JPH0151148B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0151148B2 JPH0151148B2 JP59000882A JP88284A JPH0151148B2 JP H0151148 B2 JPH0151148 B2 JP H0151148B2 JP 59000882 A JP59000882 A JP 59000882A JP 88284 A JP88284 A JP 88284A JP H0151148 B2 JPH0151148 B2 JP H0151148B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bending type
- ultrasonic transducer
- elements
- directional
- vertex
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、盲人歩行時の障害物の発見等のため
に使用される盲人歩行補助器用超音波送受波器に
関する。
に使用される盲人歩行補助器用超音波送受波器に
関する。
（発明の背景）
最近、超音波を利用した盲人歩行補助器の開発
が提案されており、この用途に適した超音波送受
波器が要望されている。
が提案されており、この用途に適した超音波送受
波器が要望されている。
従来、超音波センサ等に用いるための小形の屈
曲型振動子を用いた超音波送受波器としては第１
図に示す構造のものがあつた。この図において、
基板１上に支持リング２が形成され、該支持リン
グ２により圧電素子を２枚貼り合わせたバイモル
フ構造の屈曲型振動子３が支持され、さらにその
屈曲型振動子３の超音波送受波面に整合器４が取
り付けられている。前記屈曲型振動子３の上下面
の電極は、端子ピン５Ａ，５Ｂに夫々接続されて
いる。
曲型振動子を用いた超音波送受波器としては第１
図に示す構造のものがあつた。この図において、
基板１上に支持リング２が形成され、該支持リン
グ２により圧電素子を２枚貼り合わせたバイモル
フ構造の屈曲型振動子３が支持され、さらにその
屈曲型振動子３の超音波送受波面に整合器４が取
り付けられている。前記屈曲型振動子３の上下面
の電極は、端子ピン５Ａ，５Ｂに夫々接続されて
いる。
ところで、第１図のごとき小形の屈曲型振動子
を用いた平面型の構造では指向性ビームがブロー
ドであり、サイドローブを少なくすることが困難
であつた。このため指向特性を改善するために大
形の振動子を用いるか、あるいはホーンを用いて
超音波ビームを絞るかしていた。しかし、大形の
振動子を用いたり、小形の振動子とホーンとの組
み合わせ構造を採用した場合には全体の形状はど
うしても大形化してしまう欠点がある。
を用いた平面型の構造では指向性ビームがブロー
ドであり、サイドローブを少なくすることが困難
であつた。このため指向特性を改善するために大
形の振動子を用いるか、あるいはホーンを用いて
超音波ビームを絞るかしていた。しかし、大形の
振動子を用いたり、小形の振動子とホーンとの組
み合わせ構造を採用した場合には全体の形状はど
うしても大形化してしまう欠点がある。
（発明の目的）
本発明者は、種々実験の結果、屈曲型振動子を
三角形の各頂点にそれぞれ位置する如く面配列
し、それらを電気的に並列接続して送受波する
と、指向特性が大幅に改善されることを見いだし
たものである。そこで、本発明では、複数の三角
形の各頂点に位置する如く配列された屈曲型振動
子のうちの３個を１個の三角形の各頂点位置に配
列される如く選択することにより、指向特性を改
善し、あわせて屈曲型振動子の選択を切換えてい
くことにより指向性ビームを電気的に走査可能に
した盲人歩行補助器用超音波送受波器を提供しよ
うとするものである。
三角形の各頂点にそれぞれ位置する如く面配列
し、それらを電気的に並列接続して送受波する
と、指向特性が大幅に改善されることを見いだし
たものである。そこで、本発明では、複数の三角
形の各頂点に位置する如く配列された屈曲型振動
子のうちの３個を１個の三角形の各頂点位置に配
列される如く選択することにより、指向特性を改
善し、あわせて屈曲型振動子の選択を切換えてい
くことにより指向性ビームを電気的に走査可能に
した盲人歩行補助器用超音波送受波器を提供しよ
うとするものである。
（発明の実施例）
以下、本発明に係る盲人歩行補助器用超音波送
受波器の実施例を比較例の場合と較べながら図面
に従つて説明する。
受波器の実施例を比較例の場合と較べながら図面
に従つて説明する。
比較例 １
第２図に示すごとく、第１図の構造の超音波送
受波素子１０を直線配列し、それらを電気的に並
列接続してその指向特性を測定した。測定結果は
第３図乃至第６図のようになつた。ここで第３図
は素子１０が２個の場合、第４図は素子が３個の
場合、第５図は素子が４個の場合、第６図は素子
が５個の場合である。第３図乃至第６図から分か
るごとく指向方向（0゜）の近傍にサイドローブが
現われてしまい指向特性はあまり改善されないこ
とが分かる。
受波素子１０を直線配列し、それらを電気的に並
列接続してその指向特性を測定した。測定結果は
第３図乃至第６図のようになつた。ここで第３図
は素子１０が２個の場合、第４図は素子が３個の
場合、第５図は素子が４個の場合、第６図は素子
が５個の場合である。第３図乃至第６図から分か
るごとく指向方向（0゜）の近傍にサイドローブが
現われてしまい指向特性はあまり改善されないこ
とが分かる。
比較例 ２
第７図に示すごとく、第１図の構造の超音波送
受波素子１０を４個四角配列し、並列接続してそ
の指向特性を測定した、測定結果は第８図のごと
くなり、やはり指向方向（0゜）の両側にサイドロ
ーブが現われ指向特性は改善されていない。
受波素子１０を４個四角配列し、並列接続してそ
の指向特性を測定した、測定結果は第８図のごと
くなり、やはり指向方向（0゜）の両側にサイドロ
ーブが現われ指向特性は改善されていない。
実施例
第９図に示すように、第１図の超音波送受波素
子１０を３個以上同一基板１Ａ上に三角形状を構
成可能な如く配列した。各素子１０は第１０図に
示すごとくたとえば正三角形の頂点に各素子中心
が位置するごとく配列し、各屈曲型振動子の振動
面は同一平面上となるようにする。そして、第１
１図のようにスイツチ手段２０で３個の超音波送
受波素子１０（例えば三角形を構成する第１０図
のａ，ｂ，ｃの位置の素子）を選択して高周波電
源２１に電気的に並列接続して同一位相で励振す
る。この場合の指向性ビームの指向特性は第１２
図に示すようになり指向方向（0゜）の両側のサイ
ドローブは著しく抑制され指向特性が大幅に改善
される。
子１０を３個以上同一基板１Ａ上に三角形状を構
成可能な如く配列した。各素子１０は第１０図に
示すごとくたとえば正三角形の頂点に各素子中心
が位置するごとく配列し、各屈曲型振動子の振動
面は同一平面上となるようにする。そして、第１
１図のようにスイツチ手段２０で３個の超音波送
受波素子１０（例えば三角形を構成する第１０図
のａ，ｂ，ｃの位置の素子）を選択して高周波電
源２１に電気的に並列接続して同一位相で励振す
る。この場合の指向性ビームの指向特性は第１２
図に示すようになり指向方向（0゜）の両側のサイ
ドローブは著しく抑制され指向特性が大幅に改善
される。
（実施例の効果）
以上の説明から明らかなように、実施例の如く
超音波送受波素子を３個選択し、三角形状の面配
列を構成した場合のみ著しい指向特性の改善効果
が得られ、これにより小形（薄型）で軽量でしか
も指向特性の優れた超音波送受波器を実現でき
る。また性能も大形の振動子やホーンを使用した
ものと同等以上のものの製作が容易となつた。ま
た、スイツチ手段２０の切換操作により、時間の
経過に伴い３個の選択された素子１０の三角形状
配列を異なる位置に移動させることができ、これ
により、指向性ビームを電気的に走査することが
できる。この結果、シヤープなビームを広範囲に
走査することが可能で盲人歩行補助器用超音波送
受波器として十分使用可能である。
超音波送受波素子を３個選択し、三角形状の面配
列を構成した場合のみ著しい指向特性の改善効果
が得られ、これにより小形（薄型）で軽量でしか
も指向特性の優れた超音波送受波器を実現でき
る。また性能も大形の振動子やホーンを使用した
ものと同等以上のものの製作が容易となつた。ま
た、スイツチ手段２０の切換操作により、時間の
経過に伴い３個の選択された素子１０の三角形状
配列を異なる位置に移動させることができ、これ
により、指向性ビームを電気的に走査することが
できる。この結果、シヤープなビームを広範囲に
走査することが可能で盲人歩行補助器用超音波送
受波器として十分使用可能である。
（実施例の補足説明）
なお、第９図では同一基板上に屈曲型振動子３
を有する超音波受波素子１０を３個以上配列した
が、各素子がそれぞれ個別にケースの中に設けら
れていてこれらを三角形配列しても良い。また各
超音波送受波素子の構成は必ずしも第１図のもの
と同一である必要はなく適宜変更可能である。例
えば、屈曲型振動子として圧電素子と金属板とを
貼合わせたユニモルフ構造のものを使用可能であ
る。
を有する超音波受波素子１０を３個以上配列した
が、各素子がそれぞれ個別にケースの中に設けら
れていてこれらを三角形配列しても良い。また各
超音波送受波素子の構成は必ずしも第１図のもの
と同一である必要はなく適宜変更可能である。例
えば、屈曲型振動子として圧電素子と金属板とを
貼合わせたユニモルフ構造のものを使用可能であ
る。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明の盲人歩行補助器
用超音波送受波器によれば、複数の三角形の各頂
点に位置する如く配列された屈曲型振動子のうち
の３個を１個の三角形の各頂点位置に配列される
如く選択することにより、指向特性を改善し、あ
わせて屈曲型振動子の選択を切換えていくことに
より指向性ビームを電気的に走査することができ
る。この結果、シヤープなビームを走査すること
によつて確実に障害物を検知することができる。
用超音波送受波器によれば、複数の三角形の各頂
点に位置する如く配列された屈曲型振動子のうち
の３個を１個の三角形の各頂点位置に配列される
如く選択することにより、指向特性を改善し、あ
わせて屈曲型振動子の選択を切換えていくことに
より指向性ビームを電気的に走査することができ
る。この結果、シヤープなビームを走査すること
によつて確実に障害物を検知することができる。
第１図は従来の超音波送受波器の１例を示す斜
視図、第２図は比較例１の場合の直線配列構成を
示す説明図、第３図乃至第６図は直線配列の場合
の指向特性を示すグラフ、第７図は比較例２の場
合の四角配列を示す説明図、第８図は四角配列の
場合の指向特性を示すグラフ、第９図は本発明に
係る盲人歩行補助器用超音波送受波器の実施例を
示す斜視図、第１０図は実施例の三角形状配列を
示す説明図、第１１図は超音波送受波素子と高周
波電源との接続関係を示す回路図、第１２図は実
施例の指向特性を示すグラフである。 １……基板、２……支持リング、３……屈曲型
振動子、４……整合器、１０……超音波送受波素
子。
視図、第２図は比較例１の場合の直線配列構成を
示す説明図、第３図乃至第６図は直線配列の場合
の指向特性を示すグラフ、第７図は比較例２の場
合の四角配列を示す説明図、第８図は四角配列の
場合の指向特性を示すグラフ、第９図は本発明に
係る盲人歩行補助器用超音波送受波器の実施例を
示す斜視図、第１０図は実施例の三角形状配列を
示す説明図、第１１図は超音波送受波素子と高周
波電源との接続関係を示す回路図、第１２図は実
施例の指向特性を示すグラフである。 １……基板、２……支持リング、３……屈曲型
振動子、４……整合器、１０……超音波送受波素
子。
Claims (1)
- １ 圧電素子あるいは圧電素子と金属板とより成
る屈曲型振動子を、複数の三角形の各頂点に位置
する如くそれぞれ配列し、各屈曲型振動子の屈曲
振動面が同一平面上にあるようにした超音波送受
波器であつて、前記屈曲型振動子のうちの３個を
１個の三角形の各頂点位置に配列される如くスイ
ツチ手段を介して選択して電気的に並列接続し、
３個の屈曲型振動子で構成される指向性ビームを
前記スイツチ手段の切換により走査することを特
徴とする盲人歩行補助器用超音波送受波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59000882A JPS60144680A (ja) | 1984-01-09 | 1984-01-09 | 盲人歩行補助器用超音波送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59000882A JPS60144680A (ja) | 1984-01-09 | 1984-01-09 | 盲人歩行補助器用超音波送受波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60144680A JPS60144680A (ja) | 1985-07-31 |
| JPH0151148B2 true JPH0151148B2 (ja) | 1989-11-01 |
Family
ID=11486040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59000882A Granted JPS60144680A (ja) | 1984-01-09 | 1984-01-09 | 盲人歩行補助器用超音波送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60144680A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4912612B2 (ja) * | 2005-04-28 | 2012-04-11 | 株式会社小野測器 | 音響計測装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57157166A (en) * | 1981-03-25 | 1982-09-28 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Wave transmitter/receiver |
-
1984
- 1984-01-09 JP JP59000882A patent/JPS60144680A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60144680A (ja) | 1985-07-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |