JPH03201019A - Ultrasonic distance measuring instrument - Google Patents

Ultrasonic distance measuring instrument

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Publication number
JPH03201019A
JPH03201019A JP1338304A JP33830489A JPH03201019A JP H03201019 A JPH03201019 A JP H03201019A JP 1338304 A JP1338304 A JP 1338304A JP 33830489 A JP33830489 A JP 33830489A JP H03201019 A JPH03201019 A JP H03201019A
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JP
Japan
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signal
output
ultrasonic
pulse
level
Prior art date
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Pending
Application number
JP1338304A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Doi
浩嗣 土井
Kiyoshi Kaneko
潔 兼子
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the mismeasurement of a distance due to the drop of a signal level by providing a pulse generating means which outputs a pulse having the prescribed width longer than the one period of a received ultrasonic signal. CONSTITUTION:A fixed width pulse generating circuit 13 is contained in a tg/tp detecting circuit which detects the group reaching time tg and the phase reaching time tp, and detects the rise of the output received from a reference level comparator 12, and generates the 'high' signals for a fixed time. The pulse width of the 'high' signal is set longer than the one period of the output pulse of a tp-use zero-cross comparator 10. Therefore the first fall of the AND output (tp output(9)) secured between an output signal (8) and an output signal 6 of the comparator 10 is always caused by the signal (6) including the phase information. Thus the fall of the output (9) is defined as a tp detection point. Thus the normal tp is always detected. Then it is possible to prevent the mismeasurement of distances due to the drop of the signal level.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は超音波距離計測装置、さらに超音波の伝播を利
用する距離計測技術を取り入れた各種応用装置一般に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an ultrasonic distance measuring device, and generally to various applied devices incorporating a distance measuring technique that utilizes the propagation of ultrasonic waves.

[従来の技術] 超音波距離計測の応用装置として考案された装置の一つ
に超音波座標入力装置がある。以後この装置を例にとっ
て本発明についての説明を行なう。
[Prior Art] An ultrasonic coordinate input device is one of the devices devised as an applied device for ultrasonic distance measurement. Hereinafter, the present invention will be explained using this device as an example.

第6図は一般に考案されている超音波座標入力装置の概
観概略図である。1は座標指示具(以後ペンと呼ぶ)で
あり、内部に圧電素子が組み込まれていて先端より所望
の超音波信号を発信する。2a、2b、2cはセンサで
あり、ペンから発せられた超音波信号を伝播体を3を介
して受信する。3は伝播体で超音波の伝播媒体となるガ
ラス、アルミ他等が用いられる。4は防振材でペン1か
らの直接波以外の反射波がセンサ2a〜2cに混入しな
いようにする目的で設定されている。以上のよ−うな構
成をとる超音波座標入力装置において、2個以上の複数
の各センサと指示点間の距離より指示点の座標が計算さ
れる。
FIG. 6 is a schematic diagram of a commonly devised ultrasonic coordinate input device. Reference numeral 1 denotes a coordinate indicating tool (hereinafter referred to as a pen), which has a piezoelectric element incorporated therein, and transmits a desired ultrasonic signal from its tip. Sensors 2a, 2b, and 2c receive ultrasonic signals emitted from the pen via a propagation member 3. 3 is a propagation body, which is made of glass, aluminum, etc., and serves as a propagation medium for ultrasonic waves. Reference numeral 4 denotes a vibration isolating material, which is set for the purpose of preventing reflected waves other than direct waves from the pen 1 from entering the sensors 2a to 2c. In the ultrasonic coordinate input device configured as described above, the coordinates of the indicated point are calculated from the distances between each of two or more plurality of sensors and the indicated point.

センサと指示点の距離算出の方法はさまざまなものが考
案されているが、基本的にはペンから発せられた超音波
信号のセンサまでの到達時間によって算出する。群速度
と位相速度が異なる横超音波を用いる場合、受信波形に
対しエンベロープをとって群到達時間を求めて大まかな
距離計算を行ない、さらに精度を求められる場合には適
当な位置の位相を検知して位相到達時間を求め、より細
かい精度を出している。
Various methods have been devised to calculate the distance between the sensor and the pointing point, but basically the distance is calculated based on the arrival time of the ultrasonic signal emitted from the pen to the sensor. When using transverse ultrasonic waves with different group and phase velocities, the envelope of the received waveform is taken, the group arrival time is determined, and a rough distance calculation is performed, and if more precision is required, the phase at an appropriate position is detected. The phase arrival time is calculated using the following steps to achieve even finer accuracy.

次に、群到達時間と位相到達時間の2つの時間情報から
ペン・センサ間距離rを算出する手順を説明する。まず
、第7図で示すような電圧をペン内の圧電素子に印加し
た場合、センサの受信信号波形は第8図で示すようにな
る。これに対しそのピーク位置を群到達時間t、とじて
検出する場合には、第9図のようにセンサ出力信号に対
して初段増幅器5.全波整流器6.ローパス・フィルタ
7、微分回路8の各回路を通し、微分信号のゼロクロス
をコンパレータ9によって検出し、到達時刻を群到達時
間t8として認識する。
Next, a procedure for calculating the pen-sensor distance r from two pieces of time information, the group arrival time and the phase arrival time, will be described. First, when a voltage as shown in FIG. 7 is applied to the piezoelectric element in the pen, the received signal waveform of the sensor becomes as shown in FIG. 8. On the other hand, when the peak position is detected by group arrival time t, the first stage amplifier 5. Full wave rectifier6. The zero cross of the differential signal is detected by a comparator 9 through the low-pass filter 7 and the differentiating circuit 8, and the arrival time is recognized as the group arrival time t8.

これにより、r=v、 ・t、からrを算出することが
できるが、エンベロープをもとに時間を検出するという
方法によるため、信号出力の大きさやフィルタ特性の影
響でどうしてもある程度のゆらぎΔtが発生する。従っ
て、−数的には特定の位相のゼロクロスポイントを検出
して時間を決定する方がよりゆらぎの少ない値を得るこ
とができる。
As a result, r can be calculated from r=v, ・t, but since the method is based on detecting time based on the envelope, a certain amount of fluctuation Δt is inevitable due to the influence of the signal output size and filter characteristics. Occur. Therefore, numerically, it is better to determine the time by detecting the zero-crossing point of a specific phase to obtain a value with less fluctuation.

そこで、群到達時間t g’−決定直後の位相ゼロクロ
スポイントというように検出ポイントを規定すると、■
、≠■、であり距離rと共に群の中の位相がずれるため
、位相到達時間t、として第10図に示すような階段状
のものが観測される。この段は位相の検出ポイントの移
動を示すもので、各段のつなぎ目は信号の周期Tだけ平
行移動したものとなる。■、とVpが等しく常に一定の
位相検出ポイントを観測できる場合には、このような階
段はできず直線aのような位相到達時間1pが得られる
Therefore, if we define the detection point as the phase zero crossing point immediately after the group arrival time t g'-determination, then
,≠■, and the phase within the group shifts with the distance r, so a step-like phase as shown in FIG. 10 is observed as the phase arrival time t. This stage indicates the movement of the phase detection point, and the joint between each stage is a parallel shift by the period T of the signal. If Vp is equal to (2) and a constant phase detection point can always be observed, such a staircase will not be possible and a phase arrival time 1p as shown by straight line a will be obtained.

従って、階段状に得られる1pを元の直線aに変換すれ
ばよい。
Therefore, it is sufficient to convert 1p obtained stepwise into the original straight line a.

Dニー1/T  +=−f つまり、 tam 4  (Vg/Vp) tg−tar (tc
+c :オフセット値)であるが、群到達時間T、はゆ
らぎが大きいのでtp+ = (Vg/Vp) jg−
tof−tp    (nは整数)という性質を利用し
て、 jan ”tp”T X Ir+t (tpt/T”0
.5)=t、+T x rnt[((vg/vp)tg
−toy−tp)/T+o、 slとする、という手続
きをとればよい。
D knee 1/T +=-f In other words, tam 4 (Vg/Vp) tg-tar (tc
+c: offset value), but since the group arrival time T has large fluctuations, tp+ = (Vg/Vp) jg-
Using the property of tof-tp (n is an integer), jan "tp"T X Ir+t (tpt/T"0
.. 5)=t,+T x rnt[((vg/vp)tg
-toy-tp)/T+o, sl.

このtp、を用い、ペン・センサ間距離rは次式%式% ) ) : ) : ここで、1..1.の測定開始時点は、ペンと伝播体と
の密着具合によって各センサで検出される波形のレベル
が変わることを利用して規定している。すなわち、ペン
が伝播体に押しつけられ相互の密着度が増して検出波形
レベルがある基準値より大きくなった時に、入力状態に
なったと判断して1..1.の測定を開始する。
Using this tp, the pen-sensor distance r is calculated using the following formula: % ) ) : ) : Here, 1. .. 1. The measurement start point is determined based on the fact that the level of the waveform detected by each sensor changes depending on the degree of close contact between the pen and the propagating body. That is, when the pen is pressed against the propagating body and the degree of mutual contact increases, and the detected waveform level becomes greater than a certain reference value, it is determined that the input state is entered.1. .. 1. Start measuring.

第11図に測定開始時点をも考慮に入れた回路の一例を
示す。尚、以下の説明では正論理を例として行うが、こ
れにとられれるものではない。
FIG. 11 shows an example of a circuit that also takes into account the measurement start point. In the following explanation, positive logic will be used as an example, but it is not limited to this.

図中、10は受信波形の位相状態を検出するための受信
波ゼロクロス・コンパレータ、11.12はローパス・
フィルタ7から出力されるエンベロープ出力がある基準
レベル以上の大きさになっている間に“high”出力
を維持する基準レベル・コンパレータである。
In the figure, 10 is a received wave zero-cross comparator for detecting the phase state of the received waveform, and 11.12 is a low-pass comparator.
This is a reference level comparator that maintains a "high" output while the envelope output from the filter 7 exceeds a certain reference level.

第12図(A)、(B)に示す第11図の各回路からの
出力波形により、以下にその動作を説明する。ローパス
・フィルタ7から出力されたエンベロープ波形■は、微
分回路8と基準レベル・コンパレータ11,12とに取
り込まれる。
The operation will be explained below using the output waveforms from each circuit in FIG. 11 shown in FIGS. 12(A) and 12(B). The envelope waveform (2) output from the low-pass filter 7 is taken into the differentiating circuit 8 and reference level comparators 11 and 12.

微分回路8に取り込まれたエンベロープ波形は微分波形
となって出力され、ゼロクロス・コンパレータ9に入力
される。ゼロクロス・コンパレータ9は入力された微分
波形の立下がりのゼロクロスを検出し“high”レベ
ルを出力、さらに立上がりのゼロクロスを検出して“4
ow  レベルを出力する。これによって得られる出力
が波形■である。
The envelope waveform taken into the differentiating circuit 8 is output as a differentiated waveform, and is inputted to the zero-cross comparator 9. Zero cross comparator 9 detects the falling zero cross of the input differential waveform and outputs a "high" level, and further detects the rising zero cross and outputs "4".
Output ow level. The output obtained by this is the waveform ■.

一方、基準レベル・コンパレータ11は、入力されたエ
ンベロープ波形が基準よりも高いレベルにある間“hi
gh”レベルの出力を行う、これによって得られた出力
が波形■である。t、はペン駆動信号の発信からの出力
信号■と■の論理積から得られる出力信号■の立上がり
までの時間をカウントすることにより測定される。すな
わち、ローパス・フィルタ7から出力されたエンベロー
プ波形が基準レベル・コンパレータ11に設定された基
準レベルよりも大きくならなければt。
On the other hand, the reference level comparator 11 outputs "hi" while the input envelope waveform is at a level higher than the reference.
The output obtained by this is the waveform ■. t is the time from the generation of the pen drive signal to the rise of the output signal ■ obtained from the logical product of the output signal ■ and ■. That is, if the envelope waveform output from the low-pass filter 7 does not become larger than the reference level set in the reference level comparator 11, t.

は出力されないようになっている。is not output.

以上の原理はt、にも用いられている。但し、t、測定
の場合は、受信波形をゼロクロス・コンパレータ10に
入力することによって得られた出力信号■と、基準レベ
ル・コンパレータ12の出力■との論理積から得られる
出力信号■の最初の立下がりを検出してt、を規定して
いる。この理由として、t、測定の場合は、基準レベル
・コンパレータの出力信号■が“high”レベルにな
らない場合を除けば、t、用ゼロクロス・コンパレータ
出力信号■の立上がりは、必ず出力信号■が“high
”状態を維持している間に起こるのに対し、1pの場合
は、t、用ゼロクロス・コンパレータの出力信号■が“
high”になったのちに出力信号■が立上がる場合も
起り得るため、出力信号■の立上がりでは正常なt、を
規定できない場合があるからである。そこで、t、測定
の場合は、出力信号■の立下がりを検出してt、を規定
するようにしている。
The above principle is also used for t. However, in the case of t measurement, the first of the output signal ■ obtained from the AND of the output signal ■ obtained by inputting the received waveform to the zero-cross comparator 10 and the output ■ of the reference level comparator 12. t is defined by detecting the falling edge. The reason for this is that when measuring t, unless the reference level comparator output signal ■ does not go to the "high" level, the rise of the zero-cross comparator output signal ■ for t always means that the output signal ■ high
” occurs while the state is maintained, whereas in the case of 1p, the output signal of the zero-cross comparator for t is “
This is because the output signal ■ may rise after going high, so it may not be possible to specify a normal t at the rise of the output signal ■.Therefore, when measuring t, the output signal The falling edge of (2) is detected to define t.

以上のようにして、ペンがある程度以上の押圧で伝播体
に押しつけられない限り座標入力がされないようになっ
ている。
As described above, coordinates are not input unless the pen is pressed against the propagation body with a certain amount of pressure or more.

[発明が解決しようとしている課題] しかしながら、上記従来例では、ローパス・フィルタの
出力信号のと所定の基準レベルとを比較して得られる基
準レベル・コンパレータの出力信号■と、受信波とゼb
クロスとを比較して得られるt、用ゼロクロス・コンパ
レータの出力信号■との論理積からt9出力信号■を得
て、その最初の立下がりを検出してt、を規定している
が、第12図(C)のようにローパス・フィルタの出力
信号■のレベルが、基準レベル・コンパレータの基準レ
ベルと同程度になると、基準レベル・コンパレータの出
力信号■のパルス幅が1p用ゼロクロス・コンパレータ
の出力信号■のパルス同期より短くなり、位相情報を含
んだ出力信号■とは無関係な出力信号■の立下がりに起
因する出力信号■の立下がりを検出して1pを規定して
しまい、正常な1pを検出できないという問題があった
。従って、このような1pを用いて距離演算や座標値演
算を行うと、演算結果に大きな誤差を生じてしまうとい
う問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above conventional example, the output signal of the reference level comparator obtained by comparing the output signal of the low-pass filter with a predetermined reference level, the received wave and the
The t9 output signal (■) is obtained by ANDing the output signal (■) of the zero-cross comparator, and the first fall of the signal (■) is detected to define the As shown in Figure 12 (C), when the level of the output signal ■ of the low-pass filter becomes comparable to the reference level of the reference level comparator, the pulse width of the output signal ■ of the reference level comparator becomes equal to that of the zero-cross comparator for 1p. The falling edge of the output signal ■, which is shorter than the pulse synchronization of the output signal ■ and is unrelated to the output signal ■ containing phase information, is detected and defined as 1p, resulting in a normal error. There was a problem that 1p could not be detected. Therefore, when distance calculations and coordinate value calculations are performed using such 1p, there is a problem in that a large error occurs in the calculation results.

本発明は、前記従来の欠点を除去し、信号レベルの低下
による距離の誤計測をなくした超音波距離計測装置を提
供する。
The present invention provides an ultrasonic distance measuring device that eliminates the above-mentioned conventional drawbacks and eliminates erroneous distance measurement due to a decrease in signal level.

[課題を解決するための手段] この課題を解決するために、本発明の超音波距離計測装
置は、受信した超音波信号の振幅レベルに基づいて超音
波到達時間の測定開始時期を管理する超音波距離測定装
置であって、超音波信号の振幅レベルが所定基準値を越
えたことを検出するレベル検出手段と、該レベル検出手
段の検出に基づいて、受信した超音波信号の1周期より
長い所定幅のパルスを出力するパルス発生手段とを備え
る。
[Means for Solving the Problem] In order to solve this problem, the ultrasonic distance measuring device of the present invention uses an ultrasonic distance measuring device that manages the measurement start timing of the ultrasonic arrival time based on the amplitude level of the received ultrasonic signal. The sonic distance measuring device includes a level detecting means for detecting that the amplitude level of the ultrasonic signal exceeds a predetermined reference value, and a method that detects that the amplitude level of the ultrasonic signal is longer than one cycle of the received ultrasonic signal based on the detection by the level detecting means. and pulse generating means for outputting a pulse of a predetermined width.

ここで、受信した超音波信号の位相状態に基づいた信号
を形成する信号形成手段を備え、前記パルス発生手段か
らパルス信号が出力されている間前記信号形成手段を有
効とし、超音波の到達時間の検出を行う。
Here, the signal forming means is provided to form a signal based on the phase state of the received ultrasonic signal, and the signal forming means is enabled while the pulse signal is output from the pulse generating means, and the arrival time of the ultrasonic wave is Detection is performed.

[作用] かかる構成において、超音波信号の振幅レベルが所定基
準値を越えたことを検出するレベル検出手段と、該レベ
ル検出手段の検出に基づいて、受信した超音波信号の1
周期より長い所定幅のパルスを出力するパルス発生手段
とを備えることにより、超音波信号到達時間の測定開始
時期の管理機能を維持したまま位相情報を含んだ正常な
到達時間を確実に測定できるようにしたものである。
[Function] In this configuration, there is provided a level detecting means for detecting that the amplitude level of the ultrasonic signal exceeds a predetermined reference value, and a level detecting means for detecting that the amplitude level of the ultrasonic signal exceeds a predetermined reference value;
By providing a pulse generating means that outputs a pulse with a predetermined width longer than the period, it is possible to reliably measure the normal arrival time including phase information while maintaining the function of managing the measurement start time of the ultrasonic signal arrival time. This is what I did.

[実施例] 以下添付図面を参照して、本発明の詳細な説明する。[Example] The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

第1A図は本実施例の超音波距離測定装置の構成を示す
ブロック図である。図中、100はベン1を駆動するペ
ン駆動回路、101は第7図に示したようなペン1の駆
動波形を生成する駆動波形生成回路、200はセンサ2
よりの受信信号からtg及び1pを検出するt、・t、
検出回路、201はt5及びt、信号に基づいて超音波
の伝播時間を測定するためのカウンタ回路である。
FIG. 1A is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic distance measuring device of this embodiment. In the figure, 100 is a pen drive circuit that drives Ben 1, 101 is a drive waveform generation circuit that generates a drive waveform for pen 1 as shown in FIG. 7, and 200 is a sensor 2.
t, t, which detects tg and 1p from the received signal of
A detection circuit 201 is a counter circuit for measuring the propagation time of the ultrasonic wave based on the t5 and t signals.

又、300は駆動波形生成回路101の波形生成の制御
及びカウンタ回路201の出力からの距離の計算を行う
CPU、301はCPU300の制御プログラムを格納
するROM、302は補助記憶用のRAMであり、40
0は計算された距離に基づいて、例えば座標等を出力す
る出力部である。
Further, 300 is a CPU that controls waveform generation of the drive waveform generation circuit 101 and calculates the distance from the output of the counter circuit 201, 301 is a ROM that stores a control program for the CPU 300, and 302 is a RAM for auxiliary storage. 40
0 is an output unit that outputs, for example, coordinates based on the calculated distance.

第1B図は本実施例の111 、検出回路の構成を示す
ブロック図である。従来例と異なるのは基準レベル・コ
ンパレータ12のあとに設けられた一定幅パルス発生回
路13で、これは基準レベル・コンパレータ12からの
出力の立上がり(又は、“high”レベルなど)を検
出して一定時間“high”信号を発生するマルチ・バ
イブレータを含む回路である。この回路において、出力
される”high”信号の発生時間(パルス幅tw)は
抵抗Rと容量Cとによって設定され、第2図に示すよう
にゼロクロス・コンパレータ10の出力パルスの1周期
jpwより長い値に決められている。これにより、この
出力信号■とt、用ゼロクロス・コンパレータの出力信
号■との論理積出力(tp出力■)の最初の立下がりは
、必ず位相情報を含んだt、用ゼロクロス・コンパレー
タの出力信号■に起因するものとなるので、これをt9
検出ポイントとすることにより、常に正常な1pを検出
できるようになっている。
FIG. 1B is a block diagram showing the configuration of the detection circuit 111 of this embodiment. What differs from the conventional example is a constant width pulse generation circuit 13 provided after the reference level comparator 12, which detects the rising edge (or "high" level, etc.) of the output from the reference level comparator 12. This circuit includes a multi-vibrator that generates a "high" signal for a certain period of time. In this circuit, the generation time (pulse width tw) of the output "high" signal is set by the resistor R and the capacitor C, and is longer than one period jpw of the output pulse of the zero-cross comparator 10, as shown in FIG. determined by the value. As a result, the first fall of the logical product output (tp output ■) of this output signal ■ and the output signal ■ of the zero-cross comparator for t, is always the output signal of the zero-cross comparator for t, which includes phase information. ■This is caused by t9.
By using it as a detection point, it is possible to always detect a normal 1p.

第3A図に一定幅パルス発生回路13の具体例を示す。FIG. 3A shows a specific example of the constant width pulse generation circuit 13.

図の回路は2つの一定幅パルス発生回路を有する例であ
り、一方をt8側他方をt、側として使い分けることも
できる。ここでは、マルチ・バイブレータを2個内蔵し
たrLs221Jなる集積回路を用いた例を示す。まず
、人力lから出力1の経路に注目する。1.2番ビンは
トリガ入力で、1番ビンはGND、2番ビンは入力1と
なっており、これにより入力lの立上がりを検出して、
13番ビンからパルス信号を発生するようになっている
。この時出力されるパルスのパルス幅は、14.15番
ビンに接続された抵抗R+及び容量CIで決まり、その
算出のための演算式は次式で表される。
The circuit shown in the figure is an example having two constant width pulse generation circuits, and one can be used as the t8 side and the other as the t, side. Here, an example using an integrated circuit rLs221J with two built-in multi-vibrators will be shown. First, let's focus on the path from human power 1 to output 1. 1. The 2nd bin is the trigger input, the 1st bin is GND, and the 2nd bin is input 1, so the rising edge of the input l is detected,
A pulse signal is generated from the 13th bin. The pulse width of the pulse output at this time is determined by the resistor R+ and capacitor CI connected to the 14th and 15th bins, and the arithmetic expression for its calculation is expressed by the following equation.

tw=(C1・R1−立n2)×(1±0.1) t、
>3番ビンはリセット端子であり、“high”レベル
にある時に回路を能動状態とするようになっている。す
なわち、入力及び出力は第3B図のようになる。
tw=(C1・R1−Tate n2)×(1±0.1) t,
>The third bin is a reset terminal, which activates the circuit when it is at a "high" level. That is, the input and output are as shown in FIG. 3B.

また、入力2から出力2までの経路についても同様で、
5番ビンは出力端子、6.7番ビンはタイミング端子、
8番ビンはGND、9.10番ビンは入力端子、11番
ビンはリセット端子、16番ビンは電源端子である。尚
、4番、12番ビンはそれぞれ負論理の出力端子1.2
である。
The same goes for the route from input 2 to output 2.
The 5th bin is the output terminal, the 6th and 7th bins are the timing terminals,
The 8th bin is GND, the 9th and 10th bins are input terminals, the 11th bin is a reset terminal, and the 16th bin is a power supply terminal. Note that the 4th and 12th bins are negative logic output terminals 1 and 2, respectively.
It is.

[他の実施例] 尚、上記実施例では、ローパス・フィルタ出力が、基準
レベル・コンパレータに設定された基準レベルを越えた
ことを検出して、一定幅パルスを発生する場合について
説明したが、初段増幅器の出力レベルが基準レベルを越
えたことを検出して一定幅パルスを発生してもよい、第
4図にこの場合の検出回路のブロック図を示す、この場
合の各出力信号のタイミング・チャートは第5図のよう
になる。
[Other Embodiments] In the above embodiments, a case has been described in which a constant width pulse is generated by detecting that the low-pass filter output exceeds the reference level set in the reference level comparator. A constant width pulse may be generated by detecting that the output level of the first stage amplifier exceeds the reference level. Figure 4 shows a block diagram of the detection circuit in this case. The timing and timing of each output signal in this case is shown in Figure 4. The chart will look like Figure 5.

初段増幅器5の出力信号[相]を基準レベル・コンパレ
ータに直接入力すると■′のようなパルス状の出力を得
る。この信号■′を一定幅パルス発生回路13に入力す
ると、出力■′の最初の立上がりを検出してtwの一定
幅パルスを出力し、その出力が終了すると終了後最初の
出力■′の立上がりを検出して再び一定幅パルスを出力
する。この動作は常に繰り返され出力信号■′を得る。
When the output signal [phase] of the first-stage amplifier 5 is directly input to the reference level comparator, a pulse-like output as shown in ■' is obtained. When this signal ■' is input to the constant width pulse generation circuit 13, it detects the first rise of the output ■' and outputs a constant width pulse of tw, and when the output ends, the first rise of the output ■' is output. Detected and outputs a constant width pulse again. This operation is constantly repeated to obtain the output signal ■'.

出力信号■′とt、用ゼロクロス・コンパレータの出力
信号■とは論理積演算され、t。
The output signal ■' and the output signal ■ of the zero-cross comparator for t and t are logically ANDed.

出力信号■′を得る。この最初の立下がりを検出して1
pを規定すれば、1.測定の開始時期の管理機能を失う
ことなく、受信波形の位相情報に基づいた正常なt、−
を確実に測定することができる。
Obtain the output signal ■′. Detecting this first falling edge
If p is defined, 1. Normal t,− based on the phase information of the received waveform without losing the ability to control the measurement start timing.
can be measured reliably.

尚、以上のような一定幅パルスの発生に全波整流回路6
の出力や微分回路8の出力を利用することも考えられ、
本例と同様の効果が得られる。
In addition, the full-wave rectifier circuit 6 is used to generate the constant width pulse as described above.
It is also possible to use the output of or the output of the differentiating circuit 8,
The same effect as this example can be obtained.

以上説明したように、センサで受信した超音波信号の大
小により、所望データの測定を行うか否かの切り分は機
能を有する超音波距離測定装置において、上記超音波信
号の振幅レベルがある基準レベルより大きくなった事を
検知して、その超音波信号の1周期より長い幅のパルス
信号を出力するパルス発生回路を設けたことにより、こ
の回路によるパルス出力中に、必ず上記超音波信号の位
相位置を検出できるようになり、超音波信号の振幅レベ
ルを用いた所望データの測定開始時期の管理機能を保持
したまま、正常な時間データを確実に測定できる効果が
得られる。
As explained above, depending on the magnitude of the ultrasonic signal received by the sensor, whether or not to measure desired data is determined based on the amplitude level of the ultrasonic signal in a functional ultrasonic distance measuring device. By providing a pulse generation circuit that detects that the ultrasonic signal has become larger than the ultrasonic signal level and outputs a pulse signal with a width longer than one period of the ultrasonic signal, the ultrasonic signal is always The phase position can now be detected, and it is possible to reliably measure normal time data while maintaining the function of managing the measurement start time of desired data using the amplitude level of the ultrasonic signal.

[発明の効果] 本発明により、信号レベルの低下による距離の誤計測を
なくした超音波距離計測装置を提供できる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, it is possible to provide an ultrasonic distance measuring device that eliminates erroneous distance measurement due to a decrease in signal level.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1A図は本実施例の超音波距離計測装置の構成を示す
ブロック図、 第1B図は本実施例の1.−1.検出回路のブロック図
、 第2図は上記回路の各部出力のタイミングチャート、 第3A図は一定幅パルス発生回路の一具体例を示す図、 第3B図は第3A図の回路の入出力信号例を示す図、 第4図は他の実施例の111.検出回路のブロック図、 第5図は上記回路の各出力のタイミングチャート、 第6肉は座標入力装置の概略図、 第9図は超音波信号到達時間を決定する検出回路のブロ
ック図、 第7図はペン駆動信号を示す図、 第8図はセンサ受信信号を示す図、 第10図は距離算出式の説明図、 第11図は従来のt、・t、計測時期決定回路を説明す
るブロック図、 第12図(A)〜(C)は第11図の回路の動作を説明
する各部出力のタイミングチャートである。 図中、l・・・座標指示具、2・・・センサ、3・・・
伝播体、4・・・防振材、5・・・初段増幅器、6・・
・全波整流回路、7・・・ローパス・フィルタ、8・・
・微分回路、9・・・1.用ゼロクロス・コンパレータ
、10・・・tl、用ゼロクロス・コンパレータ、11
・・・基準レベル・コンパレータ、12・・・基準レベ
ル・コンパレータ、13・・・一定幅パルス出力回路で
ある。 第 5 図 第 図 第12図(A) 第12図CB) 第12図(C)
FIG. 1A is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic distance measuring device of this embodiment, and FIG. 1B is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic distance measuring device of this embodiment. -1. A block diagram of the detection circuit, Fig. 2 is a timing chart of the outputs of each part of the above circuit, Fig. 3A is a diagram showing a specific example of a constant width pulse generation circuit, and Fig. 3B is an example of input/output signals of the circuit of Fig. 3A. FIG. 4 is a diagram showing 111. of another embodiment. A block diagram of the detection circuit, Fig. 5 is a timing chart of each output of the above circuit, Fig. 6 is a schematic diagram of the coordinate input device, Fig. 9 is a block diagram of the detection circuit that determines the ultrasonic signal arrival time, Fig. 7 Figure 8 is a diagram showing a pen drive signal, Figure 8 is a diagram showing a sensor reception signal, Figure 10 is an illustration of a distance calculation formula, and Figure 11 is a block diagram explaining a conventional t, t, measurement timing determination circuit. FIGS. 12(A) to 12(C) are timing charts of outputs of each part to explain the operation of the circuit of FIG. 11. In the figure, 1...coordinate indicator, 2...sensor, 3...
Propagator, 4... Vibration isolation material, 5... First stage amplifier, 6...
・Full-wave rectifier circuit, 7...Low-pass filter, 8...
・Differential circuit, 9...1. Zero-cross comparator for 10...tl, zero-cross comparator for 11
. . . Reference level comparator, 12 . . . Reference level comparator, 13 . . . Constant width pulse output circuit. Figure 5 Figure 12 (A) Figure 12 CB) Figure 12 (C)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)受信した超音波信号の振幅レベルに基づいて超音
波到達時間の測定開始時期を管理する超音波距離測定装
置であつて、 超音波信号の振幅レベルが所定基準値を越えたことを検
出するレベル検出手段と、 該レベル検出手段の検出に基づいて、受信した超音波信
号の1周期より長い所定幅のパルスを出力するパルス発
生手段とを備えることを特徴とする超音波距離計測装置
(1) An ultrasonic distance measuring device that manages the timing to start measuring ultrasonic arrival time based on the amplitude level of a received ultrasonic signal, and detects when the amplitude level of the ultrasonic signal exceeds a predetermined reference value. An ultrasonic distance measuring device comprising: a level detecting means for detecting the level; and a pulse generating means for outputting a pulse having a predetermined width longer than one period of a received ultrasonic signal based on the detection by the level detecting means.
(2)受信した超音波信号の位相状態に基づいた信号を
形成する信号形成手段を備え、 前記パルス発生手段からパルス信号が出力されている間
前記信号形成手段を有効とし、超音波の到達時間の検出
を行うことを特徴とする請求項第1項記載の超音波距離
計測装置。
(2) A signal forming means is provided for forming a signal based on the phase state of the received ultrasonic signal, and the signal forming means is enabled while the pulse signal is output from the pulse generating means, and the arrival time of the ultrasonic wave is 2. The ultrasonic distance measuring device according to claim 1, wherein the ultrasonic distance measuring device detects:
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