JPH1031073A - 近接センサ - Google Patents

近接センサ

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Publication number
JPH1031073A
JPH1031073A JP8205245A JP20524596A JPH1031073A JP H1031073 A JPH1031073 A JP H1031073A JP 8205245 A JP8205245 A JP 8205245A JP 20524596 A JP20524596 A JP 20524596A JP H1031073 A JPH1031073 A JP H1031073A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
waveguide member
lens
leaky waveguide
waveguide
Prior art date
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Pending
Application number
JP8205245A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshige Fukuhara
裕成 福原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP8205245A priority Critical patent/JPH1031073A/ja
Publication of JPH1031073A publication Critical patent/JPH1031073A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】一つの波動源で広範囲を検出できる近接センサ
を提供する。 【解決手段】垂直方向への収束作用を有するレンズ部2
が一主面に形成され、電磁波の一部が漏洩しながら長手
方向へ伝搬する導波路を有する第1の漏洩導波部材1
と、第1の漏洩導波部材の導波路の一端に設けられ、パ
ルス状の電磁波を当該導波路の長手方向に向かって発射
する波動源3と、垂直方向への収束作用を有するレンズ
部7が一主面に形成され、当該レンズ部7で集光した電
磁波が長手方向へ伝搬する導波路を有する第2の漏洩導
波部材7と、第2の漏洩導波部材6の導波路の両端にそ
れぞれ設けられた波動検出器8,9と、波動源3と波動
検出器8,9とからそれぞれ得られる信号の時間差に基
づいて、検出対象物14の位置及び検出対象物までの距
離を演算する信号処理回路12とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車をバ
ックで車庫入れする際などに用いられ、障害物との接触
を回避するためのバックソナー又はコーナセンサなどの
近接センサに関する。
【0002】
【従来の技術】この種のバックソナーとしては、従来よ
り、点音源である超音波マイクから超音波を発射すると
ともに、障害物で反射された超音波を同じ超音波マイク
で受信し、これら音の伝搬時間から、障害物の有無と障
害物までの距離を検出するものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
バックソナーでは、音の指向性が強い超音波マイクを点
音源として用いているので、車両の後方周囲を全てモニ
タするには、多くの音源を取り付ける必要があり、コス
ト的にも、また自動車の組立生産性にも問題があった。
【0004】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、一つの波動源で広範囲を検
出できる近接センサを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の本発明の近接センサは、垂直方向へ
の収束作用を有するレンズ部が一主面に形成され、電磁
波の一部が漏洩しながら長手方向へ伝搬する導波路を有
する第1の漏洩導波部材と、前記第1の漏洩導波部材の
前記導波路の一端に設けられ、電磁波を当該導波路の長
手方向に向かって発射する波動源と、前記第1の漏洩導
波部材の前記一主面に隣接して設けられ、垂直方向への
収束作用を有するレンズ部が一主面に形成され、当該レ
ンズ部で集光した電磁波が長手方向へ伝搬する導波路を
有する第2の漏洩導波部材と、前記第2の漏洩導波部材
の前記導波路の両端にそれぞれ設けられた波動検出器
と、前記波動源と前記波動検出器とからそれぞれ得られ
る信号の時間差に基づいて、検出対象物の位置及び/又
は検出対象物までの距離を演算する信号処理回路とを備
えたことを特徴とする。
【0006】この請求項1記載の近接センサでは、波動
源から電磁波が第1の漏洩導波部材の導波路に照射され
る。この電磁波は、当該導波路を伝搬する際にその一部
が漏洩し、この漏洩した電磁波は、各レンズ部から平行
波となって導波路に対して垂直方向に発射する。この電
磁波は平行波であることから、検出対象物から導波路に
垂線を下ろした位置にあるレンズ部が、検出対象物に当
たった電磁波が放射されたレンズ部である。以下、この
レンズ部をレンズ部Aと称する。検出対象物に当たった
電磁波は散乱するが、導波路に対して垂直方向の電磁波
のみを集光するレンズ部を有する第2の漏洩導波部材を
有しているので、第1の漏洩導波部材のレンズ部Aと同
じ位置に相当する第2の漏洩導波部材のレンズ部(以
下、このレンズ部をレンズ部Bと称する。)にのみ反射
波が入力する。そして、この電磁波は、第2の漏洩導波
部材の導波路を左右に分かれてそれぞれ伝搬し、両端部
に設けられた波動検出器に入力される。さらに、信号処
理回路では、波動源と波動検出器とからそれぞれ得られ
る信号の時間差に基づいて、検出対象物の位置及び/又
は検出対象物までの距離が演算される。
【0007】したがって、第1及び第2の漏洩導波部材
を検出すべき領域に配置するだけで、一つの波動源で広
い領域をモニタすることができる。また、電磁波が伝搬
する導波路とレンズ部は薄く形成することができるの
で、センサ自体が薄くなり容易に実装でき、しかも、セ
ンサが薄くなると折り曲げ易くなるので、複雑な形状を
有する車両に対しても容易に実装することができる。
【0008】請求項1記載の近接センサにおいて、レン
ズ部は互いに隣接して形成しても、あるいは互いに離間
して形成しても良い。請求項2記載の近接センサは、前
記レンズ部が、互いに隣接して形成されていることを特
徴とする。この請求項2記載の近接センサでは、レンズ
部が互いに隣接して設けられているので、検出対象物に
当たる電磁波が多くなり、また検出対象物の反射光が入
力され易くなって、モニタの分解能がきわめて高くな
る。
【0009】これに対して、請求項3記載の近接センサ
は、前記レンズ部が、互いに離間して形成されているこ
とを特徴とする。この請求項3記載の近接センサでは、
レンズ部が互いに離間して設けられているので、隣接す
るレンズ部からの電磁波の漏洩が少なくなり、レンズ部
の収束が多少鈍くても、測定が確実に実行されるという
利点がある。
【0010】
【発明の効果】請求項1記載の近接センサによれば、第
1及び第2の漏洩導波部材を検出すべき領域に配置する
だけで、一つの波動源で広い領域をモニタすることがで
きる。また、電磁波が伝搬する導波路とレンズ部は薄く
形成することができるので、センサ自体が薄くなり容易
に実装でき、しかも、センサが薄くなると折り曲げ易く
なるので、複雑な形状を有する車両に対しても容易に実
装することができる。
【0011】請求項2記載の近接センサによれば、レン
ズ部が互いに隣接して設けられているので、検出対象物
に当たる電磁波の数が多くなり、また検出対象物の反射
光が入力され易くなって、モニタの分解能がきわめて高
くなる。
【0012】請求項3記載の近接センサによれば、レン
ズ部が互いに離間して設けられているので、隣接するレ
ンズ部からの電磁波の漏洩が少なくなり、レンズ部の収
束が多少鈍くても、測定が確実に実行されるという利点
がある。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。第1実施形態 図1は本発明の近接センサの第1実施形態を示す斜視図
であり、第1の漏洩導波部材1と第2の漏洩導波部材6
とが、互いに並んで設けられている。何れの漏洩導波部
材1,6も、電磁波が一部漏洩しながら伝搬する漏洩伝
達機能を有しており、内部が導波路となっている。
【0014】また、長手方向に対して曲率をもった複数
のレンズ部2,7が、それぞれの漏洩導波部材1,6の
一主面に連続して形成されている。このうち、第1の漏
洩導波部材1に形成されたレンズ部2は、当該第1の漏
洩導波部材1内を伝搬する電磁波のうち漏洩した電磁波
が、第1の漏洩導波部材1の一主面に対して垂直な平行
光線となるように、その収束曲率が定められている。し
たがって、第1の漏洩導波部材1の一主面に並列して形
成された各レンズ部2からは、平行光線が発せられるこ
とになる。
【0015】第2の漏洩導波部材6に形成されたレンズ
部7も、第1の漏洩導波部材1のレンズ部2と同様に、
第2の漏洩導波部材6内を伝搬する電磁波のうち漏洩し
た電磁波が、第2の漏洩導波部材6の一主面に対して垂
直な平行光線となるように、その収束曲率が定められて
いる。ただし、第2の漏洩導波部材6は、受光用として
用いられるので、これを言い換えれば、第2の漏洩導波
部材6の一主面に垂直な方向からの平行光線のみが入射
したときに、当該光線が第2の漏洩導波部材6の長手方
向に伝搬するように、レンズ部7の収束曲率が定められ
ている。
【0016】第1の漏洩導波部材1の一端には、波動源
である発光器3が取り付けられており、電源4により駆
動される。また、第1の漏洩導波部材1の他端には吸光
器5が取り付けられており、第1の漏洩導波部材1内の
導波路を伝搬してきた発光器3からの光が当該他端で反
射するのを防止する。
【0017】一方、第2の漏洩導波部材6の両端には、
それぞれ受光器8,9が取り付けられており、それぞれ
の受光器8,9からの受光信号は、増幅器10,11を
介して信号処理回路12に入力されるようになってい
る。受光器8,9は、レンズ部7へ平行光線が入射し
て、これが第2の漏洩導波部材6内を左右に分かれて伝
搬したときの当該光を検知するもので、入射するレンズ
部7の位置によって、受光器8から増幅器10を介して
信号処理回路12へ入力される伝搬時間と、受光器9か
ら増幅器11を介して信号処理回路12へ入力される伝
搬時間とが異なるので、信号処理回路12では、これら
両受光器8,9からの信号入力時間の差を検出すること
により、入射されたレンズ部7の位置と検出対象物14
までの距離を演算する。
【0018】なお、図中「13」は遮蔽板であって、第
1の漏洩導波部材1から第2の漏洩導波部材6へ電磁波
が直接回り込むのを防止する。また、第1の漏洩導波部
材1及び第2の漏洩導波部材6の導波路は、波動源3か
らの電磁波が長手方向に伝搬すれば十分であるので、漏
洩導波部材1,6はレンズの収束方向に薄く形成されて
いる。
【0019】次に作用を説明する。第1の漏洩導波部材
1と第2の漏洩導波部材6は、同じ長さmに形成されて
いるものとする。まず、発光器3により第1の漏洩導波
部材1の導波路に光が入射すると、レンズ部2の収束曲
率によって各レンズ部2から互いに平行な光線が発射す
る。したがって、検出対象物14に照射される光は、検
出対象物14から第1の漏洩導波部材1の一主面に垂直
に下ろされた位置のレンズ部2から放出された光であ
る。このレンズ部2から発光器3までの距離をm1 、こ
のレンズ部2から検出対象物14までの距離をm3 とす
る。
【0020】検出対象物14に照射された光は散乱する
が、第2の漏洩導波部材6の各レンズ部7は、当該第2
の漏洩導波部材6の一主面に垂直な方向のみを集光する
曲率に形成されているので、検出対象物14から第2の
漏洩導波部材6に垂直に下ろされた位置のレンズ部7に
のみ検出対象物14からの反射光が入力することにな
る。このレンズ部7から検出対象物14までの距離はm
3 であり、またこのレンズ部7から発光器3側の受光器
8までの距離はm1 である。ここで、このレンズ部7か
ら他方の受光器9までの距離をm2 とする。
【0021】レンズ部7に入射した検出対象物14から
の反射光は、第2の漏洩導波部材6内の導波路を左右に
分かれて伝搬し、両端部に設けられた受光器8,9でそ
れぞれ検知される。この検知信号は、増幅器10,11
を介して信号処理回路12に入力される。この信号処理
回路12では、発光器3から発せられた光が、検出対象
物14で反射したのち第2の漏洩導波部材6の受光器8
及び9で検知される時間と光の伝搬速度とによって、受
光器8を経由する距離L1 と、受光器9を経由する距離
2 をそれぞれ演算する。
【0022】一方、図2に示すように、受光器8を経由
する距離L1 は、発光器3→レンズ部1→検出対象物1
4→レンズ部7→受光器8という経路の距離であること
から、L1 =2m1 +2m3 と表すことができる。これ
に対して、受光器9を経由する距離L2 は、発光器3→
レンズ部1→検出対象物14→レンズ部7→受光器9と
いう経路の距離であることから、L2 =m1 +2m3
2 と表すことができ、m1 +m2 =mであることか
ら、L2 =m+2m3 と整理できる。つまり、
【数1】L1 =2m1 +2m32 =m+2m3 これをm1 ,m3 について整理すると、
【数2】m3 =(L2 −m)/2 …(1) m1 =(L1 −2m3 )/2 …(2) (1)式におけるL2 は、発光器3から受光器9に至る
時間と光の伝搬速度によって求められる測定値であり、
mは第1又は第2の漏洩導波部材1,6の長さであるか
ら既知の値である。また、(2)式におけるL1 も、発
光器3から受光器8に至る時間と光の伝搬速度によって
求められる測定値である。
【0023】したがって、信号処理回路12にて上記
(1)及び(2)式を演算することにより、検出対象物
14までの距離m3 と、位置m1 とが求められる。
【0024】このように、本実施形態の近接センサによ
れば、第1及び第2の漏洩導波部材1,6を検出すべき
領域に配置するだけで、一つの発光器3で広い領域をモ
ニタすることができる。また、電磁波が伝搬する導波路
とレンズ部は薄く形成することができるので、センサ自
体が薄くなり容易に実装できる。しかも、センサが薄く
なると折り曲げ易くなるので、複雑な形状を有する車両
に対しても容易に実装することができる。さらに、本実
施形態の近接センサでは、レンズ部2,7を互いに近接
して設けているので、モニタの分解能がきわめて高い。
【0025】第2実施形態 図3は本発明の近接センサの第2実施形態を示す斜視図
であり、第1実施形態と共通する部材には同一の符号が
付されている。本実施形態の近接センサは、第1実施形
態と同様に、第1の漏洩導波部材1と第2の漏洩導波部
材6とが、互いに並んで設けられている。何れの漏洩導
波部材1,6も、電磁波が一部漏洩しながら伝搬する漏
洩伝達機能を有しており、内部が導波路となっている。
【0026】また、第1実施形態と同様に、長手方向に
対して曲率をもった複数のレンズ部2,7が、それぞれ
の漏洩導波部材1,6の一主面に連続して形成されてい
るが、本実施形態では、何れの漏洩導波部材1,6も、
そのレンズ部2,7は互いに離間して設けられている。
【0027】このように構成された本実施形態の近接セ
ンサでは、何れの漏洩導波部材1,6のレンズ部2,7
も互いに離間して設けられているので、隣接するレンズ
部2,7からの電磁波の漏洩が少なくなり、レンズ部
2,7の収束が多少鈍くても、測定が確実に実行される
という利点がある。
【0028】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の近接センサの第1実施形態を示す斜視
図である。
【図2】本発明の近接センサの作用を説明するための斜
視図である。
【図3】本発明の近接センサの第2実施形態を示す斜視
図である。
【符号の説明】
1…第1の漏洩導波部材 2…レンズ部 3…発光器(波動源) 6…第2の漏洩導波部材 7…レンズ部 8,9…受光器(波動検出器) 10,11…増幅器 12…信号処理回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 垂直方向への収束作用を有するレンズ部
    が一主面に形成され、電磁波の一部が漏洩しながら長手
    方向へ伝搬する導波路を有する第1の漏洩導波部材と、 前記第1の漏洩導波部材の前記導波路の一端に設けら
    れ、電磁波を当該導波路の長手方向に向かって発射する
    波動源と、 前記第1の漏洩導波部材の前記一主面に隣接して設けら
    れ、垂直方向への収束作用を有するレンズ部が一主面に
    形成され、当該レンズ部で集光した電磁波が長手方向へ
    伝搬する導波路を有する第2の漏洩導波部材と、 前記第2の漏洩導波部材の前記導波路の両端にそれぞれ
    設けられた波動検出器と、 前記波動源と前記波動検出器とからそれぞれ得られる信
    号の時間差に基づいて、検出対象物の位置及び/又は検
    出対象物までの距離を演算する信号処理回路とを備えた
    ことを特徴とする近接センサ。
  2. 【請求項2】 前記レンズ部が、互いに隣接して形成さ
    れていることを特徴とする請求項1記載の近接センサ。
  3. 【請求項3】 前記レンズ部が、互いに離間して形成さ
    れていることを特徴とする請求項1記載の近接センサ。
JP8205245A 1996-07-16 1996-07-16 近接センサ Pending JPH1031073A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004044619A3 (en) * 2002-11-11 2004-08-05 Qinetiq Ltd Proximity sensor
US7589825B2 (en) 2002-11-11 2009-09-15 Qinetiq Limited Ranging apparatus

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