JPH0219432B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0219432B2 JPH0219432B2 JP6000985A JP6000985A JPH0219432B2 JP H0219432 B2 JPH0219432 B2 JP H0219432B2 JP 6000985 A JP6000985 A JP 6000985A JP 6000985 A JP6000985 A JP 6000985A JP H0219432 B2 JPH0219432 B2 JP H0219432B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- distance
- transducers
- ultrasonic waves
- vibrators
- centers
- 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
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 16
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明は、超音波を利用して方位を検出する超
音波方位センサに関するものである。
音波方位センサに関するものである。
［背景技術］
従来、この種の超音波方位センサとしては２個
の振動子を用いて超音波を電気信号に変換し、こ
の信号間の位相差を検出して超音波の入射してく
る方向を検出していた。第３図乃至第６図に従来
例を示してあり、センサ本体８ａ，８ｂが円筒状
の形状を呈した２個の振動子１ａ，１ｂの検出面
である上面６ａ，６ｂを同一平面上に配設し、下
面に突設した出力端子７ａ，７ｂの一方の出力端
子を接地し、他方の出力端子はケーブル５にてア
ンプ２ａ，２ｂに接続してある。したがつて、振
動子１ａ，１ｂの上面６ａ，６ｂに入射された超
音波は振動子１ａ，１ｂにて電気信号に夫々変換
され、夫々の電気信号をアンプ２ａ，２ｂにて増
幅される。ここで、アンプ２ａ，２ｂの夫々の出
力をV01，V02とし、第３図の実線にて示す正面
方向から超音波が入射されたとき、アンプ２ａ，
２ｂの出力V01，V02は第４図に示すように同一
位相の波形となる。次に正面方向から角度がα度
傾いた方向から第３図の破線にて示すように超音
波が入射されてきたとすると、第５図に示すよう
にアンプ２ｂの出力V02はアンプ２ａの出力V01
より位相が遅れ、位相差φαが生じる。ここで、
第６図ａの上面図に示すように振動子１ａ，１ｂ
の中心間の距離をl0とし（ただし、振動子１ａ，
１ｂは接している。）、超音波の到達する距離の差
をΔとすると、方位角αは sinα＝Δ／0 となる。ところが位相差φαは±πの範囲内でし
か検出できない（例えば、2π／３進んだ位相と
π／３遅れた位相とが区別できない。）ため、超
音波の波長をλとすると Δ＜｜λ／２｜ の条件を満足しなければならない。
の振動子を用いて超音波を電気信号に変換し、こ
の信号間の位相差を検出して超音波の入射してく
る方向を検出していた。第３図乃至第６図に従来
例を示してあり、センサ本体８ａ，８ｂが円筒状
の形状を呈した２個の振動子１ａ，１ｂの検出面
である上面６ａ，６ｂを同一平面上に配設し、下
面に突設した出力端子７ａ，７ｂの一方の出力端
子を接地し、他方の出力端子はケーブル５にてア
ンプ２ａ，２ｂに接続してある。したがつて、振
動子１ａ，１ｂの上面６ａ，６ｂに入射された超
音波は振動子１ａ，１ｂにて電気信号に夫々変換
され、夫々の電気信号をアンプ２ａ，２ｂにて増
幅される。ここで、アンプ２ａ，２ｂの夫々の出
力をV01，V02とし、第３図の実線にて示す正面
方向から超音波が入射されたとき、アンプ２ａ，
２ｂの出力V01，V02は第４図に示すように同一
位相の波形となる。次に正面方向から角度がα度
傾いた方向から第３図の破線にて示すように超音
波が入射されてきたとすると、第５図に示すよう
にアンプ２ｂの出力V02はアンプ２ａの出力V01
より位相が遅れ、位相差φαが生じる。ここで、
第６図ａの上面図に示すように振動子１ａ，１ｂ
の中心間の距離をl0とし（ただし、振動子１ａ，
１ｂは接している。）、超音波の到達する距離の差
をΔとすると、方位角αは sinα＝Δ／0 となる。ところが位相差φαは±πの範囲内でし
か検出できない（例えば、2π／３進んだ位相と
π／３遅れた位相とが区別できない。）ため、超
音波の波長をλとすると Δ＜｜λ／２｜ の条件を満足しなければならない。
したがつて、最大検出可能方位角αmax′は
sin（αmax′）≒｜λ／２0｜
となる。即ち、上述のように方位を検出する場
合、超音波の波長λ及び振動子１ａ，１ｂの中心
間の距離0で最大検出可能方位角αmax′が決ま
つてしまい、さらに超音波の波長λが一定とする
と、振動子１ａ，１ｂの中心間の距離0によつ
て最大検出可能方位角αmax′が限定されてしまう
欠点を有していた。
合、超音波の波長λ及び振動子１ａ，１ｂの中心
間の距離0で最大検出可能方位角αmax′が決ま
つてしまい、さらに超音波の波長λが一定とする
と、振動子１ａ，１ｂの中心間の距離0によつ
て最大検出可能方位角αmax′が限定されてしまう
欠点を有していた。
［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、最大検出可能方位
角の拡角化を計ることができる超音波方位センサ
を提供することにある。
り、その目的とするところは、最大検出可能方位
角の拡角化を計ることができる超音波方位センサ
を提供することにある。
［発明の開示］
（実施例）
第１図乃至第２図は本発明の一実施例を示す図
であり、同一平面上に検出面としての上面６ａ、
及び６ｂが配設され入射してくる超音波を電気信
号に変換する２個の振動子１ａ、及び１ｂと、振
動子１ａ、及び１ｂの上面６ａ、及び６ｂを覆い
超音波を遮蔽するマスク２とを設け、該マスク２
に振動子１ａ，１ｂの中心間の距離より短い中心
間の距離を置いて２個の振動子１ａ，１ｂ上に
夫々２個の開口部３ａ，３ｂを穿孔し、開口部３
ａ，３ｂの形状を振動子１ａ，１ｂを結ぶ直線と
直交する方向に長く形成してある。
であり、同一平面上に検出面としての上面６ａ、
及び６ｂが配設され入射してくる超音波を電気信
号に変換する２個の振動子１ａ、及び１ｂと、振
動子１ａ、及び１ｂの上面６ａ、及び６ｂを覆い
超音波を遮蔽するマスク２とを設け、該マスク２
に振動子１ａ，１ｂの中心間の距離より短い中心
間の距離を置いて２個の振動子１ａ，１ｂ上に
夫々２個の開口部３ａ，３ｂを穿孔し、開口部３
ａ，３ｂの形状を振動子１ａ，１ｂを結ぶ直線と
直交する方向に長く形成してある。
上述のように構成された本実施例における最大
検出可能方位角αmaxを求めと、 sinα≒｜λ／２1｜ となる。ここで、1は開口部３ａ，３ｂの中心
線間の距離である。さらに、距離1は振動子１
ａ、１ｂの中心間の距離0より小さいため sinαmax＞sinαmax′ となる。ただし、sinαmax′はマスク２がないと
きの最大検出可能方位角である。
検出可能方位角αmaxを求めと、 sinα≒｜λ／２1｜ となる。ここで、1は開口部３ａ，３ｂの中心
線間の距離である。さらに、距離1は振動子１
ａ、１ｂの中心間の距離0より小さいため sinαmax＞sinαmax′ となる。ただし、sinαmax′はマスク２がないと
きの最大検出可能方位角である。
例えば超音波の周波数を25kHzとすると、波
長λは13.3mmとなり、距離1を6.7mm、距離0を
16mmとすると、マスク２がないときには αmax′＝240 となるが、本実施例のマスク２を装着すると αmax＝900 となり、最大検出可能方位角の拡角化が実現でき
る。さらに、開口部３ａ，３ｂの形状を振動子１
ａ，１ｂを結ぶ直線と直交する方向を長く形成し
てあるので、検出方向より入射される超音波の検
出面積が広くなるため、振動子１ａ，１ｂの超音
波の検出感度を向上することができ、円形の開口
部としたときのように距離を小さくすることで検
出面積が極端に低下して検出感度が悪化すること
がないため、開口部間の距離を相当に小さくする
ことができるものである。
長λは13.3mmとなり、距離1を6.7mm、距離0を
16mmとすると、マスク２がないときには αmax′＝240 となるが、本実施例のマスク２を装着すると αmax＝900 となり、最大検出可能方位角の拡角化が実現でき
る。さらに、開口部３ａ，３ｂの形状を振動子１
ａ，１ｂを結ぶ直線と直交する方向を長く形成し
てあるので、検出方向より入射される超音波の検
出面積が広くなるため、振動子１ａ，１ｂの超音
波の検出感度を向上することができ、円形の開口
部としたときのように距離を小さくすることで検
出面積が極端に低下して検出感度が悪化すること
がないため、開口部間の距離を相当に小さくする
ことができるものである。
［発明の効果］
本発明は上述のように、同一平面上に検出面が
配設され入射してくる超音波を電気信号に変換す
る２個の振動子と、振動子の検出面を覆い超音波
を遮蔽するマスクとを設け、該マスクに振動子の
中心間の距離より短い距離を置いて２個の振動子
上に夫々２個の開口部を穿孔し、該開口部を振動
子の中心を結ぶ直線に直交する方向に長く形成し
ているので、振動子の検出面を開口部が穿孔され
たマスクで覆うことで、最大検出可能方位角を決
定する振動子の中心間の距離を実質的に小さくす
ることができ、このため最大検出可能方位角の拡
角化を計ることができ、さらに開口部の形状を振
動子の中心を結ぶ直線と直交する方向に長く形成
してあるので、検出方向より入射される超音波の
検出面積が広くなるため、振動子の超音波の検出
感度を向上することができ、円形の開口部とした
ときのように距離を小さくすることで検出面積が
極端に低下して検出感度が悪化することがないた
め、開口部間の距離を相当に小さくすることがで
きる効果を奏する。
配設され入射してくる超音波を電気信号に変換す
る２個の振動子と、振動子の検出面を覆い超音波
を遮蔽するマスクとを設け、該マスクに振動子の
中心間の距離より短い距離を置いて２個の振動子
上に夫々２個の開口部を穿孔し、該開口部を振動
子の中心を結ぶ直線に直交する方向に長く形成し
ているので、振動子の検出面を開口部が穿孔され
たマスクで覆うことで、最大検出可能方位角を決
定する振動子の中心間の距離を実質的に小さくす
ることができ、このため最大検出可能方位角の拡
角化を計ることができ、さらに開口部の形状を振
動子の中心を結ぶ直線と直交する方向に長く形成
してあるので、検出方向より入射される超音波の
検出面積が広くなるため、振動子の超音波の検出
感度を向上することができ、円形の開口部とした
ときのように距離を小さくすることで検出面積が
極端に低下して検出感度が悪化することがないた
め、開口部間の距離を相当に小さくすることがで
きる効果を奏する。
第１図は本発明の一実施例の上面図、第２図は
同上の側面図、第３図は従来例を示す動作説明
図、第４図は超音波が正面方向から入射されたと
きの出力波形を示す図、第５図は超音波が斜め方
向から入射されたときの出力波形を示す図、第６
図ａ、ｂは同上の上面図、及び側面図である。 １ａ〜１ｃは振動子、２はマスク、３ａ〜３ｃ
は開口部、６ａ〜６ｃは上面である。
同上の側面図、第３図は従来例を示す動作説明
図、第４図は超音波が正面方向から入射されたと
きの出力波形を示す図、第５図は超音波が斜め方
向から入射されたときの出力波形を示す図、第６
図ａ、ｂは同上の上面図、及び側面図である。 １ａ〜１ｃは振動子、２はマスク、３ａ〜３ｃ
は開口部、６ａ〜６ｃは上面である。
Claims (1)
- １ 同一平面上に検出面が配設され入射してくる
超音波を電気信号に変換する２個の振動子と、振
動子の検出面を覆い超音波を遮蔽するマスクとを
設け、該マスクに振動子の中心間の距離より短い
距離を置いて２個の振動子上に夫々２個の開口部
を穿孔し、該開口部を振動子の中心を結ぶ直線と
直交する方向に長く形成して成る超音波方位セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6000985A JPS61218969A (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | 超音波方位センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6000985A JPS61218969A (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | 超音波方位センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61218969A JPS61218969A (ja) | 1986-09-29 |
| JPH0219432B2 true JPH0219432B2 (ja) | 1990-05-01 |
Family
ID=13129646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6000985A Granted JPS61218969A (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | 超音波方位センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61218969A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01263578A (ja) * | 1988-04-14 | 1989-10-20 | Oki Electric Ind Co Ltd | 水中音響信号の入射角測定用音響センサアレイ |
-
1985
- 1985-03-25 JP JP6000985A patent/JPS61218969A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61218969A (ja) | 1986-09-29 |
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