JPH05232240A - 超音波センサー - Google Patents
超音波センサーInfo
- Publication number
- JPH05232240A JPH05232240A JP21853391A JP21853391A JPH05232240A JP H05232240 A JPH05232240 A JP H05232240A JP 21853391 A JP21853391 A JP 21853391A JP 21853391 A JP21853391 A JP 21853391A JP H05232240 A JPH05232240 A JP H05232240A
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- JP
- Japan
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- circuit
- ultrasonic
- received signal
- received
- signal
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波送受波器から至近距離にある物体も検
知ができる。 【構成】 超音波パルスを送受波する超音波送受波器1
と、超音波送受波器1 に所定の周波数にて間欠的に超音
波パルス信号を出力する送波信号回路2 と、送波と次の
送波間に超音波送受波器1 が受波する受波信号を所定の
しきい値と比較して物体を検知する受波信号処理回路3
と、受波信号処理回路3 からの出力信号を受けて物体の
存在の有無を知らせる報知手段8 と、を有する超音波セ
ンサーにおいて、前記受波信号処理回路3 に、受波信号
の残響波形の異常を検出する異常波形検出手段7 を設け
ている。
知ができる。 【構成】 超音波パルスを送受波する超音波送受波器1
と、超音波送受波器1 に所定の周波数にて間欠的に超音
波パルス信号を出力する送波信号回路2 と、送波と次の
送波間に超音波送受波器1 が受波する受波信号を所定の
しきい値と比較して物体を検知する受波信号処理回路3
と、受波信号処理回路3 からの出力信号を受けて物体の
存在の有無を知らせる報知手段8 と、を有する超音波セ
ンサーにおいて、前記受波信号処理回路3 に、受波信号
の残響波形の異常を検出する異常波形検出手段7 を設け
ている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波振動子の前方に
存在する物体を検知する超音波センサーに関するもので
ある。
存在する物体を検知する超音波センサーに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来の超音波センサーは、超音波パルス
を送受波する超音波送受波器と、超音波送受波器に所定
の周波数にて間欠的に超音波パルス信号を出力する送波
信号回路と、送波と次の送波間に超音波送受波器が受波
する受波信号を所定のしきい値と比較して物体を検知す
る受波信号処理回路と、受波信号処理回路からの出力信
号を受けて物体の存在の有無を知らせる報知手段と、か
らなる。超音波送受波器は、送・受波一体型のものから
なり、送波信号回路からの送波信号を受けて超音波パル
ス信号を送波するとともに、物体からの反射波を受信す
る。報知手段は、表示用のディスプレイあるいはスピー
カーからなる。
を送受波する超音波送受波器と、超音波送受波器に所定
の周波数にて間欠的に超音波パルス信号を出力する送波
信号回路と、送波と次の送波間に超音波送受波器が受波
する受波信号を所定のしきい値と比較して物体を検知す
る受波信号処理回路と、受波信号処理回路からの出力信
号を受けて物体の存在の有無を知らせる報知手段と、か
らなる。超音波送受波器は、送・受波一体型のものから
なり、送波信号回路からの送波信号を受けて超音波パル
ス信号を送波するとともに、物体からの反射波を受信す
る。報知手段は、表示用のディスプレイあるいはスピー
カーからなる。
【０００３】このものは、送波の直後に受信する駆動波
形とこの残響波形からなる受波波形と、次の受波波形間
に現れる物体からの反射波のレベルが所定のしきい値以
上のときに物体の存在を報知する。
形とこの残響波形からなる受波波形と、次の受波波形間
に現れる物体からの反射波のレベルが所定のしきい値以
上のときに物体の存在を報知する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述したような超音波
センサーは、受波波形間に形成される検知ゲート内で捉
えられる物体が検知できるが、残響波形にかかる部分に
現れるすなわち超音波送受波器から至近距離にある物体
の検知ができない。
センサーは、受波波形間に形成される検知ゲート内で捉
えられる物体が検知できるが、残響波形にかかる部分に
現れるすなわち超音波送受波器から至近距離にある物体
の検知ができない。
【０００５】本発明は、このような事由に鑑みてなした
もので、その目的とするところは、超音波送受波器から
至近距離にある物体も検知ができる超音波センサーを提
供するにある。
もので、その目的とするところは、超音波送受波器から
至近距離にある物体も検知ができる超音波センサーを提
供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の超音波センサーは、超音波パルスを送
受波する超音波送受波器と、超音波送受波器に所定の周
波数にて間欠的に超音波パルス信号を出力する送波信号
回路と、送波と次の送波間に超音波送受波器が受波する
受波信号を所定のしきい値と比較して物体を検知する受
波信号処理回路と、受波信号処理回路からの出力信号を
受けて物体の存在の有無を知らせる報知手段と、を有す
る超音波センサーにおいて、前記受波信号処理回路に、
受波信号の残響波形の異常を検出する異常波形検出手段
を設けた構成としている。
ために、本発明の超音波センサーは、超音波パルスを送
受波する超音波送受波器と、超音波送受波器に所定の周
波数にて間欠的に超音波パルス信号を出力する送波信号
回路と、送波と次の送波間に超音波送受波器が受波する
受波信号を所定のしきい値と比較して物体を検知する受
波信号処理回路と、受波信号処理回路からの出力信号を
受けて物体の存在の有無を知らせる報知手段と、を有す
る超音波センサーにおいて、前記受波信号処理回路に、
受波信号の残響波形の異常を検出する異常波形検出手段
を設けた構成としている。
【０００７】
【作用】この構成によれば、受波信号間に現れる所定の
レベル以上の物体からの反射波を検出して物体の有無を
検知し、かつ、受波信号の残響波形にかかる部分に所定
のレベル以上の物体からの反射波が現れると、残響波形
に反射波の信号が重合された波形となるので、これと物
体が存在しない残響波形とを判別して物体の有無を検知
している。
レベル以上の物体からの反射波を検出して物体の有無を
検知し、かつ、受波信号の残響波形にかかる部分に所定
のレベル以上の物体からの反射波が現れると、残響波形
に反射波の信号が重合された波形となるので、これと物
体が存在しない残響波形とを判別して物体の有無を検知
している。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１に基づいて
説明する。
説明する。
【０００９】1 は超音波送受波器で、圧電素子等を用い
た超音波振動子（図示せず）を有した送・受波一体型の
ものからなり、後述する送波信号回路及び受波信号処理
回路のそれぞれに接続されている。この超音波送受波器
1 は、送波信号回路により間欠的に作成された超音波パ
ルス信号が入力されると超音波を送信し、次の送信まで
の間に超音波送受波器1 の前方の物体に当たって反射し
てくる超音波を受信して受波信号を受波信号処理回路に
入力する。
た超音波振動子（図示せず）を有した送・受波一体型の
ものからなり、後述する送波信号回路及び受波信号処理
回路のそれぞれに接続されている。この超音波送受波器
1 は、送波信号回路により間欠的に作成された超音波パ
ルス信号が入力されると超音波を送信し、次の送信まで
の間に超音波送受波器1 の前方の物体に当たって反射し
てくる超音波を受信して受波信号を受波信号処理回路に
入力する。
【００１０】2 は送波信号回路で、周期発振回路2a、発
振回路2b、送波増幅回路2c、とから構成されている。周
期発振回路2aは、一定周期のパルス信号を作成し、発振
回路2b及び後述する検知ゲート作成回路に出力する。発
振回路2bは、周期発振回路2aからの一定周期のパルス信
号を所定の周波数の超音波パルスに変換して送波増幅回
路2cへ出力する。送波増幅回路2cは、間欠的に入力され
る発振回路2bからの超音波パルス信号を増幅して超音波
送受波器1 へ出力する。
振回路2b、送波増幅回路2c、とから構成されている。周
期発振回路2aは、一定周期のパルス信号を作成し、発振
回路2b及び後述する検知ゲート作成回路に出力する。発
振回路2bは、周期発振回路2aからの一定周期のパルス信
号を所定の周波数の超音波パルスに変換して送波増幅回
路2cへ出力する。送波増幅回路2cは、間欠的に入力され
る発振回路2bからの超音波パルス信号を増幅して超音波
送受波器1 へ出力する。
【００１１】3 は受波信号処理回路で、受波増幅回路4
、検波・波形整形回路5 、異常波形検出手段6 、検知
ゲート作成回路7 、とから構成されている。受波増幅回
路4 は、超音波送受波器1 からの受波信号を受け、一定
のレベルまで増幅して検波・波形整形回路5 へ出力す
る。検波・波形整形回路5 は、受波増幅回路4 からの信
号を受け、この信号の高周波成分を取り去り、信号の包
絡線のみを抽出して波形整形する。検知ゲート作成回路
6 は、周期発振回路2aから信号を取り、駆動波形とその
残響波形からなる部分の受波信号間に、物体からの反射
波の受波信号を検出する検知ゲートを作成し、後述する
異常波形検出手段の時間差比較回路へ出力する。
、検波・波形整形回路5 、異常波形検出手段6 、検知
ゲート作成回路7 、とから構成されている。受波増幅回
路4 は、超音波送受波器1 からの受波信号を受け、一定
のレベルまで増幅して検波・波形整形回路5 へ出力す
る。検波・波形整形回路5 は、受波増幅回路4 からの信
号を受け、この信号の高周波成分を取り去り、信号の包
絡線のみを抽出して波形整形する。検知ゲート作成回路
6 は、周期発振回路2aから信号を取り、駆動波形とその
残響波形からなる部分の受波信号間に、物体からの反射
波の受波信号を検出する検知ゲートを作成し、後述する
異常波形検出手段の時間差比較回路へ出力する。
【００１２】異常波形検出手段7 は、第１コンパレータ
7a、第２コンパレータ7b、第３コンパレータ7c、時間差
比較回路7d、とからなる。第１コンパレータ7aは、駆動
波形とその残響波形からなる部分の受波信号を第１しき
い値h1で検出してHigh信号21を時間差比較回路7dへ出力
する。第２コンパレータ7bは、駆動波形とその残響波形
からなる部分の受波信号を第２しきい値h2で検出してHi
gh信号22を時間差比較回路7dへ出力する。第３コンパレ
ータ7cは、駆動波形とその残響波形からなる部分の受波
信号を第３しきい値h3で検出してHigh信号23を時間差比
較回路7dへ出力する。第１乃至第３しきい値h1, h2, h3
は、第１乃至第３コンパレータ7a,7b,7cから出力される
High信号の出力終了時間が等差数列上にのるように設定
されている。時間差比較回路7dは、第１乃至第３コンパ
レータ7a,7b,7cから適宜に１つのしきい値を選択して物
体からの反射波の受波信号を検知して後述する報知手段
へ出力する。また、第１乃至第３コンパレータ7a,7b,7c
からのHigh信号の出力終了時間を測り、第１コンパレー
タ7aと第２コンパレータ7bの出力終了時間の差から求め
られる第１時間差7eと、第２コンパレータ7bと第３コン
パレータ7cの出力終了時間の差から求められる第２時間
差7fとを比較し、第１時間差7eと第２時間差7fとに差が
ある場合には後述する報知手段へ出力する。この第１時
間差7eと第２時間差7fとの差は、図１(c) に示すように
残響波形の部分に物体からの反射波が現れるすなわち超
音波送受波器1 の前方至近距離に物体が存在するような
場合、いずれかのコンパレータからのHigh信号の出力終
了時間が延びることにより生じる。
7a、第２コンパレータ7b、第３コンパレータ7c、時間差
比較回路7d、とからなる。第１コンパレータ7aは、駆動
波形とその残響波形からなる部分の受波信号を第１しき
い値h1で検出してHigh信号21を時間差比較回路7dへ出力
する。第２コンパレータ7bは、駆動波形とその残響波形
からなる部分の受波信号を第２しきい値h2で検出してHi
gh信号22を時間差比較回路7dへ出力する。第３コンパレ
ータ7cは、駆動波形とその残響波形からなる部分の受波
信号を第３しきい値h3で検出してHigh信号23を時間差比
較回路7dへ出力する。第１乃至第３しきい値h1, h2, h3
は、第１乃至第３コンパレータ7a,7b,7cから出力される
High信号の出力終了時間が等差数列上にのるように設定
されている。時間差比較回路7dは、第１乃至第３コンパ
レータ7a,7b,7cから適宜に１つのしきい値を選択して物
体からの反射波の受波信号を検知して後述する報知手段
へ出力する。また、第１乃至第３コンパレータ7a,7b,7c
からのHigh信号の出力終了時間を測り、第１コンパレー
タ7aと第２コンパレータ7bの出力終了時間の差から求め
られる第１時間差7eと、第２コンパレータ7bと第３コン
パレータ7cの出力終了時間の差から求められる第２時間
差7fとを比較し、第１時間差7eと第２時間差7fとに差が
ある場合には後述する報知手段へ出力する。この第１時
間差7eと第２時間差7fとの差は、図１(c) に示すように
残響波形の部分に物体からの反射波が現れるすなわち超
音波送受波器1 の前方至近距離に物体が存在するような
場合、いずれかのコンパレータからのHigh信号の出力終
了時間が延びることにより生じる。
【００１３】8 は報知手段で、受波信号処理回路3 から
の信号を受けて、ＬＥＤやブザー等を駆動して報知す
る。
の信号を受けて、ＬＥＤやブザー等を駆動して報知す
る。
【００１４】このものは、検知ゲート内や残響波形の部
分に入る物体からの反射波の受波信号を検出して報知す
る。なお、前述したコンパレータは、２個以上、多く設
けられるほど残響波形に現れる反射波を検出する精度を
向上させる。
分に入る物体からの反射波の受波信号を検出して報知す
る。なお、前述したコンパレータは、２個以上、多く設
けられるほど残響波形に現れる反射波を検出する精度を
向上させる。
【００１５】次に、本発明の第２実施例を図２に基づい
て説明する。この要部は、受波信号処理回路9 にある。
この要部以外の部材は、先に説明した第１実施例と同様
であるので、実質的に同一の部材には同一の符号を付し
て詳細な説明は省略する。
て説明する。この要部は、受波信号処理回路9 にある。
この要部以外の部材は、先に説明した第１実施例と同様
であるので、実質的に同一の部材には同一の符号を付し
て詳細な説明は省略する。
【００１６】受波信号処理回路9 は、受波増幅回路4 、
検波・波形整形回路5 、コンパレータ10、第１検知ゲー
ト作成回路11、異常波形検出手段12、検知信号処理回路
18、とから構成されている。受波増幅回路4 及び検波・
波形整形回路5 は、第１実施例と同様であるので詳細な
説明は省略する。コンパレータ13は、検波・波形整形回
路5 から出力される受波信号をしきい値で検出してHigh
信号を検知信号処理回路18へ出力する。第１検知ゲート
作成回路14は、周期発振回路2aから信号を取り、送波と
つぎの送波間に受信される物体からの反射波を検出する
検知ゲートを設定する。
検波・波形整形回路5 、コンパレータ10、第１検知ゲー
ト作成回路11、異常波形検出手段12、検知信号処理回路
18、とから構成されている。受波増幅回路4 及び検波・
波形整形回路5 は、第１実施例と同様であるので詳細な
説明は省略する。コンパレータ13は、検波・波形整形回
路5 から出力される受波信号をしきい値で検出してHigh
信号を検知信号処理回路18へ出力する。第１検知ゲート
作成回路14は、周期発振回路2aから信号を取り、送波と
つぎの送波間に受信される物体からの反射波を検出する
検知ゲートを設定する。
【００１７】異常波形検出手段12は、第２検知ゲート作
成回路12a 、微分回路12b 、受波判別回路12c 、とから
なる。第２検知ゲート作成回路12a は、周期発振回路2a
から信号を取り、受波信号の残響波形部分内のタイミン
グで検知ゲートを作成し、受波判別回路12c へ出力して
いる。微分回路12b は、検波・波形整形回路5 から出力
される受波信号を微分し、受波判別回路12c へ出力して
いる。受波判別回路12c は、検知ゲート間に現れる微分
回路12b からの出力信号が所定のレベル以上のときにHi
gh信号を検知信号処理回路13へ出力する。
成回路12a 、微分回路12b 、受波判別回路12c 、とから
なる。第２検知ゲート作成回路12a は、周期発振回路2a
から信号を取り、受波信号の残響波形部分内のタイミン
グで検知ゲートを作成し、受波判別回路12c へ出力して
いる。微分回路12b は、検波・波形整形回路5 から出力
される受波信号を微分し、受波判別回路12c へ出力して
いる。受波判別回路12c は、検知ゲート間に現れる微分
回路12b からの出力信号が所定のレベル以上のときにHi
gh信号を検知信号処理回路13へ出力する。
【００１８】検知信号処理回路13は、第１検知ゲート作
成回路11で作成される検知ゲート間に現れるコンパレー
タ10及び受波判別回路12c からのHigh信号を検知して後
述する報知手段へ出力する。
成回路11で作成される検知ゲート間に現れるコンパレー
タ10及び受波判別回路12c からのHigh信号を検知して後
述する報知手段へ出力する。
【００１９】このものは、第１検知ゲート作成回路11で
作成される検知ゲート内や残響波形の部分に入る物体か
らの反射波の受波信号を検出して報知する。
作成される検知ゲート内や残響波形の部分に入る物体か
らの反射波の受波信号を検出して報知する。
【００２０】
【発明の効果】本発明の超音波センサーは、上述した構
成によって、受波信号間に現れる物体からの反射波を検
出して物体を検知し、かつ、受波信号の残響波形にかか
る部分に現れる物体からの反射波を判別できるようにし
たので、超音波送受波器の前方至近距離の物体も検知で
きる。
成によって、受波信号間に現れる物体からの反射波を検
出して物体を検知し、かつ、受波信号の残響波形にかか
る部分に現れる物体からの反射波を判別できるようにし
たので、超音波送受波器の前方至近距離の物体も検知で
きる。
【図１】本発明の第１実施例を示すもので、（ａ）は回
路ブロック図、（ｂ）はタイミングチャート図（反射波
無し）、（ｃ）はタイミングチャート図（反射波有り）
である。
路ブロック図、（ｂ）はタイミングチャート図（反射波
無し）、（ｃ）はタイミングチャート図（反射波有り）
である。
【図２】本発明の第２実施例を示すもので、（ａ）は回
路ブロック図、（ｂ）はタイミングチャート図（反射波
無し）、（ｃ）はタイミングチャート図（反射波有り）
である。
路ブロック図、（ｂ）はタイミングチャート図（反射波
無し）、（ｃ）はタイミングチャート図（反射波有り）
である。
1 超音波送受波器 2 送波信号回路 3 受波信号処理回路 4 受波増幅回路 5 検波・波形整形回路 6 検知ゲート作成回路 7 異常波形検出手段 8 報知手段 9 受波信号処理回路 10 コンパレータ 11 第１検知ゲート作成回路 12 異常波形検出手段 13 検知信号処理回路
Claims (1)
- 【請求項１】 超音波パルスを送受波する超音波送受波
器と、超音波送受波器に所定の周波数にて間欠的に超音
波パルス信号を出力する送波信号回路と、送波と次の送
波間に超音波送受波器が受波する受波信号を所定のしき
い値と比較して物体を検知する受波信号処理回路と、受
波信号処理回路からの出力信号を受けて物体の存在の有
無を知らせる報知手段と、を有する超音波センサーにお
いて、 前記受波信号処理回路に、受波信号の残響波形の異常を
検出する異常波形検出手段を設けたことを特徴とする超
音波センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21853391A JPH05232240A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 超音波センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21853391A JPH05232240A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 超音波センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05232240A true JPH05232240A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=16721421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21853391A Pending JPH05232240A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 超音波センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05232240A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013170939A (ja) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Nec Corp | アクティブソーナー装置およびその信号処理方法 |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP21853391A patent/JPH05232240A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013170939A (ja) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Nec Corp | アクティブソーナー装置およびその信号処理方法 |
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