DE102006061182A1

DE102006061182A1 - Ultraschall-Sensor

Info

Publication number: DE102006061182A1
Application number: DE102006061182A
Authority: DE
Inventors: Yasuyuki Kariya Okuda; Takahiko Kariya Yoshida; Makiko Kariya Sugiura; Ryonosuke Kariya Tera; Yuta Kariya Hasebe
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2026-12-23
Also published as: CN1988736B; CN1988736A; JP2007174323A; US20070144261A1; KR100847779B1; US7497121B2; DE102006061182B4; KR20070066867A; JP4645436B2

Abstract

Ein Ultraschallsensor (60) weist ein Sendeelement (19) zum Aussenden einer Ultraschallwelle auf ein zu erfassendes Objekt (M), einen Empfangsabschnitt (30) zum Empfangen der durch das Objekt (M) reflektierten Ultraschallwelle, einen aufgrund der hierauf übertragenen Ultraschallwelle schwingenden Schwingabschnitt (15), und einen Stützabschnitt (11a) zum Halten eines Endteils des Schwingabschnitts (15) auf. Der Empfangsabschnitt (30) ist einem Raum ausgesetzt, in welchem sich das Objekt (M) befindet. Der Empfangsabschnitt (30) und der Schwingabschnitt (15) sind durch den Stützabschnitt (11a) derart verbunden, dass die durch den Empfangsabschnitt (30) empfangene Ultraschallwelle durch den Stützabschnitt (11a) auf den Schwingabschnitt (15) übertragen wird. Der Schwingabschnitt (15) ist durch den Stützabschnitt (11a) von dem Empfangsabschnitt (30) getrennt.

Description

Die vorliegenden Erfindung betrifft einen Ultraschallsensor zur Erfassung eines Objekts. Hierbei sendet z.B. ein Sendeelement Ultraschallwellen in Richtung eines Objekts, reflektiert das Objekt die Ultraschallwellen, und empfängt ein Empfangselement in dem Ultraschallsensor die reflektierten Ultraschallwellen.

Ein Ultraschallsensor ist an einem Kraftfahrzeug angebracht, und ein Zwei-Wege-Übertragungselement in dem Sensor sendet Ultraschallwellen in Richtung eines Objekts. Das Objekt reflektiert die Wellen und das Zwei-Wege-Übertragungselement empfängt die reflektierten Wellen. So kann eine Position oder ein Abstand bezüglich des Objekts in der Umgebung des Kraftfahrzeugs gemessen werden. Des Weiteren kann eine zweidimensionale Gestalt oder eine dreidimensionale Gestalt des Objekts gemessen werden. D.h., der Ultraschallsensor wird verwendet, um eine sichere Fahrt durch Überwachen der Umgebung des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen bzw. zu unterstützen.

In der Praxis wird z.B. ein selbsttätiges Parkunterstützungssystem wie etwa eine automatische Einparkhilfe unter Verwendung eines Ultraschallsensors eingesetzt. Bei diesem System wird ein Hecksonar eingesetzt, um einen Menschen oder ein Hindernis zu erfassen, die sich in der rückwärtigen Umgebung des Kraftfahrzeugs befinden. Der Ultraschallsensor ist an einem hinteren Teil des Kraftfahrzeugs angebracht und empfängt Ultraschallwellen, die von dem Menschen oder dem Hindernis reflektiert werden. So kann die Wahrscheinlichkeit eines Rückwärts-Auffahrens auf den Menschen oder das Hindernis verringert werden.

Des Weiteren ist durch Verwenden einer Technologie eines mikroelektromechanischen Systems (MEMS) ein aus einer piezoelektrischen Membran hergestellter, schwingender Abschnitt auf einem Membranabschnitt in einem Substrat als ein Element für einen Ultraschallsensor ausgebildet. Wenn hierbei das Element an einem Kraftfahrzeug in einer exponierten Lage angebracht wird, kann es sein, dass ein Abstand zu einem zu erfassenden Objekt nicht genau gemessen wird, weil Wassertropfen oder Staub leicht auf einer Oberfläche des Elements anhaften können. Darüber hinaus kann es sein, dass das Element durch Einwirkung einer externen Kraft, z.B. einem Zusammenprall mit einem kleinen Stein, beschädigt oder zerstört wird.

Die JP-A-2002-58097 offenbart einen Ultraschallsensor mit einem Schutzaufbau zur Verminderung des Anhaftens und von Beschädigungen. Bei dem Sensor ist ein piezoelektrisches Element zu Erfassung von Ultraschallwellen in einem Aluminiumgehäuse angeordnet, sodass es nicht einer äußeren Umgebung ausgesetzt ist. Das piezoelektrische Element ist direkt an einer schwingenden Platte (nachstehend: "Schwingplatte") angebracht, und der Sensor empfängt die Wellen durch Schwingungen der Schwingplatte.

Die mechanische Festigkeit der piezoelektrischen Membran als das durch die MEMS-Technologie hergestellten Elements ist jedoch aufgrund seines Aufbaus gering. Wenn das Element direkt an der Schwingplatte angebracht ist, kann das Element leicht beschädigt oder zerstört werden. Wenn jedoch ein Zwischenraum zwischen der piezoelektrischen Membran und der Schwingplatte vorgesehen ist, um die Beschädigungen zu reduzieren, können die Wellen nicht wirksam auf das Element übertragen werden.

Wenn eine Resonanzschwingung eines Empfangsabschnitts zur Übertragung von Ultraschallwellen verwendet wird, ist des Weiteren eine Dicke einer Schwingplatte durch eine Größe und ein Material des Empfangsabschnitts sowie eine Frequenz der Ultraschallwellen bestimmt. Wenn daher ein Ultraschallsensor ein kleines Element aufweist, muss eine Schwingplatte in dem kleinen Element dünn sein. Wenn z.B. eine Wellenfrequenz 50 kHz beträgt und als der Empfangsabschnitt eine quadratische Aluminiumplatte mit 3 mm Kantenlänge als der Empfangsabschnitt verwendet wird, darf eine Dicke der Platte höchstens 0,1 mm betragen. In diesem Fall kann die Festigkeit der Platte nicht sichergestellt werden. Falls die Dicke erhöht wird, um die Festigkeit sicherzustellen, kann es sein, dass eine Amplitude einer Schwingung klein wird und aufgrund dessen eine Signalintensität zu gering ist, um erfasst zu werden.

Angesichts der vorstehenden und anderer Probleme besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Ultraschallsensor bereitzustellen, bei welchem ein schwingender Abschnitt (nachstehend: "Schwingabschnitt") eines Ultraschallelements geschützt werden kann und durch ein Objekt reflektierte Ultraschallwellen wirksam auf das Ultraschallelement übertragen werden können.

Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist ein Ultraschallsensor ein Sendeelement zum Aussenden einer Ultraschallwelle auf ein zu erfassendes Objekt, einen Empfangsabschnitt zum Empfangen der durch das Objekt reflektierten Ultraschallwelle, einen Schwingabschnitt, welcher aufgrund der hierauf übertragene Ultraschallwelle schwingt, und einen Stützabschnitt zum Halten eines Endteils des Schwingabschnitts auf. Der Empfangsabschnitt ist einem Raum ausgesetzt, in welchem sich das Objekt befindet. Der Empfangsabschnitt und der Schwingabschnitt sind durch den Stützabschnitt derart verbunden, dass die durch den Empfangsabschnitt empfangene Ultraschallwelle durch den Stützabschnitt auf den Schwingabschnitt übertragen wird. Der Schwingabschnitt ist durch den Stützabschnitt von dem Empfangsabschnitt getrennt. D.h., der Schwingabschnitt und der Empfangsabschnitt sind durch den Stützabschnitt in einem nicht kontaktierenden Zustand verbunden.

Demgemäß kann ein Schwingabschnitt eines Ultraschallelements geschützt werden und können durch ein zu erfassendes Objekt reflektierte Ultraschallwellen wirksam auf das Ultraschallelement übertragen werden.

Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteil der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden genauen Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erstellt wurde, genauer verstanden werden. In den Zeichnungen:
ist 1 eine schematische Querschnittsansicht, die einen an einem Kraftfahrzeug angebrachten Ultraschallsensor gemäß einem Beispiel einer ersten Ausführungsform zeigt;
ist 2A eine Draufsicht, die ein Empfangselement für den Ultraschallsensor gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, und ist 2B eine entlang einer Linie IIB-IIB in 2A genommene Querschnittsansicht;
ist 3 eine schematische Querschnittsansicht, die einen Ultraschallsensor gemäß einem anderen Beispiel der ersten Ausführungsform zeigt;
ist 4 eine Draufsicht, die Empfangselemente für einen Ultraschallsensor gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
ist 5 eine schematische Querschnittsansicht, die den Ultraschallsensor gemäß einem Beispiel der zweiten Ausführungsform zeigt;
ist 6 eine schematische Querschnittsansicht, die einen Ultraschallsensor gemäß einem anderen Beispiel der zweiten Ausführungsform zeigt;
ist 7 eine schematische Querschnittsansicht, die einen Ultraschallsensor mit mehreren Empfangselementen gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;
ist 8A eine Draufsicht, die ein Empfangselement mit einem durch einen Stützabschnitt auskragend gestützten Schwingabschnitt gemäß einer Abwandlung der vorliegenden Erfindung zeigt, und ist 8B eine entlang einer Linie VIIIB-VIIIB in 8A genommene Querschnittsansicht;
ist 9 eine schematische Querschnittsansicht, die einen Ultraschallsensor mit Empfangselementen mit einem auf einer Seite durch einen Stützabschnitt gestützten Schwingabschnitt gemäß einer anderen Abwandlung der vorliegenden Erfindung zeigt; und
ist 10 eine schematische Querschnittsansicht, die einen Empfangsabschnitt gemäß einem abgewandelten Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
(Erste Ausführungsform)
In einer ersten Ausführungsform ist ein Ultraschallsensor 60 an einem Kraftfahrzeug angebracht und wird als Sensor zur Erfassung von Hindernissen verwendet. Eine untere Seite in 1 entspricht einer Außenseite des Kraftfahrzeugs. Gemäß der Darstellung in 1 sendet ein Sendeelement 19 Ultraschallwellen auf ein Objekt wie z.B. ein Hindernis M aus, das in der Umgebung des Kraftfahrzeugs zu erfassen ist. Dann werden die Wellen durch das Hindernis M reflektiert, und die reflektierten Wellen werden durch einen Empfangsabschnitt 30 empfangen. Der Empfangsabschnitt 30 ist in Form einer quadratischen Platte ausgebildet und an einem Stoßfänger 52 des Kraftfahrzeugs derart angebracht, dass ein Empfangsteil 30a zum Empfangen der Wellen an der Außenseite des Kraftfahrzeugs freiliegt. Der Stoßfänger 52 weist einen Montageabschnitt 52a auf, und der Montageabschnitt 52a weist ein Loch auf, in welches der Empfangsabschnitt 30 eingesetzt ist. Der Empfangsabschnitt 30 ist über einen Pufferabschnitt 41 zum Reduzieren einer Übertragung der Ultraschallwellen an dem Montageabschnitt 52a angebracht.
Ein Empfangselement 10 weist einen Stützteil 11a auf, und eine Montagefläche 11n des Stützteils 11a ist über eine Verbindungsschicht 24 an einer Innenfläche 30b des Empfangsabschnitts 30 angebracht. Das Empfangselement 10 ist in einem kastenförmigen Gehäuse 23 so angeordnet, dass es der äußeren Umgebung des Kraftfahrzeugs nicht ausgesetzt ist. D.h., das Empfangselement 10 ist über den Stützteil 11a derart an dem Empfangsabschnitt 30 angebracht, dass ein Schwingabschnitt 15 und der Empfangsabschnitt 30 nicht in Kontakt miteinander stehen. Der Schwingabschnitt 15 ist durch den Stützteil 11a von dem Empfangsabschnitt 30 getrennt.
Ein Schaltungselement 21 zum Erfassen eines von einem in 2A und 2B gezeigten piezoelektrischen Schwingungserfassungselements 12 ausgegebenen Spannungssignals ist mit dem Empfangselement 10 elektrisch verbunden. Ein Anschluss 22 zum Eingeben des Signals in eine elektronische Steuereinheit (ECU, nicht näher dargestellt) ist mit dem Schaltungselement 21 elektrisch verbunden. Der Anschluss 22 ragt aus dem Gehäuse 23 heraus und ist mit der ECU elektrisch verbunden. Das Schaltungselement 21 kann auch außerhalb des Gehäuses 23 angeordnet sein.
Gemäß der Darstellung in 2A und 2B ist das Empfangselement 10 mit einem quadratischen Halbleitersubstrat 11 ausgebildet, der einen SOI-(Silizium-auf-Isolator, engl.: Silicon-On-Insulator)-Aufbau aufweist. Das Substrat 11 ist durch Schichten einer ersten Isolierschicht 11b, einer aktiven Siliziumschicht 11c und einer zweiten Isolierschicht 11d in dieser Reihenfolge auf einer Oberseite 11m des Stützteils 11a ausgebildet. Näherungsweise mittlere Teile des Stützteils 11a und der ersten Isolierschicht 11b sind durch Verwenden einer Technologie eines mikroelektromechanischen Systems (MEMS) in einer quadratischen Form entfernt, wie es in 2B gezeigt ist. Somit ist der Stützteil 11a in einer Plattenform ausgebildet, und näherungsweise mittlere Teile des Stützteils 11a und der ersten Isolierschicht 11b sind in einer quadratischen Form derart entfernt, dass die aktive Siliziumschicht 11c und die zweite Isolierschicht 11d in Form einer quadratischen Membran verbleiben.
Das Erfassungselement 12 ist auf der zweiten Isolierschicht 11d so ausgebildet, dass es die Form der Membran bedeckt. Das Erfassungselement 12 ist durch Einfassen einer piezoelektrischen Membran 12a zwischen einer unteren Elektrode 13 und einer oberen Elektrode 14 ausgebildet. Die Membran 12a ist z.B. aus einem Bleizirkonat-Titanat (PZT) hergestellt. So kann der Schwingabschnitt 15 ausgebildet werden, dessen Enden durch den Stützteil 11a gehalten werden. Der Schwingabschnitt 15 weist eine vorbestimmte Resonanzfrequenz auf und schwingt mit auf das Empfangselement 10 übertragenen Ultraschallwellen mit bzw. kommt mit ihnen in Resonanz. Eine Verschiebung des Schwingabschnitts 15 aufgrund der Resonanz wird durch das Erfassungselement 12 in ein Spannungssignal umgewandelt. Hierdurch können die Ultraschallwellen erfasst werden. Das durch Verwendung der MEMS-Technologie ausgebildete Empfangselement 10 ist nützlich, da das Element 10 hochempfindlich hinsichtlich der Ultraschallwellen ist.
Gemäß der Darstellung in 1 werden von dem Sendeelement 19 aus gesendete Ultraschallwellen durch das Hindernis M reflektiert und durch den Empfangsteil 30a des Empfangsabschnitts 30 empfangen. Die empfangenen Wellen werden in Richtung des Empfangselements 10 in einer Dickenrichtung des Empfangsabschnitts 30 übertragen. Dann werden die Wellen von der Innenfläche 30b aus durch die Verbindungsschicht 24 als eine Festkörperinnenschwingung, d.h. eine Druckwelle, auf die Montagefläche 11n des Stützteils 11a übertragen. Die Wellen werden durch den Stützteil 11a übertragen, und der Schwingabschnitt 15 schwingt mit den Wellen. Dann gibt aufgrund der Schwingung des Schwingabschnitts 15 das Erfassungselement 12 ein Spannungssignal an das Schaltungselement 21 aus. Demgemäß können in dem Ultraschallsensor 60 durch den Empfangsabschnitt 30 empfangene Wellen durch den Stützteil 11a auf den Schwingabschnitt 15 übertragen werden.
Das Schaltungselement 21 führt eine Berechnung auf der Grundlage des von dem Erfassungselement 12 ausgegebenen Spannungssignal durch. Z.B. wird das Signal verstärkt oder wird Rauschen in dem Signal entfernt. Des Weiteren kann eine Zeitdifferenz oder eine Phasendifferenz durch Vergleichen von durch das Empfangselement 10 empfangenen Wellen und von dem Sendeelement 19 aus gesendeten Wellen berechnet werden. Hierdurch kann ein Abstand zwischen dem Hindernis M und dem Kraftfahrzeug gemessen werden.
Eine Übertragungsrate T steht für ein Verhältnis einer auf den Schwingabschnitt 15 übertragenen Schwingungsintensität zu einer Intensität einer durch den Empfangsteil 30a empfangenen Ultraschallwelle. Der Empfangsabschnitt 30 absorbiert Energie einer Ultraschallwelle mit einer Übertragungsrate T1. Eine Ultraschallwelle wird durch eine Schnittstelle zwischen dem Empfangsabschnitt 30 und dem Stützteil 11a mit einer Übertragungsrate T2 reflektiert, d.h., nicht übertragen. Eine Ultraschallwelle wird durch den Stützteil 11a, der eine kleinste Querschnittsfläche Dmin aufweist, mit einer Übertragungsrate T3 übertragen. Die Übertragungsrate T kann durch die Übertragungsraten T1, T2, T3 in Formel (1) ausgedrückt werden. T = T1 × T2 × T3 (1)
Hierbei wird bei dem Ultraschallsensor 60 zur genauen Ausgabe eines Spannungssignals an das Schaltungselement 21 auf der Grundlage einer auf den Schwingabschnitt 15 übertragenen Schwingung ein Signal, welches eine Intensität gleich oder mehr als ein Zehntel einer durch den Empfangsteil 30a empfangenen Intensität aufweist, auf den Schwingabschnitt 15 übertragen. D.h., die Übertragungsraten T1, T2, T3 sind so eingestellt, dass die Übertragungsrate T gleich oder mehr als 0,1 betragen kann.
Die Übertragungsrate T1 kann durch eine Wellenabsorptionsrate α eines den Empfangsabschnitt 30 ausbildenden Materials und einer Dicke TH des Empfangsabschnitts 30 in Formel (2) ausgedrückt werden. T1 = 1 – α × TH (2)
D.h., der Empfangsabschnitt 30 kann z.B. durch ein widerstandsfähiges Material ausgebildet werden, welches dünn ist und eine niedrige Wellenabsorptionsrate aufweist. Da der Empfangsabschnitt 30 einer Außenluft ausgesetzt ist, ist der Empfangsabschnitt 30 ferner durch ein wetterfestes, robustes Material ausgebildet, sodass es vor einer Einwirkung einer externen Kraft geschützt ist.
Die Übertragungsrate T2 kann durch eine akustische Impedanz Z1 des Empfangsabschnitts 30 und eine akustische Impedanz Z2 des Stützteils 11a in Formel (3) ausgedrückt werden. T2 = 4 × Z1 × Z2/(Z1 + Z2)/(Z1 + Z2) (3)
D.h., um Ultraschallwellen wirksam auf das Empfangselement 10 zu übertragen, werden die akustischen Impedanzen Z1, Z2 so vorgesehen, dass sie gleich oder näherungsweise gleich sind. Auf der Grundlage der vorstehenden Gründe ist das Empfangsabschnitt 30 aus einem metallischen Material wie etwa einer rostfreien oder Aluminiumlegierung hergestellt. Alternativ kann zur Ausbildung des Empfangsabschnitts 30 auch Harz, Glas, Keramik oder Gummi verwendet werden.
Die Übertragungsrate T3 kann durch die kleinste Querschnittsfläche Dmin des Stützteils 11a und eine Fläche S des Schwingabschnitts 15 in Formel (4) ausgedrückt werden. T3 = Dmin/S (4)
Formel (4) ist nur dann wirksam, wenn ein Wert für Dmin/S nicht groß ist. Formel (4) ist wirksam, wenn der Wert z.B. gleich oder geringer als 0,5 ist. Ein wirksamer Bereich für Formel (4) hängt von einem Aufbau des Empfangselements 10 ab. Da die Übertragungsraten T1, T2 gleich oder kleiner als Eins sind, ist die Übertragungsrate T3 auf der Grundlage der Formel (1) wenigstens gleich oder größer als 0,1. D.h., eine Fläche der Montagefläche 11n ist gleich oder größer als ein Zehntel der Fläche S des Schwingabschnitts 15 (≥ 0,1 S).
Wenn der Schwingabschnitt 15 sich mit durch den Empfangsteil 30a empfangenen Ultraschallwellen mitschwingt bzw. in Resonanz kommt, kann eine übertragene Schwingung verstärkt werden. Die Resonanzschwingung kann durch ein Material, eine Fläche, eine Dicke und eine Gestalt des Schwingabschnitts 15 bestimmt sein. Die Resonanz des Schwingabschnitts 15 kann durch diese Parameter ausgelegt werden. Ferner kann eine Signalintensität erhöht werden, wenn eine Dicke des Empfangsabschnitts 30 in einer Wellenübertragungsrichtung so vorgesehen ist, dass sie ein ganzzahliges Vielfaches eines Viertels der Wellenlänge ist. Dies liegt daran, dass Ultraschallwellen in Harmonie mit dem Empfangsabschnitt 30 bzw. mit dessen Harmonischen in Resonanz kommen können.
Da der Empfangsabschnitt 30 an dem Stoßfänger 52 über den Pufferabschnitt 41 zur Verringerung einer Übertragung von Ultraschallwellen befestigt ist, kann eine seitliche Übertragung von Schwingungen zwischen dem Empfangsabschnitt 30 und dem Stoßfänger 52 abgeschirmt werden. Daher kann eine Empfindlichkeit des Ultraschallsensors 60 verbessert werden, da eine Auswirkung eines Rauschens oder anderer Störungen vermindert werden kann. Um diese Wirkung zu erzielen, ist der Pufferabschnitt 41 aus einem Material mit einer hohen Schwingungsabschirmeigenschaft wie etwa einem Gummi oder dergleichen hergestellt.
Eine Wellendämpfung wird durch Reflektionen an einer Schnittstelle zwischen der Innenfläche 30b und der Montagefläche 11n verursacht. Um Schwingungen von Ultraschallwellen wirksam von der Innenfläche 30b auf die Montagefläche 11n zu übertragen, wird eine geringe Dämpfung vorgesehen. Daher werden die Innenfläche 30b und die Montagefläche 11n über ein Material mit einer niedrigen Schwingungsdämpfungseigenschaft verbunden, um einen Kontaktzustand zwischen der Innenfläche 30b und der Montagefläche 11n zu verbessern. Z.B. wird für die Verbindungsschicht 24 ein Fett, eine Glasverbundschicht, ein Klebstoff oder eine Lötung derart verwendet, dass die Innenfläche 30b und die Montagefläche 11n in engem Kontakt miteinander sein können. Ferner können die Innenfläche 30b und die Montagefläche 11n so ausgebildet sein, dass sie flache und glatte Oberflächen aufweisen und ein mechanischer Kontakt hierzwischen bewirkt wird. Demgemäß können Schwingungen von Ultraschallwellen wirksam von der Innenfläche 30b des Empfangsabschnitts 30 auf die Montagefläche 11n des Stützteils 11a übertragen werden.
3 zeigt ein anderes Beispiel der ersten Ausführungsform. Gemäß der Darstellung in 3 kann der Stoßfänger 52, der aus Harz oder Metall hergestellt ist, als der Empfangsabschnitt 30 verwendet werden und kann das Empfangselement 10 direkt auf dem Stoßfänger 52 angebracht sein, ohne den Empfangsabschnitt 30 in 1 zu verwenden. Da der Empfangsteil 30a in diesem Fall nicht an dem Stoßfänger 52 freiliegt, kann ein Kraftfahrzeug mit einer hohen Designqualität erhalten werden.
Der Ultraschallsensor 60 kann an einem anderen Endabschnitt eines Kraftfahrzeugs in einer Fahrtrichtung als dem Stoßfänger 52 angebracht sein. Der Ultraschallsensor 60 kann an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs, z.B. direkt oberhalb oder unterhalb des Stoßfängers 52 angebracht sein. Da in diesem Fall die durch das Hindernis M reflektierten Ultraschallwellen nicht durch einen Teil des Kraftfahrzeugs blockiert werden, kann der Ultraschallsensor 60 die Wellen genau und richtig erfassen. Demgemäß kann der Ultraschallsensor 60 wirksam als ein Hindernissensor verwendet werden.
Darüber hinaus kann eine Frontscheibe oder eine Heckscheibe als der Empfangsabschnitt 30 verwendet werden und kann das Empfangselement 10 an der Glasscheibe angebracht sein. Da in diesem Fall der Empfangsabschnitt 30 aus einem harten Glas hergestellt ist, kann ein Übertragungswirkungsgrad für Ultraschallwellen verbessert werden.
Ferner können andere Teile des Kraftfahrzeugs als der Empfangsabschnitt 30 auf der Grundlage einer Verwendung des Sensors 60 verwendet werden. Z.B. kann eine Abdeckung eines Blinkers als der Empfangsabschnitt 30 verwendet werden und kann das Empfangselement 10 an der Abdeckung angebracht sein, wenn der Sensor 60 als ein an einer Seite des Kraftfahrzeugs angeordneter Hindernissensor verwendet wird. Auch kann eine Abdeckung eines Scheinwerfers, eines Rücklichts oder eines Rückfahrscheinwerfers oder eine Karosserie des Kraftfahrzeugs als der Empfangsabschnitt 30 verwendet werden und kann das Empfangselement 10 an der Abdeckung oder der Karosserie angebracht sein.
Als ein Material zur Ausbildung des Empfangsabschnitts 30 kann ein anisotropes Material verwendet werden, um Ultraschallwellen vorzugsweise in einer Richtung zu übertragen. Z.B. können Metallfasern oder Glasfasern in einem Harz in einer Dickenrichtung des Empfangsabschnitts 30 angeordnet sein. Da in diesem Fall eine Übertragungsrichtung der Ultraschallwellen auf die Dickenrichtung beschränkt ist, kann die Dissipation der Wellen in einer Oberflächenrichtung verringert werden. So kann eine Dämpfung der Wellen verringert werden.
Gemäß dem Beispiel von 1 der ersten Ausführungsform werden von dem Sendeelement 19 aus gesendete und durch das Hindernis M reflektierte Ultraschallwellen durch den an dem Stoßfänger 52 angebrachten Empfangsabschnitt 30 empfangen. Der Empfangsteil 30a des Empfangsabschnitts 30 liegt an dem Stoßfänger 52 auf der Seite des Hindernisses M frei. D.h., der Empfangsteil 30a ist einer äußeren Umgebung des Kraftfahrzeugs ausgesetzt. Die durch den Empfangsabschnitt 30 empfangenen Wellen können durch den Stützteil 11a auf den Schwingabschnitt 15 übertragen werden. So können die Wellen als innere Schwingungen des Festkörpers übertragen werden. Daher können die Wellen wirksam auf den Schwingabschnitt 15 übertragen werden, da eine Dämpfung der Wellen klein ist. Da die Übertragung nicht durch eine Resonanz des Empfangsabschnitts 30, sondern durch die Schwingungen des Festkörperinneren bewerkstelligt wird, kann ferner eine Dicke des Empfangsabschnitts 30 erhöht werden. Demgemäß kann die Festigkeit des Empfangsabschnitts 30 sichergestellt werden.
Der Stützteil 11a ist an der Innenfläche 30b derart angebracht, dass der Schwingabschnitt 15 und der Empfangsabschnitt 30 keinen Kontakt miteinander aufweisen. D.h., der Schwingabschnitt 15 liegt von dem Empfangsabschnitt 30 getrennt derart vor, dass ein Zwischenraumabschnitt hierzwischen ausgebildet ist, und der Zwischenraumabschnitt vergrößert sich von dem Schwingabschnitt 15 zu dem Empfangsabschnitt 30. Auch wenn der Empfangsabschnitt 30 aufgrund eines Zusammenpralls mit einem kleinen Stein während der Fahrt verschoben wird, wird daher der Schwingabschnitt 15 nicht durch einen Kontakt mit dem Empfangsabschnitt 30 beschädigt oder zerstört.
Auch wenn Regentropfen und Staub auf dem Fahrzeug anhaften, wird der Schwingabschnitt 15 des Weiteren nicht von den Regentropfen und dem Staub bedeckt. Daher kann der Ultraschallsensor 60 zuverlässig und korrekt arbeiten. D.h., bei dem Ultraschallsensor 60 ist der Schwingabschnitt 15 geschützt und werden durch das Hindernis M reflektierte Wellen wirksam auf den Schwingabschnitt 15 übertragen.
Reflektionen von Ultraschallwellen an einer Schnittstelle zwischen dem Empfangsabschnitt 30 und dem Stützteil 11a können vermindert werden, da der Empfangsabschnitt 30 eine akustische Impedanz aufweist, die gleich oder geringer als eine akustische Impedanz des Stützteils 11a ist. Demgemäß kann der Übertragungswirkungsgrad der Wellen verbessert werden.
Eine Amplitude einer auf das Empfangselement 10 übertragenen Schwingung kann vergrößert werden, da der Schwingabschnitt 15 in Resonanz mit den durch den Empfangsteil 30a empfangenen Ultraschallwellen kommt. Demgemäß können die Wellen wirksam erfasst werden.
Der Empfangsabschnitt 30 ist über den Pufferabschnitt 41 zur Verminderung einer Übertragung von Ultraschallwellen zwischen dem Empfangsabschnitt 30 und dem Montageabschnitt 52a an dem Montageabschnitt 52a angebracht. Demgemäß kann eine Übertragung von Schwingungen von anderen Teilen, aus denen das Kraftfahrzeug aufgebaut ist, reduziert werden.
(Zweite Ausführungsform)
Bei einem Ultraschallsensor 70 einer zweiten Ausführungsform sind mehrere Empfangselemente vorgesehen. Z.B. sind vier Empfangselemente 10, 10b, 10c und 10d in einer regelmäßigen Anordnung von zwei auf zwei angeordnet, wie es in 4 dargestellt ist. Hierdurch kann eine Zeitdifferenz und eine Phasendifferenz auf der Grundlage von durch die Empfangselemente 10a–10d empfangenen Ultraschallwellen berechnet werden. So kann auf der Grundlage der Differenzen nicht nur ein Abstand, sondern auch eine Position bezüglich eines zu erfassenden Objekts gemessen werden. Ein Abschirmteil 31i ist zwischen den Empfangselementen 10a–10d vorgesehen, wie es in 4 dargestellt ist. Zwei der Empfangselemente 10a, 10b, die nebeneinander angeordnet sind, weisen z.B. einen in 5 gezeigten Querschnitt auf.
Gemäß der Darstellung in 5 ist ein Befestigungsabschnitt 31 über einen Pufferabschnitt 41 an einem Stoßfänger 52 eines Kraftfahrzeugs angebracht. Der Befestigungsabschnitt 31 weist den Abschirmteil 31i auf, und der Abschirmteil 31i liegt in Form eines Grabens vor. Die Grabenform des Abschirmteils 31i ist senkrecht zu einer Oberfläche des ersten Teilzusammenbauteils 31. Der Abschirmteil 31i erstreckt sich von einer Innenfläche des ersten Empfangsabschnitts 31 in Richtung einer Außenseite des Kraftfahrzeugs. Der Empfangsabschnitt 31 ist durch den Abschirmteil 31i in Gebiete 31a und 31b aufgeteilt. Das Empfangselement 10a ist an einer Innenfläche 31g des Gebiets 31a angebracht, und das Empfangselement 10b ist an einer Innenfläche 31h des Gebiets 31b angebracht. D.h., durch den Abschirmteil 31i ist der Empfangsabschnitt 31 in das Gebiet 31a, das dem Empfangselement 10a entspricht, und das Gebiet 31b, das dem Empfangselement 10b entspricht, aufgeteilt.
Der Abschirmteil 31i weist eine Öffnung auf der Seite der Innenfläche 31g, 31h auf und weist auf einer Seite von Empfangsteilen 31e, 31f (Außen seite des Kraftfahrzeugs) keine Öffnung auf. Ferner ist jedes der Empfangselemente 10a, 10b elektrisch mit einem Schaltungsabschnitt 21 verbunden. Des Weiteren weisen jeweils zwei der nebeneinander angeordneten Elemente 10a–10d den gleichen Querschnittsaufbau wie die Elemente 10a, 10b auf.
Wenn bei dem Sensor 70 der Empfangsteil 31e Ultraschallwellen empfängt, werden die Wellen durch das Gebiet 31a übertragen. Hierbei weist der Empfangsabschnitt 31 den Abschirmteil 31i auf. Daher werden die Wellen nicht von dem Gebiet 31a auf das Gebiet 31b übertragen, da eine Dämpfung der Wellen in dem Abschirmteil 31i groß ist. Dies liegt daran, dass ein Übertragungsmedium in dem Abschirmteil 31i aus Luft besteht. Demgemäß werden durch den Empfangsteil 31e empfangene Wellen nur auf einen Schwingabschnitt 15a des Empfangselements 10a übertragen. Gleichermaßen werden durch den Empfangsteil 31f empfangene Wellen nur auf einen Schwingabschnitt 15b des Empfangselements 10b übertragen. Hierdurch kann eine Übertragung der Wellen zwischen den Gebieten 31a, 31b getrennt durchgeführt werden. Somit können die Eigenschaften zur Reduzierung von Nebensignaleffekten ("Crosstalk") für jeden der Schwingabschnitte 15a, 15b verbessert werden. Da eine Zeitdifferenz und eine Phasendifferenz von durch die Empfangsabschnitte 31e, 31f empfangenen Ultraschallwellen korrekt erhalten werden können, kann eine Genauigkeit zur Messung einer Position eines Hindernisses verbessert werden.
Bei dieser Ausführungsform weist der Abschirmteil 31i eine Öffnung auf der Seite der Innenfläche 31g, 31h auf und weist keine Öffnung auf der Seite des Empfangsteils 31e, 31f auf. Es ist jedoch möglich, dass der Abschirmteil 31i keine Öffnung auf der Seite der Innenfläche 31g, 31h aufweist, aber eine Öffnung auf der Seite des Empfangsteils 31e, 31f aufweist. Es kann auch sein, dass der Abschirmteil 31i auf keiner der beiden Seiten der Innenfläche 31g, 31h und des Empfangsteils 31e, 31f ein Öffnung aufweist. Ferner kann es sein, dass in dem Abschirmteil 31i ein Material zur Verminderung einer Übertragung von Ultraschallwellen wie etwa ein Gummi oder dergleichen vor gesehen ist. Die Anzahl der Empfangselemente ist nicht auf vier beschränkt. Es kann z.B. sein, dass eine Gruppe der Empfangselement nebeneinander angeordnet ausgebildet sind und der Abschirmteil 31i in jeder Gruppe derart vorgesehen ist, dass eine der Gruppen von den anderen Gruppen getrennt ist.
Gemäß der Darstellung in 6 kann der Stoßfänger 52 als Empfangsabschnitt 31 verwendet werden und können die Empfangselemente 10a, 10b direkt an dem Stoßfänger 52 angebracht sein. Daher kann ein Aussehen dem Stoßfänger 52 verbessert werden, da die Empfangsteile 31e, 31f nicht außen an dem Stoßfänger 52 freiliegen. Hierbei können z.B. Abschirmstrukturen 52b, die einen ähnlichen Aufbau wie der Abschirmteil 31i aufweisen, zwischen den Empfangselementen 10a, 10b und außerhalb eines Gehäuses 23 in einer Breitenrichtung vorgesehen sein. Die Strukturen 52b sind in dem Stoßfänger 52 so vorgesehen, dass sie eine Übertragung von Schwingungen in einer Oberflächenrichtung abschirmen. Daher können die Eigenschaften zur Reduzierung von Nebensignaleffekten für jeden der Schwingabschnitte 15a, 15b verbessert werden.
Ferner kann ähnlich wie in der ersten Ausführungsform eine Frontscheibe oder eine Heckscheibe als der Empfangsabschnitt 31 verwendet werden und können die Empfangselemente 10a–10d an der Glasscheibe angebracht sein. Darüber hinaus können eine Abdeckung eines Scheinwerfers, eines Rücklichts, eines Rückfahrscheinwerfers oder eines Blinkers oder eine Karosserie des Kraftfahrzeugs als der Empfangsabschnitt 31 verwendet werden und können die Empfangselemente 10a–10d an der Abdeckung oder der Karosserie angebracht sein.
Gemäß dem Beispiel von 5 in der zweiten Ausführungsform sind die Schwingabschnitte 15a, 15b über den Stützteil 11a an dem Empfangsabschnitt 31 angebracht. Der Empfangsabschnitt 31 ist in die Gebiete 31a, 31b aufgeteilt, die den Schwingabschnitten 15a, 15b entsprechen. Der Abschirmteil 31i ist zwischen den Gebieten 31a, 31b angeordnet, um eine Übertragung von Ultraschallwellen zwischen den Gebieten 31a, 31b zu reduzieren. Hierdurch werden die durch das Gebiet 31a empfangenen Ultraschallwelle nur auf den Schwingabschnitt 15a übertragen und werden die durch das Gebiet 31b empfangenen Ultraschallwellen nur auf den Schwingabschnitt 15b übertragen. Daher kann die Übertragung der Wellen zwischen den Gebieten 31a, 31b unabhängig ausgeführt werden. So können die Eigenschaften zur Reduzierung von Nebensignaleffekten für jeden der Schwingabschnitte 15a, 15b verbessert werden.
Eine Zeitdifferenz und eine Phasendifferenz von durch die Schwingabschnitte 15a, 15b empfangenen Ultraschallwellen kann gemessen werden, da der Sensor 70 die mehreren Schwingabschnitte 15a, 15b aufweist. Hierdurch kann auf der Grundlage der Differenzen nicht nur ein Abstand zu einem Hindernis, sondern auch eine Position des Hindernisses gemessen werden.
Hierbei werden durch die Gebiete 31a, 31b empfangene Ultraschallwellen nur auf die entsprechenden Schwingabschnitte 15a, 15b übertragen. Daher können die Differenzen genau gemessen werden. Demgemäß kann die Genauigkeit zur Messung der Position des Hindernisses verbessert werden.
(Dritte Ausführungsform)
Gemäß der Darstellung in 7 sind ein Empfangsabschnitt 32, der einem Schwingabschnitt 15a entspricht, und ein Empfangsabschnitt 33, der einem Schwingabschnitt 15b entspricht, in einem Ultraschallsensor 80 gemäß einer dritten Ausführungsform angeordnet. Jeder der Schwingabschnitte 15a, 15b ist durch einen Stützteil 11a an dem entsprechenden Empfangsabschnitt 32, 33 angebracht. Ein aus einem dämpfenden Material wie etwa Gummi oder dergleichen hergestellter Dämpfungsabschnitt 42 ist zwischen den Empfangsabschnitten 32, 33 angeordnet, um eine Übertragung von Ultraschallwellen hierzwischen zu reduzieren.
Wenn Ultraschallwellen durch einen Empfangsteil 32a empfangen werden, werden die Wellen durch den Empfangsabschnitt 32 übertragen. Da der Dämpfungsabschnitt 42 zwischen den Empfangsabschnitten 32, 33 angeordnet ist, ist es schwierig, die Wellen von dem Empfangsabschnitt 32 auf den Empfangsabschnitt 33 zu übertragen. Daher werden durch den Empfangsteil 32a empfangene Wellen nur auf den Schwingabschnitt 15a des Empfangselements 10a übertragen. Gleichermaßen werden durch den Empfangsteil 33a empfangene Wellen nur auf den Schwingabschnitt 15b eines Empfangselements 10b übertragen. Daher kann die Übertragung der Wellen zwischen den Empfangsabschnitten 32, 33 getrennt und unabhängig erfolgen. Daher können die Eigenschaften zur Reduzierung von Nebensignaleffekten jedes der Schwingabschnitte 15a, 15b verbessert werden. Ferner können eine Zeitdifferenz und eine Phasendifferenz genau gemessen werden. Demgemäß kann eine Genauigkeit zur Messung einer Position eines Hindernisses verbessert werden.
Gemäß der dritten Ausführungsform ist jeder der Schwingabschnitte 15a, 15b über den Stützteil 11a an dem jeweiligen Empfangsabschnitt 32, 33 angebracht. Der Dämpfungsabschnitt 42 ist zwischen den Empfangsabschnitten 32, 33 angeordnet. Daher werden durch jeden der Empfangsabschnitte 32, 33 empfangene Wellen nur auf den entsprechenden Schwingabschnitt 15a, 15b übertragen. Somit kann die Übertragung der Wellen zwischen den Empfangsabschnitten 32, 33 getrennt ausgeführt werden. Demgemäß können die Eigenschaften zur Reduzierung von Nebensignaleffekten jedes der Schwingabschnitte 15a, 15b verbessert werden.
Der Sensor 80 weist die mehreren Schwingabschnitte 15a, 15b auf. Nicht nur ein Abstand, sondern auch eine Position eines Hindernisses kann auf der Grundlage einer Zeitdifferenz und einer Phasendifferenz von durch die Schwingabschnitte 15a, 15b empfangenen Wellen gemessen werden. Hierbei werden die durch den Empfangsabschnitt 32, 33 empfangenen Wellen nur auf den entsprechenden Schwingabschnitt 15a, 15b übertragen. Daher können die Differenzen genau erhalten werden. Demgemäß kann die Genauigkeit zur Messung der Position des Hindernisses verbessert werden.
(Andere Ausführungsformen)
Gemäß der Darstellung in 8A und 8B kann ein Empfangselement 20 einen an einem Ende durch einen Stützteil 11a gestützten Schwingabschnitt 85 aufweisen. Der Schwingabschnitt 85 ist durch Schichten einer aktiven Siliziumschicht 11c, einer zweiten Isolierschicht 11d und eines piezoelektrischen Schwingungserfassungselements 82 in dieser Reihenfolge ausgebildet. Das Element 82 ist durch Einfassen einer piezoelektrischen Membran 82a zwischen einer unteren Elektrode 83 und einer oberen Elektrode 84 ausgebildet. Der Schwingabschnitt 85 ist durch den Stützteil 11a auskragend gestützt.
Gemäß der Darstellung in 9 kann in einem Ultraschallsensor 90 dann, wenn Empfangselemente 20a, 20b an einem Empfangsabschnitt 31 angebracht sind, ein Stützteil 11a, der jeden Schwingabschnitt 85a, 85b auskragend stützt, an einem ungefähr mittleren Teil des Empfangsabschnitts 31 angebracht sein. Ferner kann der Stützteil 11a an einem Randteil des Empfangsabschnitts 31 angebracht sein. Des Weiteren kann der Stützteil 11a sich auf der gleichen Endseite der Empfangselemente 20a, 20b befinden. In diesem Fall kann eine Empfindlichkeit des Ultraschallsensors 90 verbessert werden, da die Verschiebungen der Schwingabschnitte 85a, 85b groß sind. Dies liegt daran, dass ein Teil zum Begrenzen der Schwingabschnitte 85a, 85b klein ist im Vergleich mit einem Fall, bei welchem zwei Enden der Schwingabschnitte 85a, 85b an dem Empfangsabschnitt 31 gestützt sind.
In 10 kann dann, wenn eine Wellenübertragungszeit von einem Empfangsteil 34e zu einem Schwingabschnitt 15a des Empfangselements 10a und eine Wellenübertragungszeit von einem Empfangsteils 34f zu einem Schwingabschnitt 15b des Empfangselements 10b gleich oder näherungsweise gleich sind, eine Genauigkeit zur Messung einer Zeitdifferenz von Ultraschallwellen verbessert werden. So kann eine Genauigkeit zur Messung der Position des Hindernisses verbessert werden. Z.B. können ein Abstand von dem Empfangsteil 34e, der dem Empfangselement 10a entspricht, zu dem Schwingabschnitt 15a und ein Abstand von dem Empfangsteils 34f, der dem Empfangselement 10b entspricht, zu dem Schwingabschnitt 15b so vorgesehen sein, dass sie gleich oder näherungsweise gleich sind.
Die Empfangsabschnitte 30–33 müssen nicht von flacher Gestalt sein. Gemäß der Darstellung in 10 kann z.B. ein vorspringender Teil 34j in einem Empfangsabschnitt 34 eines Ultraschallsensors 100 ausgebildet sein. Der vorspringende Teil 34j erstreckt sich von einer dem Empfangsteil 34e, 34f gegenüberliegenden Fläche in Richtung einer Innenseite eines Kraftfahrzeugs. Ein grabenförmiger Abschirmteil 34i kann an einem ungefähr mittleren Teil in einer Breitenrichtung des vorspringenden Teils 34j ausgebildet sein. Dann ist der Empfangsabschnitt 34 in einen ersten und einen zweiten Empfangsabschnitt 34a, 34b aufgeteilt. Jedes der Empfangselemente 10a, 10b ist an einer entsprechenden Fläche 34g, 34h senkrecht zu den Empfangsteilen 34e, 34f angebracht. Die Empfangselemente 10a, 10b sind senkrecht zu den Empfangsteilen 34e, 34f angeordnet. Bei dieser Ausführungsform können ein Schaltungselement 21 und ein Anschluss 22 in jedem der Empfangselemente 10a, 10b vorgesehen sein. In diesem Fall kann bewirkt werden, dass eine Breite des Empfangsabschnitts 34 klein ist. Daher kann ein Aussehen eines Kraftfahrzeugs verbessert werden und kann eine Flexibilität für eine Anordnung des Sensors 100 erhöht werden.
In dem in 2A und 2B gezeigten Beispiel wird das piezoelektrisch Erfassungselement 12 als der Schwingabschnitt 15 des Empfangselements 10 verwendet. Alternativ kann ein kapazitivens Schwingungserfassungselement als der Schwingabschnitt 15 verwendet werden. Das kapazitive Schwingungserfassungselement kann Ultraschallwellen durch eine Differenz einer Kapazität zwischen Elektroden erfassen.
Solche Änderungen und Abwandlungen sind als von dem Umfang der vorliegenden, durch die beigefügten Patentansprüche definierten Erfindung umfasst zu verstehen.

Claims

Ultraschallsensor (60, 70, 80, 90, 100), der an einer vorbestimmten Vorrichtung angebracht ist, wobei der Ultraschallsensor (60, 70, 80, 90, 100) aufweist: ein Sendeelement (19) zum Senden einer Ultraschallwelle auf ein zu erfassendes Objekt (M); einen Empfangsabschnitt (30, 31, 32, 33) zum Empfangen der durch das Objekt (M) reflektierten Ultraschallwelle; einen Schwingabschnitt (15, 85), der aufgrund der hierauf übertragenen Ultraschallwelle schwingt; und einen Stützabschnitt (11a) zum Halten eines Endteils des Schwingabschnitts (15, 85), wobei der Empfangsabschnitt (30, 31, 32, 33) einem Raum, in welchem sich das Objekt (M) befindet, ausgesetzt ist, der Empfangsabschnitt (30, 31, 32, 33) und der Schwingabschnitt (15, 85) durch den Stützabschnitt (11a) derart verbunden sind, dass die durch den Empfangsabschnitt (30, 31, 32, 33) empfangene Ultraschallwelle durch den Stützabschnitt (11a) auf den Schwingabschnitt (15, 85) übertragen wird, und der Schwingabschnitt (15, 85) durch den Stützabschnitt (11a) von dem Empfangsabschnitt (30, 31, 32, 33) getrennt ist.
Ultraschallsensor (60, 70, 80, 90, 100) gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfangsabschnitt (30, 31, 32, 33) eine akustische Impedanz aufweist, die gleich oder geringer als eine akustische Impedanz des Stützabschnitts (11a) ist.
Ultraschallsensor (60, 70, 80, 90, 100) gemäß Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingabschnitt (15, 85) ein piezoelektrisches Schwingungserfassungselement (12) aufweist.
Ultraschallsensor (90) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingabschnitt (85) durch den Stützabschnitt (11a) auskragend gestützt ist.
Ultraschallsensor (60, 70, 80, 90, 100) gemäß Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingabschnitt (15, 85) ein kapazitives Schwingungserfassungselement aufweist.
Ultraschallsensor (60, 70, 80, 90, 100) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingabschnitt (15, 85) mit der durch den Empfangsabschnitt (30, 31, 32, 33) erfassten Ultraschallwelle mitschwingt.
Ultraschallsensor (70) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 6, weiter gekennzeichnet durch: einen Abschirmabschnitt (31i) zum Unterbrechen einer Übertragung der Ultraschallwelle; wobei der Schwingabschnitt (15a, 15b) einer einer Mehrzahl von Schwingabschnitten (15) ist, von denen jeder durch den entsprechenden Stützabschnitt (11a) mit dem Empfangsabschnitt (31) verbunden ist, der Empfangsabschnitt (31) in eine Mehrzahl von Empfangsbereichen (31a, 31b) aufgeteilt ist, von denen jeder jedem bzw. einem jeweiligen der Schwingabschnitte (15a, 15b) entspricht, und der Abschirmabschnitt (31i) zwischen den Empfangsbereichen (31a, 31b) vorgesehen ist.
Ultraschallsensor (70) gemäß Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmabschnitt (31i) ein grabenförmiger Zwischenraum ist, der näherungsweise senkrecht zu einer Oberfläche des Empfangsabschnitts (31) angeordnet ist.
Ultraschallsensor (80) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 6, weiter gekennzeichnet durch einen Abschirmabschnitt (42) zum Unterbrechen einer Übertragung der Ultraschallwelle; wobei der Schwingabschnitt (15a, 15b) einer einer Mehrzahl von Schwingabschnitten (15) ist, der Empfangsabschnitt (32, 33) einer einer Mehrzahl von Empfangsabschnitten (31) ist, die jeweils den Schwingabschnitten (15a, 15b) entsprechen, jeder der Schwingabschnitte (15a, 15b) durch den entsprechenden Stützabschnitt (11a) an dem entsprechenden Empfangsabschnitt (32, 33) angebracht ist, und der Abschirmabschnitt (42) zwischen den Empfangsabschnitten (32, 33) vorgesehen ist.
Ultraschallsensor (80) gemäß Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmabschnitt (42) aus einem Material zur Dämpfung der Ultraschallwelle besteht.
Ultraschallsensor (100) gemäß einem der Patentansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfangsabschnitt (34) eine erste Übertragungszeit aufweist, für welche eine durch einen ersten Empfangsteil (34e) empfangene Ultraschallwelle von dem ersten Empfangsteil (34e) auf den entsprechenden Schwingabschnitt (15a) übertragen wird; und die erste Übertragungszeit gleich oder näherungsweise gleich einer zweiten Übertragungszeit ist, für welche eine durch einen zweiten Empfangsteil (34f) empfangene Ultraschallwelle von dem zweiten Empfangsteil (34f) auf den entsprechenden Schwingabschnitt (15b) übertragen wird.
Ultraschallsensor (60, 70, 80, 90, 100) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Vorrichtung ein Kraftfahrzeug ist.
Ultraschallsensor (60, 70, 80, 90, 100) gemäß Patentanspruch 12, weiter gekennzeichnet durch einen Montageabschirmabschnitt (41) zum Unterbrechen einer Übertragung der Ultraschallwelle; wobei das Kraftfahrzeug einen Montageabschnitt (52a) zum Anbringen des Empfangsabschnitts (30, 31, 32, 33) aufweist, und der Empfangsabschnitt (30, 31, 32, 33) durch den Montageabschirmabschnitt (41) an dem Montageabschnitt (52a) angebracht ist.
Ultraschallsensor (60, 70, 80, 90, 100) gemäß Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageabschnitt (52a) ein Endabschnitt des Kraftfahrzeugs in einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs ist.
Ultraschallsensor (60, 70, 80, 90, 100) gemäß Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageabschnitt (52a) ein Stoßfänger (52) des Kraftfahrzeugs ist.
Ultraschallsensor (60, 70, 80, 90, 100) gemäß Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfangsabschnitt (30, 31, 32, 33) an einem Endabschnitt des Kraftfahrzeugs in einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist.
Ultraschallsensor (60, 70, 80, 90, 100) gemäß Patentanspruch 12 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfangsabschnitt (30, 31, 32, 33) ein Stoßfänger (52) des Kraftfahrzeugs ist.
Ultraschallsensor (60, 70, 80, 90, 100) gemäß Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfangsabschnitt (30, 31, 32, 33) wenigstens eine einer Frontscheibe und einer Heckscheibe des Kraftfahrzeugs ist.
Ultraschallsensor (60, 70, 80, 90, 100) gemäß Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfangsabschnitt (30, 31, 32, 33) eine Abdeckung für wenigstens einen eines Scheinwerfers, eines Rücklichts, eines Blinkers und eines Rückfahrscheinwerfers des Kraftfahrzeugs ist.
Ultraschallsensor (60, 70, 80, 90, 100) gemäß Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfangsabschnitt (30, 31, 32, 33) eine Karosserie des Kraftfahrzeugs ist.
Ultraschallsensor (60, 70, 80, 90, 100) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 20, weiter gekennzeichnet durch eine Verbindungsschicht (24), die zwischen dem Stützabschnitt (11a) und dem Empfangsabschnitt (30, 31, 32, 33) vorgesehen ist, zum Verbinden des Stützabschnitts (11a) und des Empfangsabschnitts (30, 31, 32, 33).
Ultraschallsensor (60, 70, 80, 90, 100) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingabschnitt (15, 85) so von dem Empfangsabschnitt (30, 31, 32, 33) getrennt ist, dass er einen Zwischenraumabschnitt hierzwischen aufweist; und der Zwischenraumabschnitt sich von dem Schwingabschnitt (15, 85) zu dem Empfangsabschnitt (30, 31, 32, 33) vergrößert.