JPH11218572A - 超音波センサ - Google Patents
超音波センサInfo
- Publication number
- JPH11218572A JPH11218572A JP2248998A JP2248998A JPH11218572A JP H11218572 A JPH11218572 A JP H11218572A JP 2248998 A JP2248998 A JP 2248998A JP 2248998 A JP2248998 A JP 2248998A JP H11218572 A JPH11218572 A JP H11218572A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- horn
- receiving
- transmitting
- ultrasonic
- wave
- Prior art date
- 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.)
- Pending
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の超音波センサでは、送信素子により送
波された超音波の一部が送信用ホーンの開口部のエッジ
で回折し、当該回折した波が回り込んで受信素子に入射
してしまい、検出物体が無くても有ると誤判定してしま
うため、これを解決する。 【解決手段】 本発明は、超音波を送波する送信素子１
を備える送信用ホーン１１と、前記送信素子１から送波
された超音波が検出物体に当たり、当該反射波を受信す
る受信素子２を備える受信用ホーン１２とを並設した超
音波センサに関する。前記送信用ホーン１１及び受信用
ホーン１２の周囲に溝９，１０を設け、当該溝の幅を
Ｌ、超音波の波長をλとしたとき、次式を満たすことを
特徴とする。 Ｌ＝λ×（ｎ＋１／２） （ただし、ｎは０以上の整
数）
波された超音波の一部が送信用ホーンの開口部のエッジ
で回折し、当該回折した波が回り込んで受信素子に入射
してしまい、検出物体が無くても有ると誤判定してしま
うため、これを解決する。 【解決手段】 本発明は、超音波を送波する送信素子１
を備える送信用ホーン１１と、前記送信素子１から送波
された超音波が検出物体に当たり、当該反射波を受信す
る受信素子２を備える受信用ホーン１２とを並設した超
音波センサに関する。前記送信用ホーン１１及び受信用
ホーン１２の周囲に溝９，１０を設け、当該溝の幅を
Ｌ、超音波の波長をλとしたとき、次式を満たすことを
特徴とする。 Ｌ＝λ×（ｎ＋１／２） （ただし、ｎは０以上の整
数）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波の送受信に
より、検出物体の有無または検出物体までの距離を検出
する超音波センサに関する。
より、検出物体の有無または検出物体までの距離を検出
する超音波センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来の超音波センサの構成図で
ある。この超音波センサには、超音波を送信する送信素
子１と、超音波を受信する素子２が並設されている。送
信素子１から送信用ホーン３を介して検出物体５に向か
い超音波が発射され（図中矢印）、検出物体５に当た
り、反射した反射波６を受信用ホーン４を介して受信素
子２により電気信号に変換する。そして、図示していな
い検出回路により、前記電気信号の大小により検出物体
の有無を判定したり、送信素子１から超音波を送信後、
受信素子２により反射波６を受信するまでの時間Ｔ（図
４参照）から検出物体５までの距離を算出する。
ある。この超音波センサには、超音波を送信する送信素
子１と、超音波を受信する素子２が並設されている。送
信素子１から送信用ホーン３を介して検出物体５に向か
い超音波が発射され（図中矢印）、検出物体５に当た
り、反射した反射波６を受信用ホーン４を介して受信素
子２により電気信号に変換する。そして、図示していな
い検出回路により、前記電気信号の大小により検出物体
の有無を判定したり、送信素子１から超音波を送信後、
受信素子２により反射波６を受信するまでの時間Ｔ（図
４参照）から検出物体５までの距離を算出する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、送信素
子１により送波された超音波の一部が、送信用ホーン３
の開口部のエッジ７で回折し、当該回折した波がそのま
ま回り込んだり、あるいは超音波の一部が受信用ホーン
４の開口部のエッジ８で回折して受信素子２に入射して
しまい（図４の回折波２０）、図示していない回路は、
検出物体５が無くても有ると誤判定してしまうという不
都合があった。図４は、受信素子２により受信される反
射波６、及び回折波２０を、送信素子１による超音波の
送信開始時刻を起点として時系列に表示したものであ
る。
子１により送波された超音波の一部が、送信用ホーン３
の開口部のエッジ７で回折し、当該回折した波がそのま
ま回り込んだり、あるいは超音波の一部が受信用ホーン
４の開口部のエッジ８で回折して受信素子２に入射して
しまい（図４の回折波２０）、図示していない回路は、
検出物体５が無くても有ると誤判定してしまうという不
都合があった。図４は、受信素子２により受信される反
射波６、及び回折波２０を、送信素子１による超音波の
送信開始時刻を起点として時系列に表示したものであ
る。
【０００４】さらに、従来の超音波センサでは、回折波
２０が受信素子２に入射するまでの時間帯ＴAを不感帯
として、受信波を信号として受け付けないようにしてお
り、この不感帯に起因して、近距離にある検出物体５を
検出できないという不都合があった。なお、図４におい
て、Ｔは本来の反射波６を受信するまでの時間である。
また、前記回折波２０を減衰させるためには、送信用ホ
ーン３と受信用ホーン４との間隔を大きくすることが考
えられが、超音波センサが大型化してしまうといった不
都合がある。
２０が受信素子２に入射するまでの時間帯ＴAを不感帯
として、受信波を信号として受け付けないようにしてお
り、この不感帯に起因して、近距離にある検出物体５を
検出できないという不都合があった。なお、図４におい
て、Ｔは本来の反射波６を受信するまでの時間である。
また、前記回折波２０を減衰させるためには、送信用ホ
ーン３と受信用ホーン４との間隔を大きくすることが考
えられが、超音波センサが大型化してしまうといった不
都合がある。
【０００５】そこで本発明は、回折波の影響による誤判
定や近距離にある物体の検出不能を解消すると共に、小
型化を可能にした超音波センサを提供しようとするもの
である。
定や近距離にある物体の検出不能を解消すると共に、小
型化を可能にした超音波センサを提供しようとするもの
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、超音波を送波する送信素子
を備える送信用ホーンと、前記送信素子から送波された
超音波が検出物体に当たり、その反射波を受信する受信
素子を備える受信側ホーンとを並設した超音波センサに
おいて、送信用ホーン又は受信側ホーンの周囲の一部若
しくは全周に溝を設け、当該溝の幅をＬ、超音波の波長
をλとしたとき、次式を満たすことを特徴とする。 Ｌ＝λ×（ｎ＋１／２） ただし、ｎは０以上の整数である。
め、請求項１記載の発明は、超音波を送波する送信素子
を備える送信用ホーンと、前記送信素子から送波された
超音波が検出物体に当たり、その反射波を受信する受信
素子を備える受信側ホーンとを並設した超音波センサに
おいて、送信用ホーン又は受信側ホーンの周囲の一部若
しくは全周に溝を設け、当該溝の幅をＬ、超音波の波長
をλとしたとき、次式を満たすことを特徴とする。 Ｌ＝λ×（ｎ＋１／２） ただし、ｎは０以上の整数である。
【０００７】請求項２記載の発明は、超音波を送波する
送信素子を備える送信用ホーンと、前記送信素子から送
波された超音波が検出物体に当たり、その反射波を受信
する受信素子を備える受信側ホーンとを並設した超音波
センサにおいて、送信用ホーン及び受信側ホーンの周囲
の一部若しくは全周に溝を設け、当該溝の幅をＬ、超音
波の波長をλとしたとき、次式を満たすことを特徴とす
る。 Ｌ＝λ×（ｎ＋１／２） ただし、ｎは０以上の整数である。
送信素子を備える送信用ホーンと、前記送信素子から送
波された超音波が検出物体に当たり、その反射波を受信
する受信素子を備える受信側ホーンとを並設した超音波
センサにおいて、送信用ホーン及び受信側ホーンの周囲
の一部若しくは全周に溝を設け、当該溝の幅をＬ、超音
波の波長をλとしたとき、次式を満たすことを特徴とす
る。 Ｌ＝λ×（ｎ＋１／２） ただし、ｎは０以上の整数である。
【０００８】すなわち、請求項１記載の発明では、送信
用ホーン、受信側ホーンの何れかの周囲に所定幅の溝を
設けるものであるが、請求項２の発明は、送信用ホー
ン、受信側ホーンの双方の周囲にそれぞれ所定幅の溝を
設けたものである。
用ホーン、受信側ホーンの何れかの周囲に所定幅の溝を
設けるものであるが、請求項２の発明は、送信用ホー
ン、受信側ホーンの双方の周囲にそれぞれ所定幅の溝を
設けたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図１は実施形態の外観図、図２は実施形
態の部分断面図である。円錐形の送信用ホーン１１と円
錐形の受信用ホーン１２とは一体に成形されており、送
信用ホーン１１の底部に送信素子１、受信用ホーン１２
の底部に受信素子２が装着されている。送信用ホーン１
１と受信用ホーン１２との間には、それぞれのホーンの
円形の開口部と同心円状に溝９，１０が設けられてい
る。
態を説明する。図１は実施形態の外観図、図２は実施形
態の部分断面図である。円錐形の送信用ホーン１１と円
錐形の受信用ホーン１２とは一体に成形されており、送
信用ホーン１１の底部に送信素子１、受信用ホーン１２
の底部に受信素子２が装着されている。送信用ホーン１
１と受信用ホーン１２との間には、それぞれのホーンの
円形の開口部と同心円状に溝９，１０が設けられてい
る。
【００１０】この実施形態では、溝９，１０の幅Ｌを、
送信素子１により発射される超音波の波長をλとしたと
きに、数式１を満たすように設定する。但し、数式１に
おいて、ｎは０以上の整数である。
送信素子１により発射される超音波の波長をλとしたと
きに、数式１を満たすように設定する。但し、数式１に
おいて、ｎは０以上の整数である。
【００１１】
【数１】Ｌ＝λ×（ｎ＋１／２）
【００１２】次に、溝９の作用について説明する。送信
素子１から発射された超音波の一部は、送信用ホーン１
１の開口部のエッジ１１ａで回折する。そして、当該回
折した波は、溝９のエッジ９ａ若しくはエッジ９ｂでさ
らに回折し、溝９の内部に定在波として閉じこめられ
る。上記数式１は、溝９のエッジで回折した光が定在波
をつくる条件である。
素子１から発射された超音波の一部は、送信用ホーン１
１の開口部のエッジ１１ａで回折する。そして、当該回
折した波は、溝９のエッジ９ａ若しくはエッジ９ｂでさ
らに回折し、溝９の内部に定在波として閉じこめられ
る。上記数式１は、溝９のエッジで回折した光が定在波
をつくる条件である。
【００１３】溝９を通り越して受信側に向かった回折波
は、受信側の溝１０のエッジで回折し、溝９と同様の作
用により、定在波として閉じこめられる。従って、受信
素子２に到達する回折波は、さらに微弱なものとなる。
実施形態によれば、受信素子２に入射する回折波信号の
大きさを、従来の超音波センサに比べ１／５に低減する
ことができた。
は、受信側の溝１０のエッジで回折し、溝９と同様の作
用により、定在波として閉じこめられる。従って、受信
素子２に到達する回折波は、さらに微弱なものとなる。
実施形態によれば、受信素子２に入射する回折波信号の
大きさを、従来の超音波センサに比べ１／５に低減する
ことができた。
【００１４】なお、実施形態では、送信用ホーン１１の
開口部のエッジ１１ａと溝９のエッジ９ｂとが一致して
いるが、これに限られるものではなく、エッジ１１ａか
ら溝９に到る領域にある程度の長さを有する平坦部を設
けてもかまわない。
開口部のエッジ１１ａと溝９のエッジ９ｂとが一致して
いるが、これに限られるものではなく、エッジ１１ａか
ら溝９に到る領域にある程度の長さを有する平坦部を設
けてもかまわない。
【００１５】実施形態では、ホーン１１，１２の同心円
の全周にわたって溝９，１０が設けられているが、送信
用ホーン１１と受信用ホーン１２との間であれば同心円
の一部に溝を設けても差し支えない。また、送信用ホー
ン１１または受信用ホーン１２の一方にのみ、同心円状
の溝を設けても良い。
の全周にわたって溝９，１０が設けられているが、送信
用ホーン１１と受信用ホーン１２との間であれば同心円
の一部に溝を設けても差し支えない。また、送信用ホー
ン１１または受信用ホーン１２の一方にのみ、同心円状
の溝を設けても良い。
【００１６】
【発明の効果】以上のように請求項１または２記載の発
明によれば、送信用ホーンの開口部で発生する回折波の
強度を減衰させることができるので、前記回折波による
誤検出がなくなり、検出精度が向上するとともに、近距
離にある検出物体を検出することができるようになる。
さらに、送信用ホーンと受信用ホーンとの間隔を長くす
る必要がないため、超音波センサを小型化することがで
きる。
明によれば、送信用ホーンの開口部で発生する回折波の
強度を減衰させることができるので、前記回折波による
誤検出がなくなり、検出精度が向上するとともに、近距
離にある検出物体を検出することができるようになる。
さらに、送信用ホーンと受信用ホーンとの間隔を長くす
る必要がないため、超音波センサを小型化することがで
きる。
【図１】実施形態の外観図である。
【図２】実施形態の部分断面図である。
【図３】従来の超音波センサの構成図である。
【図４】受信素子により受信される反射波及び回折波を
時系列に表示した図である。
時系列に表示した図である。
１ 送信素子 ２ 受信素子 ９，１０ 溝 ９ａ，９ｂ，１１ａ エッジ １１ 送信用ホーン １２ 受信用ホーン
Claims (2)
- 【請求項１】 超音波を送波する送信素子を備える送信
用ホーンと、前記送信素子から送波された超音波が検出
物体に当たり、その反射波を受信する受信素子を備える
受信側ホーンとを並設した超音波センサにおいて、送信
用ホーン又は受信側ホーンの周囲の一部若しくは全周に
溝を設け、当該溝の幅をＬ、超音波の波長をλとしたと
き、次式を満たすことを特徴とする超音波センサ。 Ｌ＝λ×（ｎ＋１／２） （ただし、ｎは０以上の整数） - 【請求項２】 超音波を送波する送信素子を備える送信
用ホーンと、前記送信素子から送波された超音波が検出
物体に当たり、その反射波を受信する受信素子を備える
受信側ホーンとを並設した超音波センサにおいて、送信
用ホーン及び受信側ホーンの周囲の一部若しくは全周に
溝を設け、当該溝の幅をＬ、超音波の波長をλとしたと
き、次式を満たすことを特徴とする超音波センサ。 Ｌ＝λ×（ｎ＋１／２） （ただし、ｎは０以上の整数）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2248998A JPH11218572A (ja) | 1998-02-04 | 1998-02-04 | 超音波センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2248998A JPH11218572A (ja) | 1998-02-04 | 1998-02-04 | 超音波センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11218572A true JPH11218572A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=12084153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2248998A Pending JPH11218572A (ja) | 1998-02-04 | 1998-02-04 | 超音波センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11218572A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003072121A1 (en) * | 2002-02-28 | 2003-09-04 | San-Ei Gen F.F.I., Inc. | Antiobestic and/or antidiabetic agent containing cyanidin 3-glucoside as active ingredient |
| US9207216B2 (en) | 2011-10-21 | 2015-12-08 | Riso Kagaku Corporation | Ultrasonic sensor having trasmitting and receiving horns |
| JP2020051834A (ja) * | 2018-09-26 | 2020-04-02 | マツダ株式会社 | 侵入検知装置 |
-
1998
- 1998-02-04 JP JP2248998A patent/JPH11218572A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003072121A1 (en) * | 2002-02-28 | 2003-09-04 | San-Ei Gen F.F.I., Inc. | Antiobestic and/or antidiabetic agent containing cyanidin 3-glucoside as active ingredient |
| US9207216B2 (en) | 2011-10-21 | 2015-12-08 | Riso Kagaku Corporation | Ultrasonic sensor having trasmitting and receiving horns |
| JP2020051834A (ja) * | 2018-09-26 | 2020-04-02 | マツダ株式会社 | 侵入検知装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20031224 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040205 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040601 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040728 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041228 |