JP2000046945A - 超音波センサ装置 - Google Patents
超音波センサ装置Info
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- JP2000046945A JP2000046945A JP21128198A JP21128198A JP2000046945A JP 2000046945 A JP2000046945 A JP 2000046945A JP 21128198 A JP21128198 A JP 21128198A JP 21128198 A JP21128198 A JP 21128198A JP 2000046945 A JP2000046945 A JP 2000046945A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 近距離の障害物であっても検出できるものに
する。 【解決手段】 超音波パルス波を間欠的に空間へ送波し
て障害物Ａからの反射波を受波する送受波器４と、送受
波器から送波された超音波パルス波の障害物からの反射
波を受波するのみの受波器４１と、必要な反射波のみを
取り出す検知ゲート回路５ｂ，５１ｂとを備え、送受波
器から送波された超音波パルス波の反射波の時間遅れに
基づいて障害物の有無を検出するようにした超音波セン
サ装置１であって、障害物の存在を検出する送受波器側
の閾値レベルを、障害物の存在を検出する受波器側の閾
値レベルよりも、低く設定した検知回路５を設けた。
する。 【解決手段】 超音波パルス波を間欠的に空間へ送波し
て障害物Ａからの反射波を受波する送受波器４と、送受
波器から送波された超音波パルス波の障害物からの反射
波を受波するのみの受波器４１と、必要な反射波のみを
取り出す検知ゲート回路５ｂ，５１ｂとを備え、送受波
器から送波された超音波パルス波の反射波の時間遅れに
基づいて障害物の有無を検出するようにした超音波セン
サ装置１であって、障害物の存在を検出する送受波器側
の閾値レベルを、障害物の存在を検出する受波器側の閾
値レベルよりも、低く設定した検知回路５を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超音波パルス波を送
波するとともに障害物からの反射波を受波して障害物の
有無を検出する超音波センサ装置に関する。
波するとともに障害物からの反射波を受波して障害物の
有無を検出する超音波センサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は従来の超音波センサ装置を示すブ
ロック図である。図７は従来の超音波センサ装置の動作
を説明するタイミングチャートであり、図７（ａ）は送
波信号、図７（ｂ）は受波信号、図７（ｃ）は検波信
号、図７（ｄ）は検知ゲート信号、図７（ｅ）は検波信
号と検知ゲート信号との論理積信号、図７（ｆ）は時間
軸である。図８は超音波センサ装置の検知エリアを示す
説明図である。
ロック図である。図７は従来の超音波センサ装置の動作
を説明するタイミングチャートであり、図７（ａ）は送
波信号、図７（ｂ）は受波信号、図７（ｃ）は検波信
号、図７（ｄ）は検知ゲート信号、図７（ｅ）は検波信
号と検知ゲート信号との論理積信号、図７（ｆ）は時間
軸である。図８は超音波センサ装置の検知エリアを示す
説明図である。
【０００３】従来の超音波センサ装置１は、図６に示す
ように、基準信号発生回路２と、発振回路３と、送受波
器４と、検知回路５と、信号処理部６と、表示部７とを
備える。基準信号発生回路２は、パルス状の超音波の送
波間隔を設定するための基準信号を発生する。発振回路
３は、前記基準信号に基づいた送波間隔で所定周波数の
電気振動を間欠的に発生する。送受波器４は、発振回路
３の出力を超音波に変換して空中へ送波するとともに、
障害物Ａからの反射波を受波する。検知回路５は、送受
波器４の出力から障害物Ａからの反射波による信号成分
を取り出し、障害物Ａの反射波が予め設定された所定時
間範囲Ｔc 内で、且つ予め設定された閾値レベルＴh0よ
り大きいか否か検出する。信号処理部６は、検知回路５
の出力から検知エリア内に障害物Ａが存在するか否かを
判断する。表示部７は、信号処理部６が検知エリア内に
障害物Ａが存在すると判断したときにその旨の表示を行
う。
ように、基準信号発生回路２と、発振回路３と、送受波
器４と、検知回路５と、信号処理部６と、表示部７とを
備える。基準信号発生回路２は、パルス状の超音波の送
波間隔を設定するための基準信号を発生する。発振回路
３は、前記基準信号に基づいた送波間隔で所定周波数の
電気振動を間欠的に発生する。送受波器４は、発振回路
３の出力を超音波に変換して空中へ送波するとともに、
障害物Ａからの反射波を受波する。検知回路５は、送受
波器４の出力から障害物Ａからの反射波による信号成分
を取り出し、障害物Ａの反射波が予め設定された所定時
間範囲Ｔc 内で、且つ予め設定された閾値レベルＴh0よ
り大きいか否か検出する。信号処理部６は、検知回路５
の出力から検知エリア内に障害物Ａが存在するか否かを
判断する。表示部７は、信号処理部６が検知エリア内に
障害物Ａが存在すると判断したときにその旨の表示を行
う。
【０００４】検知回路５は受波回路５ａと検知ゲート回
路５ｂとゲート制御回路５ｃとを備える。受波回路５ａ
は、送受波器４の出力する受波信号が閾値レベルＴh0よ
り大きい場合にのみHighになる検波信号を出力する。検
知ゲート回路５ｂは、受波回路５ａの出力する検波信号
のうち、所定時間範囲Ｔc 内の検波信号のみを通過させ
る。ゲート制御回路５ｃは、基準信号発生回路２の出力
に基づいて、検知ゲート回路５ｂを開放する時間範囲Ｔ
c を制御する。
路５ｂとゲート制御回路５ｃとを備える。受波回路５ａ
は、送受波器４の出力する受波信号が閾値レベルＴh0よ
り大きい場合にのみHighになる検波信号を出力する。検
知ゲート回路５ｂは、受波回路５ａの出力する検波信号
のうち、所定時間範囲Ｔc 内の検波信号のみを通過させ
る。ゲート制御回路５ｃは、基準信号発生回路２の出力
に基づいて、検知ゲート回路５ｂを開放する時間範囲Ｔ
c を制御する。
【０００５】上述のような従来の超音波センサ装置１に
あっては、発振回路３は図７（ａ）に示すようにバース
ト信号を時刻ｔ0 から時刻ｔ1 まで送受波器４へ入力す
る。すると、送受波器４の超音波振動子は時刻ｔ0 から
振動を開始するものの、図７（ｂ）に示すように、時刻
ｔ1 が過ぎてからも送受波器４の超音波振動子の残響振
動が残り、送受波器４の受波信号Ｗs が閾値レベルＴh0
を下回るには時間がかかり、受波回路５ａは図７（ｃ）
に示すような検波信号Ｋs を出力する。そのため、検知
ゲート回路５ｂは、図７（ｄ）に示すように、前記残響
振動による受波信号Ｗs が閾値レベルＴh0を下回って以
降の、時刻ｔ2 にしか検知ゲートを開くことができな
い。
あっては、発振回路３は図７（ａ）に示すようにバース
ト信号を時刻ｔ0 から時刻ｔ1 まで送受波器４へ入力す
る。すると、送受波器４の超音波振動子は時刻ｔ0 から
振動を開始するものの、図７（ｂ）に示すように、時刻
ｔ1 が過ぎてからも送受波器４の超音波振動子の残響振
動が残り、送受波器４の受波信号Ｗs が閾値レベルＴh0
を下回るには時間がかかり、受波回路５ａは図７（ｃ）
に示すような検波信号Ｋs を出力する。そのため、検知
ゲート回路５ｂは、図７（ｄ）に示すように、前記残響
振動による受波信号Ｗs が閾値レベルＴh0を下回って以
降の、時刻ｔ2 にしか検知ゲートを開くことができな
い。
【０００６】いま、超音波センサ装置１の送受波器４と
障害物Ａとの距離をＬ、音速をＣとした場合、送波した
超音波は障害物Ａに反射して２Ｌ／Ｃ秒後に反射波とし
て返ってきて、図７（ｂ）に示す受波信号Ｗa として送
受波器４に受波される。そして、この障害物Ａからの反
射波の受波信号Ｗa は、受波回路５ａから図７（ｃ）に
示すように検波信号Ｋa として出力され、この検波信号
Ｋa が図７（ｄ）に示すように検知ゲート回路５ｂの開
いている時刻ｔ2 から時刻ｔ3 までの間にあれば、検知
ゲート回路５ｂは、図７（ｅ）に示すように、受波回路
５ａの検波信号と検知ゲート回路５ｂの検知ゲート信号
との論理積信号Ｐa を、信号処理部６へ出力する。そし
て、信号処理部６は障害物Ａを検出した旨の表示信号を
表示部７へ出力し、表示部７はその旨を表示する。
障害物Ａとの距離をＬ、音速をＣとした場合、送波した
超音波は障害物Ａに反射して２Ｌ／Ｃ秒後に反射波とし
て返ってきて、図７（ｂ）に示す受波信号Ｗa として送
受波器４に受波される。そして、この障害物Ａからの反
射波の受波信号Ｗa は、受波回路５ａから図７（ｃ）に
示すように検波信号Ｋa として出力され、この検波信号
Ｋa が図７（ｄ）に示すように検知ゲート回路５ｂの開
いている時刻ｔ2 から時刻ｔ3 までの間にあれば、検知
ゲート回路５ｂは、図７（ｅ）に示すように、受波回路
５ａの検波信号と検知ゲート回路５ｂの検知ゲート信号
との論理積信号Ｐa を、信号処理部６へ出力する。そし
て、信号処理部６は障害物Ａを検出した旨の表示信号を
表示部７へ出力し、表示部７はその旨を表示する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、送受波
器４と障害物Ａとの距離Ｌが短くなればなるほど、障害
物Ａからの反射波の受波信号Ｗa と残響振動による受波
信号Ｗs とが近接してくる。しかし、検知ゲートは、残
響振動による受波信号Ｗs のために、時刻ｔ2 より後に
しか開くことができないため、送受波器４と障害物Ａと
の距離ＬがＣ・（ｔ2 −ｔ0 ）／２よりも近いところ
は、図８に示すように死角Ｄになってしまい、検知エリ
アＢは制限され、現在のところ約２０ｃｍ以下に接近す
る障害物Ａは検出できないという問題点があった。
器４と障害物Ａとの距離Ｌが短くなればなるほど、障害
物Ａからの反射波の受波信号Ｗa と残響振動による受波
信号Ｗs とが近接してくる。しかし、検知ゲートは、残
響振動による受波信号Ｗs のために、時刻ｔ2 より後に
しか開くことができないため、送受波器４と障害物Ａと
の距離ＬがＣ・（ｔ2 −ｔ0 ）／２よりも近いところ
は、図８に示すように死角Ｄになってしまい、検知エリ
アＢは制限され、現在のところ約２０ｃｍ以下に接近す
る障害物Ａは検出できないという問題点があった。
【０００８】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、近距離の障害
物であっても検出できる近距離障害物検出能力を向上せ
しめた、優れる超音波センサ装置を提供することにあ
る。
されたもので、その目的とするところは、近距離の障害
物であっても検出できる近距離障害物検出能力を向上せ
しめた、優れる超音波センサ装置を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題点を
解決するため、請求項１記載の発明にあっては、超音波
パルス波を間欠的に空間へ送波して障害物からの反射波
を受波する送受波器と、該送受波器から送波された超音
波パルス波の障害物からの反射波を受波するのみの受波
器と、必要な反射波のみを取り出す検知ゲート回路とを
備え、前記送受波器から送波された超音波パルス波の反
射波の時間遅れに基づいて障害物の有無を検出するよう
にした超音波センサ装置であって、障害物の存在を検出
する送受波器側の閾値レベルを、障害物の存在を検出す
る受波器側の閾値レベルよりも、低く設定した検知回路
を設けたことを特徴とする。
解決するため、請求項１記載の発明にあっては、超音波
パルス波を間欠的に空間へ送波して障害物からの反射波
を受波する送受波器と、該送受波器から送波された超音
波パルス波の障害物からの反射波を受波するのみの受波
器と、必要な反射波のみを取り出す検知ゲート回路とを
備え、前記送受波器から送波された超音波パルス波の反
射波の時間遅れに基づいて障害物の有無を検出するよう
にした超音波センサ装置であって、障害物の存在を検出
する送受波器側の閾値レベルを、障害物の存在を検出す
る受波器側の閾値レベルよりも、低く設定した検知回路
を設けたことを特徴とする。
【００１０】請求項２記載の発明にあっては、前記検知
ゲート回路は前記送受波器の検知ゲートと前記受波器の
検知ゲートとで重ならないように設定されており、前記
送受波器の検知ゲートで取り出される検波信号と前記受
波器の検知ゲートで取り出される検波信号とを識別処理
する信号処理部を設けたことを特徴とする。
ゲート回路は前記送受波器の検知ゲートと前記受波器の
検知ゲートとで重ならないように設定されており、前記
送受波器の検知ゲートで取り出される検波信号と前記受
波器の検知ゲートで取り出される検波信号とを識別処理
する信号処理部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る超音波センサ
装置の一実施の形態を図１〜図４に基づいて詳細に説明
する。図１は超音波センサ装置を示すブロック図であ
る。図２は超音波センサ装置の障害物が比較的遠方にあ
る場合の動作を説明するタイミングチャートであり、図
２（ａ）は送波信号、図２（ｂ）は送受波器の受波信
号、図２（ｃ）は送受波器の受波信号の検波信号、図２
（ｄ）は送受波器側の検知ゲート信号、図２（ｅ）は送
受波器の受波信号の検波信号と送受波器側の検知ゲート
信号との論理積信号、図２（ｆ）は受波器の受波信号、
図２（ｇ）は受波器の受波信号の検波信号、図２（ｈ）
は受波器側の検知ゲート信号、図２（ｉ）は受波器の受
波信号の検波信号と受波器側の検知ゲート信号との論理
積信号、図２（ｊ）は時間軸である。図３は超音波セン
サ装置の障害物が近距離にある場合の動作を説明するタ
イミングチャートであり、図３（ａ）は送波信号、図３
（ｂ）は送受波器の受波信号、図３（ｃ）は送受波器の
受波信号の検波信号、図３（ｄ）は送受波器側の検知ゲ
ート信号、図３（ｅ）は送受波器の受波信号の検波信号
と送受波器側の検知ゲート信号との論理積信号、図３
（ｆ）は受波器の受波信号、図３（ｇ）は受波器の受波
信号の検波信号、図３（ｈ）は受波器側の検知ゲート信
号、図３（ｉ）は受波器の受波信号の検波信号と受波器
側の検知ゲート信号との論理積信号、図３（ｊ）は時間
軸である。図４は超音波センサ装置の検知エリアを示す
説明図、図５は超音波センサ装置の受波器側の閾値レベ
ルを高くした場合の検知エリアを示す説明図である。な
お、図１に示す超音波センサ装置にあっては、従来の技
術で図６を用いて説明した超音波センサ装置と同等な個
所には、同じ符号を付してある。
装置の一実施の形態を図１〜図４に基づいて詳細に説明
する。図１は超音波センサ装置を示すブロック図であ
る。図２は超音波センサ装置の障害物が比較的遠方にあ
る場合の動作を説明するタイミングチャートであり、図
２（ａ）は送波信号、図２（ｂ）は送受波器の受波信
号、図２（ｃ）は送受波器の受波信号の検波信号、図２
（ｄ）は送受波器側の検知ゲート信号、図２（ｅ）は送
受波器の受波信号の検波信号と送受波器側の検知ゲート
信号との論理積信号、図２（ｆ）は受波器の受波信号、
図２（ｇ）は受波器の受波信号の検波信号、図２（ｈ）
は受波器側の検知ゲート信号、図２（ｉ）は受波器の受
波信号の検波信号と受波器側の検知ゲート信号との論理
積信号、図２（ｊ）は時間軸である。図３は超音波セン
サ装置の障害物が近距離にある場合の動作を説明するタ
イミングチャートであり、図３（ａ）は送波信号、図３
（ｂ）は送受波器の受波信号、図３（ｃ）は送受波器の
受波信号の検波信号、図３（ｄ）は送受波器側の検知ゲ
ート信号、図３（ｅ）は送受波器の受波信号の検波信号
と送受波器側の検知ゲート信号との論理積信号、図３
（ｆ）は受波器の受波信号、図３（ｇ）は受波器の受波
信号の検波信号、図３（ｈ）は受波器側の検知ゲート信
号、図３（ｉ）は受波器の受波信号の検波信号と受波器
側の検知ゲート信号との論理積信号、図３（ｊ）は時間
軸である。図４は超音波センサ装置の検知エリアを示す
説明図、図５は超音波センサ装置の受波器側の閾値レベ
ルを高くした場合の検知エリアを示す説明図である。な
お、図１に示す超音波センサ装置にあっては、従来の技
術で図６を用いて説明した超音波センサ装置と同等な個
所には、同じ符号を付してある。
【００１２】この超音波センサ装置１は、図１に示すよ
うに、基準信号発生回路２と、発振回路３と、送受波器
４と、受波器４１と、検知回路５と、信号処理部６と、
表示部７とを備える。基準信号発生回路２は、パルス状
の超音波の送波間隔を設定するための基準信号を発生す
る。発振回路３は、前記基準信号に基づいた送波間隔で
所定周波数の電気振動を間欠的に発生する。送受波器４
は、発振回路３の出力を超音波に変換して空中へ送波す
るとともに、障害物Ａからの反射波を受波する。受波器
４１は、受波専用のもので、送受波器４と並べて配設さ
れて、障害物Ａからの反射波を受波する。
うに、基準信号発生回路２と、発振回路３と、送受波器
４と、受波器４１と、検知回路５と、信号処理部６と、
表示部７とを備える。基準信号発生回路２は、パルス状
の超音波の送波間隔を設定するための基準信号を発生す
る。発振回路３は、前記基準信号に基づいた送波間隔で
所定周波数の電気振動を間欠的に発生する。送受波器４
は、発振回路３の出力を超音波に変換して空中へ送波す
るとともに、障害物Ａからの反射波を受波する。受波器
４１は、受波専用のもので、送受波器４と並べて配設さ
れて、障害物Ａからの反射波を受波する。
【００１３】検知回路５は、受波回路５ａ，５１ａと、
検知ゲート回路５ｂ，５１ｂと、ゲート制御回路５ｃと
を備える。受波回路５ａは、送受波器４の出力する受波
信号が閾値レベルＴh0より大きい場合にのみHighになる
検波信号を出力する。受波回路５１ａは、受波器４１の
出力する受波信号が閾値レベルＴh1より大きい場合にの
みHighになる検波信号を出力する。なお、閾値レベルＴ
h0，Ｔh1の関係は、Ｔ h1＞Ｔh0とされている。
検知ゲート回路５ｂ，５１ｂと、ゲート制御回路５ｃと
を備える。受波回路５ａは、送受波器４の出力する受波
信号が閾値レベルＴh0より大きい場合にのみHighになる
検波信号を出力する。受波回路５１ａは、受波器４１の
出力する受波信号が閾値レベルＴh1より大きい場合にの
みHighになる検波信号を出力する。なお、閾値レベルＴ
h0，Ｔh1の関係は、Ｔ h1＞Ｔh0とされている。
【００１４】検知ゲート回路５ｂは、受波回路５ａの出
力する検波信号のうち、送受波器側の検知ゲートに相当
する所定時間範囲Ｔc 内の、検波信号のみを通過させ
る。検知ゲート回路５１ｂは、受波回路５１ａの出力す
る検波信号のうち、受波器側の検知ゲートに相当する所
定時間範囲Ｔb 内の、検波信号のみを通過させる。ゲー
ト制御回路５ｃは、基準信号発生回路２の出力に基づい
て、検知ゲート回路５ｂを開放する時間範囲Ｔc と検知
ゲート回路５１ｂを開放する時間範囲Ｔb とを制御す
る。
力する検波信号のうち、送受波器側の検知ゲートに相当
する所定時間範囲Ｔc 内の、検波信号のみを通過させ
る。検知ゲート回路５１ｂは、受波回路５１ａの出力す
る検波信号のうち、受波器側の検知ゲートに相当する所
定時間範囲Ｔb 内の、検波信号のみを通過させる。ゲー
ト制御回路５ｃは、基準信号発生回路２の出力に基づい
て、検知ゲート回路５ｂを開放する時間範囲Ｔc と検知
ゲート回路５１ｂを開放する時間範囲Ｔb とを制御す
る。
【００１５】上述のような従来の超音波センサ装置にあ
っては、発振回路３は図２（ａ）に示すようにバースト
信号を時刻ｔ0 から時刻ｔ1 まで送受波器４へ入力す
る。すると、送受波器４の超音波振動子は時刻ｔ0 から
振動を開始するものの、図２（ｂ）に示すように、時刻
ｔ1 が過ぎてからも送受波器４の超音波振動子の残響振
動が残り、送受波器４の受波信号Ｗs が閾値レベルＴh0
を下回るには時間がかかり、受波回路５ａは図２（ｃ）
に示すような検波信号Ｋs を出力する。そのため、検知
ゲート回路５ｂは、図２（ｄ）に示すように、前記残響
振動による受波信号Ｗs が閾値レベルＴh0を下回って以
降の、時刻ｔ3 にしか検知ゲートを開くことができな
い。
っては、発振回路３は図２（ａ）に示すようにバースト
信号を時刻ｔ0 から時刻ｔ1 まで送受波器４へ入力す
る。すると、送受波器４の超音波振動子は時刻ｔ0 から
振動を開始するものの、図２（ｂ）に示すように、時刻
ｔ1 が過ぎてからも送受波器４の超音波振動子の残響振
動が残り、送受波器４の受波信号Ｗs が閾値レベルＴh0
を下回るには時間がかかり、受波回路５ａは図２（ｃ）
に示すような検波信号Ｋs を出力する。そのため、検知
ゲート回路５ｂは、図２（ｄ）に示すように、前記残響
振動による受波信号Ｗs が閾値レベルＴh0を下回って以
降の、時刻ｔ3 にしか検知ゲートを開くことができな
い。
【００１６】また、受波器４１にあっては、近接して並
べて配設されている送受波器４の影響を受けて、送受波
器４の送波する超音波の中の回り込み成分を図２（ｆ）
に示すように受波信号Ｗd として受波し、この受波器４
１の受波した受波信号Ｗd は、受波回路５１ａから図２
（ｇ）に示すように検波信号Ｋd として出力される。そ
のため、検知ゲート回路５１ｂは、図２（ｈ）に示すよ
うに、前記受波信号Ｗ d が閾値レベルＴh1を下回って以
降の、時刻ｔ2 にしか検知ゲートを開くことができな
い。
べて配設されている送受波器４の影響を受けて、送受波
器４の送波する超音波の中の回り込み成分を図２（ｆ）
に示すように受波信号Ｗd として受波し、この受波器４
１の受波した受波信号Ｗd は、受波回路５１ａから図２
（ｇ）に示すように検波信号Ｋd として出力される。そ
のため、検知ゲート回路５１ｂは、図２（ｈ）に示すよ
うに、前記受波信号Ｗ d が閾値レベルＴh1を下回って以
降の、時刻ｔ2 にしか検知ゲートを開くことができな
い。
【００１７】しかしながら、受波器４１の受波する受波
信号Ｗd は、送受波器４の送波する超音波の中の回り込
み成分であり、受波レベルはそれほど強くなく残響振動
も殆ど生じないので、仮に閾値レベルＴh1＝Ｔh0であっ
たとしても、送受波器４の残響振動による受波信号Ｗs
が閾値レベルＴh0を下回るよりも速やかに閾値レベルＴ
h1を下回ることができる。従って、障害物Ａからの反射
波を受波することをもって近距離に位置する障害物Ａを
検出することに対しては、送受波器４よりも受波器４１
の方が適しているということができる。
信号Ｗd は、送受波器４の送波する超音波の中の回り込
み成分であり、受波レベルはそれほど強くなく残響振動
も殆ど生じないので、仮に閾値レベルＴh1＝Ｔh0であっ
たとしても、送受波器４の残響振動による受波信号Ｗs
が閾値レベルＴh0を下回るよりも速やかに閾値レベルＴ
h1を下回ることができる。従って、障害物Ａからの反射
波を受波することをもって近距離に位置する障害物Ａを
検出することに対しては、送受波器４よりも受波器４１
の方が適しているということができる。
【００１８】しかも、障害物Ａからの反射波の音圧レベ
ルは、障害物Ａが近距離にあればあるほど強くなること
から、閾値レベルＴh1を高めることによって感度を鈍ら
せても障害物Ａの反射波の検出は充分可能であって、閾
値レベルＴh0，Ｔh1の関係をＴh1＞Ｔh0とすることによ
って、検知ゲート回路５１ｂの検知ゲートを開く時刻ｔ
2 を早めることが可能で、更に近距離の障害物Ａを検出
可能にできる。
ルは、障害物Ａが近距離にあればあるほど強くなること
から、閾値レベルＴh1を高めることによって感度を鈍ら
せても障害物Ａの反射波の検出は充分可能であって、閾
値レベルＴh0，Ｔh1の関係をＴh1＞Ｔh0とすることによ
って、検知ゲート回路５１ｂの検知ゲートを開く時刻ｔ
2 を早めることが可能で、更に近距離の障害物Ａを検出
可能にできる。
【００１９】なお、この超音波センサ装置１のゲート制
御回路５ｃは、基準信号発生回路２の出力に基づいて、
時刻ｔ2 から時刻ｔ3 までのＴb 期間のみ検知ゲート回
路５１ｂの検知ゲートを開放するとともに、時刻ｔ3 か
ら時刻ｔ4 までのＴc 期間のみ検知ゲート回路５ｂの検
知ゲートを開放するようにされている。このときの超音
波センサ装置１の検知エリアＢは図４に示すようにな
り、死角Ｄの領域が狭まり検知エリアＢ2 だけ広がるの
であり、検知エリアＢ1 を送受波器４と受波回路５ａと
検知ゲート回路５ｂとが受け持ち、検知エリアＢ2 を受
波器４１と受波回路５１ａと検知ゲート回路５１ｂとが
受け持つことになる。
御回路５ｃは、基準信号発生回路２の出力に基づいて、
時刻ｔ2 から時刻ｔ3 までのＴb 期間のみ検知ゲート回
路５１ｂの検知ゲートを開放するとともに、時刻ｔ3 か
ら時刻ｔ4 までのＴc 期間のみ検知ゲート回路５ｂの検
知ゲートを開放するようにされている。このときの超音
波センサ装置１の検知エリアＢは図４に示すようにな
り、死角Ｄの領域が狭まり検知エリアＢ2 だけ広がるの
であり、検知エリアＢ1 を送受波器４と受波回路５ａと
検知ゲート回路５ｂとが受け持ち、検知エリアＢ2 を受
波器４１と受波回路５１ａと検知ゲート回路５１ｂとが
受け持つことになる。
【００２０】いま、超音波センサ装置の送受波器４と障
害物Ａとの距離をＬ、音速をＣとした場合、送波した超
音波は障害物Ａに反射して２Ｌ／Ｃ秒後に反射波として
返ってきて、距離Ｌが比較的遠方であるとすると、図２
（ｂ）に示すように送受波器４に受波信号Ｗa として受
波されるとともに、図２（ｆ）に示すように受波器４１
にも受波信号Ｗa として受波される。
害物Ａとの距離をＬ、音速をＣとした場合、送波した超
音波は障害物Ａに反射して２Ｌ／Ｃ秒後に反射波として
返ってきて、距離Ｌが比較的遠方であるとすると、図２
（ｂ）に示すように送受波器４に受波信号Ｗa として受
波されるとともに、図２（ｆ）に示すように受波器４１
にも受波信号Ｗa として受波される。
【００２１】そして、送受波器４に受波された障害物Ａ
からの反射波の受波信号Ｗa は、受波回路５ａから図２
（ｃ）に示すように検波信号Ｋa として出力され、この
検波信号Ｋa が図２（ｄ）に示すように検知ゲート回路
５ｂの開いている時刻ｔ3 から時刻ｔ4 までの間にある
ので、検知ゲート回路５ｂは、図２（ｅ）に示すよう
に、受波回路５ａの検波信号と検知ゲート回路５ｂの検
知ゲート信号との論理積信号Ｐa を、信号処理部６へ出
力できる。
からの反射波の受波信号Ｗa は、受波回路５ａから図２
（ｃ）に示すように検波信号Ｋa として出力され、この
検波信号Ｋa が図２（ｄ）に示すように検知ゲート回路
５ｂの開いている時刻ｔ3 から時刻ｔ4 までの間にある
ので、検知ゲート回路５ｂは、図２（ｅ）に示すよう
に、受波回路５ａの検波信号と検知ゲート回路５ｂの検
知ゲート信号との論理積信号Ｐa を、信号処理部６へ出
力できる。
【００２２】一方、受波器４１に受波された障害物Ａか
らの反射波の受波信号Ｗa は、受波回路５１ａから図２
（ｇ）に示すように検波信号Ｋa として出力されるもの
の、この検波信号Ｋa が図２（ｈ）に示すように検知ゲ
ート回路５１ｂの開いている時刻ｔ2 から時刻ｔ3 まで
の間にないので、検知ゲート回路５１ｂは、図２（ｉ）
に示すように、受波回路５１ａの検波信号と検知ゲート
回路５１ｂの検知ゲート信号との論理積信号を、信号処
理部６へ出力できない。
らの反射波の受波信号Ｗa は、受波回路５１ａから図２
（ｇ）に示すように検波信号Ｋa として出力されるもの
の、この検波信号Ｋa が図２（ｈ）に示すように検知ゲ
ート回路５１ｂの開いている時刻ｔ2 から時刻ｔ3 まで
の間にないので、検知ゲート回路５１ｂは、図２（ｉ）
に示すように、受波回路５１ａの検波信号と検知ゲート
回路５１ｂの検知ゲート信号との論理積信号を、信号処
理部６へ出力できない。
【００２３】そして、信号処理部６は、検知ゲート回路
５１ｂからではなく検知ゲート回路５ｂから、障害物Ａ
を検出した旨の論理積信号Ｐa を受けたことに基づい
て、表示信号を表示部７へ出力し、表示部７は遠方側の
検知エリアＢ1 に障害物Ａのある旨を表示できる。
５１ｂからではなく検知ゲート回路５ｂから、障害物Ａ
を検出した旨の論理積信号Ｐa を受けたことに基づい
て、表示信号を表示部７へ出力し、表示部７は遠方側の
検知エリアＢ1 に障害物Ａのある旨を表示できる。
【００２４】また、超音波センサ装置の送受波器４と障
害物Ａとの距離をＬ、音速をＣとした場合、送波した超
音波は障害物Ａに反射して２Ｌ／Ｃ秒後に反射波として
返ってきて、距離Ｌが近距離であるとすると、図３
（ｂ）に示すように送受波器４に受波信号Ｗsaとして受
波されるとともに、図３（ｇ）に示すように受波器４１
に受波信号Ｗa として受波される。
害物Ａとの距離をＬ、音速をＣとした場合、送波した超
音波は障害物Ａに反射して２Ｌ／Ｃ秒後に反射波として
返ってきて、距離Ｌが近距離であるとすると、図３
（ｂ）に示すように送受波器４に受波信号Ｗsaとして受
波されるとともに、図３（ｇ）に示すように受波器４１
に受波信号Ｗa として受波される。
【００２５】そして、送受波器４に受波された障害物Ａ
からの反射波の受波信号Ｗsaは、受波回路５ａから図３
（ｃ）に示すように検波信号Ｋsaとして出力されるもの
の、この検波信号Ｋsaは図３（ｄ）に示すように検知ゲ
ート回路５ｂの開いている時刻ｔ3 から時刻ｔ4 までの
間にない。従って、検知ゲート回路５ｂは、図３（ｅ）
に示すように、受波回路５ａの検波信号と検知ゲート回
路５ｂの検知ゲート信号との論理積信号を、信号処理部
６へ出力できない。
からの反射波の受波信号Ｗsaは、受波回路５ａから図３
（ｃ）に示すように検波信号Ｋsaとして出力されるもの
の、この検波信号Ｋsaは図３（ｄ）に示すように検知ゲ
ート回路５ｂの開いている時刻ｔ3 から時刻ｔ4 までの
間にない。従って、検知ゲート回路５ｂは、図３（ｅ）
に示すように、受波回路５ａの検波信号と検知ゲート回
路５ｂの検知ゲート信号との論理積信号を、信号処理部
６へ出力できない。
【００２６】一方、受波器４１に受波された障害物Ａか
らの反射波の受波信号Ｗa は、受波回路５１ａから図３
（ｇ）に示すように検波信号Ｋa として出力されるもの
の、この検波信号Ｋa が図３（ｈ）に示すように検知ゲ
ート回路５１ｂの開いている時刻ｔ2 から時刻ｔ3 まで
の間にある。従って、検知ゲート回路５１ｂは、図３
（ｉ）に示すように、受波回路５１ａの検波信号と検知
ゲート回路５１ｂの検知ゲート信号との論理積信号Ｐa
を、信号処理部６へ出力できる。
らの反射波の受波信号Ｗa は、受波回路５１ａから図３
（ｇ）に示すように検波信号Ｋa として出力されるもの
の、この検波信号Ｋa が図３（ｈ）に示すように検知ゲ
ート回路５１ｂの開いている時刻ｔ2 から時刻ｔ3 まで
の間にある。従って、検知ゲート回路５１ｂは、図３
（ｉ）に示すように、受波回路５１ａの検波信号と検知
ゲート回路５１ｂの検知ゲート信号との論理積信号Ｐa
を、信号処理部６へ出力できる。
【００２７】そして、信号処理部６は、検知ゲート回路
５ｂからではなく検知ゲート回路５１ｂから、障害物Ａ
を検出した旨の論理積信号Ｐa を受けたことに基づい
て、表示信号を表示部７へ出力し、表示部７は近傍側の
検知エリアＢ2 に障害物Ａのある旨を表示できる。
５ｂからではなく検知ゲート回路５１ｂから、障害物Ａ
を検出した旨の論理積信号Ｐa を受けたことに基づい
て、表示信号を表示部７へ出力し、表示部７は近傍側の
検知エリアＢ2 に障害物Ａのある旨を表示できる。
【００２８】上述のような超音波センサ装置１にあって
は、従来のものは２０ｃｍ以内が死角Ｄになり障害物Ａ
の識別が充分でなかったのが、死角Ｄが７〜１０ｃｍに
改善された。
は、従来のものは２０ｃｍ以内が死角Ｄになり障害物Ａ
の識別が充分でなかったのが、死角Ｄが７〜１０ｃｍに
改善された。
【００２９】なお、上述の実施の形態にあっては、閾値
レベルＴh0，Ｔh1の関係をＴh1＞Ｔ h0とすることによっ
て、検知ゲート回路５１ｂの検知ゲートを開く時刻ｔ2
を早めて近距離の障害物Ａの識別を可能にしているが、
受波回路５１ａの内蔵する増幅器（図示せず）の増幅率
を、受波回路５ａの内蔵する増幅器（図示せず）の増幅
率より低くして、閾値レベルＴh0，Ｔh1の関係はＴh1＝
Ｔh0にしても原理上同じことになり、同様の作用効果を
得ることが可能である。
レベルＴh0，Ｔh1の関係をＴh1＞Ｔ h0とすることによっ
て、検知ゲート回路５１ｂの検知ゲートを開く時刻ｔ2
を早めて近距離の障害物Ａの識別を可能にしているが、
受波回路５１ａの内蔵する増幅器（図示せず）の増幅率
を、受波回路５ａの内蔵する増幅器（図示せず）の増幅
率より低くして、閾値レベルＴh0，Ｔh1の関係はＴh1＝
Ｔh0にしても原理上同じことになり、同様の作用効果を
得ることが可能である。
【００３０】つまり、閾値レベルＴh0，Ｔh1を高めるこ
とと、受波回路５ａ，５１ａの内蔵する増幅器の増幅率
を低めることとは同義であり、感度を鈍らせることであ
り、本発明は、受波回路５１ａの経路の感度を、受波回
路５ａの経路の感度よりも鈍らせることをも含むもので
ある。
とと、受波回路５ａ，５１ａの内蔵する増幅器の増幅率
を低めることとは同義であり、感度を鈍らせることであ
り、本発明は、受波回路５１ａの経路の感度を、受波回
路５ａの経路の感度よりも鈍らせることをも含むもので
ある。
【００３１】また、上述のような超音波センサ装置１に
あっては、閾値レベルＴh0，Ｔh1を異ならしめたり、受
波回路５ａ，５１ａの内蔵する増幅器の増幅率を異なら
しめたりすることによって、図５に示すように近距離の
検知エリアＢ2 のみを小さくするというような検知エリ
ア制御を行なうことも可能である。
あっては、閾値レベルＴh0，Ｔh1を異ならしめたり、受
波回路５ａ，５１ａの内蔵する増幅器の増幅率を異なら
しめたりすることによって、図５に示すように近距離の
検知エリアＢ2 のみを小さくするというような検知エリ
ア制御を行なうことも可能である。
【００３２】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、超音波セ
ンサ装置の送受波器の送波時の残響振動の影響を受ける
ことがなくなり、且つ、従来の遠距離の検知性能を損な
うことなく、障害物の近距離識別能力の向上した、優れ
る超音波センサ装置を提供できるという効果を奏する。
ンサ装置の送受波器の送波時の残響振動の影響を受ける
ことがなくなり、且つ、従来の遠距離の検知性能を損な
うことなく、障害物の近距離識別能力の向上した、優れ
る超音波センサ装置を提供できるという効果を奏する。
【００３３】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて更に、障害物の存在が検知エリ
アの中の遠方領域に位置するかそれとも近距離領域に位
置するかを識別できて使い勝手の良い、優れる超音波セ
ンサ装置を提供できるという効果を奏する。
載の発明の効果に加えて更に、障害物の存在が検知エリ
アの中の遠方領域に位置するかそれとも近距離領域に位
置するかを識別できて使い勝手の良い、優れる超音波セ
ンサ装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施の形態の超音波センサ装置
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】上記超音波センサ装置の障害物が比較的遠方に
ある場合の動作を説明するタイミングチャートである。
ある場合の動作を説明するタイミングチャートである。
【図３】上記超音波センサ装置の障害物が近距離にある
場合の動作を説明するタイミングチャートである。
場合の動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】上記超音波センサ装置の検知エリアを示す説明
図である。
図である。
【図５】上記超音波センサ装置の受波器側の閾値レベル
を高くした場合の検知エリアを示す説明図である。
を高くした場合の検知エリアを示す説明図である。
【図６】従来の超音波センサ装置を示すブロック図であ
る。
る。
【図７】上記超音波センサ装置の動作を説明するタイミ
ングチャートである。
ングチャートである。
【図８】上記超音波センサ装置の検知エリアを示す説明
図である。
図である。
１ 超音波センサ装置 ４ 送受波器 ４１ 受波器 ５ 検知回路 ５ａ 検知ゲート回路 ５１ａ 検知ゲート回路 Ａ 障害物 Ｔb 受波器側の検知ゲート Ｔc 送受波器側の検知ゲート Ｔh0 送受波器側の閾値レベル Ｔh1 受波器側の閾値レベル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小田 悟朗 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 2G005 AA04 5J083 AA02 AC05 AD01 BA01 BE19 CA01 CA02
Claims (2)
- 【請求項１】 超音波パルス波を間欠的に空間へ送波し
て障害物からの反射波を受波する送受波器と、該送受波
器から送波された超音波パルス波の障害物からの反射波
を受波するのみの受波器と、必要な反射波のみを取り出
す検知ゲート回路とを備え、前記送受波器から送波され
た超音波パルス波の反射波の時間遅れに基づいて障害物
の有無を検出するようにした超音波センサ装置であっ
て、障害物の存在を検出する送受波器側の閾値レベル
を、障害物の存在を検出する受波器側の閾値レベルより
も、低く設定した検知回路を設けたことを特徴とする超
音波センサ装置。 - 【請求項２】 前記検知ゲート回路は前記送受波器の検
知ゲートと前記受波器の検知ゲートとで重ならないよう
に設定されており、前記送受波器の検知ゲートで取り出
される検波信号と前記受波器の検知ゲートで取り出され
る検波信号とを識別処理する信号処理部を設けたことを
特徴とする請求項１記載の超音波センサ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21128198A JP3804281B2 (ja) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | 超音波センサ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21128198A JP3804281B2 (ja) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | 超音波センサ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000046945A true JP2000046945A (ja) | 2000-02-18 |
| JP3804281B2 JP3804281B2 (ja) | 2006-08-02 |
Family
ID=16603341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21128198A Expired - Fee Related JP3804281B2 (ja) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | 超音波センサ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3804281B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007212349A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Nippon Soken Inc | 障害物検出装置 |
| JP2013108857A (ja) * | 2011-11-21 | 2013-06-06 | Panasonic Corp | 車両用障害物検知装置 |
-
1998
- 1998-07-27 JP JP21128198A patent/JP3804281B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007212349A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Nippon Soken Inc | 障害物検出装置 |
| JP2013108857A (ja) * | 2011-11-21 | 2013-06-06 | Panasonic Corp | 車両用障害物検知装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3804281B2 (ja) | 2006-08-02 |
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