JP2904391B2 - 超音波センサ - Google Patents
超音波センサInfo
- Publication number
- JP2904391B2 JP2904391B2 JP5320611A JP32061193A JP2904391B2 JP 2904391 B2 JP2904391 B2 JP 2904391B2 JP 5320611 A JP5320611 A JP 5320611A JP 32061193 A JP32061193 A JP 32061193A JP 2904391 B2 JP2904391 B2 JP 2904391B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- pulse
- ultrasonic
- reference voltage
- transmission
- Prior art date
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波を用いて対象物
までの距離または位置を検出するために利用される超音
波センサに係わり、遠距離物体から近接物体まで検出す
る方法に関する。
までの距離または位置を検出するために利用される超音
波センサに係わり、遠距離物体から近接物体まで検出す
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の超音波センサは、図３に
示すような構成であった。図３において、１は送信パル
ス発生手段で、送信時間信号を発生している。２は超音
波送信手段で、超音波信号を前記送信パルス発生手段よ
りのパルスで変調する超音波回路２ａと、該パルス変調
波を送信する超音波送信器２ｂにより構成されている。
１３は比較波形発生手段で、前記送信パルス発生手段よ
りのパルスを積分して所定の波形を発生している。３は
超音波受信手段で、前記超音波送信手段より送信される
超音波信号の反射波を受信する超音波受信器３ｂと、検
波手段３ａにより構成し、前記受信する超音波信号より
パルス成分を取り出している。４は比較手段で、前記比
較波形発生手段１３よりの信号を基準に前記検波信号を
比較し、前記比較波形より小さいレベルの検波波形は０
レベルとし、比較波形より大きいレベルの検波波形を出
力している。１２は出力手段で、前記送信パルス発生手
段よりのパルスと、前記比較出力信号を外部に送出して
いた。しかしながら、このような構成では、送信波が基
板等を通して受信回路に直接廻り込んだり、超音波送信
波が直接受信手段に入射するいわゆる回り込み波のバラ
ツキを完全に取るため、図４に示すように、比較波形の
積分値を大きめにとるしかなく、近接距離からの反射波
を隠してしまい、測定することができなかった。
示すような構成であった。図３において、１は送信パル
ス発生手段で、送信時間信号を発生している。２は超音
波送信手段で、超音波信号を前記送信パルス発生手段よ
りのパルスで変調する超音波回路２ａと、該パルス変調
波を送信する超音波送信器２ｂにより構成されている。
１３は比較波形発生手段で、前記送信パルス発生手段よ
りのパルスを積分して所定の波形を発生している。３は
超音波受信手段で、前記超音波送信手段より送信される
超音波信号の反射波を受信する超音波受信器３ｂと、検
波手段３ａにより構成し、前記受信する超音波信号より
パルス成分を取り出している。４は比較手段で、前記比
較波形発生手段１３よりの信号を基準に前記検波信号を
比較し、前記比較波形より小さいレベルの検波波形は０
レベルとし、比較波形より大きいレベルの検波波形を出
力している。１２は出力手段で、前記送信パルス発生手
段よりのパルスと、前記比較出力信号を外部に送出して
いた。しかしながら、このような構成では、送信波が基
板等を通して受信回路に直接廻り込んだり、超音波送信
波が直接受信手段に入射するいわゆる回り込み波のバラ
ツキを完全に取るため、図４に示すように、比較波形の
積分値を大きめにとるしかなく、近接距離からの反射波
を隠してしまい、測定することができなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上述べた問
題を解決するもので、超音波送信波が電気的または音響
的に直接廻り込んで受信されても近接距離の反射波を検
出できる回路構成を提供することを目的とするものであ
る。
題を解決するもので、超音波送信波が電気的または音響
的に直接廻り込んで受信されても近接距離の反射波を検
出できる回路構成を提供することを目的とするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するため、送信時間信号を発生する送信パルス発生手
段と、該パルス幅に相当する時間、超音波信号を送信す
る超音波送信手段と、前記超音波信号に対応する反射波
を受信し、該受信信号より超音波信号成分を炉波し、低
周波成分を検波する超音波受信手段と、該検波信号をレ
ベル制御可能な基準電圧発生手段よりの基準電圧と比較
し、該基準電圧より大きいレベルの信号のみ出力する比
較手段と、前記送信パルスがＬレベル時、前記比較手段
よりの出力パルスの立ち上がりをトリガーとして所定の
幅のパルスを発生するパルス発生手段と、該パルス及び
前記送信パルスを送出する出力手段とで構成している。
決するため、送信時間信号を発生する送信パルス発生手
段と、該パルス幅に相当する時間、超音波信号を送信す
る超音波送信手段と、前記超音波信号に対応する反射波
を受信し、該受信信号より超音波信号成分を炉波し、低
周波成分を検波する超音波受信手段と、該検波信号をレ
ベル制御可能な基準電圧発生手段よりの基準電圧と比較
し、該基準電圧より大きいレベルの信号のみ出力する比
較手段と、前記送信パルスがＬレベル時、前記比較手段
よりの出力パルスの立ち上がりをトリガーとして所定の
幅のパルスを発生するパルス発生手段と、該パルス及び
前記送信パルスを送出する出力手段とで構成している。
【０００５】
【作用】以上のように構成したので、本発明の超音波セ
ンサにおいては、廻り込み波を含む反射波を受信し、前
記比較手段で基準電圧を可変して、近距離物体からの反
射波は高い基準電圧で比較し、遠距離物体からの反射波
は低い基準電圧で比較するので、近接距離から遠距離ま
での物体を正確に検出することができる。
ンサにおいては、廻り込み波を含む反射波を受信し、前
記比較手段で基準電圧を可変して、近距離物体からの反
射波は高い基準電圧で比較し、遠距離物体からの反射波
は低い基準電圧で比較するので、近接距離から遠距離ま
での物体を正確に検出することができる。
【０００６】
【実施例】以下図面に基づいて本発明による超音波セン
サの実施例を詳細に説明する。図１は本発明による超音
波センサの一実施例を示す要部ブロック図であり、１は
送信パルス発生手段で、送信時間信号を発生している。
２は超音波送信手段で、超音波信号を前記送信パルス発
生手段よりのパルスで変調する超音波回路２ａと、該パ
ルス変調波を送信する超音波送信器２ｂにより構成され
ている。３は超音波受信手段で、前記超音波送信手段２
より送信される超音波信号の反射波を受信する超音波受
信器３ｂと、検波回路３ａにより構成し、前記受信する
超音波信号より低周波成分を検波して取り出している。
４は比較手段で、基準電圧発生手段５よりの基準電圧と
前記検波手段３ａよりの検波信号を比較し、基準電圧よ
り大きい信号を出力している。基準電圧発生手段５は制
御手段６の制御により基準電圧を可変している。制御手
段６は、外部の入力手段２０よりの入力信号を基に、基
準電圧発生手段５等を制御している。７はパルス発生手
段で、前記送信パルスがＬレベル時、前記比較手段より
の出力パルスの立ち上がりをトリガーとして所定の幅の
パルスを発生している。１２は出力手段で、前記パルス
発生手段７よりのパルスと、前記送信パルスを所定のイ
ンピーダンス、レベル等に合わせて、出力している。
サの実施例を詳細に説明する。図１は本発明による超音
波センサの一実施例を示す要部ブロック図であり、１は
送信パルス発生手段で、送信時間信号を発生している。
２は超音波送信手段で、超音波信号を前記送信パルス発
生手段よりのパルスで変調する超音波回路２ａと、該パ
ルス変調波を送信する超音波送信器２ｂにより構成され
ている。３は超音波受信手段で、前記超音波送信手段２
より送信される超音波信号の反射波を受信する超音波受
信器３ｂと、検波回路３ａにより構成し、前記受信する
超音波信号より低周波成分を検波して取り出している。
４は比較手段で、基準電圧発生手段５よりの基準電圧と
前記検波手段３ａよりの検波信号を比較し、基準電圧よ
り大きい信号を出力している。基準電圧発生手段５は制
御手段６の制御により基準電圧を可変している。制御手
段６は、外部の入力手段２０よりの入力信号を基に、基
準電圧発生手段５等を制御している。７はパルス発生手
段で、前記送信パルスがＬレベル時、前記比較手段より
の出力パルスの立ち上がりをトリガーとして所定の幅の
パルスを発生している。１２は出力手段で、前記パルス
発生手段７よりのパルスと、前記送信パルスを所定のイ
ンピーダンス、レベル等に合わせて、出力している。
【０００７】以上の構成において、次に動作を図３の各
部波形を参照して説明する。Ｓ１は送信パルス発生手段
１より出力される送信パルスで、該パルスで変調した超
音波信号が超音波送信手段２より送信される。Ｓ３は前
記送信される超音波信号が近距離物体ａ及び遠距離物体
ｂに反射し、超音波受信手段３で受信し、検波される検
波信号であり、Ｓａは近距離物体ａの反射波、Ｓｂは遠
距離物体ｂの反射波である。ＥＨ，ＥＬは基準電圧発生
手段５よりの基準電圧で、ＥＨは高い電圧を、ＥＬは低
い電圧を示す。ＥＨを基準電圧とするに、比較出力はＳ
４ａとなり、ＥＬを基準電圧とするに、比較出力はＳ４
ｂとなる。パルス発生手段７ではＳ４ａの廻り込み信号
を含む第一番目のパルスＰｎ１が消え、近距離物体ａの
反射波に対応するパルスＰａの立ち上がりをトリガーと
して所定のパルス幅のパルス信号Ｓ７ａ（近距離信号）
を出力する。また、パルス発生手段７ではＳ４ｂの廻り
込み信号と近距離物体ａよりの反射波を含む第一番目の
パルスＰｎ２が消え、遠距離物体ｂの反射波に対応する
パルスＰｂの立ち上がりをトリガーとして所定のパルス
幅のパルス信号Ｓ７ｂ（遠距離信号）を出力する。
部波形を参照して説明する。Ｓ１は送信パルス発生手段
１より出力される送信パルスで、該パルスで変調した超
音波信号が超音波送信手段２より送信される。Ｓ３は前
記送信される超音波信号が近距離物体ａ及び遠距離物体
ｂに反射し、超音波受信手段３で受信し、検波される検
波信号であり、Ｓａは近距離物体ａの反射波、Ｓｂは遠
距離物体ｂの反射波である。ＥＨ，ＥＬは基準電圧発生
手段５よりの基準電圧で、ＥＨは高い電圧を、ＥＬは低
い電圧を示す。ＥＨを基準電圧とするに、比較出力はＳ
４ａとなり、ＥＬを基準電圧とするに、比較出力はＳ４
ｂとなる。パルス発生手段７ではＳ４ａの廻り込み信号
を含む第一番目のパルスＰｎ１が消え、近距離物体ａの
反射波に対応するパルスＰａの立ち上がりをトリガーと
して所定のパルス幅のパルス信号Ｓ７ａ（近距離信号）
を出力する。また、パルス発生手段７ではＳ４ｂの廻り
込み信号と近距離物体ａよりの反射波を含む第一番目の
パルスＰｎ２が消え、遠距離物体ｂの反射波に対応する
パルスＰｂの立ち上がりをトリガーとして所定のパルス
幅のパルス信号Ｓ７ｂ（遠距離信号）を出力する。
【０００８】図２は、本発明の別の実施例を示す要部ブ
ロック図で、図１のパルス発生手段７と出力手段１２の
間（，間）に挿入されるものである。図２におい
て、８はＡ／Ｄ変換手段で、基準電圧発生手段５よりの
高い電圧ＥＨを基準電圧として得る比較信号Ｓ４ａを前
記パルス発生手段７に入力し、該パルス発生手段７より
出力される近距離用信号Ｓ７ａをデジタル信号に変換し
ている。９は記憶手段で、前記デジタル信号を制御手段
６の制御により記憶している。１０はＤ／Ａ変換手段
で、記憶手段９よりの読み出し信号をアナログ信号に変
換している。１１はミクサーで、該記憶手段９よりの信
号をＤ／Ａ変換するアナログ信号と基準電圧発生手段５
よりの低い電圧ＥＬを基準電圧として得る比較信号Ｓ４
ｂを前記パルス発生手段７に入力し、該パルス発生手段
７より出力される遠距離用信号Ｓ７ｂとミックスするＳ
１１信号を、出力手段１２を介して出力している。
ロック図で、図１のパルス発生手段７と出力手段１２の
間（，間）に挿入されるものである。図２におい
て、８はＡ／Ｄ変換手段で、基準電圧発生手段５よりの
高い電圧ＥＨを基準電圧として得る比較信号Ｓ４ａを前
記パルス発生手段７に入力し、該パルス発生手段７より
出力される近距離用信号Ｓ７ａをデジタル信号に変換し
ている。９は記憶手段で、前記デジタル信号を制御手段
６の制御により記憶している。１０はＤ／Ａ変換手段
で、記憶手段９よりの読み出し信号をアナログ信号に変
換している。１１はミクサーで、該記憶手段９よりの信
号をＤ／Ａ変換するアナログ信号と基準電圧発生手段５
よりの低い電圧ＥＬを基準電圧として得る比較信号Ｓ４
ｂを前記パルス発生手段７に入力し、該パルス発生手段
７より出力される遠距離用信号Ｓ７ｂとミックスするＳ
１１信号を、出力手段１２を介して出力している。
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による超音
波センサによれば、近距離物体及び、遠距離物体態から
の反射波を超音波受信手段で受信して検波した検波信号
を比較手段で、電圧の高い基準電圧と、電圧の低い基準
電圧とで比較し、近距離信号及び遠距離信号を検出し、
これをミックスして出力するので、近接距離からの反射
波から遠距離からの反射波まで検出することができ、幅
広い距離検出用センサとして利用できる。
波センサによれば、近距離物体及び、遠距離物体態から
の反射波を超音波受信手段で受信して検波した検波信号
を比較手段で、電圧の高い基準電圧と、電圧の低い基準
電圧とで比較し、近距離信号及び遠距離信号を検出し、
これをミックスして出力するので、近接距離からの反射
波から遠距離からの反射波まで検出することができ、幅
広い距離検出用センサとして利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による超音波センサの一実施例を示す要
部ブロック図である。
部ブロック図である。
【図２】本発明による超音波センサの別の実施例を示す
要部ブロック図である。
要部ブロック図である。
【図３】本発明による超音波センサの各部の波形を示し
ている。
ている。
【図４】従来の超音波センサを示す要部ブロック図であ
る。
る。
【図５】従来の超音波センサの各部の波形を示してい
る。
る。
１ 送信パルス発生手段 ２ 超音波送信手段 ２ａ超音波回路 ２ｂ超音波送信器 ３ 超音波受信手段 ３ａ検波回路 ３ｂ超音波受信器 ４ 比較手段 ５ 基準電圧発生手段 ６ 制御手段 ７ パルス発生手段 ８ Ａ／Ｄ変換手段 ９ 記憶手段 １０ Ｄ／Ａ変換手段 １１ ミクサ １２ 出力手段 ２０ 入力手段 Ｓ１ 送信パルス Ｓ３ 検波信号 Ｓ４ａ近距離物体検出時比較信号 Ｓ４ｂ遠距離物体検出時比較信号 Ｓ７ａ近距離物体検出時パルス発生手段出力信号 Ｓ７ｂ遠距離物体検出時パルス発生手段出力信号 Ｓ１１ミックス出力信号 Ｓａ 近距離物体反射波 Ｓｂ 遠距離物体反射波 Ｓｎ 廻り込み信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/64 G01S 13/00 - 15/96
Claims (4)
- 【請求項１】 送信時間信号を発生する送信パルス発生
手段と、該パルス幅に相当する時間、超音波信号を送信
する超音波送信手段と、前記超音波信号に対応する反射
波を受信し、該受信信号より超音波信号成分を炉波し、
低周波成分を検波する超音波受信手段と、該検波信号を
基準電圧発生手段よりの基準電圧と比較し、該基準電圧
より大きいレベルの信号のみ出力する比較手段と、前記
送信パルスがＬレベル時、前記比較手段よりの出力パル
スの立ち上がりをトリガーとして所定の幅のパルスを発
生するパルス発生手段と、該パルス及び前記送信パルス
を送出する出力手段とで構成していることを特徴とする
超音波センサ。 - 【請求項２】 前記基準電圧発生手段は、制御手段によ
り電圧を制御するようにしたことを特徴とする請求項１
記載の超音波センサ。 - 【請求項３】 前記基準電圧発生手段は、外部の入力手
段よりの制御信号により制御手段を介して電圧を制御す
るようにしたことを特徴とする請求項１記載の超音波セ
ンサ。 - 【請求項４】 送信時間信号を発生する送信パルス発生
手段と、該パルス幅に相当する時間、超音波信号を送信
する超音波送信手段と、前記超音波信号に対応する反射
波を受信し、該受信信号より超音波信号成分を炉波し、
低周波成分を検波する超音波受信手段と、該検波信号を
外部の入力手段よりの制御信号に基づき制御手段により
電圧を制御する基準電圧発生手段よりの基準電圧と比較
し、該基準電圧より大きいレベルの信号のみ出力する比
較手段と、前記送信パルスがＬレベル時、前記比較手段
よりの出力パルスの立ち上がりをトリガーとして所定の
幅のパルスを発生するパルス発生手段と、前記パルス発
生手段よりの信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
部と、該デジタル信号を記憶する記憶手段と、記憶手段
よりの信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段
と、該信号と前記パルス発生手段よりの信号をミックス
する混合手段とを設け、該ミックス信号及び前記送信パ
ルスを送出する出力手段とで構成し、近距離物体検出時
は基準電圧を高くし、前記パルス発生手段よりの近距離
用信号をＡ／Ｄ変換して記憶手段に記憶し、遠距離物体
検出時は基準電圧を低くし、前記パルス発生手段より遠
距離用信号を得て、前記近距離用信号と該遠距離用信号
をミックス手段でミックスし、出力手段より出力するよ
うにしていることを特徴とする超音波センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5320611A JP2904391B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 超音波センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5320611A JP2904391B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 超音波センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07174842A JPH07174842A (ja) | 1995-07-14 |
| JP2904391B2 true JP2904391B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=18123342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5320611A Expired - Lifetime JP2904391B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 超音波センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2904391B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI220088B (en) * | 2003-07-01 | 2004-08-01 | Asia Optical Co Inc | Optical signal receiving method and optical signal receiving device |
| CN102662176A (zh) * | 2005-07-04 | 2012-09-12 | 株式会社尼康美景 | 距离测量设备 |
-
1993
- 1993-12-20 JP JP5320611A patent/JP2904391B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07174842A (ja) | 1995-07-14 |
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