[發(fā)明專利]超聲波距離測(cè)定裝置以及超聲波距離測(cè)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980015779.5
• 申請(qǐng)日: 2019-03-20
• 公開（公告）號(hào): CN111788456B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 米澤良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社V技術(shù)
• 主分類號(hào): G01B17/00
• 分類號(hào): G01B17/00;G01S15/08
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 王亞愛

超聲波距離測(cè)定裝置以及超聲波距離測(cè)定方法能夠高精度地測(cè)定距離。采用周期固定，且在作為循環(huán)數(shù)為10～15循環(huán)左右的第1循環(huán)數(shù)的矩形波之后頻率為0的發(fā)送信號(hào)來(lái)發(fā)送超聲波，接收被對(duì)象物反射的超聲波。然后，基于通過(guò)傳感器接收的超聲波的接收波形、與將作為規(guī)定條件下的接收波形的基本波形從上升沿抽出比第1循環(huán)數(shù)少的第2循環(huán)數(shù)相應(yīng)量的第1波形、或者使第1波形的振幅為規(guī)定倍數(shù)的第2波形的模板的相關(guān)性，測(cè)定傳感器與對(duì)象物的距離。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超聲波距離測(cè)定裝置以及超聲波距離測(cè)定方法。

背景技術(shù)

在專利文獻(xiàn)1中公開了一種超聲波測(cè)距儀，該超聲波測(cè)距儀從超聲波傳感器朝向?qū)ο笪锇l(fā)送超聲波，再次用超聲波傳感器接收被對(duì)象物反射的超聲波，根據(jù)接收到的信號(hào)來(lái)測(cè)量延遲時(shí)間或者相位，對(duì)延遲時(shí)間或者相位的測(cè)量值實(shí)施移動(dòng)平均處理或者加權(quán)移動(dòng)平均處理，基于其結(jié)果，求出超聲波傳感器與對(duì)象物的距離。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2005-291857號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

如專利文獻(xiàn)1所記載的發(fā)明那樣，在基于對(duì)接收信號(hào)實(shí)施了移動(dòng)平均處理或者加權(quán)移動(dòng)平均處理的結(jié)果來(lái)求出距離的情況下，一般認(rèn)為能夠以±0.1mm左右的精度測(cè)定距離。然而，例如，在對(duì)半導(dǎo)體基板的表面進(jìn)行拍攝而進(jìn)行檢查的情況下，以±0.1mm左右的精度并不充分，而要求以更高的精度測(cè)定距離。

本發(fā)明是鑒于這樣的情況而完成的，其目的在于提供一種能夠以高精度測(cè)定距離的超聲波距離測(cè)定裝置以及超聲波距離測(cè)定方法。

用于解決課題的手段

為了解決上述課題，本發(fā)明所涉及的超聲波距離測(cè)定裝置的特征在于，例如具備：傳感器，向?qū)ο笪锇l(fā)送超聲波，并且接收被所述對(duì)象物反射的超聲波；以及信號(hào)處理部，基于由所述傳感器接收到的超聲波的接收波形與模板的相關(guān)性，測(cè)定所述傳感器與所述對(duì)象物的距離，所述傳感器使用周期固定且在作為循環(huán)數(shù)為10～15循環(huán)左右的第1循環(huán)數(shù)的矩形波之后頻率為0的發(fā)送信號(hào)發(fā)送超聲波，所述信號(hào)處理部具有模板保持部，所述模板保持部將作為規(guī)定條件下的所述接收波形的基本波形從上升沿抽出比所述第1循環(huán)數(shù)少的第2循環(huán)數(shù)相應(yīng)量的第1波形、或者使所述第1波形的振幅為規(guī)定倍數(shù)的第2波形作為所述模板進(jìn)行保持。

根據(jù)本發(fā)明所涉及的超聲波距離測(cè)定裝置，基于周期固定且在循環(huán)數(shù)為10～15循環(huán)左右的第1循環(huán)數(shù)的矩形波之后頻率為0的發(fā)送信號(hào)來(lái)發(fā)送超聲波，接收通過(guò)對(duì)象物反射的超聲波。然后，基于由傳感器接收的超聲波的接收波形、與作為將基本波形(規(guī)定條件下的接收波形)從上升沿抽出第2循環(huán)數(shù)(第2循環(huán)數(shù)第1循環(huán)數(shù))相應(yīng)量的第1波形、或者將第1波形的振幅設(shè)為規(guī)定倍數(shù)的第2波形的模板的相關(guān)性，來(lái)測(cè)定傳感器與對(duì)象物的距離。這樣，通過(guò)將規(guī)定條件下的接收波形的一部分預(yù)先保持為模板，對(duì)由測(cè)定對(duì)象物反射而得到的實(shí)際的接收波形與模板進(jìn)行比較，能夠高精度地測(cè)定距離。此外，通過(guò)使在循環(huán)數(shù)為10～15循環(huán)左右的第1循環(huán)數(shù)的矩形波之后頻率為0，能夠停止傳感器的諧振，利用相同的傳感器進(jìn)行超聲波的發(fā)送以及接收，并且能夠測(cè)定距離開了短的距離(例如，40mm)的對(duì)象物的距離。

在此，所述信號(hào)處理部也可將所述接收波形與所述模板進(jìn)行差分，將該差分的絕對(duì)值相加來(lái)求出相關(guān)值，設(shè)在所述相關(guān)值最小時(shí)所述接收波形與所述模板一致來(lái)求出所述接收波形的上升沿的時(shí)刻，基于該時(shí)刻來(lái)測(cè)定所述傳感器與所述對(duì)象物的距離。由此，能夠準(zhǔn)確地獲知接收波形的上升沿的定時(shí)，能夠高精度地測(cè)定距離。

在此，所述信號(hào)處理部也可以具有調(diào)整所述模板的振幅的模板調(diào)整部。由此，即使接收波形的振幅根據(jù)距對(duì)象物O的距離等條件而變化，也能夠正確地得到接收波形與模板的相關(guān)性。