(57)【要約】【課題】  超音波を効率よく受信するとともに、受信素子を保護することができる超音波センサを実現する。【解決手段】  障害物Ｍにて反射され、第１の開口部３３ｂから導波路３３内部に入射した超音波Ｕは、反射面３３ａにおいて複数の受信素子１０に向かう方向に反射されるため、超音波Ｕが他の部材を介さずに、各受信素子１０に直接伝達されるので、超音波の減衰を小さくすることができる。また、導波路３３の内部における多重反射などによる超音波Ｕの減衰を小さくすることができるので、超音波センサ１の感度を向上させることができる。また、第２の開口部３３ｃは、第１の開口部３３ｂから視認できない位置に配置されているため、異物が飛来して第１の開口部３３ｂから導波路３３の内部に侵入した場合でも、受信素子１０に直接衝突するおそれがないので、受信素子１０を保護することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波が伝達して振動することにより超音波を受信可能な振動部を備え、被検出体にて反射された超音波によって前記被検出体を検出する複数の受信素子と、前記複数の受信素子に対して超音波を伝達可能に形成された導波路とを備えた超音波センサであって、
前記導波路は、
前記被検出体側に開口形成され、前記被検出体により反射された超音波が入射する第１の開口部と、
前記第１の開口部から視認できない位置に配置され、前記複数の受信素子の各振動部が、超音波の受信方向に向いて配置された第２の開口部と、
前記第１の開口部から入射した超音波を前記複数の受信素子に向かう方向に反射する反射面と、を備えたことを特徴とする超音波センサ。
【請求項２】
前記第１の開口部から入射した超音波を前記反射面により直接反射され、前記反射面により反射された超音波が、前記各振動部に直接伝達されるように、前記反射面に対して前記第１の開口部及び前記各振動部が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項３】
前記反射面の表面に、前記導波路の内壁面よりも超音波の反射率が高い材料により形成された反射部材が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波センサ。
【請求項４】
前記導波路の内壁面のうち、前記反射面を除く面に、前記反射面よりも超音波の吸収率が高い材料により形成された吸収部材が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１つに記載の超音波センサ。
【請求項５】
前記第１の開口部は、前記導波路の内部の所定箇所から前記第１の開口部の前記被検出体側の端部に近づくに従って断面積が大きくなる形状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の超音波センサ。
【請求項６】
前記第１の開口部は、前記導波路の内部の所定箇所から前記第１の開口部の前記被検出体側の端部に近づくに従って断面積が小さくなる形状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の超音波センサ。
【請求項７】
前記第１の開口部は、前記導波路内部に異物が侵入することを防止し、かつ、超音波を前記導波路に伝達可能な伝達部材により覆われていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の超音波センサ。
【請求項８】
前記導波路内に、前記被検出体に向かって超音波を送信可能な送信素子を配置したことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の超音波センサ。
【請求項９】
屋外で使用される物体に装着されることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の超音波センサ。
【請求項１０】
前記物体は、車両、または、ロボットであることを特徴とする請求項９に記載の超音波センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被検出体にて反射された超音波を受信素子により受信して検出する超音波センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種の超音波センサとして、例えば、自動車（車両）に搭載されたものが知られている。この超音波センサは、送信手段から超音波を送信して、被検出体に当たって反射された超音波を受信手段により受信することにより、自動車の周囲にある物体の位置する方向測定や物体までの距離測定などを行う。このように、超音波センサを利用して、自動車の周囲を監視することにより、安全走行に役立てる技術の開発が進められている。
例えば、自動車の後部に超音波センサを搭載し、自動車の後方に存在する人間や障害物などに当たって反射された超音波を当該超音波センサで受信して検知するバックソナーを用い、人間や障害物などとの衝突を回避してバックでの駐車を支援する自動駐車支援システムなどが実用化されている。
更に、超音波センサの受信素子としては、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を利用して基板の薄肉部として形成された薄膜部上に圧電体薄膜からなる振動部が形成された、超音波センサの受信素子が注目されている。
【０００３】
ここで、超音波センサの受信素子を外部に露出させた状態で車両に搭載した場合、受信素子の表面に水滴やごみが付着すると、被検出体までの距離を正確に測定できなくなる。また、小石の衝突などの外力の負荷により破壊されるおそれがある。
そのため、受信素子の汚染や外力の負荷による破壊を防止するための保護構造を備えた超音波センサとして、例えば、特許文献１には、受信素子を外部に露出しないようにアルミケースに内装し、超音波を検出する圧電式振動検出素子を振動板を兼ねた導波路に直接取り付けて、この導波路の振動によって超音波を受信する超音波センサが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−５８０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、圧電式または容量式超音波センサなど、振動部を有し、振動部の振動により超音波を検出する方式のＭＥＭＳ型の受信素子を用いた超音波センサでは、金属ケースに受信素子を直接貼り付ける構造では十分な振動を得ることができない。更に、ＭＥＭＳ型の受信素子を用いた超音波センサは、構造上、受信素子の圧電体薄膜の機械的強度が低いので、金属ケースに直接取り付けた場合、破損しやすいという問題があった。
そして、受信素子を金属ケースに取り付けずに、受信素子と金属ケースとの間に空間を設けた場合、超音波を効率よく受信することができないという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明は、超音波を効率よく受信するとともに、受信素子を保護することができる超音波センサを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、超音波が伝達して振動することにより超音波を受信可能な振動部を備え、被検出体にて反射された超音波によって前記被検出体を検出する複数の受信素子と、前記複数の受信素子に対して超音波を伝達可能に形成された導波路とを備えた超音波センサであって、前記導波路は、前記被検出体側に開口形成され、前記被検出体により反射された超音波が入射する第１の開口部と、前記第１の開口部から視認できない位置に配置され、前記複数の受信素子の各振動部が、超音波の受信方向に向いて配置された第２の開口部と、前記第１の開口部から入射した超音波を前記複数の受信素子に向かう方向に反射する反射面と、を備えた、という技術的手段を用いる。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、被検出体にて反射され、第１の開口部から導波路内部に入射した超音波は、反射面において複数の受信素子に向かう方向に反射されるため、超音波が空気を媒体に他の部材を介さずに、受信素子に直接伝達されるので、超音波の減衰を小さくすることができる。また、反射面が形成されていない場合に比べて、導波路の内部における多重反射などによる超音波の減衰を小さくすることができるので、超音波センサの感度を向上させることができる。
また、第２の開口部は、第１の開口部から視認できない位置に配置されているため、例えば、小石や水滴などの異物が導波路に向かって飛来して第１の開口部から導波路の内部に侵入した場合でも、受信素子に直接衝突するおそれがないので、受信素子を保護することができる。
つまり、超音波を効率よく受信するとともに、受信素子を保護することができる超音波センサを実現することができる。
更に、複数の受信素子で受信した超音波の時間差、位相差を求めることにより、その各差に基づいて、被検出体との距離だけでなく、被検出体の位置も測定することができる。また、複数の受信素子に対して、導波路をそれぞれ用意する必要がなく、１つの導波路に集約することができるので、導波路の大きさを小さくすることができ、超音波センサを小型化することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の超音波センサにおいて、前記第１の開口部から入射した超音波を前記反射面により直接反射され、前記反射面により反射された超音波が、前記各振動部に直接伝達されるように、前記反射面に対して前記第１の開口部及び前記各振動部が配置されている、という技術的手段を用いる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、第１の開口部から直接反射面に入射される音圧が大きい超音波を、反射面から超音波センサの受信素子に直接伝達することができるので、超音波の減衰を小さくすることができ、超音波センサの感度を向上させることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の超音波センサにおいて、前記反射面の表面に、前記導波路の内壁面よりも超音波の反射率が高い材料により形成された反射部材が形成されている、という技術的手段を用いる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、反射面の表面に、導波路の内壁面よりも超音波の反射率が高い材料により形成された反射部材が形成されているため、反射部材が形成されていない場合に比べて、反射面における超音波の反射効率が向上するので、超音波センサの感度を更に向上させることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の超音波センサにおいて、前記導波路の内壁面のうち、前記反射面を除く面に、前記反射面よりも超音波の吸収率が高い材料により形成された吸収部材が形成されている、という技術的手段を用いる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、導波路の内壁面のうち、反射面を除く面に、反射面よりも超音波の吸収率が高い材料により形成された吸収部材が形成されているので、導波路の内壁面で反射してノイズとなる超音波を低減することができるので、超音波センサの感度を更に向上させることができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の超音波センサにおいて、前記第１の開口部は、前記導波路の内部の所定箇所から前記第１の開口部の前記被検出体側の端部に近づくに従って断面積が大きくなる形状に形成されている、という技術的手段を用いる。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、受信する超音波を第１の開口部において集音することができるので、受信する超音波の音圧を大きくすることができ、超音波センサの感度を向上させることができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の超音波センサにおいて、前記第１の開口部は、前記導波路の内部の所定箇所から前記第１の開口部の前記被検出体側の端部に近づくに従って断面積が小さくなる形状に形成されている、という技術的手段を用いる。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、導波路の断面積を大きくして超音波を効率よく伝達し、第１の開口部が狭くなるように形成されているため、導波路の外部からの異物などの侵入を低減することができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の超音波センサにおいて、前記第１の開口部は、前記導波路内部に異物が侵入することを防止し、かつ、超音波を前記導波路に伝達可能な伝達部材により覆われている、という技術的手段を用いる。
【００１９】
請求項７に記載の発明によれば、第１の開口部が、伝達部材により覆われているため、小さな異物や水滴などの液体の侵入も確実に遮断できるため、より確実に超音波センサを保護することができる。
【００２０】
請求項８に記載の発明では、請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の超音波センサにおいて、前記導波路内に、前記被検出体に向かって超音波を送信可能な送信素子を配置した、という技術的手段を用いる。
【００２１】
請求項８に記載の発明によれば、導波路内に、受信素子に加え、被検出体に向かって超音波を送信可能な送信素子を配置することにより、超音波の送受信が可能となる。送信素子より送信された超音波は、例えば、反射面により被検出体の方向に反射される。これにより、超音波センサを搭載する物体の意匠性を損なうことなく、送受信が可能な超音波センサを搭載することができる。
【００２２】
請求項９に記載の発明では、請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の超音波センサにおいて、屋外で使用される物体に装着される、という技術的手段を用いる。
【００２３】
請求項１０に記載の発明では、請求項９に記載の超音波センサにおいて、前記物体は、車両、または、ロボットである、という技術的手段を用いる。
【００２４】
請求項９に記載の発明によれば、超音波センサを、屋外で使用される物体に装着して用いることができる。特に、請求項１０に記載のように、車両、または、ロボットに装着することにより、好適に用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
この発明に係る超音波センサの導波路の実施形態について、図を参照して説明する。ここでは、超音波センサを車両に搭載し、障害物センサとして使用する場合を例に説明する。
図１は、超音波センサの受信素子の説明図である。図１（Ａ）は、受信素子の平面説明図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面説明図である。図２は、第１実施形態の超音波センサの説明図である。図２（Ａ）は、超音波センサの縦断面説明図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）をＡ方向から見た平面説明図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ａ）をＢ方向から見た平面説明図である。図２において、図中右方が車両の外部を示す。図３は、反射面の変更例を示す縦断面説明図である。図４は、第１の開口部の変更例を示す縦断面説明図である。図５は、反射面に超音波を反射する反射部材を備えた超音波センサの縦断面説明図である。図６は、導波路の内壁面のうち、反射面を除く面に、吸収部材を備えた縦断面説明図である。図７は、第１の開口部、第２の開口部及び反射面の配置の変更例を示す縦断面説明図である。
なお、各図では、説明のために一部を拡大して示している。また、図２以下では、受信素子の構造を簡略化して示している。
【００２６】
（超音波の受信素子の構造）
最初に、超音波センサに備えられた受信素子の構造について説明する。
図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、受信素子１０は、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）構造の四角形状の半導体基板１１を用いて形成されている。半導体基板１１は、シリコンからなる支持部材１１ａの上面１１ｍ上に、第１絶縁膜１１ｂ、シリコン活性層１１ｃ、第２絶縁膜１１ｄがこの順番で積層されて形成されている。
半導体基板１１の中央部は、ＭＥＭＳ技術により、支持部材１１ａ及び第１絶縁膜１１ｂの中央部が四角形状に除去されている。これにより、支持部材１１ａは中央部が四角柱にくり抜かれた枠状に、残されたシリコン活性層１１ｃ及び第２絶縁膜１１ｄは、それぞれ四角形の薄膜状に形成されている。
【００２７】
第２絶縁膜１１ｄ上には、薄膜状に形成された部分を覆って、圧電振動子１２が形成されている。圧電振動子１２は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電体薄膜１２ａを下面電極１３及び上面電極１４で挟んで形成されている。下面電極１３及び上面電極１４は、圧電体薄膜１２ａを挟み込む四角形状に形成された部分と、半導体基板１１の角部近傍に形成されている電位を取り出すための電極パッド１３ａ、１４ａとからなる。
更に上面電極１４の表面には第３絶縁膜１５が形成されている。シリコン活性層１１ｃ、第２絶縁膜１１ｄ、圧電振動子１２、下面電極１３、上面電極１４及び第３絶縁膜１５が積層された部分のうち、支持部材１１ａに形成された枠状の開口部に対応した部分により、支持部材１１ａにより端部が支持された振動部１６が形成される。
【００２８】
振動部１６は、所定の共振周波数を有しており、被検出体で反射されて受信素子１０に伝達された超音波を受信し、共振する。この共振により生じる振動部１６の変位を圧電振動子１２により電圧信号に変換して、超音波を検出する。
このように、ＭＥＭＳ技術を利用して作製された受信素子１０は、振動部１６が、支持部材１１ａにより支持されているため、振動部１６に接触して振動を拘束する領域が小さくなるので、振動部１６の変位を大きくすることができ、振動の受信感度を高めることができる。このため、超音波の受信感度が高いため受信素子として好適である。
【００２９】
（超音波センサの構造）
図２（Ａ）に示すように、受信素子１０に超音波を伝達する導波路３３は、四角形状の縦断面を有する管状部材が略直角に屈曲した形状に形成されており、被検出体たる障害物Ｍ側に開口形成され、障害物Ｍにより反射された超音波Ｕが入射する第１の開口部３３ｂと、第１の開口部から視認できない位置に配置され、複数の受信素子１０の各振動部１６が、超音波Ｕの受信方向に向いて配置された第２の開口部３３ｃと、第１の開口部３３ｂから入射した超音波を各受信素子１０に向かう方向に反射する反射面３３ａと、を備えている。
導波路３３は、第１の開口部３３ｂの端部を車両の外部に露出させた状態で、バンパ直下のボディ５２に貫通形成された取付部に、第１の開口部３３ｂがボディ５２の外表面に垂直になるように取り付けられている。
【００３０】
図２（Ｂ）に示すように、本実施形態の超音波センサ１では、４個の受信素子１０が、第２の開口部３３ｃに縦横方向に２個ずつ並列したアレイ状に配置されている。ここで、各振動部１６は、超音波Ｕの受信方向に向いて、略垂直になるように取り付けられており、互いに隣り合った各受信素子１０の振動部１６の中心部の間隔が、超音波Ｕの半波長の整数倍に等しくなるように配置されている。
【００３１】
反射面３３ａは、屈曲部３３ｄの内壁面に、超音波Ｕの入射方向に対して４５°傾斜して形成されており、図２（Ｃ）に示すように、第１の開口部３３ｂからは、反射面３３ａのみが視認可能であり、第２の開口部３３ｃを視認することはできない。
【００３２】
導波路３３は、受信素子１０を保持する構造部材であり、反射面３３ａにおける超音波Ｕの反射効率を向上させるためには、硬質の材料で構成することが好ましい。そのため、導波路３３を構成する材料としては、ステンレスやアルミニウム合金などの各種金属材料が好ましい。また、各種合成樹脂、ガラス、セラミックスなども用いることができる。
【００３３】
ここで、超音波の音圧は、伝達経路の断面積に比例するため、十分な信号強度の超音波を受信するためには、第１の開口部３３ｂの開口面積は、振動部１６の面積以上とすることが好ましい。
【００３４】
（超音波の伝達）
図示しない送信素子から送信され、障害物Ｍにて反射された超音波Ｕは、第１の開口部３３ｂから導波路３３の内部に入射され、反射面３３ａで反射された後に、第１の開口部３３ｂにおける入射位置に応じた受信素子１０に到達し、振動部１６において検出される。
【００３５】
例えば、図２（Ａ）に示すように、第１の開口部に図中上方の位置から入射した超音波Ｕは、反射面３３ａの図中左上部で反射されて、左側に配置された受信素子１０により検出される。また、第１の開口部に図中下方の位置から入射した超音波Ｕは、反射面３３ａの図中右下部で反射されて、右側に配置された受信素子１０により検出される。
【００３６】
振動部１６に超音波の振動が伝達され、振動部１６が振動すると、圧電振動子１２（図１）から図示しない回路素子に対して電圧信号が出力される。
そして、上記回路は圧電振動子１２から出力される電圧信号をＥＣＵにて処理可能な信号に変換してＥＣＵへ出力し、ＥＣＵは、入力された信号に基づいて所定の演算処理を行う。
【００３７】
このように複数個の受信素子１０を用いると、各受信素子１０で受信した超音波の時間差、位相差を求めることにより、その各差に基づいて、障害物Ｍとの距離だけでなく、障害物Ｍの位置も測定することができる。
また、複数個の受信素子１０に対して、それぞれ導波路３３を用意する必要がなく、１つの導波路３３に集約することができるので、導波路３３の大きさを小さくすることができ、超音波センサ１を小型化することができる。
ここで、本実施形態のように、互いに隣り合った各受信素子１０の振動部１６の中心部の間隔ｄが、超音波Ｕの半波長の整数倍に等しくなるように配置すると、受信した超音波の位相差からも時間差を検出することができるので、受信した超音波の時間差を精度良く検出することができる。
従って、障害物Ｍとの距離及び位置の測定精度を向上させることができる。
【００３８】
上述のように構成された超音波センサ１を使用すると、障害物Ｍにて反射され、第１の開口部３３ｂから導波路３３内部に入射した超音波Ｕは、反射面３３ａにおいて複数の受信素子１０に向かう方向に反射されるため、超音波Ｕが空気を媒体に他の部材を介さずに、各受信素子１０に直接伝達されるので、超音波の減衰を小さくすることができる。また、反射面３３ａが形成されていない場合に比べて、導波路３３の内部における多重反射などによる超音波Ｕの減衰を小さくすることができるので、超音波センサ１の感度を向上させることができる。
更に、反射面３３ａで反射された超音波Ｕが振動部１６に直接伝達されるように配置すると、振動部１６の変位を大きくすることができるため、受信素子１０による検出信号が大きくなるので、超音波センサ１の感度を向上させることができる。
【００３９】
また、第２の開口部３３ｃは、第１の開口部３３ｂから視認できない位置に配置されているため、例えば、小石などの異物や水滴などが導波路３３に向かって飛来して第１の開口部３３ｂから導波路３３の内部に侵入した場合でも、受信素子１０に直接衝突するおそれがないので、受信素子１０を保護することができる。
つまり、超音波Ｕを効率よく受信するとともに、受信素子１０を保護することができる超音波センサ１を実現することができる。
【００４０】
なお、受信素子１０の数は例示であり、４個に限らない。また配置についても、縦横２個ずつとは限らない。また、複数の受信素子１０を一体形成したチップを用いてもよい。
受信素子１０としては、種々の方式のセンサを用いることができる。例えば、電極間の容量変化により超音波を検出する容量式振動検出素子などを用いることもできる。
また、受信素子１０の代わりに、送受信可能な素子を用いることもできる。
【００４１】
導波路３３は、四角断面の管状に限られるものではなく、例えば、円筒状でもよい。
また、反射面３３ａの形状や角度等により、超音波Ｕの反射方向を調節して、受信素子１０の配置間隔を変更することができる。
【００４２】
（変更例１）
反射面３３ａは、第１の開口部３３ｂから入射した超音波を各受信素子１０に向かう方向に反射することができれば、平面に限らず曲面に形成してもよい。例えば、図３に示すように、円弧状に形成してもよい。
【００４３】
（変更例２）
図４（Ａ）に示すように、第１の開口部３３ｂを、導波路３３の内部から第１の開口部３３ｂの障害物Ｍ側の端部に近づくに従って断面積が大きくなる形状に形成してもよい。この構成を使用すると、超音波Ｕを第１の開口部３３ｂにおいて集音することができるので、超音波Ｕの音圧を大きくすることができ、超音波センサ１の感度を向上させることができる。
図４（Ｂ）に示すように、第１の開口部３３ｂを、導波路３３の内部から第１の開口部３３ｂの障害物Ｍ側の端部に近づくに従って断面積が小さくなる形状に形成してもよい。この構成を使用すると、第１の開口部３３ｂが狭くなるので、車両外部からの異物などの侵入を低減することができる。
また、超音波センサ１が送信可能な送信素子を備えている場合には、超音波の送信時に、第１の開口部３３ｂにおいて、超音波を集音することができるので、送信する超音波の音圧を大きくすることができる。
【００４４】
（変更例３）
図５に示すように、反射面３３ａに、例えば、めっきを施して導波路３３の内壁面よりも超音波の反射率が高い反射部材３５を形成してもよい。この構成を使用すると、反射面における超音波の反射効率が向上するので、受信素子１０の感度を更に向上させることができる。
ここで、反射部材３５は、反射面３３ａに金属板やガラス、セラミックスなどの硬質材料を貼り付けて形成してもよい。
【００４５】
（変更例４）
図６に示すように、導波路３３の内壁面のうち、反射面３３ａを除く面に、反射面３３ａよりも超音波の吸収率が高い材料により形成された吸収部材３６を形成してもよい。吸収部材３６は、例えば、スポンジやゴムや樹脂で形成することができる。
この構成を使用すると、導波路３３の内壁面で反射してノイズとなる超音波を低減することができるので、受信素子１０の感度を更に向上させることができる。
更に、無響室などで用いられる公知の幾何学的な吸音構造を用いることもできる。
ここで、吸収率が７０％以上である吸収部材３６を用いると、効果的にノイズを低減することができるようになり、好適である。また、反射部材３５と併用することもできる。
【００４６】
（変更例５）
第２の開口部３３ｃが、第１の開口部３３ｂから視認できない位置に配置され、反射面３３ａが、第１の開口部３３ｂから入射した超音波Ｕを各受信素子１０に向かう方向に反射することができれば、第１の開口部３３ｂ、第２の開口部３３ｃ及び反射面３３ａの配置は自由に設定することができる。例えば、図７（Ａ）に示すように、反射面３３ａに対する超音波Ｕの入射角θが４５°より大きくなるように反射面３３ａを配置し、反射面３３ａにおいて超音波Ｕが反射される方向に沿って第２の開口部３３ｃを形成してもよい。
また、図７（Ｂ）に示すように、図７（Ａ）に示した配置関係の導波路３３を、ボディ５２の外表面に対して傾斜させて取り付けることもできる。この構成を用いると、超音波センサ１により障害物Ｍを検出する方向を変更することができる。
【００４７】
（変更例６）
導波路３３内に、受信素子１０に加えて、超音波を送信可能な送信素子を配置する構成を用いることもできる。送信素子より送信された超音波は、例えば、反射面３３ａにより被検出体の方向に反射される。この構成を使用すると、送受信が可能な超音波センサ１を、意匠性を損なうことなく、車両に搭載することができる。
【００４８】
［最良の形態による効果］
本実施形態の超音波センサ１によれば、障害物Ｍにて反射され、第１の開口部３３ｂから導波路３３内部に入射した超音波Ｕは、反射面３３ａにおいて複数の受信素子１０に向かう方向に反射されるため、超音波Ｕが空気を媒体に他の部材を介さずに、各受信素子１０に直接伝達されるので、超音波の減衰を小さくすることができる。また、反射面３３ａが形成されていない場合に比べて、導波路３３の内部における多重反射などによる超音波Ｕの減衰を小さくすることができるので、超音波センサ１の感度を向上させることができる。
更に、反射面３３ａで反射された超音波Ｕが振動部１６に直接伝達されるように配置すると、振動部１６の変位を大きくすることができるため、受信素子１０による検出信号が大きくなるので、超音波センサ１の感度を向上させることができる。
また、第２の開口部３３ｃは、第１の開口部３３ｂから視認できない位置に配置されているため、例えば、小石などの異物や水滴などが導波路３３に向かって飛来して第１の開口部３３ｂから導波路３３の内部に侵入した場合でも、受信素子１０に直接衝突するおそれがないので、受信素子１０を保護することができる。
つまり、超音波Ｕを効率よく受信するとともに、受信素子１０を保護することができる超音波センサ１を実現することができる。
更に、複数の受信素子１０で受信した超音波Ｕの時間差、位相差を求めることにより、その各差に基づいて、被検出体との距離だけでなく、被検出体の位置も測定することができる。また、複数の受信素子に対して、導波路をそれぞれ用意する必要がなく、１つの導波路に集約することができるので、導波路の大きさを小さくすることができ、超音波センサ１を小型化することができる。
【００４９】
〈その他の実施形態〉
（１）図８は、第１の開口部を覆う伝達部材を設けた超音波センサの縦断面説明図である。図８に示すように、超音波を導波路３３に伝達可能な材料、例えば、厚さ１ｍｍ程度の樹脂膜により第１の開口部３３ｂを覆って伝達部材３４を形成してもよい。この構成を用いると、第１の開口部３３ｂが伝達部材３４により覆われているため、小さな異物や水滴などの液体も導波路３３に侵入するおそれがないので、より確実に受信素子１０を保護することができる。伝達部材３４は、超音波を大きく減衰させない材料、寸法であれば、樹脂膜以外の材料でも良く、例えば、金属箔などを用いることができる。
【００５０】
（２）超音波センサ１は、バンパ直下のボディ５２だけででなく、車両の種々の位置に配置することができる。例えば、第１の開口部３３ｂをボディのつなぎ目、鍵穴、エンブレムなどに取り付けることができる。この構成を使用すると、車両外部から第１の開口部３３ｂを視認しにくくすることができるので、意匠的に優れた車両を製造することができる。
超音波センサ１の用途に合わせて、他の部材に取り付けることもできる。例えば、超音波センサ１を車両側方の障害物センサとして用いる場合には、ウインカのカバーなどに第１の開口部３３ｂを取り付けることもできる。
また、超音波センサ１は、アンテナに搭載することもできる。この構成を使用すると、車外の全方位の超音波を受信することができる。
その他、ヘッドランプのカバー、リアランプのカバー、バックランプのカバーなどにも、超音波センサ１を取り付けることができる。
【００５１】
（３）超音波センサ１は、雨や泥はねなどが生じる過酷な環境下でも使用可能であるため、車両のような屋外で使用されるものに装着して、好適に用いることができる。車両以外にも、例えば、屋外で使用するロボットなどに装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】超音波センサの受信素子の説明図である。図１（Ａ）は、受信素子の平面説明図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面説明図である。
【図２】第１実施形態の超音波センサの説明図である。図２（Ａ）は、超音波センサの縦断面説明図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）をＡ方向から見た平面説明図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ａ）をＢ方向から見た平面説明図である。
【図３】反射面の変更例を示す縦断面説明図である。
【図４】第１の開口部の変更例を示す縦断面説明図である。
【図５】反射面に超音波を反射する反射部材を備えた超音波センサの縦断面説明図である。
【図６】導波路の内壁面のうち、反射面を除く面に、吸収部材を備えた縦断面説明図である。
【図７】第１の開口部、第２の開口部及び反射面の配置の変更例を示す縦断面説明図である。
【図８】第１の開口部を覆う伝達部材を設けた超音波センサの縦断面説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１    超音波センサ  
１０    受信素子
１６    振動部
３３    導波路
３３ａ  反射面
３３ｂ  第１の開口部
３３ｃ  第２の開口部
３４    伝達部材
３５    反射部材  
３６    吸収部材
Ｍ    障害物（被検出体）
【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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