JP2568902Y2 - 超音波警報装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は超音波警報装置に係
り、特にドップラー効果を利用した超音波警報装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、警戒エリアに対して超音波を発射
し、この超音波の反射を検出することにより動体検出を
行なうようにした超音波警報装置は、例えば図４に示す
ように構成されている。即ち、図４において、超音波警
報装置１は、送波装置２及び受波装置３と、送波装置２
及び受波装置３の制御を行なう制御部４とから構成され
ており、送波装置２側から警戒エリアに向けて超音波Ｐ
１を発射し、この警戒エリアからの反射波Ｐ２を受波装
置３で受けることにより、動体検出を行なうようになっ
ている。

【０００３】上記送波装置２は、基本周波数ｆ₀ を発振
する第一の発振部２ａと、該基本周波数ｆ₀ に一定のド
ップラー周波数Δｆを含んだ合成周波数ｆ₁ を発振する
第二の発振部２ｂとを備えている。これらの発振部２
ａ，２ｂの発振出力Ｓ₁ ，Ｓ₂は切換部２ｃに送られ
て、この切換部２ｃで選択された発振出力Ｓ₁ またはＳ
₂の何れか一方が、アンプ部２ｄに供給されるようにな
っている。

【０００４】上記制御部４は感度調整時に一連の動作を
制御するために受波装置３側に設けられており、この制
御部４から切換部２ｃに対して切換信号Ｓ₃ が与えられ
ることにより、この切換部２ｃはこの切換信号Ｓ₃ に応
じて切換動作を行ない、通常警戒時には、第一の発振部
２ａの発振出力Ｓ₁ を選択してアンプ部２ｄに供給する
ようになっている。

【０００５】このアンプ部２ｄは送波用素子２ｅの駆動
回路として設けられており、その増幅度は、制御部４か
らの感度制御信号Ｓ₅ により所定値に設定される。これ
により、アンプ部２ｄの増幅出力が送波用素子２ｅに与
えられ、その内部に設けられている超音波用圧電素子
（図示せず）が駆動されることにより、基本周波数ｆ₀
の動体検出用超音波信号Ｐ₁ が警戒エリアに向けて発射
される。この際、超音波は、波長が短いことから指向性
が良好であるために、反射物体に当たるまで該警戒エリ
ア内を直進することになる。

【０００６】ここで、上記超音波信号Ｐ₁ が反射物体に
当たると、この反射物体の表面で反射せしめられ、その
反射波Ｐ₂ が受波装置３の受波用素子３ａに設けられて
いる空中超音波受波用素子（図示せず）により電気信号
に変換され、受波信号Ｓ₄ として受波側のアンプ部３ｂ
に入力される。ここで、受波信号Ｓ₄ の周波数は、反射
物体が停止している場合には、第一の発振部２ａで発振
された基本周波数ｆ₀と同じであるが、反射物体が運動
している場合には、ドップラー周波数Δｆが発生するこ
とにより、基本周波数ｆ₀ からずれることになる。即
ち、反射物体が警報装置に向かって接近するように移動
している場合には、超音波信号Ｐ₁ の周波数は、基本周
波数ｆ₀ よりドップラー周波数Δｆの分だけ高くなって
ｆ₀ ＋Δｆとなり、また反射物体が警報装置から離反す
るように移動している場合には、超音波信号Ｐ₁ の周波
数は、基本周波数ｆ₀ よりドップラー周波数Δｆの分だ
け低くなってｆ₀ −Δｆとなる。

【０００７】また、受波側のアンプ部３ｂは、前記アン
プ部２ｄと同様に、その増幅度が制御部４から出力され
る感度制御信号Ｓ₅ によって所定値に設定されている。
従って、受波信号Ｓ₄ は、制御部４により制御された所
定レベルまで増幅されて、次段に設けられたドップラー
周波数検出増幅部３ｃに供給される。

【０００８】該ドップラー周波数検出増幅部３ｃは、第
一の発振部２ａから基本周波数ｆ₀の発振出力Ｓ₁ が与
えられることにより、上述した受波信号Ｓ₄ と発振出力
Ｓ₂との差の周波数をもった出力信号を検出し、それを
増幅するようになっている。尚、ドップラー周波数検出
増幅部３ｃの増幅度も、同様に、制御部４からの感度制
御信号Ｓ₆ によって所定値に設定されている。従って、
反射波Ｐ₂ にドップラー周波数Δｆが含まれている場合
には、該ドップラー周波数検出増幅部３ｃがドップラー
周波数Δｆを検出して増幅し、それをドップラーシフト
検出信号Ｓ₇ として次段のレベル検出部３ｄに出力す
る。

【０００９】このレベル検出部３ｄは、上記ドップラー
シフト検出信号Ｓ₇ のレベルと前以て設定された比較用
の基準レベルとを比較して、ドップラーシフト検出信号
Ｓ₇の方が大きい場合には、動体検出信号Ｓ₈ を警報出
力部３ｅに出力する。該警報出力部３ｅは、動体検出信
号Ｓ₈ が入力されると、リレー等を動作させる警報用信
号を出力して、警戒エリア内に動体が存在することを報
知するようになっている。

【００１０】このように構成された超音波警報装置１に
よれば、感度調整を行なう場合は、制御部４の制御動作
により切換部２ｃが動作せしめられ、この切換部２ｃか
ら出力される発振出力が、第一の発振部２ａの発振出力
Ｓ₁ から第二の発振部２ｂの発振出力Ｓ₂ に切り換えら
れる。尚、この切換えは、例えば６時間毎のように一定
の時間間隔で自動的に行なわれ得るようになっている。

【００１１】上述のように発振出力が切り換えられる
と、送波用素子部２ｅから出力される超音波信号Ｐ
₁ は、基本周波数ｆ₀ に一定のドップラー周波数Δｆが
含まれる、合成周波数ｆ₁ の感度調整用超音波信号とな
る。従って、この超音波信号Ｐ₁ が停止している物体に
当たった場合、その反射波Ｐ₂ は、周波数が変わらない
ことから合成周波数ｆ₁ である。かくして、反射波Ｐ₂
を受波装置３で受けた場合、該受波装置３は、前述した
ように動体検出動作を行なうことになる。

【００１２】このような感度調整時において、ドップラ
ー周波数検出増幅部３ｃから出力されるドップラーシフ
ト検出信号Ｓ₇ の大きさは、警報装置が設置されている
周囲環境の影響や警報装置自体の温度特性等の影響を受
けている。従って、このときのドップラーシフト検出信
号Ｓ₇ のレベル値を、前以て設定されている規格値に合
うように調整することにより、上述した周囲環境の影響
や警報装置自体の温度特性等の影響が全て補償され得る
ことになる。

【００１３】このような調整は、図示の警報装置の場合
には、感度調整時に、制御部４から感度制御信号Ｓ₅ ，
Ｓ₆ を出力することにより、送波側のアンプ部２ｄ，受
波側のアンプ部３ｂ及びドップラー周波数検出増幅部３
ｃの各増幅度が適宜に調整され、これによって前以て設
定された規格値に合ったレベルのドップラーシフト検出
信号Ｓ₇ が得られるようになっている。また、制御部４
からレベル検出部３ｄに対して、基準レベル制御信号Ｓ
₇ を出力することにより、該レベル検出部３ｄの比較用
基準レベルが上記規格値に合わせられ得る。かくして、
上述した調整が一定期間毎に自動的に行なわれることに
より、周囲環境や温度特性の変化等に影響され得ない安
定した動体検出が、常に行なわれるようになっている。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の超音波警報装置１においては、通常は、図５
に示したように個々の送波装置２及び受波装置３が交互
に位置するようにして、複数個の超音波警報装置１が並
置されることになり、さらに動作中は、各送波装置２が
超音波信号Ｐ₁ を出力していることになる。これに対し
て、各受波装置３は、対となるべき送波装置２からの超
音波信号Ｐ₁ だけでなく、警戒エリア内からの反射波Ｐ
₂ を無条件に受けるようになっていることから、例えば
特定の一対の送波装置２及び受波装置３に関して、上述
したような感度調整を行なった場合には、当該受波装置
３には関連する送波装置２からの感度調整用超音波信号
Ｐ₁だけでなく、他の送波装置２からの動体検出用の超
音波信号も入射することになり、その結果受けた反射波
Ｐ₂ が感度調整用の超音波であるか動体検出用の超音波
であるかの判断をすることが不可能になり、従って感度
調整を行なうことができないという問題があった。

【００１５】このため、図５に示すように、各送波装置
２及び受波装置３を、制御用のバス配線５により一つの
共通の制御部４に対して接続して、この制御部４が各送
波装置２及び受波装置３を制御駆動せしめるようにする
と共に、感度調整の際には該制御部４が、バス配線５の
うちのタイミング信号回線５ａを介して、各受波装置３
を制御するようにすることにより、各受波装置３の感度
調整が確実に行なわれ得るようにしている。

【００１６】しかしながら、このような構成の超音波警
報装置１においては、タイミング信号回線５ａが必要に
なることから、構成が複雑になってしまい、またコスト
が高くなってしまうという問題があった。この考案は、
以上の点に鑑み、簡単な構成且つ低コストで、個々の送
波装置及び受波装置の感度調整が確実に行なわれ得るよ
うにした、超音波警報装置を提供することを目的として
いる。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この考案による超音波警報装置は、動体検出用の基
本周波数の検出用信号の発振を行なう第一の発振部，感
度調整のために上記基本周波数にドップラー周波数を加
えた感度調整用信号の発振を行なう第二の発振部及び該
第一の発振部及び第二の発振部の出力を切り換える切換
部を含んでいる本体と、この本体の切換部から出力され
る送波信号の周波数に基づいて超音波を発射する複数個
の送波部と、この送波部から発射された超音波信号の反
射波を受けてこの反射波に含まれるドップラー周波数を
検出し、このドップラー周波数の信号レベル値を前以て
設定された基準レベル値と比較し、その比較結果に基づ
いて動体検出を行なう受波部とから構成されており、さ
らに該受波部に対して上記本体からの送波信号が入力さ
れるようにし、上記受波部は送波信号が検出用信号であ
るかまたは感度調整用信号であるかを判断し、感度調整
信号である場合には、上記ドップラー周波数の信号に基
づいて増幅度，基準レベル値等の調整を行なうようにし
たことを特徴としている。

【００１８】

【作用】上記構成によれば、通常は、切換部が第一の発
振部からの基本周波数の検出用信号を選択することによ
り、送波部から基本周波数の超音波の発射が行なわれ、
この超音波信号の反射波を受波部により受けて動体検出
を行なうと共に、感度調整時には、切換部が第二の発振
部からの感度調整用信号を選択することにより、送波部
から基本周波数にドップラー周波数を加えた周波数の超
音波の発射が行われ、この超音波信号の反射波を受波部
により受けて、該反射波に含まれるドップラー周波数の
信号を検出して、該ドップラー周波数の信号レベル値に
基づいて、増幅度，基準レベル値等の調整が行なわれ得
ることになる。従って、感度調整時には、本体から全て
の送波部に対して同時に感度調整用信号が入力されると
共に、受波部が感度調整用信号であることを判断するこ
とにより、増幅度，基準レベル値等の調整が行なわれ
て、感度調整を行なうようにしたから、タイミング信号
等が不要になり、その結果、簡単な構成により低コスト
で個々の送波部及び受波部の感度調整が確実に行なわれ
得ることになる。

【００１９】

【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいてこの考
案を詳細に説明する。図１はこの考案による超音波警報
装置の一実施例を示しており、超音波警報装置１０は、
本体１１と、この本体１１から出力される送波信号の周
波数に基づいて超音波信号を発射する複数個の送波部１
２と、この送波部１２からの超音波信号の反射波を受け
る受波部１３とから構成されている。

【００２０】本体１１は、動体検出用の基本周波数ｆ₀
の検出用信号の発振を行なう第一の発振部１１ａと、感
度調整のために上記基本周波数ｆ₀ にドップラー周波数
Δｆを加えた合成周波数ｆ₁ の感度調整用信号の発振を
行なう第二の発振部１１ｂと、そして第一の発振部１１
ａ及び第二の発振部１１ｂの発振出力を切り換える切換
部１１ｃと、この切換部１１ｃを切換制御する制御部１
１ｄと、切換部１１ｃからの出力を増幅するアンプ部１
１ｅとを含んでいる。

【００２１】また、上記送波部１２は、上記本体１１の
アンプ部１１ｅから出力される送波信号を増幅するアン
プ部１２ａと、このアンプ部１２ａの出力信号により、
該送波信号の周波数に基づく超音波信号Ｐ₁ を発射する
送波用圧電素子等の送波用素子１２ｂとを含んでいる。

【００２２】さらに、受波部１３は、上記送波部１２か
ら発射された超音波信号Ｐ₁ の反射波Ｐ₂ を受けて、電
気信号に変換する受波用素子１３ａと、該受波用素子１
３ａからの受波信号を増幅するアンプ部１３ｂと、発振
部１３ｃから基本周波数ｆ₀の信号が与えられることに
より、このアンプ部１３ｂからの出力される増幅された
受波信号に含まれるドップラー周波数Δｆを検出して増
幅し、ドップラーシフト検出信号として出力するドップ
ラー周波数検出増幅部１３ｄと、該ドップラーシフト信
号を前以て設定された基準レベルと比較するレベル検出
部１３ｅと、このレベル検出部１３ｅの出力に基づい
て、ドップラーシフト検出信号の方が大きい場合に後述
の制御部１３ｈを介して動体検出信号を出力する警報出
力部１３ｆとから構成されている。

【００２３】さらに、受波部１３は、本体１１から送波
信号が入力される送波信号入力部１３ｇと、この送波信
号入力部１３ｇからの信号により各種制御を行うべく、
レベル検出部１３ｅと警報出力部１３ｆとの間に設けら
れた制御部１３ｈとを含んでいる。この制御部１３ｈ
は、本体１１からの送波信号に基づいて、該送波信号が
検出用信号Ｓ₁ である場合には、レベル検出部１３ｅか
らの信号に基づいて警報出力部１３ｆを制御し、ドップ
ラーシフト検出信号が所定の基準レベルより大きい場合
に警報出力部１３ｆから外部に対して警報を出力するよ
うにする。また、該制御部１３ｈは、送波信号が感度調
整用信号である場合には、レベル部１３ｅからの信号に
基づいて、警報装置が設置されている周囲環境の影響や
警報装置自体の温度特性等の影響を受けているドップラ
ーシフト検出信号の大きさが前以て設定されている規格
値に合うように、アンプ部１３ｂ，ドップラー周波数検
出増幅部１３ｄ及びレベル検出部１３ｅの増幅度及び基
準レベル値をそれぞれ適宜に調整して、上述した周囲環
境の影響や警報装置自体の温度特性等の影響が全て補償
されるようにしている。

【００２４】この考案による超音波警報装置１０は以上
のように構成されており、通常は、図２に示したように
個々の送波部１２及び受波部１３が交互に位置するよう
にして複数個の超音波警報装置１０が並置されるように
なっている。そして、検出時には、本体１１の制御部１
１ｄが切換部１１ｃを制御することにより、この切換部
１１ｃが第一の発振部１１ａからの基本周波数ｆ₀ （例
えば２４．０ｋＨｚ）の検出用信号を選択し、それによ
り各送波部１２から基本周波数ｆ₀ の超音波信号を発射
し、この超音波信号の反射波を受波部１３により受ける
ことにより、そのドップラーシフト検出信号のレベル値
に基づいて動体検出が行なわれ得る。

【００２５】また、感度調整時には、制御部１１ｄが切
換部１１ｃを切換え制御することにより、この切換部１
１ｃが第二の発振部１１ｂからの合成周波数ｆ₁ （例え
ば２４．０４ｋＨｚ）の感度調整用信号を選択し、それ
により各送波部１２から同時に合成周波数ｆ₁ の超音波
信号を発射し、この超音波信号の反射波を受波部１３に
て受けることにより、反射波に含まれるドップラー周波
数の信号（例えば４０Ｈｚ）を検出して、該ドップラー
周波数の信号レベル値を基準レベル値と比較する。そし
て、制御部１３ｈは、本体１１から入力される送波信号
に基づいて、感度調整状態にあることを確認した上で、
上記ドップラーシフト検出信号のレベル値に基づいて、
アンプ部１３ｂ，ドップラー周波数検出増幅部１３ｄ及
びレベル検出部１３ｅの増幅度，基準レベル値等の調整
を行ない、これにより、周囲環境の影響や警報装置自体
の温度特性等に対する補償が行なわれ得ることになる。
この場合、制御部１３ｈが、送波信号を監視することに
より、送波信号が感度調整用信号に切り換えられたと
き、これを判断して、内部処理を切り換えることになる
が、図３に示したように、送波部１２から受波部１３に
超音波信号が到達する際に、僅かな時間遅れが生ずるこ
とから、切換えのための時間は十分確保され得ることに
なる。

【００２６】かくして、感度調整時には、本体１１から
全ての送波部１２に対して、同時に送波信号として感度
調整用信号が入力されると共に、受波部１３が感度調整
用信号であることを判断することにより、増幅度，基準
レベル値等の調整を行なうので、各送波部１２及び受波
部１３の感度調整が確実に行なわれることになる。

【００２７】

【考案の効果】以上述べたように、この考案によれば、
簡単な構成により、低コストで、個々の送波装置及び受
波装置の感度調整が確実に行なわれ得る、極めて優れた
超音波警報装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案による超音波警報装置の一実施例のブ
ロック図である。

【図２】図１の超音波警報装置における本体と複数組み
の送波部及び受波部との接続状態を示す概略図である。

【図３】図１の超音波警報装置における送波信号と送波
出力と受波信号との関係を示すタイムチャートである。

【図４】従来の超音波警報装置の一例を示すブロック図
である。

【図５】上記従来の超音波警報装置における本体と複数
組みの送波部及び受波部との接続状態を示す概略図であ
る。

【符号の説明】 １０ 超音波警報装置 １１ 本体 １１ａ 第一の発振部 １１ｂ 第二の発振部 １１ｃ 切換部 １１ｄ 制御部 １１ｅ アンプ部 １２ 送波部 １２ａ アンプ部 １２ｂ 送波用素子 １３ 受波部 １３ａ 受波用素子 １３ｂ アンプ部 １３ｃ 発振部 １３ｄ ドップラー周波数検出増幅部 １３ｅ レベル検出部 １３ｆ 警報出力部 １３ｇ 送波信号入力部 １３ｈ 制御部

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 動体検出用の基本周波数の検出用信号の
   発振を行なう第一の発振部，感度調整のために上記基本
   周波数にドップラー周波数を加えた感度調整用信号の発
   振を行なう第二の発振部及び該第一の発振部及び第二の
   発振部の出力を切り換える切換部を含んでいる本体と、 上記本体の切換部から出力される送波信号の周波数に基
   づいて超音波を発射する複数個の送波部と、 上記送波部から発射された超音波信号の反射波を受けて
   該反射波に含まれるドップラー周波数を検出し、該ドッ
   プラー周波数の信号レベル値を前以て設定された基準レ
   ベル値と比較し、その比較結果に基づいて動体検出を行
   なう受波部と、から構成されており、さらに該受波部に
   対して上記本体からの送波信号が入力されるようにし、
   上記受波部は送波信号が検出用信号であるかまたは感度
   調整用信号であるかを判断し、感度調整信号である場合
   には、上記ドップラー周波数の信号に基づいて増幅度，
   基準レベル値等の調整を行なうようにしたことを特徴と
   する、超音波警報装置。