JPH0784034A - Ultrasonic distance sensor - Google Patents

Ultrasonic distance sensor

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JPH0784034A
JPH0784034A JP23064193A JP23064193A JPH0784034A JP H0784034 A JPH0784034 A JP H0784034A JP 23064193 A JP23064193 A JP 23064193A JP 23064193 A JP23064193 A JP 23064193A JP H0784034 A JPH0784034 A JP H0784034A
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JP
Japan
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ultrasonic
output
detection
distance sensor
subject
Prior art date
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Pending
Application number
JP23064193A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenjiro Birei
賢次郎 美麗
Takashi Hashimoto
貴 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Publication of JPH0784034A publication Critical patent/JPH0784034A/en
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To increase a detection width without reducing detecting resolution. CONSTITUTION:The ultrasonic distance sensor comprises a plurality of individual ultrasonic distance sensors 10-1, 10-2,..., 10-N so sequentially disposed that its maximum detection widths are overlapped to periodically transmit ultrasonic pulses from its ultrasonic vibrators 11 thereby to detect a distance between the vibrator and an object to be detected from a time of reflection of the pulses from the object to be detected to a time of reception of the pulse by the vibrator, and an integrated output circuit 16 for selectively outputting detection outputs of the individual sensors.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、超音波振動子により
周期的に超音波パルスを発し、この超音波パルスが被検
体に当たり反射して前記超音波振動子に戻るまでの経過
時間から距離を検出する超音波距離センサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method in which an ultrasonic wave pulse is periodically emitted by an ultrasonic wave oscillator, and the ultrasonic pulse is reflected from the ultrasonic wave oscillator by returning to the ultrasonic wave oscillator. The present invention relates to an ultrasonic distance sensor for detecting.

【０００２】[0002]

【従来の技術】図１０は従来の超音波距離センサの一例
を示すブロック図であり、超音波距離センサ１は超音波
振動子１１と、送信回路１２と、受信回路１３と、例え
ばマイクロコンピュータからなる制御回路１４と、出力
回路１５とで構成されている。送信回路１２は制御回路
１４の指令で超音波振動子１１を励振し、これにより超
音波振動子１１は超音波パルスを送信する。また受信回
路１３は、被検体からの超音波反射波を超音波振動子１
１が受けて変換した信号を増幅して制御回路１４に入力
する。そして制御回路１４では、被検体からの超音波反
射波が超音波振動子１１に受信されて受信回路１３を経
て制御回路１４に入力するまでの経過時間を測定し、こ
の測定時間に基いて超音波振動子１１と被検体の間の距
離を検出する。そしてこの検出距離が、予めこの制御回
路１４に設定された最大検出距離の範囲内にあるとき、
出力回路１５の出力端子Ｐ1 から検出信号および出力端
子Ｐ 2 から検出距離を示す距離信号からなる検出出力を
出力する。2. Description of the Related Art FIG. 10 shows an example of a conventional ultrasonic distance sensor.
2 is a block diagram showing the ultrasonic distance sensor 1
The oscillator 11, the transmission circuit 12, the reception circuit 13,
Control circuit 14 consisting of a microcomputer and output
And a circuit 15. The transmission circuit 12 is a control circuit
The ultrasonic transducer 11 is excited by the command of 14 and
The acoustic wave transducer 11 transmits an ultrasonic pulse. Also reception times
The path 13 receives the ultrasonic wave reflected from the subject by the ultrasonic transducer 1.
The signal received and converted by 1 is amplified and input to the control circuit 14.
To do. Then, in the control circuit 14, the ultrasonic wave from the subject is detected.
The reflected wave is received by the ultrasonic transducer 11 and passes through the receiving circuit 13.
The elapsed time until it is input to the control circuit 14 by
The distance between the ultrasonic transducer 11 and the subject based on the measurement time of
Detects separation. And this detection distance is
When it is within the range of the maximum detection distance set on the road 14,
Output terminal P of output circuit 151From detection signal and output end
Child P 2From the detection output consisting of the distance signal that indicates the detection distance
Output.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】一般に超音波距離セン
サは、例えば図１１（ａ）に示すように検出距離方向に
最大検出距離Ｌmax と、この検出距離方向に直角方向の
最大検出巾Ｄmax からなる検出範囲を有している。この
超音波距離センサで最大検出巾Ｄmax を拡げようとする
と、図１１（ｂ）に示すように図１１（ａ）に示すもの
より、超音波パルスの送信周波数をより低周波にして最
大検出巾をＤamaxに拡げたものを用いる必要がある（な
お、この場合、最大検出距離も同時にＬamaxに延長され
るので、最大検出距離Ｌmax に対応する検出巾はＤa で
示してある）。しかし、超音波パルスの送信周波数を低
周波にすると、超音波パルスのパルス間隔が長くなるの
で検出距離方向の検出分解能が低下し、同時に超音波パ
ルスの指向性が悪くなるので検出巾方向の検出分解能が
低下する。Generally, an ultrasonic distance sensor has a maximum detection distance L max in the detection distance direction and a maximum detection width D max in the direction perpendicular to the detection distance direction, as shown in FIG. 11A, for example. It has a detection range consisting of When it is attempted to expand the maximum detection width D max with this ultrasonic distance sensor, as shown in FIG. 11B, the ultrasonic pulse transmission frequency is set to a lower frequency than that shown in FIG. It is necessary to use the width expanded to D amax (in this case, the maximum detection distance is also extended to L amax at the same time, so the detection width corresponding to the maximum detection distance L max is indicated by D a ). . However, if the transmission frequency of the ultrasonic pulse is set to a low frequency, the pulse interval of the ultrasonic pulse becomes longer, so the detection resolution in the detection distance direction decreases, and at the same time, the directivity of the ultrasonic pulse deteriorates, so that the detection in the detection width direction occurs. The resolution is reduced.

【０００４】本発明の目的は、検出分解能を低下するこ
となく検出巾を拡大した超音波距離センサを提供するこ
とにある。An object of the present invention is to provide an ultrasonic distance sensor having a wide detection width without lowering the detection resolution.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め本発明の超音波距離センサは、その最大検出巾がそれ
ぞれオーバラップするように順次配置され、その超音波
振動子より周期的に超音波パルスを送信し、この超音波
パルスが被検体に当り反射して前記超音波振動子に受信
されるまでの時間から、超音波振動子と被検体との間の
距離を検出する複数個の個別超音波距離センサと、これ
ら各個別超音波距離センサの検出出力を選択して出力す
る統合出力回路とからなるようにする。そしてこの統合
出力回路は、先に被検体を検出した個別超音波距離セン
サの検出出力を優先して出力し、この個別超音波距離セ
ンサが被検体を検出している間この検出出力を継続して
出力するようにする。あるいはこの統合出力回路は、前
回の検出動作で被検体を検出した個別超音波距離センサ
の検出出力を第１優先で、先に被検体を検出した個別超
音波距離センサの検出出力を第２優先で出力し、この個
別超音波距離センサが被検体を検出している間この検出
出力を継続して出力するようにする。また、その最大検
出巾がそれぞれオーバラップするように順次配置された
複数個の超音波振動子と、これら超音波振動子より周期
的に超音波パルスを送信し、これら超音波パルスが被検
体に当り反射して前記各超音波振動子に受信されるまで
の時間から、各超音波振動子と被検体との間の距離を検
出し、これら各超音波振動子による検出出力を選択して
出力する統合制御回路とからなるようにする。そしてこ
の統合制御回路は、先に被検体を検出した超音波振動子
による検出出力を優先して出力し、この超音波振動子に
より被検体が検出されている間この検出出力を継続して
出力するようにする。あるいはこの統合制御回路は、前
回の検出動作で被検体を検出した超音波振動子による検
出出力を第１優先で、先に被検体を検出した超音波振動
子による検出出力を第２優先で出力し、この超音波振動
子により被検体が検出されている間この検出出力を継続
して出力するようにする。更にあるいはこの統合制御回
路は、各超音波振動子により検出された各超音波振動子
と被検体との間の距離のうち、最も短かい距離の検出出
力を出力するようにする。In order to achieve the above-mentioned object, the ultrasonic distance sensors of the present invention are sequentially arranged so that their maximum detection widths are overlapped with each other, and the ultrasonic transducers periodically transmit ultrasonic waves. A plurality of ultrasonic wave pulses are transmitted to detect the distance between the ultrasonic transducer and the subject from the time until the ultrasonic transducer hits the subject and is reflected by the ultrasonic transducer. An individual ultrasonic distance sensor and an integrated output circuit that selects and outputs the detection output of each of the individual ultrasonic distance sensors. Then, this integrated output circuit gives priority to the detection output of the individual ultrasonic distance sensor that has previously detected the subject, and continues this detection output while the individual ultrasonic distance sensor detects the subject. Output. Alternatively, in this integrated output circuit, the detection output of the individual ultrasonic distance sensor that has detected the subject in the previous detection operation has the first priority, and the detection output of the individual ultrasonic distance sensor that has previously detected the subject has the second priority. Then, the detection output is continuously output while the individual ultrasonic distance sensor is detecting the subject. In addition, a plurality of ultrasonic transducers sequentially arranged so that their maximum detection widths overlap each other, and ultrasonic pulses are periodically transmitted from these ultrasonic transducers, and these ultrasonic pulses are transmitted to the subject. The distance between each ultrasonic transducer and the subject is detected from the time it takes for the ultrasonic wave to be reflected and received by each ultrasonic transducer, and the detection output by each ultrasonic transducer is selected and output. Integrated control circuit. Then, this integrated control circuit gives priority to the detection output by the ultrasonic transducer that previously detected the subject, and continuously outputs this detection output while the subject is detected by this ultrasonic transducer. To do so. Alternatively, the integrated control circuit outputs the detection output by the ultrasonic transducer that has detected the subject in the previous detection operation with the first priority, and outputs the detection output by the ultrasonic transducer that has detected the subject with the second priority. Then, the detection output is continuously output while the subject is detected by the ultrasonic transducer. Further alternatively, the integrated control circuit outputs the detection output of the shortest distance among the distances between the ultrasonic transducers detected by the ultrasonic transducers and the subject.

【０００６】[0006]

【作用】本発明の超音波距離センサは、複数個の個別超
音波距離センサをその最大検出巾がそれぞれオーバラッ
プするように順次配置したので、検出分解能はこれら個
別超音波距離センサの超音波パルスの送信周波数に対応
した高い検出分解能で、検出巾はこれら個別超音波距離
センサの個数に応じて拡大したものとなる。そして、こ
れら各個別超音波距離センサの検出出力を選択して出力
する、すなわち先に被検体を検出した個別超音波距離セ
ンサの検出出力を優先して出力し、この個別超音波距離
センサが被検体を検出している間この検出出力を継続し
て出力する、あるいは前回の検出動作で被検体を検出し
た個別超音波距離センサの検出出力を第１優先で、先に
被検体を検出した個別超音波距離センサの検出出力を第
２優先で出力し、この個別超音波距離センサが被検体を
検出している間この検出出力を継続して出力するように
したので、単体の超音波距離センサと全く同様に取り扱
うことができる。また、複数個の超音波振動子をその最
大検出巾がそれぞれオーバラップするように順次配置し
たので、検出分解能はこれら超音波振動子の超音波パル
スの送信周波数に対応した高い検出分解能で、検出巾は
これら超音波振動子の個数に応じて拡大したものとな
る。そしてこれら超音波振動子による検出出力を選択し
て出力する、すなわち先に被検体を検出した超音波振動
子による検出出力を優先して出力し、この超音波振動子
により被検体が検出されている間この検出出力を継続し
て出力する、あるいは前回の検出動作で被検体を検出し
た超音波振動子による検出出力を第１優先で、先に被検
体を検出した超音波振動子による検出出力を第２優先で
出力し、この超音波振動子により被検体が検出されてい
る間この検出出力を継続して出力する、更に各超音波振
動子により検出された各超音波振動子と被検体との間の
距離のうち、最も短かい距離の検出出力を出力するよう
にしたので、１個の超音波振動子を備えたものと全く同
様に取り扱うことができる。In the ultrasonic distance sensor of the present invention, a plurality of individual ultrasonic distance sensors are sequentially arranged so that their maximum detection widths overlap each other. Therefore, the detection resolution is the ultrasonic pulse of these individual ultrasonic distance sensors. With a high detection resolution corresponding to the transmission frequency of, the detection width is expanded according to the number of these individual ultrasonic distance sensors. Then, the detection output of each of these individual ultrasonic distance sensors is selected and output, that is, the detection output of the individual ultrasonic distance sensor that has previously detected the subject is preferentially output, and this individual ultrasonic distance sensor This detection output is continuously output while the sample is being detected, or the detection output of the individual ultrasonic distance sensor that detected the subject in the previous detection operation is given first priority, and the individual detection target is detected first. The detection output of the ultrasonic distance sensor is output with the second priority, and the detection output is continuously output while the individual ultrasonic distance sensor detects the subject. Can be handled in exactly the same way as. In addition, because multiple ultrasonic transducers are arranged in sequence so that their maximum detection widths overlap, the detection resolution is high and corresponds to the transmission frequency of the ultrasonic pulse of these ultrasonic transducers. The width is enlarged according to the number of these ultrasonic transducers. Then, the detection output by these ultrasonic transducers is selected and output, that is, the detection output by the ultrasonic transducer that has previously detected the subject is preferentially output, and the subject is detected by this ultrasonic transducer. While this detection output is continuously output, or the detection output by the ultrasonic transducer that has detected the subject in the previous detection operation is the first priority, and the detection output by the ultrasonic transducer that has detected the subject first Is output with the second priority, and the detection output is continuously output while the subject is detected by the ultrasonic transducers. Further, the ultrasonic transducers detected by the ultrasonic transducers and the subject are detected. Since the detection output of the shortest distance among the distances between and is output, it can be handled in exactly the same way as the one equipped with one ultrasonic transducer.

【０００７】[0007]

【実施例】図１は本発明の超音波距離センサの一実施例
を示すブロック図である。図１において１０−１，１０
−２，・・・１０−Ｎはそれぞれ個別超音波距離センサ
であり、それぞれ図１０に示す従来の超音波距離センサ
１と同様に構成されている。また、１６は統合出力回路
であり、各個別超音波距離センサ１０−１，１０−２，
・・・１０−Ｎの出力端子Ｐ1 およびＰ2 から検出信号
および距離信号からなる検出出力がそれぞれ入力され、
これら検出出力を選択してその出力端子Ｐ3およびＰ4
から出力する。1 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic distance sensor of the present invention. In FIG. 1, 10-1, 10
Reference numerals -2, ..., 10-N are individual ultrasonic distance sensors, each having the same configuration as the conventional ultrasonic distance sensor 1 shown in FIG. Further, 16 is an integrated output circuit, and each individual ultrasonic distance sensor 10-1, 10-2,
... The detection outputs composed of the detection signal and the distance signal are respectively input from the output terminals P 1 and P 2 of the 10-N,
These detection outputs are selected and their output terminals P 3 and P 4 are selected.
Output from.

【０００８】この超音波距離センサの動作を図３に示す
検出範囲図、および図４に示す検出動作のタイムチャー
トを参照して説明する。なお、図３および図４では説明
を分り易くするため、個別超音波距離センサは１０−１
および１０−２の２個の場合について述べる。各個別超
音波距離センサ１０−１および１０−２は、それらの最
大検出巾Ｄmax がオーバラップするように順次配置され
る。ここで、被検体２が最大検出距離Ｌmax より小さい
距離Ｌ1 の位置を検出巾方向に順次位置ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅに移動したとする。被検体２が位置ａにあるとき
は、個別超音波距離センサ１０−１，１０−２はいずれ
も不感帯であり被検体２を検出しない。被検体２が位置
ｂにくると、個別超音波距離センサ１０−１は被検体２
を検出し、その出力端子Ｐ1 から検出信号と出力端子Ｐ
2 から距離Ｌ1 を示す距離信号を出力する。これら検出
出力は統合出力回路１６に入力されてその出力端子Ｐ3
から検出信号を、出力端子Ｐ4 から距離Ｌ1 を示す距離
信号が出力される。被検体２が位置ｃにくると、個別超
音波距離センサ１０−１および１０−２の両方で被検体
２を検出し、両方から検出出力が出力されるが統合出力
回路１６は先に入力された超音波距離センサ１０−１の
方を継続して、この検出信号および距離信号に基いて検
出出力を出力する。被検体２が位置ｄにくると、個別超
音波距離センサ１０−１は不感帯となり、この個別超音
波距離センサ１０−１からの検出出力は停止されるが、
個別超音波距離センサ１０−２からの検出出力が統合出
力回路１６に入力されているので、統合出力回路１６は
個別超音波距離センサ１０−２からの検出信号および距
離信号に基いて検出出力を出力する。被検体２が位置ｅ
にくると、両方の個別超音波距離センサ１０−１および
１０−２は共に不感帯となるので、統合出力回路１６の
検出出力は停止される。The operation of the ultrasonic distance sensor will be described with reference to the detection range diagram shown in FIG. 3 and the time chart of the detection operation shown in FIG. In addition, in order to make the description easy to understand in FIGS. 3 and 4, the individual ultrasonic distance sensor is 10-1.
And two cases of 10-2 will be described. The individual ultrasonic distance sensors 10-1 and 10-2 are sequentially arranged so that their maximum detection widths D max overlap. Here, the position of the object 2 at a distance L 1 that is smaller than the maximum detection distance L max is sequentially positioned in the detection width direction at positions a, b, c,
Suppose that it moved to d and e. When the subject 2 is at the position a, the individual ultrasonic distance sensors 10-1 and 10-2 are both dead zones and do not detect the subject 2. When the subject 2 comes to the position b, the individual ultrasonic distance sensor 10-1 is
Is detected, and the detection signal and the output terminal P 1 are output from the output terminal P 1.
A distance signal indicating the distance L 1 from 2 is output. These detection outputs are input to the integrated output circuit 16 and its output terminal P 3
And a distance signal indicating the distance L 1 is output from the output terminal P 4 . When the subject 2 comes to the position c, both the individual ultrasonic distance sensors 10-1 and 10-2 detect the subject 2, and the detection outputs are output from both, but the integrated output circuit 16 is input first. The ultrasonic distance sensor 10-1 continues to output a detection output based on the detection signal and the distance signal. When the subject 2 comes to the position d, the individual ultrasonic distance sensor 10-1 becomes a dead zone, and the detection output from the individual ultrasonic distance sensor 10-1 is stopped,
Since the detection output from the individual ultrasonic distance sensor 10-2 is input to the integrated output circuit 16, the integrated output circuit 16 outputs the detection output based on the detection signal and the distance signal from the individual ultrasonic distance sensor 10-2. Output. Subject 2 is at position e
At this point, both of the individual ultrasonic distance sensors 10-1 and 10-2 are in the dead zone, so the detection output of the integrated output circuit 16 is stopped.

【０００９】この超音波距離センサは、その検出分解能
は個別超音波距離センサの分解能と同様で高く、検出巾
はこれら個別超音波距離センサの個数に応じて拡大され
る。図７はこの超音波距離センサの動作の一例を示すフ
ロー図である。図７において、ステップＳ1 およびＳ2
で個別超音波距離センサ１０−１および１０−２を並列
に動作させる。ステップＳ3 で個別超音波距離センサ１
０−１からの検出信号の有無を判別し、なしの場合はＳ
5 に進み個別超音波距離センサ１０−２から検出信号の
有無を判別する。この検出信号もないときはＳ7 に進
み、非検出状態であるので統合出力回路１６は検出出力
を出力せず元に戻り再びこの動作を繰り返す。この状態
でステップＳ3 で個別超音波距離センサ１０−１から検
出信号が出力されると、ステップＳ4 に移りこの距離信
号を読み取り、ステップＳ8 で統合出力回路１６から検
出信号と距離信号が出力される。この出力は、個別超音
波距離センサ１０−１から検出信号が出力されている間
継続される。この検出信号が停止されると元に戻る。次
の動作で個別超音波距離センサ１０−１からの検出信号
がなく、個別超音波距離センサ１０−２からの検出信号
が出力されていると、ステップＳ6 からステップＳ8 に
進み、同様統合出力回路１６から検出信号と距離信号が
出力される。This ultrasonic distance sensor has a high detection resolution similar to that of the individual ultrasonic distance sensors, and the detection width is expanded according to the number of these individual ultrasonic distance sensors. FIG. 7 is a flow chart showing an example of the operation of this ultrasonic distance sensor. In FIG. 7, steps S 1 and S 2
The individual ultrasonic distance sensors 10-1 and 10-2 are operated in parallel. Individual ultrasonic distance sensor 1 in step S 3
The presence or absence of the detection signal from 0-1 is determined, and if there is no detection signal, S
The process proceeds to step 5 and the presence or absence of a detection signal from the individual ultrasonic distance sensor 10-2 is determined. Proceeds to S 7 when there is no detection signal, integrating the output circuit 16 because it is a non-detection state repeats this operation returns to the original without outputting the detection output. When the detection signal from the individual ultrasonic distance sensor 10-1 in step S 3 in this state is output, the procedure proceeds to step S 4 reads the distance signal, the detection signal and the distance signal from the integrated output circuit 16 in step S 8 Is output. This output is continued while the detection signal is output from the individual ultrasonic distance sensor 10-1. When this detection signal is stopped, it returns to the original state. No detection signal from the individual ultrasonic distance sensor 10-1 in the next operation, the detection signal from the individual ultrasonic distance sensor 10-2 is outputted, the process proceeds from step S 6 to Step S 8, similarly integrated The output circuit 16 outputs a detection signal and a distance signal.

【００１０】図８はこの超音波距離センサの動作の異な
る例を示すフロー図である。図７に示すフロー図では、
ステップＳ3 およびＳ5 で順次個別超音波距離センサ１
０−１および個別超音波距離センサ１０−２からの検出
信号の有無を判別し、先に被検体を検出した個別超音波
距離センサの検出出力を優先して出力しているが、図８
に示すフロー図ではステップＳ11を設けて前回の検出動
作で検出信号を出力した、すなわち被検体を検出した個
別超音波距離センサの検出出力を第１優先で、先に被検
体を検出した個別超音波距離センサの検出出力を第２優
先で出力するようにしたものである。生産ラインなどで
は被検体は同じ位置にあることが多いので、同じ個別超
音波距離センサを優先して用いることにより応答がより
早くなる。FIG. 8 is a flow chart showing a different example of the operation of this ultrasonic distance sensor. In the flow chart shown in FIG.
In step S 3 and S 5 , individual ultrasonic distance sensor 1 is sequentially
0-1 and the presence or absence of detection signals from the individual ultrasonic distance sensors 10-2 are discriminated, and the detection output of the individual ultrasonic distance sensor that has previously detected the subject is preferentially output.
In the flow chart shown in FIG. 6, step S 11 is provided to output the detection signal in the previous detection operation, that is, the detection output of the individual ultrasonic distance sensor that has detected the subject has the first priority, and The detection output of the ultrasonic distance sensor is output with the second priority. Since the subject is often located at the same position on a production line or the like, the response becomes faster by preferentially using the same individual ultrasonic distance sensor.

【００１１】また、図７のフロー図あるいは図８のフロ
ー図では、ステップＳ1 ，Ｓ2 あるいはステップＳ9 ，
Ｓ10で個別超音波距離センサ１０−１および１０−２を
並列に動作させているが、このステップに換えて図９に
示す要部フロー図のステップＳ20〜Ｓ23のように順次動
作させて、それらの検出信号および距離信号をメモリに
格納して用いるようにしてよい。Further, in the flow chart of FIG. 7 or the flow chart of FIG. 8, steps S 1 , S 2 or steps S 9 ,
In S 10 , the individual ultrasonic distance sensors 10-1 and 10-2 are operated in parallel. Instead of this step, the individual ultrasonic distance sensors 10-1 and 10-2 are sequentially operated as in steps S 20 to S 23 of the flow chart of the main part shown in FIG. Then, the detection signal and the distance signal may be stored in a memory and used.

【００１２】図２は本発明の超音波距離センサの異なる
実施例を示す回路図である。図２において、超音波距離
センサは複数個の超音波振動子１１−１，１１−２，・
・・１１−Ｎと、これら超音波振動子にそれぞれ接続さ
れる送信回路１２−１，１２−２，・・・１２−Ｎおよ
び受信回路１３−１，１３−２，・・・１３−Ｎと、こ
れら送信回路および受信回路に接続される統合制御回路
１７と、この統合制御回路１７の出力回路１５とで構成
されている。各送信回路１２−１，１２−２，・・・１
２−Ｎは統合制御回路１７の指令でそれぞれ超音波振動
子１１−１，１１−２，・・・１１−Ｎを励振し、これ
により各超音波振動子１１−１，１１−２，・・・１１
−Ｎは超音波パルスを受信する。また、各受信回路１３
−１，１３−２，・・・１３−Ｎは、それぞれ被検体か
らの超音波反射波を超音波振動子１１−１，１１−２，
・・・１１−Ｎが受けて変換した信号を増幅して統合制
御回路１７に入力する。そして統合制御回路１７では、
被検体からの超音波反射波が各超音波振動子１１−１，
１１−２，・・・１１−Ｎに受信されて各受信回路１３
−１，１３−２，・・・１３−Ｎに入力するまでの経過
時間を測定し、これら測定時間に基いて各超音波振動子
１１−１，１１−２，・・・１１−Ｎから被検体までの
距離をそれぞれ検出する。そしてこれら検出距離が、予
めこの統合制御回路１７に設定された最大検出距離範囲
にあるとき、超音波振動子１１−１，１１−２，・・・
１１−Ｎのうちいずれかの超音波振動子を選択して、出
力回路１５の出力端子Ｐ1 から検出信号および出力端子
Ｐ2 から検出距離を示す距離信号からなる検出出力を出
力する。FIG. 2 is a circuit diagram showing another embodiment of the ultrasonic distance sensor of the present invention. In FIG. 2, the ultrasonic distance sensor includes a plurality of ultrasonic transducers 11-1, 11-2 ,.
.. 11-N, transmitter circuits 12-1, 12-2, ... 12-N and receiver circuits 13-1, 13-2 ,. And an integrated control circuit 17 connected to the transmitting circuit and the receiving circuit, and an output circuit 15 of the integrated control circuit 17. Each transmission circuit 12-1, 12-2, ... 1
2-N excites the ultrasonic transducers 11-1, 11-2, ... 11-N, respectively, according to a command from the integrated control circuit 17, whereby the ultrasonic transducers 11-1, 11-2 ,.・ ・ 11
-N receives ultrasonic pulses. In addition, each receiving circuit 13
Reference numerals -1, 13-2, ... 13-N denote ultrasonic transducers 11-1, 11-2, 13-1 and
The signal received and converted by 11-N is amplified and input to the integrated control circuit 17. And in the integrated control circuit 17,
The ultrasonic reflected waves from the subject are ultrasonic transducers 11-1,
11-2, ..., 11-N receive each reception circuit 13
-1, 13-2, ... 13-N is measured and the elapsed time is measured, and based on these measurement times, the ultrasonic transducers 11-1, 11-2 ,. The distance to the subject is detected. When these detection distances are within the maximum detection distance range preset in the integrated control circuit 17, the ultrasonic transducers 11-1, 11-2, ...
One of the ultrasonic transducers 11-N is selected, and the detection output including the detection signal from the output terminal P 1 of the output circuit 15 and the distance signal indicating the detection distance is output from the output terminal P 2 .

【００１３】この超音波距離センサの動作を図５に示す
検出範囲図および、図６に示す検出動作のタイムチャー
トを参照して説明する。なお、図５および図６では説明
を分り易くするため、超音波振動子は１１−１および１
１−２の２個の場合について述べる。ここで各超音波振
動子１１−１および１１−２は、それらの最大検出巾Ｄ
max がオーバラップするように順次配置される。ここで
被検体２が最大検出距離Ｌmax より小さい距離Ｌ1 の位
置を検出巾方向に順次位置ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅに移動し
たとする。被検体２が位置ａにあるときは、いずれも不
感帯であり被検体２を検出しない。被検体２が位置ｂに
くると、超音波振動子１１−１は被検体２を検出し、統
合制御回路１７は超音波振動子１１−１から被検体２ま
での距離を検出し、出力回路１５の出力端子Ｐ1 から検
出信号と出力端子Ｐ2 から検出距離Ｌ1 を示す距離信号
を出力する。被検体２が位置ｃにくると、超音波振動子
１１−１および１１−２の両方で被検体２を検出する
が、厳密に言うと超音波振動子１１−１は距離Ｌ2 を、
超音波振動子１１−２は距離Ｌ3 を検出する。これら距
離Ｌ2 およびＬ3 はいずれも検出距離Ｌ1 にほぼ等しい
が、距離Ｌ1 より少し長い。そして距離Ｌ2 とＬ3 とを
比較したとき、小さい方の距離Ｌ2 がより検出距離Ｌ1
に近いので、統合制御回路１７は短い方の距離Ｌ2 を選
択して、出力回路１５の出力端子Ｐ1 から検出信号と出
力端子Ｐ2 から検出距離Ｌ2 を示す距離信号を出力す
る。被検体２が位置ｄにくると、超音波振動子１１−１
は不感帯となるが、超音波振動子１１−２は距離Ｌ1 を
検出するので、出力回路１５の出力端子Ｐ1 から検出信
号と出力端子Ｐ2 から検出距離Ｌ1 を示す距離信号を出
力する。被検体２が位置ｅにくると、両方の超音波振動
子１１−１および１１−２は共に不感帯となり、出力回
路１５の検出出力は停止される。また、前述の検出動作
に換えて図１に示す実施例と同様に、いずれか先に被検
体２を検出した超音波振動子の検出出力を優先して出力
し、この超音波振動子により被検体２が検出されている
間これら検出出力を継続して出力するようにする。ある
いは、前回の検出動作で被検体２を検出した超音波振動
子による検出出力を第１優先で、先に被検体２を検出し
た超音波振動子による検出出力を第２優先で出力し、こ
の超音波振動子により被検体が検出されている間この検
出出力を継続して出力するようにしてもよい。The operation of the ultrasonic distance sensor will be described with reference to the detection range diagram shown in FIG. 5 and the time chart of the detection operation shown in FIG. 5 and 6, the ultrasonic transducers 11-1 and 1
Two cases of 1-2 will be described. Here, each of the ultrasonic transducers 11-1 and 11-2 has a maximum detection width D thereof.
Sequentially arranged so that max overlaps. Here, it is assumed that the object 2 is moved to the positions a, b, c, d, and e in the detection width direction in the position of the distance L 1 smaller than the maximum detection distance L max . When the subject 2 is at the position a, the dead zone is not detected in any case. When the subject 2 comes to the position b, the ultrasonic transducer 11-1 detects the subject 2, the integrated control circuit 17 detects the distance from the ultrasonic transducer 11-1 to the subject 2, and the output circuit A detection signal is output from the output terminal P 1 of 15 and a distance signal indicating the detection distance L 1 is output from the output terminal P 2 . When the subject 2 comes to the position c, both the ultrasonic transducers 11-1 and 11-2 detect the subject 2, but strictly speaking, the ultrasonic transducer 11-1 detects the distance L 2 by
Ultrasonic transducer 11-2 detects the distance L 3. Both of these distances L 2 and L 3 are substantially equal to the detection distance L 1 , but slightly longer than the distance L 1 . Then, when the distances L 2 and L 3 are compared, the smaller distance L 2 is larger than the detection distance L 1
Therefore, the integrated control circuit 17 selects the shorter distance L 2 and outputs a detection signal from the output terminal P 1 of the output circuit 15 and a distance signal indicating the detection distance L 2 from the output terminal P 2 . When the subject 2 comes to the position d, the ultrasonic transducer 11-1
Is a dead zone, but the ultrasonic transducer 11-2 detects the distance L 1 and therefore outputs a detection signal from the output terminal P 1 of the output circuit 15 and a distance signal indicating the detection distance L 1 from the output terminal P 2. . When the subject 2 comes to the position e, both the ultrasonic transducers 11-1 and 11-2 are in the dead zone, and the detection output of the output circuit 15 is stopped. Further, instead of the above-described detection operation, similarly to the embodiment shown in FIG. 1, the detection output of the ultrasonic transducer that first detected the subject 2 is preferentially output, and the ultrasonic transducer outputs the detected output. These detection outputs are continuously output while the sample 2 is detected. Alternatively, the detection output from the ultrasonic transducer that detected the subject 2 in the previous detection operation is output with the first priority, and the detection output from the ultrasonic transducer that detected the subject 2 is output with the second priority. This detection output may be continuously output while the subject is detected by the ultrasonic transducer.

【００１４】[0014]

【発明の効果】本発明の超音波距離センサは、複数個の
個別超音波距離センサあるいは複数個の超音波振動子を
備えて、検出分解能を低下することなく検出巾を拡大
し、かつ単体の超音波距離センサあるいは１個の超音波
振動子を備えた超音波距離センサと同様に取り扱うこと
ができるので、実用上の効果は大きい。The ultrasonic distance sensor of the present invention is provided with a plurality of individual ultrasonic distance sensors or a plurality of ultrasonic vibrators to expand the detection width without lowering the detection resolution and to provide a single unit. Since it can be handled in the same manner as an ultrasonic distance sensor or an ultrasonic distance sensor equipped with one ultrasonic transducer, it has a great practical effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の超音波距離センサの一実施例を示すブ
ロック図FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic distance sensor of the present invention.

【図２】本発明の超音波距離センサの異なる実施例を示
すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing a different embodiment of the ultrasonic distance sensor of the present invention.

【図３】図１に示す本発明の超音波距離センサの検出範
囲図FIG. 3 is a detection range diagram of the ultrasonic distance sensor of the present invention shown in FIG.

【図４】図１に示す本発明の超音波距離センサの動作を
示すタイムチャートFIG. 4 is a time chart showing the operation of the ultrasonic distance sensor of the present invention shown in FIG.

【図５】図２に示す本発明の超音波距離センサの検出範
囲図FIG. 5 is a detection range diagram of the ultrasonic distance sensor of the present invention shown in FIG.

【図６】図２に示す本発明の超音波距離センサの動作を
示すタイムチャートFIG. 6 is a time chart showing the operation of the ultrasonic distance sensor of the present invention shown in FIG.

【図７】図１に示す本発明の超音波距離センサの動作の
一例を示すフロー図7 is a flowchart showing an example of the operation of the ultrasonic distance sensor of the present invention shown in FIG.

【図８】図１に示す本発明の超音波距離センサの動作の
異なる例を示すフロー図FIG. 8 is a flowchart showing another example of the operation of the ultrasonic distance sensor of the present invention shown in FIG.

【図９】図１に示す本発明の超音波距離センサの動作の
更に異なる例を示す要部フロー図FIG. 9 is a main part flowchart showing still another example of the operation of the ultrasonic distance sensor of the present invention shown in FIG. 1.

【図１０】従来の超音波距離センサの一例を示すブロッ
ク図FIG. 10 is a block diagram showing an example of a conventional ultrasonic distance sensor.

【図１１】超音波距離センサにおける超音波パルスの送
信周波数と検出範囲の関係を示し、（ａ）は一送信周波
数における検出範囲図、（ｂ）は（ａ）の送信周波数よ
り低い送信周波数における検出範囲図11A and 11B show a relationship between a transmission frequency of an ultrasonic pulse and a detection range in an ultrasonic distance sensor, FIG. 11A is a detection range diagram at one transmission frequency, and FIG. 11B is at a transmission frequency lower than the transmission frequency of FIG. Detection range diagram

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ 個別超音波センサ １１ 超音波振動子 １６ 統合出力回路 １７ 統合制御回路 10 Individual Ultrasonic Sensor 11 Ultrasonic Transducer 16 Integrated Output Circuit 17 Integrated Control Circuit

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】その最大検出巾がそれぞれオーバラップす
るように順次配置され、その超音波振動子より周期的に
超音波パルスを送信し、この超音波パルスが被検体に当
り反射して前記超音波振動子に受信されるまでの時間か
ら、超音波振動子と被検体との間の距離を検出する複数
個の個別超音波距離センサと、これら各個別超音波距離
センサの検出出力を選択して出力する統合出力回路とか
らなることを特徴とする超音波距離センサ。1. The ultrasonic detectors are sequentially arranged so that their maximum detection widths are overlapped with each other, and ultrasonic pulses are periodically transmitted from the ultrasonic transducers. Select the individual ultrasonic distance sensors that detect the distance between the ultrasonic transducer and the subject and the detection output of each individual ultrasonic distance sensor from the time until the ultrasonic transducer receives them. An ultrasonic distance sensor characterized by comprising an integrated output circuit for outputting as an output. 【請求項２】請求項１記載のものにおいて、統合出力回
路は先に被検体を検出した個別超音波距離センサの検出
出力を優先して出力し、この個別超音波距離センサが被
検体を検出している間この検出出力を継続して出力する
ことを特徴とする超音波距離センサ。2. The integrated output circuit according to claim 1, wherein the detection output of the individual ultrasonic distance sensor that has previously detected the object is given priority, and the individual ultrasonic distance sensor detects the object. An ultrasonic distance sensor characterized by continuously outputting this detection output while it is operating. 【請求項３】請求項１記載のものにおいて、統合出力回
路は前回の検出動作で被検体を検出した個別超音波距離
センサの検出出力を第１優先で、先に被検体を検出した
個別超音波距離センサの検出出力を第２優先で出力し、
この個別超音波距離センサが被検体を検出している間こ
の検出出力を継続して出力することを特徴とする超音波
距離センサ。3. The integrated output circuit according to claim 1, wherein the detection output of the individual ultrasonic distance sensor that has detected the object in the previous detection operation has the first priority, and the integrated ultrasonic circuit that previously detected the object has the highest priority. The detection output of the acoustic wave distance sensor is output with the second priority,
An ultrasonic distance sensor characterized by continuously outputting this detection output while the individual ultrasonic distance sensor detects a subject. 【請求項４】その最大検出巾がそれぞれオーバラップす
るように順次配置された複数個の超音波振動子と、これ
ら超音波振動子より周期的に超音波パルスを送信し、こ
れら超音波パルスが被検体に当り反射して前記各超音波
振動子に受信されるまでの時間から、各超音波振動子と
被検体との間の距離を検出し、これら各超音波振動子に
よる検出出力を選択して出力する統合制御回路とからな
ることを特徴とする超音波距離センサ。4. A plurality of ultrasonic transducers, which are sequentially arranged so that their maximum detection widths overlap, and ultrasonic pulses are periodically transmitted from these ultrasonic transducers. The distance between each ultrasonic transducer and the subject is detected from the time it takes for the ultrasonic transducer to be reflected and received by each ultrasonic transducer, and the detection output from each ultrasonic transducer is selected. And an integrated control circuit that outputs the ultrasonic wave. 【請求項５】請求項４記載のものにおいて、統合制御回
路は先に被検体を検出した超音波振動子による検出出力
を優先して出力し、この超音波振動子により被検体が検
出されている間この検出出力を継続して出力することを
特徴とする超音波距離センサ。5. The integrated control circuit according to claim 4, wherein the detection output by the ultrasonic transducer that has previously detected the subject is preferentially output, and the subject is detected by the ultrasonic transducer. An ultrasonic distance sensor characterized by continuously outputting this detection output while it is in motion. 【請求項６】請求項４記載のものにおいて、統合制御回
路は前回の検出動作で被検体を検出した超音波振動子に
よる検出出力を第１優先で、先に被検体を検出した超音
波振動子による検出出力を第２優先で出力し、この超音
波振動子により被検体が検出されている間この検出出力
を継続して出力することを特徴とする超音波距離セン
サ。6. The integrated control circuit according to claim 4, wherein the detection output by the ultrasonic transducer that has detected the subject in the previous detection operation is given first priority, and the ultrasonic vibration that previously detected the subject is detected. An ultrasonic distance sensor characterized in that a detection output by a child is output with a second priority, and this detection output is continuously output while a subject is detected by this ultrasonic transducer. 【請求項７】請求項４記載のものにおいて、統合制御回
路は各超音波振動子により検出された各超音波振動子と
被検体との間の距離のうち、最も短かい距離の検出出力
を出力することを特徴とする超音波距離センサ。7. The integrated control circuit according to claim 4, wherein the integrated control circuit outputs the detection output of the shortest distance among the distances between the ultrasonic transducers detected by the ultrasonic transducers and the subject. An ultrasonic distance sensor characterized by outputting.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010146619A1 (en) * 2009-06-15 2010-12-23 三菱電機株式会社 Obstacle detection device and obstacle detection method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102395900A (en) * 2009-06-15 2012-03-28 三菱电机株式会社 Obstacle detection device and obstacle detection method
JP5634400B2 (en) * 2009-06-15 2014-12-03 三菱電機株式会社 Obstacle detection device and obstacle detection method

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