(57)【要約】【課題】  小型・低コストで、車のバンパー等に装着するに際して取り付け精度の影響を受け難く、水滴やごみの付着および湿度変化による検出精度劣化の問題を解決できる障害物検出装置を提供すること。【解決手段】  電気信号を超音波に変換して発信する少なくとも１個の送信素子１１１と、受信した超音波を電気信号に変換する少なくとも２個の受信素子１１２を同一基板１０上に形成してなり、周辺の障害物を検出する超音波センサ１１０と、超音波センサ１１０の検出範囲とは少なくとも一部が異なる検出範囲を有し、この検出範囲内の障害物を検出する画像センサ１２０とを備え、超音波センサ１１０と画像センサ１２０とを、同一筐体１３０内に配置した。【選択図】        図１
2007024770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号を超音波に変換して発信する少なくとも１個の送信素子と、受信した超音波を電気信号に変換する少なくとも２個の受信素子を同一基板上に形成してなり、周辺の障害物を検出する超音波センサと、
前記超音波センサの検出範囲とは少なくとも一部が異なる検出範囲を有し、当該検出範囲内の障害物を検出する検出手段とを備え、
前記超音波センサと前記検出手段とを、同一筐体内に配置してなることを特徴とする障害物検出装置。
【請求項２】
前記基板上に、前記検出手段を構成してなることを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
【請求項３】
前記受信素子は、３個以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の障害物検出装置。
【請求項４】
前記受信素子は、４個であることを特徴とする請求項３に記載の障害物検出装置。
【請求項５】
前記送信素子は、複数の異なる周波数の超音波を発信することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項６】
前記送信素子は、２個であることを特徴とする請求項５に記載の障害物検出装置。
【請求項７】
前記基板には、薄肉部としてのメンブレンがそれぞれの前記送信素子及び前記受信素子に対応して複数形成され、
前記メンブレン上に、前記送信素子及び前記受信素子が形成されていることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項８】
前記送信素子及び前記受信素子は、前記メンブレンとともに所定の超音波帯周波数で共振するように構成された圧電振動子であることを特徴とする請求項７に記載の障害物検出装置。
【請求項９】
前記検出手段の少なくとも一部を、前記メンブレン上に形成したことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の障害物検出装置。
【請求項１０】
前記検出手段は、画素を構成するように二次元配列され、入射される光の強度に応じた電気信号を生じる複数の光検出素子と、所定の角度範囲からの光を前記光検出素子に入射するためのレンズを有する画像センサであることを特徴とする請求項１〜９いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項１１】
開口部の設けられた前記筐体に対し、前記開口部を塞ぐように前記レンズを前記筐体に固定してなることを特徴とする請求項１０に記載の障害物検出装置。
【請求項１２】
前記検出手段は、障害物からの赤外線を検出する赤外線センサを少なくとも有することを特徴とする請求項１〜９いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項１３】
前記赤外線センサは、赤外線を受光したときに生じる温度変化に基づいて電気信号を生じる赤外線検出素子と、前記検出素子の少なくとも一部を被覆する赤外線吸収膜とにより構成されることを特徴とする請求項１２に記載の障害物検出装置。
【請求項１４】
前記検出手段として、前記赤外線センサとともに、抵抗体を発熱させることにより赤外線を放射する赤外線光源を有することを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の障害物検出装置。
【請求項１５】
前記検出手段は、送信波を生じるレーザ発生素子若しくはミリ波発生素子と、前記障害物によって反射された反射波を受信した際に、その反射波の強度に応じた電気信号を生じるレーザ検出素子若しくはミリ波検出素子であることを特徴とする請求項１〜９いずれか１項に記載の障害物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも超音波センサを備えた障害物検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、自動車等の車両に搭載され、障害物検出等に用いられる超音波センサ装置が開示されている。超音波センサ装置は、超音波の送信素子と受信素子（１つの素子にて兼用する場合も有）を備えており、送信素子から超音波を送信して、障害物に当たって反射された超音波を受信素子により受信する。そして、受信素子により受信された超音波の音圧、時間差、位相差により、障害物のある方向や距離を演算処理して検出したり、障害物の凹凸具合を判断したりすることに用いられる。
【０００３】
このような超音波センサ装置に用いられる受信素子として、近年、基板の薄肉部として形成されたメンブレン上に圧電体薄膜からなる振動子が形成された素子が注目されている。メンブレン構造を有する受信素子は、半導体のマイクロマシニング技術により形成されており、以下ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）型の超音波センサ素子と呼ぶ。このようなＭＥＭＳ型の超音波センサ素子とそれを用いた超音波アレイセンサ装置が、例えば特許文献２に開示されている。この超音波センサ素子（受信素子）は、強誘電体であるＰＺＴセラミックス薄膜層を２つの電極で挟設してなり、所定の共振周波数を有して超音波を検出する圧電センサで構成され、超音波センサ素子の測定動作中において、上記２つの電極間に所定のバイアス電圧を印加することにより超音波センサ素子の共振周波数を変化させることができる。
【特許文献１】特開２００１−１６６９４号公報
【特許文献２】特開２００３−２８４１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記構成においては、超音波音源と超音波アレイセンサ装置が別体となっており、それぞれの製造コストが必要である。また、車のバンパー等に装着するに際して、超音波音源と超音波アレイセンサ装置の取り付け精度が障害物の方向や距離の検出精度に影響すると共に、両者の装着間隔も大きくなる。
【０００５】
また、車のバンパーに直接搭載する超音波センサ装置においては、超音波センサ素子の表面に水滴やごみが付着すると、正確に障害物までの距離を測定できなくなる。さらに、空気中を伝播する超音波の減衰は空気の温度や湿度に依存するが、これらは車の周辺環境により異なる為、温度変化および湿度変化の影響で障害物の検出精度が悪くなるといった問題がある。特に、車の周辺環境の温度については外気温センサ等で環境温度を測定できるが、湿度については車室外に搭載できる適当な湿度センサがなく、上記問題が解決できていない。
【０００６】
そこで本発明は、小型・低コストで、車のバンパー等に装着するに際して取り付け精度の影響を受け難く、水滴やごみの付着および湿度変化による検出精度劣化の問題を解決できる障害物検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する為に請求項１に記載の発明は、電気信号を超音波に変換して発信する少なくとも１個の送信素子と、受信した超音波を電気信号に変換する少なくとも２個の受信素子を同一基板上に形成してなり、周辺の障害物を検出する超音波センサと、超音波センサの検出範囲とは少なくとも一部が異なる検出範囲を有し、この検出範囲内の障害物を検出する検出手段とを備え、超音波センサと検出手段とを、同一筐体内に配置してなることを特徴とする。
【０００８】
これによれば、超音波センサを構成する送信素子と受信素子が同一基板に集積化されて製造されるため、送信素子と受信素子を別体として構成した超音波センサに比べて、小型で低コストの超音波センサ、すなわち障害物検出装置とすることができる。また、送信素子および受信素子の位置関係が基板上で正確に設定されるため、車のバンパー等に装着するに際して取り付け精度の影響を受け難い構成である。
【０００９】
また、超音波センサを構成する送信素子と受信素子の数を増やしても、同一基板上に形成するため、製造コストはほとんど変わらない。
【００１０】
さらには、上記超音波センサとともに、超音波センサとは検出範囲の少なくとも一部が異なる検出手段を同一の筐体内に配置している。従って、２つの検出手段により確実な障害物検出ができ、より広い範囲の障害物を検出することができる。またそのような構成でありながら、小型で低コストの障害物検出装置となっている。尚、検出範囲の少なくとも一部が異なるとは、例えば検出手段の検出範囲が超音波センサの検出範囲を全て含むもの（超音波センサの検出範囲より大きい）であっても良いし、逆に検出手段の検出範囲が超音波センサの検出範囲に全て含まれるもの（超音波センサの検出範囲より小さい）であっても良い。
【００１１】
請求項２に記載のように、基板上に、検出手段を構成してなることが好ましい。このように、超音波センサと検出手段を１チップ構成とすれば、より小型で低コストの障害物検出装置とすることができる。
【００１２】
請求項３に記載のように、受信素子を３個以上とすると良い。この場合、１個の受信素子の破損や動作不良があっても、他の受信素子の信号を比較することにより、動作不良検知機能を有するように構成することができる。これにより、低コストで、且つ水滴やごみの付着による動作不良に対処した超音波センサとすることができる。
【００１３】
尚、請求項４に記載のように、前記受信素子を４個とすることで、簡単な演算処理により上記動作不良検知機能を持たせることができると共に、フェールセーフ機能も持たせることができる。
【００１４】
請求項５に記載のように、送信素子が複数の異なる周波数の超音波を発信するようにしても良い。この場合、簡単な演算処理により湿度補正機能を有するように構成することができる。これにより、低コストで、且つ湿度変化による検出精度劣化の問題に対処した超音波センサとすることができる。
【００１５】
尚、請求項６に記載のように、送信素子を２個とし、両者が異なる周波数の超音波を送信するようにすれば、湿度補正機能を有する超音波センサを簡単に構成することができる。
【００１６】
超音波センサの具体的構成としては、例えば請求項７に記載のように、基板に、それぞれの送信素子及び受信素子に対応して薄肉部としてのメンブレンが複数形成され、メンブレン上に、送信素子及び受信素子が形成された構成としても良い。この場合、基板の一部であるメンブレンを振動面として超音波センサを構成することができる。
【００１７】
その際、請求項８に記載のように、送信素子及び受信素子として、メンブレンとともに所定の超音波帯周波数で共振するように構成された圧電振動子を適用することができる。しかしながら、送信素子及び受信素子の構成は上記例に限定されるものではない。例えば容量式やピエゾ式の素子等でも良い。
【００１８】
メンブレン上に送信素子及び受信素子が形成された構成において、請求項９に記載のように、検出手段の少なくとも一部を、メンブレン上に形成しても良い。超音波センサの感度を大きく低下させない範囲で、検出手段の少なくとも一部をメンブレン上に形成することで、より小型化することができる。尚、構成上可能であれば、メンブレンの一方の表面側に送信素子及び受信素子を形成し、他方の表面側に検出手段の少なくとも一部を形成しても良いし、同一表面側に送信素子及び受信素子と検出手段を形成しても良い。
【００１９】
検出手段としては、超音波センサの検出範囲とは少なくとも一部が異なる検出範囲を有し、この検出範囲内の障害物を検出するものであれば適用が可能である。例えば、請求項１０に記載のように、画素を構成するように二次元配列され、入射される光の強度に応じた電気信号を生じる複数の光検出素子と、所定の角度範囲からの光を光検出素子に入射するためのレンズを有する画像センサを適用しても良い。
【００２０】
この場合、画像センサではレンズ等から歪が生じやすい近距離の広角部位を超音波センサにて検出し、遠距離を画像センサにて検出することができる。従って、広い範囲において障害物を検出することができる。尚、光検出素子を送信素子及び受信素子が形成された基板に形成する（超音波センサと画像センサを１チップ構成とする）ことで、より小型化することができる。また、メンブレン上に形成することで、さらに小型化することができる。
【００２１】
尚、画像センサを構成するレンズは、例えば請求項１１に記載のように、開口部の設けられた筐体に対し、開口部を塞ぐように筐体に固定すれば良い。
【００２２】
また、請求項１２に記載のように、検出手段として、障害物からの赤外線を検出する赤外線センサを少なくとも有する構成を適用しても良い。この場合、近距離を超音波センサにて検出し、遠距離を赤外線センサにて検出することができる。従って、広い範囲において障害物を検出することができる。尚、超音波センサ及び赤外線センサは、ともに夜間での検出が可能であるので、夜間用の障害物検出装置とすることもできる。尚、障害物からの赤外線とは、障害物から発せられる赤外線でも良いし、障害物で反射された赤外線でも良い。
【００２３】
赤外線センサとしては、例えば請求項１３に記載のように、赤外線を受光したときに生じる温度変化に基づいて電気信号を生じる赤外線検出素子と、検出素子の少なくとも一部を被覆する赤外線吸収膜とにより構成されるものを適用することができる。この場合、赤外線検出素子及び赤外線吸収膜を基板上に形成する（超音波センサと赤外線センサを１チップ構成とする）ことで、より小型化することができる。また、メンブレン上に形成することで、さらに小型化することができる。
【００２４】
請求項１４に記載のように、検出手段として、赤外線センサとともに、抵抗体を発熱させることにより赤外線を放射する赤外線光源を有する構成とすると良い。この場合、赤外線光源から発せられた赤外線を障害物が反射し、この反射光を赤外線センサにて検出することで、障害物を検知することができる。
【００２５】
特に、同一の基板に赤外線光源と赤外線センサを構成すると、位置関係を基板上で正確に設定することができるので、取り付け精度の影響を受け難い構成である。尚、超音波センサと同一基板に構成することで、障害物検出装置をより小型化することができる。
【００２６】
また、請求項１５に記載のように、検出手段として、送信波を生じるレーザ発生素子若しくはミリ波発生素子と、障害物によって反射された反射波を受信した際に、その反射波の強度に応じた電気信号を生じるレーザ検出素子若しくはミリ波検出素子を有する構成を適用しても良い。
【００２７】
この場合、近距離を超音波センサにて検出し、遠距離をレーダ手段（レーザ発生素子若しくはミリ波発生素子と、レーザ検出素子若しくはミリ波検出素子）にて検出することができる。従って、広い範囲において障害物を検出することができる。この場合も、レーザ発生素子若しくはミリ波発生素子と、レーザ検出素子若しくはミリ波検出素子を基板上に形成する（超音波センサとレーダ手段を１チップ構成とする）ことで、装置をより小型化することができる。また、メンブレン上に形成することで、さらに小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図に基づいて説明する。以下に示す障害物検出装置は、例えば車両に設置され、車両周辺の障害物を検出するように構成されている。
（第１の実施形態）
本実施形態に係る障害物検出装置には、大きく分けて２つの特徴点がある。一方は、超音波センサと検出手段を同一筐体内に配置してなる点であり、他方は、超音波センサの構成にある。先ず、前者について説明する。
【００２９】
図１は、本実施形態に係る障害物検出装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は筐体の一部を省略した斜視図である。
【００３０】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態に係る障害物検出装置１００は、車両に対して近距離における障害物を検出する超音波センサ１１０と、超音波センサ１００の検出範囲とは少なくとも一部が異なる検出範囲を有する検出手段としての画像センサ１２０とを、同一の筐体１３０内に配置してなることを特徴とする。
【００３１】
このように、本実施形態に係る障害物検出装置１００によると、超音波センサ１１０とともに、超音波センサ１１０とは検出範囲の少なくとも一部が異なる画像センサ１２０を同一の筐体１３０内に配置している。すなわち、障害物を検出することができ、検出範囲の異なる複数のセンサ１１０，１２０をフュージョンし、１つの装置１００として構成している。従って、より広範囲の障害物を検出することができ、同じ障害物を２つのセンサ１１０，１２０で検出することで検出精度が向上できる構成でありながら、小型で低コストの障害物検出装置１００となっている。尚、検出範囲が異なるとは検出範囲が全く一致する場合を除く状態である。例えば、一方の検出範囲が他方の検出範囲を含むものであっても良い。
【００３２】
また、本実施形態においては、同一の筐体１３０内に超音波センサ１１０と画像センサ１２０を配置しただけでなく、例えばシリコン等の同一の半導体基板１０に超音波センサ１１０を構成する送信素子１１１及び受信素子１１２と、画像センサ１２０を構成する光検出素子１２１を形成している。すなわち、超音波センサ１１０と画像センサ１２０を１チップ構成としているので、より小型で低コストの障害物検出装置１００となっている。また、画像センサ１２０ではレンズ等から歪が生じやすい近距離の広角部位を超音波センサ１１０にて検出し、遠距離を画像センサ１２０にて検出することができる。従って、本実施形態に係る障害物検出装置１００は、広い範囲において障害物を検出することができる。
【００３３】
光検出素子１２１としては、画素を構成するように二次元配列され、入射される光の強度に応じた電気信号を生じる公知のＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等を適用することができる。そして、画像センサ１３０から出力された画素値の集合である画像信号を制御部が処理することにより、例えば画像信号に基づく画像を出力したり、障害物の検出（認識）を行うことができる。
【００３４】
このように、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサを光検出素子１２１として適用するので、特に半導体基板１０としてのシリコンに、送信素子１１１及び受信素子１１２と集積化しやすい。また、半導体基板１０に、超音波センサ１１０及び画像センサ１２０の処理回路部を形成することもできる。本実施形態においては、回路基板１１に超音波センサ１１０及び画像センサ１２０の処理回路部（図示略）が形成されている。
【００３５】
尚、本実施形態における筐体１３０は、半導体基板１０が実装された回路基板１１と、回路基板１１上に固定されたケース１２とにより構成されており、送信素子１１１及び受信素子１１２は、回路基板１１と電気的に接続されている。
【００３６】
送信素子１１１及び受信素子１１２の前方（ケース１２の上面）に当たるケース１２の部位は、送信素子１１１及び受信素子１１２を保護するための保護部位１２ａとなっており、本実施形態に示すように車両に適用する場合には、例えば各種金属（アルミニウム合金）、合成樹脂、ガラス、ゴム等の対候性を有する材料を適用することができる。ケース１２全体を上記材料により構成しても良いし、保護部位１２ａのみを別材料にて構成しても良い。本実施形態においては、ケース１２及び保護部位１２ａが同一の合成樹脂により構成されている。
【００３７】
また、ケース１２の一部として、ケース１２の保護部位１２ａと半導体基板１０表面との間の空隙Ｓを送信素子１１１及び受信素子１１２毎に分離する分離部材１２ｂが設けられている。そして、保護部位１２ａ、分離部材１２ｂ、及び半導体基板１０から構成される空隙Ｓ間に、充填部材１４が配置されている。尚、分離部材１２ｂを、ケース１２と別部材とし、ケース１２に固定する構成としても良い。
【００３８】
ここで、物質の音響インピーダンスは、その物質の密度と伝搬音速との積で表される。そして、物質間の音響インピーダンスが異なるほど、その物質間における音波の伝搬特性は悪化する。すなわち、空隙Ｓの充填部材１４と保護部位１２ａの音響インピーダンスが異なるほど、例えば障害物にて反射された超音波は、保護部位１２ａで反射して充填部材１３に伝搬しがたくなる。
【００３９】
そこで、本実施形態においては、充填部材１４として液体、ゾル、ゲルのいずれかを適用している。この場合、充填部材１４の音響インピーダンスを保護部位１２ａの音響インピーダンスに近づけることができ、例えば保護部位１２ａの振動を充填部材１４を介して受信素子１１２へ確実に伝搬させることが可能となる。すなわち、各受信素子１１２の感度を向上することができる。
【００４０】
尚、本実施形態においては、発信素子１１１を受信素子１１２と同一の構造（後述する）としている。従って、充填部材１４の音響インピーダンスを保護部位１２ａの音響インピーダンスに近づけることで、発信素子１１１の振動を充填部材１４を介して保護部位１２ａに確実に伝搬させることが可能となり、発信素子１１１の出力を向上することができる。
【００４１】
保護部位１２ａとして合成樹脂を適用する場合には、充填部材１４として、合成樹脂の微粒子を液体中に分散させたゾルや、当該合成材料からなる高分子ゲルを適用することができる。また、充填部材１４としては、受信素子１１２を侵さない材料である必要がある。従って、例えばシリコンゲルやフッ素ゲルを適用することができる。尚、空隙Ｓに気体（空気や不活性ガス等）が存在すると、保護部位１２ａの振動が受信素子１１２へ（発信素子１１１の振動が保護部位１２ａへ）伝搬しがたくなる。従って、空隙Ｓから気体を完全に除去したのち、充填部材１４を充填することが好ましい。尚、上記構成（保護部位１２ａ、分離部材１２ｂ、充填部材１４）については、本出願人が先に出願した特願２００５−４２４４９号に詳細に記載している。
【００４２】
また、光検出素子１２１の前方（ケース１２の上面）に当たるケース１２の部位には光検出素子１２１に対して所定の角度範囲からの光を入射するためのレンズ１２２が設けられている。具体的には、ケース１２の上面に開口部１２ｃが設けられ、当該開口部１２ｃを塞ぐようにレンズ１２２がケース１２に固定されている。すなわち、ケース１２は光を遮断し、開口部１２ｃに設けられたレンズ１２２を介して光を透過する構成である。尚、図１（ａ）において、レンズ１２２がケース１２の内面側に固定される例を示しているが、外面側に固定された構成でも良いし、開口部１２ｃに嵌った構成でも良い。また、別部材でなく、レンズ１２２がケース１２と一体的に構成されても良い。尚、筐体１３０の構成は上記例に限定されるものではない。超音波センサ１１０及び画像センサ１２０を収容できる構成であれば特に限定されるものではない。
【００４３】
次に、本実施形態に係る障害物検出装置１００の特徴点の１つである超音波センサ１１０の構成について、図１（ｂ），図２，図３を用いて説明する。図２は、障害物検出装置１００における超音波センサ１１０周辺の拡大平面図である。図３は、超音波センサ１１０を構成する素子の概略構成を示す図であり、（ａ）は上面視平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面における断面図である。
【００４４】
図１（ｂ），図２に示すように、本実施形態における超音波センサ１１０は、１個の送信素子１１１と４個の受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）が、同一の半導体基板１０に集積化されている。そして、各素子１１１，１１２は、同一構成となっている。
【００４５】
具体的には、図３（ａ），（ｂ）に示すように、送信素子１１１は、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）構造の半導体基板１０を用いて形成されている。半導体基板１０において、符号１ａは第１半導体層（支持基板）、符号１ｂは埋め込み酸化膜、符号１ｃは第２半導体層、符号１ｄは保護酸化膜である。半導体のマイクロマシニング技術により、半導体基板１０の薄肉部として形成されたメンブレンＭ上には、圧電振動子２０がメンブレンＭを覆うようにして形成されている。圧電振動子２０は、圧電体薄膜２を電極金属膜３ａ，３ｂでサンドイッチした構造を有している。
【００４６】
このように構成される送信素子１１１においては、圧電振動子２０の電極金属膜３ａ，３ｂに交流電圧を印加して、圧電振動子２０と共にメンブレンＭを所定の超音波帯周波数で共振させることにより、超音波を送信することができる。尚、受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）として用いる場合には、障害物（被検出体）で反射されて戻ってきた超音波によりメンブレンＭを圧電振動子２０と共に共振させ、圧電振動子２０に電気信号に変換して、超音波を受信する。
【００４７】
尚、超音波センサ１１０の送信素子１１１および受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）として、図３（ａ），（ｂ）に示す構造を用いる場合、一般的に送信素子１１１が大きな音圧出力を必要とするため、送信素子１１１におけるメンブレンＭの平面形状の面積を、受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）におけるメンブレンＭの平面形状の面積に比べて大きくすることが好ましい。これにより、送信素子１１１の音圧出力を高めることができる。これに対して、受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）は十分な感度が得られるのであれば小さくても可能である。
【００４８】
次に、図４（ａ）〜（ｃ）により、超音波センサ１１０による障害物の検出原理を説明する。尚、図４（ａ）〜（ｃ）では、図１（ｂ）に示す障害物検出装置１００を、地面に対して送信素子１１１を上側にして、垂直に保持して使用することを想定している。
【００４９】
図４（ａ）は、地面に平行なＸ−Ｙ面内において、超音波センサ１１０の受信素子１１２ａ，１１２ｂと、障害物２００で反射され受信素子１１２ａ，１１２ｂに入射する超音波の状態を模式的に示した図である。図４（ｂ）は、地面に垂直な面内において、超音波センサ１１０の受信素子１１２ａ，１１２ｃと、障害物２００で反射され受信素子１１２ａ，１１２ｃに入射する超音波の状態を模式的に示した図である。図４（ｃ）は、超音波センサ１１０の送信素子１１１の発信する超音波の交流パルス信号と４個の受信素子１１２ａ〜１１２ｄの受信する超音波の交流パルス信号のタイムチャートを、模式的に示した図である。
【００５０】
図４（ａ）に示す地面に平行なＸ−Ｙ面内における障害物２００までの距離Ｄｘは、図２に示す上側にある２つの受信素子１１２ａ，１１２ｂを用いて、図４（ｃ）に示す発信素子１１１の発信信号（発信）と受信素子１１２ａ，１１２ｂの受信信号（受信１，受信２）の平均時間値の時間差から演算することができる。
【００５１】
図４（ａ）に示す地面に平行なＸ−Ｙ面内におけるＸ軸に対する障害物２００の方位角θｘは、図１の上側にある２つの受信素子１１２ａ，１１２ｂを用いて、図４（ｃ）に示す受信素子１１２ａの信号（受信１）と受信素子１１２ｂの信号（受信２）の位相差から演算することができる。
【００５２】
同様にして、図４（ｂ）に示す地面に垂直な面内における障害物２００までの距離Ｄｚは、図１の左側にある２つの受信素子１１２ａ，１１２ｃを用いて、図４（ｃ）に示す発信素子１１１の発信信号（発信）と受信素子１１２ａ，１１２ｃの受信信号（受信１，受信３）の平均時間値の時間差から演算することができる。
【００５３】
図４（ｂ）に示す地面に平行な垂直な面内における地面に水平な面に対する障害物２００の方位角θｚは、図２に示す左側にある２つの受信素子１１２ａ，１１２ｃを用いて、図４（ｃ）に示す受信素子１１２ａの信号（受信１）と受信素子１１２ｃの信号（受信３）の位相差から演算することができる。
【００５４】
このように、本実施形態における超音波センサ１１０によれば、上記の距離Ｄｘ，Ｄｚと方位θｘ，θｚより、超音波センサ１１０に対する障害物２００の距離と方位を定めることができる。
【００５５】
図１（ｂ），図２に示す超音波センサ１１０は、超音波の送信素子１１１と受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）が同一の半導体基板１０に集積化されて製造されるため、送信素子（超音波音源）と受信素子を別体として構成した装置に比べて、小型で低コストの超音波センサ１１０とすることができる。また、図１（ｂ），図２に示す超音波センサ１１０では、送信素子１１１および受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）の位置関係が半導体基板１０上で正確に設定されるため、車のバンパー等に装着するに際して取り付け精度の影響を受け難い。
【００５６】
また、上記超音波センサ１１０においては、同一の半導体基板１０上に形成する送信素子１１１と受信素子１１２の数を増やしたり、送信素子１１１と受信素子１１２の大きさを変更したりしても、マスクを変更するだけで対応可能であり、得られる超音波センサ１１１０に製造コストはほとんど変わらない。
【００５７】
ところで、図１（ｂ），図２に示す超音波センサ１１０は、４個の受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）を有しているが、図４に示した障害物（被検出体）２００の検出にあたっては、３個の受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｃ）の組み合わせしか用いていない。すなわち、図４（ａ）の地面に平行なＸ−Ｙ面内における障害物２００までの距離ＤｘとＸ軸に対する障害物２００の方位角θｘの測定では、図２の上側にある２つの受信素子１１２ａ，１１２ｂを用いており、図４（ｂ）に示す地面に垂直な面内における障害物２００までの距離Ｄｚと地面に水平な面に対する障害物２００の方位角θｚは、図２の左側にある２つの受信素子１１２ａ，１１２ｃを用いている。
【００５８】
一方、上記と同様にして、図４（ａ）の地面に平行なＸ−Ｙ面内における障害物２００までの距離ＤｘとＸ軸に対する障害物２００の方位角θｘを、図２の下側にある２つの受信素子１１２ｃ，１１２ｄを用いて測定し、図４（ｂ）に示す地面に垂直な面内における障害物２００までの距離Ｄｚと地面に水平な面に対する障害物２００の方位角θｚを、図２の右側にある２つの受信素子１１２ｂ，１１２ｄを用いて測定することができる。言い換えれば、３個の受信素子１１２ｂ〜１１２ｄの組み合わせを用いて、障害物（被検出体）２００を検出することができる。
【００５９】
従って、４個の受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）を有する超音波センサ１１０では、上記２通りの組み合わせにより測定された障害物（被検出体）２００のデータを比較することで、これらが一致しない場合には、４個の受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）のいずれかに動作不良があると判断することができる。このようにして、超音波センサ１１０に動作不良検知機能を持たせることができる。
【００６０】
また、動作不良の受信素子１１２が１個だけの場合には、それを除いた３個の受信素子１１２の組み合わせで、上記のように障害物（被検出体）２００を検出することができる。このため、超音波センサ１１０にフェールセーフ機能も持たせることができる。
【００６１】
尚、動作不良検知機能を持たせるだけであれば、３個の受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｃ）でも可能である。すなわち、障害物（被検出体）２００のデータは、受信素子１１２ａ，１１２ｂの組み合わせデータと受信素子１１２ａ，１１２ｃの組み合わせデータから算出されているが、受信素子１１２ｂ，１１２ｃの組み合わせデータを障害物（被検出体）２００のデータの検算に用いることができる。これによって、３個の受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｃ）を有する超音波センサ１１０に動作不良検知機能を持たせることができる。
【００６２】
以上のようにして、受信素子１１２を３個以上とした超音波センサ１１０では、１個の受信素子１１２の破損や動作不良があっても、他の受信素子１１２の信号を比較することにより、動作不良検知機能を有するように構成することができる。また、受信素子１１２を４個以上とした超音波センサ１１０では、フェールセーフ機能も持たせることができる。これにより、低コストで、且つ水滴やごみの付着による動作不良に対処した超音波センサ１１０、すなわち障害物検出装置１００とすることができる。
【００６３】
また、図１（ｂ），図２に示す超音波センサ１１０では、送信素子１１１に印加する交流パルス信号の周波数を時間的に切り替えて、送信素子１１１が２以上の異なる周波数の超音波を送信するようにすることができる。これによって、図１（ｂ），図２に示す超音波センサ１１０に対して、簡単な演算処理により、湿度補正機能を有するように構成することができる。尚、１個の送信素子１１１で異なる周波数の超音波を送信させるためには、図３に示したメンブレンＭの共振とならない周波数で入力電圧を制御して、異なる周波数の超音波を発信させれば良い。
【００６４】
図５は、上記湿度補正機能を説明する図である。図５（ａ）は、図１（ｂ），図２に示す超音波センサ１１０の送信素子１１１が２つの異なる周波数ｆ１，ｆ２の超音波を送信するようにした場合において、送信素子１１１の発信する超音波の交流パルス信号と４個の受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）の受信する超音波の交流パルス信号のタイムチャートを、模式的に示した図である。図５（ｂ）は、超音波の減衰損失Ｐおよび超音波の吸収係数ｍを表す式である。
【００６５】
図５（ａ）に示すように、超音波センサ１１０における送信素子１１１が周波数ｆ１の超音波と周波数ｆ２の超音波を周期的に切り替えて送信した場合、４個の受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）において、それぞれ周波数ｆ１の超音波と周波数ｆ２の超音波に対応した受信信号（受信１〜受信４）があらわれる。周波数ｆ１における送信素子１１１の交流パルス信号と受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）の交流パルス信号の関係、および周波数ｆ２における送信素子１１１の交流パルス信号と受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）の交流パルス信号の関係は、それぞれ、図４（ｃ）と同様である。
【００６６】
一方、図５（ａ）では、送信素子１１１の発信する周波数ｆ１と周波数ｆ２の交流パルス信号レベルが同じであっても、受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）で受信した周波数ｆ２の交流パルス信号レベルは、周波数ｆ１の超音波の交流パルス信号レベルに較べて、大きな減衰となっている。
【００６７】
図５（ｂ）に示すように、超音波の減衰損失Ｐ（吸収係数ｍ）は、超音波の周波数ｆに依存し、周波数ｆの高い超音波ほど減衰が大きくなる。また、超音波の減衰損失Ｐ（吸収係数ｍ）は、周波数だけでなく、伝播環境の温度Ｔや湿度ｈに依存した値となる。
【００６８】
ここで、超音波の周波数ｆは、送信素子１１１と受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）に予め設定された値である。また、伝播環境の温度Ｔは、例えば超音波センサ１１０が車載用の場合、外気温センサ等で測定することができる。これに対して、伝播環境の湿度ｈについては車室外に搭載できる適当な湿度センサがない。
【００６９】
しかしながら、図５（ａ）では、２つの周波数ｆ１と周波数ｆ２で超音波測定されているため、その減衰係数の差から湿度ｈを逆算することができる。この演算された湿度ｈを、超音波センサ１１０に対して予め設定された動作湿度の補正に用いることで、超音波センサ１１０に対して、湿度補正機能を持たせることができる。これにより、低コストで、且つ湿度変化による検出精度劣化の問題に対処した超音波センサ１１０、及び当該超音波センサ１１０を備えた障害物検出装置１００とすることができる。
【００７０】
尚、上記のように超音波センサ１１０に湿度補正機能を持たせる場合には、送信素子１１１を２個とするのが好ましい。この場合には、１個の送信素子１１１をもちいる場合と異なり、それぞれの送信素子１１１において、図３に示したメンブレンＭの共振周波数を用いて、異なる周波数のＱ値が高い超音波を発信させることができる。
【００７１】
図６に、このような超音波センサ１１０を示す。図６（ａ）は、超音波センサ１１０の上面視平面図であり、図６（ｂ）は、２個の送信素子１１１（１１１ａ，１１１ｂ）の発信する超音波の交流パルス信号と４個の受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）の受信する超音波の交流パルス信号のタイムチャートを、模式的に示した図である。
【００７２】
図６（ａ）に示す超音波センサ１１０では、異なる周波数ｆ１，ｆ２を発信する２個の送信素子１１１（１１１ａ，１１１ｂ）を用いることで、図６（ｂ）に示すように、２つの周波数ｆ１，ｆ２の超音波を同時に発信することができる。これにより、車の動きに対する補正等が不要となる。尚、異なる周波数ｆ１，ｆ２の超音波は伝播速度は同じであるため、同時刻に各受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）に反射波が到達する。そのため、各受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）の受信信号を周波数ｆ１とｆ２の成分で分解する周波数分析が必要になる。
【００７３】
図７は、超音波センサ１１０の変形例を示す上面視平面図である。図７に示す超音波センサ１１０では、１個の送信素子１１１が中央にあり、８個の受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｈ）がその周りを取り囲んでいる。
【００７４】
このように、送信素子１１１が１個であり、受信素子１１２が偶数個である場合には、受信素子１１２が送信素子１１１を取り囲んで、２個ずつ送信素子１１１の対称位置に配置されてなることが好ましい。これにより、２個ずつ送信素子１１１の対称位置に配置された受信素子１１２では、送信素子１１１から送信され、障害物で反射されて戻ってきた超音波の音圧をほぼ等しくすることができる。このため、障害物の精度の高い検出測定が可能となる。
【００７５】
以上示した超音波センサ１１０は、小型・低コストで、車のバンパー等に装着するに際して取り付け精度の影響を受け難く、水滴やごみの付着および湿度変化による検出精度劣化の問題を解決できる構成となっている。このため、車載用の障害物検出装置１００に好適である。
【００７６】
尚、本実施形態に係る障害物検出装置１００の超音波センサ１１０において、同一の半導体基板１０に集積化される送信素子１１１と受信素子１１２の個数は上記例に限定されるものではない。少なくとも１個の送信素子１１１と少なくとも２個の受信素子１１２を有していればよい。受信素子１１２の個数を増やすことで、高解像度な情報を得ることができる。また、送信素子１１１を２個以上に増やすことも可能である。これによって、送信する超音波の音圧を上げたり、指向性を制御することも可能である。
【００７７】
また、送信素子１１１と受信素子１１２を同一の半導体基板１０に構成すると、送信信号が受信素子に入力して、ノイズとなる可能性があるが、本実施形態においては受信素子１１２をアレイ化することで、送信時の信号を複数個の受信素子１１２で受信し、これをキャンセルする構成としている。これにより、近い障害物２００に対して、信号のＳ／Ｎを上げて検出可能とすることができる。
【００７８】
また、本実施形態においては、圧電体を用いた圧電式の超音波センサ１１０を示した。しかしながら、圧電式以外にも、電極間の容量変化を検出する容量式や、圧力によるゲージの出力を検出するピエゾ式の超音波センサ１１０であっても良い。またこれらの各方式を組み合わせた超音波センサ１１０とすることもできる。
【００７９】
また、本実施形態においては、超音波センサ１１０を構成する送信素子１１１及び受信素子１１２と画像センサ１２０を構成する光検出素子１２１を、同一の半導体基板１０の異なる領域に構成する例を示した。しかしながら、図８（ａ），（ｂ）に示すように、光検出素子１２１の少なくとも一部をメンブレンＭ上に形成しても良い。すなわち、半導体基板１０の平面方向において、送信素子１１１及び受信素子１１２の形成領域と光検出素子１２１の形成領域の少なくとも一部が重なる構成としても良い。図８は障害物検出装置１００の変形例を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面視平面図である。尚、図８においては筐体１３０を省略している。
【００８０】
このような構成とすると、センサ形成領域を小さくすることができるので、障害物検出装置１００をより小型化することができる。その際、メンブレンＭ上に光検出素子１２１を形成することで、送信出力又は受信感度が低下しないように注意する必要がある。尚、図８（ａ）に示すように、送信素子１１１及び受信素子１１２を構成する圧電振動子２０を、光検出素子１２１が形成される面の裏面に構成する例を示したが、同一面（例えば図８（ａ）に示す光検出素子１２１の形成面）に形成しても良い。この場合、処理回路部等との電気的接続が簡便となる。
【００８１】
また、図８（ｂ）においては、４個の受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）の形成領域それぞれに対応して、光検出素子１２１を形成する例を示した。このように構成すると、振動が光検出素子１２１を介して他の受信素子１１２に伝達されるのを防止することができる。従って、検出精度を向上することができる。しかしながら、全ての受信素子１１２の形成領域を覆うように１領域の光検出素子１２１を形成しても良い。また、受信素子１１２だけでなく、送信素子１１１を構成するメンブレンＭ上に光検出素子１２１を設けても良い。
【００８２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を、図９に基づいて説明する。図９は、本実施形態における障害物検出装置１００の概略構成を示す上面視平面図である。図９においては、便宜上筐体を省略して図示している。
【００８３】
第２の実施形態における障害物検出装置１００は、第１の実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
【００８４】
図９（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態に係る障害物検出装置１００は、第１実施形態で示した画像センサ１２０に代わって、検出手段として、障害物からの赤外線を検出する赤外線センサ１４０を少なくとも有する構成を適用することを特徴とする。
【００８５】
このように、本実施形態に係る障害物検出装置１００によると、超音波センサ１１０とともに、超音波センサ１１０とは検出範囲の少なくとも一部が異なる赤外線センサ１４０を同一の筐体（図示略）内に配置している。すなわち、障害物を検出することができ、検出範囲の異なる複数のセンサ１１０，１４０をフュージョンし、１つの装置１００として構成している。従って、より広範囲の障害物を検出することができる構成でありながら、小型で低コストの障害物検出装置１００となっている。
【００８６】
また、本実施形態においては、例えばシリコン等の同一の半導体基板１０に超音波センサ１１０と赤外線センサ１４０を形成している。すなわち、超音波センサ１１０と超音波センサ１４０を１チップ構成としているので、より小型で低コストの障害物検出装置１００となっている。また、近距離を超音波センサ１１０にて検出し、遠距離を赤外線センサ１４０にて検出することができる。従って、広い範囲において障害物を検出することができる。尚、超音波センサ１１０及び赤外線センサ１４０は、ともに夜間での検出が可能であるので、夜間用の障害物検出装置１００とすることもできる。尚、障害物からの赤外線とは、障害物から発せられる赤外線でも良いし、障害物で反射された赤外線でも良い。
【００８７】
本実施形態においては、赤外線を受光したときに生じる温度変化に基づいて電気信号を生じる赤外線検出素子としての熱電対１４１と、熱電対１４１の少なくとも一部を被覆する赤外線吸収膜１４２とにより構成されるサーモパイル型の赤外線センサ１４０を適用している。尚、赤外線センサ１４０の構成については、本出願人は先に特開２００２−３６５１４０号公報等により開示しているので参照されたい。しかしながら、赤外線センサ１４０の構成は上記例に限定されるものではない。
【００８８】
また、本実施形態においては、検出手段として、赤外線センサ１４０とともに、抵抗体１５１を発熱させることにより赤外線を放射する赤外線光源１５０を有している。従って、赤外線光源１５０から発せられた赤外線を障害物が反射し、この反射光を赤外線センサ１４０にて検出することで、障害物を検知することができる。尚、赤外線光源１５０も、同一の半導体基板１０に構成されている。従って、赤外線光源１５０と赤外線センサ１４０の位置関係を基板上で正確に設定することができるので、取り付け精度の影響を受け難い。また、障害物検出装置１００をより小型化することができる。尚、図９における符号Ｍは、赤外線センサ１４０及び赤外線光源１５０をそれぞれ構成するメンブレンである。
【００８９】
尚、上記においては、検出手段である赤外線センサ１４０と赤外線光源１５０を、超音波センサ１１０の形成領域とは異なる領域に形成する例を示した。しかしながら、半導体基板１０の平面方向において、超音波センサ１１０の形成領域と赤外線センサ１４０及び赤外線光源１５０の形成領域の少なくとも一部が重なる構成としても良い
例えば、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、送信素子１１１上に赤外線光源１５０を形成し、４個の受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）の形成領域それぞれに対応して、赤外線センサ１４０を形成しても良い。このような構成とすると、センサ形成領域を小さくすることができるので、障害物検出装置１００をより小型化することができる。また、赤外線センサ１４０が複数あるので、検出精度を向上することができる。図１０は本実施形態に示す障害物検出装置１００の変形例を示す図であり、（ａ）は拡大断面図、（ｂ）は上面視平面図である。図１０においては、便宜上、筐体１３０を省略している。
【００９０】
尚、送信素子１１１及び受信素子１１２を構成するメンブレンＭ上に赤外線センサ１４０又は赤外線光源１５０を形成することで、送信出力又は受信感度が低下しないように注意する必要がある。また、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、送信素子１１１及び受信素子１１２を構成する圧電振動子２０を、赤外線センサ１４０又は赤外線光源１５０が形成される面の裏面に構成する例を示した。しかしながら、同一面（例えば図１０（ａ）に示す赤外線センサ１４０の形成面）に両者を形成しても良い。この場合、処理回路部等との電気的接続が簡便となる。
【００９１】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を、図１１に基づいて説明する。図１１は、本実施形態における障害物検出装置１００の概略構成を示す斜視図である。図１１においては、便宜上筐体の一部を省略して図示している。
【００９２】
第３の実施形態における障害物検出装置１００は、第１又は第２の実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
【００９３】
図１１に示すように、本実施形態に係る障害物検出装置１００は、第１実施形態で示した画像センサ１２０に代わって、検出手段として、送信波を生じるレーザ発生素子１６１と、障害物によって反射された反射波を受信した際に、その反射波の強度に応じた電気信号を生じるレーザ検出素子１６２を有するレーダ手段１６０を適用することを特徴とする。
【００９４】
このように、本実施形態に係る障害物検出装置１００によると、超音波センサ１１０とともに、超音波センサ１１０とは検出範囲の少なくとも一部が異なるレーダ手段１６０を同一の筐体（図示略）内に配置している。すなわち、障害物を検出することができ、検出範囲の異なる複数のセンサ１１０，１６０をフュージョンし、１つの装置１００として構成している。従って、より広範囲の障害物を検出することができる構成でありながら、小型で低コストの障害物検出装置１００となっている。
【００９５】
また、本実施形態においては、例えばシリコン等の同一の半導体基板１０に超音波センサ１１０を構成する送信素子１１１及び受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）とレーダ手段１６０を構成するレーザ発生素子１６１及びレーザ検出素子１６２を形成している。すなわち、超音波センサ１１０とレーダ手段１６０を１チップ構成としているので、より小型で低コストの障害物検出装置１００となっている。また、近距離を超音波センサ１１０にて検出し、遠距離をレーダ手段１６０にて検出することができる。従って、広い範囲において障害物を検出することができる。
【００９６】
尚、レーザ発生素子１６１としては、ＧａＡｓ系等の公知の半導体レーザ素子を適用することができ、レーザ検出素子１６２としては、フォトダイオードを適用することができる。尚、送信素子１１１及び受信素子１１２の形成された同一の半導体基板１０にレーザ発生素子１６１を形成する場合には、例えばヘテロ・エピタキシーによって組合せが可能な異種材料を選択し、半導体基板１０とレーザ発生素子１６１に適用することにより一体化が可能である。それ以外にも、別途構成したレーザ発生素子１６１を半導体基板１０上に実装しても良い。
【００９７】
また、レーザ検出素子１６２は、第１実施形態（図８）にて示したように、少なくとも一部を送信素子１１１又は受信素子１１２を構成するメンブレンＭ上に形成することができる。すなわち、図１２に示すように、半導体基板１０の平面方向において、送信素子１１１及び受信素子１１２の形成領域とレーザ検出素子１６２の形成領域の少なくとも一部が重なる構成とすることができる。図１２は、本実施形態に係る障害物検出装置１００の変形例を示す上面視平面図であり、便宜上、筐体を省略している。
【００９８】
このような構成とすると、センサ形成領域を小さくすることができるので、障害物検出装置１００をより小型化することができる。その際、メンブレンＭ上にレーザ検出素子１６２を形成することで、送信出力又は受信感度が低下しないように注意する必要がある。
【００９９】
尚、送信素子１１１及び受信素子１１２を構成する圧電振動子２０は、レーザ検出素子１６２が形成される面と同一面に形成しても良いし、裏面に形成しても良い。また、図１２においては、４個の受信素子１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）の形成領域それぞれに対応して、レーザ検出素子１６２を形成する例を示した。このように構成すると、振動がレーザ検出素子１６２を介して他の受信素子１１２に伝達されるのを防止することができる。従って、検出精度を向上することができる。しかしながら、全ての受信素子１１２の形成領域を覆うように１領域のレーザ検出素子１６２を形成しても良い。また、受信素子１１２だけでなく、送信素子１１１を構成するメンブレンＭ上にレーザ検出素子１６２を設けても良い。
【０１００】
また、本実施形態においては、レーダ手段１６０として、レーザ発生素子１６１とレーザ検出素子１６２を有する例を示した。しかしながら、上記構成に代えて、ミリ波発生素子とミリ波検出素子を有する構成としても良い。
【０１０１】
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施することができる。
【０１０２】
検出手段としては、本実施形態に示した構成以外にも、超音波センサ１１０の検出範囲とは少なくとも一部が異なる検出範囲を有し、この検出範囲内の障害物を検出するものであれば適用が可能である。
【０１０３】
また、本実施形態に示した、超音波センサ１１０、画像センサ１２０、赤外線センサ１４０、赤外線光源１５０、及びレーダ手段１６０は、それぞれその一態様を表しているに過ぎない。筐体１３０内に配置可能であり、さらに好ましくは、超音波センサ１１０を構成する送信素子１１１及び受信素子１１２と同一基板に構成が可能であれば尚良い。また、図１３に示すように、超音波センサ１１０を構成する送信素子１１１、受信素子１１２、及びその他の検出手段（例えば画像センサ１２０の光検出素子１２１）をそれぞれ別基板で形成し、共通の基板（例えば回路基板１１）にそれぞれの基板を配置して、同一筐体１３０内に配置した構成でも良い。図１３は、障害物検出装置の変形例を示す上面視平面図である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】第１の実施形態に係る障害物検出装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は筐体の一部を省略した斜視図である。
【図２】障害物検出装置における超音波センサ周辺の拡大平面図である。
【図３】超音波センサを構成する素子の概略構成を示す図であり、（ａ）は上面視平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面における断面図である。
【図４】超音波センサによる障害物の検出原理を説明する図である。
【図５】湿度補正機能を説明する図である。
【図６】（ａ）は、超音波センサの上面視平面図であり、（ｂ）は、２個の送信素子の発信する超音波の交流パルス信号と４個の受信素子の受信する超音波の交流パルス信号のタイムチャートを、模式的に示した図である。
【図７】超音波センサの変形例を示す上面視平面図である。
【図８】障害物検出装置の変形例を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面視平面図である。
【図９】第２の実施形態における障害物検出装置の概略構成を示す上面視平面図である。
【図１０】障害物検出装置の変形例を示す図であり、（ａ）は拡大断面図、（ｂ）は上面視平面図である。
【図１１】第３の実施形態における障害物検出装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１２】障害物検出装置の変形例を示す上面視平面図である。
【図１３】障害物検出装置の変形例を示す上面視平面図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１０・・・半導体基板
１１・・・回路基板
１２・・・ケース
１２ａ・・・保護部位
１２ｂ・・・分離部材
１４・・・充填部材
２０・・・圧電振動子
１００・・・障害物検出装置
１１０・・・超音波センサ
１１１・・・送信素子
１１２・・・受信素子
１２０・・・画像センサ
１２１・・・光検出素子
１３０・・・筐体
１４０・・・赤外線センサ
１５０・・・赤外線光源
１６０・・・レーダ手段
１６１・・・レーザ発生素子
１６２・・・レーザ検出素子
Ｍ・・・メンブレン
【図１】
2007024770.tif 000003
【図２】
2007024770.tif 000004
【図３】
2007024770.tif 000005
【図４】
2007024770.tif 000006
【図５】
2007024770.tif 000007
【図６】
2007024770.tif 000008
【図７】
2007024770.tif 000009
【図８】
2007024770.tif 000010
【図９】
2007024770.tif 000011
【図１０】
2007024770.tif 000012
【図１１】
2007024770.tif 000013
【図１２】
2007024770.tif 000014
【図１３】
2007024770.tif 000015