JP6179897B2 - 超音波センサ - Google Patents
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Description
上記の近距離モードでは、送波駆動部が、駆動信号の送信中に、駆動信号の位相を、送信開始時の駆動信号とは異なる位相に変調して、位相検出部が、増幅部による増幅後の受信信号の位相の変化を検出する。ここで、振動子の自由振動に起因する残響電圧(残響信号)は、周波数及び(信号の)位相が一定である。従って、位相検出部が、受信信号の位相の変化を検出したときには、その受信信号は、反射波に起因する受信信号を含むということになる。このため、本超音波センサによれば、近距離モードでは、超音波センサ近傍の検知対象物からの反射波を受波したときのように、残響電圧が残っている間に、検知対象物からの反射波に起因する受信信号を受信した場合でも、距離計測部が、位相検出部による検出結果に基づいて、検知対象物からの反射波の受波を検知することができる。これにより、近距離性能(送受信器からの距離が短い対象物の検知能力)を向上させることができるので、近距離の(送受信器からの距離が短い)検知対象物までの距離を正確に求めることができる。また、距離計測部は、振幅検出部による検出結果に基づいて、位相検出部による検出結果から、振幅(値)の小さいノイズ成分を除去することができるので、検知対象物までの距離を正確に求めることができる。
また、遠距離モードは、上記のように、検知対象物が、超音波センサから所定の距離外(遠距離)に存在するときに使用されるモードであるので、近距離モードと比べて、駆動信号のパルス数を多くすることが容易である。しかも、遠距離モードでは、1つの位相状態の駆動信号のみを送信すればよいので、複数の位相状態の駆動信号を送信する(駆動信号の位相を、送信開始時の駆動信号とは異なる位相に変調する)近距離モードと比べて、駆動信号のパルス数を多くすることができる。このように、本発明の超音波センサによれば、遠距離モードでは、近距離モードと比べて、駆動信号のパルス数を多くすることが容易なので、大きな振幅の送波を行うことができる。これにより、超音波センサの遠距離検出性能をより向上させることができる。
2 送波駆動部
4 送受信器
5 増幅部
6 振幅検出部
7 位相検出部
8 距離計測部
41 モード切替部
T12 遷移状態の期間
Claims (4)
- 超音波の送波と受波に共用する振動子を有し、超音波の送波と、送波した超音波に対する、検知対象物からの反射波の受波とを行って、受波した反射波に応じた受信信号を出力する送受信器と、
前記送受信器における振動子を駆動するための駆動信号を送信する送波駆動部と、
前記送受信器から出力された受信信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部による増幅後の受信信号を検波して、検波後の受信信号の振幅値が、所定の閾値より大きいか否かを検出する振幅検出部と、
前記増幅部による増幅後の受信信号の位相の変化を検出する位相検出部と、
前記検知対象物までの距離を計算する距離計測部と、
前記検知対象物が所定の距離内に存在するときに使用する近距離モードと、前記検知対象物が所定の距離外に存在するときに使用する遠距離モードとを切り替えるモード切替部とを備え、
前記近距離モードでは、
前記送波駆動部は、駆動信号の送信中に、駆動信号の位相を、送信開始時の駆動信号とは異なる位相に変調し、
前記距離計測部は、前記振幅検出部による検出結果と、前記位相検出部による検出結果とに基づいて、前記検知対象物までの距離を計算し、
前記遠距離モードでは、
前記送波駆動部は、駆動信号の送信中に、駆動信号の位相を、送信開始時の駆動信号と異なる位相に変調せず、
前記距離計測部は、前記振幅検出部による検出結果に基づいて、前記検知対象物までの距離を計算する超音波センサ。 - 前記近距離モードでは、前記送波駆動部は、2位相偏移変調した駆動信号を送信することを特徴とする請求項1に記載の超音波センサ。
- 前記近距離モードでは、
前記送波駆動部により送信される駆動信号は、送波の元になる駆動信号のパターンとして、少なくとも、第1の位相の状態の駆動信号と第2の位相の状態の駆動信号とを有し、
前記送波駆動部による駆動信号の送信期間は、前記第1の位相の状態の駆動信号の送信期間と前記第2の位相の状態の駆動信号の送信期間との間の遷移状態の期間として、前記第1の位相と逆位相の駆動信号を送信する期間を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の超音波センサ。 - 前記近距離モードでは、前記位相検出部は、前記増幅部による増幅後の受信信号の位相角を求めて、この位相角と所定時間前に求めた位相角との差分量の絶対値が、所定の値を超えたときに、受信信号の位相が変化したと判定することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の超音波センサ。
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