(57)【要約】【課題】  超音波の受信タイミングをより正確に判断することのできる超音波受信装置を提供する。【解決手段】  超音波受信部１０が時間の経過とともに振幅が徐々に増大する期間を有する超音波信号を受信し、パターンマッチング部１２６が、超音波受信部１０で受信した超音波信号の上記期間において、連続する複数の波のそれぞれの振幅の最大値としきい値設定部１２４に設定されたしきい値との比較パターンがパターン発生部１２５からの基準パターンと合致するか否かを調べ、両パターンが合致した場合に、上記超音波信号を受信したと判断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間の経過とともに振幅が徐々に増大する期間を有する波動信号を受信するための波動受信装置であって、
波動を受信する受信部と、
前記受信部で前記波動信号が受信されると、連続する複数の波それぞれの振幅値としきい値とを比較した結果である比較パターンに基づき、前記波動信号を受信したと判断する判断部とを有する波動受信装置。
【請求項２】
時間の経過とともに振幅が徐々に増大する期間を有する波動信号を受信するための波動受信装置であって、
波動を受信する受信部と、
前記受信部で前記波動信号が受信されると、連続する複数の波それぞれの振幅値としきい値とを比較した結果である比較パターンを基準パターンと比較し、その結果を基に、前記波動信号を受信したと判断する判断部とを有する波動受信装置。
【請求項３】
時間の経過とともに振幅が徐々に増大する期間を有する波動信号を受信するための波動受信装置であって、
波動を受信する受信部と、
前記受信部で前記波動信号が受信されると、連続する複数の波それぞれの振幅値としきい値とを比較した結果である比較パターンが基準パターンと合致するか否かを調べ、両パターンが合致した場合に、前記波動信号を受信したと判断する判断部とを有する波動受信装置。
【請求項４】
前記判断部は、
直列に設けられた複数のレジスタからなり、前記受信部によって受信された前記波動信号の各波の振幅値を順次保持するシフトレジスタと、
前記シフトレジスタに保持されている振幅値と前記しきい値との比較に基づいて前記比較パターンを生成し、該生成した比較パターンが前記基準パターンと合致する場合に、前記波動信号を受信したと判断するパターンマッチング部とを有する、請求項１に記載の波動受信装置。
【請求項５】
前記判断部は、前記比較パターンが前記基準パターンと一致しない場合に、前記シフトレジスタに保持されている、所定番目に受信された第１の波の振幅値と該第１の波の次に受信された第２の波の振幅値との間に、前記しきい値を再設定する動的しきい値設定部をさらに有する、請求項４に記載の波動受信装置。
【請求項６】
前記第１の波が、前記期間に前記受信部が２番目に受信した波である、請求項５に記載の波動受信装置。
【請求項７】
前記受信部から出力される前記波動信号の受信信号を元信号とし、前記受信信号の位相を半位相分又は１位相分だけ遅延した信号に前記元信号を反転加算する反転加算処理部をさらに有し、
前記反転加算処理部にて反転加算された波動信号が前記判断部に供給される、請求項３から請求項６のいずれかに記載の波動受信装置。
【請求項８】
前記反転加算処理部および判断部がデジタル回路よりなる、請求項７に記載の波動受信装置。
【請求項９】
前記波動が音波である、請求項１から請求項８のいずれかに記載の波動受信装置。
【請求項１０】
前記波動が超音波である、請求項１から請求項８のいずれかに記載の波動受信装置。
【請求項１１】
前記波動信号を発信した外部の発信装置から、前記波動信号の発信と同時に発信された電磁波信号を受信する電磁波受信部と、
前記電磁波受信部が前記電磁波信号を受信したタイミングから、前記判断部が前記波動信号を受信したと判断したタイミングまでの時間を測定する時間測定部とをさらに有する、請求項９または請求項１０に記載の波動受信装置。
【請求項１２】
前記電磁波が赤外線である、請求項１１に記載の波動受信装置。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載の波動受信装置を複数搭載したプロジェクタと、
波動および電磁波をそれぞれ発信するポインティングデバイスとを有し、
前記波動受信装置のそれぞれが、前記波動および電磁波のそれぞれの受信タイミングに基づいて、前記ポインティングデバイスから発信された波動が当該波動受信装置に到達するまでの時間を測定する電子プレゼンテーションシステム。
【請求項１４】
時間の経過とともに振幅が徐々に増大する期間を有する波動信号を受信するステップと、
前記波動信号を受信すると、連続する複数の波それぞれの振幅値としきい値とを比較した結果である比較パターンに基づき、前記波動信号を受信したと判断するステップとを含む波動受信判定方法。
【請求項１５】
時間の経過とともに振幅が徐々に増大する期間を有する波動信号を受信するステップと、
前記波動信号を受信すると、連続する複数の波それぞれの振幅値としきい値とを比較した結果である比較パターンを基準パターンと比較するステップと、
その結果に基づき、前記波動信号を受信したと判断するステップとを含む波動受信判定方法。
【請求項１６】
時間の経過とともに振幅が徐々に増大する期間を有する波動信号を受信するステップと、
前記波動信号を受信すると、連続する複数の波それぞれの振幅値としきい値とを比較した結果である比較パターンが基準パターンと合致するか否かを調べるステップと、
前記比較パターンが前記基準パターンと合致した場合に、前記波動信号を受信したと判断するステップとを含む波動受信判定方法。
【請求項１７】
直列に設けられた複数のレジスタからなるシフトレジスタに、前記受信した波動信号の各波の振幅値を順次保持するステップと、
前記シフトレジスタに保持されている振幅値と前記しきい値との比較に基づいて前記比較パターンを生成するステップとをさらに含む、請求項１６に記載の波動受信判定方法。
【請求項１８】
前記比較パターンが前記基準パターンと一致しない場合に、前記シフトレジスタに保持されている、所定番目に受信された第１の波の振幅値と該第１の波の次に受信された第２の波の振幅値との間に、前記しきい値を再設定するステップをさらに含む、請求項１７に記載の波動受信判定方法。
【請求項１９】
前記第１の波が、前記期間において２番目に受信した波である、請求項１８に記載の波動受信判定方法。
【請求項２０】
前記波動が音波である、請求項１４から請求項１９のいずれかに記載の波動受信判定方法。
【請求項２１】
前記波動が超音波である、請求項１４から請求項１９のいずれかに記載の波動受信判定法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音波（超音波を含む）に代表される波動信号を利用して測定対象までの距離を測定するシステムに用いられる波動受信装置およびそのような波動受信装置において行われる波動受信判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタを利用した様々なプレゼンテーションシステムが提供されている。その一つに、プロジェクタからの投写画面上で、電子ペン等のポインティングデバイスを利用して文字などの情報を書き込むことが可能な電子プレゼンテーションシステムがある。この電子プレゼンテーションシステムでは、超音波による距離測定を利用して、投写画面上におけるポインティングデバイスの位置を検出する。
【０００３】
特許文献１には、ポインティングデバイスである差し棒の先端部に超音波発信部を設け、この超音波発信部からの超音波信号を、スクリーンの少なくとも３箇所の基準位置に設けられた超音波受信部で受信するプレゼンテーションシステムが記載されている。各受信部にて測定される超音波の到達時間（超音波発信部から発信された超音波が超音波受信部に到達するまでの時間）の差に基づいて、スクリーン上における差し棒の先端部の位置を検出する。
【０００４】
上記の他、電子ペンからの超音波の信号を受信する複数の受信装置をプロジェクタ側に設けて、各受信装置にて測定される超音波の到達時間の差に基づいて、投写画面上における電子ペンの位置を三次元測定するシステムもある。
【特許文献１】特開２００１−１２５７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述したような電子プレゼンテーションシステムに用いられている従来の超音波受信装置は、単に超音波の受信信号の振幅値がしきい値を超えた場合に超音波を受信したと判断するようになっているため、以下のような問題がある。
【０００６】
超音波受信装置では、超音波発信装置との距離に応じて受信レベルが変化する。また、電子ペンのように、先端部に超音波発信部を備えている超音波発信装置の場合は、その超音波の放射パターンは、発信装置の後端側が低くなる。この場合は、超音波受信部に対する発信装置の向きによって、超音波受信部における受信レベルが変化する。
【０００７】
図１１に、従来の超音波受信装置における、受信レベルが変化した場合の超音波の受信タイミング判定を模式的に示す。図１１において、（ａ）は標準の状態における受信波形、（ｂ）は振幅が２倍に増大した状態における受信波形である。図１１（ａ）に示す標準の状態では、ノイズＮ（外乱ノイズ）の大きさがしきい値Ｔより小さいため、第１波の振幅値としきい値Ｔを比較することで、超音波の受信タイミングを判断することができる。しかし、図１１（ｂ）に示す状態では、ノイズＮの大きさがしきい値Ｔとほぼ同じになっているので、ノイズＮの影響により、超音波の受信タイミングを誤って判断する場合がある。
【０００８】
また、超音波受信部は、マイクロホンと同様な構成であるため、単発的なノイズや広範囲のノイズ（音声、ドアの閉まる音、モニタの電源投入時におけるノイズなど）を拾い易い。このようなノイズが超音波の受信信号に含まれている場合も、超音波の受信タイミングを誤って判断する場合がある。
【０００９】
以上のように、従来の超音波受信装置には、ノイズの影響により、超音波の受信タイミングを誤って判断して誤動作する、という問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、上記問題を解決し、超音波の受信タイミングをより正確に判断することのできる、波動受信装置および波動受信判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、時間の経過とともに振幅が徐々に増大する期間を有する波動信号を受信すると、連続する複数の波それぞれの振幅値としきい値とを比較した結果である比較パターンに基づき、前記波動信号を受信したと判断することを特徴とする。具体的には、本発明では、超音波振動素子の物理的特性（発信開始時点から動作が安定するまでの期間は、振幅が時間の経過とともに徐々に増大する、という特性）を利用し、時間の経過とともに振幅が徐々に増大する期間を有する超音波信号を受信する。そして、前記超音波信号が受信されると、連続する複数の波それぞれの振幅値と予め設定されたしきい値とを比較した結果である比較パターンが予め設定された基準パターンと合致するか否かを調べ、両パターンが合致した場合に、前記超音波信号を受信したと判断する。
【００１２】
上記の構成によれば、図１１に示したようなノイズＮ、単発的なノイズや広範囲のノイズなど、誤動作の要因となるノイズが受信信号に含まれている場合は、比較パターンが基準パターンと合致しないので、超音波の受信タイミングを誤って判断することはない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ノイズの影響により超音波の受信タイミングを誤って判断することがないので、超音波の受信タイミングをより正確に判断することができるとともに、装置の誤動作を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態である超音波受信装置の概略構成を示す。この超音波受信装置は、超音波を用いた距離測定装置に適用される装置であって、その主要部は、超音波受信部１０、反転加算処理部１１、受信タイミング判定部１２、時間測定部１３および赤外線受信部１４からなる。
【００１６】
超音波受信部１０は、測定対象である発信装置（不図示）が一定の繰り返し周期で発信した超音波を受信する部分であって、その出力は反転加算処理部１１に供給されている。
発信装置は、一定の周期で赤外線信号（パルス信号）を送出しており、この赤外線信号の周期によって超音波の繰り返し周期を規定する。赤外線受信部１４は、発信装置からの赤外線信号を受信する部分である。
【００１７】
反転加算処理部１１は、超音波受信部１０にて受信した超音波（アナログ信号）をデジタル信号に変換するとともに、そのデジタル信号に変換された超音波受信信号について反転加算処理を行う部分であって、その構成は、Ａ／Ｄ変換部１１０、遅延回路１１ａ〜１１ｃ、セレクタ１１２、加算器１１３、帯域通過フィルタ周波数選択部１１４および周波数切替制御部１１５からなる。反転加算処理は、元の超音波受信信号と、これを半波（半位相）分だけ遅延させた超音波受信信号の正負を反転した信号とを換算する処理である。
【００１８】
Ａ／Ｄ変換部１１０は、超音波受信部１０の出力（アナログ信号）をデジタル信号に変換するものである。Ａ／Ｄ変換部１１０の出力は２つに分岐されており、一方は、加算器１１３の「−」入力に供給され、他方は、遅延回路１１ａに供給されている。
【００１９】
遅延回路１１ａ〜１１ｃはそれぞれ、入力された信号に対して一定量の遅延を生じさせるものである。遅延回路１１ａの出力は２つに分岐され、一方は、遅延回路１１ｂに供給され、他方は、セレクタ１１２の第１の入力に供給されている。遅延回路１１ｂの出力も２つに分岐され、一方は、遅延回路１１ｃに供給され、他方は、セレクタ１１２の第２の入力に供給されている。遅延回路１１ｃの出力は、セレクタ１１２の第３の入力に供給されている。
【００２０】
セレクタ１１２は、周波数切替制御部１１５からの入力切替信号に基づいて、第１から第３の入力のいずれかを選択して出力する。セレクタ１１２の出力は、加算器１１３の「＋」入力に供給されている。加算器１１３は、Ａ／Ｄ変換部１１０の出力とセレクタ１１２の出力とを加算する。加算器１１３の出力は、帯域通過フィルタ周波数選択部１１４に供給されている。なお、図１中、３つの遅延回路が示されているが、遅延回路の数は３つに限定されるものではなく、設計に応じて適宜変更することが可能である。
【００２１】
帯域通過フィルタ周波数選択部１１４は、ＩＩＲフィルタやＦＩＲフィルタに代表されるバンドパスフィルタよりなる。図２に、ＩＩＲフィルタの一例を示す。このＩＩＲフィルタは、加算器２０と、この加算器２０の出力を入力とするアンプ２１と、このアンプ２１の出力に対して一定量の遅延を生じさせる遅延回路２２とからなり、遅延回路２２の出力が分岐されて加算器２０の一方の入力に供給されている。帯域通過フィルタ周波数選択部１１４は、図２に示すようなＩＩＲフィルタを複数段、カスケード接続したものであり、周波数切替制御部１１５からの周波数切替信号に基づいて、カスケード接続したＩＩＲフィルタの組み合わせが選択される。
【００２２】
周波数切替制御部１１５は、セレクタ１１２における入力切替制御および帯域通過フィルタ周波数選択部１１４における周波数切替制御を行うものである。使用者は、不図示の入力部を通じて遅延量や周波数の設定を行うことができ、周波数切替制御部１１５は、その設定された遅延量や周波数に応じて、セレクタ１１２および帯域通過フィルタ周波数選択部１１４の切替制御を行う。
【００２３】
受信タイミング判定部１２は、反転加算処理部１１にて反転加算処理された超音波受信に基づいて各繰り返し周期ごとに超音波の受信タイミングを判定する部分であって、その構成は、正極性ピークホールド回路１２０ａ、負極性ピークホールド回路１２０ｂ、ゼロクロス検出部１２１、振幅値検出部１２２、レジスタ１２３ａ〜１２３ｄ、しきい値設定部１２４、パターン発生部１２５およびパターンマッチング部１２６からなる。
【００２４】
帯域通過フィルタ周波数選択部１１４の出力は、正極性ピークホールド回路１２０ａおよび負極性ピークホールド回路１２０ｂのそれぞれに供給されている。正極性ピークホールド回路１２０ａは、超音波の正極側における振幅のピーク値を保持する。負極性ピークホールド回路１２０ｂは、超音波の負極側における振幅のピーク値を保持する。これら正極性ピークホールド回路１２０ａおよび負極性ピークホールド回路１２０ｂの各出力は、振幅値検出部１２２に供給されている。
【００２５】
ゼロクロス検出部１２１は、超音波の正極から負極への切り替わりおよび負極から正極への切り替わりの点（ゼロクロス）を検出する部分であって、ゼロクロス検出時にパルス信号を出力する。このゼロクロス検出部１２１の出力は、ホールドタイミング信号として、レジスタ１２３ａ〜１２３ｄのそれぞれに供給されている。
【００２６】
振幅値検出部１２２は、超音波の１周期の振幅値（正極側の振幅および負極側の振幅の合計で与えられる）を検出する部分であって、正極性ピークホールド回路１２０ａによって保持された振幅の値に負極性ピークホールド回路１２０ｂによって保持された振幅の値（絶対値）を加算した結果を出力する。振幅値検出部１２２の出力は、レジスタ１２３ａに供給されている。
【００２７】
レジスタ１２３ａ〜１２３ｄは、ゼロクロス検出部１２１からのホールドタイミング信号に基づいて、入力信号の値を保持する。レジスタ１２３ａの出力はレジスタ１２３ｂの入力に、レジスタ１２３ｂの出力はレジスタ１２３ｃの入力に、レジスタ１２３ｃの出力はレジスタ１２３ｄの入力にそれぞれ供給されている。これらレジスタ１２３ａ〜１２３ｄからなるシフトレジスタでは、レジスタ値がシフトされる度に、各レジスタの値がパターンマッチング部１２６に供給される。また、パターンマッチング部１２６では、各レジスタの値を複製して１周期分保持する。
【００２８】
しきい値設定部１２４は、予め設定されたしきい値（固定値）を保持しており、その保持しているしきい値をパターンマッチング部１２６に供給する。使用者は、不図示の入力部を通じてしきい値の設定を行うことができ、しきい値設定部１２４は、その使用者が設定したしきい値を保持する。
【００２９】
パターン発生部１２５は、予め設定された基準パターンを発生する。基準パターンは、「０」および「１」で与えられるビットパターンであり、使用者は、不図示の入力部を通じてこの基準パターンの設定を行うことができる。基準パターンのビット数は、レジスタの数で決まる。ここでは、４つのレジスタ１２３ａ〜１２３ｄを使用しているので、４ビットの基準パターンが設定される。
【００３０】
パターンマッチング部１２６は、レジスタ１２３ａ〜１２３ｄにおいて、保持されている振幅値がシフトされる度に、各レジスタ１２３ａ〜１２３ｄで保持されている一連の振幅値のそれぞれと、しきい値設定部１２４から供給されたしきい値とを比較する。そして、レジスタに保持されている振幅値がしきい値以上の場合を「１」、しきい値以下の場合を「０」として、４ビットの比較パターンを生成する。こうして生成した比較パターンと、パターン発生部１２５から供給された基準パターンとを比較し、両パターンが一致した場合に、超音波を受信したと判断して超音波受信タイミング信号（パルス信号）を出力する。パターンマッチング部１２６の出力は、時間測定部１３に供給されている。なお、図１中、４つのレジスタが示されているが、レジスタの数は、これに限定されることはなく、設計に応じて適宜変更することができる。レジスタの数を例えば５つにした場合は、比較パターンおよび基準パターンは５ビットのパターンとされる。
【００３１】
赤外線受信部１４は、発信装置からの赤外線信号を受信すると、その受信タイミングを示すパルス信号を出力する。赤外線受信部１４の出力は、赤外線信号の受信タイミング信号として時間測定部１３に供給されるとともに、リセット信号としてレジスタ１２３ａ〜１２３ｄに供給されている。時間測定部１３は、赤外線受信部１４から赤外線信号の受信タイミング信号を受信してからパターンマッチング部１２６から超音波受信タイミング信号を受信するまでの時間を測定する。
【００３２】
赤外線の周期は、例えば３０ｍｓｅｃである。また、受信超音波の周波数は、数十ｋＨｚである。反転加算処理部１１、受信タイミング判定部１２および時間測定部１３は、受信超音波の周波数よりも十分に高いシステムクロックで動作する。システムクロックは、例えば１０ＭＨｚである。
【００３３】
次に、本実施形態の超音波受信装置の動作を具体的に説明する。
【００３４】
測定対象である発信装置が、一定の周期で赤外線信号を送出するとともに、この赤外線信号の周期で規定される一定の繰り返し周期で超音波を発信する。超音波発信素子（振動素子）は、その特性上、発信開始時点から動作が安定するまでの期間は、時間の経過に伴って振幅が除々に大きくなる。本実施形態の超音波受信装置では、そのような超音波振動素子の物理的特性を利用して超音波の受信の判断を行う。
【００３５】
（１）反転加算処理部１１の動作：
発信装置からの赤外線および超音波の各信号はそれぞれ、赤外線受信部１４および超音波受信部１０にて受信される。超音波受信部１０で受信された超音波信号は反転加算処理部１１に供給される。
【００３６】
反転加算処理部１１では、まず、超音波受信部１０から供給された超音波信号（アナログ信号）がＡ／Ｄ変換部１１０によってデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された超音波受信信号は２つに分岐される。分岐された信号の一方は、元信号として加算器１１３の「−」入力に供給され、分岐された信号の他方は、遅延回路１１ａ〜１１ｃからなる遅延部にて、元信号に対して半周期（半位相）分又は１周期（１位相）分だけ遅延を受けた後、加算器１１３の「＋」入力に供給される。加算器１１３では、元信号と半周期（半位相）分又は１周期（１位相）分だけ遅延を受けた信号とが反転加算される。反転加算された信号は帯域通過フィルタ周波数選択部１１４に供給され、そこで、受信超音波周波数成分のみが選択される。帯域通過フィルタ周波数選択部１１４を通過した超音波受信信号は、受信タイミング判定部１２に供給される。
【００３７】
（２）受信タイミング判定部１２の動作：
受信タイミング判定部１２では、反転加算処理部１１にてＡ／Ｄ変換、反転加算および周波数選択が施された後の超音波受信信号が、正極性ピークホールド回路１２０ａ、負極性ピークホールド回路１２０ｂおよびゼロクロス検出部１２１の各部に供給される。ゼロクロス検出部１２１は、反転加算処理部１１から供給された超音波受信信号のゼロクロスを検出したゼロクロス検出タイミング信号をレジスタ１２３ａ〜１２３ｄのそれぞれに供給する。図３に、ゼロクロス検出を模式的に示す。
【００３８】
まず、遅延回路１１ａ〜１１ｃからなる遅延部にて、元信号に対して半周期（半位相）分だけ遅延を受けた場合について説明する。図３中、（ａ）は超音波の受信波形、（ｂ）はゼロクロス検出タイミング信号である。受信波形は、負極性から始まるサイン波状の波形であり、図３には、振幅が時間の経過とともに増大する第１波から第４波のゼロクロスａ〜ｈが示されている。ゼロクロス検出タイミング信号はパルス信号であって、最初のゼロクロスａ（第１波の負極から正極への変化点）、ゼロクロスｃ（第２波の負極から正極への変化点）、ゼロクロスｅ（第３波の負極から正極への変化点）およびゼロクロスｇ（第４波の負極から正極への変化点）において立ち上がり、ゼロクロスｂ（第１波と第２波の間の正極から負極への変化点）、ゼロクロスｄ（第２波と第３波の間の正極から負極への変化点）、ゼロクロスｆ（第３波と第４波の間の正極から負極への変化点）およびゼロクロスｈ（第４波と第５波の間の正極から負極への変化点）において立ち下がっている。
【００３９】
遅延回路１１ａ〜１１ｃからなる遅延部にて、元信号に対して１周期（１位相）分だけ遅延を受けた場合は、超音波の受信波形は時間とともにその振幅が増大するため、第１波と比較して第２波の振幅が２倍以上となるときは、やはり概略図３のように振幅が時間の経過とともに増大する波形となる。この場合、元信号と遅延信号は同相であるため、第２波以降の反転加算部出力は１周期ずれた波形の差分となる。従って半周期遅延の場合ではキャンセルできなかった超音波信号と同じ周波数成分のノイズもキャンセルすることができる。なお、遅延量を半周期とするか１周期とするかは遅延回路１１ａ〜１１ｃによって調整可能である。
【００４０】
以下、図３を参照して、正極性ピークホールド回路１２０ａ、負極性ピークホールド回路１２０ｂ、振幅値検出部１２２およびレジスタ１２３ａ〜１２３ｄの各部の動作を説明する。
【００４１】
受信波形の１周期目では、第１波の負極側の振幅のピーク値が負極性ピークホールド回路１２０ｂに保持され、第１波の正極側の振幅のピーク値が正極性ピークホールド回路１２０ａに保持される。振幅値検出部１２２は、正極性ピークホールド回路１２０ａおよび負極性ピークホールド回路１２０ｂにそれぞれ保持された振幅のピーク値（絶対値）を加算した第１の振幅値をレジスタ１２３ａに供給する。レジスタ１２３ａは、ゼロクロス検出部１２１からのゼロクロス検出タイミング信号の最初の立ち下り（ゼロクロスｂに対応する）のタイミングで、振幅値検出部１２２から供給された第１の振幅値を保持する。この時点では、他のレジスタ１２３ｂ〜１２３ｄはリセット状態となっている。
【００４２】
受信波形の２周期目では、第２波の負極側の振幅のピーク値が負極性ピークホールド回路１２０ｂに保持され、第２波の正極側の振幅のピーク値が正極性ピークホールド回路１２０ａに保持される。振幅値検出部１２２は、正極性ピークホールド回路１２０ａおよび負極性ピークホールド回路１２０ｂにそれぞれ保持された振幅のピーク値（絶対値）を加算した第２の振幅値をレジスタ１２３ａに供給する。レジスタ１２３ａは、ゼロクロス検出部１２１からのゼロクロス検出タイミング信号の２番目の立ち下り（ゼロクロスｄに対応する）のタイミングで、振幅値検出部１２２から供給された第２の振幅値を保持する。これと同時に、レジスタ１２３ｂは、レジスタ１２３ａが保持していた第１の振幅値を保持する。この時点では、他のレジスタ１２３ｃ、１２３ｄはリセット状態となっている。
【００４３】
受信波形の３周期目では、第３波の負極側の振幅のピーク値が負極性ピークホールド回路１２０ｂに保持され、第３波の正極側の振幅のピーク値が正極性ピークホールド回路１２０ａに保持される。振幅値検出部１２２は、正極性ピークホールド回路１２０ａおよび負極性ピークホールド回路１２０ｂにそれぞれ保持された振幅のピーク値（絶対値）を加算した第３の振幅値をレジスタ１２３ａに供給する。レジスタ１２３ａは、ゼロクロス検出部１２１からのゼロクロス検出タイミング信号の３番目の立ち下り（ゼロクロスｆに対応する）のタイミングで、振幅値検出部１２２から供給された第３の振幅値を保持する。これと同時に、レジスタ１２３ｂは、レジスタ１２３ａが保持していた第２の振幅値を保持し、レジスタ１２３ｃは、レジスタ１２３ｂが保持していた第１の振幅値を保持する。この時点では、他のレジスタ１２３ｄはリセット状態となっている。
【００４４】
受信波形の４周期目では、第４波の負極側の振幅のピーク値が負極性ピークホールド回路１２０ｂに保持され、第４波の正極側の振幅のピーク値が正極性ピークホールド回路１２０ａに保持される。振幅値検出部１２２は、正極性ピークホールド回路１２０ａおよび負極性ピークホールド回路１２０ｂにそれぞれ保持された振幅のピーク値（絶対値）を加算した第４の振幅値をレジスタ１２３ａに供給する。レジスタ１２３ａは、ゼロクロス検出部１２１からのゼロクロス検出タイミング信号の４番目の立ち下り（ゼロクロスｈに対応する）のタイミングで、振幅値検出部１２２から供給された第４の振幅値を保持する。これと同時に、レジスタ１２３ｂは、レジスタ１２３ａが保持していた第３の振幅値を保持し、レジスタ１２３ｃは、レジスタ１２３ｂが保持していた第２の振幅値を保持し、レジスタ１２３ｄは、レジスタ１２３ｃが保持していた第１の振幅値を保持する。
【００４５】
以上のようにして、受信波形の各周期ごとに検出された振幅値がレジスタ１２３ａ〜１２３ｄに順次保持される。なお、本実施形態では、レジスタの数は４つであるので、受信波形の５周期目以降は、古いものから順に保持してあった振幅値が削除されることになるため、パターンマッチング部１２６にコピーを記憶しておく。
【００４６】
受信波形の各周期ごとに検出された振幅値がレジスタ１２３ａ〜１２３ｄに保持されると、続いて、パターンマッチング部１２６による超音波の受信タイミングの判断が行われる。図４に、パターンマッチング部１２６による超音波の受信タイミングの判断手順を示す。
【００４７】
図４を参照すると、まず、レジスタ１２３ａ〜１２３ｄのそれぞれからレジスタ値（保持された振幅値）を取得する（ステップ１００）。次に、その取得した各レジスタ値と、しきい値設定部１２４から供給されたしきい値とを比較し、レジスタ値がしきい値以上の場合を「１」、レジスタ値がしきい値以下の場合を「０」として、４ビットの比較パターンを生成する（ステップ１０１）。次に、その生成した比較パターンが、パターン発生部１２５から供給された４ビットの基準パターンと合致するか否かを判断する（ステップ１０２）。パターンが一致しなかった場合は、ステップ１０１に戻って、レジスタ値がシフトした後のレジスタ１２３ａ〜１２３ｄからレジスタ値を取得する。パターンが一致した場合は、超音波を受信したと判断して超音波受信タイミング信号（パルス信号）を出力する（ステップ１０３）。
【００４８】
図５に、パターンマッチングの具体例を示す。図５中、（ａ）は、赤外線受信部１４の出力、（ｂ）は、反転加算処理部１１の出力、（ｃ）は、振幅検出部１２２の出力をそれぞれ示す。反転加算処理部１１の出力（超音波受信波形）は、負極から始まるサイン波状の波形であり、図５には、振幅が時間の経過とともに増大する第１波から第５波までの波形が示されている。Ｎ１〜Ｎ５はそれぞれ、第１波から第５波の負極側の振幅のピーク値であって、負極性ピークホールド回路１２０ｂにより順次保持される。Ｐ１〜Ｐ５はそれぞれ、第１波から第５波の正極側の振幅のピーク値であって、正極性ピークホールド回路１２０ａにより順次保持される。なお、超音波受信波形は、説明の便宜上、アナログ的に表現しているが、実際は、サンプリングされた離散信号である。
【００４９】
図５の「（ｃ）振幅値検出部１２２の出力」から分かるように、第１波受信時は、「Ｎ１＋Ｐ１」の振幅値が出力され、第２波受信時は、「Ｎ２＋Ｐ２」の振幅値が出力され、第３波受信時は、「Ｎ３＋Ｐ３」の振幅値が出力され、第４波受信時は、「Ｎ４＋Ｐ４」の振幅値が出力され、第５波受信時は、「Ｎ５＋Ｐ５」の振幅値が出力される。レジスタ１２３ａ〜１２３ｄの各レジスタ値をそれぞれ＃１〜＃４とすると、これらレジスタ値＃１〜４は以下のように変化する。
【００５０】
（第１波受信時）
レジスタ値＃１＝Ｎ１＋Ｐ１
レジスタ値＃２＝リセット状態
レジスタ値＃３＝リセット状態
レジスタ値＃４＝リセット状態
（第２波受信時）
レジスタ値＃１＝Ｎ２＋Ｐ２
レジスタ値＃２＝Ｎ１＋Ｐ１
レジスタ値＃３＝リセット状態
レジスタ値＃４＝リセット状態
（第３波受信時）
レジスタ値＃１＝Ｎ３＋Ｐ３
レジスタ値＃２＝Ｎ２＋Ｐ２
レジスタ値＃３＝Ｎ１＋Ｐ１
レジスタ値＃４＝リセット状態
（第４波受信時）
レジスタ値＃１＝Ｎ４＋Ｐ４
レジスタ値＃２＝Ｎ３＋Ｐ３
レジスタ値＃３＝Ｎ２＋Ｐ２
レジスタ値＃４＝Ｎ１＋Ｐ１
（第５波受信時）
レジスタ値＃１＝Ｎ５＋Ｐ５
レジスタ値＃２＝Ｎ４＋Ｐ４
レジスタ値＃３＝Ｎ３＋Ｐ３
レジスタ値＃４＝Ｎ２＋Ｐ２
本具体例では、第４波受信時において振幅値検出部１２２の出力「Ｎ４＋Ｐ４」が、しきい値設定部１２４から供給されるしきい値Ｔを超えている。また、４ビットの基準パターン「００１１」が、パターン発生部１２５からパターンマッチング部１２６に供給されている。パターンマッチング部１２６は、レジスタ値＃がしきい値Ｔ以上である場合を「１」、レジスタ値＃がしきい値Ｔより小さい場合を「０」として４ビットの比較パターンを生成する。
【００５１】
上記「第１波受信時」から「第３波受信時」までは、リセット状態のレジスタがあるため、比較パターンは生成されない。上記「第４波受信時」の状態において、パターンマッチング部１２６は、比較パターン「０００１」を生成し、この比較パターン「０００１」が基準パターン「００１１」と合致するか否かを判断する。この場合は、パターン不一致となるので、パターンマッチング部１２６は、未だ、超音波を受信していないと判断する。上記「第５波受信時」の状態において、パターンマッチング部１２６は、比較パターン「００１１」を生成し、この比較パターン「００１１」が基準パターン「００１１」と合致するか否かを判断する。この場合は、パターン一致となるので、パターンマッチング部１２６は、超音波を受信したと判断して、超音波受信タイミング信号（パルス信号）を時間測定部１３に供給する。
【００５２】
（３）時間測定部１３の動作：
時間測定部１３は、赤外線受信部１４の出力（赤外線信号の受信タイミングを示すパルス信号）の立ち上がりから、超音波受信タイミング信号（パルス信号）の立ち上がりまでの時間（図５中の時間ｔ）を測定する。この時間ｔは、発信装置から送出された超音波の到達時間（発信装置から送出された超音波が超音波受信部に到達するまでの時間）に相当する。
【００５３】
以上説明した本実施形態の超音波受信装置によれば、反転加算処理部および受信タイミング判定部をデジタル回路で構成しているので、集積化が容易であり、低コストで、小型の受信装置を提供することができる。加えて、遅延量や超音波受信周波数の切り替えが可能であるので、設定の自由度が高い、小型かつ簡単な構成の超音波受信装置を提供することができる。
【００５４】
また、パターンマッチング部１２６において、パターンマッチングにより超音波の受信タイミングを判断しているので、ノイズの影響を受け難い。以下に、その理由を具体的に説明する。
【００５５】
一般に、超音波受信部は、マイクロホンと同様な構成であるので、単発的なノイズや広範囲のノイズ（音声、ドアの閉まる音、モニタの電源投入時におけるノイズなど）を拾い易い。単に振幅値がしきい値を超えた場合に超音波を受信したと判断する従来の手法では、超音波受信部の出力にそのようなノイズが含まれていると、振幅値がしきい値を超えていなくても、ノイズにより、振幅値がしきい値を超えたと誤って判断されて、時間測定部が誤動作する場合がある。これに対して、本実施形態では、図５に示した具体例のように、比較パターンと基準パターンを比較することで、超音波の受信タイミングを判断するようになっている。したがって、超音波受信部の出力に単発的なノイズや広範囲のノイズが含まれている場合は、比較パターンが基準パターン「００１１」と不一致となるため、時間測定部１３が誤動作することはない。なお、基準パターンを「０００１」とした場合は、単発のノイズに対して誤動作するおそれがあり、基準パターンを「１１１１」とした場合は、連続した広範囲のノイズに対して誤動作するおそれがある。
【００５６】
また、本実施形態によれば、反転加算処理部によって、超音波の受信信号と、該受信信号の位相を半位相分または１位相分だけ遅延した信号とを反転加算することで、図１１に示したようなノイズＮを除去することができるので、より正確に超音波の受信タイミングを判断することが可能である。なお、単に超音波の受信信号の振幅がしきい値を超えた場合に超音波を受信したと判断する従来の手法では、反転加算が行われることがないので、ノイズＮの影響により、超音波の受信タイミングを正確に判断することが困難である。
【００５７】
（第２の実施形態）
第１の実施形態の超音波測定装置において、超音波受信部における受信レベルは、発信装置との距離に応じて変化する。また、発信装置が棒状のもので、先端部に超音波発信部を備えている場合は、その超音波の放射パターンは、発信装置の後端側が低くなる。この場合は、超音波受信部に対する発信装置の向きによって、超音波受信部における受信レベルが変化する。このような距離や向きによる受信レベルの変化は、しきい値として固定値を使用する第１の実施形態の超音波測定装置において、パターンマッチング部１２６による受信タイミング判断の精度を低下させる。ここでは、しきい値を動的に変えることで、受信タイミング判断の精度を向上させた超音波測定装置について説明する。
【００５８】
図６に、本発明の第２の実施形態である超音波受信装置の概略構成を示す。この超音波受信装置は、図１に示した構成において、しきい値設定部１２４に代えて動的しきい値設定部１２７を設けたものである。動的しきい値設定部１２７以外の構成は、基本的には図１に示したものと同じである。以下では、重複する部分の説明は省略し、特徴となる動的しきい値設定部１２７の動作を中心に説明する。ただし、パターン発生部１２５によって供給される基準パターンは「０１１１」とする。
【００５９】
図７に、パターンマッチング時におけるしきい値の変化の具体例を示す。図５に示した具体例の場合と同様、第４波受信時において、各レジスタ値＃１〜＃４の値は、
レジスタ値＃１＝Ｎ４＋Ｐ４
レジスタ値＃２＝Ｎ３＋Ｐ３
レジスタ値＃３＝Ｎ２＋Ｐ２
レジスタ値＃４＝Ｎ１＋Ｐ１
となる。この時点では、動的しきい値設定部１２７は予め設定されているしきい値Ｔ１（固定値）をパターンマッチング部１２６に供給しており、パターンマッチング部１２６は、そのしきい値Ｔ１と各レジスタ値＃１〜＃４の値との比較結果により比較パターンを生成する。しきい値Ｔ１は、超音波受信部１０の出力に含まれるノイズ（図１１に示したノイズＮ）の影響を受けない程度の最小の値に設定されている。
【００６０】
上記の場合、超音波受信部１０の受信レベルが十分であれば、レジスタ値＃３の「Ｎ２＋Ｐ２」がしきい値Ｔ１以上になるので、パターンマッチング部１２６において、比較パターン「０１１１」が生成される。この比較パターン「０１１１」は、基準パターン「０１１１」と合致するので、パターンマッチング部１２６は、超音波を受信したと判断して、受信タイミング信号を時間測定部１３に供給する。
【００６１】
一方、超音波受信部１０の受信レベルが十分でない場合は、レジスタ値＃３の「Ｎ２＋Ｐ２」がしきい値Ｔ１より小さくなるので、比較パターンは基準パターン「０１１１」と合致しない。例えば、しきい値Ｔ１が、レジスタ値＃１の「Ｎ４＋Ｐ４」より小さく、レジスタ値＃２の「Ｎ３＋Ｐ３」より大きい場合は、比較パターンは「０００１」になり、これは基準パターン「０１１１」と合致しない。したがって、パターンマッチング部１２６は、超音波を受信していないと判断する。
【００６２】
上記のように、パターンマッチング部１２６が超音波を受信していないと判断した場合は、第５波受信時において、動的しきい値設定部１２７が、前回のパターンマッチングの際（第４波受信時）におけるレジスタ値に基づいてしきい値Ｔ２を設定する。具体的には、しきい値Ｔ２は、第４波受信時におけるレジスタ値＃３の「Ｎ２＋Ｐ２」より大きく、レジスタ値＃２の「Ｎ３＋Ｐ３」より小さい値に設定される。
【００６３】
第５波受信時における各レジスタ値＃１〜＃４の値は、
レジスタ値＃１＝Ｎ５＋Ｐ５
レジスタ値＃２＝Ｎ４＋Ｐ４
レジスタ値＃３＝Ｎ３＋Ｐ３
レジスタ値＃４＝Ｎ２＋Ｐ２
となっており、パターンマッチング部１２６は、これらレジスタ値と動的しきい値設定部１２７によって設定されたしきい値Ｔ２とを比較することで、比較パターンを生成する。この場合は、レジスタ値＃３の「Ｎ３＋Ｐ３」がしきい値Ｔ１以上になるので、パターンマッチング部１２６において、比較パターン「０１１１」が生成される。この比較パターン「０１１１」は、基準パターン「０１１１」と合致するので、パターンマッチング部１２６は、超音波を受信したと判断して、受信タイミング信号を時間測定部１３に供給する。
【００６４】
図８に、上述の受信判定手順のフローチャートを示す。図８を参照すると、まず、パターンマッチング部１２６が、第１波から第４波までの振幅の最大値を保持したレジスタ１２３ａ〜１２３ｄのそれぞれからレジスタ値を取得する（ステップ２００）。さらに、その取得した各レジスタ値と、動的しきい値設定部１２７から供給されたしきい値Ｔ１とを比較し、レジスタ値がしきい値以上の場合を「１」、レジスタ値がしきい値以下の場合を「０」として、４ビットの比較パターンを生成する（ステップ２０１）。そして、その生成した比較パターンが、パターン発生部１２５から供給された４ビットの基準パターンと合致するか否かを判断する（ステップ２０２）。
【００６５】
パターンが一致しなかった場合は、動的しきい値設定部１２７が、第１波から第４波のうちの所定番目の波（ここでは、第２波）の振幅の最大値と該波の次に受信された波（ここでは、第３波）の振幅の最大値との間に、しきい値を再設定する（ステップ２０３）。こうして再設定されたしきい値が図７のしきい値Ｔ２である。
【００６６】
次に、パターンマッチング部１２６が、第２波から第５波までの振幅の最大値を保持したレジスタ１２３ａ〜１２３ｄのそれぞれからレジスタ値を取得する（ステップ２０４）。さらに、その取得した各レジスタ値と、動的しきい値設定部１２７によって再設定されたしきい値Ｔ２との比較パターン（４ビット）を生成する（ステップ２０５）。そして、その生成した比較パターンと、パターン発生部１２５から供給された４ビットの基準パターンとを比較する（ステップ２０６）。このパターン比較では、必ず、比較パターンは基準パターンと合致する。両パターンが合致すると、パターンマッチング部１２６が、超音波を受信したと判断して超音波受信タイミング信号（パルス信号）を出力する（ステップ２０７）。
【００６７】
上述のステップ２０２の判断で、両パターンが一致した場合は、ステップ２０８に移行する。
【００６８】
以上の動作によれば、超音波受信部１０の受信レベルが十分でない場合は、必ず、２回目のパターン比較において、比較パターンと基準パターンが合致することになり、受信タイミング信号が、パターンマッチング部１２６から時間測定部１３に供給される。この場合、時間測定部１３は、実際の超音波受信タイミングより１位相分だけずれた受信タイミングで超音波の到達時間を測定することになるが、パターンマッチング部１２６に保持されている前回の赤外線受信後の各レジスタの値（各振幅値）と現在の振幅値を比較することによって、受信タイミング信号が何番目の波かを判断することが可能であり、超音波の１周期の時間も自明であるため到達時間の補正が可能である。その理由は、後述の電子プレゼンテーションシステムにおいて、超音波信号の受信振幅の変動は操作者による電子ペンの操作に伴う移動や傾きの変化より発生し、超音波発生の周期（すなわち赤外線受信の周期）は人間の電子ペン操作の時間に比べて短いために緩やかに発生する。従って１回前の赤外線受信後と現在の赤外線受信後では超音波の振幅が大幅に増減することはないためである。
【００６９】
以上説明した各実施形態は、本発明の一例であり、その構成および動作は適宜変更することができる。例えば、反転加算処理部１１に代えて、図９に示すような構成の反転加算処理部１１ａを用いてもよい。図９を参照すると、反転加算処理部１１ａは、Ａ／Ｄ変換部１１０、３つのＦＩＲフィルタ１１６ａ〜１１６ｃ、セレクタ１１７、周波数切替制御部１１８および加算器１１９からなる。Ａ／Ｄ変換部１１０の出力は４つに分岐されている。第１の分岐出力は、加算器１１９の「−」入力に供給され、第２、第３、第４の分岐出力はそれぞれ、ＦＩＲフィルタ１１６ａ〜１１６ｃに供給されている。ＦＩＲフィルタ１１６ａ〜１１６ｃの各出力はそれぞれ、セレクタ１１７の第１、第２、第３の入力とされている。セレクタ１１７は、周波数切替制御部１１８からの入力切替信号に基づいて、第１から第３の入力のいずれかを選択して出力する。セレクタ１１７の出力は、加算器１１９の「＋」入力に供給されている。加算器１１９は、Ａ／Ｄ変換部１１０の第１の分岐出力とセレクタ１１７の出力とを加算する。この加算器１１８の出力は、図１または図６に示した受信タイミング判定部に供給される。
【００７０】
ＦＩＲフィルタの構成は、図９中の上部に示されているように、直列に接続されたｎ個の遅延回路３０1〜３０nと、ｎ＋１個のアンプ３１1〜３１n+1と、ｎ個の加算器３０1〜３０nとからなる。アンプ３１1〜３１nのそれぞれの入力は、遅延回路３０1〜３０nの入力ラインに接続されている。アンプ３１n+1の入力は、遅延回路３０nの出力ラインに接続されている。アンプ３１2〜３１n+1の出力はそれぞれ、加算器３０1〜３０nの一方の入力に供給されている。加算器３０1の他方の入力には、アンプ３１1の出力が供給されている。加算器３０2〜３０nの他方の入力には、それぞれ前段の加算器の出力が供給されている。
【００７１】
上記のように構成された反転加算処理部１１ａによっても、図１または図６に示した反転加算処理部と同様な動作を実現することができる。なお、反転加算処理部１１ａにおいて、ＦＩＲフィルタの数は３つになっているが、これに限定されるものではなく、設計に応じて適宜変更することができる。
【００７２】
また、第２の実施形態において、基準パターンは、「０１１１」以外でもよい。例えば、基準パターンを「００１１」としてもよい。この場合は、図７の具体例において、しきい値Ｔ２は、第３波の振幅値より大きく、かつ、第４波の振幅値より小さくなるように設定する。
【００７３】
さらに、しきい値Ｔは、前回の赤外線受信後における第２波の振幅値と第３波の振幅値の中間値とすることもできる。つまり受信タイミング信号を発生させたときに、次の赤外線受信に備えて新しいしきい値Ｔを予め用意しておくこともできる。
【００７４】
次に、本発明の超音波受信装置を適用可能な電子プレゼンテーションシステムについて説明する。
【００７５】
図１０に、本発明の超音波受信装置を搭載した電子プレゼンテーションシステムの概略構成を示す。この電子プレゼンテーションシステムは、超音波受信装置８４ａ〜８４ｃを搭載したプロジェクタ８１と、このプロジェクタ８１が壁などの構造体８０上に投写した画面上で文字などの情報を入力するための電子ペン８２とからなる。
【００７６】
電子ペン８２の先端部には、超音波を発信する超音波発信部と、赤外線を発信する赤外線発信部と、スイッチ部とが設けられている。電子ペン８２の先端を構造体８０に押し当てることでスイッチ部がオン状態になる。スイッチ部がオンされると同時に、赤外線発信部および超音波発信部が発信動作を開始する。これら赤外線発信部および超音波発信部の発信動作は、スイッチ部がオンされている期間、連続して行われる。
【００７７】
超音波受信装置８４ａ〜８４ｃは、いずれも上述した第１または第２の実施形態の超音波受信装置であって、電子ペン８２から送出された赤外線信号および超音波信号を受信する。各超音波受信装置８４ａ〜８４ｃでは、図５または図７に示したようなパターン比較が行われ、電子ペン８２からの超音波の到達時間が測定される。この測定結果は、プロジェクタ８１の処理回路（ＣＰＵ）に供給される。処理回路は、各超音波受信装置８４ａ〜８４ｃからの測定結果に基づいて、投写画面８３上における電子ペン８２の先端位置を三角測量により検出する。そして、検出した電子ペン８２の先端位置を投写画面８３上にマーカとして表示させる。
【００７８】
なお、電子ペン８２の超音波の放射パターンはその後端側が低くなることから、超音波受信装置８４ａ〜８４ｃには、第２の実施形態の超音波受信装置を用いることが望ましい。
【００７９】
また、上記の電子プレゼンテーションシステムでは、３つの超音波受信装置を用いているが、超音波受信装置の数はこれに限定されるものではなく、電子ペンの位置を検出できるという条件において、適宜変更することができる。
【００８０】
本発明の適用が可能な装置は、上述した電子プレゼンテーションシステムに限定されるものではなく、超音波の到達時間を測定するような装置であれば、どのような装置にも適用することができる。
【００８１】
以上、超音波を例にとって本発明を具体的に説明したが、本発明のパターンマッチングによる受信判定手法は、音波（超音波を含む）一般あるいは波動一般に適用することができる。加えて、赤外線を例にとって説明したが、電磁波一般に適用することができる。
【００８２】
また、各実施形態では、比較パターンと基準パターンが完全に合致した場合に超音波を受信したと判断しているが、パターンの一部が一致した場合に、超音波を受信したと判断するような構成にすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１の実施形態である超音波受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】ＩＩＲフィルタの一例を示す回路図である。
【図３】ゼロクロス検出を説明するための図である。
【図４】図１に示す超音波受信装置において行われる超音波の受信タイミングの判断手順を示すフローチャートである。
【図５】パターンマッチングの具体例を説明するための図である。
【図６】本発明の第１の実施形態である超音波受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】パターンマッチング時におけるしきい値の変化の具体例を説明するための図である。
【図８】図６に示す超音波受信装置において行われる超音波の受信タイミングの判断手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の超音波受信装置を構成する反転加算処理部の他の例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の超音波受信装置を搭載する電子プレゼンテーションシステムの一例を示す図である。
【図１１】従来の超音波受信装置における超音波の受信タイミング判定動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０  超音波受信部
１１  反転加算処理部
１２  受信タイミング判定部
１３  時間測定部
１４  赤外線受信部
１１０  Ａ／Ｄ変換部
１１１ａ〜１１１ｃ  遅延回路
１１２  セレクタ
１１３  加算器
１１４  帯域通過フィルタ周波数選択部
１１５  周波数切替制御部
１２０ａ  正極性ピークホールド部
１２０ｂ  負極性ピークホールド部
１２１  ゼロクロス検出部
１２２  振幅値検出部
１２３ａ〜１２３ｄ  レジスタ
１２４  しきい値設定部
１２５  パターン発生部
１２６  パターンマッチング部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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