JPH037827Y2

JPH037827Y2 -

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Publication number: JPH037827Y2
Application number: JP1983135685U
Authority: JP
Priority date: 1983-08-31
Filing date: 1983-08-31
Publication date: 1991-02-26
Also published as: JPS6042981U

Description

【考案の詳細な説明】（技術分野）本考案は超音波スイツチに関する。

（背景技術）例えば公衆用の男子小便用トイレの自動水洗装
置の人体検知スイツチとして用いられる超音波ス
イツチ等においては、複数の超音波スイツチが互
いに近接して設けられており、そのため隣接する
超音波スイツチの発振周期が異なつていると隣の
超音波スイツチから送出された超音波パルスの反
射波が混入し、誤動作を起こす問題があつた。

そこで、従来においては複数の超音波スイツチ
の発振回路間に同期用の配線を施し、同期発振さ
せることにより上記の誤動作を減少せしめている
ものがあるが、結線作業に非常に手間がかかるた
め施工における作業性が悪く、また結線の間違え
による誤動作がかえつて増加するという欠点があ
つた。

（考案の目的）本考案は上記の点に鑑み提案されたものであ
り、超音波スイツチを隣接して複数個同時使用す
る場合においても、各超音波スイツチ間に何ら同
期用の配線を施すことなく、反射波による誤動作
を皆無とした超音波スイツチを提供することを目
的としている。

（考案の開示）以下、図面に従つて本考案の実施例を説明す
る。

第１図は本考案の一実施例を示す構成図であ
る。図において、１は例えば１〔msec〕〜５
〔msec〕の間隔で超音波パルスの発射タイミング
を決定する周期発振回路、２は例えば40〔ＫHz〕
の周波数の信号を発振する超音波発振回路、３は
周期発振回路１によつてゲートを開くパルス幅決
定用ゲート、４はこのパルス幅決定用ゲート３を
介して超音波発振回路２から出力してくる超音波
発振信号を増幅する電力増幅器、５は空間に超音
波を送波するための送波器、６は物体もしくは人
間等の被検出体Ｍからの反射波を受ける受波器、
７は受波信号を増幅するための増幅器、８は検波
回路、９は検波回路８の検波信号を増幅する増幅
器である。

一方、Ａはゲート信号発生回路であり、検出範
囲の最小距離に対応する時間幅のパルスを発生す
る近距離用マルチ１０と、検出範囲の最大距離に
対応する時間幅のパルスを発生する遠距離用マル
チ１１と、これらの出力信号に論理演算を行つて
ゲート信号を作るためのインバータ１２とアンド
ゲート１３とから構成されている。また、１７は
上記のゲート信号発生回路Ａの出力信号により開
閉する第１のゲートであり、その入力端には前記
増幅器９の出力信号が与えられている。

ここで本考案においては、超音波パルスの反射
波の繰返し到来する超音波パルスの送波から第１
回目の反射波到来までの時間を計測する周期計測
回路と、第２回目の反射波を取出すゲートと、前
記第１回目の反射波を検出してから前記周期計測
回路で計測した時間だけ遅れて前記ゲートに一定
幅の開成信号を送出する遅延発振回路とを含む周
期検定回路を備えていることを特徴とする。

本実施例において、周期検定回路Ｃは、前記周
期発振回路１の信号発生から第１のゲート１７の
出力に信号が現れるまでの時間を計測する周期計
測回路１８と、前記第１のゲート１７から信号が
出力された時点から前記周期計測回路１８で計測
した時間だけ遅れてパルスを発生する遅延発振回
路１９と、この遅延発振回路１９の出力信号によ
り開成して前記増幅器９からの信号を通過させる
第２のゲートから構成されている。

また、本考案において、パルス幅を測定するパ
ルス幅検出回路と、基準パルス幅を記憶しておく
パルス幅記憶回路と、これらの各パルス幅を比較
する比較回路とを含むパルス幅検定回路を備えて
いることを特徴とする。

すなわち、前記パルス幅検定回路Ｂは、前記被
検出体Ｍが近づき過ぎて周期検定回路Ｃが正常動
作できない場合に対処するためのものであり、基
準パルス幅記憶回路１４、パルス幅検出回路１
５、パルス幅比較回路１６により構成されてい
る。

更に、本考案においては、前記周期検定回路の
出力とパルス幅検定回路の出力とを取込み、物体
と超音波パルスの送受波器とが接近しすぎること
により複数回の反射波が重なり合つてそのパルス
幅が予め記憶された基準パルス幅よりも大きくな
つた場合にリレーに駆動信号を出力する論理和回
路を備えていることを特徴とする。

前記パルス幅比較回路１６からの出力信号は前
記第２のゲート２０の出力信号とともにオアゲー
ト２１に入力され、このオアゲートの出力信号に
よりリレー動作回路２２を介してリレー２３を駆
動するようになつている。

第２図は第１図中の各部に同符号を付した各点
ａ，〜，ｎの信号波形を図示したものであり、以
下このタイムチヤートに従つて動作を説明する。

さて、周期発振回路１は信号ａで示す如く周期
T₁で発振を行い、パルス幅決定用ゲート３では
超音波発振回路２の発振信号ｂを信号ａの立上り
時に一定幅T₂だけ通過させ、電力増幅器４およ
び送波器５を介して空間に超音波パルスを発射す
る。この超音波パルスは人の如き被検出体Ｍで反
射して受波器６に入り、増幅器７により所用のレ
ベルまで増幅される。ここで、受波信号ｄには送
波器５から直接に漏れて入る信号r₀、被検出体Ｍ
からの反射波r₁、および最初に戻つてきた反射波
r₁が送受波器５，６で反射して再び被検出体Ｍで
反射してくる反射波r₂等が含まれており、これら
の受波信号は検波回路８および増幅器９を介して
パルス信号ｆに整形される。

一方、ゲート信号発生回路Ａでは検出範囲の最
小距離に相当する時間T₃のパルスｑと、最大距
離に相当する時間T₄のパルスｉとを近距離用マ
ルチ１０と遠距離用マルチ１１で発生させ、これ
らからゲート信号ｊを作り出し、この信号ｊによ
り第１のゲート１７を開成する。したがつて、被
検出体Ｍが検出範囲内に存在すれば第１のゲート
１７の出力信号ｋに反射波r₁に基づくパルスが現
れる。

次いで、周期検定回路Ｃの周期計測回路１８で
は超音波パルスの発射から第１のゲート１７の出
力信号ｋにパルス信号が現れるまでの時間T₅を
計測し、遅延発振回路１９を制御して反射波r₁の
到来から時間T₅の経過後に第２のゲート２０を
開成する信号を送出させる。すなわち、受波信号
r₁，r₂は被検出体Ｍと送受波器５，６との間を往
復してくる信号であるため、信号r₀，r₁，r₂の相
互の発生周期T₅は同一であり、よつて第２回目
の反射波r₂が第１回目の反射波r₁より時間T₅の後
に現れるか否かをもつて受波信号が被検出体Ｍか
ら本当に反射してきたものかどうかを識別するこ
とができる。

しかして、第２のゲート２０が開成している期
間T₆にパルスが存在すればリレー動作回路２２
を介してリレー２３が駆動され、被検出体Ｍの存
在を知らしめる。

また、被検出体Ｍが送受波器５，６に近づき、
第４図の信号d′に示されるように、複数回の反射
波が重なり合つてその検波回路８からの出力が第
４図の信号e′のようになり、周期の測定が行えな
くなると、被検出体Ｍが存在するにもかかわらず
リレー２３が動作しなくなることがある。

この実施例では上記の誤動作を防止するために
パルス幅検定回路Ｂが設けられている。

すなわち、第４図には前述した第１図の各部に
同符号を付した各点c′，d′，e′，f′，m′の信号波
形が図示されており、以下、このタイムチヤート
に従つてその動作を簡単に説明する。

基準パルス幅記憶回路１４には、パルス幅決定
用ゲート３から予め定められた一定幅T₂′の信号
c′が入力され、これが基準パルス幅として基準パ
ルス幅記憶回路１４に記憶される。

一方、パルス幅検出回路１５では、増幅器９か
ら出力された反射波信号f′のパルス幅T₇を測定す
ると共に、このパルス幅T₇と前記基準パルス幅
記憶回路１４で記憶したパルス幅T₂′とをパルス
幅比較回路１６において比較し、複数個の反射波
が重なつてパルス幅が大きくなつた際には、パル
ス幅比較回路１６から信号m′を出力し、オアゲ
ート２１を介してリレー２３を動作せしめるよう
にしている。なお、このとき、ゲート２０からの
信号ｍは出力されない。

第３図は２個の超音波スイツチを隣接して使用
した際の相互の送受波信号の関係を示したもの
で、α₁，β₁は第１の超音波スイツチの送波および
受波信号、α₂，β₂は第２の超音波スイツチにかか
るものである。しかして、第２の超音波スイツチ
の受波信号β₂には第１の超音波スイツチからの反
射波ｒが混入しているが、相前後する反射波との
時間間隔T₁₀，T₁₁は同一とはならないので誤動
作することはない。

（考案の効果〕以上のように本考案にあつては、一定間隔で超
音波パルスを発生し、この超音波パルスの反射波
により物体の存在を検出してリレーを駆動してな
る超音波スイツチにおいて、前記超音波パルスの
反射波の繰返し到来する周期を複数回検出する周
期検定回路と、パルス幅を検出しこれを基準パル
ス幅と比較するパルス幅検定回路と前記周期検定
回路とパルス幅検定回路との出力を取込み、物体
と超音波パルスの送受波器とが接近しすぎること
により複数回の反射波が重なり合つてそのパルス
幅が予め記憶された基準パルス幅よりも大きくな
つた場合にリレーに駆動信号を出力する論理和回
路とを備えたことにより、複数の超音波スイツチ
を隣接して使用しても何ら誤動作を起こすことが
なく、よつて従来の如き同期配線が不要となるた
め施工が非常に簡単となり、また誤配線による誤
動作が防げる他、更に被検出体が送受波器に近づ
きすぎた場合等においても、これを確実に検出す
ることができるので、極めて実用的な効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す構成図、第２
図は動作状態を示すタイムチヤート、第３図は超
音波スイツチを複数使用した際の動作説明図、第
４図は複数回の反射波が重なり合つた場合の動作
状態を示すタイムチヤートである。１……周期発振回路、２……超音波発振回路、
３……パルス幅決定用ゲート、４……電力増幅
器、５……送波器、６……受波器、７，９……増
幅器、８……検波回路、１０……近距離用マル
チ、１１……遠距離用マルチ、１２……インバー
タ、１３……アンドゲート、１４……基準パルス
幅記憶回路、１５……パルス幅検出回路、１６…
…パルス幅比較回路、１７，２０……ゲート、１
８……周期計測回路、１９……遅延発振回路、２
１……オアゲート、２２……リレー動作回路、２
３……リレー、Ａ……ゲート信号発生回路、Ｂ…
…パルス幅検定回路、Ｃ……周期検定回路、Ｍ…
…被検出体。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】一定間隔で超音波パルスを発生し、この超音波
パルスの反射波により物体の存在を検出してリレ
ーを駆動してなる超音波スイツチにおいて、超音波パルスの反射波の繰返し到来する超音波
パルスの送波から第１回目の反射波到来までの時
間を計測する周期計測回路と、第２回目の反射波
を取出すゲートと、前記第１回目の反射波を検出
してから前記周期計測回路で計測した時間だけ遅
れて前記ゲートに一定幅の開成信号を送出する遅
延発振回路とを含む周期検定回路と、パルス幅を測定するパルス幅検出回路と、基準
パルス幅を記憶しておくパルス幅記憶回路と、こ
れらの各パルス幅を比較する比較回路とを含むパ
ルス幅検定回路と、前記周期検定回路の出力とパルス幅検定回路の
出力との取込み、物体と超音波パルスの送受波器
とが接近しすぎることにより複数回の反射波が重
なり合つてそのパルス幅が予め記憶された基準パ
ルス幅よりも大きくなつた場合にリレーに駆動信
号を出力する論理和回路と、を備えたことを特徴とする超音波スイツチ。