JPH0483189A - 超音波センサ - 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、超音波を監視空間に発射し、監視空間内の物
体からの反射波を検出することにより、監視空間内の物
体の移動あるいは存在を検知する超音波センナに関する
ものである。

［従来の技術］ この種の超音波センサは、超音波振動子を使用して所定
周波数の超音波を監視領域に送波し、物体からの反射波
を超音波振動子によって受波することにより、物体の移
動あるいは存在を検知するものである。ここで、物体の
移動を検知するには、反射波に含まれるドツプラー信号
に基づいて侵入物体の移動を検知するものであり、また
、物体の存在を検知するには、送波器からパルス列の超
音波を送波して受波器により物体からの反射波を受波す
ることにより監視空間内の物体の存在を検知するもので
ある。

第３図は移動検知のための超音波センサの構成を示して
いる。この従来例では、発振器１から発振された発振信
号は送波回路２を経て超音波送波器３より監視領域に送
波される。移動物体により反射された超音波は超音波受
波器４によって受波され、この受波信号は増幅回路６に
より増幅される。この信号はミキサー７により送波信号
とミキシングされ、反射波に含まれる周波数偏移を示す
ドツプラー信号は、検波回路８により検波された後、増
幅回路９により増幅され、検知回路１５に入力される。

検知回路１５はドツプラー信号を検知したときに、移動
検知信号を出力するものである。

第４図は存在検知のための超音波センサの構成を示して
いる。この従来例では、発振器１から発振された信号を
送波回路２でトーンバースト波に変換する。送波回路２
により作成されたトーンバースト波は、超音波送波器３
からパルス列として送波され、監視領域内の物体で反射
されて超音波受波器４に受波される。この受波信号は増
幅回路１１により増幅され、検波回路１４により検波さ
れる。そして、検知回路１６ではトーンバースト波の送
波後の一定時闇以内に受波信号が検知されれば、存在検
知信号を出力するものである。

［発明が解決しようとする課題］ 第３図に示す移動検知方式では、移動物体からの反射波
を受波して、この反射波に含まれる周波数偏移を示すド
ツプラー信号に基づいて侵入物体の移動を検知するもの
であるから、超音波センサに対して接近又は離反する移
動物体に対しては検知動作を行うが、侵入物体が静止し
ている場合には、たとえ監視領域内であっても検知動作
を行わないという問題点があった。また、第４図に示す
存在検知方式では、静止物体を検知しているため、監視
領域を実用上十分な程度に大きくすることができないと
いう問題点があった。

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、移動検知方式と存在検知方式の
両方式を併用して、物体の侵入、存在、退出を確実に検
知可能とした超音波センサを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 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、発振器１から出力される送波信号によ
り駆動されて監視空間に超音波を送波する送波器３と、
前記監視空間内に存在する物体からの反射波を受波する
受波器４とを備える超音波センサにおいて、前記物体が
移動したときにドツプラー効果によって受波信号に生じ
る周波数偏移成分を検出して侵入物体の移動を検知する
第１の検知方式と、送波器３からパルス列の超音波を送
波して受波器４により物体からの反射波を受波すること
により監視空間内の物体の存在を検知する第２の検知方
式とを一定時間毎に交互に切り換える手段を備え、第２
の検知方式で物体の存在検知出力が得られなくなった直
後に第１の検知方式で物体の移動検知出力が得られたと
きに、前記監視空間内に物体が存在しないと判定する手
段を備えることを特徴とするものである。

なお、特許請求の範囲の記載において、「物体」とは車
両や荷物の他、人体等であっても構わない。

［作用］ 本発明の超音波センサでは、ドツプラー効果を利用した
移動検知方式と、超音波パルス列の反射の有無検知を利
用した存在検知方式とを交互に切り換えるようにしたの
で、移動検知方式により物体の侵入を検知した後、物体
が静止していても、監視領域内の物体の存在を検知する
ことができ、また、物体の存在検知出力が得られなくな
った直後に物体の移動検知出力が得られたときに、監視
空間内の物体の不存在を判定するようにしたものである
から、監視空間からの物体の退出を確実に検知できるも
のである。

［実施例〕 第１図は本発明の一実施例のブロック図である。

まず、移動検知方式のための構成について説明する０発
振器１により発振された送波信号は、送波回路２を経て
超音波送波器３より監視空間に送波される。移動物体に
より反射された超音波は、超音波受波器４によって受波
され、この受波信号は送波側切換回路５を経て増幅回路
６により増幅される。この信号はミキサー７により送波
信号とミキシングされ、反射波に含まれる周波数偏移を
示すドツプラー信号は、検波回路８により検波された後
、増幅回路９により増幅され、検知判断回路１２に入力
される。検知判断回路１２は、ドツプラー信号を検知し
たときに、検知信号を出力するものである。

次に、タイマー回路１０により予め定められた時間毎に
以下に示す存在検知方式に切り換える。

タイマー回路１０は移動検知方式による動作時間が予め
定められた時間に達すると、存在検知方式に変更するべ
く、送波方式決定回路１３に信号を送る。送波方式決定
回路１３は、発振器１がら発振された信号を送波回路２
でトーンバースト波に変更する命令信号を送ると共に、
送波側切換回路５に送波切換が行われたことを示す信号
を送る。

送波回路２により作成されたトーンバースト波は超音波
送波器３からパルス列として送波され、監視領域内の物
体により反射されて超音波受波器４に受波される。この
受波信号は送波側切換回路５を経て増幅回路１１により
増幅され、検波回路１４により検波される。この検波波
形は検知判断回路１２に入力され、検知信号が出力され
る。

次に、本実施例の動作を第２図により説明する。

第２図に示すように、個室Ｒ内の存在センサとして上記
のセンサＳを使用すると、まず存在検知方式により室内
に既に存在する人体Ｍを検知し、その後、室内からの退
出を検出可能な移動検知方式に切り換える。この動作を
繰り返し、存在検知方式により人体Ｍの存在が検知され
ている間は、室内に人体Ｍが存在すると判定する。そし
て、存在検知方式により人体Ｍが検知されなくなった直
後に、移動検知方式により移動人体Ｍが検出されたとき
、室内に移動人体Ｍが居なくなったと判断する。これに
より、第２図（ａ）に示す在室状態がら第２図（ｂ）に
示す退室状態への変化を確実に検知判断することができ
る。

なお、超音波送波器と超音波受波器とは１つの超音波振
動子で兼用しても構わない。

［発明の効果］ 本発明の超音波センサにあっては、上述のように、存在
検知方式と移動検知方式とを併用したのて、監視空間内
の物体を一旦検知した後は移動物体が静止しても検知動
作を続けることが可能であり、しかも、物体の存在検知
出力が得られなくなった直後に物体の移動検知出力が得
られたときに、前記監視空間内に物体が存在しないと判
定するようにしたから、監視空間からの移動物体の退出
を確実に検知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ブロック図、第２図は同上
の動作説明図、第３図は従来例のブロック図、第４図は
他の従来例のブロック図である。 １は発振器、２は送波回路、３は超音波送波器、４は超
音波受波器、５は送波側切換回路、６は増幅回路、７は
ミキサー、８は検波回路、９は増幅回路、１０はタイマ
ー回路、１１は増幅回路、１２は検知判断回路、１３は
送波方式決定回路、１４は検波回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発振器から出力される送波信号により駆動されて
   監視空間に超音波を送波する送波器と、前記監視空間内
   に存在する物体からの反射波を受波する受波器とを備え
   る超音波センサにおいて、前記物体が移動したときにド
   ップラー効果によって受波信号に生じる周波数偏移成分
   を検出して侵入物体の移動を検知する第１の検知方式と
   、送波器からパルス列の超音波を送波して受波器により
   物体からの反射波を受波することにより監視空間内の物
   体の存在を検知する第２の検知方式とを一定時間毎に交
   互に切り換える手段を備え、第２の検知方式で物体の存
   在検知出力が得られなくなった直後に第１の検知方式で
   物体の移動検知出力が得られたときに、前記監視空間内
   に物体が存在しないと判定する手段を備えることを特徴
   とする超音波センサ。