JPS606888A - 超音波距離計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超音波距ｆｆｆｌｌ訃に関する。

１ｌｌＦ情報と１．７て出力するよう構成されている。

超音波路Ｍｌｉ；計は、自動車や走行台車のような移動
体に搭載され、障害物との距＃測定に用いられているう
このように超音波距離計は移動体側に設けられる関係上
、移動体に搭載されたバッテリーによって駆動されるこ
とが多く、バッテリー定格出力？ｌｉ）圧が低くて所定
の超音波送信レベルが得られない場合には、バッテリー
出力電圧を昇圧して超音波送信部に印加して行われてい
るうしかし、従沫、との昇圧は超音波の発射、停波を同
期しては行われておらず、発射、停波の区別なく外圧動
作を実行しているものであるため、軍力消′ａ元が多く
、バンテリーエネルギの有効利用が要求されている。

本発明はバッテリー定格出力電圧が低い場合においても
小電流で所定送信レベルが得られる超音波距離計を押供
することを目的とする。

本発明の超音波距離計は、一定時間ごとに超音波を送信
して物体からの反射波到来所要時間を１１１１記物体ま
での距離情報として出力するよう構成すると共に、超音
波送信部の電源部を、前記ｄイノ音波の送信に同期して
送信待機中にコンデンサを電源に並列接続し、送信実行
時Ｋ　ｔａｒｔ記コンデンザを前記電源に直列接続して
この直列接続電圧を超音波送信部に印加するようパ構成
したことを特徴とする特以下、本発明の一実施例を第１
図〜第６図に甚ついて説明する。

第１図は送信部およびタイミンク制御部を示す、。

タイミング制御回路（１）は、端子（’１”、）〜（１
”、）にそれぞ受信部で使用されるリセット端子Ｒｅ、
初助設定信号Ｍ１ラッチ信号Ｌａを発生する。なお、こ
のタイミング制御回路（１）へ加えられるｉ″ｉＪ記各
矩Ｉｆ４波は第２図の信号発生部（２）で作られでいる
。信号発生部（２）は、基準発振器（３）と第１、第２
の分周器（４１（５）から成り、端子（１’９）には基
準発振器（３）の発生ずる３　３．５　ＫＨｚの信号が
発生し、第１０分周器（４）は３３．５ＫＨｚの信号を
分周して端子（Ｔｌｏ）〜（１’、５）にそれぞれ！Ｔ
Ｕ−Ｌｚ。

５１２Ｈ２、２５６Ｈｚ　、　１２８Ｈｚ　、　１６Ｈ
ｚ　、　８Ｈｚの信号を出力づる。

つ１９、前記端子（Ｔ、　）　−（Ｔ、ｌ　）には端子
（１’１．、）＋　（’Ｉ’１５）　＋（Ｔ、２）、（
Ｔ９）が接続されている。また、タイミンク制御回路（
１）で作られた前記送信駆動信号Ｓ１ｏは、送波器（Ｎ
に直列接続された１−フンシヌタ（Ｑｌ）をスイッチン
グして送波器（５）を駆動する。（６）は送信部′Ｆ「
源で、端子（Ｔ、６）は信号発生部（２）の端子（Ｔ、
４）に接続され、＋１２ホルトを倍電圧してｆｉｉｌ記
送波器（５）に印加している。

第３図は反射波到来を検出するよう構成された受信部前
段を、第４図は反ＩＡ、Ｉ波到来所要時間を障害物まで
の距離情報としてティヌプレイσせる受信部後段を示す
。受波器（Ｉ３）の出力信号は、インピータンヌ変換回
路（７）、増幅器（３）およびパント・パス・フィルり
（９）を介してコンパレータ動作ｔ　行つ反射波検出回
路ＱＱに供給され、戊創波検出時にトランジスタ（Ｑ２
）をオンさせて端子（Ｔ、、）を論即レベル“Ｌ”　に
反転させる。端子（１’、、）は受信部後段の端子（１
’、８）に接続されている。まだ、反射波検出回路ｑ１
の端子（Ｔ５Ｏ）は前記端子（Ｔ７）に接続されている
。

第４図において、０１）は反Ｊｌ］＝１波到来時間を計
数する１０進カウンタで、リセット端子に接続された端
子（１’、、）はタイミング制御回路（１）の端子（Ｔ
６）に接ｋａれ、計数入力信号として端子（Ｔ２Ｏ）が
信号発生回路（２）の端子（Ｔ、、）に接続されている
。Ｏカは１０進カウンタＱυの計数値を保持するラッチ
回路で、ランチ信号端子は端子（Ｔ２１）を介してタイ
ミンク制御回路（１）の端子（Ｔ８）に接続されている
。Ｏ；ルはデジタルコン情報り、、として入力きれた前
記ラッチ回路０図の内容とを比較してＩ）１．　＞Ｄｉ
　−＋　、ずなわち最新の検出圧はデータセレクタで、
セレクタコントロール端子Ｓにデジタルコンパレータ０
搏の前記出力端子０４が接続され、データ入力には前記
１０進カウンタ０１）の計数値と前記ランチ回路θカの
内容とが接続されており、最新の検出距離情報と過去の
検出距離情報のうち近い方の検出距離情報を選択して出
力する。

（１（！はケープ７１ｚＱ力を介して前記データセレク
タ（１９の出力に接続された表示装置で、データセレク
タ（１９がＢＣＤコードで出力する検出距離情報を０〜
９のＪＯ進に変換するデコーダθ２９と、デコーダ（１
８）の０＝９の出力端子にそれぞれ２個づつ接続された
発光ダイオードＬＥＤｏ、　、　ＬＥＤｏ２．　ＬＥＤ
、、　、　ＬＥＴ）、２−　ＬＥＤ７．　、　ＬＥＤ９
２と、物体接近警報装置用の軸管変換器ｏ９とがら構成
されている。翰は検出距離の変・花を警報音の）−一ン
の変化として報知する物体接近警報装置で、出力信号°
は前記ケープ／ｌ／　Ｑ力を介して前記音９１ｆ換器０
９に印加され、１−−ン信号として端子（Ｔ２２）を介
して前記信号発生器（２）の端”Ｊ’　（′Ｆ、ｏ）か
ら４ＫＨｚの信号が供給され、バースト信号として端子
（Ｔ２．）（ｉ’、４）（Ｔ２５）を介して信号発生器
（２）から２Ｈ２、４Ｈ２’、８Ｈ７の信号がそれぞれ
供給され、また検出圧ｈ１［に関する情報として端子（
Ｔ２６）（Ｔ２７）が前記データセレクタθυ出カのＢ
ＣＤ信号のうちのピッＩＣとヒソ）Ｄに接続きれている
。なお、前記信号発生器（２）ではタイミング制御回路
（１）で作られたラッチ信号Ｌａを、フリップフロップ
で構成される第２の分周器（５）に印加して端子（”Ｉ
’２８）（Ｔ、、９）にそれぞれ４１１ｚ　、　２Ｈｚ
の信号が発生しテオリ、端子（Ｔ２８）か端イ（１’２
４）、端イ（Ｔ、）が端子（Ｔ２５）に接続されている
。

次に動作順序に従って各部の４’ｊ（を成を更に詳しく
説明する。第５図（ａ）は信号発生器（２）の要部信号
波形を示し、前記タイミンク制御１居路（１）の端子（
Ｔ、、）には８Ｈｚの矩形波の立ち上りのタイミンクか
ら約２ｍＳにわたって第５図（ｃ）のように３３．５　
ＫＨ２の送信駆動信号（Ｓ、。）が発生ずる。との送信
駆動信号（Ｓ、。）でトランジスタ（Ｑｌ）をスイノグ
ーンクして送波器（５）からパイ（音波が発射される。

受イイ部の１０進カウンタ０υは送信終了から約２ｎ１
Ｓ後に第５図（ｄｉの前記リセット伯−号Ｒｅで一旦す
セッ１−されて第５図（ｅｌのように計数値″Ｏ″にク
リアされる。寸ノヒ、フリ・７ブフロノブ０２］）がリ
セット信号Ｒｅで十ノドされるためゲー１−Ｇ、が開い
て、以後は前記反射波検出回路（［（力が反射波到来を
検出するまで端子（Ｔ２ｏ）に印加された５１２）Ｔｚ
の矩形波の立ち上がりの計数を続けてｄ１１個が増加す
る。受波器（Ｂｌに反ａ、＋波が受信されると、バンド
・パス・フィルタ（９）出力に受信超音波成分が発生し
て反射波検出回路０（）出力のトランジスタ（Ｑ２）が
オンして前記フリンプフロンブＱ１）をリセットするた
め、ゲートＧ、が１４１１じ−Ｃｉ！ｉＪ　Ｍ＋’！　
］−０ノｉ（カウンタ（１υのそれ以後のカウントアツ
プが１＋　＋１−３れる。な２．１０進カウンク０１）
の計数値が“９”に達してもｒＪｉｆ記反５良 年収検出回路０１が反射波到来を検出しない場合には、
ゲートＧ２がｍｒ記フリップ７　ｒ＋　ｙ　７−（２］
１　？ｒ７！Ｊ　セｙ　ｌ−Ｌ。

て１０進カウンタα１）の計数を中止させる。送信−計
数の上記動作は８Ｈ２の矩形波の立ち」二がりの良に実
行され、１０進カウンタ（ＩＩの計数値はり十７１・信
号Ｒｅによるリセ７）に先立、ってイ１５図（ｂ）の、
トうに発生ずる前記ラッチ信％　（１−ａ　）によ−、
てラッチ回路０力に転送される。このようにし、て送信
の度にランチ回路０りの内容が６１１回の紳出距１８１
Ｅ情報に更新され、データセレクタ（１９の出力データ
にＩナヌじて表示装置０（９の発光ダイオードの述３当
なものが点灼する。

前記送信部電源（６）は、バッテリー定格出力〒］５二
圧が低い場合においても小電流でｉｊ／１定送信レベル
が得られるように、次のようにｌ’ｉ’ｉ成されている
。

すなｔ）　チ、　ＮＰＮ　ｌ・ランジスタ（Ｑ３）とＰ
ＮＰ　ｌ・ランジヌタ（Ｑ４）はエミンタ同志、ベース
同志が接続され、抵抗いうを介してＮＰＮ　ｌ−ワンシ
ヌク（Ｑ、）のコレクタとＰＮＰ　）ワンシスタ（Ｑ４
）のコレクタ間に−１−１２ボルトが印加されている。

丑だ、ＮＰＮ　ｌ−ヲンシスク（Ｑ３）のコレクク釦は
ダイオ−１ｃうのアノードが接続され、このダイオ−１
゛０つのカッ−”　ト前記ＮＰＮ　ｌ−ランジスタ（Ｑ
５）のエミンタとの１川にエミンタ側をマイナス棒とな
るよう電解コンデンサ（ハ）が接続されている。（Ｑ５
）はＮＰＮ　ｌ−ランシスタ（Ｑ、、ＸＱ４）をスイッ
チングするＮＰＮ　）ランジスタで、このトランジスタ
（Ｑ、）は端子（Ｔ、６）からの信号でスイッチングさ
れる。

第６図は前記電解コンデンサ（至）の充放電ザイクルと
送信部電源（６）の出力電圧との関係を示す。第６図（
ａ）のように、１６Ｈｚの矩形波が論理レベル“Ｈ”に
反転すると、トランジスタ（Ｑ５）かオンしてトランジ
スタ（Ｑ４）がオンして電解コンデンサ（ハ）への充電
電流が＋１２ボルト電源ラインからダイオード翰−電解
コンデンサ（財）−１゛ランシスタ（Ｑ４）　−ｕｋ　
抗（４）−基準レベル（ハ）へと流れ、電解コンデンサ
（２）が第７図（Ｃ）のように＋１２ボ）（ｙ　）にチ
ャージアップされる。１６Ｈｚの矩形波が論理レベル“
Ｌ″に復帰すると、１−ランシスク（Ｑ５）がオフされ
、トランジスタ（Ｑ６）がオンする。トランジスタＣＱ
５）がオンするト、刊２ボルト電源ラインが電解コンデ
ンサ（財）のマイナス極に接続され、電解コンデンサー
のプラス極と前記基準レベ／”　ｍ９間に１２ポル１−
の約２倍の？Ｉｊ′、Ｅ１：が発生し、との１「圧が送
波器（／Ｘ）の一端に印加されている。ここで車要なこ
とは、１６Ｈ７の矩形波は前記８Ｈｚの矩形波に同期し
ており、第６図（ｌ〕）に示すように送信部の超音波発
射のクイミンクが前記市Ｍ’ｆコンデンザ（２）の充電
終了直後であることである。

寸だ、電解コンデンサ例の充電４ノ−イクルは牛−リイ
クル以上あるため、小電流で大容爪コンデンーりを十分
に充電できる。

上記実施例においては超音波送信待機時に１つの電解コ
ンデンサψ１）を充電し、送信実行時に電解コンデンサ
（ハ）を電源に１σ列接続して送信部に電源電圧の２倍
の電圧が印加されるよう構成したが、送信待機時に充電
きれるコンデンサの数は１個に限定されるものではなく
、複数個の電解コンデンサを充電し、送信実行時にこれ
らをそれぞれ市７ノＧ！に直列に接続しても同様のクツ
ｌ果が得られる。

以」二説明のように本発明のｉｌｌ／（−￥５波距蹟計
によると、超音波送信待機中にコンデンサを充電して送
信実行時にコンデンサをＷｆｉ源にｃｒｆ列接縦接続送
信部に印加するよう構成し、昇圧動作を超音波の発射、
停波に同期して行うため、従来のものに）七べで？４７
カ消費刊が少なく、バッテリーエ不ルキを冶効に利用で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は送信部の構成
図、第２図は信号発生部の構成図、第３図と第４図は受
信部の（１〜成図、第５図は送受信部の要部波形図、第
６図は送信都市、源の動作説明図である。 （１）・・タイミング制御回路、（２）・・・信号発生
部、（６）・・・送信部電源、＠・クイオート、Ｑ４１
・・・重解コンテンサ、囚・・送波器、（Ｑ５）・・・
Ｎ１）Ｎ　）ランシスタ、（Ｑ４）・・・ＰＮＰ　）ラ
ンジスタ 代理人　森　本　義　弘

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １一定時間ごとに超廣−波を送信して物体からの反剖波
   到来所製時間を前記物体までの距離情報として出ツフす
   るよう構成すると共に、超音波送信部の電源部を、前記
   超音波の送信に同期して送信待機中にコンデンサを電源
   に並列接続し、送信実行時に前記コンデンサを前記電源
   に直列接続してこの直列接続電圧を超音波送信部に印加
   するよう（１４成した紹音波距訓［計。