408 物体検知システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-02

(45)【発行日】2024-09-10

(54)【発明の名称】物体検知システム

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/524 20060101AFI20240903BHJP

   G01S 15/04 20060101ALI20240903BHJP

   H04R 23/00 20060101ALI20240903BHJP

   G01S 15/93 20200101ALN20240903BHJP

【ＦＩ】

G01S7/524 Q

G01S15/04

H04R23/00 310

G01S15/93

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2023503361

(86)(22)【出願日】2021-10-13

(86)【国際出願番号】 JP2021037868

(87)【国際公開番号】W WO2022185595

(87)【国際公開日】2022-09-09

【審査請求日】2023-05-18

(31)【優先権主張番号】P 2021033499

(32)【優先日】2021-03-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100135703

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 英隆

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 晋一

(72)【発明者】

【氏名】浅田 隆昭

【審査官】藤脇 昌也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－９０４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８１１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２３２０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－２０６８６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第６６８０６０３（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／５２ － ７／６４

１５／００ － １５／９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

通電により発熱して音波を発生する音波発生装置と、
前記音波発生装置からの音波を利用して対象空間の物体の検知をする物体検知処理を実行する処理回路と、
を備え、
前記物体検知処理は、
前記対象空間における前記物体の探索範囲を設定する設定処理と、
前記音波発生装置が前記設定処理で設定された探索範囲に関連付けられた目標音圧で音波を発生するように前記音波発生装置を制御する送波処理と、
前記対象空間からの音波を受信する受波装置から前記受波装置で受信した音波を示す受波信号を取得し、前記受波信号に基づいて前記物体があるかどうかを判定する判定処理と、
を含み、
前記目標音圧は、前記探索範囲が前記音波発生装置から遠くなるほど、大きく、
前記判定処理は、前記受波信号の大きさが閾値以上である場合に前記物体があると判定し、
前記目標音圧は、前記物体からの反射波の大きさが、前記閾値より大きい規定値以上となるように設定され、
前記判定処理は、前記送波処理後に設定される不感帯においては、前記受波信号に基づいて前記物体があるかどうかを判定せず、
前記不感帯は、前記設定処理で設定された探索範囲に応じて設定され、
前記不感帯は、前記探索範囲が前記音波発生装置から遠くなるほど、長く設定される、
物体検知システム。

【請求項2】

前記設定処理は、前記判定処理によって前記物体がないと判定された場合に、前記探索範囲を変更する、
請求項１に記載の物体検知システム。

【請求項3】

前記設定処理は、前記判定処理によって前記物体がないと判定された場合に、前記探索範囲が前記音波発生装置から遠ざかるように前記探索範囲を変更する、
請求項２に記載の物体検知システム。

【請求項4】

前記設定処理は、前記判定処理によって前記物体がないと判定された前記探索範囲が前記音波発生装置から最も遠い場合に、前記探索範囲が前記音波発生装置に近付くように前記探索範囲を変更する、
請求項３に記載の物体検知システム。

【請求項5】

前記判定処理は、前記物体があると判定した場合に前記受波信号に基づいて前記物体までの距離を決定する、
請求項１～４のいずれか一つに記載の物体検知システム。

【請求項6】

前記設定処理は、前記判定処理によって前記物体までの距離が決定された場合に、前記判定処理で決定された前記物体までの距離に基づいて前記探索範囲を設定する、
請求項５に記載の物体検知システム。

【請求項7】

前記音波発生装置は、
直流電源により充電されるキャパシタ、及び、通電により発熱して音波を発生する音波源に前記キャパシタから電力を供給する駆動用スイッチング素子を有する駆動回路と、
前記駆動回路のキャパシタの両端間電圧を調整することによって前記音波発生装置からの音波の音圧を調整する調整回路と、
を備え、
前記送波処理は、
前記調整回路により、前記音波発生装置からの音波の音圧が前記目標音圧となるように前記キャパシタの両端間電圧を調整し、
前記駆動回路の駆動用スイッチング素子を駆動して前記音波源から音波を発生させる、
請求項１～６のいずれか一つに記載の物体検知システム。

【請求項8】

前記調整回路は、
前記直流電源と前記キャパシタとの間に電気的に接続されるインダクタと、
前記インダクタと前記直流電源との直列回路に並列に電気的に接続される調整用スイッチング素子と、
を有し、
前記調整回路は、前記調整用スイッチング素子のオン期間により前記キャパシタの両端間電圧を調整する、
請求項７に記載の物体検知システム。

【請求項9】

前記調整回路は、ダイオードを有し、
前記ダイオードのアノードは前記インダクタに電気的に接続され、
前記ダイオードのカソードは前記キャパシタに電気的に接続される、
請求項８に記載の物体検知システム。

【請求項10】

前記調整用スイッチング素子は、前記駆動用スイッチング素子のオン期間はオンであり、前記駆動用スイッチング素子と同時にオンに切り替えられる、
請求項８又は９に記載の物体検知システム。

【請求項11】

前記音波発生装置は、
通電により発熱して音波を発生する音波源に所定のキャパシタから電力を供給する駆動用スイッチング素子を有する駆動回路と、
電圧が異なる複数の直流電源によりそれぞれ充電される複数のキャパシタの少なくとも一つを前記所定のキャパシタとして選択することによって前記音波発生装置からの音波の音圧を調整する調整回路と、
を備え、
前記送波処理は、
前記調整回路により、前記複数のキャパシタから前記目標音圧に対応するキャパシタを前記所定のキャパシタとして選択し、
前記駆動回路の駆動用スイッチング素子を駆動して前記音波源から音波を発生させる、
請求項１～６のいずれか一つに記載の物体検知システム。

【請求項12】

前記音波発生装置は、
それぞれ通電により発熱して異なる音圧の音波を発生する複数の音波源と、
直流電源により充電されるキャパシタ、及び、所定の音波源に前記キャパシタから電力を供給する駆動用スイッチング素子を有する駆動回路と、
前記複数の音波源の少なくとも一つを前記所定の音波源として選択することによって前記音波発生装置からの音波の音圧を調整する調整回路と、
を備え、
前記送波処理は、
前記調整回路により、前記複数の音波源から前記目標音圧に対応する音波源を前記所定の音波源として選択し、
前記駆動回路の駆動用スイッチング素子を駆動して前記所定の音波源から音波を発生させる、
請求項１～６のいずれか一つに記載の物体検知システム。

【請求項13】

前記送波処理は、前記駆動用スイッチング素子のスイッチングによって前記音波発生装置から一連の音波を発生させ、
前記駆動用スイッチング素子のスイッチングの周波数は、２０ｋＨｚ以上である、
請求項７～１２のいずれか一つに記載の物体検知システム。

【請求項14】

通電により発熱して音波を発生する音波発生装置と、
前記音波発生装置からの音波を利用して対象空間の物体の検知をする物体検知処理を実行する処理回路と、
を備え、
前記物体検知処理は、
前記対象空間における前記物体の探索範囲を設定する設定処理と、
前記音波発生装置が前記設定処理で設定された探索範囲に関連付けられた目標音圧で音波を発生するように前記音波発生装置を制御する送波処理と、
前記対象空間からの音波を受信する受波装置から前記受波装置で受信した音波を示す受波信号を取得し、前記受波信号に基づいて前記物体があるかどうかを判定する判定処理と、
を含み、
前記音波発生装置は、
直流電源により充電されるキャパシタ、及び、通電により発熱して音波を発生する音波源に前記キャパシタから電力を供給する駆動用スイッチング素子を有する駆動回路と、
前記駆動回路のキャパシタの両端間電圧を調整することによって前記音波発生装置からの音波の音圧を調整する調整回路と、
を備え、
前記送波処理は、
前記調整回路により、前記音波発生装置からの音波の音圧が前記目標音圧となるように前記キャパシタの両端間電圧を調整し、
前記駆動回路の駆動用スイッチング素子を駆動して前記音波源から音波を発生させる、
物体検知システム。

【請求項15】

前記調整回路は、
前記直流電源と前記キャパシタとの間に電気的に接続されるインダクタと、
前記インダクタと前記直流電源との直列回路に並列に電気的に接続される調整用スイッチング素子と、
を有し、
前記調整回路は、前記調整用スイッチング素子のオン期間により前記キャパシタの両端間電圧を調整する、
請求項１４に記載の物体検知システム。

【請求項16】

前記調整回路は、ダイオードを有し、
前記ダイオードのアノードは前記インダクタに電気的に接続され、
前記ダイオードのカソードは前記キャパシタに電気的に接続される、
請求項１５に記載の物体検知システム。

【請求項17】

前記調整用スイッチング素子は、前記駆動用スイッチング素子のオン期間はオンであり、前記駆動用スイッチング素子と同時にオンに切り替えられる、
請求項１５又は１６に記載の物体検知システム。

【請求項18】

通電により発熱して音波を発生する音波発生装置と、
前記音波発生装置からの音波を利用して対象空間の物体の検知をする物体検知処理を実行する処理回路と、
を備え、
前記物体検知処理は、
前記対象空間における前記物体の探索範囲を設定する設定処理と、
前記音波発生装置が前記設定処理で設定された探索範囲に関連付けられた目標音圧で音波を発生するように前記音波発生装置を制御する送波処理と、
前記対象空間からの音波を受信する受波装置から前記受波装置で受信した音波を示す受波信号を取得し、前記受波信号に基づいて前記物体があるかどうかを判定する判定処理と、
を含み、
前記音波発生装置は、
通電により発熱して音波を発生する音波源に所定のキャパシタから電力を供給する駆動用スイッチング素子を有する駆動回路と、
電圧が異なる複数の直流電源によりそれぞれ充電される複数のキャパシタの少なくとも一つを前記所定のキャパシタとして選択することによって前記音波発生装置からの音波の音圧を調整する調整回路と、
を備え、
前記送波処理は、
前記調整回路により、前記複数のキャパシタから前記目標音圧に対応するキャパシタを前記所定のキャパシタとして選択し、
前記駆動回路の駆動用スイッチング素子を駆動して前記音波源から音波を発生させる、
物体検知システム。

【請求項19】

通電により発熱して音波を発生する音波発生装置と、
前記音波発生装置からの音波を利用して対象空間の物体の検知をする物体検知処理を実行する処理回路と、
を備え、
前記物体検知処理は、
前記対象空間における前記物体の探索範囲を設定する設定処理と、
前記音波発生装置が前記設定処理で設定された探索範囲に関連付けられた目標音圧で音波を発生するように前記音波発生装置を制御する送波処理と、
前記対象空間からの音波を受信する受波装置から前記受波装置で受信した音波を示す受波信号を取得し、前記受波信号に基づいて前記物体があるかどうかを判定する判定処理と、
を含み、
前記音波発生装置は、
それぞれ通電により発熱して異なる音圧の音波を発生する複数の音波源と、
直流電源により充電されるキャパシタ、及び、所定の音波源に前記キャパシタから電力を供給する駆動用スイッチング素子を有する駆動回路と、
前記複数の音波源の少なくとも一つを前記所定の音波源として選択することによって前記音波発生装置からの音波の音圧を調整する調整回路と、
を備え、
前記送波処理は、
前記調整回路により、前記複数の音波源から前記目標音圧に対応する音波源を前記所定の音波源として選択し、
前記駆動回路の駆動用スイッチング素子を駆動して前記所定の音波源から音波を発生させる、
物体検知システム。

【請求項20】

前記送波処理は、前記駆動用スイッチング素子のスイッチングによって前記音波発生装置から一連の音波を発生させ、
前記駆動用スイッチング素子のスイッチングの周波数は、２０ｋＨｚ以上である、
請求項１４～１９のいずれか一つに記載の物体検知システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、物体検知システムに関する。本開示は、より詳細には、音波を利用して物体の検知をする物体検知システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、物体検知装置（物体検知システム）を開示する。特許文献１の物体検知装置は、振動子から超音波を送信し振動子の振動に伴い受波信号を生成する超音波センサを複数用い、超音波センサ（受波装置）で受信した反射波（エコー）に基づいて、移動体の周囲に存在する物体を検知する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１０５７０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

物体からの反射波は、物体が近ければ大きくなり、物体が遠ければ小さくなる。遠距離の物体を検出するためには超音波の音圧を大きくすることが考えられる。しかしながら、超音波の音圧が大きくなると、振動子で発生した超音波が直接的に超音波センサに入射することに起因する直達音（直達波）の影響が大きくなり、近距離の物体の検知がしにくくなる。

【0005】

本開示は、物体の検知範囲を広げることができる物体検知システムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様は、物体検知システムであって、通電により発熱して音波を発生する音波発生装置と、音波発生装置からの音波を利用して対象空間の物体の検知をする物体検知処理を実行する処理回路とを備える。物体検知処理は、設定処理と、送波処理と、判定処理とを含む。設定処理は、対象空間における物体の探索範囲を設定する。送波処理は、音波発生装置が設定処理で設定された探索範囲に関連付けられた目標音圧で音波を発生するように音波発生装置を制御する。判定処理は、対象空間からの音波を受信する受波装置から受波装置で受信した音波を示す受波信号を取得し、受波信号に基づいて探索範囲に物体があるかどうかを判定する。

【発明の効果】

【0007】

本開示の態様は、物体の検知範囲を広げることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施の形態にかかる物体検知システムの構成例のブロック図

【図2】図１の物体検知システムが備える音波発生装置の構成例の回路図

【図3】図１の物体検知システムにおける駆動用スイッチング素子と調整用スイッチング素子との動作のタイミング図

【図4】駆動信号と受波信号との関係を示す波形図

【図5】反射波の大きさの説明図

【図6】図１の物体検知システムの動作のフローチャート

【図7】変形例１の音波発生装置の構成例のブロック図

【図8】変形例２の音波発生装置の構成例のブロック図

【発明を実施するための形態】

【0009】

（実施の形態）
［１．概要］
図１は、本実施の形態にかかる物体検知システム１の構成例のブロック図である。物体検知システム１は、音波を利用して対象空間にある物体の検知を行うことができる。物体検知システム１は、例えば、移動体において障害物等の物体の検知に用いられる。移動体の例としては、自動車等の乗り物、ドローン等の無人飛行機、自律移動ロボット等が挙げられる。自律移動ロボットとしては、ロボットクリーナが挙げられる。

【0010】

図１に示すように、物体検知システム１は、通電により発熱して音波を発生する音波発生装置１０と、音波発生装置１０からの音波を利用して対象空間の物体の検知をする物体検知処理を実行する処理回路３０とを備える。物体検知処理は、設定処理（図６のＳ１１、Ｓ１６～Ｓ１９）と、送波処理（図６のＳ１２）と、判定処理（図６のＳ１３，Ｓ１４）とを含む。設定処理は、対象空間における物体の探索範囲を設定する。送波処理は、音波発生装置１０が設定処理で設定された探索範囲に関連付けられた目標音圧で音波を発生するように音波発生装置１０を制御する。判定処理は、対象空間からの音波を受信する受波装置２０から受波装置２０で受信した音波を示す受波信号を取得し、受波信号に基づいて探索範囲に物体があるかどうかを判定する。

【0011】

図１の物体検知システム１は、音波発生装置１０から出力される音波の音圧を、対象空間における物体の探索範囲に関連付けられた目標音圧に設定できる。つまり、物体までの距離に応じて音波の音圧を設定することが可能である。そのため、目標音圧を大きくすることで物体からの反射波を大きくできて、より遠い物体の検知が可能となる。一方で、目標音圧を小さくすることで、受波装置２０への直達音の影響を低減して、より近い物体の検知が可能となる。以上述べたように、物体検知システム１によれば、物体の検知範囲を広げることができる。

【0012】

［２．詳細］
以下、物体検知システム１について図面を参照して説明する。図１に示すように、物体検知システム１は、音波発生装置１０と、受波装置２０と、処理回路３０とを備える。

【0013】

［２－１．音波発生装置］
図１の音波発生装置１０は、音波源１１と、駆動回路１２と、調整回路１３と、制御回路１４とを備える。

【0014】

音波源１１は、通電により発熱して音波を発生する。より詳細には、音波源１１は、空気を加熱して音波を発生させる熱励起型の素子である。音波源１１は、いわゆるサーモホンである。音波源１１は、例えば、発熱体と、基板と、一対の電極と、断熱層とを備える。発熱体は、電流を流すことによって発熱する抵抗体である。発熱体は、例えば、空気に接触するように基板に配置される。発熱体の周囲の空気は、発熱体の温度変化によって膨張又は収縮する。これにより、空気の圧力波即ち音波が発生する。断熱層は、発熱体から基板への熱伝導を抑制する。一対の電極は、音波源１１の外部から発熱体に電流を流すための電極である。一対の電極は、発熱体の両側に設けられる。音波源１１は、従来周知の構成を有していてよいから、音波源１１の詳細な説明は省略する。

【0015】

図２は、音波発生装置１０の構成例の回路図である。図２に示すように、音波源１１は、直流電源Ｖ１とグランドとの間に電気的に接続される。

【0016】

直流電源Ｖ１は、各種の電源回路及び／又はバッテリ等で構成される。各種の電源回路は、例えばＡＣ／ＤＣコンバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、レギュレータ、バッテリを含む。直流電源Ｖ１の電圧値は、例えば、５Ｖである。

【0017】

駆動回路１２は、音波源１１が音波を発生するように音波源１１に電力を供給する。駆動回路１２は、図２に示すように、キャパシタＣ１と、駆動用スイッチング素子Ｔ１と、抵抗器Ｒ１とを備える。

【0018】

キャパシタＣ１は、音波源１１に電力を供給するために用いられる。キャパシタＣ１は、直流電源Ｖ１と音波源１１との接続点とグランドとの間に電気的に接続される。キャパシタＣ１は、例えば電解コンデンサ又はセラミックコンデンサである。

【0019】

駆動用スイッチング素子Ｔ１は、音波源１１への電力の供給を制御することにより音波源１１を駆動するために用いられる。駆動用スイッチング素子Ｔ１は、音波源１１とグランドとの間に電気的に接続される。駆動用スイッチング素子Ｔ１は、例えば、ｎ型のＭＯＳＦＥＴである。駆動用スイッチング素子Ｔ１がオンであれば、音波源１１に電力が供給される。図２では、矢印Ａ１で示すように、キャパシタＣ１から音波源１１に電流が流れ、音波源１１に電力が供給される。駆動用スイッチング素子Ｔ１がオフであれば、音波源１１に電力が供給されない。駆動用スイッチング素子Ｔ１がオンオフすることで、音波源１１は音波を発生する。本開示において、「音波」は、１周期分の正弦波である。これに対して「一連の音波」は、複数周期分の正弦波である。

【0020】

抵抗器Ｒ１は、キャパシタＣ１と直流電源Ｖ１との間に電気的に接続される過電流保護素子を構成する。抵抗器Ｒ１は、直流電源Ｖ１から直接的に音波源１１に流れる電流を制限する。抵抗器Ｒ１によれば、音波源１１の過剰な発熱を防止できる。抵抗器Ｒ１の抵抗値は、例えば、５０Ω以上５ｋΩ以下である。

【0021】

駆動回路１２では、キャパシタＣ１から音波源１１に電流が流れ、音波源１１に電力が供給される。そのため、音波源１１から出力される音波の音圧は、キャパシタＣ１の両端間電圧Ｖ２に依存する。

【0022】

調整回路１３は、駆動回路１２のキャパシタＣ１の両端間電圧Ｖ２を調整することによって音波発生装置１０からの音波の音圧を調整する。調整回路１３は、図２に示すように、インダクタＬ１と、調整用スイッチング素子Ｔ２と、ダイオードＤ１とを備える。インダクタＬ１は、直流電源Ｖ１とキャパシタＣ１との間に電気的に接続される。図２では、インダクタＬ１は、過電流保護素子である抵抗器Ｒ１と直流電源Ｖ１との間に電気的に接続される。調整用スイッチング素子Ｔ２は、インダクタＬ１と直流電源Ｖ１との直列回路に並列に電気的に接続される。調整用スイッチング素子Ｔ２は、例えば、ｎ型のＭＯＳＦＥＴである。インダクタＬ１、直流電源Ｖ１、及び調整用スイッチング素子Ｔ２は閉ループを構成する。調整用スイッチング素子Ｔ２がオンであれば、インダクタＬ１にエネルギが蓄積される。図２では、矢印Ａ２に示すように、直流電源Ｖ１、インダクタＬ１、及び調整用スイッチング素子Ｔ２の閉ループに電流が流れ、インダクタＬ１にエネルギが蓄積される。調整用スイッチング素子Ｔ２がオンからオフになると、インダクタＬ１に誘導起電力が生じる。これにより、矢印Ａ３に示すように、インダクタＬ１からキャパシタＣ１に電流が流れて、キャパシタＣ１が充電される。図２の調整回路１３は、キャパシタＣ１を充電することが可能であり、これにより、キャパシタＣ１の両端間電圧Ｖ２の調整が可能である。インダクタＬ１に蓄積されるエネルギは、調整用スイッチング素子Ｔ２がオンである期間により調整される。ダイオードＤ１は、インダクタＬ１とキャパシタＣ１との間に電気的に接続される。特に、ダイオードＤ１のアノードはインダクタＬ１に電気的に接続され、ダイオードＤ１のカソードはキャパシタＣ１に電気的に接続される。ダイオードＤ１は、キャパシタＣ１からインダクタＬ１に電流が流れて意図せずにキャパシタＣ１が放電してしまう可能性を低減する。

【0023】

制御回路１４は、駆動回路１２及び調整回路１３を制御するように構成される。制御回路１４は、例えば、後述する駆動信号Ｓ１，Ｓ２を出力するための発振器を有する。制御回路１４は、例えば、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等の集積回路である。制御回路１４は、音波源１１が音波を発生するように駆動回路１２の駆動用スイッチング素子Ｔ１のスイッチングを制御しながら、駆動回路１２のキャパシタＣ１の両端間電圧Ｖ２が目標音圧に対応する値となるように調整回路１３を制御する。

【0024】

制御回路１４は、駆動回路１２の駆動用スイッチング素子Ｔ１のスイッチング（オンオフ）を制御する。制御回路１４は、駆動回路１２の駆動用スイッチング素子Ｔ１を制御することによって、音波源１１から音波を発生させる動作を実行する。図１に示すように、制御回路１４は、駆動用スイッチング素子Ｔ１のスイッチングを制御するための駆動信号Ｓ１を出力する。本実施の形態において、駆動用スイッチング素子Ｔ１はＭＯＳＦＥＴであり、駆動信号Ｓ１は駆動用スイッチング素子Ｔ１のゲートに入力される。駆動信号Ｓ１がハイレベルである間は、駆動用スイッチング素子Ｔ１がオンとなる。駆動信号Ｓ１がロウレベルである間は、駆動用スイッチング素子Ｔ１がオフとなる。図２では、駆動信号Ｓ１が直流電源として図示されている。

【0025】

制御回路１４は、調整回路１３の調整用スイッチング素子Ｔ２のスイッチング（オンオフ）を制御する。制御回路１４は、調整回路１３の調整用スイッチング素子Ｔ２を制御することによって、駆動回路１２のキャパシタＣ１の両端間電圧Ｖ２を調整する動作を実行する。図１に示すように、制御回路１４は、調整用スイッチング素子Ｔ２のスイッチングを制御するための駆動信号Ｓ２を出力する。本実施の形態において、調整用スイッチング素子Ｔ２はＭＯＳＦＥＴであり、駆動信号Ｓ２は調整用スイッチング素子Ｔ２のゲートに入力される。駆動信号Ｓ２がハイレベルである間は、調整用スイッチング素子Ｔ２がオンとなる。駆動信号Ｓ２がロウレベルである間は、調整用スイッチング素子Ｔ２がオフとなる。図２では、駆動信号Ｓ２が直流電源として図示されている。

【0026】

次に、制御回路１４による駆動回路１２及び調整回路１３の制御について図３を参照して詳細に説明する。図３は、音波発生装置１０の動作を説明するタイミング図である。

【0027】

制御回路１４は、駆動回路１２を制御して音波源１１から音波を発生させるために、駆動信号Ｓ１を駆動用スイッチング素子Ｔ１に出力する。図３に示すように、駆動信号Ｓ１は、パルス信号（インパルス信号）である。駆動信号Ｓ１のパルス幅は、例えば、２μｓ～２５μｓとすることができる。駆動信号Ｓ１において、パルス幅は、駆動用スイッチング素子Ｔ１のオン期間Ｔ１ｏｎに対応する。オン期間Ｔ１ｏｎは、駆動用スイッチング素子Ｔ１がオンの期間である。オン期間Ｔ１ｏｎにおいては、キャパシタＣ１から音波源１１に電流が流れ、音波源１１に電力が供給される。

【0028】

オン期間Ｔ１ｏｎにおいてキャパシタＣ１から音波源１１に電力が供給されて音波源１１から音波が出力される。制御回路１４は、オン期間Ｔ１ｏｎの開始（例えば、図３の時刻ｔ２１）前に、調整回路１３によりキャパシタＣ１の両端間電圧Ｖ２を調整する。制御回路１４は、調整回路１３を制御してキャパシタＣ１の両端間電圧Ｖ２を調整するために、駆動信号Ｓ２を調整用スイッチング素子Ｔ２に出力する。本実施の形態において、調整用スイッチング素子Ｔ２は、駆動用スイッチング素子Ｔ１のオン期間Ｔ１ｏｎはオンであり、駆動用スイッチング素子Ｔ１と同時にオンに切り替えられる。

【0029】

図３は、駆動信号Ｓ２の例として、３種類の駆動信号Ｓ２－１～Ｓ２－３を示す。図３に示すように、駆動信号Ｓ２－１～Ｓ２－３は、パルス列の信号である。特に、駆動信号Ｓ２－１～Ｓ２－３のパルス幅は、調整用スイッチング素子Ｔ２のオン期間Ｔ２ｏｎに対応する。オン期間Ｔ２ｏｎは、調整用スイッチング素子Ｔ２がオンの期間である。駆動信号Ｓ２－１～Ｓ２－３は、オン期間Ｔ２ｏｎが異なる。駆動信号Ｓ２－１のオン期間Ｔ２ｏｎは時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までであり、駆動信号Ｓ２－２のオン期間Ｔ２ｏｎは時刻ｔ１１から時刻ｔ１２より後の時刻ｔ１３までであり、駆動信号Ｓ２－３のオン期間Ｔ２ｏｎは時刻ｔ１１から時刻ｔ１３より後の時刻ｔ１４までである。オン期間Ｔ２ｏｎにおいては、直流電源Ｖ１からインダクタＬ１に電流が流れ、インダクタＬ１にエネルギが蓄積される。オン期間Ｔ２ｏｎの後に、調整用スイッチング素子Ｔ２がオフとなる。調整用スイッチング素子Ｔ２がオフになると、インダクタＬ１からキャパシタＣ１に電流が流れ、キャパシタＣ１が充電される。よって、オン期間Ｔ２ｏｎの長さによって、キャパシタＣ１の両端間電圧Ｖ２を調整することが可能である。駆動信号Ｓ２－１～Ｓ２－３の場合、駆動信号Ｓ２－１においてキャパシタＣ１の両端間電圧Ｖ２が最も低くなり、駆動信号Ｓ２－３においてキャパシタＣ１の両端間電圧Ｖ２が最も高くなる。

【0030】

図３に示すように、制御回路１４は、駆動用スイッチング素子Ｔ１のオン期間Ｔ１ｏｎより前に調整用スイッチング素子Ｔ２をオンからオフに切り替える。これによって、キャパシタＣ１の両端間電圧Ｖ２を、調整用スイッチング素子Ｔ２のオン期間Ｔ２ｏｎに応じた電圧に設定できる。

【0031】

［２－２．受波装置］
受波装置２０は、音波を受信し、受信した音波を示す受波信号を処理回路３０に出力する。図１の受波装置２０は、複数（図示例では２つ）のマイクロフォン２１と、複数（図示例では２つ）の増幅回路２２と、複数（図示例では２つ）のフィルタ２３と、ＡＤ変換器２４と、制御回路２５とを備える。

【0032】

マイクロフォン２１は、音波を電気信号に変換する電気音響変換素子である。マイクロフォン２１は、音波を受信すると、受信した音波を示すアナログ形式の受波信号を出力する。マイクロフォン２１は、音波源１１から出力された後に、対象物で反射された音波を検出するために用いられる。増幅回路２２は、マイクロフォン２１からのアナログ形式の受波信号を増幅して出力する。フィルタ２３は、音波の周波数帯域を含む通過帯域の信号を通過させる。フィルタ２３は、例えば、バンドパスフィルタである。ＡＤ変換器２４は、フィルタ２３を通過したアナログ形式の受波信号を示すデジタル形式の受波信号に変換して制御回路２５に出力する。マイクロフォン２１、増幅回路２２、フィルタ２３、及びＡＤ変換器２４は、従来周知の構成であってよいから詳細な説明は省略する。

【0033】

制御回路２５は、ＡＤ変換器２４がデジタル形式の受波信号を制御回路２５に出力するように、ＡＤ変換器２４を制御する。制御回路２５は、ＡＤ変換器２４からのデジタル形式の受波信号を、処理回路３０に出力する。制御回路２５は、例えば、ＦＰＧＡ等の集積回路である。なお、制御回路１４と制御回路２５とは、１チップに集約されていてもよい。例えば、制御回路１４と制御回路２５とは単一のＦＰＧＡで実現されてよい。

【0034】

［２－３．処理回路］
処理回路３０は、物体検知システム１の動作を制御する回路である。処理回路３０は、例えば、１以上のプロセッサ（マイクロプロセッサ）と１以上のメモリとを含むコンピュータシステムにより実現され得る。１以上のプロセッサがプログラムを実行することで、処理回路３０としての機能を実現する。

【0035】

処理回路３０は、音波発生装置１０からの音波を利用して対象空間の物体の検知をする物体検知処理を実行する。物体検知処理は、設定処理と、送波処理と、判定処理とを含む。

【0036】

設定処理は、対象空間における物体の探索範囲を設定する。対象空間は、物体の検知の対象となる空間である。対象空間において予め設定された物体までの距離の最小値から最大値までの範囲に関して、複数の探索範囲が設定される。本実施の形態において、物体までの距離は、例えば、音波発生装置１０から物体までの距離である。探索範囲は、対象空間において物体の検知の対象となる範囲である。探索範囲は、物体までの距離の範囲で決定される。上述したように、対象空間には複数の探索範囲が設定されるが、複数の探索範囲は、互いに異なる距離の範囲である。複数の探索範囲は、部分的に重複してもよいが、一方の探索範囲が他方の探索範囲に包含されないほうがよい。複数の探索範囲は、例えば、第１探索範囲と、第２探索範囲と、第３探索範囲とを含む。第１探索範囲は、第１～第３探索範囲のうちで音波発生装置１０に最も近い。第３探索範囲は、第１～第３探索範囲のうちで音波発生装置１０から最も遠い。第２探索範囲は、第１探索範囲よりも音波発生装置１０から遠く、第３探索範囲よりも音波発生装置１０に近い。換言すれば、第１探索範囲は近距離の探索範囲、第２探索範囲は中距離の探索範囲、第３探索範囲は遠距離の探索範囲である。近距離は、例えば、物体までの距離が数ｃｍ程度の距離である。遠距離は、例えば、物体までの距離が数ｍ程度の距離である。設定処理での探索範囲の設定の仕方については後記の「［４．設定処理での探索範囲の設定］」で説明する。

【0037】

送波処理は、音波発生装置１０が設定処理で設定された探索範囲に関連付けられた目標音圧で音波を発生するように音波発生装置１０を制御する。より詳細には、送波処理は、調整回路１３により、音波発生装置１０からの音波の音圧が目標音圧となるようにキャパシタＣ１の両端間電圧Ｖ２を調整し、駆動回路１２の駆動用スイッチング素子Ｔ１を駆動して音波源１１から音波を発生させる。送波処理では、例えば、処理回路３０が制御回路１４に指令を送ることで、制御回路１４が駆動回路１２及び調整回路１３の制御を実行する。探索範囲と目標音圧との関連付けについては、後記の「［３．探索範囲と目標音圧との関連付け］」で説明する。

【0038】

判定処理は、対象空間からの音波を受信する受波装置２０から受波装置２０で受信した音波を示す受波信号を取得する。判定処理は、例えば、受波装置２０からのデジタル形式の受波信号を取得する。対象空間に物体がある場合、対象空間からの音波は、音波発生装置１０から出力された音波の物体での反射波（エコーともいう）を含む。判定処理は、取得した受波信号に基づいて対象空間に物体があるかどうかを判定する。本実施の形態では、判定処理は、受波信号に基づく判定値が閾値以上である場合に物体があると判定する。判定値は、例えば、受波信号の大きさ（振幅）である。閾値は、受波信号が示す音波に反射波が含まれているかどうかを判定するために用いられる。つまり、受波信号に基づく判定値が閾値以上である場合とは、物体での反射波が検知された場合である。判定処理は、探索範囲に物体があると判定した場合に受波信号に基づいて物体までの距離を決定する。判定処理は、例えば、音波発生装置１０から音波を出力した時刻（送信時間）と物体での反射波が検知された時刻（受信時間）との時間差に基づいて、ＴＯＦ（Time of Flight）技術により、物体までの距離を求める。音波を利用して物体の検知及び物体までの距離の測定等には、従来周知の技術を適用できるから、詳細な説明は省略する。

【0039】

［３．探索範囲と目標音圧との関連付け］
図４は、調整回路１３を有していない比較例の物体検知システムにおける駆動信号Ｓ１と受波信号Ｒ１，Ｒ２との関係を示すタイミングチャートである。図４において、Ｖｔｈは、判定処理で用いられる閾値である。受波信号Ｒ１は、物体が近距離にある場合に対応し、受波信号Ｒ２は、物体が遠距離にある場合に対応する。図４では、受波信号Ｒ１，Ｒ２は、駆動信号Ｓ１により音波発生装置１０から出力される音波が受波装置２０に直接的に入ることで生じる直達音ＲＷ１０を含む。直達音ＲＷ１０の大きさが閾値Ｖｔｈを超えることによる誤検知を防止するために、不感帯が設定される。不感帯は、送波処理後に設定される。不感帯は、例えば、駆動信号Ｓ１の出力の時刻ｔ３１から、直達音ＲＷ１０の大きさが閾値Ｖｔｈ以上にならなくなる時刻ｔ３２までの期間である。判定処理は、不感帯においては、受波信号に基づいて物体があるかどうかを判定しない。受波信号Ｒ１は、近距離の物体からの反射波ＲＷ１１を含み、受波信号Ｒ２は、遠距離の物体からの反射波ＲＷ１２を含む。図４から明らかなように、物体が近距離にあるほど、物体からの反射波が検知される受信時間は早くなる。不感帯を設定した場合には、受信時間が不感帯に含まれる距離については、物体の検知が行えない。そのため、より近距離の物体を検知するためには不感帯が短いほうがよい。直達音ＲＷ１０の大きさ及び長さは、音波発生装置１０から出力される音波の音圧が大きいほど大きくなる。つまり、直達音ＲＷ１０の大きさが閾値Ｖｔｈ以上となる期間は、音波発生装置１０から出力される音波の音圧により変化する。そのため、音波発生装置１０から出力される音波の音圧を小さくして、直達音ＲＷ１０の大きさが閾値Ｖｔｈ以上となる期間を短くすれば、不感帯も短くすることができる。したがって、近距離の物体を検知するためには、音波の音圧が小さいほうがよい。また、図４から明らかなように、物体からの反射波は、物体が近ければ大きくなり、物体が遠ければ小さくなる。実際に物体から反射波がある場合でも、反射波の大きさが閾値Ｖｔｈを下回っている場合には、判定処理は、物体がないと判断することになる。つまり、反射波の大きさが閾値Ｖｔｈを下回る距離については、物体の検知が行えない。ここで、音波発生装置１０から出力される音波の音圧が大きくすれば、反射波をより大きくすることができる。よって、遠距離の物体を検知するためには、音波の音圧が大きいほうがよい。このように、近距離の物体を検知するためには、直達音ＲＷ１０の大きさが閾値Ｖｔｈ以上となる期間を短くするために音波の音圧が小さいほうがよい。一方で、遠距離の物体を検知するためには、反射波の大きさが閾値Ｖｔｈ以上となる距離を長くするために音波の音圧が大きいほうがよい。以上の点から、目標音圧は、探索範囲が音波発生装置１０から遠くなるほど、大きく設定される。第１～第３探索範囲に関しては、第１探索範囲に関連付けられた目標音圧が最も小さく、第３探索範囲に関連付けられた目標音圧が最も大きい。また、目標音圧が大きくなると、直達音ＲＷ１０の大きさが閾値Ｖｔｈ以上となる期間が長くなるため、不感帯は、探索範囲が音波発生装置１０から遠くなるほど、長く設定される。第１～第３探索範囲に関しては、第１探索範囲に関連付けられた不感帯が最も短く、第３探索範囲に関連付けられた不感帯が最も長い。

【0040】

図５は、反射波の大きさの説明図である。所定の音圧の音波を音波発生装置１０から出力させた場合、第１探索範囲に物体があれば反射波ＲＷ１が得られ、第２探索範囲に物体があれば反射波ＲＷ２０が得られ、第３探索範囲に物体があれば反射波ＲＷ３０が得られる。物体が音波発生装置１０から遠いほど、反射波の大きさは小さくなる。図５において、Ｖｔｈは、判定処理で用いられる閾値である。反射波ＲＷ１の大きさは閾値Ｖｔｈより十分に大きいが、反射波ＲＷ３０の大きさは閾値Ｖｔｈよりわずかに大きい程度である。距離の測定を音波発生装置１０から音波を出力した時刻から閾値Ｖｔｈを超えた反射波が検知された時刻までで行う場合、物体までの距離が長くなるほど反射波の大きさは小さくなるから、物体までの距離が長くいほど、誤差の影響が大きくなり、物体の検知精度が低下する。閾値Ｖｔｈをより低くした場合には、誤差の影響は小さくできるものの、反射波ではない雑音を反射波と誤検知する可能性がある。

【0041】

本実施の形態では、目標音圧は、物体からの反射波の大きさが規定値以上となるように設定される。規定値は、閾値Ｖｔｈより大きい。特に、規定値は、誤差による影響を受けない程度に閾値Ｖｔｈより大きいことが望ましい。規定値は、例えば、所定の音圧の音波を音波発生装置１０から出力させた場合に第１探索範囲にある物体からの反射波ＲＷ１の大きさに対応する。第２探索範囲においては、大きさが規定値であって、反射波ＲＷ２０より大きい反射波ＲＷ２が得られるように、目標音圧が設定される。第３探索範囲においては、大きさが規定値であって、反射波ＲＷ３０より大きい反射波ＲＷ３が得られるように、目標音圧が設定される。このように複数の探索範囲の目標音圧が設定されることで、異なる探索範囲に対して同じ閾値Ｖｔｈを用いることができ、しかも、距離による誤差の影響や雑音による誤検知の可能性を低減できて、物体の検知精度を向上できる。

【0042】

［４．設定処理での探索範囲の設定］
設定処理は、複数の探索範囲から使用する探索範囲を選択する。例えば、設定処理は、複数の探索範囲のうち音波発生装置１０に最も近い探索範囲を初期探索範囲に選択する。設定処理は、判定処理によって物体がないと判定された場合に、探索範囲を変更する。設定処理は、判定処理によって物体がないと判定された場合に、探索範囲が音波発生装置１０から遠ざかるように探索範囲を変更する。つまり、設定処理は、音波発生装置１０の近くから遠くへと探索範囲を変更する。設定処理は、判定処理によって物体がないと判定された探索範囲が音波発生装置１０から最も遠い場合に、探索範囲が音波発生装置１０に近付くように探索範囲を変更する。例えば、設定処理は、複数の探索範囲から、音波発生装置１０に最も近い探索範囲を選択する。設定処理は、判定処理によって物体までの距離が決定された場合に、判定処理で決定された物体までの距離に基づいて探索範囲を設定する。つまり、物体までの距離に基づいて探索範囲を設定することで、物体の検知の可能性を高くできる。また、対象空間において、物体を追跡することが可能である。

【0043】

［５．動作］
次に、図６を参照して、物体検知システム１の動作、特に物体検知処理時の物体検知システム１の動作について説明する。以下の説明では、複数の探索範囲は、上述した第１～第３探索範囲である。設定処理は、複数の探索範囲のうち音波発生装置１０に最も近い探索範囲である第１探索範囲を初期探索範囲として選択する（Ｓ１１）。送波処理は、音波発生装置１０が設定処理で設定された第１探索範囲に関連付けられた目標音圧で音波を発生するように音波発生装置１０を制御する（Ｓ１２）。そして、判定処理により、第１探索範囲に物体があるかどうかが判定される（Ｓ１３）。

【0044】

第１探索範囲に物体がある場合（Ｓ１３；ＹＥＳ）、判定処理により物体までの距離が決定される（Ｓ１４）。設定処理は、判定処理で決定された物体までの距離に基づいて探索範囲を設定する（Ｓ１６）。例えば、設定処理は、複数の探索範囲から、判定処理で決定された物体までの距離が含まれる探索範囲を選択する。そして、送波処理は、音波発生装置１０が設定処理で設定された探索範囲に関連付けられた目標音圧で音波を発生するように音波発生装置１０を制御する（Ｓ１２）。第１探索範囲に物体がない場合（Ｓ１３；ＮＯ）、設定処理は、探索範囲を変更する。まず、設定処理は、判定処理によって物体がないと判定された探索範囲が音波発生装置１０から最も遠いかどうかを判定する（Ｓ１７）。現在の探索範囲が第１探索範囲であるから（Ｓ１７：ＮＯ）、設定処理は、探索範囲が音波発生装置１０から遠ざかるように探索範囲に変更する（Ｓ１８）。設定処理は、探索範囲を第１探索範囲から第２探索範囲に変更する。この後に、Ｓ１２及びＳ１３が実行される。

【0045】

第２探索範囲に物体がある場合（Ｓ１３；ＹＥＳ）、Ｓ１４及びＳ１６が実行される。第２探索範囲に物体がない場合（Ｓ１３；ＮＯ）、設定処理は、判定処理によって物体がないと判定された探索範囲が音波発生装置１０から最も遠いかどうかを判定する（Ｓ１７）。現在の探索範囲が第２探索範囲であるから（Ｓ１７：ＮＯ）、設定処理は、探索範囲が音波発生装置１０から遠ざかるように探索範囲に変更する（Ｓ１８）。設定処理は、探索範囲を第２探索範囲から第３探索範囲に変更する。この後に、Ｓ１２及びＳ１３が実行される。

【0046】

第３探索範囲に物体がある場合（Ｓ１３；ＹＥＳ）、Ｓ１４及びＳ１６が実行される。第３探索範囲に物体がない場合（Ｓ１３；ＮＯ）、設定処理は、判定処理によって物体がないと判定された探索範囲が音波発生装置１０から最も遠いかどうかを判定する（Ｓ１７）。現在の探索範囲が第３探索範囲であるから（Ｓ１７：ＹＥＳ）、設定処理は、探索範囲が音波発生装置１０に近付くように探索範囲に変更する（Ｓ１９）。設定処理は、探索範囲を第３探索範囲から第１探索範囲に変更する。この後に、Ｓ１２及びＳ１３が実行される。

【0047】

このように、物体検知システム１は、設定処理によって探索範囲を変更しながら、物体の検知を実行する。物体検知システム１は、音波発生装置１０から出力される音波の音圧を、対象空間における物体の探索範囲に関連付けられた目標音圧に設定できる。つまり、物体までの距離に応じて音波の音圧を設定することが可能である。そのため、目標音圧を大きくすることで物体からの反射波を大きくできて、より遠い物体の検知が可能となる。一方で、目標音圧を小さくすることで、受波装置２０への直達音の影響を低減して、より近い物体の検知が可能となる。以上述べたように、物体検知システム１によれば、物体の検知範囲を広げることができる。

【0048】

［６．効果等］
以上述べた物体検知システム１は、通電により発熱して音波を発生する音波発生装置１０と、音波発生装置１０からの音波を利用して対象空間の物体の検知をする物体検知処理を実行する処理回路３０とを備える。物体検知処理は、対象空間における物体の探索範囲を設定する設定処理と、音波発生装置１０が設定処理で設定された探索範囲に関連付けられた目標音圧で音波を発生するように音波発生装置１０を制御する送波処理と、対象空間からの音波を受信する受波装置２０から受波装置２０で受信した音波を示す受波信号Ｒ１，Ｒ２を取得し、受波信号Ｒ１，Ｒ２に基づいて物体があるかどうかを判定する判定処理とを含む。この構成によれば、物体の検知範囲を広げることができる。

【0049】

物体検知システム１において、目標音圧は、探索範囲が音波発生装置１０から遠くなるほど、大きい。この構成によれば、物体の検知範囲を広げることができる。

【0050】

物体検知システム１において、判定処理は、受波信号の大きさが閾値Ｖｔｈ以上である場合に物体があると判定する。この構成によれば、物体の検知の処理を簡略化できる。

【0051】

物体検知システム１において、目標音圧は、物体からの反射波ＲＷ１，ＲＷ２，ＲＷ３の大きさが、閾値Ｖｔｈより大きい規定値以上となるように設定される。この構成によれば、距離による誤差の影響や雑音による誤検知の可能性を低減できて、物体の検知精度を向上できる。

【0052】

物体検知システム１において、判定処理は、送波処理後に設定される不感帯においては、受波信号Ｒ１，Ｒ２に基づいて物体があるかどうかを判定しない。不感帯は、設定処理で設定された探索範囲に応じて設定される。この構成によれば、直達音ＲＷ１０の大きさが閾値Ｖｔｈを超えることによる誤検知を防止しながらも、物体の検知範囲を広げることができる。

【0053】

物体検知システム１において、不感帯は、探索範囲が音波発生装置１０から遠くなるほど、長く設定される。この構成によれば、直達音ＲＷ１０の大きさが閾値Ｖｔｈを超えることによる誤検知を防止しながらも、物体の検知範囲を広げることができる。

【0054】

物体検知システム１において、設定処理は、判定処理によって物体がないと判定された場合に、探索範囲を変更する。この構成によれば、物体の検知の可能性を高くできる。

【0055】

物体検知システム１において、設定処理は、判定処理によって物体がないと判定された場合に、探索範囲が音波発生装置１０から遠ざかるように探索範囲を変更する。この構成によれば、物体の検知の可能性を高くできる。

【0056】

物体検知システム１において、設定処理は、判定処理によって物体がないと判定された探索範囲が音波発生装置１０から最も遠い場合に、探索範囲が音波発生装置１０に近付くように探索範囲を変更する。この構成によれば、物体の検知の可能性を高くできる。

【0057】

物体検知システム１において、判定処理は、物体があると判定した場合に受波信号Ｒ１，Ｒ２に基づいて物体までの距離を決定する。この構成によれば、物体までの距離が得られる。

【0058】

物体検知システム１において、設定処理は、判定処理によって物体までの距離が決定された場合に、判定処理で決定された物体までの距離に基づいて探索範囲を設定する。この構成によれば、物体の検知の可能性を高くできる。

【0059】

物体検知システム１において、音波発生装置１０は、直流電源Ｖ１により充電されるキャパシタＣ１、及び、通電により発熱して音波を発生する音波源１１にキャパシタＣ１から電力を供給する駆動用スイッチング素子Ｔ１を有する駆動回路１２と、駆動回路１２のキャパシタＣ１の両端間電圧Ｖ２を調整することによって音波発生装置１０からの音波の音圧を調整する調整回路１３とを備える。送波処理は、調整回路１３により、音波発生装置１０からの音波の音圧が目標音圧となるようにキャパシタＣ１の両端間電圧Ｖ２を調整し、駆動回路１２の駆動用スイッチング素子Ｔ１を駆動して音波源１１から音波を発生させる。この構成によれば、音波発生装置１０から出力される音波の音圧の調整が容易に行える。

【0060】

物体検知システム１において、調整回路１３は、直流電源Ｖ１とキャパシタＣ１との間に電気的に接続されるインダクタＬ１と、インダクタＬ１と直流電源Ｖ１との直列回路に並列に電気的に接続される調整用スイッチング素子Ｔ２とを有する。調整回路１３は、調整用スイッチング素子Ｔ２のオン期間Ｔ２ｏｎによりキャパシタＣ１の両端間電圧Ｖ２を調整する。この構成によれば、回路構成の簡素化が図れる。

【0061】

物体検知システム１において、調整回路１３は、ダイオードＤ１を有し、ダイオードＤ１のアノードはインダクタＬ１に電気的に接続され、ダイオードＤ１のカソードはキャパシタＣ１に電気的に接続される。この構成によれば、キャパシタＣ１からインダクタＬ１に電流が流れて意図せずにキャパシタＣ１が放電してしまう可能性を低減できる。

【0062】

物体検知システム１において、調整用スイッチング素子Ｔ２は、駆動用スイッチング素子Ｔ１のオン期間Ｔ１ｏｎはオンであり、駆動用スイッチング素子Ｔ１と同時にオンに切り替えられる。この構成によれば、音波の音圧の調整が容易になる。

【0063】

（変形例）
本開示の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。上記実施の形態は、本開示の課題を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、上記実施の形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

【0064】

［１．変形例１］
図７は、変形例１の音波発生装置１０Ａの構成例の回路図である。音波発生装置１０Ａは、音波源１１と、駆動回路１２Ａと、調整回路１３Ａとを備える。音波発生装置１０Ａは、音波発生装置１０と同様に制御回路１４を備えるが、図７では制御回路１４の図示を省略している。

【0065】

駆動回路１２Ａは、通電により発熱して音波を発生する音波源１１に所定のキャパシタから電力を供給する駆動用スイッチング素子Ｔ１を有する。駆動用スイッチング素子Ｔ１は、音波源１１への電力の供給を制御するために用いられる。駆動用スイッチング素子Ｔ１は、音波源１１とグランドとの間に接続される。駆動用スイッチング素子Ｔ１がオンであれば、音波源１１に電力が供給される。駆動用スイッチング素子Ｔ１がオフであれば、音波源１１に電力が供給されない。駆動用スイッチング素子Ｔ１がオンオフすることで、音波源１１は音波を発生する。駆動用スイッチング素子Ｔ１は、例えば、ｎ型のＭＯＳＦＥＴである。

【0066】

調整回路１３Ａは、電圧が異なる複数（図示例では３）の直流電源Ｖ１－１～Ｖ１－３（以下、総称して符号Ｖ１を付す）によりそれぞれ充電される複数（図示例では３）のキャパシタＣ１－１～Ｃ１－３（以下、総称して符号Ｃ１を付す）の少なくとも一つを所定のキャパシタとして選択することによって音波発生装置１０からの音波の音圧を調整する。図７に示すように、調整回路１３Ａは、複数のキャパシタＣ１－１～Ｃ１－３と、切替回路１３１とを備える。

【0067】

複数のキャパシタＣ１－１～Ｃ１－３は、電圧が異なる複数の直流電源Ｖ１－１～Ｖ１－３によりそれぞれ充電される。キャパシタＣ１は、音波源１１に電力を供給するために用いられる。キャパシタＣ１は、直流電源Ｖ１と音波源１１との接続点とグランドとの間に電気的に接続される。キャパシタＣ１は、直流電源Ｖ１により充電される。キャパシタＣ１は、例えば電解コンデンサ又はセラミックコンデンサである。

【0068】

切替回路１３１は、音波源１１への電力の供給源を、複数のキャパシタＣ１から選択する。より詳細には、切替回路１３１は、音波発生装置１０Ａが設定処理で設定された探索範囲に関連付けられた目標音圧で音波を発生するように、複数のキャパシタＣ１の少なくとも一つを音波源１１に電気的に接続する。例えば、キャパシタＣ１－１及び直流電源Ｖ１－１は、第１探索範囲に関連付けられた目標音圧を実現するために用いられる。キャパシタＣ１－２及び直流電源Ｖ１－２は、第２探索範囲に関連付けられた目標音圧を実現するために用いられる。キャパシタＣ１－３及び直流電源Ｖ１－３は、第３探索範囲に関連付けられた目標音圧を実現するために用いられる。

【0069】

切替回路１３１は、図７に示すように、複数（図示例では３）のスイッチＳＷ１－１～ＳＷ１－３（以下、総称して符号ＳＷ１を付す）を備える。複数のスイッチＳＷ１－１～ＳＷ１－３は、音波源１１と複数のキャパシタＣ１－１～Ｃ１－３との間に電気的に接続される。切替回路１３１では、複数のスイッチＳＷ１－１～ＳＷ１－３のうちの一つがオン、残りがオフとされる。これによって、複数のキャパシタＣ１－１～Ｃ１－３のうちの一つが音波源１１に電気的に接続される。

【0070】

制御回路１４は、駆動回路１２Ａ及び調整回路１３Ａの切替回路１３１を制御する。制御回路１４は、切替回路１３１のスイッチＳＷ１を制御することによって、音波発生装置１０Ａが設定処理で設定された探索範囲に関連付けられた目標音圧で音波を発生するように、複数のキャパシタＣ１の少なくとも一つを音波源１１に電気的に接続する。

【0071】

物体検知システム１が音波発生装置１０Ａを備える場合、処理回路３０は、音波発生装置１０Ａの制御回路１４を制御して、以下の送波処理を実行する。送波処理は、調整回路１３Ａにより、複数のキャパシタＣ１から目標音圧に対応するキャパシタＣ１を所定のキャパシタとして選択し、駆動回路１２Ａの駆動用スイッチング素子Ｔ１を駆動して音波源１１から音波を発生させる。

【0072】

このように、物体検知システム１は、音波発生装置１０Ａから出力される音波の音圧を、対象空間における物体の探索範囲に関連付けられた目標音圧に設定できる。つまり、物体までの距離に応じて音波の音圧を設定することが可能である。そのため、目標音圧を大きくすることで物体からの反射波を大きくできて、より遠い物体の検知が可能となる。一方で、目標音圧を小さくすることで、受波装置２０への直達音の影響を低減して、より近い物体の検知が可能となる。以上述べたように、物体検知システム１によれば、物体の検知範囲を広げることができる。

【0073】

以上述べた物体検知システム１において、音波発生装置１０Ａは、通電により発熱して音波を発生する音波源１１に所定のキャパシタＣ１から電力を供給する駆動用スイッチング素子Ｔ１を有する駆動回路１２Ａと、電圧が異なる複数の直流電源Ｖ１によりそれぞれ充電される複数のキャパシタＣ１の少なくとも一つを所定のキャパシタＣ１として選択することによって音波発生装置１０Ａからの音波の音圧を調整する調整回路１３Ａとを備える。送波処理は、調整回路１３Ａにより、複数のキャパシタＣ１から目標音圧に対応するキャパシタＣ１を所定のキャパシタＣ１として選択し、駆動回路１２Ａの駆動用スイッチング素子Ｔ１を駆動して音波源１１から音波を発生させる。この構成によれば、音波発生装置１０Ａから出力される音波の音圧の調整が容易に行える。

【0074】

［２．変形例２］
図８は、変形例２の音波発生装置１０Ｂの構成例の回路図である。音波発生装置１０Ｂは、複数（図示例では３）の音波源１１－１～１１－３（以下、総称して符号１１を付す）と、駆動回路１２と、調整回路１３Ｂとを備える。音波発生装置１０Ｂは、音波発生装置１０と同様に制御回路１４を備えるが、図８では制御回路１４の図示を省略している。

【0075】

複数の音波源１１－１～１１－３は、直流電源Ｖ１とグランドとの間に電気的に接続される。図８に示すように、複数の音波源１１－１～１１－３は、並列に接続される。

【0076】

駆動回路１２は、直流電源Ｖ１により充電されるキャパシタＣ１、及び、所定の音波源１１にキャパシタＣ１から電力を供給する駆動用スイッチング素子Ｔ１を有する。所定の音波源１１は、複数の音波源１１－１～１１－３から選択される。駆動回路１２は、所定の音波源１１が音波を発生するように所定の音波源１１に電力を供給する。また、駆動回路１２は、抵抗器Ｒ１を備える。抵抗器Ｒ１は、キャパシタＣ１と直流電源Ｖ１との間に電気的に接続される過電流保護素子を構成する。

【0077】

調整回路１３Ｂは、複数の音波源１１－１～１１－３の少なくとも一つを所定の音波源１１として選択することによって音波発生装置１０Ｂからの音波の音圧を調整する。図８に示すように、調整回路１３Ｂは、キャパシタＣ１からの電力の供給先を複数の音波源１１－１～１１－３から選択する。より詳細には、調整回路１３Ｂは、音波発生装置１０Ｂが設定処理で設定された探索範囲に関連付けられた目標音圧で音波を発生するように、複数の音波源１１－１～１１－３の少なくとも一つをキャパシタＣ１に電気的に接続する。例えば、音波源１１－１は、第１探索範囲に関連付けられた目標音圧を実現するために用いられる。音波源１１－２は、第２探索範囲に関連付けられた目標音圧を実現するために用いられる。音波源１１－３は、第３探索範囲に関連付けられた目標音圧を実現するために用いられる。

【0078】

調整回路１３Ｂは、図８に示すように、複数（図示例では３）のスイッチＳＷ２－１～ＳＷ２－３（以下、総称して符号ＳＷ２を付す）を備える。複数のスイッチＳＷ２－１～ＳＷ２－３は、複数の音波源１１－１～１１－３とキャパシタＣとの間に電気的に接続される。調整回路１３Ｂでは、複数のスイッチＳＷ２－１～ＳＷ２－３のうちの一つがオン、残りがオフとされる。これによって、複数の音波源１１－１～１１－３のうちの一つがキャパシタＣ１に電気的に接続される。

【0079】

制御回路１４は、駆動回路１２及び調整回路１３Ｂを制御する。制御回路１４は、調整回路１３ＢのスイッチＳＷ２を制御することによって、音波発生装置１０Ｂが設定処理で設定された探索範囲に関連付けられた目標音圧で音波を発生するように、複数の音波源１１の少なくとも一つをキャパシタＣ１に電気的に接続する。

【0080】

物体検知システム１が音波発生装置１０Ｂを備える場合、処理回路３０は、音波発生装置１０Ｂの制御回路１４を制御して、以下の送波処理を実行する。送波処理は、調整回路１３Ｂにより、複数の音波源１１から目標音圧に対応する音波源１１を所定の音波源１１として選択し、駆動回路１２の駆動用スイッチング素子Ｔ１を駆動して所定の音波源１１から音波を発生させる。

【0081】

このように、物体検知システム１は、音波発生装置１０Ｂから出力される音波の音圧を、対象空間における物体の探索範囲に関連付けられた目標音圧に設定できる。つまり、物体までの距離に応じて音波の音圧を設定することが可能である。そのため、目標音圧を大きくすることで物体からの反射波を大きくできて、より遠い物体の検知が可能となる。一方で、目標音圧を小さくすることで、受波装置２０への直達音の影響を低減して、より近い物体の検知が可能となる。以上述べたように、物体検知システム１によれば、物体の検知範囲を広げることができる。

【0082】

以上述べた物体検知システム１において、音波発生装置１０Ｂは、それぞれ通電により発熱して異なる音圧の音波を発生する複数の音波源１１と、直流電源Ｖ１により充電されるキャパシタＣ１、及び、所定の音波源１１にキャパシタＣ１から電力を供給する駆動用スイッチング素子Ｔ１を有する駆動回路１２と、複数の音波源１１の少なくとも一つを所定の音波源１１として選択することによって音波発生装置１０Ｂからの音波の音圧を調整する調整回路１３Ｂとを備える。送波処理は、調整回路１３Ｂにより、複数の音波源１１から目標音圧に対応する音波源１１を所定の音波源１１として選択し、駆動回路１２の駆動用スイッチング素子Ｔ１を駆動して所定の音波源１１から音波を発生させる。この構成によれば、音波発生装置１０Ｂから出力される音波の音圧の調整が容易に行える。

【0083】

［３．その他の変形例］
一変形例では、音波発生装置１０において、制御回路１４は、駆動回路１２を制御して音波源１１から一連の音波を発生させるために、駆動信号Ｓ１を駆動用スイッチング素子Ｔ１に出力してよい。駆動用スイッチング素子Ｔ１のスイッチング周波数が、一連の音波の周波数に対応する。駆動用スイッチング素子Ｔ１のスイッチング周波数は、例えば、２０ｋＨｚ以上である。駆動用スイッチング素子Ｔ１のスイッチング周波数は、例えば、１５０ｋＨｚ以下である。

【0084】

変形例１において、直流電源Ｖ１の数及びキャパシタＣ１の数は特に限定されない。調整回路１３Ａは、必要に応じて、２以上のキャパシタＣ１を音波源１１に接続してよい。変形例１では、複数のキャパシタＣ１は音波源１１に並列的に接続されているが、音波源１１に直列的に接続されてよい。この場合、切替回路１３１によって、複数のキャパシタＣ１の直列接続の数を変えることで音波源１１に印加される電圧を調整できる。変形例１の構成は、音波発生装置１０及び音波発生装置１０Ｂにも適用可能である。

【0085】

変形例２において、音波源１１の数は特に限定されない。調整回路１３Ｂは、必要に応じて、２以上の音波源１１をキャパシタＣ１に接続してよい。変形例２では、複数の音波源１１はキャパシタＣ１に並列的に接続されているが、キャパシタＣ１に直列的に接続されてよい。この場合、調整回路１３Ｂによって、複数の音波源１１の直列接続の数を変えることで音圧を調整できる。変形例２の構成は、音波発生装置１０及び音波発生装置１０Ａにも適用可能である。

【0086】

一変形例では、抵抗器Ｒ１の代わりに別の過電流保護素子が用いられてよい。過電流保護素子の例としては、電流ヒューズ、ヒューズ抵抗及びバイメタル等が挙げられる。また、過電流保護素子は必須ではない。

【0087】

（態様）
上記実施の形態及び変形例から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。以下では、実施の形態との対応関係を明示するためだけに、符号を括弧付きで付している。

【0088】

第１の態様は、物体検知システム（１）であって、通電により発熱して音波を発生する音波発生装置（１０；１０Ａ；１０Ｂ）と、前記音波発生装置（１０；１０Ａ；１０Ｂ）からの音波を利用して対象空間の物体の検知をする物体検知処理を実行する処理回路（３０）とを備える。前記物体検知処理は、前記対象空間における前記物体の探索範囲を設定する設定処理と、前記音波発生装置（１０；１０Ａ；１０Ｂ）が前記設定処理で設定された前記探索範囲に関連付けられた目標音圧で音波を発生するように前記音波発生装置（１０；１０Ａ；１０Ｂ）を制御する送波処理と、前記対象空間からの音波を受信する受波装置（２０）から前記受波装置（２０）で受信した音波を示す受波信号（Ｒ１，Ｒ２）を取得し、前記受波信号（Ｒ１，Ｒ２）に基づいて前記物体があるかどうかを判定する判定処理とを含む。この態様によれば、物体の検知範囲を広げることができる。

【0089】

第２の態様は、第１の態様に基づく物体検知システム（１）である。第２の態様において、前記目標音圧は、前記探索範囲が前記音波発生装置（１０；１０Ａ；１０Ｂ）から遠くなるほど、大きい。この態様によれば、物体の検知範囲を広げることができる。

【0090】

第３の態様は、第２の態様に基づく物体検知システム（１）である。第３の態様において、前記判定処理は、前記受波信号（Ｒ１，Ｒ２）の大きさが閾値（Ｖｔｈ）以上である場合に前記物体があると判定する。この態様によれば、物体の検知の処理を簡略化できる。

【0091】

第４の態様は、第３の態様に基づく物体検知システム（１）である。第４の態様において、前記目標音圧は、前記物体からの反射波（ＲＷ１，ＲＷ２，ＲＷ３）の大きさが、前記閾値（Ｖｔｈ）より大きい規定値以上となるように設定される。この態様によれば、距離による誤差の影響や雑音による誤検知の可能性を低減できて、物体の検知精度を向上できる。

【0092】

第５の態様は、第４の態様に基づく物体検知システム（１）である。第５の態様において、前記判定処理は、前記送波処理後に設定される不感帯においては、前記受波信号（Ｒ１，Ｒ２）に基づいて前記物体があるかどうかを判定しない。前記不感帯は、前記設定処理で設定された探索範囲に応じて設定される。この態様によれば、直達音（ＲＷ１０）の大きさが閾値（Ｖｔｈ）を超えることによる誤検知を防止しながらも、物体の検知範囲を広げることができる。

【0093】

第６の態様は、第５の態様に基づく物体検知システム（１）である。第６の態様において、前記不感帯は、前記探索範囲が前記音波発生装置（１０；１０Ａ；１０Ｂ）から遠くなるほど、長く設定される。この態様によれば、直達音（ＲＷ１０）の大きさが閾値（Ｖｔｈ）を超えることによる誤検知を防止しながらも、物体の検知範囲を広げることができる。

【0094】

第７の態様は、第１～第６の態様のいずれか一つに基づく物体検知システム（１）である。第７の態様において、前記設定処理は、前記判定処理によって前記物体がないと判定された場合に、前記探索範囲を変更する。この態様によれば、物体の検知の可能性を高くできる。

【0095】

第８の態様は、第７の態様に基づく物体検知システム（１）である。第８の態様において、前記設定処理は、前記判定処理によって前記物体がないと判定された場合に、前記探索範囲が前記音波発生装置（１０；１０Ａ；１０Ｂ）から遠ざかるように前記探索範囲を変更する。この態様によれば、物体の検知の可能性を高くできる。

【0096】

第９の態様は、第８の態様に基づく物体検知システム（１）である。第９の態様において、前記設定処理は、前記判定処理によって前記物体がないと判定された前記探索範囲が前記音波発生装置（１０；１０Ａ；１０Ｂ）から最も遠い場合に、前記探索範囲が前記音波発生装置（１０；１０Ａ；１０Ｂ）に近付くように前記探索範囲を変更する。この態様によれば、物体の検知の可能性を高くできる。

【0097】

第１０の態様は、第１～第９の態様のいずれか一つに基づく物体検知システム（１）である。第１０の態様において、前記判定処理は、前記物体があると判定した場合に前記受波信号（Ｒ１，Ｒ２）に基づいて前記物体までの距離を決定する。この態様によれば、物体までの距離が得られる。

【0098】

第１１の態様は、第１０の態様に基づく物体検知システム（１）である。第１１の態様において、前記設定処理は、前記判定処理によって前記物体までの距離が決定された場合に、前記判定処理で決定された前記物体までの距離に基づいて前記探索範囲を設定する。この態様によれば、物体の検知の可能性を高くできる。

【0099】

第１２の態様は、第１～第１１の態様のいずれか一つに基づく物体検知システム（１）である。第１２の態様において、前記音波発生装置（１０）は、直流電源（Ｖ１）により充電されるキャパシタ（Ｃ１）、及び、通電により発熱して音波を発生する音波源（１１）にキャパシタ（Ｃ１）から電力を供給する駆動用スイッチング素子（Ｔ１）を有する駆動回路（１２）と、前記駆動回路（１２）のキャパシタ（Ｃ１）の両端間電圧（Ｖ２）を調整することによって前記音波発生装置（１０）からの音波の音圧を調整する調整回路（１３）とを備える。前記送波処理は、前記調整回路（１３）により、前記音波発生装置（１０）からの音波の音圧が前記目標音圧となるように前記キャパシタ（Ｃ１）の両端間電圧（Ｖ２）を調整し、前記駆動回路（１２）の駆動用スイッチング素子（Ｔ１）を駆動して前記音波源（１１）から音波を発生させる。この態様によれば、音波発生装置（１０）から出力される音波の音圧の調整が容易に行える。

【0100】

第１３の態様は、第１２の態様に基づく物体検知システム（１）である。第１３の態様において、前記調整回路（１３）は、前記直流電源（Ｖ１）と前記キャパシタ（Ｃ１）との間に電気的に接続されるインダクタ（Ｌ１）と、前記インダクタ（Ｌ１）と前記直流電源（Ｖ１）との直列回路に並列に電気的に接続される調整用スイッチング素子（Ｔ２）とを有する。前記調整回路（１３）は、前記調整用スイッチング素子（Ｔ２）のオン期間（Ｔ２ｏｎ）により前記キャパシタ（Ｃ１）の両端間電圧（Ｖ２）を調整する。この態様によれば、回路構成の簡素化が図れる。

【0101】

第１４の態様は、第１３の態様に基づく物体検知システム（１）である。第１４の態様において、前記調整回路（１３）は、ダイオード（Ｄ１）を有し、前記ダイオード（Ｄ１）のアノードは前記インダクタ（Ｌ１）に電気的に接続され、前記ダイオード（Ｄ１）のカソードは前記キャパシタ（Ｃ１）に電気的に接続される。この態様によれば、キャパシタ（Ｃ１）からインダクタ（Ｌ１）に電流が流れて意図せずにキャパシタ（Ｃ１）が放電してしまう可能性を低減できる。

【0102】

第１５の態様は、第１３又は第１４の態様に基づく物体検知システム（１）である。第１５の態様において、前記調整用スイッチング素子（Ｔ２）は、前記駆動用スイッチング素子（Ｔ１）のオン期間（Ｔ１ｏｎ）はオンであり、前記駆動用スイッチング素子（Ｔ１）と同時にオンに切り替えられる。この態様によれば、音波の音圧の調整が容易になる。

【0103】

第１６の態様は、第１～第１１の態様のいずれか一つに基づく物体検知システム（１）である。第１６の態様において、前記音波発生装置（１０Ａ）は、通電により発熱して音波を発生する音波源（１１）に所定のキャパシタ（Ｃ１）から電力を供給する駆動用スイッチング素子（Ｔ１）を有する駆動回路（１２Ａ）と、電圧が異なる複数の直流電源（Ｖ１）によりそれぞれ充電される複数のキャパシタ（Ｃ１）の少なくとも一つを前記所定のキャパシタ（Ｃ１）として選択することによって前記音波発生装置（１０Ａ）からの音波の音圧を調整する調整回路（１３Ａ）とを備える。前記送波処理は、前記調整回路（１３Ａ）により、前記複数のキャパシタ（Ｃ１）から前記目標音圧に対応するキャパシタ（Ｃ１）を前記所定のキャパシタ（Ｃ１）として選択し、前記駆動回路（１２Ａ）の駆動用スイッチング素子（Ｔ１）を駆動して前記音波源（１１）から音波を発生させる。この態様によれば、音波発生装置（１０Ａ）から出力される音波の音圧の調整が容易に行える。

【0104】

第１７の態様は、第１～第１１の態様のいずれか一つに基づく物体検知システム（１）である。第１７の態様において、前記音波発生装置（１０Ｂ）は、それぞれ通電により発熱して異なる音圧の音波を発生する複数の音波源（１１）と、直流電源（Ｖ１）により充電されるキャパシタ（Ｃ１）、及び、所定の音波源（１１）にキャパシタ（Ｃ１）から電力を供給する駆動用スイッチング素子（Ｔ１）を有する駆動回路（１２）と、前記複数の音波源（１１）の少なくとも一つを前記所定の音波源（１１）として選択することによって前記音波発生装置（１０Ｂ）からの音波の音圧を調整する調整回路（１３Ｂ）とを備える。前記送波処理は、前記調整回路（１３Ｂ）により、前記複数の音波源（１１）から前記目標音圧に対応する音波源（１１）を前記所定の音波源（１１）として選択し、前記駆動回路（１２）の駆動用スイッチング素子（Ｔ１）を駆動して前記所定の音波源（１１）から音波を発生させる。この態様によれば、音波発生装置（１０Ｂ）から出力される音波の音圧の調整が容易に行える。

【0105】

第１８の態様は、第１２～第１７の態様のいずれか一つに基づく物体検知システム（１）である。第１５の態様において、前記送波処理は、前記駆動用スイッチング素子（Ｔ１）のスイッチングによって前記音波発生装置（１０；１０Ａ；１０Ｂ）から一連の音波を発生させ、前記駆動用スイッチング素子（Ｔ１）のスイッチングの周波数は、２０ｋＨｚ以上である。この態様によれば、物体の検知精度を向上できる。

【産業上の利用可能性】

【0106】

本開示は、音波発生装置に適用可能である。具体的には、音波を利用して物体の検知をする物体検知システムに、本開示は適用可能である。

【符号の説明】

【0107】

１ 物体検知システム
１０，１０Ａ，１０Ｂ 音波発生装置
１１ 音波源
１２，１２Ａ 駆動回路
１３，１３Ａ，１３Ｂ 調整回路
Ｖ１ 直流電源
Ｖ２ 両端間電圧
Ｃ１ キャパシタ
Ｔ１ 駆動用スイッチング素子
Ｔ１ｏｎ オン期間
Ｌ１ インダクタ
Ｔ２ 調整用スイッチング素子
Ｔ２ｏｎ オン期間
Ｄ１ ダイオード
２０ 受波装置
３０ 処理回路
Ｒ１，Ｒ２ 受波信号
ＲＷ１，ＲＷ２，ＲＷ３ 反射波

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】