JPS63127175A - 超音波検知装置 - 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】 【技術分野１ 本発明は、超音波を間欠的に送波して物体の検知を行う
超音波検知装置に関するものである。

［背景技術Ｊ 従来のノイズの有無に関係なく物体検知動作を行う、所
謂同期レス機能を有する超音波検知装置では、物体が存
在しないにも拘わらず、ノイズにより検知信号を出力す
る誤動作を生じる問題があった。そこで、ノイズが存在
するときにはノイズによる誤動作を防止するため、ノイ
ズがな（なるまで物体検知動作を停止するようにした超
ｆ［液検知Ｖ装置が提案されている。このような超音波
検知装置では、物体を検知するための応答速度が低下し
たり、あるいは物体が存在しても応答しなかったりする
ことがある。このため、使用者は応答速度が低下したり
、あるいは応答しなかったりすると、超音波検知装置が
壊れたと判断し、修理に出したり、あるいは新たな超音
波検知！Ａ置を購入したりすることがある。この場合に
は何等の異常もないから、ノイズ源が存在する限りはま
た同じ現象が生じてしまう。このように、従来の超音波
検知装置では応答速度が低下したり、あるいは応答しな
かったりすることが、ノイズによるものか、本当に装置
が故障しているかの判断が難しい問題があった。

［発明の目的［ 本発明は上述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、物体検知動作の応答速度の低下や、
あるいは応答しないことが、ノイズによるものか、ある
いは装置の故障によるものかを判断できるようにした超
音波検知装置を提供することにある。

［発明の開示１ （構成） 本発明は、検知エリアに存在する物体を検知する物体検
知手段と、この物体検知手段出力にて点灯して物体が検
知エリアに存在することを表示する物体表示手段と、ノ
イズの有無を検知するノイズ検知手段と、このノイズ検
知手段出力にてノイズが存在することを表示するノイズ
表示手段と、上記ノイズ検知手段にてノイズが存在する
ことが検知されたときには物体表示手段による表示を行
わないように制御する表示制御手段とを備え、ノイズ検
知手段にてノイズを検知してノイズ表示手段にてノイズ
が存在することを表示することにより、使用者にノイズ
が存在して物体検知ができない、ことを表示することが
できるよう（こしたものである。

（実施例） 第１図乃至ｆ：ｔＳ６図は本発明の一実施例を示す図で
あり、本実施例の超音波検知装置では超音波振動子１８
を送受波用に」ｋ用し、超音波を間欠的に送波して物体
検知を行うものであり、超音波振動子１８から超音波を
間欠的に送波する送波部と、超音波振動子１８にて受波
した受波信号から物体を検知する受渡部とからなる。

送波部は、超音波を間欠的に送波するための送波タイミ
ング信号を出力する制御部３３と、この制御部３３出力
に基づいて間欠周期信号を発生する間欠周期信号発生回
路３４と、ｍ音波振動子１８から送波する超音波の周波
数と同じ周波数の信号を発振する発振回路３２と、この
発振回路３２出力と間欠周期信号発生回路３４出力との
論理積を行いバースト信号を作成するアンド回路３５と
、このアンド回路３５出力を増幅して超音波振動子１８
を駆動して超音波振動子１８から超音波を送波される駆
動回路３６とからなる。

受渡部は、超音波振動子１８にで受波した受渡８出力か
ら超音波振動子１８がら送波された超音波の周波数以外
の周波数の信号を除去するバンドパスフィルタ３９と、
バンドパスフィルタ３９出力を波形整形することにより
一定レベル以上の受渡信号を検出する波形整形回路４０
と、上記制御回路３３の送波タイミング信号に基づいて
一定期間のハイレベル信号を出力することにより超音波
検知装置の検知エリアを設定するデート回路３７と、上
記デート回路３７出力と波形整形回路１０出力との論理
積を行うことにより検知エリア内に存在する物体からの
受渡信号のみを取り出すアンド回路４１と、アンド回路
４１出力が連続して３回生じたときに物体が検知エリア
内に存在すると判定する物体判定手段としてのシフト回
路４２及びアンド回路４３と、このアンド回路４３出力
にて検知エリア内に物体が存在することを表示する物体
表示手段としての検知表示部５０とがＣ）なる。

なお、上記検知表示部５０は物体が検知エリアに存在す
ることを表示灯を人裏灯して表示したり、あ住宅情報盤
などに移報出力したりする。

以上の構成は本実施例の基本構成であり、本実施例では
さらに次の構成を備えている。つまり、ノイズが存在す
ることを検知するノイズ検知手段と、このノイズ検知手
段出力にてノイズが存在することを表示するノイズ表示
手段と、上記ノイズ検知手段にてノイズが存在すること
が検知されたときには表示手段による表示を行わないよ
うに制御する表示制御手段とを備えている。

ノイズ検知手段は、波形整形回路４０出力にてノイズの
有無を判定するノイズ判定回路４６と、このノイズ判定
回路４６出力が連続して２回生じたときにノイズが存在
すると判定するノイズ判定手段としてのシフト回路４７
及びアンド回路４８とからなる。ノイズ表示手段は、上
記アンド回路４８出力にてノイズが存在することをノイ
ズ表示用の表示灯５３を点灯することにより表示するノ
イズ表示部４９からなる。そして、表示制御手段は、制
御回路４１から出力されるノイズ・タイミング信号とア
ンド回路４８の出力を反転した信号との論ＫｒＪＡＭｔ
を行い検知タイミング信号を出力するアンド回路４４と
、このアンド回路４４出力である検知タイミング信号を
クロックとして動作してアンド回路４３出力を取り込む
Ｄ７リツプ７０ツブ１５とで構成してあり、このＤ７リ
ツプ７０ツブ１５の出力Ｑにて検知表示部５０を駆動す
るようにしである。

まず、検知エリアに物体が存在するときの本実施例の超
音波検知装置の動作を第２図に従って説明する。制御回
路３３が出力した第２図（ａ）に示す送波タイミング信
号を受けた間欠周期信号発生回路３４は、ＩＩＩＩｓｅ
ｃのハイレベルの間欠周期信号を出力する（ｖ１２図（
＋３））。この間欠周期信号と発振回路３２の周波数が
４０ＫＨ７，の発振出力信号とがアンド回路３５に入力
され、アンド回路３５出力に同図（ｅ）に示す４０ＫＨ
ｚのバースト信号が出力され、このバースト信号を駆動
回路３６にて増幅した出力にて超音波振動子１８を駆動
して同図（ｄ）に示す超音波を送波する。この場合には
検知エリアに物体が存在するので、この物体による反射
波が超音波振動子１８にで受波される。この受渡信号（
第２図（ｄ）中にＲで示す）は増幅回路３８にて増幅さ
れ、バンドパスフィルタ３９を通過させて送波周波数以
外の不要な信号成分が除去され、波形整形回路４０にて
空間を伝搬することなどによりなまった信号を、送波信
号と略同様の矩形波信号となるように波形整形し、これ
により一定レベル以上の受渡信号を検出する。そして、
この波形整形回路４０出力はアンド回路４１にてデート
回路３７との論理積を行う。つまり、第２図（ｅ）に示
すデート回路３７がハイレベルの期間である検知エリア
を決定するデート信号と波形整形回路４０出力との論理
積を行うことにより、検知工り７内に存在する受渡信号
のみを抽出する。そして、この場合には検知エリアに物
体が存在するので、アンド回路４１出力から第２図（ｆ
）に示すように検知信号が出力される。このアンド回路
４１出力は、制御回路３３から１２図（ｇ）に示すよう
にシフト用クロックが入力されると、シフト回１！８４
２の杭１のレジスタ内に入力され、二のためシフト回路
４２の出力Ｑ１が第２図（１１）に示すようにハイレベ
ルとなる。このシフト回路４２は次に超音波振動子１８
がら超音波が送波されて制御回路３３から次にシフト用
クロックが入力されるまでは上記出力Ｑ１の状態を保持
している。なお、このときに初めて物体の反射波が受波
されたとすると、シフト回路４２の出力Ｑｚ、Ｑｓｌｊ
：ｆｆｉ　２　図（ｉ）−（ｊ）に示すようにローレベ
ルであるから、同図（ｋ）に示すようにアンド回路４３
出力はローレベルである。そして、次に超音波振動子１
８がら送波された超音波の物体による反射波が超音波振
動子１８にて受波され、さらに引き続いて物体が検知エ
リアに存在する、っまりアン、ド回路４３出力に検知信
号が出力された場合には、制御回路３３がらのシフト用
クロックに従ってシフト回路４，２では第１のレジスタ
の内容を出力Ｑ２に対応するｖＪ２のレジスタにシフト
し、新たなアンド回路４１出力を第１のレジスタに取り
込む。この場合はアンド回路４１出力はハイレベルであ
るから、上記シフト回路４２出力Ｑ、もハイレベルにな
る。勿論シフト回路４２出力Ｑ２はハイレベルで、出力
Ｑ。

はローレベルである。そして、上述と同様の動作で、［
音波が３回送波されていずれの場合にも検知エリアに物
体が存在する場合には、シフト回路４１のすべての出力
Ｑ１〜Ｑ３がハイレベルとなり、従ってこのとき初めて
アンド回路４３出力が第２図（ｋ）に示すようにハイレ
ベルになる。なお、この場合には受波信号が物体による
反射波によるものであり、ノイズが存在しないとした場
合、アンド回路４４出力である１２図（＋）に示す検知
タイミング信号がＤ７リツプ７０ツブ４５に入力されて
、アンド回路４３出力はＤ７リツプ７０ツブ４５に取り
込まれ、このためＤ７リツプ７０ツブ４５出力Ｑがハイ
レベルになる。従って検知表示部５０により表示灯を点
灯するなどの表示動作を行うことにより、物体が検知エ
リアに存在することを報知する。このように物体が連続
して３回存在して初めて物体が存在すると判定する動作
を遅延動作（オン・ディレィ動作）と呼ぶ。

次に、ノイズが存在する場合について第３図に従って説
明する。なお、送波部の動作、及び受波部が反射波から
物体を検知する動作については上述と同様の動作である
。いま、第３図（ｄ）に示すようにノイズ（図中Ｎにて
示す）が超音波振動子１８にて受波されたとすると、ノ
イズ判定回路４６にて反射波かノイズかを識別して、ノ
イズであるときには第３図（１）に示すようにハイレベ
ル信号を出力する。そして、このノイズ判定回路４６出
力はシフト回路４７に入力され、第１のレジスタに記憶
され、第３図（「旬に示すようにシフト回路４７出力Ｑ
、がハイレベルになる。このシフト回路４７とアンド回
路４８との動作は上述のシフト回路４２及びアンド回路
４３の動作と同様であり、オン・ディレィ動作を行うも
のである。但し、このノイズ検知の場合には２回連続し
てノイズが存在したときにノイズが存在すると判定する
ようになっている。このようにノイズが２回連続して検
知されて第３図（ｏ）に示すようにアンド回路４８出力
がハイレベルとなると、ノイズ表示部４９にてｔｔＳ３
図（ｓ）に示すようにノイズが存在することを示す表示
灯５３を、α灯して、使用者にノイズが存在することを
知らせることができ、これを利用して／イＸ源を取り除
くことを使用者に促すようにすることもできる。このア
ンド回路４８出力がハイレベルになると、制御回路３３
から出力されるノイズ・タイミング信号がハイレベルで
あるかどうかに拘わりなく、アンド回路４４出力である
検知タイミング信号が第３図（ｑ）に示すように生じな
くなるので、Ｄ７リツプ７０ツブ４５はアンド４３出力
を受は付けず、つまり反射波が３回連続して受波された
としてＤ７リツプ７０ツブ４５出力はローレベル状態に
なり、同図（ｒ）に示すように検知表示部５０による表
示灯５３の点灯などの動作は行われない。なお、上述の
ように物体検知動作の遅延時間（シフト回路４２のシフ
ト段数）がノイズ検知動作の遅延時間（シフト回路４７
のシフト段数）より艮いため、物体検知信号よりノイズ
検知信号が早く出力され、しかもノイズ検知信号にてＤ
７リツプ７０ツブ４５がアンド回路４イズによる誤検知
表示を行うことが防止される。

なお、検知エリア内に物体もノイズら存在しないときに
は、第４図に示すように動作し、検知表示部５０もノイ
ズ表示部４９も動作しない。

本実施例の外観を第５図に示す。本実施例の超音波検知
装置は、天井あるいは壁面などの造営面に取り付けられ
外部配線が接続される端子が設けられた端子台２と、こ
の端子台２に被着され超音波振動子１８から超音波を送
受波する上記送受波部が収納された装置本体１とからな
る。

端子台２は有底円筒状のハウジング３内に端子５などが
実装されたプリント基板４を収納して形成されている。

上記ハウジング３の底面中央には挿通孔６を穿設してあ
り、この挿通孔６を通して外部配線を内部に引き込むよ
うにしである。そして、挿通孔６の両側には端子台２を
造営面１０にねじ止めするために、内部にねじを挿通す
る挿通孔が７孔されたボス８を突設しである。また、ハ
ウジング３の開口周縁の内側面には後述する装置−ｋＩ
ｋｌＭｒｃｃ、Ｌ”Ａ−牽ｗＩＣ＋−ａｌ−ＭＬｒｈｒ
ｔｃ、Ｌ、Ｊ−？−１ｐＬ７１１ｕ＋−向いた爪を有す
る係止爪片１１を開口のやや内側に形成してあり、この
係止爪片１１部分の周壁に上記係止突部１５を嵌め込む
凹所（図示せず）を形成しである。この係止爪片１１と
１８０度反対価の底面の側方には端子台２と装置本体１
とをねじ止めするためのねじ孔が穿孔されたボス１７が
形成しである。プリント基板４は円盤状に形成され、ハ
ウジング３の挿通孔６に合わせた挿通孔、ボス８．１７
用の挿通孔を夫々形成してあり、一端側の周縁に沿って
端子５を実装してあり、他ｉ側に外部負荷の動作を制御
するパワーリレーや電源回路などの回路部を構成する電
子部品が実装しである。なお、プリント基板４の端子５
間には切り込みを周設し、この切り込み内に端子５間を
絶縁する隔壁５１をハウジング３の内面に形成しである
。

装置本体１は、下面が開口され断面略台形状の上面中央
に円筒１１ｓ１９が突設されたハウジング１３を備え、
ハウジング１３の円ｖｉ部１９に略円錐状のホーン１２
が装着しである。このホーン１２の基部には超音波振動
子１８を内蔵する半球状の回動部５２が取着され、この
回動部５２を円筒部１９内に回動自在に装着しである。

具体的には円筒ｊｌｓ１９の上部内面を回動部５２が上
方に抜けないように形成し、回動部５２の球面である下
ｒａ部を摺接自在に保持する保持部２２と、この保持部
２２を上方に弾性支持しハウシング１３内面に固定され
たばね板２３とで回ｇＪ部５２を円筒部内に回動自在に
取着しである。これにより、第５図（ｂ）の破線にて示
すようにホーン１２の向きを変えて検知方向を可変でき
る。なお、ホーン１２の開口にはネット２１が取り付け
である。上記ハツシング１３内には上記超音波振動子１
８にて超音波を送受波するための送受波回路が構成され
たプリント基板１４が収納しである。そして、ハウジン
グ１゛３の上面には表示窓５４を９設してあり、この表
示窓５４から本実施例の上記メイＸ′表示部５０の表示
灯５３の先端を露呈するようにして、表示灯５３の点灯
状態を容易に分かるようにしである。

また、ハウジング１３の内面からは、上記端子台２のボ
ス１７の上端に先端が当接し、ハウジング１３の上面か
らねじを挿通してボス１７のねじ孔に螺合して装置本体
１を端子台２に被着するためのボス１６が突設してあり
、このボス１６と１８０度反対価の開口周縁には上記端
子台２の係ＩＬ爪片１１の爪が係止される係止突起１５
を突設しである。

本実施例の超音波検知装置の天井への取付について説明
する。まず、天井１０の引出穴から外部配線を引き出し
て、端子台２の挿通孔６を通しておく。そして、ボス８
を通しでねじを螺合して天井１０に端子台２を取り付け
、外部配線を端子５に結線する。この端子台２の開口周
縁に形成された凹所内に係止突起１５を嵌め込み、この
係止突起１５を係止爪片１１に引っ掛は係止して装置本
体１の一端を端子台２に係止し、ついで装置本体１を端
子台２に被着する、この状態で端子台２のボス１７と装
置本体１のボス１６との先端位置が合うようになってお
り、ハウジング１４の上面から上記ボス１６の挿通孔を
通してねじを挿入してボス１７のねし孔にねじ止めを行
うことにより、ハウジング５と端子台２どの組立及び超
音波検知装置の造営面への取付が完了する。このように
超音波検知装置Ａのハウジング１３に表示′Ｎ５４を穿
設して、この表示窓５４からノイズ表示部４９にて点灯
される表示灯５３を露呈させているので、超音波検知装
置Ａを施工した施工者Ｃあるいは使用者がｔｊＳ６図に
示すように上記表示ｇ５３の点灯を見ることができ、こ
のため施工者Ｃあるいは使用者などに超音波検知装置Ａ
にノイズの影響があるかどうかを分からせることができ
る。

［発明の効果１ 本発明は上述のように、検知エリアに存在する物体を検
知する物体検知手段と、この物体検知手段出力にて点灯
して物体が検知エリアに存在する、ことを表示する物体
表示手段と、ノイズの有無を検知するノイズ検知手段と
、このノイズ検知手段出力にてノイズが存在することを
表示するノイズ表示手段と、上記／イに検知手段にてノ
イズが存在することが検知されたときには物体表示手段
による表示を打わないように制御する表示制御手段とを
備えているので、ノイズ検知手段にてノイズを検知して
ノイズ表示手段にてノイズが存在することを表示°忙る
ことにより、使用者にノイズが存在することを知らせる
ことができ、このため超音波検知装置がノイズの影響を
受けていることが分かり、またノイズ検知手段にてノイ
ズが検知されたときには、たとえ検知エリア内に物体が
存在して表示制御手段にて物体検知表示を行わないよう
にすることにより、ノイズによる誤動作も防止でき、し
かも上記ノイズ表示手段を見ればノイズにより物体検知
表示がなされたいないことが分かる効果があり、この場
合には使用者にノイズ源を取り除くように催促すること
もできる効果がある。

また、同期レス機能を有する超音波検知装置を数多く設
置したとき、設置（間隔、あるいは台数など）が適当か
どうかを判断する基準に上記ノイズ検出手段及びノイズ
表示手段を用いることもできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路構成を示すプロ・７２
図、第２図乃至第４図は同上の動作説明図、第５図（ａ
）は同上の外観を示す一部を切欠した正面図、同図（ｂ
）は同上の断ｉ１１図、第６図は同上の使用状態を示す
説明図である。 Ａ１．ｔＨｉ音波検知装置、１８は超１Ｔ波振動子、３
８は増幅回路、３９はバンドパスフィルタ、４０は波形
整形回路、４１，４３．４８はアンド回路、４５はＤ７
リツプ７０ツブ、４６はノイズ判定回路、４２．４７は
シフト回路、４９はノイズ表示部、５０は検知表示部、
１３はハウシング、５３は表示灯である。 代理人　弁理士　石　１）艮　七 車４図 （Ｃ）　　　ノ）“−スト信号　　−一且ｒ−−（９）
＞７ト事クロツク 、　　　　　　　　　（ｏ）ａｓツィミン７１酵（ｐ）
孜隆碑 一↑ 車５図 （ｂ） 〉３６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）検知エリアに存在する物体を検知する物体検知手
   段と、この物体検知手段出力にて点灯して物体が検知エ
   リアに存在することを表示する物体表示手段と、ノイズ
   の有無を検知するノイズ検知手段と、このノイズ検知手
   段出力にてノイズが存在することを表示するノイズ表示
   手段と、上記ノイズ検知手段にてノイズが存在すること
   が検知されたときには物体表示手段による表示を行わな
   いように制御する表示制御手段とを備えて成ることを特
   徴とする超音波検知装置。
2. （２）上記超音波検知装置が超音波を間欠的に送波して
   物体の検知を行う超音波検知装置であって、上記物体検
   知手段が複数回連続して物体検知出力が生じたとき物体
   が存在すると判定する物体判定手段を備えるとともに、
   上記ノイズ検知手段が複数回連続してノイズ検知出力が
   生じたときノイズが存在すると判定するノイズ判定手段
   を備え、ノイズ判定手段の判定回数を物体判定手段の判
   定回数より少ないかあるいは同一回数に設定して成るこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波検知
   装置。
3. （３）上記物体表示手段及びノイズ表示手段の表示状態
   が外から分かるように物体表示手段及びノイズ表示手段
   の表示器をハウジング外面に露呈させて設けて成ること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波検知装
   置。