JP3154077B2 - 超音波制御装置 - Google Patents

超音波制御装置

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JP3154077B2
JP3154077B2 JP18273093A JP18273093A JP3154077B2 JP 3154077 B2 JP3154077 B2 JP 3154077B2 JP 18273093 A JP18273093 A JP 18273093A JP 18273093 A JP18273093 A JP 18273093A JP 3154077 B2 JP3154077 B2 JP 3154077B2
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俊昌 高木
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、監視空間内に超音波を
送波し、物体からの反射波を検出することにより、監視
空間内の物体の存在を検知する超音波制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図7は、従来の超音波制御装置の一例の
要部構成例を示したブロック図である。図において、5
0は超音波と同一周波数の電気信号を出力する発振器、
51は発振器50の出力した電気信号をトーンバースト
波に成形する送波回路、52は送波回路51からのトー
ンバースト波の電気信号をパルス列の超音波として送波
し、その反射波を受波する送受波器、53は送受波器で
受波された反射波の受波信号を増幅する増幅回路、54
は増幅された受波信号から周波数成分を除去して検波信
号を出力する検波回路であり、送受波器52、増幅回路
53及び検波回路54等で超音波センサ55を構成して
いる。また、56は送波回路51から複数の超音波セン
サ55へトーンバースト波の電気信号を送る為の共通化
された送波信号線、57は各超音波センサ55の検波回
路54と制御部58とを各々個別に接続し、各検波回路
54からの検波信号を制御部58へ送る為の受波信号線
である。 このような超音波制御装置の動作を以下に説
明する。
【0003】発振器50は超音波と同一周波数の電気信
号を出力し、送波回路51はこの電気信号をトーンバー
スト波に成形する。このトーンバースト波の電気信号
は、共通化された送波信号線56を介して、各超音波セ
ンサ55の送受波器52へ送られ、送受波器52からパ
ルス列の超音波として監視空間内へ送波される。監視空
間内の物体に反射された超音波は、送受波器52で受波
され電気信号の受波信号に変換されて、増幅回路53へ
送られ増幅される。増幅された受波信号は、検波回路5
4で周波数成分を除去されて検波信号となり、各超音波
センサ55毎の受波信号線57を介して制御部58へ入
力される。
【0004】制御部58では入力された個々の検波信号
により、監視空間内に物体が存在するか否かの判断を行
なう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の超音
波制御装置では、上記のように、送波回路51と各超音
波センサ55の送受波器52とを接続する送波信号線5
6は共通化されていたが、各超音波センサ55の検波回
路54と制御部58を接続する受波信号線57は共通化
されておらず、各超音波センサ55毎に受波信号線57
を制御部58に接続する必要があり、その分、費用と手
間が掛かっていた。
【0006】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、第1の発明では受波信号線を共通化しても、複
数台の超音波センサからの信号を各々判別出来る超音波
制御装置を、第2の発明では受波信号線を共通化して
も、検知信号を出力した超音波センサの台数を判断出来
る超音波制御装置を、第3の発明では受波信号線を共通
化しても、接続されている超音波センサの台数を判断す
ることが出来る超音波制御装置を提供することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為に
提案される請求項1に記載の本発明による超音波制御装
置は、発振器から電気信号として出力され送波回路にて
トーンバースト波に成形された後、共通の送波信号線を
介して送られて来た送波信号により駆動されて、監視空
間内にパルス列の超音波を送波し、監視空間内に存在す
る物体からの反射波を受波する送受波器と、この送受波
器の受波信号を増幅する増幅回路と、増幅された受波信
号から検波する検波回路とを備えた複数の超音波センサ
と、この超音波センサからの検波信号を受波信号線を介
して受けて、監視空間内の物体の有無を判断する制御部
からなる超音波制御装置において、上記の受波信号線は
共通化されると共に、上記の各超音波センサは、各々の
上記検波回路からの検波信号を受け監視空間内の物体の
有無を判断して検知信号を出力する判断回路と、上記検
知信号によりオンされるスイッチ回路とを備え、これら
各スイッチ回路は互いに並列に上記共通化された受波信
号線に接続され、かつこの受波信号線を介して抵抗を介
した電源と接続され、上記制御部が上記電源電圧からの
上記抵抗による電圧降下を検知して、上記各超音波セン
サからの上記検知信号を判断する構成となっている。
【0008】請求項2に記載の本発明による超音波制御
装置は、上記制御部が、上記電源電圧からの上記抵抗に
よる電圧降下を記憶する記憶部と、この電圧降下を加算
する加算部と、この加算された電圧降下の値から、検知
信号を出力した超音波センサの台数を判断する検知台数
判断部とを備えた構成となっている。請求項3に記載の
本発明による超音波制御装置は、上記制御部が、上記各
超音波センサの超音波送波に伴う残響の検知信号による
上記電源電圧からの上記抵抗による電圧降下を読み取る
残響電圧読取部と、この読み取った残響電圧の値から、
上記制御部に接続されている超音波センサの台数を判断
する接続台数判断部とを備えた構成となっている。
【0009】
【作用】請求項1に記載の本発明による超音波制御装置
では、受波信号線が共通化されると共に、各超音波セン
サは、各々の検波回路からの検波信号を受け監視空間内
の物体の有無を判断して検知信号を出力する判断回路
と、上記検知信号によりオンされるスイッチ回路とを備
え、これら各スイッチ回路は互いに並列に上記共通化さ
れた受波信号線に接続され、かつこの受波信号線を介し
て抵抗を介した電源と接続され、制御部が上記電源電圧
からの上記抵抗による電圧降下を検知して、上記各超音
波センサからの上記検知信号を判断するので、受波信号
線を共通化しても、複数台の超音波センサからの信号を
各々判別出来る。
【0010】請求項2に記載の本発明による超音波制御
装置では、制御部が、電源電圧からの抵抗による電圧降
下を記憶する記憶部と、この電圧降下を加算する加算部
と、この加算された電圧降下の値から、検知信号を出力
した超音波センサの台数を判断する検知台数判断部とを
備えているので、受波信号線を共通化しても、検知信号
を出力した超音波センサの台数を判断出来る。
【0011】請求項3に記載の本発明による超音波制御
装置では、制御部が、各超音波センサの超音波送波に伴
う残響の検知信号による電源電圧からの抵抗による電圧
降下を読み取る残響電圧読取部と、この読み取った残響
電圧の値から、この超音波制御装置に接続されている超
音波センサの台数を判断する接続台数判断部とを備えて
いるので、受波信号線を共通化しても、接続されている
超音波センサの台数を判断することが出来る。
【0012】
【実施例】以下に、添付図を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。図1は、請求項1に記載の本発明によ
る超音波制御装置の一実施例の要部構成例を示したブロ
ック図である。図7に示した従来例と同様のところは同
一符号を付して説明を省略する。図1において、11は
検波回路54からの検波信号を受け監視空間内の物体の
有無を判断して検知信号を出力する判断回路、12は判
断回路11からの検知信号によりオンされる、トランジ
スタ等のスイッチング素子等からなるスイッチ回路であ
り、送受波器52、増幅回路53、検波回路54、判断
回路11及びスイッチ回路12で超音波センサ10を構
成している。また、13は各超音波センサ10のスイッ
チ回路12からの出力線を共通化した受波信号線、14
は電源、15は電源14の電圧からの抵抗Rによる電圧
降下を検知して、各超音波センサ10からの検知信号を
判断する制御部である。
【0013】このような構成の超音波制御装置の動作を
以下に説明する。発振器50は超音波と同一周波数の電
気信号を出力し、送波回路51はこの電気信号をトーン
バースト波に成形する。このトーンバースト波の電気信
号は、共通化された送波信号線56を介して、各超音波
センサ10の送受波器52へ送られ、送受波器52から
パルス列の超音波として監視空間内へ送波される。
【0014】監視空間内の物体に反射された超音波は、
送受波器52で受波され電気信号の受波信号に変換され
て、増幅回路53へ送られ増幅される。増幅された受波
信号は、検波回路54で周波数成分を除去されて検波信
号となり、判断回路11へ出力される。判断回路11で
は、物体に反射された受波信号が検波信号に含まれてい
るかを判断し、物体に反射された受波信号が検波信号に
含まれていると判断した時は、検知信号を出力する。
【0015】この検知信号が出力されると、スイッチ回
路12がオンとなり、共通化された受波信号線13を介
しスイッチ回路12経由で、電源14から電流Iが流れ
る。この時、制御部15への受波信号線13による入力
電圧は、電源14の電圧から上記の電流Iと抵抗Rによ
る電圧降下分(電流I×抵抗R)だけ低下した値とな
る。
【0016】制御部15は、上記の電圧降下分(受波信
号)を検知して、超音波センサ10が物体の検知信号を
出力したと判断する。図2の(a),(b)はこのよう
な動作を示したタイムチャートである。超音波が送波さ
れてから、各々の送受波器52と物体との距離に応じた
時間後に、電圧降下(受波信号)が制御部15に入力さ
れる。
【0017】図3は、請求項2に記載の本発明による超
音波制御装置の一実施例の要部構成例を示したブロック
図である。図1及び図7と同様のところは同一符号を付
して説明を省略する。図3において、17は検波回路5
4からの検波信号を受け監視空間内の物体の有無を判断
して連続した検知信号を出力する判断回路であり、送受
波器52、増幅回路53、検波回路54、判断回路17
及びスイッチ回路12で超音波センサ16を構成してい
る。また、18は電源14の電圧からの抵抗Rによる電
圧降下を記憶する記憶部、19はこの電圧降下を加算す
る加算部、20はこの加算された電圧降下の値から検知
信号を出力した超音波センサ16の台数を判断する検知
台数判断部、21は記憶部18、加算部19及び検知台
数判断部20等からなる制御部である。
【0018】このような構成の超音波制御装置の動作を
以下に説明する。任意の(第1の)超音波センサ16の
判断回路17が、物体に反射された受波信号が検波信号
に含まれているかを判断し、物体に反射された受波信号
が検波信号に含まれていると判断した時は、連続した検
知信号を出力し続ける。この検知信号が出力され続ける
と、スイッチ回路12がオン状態となり、共通化された
受波信号線13を介しスイッチ回路12経由で、電源1
4から電流Iが流れ続ける。この時、制御部21への受
波信号線13による入力電圧は、電源14の電圧から上
記の電流Iと抵抗Rによる電圧降下分(電流I×抵抗
R)だけ低下し、この状態が続く。
【0019】このような状態で、上記とは別の(第2
の)超音波センサ16の判断回路17が、物体に反射さ
れた受波信号が検波信号に含まれているかを判断し、物
体に反射された受波信号が検波信号に含まれていると判
断した時は、連続した検知信号を出力し続ける。この検
知信号が出力され続けると、スイッチ回路12がオン状
態となり、共通化された受波信号線13を介しスイッチ
回路12経由で、電源14から電流Iが流れ続ける。こ
の時、スイッチ回路12が2台オン状態となるので、抵
抗Rに流れる電流は2倍となり、その分、電流2Iと抵
抗Rによる電圧降下分(電流2I×抵抗R)は大きくな
り、制御部21への受波信号線13による入力電圧は、
さらに低下する。
【0020】また、さらに別の(第3の)超音波センサ
16の判断回路17が、物体に反射された受波信号が検
波信号に含まれているかを判断し、物体に反射された受
波信号が検波信号に含まれていると判断した時は、上記
と同様にして、抵抗Rに流れる電流は3倍となり、その
分、電流3Iと抵抗Rによる電圧降下分(電流3I×抵
抗R)は大きくなり、制御部21への受波信号線13に
よる入力電圧は、さらに低下する。
【0021】制御部21では、上記の電圧降下分(受波
信号)を検知して、記憶部18にて記憶し、加算部19
にて加算して、検知台数判断部20にてこの加算された
電圧降下の値から検知信号を出力した超音波センサ16
の台数を判断する。図4の(a)〜(e)はこのような
動作を示したタイムチャートである。その他の動作につ
いては、請求項1の超音波制御装置と同様であるので、
説明を省略する。
【0022】図5は、請求項3に記載の本発明による超
音波制御装置の一実施例の要部構成例を示したブロック
図である。図1及び図7と同様のところは同一符号を付
して説明を省略する。図5において、22は各超音波セ
ンサ10の超音波送波に伴う残響の検知信号による、電
源14の電圧からの抵抗Rによる電圧降下を読み取る残
響電圧読取部、23は残響電圧読取部22が読み取った
残響電圧の値から、制御部24に接続されている超音波
センサ10の台数を判断する接続台数判断部である。
【0023】このような構成の超音波制御装置の動作を
以下に説明する。トーンバースト波の電気信号が各超音
波センサ10の各送受波器52からパルス列の超音波と
して監視空間内へ送波されると、その残響波は各送受波
器52で電気信号の残響波信号に変換されて、各増幅回
路53へ送られ増幅される。増幅された各残響波信号
は、各々の検波回路54で周波数成分を除去されて検波
信号となり、各々の判断回路11へ出力される。
【0024】各々の判断回路11は、この検波信号によ
り検知信号を出力する。この検知信号が出力されると、
各スイッチ回路12がオンとなり、共通化された受波信
号線13を介し各スイッチ回路12経由で、電源14か
ら電流が流れる。この時、各々のスイッチ回路12に流
れる電流はIであるが、抵抗Rに流れる電流はこれらの
合計した値となり、オンとなったスイッチ回路12の台
数をnとすると、制御部24への受波信号線13による
入力電圧は、電源14の電圧から電流nIと抵抗Rによ
る電圧降下分(電流nI×抵抗R)だけ低下した値とな
る。
【0025】制御部24では、残響電圧読取部22にて
この電圧降下分(電流nI×抵抗R)を読み取り、この
読み取った残響電圧(電圧降下分)の値から、接続台数
判断部23にて制御部24に接続されている超音波セン
サ10の台数を判断する。図6の(a)〜(d)はこの
ような動作を示したタイムチャートである。その他の動
作については、請求項1の超音波制御装置と同様である
ので、説明を省略する。
【0026】
【発明の効果】請求項1に記載の本発明による超音波制
御装置によれば、受波信号線を共通化しても、複数台の
超音波センサからの信号を各々判別出来る。請求項2に
記載の本発明による超音波制御装置によれば、受波信号
線を共通化しても、検知信号を出力した超音波センサの
台数を判断出来る。
【0027】請求項3に記載の本発明による超音波制御
装置によれば、受波信号線を共通化しても、接続されて
いる超音波センサの台数を判断することが出来る
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1に記載の本発明による超音波制御装置
の一実施例の要部構成例を示したブロック図である。
【図2】(a),(b)は、請求項1に記載の本発明に
よる超音波制御装置の動作を示したタイムチャートであ
る。
【図3】請求項2に記載の本発明による超音波制御装置
の一実施例の要部構成例を示したブロック図である。
【図4】(a),(b),(c),(d),(e)は、
請求項2に記載の本発明による超音波制御装置の動作を
示したタイムチャートである。
【図5】請求項3に記載の本発明による超音波制御装置
の一実施例の要部構成例を示したブロック図である。
【図6】(a),(b),(c),(d)は、請求項3
に記載の本発明による超音波制御装置の動作を示したタ
イムチャートである。
【図7】従来の超音波制御装置の一例の要部構成例を示
したブロック図である。
【符号の説明】
10,16・・・超音波センサ 11,17・・・判断回路 12・・・スイッチ回路 13・・・受波信号線 14・・・電源 15,21,24・・・制御部 18・・・記憶部 19・・・加算部 20・・・検知台数判断部 22・・・残響電圧読取部 23・・・接続台数判断部 50・・・発振器 51・・・送波回路 52・・・送受波器 53・・・増幅回路 54・・・検波回路 56・・・送波信号線
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−213272(JP,A) 特開 平4−98185(JP,A) 特開 昭52−152146(JP,A) 特開 平4−47796(JP,A) 特開 平4−231884(JP,A) 特開 平5−120592(JP,A) 特公 昭56−51398(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 7/52 - 7/64 G01S 15/00 - 15/96

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発振器から電気信号として出力され送波回
    路にてトーンバースト波に成形された後、共通の送波信
    号線を介して送られて来た送波信号により駆動されて、
    監視空間内にパルス列の超音波を送波し、監視空間内に
    存在する物体からの反射波を受波する送受波器と、この
    送受波器の受波信号を増幅する増幅回路と、増幅された
    受波信号から検波する検波回路とを備えた複数の超音波
    センサと、この超音波センサからの検波信号を受波信号
    線を介して受けて、監視空間内の物体の有無を判断する
    制御部からなる超音波制御装置において、上記の受波信
    号線は共通化されると共に、上記の各超音波センサは、
    各々の上記検波回路からの検波信号を受け監視空間内の
    物体の有無を判断して検知信号を出力する判断回路と、
    上記検知信号によりオンされるスイッチ回路とを備え、
    これら各スイッチ回路は互いに並列に上記共通化された
    受波信号線に接続され、かつこの受波信号線を介して抵
    抗を介した電源と接続され、上記制御部が上記電源電圧
    からの上記抵抗による電圧降下を検知して、上記各超音
    波センサからの上記検知信号を判断することを特徴とす
    る超音波制御装置。
  2. 【請求項2】上記制御部が、上記電源電圧からの上記抵
    抗による電圧降下を記憶する記憶部と、この電圧降下を
    加算する加算部と、この加算された電圧降下の値から、
    上記各超音波センサの内、検知信号を出力した超音波セ
    ンサの台数を判断する検知台数判断部とを備えたことを
    特徴とする、請求項1に記載の超音波制御装置。
  3. 【請求項3】上記制御部が、上記各超音波センサの超音
    波送波に伴う残響の検知信号による上記電源電圧からの
    上記抵抗による電圧降下を読み取る残響電圧読取部と、
    この読み取った残響電圧の値から、上記制御部に接続さ
    れている超音波センサの台数を判断する接続台数判断部
    とを備えたことを特徴とする、請求項1または2に記載
    の超音波制御装置。
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