(57)【要約】  物体検出装置は、電気信号を超音波に変換する送波器（１１）を有し超音波を利用して物体を検出する超音波センサ（１０）と、送波器（１０）を保護するバッフル（２０）と、を備える。送波器（１１）は、超音波を通す音孔（１１１）を前面に有する。バッフル（２０）は、送波器（１１）の上記前面を覆う板状のマスク（２１）と、マスク（２１）に形成され、超音波を通す開口（２２）と、を有する。開口（２２）は、縦と横の長さが異なる四辺形状に形成される。開口（２２）の大きさは、音孔（１１１）の大きさよりも小さい。
2011010494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号を超音波に又は超音波を電気信号に変換する電気音響変換器を有し、超音波を利用して物体を検出する超音波センサと、
上記電気音響変換器を保護するバッフルと、を備え、
上記電気音響変換器は、上記超音波を通す音孔を前面に有し、
上記バッフルは、
上記電気音響変換器の上記前面を覆う板状のマスクと、
上記マスクに形成され上記超音波を通す開口と、を有し、
上記開口は、縦と横の長さが異なる四辺形状に形成され、
上記開口の大きさは、上記音孔の大きさよりも小さい
ことを特徴とする物体検出装置。
【請求項２】
上記開口の縦の長さは、８ｍｍ未満である
ことを特徴とする請求項１記載の物体検出装置。
【請求項３】
上記音孔は円形状であり、
上記開口の縦の長さは、上記音孔の直径の８０％未満である
ことを特徴とする請求項１記載の物体検出装置。
【請求項４】
上記バッフルは、上記開口内に配置され上記開口を所定方向に沿って並ぶ複数のスリットに分割するバーを有し、
上記バーの幅は、上記スリットの幅の約１．５倍以下である
ことを特徴とする請求項２または３記載の物体検出装置。
【請求項５】
上記スリットは、上記開口の横方向に沿って並んでいる
ことを特徴とする請求項４記載の物体検出装置。
【請求項６】
上記スリットは、上記開口の縦方向に沿って並んでいる
ことを特徴とする請求項４記載の物体検出装置。
【請求項７】
上記マスクの前面には、凹所が形成され、
上記開口は、上記凹所の底面に形成されている
ことを特徴とする請求項４記載の物体検出装置。
【請求項８】
上記開口の内面の法線方向と上記マスクの厚み方向との間の角度は鋭角である
ことを特徴とする請求項４記載の物体検出装置。
【請求項９】
電気信号を超音波に又は超音波を電気信号に変換し、超音波を通す音孔を前面に有する電気音響変換器を保護するバッフルであって、
上記バッフルは、
上記電気音響変換器の上記前面を覆う板状のマスクと、
上記マスクに形成され上記超音波を通す開口と、を有し、
上記開口は、縦と横の長さが異なる四辺形状に形成され、
上記開口の大きさは、上記音孔の大きさよりも小さい
ことを特徴とするバッフル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体検出装置に関し、特に超音波を利用して物体を検出する超音波センサを用いる物体検出装置、およびそれに用いられる超音波センサ用のバッフルに関する。
【背景技術】
【０００２】
文献１（特開２００８−１５１５０６号公報）は、超音波を利用して物体（移動体）を検出する超音波センサを用いる移動体検出装置（物体検出装置）を開示する。超音波センサは、超音波を出力する送波器と、超音波を受け取る受波器とを備える。送波器は、たとえば、電気信号を超音波に変換する超音波スピーカである。受波器は、超音波を電気信号に変換する超音波マイクロフォンである。移動体検出装置は、たとえば、車両の盗難や車上盗難を防止するために車内に設置される。【０００３】
このような移動体検出装置を車内に設置する際には、電気音響変換器を隠すために電気音響変換器の前方にバッフルが配置される。このバッフルは、超音波を通すための開口を有する。そのため、ゴミなどの異物が開口を通ってバッフル内に侵入して電気音響変換器に付着するおそれがある。電気音響変換器に異物が付着すると、超音波の特性が変化してしまうおそれがある。【０００４】
また、車内（物体検出装置で物体を検出したい空間）は高さ方向の寸法よりも水平方向（車両の縦方向並びに横方向）の寸法のほうが大きい。しかしながら、従来から提案されている送波器や受波器は、一様な指向性を有している。すなわち、送波器や受波器の前面方向（指向性の０°方向）に平行する面内において、指向性は角度によらず一定である。そのため、車内の水平方向の寸法に合わせて送波器や受波器を選択すると、車内の高さ方向の寸法に比べて指向性が広くなりすぎる。逆に、車内の高さ方向の寸法に合わせて送波器や受波器を選択すると、車内の水平方向の寸法に比べて指向性が狭くなりすぎる。
【発明の開示】
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みて為された。本発明の目的は、無駄な電力消費を抑えることができ、しかも超音波センサの電気音響変換器に異物が付着することを防止できる物体検出装置およびバッフルを提供することである。
【０００６】
本発明に係る物体検出装置は、電気信号を超音波に又は超音波を電気信号に変換する電気音響変換器を有し超音波を利用して物体を検出する超音波センサと、上記電気音響変換器を保護するバッフルと、を備える。上記電気音響変換器は、上記超音波を通す音孔を前面に有する。上記バッフルは、上記電気音響変換器の上記前面を覆う板状のマスクと、上記マスクに形成され上記超音波を通す開口と、を有する。上記開口は、縦と横の長さが異なる四辺形状に形成される。上記開口の大きさは、上記音孔の大きさよりも小さい。
【０００７】
好ましくは、上記開口の縦の長さは、８ｍｍ未満である。
【０００８】
好ましくは、上記音孔は円形状であり、上記開口の縦の長さは、上記音孔の直径の８０％未満である。
【０００９】
より好ましくは、上記バッフルは、上記開口内に配置され上記開口を所定方向に沿って並ぶ複数のスリットに分割するバーを有し、上記バーの幅は、上記スリットの幅の約１．５倍以下である。
【００１０】
この場合において、上記スリットは、上記開口の横方向に沿って並んでいることが好ましい。あるいは、上記スリットは、上記開口の縦方向に沿って並んでいることが好ましい。
【００１１】
また、この場合において、上記マスクの前面には、凹所が形成され、上記開口は、上記凹所の底面に形成されていることが好ましい。
【００１２】
好ましくは、上記開口の内面の法線方向と上記マスクの厚み方向との間の角度は鋭角である。
【００１３】
本発明に係るバッフルは、電気信号を超音波に又は超音波を電気信号に変換し、超音波を通す音孔を前面に有する電気音響変換器を保護するために用いられる。上記バッフルは、上記電気音響変換器の上記前面を覆う板状のマスクと、上記マスクに形成され上記超音波を通す開口と、を有する。上記開口は、縦と横の長さが異なる四辺形状に形成される。上記開口の大きさは、上記音孔の大きさよりも小さい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態の物体検出装置の送波器とバッフルとを示す断面図であり、（ｂ）は物体検出装置の前面図である。
【図２】物体検出装置に用いられる超音波センサのブロック図である。
【図３】超音波の横指向性を示すグラフである。
【図４】超音波の縦指向性を示すグラフである。
【図５】超音波の縦指向性を示すグラフである。
【図６】超音波の正面の音圧の周波数依存性を示すグラフである。
【図７】超音波の正面の音圧と開口厚との関係を示すグラフである。
【図８】超音波の指向性を示すグラフである。
【図９】超音波の正面の音圧の周波数依存性を示すグラフである。
【図１０】バッフルの変形例を示す図である。
【図１１】バッフルの変形例を示す図である。
【図１２】（ａ），（ｂ）はバッフルの変形例を示す図である。
【図１３】（ａ），（ｂ）はバッフルの変形例を示す図である。
【図１４】（ａ），（ｂ）はバッフルの変形例を示す図である。
【図１５】（ａ），（ｂ），（ｃ）はバッフルの変形例を示す図である。
【図１６】（ａ），（ｂ）はバッフルの変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の一実施形態の物体検出装置は、たとえば、自動車などの車両の内部に侵入した侵入者（不審者）を検出する侵入センサとして用いられる。本実施形態において、物体検出装置は、車両内の構造物に取り付けられる。車両内の構造物は、たとえば、自動車の車内の天井に設置されるオーバヘッドモジュール（オーバヘッドコンソール）や、ルームランプ、ピラー（たとえば、Ａピラー、Ｂピラー、Ｃピラー、Ｄピラー等）、天井面、壁面、ダッシュボード、バックドアである。【００１６】
本実施形態の物体検出装置は、図１，２に示すように、超音波を利用して監視空間（たとえば車内）に存在する物体（侵入者）を検出する超音波センサ１０を備える。【００１７】
超音波センサ１０は、図２に示すように、送波器１１と、発振器１２と、駆動回路１３と、受波器１４と、受波回路１５と、位相検波回路１６と、演算器１７と、を備える。【００１８】
送波器１１は、超音波（送波）を発生するように構成される。送波器１１は、たとえば、超音波スピーカ、すなわち、電気信号を超音波に変換する電気音響変換器である。送波器１１は、前方（図１（ａ）における上方）に超音波を出力するように構成される。本実施形態では、送波器１１は、図１（ｂ）に示すように、超音波を通す音孔（開口部）１１１を前面に有している。送波器１１の音孔１１１は円形状（正円形状）である。音孔１１１の直径（送波器１１の開口径）は、たとえば１０ｍｍである。ただし、音孔１１１の形状は、正円形状に限定されない。【００１９】
発振器１２は、所定の発振周波数（たとえば、４０ｋＨｚ）の発振信号（送波信号）を出力するように構成される。【００２０】
駆動回路１３は、発振器１２より出力された発振信号を利用して送波器１１を駆動することにより発振信号の発振周波数に等しい周波数の超音波を送波器１１に発生させるように構成される。【００２１】
受波器１４は、送波器１１から監視空間に出力された後に監視空間内に存在する物体で反射された超音波（反射波、受波）を受け取り、受け取った超音波に応じた電気信号（受波信号）を出力するように構成される。受波器１４は、たとえば、超音波マイクロフォン、すなわち、超音波を電気信号に変換する電気音響変換器である。本実施形態では、受波器１４は、超音波を通す音孔（図示せず）を前面に有している。受波器１４の音孔は円形状（正円形状）である。受波器１４の音孔の直径（受波器１４の開口径）は、たとえば１０ｍｍである。ただし、受波器１４の音孔の形状は、正円形状に限定されない。【００２２】
なお、送波器１１と受波器１４とを、電気信号を超音波に変換し、かつ、超音波を電気信号に変換する電気音響変換器である超音波トランスデューサで兼用してもよい。【００２３】
受波回路１５は、受波器１４から受け取った受波信号を増幅するとともに、受波信号の波形を整形して、位相検波回路１６に出力するように構成される。【００２４】
位相検波回路１６は、受波回路１５から受け取った受波信号と、発振器１２から受け取った送波信号とをミキシングすることで、受波信号と送波信号との位相差に応じたうなりを有する位相検波信号（ドップラ信号）を生成して演算器１７に出力するように構成される。【００２５】
演算器１７は、位相検波回路１６から得たドップラ信号に基づいて物体の移動量を求めるように構成される。演算器１７は、物体の移動量を示す値が所定値を超えると、監視空間内に移動体（侵入者）が存在すると判断して検出信号を出力するように構成される。尚、演算器１７はマイクロコンピュータを用いて構成されている。【００２６】
また、本実施形態の物体検出装置は、超音波センサ１０の送波器１１を保護するカバーであるバッフル（音響マスク）２０を備える。バッフル２０は、電気音響変換器（送波器１１や受波器１４）の指向性を調整するためのホーンとして機能する。【００２７】
バッフル２０は、図１（ａ）に示すように、超音波センサ１０の送波器１１の前方に配置される。図１（ａ）では、バッフル２０と送波器１１とは接触しているが、バッフル２０は、送波器１１から離間して配置されていてもよい。【００２８】
バッフル２０は、マスク２１と、開口２２と、バー２３と、を有する。【００２９】
マスク２１は、板状に形成される。マスク２１の材料は、たとえば、金属や樹脂である。たとえば、マスク２１は、一辺が２５ｍｍの正方形の板状に形成される。マスク２１の厚みは、１．００ｍｍｍ以上１．５０ｍｍ以下である。本実施形態では、マスク２１の厚みは、１．２５ｍｍである。なお、マスク２１は、一辺が１３０ｍｍの正方形の板状に形成されていてもよい。要するに、マスク２１は、送波器１１の前面を覆って送波器１１を隠すことができる大きさであればよい。【００３０】
開口２２は、超音波センサ１０の送波器１１が発生させた超音波を通すためにマスク２１に形成されている。開口２２の大きさは、送波器１１の音孔１１１の大きさよりも小さい。開口２２は、図１（ｂ）に示すように、四辺形状である。【００３１】
本実施形態では、開口２２は、縦と横の長さが異なる長方形状である。すなわち、開口２２は、細長い孔である。以下では、開口２２の縦（長軸方向）の長さを開口長Ｌといい、開口２２の横の長さ（短軸方向）の長さを開口幅Ｄという。また、開口２２の厚みを開口厚Ｔという。【００３２】
本実施形態では、開口長Ｌは７ｍｍ、開口幅Ｄは３ｍｍ、開口厚Ｔは１．２５ｍｍである。なお、本実施形態において、開口２２の厚みは、マスク２１およびバー２３ならびにスリット２４の厚みと等しい。【００３３】
本実施形態では、超音波を利用して侵入者の検出を行うため、超音波の指向性は広いほうが好ましい。たとえば、物体検出装置を車両に用いる場合、水平方向における指向性の半値角は１４０°以上、特に１６０°以上であることが好ましい。【００３４】
図３は、開口２２の横方向における指向性（以下、「横指向性」と略す）を示すグラフである。横軸は角度［ｄｅｇ］であり、縦軸は超音波強度（音圧）の利得［ｄＢ］である。なお、利得の基準は、バッフル２０がない場合の超音波の音圧である。【００３５】
グラフＤ０は、バッフル２０がない場合の超音波の横指向性を示す。グラフＤ１は、開口幅Ｄが７ｍｍである場合の超音波の横指向性を示す。グラフＤ１は、開口幅Ｄが５ｍｍである場合の超音波の横指向性を示す。グラフＤ３は、開口幅Ｄが３ｍｍである場合の超音波の横指向性を示す。【００３６】
図３のグラフから明らかなように、開口幅Ｄが狭くなるほど、超音波の横指向性が広くなることがわかる。【００３７】
また、実験の結果によれば、開口幅Ｄが４ｍｍを越えると半値角が急激に小さくなる。したがって、半値角を１５５°以上にするためには、開口幅Ｄは、４ｍｍ以下とすることが好ましい。なお、開口幅Ｄの変化によって、温度特性（−４０℃〜＋８５℃の範囲での温度特性）が大きく変化することはなく、少なくとも開口幅Ｄが３ｍｍ〜５ｍｍであれば、温度特性は±１ｄＢの範囲に収まる。【００３８】
図４は、開口２２の縦方向における超音波の指向性（以下、「縦指向性」と略す）を示すグラフである。横軸は角度［ｄｅｇ］であり、縦軸は超音波の音圧の利得［ｄＢ］である。なお、利得の基準は、バッフル２０がない場合の超音波の音圧である。【００３９】
グラフＦ０は、バッフル２０がない場合の超音波の縦指向性を示す。グラフＦ１は、周波数が３８ｋＨｚである超音波の縦指向性を示す。グラフＦ２は、周波数が４０ｋＨｚである超音波の縦指向性を示す。グラフＦ３は、周波数が４２ｋＨｚである超音波の縦指向性を示す。グラフＦ４は、周波数が４４ｋＨｚである超音波の縦指向性を示す。グラフＦ５は、周波数が４６ｋＨｚである超音波の縦指向性を示す。なお、図４に示すグラフＦ１〜Ｆ５において、バッフル２０の開口２２の開口長Ｌは９ｍｍである。【００４０】
通常、超音波の周波数が変わっても、超音波の縦指向性の形は変わらずに、その大きさだけが変わる。しかしながら、図４のグラフから明らかなように、開口長Ｌによっては、超音波の指向性（主に縦指向性）に大きな周波数依存性が生じる。特に、グラフＦ３では、他のグラフＦ１，Ｆ２，Ｆ４，Ｆ５とは異なり、０°付近に谷が生じている。このように、超音波の周波数によって縦指向性が大きく変わると、物体検出装置の検知範囲が大きく変わるため、性能が安定しなくなる。【００４１】
ここで、周波数と音速との間には相関があり、音速は温度に依存する。そのため、送波器１１から出力される超音波の周波数は、温度によって変化する。すなわち、周波数依存性（周波数特性）は、温度依存性（温度特性）と同義であると考えることができる。【００４２】
したがって、物体検出装置が様々な環境下で安定した性能を発揮するためには、温度特性を安定化させる必要である。【００４３】
図５は、超音波の縦指向性を示すグラフである。横軸は角度［ｄｅｇ］であり、縦軸は超音波の音圧の利得［ｄＢ］である。なお、利得の基準は、バッフル２０がない場合の超音波の音圧である。【００４４】
グラフＬ０は、バッフル２０がない場合の超音波の縦指向性を示す。グラフＬ１１は、開口長Ｌが９ｍｍである場合の超音波の縦指向性を示す。グラフＬ１２は、開口長Ｌが８ｍｍである場合の超音波の縦指向性を示す。指向性を示す。グラフＬ１３は、開口長Ｌが７ｍｍである場合の超音波の縦指向性を示す。指向性を示す。グラフＬ１４は、開口長Ｌが６ｍｍである場合の超音波の縦指向性を示す。なお、図５に示すグラフにおいて、超音波の周波数は４２ｋＨｚである。【００４５】
図５のグラフから明らかなように開口長Ｌが８ｍｍ以上になると、０°方向付近に谷が生じている。【００４６】
次に、超音波の正面の音圧の周波数依存性を図６に示す。横軸は超音波の周波数［ｋＨｚ］であり、縦軸は超音波の正面の音圧の利得［ｄＢ］である。なお、利得の基準は、バッフル２０がない場合の超音波の正面の音圧である。【００４７】
図６において、グラフＬ２１は、開口長Ｌが９ｍｍである場合の超音波の正面の音圧の周波数依存性を示す。グラフＬ２２は、開口長Ｌが８ｍｍである場合の超音波の正面の音圧の周波数依存性を示す。グラフＬ２３は、開口長Ｌが７ｍｍである場合の超音波の正面の音圧の周波数依存性を示す。グラフＬ２４は、開口長Ｌが６ｍｍである場合の超音波の正面の音圧の周波数依存性を示す。【００４８】
図６のグラフから明らかなように、開口長Ｌが８ｍｍ未満になると、周波数特性が安定することがわかった。上述したように、周波数特性と温度特性とは同義である。よって、安定した温度特性を得るためには、開口長Ｌを８ｍｍ未満とすることが好ましく、特に開口長Ｌを７ｍｍ以下とすることが好ましい。ここで、実験に使用された送波器１１の開口径は１０ｍｍである。よって、換言すれば、開口長Ｌは、送波器１１の開口径の８０％未満であることが好ましく、送波器１１の開口径の７０％以下であることがより好ましい。この点は、受波器１４においても同様である。すなわち、開口長Ｌは、電気音響変換器の開口径の８０％未満であることが好ましく、電気音響変換器の開口径の７０％以下であることが特に好ましい。【００４９】
図７は、超音波の正面の音圧と、開口厚Ｔとの関係を示すグラフである。横軸は開口厚Ｔ［ｍｍ］であり、縦軸は超音波強度（音圧）の利得［ｄＢ］である。なお、利得の基準は、バッフル２０がない場合の超音波の音圧である。【００５０】
図７のグラフから明らかなように、開口厚Ｔが１．２５ｍｍで利得が最大になる。また、開口厚Ｔが１．０ｍｍ以上１．５以下の範囲であれば、利得の変化が小さい。よって、開口厚Ｔを１．０ｍｍ以上１．５以下とすれば、バッフル２０の成形誤差に起因する利得の変化を抑制できる。【００５１】
バー２３は、直線状に形成されている。バー２３は、たとえば、マスク２１と一体に形成されている。バー２３は、開口２２を所定方向に沿って並ぶ複数のスリット２４に分割するように開口２２内に配置されている。本実施形態のバッフル２０は、開口２２を縦方向（長軸方向）に横断する１つのバー２３を備えている。そのため、開口２２は、短軸方向に沿って並ぶ２つのスリット２４に分割されている。バー２３は開口２２の中心を通るように配置されている。よって、２つのスリット２４の幅ｄ２は互いに等しい。【００５２】
図１（ｂ）に示す形状のバッフル２０について、バー２３の幅ｄ１が超音波の指向性（縦指向性）に与える影響を調べたところ、図８，９に示す結果が得られた。【００５３】
図８は、超音波の指向性（縦指向性）を示す。横軸は角度［ｄｅｇ］であり、縦軸は超音波の正面の音圧の利得［ｄＢ］である。なお、利得の基準は、バッフル２０がない場合の超音波の音圧である。【００５４】
グラフＢ１１は、バー２３の幅ｄ１が１．０ｍｍである場合の超音波の指向性を示す。グラフＢ１２は、ｄ１が１．２ｍｍである場合の超音波の指向性を示す。グラフＢ１３は、ｄ１が１．４ｍｍである場合の超音波の指向性を示す。グラフＢ１４は、ｄ１が１．６ｍｍである場合の超音波の指向性を示す。グラフＢ１５は、ｄ１が２．０ｍｍである場合の超音波の指向性を示す。グラフＢ１６は、ｄ１が２．５ｍｍである場合の超音波の指向性を示す。なお、開口幅Ｄは４ｍｍであり、２つのスリット２４の幅ｄ２は互いに等しい。また、超音波の周波数は４２ｋＨｚである。【００５５】
図８のグラフから明らかなように、バー２３の幅ｄ１が２．０ｍｍ以下であれば、バー２３の存在は利得にほとんど影響を与えない。しなしながら、バー２３の幅ｄ１が２．５ｍｍになると、利得が大きく減少する。【００５６】
よって、開口幅Ｄ＝４．０ｍｍである場合には、バー２３の幅ｄ１が２．０ｍｍ以下、すなわちＤ／２以下（スリット２４の幅ｄ２が１．０ｍｍ以上）であれば、超音波の指向性に悪影響が生じることがない。すなわち、指向性に関しては、ｄ１≦２×ｄ２を満たせばよい。【００５７】
図９は、超音波の正面の音圧の周波数依存性を示す。横軸は超音波の周波数［ｋＨｚ］であり、縦軸は超音波の正面の音圧の利得［ｄＢ］である。なお、利得の基準は、バッフル２０がない場合の超音波の正面の音圧である。【００５８】
グラフＢ２１は、バー２３の幅ｄ１が１．０ｍｍである場合の超音波の正面の音圧の周波数依存性を示す。グラフＢ２２は、ｄ１が１．２ｍｍである場合の超音波の正面の音圧の周波数依存性を示す。グラフＢ２３は、ｄ１が１．４ｍｍである場合の超音波の正面の音圧の周波数依存性を示す。グラフＢ２４は、ｄ１が１．６ｍｍである場合の超音波の正面の音圧の周波数依存性を示す。グラフＢ２５は、ｄ１が２．０ｍｍである場合の超音波の正面の音圧の周波数依存性を示す。グラフＢ２６は、ｄ１が２．５ｍｍである場合の超音波の正面の音圧の周波数依存性を示す。【００５９】
図９のグラフから明らかなように、バー２３の幅ｄ１が１．６ｍｍ以下であれば、バー２３の存在は超音波の周波数特性にほとんど影響を与えない。しなしながら、バー２３の幅ｄ１が２．０ｍｍ以上になると、周波数が高くなるにつれて利得が減少してしまう。【００６０】
よって、開口幅Ｄ＝４．０ｍｍである場合には、バー２３の幅ｄ１が１．６ｍｍ以下、すなわち、２／５×Ｄ以下（スリット２４の幅ｄ２が１．２ｍｍ以上）であれば、超音波の温度特性に悪影響が生じることがない。すなわち、温度特性に関しては、ｄ１≦４／３×ｄ２を満たせばよい。【００６１】
同様な実験を繰り返し行った結果、バー２３の幅ｄ１が、スリット２４の幅ｄ１の約１．５倍以下であれば、バー２３の存在によって、超音波センサ１０の送波器１１の温度特性および指向性が劣化しないという結果が得られた。特に、バー２３の幅ｄ１が、スリット２４の幅ｄ１の１．５倍以下であることが好ましい。【００６２】
以上述べたように、本実施形態の物体検出装置は、電気信号を超音波に変換する送波器１１を有し超音波を利用して物体を検出する超音波センサ１０と、送波器１１を保護するバッフル２０と、を備える。送波器１１は、超音波を通す音孔１１１を前面に有する。バッフル２０は、送波器１１の上記前面を覆う板状のマスク２１と、マスク２１に形成され送波器１１が発生させた超音波を通す開口２２と、を有する。開口２２は、縦と横の長さが異なる四辺形状に形成される。開口２２の大きさは、音孔１１１の大きさよりも小さい。【００６３】
本実施形態の物体検出装置によれば、開口２２は、縦と横の長さが異なる四辺形状に形成されている。この場合には、開口２２の縦方向において指向性が狭くなり、開口２２の横方向において指向性が広くなる。一般に、車内は、高さ寸法（縦の寸法）が幅寸法（横の寸法）よりも小さい。したがって、物体検出装置の検出範囲を自動車の車内の形状に応じた範囲とすることができる。そのため、バッフル２０を、開口２２の縦方向が車内の高さ方向に一致するように設置することで、物体検出装置の超音波の指向性を車内の高さ方向においては狭く、車内の幅方向においては広くすることができる。このようにすれば、車内の必要十分な範囲に超音波を出力できる。よって、超音波のエネルギーを効率良く使用でき、無駄な電力消費を抑えることができる。また、開口２２の大きさは、音孔１１１の大きさよりも小さいから、超音波センサ１０の電気音響変換器（送波器１１）に異物が付着することを防止できる。また、開口２２の大きさが音孔１１１の大きさよりも大きい場合に比べれば、送波器１１を目立たなくすることができる。【００６４】
なお、超音波を電気信号に変換する電気音響変換器である受波器１４の前方にだけバッフル２０を配置してもよい。この場合、バッフル２０のマスク２１は、受波器１４の前面を覆って受波器１４を隠すことができる大きさに形成される。また、開口２２の大きさは、受波器１４の音孔の大きさよりも小さい。なお、送波器１１と受波器１４のそれぞれの前方にバッフル２０を配置してもよい。要するに、バッフル２０は、電気信号を超音波に、又は、超音波を電気信号に変換する電気音響変換器を保護するために用いられる。【００６５】
開口長Ｌは、８ｍｍ未満であることが好ましい。特に、開口長Ｌは、７ｍｍ以下であることが好ましい。開口長Ｌを７ｍｍ以下とすることで、温度特性が悪化することを防止できる。なお、開口長Ｌの下限値は、開口幅Ｄである。【００６６】
また、本実施形態の物体検出装置では、バッフル２０は、開口２２内に配置され開口２２を所定方向に沿って並ぶ複数のスリット２４に分割する直線状のバー２３を有する。バー２３の幅ｄ１は、スリット２４の幅ｄ２の約１．５倍以下である。【００６７】
本実施形態の物体検出装置によれば、開口２２内にバー２３が配置されているため、ゴミなどの異物が開口２２を通って超音波センサ１０の送波器１１に付着することを防止できる。そのため、異物の付着による超音波センサ１０の性能の低下を防止できる。しかも、上述したように、バー２３のために温度特性や指向性が悪化してしまうことがない。よって、温度特性および指向性を維持しながらも超音波センサ１０の送波器１１に異物が付着することを防止できる。このようにバー２３を設けることで、送波器１１を目立たなくすることができ、意匠性を向上できる。【００６８】
なお、スリット２４の幅は必ずしも互いに等しい必要はない。同様にバー２３の幅は必ずしも互いに等しい必要はない。要するに、幅が最も広いバー２３の幅が、幅が最も狭いスリット２４の幅の約１．５倍以下であればよい。【００６９】
ところで、図１（ｂ）に示す例では、開口２２の形状は、長方形状である。しかしながら、開口２２の形状は、たとえば図１０に示すように四辺形状であってもよいし、図１１に示すように円形状であってもよい。また、開口２２の形状は、正方形状や、楕円形状であってもよい。さらに、開口２２の形状は、図１５（ｂ），（ｃ）に示すように、角が取れた四辺形状であってもよい。【００７０】
図１（ｂ）に示す例では、バー２３の数は１つである。しかしながら、図１２（ａ）に示すように、バー２３の数は２つであってもよい。要するに、バー２３は複数設けられていてもよい。したがって、スリット２４の数も３以上であってもよい。【００７１】
図１２（ａ）に示す例では、スリット２４（バー２３）は、開口２２の横方向（短軸方向）に沿って並んでいる。しかしながら、図１２（ｂ）に示すように、スリット２４（バー２３）は、開口２２の縦方向（長軸方向）に沿って並んでいてもよい。【００７２】
また、図１３（ａ）に示すように、マスク２１の前面に凹所２５を形成してもよい。図１３（ａ）では、凹所２５の底面にスリット２４（開口２２）が形成されている。この凹所２５は、開口２２の厚み（開口厚Ｔ）を調節するために設けられている。このようにすれば、マスク２２の厚みを開口２２の厚みよりも大きくできる。そのため、マスク２１の機械的強度を高くしながらも、開口２２の厚みを所望の大きさ、たとえば、上述した１．０ｍｍ〜１．５ｍｍに設定できる。【００７３】
さらに、図１３（ｂ）に示すように、マスク２１の前面に溝２６を形成してもよい。ただし、溝２６は、超音波の指向性を広げたい方向において、開口２２と並ばないように配置されることが好ましい。たとえば、横指向性を広げたい場合には、開口２２の短軸方向において溝２６と開口２２とが並ばないようにすることが好ましい。【００７４】
なお、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、バッフル２０は、必ずしもバー２３を備えている必要はない。【００７５】
また、図１５（ａ）に示すように、スリット２４は、開口２２の縦方向および横方向に並んでいてもよい。図１５（ａ）に示す例では、バッフル２０は、開口２２を横方向に並ぶ２つのスリット２４に分割するバー２３（２３１）と、開口２２を縦方向に並ぶ２つのスリット２４に分割するバー２３（２３２）と、を備えている。【００７６】
また、図１５（ｂ）に示すように、バー２３の形状は、必ずしも直線状である必要はない。図１５（ｂ）に示す例では、開口２２は角が取れた四辺形状に形成され、スリット２４は楕円形状に形成されている。図１５（ｂ）に示す例では、スリット２４の幅ｄ２は、短軸方向の長さである。【００７７】
また、図１５（ｃ）に示すように、スリット２４は、正円形状に形成されていてもよい。図１５（ｃ）に示す例では、開口２２は角が取れた四辺形状に形成されている。また、バッフル２０は、開口２２を横方向に並ぶ２つのスリット２４に分割するバー２３（２３１）と、開口２２を縦方向に並ぶ４つのスリット２４に分割する３つのバー２３（２３２）と、を備えている。【００７８】
ところで、図１（ｂ）に示す例では、開口２２の内面の法線方向とマスク２１の厚み方向（図１（ｂ）における上下方向）との間の角度は直角である。言い換えれば、開口２２の厚み方向がマスク２１の厚み方向と一致している。【００７９】
しかしながら、図１６（ａ）に示すように、開口２２の内面は傾斜していてもよい。すなわち、開口２２の内面の法線方向とマスク２１の厚み方向との間の角度は鋭角であってもよい。言い換えれば、開口２２の厚み方向と、マスク２１の厚み方向とが交差していてもよい。このようにすれば、異物が開口２２を通ってバッフル２０内に侵入してしまうことを抑制できる。【００８０】
さらに、開口２２の内面は、図１６（ｂ）に示すように、マスク２２の厚み方向に沿って階段状に形成されていてもよい。このようにすれば、図１６（ａ）に示す例と同様に、異物が開口２２を通ってバッフル２０内に侵入してしまうことを抑制できる。
【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１６】
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【国際調査報告】
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