JP2000088959A

JP2000088959A - 送受信分離型反射方式の超音波距離測定装置と方法

Info

Publication number: JP2000088959A
Application number: JP10258577A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Imagawa; 敏幸今川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 2000-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】信頼性高く、測定距離を長くでき、測定精度
を向上できる送受信分離型反射方式の超音波距離測定装
置を提供する。【解決手段】超音波送信機１における距離測定演算制
御回路１２２Ａは、基準の距離に対するパルス幅のキャ
リアで送信用超音波センサ３を駆動して、距離測定対象
物体７に対する概略の測距を行う。距離測定演算制御回
路１２２Ａは、概略の測距結果を基に、キャリアのパル
ス幅が最適になるようにタイミングパルス幅制御回路２
００を介してタイミングパルス発生回路１４Ａのタイミ
ングパルスの周波数または周期を変化させる。キャリア
発生回路１２Ａはそのタイミングパルスに応じたキャリ
アパルスを発生し、電力増幅回路１６が増幅された送信
用超音波センサ３に印加される。距離測定演算制御回路
１２２Ａは送信用超音波センサ３の発振から反射波の受
信時間を計測して、その結果から正確な測距を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超音波センサを用い
て距離を測定する送受信分離型反射方式の超音波距離測
定装置と方法に関する。より特定的には、本発明は、超
音波センサを２個用いて距離測定を行う送受信分離型反
射方式の超音波距離測定装置および方法において長い距
離を測定可能にする技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波センサを用いた距離測定方法は知
られている。そのような超音波センサによる距離測定方
式としては、１つの超音波センサを送信と受信の両方に
用いる単眼方式の距離測定装置と、送信用超音波センサ
と受信用超音波センサとを独立に用いる送受信分離型反
射方式の超音波距離測定装置とに大別できる。

【０００３】単眼方式の距離測定装置は、超音波センサ
が１個だけなので、超音波センサの価格が低価格になる
という利点がある。しかしながら、超音波センサを送信
と受信に共用するので、送信タイミングと受信タイミン
グで回路を切り換える必要がある他、短い距離の測定が
困難になる場合がある。

【０００４】送受信分離型反射方式の超音波距離測定装
置は送信用超音波センサと受信用超音波センサとを独立
して設けた２眼方式の超音波距離測定装置であり、上述
した単眼方式の距離測定装置の問題を克服する。本願発
明は送受信分離型反射方式の超音波距離測定装置に関す
る。図１は送受信分離型反射方式の超音波距離測定装置
の構成図である。この送受信分離型反射方式の超音波距
離測定装置は、超音波送信機１、送信用超音波センサ３
および送信用ホーンアンテナ５を有する送信側と、超音
波受信機１１、受信用超音波センサ１３および受信用ホ
ーンアンテナ１５を有する受信側とで構成されている。
この送受信分離型反射方式の超音波距離測定装置は、送
信側および受信側はある装置、たとえば、車両に搭載さ
れていて、車両から距離測定対象物体７までの距離を測
定するのに使用する。

【０００５】送信用超音波センサ３の中心軸（または送
信用ホーンアンテナ５の指向の中心軸）と、受信用超音
波センサ１３の中心軸（または受信用ホーンアンテナ１
５の指向の中心軸）とのなす角度θは極力０に近いほう
が好ましい。角度θが大きくなると、送信用超音波セン
サ３から放射され距離測定対象物体７で反射した超音波
の受信が困難になるからである。また、送信用ホーンア
ンテナ５および受信用ホーンアンテナ１５を用いて距離
測定環境の周囲の雑音を極力排除している。さらに受信
用ホーンアンテナ１５を用いて反射超音波を集束させて
いる。送信用超音波センサ３の振動の影響を極力回避す
る観点から、送信用超音波センサ３の搭載基板と受信用
超音波センサ１３の搭載基板とは分離しておくことが望
ましい。

【０００６】送信用超音波センサ３としては、圧電セラ
ミック式超音波センサ、たとえば、ニオブ酸リチウムな
どの圧電センサを用いることができる。その場合、送信
用超音波センサ３の励起電圧はたとえば、発振周波数４
０ＫＨｚのとき約１００Ｖ（ｒｍｓ）である。受信用超
音波センサ１３も、送信用超音波センサ３と同様、圧電
セラミック式超音波センサ、たとえば、ニオブ酸リチウ
ムなどの圧電センサを用いることができる。

【０００７】図１に図解した送受信分離型反射方式の超
音波距離測定装置における距離測定方法を述べる。超音
波送信機１が送信用超音波センサ３を励起させて送信用
超音波センサ３から超音波を発生させる。送信用超音波
センサ３からの超音波は送信用ホーンアンテナ５を介し
て距離測定対象物体７に向けて指向され距離測定対象物
体７に当たる。距離測定対象物体７で反射した超音波は
受信用ホーンアンテナ１５を介して受信用超音波センサ
１３に入射し、受信用超音波センサ１３が、入射した超
音波のレベルに応じた電気信号を出力する。超音波受信
機１１は、送信用超音波センサ３が超音波を放射し受信
用超音波センサ１３で受信するまでの時間を測定し、こ
の測定時間から距離測定対象物体７と送信用超音波セン
サ３との間の距離を算出する。測定すべき距離Ｌｘは下
記式に基づいて計算できる。

【０００８】Ｌｘ＝（Ｖ×Ｓ）／２・・・（１）ただし、Ｖは超音波の空気中、温度ｔにおける伝搬速度
である。Ｖ＝３３１．５＋０．６ｔ（ｍ／秒）Ｓは送信用超音波センサ３の発振開始から、受信用超音
波センサ１３で最初の反射波を受信したときまでの時間
である。

【０００９】この測定時の温度は、基準の温度、たとえ
ば、ｔ＝２０°Ｃにおける超音波の伝搬速度について測
定する。ｔ＝２０°Ｃのときの超音波の伝搬速度Ｖは３
３２．７（ｍ／秒）である。

【００１０】図１に図解した送受信分離型反射方式の超
音波距離測定装置において、送信用超音波センサ３およ
び受信用超音波センサ１３としては、車両などに使用す
るときは、室外における風雨に耐えるため防滴型の超音
波センサを用いることが多い。防滴型の超音波センサは
カバーが設けられているから、そのカバーを通過する
際、減衰が起こり総合利得を低下させる。したがって、
送信用超音波センサ３および受信用超音波センサ１３に
防滴型超音波センサを用いた場合、距離測定範囲は短く
なる。たとえば、防滴型の超音波センサを用いて安定に
距離測定（測距）を行う場合、通常、４〜５ｍ程度の測
距にしか適用できない。しかしながら車両の接近センサ
として送受信分離型反射方式の超音波距離測定装置を用
いる場合などには、さらに長い距離の測定も要望されて
おり、防滴型超音波センサを用いた送受信分離型反射方
式の超音波距離測定装置の改善が要望されていた。

【００１１】本願発明者は上述した問題を克服する方法
として、たとえば、１９９８年４月１５日に出願した特
願平１０−１０４８１２号、「送受信分離型反射方式の
超音波距離測定装置とその方法」において提案したよう
に、距離測定対象物体の種類および測定すべき距離に応
じて感度補正を行う方法と装置を提案した。

【００１２】そのような感度補正をも行った、超音波受
信機１１について述べる。図２は送受信分離型反射方式
の超音波距離測定装置のうち、超音波受信機１１の回路
構成を中心に図解した図である。超音波受信機１１は、
前段増幅回路・バッファ回路１１０、高周波信号濾波回
路１１２、測距感度補正回路１１４、低周波信号濾波回
路・バッファ回路１１６、検波回路１１８、バッファ回
路／比較回路１２０、距離測定演算制御回路１２２を有
する。

【００１３】超音波受信機１１の個々の回路の動作を述
べる。前段増幅回路・バッファ回路１１０は増幅回路を
有しており、受信用超音波センサ１３からの微弱な電気
信号を、後段の回路で信号処理可能な所定レベルまで増
幅する。高周波信号濾波回路１１２は、前段増幅回路・
バッファ回路１１０で増幅した反射超音波に対応した信
号のうち、高周波成分を通過させ、低周波成分を除去す
る。これにより、距離測定対象物体７からの反射超音波
に含まれる低周波雑音が除去できる。測距感度補正回路
１１４は可変利得増幅回路を有しており、高周波信号濾
波回路１１２からの信号を感度補正する。この詳細につ
いては下記に詳述する。低周波信号濾波回路・バッファ
回路１１６は、その後段の検波回路１１８で検波可能な
ように、測距感度補正回路１１４からの出力信号のうち
低周波信号成分を通過させる。検波回路１１８は、低周
波信号濾波回路・バッファ回路１１６からの出力信号を
検波する。検波回路１１８における検波としては、たと
えば、包絡線検波を行う。この例では、２倍検波を行
う。バッファ回路／比較回路１２０は検波回路１１８で
検波した連続的な信号を順次ディジタルデータとして保
存し、所定のレベル信号と比較して受信した反射波が所
定のレベル以上のとき、希望する反射波が受信されたこ
とを示す信号を出力する。距離測定演算制御回路１２２
は、送信用超音波センサ３からの超音波発振から、バッ
ファ回路／比較回路１２０による受信波の受信までの時
間を測定し、式１に従って、距離を算出する。また、距
離測定演算制御回路１２２は測距感度補正回路１１４と
協動して測距の感度補正を行う。その詳細について下記
に詳述する。

【００１４】上記の実際の測定に先立って、距離測定演
算制御回路１２２において測距感度補正回路１１４にお
いて感度補正するための超音波センサ感度補正データを
生成し、その超音波センサ感度補正データに基づいて測
距感度補正回路１１４において受信超音波信号の感度補
正する。そのため、測距感度補正回路１１４で用いる超
音波センサ感度補正データを事前に収集しておく。以
下、その方法を述べる。送信用超音波センサ３を駆動さ
せ、測距感度補正回路１１４における感度補正をしない
状態で、受信用超音波センサ１３の受信信号から距離測
定演算制御回路１２２において仮の距離を測定する。距
離測定演算制御回路１２２は、求められた仮の距離と、
測距感度補正回路１１４で行う超音波センサ感度補正デ
ータを生成して、測距感度補正回路１１４に設定する。

【００１５】その後、再び、送信用超音波センサ３を駆
動する。受信用超音波センサ１３で受信された信号は測
距感度補正回路１１４において感度補正される。その感
度補正された受信信号を検波回路１１８で検波して、検
波信号をバッファ回路／比較回路１２０を経由して、距
離測定演算制御回路１２２に送信し、距離測定演算制御
回路１２２で送信用超音波センサ３からの超音波の送信
から受信用超音波センサ１３における反射波の受信まで
の時間から、式１に従って、実際の距離を算出する。

【００１６】図３は図１および図２に図解した送受信分
離型反射方式の超音波距離測定装置の構成図である。図
３に図解した送受信分離型反射方式の超音波距離測定装
置は、図２に図解した距離測定演算制御回路１２２の詳
細回路と、図１に図解した超音波送信機１の詳細回路を
も図解している。バッファ回路／比較回路１２０、距離
測定演算制御回路１２２および超音波送信機１の動作に
ついて述べる。なお、超音波受信機１１のうちの前段増
幅回路・バッファ回路１１０、高周波信号濾波回路１１
２、測距感度補正回路１１４、低周波信号濾波回路・バ
ッファ回路１１６、検波回路１１８は図２を参照して述
べた動作と同様である。

【００１７】距離測定演算制御回路１２２は、上述した
処理を行うため、演算制御ユニット（ＣＰＵ）１２２０
と、この演算制御ユニット（ＣＰＵ）１２２０のクロッ
ク発振器としての水晶発振回路１２２１と、バッファ回
路１２２３と、ナンドゲート１２２５と、リセットパル
ス発生回路１２２７と、ラッチパルス発生回路１２２９
と、測距用パルス発生回路１２３１とを有する。超音波
送信機１は、キャリア発生回路１２と、タイミングパル
ス発生回路１４と、電力増幅回路１６とを有する。この
例示においては、キャリア発生回路１２は４０Ｈｚのキ
ャリアを発生する。

【００１８】図４（ａ）〜（ｅ）はバッファ回路／比較
回路１２０、距離測定演算制御回路１２２および超音波
送信機１に関連した動作を説明する信号波形図である。

【００１９】タイミングパルス発生回路１４は、図４
（ａ）に図解したように、所定の周期でタイミングパル
スを発生し、キャリア発生回路１２がタイミングパルス
に応じて４０ＫＨｚのキャリアを発生する。このキャリ
アを図４（ｂ）に図解する。ただし、図４（ｂ）に図解
したキャリアは、キャリア発生回路１２からバッファ回
路１２２３に印加され、バッファ回路１２２３において
バッファ回路／比較回路１２０からのゲート信号によっ
てゲートされた波形を示している。電力増幅回路１６は
キャリア発生回路１２からのキャリアを送信用超音波セ
ンサ３を駆動可能なレベルまで増幅する。電力増幅回路
１６が増幅されたキャリアは送信用超音波センサ３を駆
動し、距離測定対象物体７に向かって超音波を放射する
（図４（ｃ））。

【００２０】距離測定対象物体７で反射した超音波が受
信用ホーンアンテナ１５を経由して受信用超音波センサ
１３で受信されて（図４（ｃ）に反射波の波形を示
す）、超音波受信機１１に印加される。前段増幅回路・
バッファ回路１１０は受信用超音波センサ１３からの微
弱な電気信号を、後段の回路で信号処理可能な所定レベ
ルまで増幅する。高周波信号濾波回路１１２は、前段増
幅回路・バッファ回路１１０で増幅した反射超音波に対
応した信号のうち、高周波成分を通過させ、低周波成分
を除去する。これにより、距離測定対象物体７からの反
射超音波に含まれる低周波雑音が除去できる。測距感度
補正回路１１４は可変利得増幅回路を有しており、高周
波信号濾波回路１１２からの信号を感度補正する。この
詳細については下記に詳述する。低周波信号濾波回路・
バッファ回路１１６は、その後段の検波回路１１８で検
波可能なように、測距感度補正回路１１４からの出力信
号のうち低周波信号成分を通過させる。検波回路１１８
は、低周波信号濾波回路・バッファ回路１１６からの出
力信号を検波する。検波回路１１８における検波として
は、たとえば、包絡線検波を行う。この例では、２倍検
波を行う。バッファ回路／比較回路１２０は検波回路１
１８で検波した連続的な信号を順次ディジタルデータと
して保存し、所定のレベル信号と比較して受信した反射
波が所定のレベル以上のとき、希望する反射波が受信さ
れたことを示す信号を出力する。

【００２１】距離測定演算制御回路１２２は、送信用超
音波センサ３からの超音波発振から、バッファ回路／比
較回路１２０による受信波の受信までの時間を測定し、
式１に従って、距離を算出する。また、距離測定演算制
御回路１２２は測距感度補正回路１１４と協動して測距
の感度補正を行う。その詳細について下記に詳述する。

【００２２】リセットパルス発生回路１２２７は、送信
用超音波センサ３が発振したときに、バッファ回路１２
２３からのタイミングパルスに基づいてリセットパルス
Ｒｐを演算制御ユニット（ＣＰＵ）１２２０に出力し、
ＣＰＵ１２２０内のカウンタをリセットする。リセット
されたカウンタは、その後、測距用パルス発生回路１２
３１から出力されたキャリアをナンドゲート１２２５で
バッファ回路１２２３からのタイミングパルスと論理演
算したゲート化キャリアパルス（図４（ｂ））の計数を
開始する。バッファ回路／比較回路１２０において受信
波が正当な反射波と判断したとき、バッファ回路／比較
回路１２０は図４（ｅ）に図解したパルス信号を演算制
御ユニット（ＣＰＵ）１２２０およびバッファ回路１２
２３に出力する。ラッチパルス発生回路１２２９はバッ
ファ回路１２２３からのパルス信号に応答してラッチパ
ルスＬｐをＣＰＵ１２２０に出力して、カウンタの計数
を停止する。このカウンタの計数値が、検出物体７に向
けて送信用超音波センサ３から超音波が発振され、受信
用超音波センサ１３で反射波を受信するまでの時間とな
る。この測定時間を用いて、式１に基づいて測距を行
う。なお、ＣＰＵ１２２０は上述した測距処理の他、測
距感度補正回路１１４と協動して、補正処理を行う。水
晶発振回路１２２１は、ＣＰＵ１２２０におけるクロッ
クＣＬＫの信号源である。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】図３に図解した送受信
分離型反射方式の超音波距離測定装置において、図４
（ａ）に図解したように、距離測定対象物体７まで距離
の長短に係わりなく、タイミングパルス発生回路１４の
パルス幅は一定である。その結果としては、送受信分離
型反射方式の超音波距離測定装置と距離測定対象物体７
との距離が長くなるにつれて、送信用超音波センサ３か
らの送信エネルギーの減衰と拡散とが極度に大きくな
り、距離測定対象物体７が遠く離れた場合の正確な測距
が困難になるという問題に遭遇する。もちろん、測距感
度補正回路１１４における補正を行うことによって、距
離測定対象物体７までの測定可能な距離が増大している
が、その上、さらに測定可能な距離を延ばしたいという
要望がある。

【００２４】測定可能な距離を延ばす方法として簡単な
方法は、電力増幅回路１６における送信エネルギーを増
大させること、換言すれば、電力増幅回路１６における
増幅率を高めることである。しかしながら、電力増幅回
路１６における増幅を高めると、新たな問題に遭遇す
る。

【００２５】第１は、電力増幅回路１６から過大な電力
で送信用超音波センサ３を駆動すると、送信用超音波セ
ンサ３の振動が過大になり、送信用超音波センサ３が搭
載されている基板を振動させる。その結果、その振動に
受信用超音波センサ１３が感応する。すなわち、受信用
超音波センサ１３は距離測定対象物体７からの反射波を
受信する前に、送信用超音波センサ３の振動に起因する
雑音を検出することになり、正確な測距が困難になる。
もちろん、そのような振動の影響を受けないようにする
手段は機械的、電気的にとることは可能である。機械的
な振動防止対策としては、送信用超音波センサ３の搭載
されている基板と受信用超音波センサ１３の搭載れてい
る基板とを分離することであり、好ましくは，送信用超
音波センサ３と受信用超音波センサ１３とを離すことで
ある。しかしながら、送信用超音波センサ３と受信用超
音波センサ１３とを距離的に離すことは、送受信分離型
反射方式の超音波距離測定装置の装置構成を大きくする
という問題に遭遇する。特に、車両にこの送受信分離型
反射方式の超音波距離測定装置を搭載するときなどは寸
法的な制約で送受信分離型反射方式の超音波距離測定装
置を大きくできない。また、図１を参照して述べたよう
に、送信用超音波センサ３と受信用超音波センサ１３と
は接近させるべきであるから、離すことは検出精度の観
点から好ましくない。電気的な対策としては、種々のフ
ィルタ処理、ゲート処理が考えられる。しかしながら、
超音波受信波と同じ周波数成分の雑音を除去することは
相当困難であり、回路構成を複雑にする。

【００２６】第２の問題は、送信エネルギーを高める
と、超音波受信機１１にそれぞれの回路の感度を高める
必要が出てくる。その結果、超音波受信機１１の回路が
高価格になるという問題に遭遇する。

【００２７】第３の問題は、近い距離の測定にも大きな
送信エネルギーを使用するから、必要以上の過大な送信
エネルギーを浪費することになる。

【００２８】第４の問題は、送信エネルギーが高くなれ
ば高くなるほど、送受信分離型反射方式の超音波距離測
定装置の周囲に雑音として大きな超音波を放出すること
になる。

【００２９】以上は、測距感度補正回路１１４を設けた
場合について述べたが、測距感度補正回路１１４を設け
ない場合でも、距離測定範囲が短くなるということを除
いて、上述した問題に遭遇する。

【００３０】本発明の目的は、測距感度補正を行うか否
かに係わりなく、低い送信エネルギーで、長短のいずれ
もが正確に測距可能な送受信分離型反射方式の超音波距
離測定装置を提供することにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、送信用
超音波センサから放射された超音波が距離測定対象物体
で反射され、該反射した超音波を受信用超音波センサで
受信し、超音波の送信から超音波の受信までの時間を測
定し、該計測時間から前記送信用超音波センサまたは前
記受信用超音波センサから前記距離測定対象物体までの
距離を測定する送受信分離型反射方式の超音波距離測定
装置であって、該超音波距離測定装置は、前記送信用超
音波センサの駆動制御を行う送信装置と、前記受信用超
音波センサからの信号を処理して距離測定を行う受信装
置と、制御手段とを有し、前記送信装置は、制御信号に
応じて、前記送信用超音波センサを駆動するキャリアの
パルス幅を変化させたキャリアを発生するキャリア発生
手段と、該キャリア発生手段からのキャリアを増幅し、
前記送信用超音波センサを駆動する電力増幅手段とを有
し、前記受信装置は、包絡線検波手段と、前記検波手段
で検出した検波信号から前記距離測定対象物体の反射波
の受信を検出し、前記送信用超音波センサの発振から該
反射波の受信までの時間を測定し、その時間から前記距
離測定対象物体までの距離を算出する演算処理手段とを
有し、前記制御手段は、概略測距手段と、精密測距手段
とを有し、前記概略測距手段は、前記距離測定対象物体
に対して、前記送信用超音波センサから所定のレベルの
超音波を照射し、前記演算処理手段において反射波を検
出して前記距離を算出し、前記精密測距手段は、前記特
定した距離に基づいて、前記送信装置内の前記タイミン
グパルス発生手段のタイミングパルスの周波数または周
期を変化させ、該変化させたタイミングパルスの周波数
または周期に基づいて前記送信用超音波センサを励起さ
せて前記距離測定対象物体に対して前記送信用超音波セ
ンサから所定のレベルの超音波を照射し、前記演算処理
手段において反射波を検出して前記距離を算出させる送
受信分離型反射方式の超音波距離測定装置が提供され
る。

【００３２】本願発明者は、キャリアのパルス幅を変化
させると、実質的に送信用超音波センサの電力が変化す
ることを見いだした。したがって、電力増幅回路を可変
増幅回路などにすることなく、送信用超音波センサの印
加電力を実質的に変化させることができる。本発明にお
いては、距離に応じたキャリアのパルス幅を最適に設定
し、そのパルス幅に応じた電力で送信用超音波センサを
駆動するという構想に基づく。かかる前提をもとに、距
離測定対象物体まで、たとえば、測定範囲の中間の距離
について、キャリアのパルス幅を設定して、そのキャリ
アで送信用超音波センサを駆動して、概略の測距を行
う。次いで、概略測距結果から、その測距を行うのに最
適なキャリアのパルス幅を決定して、そのパルス幅を有
するキャリアで送信用超音波センサを駆動して、測距を
行う。この２度目の測距は正確な測距となる。

【００３３】好ましくは、前記距離に対する前記送信用
超音波センサを駆動するキャリアのパルス幅は、それぞ
れの距離に対するキャリアのパルス幅としてメモリに記
憶されている。

【００３４】好ましくは、前記送信用超音波センサは防
滴型送信用超音波センサであり、前記受信用超音波セン
サは防滴型受信用超音波センサである。この場合、好適
には、前記受信装置は、前記包絡線検波手段の前段に、
前記受信用超音波センサにおける受信信号の感度を補正
する感度補正回路を設け、前記包絡線検波手段は前記感
度補正回路の出力を検波する。

【００３５】また本発明の第２の観点によれば、送信用
超音波センサから放射された超音波が距離測定対象物体
で反射され、該反射した超音波を受信用超音波センサで
受信し、超音波の送信から超音波の受信までの時間を測
定し、該計測時間から前記送信用超音波センサまたは前
記受信用超音波センサから前記距離測定対象物体までの
距離を測定する送受信分離型反射方式の超音波距離測定
方法であって、所定の距離に対する、前記送信用超音波
センサを駆動するキャリアのパルス幅のキャリアを増幅
した信号で前記送信用超音波センサを駆動して、前記距
離測定対象物体までの第１の距離を算出し、該算出した
第１の距離を参照して、その距離に対する前記送信用超
音波センサを駆動するキャリアのパルス幅を設定し、そ
のキャリアを増幅した信号で前記送信用超音波センサを
駆動して、前記距離測定対象物体までの第２の距離を算
出する、送受信分離型反射方式の超音波距離測定方法が
提供される。

【００３６】上述したように、第１回目に距離測定対象
物体に対する概略の測距を行い、そこで得られた距離を
参照してキャリアのパルス幅を最適に設定して、そのキ
ャリアによって送信用超音波センサを駆動して正確な測
距を行う。

【００３７】

【発明の実施の形態】第１実施の形態図５および図６（ａ）〜（ｅ）を参照して、本発明の送
受信分離型反射方式の超音波距離測定装置の第１の実施
の形態を述べる。図５は図３に類似する本発明の第１の
実施の形態の送受信分離型反射方式の超音波距離測定装
置の構成図である。図６（ａ）〜（ｅ）は、図４（ａ）
〜（ｅ）に対応する図５に図解した送受信分離型反射方
式の超音波距離測定装置の動作を説明するグラフであ
る。

【００３８】図５に図解した送受信分離型反射方式の超
音波距離測定装置は、送信用超音波センサ３を駆動する
超音波送信機１と、送信用超音波センサ３から放射され
た超音波を収束させる送信用ホーンアンテナ５とからな
る送信系と、送信用超音波センサ３から放射されて距離
測定対象物体７で反射した反射波を受容して受信用超音
波センサ１３に導く受信用ホーンアンテナ１５と、受信
用ホーンアンテナ１５で導かれた超音波を受信する受信
用超音波センサ１３と、送信用超音波センサ３の放射時
間と受信用超音波センサ１３で受信した受信時間との時
間差を算出し、算出した時間差を式１に代入して、送受
信分離型反射方式の超音波距離測定装置から距離測定対
象物体７までの距離を算出する超音波受信機１１からな
る受信系とを有する。上述した送信系と受信系は、図３
を参照して述べた背景技術と同様である。

【００３９】図５に図解した送受信分離型反射方式の超
音波距離測定装置は、上述した送信系と受信系の他に、
タイミングパルス幅制御回路２００を有する。このタイ
ミングパルス幅制御回路２００は、送信系に含ませても
いいし、受信系に含ませてもいいし、あるいは、送信系
と受信系とのいずれにも属さず、中間部に位置させても
よい。しかしながら、本実施の形態においては、タイミ
ングパルス幅制御回路２００は、距離測定演算制御回路
１２２内の演算制御ユニット（ＣＰＵ）１２２０Ａによ
って制御されてタイミングパルス発生回路１４Ａを制御
するので、便宜的に、送信系側に含ませておく。

【００４０】本発明は、送信用超音波センサを駆動する
キャリアのパルス幅を変化させることより、送信用超音
波センサに印加される電力が変化することを第１の基本
構想としている。そのため、タイミングパルス発生回路
１４Ａのタイミングパルス（図６（ａ）の周期を変化さ
せて、キャリア発生回路１２Ａにおけるキャリアのパル
ス幅を変化させる。因みに、図６（ａ）に図解したタイ
ミングパルスの周期Ｔ２は、図４（ａ）に図解したタイ
ミングパルスの周期Ｔ１より長い。次いで、図７に図解
したように、（１）送受信分離型反射方式の超音波距離
測定装置が想定する範囲の所定の基準位置、たとえば、
送受信分離型反射方式の超音波距離測定装置の測定範囲
の中間位置に対して最適な送信用超音波センサ３の駆動
電力を発生するキャリアのパルス幅のキャリアで送信用
超音波センサ３を駆動して、距離測定対象物体７までの
概略的な測距を行い（これを概略測距という）、（２）
概略測距で得られた距離をに対して最適な送信用超音波
センサ３の駆動電力を発生するキャリアのパルス幅のキ
ャリアを送信用超音波センサ３を駆動して距離測定対象
物体７までの正確な測距を行う（これを正確な測距とい
う）ことを第２の基本構想としている。このような測定
距離とキャリアのパルス幅の関係は、その都度、たとえ
ば、距離測定演算制御回路１２２Ａ内の演算制御ユニッ
ト（ＣＰＵ）１２２０Ａにおいて、計算しても良いが、
事前に試算、または試算結果に基づく実験結果を整理し
て、演算制御ユニット（ＣＰＵ）１２２０Ａのメモリに
記憶しておき、測定見込み距離に相当するキャリアのパ
ルス幅をメモリから読みだして使用することが好まし
い。

【００４１】距離測定演算制御回路１２２Ａ、タイミン
グパルス幅制御回路２００、タイミングパルス発生回路
１４Ａおよびキャリア発生回路１２Ａは、本発明のキャ
リアのパルス幅を変換させる手段として機能する。送信
用超音波センサ３の駆動電力を変化させるにはキャリア
のパルス幅を変化させるが、本実施の形態においては、
タイミングパルス発生回路１４Ａを介してキャリア発生
回路１２Ａのキャリアのパルス幅を変化させている。

【００４２】距離測定演算制御回路１２２Ａ、特に、距
離測定演算制御回路１２２Ａ内の演算制御ユニット（Ｃ
ＰＵ）１２２０Ａは、本発明の距離を測定する演算処理
手段として機能する他、本発明の制御手段としても機能
する。すなわち、この制御手段としての演算制御ユニッ
ト（ＣＰＵ）１２２０Ａが、図７に図解した概略測距を
行い、その結果から距離測定対象物体７までの距離を推
定し、その推定距離における最適なキャリアのパルス幅
を、たとえば、メモリから読み出し、そのパルス幅のデ
ータをタイミングパルス幅制御回路２００を介してタイ
ミングパルス発生回路１４Ａに印加してタイミングパル
スの周波数または周期を変化させてキャリア発生回路１
２Ａのキャリアのパルス幅を変化させる。本実施の形態
においては、演算制御ユニット（ＣＰＵ）１２２０Ａは
距離測定の演算処理手段および制御手段の両方の処理を
行う場合を例示する。

【００４３】図３と同様、図５に図解の超音波送信機１
Ａは、キャリア発生回路１２Ａ、タイミングパルス発生
回路１４Ａ、電力増幅回路１６を有する。この回路構成
自体と図３の同様であるが、図５においては、タイミン
グパルス発生回路１４Ａが、タイミングパルス幅制御回
路２００からの制御信号に応じて、タイミングパルスの
周波数または周期が、図６（ａ）に図解したように図４
（ａ）とは変化する。次いで、キャリア発生回路１２Ａ
がタイミングパルス発生回路１４Ａからの周波数または
周期が変化したタイミングパルスによってキャリアのパ
ルス幅が変化する回路である。

【００４４】タイミングパルス発生回路１４Ａタイミングパルス発生回路１４Ａの回路構成としては、
種々の形態が適用できる。本実施の形態においては、図
４（ａ）と図６（ａ）と対比すると明瞭なように、タイ
ミングパルスの周期が変化してているが、デューティは
ほぼ５０％と変化していない。したがって、図４（ａ）
に図解したタイミングパルスと図６（ａ）に図解したタ
イミングパルスとは周波数が異なる、換言すれば、周期
が異なることを意味している。

【００４５】したがって、タイミングパルス発生回路１
４Ａの第１の形態の回路構成例としては、可変周波数発
振器を用いて実現することができる。さらに具体的に述
べると、たとえば、可変周波数発振器として、位相同期
回路（ＰＬＬ）などに用いる公知の電圧制御型発振回路
（ＶＣＯ）を用いてタイミングパルス発生回路１４Ａを
構成し、タイミングパルス幅制御回路２００からは周波
数に応じた電圧をタイミングパルス発生回路１４Ａに印
加する。この場合、タイミングパルス発生回路１４Ａは
連続的に周波数または周期を変更することができる。

【００４６】タイミングパルス発生回路１４Ａの第２の
形態としては、図８に例示した、単安定マルチバイブレ
ータなどの発振回路を用いる。単安定マルチバイブレー
タのパルス幅Ｔは、下記式で規定される。

【００４７】Ｔ＝Ｃ₁×Ｒ₃ｌｎ（１＋Ｒ₁／Ｒ₂）（１＋Ｖ_f／Ｖ_osat）・・（２）ただし、Ｖ_fはダイオードＤの順方向電圧であり、Ｖ_osat＝Ｖ_cc−（１〜２）ＶＶ_ccは電源電圧である。

【００４８】式２から明らかなように、抵抗素子の値Ｒ
₃またはＲ₁，Ｒ₂、または、静電容量素子の値Ｃ₁を
変化させて発振周波数または周期を変更することができ
る。その場合、静電容量素子としては、可変静電容量素
子を用いることが好ましく、抵抗素子としては可変抵抗
素子を用いることが望ましい。この場合周波数または周
期を連続的に変換させることができる。

【００４９】タイミングパルス発生回路１４Ａの第３の
形態としては、第２の形態と同様、図７に図解した単安
定マルチバイブレータを用いるが、複数の異なる値の静
電容量素子および複数の値の異なる抵抗素子を設けてお
き、周波数または周期に応じてスイッチ素子でそれらを
選択することにより、周波数または周期を段階的に変化
させることができる。

【００５０】タイミングパルス発生回路１４Ａの具体的
な回路構成は上述したものに限定されず、その他、公知
を可変周波数回路を適宜用いることができる。

【００５１】キャリア発生回路１２Ａキャリア発生回路１２Ａは、送信用超音波センサ３の動
作特性の観点から、ほぼ４０ｋＨｚを中心とした共振周
波数を持っている。この周波数は変化させない。したが
って、たとえば、図６（ａ）に図解したように、タイミ
ングパルスの周期Ｔ２が図４（ａ）に図解したタイミン
グパルスの周期Ｔ１より長くなれば、その長い周期内に
は多くのキャリアパルスが存在することになる。したが
って、本実施の形態においては、キャリア発生回路１２
Ａは、基本的には、共振周波数４０ＫＨｚの発振器から
の発振パルスを、タイミングパルス発生回路１４Ａから
のタイミングパルスでゲートしたキャリアパルスを発生
して、電力増幅回路１６に出力することになる。

【００５２】タイミングパルス幅制御回路２００タイミングパルス幅制御回路２００はタイミングパルス
発生回路１４Ａの上述した形式に応じた制御信号をタイ
ミングパルス発生回路１４Ａに与えるように構成され
る。たとえば、第１の形態のタイミングパルス発生回路
１４Ａの場合、タイミングパルス幅制御回路２００は制
御信号として周波数または周期に応じた電圧の信号をタ
イミングパルス発生回路１４Ａに印加スル。第３の形態
のタイミングパルス発生回路１４Ａの場合は、タイミン
グパルス幅制御回路２００はスイッチ素子を駆動するス
イッチ制御信号を印加する。

【００５３】超音波受信機１１は、図３に図解した超音
波受信機１１と同様、前段増幅回路・バッファ回路１１
０、高周波信号濾波回路１１２、測距感度補正回路１１
４、低周波信号濾波回路・バッファ回路１１６、検波回
路１１８、バッファ回路／比較回路１２０、および、距
離測定演算制御回路１２２を有する。これらの回路の内
容については、図３を参照して述べた超音波受信機１１
の説明において述べているので、詳細は割愛するが、図
５に図解した送受信分離型反射方式の超音波距離測定装
置の全体動作に関連させて、その概要を再び記述する。

【００５４】電力増幅回路１６はキャリア発生回路１２
からのキャリアを送信用超音波センサ３を駆動可能なレ
ベルまで増幅する。電力増幅回路１６が増幅されたキャ
リアは送信用超音波センサ３を駆動し、距離測定対象物
体７に向かって超音波を放射する（図６（ｃ））。この
例示においては、キャリア発生回路１２は４０Ｈｚのキ
ャリアを発生する。距離測定対象物体７で反射した超音
波が受信用ホーンアンテナ１５を経由して受信用超音波
センサ１３で受信されて（図６（ｃ）に反射波の波形を
示す）、超音波受信機１１に印加される。前段増幅回路
・バッファ回路１１０は受信用超音波センサ１３からの
微弱な電気信号を、後段の回路で信号処理可能な所定レ
ベルまで増幅する。高周波信号濾波回路１１２は、前段
増幅回路・バッファ回路１１０で増幅した反射超音波に
対応した信号のうち、高周波成分を通過させ、低周波成
分を除去する。これにより、距離測定対象物体７からの
反射超音波に含まれる低周波雑音が除去できる。測距感
度補正回路１１４は可変利得増幅回路を有しており、高
周波信号濾波回路１１２からの信号を感度補正する。低
周波信号濾波回路・バッファ回路１１６は、その後段の
検波回路１１８で検波可能なように、測距感度補正回路
１１４からの出力信号のうち低周波信号成分を通過させ
る。検波回路１１８は、低周波信号濾波回路・バッファ
回路１１６からの出力信号を検波する。検波回路１１８
における検波としては、たとえば、包絡線検波を行う。
この例では、２倍検波を行う。バッファ回路／比較回路
１２０は検波回路１１８で検波した連続的な信号を順次
ディジタルデータとして保存し、所定のレベル信号と比
較して受信した反射波が所定のレベル以上のとき、希望
する反射波が受信されたことを示す信号を出力する。

【００５５】距離測定演算制御回路１２２Ａ距離測定演算制御回路１２２Ａは、送信用超音波センサ
３からの超音波発振から、バッファ回路／比較回路１２
０による受信波の受信までの時間を測定し、式１に従っ
て、距離を算出する。また、距離測定演算制御回路１２
２Ａは測距感度補正回路１１４と協動して測距の感度補
正を行う。さらに、距離測定演算制御回路１２２Ａは、
タイミングパルス幅制御回路２００を介して超音波送信
機１内のタイミングパルス発生回路１４Ａの発振周波数
または周期を制御する。この点が図３に図解した距離測
定演算制御回路１２２とは異なる。換言すれば、距離測
定演算制御回路１２２Ａは、タイミングパルス発生回路
１４Ａの周波数または周期を制御する機能が付加されて
いる。この処理については詳細を後述する。距離測定演
算制御回路１２２Ａ内の演算制御ユニット（ＣＰＵ）１
２２０Ａにおいてその処理を行う。その意味において、
演算制御ユニット（ＣＰＵ）１２２０Ａは図３に図解し
た演算制御ユニット（ＣＰＵ）１２２０Ａにタイミング
パルス発生回路１４Ａの制御を行う処理が付加されてい
る。

【００５６】距離測定演算制御回路１２２Ａは、上述し
た処理を行うため、演算制御ユニット（ＣＰＵ）１２２
０Ａと、この演算制御ユニット（ＣＰＵ）１２２０Ａの
クロック発振器としての水晶発振回路１２２１と、バッ
ファ回路１２２３と、ナンドゲート１２２５と、リセッ
トパルス発生回路１２２７と、ラッチパルス発生回路１
２２９と、測距用パルス発生回路１２３１とを有する。

【００５７】タイミングパルス発生回路１４Ａは、図６
（ａ）に図解したように、タイミングパルス幅制御回路
２００からの制御信号に応じた所定の周期（または所定
の周波数で）でタイミングパルスを発生し、キャリア発
生回路１２がタイミングパルスに応じた周波数のキャリ
アを発生する。このキャリアを図６（ｂ）に図解する。

【００５８】リセットパルス発生回路１２２７は、送信
用超音波センサ３が発振したときに、バッファ回路１２
２３からのタイミングパルスに基づいてリセットパルス
Ｒｐを演算制御ユニット（ＣＰＵ）１２２０Ａに出力
し、ＣＰＵ１２２０内のカウンタをリセットする。リセ
ットされたカウンタは、その後、測距用パルス発生回路
１２３１から出力されたキャリアをナンドゲート１２２
５でバッファ回路１２２３からのタイミングパルスと論
理演算したゲート化キャリアパルス（図６（ｂ））の計
数を開始する。バッファ回路／比較回路１２０において
受信波が正当な反射波と判断したとき、バッファ回路／
比較回路１２０は図６（ｅ）に図解したパルス信号を演
算制御ユニット（ＣＰＵ）１２２０およびバッファ回路
１２２３に出力する。ラッチパルス発生回路１２２９は
バッファ回路１２２３からのパルス信号に応答してラッ
チパルスＬｐをＣＰＵ１２２０Ａに出力して、カウンタ
の計数を停止する。このカウンタの計数値が、検出物体
７に向けて送信用超音波センサ３から超音波が発振さ
れ、受信用超音波センサ１３で反射波を受信するまでの
時間となる。この測定時間を用いて、式１に基づいて測
距を行う。なお、ＣＰＵ１２２０Ａは上述した測距処理
の他、測距感度補正回路１１４と協動して、補正処理を
行う。水晶発振回路１２２１は、ＣＰＵ１２２０におけ
るクロックＣＬＫの信号源である。

【００５９】距離測定演算制御回路１２２Ａの演算制御
ユニット（ＣＰＵ）１２２０Ａは、上述した基本動作に
よって距離測定対象物体７までの距離を測定するが正確
な測距を行うため、上述した動作を反復する、図７に図
解した方法、すなわち、概略測距と正確な測距の２段階
で測距を行う。その詳細を述べる。下記のステップ１〜
４が概略測距処理に相当し、ステップ５〜７が精密測距
処理に該当する。

【００６０】ステップ１（Ｓ１）：演算制御ユニット
（ＣＰＵ）１２２０Ａは、送受信分離型反射方式の超音
波距離測定装置の測定可能な範囲の中間距離に距離測定
対象物体７が位置していると仮定して、その位置に距離
測定対象物体７が位置していた場合に最適なタイミング
パルス発生回路１４Ａの発振周波数または周期を、事前
に記憶したデータをメモリ（図示せず）から読みだす。
すなわち、本実施の形態においては、距離測定対象物体
７までの距離を測定するのに望ましい、キャリアのパル
ス幅、ひいては、そのキャリアのパルス幅を発生させる
タイミングパルスの周波数または周期をデータとして事
前に求めておき、演算制御ユニット（ＣＰＵ）１２２０
Ａ内のメモリに記憶しておく。

【００６１】ステップ２（Ｓ２）：バッファ回路／比較
回路１２０Ａが読みだしたデータはタイミングパルス幅
制御回路２００に印加され、タイミングパルス幅制御回
路２００はタイミングパルス発生回路１４Ａの回路に則
した方法で上記データに対応した制御信号をタイミング
パルス発生回路１４Ａに印加する。その結果、タイミン
グパルス発生回路１４Ａは演算制御ユニット（ＣＰＵ）
１２２０Ａの指定する周波数または周期のタイミングパ
ルスを発生する。

【００６２】ステップ３（Ｓ３）：この状態で、キャリ
ア発生回路１２Ａはタイミングパルス発生回路１４Ａか
らのタイミングパルスに応じたキャリアを発生し、電力
増幅回路１６において増幅されて、送信用超音波センサ
３を駆動する。

【００６３】ステップ４（Ｓ４）：受信用超音波センサ
１３が距離測定対象物体７からの反射波に感応し、超音
波受信機１１において上述した反射波の検出を行い、距
離測定演算制御回路１２２Ａの演算制御ユニット（ＣＰ
Ｕ）１２２０Ａにおいて、式１に従って、測距演算を行
う。しかしながら、この測距結果は必ずしも正確ではな
い。

【００６４】ステップ５（Ｓ５）：演算制御ユニット
（ＣＰＵ）１２２０Ａは、得られた測距データを参照し
てメモリからその距離に最適なキャリアのパルス幅を発
生させるタイミングパルスの周波数または周期のデータ
を読みだして、タイミングパルス幅制御回路２００に印
加する。それにより、タイミングパルス発生回路１４Ａ
がタイミングパルス幅制御回路２００かちの制御信号に
応じてタイミングパルスの周波数または周期を変化させ
る。

【００６５】ステップ６（Ｓ６）：この状態で、キャリ
ア発生回路１２Ａは変化したタイミングパルスの周波数
または周期に応じたキャリアパルスを出力する。そのキ
ャリアパルスは電力増幅回路１６に印加されて増幅され
る。送信用超音波センサ３が電力増幅回路１６からの電
力に応じた駆動されて、距離測定対象物体７に向けて超
音波を発射する。

【００６６】ステップ７（Ｓ７）：受信用超音波センサ
１３が距離測定対象物体７からの反射波に感応し、超音
波受信機１１において上述した反射波の検出を行い、距
離測定演算制御回路１２２Ａの演算制御ユニット（ＣＰ
Ｕ）１２２０Ａにおいて、式１に従って、測距演算を行
う。この測距結果は正確である。したがって、演算制御
ユニット（ＣＰＵ）１２２０Ａは２度目の測距結果を測
定結果として出力する。

【００６７】以上により、正確な測距が行われる。本実
施の形態においては、距離測定対象物体７までの距離に
応じた電力増幅回路１６の電力を変化させる訳ではない
から、安定度も高く、電力増幅回路１６を可変利得増幅
回路に変更するより、低価格で実現できる。また、送信
用超音波センサ３の駆動電力を測定距離に応じて適切に
できるから、電力の無駄がない上、送信用超音波センサ
３の過大な振動が防止できるから、送信用超音波センサ
３の振動が外乱となって、測距の精度を低下させること
もない。

【００６８】第２の実施の形態図５を参照して述べた送受信分離型反射方式の超音波距
離測定装置は、測距感度補正回路１１４と距離測定演算
制御回路１２２Ａとによる、補正による測定距離を延ば
す場合を例示したが、本発明は、測距感度補正回路１１
４およびそのための距離測定演算制御回路１２２Ａの機
能が存在しない場合でも適用できる。そのときの測距の
精度および効果については上述した第１実施の形態と同
様である。

【００６９】本発明の実施に際しては、上述した例示に
限らず、種々の変形態様をとることができる。たとえ
ば、制御手段およびキャリアのパルス幅を変更する手段
として、上述した距離測定演算制御回路１２２Ａの演算
制御ユニット（ＣＰＵ）１２２０Ａを共用した場合につ
いて述べたが、バッファ回路／比較回路１２０Ａを測距
を行う演算手段部分と、タイミングパルスの周波数また
は周期を変更してキャリアのパルス幅を変化させる手段
とを別個独立に設けることもできる。

【００７０】また、タイミングパルス発生回路１４Ａに
ついて複数の回路構成例を例示したが、本発明の実施に
際しては、その他の公知または未知の種々の回路構成を
とることもできる。同様にキャリア発生回路１２Ａも公
知または未知の種々の回路構成をとることができる。

【００７１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、簡
単な回路構成で、かつ、電力増大をさせないで、精度の
よい測距が可能となる。

【００７２】また本発明は電力振幅を増大させないか
ら、送信用超音波センサの振動に起因する雑音の影響を
受けない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は送受信分離型反射方式の超音波距離測定
装置の構成図である。

【図２】図２は本発明の送受信分離型反射方式の超音波
距離測定装置の受信機の基本構成図である。

【図３】図３は本発明の背景技術としての送受信分離型
反射方式の超音波距離測定装置における距離測定演算制
御回路の構成図である。

【図４】図４（ａ）〜（ｅ）は図３の送受信分離型反射
方式の超音波距離測定装置の動作を説明する信号波形図
である。

【図５】図３は本発明の第１の実施の形態としての送受
信分離型反射方式の超音波距離測定装置における距離測
定演算制御回路の構成図である。

【図６】図６（ａ）〜（ｅ）は図５の送受信分離型反射
方式の超音波距離測定装置の動作を説明する信号波形図
である。

【図７】図７は本発明の送受信分離型反射方式の超音波
距離測定装置における動作モードを説明する図である。

【図８】図８は図６のタイミングパルス発生回路の回路
構成の１例を示す回路図である。

【符号の説明】

１・・超音波送信機３・・送信用超音波センサ５・・送信用ホーンアンテナ７・・距離測定対象物体１１・・超音波受信機１１０・・前段増幅回路・バッファ回路１１２・・高周波信号濾波回路１１４・・測距感度補正回路１１６・・低周波信号濾波回路・バッファ回路１１８・・検波回路１２０・・バッファ回路／比較回路１２２Ａ・・距離測定演算制御回路１２２０Ａ・・演算制御ユニット（ＣＰＵ）１３・・受信用超音波センサ１５・・受信用ホーンアンテナ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信用超音波センサから放射された超音波
が距離測定対象物体で反射され、該反射した超音波を受
信用超音波センサで受信し、超音波の送信から超音波の
受信までの時間を測定し、該計測時間から前記送信用超
音波センサまたは前記受信用超音波センサから前記距離
測定対象物体までの距離を測定する送受信分離型反射方
式の超音波距離測定装置であって、該超音波距離測定装
置は、前記送信用超音波センサの駆動制御を行う送信装置と、前記受信用超音波センサからの信号を処理して距離測定
を行う受信装置と、制御手段とを有し、前記送信装置は、制御信号に応じて前記送信用超音波センサを駆動するキ
ャリアのパルス幅を変化させてキャリアを発生するキャ
リア発生手段と、該キャリア発生手段からのキャリアを増幅し、前記送信
用超音波センサを駆動する電力増幅手段とを有し、前記受信装置は、包絡線検波手段と、前記検波手段で検出した検波信号から前記距離測定対象
物体の反射波の受信を検出し、前記送信用超音波センサ
の発振から該反射波の受信までの時間を測定し、その時
間から前記距離測定対象物体までの距離を算出する演算
処理手段とを有し、前記制御手段は、概略測距手段と、精密測距手段とを有し、前記概略測距手段は、前記距離測定対象物体に対して、
前記送信用超音波センサから所定のレベルの超音波を照
射し、前記演算処理手段において反射波を検出して前記
距離を算出し、前記精密測距手段は、前記特定した距離に基づいて、前
記送信装置内の前記タイミングパルス発生手段のタイミ
ングパルスの周波数または周期を変化させ、該変化させ
たタイミングパルスの周波数または周期に基づいて前記
送信用超音波センサを励起させて前記距離測定対象物体
に対して前記送信用超音波センサから所定のレベルの超
音波を照射し、前記演算処理手段において反射波を検出
して前記距離を算出させる送受信分離型反射方式の超音
波距離測定装置。
【請求項２】前記距離に対する前記送信用超音波センサ
を駆動するキャリアのパルス幅は、それぞれの距離に対
するキャリアのパルス幅としてメモリに記憶されている
請求項１記載の送受信分離型反射方式の超音波距離測定
装置。
【請求項３】前記送信用超音波センサは防滴型送信用超
音波センサであり、前記受信用超音波センサは防滴型受信用超音波センサで
ある請求項１記載の送受信分離型反射方式の超音波距離
測定装置。
【請求項４】前記受信装置は、前記包絡線検波手段の前
段に、前記受信用超音波センサにおける受信信号の感度
を補正する感度補正回路を設け、前記包絡線検波手段は前記感度補正回路の出力を検波す
る請求項３記載の送受信分離型反射方式の超音波距離測
定装置。
【請求項５】送信用超音波センサから放射された超音波
が距離測定対象物体で反射され、該反射した超音波を受
信用超音波センサで受信し、超音波の送信から超音波の
受信までの時間を測定し、該計測時間から前記送信用超
音波センサまたは前記受信用超音波センサから前記距離
測定対象物体までの距離を測定する送受信分離型反射方
式の超音波距離測定方法であって、所定の距離に対する、前記送信用超音波センサを駆動す
るキャリアのパルス幅のキャリアを増幅した信号で前記
送信用超音波センサを駆動して、前記距離測定対象物体
までの第１の距離を算出し、該算出した第１の距離を参照して、その距離に対する前
記送信用超音波センサを駆動するキャリアのパルス幅を
設定し、そのキャリアを増幅した信号で前記送信用超音
波センサを駆動して、前記距離測定対象物体までの第２
の距離を算出する送受信分離型反射方式の超音波距離測
定方法。
【請求項６】前記距離に対する前記送信用超音波センサ
を駆動するキャリアのパルス幅は、それぞれの距離に対
するキャリアのパルス幅としてメモリに記憶されている
請求項５記載の送受信分離型反射方式の超音波距離測定
方法。
【請求項７】前記所定の距離は、測定範囲の中間距離で
ある請求項５記載の送受信分離型反射方式の超音波距離
測定方法。