JPH041511Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、至近距離にある物体を検出するこ
とのできる超音波センサに関する。

［従来の技術］ 車両の後方にある物体を超音波を使つて識別す
る後方確認装置は、車庫入れや狭い駐車場での切
り返しにおおいに役立つものである。第３図に示
す後方確認装置１は、車両２の後部バンパ等に超
音波送信器３と超音波受信器４を離間配置し、超
音波送信器３から送信され物体５で反射してきた
反射超音波を超音波受信器４が受信したときに、
送信から受信までの時間差を測定し、距離演算回
路６がこの時間差の1/2に超音波の伝搬速度を掛
けることで、後方物体５と車両２の間隔を算出す
る構成としてある。超音波送信器３と超音波受信
器４及び距離演算回路６等により、超音波センサ
７が構成される。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記従来の超音波センサ７は、超音波送信器３
が送信する超音波が直接超音波受信器４に到達す
るいわゆる直接波に続き、超音波送信器３に対す
る送信電圧の印加を解除したあとも引き続き一定
期間発生する残響波が、直接残響波として超音波
受信器４にて受信されるため、この直接残響波が
完全に消滅するまでに至近物体に当たつて戻つて
くる超音波反射波は、直接残響波と重なるために
混同しやすく、誤計測を避けるため、従来は超音
波を送信してから一定の時間が経過するまでをミ
ユート期間として、距離演算を実質的に停止する
ようにしていた。このため、従来の超音波センサ
７は、実際に計測できる最小至近距離が、直接残
響波に反射超音波が重ならない範囲を限度とせざ
るを得ず、直接残響波と反射超音波が重なる最小
至近距離内にある後方物体は検出できない等の問
題点があつた。

［問題点を解決するための手段］ この考案は、上記問題点を解決したものであ
り、残響波を伴う超音波を送信する超音波送信器
と、この超音波送信器から送信され物体に当たつ
て反射してきた超音波を受信する超音波受信器
と、この超音波受信器の出力を包絡線検波する包
絡線検波回路と、この包絡線検波回路の包絡線検
波出力を一定の基準値と比較し、この基準値を越
える包絡線検波出力を検知する比較回路と、この
比較回路の検知出力と送信超音波の時間差にもと
づいて物体までの距離を演算する距離演算回路と
からなり、包絡線検波回路は、受信感度が飽和状
態か又はそれに近い状態に設定してあり、比較回
路をは、超音波送信器から超音波受信器に直接到
達する直接波に続く直接残響波に関する包絡線検
波出力と、直接残響波に重なる至近物体からの反
射超音波に関する包絡線検波出力との中間の大き
さをもつ基準値が設定されたことを特徴とするも
のである。

［作用］ この考案は、超音波受信器の受信出力を包絡線
検波する包絡線検波回路の受信感度を飽和させる
か又はそれに近い状態で用い、包絡線検波回路の
後段の比較回路にて、超音波送信器から超音波受
信器に直接到達する直接波に続く直接残響波と、
直接残響波に重なる至近物体からの反射超音波を
識別検知することにより、直接残響波に重なる至
近物体からの反射超音波が検出できるようにし、
計測可能最小至近距離を短縮する。

［実施例］ 以下、この考案の実施例について、第１、第２
図を参照して説明する。第１図は、この考案の超
音波センサの一実施例を示す回路構成図、第２図
は、第１図に示した回路各部の信号波形図であ
る。

第１図中、超音波センサ１１は、残響波を伴う
超音波を送信する超音波送信器３と、超音波送信
器３から送信され物体５に当たつて反射してきた
超音波を受信する超音波受信器４と、超音波受信
器４の出力を包絡線検波する包絡線検波回路１２
と、この包絡線検波回路１２の出力を一定の基準
値と比較し、この基準値を越える包絡線検波出力
を検知する比較回路１３と、この比較回路１３の
検知出力を超音波送信後の一定期間ミユーデイン
グするミユート回路１４と、ミユート回路１４の
出力に基づいて前記物体５までの距離を演算する
距離演算回路１５と、距離演算回路１５の出力を
３段階に別けて色別表示する表示回路１６とから
なる。この実施例の場合、ミユート回路１４は、
比較回路１３の出力を一方の入力とするアンドゲ
ート回路１７と、超音波送信器３が送信する超音
波によるドリガされ、一定時間後に立ち上がる
出力をアンドゲート回路１７の他方の入力とする
単安定マルチバイブレータ回路１８とからなる。
また、表示回路１６は、検出物体までの距離が、
30〜50cmでは赤色に、また50cmから１ｍまでは黄
色に、さらに１ｍから、1.5ｍまでは緑色に点灯
する構成とされている。

ところで、包絡線検波回路１２は、受信感度が
飽和状態か又それに近い状態に設定してある。ま
た、比較回路１３は、入力抵抗Ｒ１と帰還抵抗Ｒ
２が非反転入力端子に接続され、反転入力端子に
は電源電圧VCCを抵抗Ｒ３とＲ４で分圧した電
圧が基準電圧として印加された、演算増幅回路１
３ａからなるもので、その基準電圧は、超音波送
信器３から超音波受信器４に直接伝搬する直接波
に続く直接残響波に関する包絡線検波出力による
電圧値と、直接残響波に重なる至近物体からの反
射超音波に関する包絡線検波出力による電圧値と
の中間の大きさをもつような電圧値に設定されて
いる。因みに、基準電圧値の具体的な設定方法と
しては、超音波センサ１１を実験的に作つた反射
波の無い状態で作動させ、この時の超音波受信器
４の直接残響波のみによる出力電圧値を測定し、
これをもとに実験的に基準電圧を設定する。な
お、入力抵抗Ｒ１と帰還抵抗Ｒ２の抵抗値を変え
ることで、演算増幅回路１３ａのヒステリシス幅
を随意可変設定することができ、包絡線検波回路
１２の包絡線検波出力に含まれる微小振幅の脈流
により比較回路１３が誤動作しないよう、適宜の
ヒステリシス幅をもたせることが望ましい。この
実施例におけるヒステリシス幅は、演算増幅回路
１３ａに固有の上部トリガ電圧Vh（比較回路１３
の出力がハイレベルに切り替わるときの入力電
圧）と下部トリガ電圧Ｖ１（比較回路１３出力の
がロウレベルに切り替わるときの入力電圧）の差
分Vh−Ｖ１に対して、抵抗Ｒ１とＲ２の抵抗比
Ｒ１／Ｒ２を掛けた値となり、抵抗比の選択によ
るヒステリシス幅を圧縮又は伸長できることが判
る。

ここで、直接残響波の受信時間帯と反射波の受
信時間帯とが重なるような至近物体を超音波セン
サ１１による検出したとする。この場合、第２図
Ａに示したように、超音波送信器３から送信さ
れ、至近物体にて反射されて超音波受信器４に至
る超音波は、同図Ｂに一点鎖線で示したように、
１次反射波だけに限らず２次以上の高次反射波に
ついても、包絡線検波回路１２の出力電圧は飽和
又は飽和に近い状態となる。このため、第２図
Ｃ，Ｄに示したように、ミユート回路１４による
ミユート期間が経過したあとも、比較回路１３の
出力はハイレベルを保ち続け、ミユート期間経過
後も持続する一点鎖線で示されるハイレベルの出
力が、アンドゲート回路１７を介して距離演算回
路１５に供給される。従つて、距離演算回路１５
は、ミユート期間の出力直後に供給されるハイレ
ベルの信号から、ただちに至近物体までの距離、
すなわち最小至近距離にある物体までの距離を算
出し、これと同時に表示回路１６は赤色に点灯す
る。なお、第２図中、二点鎖線で示した信号は、
至近距離よりも遠くに位置する物体に関するもの
であり、このような物体を検知した場合は、物体
までの距離に応じて表示回路１６が黄色又は緑色
に点灯する。また、至近距離に物体が存在しない
場合は、ミユート期間後に直接残響波に関する包
絡線検波出力が比較回路１３に入力されるが、前
述したように、比較回路１３の基準電圧はこのと
きの包絡線検波出力よりも大に設定してあるた
め、直接残響波が至近物体での反射超音波と混同
される虞れは皆無である。

このように、上記超音波センサ１１は、超音波
受信器４の受信出力を包絡線検波する包絡線検波
回路１２の受信感度を飽和させるか又はそれに近
い状態で用い、包絡線検波回路１２の後段の比較
回路１３にて、超音波送信器３から超音波受信器
４に直接到達する直接波に続く直接残響波と、直
接残響波に重なる至近物体からの反射超音波を識
別検知する構成としたから、従来直接残響波との
混同を避けるために検出を諦めていた直接残響波
に重なる至近物体からの反射超音波についても、
比較回路１２にて直接残響波とはつきりと区別し
て検知することができ、これによる超音波利用の
距離測定における最小検出可能至近距離を拡大
し、車庫入れ等に効果を発揮する後方確認装置等
への適用範囲を広げることができる。

［考案の効果］ 以上説明したように、この考案は、超音波受信
器の受信出力を包絡線検波する包絡線検波回路の
受信感度を飽和させるか又はそれに近い状態で用
い、包絡線検波回路の後段の比較回路にて、超音
波送信器から超音波受信器に直接到達する直接波
に続く直接残響波と、直接残響波に重なる至近物
体からの反射超音波を識別検知する構成としたか
ら、従来直接残響波との混同を避けるために検出
を諦めていた直接残響波に重なる至近物体からの
反射超音波についても、比較回路にて直接残響波
とはつきり区別して検知することができ、これに
より超音波利用の距離測定における最小検出可能
至近距離を拡大し、車庫入れ等に効果を発揮する
後方確認装置等への適用範囲を広げることができ
る等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の超音波センサの一実施例
を示す回路構成図、第２図は、第１図に示した回
路各部の信号波形図、第３図は、従来の超音波セ
ンサを適用した後方確認装置の一例を示す概略構
成図である。 ３……超音波送信器、４……超音波受信器、１
１……超音波センサ、１２……包絡線検波回路、
１３……比較回路、１５……距離演算回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 残響波を伴う超音波を送信する超音波送信器
   と、この超音波送信器から送信され物体に当たつ
   て反射してきた超音波を受信する超音波受信器
   と、この超音波受信器の出力を包絡線検波する包
   絡線検波回路と、この包絡線検波回路の包絡線検
   波出力を一定の基準と比較し、この基準値を越え
   る包絡線検波出力を検知する比較回路と、この比
   較回路の検知出力と送信超音波の時間差にもとづ
   いて前記物体までの距離を演算する距離演算回路
   とからなり、前記包絡線検波回路は、受信感度が
   飽和状態か又はそれに近い状態に設定してあり、
   前記比較回路は、超音波送信器から超音波受信器
   に直接到達する直接波に続く直接残響波に関する
   包絡線検波出力と、直接残響波に重なる至近物体
   からの反射超音波に関する包絡線検波出力との中
   間の大きさをもつ基準値が設定されたことを特徴
   とする超音波センサ。