JPH03135697A - 超音波式物体感知装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は超音波の反射を利用して人体、車両等の存在を
検出する超音波式物体感知装置に関するものである。

従来の技術 第５図は、従来の超音波式物体感知装置のブロック図を
示している。第５図に於いて発振器１はトーンバースト
発生回路２及びゲートパルス回路３に接続される。トー
ンバースト発生回路２は送信増幅回路４を介して超音波
送波器５に接続され送信回路を構成する。同様に超音波
受波器６、受信増幅回路７、検波器８、検知部９を各々
図示の様に結合して受信回路を構成する。

発振器１にて基準計時信号を発生しトーンバースト発生
回路２により通常２００ｍ５間隔で１０ｍ５程度の幅を
持った超音波パルスを発生し、送信増幅回路４を介して
超音波送波器５より超音波パルスを発射する。超音波送
波器５の前方に物体が存在する場合に物体からの反射波
が超音波受波器６、受信増幅回路７より受信増幅され、
検波器８により直流レベルに変換される。また、トーン
バースト発生回路２のパルスと定時間シフトした反射波
受信可能な時間帯信号であるゲートパルスを発生するゲ
ートパルス回路３から出力されるゲートパルス時間内に
検波器８により直流レベルに変換された前記反射波が受
信されると、検知部９によシ検知信号を出力する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、このような構成になる上記従来例に於い
ては次のような欠点があった。即ち、第６図のように超
音波式物体感知装置に於いては物体迄の距離の違いによ
り反射波のレベルが大きく変化する為に、遠方の物体ま
で検出しようとすると受信増幅回路の利得を大きくする
必要が生じるが、不用意に大きくすると本来の感知領域
以外に存在する近距離の床面や壁面等からの反射波によ
り誤感知してしまう為に、数α近距離から１０ｍ程度の
遠距離まで連続した領域内の物体の存在を安定に検知す
ることが難しいという欠点を有していた。

本発明は上記従来例の欠点を除去するものであり、近距
離から遠距離までの物体を安定に検出できる優れた超音
波式物体感知装置を提供することを目的とするものであ
る。

課題を解決するだめの手段 本発明は上記目的を達成する為に、受信増幅回路に利得
制御回路を付加し、近距離の物体からの反射波を受信す
るタイミングでは利得を下げ、遠距離の物体からの反射
波を受信するタイミングでは利得を上昇するように構成
して、近距離から遠距離までの物体を安定に検出できる
ようにしたものである。

作用 したがって、本来の感知領域外に存在する近距離の床面
や壁面等からの乱反射波は、感知領域内の物体からの反
射波に比べてレベルが低い為に、受信増幅回路の利得を
下げることにより排除することができる。一方遠距離か
らの反射波は受信増幅回路の利得を上げることにより確
実に検知するようになり、検知限界を延ばすことができ
る。

実施例 第１図は本発明の一実施例を示しだものである。

第１図に於いて、１０は発振器、１１はトーンバースト
発生回路、１２はゲートパルス回路、１３は送信増幅回
路、１４は超音波送波器、１６は超音波受波器、１７は
受信増幅回路、１５は利得制御回路、１８は検波器、１
９は検知部である。

次に上記実施例の動作について説明する。第１図に於い
て、発振器１０はトーンバースト発生回路１１、ゲート
パルス回路１２及び利得制御回路１５に接続される。発
振器１０は、トーンバースト発生回路１１、送信増幅回
路１３を介して超音波送波器１４に接続され送信回路を
構成する。同様に超音波受信回路、受信増幅回路１７、
利得制御回路１５、検波器１８、検知部１９を各々図示
の如く結合して超音波受信回路を構成する。

本実施例の特徴である利得制御回路１５はトーンバース
ト発生回路１１と受信増幅回路１７とに第１図の如く接
続して構成される。第２図は利得制御回路の一実施例を
示したものである。第２図に於いて、２０は演算増幅器
、２１は固定抵抗器、２２．２３．２４ハモノステーブ
ルマルチバイプレータ、２５．２６．２７はアナログス
イッチである。この利得制御回路１５は演算増幅器で構
成した非反転増幅器の負帰還電圧を切り替える為のアナ
ログスイッチおよびその切り替えタイミングを作り出す
為のモノステーブルマルチバイブレータを第５図の如く
接続して構成される。トーンバースト発生回路１１で発
生させだ、超音波発射タイミングパルスを基準にモノス
テーブルマルチバイブレータ２２．２３．２４により利
得切替のタイミングを作り出す。モノステーブルマルチ
バイブレータ２２．２３．２４の出力はアナログスイッ
チ２５．２６．２７の切替端子に接続されアナログスイ
ッチのＯＮ、ＯＦＦを制御する。アナログスイッチは演
算増幅器の出力電圧を分圧する固定抵抗器と演算増幅器
の反転入力端子間に接続されており、アナログスイッチ
ＯＮ、ＯＦＦ動作により負帰還電圧を切シ替えることで
、演算増幅器の利得を制御している。

本実施例では第３図のように増幅器の利得を３段階に切
り替えている。超音波発射タイミングパルスがモノステ
ーブルマルチハイフレーク２２ニ入力されると一定幅の
パルスを出力する。そのパルスはアナログスイッチ２５
の切替端子に入力され、モノステーブルマルチバイブレ
ータ２２からのパルスが入力されている間、アナログス
イッチ２５がＯＮ状態となる。まだ、モノステーブルマ
ルチバイブレータ２２の出力端子は微分回路を経てモノ
ステ−プルマルチバイブレータ２３の入力端子に接続さ
れており、モノステーブルマルチバイブレータ２２の出
力が立ち下がった時点でモノステーブルマルチバイブレ
ータ２４はトリガされ一定幅のパルスを出力する。その
パルスはアナログスイッチ２６の切替端子に入力され、
モノステーツルマルチパイプレータ２３からのパルスが
入力されている間、アナログスイッチ２６がＯＮ状態と
なる。モノステーブルマルチバイブレータ２４、アナロ
グスイッチ２７も同様に動作する。

アナログスイッチ２５がＯＮしているときの利得は１倍
、アナログスイッチ２６がＯＮしているときの利得はＲ
３／　（Ｒ２＋Ｒ１）　、アナログスイッチ２７がＯＮ
しているときの利得は（Ｒ３＋Ｒ２）／Ｒ１である為に
、仮にＲ１＝９にΩ、Ｒ２＝　０．９にΩ、Ｒ１＝　０
．Ｉ　ＫΩとすると、それぞれ１倍、１０倍、１００倍
となる。この様に３つのモノステーツルマルチパイプレ
ータのパルス幅と固定抵抗器の値を適当な値に設定する
ことにより、超音波パルス送信後、時間経過とともに、
上記受信増幅回路の利得を上昇させる利得制御を行うこ
とができる。

本実施例の如く、受信増幅回路の利得を可変できる回路
構成として、超音波パルス発射の直後、つまり、検知距
離が近距離の場合には、受信増幅回路の利得を下げるこ
とにより、第４図のように床面からの乱反射の影響を軽
減し、誤検知を防止すると同時に、超音波パルス発射か
ら受信増幅回路の利得を段階的または連続的に上昇させ
ることにより、遠距離の物体の検出率を上げ、近距離か
ら遠距離まで連続して安定した検出性能を保証し得る優
れた効果を有するものである。

発明の効果 本発明は上記のような構成であり以下に示す効果が得ら
れるものである。即ち、超音波パルス発射から、時間の
経過とともに、受信増幅回路の利得を上昇させることに
より、近距離の床面等での乱反射による誤検知を防止し
、遠距離での検知性能を安定して確保し得る点で極めて
高性能な超音波式物体感知装置を構成し得るものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における超音波式物体感知装
置のブロック図、第２図は本実施例の利得制御回路図、
第３図は利得制御回路のタイミングチャート、第４図は
本実施例の信号波形図、第５図は従来例のブロック図、
第６図は従来例の信号波形図である。 １・・・発振器、２・・・トーンバースト発生回路、３
・・・ゲートパルス回路、４・・・送信増幅回路、５・
・・超音波送波器、６・・・超音波受波器、７・・受信
増幅回路、８・・・検波器、９・・・検知部、１０・・
・発振器、１１・・・トーンバースト発生回路、１２・
・・ゲートパルス回路、１３・・送信増幅回路、１４・
・・超音波送波器、１５・・・利得制御部、１６・・・
超音波受波器、１７・・・受信増幅回路、１８・・検波
器、１９・・・検知部、２０・・・演算増幅器、２１・
・・固定抵抗器、２２・・・モノステーブルマルチバイ
ブレータ、２３・・・モノステーブルマルチバイブレー
タ、２４・モノステーブルマルチバイブレータ、２５・
・アナログスイッチ、２６・・・アナログスイッチ、２
７・・アナログスイッチ。 ご　ＩＩＩ ／６々ε腎仄、纜滌」象 第 ２ 図 第 図 嬉 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定の周期で超音波トーンバーストを発射する送波器と
   、被検出物体における上記超音波トーンバーストの反射
   波を受信して、物体の存在を検出する受波器と、上記超
   音波トーンバースト発射後、時間経過とともに上記受波
   器の増幅度を順次上昇させる利得制御部とを備えた超音
   波式物体感知装置。