JPH0327872B2 - - Google Patents

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JPH0327872B2
JPH0327872B2 JP60239914A JP23991485A JPH0327872B2 JP H0327872 B2 JPH0327872 B2 JP H0327872B2 JP 60239914 A JP60239914 A JP 60239914A JP 23991485 A JP23991485 A JP 23991485A JP H0327872 B2 JPH0327872 B2 JP H0327872B2
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JP
Japan
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signal
circuit
signals
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JP60239914A
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JPS6298282A (ja
Inventor
Kazumasa Yamauchi
Hironobu Inoe
Yasunori Yonezawa
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は移動物体検知装置、さらに詳しくは、
監視空間に超音波を送出し監視空間内での被検知
物体の移動に伴なつて反射波に生じる周波数偏移
を検出することにより被検知物体の移動を検出す
る、いわゆるドツプラ効果型の移動物体検知装置
であつて、送波器と受波器とが1個の超音波振動
子により兼用された移動物体検知装置に関するも
のである。
[背景技術] 一般に監視空間に超音波を送出し監視空間内に
存在する被検知物体からの反射波を受波し、被検
知物体が移動してドツプラー効果である周波数偏
移が生じたときに送波周波数と受波周波数との差
を検出して移動物体を検知するようにしたこの種
の移動物体検知装置では、送波周波数に対する受
波周波数の周波数偏移を検出する必要があるか
ら、送波超音波を連続的に送出しているものであ
り、送波信号と受波信号とが混合されないように
一般的には送波器と受波器とが別体に構成されて
いる。しかしながら、送波器と受波器とが別体で
あると、監視空間の設定に当たつて両者の位置決
めが面倒になるとともに、超音波振動子が2個必
要となつてコスト高になるという問題が生じる。
この問題を解消するために、第4図に示すよう
に、送波器と受波器とが1個の超音波振動子で兼
用されたものを考えることができる。この構成で
は送波超音波の周波数に等しい周波数で発振する
発振回路11より出力された送波信号が増幅回路
12で増幅された後、ピエゾ素子で形成された超
音波振動子13に入力されて超音波が監視空間に
送出される。監視空間内に存在する物体で反射さ
れた超音波は超音波を送出したのと同じ超音波振
動子13で受波され受波信号に変換された後、こ
の受波信号と上記増幅回路12の出力とを入力と
する検波回路21で検波される。ここで、検波回
路21への入力信号は受波信号と送波信号とが混
合されているから、受波信号と送波信号との周波
数が異なつていると重ね合わせの原理によりビー
ト成分を生じることになる。つまり、監視空間内
に存在する物体が移動すると受波信号にはドツプ
ラ効果である周波数偏移が生じるから、検波回路
21への入力信号にはビート成分が生じるのであ
る。検波回路21の出力は増幅回路22で増幅さ
れた後、比較回路23に入力され、増幅回路22
の出力レベルが所定値以上であると検知信号が出
力され、スイツチング回路24より接点出力が得
られるのである。
以上の構成においては、風や雑音のような外乱
によるノイズがないときには正常に動作をする
が、そのようなノイズが存在していると、増幅回
路22として帯域増幅回路を用いて所定の周波数
成分のみが通過できるようにしてもノイズの影響
を完全に防止することができないものである。つ
まり、被検知物体の移動による周波数偏移で生じ
たビート周波数と、ノイズにより生じたビート周
波数とに重複部分が存在することがあり、これは
帯域増幅回路では分離不能な成分であつて、この
回路構成ではノイズによる誤動作が生じるという
問題がある。
[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つ
て、その主な目的とするところは、送波器と受波
器とが1個の振動子で兼用された移動物体検知回
路において、外乱のノイズによる誤動作が生じな
いようにした移動物体検知装置を提供することに
ある。
[発明の開示] 実施例 1 本発明の構成を第1図に基づいて説明する。第
1図に示すように、一定周波数で連続的に発振す
る発振回路11の出力は増幅回路12により増幅
された後、インピーダンス回路14に入力され
る。インピーダンス回路14は出力インピーダン
スが大きく設定された回路であつて、後段からの
信号の回り込みが少なくなるようにするものであ
る。インピーダンス回路14の出力は超音波振動
子13に入力され、超音波振動子13からは一定
周波数の超音波が監視空間に向かつて連続的に発
射される。超音波振動子13から発射された超音
波は監視空間内に存在する物体により反射されそ
の反射波が再び超音波振動子13に受波され、こ
れが受波信号に変換される。超音波振動子13は
ピエゾ素子などで構成されており、付与された電
気振動の振動数に一致した超音波が発射されると
ともに、受波された超音波の振動数に一致した受
波信号を出力する。超音波振動子13で受信され
た受波信号は送波信号に重畳された状態でコンバ
ータ回路20に入力される。ここで、上記インピ
ーダンス回路14の存在により、受波信号が送波
側の回路に回り込むことが防止され、受信感度が
大きくとれるようにしているのである。コンバー
タ回路20は、発振回路11の出力信号をそれぞ
れ90度ずらす一対の移相回路25a,25bと、
各移相回路25a,25bの出力信号である基準
信号と受波信号とをそれぞれ混合する一対のミキ
サ回路26a,26bと、各ミキサ回路26a,
26bの出力である中間信号をそれぞれ検波する
一対の検波回路21a,21bと、各検波回路2
1a,21bの出力をそれぞれ増幅する一対の増
幅回路22a,22bとから構成される。ここで
移相回路25a,25bの一方は発振回路11の
出力信号の位相を90度進めて基準信号を出力し、
他方は90度後らせて基準信号を出力する。
コンバータ回路20の出力は、信号の正負に対
応して出力レベルを“H”または“L”とする2
進数変換回路、コンバータ回路20の出力信号で
ある2信号を基準軸とするベクトル平面において
受波信号が属する象限を検出する象限検出回路、
象限検出回路で検出された象限の転移を検出する
象限転移検出回路、所定回数の象限転移が連続し
て生じたときに検出信号を出力する出力回路など
からなる信号処理回路30に入力され、被検知物
体の移動が検出されたときに信号処理回路30の
出力として得られる検知信号によりスイツチング
回路31が閉成して表示装置等が駆動されるよう
になつている。この信号処理回路については特開
昭55−63774号等において開示された従来周知の
ものが利用できる。
(動作) 以下、コンバータ回路20の動作を説明する。
第2図aは発振回路11の出力信号S1を示し、同
図bはコンバータ回路20への入力信号S2を示
す。コンバータ回路20への入力信号S2は発振回
路11の出力信号S1と超音波振動子13の出力信
号である受波信号との混合された信号であつて、
発振回路11の出力信号S1、受波信号、コンバー
タ回路20への入力信号S2をそれぞれベクトルで
b1,b2,bと表わせば、<b>=<b1>+<b2
という関係が成り立つ。ここで各ミキサ回路26
a,26bではコンバータ回路20への入力信号
S2と発振回路11の出力信号S1に対して位相が90
度ずれた基準信号(第2図c,d)が混合される
のであつて、受波信号に周波数偏移が存在しない
状態で、各ミキサ回路26a,26bにそれぞれ
入力される両信号の振幅が等しいものとすると、
重ね合わせの原理により、各ミキサ回路26a,
26bの出力信号S5,S6は第2図e,fに示すよ
うに、発振回路11の出力信号S1に対して位相が
45度ずれた信号となる。ここで一方の移相回路2
5aは発振回路11の出力信号S1に対して位相を
90度進め(第3図中c)、他方の移相回路25b
は位相を90度後らせている(第3図中d)から、
第3図のようにベクトルの関係で示せば、ミキサ
回路26aの出力eは発振回路11の出力信号a
に対して位相が45度進み、ミキサ回路26bの出
力fは位相が45度遅れることが分かる。つまり、
両ミキサ回路26a,26bの出力信号e,fに
は90度の位相差が生じることになる。被検知物体
が移動して受波信号に周波数偏移が含まれている
場合には、上述したように送波信号に受波信号が
加算されることになるから、ベクトル平面におい
ては、コンバータ回路20への入力信号bは、ミ
キサ回路26a,26bの出力信号e,fに受波
信号b2を加算したものと等しくなる。すなわち、
各ミキサ回路26a,26bの出力である中間信
号S5,S6の基準となる信号e,fは互いの位相差
が90度であり、この信号を基準軸としてベクトル
平面を考えれば、受波信号b2はこのベクトル平面
の原点の回りで回転する回転ベクトルと考えるこ
とができる。つまり、ミキサ回路26a,26b
の出力を検波し、その正負の符号に対応した信号
を検出すれば、それは受波信号が上記ベクトル平
面において存在する象限を表わすことになるので
ある。各ミキサ回路26a,26bを検波した出
力の正負の符号に対応した信号をそれぞれ軸符号
信号X,Yとすれば、超音波を反射する物体が接
近するときには反射波の周波数が発振周波数より
も高くなるから軸符号信号Xの位相は軸符号信号
Yの位相よりも遅れることになり、逆に物体が遠
ざかるときには反射波の周波数が発振周波数より
も低くなるから軸符号信号Xの位相が軸符号信号
Yに対して進むものである。したがつて、各軸符
号信号X,Yを基本軸とするベクトル平面におい
て、物体が接近するときには受波信号の表わす回
転ベクトルは原点の回りに右回りに回転し、物体
が遠ざかるときには左回りに回転するのである。
これを信号処理回路30において検出すれば被検
知物体の移動、およびその移動向きを検出するこ
とができるのである。
以上のように、受波信号を互いに位相の異なる
一対の中間信号に変換したことにより、両中間信
号を基準軸とするベクトル平面での受波信号の振
舞いを検出すれば、適宜信号処理回路を用いるこ
とにより物体の移動に基づいて生じた周波数偏移
成分と外乱のノイズ成分とを容易に分離できるも
のであり、ノイズによる誤動作が防止できるので
ある。
[発明の効果] 本発明は上述のように、一定周波数の送波信号
を連続的に出力する発振回路と、送波信号を受け
て超音波を監視空間に送波するとともに監視空間
内の被検知物体からの反射波を受波して受波信号
を出力する送受兼用の超音波振動子と、送波信号
と同周波数で180度の位相差を有した一対の基準
信号と送波信号に重畳された受波信号とを混合し
て90度の位相差を有した一対の中間信号に変換す
るコンバータ回路と、両中間信号を基本軸とする
ベクトル平面において受波信号が存在する象限の
転移を検出することにより被検知物体の移動を検
出して検知信号を出力する信号処理回路とを備え
ているので、送波器と受波器とが1個の振動子で
兼用された移動物体検知回路において、送波信号
に重畳された受波信号を180度の位相差を有した
一対の基準信号と混合して90度の位相差を有した
一対の中間信号に変換したことにより、両中間信
号を基準軸とするベクトル平面での受波信号の振
舞いを検出すれば、適宜信号処理を行なうことで
物体の移動に基づいて生じた周波数偏移成分と外
乱のノイズ成分とを容易に分離できるものであ
り、外乱のノイズによる誤動作を防止することが
できるという利点を有するのである。しかも、発
振回路は送波信号を連続的に送出するとともに、
送受兼用の超音波振動子を用いることによつて、
受波信号が送波信号に重畳されることになるが、
一対の基準信号の位相差を180度に設定したこと
によつて、90度の位相差を有する一対の中間信号
を得ることができるのである。その結果、物体の
移動を常時検知することができるのであつて、盗
難防止等の目的で監視空間を常時監視する必要が
ある場合にとくに有効な構成となつているのであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第2図は同上の動作説明図、第3図は同上のベク
トル表現の動作説明図、第4図は従来例を示すブ
ロツク図である。 11は発振回路、13は超音波振動子、20は
コンバータ回路、30は信号処理回路である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 一定周波数の送波信号を連続的に出力する発
    振回路と、送波信号を受けて超音波を監視空間に
    送波するとともに監視空間内の被検知物体からの
    反射波を受波して受波信号を出力する送受兼用の
    超音波振動子と、送波信号と同周波数で180度の
    位相差を有した一対の基準信号と送波信号に重畳
    された受波信号とを混合して90度の位相差を有し
    た一対の中間信号に変換するコンバータ回路と、
    両中間信号を基本軸とするベクトル平面において
    受波信号が存在する象限の転移を検出することに
    より被検知物体の移動を検出して検知信号を出力
    する信号処理回路とを具備して成ることを特徴と
    する移動物体検知装置。
JP23991485A 1985-10-25 1985-10-25 移動物体検知装置 Granted JPS6298282A (ja)

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JPS6298282A JPS6298282A (ja) 1987-05-07
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0685776B2 (ja) * 1983-09-24 1994-11-02 株式会社島津製作所 血流速測定位置の自動設定装置

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JPS6298282A (ja) 1987-05-07

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