(57)【要約】【課題】超音波の反射波を適切に検出することができる超音波検出器を提供すること。【解決手段】実施形態に係る超音波検出器は、第１素子と、第２素子と、制振材とを備える。第１素子は、取付面に取り付けられ、超音波を送信する。第２素子は、取付面に取り付けられ、超音波を受信する。制振材は、取付面に取り付けられ、取付面の振動を減衰させる。また、制振材は、第１素子と第２素子との間に配置される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付面に取り付けられ、超音波を送信する第１素子と、
前記取付面に取り付けられ、超音波を受信する第２素子と、
前記取付面に取り付けられ、前記取付面の振動を減衰させる制振材と
を備え、
前記制振材は、
前記第１素子と前記第２素子との間に配置される、超音波検出器。
【請求項２】
前記制振材は、開口部を備え、
前記第１素子または前記第２素子は、前記開口部に配置される、請求項１に記載の超音波検出器。
【請求項３】
前記開口部は、スリット状を有する、請求項２に記載の超音波検出器。
【請求項４】
前記開口部は、
第１開口部と、
前記第１開口部と平行な第２開口部と
を含み、
前記第１素子は、前記第１開口部に配置され、
前記第２素子は、前記第２開口部に配置される、請求項３に記載の超音波検出器。
【請求項５】
２つの前記第１素子を備え、
前記第１開口部は、
第１方向に沿って延在する第１延在部分と、
前記第１延在部分の中途部において前記第１延在部分から分岐し、前記第１方向と異なる第２方向に沿って延在する第２延在部分と
を備え、
前記２つの第１素子のうち一方は、前記第１延在部分の一端に配置され、
前記２つの第１素子のうち他方は、前記第１延在部分の他端に配置される、請求項４に記載の超音波検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波を送信し、その反射波を受信することによって対象物を検知する技術が知られている。かかる技術は、たとえば車両周辺の障害物検知に利用される。
【０００３】
特許文献１には、超音波を送信および受信する超音波センサを車体を構成する金属板の内側に取り付けることで、金属板越しに超音波を送信するとともに、対象物から反射してきた超音波を金属板越しに受信する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１７／００５９６９７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術では、金属板中に生じる超音波の残響により、対象物から反射してきた超音波を適切に検出することが困難となるおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明の課題の一つは、超音波の反射波を適切に検出することができる超音波検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態に係る超音波検出器は、一例として、取付面に取り付けられ、超音波を送信する第１素子と、前記取付面に取り付けられ、超音波を受信する第２素子と、前記取付面に取り付けられ、前記取付面の振動を減衰させる制振材とを備え、前記制振材は、前記第１素子と前記第２素子との間に配置される。よって、一例としては、超音波を送信する第１素子と超音波を受信する第２素子とを備えることで、超音波を受信する第２素子に対し、超音波を送信する際の素子の振動を行わせないようにすることができる。これにより、第２素子に対して上記振動による残響を生じさせないようにすることができる。また、第１素子と第２素子との間に制振材を配置することで、第１素子から取付面を介して第２素子へ伝わる超音波の残響を減衰させることができる。このように、素子自体に生じる超音波の残響および取付面に生じる超音波の残響を低減することで、超音波の反射波を適切に検出することができる。
【０００８】
上記超音波検出器において、前記制振材は、開口部を備えていてもよい。また、前記第１素子または前記第２素子は、前記開口部に配置されてもよい。このように、制振材に開口部を設けて、第１素子または第２素子を開口部に配置することで、第１素子から取付面を介して第２素子へ伝わる超音波の残響をより確実に減衰させることができる。
【０００９】
上記超音波検出器において、前記開口部は、スリット状を有していてもよい。これにより、たとえば、第１素子をスリット状の開口部に配置することで、開口部の長手方向に沿った広い範囲に超音波を送信することができる。また、第２素子をスリット状の開口部に配置することで、超音波の反射波をより広い範囲で受信することができる。
【００１０】
上記超音波検出器において、前記開口部は、第１開口部と、前記第１開口部と平行な第２開口部とを含んでいてもよい。また、前記第１素子は、前記第１開口部に配置され、前記第２素子は、前記第２開口部に配置されてもよい。これにより、開口部の長手方向に沿った広い範囲に超音波を送信することができるとともに、超音波の反射波をより広い範囲で受信することができる。また、第２開口部を第１開口部と平行に設けることで、制振材の省スペース化を図りつつ、超音波の反射波を適切に受信することができる。
【００１１】
上記超音波検出器は、２つの前記第１素子を備えていてもよい。また、前記第１開口部は、第１方向に沿って延在する第１延在部分と、前記第１延在部分の中途部において前記第１延在部分から分岐し、前記第１方向と異なる第２方向に沿って延在する第２延在部分とを備えていてもよい。また、前記２つの第１素子のうち一方は、前記第１延在部分の一端に配置され、前記２つの第１素子のうち他方は、前記第１延在部分の他端に配置されてもよい。２つの第１素子から送信された超音波が合成され、その合成波が第２延在部分に伝搬することで、より広い範囲に超音波を送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、第１実施形態に係る超音波検出器を含む障害物検知装置が搭載される車両の平面図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る制御システムの構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る超音波検出器の構成を示す図である。
【図４】図４は、図３に示すＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。
【図５】図５は、参考例に係る超音波検出器の構成を示す図である。
【図６】図６は、図５におけるＶＩ−ＶＩ線矢視断面図である。
【図７】図７は、参考例に係る超音波検出器により送信される超音波および受信される超音波の時間変化を模式的に示した図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係る超音波検出器により送信される超音波および受信される超音波の時間変化を模式的に示した図である。
【図９】図９は、第１素子を送信部として機能させ、第２素子を受信部として機能させる第１検出処理の動作例を示す図である。
【図１０】図１０は、第２素子を送信部として機能させ、第１素子を受信部として機能させる第２検出処理の動作例を示す図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係る超音波検出器の構成を示す図である。
【図１２】図１２は、図１１におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線矢視断面図である。
【図１３】図１３は、図１２におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線矢視断面図である。
【図１４】図１４は、第３実施形態に係る超音波検出器の構成を示す図である。
【図１５】図１５は、第４実施形態に係る超音波検出器の構成を示す図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、図１５におけるＨ部の模式拡大図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１５におけるＨ部の模式拡大図である。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、図１５におけるＨ部の模式拡大図である。
【図１７】図１７は、第５実施形態に係る超音波検出器の構成を示す図である。
【図１８】図１８は、第６実施形態に係る超音波検出器の構成を示す図である。
【図１９】図１９は、第７実施形態に係る超音波検出器の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本願に係る超音波検出器を実施するための形態（以下、「実施形態」と呼ぶ）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本願に係る超音波検出器が限定されるものではない。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。
【００１４】
（第１実施形態）
〔１．車両１の構成〕
図１は、第１実施形態に係る超音波検出器３を含む障害物検知装置が搭載される車両１の平面図である。
【００１５】
図１に示す車両１は、例えば、エンジン等の内燃機関を駆動源とする自動車であってもよいし、モータ等の電動機を駆動源とする電気自動車や燃料電池自動車等であってもよいし、それらの双方を駆動源とするハイブリッド自動車であってもよい。車両１は、種々の変速装置を搭載することができるし、内燃機関や電動機を駆動するのに必要な種々の装置を搭載することもできる。車両１における車輪の駆動に関わる装置の方式、個数、及び、レイアウト等は、種々に設定することができる。
【００１６】
超音波検出器３は、超音波を送信し、障害物に当たって反射した超音波を受信する。これにより、超音波検出器３を含む障害物検知装置は、車両１周辺の障害物の有無や障害物までの距離を検知することができる。
【００１７】
第１実施形態に係る超音波検出器３は、車両１の車体を構成する金属板２の裏面、すなわち、外部に露出する面の反対側の面に取り付けられる。たとえば、図１に示すように、超音波検出器３は、車両１の側面に設けられるサイドドアを構成する金属板２Ｒ，２Ｌの裏面や、車両１の後方に設けられるバックドアを構成する金属板２Ｂの裏面等に取り付けられる。
【００１８】
このように、超音波検出器３は、金属板２越しに超音波を送信し、障害物から反射した超音波を金属板２越しに受信する。かかる超音波検出器３は、車両１の外側から視認されないため、車両１の意匠性を損なうことなく、超音波を検出することができる。
【００１９】
なお、超音波検出器３が取り付けられる場所は、サイドドアやバックドアに限らず、サイドミラーやバンパー等であってもよい。また、超音波検出器３が取り付けられる部材は、必ずしも金属であることを要せず、超音波を伝達し得るものであればよい。
【００２０】
〔２．制御システム１００の構成〕
車両１には、障害物検知装置を含む制御システム１００が設けられる。かかる制御システム１００の構成について図２を参照して説明する。図２は、第１実施形態に係る制御システム１００の構成を示すブロック図である。
【００２１】
図２に示すように、制御システム１００は、障害物検知装置の一例であり、複数の超音波検出器３と、ＥＣＵ１０と、車内ネットワーク２０とを備える。
【００２２】
ＥＣＵ１０は、車内ネットワーク２０を介して制御信号を送ることにより、超音波検出器３を制御することができる。なお、ＥＣＵ１０は、上記の他、ブレーキシステムの制御、操舵システムの制御等も実行し得る。
【００２３】
ＥＣＵ１０は、たとえば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１１と、ＳＳＤ（Solid  State  Drive）１２と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）１３と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）１４とを備える。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１３等の不揮発性の記憶装置にインストールされ記憶されたプログラムを実行することによって、障害物検知装置としての機能を実現する。ＲＡＭ１４は、ＣＰＵ１１での演算で用いられる各種のデータを一時的に記憶する。ＳＳＤ１２は、書き換え可能な不揮発性の記憶装置であって、ＥＣＵ１０の電源がオフされた場合にあってもデータを記憶することができる。ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１３、およびＲＡＭ１４等は、同一パッケージ内に集積され得る。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ１１に替えて、ＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）等の他の論理演算プロセッサや論理回路等が用いられる構成であってもよい。ＳＳＤ１２に替えてＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）が設けられてもよいし、ＳＳＤ１２またはＨＤＤは、ＥＣＵ１０とは別に設けられてもよい。
【００２４】
車内ネットワーク２０は、たとえばＣＡＮ（Controller  Area  Network）として構成される。
【００２５】
〔３．超音波検出器３の構成〕
次に、超音波検出器３の構成について図３および図４を参照して説明する。図３は、第１実施形態に係る超音波検出器３の構成を示す図である。また、図４は、図３に示すＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。
【００２６】
図３および図４に示すように、超音波検出器３は、第１素子３１と、第２素子３２と、制振材３３とを備える。第１素子３１、第２素子３２および制振材３３は、金属板２の裏面である取付面２１に取り付けられる。
【００２７】
第１素子３１および第２素子３２は、超音波の送信部および受信部として機能し得る。具体的には、第１素子３１および第２素子３２は、たとえば圧電セラミックス等の圧電材料および電極等を含んで構成され、逆圧電効果を利用することで超音波を発生させ、圧電効果を利用することで超音波を受信する。
【００２８】
制振材３３は、取付面２１の振動を減衰させる。制振材３３の材質は、特に限定されないが、たとえば、ゴム系、樹脂系、アスファルト系の材料を用いることができる。
【００２９】
制振材３３は、第１開口部３３１および第２開口部３３２を有する。第１開口部３３１および第２開口部３３２は、たとえば、制振材３３を真円状にくり抜いた部分である。第１開口部３３１には第１素子３１が配置され、第２開口部３３２には第２素子３２が配置される。
【００３０】
制振材３３は、第１素子３１と第２素子３２との間に配置されることで、たとえば、第１素子３１が超音波の送信部として機能する場合に、第１素子３１から取付面２１を介して第２素子３２に伝わる超音波を減衰させることができる。また、第２素子３２が超音波の送信部として機能する場合には、第２素子３２から取付面２１を介して第１素子３１に伝わる超音波を減衰させることができる。これにより、障害物から反射してきた超音波を適切に検出することが可能となる。この点について、参考例と比較しつつ具体的に説明する。
【００３１】
図５は、参考例に係る超音波検出器３Ｘの構成を示す図であり、図６は、図５におけるＶＩ−ＶＩ線矢視断面図である。また、図７は、参考例に係る超音波検出器３Ｘにより送信される超音波および受信される超音波の時間変化を模式的に示した図である。また、図８は、第１実施形態に係る超音波検出器３により送信される超音波および受信される超音波の時間変化を模式的に示した図である。
【００３２】
図５および図６に示すように、参考例に係る超音波検出器３Ｘは、取付面２１Ｘに取り付けられる。取付面２１Ｘは、たとえば車両を構成する金属板２Ｘの裏面である。
【００３３】
超音波検出器３Ｘは、圧電材料および電極等を含んで構成される１つの超音波素子を有しており、かかる１つの超音波素子を用いて金属板２Ｘ越しに超音波の送信および受信を行う。
【００３４】
このように、参考例に係る超音波検出器３Ｘは、１つの超音波素子を用いて超音波の送信および受信を行う。このため、図７に示すように、たとえば、超音波検出器３Ｘに比較的近い場所にある障害物から超音波Ｓ１が反射してきた場合であっても、超音波を送信する際の超音波検出器３Ｘ自体の振動の残響Ｅ１によって超音波Ｓ１が隠れてしまうことで、超音波Ｓ１を適切に検出することができないおそれがある。
【００３５】
また、超音波は金属中では減衰し難いため、金属板２Ｘ中には、超音波Ｓ０の残響Ｅ２が長時間残り続けることとなる。このため、超音波検出器３Ｘから比較的遠い場所にある障害物から超音波Ｓ２が反射してきた場合であっても、金属板２Ｘに残り続ける残響Ｅ２に超音波Ｓ２が隠れてしまうことで、超音波Ｓ２を適切に検出することができないおそれがある。
【００３６】
これに対し、第１実施形態に係る超音波検出器３では、第１素子３１および第２素子３２の２つの素子を設け、一方の素子を超音波の送信部として機能させ、他方の素子を超音波の受信部として機能させることとした。これにより、受信部として機能する素子（たとえば、第２素子３２）には、超音波を送信する際の素子自体の振動の残響Ｅ１が生じない。このため、図８に示すように、残響Ｅ１の影響を低減させることができる。したがって、第１実施形態に係る超音波検出器３によれば、超音波検出器３に比較的近い場所にある障害物から反射してきた超音波Ｓ１を適切に検出することができる。
【００３７】
また、第１実施形態に係る超音波検出器３では、第１素子３１と第２素子３２との間に制振材３３を設けることで、送信部として機能する素子から受信部として機能する素子へ金属板２を介して伝わる超音波を制振材３３により減衰させることとした。これにより、図８に示すように、金属板２中に生じる超音波の残響Ｅ２を低減させることができる。したがって、第１実施形態に係る超音波検出器３によれば、超音波検出器３から比較的遠い場所にある障害物から反射してきた超音波Ｓ２も適切に検出することができる。
【００３８】
また、第１実施形態に係る超音波検出器３では、第１素子３１を第１開口部３３１に配置し、第２素子３２を第２開口部３３２に配置することとしたため、残響Ｅ１，Ｅ２をより確実に減衰させることができる。
【００３９】
〔４．超音波検出器３の動作〕
次に、超音波検出器３の動作について図９および図１０を参照して説明する。図９は、第１素子３１を送信部として機能させ、第２素子３２を受信部として機能させる第１検出処理の動作例を示す図である。また、図１０は、第２素子３２を送信部として機能させ、第１素子３１を受信部として機能させる第２検出処理の動作例を示す図である。
【００４０】
ＥＣＵ１０は、超音波検出器３を制御することにより、第１素子３１から超音波を送信させて第２素子３２に受信させる第１検出処理と、第２素子３２から超音波を送信させて第１素子３１に受信させる第２検出処理とを交互に切り替えながら繰り返し実行する。ＥＣＵ１０は、第１検出処理および第２検出処理のいずれかにおいて超音波検出器３が超音波を受信した場合に障害物Ｔを検知する。
【００４１】
これにより、たとえば、図９および図１０に示すように、障害物Ｔから反射した超音波が、第１検出処理において第２素子３２（第１検出処理における受信部）に到達しなかった場合であっても、第２検出処理において第１素子３１（第２検出処理における受信部）に到達する可能性がある。したがって、たとえば第１検出処理および第２検出処理の一方のみを行う場合と比較して、障害物Ｔから反射した超音波をより確実に検出することができる。
【００４２】
なお、第１実施形態において、制振材３３は、必ずしも第１開口部３３１および第２開口部３３２を備えることを要しない。たとえば、制振材３３は、第１開口部３３１および第２開口部３３２のうち一方を備える構成であってもよいし、第１開口部３３１および第２開口部３３２を備えない構成であってもよい。すなわち、制振材３３は、少なくとも第１素子３１と第２素子３２との間に配置されて、金属板２を介して第１素子３１および第２素子３２の一方から他方へ伝わる超音波を減衰するものであればよい。
【００４３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る超音波検出器３Ａについて図１１〜図１３を参照して説明する。図１１は、第２実施形態に係る超音波検出器３Ａの構成を示す図である。また、図１２は、図１１におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線矢視断面図であり、図１３は、図１２におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線矢視断面図である。なお、ここでは、第１素子３１が超音波の送信部として機能し、第２素子３２が超音波の受信部として機能する場合を例に挙げて説明する。
【００４４】
図１１に示すように、第２実施形態に係る超音波検出器３Ａは、第１素子３１と、第２素子３２と、制振材３３Ａとを備える。第１素子３１、第２素子３２および制振材３３Ａは、取付面２１に取り付けられる。
【００４５】
制振材３３Ａは、第１開口部３３１Ａおよび第２開口部３３２Ａを備える。第１開口部３３１Ａおよび第２開口部３３２Ａは、いずれもスリット状を有し、同一の方向に沿って平行に延在する。また、第１開口部３３１Ａおよび第２開口部３３２Ａは、短手方向に並べて配置される。
【００４６】
第１開口部３３１Ａにおける長手方向両端部のうち一方の端部には、第１素子３１が配置される。また、第２開口部３３２Ａにおける長手方向両端部のうち他方の端部、言い換えれば、第１素子３１から遠い方の端部には、第２素子３２が配置される。
【００４７】
図１２に示すように、第１素子３１において発生した超音波は、金属板２のうち、第１開口部３３１Ａによって露出した区間を、第１開口部３３１Ａの一端から他端に向かって伝搬する。金属板２を伝搬する超音波は、金属板２上の各共振点において金属板２が振動することで、各共振点から空気中に放射される。
【００４８】
金属板２中における超音波の伝搬速度は、空気中における超音波の伝搬速度よりも速い。このため、金属板２のうち、第１開口部３３１Ａによって露出した区間から放射される超音波には、金属板２中および空気中における超音波の伝搬速度の差によって、金属板２に対して斜め方向の指向性が生じる。
【００４９】
このように、第２実施形態に係る超音波検出器３Ａによれば、スリット状の第１開口部３３１Ａを設けることで、第１開口部３３１Ａの長手方向に沿った広い範囲に超音波を送信することができる。また、金属板２に対して斜め方向の指向性を持った超音波を送信することができるため、金属板２の正面以外の任意の方向に存在する障害物を検知することができる。
【００５０】
また、図１３に示すように、障害物Ｔから反射してきた超音波は、金属板２のうち第２開口部３３２Ａによって露出する区間の何れかの場所に到達した場合に、かかる区間を伝搬して第２素子３２に到達することができる。このように、第２実施形態に係る超音波検出器３Ａによれば、スリット状の第２開口部３３２Ａに第２素子３２を配置することで、障害物Ｔから反射してきた超音波を広い範囲で受信することができる。また、第２開口部３３２Ａを第１開口部３３１Ａと平行に設けることで、任意の方向から飛来する超音波を適切に受信することができる。また、省スペース化を図ることができる。
【００５１】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る超音波検出器３Ｂについて図１４を参照して説明する。図１４は、第３実施形態に係る超音波検出器３Ｂの構成を示す図である。図１４に示すように、第３実施形態に係る超音波検出器３Ｂは、第１素子３１と、第２素子３２と、制振材３３Ｂとを備える。第１素子３１、第２素子３２および制振材３３Ｂは、取付面２１に取り付けられる。
【００５２】
第３実施形態に係る制振材３３Ｂは、第１開口部３３１Ｂおよび第２開口部３３２Ｂを備える。第１開口部３３１Ｂおよび第２開口部３３２Ｂは、第２実施形態に係る制振材３３Ａと比較して、短手方向における幅（スリット幅）が広く形成されている。
【００５３】
このように、第１開口部３３１Ｂのスリット幅を広くすることで、振動面が広がり、より強い強度で超音波が出力されるため、第２実施形態に係る超音波検出器３Ａと比較して、超音波をより遠くまで伝搬させることができる。すなわち、第２実施形態に係る超音波検出器３Ｂによれば、第２実施形態に係る超音波検出器３Ａと比較して、車両１からより遠くに存在する障害物を検知することができる。また、第２開口部３３２Ｂのスリット幅を広くすることで、第２実施形態に係る超音波検出器３Ａと比較して、障害物から反射してきた超音波をより広い範囲で受信することができる。
【００５４】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る超音波検出器３Ｃについて図１５を参照して説明する。図１５は、第４実施形態に係る超音波検出器３Ｃの構成を示す図である。
【００５５】
図１５に示すように、第４実施形態に係る超音波検出器３Ｃは、第１素子３１Ｃ１，３１Ｃ２と、第２素子３２と、制振材３３Ｃとを備える。第１素子３１Ｃ１，３１Ｃ２、第２素子３２および制振材３３Ｃは、取付面２１に取り付けられる。
【００５６】
制振材３３Ｃは、第１開口部３３１Ｃと、第２開口部３３２Ｃとを備える。第１開口部３３１Ｃは、第１延在部分３３１Ｃ１と、複数（ここでは、３つ）の第２延在部分３３１Ｃ２〜３３１Ｃ４とを備える。第１延在部分３３１Ｃ１は、第１方向に沿って延在する部分である。第１延在部分３３１Ｃ１の一端には、第１素子３１Ｃ１が配置され、他端には、第１素子３１Ｃ２が配置される。第１素子３１Ｃ１，３１Ｃ２は、同一波長の超音波を同一のタイミングで送信するようにＥＣＵ１０によって制御される。
【００５７】
複数の第２延在部分３３１Ｃ２〜３３１Ｃ４は、第１延在部分３３１Ｃ１の中途部から上記第１方向と異なる第２方向（ここでは、第１方向に対して直交する方向）に沿って延在する。複数の第２延在部分３３１Ｃ２〜３３１Ｃ４のうち、第２延在部分３３１Ｃ３は、第１延在部分３３１Ｃ１の長手方向中央に設けられる。また、第２延在部分３３１Ｃ２は、第１延在部分３３１Ｃ１の一端に配置される第１素子３１Ｃ１と第２延在部分３３１Ｃ３との間に設けられ、第２延在部分３３１Ｃ４は、第１延在部分３３１Ｃ１の他端に配置される第１素子３１Ｃ２と第２延在部分３３１Ｃ３との間に設けられる。
【００５８】
複数の第２延在部分３３１Ｃ２〜３３１Ｃ４は、第１素子３１Ｃ１，３１Ｃ２により送信される超音波の波長の整数倍の間隔をあけて配置される。同様に、第１素子３１Ｃ１と第２延在部分３３１Ｃ２とは、第１素子３１Ｃ１，３１Ｃ２により送信される超音波の波長の整数倍の間隔をあけて配置され、第１素子３１Ｃ２と第２延在部分３３１Ｃ４とは、第１素子３１Ｃ１，３１Ｃ２により送信される超音波の波長の整数倍の間隔をあけて配置される。
【００５９】
第２開口部３３２Ｃは、第１延在部分３３２Ｃ１と、複数（ここでは、３つ）の第２延在部分３３２Ｃ２〜３３２Ｃ４とを備える。第１延在部分３３２Ｃ１は、第２開口部３３２Ｃのうち第１方向に沿って延在する部分である。すなわち、第２開口部３３２Ｃの第１延在部分３３２Ｃ１は、第１開口部３３１Ｃの第１延在部分３３１Ｃ１と平行である。第１延在部分３３２Ｃ１の端部には、第２素子３２が配置される。
【００６０】
複数の第２延在部分３３２Ｃ２〜３３２Ｃ４は、第１延在部分３３２Ｃ１の中途部から上記第１方向と異なる第２方向（ここでは、第１方向に対して直交する方向）に沿って延在する。複数の第２延在部分３３２Ｃ２〜３３２Ｃ４のうち、第２延在部分３３２Ｃ３は、第１延在部分３３２Ｃ１の長手方向中央に設けられる。また、第２延在部分３３２Ｃ２は、第１延在部分３３２Ｃ１の一端と第２延在部分３３２Ｃ３との間に設けられ、第２延在部分３３２Ｃ４は、第１延在部分３３２Ｃ１の他端と第２延在部分３３２Ｃ３との間に設けられる。また、複数の第２延在部分３３２Ｃ２〜３３２Ｃ４は、第１開口部３３１Ｃが備える複数の第２延在部分３３１Ｃ２〜３３１Ｃ４と互い違いに配置される。
【００６１】
次に、第４実施形態に係る超音波検出器３Ｃの動作について図１６Ａ〜図１６Ｃを参照して説明する。図１６Ａ〜図１６Ｃは、図１５におけるＨ部の模式拡大図である。
【００６２】
第１素子３１Ｃ１（図１５参照）から送信された超音波は、図１６Ａに示すように、第１開口部３３１Ｃにおける第１延在部分３３１Ｃ１の一端から他端に向かって伝搬する。また、第１素子３１Ｃ２（図１５参照）から送信された超音波は、図１６Ａに示すように、第１延在部分３３１Ｃ１の他端から一端に向かって伝搬する。
【００６３】
これらの超音波は、第１素子３１Ｃ１および第１素子３１Ｃ２から同一のタイミングで送信される。このため、図１６Ｂに示すように、第１素子３１Ｃ１および第１素子３１Ｃ２から送信された超音波は、第１延在部分３３１Ｃ１の長手方向中央においてぶつかり合成される。この位置を合成ポイントＰと記載する。また、第１素子３１Ｃ１および第１素子３１Ｃ２から送信される超音波の波長は同一であるため、合成ポイントＰにおいて、第１素子３１Ｃ１および第１素子３１Ｃ２から送信される超音波の振幅よりも大きい振幅を持った合成波が発生する。
【００６４】
合成ポイントＰにおいて生じた合成波は、合成ポイントＰから放射状に広がる。ここで、合成ポイントＰである第１延在部分３３１Ｃ１の長手方向中央には、第２延在部分３３１Ｃ３が設けられている。このため、図１６Ｃに示すように、合成ポイントＰにおいて発生した合成波は、第２延在部分３３１Ｃ３にも伝搬する。
【００６５】
また、超音波の波長の整数倍の間隔で配置される第２延在部分３３１Ｃ２，３３１Ｃ４についても同様である。すなわち、第１延在部分３３１Ｃ１において第２延在部分３３１Ｃ２，３３１Ｃ４が設けられる場所が合成ポイントＰとなり、各合成ポイントＰにおいて発生した超音波の合成波が、第２延在部分３３１Ｃ２，３３１Ｃ４を伝搬することとなる。
【００６６】
このように、第４実施形態に係る超音波検出器３Ｃによれば、合成ポイントＰを超音波の擬似的な送信源とすることで、第１素子３１Ｃ１，３１Ｃ２から送信されて第１延在部分３３１Ｃ１に沿って進む超音波を、第１延在部分３３１Ｃ１とは異なる方向に沿って延在する第２延在部分３３１Ｃ２〜３３１Ｃ４にも伝搬させることができる。したがって、比較的少ない素子数でより広い範囲に超音波を送信することができる。
【００６７】
また、第４実施形態に係る超音波検出器３Ｃによれば、第１開口部３３１Ｃの第１延在部分３３１Ｃ１または第２延在部分３３１Ｃ２〜３３１Ｃ４から金属板２を介して空気中に送信された超音波の反射波を、第２開口部３３２Ｃの第１延在部分３３２Ｃ１または第２延在部分３３２Ｃ２〜３３２Ｃ４で受けて第２素子３２へ伝搬させることができる。
【００６８】
なお、複数の第２延在部分３３１Ｃ２〜３３１Ｃ４は、必ずしも、第１素子３１Ｃ１，３１Ｃ２から送信される超音波の波長の整数倍の間隔で配置されることを要しない。ＥＣＵ１０は、第１延在部分３３１Ｃ１から第２延在部分３３１Ｃ２〜３３１Ｃ４に分岐する各地点において合成ポイントＰが発生するように、第１素子３１Ｃ１，３１Ｃ２による超音波の送信タイミングをずらしてもよい。
【００６９】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態に係る超音波検出器３Ｄの構成について図１７を参照して説明する。図１７は、第５実施形態に係る超音波検出器３Ｄの構成を示す図である。
【００７０】
合成ポイントＰにおいて生じる合成波は放射状に広がるため、第２延在部分３３１Ｃ２〜３３１Ｃ４は、必ずしも第１延在部分３３１Ｃ１に対して直交することを要しない。
【００７１】
たとえば、図１７に示すように、第５実施形態に係る超音波検出器３Ｄは、２つの第１素子３１Ｄ１，３１Ｄ２と、３つの第２素子３２Ｄ１〜３２Ｄ３と、制振材３３Ｄとを備える。第１素子３１Ｄ１，３１Ｄ２、第２素子３２Ｄ１〜３２Ｄ３および制振材３３Ｄは、取付面２１に取り付けられる。
【００７２】
制振材３３Ｄは、第１開口部３３１Ｄと、複数の第２開口部３３２Ｄ１〜３３２Ｄ３とを備える。第１開口部３３１Ｄは、第１延在部分３３１Ｄ１と、３つの第２延在部分３３１Ｄ２〜３３１Ｄ４とを備える。第１延在部分３３１Ｄ１の一端には、第１素子３１Ｄ１が配置され、他端には、第１素子３１Ｄ２が配置される。
【００７３】
複数の第２延在部分３３１Ｄ２〜３３１Ｄ４は、それぞれ異なる方向に沿って延在する。具体的には、第２延在部分３３１Ｄ３は、第１延在部分３３１Ｄ１に直交する方向に延在する。一方、第２延在部分３３１Ｄ２および第２延在部分３３１Ｄ４は、第１延在部分３３１Ｄ１に対して斜め方向に延在する。具体的には、第２延在部分３３１Ｄ２および第２延在部分３３１Ｄ４は、第１延在部分３３１Ｄ１における第２延在部分３３１Ｄ２，３３１Ｄ４への分岐点から互いに遠ざかる方向に延在する。
【００７４】
このように、複数の第２延在部分３３１Ｄ２〜３３１Ｄ４をそれぞれ異なる方向に延在させることにより、たとえば複数の第２延在部分３３１Ｄ２〜３３１Ｄ４を同一の方向に延在させた場合と比較してより広い範囲に超音波を送信することができる。
【００７５】
複数の第２開口部３３２Ｄ１〜３３２Ｄ３は、それぞれ第１開口部３３１Ｄにおける複数の第２延在部分３３１Ｄ２〜３３１Ｄ４に隣接して配置され、第２延在部分３３１Ｄ２〜３３１Ｄ４と平行に延在する。各第２開口部３３２Ｄ１〜３３２Ｄ３の端部には、第２素子３２Ｄ１〜３２Ｄ３が配置される。このように、第２延在部分３３１Ｄ２〜３３１Ｄ４と平行に延在する第２開口部３３２Ｄ１〜３３２Ｄ３を設け、各第２開口部３３２Ｄ１〜３３２Ｄ３に第２素子３２Ｄ１〜３２Ｄ３を配置することで、障害物から反射してきた超音波を適切に受信することができる。
【００７６】
なお、ＥＣＵ１０は、たとえば、第１延在部分３３１Ｄ１における第２延在部分３３１Ｄ２〜３３１Ｄ４への各分岐点において合成ポイントＰが順番に発生するように、第１素子３１Ｄ１および第１素子３１Ｄ２から送信される超音波の送信タイミングを制御する。第２延在部分３３１Ｄ２〜３３１Ｄ４が超音波の波長の整数倍の間隔で配置される場合には、上記制御は不要である。
【００７７】
ここでは、第１開口部３３１Ｄが、それぞれ３つの第２延在部分３３１Ｄ２〜３３１Ｄ４を有する場合の例を示したが、第２延在部分の数は、３つに限定されない。また、第２開口部３３２Ｄ１〜３３２Ｄ３の数も、３つに限定されない。
【００７８】
（第６実施形態）
次に、第６実施形態に係る超音波検出器３Ｅの構成について図１８を参照して説明する。図１８は、第６実施形態に係る超音波検出器３Ｅの構成を示す図である。
【００７９】
図１８に示すように、第６実施形態に係る超音波検出器３Ｅは、２つの第１素子３１Ｅ１，３１Ｅ２と、４つの第２素子３２Ｅ１〜３２Ｅ４と、制振材３３Ｅとを備える。第１素子３１Ｅ１，３１Ｅ２、第２素子３２Ｅ１〜３２Ｅ４および制振材３３Ｅは、取付面２１に取り付けられる。
【００８０】
制振材３３Ｅは、第１開口部３３１Ｅと、４つの第２開口部３３２Ｅ１〜３３２Ｅ４とを備える。第１開口部３３１Ｅは、第１延在部分３３１Ｅ１と、４つの第２延在部分３３１Ｅ２〜３３１Ｅ５とを備える。第１延在部分３３１Ｅ１の一端には、第１素子３１Ｅ１が配置され、他端には、第１素子３１Ｅ２が配置される。
【００８１】
複数の第２延在部分３３１Ｅ２〜３３１Ｅ５は、第１延在部分３３１Ｅ１に対して斜め方向に沿って且つ互いに平行に延在する。このように、複数の第２延在部分３３１Ｅ２〜３３１Ｅ５を同一の方向に沿って延在させることで、たとえば、複数の第２延在部分３３１Ｅ２〜３３１Ｅ５を異なる方向に沿って延在させた場合と比較して、金属板２から空気中に放出される超音波の密度を高めることができる。
【００８２】
また、複数の第２延在部分３３１Ｅ２〜３３１Ｅ５は、たとえば、第１素子３１Ｅ１，３１Ｅ２から送信される超音波の１波長分の間隔をあけて配置される。このように、第１素子３１Ｅ１から送信される超音波と第１素子３１Ｅ２から送信される超音波とを１波長ごとに合成して第２延在部分３３１Ｅ２〜３３１Ｅ５に伝搬させることで、金属板２から空気中に放出される超音波の密度をさらに高めることができる。
【００８３】
複数の第２開口部３３２Ｅ１〜３３２Ｅ４は、それぞれ第１開口部３３１Ｅにおける複数の第２延在部分３３１Ｅ２〜３３１Ｅ５に隣接して配置され、第２延在部分３３１Ｅ２〜３３１Ｅ５と平行に延在する。各第２開口部３３２Ｅ１〜３３２Ｅ４の端部には、第２素子３２Ｅ１〜３２Ｅ４が配置される。
【００８４】
ここでは、第１開口部３３１Ｅが、４つの第２延在部分３３１Ｅ２〜３３１Ｅ５を有する場合の例を示したが、第２延在部分の数は、４つに限定されない。また、第２開口部３３２Ｅ１〜３３２Ｅ４の数も４つに限定されない。
【００８５】
（第７実施形態）
次に、第７実施形態に係る超音波検出器３Ｆの構成について図１９を参照して説明する。図１９は、第７実施形態に係る超音波検出器３Ｆの構成を示す図である。
【００８６】
図１９に示すように、第７実施形態に係る超音波検出器３Ｆは、２つの第１素子３１Ｆ１，３１Ｆ２と、９つの第２素子３２Ｆ１〜３２Ｆ９と、制振材３３Ｆとを備える。第１素子３１Ｆ１，３１Ｆ２、第２素子３２Ｆ１〜３２Ｆ９および制振材３３Ｆは、取付面２１に取り付けられる。
【００８７】
制振材３３Ｆは、第１開口部３３１Ｆと、９つの第２開口部３３２Ｆ１〜３３２Ｆ９とを備える。第１開口部３３１Ｆは、第１延在部分３３１Ｆ１と、９つの第２延在部分３３１Ｆ２〜３３１Ｆ１０とを備える。第１延在部分３３１Ｆ１の一端には、第１素子３１Ｆ１が配置され、他端には、第１素子３１Ｆ２が配置される。
【００８８】
第２延在部分３３１Ｆ３，３３１Ｆ６，３３１Ｆ９は、第１延在部分３３１Ｆ１に対して直交する方向に沿って互いに平行に延在する。また、第２延在部分３３１Ｆ２および第２延在部分３３１Ｆ４は、第２延在部分３３１Ｆ３の両側に配置され、第１延在部分３３１Ｆ１に対して斜めに且つ互いに遠ざかる方向に延在する。同様に、第２延在部分３３１Ｆ５および第２延在部分３３１Ｆ７は、第２延在部分３３１Ｆ６の両側に配置され、第１延在部分３３１Ｆ１に対して斜めに且つ互いに遠ざかる方向に延在する。同様に、第２延在部分３３１Ｆ８および第２延在部分３３１Ｆ１０は、第２延在部分３３１Ｆ９の両側に配置され、第１延在部分３３１Ｆ１に対して斜めに且つ互いに遠ざかる方向に延在する。
【００８９】
第２延在部分３３１Ｆ２，３３１Ｆ５，３３１Ｆ８は、互いに平行であり、第１素子３１Ｆ１，３１Ｆ２から送信される超音波の波長の整数倍の間隔をあけて配置される。同様に、第２延在部分３３１Ｆ３，３３１Ｆ６，３３１Ｆ９は、互いに平行であり、第１素子３１Ｆ１，３１Ｆ２から送信される超音波の波長の整数倍の間隔をあけて配置される。同様に、第２延在部分３３１Ｆ４，３３１Ｆ７，３３１Ｆ１０は、互いに平行であり、第１素子３１Ｆ１，３１Ｆ２から送信される超音波の波長の整数倍の間隔をあけて配置される。
【００９０】
ＥＣＵ１０は、第２延在部分３３１Ｆ２，３３１Ｆ５，３３１Ｆ８の延在方向に沿って超音波を送信する場合には、たとえば、第１延在部分３３１Ｆ１における第２延在部分３３１Ｆ２への分岐点において合成ポイントＰが発生するように、第１素子３１Ｆ１，３１Ｆ２から送信される超音波の送信タイミングを制御する。また、ＥＣＵ１０は、第２延在部分３３１Ｆ３，３３１Ｆ６，３３１Ｆ９の延在方向に沿って超音波を送信する場合には、たとえば、第１延在部分３３１Ｆ１における第２延在部分３３１Ｆ３への分岐点において合成ポイントＰが発生するように、第１素子３１Ｆ１，３１Ｆ２から送信される超音波の送信タイミングを制御する。また、ＥＣＵ１０は、第２延在部分３３１Ｆ４，３３１Ｆ７，３３１Ｆ１０の延在方向に沿って超音波を送信する場合には、たとえば、第１延在部分３３１Ｆ１における第２延在部分３３１Ｆ４への分岐点において合成ポイントＰが発生するように、第１素子３１Ｆ１，３１Ｆ２から送信される超音波の送信タイミングを制御する。これにより、超音波を任意の方向へ立体的に送信することができる。
【００９１】
ここでは、第１開口部３３１Ｆが、９つの第２延在部分３３１Ｆ２〜３３１Ｆ１０を有する場合の例を示したが、第２延在部分の数は、９つに限定されない。また、第２開口部３３２Ｆ１〜３３２Ｆ９の数も９つに限定されない。
【００９２】
上述してきたように、実施形態に係る超音波検出器（一例として、超音波検出器３，３Ａ〜３Ｆ）は、第１素子（一例として、第１素子３１，３１Ｃ１，３１Ｃ２，３１Ｄ１，３１Ｄ２，３１Ｅ１，３１Ｅ２，３１Ｆ１，３１Ｆ２）と、第２素子（一例として、第２素子３２，３２Ｄ１〜３２Ｄ３，３２Ｅ１〜３２Ｅ４，３２Ｆ１〜３２Ｆ９）と、制振材（一例として、制振材３３，３３Ａ〜３３Ｆ）とを備える。第１素子は、取付面２１に取り付けられ、超音波を送信する。第２素子は、取付面２１に取り付けられ、超音波を受信する。制振材は、取付面２１に取り付けられ、取付面２１の振動を減衰させる。また、制振材は、第１素子と前記第２素子との間に配置される。
【００９３】
このように、超音波を送信する第１素子と超音波を受信する第２素子とを備えることで、超音波を受信する第２素子に対し、超音波を送信する際の素子の振動を行わせないようにすることができる。これにより、第２素子に対して上記振動による残響を生じさせないようにすることができる。また、第１素子と第２素子との間に制振材を配置することで、第１素子から取付面を介して第２素子へ伝わる超音波の残響を減衰させることができる。このように、素子自体に生じる超音波の残響および取付面に生じる超音波の残響を低減することで、超音波の反射波を適切に検出することができる。
【００９４】
また、実施形態に係る超音波検出器（一例として、超音波検出器３，３Ａ〜３Ｆ）において、制振材（一例として、制振材３３，３３Ａ〜３３Ｆ）は、開口部（一例として、第１開口部３３１，３３１Ａ〜３３１Ｆ、第２開口部３３２，３３２Ａ〜３３２Ｃ，３３２Ｄ１〜３３２Ｄ３，３３２Ｅ１〜３３２Ｅ４，３３２Ｆ１〜３３２Ｆ９）を備えていてもよい。また、第１素子または第２素子は、開口部に配置されてもよい。このように、制振材に開口部を設けて、第１素子または第２素子を開口部に配置することで、第１素子から取付面を介して第２素子へ伝わる超音波の残響をより確実に減衰させることができる。
【００９５】
また、実施形態に係る超音波検出器（一例として、超音波検出器３Ａ〜３Ｆ）において、開口部（一例として、第１開口部３３１Ａ〜３３１Ｆ、第２開口部３３２Ａ〜３３２Ｃ，３３２Ｄ１〜３３２Ｄ３，３３２Ｅ１〜３３２Ｅ４，３３２Ｆ１〜３３２Ｆ９）は、スリット状を有していてもよい。これにより、たとえば、第１素子をスリット状の開口部に配置することで、開口部の長手方向に沿った広い範囲に超音波を送信することができる。また、第２素子をスリット状の開口部に配置することで、超音波の反射波をより広い範囲で受信することができる。
【００９６】
また、実施形態に係る超音波検出器（一例として、超音波検出器３Ａ〜３Ｆ）において、開口部は、第１開口部（一例として、第１開口部３３１Ａ〜３３１Ｆ）と、第１開口部と平行な第２開口部（一例として、第２開口部３３２Ａ〜３３２Ｃ，３３２Ｄ１〜３３２Ｄ３，３３２Ｅ１〜３３２Ｅ４，３３２Ｆ１〜３３２Ｆ９）とを含んでいてもよい。また、第１素子は、第１開口部に配置され、第２素子は、第２開口部に配置されてもよい。これにより、開口部の長手方向に沿った広い範囲に超音波を送信することができるとともに、超音波の反射波をより広い範囲で受信することができる。また、第２開口部を第１開口部と平行に設けることで、制振材の省スペース化を図りつつ、超音波の反射波を適切に受信することができる。
【００９７】
また、実施形態に係る超音波検出器（一例として、超音波検出器３Ｃ〜３Ｆ）は、２つの第１素子（一例として、第１素子３１Ｃ１，３１Ｃ２，３１Ｄ１，３１Ｄ２，３１Ｅ１，３１Ｅ２，３１Ｆ１，３１Ｆ２）を備えていてもよい。また、第１開口部（一例として、第１開口部３３１Ｃ〜３３１Ｆ）は、第１方向に沿って延在する第１延在部分（一例として、第１延在部分３３１Ｃ１〜３３１Ｆ１）と、第１延在部分の中途部において第１延在部分から分岐し、第１方向と異なる第２方向に沿って延在する第２延在部分（一例として、第２延在部分３３１Ｃ２〜３３１Ｃ４，３３１Ｄ２〜３３１Ｄ４，３３１Ｅ２〜３３１Ｅ５，３３１Ｆ２〜３３１Ｆ１０）とを備えていてもよい。また、２つの第１素子のうち一方は、第１延在部分の一端に配置され、２つの第１素子のうち他方は、第１延在部分の他端に配置されてもよい。２つの第１素子から送信された超音波が合成され、その合成波が第２延在部分に伝搬することで、より広い範囲に超音波を送信することができる。
【００９８】
以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態および変形例はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態や変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各実施形態や各変形例の構成や形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１…車両、２…金属板、３…超音波検出器、１０…ＥＣＵ、３１…第１素子、３２…第２素子、３３…制振材、３３１…第１開口部、３３２…第２開口部。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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