JP2984238B2 - 非接触身長測定装置及びその補正方法 - Google Patents
非接触身長測定装置及びその補正方法Info
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- JP2984238B2 JP2984238B2 JP9204082A JP20408297A JP2984238B2 JP 2984238 B2 JP2984238 B2 JP 2984238B2 JP 9204082 A JP9204082 A JP 9204082A JP 20408297 A JP20408297 A JP 20408297A JP 2984238 B2 JP2984238 B2 JP 2984238B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を用いた非
接触身長測定装置及びその補正方法に関するものであ
る。
接触身長測定装置及びその補正方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、種々の超音波を用いた非接触身長
測定装置が提案されてきており、例えば、超音波を用い
た電子式身長測定装置としては、例えば、図１３に示す
ように、センサとしての発信部からの発射波を被測定者
の頭頂で反射させ、その反射波を受信部で受信するよう
にしたものが提案されている。
測定装置が提案されてきており、例えば、超音波を用い
た電子式身長測定装置としては、例えば、図１３に示す
ように、センサとしての発信部からの発射波を被測定者
の頭頂で反射させ、その反射波を受信部で受信するよう
にしたものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の電子式非接触身長測定装置によれば、以下のよ
うな問題があった。 （１）図１３に示すように、２つのセンサを、送信用の
超音波セラミックススピーカ２１と受信用の超音波セラ
ミックスマイクロホン２２に分けて使用する例もある
が、取り付けの構造が複雑になるとともに、コストが高
くなる。
た従来の電子式非接触身長測定装置によれば、以下のよ
うな問題があった。 （１）図１３に示すように、２つのセンサを、送信用の
超音波セラミックススピーカ２１と受信用の超音波セラ
ミックスマイクロホン２２に分けて使用する例もある
が、取り付けの構造が複雑になるとともに、コストが高
くなる。
【０００４】また、センサとしての発信部からの発射波
を被測定者の頭頂で反射させ、その反射波を受信部で受
信するようにしているので、図１３に示すように、セン
サ２０は、発信部２１と受信部２２とを分離して設置し
ているので、被測定者の頭頂において反射角θが生じる
ことになる。そして、被測定者の身長が高くなるほど被
測定者の頭頂とセンサ２０との距離が近づくためにその
反射角θが大きくなり、身長の測定誤差が大きくなる。
を被測定者の頭頂で反射させ、その反射波を受信部で受
信するようにしているので、図１３に示すように、セン
サ２０は、発信部２１と受信部２２とを分離して設置し
ているので、被測定者の頭頂において反射角θが生じる
ことになる。そして、被測定者の身長が高くなるほど被
測定者の頭頂とセンサ２０との距離が近づくためにその
反射角θが大きくなり、身長の測定誤差が大きくなる。
【０００５】（２）単一のセンサにすると送信中受信部
へ、また受信中送信部への影響を及ぼし易い。特に、発
信部と受信部を一体にする場合には、その送信部と受信
部の相互の影響がないようにすることが重要である。 （３）測定すべき雰囲気は、その装置の設置場所や季節
によって大いに左右されることになり、特に、雰囲気温
度に依存して、超音波の伝播速度は左右され、身長測定
の誤差を生じる原因となる。
へ、また受信中送信部への影響を及ぼし易い。特に、発
信部と受信部を一体にする場合には、その送信部と受信
部の相互の影響がないようにすることが重要である。 （３）測定すべき雰囲気は、その装置の設置場所や季節
によって大いに左右されることになり、特に、雰囲気温
度に依存して、超音波の伝播速度は左右され、身長測定
の誤差を生じる原因となる。
【０００６】（４）従来のゲインコントロール、出力が
常にあるレベル以上になるようにするゲインコントロー
ルは変動の激しい信号に対しては複雑になる。 本発明は、上記状況に鑑みて、より正確な身長の測定が
可能であり、しかも構造が簡単で、コストの低減化を図
り得る非接触身長測定装置及びその補正方法を提供する
ことを目的とする。
常にあるレベル以上になるようにするゲインコントロー
ルは変動の激しい信号に対しては複雑になる。 本発明は、上記状況に鑑みて、より正確な身長の測定が
可能であり、しかも構造が簡単で、コストの低減化を図
り得る非接触身長測定装置及びその補正方法を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕超音波を用いた非接触身長測定装置において、単
一の超音波センサと、この超音波センサに接続される送
信手段と、前記超音波センサに接続される前置増幅器
と、この前置増幅器に接続される受信切換回路と、この
受信切換回路に接続される受信手段と、前記受信切換回
路、送信手段及び受信手段に接続される電子制御装置と
を備え、前記超音波センサから送信波を送信するととも
に、送信中は受信手段に前記送信波が入らないように前
記受信切換回路をオフにし、前記送信波を止めた状態で
は前記受信切換回路をオンにし、前記送信手段からの漏
洩ノイズを遮断するため、前記送信手段をフローティン
グ状態にするようにしたものである。
成するために、 〔１〕超音波を用いた非接触身長測定装置において、単
一の超音波センサと、この超音波センサに接続される送
信手段と、前記超音波センサに接続される前置増幅器
と、この前置増幅器に接続される受信切換回路と、この
受信切換回路に接続される受信手段と、前記受信切換回
路、送信手段及び受信手段に接続される電子制御装置と
を備え、前記超音波センサから送信波を送信するととも
に、送信中は受信手段に前記送信波が入らないように前
記受信切換回路をオフにし、前記送信波を止めた状態で
は前記受信切換回路をオンにし、前記送信手段からの漏
洩ノイズを遮断するため、前記送信手段をフローティン
グ状態にするようにしたものである。
【０００８】〔２〕上記〔１〕記載の非接触身長測定装
置において、前記超音波センサからの発射波を被測定者
の頭頂で反射させ、この反射波を前記超音波センサで受
信するようにしたものである。 〔３〕上記〔１〕記載の非接触身長測定装置において、
前記送信手段は前記超音波センサを身長計として必要な
伝搬距離、数ｍに対して要求される分解能から、最適な
数百ｋＨｚの周波数で駆動するようにしたものである。
置において、前記超音波センサからの発射波を被測定者
の頭頂で反射させ、この反射波を前記超音波センサで受
信するようにしたものである。 〔３〕上記〔１〕記載の非接触身長測定装置において、
前記送信手段は前記超音波センサを身長計として必要な
伝搬距離、数ｍに対して要求される分解能から、最適な
数百ｋＨｚの周波数で駆動するようにしたものである。
【０００９】〔４〕上記〔１〕記載の非接触身長測定装
置において、前記送信手段は前記超音波センサをセンサ
の許容電圧と効率から数十ＶP-P の電圧で駆動するよう
にしたものである。 〔５〕上記〔１〕記載の非接触身長測定装置において、
前記受信手段は前記超音波センサと被測定者間の距離に
応じてゲインを調整可能な粗調整用の第１の増幅器と微
調整用の第２の増幅器とを具備するようにしたものであ
る。
置において、前記送信手段は前記超音波センサをセンサ
の許容電圧と効率から数十ＶP-P の電圧で駆動するよう
にしたものである。 〔５〕上記〔１〕記載の非接触身長測定装置において、
前記受信手段は前記超音波センサと被測定者間の距離に
応じてゲインを調整可能な粗調整用の第１の増幅器と微
調整用の第２の増幅器とを具備するようにしたものであ
る。
【００１０】〔６〕上記〔１〕記載の非接触身長測定装
置において、前記受信手段は前記超音波センサの持つ固
有振動数のみの信号を増幅するバンドパスフィルタを具
備するようにしたものである。 〔７〕上記〔１〕記載の非接触身長測定装置において、
前記受信手段は受信された波形の立ち上がり時の数点を
取って算出して受信時点を確定するようにしたものであ
る。
置において、前記受信手段は前記超音波センサの持つ固
有振動数のみの信号を増幅するバンドパスフィルタを具
備するようにしたものである。 〔７〕上記〔１〕記載の非接触身長測定装置において、
前記受信手段は受信された波形の立ち上がり時の数点を
取って算出して受信時点を確定するようにしたものであ
る。
【００１１】〔８〕上記〔１〕記載の非接触身長測定装
置において、前記受信手段は波形整形のためのダイオー
ドのオン電圧を利用して、このオン電圧以下のノイズ波
をカットする波形整形回路を具備するようにしたもので
ある。
置において、前記受信手段は波形整形のためのダイオー
ドのオン電圧を利用して、このオン電圧以下のノイズ波
をカットする波形整形回路を具備するようにしたもので
ある。
〔９〕上記〔１〕記載の非接触身長測定装置において、
前記電子制御装置に温度情報を入力する温度センサと、
標準状態で測定を行った基準値と実測状態で測定を行っ
た実測値を記憶する記憶装置と、それらの基準値と実測
値とを比較して実測時の補正を行う補正手段とを具備す
るようにしたものである。
前記電子制御装置に温度情報を入力する温度センサと、
標準状態で測定を行った基準値と実測状態で測定を行っ
た実測値を記憶する記憶装置と、それらの基準値と実測
値とを比較して実測時の補正を行う補正手段とを具備す
るようにしたものである。
【００１２】〔１０〕非接触身長測定装置の補正方法に
おいて、電子制御装置には標準状態での雰囲気測定用セ
ンサからの情報を入力し、基準面とセンサ間の距離の基
準値を測定し、この基準値を記憶させ、実測時の測定環
境による基準面と前記センサ間の距離の実測値を測定
し、この実測値を記憶させ、前記基準値と実測値を比較
して実測時の補正を行うようにしたものである。
おいて、電子制御装置には標準状態での雰囲気測定用セ
ンサからの情報を入力し、基準面とセンサ間の距離の基
準値を測定し、この基準値を記憶させ、実測時の測定環
境による基準面と前記センサ間の距離の実測値を測定
し、この実測値を記憶させ、前記基準値と実測値を比較
して実測時の補正を行うようにしたものである。
【００１３】〔１１〕上記〔１０〕記載の非接触身長測
定装置の補正方法において、前記雰囲気測定用センサは
温度センサである。
定装置の補正方法において、前記雰囲気測定用センサは
温度センサである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の
実施例を示す非接触身長測定装置のブロック図である。
この図において、３１は送信波発生回路、３２はドライ
バ回路、３３は超音波センサ、３４は第１の増幅器（第
１のＡＭＰ）、３５は受信切換回路、３６はバンドパス
フィルタ（ＢＰＦ）、３７は波形整形回路、３８は第２
の増幅器（第２のＡＭＰ）、３９はコンパレータ、４０
はカウンタ、４１はＣＰＵ（中央処理装置）、４２はク
ロック、４３はＲＯＭ（プログラム内蔵）、４４はＲＡ
Ｍ、４５はＥＥ−ＲＯＭ、４６はタイマ、４７は温度セ
ンサ、４８，５０はＡ／Ｄコンバータ、４９はその他の
各種センサ（例えば、気圧や湿度のセンサ）である。
て図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の
実施例を示す非接触身長測定装置のブロック図である。
この図において、３１は送信波発生回路、３２はドライ
バ回路、３３は超音波センサ、３４は第１の増幅器（第
１のＡＭＰ）、３５は受信切換回路、３６はバンドパス
フィルタ（ＢＰＦ）、３７は波形整形回路、３８は第２
の増幅器（第２のＡＭＰ）、３９はコンパレータ、４０
はカウンタ、４１はＣＰＵ（中央処理装置）、４２はク
ロック、４３はＲＯＭ（プログラム内蔵）、４４はＲＡ
Ｍ、４５はＥＥ−ＲＯＭ、４６はタイマ、４７は温度セ
ンサ、４８，５０はＡ／Ｄコンバータ、４９はその他の
各種センサ（例えば、気圧や湿度のセンサ）である。
【００１５】送信波発生回路３１では、図２（ａ）に示
すように、１２０ｋＨｚのＴＴＬ（Ｔｒａｎｓｉｓｔｏ
ｒ−Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ Ｌｏｇｉｃ）レベルの送信
波（矩形波）を５０ｍｓ毎に発生させ、ドライバ回路３
２により、図２（ｂ）に示すように、６０〜７０Ｖp-p
のレベルにして、超音波センサ３３をドライブし、送信
波を被測定者の頭頂に向けて発射する。
すように、１２０ｋＨｚのＴＴＬ（Ｔｒａｎｓｉｓｔｏ
ｒ−Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ Ｌｏｇｉｃ）レベルの送信
波（矩形波）を５０ｍｓ毎に発生させ、ドライバ回路３
２により、図２（ｂ）に示すように、６０〜７０Ｖp-p
のレベルにして、超音波センサ３３をドライブし、送信
波を被測定者の頭頂に向けて発射する。
【００１６】ここで、測長にあたって超音波の送受信を
単一（１個）の超音波センサ３３で行うことにした。そ
して、送信波を止めた状態で、送信回路の出力をフロー
ティング状態になるようにしている。また、最大６０〜
７０ＶP-P でセンサをドライブするため、この信号がそ
のまま受信回路にも入ってくる。これを防ぐための保護
回路とともに、受信入力に受信切換回路３５を設けて、
送信中は受信切換回路３５がオフとなるようにしてい
る。
単一（１個）の超音波センサ３３で行うことにした。そ
して、送信波を止めた状態で、送信回路の出力をフロー
ティング状態になるようにしている。また、最大６０〜
７０ＶP-P でセンサをドライブするため、この信号がそ
のまま受信回路にも入ってくる。これを防ぐための保護
回路とともに、受信入力に受信切換回路３５を設けて、
送信中は受信切換回路３５がオフとなるようにしてい
る。
【００１７】このようにして、最大限（６０〜７０Ｖ
p-p ）の矩形波でドライブできるようにするとともに、
送信後の受信時に送信回路からの影響が及ばないように
している。更に、測定すべき超音波センサ３３と被測定
者の頭頂との距離は、被測定者によってまちまちであ
る。例えば、子供と大人では大きな差があるため、受信
波の減衰の度合いも異なってくる。従って、測定距離の
範囲（３０ｃｍ〜２３０ｃｍ）にわたる測定対象に対し
て、増幅器のゲイン調整が重要になってくる。
p-p ）の矩形波でドライブできるようにするとともに、
送信後の受信時に送信回路からの影響が及ばないように
している。更に、測定すべき超音波センサ３３と被測定
者の頭頂との距離は、被測定者によってまちまちであ
る。例えば、子供と大人では大きな差があるため、受信
波の減衰の度合いも異なってくる。従って、測定距離の
範囲（３０ｃｍ〜２３０ｃｍ）にわたる測定対象に対し
て、増幅器のゲイン調整が重要になってくる。
【００１８】そこで、その測定距離に応じて、粗調整用
の第１の増幅器（ＡＭＰ）３４と微調整用の第２の増幅
器（ＡＭＰ）３８、つまり、２つの増幅器で、従来の自
動ゲインコントロール方式ではなく、距離に対するゲイ
ンの値をテーブルに置き、そのテーブルに従って自動的
に変えるようにした。また、超音波センサ３３の固有振
動数に合わせて、図３に示すように、受信回路もその周
波数のみの信号を増幅できるよう、バンドパスフィルタ
（ＢＰＦ）３６を入れて、ＳＮ比の向上を図った。
の第１の増幅器（ＡＭＰ）３４と微調整用の第２の増幅
器（ＡＭＰ）３８、つまり、２つの増幅器で、従来の自
動ゲインコントロール方式ではなく、距離に対するゲイ
ンの値をテーブルに置き、そのテーブルに従って自動的
に変えるようにした。また、超音波センサ３３の固有振
動数に合わせて、図３に示すように、受信回路もその周
波数のみの信号を増幅できるよう、バンドパスフィルタ
（ＢＰＦ）３６を入れて、ＳＮ比の向上を図った。
【００１９】被測定者の頭頂からの反射波（受信波）を
超音波センサ３３が受信することになるが、その反射波
（受信波）の立ち上がり点ｔ0 を捕らえるため、図６に
示すように、立ち上がり時の数点のレベルｙ1 ，…ｙn
を、図１に示すコンパレータ３９（ｃｐ1 ，…，ｃ
ｐn ）に与える。反射波（受信波）の立ち上がりレベル
がｙ1 ，…ｙn になった時間をｔ1 ，…ｔn として、カ
ウンタ４０にてカウントする。それをＣＰＵ４１に取り
込み、これらの値から反射波（受信波）の立ち上がり角
度を最小２乗法の近似式方程式として、 ｆ（ｘ）＝ａ0 ＋ａ1 ｘ＋ａ2 ｘ2 ＋……＋ａm ｘm から推定して、ｘ軸との交点ｔ0 を算出する。
超音波センサ３３が受信することになるが、その反射波
（受信波）の立ち上がり点ｔ0 を捕らえるため、図６に
示すように、立ち上がり時の数点のレベルｙ1 ，…ｙn
を、図１に示すコンパレータ３９（ｃｐ1 ，…，ｃ
ｐn ）に与える。反射波（受信波）の立ち上がりレベル
がｙ1 ，…ｙn になった時間をｔ1 ，…ｔn として、カ
ウンタ４０にてカウントする。それをＣＰＵ４１に取り
込み、これらの値から反射波（受信波）の立ち上がり角
度を最小２乗法の近似式方程式として、 ｆ（ｘ）＝ａ0 ＋ａ1 ｘ＋ａ2 ｘ2 ＋……＋ａm ｘm から推定して、ｘ軸との交点ｔ0 を算出する。
【００２０】この交点ｔ0 が超音波センサ３３による正
確な受信時間であるため、この算出された時間により、
正確な被測定者の身長を測定することができ、その測定
精度を向上させることができる。この点について、２点
を取る場合を例に説明する。通常、超音波で測長する場
合には、送信波を発射した瞬間から受信波を入力した時
までの時間を測ればよい。しかし、受信波は、図１のＡ
点で図４に示すように、矩形状にはならず、図５に示す
ように、徐々に立ち上がって徐々に立ち下がる波形状を
なしている。この波形状の受信波の傾斜を得る方法とし
て、２点のサンプリング計算を行いｔ0 を求め、その時
間から測長を行う。そのために、図７に示すように、コ
ンパレータには既知の値（例えば、４Ｖと９Ｖ）をそれ
ぞれ２個のコンパレータｃｐ1 ，ｃｐ2 （図示なし）に
与える。そこで、図１のＢ点の波形を図６に示すよう
に、立ち上がり電圧がこのｙ1 ，ｙ2 の電圧に達したと
きの時間ｔ1 ，ｔ2 をカウントする。カウントするクロ
ックは、８ＭＨｚ、１２０ｎｓのＣＰＵのクロックを使
用する。このｙ1 とｙ2 の電位差５Ｖとｔ1 ，ｔ2 のカ
ウント差から傾斜を求め、ｔ0 のカウント数を求める。
確な受信時間であるため、この算出された時間により、
正確な被測定者の身長を測定することができ、その測定
精度を向上させることができる。この点について、２点
を取る場合を例に説明する。通常、超音波で測長する場
合には、送信波を発射した瞬間から受信波を入力した時
までの時間を測ればよい。しかし、受信波は、図１のＡ
点で図４に示すように、矩形状にはならず、図５に示す
ように、徐々に立ち上がって徐々に立ち下がる波形状を
なしている。この波形状の受信波の傾斜を得る方法とし
て、２点のサンプリング計算を行いｔ0 を求め、その時
間から測長を行う。そのために、図７に示すように、コ
ンパレータには既知の値（例えば、４Ｖと９Ｖ）をそれ
ぞれ２個のコンパレータｃｐ1 ，ｃｐ2 （図示なし）に
与える。そこで、図１のＢ点の波形を図６に示すよう
に、立ち上がり電圧がこのｙ1 ，ｙ2 の電圧に達したと
きの時間ｔ1 ，ｔ2 をカウントする。カウントするクロ
ックは、８ＭＨｚ、１２０ｎｓのＣＰＵのクロックを使
用する。このｙ1 とｙ2 の電位差５Ｖとｔ1 ，ｔ2 のカ
ウント差から傾斜を求め、ｔ0 のカウント数を求める。
【００２１】ｔａｎθ＝（ｙ2 −ｙ1 ）／（ｔ2 −
ｔ1 ）＝５／（ｔ2 −ｔ1 ） ｔ2 −ｔ0 ＝ｙ2 ／ｔａｎθ＝（９／５）／（ｔ2 −ｔ
1 ）＝ｔx ｔ0 ＝ｔ2 −ｔx コンパレータにＶ2 の電圧を与え、Ｖ1 に未知の電圧Ｖ
x を与える。このＶxからＶ2 の電圧に達すると、Ｖ0
は０Ｖから５Ｖに変化する。これを利用して送信波を発
射した時にカウンタのカウントを開始したものをカウン
ト停止させる。
ｔ1 ）＝５／（ｔ2 −ｔ1 ） ｔ2 −ｔ0 ＝ｙ2 ／ｔａｎθ＝（９／５）／（ｔ2 −ｔ
1 ）＝ｔx ｔ0 ＝ｔ2 −ｔx コンパレータにＶ2 の電圧を与え、Ｖ1 に未知の電圧Ｖ
x を与える。このＶxからＶ2 の電圧に達すると、Ｖ0
は０Ｖから５Ｖに変化する。これを利用して送信波を発
射した時にカウンタのカウントを開始したものをカウン
ト停止させる。
【００２２】また、図８（ｂ）に示すように、反射波
（受信波）には、どうしてもノイズが乗るので、ＳＮ比
の向上を図るため、図８（ａ）に示す波形整形回路３７
における波形整形の整流のためのダイオード５３のオン
電圧ＶＦを利用して図８（ｃ）に示すように、ＶＦ以下
のノイズがカットされるようにした。なお、図８（ａ）
において、５１はコンデンサ、５２はアース間に接続さ
れるダイオード、５４はアース間に接続される抵抗であ
る。
（受信波）には、どうしてもノイズが乗るので、ＳＮ比
の向上を図るため、図８（ａ）に示す波形整形回路３７
における波形整形の整流のためのダイオード５３のオン
電圧ＶＦを利用して図８（ｃ）に示すように、ＶＦ以下
のノイズがカットされるようにした。なお、図８（ａ）
において、５１はコンデンサ、５２はアース間に接続さ
れるダイオード、５４はアース間に接続される抵抗であ
る。
【００２３】次に、本発明の非接触身長測定装置の補正
方法について説明する。図９は本発明の非接触身長測定
装置の一例を示す構成図である。この図において、６０
は床、６１は被測定者がのぼる踏台（体重計を内蔵させ
ることもできる）、６２はその踏台６１に植設されるス
タンド、６３は身長計のヘッド、６４は超音波センサ、
６５は非接触身長測定装置の基準面、６６はスタンド６
２の中間部に設けられる温度センサ、７０は電子制御部
であり、身長計のヘッド６３や温度センサ６６などに接
続されているとともに、身長の表示装置（図示なし）や
プリンタ（図示なし）などを実装することができる。
方法について説明する。図９は本発明の非接触身長測定
装置の一例を示す構成図である。この図において、６０
は床、６１は被測定者がのぼる踏台（体重計を内蔵させ
ることもできる）、６２はその踏台６１に植設されるス
タンド、６３は身長計のヘッド、６４は超音波センサ、
６５は非接触身長測定装置の基準面、６６はスタンド６
２の中間部に設けられる温度センサ、７０は電子制御部
であり、身長計のヘッド６３や温度センサ６６などに接
続されているとともに、身長の表示装置（図示なし）や
プリンタ（図示なし）などを実装することができる。
【００２４】このように、非接触身長測定装置のスタン
ド６２の中間部分に温度センサ６６を配置しておき、超
音波センサ６４から超音波を発射して、基準面６５から
の反射波を測定し、その時の温度（標準となる温度）下
における距離をＣＰＵ４１（図１参照）で算出して、そ
の距離を標準となる温度下での距離（基準値）としてＥ
Ｅ−ＲＯＭ４５（図１参照）に記憶する。
ド６２の中間部分に温度センサ６６を配置しておき、超
音波センサ６４から超音波を発射して、基準面６５から
の反射波を測定し、その時の温度（標準となる温度）下
における距離をＣＰＵ４１（図１参照）で算出して、そ
の距離を標準となる温度下での距離（基準値）としてＥ
Ｅ−ＲＯＭ４５（図１参照）に記憶する。
【００２５】この基準値は、できるだけ風がなく、温度
が一定である時に基準値として記憶する。これは、空気
中での音の伝搬速度は、温度によってかなり変わるた
め、温度が変わると常に補正する必要があるためであ
る。なお、センサとしては、温度センサのみではなく、
その他の各種のセンサ４９、例えば、音の伝搬速度を左
右する気圧や湿度のセンサなどを設けることができる。
が一定である時に基準値として記憶する。これは、空気
中での音の伝搬速度は、温度によってかなり変わるた
め、温度が変わると常に補正する必要があるためであ
る。なお、センサとしては、温度センサのみではなく、
その他の各種のセンサ４９、例えば、音の伝搬速度を左
右する気圧や湿度のセンサなどを設けることができる。
【００２６】図１０はその非接触身長測定装置の基準値
の記憶フローチャートである。 （１）まず、予め、温度の安定状態における基準面での
距離の基準値（ＬS ）を測定する（ステップＳ１）。 （２）次に、その基準値（ＬS ）を記憶する（ステップ
Ｓ２）。ここまでを、図１０に示している。
の記憶フローチャートである。 （１）まず、予め、温度の安定状態における基準面での
距離の基準値（ＬS ）を測定する（ステップＳ１）。 （２）次に、その基準値（ＬS ）を記憶する（ステップ
Ｓ２）。ここまでを、図１０に示している。
【００２７】なお、この操作は、設置場所で１回のみ行
う。値はＥＥ−ＲＯＭ４５に記憶するために、電源を切
っても消去されることなく記憶されている。センサと基
準面との距離が機械的に変わらない限り、再記憶の必要
はない。図１１はその非接触身長測定装置による身長測
定フローチャートである。 （１）常時、基準面を実測する（ステップＳ１１）。
う。値はＥＥ−ＲＯＭ４５に記憶するために、電源を切
っても消去されることなく記憶されている。センサと基
準面との距離が機械的に変わらない限り、再記憶の必要
はない。図１１はその非接触身長測定装置による身長測
定フローチャートである。 （１）常時、基準面を実測する（ステップＳ１１）。
【００２８】（２）次に、基準面の距離か否かをチェッ
クする（ステップＳ１２）。 （３）次いで、ステップＳ１２においてＹＥＳである場
合には、基準面の距離（ＬR ) として更新して記憶し、
ステップＳ１１へ戻る（ステップＳ１３）。 （４）次に、ステップＳ１２においてＮＯの場合には、
身長値か否かをチェックする（ステップＳ１４）。
クする（ステップＳ１２）。 （３）次いで、ステップＳ１２においてＹＥＳである場
合には、基準面の距離（ＬR ) として更新して記憶し、
ステップＳ１１へ戻る（ステップＳ１３）。 （４）次に、ステップＳ１２においてＮＯの場合には、
身長値か否かをチェックする（ステップＳ１４）。
【００２９】（５）次いで、ステップＳ１４においてＹ
ＥＳの場合には、被測定者の身長値（ＬM ）として記憶
する（ステップＳ１５）。ステップＳ１４においてＮＯ
の場合には、ステップＳ１１に戻る。 （６）次に、基準面の距離（ＬR ) と前記基準値
（ＬS ）を比較して、その比である係数ｋを求める（ス
テップＳ１６）。
ＥＳの場合には、被測定者の身長値（ＬM ）として記憶
する（ステップＳ１５）。ステップＳ１４においてＮＯ
の場合には、ステップＳ１１に戻る。 （６）次に、基準面の距離（ＬR ) と前記基準値
（ＬS ）を比較して、その比である係数ｋを求める（ス
テップＳ１６）。
【００３０】（７）次に、前記被測定者の身長値
（ＬM ）に係数ｋをかけて、身長値を補正する（ステッ
プＳ１７）。 （８）最後、身長値を出力する（ステップＳ１８）。な
お、最初の標準値としての記憶データが重要であり、雰
囲気が安定している時の値を記憶する必要がある。
（ＬM ）に係数ｋをかけて、身長値を補正する（ステッ
プＳ１７）。 （８）最後、身長値を出力する（ステップＳ１８）。な
お、最初の標準値としての記憶データが重要であり、雰
囲気が安定している時の値を記憶する必要がある。
【００３１】図１２は本発明の非接触身長測定装置の他
の例を示す構成図である。この図において、８０は床、
８１は天井、８２は身長計（センサ部）、８３は身長計
８２の超音波センサ、８４は基準面、９０は電子制御部
であり、この電子制御部９０には、測定された身長の表
示装置（図示なし）やプリンタ（図示なし）などを実装
することができる。
の例を示す構成図である。この図において、８０は床、
８１は天井、８２は身長計（センサ部）、８３は身長計
８２の超音波センサ、８４は基準面、９０は電子制御部
であり、この電子制御部９０には、測定された身長の表
示装置（図示なし）やプリンタ（図示なし）などを実装
することができる。
【００３２】このような非接触身長測定装置にも、上記
した温度による補正方法を適用することができる。更
に、センサ部と電子制御部等を一体化すれば、１つの箱
に纏めることができ、天井に取り付けることもできる。
ただし、温度センサは、温度の平均的な所を測ることが
できる位置に配置することが望ましい。
した温度による補正方法を適用することができる。更
に、センサ部と電子制御部等を一体化すれば、１つの箱
に纏めることができ、天井に取り付けることもできる。
ただし、温度センサは、温度の平均的な所を測ることが
できる位置に配置することが望ましい。
【００３３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００３４】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば次のような効果を奏することができる。 （Ａ）超音波センサを単一にすることにより、正確な身
長測定を可能にするとともに、装置の構造を簡素化し、
コストの低減化を図ることができる。
よれば次のような効果を奏することができる。 （Ａ）超音波センサを単一にすることにより、正確な身
長測定を可能にするとともに、装置の構造を簡素化し、
コストの低減化を図ることができる。
【００３５】（Ｂ）送信波を止めた状態では、ドライバ
回路とセンサ間がフローティング状態（絶縁状態）にな
るようにしたので、送信後の受信時に送信回路からの影
響が及ぶことがない。また、送信に最大限（６０〜７０
ＶP-P ）の矩形波でドライブできるようにしたので、大
きな送信出力が得られる。 （Ｃ）２つの増幅器でゲインをそれぞれ自動的に変える
ことにより、被測定者の身長の差に基づく、測定誤差を
補償することができる。
回路とセンサ間がフローティング状態（絶縁状態）にな
るようにしたので、送信後の受信時に送信回路からの影
響が及ぶことがない。また、送信に最大限（６０〜７０
ＶP-P ）の矩形波でドライブできるようにしたので、大
きな送信出力が得られる。 （Ｃ）２つの増幅器でゲインをそれぞれ自動的に変える
ことにより、被測定者の身長の差に基づく、測定誤差を
補償することができる。
【００３６】（Ｄ）バンドパスフィルタを入れることに
より、受信回路もセンサの固有振動周波数のみの信号を
増幅できるようにして、ＳＮ比の向上を図ることができ
る。 （Ｅ）センサによる正確な受信時間を算出し、この算出
された時間により、正確に被測定者の身長を測定するこ
とができ、その測定精度の向上を図ることができる。
より、受信回路もセンサの固有振動周波数のみの信号を
増幅できるようにして、ＳＮ比の向上を図ることができ
る。 （Ｅ）センサによる正確な受信時間を算出し、この算出
された時間により、正確に被測定者の身長を測定するこ
とができ、その測定精度の向上を図ることができる。
【００３７】（Ｆ）波形整形回路における波形整形の整
流のためのダイオードのオン電圧ＶＦを利用して、ＶＦ
以下のノイズがカットされるようにすることにより、Ｓ
Ｎ比の向上を図ることができる。 （Ｇ）測定を行う時点で適切な補正を行うことができ、
測定精度の向上を図ることができる。
流のためのダイオードのオン電圧ＶＦを利用して、ＶＦ
以下のノイズがカットされるようにすることにより、Ｓ
Ｎ比の向上を図ることができる。 （Ｇ）測定を行う時点で適切な補正を行うことができ、
測定精度の向上を図ることができる。
【図１】本発明の実施例を示す非接触身長測定装置のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】本発明の実施例を示す非接触身長測定装置の送
信波を示す図である。
信波を示す図である。
【図３】本発明の実施例を示す非接触身長測定装置のバ
ンドパスフィルタの周波数特性図である。
ンドパスフィルタの周波数特性図である。
【図４】理想的受信波の波形を示す図である。
【図５】本発明の実施例を示す非接触身長測定装置の実
際の受信波の波形を示す図である。
際の受信波の波形を示す図である。
【図６】本発明の実施例を示す非接触身長測定装置の受
信時点の推定の説明図である。
信時点の推定の説明図である。
【図７】本発明の実施例を示す非接触身長測定装置のコ
ンパレータの概略構成図である。
ンパレータの概略構成図である。
【図８】本発明の実施例を示す非接触身長測定装置の受
信波のノイズカットの説明図である。
信波のノイズカットの説明図である。
【図９】本発明の非接触身長測定装置の一例を示す構成
図である。
図である。
【図１０】本発明の非接触身長測定装置の基準値の記憶
フローチャートである。
フローチャートである。
【図１１】本発明の非接触身長測定装置による身長測定
フローチャートである。
フローチャートである。
【図１２】本発明の非接触身長測定装置の他の例を示す
構成図である。
構成図である。
【図１３】従来の非接触身長測定装置のセンサ部を示す
図である。
図である。
３１ 送信波発生回路 ３２ ドライバ回路 ３３，６４ 超音波センサ ３４ 第１の増幅器（第１のＡＭＰ） ３５ 受信切換回路 ３６ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ） ３７ 波形整形回路 ３８ 第２の増幅器（第２のＡＭＰ） ３９ コンパレータ ４０ カウンタ ４１ ＣＰＵ（中央処理装置） ４２ クロック ４３ ＲＯＭ ４４ ＲＡＭ ４５ ＥＥ−ＲＯＭ ４６ タイマ ４７ 温度センサ ４８，５０ Ａ／Ｄコンバータ ４９ 各種センサ ５１ コンデンサ ５２ アース間に接続されるダイオード ５３ ダイオード ５４ アース間に接続される抵抗 ６０，８０ 床 ６１ 踏台 ６２ スタンド ６３ 身長計のヘッド ６５，８４ 基準面 ６６ 温度センサ ７０，９０ 電子制御部 ８１ 天井 ８２ 身長計（センサ部） ８３ 身長計の超音波センサ
フロントページの続き (72)発明者 高畑 実 京都府京都市山科区竹鼻竹ノ街道町70番 地 株式会社 暁電機製作所内 (72)発明者 宮下 豊勝 京都府京都市左京区岩倉中町345 (72)発明者 井上 栄一 滋賀県栗太郡栗東町上砥山232 滋賀県 工業技術総合センター内 (56)参考文献 特開 平７−67857（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−69513（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−186626（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−28609（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−93507（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) A61B 5/107 G01B 17/00
Claims (11)
- 【請求項１】 超音波を用いた非接触身長測定装置にお
いて、（ａ）単一の超音波センサと、（ｂ）該超音波セ
ンサに接続される送信手段と、（ｃ）前記超音波センサ
に接続される前置増幅器と、（ｄ）該前置増幅器に接続
される受信切換回路と、（ｅ）該受信切換回路に接続さ
れる受信手段と、（ｆ）前記受信切換回路、送信手段及
び受信手段に接続される電子制御装置とを備え、（ｇ）
前記超音波センサから送信波を送信するとともに、送信
中は受信手段に前記送信波が入らないように前記受信切
換回路をオフにし、前記送信波を止めた状態では前記受
信切換回路をオンにし、前記送信手段からの漏洩ノイズ
を遮断するため、前記送信手段をフローティング状態に
するようにしたことを特徴とする非接触身長測定装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の非接触身長測定装置にお
いて、前記超音波センサからの発射波を被測定者の頭頂
で反射させ、該反射波を前記超音波センサで受信するよ
うにしたことを特徴とする非接触身長測定装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の非接触身長測定装置にお
いて、前記送信手段は前記超音波センサを身長計として
必要な伝搬距離、数ｍに対して要求される分解能から、
最適な数百ｋＨｚの周波数で駆動するようにしたことを
特徴とする非接触身長測定装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の非接触身長測定装置にお
いて、前記送信手段は前記超音波センサをセンサの許容
電圧と効率から数十ＶP-P の電圧で駆動するようにした
ことを特徴とする非接触身長測定装置。 - 【請求項５】 請求項１記載の非接触身長測定装置にお
いて、前記受信手段は前記超音波センサと被測定者間の
距離に応じてゲインを調整可能な第１の増幅器と第２の
増幅器とを具備することを特徴とする非接触身長測定装
置。 - 【請求項６】 請求項１記載の非接触身長測定装置にお
いて、前記受信手段は前記超音波センサの持つ固有振動
数のみの信号を増幅するバンドパスフィルタを具備する
ことを特徴とする非接触身長測定装置。 - 【請求項７】 請求項１記載の非接触身長測定装置にお
いて、前記受信手段は受信された波形の立ち上がり時の
数点を取って算出して受信時点を確定することを特徴と
する非接触身長測定装置。 - 【請求項８】 請求項１記載の非接触身長測定装置にお
いて、前記受信手段は波形整形のためのダイオードのオ
ン電圧を利用して、該オン電圧以下のノイズ波をカット
する波形整形回路を具備することを特徴とする非接触身
長測定装置。 - 【請求項９】 請求項１記載の非接触身長測定装置にお
いて、前記電子制御装置に温度情報を入力する温度セン
サと、標準状態で測定を行った基準値と実測状態で測定
を行った実測値を記憶する記憶装置と、それらの基準値
と実測値とを比較して実測時の補正を行う補正手段とを
具備することを特徴とする非接触身長測定装置。 - 【請求項１０】 非接触身長測定装置の補正方法におい
て、（ａ）電子制御装置には標準状態での雰囲気測定用
センサからの情報を入力し、基準面とセンサ間の距離の
基準値を測定し、（ｂ）該基準値を記憶させ、（ｃ）実
測時の測定環境による基準面と前記センサ間の距離の実
測値を測定し、（ｄ）該実測値を記憶させ、（ｅ）前記
基準値と実測値を比較して実測時の補正を行うことを特
徴とする非接触身長測定装置の補正方法。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の非接触身長測定装置
の補正方法において、前記雰囲気測定用センサは温度セ
ンサである非接触身長測定装置の補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9204082A JP2984238B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 非接触身長測定装置及びその補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9204082A JP2984238B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 非接触身長測定装置及びその補正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1147116A JPH1147116A (ja) | 1999-02-23 |
| JP2984238B2 true JP2984238B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=16484492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9204082A Expired - Fee Related JP2984238B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 非接触身長測定装置及びその補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2984238B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5186411B2 (ja) * | 2009-02-23 | 2013-04-17 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 状態判別装置 |
| DE102011118810A1 (de) * | 2011-11-15 | 2013-05-16 | Seca Ag | Vorrichtung zur Längenmessung |
| CN113545772B (zh) * | 2021-07-01 | 2024-04-12 | 广东小天才科技有限公司 | 身高测量方法、设备和存储介质 |
-
1997
- 1997-07-30 JP JP9204082A patent/JP2984238B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1147116A (ja) | 1999-02-23 |
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