JPH0843012A - 距離検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁界の強弱に依って送信器と受信機との間の
距離を検出する距離検出装置に関し、誤動作せずに２点
間の距離を検出する距離検出装置を目的とする。 【構成】 前記駆動回路４，５，６は交流電流の周波数
である第１の周波数より低い周波数である第２の周波数
の信号でオン，オフされた変調信号で前記コイル１，
２，３を駆動し、前記受信機９は検出した交流磁界から
前記第２の周波数の成分を検出し、その検出レベルが特
定値以下の時に送信器８との距離が特定値以上となった
ことを検出する。３次元方向に磁界発生のコイルの中心
軸が配置されているので、少なくとも３個の磁界発生用
コイルの内の１個より発生した磁界が最も強く受信機で
検出されるので、前記送信器と受信機との方向による結
合の変化は少なく、送信器８と受信器９との距離を精度
よく検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は２点間の距離を検出する
装置に係り、さらに詳しくは磁界の強弱に依って送信器
と受信機との間の距離を検出する距離検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】２点間の距離を測定するにはメジャー等
を用いる方法が一般的である。しかしながら、この方法
はあくまでも距離を測定するための方法であり、他人に
その存在を意識させないで測定する方法ではない。

【０００３】前述した他人にその存在を意識させないで
距離を測定する方法として、電波や音波を用いる方法が
ある。電波を用いる方法は、微弱な電波を送信器から発
し、その電波を常に受信機で受信し、受信機でその電波
を受信できなくなった時に送受信機間の距離が特定値以
上となったと判断する方法である。また、音波を用いる
方法は、上記電波と同様な方法と、音波が届くまでの時
間を観測する方法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した方法に依って
他人に気づかれずに距離を求めることができる。しかし
ながら、前述した電波を使用した方法は、電波の指向性
の問題から誤動作するという問題を有していた。たとえ
ば、受信器用のアンテナコイルは指向性を有し、ＡＧＣ
を用いたとしても、有る特定の方向になった場合、受信
レベルが極端に低下するため、送受信器間の距離を誤っ
てしまっていた。すなわち、電波を発射するアンテナと
その電波を受信するアンテナの位置関係に依って受信す
るレベルが変化し、２点間の距離を誤って検出してしま
う問題を有していた。

【０００５】また、音波においても同様であり、発音体
や受信センサの指向性によって２点間の距離を誤って検
出してしまっていた。また、音波を用いた他の方法、例
えば音波の伝搬する時間を計測して距離を検出する方法
もあるが、前述したと同様、発音体や受信センサの指向
性の問題がある。

【０００６】以上のように、従来においてはメジャ等に
よる計測以外他人に気づかれづに２点間の距離を測定す
る方法は無かった。また、この為に、２点間の距離が特
定値以上となったかを誤動作せずに検知する方法がなか
った。

【０００７】本発明は、誤動作せずに２点間の距離を検
出する距離検出装置を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理ブロ
ック図である。本発明は、磁界を発生する送信器８とそ
の磁界を検出する受信器９よりなる。

【０００９】送信器８は、中心軸が３次元方向に配置さ
れた３個のコイル１，２，３と、該３個のコイル１，
２，３に対応して設けられ該コイルに交流電流を流す３
個の駆動回路４，５，６と、該３個の駆動回路を順次繰
り返しオンとして前記コイルへ流す交流磁界を制御する
制御回路７とよりなる。

【００１０】受信器９は前記送信器より発生する磁界を
検出し、該磁界が特定レベル以下の時に、前記送信器と
の距離が特定値以上となったことを検出する。

【００１１】

【作用】前記駆動回路４，５，６は例えば前記交流電流
の周波数である第１の周波数より低い周波数である第２
の周波数の信号でオン，オフされた変調信号で前記コイ
ル１，２，３を駆動し、前記受信機９は検出した交流磁
界から前記第２の周波数の成分を検出し、その検出レベ
ルが特定値以下の時に送信器８との距離が特定値以上と
なったことを検出する。

【００１２】３次元方向に磁界発生のコイルの中心軸が
配置されているので、少なくとも３個の磁界発生用コイ
ルの内の１個より発生した磁界が最も強く受信器で検出
されるので、前記送信器と受信器との方向による結合の
変化は少なく、送信器８と受信器９との距離を精度よく
検出できる。

【００１３】

【実施例】以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図２は本発明の第一の実施例の送信器の回路図である。
コイル１１〜１３はそれぞれコイルの軸が直角になるよ
うに配置された同形状のコイルである。なお、巻数も同
一である。図３，図４はその配置を説明する図である。
図３においては、コイル１１，１２，１３の中心軸が点
Ｏで交わっており、さらにそれぞれ直角になっている。
また、図４においては、コイル１２の中心軸がコイル１
１，コイル１３の中心軸と直角に交わっている。尚、コ
イル１１とコイル１３とは交わっていないが、コイル１
２の中心線上で見た場合には直角となっている。

【００１４】前述のコイル１１，１２，１３の一端は電
源のプラス側に接続されている。その他端はオープンコ
レクタの２入力ナンドゲート１４，１５，１６に接続し
ている。ナンドゲート１４，１５，１６の一端の入力に
はｆ１なる発振周波数のパルス発生器の出力が加わって
いる。また、他端にはフリップフロップ１８，１９の出
力とノアゲート２０の出力が加わっている。

【００１５】ノアゲートの入力にはフリップフロップの
出力が加わっておりその出力はフリップフロップ１９の
入力Ｄに加わる。フリップフロップ１８，１９のクロッ
ク端子ＣＬＫには、ｆ０なる発振周波数のパルス発生器
２１の出力が加わっている。

【００１６】フリップフロップ１８，１９の出力がＬレ
ベルの時には、ノアゲート２０の出力はＨレベルとな
り、ナンドゲート１６をオンとする。このナンドゲート
１６のオンによりパルス発生器１７のパルスによってコ
イル１３がドライブされる。そして、パルス発生器２１
のパルスに同期して、ノアゲート２０が出力するＨレベ
ルをフリップフロップ１９が取り込む。この取り組みに
より、フリップフロップ１９の出力はＨレベルとなり、
その出力が加わるノアゲートはＬレベルを出力する。こ
の時、ナンドゲート１５がオンとなり、パルス発生器１
７のパルスによってコイル１２がドライブされる。

【００１７】さらに、パルス発生器２１からパルスが出
力されると、フリップフロップ１９の出力のＨレベルを
フリップフロップ１８が取り込む。この結果、フリップ
フロップ１８がＨレベルを出力するので、それが加わる
オアゲート２０はＬレベルを出力する。

【００１８】フリップフロップ１８のＨレベルの出力は
ナンドゲート１４に加わるので、ナンドゲート１４をオ
ンとする。このナンドゲート１４のオンによりパルス発
生器１７のパルスによってコイル１１がドライブされ
る。そして、パルス発生器２１より出力される次のパル
スによって、フリップフロップ１８，１９は共にＬレベ
ルを出力する。この状態は先に説明した状態である。

【００１９】以上のように、順次コイル１３，１２，１
１がパルス発生器１７のパルスによってドライブされ、
ｆ１の周波数の交流磁界を発生する。前述した送信器で
発生した交流磁界は受信器で受信される。図５は受信器
の回路図である。前述した交流磁界は受信用コイル２６
で電圧に変換され、作動増幅器２７で増幅される。尚、
コイルの出力端にはコンデンサ２８が接続されて受信用
コイル２６とこのコンデンサとで周波数ｆ１に共振する
よう構成されており、外部からの雑音に対しｆ１の周波
数の信号しか取り込まないようになっている。

【００２０】作動増幅器２７で増幅された受信信号はレ
ベル検出回路２９に加わり、レベル検出回路２９は入力
レベルが特定値であるかを検出する。そして、レベル検
出回路２９は特定値以下の時ブザー３０をドライブす
る。

【００２１】コイル１１，１２，１３が発生する磁界は
方向性を有しているが独立にすなわち順次コイル１１、
つづいてコイル１２、そしてコイル１３。さらにつづい
てコイル１１とドライブするので、受信用コイル２６が
それらをシーケンシャルに検出する。

【００２２】図６は受信レベルの波形図である。レベル
Ｌ１のエンベロープはコイル１１より発生した信号のエ
ンベロープを、レベルＬ２のエンベロープはコイル１２
より発生した信号のエンベロープを、レベルＬ３のエン
ベロープはコイル１３より発生した信号のエンベロープ
を、それぞれ表している。この信号のレベルを検出する
のがレベル検出回路２９である。図５におけるレベル検
出回路２９は入力した信号のパワーが特定値以下である
かを検出している。なお、レベル検出回路２９はパワー
のレベルを検出する代わりに、瞬時の最大レベル、図６
ではレベルＬ１、が特定値を以下であるかを検出しても
良い。

【００２３】以上の様に、３方向に磁界を発生している
ので、送信器がどのような方向に置かれても、また受信
器がどのような方向に置かれても、常に送受信器間の磁
界の結合は高いものである。よって、受信機における検
出レベルが特定値以下となったときには、送受信器間の
間隔がほぼ特定値以上の距離となったときであり、方向
性を有さない距離センサーを得ることができる。

【００２４】前述した本発明の第１の実施例では、交流
磁界を３個のコイルから発していたが、これに限るもの
ではない。例えば、変調信号によって交流磁界を変調
し、受信側では、その変調波を受信してその変調波の波
高値から距離を認識するレベルを求めても良い。図７は
上記変調した磁界を発生する送信器の構成図である。図
７中、図２と同様のものは同一符号を付し、説明を省略
する。

【００２５】コイル１１，１２，１３をドライブするオ
ープンコレクタのナンドケート１４’，１５’，１６’
は３入力端子を有し、それぞれ２個の入力には、図２で
示した信号が加わっている。なお、周波数はｆ１＞ｆ２
の関係がある。さらに残りの端子には、パルス発生回路
３２（発生パルス周波数ｆ２）の出力が加わっている。
例えば、フリップフロップ１８の出力が１で、ナンドゲ
ート１４’がオンとなっているときには、周波数ｆ１の
パルスを、周波数ｆ２のパルスでオン，オフする。すな
わち、周波数ｆ１の信号を周波数ｆ２の信号でＡＭ変調
したと等価になる。

【００２６】上述した信号によってドライブされたコイ
ル１１，１２，１３からは、前述した駆動と等価なすな
わち比例した磁界を発生する。その磁界を受信機で受信
する。本発明の第１の実施例においては、３個のコイル
から順次発生する交流磁界を受信してそのレベルから送
受信器間の距離を検出していたが、本発明の第２の実施
例においては、順次発生する変調された交流磁界を受信
し、変調波のレベルを検出する。図８は本発明の第２に
実施例の受信機の回路図である。

【００２７】前述したと同様の、変調された交流磁界は
受信用コイル２６で電圧に変換され、作動増幅器２７で
増幅される。尚、コイルの出力端にはコンデンサ２８が
接続されて受信用コイル２６とこのコンデンサとで周波
数ｆ１に共振するよう構成されており、外部からの雑音
に対し中心周波数がｆ１であって、ｆ２の周波数で変調
された信号しか取り込まないようになっている。

【００２８】作動増幅器２７で増幅された受信信号は、
ダイオード３５，コンデンサ３６，抵抗３６よりなる検
波回路４２に入力する。この検波回路４２では、まず作
動増幅器で増幅した受信信号をダイオード３５によって
半波整流する。そして、コンデンサ３６で平滑する。コ
ンデンサ３６には抵抗３７が並列に接続されており、こ
の抵抗３７によってコンデンサ３６にチャージされた電
荷が放電される。

【００２９】検波回路４２で検波された受信信号はコン
デンサ３８を介して帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）３９に
入力する。この帯域通過フィルタは通過中心周波数がｆ
２であり、前述した変調信号のみが通過する。通過した
信号すなわちｆ２の信号は増幅器４０で増幅され、レベ
ル検出回路４１に入力する。レベル検出回路４１はｆ２
の周波数の信号を検出する回路であり、予め定められた
レベル以下の時にブザー３０をドライブする。本発明の
第１の実施例においては受信した信号の振幅値が特定値
以下であるかを直接判断しているが、本発明の第２の実
施例においては送信器の信号がｆ２の周波数で変調され
ているので、検波後にｆ２の周波数の信号を帯域フィル
タを介して増幅することにより、安定に送信器からの信
号を検出することができる。

【００３０】前述した、本発明の第２の実施例において
は、ｆ２の信号以外を帯域通過フィルタを用いてカット
しているが、本発明はこれに限る物ではない。たとえ
ば、特定の周波数を有する信号成分が入力したときに検
出信号を出力するエンコーダを用いても良い。

【００３１】また、本発明に実施例においては、送信器
側に３個のコイルをもうけ、順次これらの３個のコイル
に交流電流を流して交流磁界を発生しているが、本発明
はこれに限るものではない。たとえば、送信側を１個の
コイルで構成し、受信側のコイルを３個とし、時間的に
順次コイルを切り換えて受信することにより、得られる
信号は本発明の第１，第２の実施例と同様となり、同様
の効果を得ることができる。さらに、本発明の第１，第
２の実施例においては送受信器間の距離が特定値以上と
なったことを検出してブザーを鳴らしているが、本発明
はこれに限るものではなく、その振幅をメータ等で表示
しても良い。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば簡単
な回路で２点間の距離が目的値以上か否かかを簡単に求
めることができる。また、本装置の送信器を鞄等に入
れ、受信機をポケットに入れておくことにより、忘れ物
防止，置き引き防止に効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施例の送信器の回路図であ
る。

【図３】コイルの配置図である。

【図４】コイルの配置図である。

【図５】本発明の第１の実施例の受信機の回路図であ
る。

【図６】受信レベルの波形図である。

【図７】本発明の第２の実施例の送信機の回路図であ
る。

【図８】本発明の第２の実施例の受信機の回路図であ
る。

【符号の説明】

１，２，３ コイル ４，５，６ 駆動回路 ７ 制御回路 ８ 送信機 ９ 受信機

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心軸が３次元方向に配置された３個の
   磁界発生用のコイルと、該３個のコイルに対応して設け
   られ該コイルに交流電流を流す３個の駆動回路と、該３
   個の駆動回路を順次繰り返しオンとして前記コイルへ流
   す交流電流を制御する制御回路と有する送信器と、 該送信器より発生する磁界を検出し、該磁界が特定レベ
   ル以下の時に、前記送信器との距離が特定値以上となっ
   たとする受信機とより成ることを特徴とする距離検出装
   置。
2. 【請求項２】 前記駆動回路は前記交流電流の第１の周
   波数より低い第２の周波数の信号でオン，オフされた変
   調信号で前記コイルを駆動し、前記受信機は前記第２の
   周波数の成分を検出し、その検出レベルが特定値以下の
   時に送信器との距離が特定値以上となったとすることを
   特徴とする距離検出装置。
3. 【請求項３】 磁界を発生するコイルと、該コイルに交
   流電流を流す駆動回路よりなる送信装置と、 中心軸が３次元方向に配置された３個のコイルと、前記
   送信器より発生する磁界を前記コイルで検出し、順次選
   択的に前記コイルで検出した信号のレベルが特定レベル
   以下であるかを判別し、特定レベル以下の時に、前記送
   信器との距離が特定値以上となったとする検出回路とを
   有する受信機とより成ることを特徴とする距離検出装
   置。