JPH1073658A - 超音波測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波を利用した速度測定装置及び距離測定
装置等を１台の測定装置により構成する。 【解決手段】 速度測定モードの時は，基準発振器１で
発生した基準信号に基づき送波器５により超音波を送波
する。そして受波器６で被測定物体からの反射波を受波
し前置増幅器７で増幅してなる受信信号をミキサ９に入
力させて，当該ミキサ９でドップラ信号を抽出し，その
周波数を周波数／時間差測定器１２で計測する。そして
ＣＰＵ２７で被測定物体の速度を演算して表示器１４で
表示する。また距離測定モードのときは，間欠制御器２
で基準信号を間欠信号にして超音波を間欠送波する。そ
して受信信号を検波器１０に入力してエンベロープ信号
を求めて，間欠制御器２からの間欠制御信号との時間差
を周波数／時間差測定器で求める。そしてＣＰＵで被計
測物体までの距離を演算して表示器１４で表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は,超音波を用いて距
離測定や移動物体の速度測定等を１台で行えるようにし
た超音波測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，超音波は種々の目的に使われ，例
えば，超音波が移動物体により反射される際に，ドップ
ラ効果を受けて周波数が変化することを利用して当該移
動物体の速度測定を行ったり，また超音波が遠方の物体
により反射されて戻ってくるまでの時間を測定すること
により当該物体までの距離測定を行うのに用いられてい
る。

【０００３】図８は上述した超音波を用いた速度測定装
置の構成を示したものである。当該速度測定装置は，周
波数Ｆｏｕｔの基準信号を発生する基準発振器１，当該
基準信号を電力増幅する出力増幅器４，該出力増幅器４
からの信号に基づき超音波を送波する送波器５，移動物
体等によりドップラシフトを受けた周波数Ｆｉｎの反射
波を受波して電気信号に変換する受波器６，該受波器６
からの電気信号を増幅して受信信号とする前置増幅器
７，当該受信信号及び基準信号が入力して，これらの差
分周波数Ｆｄのドップラ信号を抽出するミキサ９，当該
ドップラ信号の周波数を計測する周波数計測器２５，該
周波数計測器２５で計測した周波数に基づき移動物体の
速度を， Ｆｄ＝２・Ｖ・Ｆｏｕｔ／（Ｃ−Ｖ）・・・（１） の演算式に従って求める演算器１３び当該演算器１３で
演算した速度を表示する表示器１４を有している。な
お，式１におけるＶは移動物体の速度，Ｃは音速であ
る。

【０００４】また，超音波を用いた距離測定装置は，図
９に示すように周波数Ｆｏｕｔの基準信号を発生する基
準発振器１，間欠信号を発生し，当該間欠信号により基
準信号を変調する間欠制御器２，該間欠制御器２からの
信号を電力増幅する出力増幅器４，該出力増幅器４から
の信号に基づき超音波を送波する送波器５，遠方の物体
により反射された超音波を受波して電気信号に変換する
受波器６，該受波器６からの信号を増幅して受信信号と
する前置増幅器７，当該受信信号を検波してそのエンベ
ローブ信号を生成する検波器８，間欠信号とエンベロー
ブ信号との時間差を計測する時間差計測器２６，該時間
差計測器２６からの計測値に基づき遠方の物体までの距
離を， Ｘ＝Ｃ・Ｔｄ／２・・・（２） の演算式に従って演算する演算器１３及び演算結果を表
示する表示器１４を有している。なお，式２におけるＸ
は物体までの距離，Ｃは音速，Ｔｄは超音波を送波して
から受波されるまでの時間を示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上述し
た従来の構成では，速度測定装置や距離測定装置等にお
いて多くの構成が共通しているにも関わらず，それぞれ
単独の装置としてしか構成されていないため使用範囲が
著しく制限されていた。

【０００６】即ち，速度測定と距離測定とを行いたい場
合には，速度測定装置及び距離測定装置が２台必要にな
る。従って，管理維持が面倒であると共に，全体として
の装置購入費が多額になる問題があった。

【０００７】そこで，本発明は，これらが複数の共通し
た構成を有することに鑑み，１台で多数の機能を持つ超
音波測定装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め，請求項１にかかる発明は，予め設定された周波数の
超音波を被測定物体に向けて連続送波又は間欠送波し，
かつ，間欠送波する際には間欠送波のタイミングを示す
間欠制御信号を出力する超音波送波手段と，前記被測定
物体によりドップラ効果を受けて又はドップラ効果を受
けることなく反射された超音波を受波して受信信号とし
て出力する超音波受波手段と，当該受信信号からドップ
ラ信号を抽出し又は前記受信信号のエンベローブ信号を
生成する受信信号変換手段と，前記ドップラ信号又は前
記エンベローブ信号が入力し，前記ドップラ信号が入力
した際には当該ドップラ信号の周波数を計測して周波数
計測値を出力し，前記エンベローブ信号が入力した際に
は当該エンベローブ信号と前記間欠制御信号との時間差
を計測して時間差測定値を出力する周波数／時間差計測
手段と，前記超音波送波手段，前記受信信号変換手段及
び前記周波数／時間差計測手段を少なくとも前記被測定
物体の速度を測定する速度測定モード又は前記被測定物
体までの距離を計測する距離計測モードに設定すべく制
御信号を出力して，前記速度測定モードに設定した場合
は，前記受信信号変換手段にドップラ信号を抽出させ，
かつ，前記周波数／時間差計測手段に前記周波数計測値
を出力させて被測定物体の移動速度を演算して表示し，
また前記距離計測モードに設定した場合は，前記超音波
送波手段に超音波を間欠送波させると共に，前記受信信
号変換手段に前記エンベローブ信号を生成させ，かつ，
前記周波数／時間差計測手段に前記時間差測定値を出力
させて被測定物体までの距離を演算して表示する演算表
示手段とを有することを特徴とする。

【０００９】即ち，被測定物体の速度を測定する際に
は，演算表示手段が超音波送波手段，受信信号変換手段
及び周波数／時間差計測手段に制御信号を出力して，こ
れら各手段を速度測定モードに設定させる。そして被測
定物体によりドップラ効果を受けて反射された超音波を
超音波受波手段により受波して，これを電気信号に変換
して受信信号として出力する。受信信号変換手段は，当
該受信信号からドップラ信号を抽出し，当該ドップラ信
号の周波数を周波数／時間差測定手段が計測する。その
計測結果が演算表示手段に入力して，当該演算表示手段
が被測定物体の速度を演算して表示する。

【００１０】一方，被測定物体までの距離を測定する際
には，演算表示手段が超音波送波手段，受信信号変換手
段及び周波数／時間差計測手段に制御信号を出力して，
これら各手段を距離測定モードに設定させる。これによ
り超音波送波手段は超音波を間欠送波すると共に間欠制
御信号を出力する。当該間欠制御信号は超音波を間欠送
波する際の送波タイミングを示している。そして被測定
物体により反射された超音波を超音波受波手段により受
波して，これを電気信号に変換して受信信号として出力
する。受信信号変換手段は，当該受信信号のエンベロー
ブ信号を生成し，当該エンベローブ信号と間欠制御信号
との時間差を周波数／時間差測定手段が計測する。その
計測結果が演算表示手段に入力して，当該演算表示手段
が被測定物体までの距離を演算して表示することを特徴
とする。

【００１１】請求項２にかかる発明は，前記超音波送波
手段が，超音波を間欠送波する際の当該間欠送波のデュ
ーティー比が適宜設定可能に設けられた間欠制御器と，
送波する超音波の音波強度を調整する音波強度調整部と
を有することを特徴とする。

【００１２】即ち，超音波送波手段が演算表示手段から
制御信号を受けて超音波を間欠送波する際に，当該制御
信号を受信すると共に，間欠送波のデューティー比が適
宜設定可能に設けられて，当該設定されたデューティー
比で超音波を間欠送波することを特徴とする。

【００１３】請求項３にかかる発明は，前記受信信号変
換手段が，前記受信信号からドップラ信号を抽出するミ
キサと，前記受信信号のエンベローブ信号を生成する検
波器と，前記制御信号に基づき前記受信信号を前記ミキ
サ又は前記検波器のいずれかに入力させると共に，その
出力を前記周波数／時間差計測手段に出力させる信号路
切替部とを有することを特徴とする。

【００１４】即ち，受信信号変換手段が演算表示手段か
ら制御信号を受信して，速度測定モードに設定された場
合には，受信信号をミキサに入力させて当該ミキサでド
ップラ信号を抽出して周波数／時間差計測手段に出力さ
せ，また距離測定モードに設定された場合には，受信信
号を検波器に入力させて当該検波器でエンベローブ信号
を生成して周波数／時間差計測手段に出力させることを
特徴とする。

【００１５】請求項４にかかる発明は，前記演算表示手
段が，少なくとも速度測定モード及び距離測定モードを
選択して，選択したモードを示すモード信号を出力する
操作スイッチと，当該モード信号に基づき前記制御信号
を出力すると共に，前記周波数計測値又は時間差測定値
に基づき被測定物体の速度又は距離を演算するＣＰＵ
と，該ＣＰＵで演算した前記速度又は距離を表示する表
示器とを有することを特徴とする。

【００１６】即ち，操作スイッチにより測定項目が少な
くとも速度測定モードなのか距離測定モードなのかを選
択して，選択されたモードを示すモード信号をＣＰＵに
出力し，当該ＣＰＵは当該モード信号に基づき超音波送
波手段，受信信号変換手段及び周波数／時間差計測手段
に制御信号を出力する。そしてＣＰＵで演算された速度
又は距離を表示器で表示することを特徴とする。

【００１７】請求項５にかかる発明は，前記演算表示手
段が，時間を計時する時間計数器を有し，かつ，前記操
作スイッチがストップウォッチモードを備えて，当該操
作スイッチによりストップウォッチモードが選択された
際には計時を行うことを特徴とする。

【００１８】請求項６にかかる発明は，前記演算表示手
段が，計時する時間を設定可能に設けられた時間計数器
と，可聴音を発生する可聴音発生部とを有し，かつ，前
記操作スイッチがアラームモードを備えて，当該操作ス
イッチによりアラームモードが選択され，かつ，前記時
間計数器に設定された時間の計時を完了した場合には，
前記可聴音発生部により可聴音を発生させることを特徴
とする。

【００１９】請求項７にかかる発明は，演算表示手段
が，スポーツのスコアデータを受信して，当該データを
記憶する記憶部を有して，当該データに基づきスコアを
前記表示手段に表示させることを特徴とする。

【００２０】請求項８にかかる発明は，前記演算表示手
段が，有線又は無線により外部と通信して前記速度測定
モード，距離測定モード又はストップウォッチモードを
選択すると共に，種々の情報を前記表示器に表示させる
通信部を有することを特徴とする。

【００２１】請求項９にかかる発明は，前記演算表示手
段が，前記速度測定モード，距離測定モード又はストッ
プウォッチモードのいずれかのモードが処理動作中であ
っても，前記アラームモードを並列動作させ，かつ，前
記可聴音発生部が可聴音を発生する際には，前記速度測
定モード，距離測定モード又はストップウォッチモード
の処理動作を一時中断して前記可聴音を発生させること
を特徴とする。

【００２２】請求項１０にかかる発明は，前記演算表示
手段が，前記速度測定モード，距離測定モード，ストッ
プウォッチモード又はアラームモードが動作中であって
も，スポーツのスコアデータを受信して前記記憶手段に
記憶して前記表示手段にスコアを表示させ，また前記通
信部に外部との通信を行わせることを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
て説明する。図１は本実施の形態にかかる超音波測定装
置のブロック図である。当該超音波測定装置は超音波送
波手段，超音波受波手段，受信信号変換手段及び演算表
示手段等を有している。

【００２４】超音波送波手段は，予め設定された周波数
Ｆｏｕｔの基準信号を発生する基準発振器１，基準信号
を連続した信号とするか又は間欠した信号とするかを制
御し，間欠した信号とした場合にはそのタイミングを示
す間欠制御信号を出力する間欠制御器２，該間欠制御器
２からの信号をレベル調整することで超音波の出力レベ
ルを調整する音波強度調整部であるボリューム３，該ボ
リューム３からの信号を電力増幅する出力増幅器４，電
力増幅された信号により発振して超音波を連続送波又は
間欠送波する送波器５を有して，超音波が被測定物体に
照射される。

【００２５】超音波受波手段は，被測定物体により反射
された超音波を受波して電気信号に変換する受波器６，
該受波器６からの信号を増幅して受信信号として出力す
る前置増幅器７を有している。

【００２６】受信信号変換手段は，受信信号からドップ
ラ信号を抽出するミキサ９，受信信号のエンベローブ信
号を生成する検波器１０，ミキサ９及び検波器１０の入
力を切替える信号路切替部である入力切替スイッチ８，
ミキサ９及び検波器１０の出力を切替える信号路切替部
である出力切替スイッチ１１を有している。

【００２７】周波数／時間差計測手段は，出力切替スイ
ッチ１１からドップラ信号又はエンベローブ信号を受信
し，ドップラ信号を受信した場合には当該ドップラ信号
の周波数を計測して，これを周波数計測値として出力
し，またエンベローブ信号を受信した場合には当該エン
ベローブ信号と間欠制御信号との時間差を計測して，こ
れを時間差測定値として出力する周波数／時間差計測器
１２を有している。

【００２８】演算表示手段は，周波数／時間差計測器１
２からの周波数計測値又は時間差測定値に基づき被測定
物体の速度又は距離を式１又は式２に基づき演算するＣ
ＰＵ２７及び演算結果を表示する表示器１４を有してい
る。

【００２９】また演算表示手段は，各種の測定モードの
切替え等を行う操作スイッチ１５，可聴音発生部である
ブザー１６，時間を計時する時間計数器１７，外気温を
計測して外気温信号として出力する温度計測器１８，操
作スイッチ１５の操作や表示を無線により制御すべく，
外部と無線通信する無線送受器１９，操作スイッチ１５
の操作や表示を有線制御する際のインターフェース２０
を有している。

【００３０】さらに，演算表示手段は，外部から超音波
測定装置の操作や測定結果を表示するための機器とし
て，無線で結果を表示する無線表示器２１，無線で操作
を行う無線操作器２２，有線で結果を表示する有線表示
器２３，有線で操作を行う有線操作器２４を有してい
る。

【００３１】図２は本実施の形態にかかる超音波測定装
置の外観を示したもので，図２（ａ）はピストル形の装
置本体の側面図，図２（ｂ）は操作スイッチ１５及び表
示器１４が配設された操作表示パネル１００ａの説明図
である。

【００３２】本体１００には取手１０１，インターフェ
ース２０，無線送受器１９，トリガスイッチ１０４及び
操作表示パネル１００ａを有している。

【００３３】また操作スイッチ１５は，電源スイッチ１
０５，加算スイッチ１０６，減算スイッチ１０７，モー
ドスイッチ１０８及びリセットスイッチ１Ｏ９を有して
いる。

【００３４】表示器１４は，上位２桁表示１１１，中位
２桁表示１１２，下位２桁表示１１３，上位／中位区切
表示１１４，中位／下位区切表示１１５及び４つのモー
ド表示１１６からなる。この４つのモードとしては速度
測定モード，距離測定モード，ストップウォッチモード
及びアラームモードがある。

【００３５】なお，間欠制御器２，入力切替スイッチ
８，出力切替スイッチ１１，周波数／時間差計測器１２
及び表示器１４はＣＰＵ２７から制御信号を受信して，
各モードに適した設定になるように構成されている。

【００３６】即ち，間欠制御器２は，速度測定モードの
場合には，基準信号をそのまま通過させて連続信号とし
又は基準信号を変調して予め設定されたデューティー比
の間欠信号にして出力し，また距離測定モードの場合に
は，基準信号を変調して予め設定されたデューティー比
の間欠信号にして出力するように設定される。

【００３７】なお，速度測定モードの場合に，連続信号
にするか間欠信号にするかは，装置の設定により決まる
もので，制御信号によるものでないことを付言する。

【００３８】入力切替スイッチ８は，速度測定モードの
場合には，受信信号がミキサ９に入力するように設定さ
れ，これに伴い出力切替スイッチ１１はミキサ８からの
ドップラ信号を周波数／時間差計測器１２に入力するよ
うに設定される。また距離測定モードの場合には，受信
信号が検波器１０に入力するように設定され，これに伴
い出力切替スイッチ１１は検波器１０からのエンベロー
ブ信号を周波数／時間差計測器１２に入力するように設
定される。

【００３９】なお，図１における入力切替スイッチ８及
び出力切替スイッチ１１は速度測定モードにおけるスイ
ッチ位置を示している。

【００４０】周波数／時間差計測器は，速度測定モード
の場合には，出力切替スイッチ１１を介して入力した信
号（即ち，ドップラ信号）の周波数を計測し，また距離
測定モードの場合には出力切替スイッチ１１を介して入
力した信号（即ち，エンベロープ信号）と間欠制御信号
との時間差を計測するように設定される。

【００４１】表示器１４の設定については，後述する各
モードの動作説明において説明する。

【００４２】超音波の音波強度の調整は，被測定物体の
大きさや被測定物体までの距離に応じて，適宜ボリュー
ム３を調整して出力増幅器４に入力する信号レベルを調
整することにより行われる。なお，ボリューム３は出力
増幅器４の増幅度を可変する部分に置き代えることも可
能である。

【００４３】上記構成のもと，まず速度測定モードの動
作について説明する。速度測定を開始する際の初期設定
として，操作スイッチ１５のモードスイッチ１０８を操
作して速度測定モードであることを示すモード信号をＣ
ＰＵ２７に送る。

【００４４】ＣＰＵ２７はこのモード信号に基づいて制
御信号を間欠制御器２，入力切替スイッチ８，出力切替
スイッチ１１，周波数／時間差計測器１２及び表示器１
４に出力して，これにより各間欠制御器２等の初期設定
が行われる。

【００４５】そして表示器１４は，速度表示用に上位２
桁表示１１１，中位２桁表示１１２，下位２桁表示１１
３の６桁及び中位／下位区切表示１１５を有効にし，モ
ード表示１１６のうちＫｍ／ｈ部分を表示ように設定さ
れる。なお，中位／下位区切表示１１５は小数点を現し
ている。

【００４６】この様な設定のもとで，基準発振器１で発
生した基準信号が間欠制御器２に入力して連続信号又は
間欠信号のいずれかに変換されてボリューム３を介して
出力増幅器４に出力され，当該出力増幅器４で電力増幅
されて送波器５から被測定物体に向けて超音波が送波さ
れる。

【００４７】一方，送波器５から送波された超音波は，
被測定物体によりドップラ効果を受けて，当該被測定物
体の速度に対応して周波数変化した反射波となって受波
器６により受波され，電気信号に変換される。そして当
該電気信号は，前置増幅器７によって増幅されて受信信
号として入力切替スイッチ８を介してミキサ９に出力さ
れる。

【００４８】ミキサ９では受信信号からドップラ信号が
抽出され，そして出力切替スイッチ１１を介して周波数
／時間差計測器１２に入力する。当該周波数／時間差計
測器１２は，ＣＰＵ２７から制御信号により周波数計測
状態に設定されているので，入力したドップラ信号の周
波数を計測して周波数計測値として出力する。

【００４９】周波数計測値はＣＰＵ２７に入力して，当
該ＣＰＵ２７において式１に従って被測定物体の速度が
求められて，その結果が表示器１４で表示される。

【００５０】次に距離測定モードの動作につて説明す
る。距離測定を開始する際の初期設定として，操作スイ
ッチ１５のモードスイッチ１０８を操作して速度測定モ
ードであることを示すモード信号をＣＰＵ２７に送る。

【００５１】ＣＰＵ２７はこのモード信号に基づいて制
御信号を間欠制御器２，入力切替スイッチ８，出力切替
スイッチ１１及び周波数／時間差計測器１２に出力し
て，各間欠制御器２等が設定される。

【００５２】そして表示器１４は，距離表示用に中位２
桁表示１１２，下位２桁表示１１３及び中位／下位区切
表示１１５を有効にし，またモード表示１１６のうちｍ
部分を表示するように設定される。なお，中位／下位区
切表示１１５は小数点を現している。

【００５３】この様な設定のもとで，基準発振器１で発
生した基準信号が間欠制御器２に入力して間欠信号に変
換されてボリューム３を介して出力増幅器４に出力さ
れ，当該出力増幅器４で電力増幅されて送波器５から被
測定物体に向けて超音波が間欠送波される。

【００５４】一方，送波器５から送波された超音波は，
被測定物体により反射されて受波器６により受波され，
電気信号に変換される。そして当該電気信号は，前置増
幅器７によって所定レベルに増幅されて受信信号として
入力切替スイッチ８を介して検波器１０に出力される。

【００５５】検波器１０では，受信信号のエンベローブ
信号が生成されて出力切替スイッチ１１を介して周波数
／時間差計測器１２に入力する。当該周波数／時間差計
測器１２はＣＰＵ２７からの制御信号により時間差計測
状態に設定されているので，入力したエンベローブ信号
と間欠制御器２からの間欠制御信号との時間差を計測し
て，その結果をＣＰＵ２７に出力する。

【００５６】そして，ＣＰＵ２７は，式２に従って被測
定物体までの距離を求めて，その結果を表示器１４が表
示する。

【００５７】なお，間欠制御信号の周期Ｔｃと送波時間
Ｔｓとの関係（デューティ比）は，式２をもとに音速Ｃ
と被測定物体までの距離Ｘにより定り，最大測定距離を
Ｘｍａｘとし最小測定距離をＸｍｉｎとしたとき， Ｔｃ≧２・Ｘｍａｘ／Ｃ・・・（３） Ｔｓ≦２・Ｘｍｉｎ／Ｃ・・・（４） を満たすように適宜設定される。

【００５８】また，前述の速度測定や距離測定において
音速Ｃは，外気温をｔとすると， Ｃ＝３３１．５＋０．６ｔ・・・（５） で与えられるため，温度計測器１８で計測した外気温を
もとに音速を補正し，その結果を反映することで温度に
よる誤差補正が可能となる。

【００５９】次にストップウォッチモードの動作につて
説明する。ストップウォッチモードにおいては，超音波
送波手段，超音波受波受波，受信信号変換手段及び周波
数／時間差計測手段等は用いられないので間欠制御器２
や周波数／時間差計測器１２等の設定は行われない。そ
して，演算表示手段の時間計数器１７や表示器１４等が
用いられる。

【００６０】ストップウォッチモードを開始する際の初
期設定として，操作スイッチ１５のモードスイッチ１０
８を操作してストップウォッチモードであることを示す
モード信号をＣＰＵ２７に送る。

【００６１】そして表示器１４は，時間表示用に上位２
桁表示１１１，中位２桁表示１１２，下位２桁表示１１
３，上位／中位区切表示１１４及び中位／下位区切表示
１１５を有効にし，またモード表示１１６のうちＴｉｍ
ｅ部分を表示するように設定される。なお，上位２桁表
示１１１は分オーダー，中位２桁表示１１２は秒オーダ
ー，下位２桁表示は１００分の１秒オーダーを現してい
る。

【００６２】この様な設定のもと，トリガスイッチ１０
４が所望のタイミングで押されると時間計数器１７は時
間計数を開始する。そして，再度トリガスイッチ１０４
が押されると計数を終了し，その計数結果をＣＰＵ２７
に出力して，表示器１４に結果が表示される。

【００６３】次にアラームモードの動作につて説明す
る。アラームモードにおいては，超音波送波手段，超音
波受波受波，受信信号変換手段及び周波数／時間差計測
手段等は用いられないので間欠制御器２や周波数／時間
差計測器１２等の設定は行われない。そして，演算表示
手段の時間計数器１７や表示器１４等が用いられる。

【００６４】アラームモードを開始する際の初期設定と
して，操作スイッチ１５のモードスイッチ１０８を操作
してアラームモードであることを示すモード信号をＣＰ
Ｕ２７に送る。

【００６５】表示器１４は，時間表示用に上位２桁表示
１１１，中位２桁表示１１２，下位２桁表示１１３，上
位／中位区切表示１１４及び中位／下位区切表示１１５
を有効にし，またモード表示１１６のうちＡｌａｒｍ部
分を表示するように設定される。なお，上位２桁表示１
１１は時オーダー，中位２桁表示１１２は分オーダー，
下位２桁表示は秒オーダーを現している。

【００６６】この様な設定のもと，加算スイッチ１０６
又は減算スイッチ１０７で計時する時間を設定して，ト
リガスイッチ１０４が押される。

【００６７】これにより時間計数器１７が時間の計時を
開始し，設定した計時時間と逐次比較しながら，一致し
た時点でブザー１６を鳴動して告知する。

【００６８】なお，時間計数を減算式にし，設定された
時間の計時を完了したときにブザー１６を鳴動させても
よい。

【００６９】また，上述のアラームモードは，時間計数
器１７に設定時間と一致するまでは速度測定モード及び
距離測定モードと並列動作を可能にして，設定された時
間を計時したとき，即ちブザー１６を鳴動させる時間に
なったとき，ＣＰＵ２７に割込みを発生させて当該ブザ
ー１６を鳴動するようにしてもよい。無論この場合に
は，ブザー１６が鳴動した後は元のモードに復帰するこ
とは言うまでもない。

【００７０】なお，時間計数器１３を２つ持つならば，
アラームモードは速度測定モード及び距離測定モードと
の並列動作に加え，ストップウォッチモードとも並行動
作を可能にすることができる。

【００７１】次に外部制御機能につて説明する。外部制
御機能の無線の場合，電波，光，音等を用いた無線によ
る無線送受器１９をＣＰＵ２７と接続し，無線送受器１
９と通信できる手段を持った無線表示器２１や無線操作
器２２によって操作スイッチ１５の操作や結果表示を外
部から可能にする。

【００７２】また有線の場合は，ＲＳ２３２Ｃ，ＧＰＩ
Ｂ，ＳＣＳＩなど，一般的なコンピュータで用いられて
いる汎用的なもの，また専用のシリアルやパラレルのイ
ンターフェース２０をＣＰＵ２７と接続し，有線表示器
２３や有線操作器２４によって操作スイッチ１５の操作
や結果表示を外部から可能にする。

【００７３】なお，インターフェース２０は上述のよう
に汎用のインターフェースによればパーソナルコンピュ
ータ等でも操作可能となる。

【００７４】次にスポーツのスコア入力と管理機能に付
いて説明する。図３は野球の場合のスコア入力用外部操
作器の例で，操作器本体２００，アウトカウント加算ス
イッチ２０１，アウトカウント減算スイッチ２０２，ボ
ールカウント加算スイッチ２０３，ボールカウント減算
スイッチ２０４，ストライク加算スイッチ２０５，スト
ライク減算スイッチ２０６，アウト／ボール／ストライ
クカウントリセットスイッチ２０７，イニング数加算ス
イッチ２０８，イニング数減算スイッチ２０９，表攻撃
スイッチ２１０，裏攻撃スイッチ２１１，得点加算スイ
ッチ２１２，得点減算スイッチ２１３，全データリセッ
トスイッチ２１４から構成される。

【００７５】そして，プレーの進行に合わせ，主審又は
第３者が，この操作器２００の各スイッチを操作し，そ
の都度，操作結果を超音波測定装置本体に有線又は無線
送信する。これにより超音波測定装置の無線送受器１９
又はインターフェース２０を介して各データがＣＰＵ２
７に取込まれ，図示しない記憶部に記憶される。

【００７６】図４は野球の場合のスコア外部表示器の例
で，表示器本体３００，イニング数表示３０１，表攻撃
得点表示３０２，裏攻撃得点表示３０３，ストライク／
ボール／アウトカウント表示３０４，ボール速度表示３
０５から構成される。

【００７７】超音波測定装置の図示しない記憶部に記憶
されたスコアデータは，ＣＰＵ２７から無線送受器１９
又はインターフェース２０を介して送られて当該のスコ
ア外部表示器により表示される。

【００７８】スコアの入力／表示は外部によらず，超音
波測定装置本体に対応するスイッチ及び表示を装備する
ことも可能である。また，パーソナルコンピュータ等を
操作／表示手段とすることも可能である。

【００７９】また，上述のスコア入力／管理機能に付い
ても，各種スコア入力スイッチを操作したときのみＣＰ
Ｕ２７に知らせる割り込み処理とすることで，アラーム
モードの場合と同様に他の機能と並行動作が可能とな
る。

【００８０】図５は本実施の形態にかかる超音波測定装
置の操作の流れを示したフローチャ−トの例で，電源投
入時は速度測定モードとなる。

【００８１】ステップＡ１でトリガスイッチ１０４が操
作されると周波数が計測され（ステップＡ１ａ），その
結果から速度が演算され（ステップＡ１ｂ），速度を表
示して（ステップＡ１ｃ）再びトリガスイッチ１０４待
ちとなる。

【００８２】一方，ステップＡ１でトリガスイッチ１０
４が操作されない場合には，ステップＡ２でモード判断
が行われ，モードスイッチ１０８が操作されてモード変
更があった場合にはステップＡ３に進み，変更がなかっ
た場合にはステップＡ１に戻る。

【００８３】ステップＡ２に進み距離測定モードに入る
と，ステップＡ３でトリガスイッチ１０４が操作される
と時間差が計測され（ステップＡ３ａ），その結果から
距離が演算され（ステップＡ３ｂ），距離を表示して
（ステップＡ３ｃ）再びステップＡ３に戻ってトリガス
イッチ１０４待ちとなる。

【００８４】一方，ステップＡ３でトリガスイッチ１０
４が操作されない場合には，ステップＡ４に進みモード
判断が行われ，モードスイッチ１０８が操作されてモー
ドが変更された場合には，ステップＡ５に進み，変更さ
れない場合にはステップＡ３に戻る。

【００８５】ステップＡ５に進みストップウォッチモー
ドに入ると，トリガスイッチ１０４が操作されたか否か
が判断され，トリガスイッチ１０４が操作された場合に
は計時開始を行い（ステップＡ５ａ），逐次経過時間を
表示しながら（ステップＡ３ｂ），計時終了のトリガス
イッチ１０４の操作が行われたか否かを判断する（ステ
ップＡ５ｃ）。そして計時終了のトリガスイッチ１０４
の操作が行われたと判断した場合には，計時を終了（ス
テップＡ５ｄ）してステップＡ５に戻る。

【００８６】一方，ステップＡ５でトリガスイッチ１０
４が操作されなかった場合には，ステップＡ６でリセッ
トスイッチ１０９が操作されたか否が判断される。そし
て，リセットスイッチ１０９が操作された場合には計時
をリセット（ステップＡ６ａ）してステップＡ７に進
み，操作されなかった場合にはステップＡ７に進む。

【００８７】ステップＡ７では，モードスイッチ１０８
が操作されたか否かが判断されて，操作されない場合に
はステップＡ５に戻り，操作されてモード変更が行われ
た場合にはステップＡ８に進む。

【００８８】ステップＡ８に進みアラームモードになる
と，前回に設定された設定値が有ればその設定時間が呼
出されてステップＡ９に進む。

【００８９】そしてステップＡ９で，加算スイッチ１０
６が押されたか否かの判断が行われ，押された場合には
設定値を増加して（ステップＡ９ａ）ステップＡ９に戻
り，押されない場合にはステップＡ１０に進む。

【００９０】ステップＡ１０では，減算スイッチ１０７
が押されたか否かの判断が行われ，押された場合には設
定値を減少して（ステップＡ１０ａ）ステップＡ１０に
戻り，押されない場合にはステップＡ１１に進む。

【００９１】ステップＡ１１で，トリガスイッチ１０４
が操作されたか否かの判断が行われ，操作された場合に
は，設定値を記憶し（ステップＡ１１ａ），時間の計数
を開始する（ステップＡ１１ｂ）。そして計数時間を表
示して（ステップＡ１１ｃ），モードスイッチ１０８が
操作されたか否かの判断を行い，操作されない場合には
ステップＡ１１ｃに戻り操作された場合にはステップＡ
１に戻る。

【００９２】一方，ステップＡ１１でトリガスイッチ１
０４が操作されない場合には，ステップＡ１２に進んで
モードスイッチ１０８が操作されたか否かの判断が行わ
れ，変更された場合にはステップＡ１に戻り変更されな
い場合にはステップＡ９に戻る。

【００９３】なお，上記操作の中において，アラームモ
ードでアラームの設定が行われた場合に，当該設定時間
に達すると，図６に示す割込み処理が行われる。

【００９４】即ち，設定時間に達すると，ステップＢ１
で割込みが行われて現在実行中の処理を一時中断し，ス
テップＢ２でブザーを鳴動させて時間計数完了を知ら
せ，その後もとの処理に戻る。

【００９５】また，スコアの入力操作がなされた場合も
図７に示すような処理によりステップＣ１で割込み処理
が行われて現在実行中の処理を一時中断し，ステップＣ
２，Ｃ３でデータの取込み／記憶及びデータ表示出力処
理が行なわれて，その後もとの処理に戻る。

【００９６】なお，前述の割込み処理は，現在実行中の
処理において計測精度等に影響を及さない期間に受付る
よう割込みマスクを設ける必要がある。

【００９７】なお，図２に示した超音波測定装置の測定
モードの切替えはモードスイッチ１０８を操作した回数
でモードを切替えているが，モードに１対１対応した直
接選択できるスイッチをモードの数だけ配置しても可能
である。

【００９８】また，入力切替スイッチ８は，出力切替ス
イッチ１１が有るため省略可能である。

【００９９】

【発明の効果】本発明によれば，一台の超音波測定装置
に速度測定機能及び距離測定機能等を具備させたので，
装置の付加価値を高めることが可能になった。

【０１００】また，アラームモードや，スコア入力／管
理機能を，その他の機能と並列処理が可能なように設け
たので利便性が向上した。

【０１０１】さらに，無線又は有線により外部からの操
作及び表示を可能にしたので，本体から離れての操作や
結果の確認が出来，またパーソナルコンピュータ等によ
る遠隔操作と結果取込みが可能となって，データの管理
／分析が容易となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる超音波測定装置のブロック図で
ある。

【図２】図１の超音波測定装置の外観図で，（ａ）は側
面図，（ｂ）は操作表示パネルを示す図である。

【図３】野球スコア入力用の有線又は無線制御器のイメ
ージ図である。

【図４】野球スコア表示用の有線又は無線表示器のイメ
ージ図である。

【図５】各モードの処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図６】アラームモードにおける割込み処理の手順を示
すフローチャートである。

【図７】スコア処理における割込み処理の手順を示すフ
ローチャートである。

【図８】従来の技術の説明に適用される速度測定装置の
ブロック図である。

【図９】従来の技術の説明に適用される距離測定装置の
ブロック図である。

【符号の説明】

１ 基準発振器 ２ 間欠制御器 ３ ボリューム ４ 出力増幅器 ５ 送波器 ６ 受波器 ７ 前置増幅器 ８ 入力切替スイッチ ９ ミキサ １０ 検波器 １１ 出力切替スイッチ １２ 周波数／時間差計測器 １４ 表示器 １５ 操作スイッチ １６ ブザー １７ 時間計数器 １８ 温度計測器 １９ 無線送受器 ２０ インターフェース ２１ 無線表示器 ２２ 無線操作器 ２３ 有線表示器 ２４ 有線操作器 ２７ ＣＰＵ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め設定された周波数の超音波を被測定
   物体に向けて連続送波又は間欠送波し，かつ，間欠送波
   する際には間欠送波のタイミングを示す間欠制御信号を
   出力する超音波送波手段と，前記被測定物体によりドッ
   プラ効果を受けて又はドップラ効果を受けることなく反
   射された超音波を受波して受信信号として出力する超音
   波受波手段と，当該受信信号からドップラ信号を抽出し
   又は前記受信信号のエンベローブ信号を生成する受信信
   号変換手段と，前記ドップラ信号又は前記エンベローブ
   信号が入力し，前記ドップラ信号が入力した際には当該
   ドップラ信号の周波数を計測して周波数計測値を出力
   し，前記エンベローブ信号が入力した際には当該エンベ
   ローブ信号と前記間欠制御信号との時間差を計測して時
   間差測定値を出力する周波数／時間差計測手段と，前記
   超音波送波手段，前記受信信号変換手段及び前記周波数
   ／時間差計測手段を少なくとも前記被測定物体の速度を
   測定する速度測定モード又は前記被測定物体までの距離
   を計測する距離計測モードに設定すべく制御信号を出力
   して，前記速度測定モードに設定した場合は，前記受信
   信号変換手段にドップラ信号を抽出させ，かつ，前記周
   波数／時間差計測手段に前記周波数計測値を出力させて
   被測定物体の移動速度を演算して表示し，また前記距離
   計測モードに設定した場合は，前記超音波送波手段に超
   音波を間欠送波させると共に，前記受信信号変換手段に
   前記エンベローブ信号を生成させ，かつ，前記周波数／
   時間差計測手段に前記時間差測定値を出力させて被測定
   物体までの距離を演算して表示する演算表示手段とを有
   することを特徴とする超音波測定装置。
2. 【請求項２】 前記超音波送波手段が，超音波を間欠送
   波する際の当該間欠送波のデューティー比が適宜設定可
   能に設けられた間欠制御器と，送波する超音波の音波強
   度を調整する音波強度調整部とを有することを特徴とす
   る請求項１記載の超音波測定装置。
3. 【請求項３】 前記受信信号変換手段が，前記受信信号
   からドップラ信号を抽出するミキサと，前記受信信号の
   エンベローブ信号を生成する検波器と，前記制御信号に
   基づき前記受信信号を前記ミキサ又は前記検波器のいず
   れかに入力させると共に，その出力を前記周波数／時間
   差計測手段に出力させる信号路切替部とを有することを
   特徴とする請求項１又は２記載の超音波測定装置。
4. 【請求項４】 前記演算表示手段が，少なくとも速度測
   定モード及び距離測定モードを選択して，選択したモー
   ドを示すモード信号を出力する操作スイッチと，当該モ
   ード信号に基づき前記制御信号を出力すると共に，前記
   周波数計測値又は時間差測定値に基づき被測定物体の速
   度又は距離を演算するＣＰＵと，該ＣＰＵで演算した前
   記速度又は距離を表示する表示器とを有することを特徴
   とする請求項１乃至３いずれか１項記載の超音波測定装
   置。
5. 【請求項５】 前記演算表示手段が，時間を計時する時
   間計数器を有し，かつ，前記操作スイッチがストップウ
   ォッチモードを備えて，当該操作スイッチによりストッ
   プウォッチモードが選択された際には前記時間計数器が
   計時を行うことを特徴とする請求項１乃至４いずれか１
   項記載の超音波測定装置。
6. 【請求項６】 前記演算表示手段が，計時する時間を設
   定可能に設けられた時間計数器と，可聴音を発生する可
   聴音発生部とを有し，かつ，前記操作スイッチがアラー
   ムモードを備えて，当該操作スイッチによりアラームモ
   ードが選択され，かつ，前記時間計数器に設定された時
   間の計時を完了した場合には，前記可聴音発生部により
   可聴音を発生させることを特徴とする請求項１乃至５い
   ずれか１項記載の超音波測定装置。
7. 【請求項７】 演算表示手段が，スポーツのスコアデー
   タを受信して，当該データを記憶する記憶部を有して，
   当該データに基づきスコアを前記表示手段に表示させる
   ことを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項記載の超
   音波測定装置。
8. 【請求項８】 前記演算表示手段が，有線又は無線によ
   り外部と通信して前記速度測定モード，距離測定モード
   又はストップウォッチモードを選択すると共に，種々の
   情報を前記表示器に表示させる通信部を有することを特
   徴とする請求項１乃至７いずれか１項記載の超音波測定
   装置。
9. 【請求項９】 前記演算表示手段が，前記速度測定モー
   ド，距離測定モード又はストップウォッチモードのいず
   れかのモードが処理動作中であっても，前記アラームモ
   ードを並列動作させ，かつ，前記可聴音発生部が可聴音
   を発生する際には，前記速度測定モード，距離測定モー
   ド又はストップウォッチモードの処理動作を一時中断し
   て前記可聴音を発生させることを特徴とする請求項６乃
   至８記載の超音波測定装置。
10. 【請求項１０】 前記演算表示手段が，前記速度測定モ
    ード，距離測定モード，ストップウォッチモード又はア
    ラームモードが動作中であっても，スポーツのスコアデ
    ータを受信して前記記憶手段に記憶して前記表示手段に
    スコアを表示させ，また前記通信部に外部との通信を行
    わせることを特徴とする請求項９記載の超音波測定装
    置。