JPH075250A - 音波式距離測定装置 - Google Patents
音波式距離測定装置Info
- Publication number
- JPH075250A JPH075250A JP27332692A JP27332692A JPH075250A JP H075250 A JPH075250 A JP H075250A JP 27332692 A JP27332692 A JP 27332692A JP 27332692 A JP27332692 A JP 27332692A JP H075250 A JPH075250 A JP H075250A
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- distance
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- Pending
Links
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 7
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 2
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Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 音波式距離測定装置において、特定の波長と
所定の信号を有する光を測定したい一方の箇所に照射
し、その光吸収によって発生する音波信号を他の一方の
箇所で受信することによって、該２箇所間の距離を高速
かつ正確に測定できるようにする。 【構成】 距離を測定する一方の箇所に、特定の波長と
所定の信号を有する光を照射する光照射装置と、光照射
によって発生し空気などの媒体を通して他の一方に向か
って伝播してくる音波信号を電気信号に変換する音波受
信装置と、該音波の発信から受信までの伝播時間を測定
して該２箇所の距離を計算する計測装置を主たる構成と
する。
所定の信号を有する光を測定したい一方の箇所に照射
し、その光吸収によって発生する音波信号を他の一方の
箇所で受信することによって、該２箇所間の距離を高速
かつ正確に測定できるようにする。 【構成】 距離を測定する一方の箇所に、特定の波長と
所定の信号を有する光を照射する光照射装置と、光照射
によって発生し空気などの媒体を通して他の一方に向か
って伝播してくる音波信号を電気信号に変換する音波受
信装置と、該音波の発信から受信までの伝播時間を測定
して該２箇所の距離を計算する計測装置を主たる構成と
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２箇所間の距離を音波
が伝播する時間から求める音波式距離測定装置に関する
ものである。
が伝播する時間から求める音波式距離測定装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、２箇所間の距離を音波が伝播する
時間から求める音波式距離測定装置は、スピーカや超音
波振動子から出る音波を測定したい箇所に向けて発信
し、その箇所箇所から反射してくる音波を捉える、すな
わち音波発信時点から反射波到達時点までの時間を測定
して２箇所間の距離を算出していた。しかし、測定した
い箇所に向けて音波を発信する場合において、特にその
箇所が遠く離れていると音波が広がって指向性が悪くな
り、音波が反射してくる箇所の特定が難しくなるので距
離の分解能も悪くなってしまう。また、光や電波の伝播
時間を利用して距離を求める場合は、これらの伝播速度
が速いために測定が難しかったり、装置が高価になるな
どの問題がある。
時間から求める音波式距離測定装置は、スピーカや超音
波振動子から出る音波を測定したい箇所に向けて発信
し、その箇所箇所から反射してくる音波を捉える、すな
わち音波発信時点から反射波到達時点までの時間を測定
して２箇所間の距離を算出していた。しかし、測定した
い箇所に向けて音波を発信する場合において、特にその
箇所が遠く離れていると音波が広がって指向性が悪くな
り、音波が反射してくる箇所の特定が難しくなるので距
離の分解能も悪くなってしまう。また、光や電波の伝播
時間を利用して距離を求める場合は、これらの伝播速度
が速いために測定が難しかったり、装置が高価になるな
どの問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来の音波式距離測定装置においては、前記のと
おり、距離を測定したい２箇所の位置を正確に特定する
ことができない点、また、２箇所間の距離を高速に測定
する場合、音波が発信箇所から出て測定したい箇所に到
達し、さらに反射して受信箇所に到達するまでの往復時
間すなわち測定したい距離を音波が伝播する時間の２倍
の時間を要する点にある。また、光や電波の伝播時間を
利用して２箇所間の距離を測定する場合においては、そ
の伝播速度が速いために、時間測定が難しい点にある。
点は、従来の音波式距離測定装置においては、前記のと
おり、距離を測定したい２箇所の位置を正確に特定する
ことができない点、また、２箇所間の距離を高速に測定
する場合、音波が発信箇所から出て測定したい箇所に到
達し、さらに反射して受信箇所に到達するまでの往復時
間すなわち測定したい距離を音波が伝播する時間の２倍
の時間を要する点にある。また、光や電波の伝播時間を
利用して２箇所間の距離を測定する場合においては、そ
の伝播速度が速いために、時間測定が難しい点にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、距離を測定す
る２箇所の位置を正確に特定するために、光照射箇所に
おいては光吸収に伴う音波発信が可能で、かつ、光照射
面積を小さく絞ることができる光照射装置と、該光照射
により発生した音波を受信箇所で受信して電気信号に変
換する音波受信装置と、該音波の発信時点から受信時点
までの時間を測定して該２箇所間の距離を計算する計測
装置とを有することを特徴としている。
る２箇所の位置を正確に特定するために、光照射箇所に
おいては光吸収に伴う音波発信が可能で、かつ、光照射
面積を小さく絞ることができる光照射装置と、該光照射
により発生した音波を受信箇所で受信して電気信号に変
換する音波受信装置と、該音波の発信時点から受信時点
までの時間を測定して該２箇所間の距離を計算する計測
装置とを有することを特徴としている。
【０００５】
【実施例】図１は、本発明の１実施例の概要図であっ
て、Ｌは光照射装置、Ｒは音波受信装置、Ｃは計測装置
である。ｓの音波発信箇所とｒの音波受信箇所間の距離
Ｄを測定する場合において、光照射装置からレンズ系ｅ
を経て光束が絞られた光ｈを測定したい箇所に照射する
と、光ｈには測定箇所の物質に吸収される波長が含まれ
ているので、光照射とほぼ同時に発熱して光照射箇所す
なわち音波発信箇所ｓから音波が発信される。この音波
は空気中を伝播して音波受信装置Ｒの１部であるマイク
ロホンの音波受信箇所ｒで受信されるから、計測装置Ｃ
で光ｈの照射時点すなわち音波発信時点から音波受信時
点までの時間ｔを計測すると下記の数式によって測定箇
所間の距離Ｄが測定できる。下記数式の中でｖは音波が
媒体中、ここでは空気中を伝播する速度である。また、
光速》音速なので光の伝播時間は省略しても問題はない
としている。
て、Ｌは光照射装置、Ｒは音波受信装置、Ｃは計測装置
である。ｓの音波発信箇所とｒの音波受信箇所間の距離
Ｄを測定する場合において、光照射装置からレンズ系ｅ
を経て光束が絞られた光ｈを測定したい箇所に照射する
と、光ｈには測定箇所の物質に吸収される波長が含まれ
ているので、光照射とほぼ同時に発熱して光照射箇所す
なわち音波発信箇所ｓから音波が発信される。この音波
は空気中を伝播して音波受信装置Ｒの１部であるマイク
ロホンの音波受信箇所ｒで受信されるから、計測装置Ｃ
で光ｈの照射時点すなわち音波発信時点から音波受信時
点までの時間ｔを計測すると下記の数式によって測定箇
所間の距離Ｄが測定できる。下記数式の中でｖは音波が
媒体中、ここでは空気中を伝播する速度である。また、
光速》音速なので光の伝播時間は省略しても問題はない
としている。
【０００６】
【数１】Ｄ＝ｖ＊ｔ
【０００７】図２は従来の音波式距離測定装置の１実施
例の概要図の一部である。音波発信箇所ｓから測定箇所
ａにむけて音波を発信すると、音波は距離Ｄが大きくな
るにしたがって斜線部分のように広がる。したがって、
音波受信箇所ｒではこの広い場所全体からの反射波を受
信することになって測定箇所の分解能が得られない。
例の概要図の一部である。音波発信箇所ｓから測定箇所
ａにむけて音波を発信すると、音波は距離Ｄが大きくな
るにしたがって斜線部分のように広がる。したがって、
音波受信箇所ｒではこの広い場所全体からの反射波を受
信することになって測定箇所の分解能が得られない。
【０００８】図３は本発明の１実施例ある。観測地点Ｅ
から望遠鏡で覗いた測定点でもあるｓに信号波ｆをもっ
たレーザ光ｈを照射して、音波発信箇所ｓから発信され
てくる信号波ｆをもった音波を観測点でもある音波受信
点ｒで受信する。音波受信装置ではＳＮ比を向上させる
ために検波をおこなっている。レーザ光ｈを照射してか
ら信号波ｆをもった音波が受信されるまでの時間を計測
することによって前記数式によって側定点までの距離を
測定するものである。
から望遠鏡で覗いた測定点でもあるｓに信号波ｆをもっ
たレーザ光ｈを照射して、音波発信箇所ｓから発信され
てくる信号波ｆをもった音波を観測点でもある音波受信
点ｒで受信する。音波受信装置ではＳＮ比を向上させる
ために検波をおこなっている。レーザ光ｈを照射してか
ら信号波ｆをもった音波が受信されるまでの時間を計測
することによって前記数式によって側定点までの距離を
測定するものである。
【０００９】図４は本発明の１実施例で、特定の場所に
所定の物が有るか無いかを判別する応用装置である。い
ま、Ａ〜Ｂ線上を運動する光吸収特性の異なる物体
Ｍ１，Ｍ２があって、測定点ＯにあるときのみＭ１とＭ
２を区別する場合、光照射装置Ｌのレンズ系ｅを図に示
すように設置して、Ｍ１で光吸収しＭ２で光吸収しない
光ｈを照射すると、Ｍ１がＯ点を通過したときのみ光が
吸収されて音波を発信するので、Ｏ点を限定する位置で
あるＤの距離に音波受信箇所ｒを設けておくと、音波受
信装置でＭ１とＭ２の区別信号を出力させて判別するこ
とができる。
所定の物が有るか無いかを判別する応用装置である。い
ま、Ａ〜Ｂ線上を運動する光吸収特性の異なる物体
Ｍ１，Ｍ２があって、測定点ＯにあるときのみＭ１とＭ
２を区別する場合、光照射装置Ｌのレンズ系ｅを図に示
すように設置して、Ｍ１で光吸収しＭ２で光吸収しない
光ｈを照射すると、Ｍ１がＯ点を通過したときのみ光が
吸収されて音波を発信するので、Ｏ点を限定する位置で
あるＤの距離に音波受信箇所ｒを設けておくと、音波受
信装置でＭ１とＭ２の区別信号を出力させて判別するこ
とができる。
【００１０】図５は本発明の１実施例で、光ファイバや
円筒鏡などの光ガイドＧを図のように狭い場所や高圧危
険などの場所へ導き、距離測定箇所ｓを狙って光ｈを照
射する。光照射された箇所ｓから音波が発信されるの
で、光ガイドの先端近くに付けた音波センサＰから音波
を受信して距離Ｄを測定する場合を示している。
円筒鏡などの光ガイドＧを図のように狭い場所や高圧危
険などの場所へ導き、距離測定箇所ｓを狙って光ｈを照
射する。光照射された箇所ｓから音波が発信されるの
で、光ガイドの先端近くに付けた音波センサＰから音波
を受信して距離Ｄを測定する場合を示している。
【００１１】図６は本発明の１実施例で、距離測定箇所
が不確定の場合に４方向から同時に光ｈを照射して音波
受信箇所ｒからの音波受信データから運動体ｍの位置を
求める場合の略図である。
が不確定の場合に４方向から同時に光ｈを照射して音波
受信箇所ｒからの音波受信データから運動体ｍの位置を
求める場合の略図である。
【００１２】図７は本発明の１実施例で、近接センサに
応用したものである。変調した照射光ｈを回転体ｎに照
射してＭ１から発生する音波を受信して回転などの情報
を得る場合である。従来の電磁誘導式のものや静電容量
式と比較してセンサの位置までの距離を大きくとれるこ
とや雑音による誤動作が少ないなどのメリットがある。
応用したものである。変調した照射光ｈを回転体ｎに照
射してＭ１から発生する音波を受信して回転などの情報
を得る場合である。従来の電磁誘導式のものや静電容量
式と比較してセンサの位置までの距離を大きくとれるこ
とや雑音による誤動作が少ないなどのメリットがある。
【００１３】図８は本発明の１実施例で、凹凸の状態を
調べるために、測定点Ｏでレンス系ｅを動かして光ビー
ムｈをＸ〜Ｙ線上走査し、各測定箇所ａから発信される
音波を音波受信箇所ｒでの受信して測定するものであ
る。音波受信箇所ｒはレンズ系ｅと隣接して一体化する
方式でもよい。
調べるために、測定点Ｏでレンス系ｅを動かして光ビー
ムｈをＸ〜Ｙ線上走査し、各測定箇所ａから発信される
音波を音波受信箇所ｒでの受信して測定するものであ
る。音波受信箇所ｒはレンズ系ｅと隣接して一体化する
方式でもよい。
【発明の効果】以上説明したように本発明の音波式距離
測定装置は、光照射によって音波発信箇所までの距離を
正確に測定できるので距離測定の精度が良い。また、光
と音波を利用しているので、被測定対象物が運動してい
る場合でも距離や位置の測定が可能である。さらに、光
照射する光放射部分や音波センサは小型化、耐環境化、
耐候性化などの加工が容易にできるので、いろいろな場
所に設置が可能となり利用範囲が広い。
測定装置は、光照射によって音波発信箇所までの距離を
正確に測定できるので距離測定の精度が良い。また、光
と音波を利用しているので、被測定対象物が運動してい
る場合でも距離や位置の測定が可能である。さらに、光
照射する光放射部分や音波センサは小型化、耐環境化、
耐候性化などの加工が容易にできるので、いろいろな場
所に設置が可能となり利用範囲が広い。
【図１】本発明の基本概念を説明する図である。
【図２】本発明を使用しない従来の音波距離測定装置を
説明する図である。
説明する図である。
【図３】本発明の実施例で比較的遠い場所の距離測定に
適用した場合の説明図である。
適用した場合の説明図である。
【図４】本発明の実施例で異質物の発見などに利用する
場合を説明した図である。
場合を説明した図である。
【図５】本発明の実施例で狭い場所に適用した場合を説
明した図である。
明した図である。
【図６】本発明の実施例で運動する物体の位置測定に適
用した場合の説明図である。
用した場合の説明図である。
【図７】本発明の実施例で近接センサに適用した場合を
説明する図である。
説明する図である。
【図８】本発明の実施例で光を走査し凹凸面を測定する
場合を説明する図である。
場合を説明する図である。
Ｌ 光照射装置 Ｒ 音波受信装置 Ｃ 計測装置 ｓ 音波発信箇所 ｒ 音波受信箇所 Ｄ 距離 ｅ レンズ系 ｈ 光 ｔ 時間 ｖ 音波伝播速度 ａ 測定箇所 Ｅ 観測地点 ｆ 信号波 Ａ〜Ｂ 軌跡 Ｍ１，Ｍ２物体 Ｏ 測定点 Ｇ 光ガイド Ｐ 音波センサ ｍ 運動体
Claims (1)
- 音波の発信箇所と受信箇所の間を音波が伝播する時間を
測定することから該２箇所間の距離を測定する距離測定
装置において、該音波発信箇所に特定の波長と信号を有
する光を照射して該光の吸収による音波を発生させる光
照射装置と、該音波受信箇所で音波を受信して電気信号
に変換する音波受信装置と、該音波の発信箇所から受信
箇所まで音波が伝播する時間を測定して該２箇所間の距
離を計算する計測装置とを有することを特徴とした音波
式距離測定装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27332692A JPH075250A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 音波式距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27332692A JPH075250A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 音波式距離測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH075250A true JPH075250A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=17526326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27332692A Pending JPH075250A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 音波式距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075250A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005327599A (ja) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Japan Storage Battery Co Ltd | 蓄電池 |
-
1992
- 1992-08-10 JP JP27332692A patent/JPH075250A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005327599A (ja) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Japan Storage Battery Co Ltd | 蓄電池 |
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