JP3196055B2 - 超音波センサ - Google Patents
超音波センサInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、監視空間内に所定周波
数の超音波を送波し、監視空間内の物体からの反射波を
検出することにより、反射空間内の移動物体の存在を検
知するのに適用される超音波センサに関する。
数の超音波を送波し、監視空間内の物体からの反射波を
検出することにより、反射空間内の移動物体の存在を検
知するのに適用される超音波センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の超音波センサとしては、移動物
体に超音波が送波されたときのドップラー効果を利用し
て、移動物体の検知を可能としたものが提案されてい
る。この従来のものは、送波器から所定周波数の超音波
を連続送波すると共に、受波器では一定時間間隔で反射
波を受波することにより、受波器から出力される受波信
号のドップラー成分の正または負に基づいて、予め定め
られた所定の単位値を順次加算または減算して積算値を
求めてゆき、その積算値が所定の閾値を超えれば、その
時点で移動物体が監視空間内に存在するものと判断し、
所定の移動物体検知信号を出力するように構成されてい
る。
体に超音波が送波されたときのドップラー効果を利用し
て、移動物体の検知を可能としたものが提案されてい
る。この従来のものは、送波器から所定周波数の超音波
を連続送波すると共に、受波器では一定時間間隔で反射
波を受波することにより、受波器から出力される受波信
号のドップラー成分の正または負に基づいて、予め定め
られた所定の単位値を順次加算または減算して積算値を
求めてゆき、その積算値が所定の閾値を超えれば、その
時点で移動物体が監視空間内に存在するものと判断し、
所定の移動物体検知信号を出力するように構成されてい
る。
【０００３】この従来の超音波センサは、監視空間内に
超音波を送波する送波器と、監視空間内に存在する物体
からの反射波を受波する受波器と、送波信号と等しい周
波数で互いに位相の異なる基準信号と受波信号とを混合
して互いに位相の異なる一対のドップラー信号に変換す
る手段と、上記基準信号（送波信号）と受波信号にて侵
入物体の移動と移動方向の正または負（接近または離
反）を判断するドップラー信号判断回路と、そのドップ
ラー成分の正負に基づいて予め定められた所定の単位値
を順次加算または減算して積算する積分処理回路と、こ
の積分処理回路で算出される積算値が予め定められた一
定の閾値を超えたときに移動物体検知信号を出力する手
段と、を備えている。
超音波を送波する送波器と、監視空間内に存在する物体
からの反射波を受波する受波器と、送波信号と等しい周
波数で互いに位相の異なる基準信号と受波信号とを混合
して互いに位相の異なる一対のドップラー信号に変換す
る手段と、上記基準信号（送波信号）と受波信号にて侵
入物体の移動と移動方向の正または負（接近または離
反）を判断するドップラー信号判断回路と、そのドップ
ラー成分の正負に基づいて予め定められた所定の単位値
を順次加算または減算して積算する積分処理回路と、こ
の積分処理回路で算出される積算値が予め定められた一
定の閾値を超えたときに移動物体検知信号を出力する手
段と、を備えている。
【０００４】図７にその従来の超音波センサの構成例を
示す。この従来例では超音波センサは、発振器ａと、送
波回路ｂと、超音波送波器ｃと、超音波受波器ｅと、増
幅回路ｄ１とミキサーｄ２と検波回路ｄ３ａ、ｄ３ｂと
増幅回路ｄ４ａ、ｄ４ｂとからなるドップラー成分検出
部ｄと、ドップラー信号判断回路ｆと、積算回路ｇと、
を備えている。
示す。この従来例では超音波センサは、発振器ａと、送
波回路ｂと、超音波送波器ｃと、超音波受波器ｅと、増
幅回路ｄ１とミキサーｄ２と検波回路ｄ３ａ、ｄ３ｂと
増幅回路ｄ４ａ、ｄ４ｂとからなるドップラー成分検出
部ｄと、ドップラー信号判断回路ｆと、積算回路ｇと、
を備えている。
【０００５】発振器ａから発振された発振信号は送波回
路ｂを経て超音波送波器ｃより送波される。移動物体で
反射した超音波は超音波受波器ｅによって受波され、増
幅器ｄ１により増幅される。この信号はミキサーｄ２に
より送波信号とミキシングされ、互いに位相の異なる一
対のドップラー信号に変換され検波回路ｄ３ａ、ｄ３ｂ
により検波された後、増幅回路ｄ４ａ、ｄ４ｂにより増
幅されドップラー信号判断回路ｆに入力される。ドップ
ラー信号判断回路ｆは受波信号の振幅レベルが予め定め
た閾値を超えた場合、上記一対のドップラー信号の位相
のずれからドップラー信号の有無を判断し、ドップラー
信号の継続時間を積算する積算回路ｇに出力する。積算
回路ｇは積算時間が予め定めた閾値を超えた場合に検知
信号を出力する。
路ｂを経て超音波送波器ｃより送波される。移動物体で
反射した超音波は超音波受波器ｅによって受波され、増
幅器ｄ１により増幅される。この信号はミキサーｄ２に
より送波信号とミキシングされ、互いに位相の異なる一
対のドップラー信号に変換され検波回路ｄ３ａ、ｄ３ｂ
により検波された後、増幅回路ｄ４ａ、ｄ４ｂにより増
幅されドップラー信号判断回路ｆに入力される。ドップ
ラー信号判断回路ｆは受波信号の振幅レベルが予め定め
た閾値を超えた場合、上記一対のドップラー信号の位相
のずれからドップラー信号の有無を判断し、ドップラー
信号の継続時間を積算する積算回路ｇに出力する。積算
回路ｇは積算時間が予め定めた閾値を超えた場合に検知
信号を出力する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものでは、次のような問題点を生じていた。すなわ
ち、この種の超音波センサを例えば室内に設置して人体
検知に使用するような場合には、室温と温度差のある気
流が空調機器等から監視空間内に流入したり、或は直接
超音波センサにあたるような場合がある。
来のものでは、次のような問題点を生じていた。すなわ
ち、この種の超音波センサを例えば室内に設置して人体
検知に使用するような場合には、室温と温度差のある気
流が空調機器等から監視空間内に流入したり、或は直接
超音波センサにあたるような場合がある。
【０００７】この際、温度差のある気流は監視空間内に
音が反射するような断層を形成し、その断層が移動する
ことにより、あたかも人体等の反射物体が移動している
ような状態を生じる。そのため、温度差のある気流の移
動速度が遅い場合（本願発明者の実験によれば６０Ｈｚ
未満）は、移動継続時間が長いと判断され、ドップラー
信号有りの信号が積算回路に出力され継続時間が積算さ
れてゆき、その積算時間が予め定めた閾値を超えた場合
に移動物体検知信号を出力するという誤動作を発生する
頻度が高いという問題点があった。
音が反射するような断層を形成し、その断層が移動する
ことにより、あたかも人体等の反射物体が移動している
ような状態を生じる。そのため、温度差のある気流の移
動速度が遅い場合（本願発明者の実験によれば６０Ｈｚ
未満）は、移動継続時間が長いと判断され、ドップラー
信号有りの信号が積算回路に出力され継続時間が積算さ
れてゆき、その積算時間が予め定めた閾値を超えた場合
に移動物体検知信号を出力するという誤動作を発生する
頻度が高いという問題点があった。
【０００８】本発明は上記問題点に鑑みて提案されたも
ので、監視空間内に温度差のある気流が生じても、その
気流に原因して移動物体検知信号が出力されるような誤
動作を生じることがなく、移動物体検知の信頼性に優れ
た超音波センサを提供することを目的とする。
ので、監視空間内に温度差のある気流が生じても、その
気流に原因して移動物体検知信号が出力されるような誤
動作を生じることがなく、移動物体検知の信頼性に優れ
た超音波センサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に提案された本発明は、次のような構成上の特徴を備え
ている。請求項１の超音波センサは、監視空間内に超音
波の送波を行う送波器と、この送波器から送波されて監
視空間内に存在する物体から反射されてくる反射波を受
波してその受波信号を出力する受波器と、送波信号と等
しい周波数で互いに位相の異なる基準信号と受波信号と
を混合して互いに位相の異なる一対のドップラー信号に
変換する手段と、上記受波信号のドップラー成分の正負
を判断するドップラー信号判断回路と、そのドップラー
成分の正負に基づいて予め定められた所定の単位値を順
次加算または減算して積算する積分処理回路と、この積
分処理回路で算出される積算値が予め定められた一定の
閾値を超えたときに移動物体検知信号を出力する手段と
を備えた超音波センサであって、上記ドップラー信号判
断回路は、上記ドップラー信号の周波数を監視する周波
数監視回路を備え、該周波数監視回路でドップラー信号
を監視し、その周波数が、温度差のある気流により発生
するドップラー信号の周波数帯域の上限又はこれよりも
やや大きいある予め定められた値よりも低い周波数の場
合は、上記積分処理回路は、上記積算値の積算において
所定の単位値を縮小またはゼロ、または閾値の中点に収
束する方向に予め定めた単位値分積算処理を行うように
構成されていることを特徴とする。
に提案された本発明は、次のような構成上の特徴を備え
ている。請求項１の超音波センサは、監視空間内に超音
波の送波を行う送波器と、この送波器から送波されて監
視空間内に存在する物体から反射されてくる反射波を受
波してその受波信号を出力する受波器と、送波信号と等
しい周波数で互いに位相の異なる基準信号と受波信号と
を混合して互いに位相の異なる一対のドップラー信号に
変換する手段と、上記受波信号のドップラー成分の正負
を判断するドップラー信号判断回路と、そのドップラー
成分の正負に基づいて予め定められた所定の単位値を順
次加算または減算して積算する積分処理回路と、この積
分処理回路で算出される積算値が予め定められた一定の
閾値を超えたときに移動物体検知信号を出力する手段と
を備えた超音波センサであって、上記ドップラー信号判
断回路は、上記ドップラー信号の周波数を監視する周波
数監視回路を備え、該周波数監視回路でドップラー信号
を監視し、その周波数が、温度差のある気流により発生
するドップラー信号の周波数帯域の上限又はこれよりも
やや大きいある予め定められた値よりも低い周波数の場
合は、上記積分処理回路は、上記積算値の積算において
所定の単位値を縮小またはゼロ、または閾値の中点に収
束する方向に予め定めた単位値分積算処理を行うように
構成されていることを特徴とする。
【００１０】請求項２の超音波センサは、監視空間内に
超音波の送波を行う送波器と、この送波器から送波され
て監視空間内に存在する物体から反射されてくる反射波
を受波してその受波信号を出力する受波器と、送波信号
と等しい周波数で互いに位相の異なる基準信号と受波信
号とを混合して互いに位相の異なる一対のドップラー信
号に変換する手段と、上記受波信号のドップラー成分の
正負を判断するドップラー信号判断回路と、そのドップ
ラー成分の正負に基づいて予め定められた所定の単位値
を順次加算または減算して積算する積分処理回路と、こ
の積分処理回路で算出される積算値が予め定められた一
定の閾値を超えたときに移動物体検知信号を出力する手
段とを備えた超音波センサであって、上記ドップラー信
号判断回路は、上記ドップラー信号の位相差を監視する
位相差監視回路を備え、上記位相差監視回路でドップラ
ー信号を監視し、その位相差が、気流により発生するド
ップラー信号の位相差の上限又はこれよりもやや大きい
ある予め定められた値よりも小さい位相差の場合は、上
記積分処理回路は、その積算値の積算において所定の単
位値を縮小またはゼロ、または閾値の中点に収束する方
向に予め定めた単位値分積算処理を行うように構成され
ていることを特徴とする。
超音波の送波を行う送波器と、この送波器から送波され
て監視空間内に存在する物体から反射されてくる反射波
を受波してその受波信号を出力する受波器と、送波信号
と等しい周波数で互いに位相の異なる基準信号と受波信
号とを混合して互いに位相の異なる一対のドップラー信
号に変換する手段と、上記受波信号のドップラー成分の
正負を判断するドップラー信号判断回路と、そのドップ
ラー成分の正負に基づいて予め定められた所定の単位値
を順次加算または減算して積算する積分処理回路と、こ
の積分処理回路で算出される積算値が予め定められた一
定の閾値を超えたときに移動物体検知信号を出力する手
段とを備えた超音波センサであって、上記ドップラー信
号判断回路は、上記ドップラー信号の位相差を監視する
位相差監視回路を備え、上記位相差監視回路でドップラ
ー信号を監視し、その位相差が、気流により発生するド
ップラー信号の位相差の上限又はこれよりもやや大きい
ある予め定められた値よりも小さい位相差の場合は、上
記積分処理回路は、その積算値の積算において所定の単
位値を縮小またはゼロ、または閾値の中点に収束する方
向に予め定めた単位値分積算処理を行うように構成され
ていることを特徴とする。
【００１１】請求項３の超音波センサは、監視空間内に
超音波の送波を行う送波器と、この送波器から送波され
て監視空間内に存在する物体から反射されてくる反射波
を受波してその受波信号を出力する受波器と、送波信号
と等しい周波数で互いに位相の異なる基準信号と受波信
号とを混合して互いに位相の異なる一対のドップラー信
号に変換する手段と、上記受波信号のドップラー成分の
正負を判断するドップラー信号判断回路と、そのドップ
ラー成分の正負に基づいて予め定められた所定の単位値
を順次加算または減算して積算する積分処理回路と、こ
の積分処理回路で算出される積算値が予め定められた一
定の閾値を超えたときに移動物体検知信号を出力する手
段とを備えた超音波センサであって、上記ドップラー信
号判断回路は、上記ドップラー信号の周波数を監視する
周波数監視回路とドップラー信号の位相差を監視する位
相差監視回路との両方を備え、上記周波数監視回路と上
記位相差監視回路の各々でドップラー信号を監視し、そ
の周波数が予め定めた周波数よりも低い周波数であり、
且つその位相差が予め定めた値よりも小さい位相差であ
る場合は、上記積分処理回路は、その積算値の積算にお
いて所定の単位値を縮小またはゼロ、または閾値の中点
に収束する方向に予め定めた単位値分積算処理を行うよ
うに構成されている。
超音波の送波を行う送波器と、この送波器から送波され
て監視空間内に存在する物体から反射されてくる反射波
を受波してその受波信号を出力する受波器と、送波信号
と等しい周波数で互いに位相の異なる基準信号と受波信
号とを混合して互いに位相の異なる一対のドップラー信
号に変換する手段と、上記受波信号のドップラー成分の
正負を判断するドップラー信号判断回路と、そのドップ
ラー成分の正負に基づいて予め定められた所定の単位値
を順次加算または減算して積算する積分処理回路と、こ
の積分処理回路で算出される積算値が予め定められた一
定の閾値を超えたときに移動物体検知信号を出力する手
段とを備えた超音波センサであって、上記ドップラー信
号判断回路は、上記ドップラー信号の周波数を監視する
周波数監視回路とドップラー信号の位相差を監視する位
相差監視回路との両方を備え、上記周波数監視回路と上
記位相差監視回路の各々でドップラー信号を監視し、そ
の周波数が予め定めた周波数よりも低い周波数であり、
且つその位相差が予め定めた値よりも小さい位相差であ
る場合は、上記積分処理回路は、その積算値の積算にお
いて所定の単位値を縮小またはゼロ、または閾値の中点
に収束する方向に予め定めた単位値分積算処理を行うよ
うに構成されている。
【００１２】
【作用】本発明によれば、次のような作用が奏される。
即ち、請求項１に記載された超音波センサにおいては、
監視空間内に温度差のある気流が生じることに原因し、
基準信号と受波信号を混合してドップラー信号に変換す
る手段からドップラー信号がドップラー信号判断回路に
出力されてきても、周波数監視回路がドップラー信号を
監視し、その周波数が予め定めた周波数よりも低い周波
数の場合は、積分処理回路は積算値の積算において所定
の単位値を縮小またはゼロ、または閾値の中点（即ち、
積算値がゼロ）に収束する方向に予め定めた単位値分積
算処理を行うので、気流に原因して発生するドップラー
成分に基づく積算値は、閾値の中点に復帰させられる度
合が大きくなり、その積算値が容易に閾値を超えるよう
なことがなくなる。
即ち、請求項１に記載された超音波センサにおいては、
監視空間内に温度差のある気流が生じることに原因し、
基準信号と受波信号を混合してドップラー信号に変換す
る手段からドップラー信号がドップラー信号判断回路に
出力されてきても、周波数監視回路がドップラー信号を
監視し、その周波数が予め定めた周波数よりも低い周波
数の場合は、積分処理回路は積算値の積算において所定
の単位値を縮小またはゼロ、または閾値の中点（即ち、
積算値がゼロ）に収束する方向に予め定めた単位値分積
算処理を行うので、気流に原因して発生するドップラー
成分に基づく積算値は、閾値の中点に復帰させられる度
合が大きくなり、その積算値が容易に閾値を超えるよう
なことがなくなる。
【００１３】請求項２に記載された超音波センサにおい
ては、監視空間内に温度差のある気流が生じることに原
因し、基準信号と受波信号を混合してドップラー信号に
変換する手段からドップラー信号がドップラー信号判断
回路に出力されてきても、位相差監視回路がドップラー
信号を監視し、その位相差が予め定めた値よりも小さい
位相差の場合は、積分処理回路は積算値の積算において
所定の単位値を縮小またはゼロ、または閾値の中点に収
束する方向に予め定めた単位値分積算処理を行うので、
気流に原因して発生するドップラー成分に基づく積算値
は、閾値の中点に復帰させられる度合が大きくなり、そ
の積算値が容易に閾値を超えるようなことがなくなる。
ては、監視空間内に温度差のある気流が生じることに原
因し、基準信号と受波信号を混合してドップラー信号に
変換する手段からドップラー信号がドップラー信号判断
回路に出力されてきても、位相差監視回路がドップラー
信号を監視し、その位相差が予め定めた値よりも小さい
位相差の場合は、積分処理回路は積算値の積算において
所定の単位値を縮小またはゼロ、または閾値の中点に収
束する方向に予め定めた単位値分積算処理を行うので、
気流に原因して発生するドップラー成分に基づく積算値
は、閾値の中点に復帰させられる度合が大きくなり、そ
の積算値が容易に閾値を超えるようなことがなくなる。
【００１４】請求項３に記載された超音波センサにおい
ては、監視空間内に温度差のある気流が生じることに原
因し、基準信号と受波信号を混合してドップラー信号に
変換する手段からドップラー信号がドップラー信号判断
回路に出力されてきても、周波数監視回路と位相差監視
回路の各々がドップラー信号を監視し、その周波数が予
め定めた周波数よりも低い周波数であり、且つその位相
差が予め定めた値よりも小さい位相差である場合は、積
分処理回路は積算値の積算において所定の単位値を縮小
またはゼロ、または閾値の中点に収束する方向に予め定
めた単位値分積算処理を行うので、気流に原因して発生
するドップラー成分に基づく積算値は、閾値の中点に復
帰させられる度合がより一層大きくなり、その積算値が
容易に閾値を超えるようなことがなくなる。
ては、監視空間内に温度差のある気流が生じることに原
因し、基準信号と受波信号を混合してドップラー信号に
変換する手段からドップラー信号がドップラー信号判断
回路に出力されてきても、周波数監視回路と位相差監視
回路の各々がドップラー信号を監視し、その周波数が予
め定めた周波数よりも低い周波数であり、且つその位相
差が予め定めた値よりも小さい位相差である場合は、積
分処理回路は積算値の積算において所定の単位値を縮小
またはゼロ、または閾値の中点に収束する方向に予め定
めた単位値分積算処理を行うので、気流に原因して発生
するドップラー成分に基づく積算値は、閾値の中点に復
帰させられる度合がより一層大きくなり、その積算値が
容易に閾値を超えるようなことがなくなる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明に係る超音波センサの一実施例
について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発
明に係る超音波センサの一実施例のシステム構成を示し
たブロック図である。
について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発
明に係る超音波センサの一実施例のシステム構成を示し
たブロック図である。
【００１６】この超音波センサＳは、発振器Ａから発振
されて送波回路Ｂを介して供給されてくる送波信号に基
づいて所定周波数の超音波を連続的に送波する送波器Ｃ
と、この送波器Ｃから送波されて監視空間内に存在する
移動物体から反射されてくる反射波を一定時間間隔で受
波する受波器Ｅとを備えている。受波器Ｅの後段には、
受波器Ｅから一定時間間隔で出力される受波信号中のド
ップラー成分を検出するためのドップラー成分検出部
Ｄ、ドップラー信号判断回路Ｆ、周波数監視回路Ｈ、位
相差監視回路、及び積算回路Ｇ等が設けられている。
されて送波回路Ｂを介して供給されてくる送波信号に基
づいて所定周波数の超音波を連続的に送波する送波器Ｃ
と、この送波器Ｃから送波されて監視空間内に存在する
移動物体から反射されてくる反射波を一定時間間隔で受
波する受波器Ｅとを備えている。受波器Ｅの後段には、
受波器Ｅから一定時間間隔で出力される受波信号中のド
ップラー成分を検出するためのドップラー成分検出部
Ｄ、ドップラー信号判断回路Ｆ、周波数監視回路Ｈ、位
相差監視回路、及び積算回路Ｇ等が設けられている。
【００１７】ドップラー成分検出部Ｄは、増幅回路Ｄ１
と、ミキサーＤ２と、検波回路Ｄ３Ａ、Ｄ３Ｂと、増幅
回路Ｄ４Ａ、Ｄ４Ｂと、を備えている。ドップラー成分
検出部Ｄは、受波器Ｄ１から出力されて増幅回路Ｄ１で
増幅された受波信号を、ミキサーＤ２に入力するように
構成されている。この受波信号はミキサーＤ２により基
準信号（送波信号）とミキシングされ、互いに位相の異
なる一対のドップラー信号に変換され、検波回路Ｄ３
Ａ、Ｄ３Ｂにより検波された後、増幅回路Ｄ４Ａ、Ｄ４
Ｂにより増幅され、ドップラー信号判断回路Ｆに入力さ
れる。
と、ミキサーＤ２と、検波回路Ｄ３Ａ、Ｄ３Ｂと、増幅
回路Ｄ４Ａ、Ｄ４Ｂと、を備えている。ドップラー成分
検出部Ｄは、受波器Ｄ１から出力されて増幅回路Ｄ１で
増幅された受波信号を、ミキサーＤ２に入力するように
構成されている。この受波信号はミキサーＤ２により基
準信号（送波信号）とミキシングされ、互いに位相の異
なる一対のドップラー信号に変換され、検波回路Ｄ３
Ａ、Ｄ３Ｂにより検波された後、増幅回路Ｄ４Ａ、Ｄ４
Ｂにより増幅され、ドップラー信号判断回路Ｆに入力さ
れる。
【００１８】ドップラー信号判断回路Ｆは受波信号の振
幅レベルが予め定めた閾値を超えた場合、上記一対のド
ップラー信号の位相のずれからドップラー信号の有無を
判断し、ドップラー信号が有れば、その信号を周波数監
視回路Ｈに入力され、次に位相差監視回路Ｉに入力され
る。ここでドップラー信号判断回路Ｆは受波信号の振幅
レベルが予め定めた閾値を超えない場合は、周波数監視
回路Ｈに出力しない。
幅レベルが予め定めた閾値を超えた場合、上記一対のド
ップラー信号の位相のずれからドップラー信号の有無を
判断し、ドップラー信号が有れば、その信号を周波数監
視回路Ｈに入力され、次に位相差監視回路Ｉに入力され
る。ここでドップラー信号判断回路Ｆは受波信号の振幅
レベルが予め定めた閾値を超えない場合は、周波数監視
回路Ｈに出力しない。
【００１９】図２は温度差のある気流に原因するドップ
ラー信号の波形図であり、図３は移動物体が人体である
場合のドップラー信号の波形図である。本願発明者の実
験によれば、このベクトルローテーション方式を使用し
た本実施例の回路では人体等の移動による出力波形は基
準信号（送波信号）と受波信号から変換される一対のド
ップラー信号の位相差が４５度以上を有するのに対し、
温度差のある気流の影響によるドップラー信号の出力波
形は基準信号と受波信号の位相差が０〜３５度となり、
気流により発生するドップラー信号の位相差は比較的小
さいことと、気流により発生するドップラー信号の周波
数帯域は２５〜７０Ｈｚであることが判明している。
ラー信号の波形図であり、図３は移動物体が人体である
場合のドップラー信号の波形図である。本願発明者の実
験によれば、このベクトルローテーション方式を使用し
た本実施例の回路では人体等の移動による出力波形は基
準信号（送波信号）と受波信号から変換される一対のド
ップラー信号の位相差が４５度以上を有するのに対し、
温度差のある気流の影響によるドップラー信号の出力波
形は基準信号と受波信号の位相差が０〜３５度となり、
気流により発生するドップラー信号の位相差は比較的小
さいことと、気流により発生するドップラー信号の周波
数帯域は２５〜７０Ｈｚであることが判明している。
【００２０】即ち、温度差のある気流に原因するドップ
ラー信号と人体等の移動物体に原因するドップラー信号
とは、そのドップラー信号の周波数と位相差に違いがあ
り、周波数と位相差を監視区別することによって、気流
に原因するドップラー信号を除外できる。図４は移動物
体が人体であるときに積分処理回路で積分処理を行う場
合の一例を示す説明図である。
ラー信号と人体等の移動物体に原因するドップラー信号
とは、そのドップラー信号の周波数と位相差に違いがあ
り、周波数と位相差を監視区別することによって、気流
に原因するドップラー信号を除外できる。図４は移動物
体が人体であるときに積分処理回路で積分処理を行う場
合の一例を示す説明図である。
【００２１】上述のようにドップラー信号判断回路Ｆは
受波信号の振幅レベルが予め定めた閾値を超えた場合、
一対のドップラー信号の位相のずれからドップラー信号
の有無を判断し、ドップラー信号が有れば、その信号を
周波数監視回路Ｈに入力され、次に位相差監視回路Ｉに
入力される。このときドップラー信号の周波数が予め定
められた値（例えば７５Ｈｚ）以上であり、且つ位相差
が予め定められた値（例えば４５°）以上の場合は単位
値‘ａ’をドップラー信号の継続時間を積算する積算回
路に出力する。
受波信号の振幅レベルが予め定めた閾値を超えた場合、
一対のドップラー信号の位相のずれからドップラー信号
の有無を判断し、ドップラー信号が有れば、その信号を
周波数監視回路Ｈに入力され、次に位相差監視回路Ｉに
入力される。このときドップラー信号の周波数が予め定
められた値（例えば７５Ｈｚ）以上であり、且つ位相差
が予め定められた値（例えば４５°）以上の場合は単位
値‘ａ’をドップラー信号の継続時間を積算する積算回
路に出力する。
【００２２】移動物体が人体の場合は、図４に示すよう
に積算値はサンプリングごとに単位値‘ａ’だけ中点か
ら離れてゆき、積算時間が予め定めた閾値を超えた場合
に積算回路Ｇは検知信号を出力する。図５は温度差のあ
る気流に原因するドップラー信号に移動の遅い人体のド
ップラー信号が入った場合のドップラー信号の波形図で
あり、図６は温度差のある気流に原因するドップラー信
号に移動の遅い人体のドップラー信号が入ったときに積
分回路で積分処理を行う場合の一例を示す説明図であ
る。
に積算値はサンプリングごとに単位値‘ａ’だけ中点か
ら離れてゆき、積算時間が予め定めた閾値を超えた場合
に積算回路Ｇは検知信号を出力する。図５は温度差のあ
る気流に原因するドップラー信号に移動の遅い人体のド
ップラー信号が入った場合のドップラー信号の波形図で
あり、図６は温度差のある気流に原因するドップラー信
号に移動の遅い人体のドップラー信号が入ったときに積
分回路で積分処理を行う場合の一例を示す説明図であ
る。
【００２３】図６に示すように、ドップラー信号の位相
差が予め定められた値未満の場合は予め定められた単位
値‘ｃ’を閾値の中点に収束する方向に積算回路に出力
する。またドップラー信号の位相差が予め定められた値
以上で、且つ周波数が予め定められた値未満の場合は単
位値‘ａ’よりも小さい単位値‘ｂ’を積算回路に出力
する。この場合も積算時間が閾値を超えたときには、積
算回路Ｇは検知信号を出力する。
差が予め定められた値未満の場合は予め定められた単位
値‘ｃ’を閾値の中点に収束する方向に積算回路に出力
する。またドップラー信号の位相差が予め定められた値
以上で、且つ周波数が予め定められた値未満の場合は単
位値‘ａ’よりも小さい単位値‘ｂ’を積算回路に出力
する。この場合も積算時間が閾値を超えたときには、積
算回路Ｇは検知信号を出力する。
【００２４】図６に示すように温度差のある気流により
ドップラー信号が発生した場合は、積算値はサンプリン
グごとに単位値‘ｃ’だけ中点に近づいていくが、後半
に移動の遅い人体の移動信号（周波数が例えば７５Ｈｚ
未満）が加わると、積算値はサンプリングごとに単位値
‘ａ’よりも小さい単位値‘ｂ’だけ閾値の中点から離
れてゆく。
ドップラー信号が発生した場合は、積算値はサンプリン
グごとに単位値‘ｃ’だけ中点に近づいていくが、後半
に移動の遅い人体の移動信号（周波数が例えば７５Ｈｚ
未満）が加わると、積算値はサンプリングごとに単位値
‘ａ’よりも小さい単位値‘ｂ’だけ閾値の中点から離
れてゆく。
【００２５】尚、本発明は上述の実施例に限定されず本
発明の要旨を逸脱しない範囲において設計変更可能であ
る。例えば上記単位値‘ｃ’を縮小値またはゼロとして
加算または減算してもよい。
発明の要旨を逸脱しない範囲において設計変更可能であ
る。例えば上記単位値‘ｃ’を縮小値またはゼロとして
加算または減算してもよい。
【００２６】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下に示す効果を奏する。請求項１によれば、ドップ
ラー信号を周波数で監視しているため、温度差のある気
流に原因するドップラー信号によって積算回路が積算時
間を閾値を超えるまで積算していくことを妨げ、従っ
て、気流に原因するドップラー信号によって積算回路が
検知信号を出力するというような誤動作を防止できる。
で以下に示す効果を奏する。請求項１によれば、ドップ
ラー信号を周波数で監視しているため、温度差のある気
流に原因するドップラー信号によって積算回路が積算時
間を閾値を超えるまで積算していくことを妨げ、従っ
て、気流に原因するドップラー信号によって積算回路が
検知信号を出力するというような誤動作を防止できる。
【００２７】請求項２によれば、ドップラー信号を位相
差で監視しているため、温度差のある気流に原因するド
ップラー信号によって積算回路が積算時間を閾値を超え
るまで積算していくことを防げ、従って、同様に気流に
原因するドップラー信号によって積算回路が検知信号を
出力するというような誤動作を防止できる。
差で監視しているため、温度差のある気流に原因するド
ップラー信号によって積算回路が積算時間を閾値を超え
るまで積算していくことを防げ、従って、同様に気流に
原因するドップラー信号によって積算回路が検知信号を
出力するというような誤動作を防止できる。
【００２８】請求項３によれば、ドップラー信号を周波
数と位相差の両方で監視しているため、温度差のある気
流に原因するドップラー信号によって積算回路が積算時
間を閾値を超えるまで積算していくことをより一層防
げ、従って、同様に気流に原因するドップラー信号によ
って積算回路が検知信号を出力するというような誤動作
をより一層防止できる。
数と位相差の両方で監視しているため、温度差のある気
流に原因するドップラー信号によって積算回路が積算時
間を閾値を超えるまで積算していくことをより一層防
げ、従って、同様に気流に原因するドップラー信号によ
って積算回路が検知信号を出力するというような誤動作
をより一層防止できる。
【図１】本発明に係る超音波センサの内部構成を示した
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】温度差のある気流に原因するドップラー信号の
波形図である。
波形図である。
【図３】移動物体が人体である場合のドップラー信号の
波形図である。
波形図である。
【図４】移動物体が人体であるときに積分処理回路で積
分処理を行う場合の一例を示す説明図である。
分処理を行う場合の一例を示す説明図である。
【図５】気流に原因するドップラー信号に移動の遅い人
体のドップラー信号が入った場合の波形図である。
体のドップラー信号が入った場合の波形図である。
【図６】気流に原因するドップラー信号に移動の遅い人
体のドップラー信号が入ったときに積分回路で積分処理
を行う場合の一例を示す説明図である。
体のドップラー信号が入ったときに積分回路で積分処理
を行う場合の一例を示す説明図である。
【図７】従来例の超音波センサの内部構成を示したブロ
ック図である。
ック図である。
Ｃ 送波器 Ｅ 受波器 Ｆ ドップラー信号判断回路 Ｇ 積算回路 Ｈ 周波数監視回路 Ｉ 位相差監視回路 Ｓ 超音波センサ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 3/80 - 3/86 G01S 5/18 - 5/30 G01S 7/52 - 7/64 G01S 15/00 - 15/96
Claims (3)
- 【請求項１】監視空間内に超音波の送波を行う送波器
と、この送波器から送波されて監視空間内に存在する物
体から反射されてくる反射波を受波してその受波信号を
出力する受波器と、送波信号と等しい周波数で互いに位
相の異なる基準信号と受波信号とを混合して互いに位相
の異なる一対のドップラー信号に変換する手段と、上記
受波信号のドップラー成分の正負を判断するドップラー
信号判断回路と、そのドップラー成分の正負に基づいて
予め定められた所定の単位値を順次加算または減算して
積算する積分処理回路と、この積分処理回路で算出され
る積算値が予め定められた一定の閾値を超えたときに移
動物体検知信号を出力する手段とを備えた超音波センサ
であって、 上記ドップラー信号判断回路は、上記ドップラー信号の
周波数を監視する周波数監視回路を備え、該周波数監視
回路でドップラー信号を監視し、その周波数が、温度差
のある気流により発生するドップラー信号の周波数帯域
の上限又はこれよりもやや大きいある予め定められた値
よりも低い周波数の場合は、上記積分処理回路は、上記
積算値の積算において所定の単位値を縮小またはゼロ、
または閾値の中点に収束する方向に予め定めた単位値分
積算処理を行うように構成されていることを特徴とする
超音波センサ。 - 【請求項２】監視空間内に超音波の送波を行う送波器
と、この送波器から送波されて監視空間内に存在する物
体から反射されてくる反射波を受波してその受波信号を
出力する受波器と、送波信号と等しい周波数で互いに位
相の異なる基準信号と受波信号とを混合して互いに位相
の異なる一対のドップラー信号に変換する手段と、上記
受波信号のドップラー成分の正負を判断するドップラー
信号判断回路と、そのドップラー成分の正負に基づいて
予め定められた所定の単位値を順次加算または減算して
積算する積分処理回路と、この積分処理回路で算出され
る積算値が予め定められた一定の閾値を超えたときに移
動物体検知信号を出力する手段とを備えた超音波センサ
であって、 上記ドップラー信号判断回路は、上記ドップラー信号の
位相差を監視する位相差監視回路を備え、上記位相差監
視回路でドップラー信号を監視し、その位相差が、気流
により発生するドップラー信号の位相差の上限又はこれ
よりもやや大きいある予め定められた値よりも小さい位
相差の場合は、上記積分処理回路は、その積算値の積算
において所定の単位値を縮小またはゼロ、または閾値の
中点に収束する方向に予め定めた単位値分積算処理を行
うように構成されていることを特徴とする超音波セン
サ。 - 【請求項３】監視空間内に超音波の送波を行う送波器
と、この送波器から送波されて監視空間内に存在する物
体から反射されてくる反射波を受波してその受波信号を
出力する受波器と、送波信号と等しい周波数で互いに位
相の異なる基準信号と受波信号とを混合して互いに位相
の異なる一対のドップラー信号に変換する手段と、上記
受波信号のドップラー成分の正負を判断するドップラー
信号判断回路と、そのドップラー成分の正負に基づいて
予め定められた所定の単位値を順次加算または減算して
積算する積分処理回路と、この積分処理回路で算出され
る積算値が予め定められた一定の閾値を超えたときに移
動物体検知信号を出力する手段とを備えた超音波センサ
であって、 上記ドップラー信号判断回路は、上記ドップラー信号の
周波数を監視する周波数監視回路とドップラー信号の位
相差を監視する位相差監視回路との両方を備え、上記周
波数監視回路と上記位相差監視回路の各々でドップラー
信号を監視し、その周波数が予め定めた周波数よりも低
い周波数であり、且つその位相差が予め定めた値よりも
小さい位相差である場合は、上記積分処理回路は、その
積算値の積算において所定の単位値を縮小またはゼロ、
または閾値の中点に収束する方向に予め定めた単位値分
積算処理を行うように構成され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 |
|---|---|---|---|
| JP17286594A JP3196055B2 (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 超音波センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17286594A JP3196055B2 (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 超音波センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0836056A JPH0836056A (ja) | 1996-02-06 |
| JP3196055B2 true JP3196055B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=15949738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17286594A Expired - Fee Related JP3196055B2 (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 超音波センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3196055B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6309898B1 (en) | 1999-07-26 | 2001-10-30 | Nec Corporation | Method for manufacturing semiconductor device capable of improving manufacturing yield |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5699270B2 (ja) * | 2009-06-18 | 2015-04-08 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 移動物体検出装置 |
| WO2024024477A1 (ja) * | 2022-07-26 | 2024-02-01 | 株式会社Soken | 物体検知装置、物体検知方法 |
-
1994
- 1994-07-25 JP JP17286594A patent/JP3196055B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6309898B1 (en) | 1999-07-26 | 2001-10-30 | Nec Corporation | Method for manufacturing semiconductor device capable of improving manufacturing yield |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0836056A (ja) | 1996-02-06 |
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