JPS60209193A - 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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- JPS60209193A JPS60209193A JP6653584A JP6653584A JPS60209193A JP S60209193 A JPS60209193 A JP S60209193A JP 6653584 A JP6653584 A JP 6653584A JP 6653584 A JP6653584 A JP 6653584A JP S60209193 A JPS60209193 A JP S60209193A
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- JP
- Japan
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- ultrasonic
- signal
- circuit
- level
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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
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/04—Systems determining presence of a target
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (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】
発明の分野
本発明は超音波を用いて物体の有無を検出する超音波物
体検出装置に関し、特に送受一体型に形成された超音波
物体検出装置に関するものである。
体検出装置に関し、特に送受一体型に形成された超音波
物体検出装置に関するものである。
従来技術とその問題点
超音波物体検出装置ば超音波送波器で発振した超音波信
号の反射信号を受信し、反射信号の有無に基づいて物体
を検出するものである。ところで従来の送波部と受波部
が一体に形成された超音波物体検出装置にあっては、送
波信号が受波器に直接廻り込むことがある。そして送波
器から発射された超音波信号が物体によって反射されて
受波器に与えられる反射波成分と、送波器から直接受波
器に廻り込む超音波の二つの成分が互いに逆位相となっ
て打消し合い、合成された受波信号は検知レベル以下に
なることがある。このような場合に二つの成分の位相差
の変動によって検出出力がオン、オフしてチャクリング
現象が起こるという問題点があった。
号の反射信号を受信し、反射信号の有無に基づいて物体
を検出するものである。ところで従来の送波部と受波部
が一体に形成された超音波物体検出装置にあっては、送
波信号が受波器に直接廻り込むことがある。そして送波
器から発射された超音波信号が物体によって反射されて
受波器に与えられる反射波成分と、送波器から直接受波
器に廻り込む超音波の二つの成分が互いに逆位相となっ
て打消し合い、合成された受波信号は検知レベル以下に
なることがある。このような場合に二つの成分の位相差
の変動によって検出出力がオン、オフしてチャクリング
現象が起こるという問題点があった。
発明の目的
本発明はこのような従来の超音波物体検出装置の問題点
に鑑みてなされたものであって、廻り込み信号と反射波
信号が逆位相になり、受波信号レベルが低下する場合に
もチャタリングな（安定して物体を検出することができ
る超音波物体検出装置を提供することを目的とする。
に鑑みてなされたものであって、廻り込み信号と反射波
信号が逆位相になり、受波信号レベルが低下する場合に
もチャタリングな（安定して物体を検出することができ
る超音波物体検出装置を提供することを目的とする。
発明の構成と効果
本発明は超音波を発振する超音波送波器と、反射された
超音波信号を受波する超音波受波器及び超音波受波器の
受波信号のレベルを検知して物体を検出する第１の比較
回路を有する超音波物体検出装置であって、二つの周波
数の信号を発振する発振回路と、発振回路の出力を切換
えるスイ・ノチ回路と、発振回路の一方の周波数の信号
によって超音波送波器を駆動する駆動回路と、超音波受
波器の出力を第１の比較回路の検出レベル以上の検出レ
ベルで弁別し、スイッチ回路に切換え信号を与える第２
の比較回路と、を具備することを特徴とするものである
。
超音波信号を受波する超音波受波器及び超音波受波器の
受波信号のレベルを検知して物体を検出する第１の比較
回路を有する超音波物体検出装置であって、二つの周波
数の信号を発振する発振回路と、発振回路の出力を切換
えるスイ・ノチ回路と、発振回路の一方の周波数の信号
によって超音波送波器を駆動する駆動回路と、超音波受
波器の出力を第１の比較回路の検出レベル以上の検出レ
ベルで弁別し、スイッチ回路に切換え信号を与える第２
の比較回路と、を具備することを特徴とするものである
。
このような特徴を有する本発明によれば、超音波信号の
物体からの反射波と超音波送波器から超音波受波器への
直接の廻り込み信号の位相が逆位相になって、受波信号
のレベルが低下した場合には直ちに送波周波数を切換え
るようにしている。
物体からの反射波と超音波送波器から超音波受波器への
直接の廻り込み信号の位相が逆位相になって、受波信号
のレベルが低下した場合には直ちに送波周波数を切換え
るようにしている。
そうすれば異なった周波数で逆位相になることはないの
で受波信号レベルは低下せず物体検出信号を出し続ける
ことが可能となる。従ってチャタリング現象を防止する
ことができ物体の検出が確実となり、物体検出装置の信
頼性を向上させることが可能となる。
で受波信号レベルは低下せず物体検出信号を出し続ける
ことが可能となる。従ってチャタリング現象を防止する
ことができ物体の検出が確実となり、物体検出装置の信
頼性を向上させることが可能となる。
実施例の説明
第１図は本発明による超音波物体検出装置の一実施例を
示すブロック図である。本図に示すように、本発明の超
音波物体検出装置は夫々基準電圧Ｖｒｅｆｌ及び基準電
圧Ｖｒｅｆ２の基準電圧を発生ずる二つの基準電圧源１
，２を有しており、夫々の電圧出力がスイッチ回路３に
与えられる。スイッチ回路３は外部から制御信号に基づ
いて、これらの基準電圧源のいずれか一方の出力を電圧
制御発振器４に与える。電圧制御発振器４は与えられた
電圧に対応した周波数の信号を発生するものであって、
第１の基準電圧源１より基準電圧Ｖｒｅｆｌの電圧が与
えられたときに周波数Ｆｌ、第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２
が与えられたときに周波数Ｆ２の信号を発生させる。そ
してその発振信号は電力増幅器５に与えられる。電力増
幅器５は与えられた出力を電力増幅して超音波送波器６
を駆動するものである。超音波送波器６は共振周波数Ｆ
ｏを有する電気音響変換素子であり、第２図に示すよう
に周波数Ｆｌ、Ｆ２は超音波送波器６の共振周波数ＦＯ
とほぼ等しく送受波感度に影響のない周波数があらかじ
め選択されているものとする。この送波部と同一筐体内
に反射波信号を受波する受波部が設けられている。受波
部は超音波信号を受信する音響電気変換素子である超音
波受波器７ををしており、その出力は増幅器８を介して
検波回路９に与えられる。検波回路９は入力信号を検波
して包絡線の波形を有する低周波信号に変換するもので
あって、その出力をコンパレータ１０，１１に与える。
示すブロック図である。本図に示すように、本発明の超
音波物体検出装置は夫々基準電圧Ｖｒｅｆｌ及び基準電
圧Ｖｒｅｆ２の基準電圧を発生ずる二つの基準電圧源１
，２を有しており、夫々の電圧出力がスイッチ回路３に
与えられる。スイッチ回路３は外部から制御信号に基づ
いて、これらの基準電圧源のいずれか一方の出力を電圧
制御発振器４に与える。電圧制御発振器４は与えられた
電圧に対応した周波数の信号を発生するものであって、
第１の基準電圧源１より基準電圧Ｖｒｅｆｌの電圧が与
えられたときに周波数Ｆｌ、第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２
が与えられたときに周波数Ｆ２の信号を発生させる。そ
してその発振信号は電力増幅器５に与えられる。電力増
幅器５は与えられた出力を電力増幅して超音波送波器６
を駆動するものである。超音波送波器６は共振周波数Ｆ
ｏを有する電気音響変換素子であり、第２図に示すよう
に周波数Ｆｌ、Ｆ２は超音波送波器６の共振周波数ＦＯ
とほぼ等しく送受波感度に影響のない周波数があらかじ
め選択されているものとする。この送波部と同一筐体内
に反射波信号を受波する受波部が設けられている。受波
部は超音波信号を受信する音響電気変換素子である超音
波受波器７ををしており、その出力は増幅器８を介して
検波回路９に与えられる。検波回路９は入力信号を検波
して包絡線の波形を有する低周波信号に変換するもので
あって、その出力をコンパレータ１０，１１に与える。
コンパレータ１０はスレッシュホールドレベルｖ１を有
し、そのレベルに基づいて入力信号を弁別するものであ
って、７１以上の出力が与えられたときに方形波信号を
スイッチ回路３に与える。
し、そのレベルに基づいて入力信号を弁別するものであ
って、７１以上の出力が与えられたときに方形波信号を
スイッチ回路３に与える。
又コンパレータ１１はＶｌよりも低いスレッシュホール
ドレベル■２を有するコンパレータであって、このレベ
ルより高い信号が与えられたときに方形波出力を発生さ
せて物体検出出力として外部に出力するものである。
ドレベル■２を有するコンパレータであって、このレベ
ルより高い信号が与えられたときに方形波出力を発生さ
せて物体検出出力として外部に出力するものである。
次に本実施例の動作について第３図の波形図を参照しつ
つ説明する。初期状態にあって第３図（ａ）に示すよう
に基準電圧源１の基準電圧Ｖｒｅｆｌがスイッチ回路３
を介して電圧制御発振器４に与えられるものとする。そ
うすれば電圧制御発振器４は前述したように周波数Ｆ１
の信号を発振し電力増幅器５に伝える。電力増幅器５は
その出力を増幅して超音波送波器６を駆動する。このと
き送波部と受波部は同一筐体内に収納されてＧ）るため
、一部の超音波信号は超音波送波器６から超音波受波器
７に直接廻り込む。この信号力＜１曽１１１畠七５８６
とよって増幅され検波回路９によって検波されるため、
物体１２が存在しなくても第３図（ｂｌ Ｄこ示づ−よ
うＧこ微少なレベルの出力がＩＭられることとなる。さ
て時刻ｔ１に第１図に示すように送波部の正１方Ｇこｑ
勿体１２が到来したとすると、超音波送波器に６カ１ら
発振された超音波信号は物体１１こよって反力１されて
超音波受波器７に伝えられる。そしてその反力１波信号
は増幅器８により増幅され検波器（ｌ′各９により検波
される。第３図（ｂｌは検波回路９によってオ全波され
た出力信号を示している。ここでＪ全波された信号がス
レッシュホールドレベル■２よりも大きくなれば、第３
図（ｄ）に示すようにコンツマレータ１１が物体検出出
力を出す。又スレ・ノシュ；ｌｔ −／レドレベルＶ１
よりも大きくなれｂｉ第３図（Ｃ）に示すようにコンパ
レータ１０が出力を出してその出力をスイッチ回路３に
与える。従って以後基ｔ１ｔ！−電圧源２の基準電圧Ｖ
ｒｅｆ２が電圧制御発振器４Ｑこイ云えられることと
なり、周波数Ｆ２の信号が電力増幅器５によって増幅さ
れて超音波送波器６に伝えられる。従って第３図（ａ）
に示すように時刻Ｌ１以後の周波数はＦ２に切換ねるこ
ととなる。そして物体１２と超音波送波器６．超音波受
波器７の間隔が超音波の波長に対応した所定の位置関係
となれば、廻り込み信号に対して正相、又は逆相となっ
て受波信号レベルが変動する。今時側ｔ２にこれが逆相
の関係となれば超音波受波切換７に与えられる超音波信
号は打ち消されるためその出力レベルが低下する。そし
て第３図（ｂｌに示すように検波器９の出力がスレッシ
ュボールドレベル■１以下となったとする。そうずれば
コンパレーク１０の出力は零レベルとなるためスイッチ
回路３に信号が与えられなくなる。そのため基準電圧源
２に変わって貼準電圧源１の基準電圧Ｖｒｅｆｌが電圧
制御発振器４に伝えられることとなり、再び周波数Ｆ１
の信号が電力増幅器５に示すように与えられて超音波送
波器６を駆動する。周波数が異なれば二つの信号の位相
が逆相になることはないので、第３図（ｂｌに示すよう
に受波信号レベルは上昇し時刻ｔ３に再びスレッシュボ
ールドレベルｖ１を越えることとなる。そうすればコン
パレーク１０の出力が再びスイッチ回路３に与えられ、
周波数Ｆ２の信号が電力増幅器５を介して超音波送波器
６に与えられて駆動される。このように物体が同一位置
にある場合には一定の周期で周波数Ｆｌ、Ｆ２の超音波
信号が交互に切換えられることとなるが、スレ、７シユ
ホールドレベル■２以下となることはないので、第３図
［ｄｌに示すようにコンパレーク１１より物体検知出力
を出し続けることが可能となる。そして時刻ｔ４に物体
が通過すれば反射波信号が超音波受波器７に与えられな
くなるので、第３図（ｂ）。
つ説明する。初期状態にあって第３図（ａ）に示すよう
に基準電圧源１の基準電圧Ｖｒｅｆｌがスイッチ回路３
を介して電圧制御発振器４に与えられるものとする。そ
うすれば電圧制御発振器４は前述したように周波数Ｆ１
の信号を発振し電力増幅器５に伝える。電力増幅器５は
その出力を増幅して超音波送波器６を駆動する。このと
き送波部と受波部は同一筐体内に収納されてＧ）るため
、一部の超音波信号は超音波送波器６から超音波受波器
７に直接廻り込む。この信号力＜１曽１１１畠七５８６
とよって増幅され検波回路９によって検波されるため、
物体１２が存在しなくても第３図（ｂｌ Ｄこ示づ−よ
うＧこ微少なレベルの出力がＩＭられることとなる。さ
て時刻ｔ１に第１図に示すように送波部の正１方Ｇこｑ
勿体１２が到来したとすると、超音波送波器に６カ１ら
発振された超音波信号は物体１１こよって反力１されて
超音波受波器７に伝えられる。そしてその反力１波信号
は増幅器８により増幅され検波器（ｌ′各９により検波
される。第３図（ｂｌは検波回路９によってオ全波され
た出力信号を示している。ここでＪ全波された信号がス
レッシュホールドレベル■２よりも大きくなれば、第３
図（ｄ）に示すようにコンツマレータ１１が物体検出出
力を出す。又スレ・ノシュ；ｌｔ −／レドレベルＶ１
よりも大きくなれｂｉ第３図（Ｃ）に示すようにコンパ
レータ１０が出力を出してその出力をスイッチ回路３に
与える。従って以後基ｔ１ｔ！−電圧源２の基準電圧Ｖ
ｒｅｆ２が電圧制御発振器４Ｑこイ云えられることと
なり、周波数Ｆ２の信号が電力増幅器５によって増幅さ
れて超音波送波器６に伝えられる。従って第３図（ａ）
に示すように時刻Ｌ１以後の周波数はＦ２に切換ねるこ
ととなる。そして物体１２と超音波送波器６．超音波受
波器７の間隔が超音波の波長に対応した所定の位置関係
となれば、廻り込み信号に対して正相、又は逆相となっ
て受波信号レベルが変動する。今時側ｔ２にこれが逆相
の関係となれば超音波受波切換７に与えられる超音波信
号は打ち消されるためその出力レベルが低下する。そし
て第３図（ｂｌに示すように検波器９の出力がスレッシ
ュボールドレベル■１以下となったとする。そうずれば
コンパレーク１０の出力は零レベルとなるためスイッチ
回路３に信号が与えられなくなる。そのため基準電圧源
２に変わって貼準電圧源１の基準電圧Ｖｒｅｆｌが電圧
制御発振器４に伝えられることとなり、再び周波数Ｆ１
の信号が電力増幅器５に示すように与えられて超音波送
波器６を駆動する。周波数が異なれば二つの信号の位相
が逆相になることはないので、第３図（ｂｌに示すよう
に受波信号レベルは上昇し時刻ｔ３に再びスレッシュボ
ールドレベルｖ１を越えることとなる。そうすればコン
パレーク１０の出力が再びスイッチ回路３に与えられ、
周波数Ｆ２の信号が電力増幅器５を介して超音波送波器
６に与えられて駆動される。このように物体が同一位置
にある場合には一定の周期で周波数Ｆｌ、Ｆ２の超音波
信号が交互に切換えられることとなるが、スレ、７シユ
ホールドレベル■２以下となることはないので、第３図
［ｄｌに示すようにコンパレーク１１より物体検知出力
を出し続けることが可能となる。そして時刻ｔ４に物体
が通過すれば反射波信号が超音波受波器７に与えられな
くなるので、第３図（ｂ）。
（ｄｌに示すようにスレッシュホールドレベルＶ２以下
となって物体検知出力がなくなる。このように物体検知
レベル（■２）より高いスレッシュホールドレベル■１
によって直ちに周波数を切換えることによって、ある瞬
間に反射波と廻り込の波が逆相になっても物体が存在す
る限り物体検知レベルＶ２以上にすることによってチャ
タリング現象を防止することができる。
となって物体検知出力がなくなる。このように物体検知
レベル（■２）より高いスレッシュホールドレベル■１
によって直ちに周波数を切換えることによって、ある瞬
間に反射波と廻り込の波が逆相になっても物体が存在す
る限り物体検知レベルＶ２以上にすることによってチャ
タリング現象を防止することができる。
尚本実施例は二つの基準電圧源を設け、スイッチ回路に
よりそれらを切換えて電圧側ｆａｌ１発振器に与えるこ
とによって発振する周波数を異ならせるようにしている
が、二つの発振器を設はスイッチ出力によってそれらの
一方を選択するようにすることも可能である。
よりそれらを切換えて電圧側ｆａｌ１発振器に与えるこ
とによって発振する周波数を異ならせるようにしている
が、二つの発振器を設はスイッチ出力によってそれらの
一方を選択するようにすることも可能である。
第１図は本発明による超音波物体検出装置の一実施例を
示すブロフク図、第２図はその周波数と送受波感度を示
す特性曲線、第３図は各部の波形を示す波形図である。 １．２−・−基ｔ４ｔ＝電圧源 ３−−−−−−−−ス
イッチ回路４−・−電圧制御発振器 ５−・−・−電力
増幅器６−−−−−−一超音波送波器 ７・−自起音波
受波器８−−−−−−一増幅器 ９−・−検波回路 １
０．１１・・−−−一−コンパレータ １２−−−−−
−一物体特許出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本宜喜（化１名） 第１図 １ １ 第２図 ＦＩＲ）Ｆ２ 劇遺牧 第３図 １ｔ４
示すブロフク図、第２図はその周波数と送受波感度を示
す特性曲線、第３図は各部の波形を示す波形図である。 １．２−・−基ｔ４ｔ＝電圧源 ３−−−−−−−−ス
イッチ回路４−・−電圧制御発振器 ５−・−・−電力
増幅器６−−−−−−一超音波送波器 ７・−自起音波
受波器８−−−−−−一増幅器 ９−・−検波回路 １
０．１１・・−−−一−コンパレータ １２−−−−−
−一物体特許出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本宜喜（化１名） 第１図 １ １ 第２図 ＦＩＲ）Ｆ２ 劇遺牧 第３図 １ｔ４
Claims (2)
- （１）超音波を発振する超音波送波器と、反射された超
音波信号を受波する超音波受波器及び超音波受波器の受
波信号のレベルを検知して物体を検出する第１の比較回
路を有する超音波物体検出装置において、 二つの周波数の信号を発振する発振回路と、前記発振回
路の出力を切換えるスイッチ回路と、前記発振回路の一
方の周波数の信号によって前記超音波送波器を駆動する
駆動回路と、前記超音波受波器の出力を前記第１の比較
回路の検出レベル以上の検出レベルで弁別し、前記スイ
ッチ回路に切換え信号を与える第２の比較回路と、を具
備することを特徴とする超音波物体検出装置。 - （２）前記発振回路は二つの基準電圧源と電圧制御発振
器を有し、前記スイッチ回路によって前記電圧制御発振
器に与える基準電圧を切換えることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の超音波物体検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6653584A JPH071304B2 (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 超音波物体検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6653584A JPH071304B2 (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 超音波物体検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60209193A true JPS60209193A (ja) | 1985-10-21 |
| JPH071304B2 JPH071304B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=13318681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6653584A Expired - Lifetime JPH071304B2 (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 超音波物体検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071304B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011196757A (ja) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Fujitsu Ltd | レーダ装置及び周波数制御プログラム |
-
1984
- 1984-04-02 JP JP6653584A patent/JPH071304B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011196757A (ja) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Fujitsu Ltd | レーダ装置及び周波数制御プログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH071304B2 (ja) | 1995-01-11 |
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