JPH0431781A

JPH0431781A - パルス式超音波センサー

Info

Publication number: JPH0431781A
Application number: JP2137405A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Yamane; 山根　俊樹
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1990-05-28
Filing date: 1990-05-28
Publication date: 1992-02-03

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】［産業上の利用分野コ本発明は、超音波パルスを送受波して物体の存在を検出
するパルス式超音波センサーに関するものである。

［従来の技術］従来、超音波パルスを送波して、検知物体からの反射波
を受波し、送受波に要する時間から検知物体の存在と検
知物体までの距離を測定するパルス式超音波センサーが
知られている。このような超音波を用いたセンサーは、
光や電波を用いたセンサーに比べると、超音波の伝播速
度が遅いため、比較的容易に距離を測定できることが知
られている６反射波の有無は、受渡信号に対して、ある
−定レベルのスレショルド値を設け、受渡信号がスレシ
ョルド値を越えるか否かで反射波の有無を判断している
。

［発明が解決しようとする課題］ところが、超音波信号は空気中を伝播する間に減衰する
が、その減衰量は時間的に一定ではなく、揺らいでいる
。そのため、第３図に示すように、スレショルド値を越
えるか越えないかというレベルの反射波が受波された場
合には、物体を検知したり検知しなかったりして、動作
が不安定になるという問題があった。第３図において、
Ｐは超音波の送波パルス、Ｒは受波された反射波、■は
スレショルド値である。１回目と３回目の反射波Ｒはス
レショルド値■を越えているので、物体検知信号が出力
されるが、２回目の反射波Ｒはスレショルド値Ｖを越え
ないので、物体検知信号は出力されない、このように、
物体検知信号が出力されたり出力されなかったりすると
、超音波センサーの出力に接続される機器の動作が不安
定となる。

そこで、物体からの反射波が予め決められた設定回数以
上連続して受波されたときに初めて物体検知信号を出力
し、連続して設定回数以上受波信号が無いときに初めて
物体検知信号を停止させる方式（特願昭５９−２２８７
６３号、２２８７６４号参照）が提案されている。しか
しながら、この方式では、受渡信号がスレショルド値を
越えるか越えないかというレベルの反射波の場合は物体
の存在を検知できないという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、受渡信号が揺らいで受渡レベル
が不安定な場合も、従来に比べて確実な物体検知ができ
るパルス式超音波センサーを提供することにある。

［課題を解峡するための手段］本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第１
図に示すように、送波器から送波される超音波パルスの
物体による反射波を受渡器にて受波し、送波された超音
波パルスに対する受波された反射波を検出して物体の存
在を検出するパルス式超音波センサーＳ　ａ、　Ｓ　ｂ
、・・・、Ｓｎを複数台並設し、各センサーＳ　ａ、　
Ｓ　ｂ、・・・、Ｓｎで検出された出力の論理和を求め
る演算回路３を設けたことを特徴とするものである。

［作用コ本発明の超音波センサーでは、単独のパルス式超音波セ
ンサーでは出力が不安定だったスレショルド値を越える
か越えないかというレベルの反射波に対して、複数台の
パルス式超音波センサーＳａ。

Ｓｂ、・・・、Ｓｎのそれぞれの検知出力の論理和を演
算回路３により求めて、少なくとも１台のパルス式超音
波センサーにスレショルド値を越える物体からの反射波
が受波されれば物体を検知したと判定するものである。

［実施例］第１図は本発明の一実施例の構成を示している。

超音波センサーＳａは、送波器と受渡器を兼ねる超音波
振動子２ａと、この超音波振動子２ａを励振して超音波
パルスを送波すると共に反射波による振動を受波するた
めの超音波送受波回路１ａよりなる。超音波送受波回路
１ａは、受波された反射波が所定のスレショルド値を越
えるか否かを判定し、スレショルド値を越えない場合に
は物体は存在しないと判定する。また、スレショルド値
を越えている場合には、超音波パルスを送波してから反
射波が受波されるまでの時間遅れを測定し、その時間遅
れが所定の時間以内であれば、所定の距離範囲内に物体
が存在すると判定し、物体検知信号を出力する。また、
上記の時間遅れに基づいて、物体までの距離も測定して
出力する。他の超音波センサーＳｂ、・・・、Ｓｎも同
様の構成を有している。

これらの超音波センサーＳ　ａ、　Ｓ　ｂ、・・・、Ｓ
ｎは同一の検知物体４に向けて並設されており、各セン
サーＳ　ａ、　Ｓ　ｂ、・・・、Ｓｎの検知出力は演算
回路３に入力されて、その論理和を求めることにより、
物体検知信号を出力する。

第２図は本実施例の動作を模式的に説明した図である。

超音波送受波回路１ａは超音波振動子２ａへ送波パルス
を送り、同じ超音波振動子２ａへ返ってきた検知物体４
からの反射波を取り込み、信号処理により検知物体４の
存在および検知物体４までの距離を求める。他の超音波
送受波回路１ｂ、・・・１ｎも同様に動作する。各振動
子２　ａ、　２　ｂ、・・・、２ｎの送波パルスＰが他
の超音波振動子で受波されないように、例えば、次のよ
うな干渉防止対策を講じておく。

■送波パルスＰの発振周波数を互いに変えて、各超音波
送受波回路１　ａ、　１　ｂ、・・・、ｌｎ内には帯域
通過フィルタを設けて自分自身以外の送波パルスＰに対
する検知物体４からの反射波Ｒは受波しないように選択
する。

■全ての超音波送受波回路１　ａ、　１　ｂ、・・・、
Ｉｎの送波パルスＰのタイミングを合わせるように、同
期配線する。

■各振動子２　ｍ、　２　ｂ、・・・、２ｒ＋の指向性
を鋭くし、互いの指向性ローブが重ならないようにする
。

また、超音波振動子２ａ、・・・、２ｎは検知物体４が
らの距離が変わらないように、なるべく互いに近接させ
て設置する。なお、本実施例では超音波振動子２ａ、・
・・、２ｎには送受波兼用のものを用いたが、それぞれ
の送受波兼用超音波振動子の代わりに、送波専用、受渡
専用の２つの超音波振動子を用いても何ら差し支えない
。

第２図において、全ての超音波送受波回路１ａ。

ｌｂ、・・・、１ｎのうち、例えば、１つの超音波送受
波回路１ｂでのみ反射波Ｒの受渡信号のレベルがスレシ
ョルド値Ｖを越える場合でも、演算回路３は各検知出力
の論理和を求めるので、物体検知信号が出力される。も
ちろん、２つ以上の超音波送受波回路にスレショルド値
を越える反射波が受波された場合においても、演算回路
３は論理和を求めているので、物体検知信号が出力され
ることは言うまでもない。

なお、複数の超音波センサーによる検知出力の論理積で
フリップフロップをセットして物体検知信号を出力し、
論理和でフリップフロップをリセットして物体検知信号
を停止させるようにしても構わない。

［発明の効果コ本発明にあっては、上述のように、パルス式超音波セン
サーを複数台並設し、各センサーの検知出力の論理和を
演算回路により求めるようにしたので、超音波パルスの
減衰の揺らぎによって、スレショルド値を越えるか越え
ないかというレベルの反射波が受波された場合でも、確
実に物体の存在を検知することができるという効果があ
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図、第２図は同上
の動作説明図、第３図は従来例の動作説明図である。ｌａ、ｌｂ、−、Ｉｎは超音波送受波回路、２　ｍ、　
２　ｂ。・・・、２ｎは超音波振動子、３は演算回路、４は検知
物体、Ｐは送波パルス、Ｒは反射波、Ｓａ、Ｓｂ、・・
・Ｓｎは超音波センサー、■はスレショルド値である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）送波器から送波される超音波パルスの物体による
反射波を受波器にて受波し、送波された超音波パルスに
対する受波された反射波を検出して物体の存在を検出す
るパルス式超音波センサーを複数台並設し、各センサー
で検出された出力の論理和を求める演算回路を設けたこ
とを特徴とするパルス式超音波センサー。