JPH0236383A - Ultrasonic array sensor - Google Patents
Ultrasonic array sensorInfo
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- JPH0236383A JPH0236383A JP18665788A JP18665788A JPH0236383A JP H0236383 A JPH0236383 A JP H0236383A JP 18665788 A JP18665788 A JP 18665788A JP 18665788 A JP18665788 A JP 18665788A JP H0236383 A JPH0236383 A JP H0236383A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 57
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
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- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、超音波を送波し、反射波を受波する複数の超
音波振動子を同一平面上に配列した超音波アレイセンサ
に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an ultrasonic array sensor in which a plurality of ultrasonic transducers that transmit ultrasonic waves and receive reflected waves are arranged on the same plane. It is.
従来の1個の超音波振動子を用いた超音波センサでは指
向ビームが太く緩やかなため、狭い範囲の検知ができな
かった。Conventional ultrasonic sensors using a single ultrasonic transducer cannot detect a narrow range because the directional beam is thick and gentle.
そこで、例えば、特開昭63−72300号公報によれ
ば、複数の超音波振動子を同一平面上に配列した超音波
アレイセンサが示されている。For example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-72300 discloses an ultrasonic array sensor in which a plurality of ultrasonic transducers are arranged on the same plane.
この超音波アレイセンサは、複数の超音波振動子を等間
隔で配列したものである。これにより、指向ビームを細
くすることができた。This ultrasonic array sensor has a plurality of ultrasonic transducers arranged at equal intervals. This made it possible to narrow the directional beam.
ここで、このような細い指向ビームを有する超音波アレ
イセンサにより広範囲にわた・って監視しようとする場
合、この指向ビームを広範囲にわたって走査してやる必
要がある。例えば、第5図に示すように、超音波振動子
S、の送波に対する超音波振動子Stの送波時間を遅延
回路りによりコントロールすることで、第7図に示すよ
うに、指向ビームの向き即ち走査角φを変えればよい。If a wide area is to be monitored using an ultrasonic array sensor having such a narrow directional beam, it is necessary to scan this directional beam over a wide area. For example, as shown in FIG. 5, by controlling the transmission time of the ultrasonic transducer St with respect to the transmission of the ultrasonic transducer S, using a delay circuit, as shown in FIG. It is sufficient to change the direction, that is, the scanning angle φ.
つまり、第6図に示すように、超音波振動子SI+32
の送波時間をΔtずつずらすことにより同位相波面を正
面方向から角度φずらした方向にそろえることで、指向
ビームを角度φだけ走査できるのである。In other words, as shown in FIG. 6, the ultrasonic transducer SI+32
By shifting the transmission time of Δt by Δt, the in-phase wavefronts are aligned in a direction shifted by an angle φ from the front direction, thereby making it possible to scan the directional beam by an angle φ.
超音波振動子St、Sz間のピッチをd7、同位相波面
間の距離をΔlとすると、
Δt=Δfi/c=d+sinφ/c(cは音速)とな
る。この式で求まるΔtなる時間だけSlに対するS2
への送波時間を遅延させれば、角度φだけ正面方向から
ずれた方向に指向ビームを形成することができる。If the pitch between the ultrasonic transducers St and Sz is d7, and the distance between the same phase wavefronts is Δl, then Δt=Δfi/c=d+sinφ/c (c is the speed of sound). S2 for Sl for the time Δt found by this formula
By delaying the transmission time to , it is possible to form a directional beam in a direction deviated from the front direction by an angle φ.
〔発明が解決しようとする課題]
ところが、上記の従来例においては、指向ビームBの形
状は、第7図に示したように略扇形になってしまい、任
意の形状の検知エリアを形成することができなかった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above conventional example, the shape of the directional beam B becomes approximately fan-shaped as shown in FIG. 7, and it is difficult to form a detection area of any shape. I couldn't do it.
本発明は、上記の点に鑑みてなしたものであり、その目
的とするところは、任意の形状の検知エリアを形成する
ことのできる超音波アレイセンサを提供することにある
。The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide an ultrasonic array sensor that can form a detection area of any shape.
本発明の超音波アレイセンサは、超音波を送波し、反射
波を受波する複数の超音波振動子を同一平面上に等間隔
で配列し、前記各超音波振動子への送波のタイミングに
位相差をもたせることにより指向ビームを順次走査させ
るようにした超音波アレイセンサであって、前記指向ビ
ームの走査角に応じて検知距離を変化させるようにした
ことを特徴とするものである。The ultrasonic array sensor of the present invention arranges a plurality of ultrasonic transducers that transmit ultrasonic waves and receive reflected waves at equal intervals on the same plane, and transmits waves to each of the ultrasonic transducers. An ultrasonic array sensor in which a directional beam is sequentially scanned by providing a phase difference in timing, and is characterized in that a detection distance is changed according to a scanning angle of the directional beam. .
本発明の超音波アレイセンサでは、指向ビームを走査す
るための遅延回路の遅延量と、その遅延量に応じて決ま
る指向ビームの指向方向に対応した検知距離を制御する
ことにより前記指向ビームの走査角に応じて検知距離を
変化させるようにし、任意の形状の検知エリアを形成す
ることを可能にしたものである。In the ultrasonic array sensor of the present invention, the scanning of the directional beam is controlled by controlling the delay amount of the delay circuit for scanning the directional beam and the detection distance corresponding to the pointing direction of the directional beam, which is determined according to the delay amount. The detection distance is changed depending on the corner, making it possible to form a detection area of any shape.
以下、本発明を一実施例として掲げた図面に基づき説明
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be explained below based on drawings showing one embodiment of the present invention.
第1図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.
本実施例では、5つの超音波振動子を用いた例を示すが
5つの場合に限るものではない。In this embodiment, an example using five ultrasonic transducers is shown, but the number is not limited to five.
S1〜S、は超音波を送波し反射波を受波する超音波振
動子であり、同一平面上に等間隔dで配列され、超音波
アレイセンサを構成しているのである。、D2〜D、は
遅延回路で、超音波振動子S1の送波時間に対する超音
波振動子32〜S、の送波時間をコントロールするもの
である。超音波振動子S、〜S、の送波時間を順にずら
せ、複数の指向ビームの走査角を所定角度だけ傾けるの
である。つまり、遅延回路D t ”” D sでの遅
延量により指向ビームの走査角を制御することができる
のである。A、−Asは送受波回路で、超音波振動子8
1〜S、に送波信号を送ったり、超音波振動子S、−S
、により受波された信号を増幅するものである。1は検
波回路で、送受波回路A1〜A、により増幅された受渡
信号を検波する。2は物体検知回路で、受波パルスの送
波パルスからの時間遅れにより物体までの距離を算出す
るものである。3は検知最大距離設定回路で、所定の走
査角を実現するための遅延量を示す遅延量信号と、前記
走査角に応じた検知最大距離を示す検知最大距離信号の
関係を、予め設定しておき、前記遅延量信号を遅延回路
D2〜D5へ送出し、前記検知最大距離信号を後述の信
号処理回路へ送出する。S1 to S are ultrasonic transducers that transmit ultrasonic waves and receive reflected waves, and are arranged on the same plane at equal intervals d, forming an ultrasonic array sensor. , D2-D are delay circuits that control the transmission time of the ultrasound transducers 32-S relative to the transmission time of the ultrasound transducer S1. The transmission times of the ultrasonic transducers S, ~S are sequentially shifted, and the scanning angles of the plurality of directional beams are tilted by a predetermined angle. In other words, the scanning angle of the directional beam can be controlled by the amount of delay in the delay circuit D t "" D s. A, -As are wave transmitting/receiving circuits, and the ultrasonic transducer 8
1 to S, or ultrasonic transducers S, -S.
, which amplifies the signal received by the . A detection circuit 1 detects the transfer signal amplified by the wave transmission/reception circuits A1 to A. 2 is an object detection circuit that calculates the distance to the object based on the time delay between the received pulse and the transmitted pulse. 3 is a detection maximum distance setting circuit that presets the relationship between a delay amount signal indicating the amount of delay for realizing a predetermined scanning angle and a detection maximum distance signal indicating the maximum detection distance according to the scanning angle. Then, the delay amount signal is sent to delay circuits D2 to D5, and the detected maximum distance signal is sent to a signal processing circuit to be described later.
4は信号処理回路で、物体検知回路2から出力される物
体までの距離信号と、検知最大距離設定回路3で設定さ
れ、ある走査角のときの検知最大距離信号に対応して設
けられたゲートとを比較して、前者の方が小さいとき、
つまり、前記走査角のときの物体までの距離が検知最大
距離よりも小さいときに、物体の存在を示す信号を表示
器5に出力する。表示器5では、信号処理回路4からの
信号により、物体の存在等を表示する。4 is a signal processing circuit, which includes a gate provided corresponding to the distance signal to the object outputted from the object detection circuit 2 and the maximum detection distance signal set by the maximum detection distance setting circuit 3 at a certain scanning angle. When the former is smaller than the
That is, when the distance to the object at the scanning angle is smaller than the maximum detection distance, a signal indicating the presence of the object is output to the display 5. The display 5 displays the presence of an object based on the signal from the signal processing circuit 4.
次に、本実施例の動作を説明する。例えば、検知エリア
として、第3図に示すような長方形に近い形状のものを
形成しようとする場合について説明する0本実施例の場
合は、第2図に示すように、7種類の走査角に応じて検
知エリアB+−Bsが順次形成されるのである。Next, the operation of this embodiment will be explained. For example, in this embodiment, we will explain the case where the detection area is to be formed in a shape close to a rectangle as shown in FIG. 3. As shown in FIG. Accordingly, detection areas B+-Bs are sequentially formed.
まず、検知最大距離設定回路3で、検知エリアB、を形
成するために、指向ビームの走査角がφとなるような遅
延量信号及び検知最大距離がL1となるような検知最大
距離信号を各々遅延回路D□〜D、および信号処理回路
4に送出する。この状態で、超音波の送受が行われると
、検知エリアB、が形成されたことになる。次に、検知
最大距離設定回路3により、指向ビームの走査角がφ2
となるような遅延量信号および検知最大距離がL2とな
るような検知最大距離信号が各々遅延回路D2〜DSお
よび信号処理回路4に送出される。この状態で、超音波
の送受が行われると、検知エリアB2が形成されたこと
になる。First, in order to form the detection area B, the maximum detection distance setting circuit 3 generates a delay amount signal such that the scanning angle of the directional beam is φ and a maximum detection distance signal such that the maximum detection distance is L1. The signal is sent to the delay circuits D□ to D and the signal processing circuit 4. When ultrasonic waves are transmitted and received in this state, a detection area B is formed. Next, the maximum detection distance setting circuit 3 sets the scanning angle of the directional beam to φ2.
A delay amount signal such that L2 is the maximum detected distance and a maximum detected distance signal such that the maximum detected distance is L2 are sent to the delay circuits D2 to DS and the signal processing circuit 4, respectively. When ultrasonic waves are transmitted and received in this state, a detection area B2 is formed.
このようにして、検知最大距離設定回路3により、遅延
量信号および検知最大距離を順次変えていくと、検知エ
リアがB、−B、と順次可変していくのである。以上の
走査を繰り返せば、第3図に示したように、検知エリア
B t ” B ’rを重ねたような略長方形の検知エ
リアが形成できるのである。In this way, when the maximum detection distance setting circuit 3 sequentially changes the delay amount signal and the maximum detection distance, the detection area changes sequentially from B to -B. By repeating the above scanning, it is possible to form a substantially rectangular detection area in which the detection areas Bt''B'r are overlapped, as shown in FIG.
本実施例では、略長方形の検知エリアを形成したが、走
査角と検知最大距離の関係をいろいろ変えて設定するこ
とにより、任意の形状の検知エリアを実現することが可
能である。In this embodiment, a substantially rectangular detection area is formed, but by setting the relationship between the scanning angle and the maximum detection distance in various ways, it is possible to realize a detection area of any shape.
また、上記実施例では、各走査角に対する検知最大距離
を設定するために、検知最大距離設定回路3で検知最大
距離信号を信号処理回路4に送出することにより行って
いたが、第4図に示すように、検知最大距離設定回路3
から送受波回路A。Further, in the above embodiment, in order to set the maximum detection distance for each scanning angle, the maximum detection distance setting circuit 3 sends a maximum detection distance signal to the signal processing circuit 4, but as shown in FIG. As shown, maximum detection distance setting circuit 3
From the wave transmitting/receiving circuit A.
〜A、に送波利得あるいは受波利得を変える信号を送出
することにより、各走査角に対する検知最大距離を設定
するようにしてもよい、この場合は、信号処理回路4の
ゲートは一定距離に対応したものでよい。The maximum detection distance for each scanning angle may be set by sending a signal that changes the transmitting gain or receiving gain to ~A. In this case, the gate of the signal processing circuit 4 is set at a constant distance. A compatible one is fine.
以上のように、本発明によれば、超音波を送波し、反射
波を受波する複数の超音波振動子を同一平面上に等間隔
で配列し、前記各超音波振動子への送波のタイミングに
位相差をもたせることにより指向ビームを順次走査させ
るようにした超音波ア゛レイセンサであって、前記指向
ビームの走査角に応じて検知距離を変化させるようにし
たので、任意の形状の検知エリアを形成することのでき
る超音波アレイセンサが提供できた。As described above, according to the present invention, a plurality of ultrasonic transducers that transmit ultrasonic waves and receive reflected waves are arranged at equal intervals on the same plane, and the transmission to each of the ultrasonic transducers is This is an ultrasonic array sensor in which a directional beam is sequentially scanned by providing a phase difference in the timing of waves, and the detection distance is changed according to the scanning angle of the directional beam, so that it can be applied to any shape. We were able to provide an ultrasonic array sensor that can form a detection area of
第1図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第2図
および第3図は、同上の動作説明のための検知エリアの
模式図、
第4図は、本発明に係る他の実施例を示すブロック図、
第5図は、従来例を示すブロック図、
第6図は、同上の原理説明図、
第7図は、従来例の動作説明のための検知エリアの模式
図。
S、〜S、−・超音波振動子
D2〜D、−遅延回路
A、−A、・・・送受波回路
■−検波回路
2−物体検知回路
3−・−検知最大距離設定回路
4−信号処理回路
5−表示器
B、〜B、・−・検知エリア
12図FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are schematic diagrams of a detection area for explaining the operation of the same, and FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a block diagram showing a conventional example; FIG. 6 is a diagram explaining the principle of the same as the above; FIG. 7 is a schematic diagram of a detection area for explaining the operation of the conventional example. S, ~S, - Ultrasonic transducer D2 to D, - Delay circuit A, -A, ... Transmission/reception circuit - Detection circuit 2 - Object detection circuit 3 - Maximum detection distance setting circuit 4 - Signal Processing circuit 5 - Display unit B, ~B, --- Detection area 12 diagram
Claims (1)
振動子を同一平面上に等間隔で配列し、前記各超音波振
動子への送波のタイミングに位相差をもたせることによ
り指向ビームを順次走査させるようにした超音波アレイ
センサであって、前記指向ビームの走査角に応じて検知
距離を変化させるようにしたことを特徴とする超音波ア
レイセンサ。(1) A plurality of ultrasonic transducers that transmit ultrasonic waves and receive reflected waves are arranged at equal intervals on the same plane, and a phase difference is created in the timing of transmitting waves to each of the ultrasonic transducers. What is claimed is: 1. An ultrasonic array sensor that sequentially scans a directional beam, the sensing distance being changed according to the scanning angle of the directional beam.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18665788A JPH0236383A (en) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | Ultrasonic array sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18665788A JPH0236383A (en) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | Ultrasonic array sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0236383A true JPH0236383A (en) | 1990-02-06 |
Family
ID=16192404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18665788A Pending JPH0236383A (en) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | Ultrasonic array sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0236383A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006017496A (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Sakai Heavy Ind Ltd | Obstacle detector for construction vehicle |
JP2007183276A (en) * | 2005-12-30 | 2007-07-19 | Valeo Raytheon Systems Inc | System and method for verifying radar detection |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6041308A (en) * | 1983-08-16 | 1985-03-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Current detecting circuit |
JPS61172086A (en) * | 1985-01-25 | 1986-08-02 | Matsushita Electric Works Ltd | Ultrasonic detector |
-
1988
- 1988-07-26 JP JP18665788A patent/JPH0236383A/en active Pending
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