JPH0961523A - 超音波距離測定装置 - Google Patents
超音波距離測定装置Info
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- JPH0961523A JPH0961523A JP7216166A JP21616695A JPH0961523A JP H0961523 A JPH0961523 A JP H0961523A JP 7216166 A JP7216166 A JP 7216166A JP 21616695 A JP21616695 A JP 21616695A JP H0961523 A JPH0961523 A JP H0961523A
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- ultrasonic
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- ultrasonic transducer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来、超音波距離測定回路に用いられていた
昇圧回路が不要で、回路構成の簡単化かつ小型化が可能
な超音波距離測定回路を提供する。 【解決手段】 マイコン１０に送信用超音波振動子１１
駆動用信号Ｓ１、Ｓ２を出力する端子Ｐ１、Ｐ２を設け
る。信号Ｓ１とＳ２とは互いに位相が反転しており、そ
れぞれの信号Ｓ１、Ｓ２はマイコン１０のハイレベル電
圧とローレベル電圧で決められる振幅を持つ信号であ
る。この信号Ｓ１、Ｓ２をそれぞれ送信用超音波振動子
１１の両端子にそれぞれ接続することによって、送信用
超音波振動子１１をマイコン１０のハイレベル電圧のほ
ぼ２倍の振幅を持つ信号で駆動することができる。ま
た、増幅器１４の増幅率を大きくすれば、送信用超音波
振動子１１の駆動電圧をあげる必要がない。従って、昇
圧回路を設ける必要はなく、駆動信号生成用の回路を別
途設ける必要もないので、回路全体を簡単化及び小型化
することができる。
昇圧回路が不要で、回路構成の簡単化かつ小型化が可能
な超音波距離測定回路を提供する。 【解決手段】 マイコン１０に送信用超音波振動子１１
駆動用信号Ｓ１、Ｓ２を出力する端子Ｐ１、Ｐ２を設け
る。信号Ｓ１とＳ２とは互いに位相が反転しており、そ
れぞれの信号Ｓ１、Ｓ２はマイコン１０のハイレベル電
圧とローレベル電圧で決められる振幅を持つ信号であ
る。この信号Ｓ１、Ｓ２をそれぞれ送信用超音波振動子
１１の両端子にそれぞれ接続することによって、送信用
超音波振動子１１をマイコン１０のハイレベル電圧のほ
ぼ２倍の振幅を持つ信号で駆動することができる。ま
た、増幅器１４の増幅率を大きくすれば、送信用超音波
振動子１１の駆動電圧をあげる必要がない。従って、昇
圧回路を設ける必要はなく、駆動信号生成用の回路を別
途設ける必要もないので、回路全体を簡単化及び小型化
することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波振動子を用いた
超音波距離測定装置に関する。
超音波距離測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波距離測定装置は、自動車の後部に
設けられ、車両後部と障害物との距離を測定するバック
ソナーや、自動車の四隅に設けられたコーナークリアラ
ンスソナー等の様々な用途に使用されている。
設けられ、車両後部と障害物との距離を測定するバック
ソナーや、自動車の四隅に設けられたコーナークリアラ
ンスソナー等の様々な用途に使用されている。
【０００３】バックソナーやコーナークリアランスソナ
ー等は車両に搭載されるため、なるべく小型のものが好
ましい。図５は、従来の超音波距離測定装置の構成図で
ある。
ー等は車両に搭載されるため、なるべく小型のものが好
ましい。図５は、従来の超音波距離測定装置の構成図で
ある。
【０００４】この超音波距離測定装置は、主にマイクロ
コンピュータ（マイコン）５０によって制御される。マ
イコン５０は端子Ｐ１からは送信用超音波振動子５２を
作動させるための信号Ｓ１１が出力される。端子Ｐ１か
ら出力される信号は、低レベル時にはマイコンのローレ
ベル電圧（例えば、０ボルト）、高レベル時にはマイコ
ンのハイレベル電圧ＶH ボルトからなる矩形波信号であ
る。
コンピュータ（マイコン）５０によって制御される。マ
イコン５０は端子Ｐ１からは送信用超音波振動子５２を
作動させるための信号Ｓ１１が出力される。端子Ｐ１か
ら出力される信号は、低レベル時にはマイコンのローレ
ベル電圧（例えば、０ボルト）、高レベル時にはマイコ
ンのハイレベル電圧ＶH ボルトからなる矩形波信号であ
る。
【０００５】この信号Ｓ１１は昇圧回路５１に入力さ
れ、より電圧の高い信号Ｓ２１に昇圧されて、送信用超
音波振動子５２に印加され、超音波が発振される。この
場合、送信用超音波振動子５２の一方の端子は昇圧回路
５１に接続され、他方の端子は接地されているのが一般
的である。
れ、より電圧の高い信号Ｓ２１に昇圧されて、送信用超
音波振動子５２に印加され、超音波が発振される。この
場合、送信用超音波振動子５２の一方の端子は昇圧回路
５１に接続され、他方の端子は接地されているのが一般
的である。
【０００６】送信用超音波振動子５２から放出された超
音波６１は、測定対象６３で反射され、反射波６２とし
て受信用超音波振動子５３で受信される。測定対象６３
は、例えば、自動車に設置されるバックソナーやコーナ
ークリアランスソナーの場合には、自分の自動車に接近
した車両や壁の一部であり、狭い場所での切り返し、車
庫入れ、後退時の車両操作性を向上するのに効果があ
る。
音波６１は、測定対象６３で反射され、反射波６２とし
て受信用超音波振動子５３で受信される。測定対象６３
は、例えば、自動車に設置されるバックソナーやコーナ
ークリアランスソナーの場合には、自分の自動車に接近
した車両や壁の一部であり、狭い場所での切り返し、車
庫入れ、後退時の車両操作性を向上するのに効果があ
る。
【０００７】受信された超音波は、受信用超音波振動子
５３で電気信号に変換され、増幅器５４に送られる。一
般に反射波６２は微弱になっているので、これによって
生じる電気信号も弱いものである。増幅器５４は、この
弱い電気信号を増幅し検出しやすくする。
５３で電気信号に変換され、増幅器５４に送られる。一
般に反射波６２は微弱になっているので、これによって
生じる電気信号も弱いものである。増幅器５４は、この
弱い電気信号を増幅し検出しやすくする。
【０００８】増幅器５４で増幅された電気信号は、所定
の周波数特性を有する帯域フィルタ５５に送られて必要
な周波数帯のみが濾波されたのち、検波回路５６に送ら
れる。検波回路５６では、帯域フィルタ５５で濾波され
た電気信号を波形整形し、ゲート回路５７に供給する。
の周波数特性を有する帯域フィルタ５５に送られて必要
な周波数帯のみが濾波されたのち、検波回路５６に送ら
れる。検波回路５６では、帯域フィルタ５５で濾波され
た電気信号を波形整形し、ゲート回路５７に供給する。
【０００９】ゲート回路５７はマイコンの端子Ｐ３から
出力される信号により制御され、反射波６２による電気
信号のみを確実に検出することができるようにゲートの
開閉が行われる。すなわち、同図に示される回路構成
は、１つの基板上に構成されているため、送信用超音波
の発生にともなって受信側に電気的回り込み信号が生じ
るので、この回り込み信号を反射波として誤検出しない
ように、ゲート回路でこの回り込み信号にマスクをかけ
るようにするのである。
出力される信号により制御され、反射波６２による電気
信号のみを確実に検出することができるようにゲートの
開閉が行われる。すなわち、同図に示される回路構成
は、１つの基板上に構成されているため、送信用超音波
の発生にともなって受信側に電気的回り込み信号が生じ
るので、この回り込み信号を反射波として誤検出しない
ように、ゲート回路でこの回り込み信号にマスクをかけ
るようにするのである。
【００１０】ゲート回路５７を通過した電気信号はコン
パレータ５８に送られる。コンパレータ５８は、ゲート
回路５７から送られてきた電気信号をマイコン処理可能
な信号に変換し、これを反射波６２の受信信号としてマ
イコン５０の端子Ｐ４に入力する。
パレータ５８に送られる。コンパレータ５８は、ゲート
回路５７から送られてきた電気信号をマイコン処理可能
な信号に変換し、これを反射波６２の受信信号としてマ
イコン５０の端子Ｐ４に入力する。
【００１１】マイコン５０は、送信用信号Ｓ１１の送信
時から該受信信号を受け取るまでの時間差をもとに測定
対象６３までの距離を計算し、距離表示器５９に表示す
る。このような超音波距離測定装置は、例えば、特開平
６−２０１８２４号公報に詳細が記載されている。
時から該受信信号を受け取るまでの時間差をもとに測定
対象６３までの距離を計算し、距離表示器５９に表示す
る。このような超音波距離測定装置は、例えば、特開平
６−２０１８２４号公報に詳細が記載されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の超
音波距離測定装置は、昇圧装置５１を必要としていたた
め、装置を構成する部品点数が多くなるとともに、回路
が複雑になる傾向にあった。すなわち、マイコンから出
力される送信信号Ｓ１１の高レベル電圧ＶH は、マイコ
ンのハイレベル出力電圧となり、一般に数Ｖと小さい。
そのため、超音波振動子を駆動させるために昇圧回路を
マイコンの出力Ｐ１と送信用超音波振動子の間に設ける
必要があった。
音波距離測定装置は、昇圧装置５１を必要としていたた
め、装置を構成する部品点数が多くなるとともに、回路
が複雑になる傾向にあった。すなわち、マイコンから出
力される送信信号Ｓ１１の高レベル電圧ＶH は、マイコ
ンのハイレベル出力電圧となり、一般に数Ｖと小さい。
そのため、超音波振動子を駆動させるために昇圧回路を
マイコンの出力Ｐ１と送信用超音波振動子の間に設ける
必要があった。
【００１３】従って、本発明の課題は、マイコンの出力
構成を変更することにより、昇圧回路を用いなくても良
く、回路構成をより簡単化、小型化することのできる超
音波距離測定装置を提供することである。
構成を変更することにより、昇圧回路を用いなくても良
く、回路構成をより簡単化、小型化することのできる超
音波距離測定装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明においては、マイ
コンに超音波振動子駆動用の出力端子を２つ設け、一方
の端子から出力される信号に対し他方の端子から出力さ
れる信号は位相が反転されたものとする。そして、マイ
コンの両出力端子から出力される信号を送信用超音波振
動子の両端子にそれぞれ入力して直接駆動する。
コンに超音波振動子駆動用の出力端子を２つ設け、一方
の端子から出力される信号に対し他方の端子から出力さ
れる信号は位相が反転されたものとする。そして、マイ
コンの両出力端子から出力される信号を送信用超音波振
動子の両端子にそれぞれ入力して直接駆動する。
【００１５】
【作用】互いに位相が反転したマイコンの出力を用意
し、これを送信用超音波振動子の両端子に印加すること
により、昇圧回路なしにマイコンの出力電圧の２倍の振
幅の電圧を送信用超音波振動子に印加することができ
る。
し、これを送信用超音波振動子の両端子に印加すること
により、昇圧回路なしにマイコンの出力電圧の２倍の振
幅の電圧を送信用超音波振動子に印加することができ
る。
【００１６】これにより、昇圧回路を必要とせず、また
特別な回路を別途設けることもなしに送信用超音波振動
子を駆動でき、超音波距離測定装置の部品点数を減らし
て、回路の簡単化を図ることができる。
特別な回路を別途設けることもなしに送信用超音波振動
子を駆動でき、超音波距離測定装置の部品点数を減らし
て、回路の簡単化を図ることができる。
【００１７】
【実施例】図１は、本発明の超音波距離測定装置の一実
施例を示す図である。また、図２は、図１の実施例の各
点における信号の様子を示す図である。以下、図１及び
図２を参照して、本実施例について説明する。
施例を示す図である。また、図２は、図１の実施例の各
点における信号の様子を示す図である。以下、図１及び
図２を参照して、本実施例について説明する。
【００１８】同図の構成は、従来の超音波距離測定装置
とほぼ同様の構成要素からなっている。すなわち、送信
用超音波振動子１１駆動用の信号を出力するマイコン１
０、送信及び受信用超音波振動子１１、１２、受信用超
音波振動子１２からの信号を増幅する増幅器１４、帯域
フィルタ１５、検波回路１６、ゲート回路１７、コンパ
レータ１８、及び距離表示器１９よりなる。
とほぼ同様の構成要素からなっている。すなわち、送信
用超音波振動子１１駆動用の信号を出力するマイコン１
０、送信及び受信用超音波振動子１１、１２、受信用超
音波振動子１２からの信号を増幅する増幅器１４、帯域
フィルタ１５、検波回路１６、ゲート回路１７、コンパ
レータ１８、及び距離表示器１９よりなる。
【００１９】従来の構成と異なるのは、マイコン１０の
出力端子と送信用超音波振動子１１との間に昇圧回路が
設けられていないことと、マイコン１０の送信用超音波
振動子１１駆動用信号出力端子がＰ１とＰ２の２つ設け
られている点である。
出力端子と送信用超音波振動子１１との間に昇圧回路が
設けられていないことと、マイコン１０の送信用超音波
振動子１１駆動用信号出力端子がＰ１とＰ２の２つ設け
られている点である。
【００２０】図２に、図１の各回路線上の信号の様子が
示されている。マイコン１０の端子Ｐ１からは信号Ｓ１
が、端子Ｐ２からは信号Ｓ２が出力される。信号Ｓ１と
Ｓ２とは、図２に図示されているように、位相が互いに
反転している。それぞれの信号は、低レベル電圧がマイ
コン１０の低レベル電圧であり（図２では０ボルトとし
ている）、高レベル電圧がマイコン１０のハイレベル電
圧であって、この高レベル電圧は数ボルト程度であり、
図２においてはＶOHで示されている。また、マイコン１
０の端子Ｐ１及びＰ２からそれぞれ出力される信号Ｓ１
及びＳ２の周波数は、例えば４０ｋＨｚである。
示されている。マイコン１０の端子Ｐ１からは信号Ｓ１
が、端子Ｐ２からは信号Ｓ２が出力される。信号Ｓ１と
Ｓ２とは、図２に図示されているように、位相が互いに
反転している。それぞれの信号は、低レベル電圧がマイ
コン１０の低レベル電圧であり（図２では０ボルトとし
ている）、高レベル電圧がマイコン１０のハイレベル電
圧であって、この高レベル電圧は数ボルト程度であり、
図２においてはＶOHで示されている。また、マイコン１
０の端子Ｐ１及びＰ２からそれぞれ出力される信号Ｓ１
及びＳ２の周波数は、例えば４０ｋＨｚである。
【００２１】従来、送信用超音波振動子１１駆動用の信
号はＳ１のみであったが、本実施例においては、特にマ
イコン１０に新たな端子Ｐ２を設け、Ｓ１に対し位相が
反転した信号を送出させるように構成する。
号はＳ１のみであったが、本実施例においては、特にマ
イコン１０に新たな端子Ｐ２を設け、Ｓ１に対し位相が
反転した信号を送出させるように構成する。
【００２２】端子Ｐ１、Ｐ２は、それぞれ送信用超音波
振動子１１の両端子に接続され、信号Ｓ１、Ｓ２によっ
て供給されるエネルギーを使って振動子を振動させて、
超音波を発生させる。送信用超音波振動子１１の両端に
加えられる信号は、図２のＳ３で示されている。同図に
示されるように、送信用超音波振動子１１の両端に加わ
る信号Ｓ３は、＋ＶOH〜−ＶOHの振幅を持つ。
振動子１１の両端子に接続され、信号Ｓ１、Ｓ２によっ
て供給されるエネルギーを使って振動子を振動させて、
超音波を発生させる。送信用超音波振動子１１の両端に
加えられる信号は、図２のＳ３で示されている。同図に
示されるように、送信用超音波振動子１１の両端に加わ
る信号Ｓ３は、＋ＶOH〜−ＶOHの振幅を持つ。
【００２３】従来のように、送信用超音波振動子１１の
一方の端子を接地しておき、もう一方の端子に信号Ｓ１
を入力するだけであると、接地した側の端子は常に０ボ
ルトと考えられるから、最大でもマイコン１０のハイレ
ベル電圧ＶOH〜０ボルトの振幅を持つ信号を加えられる
だけである。
一方の端子を接地しておき、もう一方の端子に信号Ｓ１
を入力するだけであると、接地した側の端子は常に０ボ
ルトと考えられるから、最大でもマイコン１０のハイレ
ベル電圧ＶOH〜０ボルトの振幅を持つ信号を加えられる
だけである。
【００２４】このように、マイコン１０から出力する信
号として、互いに位相が反対になった２つの信号を出力
するようにし、これを送信用超音波振動子１１の両端子
に加えることにより、マイコン１０のハイレベル電圧の
２倍の振幅を持つ信号で送信用超音波振動子１１を駆動
することができるので、途中に昇圧回路を設ける必要が
ないとともに、信号生成源がマイコン１０そのものであ
るため、信号生成用の余分な回路も必要でなく、非常に
簡単な回路構成を達成することができる。
号として、互いに位相が反対になった２つの信号を出力
するようにし、これを送信用超音波振動子１１の両端子
に加えることにより、マイコン１０のハイレベル電圧の
２倍の振幅を持つ信号で送信用超音波振動子１１を駆動
することができるので、途中に昇圧回路を設ける必要が
ないとともに、信号生成源がマイコン１０そのものであ
るため、信号生成用の余分な回路も必要でなく、非常に
簡単な回路構成を達成することができる。
【００２５】送信用超音波振動子１１から放出された超
音波は測定対象１３で反射され、受信用超音波振動子１
２で受信される。受信用超音波振動子１２で受信された
信号は、図２のＳ４で示されるように、大きな波形の信
号と小さな波形の信号とからなる。大きな波形の信号は
送信用超音波振動子１１を駆動するためにマイコン１０
が生成した信号の影響が、電気回路をノイズとして逆流
して検出されたもので、電気的回り込みによるものであ
る。小さな波形の信号は測定対象１３によって反射され
てきた超音波が検出されたものであり、距離を測定する
ためには、この小さな信号を検出する必要がある。
音波は測定対象１３で反射され、受信用超音波振動子１
２で受信される。受信用超音波振動子１２で受信された
信号は、図２のＳ４で示されるように、大きな波形の信
号と小さな波形の信号とからなる。大きな波形の信号は
送信用超音波振動子１１を駆動するためにマイコン１０
が生成した信号の影響が、電気回路をノイズとして逆流
して検出されたもので、電気的回り込みによるものであ
る。小さな波形の信号は測定対象１３によって反射され
てきた超音波が検出されたものであり、距離を測定する
ためには、この小さな信号を検出する必要がある。
【００２６】まず、Ｓ４の信号は増幅器１４で増幅され
たのち、雑音の中から反射信号を抽出するための、反射
信号の周波数に対応する帯域のみを通過させる帯域フィ
ルタ１５を通過する。検波回路１６においては、帯域フ
ィルタ１５を通過してきた信号の波形整形を行い、ゲー
ト回路１７に信号を送る。
たのち、雑音の中から反射信号を抽出するための、反射
信号の周波数に対応する帯域のみを通過させる帯域フィ
ルタ１５を通過する。検波回路１６においては、帯域フ
ィルタ１５を通過してきた信号の波形整形を行い、ゲー
ト回路１７に信号を送る。
【００２７】ゲート回路１７は、マイコン１０の端子Ｐ
３より電気的回り込みによる信号を検出しないように制
御する信号を受け取る。端子Ｐ３から出力される信号
は、送信用超音波振動子１１の駆動信号Ｓ１、Ｓ２の出
力から所定の時間ゲート回路１７のゲートを閉鎖するた
めの制御信号である。従って、コンパレータ１８に送ら
れる信号は電気的回り込み信号を消去した信号となって
おり、反射波による信号のみが抽出されたものとなって
いる。
３より電気的回り込みによる信号を検出しないように制
御する信号を受け取る。端子Ｐ３から出力される信号
は、送信用超音波振動子１１の駆動信号Ｓ１、Ｓ２の出
力から所定の時間ゲート回路１７のゲートを閉鎖するた
めの制御信号である。従って、コンパレータ１８に送ら
れる信号は電気的回り込み信号を消去した信号となって
おり、反射波による信号のみが抽出されたものとなって
いる。
【００２８】コンパレータ１８では、ゲート回路１７か
ら送られてくる信号をマイコン処理可能な波形に整形
し、図２のＳ５で示されるような反射波の検出信号とし
てマイコン１０の端子Ｐ４に入力する。
ら送られてくる信号をマイコン処理可能な波形に整形
し、図２のＳ５で示されるような反射波の検出信号とし
てマイコン１０の端子Ｐ４に入力する。
【００２９】なお、コンパレータ１８では反射波の検出
信号の大きさを所定の閾値と比較して、該閾値よりも大
きな信号のみをマイコン１０の端子Ｐ４に入力するよう
に構成することも可能である。このように、閾値と信号
の強さとを比較するのは、さまざまな要因で生じるノイ
ズによる信号を誤認識しないためである。しかしなが
ら、測定対象１３が比較的遠くにある場合には、反射波
による信号そのものも小さくなるため、閾値をあまり大
きくすると、測定可能な距離が非常に小さいものとなっ
てしまう。従って、この閾値は、用途に応じて適切に設
定されるべきものである。
信号の大きさを所定の閾値と比較して、該閾値よりも大
きな信号のみをマイコン１０の端子Ｐ４に入力するよう
に構成することも可能である。このように、閾値と信号
の強さとを比較するのは、さまざまな要因で生じるノイ
ズによる信号を誤認識しないためである。しかしなが
ら、測定対象１３が比較的遠くにある場合には、反射波
による信号そのものも小さくなるため、閾値をあまり大
きくすると、測定可能な距離が非常に小さいものとなっ
てしまう。従って、この閾値は、用途に応じて適切に設
定されるべきものである。
【００３０】マイコン１０では、信号Ｓ１、Ｓ２の出力
と同時に時間の計測を始めており、端子Ｐ４から信号が
入力されたのを受けて、図２のＴ3 で示される時間を特
定する。超音波が測定対象１３に反射して戻ってくるま
での時間が特定されたことを受けて、マイコン１０は以
下の式による計算を行い、測定対象１３までの距離を特
定する。
と同時に時間の計測を始めており、端子Ｐ４から信号が
入力されたのを受けて、図２のＴ3 で示される時間を特
定する。超音波が測定対象１３に反射して戻ってくるま
での時間が特定されたことを受けて、マイコン１０は以
下の式による計算を行い、測定対象１３までの距離を特
定する。
【００３１】 Ｌ＝Ｃ・Ｔ3 ／２ ・・・・（１） ここで、Ｃは超音波の音速、Ｌは測定対象までの距離で
ある。上記式（１）を用いて計算された測定対象１３ま
での距離は、データとして距離表示器１９に送られ、ユ
ーザに測定対象１３までの距離を知らせる。
ある。上記式（１）を用いて計算された測定対象１３ま
での距離は、データとして距離表示器１９に送られ、ユ
ーザに測定対象１３までの距離を知らせる。
【００３２】このように、本実施例では、昇圧回路を使
用しないでマイコン１０から出力する互いに位相が反対
の信号を用いて送信用超音波振動子１１を駆動する構成
としている。ただし、このような構成でも昇圧回路のよ
うに大きな電圧を印加することはできないので、送信用
超音波振動子１１の出力がやや小さくなるが、これは増
幅器１４の増幅率を大きくすることにより充分使用する
ことができる。また、超音波振動子の出力は、印加電圧
が大きくなると頭打ちになる性質があり、昇圧回路で電
圧をあまり大きくしても、幾らでも出力が上がるわけで
はないので、本実施例の構成で充分である。特に、自動
車等に搭載される、バックソナーやコーナークリアラン
スソナー等においては、回路の簡単化による利益が大き
い。
用しないでマイコン１０から出力する互いに位相が反対
の信号を用いて送信用超音波振動子１１を駆動する構成
としている。ただし、このような構成でも昇圧回路のよ
うに大きな電圧を印加することはできないので、送信用
超音波振動子１１の出力がやや小さくなるが、これは増
幅器１４の増幅率を大きくすることにより充分使用する
ことができる。また、超音波振動子の出力は、印加電圧
が大きくなると頭打ちになる性質があり、昇圧回路で電
圧をあまり大きくしても、幾らでも出力が上がるわけで
はないので、本実施例の構成で充分である。特に、自動
車等に搭載される、バックソナーやコーナークリアラン
スソナー等においては、回路の簡単化による利益が大き
い。
【００３３】図３は、本発明の超音波距離測定装置の他
の実施例の構成図である。また、図４は、本実施例の構
成の各点における信号の様子を示す図である。以下、図
３及び図４を参照して本実施例について説明する。
の実施例の構成図である。また、図４は、本実施例の構
成の各点における信号の様子を示す図である。以下、図
３及び図４を参照して本実施例について説明する。
【００３４】本実施例においては、超音波振動子として
送受信兼用超音波振動子３２を使用している。このよう
に、超音波振動子を送受信兼用とすることにより、超音
波距離測定装置の全体構成をより小型化できるため、自
動車等に搭載する際にはより効果的である。
送受信兼用超音波振動子３２を使用している。このよう
に、超音波振動子を送受信兼用とすることにより、超音
波距離測定装置の全体構成をより小型化できるため、自
動車等に搭載する際にはより効果的である。
【００３５】本実施例の超音波距離測定装置において
は、増幅器１４、帯域フィルタ１５、検波回路１６、ゲ
ート回路１７、コンパレータ１８及び距離表示器１９
は、図１の実施例と同様である。
は、増幅器１４、帯域フィルタ１５、検波回路１６、ゲ
ート回路１７、コンパレータ１８及び距離表示器１９
は、図１の実施例と同様である。
【００３６】本実施例においては、更に、送受信兼用超
音波振動子３２の送信時と受信時とを切り換えるため
の、送受切替え回路３１を有している。マイコン３０
は、送受信兼用超音波振動子３２駆動用の信号Ｓ１、Ｓ
２を出力する端子Ｐ１、Ｐ２に加え、送受切替え回路３
１を制御するための制御信号Ｓ６を出力する端子Ｐ５を
有している。
音波振動子３２の送信時と受信時とを切り換えるため
の、送受切替え回路３１を有している。マイコン３０
は、送受信兼用超音波振動子３２駆動用の信号Ｓ１、Ｓ
２を出力する端子Ｐ１、Ｐ２に加え、送受切替え回路３
１を制御するための制御信号Ｓ６を出力する端子Ｐ５を
有している。
【００３７】送受切替え回路３１には、送受信兼用超音
波振動子３２の送信状態と受信状態とを切り換えるため
の端子ｔ１〜ｔ４が設けられている。図３においては、
この切替え機構を模式的に示しているが、機械的にも電
気的にも様々な構成が可能である。
波振動子３２の送信状態と受信状態とを切り換えるため
の端子ｔ１〜ｔ４が設けられている。図３においては、
この切替え機構を模式的に示しているが、機械的にも電
気的にも様々な構成が可能である。
【００３８】まず、マイコン３０は、端子Ｐ１、Ｐ２か
ら互いに位相が反転した信号Ｓ１、Ｓ２を出力するとと
もに、信号Ｓ１、Ｓ２が出力されている間、送受切替え
回路３１にハイレベルの信号Ｓ６を入力する（図４参
照）。送受切替え回路３１にハイレベルの信号Ｓ６が入
力されることにより、端子ｔ１とｔ３とがそれぞれ接続
状態となって、送受信兼用超音波振動子３２に信号Ｓ
１、Ｓ２を供給する。
ら互いに位相が反転した信号Ｓ１、Ｓ２を出力するとと
もに、信号Ｓ１、Ｓ２が出力されている間、送受切替え
回路３１にハイレベルの信号Ｓ６を入力する（図４参
照）。送受切替え回路３１にハイレベルの信号Ｓ６が入
力されることにより、端子ｔ１とｔ３とがそれぞれ接続
状態となって、送受信兼用超音波振動子３２に信号Ｓ
１、Ｓ２を供給する。
【００３９】従って、送受信兼用超音波振動子３２の両
端子にかかる信号電圧は図４のＳ３のようになる。次
に、信号Ｓ１、Ｓ２の出力が終わると同時に信号Ｓ６も
ローレベルになる。信号Ｓ６がローレベルになると、送
受切替え回路３１では、端子ｔ２、ｔ４が接続状態とな
り、送受信兼用超音波振動子３２を受信可能状態とす
る。
端子にかかる信号電圧は図４のＳ３のようになる。次
に、信号Ｓ１、Ｓ２の出力が終わると同時に信号Ｓ６も
ローレベルになる。信号Ｓ６がローレベルになると、送
受切替え回路３１では、端子ｔ２、ｔ４が接続状態とな
り、送受信兼用超音波振動子３２を受信可能状態とす
る。
【００４０】受信した超音波は電気信号として図４のＳ
７で示される信号が増幅器１４に入力される。図４のＳ
７の信号では、電気的回り込みによる信号が時間Ｔ2 の
間だけ現れていない。これは、時間Ｔ2 の間は送受切替
え回路３１内部で端子ｔ２、ｔ４のスイッチが開いた状
態にあるために、電気的回り込み信号が増幅器１４側に
流れていかないためである。また、本実施例の場合、こ
の電気的回り込み信号には、超音波振動子の残響が含ま
れている。
７で示される信号が増幅器１４に入力される。図４のＳ
７の信号では、電気的回り込みによる信号が時間Ｔ2 の
間だけ現れていない。これは、時間Ｔ2 の間は送受切替
え回路３１内部で端子ｔ２、ｔ４のスイッチが開いた状
態にあるために、電気的回り込み信号が増幅器１４側に
流れていかないためである。また、本実施例の場合、こ
の電気的回り込み信号には、超音波振動子の残響が含ま
れている。
【００４１】以下、図１の実施例と同様に信号は、増幅
器１４で増幅され、帯域フィルタ１５で濾波され、検波
回路１６で波形整形されてゲート回路１７に入力され
る。ゲート回路１７はマイコン３０の端子Ｐ３から出力
される信号によって、電気的回り込み信号を通過させな
いようにゲートの開くタイミングが制御され、反射波に
よる信号のみを通過させる。
器１４で増幅され、帯域フィルタ１５で濾波され、検波
回路１６で波形整形されてゲート回路１７に入力され
る。ゲート回路１７はマイコン３０の端子Ｐ３から出力
される信号によって、電気的回り込み信号を通過させな
いようにゲートの開くタイミングが制御され、反射波に
よる信号のみを通過させる。
【００４２】コンパレータ１８では、ゲート回路１７か
ら送られてきた信号はマイコン処理可能な波形に整形さ
れてマイコン３０の端子Ｐ４に信号Ｓ５として入力され
る。そして、マイコン３０は測定対象１３までの距離を
計算して、距離表示器１９に表示させる。
ら送られてきた信号はマイコン処理可能な波形に整形さ
れてマイコン３０の端子Ｐ４に信号Ｓ５として入力され
る。そして、マイコン３０は測定対象１３までの距離を
計算して、距離表示器１９に表示させる。
【００４３】このように、マイコン３０から互いに位相
が反転した信号を出力し、超音波振動子の両端子に加え
ることにより、昇圧回路を必要とせず、回路構成を簡単
化することができるとともに、超音波振動子を送受信兼
用とすることによって、超音波振動子を１つにすること
ができるので、超音波距離測定装置を更に小型化するこ
とができる。
が反転した信号を出力し、超音波振動子の両端子に加え
ることにより、昇圧回路を必要とせず、回路構成を簡単
化することができるとともに、超音波振動子を送受信兼
用とすることによって、超音波振動子を１つにすること
ができるので、超音波距離測定装置を更に小型化するこ
とができる。
【００４４】
【発明の効果】マイコンで駆動される超音波距離測定装
置において、マイコンに超音波振動子駆動用の出力端子
を２つ設け、一方の端子から出力される信号に対し他方
の端子から出力される信号は位相が反転されたものとす
る。そして、この２つの端子から出力される信号を超音
波振動子の両端子に入力することにより、昇圧回路を設
けなくても、超音波振動子を駆動するのに充分な電圧振
幅を得ることができる。
置において、マイコンに超音波振動子駆動用の出力端子
を２つ設け、一方の端子から出力される信号に対し他方
の端子から出力される信号は位相が反転されたものとす
る。そして、この２つの端子から出力される信号を超音
波振動子の両端子に入力することにより、昇圧回路を設
けなくても、超音波振動子を駆動するのに充分な電圧振
幅を得ることができる。
【００４５】従って、昇圧回路を設けなくてもよい上
に、信号生成源がマイコン１０そのものであるので、信
号生成用の回路を別途設ける必要がなく、回路を簡単か
つ小型化することができる。
に、信号生成源がマイコン１０そのものであるので、信
号生成用の回路を別途設ける必要がなく、回路を簡単か
つ小型化することができる。
【００４６】また、超音波振動子を送信と受信とを兼ね
た構成とすることにより、超音波振動子を１つとするこ
とができ、より小型化することができる。
た構成とすることにより、超音波振動子を１つとするこ
とができ、より小型化することができる。
【図１】本発明の一実施例の構成図である。
【図２】図１の実施例の構成における各点での信号の様
子を示す図である。
子を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例の構成図である。
【図４】図２の実施例の構成における各点での信号の様
子を示す図である。
子を示す図である。
【図５】従来の超音波距離測定装置の構成を示す図であ
る。
る。
１０、３０ マイコン １１ 送信用超音波振動子 １２ 受信用超音波振動子 １３ 測定対象 １４ 増幅器 １５ 帯域フィルタ １６ 検波回路 １７ ゲート回路 １８ コンパレータ １９ 距離表示器 ３１ 送受切替え回路 ３２ 送受信兼用超音波振動子
Claims (4)
- 【請求項１】 発射された超音波が反射されて戻ってく
るまでの時間に基づいて物体までの距離を測定する超音
波距離測定装置において、 所定の周波数を有する第１の信号と該第１の信号に対し
て位相が反転された第２の信号とを出力するマイクロコ
ンピュータと、 前記第１の信号と前記第２の信号とによって駆動され、
該第１の信号の振幅の大きさと該第２の信号の振幅の大
きさとを加え合わせた大きさの振幅を有する信号に基づ
いて超音波を放出する第１の超音波振動子と、 超音波を受信するための第２の超音波振動子とを備える
ことを特徴とする超音波距離測定装置。 - 【請求項２】 前記第１の超音波振動子は、前記マイク
ロコンピュータが出力する前記第１の信号と前記第２の
信号とを受信し、該第１と第２の信号の電圧によって振
動子を振動させることにより超音波を放出することを特
徴とする請求項１記載の超音波距離測定装置。 - 【請求項３】 発射された超音波が反射されて戻ってく
るまでの時間に基づいて物体までの距離を測定する超音
波距離測定装置において、 所定の周波数を有する第１の信号と該第１の信号に対し
て位相が反転された第２の信号とを出力するマイクロコ
ンピュータと、 超音波の発信と受信とを兼用して行い、超音波の発信時
には前記第１の信号と前記第２の信号とによって駆動さ
れ、該第１の信号の振幅の大きさと該第２の信号の振幅
の大きさとを加え合わせた大きさの振幅を有する信号に
基づいて超音波を放出する超音波振動子と、 該超音波振動子の発信時と受信時とで回路の接続を切り
換える送受切替え手段とを備えることを特徴とする超音
波距離測定装置。 - 【請求項４】 前記超音波振動子は、前記マイクロコン
ピュータが出力する前記第１の信号と前記第２の信号と
を受信し、該第１と第２の信号の電圧によって振動子を
振動させることにより超音波を放出することを特徴とす
る請求項３記載の超音波距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7216166A JPH0961523A (ja) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | 超音波距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7216166A JPH0961523A (ja) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | 超音波距離測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0961523A true JPH0961523A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16684325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7216166A Withdrawn JPH0961523A (ja) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | 超音波距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0961523A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008275436A (ja) * | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Aichi Tokei Denki Co Ltd | 超音波流量計 |
| JP2009505467A (ja) * | 2005-08-08 | 2009-02-05 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 超音波トランスデューサアレイ |
| WO2019069803A1 (ja) * | 2017-10-04 | 2019-04-11 | 上田日本無線株式会社 | 超音波送信器、伝搬時間測定装置、気体濃度測定装置、伝搬時間測定プログラム、および伝搬時間測定方法 |
-
1995
- 1995-08-24 JP JP7216166A patent/JPH0961523A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009505467A (ja) * | 2005-08-08 | 2009-02-05 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 超音波トランスデューサアレイ |
| US9000653B2 (en) | 2005-08-08 | 2015-04-07 | Koninklijke Philips N.V. | Ultrasound transducer arrays |
| JP2008275436A (ja) * | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Aichi Tokei Denki Co Ltd | 超音波流量計 |
| WO2019069803A1 (ja) * | 2017-10-04 | 2019-04-11 | 上田日本無線株式会社 | 超音波送信器、伝搬時間測定装置、気体濃度測定装置、伝搬時間測定プログラム、および伝搬時間測定方法 |
| JP2019066423A (ja) * | 2017-10-04 | 2019-04-25 | 上田日本無線株式会社 | 超音波送信器、伝搬時間測定装置、気体濃度測定装置および伝搬時間測定プログラム |
| US11499939B2 (en) | 2017-10-04 | 2022-11-15 | Ueda Japan Radio Co., Ltd. | Ultrasonic wave transmitter, propagation time measurement device, gas concentration measurement device, propagation time measurement program, and propagation time measurement method |
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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: 20021105 |