JPH085738A - 超音波スイッチ - Google Patents
超音波スイッチInfo
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- JPH085738A JPH085738A JP13340594A JP13340594A JPH085738A JP H085738 A JPH085738 A JP H085738A JP 13340594 A JP13340594 A JP 13340594A JP 13340594 A JP13340594 A JP 13340594A JP H085738 A JPH085738 A JP H085738A
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- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 24
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 48
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 56
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 6
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
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- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】構成要素を少なくして回路構成を簡素化し、し
かも温度変化による検知領域の変動を少なくした超音波
スイッチを提供する。 【構成】タイミング発生部１により決めた送波間隔で超
音波振動子５より超音波を間欠的に送波する。信号補正
部３では超音波の送波毎に大小２段階に送波レベルを切
り換える。超音波振動子５では超音波を受波すると受波
レベルに応じた受波信号を出力し、判定部７では受波信
号のレベルを閾値と比較する。大小２段階の超音波に対
する受波信号のうちの一方が閾値よりも大きく、他方が
閾値よりも小さいと出力部８からオン出力が発生する。
かも温度変化による検知領域の変動を少なくした超音波
スイッチを提供する。 【構成】タイミング発生部１により決めた送波間隔で超
音波振動子５より超音波を間欠的に送波する。信号補正
部３では超音波の送波毎に大小２段階に送波レベルを切
り換える。超音波振動子５では超音波を受波すると受波
レベルに応じた受波信号を出力し、判定部７では受波信
号のレベルを閾値と比較する。大小２段階の超音波に対
する受波信号のうちの一方が閾値よりも大きく、他方が
閾値よりも小さいと出力部８からオン出力が発生する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波を監視空間に間
欠的に送波し、送波に対する反射波を受波することによ
って、監視空間内に設定した検知領域内の物体の存否に
応じた出力を発生する超音波スイッチに関するものであ
る。
欠的に送波し、送波に対する反射波を受波することによ
って、監視空間内に設定した検知領域内の物体の存否に
応じた出力を発生する超音波スイッチに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般にこの種の超音波スイッチは、超音
波を監視空間に間欠的に送波し、物体での反射波を受波
したときに、送波から受波までの時間間隔に基づいて監
視空間内での物体の存否を判定する構成を有している。
具体的には、たとえば図７のように構成され、超音波を
間欠的に送波する送波手段は、超音波の送波間隔を決定
するタイミング発生部１と、タイミング発生部１で決め
られた送波間隔で間欠的に高周波信号を送出する発振部
２と、高周波信号を昇圧する昇圧部４と、昇圧部４の出
力により駆動されて超音波を送出する超音波振動子５と
で構成される。超音波振動子５は受波手段にも兼用さ
れ、超音波の受波に伴って超音波振動子５から出力され
る受波信号は、超音波振動子５とともに受波手段を構成
する増幅部６により増幅される。増幅部６で増幅された
受波信号は判定部７ａに入力され、タイミング発生部１
で決定された送波間隔に同期してゲート信号発生部７ｂ
により作成される受波ゲート期間における受波信号の有
無が判定される。すなわち、受波ゲート期間は超音波の
送波後から次の送波までの間に一定時間で設定され、物
体の存否を検出する検知領域を受波ゲート期間により決
めることができるのである。判定部７ａで受波ゲート期
間内に受波信号が得られたときには、出力部８からオン
出力を発生する。すなわち、出力部８としては、物体の
存否に応じた有電圧の２値の信号を発生する構成や、リ
レーなどの接点を用いて無電圧の接点出力を発生する構
成が採用される。
波を監視空間に間欠的に送波し、物体での反射波を受波
したときに、送波から受波までの時間間隔に基づいて監
視空間内での物体の存否を判定する構成を有している。
具体的には、たとえば図７のように構成され、超音波を
間欠的に送波する送波手段は、超音波の送波間隔を決定
するタイミング発生部１と、タイミング発生部１で決め
られた送波間隔で間欠的に高周波信号を送出する発振部
２と、高周波信号を昇圧する昇圧部４と、昇圧部４の出
力により駆動されて超音波を送出する超音波振動子５と
で構成される。超音波振動子５は受波手段にも兼用さ
れ、超音波の受波に伴って超音波振動子５から出力され
る受波信号は、超音波振動子５とともに受波手段を構成
する増幅部６により増幅される。増幅部６で増幅された
受波信号は判定部７ａに入力され、タイミング発生部１
で決定された送波間隔に同期してゲート信号発生部７ｂ
により作成される受波ゲート期間における受波信号の有
無が判定される。すなわち、受波ゲート期間は超音波の
送波後から次の送波までの間に一定時間で設定され、物
体の存否を検出する検知領域を受波ゲート期間により決
めることができるのである。判定部７ａで受波ゲート期
間内に受波信号が得られたときには、出力部８からオン
出力を発生する。すなわち、出力部８としては、物体の
存否に応じた有電圧の２値の信号を発生する構成や、リ
レーなどの接点を用いて無電圧の接点出力を発生する構
成が採用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来構成で
は、検知領域を決めるためにゲート信号発生部７ｂが必
要であるから構成要素が多くなり、しかもゲート信号発
生部７ｂでは送波間隔を決めるタイミング発生部１と同
期させる必要があるから、複雑な回路構成になるという
問題を有している。すなわち、構成要素が多く回路構成
が複雑であるから、コストの低減が難しく、小型化にも
制限が生じる。さらに、上記構成では、音速を一定と仮
定して検知領域を時間によって決めているが、周囲温度
が変化すると音速一定の仮定が成立せず検知領域が変化
するという問題もある。
は、検知領域を決めるためにゲート信号発生部７ｂが必
要であるから構成要素が多くなり、しかもゲート信号発
生部７ｂでは送波間隔を決めるタイミング発生部１と同
期させる必要があるから、複雑な回路構成になるという
問題を有している。すなわち、構成要素が多く回路構成
が複雑であるから、コストの低減が難しく、小型化にも
制限が生じる。さらに、上記構成では、音速を一定と仮
定して検知領域を時間によって決めているが、周囲温度
が変化すると音速一定の仮定が成立せず検知領域が変化
するという問題もある。
【０００４】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、受波ゲート期間によって検知領域を決める場
合に比較して構成要素が少なく回路構成が簡単であっ
て、低コスト化や小型化が可能であり、しかも温度変化
による検知領域の変動が少ない超音波スイッチを提供し
ようとするものである。
のであり、受波ゲート期間によって検知領域を決める場
合に比較して構成要素が少なく回路構成が簡単であっ
て、低コスト化や小型化が可能であり、しかも温度変化
による検知領域の変動が少ない超音波スイッチを提供し
ようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、送波
レベルが異なる２種類の超音波を監視空間に間欠的かつ
交互に送波する送波手段と、監視空間からの超音波を受
波する受波手段と、受波手段での受波レベルと規定の閾
値との大小関係を比較し上記２種類の超音波に対する反
射波のうちの一方のみの受波レベルが閾値よりも大きい
とオン出力を発生する判定出力手段とを備えて成ること
を特徴とする。
レベルが異なる２種類の超音波を監視空間に間欠的かつ
交互に送波する送波手段と、監視空間からの超音波を受
波する受波手段と、受波手段での受波レベルと規定の閾
値との大小関係を比較し上記２種類の超音波に対する反
射波のうちの一方のみの受波レベルが閾値よりも大きい
とオン出力を発生する判定出力手段とを備えて成ること
を特徴とする。
【０００６】請求項２の発明は、送波レベルが異なる２
種類の超音波を監視空間に間欠的かつ交互に送波する送
波手段と、監視空間からの超音波を受波する受波手段
と、受波手段での受波レベルと規定の閾値との大小関係
を比較し上記２種類の超音波に対する反射波のうちの一
方のみの受波レベルが閾値よりも大きいとオン出力を発
生する状態と、送波レベルの大きいほうの超音波に対す
る受波レベルが閾値よりも小さいとオン出力を発生する
状態とが選択可能な判定出力手段とを備えて成ることを
特徴とする。
種類の超音波を監視空間に間欠的かつ交互に送波する送
波手段と、監視空間からの超音波を受波する受波手段
と、受波手段での受波レベルと規定の閾値との大小関係
を比較し上記２種類の超音波に対する反射波のうちの一
方のみの受波レベルが閾値よりも大きいとオン出力を発
生する状態と、送波レベルの大きいほうの超音波に対す
る受波レベルが閾値よりも小さいとオン出力を発生する
状態とが選択可能な判定出力手段とを備えて成ることを
特徴とする。
【０００７】請求項３の発明は、送波レベルが異なる２
種類の超音波を監視空間に間欠的かつ交互に送波する送
波手段と、監視空間からの超音波を受波する受波手段
と、受波手段での受波レベルと規定の閾値との大小関係
を比較し上記２種類の超音波に対する反射波のうちの一
方のみの受波レベルが閾値よりも大きいとオン出力を発
生する状態と、送波レベルの小さいほうの超音波に対す
る受波レベルが閾値よりも小さいと他方とは無関係にオ
ン出力を発生する状態とが選択可能な判定出力手段とを
備えて成ることを特徴とする。
種類の超音波を監視空間に間欠的かつ交互に送波する送
波手段と、監視空間からの超音波を受波する受波手段
と、受波手段での受波レベルと規定の閾値との大小関係
を比較し上記２種類の超音波に対する反射波のうちの一
方のみの受波レベルが閾値よりも大きいとオン出力を発
生する状態と、送波レベルの小さいほうの超音波に対す
る受波レベルが閾値よりも小さいと他方とは無関係にオ
ン出力を発生する状態とが選択可能な判定出力手段とを
備えて成ることを特徴とする。
【０００８】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３の発明において、上記２種類の超音波の送波レベルを
それぞれ調節可能とする送波レベル調節部を送波手段に
設けたことを特徴とする。請求項５の発明は、請求項１
ないし請求項３の発明において、上記２種類の超音波の
受波レベルに対する閾値を調節可能とする閾値調節部を
判定出力手段に設けたことを特徴とする。
３の発明において、上記２種類の超音波の送波レベルを
それぞれ調節可能とする送波レベル調節部を送波手段に
設けたことを特徴とする。請求項５の発明は、請求項１
ないし請求項３の発明において、上記２種類の超音波の
受波レベルに対する閾値を調節可能とする閾値調節部を
判定出力手段に設けたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】請求項１の発明の構成によれば、送波レベルが
異なる２種類の超音波を監視空間に間欠的かつ交互に送
波し、その超音波の反射波の受波レベルと閾値との大小
関係を比較し上記２種類の超音波に対する反射波のうち
の一方のみの受波レベルが閾値よりも大きいとオン出力
を発生するから、超音波に対する物体の反射率が一定で
あるとすれば、送波する超音波の音圧レベルと受波レベ
ルに対する閾値とによって検知領域を規定することがで
き、超音波の送波から受波までの時間により検知領域を
設定する場合に比較すると、回路構成が簡単になって低
コスト化が可能になり、しかも、温度変化による検知領
域の変化がほとんど生じないのである。
異なる２種類の超音波を監視空間に間欠的かつ交互に送
波し、その超音波の反射波の受波レベルと閾値との大小
関係を比較し上記２種類の超音波に対する反射波のうち
の一方のみの受波レベルが閾値よりも大きいとオン出力
を発生するから、超音波に対する物体の反射率が一定で
あるとすれば、送波する超音波の音圧レベルと受波レベ
ルに対する閾値とによって検知領域を規定することがで
き、超音波の送波から受波までの時間により検知領域を
設定する場合に比較すると、回路構成が簡単になって低
コスト化が可能になり、しかも、温度変化による検知領
域の変化がほとんど生じないのである。
【００１０】請求項２の発明の構成によれば、２種類の
超音波に対する反射波のうちの一方のみの受波レベルが
閾値よりも大きいとオン出力を発生する状態と、送波レ
ベルの大きいほうの超音波に対する受波レベルが閾値よ
りも小さいとオン出力を発生する状態とを選択可能とし
ているから、単に２つの状態の一方を選択するだけで、
２種類の検知領域が選択可能になるのである。この場
合、両端に境界線を有する検知領域と、この検知領域よ
りも遠方の検知領域とを選択することができるのであ
る。
超音波に対する反射波のうちの一方のみの受波レベルが
閾値よりも大きいとオン出力を発生する状態と、送波レ
ベルの大きいほうの超音波に対する受波レベルが閾値よ
りも小さいとオン出力を発生する状態とを選択可能とし
ているから、単に２つの状態の一方を選択するだけで、
２種類の検知領域が選択可能になるのである。この場
合、両端に境界線を有する検知領域と、この検知領域よ
りも遠方の検知領域とを選択することができるのであ
る。
【００１１】請求項３の発明の構成によれば、２種類の
超音波に対する反射波のうちの一方のみの受波レベルが
閾値よりも大きいとオン出力を発生する状態と、送波レ
ベルの小さいほうの超音波に対する受波レベルが閾値よ
りも小さいと他方とは無関係にオン出力を発生する状態
とを選択可能としているから、単に２つの状態の一方を
選択するだけで、２種類の検知領域が選択可能になるの
である。この場合、両端に境界線を有する検知領域と、
この検知領域を含む遠方側の検知領域とを選択すること
ができる。
超音波に対する反射波のうちの一方のみの受波レベルが
閾値よりも大きいとオン出力を発生する状態と、送波レ
ベルの小さいほうの超音波に対する受波レベルが閾値よ
りも小さいと他方とは無関係にオン出力を発生する状態
とを選択可能としているから、単に２つの状態の一方を
選択するだけで、２種類の検知領域が選択可能になるの
である。この場合、両端に境界線を有する検知領域と、
この検知領域を含む遠方側の検知領域とを選択すること
ができる。
【００１２】請求項４の発明の構成によれば、２種類の
超音波の送波レベルをそれぞれ調節可能とする送波レベ
ル調節部を設けているから、各超音波の送波レベルをそ
れぞれ調節することで検知領域を任意に設定することが
できる。請求項５の発明の構成によれば、２種類の超音
波の受波レベルに対する閾値を調節可能とする閾値調節
部を設けているから、閾値を変えることによって検知領
域の幅を変えることなく、検知領域を遠距離側と近距離
側とに移動させることが可能になる。
超音波の送波レベルをそれぞれ調節可能とする送波レベ
ル調節部を設けているから、各超音波の送波レベルをそ
れぞれ調節することで検知領域を任意に設定することが
できる。請求項５の発明の構成によれば、２種類の超音
波の受波レベルに対する閾値を調節可能とする閾値調節
部を設けているから、閾値を変えることによって検知領
域の幅を変えることなく、検知領域を遠距離側と近距離
側とに移動させることが可能になる。
【００１３】
（実施例１）本実施例は図１に示す構成を有し、超音波
を監視空間に間欠的に送波するとともに監視空間からの
超音波を受波し、受波レベルを判定することによって、
監視空間内に設定した検知領域内の物体の存否を検出す
る。送波手段は、超音波の送波間隔を決定するタイミン
グ発生部１と、タイミング発生部１で決められた送波間
隔で間欠的に高周波信号を出力する発振部２と、発振部
２から出力された高周波信号から２段階の異なるレベル
の高周波信号を生成し、各レベルの高周波信号を高周波
信号の発生毎に交互に出力する信号補正部３と、信号補
正部３から出力された高周波信号を昇圧する昇圧部４
と、昇圧部４の出力で駆動されて監視空間に超音波を送
出する超音波振動子５とを備える。信号補正部３は、た
とえば発振部２の出力をそのまま通過させる状態と、発
振部２の出力をアッテネータで減衰させる状態とを切り
換えることができるものを用い、１個の高周波信号が通
過するたびに各状態を交互に切り換えるように構成して
ある。したがって、超音波振動子５からは、超音波の送
波毎に送波レベルの異なる２種類の超音波が交互に送出
されることになる。
を監視空間に間欠的に送波するとともに監視空間からの
超音波を受波し、受波レベルを判定することによって、
監視空間内に設定した検知領域内の物体の存否を検出す
る。送波手段は、超音波の送波間隔を決定するタイミン
グ発生部１と、タイミング発生部１で決められた送波間
隔で間欠的に高周波信号を出力する発振部２と、発振部
２から出力された高周波信号から２段階の異なるレベル
の高周波信号を生成し、各レベルの高周波信号を高周波
信号の発生毎に交互に出力する信号補正部３と、信号補
正部３から出力された高周波信号を昇圧する昇圧部４
と、昇圧部４の出力で駆動されて監視空間に超音波を送
出する超音波振動子５とを備える。信号補正部３は、た
とえば発振部２の出力をそのまま通過させる状態と、発
振部２の出力をアッテネータで減衰させる状態とを切り
換えることができるものを用い、１個の高周波信号が通
過するたびに各状態を交互に切り換えるように構成して
ある。したがって、超音波振動子５からは、超音波の送
波毎に送波レベルの異なる２種類の超音波が交互に送出
されることになる。
【００１４】超音波振動子５は受波手段としても兼用さ
れ、超音波振動子５では超音波を受波すると受波信号を
出力し、超音波振動子５とともに受波手段を構成する増
幅部６に受波信号を入力して受波信号を増幅し検波す
る。増幅部６より出力された受波信号は出力部８ととも
に判定出力手段を構成する判定部７に入力される。判定
部７では受波信号に対する閾値が規定され、図２（ａ）
のように異なる送波レベルで送波した一対の超音波（斜
線部）に対する受波信号（白抜き）について受波レベル
がともに閾値ＳＬより大きいか、図２（ｂ）のように受
波レベルがともに閾値ＳＬより小さいときには出力部８
からオフ出力を発生させ、図２（ｃ）のように一対の受
波信号の一方のみについて受波レベルが閾値ＳＬより大
きいときには出力部８からオン出力を発生させる。実際
には、送波レベルの大きい超音波に対する受波信号が閾
値よりも大きくなり、送波レベルの小さい超音波に対す
る受波信号は閾値よりも小さくなるから、受波側で送波
レベルを知ることができるようにして、送波レベルの大
きいほうの受波信号が閾値よりも大きく、送波レベルの
小さいほうの受波信号が閾値よりも小さいときにオン出
力を発生させるように構成することも可能である。出力
部８は従来構成と同様に、有電圧の２値信号または無電
圧の接点信号によりオン出力とオフ出力とを発生する。
れ、超音波振動子５では超音波を受波すると受波信号を
出力し、超音波振動子５とともに受波手段を構成する増
幅部６に受波信号を入力して受波信号を増幅し検波す
る。増幅部６より出力された受波信号は出力部８ととも
に判定出力手段を構成する判定部７に入力される。判定
部７では受波信号に対する閾値が規定され、図２（ａ）
のように異なる送波レベルで送波した一対の超音波（斜
線部）に対する受波信号（白抜き）について受波レベル
がともに閾値ＳＬより大きいか、図２（ｂ）のように受
波レベルがともに閾値ＳＬより小さいときには出力部８
からオフ出力を発生させ、図２（ｃ）のように一対の受
波信号の一方のみについて受波レベルが閾値ＳＬより大
きいときには出力部８からオン出力を発生させる。実際
には、送波レベルの大きい超音波に対する受波信号が閾
値よりも大きくなり、送波レベルの小さい超音波に対す
る受波信号は閾値よりも小さくなるから、受波側で送波
レベルを知ることができるようにして、送波レベルの大
きいほうの受波信号が閾値よりも大きく、送波レベルの
小さいほうの受波信号が閾値よりも小さいときにオン出
力を発生させるように構成することも可能である。出力
部８は従来構成と同様に、有電圧の２値信号または無電
圧の接点信号によりオン出力とオフ出力とを発生する。
【００１５】タイミング発生部１で決められる超音波の
送波間隔は、監視空間に対する超音波の送波から受波ま
での最大時間間隔よりも長く設定される。したがって、
監視空間に送波した超音波の反射波が受波される前に次
の超音波が送波されることがなく、超音波振動子５を送
受に兼用しているにもかかわらず受波信号と送波信号と
を分離することができる。
送波間隔は、監視空間に対する超音波の送波から受波ま
での最大時間間隔よりも長く設定される。したがって、
監視空間に送波した超音波の反射波が受波される前に次
の超音波が送波されることがなく、超音波振動子５を送
受に兼用しているにもかかわらず受波信号と送波信号と
を分離することができる。
【００１６】上記構成では、送波レベルと閾値との関係
によって検知領域の境界線を決めているのであって、図
３に示すように、超音波の送受が可能な領域としての監
視空間Ｄ（監視空間Ｄの最遠端は増幅部６で受波信号の
最小レベルを規定することにより設定すればよい。受波
信号の最小レベルを規定することは雑音による誤動作の
防止にもつながる）のうち、検知領域Ｅの近いほうの境
界線は送波レベルの小さいほうの超音波に対する受波信
号が閾値ＳＬに一致する距離として設定され、検知領域
Ｅの遠いほうの境界線は送波レベルの大きいほうの超音
波に対する受波信号が閾値ＳＬに一致する距離として設
定されることになる。したがって、この検知領域Ｅの中
に物体が存在すれば、送波レベルの大きい超音波に対し
ては受波信号のレベルが閾値ＳＬより大きく、送波レベ
ルの小さい超音波に対しては閾値ＳＬよりも小さくな
る。ただし、本実施例では検出対象となる物体の超音波
に対する反射率が一定であるものと仮定している。この
仮定は、工場内でライン上を同種の部材が次々に搬送さ
れる場合などに、その部材の通過の有無を検出するよう
な使用用途では妥当なものである。このように物体の反
射率が変化しなければ、周囲温度が変化しても検知領域
Ｅはほとんど変化しないのである。
によって検知領域の境界線を決めているのであって、図
３に示すように、超音波の送受が可能な領域としての監
視空間Ｄ（監視空間Ｄの最遠端は増幅部６で受波信号の
最小レベルを規定することにより設定すればよい。受波
信号の最小レベルを規定することは雑音による誤動作の
防止にもつながる）のうち、検知領域Ｅの近いほうの境
界線は送波レベルの小さいほうの超音波に対する受波信
号が閾値ＳＬに一致する距離として設定され、検知領域
Ｅの遠いほうの境界線は送波レベルの大きいほうの超音
波に対する受波信号が閾値ＳＬに一致する距離として設
定されることになる。したがって、この検知領域Ｅの中
に物体が存在すれば、送波レベルの大きい超音波に対し
ては受波信号のレベルが閾値ＳＬより大きく、送波レベ
ルの小さい超音波に対しては閾値ＳＬよりも小さくな
る。ただし、本実施例では検出対象となる物体の超音波
に対する反射率が一定であるものと仮定している。この
仮定は、工場内でライン上を同種の部材が次々に搬送さ
れる場合などに、その部材の通過の有無を検出するよう
な使用用途では妥当なものである。このように物体の反
射率が変化しなければ、周囲温度が変化しても検知領域
Ｅはほとんど変化しないのである。
【００１７】（実施例２）本実施例は、図４に示すよう
に、実施例１の構成に対して、送波手段に送波レベル調
節部９を付加し、判定出力手段に閾値調節部１０を付加
した構成を有する。送波レベル調節部９は、送波する２
種類の超音波の送波レベルをそれぞれ調節可能とするも
のであり、信号補正部３において高周波信号のレベルを
決定する構成として抵抗による分圧を利用するものであ
れば、複数個の抵抗のうちから接続するものを選択する
構成や可変抵抗器を用いる構成などの簡単な構成で実現
することができる。また、閾値調節部１０は受波信号に
対する閾値を調節するものであり、判定部７としてコン
パレータを用いるとともに増幅部６から出力された受波
信号と閾値との大小関係を比較するのであれば、基準電
圧を分圧して閾値を得るようにし、可変抵抗器を用いて
基準電圧を連続的に分圧比を調節したり、複数個の抵抗
を切り換えて分圧比を段階的に変化させるというような
簡単な構成で実現される。
に、実施例１の構成に対して、送波手段に送波レベル調
節部９を付加し、判定出力手段に閾値調節部１０を付加
した構成を有する。送波レベル調節部９は、送波する２
種類の超音波の送波レベルをそれぞれ調節可能とするも
のであり、信号補正部３において高周波信号のレベルを
決定する構成として抵抗による分圧を利用するものであ
れば、複数個の抵抗のうちから接続するものを選択する
構成や可変抵抗器を用いる構成などの簡単な構成で実現
することができる。また、閾値調節部１０は受波信号に
対する閾値を調節するものであり、判定部７としてコン
パレータを用いるとともに増幅部６から出力された受波
信号と閾値との大小関係を比較するのであれば、基準電
圧を分圧して閾値を得るようにし、可変抵抗器を用いて
基準電圧を連続的に分圧比を調節したり、複数個の抵抗
を切り換えて分圧比を段階的に変化させるというような
簡単な構成で実現される。
【００１８】本実施例では、送波レベルや閾値を調節す
ることができるから、検知領域を目的に応じて容易に調
節することができる。とくに、送波レベルを調節すれ
ば、監視空間内で検知領域を任意に設定することが可能
になり、また閾値を調節すれば、送波レベルの調節によ
って得た検知領域の幅を変えずに検知領域までの距離だ
けを監視空間内で調節することができる。また、物体の
反射率の変化に対しても送波レベルや閾値の調節で対応
することができる。他の構成および動作は実施例１と同
様である。
ることができるから、検知領域を目的に応じて容易に調
節することができる。とくに、送波レベルを調節すれ
ば、監視空間内で検知領域を任意に設定することが可能
になり、また閾値を調節すれば、送波レベルの調節によ
って得た検知領域の幅を変えずに検知領域までの距離だ
けを監視空間内で調節することができる。また、物体の
反射率の変化に対しても送波レベルや閾値の調節で対応
することができる。他の構成および動作は実施例１と同
様である。
【００１９】（実施例３）本実施例は、図５に示すよう
に、実施例２の構成に受波信号選択部１１を付加したも
のであって、受波信号選択部１１は、送波レベルの異な
る２種類の超音波に対する一対の受波信号について、両
方を採用するか一方のみを採用するかを選択する機能を
有する。たとえば、判定部７として受波信号のレベルが
閾値ＳＬよりも小さいときに出力がＨレベルになる第１
のコンパレータと、受波信号のレベルが閾値ＳＬよりも
大きいときに出力がＨレベルになる第２のコンパレータ
とを用い、受波信号をクロックとする２ビットのシフト
レジスタに両コンパレータの論理和を入力する構成を採
用しているものとすると、シフトレジスタの各ビットは
隣合う２つの受波信号の一方だけが閾値ＳＬを越えると
きに共にＨレベルになる。したがって、シフトレジスタ
の両ビットの論理積をとり、この論理積がＨレベルであ
るときに出力部８からオン出力を発生させるようにすれ
ば、２種類の超音波の両方を採用して検知領域Ｅを決定
したことになる。また、第１のコンパレータの出力のみ
を採用して出力部８を制御すれば、上述した検知領域Ｅ
の近いほうの境界線よりも遠方を検知領域とすることに
なり、第２のコンパレータの出力のみを採用して、その
出力を反転させて出力部８を制御すれば、上述した検知
領域Ｅの遠いほうの境界線よりも遠方を検知領域とする
ことになる。
に、実施例２の構成に受波信号選択部１１を付加したも
のであって、受波信号選択部１１は、送波レベルの異な
る２種類の超音波に対する一対の受波信号について、両
方を採用するか一方のみを採用するかを選択する機能を
有する。たとえば、判定部７として受波信号のレベルが
閾値ＳＬよりも小さいときに出力がＨレベルになる第１
のコンパレータと、受波信号のレベルが閾値ＳＬよりも
大きいときに出力がＨレベルになる第２のコンパレータ
とを用い、受波信号をクロックとする２ビットのシフト
レジスタに両コンパレータの論理和を入力する構成を採
用しているものとすると、シフトレジスタの各ビットは
隣合う２つの受波信号の一方だけが閾値ＳＬを越えると
きに共にＨレベルになる。したがって、シフトレジスタ
の両ビットの論理積をとり、この論理積がＨレベルであ
るときに出力部８からオン出力を発生させるようにすれ
ば、２種類の超音波の両方を採用して検知領域Ｅを決定
したことになる。また、第１のコンパレータの出力のみ
を採用して出力部８を制御すれば、上述した検知領域Ｅ
の近いほうの境界線よりも遠方を検知領域とすることに
なり、第２のコンパレータの出力のみを採用して、その
出力を反転させて出力部８を制御すれば、上述した検知
領域Ｅの遠いほうの境界線よりも遠方を検知領域とする
ことになる。
【００２０】要するに、高低２段階の送波レベルの超音
波に対する受波信号を両方とも採用する場合には実施例
２と同様であって、図６（ａ）のように検知領域Ｅの境
界線を遠近両端で設定することになる。また、一方のみ
を採用する場合、判定部７では受波信号が閾値ＳＬより
も小さい場合にのみ検知領域Ｅに物体が存在するものと
判断して、出力部８からオン出力を発生させるようにす
る。したがって、送波レベルおよび閾値ＳＬを図６
（ａ）の場合と同じにして、送波レベルの小さいほうの
超音波に対する受波信号を採用すると、図６（ｂ）のよ
うに検知領域Ｅは図６（ａ）で設定した検知領域を含ん
で遠方側に設定される。また、送波レベルの大きいほう
の超音波に対する受波信号を採用すると、図６（ｃ）の
ように検知領域Ｅは図６（ａ）で設定した検知領域より
も遠方側に設定されることになる。
波に対する受波信号を両方とも採用する場合には実施例
２と同様であって、図６（ａ）のように検知領域Ｅの境
界線を遠近両端で設定することになる。また、一方のみ
を採用する場合、判定部７では受波信号が閾値ＳＬより
も小さい場合にのみ検知領域Ｅに物体が存在するものと
判断して、出力部８からオン出力を発生させるようにす
る。したがって、送波レベルおよび閾値ＳＬを図６
（ａ）の場合と同じにして、送波レベルの小さいほうの
超音波に対する受波信号を採用すると、図６（ｂ）のよ
うに検知領域Ｅは図６（ａ）で設定した検知領域を含ん
で遠方側に設定される。また、送波レベルの大きいほう
の超音波に対する受波信号を採用すると、図６（ｃ）の
ように検知領域Ｅは図６（ａ）で設定した検知領域より
も遠方側に設定されることになる。
【００２１】上述したように、本実施例の構成では、送
波レベルおよび閾値ＳＬを固定した状態で受波信号選択
部１１によって検知領域を３種類のパターンから容易に
選択することができるのである。他の構成および動作は
実施例２と同様である。
波レベルおよび閾値ＳＬを固定した状態で受波信号選択
部１１によって検知領域を３種類のパターンから容易に
選択することができるのである。他の構成および動作は
実施例２と同様である。
【００２２】
【発明の効果】請求項１の発明は、送波レベルが異なる
２種類の超音波を監視空間に間欠的かつ交互に送波し、
その超音波の反射波の受波レベルと閾値との大小関係を
比較し上記２種類の超音波に対する反射波のうちの一方
のみの受波レベルが閾値よりも大きいとオン出力を発生
するから、超音波に対する物体の反射率が一定であれ
ば、送波する超音波の音圧レベルと受波レベルに対する
閾値とによって検知領域を規定することができ、超音波
の送波から受波までの時間により検知領域を設定する場
合に比較すると、回路構成が簡単になって低コスト化が
可能になり、しかも、温度変化による検知領域の変化が
ほとんど生じないという利点を有する。
２種類の超音波を監視空間に間欠的かつ交互に送波し、
その超音波の反射波の受波レベルと閾値との大小関係を
比較し上記２種類の超音波に対する反射波のうちの一方
のみの受波レベルが閾値よりも大きいとオン出力を発生
するから、超音波に対する物体の反射率が一定であれ
ば、送波する超音波の音圧レベルと受波レベルに対する
閾値とによって検知領域を規定することができ、超音波
の送波から受波までの時間により検知領域を設定する場
合に比較すると、回路構成が簡単になって低コスト化が
可能になり、しかも、温度変化による検知領域の変化が
ほとんど生じないという利点を有する。
【００２３】請求項２の発明は、２種類の超音波に対す
る反射波のうちの一方のみの受波レベルが閾値よりも大
きいとオン出力を発生する状態と、送波レベルの大きい
ほうの超音波に対する受波レベルが閾値よりも小さいと
オン出力を発生する状態とを選択可能としているから、
単に２つの状態の一方を選択するだけで、両端に境界線
を有する検知領域と、この検知領域よりも遠方の検知領
域とを選択することができるという利点を有する。
る反射波のうちの一方のみの受波レベルが閾値よりも大
きいとオン出力を発生する状態と、送波レベルの大きい
ほうの超音波に対する受波レベルが閾値よりも小さいと
オン出力を発生する状態とを選択可能としているから、
単に２つの状態の一方を選択するだけで、両端に境界線
を有する検知領域と、この検知領域よりも遠方の検知領
域とを選択することができるという利点を有する。
【００２４】請求項３の発明は、２種類の超音波に対す
る反射波のうちの一方のみの受波レベルが閾値よりも大
きいとオン出力を発生する状態と、送波レベルの小さい
ほうの超音波に対する受波レベルが閾値よりも小さいと
他方とは無関係にオン出力を発生する状態とを選択可能
としているから、単に２つの状態の一方を選択するだけ
で、両端に境界線を有する検知領域と、この検知領域を
含む遠方側の検知領域とを選択することができるという
利点を有する。
る反射波のうちの一方のみの受波レベルが閾値よりも大
きいとオン出力を発生する状態と、送波レベルの小さい
ほうの超音波に対する受波レベルが閾値よりも小さいと
他方とは無関係にオン出力を発生する状態とを選択可能
としているから、単に２つの状態の一方を選択するだけ
で、両端に境界線を有する検知領域と、この検知領域を
含む遠方側の検知領域とを選択することができるという
利点を有する。
【００２５】請求項４の発明は、２種類の超音波の送波
レベルをそれぞれ調節可能とする送波レベル調節部を設
けているから、各超音波の送波レベルをそれぞれ調節す
ることで検知領域を任意に設定することができるという
利点がある。請求項５の発明は、２種類の超音波の受波
レベルに対する閾値を調節可能とする閾値調節部を設け
ているから、閾値を変えることによって検知領域の幅を
変えることなく、検知領域を遠距離側と近距離側とに移
動させることが可能になるという利点がある。
レベルをそれぞれ調節可能とする送波レベル調節部を設
けているから、各超音波の送波レベルをそれぞれ調節す
ることで検知領域を任意に設定することができるという
利点がある。請求項５の発明は、２種類の超音波の受波
レベルに対する閾値を調節可能とする閾値調節部を設け
ているから、閾値を変えることによって検知領域の幅を
変えることなく、検知領域を遠距離側と近距離側とに移
動させることが可能になるという利点がある。
【図１】実施例１のブロック図である。
【図２】実施例１の動作説明図である。
【図３】実施例１による検知領域を示す動作説明図であ
る。
る。
【図４】実施例２のブロック図である。
【図５】実施例３のブロック図である。
【図６】実施例３の検知領域を示す動作説明図である。
【図７】従来例のブロック図である。
１ タイミング発生部 ２ 発振部 ３ 信号補正部 ４ 昇圧部 ５ 超音波振動子 ６ 増幅部 ７ 判定部 ８ 出力部 ９ 送波レベル調節部 １０ 閾値調節部 １１ 受波信号選択部
Claims (5)
- 【請求項１】 送波レベルが異なる２種類の超音波を監
視空間に間欠的かつ交互に送波する送波手段と、監視空
間からの超音波を受波する受波手段と、受波手段での受
波レベルと規定の閾値との大小関係を比較し上記２種類
の超音波に対する反射波のうちの一方のみの受波レベル
が閾値よりも大きいとオン出力を発生する判定出力手段
とを備えて成ることを特徴とする超音波スイッチ。 - 【請求項２】 送波レベルが異なる２種類の超音波を監
視空間に間欠的かつ交互に送波する送波手段と、監視空
間からの超音波を受波する受波手段と、受波手段での受
波レベルと規定の閾値との大小関係を比較し上記２種類
の超音波に対する反射波のうちの一方のみの受波レベル
が閾値よりも大きいとオン出力を発生する状態と、送波
レベルの大きいほうの超音波に対する受波レベルが閾値
よりも小さいとオン出力を発生する状態とが選択可能な
判定出力手段とを備えて成ることを特徴とする超音波ス
イッチ。 - 【請求項３】 送波レベルが異なる２種類の超音波を監
視空間に間欠的かつ交互に送波する送波手段と、監視空
間からの超音波を受波する受波手段と、受波手段での受
波レベルと規定の閾値との大小関係を比較し上記２種類
の超音波に対する反射波のうちの一方のみの受波レベル
が閾値よりも大きいとオン出力を発生する状態と、送波
レベルの小さいほうの超音波に対する受波レベルが閾値
よりも小さいと他方とは無関係にオン出力を発生する状
態とが選択可能な判定出力手段とを備えて成ることを特
徴とする超音波スイッチ。 - 【請求項４】 上記２種類の超音波の送波レベルをそれ
ぞれ調節可能とする送波レベル調節部を送波手段に設け
て成ることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいず
れかに記載の超音波スイッチ。 - 【請求項５】 上記２種類の超音波の受波レベルに対す
る閾値を調節可能とする閾値調節部を判定出力手段に設
けて成ることを特徴とする請求項１ないし請求項３のい
ずれかに記載の超音波スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13340594A JPH085738A (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 超音波スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13340594A JPH085738A (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 超音波スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH085738A true JPH085738A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15103992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13340594A Withdrawn JPH085738A (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | 超音波スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH085738A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007033158A (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | Matsushita Electric Works Ltd | 物体検知装置 |
| JPWO2016038773A1 (ja) * | 2014-09-12 | 2017-07-13 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 衝突防止装置 |
| WO2018062121A1 (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 検出装置、検出方法、および検出プログラム |
| JP2018054581A (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 検出装置、検出方法、および検出プログラム |
-
1994
- 1994-06-15 JP JP13340594A patent/JPH085738A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007033158A (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | Matsushita Electric Works Ltd | 物体検知装置 |
| JPWO2016038773A1 (ja) * | 2014-09-12 | 2017-07-13 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 衝突防止装置 |
| WO2018062121A1 (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 検出装置、検出方法、および検出プログラム |
| JP2018054582A (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 検出装置、検出方法、および検出プログラム |
| JP2018054581A (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 検出装置、検出方法、および検出プログラム |
| WO2018062120A1 (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 検出装置、検出方法、および検出プログラム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010904 |