JP2825099B2 - 超音波警報装置 - Google Patents

超音波警報装置

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JP2825099B2 JP25673389A JP25673389A JP2825099B2 JP 2825099 B2 JP2825099 B2 JP 2825099B2 JP 25673389 A JP25673389 A JP 25673389A JP 25673389 A JP25673389 A JP 25673389A JP 2825099 B2 JP2825099 B2 JP 2825099B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は超音波警報装置に関し、更に詳しくはドップ
ラー効果を利用した超音波警報装置に関する。
〈従来の技術〉 警戒エリアに超音波を発射して動体検出を行なうよう
にした超音波警報装置が知られている。このような超音
波警報装置においては受波側でドップラー周波数を検出
し、その検出レベル値に基いて警報を出力するようにし
ている。したがって、動体を検出する感度は回路素子の
特性や、装置を取り付けている周囲環境によって大きく
左右される。このため、警報装置を取り付けた当初に感
度調整を行なっている。この調整は、例えば人間が警報
エリア内を移動するなどして反射波中にドップラー周波
数を含ませるとともにそれを検出する。そして、検出し
たドップラー周波数のレベル値が予め設定されている規
格値に合うようにアンプ部の増幅度を加減するなどして
行なっている。
また、設定した以後の環境変化に対処するために、定
期的に人手によって感度調整を行なったり、或は感温素
子を設けて温度変化に対する安定性を向上させたりする
ことにより、安定した警報出力が得られるようにしてい
る。
〈発明が解決しようとする課題〉 回路素子の温度特性は種々であり、どの素子も全て同
じように変化するとは限らない。例えば、超音波用圧電
素子だけを見ても、素子ごとに温度特性にばらつきがあ
るので、量産品において温度補償の精度を上げるのは困
難である。また、温度特性のばらつきの他に周囲環境の
変化による影響や経時変化による影響なども加わるた
め、適正な感度を自動的に維持するのは非常に難しかっ
た。このため、従来は人手による調整を頻繁に行なわな
ければ適正な感度が得られる状態を維持することができ
なかった。
本発明は上述の問題点にかんがみ、動体検出を行なう
感度を最適な感度に自動的に調整できるようにすること
を目的とする。
〈課題を解決するための手段〉 本発明の超音波警報装置は、送波側から発射された超
音波信号の反射波を受波側で受けて上記反射波に含まれ
るドップラー周波数を検出するとともに、上記ドップラ
ー信号のレベル値と予め設定されている比較用の基準レ
ベル値とを比較し、その比較結果に基いて動体検出を行
なうようにした超音波検出装置において、上記動体検出
用に発射される基本周波数の超音波信号を発生させるた
めに設けられた基本周波数発振部と、上記動体検出を行
なう感度の調整用に発射されるドップラー周波数を含ん
だ感度調整用超音波信号を発生させるために設けられた
感度調整用周波数発振部と、上記基本周波数発振部の発
振出力および上記感度調整用周波数発振部の発振出力の
何れか一方を超音波信号発生用の発振出力として導出す
る切換部と、上記切換部の切換動作を制御して通常は上
記基本周波数発振部の発振出力を導出するとともに上記
感度調整用周波数発振部の発振出力を所定の間隔で定期
的に導出し、上記感度調整用周波数発振部の発振出力を
導出している期間に検出されるドップラー周波数検出信
号のレベル値を監視し、上記レベル値の情報に基いてア
ンプ部の増幅度や上記比較用の基準レベル値を加減する
制御部とを具備している。
〈作用〉 ドップラー周波数を含んだ感度調整用の超音波信号を
送波側から発射して、警報エリア内を移動する物体がな
くてもドップラー周波数の検出レベル値を調べることが
できるようにする。したがって、反射波中にドップラー
周波数が含まれるようにするために、人間が警報エリア
内を移動したりする必要がなく、動体検出を行なう感度
を自動的に調整できるようになる。
〈実施例〉 全体構成を表わす図面に示すように、本発明の超音波
警報装置は送波装置1と受波装置2とからなり、送波装
置1側から警戒エリアに向けて超音波P1を発射し、警戒
エリアからの反射波P2を受波装置2で受けて動体検出を
行なう。
送波装置1には基準周波数foを発振する第1の発振部
3と、基準周波数foに一定のドップラー周波数Δfを含
んだ周波数を発振する第2の発振部4とが設けられてい
る。これらの発振部3,4の発振出力S1,S2は切換部5に与
えられ、切換部5で選択された発振出力S1またはS2の何
れか一方がアンプ部6に供給される。
感度調整時に一連の動作を制御するための制御部7が
受波装置2側に設けられ、この制御部7から切換部5に
切換信号S3が与えられる。切換部5は与えられた切換信
号S3に応じて切換動作し、通常警戒状態においては第1
の発振部3の発振出力S1が選択されてアンプ部6に供給
される。
アンプ部6は送波用圧電素子の駆動回路として設けら
れているもので、その増幅度は制御部7から出力される
感度制御信号S5によって所定値に制御されている。アン
プ部6の増幅出力が送波用素子部10に与えられ、そこに
配設さ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、基準周波数foの動体検出用超音波信号
P1が警戒エリア内に送出される。超音波は波長が短いの
で指向性が良い特性があり、反射物体に当たるまで警戒
エリア内を直進する。
発射波P1が反射物体に当たると反射して反射波P2とな
る。この反射波P2が受波装置2の受波用素子部11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として受波側アンプ部12
に導出される。受波信号S4の周波数は、反射した物体が
停止している場合は第1の発振部3で発振した基準周波
数foと同じである。また、反射物体が運動しているとき
はドップラー周波数Δfが発生することにより、基準周
波数foから変化している。すなわち、反射物体が警報装
置に移動して両者の距離が縮まりつつあるときには、基
準周波数foよりもドップラー周波数Δfだけ高くなり
(fo+Δf)となる。また、反対に両者の距離が離れつ
つあるときには、基準周波数foよりもドップラー周波数
Δfだけ低くなり(fo−Δf)となる。
受波側アンプ部12も送波側アンプ部6と同様にその増
幅度が制御部7から出力される感度制御信号S5によって
所定値に制御されている。したがって、受波信号S4は制
御部7によって制御された所定のレベルまで増幅され、
次段に設けられているドップラー周波数検出増幅部13に
供給される。
ドップラー周波数検出増幅部13には、第1の発振部3
から基準周波数foの発振出力S1が与えられていて、この
発振出力S1と受波信号S4との差の周波数をもった出力信
号を得るとともにそれを増幅している。このドップラー
周波数検出増幅部13の増幅度も制御部7から与えられる
感度制御信号S6によって所定値に制御されている。した
がって、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、ドップラー周波数検出増幅部13においてそ
れが検出されるとともに所定の増幅度で増幅され、ドッ
プラーシフト検出信号S7として次段に設けられているレ
ベル検出部14に出力される。
レベル検出部14は入力されたドップラーシフト検出信
号S7のレベルと予め設定されている比較用の基準レベル
とを比較し、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15に出力する。警
報出力部15は動体検出信号S8が与えられると、リレー等
を動作させる警報用信号を出力し、警報エリア内に動く
物体が存在することを報知する。
このようにして通常の警戒動作を行なっているとき
に、制御部7の制御により切換部5から出力される発振
出力が、第1の発振部の発振出力S1から第2の発振部の
出力S2に切換えられる。この切換えは、例えば6時間ご
とのような一定の間隔で行なわれる。
第2の発振部の出力S2が切換部5で選択されることに
より、送波用素子部10から送出される発射波P1は、基本
周波数foに一定ドップラー周波数Δfが含まれた感度調
整用超音波信号となる。したがって、この発射波P1が停
止している物体に当たった場合でも、それにより発生し
た反射波P2にはドップラー周波数Δfが含まれる。この
ドップラー周波数Δfを含んだ反射波P2を受波装置2で
受けて、上述した動体検出を行なう。
この自動感度調整期間において検出され、レベル検出
部14で比較用の基準レベルと比較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などを含んでい
る。したがって、このときに得られたドップラーシフト
検出信号S7のレベル値を、予め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、回路素子の温度特性の
ばらつきや周囲環境の変化などを全て補償することがで
きる。実施例ではこの自動感度調整期間に制御部7から
感度制御信号S5,S6を出力し、送波側アンプ部6や受波
側アンプ部12、およびドップラー周波数検出増幅部13の
増幅度を自動的に調整することにより、予め設定されて
いる規格値に合ったドップラーシフト検出信号S7が得ら
れるようにしている。また、制御部7からレベル検出部
13に基準レベル制御信号S9を出力し、レベル検出部13に
設定される比較用の基準レベルを規格値に合わせてい
る。このような調整を定期的に行なうことにより、周囲
環境の影響や温度特性の変化などに左右されない安定し
た適正感度が常に得られる。
なお、この自動感度調整期間においては動体検出信号
S8を警報出力部15に与えないようにして警報が出力しな
いようにするとともに、ドップラーシフト検出信号S7
制御部7に適正感度が得られているか否かを確認してい
る。
なお、自動感度調整を行なっている期間は通常の動体
検出が中断されるが、中断期間は1〜2秒間程度と極く
短いので問題ない。
〈発明の効果〉 本発明は上述したように、ドップラー周波数を含んだ
感度調整用超音波信号を定期的に発射するとともに、上
記感度調整用超音波信号を発射している期間に検出され
るドップラー周波数検出信号のレベル値を監視し、上記
レベル値の情報に基づいてアンプ部の増幅度やドップラ
ー周波数検出のしきい値などを自動的に加減するように
したので、動体検出を行なう感度を常に最適な感度に自
動調整することができる。したがって、人手による定期
的な調整作業をなくして省略化できるとともに、回路素
子の特性ばらつきや周囲環境の変化による影響を確実に
補償して常に安定した適正感度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
図は、本発明の一実施例を示す超音波警報装置の要部回
路図である。 1……送波装置,2……受波装置, 3……基本周波数発振部, 4……感度調整用周波数発振部, 5……切換部,6……送波側アンプ部, 7……制御部,12……受波側アンプ部, 13……ドップラー周波数検出増幅部, 14……レベル検出部,fo……基本周波数, Δf……ドップラー周波数。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】送波側から発射された超音波信号の反射波
    を受波側で受けて上記反射波に含まれるドップラー周波
    数を検出するとともに、上記ドップラー信号のレベル値
    と予め設定されている比較用の基準レベル値とを比較
    し、その比較結果に基いて動体検出を行なうようにした
    超音波検出装置において、 上記動体検出用に発射される基本周波数の超音波信号を
    発生させるために設けられた基本周波数発振部と、 上記動体検出を行なう感度の調整用に発射されるドップ
    ラー周波数を含んだ感度調整用超音波信号を発生させる
    ために設けられた感度調整用周波数発振部と、 上記基本周波数発振部の発振出力および上記感度調整用
    周波数発振部の発振出力の何れか一方を超音波信号発生
    用の発振出力として導出する切換部と、 上記切換部の切換動作を制御して通常は上記基本周波数
    発振部の発振出力を導出するとともに、上記感度調整用
    周波数発振部の発振出力を所定の間隔で定期的に導出
    し、上記感度調整用周波数発振部の発振出力を導出して
    いる期間に検出されるドップラー周波数検出信号のレベ
    ル値を監視し、上記レベル値の情報に基いてアンプ部の
    増幅度や上記比較用の基準レベル値などを加減する制御
    部とを具備することを特徴とする超音波警報装置。
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