JPH0328933B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、超音波自動身長測定器に関する。

［従来の技術とその問題点］ 従来、人の身長を測定する計器として例えば第
６図に示す身長測定器が使用されている。この計
器は足台１３上に柱１２を立設し、柱１２に沿つ
てアーム１４を上下にスライドさせるようになつ
ている。すなわち、足台１３上に被測定者１５が
立ちその頭部にアーム１４を接触させてアーム１
４が示す柱１２上の目盛りを読取ることにより被
測定者１５の身長を測定するようになつている。

しかしながら、このような身長測定器は重く移
送が不便であり、また嵩がたかいため未使用時の
収納に大きなスペースを必要とする。更に測定に
際しては頭部にアーム１４を接触させる操作が必
要で作業性が悪い問題がある。

このような問題を解決するために非接触型の身
長測定器として超音波身長測定器が提案されてい
る（実願昭57−188068号参照）。この超音波身長
測定器では、身長の測定に際し超音波の送波器と
床面までの距離を一定値に保ち、かつその値を予
め正確に測定しておく必要がある。このため送波
器を所定の位置に極めて正確に固定する必要があ
る。また、送波器から床面までの距離の測定値が
不正確であると測定した人の身長値そのものまで
が不正確なものになつてしまう欠点がある。ま
た、測定値を表示するまでに多くのスイツチング
操作や切替操作が必要であり、完全自動によつて
身長測定を行なうことができない。更にメモリ回
路や演算回路を内蔵するため安価で供給すること
が比較的困難である。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであ
り、人が測定台場に立つだけでその人の身長を完
全に自動測定すると共に、種々の誤差に対する自
動補正機能を有し、しかも、メモリ・演算回路を
不要にして軽量、コンパクトで超音波の発信部分
の取付け・設置が容易である超音波自動身長測定
器を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、超音波を間欠的に発生する発信子
と、前記超音波の反射波を受信する受信器と、該
受信器の出力に基づいて被測定者の有無信号が発
生させる有無判別回路と、被測定者の頭上で反射
された超音波が受信器に入つた後、被測定者に測
定台からの退去を知らせる信号発生装置と、前記
有無信号を所定時間遅延させた遅延信号を作り該
遅延信号の立上がり後の最初の超音波の発信に同
期して立上がり該遅延信号の立下がり後の最初の
超音波の発振に同期して立下がる送信同期信号及
び該送信同期信号の立上がり後の最初の受信波に
同期して立上がり該送信同期信号の立下がり後の
最初の受信波に同期して立下がる受信同期信号を
発生させる制御回路と、前記送信同期信号と前記
受信同期信号との立上がりの時間差から減算パル
スゲートを作り、かつ、前記送信同期信号と前記
受信同期信号の立下がりの時間差から加算パルス
ゲートを作るデコーダと、該減算パルスゲートに
基づく減算パルスと該加算パルスゲートに基づく
加算パルスの加減算を行う加減算カウンタとを具
備することを特徴とする超音波自動身長測定器で
ある。

［作 用］ 本発明にかかる超音波自動身長測定器によれ
ば、メモリ回路や演算回路を不要にして装置を小
型のものにできる。また、上記構成から人の身長
差や不要な反射波による誤差を小さくして測定精
度を高めることができる。同様に上記構成から計
測の完全自動化及び電池による装置の作動を実現
できるものである。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

第１図は、本発明の一実施例の概略構成を示す
ブロツク図である。図中１は、発振器である。発
振器１は、温度補正素子１９が接続されており温
度補正機能を有している。発振器１は、送信ゲー
ト３を介してスイツチング回路５に接続するタイ
ミング発生回路２に所定の信号を出力するように
なつている。スイツチング回路４は、タイミング
発生回路２と超音波発信子５間に電気的に介在さ
れている。スイツチング回路４は、差動増幅器８
を介して制御回路１７及び人の有無判別回路１８
に接続する受信器６に、所定の信号を出力するよ
うになつている。送信ゲート３と差動増幅器８間
には、充放電回路７が介在されている。人の有無
判別回路１８は、制御回路１７、デコーダー９、
加減算カウンター１０を順次介して表示部１１に
電気的に接続されている。なお、同図中２０は、
発振器１等の各部に所定の電源を供給するための
電池である。

而して、このように構成された超音波自動身長
測定器では、身長測定に必要な受信波判定出力が
次ぎのようにして作られる。すなわち、発振器１
によつて所定の信号が発振されるとタイミング発
生回路２では発振された出力パルスを分周して第
２図Ａに示すような基本タイミング信号２１を作
る。この基本タイミング信号２１の立上がりで単
安定マルチをトリガーして送信ゲート３部で第２
図Ｂに示す送信ゲート信号２２ａが作られる。こ
の送信ゲート信号２２ａを充放電回路７に加える
ことにより受信波比較レベル信号２３が得られ
る。すなわち、第３図に示す如く、送信ゲート信
号２２ａは第２図Ｃのように反転した状態で充放
電回路７部分に供給され、充電用トランジスタを
ONとするのでコンデンサは急速に充電され電圧
は短時間に上昇する。その後送信ゲート信号２２
ａが反転すると蓄えられた電荷は抵抗器を通じて
徐々に放電されコンデンサの電圧は指数関数的に
降下して行く。よつて、第２図Ｄに示すような充
放電波形が得られる。この信号を受信波比較レベ
ル信号２３とする。実際には発信子を受信マイク
としても使用するため送信波が受信器にも印加さ
れることになり、第４図Ａに示す受信波にはこの
直接反射波４０ａと壁等からの不要な反射波４０
ｃと被測定者の頭部で反射した頭部反射波４０ｂ
からなる反射波４０が入力される。受信器６を出
た反射波４０は差動増幅器８の第３図に示す送信
波ブランキング用差動増幅部４１に入力される。
この送信波ブランキング用差動増幅部４１を通過
すると第４図Ｂに示す如く直接反射波４０ａを消
去した波形４２が得られる。この波形４２は更に
第３図に示す整流平滑回路４３を経て第４図Ｃに
示すような山形波形４４となる。この山形波形４
４と前述の受信波比較レベル信号２３とが第３図
の判定用差動増幅部４５に加えられると、第４図
Ｄのように受信波比較レベル信号２３より小さい
信号は全て消され、受信波比較レベル信号２３よ
り大きい信号は増幅部が飽和するまで増幅されて
結局受信波判定出力信号４６は第４図Ｅのように
なる。この受信波判定出力信号４６と基本タイミ
ング信号２１に基づき人の有無信号２６が有無判
別回路１８で作られる。つまり、測定対象物が近
い場合にはONで、測定対象物が遠い場合には
OFF、すなわち、人が受信器６の直下に入つた
場合はONとなり受信器６の下から離れた場合は
OFFとなる有無信号２６が作られる。

このように構成された超音波自動身長測定器で
は第５図に示す信号処理によつて身長測定が行わ
れる。すなわち、被測定者である人が受信器６の
直下に出入りすると第５図Ａに示す如く、人が入
つた時に立ち上がり出た時に下がる有無信号２６
が発生する。有無信号２６がOFFとの時は計測
動作は行なわない。人が受信器６の下に入り有無
信号２６がONとなつた時に計測する。しかし、
この時直ちに頭頂部までの計測を行なうと人の姿
勢が安定していないため計測誤差となる可能性が
高い。そこで、一定の遅延時間として例えば約３
秒を設けて第５図Ｂに示す如く有無信号２６から
Ｔ時間遅れた遅延信号２７を作り、この遅延信号
２７を基準として自動計測制御を行なう。この遅
延信号２７と有無信号２６とから第５図Ｃに示す
如くリセツト信号２８を作り、このリセツト信号
２８によつて加減算カウンター１０の値を一旦零
に戻しておく。

次に、遅延信号２７を送信ゲート信号２２ａの
立ち上がりでラツチして第５図Ｄに示す如く送信
同期遅延信号２９の立上がり部分２９ａを決定す
る。この送信同期遅延信号２９の立上がり部分２
９ａに同期して測定用の第１超音波が発信され
る。第１超音波は被測定者の頭上で反射して受信
器６に入る。受信器６からの出力を受けて差動増
幅器８及び充放電回路７で第３図にて前述したよ
うにして受信波判定出力信号４６が作られる。こ
の受信波判定出力信号４６の立ち上がりで送信同
期遅延信号２９をラツチして第５図Ｅに示す如
く、受信同期遅延信号３０の立上がり部分３０ａ
を決定する。つまり、送信同期遅延信号２９の立
上がり部分２９ａから受信同期遅延信号３０の立
上がり部分までの時間t₁が、超音波発信子５から
発射された超音波が被測定者の頭上で反射して受
信器６に戻るまでに要した時間となる。

次に、遅延信号２７の立下がり部分に同期して
送信同期遅延信号２９の立下がり部分２９ｂを決
定する。この送信同期遅延信号２９の立下がり部
分２９ｂに同期して測定用の第２超音波が発信さ
れる。第２超音波は被測定者が退去した測定台上
で直接反射して受信器６に入る。この受信器６か
らの出力を受けて差動増幅器８及び充放電回路７
で第３図にて前述したようにして受信波判定出力
信号４６が作られる。この受信波判定出力信号４
６の立上がりで送信同期遅延信号２９をラツチし
て受信同期遅延信号３０の立下がり部分３０ｂを
決定する。つまり、送信同期遅延信号２９の立下
り部分２９ｂから受信同期遅延信号３０の立下が
り部分３０ｂまでの時間t₂が、超音波発信子５か
ら発射された超音波が測定台上で直接反射して受
信器６に戻るまでに要した時間となる。つまり、
送信同期遅延信号２９及び受信同期遅延信号３０
の立上がり部分２９ａ，３０ａの時間差t₁に基づ
いてから第５図Ｆに示す減算パルスゲート３１
を、また、送信同期遅延信号２９及び受信同期遅
延信号３０の立下がり部分２９ｂ，３０ｂの時間
差t₂に基づいてから第５図Ｇに示す加算パルスゲ
ート３２をデコーダー９で作る。これら減算パル
スゲート３１と加算パルスゲート３２と第５図Ｈ
の温度補正された基本タイミング信号２１に基づ
く計数パルス３３のANDを取ることにより第５
図Ｉに示す減算パルス３４及び第５図Ｊに示す加
算パルス３５が得られる。すなわち、t₁秒減算パ
ルス３４のゲートを開くと、計数値は−Ｌ１とな
る。Ｌ１は本装置から頭頂部までの距離である。
その後、人が本装置から離れ送信同期遅延信号２
９がOFFとなつてから受信同期遅延信号３０が
OFFとなるまでの間、すなわちt₂秒加算パルス３
５のゲートを開けば、計数値ＬはＬ＝Ｏ−Ｌ１＋
Ｌ２となる。Ｌ２は本装置から測定台までの距離
であるのでＬは身長と一致する。この値を表示部
１１で表示することにより自動身長測定をするこ
とができる。なお、この際の加減算カウンターの
動作は、第５図Ｋに示す通りで、人の進入により
セツトされ、次いでt₁秒間相当の減算の動作が行
われ、人の退去と共にt₂秒間相当の加算の動作が
行われる。更に有無信号２６と受信同期遅延信号
３０から１回目の計測完了を知らせる第５図Ｌに
示すブザー信号３６が作られる。そして、ブザー
信号３６は、頭頂部からの反射波を受信した後直
ちにONとなり、人が離れたらOFFとなる。よつ
て、人は本装置の下に立ち姿勢を正してＬ１の計
測を待ち信号発生装置としてのブザーが鳴つたら
装置の下から離れ、Ｌ２の計測が終わり計算値Ｌ
が表示されるのを待てば良い。表示値は次の人が
本装置の下に立つことによつてカウンターがリセ
ツトされるまで保持される。

このように有無信号２６等を利用して被測定者
の存在を自動検出し、更に身長の自動計測・表示
並びに被測定者の退去までを完全自動によつて制
御することができる。このため超音波の発信部分
の取付け・設置を極めて容易にすることができ
る。また、身長の計測処理は、第４図にて示した
ように超音波の反射波４０を処理した山形波形４
４と受信波比較レベル信号２３から作つた受信波
判定出力信号４６によつて行なうので、ノイズ、
壁等からの反射波、や人の身長差に起因する誤差
を電気的に消去して測定誤差に対する自動補正を
行なうことができる。更に計測処理に際してメモ
リ・演算回路を一切使用しないので、装置を軽量
でコンパクトなものにすることができる。因みに
実施例によるものでは、測定器の外形を僅か幅３
cm、長さ約８cm、厚さ約５cmに設定できることが
確認されている。

［発明の効果］ 以上説明した如く、本発明によれば、人が測定
台に立つだけでその人の身長を完全に自動測定す
ると共に、種々の誤差に対する自動補正機能を有
し、しかも、メモリ・演算回路を不要にして軽
量、コンパクトで超音波の発信部分の取付け・設
置が容易である等顕著な効果を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の概略構成を示す
ブロツク図、第２図、第４図及び第５図は、同実
施例の装置の処理信号の様子を示す説明図、第３
図は、第４図の信号処理を実現する回路の一例を
示す説明図、第６図は、従来の身長測定器の問題
を示す説明図である。 １…発振器、２…タイミング発生回路、３…送
信ゲート、４…スイツチング回路、５…超音波発
振子、６…受信器、７…充放電回路、８…差動増
幅器、９…デコーダー、１０…加減算カウンタ
ー、１１…表示部、１６…ブザー、１７…制御回
路、１８…人の有無判別回路、１９…温度補正素
子、２０…電池。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 超音波を間欠的に発生する発信子と、前記超
   音波の反射波を受信する受信器と、該受信器の出
   力に基づいて被測定者の有無信号を発生させる有
   無判別回路と、被測定者の頭上で反射された超音
   波が受信器に入つた後、被測定者に測定台からの
   退去を知らせる信号発生装置と、前記有無信号を
   所定時間遅延させた遅延信号を作り該遅延信号の
   立上がり後の最初の超音波の発信に同期して立上
   がり該遅延信号の立下がり後の最初の超音波の発
   信に同期して立下がる送信同期信号及び該送信同
   期信号の立上がり後の最初の受信波に同期して立
   上がり該送信同期信号の立下がり後の最初の受信
   波に同期して立下がる受信同期信号を発生させる
   制御回路と、前記送信同期信号と前記受信同期信
   号との立上がりの時間差から減算パルスゲートを
   作り、かつ、前記送信同期信号と前記受信同期信
   号の立下がりの時間差から加算パルスゲートを作
   るデコーダと、該減算パルスゲートに基づく減算
   パルスと該加算パルスゲートに基づく加算パルス
   の加減算を行う加減算カウンタとを具備すること
   を特徴とする超音波自動身長測定器。