JPH0134135Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 考案の分野 この考案は、物体が所定の範囲内に近接した
時、これを検出する超音波式物体検出装置に関す
る。

(ロ) 従来技術とその問題点 一般に、超音波を検出装置から送出し、この超
音波を検出物体で反射させ、その反射波を受け、
この反射波が所定の時間内に戻つてきたか否かに
より、検出物体が検出装置より一定の距離の範囲
（ゾーン）に入つたか否かを検出する超音波式物
体検出装置がある。この種の超音波式物体検出装
置では所定の時間内に反射波が戻つてきたか否か
を見るのに、送信信号の送信後の予じめ定める時
間後の所定時間だけ開かれるゲート回路を設け、
このゲート回路を通して反射波を出力するように
している。したがつて上記ゲート回路より反射波
が導出されると検出物体が所定のゾーンに近接し
たことが検出される。

しかしながら、検出物体が所定ゾーンよりも近
接し、さらに検出物体が大きなものであり、かつ
反射効率の良いものである場合には、上記の超音
波式検出装置では、第１図ａに示すように送信波
Ａに対し第１回目の受信波B1が得られ、この受
信波B1が超音波素子が再反射され、さらに検出
物体で反射され、第２回目の受信波B2が受信さ
れる場合がある。この場合、第１図ｂのように受
信波の立上りを検出パルスとすると第２回目の検
出パルスが、丁度第１図ｃに示すゲート信号がハ
イとなる期間、すなわちゲートが開かれる期間に
一致すると、検出物体が実際は所定ゾーンよりも
手前に近接しているのに、あたかも所定ゾーン内
にあるかのように誤検出してしまうことになる。

(ハ) 考案の目的 この考案の目的は、第１回目の反射波のみが、
検出判定の対象出力となし得、誤検出の生じない
超音波式物体検出装置を提供するにある。

(ニ) 考案の構成と効果 上記目的を達成するために、この考案の超音波
式物体検出装置は、超音波送受用の超音波素子３
と、この超音波素子３より所定の間隔をおいて超
音波信号を送信する超音波送信回路２，４と、送
信された超音波が検出物体で反射され、戻つてく
る反射波を前記超音波素子３を経て受信する超音
波受信回路５，６と、前記超音波信号の送信後の
予じめ定める時間後の所定時間だけ開かれ、所定
時間内に受信される反射波を導出するゲート回路
１４と、前記超音波信号の送信後から前記ゲート
回路１４が開かれるまでの間に反射波が受信され
たことを検出する検出手段１１，７と、この検出
手段１１，７の検出出力を記憶する記憶手段１３
と、この記憶手段１３の出力で以後前記ゲート回
路１４の出力を禁止する手段１２とを備えてい
る。

この考案の超音波式物体検出装置によれば、第
２回目の反射波が、送信後の予じめ定める時間後
の所定時間に、受信されるような場合には、第１
回目の反射波は、ゲート回路１４が開かれる以前
に反射波が、受信されたことを検出する手段１
１，７によつて検出され、さらに、この検出手段
１１，７の検出出力が記憶手段１３で記憶され、
この記憶手段１３の出力で以後のゲート回路１４
の出力が禁止されるので、第２回目の反射波はゲ
ート回路１４より出力されず、したがつて、検出
物体が、所定範囲内にあるとする検出出力信号が
導出されないから、誤検出の発生を防止できる。

(ホ) 実施例の説明 以下、図面に示す実施例によりこの考案をさら
に詳細に説明する。

第２図は、この考案の一実施例を示す超音波式
物体検出装置の回路ブロツク図である。同図にお
いて、１は超音波素子３に加える振動信号を発生
する発振器である。発振器１の発振信号はゲート
回路２を介して超音波素子３に加えられる。もつ
ともゲート回路２は、送波周期決定パルス発生器
４より加えられるパルス信号により開かれ、この
パルス信号が印加されている間のみ、発振器１の
発振信号が超音波素子３に加えられる。したがつ
て超音波素子３は送波周期決定パルス発生器４よ
り出力されるパルスの幅期間だけ送信信号を出力
し、かつパルス信号の繰り返し周期に応じて、送
信信号を繰り返し出力する。

超音波素子３より送信された超音波信号は検出
物体で反射され、戻つてきた反射波が超音波素子
３で受信され、増幅回路５で増幅され、波形整形
回路６で整形されて、その出力はアンドゲート回
路７の入力の一端に加えられるように接続されて
いる。

８は、検出物体がどの範囲に接近した時、検出
出力を出力するかを設定するための設定器であ
る。設定器８の設定は、超音波素子３から送信信
号が出力されてからの時間がデジタル的に設定さ
れる。９は時間計数用のクロツク信号発生器、１
０はクロツク信号発生器９よりのクロツク信号を
受けて計数するBCDカウンタ、１１は設定器８
の設定値ＡとBCDカウンタ１０の出力Ｂを比較
するデジタルコンパレータである。コンパレータ
１１はＡ＝Ｂでハイ（Ｈ）となる出力信号Ｙを、
禁止ゲート回路１２の入力端に加え、Ａ＞Ｂとな
るとハイとなる出力信号Ｘをアンドゲート回路７
の入力の他端に加えるようになつている。

１３は、アンドゲート回路７の出力を受けてセ
ツトされ、送波周期決定パルス発生器４よりのパ
ルス信号でリセツトされるフリツプフロツプ回路
である。このフリツプフロツプ回路１３のセツト
出力は禁止ゲート回路１２の禁止入力端に接続さ
れている。禁止ゲート回路１２の出力端はアンド
ゲート回路１４の入力の一端に接続され、アンド
ゲート回路１４の入力の他端には、波形整形回路
６よりの受信信号が入力されるようになつてい
る。１５は検出物体の検出信号出力端子であつ
て、検出物体が所定の範囲に近接した時にハイ信
号が出力される。

次に第３図に示すタイムチヤートを参照して第
２図に示した実施例回路の動作について説明す
る。

第３図において、Ｔは超音波素子３より出力さ
れる送信信号であり、一定の周期でT₁，T₂，…
…と繰り返し出力される。またG₁〜G₈は送信信
号T₁よりの経過時間帯を示している。これらの
時間帯G₁〜G₈の１つが設定器８で設定される。
この設定器８で設定される時間帯に、検出物体で
反射されて戻つてくる反射波が受信されると、検
出物体は設定した距離範囲内にあるとして、出力
端子１５より検出信号が導出される。

今、たとえば設定器８をG₅に設定すると、こ
の設定値G₅がコンパレータ１１に信号Ａとして
加えられ、コンパレータ１１でカウンタ１０の計
数出力と比較される。送信信号T₁の出力直後の
G₁のタイミングでは、カウンタ１０の計数出力
ＢはG₁に対応する値であり、したがつてＡ＞Ｂ
であり、コンパレータ１１よりアンドゲート回路
７に加えられる信号Ｘがハイとなる（第３図のＸ
参照）。この状態はG₄のタイミングまで連続す
る。しかしG₅のタイミングになると設定値Ａと
カウンタ１０の計数出力値Ｂは等しくなり、ここ
でコンパレータ１１より禁止ゲート回路１２の入
力に加えられる信号Ｙ（第３図のＹ参照）がハイ
となる。この信号Ｙがハイとなるタイミングに、
第１回目の反射波が受信されると、超音波素子
３、増幅回路５及び波形整形回路６を経て受信信
号RV（第３図のRV₁参照）がアンドゲート回路
７と１４の入力端に加えられる。しかし信号Ｘが
ローなのでアンドゲート回路７の出力にはハイと
ならず、しかも信号Ｙがハイとなつたタイミング
に受信信号RVが得られたものであるから、フリ
ツプフロツプ回路１３はリセツトされたままであ
り、したがつて禁止ゲート回路１２には禁止がか
からず、信号Ｙはそのまま禁止ゲート回路１２を
介して、アンドゲート回路１４の入力の一端に加
えられている。したがつてアンドゲート回路１４
の入力の他端に加えられる受信信号RVは出力端
子１５に出力信号OU（第３図のOU参照）として
導出される。この出力信号OUは、検出物体が設
定した距離内にすなわち正規ゾーンに現われたこ
とを示す信号である。

他方、検出物体が接近し過ぎて、上記信号Ｙが
ハイとなるタイミングに第２回目の反射波が受信
されると、この場合は、アンドゲート回路１４が
閉じられ、出力端子１５からは、検出信号OUが
出力されない。この場合、第３図のRV₂に示すよ
うに、設定器８の設定値に対応するタイミング
G₅よりも以前のタイミング（たとえばG₂）に第
１回目の反射波が受信されており、この受信信号
が波形整形回路６を経てアンドゲート回路７の入
力の一端に加えられる。一方G₂のタイミングで
は信号Ｘがハイなので、アンドゲート回路７の出
力にはハイ信号（第３図のＳ参照）が導出され、
この信号によつてフリツプフロツプ回路１３がセ
ツトされる（第３図のＱ参照）。このセツト出力
Ｑは禁止ゲート回路１２を禁止する。しかもフリ
ツプフロツプ回路１３は次の送信パルスでリセツ
トされるため、それまでセツト出力はハイのまま
であり、設定タイミングG₅も含めて、アンドゲ
ート回路１４を閉じる。このためG₅のタイミン
グに第２回目の反射波が受信されても、この受信
信号は禁止され、検出信号として出力されない。
したがつて第２回目の反射波の受信信号が存在し
てもこれによる誤検知を回避できる。

第４図は、この考案の他の実施例を示す超音波
式物体検出装置の一部回路図である。同図におい
て第２図に示したものと同一参照番号を付したも
のは同一のものを示している。第２図に示す実施
例と相違する点は、設定器８とコンパレータ１１
間に、禁止ゲート１７を設け、設定器で、設定さ
れるタイミングより以前に反射波が受信される
と、すなわち信号Ｘと受信信号RVがハイとなる
と、フリツプフロツプ回路１３をセツトし、この
セツト出力で禁止ゲート回路１７に禁止をかけ、
コンパレータ１１には設定値Ａ＝０の信号が入力
されるようにし、これにより、以後信号Ｙがハイ
とならないようにしている。信号Ｙがハイとなら
ないので、アンドゲート回路１６は開かれず、し
たがつて第２回目の反射波が受信されても、出力
端子１５に導出されない。またこの実施例では、
フリツプフロツプ回路１３のセツト出力により、
設定値が０となるようにしているが、設定値を０
とすることに代えて、通常設定器で設定可能な設
定値を越える値（実施例ではG₉以上）にしても
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の超音波式物体検出装置の問題
点を説明するためのタイムチヤート、第２図はこ
の考案の一実施例を示す超音波式物体検出装置の
回路ブロツク図、第３図は同超音波式物体検出装
置の動作を説明するためのタイムチヤート、第４
図はこの考案の他の実施例を示す超音波式物体検
出装置の一部の回路ブロツク図である。 １：発振器、２：ゲート回路、３：超音波素
子、４：送波周期決定パルス発生器、５：増幅回
路、６：波形整形回路、７，１４，１６：アンド
ゲート回路、８：設定器、９：クロツク信号発生
器、１０：BCDカウンタ、１１：デジタルコン
パレータ、１２，１７：禁止ゲート回路、１３：
フリツプフロツプ回路、１５：出力端子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 超音波送受用の超音波素子３と、この超音波素
   子３より所定の間隔をおいて超音波信号を送信す
   る超音波送信回路２，４と、送信された超音波が
   検出物体で反射され、戻つてくる反射波を前記超
   音波素子３を経て受信する超音波受信回路５，６
   と、前記超音波信号の送信後の予じめ定める時間
   後の所定時間だけ開かれ、所定時間内に受信され
   る反射波を導出するゲート回路１４と、前記超音
   波信号の送信後から前記ゲート回路１４が開かれ
   るまでの間に反射波が受信されたことを検出する
   検出手段１１，７と、この検出手段１１，７の検
   出出力を記憶する記憶手段１３と、この記憶手段
   １３の出力で以後前記ゲート回路１４の出力を禁
   止する手段１２とよりなる超音波物体検出装置。