JPH0334710Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《考案の分野》 この考案は、超音波式物体検知装置に係り、特
に被検出物が検知領域の境界付近にある場合の検
出技術に関する。

《従来技術とその問題点》 超音波式物体検知装置では、目的物の正確な検
出と、目的物以外のものの検出を避けるために、
検知領域を狭く設定するようにしている。

例えば、コンベアベルト上の物体を検出する場
合には、コンベアベルトの幅とほぼ等しい幅の検
知領域を設定し、コンベアベルトの側方にあるも
の（例えば壁や器具等）までも検出してしまわな
いようにしている。

ところで、被検出物は検知領域の幅中央にな
く、幅側端側に位置している場合もある。つま
り、被検出物が検知領域の前端や後端の境界領域
付近にある場合には、検出が不正確になる虞れが
ある。そこで、従来は、検知領域を前端側と後端
側との両方向に全体的に拡げることによつて、検
知領域の境界にある目的物を検出するようにして
いた。

しかし、従来のこのような検出方式では、目的
物が存在しない領域まで検知領域が拡がつてしま
うので、ノイズの混入や不要物を検出してしまう
虞れが多分にあり、目的物の検出が逆に不正確に
なるという問題点があつた。

《考案の目的》 この考案の目的は、検知領域の変更を最小限度
に抑えるようにすることにより、正確な物体検出
ができる超音波式物体検知装置を提供することに
ある。

《考案の構成と効果》 上記目的を達成するために、この考案に係る超
音波式物体検知装置は、超音波を送波し反射超音
波を受波する送受波器と、物体検知領域を定める
信号を作成する検知領域信号発生回路と、前記送
受波器で受波された反射超音波が前記検知領域信
号の前縁側または後縁側のいずれにあるかを判断
する判断回路と、この判断回路の出力に基づき前
記検知領域信号をその前縁側あるいはその後縁側
の何れか一方の側に所定幅拡張することをなす拡
幅回路とを備えたことを特徴とする。

この構成によれば、検知領域信号を前縁側ある
いは後縁側のいずれか一方のみを拡げるようにし
たので、検知領域の拡がり幅を最小限度に抑える
ことができ、ノイズの混入や不要物の検出がな
く、正確に目的物の検出を行なうことができる。

《実施例の説明》 第１図はこの考案の一実施例に係る超音波式物
体検知装置を示し、第２図および第３図はこの実
施例装置の要部の動作を示すタイムチヤートであ
る。

この超音波式物体検知装置は、クロツク発生器
１、送受波タイミング回路２、超音波を送波する
送波部および反射超音波を受波する受波部から構
成される送受波器３、設定器４、設定領域信号発
生回路５、２つのゲート回路６および７、２つの
信号作成回路８および９、２つの判定検出回路１
０および１１、２つの拡幅決定回路１２および１
３、増幅器１４、検波器１５、受信信号発生回路
１６および保持器１７を基本的に有する。

クロツク発生器１は、システムクロツクａを各
部に与えるとともに、送受波タイミング回路２に
出力する。この実施例では、このシステムクロツ
クａは、１周期が１cmに相当するクロツクであ
る。

送受波タイミング回路２は、デコーダおよびカ
ウンタを中心に構成され、送波タイミング信号
Ａ、受波タイミング信号Ｃおよびパルス信号ｂを
作成する。第２図に示すように、パルス信号ｂは
10個の基本パルスb₀〜b₉からなり、各基本パルス
はシステムクロツクａの１クロツク周期をパルス
幅とし、システムクロツクａの10クロツク周期毎
に繰り返されるものである。また、第３図に概略
示すように、受波タイミング信号Ｃは10個のゾー
ン信号Z₀〜Z₉からなり、各ゾーン信号は前記10個
の基本パルスb₀〜b₉から作成される。この実施例
では、先頭のゾーン信号Z₀が０〜10cmの距離範囲
にある目的物からの反射超音波を受波するタイミ
ングであり、同様に最終のゾーン信号Z₉が90〜
100cmの距離範囲にある目的物からの反射超音波
を受波するタイミングである。そして、送波タイ
ミング信号Ａは、ゾーン信号Z₀と前半側の基本パ
ルス（例えばb₀〜b₄）から作成される。

送受波器３は、送波部が送波タイミング信号Ａ
を受けて、超音波イを送波し、受波部が反射超音
波ロ，ハを受波する。反射超音波ロは目的物から
の反射波を示し、反射超音波ハは壁等からの反射
波を示している。

設定器４は、10個のゾーン信号Z₀〜Z₉の何れの
信号を物体検知領域信号として使用するかを指定
する。

設定領域信号発生回路５は、受波タイミングＣ
の中から設定器４で指定されたゾーン信号を選択
する。この実施例ではゾーン信号Z₅が選択され、
これが設定領域信号Ｄとして信号作成回路８，９
に入力されている。このゾーン信号Z₅は50〜60cm
の距離範囲にある物体からの反射波を受波するタ
イミングである。

ゲート回路６，７は、設定領域信号Ｄの前縁側
を示す信号ｃおよび後縁側を示す信号ｄを信号作
成回路８，９にそれぞれ出力する。この信号ｃ，
ｄは前記基本パルスb₀〜b₉の組合せによつて作成
される。この実施例では、信号ｃは基本パルス
b₀，b₁から作成され、また信号ｄは基本パルス
b₈，b₉から作成されている。

信号作成回路８，９は、各送波タイミング＃１
〜＃４において、設定領域信号Ｄをシステムクロ
ツクａの所定クロツク周期遅延させ検知領域信号
Ｅを作成する。この実施例ではシステムクロツク
ａの１クロツク周期遅延させている。この操作は
送波タイミングＡから受信信号発生回路１６の出
力間で生ずる時間遅れ等による誤差を補正するも
のである。

そして、送波タイミング＃１において、信号発
生回路８では、検知領域信号Ｅとゲート回路６よ
りの出力信号ｃとから前縁側信号Ｆのうちの信号
チを作成するとともに、検知領域信号Ｅと等幅の
受信領域信号ニを作成する。この前縁側信号チは
検知領域信号Ｅの立上りからシステムクロツクａ
の１クロツク周期分のパルス幅を有したものであ
る。また信号作成回路９では、検知領域信号Ｅと
ゲート回路７からの出力ｄとから後縁側信号Ｇの
うちの信号ヌを作成するとともに、検知領域信号
Ｅと等幅の受信領域信号ニを作成する。この後縁
側信号ヌは立下り部分が検知領域信号Ｅの立下り
部分と重なり、かつその内側システムクロツクａ
の１クロツク周期分の幅を有したものである。前
縁側信号チおよび受信領域信号ニは判定検出回路
１０に入力され、また前縁側信号チは、フリツプ
フロツプ１８のＪ端子に入力されている。後縁側
信号ヌおよび受信領域信号ニは判定検出回路１１
に入力され、また後縁側信号ヌは、フリツプフロ
ツプ１８のＫ端子に入力されている。フリツプフ
ロツプ１８はシステムクロツクａをクロツク入力
とし、各送波タイミングにおいて、Ｑ端子に前縁
側信号Ｆの立下りから後縁側信号Ｇの立上りまで
の区間を示す中間領域信号ｅを出力する。

一方、送受波器３の受波部で受波された反射超
音波ロ，ハは受信信号として増幅器１４、検波器
１５を介して受信信号発生回路１６に入力され
る。受信信号発生回路１６は、波形整形回路やベ
ベル弁別回路を有し、検波出力が所定レベルを越
えたとき、受信信号Ｈを判定検出回路１０，１１
およびANDゲート１９に出力する。

まず、送波タイミング＃１では、目的物が50cm
〜51cmの距離範囲にあり、受信信号が検知領域信
号Ｅの立上り部分と重なる場合を示している。こ
の場合には、判定検出回路１０において、前縁側
信号チとの比較により、受信信号が検知領域信号
Ｅの前縁側にあることが判定される。その結果、
判定検出回路１０では、検知領域信号Ｅと同じ幅
を有する受信領域信号ニを用いて受信信号Ｈを取
込み、これを保持器１７に出力するとともに、拡
幅決定回路１２に起動信号ｆを出力し、拡幅決定
回路１３に禁止信号ｇを出力する。拡幅決定回路
１２は起動信号ｆを受けて拡幅指令信号ｈを信号
作成回路８に出力する。信号作成回路８では、こ
の拡幅指令信号ｈを受けて、次の送波タイミング
＃２において、検知領域信号Ｅの前縁側を所定幅
ｔ（この実施例ではシステムクロツクａの１クロ
ツク周期）拡張した受信領域信号ホを作成すると
ともに、前縁側信号チの前縁側を所定幅ｔ拡張し
た前縁側信号リを作成する。

送波タイミング＃２では、目的物は送波タイミ
ング＃１のときと同じところにある。よつて、判
定検出回路１０には、新たに作成した受信領域信
号ホおよび前縁側信号リが与えられており、これ
によつて受信信号Ｈが確実に検出され、保持器１
７に出力される。そして、次の送波タイミングに
おいて、受信信号Ｈのタイミングが前回と同じ位
置にあれば、受信信号Ｈは、新たに作成した前縁
側信号リの幅内に存在することになるので、拡幅
指令信号ｈは消失しない。つまり、信号作成回路
８は引続いて受信領域信号ホおよび前縁側信号リ
を出力する。その後、目的物が移動して、受信信
号Ｈが前縁側信号リの幅内にないことが検出され
ると、拡幅指令信号ｈは消失し、信号作成回路８
は検知領域信号Ｅと等幅の受信領域信号ニを作成
するとともに、前縁側信号チを作成する操作に入
る。

次に、送波タイミング＃３，＃４では目的物が
59cm〜60cmの範囲にあり、検知領域信号Ｅの後縁
側に受信信号Ｈがある場合を示す。まず、送波タ
イミング＃３では、受信信号Ｈが検知領域信号Ｅ
の後縁側と重なつており、これが判定回路１１で
後縁側信号ヌと比較されて、受信信号Ｈが検知領
域信号Ｅの後縁側にあると判定される。その結
果、判定検出回路１１は、検知領域信号と等幅の
受信領域信号ヘを用いて受信信号Ｈを取込みこれ
を保持器１７に出力するとともに、拡幅決定回路
１３に起動信号ｉを出力し、拡幅決定回路１２に
禁止信号ｊを出力する。これを受けて拡幅決定回
路１３は信号作成回路９に拡幅指令信号ｋを出力
する。信号作成回路９は、次の送波タイミング
＃４において、検知領域信号Ｅの後縁側に所定幅
ｔ（この実施例ではシステムクロツクａの１クロ
ツク周期）を付加した受信領域信号トを作成する
とともに、後縁側信号ヌの後縁側をに所定幅ｔを
付加した後縁側信号ルを作成する。

そして、送波タイミング＃４では、判定検出回
路１２は、新たに作成した受信領域信号トと後縁
側信号ルが入力されるので、受信領域信号トでも
つて受信信号Ｈを取込みこれを保持器１７に出力
する。そして、次の送波タイミングにおいて、受
信信号Ｈのタイミングが前回と同じ位置にあれ
ば、受信信号Ｈは新たに作成した後縁側信号ルの
幅内にあるので、信号作成回路９への拡幅指令信
号ｋは消失しない。以後、この後縁側における作
用も、前記前縁側における作用と同様である。

以上の説明は、目的物からの信号が検知領域信
号Ｅの前縁側10％の領域および後縁側10％の領域
にある場合であり、残り中間部分80％の領域に受
信信号がある場合には、ANDゲート１９におい
て中間領域信号ｅとのANDが取られ、保持器１
７に出力されるようになつている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例に係る超音波式
物体検知装置を示すブロツク図、第２図は送受波
タイミング回路の動作を示すタイムチヤート、第
３図は上記実施例装置の要部の動作を示すタイム
チヤートである。 １……クロツク発生器、２……送受波タイミン
グ回路、３……送受波器、４……設定器、５……
設定領域信号発生回路、６，７……ゲート回路、
８，９……信号作成回路、１０，１１……判定検
出回路、１２，１３……拡幅決定回路、１７……
保持器、Ａ……送波タイミング信号、Ｂ……送受
波超音波、Ｃ……受波タイミング信号、Ｄ……設
定領域信号、Ｆ……前縁側信号、Ｇ……後縁側信
号、Ｈ……受信信号、Ｉ………受信領域信号、ａ
……システムクロツク、ｂ……パルス信号、ｃ…
…前半領域信号、ｄ……後半領域信号、ｅ……中
間領域信号、ｆ，ｉ……起動信号、ｇ，ｊ……禁
止信号、ｈ，ｋ……拡幅指令信号、ｔ……付加
幅、イ……送波超音波、ロ……目的物からの反射
超音波。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 超音波を送波し反射超音波を受波する送受波器
   と、物体検知領域を定める信号を作成する検知領
   域信号発生回路と、前記送受波器で受波された反
   射超音波が前記検知領域信号の前縁側または後縁
   側のいずれにあるかを判断する判断回路と、この
   判断回路の出力に基づき前記検知領域信号をその
   前縁側あるいはその後縁側の何れか一方の側に所
   定幅拡張することをなす拡幅回路とを備えたこと
   を特徴とする超音波式物体検知装置。