CN114223217B - 超声波传感器 - Google Patents

Abstract

在超声波传感器所具备的附着传感器(8)具备可变电容(8a)和固定电容(8b)。可变电容包含设置于麦克风(2)的底部(3a)的一面侧的传感器电极(8aa)，其电容值由于异物向上述一面侧的附着而变化。固定电容具有与传感器电极连接的第一电极(8ba)、以及设置于与麦克风壳体不同的部件(4、6、11)并与第一电极对置配置的第二电极(8bb)。并且，在附着传感器具备附着检测部(8c)，该附着检测部经由固定电容与传感器电极连接，通过使交流信号流过固定电容和可变电容来检测异物向上述一面的附着。

Description

超声波传感器

相关申请的交叉引用

本申请基于在2019年8月9日申请的日本专利申请号2019-147839号，这里通过参照而编入其记载内容。

技术领域

本公开涉及具有进行超声波振动的麦克风壳体的超声波传感器。

背景技术

超声波传感器例如采用如下的结构：安装于车辆的保险杠等车身部件，在由有底圆筒状部件构成的麦克风壳体的底部(以下，称为振动部)粘贴麦克风。而且，超声波传感器通过基于对麦克风的通电使振动部进行超声波振动来产生超声波，并且通过接受该超声波的反射波来检测存在于车辆的附近的障碍物。在这样的超声波传感器中，若在麦克风壳体的振动面存在附着物，则由此引起振动特性发生变化，而无法进行准确的障碍物检测。

因此，在专利文献1中提出如下的技术：将两个环状电极呈同心圆状地配置于麦克风壳体的振动面，基于两个环状电极之间的静电电容根据附着物而变化的情况，来检测附着物。

专利文献1：美国专利第8675449号说明书

在像专利文献1那样在麦克风壳体的振动面配置两个环状电极的情况下，利用布线将各环状电极与超声波传感器的电路基板之间连接，通过该布线来实现两个环状电极与电路基板的电连接。例如，在超声波传感器中，采取如下的构造：利用缓冲垫包围以有底圆筒状构成的麦克风壳体的周围，将麦克风壳体与缓冲垫一同嵌入至具备电路基板的传感器壳体内。在这样的构造中，例如形成如下的结构：通过麦克风壳体与缓冲垫之间，两个环状电极与电路基板之间直接连接。

然而，若采用利用布线将两个环状电极与电路基板之间直接连接的构造，则使振动面的振动特性变动，会妨碍准确的障碍物检测。具体而言，在振动面的振动通过布线传播的情况下，布线所连接的部位的质量越大，则基于振动的传播而对麦克风的振动特性的变动的影响越大。因此，在采用利用布线将两个环状电极与电路基板之间直接连接的构造的情况下，与质量较大的电路基板直接连接，导致麦克风的振动特性的变动，而对障碍物检测带来影响。

另外，由于麦克风壳体的振动通过布线直接传播到电路基板，因此还产生诱发电路基板与布线的连接部、例如钎焊部的裂缝等导致耐久性的降低这样的问题。

发明内容

本公开的目的在于提供一种超声波传感器，其能够抑制麦克风壳体的振动面的振动特性变动，并且提高布线与电路基板的连接部的耐久性。

本公开的一个观点的超声波传感器具有：麦克风，由压电振动元件构成，该压电振动元件进行电信号向振动的变换以及振动向电信号的变换；麦克风壳体，呈具有底部和侧壁部的有底筒状，并且收纳麦克风，该底部具有构成安装麦克风的振动部的一面；以及附着传感器，检测异物向上述一面的附着。而且，附着传感器具有：可变电容，包含设置于上述底部的上述一面侧的传感器电极，可变电容的电容值根据异物向上述一面侧的附着而变化；固定电容，具有与传感器电极连接的第一电极、以及设置于与麦克风壳体不同的部件并与第一电极对置配置的第二电极；以及附着检测部，经由固定电容与传感器电极连接，通过使交流信号流过固定电容和可变电容来检测异物向一面的附着。

这样，在附着传感器的电路结构中，将第一电极与第二电极之间电分离。因此，与附着检测部连接的布线部被从第一电极断开。因此，即使振动部进行超声波振动，该振动也仅经由与麦克风壳体不同的部件传递至布线部。由此，能够不发生振动直接从第一电极传播到布线部，并传播到附着检测部这样的现象，能够抑制麦克风的振动特性的变动。因此，能够抑制由于麦克风的振动特性的变动而无法准确地进行障碍物检测的情况。

此外，对各构成要素等标注的带括弧的参照附图标记表示该结构要素等与后述的实施方式所记载的具体的构成要素等的对应关系的一个例子。

附图说明

图1是第一实施方式的超声波传感器的剖视图。

图2是表示从相对于麦克风壳体的底面的一面的法线方向观察到的附着传感器所具备的各种电极构造的图。

图3是附着传感器的电路图。

图4是表示附着传感器所具备的各种电极构造、布线构造的立体图。

图5是比较构造的剖视图。

图6是表示对于第一实施方式和比较构造分别调查与附着物的有无和附着物的种类对应的静电电容的变化的结果的图。

图7是第二实施方式的超声波传感器的剖视图。

图8是第二实施方式的变形例的超声波传感器的剖视图。

图9是第三实施方式的超声波传感器的剖视图。

图10是第四实施方式的超声波传感器的剖视图。

图11是第五实施方式的超声波传感器中的附着传感器的电路图。

具体实施方式

以下，基于图对本公开的实施方式进行说明。此外，在以下的各实施方式相互之间，对相互相同或均等的部分标注相同附图标记来进行说明。

(第一实施方式)

参照图1～图4，对第一实施方式的超声波传感器1的构造进行说明。如图1所示，本实施方式的超声波传感器1例如通过将板状的车体部件即保险杠B作为安装对象进行安装而安装于车辆。保险杠B具有构成车辆的外表面的保险杠外表面B1、以及作为其背面的保险杠内表面B2。另外，在保险杠B形成有用于安装超声波传感器1的贯通孔即安装孔B3。

超声波传感器1具有麦克风2、麦克风壳体3、缓冲垫4、电路基板5、传感器壳体6、传感器连接器7以及附着传感器8等，超声波传感器1经由安装部件11安装于保险杠B。

麦克风2通过将电信号变换为振动或者将振动变换为电信号，从而构成超声波传感器1中的作为集音部和放音部的超声波换能器，由压电振动元件构成。麦克风2例如采用具有锆钛酸铅(以下，称为PZT)等压电膜2a、与压电膜2a的一面侧连接的正极端子2b以及与压电膜2a的另一面侧连接的负极端子2c的结构，负极端子2c侧粘贴于麦克风壳体3。

具体而言，麦克风2中的配置有正极端子2b的一面侧朝向与向麦克风壳体3粘贴的粘贴面相反的一侧。另外，负极端子2c成为形成于压电膜2a的另一面侧，并且从压电膜2a的侧面到达一面侧这样的折叠构造。因此，负极端子2c成为与正极端子2b分离而绝缘，并且还形成于与正极端子2b相同的一面侧的构造。因此，在麦克风2的另一面侧，即使负极端子2c粘贴于麦克风壳体3，也能够在麦克风2的一面侧进行电连接。而且，正极端子2b通过正极布线9a与电路基板5所具备的未图示的正极图案电连接，负极端子2c通过负极布线9b与电路基板5所具备的未图示的负极图案电连接。

在这样的结构中，通过对麦克风2施加成为驱动信号的电压，即对正极端子2b施加矩形波状的电压，在正极端子2b与负极端子2c之间反复产生电位差，从而能够使麦克风2振动。另外，若麦克风2基于外部振动而移位，则也能够从麦克风2产生与之对应的电动势来作为输出。而且，对麦克风2的驱动信号的施加以及来自麦克风2的电动势的输出是通过将麦克风2与电路基板5之间相连的正极布线9a和负极布线9b进行的。

并且，在本实施方式的情况下，麦克风2经由导电性的粘接剂等粘贴于由导体构成的麦克风壳体3。因此，将麦克风2的负极端子2c和麦克风壳体3电连接，麦克风壳体3与负极端子2c一同与电路基板5的接地电位点连接。此外，这里采用麦克风壳体3经由负极端子2c和负极布线9b与接地电位点连接的构造，但也可以是如下的结构：不使麦克风壳体3与负极端子2c电连接，而将麦克风壳体3与接地布线直接连接，通过接地布线与接地电位点连接。

麦克风壳体3实现将麦克风2产生的振动作为超声波输出到外部、或者将来自外部的振动传递给麦克风2的作用，在像本实施方式那样麦克风壳体3由导体构成的情况下，还实现作为针对噪声的屏蔽的作用。麦克风壳体3由具有底部3a和侧壁部3b的有底圆筒状部件构成，将麦克风壳体3的内侧作为收纳空间，通过将麦克风2粘贴于底部3a的中央部而收纳麦克风2。而且，麦克风壳体3配置为：底部3a侧朝向保险杠外表面B1侧，侧壁部3b侧、换言之开口部侧朝向保险杠内表面B2。

如图2中虚线所示，麦克风壳体3的收纳空间在从相对于底部3a的一面的法线方向观察时，为四个角被倒圆的长方形。因此，麦克风壳体3的侧壁部3b的与收纳空间所构成的长方形中的短边对应的部位为薄壁部3ba，与长边对应的部位为厚壁部3bb。

这样构成的麦克风壳体3通过底部3a成为振动部而进行超声波的发送。具体而言，若基于向麦克风2施加成为驱动信号的电压而使麦克风2振动，则与之相伴，底部3a也振动。而且，基于这样的动作使麦克风壳体3的底部3a进行超声波振动，将底部3a中的露出的一面的法线方向作为指向轴而发送超声波。

另外，在麦克风壳体3中，若所发送的超声波的反射波返回，则与之相伴，底部3a振动，向安装于底部3a的麦克风2传递该振动。由此，作为麦克风2的输出，产生与所传递的振动对应的电动势，因此超声波传感器1能够基于该电动势来检测反射波的接收。

如上所述，在本实施方式的情况下，麦克风壳体3由导体构成，但作为导体材料，例如能够使用利用树脂将铝、导电性聚合物或金属填料固定而成的材料等。而且，麦克风壳体3通过负极端子2c和负极布线9b与电路基板5中成为接地电位点的未图示的GND(接地)图案电连接。

此外，虽然这里未图示，但在麦克风壳体3内填充硅酮橡胶等防振材料。

缓冲垫4具有圆筒部，该圆筒部构成供麦克风壳体3嵌入的中空部，在本实施方式中，由有底圆筒状构成。麦克风壳体3与麦克风2等一同收纳在该缓冲垫4的中空部内。缓冲垫4为由弹性材料构成的缓冲部件，抑制麦克风壳体3与保险杠B或传感器壳体6之间的振动的传递。缓冲垫4由绝缘弹性材料构成，例如由硅酮橡胶等构成。在缓冲垫4的底部形成贯通孔4a，麦克风壳体3的内部通过该贯通孔4a而朝向电路基板5侧开口。

电路基板5具备构成超声波传感器1中的传感器电路的各部。麦克风2、麦克风壳体3经由各布线9a、9b与该电路基板5电连接，并且通过安装图1中未示出的各种电子部件而构成传感器电路。

具体而言，传感器电路采用如下的结构：除了麦克风2之外，还具备发送部、接收部、控制部、图3所示的附着检测部8c等。而且，构成发送部、接收部、控制部和附着检测部8c的各种电子部件安装于电路基板5。通过该传感器电路进行障碍物检测、异物向麦克风壳体3的振动部的附着检测。

发送部基于来自控制部的控制信号，施加超声波驱动用的电压作为对麦克风2的电信号的输入。由此，麦克风2和麦克风壳体3的底部3a振动，发送超声波。接收部由进行差动放大的放大器等构成，在接收时将通过麦克风壳体3传递给麦克风2的振动变换为电信号。控制部进行与来自发送部的超声波的发送相关的控制、与接收部对反射波的接收相关的控制。附着检测部8c用于进行异物的附着检测，构成作为传感器电路的一部分而具备的附着传感器8的一部分。在后面说明附着检测部8c的详细情况和异物的附着检测。这里，将附着检测部8c表示为与控制部不同的结构，但也可以在控制部内具备附着检测部8c。

这样构成的传感器电路例如在车辆行驶时等要求障碍物检测的自动驾驶等应用程序起动时，从该应用程序收到指令，进行障碍物检测。即，若从应用程序收到指令，则控制部控制发送部而对麦克风2施加规定的电压，发送超声波。另外，若该超声波由障碍物反射而该反射波返回，则基于该反射波的振动由麦克风2变换为电信号，因此该电信号由接收部接收。因此，控制部基于来自发送部的超声波的发送定时与由接收部接收反射波的接收定时的时间间隔，进行求出从车辆到障碍物为止的距离等的障碍物检测，将该检测结果传递给应用程序。

此外，这里，对在电路基板5具备控制部的结构进行说明，但也可以采用在超声波传感器的外部具备控制部的结构。例如，在超声波传感器的外部具备的用于执行要求障碍物检测的应用程序的电子控制装置(以下，称为ECU)、或者基于来自该应用程序的指令来控制超声波传感器的ECU也可以是控制部。例如，作为控制超声波传感器的ECU，列举声纳ECU。在超声波传感器的外部具备控制部的情况下，采用在电路基板5具备用于进行与控制部的通信的接口(以下，称为I/F)的结构。而且，通过I/F向电路基板5输入来自控制部的驱动信号，由此对发送部和接收部以及附着检测部8c进行驱动，将接收部的接收结果、附着检测部8c的检测结果传递给控制部。

传感器壳体6是构成超声波传感器1的外壳的中空状的部件，由聚对苯二甲酸丁二醇酯等硬质的绝缘性合成树脂一体地形成。

具体而言，传感器壳体6采用如下的结构：具有相当于筒状部的圆筒部6a、呈大致长方体状的收纳部6b以及连接器壳体6c。圆筒部6a的内部与收纳部6b的中空部连通，在圆筒部6a内固定有粘贴了麦克风2的麦克风壳体3和缓冲垫4，并且通过缓冲垫4的贯通孔4a将各种布线9a、9b向收纳部6b侧引出。在收纳部6b的中空部内配置有电路基板5，传感器连接器7的一端也被引出。电路基板5在收纳部6b的内部与各种布线9a、9b电连接，也与传感器连接器7的一端电连接。另外，收纳部6b中的与圆筒部6a相反侧的一面开口，具备防湿性部件10以从该开口的部分填充收纳部6b的中空部内。

在传感器壳体6的一端具备连接器壳体6c，传感器连接器7的另一端从连接器壳体6c露出。

传感器连接器7用于进行超声波传感器1与外部的电连接。在图中仅表示1根，但例如具备电压施加用、GND连接用、输出用等多根。传感器连接器7的一端向传感器壳体6中的收纳部6b内引出并与电路基板5连接，并且另一端从连接器壳体6c露出。而且，通过将未图示的外部连接器与连接器壳体6c连接，从而从连接器壳体6c露出的传感器连接器7的另一端与外部连接器所具备的端子连接，进行超声波传感器1与外部的电连接。

附着传感器8用于检测异物向振动部的附着、例如雪的附着等。附着传感器8采用图3所示的电路结构：具有可变电容8a、固定电容8b、附着检测部8c和布线部8d等。

在像本实施方式那样利用导体构成麦克风壳体3的情况下，可变电容8a由图1、图2和图4所示的传感器电极8aa、形成为图1所示的覆盖麦克风壳体3的表面的非导体膜8ab以及麦克风壳体3构成。传感器电极8aa在麦克风壳体3的底部3a的一面侧，形成在非导体膜8ab的表面。传感器电极8aa的形状是任意的，但在本实施方式的情况下，使传感器电极8aa为圆形状，在底部3a的内周部，与底部3a的中心同轴地配置。非导体膜8ab例如由绝缘膜、介电膜构成。非导体膜8ab至少使传感器电极8aa与麦克风壳体3之间电分离而在它们之间构成电容，在本实施方式中形成为对麦克风壳体3的底部、侧壁部3b中的外侧面进行整面覆盖。若雪等异物附着于传感器电极8aa或其周围，则与未附着的情况进行比较，该可变电容8a的静电电容的电容值发生变化。

此外，这里，可变电容8a由传感器电极8aa和麦克风壳体3构成，但也可以在非导体膜8ab的另一个表面形成传感器电极8aa，由两个传感器电极8aa构成。

固定电容8b采用具有第一电极8ba和第二电极8bb的结构。第一电极8ba与传感器电极8aa连接，构成固定电容8b中的一个电极，与第二电极8bb对置配置。在本实施方式的情况下，第一电极8ba经由上述的非导体膜8ab配置在麦克风壳体3的侧壁部3b上，沿着侧壁部3b的周向呈圆弧状配置。

如图4所示，这里，在以传感器电极8aa为中心的两侧，两个第一电极8ba对称配置。这是考虑了麦克风壳体3的组装性的情况，任意一方与第二电极8bb对置配置即可。更详细地说，各第一电极8ba配置在与侧壁部3b中的厚壁部3bb对应的部位，不配置在与薄壁部3ba对应的部位。对麦克风壳体3中的特别是振动部的振动带来影响的是薄壁部3ba的部分，通过避开该部分配置第一电极8ba，能够抑制因具备第一电极8ba而导致的振动特性的变动。

第二电极8bb在与第一电极8ba分开规定距离的位置对置配置，通过与第一电极8ba电容耦合而构成固定电容8b，从而进行附着传感器8的电路连接。这里，第二电极8bb配置在缓冲垫4与传感器壳体6的圆筒部6a之间，在缓冲垫4的外周面沿着周向呈圆弧状配置。此外，第二电极8bb优选配置为与第一电极8ba整个区域对置，但也可以是部分对置的状态或者与配置于传感器电极8aa的两侧的第一电极8ba双方部分对置的状态。

在电路基板5，作为传感器电路的一部分具备附着检测部8c。附着检测部8c在进行附着检测时，如图3所示，成为感测电流的交流信号流过通过固定电容8b和可变电容8a的电流路径，计算固定电容8b和可变电容8a的电容值，由此来检测异物的附着的有无。在第一电极8ba与第二电极8bb之间构成的固定电容8b为基于静电电容的电容耦合，因此能够传递交流信号、电力。

具体而言，如图3所示，若将固定电容8b的电容值设为Ca、将可变电容8a的电容值设为Csen，则电容值Ca为恒定值，电容值Csen根据异物的附着的状况而取可变值。而且，关于电容值Ca、异物未附着的状况下的电容值Csen，在超声波传感器的制造后预先由测定器测定，由此预先确定值。因此，在附着检测部8c中，如果测定流过感测电流时的电路的合计电容值Call，则基于下式，能够根据合计电容值Call和固定电容8b的电容值Ca来计算可变电容8a的电容值Csen。

(数学式1)

1/Call＝(1/Ca)+(1/Csen)

如果能够这样计算电容值Csen，因电容值Csen成为与异物向振动部的附着的状况对应的值，因此在附着检测部8c中，能够基于电容值Csen来检测异物的附着。另外，即使不计算电容值Csen，由于合计电容值Call为伴随着电容值Csen的变化而变化的值，因此也可以基于合计电容值Call来检测异物的附着。

布线部8d将第二电极8bb和电路基板5电连接。在本实施方式的情况下，布线部8d通过缓冲垫4与圆筒部6a之间而与电路基板5连接。布线部8d与第二电极8bb电连接，但与第一电极8ba断开。即，与第一电极8ba相连的布线不与质量较大的电路基板5直接连接。因此，即使振动部进行超声波振动，该振动也仅经由缓冲垫4传递至布线部8d。由此，能够不发生振动直接从第一电极8ba传播到布线部8d，并传播到电路基板5这样的现象，能够抑制麦克风2的振动特性的变动。因此，能够抑制由于麦克风2的振动特性的变动而无法准确地进行障碍物检测的情况。

另外，由于振动未直接传播到电路基板5，因此能够难以产生电路基板5与布线部8d的连接部、例如钎焊部的裂缝，还能够实现耐久性提高。

在采用布线部8d夹在缓冲垫4与麦克风壳体3之间的构造的情况下，若布线部8d较厚、或者所夹的范围较宽，则由于夹入布线部8d而在麦克风壳体3与缓冲垫4之间产生约束力。而且，由于该约束力的影响，而振动部的振动特性可能变动。然而，在本实施方式的情况下，布线部8d配置在缓冲垫4的外侧，在缓冲垫4与麦克风壳体3之间仅配置厚度较薄的第二电极8bb。因此，能够进一步抑制振动部的振动特性的变动。

安装部件11为构成将超声波传感器1稳固地固定于保险杠B的保持器以及作为在保险杠外表面B1露出的外观设计的边框的部件，由树脂等构成。在本实施方式的情况下，安装部件11采用具有圆筒部11a、凸缘部11b以及限位部11c的结构。

圆筒部11a为供传感器壳体6的圆筒部6a、麦克风壳体3等嵌入的部分。通过将圆筒部6a、麦克风壳体3等嵌入该圆筒部11a的中空部内，从而超声波传感器1保持于安装部件11。凸缘部11b为配置于圆筒部11a的一端，从圆筒部11a向径向外侧延伸配置的部分。该凸缘部11b的外侧的一面构成作为从保险杠外表面B1露出的外观设计的边框。限位部11c在从凸缘部11b分开规定距离的位置形成在圆筒部11a的侧面。通过在该限位部11c与凸缘部11b的内侧的一面之间夹入保险杠B的树脂部，从而将安装部件11稳固地固定于保险杠B，将超声波传感器1安装于保险杠B。

像以上那样，构成本实施方式的超声波传感器1，经由安装部件11安装于保险杠B。在这样构成的超声波传感器1中，如上所述，例如若向电路基板5输入来自要求障碍物检测的应用程序的指令，则控制部控制发送部而发送超声波，并且利用接收部接收其反射波，由此进行障碍物检测。另外，在超声波传感器1未进行障碍物检测的定时、即麦克风2未进行超声波振动时、例如在车辆的点火开关等起动开关接通时，利用附着传感器8进行异物的附着检测。

此时，在本实施方式的超声波传感器中，在附着传感器8的电路结构中，将第一电极8ba与第二电极8bb之间电分离，将第二电极8bb与电路基板5所具备的附着检测部8c之间连接的布线部8d从第一电极8ba断开。因此，即使振动部进行超声波振动，该振动也仅经由缓冲垫4传递至布线部8d。由此，能够不发生振动直接从第一电极8ba传播到布线部8d，并传播到电路基板5这样的现象，能够抑制麦克风2的振动特性的变动。因此，能够抑制由于麦克风2的振动特性的变动而无法准确地进行障碍物检测的情况。

作为效果确认的一个例子，对于本实施方式的构造和像图5所示那样将布线部8d夹入缓冲垫4与麦克风壳体3之间的比较构造，在没有异物的附着的情况下、在作为异物而附着雪的情况下、附着水的情况下，分别调查电容值的变化。而且，得到图6所示的结果。此外，这里的电容值相当于由附着检测部8c测定的合计电容值Call，在图5所示的比较构造中，仅为本实施方式所说的可变电容8a的电容值。

如该图所示，在本实施方式的构造与图5所示的比较构造中的任一方的情况下，在传感器电极8aa的周边存在异物的附着的情况下，静电电容根据该附着物的种类、面积而变化。具体而言，若存在异物的附着，则与没有附着的情况相比，电容值增加。而且，在雪附着的情况下，由于附着面积较小，因此电容变化为较小的值，在水附着的情况下，由于附着面积较大，因此电容变化表现为较大的值。因此，基于合计电容值Call、或者基于能够根据合计电容值Call计算的电容值Csen，能够检测异物的附着，还能够基于其绝对值或变化量来确定附着物的种类。

(第二实施方式)

对第二实施方式进行说明。本实施方式相对于第一实施方式变更了固定电容8b的结构等，其他与第一实施方式相同，因此仅对与第一实施方式不同的部分进行说明。

如图7所示，在本实施方式中，固定电容8b由第一固定电容8b1和第二固定电容8b2这两个电容构成，在传感器电极8aa与电路基板5之间夹设第一固定电容8b1和第二固定电容8b2这两个电容。

具体而言，第一固定电容8b1与第一实施方式同样由第一电极8ba和第二电极8bb构成。另外，第二固定电容8b2由第三电极8bc和第四电极8bd构成。第三电极8bc配置在缓冲垫4的底部与传感器壳体6中的圆筒部6a的底部之间，第二电极8bb与第三电极8bc通过布线部8e连接。第四电极8bd配置为在传感器壳体6中的配置有电路基板5的收纳部6b的内壁面与第三电极8bc对置。而且，第四电极8bd与电路基板5之间经由布线部8d连接。

在这样的结构中，固定电容8b由第一固定电容8b1和第二固定电容8b2这两个电容构成，但由于与通过它们的合成电容构成固定电容8b的情况同样，因此本实施方式的附着传感器8的电路结构也与图3相同。因此，即使采用本实施方式这样的结构，也能够得到与第一实施方式相同的效果。

并且，像本实施方式那样，通过由两个电容构成固定电容8b，能够分别设计第一固定电容8b1和第二固定电容8b2的形状、安装构造。因此，特别是在缓冲垫4、传感器壳体6等为复杂的形状的情况下等，能够实现固定电容8b的组装工序、形状的简化，还能够实现低成本化。

(第二实施方式的变形例)

在像第二实施方式那样固定电容8b由第一固定电容8b1和第二固定电容8b2这两个电容构成的情况下，第一固定电容8b1和第二固定电容8b2的配置场所也能够适当地变更。

例如，如图8所示，将第四电极8bd配置于传感器壳体6中的圆筒部6a的外侧而使其与第三电极8bc对置。而且，将布线部8d沿着圆筒部6a引绕，使其贯通传感器壳体6中的收纳部6b的壁面而与电路基板5连接。即使是这样的结构，固定电容8b也能够由第一固定电容8b1和第二固定电容8b2这两个电容构成。

另外，在第二实施方式中，固定电容8b由第一固定电容8b1和第二固定电容8b2这两个电容构成，但由多个电容构成即可，也可以比两个更多。

(第三实施方式)

对第三实施方式进行说明。本实施方式也相对于第一实施方式变更了固定电容8b的结构等，其他与第一实施方式相同，因此仅对与第一实施方式不同的部分进行说明。

如图9所示，在本实施方式中，将第一电极8ba配置于麦克风壳体3的底部3a中的配置有传感器电极8aa的一面。另外，缓冲垫4的前端面、即缓冲垫4中的麦克风壳体3的底部3a侧的前端的一面与底部3a中的配置有传感器电极8aa的一面大致为同一平面，使第二电极8bb配置于缓冲垫4的前端面。此外，第一电极8ba和第二电极8bb的形状是任意的，但可以是第一电极8ba在麦克风壳体3的底部3a的一面的外缘部以圆弧状构成，第二电极8bb在缓冲垫4的前端面以圆弧状构成。

这样，能够使第一电极8ba与第二电极8bb在大致同一平面内对置配置而构成固定电容8b。在这样的结构的情况下，第一电极8ba未夹入缓冲垫4与麦克风壳体3之间，因此未产生麦克风壳体3与缓冲垫4之间的约束力。因此，能够进一步降低对振动部的振动特性的影响，能够进行更准确的障碍物检测。另外，在本实施方式中，也能够通过将第一电极8ba形成在与厚壁部3bb对应的位置，来抑制振动特性的变动。

(第四实施方式)

对第四实施方式进行说明。本实施方式也相对于第一实施方式变更了固定电容8b的结构等，其他与第一实施方式相同，因此仅对与第一实施方式不同的部分进行说明。

如图10所示，在本实施方式中，将固定电容8b的第二电极8bb配置在缓冲垫4与麦克风壳体3之间，布线部8d从缓冲垫4的前端面到达侧面，通过缓冲垫4与圆筒部6a之间而与电路基板5连接。

通过将第一电极8ba与第二电极8bb分离配置，在第一电极8ba与第二电极8bb之间形成间隙，从而构成空气层。例如，由于缓冲垫4为柔软的材质，因此通过第二电极8bb和布线部8d使缓冲垫4变形、或者在缓冲垫4设置凹部，能够在第一电极8ba与第二电极8bb之间设置间隙。或者，通过将由绝缘膜、介电膜构成的非导体膜成膜在第一电极8ba与第二电极8bb中的任意一个的表面，从而成为将第一电极8ba和第二电极8bb分离配置，在它们之间夹有非导体膜的结构。

这样，能够成为在缓冲垫4与麦克风壳体3之间配置第二电极8bb的构造。在该情况下，能够使第一电极8ba与第二电极8bb之间的距离d接近0，能够增大固定电容8b的电容值Ca，例如能够使其比可变电容8a的电容值Csen大。在串联的电容器中，通过设为电容值Ca＞＞电容值Csen，能够忽略电容值Ca的电容。因此，通过采用电容值Ca＞＞电容值Csen这样的电极配置，从而不需要基于制造时的组装误差的电容值Ca的校准，能够削减制造成本。

(第五实施方式)

对第五实施方式进行说明。本实施方式也相对于第一实施方式变更了固定电容8b的结构等，其他与第一实施方式相同，因此仅对与第一实施方式不同的部分进行说明。

在上述第一实施方式中，采用在可变电容8a与附着检测部8c之间配置固定电容8b的结构，但除此之外，也可以在可变电容8a与接地电位点之间配置固定电容8b。在该情况下，成为图11所示的电路结构。例如，在并不如第一实施方式等那样，在传感器电极8aa与麦克风壳体3之间构成可变电容8a，而在底部3a的一面侧将两个传感器电极8aa对置配置来构成可变电容8a的情况下，容易采用图11的电路结构。

在可变电容8a与接地电位点之间具备固定电容8b的情况下，例如具备与第一～第四实施方式中说明的固定电容8b相同的构造。另外，与该固定电容连接的布线部也具备与布线部8d相同的构造，并且将其与电路基板5等中的接地电位点连接。即使采用这样的结构，也得到与第一～第四实施方式相同的效果。

(其他的实施方式)

本公开是依据上述的实施方式而记述的，但不限于该实施方式，还包含各种变形例、均等范围内的变形。除此之外，各种组合、方式、进一步地包含它们中仅一个要素、一个要素以上、或一个要素以下的其他的组合、方式也进入本公开的范畴、思想范围。

例如，关于构成超声波传感器的麦克风2、麦克风壳体3以及传感器壳体6等各部件的构造，只不过列举一个例子，能够适当地变更。列举一个例子，将麦克风壳体3作为有底圆筒状，但只要为有底筒状即可。另外，上述各实施方式并不是相互无关系，除了组合明显不可的情况之外，能够适当地组合。例如，在像第二实施方式那样使固定电容8b为多个的情况下，也能够使固定电容8b中的一个采用第三、第四实施方式的构造。

另外，在上述实施方式中，举例说明了在缓冲垫4具备第二电极8bb的情况，但只要采用通过在与麦克风壳体3不同的部件具备第二电极8bb而不直接传递来自振动部的振动的构造即可。换言之，也可以是经由缓冲垫4将第二电极8bb与第一电极8ba对置配置的其他构造。例如，也可以在传感器壳体6、具体而言圆筒部6a的内周面或外周面中的与第一电极8ba对置的部位具备第二电极8bb。并且，也可以在安装部件11中的与第一电极8ba对置的部位具备第二电极8bb。这样，也可以在像传感器壳体6、安装部件11那样为了将麦克风2、麦克风壳体3等安装于保险杠B等安装对象而使用的辅助部件具备第二电极8bb。通过在这样的辅助部件具备第二电极8bb，从而作为单独的部件也可以不具备第二电极8bb，能够降低组装工时，能够实现低成本化。但是，第二电极8bb离第一电极8ba越近，则能够使固定电容8b的电容值Ca成为越大的值，因此优选在缓冲垫4中具备。

另外，作为成为安装超声波传感器1的安装对象的车身部件的一个例子，举例说明保险杠B，但也可以在保险杠B以外的车身部件、例如挡泥板等安装超声波传感器1。

Claims (8)

1.一种超声波传感器，具有：

麦克风(2)，由压电振动元件构成，所述压电振动元件进行电信号向振动的变换以及振动向电信号的变换；

麦克风壳体(3)，呈具有底部(3a)和侧壁部(3b)的有底筒状，并且收纳所述麦克风，所述底部具有构成安装所述麦克风的振动部的一面；以及

附着传感器(8)，检测异物向所述一面的附着，

所述附着传感器具有：

可变电容(8a)，包含设置于所述一面侧的传感器电极(8aa)，所述可变电容的电容值根据异物向所述一面侧的附着而变化；

固定电容(8b)，具有与所述传感器电极连接的第一电极(8ba)、以及设置于与所述麦克风壳体不同的部件(4、6、11)并与所述第一电极对置配置的第二电极(8bb)；以及

附着检测部(8c)，经由所述固定电容与所述传感器电极连接，通过使交流信号流过所述固定电容和所述可变电容来检测异物向所述一面的附着。

2.根据权利要求1所述的超声波传感器，其中，

所述超声波传感器具有：

电路基板(5)，具备所述附着检测部；

传感器壳体(6)，具有筒状部(6a)和收纳部(6b)，并且所述筒状部的内部和所述收纳部的中空部连通，所述筒状部收纳安装有所述麦克风的所述麦克风壳体，所述收纳部具有收纳所述电路基板的中空部；以及

缓冲垫(4)，由弹性材料构成，配置在所述麦克风壳体与所述筒状部之间而成为抑制所述振动的传递的缓冲部件，

所述第一电极配置在所述麦克风壳体与所述缓冲垫之间，

所述第二电极经由所述缓冲垫与所述第一电极对置配置。

3.根据权利要求1所述的超声波传感器，其中，

所述超声波传感器具有：

电路基板(5)，具备所述附着检测部；

传感器壳体(6)，具有筒状部(6a)和收纳部(6b)，并且所述筒状部的内部和所述收纳部的中空部连通，所述筒状部收纳安装有所述麦克风的所述麦克风壳体，所述收纳部具有收纳所述电路基板的中空部；以及

缓冲垫(4)，由弹性材料构成，配置在所述麦克风壳体与所述筒状部之间而成为抑制所述振动的传递的缓冲部件，

所述第一电极配置在所述底部的所述一面上，

所述第二电极配置在所述缓冲垫中的所述麦克风壳体的所述底部侧的前端面上。

4.根据权利要求1所述的超声波传感器，其中，

所述超声波传感器具有：

电路基板(5)，具备所述附着检测部；

传感器壳体(6)，具有筒状部(6a)和收纳部(6b)，并且所述筒状部的内部和所述收纳部的中空部连通，所述筒状部收纳安装有所述麦克风的所述麦克风壳体，所述收纳部具有收纳所述电路基板的中空部；以及

缓冲垫(4)，由弹性材料构成，配置在所述麦克风壳体与所述筒状部之间而成为抑制所述振动的传递的缓冲部件，

所述第一电极和所述第二电极均在所述麦克风壳体与所述缓冲垫之间分离地配置。

5.根据权利要求1所述的超声波传感器，其中，

所述固定电容除了具有基于所述第一电极和所述第二电极的第一固定电容(8b1)之外，还具有基于第三电极(8bc)和与所述第三电极对置配置的第四电极(8bd)的第二固定电容(8b2)。

6.根据权利要求1所述的超声波传感器，其中，

所述超声波传感器具有：

电路基板(5)，具备所述附着检测部；

传感器壳体(6)，具有筒状部(6a)和收纳部(6b)，并且所述筒状部的内部和所述收纳部的中空部连通，所述筒状部收纳安装有所述麦克风的所述麦克风壳体，所述收纳部具有收纳所述电路基板的中空部；以及

缓冲垫(4)，由弹性材料构成，配置在所述麦克风壳体与所述筒状部之间而成为抑制所述振动的传递的缓冲部件，

所述固定电容除了具有基于所述第一电极和所述第二电极的第一固定电容(8b1)之外，还具有基于第三电极(8bc)和与所述第三电极对置配置的第四电极(8bd)的第二固定电容(8b2)，

所述第三电极与所述第二电极连接并且配置在所述缓冲垫与所述筒状部之间，

所述第四电极配置于所述传感器壳体。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的超声波传感器，其中，

所述麦克风壳体的所述侧壁部具有薄壁部(3ba)和比所述薄壁部厚的厚壁部(3bb)，

所述第一电极配置于与所述麦克风壳体中的所述厚壁部对应的位置。

8.根据权利要求1所述的超声波传感器，其中，

所述第二电极设置于用于将所述麦克风和所述麦克风壳体安装于安装对象的辅助部件(6、11)。