JP2009068875A - Acceleration detection device, acceleration detection method, and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加速度の検出装置、検出方法及び電子機器に関し、特に音波を使用して加速度を検出する加速度検出装置、加速度検出方法及び電子機器に関する。 The present invention relates to an acceleration detection device, a detection method, and an electronic device, and more particularly, to an acceleration detection device, an acceleration detection method, and an electronic device that detect acceleration using sound waves.
現在用いられている加速度センサには、加速度の影響によって変形したり、あるいは移動したりするように形成された可動体を備えるものがある。これらの加速度センサは、可動体の変形、位置変化といった変位を、静電容量の変化、電磁誘導による起電力の発生、ピエゾ抵抗効果、圧電効果等を用いて電気信号に変換することにより、加速度を検出している。 Some acceleration sensors currently used include a movable body formed so as to be deformed or moved under the influence of acceleration. These acceleration sensors convert displacements such as deformation and position changes of movable bodies into electrical signals using changes in capacitance, generation of electromotive force due to electromagnetic induction, piezoresistance effect, piezoelectric effect, etc. Is detected.
上記のように可動体を備えるセンサの他に、超音波を使用して、３次元運動を行う物体の速度を測定する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。また、同じく超音波を使用して、速度及び加速度を測定する技術も開示されている（例えば、特許文献２参照。）。さらに、超音波ではなく、光を用いて加速度を測定する技術も開示されている（例えば、特許文献３参照。）。 In addition to the sensor including the movable body as described above, a technique for measuring the speed of an object that performs three-dimensional motion using ultrasonic waves is disclosed (for example, see Patent Document 1). Similarly, a technique for measuring velocity and acceleration using ultrasonic waves is also disclosed (see, for example, Patent Document 2). Furthermore, a technique for measuring acceleration using light instead of ultrasonic waves is also disclosed (see, for example, Patent Document 3).
上記の各公知技術にはそれぞれ課題がある。まず、可動体を備える加速度センサでは、加速度の検出感度の確保とセンサの小型化のために、可動体が微細で精密な物理的構造を備えている。そのため、信頼性やコストに課題がある。また、センサが小型であることから、可動体の変位の量も小さい。そのため、変位によって生じる微小な電気信号を取り扱う必要がある。さらに、可動部位が温度変化により変形するために、測定値が温度変化の影響を受けるという課題もある。 Each of the above known techniques has problems. First, in an acceleration sensor including a movable body, the movable body has a fine and precise physical structure in order to ensure acceleration detection sensitivity and reduce the size of the sensor. Therefore, there are problems in reliability and cost. In addition, since the sensor is small, the amount of displacement of the movable body is small. Therefore, it is necessary to handle a minute electric signal generated by the displacement. Furthermore, since a movable part deform | transforms with a temperature change, there also exists a subject that a measured value receives to the influence of a temperature change.
特許文献１、２、３の技術では、超音波又は光を用いており、可動体は用いられていない。そのため、可動体を備えることに起因する、前述のような課題は生じない。ところが、これらの技術には別の課題が存在する。
In the techniques of
特許文献１の技術は、運動速度の測定装置であり、加速度の測定については開示していないが、速度の測定を複数回行うことで、平均加速度を求めることはできると考えられる。ところが、特許文献１の技術は、静止した速度測定装置から測定対象物に超音波を照射し、反射波の周波数を測定することにより速度を求めている。そのため、ある装置内においてその装置自体の速度を測定する場合には、静止している外部の物体に超音波を照射し、その反射波を受信する必要がある。あらゆる外部環境を想定すると、静止している外部の物体からの反射波のみを分別して受信することは非常に困難である。従って、ある装置内で閉じた速度測定を行うことは実用上不可能と言える。
The technique of
そして、特許文献１の技術のように、反射を用いる方法は、原理的に、装置内で閉じた速度測定が不可能である。なぜなら、超音波の送信機と反射部との間の相対速度がないからである。超音波の送信機と反射部との間の相対速度がない場合には速度の測定ができない理由について以下に説明する。
And the method using reflection like the technique of
音速をVs、媒質（空気）に対する、超音波送信機の速度v1、反射板の速度をv2、超音波送信機が送信する超音波の周波数をf0とすると、反射板が受信する周波数f1は、ドップラー効果としてよく知られているように、
f1 = f0・(Vs - v2)/(Vs - v1) （３１）
となる。
When the speed of sound is Vs, the speed of the ultrasonic transmitter for the medium (air) v1, the speed of the reflector is v2, and the frequency of the ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic transmitter is f0, the frequency f1 received by the reflector is As is well known as the Doppler effect,
f1 = f0 ・ (Vs-v2) / (Vs-v1) (31)
It becomes.
反射板は、速度v2で運動する、周波数f1の超音波送信機とみなすことができる。従って、超音波送信機と同速度v1で運動する超音波受信機が受信する反射波の周波数f2は、
f2 = f1・(Vs + v1)/(Vs + v2)
= f0・(Vs + v1)・(Vs - v2)/(Vs - v1)・(Vs + v2) （３２）
となる。
The reflector can be regarded as an ultrasonic transmitter having a frequency f1 that moves at a velocity v2. Therefore, the frequency f2 of the reflected wave received by the ultrasonic receiver moving at the same speed v1 as the ultrasonic transmitter is
f2 = f1 ・ (Vs + v1) / (Vs + v2)
= f0 ・ (Vs + v1) ・ (Vs-v2) / (Vs-v1) ・ (Vs + v2) (32)
It becomes.
装置内で閉じた速度測定を行う場合は、
v2 - v1 = 0
であるから、（３２）式より、
f2 = f0
となる。このように、超音波送信機及び超音波受信機と、反射板との間に相対速度が存在しないときは、反射を用いる方法では速度を測定することはできない。従って、特許文献１の技術では、装置内で閉じた、測定装置単体の、速度測定及び加速度の検出は不可能である。
When performing a closed speed measurement in the device,
v2-v1 = 0
Therefore, from equation (32),
f2 = f0
It becomes. Thus, when there is no relative velocity between the ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver and the reflector, the velocity cannot be measured by the method using reflection. Therefore, with the technique of
特許文献２の技術も、超音波の反射を用いて速度及び加速度を検出しているので、特許文献１の技術と同様の課題がある。
The technique of
特許文献３の技術は、ドップラー効果による光の周波数（振動数）変化を用いて加速度を検出している。そのため、光の周波数は音波と比較して極めて高く、周波数の測定が音波のように容易ではないという課題がある。また、特許文献３の技術では、屈折率の異なる導波装置とハーフミラーを２組使用している。そのため、物理的なサイズが大きくなり、多くのコストも必要になるという課題もある。
（発明の目的）
本発明は上記のような技術的課題に鑑みて行われたもので、安価で、反射等外部からの応答を用いることなく、単体で加速度を検出することができる加速度検出装置、加速度検出方法を提供することを目的とする。
The technique of Patent Document 3 detects acceleration using a change in frequency (frequency) of light due to the Doppler effect. For this reason, the frequency of light is extremely high compared to sound waves, and there is a problem that frequency measurement is not as easy as sound waves. In the technique of Patent Document 3, two sets of waveguide devices and half mirrors having different refractive indexes are used. Therefore, there is a problem that the physical size is increased and a lot of costs are required.
(Object of invention)
The present invention has been made in view of the above technical problems, and is an inexpensive acceleration detection apparatus and acceleration detection method that can detect acceleration alone without using an external response such as reflection. The purpose is to provide.
本発明の加速度検出装置は、所定の基準周波数の音波を送信する音波送信部と、音波送信部から所定の距離だけ隔てた位置に固定された音波受信部と、音波が送信された後、所定の遅延時間経過後に音波受信部が受信した音波の周波数である受信周波数を測定する周波数測定部と、基準周波数、及び受信周波数に基づき、加速度を検出する加速度検出部を備えることを特徴とする。 The acceleration detecting device of the present invention includes a sound wave transmitting unit that transmits a sound wave having a predetermined reference frequency, a sound wave receiving unit that is fixed at a position separated from the sound wave transmitting unit by a predetermined distance, A frequency measurement unit that measures a reception frequency, which is a frequency of a sound wave received by the sound wave reception unit after the delay time has elapsed, and an acceleration detection unit that detects acceleration based on the reference frequency and the reception frequency.
本発明の加速度検出方法は、所定の基準周波数の音波を送信するステップと、送信した後、所定の遅延時間経過後に受信した音波の受信周波数を測定するステップと、基準周波数、及び受信周波数に基づき、加速度を検出するステップを備えることを特徴とする。 The acceleration detection method of the present invention is based on a step of transmitting a sound wave of a predetermined reference frequency, a step of measuring a reception frequency of a sound wave received after a predetermined delay time after transmission, the reference frequency, and the reception frequency. And a step of detecting an acceleration.
本発明の加速度検出装置は、音波送信部から所定の基準周波数の音波を送信し、ドップラー効果により変化した音波の周波数を所定の位置に配置した音波受信部で受信し、基準周波数との差を求め、その差に基づき加速度を検出する。このように、本発明の加速度検出装置は、音波の送信、音波の受信、周波数測定、演算という簡単な構成のみで加速度を検出することができるので、安価に実現することができるという効果がある。また、本発明の加速度検出装置は、反射等外部からの応答を用いないので、単体で加速度の検出が可能であるという効果がある。 The acceleration detecting device of the present invention transmits a sound wave having a predetermined reference frequency from the sound wave transmitting unit, receives the frequency of the sound wave changed by the Doppler effect at a sound wave receiving unit arranged at a predetermined position, and calculates a difference from the reference frequency. The acceleration is detected based on the difference. As described above, the acceleration detection device of the present invention can detect acceleration with only a simple configuration of transmitting sound waves, receiving sound waves, measuring frequency, and calculating, and thus has an effect that can be realized at low cost. . Moreover, since the acceleration detection apparatus of the present invention does not use external responses such as reflection, there is an effect that acceleration can be detected by itself.
（第１の実施形態）
本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施形態の加速度検出装置のブロック図、図２は第１の実施形態の加速度検出装置の構成を模式的に表した平面図、図３は第１の実施形態の加速度検出装置の動作原理を示すグラフである。
(First embodiment)
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a block diagram of an acceleration detection device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view schematically showing the configuration of the acceleration detection device according to the first embodiment, and FIG. 3 is a first embodiment. It is a graph which shows the principle of operation of this acceleration detection apparatus.
図１、図２を用いて、第１の実施形態について説明する。本加速度検出装置は、音波送信部１、音波受信部２、周波数測定部３、加速度検出部４を備える。
The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The acceleration detection apparatus includes a sound
音波送信部１は、所定の基準周波数f0の音波５を出力する。音波送信部１は、例えば、スピーカを用いて実現することができる。音波受信部２は、音波送信部１から所定の距離d1だけ隔てた位置に固定され、音波５が出力された後、所定の時間Δt経過後に音波５を受信する。音波受信部２は、例えば、マイクを用いて実現することができる。
The sound
音波送信部１、音波受信部２の位置関係について説明する。音波送信部１、音波受信部２は、第１の実施形態の加速度検出装置６の内部に、図２のような位置関係で配置されている。音波送信部１と音波受信部２との間隔d1は特に限定されない。
The positional relationship between the sound
周波数測定部３は、音波受信部２が受信した音波５の周波数（受信周波数）f1を測定する。加速度検出部４は、受信周波数f1、基準周波数f0に基づき、図２のｘ軸方向の加速度の有無を検出する。
The frequency measuring unit 3 measures the frequency (reception frequency) f1 of the
周波数測定部３で行う音波の周波数の測定は、各種の方法を用いて行うことができる。例えば、音波を受信して得られる電気信号を飽和増幅してパルス波形とし、そのパルス波形の立ち上がり又は立ち下がりの時間間隔を測定し、その逆数を周波数とする方法がある。その他にも、音波等、測定された波形の周波数を測定する方法については、各種の方法が開示されている（例えば、特開平６−５０８０５号公報、特開平９−５３６７号公報、特開２００４−１９８９７５号公報参照）ので、詳細な説明は省略する。 The measurement of the frequency of the sound wave performed by the frequency measuring unit 3 can be performed using various methods. For example, there is a method in which an electric signal obtained by receiving a sound wave is saturated and amplified to form a pulse waveform, the time interval between the rising and falling edges of the pulse waveform is measured, and the reciprocal thereof is the frequency. In addition, various methods for measuring the frequency of a measured waveform such as a sound wave have been disclosed (for example, JP-A-6-50805, JP-A-9-5367, JP-A-2004). Therefore, detailed description is omitted.
また、加速度検出部４も各種の方法で実現することができる。例えば、論理回路のみ、あるいは論理回路にＣＰＵによるソフト処理を併用して実現することができる。周波数測定部３、加速度検出部４の処理内容の詳細については後述する。 The acceleration detection unit 4 can also be realized by various methods. For example, it can be realized by using only a logic circuit or a software process by a CPU in combination with the logic circuit. Details of processing contents of the frequency measurement unit 3 and the acceleration detection unit 4 will be described later.
なお、周波数測定部３、加速度検出部４の配置位置は任意である（図２には図示していない）。
（第1の実施形態の動作）
音波を利用して加速度を検出する原理について説明する。音波送信部１、音波受信部２は、加速度検出装置６の内部に固定されている。従って、音波送信部１、音波受信部２の、媒質（空気）に対する速度は、常に加速度検出装置６の速度v(t)に等しい。なお、v(t)は音速Vsよりも小さいものとする。
In addition, the arrangement positions of the frequency measurement unit 3 and the acceleration detection unit 4 are arbitrary (not shown in FIG. 2).
(Operation of the first embodiment)
The principle of detecting acceleration using sound waves will be described. The sound
加速度検出装置６が加速度運動するとき、速度v(t)は、時間Δt後には
v(t+Δt) = v(t) + Δv （１）
となる。Δvは、Δtの間に生じた速度の変化量である。速度の符号については、音波送信部１から音波受信部２への方向（図２のｘ軸方向）を正とする。
When the acceleration detecting device 6 is accelerating, the velocity v (t) is
v (t + Δt) = v (t) + Δv (1)
It becomes. Δv is the amount of change in speed that occurs during Δt. Regarding the sign of velocity, the direction from the sound
今、時刻tに音波送信部１が周波数f0、速度Vsの音波を送信し、時刻t +Δtに音波受信部２が受信するものとする。このとき、音波受信部２が受信する音波の周波数f1(t+Δt)は、ドップラー効果により、
f1(t+Δt) = f0・(Vs - v(t+Δt))/(Vs - v(t))
= f0・(Vs - v(t) - Δv)/(Vs - v(t)) （２）
となる。（２）式をΔvについて解くと、
Δv = (f0 - f1(t+Δt))・(Vs - v(t))/f0 （３）
となる。Vs > v(t)であるから、
１)f1(t+Δt) > f0のとき、Δv < 0 （４）
２)f1(t+Δt) = f0のとき、Δv = 0 （５）
３)f1(t+Δt) < f0のとき、Δv > 0 （６）
となる。すなわち、音波送信部１が送信した音波の周波数f0と、音波受信部２が受信した音波の周波数f1(t+Δt)の大小を比較することにより、加速度検出装置６の加速の有無を検出することができる。
Now, it is assumed that the sound
f1 (t + Δt) = f0 ・ (Vs-v (t + Δt)) / (Vs-v (t))
= f0 ・ (Vs-v (t)-Δv) / (Vs-v (t)) (2)
It becomes. Solving equation (2) for Δv,
Δv = (f0-f1 (t + Δt)) ・ (Vs-v (t)) / f0 (3)
It becomes. Since Vs> v (t),
1) When f1 (t + Δt)> f0, Δv <0 (4)
2) When f1 (t + Δt) = f0, Δv = 0 (5)
3) When f1 (t + Δt) <f0, Δv> 0 (6)
It becomes. That is, the presence or absence of acceleration of the acceleration detecting device 6 is detected by comparing the frequency f0 of the sound wave transmitted by the sound
一般に、音源と観測者間に相対速度がない場合にはドップラー効果は生じない。このことは、（２）式でv(t+Δt) = v(t)とおけば、f1(t+Δt) = f0となることからわかる。 In general, the Doppler effect does not occur when there is no relative velocity between the sound source and the observer. This can be understood from f1 (t + Δt) = f0 when v (t + Δt) = v (t) in equation (2).
ところが、本発明では、音波送信部が音波を送信した後、音波送信部と同じ速度で運動していた音波受信部の速度が変化する。そして、その後、音波受信部が周波数を測定する。そのため、（２）式のように、ドップラー効果が生じるのである。 However, in the present invention, after the sound wave transmitting unit transmits the sound wave, the speed of the sound wave receiving unit that has moved at the same speed as the sound wave transmitting unit changes. Thereafter, the sound wave receiving unit measures the frequency. Therefore, the Doppler effect occurs as shown in the equation (2).
上記に説明した本発明の原理を、グラフを参照してさらに詳細に説明する。図３（ａ）は、加速度検出装置６の速度v(t)の時間変化を示す。図３（ｂ）は、音波送信部１、音波受信部２、及び音波の先頭部の位置x(t)の時間変化を示す。時刻tに送信された音波送信部１から送信された音波の先頭部は、線３１のように進む。音波送信部１、音波受信部２は、それぞれ、線３２、３３のように進む。
The principle of the present invention described above will be described in more detail with reference to the graph. FIG. 3A shows a change over time in the velocity v (t) of the acceleration detection device 6. FIG. 3B shows temporal changes in the position x (t) of the sound
線３１で示す音波の先頭部は、時刻tにおいて、音波送信部１の速度がv(t)のときに送信されたものである。その先頭部を、音波受信部２は、時刻Δtに受信する。このとき、音波受信部２の速度は、v(t+Δt)に変化している。従って、（２）式が成り立つ。
The head part of the sound wave indicated by the
また、（３）式から、加速度検出装置６の加速度aを求めることができる。すなわち、（３）式より、
a = Δv/Δt
= (f0 - f1(t+Δt))・(Vs - v(t))/Δt （７）
（７）式からわかるように、加速度の値を求めるためには、f1(t+Δt)に加え、Δt 、v(t)を測定する必要がある。Vs及びf0は既知である。
Moreover, the acceleration a of the acceleration detection apparatus 6 can be calculated | required from (3) Formula. That is, from equation (3)
a = Δv / Δt
= (f0-f1 (t + Δt)) ・ (Vs-v (t)) / Δt (7)
As can be seen from the equation (7), in order to obtain the acceleration value, it is necessary to measure Δt and v (t) in addition to f1 (t + Δt). Vs and f0 are known.
ここで、 v(t)は、加速度検出装置６のみでは測定することはできない。そこで、加速度検出装置６の運動速度は常に音速に比べて十分小さい（Vs >> v(t)）と仮定し、適当な近似を行うと加速度を求めることができる。すなわち、（７）式は、
a = (f0 - f1(t+Δt))・(Vs - v(t))/(f0・Δt)
= (f0 - f1(t+Δt))・Vs・(1- v(t)/Vs)/(f0・Δt)
= (f0 - f1(t+Δt))・Vs/(f0・Δt) （８）
と近似することができる。
Here, v (t) cannot be measured only by the acceleration detector 6. Therefore, it is assumed that the motion speed of the acceleration detection device 6 is always sufficiently smaller than the sound speed (Vs >> v (t)), and the acceleration can be obtained by performing an appropriate approximation. That is, Equation (7) is
a = (f0-f1 (t + Δt)) ・ (Vs-v (t)) / (f0 ・ Δt)
= (f0-f1 (t + Δt)) ・ Vs ・ (1- v (t) / Vs) / (f0 ・ Δt)
= (f0-f1 (t + Δt)) ・ Vs / (f0 ・ Δt) (8)
And can be approximated.
Δt は、音波送信部１による音波の送信から、音波受信部２による音波の受信までの時間であるから、音波受信部２を用いて測定することが可能である。例えば、時刻tまで音波送信部１は音波を送信せず、時刻tになると同時に音波を送信すればよい。このとき、音波受信部２が始めて音波を受信した時刻がt+Δtであると判断できる。もし、連続して加速度を測定するならば、１回の音波の送信時間を短時間で終了させ、１回の送信ごとに音波を受信してΔt及びf1(t+Δt)を測定すればよい。そして、この送信、受信及び測定という一連の処理を繰り返すことにより、連続的に加速度を測定することができる。
Δt is the time from the transmission of the sound wave by the sound
（８）式を求めるときに、近似を用いたため、（８）式で求めた加速度は誤差を含む。誤差の大きさの一例を示すと、例えば加速度センサの速度が音速の１／１００程度の速度（３ｍ／ｓ、約１２ｋｍ／ｓ）以下の場合には、誤差の大きさは１％を下回る。従って、物体の速度が比較的低速度である場合には、（８）式は十分に実用的であると言える。 Since approximation is used when obtaining the equation (8), the acceleration obtained by the equation (8) includes an error. As an example of the magnitude of the error, for example, when the speed of the acceleration sensor is about 1/100 of the speed of sound (3 m / s, about 12 km / s) or less, the magnitude of the error is less than 1%. Therefore, when the speed of the object is relatively low, the expression (8) can be said to be sufficiently practical.
なお、音波受信部３が音波５を受信するとき、バンドパスフィルタを用いて、周囲の環境からの雑音の影響を除外してもよい。すなわち、加速度の測定に用いる音波の周波数f0の近傍の周波数、厳密には加速度によって変動する周波数の範囲内の周波数の音波のみを、バンドパスフィルタを用いて通過させればよい。周波数の変動範囲は、（２）、（３）式からわかるように、音速、使用する音波の周波数、測定対象物の速度及び加速度の範囲、音波の送信から受信までの時間間隔とから求めることができる。
Note that when the sound wave receiving unit 3 receives the
また、音波の周波数は特に限定されない。人間の可聴範囲外の周波数の音波として、超音波を使用してもよい。あるいは、外部の雑音になったり、外部の音の影響を受けたりしないならば、可聴範囲の音波を使用してもよい。
（第１の実施形態の効果）
以上のように、第１の実施形態の加速度検出装置は、所定の基準周波数の音波を送信した後、受信部で音波を受信し、受信した音波の周波数と基準周波数との差に基づき、加速度を検出する。このとき、音波の送信にはスピーカ等を、音波の受信にはマイク等を使用することができる。音波の周波数の測定には簡単に実現可能な一般的な方法を使用することができる。加速度の検出は、周波数の差を求める演算と、差の正負の判定を行うことにより可能である。
Moreover, the frequency of the sound wave is not particularly limited. An ultrasonic wave may be used as a sound wave having a frequency outside the human audible range. Alternatively, sound waves in the audible range may be used if they are not external noise or are not affected by external sounds.
(Effects of the first embodiment)
As described above, the acceleration detection apparatus according to the first embodiment transmits a sound wave having a predetermined reference frequency, then receives the sound wave at the receiving unit, and based on the difference between the received sound wave frequency and the reference frequency, Is detected. At this time, a speaker or the like can be used for transmitting sound waves, and a microphone or the like can be used for receiving sound waves. A general method that can be easily realized can be used for measuring the frequency of the sound wave. The acceleration can be detected by calculating the frequency difference and determining whether the difference is positive or negative.
従って、第１の実施形態の加速度検出装置は、安価に、加速測定装置内で閉じた単体の加速度検出が可能であるという効果がある。
（第２の実施形態）
第２の実施形態の加速度検出装置は、２つの音波受信部を用いて加速度を求める。図４は第２の実施形態の加速度検出装置のブロック図、図５は第２の実施形態の加速度検出装置の構成を模式的に表した平面図、図６は第２の実施形態の加速度検出装置の動作原理を示すグラフ、図７は第２の実施形態の加速度検出装置の変形例のブロック図である。
Therefore, the acceleration detection apparatus of the first embodiment has an effect that it is possible to detect a single acceleration closed in the acceleration measurement apparatus at a low cost.
(Second Embodiment)
The acceleration detection apparatus according to the second embodiment obtains acceleration using two sound wave receiving units. 4 is a block diagram of the acceleration detection device of the second embodiment, FIG. 5 is a plan view schematically showing the configuration of the acceleration detection device of the second embodiment, and FIG. 6 is an acceleration detection of the second embodiment. FIG. 7 is a block diagram of a modification of the acceleration detection device of the second embodiment.
図４、図５を用いて、第２の実施形態について図面を参照して説明する。加速度検出装置１０は、音波送信部１、第１の音波受信部２、第２の音波受信部７、周波数差測定部８、加速度検出部４を備える。
The second embodiment will be described with reference to the drawings with reference to FIGS. 4 and 5. The
音波送信部１は、所定の基準周波数f0の音波５１、５２を出力する。音波５１は第１の音波受信部２に向けて送信される音波で、音波５２は第２の音波受信部７に向けて送信される音波である。音波送信部１による音波の送信の方向は、２方向に制限する必要はない。音波を全方向に送信し、その一部を第１の音波受信部２及び第２の音波受信部７が受信するようにしてもよい。音波送信部１は、例えば、スピーカを用いて実現することができる。第１の音波受信部２は、音波送信部１から所定の距離d1だけ隔てた位置に固定され、音波５１が出力された後、所定の時間Δt経過後に音波５１を受信する。第２の音波受信部７は、音波送信部１と所定の距離d2だけ隔てた位置に固定され、音波５２が出力された後、所定の時間Δt経過後に音波５２を受信する。第１の音波受信部２、第２の音波受信部７は、例えば、マイクを用いて実現することができる。
The sound
音波送信部１、第１の音波受信部２、第２の音波受信部７の位置関係について説明する。音波送信部１、第１の音波受信部２、第２の音波受信部７は、第２の実施形態の加速度検出装置１０の内部に、図５のような位置関係で配置されている。すなわち、第１の音波受信部２、音波送信部１、第２の音波受信部７の順に、一直線上に配置する。このとき、音波送信部１と第１の音波受信部２との間隔d1と、音波送信部１と第２の音波受信部７との間隔d2との関係は特に限定されない。
The positional relationship between the sound
周波数差測定部８は、第１の音波受信部２が受信した音波５１の周波数（第１の周波数）f1、及び第２の音波受信部７が受信した音波５２の周波数（第２の周波数）f2の差である、第１の周波数差(f1 - f2)を測定する。加速度検出部４は、第１の周波数差(f1 - f2)、及び時間Δtに基づき、図５のｘ軸方向の加速度を算出する。
The frequency
周波数差測定部８、加速度検出部４は、第１の実施形態と同様に、各種の方法で実現することができる。また、周波数差測定部８、加速度検出部４の配置位置は任意である（図５には図示していない）。
（第２の実施形態の動作）
第２の実施形態における、音波を利用して加速度を測定する原理について説明する。音波送信部１、第１の音波受信部２、第２の音波受信部７は、加速度検出装置１０の内部に固定されている。従って、音波送信部１、第１の音波受信部２、第２の音波受信部７の、媒質（空気）に対する速度は、常に加速度検出装置１０の速度v(t)に等しい。
Similar to the first embodiment, the frequency
(Operation of Second Embodiment)
The principle of measuring acceleration using sound waves in the second embodiment will be described. The sound
加速度検出装置１０が一定の加速度aで運動するとき、時刻t+Δtには速度v(t)は、
v(t+Δt) = v(t) + a・Δt （１１）
となる。速度の符号については、第１の音波受信部２から第２の音波受信部７への方向（図５のｘ軸方向）を正とする。
When the
v (t + Δt) = v (t) + a · Δt (11)
It becomes. Regarding the sign of velocity, the direction from the first sound
今、時刻tに音波送信部１が音波５１、５２を送信し、時刻t +Δtに第１の音波受信部２及び第２の音波受信部７が受信するものとする。このとき、第１の音波受信部２及び第２の音波受信部７が受信する音波の周波数f1(t+Δt)、f2(t+Δt)は、ドップラー効果により、
f1(t+Δt) = f0・(Vs - v(t+Δt))/(Vs - v(t))
= f0・(Vs - v(t) - a・Δt)/(Vs - v(t))
= f0・{1 - a・Δt/(Vs - v(t))} （１２）
f2(t+Δt) = f0・(-Vs - v(t+Δt))/(-Vs - v(t))
= f0・(-Vs - v(t) - a・Δt)/(-Vs - v(t))
= f0・{1 + a・Δt/(Vs + v(t))} （１３）
となる。
Now, it is assumed that the sound
f1 (t + Δt) = f0 ・ (Vs-v (t + Δt)) / (Vs-v (t))
= f0 ・ (Vs-v (t)-a ・ Δt) / (Vs-v (t))
= f0 ・ {1-a ・ Δt / (Vs-v (t))} (12)
f2 (t + Δt) = f0 ・ (-Vs-v (t + Δt)) / (-Vs-v (t))
= f0 ・ (-Vs-v (t)-a ・ Δt) / (-Vs-v (t))
= f0 ・ {1 + a ・ Δt / (Vs + v (t))} (13)
It becomes.
（２）の両辺から、（３）の両辺をそれぞれ減算すると、
f1(t+Δt) - f2(t+Δt)
= f0・{1 - a・Δt/(Vs + v(t))}- f0・{1 + a・Δt/(Vs - v(t))}
= -f0・{ a・Δt/(Vs + v(t)) + a・Δt/(Vs - v(t))}
= -2f0・Vs・a・Δt/(Vs^2 - v(t)^2) （１４）
ここで、速度v(t)が音速Vsに比べて十分小さい（Vs >> v(t)）とすると、
f1(t+Δt) - f2(t+Δt)
= -2f0・Vs・a・Δt/(Vs^2 - v(t)^2)}
= -2f0・Vs・a・Δt/{Vs^2・(1 - (v(t)/Vs)^2)}
= -2f0・a・Δt・{1 + (v(t)/Vs)^2)}/Vs
= -2f0・a・Δt/Vs （１５）
よって、加速度aは、
a = Vs・(f2(t+Δt) - f1(t+Δt))/(2f0・Δt) （１６）
となる。
Subtracting both sides of (3) from both sides of (2)
f1 (t + Δt)-f2 (t + Δt)
= f0 ・ {1-a ・ Δt / (Vs + v (t))}-f0 ・ {1 + a ・ Δt / (Vs-v (t))}
= -f0 ・ {a ・ Δt / (Vs + v (t)) + a ・ Δt / (Vs-v (t))}
= -2f0 ・ Vs ・ a ・ Δt / (Vs ^ 2-v (t) ^ 2) (14)
Here, if the velocity v (t) is sufficiently smaller than the sound velocity Vs (Vs >> v (t)),
f1 (t + Δt)-f2 (t + Δt)
= -2f0 ・ Vs ・ a ・ Δt / (Vs ^ 2-v (t) ^ 2)}
= -2f0 ・ Vs ・ a ・ Δt / {Vs ^ 2 ・ (1-(v (t) / Vs) ^ 2)}
= -2f0 ・ a ・ Δt ・ {1 + (v (t) / Vs) ^ 2)} / Vs
= -2f0 ・ a ・ Δt / Vs （15）
Therefore, acceleration a is
a = Vs · (f2 (t + Δt)-f1 (t + Δt)) / (2f0 · Δt) (16)
It becomes.
（５）式を求めたときの近似の誤差は、加速度センサの速度が音速（常温で約３４０ｍ／ｓ）の１／１０程度の速度（３４ｍ／ｓ、約１２０ｋｍ／ｓ）以下である場合には、近似による誤差は１％以内に収まる。従って、（１６）式による加速度の算出は、比較的高速度で運動する場合においても実用的には問題ないことがわかる。 The approximation error when calculating equation (5) is when the speed of the acceleration sensor is about 1/10 of the speed of sound (about 340 m / s at room temperature) (34 m / s, about 120 km / s) or less. The error due to approximation falls within 1%. Therefore, it can be seen that the calculation of the acceleration according to the equation (16) has no practical problem even when exercising at a relatively high speed.
第１の実施の形態における加速度の測定との違いは、算出された加速度が持つ誤差の大きさにある。すなわち、第１の実施形態では、（７）式において、1 - v(t)/Vs≒1と近似した。これに対し、第２の実施形態では、（１４）式において、1/(1 - (v(t)/Vs)^2)≒1と近似した。このように、近似を行うときのVsに対するv(t)の比v(t)/Vsの次数が異なるため、第２の実施形態の加速度の方が誤差が少ない。逆に言えば、第２の実施形態では、第１の実施形態よりも速度が高い領域でも同等の誤差に収めることができる。 The difference from the acceleration measurement in the first embodiment is in the magnitude of the error of the calculated acceleration. That is, in the first embodiment, in the equation (7), the approximation is 1−v (t) / Vs≈1. On the other hand, in the second embodiment, it is approximated as 1 / (1− (v (t) / Vs) ^ 2) ≈1 in the equation (14). As described above, since the order of the ratio v (t) / Vs of v (t) to Vs when approximation is performed is different, the acceleration of the second embodiment has less error. In other words, in the second embodiment, the same error can be accommodated even in a region where the speed is higher than that in the first embodiment.
第２の実施形態のように、２つの音波受信部を備える場合でも、音波送信部と音波受信部との間に相対速度がない場合にはドップラー効果は生じないため、その効果を利用することはできない。このことは、（１２）、（１３）式でv(t+Δt) = v(t)とおけば、f1(t+Δt) = f0となることからわかる。 Even when two sound wave receiving units are provided as in the second embodiment, the Doppler effect does not occur when there is no relative speed between the sound wave transmitting unit and the sound wave receiving unit, so use that effect. I can't. This can be understood from f1 (t + Δt) = f0 if v (t + Δt) = v (t) in the equations (12) and (13).
ところが、本発明では、音波送信部と同じ速度で運動する音波受信部が、音源が音波を送信した後、速度が変化し、その後周波数を測定する。そのため、（１２）、（１３）式のように、ドップラー効果が生じる。そして、２つの音波受信部が受信する周波数は同じではなく、（１５）式からわかるように、受信した音波の周波数の差は加速度に比例する。第２の実施形態ではこの効果を利用している。 However, in the present invention, the sound wave receiver that moves at the same speed as the sound wave transmitter changes the speed after the sound source transmits the sound wave, and then measures the frequency. For this reason, a Doppler effect is generated as in the equations (12) and (13). The frequencies received by the two sound wave receiving units are not the same. As can be seen from the equation (15), the difference between the frequencies of the received sound waves is proportional to the acceleration. In the second embodiment, this effect is utilized.
上記に説明した本発明の原理を、グラフを参照してさらに詳細に説明する。図６は、音波送信部１、第１の音波受信部２、第２の音波受信部７、及び音波５１、５２の先頭部の、時間経過に対する位置x(t)の変化を示す。時刻tに、音波送信部１から第１の音波受信部２へ向けて送信された音波５１の先頭部は、線６１のように進む。時刻tに、音波送信部１から第２の音波受信部７へ向けて送信された音波５２の先頭部は、線６２のように進む。音波送信部１、第１の音波受信部２、第２の音波受信部７は、それぞれ、線６３、６４、６５のように進む。
The principle of the present invention described above will be described in more detail with reference to the graph. FIG. 6 shows the change of the position x (t) with the passage of time of the sound
ところで、線６１で示す音波５１の先頭部は、時刻tにおいて音波送信部１の速度がv(t)のときに送信されたものである。その先頭部を、第１の音波受信部２は、時刻Δt1に受信する。このとき、第１の音波受信部２の速度は、v(t+Δt)に変化している。同様に、線６２で示す音波５２の先頭部も、時刻tにおいて音波送信部１の速度がv(t)のときに送信されたものである。その先頭部を、第２の音波受信部７は、時刻Δt2に受信する。このとき、第２の音波受信部７の速度も、v(t+Δt)に変化している。（１２）、（１３）式中のΔtは、正確には（１２）式ではΔt1で、（１３）式ではΔt2である。そして、加速度検出装置１０の速度v(t)が０でない限り、Δt1とΔt2は等しくない。しかし、v(t)は音速に比べて十分小さいので、Δt1とΔt2ともにΔtと扱うこととすると、（２）式が成り立つ。
By the way, the head portion of the
加速度の測定は以下のようにして行うことができる。まず始めに、音波送信部１が音波５１を送信し、第１の音波受信部２及び第２の音波受信部７が音波５２を受信する。第１の音波受信部２及び第２の音波受信部７は、それぞれ音波を受信した時刻t+Δt1、t+Δt2を測定する。そして、Δt1とΔt2を求め、その平均値をΔtとする。
Measurement of acceleration can be performed as follows. First, the sound
次に、周波数差測定部８が、第１の音波受信部２及び第２の音波受信部７が受信した音波の周波数の差f1(t+Δt) - f2(t+Δt)を測定する。
Next, the frequency
そして、加速度検出部４が、（１６）式に、f1(t+Δt) - f2(t+Δt)、Δt、f0を代入し加速度を算出する。 Then, the acceleration detection unit 4 substitutes f1 (t + Δt) −f2 (t + Δt), Δt, and f0 into the equation (16) to calculate the acceleration.
周波数差測定部８における周波数差の測定は、第１の音波受信部２が音波５１を受信し生成した電気信号から、第２の音波受信部７が音波５２を受信し生成した電気信号を減算して得られる、差の電気信号の周波数を用いて求めてもよい。２つの電気信号の差を取り、２つの電気信号の周波数の差を取り出す方法はよく知られているので説明は省略する。
The frequency difference measurement by the frequency
あるいは、第１の音波受信部２及び第２の音波受信部７が受信した音波の周波数をそれぞれ求め、その差を計算してもよい。図７は、一旦受信した音波の周波数を求めるように変形した実施形態を示す。周波数測定部８は、第１の音波受信部２が受信した音波５１の周波数（第１の周波数）、及び第２の音波受信部７が受信した音波５２の周波数（第２の周波数）をそれぞれ求める。周波数差測定部８は、周波数測定部８から第１の周波数及び第２の周波数を受け取り、周波数差を求める。以降の処理は図４の場合と同じであるので説明は省略する。
Or you may obtain | require the frequency of the sound wave which the 1st sound
周波数差測定部８又は周波数測定部８で行う、音波の周波数の測定は、第１の実施形態で説明した各種の方法を用いて行うことができる。
The measurement of the frequency of the sound wave performed by the frequency
上記のように、第２の実施形態の加速度検出部４は加速度を算出する。しかし、加速度を実際に算出することはせず、第１の実施の形態のように、加速度の検出のみ、例えば、加速度の有無や方向の判定、加速度の時間的な変化の検知などのみを行ってもよい。すなわち、（１６）式において、音速Vs、送信時の音波の周波数f0は定数であるから、音波の送信から音波の受信までの時間Δtを定数とみなせば、（１６）式の演算を行うことなく、加速度の検出を行うことができる。そこで、加速度検出部４では、周波数差(f1(t+Δt) - f2(t+Δt))と所定の閾値との比較、あるいは(f1(t+Δt) - f2(t+Δt))の符号の判定、時間的変化の検知などを行えばよい。これにより、加速度の有無、加速度の方向、加速度の変化を検出することができる。 As described above, the acceleration detection unit 4 of the second embodiment calculates acceleration. However, the acceleration is not actually calculated, and only the acceleration is detected as in the first embodiment, for example, only the presence / absence or direction of the acceleration is detected, or the temporal change of the acceleration is detected. May be. That is, in Equation (16), the sound velocity Vs and the sound wave frequency f0 at the time of transmission are constants. Therefore, if the time Δt from the sound wave transmission to the sound wave reception is regarded as a constant, the operation of Equation (16) is performed. In addition, acceleration can be detected. Therefore, the acceleration detection unit 4 compares the frequency difference (f1 (t + Δt) −f2 (t + Δt)) with a predetermined threshold or (f1 (t + Δt) −f2 (t + Δt)). What is necessary is just to perform determination of a code | symbol, detection of a time change, etc. Thereby, the presence / absence of acceleration, the direction of acceleration, and the change in acceleration can be detected.
第１の音波受信部２及び第２の音波受信部７が音波を受信するとき、バンドパスフィルタを用いて、周囲の環境からの雑音の影響を除外してもよい。すなわち、加速度の測定に用いる音波の周波数f0の近傍の周波数、厳密には加速度によって変動する周波数の範囲内の周波数の音波のみを、バンドパスフィルタを用いて通過させればよい。周波数の変動範囲は、（１２）、（１３）式からわかるように、音速、使用する音波の周波数、測定対象物の速度及び加速度の範囲、音波の送信から受信までの時間間隔とから求めることができる。
When the first sound
また、音波の周波数は特に限定されない。人間の可聴範囲外の周波数の音波として、超音波を使用してもよい。あるいは、外部の雑音になったり、外部の音の影響を受けたりしないならば、可聴範囲の音波を使用してもよい。
（第２の実施形態の効果）
以上のように、第２の実施形態の加速度検出装置は、音波を送信した後、逆方向に配置された２つの受信部で音波を受信し、受信した音波の周波数の差に基づき、加速度を求める。このとき、音波の送信にはスピーカ等を、音波の受信にはマイク等を使用することができる。音波の周波数の測定には簡単に実現可能な一般的な方法を使用することができる。加速度の算出は、四則演算のみを用いた所定の数式に基づき計算することができる。
Moreover, the frequency of the sound wave is not particularly limited. An ultrasonic wave may be used as a sound wave having a frequency outside the human audible range. Alternatively, sound waves in the audible range may be used if they are not external noise or are not affected by external sounds.
(Effect of 2nd Embodiment)
As described above, the acceleration detection apparatus according to the second embodiment receives sound waves by two receiving units arranged in opposite directions after transmitting sound waves, and calculates acceleration based on the difference between the frequencies of the received sound waves. Ask. At this time, a speaker or the like can be used for transmitting sound waves, and a microphone or the like can be used for receiving sound waves. A general method that can be easily realized can be used for measuring the frequency of the sound wave. The acceleration can be calculated based on a predetermined mathematical formula using only four arithmetic operations.
従って、第２の実施形態の加速度検出装置は、安価に、加速測定装置内で閉じた単体の加速度測定が可能であるという効果がある。
（第３の実施形態）
第２の実施形態は、一直線上に配置された１個の音波送信部、２個の音波受信部を用いて、その直線方向の成分の加速度を検出するものであった。第３の実施形態の加速度検出装置は、第２の実施形態の加速度検出装置を２組備えたもので、２次元の加速度を検出することが可能である。
Therefore, the acceleration detecting device of the second embodiment has an effect that it is possible to measure the acceleration of a single unit closed in the acceleration measuring device at low cost.
(Third embodiment)
In the second embodiment, the acceleration of the component in the linear direction is detected using one sound wave transmission unit and two sound wave reception units arranged on a straight line. The acceleration detection apparatus according to the third embodiment includes two sets of the acceleration detection apparatus according to the second embodiment, and can detect two-dimensional acceleration.
図８は本発明の第３の実施形態の加速度検出装置の構成を模式的に表した平面図、図９は第３の実施形態の加速度検出装置の変形例の斜視図である。 FIG. 8 is a plan view schematically showing the configuration of the acceleration detection device according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a perspective view of a modification of the acceleration detection device according to the third embodiment.
図８を用いて、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態の加速度検出装置２０は、音波送信部１、第１の音波受信部２、第２の音波受信部７、周波数差測定部８、加速度検出部４に加え、第３の音波受信部２１、第４の音波受信部７１を備える。音波送信部１、第１の音波受信部２、第２の音波受信部７の機能及び配置位置は、第２の実施形態と同じである。
The third embodiment will be described with reference to FIG. The
第３の音波受信部２１は、音波送信部１から所定の距離d3だけ隔てた位置に固定され、音波７が出力された後、所定の時間Δt2経過後に音波を受信する。第４の音波受信部７１は、音波送信部１と所定の距離d4だけ隔てた位置に固定され、音波７が出力された後、所定の時間Δt2経過後に音波を受信する。第３の音波受信部２１、第４の音波受信部７１は、例えば、マイクを用いて実現することができる。
The third sound
第２の実施形態におけるd1 とd2の関係と同様に、音波送信部１と第３の音波受信部２１との間隔d3と、音波送信部１、第４の音波受信部７１との間隔d4との関係は特に限定されない。また、ΔtとΔt2の大小関係も限定されない。
Similarly to the relationship between d1 and d2 in the second embodiment, the distance d3 between the sound
周波数差測定部８は、第１の周波数差(f1 - f2)に加え、第２の周波数差(f3 - f4)を測定する。すなわち、第３の音波受信部２１が受信した音波の周波数（第３の周波数）f3、及び第４の音波受信部７１が受信した音波の周波数（第４の周波数）f4の差である、第２の周波数差(f3 - f4)を測定する。
The frequency
加速度検出部４は、第１の周波数差(f1 - f2)、及び時間Δtに基づき、図８に示すｘ軸方向の加速度axを算出し、第２の周波数差(f3 - f4)、及び時間Δt2に基づき、図８に示すｙ軸方向の加速度ayを算出する。 The acceleration detection unit 4 calculates the acceleration ax in the x-axis direction shown in FIG. 8 based on the first frequency difference (f1−f2) and the time Δt, the second frequency difference (f3−f4), and the time Based on Δt2, the acceleration ay in the y-axis direction shown in FIG. 8 is calculated.
第３の実施形態の加速度検出装置２０は、２次元の加速度を測定するものであるが、図９のように、３次元の加速度検出装置３０に拡張することは容易である。すなわち、３次元の加速度検出装置３０は、２次元の加速度検出装置２０が備える構成に加え、第５の音波受信部２２、第６の音波受信部７２を備える。第５の音波受信部２２、第６の音波受信部７２を用いて、図９に示すｚ軸方向の加速度を求める方法は、上記の説明から容易に類推することが可能なので説明は省略する。
（第３の実施形態の効果）
以上のように、第３の実施形態の加速度検出装置は、１個の音波送信部と２組の音波受信部を備えることにより、２次元の加速度を検出することができるという効果がある。
（第４の実施形態）
第２の実施形態は、１個の音波送信部と、２個の音波受信部を用いて加速度を測定するものであった。それに対し、第４の実施形態の加速度検出装置は、２個の音波送信部と、１個の音波受信部を用いて加速度を測定する。
Although the
(Effect of the third embodiment)
As described above, the acceleration detection apparatus according to the third embodiment has an effect that two-dimensional acceleration can be detected by including one sound wave transmission unit and two sets of sound wave reception units.
(Fourth embodiment)
In the second embodiment, acceleration is measured using one sound wave transmission unit and two sound wave reception units. On the other hand, the acceleration detection apparatus according to the fourth embodiment measures acceleration using two sound wave transmission units and one sound wave reception unit.
図１０は本発明の第４の実施形態の加速度検出装置のブロック図、図１１は第４の実施形態の加速度検出装置の構成を模式的に表した平面図である。 FIG. 10 is a block diagram of an acceleration detection device according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a plan view schematically showing the configuration of the acceleration detection device according to the fourth embodiment.
図１０、図１１を用いて、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態の加速度検出装置４０は、第１の音波送信部１１、第２の音波送信部１２、音波受信部２、周波数差測定部８、加速度検出部４を備える。
The fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. The
第１の音波送信部１１は、所定の基準周波数f0の第１の音波５１を出力する。第２の音波送信部１２も、基準周波数f0の第２の音波５２を出力する。第１の音波送信部１１、第２の音波送信部１２は、例えば、スピーカを用いて実現することができる。音波受信部２は、第１の音波送信部１１からは所定の距離d1だけ、第２の音波送信部１２からは所定の距離d1だけ隔てた位置に固定される。そして、音波受信部２は、第１の音波５１及び第２の音波５２が出力された後、所定の時間Δt経過後に第１の音波５１及び第２の音波５２を受信する。音波受信部２は、例えば、マイクを用いて実現することができる。
The first sound
第１の音波送信部１１、第２の音波送信部１２、音波受信部２の位置関係について説明する。第１の音波送信部１１、第２の音波送信部１２、音波受信部２は、第４の実施形態の加速度検出装置４０の内部に、図１１のような位置関係で配置する。すなわち、第１の音波送信部１１、音波受信部２、第２の音波送信部１２の順に、一直線上に配置する。
The positional relationship among the first sound
このとき、第１の音波送信部１１と音波受信部２との間隔d1と、第２の音波送信部１２と音波受信部２との間隔d2との関係は特に限定されない。
At this time, the relationship between the distance d1 between the first
周波数差測定部８は、音波受信部２が受信した第１の音波５１の周波数（第１の周波数）f1、及び第２の音波５２の周波数（第２の周波数）f2の差である、第１の周波数差(f1 - f2)を測定する。加速度検出部４は、第１の周波数差(f1 - f2)、及び時間Δtに基づき、図１１のｘ軸方向の加速度を算出する。加速度の算出には、（１６）式を用いることができる。
The frequency
第４の実施形態では、音波受信部２が、逆の方向から到来する２つの音波、第１の音波５１及び第２の音波５２を区別して受信する必要がある。そのためには、第１の音波送信部１１による第１の音波５１の送信のタイミングと、第２の音波送信部１２による第２の音波５２の送信のタイミングをΔt以上ずらし、受信タイミングにより第１の音波５１及び第２の音波５２を区別する方法がある。あるいは、第１の音波５１及び第２の音波５２の周波数を異なる周波数とし、音波受信部２で第１の音波５１及び第２の音波５２を受信した後、周波数の違いにより第１の音波５１及び第２の音波５２を分離してもよい。
In the fourth embodiment, the sound
第４の実施形態の加速度検出装置を、第３の実施形態と同様にして、２次元、３次元に拡張することも可能である。また、周波数差の測定のために、周波数測定部８を追加してもよい。
（第４の実施形態の効果）
以上のように、第４の実施形態の加速度検出装置は、２個の音波送信部を備え、２個の音波送信部からの２つの音波の受信を１個の音波受信部で行う。このように、第２の実施形態の構成のみでなく、第４の実施形態の構成も、適宜選択し用いることができる。従って、音波送信部と音波受信部のコストや物理的サイズなどを考慮し、いずれの構成であっても加速度の測定を行うことができるという効果がある。
（第５の実施形態）
音速は、媒質の温度によって変化することが知られている。そこで、正確な加速度を測定するために、温度の補正機能を備えたものが、第５の実施形態である。
The acceleration detection device according to the fourth embodiment can be expanded two-dimensionally and three-dimensionally as in the third embodiment. Moreover, you may add the
(Effect of the fourth embodiment)
As described above, the acceleration detection device according to the fourth embodiment includes two sound wave transmission units, and receives two sound waves from the two sound wave transmission units by one sound wave reception unit. Thus, not only the configuration of the second embodiment but also the configuration of the fourth embodiment can be appropriately selected and used. Therefore, in consideration of the cost and physical size of the sound wave transmitting unit and the sound wave receiving unit, it is possible to measure acceleration with any configuration.
(Fifth embodiment)
It is known that the speed of sound changes depending on the temperature of the medium. Therefore, the fifth embodiment is provided with a temperature correction function in order to measure accurate acceleration.
図１２は本発明の第５の実施形態の加速度検出装置のブロック図である。第５の実施形態の加速度検出装置は、第２の実施形態の加速度検出装置が備える、音波送信部１、第１の音波受信部２、第２の音波受信部７、周波数差測定部８、加速度検出部４に、さらに温度測定部１３を備える。
FIG. 12 is a block diagram of an acceleration detection apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. The acceleration detection device of the fifth embodiment includes a sound
音波送信部１、第１の音波受信部２、第２の音波受信部７、周波数差測定部８の動作は、第２の実施形態の加速度検出装置と同じである。
The operations of the sound
温度測定部１３は、加速度検出装置内部の空気の温度を測定し、加速度検出部４に出力する。
The
加速度検出部４は、まず音速を温度で補正し、補正した音速Vsとして（１６）式に代入し、加速度を算出する。 The acceleration detection unit 4 first corrects the sound speed with temperature, and substitutes the corrected sound speed Vs into the equation (16) to calculate the acceleration.
音波の速度を温度で補正する式の例としては、以下のような近似式がある。 Examples of equations for correcting the speed of sound waves with temperature include the following approximate equations.
Vs = 331.5 + 0.6T （Tは摂氏温度） （２１）
なお、（２１）式は１気圧における補正式である。必要に応じて、気圧も含めて音速を補正してもよい。
Vs = 331.5 + 0.6T (T is the Celsius temperature) (21)
Equation (21) is a correction equation at 1 atmosphere. If necessary, the sound speed may be corrected including the atmospheric pressure.
以上のような温度補正は、第２の実施形態だけでなく、第１、第３、第４の実施形態にも適用することができる。
（第５の実施形態の効果）
第５の実施形態の加速度検出装置は、内部の空気の温度を測定し、温度で補正した音速を用いて加速度を算出する。そのため、温度が変化するような環境であっても正確に加速度を測定することができるという効果がある。
The temperature correction as described above can be applied not only to the second embodiment but also to the first, third, and fourth embodiments.
(Effect of 5th Embodiment)
The acceleration detection device of the fifth embodiment measures the temperature of the internal air and calculates the acceleration using the sound velocity corrected by the temperature. Therefore, there is an effect that the acceleration can be accurately measured even in an environment where the temperature changes.
以上説明したような、第１乃至第５の実施形態の加速度検出装置は、加速度を測定しその結果に基づき所定の処理を行う種々の電子機器に使用することができる。例えば、携帯電話やゲーム機において、携帯電話自体の加速度の方向により、所定の入力を行うといった応用に適用することができる。
（第６の実施形態）
音声通信装置、音声録音再生装置等、ある種の電子機器は、音声の入出力のために、マイクとスピーカを備える。このような電子機器に本発明を適用することにより、電子機器が元々備えるマイクとスピーカを用いて加速度を検出することが可能である。
The acceleration detection devices according to the first to fifth embodiments as described above can be used in various electronic devices that measure acceleration and perform predetermined processing based on the measurement result. For example, in a mobile phone or a game machine, it can be applied to an application in which a predetermined input is performed according to the direction of acceleration of the mobile phone itself.
(Sixth embodiment)
Some electronic devices such as a voice communication device and a voice recording / playback device include a microphone and a speaker for voice input / output. By applying the present invention to such an electronic device, it is possible to detect acceleration using a microphone and a speaker originally provided in the electronic device.
第６の実施形態の電子装置は、電子機器が備えるマイクとスピーカを用いて加速度を検出する。すなわち、スピーカを音声送信部として動作させ、マイクを音声受信部として動作させる。もし、電子機器本来の機能としてマイクが１個のみである場合には、１個追加すればよい。 The electronic device according to the sixth embodiment detects acceleration using a microphone and a speaker included in the electronic device. That is, the speaker is operated as an audio transmission unit, and the microphone is operated as an audio reception unit. If there is only one microphone as the original function of the electronic device, it is sufficient to add one.
スピーカと、２個のマイクの配置位置は、図５の第２の実施形態と同様でよい。あるいは、図８の第３の実施形態のように、スピーカと４個のマイクを平面的に配置したり、図９のようにスピーカと６個のマイクを立体的に配置したりして、２次元、３次元の加速度を求めてもよい。図１１の第４の実施形態のように、スピーカを２個備え、マイクを１個としてもよい。 The arrangement position of the speaker and the two microphones may be the same as in the second embodiment of FIG. Alternatively, as in the third embodiment of FIG. 8, the speaker and four microphones are arranged in a plane, or the speaker and six microphones are arranged in three dimensions as shown in FIG. A three-dimensional acceleration may be obtained. As in the fourth embodiment of FIG. 11, two speakers may be provided and one microphone may be provided.
周波数差の測定及び加速度の算出については、電子機器がそのような機能を備えない場合には、周波数差測定部、加速度検出部を追加すればよい。加速度の算出については、電子機器がその電子機器を制御するＣＰＵ等の演算手段を備える場合にはその演算手段を用いて処理してもよい。 Regarding the measurement of the frequency difference and the calculation of the acceleration, if the electronic device does not have such a function, a frequency difference measurement unit and an acceleration detection unit may be added. The calculation of the acceleration may be processed by using the calculation unit when the electronic device includes a calculation unit such as a CPU that controls the electronic device.
第６の実施形態の電子機器は、以上のようにして求めた加速度を用いて、電子機器の運動状態の判定、姿勢の検出、情報の入力の指示など、種々の動作の制御を行うことができる。
（第６の実施形態の効果）
以上のように、第６の実施形態の電子装置は、電子装置が本来備える音声出力装置、音声入力装置を利用して加速度の測定を行うことができる。そのため、加速度の測定が必要な所定の処理を備えるために必要な追加のコストを最小限に抑えることができるという効果がある。また、加速度の測定のために専用のセンサを追加する必要がないため、電子装置の小型化にも効果がある。
The electronic device according to the sixth embodiment can control various operations such as determination of the motion state of the electronic device, detection of posture, and instruction to input information using the acceleration obtained as described above. it can.
(Effect of 6th Embodiment)
As described above, the electronic device according to the sixth embodiment can measure acceleration using the voice output device and the voice input device that are originally provided in the electronic device. Therefore, there is an effect that it is possible to minimize the additional cost necessary for providing a predetermined process that requires measurement of acceleration. In addition, since it is not necessary to add a dedicated sensor for measuring acceleration, the electronic device can be reduced in size.
１、１１、１２ 音波送信部
２、７、２１、７１、２２、７２ 音波受信部
５、５１、５２ 音波
６、１０、２０、３０、４０ 加速度検出装置
DESCRIPTION OF
Claims (29)
前記音波送信部から所定の距離だけ隔てた位置に固定された音波受信部と、
前記音波が送信された後、所定の遅延時間経過後に前記音波受信部が受信した前記音波の周波数である受信周波数を測定する周波数測定部と、
前記基準周波数、及び前記受信周波数に基づき、前記加速度を検出する加速度検出部
を備えることを特徴とする加速度検出装置。 A sound wave transmitting unit for transmitting sound waves of a predetermined reference frequency;
A sound wave receiver fixed at a position separated from the sound wave transmitter by a predetermined distance;
A frequency measuring unit that measures a reception frequency that is a frequency of the sound wave received by the sound wave receiving unit after a predetermined delay time has elapsed after the sound wave is transmitted;
An acceleration detection apparatus comprising: an acceleration detection unit that detects the acceleration based on the reference frequency and the reception frequency.
ことを特徴とする請求項１記載の加速度検出装置。 The acceleration detection apparatus according to claim 1, wherein the acceleration detection unit calculates the acceleration based on the reference frequency, the reception frequency, the delay time, and the sound velocity of the sound wave.
ａ ＝ （ｆ０−ｆ１）・Ｖｓ／（ｆ０・Δｔ）
ただし、Ｖｓは前記音波の音速の大きさ、ｆ１は前記受信周波数、ｆ０は前記基準周波数、Δｔは前記遅延時間で、前記ａの符号は前記音波送信部から前記音波受信部への方向の速度が増加するときを正とする。 The acceleration detection apparatus according to claim 2, wherein the acceleration detection unit calculates the acceleration a using the following mathematical formula.
a = (f0−f1) · Vs / (f0 · Δt)
However, Vs is the magnitude of the sound velocity of the sound wave, f1 is the reception frequency, f0 is the reference frequency, Δt is the delay time, and the symbol a is the velocity in the direction from the sound wave transmission unit to the sound wave reception unit. When the value increases, it is positive.
前記音波送信部から所定の第１の距離だけ隔てた位置に固定された第１の音波受信部と、
前記第１の音波受信部と前記音波送信部を結ぶ第１の直線上であって、前記音波送信部から見た方向が前記第１の音波受信部とは逆の方向の、前記音波送信部から所定の第２の距離だけ隔てた位置に固定された第２の音波受信部と、
前記音波が送信された後、所定の第１の遅延時間経過後に前記第１の音波受信部が受信した前記音波の周波数である第１の周波数と、前記音波が送信された後、前記第１の遅延時間経過後に前記第２の音波受信部が受信した前記音波の周波数である第２の周波数との差である第１の周波数差を測定する周波数差測定部と、
前記第１の周波数差に基づき、前記第１の直線の方向の成分の加速度を検出する加速度検出部
を備えることを特徴とする加速度検出装置。 A sound wave transmitting unit for transmitting sound waves of a predetermined reference frequency;
A first sound wave receiver fixed at a position separated from the sound wave transmitter by a predetermined first distance;
The sound wave transmitting unit that is on a first straight line connecting the first sound wave receiving unit and the sound wave transmitting unit, and whose direction viewed from the sound wave transmitting unit is opposite to the first sound wave receiving unit. A second sound wave receiver fixed at a position separated from the first predetermined distance by a second distance;
After the sound wave is transmitted, the first frequency which is the frequency of the sound wave received by the first sound wave receiving unit after a predetermined first delay time has elapsed, and after the sound wave is transmitted, the first frequency A frequency difference measuring unit that measures a first frequency difference that is a difference from a second frequency that is the frequency of the sound wave received by the second sound wave receiving unit after the delay time of
An acceleration detection apparatus comprising: an acceleration detection unit configured to detect an acceleration of a component in the direction of the first straight line based on the first frequency difference.
ａ１ ＝ Ｖｓ・（ｆ２−ｆ１）／２ｆ０・Δｔ１
ただし、Ｖｓは前記音波の音速の大きさ、ｆ１は前記第１の周波数、ｆ２は前記第２の周波数、ｆ０は前記基準周波数、Δｔ１は前記第１の遅延時間で、前記ａ１の符号は前記第２の音波受信部から前記第１の音波受信部への方向の速度が増加するときを正とする。 The acceleration detection apparatus according to claim 5, wherein the acceleration detection unit calculates a component a <b> 1 in the direction of the first straight line using the following mathematical formula.
a1 = Vs · (f2−f1) / 2f0 · Δt1
Where Vs is the sound velocity of the sound wave, f1 is the first frequency, f2 is the second frequency, f0 is the reference frequency, Δt1 is the first delay time, and the sign of a1 is The time when the speed in the direction from the second sound wave receiving unit to the first sound wave receiving unit increases is positive.
前記第１の直線と所定の角度で交差する、前記第３の音波受信部と前記音波送信部を結ぶ第２の直線上であって、前記音波送信部から見た方向が前記第３の音波受信部とは逆の方向の、前記音波送信部から所定の第４の距離だけ隔てた位置に固定された第４の音波受信部
を備え、
前記周波数差測定部は、前記音波が送信された後、所定の第２の遅延時間経過後に前記第３の音波受信部が受信した前記音波の周波数である第３の周波数と、前記音波が送信された後、前記第２の遅延時間経過後に前記第４の音波受信部が受信した前記音波の周波数である第４の周波数との差である第２の周波数差を測定し、
前記加速度検出部は、前記第２の周波数差に基づき、前記第２の直線の方向の成分の前記加速度を検出する
ことを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の加速度検出装置。 A third sound wave receiver fixed at a position separated from the sound wave transmitter by a predetermined third distance;
On the second straight line connecting the third sound wave receiving unit and the sound wave transmitting unit that intersects the first straight line at a predetermined angle, and the direction viewed from the sound wave transmitting unit is the third sound wave. A fourth acoustic wave receiving unit fixed in a direction opposite to the receiving unit and spaced from the acoustic wave transmitting unit by a predetermined fourth distance;
The frequency difference measuring unit transmits a third frequency, which is a frequency of the sound wave received by the third sound wave receiving unit after a predetermined second delay time has elapsed after the sound wave is transmitted, and the sound wave is transmitted. A second frequency difference that is a difference from the fourth frequency that is the frequency of the sound wave received by the fourth sound wave receiving unit after the second delay time has elapsed,
The acceleration detection device according to claim 4, wherein the acceleration detection unit detects the acceleration of a component in a direction of the second straight line based on the second frequency difference.
ことを特徴とする請求項８記載の加速度検出装置。 The acceleration detection unit calculates a component of the acceleration in the direction of the second straight line based on the reference frequency, the second frequency difference, the sound velocity of the sound wave, and the second delay time. The acceleration detection apparatus according to claim 8.
ａ２ ＝ Ｖｓ・（ｆ４−ｆ３）／２ｆ０・Δｔ２
ただし、Ｖｓは前記音波の音速、ｆ３は前記第３の周波数、ｆ４は前記第４の周波数、ｆ０は前記基準周波数、Δｔ２は前記第２の遅延時間で、前記ａ２の符号は前記第４の音波受信部から前記第３の音波受信部への方向の速度が増加するときを正とする。 The acceleration detection apparatus according to claim 9, wherein the acceleration detection unit calculates a component a <b> 2 in the direction of the second straight line using the following mathematical formula.
a2 = Vs · (f4−f3) / 2f0 · Δt2
Where Vs is the sound velocity of the sound wave, f3 is the third frequency, f4 is the fourth frequency, f0 is the reference frequency, Δt2 is the second delay time, and the sign of a2 is the fourth frequency The time when the speed in the direction from the sound wave receiving unit to the third sound wave receiving unit increases is positive.
前記第１の直線及び前記第２の直線と所定の角度で交差する、前記第５の音波受信部と前記音波送信部を結ぶ第３の直線上であって、前記音波送信部から見た方向が前記第５の音波受信部とは逆の方向の、前記音波送信部から所定の第６の距離だけ隔てた位置に固定された第６の音波受信部
を備え、
前記周波数差測定部は、前記音波が送信された後、所定の第３の遅延時間経過後に前記第５の音波受信部が受信した前記音波の周波数である第５の周波数と、前記音波が送信された後、前記第３の遅延時間経過後に前記第６の音波受信部が受信した前記音波の周波数である第６の周波数との差である第３の周波数差を測定し、
前記加速度検出部は、前記第３の周波数差に基づき、前記第３の直線の方向の成分の前記加速度を検出する
ことを特徴とする請求項４乃至１１のいずれかに記載の加速度検出装置。 A fifth sound wave receiving unit fixed at a position separated from the sound wave transmitting unit by a predetermined fifth distance;
The third straight line that intersects the first straight line and the second straight line at a predetermined angle that connects the fifth sound wave receiving unit and the sound wave transmitting unit, and is a direction viewed from the sound wave transmitting unit. A sixth sound wave receiving unit fixed at a position separated from the sound wave transmitting unit by a predetermined sixth distance in a direction opposite to that of the fifth sound wave receiving unit,
The frequency difference measuring unit transmits a fifth frequency that is a frequency of the sound wave received by the fifth sound wave receiving unit after a predetermined third delay time has elapsed after the sound wave is transmitted, and the sound wave is transmitted. A third frequency difference that is a difference from the sixth frequency that is the frequency of the sound wave received by the sixth sound wave receiving unit after the third delay time has elapsed,
The acceleration detection device according to claim 4, wherein the acceleration detection unit detects the acceleration of a component in a direction of the third straight line based on the third frequency difference.
ａ３ ＝ Ｖｓ・（ｆ６−ｆ５）／２ｆ０・Δｔ３
ただし、Ｖｓは前記音波の音速、ｆ５は前記第５の周波数、ｆ６は前記第６の周波数、ｆ０は前記基準周波数、Δｔ３は前記第３の遅延時間で、前記ａ３の符号は前記第６の音波受信部から前記第５の音波受信部への方向の速度が増加するときを正とする。 The acceleration detection device according to claim 13, wherein the acceleration detection unit calculates a component a <b> 3 in the direction of the third straight line using the following mathematical formula.
a3 = Vs · (f6-f5) / 2f0 · Δt3
Where Vs is the sound velocity of the sound wave, f5 is the fifth frequency, f6 is the sixth frequency, f0 is the reference frequency, Δt3 is the third delay time, and the sign of a3 is the sixth frequency The time when the speed in the direction from the sound wave receiving unit to the fifth sound wave receiving unit increases is positive.
前記基準周波数の第２の音波を送信する第２の音波送信部と、
前記第１の音波送信部と前記第２の音波送信部を結ぶ第１の直線上であって、前記第１の音波送信部と前記第２の音波送信部の間の所定の位置に固定された音波受信部と、
前記第１の音波が送信された後、所定の第１の遅延時間経過後に前記音波受信部が受信した前記第１の音波の周波数である第１の周波数と、前記第２の音波が送信された後、前記第１の遅延時間経過後に前記音波受信部が受信した前記第２の音波の周波数である第２の周波数との差である周波数差を測定する周波数差測定部と、
前記周波数差に基づき、前記第１の直線の方向の成分の加速度を検出する加速度検出部
を備えることを特徴とする加速度検出装置。 A first sound wave transmitting unit that transmits a first sound wave of a predetermined reference frequency;
A second sound wave transmitting unit for transmitting a second sound wave of the reference frequency;
A first straight line connecting the first sound wave transmission unit and the second sound wave transmission unit is fixed at a predetermined position between the first sound wave transmission unit and the second sound wave transmission unit. A sound wave receiver,
After the first sound wave is transmitted, the first frequency, which is the frequency of the first sound wave received by the sound wave receiving unit after the elapse of a predetermined first delay time, and the second sound wave are transmitted. A frequency difference measuring unit that measures a frequency difference that is a difference from a second frequency that is the frequency of the second sound wave received by the sound wave receiving unit after the first delay time has elapsed;
An acceleration detection apparatus comprising: an acceleration detection unit configured to detect an acceleration of a component in the direction of the first straight line based on the frequency difference.
ａ１ ＝ Ｖｓ・（ｆ２−ｆ１）／２ｆ０・Δｔ
ただし、Ｖｓは前記音波の音速、ｆ１は前記第１の周波数、ｆ２は前記第２の周波数、ｆ０は前記基準周波数、Δｔは前記第１の遅延時間で、前記ａ１の符号は前記第１の音波送信部から前記第２の音波送信部への方向の速度が増加するときを正とする。 The acceleration detection device according to claim 17, wherein the acceleration detection unit calculates a component a1 of the acceleration in the direction of the first straight line using the following mathematical formula.
a1 = Vs · (f2−f1) / 2f0 · Δt
Where Vs is the sound velocity of the sound wave, f1 is the first frequency, f2 is the second frequency, f0 is the reference frequency, Δt is the first delay time, and the sign of a1 is the first frequency The time when the speed in the direction from the sound wave transmitting unit to the second sound wave transmitting unit increases is positive.
前記加速度検出部は、前記温度を用いて補正した前記音速を用いて前記加速度を算出することを特徴とする請求項１乃至１８のいずれかに記載の加速度検出装置。 It has a temperature measurement unit that measures temperature,
The acceleration detection device according to claim 1, wherein the acceleration detection unit calculates the acceleration using the sound velocity corrected using the temperature.
前記測定した加速度を用いて所定の処理を行うことを特徴とする電子機器。 An electronic apparatus comprising the acceleration detection device according to any one of claims 1 to 19,
An electronic apparatus that performs predetermined processing using the measured acceleration.
前記第１の音声を入力する前記音波受信部及び前記第２の音声を出力する前記音波送信部の少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項２０記載の電子機器。 A voice input means for inputting a first voice and performing a predetermined first process; and a voice output means for performing a predetermined second process and outputting a second voice;
21. The electronic apparatus according to claim 20, further comprising at least one of the sound wave receiving unit that inputs the first sound and the sound wave transmitting unit that outputs the second sound.
前記送信した後、所定の遅延時間経過後に受信した前記音波の受信周波数を測定するステップと、
前記基準周波数、及び前記受信周波数に基づき、前記加速度を検出するステップ
を備えることを特徴とする加速度検出方法。 Transmitting a sound wave of a predetermined reference frequency;
Measuring the reception frequency of the sound wave received after a predetermined delay time has elapsed after the transmission;
An acceleration detection method comprising: detecting the acceleration based on the reference frequency and the reception frequency.
を備えることを特徴とする請求項２３記載の加速度検出方法。 24. The acceleration detection method according to claim 23, further comprising the step of calculating the acceleration based on the reference frequency, the reception frequency, the delay time, and the sound velocity of the sound wave.
を備えることを特徴とする請求項２４記載の加速度検出方法。
ａ ＝ （ｆ０−ｆ１）・Ｖｓ／Δｔ
ただし、Ｖｓは前記音波の音速の大きさ、ｆ１は前記受信周波数、ｆ０は前記基準周波数、Δｔは前記遅延時間で、前記ａの符号は前記音波送信部から前記音波受信部への方向の速度が増加するときを正とする。 The acceleration detection method according to claim 24, further comprising a step of calculating the acceleration a using the following mathematical formula.
a = (f0−f1) · Vs / Δt
However, Vs is the magnitude of the sound velocity of the sound wave, f1 is the reception frequency, f0 is the reference frequency, Δt is the delay time, and the symbol a is the velocity in the direction from the sound wave transmission unit to the sound wave reception unit. When the value increases, it is positive.
前記送信した後、所定の第１の遅延時間経過後に、前記第１の方向で受信した前記音波の周波数である第１の周波数と、前記第２の方向で受信した前記音波の周波数である第２の周波数との差を、周波数差として測定するステップと、
前記周波数差に基づき、前記第１の方向の成分の加速度を検出するステップ
を備えることを特徴とする加速度検出方法。 Transmitting a first sound wave of a predetermined reference frequency in a predetermined first direction and a second direction that is opposite to the first direction;
After the transmission, after the elapse of a predetermined first delay time, the first frequency which is the frequency of the sound wave received in the first direction and the frequency of the sound wave received in the second direction. Measuring the difference between the two frequencies as a frequency difference;
An acceleration detection method comprising: detecting an acceleration of a component in the first direction based on the frequency difference.
を備えることを特徴とする請求項２６記載の加速度検出方法。 27. The acceleration detection according to claim 26, further comprising a step of calculating a component in the first direction of acceleration based on the reference frequency, the frequency difference, the sound velocity of the sound wave, and the first delay time. Method.
ａ１ ＝ Ｖｓ・（ｆ２−ｆ１）／２ｆ０・Δｔ
ただし、Ｖｓは前記音波の音速の大きさ、ｆ１は前記第１の周波数、ｆ２は前記第２の周波数、ｆ０は前記基準周波数、Δｔは前記第１の遅延時間である。 28. The acceleration detection method according to claim 27, wherein a component a1 of the acceleration in the first direction is calculated using the following mathematical formula.
a1 = Vs · (f2−f1) / 2f0 · Δt
Where Vs is the speed of sound of the sound wave, f1 is the first frequency, f2 is the second frequency, f0 is the reference frequency, and Δt is the first delay time.
前記第２周波数を測定するステップ
を備えることを特徴とする請求項２６乃至２８のいずれかに記載の加速度検出方法。 Measuring the first frequency;
29. The acceleration detection method according to claim 26, further comprising a step of measuring the second frequency.
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| JP2020046414A (en) * | 2018-09-13 | 2020-03-26 | 日本電気株式会社 | Acoustic characteristic measuring device, acoustic characteristic measuring method, and program |
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