JPH11326512A

JPH11326512A - 超音波距離計

Info

Publication number: JPH11326512A
Application number: JP13497298A
Authority: JP
Inventors: Akira Takahashi; 朗高橋
Original assignee: Showa Optronics Co Ltd
Current assignee: Kyocera Soc Corp
Priority date: 1998-05-18
Filing date: 1998-05-18
Publication date: 1999-11-26

Abstract

(57)【要約】【課題】誤った距離測定の原因となる外来ノイズその
他の妨害波及び干渉による受波信号の変動による影響を
排除し、正確な距離測定を可能にした超音波距離計を提
供する。【解決手段】基準パルス２０１と超音波搬送波２０２
による送波信号２０３を送波器１３から被測定物に発射
させ、被測定物から反射した受波信号２０４を受波器１
４で受信すると共に、受波信号２０４に基づいて受信パ
ルス２０７を造り、基準パルス２０１と受信パルス２０
７の時間差を計測して距離の測定を行う超音波距離計で
あり、受波信号２０４を２つの受波器１４ａ，１４ｂで
受信させ、各受波信号２０４ａ，２０４ｂはＯＲ結合回
路１５を介して補正受波信号２０４ｃとした後に受信パ
ルス２０７を造ると共に、送波信号２０３として基準パ
ルス２０１の発生期間中を除いた期間に超音波搬送波２
０２を送波する負論理（Ｌアクティブ）信号を用いた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波信号によっ
て目標物までの距離を測定する超音波距離計に関し、特
に外来ノイズによって誤った距離測定が行われる確率を
低減し、測定精度を高める機能を付加させた超音波距離
計に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の超音波距離計は、図１で示すよ
うに距離計本体Ａに一対をなす送波器３と受波器４が装
備され、送波器３から通常は搬送周波数を４０ＫＨz程
度の超音波信号とした基準パルスを被測定物Ｂとなる目
標物に発射し、被測定物Ｂからの反射波を受波器４で受
けて基準パルスが戻るまでの時間を計測して距離の測定
を行うものであり、例えばコンベアで移送中の物体の検
出や物体の高さの判別或いは自動ドアや侵入警報機にお
ける人体の検出など各種分野で使用されているが、その
一例としては図２で示すブロック図及び図３で示す図２
の各部波形図のように構成されている。

【０００３】図２，３において、パルス発生回路１は所
定時間間隔毎に基準パルス１０１を発生し、搬送波発生
回路２では基準パルス１０１が入力される毎に、当該基
準パルス１０１をゲート信号としてパルス幅の期間中だ
け間欠的に超音波の搬送波を送波器３へ出力し、送波器
３から送波信号１０３を被測定物Ｂに向けて発射する
が、この場合の送波論理は基準パルス１０１の発生期間
中だけ送波信号１０３を発生するようにした正論理（Ｈ
アクティブ）による。

【０００４】発射した送波信号１０３は被測定物Ｂで反
射して受波信号１０４として受波器４に戻り、この受波
信号１０４を増幅回路５で十分なレベルまで増幅した後
に、検波回路６で検波してその包絡線（エンベロープ）
が形成する信号検出パルス１０５を検出するが、予め設
定した一定レベルｈ１以上の信号検出パルス１０５が検
波回路６の出力から検出されると、信号検出パルス１０
５をトリガパルスとしてその前縁（リーディングエッ
ジ）により、信号レベル判定回路７ではこれを矩形波に
波形整形して受信パルス１０７を計数回路９に送る。

【０００５】計数回路９には、信号レベル判定回路７か
らの受信パルス１０７の他に、パルス発生回路１からの
基準パルス１０１と、クロック発生回路８からのクロッ
クパルス１０８が入力されるが、基準パルス１０１の立
ち上がりでクロックパルス１０８のカウントがスタート
し、受信パルス１０７の立ち上がりでカウントがストッ
プするように設定され、これらの入力パルスに基づいて
計数回路９から距離信号１０９が出力される。

【０００６】この基準パルス１０１と受信パルス１０７
の立ち上がりの時間間隔Ｔは被測定物Ｂまでの距離に比
例するので、カウント終了時に計数回路９から出力され
る距離信号１０９（時間間隔Ｔにおけるクロックパルス
１０８のカウント値）によって距離を測定することがで
き、計数回路９は次の基準パルス１０１の立ち上がりで
前回のカウント値をリセットすると同時に新たにカウン
トをスタートし、次の受信パルス１０７の立ち上がりで
カウントをストップすると同時にカウント値をラッチ
し、次回のカウントがストップするまで継続して出力す
る。

【０００７】前記構成による従来の超音波距離計の場合
には、搬送波として使用している４０ＫＨzの超音波成
分を含んだ外来の超音波ノイズ、例えば金属の摩擦音や
拍手或いはエアブレーキ音などによるノイズ源からの影
響を受け易く、これらの超音波ノイズが時系列的に基準
パルス１０１と受信パルス１０７の間に到来すると、受
信パルス１０７と見誤って距離を短めに計測する誤った
距離測定をしてしまう恐れがあり、特に送波信号１０３
をＨアクティブで送波している場合には外来ノイズの影
響を受け易かった。

【０００８】例えば、図４のように正規の受波信号１０
４ａ，１０４ａの間にノイズ信号１０４ｎが混入する
と、このノイズ信号１０４ｎによってノイズ検出パルス
１０５ｎが検出され、このノイズ検出パルス１０５ｎに
基づいて正規の受信パルス１０７ａよりパルス幅の狭い
偽の受信パルス１０７ｎが造られるので、これを次に到
達すべき受波信号１０４ａに基づく受信パルスと見誤っ
て、正規の距離信号ｔ１より距離の短い距離信号ｔ２と
して短めに計測する誤った距離測定が行われる。

【０００９】この課題を解決すべく本件出願人は、ノイ
ズ測定回路が外来の超音波ノイズを検出することによっ
て、正しい反射波に基づかない距離測定データを排除
し、またデータ保持回路ではノイズ測定回路が外来の超
音波ノイズを検出した直前の距離測定データも信頼でき
ないものとして排除することで、誤った距離測定が行わ
れる確率を低減させて測定精度を高めるようにした超音
波距離計について、先に特願平９−３０７４６１号で提
案した。

【００１０】また前記提案による超音波距離計の場合に
は、距離測定とノイズ測定を交互に行っているために距
離の測定結果が直ぐに出力されないでワンテンポ遅れる
弊害があるので、この点を改善するために正しい距離測
定信号と外来の超音波ノイズとを識別する手段として、
距離測定期間中における受信パルスの継続時間即ちパル
ス幅の大小によって両者を識別させ、ノイズ検出部では
予め設定された継続時間（設定パルス幅）の範囲外の受
信パルスは超音波ノイズと判別させ、これを距離信号出
力に反映させるようにした超音波距離計について、別に
特願平１０−６３７５号で提案した。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、誤った距離
測定が行われる原因としては前記した外部ノイズ源から
発生された外来ノイズによる場合の他に、被測定物から
の反射波とは別に周辺物体からの疑似反射波がエコーと
して戻ってくる場合や、被測定物から周辺物体を経由し
て二重反射波が干渉波として戻ってくる場合もあり、こ
れらに対応して正確な距離測定を行うことは前記した従
来の超音波距離計では困難であり、また本件出願人の前
記した構想による超音波距離計でも不十分であった。

【００１２】即ち、被測定物からの反射波である真の受
波信号以外に、被測定物より距離の離れた周辺の物体か
らの疑似反射波である偽の受波信号もあり、この偽の受
波信号が次の測定期間の基準パルス１０１と受信パルス
１０７の間にエコーとして後から戻ってくると、特に送
波信号をＨアクティブで送波している場合には真偽を見
分けることができず、エコーを受信パルス１０７と見誤
って距離を短めに計測する誤った距離測定をしてしまう
恐れがあった。

【００１３】また、送波信号には広がりがあるので、被
測定物に反射して直接戻ってくる反射波だけではなく、
一旦被測定物に反射した後に周囲の物体にも当たってか
ら戻ってくる二重反射波もあり、これらの反射波が受波
器の位置で干渉を起こし、各反射波の位相が逆になった
状態で合成されると、特に一対の送受波器を用いた構成
の場合には受波信号が減少するので、計測に必要な受信
レベル以下になると距離測定が不能になってしまうが、
この干渉の影響は図１のように一対の送受波器３，４を
用いた構成では回避できない。

【００１４】そこで本発明による超音波距離計では、誤
った距離測定が行われる原因である前記した外来ノイズ
による場合は勿論、疑似反射波がエコーとして戻ってく
る場合や二重反射波が干渉波として戻ってくる場合にも
対応して、また受波信号の強弱を補正して正確な距離測
定を行うことができるようにした超音波距離計の提供を
目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、基準パルスと
超音波搬送波による送波信号を送波器から被測定物に発
射させ、被測定物から反射した受波信号を受波器で受信
すると共に、当該受波信号に基づいて受信パルスを造
り、上記基準パルス（スタート信号）と受信パルス（ス
トップ信号）の時間差を計測して距離の測定を行う超音
波距離計において、上記受波信号を異なった入力条件で
受信する位置に配置した２つの受波器で受信させ、各受
波信号は論理和回路を介して補正受波信号として取出
し、当該補正受波信号から上記受信パルスを造るように
した。

【００１６】この超音波距離計によると、反射波の干渉
その他の原因で受波信号に強弱があった場合でも、二つ
の受波器のうちの何れか一方が正確な距離測定に適した
受波信号を受信していれば、干渉等による影響を軽減さ
せた状態で正確な距離測定が可能になるものであり、こ
の構想は送波信号として後述する上記基準パルスの発生
期間中を除いた期間に上記超音波搬送波を送波する負論
理（Ｌアクティブ）信号を用いた場合だけではなく、従
来技術のように上記基準パルスの発生期間中のみ上記超
音波搬送波を送波する正論理（Ｈアクティブ）信号を用
いた場合にも適用することができる。

【００１７】別の本発明は、基準パルスと超音波搬送波
による送波信号を送波器から被測定物に発射させ、被測
定物から反射した受波信号を受波器で受信すると共に、
当該受波信号に基づいて受信パルスを造り、上記基準パ
ルス（スタート信号）と受信パルス（ストップ信号）の
時間差を計測して距離の測定を行う超音波距離計におい
て、上記送波信号として、上記基準パルスの発生期間中
を除いた期間に上記超音波搬送波を送波する負論理（Ｌ
アクティブ）信号を用いたものである。

【００１８】この超音波距離計によると、送波論理とし
てＬアクティブを用いているので、計測を行った際に受
波信号中のハイ（Ｈ）の部分である超音波搬送波に外来
ノイズ信号が混入した場合にも、ストップ信号となる受
信パルスを生成する基準パルスには何ら影響を及ぼすこ
とはなく、即ち外来ノイズ信号によって受信パルスは生
成されないので、Ｈアクティブを用いた従来の方式の場
合のように外来ノイズ信号を受波信号と誤認して誤った
計測することは回避される。

【００１９】また受波信号中のロー（Ｌ）の部分である
基準パルスに外来ノイズ信号が混入した場合において、
この外来ノイズ信号のパルス幅が基準パルスに比べて長
いと、当該外来ノイズ信号によってロー（Ｌ）の部分が
埋められてしまうので、その際には受信パルスは生成さ
れないで計測は行われず、少なくとも外来ノイズ信号に
よる誤った距離測定は回避される。

【００２０】また受波信号中のロー（Ｌ）の部分である
基準パルスに外来ノイズ信号が混入した場合において、
この外来ノイズ信号のパルス幅が短くて且つ基準パルス
の直前に混入した際には、仮に外来ノイズ信号によって
擬似的な受信パルスが発生しても、正規の受波信号で受
信パルスを発生した際とのタイミング差は僅かであっ
て、そのズレが計測時間Ｔに比べて極めて短い（例えば
１／３０）範囲内では計測結果には殆ど影響を与えな
い。

【００２１】また受波信号中のロー（Ｌ）の部分である
基準パルスに外来ノイズ信号が混入した場合において、
この外来ノイズ信号が正規の受波信号で受信パルスを発
生した直後に混入した際には、例え外来ノイズ信号によ
って擬似的な受信パルスが発生することがあっても、正
規の受信パルスによって既に距離計測は完了しているの
で、誤った計測が行われることはない。

【００２２】また周辺の物体からの疑似反射波によるエ
コーノイズが、次の測定期間の基準パルスと受信パルス
の間に混入した場合には、このエコーノイズ信号は受波
信号中でも期間の長いハイ（Ｈ）の部分即ち超音波搬送
波に混入して埋没する確率が高く、その際にはエコーノ
イズ信号によって受信パルスは生成されないので、Ｈア
クティブを用いた従来の方式の場合に比べて、誤った計
測を行う確率は極めて少なくなる。

【００２３】更に別の本発明は、送波信号として負論理
（Ｌアクティブ）信号を用い且つ、受波信号を異なった
入力条件で受信する位置に配置した２つの受波器で受信
させると共に、各受波信号は論理和回路を介して補正受
波信号として取出して受信パルスを造るようにした超音
波距離計であり、この超音波距離計では既に説明した本
発明の双方の効果を得ることができる。

【００２４】なお、送波信号として負論理（Ｌアクティ
ブ）信号を用いた上記超音波距離計の場合には、受波信
号又は補正受波信号から検波回路で超音波搬送波成分を
除去すると共に、リミット回路でエンベロープの脈動分
を除去して得られた一定レベル以上の基準パルス成分を
信号検出パルスとし、当該信号検出パルスをトリガパル
スとして波形整形した受信パルスを生成することが望ま
しく、これによって受波信号中に混入した外来ノイズや
疑似反射波その他の計測精度を低下させる妨害波の影響
を軽減させ、負論理（Ｌアクティブ）信号を用いた効果
が容易に且つより確実に達成される。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の超音波距離計につ
いて実施の形態を説明するが、図５は第１の実施形態に
よる超音波距離計のブロック図を、図６は図５の距離計
による送受波状態を説明する模式図を、図７は図５の距
離計に装備された送受波器の配置を説明する平面図を、
図８〜１１は図５の距離計における各部波形図であっ
て、特に図８は受波信号のハイの部分に外来ノイズが混
入した場合を、図９は受波信号のローの部分に外来ノイ
ズが混入した場合を、図１０は受波信号に疑似反射波が
混入した場合を、図１１は受波信号に二重反射波が混入
した場合を、図１２は図９の詳細な要部波形図を、図１
３は第２の実施形態による超音波距離計のブロック図
を、図１４は図１３の距離計における各部波形図を示す
ものである。

【００２６】第１の実施形態による超音波距離計は、図
５のブロック図で示すようにパルス発生回路１１、搬送
波発生回路１２、ＯＲ結合回路１５、検波回路１６、リ
ミット回路１７、極性反転回路１８、信号レベル判定回
路１９、クロック発生回路２０、計数回路２１とで構成
した距離計本体Ｃ１を備え、この距離計本体Ｃ１には１
台の送波器１３と２台の受波器１４が装備されている。

【００２７】上記構成を図２で示す従来の構成と対比す
ると、受波器１４として第１受波器１４ａと第２受波器
１４ｂの２台が装備されていること、この第１受波器１
４ａと第２受波器１４ｂがＯＲ結合回路１５に接続され
ていること、検波回路１６と信号レベル判定回路１９の
間にリミット回路１７と極性反転回路１８を設けたこと
が相違し、また図８〜１１の波形図に基づいて詳細を後
述するが、基準パルス２０１の発生期間中を除いた期間
に送波器３から送波信号１０３を発生するようにした負
論理（Ｌアクティブ）を用いており、Ｈアクティブによ
る送波を行う図２の場合とは搬送波発生回路１２の構成
が相違する。

【００２８】１台の送波器１３に対して２台の受波器１
４ａ，１４ｂを用いた構成は、反射波の干渉その他で受
波信号の受信レベルが弱められたことに起因する誤った
距離測定を防止するための手段であり、図６で示すよう
に送波器１３から被測定物Ｂに送波信号２０３を発射す
ると、その反射波２０４は異なった経路を経て第１受波
器１４ａと第２受波器１４ｂにそれぞれ到達するので、
正確な距離測定に適した何れか一方の受波信号を用いて
距離測定が行われるようにする。

【００２９】例えば第１受波器１４ａには互いに逆位相
の反射波が到達して相殺され、低い受信レベルの受波信
号しか得られない場合でも、第２受波器１４ｂに互いに
同位相の反射波が到達して重畳された高い受信レベルの
受波信号が得られると、受波器１４ａ，１４ｂからの受
波信号を上記ＯＲ結合回路１５を介して論理和（ＯＲ出
力）として取り出すことで、干渉による影響を軽減させ
た正確な距離測定が可能になる。

【００３０】送波器１３に対する受波器１４ａ，１４ｂ
の配置関係は、双方の受波器が成る可く異なった入力条
件（特に位相関係）で反射波を受信でき且つ、受波器の
感度指向性を勘案して成る可く高感度で受信できる位置
を選択して配置することが望ましく、図７に示す一例の
ように送波器１３の両側へそれぞれ受波器１４ａと受波
器１４ｂを配置する態様（ａ）、送波器１３の一方側へ
受波器１４ａと受波器１４ｂを並べて配置する態様
（ｂ）等があり、受波器１４ａと受波器１４ｂの配置間
隔Ｌと変位角度θは上記目的に適合させて所望に設定さ
れる。

【００３１】図７（ａ）の例では、変位角度θは０〜１
５度で配置間隔Ｌ１は２０〜５０ｍｍとし、図７（ｂ）
の例では、変位角度θは０〜１５度で配置間隔Ｌ１は１
０〜４０ｍｍとしているが、変位角度θは１５度以上に
なると受波器１４ａ，１４ｂの感度指向性が急激に低下
するので設定範囲の限界としたものであり、配置間隔Ｌ
は可能な限り小さい方がよいが、送受波器として使用し
ている各素子の外径が略１０ｍｍであるために、この各
素子を隣接配置させた状態を下限とし、この各素子が取
り付けられる距離計本体Ｃの外径を上限として設定し
た。

【００３２】パルス発生回路１１は、図８で示すように
所定時間間隔毎に基準パルス２０１を発生し、この基準
パルス２０１は距離測定のスタート信号として搬送波発
生回路１２と計数回路２１へそれぞれ出力され、搬送波
発生回路１２では常時４０ＫＨz程度の超音波の搬送波
２０２を発生しているが、基準パルス２０１が入力され
る毎に、当該基準パルス２０１をゲート信号としてパル
ス幅の期間中だけ間欠的に搬送波２０２の発生が休止さ
れ、この間欠的に搬送波２０２が除去された信号は送波
信号２０３として送波器１３へ出力し、送波器１３から
Ｌアクティブによる送波信号を被測定物Ｂに向けて発射
する。

【００３３】第１受波器１４ａから出力された受波信号
２０４ａと、第２受波器１４ｂから出力された受波信号
２０４ｂは、アナログ加算演算を行う演算増幅器（ＯＰ
アンプ）等で構成されたＯＲ結合回路１５にそれぞれ入
力され、ＯＲ結合回路１５からは論理和（ＯＲ出力）に
よるＯＲ結合出力として、干渉による影響を軽減させた
状態に波形整形した補正受波信号２０４ｃが取り出さ
れ、補正受波信号２０４ｃは必要に応じて増幅器を設け
て（図示を省略）所望レベルに増幅させる。

【００３４】補正受波信号２０４ｃは、検波回路１６で
搬送波２０２を除去して包絡線（エンベロープ）部分が
検波出力として取り出され、リミット回路１７では一定
のレベルでクリップして包絡線の脈動分をカットしたリ
ミット信号２０５を造り、このリミット信号２０５を極
性反転回路１８で極性を反転させて信号検出パルス２０
６として信号レベル判定回路１９に入力させ、信号レベ
ル判定回路１９では予め設定した一定レベルｈ１以上の
信号検出パルス２０６を検出すると、この信号検出パル
ス２０６の前縁（リーディングエッジ）側の一定レベル
ｈ１をトリガポイントとして矩形波に波形整形した受信
パルス２０７を造成し、この受信パルス２０７を距離測
定のストップ信号として計数回路２１に送る。

【００３５】計数回路２１には、信号レベル判定回路１
９からの受信パルス２０７の他に、パルス発生回路１１
からの基準パルス２０１と、クロック発生回路２０から
のクロックパルス２０８が入力され、基準パルス２０１
の立ち上がりでクロックパルス２０８のカウントがスタ
ートし、受信パルス２０７の立ち上がりでカウントがス
トップするように設定され、基準パルス２０１から受信
パルス２０７までの計測時間Ｔの期間中におけるクロッ
クパルス数をカウントし、カウント終了時に計数回路２
１から距離信号２０９として出力される。

【００３６】距離信号２０９として出力されたクロック
パルス数は、被測定物Ｂまでの距離に比例するので距離
を測定することができ、計数回路２１は次の基準パルス
２０１の立ち上がりで前回のカウント数をリセットする
と同時に新たにカウントをスタートし、次の受信パルス
２０７の立ち上がりでカウントをストップすると同時に
そのカウント数をラッチし、次回のカウントがストップ
するまでラッチしたカウント数を継続して出力する。

【００３７】上記計測を行った際に例えば図８で示すよ
うに、受波信号２０４ａ，２０４ｂ中のハイ（Ｈ）の部
分に外来ノイズ信号Ｎ１が混入しても、送波論理として
Ｌアクティブを用いているので、ストップ信号となる受
信パルス２０７の生成には何ら影響を及ぼすことはな
く、即ち外来ノイズ信号Ｎ１によって受信パルス２０７
は生成されないので、Ｈアクティブを用いた従来の方式
の場合のように受波信号と誤認して誤った計測すること
はない。

【００３８】上記計測を行った際に図９で示すように、
受波信号２０４ａ，２０４ｂ中のロー（Ｌ）の部分に外
来ノイズ信号Ｎ２が混入した場合には、この外来ノイズ
信号Ｎ２のパルス幅の長短や発生位置の相違などによっ
て状況は異なるが、パルス幅が長い場合には外来ノイズ
信号Ｎ２でロー（Ｌ）の部分が埋められて信号検出パル
ス２０６が検出されないので、受信パルス２０７が生成
されずに計数回路２１はオーバーフローされ、その際に
は前回のラッチしたカウント数を距離信号２０９として
出力させる。

【００３９】図９のケースで外来ノイズ信号Ｔ２のパル
ス幅が短い場合であって、例えば図１２（ａ）のように
信号検出パルス２０６の立ち上がり側トリガーレベルと
一部が重なる状態で直前に外来ノイズ信号Ｎ２が混入し
た場合には、ストップ信号となる受信パルス２０７の発
生するタイミングに僅かなズレを生ずることはあって
も、そのズレが計測時間Ｔに比べて極めて短い（例えば
１／３０）と計測結果には殆ど影響を与えない。

【００４０】図１２（ｂ）のように外来ノイズ信号Ｎ２
が、信号検出パルス２０６の立ち上がり側トリガーレベ
ルの直後に混入した場合や、図１２（ｃ）のように外来
ノイズ信号Ｎ２が、信号検出パルス２０６の立ち上がり
側と立ち下がりのトリガーレベルの間に混入した場合に
は、外来ノイズ信号Ｎ２によるノイズ検出パルス２０６
ｎで擬似的な受信パルスが造られることはあっても、正
規の受信パルス２０７によって既に計測は完了している
ので、誤った計測が行われることはない。

【００４１】上記計測を行った際に図１０で示すよう
に、周辺の物体からの疑似反射波によるエコーノイズ信
号Ｎ３が、次の測定期間の基準パルス２０１と受信パル
ス２０７の間に混入した場合には、このエコーノイズ信
号Ｎ３は受波信号２０４ａ，２０４ｂ中でも期間の長い
ハイ（Ｈ）の部分に混入して埋没する確率が高く、送波
論理としてＬアクティブを用いているので、ストップ信
号となる受信パルス２０７の生成には何ら影響を及ぼす
ことはなく、即ち外来ノイズ信号Ｎ１によって受信パル
ス２０７は生成されないので、Ｈアクティブを用いた従
来の方式の場合のように受波信号と誤認して誤った計測
することはない。

【００４２】受波信号の相互干渉に対しては、例えば図
１１で示すように、第１受波器１４ａが受けた受波信号
２０４ａの一部が減衰し、第２受波器１４ｂが受けた受
波信号２０４ｂは正常な場合に、ＯＲ結合回路１５を介
して論理和出力が取り出された補正受波信号２０４ｃ
は、計測のストップ信号となる受信パルス２０７を造る
のに十分なレベルと波形を備えているので、干渉による
受信レベルの低下などの影響を軽減させた状態で正確な
距離測定が可能となる。

【００４３】次に、図１３及び図１４に基づいて本発明
の第２の実施形態による超音波距離計を説明するが、こ
の距離計は従来技術と同様のＨアクティブによる送波論
理を用いたものに適用したものであり、特に干渉による
受信レベルの低下などの影響を軽減させた状態で正確な
距離測定を可能にするために、２個の受波器４とＯＲ結
合回路１０を備えている点を除けば図２による従来構成
と同様である。

【００４４】即ち、図１３のようにＯＲ結合回路１０を
備えた距離計本体Ｃ２に第１受波器４ａと第２受波器４
ｂが装着され、第１受波器４ａが受けた受波信号１０４
ａと第１受波器４ｂが受けた受波信号１０４ｂの論理和
を、補正受波信号１０４ｃとしてＯＲ結合回路１０から
出力させることにより、図１４のように受波信号１０４
ａ，１０４ｂの何れか一方の受信レベルが低くても他方
によってカバーされ、クロックパルス１０８のストップ
信号として機能する受信パルス１０７が確保されるの
で、干渉による受信レベルの低下などの影響を軽減させ
た状態で正確な距離測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の技術による超音波距離計による送受波状
態を示す模式図。

【図２】従来の技術による超音波距離計の構成を示すブ
ロック図。

【図３】図２の超音波距離計の動作を説明する各部の波
形図。

【図４】図２の超音波距離計に外来ノイズが混入した際
における動作を説明する各部の波形図。

【図５】本発明による超音波距離計の第１の実施形態の
構成を示すブロック図。

【図６】本発明の超音波距離計による送受波状態を示す
模式図。

【図７】本発明の超音波距離計における送受波器の配置
状態を示す平面図。

【図８】図５の超音波距離計の動作を説明する各部の波
形図であって、特に受波信号のハイの部分に外来ノイズ
が混入した場合を示す。

【図９】図５の超音波距離計の動作を説明する各部の波
形図であって、特に受波信号のローの部分に外来ノイズ
が混入した場合を示す。

【図１０】図５の超音波距離計の動作を説明する各部の
波形図であって、特に受波信号に疑似反射波が混入した
場合を示す。

【図１１】図５の超音波距離計の動作を説明する各部の
波形図であって、特に受波信号に二重反射波が混入した
場合を示す。

【図１２】図９の詳細な要部波形図。

【図１３】本発明による超音波距離計の第２の実施形態
の構成を示すブロック図。

【図１４】図１３の超音波距離計の動作を説明する各部
の波形図。

【符号の説明】

１，１パルス発生回路２，１２搬送波発生回路３，１３送波器４，１４受波器５増幅回路６，１６検波回路７，１９信号レベル判定回路８，２０クロック発生回路９，２１計数回路１０，１５ＯＲ結合回路１７リミット回路１８極性反転回路Ａ距離計本体Ｂ被測定物Ｃ１，Ｃ２距離計本体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基準パルスと超音波搬送波による送波信
号を送波器から被測定物に発射させ、被測定物から反射
した受波信号を受波器で受信すると共に、当該受波信号
に基づいて受信パルスを造り、上記基準パルス（スター
ト信号）と受信パルス（ストップ信号）の時間差を計測
して距離の測定を行う超音波距離計において、上記受波
信号を異なった入力条件で受信する位置に配置した２つ
の受波器で受信させ、各受波信号は論理和回路を介して
補正受波信号として取出し、当該補正受波信号から上記
受信パルスを造ることを特徴とした超音波距離計。
【請求項２】基準パルスと超音波搬送波による送波信
号を送波器から被測定物に発射させ、被測定物から反射
した受波信号を受波器で受信すると共に、当該受波信号
に基づいて受信パルスを造り、上記基準パルス（スター
ト信号）と受信パルス（ストップ信号）の時間差を計測
して距離の測定を行う超音波距離計において、上記送波
信号として、上記基準パルスの発生期間中を除いた期間
に上記超音波搬送波を送波する負論理（Ｌアクティブ）
信号を用いたことを特徴とした超音波距離計。
【請求項３】請求項１の超音波距離計において、上記
送波信号として、上記基準パルスの発生期間中を除いた
期間に上記超音波搬送波を送波する負論理（Ｌアクティ
ブ）信号を用いたことを特徴とした超音波距離計。
【請求項４】上記受信パルスは、上記請求項２におけ
る受波信号又は上記請求項３における補正受波信号から
検波回路で超音波搬送波成分を除去すると共に、リミッ
ト回路でエンベロープの脈動分を除去して得られた一定
レベル以上の基準パルス成分を信号検出パルスとし、当
該信号検出パルスをトリガパルスとして波形整形して造
られる請求項２又は請求項３に記載した超音波距離計。