JPS62277576A - 超音波センサ - 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】 ３、発明の詳細な説明 ［技術分野］ 本発明は、超音波を送波するとともに、該超音波の被検
知物体による反射波を受波する超音波センサに関するも
のである。

［背景技術１ 一般に、この種の超音波センサを用いた物体検知ＶＣＩ
ｉの検知方式としては、送波器からパルス波よりなる超
音波を送波するとともに、送波された超音波の被検知物
体による反射波を受渡器にで受波し、超音波を送波して
から反射波を受波する主での時間に応じて被検知物体ま
での距離を検出する存在検知方式や、送波器から所定周
波数の連続波を送波して移動する被検知物体からの反射
波を受渡器にて受波し、反射波のドツプラ効果による周
波数シフトに応じて被検知物体の移動を検出する移動検
知方式などが知られでいる。

ところで、超音波は可聴音域の音波に比べて波長が短い
ために鋭い指向性を有しているので、検出すべき範囲を
限定することが′Ｃきる。例えば、第８図に示すような
指向性が得られている場合には、半値角θ１／２に対応
した検知範囲を得ることができるようになっている。そ
こで、従来、所定の指向性を得るためには、第７図に示
すように超音波振動子１より発生した超音波を所定の指
向性で伝播させるための円錐台状のホーン４を必要とし
ていた。このため、放射方向の寸法が大きくなって薄型
化に適していないという問題があった。さらに指向性は
ホーン４の形状によって一義的に決券梧俳定されてしま
うので、任意の指向性を得るためには、ホーン４の形状
を変更したり、形状の異なった複数個のホーン４をＦｆ
！意する必要があり、簡便に指向性を変えることがでさ
ないという問題があった。

［発明の目的］ 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、薄型化が容易にでき、しかも、指向
性の変更が簡便に行えるとともに、送波時と受波時の指
向性を異ったものとして所望の総合指向性を容易に実現
できる超音波センサを提供することにある。

［発明の開示］ （実施例） 第１図お上Ｖ第２図は本発明一実施例を示すもので、超
音波を送受波する複数個の超音波振動子１を第１図に示
すように基台２の同一平面に配列し、上記複数個の超音
波振動子１のうちの任意の超音波振動子１を選択して送
受波を行う振動子選択手段３を設け、送波時と受波時と
で選択する超音波振動子１の組み合わせが異なるように
振動子選択手段３を形成したものであり、超音波振動子
１は例えば、同図（ａ）に示すように正方状に配列され
たり、同図（ｂ）に示すように同心円状に配列されてい
る。また、振動子選択子Ｐｉ　３は、第２図に示すよう
に、送信回路Ａ１１〜Ａ＋ｉ＋Ａ＋ｓ＋ｌｓと、受信回
路Ａ　２１　ＨＡ　２２とで形成されており、送信端子
Ｔｓに入力される送信信号は、送信回路Ａ　ＩＩ〜Ａ１
つ、Ａ　１　ｓ　、Ａ　１ｇにてそれぞれ信号処理（所
定周波数の発振、増幅などの処理）されて超音波振動子
１、〜１　、、１６．１　、に印加されるようになって
いる。

一方、超音波振動子１．、Ｌの受渡出力は、受渡出力を
信号処理（雑音除去、増幅などの処理）する受信回路Ａ
　２３１　Ａ　２　＜に入力され、受信回路Ａ２．、Ａ
２、出力を合成した信号が受信信号として受信端子Ｔｒ
に出力されるようになっている。なお、振動子選択手段
３の回路構成は一例を示しているだけであり、本実施例
１こ限定されるものではない。

以下、実施例の動作について説明する。（１ま、この超
音波センサの指向性は、アレイ７アクタである超音波振
動子１の配列ピッチｄおよび振動子数ｎを変更すること
によって任意に変更すること、ができる。例えば、第３
図に示すように、アレイ７アクタをｄ＝０．５人、ｎ＝
５とした％合（こ（土、第４図（ａ）に示すように、半
値角θ１／２が約２９゜の指向ビームが得られ、また、
ｄ＝ｏ、５λ、ｎ＝１０とした場合、８２人、ｎ＝５と
した場合お上りｄ＝λ、ｎ＝１０とした場合には、それ
ぞれ第４図（ｂ）〜（ｄ）に示すような指向ビームが得
られろようになっている。

ところで、本発明においては、送波時と受波時とで選択
する超音波振動子の組み今わせが異なる上うに振動子選
択手段３が形成され、送波時の指向性と、受波時の指向
性とは異なったものとなっており、このように送、受波
時の指向性を異ったものとすることにより、所望の総合
指向性を容易に実現することができることになる。例え
ば、第５図に示すように半値角が約８“の指向ビームを
送、受渡兼用の複数個の超音波振動子１を用いて実現（
送、受波時の指向性が同一の複数個の超音波振動子１を
用いて実現）するためには、ｄ＝０゜５λ、ｎ＝２０の
素子を必要とする。しかしながら、送波時にｄ＝２λ、
ｎ＝５に設定して得られる第６図（ａ）に示すような指
向性で超音波を送波し、受波時に８２人、ｎ＝２に設定
して得られる第６図（ｂ）に示す指向性でもって反射波
を受波するようにすれば、その総合指向性はｔｐａ図（
ｃ）に示すようになり、第５図に示す指向性と等価な指
向性を容易に実現できることになる。すなわち、送信時
と受信時との指向性を異ならせれば、その総合指向性を
多様化して任意の指向性を簡単な構成（少ない振動子数
）′ｃ容易に実現でき、小型化および低コスト化を図る
ことができる ［発明の効果］ 本発明は上述のように、超音波を送受波する複数個の超
音波振動子を基台の同一平面に配列し、上記複数個の超
音波振動子のうちの任意の超音波振動子を選択して送受
波を行う振動子選択手段を設けたものであり、ホーンを
用いた従来例に比べて放射方向の寸法を小さくすること
ができ、薄型化が容易にでき、しがも振動子選択手段に
て送受波を行う超音波振動子を選択してアレイ７アクタ
を変更するだけで指向性を任意に変更することができ、
指向性の変更が簡便に行えるという効果がある。また、
送波時と受波時とで選択する超音波振動子の組み合わせ
が異なるように振動子選択手段を形成したので、送波時
と受波時の指向性を異ったものとして所望の総合指向性
を簡単なりＩ成（少ない振動子りで容易に実現すること
ができ、小型化および低コスト化を図ることができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は本発明一実施例の要部斜視図、第
２図は同上の要部回路図、第３図乃至第６図は同上の動
作説明図、第７図は従来例の概略ｖｔ成図、第８図は同
上の動作説明図である。 １．１１〜１５は超音波振動子、２は基台、３は振動子
選択手段である。 代理人　弁理士　石　１）艮　七 第１図 （ｂ） ＧＡＩＮ（ｄＢ） 血　゛　−株　辿　６　疹　４　； 〉 ｔ ＧＡＩＮ　（ｄＢ）　　　　　　　　”ばコ ミ　“　　ｉ　ｉ瞼　シ　仏　も コα Ｉ　１１ （Ｊｌ〜、 と 〉 Ｚ　　　　　　　　　　　　　　　−”■　　　　　　
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Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波を送受波する複数個の超音波振動子を基台
   の同一平面に配列し、上記超音波振動子のうちの任意の
   超音波振動子を選択して送受波を行う振動子選択手段を
   設け、送波時と受波時とで選択する超音波振動子の組み
   合わせが異なるように振動子選択手段を形成したことを
   特徴とする超音波センサ。