(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が透過する部材からなる、超音波を空気中に送信および受信する振動板と、
前記振動板を振動させる振動子と、
前記振動子の振動を前記振動板に伝達する伝達部材と、
前記振動板の裏側に設置され、前記振動板を透過して表側へ放射される光を発する光源部と、
前記振動子を制御して超音波を送受信させる送受信制御部と、
超音波の送受信結果を用いて障害物を検知する障害物検知部と、
前記振動板から超音波を送信する場合および前記障害物検知部が障害物を検知した場合に前記光源部を発光させる発光制御部とを備える障害物検知装置。
【請求項２】
発光色の異なる複数の前記光源部を備え、
前記発光制御部は、発光色の異なる複数の前記光源部の発光を制御することによって、前記振動板を透過して表側へ放射される光の色を制御することを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
【請求項３】
前記発光制御部は、前記障害物検知部が障害物を検知した場合、光の放射方向を前記障害物を検知した方向に制御することを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
【請求項４】
前記振動板は、透明あるいは半透明の部材であることを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
【請求項５】
前記振動板の表面には光を散乱あるいは屈折させる凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１記載の障害物検知装置。
【請求項６】
前記振動板は、表面が凹面または凸面であることを特徴とする請求項１，４又は５のうちのいずれか１項記載の障害物検知装置。
【請求項７】
前記振動板の搖動面は、縦と横の長さが異なることを特徴とする請求項１，４，５又は６のうちのいずれか１項記載の障害物検知装置。
【請求項８】
前記振動板と前記伝達部材との接合面は、縦と横の長さが異なることを特徴とする請求項１，４，５，６又は７のうちのいずれか１項記載の障害物検知装置。
【請求項９】
前記振動板は樹脂材であることを特徴とする請求項１，４，５，６，７又は８のうちのいずれか１項記載の障害物検知装置。
【請求項１０】
異なる方向へ光を発する複数の前記光源部を備えることを特徴とする請求項１，４，５，６，７，８又は９のうちのいずれか１項記載の障害物検知装置。
【請求項１１】
前記振動子は、圧電型、電動型または静電型であることを特徴とする請求項１，４，５，６，７，８，９又は１０のうちのいずれか１項記載の障害物検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波センサを備えて障害物を検知する障害物検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車載用超音波センサは、アルミニウムなどの光が透過しない部材で構成された振動板を、セラミック振動子等によって振動させることにより、当該振動板から車両周辺に向けて超音波を送受信する。障害物検知装置は、当該超音波センサによって発せられ障害物によって反射されて戻ってくる超音波の送受信結果に基づいて、車両周辺の障害物を検知する。そして、障害物検知装置は、当該超音波センサによって車両周辺の障害物を検知した場合、例えば車室内のスピーカからブザー音を出力したり警告灯を点滅させたりして、運転者に対して注意を促す。
【０００３】
また、例えば特許文献１に記載された車両用障害物検知装置においては、超音波センサをバンパに取り付けるためのベゼルに、送受信部およびＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が収納されている。このベゼルは、光透過性の部材で形成されており、アルミ製振動板である光不透過の送受信部の周囲に設けた部位を通して、内部に備えたＬＥＤが発する光を車両外部に放射する。障害物が検知された場合にＬＥＤが発する光をアルミ製振動板の周囲のベゼルから車両外部へ放射することにより、車両外部に向けて車両が接近していることを報知することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１７８５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来は、バンパ表面に設置された超音波センサが目立たないように、バンパ表面に露出するベゼルの面積は小さくなっていた。そのため、上記特許文献１のようにＬＥＤの光がベゼルを透過する構成にしただけでは、発光する部位の面積が狭く、車両外部から見てその光が目立たないという課題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、車両外部へ光を放射することによって車外の歩行者および周辺車両の搭乗者に対して自車両の存在を顕示し注意を喚起する超音波センサの視認性を高くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る障害物検知装置は、光が透過する部材からなる、超音波を空気中に送信および受信する振動板と、振動板を振動させる振動子と、振動子の振動を振動板に伝達する伝達部材と、振動板の裏側に設置され、振動板を透過して表側へ放射される光を発する光源部と、振動子を制御して超音波を送受信させる送受信制御部と、超音波の送受信結果を用いて障害物を検知する障害物検知部と、振動板から超音波を送信する場合および障害物検知部が障害物を検知した場合に光源部を発光させる発光制御部とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、光透過型の振動板を用いることにより、従来のような光不透過型の振動板と光透過型のベゼルとを用いた場合に比べて光を放射する面積を大きくすることができる。そのため、超音波センサから放射する光を目立たせることができ、超音波センサの視認性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る超音波センサの構成例を示す断面図である。
【図２】実施の形態１に係る超音波センサの変形例を示す断面図である。
【図３】実施の形態１に係る超音波センサ、および超音波センサを備えた障害物検知装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１に係る障害物検知装置のハードウェア構成例を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る振動子の一例を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る超音波センサにおける振動板の変形例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る超音波センサの構成例を示す断面図であり、振動板の表面が凸面になっている例である。
【図８】実施の形態２に係る超音波センサの構成例を示す断面図であり、振動板の表面が凹面になっている例である。
【図９】この発明の実施の形態３に係る超音波センサのうち、振動板と保持部材の形状を示す平面図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に係る超音波センサの構成例を示す図である。
【図１１】実施の形態４に係る超音波センサにおける伝達部材の変形例を示す図である。
【図１２】実施の形態４に係る超音波センサの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る超音波センサ１０の構成例を示す断面図である。超音波センサ１０は、光が透過する部材からなる、超音波を送受信する振動板１１と、振動板１１を振動可能に保持する保持部材１２と、振動板１１を振動させる振動子１３と、振動子１３の振動を振動板１１に伝達する伝達部材１４と、振動板１１の裏側に設置され、振動板１１を透過して表側へ放射される光を発する光源部１５と、ケース１６とを備えている。
【００１１】
ケース１６は、例えば、光が透過しない部材を用いて形成されている。このケース１６は、例えば車両のバンパ１に取り付けられる。ケース１６をバンパ１に取り付ける方法は、接着、ネジ止めまたは爪嵌合など、どのような方法でもよい。
【００１２】
保持部材１２は、可撓性と防水性を有する部材を用いて形成されている。この保持部材１２は、ケース１６の開口部において振動板１１を振動可能に保持している。振動板１１は、ケース１６がバンパ１に取り付けられた状態で、バンパ１の穴から車両外部に露出する。また、ケース１６の内部には、振動子１３、伝達部材１４および光源部１５が設置されている。
ここでは、振動板１１の車両外部を向く面を表面とし、振動板１１の車両内部、つまりケース１６側を向く面を裏面とする。
【００１３】
振動子１３は、振動板１１を表裏方向に振動させる駆動力を発生するアクチュエータである。この振動子１３は、例えば、圧電素子を用いた圧電式アクチュエータ、電磁力を利用する電動式アクチュエータ、または静電引力を利用する静電式アクチュエータなど、振動板１１を振動させる駆動力を発生するものであれば何でもよい。図１では、振動子１３として、多層の圧電素子を模式化して図示している。
【００１４】
伝達部材１４は、一端が振動子１３に接合され、他端が振動板１１の裏面に接合されており、振動子１３の振動を受けて振動板１１の表面を振動可能である。振動子１３は、伝達部材１４を振動させることによって振動板１１を振動させて車両外部に向けて超音波を送信（放射）する。障害物２によって反射した超音波を振動板１１にて受信し、振動子１３により電気信号に変換して出力する。
【００１５】
振動板１１は、光が透過する樹脂などの部材を用いて形成されている。実施の形態１における振動板１１は、剛性を有し、振動板１１全体が表裏方向に振動する。この振動板１１の裏側には、ＬＥＤなどの光源部１５が１つ以上配置されている。光源部１５が発する光は、振動板１１を透過して、車両外部へ放射される。振動板１１の全面から光を放射することができるため、従来のようなアルミ製の光不透過型の振動板と、光透過型のベゼルとを用いた場合に比べて、光を放射する面積を大きくすることができる。また、放射効率を高めることもできる。そのため、超音波センサ１０から放射する光を目立たせることができる。
【００１６】
なお、光源部１５から振動板１１へ入射する光を遮らないよう、振動板１１だけでなく伝達部材１４も、光が透過する部材を用いて形成されていることが望ましい。
また、樹脂材を射出成形することにより、振動板１１と伝達部材１４とを一体に形成してもよい。もちろん、振動板１１と伝達部材１４を別々に形成した後に接合して一体化しても構わない。光が透過する樹脂材としては、例えばポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂またはスチロール樹脂などがある。樹脂材は強度が高く、かつ、軽量であるため、振動板１１の面積を大きくすることができる。これにより、超音波センサ１０の感度が向上する。また、発光を目立たせることができる。
【００１７】
図２は、実施の形態１に係る超音波センサ１０の変形例を示す断面図である。図２の例では、ケース１６の内部に、導光部材となるプリズム１７が設置されている。光源部１５が発する光は、プリズム１７により振動板１１へ導光され、振動板１１を透過して車両外部へ放射される。
【００１８】
次に、超音波センサ１０を用いた障害物検知装置２０を説明する。
図３は、実施の形態１に係る超音波センサ１０を用いた障害物検知装置２０の構成例を示すブロック図である。障害物検知装置２０は、超音波センサ１０と、送受信制御部２１と、障害物検知部２２と、発光制御部２３とを備えている。
【００１９】
送受信制御部２１は、超音波を送信する指示を、超音波センサ１０の振動子１３に対して出力する。また、送受信制御部２１は、振動子１３に対して超音波の送信を指示する際、超音波の送信を知らせる通知を発光制御部２３に対して出力する。振動子１３は、送受信制御部２１からの指示に従って、伝達部材１４を介して振動板１１を振動させ、超音波を車両外部に向けて送信する。その後、振動子１３は、障害物２によって反射した超音波を振動板１１によって受信し、電気信号に変換し、送受信制御部２１へ出力する。
送受信制御部２１は、振動子１３からの電気信号を受け取り、超音波の送信から受信までにかかった時間を測定する。そして、送受信制御部２１は、測定した時間を用いて、振動板１１から障害物２までの距離を算出し、障害物検知部２２へ出力する。
【００２０】
障害物検知部２２は、送受信制御部２１から距離の算出結果を受け取る。障害物検知部２２は、この距離が予め定められた距離以下である場合、障害物２が車両周辺に存在していると検知する。そして、障害物検知部２２は、障害物２を検知したことを知らせる通知を、発光制御部２３に対して出力する。
【００２１】
発光制御部２３は、超音波の送信を知らせる通知を送受信制御部２１から受け取った場合、超音波センサ１０の光源部１５に対して発光の指示を出力する。また、発光制御部２３は、障害物２を検知したことを知らせる通知を障害物検知部２２から受け取った場合、超音波センサ１０の光源部１５に対して発光の指示を出力する。光源部１５は、発光制御部２３からの指示に従って光を発する。光源部１５が発した光は、振動板１１を透過して車両外部へ放射される。
【００２２】
超音波センサ１０が超音波を送信するときに車両外部へ光を放射することにより、車両周辺の歩行者などに対して、障害物検知動作を行っていることを報知することができる。
また、障害物検知装置２０が障害物２を検知したときに超音波センサ１０が車両外部へ光を放射することにより、障害物２として検知された歩行者などに対して、車両が接近していることを報知することができる。
その際、振動板１１の全面から光を放射することによって発光を目立たせることで、歩行者などに対してより確実に報知することができる。
【００２３】
なお、図示は省略するが、障害物検知装置２０は、障害物検知部２２により障害物２を検知したときに車室内のスピーカからブザー音を出力したり車室内の警告灯を点滅させたりして、運転者に対して注意を促すようにしてもよい。障害物２の検知を、運転者と歩行者の双方が共有することにより、接触事故などの発生を抑制することができる。
【００２４】
また、バンパ１の表面に複数の超音波センサ１０が設置されている場合、障害物検知装置２０は、複数の超音波センサ１０のそれぞれについて超音波の送受信および発光を制御することも可能である。この構成の場合、障害物検知装置２０は、障害物２を検知した超音波センサ１０のみが発光するよう制御してもよいし、いずれかの超音波センサ１０において障害物２を検知した場合に当該超音波センサ１０だけでなく他の超音波センサ１０も連動して発光するよう制御してもよい。
【００２５】
また、発光色の異なる複数の光源部１５を備え、状況によって発光する光源部１５を任意に選択しても構わない。障害物検知装置２０は、例えば、超音波を送信するときは緑色の光源部１５を発光させ、障害物２を検知したときは黄色の光源部１５を発光させる。
【００２６】
次に、障害物検知装置２０のハードウェア構成例を説明する。
図４は、実施の形態１に係る障害物検知装置２０のハードウェア構成例を示す図である。障害物検知装置２０における送受信制御部２１、障害物検知部２２および発光制御部２３の各機能は、処理回路により実現される。即ち、障害物検知装置２０は、振動子１３による振動板１１からの超音波の送受信を制御し、超音波の送受信結果を用いて障害物２を検知し、振動板１１から超音波を送信する場合および障害物２を検知した場合に光源部１５を発光させるための処理回路を備える。処理回路は、メモリ３２に格納されたプログラムを実行するプロセッサ３１である。
【００２７】
送受信制御部２１、障害物検知部２２および発光制御部２３の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ３２に格納される。プロセッサ３１は、メモリ３２に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。即ち、障害物検知装置２０は、プロセッサ３１により実行されるときに、振動子１３による振動板１１からの超音波の送受信を制御するステップ、超音波の送受信結果を用いて障害物２を検知するステップ、振動板１１から超音波を送信する場合および障害物２を検知した場合に光源部１５を発光させるステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ３２を備える。また、このプログラムは、送受信制御部２１、障害物検知部２２および発光制御部２３の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
【００２８】
プロセッサ３１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等ともいう。
メモリ３２は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ＥＰＲＯＭ）等の不揮発性または揮発性の半導体メモリであってもよいし、ハードディスク、フレキシブルディスク等の磁気ディスクであってもよい。
【００２９】
図５に、振動子１３の一例を示す。図５における振動子１３は圧電式アクチュエータであり、プラスとマイナスの電極を持つ圧電素子が積層された多層の圧電素子１３ａと、電源１３ｂと、受信アンプ１３ｃとを備えている。多層の圧電素子１３ａには伝達部材１４が接合される。振動子１３は、送受信制御部２１から超音波を送信する指示を受け付けると、多層の圧電素子１３ａに電圧を印加して、この多層の圧電素子１３ａを積層方向に伸縮させる。この伸縮運動により、伝達部材１４を介して振動板１１が振動する。障害物２によって反射した超音波により振動板１１が振動すると、この振動が伝達部材１４を介して多層の圧電素子１３ａに伝達される。多層の圧電素子１３ａは、振動を電力に変換して電気信号を出力する。受信アンプ１３ｃは、この電気信号を増幅し、送受信制御部２１へ出力する。
なお、上記においては多層の圧電素子を用いた構成を示したが、充分な特性が得られれば、単層の圧電素子でも構わない。
【００３０】
以上より、実施の形態１に係る超音波センサ１０は、光が透過する部材からなる、超音波を空気中に送信および受信する振動板１１と、振動板１１を振動させる振動子１３と、振動子１３の振動を振動板１１に伝達する伝達部材１４と、振動板１１の裏側に設置され、振動板１１を透過して表側へ放射される光を発する光源部１５とを備える構成である。この構成により、従来のような光不透過型の振動板と光透過型のベゼルとを用いた場合に比べて、光を放射する面積を大きくすることができる。そのため、超音波センサ１０から放射する光を目立たせることができ、超音波センサ１０の視認性を高くすることができる。
【００３１】
また、実施の形態１に係る障害物検知装置２０は、上述した超音波センサ１０と、振動子１３を制御して超音波を送受信させる送受信制御部２１と、超音波の送受信結果を用いて障害物２を検知する障害物検知部２２と、振動板１１から超音波を送信する場合および障害物検知部２２が障害物２を検知した場合に光源部１５を発光させる発光制御部２３とを備える構成である。この構成により、車両周辺の歩行者および周辺車両の搭乗者などに対して、障害物検知動作を行っていることを報知することができる。また、障害物２として検知された歩行者および周辺車両の搭乗者などに対して、車両が接近していることを報知することができる。
【００３２】
なお、振動板１１に、光を散乱させる機能を持たせてもよい。
例えば、振動板１１を、乳白色の樹脂などの半透明部材を用いて形成する。これにより、振動板１１から放射される光が散乱光になる。また、例えば、振動板１１の表面に、微細な凹凸を形成し、すりガラス状にする。この場合にも、振動板１１から放射される光が散乱光になる。
【００３３】
振動板１１が光散乱の機能を有することにより、広範囲に光を放射することができる。そのため、バンパ１の表面において車両外部へ放射する光を、さらに目立たせることができる。また、振動板１１の全面に光散乱の機能を持たせることにより、振動板１１の全面が一様に発光するため、光のむらが低減され、照明としてのデザイン性が向上する。
【００３４】
また、振動板１１に、拡散または集光の光学特性を持たせてもよい。図６に、振動板１１の変形例を示す。
図６（ａ）は振動板１１の平面図、図６（ｂ）は振動板１１の側面図である。この振動板１１の片面には、透明な凸レンズ１１ａが４つ形成されている。凸レンズ１１ａは、車両外部へ放射する光を拡散させる光学特性を有する。
また、図示は省略するが、４つの凸レンズ１１ａに対向する４箇所に４つの光源部１５を配置する。この構成により、４つの凸レンズ１１ａのそれぞれから光が放射されるため、光源単位で発光することができる。
【００３５】
なお、図示は省略するが、振動板１１に、凹レンズ、ブリリアントカットのような任意な多面形状、プリズムまたはエンボスなどを形成することにより、拡散または集光の光学特性を持たせてもよい。
また、光学特性を持たせるための形状加工を振動板１１の表面に施すことによって超音波にノイズが生じる場合には、振動板１１の裏面に施しても構わない。
【００３６】
振動板１１が拡散の光学特性を有することにより、広範囲に光を放射することができる。また、振動板１１が集光の光学特性を有することにより、遠くまで光を放射することができる。そのため、光を放射する範囲および方向を任意に設定することができる。
【００３７】
また、振動板１１から車両外部の複数の方向へ、光を放射する構成にしてもよい。
例えば、複数の光源部１５を、光を発する方向が互いに異なる向きに設置する。これにより、複数の方向へ光を放射することができ、振動板１１の発光をより目立たせることができる。あるいは、図６に示した４つの凸レンズ１１ａを、各凸レンズ１１ａの光軸が互いに異なる向きになるように形成してもよい。振動板１１の表面に、光を屈折させる凹凸を形成することにより、複数の方向へ光を放射することができ、振動板１１の発光をより目立たせることができる。
【００３８】
さらに、超音波センサ１０が複数の光源部１５を備えて車両外部の複数の方向へ光を放射可能である場合に、障害物２が検知された方向へ選択的に光を放射するようにしてもよい。
その場合、障害物検知装置２０において障害物検知部２２は、超音波の送受信結果を用いて、障害物２が存在する方向を算出する。障害物２の方向を算出する方法は、公知の技術を用いればよいため説明を省略する。そして、障害物検知部２２は、障害物２を検知したことおよび当該障害物２を検知した方向を知らせる通知を、発光制御部２３に対して出力する。発光制御部２３は、障害物検知部２２から上記通知を受け取った場合、複数の光源部１５のうち、障害物２が検知された方向へ光を放射する光源部１５から光を発するよう制御する。
このような構成により、障害物２として検知された歩行者などに向けて光を放射して、車両の接近を報知することが可能となる。
【００３９】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、振動板１１の表面が平面状である構成例を示したが、実施の形態２では、振動板１１の表面を凸面状または凹面状とする構成例を示す。
【００４０】
図７は、実施の形態２に係る超音波センサ１０の構成例を示す断面図であり、振動板１１の表面が凸面１１ｂになっている。
図８は、実施の形態２に係る超音波センサ１０の構成例を示す断面図であり、振動板１１の表面が凹面１１ｃになっている。
図７および図８において、図１〜図６と同一または相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。
【００４１】
図７に示すように、振動板１１の表面を凸面１１ｂにした場合、凸面１１ｂから放射される光は収束し、凸面１１ｂから送信される超音波は拡散する。
図８に示すように、振動板１１の表面を凹面１１ｃにした場合、凹面１１ｃから放射される光は拡散し、凹面１１ｃから送信される超音波は収束する。
なお、図７および図８では振動板１１の表面全体を凸面１１ｂまたは凹面１１ｃにしたが、振動板１１の表面の一部を凸面１１ｂまたは凹面１１ｃにしてもよい。
【００４２】
以上より、実施の形態２によれば、振動板１１の表面を凸面１１ｂにするか凹面１１ｃにするかによって、放射光と超音波の拡散と収束を選択できる。例えば、振動板１１の表面が凸面１１ｂであって、超音波が広範囲に送信される構成である場合、車両に設置する超音波センサ１０の個数を減らすことができる。また、例えば、振動板１１の表面が凹面１１ｃであって、超音波が遠くまで送信される構成である場合、車両から離れた位置にある障害物を検知することができる。
【００４３】
なお、上記実施の形態１と同様に、実施の形態２においても、振動板１１を半透明部材で構成したり、凸面１１ｂおよび凹面１１ｃに微細な凹凸を形成してすりガラス状にしたりして、光散乱機能を持たせてもよい。
【００４４】
実施の形態３．
上記実施の形態２では、振動板１１を凸面１１ｂまたは凹面１１ｃにして指向性を持たせた構成例を示したが、実施の形態３では、振動板１１の縦横比を変更して指向性を持たせる構成例を示す。
【００４５】
図９は、実施の形態３に係る超音波センサ１０のうち、振動板１１と保持部材１２の形状を示す平面図である。図９において、図１〜図８と同一または相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。
ここでは、図９（ａ）と図９（ｂ）の紙面上、縦方向は、超音波センサ１０を車両のバンパ１に設置したときの垂直方向に相当し、横方向は水平方向に相当するものとする。
【００４６】
図９（ａ）に示す振動板１１の実質的な搖動面は、縦に長く横に短い長方形状である。また、図９（ｂ）に示す振動板１１の実質的な搖動面は、縦に長く横に短い楕円形状である。これらの構成により、振動板１１から送信される超音波は、縦方向に狭く、横方向に広い指向性を持つ。
図示は省略するが、振動板１１の実質的な搖動面を、縦に短く横に長い形状にした場合、この振動板１１から送信される超音波は、縦方向に広く、横方向に狭い指向性を持つ。
【００４７】
以上より、実施の形態３によれば、振動板１１の搖動面を、縦と横の長さが異なる形状にすることで、超音波の指向性を任意に変更することができる。そのため、障害物の検知範囲を最適化できる。
【００４８】
実施の形態４．
上記実施の形態１〜３では、振動板１１として剛性を有する部材を用いた構成例を示したが、実施の形態４では、振動板１１として可撓性を有する部材を用いた構成例を示す。
【００４９】
図１０は、実施の形態４に係る超音波センサ１０の構成例を示す図である。図１０（ａ）は超音波センサ１０をバンパ１の表面から見た平面図、図１０（ｂ）は超音波センサ１０をＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図、図１０（ｃ）は超音波センサ１０をＢ−Ｂ’線に沿って切断した断面図である。また、図１０において、図１〜図９と同一または相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。
ここでは、図１０（ａ）と図１０（ｂ）の紙面上、縦方向は、超音波センサ１０を車両のバンパ１に設置したときの垂直方向に相当し、横方向は水平方向に相当するものとする。
【００５０】
実施の形態４において、振動板１１は、可撓性を有する部材を用いて形成されている。この振動板１１の外縁部は、ケース１６の開口部に固定されている。つまり、振動板１１の外縁部は、当該振動板１１を振動可能に保持する保持部材１２として機能する。
【００５１】
また、実施の形態４における振動板１１は可撓性を有するため、振動板１１のうち、主として伝達部材１４と接合された部分が撓んで振動する。この構成の場合にも、実施の形態１〜３と同様に、振動子１３は、伝達部材１４を振動させることによって、振動板１１を振動させて車両外部に向けて超音波を送信する。また、障害物２によって反射した超音波は、振動板１１にて受信し、振動子１３が電気信号に変換して出力する。
【００５２】
また、振動板１１のうちの主として伝達部材１４と接合された部分が振動するため、超音波の指向性は、振動板１１と伝達部材１４との接合部分の形状によって定まる。そこで、例えば図１０に示すように、伝達部材１４の振動板１１に接合する端面を、縦に長く横に短い長方形状にした場合、振動板１１から送信される超音波は、縦方向に狭く、横方向に広い指向性を持つ。
【００５３】
一方、伝達部材１４の振動子１３に接合する端面は、どのような形状でもよい。図１０の例では、伝達部材１４を、振動子１３に接合する端面側に向かって先細る形状とすることで、伝達部材１４の軽量化を図っている。伝達部材１４が軽量になることで、振動子１３の振動が減衰することなく振動板１１へ伝達されるため、振動板１１の振動の振幅が大きくなる。よって、超音波センサ１０の感度が向上する。
【００５４】
ここで、図１１に、伝達部材１４の振動板１１に接合する端面形状の変形例を示す。図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、超音波センサ１０をバンパ１の表面から見た図である。
図１１（ａ）の例では、伝達部材１４の振動板１１に接合する端面は、縦に長く横に短い楕円形状である。また、伝達部材１４を中空の筒状にする、適当な肉ぬきを施す、または剛性が保たれる程度の発泡材を使用することにより、軽量化してもよい。
図１１（ｂ）と図１１（ｃ）の例では、伝達部材１４の振動板１１に接合する端面は、縦に長く横に短い十字形状である。
図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に示す構成の場合、振動板１１から送信される超音波は、縦方向に狭く、横方向に広い指向性を持つ。なお、伝達部材１４の端面形状は、図１０および図１１の例に限定されるものではなく、超音波センサ１０に要求される指向性に応じた形状にすればよい。
【００５５】
図１２に、振動板１１の変形例を示す。図１２（ａ）は超音波センサ１０をバンパ１の表面から見た図、図１２（ｂ）は超音波センサ１０をＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図、図１２（ｃ）は超音波センサ１０をＢ−Ｂ’線に沿って切断した断面図である。
図１２の例では、振動板１１の振動する部分と、保持部材１２として機能する部分との境界に、円環状の薄肉部１１ｄが形成されている。薄肉部１１ｄが形成されていることにより、振動板１１が撓みやすくなり、振動の振幅が大きくなる。よって、超音波センサ１０の感度が向上する。なお、薄肉部１１ｄの形状は、図１２の例に限定されるものではなく、振動板１１を撓みやすくする形状であればよい。
【００５６】
以上より、実施の形態４によれば、振動板１１と伝達部材１４との接合面を、縦と横の長さが異なる形状にすることで、超音波の指向性を任意に変更することができる。そのため、障害物の検知範囲を最適化できる。
【００５７】
なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、または各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１  バンパ、２  障害物、１０  超音波センサ、１１  振動板、１１ａ  凸レンズ、１１ｂ  凸面、１１ｃ  凹面、１１ｄ  薄肉部、１２  保持部材、１３  振動子、１３ａ  多層の圧電素子、１３ｂ  電源、１３ｃ  受信アンプ、１４  伝達部材、１５  光源部、１６  ケース、１７  プリズム、２０  障害物検知装置、２１  送受信制御部、２２  障害物検知部、２３  発光制御部、３１  プロセッサ、３２  メモリ。
【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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