JPH0795095B2 - 遠隔標的探知システム - Google Patents
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- JPH0795095B2 JPH0795095B2 JP3062203A JP6220391A JPH0795095B2 JP H0795095 B2 JPH0795095 B2 JP H0795095B2 JP 3062203 A JP3062203 A JP 3062203A JP 6220391 A JP6220391 A JP 6220391A JP H0795095 B2 JPH0795095 B2 JP H0795095B2
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- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
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- G10K11/352—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using mechanical steering of transducers or their beams by moving the transducer
- G10K11/355—Arcuate movement
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- G—PHYSICS
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- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばロボット装置、
保安点検用の移動式プラットホーム、またはディコイな
どに装着され遠隔物体の探知および迂回機能を果たすセ
ンサ等の遠隔標的探知システムに関するものである。
保安点検用の移動式プラットホーム、またはディコイな
どに装着され遠隔物体の探知および迂回機能を果たすセ
ンサ等の遠隔標的探知システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の物体探知装置は、プラットホーム
または車体に装着させて用いられるように形成されてい
る多数個の超音波センサ等により構成されている。これ
らの各々のセンサはパルス信号を超音波エネルギに変え
て探知区域内に放射し、物体に当たって反射されてきた
超音波エコーは、マルチプレクサを通じて夫々のセンサ
に接続されたマイクロコンピュータで書き込みおよび分
析される。
または車体に装着させて用いられるように形成されてい
る多数個の超音波センサ等により構成されている。これ
らの各々のセンサはパルス信号を超音波エネルギに変え
て探知区域内に放射し、物体に当たって反射されてきた
超音波エコーは、マルチプレクサを通じて夫々のセンサ
に接続されたマイクロコンピュータで書き込みおよび分
析される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような構造の従来
の物体探知装置は、ある程度効果的に目的を果たすこと
は事実であるが、値段が高すぎるという欠点を持ってい
る。また、物体からのすべての反射信号とタイミングデ
ータとを分析するためには、信号が入り込む経路毎に高
価のマルチプレクサを設けなければならない。
の物体探知装置は、ある程度効果的に目的を果たすこと
は事実であるが、値段が高すぎるという欠点を持ってい
る。また、物体からのすべての反射信号とタイミングデ
ータとを分析するためには、信号が入り込む経路毎に高
価のマルチプレクサを設けなければならない。
【０００４】従って、複数個のプラットホーム装着式セ
ンサを有する従来の物体探知装置は、実験室でのテスト
用として用いられるが、実用的に広範囲に使用するには
値段面で大変不具合である。
ンサを有する従来の物体探知装置は、実験室でのテスト
用として用いられるが、実用的に広範囲に使用するには
値段面で大変不具合である。
【０００５】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、一つの変換器組立体を用いて前方１８０°範囲
内に位置する物体を探知できるようにすることにより、
従来、多数個の変換器組立体を用いる時より構造が簡単
となり、製作コストも低廉となり、実験用としては勿論
であり、実用的に広範囲に使用することができる遠隔標
的探知システムを提供することを目的とする。
であり、一つの変換器組立体を用いて前方１８０°範囲
内に位置する物体を探知できるようにすることにより、
従来、多数個の変換器組立体を用いる時より構造が簡単
となり、製作コストも低廉となり、実験用としては勿論
であり、実用的に広範囲に使用することができる遠隔標
的探知システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に請求項１に記載の遠隔標的探知システムは、電気エネ
ルギと音波エネルギとの相互の変換を行なう一つの変換
器と、前記変換器によって変換された信号エネルギを周
期的に送受信する送受信手段と、前記変換器に動作可能
に接続され３６０°未満のスイープ角度範囲内で当該変
換器をスキャニング変位させるスキャニング駆動手段と
を有する遠隔標的探知システムにおいて、前記スキャニ
ング駆動手段による変換器の変位が始まる初期位置に向
かって前記変換器をバイアスさせるセンタリング手段
と、前記センタリング手段を介して前記変換器と前記送
受信手段とを電気的に相互接続させる端子手段とを有す
ることを特徴とする。
に請求項１に記載の遠隔標的探知システムは、電気エネ
ルギと音波エネルギとの相互の変換を行なう一つの変換
器と、前記変換器によって変換された信号エネルギを周
期的に送受信する送受信手段と、前記変換器に動作可能
に接続され３６０°未満のスイープ角度範囲内で当該変
換器をスキャニング変位させるスキャニング駆動手段と
を有する遠隔標的探知システムにおいて、前記スキャニ
ング駆動手段による変換器の変位が始まる初期位置に向
かって前記変換器をバイアスさせるセンタリング手段
と、前記センタリング手段を介して前記変換器と前記送
受信手段とを電気的に相互接続させる端子手段とを有す
ることを特徴とする。
【０００７】請求項２に記載の遠隔標的探知システム
は、前記スキャニング駆動手段は、前記変換器に磁気的
な方式で変位力を与えるための電磁コイル手段と、前記
電磁コイル手段に接続され前記変位力を発生させるため
のパルス発生手段とを有することを特徴とする請求項１
に記載の遠隔標的探知システムとされている。
は、前記スキャニング駆動手段は、前記変換器に磁気的
な方式で変位力を与えるための電磁コイル手段と、前記
電磁コイル手段に接続され前記変位力を発生させるため
のパルス発生手段とを有することを特徴とする請求項１
に記載の遠隔標的探知システムとされている。
【０００８】請求項３に記載の遠隔標的探知システム
は、前記スキャニング駆動手段は、前記変換器が初期位
置にある時に前記電磁コイル手段に対して磁極面が離隔
オフセット関係を持つように前記変換器に接続されてい
る磁石を有し、前記変位力は両側方向で前記電機子に磁
気的な方式で与えられることを特徴とする請求項２に記
載の遠隔標的探知システムとされている。
は、前記スキャニング駆動手段は、前記変換器が初期位
置にある時に前記電磁コイル手段に対して磁極面が離隔
オフセット関係を持つように前記変換器に接続されてい
る磁石を有し、前記変位力は両側方向で前記電機子に磁
気的な方式で与えられることを特徴とする請求項２に記
載の遠隔標的探知システムとされている。
【０００９】請求項４に記載の遠隔標的探知システム
は、前記初期位置からの前記変換器のスキャニング変位
を前記スイープ角度内に制限するための止め手段を有す
ることを特徴とする請求項３に記載の遠隔標的探知シス
テムとされている。
は、前記初期位置からの前記変換器のスキャニング変位
を前記スイープ角度内に制限するための止め手段を有す
ることを特徴とする請求項３に記載の遠隔標的探知シス
テムとされている。
【００１０】請求項５に記載の遠隔標的探知システム
は、前記電磁石コイル手段に接続され、前記変換器のス
キャニング変位時に前記変換器が前記止め手段に当接さ
れたかまたは前記初期位置にあるかを前記電磁石コイル
への駆動電圧の大きさに基づいて検出する位置検出手段
と、前記初期位置または前記止め手段との当接位置が検
出されることにより、前記変位力の大きさおよび位相を
制御された方式で変位させ前記変換器のスキャニング変
位を前記スイープ角度範囲内に保持するための調整手段
とを有することを特徴とする請求項４に記載の遠隔標的
探知システムとされている。
は、前記電磁石コイル手段に接続され、前記変換器のス
キャニング変位時に前記変換器が前記止め手段に当接さ
れたかまたは前記初期位置にあるかを前記電磁石コイル
への駆動電圧の大きさに基づいて検出する位置検出手段
と、前記初期位置または前記止め手段との当接位置が検
出されることにより、前記変位力の大きさおよび位相を
制御された方式で変位させ前記変換器のスキャニング変
位を前記スイープ角度範囲内に保持するための調整手段
とを有することを特徴とする請求項４に記載の遠隔標的
探知システムとされている。
【００１１】請求項６に記載の遠隔標的探知システム
は、前記送受信手段に接続され、前記変換器のスキャニ
ング変位に対して時間的な相関関係で信号エネルギの発
生周期をコントロールするためのパルス制御手段を有す
ることを特徴とする請求項５に記載の遠隔標的探知シス
テムとされている。
は、前記送受信手段に接続され、前記変換器のスキャニ
ング変位に対して時間的な相関関係で信号エネルギの発
生周期をコントロールするためのパルス制御手段を有す
ることを特徴とする請求項５に記載の遠隔標的探知シス
テムとされている。
【００１２】請求項７に記載の遠隔標的探知システム
は、前記初期位置からの前記変換器のスキャニング変位
を前記スイープ角度内に制限するための止め手段を有す
ることを特徴とする請求項２に記載の遠隔標的探知シス
テムとされている。
は、前記初期位置からの前記変換器のスキャニング変位
を前記スイープ角度内に制限するための止め手段を有す
ることを特徴とする請求項２に記載の遠隔標的探知シス
テムとされている。
【００１３】請求項８に記載の遠隔標的探知システム
は、前記電磁コイル手段に接続され、前記変換器のスキ
ャニング変位時に前記変換器が前記止め手段に当接され
たかまたは前記初期位置にあるかを前記電磁石コイルへ
の駆動電圧の大きさに基づいて検出する位置検出手段
と、前記初期位置またま前記止め手段との当接位置が検
出されることにより、前記変位力の大きさおよび位相を
制御された方式で変化させ前記変換器のスキャニング変
位を前記スイープ角度範囲内に保持するための調整手段
とを有することを特徴とする請求項７に記載の遠隔標的
探知システムとされている。
は、前記電磁コイル手段に接続され、前記変換器のスキ
ャニング変位時に前記変換器が前記止め手段に当接され
たかまたは前記初期位置にあるかを前記電磁石コイルへ
の駆動電圧の大きさに基づいて検出する位置検出手段
と、前記初期位置またま前記止め手段との当接位置が検
出されることにより、前記変位力の大きさおよび位相を
制御された方式で変化させ前記変換器のスキャニング変
位を前記スイープ角度範囲内に保持するための調整手段
とを有することを特徴とする請求項７に記載の遠隔標的
探知システムとされている。
【００１４】請求項９に記載の遠隔標的探知システム
は、前記送受信手段に接続され、前記変換器のスキャニ
ング変位に対して時間的な相関関係で信号エネルギの発
生周期をコントロールするためのパルス制御手段を有す
ることを特徴とする請求項１に記載の遠隔標的探知シス
テムとされている。
は、前記送受信手段に接続され、前記変換器のスキャニ
ング変位に対して時間的な相関関係で信号エネルギの発
生周期をコントロールするためのパルス制御手段を有す
ることを特徴とする請求項１に記載の遠隔標的探知シス
テムとされている。
【００１５】請求項１０に記載の遠隔標的探知システム
は、前記初期位置からの前記変換器のスキャニング変位
を前記スイープ角度内に制限するための止め手段を有す
ることを特徴とする請求項１に記載の遠隔標的探知シス
テムとされている。
は、前記初期位置からの前記変換器のスキャニング変位
を前記スイープ角度内に制限するための止め手段を有す
ることを特徴とする請求項１に記載の遠隔標的探知シス
テムとされている。
【００１６】請求項１１に記載の遠隔標的探知システム
は、前記電磁コイル手段に接続され前記変換器のスキャ
ニング変位時に前記変換器が前記止め手段に当接された
かまたは前記初期位置にあるかを前記電磁石コイルへの
駆動電圧の大きさに基づいて検出する位置検出手段と、
前記初期位置または前記止め手段との当接位置が検出さ
れることにより、前記変位力の大きさおよび位相を制御
された方式で変化させ前記変換器のスキャニング変位を
前記スイープ角度範囲内に保持するための調整手段とを
有することを特徴とする請求項１０に記載の遠隔標的探
知システムとされている。
は、前記電磁コイル手段に接続され前記変換器のスキャ
ニング変位時に前記変換器が前記止め手段に当接された
かまたは前記初期位置にあるかを前記電磁石コイルへの
駆動電圧の大きさに基づいて検出する位置検出手段と、
前記初期位置または前記止め手段との当接位置が検出さ
れることにより、前記変位力の大きさおよび位相を制御
された方式で変化させ前記変換器のスキャニング変位を
前記スイープ角度範囲内に保持するための調整手段とを
有することを特徴とする請求項１０に記載の遠隔標的探
知システムとされている。
【００１７】請求項１２に記載の遠隔標的探知システム
は、電気エネルギと音波エネルギとの相互の変換を行な
う変換器と、前記変換器により変換された信号エネルギ
を周期的に送受信する送受信手段と、前記変換器に動作
可能に接続され当該変換器をスキャニング変位させるス
キャニング駆動手段を有する遠隔標的探知システムにお
いて、初期位置からの前記変換器のスキャニング変位を
所定のスイープ角度内に制限するための止め手段と、前
記スキャニング駆動手段に接続され、前記変換器のスキ
ャニング変位時に前記変換器が前記止め手段に当接され
たかまたは前記初期位置にあるかを前記電磁石コイルへ
の駆動電圧の大きさに基づいて検出する位置検出手段と
前記初期位置または前記止め手段との当接位置が検出さ
れることにより、前記変位力の大きさおよび検出位置に
対する時間的相関関係を制御された方式で変化させ前記
変換器のスキャニング変位を所定のスイープ角度内で、
ほぼ一定に保持するための調整手段を有することを特徴
とする。
は、電気エネルギと音波エネルギとの相互の変換を行な
う変換器と、前記変換器により変換された信号エネルギ
を周期的に送受信する送受信手段と、前記変換器に動作
可能に接続され当該変換器をスキャニング変位させるス
キャニング駆動手段を有する遠隔標的探知システムにお
いて、初期位置からの前記変換器のスキャニング変位を
所定のスイープ角度内に制限するための止め手段と、前
記スキャニング駆動手段に接続され、前記変換器のスキ
ャニング変位時に前記変換器が前記止め手段に当接され
たかまたは前記初期位置にあるかを前記電磁石コイルへ
の駆動電圧の大きさに基づいて検出する位置検出手段と
前記初期位置または前記止め手段との当接位置が検出さ
れることにより、前記変位力の大きさおよび検出位置に
対する時間的相関関係を制御された方式で変化させ前記
変換器のスキャニング変位を所定のスイープ角度内で、
ほぼ一定に保持するための調整手段を有することを特徴
とする。
【００１８】請求項１３に記載の遠隔標的探知システム
は、前記送受信手段に接続され、前記変換器のスキャニ
ング変位に対して時間的な相関関係で信号エネルギの発
生周期をコントロールするためのパルス制御手段を有す
ることを特徴とする請求項１２に記載の遠隔標的探知シ
ステムとされている。
は、前記送受信手段に接続され、前記変換器のスキャニ
ング変位に対して時間的な相関関係で信号エネルギの発
生周期をコントロールするためのパルス制御手段を有す
ることを特徴とする請求項１２に記載の遠隔標的探知シ
ステムとされている。
【００１９】請求項１４に記載の遠隔標的探知システム
は、電気エネルギと音波エネルギとの相互の変換を行な
う変換器と、前記変換器によって変換された信号エネル
ギを周期的に送受信する送受信手段と、前記変換器に動
作可能に接続され当該変換器をスキャニング変位させる
スキャニング駆動手段を有する遠隔標的探知システムに
おいて、前記スキャニング駆動手段に接続され前記変換
器の動きの変化状態を前記電磁石コイルへの駆動電圧の
大きさの変化に基づいて検出する検出するための位置検
出手段と、前記位置検出手段に動作可能に接続され前記
変換器の急激な運動変化の検出により前記変換器のスキ
ャニング変位に対して時間的な相関関係を前記送受信手
段による信号エネルギの発生周期を変換させるためのパ
ルス制御手段とを有することを特徴とする遠隔標的探知
システムとされている。
は、電気エネルギと音波エネルギとの相互の変換を行な
う変換器と、前記変換器によって変換された信号エネル
ギを周期的に送受信する送受信手段と、前記変換器に動
作可能に接続され当該変換器をスキャニング変位させる
スキャニング駆動手段を有する遠隔標的探知システムに
おいて、前記スキャニング駆動手段に接続され前記変換
器の動きの変化状態を前記電磁石コイルへの駆動電圧の
大きさの変化に基づいて検出する検出するための位置検
出手段と、前記位置検出手段に動作可能に接続され前記
変換器の急激な運動変化の検出により前記変換器のスキ
ャニング変位に対して時間的な相関関係を前記送受信手
段による信号エネルギの発生周期を変換させるためのパ
ルス制御手段とを有することを特徴とする遠隔標的探知
システムとされている。
【００２０】請求項１５に記載の遠隔標的探知システム
は、前記スキャニング駆動手段は、前記変換器に磁気的
な方式で変位力を与えるための電磁コイル手段と、前記
電磁コイル手段に接続され前記変位力を発生させるため
のパルス発生手段とを有することを特徴とする請求項１
４に記載の遠隔標的探知システムとされている。
は、前記スキャニング駆動手段は、前記変換器に磁気的
な方式で変位力を与えるための電磁コイル手段と、前記
電磁コイル手段に接続され前記変位力を発生させるため
のパルス発生手段とを有することを特徴とする請求項１
４に記載の遠隔標的探知システムとされている。
【００２１】請求項１６に記載の遠隔標的探知システム
は、前記スキャニング駆動手段は、前記変換器が初期位
置にある時に前記電磁コイル手段に対して磁極面が離隔
オフセット関係を持つように前記変換器に接続された磁
石を有し、前記変位力を両側方向で前記電機子に磁気的
な方式で与えられることを特徴とする請求項１５に記載
の遠隔標的探知システムとされている。
は、前記スキャニング駆動手段は、前記変換器が初期位
置にある時に前記電磁コイル手段に対して磁極面が離隔
オフセット関係を持つように前記変換器に接続された磁
石を有し、前記変位力を両側方向で前記電機子に磁気的
な方式で与えられることを特徴とする請求項１５に記載
の遠隔標的探知システムとされている。
【００２２】請求項１７に記載の遠隔標的探知システム
は、電気エネルギと音波エネルギとの相互の変換を行な
う変換器と、前記変換器によって変換された信号エネル
ギを周期的に送受信する送受信手段と、前記変換器に動
作可能に接続され当該変換器をスキャニング変位させる
スキャニング駆動手段を有する遠隔標的探知システムに
おいて、前記スキャニング駆動手段による変換器の変位
が始まる初期位置に向かって前記変換器をバイアスさせ
るセンタリング手段と、前記センタリング手段を介して
前記変換器と前記送受信手段を電気的に相互接続させる
端子手段とを有することを特徴とする遠隔標的探知シス
テムとされている。
は、電気エネルギと音波エネルギとの相互の変換を行な
う変換器と、前記変換器によって変換された信号エネル
ギを周期的に送受信する送受信手段と、前記変換器に動
作可能に接続され当該変換器をスキャニング変位させる
スキャニング駆動手段を有する遠隔標的探知システムに
おいて、前記スキャニング駆動手段による変換器の変位
が始まる初期位置に向かって前記変換器をバイアスさせ
るセンタリング手段と、前記センタリング手段を介して
前記変換器と前記送受信手段を電気的に相互接続させる
端子手段とを有することを特徴とする遠隔標的探知シス
テムとされている。
【００２３】請求項１８に記載の遠隔標的探知システム
は、前記センタリング手段は、前記端子手段により固定
された一対のスプリング要素と、前記変換器を装着し得
るように前記スプリング要素に接続された支持部材と、
前記変換器が前記センタリング手段のバイアス力に対抗
しつつ回転運動できるように前記支持部材の回転軸線を
設定するためのベアリング手段で構成され、前記スプリ
ング要素は電気伝導性物質から製造されたことを特徴と
する請求項１７に記載の遠隔標的探知システムとされて
いる。
は、前記センタリング手段は、前記端子手段により固定
された一対のスプリング要素と、前記変換器を装着し得
るように前記スプリング要素に接続された支持部材と、
前記変換器が前記センタリング手段のバイアス力に対抗
しつつ回転運動できるように前記支持部材の回転軸線を
設定するためのベアリング手段で構成され、前記スプリ
ング要素は電気伝導性物質から製造されたことを特徴と
する請求項１７に記載の遠隔標的探知システムとされて
いる。
【００２４】請求項１９に記載の遠隔標的探知システム
は、前記変換器に磁気的な方式で変位力を与えて当該変
換器をスキャニング変位させるための電磁手段と、前記
電磁手段に接続され前記変位力を発生させるためのパル
ス発生手段を有する請求項１８に記載の遠隔標的探知シ
ステムとされている。
は、前記変換器に磁気的な方式で変位力を与えて当該変
換器をスキャニング変位させるための電磁手段と、前記
電磁手段に接続され前記変位力を発生させるためのパル
ス発生手段を有する請求項１８に記載の遠隔標的探知シ
ステムとされている。
【００２５】請求項２０に記載の遠隔標的探知システム
は、前記電磁手段に対して磁極面が離隔オフセット関係
で前記変換器支持部材に接続され、前記変位力による前
記変換器の両方向スキャニング変位の開始点になる前記
初期位置を設定するための磁石を有する請求項１９に記
載の遠隔標的探知システムとされている。
は、前記電磁手段に対して磁極面が離隔オフセット関係
で前記変換器支持部材に接続され、前記変位力による前
記変換器の両方向スキャニング変位の開始点になる前記
初期位置を設定するための磁石を有する請求項１９に記
載の遠隔標的探知システムとされている。
【００２６】請求項２１に記載の遠隔標的探知システム
は、電気エネルギと音波エネルギとの相互のの変換を行
なうための変換器と、前記変換器に動作可能に接続され
当該変換器を初期位置からスキャニング変位させるため
のスキャニング駆動手段とを備えたもので、前記スキャ
ニング駆動手段は、電磁コイルと磁極面を持つ磁石と、
前記電磁コイルに接続され当該コイルを周期的に磁化さ
せるためのパルス発生手段とを有している遠隔標的探知
システムにおいて、前記変換器と前記初期位置にある時
に前記磁極面が前記電磁コイルに対してオフセット関係
で配列できるように前記磁石を前記変換器に装着させる
ための手段と、前記電磁コイルに動作可能に接続され当
該コイルが周期的に磁化された時に波形を測定するため
の検出手段を有することを特徴とする。
は、電気エネルギと音波エネルギとの相互のの変換を行
なうための変換器と、前記変換器に動作可能に接続され
当該変換器を初期位置からスキャニング変位させるため
のスキャニング駆動手段とを備えたもので、前記スキャ
ニング駆動手段は、電磁コイルと磁極面を持つ磁石と、
前記電磁コイルに接続され当該コイルを周期的に磁化さ
せるためのパルス発生手段とを有している遠隔標的探知
システムにおいて、前記変換器と前記初期位置にある時
に前記磁極面が前記電磁コイルに対してオフセット関係
で配列できるように前記磁石を前記変換器に装着させる
ための手段と、前記電磁コイルに動作可能に接続され当
該コイルが周期的に磁化された時に波形を測定するため
の検出手段を有することを特徴とする。
【００２７】請求項２２に記載の遠隔標的探知システム
は、前記検出手段に動作可能に接続され前記変換器が前
記初期位置にある間に波形測定周期の偏差を検出するた
めのデータモニタリング手段と、前記パルス発生手段に
動作可能に接続させることにより、前記波形測定周期の
偏差が検出された時、前記コイルを通じて流れる電流の
流れ方向を制御するための制御手段とを有することを特
徴とする請求項２１に記載の遠隔標的探知システムとさ
れている。
は、前記検出手段に動作可能に接続され前記変換器が前
記初期位置にある間に波形測定周期の偏差を検出するた
めのデータモニタリング手段と、前記パルス発生手段に
動作可能に接続させることにより、前記波形測定周期の
偏差が検出された時、前記コイルを通じて流れる電流の
流れ方向を制御するための制御手段とを有することを特
徴とする請求項２１に記載の遠隔標的探知システムとさ
れている。
【００２８】
【作用】請求項１から２２に記載の本発明の遠隔標的探
知システムによれば、一つの変換器を用いて探知区域内
に超音波エネルギを放射して、エコーの原理により遠隔
物体を探知することになる。この時、短い周期を持つ強
力な超音波エネルギパルスは変換器から放射された後、
所定の方向に配向され、前記変換器は探知区域内の標的
物体から反射されてくるエコーを聞いて標的物体の距
離、方向および特性を判断する。エコーを受信する変換
器はスプリングのセンタリングバイアス力を克服し、初
期位置からスキャニング動作を行なう。前記スプリング
は変換器と送受信回路との間にパルス信号を伝送する導
線としての機能も兼ねる。電磁石スキャナ駆動器は変換
器に揺動運動を与えて３６０°未満のスイープ角度範囲
内で変換器を角運動させることになるところ、この時に
用いられる磁気的な変位力は変換器の初期位置および末
期位置において、電磁スキャナ駆動器の負荷によって異
なり、変換器の位置は前記電磁スキャナ駆動器に組み合
わせた位置センサにより検出される。このような変位力
の変化は適切にプログラムされたコンピュータによる制
御の下に行なうので、比較的一定なスイープ角度を保持
することができ、変換器は送受信回路から供給されるパ
ルスと時間的に連係され前記スイープ角度範囲内で揺動
運動しつつ超音波を放射する。
知システムによれば、一つの変換器を用いて探知区域内
に超音波エネルギを放射して、エコーの原理により遠隔
物体を探知することになる。この時、短い周期を持つ強
力な超音波エネルギパルスは変換器から放射された後、
所定の方向に配向され、前記変換器は探知区域内の標的
物体から反射されてくるエコーを聞いて標的物体の距
離、方向および特性を判断する。エコーを受信する変換
器はスプリングのセンタリングバイアス力を克服し、初
期位置からスキャニング動作を行なう。前記スプリング
は変換器と送受信回路との間にパルス信号を伝送する導
線としての機能も兼ねる。電磁石スキャナ駆動器は変換
器に揺動運動を与えて３６０°未満のスイープ角度範囲
内で変換器を角運動させることになるところ、この時に
用いられる磁気的な変位力は変換器の初期位置および末
期位置において、電磁スキャナ駆動器の負荷によって異
なり、変換器の位置は前記電磁スキャナ駆動器に組み合
わせた位置センサにより検出される。このような変位力
の変化は適切にプログラムされたコンピュータによる制
御の下に行なうので、比較的一定なスイープ角度を保持
することができ、変換器は送受信回路から供給されるパ
ルスと時間的に連係され前記スイープ角度範囲内で揺動
運動しつつ超音波を放射する。
【００２９】
【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。
施例を詳細に説明する。
【００３０】図面を参照すると、図１にて参照番号１０
は電気−音響変換器組立体で、この変換器組立体１０は
例えばプラスチック物質で製造された管状ハウジング１
２を有するものとして、遠隔物体探知システムを装着す
るためのプラットホームに取り付けて用いられるように
なっている。前記管状ハウジング１２は相互に対して平
行に離隔され縦方向に延長された一対のスロット１４を
有しており、前記管状ハウジング１２の軸方向先端は円
弧形の対向端部１６，１８によって終止されている。こ
れらのうち一つの対向端部１８は相対側の端部１６に比
べて縦方向に長く延長されている。
は電気−音響変換器組立体で、この変換器組立体１０は
例えばプラスチック物質で製造された管状ハウジング１
２を有するものとして、遠隔物体探知システムを装着す
るためのプラットホームに取り付けて用いられるように
なっている。前記管状ハウジング１２は相互に対して平
行に離隔され縦方向に延長された一対のスロット１４を
有しており、前記管状ハウジング１２の軸方向先端は円
弧形の対向端部１６，１８によって終止されている。こ
れらのうち一つの対向端部１８は相対側の端部１６に比
べて縦方向に長く延長されている。
【００３１】前記した先端部の反対側の管状ハウジング
１２の後端部は平坦部２０を形成するように切欠されて
おり、当該平坦部２０は図２に示したように扇形壁部２
２を介して管状ハウジングの残り部分と接続されてい
る。図２および図３に示すように、前記管状ハウジング
の後端部は平坦部２０と円筒部２６との間に挟まれたカ
バー部材２４により詰まっている。カバー部材２４には
端子接続プラグ２８が設けられており、このプラグを通
じて変換器組立体１０と後述する制御システムとの間に
電気的接続が行なわれている。
１２の後端部は平坦部２０を形成するように切欠されて
おり、当該平坦部２０は図２に示したように扇形壁部２
２を介して管状ハウジングの残り部分と接続されてい
る。図２および図３に示すように、前記管状ハウジング
の後端部は平坦部２０と円筒部２６との間に挟まれたカ
バー部材２４により詰まっている。カバー部材２４には
端子接続プラグ２８が設けられており、このプラグを通
じて変換器組立体１０と後述する制御システムとの間に
電気的接続が行なわれている。
【００３２】変換器組立体１０の管状ハウジング１２
は、ゴムバンド３０の形態となった一対の止め要素を有
しており、前記ゴムバンド３０は図３から明らかなよう
に、ハウジング１２に両端部が固定され、スロット１４
を貫いている。このスロット１４はおよそ円筒形の変換
器支持部材３２の側部を露出させる。前記変換器支持部
材３２は、図２および図３に示したように後端壁３４を
持つ。
は、ゴムバンド３０の形態となった一対の止め要素を有
しており、前記ゴムバンド３０は図３から明らかなよう
に、ハウジング１２に両端部が固定され、スロット１４
を貫いている。このスロット１４はおよそ円筒形の変換
器支持部材３２の側部を露出させる。前記変換器支持部
材３２は、図２および図３に示したように後端壁３４を
持つ。
【００３３】公知の構造の超音波変換器素子３６は変換
器支持部材３２の内部に設けられるが、それのエネルギ
送受信面３８は管状ハウジング１２の開放先端を通じて
露出されている。管状ハウジング１２には一対のクロッ
ク型ベアリング要素４０が相互整列状態でねじ結合され
て、当該管状ハウジング１２の縦軸に直交する回転軸線
を設定することになる。ベアリング支持式突出要素４２
は、図２に示したように、前記ベアリング要素４０と当
接した状態で円筒形の変換器支持部材３２に固定される
ことにより、前記変換器素子３６がベアリング要素によ
り設けられた回転軸線を中心に大変な摩擦なしに角運動
できるようにする。
器支持部材３２の内部に設けられるが、それのエネルギ
送受信面３８は管状ハウジング１２の開放先端を通じて
露出されている。管状ハウジング１２には一対のクロッ
ク型ベアリング要素４０が相互整列状態でねじ結合され
て、当該管状ハウジング１２の縦軸に直交する回転軸線
を設定することになる。ベアリング支持式突出要素４２
は、図２に示したように、前記ベアリング要素４０と当
接した状態で円筒形の変換器支持部材３２に固定される
ことにより、前記変換器素子３６がベアリング要素によ
り設けられた回転軸線を中心に大変な摩擦なしに角運動
できるようにする。
【００３４】図３および図４を参照すると、突出要素４
２のボディー部には一対の螺旋状センタリングスプリン
グ４６の端部４４が固定されている。前記螺旋状センタ
リングスプリング４６は鋼鉄などのような導電性物質か
ら製造されるものとして、その端部４８は端子用ねじ釘
５０により管状ハウジング１２に固定されると共に、コ
ネクタ５２に電気的に接続される。端子用ねじ釘５０は
管状ハウジング１２の内部に位置した横設置壁５４に固
定される。前記横設置壁５４は、管状ハウジング１２の
内部を、支持部材３２上の変換器素子３６を収納するた
めの前方隔室と電磁石スキャナ駆動器５６を収納するた
めの後方隔室として両分される。
２のボディー部には一対の螺旋状センタリングスプリン
グ４６の端部４４が固定されている。前記螺旋状センタ
リングスプリング４６は鋼鉄などのような導電性物質か
ら製造されるものとして、その端部４８は端子用ねじ釘
５０により管状ハウジング１２に固定されると共に、コ
ネクタ５２に電気的に接続される。端子用ねじ釘５０は
管状ハウジング１２の内部に位置した横設置壁５４に固
定される。前記横設置壁５４は、管状ハウジング１２の
内部を、支持部材３２上の変換器素子３６を収納するた
めの前方隔室と電磁石スキャナ駆動器５６を収納するた
めの後方隔室として両分される。
【００３５】前記スキャナ駆動器５６は、電磁コイル５
８を有しており、このコイルは図２および図３に示した
ように、前記横設置壁５４から軸方向へ伸長する管状の
内側コア部６０と円筒形の外側ハウジング部６２との間
に形成された環状空間内に設けられる。電磁コイル５８
の両端部は端子６４，６６を介して絶縁状態の導線６
８，７０に接続され、前記各々の導線は前述した電気接
続プラグ２８内へ伸長している。従って、導線６８，７
０を介して電磁コイル５８に電流を与えると磁場が生
じ、この磁場は管状の内側コア部６０を介して縦軸方向
に配向される。
８を有しており、このコイルは図２および図３に示した
ように、前記横設置壁５４から軸方向へ伸長する管状の
内側コア部６０と円筒形の外側ハウジング部６２との間
に形成された環状空間内に設けられる。電磁コイル５８
の両端部は端子６４，６６を介して絶縁状態の導線６
８，７０に接続され、前記各々の導線は前述した電気接
続プラグ２８内へ伸長している。従って、導線６８，７
０を介して電磁コイル５８に電流を与えると磁場が生
じ、この磁場は管状の内側コア部６０を介して縦軸方向
に配向される。
【００３６】図３から明らかに分かるように、スキャナ
駆動器５６に管状内側コア部６０を通過する縦軸は、変
換器支持部材が前述した螺旋状スプリング４６によりバ
イアスされている初期位置において、当該変換器支持部
材３２の後端壁３４に固定された棒状の永久磁石７４の
端部表面７２に対して軸方向離隔オフセット関係を持
つ。一方向にのみ電流を流せてスキャナ駆動器５６のコ
イル５８が通電されると磁気反発力が生じられ、かかる
磁気反発力は永久磁石７４の磁極７２に作用して変換素
子３６を例えば、図３の矢印に示したように反時計方向
に付勢することにより、永久磁石がコイル表面から離れ
る方向へ運動するようにする。このように初期位置にお
いて、磁極面７２をコイル５８の軸線に対してオフセッ
ト関係で位置させると、変換器の反時計方向への角運動
が保障されるから、後述するデータ処理システムは変換
器の運動方向を正確に予測および検出できることにな
る。
駆動器５６に管状内側コア部６０を通過する縦軸は、変
換器支持部材が前述した螺旋状スプリング４６によりバ
イアスされている初期位置において、当該変換器支持部
材３２の後端壁３４に固定された棒状の永久磁石７４の
端部表面７２に対して軸方向離隔オフセット関係を持
つ。一方向にのみ電流を流せてスキャナ駆動器５６のコ
イル５８が通電されると磁気反発力が生じられ、かかる
磁気反発力は永久磁石７４の磁極７２に作用して変換素
子３６を例えば、図３の矢印に示したように反時計方向
に付勢することにより、永久磁石がコイル表面から離れ
る方向へ運動するようにする。このように初期位置にお
いて、磁極面７２をコイル５８の軸線に対してオフセッ
ト関係で位置させると、変換器の反時計方向への角運動
が保障されるから、後述するデータ処理システムは変換
器の運動方向を正確に予測および検出できることにな
る。
【００３７】変換器がベアリング要素４０に支持され、
それの回転軸線を中心にいずれか一方に角運動すること
により、棒状の永久磁石７４は管状ハウジング１２のス
ロット１４を通じて突出されたゴムバンド止め部材３０
と当接することになり、この結果、変換器は制限された
範囲内でのみ角運動をする。螺旋状スプリング４６がい
ずれか一定方向にバイアスされると、変換器素子３６は
図３に示したような初期位置に戻ろうとする傾向を有
し、且つ変換器素子３６と絶縁導線７６，７８との間に
は電気接続がなされる。前記したように、前記絶縁導線
は端子ねじ５０を介して螺旋状スプリング要素４６に接
続されている。また絶縁導線７６，７８は、接続プラグ
２８内に伸長しており、電気パルスはこの接続プラグを
介して変換器へ伝送されて超音波エネルギとして放射さ
れる。反向エコーも前記接続プラグを介して電気的信号
エネルギに変換された後、変換器組立体１０が組み合わ
せている制御システムへ伝送する。
それの回転軸線を中心にいずれか一方に角運動すること
により、棒状の永久磁石７４は管状ハウジング１２のス
ロット１４を通じて突出されたゴムバンド止め部材３０
と当接することになり、この結果、変換器は制限された
範囲内でのみ角運動をする。螺旋状スプリング４６がい
ずれか一定方向にバイアスされると、変換器素子３６は
図３に示したような初期位置に戻ろうとする傾向を有
し、且つ変換器素子３６と絶縁導線７６，７８との間に
は電気接続がなされる。前記したように、前記絶縁導線
は端子ねじ５０を介して螺旋状スプリング要素４６に接
続されている。また絶縁導線７６，７８は、接続プラグ
２８内に伸長しており、電気パルスはこの接続プラグを
介して変換器へ伝送されて超音波エネルギとして放射さ
れる。反向エコーも前記接続プラグを介して電気的信号
エネルギに変換された後、変換器組立体１０が組み合わ
せている制御システムへ伝送する。
【００３８】この制御システムについては以下で詳細に
説明する。
説明する。
【００３９】図５を参照すると、変換器組立体１０は接
続プラグ２８を介して前記制御システム８０に接続され
たもので示している。変換器素子３６は制御システムか
ら導線７６を通じて供給させる電流によりパルス駆動さ
れ包絡線８４で示した探知区域内にベクトル８２へ超音
波エネルギを放射する。本発明の一実施例によれば、探
知区域内包絡線は約１１．３６msの呼出周期の間に設定
される。この周期の間、探知区域内のすべての物体や標
的は超音波エコーエネルギを効果的に反射させることに
なり、前記エコーエネルギは変換素子により受信された
後、電気的なエネルギに変えられ導線７６を通じて制御
システム８０へ伝送される。且つ、このような本発明の
実施例によれば、探知包絡線８４はその回転軸線８８か
ら約７ftまでの探知距離８６を設定することになり、こ
の距離は各々の超音波呼出周期の間に殆ど一定に保持さ
れる。また、図５に示した探知包絡線８４は約２０°の
最大探知角度を持つ。
続プラグ２８を介して前記制御システム８０に接続され
たもので示している。変換器素子３６は制御システムか
ら導線７６を通じて供給させる電流によりパルス駆動さ
れ包絡線８４で示した探知区域内にベクトル８２へ超音
波エネルギを放射する。本発明の一実施例によれば、探
知区域内包絡線は約１１．３６msの呼出周期の間に設定
される。この周期の間、探知区域内のすべての物体や標
的は超音波エコーエネルギを効果的に反射させることに
なり、前記エコーエネルギは変換素子により受信された
後、電気的なエネルギに変えられ導線７６を通じて制御
システム８０へ伝送される。且つ、このような本発明の
実施例によれば、探知包絡線８４はその回転軸線８８か
ら約７ftまでの探知距離８６を設定することになり、こ
の距離は各々の超音波呼出周期の間に殆ど一定に保持さ
れる。また、図５に示した探知包絡線８４は約２０°の
最大探知角度を持つ。
【００４０】続いて、図５を参照すると、変換器素子３
６は３６０°未満の角度範囲、例えば１８０°のスイー
プ角度内でそれが回転軸線８８を中心に回転しつつ単一
包絡線８４が占める領域より非常に広い探知領域をスキ
ャニングすることになる。このような変換器のスキャニ
ング動作は前述した駆動器５６の電磁コイル５８から供
給されるパルスに応答し、図５に示した初期位置から両
側方向に９０°範囲内で角運動することにより試され
る。図１１は複数のスイープ角位置における探知包絡線
８４を概略的に示した。前記探知包絡線は変換器に与え
られる約２５０μｓ周期のパルスを持つ夫々の呼出周期
が開示されることにより、複数のスイープ角位置へ移動
していく。コイル５８に与えられる電気信号としての駆
動パルス信号は、その大きさおよび周期が種々変わるの
に、これは変換器素子が初期位置から止め部材により限
られる末期位置に至る間に変換器の位置と超音波放射動
作との間に所望の動作関係を保持させることになる。変
換器素子３６を介して超音波エネルギに変換されるパル
ス信号は、送受信回路部１０２内のパルス駆動器９２か
ら導線７６および導電体であるスプリング要素４６を介
して変換器素子３６へ与えられ、かかるパルス印加動作
はマイクロコンピュータ９８の端子９４，９６から出力
されるパルス発生信号とゲート信号により制御される。
探知区域内に位置する物体から反射され変換器素子３６
にて電気的信号に変換されたエコー信号は螺旋状スプリ
ング４６と導線７６を介して送受信回路部１０２内の雑
音増幅器１００へ与えられ、この増幅器１００で増幅さ
れたエコー信号は送受信回路部１０２内の負ピーク値検
出器１０４を介してマイクロコンピュータの入力端１０
６に与えられる。マイクロコンピュータは前記入力信号
データを用いて信号を反射した探知区域内の標的物体を
分析し、予めプログラムされた内容により、例えば探知
された標的物体の性質または位置などの情報を表示器１
０８上に表すなどの機能を果たすことになる。このよう
にマイクロコンピュータでエコー信号を分析するのにお
いては、電磁コイル５８に供給されるパルス周期とスキ
ャニング時の変換器素子の位置に対する時差関係に依存
することは勿論である。
６は３６０°未満の角度範囲、例えば１８０°のスイー
プ角度内でそれが回転軸線８８を中心に回転しつつ単一
包絡線８４が占める領域より非常に広い探知領域をスキ
ャニングすることになる。このような変換器のスキャニ
ング動作は前述した駆動器５６の電磁コイル５８から供
給されるパルスに応答し、図５に示した初期位置から両
側方向に９０°範囲内で角運動することにより試され
る。図１１は複数のスイープ角位置における探知包絡線
８４を概略的に示した。前記探知包絡線は変換器に与え
られる約２５０μｓ周期のパルスを持つ夫々の呼出周期
が開示されることにより、複数のスイープ角位置へ移動
していく。コイル５８に与えられる電気信号としての駆
動パルス信号は、その大きさおよび周期が種々変わるの
に、これは変換器素子が初期位置から止め部材により限
られる末期位置に至る間に変換器の位置と超音波放射動
作との間に所望の動作関係を保持させることになる。変
換器素子３６を介して超音波エネルギに変換されるパル
ス信号は、送受信回路部１０２内のパルス駆動器９２か
ら導線７６および導電体であるスプリング要素４６を介
して変換器素子３６へ与えられ、かかるパルス印加動作
はマイクロコンピュータ９８の端子９４，９６から出力
されるパルス発生信号とゲート信号により制御される。
探知区域内に位置する物体から反射され変換器素子３６
にて電気的信号に変換されたエコー信号は螺旋状スプリ
ング４６と導線７６を介して送受信回路部１０２内の雑
音増幅器１００へ与えられ、この増幅器１００で増幅さ
れたエコー信号は送受信回路部１０２内の負ピーク値検
出器１０４を介してマイクロコンピュータの入力端１０
６に与えられる。マイクロコンピュータは前記入力信号
データを用いて信号を反射した探知区域内の標的物体を
分析し、予めプログラムされた内容により、例えば探知
された標的物体の性質または位置などの情報を表示器１
０８上に表すなどの機能を果たすことになる。このよう
にマイクロコンピュータでエコー信号を分析するのにお
いては、電磁コイル５８に供給されるパルス周期とスキ
ャニング時の変換器素子の位置に対する時差関係に依存
することは勿論である。
【００４１】変換器の変位動作とそれの位置検出動作
は、図５に示したスキャニング駆動および検出部１１０
で行なう。この駆動および検出部１１０は図５に示した
ように変換器を駆動させるリセット可能な駆動回路１１
２および変換器の位置検出手段としての位置検出回路１
１４で構成される。前記電磁コイル５８はリセット可能
な駆動回路１１２および導線６８を介してマイクロコン
ピュータ９８のパルス信号出力端１１６に接続される。
変換器素子位置信号は、位置検出回路１１４により検出
され、この位置検出回路１１４は導線６８を介してコイ
ル５８に接続されると共に、マイクロコンピュータ９８
の位置信号入力端１１８に接続される。
は、図５に示したスキャニング駆動および検出部１１０
で行なう。この駆動および検出部１１０は図５に示した
ように変換器を駆動させるリセット可能な駆動回路１１
２および変換器の位置検出手段としての位置検出回路１
１４で構成される。前記電磁コイル５８はリセット可能
な駆動回路１１２および導線６８を介してマイクロコン
ピュータ９８のパルス信号出力端１１６に接続される。
変換器素子位置信号は、位置検出回路１１４により検出
され、この位置検出回路１１４は導線６８を介してコイ
ル５８に接続されると共に、マイクロコンピュータ９８
の位置信号入力端１１８に接続される。
【００４２】尚、制御装置８０はバッテリ１２０の電源
を有しているところ、前記バッテリ１２０の陽極端子は
駆動回路１１２，パルス駆動器９２および電圧調整器１
２２に接続される。前記電圧調整器１２２は、各々異な
る２つの出力電圧、即ちパルス発生部９２、低雑音増幅
部１００および負ピーク値検出部１０４にはライン１２
６を介して５Ｖ電圧を供給し、位置感知部１１４および
マイクロコンピュータ９８にはライン１２４を介して
１．８Ｖの基準バイアス電圧を供給する。バイアスライ
ン１２４の電位はマイクロコンピュータ９８内へ与えら
れるＡＣ信号に影響をあたえないために接地端より高く
設定されている。
を有しているところ、前記バッテリ１２０の陽極端子は
駆動回路１１２，パルス駆動器９２および電圧調整器１
２２に接続される。前記電圧調整器１２２は、各々異な
る２つの出力電圧、即ちパルス発生部９２、低雑音増幅
部１００および負ピーク値検出部１０４にはライン１２
６を介して５Ｖ電圧を供給し、位置感知部１１４および
マイクロコンピュータ９８にはライン１２４を介して
１．８Ｖの基準バイアス電圧を供給する。バイアスライ
ン１２４の電位はマイクロコンピュータ９８内へ与えら
れるＡＣ信号に影響をあたえないために接地端より高く
設定されている。
【００４３】以下、送受信回路部１０２の構成は図６に
より詳細に示されている。
より詳細に示されている。
【００４４】パルス駆動器９２は接地端と電源供給端と
の間に接続された一対の直列接続トランジスタ１２９，
１３０を備えている。これらのトランジスタ１２９，１
３０はコレクタから導線７６を介して変換器素子３６に
パルス出力を与える。
の間に接続された一対の直列接続トランジスタ１２９，
１３０を備えている。これらのトランジスタ１２９，１
３０はコレクタから導線７６を介して変換器素子３６に
パルス出力を与える。
【００４５】マイクロコンピュータの出力端９４から周
波数２００KHz の信号が抵抗１３２を介してトランジス
タ１３４のベースに与えられると、前記トランジスタ１
３４はターンオンされ、このトランジスタ１３４のター
ンオン動作により抵抗１３６を介してトランジスタ１２
８のベースにコントロールバイアスが与えられる。他
方、トランジスタ１２８，１３０のコレクタからの出力
はマイクロコンピュータの端子９６から抵抗１３８を介
してトランジスタ１４０のベースに与えられるゲート信
号によって制御され、このゲート信号はトランジスタ１
４０を周期的にスイッチオンさせて、このトランジスタ
１４０のスイッチオンによりトランジスタ１３０のベー
スにバイアスが与えられつつこのトランジスタ１３０が
通電される。また，端子９４のパルス入力信号は抵抗１
４２を介してトランジスタ１４４に与えられ、このトラ
ンジスタ１４４のコレクタのみ接地端子に接続されたエ
ミッタを有するトランジスタ１３０のベースと抵抗１４
６との間の接続点に接続される。
波数２００KHz の信号が抵抗１３２を介してトランジス
タ１３４のベースに与えられると、前記トランジスタ１
３４はターンオンされ、このトランジスタ１３４のター
ンオン動作により抵抗１３６を介してトランジスタ１２
８のベースにコントロールバイアスが与えられる。他
方、トランジスタ１２８，１３０のコレクタからの出力
はマイクロコンピュータの端子９６から抵抗１３８を介
してトランジスタ１４０のベースに与えられるゲート信
号によって制御され、このゲート信号はトランジスタ１
４０を周期的にスイッチオンさせて、このトランジスタ
１４０のスイッチオンによりトランジスタ１３０のベー
スにバイアスが与えられつつこのトランジスタ１３０が
通電される。また，端子９４のパルス入力信号は抵抗１
４２を介してトランジスタ１４４に与えられ、このトラ
ンジスタ１４４のコレクタのみ接地端子に接続されたエ
ミッタを有するトランジスタ１３０のベースと抵抗１４
６との間の接続点に接続される。
【００４６】超音波変換器素子３６により検出されたエ
コー信号は、導線７６およびコンデンサ１４８を介して
低雑音増幅器１００内に配置されたトランジスタ１５０
のベースに与えられた後、トランジスタ１５０のエミッ
タに接続された容量可変インダクタ１５２により、その
利得が高められると共に雑音が除去される。
コー信号は、導線７６およびコンデンサ１４８を介して
低雑音増幅器１００内に配置されたトランジスタ１５０
のベースに与えられた後、トランジスタ１５０のエミッ
タに接続された容量可変インダクタ１５２により、その
利得が高められると共に雑音が除去される。
【００４７】一方、抵抗１５８を介して５Ｖ電源１２６
からバイアス電圧が供給されるトランジスタ１５０のコ
レクタ出力は、トランジスタ１６２のベースに与えられ
た後、コンデンサ１６６とトランジスタ１６２のエミッ
タ端に接続された容量可変インダクタ１６２により同調
される。前記トランジスタ１６２のエミッタ端には、抵
抗６８を介して陽極端子からバイアス電圧が供給される
ことになる。
からバイアス電圧が供給されるトランジスタ１５０のコ
レクタ出力は、トランジスタ１６２のベースに与えられ
た後、コンデンサ１６６とトランジスタ１６２のエミッ
タ端に接続された容量可変インダクタ１６２により同調
される。前記トランジスタ１６２のエミッタ端には、抵
抗６８を介して陽極端子からバイアス電圧が供給される
ことになる。
【００４８】追加的な同調は、トランジスタ１７０のベ
ースに与えられるトランジスタ１６２のコレクタ出力に
より行われる。前記トランジスタ１７０のエミッタ端は
コンデンサ１７２を介して接地されたインダクタ１７４
に接続されているので、低雑音増幅部１００で約２０の
選択度を得て、約１００，０００倍に達する超音波周波
数利得を得ることになる。前記トランジスタ１７０のコ
レクタの増幅およびフィルタリングされた信号出力は、
エミッタバイアス用抵抗１７８および接地コンデンサ１
８０と組み合われ、簡単な負ピーク値検出器およびフィ
ルタ部を構成するトランジスタ１７６のベースに与えら
れ、トランジスタ１７６のエミッタ出力はアナログ信号
をディジタル信号に変換して分析するためにマイクロコ
ンピュータ９８の信号入力端１０６に与えられる。前記
信号入力端１０６に入力される超音波反射信号は、マイ
クロコンピュータにより毎１３８μｓごとに走査され、
約３インチの有効一方向距離を持つ解像図に再現され
る。
ースに与えられるトランジスタ１６２のコレクタ出力に
より行われる。前記トランジスタ１７０のエミッタ端は
コンデンサ１７２を介して接地されたインダクタ１７４
に接続されているので、低雑音増幅部１００で約２０の
選択度を得て、約１００，０００倍に達する超音波周波
数利得を得ることになる。前記トランジスタ１７０のコ
レクタの増幅およびフィルタリングされた信号出力は、
エミッタバイアス用抵抗１７８および接地コンデンサ１
８０と組み合われ、簡単な負ピーク値検出器およびフィ
ルタ部を構成するトランジスタ１７６のベースに与えら
れ、トランジスタ１７６のエミッタ出力はアナログ信号
をディジタル信号に変換して分析するためにマイクロコ
ンピュータ９８の信号入力端１０６に与えられる。前記
信号入力端１０６に入力される超音波反射信号は、マイ
クロコンピュータにより毎１３８μｓごとに走査され、
約３インチの有効一方向距離を持つ解像図に再現され
る。
【００４９】図５および図６に示したように、リセット
できる駆動回路１１２はトランジスタ１８２を備えてお
り、このトランジスタのベースは抵抗１８４を介してマ
イクロコンピュータのパルス発生出力端１１６に接続さ
れている。前記トランジスタ１８２のコレクタ端は抵抗
１８６を介してパワートランジスタ１８８のベース端に
接続されているので、当該トランジスタ１８８がスイッ
チオンされることにより、バッテリから導線６８を介し
てコイル５８の入力端へ電流が流れることになる。
できる駆動回路１１２はトランジスタ１８２を備えてお
り、このトランジスタのベースは抵抗１８４を介してマ
イクロコンピュータのパルス発生出力端１１６に接続さ
れている。前記トランジスタ１８２のコレクタ端は抵抗
１８６を介してパワートランジスタ１８８のベース端に
接続されているので、当該トランジスタ１８８がスイッ
チオンされることにより、バッテリから導線６８を介し
てコイル５８の入力端へ電流が流れることになる。
【００５０】尚、コイル５８の端子は直列接続状態の抵
抗１９２およびコンデンサ１９０を介して位置検出回路
１１４の演算増幅器１９４の陰極端子に接続され、増幅
器１９４の陽極端子にはバイアス電圧ライン１２４が接
続される。この位置検出回路１１４においては、演算増
幅器１９４の陰極端子に入力される電圧がバイアス電圧
ライン１２４から付与される電圧に達しているか否かに
より、変換器素子３６のスキャニング変位時に、前記変
換器素子３６が止め手段であるゴムバンド３０に当接さ
れたかまたは前記初期位置にあるかを検出する。また、
位置検出回路１１４においては、演算増幅器１９４の陰
極端子に入力される電圧の変化により、変換器素子３６
の動きの変化状態を検出する。
抗１９２およびコンデンサ１９０を介して位置検出回路
１１４の演算増幅器１９４の陰極端子に接続され、増幅
器１９４の陽極端子にはバイアス電圧ライン１２４が接
続される。この位置検出回路１１４においては、演算増
幅器１９４の陰極端子に入力される電圧がバイアス電圧
ライン１２４から付与される電圧に達しているか否かに
より、変換器素子３６のスキャニング変位時に、前記変
換器素子３６が止め手段であるゴムバンド３０に当接さ
れたかまたは前記初期位置にあるかを検出する。また、
位置検出回路１１４においては、演算増幅器１９４の陰
極端子に入力される電圧の変化により、変換器素子３６
の動きの変化状態を検出する。
【００５１】演算増幅器１９４におけるフィードバック
は、互いに並列接続された帰還用コンデンサ１９６と抵
抗１９８によって行なわれ、これによりコイル５８から
の信号を検出して、この信号を帯域通過フィルタを通過
させてから３０倍に増幅させる。
は、互いに並列接続された帰還用コンデンサ１９６と抵
抗１９８によって行なわれ、これによりコイル５８から
の信号を検出して、この信号を帯域通過フィルタを通過
させてから３０倍に増幅させる。
【００５２】コイル５８の一側端子に接続された導線６
８と接地端との間には、ダイオード２００が接続され
て、一応コイルの作動が止められた後は揺動性過電圧に
より駆動部うちのトランジスタ１８８が破壊されること
を防止する。
８と接地端との間には、ダイオード２００が接続され
て、一応コイルの作動が止められた後は揺動性過電圧に
より駆動部うちのトランジスタ１８８が破壊されること
を防止する。
【００５３】マイクロコンピュータ９８は、図５および
図６を参照して前述したように、送受信回路１０２と駆
動および検出部１１０を介して変換器組立体にインタフ
ェースされるものとして、各系統部の動作を制御すると
共に、図７に示したように色々のデータ分析機能を行な
う。
図６を参照して前述したように、送受信回路１０２と駆
動および検出部１１０を介して変換器組立体にインタフ
ェースされるものとして、各系統部の動作を制御すると
共に、図７に示したように色々のデータ分析機能を行な
う。
【００５４】コンピュータの信号出力端９４において、
変換器パルス信号はパルス発生部１８２から生じられ、
端子９６に与えられるゲート信号はゲート信号発生部１
８４から発生される。送受信回路１０２によりコンピュ
ータ端子１０６に与えられる反向エコー信号はエコー信
号受信器１８６へ与えられ、その後、エコー信号受信器
１８６からはエコー信号をサンプリングして分析を行な
う。
変換器パルス信号はパルス発生部１８２から生じられ、
端子９６に与えられるゲート信号はゲート信号発生部１
８４から発生される。送受信回路１０２によりコンピュ
ータ端子１０６に与えられる反向エコー信号はエコー信
号受信器１８６へ与えられ、その後、エコー信号受信器
１８６からはエコー信号をサンプリングして分析を行な
う。
【００５５】システムタイマ１９０は、パルス発生器１
８２と信号サンプラ１８８および呼出周期制御部１９２
の動作を時間的に関連させ、前記呼出周期制御部１９２
はゲート信号発生部１８４のゲート信号の発生周期が変
換器の駆動パルスをゲートするのに整合するように制御
する。また、システムタイマ１９０は、駆動パルス発生
部１９４の動作を時間的に制御し、この駆動パルス発生
部１９４のパルスはコンピュータの出力端１１６を介し
て再設定駆動回路部１１２に与えられる。
８２と信号サンプラ１８８および呼出周期制御部１９２
の動作を時間的に関連させ、前記呼出周期制御部１９２
はゲート信号発生部１８４のゲート信号の発生周期が変
換器の駆動パルスをゲートするのに整合するように制御
する。また、システムタイマ１９０は、駆動パルス発生
部１９４の動作を時間的に制御し、この駆動パルス発生
部１９４のパルスはコンピュータの出力端１１６を介し
て再設定駆動回路部１１２に与えられる。
【００５６】変換器が初期位置（０点位置）にある時に
位置検出部１１４から誘導される位置検出信号は、端子
１１８から初期位置検出部１９５，波形周期偏差検出部
１９７および割出し部１９６へ与えられ、前記割出し部
１９６，または図７に示したように、エコー信号情報を
受信する。
位置検出部１１４から誘導される位置検出信号は、端子
１１８から初期位置検出部１９５，波形周期偏差検出部
１９７および割出し部１９６へ与えられ、前記割出し部
１９６，または図７に示したように、エコー信号情報を
受信する。
【００５７】エコー信号情報は、信号エラーを防ぐ目的
でコンピュータを用いてエコー信号受信部１８６から抽
出することになる。なお、信号サンプラ１８８の出力は
パルス周期比較部１９８へ与えられ、この比較器部１９
８にはシステムタイマ１９０が接続され、前記抽出情報
を有効データを表す所定周期のエコーパルスに制限す
る。前記比較部１９８の出力はパルスリジェクタ２００
に与えられ、このパルスリジェクタ２００はパルスがパ
ルスオーバーラップ及び雑音補償部２０２に伝わる前に
不必要なエコー信号を除去する。かつ、前記パルスリジ
ェクタ２００は検出部２０４から与えられる信号とサン
プラ１８８から与えられるサンプラエコー信号を比較部
２０６で比較して、比較出力された信号がシステムノー
ズによって発生する信号パルスを除去する。なお、パル
ス周期比較部１９８の出力はシステムタイマ１９０の出
力と共に基準メモリ部２０８へ与えられると同時に、サ
ンプラエコー信号と共にパルス振幅しきい検出器２１０
に与えられ、前記パルス振幅しきい検出器２１０の出力
は前記パルスオーバーラップおよび雑音補償部２０２を
イネーブルして、物体位置割出し部１９６へ与えられる
データと、エコー信号分析部２１２に与えられる割り出
された出力信号に混ぜ込まれる不必要なエコー情報を抽
出することになる。割り出し部１９６および分析部２１
２の出力は、前記物体情報読取り用表示器１０８に入力
され、物体の性質と位置に係わる情報を提供することに
なる。かつ、スイープ角度を通じて変換器が一定に揺動
できるようにするために、駆動調整部１９９および指向
性制御部２０１はパルス発生器１９４の動作を制御す
る。前記駆動調整部１９９は、検出部１９７から出力さ
れた信号により反射されるコイル波形の周期偏差により
発生されたパルス周期を変化させる。
でコンピュータを用いてエコー信号受信部１８６から抽
出することになる。なお、信号サンプラ１８８の出力は
パルス周期比較部１９８へ与えられ、この比較器部１９
８にはシステムタイマ１９０が接続され、前記抽出情報
を有効データを表す所定周期のエコーパルスに制限す
る。前記比較部１９８の出力はパルスリジェクタ２００
に与えられ、このパルスリジェクタ２００はパルスがパ
ルスオーバーラップ及び雑音補償部２０２に伝わる前に
不必要なエコー信号を除去する。かつ、前記パルスリジ
ェクタ２００は検出部２０４から与えられる信号とサン
プラ１８８から与えられるサンプラエコー信号を比較部
２０６で比較して、比較出力された信号がシステムノー
ズによって発生する信号パルスを除去する。なお、パル
ス周期比較部１９８の出力はシステムタイマ１９０の出
力と共に基準メモリ部２０８へ与えられると同時に、サ
ンプラエコー信号と共にパルス振幅しきい検出器２１０
に与えられ、前記パルス振幅しきい検出器２１０の出力
は前記パルスオーバーラップおよび雑音補償部２０２を
イネーブルして、物体位置割出し部１９６へ与えられる
データと、エコー信号分析部２１２に与えられる割り出
された出力信号に混ぜ込まれる不必要なエコー情報を抽
出することになる。割り出し部１９６および分析部２１
２の出力は、前記物体情報読取り用表示器１０８に入力
され、物体の性質と位置に係わる情報を提供することに
なる。かつ、スイープ角度を通じて変換器が一定に揺動
できるようにするために、駆動調整部１９９および指向
性制御部２０１はパルス発生器１９４の動作を制御す
る。前記駆動調整部１９９は、検出部１９７から出力さ
れた信号により反射されるコイル波形の周期偏差により
発生されたパルス周期を変化させる。
【００５８】一方、指向性制御部２０１の動作は検出部
１９５，１９７からの出力により定められる。
１９５，１９７からの出力により定められる。
【００５９】図７に示したブロック図の機能を行なうた
めに、コンピュータ９８は電磁コイル５６とコンピュー
タ９８にインタフェースされた駆動および検出部１１０
にて行なうスキャニング駆動動作に関連してプログラム
されており、プログラムされたフローチャートは図８に
示したように形成されている。
めに、コンピュータ９８は電磁コイル５６とコンピュー
タ９８にインタフェースされた駆動および検出部１１０
にて行なうスキャニング駆動動作に関連してプログラム
されており、プログラムされたフローチャートは図８に
示したように形成されている。
【００６０】コンピュータの制御を受ける変換器素子３
６は、約半径７フィートの範囲を持つ探知区域内に存在
するある物体を探知するために、図５に示したように、
回転軸８８を中心に運動するようにコンピュータにより
制御される。
６は、約半径７フィートの範囲を持つ探知区域内に存在
するある物体を探知するために、図５に示したように、
回転軸８８を中心に運動するようにコンピュータにより
制御される。
【００６１】よって、コンピュータ９８は図５に示した
ようにベクトル８２の初期角位置から左右に変換器素子
をスキャニングするようにプログラムされている。
ようにベクトル８２の初期角位置から左右に変換器素子
をスキャニングするようにプログラムされている。
【００６２】次は、図８に示したプログラムのフローチ
ャートに基づいて変換器素子の変位過程について説明す
る。
ャートに基づいて変換器素子の変位過程について説明す
る。
【００６３】変換器素子の位置変位を開始する開始段階
２１４以後のパルス発生段階２１６に入ると、パルス発
生部１９４では電磁コイル５８に与えられる可変周期型
駆動パルスが発生され、その後、電磁コイル５８により
発生されるパルス波形に関する周期ピーク振幅を測定す
る段階２１８は、前述したように、位置検出回路１４に
より生じた信号がコンピュータのポート１１８に与えら
れることにより可能となる。検出部１９５，１９７を通
じてコンピュータにより波形を分析する波形測定段階後
のスイープ周期比較段階２２９では、スイープ周期が予
め定められた値Ｐ１に比べて高いか、あるいは同一であ
るかを比較し、データ貯蔵段階２２２では前記波形を測
定することにより、判別された周期およびピーク振幅デ
ータを蓄えることになる。続いて、コンピュータに書き
込まれた周期およびピーク振幅データは比較段階２２４
にて比較され、駆動パルスの発生を制御する調整部１９
９によって効果的に調整される。前記のような調整は、
１８０°の全範囲にわたって変換器が一定な揺動運動を
引き続き、その揺動運動状態を保つようにするために行
われるものである。従って、スイープ周期比較段階２０
０にて定められたスイープ周期が予め設定された値Ｐ１
に比べて高い場合、ピーク値比較段階２２４ではピーク
振幅比較動作を行なうことにより、調整遅延段階２２８
にて動作が遅れて、つまりパワーが減少される。前記遅
延動作２２８によるパワーの調整はパルス発生段階２１
６から発生する駆動パルスの周期の間に行われることに
より、パワー調整目的を果たすことができる。
２１４以後のパルス発生段階２１６に入ると、パルス発
生部１９４では電磁コイル５８に与えられる可変周期型
駆動パルスが発生され、その後、電磁コイル５８により
発生されるパルス波形に関する周期ピーク振幅を測定す
る段階２１８は、前述したように、位置検出回路１４に
より生じた信号がコンピュータのポート１１８に与えら
れることにより可能となる。検出部１９５，１９７を通
じてコンピュータにより波形を分析する波形測定段階後
のスイープ周期比較段階２２９では、スイープ周期が予
め定められた値Ｐ１に比べて高いか、あるいは同一であ
るかを比較し、データ貯蔵段階２２２では前記波形を測
定することにより、判別された周期およびピーク振幅デ
ータを蓄えることになる。続いて、コンピュータに書き
込まれた周期およびピーク振幅データは比較段階２２４
にて比較され、駆動パルスの発生を制御する調整部１９
９によって効果的に調整される。前記のような調整は、
１８０°の全範囲にわたって変換器が一定な揺動運動を
引き続き、その揺動運動状態を保つようにするために行
われるものである。従って、スイープ周期比較段階２０
０にて定められたスイープ周期が予め設定された値Ｐ１
に比べて高い場合、ピーク値比較段階２２４ではピーク
振幅比較動作を行なうことにより、調整遅延段階２２８
にて動作が遅れて、つまりパワーが減少される。前記遅
延動作２２８によるパワーの調整はパルス発生段階２１
６から発生する駆動パルスの周期の間に行われることに
より、パワー調整目的を果たすことができる。
【００６４】なお、前記遅延動作２２６は判断段階２３
０から測定されたコイル波形のスイープ周期が駆動パル
スを印加する途中に判断段階２２０において設定値Ｐ１
に比べて、高いとか同一の場合に駆動パルスの周期を調
整し、前記駆動パルスがスイープ周期全体にわたって中
間点に位置しない場合には、測定過程を再度行なうこと
になる。変換器素子の揺動運動が一応適宜に開示され
ば、１８０°の円弧にかけて望まれる変位が行なわれる
以前に多少の遅延がなされる。判断段階２３２にて正確
に調整された増加分により波形のピーク振幅が増加する
場合に限って、駆動パルスは引き続いて発生し、そうで
ない場合にパワーを調整する動作が行なわれる。 図９
は変換器素子の変位が初期位置にて始まって、１０°ず
つ行なわれる場合に測定された振幅が、低いピーク比率
２３６1 を有し、実際コイル波形２３４1 により反射さ
れて変換器素子に伝達される発振運動の開始をグラフ的
に示したもので、変換器素子の位置が４０°の角度に達
する場合に波形２３４2 の振幅２３６2 は増加する反
面、パスル２３６2 の周期にｔ1 からｔ2 に減少する。
なお、６０°の角位置に変換器素子が達する場合には、
パルス周期がｔ3 まで減少することにより、ピークパル
ス２３６3 の振幅は相対的にさらに増加する。変換器素
子が９０°の角位置で定常的に運動する場合には、波形
２３４4 のピークパルス２３６4 は最小の周期ｔ4 と最
大の振幅とを持つ。変換器が０°から９０°までの制限
された位置内で運動する場合、その間の波形周期は図９
に示すように実際一定な値Ｐ１に保持される。例えば、
変換素子が前記のような制限された位置からずれて変位
する場合には、波形曲線２３４5 に示した波形周期がＰ
２に減少するにつれて、永久磁石７４に弾性止め部材３
０が当接する。また、前記波形曲線２３４5 はパルスピ
ーク振幅２３６5 の値はさらに上げられる反面、パルス
周期はｔ5 までさらに減少される特性を有する。変換器
素子の初期位置が検出されるとか変換器素子がゴムバン
ドに当接すると、変換器素子の運動は定常化され、図８
にて説明したスイープ駆動プログラム２３８によりコン
ピュータの制限下に定常的な運動は引き続いて保持され
る。
０から測定されたコイル波形のスイープ周期が駆動パル
スを印加する途中に判断段階２２０において設定値Ｐ１
に比べて、高いとか同一の場合に駆動パルスの周期を調
整し、前記駆動パルスがスイープ周期全体にわたって中
間点に位置しない場合には、測定過程を再度行なうこと
になる。変換器素子の揺動運動が一応適宜に開示され
ば、１８０°の円弧にかけて望まれる変位が行なわれる
以前に多少の遅延がなされる。判断段階２３２にて正確
に調整された増加分により波形のピーク振幅が増加する
場合に限って、駆動パルスは引き続いて発生し、そうで
ない場合にパワーを調整する動作が行なわれる。 図９
は変換器素子の変位が初期位置にて始まって、１０°ず
つ行なわれる場合に測定された振幅が、低いピーク比率
２３６1 を有し、実際コイル波形２３４1 により反射さ
れて変換器素子に伝達される発振運動の開始をグラフ的
に示したもので、変換器素子の位置が４０°の角度に達
する場合に波形２３４2 の振幅２３６2 は増加する反
面、パスル２３６2 の周期にｔ1 からｔ2 に減少する。
なお、６０°の角位置に変換器素子が達する場合には、
パルス周期がｔ3 まで減少することにより、ピークパル
ス２３６3 の振幅は相対的にさらに増加する。変換器素
子が９０°の角位置で定常的に運動する場合には、波形
２３４4 のピークパルス２３６4 は最小の周期ｔ4 と最
大の振幅とを持つ。変換器が０°から９０°までの制限
された位置内で運動する場合、その間の波形周期は図９
に示すように実際一定な値Ｐ１に保持される。例えば、
変換素子が前記のような制限された位置からずれて変位
する場合には、波形曲線２３４5 に示した波形周期がＰ
２に減少するにつれて、永久磁石７４に弾性止め部材３
０が当接する。また、前記波形曲線２３４5 はパルスピ
ーク振幅２３６5 の値はさらに上げられる反面、パルス
周期はｔ5 までさらに減少される特性を有する。変換器
素子の初期位置が検出されるとか変換器素子がゴムバン
ドに当接すると、変換器素子の運動は定常化され、図８
にて説明したスイープ駆動プログラム２３８によりコン
ピュータの制限下に定常的な運動は引き続いて保持され
る。
【００６５】変換器が０°の角位置に至る場合、駆動パ
ルスによりコイル５８が通電されると、位置検出部１１
４の動作は瞬間に止められる。前記位置検出部１１４の
動作は瞬間的に不可能となり、前記変換器が初期位置に
ある時にコイル５８の軸と磁極面７２との間にオフセッ
トが存在するために、つまり波形測定周期は磁気変位力
やコイル駆動電流の方向により多少延長されるとか短縮
されることは勿論のことである。
ルスによりコイル５８が通電されると、位置検出部１１
４の動作は瞬間に止められる。前記位置検出部１１４の
動作は瞬間的に不可能となり、前記変換器が初期位置に
ある時にコイル５８の軸と磁極面７２との間にオフセッ
トが存在するために、つまり波形測定周期は磁気変位力
やコイル駆動電流の方向により多少延長されるとか短縮
されることは勿論のことである。
【００６６】図１０は、前述したように、変換器から超
音波エネルギを放射するために、変換器素子の正確なパ
ルシング動作を行なうように、スイープ駆動プログラム
２３８と同様な変換器のパルスタイミングプログラムを
示したフローチャートである。
音波エネルギを放射するために、変換器素子の正確なパ
ルシング動作を行なうように、スイープ駆動プログラム
２３８と同様な変換器のパルスタイミングプログラムを
示したフローチャートである。
【００６７】図１０において、タイミングプログラムは
前記検出部１９５とパルス位置検出回路１１４とを介し
て変換器素子が正確な位置に位置するかを探知するため
に開始段階２４０にて開始される。続いて、判断段階２
４２で変換器が初期位置に位置していると認められる場
合には、段階２４４にて変換器素子から超音波エネルギ
がパルス化され、変換器素子の動きが停止される場合に
パルスの発生は２４８で止められ前記過程が再度繰り返
される。変換器素子の動きが停止しない場合には、判断
段階２４６にてさらに異なるパルスが発生される。
前記検出部１９５とパルス位置検出回路１１４とを介し
て変換器素子が正確な位置に位置するかを探知するため
に開始段階２４０にて開始される。続いて、判断段階２
４２で変換器が初期位置に位置していると認められる場
合には、段階２４４にて変換器素子から超音波エネルギ
がパルス化され、変換器素子の動きが停止される場合に
パルスの発生は２４８で止められ前記過程が再度繰り返
される。変換器素子の動きが停止しない場合には、判断
段階２４６にてさらに異なるパルスが発生される。
【００６８】変換器素子の動きが初期位置にて停止さ
れ、パルス発生が止められることにより、図１０の段階
２５０に示したように、指向性制御部２０１を通じる指
向性逆方向運動を行った後、前述したスイープ駆動プロ
グラム２３８を開始する。
れ、パルス発生が止められることにより、図１０の段階
２５０に示したように、指向性制御部２０１を通じる指
向性逆方向運動を行った後、前述したスイープ駆動プロ
グラム２３８を開始する。
【００６９】前記のようなプログラムは、殆ど規則的な
タイミングを持つパルシング動作２４４のために、段階
２５２において滞留周期時間を調整し、スイープドライ
ブプログラムの滞留周期時間と共に、変換器パルシング
過程を同様にするためのパルス停止(Pulse shut-down)
動作２４８および呼出周期調整１９２などの動作が順次
的に行われる。
タイミングを持つパルシング動作２４４のために、段階
２５２において滞留周期時間を調整し、スイープドライ
ブプログラムの滞留周期時間と共に、変換器パルシング
過程を同様にするためのパルス停止(Pulse shut-down)
動作２４８および呼出周期調整１９２などの動作が順次
的に行われる。
【００７０】電磁コイル５６の制御により行われる変換
器素子のパルシングと動きに対して、コンピュータのプ
ログラム調整により表される結果である探知包絡線パタ
ーンが図１１に示されている。図１１に示したように、
多様な角位置の探知包絡線８４によってカバーされる区
域内に存在する全ての物体２５４の位置は、反向エコー
を発生し、図７に示したようにコンピュータはエコー信
号を受けて分析し、標的物体の位置や性質を判断する。
器素子のパルシングと動きに対して、コンピュータのプ
ログラム調整により表される結果である探知包絡線パタ
ーンが図１１に示されている。図１１に示したように、
多様な角位置の探知包絡線８４によってカバーされる区
域内に存在する全ての物体２５４の位置は、反向エコー
を発生し、図７に示したようにコンピュータはエコー信
号を受けて分析し、標的物体の位置や性質を判断する。
【００７１】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、必要に応じて変更することができる。
のではなく、必要に応じて変更することができる。
【００７２】
【発明の効果】このように本発明の遠隔標的探知システ
ムは構成され作用するものであるから、一つの変換器組
立体を用いて前方１８０°範囲内に位置する物体を探知
できるようにすることにより、従来、多数個の変換器組
立体を用いる時より構造が簡単となり、製作コストも低
廉となり、実験用としては勿論であり、実用的に広範囲
に使用することができる等の効果を奏する。
ムは構成され作用するものであるから、一つの変換器組
立体を用いて前方１８０°範囲内に位置する物体を探知
できるようにすることにより、従来、多数個の変換器組
立体を用いる時より構造が簡単となり、製作コストも低
廉となり、実験用としては勿論であり、実用的に広範囲
に使用することができる等の効果を奏する。
【図１】本発明の遠隔標的探知システムの一実施例によ
るプラットホーム装着式超音波変換器組立体の斜視図
るプラットホーム装着式超音波変換器組立体の斜視図
【図２】図１の２−２線の縦断面図
【図３】図２の３−３線の横断面図
【図４】図２の４−４線の部分断面図
【図５】図１から図４の超音波変換器組立体が組み合わ
せられた制御システムの概略ブロック図
せられた制御システムの概略ブロック図
【図６】図５の構成要素のうち一部に対する詳細回路図
【図７】図５に示したマイクロコンピュータの動作特性
を示した機能ブロック図
を示した機能ブロック図
【図８】図５に示したマイクロコンピュータに組合わせ
られたスキャナ駆動プログラムの動作手順を示したフロ
ーチャート
られたスキャナ駆動プログラムの動作手順を示したフロ
ーチャート
【図９】図８のプログラムにより図５および図６に示し
たスキャナ駆動部を動作させる時の電圧波形図
たスキャナ駆動部を動作させる時の電圧波形図
【図１０】スキャナ駆動部の動作により変換器を作動す
る時の変換器パルスタイミングプログラムに対するフロ
ーチャート
る時の変換器パルスタイミングプログラムに対するフロ
ーチャート
【図１１】図１から図１０に示した構成および動作に応
じて変換器によって放射される超音波エネルギの探知包
絡線図である
じて変換器によって放射される超音波エネルギの探知包
絡線図である
１０ 変換器組立体 １２ 管状ハウジング １４ スロット ２８ 接続プラグ ３０ ゴムバンド ３２ 支持部材 ３６ 変換器素子 ４０ ベアリング要素
Claims (22)
- 【請求項１】 電気エネルギと音波エネルギとの相互の
変換を行なう一つの変換器と、前記変換器によって変換
された信号エネルギを周期的に送受信する送受信手段
と、前記変換器に動作可能に接続され３６０°未満のス
イープ角度範囲内で当該変換器をスキャニング変位させ
るスキャニング駆動手段とを有する遠隔標的探知システ
ムにおいて、前記スキャニング駆動手段による変換器の
変位が始まる初期位置に向かって前記変換器をバイアス
させるセンタリング手段と、前記センタリング手段を介
して前記変換器と前記送受信手段とを電気的に相互接続
させる端子手段とを有することを特徴とする遠隔標的探
知システム。 - 【請求項２】 前記スキャニング駆動手段は、前記変換
器に磁気的な方式で変位力を与えるための電磁コイル手
段と、前記電磁コイル手段に接続され前記変位力を発生
させるためのパルス発生手段とを有することを特徴とす
る請求項１に記載の遠隔標的探知システム。 - 【請求項３】 前記スキャニング駆動手段は、前記変換
器が初期位置にある時に前記電磁コイル手段に対して磁
極面が離隔オフセット関係を持つように前記変換器に接
続されている磁石を有し、前記変位力は両側方向で前記
電機子に磁気的な方式で与えられることを特徴とする請
求項２に記載の遠隔標的探知システム。 - 【請求項４】 前記初期位置からの前記変換器のスキャ
ニング変位を前記スイープ角度内に制限するための止め
手段を有することを特徴とする請求項３に記載の遠隔標
的探知システム。 - 【請求項５】 前記電磁石コイル手段に接続され、前記
変換器のスキャニング変位時に前記変換器が前記止め手
段に当接されたかまたは前記初期位置にあるかを前記電
磁石コイルへの駆動電圧の大きさに基づいて検出する位
置検出手段と、前記初期位置または前記止め手段との当
接位置が検出されることにより、前記変位力の大きさお
よび位相を制御された方式で変位させ前記変換器のスキ
ャニング変位を前記スイープ角度範囲内に保持するため
の調整手段とを有することを特徴とする請求項４に記載
の遠隔標的探知システム。 - 【請求項６】 前記送受信手段に接続され、前記変換器
のスキャニング変位に対して時間的な相関関係で信号エ
ネルギの発生周期をコントロールするためのパルス制御
手段を有することを特徴とする請求項５に記載の遠隔標
的探知システム。 - 【請求項７】 前記初期位置からの前記変換器のスキャ
ニング変位を前記スイープ角度内に制限するための止め
手段を有することを特徴とする請求項２に記載の遠隔標
的探知システム。 - 【請求項８】 前記電磁コイル手段に接続され、前記変
換器のスキャニング変位時に前記変換器が前記止め手段
に当接されたかまたは前記初期位置にあるかを前記電磁
石コイルへの駆動電圧の大きさに基づいて検出する位置
検出手段と、前記初期位置またま前記止め手段との当接
位置が検出されることにより、前記変位力の大きさおよ
び位相を制御された方式で変化させ前記変換器のスキャ
ニング変位を前記スイープ角度範囲内に保持するための
調整手段とを有することを特徴とする請求項７に記載の
遠隔標的探知システム。 - 【請求項９】 前記送受信手段に接続され、前記変換器
のスキャニング変位に対して時間的な相関関係で信号エ
ネルギの発生周期をコントロールするためのパルス制御
手段を有することを特徴とする請求項１に記載の遠隔標
的探知システム。 - 【請求項１０】 前記初期位置からの前記変換器のスキ
ャニング変位を前記スイープ角度内に制限するための止
め手段を有することを特徴とする請求項１に記載の遠隔
標的探知システム。 - 【請求項１１】 前記電磁コイル手段に接続され前記変
換器のスキャニング変位時に前記変換器が前記止め手段
に当接されたかまたは前記初期位置にあるかを前記電磁
石コイルへの駆動電圧の大きさに基づいて検出する位置
検出手段と、前記初期位置または前記止め手段との当接
位置が検出されることにより、前記変位力の大きさおよ
び位相を制御された方式で変化させ前記変換器のスキャ
ニング変位を前記スイープ角度範囲内に保持するための
調整手段とを有することを特徴とする請求項１０に記載
の遠隔標的探知システム。 - 【請求項１２】 電気エネルギと音波エネルギとの相互
の変換を行なう変換器と、前記変換器により変換された
信号エネルギを周期的に送受信する送受信手段と、前記
変換器に動作可能に接続され当該変換器をスキャニング
変位させるスキャニング駆動手段を有する遠隔標的探知
システムにおいて、初期位置からの前記変換器のスキャ
ニング変位を所定のスイープ角度内に制限するための止
め手段と、前記スキャニング駆動手段に接続され、前記
変換器のスキャニング変位時に前記変換器が前記止め手
段に当接されたかまたは前記初期位置にあるかを前記電
磁石コイルへの駆動電圧の大きさに基づいて検出する位
置検出手段と、前記初期位置または前記止め手段との当
接位置が検出されることにより、前記変位力の大きさお
よび検出位置に対する時間的相関関係を制御された方式
で変化させ前記変換器のスキャニング変位を所定のスイ
ープ角度内で、ほぼ一定に保持するための調整手段を有
することを特徴とする遠隔標的探知システム。 - 【請求項１３】 前記送受信手段に接続され、前記変換
器のスキャニング変位に対して時間的な相関関係で信号
エネルギの発生周期をコントロールするためのパルス制
御手段を有することを特徴とする請求項１２に記載の遠
隔標的探知システム。 - 【請求項１４】 電気エネルギと音波エネルギとの相互
の変換を行なう変換器と、前記変換器によって変換され
た信号エネルギを周期的に送受信する送受信手段と、前
記変換器に動作可能に接続され当該変換器をスキャニン
グ変位させるスキャニング駆動手段を有する遠隔標的探
知システムにおいて、前記スキャニング駆動手段に接続
され前記変換器の動きの変化状態を前記電磁石コイルへ
の駆動電圧の大きさの変化に基づいて検出する検出する
ための位置検出手段と、前記位置検出手段に動作可能に
接続され前記変換器の急激な運動変化の検出により前記
変換器のスキャニング変位に対して時間的な相関関係を
前記送受信手段による信号エネルギの発生周期を変換さ
せるためのパルス制御手段とを有することを特徴とする
遠隔標的探知システム。 - 【請求項１５】 前記スキャニング駆動手段は、前記変
換器に磁気的な方式で変位力を与えるための電磁コイル
手段と、前記電磁コイル手段に接続され前記変位力を発
生させるためのパルス発生手段とを有することを特徴と
する請求項１４に記載の遠隔標的探知システム。 - 【請求項１６】 前記スキャニング駆動手段は、前記変
換器が初期位置にある時に前記電磁コイル手段に対して
磁極面が離隔オフセット関係を持つように前記変換器に
接続された磁石を有し、前記変位力を両側方向で前記電
機子に磁気的な方式で与えられることを特徴とする請求
項１５に記載の遠隔標的探知システム。 - 【請求項１７】 電気エネルギと音波エネルギとの相互
の変換を行なう変換器と、前記変換器によって変換され
た信号エネルギを周期的に送受信する送受信手段と、前
記変換器に動作可能に接続され当該変換器をスキャニン
グ変位させるスキャニング駆動手段を有する遠隔標的探
知システムにおいて、前記スキャニング駆動手段による
変換器の変位が始まる初期位置に向かって前記変換器を
バイアスさせるセンタリング手段と、前記センタリング
手段を介して前記変換器と前記送受信手段を電気的に相
互接続させる端子手段とを有することを特徴とする遠隔
標的探知システム。 - 【請求項１８】 前記センタリング手段は、前記端子手
段により固定された一対のスプリング要素と、前記変換
器を装着し得るように前記スプリング要素に接続された
支持部材と、前記変換器が前記センタリング手段のバイ
アス力に対抗しつつ回転運動できるように前記支持部材
の回転軸線を設定するためのベアリング手段で構成さ
れ、前記スプリング要素は電気伝導性物質から製造され
たことを特徴とする請求項１７に記載の遠隔標的探知シ
ステム。 - 【請求項１９】 前記変換器に磁気的な方式で変位力を
与えて当該変換器をスキャニング変位させるための電磁
手段と、前記電磁手段に接続され前記変位力を発生させ
るためのパルス発生手段を有する請求項１８に記載の遠
隔標的探知システム。 - 【請求項２０】 前記電磁手段に対して磁極面が離隔オ
フセット関係で前記変換器支持部材に接続され、前記変
位力による前記変換器の両方向スキャニング変位の開始
点になる前記初期位置を設定するための磁石を有する請
求項１９に記載の遠隔標的探知システム。 - 【請求項２１】 電気エネルギと音波エネルギとの相互
のの変換を行なうための変換器と、前記変換器に動作可
能に接続され当該変換器を初期位置からスキャニング変
位させるためのスキャニング駆動手段とを備えたもの
で、前記スキャニング駆動手段は、電磁コイルと磁極面
を持つ磁石と、前記電磁コイルに接続され当該コイルを
周期的に磁化させるためのパルス発生手段とを有してい
る遠隔標的探知システムにおいて、前記変換器と前記初
期位置にある時に前記磁極面が前記電磁コイルに対して
オフセット関係で配列できるように前記磁石を前記変換
器に装着させるための手段と、前記電磁コイルに動作可
能に接続され当該コイルが周期的に磁化された時に波形
を測定するための検出手段を有することを特徴とする遠
隔標的探知システム。 - 【請求項２２】 前記検出手段に動作可能に接続され前
記変換器が前記初期位置にある間に波形測定周期の偏差
を検出するためのデータモニタリング手段と、前記パル
ス発生手段に動作可能に接続させることにより、前記波
形測定周期の偏差が検出された時、前記コイルを通じて
流れる電流の流れ方向を制御するための制御手段とを有
することを特徴とする請求項２１に記載の遠隔標的探知
システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/498,620 US5079752A (en) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | Platform mounted ultrasonic sweep detection system |
| US07/498620 | 1990-03-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04262288A JPH04262288A (ja) | 1992-09-17 |
| JPH0795095B2 true JPH0795095B2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=23981816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3062203A Expired - Fee Related JPH0795095B2 (ja) | 1990-03-26 | 1991-03-26 | 遠隔標的探知システム |
Country Status (6)
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| JP (1) | JPH0795095B2 (ja) |
| KR (1) | KR930006645B1 (ja) |
| DE (1) | DE4102068C2 (ja) |
| FR (1) | FR2660075B1 (ja) |
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| US5438247A (en) * | 1992-08-31 | 1995-08-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Ultrasonic sensor scanning apparatus and method for detecting objects by use of the scanning apparatus |
| US5842253A (en) * | 1996-11-26 | 1998-12-01 | Ahl; Frank E. | Ladder supported holding tray for a paint roller |
| ES2402270T3 (es) * | 2002-10-10 | 2013-04-30 | Visualsonics Inc. | Sistema de formación de imágenes por ultrasonidos de alta frecuencia y de alta frecuencia de fotogramas |
| DE10302909A1 (de) * | 2003-01-24 | 2004-08-12 | Patrick Trolliet | Akustische Sensor-Vorrichtung |
| US8353321B2 (en) * | 2006-04-12 | 2013-01-15 | Sensotech Inc. | Method and system for short-range ultrasonic location sensing |
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| WO2015115686A1 (ko) * | 2014-01-29 | 2015-08-06 | 알피니언메디칼시스템 주식회사 | 초음파 프로브 |
| US10877137B2 (en) * | 2016-12-02 | 2020-12-29 | Magna Electronics Inc. | Vehicle sensing system with ultrasonic transducer |
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| GB1484699A (en) * | 1973-10-15 | 1977-09-01 | Tokyo Shibaura Electric Co | Ultrasonic wave diagnosis apparatus |
| GB1539512A (en) * | 1975-01-17 | 1979-01-31 | Greater Glasgow Health Board | Ultrasonic scanning apparatus |
| US4092867A (en) * | 1977-02-10 | 1978-06-06 | Terrance Matzuk | Ultrasonic scanning apparatus |
| DE2822261A1 (de) * | 1978-05-22 | 1979-11-29 | Terrance Dr Matzuk | Ultraschallabtasteinrichtung |
| AT358711B (de) * | 1979-01-11 | 1980-09-25 | Kretztechnik Gmbh | Geraet zur darstellung von schnittbildern durch objekte nach dem ultraschall-schnitt- bildverfahren, mit einem schallkopf, der ueber eine schnittbildmechanik hin- und herschwingend antreibbar ist |
| US4375818A (en) * | 1979-03-12 | 1983-03-08 | Olympus Optical Company Ltd. | Ultrasonic diagnosis system assembled into endoscope |
| US4294118A (en) * | 1979-10-29 | 1981-10-13 | Sumitomo Kinzoku Kogyo Kabushiki Kaisha | Fully automatic ultrasonic flaw detection apparatus |
| FR2478332A1 (fr) * | 1980-03-12 | 1981-09-18 | Cattelani Claude | Objectif a focale variable et systeme optique equipe de tels objectifs pour la realisation d'effets speciaux sur des films |
| JPS5991381A (ja) * | 1982-11-17 | 1984-05-26 | Nippon Soken Inc | 車両用後方障害物表示装置 |
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| US4757818A (en) * | 1986-03-03 | 1988-07-19 | Angelsen Bjorn A J | Ultrasonic transducer probe with linear motion drive mechanism |
| DE3709116A1 (de) * | 1987-03-20 | 1988-09-29 | Siemens Ag | Ultraschallapplikator fuer sektorfoermige abtastung |
| US4841979A (en) * | 1988-01-25 | 1989-06-27 | Capistrano Labs, Inc. | Ultrasonic prostate probe assembly |
-
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-
1991
- 1991-01-24 DE DE4102068A patent/DE4102068C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-03-26 JP JP3062203A patent/JPH0795095B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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| GB2244332A (en) | 1991-11-27 |
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| DE4102068A1 (de) | 1991-10-02 |
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| KR910017203A (ko) | 1991-11-05 |
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