(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波をパルス的に送波するとともに、反射波を受信して受波信号を出力するセンサヘッド部と、センサヘッド部に電源を供給し、送波駆動信号を出力してセンサヘッド部から超音波を送波させるとともに、センサヘッド部から出力された受波信号により障害物の有無を判定するコントローラ部とを備え、受波信号および送波駆動信号はセンサヘッド部とコントローラ部との間で伝送線を介して電源と重畳して送受信される超音波センサであって、コントローラ部は、センサヘッド部に電源を供給する電源供給手段と、送波駆動信号を出力する発振手段と、電源供給手段から供給される電源電圧に送波駆動信号を重畳させる重畳手段と、電源電圧と重畳してセンサヘッド部に出力される送波駆動信号の振幅を電源供給手段の電源電圧値よりも小さく制限する振幅制限手段とを具備し、センサヘッド部は、超音波をパルス的に送波するとともに、反射波を電気信号に変換する圧電型のマイクロフォンと、マイクロフォンからの電気信号を増幅して受波信号を出力する受波回路と、コントローラ部から供給された電源からマイクロフォンに応じた電源を作成するマイクロフォン用の電源回路と、電源電圧と重畳して出力される送波駆動信号によりオン／オフされるスイッチング要素を有してマイクロフォン用の電源回路からマイクロフォンに電源を供給させる送波駆動回路とを備え、送波駆動回路は、マイクロフォン用の電源回路の出力端にエミッタを接続するとともにベースを抵抗を介して伝送線に接続するＰＮＰ型のトランジスタと、コレクタをＰＮＰ型のトランジスタのコレクタに接続し、エミッタを接地するとともにベースを抵抗を介して伝送線に接続するＮＰＮ型のトランジスタと、アノードをＮＰＮ型のトランジスタのベースに接続された抵抗と接続するとともにカソードを伝送線と接続するツェナーダイオードとを備え、ＰＮＰ型のトランジスタ及びＮＰＮ型のトランジスタの各コレクタがマイクロフォンと接続され、重畳手段は、電源供給手段の出力端間に接続されて送波駆動信号によりオン／オフされるスイッチング要素であって、振幅制限手段は、電源供給手段の伝送線が接続された出力端間にスイッチング要素と直列接続された定電圧要素であることを特徴とする超音波センサ。
【請求項２】
超音波をパルス的に送波するとともに、反射波を受信して受波信号を出力するセンサヘッド部と、センサヘッド部に電源を供給し、送波駆動信号を出力してセンサヘッド部から超音波を送波させるとともに、センサヘッド部から出力された受波信号により障害物の有無を判定するコントローラ部とを備え、受波信号および送波駆動信号はセンサヘッド部とコントローラ部との間で伝送線を介して電源と重畳して送受信される超音波センサであって、コントローラ部は、センサヘッド部に電源を供給する電源供給手段と、送波駆動信号を出力する発振手段と、電源供給手段から供給される電源電圧に送波駆動信号を重畳させる重畳手段と、電源電圧と重畳してセンサヘッド部に出力される送波駆動信号の振幅を電源供給手段の電源電圧値よりも小さく制限する振幅制限手段とを具備し、センサヘッド部は、超音波をパルス的に送波するとともに、反射波を電気信号に変換する圧電型のマイクロフォンと、マイクロフォンからの電気信号を増幅して受波信号を出力する受波回路と、コントローラ部から供給された電源からマイクロフォンに応じた電源を作成するマイクロフォン用の電源回路と、電源電圧と重畳して出力される送波駆動信号によりオン／オフされるスイッチング要素を有してマイクロフォン用の電源回路からマイクロフォンに電源を供給させる送波駆動回路とを備え、送波駆動回路は、マイクロフォン用の電源回路の出力端にエミッタを接続するとともにベースを抵抗を介して伝送線に接続するＰＮＰ型のトランジスタと、コレクタをＰＮＰ型のトランジスタのコレクタに接続し、エミッタを接地するとともにベースを抵抗を介して伝送線に接続するＮＰＮ型のトランジスタと、アノードをＮＰＮ型のトランジスタのベースに接続された抵抗と接続するとともにカソードを伝送線と接続するツェナーダイオードとを備え、ＰＮＰ型のトランジスタ及びＮＰＮ型のトランジスタの各コレクタがマイクロフォンと接続され、重畳手段は、電源供給手段の出力端間に接続されて送波駆動信号によりオン／オフされるスイッチング要素であって、振幅制限手段は、電源供給手段の出力端間にスイッチング要素と直列接続されたインピーダンス要素を有する分圧回路であって、電源供給手段のスイッチング要素に接続される出力端、および電源供給手段の電源電圧を分圧して出力する分圧回路の出力端のそれぞれに伝送線を接続したことを特徴とする超音波センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波をパルス的に送波し、反射波の受信または反射波を受信するまでの時間により障害物の有無を判定する超音波センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の超音波センサは、図５に示すように、超音波をパルス的に送波するとともに、反射波を受信して受波信号を出力するセンサヘッド部１０と、センサヘッド部１０に電源を供給し、送波駆動信号を出力してセンサヘッド部１０から超音波を送波させるとともに、センサヘッド部１０から出力された受波信号により障害物の有無を判定するコントローラ部２０’とを備え、受波信号および送波駆動信号はセンサヘッド部１０とコントローラ部２０’との間で２本の伝送線１，１を介して電源と重畳して送受信される。
【０００３】
コントローラ部２０’は、一方の出力端が接地され、センサヘッド部１０に電源を供給する電源供給回路２２と、送波駆動信号を出力する発振回路２１と、電源供給回路２２から供給される電源電圧に送波駆動信号を重畳させる重畳回路２６と、センサヘッド部１０から入力された受波信号を増幅する増幅回路２３と、発振回路２１を制御するとともに、増幅回路２３により増幅された受波信号から障害物の有無を判定する処理回路２４とを具備している。
【０００４】
一方、センサヘッド部１０は、超音波をパルス的に送波するとともに、反射波を電気信号に変換する圧電型のマイクロフォン１１と、マイクロフォン１１からの電気信号を増幅して受波信号を出力する受波回路１２と、コントローラ部２０’から供給された電源からマイクロフォン１１に応じた電源を作成するマイクロフォン用の電源回路１３と、電源電圧と重畳して出力される送波駆動信号によりオン／オフされるスイッチング要素を有してマイクロフォン用の電源回路１３からマイクロフォン１１に電源を供給させる送波駆動回路１４とを備えている。
【０００５】
このような超音波センサは、送波駆動回路１４により電源回路１３からマイクロフォン１１に印加する電圧を送波駆動信号に応じて制御してマイクロフォン１１を駆動し、超音波を送波する。そして、送波された超音波が障害物で反射し、この反射波がマイクロフォン１１に入力すると、マイクロフォン１１は反射波を電気信号に変換し、受波回路１２はこの電気信号を増幅して受波信号を出力する。コントローラ部２０’の処理回路２４は、増幅回路２３で増幅された受波信号を入力し、この受波信号によって、又は超音波が送波されてから受波信号が入力されるまでの時間によって、障害物の有無を判定する。
【０００６】
ところで、コントローラ部２０’の重畳回路２６は、一般的に図６に示すように、エミッタが電源供給回路２２の接地側の出力端に接続され、コレクタが抵抗Ｒ１を介して電源供給回路２２の他方の出力端に接続され、ベースが発振回路２１の出力端に抵抗Ｒ２を介して接続されるトランジスタＱ１からなる。
【０００７】
また、センサヘッド部１０の送波駆動回路１４は、マイクロフォン用の電源回路１３の出力端にエミッタを接続し、ベースを抵抗Ｒ３を介して伝送線１に接続するＰＮＰ型のトランジスタＱ２と、コレクタをトランジスタＱ２のコレクタに接続し、エミッタを接地して、ベースを抵抗Ｒ４を介して伝送線１に接続するＮＰＮ型のトランジスタＱ３と、トランジスタＱ２，Ｑ３のそれぞれのコレクタの接続点とマイクロフォン１１との間に接続され、マイクロフォン１１に供給される電源回路１３からの電源の直流成分を除去するコンデンサＣ３とからなる。
【０００８】
このような超音波センサの具体的な動作について以下に説明する。
【０００９】
発振回路２１から送波駆動信号を出力していないときには、トランジスタＱ１はオフとなるので、図７に示すように、電源供給回路２２から伝送線１を介してセンサヘッド部１０に印加される電圧Ｖの値は、電源供給回路２２の電源電圧値Ｖ１となる。この電源電圧値Ｖ１の電圧Ｖがセンサヘッド部１０に印加されることによって、送波駆動回路１４のトランジスタＱ２はオフ、トランジスタＱ３はオンとなる。トランジスタＱ２がオフとなることにより、マイクロフォン用の電源回路１３からマイクロフォン１１に電源が供給されず、マイクロフォン１１は超音波を送波しない状態となる。
【００１０】
次に、発振回路２１から送波駆動信号が出力されると、送波駆動信号はトランジスタＱ１のベースに入力されて、トランジスタＱ１はオン／オフを繰り返す。その結果、送波駆動信号は、電源供給回路２２の電源電圧と重畳して、例えば約４０ｋＨｚの周波数で約０から電源供給回路２２の電源電圧値Ｖ１の振幅で振動するようにセンサヘッド部１０に出力される。このとき、トランジスタＱ１がオンされると、電源供給回路２２の出力端は抵抗Ｒ１を介して接地されるために、電源供給回路２２から伝送線１を介してセンサヘッド部１０に電圧Ｖが印加されず、送波駆動回路１４のトランジスタＱ２はオンし、トランジスタＱ３はオフする。また、トランジスタＱ１がオフされると、上述のように電源供給回路２２からセンサヘッド１０に電源電圧値Ｖ１の電圧Ｖが印加されて、トランジスタＱ２がオフし、トランジスタＱ３がオンする。このようなトランジスタＱ２，Ｑ３の交互にオン／オフするスイッチングの繰返しにより、電源回路１３からトランジスタＱ２を介してマイクロフォン１１にパルス状に電源が供給され、マイクロフォン１１から超音波が送波される。なお、マイクロフォン１１から超音波が送波された後、送波駆動信号が出力されていないときに反射波がマイクロフォン１１に入力されて電気信号に変換されると、受波回路１２は、この電気信号を増幅して受波信号を出力し、受波信号は伝送線１を介して電源電圧と重畳し、コントローラ部２０’へ送信される。
【００１１】
ところで、上述のような電源電圧と重畳して出力される送波駆動信号を、伝送線１を介してセンサヘッド部１０に送信すると、送信周波数の高調波成分のノイズが伝送線１より輻射され、例えばラジオなどに雑音が入ることがある。
【００１２】
このようなノイズを低減するための手段として、図８に示すように、トランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間、およびベース−エミッタ間にコンデンサＣ１，Ｃ２を付加し、電源電圧と重畳して出力される送波駆動信号の略矩形状の波形を、図９に示すように、鈍らせているものもある。このように略矩形状の波形を鈍らせて正弦波に近づけることによって、図１０に示すように、伝送線１，１から輻射されるノイズレベルＬｅを、ノイズレベルＬｅ１からノイズレベルＬｅ２に小さくするようにしている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電源電圧と重畳して出力される送波駆動信号の振幅Ｗによって支配される部分までのノイズレベルＬｅは低減されず、振幅Ｗが大きいとノイズレベルＬｅも大きくなってしまうという問題がある。
【００１４】
本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、伝送線から輻射されるノイズを抑えた超音波センサを提供する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、超音波をパルス的に送波するとともに、反射波を受信して受波信号を出力するセンサヘッド部と、センサヘッド部に電源を供給し、送波駆動信号を出力してセンサヘッド部から超音波を送波させるとともに、センサヘッド部から出力された受波信号により障害物の有無を判定するコントローラ部とを備え、受波信号および送波駆動信号はセンサヘッド部とコントローラ部との間で伝送線を介して電源と重畳して送受信される超音波センサであって、コントローラ部は、センサヘッド部に電源を供給する電源供給手段と、送波駆動信号を出力する発振手段と、電源供給手段から供給される電源電圧に送波駆動信号を重畳させる重畳手段と、電源電圧と重畳してセンサヘッド部に出力される送波駆動信号の振幅を電源供給手段の電源電圧値よりも小さく制限する振幅制限手段とを具備し、センサヘッド部は、超音波をパルス的に送波するとともに、反射波を電気信号に変換する圧電型のマイクロフォンと、マイクロフォンからの電気信号を増幅して受波信号を出力する受波回路と、コントローラ部から供給された電源からマイクロフォンに応じた電源を作成するマイクロフォン用の電源回路と、電源電圧と重畳して出力される送波駆動信号によりオン／オフされるスイッチング要素を有してマイクロフォン用の電源回路からマイクロフォンに電源を供給させる送波駆動回路とを備え、送波駆動回路は、マイクロフォン用の電源回路の出力端にエミッタを接続するとともにベースを抵抗を介して伝送線に接続するＰＮＰ型のトランジスタと、コレクタをＰＮＰ型のトランジスタのコレクタに接続し、エミッタを接地するとともにベースを抵抗を介して伝送線に接続するＮＰＮ型のトランジスタと、アノードをＮＰＮ型のトランジスタのベースに接続された抵抗と接続するとともにカソードを伝送線と接続するツェナーダイオードとを備え、ＰＮＰ型のトランジスタ及びＮＰＮ型のトランジスタの各コレクタがマイクロフォンと接続され、重畳手段は、電源供給手段の出力端間に接続されて送波駆動信号によりオン／オフされるスイッチング要素であって、振幅制限手段は、電源供給手段の伝送線が接続された出力端間にスイッチング要素と直列接続された定電圧要素であることを特徴とし、送波駆動信号によりスイッチング要素がオンしたときにも、伝送線を介してセンサヘッド部に定電圧を印加して、電源電圧と重畳して出力される送波駆動信号の振幅を小さく制限し、簡単な構成で伝送線から輻射されるノイズを抑えることができる。また、伝送線を介してセンサヘッド部に定電圧が印加されると、ＰＮＰ型のトランジスタがオンし、ＮＰＮ型のトランジスタがオフすることでマイクロフォンにマイクロフォン用の電源回路から電源が供給され、伝送線を介してセンサヘッド部に電源電圧が印加されると、ＰＮＰ型のトランジスタがオフし、ＮＰＮ型のトランジスタがオンすることでマイクロフォン用の電源回路からマイクロフォンへの電源供給を停止する送波駆動回路において、伝送線を介してセンサヘッド部に定電圧が印加される場合に、ツェナーダイオードによってＮＰＮ型のトランジスタのベースに電流が流れるのを防ぐことができ、確実にＮＰＮ型のトランジスタをオフにすることができる。
【００１６】
請求項２の発明は、上記目的を達成するために、超音波をパルス的に送波するとともに、反射波を受信して受波信号を出力するセンサヘッド部と、センサヘッド部に電源を供給し、送波駆動信号を出力してセンサヘッド部から超音波を送波させるとともに、センサヘッド部から出力された受波信号により障害物の有無を判定するコントローラ部とを備え、受波信号および送波駆動信号はセンサヘッド部とコントローラ部との間で伝送線を介して電源と重畳して送受信される超音波センサであって、コントローラ部は、センサヘッド部に電源を供給する電源供給手段と、送波駆動信号を出力する発振手段と、電源供給手段から供給される電源電圧に送波駆動信号を重畳させる重畳手段と、電源電圧と重畳してセンサヘッド部に出力される送波駆動信号の振幅を電源供給手段の電源電圧値よりも小さく制限する振幅制限手段とを具備し、センサヘッド部は、超音波をパルス的に送波するとともに、反射波を電気信号に変換する圧電型のマイクロフォンと、マイクロフォンからの電気信号を増幅して受波信号を出力する受波回路と、コントローラ部から供給された電源からマイクロフォンに応じた電源を作成するマイクロフォン用の電源回路と、電源電圧と重畳して出力される送波駆動信号によりオン／オフされるスイッチング要素を有してマイクロフォン用の電源回路からマイクロフォンに電源を供給させる送波駆動回路とを備え、送波駆動回路は、マイクロフォン用の電源回路の出力端にエミッタを接続するとともにベースを抵抗を介して伝送線に接続するＰＮＰ型のトランジスタと、コレクタをＰＮＰ型のトランジスタのコレクタに接続し、エミッタを接地するとともにベースを抵抗を介して伝送線に接続するＮＰＮ型のトランジスタと、アノードをＮＰＮ型のトランジスタのベースに接続された抵抗と接続するとともにカソードを伝送線と接続するツェナーダイオードとを備え、ＰＮＰ型のトランジスタ及びＮＰＮ型のトランジスタの各コレクタがマイクロフォンと接続され、重畳手段は、電源供給手段の出力端間に接続されて送波駆動信号によりオン／オフされるスイッチング要素であって、振幅制限手段は、電源供給手段の出力端間にスイッチング要素と直列接続されたインピーダンス要素を有する分圧回路であって、電源供給手段のスイッチング要素に接続される出力端、および電源供給手段の電源電圧を分圧して出力する分圧回路の出力端のそれぞれに伝送線を接続したことを特徴とし、送波駆動信号によりスイッチング要素がオンしたときにも、伝送線を介してセンサヘッド部に電源電圧を分圧回路で分圧した電圧を印加して、電源電圧と重畳して出力される送波駆動信号の振幅を小さく制限し、簡単な構成で伝送線から輻射されるノイズを抑えることができる。また、伝送線を介してセンサヘッド部に分圧回路で分圧した電圧が印加されると、ＰＮＰ型のトランジスタがオンし、ＮＰＮ型のトランジスタがオフすることでマイクロフォンにマイクロフォン用の電源回路から電源が供給され、伝送線を介してセンサヘッド部に電源電圧が印加されると、ＰＮＰ型のトランジスタがオフし、ＮＰＮ型のトランジスタがオンすることでマイクロフォン用の電源回路からマイクロフォンへの電源供給を停止する送波駆動回路において、伝送線を介してセンサヘッド部に分圧回路で分圧した電圧が印加される場合に、ツェナーダイオードによってＮＰＮ型のトランジスタのベースに電流が流れるのを防ぐことができ、確実にＮＰＮ型のトランジスタをオフにすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本実施形態における基本構成は従来例と共通するために共通する部分については同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる部分についてのみ詳細に説明する。
【００１９】
本実施形態は、図１に示すように、電源電圧と重畳してセンサヘッド部１０に出力される送波駆動信号の振幅Ｗを電源供給回路２２の電源電圧値Ｖｔより小さく制限する振幅制限回路２５をコントローラ部２０に設けた点に特徴がある。
【００２０】
振幅制限回路２５は、図２に示すように、電源供給回路２２の伝送線１，１が接続された出力端間にトランジスタＱ１とともに直列接続された例えばツェナーダイオードなどの定電圧要素２５ａである。定電圧要素２５ａは、正極側がトランジスタＱ１のエミッタに、負極側が電源供給回路２２の接地側の出力端に接続されて、電源供給回路２２の電源電圧値Ｖｔよりも小さい一定の電圧値を有する。
【００２１】
このような本実施形態の超音波センサは、定電圧要素２５ａによって、送波駆動信号によりトランジスタＱ１がオンしたときにも、伝送線１を介してセンサヘッド部１０に約０より大きい電圧値Ｖｔｌの定電圧を印加する。その結果、電源電圧と重畳して伝送線１を介して出力される送波駆動信号は、図３に示すように、電源供給回路２２の電源電圧値Ｖｔから電圧値Ｖｔｌの間で振動して、送波駆動信号の振幅Ｗを電源電圧値Ｖｔより小さくし、簡単な構成で基本性性能を損ねることなく伝送線１，１から輻射されるノイズレベルＬｅを抑えることができる。
【００２２】
ところで、送波駆動回路１４の抵抗Ｒ４と伝送線１との間には、ツェナーダイオードＺＤを接続している。ツェナーダイオードＺＤは、アノードを抵抗Ｒ４に接続してカソードを伝送線１に接続し、伝送線１を介してセンサヘッド部１０に印加される電圧Ｖの値がＶｔｌのとき、確実にトランジスタＱ３をオフするようにしている。
（実施形態２）
本実施形態は、振幅制限回路２５に特徴があり、それ以外の構成は実施形態１と共通するので、共通する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２３】
本実施形態の振幅制限回路２５は、図４に示すように、電源供給回路２２の出力端間にトランジスタＱ１とともに直列接続されたインピーダンス要素を有する分圧回路２５ｂである。この分圧回路２５ｂは、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６の直列回路からなり、抵抗Ｒ５の一端は電源供給回路２２の非接地側の出力端に接続され、抵抗Ｒ６の一端はトランジスタＱ１のコレクタに接続される。また、電源供給回路２２のトランジスタＱ１のエミッタに接続される出力端、および電源供給回路２２の電源電圧を分圧して出力する抵抗Ｒ５，Ｒ６の接続点のそれぞれに伝送線１，１を接続している。
【００２４】
このような本実施形態の超音波センサは、分圧回路２５ｂによって、送波駆動信号によりトランジスタＱ１がオンしたときにも、伝送線１を介してセンサヘッド部１０に電源電圧の分圧を印加する。その結果、実施形態１と同様に、電源電圧と重畳して出力される送波駆動信号の振幅Ｗを電源供給回路２２の電源電圧値Ｖｔより小さく制限し、簡単な構成で基本性能を損ねることなく伝送線１，１から輻射されるノイズレベルＬｅを抑えることができる。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１の発明は、超音波をパルス的に送波するとともに、反射波を受信して受波信号を出力するセンサヘッド部と、センサヘッド部に電源を供給し、送波駆動信号を出力してセンサヘッド部から超音波を送波させるとともに、センサヘッド部から出力された受波信号により障害物の有無を判定するコントローラ部とを備え、受波信号および送波駆動信号はセンサヘッド部とコントローラ部との間で伝送線を介して電源と重畳して送受信される超音波センサであって、コントローラ部は、センサヘッド部に電源を供給する電源供給手段と、送波駆動信号を出力する発振手段と、電源供給手段から供給される電源電圧に送波駆動信号を重畳させる重畳手段と、電源電圧と重畳してセンサヘッド部に出力される送波駆動信号の振幅を電源供給手段の電源電圧値よりも小さく制限する振幅制限手段とを具備し、センサヘッド部は、超音波をパルス的に送波するとともに、反射波を電気信号に変換する圧電型のマイクロフォンと、マイクロフォンからの電気信号を増幅して受波信号を出力する受波回路と、コントローラ部から供給された電源からマイクロフォンに応じた電源を作成するマイクロフォン用の電源回路と、電源電圧と重畳して出力される送波駆動信号によりオン／オフされるスイッチング要素を有してマイクロフォン用の電源回路からマイクロフォンに電源を供給させる送波駆動回路とを備え、送波駆動回路は、マイクロフォン用の電源回路の出力端にエミッタを接続するとともにベースを抵抗を介して伝送線に接続するＰＮＰ型のトランジスタと、コレクタをＰＮＰ型のトランジスタのコレクタに接続し、エミッタを接地するとともにベースを抵抗を介して伝送線に接続するＮＰＮ型のトランジスタと、アノードをＮＰＮ型のトランジスタのベースに接続された抵抗と接続するとともにカソードを伝送線と接続するツェナーダイオードとを備え、ＰＮＰ型のトランジスタ及びＮＰＮ型のトランジスタの各コレクタがマイクロフォンと接続され、重畳手段は、電源供給手段の出力端間に接続されて送波駆動信号によりオン／オフされるスイッチング要素であって、振幅制限手段は、電源供給手段の伝送線が接続された出力端間にスイッチング要素と直列接続された定電圧要素であるので、送波駆動信号によりスイッチング要素がオンしたときにも、伝送線を介してセンサヘッド部に定電圧を印加して、電源電圧と重畳して出力される送波駆動信号の振幅を小さく制限し、簡単な構成で伝送線から輻射されるノイズを抑えることができる。また、伝送線を介してセンサヘッド部に定電圧が印加されると、ＰＮＰ型のトランジスタがオンし、ＮＰＮ型のトランジスタがオフすることでマイクロフォンにマイクロフォン用の電源回路から電源が供給され、伝送線を介してセンサヘッド部に電源電圧が印加されると、ＰＮＰ型のトランジスタがオフし、ＮＰＮ型のトランジスタがオンすることでマイクロフォン用の電源回路からマイクロフォンへの電源供給を停止する送波駆動回路において、伝送線を介してセンサヘッド部に定電圧が印加される場合に、ツェナーダイオードによってＮＰＮ型のトランジスタのベースに電流が流れるのを防ぐことができ、確実にＮＰＮ型のトランジスタをオフにすることができるという効果がある。
【００２６】
請求項２の発明は、超音波をパルス的に送波するとともに、反射波を受信して受波信号を出力するセンサヘッド部と、センサヘッド部に電源を供給し、送波駆動信号を出力してセンサヘッド部から超音波を送波させるとともに、センサヘッド部から出力された受波信号により障害物の有無を判定するコントローラ部とを備え、受波信号および送波駆動信号はセンサヘッド部とコントローラ部との間で伝送線を介して電源と重畳して送受信される超音波センサであって、コントローラ部は、センサヘッド部に電源を供給する電源供給手段と、送波駆動信号を出力する発振手段と、電源供給手段から供給される電源電圧に送波駆動信号を重畳させる重畳手段と、電源電圧と重畳してセンサヘッド部に出力される送波駆動信号の振幅を電源供給手段の電源電圧値よりも小さく制限する振幅制限手段とを具備し、センサヘッド部は、超音波をパルス的に送波するとともに、反射波を電気信号に変換する圧電型のマイクロフォンと、マイクロフォンからの電気信号を増幅して受波信号を出力する受波回路と、コントローラ部から供給された電源からマイクロフォンに応じた電源を作成するマイクロフォン用の電源回路と、電源電圧と重畳して出力される送波駆動信号によりオン／オフされるスイッチング要素を有してマイクロフォン用の電源回路からマイクロフォンに電源を供給させる送波駆動回路とを備え、送波駆動回路は、マイクロフォン用の電源回路の出力端にエミッタを接続するとともにベースを抵抗を介して伝送線に接続するＰＮＰ型のトランジスタと、コレクタをＰＮＰ型のトランジスタのコレクタに接続し、エミッタを接地するとともにベースを抵抗を介して伝送線に接続するＮＰＮ型のトランジスタと、アノードをＮＰＮ型のトランジスタのベースに接続された抵抗と接続するとともにカソードを伝送線と接続するツェナーダイオードとを備え、ＰＮＰ型のトランジスタ及びＮＰＮ型のトランジスタの各コレクタがマイクロフォンと接続され、重畳手段は、電源供給手段の出力端間に接続されて送波駆動信号によりオン／オフされるスイッチング要素であって、振幅制限手段は、電源供給手段の出力端間にスイッチング要素と直列接続されたインピーダンス要素を有する分圧回路であって、電源供給手段のスイッチング要素に接続される出力端、および電源供給手段の電源電圧を分圧して出力する分圧回路の出力端のそれぞれに伝送線を接続したので、送波駆動信号によりスイッチング要素がオンしたときにも、伝送線を介してセンサヘッド部に電源電圧を分圧回路で分圧した電圧を印加して、電源電圧と重畳して出力される送波駆動信号の振幅を小さく制限し、簡単な構成で伝送線から輻射されるノイズを抑えることができる。また、伝送線を介してセンサヘッド部に分圧回路で分圧した電圧が印加されると、ＰＮＰ型のトランジスタがオンし、ＮＰＮ型のトランジスタがオフすることでマイクロフォンにマイクロフォン用の電源回路から電源が供給され、伝送線を介してセンサヘッド部に電源電圧が印加されると、ＰＮＰ型のトランジスタがオフし、ＮＰＮ型のトランジスタがオンすることでマイクロフォン用の電源回路からマイクロフォンへの電源供給を停止する送波駆動回路において、伝送線を介してセンサヘッド部に分圧回路で分圧した電圧が印加される場合に、ツェナーダイオードによってＮＰＮ型のトランジスタのベースに電流が流れるのを防ぐことができ、確実にＮＰＮ型のトランジスタをオフにすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１を示すブロック図である。
【図２】同上の回路図である。
【図３】同上の動作説明用の波形図である。
【図４】実施形態２の振幅制限回路を示す回路図である。
【図５】従来例を示すブロック図である。
【図６】同上の回路図である。
【図７】同上の動作説明用の波形図である。
【図８】同上の他の回路図である。
【図９】同上の他の動作説明用の波形図である。
【図１０】同上の他の動作説明図である。
【符号の説明】
１  伝送線
１０  センサヘッド部
１１  マイクロフォン
１２  受波回路
１３  マイクロフォン用の電源回路
１４  送波駆動回路
２０  コントローラ部
２１  発振回路
２２  電源供給回路
２３  増幅回路
２４  処理回路
２５  振幅制限回路
２６  重畳回路
【図１】
0003952661.tif 000002
【図２】
0003952661.tif 000003
【図３】
0003952661.tif 000004
【図４】
0003952661.tif 000005
【図５】
0003952661.tif 000006
【図６】
0003952661.tif 000007
【図７】
0003952661.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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