JPS62184380A - 超音波近接スイツチ装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は超音波の反射を利用して、物体の存在を検出す
るスイッチ装置に関するものである。

（ロ）従来の技術 従来のこの種装置は、外来雑音、特に高い周波数成分を
含む例えば金属衝撃音等の雑音によってしばしば誤動作
することが多く、これを有効に回避することは困難なこ
とであった。

（ハ）問題点を解決するための手段 本発明は送・受信装置を、所定の時間間隔をもたせて時
分割作動させて超音波を送信・受信し、更に受信結果に
よって加算回路を作動させ、その値が所定値以上に達し
た時に装置が応動するように構成し、外来雑音を受信し
た際に、該雑音が短時間の場合、又はその繰返し周期の
不規則な場合には前記加算結果が所定値に迄到達せず、
又、比較的長い時間の連続的な雑音に対しては、該雑音
の受信出力によって、前記加算作動を一時的に中断せし
めるような回路構成として、外来雑音による誤作動の防
止を計ったものである。

これを更に詳述すれば、検出距離を例えば２ｍ程度とし
た場合超音波の送信パルス時間を例えば０・６ｍ秒程度
に設定し、該送信を１秒間に例えば１５回程度の周期を
もって反復させる。

而してその受信パルスは送信パルスに同期するが。

その時間は若干の遅れ例えば０．４ｍ秒程度を持ち、且
受信時間を例えば８ｍ秒程度に設定する。

更に前記受信パルスは信号処理回路を介して例えば１６
進アツプダウンカウンタに与えられ、該カウンタに、よ
って加算され、所定値例えば８以上１５までのパルスが
入力された時に、前記アップダウンカウンタから出力信
号が現われ、後段の継電回路が作動するように構成され
ている。斯かる構成により一定の目的とする検出物体か
らの安定した反射波にのみ装置は応動し、短時間の外来
ｌには応動しないものとなる。

次に比較的長い時間巾を持つ外来雑音に対しては該雑音
信号によって信号処理回路が作動し、前記アップダウン
カウンタの入力に与えられる計数パルスを一時的に（外
来雑音の続く間）中止せしめて装置が誤動作することを
防止するような手段が用いられている。

（ニ）実施例 以下図面に従って本発明の詳細な説明する。

第１図に於いて１は基準信号発振回路を示し、例えば８
５七程度の周波数をもって常に発振している。而して該
回路１の発振出力は、次段の例えば６進分周器２によつ
て分周される。

分局結果は端子ＱＯ−Ｑ２・Ｑ４・Ｑ５にそれぞれパル
ス中例えば１２７ＦＬ秒程度の正のパルスとして現われ
る。

第２図に示すタイミングチャートに於けるｑＯ・Ｑ２・
Ｑ４・Ｑ５は、それぞれ前記パルス出力の時間関係を示
すものである。

而して送受信タイミング用のパルスは端子ＱＯに現われ
、先ず送信タイミング形成回路３に与えられ、該回路の
ナンド４の一方の入力に与えられ。

又他方インバータ５を介して抵抗６とコンデンサ７とか
らなる遅延回路を介し、前記ナンド４の他方の入力に与
えられる。従って該ナンド４の出力には前記遅延回路に
よって与えられた時間例えば０．６　ｍ秒程度の時間巾
を持つ負の出力が現われる（第２図ａ）。該出力が送信
回路８を励起して例えば４０ＫＨｚ程度の超音波を前記
時間発振し、これによって送受波器９から目的とする対
象物に向って超音波が放射される。

而して受信回路１０は、目的とする対象物からの反射波
を前記送受波器９によって受信し、その出力に受信信号
を出力する。（第２図Ｃ）一方前記分局器２のｑＯに現
われたパルス信号はインバータ５を介して受信タイミン
グ形成回路１１のノア１２の二つの入力のうちの一方の
入力に与えられ、更に抵抗１３とコンデンサ１４とより
なる遅延回路を介して例えば４７ＦＬ秒程度遅れて、前
記ノア１２のもう一方の入力に与えられる。

斯くするとその出力には第２図すに示す如き受信タイミ
ング信号が現われる。

而して該タイミング信号は次段の信号処理回路１５を構
成するナンド１６の一方の入力に与えられ、又他方の入
力には前記受信回路１０の出力に現われる受信信号、す
なわち第２図Ｃに示す信号が与えられる。従ってナンド
１６の出力には前記タイミング信号によって、第２図Ｃ
に示す送信波による出力の期間を避けた、対象物からの
反射波の第１波のみの信号が選択された形で負極性をも
って現われ、これによって次のフリップフロップ１７が
セットされ、その出力（イ）は正の電位に、又（ロ）は
零の電位となる。

斯かる電位関係となると、例えば１６進アツプダウンカ
ウンタ１８のＵ／Ｄ端子に与えられる制御信号は零電位
となり、該カウンタを加算の状態で働かす。

一方６進分周器２の端子Ｑ２に現われるパルス出力はナ
ンド２０の一方の入力に与えられ、又リセット状態にあ
る別のフリップフロップ２１の出力（ハ）は正極性の電
位となって、前記ナンド２０の他方の入力に通ずる。従
って前記Ｑ２からのパルスはナンド２０を通過し、更に
インバーター２２を介して正極性のパルスとして、三人
カナンド２３の一つの入力にカウントパルスとして与え
られる。

尚、該パルスは第２図に示すＱ２である。

尚、この場合前記ナンド２３の池の二つの入力は全て正
極性を示すように各部か作動しているから、前記パルス
Ｑ２は反転してアップダウンカウンタ１８のＣＫ端子に
与えられ、前記Ｕ／Ｄ端子の制御信号に基き加算作動を
行うことになる。

斯かる状態で目的とする対象物から一定の受信波か続く
場合、前記カウントパルスｑ２は加算されてゆき、その
計数結果が例えば８以上となった時、前記アップダウン
カウンタ１８の出力ＱＤに出力信号が現われ、該信号は
適宜増巾回路２５によって増巾され、更に適宜継電回路
２６を介して、その負荷２７に接続された例えば報知器
或いは照明灯等を作動させるものである。

実施例では以上に述べた如く、受信波が例えば８パルス
以上継続して入力されなければ装置は応動しないもので
あるから、短時間の外来雑音が受信されたとしても、そ
れによって誤動作することを避けることが出来るもので
ある。

又、比較的長時間続く外来雑音に対しては、別に該雑音
検出用の回路を設けている。以下これに付いて説明する
と、６進分周器２のＱ５の端子に現われるパルスは第２
図９５に示す如く、送・受信期間用パルスｑＯに先立つ
位置に出力される。而して前記パルスｑ５の出力されて
いる期間に例えば第２図に示すｄの如き外来雑音が有る
と、ナンド２９の一方の入力には受信回路１０の出力に
現われる雑音信号が与えられ、又他方の入力には前記圧
のパルスＱ５が与えられる。

従って該ナンド２９の出力には負のパルスが現われてフ
リップフロップ２１をセットする。斯くするとその出力
（ハ）の電位は零となり、従って次段のナンド２０は遮
断されることになる。

すなわちこれによってアップダウンカウンタ１８のＣＫ
端子に与えられるカウントパルスは遮断されることにな
り、前記カウンタ１８はその計数を中断する。而してこ
の中断状態は分周器２からリセットパルスＱ４がフリッ
プフロップ２１に与えられるまで続く。

尚、２８はアップダウンカウンタ１８の設定されたカウ
ント数の最大値と最小値を規制する処理回路であって、
計数結果が例えば１５以上とならぬよう、それ以上のカ
ウントパルスが入力された時、アップダウンカウンタ１
８のＭＡＸ／ＭＩＮ端子の出力信号が反転してナンド１
９からの出力を出さないように、すなわちその出力を零
電位に落してナンド２３の三つの入力のうちの一つを反
転させて、カウントパルスＱ２の通過を遮断するように
作動する。又、計数結果の最小値が零で停止するように
、最大値と最小値を規制するように作動するものである
。

（ホ）発明の効果 本発明は以上に詳述した如く、特定の周期をもって、且
特定の時間内に超音波の送信・受信を繰返すようにした
ものであるため、受信周期ごとに目的とする対象物から
の受信波が受信され、且それが所定数受信されて初めて
装置が作動するものであるから、不定期に受信される外
来雑音に対しては全く誤動作することなく、然かも比較
的長時間続くような外来雑音に対しては、それを検出す
る特定の期間が設けられており、雑音が受信されると装
置の作動が停止せしめられるため、該雑音によって誤動
作するようなことが防止出来、極めて確実な作動が期特
出来得るものであって効果的な発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図に於いて、１は基準発振回路、２は６進分周器、
３は送信タイミング形成回路、８は送信回路、９は送受
波器、１０は受信回路、１１は受信タイミング形成回路
、１５は信号処理回路、１８はアップダウンカウンタ、
２６は継電回路を示す。 第２図は重要部に於ける波形を示すタイミングチャート
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 適宜構成になる基準発振回路（１）からの発振信号を適
   宜分周器（２）によって分周し、（Ｑ０）・（Ｑ２）・
   （Ｑ５）等のパルスを逐次発生せしめ、パルス（Ｑ０）
   の期間中に超音波の送信及び受信を行い、該受信期間中
   に、継続して一定の受信信号が存在する場合に、パルス
   （Ｑ２）をもってアップダウンカウンタ（１８）の計数
   パルスとしてこれを計数し、計数結果が所定値以下であ
   る場合は継電回路（２６）は応動せず、所定値以上とな
   った場合に前記継電回路（２６）が応動するように構成
   し、更に前記パルス（Ｑ０）に先立って発生されるパル
   ス（Ｑ５）によって比較的長時間の外来雑音の有無を検
   出し、雑音信号が検出される場合、ナンド（２０）を遮
   断作動せしめて、前記アップダウンカウンタ（１８）に
   与えられるカウントパルス（Ｑ２）を遮断せしめるよう
   に構成したことを特長とする超音波近接スイッチ装置。