JPH02202798A - 超音波送受波器 - Google Patents
超音波送受波器Info
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- JPH02202798A JPH02202798A JP2278989A JP2278989A JPH02202798A JP H02202798 A JPH02202798 A JP H02202798A JP 2278989 A JP2278989 A JP 2278989A JP 2278989 A JP2278989 A JP 2278989A JP H02202798 A JPH02202798 A JP H02202798A
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- ultrasonic transducer
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
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- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、超音波を送受信する超音波送受波器に関する
ものである。
ものである。
〔従来の技術］
従来、この種の超音波送受波器は、障害物の検知や距離
測定に用いられている。
測定に用いられている。
しかしながら、この超音波送受波器を用いた障害物検知
装置において、超音波送受波器設置高が検知距離設定範
囲内である時は、床面を検知し、障害物の有無に関係な
く障害物ありと誤判定する可能性がある。
装置において、超音波送受波器設置高が検知距離設定範
囲内である時は、床面を検知し、障害物の有無に関係な
く障害物ありと誤判定する可能性がある。
この場合、超音波送受波器の指向特性において床面方向
、下方９０°方向の音圧レベルを下げることが有効であ
る。その手段として、超音波振動子の前面に垂直方向に
縦長にしたホーン部を設けるものがある。この構造によ
って、垂直方向の指向性は水平方向に比べ狭くなり、垂
直、つまり床面方向の音圧レベルは減少し、障害物検知
装置が誤判定しないようになる。
、下方９０°方向の音圧レベルを下げることが有効であ
る。その手段として、超音波振動子の前面に垂直方向に
縦長にしたホーン部を設けるものがある。この構造によ
って、垂直方向の指向性は水平方向に比べ狭くなり、垂
直、つまり床面方向の音圧レベルは減少し、障害物検知
装置が誤判定しないようになる。
しかしながら、この縦長のように形状を変化させたホー
ン部を設けたものでは、さらに所定方向の指向性を狭く
する場合に、ホーン部の形状等により制約を受けてしま
い、自由にその所定方向の指向性を狭くすることができ
ないという問題がある。
ン部を設けたものでは、さらに所定方向の指向性を狭く
する場合に、ホーン部の形状等により制約を受けてしま
い、自由にその所定方向の指向性を狭くすることができ
ないという問題がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、ホーン部
の形状等を変えずにさらに前記所定方向の指向性を狭く
することができる超音波送受波器を提供することを目的
としたものである。
の形状等を変えずにさらに前記所定方向の指向性を狭く
することができる超音波送受波器を提供することを目的
としたものである。
〔課題を解決するための手段］
本発明は上記目的を達成するため、超音波振動子の前面
にホーン部を設けるとともに、このホーン開口部に所定
方向の指向性を抑制するために、ホーン開口部の中心位
置に対して所定方向と逆方向にずらして指向性調整部を
配置することを特徴とする。
にホーン部を設けるとともに、このホーン開口部に所定
方向の指向性を抑制するために、ホーン開口部の中心位
置に対して所定方向と逆方向にずらして指向性調整部を
配置することを特徴とする。
上記構成の超音波送受波器において、超音波振動子から
放射される超音波あるいは外部から入射する超音波を、
ホーン開口部の中心位置からずらして配設されている指
向性調整部で、前記中心位置に対してずらした方向と逆
の方向の音圧レベルを減少し、超音波送受波器の指向性
を変更する。
放射される超音波あるいは外部から入射する超音波を、
ホーン開口部の中心位置からずらして配設されている指
向性調整部で、前記中心位置に対してずらした方向と逆
の方向の音圧レベルを減少し、超音波送受波器の指向性
を変更する。
以下、本発明を図に示す実施例について説明する。
第１図は本発明の第１実施例を示す構成図で、（ａ）は
正面図、（ｂ）は第１図（ａ）に示すもののＡ−Ａ断面
図である。第１図において、１１は印加された電気信号
を機械的振動により超音波（４０ＫＨｚ）として外部へ
放射するとともに、帰ってきた反射波を逆に電気信号に
変換する超音波振動子である。
正面図、（ｂ）は第１図（ａ）に示すもののＡ−Ａ断面
図である。第１図において、１１は印加された電気信号
を機械的振動により超音波（４０ＫＨｚ）として外部へ
放射するとともに、帰ってきた反射波を逆に電気信号に
変換する超音波振動子である。
また、１２はその内部に超音波振動子１１を保持するゴ
ム製クツションで、１３はその開口部１３ａがホーン形
状をとるハウジングである。そしてハウジング１３の開
口部１３ａは平板状の指向性調整部１８ａ、１８ｂを設
けている。さらに、１４は超音波振動子１１およびクツ
ション１２をハウジング１３に固定するリテーナである
。１５は回路基板であり、送信信号の昇圧回路および受
信信号の増幅回路から構成される。１６はカバー１７は
センサからの信号引き出しワイヤである。
ム製クツションで、１３はその開口部１３ａがホーン形
状をとるハウジングである。そしてハウジング１３の開
口部１３ａは平板状の指向性調整部１８ａ、１８ｂを設
けている。さらに、１４は超音波振動子１１およびクツ
ション１２をハウジング１３に固定するリテーナである
。１５は回路基板であり、送信信号の昇圧回路および受
信信号の増幅回路から構成される。１６はカバー１７は
センサからの信号引き出しワイヤである。
また、第２図は第１実施例のハウジング部の詳細図で、
（ａ）は正面図、（ｂ）は図（ａ）に示すもののＡ−へ
断面図、（Ｃ）は図（ａ）に示すもののＢ−Ｂ断面図で
ある。指向性調整部１８ａ、１８ｂは材質、形状とも同
じものであり、１７ｍｍＸ３閣Ｘ１ｍｍの平板である。
（ａ）は正面図、（ｂ）は図（ａ）に示すもののＡ−へ
断面図、（Ｃ）は図（ａ）に示すもののＢ−Ｂ断面図で
ある。指向性調整部１８ａ、１８ｂは材質、形状とも同
じものであり、１７ｍｍＸ３閣Ｘ１ｍｍの平板である。
また、開口部１３ａは短径が１０＋！＋ｍ、長径が１０
ｍｍから１８閣の長円に徐々に変化した形状で、垂直方
向に縦長となっている。なお、第２図において、ａは１
７胴、ｂは３胴、Ｌは１ｍ＋ｎ。
ｍｍから１８閣の長円に徐々に変化した形状で、垂直方
向に縦長となっている。なお、第２図において、ａは１
７胴、ｂは３胴、Ｌは１ｍ＋ｎ。
２は５ｍｍ、ｄ、は３．５ｍｍ、ｄｚは２皿である。
さて、第１実施例の超音波送受波器を床面Ｆに対して第
３図（ａ）に示すように設置する。その時、開口部１３
ａの長手方向の軸が床面下と垂直となるように設置する
。第３図［有］）は上記の設置状況で上方向から見た図
である。
３図（ａ）に示すように設置する。その時、開口部１３
ａの長手方向の軸が床面下と垂直となるように設置する
。第３図［有］）は上記の設置状況で上方向から見た図
である。
第３図（ａ）で、開口部の外側端面の中心Ｃを原点とし
、各角度における一定距離での超音波送受波器からの音
圧、または各角度における一定距離に置かれた発音体か
らの送信音波に対する超音波送受波器の出力電圧を測定
したものが垂直方向指向性である。また、第３図［有］
）において同様に測定したものが水平方向指向性である
。
、各角度における一定距離での超音波送受波器からの音
圧、または各角度における一定距離に置かれた発音体か
らの送信音波に対する超音波送受波器の出力電圧を測定
したものが垂直方向指向性である。また、第３図［有］
）において同様に測定したものが水平方向指向性である
。
第４図に第１実施、Ｊｉ９１１の垂直方向指向性および
水平方向指向性の実測データを示す。曲線４１，４３は
本第１実施例のそれぞれ水平、垂直方向の指向特性であ
り、曲線４２．４４はそれぞれ従来の超音波送受波器の
水平、垂直方向の指向特性である。なお、従来形状は第
１図において指向性調整部１８ａ、１８ｂを取り去った
もので、他の構成、寸法は同一のものである。第４図で
明らかなように、水平方向指向性は従来の性能を維持し
ながら、垂直方向は４０°より外側で音圧レベルが大幅
に下がっている。超音波送受波器の下９０°方向では１
２ｄＢ、上９０°方向で１ｌｄｌｌの効果が見られる。
水平方向指向性の実測データを示す。曲線４１，４３は
本第１実施例のそれぞれ水平、垂直方向の指向特性であ
り、曲線４２．４４はそれぞれ従来の超音波送受波器の
水平、垂直方向の指向特性である。なお、従来形状は第
１図において指向性調整部１８ａ、１８ｂを取り去った
もので、他の構成、寸法は同一のものである。第４図で
明らかなように、水平方向指向性は従来の性能を維持し
ながら、垂直方向は４０°より外側で音圧レベルが大幅
に下がっている。超音波送受波器の下９０°方向では１
２ｄＢ、上９０°方向で１ｌｄｌｌの効果が見られる。
次に、第５図は本発明第２実施例の超音波送受波器のハ
ウジング部の詳細図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は図（
ａ）に示すもののＡ−Ａ断面図である。これは第１実施
例の指向性調整部１８ｂを取り除いたものである。第３
図に示すように設置し、測定した垂直方向指向性および
水平方向指向性を第６図に示す。
ウジング部の詳細図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は図（
ａ）に示すもののＡ−Ａ断面図である。これは第１実施
例の指向性調整部１８ｂを取り除いたものである。第３
図に示すように設置し、測定した垂直方向指向性および
水平方向指向性を第６図に示す。
第６図において、曲線６３は第２実施例の、曲線６４は
従来の超音波送受波器の垂直方向指向特性である。また
、曲ｖＡ６１は第２実施例の、曲線６２は従来の超音波
送受波器の水平方向指向特性である。第６図かられかる
様に、第１実施例と違い上方向に対しては従来と同レベ
ルを維持しつつ、下方向に対して３０°付近より大きく
減少効果が見られ、下方９０゛では、約８ｄＢの減少効
果がある。また、水平方向指向性は従来と同レベルを維
持している。
従来の超音波送受波器の垂直方向指向特性である。また
、曲ｖＡ６１は第２実施例の、曲線６２は従来の超音波
送受波器の水平方向指向特性である。第６図かられかる
様に、第１実施例と違い上方向に対しては従来と同レベ
ルを維持しつつ、下方向に対して３０°付近より大きく
減少効果が見られ、下方９０゛では、約８ｄＢの減少効
果がある。また、水平方向指向性は従来と同レベルを維
持している。
次に、第３実施例のハウジング部形状を第７図（ａ）、
（ｂ）に示す。第７図（ａ）は第２図（ｂ）に示す第
１実施例のＡ−Ａ断面図において、指向性調整部１８ａ
、１８ｂを２０°傾けたものである。また、第７図（ｂ
）は第７図（ａ）の指向性調整部の詳細図で、ｂ。
（ｂ）に示す。第７図（ａ）は第２図（ｂ）に示す第
１実施例のＡ−Ａ断面図において、指向性調整部１８ａ
、１８ｂを２０°傾けたものである。また、第７図（ｂ
）は第７図（ａ）の指向性調整部の詳細図で、ｂ。
ｔ、ｚ、ｄｚは第１実施例と同値である。第８図に第３
実施例の垂直方向指向性を示す。曲線８１は第３実施例
の特性で、曲線８２は従来のものの特性である。従来の
特性と比較してわかる様に、垂直方向指向性を特に下方
向において狭くしている。
実施例の垂直方向指向性を示す。曲線８１は第３実施例
の特性で、曲線８２は従来のものの特性である。従来の
特性と比較してわかる様に、垂直方向指向性を特に下方
向において狭くしている。
第９図は第４実施例のハウジング部の詳細図で、（ａ）
は正面図、（ｂ）は図（ａ）に示すもののＡ−Ａ断面図
、℃）は図（ａ）に示すもののＢ−Ｂ断面図である。こ
れは第１実施例の指向性調整部１８ａ、１８ｂを第９図
（Ｃ）に示す様に、その両側部分をカットにより変形さ
せたものである。なお、図中ａは２０ｍｍで、他の構造
は第１実施例のものと同じである。測定した垂直方向指
向性、水平方向指向性ともに第４図にて示した第１実施
例の結果と同等である。
は正面図、（ｂ）は図（ａ）に示すもののＡ−Ａ断面図
、℃）は図（ａ）に示すもののＢ−Ｂ断面図である。こ
れは第１実施例の指向性調整部１８ａ、１８ｂを第９図
（Ｃ）に示す様に、その両側部分をカットにより変形さ
せたものである。なお、図中ａは２０ｍｍで、他の構造
は第１実施例のものと同じである。測定した垂直方向指
向性、水平方向指向性ともに第４図にて示した第１実施
例の結果と同等である。
第１０図は第５実施例のハウジング部の詳細図で、（ａ
）は正面図、い）は図（ａ）に示すもののＡ−Ａ断面図
、（ｂ）は図（ａ）に示すもののＢ−Ｂ断面図である。
）は正面図、い）は図（ａ）に示すもののＡ−Ａ断面図
、（ｂ）は図（ａ）に示すもののＢ−Ｂ断面図である。
これは第５図に示した第２実施例の指向性調整部１Ｂａ
の奥行寸法を変更したもので、奥行をＩＩＩＩｆｆｌ短
くし、ハウジング端面より指向性調整部の突出をなくし
、ハウジングと一体化している。測定した垂直方向およ
び水平方向の指向性は第６図に示した第２実施例の結果
と同等である。
の奥行寸法を変更したもので、奥行をＩＩＩＩｆｆｌ短
くし、ハウジング端面より指向性調整部の突出をなくし
、ハウジングと一体化している。測定した垂直方向およ
び水平方向の指向性は第６図に示した第２実施例の結果
と同等である。
なお、上記種々の実施例においては、垂直方向の指向性
を変化させるものを示したが、使用目的に応じてその配
置を変更し、水平方向等の指向性を変化させるようにし
てもよい。
を変化させるものを示したが、使用目的に応じてその配
置を変更し、水平方向等の指向性を変化させるようにし
てもよい。
以上述べたように、本発明によれば、ホーン開口部にそ
の中心位置からずらして指向性調整部を配設することに
よって、超音波振動子から放射される超音波あるいは外
部から入射される超音波の音圧レベルを前記中心位置に
対して指向性調整部と逆の方向において抑制し、超音波
送受波器の指向性を変更することができ、さらに指向性
調整部の配置位置を任意に調節することで、任意の検知
エリアを設定できるという優れた効果がある。
の中心位置からずらして指向性調整部を配設することに
よって、超音波振動子から放射される超音波あるいは外
部から入射される超音波の音圧レベルを前記中心位置に
対して指向性調整部と逆の方向において抑制し、超音波
送受波器の指向性を変更することができ、さらに指向性
調整部の配置位置を任意に調節することで、任意の検知
エリアを設定できるという優れた効果がある。
第１図（ａ）、 （ｂ）は本発明第１実施例を示す正面
図、側面断面図、第２図（ａ）、 （ｂ）、 （Ｃ）は
第１実施例のハウジング部で各々正面図、側面断面図、
平面断面図、第３図（ａ）、 （ｂ）は超音波送受波器
の設置状態を示す正面図、平面図、第４図は第１実施例
の指向特性図、第５図（ａ）、 （ｂ）は第２実施例の
ハウジング部の正面図、側面断面図、第６図は第２実施
例の指向特性図、第７図（ａ）、 （ｂ）は第３実施例
のハウジング部の側面断面図、指向性調整部の詳細説明
図、第８図は第３実施例の指向特性図、第９図（ａ）、
（ｂ）。 （Ｃ）は第４実施例のハウジング部の正面図、側面断面
図、平面断面図、第１０図（ａ）、 （ｂ）、 （ｃ）
は第５実施例のハウジング部の正面図、側面断面図、平
面断面図である。 １１・・・超音波振動子、１２・・・クツション、１３
・・・ハウジング、１３ａ・・・開口部、１Ｂ、ａ、１
８ｂ・・・指向性調整部。 （ａ） 第 図 （ｂ） （ａ’１ （Ｃ） 第１０ 図 （ｂ）
図、側面断面図、第２図（ａ）、 （ｂ）、 （Ｃ）は
第１実施例のハウジング部で各々正面図、側面断面図、
平面断面図、第３図（ａ）、 （ｂ）は超音波送受波器
の設置状態を示す正面図、平面図、第４図は第１実施例
の指向特性図、第５図（ａ）、 （ｂ）は第２実施例の
ハウジング部の正面図、側面断面図、第６図は第２実施
例の指向特性図、第７図（ａ）、 （ｂ）は第３実施例
のハウジング部の側面断面図、指向性調整部の詳細説明
図、第８図は第３実施例の指向特性図、第９図（ａ）、
（ｂ）。 （Ｃ）は第４実施例のハウジング部の正面図、側面断面
図、平面断面図、第１０図（ａ）、 （ｂ）、 （ｃ）
は第５実施例のハウジング部の正面図、側面断面図、平
面断面図である。 １１・・・超音波振動子、１２・・・クツション、１３
・・・ハウジング、１３ａ・・・開口部、１Ｂ、ａ、１
８ｂ・・・指向性調整部。 （ａ） 第 図 （ｂ） （ａ’１ （Ｃ） 第１０ 図 （ｂ）
Claims (1)
- 超音波振動子の前面側にホーン部を設けた超音波送受
波器において、前記ホーン部の開口部にその中心位置か
ら所定方向にずれた位置に配設され、前記中心位置に対
して前記所定方向と逆方向の超音波の音圧レベルを減少
させて該超音波送受波器の指向性を変更させる指向性調
整部を備えることを特徴とした超音波送受波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1022789A JP2939981B2 (ja) | 1989-02-01 | 1989-02-01 | 超音波送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1022789A JP2939981B2 (ja) | 1989-02-01 | 1989-02-01 | 超音波送受波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02202798A true JPH02202798A (ja) | 1990-08-10 |
| JP2939981B2 JP2939981B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=12092448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1022789A Expired - Lifetime JP2939981B2 (ja) | 1989-02-01 | 1989-02-01 | 超音波送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2939981B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5418185U (ja) * | 1977-07-08 | 1979-02-06 | ||
| JPS5728575U (ja) * | 1980-07-22 | 1982-02-15 |
-
1989
- 1989-02-01 JP JP1022789A patent/JP2939981B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5418185U (ja) * | 1977-07-08 | 1979-02-06 | ||
| JPS5728575U (ja) * | 1980-07-22 | 1982-02-15 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2939981B2 (ja) | 1999-08-25 |
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