JP2003028956A - 超音波を用いた距離計測装置ならびに位置計測装置およびそのためのプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波距離計測の信号処理系を複雑化させず
に、送受信器間の距離計測の高い時間分解能を得ること
を目的とする。 【解決手段】 受信超音波の閾値検出により送受信器間
の概算距離を求めた上で、その大きさに応じた補正処理
を実行する。超音波は伝播にともなって減衰し、その受
信波形は徐々に増大するため、例えば送信器から距離Ａ
〜Ｂの範囲の受信器は第２波以後しか閾値検出できない
ケ−スなどが生じる。そこで、例えば、受信超音波の正
負の閾値検出に基づく第１，第２の概算距離（伝播時間
＊速度）の小さい方が負閾値によるもので基準距離Ｄ以
下の場合（第２波検出の場合）には、当該概算距離から
第２波の補正量「λ／２」を減じる。超音波伝播時間の
終期として、超音波の閾値検出後の次のゼロクロス時点
を用いることも開示する。また、以上の距離計測手法を
利用して表示画面上の送信器位置を計測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を用いた距
離計測装置や位置計測装置に関し、特に超音波の送信器
から受信器までの伝播時間を用いることにより当該送信
器と当該受信器との間の距離を計測する装置に関する。

【０００２】また、送信器および受信器の一方を既知座
標の第１，第２の位置にそれぞれ配するとともに、他方
を任意の位置に一つ配した状態で、当該送信器から当該
受信器までの超音波の第１，第２の伝播時間、および前
記既知座標を用いることにより当該他方の位置座標を特
定する位置計測装置に関する。

【０００３】この距離計測・位置計測用の伝播時間とし
ては、本来、超音波の送信時から、その特定波形部分
（例えば第１波部分）を受信器が検出するまでの経過時
間を用いるべきである。

【０００４】しかしながら、一般に超音波はその伝播距
離が長くなるに従って減衰するため、送信器から受信器
までの距離が長い場合、当該受信器が、当該送信器から
送られる超音波の立ち上がり波形部分（第１波，第２
波，第３波・・・）の中で、振幅値が後続の受信波形部
分よりも小さな先頭波（第１波）を、ノイズ分から峻別
して、すなわち閾値を越えた波形部分として検出できな
いことがある。なお、送信器が出力する超音波は、当該
送信器の機械インピーダンスのため、振幅が徐々に増大
してから徐々に減衰する波形となる。受信波形も同様で
ある。

【０００５】このとき、受信器が検出する波形部分は、
本来の第１波ではなく、それに続く第２波，第３波・・
・の中で最初に閾値を越える波形部分となり、超音波の
伝播時間もこの後続波の検出タイミングまでの値となっ
てしまう。

【０００６】この値は、当然のことながら、送信時から
第１波検出時までの真の伝播時間よりも長くなる。

【０００７】そのため、この値（後続波の検出タイミン
グまでの超音波伝播時間）と音速との乗算により求まる
距離測定値も、検出すべき第１波と実際の検出波形部分
（例えば第３波）とのずれ分だけの誤差を含んだ値とな
る。

【０００８】本発明は、この誤差相当分を補正して、送
信器と受信器との間の距離の計測精度を高めたいという
要請に応えるものである。

【０００９】

【従来の技術】図１６は、一般的な、超音波を用いた距
離測定用の送信器および受信器側装置の構成を示す説明
図である。

【００１０】ここで、５１は超音波の送信のオン／オフ
を設定するスイッチ, ５２は超音波送信用の駆動回路,
５３は当該スイッチのオン状態において定期的に超音波
を送信するためのタイマ, ５４はＬＥＤ駆動回路, ５５
は超音波駆動回路, ５６は超音波の送信タイミングを受
信器側に知らせるための光パルスを出力する赤外線ＬＥ
Ｄ, ５７は超音波発振器をそれぞれ示している。以上
は、送信器の構成要素である。

【００１１】また、６１は送信器からの赤外パルス光を
受けるフォトダイオード（赤外線ＰＤ）, ６２送信器か
らの超音波を受ける受信部, ６３は受信した超音波（振
幅）を増幅する入力アンプ, ６４は当該入力アンプの出
力値（受信超音波の振幅）と所定の閾値とを比較するコ
ンパレータ, ６５は当該赤外線検出部の出力で計時動作
を開始して当該コンパレータの出力でこれを停止するタ
イマ, ６６は当該タイマの動作時間（赤外パルス受信か
ら超音波の閾値検出までの時間）および超音波の速度を
用いて送信器から受信器までの距離を算出する機能を持
つマイクロコントローラをそれぞれ示している。以上
は、受信器側装置の構成要素である。

【００１２】図１７は、一般的な、超音波の受信波形お
よび受信検出パルスを示す説明図であり、縦軸は送受信
波の振幅を示し、横軸は時間の経過を示している。

【００１３】ここで、７１は送信器から光学的に送られ
て超音波送信時を特定するための送信パルス（光パル
ス）, ７２は超音波の受信波形, ７３はこの受信波形が
最初に閾値を超えるタイミングで生成される受信検出パ
ルスをそれぞれ示している。

【００１４】送信器から受信器までの超音波の伝播時間
ｔｒｃｖは、送信パルス７１および受信検出パルス７３
それぞれの立ち上がりタイミングの時間差として求ま
る。そして、この時間差と音速とを乗算することによ
り、送信器から受信器までの距離が算出される。

【００１５】図１８は、送信器に対する受信器の遠近に
ともなう受信検出パルスの時間的ずれを示す説明図であ
り、 (a)は送信器に近い位置の受信器を示し、 (b)は
(a)よりも送信器から遠い位置の受信器を示している。
また、丸数字は受信超音波の第１波，第２波，第３波の
各波形部分を示している。

【００１６】(a) のように、受信器の位置が送信器に近
い場合には、送信器から送られる超音波の受信波形７２
の減衰も少なく、受信器は、当該受信波形の第１波を閾
値検出してそのタイミングで受信検出パルス７３を出力
する。

【００１７】一方、(b) のように、受信器の位置が送信
器から遠い場合には、送信器から送られる超音波の受信
波形７２′の振幅が減衰してその第１波の振幅は閾値以
下となる。

【００１８】この場合の受信器は、超音波の受信波形の
例えば第３波を最初に閾値検出してそのタイミングで受
信検出パルス７３′を出力する。この出力は(a) の受信
検出パルス７３よりも１波長分だけの時間送れになって
いる。

【００１９】このように、距離計測に用いる超音波の伝
播時間が長くなるにつれてその波形（振幅）が減衰する
ため、本来の受信タイミングの検出対象である第１波部
分を検出できない、といった不都合さを解決する距離測
定方式として、次の公開特許公報などで開示のものがあ
る。 １．特開平５−２１５８５０号公報 ２．特開平８−２５４４５４号公報

【００２０】特開平５−２１５８５０号公報の超音波に
よる距離測定方式では、受信した超音波波形の包絡線を
閾値として超音波の伝播時間、すなわち送信時から受信
波が最初に閾値を越える時点までの時間を求めている。

【００２１】特開平８−２５４４５４号公報の超音波に
よる距離測定方式では、受信した超音波波形の複数ピー
クの各レベルをホールドして当該ホールド値から受信波
形の仮想的なゼロクロス点を求め、このゼロクロス点に
所定のオフセット時間（受信器に固有の時間）を加算し
た時点を第１波の受信時としている。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】従来の、超音波を用い
たこれらの距離計測手法には、以下のような問題点があ
った。

【００２３】特開平５−２１５８５０号公報の距離計測
手法の場合、超音波の受信のタイミングを決める閾値を
受信波形自体にいわば連動させているので、当該閾値を
固定する手法に比べて超音波伝播時間の検出誤差は少な
くなる。

【００２４】しかしながら、受信波形をなまらせた形の
閾値を用いることになるため、検出時間分解能を高くで
きず、必然的に測定距離の分解能も得にくい。

【００２５】また、特開平８−２５４４５４号公報の距
離計測手法の場合、受信波形の複数ピークのレベルホー
ルドや、当該ホールド値に基づく受信波形の仮想的なゼ
ロクロス点の算出などの複雑な信号処理が必要となる。

【００２６】そこで、本発明では、受信超音波の固定閾
値検出という通常の方法で送信器から受信器までの概算
情報（超音波伝播時間やこれに対応の概算距離）をいっ
たん求めた上で、当該概算距離などに対して、その大き
さに応じた既設定の補正処理を実行することにより、超
音波距離計測の信号処理系を複雑化させずに、当該距離
計測の高い時間分解能を得ることを目的とする。

【００２７】また、この距離計測手法を利用して例えば
表示画面上の任意の個所の位置を計測することを目的と
する。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明はこの課題を次の
ようにして解決する。 （１）送信器から受信器までの超音波の伝播時間を用い
ることにより当該送信器と当該受信器との間の距離を算
出する距離計測装置において、 ・前記超音波の受信波形の大きさが閾値を越えるタイミ
ングに基づく伝播時間、またはこの伝播時間に対応した
概算距離からなる、概算情報を求める手段と、 ・前記タイミングが前記受信波形の何波部分であるかを
特定するための基準伝播時間、またはこの基準伝播時間
に対応した基準距離からなる、基準情報を保持する手段
と、 ・前記概算情報と、この保持された前記基準情報との大
小関係に基づき、当該概算情報を補正して前記距離を算
出する手段とを有する。 （２）上記（１）において、前記概算情報を求める手段
は、前記伝播時間の終期として、前記受信波形の前記タ
イミングの次のゼロクロス時点を用いる。 （３）上記（１），（２）において、前記距離を算出す
る手段は、前記概算情報を補正する際に、前記受信波形
の正極性部分および負極性部分の中の、一方部分の前記
タイミングと、これに続く他方部分の前記タイミングと
の差分情報を用いる。 （４）送信器および受信器の一方を既知座標の第１，第
２の位置にそれぞれ配するとともに、他方を任意の位置
に一つ配した状態で、当該送信器から当該受信器までの
超音波の第１，第２の伝播時間、および前記既知座標を
用いることにより当該他方の位置座標を特定する位置計
測装置において、 ・前記超音波の受信波形の大きさが閾値を越えるタイミ
ングに基づく前記第１，第２の伝播時間、またはこの伝
播時間に対応した第１，第２の概算距離からなる、概算
情報を求める手段と、 ・前記タイミングが前記受信波形の何波部分であるかを
特定するための基準伝播時間、またはこの基準伝播時間
に対応した基準距離からなる、基準情報を保持する手段
と、 ・前記概算情報と、この保持された前記基準情報との大
小関係に基づき、当該概算情報を補正して第１，第２の
距離を算出する手段と、 ・前記既知座標と、この算出された前記第１，第２の距
離のそれぞれとを用いることにより前記他方の位置座標
を特定する手段とを有する。

【００２９】本発明によれば、上記（１）のように、送
信器から受信器までの距離に関する概算情報（送受信器
間の超音波伝播時間やこれに対応の概算距離）を通常の
手法で求めた上で、当該概算情報に対して、超音波の受
信タイミングに関する既知の基準情報との大小関係に基
づく補正処理を実行し、これにより、距離計測信号処理
系を複雑化させずに、送受信器間距離の計測精度を高め
ている。

【００３０】送受信器間の超音波伝播時間と、これに対
応の概算距離とは超音波の速度を介して一義的に変換さ
れる。そのため、本発明の距離計測の処理ではこの超音
波伝播時間，概算距離のいずれを用いてよい。同じこと
が、上述の基準伝播時間および基準距離に関してもいえ
る。

【００３１】本明細書においては、説明の便宜上、概算
距離および基準距離を用いることを前提とするが、これ
らの距離情報の代わりに超音波伝播時間（＝概算距離÷
超音波速度）や基準伝播時間（＝基準距離÷超音波速
度）を用いてもよいことは勿論である。

【００３２】また、上記（２）のように、送受信器間の
超音波伝播時間（概算情報）の終期として、超音波受信
波形の閾値検出タイミングの次のゼロクロス時点を用
い、これにより、超音波受信波形の振幅が異なるときの
超音波伝播時間算出の精確化を図り、送受信器間距離の
計測精度を高めている。

【００３３】また、上記（３）のように、概算情報に対
する補正量として、超音波受信波形のｎ波部分の閾値検
出タイミングと、（ｎ＋１）波部分の閾値検出タイミン
グとの実際の差分情報を用い、これにより、各波形部分
の実波長が「λ／２」からずれてばらついた値になった
ときの概算情報補正の精確化を図り、送受信器間距離の
計測精度を高めている。

【００３４】また、上記（４）のように、例えば受信器
を既知座標の第１，第２の位置にそれぞれ配して、送信
器を任意の位置に一つ配した状態で、送受信器間の第
１，第２の距離に関する概算情報を通常の手法で求めた
上で、当該概算情報に対して、超音波の受信タイミング
に関する既知の基準情報との大小関係に基づく補正処理
を実行した後、第１，第２の位置の既知座標と、当該補
正後の第１，第２の距離のそれぞれとを用いて送信器の
位置座標を特定し、これにより、距離計測信号処理系を
複雑化させずに、例えば送信器を置いた位置の計測精度
を高めている。

【００３５】さらには、受信器として、Ｑが小さい圧電
フィルムセンサを用いることにより、受信超音波の第１
波をノイズから峻別する形で閾値検出している。

【００３６】本発明は、このような特徴を持つ距離計測
装置および位置計測装置を対象とし、さらには当該装置
で実行される距離計測用プログラムおよび位置計測用プ
ログラムも対象とする。

【００３７】

【発明の実施の形態】図１乃至図１５を参照して本発明
の実施の形態を説明する。

【００３８】これらの図において、１１は送信器からの
赤外パルスを受けるフォトダイオード（赤外線ＰＤ）,
１２は送信器からの超音波を受ける超音波受信部,１３
は受信超音波（振幅）を増幅する入力アンプ,１４，１
４′は入力アンプ１３の出力値と「正」の閾値との大小
関係を求める第１のコンパレータ,１５，１５′は入力
アンプ１３の出力値と「負」の閾値との大小関係を求め
る第２のコンパレータ,１４１，１５１は受信超音波に
おける閾値検出タイミングの直後のゼロクロス時点を求
めるゼロクロスコンパレータ，１４２，１５２はコンパ
レータ１４，１５の出力により反転して「Ｈ」レベルを
出力するフリップフロップ，１４３，１５３はゼロクロ
スコンパレータ１４１, １５１およびフリップフロップ
１４２，１５２の各出力を入力信号とするＡＮＤ回路，
１６，１６′は赤外線フォトダイオード１１の出力で計
時動作を開始してコンパレータ１４の出力でこれを停止
する第１のタイマ,１７，１７′は赤外線フォトダイオ
ード１１の出力で計時動作を開始してコンパレータ１５
の出力でこれを停止する第２のタイマ,１８はタイマ１
６, １７の計測時間（超音波の伝播時間）および音速値
を用いて送信器から受信器までの概算距離Ｌ1 ，Ｌ2 を
算出してから、当該概算距離に対する後述の補正処理
（図３，図５，図１５参照）を行なうことにより、本来
の距離Ｌを出力する機能を持つマイクロコントローラ,
１９は外部メモリ,２０は超音波の半波長単位での各波
形部分（第１波，第２波，第３波・・・）に対応した基
準距離を保持した基準距離情報テーブル,３１は表示画
面，３２は表示画面３１に移動可能な形で配した超音波
送信器，３３は表示画面３１の左上隅点に配した第１の
超音波受信器，３４は表示画面３１の右上隅点に配した
第２の超音波受信器，４１は超音波伝播時間に基づき超
音波送信器３２と超音波受信器３３，３４との距離をそ
れぞれ算出・補正し、この距離データを用いることによ
り超音波送信器３２の表示画面３１における位置座標を
求める機能を持ったマイクロコントローラ，４２は基準
距離情報（距離Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅなど）および超音波
受信器３３，３４の座標データなどを保持した外部メモ
リをそれぞれ示している。

【００３９】図１は、受信超音波の各波形部分の検出可
能距離と利用波形部分および補正量との関係（その１）
を示す説明図である。なお，丸数字は、受信超音波の各
波形部分（第１波，第２波，第３波，第４波・・・）を
示している。

【００４０】図２は、超音波受信波形と正負の閾値との
関係を示す説明図である。この受信波形はある地点に置
いた受信器の出力の時間変化そのものを示している。丸
数字は図１と同じように受信超音波の各波形部分であ
る。

【００４１】図１の原点（距離０）は超音波発振器の位
置を示している。また、図では受信超音波の第５波まで
の閾値検出しか示していないが、これに、第６波以降の
各波形部分の閾値検出に対応した伝播時間（距離）が続
くのは勿論である。

【００４２】ここで、 ・距離Ａは受信超音波の第１波（正極性）を閾値検出可
能な限界距離 ・距離Ｂは受信超音波の第２波（負極性）を閾値検出可
能な限界距離 ・距離Ｃは受信超音波の第３波（正極性）を閾値検出可
能な限界距離をそれぞれ示している。

【００４３】また、 ・距離Ｄは受信超音波（負極性）の閾値検出部分を第２
波と判定するための基準距離 ・距離Ｅは受信超音波（正極性）の閾値検出部分を第３
波と判定するための基準距離をそれぞれ示している。

【００４４】なお、距離Ａ＜距離Ｄ＜距離Ｂ＜距離Ｅ＜
距離Ｃであり、これらの距離データは基準距離情報テー
ブル２０にあらかじめ保持されている。

【００４５】発信器から距離Ｄの部分に位置する受信器
は、受信した超音波の第２波（負極性）以降の波形部分
を閾値検出可能であるが、第１波（正極性）については
閾値検出できない。

【００４６】また、発信器から距離Ｅの部分に位置する
受信器は、受信した超音波の第３波（正極性）以降の波
形部分を閾値検出可能であるが、第１波（正極性）およ
び第２波（負極性）については閾値検出できない。

【００４７】図示の場合、 ・原点から距離Ｄまでの範囲に位置する超音波受信器の
（距離測定のための）利用波は第２波であり、 ・距離Ｄから距離Ｅまでの範囲に位置する超音波受信器
の当該利用波は第３波であり、 ・距離Ｅから次の基準距離までの範囲に位置する超音波
受信器の当該利用波は第４波である。

【００４８】そして、超音波受信器の距離測定用の利用
波形部分が、(1) 第２波の場合、第１波検出に対する補
正量として「λ／２」を用い、(2) 第３波の場合、第１
波検出に対する補正量として「λ」を用い、(3) 第４波
の場合、第１波検出に対する補正量として「３λ／２」
を用いる。

【００４９】図３は、受信器側装置の構成を示す説明図
である。

【００５０】図１６の受信器側装置との主な相違点は、 ・受信した超音波の振幅を正負それぞれの閾値と比較す
るための第１, 第２のコンパレータ１４，１５を設けた
こと ・マイクロコントローラ１８が、超音波の送受信器間の
伝播時間から求めた概算距離ＬＡの補正処理を実行する
こと ・この補正処理を担保するための基準距離情報テーブル
２０を外部メモリ１９に作成したことなどである。

【００５１】図４は、図１に対応の距離計測処理手順を
示す説明図であり、その内容は次のようになっている。
実行主体はマイクロコントローラ１８である。 (s11) タイマ１６の計測時間Ｔ1 およびタイマ１７の計
測時間Ｔ2 を取り込んで、次のステップに進む。この計
測時間は超音波伝播時間を示している。 (s12) このＴ1 , Ｔ2 のそれぞれに音速値を乗算するこ
とにより、受信超音波の「正極性部分」の閾値検出に基
づく概算距離Ｌ1 と、「負極性部分」の閾値検出に基づ
く概算距離Ｌ2 とを算出して、次のステップに進む。 (s13) 「Ｌ2 ＞距離Ｄ（図１参照）」が成立するかどう
かを判断して、「 Yes 」の場合はステップ(s15) に進
み、「No」 の場合は次のステップに進む。ここで、「N
o」 となる場合、受信超音波の負極性部分においては第
２波が最初に閾値を越える。 (s14) 「Ｌ＝Ｌ2 −λ／２」により補正後の距離Ｌを求
める。 (s15) 「Ｌ1 ＞距離Ｅ（図１参照）」が成立するかどう
かを判断して、「 Yes 」の場合はステップ(s17) に進
み、「No」 の場合は次のステップに進む。ここで、「N
o」 となる場合、受信超音波の正極性部分においては第
３波が最初に閾値を越える。 (s16) 「Ｌ＝Ｌ1 −λ」により補正後の距離Ｌを求め
る。 (s17) 「Ｌ2 ＞次の基準距離」が成立するかどうかを判
断して、「 Yes 」 の場合はＬ1 についての対応ステップ
に進み、「No」 の場合は次のステップに進む。ここで、
「No」 となる場合、受信超音波の負極性部分においては
第４波が最初に閾値を越える。 (s18) 「Ｌ＝Ｌ2 −３λ／２」により補正後の距離Ｌを
求める。

【００５２】ステップ(s17) で「 Yes 」 の場合の以後の
処理内容は、Ｌ1 ，Ｌ2 のそれぞれに対し、交互に次の
基準距離との大小関係を比較してステップ(s16) ，(s1
8) と同様の新たな補正を実行することである。この比
較処理を所定回数だけ行っても「No」 とならない場合は
強制終了する。

【００５３】図５は、受信超音波の各波形部分の検出可
能距離と利用波形部分および補正量との関係（その２）
を示す説明図である。

【００５４】なお、距離Ａ，距離Ｂ，距離Ｃの閾値検出
可能な限界距離としての意味合いや、第６波以降の各波
形部分の閾値検出に対応した伝播時間（距離）を省略し
たことなどは、図１と同様である。

【００５５】一方、図１の場合との主な相違点は、 ・距離Ａ，距離Ｂ，距離Ｃのそれぞれを、超音波受信器
の（距離測定のための）利用波を判定するための基準距
離としても用い、 ・算出概算距離が距離Ａ未満の場合の補正量を「０」と
し、 ・算出概算距離が距離Ａ以上で距離Ｂ未満の場合の補正
量を「λ／２」とし、 ・算出概算距離が距離Ｂ以上で距離Ｃ未満の場合の補正
量を「λ」とした、ことなどである。

【００５６】図６は、図５に対応の距離計測処理手順を
示す説明図であり、その内容は次のようになっている。
実行主体はマイクロコントローラ１８である。 (s21) タイマ１６の計測時間Ｔ1 およびタイマ１７の計
測時間Ｔ2 を取り込んで、次のステップに進む。 (s22) このＴ1 , Ｔ2 のそれぞれに音速値を乗算するこ
とにより、受信超音波の「正極性部分」の閾値検出に基
づく概算距離Ｌ1 と、「負極性部分」の閾値検出に基づ
く概算距離Ｌ2 とを算出して、次のステップに進む。 (s23) 「Ｌ1 ＞Ｌ2 」が成立するかどうかを判断して、
「 Yes 」 の場合はステップ(s25) に進み、「No」 の場合
は次のステップに進む。ここで、「 Yes 」 となるのは、
受信超音波の、最初に閾値を越えるのが負極性部分のと
きである。 (s24) 「Ｌ＝Ｌ1 」として、ステップ(s26) に進む。 (s25) 「Ｌ＝Ｌ2 」として、次のステップに進む。 (s26) 「Ｌ＞距離Ａ」が成立するかどうかを判断して、
「 Yes 」 の場合はステップ(s27) に進み、「NO」 の場合
は一連の処理を終了する。ここで、「No」 となるのは、
受信器が超音波の第１波を閾値検出したときであり、当
該第１波に基づく距離Ｌ（＝Ｌ1 ）についての補正は必
要ない（図４参照）。 (s27) 「Ｌ＞距離Ｂ」が成立するかどうかを判断して、
「 Yes 」 の場合はステップ(s29) に進み、「No」 の場合
は次のステップに進む。ここで、「No」 となるのは、受
信器が超音波の（第１波は閾値検出できずに）第２波を
閾値検出したときである（図４参照）。 (s28) 「Ｌ＝Ｌ−λ／２」により補正後の距離Ｌを求め
る。 (s29) 「Ｌ＞距離Ｃ」が成立するかどうかを判断して、
「 Yes 」 の場合は当該Ｌと次の基準距離との比較処理
（図示省略）に移行し、「No」 の場合は次のステップに
進む。ここで、「No」 となるのは、受信器が超音波の
（第１波, 第２波は閾値検出できずに）第３波を閾値検
出したときである（図４参照）。 (s30) 「Ｌ＝Ｌ−λ」により補正後の距離Ｌを求める。

【００５７】ステップ(s29) で「 Yes 」 の場合の以後の
処理内容は、Ｌに対し、交互に次の基準距離との大小関
係を比較してステップ(s28) ，(s30) と同様の新たな補
正を実行することである。この比較処理を所定回数だけ
行っても「NO」 とならない場合は強制終了する。

【００５８】図７は、表示画面上の任意の点の位置座標
を求める超音波送受信ユニットの概要を示す説明図であ
る。

【００５９】このユニットは、少なくとも、表示画面３
１に配した一つの超音波送信器３２および二つの超音波
受信器３３，３４からなり、当該超音波送信器と当該超
音波受信器のそれぞれとの距離を求める機能を有したも
のである。

【００６０】なお、超音波送信器３２の代わりに超音波
受信器を用い、超音波受信器３３，３４の各位置に超音
波送信器を設けるようにしてもよい。この場合、当該送
信器それぞれからの超音波を超音波受信器の方で弁別で
きるように、第１の送信超音波と第２の送信超音波とを
例えば周波数分割，時分割する。

【００６１】図８は、図７に対応の受信器側装置を示す
説明図である。

【００６２】この位置計測装置は、 ・超音波送信器３２から各超音波受信器３３，３４まで
の超音波の伝播時間「Ｔ1 , Ｔ2 」，「Ｔ3 ，Ｔ4 」を
個々に求めるための二組の伝播時間算出手段（図２参
照） ・当該超音波伝播時間に基づき超音波送信器３２と各超
音波受信器３３，３４との距離を算出し（図４，図６参
照）、この距離データを用いることにより超音波送信器
３２の表示画面３１における位置座標を求める機能を持
ったマイクロコントローラ４１ ・基準距離情報（距離Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅなど）および
後述の座標データ（図９参照）などを保持した外部メモ
リ４２などからなっている。

【００６３】超音波受信ユニットの各組のタイマ１６，
１７（１６′，１７′）は、それぞれ赤外線検出ダイオ
ード１１およびコンパレータ１４，１５（１４′，１
５′）の出力に基づいて、超音波送信器３２から自超音
波受信器３３，３４までの超音波伝播時間Ｔ1 , Ｔ2 ，
Ｔ3 ，Ｔ4 を計時する。

【００６４】マイクロコントローラ４１は、この時間情
報Ｔ1 , Ｔ2 ，Ｔ3 ，Ｔ4 などを用いて、 ・先ず、図３や図５の距離計測処理を実行して超音波送
信器３２から各超音波受信器３３，３４までの距離ｒ
１, ｒ２を算出し、 ・次に、このｒ１, ｒ２を用いた後述の手順（三角測量
の手法）により超音波送信器３２の二次元位置座標を求
める。

【００６５】図９は、図７の表示画面上における受信器
と送信器との位置関係を示す説明図である。

【００６６】表示画面３１において、 ・原点は左下端部 ・サイズは（ｍ×ｎ） ・表示画面の左上端部に固定した受信器３３の位置座標
は（０, ｎ） ・表示画面の右上端部に固定した受信器３４の位置座標
は（ｍ, ｎ）である。

【００６７】図１０は、図９の送信器の位置座標の算出
手順を示す説明図であり、その内容は次のようになって
いる。実行主体はマイクロコントローラ４１である。 (s41) 各タイマ１６，１７，１６′，１７′の計測時間
Ｔ1 , Ｔ2 ，Ｔ3 ，Ｔ4および受信器３３，３４の位置
座標を取り込んで、次のステップに進む。 (s42) 送信器３２から各受信器３３，３４までの距離ｒ
１，ｒ２を図３のステップ(s12) と同様の処理により算
出して、次のステップに進む。 (s43) 受信器３３の位置座標（０, ｎ）を中心として半
径ｒ１の第１の円を示す式を求めて、次のステップに進
む。 (s44) 受信器３４の位置座標（ｍ, ｎ）を中心として半
径ｒ２の第２の円を示す式を求めて、次のステップに進
む。 (s45) 第１の円を示す式と第２の円を示す式との解を求
めて送信器３２の位置座標とする。

【００６８】なお、ステップ(s43) ，(s44) の円の式は
ｘｙ座標や極座標などの形式で表せばよい。例えば、第
１の円を示す式は「ｘ² ＋（ｙ−ｎ）² ＝ｒ１² 」や
「ｘ＝ｒ１＊ｃｏｓθ，ｙ＝ｎ＋ｒ１＊ｓｉｎθ」とな
る。

【００６９】また、ステップ(s45) の処理では通常２個
の解が求まるが、その中の「０≦ｘ≦ａ，０≦ｙ≦ｂ」
を満たすほうを送信器３２の位置座標として採用する。

【００７０】図１１は、超音波受信波形の立ち上がり時
間を示す説明図である。

【００７１】一般に、圧電セラミック製受信器のＱは
「２０」以上を示し、圧電フィルム製受信器のＱは
「３」前後である。そのため、圧電セラミック製受信器
の立ち上がり時間は圧電フィルム製受信器の立ち上がり
時間に比べて長い。

【００７２】このようにＱが低い超音波受信器を用いる
ことにより、超音波の第１波をノイズから峻別して閾値
検出可能となる。

【００７３】図１２は、受信超音波のゼロクロス点を用
いた伝播時間決定手法を示す説明図である。

【００７４】ここで、Ｓ1 は第１の超音波波形, Ｓ2 は
Ｓ1 よりも振幅が小さい第２の超音波波形, ｔ1 は第１
の超音波波形Ｓ1 が最初に閾値を越える時点, ｔ2 は第
２の超音波波形Ｓ2 が最初に閾値を越える時点, ｔ3 は
第１・第２の超音波波形が閾値を越えた後の次のゼロク
ロス時点をそれぞれ示している。

【００７５】図示のように、振幅が異なる超音波波形Ｓ
1 とＳ2 とでは、閾値を越えるタイミングに「ｔ1 −ｔ
2 」のずれが生じる。

【００７６】そのため、同一の送信タイミングに対し、
同一の閾値で、超音波波形Ｓ1 を受信したときと超音波
波形Ｓ2 を受信したときとではそれぞれの超音波伝播時
間に上記ずれ分だけの違いがでてくる。この違いは、必
然的に、超音波の送信器から受信器までの測定距離（＝
超音波伝播時間＊音速）の誤差要因となる。

【００７７】図１２の伝播時間決定の手法は、この測定
距離の誤差をなくすためのものである。超音波波形Ｓ1
, Ｓ2 のゼロクロス時点ｔ3 はそれぞれの振幅の大小
にかかわらず同一となることに着目し、超音波波形の、
所定の閾値をこえた次のゼロクロス時点ｔ3 を超音波伝
播時間を求める際のタイミング決定に用いている。

【００７８】すなわち、超音波の送信開始時を示す上記
光パルスの検出時からこのゼロクロス時点ｔ3 までの時
間を、超音波伝播時間（上記タイマの計測時間）Ｔ1 ,
Ｔ2として、図３や図５の距離算出処理を実行する。

【００７９】ただし、ステップ(s14),(s16),(s18),(s2
8),(s30) それぞれの距離補正処理では半波長分だけの
オフセット分をさらに減じる。また、図６のステップ(s
26) で「No」 となった場合にも当該オフセット分を減じ
る。

【００８０】その理由は、ゼロクロス時点ｔ3 が超音波
検出時点ｔ1 , ｔ2 よりも略半波長相当分だけ遅くなる
からである。超音波検出時点ｔ1 , ｔ2 が第ｎ波部分
（ｎは正の整数）のとき、ゼロクロス時点ｔ3 はその次
の第（ｎ＋１）波の受信開始時に他ならず、このｔ1 ,
ｔ2 とｔ3 との間には略半波長分だけの時間のずれが生
じてしまう。

【００８１】図１３は、図１２の超音波伝播時間決定機
能を備えた受信器側装置の構成を示す説明図である。

【００８２】図３の受信器側装置に比べて、新たに付加
した構成要素は、 ・受信超音波波形（入力アンプ３の出力）のゼロレベル
を検出して「Ｈ」レベルを出力するゼロクロスコンパレ
ータ１４１, １５１ ・コンパレータ１４，１５の出力により反転して「Ｈ」
レベルを出力するフリップフロップ１４２，１５２ ・ゼロクロスコンパレータ１４１, １５１およびフリッ
プフロップ１４２，１５２の各出力を入力信号とするＡ
ＮＤ回路１４３，１５３などである。

【００８３】ここで、超音波送信器から送られる光パル
ス（計時開始信号）を赤外線ＰＤ１で検出することによ
りタイマ１６，１７が計時動作を開始する。

【００８４】超音波受信部１２（入力アンプ１３）の出
力波形がコンパレータ１４，１５それぞれの閾値を超え
た個々の時点で、当該コンパレータはそれぞれ閾値検出
信号を出力して後段のフリップフロップ１４２，１５２
に印加する。

【００８５】この閾値検出信号によりフリップフロップ
１４２，１５２はそれぞれ反転動作して「Ｈ」レベルを
出力する。この「Ｈ」レベルはＡＮＤ回路１４３，１５
３に印加される。

【００８６】ＡＮＤ回路１４３，１５３はそれぞれ、こ
の「Ｈ」レベル状態のとき、ゼロクロスコンパレータ１
４１, １５１の各出力が印加されるタイミング、すなわ
ち受信した超音波波形が閾値を越えた次のゼロクロスの
タイミングでタイマ１６，１７の停止信号を出力する。

【００８７】タイマ１６，１７はそれぞれ、上述の光パ
ルス（計時開始信号）検出時から停止信号出力時までの
超音波伝播時間Ｔ1 , Ｔ2 を保持する。

【００８８】図１４は、受信超音波の波長のばらつきを
示す説明図である。超音波の先頭側波形部分は、上述の
ようにその正負方向の振幅がそれぞれ徐々に大きくなっ
ていくため、連続する各波形部分の実波長は一般に「λ
／２」からずれて互にばらついた値になる。

【００８９】図示(b) の第１波および第２波の各部分の
実波長（実補正量）は「λ／２」からずれている。もち
ろん第１波の実補正量ａ（＝λ／２＋α）よりも第２波
の実補正量ｂ（＝λ／２＋β）のほうが長くなる。

【００９０】図３や図５の補正処理における「λ／２，
λ・・・」に代えて上記の実補正量ａ，ｂを用いること
により、このような波長のずれまでを考慮した超音波距
離計測が可能となる。

【００９１】図１５は、図１４の実補正量の算出手順を
示す説明図であり、その内容は次のようになっている。
ここでは、説明の便宜上、図７の送信器３２および受信
器３３間の距離計測時の実補正量ｂを対象にしている。
なお、装置側の実行主体はマイクロコントローラやタイ
マなどである。 (s51) 図７の表示画面３１に特定の位置Ｐを表示する。
なお、受信器３３と当該位置Ｐとの真の距離ＬＰはあら
かじめ外部メモリ４２に保持されている。また、位置Ｐ
は、受信超音波の第２波部分（負極性）および第３波部
分（正極性）を閾値検出できる（第１波部分は閾値検出
できない）範囲の点である。 (s52) 利用者が、送信器３２を表示画面３１の位置Ｐに
設定して、超音波の発信操作を行なう。 (s53) 受信超音波の負極性部分が最初に閾値を越える時
点（第２波の閾値検出時点）ｔ21、および当該超音波の
正極性部分が最初に閾値を越える時点（第３波の閾値検
出時点）ｔ31を求める。 (s54) 「ｂ＝（ｔ31−ｔ21）＊ｖ」の計算により実補正
量（実波長）ｂを算出する。ｖは超音波の速度である。 (s55) 「（ｔ21−ｔ0 ）＊ｖ」の計算により受信超音波
の第２波伝播距離ＬＰ′を算出する。ｔ0 は送信器３２
から送られた光パルスの受信時点である。 (s56) 「ａ＝ＬＰ′−ＬＰ」の計算により実補正量ａを
求める。

【００９２】このように受信超音波の第ｎ波と第（ｎ＋
１）波との両方を閾値検出できる位置に受信器をおいて
これら両波の検出時点を求めれば、当該両波間の実波長
（実補正量）を算出できる。

【００９３】そして、この実補正量を用いて図３や図５
における距離補正処理を行なうことにより、超音波の送
受信器間の計測距離精度を高めることができる。

【００９４】（付記１）送信器から受信器までの超音波
の伝播時間を用いることにより当該送信器と当該受信器
との間の距離を算出する距離計測装置において、 ・前記超音波の受信波形の大きさが閾値を越えるタイミ
ングに基づく伝播時間、またはこの伝播時間に対応した
概算距離からなる、概算情報を求める手段と、 ・前記タイミングが前記受信波形の何波部分であるかを
特定するための基準伝播時間、またはこの基準伝播時間
に対応した基準距離からなる、基準情報を保持する手段
と、 ・前記概算情報と、この保持された前記基準情報との大
小関係に基づき、当該概算情報を補正して前記距離を算
出する手段とを有する、ことを特徴とする超音波を用い
た距離計測装置。 （付記２）前記概算情報を求める手段は、前記伝播時間
の終期として、前記受信波形の前記タイミングの次のゼ
ロクロス時点を用いる、ことを特徴とする付記１記載の
超音波を用いた距離計測装置。 （付記３）前記距離を算出する手段は、前記概算情報を
補正する際に、前記受信波形の正極性部分および負極性
部分の中の、一方部分の前記タイミングと、これに続く
他方部分の前記タイミングとの差分情報を用いる、こと
を特徴とする付記１または２記載の超音波を用いた距離
計測装置。 （付記４）前記受信器として、圧電フィルムセンサを用
いる、ことを特徴とする付記１乃至３記載の超音波を用
いた距離計測装置。 （付記５）送信器および受信器の一方を既知座標の第
１，第２の位置にそれぞれ配するとともに、他方を任意
の位置に一つ配した状態で、当該送信器から当該受信器
までの超音波の第１，第２の伝播時間、および前記既知
座標を用いることにより当該他方の位置座標を特定する
位置計測装置において、 ・前記超音波の受信波形の大きさが閾値を越えるタイミ
ングに基づく前記第１，第２の伝播時間、またはこの伝
播時間に対応した第１，第２の概算距離からなる、概算
情報を求める手段と、 ・前記タイミングが前記受信波形の何波部分であるかを
特定するための基準伝播時間、またはこの基準伝播時間
に対応した基準距離からなる、基準情報を保持する手段
と、 ・前記概算情報と、この保持された前記基準情報との大
小関係に基づき、当該概算情報を補正して第１，第２の
距離を算出する手段と、 ・前記既知座標と、この算出された前記第１，第２の距
離のそれぞれとを用いることにより前記他方の位置座標
を特定する手段とを有する、ことを特徴とする超音波を
用いた位置計測装置。 （付記６）超音波の送信器から受信器までの距離を算出
するためのプログラムにおいて、当該プログラムが、前
記超音波の受信波形の大きさが閾値を越えるタイミング
に基づく伝播時間、またはこの伝播時間に対応した概算
距離からなる、概算情報と、前記タイミングが前記受信
波形の何波部分であるかを特定するための基準伝播時
間、またはこの基準伝播時間に対応した基準距離からな
る、基準情報との大小関係に基づき、当該概算情報を補
正して前記距離を算出する機能を、コンピュータに実現
させるためのものである、ことを特徴とする距離計測用
プログラム。 （付記７）送信器および受信器の一方を既知座標の第
１，第２の位置にそれぞれ配するとともに、他方を任意
の位置に一つ配した状態での、当該他方の位置座標を特
定するためのプログラムにおいて、当該プログラムが、
前記超音波の受信波形の大きさが閾値を越えるタイミン
グに基づく前記第１，第２の伝播時間、またはこの伝播
時間に対応した第１，第２の概算距離からなる、概算情
報と、前記タイミングが前記受信波形の何波部分である
かを特定するための基準伝播時間、またはこの基準伝播
時間に対応した基準距離からなる、基準情報との大小関
係に基づき、当該概算情報を補正して第１，第２の距離
を算出し、前記既知座標と、この算出された前記第１，
第２の距離のそれぞれとを用いることにより前記他方の
位置座標を特定する機能を、コンピュータに実現させる
ためのものである、ことを特徴とする位置計測用プログ
ラム。

【００９５】

【発明の効果】本発明は、このように、送信器から受信
器までの距離に関する概算情報（送受信器間の超音波伝
播時間やこれに対応の概算距離）を通常の手法で求めた
上で、当該概算情報に対して、超音波の受信タイミング
に関する既知の基準情報との大小関係に基づく補正処理
を実行するので、距離計測信号処理系を複雑化させず
に、送受信器間距離の計測精度を高めることができる。

【００９６】また、送受信器間の超音波伝播時間（概算
情報）の終期として、超音波受信波形の閾値検出タイミ
ングの次のゼロクロス時点を用いるので、超音波受信波
形の振幅が異なるときの超音波伝播時間算出の精確化を
図り、送受信器間距離の計測精度を高めることができ
る。

【００９７】また、概算情報に対する補正量として、超
音波受信波形のｎ波部分の閾値検出タイミングと、（ｎ
＋１）波部分の閾値検出タイミングとの実際の差分情報
を用いるので、各波形部分の実波長が「λ／２」からず
れてばらついた値になったときの概算情報補正の精確化
を図り、送受信器間距離の計測精度を高めることができ
る。

【００９８】また、例えば受信器を既知座標の第１，第
２の位置にそれぞれ配して、送信器を任意の位置に一つ
配した状態で、送受信器間の第１，第２の距離に関する
概算情報を通常の手法で求めた上で、当該概算情報に対
して、超音波の受信タイミングに関する既知の基準情報
との大小関係に基づく補正処理を実行した後、第１，第
２の位置の既知座標と、当該補正後の第１，第２の距離
のそれぞれとを用いて送信器の位置座標を特定するの
で、距離計測信号処理系を複雑化させずに、例えば送信
器を置いた位置の計測精度を高めることができる。

【００９９】さらには、受信器として、Ｑが低い圧電フ
ィルムセンサを用いるので、受信超音波の第１波をノイ
ズから峻別する形で閾値検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の、受信超音波の各波形部分の検出可能
距離と利用波形部分および補正量との関係（その１）を
示す説明図である。

【図２】本発明の、超音波受信波形と正負の閾値との関
係を示す説明図である。

【図３】本発明の、受信器側装置の構成を示す説明図で
ある。

【図４】本発明の、図１に対応の距離計測処理手順を示
す説明図である。

【図５】本発明の、受信超音波の各波形部分の検出可能
距離と利用波形部分および補正量との関係（その２）を
示す説明図である。

【図６】本発明の、図５に対応の距離計測処理手順を示
す説明図である。

【図７】本発明の、表示画面上の任意の点の位置座標を
求める超音波送受信ユニットの概要を示す説明図であ
る。

【図８】本発明の、図７に対応の受信器側装置を示す説
明図である。

【図９】本発明の、図７の表示画面上における受信器と
送信器との位置関係を示す説明図である。

【図１０】本発明の、図９の送信器の位置座標の算出手
順を示す説明図である。

【図１１】本発明の、超音波受信波形の立ち上がり時間
を示す説明図である。

【図１２】本発明の、受信超音波のゼロクロス点を用い
た伝播時間決定手法を示す説明図である。

【図１３】本発明の、図１２の超音波伝播時間決定機能
を備えた受信器側装置の構成を示す説明図である。

【図１４】本発明の、受信超音波の波長のばらつきを示
す説明図である。

【図１５】本発明の、図１４の実補正量の算出手順を示
す説明図である。

【図１６】一般的な、超音波を用いた距離測定用の送信
器および受信器側装置の構成を示す説明図である。

【図１７】一般的な、超音波の受信波形および受信検出
パルスを示す説明図であり、縦軸は送受信波の振幅を示
し、横軸は時間の経過を示している。

【図１８】一般的な、送信器に対する受信器の遠近にと
もなう受信検出パルスの時間的ずれを示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１１：フォトダイオード（赤外線ＰＤ） １２：超音波受信部 １３：入力アンプ １４，１４′：「正」の閾値を持つ第１のコンパレータ １５，１５′：「負」の閾値を持つ第２のコンパレータ １４１，１５１：ゼロクロスコンパレータ １４２，１５２：フリップフロップ １４３，１５３：ＡＮＤ回路 １６，１６′：第１のタイマ １７，１７′：第２のタイマ １８：距離算出・補正機能を持つマイクロコントローラ １９：外部メモリ ２０：基準距離情報テーブル ３１：表示画面 ３２：超音波送信器 ３３：超音波受信器 ３４：超音波受信器 ４１：距離算出・補正機能および位置算出機能を持つマ
イクロコントローラ ４２：外部メモリ Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，Ｔ4：送受信器間の超音波伝播時間
（タイマの動作時間） Ｌ1 ，Ｌ2：Ｔ1 ，Ｔ2 に基づく送受信器間の概算距離 Ｌ ：補正処理後の送受信器間の距離 ｍ，ｎ：表示画面３１のサイズ ｒ1 ：超音波送信器３２と超音波受信器３３との距離 ｒ2 ：超音波送信器３２と超音波受信器３４との距離 Ｓ1 ：第１の超音波波形 Ｓ2 ：Ｓ1 よりも振幅が小さい第２の超音波波形 ｔ1 ：超音波波形Ｓ1 が最初に閾値を越える時点 ｔ2 ：超音波波形Ｓ2 が最初に閾値を越える時点 ｔ3 ：超音波波形Ｓ1 ，Ｓ2 が閾値を越えた後の次のゼ
ロクロス時点 ａ，ｂ：距離の実補正量 ｔ0 ：光パルスの受信時点（タイマの動作開始時点） ｔ21：受信超音波（第２波）の閾値検出時点 ｔ31：受信超音波（第３波）の閾値検出時点 Ｐ ：表示画面３１の特定点 ＬＰ：受信器３３と特定点Ｐとの真の距離 ＬＰ′：受信超音波の伝播距離 ５１：超音波送信用のスイッチ ５２：超音波送信用の駆動回路 ５３：超音波送信用のタイマ ５４：ＬＥＤ駆動回路 ５５：超音波駆動回路 ５６：赤外線ＬＥＤ ５７：超音波発振器 ６１：フォトダイオード ６２：超音波受信部 ６３：入力アンプ ６４：コンパレータ ６５：超音波伝播時間計測用のタイマ ６６：距離算出機能を持つマイクロコントローラ ７１：送信パルス（光受信パルス） ７２，７２′：超音波の受信波形 ７３，７３′：受信検出パルス

フロントページの続き (72)発明者 浜 壮一 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 5J083 AA04 AC07 AC28 AD01 AD04 AE07 BA01 BE13 BE21 CB01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信器から受信器までの超音波の伝播時
   間を用いることにより当該送信器と当該受信器との間の
   距離を算出する距離計測装置において、 前記超音波の受信波形の大きさが閾値を越えるタイミン
   グに基づく伝播時間、またはこの伝播時間に対応した概
   算距離からなる、概算情報を求める手段と、 前記タイミングが前記受信波形の何波部分であるかを特
   定するための基準伝播時間、またはこの基準伝播時間に
   対応した基準距離からなる、基準情報を保持する手段
   と、 前記概算情報と、この保持された前記基準情報との大小
   関係に基づき、当該概算情報を補正して前記距離を算出
   する手段とを有する、ことを特徴とする超音波を用いた
   距離計測装置。
2. 【請求項２】 前記概算情報を求める手段は、前記伝播
   時間の終期として、前記受信波形の前記タイミングの次
   のゼロクロス時点を用いる、ことを特徴とする請求項１
   記載の超音波を用いた距離計測装置。
3. 【請求項３】 送信器および受信器の一方を既知座標の
   第１，第２の位置にそれぞれ配するとともに、他方を任
   意の位置に一つ配した状態で、当該送信器から当該受信
   器までの超音波の第１，第２の伝播時間、および前記既
   知座標を用いることにより当該他方の位置座標を特定す
   る位置計測装置において、 前記超音波の受信波形の大きさが閾値を越えるタイミン
   グに基づく前記第１，第２の伝播時間、またはこの伝播
   時間に対応した第１，第２の概算距離からなる、概算情
   報を求める手段と、 前記タイミングが前記受信波形の何波部分であるかを特
   定するための基準伝播時間、またはこの基準伝播時間に
   対応した基準距離からなる、基準情報を保持する手段
   と、 前記概算情報と、この保持された前記基準情報との大小
   関係に基づき、当該概算情報を補正して前記第１，第２
   の距離を算出する手段と、 前記既知座標と、この算出された前記第１，第２の距離
   のそれぞれとを用いることにより前記他方の位置座標を
   特定する手段とを有する、ことを特徴とする超音波を用
   いた位置計測装置。
4. 【請求項４】 超音波の送信器から受信器までの距離を
   算出するためのプログラムにおいて、 当該プログラムが、 前記超音波の受信波形の大きさが閾値を越えるタイミン
   グに基づく伝播時間、またはこの伝播時間に対応した概
   算距離からなる、概算情報と、前記タイミングが前記受
   信波形の何波部分であるかを特定するための基準伝播時
   間、またはこの基準伝播時間に対応した基準距離からな
   る、基準情報との大小関係に基づき、当該概算情報を補
   正して前記距離を算出する機能を、コンピュータに実現
   させるためのものである、ことを特徴とする距離計測用
   プログラム。
5. 【請求項５】 送信器および受信器の一方を既知座標の
   第１，第２の位置にそれぞれ配するとともに、他方を任
   意の位置に一つ配した状態での、当該他方の位置座標を
   特定するためのプログラムにおいて、 当該プログラムが、 前記超音波の受信波形の大きさが閾値を越えるタイミン
   グに基づく前記第１，第２の伝播時間、またはこの伝播
   時間に対応した第１，第２の概算距離からなる、概算情
   報と、前記タイミングが前記受信波形の何波部分である
   かを特定するための基準伝播時間、またはこの基準伝播
   時間に対応した基準距離からなる、基準情報との大小関
   係に基づき、当該概算情報を補正して第１，第２の距離
   を算出し、 前記既知座標と、この算出された前記第１，第２の距離
   のそれぞれとを用いることにより前記他方の位置座標を
   特定する機能を、コンピュータに実現させるためのもの
   である、ことを特徴とする位置計測用プログラム。