JPS6367148B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、音波を利用して物体との距離を計測
する送受波器に関する。

自動車の走行中において、前車との車間距離を
一定に保つことは安全な運転ということから重要
なことである。

そこで、前車との距離を検知し、自動的に又は
警告によつて、前車との接触をさけることができ
れば、自動車の安全運転に対する寄与度は大であ
る。

したがつて、上記の要望から、対象とする自動
車との距離を精度よく検知できる、小型で、自動
車に塔載できる検知器が必要となつた。

ところで、従来、この種の物体との距離を検知
できる検知器としては、第１図に示す如く、音波
または超音波を発生する送信器と該音波または超
音波を受信する受信器とを個別に配置し、送信器
より放射された音波または、超音波の物体からの
反射波を検知し、受信器に入力する反射波の強度
から物体の存在を判断したり、送信波と受信波と
の位相のずれから物体との距離を計測する手段で
ある。

しかしながら、上記手段は送信器と受信器とが
別個に配置する関係上、物体との距離を精度よく
検知するためには、送信器、受信器及び被測定物
体との幾何学的位置関係が問題となりその調整が
非常に困難である。

さらに、前述した如く自動車に塔載し、前記手
段を利用するには、送信器と受信器とが別個であ
るため、それだけの位置を確保するスペースも必
要であり、検知器としては複雑化する欠点を有す
る。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたもの
で、その目的は自動車等に塔載できるように小型
軽量で、送信器及び受信器を一体的に形成するこ
とにより、位置関係を厳密な調整を必要とするこ
となく、精度よく検知できる装置を提供しようと
するものである。

本発明の距離測定用送受波器は、所定の周波数
を有する音波を放射する送信器と、該送信器の放
射側に相対向する位置で、入射する音波を所定方
向に変更反射させる錐状の第１反射体と、該第１
反射体の位置より所定の間隔を有し、前記送信器
から第１反射体に対して放射する音波の軸線に対
して、所望する角度に自由に変えることができ、
該第１反射体からの反射波を被測定物体へ照射す
べく配置した第２反射体と、該被測定物体より反
射してくる音波を受信すべく第１反射体の反対側
に配置した受信器とよりなることを特徴とする。

本発明によれば、自動車等の移動物体に塔載す
ることができる小型、軽量の距離測定用送受波器
を提供することができる。また、出力信号は錐状
体を順次反射させるものとしたので、目的物に対
して出力信号を確実に送ることができ、精度良く
距離を測定することができる。

しかして、本発明の送受波器は、被測定物体が
測定範囲内に存在すると該被測定物体との距離を
検知すべく送信器が作動し、音波を放射する。放
射された音波は該送信器の相対向する位置には第
１の反射体が設けてあるので、ここで反射され第
２の反射体へ送信される。該第２の反射体は被測
定物体に確実に照射すべく所望する角度に自由に
変えて設定できるので、出力した音波は支障な
く、被測定物体へ照射される。被測定物体に照射
された音波はここで反射し、受信器に効率よく入
力する。

該受信器に入力した反射波は該反射波の強度か
ら、物体の照射位置を検知でき、さらに、送信波
と受信波の位相のずれにより、被測定体物体との
距離が検知できるのである。

本発明の送受波器は送信器と受信器とを同一軸
線上に配置すべく構成したので、被測定物との距
離を検知したい場合、該被測定物を本発明の送受
波器の軸線上に配置すれば、的確に位置ずけする
ことができる。しかも送信器、被測定物、受信器
の幾何学的な配置による条件が一体的に決められ
る関係上、非常に簡単にすることができる。その
上、小型にまとめることができるので実用上利用
価値は高いものである。

また、本発明の送受波器において、第１の反射
体を錐状としたのは、軸線より外方向に音波を伝
達するためである、本発明の送受波器の如く、小
型化に構成すると送信器と受信器とを同一軸線上
に配置することになる。

送信器の音波を効率よく伝達させるためには本
手段が必要である。しかも音波を効率よく反射さ
せることのできる材料の選択も必要である。

さらに、本発明の送受波器において、第２の反
射体を錐状（ロート状）としたのは、中心軸に配
設した第１の反射体より反射された音波を効果的
に前方の被測定物に照射すべくしたものである。
照射位置、被測定物の位置、受信器の位置との幾
何学的条件を第２の反射体の反射角度を自在に調
整することにより簡単に最適の測定条件を得るこ
とができるのである。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細
に説明する。

音波の送受信により被測定物との距離を検知す
る送受波器の構成は第２図、第３Ａ図，第３Ｂ図
及び第４図に示す。

音波を放出する圧電素子等からなる送信器１は
円筒状支持体２の内部で、軸線上に形成した段部
３に振動を遮断できる材料を介して載置され、該
送信器１のリード線４は該支持体２の内部に形成
した通孔５を通じて外部に導出すべくしてある。

該支持体２の周縁には等間隔に配置したフラン
ジ部６が設けてあり、該フランジ部６には前記送
信器１の出力側で、かつ該円筒状支持体２の軸線
上に音波をよく反射する金属やプラスチツク等で
形成してなる円錐形状の第１の反射体７を形成し
てある。

また、前記円筒状支持体２の外周面には音波を
よく反射する金属やプラスチツク等で形成したロ
ート形状の第２の反射体８を形設する。

すなわち、第２の反射体８はその支持部８ａを
該円筒状支持体２の外周面にガイドリング９にて
係止され、該ガイドリングの外周面には螺子が刻
設してあり、該ガイドリング９の螺子部には回転
させることにより前後に移動する環体１０が配置
してある。

該第２の反射体８の反射部８ｂは第３Ａ図，第
３Ｂ図に示す如くロート形状を有し、外周面から
中心部に向つて複数個の切かき部８ｃを設け、前
記環体１０が裏面から押圧したときに反射部８ｂ
と支持部８ａとの接合点を支点として内方及び外
方に開閉自在となるようにし、音波の照射角度を
自在に調整できるようにしてある。

音波を受信する圧電素子等から成る受信器１１
は前記円筒状支持体２の軸線上で、前記第１の反
射体７の裏側面の凹形円体を有する支持体１２の
中に振動を遮断できる材料を介して、音波を効率
よく受信できるように載置してある。

該受信器１１のリード線１３は前記支持体１２
の側面に添つて、前記円筒状支持体２の通孔５を
介して外部に導出する。

上記送受波器に接続した信号処理回路は第４図
に示す構成である。

該処理回路は発振装置１４と差動増巾器１５と
表示計１６及び位相形１７とよりなり、受信した
音波の強度を検知したり、該送受波器と被測定物
との距離を検知し表示する。

該送信器１の端子１ａは所定の周波数の信号を
発生する発振装置１４と差動増巾器１５の一方の
入力端に接続する。他方、受信器１１の端子１１
ａは位相計１７の一方の入力端と、前記差動増巾
器１５の他方の入力端に各々接続する。

また、該差動増巾器１５の出力端１５ｃは音波
の強度を表示する表示計１６に接続する。

前記位相計１７の他方の入力端１７ｂは前記発
振装置１４に接続し、位相計１７に表示される位
相差より被測定物との距離を表示すべくしてあ
る。

本実施例は上記構成としたことにより以下の作
用効果を奏する。

送受波器を被測定物に対向した位置において作
動させると、該送受波器の送信器１は所定の周波
数を有する音波を放出する。該放出した音波は第
１の反射体７の円錐面により外方向に反射放出さ
れ第２の反射体８に到達する。第２の反射体８は
音波を的確に被測定物に照射すべく反射角度を自
在にかえることができるので、必要に応じて調整
できる。

第２の反射体８から照射された音波は被測定物
に到達し、該到達した音波はここで反射し、送受
波器１１に入力する。

該受信器１１は音波を電気信号に変換すべくし
てあるので、入力する音波は忠実に電気信号に変
換され処理回路へ導かれる。

該処理回路に入力した一方の信号は、差動増巾
器１５及び表示計１６に導かれる。

表示計１６の指針の振れは受信器１１に入力す
る音波の強さに担当するもので、第２の反射体８
の反射角度を調整することにより、被測定物から
の受信器１１に入る音波の強度を観察し、該処理
回路の表示計１６の指針が最大に振れる点が物体
との的確な照射位置を示すものである。

また、位相計１７は第５図に示す如く、送信器
１の入力信号と受信器１１の出力信号の位相のず
れを表示するもので、該両者の信号の位相のずれ
は送信器１と受信器１１との音波の飛程距離に相
応するものである。したがつて、位相のずれと飛
程距離との関係を表示計の目盛に刻設しておけれ
ば直接表示することができるのである。

上記実施例の送受波器は小型で精度もよく取扱
いが簡単なために実用価値は非常に高いものであ
る。

ところで、上記実施例の送受波器は下記のごと
き実施態様も取ることができる。

すなわち、実施例の送受波器において第１の反
射体７を円錐形状に形成したものを使用したが、
反射効率を下げないものであればよく角錐でもよ
い。また、測定上音波の強度は半減するが測定上
装置の大きさに制限を受ける場合は軸線を介して
縦方向に縦割り分割したものを使用してもよい。

さらに、第２の反射体８の反射面をロート形状
にした反射面を利用すべく形成したがロート形状
内面の全面で反射させる必要はなくロート形状内
面を単数又は複数のたんざく状の反射面とするこ
とも可能である。また、さらに測定の都合上第２
の反射体を半分又は複数分の一の形状のものも利
用することができる。

また、上記実施例の送受波器においては被測定
物の確認を第２の反射体８の角度調整と入力音波
強度を表示する表示計１６の指針の振れにより調
整をしたが、表示計１６の指針の振れが最大値に
なるように、該表示計１６の指針の振れを常時検
知し、この信号にもとずき円筒状支持体２の外周
面に配置した環体１０を自動的に前後に移動さ
せ、第２の反射体８の角度を最適に調整すべき構
成にすることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の距離測定用送受波器の回路図、
第２図は送受波器の実施例、第３Ａ図、第３Ｂ図
は実施例送受波器の正面図と側面図、第４図は電
気回路図、第５図は送受波器より得られる信号波
形図。 １…送信器、２…円筒状支持体、７…第１の反
射体、８…第２の反射体、１０…環体、１１…受
信器、１４…発振装置、１５…差動増巾器、１６
…表示計、１７…位相計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定の周波数を有する音波を放射する送信器
   と、該送信器の放射側に相対向する位置で、入射
   する音波を所定方向に変更反射させる錐状の第１
   反射体と、 該第１反射体の位置より所定の間隔を有し、前
   記送信器から第１反射体に対して放射する音波の
   軸線に対して、所望する角度に自由に変えること
   ができ該第１反射体からの反射波を被測定物体へ
   照射すべく配置した第２反射体と、 該被測定物体より反射してくる音波を受信すべ
   く第１反射体の反対側に配置した受信器とよりな
   ることを特徴とする距離測定用送受波器。 ２ 前記錐状の第１の反射体は円錐又は多角錐状
   としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の距離測定用送受波器。 ３ 前記第２反射体は錐状体としたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の距離測定用送
   受波器。 ４ 前記錐状体の第２反射体は、円錐又は多角錐
   状としたことを特徴とする特許請求の範囲第３項
   に記載の距離測定用送受波器。