(57)【要約】【課題】超音波センサにおいて、残響振動を抑制する。【解決手段】超音波センサ１は、超音波を送受信するための振動子２と、振動子２から超音波を送信させる駆動回路３と、振動子２の残響振動を抑制する残響振動抑制回路７とを備える。駆動回路３は、超音波を送信させるための送信信号の電圧をトランス３２によって昇圧し、この電圧を昇圧した送信信号を振動子２に供給する。残響振動抑制回路７は、振動子２と、トランス３２の２次側コイル（第１の誘導素子）３４と、コイル（第２の誘導素子）４１と、抵抗４２と、コンデンサ（容量素子）４３とを有する。コンデンサ４３と抵抗４２は、互いに直列に接続されて、コイル４１に並列に接続されている。抵抗４２、コンデンサ４３、コイル４１から成るＬＣＲ回路が、振動子２と２次側コイル３４との間に接続されている。残響振動抑制回路７は、複数の異なる共振周波数での共振現象を利用して振動子２の残響振動を吸収する。【選択図】図１
2013120088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動子が駆動されて振動することにより、前記振動子から超音波を送信する超音波センサにおいて、
前記振動子の残響振動を抑制する残響振動抑制回路を備え、
前記残響振動抑制回路は、複数の異なる共振周波数での共振現象を利用して前記振動子の残響振動を吸収することにより、前記振動子の残響振動を抑制する、ことを特徴とする超音波センサ。
【請求項２】
前記残響振動抑制回路は、前記振動子と、第１の誘導素子と、互いに直列に接続された抵抗及び容量素子が第２の誘導素子に並列に接続されたＬＣＲ回路とを備え、前記振動子と前記第１の誘導素子との間に前記ＬＣＲ回路が接続された回路から成る、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】
前記振動子から超音波を送信させる駆動回路をさらに備え、該駆動回路は、超音波を送信させるための送信信号の電圧を昇圧し、この電圧を昇圧した送信信号を前記振動子に供給することにより、この送信信号によって前記振動子を駆動して振動させて、前記振動子から超音波を送信させ、
前記第１の誘導素子は、前記駆動回路に備えられている前記送信信号の電圧を昇圧する昇圧用の誘導素子である、ことを特徴とする請求項２に記載の超音波センサ。
【請求項４】
前記駆動回路は、前記送信信号をトランスによって昇圧し、
前記駆動回路に備えられている前記昇圧用の誘導素子は、前記トランスの２次側コイルである、ことを特徴とする請求項３に記載の超音波センサ。
【請求項５】
前記駆動回路に備えられている前記昇圧用の誘導素子は、前記送信信号を自己誘導作用によって昇圧する誘導素子である、ことを特徴とする請求項３に記載の超音波センサ。
【請求項６】
前記残響振動抑制回路は、前記ＬＣＲ回路を多重に備える回路から成る、ことを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の超音波センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を送信すると共に、超音波を受信する超音波センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、超音波センサは、超音波を送信し、対象物で反射した超音波を受信することにより、対象物を検知し、また、対象物までの距離を計測するようになっている。すなわち、超音波センサは、超音波を送信した後に超音波を受信すると、対象物で反射した超音波を受信したとして、対象物が存在するとする。そして、超音波センサは、そのときの超音波の飛行時間（超音波の送信を開始したときから、対象物で反射した超音波を受信したときまでの時間）を計測することで、対象物までの距離を計測する。
【０００３】
このような超音波センサとしては、１つの同じ振動子によって超音波の送信と受信を行うものがある。つまり、この超音波センサでは、振動子を駆動して振動させることにより、振動子から超音波を送信すると共に、振動子が超音波を受けて振動することにより、振動子により超音波を受信して、受信信号を出力するようになっている。
【０００４】
ところで、このような超音波センサでは、１つの同じ振動子によって超音波の送信と受信を行うため、図８に示すような受信信号が出力される。すなわち、超音波の送信中には、振動子の超音波の送信電圧による受信信号Ｒ１が出力され、振動子の残響振動中には、振動子の残響振動による受信信号Ｒ２が出力される。そして、対象物で反射した超音波が残響振動の収束後に受信される場合には、残響振動による受信信号Ｒ２の出力後に、超音波の受信（対象物で反射した超音波の受信）による受信信号Ｒ３が出力される。また、対象物で反射した超音波が残響振動中に受信される場合には、残響振動による受信信号Ｒ２の出力中に（残響振動による受信信号Ｒ２と重なって）、超音波の受信による受信信号Ｒ３が出力される。
【０００５】
従って、対象物で反射した超音波を残響振動中に受信すると、超音波の受信による受信信号Ｒ３を残響振動による受信信号Ｒ２と区別して検知することができず、対象物までの距離を計測することができない。つまり、残響振動が収束するまでの残響振動収束時間Ｅが長いと、近距離の対象物までの距離を計測することができない。近距離の対象物までの距離を計測できるようにするためには、残響振動を抑制して、残響振動収束時間Ｅを短くする必要がある。
【０００６】
そこで、残響振動を抑制するようにした超音波センサとして、図９に示す構成のものがある。この超音波センサ８０は、振動子８１を駆動回路８２により駆動して、振動子８１から超音波を送信させるようになっている。駆動回路８２は、駆動用トランジスタ８３、及びトランス８４によって構成されている。すなわち、駆動回路８２は、センサ駆動信号が入力されることにより、駆動用トランジスタ８３から送信信号を出力する。そして、駆動回路８２は、送信信号の電圧をトランス８４によって昇圧し、この電圧を昇圧した送信信号を振動子８１に供給することにより、この送信信号によって振動子８１を駆動して振動させて、振動子８１から超音波を送信させる。
【０００７】
また、超音波センサ８０は、振動子８１の残響振動を残響振動抑制回路９０により抑制するようになっている。残響振動抑制回路９０は、振動子８１、トランス８４の２次側コイル８５、及び抵抗９１によって構成されている。残響振動抑制回路９０は、共振現象を利用して振動子８１の残響振動を吸収することにより、振動子８１の残響振動を抑制する。共振現象を利用して振動を吸収する装置を動吸振器という。
【０００８】
残響振動抑制回路９０は、残響振動抑制回路９０のインピーダンスが極小となる共振点を１つ生じると共に、残響振動抑制回路９０のインピーダンスが極大となる反共振点を２つ生じる回路となっている。これら１つの共振点及び２つの反共振点は、振動子８１の等価回路における等価インダクタンス、等価静電容量、等価抵抗、及び、トランス８４の２次側コイル８５、抵抗９１の複合的な作用によって生じる。
【０００９】
残響振動抑制回路９０の共振点の周波数（残響振動抑制回路９０のインピーダンスが極小となる共振点の周波数）を共振周波数ω１、反共振点の周波数（残響振動抑制回路９０のインピーダンスが極大となる共振点の周波数）を反共振周波数ωａ１、ωａ２とする。残響振動抑制回路９０の共振周波数ω１、反共振周波数ωａ１、ωａ２は、以下の式で表される周波数となる。
【００１０】
【数１】
2013120088.tif 000003
【数２】
2013120088.tif 000004
2013120088.tif 000005
【００１１】
ここで、ＬＰは、振動子８１の等価回路における等価直列インダクタンスであり、ＣＰは、振動子８１の等価回路における等価直列静電容量であり、ＣＳは、振動子８１の等価回路における等価並列静電容量である。また、Ｌ８５は、２次側コイル８５のインダクタンスである。
【００１２】
残響振動抑制回路９０は、振動子８１の残響振動のうち、主として、残響振動抑制回路９０の共振周波数（残響振動抑制回路９０のインピーダンスが極小となる共振点の周波数）と同じ周波数の振動を、共振現象を利用して吸収する。そして、残響振動抑制回路９０は、吸収した振動のエネルギーを抵抗９１から熱エネルギーとして放出する。振動子８１の残響振動は、その振動が残響振動抑制回路９０に吸収され、その振動のエネルギーが残響振動抑制回路９０の抵抗９１から放出されることにより、その分だけ早く減衰し、短い時間で収束する。
【００１３】
振動子８１の残響振動は、振動子８１の固有振動数（自己共振周波数）で生じる。残響振動抑制回路９０は、残響振動抑制回路９０の共振周波数が振動子８１の固有振動数と同じになるように設計される。つまり、常温環境化において残響振動抑制回路９０の共振周波数が振動子８１の固有振動数と同じになるように、常温環境化における振動子８１の固有振動数に応じて、トランス８４の２次側コイル８５のインダクタンスが選定される。
【００１４】
また、振動子をプッシュプル構成の駆動回路で駆動するようにした超音波センサにおいて、同様の考え方で残響振動を抑制するようにしたものも知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−８３９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところで、従来の超音波センサ８０では、残響振動抑制回路９０は、１つの共振周波数（残響振動抑制回路９０のインピーダンスが極小となる共振点の周波数）での共振現象を利用して、振動子８１の残響振動を吸収するようになっている。このため、従来の超音波センサ８０では、その１つの（唯一の）共振周波数が振動子８１の固有振動数からずれていると、残響振動の抑制効果が大きく減少する。
【００１７】
振動子８１の固有振動数は、振動子８１の個体差（振動子８１の質量、形状、振動子８１に用いられる振動体や圧電素子の固体差）によってばらつきがあり、また、振動子８１の温度の違い（超音波センサ８０の使用環境温度の違い）によって変動する。従って、これら振動子８１の固有振動数の個体差によるばらつき及び温度の違いによる変動が、残響振動抑制回路９０の共振周波数が振動子８１の固有振動数からずれる要因となる。
【００１８】
従って、従来の超音波センサ８０では、振動子８１の個体差や超音波センサ８０の使用環境によっては、残響振動の抑制効果が大きく減少する場合がある。また、従来の超音波センサ８０では、残響振動の吸収が１つの共振周波数での共振現象を利用したものであるため、残響振動の抑制効果が小さい。これらのことから、従来の超音波センサ８０では、振動子８１の残響振動を十分に吸収することができず、振動子８１の残響振動を十分に抑制することができない。その結果、従来の超音波センサ８０では、近距離の対象物までの距離を計測することができない。
【００１９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、残響振動を抑制することができる超音波センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために本発明の超音波センサは、振動子が駆動されて振動することにより、振動子から超音波を送信する超音波センサにおいて、振動子の残響振動を抑制する残響振動抑制回路を備え、残響振動抑制回路は、複数の異なる共振周波数での共振現象を利用して振動子の残響振動を吸収することにより、振動子の残響振動を抑制する、ものである。
【００２１】
本発明の超音波センサにおいて、残響振動抑制回路は、振動子と、第１の誘導素子と、互いに直列に接続された抵抗及び容量素子が第２の誘導素子に並列に接続されたＬＣＲ回路とを備え、振動子と第１の誘導素子との間にＬＣＲ回路が接続された回路から成る、ものが好ましい。
【００２２】
また、本発明の超音波センサにおいて、振動子から超音波を送信させる駆動回路をさらに備え、該駆動回路は、超音波を送信させるための送信信号の電圧を昇圧し、この電圧を昇圧した送信信号を振動子に供給することにより、この送信信号によって振動子を駆動して振動させて、振動子から超音波を送信させ、第１の誘導素子は、駆動回路に備えられている送信信号の電圧を昇圧する昇圧用の誘導素子である、ものが好ましい。
【００２３】
また、本発明の超音波センサにおいて、駆動回路は、送信信号をトランスによって昇圧し、駆動回路に備えられている昇圧用の誘導素子は、トランスの２次側コイルである、ものが好ましい。
【００２４】
また、本発明の超音波センサにおいて、駆動回路に備えられている昇圧用の誘導素子は、送信信号を自己誘導作用によって昇圧する誘導素子である、ものが好ましい。
【００２５】
また、本発明の超音波センサにおいて、残響振動抑制回路は、ＬＣＲ回路を多重に備える回路から成る、ものが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、複数の異なる共振周波数での共振現象を利用して振動子の残響振動が吸収されることにより、振動子の残響振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る超音波センサの構成を示す電気回路図。
【図２】同超音波センサの残響振動抑制回路の等価回路を示す電気回路図。
【図３】（ａ）は従来の超音波センサにおける残響振動の特性を示す図、（ｂ）は本発明の超音波センサにおける残響振動の特性を示す図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る超音波センサの構成を示す電気回路図。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る超音波センサの構成を示す電気回路図。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る超音波センサの構成を示す電気回路図。
【図７】本発明の第５の実施形態に係る超音波センサの構成を示す電気回路図。
【図８】従来の超音波センサにおける残響振動による受信信号と超音波の受信による受信信号との関係を示す図。
【図９】従来の超音波センサの構成を示す電気回路図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を具体化した実施形態による超音波センサについて図面を参照して説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態による超音波センサの構成を示す。超音波センサ１は、超音波を送信すると共に、超音波を受信する装置である。この超音波センサ１は、超音波の送受信によって、対象物を検知し、対象物までの距離を計測する機能を備えている。超音波センサ１は、例えば、車両等の移動体に搭載されて、移動体の周辺の物体を検知するために用いられる。超音波センサ１は、振動子２と、駆動回路３と、受信回路４と、時間計測部５と、制御部６と、残響振動抑制回路７とを備える。
【００２９】
振動子２は、超音波を送受信するためのものであり、圧電素子に振動体が一体的に取付けられた構成になっている。振動子２は、圧電素子に時間的に変化する電圧が印加されることにより、圧電素子が駆動されて、圧電素子が印加電圧の時間的変化に応じて振動すると共に、振動体が圧電素子と一緒に振動する。すなわち、振動子２は、圧電素子が超音波の周波数で変化する電圧の印加によって駆動されることにより、圧電素子が超音波の周波数で振動すると共に、振動体が圧電素子と一緒に超音波の周波数で振動して、超音波を送信する。
【００３０】
また、振動子２は、振動体が振動することにより、圧電素子が振動体と一緒に振動して、その振動に応じて圧電素子の分極が変化し、その振動の周波数及び振幅に対応した（その分極の変化に対応した）波形の電気信号を受信信号として出力する。すなわち、振動子２は、音波（超音波を含む）を受けて振動することにより、その音波を受信して、その受信した音波の周波数及び振幅に対応した波形の受信信号を出力する。また、振動子２は、超音波の送信中には、超音波の送信のための電圧による受信信号を出力する。また、振動子２は、超音波の送信のための駆動が停止された後に残響振動を生じ、この残響振動中には、残響振動による受信信号を出力する。残響振動は、振動子２の固有振動数（自己共振周波数）で生じる。本実施形態では、振動子２の固有振動数は、常温環境下において、超音波の周波数である７２ｋＨｚとなるように設計されている。
【００３１】
駆動回路３は、振動子２から超音波を送信させる回路であり、駆動用トランジスタ３１と、トランス３２とを備えている。駆動用トランジスタ３１は、接合形ＰＮＰトランジスタである。トランス３２は、１次側コイル３３と、２次側コイル３４とを有する。
【００３２】
駆動用トランジスタ３１は、エミッタが電源に接続され、ベースが制御部６に接続され、コレクタがトランス３２の１次側コイル３３の一端側に接続されている。トランス３２の１次側コイル３３は、一端側が駆動用トランジスタ３１のコレクタに接続され、他端側がグランドに接続されている。トランス３２の２次側コイル３４は、一端側が残響振動抑制回路７のコイル４１を介して振動子２（振動子２の圧電素子）に接続され、他端側がグランドに接続されている。
【００３３】
駆動回路３には、制御部６からセンサ駆動信号が供給される。センサ駆動信号は、所定の駆動周波数（超音波の周波数であって、本実施形態では、７２ｋＨｚ）でローレベルとハイレベルに変化する信号である。センサ駆動信号は、制御部６による制御のもと、振動子２から超音波を送信させるときに、制御部６から駆動回路３に供給され、駆動回路３に供給されたセンサ駆動信号は、駆動用トランジスタ３１のベースに入力される。
【００３４】
駆動用トランジスタ３１は、ベースにセンサ駆動信号が入力されることにより、センサ駆動信号の駆動周波数でオン、オフして、送信信号を出力する。送信信号は、振動子２から超音波を送信させるための信号であって、センサ駆動信号の駆動周波数で電圧が変化する信号である。
【００３５】
トランス３２は、駆動用トランジスタ３１から出力される送信信号の電圧を昇圧する。昇圧された電圧は、昇圧前の電圧（電源電圧）に１次側コイル３３と２次側コイル３４とのコイル巻数比を乗じた電圧になる。そして、トランス３２は、この電圧を昇圧した送信信号を２次側コイル３４から出力する。２次側コイル３４から出力された送信信号は、残響振動抑制回路７のコイル４１を介して振動子２（振動子２の圧電素子）に供給される。
【００３６】
振動子２（振動子２の圧電素子）は、送信信号が供給されることにより、その送信信号によって駆動（センサ駆動信号の駆動周波数で変化する電圧が印加）される。これにより、振動子２は、センサ駆動信号の駆動周波数で振動して（圧電素子がセンサ駆動信号の駆動周波数で振動すると共に、振動体が圧電素子と一緒に振動して）、センサ駆動信号の駆動周波数の超音波（本実施形態では、７２ｋＨｚの超音波）を送信する。
【００３７】
このように、駆動回路３は、制御部６からセンサ駆動信号が入力されることにより、駆動用トランジスタ３１から送信信号を出力する。そして、駆動回路３は、送信信号の電圧をトランス３２によって昇圧し、この電圧を昇圧した送信信号を振動子２に供給することにより、この送信信号によって振動子２を駆動して振動させて、振動子２から超音波を送信させる。
【００３８】
受信回路４は、振動子２から出力される受信信号を処理し、受信信号に含まれている超音波の周波数成分の信号（振動子２から送信した超音波の周波数成分の信号）を検出する。そして、受信回路４は、その検出した超音波成分の信号の振幅レベル（強度）を示す超音波成分信号を出力する。受信信号に含まれている超音波の周波数成分の信号が振動子２による超音波の受信によるものである場合には、超音波成分信号の信号レベルは、振動子２による超音波の受信強度に対応する。
【００３９】
時間計測部５は、制御部６による制御のもと、振動子２から送信した超音波が対象物で反射して振動子２に戻ってくるまでの飛行時間（振動子２が超音波の送信を開始したときから、振動子２が対象物で反射された超音波を受信したときまでの時間）を計測する。
【００４０】
すなわち、時間計測部５は、制御部６から計測開始信号を受けると、時間の計測を開始する。計測開始信号は、超音波の送信開始を示す信号であって、制御部６から駆動回路３へセンサ駆動信号が供給開始されるのと同時（すなわち、振動子２からの超音波の送信開始と同時）に、制御部６から時間計測部５に与えられる。従って、時間計測部５は、振動子２からの超音波の送信開始と同時に、時間の計測を開始する。そして、時間計測部５は、時間の計測開始後（すなわち、振動子２からの超音波の送信開始後）、受信回路４から出力される超音波成分信号の信号レベルが閾値未満の状態から閾値以上になるまでの時間を計測する。
【００４１】
受信回路４から出力される超音波成分信号の信号レベルが閾値未満の状態から閾値以上になるのは、駆動回路３へセンサ駆動信号の供給を停止し、振動子２の残響振動が収束した後において、振動子２が超音波を受信したときである。これは、振動子２から送信した超音波が対象物で反射し、振動子２が対象物で反射した超音波を受信したときである。従って、時間計測部５による計測時間は、振動子２が超音波の送信を開始したときから、振動子が対象物で反射した超音波を受信したときまでの時間であり、振動子２から送信した超音波が対象物で反射して振動子２に戻ってくるまでの飛行時間である。
【００４２】
制御部６は、対象物までの距離を計測するときに、センサ駆動信号を駆動回路３に供給する。このとき、制御部６は、所定の駆動時間（例えば１ｍｓ）に亘って、センサ駆動信号を駆動回路３に供給する。また、制御部６は、駆動回路３へセンサ駆動信号を供給開始するのと同時（すなわち、振動子２からの超音波の送信開始と同時）に、送信開始信号を時間計測部５に与える。
【００４３】
これにより、駆動回路３によって振動子２が所定の駆動時間に亘って駆動されて、振動子２から超音波が所定の駆動時間に亘って送信される。また、振動子２から受信信号が出力され、受信回路４から超音波成分信号が出力され、時間計測部５によって、振動子２から送信した超音波が対象物で反射して振動子２に戻ってくるまでの飛行時間が計測される。制御部６は、この時間計測部５による計測時間に基いて、対象物を検知し、対象物までの距離を計測する。
【００４４】
なお、制御部６は、定期的（例えば２００ｍｓ毎）に、対象物までの距離を計測する。すなわち、制御部６は、定期的に、センサ駆動信号を駆動回路３に供給すると共に送信開始信号を時間計測部５に与えて、時間計測部５による計測時間に基いて、対象物を検知し、対象物までの距離を計測する。
【００４５】
残響振動抑制回路７は、振動子２の残響振動を抑制する回路である。残響振動抑制回路７は、振動子２と、トランス３２の２次側コイル３４（第１の誘導素子であって、駆動回路３に備えられている送信信号の電圧を昇圧する昇圧用の誘導素子）とを有する。また、残響振動抑制回路７は、コイル（第２の誘導素子）４１と、抵抗４２と、コンデンサ（容量素子）４３とを有する。振動子２及びトランス３２の２次側コイル３４は、残響振動抑制回路７の一部を兼ねている。
【００４６】
振動子２（振動子２に用いられている圧電素子）は、一端側がコイル４１の一端側に接続され、他端側がグランドに接続されている。２次側コイル３４は、一端側がコイル４１の他端側に接続され、他端側がグランドに接続されている。コイル４１は、振動子２と２次側コイル３４との間に接続されており、一端側が振動子２の一端側に接続され、他端側が２次側コイル３４の一端側に接続されている。
【００４７】
抵抗４２は、一端側がコイル４１の一端側に接続され、他端側がコンデンサ４３の一端側に接続されている。コンデンサ４３は、一端側が抵抗４２の他端側に接続され、他端側がコイル４１の他端側に接続されている。すなわち、抵抗４２及びコンデンサ４３は、互いに直列に接続されて、コイル４１に並列に接続されている。
【００４８】
すなわち、残響振動抑制回路７は、振動子２と、２次側コイル３４と、互いに直列に接続された抵抗４２及びコンデンサ４３がコイル４１に並列に接続されたＬＣＲ回路とを備えた回路となっている。そして、残響振動抑制回路７は、振動子２と２次側コイル３４との間に、互いに直列に接続された抵抗４２及びコンデンサ４３がコイル４１に並列に接続されたＬＣＲ回路が接続された回路となっている。
【００４９】
図２は、超音波センサ１の振動子２の等価回路及び残響振動抑制回路７の等価回路を示す。振動子２の等価回路２０は、等価直列インダクタンスＬＰ、等価直列静電容量ＣＰ、等価抵抗ＲＰ、及び等価並列静電容量ＣＳを持つ回路となっている。等価直列インダクタンスＬＰは、振動子２の振動体が振動して変位するときの慣性（振動体の質量）に相当するものである。等価直列静電容量ＣＰは、振動子２の振動体が振動して変形するときの弾性係数（バネ係数）に相当するものである。等価抵抗ＲＰは、振動子２の振動体が振動するときの空気抵抗や摩擦抵抗に相当するものである。等価並列静電容量ＣＳは、振動子２の圧電素子の静電容量（圧電素子の電極間に生じる静電容量）に相当するものである。そして、振動子２の等価回路２０は、振動子２０の残響振動による電流ＩＰ（振動子２の残響振動により、振動子２の圧電素子の分極が変化することによって、電荷が移動することによる電流）が流れる回路となっている。
【００５０】
残響振動抑制回路７は、残響振動抑制回路７のインピーダンスが極小となる共振点を２つ生じると共に、残響振動抑制回路７のインピーダンスが極大となる反共振点を３つ生じる回路となっている。これら２つの共振点及び３つの反共振点は、等価インダクタンスＬＰ、等価直列静電容量ＣＰ、等価抵抗Ｒｐ、等価並列静電容量ＣＳ、２次側コイル３４、コイル４１、抵抗４２、コンデンサ４３の複合的な作用によって生じる。
【００５１】
これら２つの共振点の周波数（残響振動抑制回路７のインピーダンスが極小となる共振点の周波数）を、周波数の低い方から順に、第１の共振周波数ω１、第２の共振周波数ω２とする。また、これら３つの反共振点の周波数（残響振動抑制回路７のインピーダンスが極大となる共振点の周波数）を、周波数の低い方から順に、第１の反共振周波数ωａ１、第２の反共振周波数ωａ２、第３の反共振周波数ωａ３とする。第１の共振周波数ω１、第２の共振周波数ω２、第１の反共振周波数ωａ１、第２の反共振周波数ωａ２、第３の反共振周波数ωａ３は、各々、異なった周波数である。
【００５２】
第１の共振周波数ω１、第２の共振周波数ω２、第１の反共振周波数ωａ１、第２の反共振周波数ωａ２、第３の反共振周波数ωａ３は、以下の式で表される周波数となる。
【００５３】
【数４】
2013120088.tif 000006
【数５】
2013120088.tif 000007
【数６】
2013120088.tif 000008
【数７】
2013120088.tif 000009
【数８】
2013120088.tif 000010
【００５４】
ここで、ＬＰは、振動子２の等価回路２０における等価直列インダクタンスであり、ＣＰは、振動子２の等価回路２０における等価直列静電容量であり、ＣＳは、振動子２の等価回路２０における等価並列静電容量である。また、Ｌ３４は、２次側コイル３４のインダクタンスであり、Ｌ４１は、コイル４１のインダクタンスであり、Ｃ４３は、コンデンサ４３の静電容量である。
【００５５】
残響振動抑制回路７は、２つの異なる共振周波数（第１の共振周波数ω１と第２の共振周波数ω２）での共振現象を利用して振動子２の残響振動を吸収することにより、振動子２の残響振動を抑制する。
【００５６】
すなわち、残響振動抑制回路７は、第１の共振周波数ω１での共振現象を利用して振動子２の残響振動を吸収すると共に、第２の共振周波数ω２での共振現象を利用して振動子２の残響振動を吸収する。
【００５７】
第１の共振周波数ω１での共振現象を利用しての振動吸収特性は、第１の共振周波数ω１での共振特性に対応し、第２の共振周波数ω２での共振現象を利用しての振動吸収特性は、第２の共振周波数ω２での共振特性に対応する。すなわち、第１の共振周波数ω１での共振現象を利用しての振動吸収特性は、主として、第１の共振周波数ω１と同じ周波数の振動を吸収（周波数ω１に近い周波数の振動ほど強く吸収し、周波数ω１と同じ周波数の振動を最も強く吸収）するものである。また、第２の共振周波数ω２での共振現象を利用しての振動吸収特性は、主として、第２の共振周波数ω２と同じ周波数の振動を吸収（周波数ω２に近い周波数の振動ほど強く吸収し、周波数ω２と同じ周波数の振動を最も強く吸収）するものである。残響振動抑制回路７は、これら第１の共振周波数ω１での共振現象を利用しての振動吸収特性と第２の共振周波数ω２での共振現象を利用しての振動吸収特性を重ね合わせた振動吸収特性で、振動子２の残響振動を吸収する。
【００５８】
そして、残響振動抑制回路７は、吸収した振動のエネルギーを抵抗４２から熱エネルギーとして放出する。振動子２の残響振動は、その振動が残響振動抑制回路７に吸収され、その振動のエネルギーが残響振動抑制回路７の抵抗４２から放出されることにより、その分だけ早く減衰し、短い時間で収束する。残響振動抑制回路７は、２つの異なる共振周波数での共振現象を利用して振動子２の残響振動を吸収することから、２重動吸振器の構成になっている。
【００５９】
第１の共振周波数ω１、及び第２の共振周波数ω２は、常温環境下において、各々、振動子２の固有振動数ω０に近い周波数となるように設定される。この場合、ω１をω０より低くし、ω２をω０より高くするのが望ましい。また、ω１及びω２は、常温環境下において、いずれか一方がω０と同じ周波数となるように設定され、他方がω０に近い周波数となるように設定されてもよい。ω１及びω２がこのようになるように、常温環境化における振動子２の固有振動数ω０に応じて、コイル３４のインダクタンス、コイル４１のインダクタンス、抵抗４２の抵抗値、コンデンサ４３の静電容量が選定される。
【００６０】
本実施形態では、常温環境化において、振動子２の固有振動数ω０は、ω０≒７２ｋＨｚである。また、常温環境化において、振動子２の等価回路２０における等価直列インダクタンスＬＰは、ＬＰ≒１００ｍＨであり、等価直列静電容量ＣＰは、ＣＰ≒５０ｐＦであり、等価抵抗ＲＰは、ＲＰ≒１ｋΩであり、等価並列静電容量ＣＳは、ＣＳ≒１．５ｎＦである。
【００６１】
これに対し、本実施形態では、常温環境化において、２次側コイル３４のインダクタンスＬ３４は、Ｌ３４≒３ｍＨであり、コイル４１のインダクタンスＬ４１は、Ｌ４１≒４００μＨである。また、常温環境下において、抵抗４２の抵抗値Ｒ４２は、Ｒ４２≒１００Ωであり、コンデンサ４３の静電容量Ｃ４３は、Ｃ４３≒１５ｎＦである。
【００６２】
第１の共振周波数ω１は、ω１≒５８．９ｋＨｚとなり、第２の共振周波数ω２は、ω２≒８１．４ｋＨｚとなる。また、第１の反共振周波数ωａ１は、ωａ１≒５６．９ｋＨｚとなり、第２の反共振周波数ωａ２は、ωａ２≒７１，７ｋＨｚとなり、第３の反共振周波数ωａ３は、ωａ３≒８５．７ｋＨｚとなる。
【００６３】
図３（ａ）は、従来の超音波センサにおける残響振動の特性を示し、図３（ｂ）は、本発明の超音波センサ１における残響振動の特性を示す。図３（ａ）（ｂ）において、横軸は、受信信号の周波数（すなわち残響振動の周波数）であり、縦軸は、受信信号の電圧（すなわち残響振動の強度）である。
【００６４】
図３（ａ）中の曲線は、従来の超音波センサにおける、振動子の駆動を停止させた後の、ある時点での受信信号の電圧を示している。すなわち、図３（ａ）中の曲線は、従来の超音波センサにおける、ある時点での残響振動による受信信号（すなわち残響振動の強度）を示している。
【００６５】
一方、図３（ｂ）中の曲線は、本発明の超音波センサ１における、振動子２の駆動を停止させた後の、ある時点での受信信号の電圧を示している。すなわち、図３（ｂ）中の曲線は、本発明の超音波センサ１における、ある時点での残響振動による受信信号（すなわち残響振動の強度）を示している。ただし、図３（ｂ）中の曲線は、従来の超音波センサにおけるのと同じ条件で本発明の超音波センサ１の振動子２を駆動し、振動子２の駆動を停止させた後、従来の超音波センサにおけるのと同じ所定時間経過した時点でのものである。
【００６６】
図３（ａ）（ｂ）から明らかなように、本発明の超音波センサ１における残響振動による受信信号の電圧は、全ての周波数において、従来の超音波センサにおける残響振動による受信信号よりも低くなっている。すなわち、本発明の超音波センサ１は、従来の超音波センサよりも残響振動が抑制されている。
【００６７】
本実施形態の超音波センサ１によれば、２つの異なる共振周波数（残響振動抑制回路７のインピーダンスが極小となる共振点の周波数）での共振現象を利用して振動子２の残響振動が吸収されて、振動子２の残響振動が抑制される。このため、振動子２の固有振動数にばらつき（振動子２の質量、形状、振動子２に用いられる振動体や圧電素子の個体差によるばらつき）があったとしても、その影響を受け難く、残響振動の抑制効果の減少が抑えられる。また、振動子２の固有振動数に変動（振動子２の温度の違い（超音波センサ１の使用環境温度の違い）による変動）があったとしても、その影響を受け難く、残響振動の抑制効果の減少が抑えられる。また、残響振動の吸収が２つの共振周波数での共振現象を利用したものであるため、残響振動の抑制効果も大きい。
【００６８】
従って、本実施形態の超音波センサ１によれば、振動子２の残響振動をより効率良く抑制することができる。これにより、より近距離の対象物までの距離を計測することが可能になる。
【００６９】
＜第２の実施形態＞
図４は、第２の実施形態による超音波センサの構成を示す。本実施形態の超音波センサ１は、駆動回路３の構成が上記第１の実施形態の構成と異なっている。本実施形態における他の構成については、上記第１の実施形態と同様である。
【００７０】
本実施形態では、駆動回路３は、プッシュプル構成になっている。駆動回路３は、駆動用トランジスタ３１ａ、３１ｂと、トランス３２とを備えている。駆動用トランジスタ３１ａ、３１ｂは、電界効果トランジスタである。トランス３２は、中間点にセンタータップのある１次側コイル３３と、２次側コイル３４とを有する。
【００７１】
駆動用トランジスタ３１ａは、ドレインがトランス３２の１次側コイル３３の一端側に接続され、ゲートが制御部６に接続され、ソースがグランドに接続されている。駆動用トランジスタ３１ｂは、ドレインがトランス３２の１次側コイル３３の他端側に接続され、ゲートが制御部６に接続され、ソースがグランドに接続されている。トランス３２の１次側コイル３３は、センタータップ（中間点）が電源に接続され、一端側が駆動用トランジスタ３１ａのドレインに接続され、他端側が駆動用トランジスタ３１ｂのドレインに接続されている。トランス３２の２次側コイル３４は、一端側が残響振動抑制回路７のコイル４１を介して振動子２（振動子２の圧電素子）に接続され、他端側がグランドに接続されている。
【００７２】
そして、本実施形態では、駆動回路３には、制御部６から第１のセンサ駆動信号及び第２のセンサ駆動信号が供給される。第１のセンサ駆動信号及び第２のセンサ駆動信号は、各々、上記第１の実施形態におけるセンサ駆動信号と同様である。但し、第１のセンサ駆動信号と第２のセンサ駆動信号は、互いに位相が１８０度ずれている。すなわち、第１のセンサ駆動信号がローレベルのときに第２のセンサ駆動信号がハイレベルであり、第１のセンサ駆動信号がハイレベルのときに第２のセンサ駆動信号がローレベルである。センサ駆動信号は、制御部６による制御のもと、振動子２から超音波を送信させるときに、制御部６から駆動回路３に供給される。駆動回路３に供給された第１のセンサ駆動信号は、駆動用トランジスタ３１ａのゲートに入力され、駆動回路３に供給された第２のセンサ駆動信号は、駆動用トランジスタ３１ｂのゲートに入力される。
【００７３】
駆動用トランジスタ３１ａは、ゲートに第１のセンサ駆動信号が入力されることにより、オン、オフして、送信信号を出力する。駆動用トランジスタ３１ｂは、ゲートに第２のセンサ駆動信号が入力されることにより、オン、オフして、送信信号を出力する。トランス３２は、駆動用トランジスタ３１ａ、３１ｂから出力される送信信号の電圧を昇圧する。そして、トランス３２は、この電圧を昇圧した送信信号を２次側コイル３４から出力する。２次側コイル３４から出力された送信信号は、残響振動抑制回路７のコイル４１を介して振動子２（振動子２の圧電素子）に供給される。振動子２は、送信信号が供給されることにより、上記第１の実施形態と同様に、その送信信号によって駆動されて、超音波を送信する。
【００７４】
本実施形態の超音波センサ１によれば、上記第１の実施形態と同様に、振動子２の残響振動をより効率良く抑制することができ、より近距離の対象物までの距離を計測することが可能になる。
【００７５】
＜第３の実施形態＞
図５は、第３の実施形態による超音波センサの構成を示す。本実施形態の超音波センサ１は、駆動回路３の構成、及び残響振動抑制回路７の構成が上記第１の実施形態と異なっている。本実施形態における他の構成については、上記第１の実施形態と同様である。
【００７６】
本実施形態では、駆動回路３は、上記第１の実施形態におけるトランス３２に代えて、自己誘導コイル３９を備えている。
【００７７】
駆動用トランジスタ３１は、エミッタが電源に接続され、ベースが制御部６に接続され、コレクタが自己誘導コイル３９の一端側に接続されている。自己誘導コイル３９は、一端側が駆動用トランジスタ３１のコレクタに接続され、他端側がグランドに接続されている。駆動用トランジスタ３１のコレクタと自己誘導コイル３９の一端側との接続点が、残響振動抑制回路７のコイル４１を介して振動子２（振動子２の圧電素子）に接続されている。
【００７８】
駆動回路３には、上記第１の実施形態と同様に、センサ駆動信号が供給され、駆動回路３に供給されたセンサ駆動信号は、駆動用トランジスタ３１のベースに入力される。
【００７９】
駆動用トランジスタ３１は、上記第１の実施形態と同様に、ベースにセンサ駆動信号が入力されることにより、送信信号を出力する。自己誘導コイル３９は、駆動用トランジスタ３１から出力される送信信号の電圧を自己誘導作用によって昇圧する。昇圧された電圧は、自己誘導コイル３９の自己誘導作用による逆起電力によって、昇圧前の電圧（電源電圧）の２倍の電圧になる。そして、自己誘導コイル３９は、この電圧を昇圧した送信信号を、駆動用トランジスタ３１のコレクタと自己誘導コイル３９の一端側との接続点から出力する。出力された送信信号は、残響振動抑制回路７のコイル４１を介して振動子２（振動子２の圧電素子）に供給される。振動子２は、送信信号が供給されることにより、上記第１の実施形態と同様に、その送信信号によって駆動されて、超音波を送信する。
【００８０】
このように、本実施形態では、駆動回路３は、送信信号を自己誘導コイル３９によって昇圧し、この電圧を昇圧した送信信号を振動子２に供給することにより、この送信信号によって振動子２を駆動して振動させて、振動子２から超音波を送信させる。
【００８１】
また、本実施形態では、残響振動抑制回路７は、上記第１の実施形態におけるトランス３２の２次側コイル３４に代えて、自己誘導コイル３９（第１の誘導素子であって、駆動回路３に備えられている送信信号の電圧を昇圧する昇圧用の誘導素子）を備えている。自己誘導コイル３９は、残響振動抑制回路７の一部を兼ねている。
【００８２】
本実施形態の超音波センサ１によれば、上記第１の実施形態と同様に、振動子２の残響振動をより効率良く抑制することができ、より近距離の対象物までの距離を計測することが可能になる。しかも、上記第１の実施形態におけるトランス３２に代えて自己誘導コイル３９を用いることにより、コストを低減することができる。
【００８３】
＜第４の実施形態＞
図６は、第４の実施形態による超音波センサの構成を示す。本実施形態の超音波センサ１は、残響振動抑制回路７の構成が上記第１の実施形態と異なっている。本実施形態における他の構成については、上記第１の実施形態と同様である。
【００８４】
本実施形態では、残響振動抑制回路７は、上記第１の実施形態における構成に加え、さらに別のコイル５１と、抵抗５２と、コンデンサ５３とを有する。
【００８５】
振動子２は、上記第１の実施形態において一端側がコイル４１の一端側に接続されていることに代えて、一端側がコイル５１の一端側に接続されている。コイル４１は、上記第１の実施形態において一端側が振動子２の一端側に接続されていることに代えて、一端側がコイル５１の他端側に接続されている。すなわち、コイル５１は、振動子２とコイル４１との間に接続されており、一端側が振動子２の一端側に接続され、他端側がコイル４１の一端側に接続されている。
【００８６】
抵抗４２は、上記第１の実施形態において一端側がコイル４１の一端側に接続されていることに代えて、一端側がコイル５１の一端側に接続されている。すなわち、抵抗４２及びコンデンサ４３は、互いに直列に接続されて、コイル４１及びコイル５１に並列に接続されている。
【００８７】
抵抗５２は、一端側がコイル５１の一端側に接続され、他端側がコンデンサ５３の一端側に接続されている。コンデンサ５３は、一端側が抵抗５２の他端側に接続され、他端側がコイル５１の他端側に接続されている。すなわち、抵抗５２及びコンデンサ５３は、互いに直列に接続されて、コイル５１に並列に接続されている。
【００８８】
つまり、本実施形態の残響振動抑制回路７は、上記第１の実施形態におけるコイル４１に代えて、互いに直列に接続された抵抗５２及びコンデンサ５３がコイル５１に並列に接続されたＬＣＲ回路が、コイル４１に直列に接続された構成を備えた回路になっている。
【００８９】
別の見方をすると、本実施形態の残響振動抑制回路７は、上記第１の実施形態における構成に加え、さらに、互いに直列に接続された抵抗５２及びコンデンサ５３がコイル５１に並列に接続された別のＬＣＲ回路を備えた回路となっている。すなわち、本実施形態の残響振動抑制回路７は、互いに直列に接続された抵抗及びコンデンサがコイルに並列に接続されたＬＣＲ回路を２重に備える回路となっている。そして、本実施形態の残響振動抑制回路７は、振動子２と２次側コイル３４との間に、これら２つの（２重の）ＬＣＲ回路が接続された回路となっている。
【００９０】
トランス３２の２次側コイル３４は、一端側がコイル４１及びコイル５１を介して振動子２に接続されており、２次側コイル３４から出力された送信信号は、コイル４１及びコイル５１を介して振動子２に供給される。
【００９１】
本実施形態では、残響振動抑制回路７は、残響振動抑制回路７のインピーダンスが極小となる共振点を３つ生じると共に、残響振動抑制回路７のインピーダンスが極大となる反共振点を４つ生じる回路となっている。これらの共振点及び反共振点は、等価インダクタンスＬＰ、等価直列静電容量ＣＰ、等価抵抗Ｒｐ、等価並列静電容量ＣＳ、２次側コイル３４、コイル４１、抵抗４２、コンデンサ４３、コイル５１、抵抗５２、コンデンサ５３の複合的な作用によって生じる。
【００９２】
これら３つの共振点の周波数を、周波数の低い方から順に、第１の共振周波数ω１、第２の共振周波数ω２、第３の共振周波数ω３とする。また、これら４つの反共振点の周波数を、周波数の低い方から順に、第１の反共振周波数ωａ１、第２の反共振周波数ωａ２、第３の反共振周波数ωａ３、第４の反共振周波数ωａ４とする。第１の共振周波数ω１、第２の共振周波数ω２、第３の共振周波数ω３、第１の反共振周波数ωａ１、第２の反共振周波数ωａ２、第３の反共振周波数ωａ３、第４の反共振周波数ωａ４は、各々、異なった周波数である。
【００９３】
残響振動抑制回路７は、３つの異なる共振周波数（第１の共振周波数ω１、第２の共振周波数ω２、第３の共振周波数ω３）での共振現象を利用して振動子２の残響振動を吸収することにより、振動子２の残響振動を抑制する。
【００９４】
すなわち、残響振動抑制回路７は、第１の共振周波数ω１での共振現象を利用して振動子２の残響振動を吸収する。また、残響振動抑制回路７は、第２の共振周波数ω２での共振現象を利用して振動子２の残響振動を吸収する。また、残響振動抑制回路７は、第３の共振周波数ω３での共振現象を利用して振動子２の残響振動を吸収する。
【００９５】
第１、第２、第３の共振周波数ω１、ω２、ω３での共振現象を利用しての振動吸収特性は、各々、第１、第２、第３の共振周波数ω１、ω２、ω３での共振特性に対応する。すなわち、ω１、ω２、ω３での共振現象を利用しての振動吸収特性は、各々、主として、ω１、ω２、ω３と同じ周波数の振動を吸収（ω１、ω２、ω３に近い周波数の振動ほど強く吸収し、ω１、ω２、ω３と同じ周波数の振動を最も強く吸収）するものである。残響振動抑制回路７は、これら第１、第２、第３の共振周波数ω１、ω２、ω３での共振現象を利用しての振動吸収特性を重ね合わせた振動吸収特性で、振動子２の残響振動を吸収する。
【００９６】
そして、残響振動抑制回路７は、吸収した振動のエネルギーを抵抗４２、５２から熱エネルギーとして放出する。残響振動抑制回路７は、３つの異なる共振周波数での共振現象を利用して振動子２の残響振動を吸収することから、３重動吸振器の構成になっている。
【００９７】
第１、第２、第３の共振周波数ω１、ω２、ω３は、常温環境下において、各々、振動子２の固有振動数ω０に近い周波数となるように設定される。この場合、ω１をω０より低くし、ω２をω０と同じ周波数になるようにし、ω３をω０より高くするのが望ましい。ω１、ω２、ω３がこのようになるように、常温環境化における振動子２の固有振動数ω０に応じて、コイル３４、４１、５１のインダクタンス、抵抗４２、５２の抵抗値、コンデンサ４３、５３の静電容量が選定される。
【００９８】
本実施形態では、常温環境化において、振動子２の固有振動数ω０、振動子２の等価回路２０における等価直列インダクタンスＬＰ、等価直列静電容量ＣＰ、等価抵抗ＲＰ、等価並列静電容量ＣＳは、上記第１の実施形態と同様である。すなわち、常温環境下において、ω０≒７２ｋＨｚ、ＬＰ≒１００ｍＨ、ＣＰ≒５０ｐＦ、ＲＰ≒１ｋΩ、ＣＳ≒１．５ｎＦである。
【００９９】
これに対し、本実施形態では、常温環境化において、コイル３４のインダクタンスＬ３４、コイル４１のインダクタンスＬ４１、抵抗４２の抵抗値Ｒ４２、コンデンサ４３の静電容量Ｃ４３は、上記第１の実施形態と同様である。すなわち、常温環境下において、Ｌ３４≒３ｍＨ、Ｌ４１≒４００μＨ、Ｒ４２≒１００Ω、Ｃ４３≒１５ｎＦである。また、本実施形態では、常温環境化において、コイル５１のインダクタンスＬ５１は、Ｌ５１≒４０μＨであり、抵抗５２の抵抗値Ｒ５２は、Ｒ５２≒５０Ωであり、コンデンサ５３の静電容量Ｃ５３は、Ｃ５３≒１５０ｎＦである。
【０１００】
本実施形態の超音波センサ１によれば、３つの異なる共振周波数（残響振動抑制回路７のインピーダンスが極小となる共振点の周波数）での共振現象を利用して振動子２の残響振動が吸収されて、振動子２の残響振動が抑制される。このため、振動子２の固有振動数にばらつきがあったとしても、また、振動子２の固有振動数に変動があったとしても、その影響をより一層受け難く、残響振動の抑制効果の減少がより一層抑えられる。また、残響振動の吸収が３つの共振周波数での共振現象を利用したものであるため、残響振動の抑制効果もより一層大きい。
【０１０１】
従って、本実施形態の超音波センサ１によれば、振動子２の残響振動をより効率良く抑制することができる。これにより、より近距離の対象物までの距離を計測することが可能になる。
【０１０２】
＜第５の実施形態＞
図７は、第５の実施形態による超音波センサの構成を示す。本実施形態の超音波センサ１は、残響振動抑制回路７の構成が上記第４の実施形態と異なっている。本実施形態における他の構成については、上記第４の実施形態と同様である。
【０１０３】
本実施形態では、残響振動抑制回路７は、上記第４の実施形態における構成をさらに発展させた構成になっている。すなわち、残響振動抑制回路７は、互いに直列に接続された抵抗及びコンデンサがコイルに並列に接続されたＬＣＲ回路をＭ重（Ｍ≧３）に備える回路となっている。そして、本実施形態の残響振動抑制回路７は、振動子２と２次側コイル３４との間に、これらＭ個の（Ｍ重の）ＬＣＲ回路が接続された回路となっている。
【０１０４】
本実施形態では、残響振動抑制回路７は、残響振動抑制回路７のインピーダンスが極小となる共振点をＮ個（Ｎ≧４）個生じると共に、残響振動抑制回路７のインピーダンスが極大となる反共振点をＮ＋１個生じる回路となっている。残響振動抑制回路７は、Ｎ個の異なる共振周波数（ω１、ω２、・・・ωＮ）での共振現象を利用して振動子２の残響振動を吸収することにより、振動子２の残響振動を抑制する。残響振動抑制回路７は、Ｎ個の異なる共振周波数での共振現象を利用して振動子２の残響振動を吸収することから、Ｎ重動吸振器の構成になっている。
【０１０５】
残響振動抑制回路７は、互いに直列に接続された抵抗及びコンデンサがコイルに並列に接続されたＬＣＲ回路をＭ重にすることにより、共振点をＮ個（Ｎ＝Ｍ＋１）個生じると共に、反共振点をＮ＋１個生じる回路になる。
【０１０６】
従って、残響振動抑制回路７を、共振点を４つ（Ｎ＝４）持つものにする場合には、互いに直列に接続された抵抗及びコンデンサがコイルに並列に接続されたＬＣＲ回路を３重（Ｍ＝３）にすればよい。すなわち、上記第４の実施形態のコイル５１に代えて、互いに直列に接続された抵抗６２及びコンデンサ６３がコイル６１に並列に接続されたＬＣＲ回路が、コイル５１に直列に接続された構成を設ければよい。
【０１０７】
また、残響振動抑制回路７を、共振点を５つ（Ｎ＝５）持つものにする場合には、互いに直列に接続された抵抗及びコンデンサがコイルに並列に接続されたＬＣＲ回路を４重（Ｍ＝４）にすればよい。すなわち、コイル６１に代えて、互いに直列に接続された抵抗７２及びコンデンサ７３がコイル７１に並列に接続されたＬＣＲ回路が、コイル６１に直列に接続された構成を設ければよい。残響振動抑制回路７を、共振点を６つ以上（Ｎ≧６）持つものにする場合も同様である。
【０１０８】
共振周波数ω１、ω２、・・・、ωＮは、常温環境下において、各々、振動子２の固有振動数ω０に近い周波数となるように設定される。この場合、ω１、ω２、・・・、ωＮのうちの幾つかをω０より高く（又は低く）し、別の幾つかをω０より低く（又は高く）するのが望ましい。また、ω１、ω２、・・・、ωＮは、常温環境下において、いずれか１つがω０と同じ周波数となるように設定され、残りがω０に近い周波数となるように設定されてもよい。この場合、残りのうちの幾つかをω０より高くし、残りのうちの別の幾つかをω０より低くするのが望ましい。
【０１０９】
本実施形態の超音波センサ１によれば、Ｎ個（Ｎ≧４）の異なる共振周波数（残響振動抑制回路７のインピーダンスが極小となる共振点の周波数）での共振現象を利用して振動子２の残響振動が吸収されて、振動子２の残響振動が抑制される。従って、振動子２の残響振動をより効率良く抑制することができる。これにより、より近距離の対象物までの距離を計測することが可能になる。
【０１１０】
なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、残響振動抑制回路は、複数の異なる共振周波数を持つ回路であれば、他の回路であってもよい。
【符号の説明】
【０１１１】
１    超音波センサ
２    振動子
３    駆動回路
４    受信回路
５    時間計測部
６    制御部
７  残響振動抑制回路
２０  振動子の等価回路
３１、３１ａ、３１ｂ    駆動用トランジスタ
３２    トランス
３３    トランスの１次側コイル
３４    トランスの２次側コイル（第１の誘導素子）
３９    自己誘導コイル（第１の誘導素子）
４１    コイル（第２の誘導素子）
４２    抵抗
４３    コンデンサ（容量素子）
５１、６１、７１    コイル
５２、６２、７２    抵抗
５３、６３、７３    コンデンサ
【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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