JPH052066A - 超音波センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ドップラー効果を利用して移動物体の侵入を検
知するようにした超音波センサにおいて、監視エリアを
自動的に設定できるようにする。 【構成】試験動作スイッチｍと、この試験動作スイッチ
ｍの操作によって予め設定された時間だけ起動されるタ
イマー回路ｌと、前記受波信号を増幅する受波増幅器ｅ
の増幅度を変化させる増幅度変更回路ｊと、上記試験ス
イッチｍが操作されてタイマー回路ｌが起動された後
は、送波器ｃより移動物体ｏに向けて送波させた超音波
の反射波を受波信号として検知する毎に、受波信号が検
知できないレベルになるまで上記増幅度変更回路ｊを作
動して、上記受波増幅器ｅの増幅度を順次小さく変化さ
せる構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，特定の監視エリア内に
超音波を発射して、その空間内に存在する物体が移動し
たときに、ドップラ−効果によって受波信号に生じる周
波数成分を検出して侵入物体の移動を検知するようにし
た超音波センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の超音波センサは，所定周波数の
超音波を、特定の監視エリア内に超音波振動子を使用し
て送波し，移動物体の反射波を超音波受波器によって受
波することにより、前記反射波に含まれるドップラ−効
果による周波数成分を検出して侵入者の有無を検知する
ようになっている。図４は、そのような超音波センサの
構成例を示しているが、この従来例では発振器ａから発
振された発振信号は送波回路ｂを経て超音波送波器ｃよ
り送波され、移動物体ｏに当たって反射されると超音波
受波器ｄによって受波され，この受波信号は受波増幅器
ｅにより増幅された後、ミキサ−ｆにより送波信号とミ
キシングされ、更に反射波に含まれるドップラ−信号は
検波回路ｇにより検波され、増幅回路ｈにより増幅され
た後、検知回路ｉに入力される。なお、検知回路ｉは検
知判断を行なった後、検知信号を出力するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来例
にあっては，移動物体の反射波を超音波受波器によって
受波することによって前記反射波に含まれるドップラ−
信号に基づいて監視エリア内への侵入者の有無を検知す
るようになっており、この監視エリア（検知エリア）は
予め定められた受波増幅器の増幅度や超音波受波器に取
付けられた超音波ホ−ンの形状により決定されるため、
受波増幅器の増幅度を変化させる場合には、増幅度調整
ツマミや超音波ホーンを取り替えるなどして変化させる
方式しかなかった。また通常この種のセンサを取付けた
後に、監視エリアを確認、決定する場合には、センサの
取付け位置によっては（例えば天井取付けの人体検知セ
ンサ等）検知エリアを少し変化させてはセンサから離れ
てエリアを確認するという作業を繰り返し実施しなけれ
ばならず、非常な手間と時間を要するという問題点があ
った。本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、
その目的とするところは、超音波センサに取付けられた
増幅度調整ツマミなどの調整操作を行うことなく監視エ
リアを自動的に設定できるようにした超音波センサを提
供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に提案される本発明の超音波センサは、超音波を送波す
る送波器と、監視エリア内に存在する物体からの反射波
を受波する受波器を備え、前記物体が移動したときにド
ップラ−効果によって受波信号に生じる周波数成分を検
出して侵入物体の移動を検知する超音波センサにおい
て、試験動作スイッチと、この試験動作スイッチの操作
によって予め設定された時間だけ起動されるタイマー回
路と、前記受波信号を増幅する受波増幅器の増幅度を変
化させる増幅度変更回路と、上記試験スイッチが操作さ
れてタイマー回路が起動された後は、上記送波器より物
体に向けて送波させた超音波の反射波を受波信号として
検知する毎に、上記受波信号が検知できないレベルにな
るまで上記増幅度変更回路を作動し、上記受波増幅器の
増幅度を順次小さく変化させる構成となっている。

【０００５】

【作用】このような本発明の超音波センサによれば、予
めセンサに取付けた試験動作スイッチを操作すると、タ
イマー回路が作動して、その時間の間は、受波信号を検
知する毎に、増幅度変更回路を作動させ受波増幅器の増
幅度を順次小さく可変させて行く試験モ−ドに入る。す
なわち、この試験モードにおいては、送波器より物体に
特定の超音波を送波し、そのとき物体から反射し帰って
来る受波信号を受波器で検知する毎に、増幅度変更回路
を作動して受波増幅器の増幅度を順次小さくして行き、
受波信号が検知できないレベルになった時点で、受波増
幅器の増幅度を固定させる。このため、本発明の超音波
センサによれば、監視すべきエリアの境界に人や、物と
を置けば、監視エリアはその物体からの反射波が検知で
きなくなった範囲に自動的に設定される。

【０００６】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づき説明す
る。図１は本発明の一実施例を構成を示した構成図であ
る。超音波を送波させる送波系は、発振器ａで所定周波
数のパルス信号を送波回路ｂに送り、送波器ｃより電気
機械変換により超音波を発生させ移動物体ｏに向けて発
射できるようになっており、一方の受波系では、移動物
体ｏから反射された反射波を受波器ｄによって検知し、
電気信号に変換した後、受波増幅器ｅで所定レベルまで
増幅し、更にドップラー効果を利用した移動体ｏの侵入
を検知するためミキサーｆによって発振器ａ側の出力パ
ルスと混合させ、ミキサーｆによって混合された信号を
別の増幅回路ｈを通じて増幅した後、検知回路ｉから検
知出力が得られるようになっている。

【０００７】一方のタイマー回路ｌには試験動作スイッ
チｍが設けられ、この試験動作スイッチｍが操作される
と、タイマー回路ｌは予め設定時間だけ作動され、これ
によって増幅度変更回路ｊが作動されて、後述するよう
な動作で受波増幅器ｅの増幅度を順次変化させるように
なっている。以上の例では、試験動作スイッチを操作し
てタイマー回路ｌを作動させる場合を説明したが、電源
投入時に自動的にタイマー回路を作動させて試験モード
に入る構成としてもよい。

【０００８】このような構成の超音波センサーによれ
ば、試験動作スイッチｍを操作すればタイマ−回路ｌが
起動して予め設定された一定時間だけ試験動作モードに
入る。すなわち、このモードでは，まず発振器ａから発
振信号が発振され送波回路ｂを経て超音波送波器ｃより
超音波を送波する。すると、移動物体ｏに当たって反射
した超音波は超音波受波器ｄによって受波され，この受
波信号は予め最大増幅度に設定された受波増幅器ｅによ
り増幅される。増幅された受波信号は、更にミキサ−ｆ
により送波信号とミキシングされ，反射波に含まれるド
ップラ−信号は検波回路ｇにより検波された後，増幅回
路ｈにより増幅され、検知回路ｉに入力されて検知信号
を出力する。タイマ−回路ｌは、試験動作スイッチｍが
操作されると、予め設定された時間内で，且つ上記検知
回路ｉからの検知出力によって監視エリア内に移動物体
が存在すると判断された場合には，現状の増幅度を記憶
した記憶回路ｋからある定められた値（例えば３ｄＢ）
だけ低い増幅度を増幅度変更回路ｊに出力し、このとき
同時に記憶回路ｋに記憶されている増幅度を、この値に
更新する。増幅度変更回路ｊは、記憶回路ｋに記録され
た増幅度になるように受波増幅器ｅの増幅度を設定す
る。ついで、記憶回路ｋに更新記録された低い増幅度で
移動物体ｏの検知動作を行い，同様な動作を繰り返し、
それでも予め設定されたレベルの受波信号が得られた場
合には再度同じ動作を繰り返し、この動作はタイマ−回
路ｌの設定時間が終了するまで行われる。増幅変更回路
ｊは、このようにして、受波信号を検知する度に受波増
幅器ｅの増幅度を順次低下させて行き、受波信号が所定
レベルまで減衰した時点で、受波増幅器ｅの増幅度を固
定する。

【０００９】図２，図３は本発明の超音波センサの使用
例を示した図である。これらの図では、ビル用トイレの
照明（不図示）を人体検知センサＳで行う例を示してお
り、トイレの個室Ｅ，Ｅ’，Ｅ”内に設けられた照明の
ＯＮ，ＯＦＦ制御を天井Ｐに取付けられた超音波センサ
Ｓで制御するようにしている。このような使用態様で
は、人Ｍが特定の部屋Ｅ内に入ったとき、隣の部屋
Ｅ’，Ｅ”の照明がＯＮしないように監視エリアの大き
さを調整する必要があるが、本発明では、超音波センサ
Ｓに取付けられた試験動作スイッチを操作するか、ある
いは電源投入時に、図２に示したように、隣の部屋Ｅ’
やトイレのドアの前で監視エリアを調整する人間Ｍが動
き回ることにより、上述した原理でタイマー回路ｌの設
定時間だけ監視エリア範囲を自動設定できる。このよう
にして監視エリアを設定すれば、超音波センサＳの監視
エリアを図３に示したように特定の監視エリアＥに限定
することができる。

【００１０】

【発明の効果】本発明の超音波センサによれば、センサ
に取付けられた増幅度調整ツマミや超音波ホーンなどを
調整したり、取り替えることなく監視エリアを自動的に
設定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明の超音波センサの動作を示す動作説明図

【図３】本発明の超音波センサの動作を示した動作説明
図

【図４】従来例の超音波センサの構成を示した図であ
る。

【符号の説明】

ａ・・・発振器 ｂ・・・送波回路 ｃ・・・超音波送波器 ｄ・・・超音波受波器 ｅ・・・受波増幅器 ｆ・・・ミキサ− ｇ・・・検波回路 ｈ・・・増幅回路 ｉ・・・検知回路 ｊ・・・増幅度変更回路 ｋ・・・記憶回路 ｌ・・・タイマ−回路 ｍ・・・試験動作スイッチ ｏ・・・移動物体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 超音波を送波する送波器と、監視エリア内に存在する物
   体からの反射波を受波する受波器を備え、前記物体が移
   動したときにドップラ−効果によって受波信号に生じる
   周波数成分を検出して侵入物体の移動を検知する超音波
   センサにおいて、試験動作スイッチと、この試験動作ス
   イッチの操作によって予め設定された時間だけ起動され
   るタイマー回路と、前記受波信号を増幅する受波増幅器
   の増幅度を変化させる増幅度変更回路と、上記試験スイ
   ッチが操作されてタイマー回路が起動された後は、上記
   送波器より物体に向けて送波させた超音波の反射波を受
   波信号として検知する毎に、上記受波信号が検知できな
   いレベルになるまで上記増幅度変更回路を作動し、上記
   受波増幅器の増幅度を順次小さく変化させる構成とした
   超音波センサ。