JPS61264282A - 超音波スイツチ - 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】 （イ）発明の分野 この発明は、送波器と受波器とを備えた透過形の超音波
スイッチに関する。

（ロ）発明の背景 従来、この種の超音波スイッチとしては、超音波をパル
ス送波する送波器と、この送波器から送波される超音波
を受波する受波器とを所定間隔をへだてて対向させた透
過形の超音波スイッチがある。

しかし、送波器からのパルス送波は音速Ｃζ３３１．５
＋０１６１　ｔ　（ｍ／Ｓ＞［ただしｔは気温（℃）］
で表わされるタイムラグを有して上述の受波器に受波さ
れるため、送波パルスと受波出力とを同期させることが
できない。

このため受波器における受波回路中のゲートをオーブン
状態に保つ必要があり、このゲートオーブン中に正規の
送波パルス以外のノイズや本来受波すべきでない反射波
を受波し、良好な物体検出ができず、加えて送受波器を
２１１１ｉ以上隣接して使用する際には並設距離を大と
しなければならない問題点を有していた。

（ハ）発明の目的 こ゛の発明は、送波タイミングパルスと受渡出力とを同
期させることができ、対向する送波器からの正規の送波
パルスか否かを判別することができて、本来受渡すべき
でない反射波を誤検知することがない超音波スイッチの
提供を目的とする。

（ニ）発明の要約 この発明は、超音波を送波する送波器と、この送波器か
ら送波される超音波を受波する受渡器との検出タイミン
グに同期して同一物を検出する光電センサを並設した超
音波スイッチであることを特徴とする。

（ホ）発明の効果 この発明によれば、上述の光電センサを並設しているの
で、投光要素と受光要素とからなる光電センサの投光要
素で、送波器からの送波パルトと同期した投光パルスを
出力し、この投光パルスと同期した受光要素の受光出力
に基づいて受波出力に同期した受波タイミングパルスを
得ることができるので、この送波タイミングパルスと受
波出力との同期により、対向する送波器からの正規の送
波パルスか否かを判別することができて、本来受波すべ
きでない反射波の誤検知を防止することができる効果が
ある。

加えて送受波器を２組以上隣接して使用する際には並設
距離を従来のものと比較して短くすることができる効果
がある。

（へ）発明の実施例 この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。

図面は超音波スイッチを示し、第１図、第２図において
、この超音波スイッチは、超音波を送波する送波器１と
、この送波器１から送波される超音波を受波する受波器
２とを備えた透過形のスイッチである。

上述の送波器１は基本周期Ｔ（第３図参照）と送波パル
ス幅ｊを設定する発振回路３の出力段に送波回路４を介
して送波用の超音波撮動子５を接続し、この振動子５で
電気エネルギを超音波に変換して送波パルスＣを送波す
べく構成している。

前述の受波器２は、上述の振動子５から送波される送波
パルスＣ超音波振動エネルギ）を電気信号に変換する受
波用の超音波振動子６の次段に、受波出力ｆを増幅する
増幅器７を接続し、この増幅器７の出力段に信号処理回
路８を介してスイッチ動作信号グを発する出力回路９を
接続している。

また、上述の送波器１と受波器２との検出タイミングに
同期して同一物を検出する光電センサ１０を並設してい
る。

この光電センサ１０は、投光回路１１の出力段に接続し
た発光ダイオードなどの投光素子１２と、フォト・１〜
ランジスタやフォト・ダイオードなどの受光素子１３と
、この受光素子１３の出力段に接続した増幅器１４およ
び遅延回路１５とから構成している。

そして、上述の投光素子１２からの投光パルスｂが送波
同期と同期する如く、投光回路１１を前述の発振回路３
の出力段に接続し、また上述の遅延回路１５は送受波器
１，２間の距離りに対応して受渡出力ｆと同期した遅延
信号（送波タイミングパルス）ｅを得るように構成し、
この遅延回路１５を前述の信号処理回路８に接続してい
る。

このように構成した超音波スイッチの動作を第３図のタ
イムチャートを参照して説明する。

時点ｔ　乃至ｔ２において予め設定した送波パルス幅ρ
の発振パルスａが発振回路３から発振出力されると、こ
の発振パルスａと同期し、かつ送波パルス幅ρを有する
送波パルスＣが前述の送波用の超音波振動子５から送波
される。

前述の投光回路１１は発振パルスａの立ち上がりと立ち
下がりとを検出し、送波開始時点ｔ１と送波終了時ｔ２
とに符合して投光素子１２を投光制御し、送波パルス幅
１と対応して合計２発の投光パルスｂを投光する。

この合計２発の投光パルスｂは受光素子１３によって受
光されるので、この受光素子１３からは投光パルスｂと
対応した合計２発の受光素子出力ｄが得られる。

この受光素子出力ｄは、増幅器１４で増幅された後に、
遅延回路１５に印加されるので、この遅延回路１５から
は送受波器間距離りに遅延定数βを乗した時点ｔ３にお
いて送波タイミングパルスｅを得ることができる。

この送波タイミングパルスｅは上述の送波パルス幅βに
定数αを乗したパルス幅を有し、このパルス幅に対応す
る時点ｔ　乃至ｔ４において信号ｌ１Ｉｌ理回路８内の
受波ゲートの受波ゲート幅を設定する。

一方、前述の送波パルスＣを受波する受波用の超音波振
動子６は距ＩＬに比例した超音波伝搬りイムラグを有し
て上述の時１点ｔ　乃至１４間において受波出力ｆを出
力する。前述の送波タイミングパルスｅは投光パルスｂ
の投光開始時点ｔ１からＬ・βで定まる所定の遅延時間
を経過した後に出力されるパルスであるから、上述の受
渡出力ｆと同期する。したがって、この送波タイミング
パルスｅに受波出力ｆが同期しているか否かを信号処理
回路２で判別処理することにより、正規の送波器１から
の送波パルスＣを受波したか或いは本来受渡すべきでな
い反射波かを判別することができる。

また上述の送波タイミングパルスｅのパルス幅はｐ・α
に設定し、受波ゲート幅を同幅に設定するので、例え、
送波タイミングパルスｅとの同期した受波出力であって
もこの１・αに相当する受波ゲート幅よりも広いと他の
送波器からの送波パルスであると判別し、信号処理回路
２内の受波ゲートに禁止をかけ、上述の受波出力ｆがこ
の１・αに相当する受波ゲート幅以下で、かつ送波タイ
ミングパルスｅと同期した時にのみ正規の送波パルスで
あると判別し、上述の送波タイミングパルスｅの立下が
り時点ｔ４において出力回路９よりスイッチ動作信号び
を出力する。

以上要するに、光電センサ１０の並設により、送波タイ
ミングパルスｅと受波出力ｆとを同期させ、対向する送
波器１からの正規の送波パルスＣか否かを判別すること
ができて、本来受波すべきでない反射波やノイズ等によ
る誤検知を防止することができる効果があり、加えて、
送受波器１゜２を２組以上隣接して使用する際には並設
距離を従来に比較して短くすることができる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、 第１図は超音波スイッチの側面図、 第２図は超音波スイッチの回路構成を示すブロック図、 第３図はタイムチャートである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超音波を送波する送波器と、 この送波器からそ送波される超音波を受波 する受波器との検出タイミングに同期して 同一物を検出する光電センサを並設した 超音波スイッチ。