JPS63256880A - 距離検出表示装置 - 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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は特定位置間の距離を検出して表示する装置に係
り、特に電波と音波とを用いて前記距離の検出を可能と
した一種のトランスポンダ方式の距離検出表示装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

この種の距離検出表示装置としては、例えば電波を用い
るものとしてレーダが、また音波を用いるものとしてソ
ーナがある。前記レーダもソーナも、周知のように、■
測定点から電波又は音波を目標点たる物体に向けて発射
してその物体からの反射波を使用して距離等を検出する
方式のものと、■その物体が電波又は音波を受信した際
に別途再放射される電波又は音波を使用して距離等を検
出する二次レーダ（トランスポンダ）方式のものとがあ
る。

ところで、陸上において比較的短い距離を簡易にかつ正
確に測定するために上記■の方式を採用することは、電
波を使用する場合物体が小さいと反射波の検出が不能と
なるほか回路構成が非常に複雑となること、一方音波の
場合物体が小さいと上記同様に反射の検出が不能となる
ほか音波でば指向性がとれないので測定値が不正確にな
ること、という理由から適当でない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで、上記■の方式を採用して比較的短い距離を測定
することが考えられるが、この■の方式にも夕のような
欠点がある。

（１）電波を使用する場合、比較的短い距離を検出する
には、非常に精密で複雑な回路構成が必要となり、実用
的でない。

（１１）音波を使用する場合、音波を安定に再放射させ
られないことがあるほか、往復とも音波であるので伝搬
に時間がかかって距離表示が遅れ、かつ音波伝搬系路の
温度の影響を大きく受けるということがある。

本発明の目的は、上記欠点を解消し、筒易にかつ正確に
距離を検出して表示できる距離検出表示装置を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成した本発明に係る距離検出表示装置は、
測定点から目標点までの距離を測定するために測定点よ
り起動信号を目標点に向けて発し、その目標点から別途
再放射される信号を基に距離検出するものにおいて、前
記測定点に測定表示ユニット、を目標点に応答ユニット
をそれぞれ位置させ、測定表示ユニットは距離検出表示
指令が発せられたときに起動信号として電波を発射する
と共に前記距離検出表示指令が発せられた時点から音波
応答信号を受信するまでの情報を基に距離を演算して表
示するように構成され、かつ応答ユニットは前記電波を
受信したときに音波応答信号を出力するように構成され
てなることを特徴とするものである。

〔作　用〕

測定点におかれた測定表示ユニットに距離検出表示指令
を与える。すると、応答ユニットを起動するための電波
が測定表示ユニットから発射される。目標点におかれた
応答ユニットは、上記電波を受信すると、起動されて音
波応答信号を出力する。応答ユニットから発せられた音
波応答信号を測定表示ユニットが受信すると、前記表示
指令が発せられてから音波応答信号を受信するまでの時
間差を演算し、これを基に距離を演算する。これにより
、測定点から目標点までの距離が求まることになる。

上述した本発明は次の理論に基づいてなされたものであ
る。

測定表示ユニットと応答ユニットとの間の距離をｘ（ｍ
）、前記距離Ｘを電波が伝搬する時間をＬｏ　　（ｓ）
、同距離Ｘを音波が伝搬する時間をΔｔ（ｓ）、電波の
速度をＣＣｌ１／ｓ］、セラ氏零度のときの音波の速度
をｖｏとすると、距ＮＸは、ｘ＝ｃｔ、＋ｖ、Δｔ　（
ｍ　）　　−−−−−−（１）で求まる。ここで、距Ｒ
ｘは比較的短い距離なので、Ｌ　６　Ｌ＝−０として取
り扱ってよく、したがって上記第（１）式は、 ｘ＝ｖ、Δｔ（ｍ〕　　　　−−−−一・・−・−・−
（２）となる、つまり、測定表示ユニットでは、前記指
令を発してから音波応答信号を受信するまでの時間差Δ
ｔを求め、これと音波の速度ｖ０とがら距離Ｘを求める
ものである。ところで、音波の速度■は気温Ｔ（”Ｃ）
の影響を受けるため、これを補償する必要がある。そこ
で、音波の伝搬媒質による温度補正係数をαとすると、
上記（２）式は、ｘ＝ｖΔｔ　＝　Ｖｏ　（１＋　ｃｒ
Ｔ）Δｔ　−−−−（３）ただし、ｖ　”’　ｖ　ｅ　
（１＋αＴ）となる。したがって、以下の本発明の実施
例では、上記（１）式を考慮して温度補償をできるもの
として構成しである。ただし、表示ユニット及び応答ユ
ニット内部の応答遅れや、処理時間は、プリセットで補
償されるものとする。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図及至第４図は本発明の実施例を示すもので、第１
図（１）は同実施例の測定表示ユニットのブロック図、
第１図（Ｉｆ）は同実施例の応答ユニットのブロック図
、第２図は同実施例の動作説明用タイムチャート、第３
図は同測定表示ユニットの外観斜視図、第４図は同応答
ユニットの外観斜視図である。

図に示す実施例は、距離検出表示指令が発せられたとき
は電波を発射すると共に前記指令の発せられた時点から
超音波応答信号を受信するまでの情報を基に距離を演算
して表示する測定表示ユニット１０と、前記電波を受信
したときに超音波応答信号を出力する応答ユニット２０
とから構成されている。

第１図（１）において、測定表示ユニフト１０は、距離
検出表示指令（ｂ）を発する指令発生手段１００と、前
記指令発生手段１００からの指令（ｂ）が発せられたき
とに第２図（ｃ）に示すような電波をアンテナ１１１を
介して発射する送信機１１０と、前記指令発生手段１０
０からの指令（ｂ）が発せられた時点から超音波応答信
号を受信するまでの情報に基づいて距離を演算する測定
手段１２０と、該測定手段１２０からの演算結果を記憶
し表示する表示手段１４０とを含んで構成されている。

前記指令発生手段１００は、押ボタンスイッチ１０１が
第２図（ａ）の如く押されたとき、信号形成回路１０２
により第２図（ｂ）の如く一定時限ｔｍだけ立ち上る距
離検出表示指令を出力できるように回路構成されている
。

前記測定手段１２０は、前記表示指令（ｂ）を受は取る
と第２図（ｄ）の如くクロック信号を発生し始めて一定
時間（例えば五秒程度）に達するまでクロック信号を発
生し続け、一定時間に達した際にクロック信号（ｄ）を
停止すると共に第２図（ｄ”）の如きリセット信号を出
力するクロック回路１２１と、超音波応答信号を受信し
て電気信号に変換するマイクロフォン等の音電変換器１
２２と、この音電変換器１２２からの信号を前置増幅す
る前置増幅器１２３と、この前置増幅器１２３からの信
号のうち当該超音波応答信号のみを通過させるバンドパ
スフィルタ１２４と、このフィルタ１２４を通過した信
号を増幅する増幅器１２５と、この増幅器１２５からの
信号（第２図くｉ〉）を第１基準値設定器１２６に設定
されている基準値Ｌ１と比較して、信号（＋）≧基準値
り、が成立したときに論理“１″、これ以外のときに論
理″Ｏ″を出力する比較器１２７と、この比較器１２７
からの出力信号（第２図〈ｉ〉）の立ち上りをとらえて
時間差演算停止信号（第２図〈ｋ〉）を出力する波形整
形回路１２８と、前記クロック回路１２１からのクロッ
ク信号（ｄ）が入力されたときに第２図（ｅ）の如く時
間差演算を開始し時間差演算停止信号（ｋ）が入力され
たときに第２図（ｅ）の如く時間差演算を停止する時間
差演算部１２９と、該演算部１２９からの時間差データ
Δｔ、外気温センサ１３０及び変換器１３１を介して取
り込んだ外気温Ｔ〔℃〕に関する情報、補正値設定器】
３１に設定された温度補正値αをそれぞれ取り込んで、
第２図（１）に示すタイミングで距＃ｌｘを求めるため
の上記第（３）式の演算を実行する距離演算部１３２と
から構成されている。

表示手段１４０は、前記距離演算部１３２からの演算結
果をリセット信号（ｄ゛）がくるまで第２図（ｍ）の如
く保持するメモリ１４１と、このメモリ１４１に保持さ
れたデータを表示する表示部１４２とからなる。

第１図（ＩＩ）において、応答ユニット２０は、上記測
定ユニット１０からの電波をアンテナ２００を介して受
信機２０１で受信し第２図（ｆ）の如き信号を得て、こ
の信号（ｆ）を第２基準値設定器２０２に設定された基
準値し！と比較器２０３にて比較し、第２図（ｇ）に示
すように、信号＜ｒ）≧基準値し、のときに論理″ｌ”
を、信号（ｆ）く基準値Ｌｔのときに論理°“Ｏ”を出
力し、その出力が１″に立ち上った時点をタイマー回路
２０５でとらえてタイマー回路２０５の作用により一定
時限ｔ、の開発振器２０４を発振させ、その発振信号を
増幅器２０６で増幅してスピーカ等よりなる電音変換器
２０７から超音波応答信号として出力するような回路構
成とされている。

測定表示ユニッ）１０は、第３図に示すように、直方体
形状をしており、その表面に押ボタンスイッチｌｏｔ　
、表示部１４２．電源スィッチ１５０　、回路を全てリ
セットし初期状態にするオールクリアスインチ１５１が
設けられると共に、−側面に指向性アンテナ１１１．気
温センサ１３０．音電変換部１２２が設けられて構成さ
れている。

応答ユニフト２０は、第４図に示すように、円柱状をし
ており、図示上部に無指向性アンテナ２００を設けると
共に、その円周面に電音変換器２０７からの超音波応答
信号を放射するための窓２１０を設けて構成されている
。

上述のような構成の実施例の作用を、第５図に示すゴル
フコースの例に基づいて説明する。

第５図に示すように、グリーン３０のカンプ３１に立て
られたピン３２（目標点）の頂部に応答ユニフト２０を
固定し、測定表示ユニット１０をプレイヤが所持する。

そして、ボール３３からビン３２までの距離を測定する
ものとする。

まず、プレイヤは、測定ユニット１０を、測定点である
ところのボール３３の上部に位置させる。次いで、押ボ
タンスインチ１０１を押すと、第２図（ａ）の如き信号
が押ボタンスイッチ１０１から出力される。この信号（
ａ）は、第２図（ｂ）に示すように、信号形成回路１０
２により一定時限Ｌｍの幅をもった距離測定表示指令信
号に形成される。

この指令信号（ｂ）は、送信機１０１及びクロック回路
１２１を駆動する。これにより、送信機１１０からは、
アンテナ１１１を介して第２図（Ｃ）の如く応答ユニッ
ト２０を起動する起動信号としての電波が出力され、ま
たクロック回路１２１からは第２図（ｄ）の如きクロッ
ク信号が出力される。このクロック信号（ｄ）が時間差
演算部１２９に入力されると、第２図（ｅ）に示すよう
に時間差演算を開始する。

一方応答ユニント２０では、測定表示ユニフト１０から
発射された起動信号としての電波をアンテナ２００を介
して受信機２０１で受信すると、受信機２０１から、第
２図（ｆ）のような信号を出力する。

この信号（ｆ）は、比較機２０３で基準値Ｌ２と比較さ
れる。比較機２０３は、信号（ｒ）≧基準値Ｌ２が成立
しているので、第２図（ｇ）に示すように、論理“１”
を出力する。この出力信号（ｇ）はタイマー回路２０５
に入力される。タイマー回路２０５では、前記信号（ｇ
）の立ち上りをとらえて一定時限ｔ、だけ発振器２０４
を発振させる０発振器２０４からの超音波信号は、増幅
回路２０６で増幅されて電音変換器２０７から超音波応
答信号として出力される。

また、測定表示ユニット１０の音電変換１２２は、第２
図（ｋ）より距離に応じた時間遅れの超音波応答信号（
第２図（ｉ）相当）に悪心すると、その音圧に応じた電
気信号を出力する。この電気信号は、＠置増幅器１２３
で増幅され、バンドパスフィルタ＋２４で不要波が除去
される。バンドパスフィルタ１２４を通した超音波応答
電気信号は、さらに増幅器１２５で所定の電圧まで増幅
されて比較器１２７に入力される。比較器１２７は、増
幅器１２５からの応答信号（ｉ）と基準値り、とを比較
し、第２図（ｊ）の如き信号を出力する。比較器１２７
からの信号Ｎ）は波形整形回路１２８に人力され、波形
整形回路１２８にて信号（ｊ）の立ち上がりをとらえて
第２図（ｋ）の如き時間差演算停止信号が形成される。

この停止信号（ｋ）が時間差演算部１２９に入力される
ことにより、第２図（ｃ）に示すように、時間差ΔＬが
演算部１２９で求まる。

距離演算部１３２は、前記演算部１２９からの時間差Δ
ｔ　（ｓ）、補正値設定器１３１からの補正値α。

気温センサ１３０からの外気温Ｔ［”Ｃ）の情報を取り
込み、距離Ｘを上記（３）式、すなわち、Ｘ　＝ｖｏ　
（１＋　ｃｒＴ）Δｔ　（ｍ）に代入して第２図（Ｎ）
のタイミングで演算し、その演算結果（Ｘ）をメモリ１
４１に記憶させる。

メモリ１４１では、クロック回路１２１から第２図（ｄ
゛）に示すリセット信号が出力されるまで、上記演算結
果（Ｘ）を保持する。このメモリ１４１に保持された演
算結果（ｘ）を表示部１４２で表示することにより、ボ
ール３３からピン３２までの直線距離Ｘが求まることに
なる。

プレイヤは、測定表示ユニット１０の表示部１４２に表
示され距離（Ｘ）によりボール３３からビン３２までの
距離を知ることができる。

尚、上記実施例ではゴルフコースに適用したもので説明
したが、これに限らず各種の距離測定に利用できる。

また、本実施例によれば、電波を応答ユニット２０の起
動（トリガ）用として用いているだけであるので低出力
のものでよく、無線局免許が不要である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、電波で応答ユニット
を起動して音波応答信号を出力させ、音波の伝搬時間か
ら距離を求めるようにしたので、比較的短い距離を簡易
な構成でかつ正確に求め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図及至第４図は本発明の実施例を示すもので、第１
図（１）は測定表示ユニットを示すブロック図、第１図
（ｎ）は応答ユニットを示すブロック図、第２図は同実
施例の作用を説明するために示すタイムチャート、第３
図は測定表示ユニットの外観を示す斜視図、第４図は応
答ユニットの外観を示す斜視図、第５図は同実施例の使
用例を示す説明図である。 １０・・−・測定表示ユニット、２〇一応答ユニット、
１゜Ｏ−・・−指令発生手段、１ＩＯ−・−送信機、１
２０−測定手段、１４０・・−表示手段。 第２図 （Ｉ） １゜ （Ｉ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定点から目標点までの距離を測定するために測
   定点より起動信号を目標点に向けて発し、その目標点か
   ら別途再放射される信号を基に距離検出するものにおい
   て、前記測定点に測定表示ユニットを、目標点に応答ユ
   ニットをそれぞれ位置させ、測定表示ユニットは距離検
   出表示指令が発せられたときに起動信号として電波を発
   射すると共に前記距離検出表示指令が発せられた時点か
   ら音波応答信号を受信するまでの情報を基に距離を演算
   して表示するように構成され、かつ応答ユニットは前記
   電波を受信したときに音波応答信号を出力するように構
   成されてなることを特徴とする距離検出表示装置。