JPS5968691A - 超音波物体検出装置 - Google Patents
超音波物体検出装置Info
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- JPS5968691A JPS5968691A JP17959482A JP17959482A JPS5968691A JP S5968691 A JPS5968691 A JP S5968691A JP 17959482 A JP17959482 A JP 17959482A JP 17959482 A JP17959482 A JP 17959482A JP S5968691 A JPS5968691 A JP S5968691A
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- Japan
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- circuit
- waveform
- reflected signal
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/523—Details of pulse systems
- G01S7/526—Receivers
- G01S7/527—Extracting wanted echo signals
- G01S7/5276—Extracting wanted echo signals using analogue techniques
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超音波を使用した物体検出装置に関するもので
あり例えば車両等の後方物体の検知装置等に関する。
あり例えば車両等の後方物体の検知装置等に関する。
従来超音波パルスを空間に発射して、特定空間に存在す
る物体を検出することを目的とした超音波物体検出装置
は多数提案されている。この方式は送波器より発射した
超音波パルスが物体に当たり反射した反射波を受波器に
て受信し、電気信号に変換し、超音波発射時からの時間
遅れを測定することにより、物体迄の距離を測る方式の
ものが多い。然るに、従来方式の問題点として、送波器
から出るパルスを直接受波器で受信してしまう。
る物体を検出することを目的とした超音波物体検出装置
は多数提案されている。この方式は送波器より発射した
超音波パルスが物体に当たり反射した反射波を受波器に
て受信し、電気信号に変換し、超音波発射時からの時間
遅れを測定することにより、物体迄の距離を測る方式の
ものが多い。然るに、従来方式の問題点として、送波器
から出るパルスを直接受波器で受信してしまう。
いわゆる直接波廻り込み現象があり、受信回路が誤動作
する問題があった。即ち一般的に送波器と受波器は近接
して配置されることが多く、さらに機器を小形に構成す
ることは極めて困難であった。
する問題があった。即ち一般的に送波器と受波器は近接
して配置されることが多く、さらに機器を小形に構成す
ることは極めて困難であった。
これを解決する方法として従来は廻り込み波の存在する
時間のみ受信回路の動作を中断させ、その期間をカット
させていた。即ちこれを第２図で説明すると、送波器３
から発射された超音波は物体１５に反射して再び受波器
６へ反射波１６となって戻ってくるが、わずかではある
が直接送波器３から受波器６へ廻り込み波１７がある。
時間のみ受信回路の動作を中断させ、その期間をカット
させていた。即ちこれを第２図で説明すると、送波器３
から発射された超音波は物体１５に反射して再び受波器
６へ反射波１６となって戻ってくるが、わずかではある
が直接送波器３から受波器６へ廻り込み波１７がある。
この量は送波器３から発射される全エネルギーに対して
ごくわずかではあるが、送波器３と受波器６が近い為に
検出電気信号としては相当大きく、正規の反射信号電圧
に対して無視できない。従ってこの廻り込み波−１７を
極力減少させる様な構造とするとともに電気的にも廻り
込み波１７を除去する必要がある。
ごくわずかではあるが、送波器３と受波器６が近い為に
検出電気信号としては相当大きく、正規の反射信号電圧
に対して無視できない。従ってこの廻り込み波−１７を
極力減少させる様な構造とするとともに電気的にも廻り
込み波１７を除去する必要がある。
本発明は上記問題点を解決するものであり、本発明の目
的は極めて近距離迄検出できる超音波物体検出装置を提
供するにある。すなわち２時間の経過とともに電圧が他
の所定の電圧に向って変化する波形整形回路と、その出
力電圧と反射信号電圧とを比較する電圧比較回路とを備
えたものである。
的は極めて近距離迄検出できる超音波物体検出装置を提
供するにある。すなわち２時間の経過とともに電圧が他
の所定の電圧に向って変化する波形整形回路と、その出
力電圧と反射信号電圧とを比較する電圧比較回路とを備
えたものである。
次に本発明について一実施例を以下図で説明する。第１
図は本発明のブロック図であり、１はタイミング回路で
あり一定周期のパルス電圧を発生する。２は増幅回路で
送波器５を充分駆動するように電力増幅する。４はタイ
ミング回路１の信号によって所定時間のみ動作するタイ
マー回路であり、波形整形回路５およびゲート回路１１
へ信号を供給する。波形整形回路５は時間の経過ととも
に電圧が他の所定の電圧に向って変化する回路である。
図は本発明のブロック図であり、１はタイミング回路で
あり一定周期のパルス電圧を発生する。２は増幅回路で
送波器５を充分駆動するように電力増幅する。４はタイ
ミング回路１の信号によって所定時間のみ動作するタイ
マー回路であり、波形整形回路５およびゲート回路１１
へ信号を供給する。波形整形回路５は時間の経過ととも
に電圧が他の所定の電圧に向って変化する回路である。
６−．７．Ｂは各受波器、増幅回路、検波回路であり、
超音波の信号を電圧に変換し増幅した後検波する。９は
電圧比較回路であり、前記超音波信号電圧と波形整形、
回路５の出力電圧を比較して大小関係を判別する回路、
１０はフリップフロップ回路であり、タイミング回路１
の出力でセットされ、電圧比較回路９の出力でリセツト
される。
超音波の信号を電圧に変換し増幅した後検波する。９は
電圧比較回路であり、前記超音波信号電圧と波形整形、
回路５の出力電圧を比較して大小関係を判別する回路、
１０はフリップフロップ回路であり、タイミング回路１
の出力でセットされ、電圧比較回路９の出力でリセツト
される。
１１はゲート回路、１２は出力回路、１３はスピーカー
である。
である。
第２図は超音波による物体の検出状況を図示したもので
あり、第１図と同じものは同一番号を付しである。１４
は送、受波器の指向性および保護を兼用したホーン、１
５は検出しようとする′物体。
あり、第１図と同じものは同一番号を付しである。１４
は送、受波器の指向性および保護を兼用したホーン、１
５は検出しようとする′物体。
１６は送波器６から発射された超音波パルスが物体１５
へ当たり反射してくる反射信号、１７は物体１５とは無
関係に直接送波器３から受波器６へ入りこむ廻り込み波
である。
へ当たり反射してくる反射信号、１７は物体１５とは無
関係に直接送波器３から受波器６へ入りこむ廻り込み波
である。
第３図は検出しようとする物体１５と送、受波器の距離
が変化した時の反射信号電圧の強度との関係を実測した
ものであり、（２）５０ｍｍ Ｘ ＩＩＪ １０００ｍ
ｍのパイプを使用している。物体の形状によって若干差
があるが、いずれも距離が増大するに従って受波器６で
受信する電圧は反比例的に減少し、この関係は物体の大
きさが変っても同様な傾向を示す。
が変化した時の反射信号電圧の強度との関係を実測した
ものであり、（２）５０ｍｍ Ｘ ＩＩＪ １０００ｍ
ｍのパイプを使用している。物体の形状によって若干差
があるが、いずれも距離が増大するに従って受波器６で
受信する電圧は反比例的に減少し、この関係は物体の大
きさが変っても同様な傾向を示す。
第４図は本発明による具体的な回路例であり。
前記と同一番号のものは同じものを示している。
図において１８はダイオード、１９はコンデンサ。
２０はそれと並列の抵抗、２１は電圧”ＴＨの電池で。
各直列に接続される。
第５図は前記第１図および第４図の回路を作動させた時
の各部の電圧波形等を図示したものである。図において
（ａｌはタイミング回路１の出力波形。
の各部の電圧波形等を図示したものである。図において
（ａｌはタイミング回路１の出力波形。
働）は増幅回路２の出力波形、（Ｃ）はタイマー回路４
の出力波形、１ｉｌは波形整形回路５の出力波形であり
ＶＴＨは直流電圧である。（ｅｌは受波器６で受信した
信号を増幅回路７で増幅した後の出力波形で反射信号電
圧である。ば）は検波回路８の出力波形であり２図中（
イ）は第２図の廻り込み波１７によるもの、（ロ）は物
体１５から反射してきた反射信号１６によるもの、（ハ
）は（ロ）より遠方にある小さい物体によるもの、に）
はさらに遠方に存在する物体によるものであるが、不必
要な信号である。（ロ）は電圧比較回路９の出力波形で
あり、前記第５図の（イ）および＋ｆｌの電圧の大小関
係を判断してＩｆ）電圧の方が大きい場合に出力を「高
」状態にする。（社）はフリップフロップ回路１０の出
力波形である。
の出力波形、１ｉｌは波形整形回路５の出力波形であり
ＶＴＨは直流電圧である。（ｅｌは受波器６で受信した
信号を増幅回路７で増幅した後の出力波形で反射信号電
圧である。ば）は検波回路８の出力波形であり２図中（
イ）は第２図の廻り込み波１７によるもの、（ロ）は物
体１５から反射してきた反射信号１６によるもの、（ハ
）は（ロ）より遠方にある小さい物体によるもの、に）
はさらに遠方に存在する物体によるものであるが、不必
要な信号である。（ロ）は電圧比較回路９の出力波形で
あり、前記第５図の（イ）および＋ｆｌの電圧の大小関
係を判断してＩｆ）電圧の方が大きい場合に出力を「高
」状態にする。（社）はフリップフロップ回路１０の出
力波形である。
次に本発明による動作を説明する。タイミング回路１に
より第５図（ａｌのようなパルスが発生されると増幅さ
れた波形は送波器乙に印加され、空間へ超音波パルスと
なって発射される。発射された超音波パルスは直接受波
器乙に入る廻り込み波１７のため、これによる出力電圧
が＠５図（ｅｌ （ｆ５の（イ）として現われる。従っ
てこれを物体からの反射信号と判断して回路が誤動作す
るのを防止するため。
より第５図（ａｌのようなパルスが発生されると増幅さ
れた波形は送波器乙に印加され、空間へ超音波パルスと
なって発射される。発射された超音波パルスは直接受波
器乙に入る廻り込み波１７のため、これによる出力電圧
が＠５図（ｅｌ （ｆ５の（イ）として現われる。従っ
てこれを物体からの反射信号と判断して回路が誤動作す
るのを防止するため。
従来はこの電圧が無くなる迄の時間（ＴＬ）だけ受信回
路系を殺していたため、この期間に反射して返ってくる
近接物体は検知することが出来なかった。
路系を殺していたため、この期間に反射して返ってくる
近接物体は検知することが出来なかった。
本発明ではこれを改良して近接物体でも支障なく検知で
きるものである。即ち、第３図に示すように検出装置、
と物体との距離が近くなると物体から反射してくる反射
信号１５の出力は急激に大きくなる。従って、小さい物
体でも、近接時にはその反射信号は相当大きくなる。こ
こで電圧比較回路９の入力端子に入ブ５電圧基準として
第５図（イ）の様な波形を加え、他の入力端子に検波回
路８の出力波形を加える。第５図（イ）の様な波形を作
る回路としては例えば第４図に示す５の様な回路構成で
実現することができる。即ち、タイマー回路４の出力が
、波形整形回路５に印加されると、波形整形回路５内の
ダイオード１８を通してコンデンサ１９は瞬間的に充電
される。一方コンデンサ１９と並列に抵抗２０が接続さ
れている為に、コンデンサ１９の両端電圧は指数関数的
に減少してゆく。ここで直流電圧ＶＴＲが図示の様に接
続されている為、結局波形整形回路の出力波形は第５図
（イ）の様になる。
きるものである。即ち、第３図に示すように検出装置、
と物体との距離が近くなると物体から反射してくる反射
信号１５の出力は急激に大きくなる。従って、小さい物
体でも、近接時にはその反射信号は相当大きくなる。こ
こで電圧比較回路９の入力端子に入ブ５電圧基準として
第５図（イ）の様な波形を加え、他の入力端子に検波回
路８の出力波形を加える。第５図（イ）の様な波形を作
る回路としては例えば第４図に示す５の様な回路構成で
実現することができる。即ち、タイマー回路４の出力が
、波形整形回路５に印加されると、波形整形回路５内の
ダイオード１８を通してコンデンサ１９は瞬間的に充電
される。一方コンデンサ１９と並列に抵抗２０が接続さ
れている為に、コンデンサ１９の両端電圧は指数関数的
に減少してゆく。ここで直流電圧ＶＴＲが図示の様に接
続されている為、結局波形整形回路の出力波形は第５図
（イ）の様になる。
一方検波回路８の出力として得られる反射信号も距離に
より第５図の様な傾向があるから、電圧比較回路９の基
孕電圧を第５図（イ）の様に変化させ。
より第５図の様な傾向があるから、電圧比較回路９の基
孕電圧を第５図（イ）の様に変化させ。
受信回路系の感度を近接時程悪くしておいても。
相対的には関係なくなり、物体が遠くでも、近くでも同
じ程度に検出することができることになる。
じ程度に検出することができることになる。
又検出しなくともよい程度の小さい物体による反射信号
は第５図（ｆｌの（ハ）に示すように電圧も小さく。
は第５図（ｆｌの（ハ）に示すように電圧も小さく。
直流電圧ｖ’ｒｕを適当に調整すれば検出することがな
い。この直流電圧ＶＴＲは雑音等の微少入力電圧による
誤動作や電圧変動による微かな変動によって作動しない
為に極めて重要なものである。
い。この直流電圧ＶＴＲは雑音等の微少入力電圧による
誤動作や電圧変動による微かな変動によって作動しない
為に極めて重要なものである。
一方廻り込み波１７による信号電圧は第５図ｆｆ＋のビ
）の波形の如くなるが、（イ）波形は送波器３と受波器
６との距離が一般には近接して設置されている為超音波
の経路も第２図の１７の如く極めて短かく、従って超音
波発射直後に現れる。一方（社）波形は超音波発射直後
は、コンデンサ１９の電圧が放電１有後のため高く、（
山波形の方が（ｆｌの（イ）波形より大きく、電圧比較
回路９の出力としては廻り込み波１７はマスクされた形
と々り出力されない。この関係をさらに詳細に示しだも
のが第６図であり。
）の波形の如くなるが、（イ）波形は送波器３と受波器
６との距離が一般には近接して設置されている為超音波
の経路も第２図の１７の如く極めて短かく、従って超音
波発射直後に現れる。一方（社）波形は超音波発射直後
は、コンデンサ１９の電圧が放電１有後のため高く、（
山波形の方が（ｆｌの（イ）波形より大きく、電圧比較
回路９の出力としては廻り込み波１７はマスクされた形
と々り出力されない。この関係をさらに詳細に示しだも
のが第６図であり。
第５図の印波形と「）波形とを波高値及び時系列的に合
せて図示しである。同図において点線で示した波形「）
０→は、第５図ｆ波形において物体１５からの反射信号
（ロ）がさらに装置へ近づいた様子を示したもので、波
高値が大きくなっている。この時。
せて図示しである。同図において点線で示した波形「）
０→は、第５図ｆ波形において物体１５からの反射信号
（ロ）がさらに装置へ近づいた様子を示したもので、波
高値が大きくなっている。この時。
（ｆ）（イ）波形は（イ）波形より小さいため電圧比較
回路９はマスクされて検知しないがｆｆ＋（ホ）波形は
（へ）波形より大きいため電圧比較回路９は動作して「
高」出力となる。従って物体１５の存在を検出すること
ができる。ここでコンデンサ１９の放電曲線は。
回路９はマスクされて検知しないがｆｆ＋（ホ）波形は
（へ）波形より大きいため電圧比較回路９は動作して「
高」出力となる。従って物体１５の存在を検出すること
ができる。ここでコンデンサ１９の放電曲線は。
コンデンサ１９と抵抗２０の値で決定されるから。
廻り込み波１７の大きさにより前記コンデンサ１９゜又
は抵抗２０の値を連続的に可変できる様にすれば前に述
べたような動作をさせることは可能である。
は抵抗２０の値を連続的に可変できる様にすれば前に述
べたような動作をさせることは可能である。
一方、第５図＋ｆ＋波形において、遠方にある物体から
の反射信号はに）として検知されるが、所望の検出距離
外にあるため、タイマー回路４の出力波形にマスクされ
て電圧比較回路９には出力されない０ 以上述べた如く１本発明によれば廻り込み波に接近した
物体からの反射信号が存在していても廻り込み波はマス
クされるため、物体からの反射信号のみを検出すること
ができ、又、電圧が時間の経過とともに他の所定された
電圧に向って変化している為、受信回路系の感度が急激
に変化することがなく、他の所定された電圧以下の反射
信号を取り出すことがなく、送波器、受波器の近傍にあ
る物体に対しても確実に検出でき、非検出範囲がないよ
うにできる等工業上優れた効果を有する。
の反射信号はに）として検知されるが、所望の検出距離
外にあるため、タイマー回路４の出力波形にマスクされ
て電圧比較回路９には出力されない０ 以上述べた如く１本発明によれば廻り込み波に接近した
物体からの反射信号が存在していても廻り込み波はマス
クされるため、物体からの反射信号のみを検出すること
ができ、又、電圧が時間の経過とともに他の所定された
電圧に向って変化している為、受信回路系の感度が急激
に変化することがなく、他の所定された電圧以下の反射
信号を取り出すことがなく、送波器、受波器の近傍にあ
る物体に対しても確実に検出でき、非検出範囲がないよ
うにできる等工業上優れた効果を有する。
第１図は本発明の一実施例による超音波物体検出装置の
ブロック図、第２図は同送波器、受波器と物体間の超音
波伝送経路説明図、第３図は同装置と物体間距離と超音
波強度の関係図、第４図は同要部の具体的回路図、第５
図は同装置各部の電圧波形図、第６図は同電圧波形図の
詳細図である。 ５・・波形整形回路、 ９・・・電圧比較回路。 １７・・・廻り込み波Ｊ ”ＴＨ・・・他の所定の
電圧。 出願人 日立熱器具株式会社 第１図 第２図 第３図 θ ２０ 、ｍ ｉ！６ 護 〃η Ｉρ Ｉ
θ 〃θ βＵ距離（Ｃｆｆｌ） 第４図
ブロック図、第２図は同送波器、受波器と物体間の超音
波伝送経路説明図、第３図は同装置と物体間距離と超音
波強度の関係図、第４図は同要部の具体的回路図、第５
図は同装置各部の電圧波形図、第６図は同電圧波形図の
詳細図である。 ５・・波形整形回路、 ９・・・電圧比較回路。 １７・・・廻り込み波Ｊ ”ＴＨ・・・他の所定の
電圧。 出願人 日立熱器具株式会社 第１図 第２図 第３図 θ ２０ 、ｍ ｉ！６ 護 〃η Ｉρ Ｉ
θ 〃θ βＵ距離（Ｃｆｆｌ） 第４図
Claims (1)
- 時間の経過とともに電圧が他の所定の鎮圧ＶＴＲに向っ
て変化する波形整形回路（５）と、該回路（５）の出力
電圧と反射信号電圧とを比較して出力する電圧比較回路
（９）とを備え、該回路（５）の出力電圧によって廻り
込み波（１７）の電圧をマスクするとともに反射信号電
圧のみを取り出すことを特徴とする超音波物体検出装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17959482A JPS5968691A (ja) | 1982-10-13 | 1982-10-13 | 超音波物体検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17959482A JPS5968691A (ja) | 1982-10-13 | 1982-10-13 | 超音波物体検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5968691A true JPS5968691A (ja) | 1984-04-18 |
Family
ID=16068454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17959482A Pending JPS5968691A (ja) | 1982-10-13 | 1982-10-13 | 超音波物体検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5968691A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008021910A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Jtekt Corp | レーザ発振装置 |
-
1982
- 1982-10-13 JP JP17959482A patent/JPS5968691A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008021910A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Jtekt Corp | レーザ発振装置 |
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