JPH0566552B2 - - Google Patents
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- JPH0566552B2 JPH0566552B2 JP2718385A JP2718385A JPH0566552B2 JP H0566552 B2 JPH0566552 B2 JP H0566552B2 JP 2718385 A JP2718385 A JP 2718385A JP 2718385 A JP2718385 A JP 2718385A JP H0566552 B2 JPH0566552 B2 JP H0566552B2
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- time
- ultrasonic
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 26
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 5
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明は、反射式超音波センサーに関するもの
である。
である。
［背景技術］
従来、この種の超音波センサーにおいては、障
害物対向面の有無にかかわらず、送波器からの音
波の発射間隔が一定に決められていた。この場
合、対向面と超音波センサーとの間隔（距離）が
長い場合は、たとえ、その対向面から音波の反射
があつても、超音波センサーにはね返つてくるま
でに受波器の動作レベルよりかなり低くなるた
め、受波器は動作することはない。つまり、障害
物によつて誤動作することはないものである。し
かし、障害物が超音波センサーよりある一定の距
離内であつたり、距離がある程度離れていても、
低温時においては音波の伝播がよくなり、受波器
の動作レベル以上の対向面からの反射波が返り誤
動作する場合がある。
害物対向面の有無にかかわらず、送波器からの音
波の発射間隔が一定に決められていた。この場
合、対向面と超音波センサーとの間隔（距離）が
長い場合は、たとえ、その対向面から音波の反射
があつても、超音波センサーにはね返つてくるま
でに受波器の動作レベルよりかなり低くなるた
め、受波器は動作することはない。つまり、障害
物によつて誤動作することはないものである。し
かし、障害物が超音波センサーよりある一定の距
離内であつたり、距離がある程度離れていても、
低温時においては音波の伝播がよくなり、受波器
の動作レベル以上の対向面からの反射波が返り誤
動作する場合がある。
第６図は所定の箇所に取り付けられた超音波セ
ンサーＡより音波が対向面２１に向かつて送波さ
れ、また、この対向面２１から音波が反射されて
いる様子を示すものである。第７図はそのタイム
チヤートを示すものである。第７図ａは送波信号
を示し、第７図ｂは反射信号を示し、第７図ｃは
受波器のゲートを開けるゲート信号を示してい
る。すなわち、電源投入と同時に送波器よりS1の
送波信号の音波が対向面２１に向かつて発射さ
れ、T1時間後次の音波S2が発射されるが対向面
２１の距離により時間T1が過ぎて、且つ時間T2
後に第７図ｂに示す破線のように対向面２１から
の反射波イが返つてくる場合がある。このとき、
たまたま音波S2のタイミングで第７図ｃに示すよ
うにゲートが開いている時間であれば、また、そ
のレベルが受波器の動作レベルVthを越えておれ
ば、対向面２１からの反射波イにより動作するこ
とになる。尚、第７図ｂに示す実線の反射波ロは
高温時の場合であり、破線の反射波イは低温時の
場合を示している。また、上記の対向面２１から
の反射波によつて動作するのを防止するために、
音波S1，S2の送波間隔の時間T1を十分長くとれ
ば、対向面２１からの反射波は低温時であつても
動作レベルVthまで減衰はするが、時間T1が長く
なるため、超音波センサーＡとしての動作の応答
性が悪くなるという問題があつた。
ンサーＡより音波が対向面２１に向かつて送波さ
れ、また、この対向面２１から音波が反射されて
いる様子を示すものである。第７図はそのタイム
チヤートを示すものである。第７図ａは送波信号
を示し、第７図ｂは反射信号を示し、第７図ｃは
受波器のゲートを開けるゲート信号を示してい
る。すなわち、電源投入と同時に送波器よりS1の
送波信号の音波が対向面２１に向かつて発射さ
れ、T1時間後次の音波S2が発射されるが対向面
２１の距離により時間T1が過ぎて、且つ時間T2
後に第７図ｂに示す破線のように対向面２１から
の反射波イが返つてくる場合がある。このとき、
たまたま音波S2のタイミングで第７図ｃに示すよ
うにゲートが開いている時間であれば、また、そ
のレベルが受波器の動作レベルVthを越えておれ
ば、対向面２１からの反射波イにより動作するこ
とになる。尚、第７図ｂに示す実線の反射波ロは
高温時の場合であり、破線の反射波イは低温時の
場合を示している。また、上記の対向面２１から
の反射波によつて動作するのを防止するために、
音波S1，S2の送波間隔の時間T1を十分長くとれ
ば、対向面２１からの反射波は低温時であつても
動作レベルVthまで減衰はするが、時間T1が長く
なるため、超音波センサーＡとしての動作の応答
性が悪くなるという問題があつた。
［発明の目的］
本発明は上述の点に鑑みて提供したものであつ
て、一定の距離以内に障害物対向面があつても、
その対向面からの反射による誤動作を防止すると
ともに、対応性を良くすることを目的とした超音
波センサーを提供するものである。
て、一定の距離以内に障害物対向面があつても、
その対向面からの反射による誤動作を防止すると
ともに、対応性を良くすることを目的とした超音
波センサーを提供するものである。
［発明の開示］
（実施例 １）
以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。第１図は超音波センサーＡのブロツク図を示
し、第２図はその説明用のタイムチヤートを示す
ものである。超音波センサーＡは送波器１、受波
器２及びマイクロフオンからなる送受波器１０か
ら構成されている。送波器１は、送波する超音波
の間隔を制御する送波間隔制御回路３と、送波間
隔制御回路３により駆動されて超音波の送波信号
幅を決める単安定マルチバイブレータ４と、単安
定マルチバイブレータ４により駆動される発振回
路５と、発振回路５出力を増幅する増幅器６と、
単安定マルチバイブレータ７と、超音波の送波か
ら一定時間内に障害物から反射がなるかどうかを
検知して距離を判定する距離判定回路８と、記憶
回路９等から構成されている。また、受波器２
は、送受波器１０からの反射波を増幅する増幅器
１１と、増幅器１１の出力信号を選択増幅する同
調増幅回路１２と、同調増幅回路１２出力を検波
する検波回路１３と、検波回路１３出力が動作レ
ベル以上であるかどうかを検出するスイツチング
回路１４と、表示回路または出力回路１５と、ゲ
ート回路１６等から構成されている。また、第２
図ａは距離検出用送波信号を、同図ｂは常温時に
おける壁面からの反射信号を、同図ｃは低温時に
おける壁面からの反射信号を、同図ｄは常温時に
おける壁面からの反射信号を、同図ｄは常温時に
おける送波信号を、同図ｅは低温時における送波
信号を、同図ｆは対向面がない場合の送波信号を
それぞれ示している。
る。第１図は超音波センサーＡのブロツク図を示
し、第２図はその説明用のタイムチヤートを示す
ものである。超音波センサーＡは送波器１、受波
器２及びマイクロフオンからなる送受波器１０か
ら構成されている。送波器１は、送波する超音波
の間隔を制御する送波間隔制御回路３と、送波間
隔制御回路３により駆動されて超音波の送波信号
幅を決める単安定マルチバイブレータ４と、単安
定マルチバイブレータ４により駆動される発振回
路５と、発振回路５出力を増幅する増幅器６と、
単安定マルチバイブレータ７と、超音波の送波か
ら一定時間内に障害物から反射がなるかどうかを
検知して距離を判定する距離判定回路８と、記憶
回路９等から構成されている。また、受波器２
は、送受波器１０からの反射波を増幅する増幅器
１１と、増幅器１１の出力信号を選択増幅する同
調増幅回路１２と、同調増幅回路１２出力を検波
する検波回路１３と、検波回路１３出力が動作レ
ベル以上であるかどうかを検出するスイツチング
回路１４と、表示回路または出力回路１５と、ゲ
ート回路１６等から構成されている。また、第２
図ａは距離検出用送波信号を、同図ｂは常温時に
おける壁面からの反射信号を、同図ｃは低温時に
おける壁面からの反射信号を、同図ｄは常温時に
おける壁面からの反射信号を、同図ｄは常温時に
おける送波信号を、同図ｅは低温時における送波
信号を、同図ｆは対向面がない場合の送波信号を
それぞれ示している。
まず、第２図に基づいて送波信号の送波間隔を
決めるための原理を説明する。まず、第２図ａに
示すように電源投入時に１回だけ距離検出用送波
信号が発射され、第２図ｂに示すように常温の雰
囲気においては、壁面が近距離ならπ1の時間で、
壁面が遠距離ならばτ2の時間で反射波が返つてく
る。ここで、τ2は受波器２の動作レベルVthぎり
ぎりの反射波が返つてくる距離（時間）に壁面が
あるとする。尚、図中の破線は対向面からの音波
の減衰特性を示す。また、低温時においては、常
温の時と同じ位置に反射面があつても若干音速が
遅れるので、第２図ｃに示すように、近距離及び
遠距離からの反射波はそれぞれτ1′，τ2′の時間に
現れ、動作レベルVthぎりぎりのレベルになる時
間（距離）はτ3′となる。すなわち、低温では
τ3′の距離（時間）まで反射面が超音波センサー
Ａから離れないとその影響を受けることになる。
決めるための原理を説明する。まず、第２図ａに
示すように電源投入時に１回だけ距離検出用送波
信号が発射され、第２図ｂに示すように常温の雰
囲気においては、壁面が近距離ならπ1の時間で、
壁面が遠距離ならばτ2の時間で反射波が返つてく
る。ここで、τ2は受波器２の動作レベルVthぎり
ぎりの反射波が返つてくる距離（時間）に壁面が
あるとする。尚、図中の破線は対向面からの音波
の減衰特性を示す。また、低温時においては、常
温の時と同じ位置に反射面があつても若干音速が
遅れるので、第２図ｃに示すように、近距離及び
遠距離からの反射波はそれぞれτ1′，τ2′の時間に
現れ、動作レベルVthぎりぎりのレベルになる時
間（距離）はτ3′となる。すなわち、低温では
τ3′の距離（時間）まで反射面が超音波センサー
Ａから離れないとその影響を受けることになる。
すなわち、常温では第２図ｄに示すように
T1′時間だけ送波間隔をとればよかつたのが、低
温では第２図ｅに示すように、送波間隔をT1″だ
け長くしなければならない。また、送波間隔
T1′はτ2＋αに相当し、T1″はτ3′＋αに相当し、
αは反射波の幅以上であればよい。従つて、送波
器1から送波される超音波の送波間隔は、対向面
がある場合でオールシーズン対向面からの影響を
除去しようとすれば第2図ｅのようにT1″の送波
間隔とすればよいことになる。
T1′時間だけ送波間隔をとればよかつたのが、低
温では第２図ｅに示すように、送波間隔をT1″だ
け長くしなければならない。また、送波間隔
T1′はτ2＋αに相当し、T1″はτ3′＋αに相当し、
αは反射波の幅以上であればよい。従つて、送波
器1から送波される超音波の送波間隔は、対向面
がある場合でオールシーズン対向面からの影響を
除去しようとすれば第2図ｅのようにT1″の送波
間隔とすればよいことになる。
次に上記の原理ないし動作を説明する。今、超
音波センサーＡに電源が投入されると、まず、電
源信号を検出して送波間隔制御回路３により１回
だけ送波信号が送受波器１０から発射される。す
なわち、送波間隔制御回路３にて送波信号をマイ
クロフオンに印加している時間を決める単安定マ
ルチバイブレータ４が駆動され、この単安定マル
チバイブレータ４の出力にて発振回路５が駆動さ
れる。この発振回路５は送受波器１０（マイクロ
フオン）を駆動する周波数を発生させるものであ
り、この発振回路５からの周波数が増幅器６にて
増幅して送受波器１０に送り、第２図ａに示すよ
うに送受波器１０より検知物体Ｂに向かつて超音
波が送波される。このように、最初に発射された
距離検知用の送波信号は、ある一定時間内に反射
波が返つてくるかどうかを距離判定回路８によつ
て判定される。すなわち、１回だけ距離検出用の
送波信号が空中に発射され、もし、一定時間（一
定距離）内に対向面があり、反射波がはね返つて
くると、その微弱な信号は受波器２の増幅器１１
により増幅され、さらに同調増幅回路１２で選択
される。同調増幅回路１２からの信号は検波回路
１３で検波され、動作レベルVth以上であればス
イツチング回路１４が働く。つまり、いわゆる動
作レベルVthの検出がこのスイツチング回路１４
で行なわれる。そして、検波出力が動作レベル
Vthを越えておれば距離判定回路８にその信号が
送られ、この信号によつて増幅器６からの信号と
ともに距離判定回路８で対向面までの距離が読み
取られる。その距離データは記憶回路９にインプ
ツトされて、それ以後はその情報をもとに送波間
隔制御回路３が働き、送波間隔の時間T1′（T1″）
が決まる。単安定マルチバイブレータ７は反射波
が返つてくる一定時間のみ距離判定回路８を動作
させるものである。このとき、一定の時間内（一
定の距離内）というのは、たとえ低温時であり、
対向面があつても超音波が十分減衰し、送受波器
１０まで返つてこない距離をいい（T1″に相当）、
マイクロフオン出力、周波数等により決まる。ま
た、対向面による反射波が一定時間内（一定距離
内）にないときは、超音波の送波間隔を早めて
T1を小さくし、第２図ｆに示すように送波間隔
をT1
音波センサーＡに電源が投入されると、まず、電
源信号を検出して送波間隔制御回路３により１回
だけ送波信号が送受波器１０から発射される。す
なわち、送波間隔制御回路３にて送波信号をマイ
クロフオンに印加している時間を決める単安定マ
ルチバイブレータ４が駆動され、この単安定マル
チバイブレータ４の出力にて発振回路５が駆動さ
れる。この発振回路５は送受波器１０（マイクロ
フオン）を駆動する周波数を発生させるものであ
り、この発振回路５からの周波数が増幅器６にて
増幅して送受波器１０に送り、第２図ａに示すよ
うに送受波器１０より検知物体Ｂに向かつて超音
波が送波される。このように、最初に発射された
距離検知用の送波信号は、ある一定時間内に反射
波が返つてくるかどうかを距離判定回路８によつ
て判定される。すなわち、１回だけ距離検出用の
送波信号が空中に発射され、もし、一定時間（一
定距離）内に対向面があり、反射波がはね返つて
くると、その微弱な信号は受波器２の増幅器１１
により増幅され、さらに同調増幅回路１２で選択
される。同調増幅回路１２からの信号は検波回路
１３で検波され、動作レベルVth以上であればス
イツチング回路１４が働く。つまり、いわゆる動
作レベルVthの検出がこのスイツチング回路１４
で行なわれる。そして、検波出力が動作レベル
Vthを越えておれば距離判定回路８にその信号が
送られ、この信号によつて増幅器６からの信号と
ともに距離判定回路８で対向面までの距離が読み
取られる。その距離データは記憶回路９にインプ
ツトされて、それ以後はその情報をもとに送波間
隔制御回路３が働き、送波間隔の時間T1′（T1″）
が決まる。単安定マルチバイブレータ７は反射波
が返つてくる一定時間のみ距離判定回路８を動作
させるものである。このとき、一定の時間内（一
定の距離内）というのは、たとえ低温時であり、
対向面があつても超音波が十分減衰し、送受波器
１０まで返つてこない距離をいい（T1″に相当）、
マイクロフオン出力、周波数等により決まる。ま
た、対向面による反射波が一定時間内（一定距離
内）にないときは、超音波の送波間隔を早めて
T1を小さくし、第２図ｆに示すように送波間隔
をT1
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 超音波を間欠的に送波する送波器と該超音波
による反射波を受波する受波器とを備え、超音波
の送波タイミングに応じてゲートを開き、ゲート
時間内に受波信号があれば被検知物の検知出力と
して出力するようにした超音波センサーにおい
て、超音波の最初の送波から一定時間内に障害物
から反射があるかどうかを検知して距離を判定す
る距離判定回路と、一定時間内に反射があれば距
離判定回路により駆動されて以後の超音波の送波
間隔を一定時間以上に設定し反射がなければ一定
時間よりも短く設定するように送波器を制御する
送波間隔制御回路とを設けて成ることを特徴とす
る超音波センサー。 ２ 超音波を間欠的に送波する送波器と該超音波
による反射波を受波する受波器とを備え、超音波
の送波タイミングに応じてゲートを開き、ゲート
時間内に受波信号があれば被検知物の検知出力と
して出力するようにした超音波センサーにおい
て、超音波の送波から一定時間内に障害物から反
射があるかどうかを検知して距離を判定する距離
判定回路と、一定時間内に反射があれば反射波を
検出してから一定時間後に次の超音波を送波し一
定時間内に反射がなければ超音波の前の送波から
一定時間後に次の超音波を送波するように送波器
を制御する送波間隔制御回路とを設けて成ること
を特徴とする超音波センサー。 ３ 送波器及び受波器は複数個隣接して設けら
れ、前記複数個の送波器は一定のタイミングで順
次駆動されるようにしたことを特徴とする特許請
求の範囲第２項記載の超音波センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2718385A JPS61186879A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 超音波センサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2718385A JPS61186879A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 超音波センサ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61186879A JPS61186879A (ja) | 1986-08-20 |
| JPH0566552B2 true JPH0566552B2 (ja) | 1993-09-22 |
Family
ID=12213961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2718385A Granted JPS61186879A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 超音波センサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61186879A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01207685A (ja) * | 1988-02-16 | 1989-08-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波測距装置 |
| JP2658534B2 (ja) * | 1990-08-30 | 1997-09-30 | 富士電機株式会社 | 超音波センサにおける検出感度の温度補償方法 |
| JP2003344539A (ja) * | 2002-05-22 | 2003-12-03 | Toshiba Tec Corp | 自律走行車 |
-
1985
- 1985-02-14 JP JP2718385A patent/JPS61186879A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61186879A (ja) | 1986-08-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |