JPH0236383A - 超音波アレイセンサ - Google Patents
超音波アレイセンサInfo
- Publication number
- JPH0236383A JPH0236383A JP18665788A JP18665788A JPH0236383A JP H0236383 A JPH0236383 A JP H0236383A JP 18665788 A JP18665788 A JP 18665788A JP 18665788 A JP18665788 A JP 18665788A JP H0236383 A JPH0236383 A JP H0236383A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- maximum
- signal
- detection distance
- detection
- directional beam
- 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.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 57
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
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。
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、超音波を送波し、反射波を受波する複数の超
音波振動子を同一平面上に配列した超音波アレイセンサ
に関するものである。
音波振動子を同一平面上に配列した超音波アレイセンサ
に関するものである。
従来の１個の超音波振動子を用いた超音波センサでは指
向ビームが太く緩やかなため、狭い範囲の検知ができな
かった。
向ビームが太く緩やかなため、狭い範囲の検知ができな
かった。
そこで、例えば、特開昭６３−７２３００号公報によれ
ば、複数の超音波振動子を同一平面上に配列した超音波
アレイセンサが示されている。
ば、複数の超音波振動子を同一平面上に配列した超音波
アレイセンサが示されている。
この超音波アレイセンサは、複数の超音波振動子を等間
隔で配列したものである。これにより、指向ビームを細
くすることができた。
隔で配列したものである。これにより、指向ビームを細
くすることができた。
ここで、このような細い指向ビームを有する超音波アレ
イセンサにより広範囲にわた・って監視しようとする場
合、この指向ビームを広範囲にわたって走査してやる必
要がある。例えば、第５図に示すように、超音波振動子
Ｓ、の送波に対する超音波振動子Ｓｔの送波時間を遅延
回路りによりコントロールすることで、第７図に示すよ
うに、指向ビームの向き即ち走査角φを変えればよい。
イセンサにより広範囲にわた・って監視しようとする場
合、この指向ビームを広範囲にわたって走査してやる必
要がある。例えば、第５図に示すように、超音波振動子
Ｓ、の送波に対する超音波振動子Ｓｔの送波時間を遅延
回路りによりコントロールすることで、第７図に示すよ
うに、指向ビームの向き即ち走査角φを変えればよい。
つまり、第６図に示すように、超音波振動子ＳＩ＋３２
の送波時間をΔｔずつずらすことにより同位相波面を正
面方向から角度φずらした方向にそろえることで、指向
ビームを角度φだけ走査できるのである。
の送波時間をΔｔずつずらすことにより同位相波面を正
面方向から角度φずらした方向にそろえることで、指向
ビームを角度φだけ走査できるのである。
超音波振動子Ｓｔ、Ｓｚ間のピッチをｄ７、同位相波面
間の距離をΔｌとすると、 Δｔ＝Δｆｉ／ｃ＝ｄ＋ｓｉｎφ／ｃ（ｃは音速）とな
る。この式で求まるΔｔなる時間だけＳｌに対するＳ２
への送波時間を遅延させれば、角度φだけ正面方向から
ずれた方向に指向ビームを形成することができる。
間の距離をΔｌとすると、 Δｔ＝Δｆｉ／ｃ＝ｄ＋ｓｉｎφ／ｃ（ｃは音速）とな
る。この式で求まるΔｔなる時間だけＳｌに対するＳ２
への送波時間を遅延させれば、角度φだけ正面方向から
ずれた方向に指向ビームを形成することができる。
〔発明が解決しようとする課題］
ところが、上記の従来例においては、指向ビームＢの形
状は、第７図に示したように略扇形になってしまい、任
意の形状の検知エリアを形成することができなかった。
状は、第７図に示したように略扇形になってしまい、任
意の形状の検知エリアを形成することができなかった。
本発明は、上記の点に鑑みてなしたものであり、その目
的とするところは、任意の形状の検知エリアを形成する
ことのできる超音波アレイセンサを提供することにある
。
的とするところは、任意の形状の検知エリアを形成する
ことのできる超音波アレイセンサを提供することにある
。
本発明の超音波アレイセンサは、超音波を送波し、反射
波を受波する複数の超音波振動子を同一平面上に等間隔
で配列し、前記各超音波振動子への送波のタイミングに
位相差をもたせることにより指向ビームを順次走査させ
るようにした超音波アレイセンサであって、前記指向ビ
ームの走査角に応じて検知距離を変化させるようにした
ことを特徴とするものである。
波を受波する複数の超音波振動子を同一平面上に等間隔
で配列し、前記各超音波振動子への送波のタイミングに
位相差をもたせることにより指向ビームを順次走査させ
るようにした超音波アレイセンサであって、前記指向ビ
ームの走査角に応じて検知距離を変化させるようにした
ことを特徴とするものである。
本発明の超音波アレイセンサでは、指向ビームを走査す
るための遅延回路の遅延量と、その遅延量に応じて決ま
る指向ビームの指向方向に対応した検知距離を制御する
ことにより前記指向ビームの走査角に応じて検知距離を
変化させるようにし、任意の形状の検知エリアを形成す
ることを可能にしたものである。
るための遅延回路の遅延量と、その遅延量に応じて決ま
る指向ビームの指向方向に対応した検知距離を制御する
ことにより前記指向ビームの走査角に応じて検知距離を
変化させるようにし、任意の形状の検知エリアを形成す
ることを可能にしたものである。
以下、本発明を一実施例として掲げた図面に基づき説明
する。
する。
第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。
本実施例では、５つの超音波振動子を用いた例を示すが
５つの場合に限るものではない。
５つの場合に限るものではない。
Ｓ１〜Ｓ、は超音波を送波し反射波を受波する超音波振
動子であり、同一平面上に等間隔ｄで配列され、超音波
アレイセンサを構成しているのである。、Ｄ２〜Ｄ、は
遅延回路で、超音波振動子Ｓ１の送波時間に対する超音
波振動子３２〜Ｓ、の送波時間をコントロールするもの
である。超音波振動子Ｓ、〜Ｓ、の送波時間を順にずら
せ、複数の指向ビームの走査角を所定角度だけ傾けるの
である。つまり、遅延回路Ｄ ｔ ”” Ｄ ｓでの遅
延量により指向ビームの走査角を制御することができる
のである。Ａ、−Ａｓは送受波回路で、超音波振動子８
１〜Ｓ、に送波信号を送ったり、超音波振動子Ｓ、−Ｓ
、により受波された信号を増幅するものである。１は検
波回路で、送受波回路Ａ１〜Ａ、により増幅された受渡
信号を検波する。２は物体検知回路で、受波パルスの送
波パルスからの時間遅れにより物体までの距離を算出す
るものである。３は検知最大距離設定回路で、所定の走
査角を実現するための遅延量を示す遅延量信号と、前記
走査角に応じた検知最大距離を示す検知最大距離信号の
関係を、予め設定しておき、前記遅延量信号を遅延回路
Ｄ２〜Ｄ５へ送出し、前記検知最大距離信号を後述の信
号処理回路へ送出する。
動子であり、同一平面上に等間隔ｄで配列され、超音波
アレイセンサを構成しているのである。、Ｄ２〜Ｄ、は
遅延回路で、超音波振動子Ｓ１の送波時間に対する超音
波振動子３２〜Ｓ、の送波時間をコントロールするもの
である。超音波振動子Ｓ、〜Ｓ、の送波時間を順にずら
せ、複数の指向ビームの走査角を所定角度だけ傾けるの
である。つまり、遅延回路Ｄ ｔ ”” Ｄ ｓでの遅
延量により指向ビームの走査角を制御することができる
のである。Ａ、−Ａｓは送受波回路で、超音波振動子８
１〜Ｓ、に送波信号を送ったり、超音波振動子Ｓ、−Ｓ
、により受波された信号を増幅するものである。１は検
波回路で、送受波回路Ａ１〜Ａ、により増幅された受渡
信号を検波する。２は物体検知回路で、受波パルスの送
波パルスからの時間遅れにより物体までの距離を算出す
るものである。３は検知最大距離設定回路で、所定の走
査角を実現するための遅延量を示す遅延量信号と、前記
走査角に応じた検知最大距離を示す検知最大距離信号の
関係を、予め設定しておき、前記遅延量信号を遅延回路
Ｄ２〜Ｄ５へ送出し、前記検知最大距離信号を後述の信
号処理回路へ送出する。
４は信号処理回路で、物体検知回路２から出力される物
体までの距離信号と、検知最大距離設定回路３で設定さ
れ、ある走査角のときの検知最大距離信号に対応して設
けられたゲートとを比較して、前者の方が小さいとき、
つまり、前記走査角のときの物体までの距離が検知最大
距離よりも小さいときに、物体の存在を示す信号を表示
器５に出力する。表示器５では、信号処理回路４からの
信号により、物体の存在等を表示する。
体までの距離信号と、検知最大距離設定回路３で設定さ
れ、ある走査角のときの検知最大距離信号に対応して設
けられたゲートとを比較して、前者の方が小さいとき、
つまり、前記走査角のときの物体までの距離が検知最大
距離よりも小さいときに、物体の存在を示す信号を表示
器５に出力する。表示器５では、信号処理回路４からの
信号により、物体の存在等を表示する。
次に、本実施例の動作を説明する。例えば、検知エリア
として、第３図に示すような長方形に近い形状のものを
形成しようとする場合について説明する０本実施例の場
合は、第２図に示すように、７種類の走査角に応じて検
知エリアＢ＋−Ｂｓが順次形成されるのである。
として、第３図に示すような長方形に近い形状のものを
形成しようとする場合について説明する０本実施例の場
合は、第２図に示すように、７種類の走査角に応じて検
知エリアＢ＋−Ｂｓが順次形成されるのである。
まず、検知最大距離設定回路３で、検知エリアＢ、を形
成するために、指向ビームの走査角がφとなるような遅
延量信号及び検知最大距離がＬ１となるような検知最大
距離信号を各々遅延回路Ｄ□〜Ｄ、および信号処理回路
４に送出する。この状態で、超音波の送受が行われると
、検知エリアＢ、が形成されたことになる。次に、検知
最大距離設定回路３により、指向ビームの走査角がφ２
となるような遅延量信号および検知最大距離がＬ２とな
るような検知最大距離信号が各々遅延回路Ｄ２〜ＤＳお
よび信号処理回路４に送出される。この状態で、超音波
の送受が行われると、検知エリアＢ２が形成されたこと
になる。
成するために、指向ビームの走査角がφとなるような遅
延量信号及び検知最大距離がＬ１となるような検知最大
距離信号を各々遅延回路Ｄ□〜Ｄ、および信号処理回路
４に送出する。この状態で、超音波の送受が行われると
、検知エリアＢ、が形成されたことになる。次に、検知
最大距離設定回路３により、指向ビームの走査角がφ２
となるような遅延量信号および検知最大距離がＬ２とな
るような検知最大距離信号が各々遅延回路Ｄ２〜ＤＳお
よび信号処理回路４に送出される。この状態で、超音波
の送受が行われると、検知エリアＢ２が形成されたこと
になる。
このようにして、検知最大距離設定回路３により、遅延
量信号および検知最大距離を順次変えていくと、検知エ
リアがＢ、−Ｂ、と順次可変していくのである。以上の
走査を繰り返せば、第３図に示したように、検知エリア
Ｂ ｔ ” Ｂ ’ｒを重ねたような略長方形の検知エ
リアが形成できるのである。
量信号および検知最大距離を順次変えていくと、検知エ
リアがＢ、−Ｂ、と順次可変していくのである。以上の
走査を繰り返せば、第３図に示したように、検知エリア
Ｂ ｔ ” Ｂ ’ｒを重ねたような略長方形の検知エ
リアが形成できるのである。
本実施例では、略長方形の検知エリアを形成したが、走
査角と検知最大距離の関係をいろいろ変えて設定するこ
とにより、任意の形状の検知エリアを実現することが可
能である。
査角と検知最大距離の関係をいろいろ変えて設定するこ
とにより、任意の形状の検知エリアを実現することが可
能である。
また、上記実施例では、各走査角に対する検知最大距離
を設定するために、検知最大距離設定回路３で検知最大
距離信号を信号処理回路４に送出することにより行って
いたが、第４図に示すように、検知最大距離設定回路３
から送受波回路Ａ。
を設定するために、検知最大距離設定回路３で検知最大
距離信号を信号処理回路４に送出することにより行って
いたが、第４図に示すように、検知最大距離設定回路３
から送受波回路Ａ。
〜Ａ、に送波利得あるいは受波利得を変える信号を送出
することにより、各走査角に対する検知最大距離を設定
するようにしてもよい、この場合は、信号処理回路４の
ゲートは一定距離に対応したものでよい。
することにより、各走査角に対する検知最大距離を設定
するようにしてもよい、この場合は、信号処理回路４の
ゲートは一定距離に対応したものでよい。
以上のように、本発明によれば、超音波を送波し、反射
波を受波する複数の超音波振動子を同一平面上に等間隔
で配列し、前記各超音波振動子への送波のタイミングに
位相差をもたせることにより指向ビームを順次走査させ
るようにした超音波ア゛レイセンサであって、前記指向
ビームの走査角に応じて検知距離を変化させるようにし
たので、任意の形状の検知エリアを形成することのでき
る超音波アレイセンサが提供できた。
波を受波する複数の超音波振動子を同一平面上に等間隔
で配列し、前記各超音波振動子への送波のタイミングに
位相差をもたせることにより指向ビームを順次走査させ
るようにした超音波ア゛レイセンサであって、前記指向
ビームの走査角に応じて検知距離を変化させるようにし
たので、任意の形状の検知エリアを形成することのでき
る超音波アレイセンサが提供できた。
第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第２図
および第３図は、同上の動作説明のための検知エリアの
模式図、 第４図は、本発明に係る他の実施例を示すブロック図、 第５図は、従来例を示すブロック図、 第６図は、同上の原理説明図、 第７図は、従来例の動作説明のための検知エリアの模式
図。 Ｓ、〜Ｓ、−・超音波振動子 Ｄ２〜Ｄ、−遅延回路 Ａ、−Ａ、・・・送受波回路 ■−検波回路 ２−物体検知回路 ３−・−検知最大距離設定回路 ４−信号処理回路 ５−表示器 Ｂ、〜Ｂ、・−・検知エリア １２図
および第３図は、同上の動作説明のための検知エリアの
模式図、 第４図は、本発明に係る他の実施例を示すブロック図、 第５図は、従来例を示すブロック図、 第６図は、同上の原理説明図、 第７図は、従来例の動作説明のための検知エリアの模式
図。 Ｓ、〜Ｓ、−・超音波振動子 Ｄ２〜Ｄ、−遅延回路 Ａ、−Ａ、・・・送受波回路 ■−検波回路 ２−物体検知回路 ３−・−検知最大距離設定回路 ４−信号処理回路 ５−表示器 Ｂ、〜Ｂ、・−・検知エリア １２図
Claims (1)
- （１）超音波を送波し、反射波を受波する複数の超音波
振動子を同一平面上に等間隔で配列し、前記各超音波振
動子への送波のタイミングに位相差をもたせることによ
り指向ビームを順次走査させるようにした超音波アレイ
センサであって、前記指向ビームの走査角に応じて検知
距離を変化させるようにしたことを特徴とする超音波ア
レイセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18665788A JPH0236383A (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 超音波アレイセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18665788A JPH0236383A (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 超音波アレイセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0236383A true JPH0236383A (ja) | 1990-02-06 |
Family
ID=16192404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18665788A Pending JPH0236383A (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 超音波アレイセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0236383A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006017496A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Sakai Heavy Ind Ltd | 建設車両の障害物検知装置 |
| JP2007183276A (ja) * | 2005-12-30 | 2007-07-19 | Valeo Raytheon Systems Inc | レーダ探知を検証するためのシステムおよび方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6041308A (ja) * | 1983-08-16 | 1985-03-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電流検知回路 |
| JPS61172086A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-02 | Matsushita Electric Works Ltd | 超音波検知器 |
-
1988
- 1988-07-26 JP JP18665788A patent/JPH0236383A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6041308A (ja) * | 1983-08-16 | 1985-03-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電流検知回路 |
| JPS61172086A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-02 | Matsushita Electric Works Ltd | 超音波検知器 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006017496A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Sakai Heavy Ind Ltd | 建設車両の障害物検知装置 |
| JP2007183276A (ja) * | 2005-12-30 | 2007-07-19 | Valeo Raytheon Systems Inc | レーダ探知を検証するためのシステムおよび方法 |
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