DE102007047274B4

DE102007047274B4 - Ultraschallsensor

Info

Publication number: DE102007047274B4
Application number: DE102007047274A
Authority: DE
Inventors: Yasuyuki Kariya Okuda
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-10-04
Filing date: 2007-10-02
Publication date: 2011-05-12
Anticipated expiration: 2027-10-03
Also published as: DE102007047274A1; US20080083282A1; JP2008092444A; US7726192B2; JP4835366B2

Abstract

Ultraschallsensor, der an ein bestimmtes Objekt angebracht ist, mit:
einem Ultraschall-Erfassungselement (11), das eine Ultraschallwelle erfasst, welche von einem die Ultraschallwelle sendenden Ultraschall-Sendeelement gesendet wird und welche von einem erfassten Körper reflektiert wird;
einem akustisches Abstimmelement (12), das eine Empfangsoberfläche (12a) aufweist, die auf einer Seite des bestimmten Objekts dazu ausgelegt ist, dem erfassten Körper gegenüberzuliegen, wobei die Empfangsoberfläche (12a) die Ultraschallwelle empfängt, die von dem erfassten Körper reflektiert wird, wobei das akustische Abstimmelement (12) die Ultraschallwelle, die von der Empfangsoberfläche (12a) empfangen wird, zu dem Ultraschall-Erfassungselement (11) sendet, welches an einer gegenüberliegenden Oberfläche (12b) des akustischen Abstimmelements (12) angebracht ist, die der Empfangsoberfläche (12a) gegenüberliegt, wobei das akustische Abstimmelement (12) aus einem Material besteht, das eine akustische Impedanz aufweist, die größer als die von Luft und kleiner als die des Ultraschall-Erfassungselements (11) ist, und wobei das akustische Abstimmelement (12) dazu ausgelegt ist, dass eine Stehwelle in dem...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ultraschallsensor, der ein Ultraschall-Erfassungselement aufweist, das auf eine akustische Abstimmschicht von diesem montiert ist.
Im Stand der Technik ist ein Ultraschallsensor bekannt, in welchem ein Ultraschallwandler an einem Substrat angebracht ist, das aus einem Metall, einem Harzmaterial oder dergleichen besteht, wobei der Ultraschallsensor zum Beispiel an ein Kraftfahrzeug (Fahrzeug) montiert ist. Der Ultraschallsensor sendet eine Ultraschallwelle unter Verwendung eines Elements, das imstande ist, die Ultraschallwelle zu senden und zu empfangen, und empfängt die Ultraschallwelle, welche mit einem erfassten Körper kollidiert und von diesem reflektiert wird, unter Verwendung des Elements, um dadurch eine Positionsmessung oder eine Abstandsmessung eines Objekts um das Fahrzeug oder eine Messung eines zweidimensionalen Aufbaus oder eines dreidimensionalen Aufbaus des Objekts durchzuführen.
Ein derartiger Ultraschallsensor kann mit einer akustischen Abstimmschicht versehen sein, welche eine akustische Impedanz einstellt, um einen Übertragungswirkungsrad der gesendeten/empfangenen Ultraschallwellen zu verbessern. Zum Beispiel ist ein Ultraschallsensor bekannt, in welchem eine akustische Abstimmschicht an einer Fläche eines piezoelektrischen Elements durch ein Material, in welchem Glasblasen in ein synthetisches Harz diffundiert sind, ausgebildet ist, um eine Dicke von einem Viertel der Ultraschallwelle aufzuweisen (siehe die JP-A-H10-224895 ).
Da der Ultraschallsensor des vorhergehenden Typs an einem Ort angebracht ist, welcher von aussen sichtbar ist, ist die Abmessung des Ultraschallsensors verringert, um nicht ein Gefühl einer Schönheit des Erscheinungsbilds zu verschlechtern. Anders ausgedrückt ist es erforderlich, dass die Fläche der akustischen Abstimmschicht, wobei die Fläche nach aussen freiliegt, klein gemacht wird.
Jedoch wird, wenn die Fläche der akustischen Abstimmschicht verringert wird, der Einfluss der Reflexion der Ultraschallwelle an der Seitenfläche der akustischen Abstimmschicht größer. Als Ergebnis wird das Verhältnis des Rauschens zu dem Signal größer und wird dadurch die Erfassungsempfindlichkeit bezüglich der Ultraschallwelle verschlechtert. Aufgrund des vorhergehenden Nachteils ist davon abgesehen worden, die Fläche der akustischen Abstimmschicht kleiner zu machen.
Aus der US 5 907 521 A ist ein Ultraschallsensor bekannt, der ein Ultraschall-Erfassungselement aufweist, das eine von einem Ultraschallelement gesendete und von einem Objekt reflektierte Ultraschallwelle erfasst. Dabei wird ein Sensor offenbart, der ein Abstimmelement, das zwischen einem Vibrator und der ausgesetzten Oberfläche angeordnet und von einem Schaumelement umgeben ist. Das Abstimmelement besitzt dabei eine akustische Impedanz, die zwischen der des Vibrators und der von Luft liegt und besitzt eine Dicke von einem Viertel der Wellenlänge. Das Schaumelement ist an einem Seitenabschnitt zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen des Abstimmelements angeordnet, um so die Reflektionen an dem Seitenabschnitt zu dämpfen in dem Sinne, dass die Ultraschallwelle „begrenzt” wird, von dem Seitenabschnitt reflektiert zu werden.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die vorhergehenden Nachteile geschaffen worden. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ultraschallsensor zu schaffen, in welchem eine Abmessung einer akustischen Abstimmschicht verringert ist.
Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird ein Ultraschallsensor geschaffen, der an einem bestimmten Objekt angebracht ist, wobei der Sensor ein Ultraschall-Erfassungselement, ein akustisches Abstimmelement und ein Reflexions-Begrenzungselement aufweist. Das Ultraschall-Erfassungselement erfasst eine Ultraschallwelle, welche von einem die Ultraschallwelle sendenden Ultraschall-Sendeelement gesendet wird und welche von einem erfassten Körper reflektiert wird. Die akustische Abstimmschicht weist eine Empfangsoberfläche auf, die auf einer Seite des bestimmten Objekts dazu ausgelegt ist, dem erfassten Körper gegenüberzuliegen. Die Empfangsoberfläche empfängt die Ultraschallwelle, die von dem erfassten Körper reflektiert wird. Das akustische Abstimmelement sendet die Ultraschallwelle, die von der Empfangsoberfläche empfangen wird, zu dem Ultraschall-Erfassungselement, welches an einer gegenüberliegenden Oberfläche des akustischen Abstimmelements angebracht ist, die der Empfangsoberfläche gegenüberliegt. Das akustische Abstimmelement besteht aus einem Material, das eine akustische Impedanz bzw. Schallwellenimpedanz bzw. spezifische akustische Impedanz aufweist, die größer als die von Luft und kleiner als die des Ultraschall-Erfassungselements ist. Das akustische Abstimmelement ist dazu ausgelegt, dass eine Stehwelle aufgrund der Ultraschallwelle, die von der Empfangsoberfläche empfangen wird, in dem akustischen Abstimmelement erzeugt wird. Das Reflexions-Begrenzungselement ist an einem Seitenabschnitt des akustischen Abstimmelements zwischen der Empfangsoberfläche und der gegenüberliegenden Oberfläche angeordnet. Das Reflexions-Begrenzungselement begrenzt, dass die Ultraschallwelle, welche in dem akustischen Abstimmelement gesendet wird, von dem Seitenabschnitt reflektiert wird.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt:
1A eine Draufsicht eines Ultraschallsensors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die von einer Seite zu einem akustischen Abstimmelement zu sehen ist;
1B eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie IB-IB in 1A genommen ist;
1C eine seitliche Querschnittsansicht des akustischen Abstimmelements, die entlang einer Linie IC-IC in 1B genommen ist;
2A eine Draufsicht eines Ultraschallsensors gemäß einem Beispiel, die von einer Seite zu einem akustischen Abstimmelement zu sehen ist;
2B eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie IIB-IIB in 2A genommen ist;
2C eine seitliche Querschnittsansicht des akustischen Abstimmelements, die entlang einer Linie IC-IC in 2B genommen ist;
3 eine Ansicht eines Reflexions-Begrenzungselements des Ultraschallsensors gemäß einer Ausgestaltung des Beispiels;
4A und 4B längliche Querschnittsansichten, von denen jede ein Reflexions-Begrenzungselement gemäß eines weiteren Beispiels zeigt;
5 eine längliche Querschnittsansicht eines Reflexions-Begrenzungselements gemäß einer Ausgestaltung des weiteren Beispiels;
6A und 6B längliche Querschnittsansichten, von denen jede ein Reflexions-Begrenzungselement gemäß einer weiteren Ausgestaltung des weiteren Beispiels zeigt;
7 eine Ansicht von Positionen zum Montieren des Ultraschallsensors auf ein Fahrzeug.
Ausführungsbeispiel
Ein Ultraschallsensor gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel beschreibt ein Beispiel, in welchem der Ultraschallsensor zur Verwendung als ein Hindernissensor an ein Fahrzeug montiert ist.
Hier zeigt eine Aufwärtsrichtung in 1B ein Äusseres eines Fahrzeugs an. Es ist anzumerken, dass ein Teil von jeder Figur zur Erläuterung vergrößert ist und der andere Teil von jeder Figur weggelassen ist.
Wie es in den 1A bis 1C gezeigt ist, beinhaltet ein Ultraschallsensor 10 ein Ultraschall-Erfassungselement 11, ein akustisches Abstimmelement 12 und ein Reflexions-Begrenzungselement 14. Das Ultraschall-Erfassungselement 11 erfasst eine Ultraschallwelle, welche von einem Ultraschallwellen-Erzeugungselement nach vorderhalb des Fahrzeugs gesendet wird und welche von einem erfassten Körper (Hindernis) reflektiert wird, der (das) vor dem Fahrzeug vorhanden ist. Das akustische Abstimmelement 12 empfängt die Ultraschallwelle und sendet eine Oszillation. Das Reflexions-Begrenzungselement 14 ist um eine Seite des akustischen Abstimmelements 12 vorgesehen, um eine Reflexion der Ultraschallwelle zu begrenzen, die an der Seite reflektiert wird.
Der Ultraschallsensor 10 empfängt die Ultraschallwelle, welche von dem Ultraschallwellen-Sendeelement (nicht gezeigt) gesendet wird und welche von einem Hindernis reflektiert wird, durch eine Empfangsoberfläche 12a des akustischen Abstimmelements 12. Die Ultraschallwelle, die von der Empfangsoberfläche 12a empfangen wird, wird über das akustische Abstimmelement 12 zu dem Ultraschall-Erfassungselement 11 gesendet. Die Ultraschallwelle, die zu dem Ultraschall-Erfassungselement 11 gesendet wird, wird von dem Ultraschall-Erfassungselement 11 erfasst und zu einem Spannungssignal gewandelt.
Ein Schaltungselement (nicht gezeigt), das elektrisch mit dem Ultraschall-Erfassungselement 11 verbunden ist, ist elektrisch mit einer ECU bzw. elektronischen Steuereinheit verbunden, welche eine Berechnungsverarbeitung auf der Grundlage eines Spannungssignals durchführt, das von dem Ultraschall-Erfassungselement 11 ausgegeben wird. Zum Beispiel werden eine Zeitdifferenz oder eine Phasendifferenz zwischen der gesendeten Ultraschallwelle und der empfangenen Ultraschallwelle bestimmt, um es dadurch zu ermöglichen, eine Abstandsmessung oder dergleichen zu dem Hindernis durchzuführen.
Das Ultraschall-Erfassungselement 11 ist in der Mitte einer Anbringungsoberfläche 12b (gegenüberliegenden Oberfläche), die der Empfangsoberfläche 12a des akustischen Abstimmelements 12 zum Empfangen einer Ultraschallwelle gegenüberliegt, durch ein Haftmittel oder dergleichen angebracht. Das akustische Abstimmelement 12 ist an einer vorbestimmten Position eines Fahrzeugs 60, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zum Beispiel einer Stossstange 20 (siehe 7), angebracht.
Die Stossstange 20 beinhaltet einen Anbringungsabschnitt 20a, der ausgebildet ist, um durch die Stossstange 20 zu dringen, einer Abmessung zum Aufnehmen des akustischen Abstimmelements 12. Das akustische Abstimmelement 12 weist einen Seitenabschnitt 12c, welcher in der Nähe der Empfangsoberfläche 12a ist, zum Anbringen an dem Anbringungsabschnitt 20a über ein Oszillations-Dämpfungselement 13 in einem Zustand auf, in dem die Empfangsoberfläche 12a nach ausserhalb der Stoßstange 20 freiliegt. Hier ist das Oszillations-Dämpfungselement 13 zwischen dem Anbringungsabschnitt 20a und dem akustischen Abstimmelement 12 vorgesehen, um das Senden der Ultraschallwelle zu dämpfen.
Hier ist die Empfangsoberfläche 12a des akustischen Abstimmelements 12 zu dem Oszillationsdämpfungselement 13 und einer Aussenoberfläche 20b der Stossstange 20 bündig und weist eine glatte flache Oberfläche auf, die darauf ausgebildet ist.
Das Ultraschall-Erfassungselement 11 ist in einer quadratischen, säulenförmigen Form ausgebildet, die eine Dicke von 3 mm und einen quadratförmigen Querschnitt von 2 mm × 2 mm aufweist. Ebenso beinhaltet das Ultraschall-Erfassungselement 11 Elektroden und ein piezoelektrisches Element, das aus Blei-Zirkonat-Titanat bzw. PZT ausgebildet ist, welches zwischen den Elektroden vorgesehen ist. Da das PZT eine große piezoelektrische Konstante aufweist, kann es eine Ultraschallwelle empfangen, die einen kleinen Schalldruck aufweist, um eine hohe Erfassungsempfindlichkeit bezüglich der Ultraschallwelle vorzusehen. Deshalb kann es für ein Ultraschall-Erfassungselement geeignet sein.
Das akustische Abstimmelement 12 ist aus einem Material ausgebildet, das eine Schallimpedanz aufweist, die größer als die von Luft und kleiner als die des Ultraschall-Erfassungselements 11 ist. Ebenso weist das akustische Abstimmelement 12 eine quadratische, säulenförmige Form auf und weist einen seitlichen Querschnitt einer im Wesentlichen quadratischen Form auf.
Folglich kann verglichen mit einem Fall keines Anbringens des akustischen Abstimmelements 12 eine Differenz der akustischen Impedanz in der Grenzfläche mit der Luft kleiner gemacht werden. Demgemäß kann eine Reflexion einer Ultraschallwelle in der Grenzfläche mit der Luft derart eingeschränkt werden, dass sich eine einfallende Ultraschallwelle erhöht.
Weiterhin dient, da das Ultraschall-Erfassungselement 11 an einer Position angebracht ist, die von einem Äusseren der Stoßstange 20 unsichtbar ist, das akustische Abstimmelement 12 ebenso als ein Schutzelement zum Schützen des Ultraschall-Erfassungselements 11 vor einem Fremdstoff oder Wasser (Feuchtigkeit).
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das akustische Erfassungselement 12 aus einem Harzmaterial, wie zum Beispiel einem Harz auf Polycarbonatbasis, ausgebildet, das eine hervorragende Beständigkeit aufweist. Da das Harz auf Polycarbonatbasis einen Elastizitätsgrad aufweist, dessen Temperaturänderung klein ist, kann eine Änderung einer Wellenlänge der Ultraschallwelle, die die Temperaturänderung begleitet, klein gemacht werden, was es ermöglicht, eine Stehwelle stabil (zuverlässig) zu erzeugen, wie es später beschrieben wird.
Das akustische Abstimmelement 12 ist ausgebildet, um eine Dicke T von im Allgemeinen einem Viertel der Wellenlänge der Ultraschallwelle in dem Ultraschall-Erfassungselement 12 aufzuweisen. Zum Beispiel ist in einem Fall, in dem eine Frequenz der Ultraschallwelle 65 kHz ist, die Breite W ungefähr 2,6 mm und die Dicke T ungefähr 5 mm.
Da akustische Abstimmelement 12 ist ausgebildet, um die Dicke T aufzuweisen, welche ein Viertel der Wellenlänge der Ultraschallwelle ist, und dadurch kann eine Stehwelle in dem akustischen Abstimmelement 12 erzeugt werden. Dies hilft beim Verringern eines Auslöschens der Ultraschallwelle, die in das akustische Abstimmelement 12 einfällt, und der Ultraschallwelle, die auf die Grenzfläche zwischen dem akustischen Abstimmelement 12 und dem Ultraschall-Erfassungselement 11 reflektiert wird, wobei das Auslöschen durch eine Interferenz zueinander bewirkt wird. Folglich kann die Ultraschallwelle wirksam zu dem Ultraschall-Erfassungselement 11 gesendet werden.
Die Empfangsoberfläche 12a des akustischen Abstimmelements 12 weist eine Fläche auf, die größer als die der Anbringungsoberfläche 11a des Ultraschall-Erfassungselements 11 ist. Wenn das Ultraschall-Abstimmelement 12 auf diese Weise ausgebildet ist, erhöht sich, da die Energie der Ultraschallwelle, die auf der Empfangsoberfläche 12a empfangen wird, durch die Fläche gesendet wird, die kleiner als die der Empfangsoberfläche 12a ist, die Energie pro Einheitsfläche, was dadurch ein Erhöhen eines Übertragungswirkungsgrads der Energie zulässt.
Hier ist es bevorzugt, dass eine Fläche der Anbringungsoberfläche 12a ungefähr 1,2mal einer Fläche der Anbringungsoberfläche 11a des Ultraschall-Erfassungselements 11 ist. Es ist anzumerken, dass auch in einem Fall, in dem die Fläche der Anbringungsoberfläche 12a des akustischen Abstimmelements 12 im Allgemeinen gleich oder kleiner als die Fläche der Anbringungsoberfläche 11a des Ultraschall-Erfassungselements 11 ist, die Anbringungsoberfläche 12a die Ultraschallwelle empfangen kann.
Es ist anzumerken, dass ein Harzmaterial beispielhaft als das akustische Abstimmelement 12 dargelegt worden ist, aber bezüglich einer Bedingung eines Erfüllens einer Beziehung einer akustischen Impedanz und einer Beziehung zwischen einer Wellenlänge und einer Abmessung zum Beispiel ein Metallmaterial (zum Beispiel Aluminium), Keramiken oder Glas verwendet werden können. Jedes von diesen Materialien weist eine Umgebungsbeständigkeit, wie zum Beispiel eine Witterungsbeständigkeit, auf die gleiche Weise wie das Harzmaterial auf und kann geeignet für das akustische Abstimmelement 12 verwendet werden.
Das akustische Abstimmelement 12 kann einen unterschiedlichen Aufbau zu der vorhergehenden quadratischen, säulenförmigen Form, aber eine kreisförmige, säulenartige Form aufweisen. Weiterhin kann durch Ausbilden des akustischen Abstimmelements 12, um eine Breite von weniger als einer Hälfte (1/2) der Wellenlänge der Ultraschallwelle aufzuweisen, in dem Fall eines Anordnens einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren 10 in einer Gruppe, wie es in dem später beschriebenen Beispiel gezeigt ist, ein Abstand zwischen den Mittenabschnitten der akustischen Abstimmelemente 12 gleich einer Hälfte (1/2) der Wellenlänge der Ultraschallwelle gemacht werden, die in der Luft gesendet wird. Dieser Aufbau bringt eine hohe Erfassungsgenauigkeit hervor. In einem Fall keines Anordnens der Mehrzahl der Ultraschallsensoren in der Gruppe kann die Breite des akustischen Abstimmelements 12 nicht gleich oder kleiner als die Hälfte der Wellenlänge der Ultraschallwelle in der Luft sein.
Ein Oszillations-Dämpfungselement 13 befindet sich zwischen dem Seitenabschnitt 12c des akustischen Abstimmelements 12 und dem Anbringungsabschnitt 20a der Stossstange 20 zum Befestigen des Seitenabschnitts 12c des akustischen Abstimmelements 12 an dem Anbringungsabschnitt 20a und zum Verhindern eines Sendens einer Oszillation von dem Anbringungsabschnitt 20a der Stossstange 20.
Das Oszillations-Dämpfungselement 13 ist ausgebildet, um eine Dicke aufzuweisen, die im Allgemeinen identisch zu der des Anbringungsabschnitts 20a ist. Das Oszillations-Dämpfungselement 13 befestigt das akustische Abstimmelement 12 derart an dem Anbringungsabschnitt 20a, dass die Empfangsoberfläche 12a des akustischen Abstimmelements 12 bündig zu einer Aussenoberfläche der Stossstange 20 ist. Das Oszillations-Dämpfungselement 13 haftet über ein Haftmittel oder dergleichen an dem Seitenabschnitt 12c und dem Anbringungsabschnitt 20a des akustischen Abstimmelements 12.
Da das Oszillations-Dämpfungselement 13 zwischen der Stossstange 20 und dem akustischen Abstimmelement 12 vorgesehen ist, wird beschränkt, dass die Ultraschallwelle von der Stossstange 20 über den Anbringungsabschnitt 20a zu dem Seitenabschnitt 12c des akustischen Abstimmelements 12 gesendet wird, und wird dadurch beschränkt, Rauschen zu bewirken.
Das Reflexions-Begrenzungselement 14, welches eine flache Plattenform aufweist, haftet über das Haftmittel an dem Seitenabschnitt 12c des akustischen Abstimmelements 12 in dem Oszillations-Dämpfungselement 13. Anders ausgedrückt ist der Seitenabschnitt 12c des akustischen Abstimmelements 12 mit dem Oszillations-Dämpfungselement 13 und mit dem Reflexions-Begrenzungselement 14 bedeckt.
Das Reflexions-Begrenzungselement 14 weist eine akustische Impedanz auf, die kleiner als die des akustischen Abstimmelements 12 ist, und besteht aus einem Material, wie zum Beispiel Silikongummi, das eine hohe Dämpfungskonstante aufweist.
In einem Fall, in dem eine Abmessung des akustischen Abstimmelements 12 derart verringert ist, dass die Fläche der Empfangsoberfläche 12a kleiner gemacht ist, wird ein Teil der Ultraschallwelle, die von der Empfangsoberfläche 12a empfangen wird, zu dem Seitenabschnitt 12c gesendet, bevor sie das Ultraschall-Erfassungselement 11 erreicht. In dem zuvor beschriebenen Fall wird die Differenz der akustischen Impedanz an der Grenzfläche zwischen dem Seitenabschnitt 12c und Aussenluft größer, wenn ein Ultraschallsensor nicht mit dem Reflexions-Begrenzungselement 14 versehen ist. Als Ergebnis wird die Ultraschallwelle von dem Seitenabschnitt 12c derart reflektiert, dass die Ultraschallwelle in das akustische Abstimmelement 12 geht. Die reflektierte Ultraschallwelle interferiert mit der Ultraschallwelle, die in eine andere Richtung als einer Richtung zu dem Seitenabschnitt 12c geht, was das Rauschen bewirkt.
In der Struktur des vorliegenden Ausführungsbeispiels besteht das Reflexions-Begrenzungselement 14 aus einem Material, das die akustische Impedanz aufweist, die kleiner als die des akustischen Abstimmelements 12 ist. Daher kann die Differenz der akustischen Impedanz zwischen dem Reflexions-Begrenzungselement 14 und dem akustischen Abstimmelement 12 kleiner als die Differenz der akustischen Impedanz zwischen der Luft und dem akustischen Abstimmelement 12 gemacht werden. Aufgrund des vorhergehenden Merkmals wird die Ultraschallwelle, die zu dem Seitenabschnitt 12c des akustischen Abstimmelements 12 gesendet wird, wirksamer in das Reflexions-Begrenzungselement 14 gesendet. Als Ergebnis wird wirksam verhindert, dass die Ultraschallwelle von dem Seitenabschnitt 12c des akustischen Abstimmelements 12 reflektiert wird.
Deshalb ist es nicht erforderlich, dass die Empfangsoberfläche 12a des akustischen Abstimmelements 12 eine größere Fläche aufweist, um den Einfluss der Reflexion der Ultraschallwelle durch den Seitenabschnitt 12c zu minimieren. Als Ergebnis kann die Fläche des akustischen Abstimmelements 12 kleiner gemacht werden und kann begrenzt werden, dass der Ultraschallsensor 10 nach aussen hervorsteht. Daher kann der Ultraschallsensor 10 einer guten Gestaltung derart hergestellt werden, dass das Erscheinungsbild der Stossstange 20 gut bleibt.
Das Oszillations-Dämpfungselement 13 besteht vorzugsweise aus einem Material, das einen kleinen Elastizitätsgrad oder eine kleine Dichte aufweist. Zum Beispiel können ein Material auf Gummibasis, ein Harz (zum Beispiel ein Schaumharz), das Poren aufweist, und ein Schwamm als das Material für das Oszillations-Dämpfungselement 13 verwendet. Da das Material, das den kleinen Elastizitätsgrad aufweist, eine kleine Kraft zum Dämpfen der Oszillation des akustischen Abstimmelements 12 aufgrund der Ultraschallwelle aufweist, kann ein Beschränken (Dämpfen) der Oszillation der Ultraschallwelle verringert werden.
Als Ergebnis wird das Rauschen der Ultraschallwelle verringert und kann die Dämpfung der Oszillation kleiner gemacht werden. Daher kann die Erfassungsempfindlichkeit bezüglich der Ultraschallwelle verbessert werden.
Das Reflexions-Begrenzungselement 14 kann einen hohlen quadratischen Querschnitt aufweisen, dessen Innenabmessung geringfügig kleiner als eine Abmessung des Seitenabschnitts 12c des akustischen Abstimmelements 12 ist. Aufgrund der vorhergehenden Form und Abmessung kann das Reflexions-Begrenzungselement 14 durch Passen des Seitenabschnitts 12c des akustischen Abstimmelements 12 in das Reflexions-Begrenzungselement 14 an dem akustischen Abstimmelement 12 angebracht sein. In der vorhergehenden Struktur ist ein Verfahren zum Anhaften nicht erforderlich.
Das Reflexions-Begrenzungselement 14 kann durch Auftragen eines flüssigen Harzmaterials auf den Seitenabschnitt 12c des akustischen Abstimmelements 12 und dann durch Aushärten des Harzmaterials ausgebildet sein. In der vorhergehenden Struktur kann ein Haften zwischen dem akustischen Abstimmelement 12 und dem Reflexions-Begrenzungselement 14 verbessert werden.
Alternativ kann ein Bandmaterial um den Seitenabschnitt 12c des akustischen Abstimmelements 12 gewickelt sein, um das Reflexions-Begrenzungselement 14 auszubilden.
Weiterhin kann das Reflexions-Begrenzungselement 14 integral mit dem Oszillations-Dämpfungselement 13 durch ein gemeinsames Material ausgebildet sein, das mit dem Oszillations-Dämpfungselement 13 gemeinsam ist (zum Beispiel besteht das Oszillations-Dämpfungselement 13 aus dem gemeinsamen Material). Gemäß der Struktur ist es nicht erforderlich, dass das Reflexions-Begrenzungselement 14 getrennt von dem Oszillations-Dämpfungselement 13 ausgebildet wird, was dadurch ein Herstellungsverfahren verkürzt.
Wie es in 1B gezeigt ist, ist das Reflexions-Begrenzungselement 14 als Teil der akustischen Abstimmelemente 12 ausgebildet, wobei das Teil der akustischen Abstimmelemente 12 von der Stossstange 20 hervorsteht. Ebenso weist das Reflexions-Begrenzungselement 14 eine Endoberfläche 14c auf einer Seite des Reflexions-Begrenzungselements 14 zu dem Ultraschall-Erfassungselement 11 auf, und ist die Endoberfläche 14c des Reflexions-Begrenzungselements 14 bündig zu der gegenüberliegenden Oberfläche 12b der akustischen Abstimmelemente 12.
Vorteile des Ausführungsbeispiels werden beschrieben.

(1) Der Ultraschallsensor 10 weist das Ultraschall-Erfassungselement 11 auf, das die Ultraschallwelle erfasst, die von dem erfassten Körper (Hindernis) reflektiert wird, und weist das akustische Abstimmelement 12 auf, das die empfangene Ultraschallwelle zu dem Ultraschall-Erfassungselement 11 sendet. Ebenso beinhaltet der Ultraschallsensor 10 das Reflexions-Begrenzungselement 14, das an dem Seitenabschnitt 12c des akustischen Abstimmelements 12 zum Begrenzen der Reflexion der Ultraschallwelle, die sich in dem akustischen Abstimmelement 12 bewegt, an dem Seitenabschnitt 12c vorgesehen ist. Daher ist es nicht erforderlich, dass das akustische Abstimmelement 12 eine große Fläche aufweist, um den Einfluss der Reflexion der Ultraschallwelle an dem Seitenabschnitt 12c zu beschränken. Als Ergebnis kann der Ultraschallsensor 10 geschaffen werden, der die Abmessung des akustischen Abstimmelements 12 verringert.

Wenn der Ultraschallsensor 10 an einem Hindernissensor angewendet wird, der ein Hindernis oder eine Person um ein Fahrzeug 60 erfasst, kann die Fläche der Empfangsoberfläche 12a, welche nach ausserhalb des Fahrzeugs 60 freiliegt, verringert werden. Daher kann die Gestaltung des Fahrzeugs 60 verbessert werden.

(2) Das Reflexions-Begrenzungselement 14 besteht aus einem Material, das die akustische Impedanz aufweist, die kleiner als die des akustischen Abstimmelements 12 ist. Als Ergebnis kann die Differenz der akustischen Impedanz zwischen dem Reflexions-Begrenzungselement 14 und dem akustischen Abstimmelement 12 kleiner als die Differenz der akustischen Impedanz zwischen der Luft und dem akustischen Abstimmelement 12 gemacht werden. Deshalb kann die Ultraschallwelle, die zu dem Seitenabschnitt 12c des akustischen Abstimmelements 12 gesendet wird, wirksam in das Reflexions-Begrenzungselement 14 gesendet werden und kann dadurch eine Reflexion der Ultraschallwelle an dem Seitenabschnitt 12c des akustischen Abstimmelements 12 wirksam beschränkt werden. Daher ist es nicht erforderlich, dass die Fläche der Empfangsoberfläche 12a des akustischen Abstimmelements 12 vergrößert wird, um den Einfluss von der Reflexion der Ultraschallwelle an dem Seitenabschnitt 12c zu vermeiden. Als Ergebnis kann die Abmessung des akustischen Abstimmelements 12 verringert werden.

Ebenso ist, da das Reflexions-Begrenzungselement 14 aus einem Material besteht, das den Elastizitätsgrad aufweist, der kleiner als der des akustischen Abstimmelements 12 ist, die Kraft durch die Ultraschallwelle zum Einschränken der Oszillation des akustischen Abstimmelements 12 klein. Daher kann die Dämpfung der Ultraschallwellenoszillation klein gemacht werden. Als Ergebnis kann die Beschränkung (Dämpfung) der Oszillation klein gemacht werden, was die Erfassungsempfindlichkeit bezüglich der Ultraschallwelle verbessert.
Ein Silikongummi ist ein Material, das eine niedrige akustische Impedanz und einen niedrigen Elastizitätsgrad aufweist. Daher kann der Silikongummi als ein Material für das Reflexions-Begrenzungselement 14 verwendet werden.

(3) Der Ultraschallsensor 10 beinhaltet das Oszillations-Dämpfungselement 13, das zwischen dem Anbringungsabschnitt 20a und dem akustischen Abstimmelement 12 vorgesehen ist und das das Senden der Oszillation von dem Fahrzeug 60 (der Stossstange 20) zu dem akustischen Abstimmelement 12 dämpft. Als Ergebnis wird beschränkt, dass die Ultraschallwelle von dem Fahrzeug 60 (der Stossstange 20) zu dem akustischen Abstimmelement 12 gesendet wird, und dies begrenzt, dass die Ultraschallwelle ein Grund des Rauschens wird. Aufgrund der vorhergehenden Struktur kann das Rauschen der Ultraschallwelle verringert werden und kann die Erfassungsempfindlichkeit bezüglich der Ultraschallwelle verbessert werden.

Ebenso ist es, wenn das Reflexions-Begrenzungselement 14 integral mit dem Oszillations-Dämpfungselement 14 durch das gemeinsame Material ausgebildet ist, nicht erforderlich, dass das Reflexions-Begrenzungselement 14 unabhängig von dem Oszillations-Dämpfungselement 13 ausgebildet ist. Daher kann das Herstellungsverfahren verkürzt werden.
Beispiel
Ein Ultraschallsensor gemäß dem Beispiel wird unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
Es ist anzumerken, dass Komponenten und Strukturen, die ähnlich zu denjenigen in dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und eine Erläuterung von diesen weggelassen wird.
In einem Ultraschallsensor 50 des vorliegenden Beispiels ist eine Mehrzahl von Sätzen (Paaren) des akustischen Abstimmelements 12 und des Ultraschall-Erfassungselements 11 in einer Gruppe angeordnet. In dem vorliegenden Beispiel sind, wie es in den 2A bis 2C gezeigt ist, zwei akustische Abstimmelemente in der Längsrichtung und andere zwei in der Seitenrichtung angeordnet, so dass insgesamt vier akustische Abstimmelemente 12 (12p bis 12s) vorgesehen sind. Ebenso sind ähnlich vier Ultraschall-Erfassungselemente 11 (11p und 11q: Ultraschall-Erfassungselemente 11, die an akustischen Abstimmelementen 12r und 12s angebracht sind, sind nicht gezeigt) entsprechend an den vier akustischen Abstimmelementen 12 angeordnet und angebracht, um jedes Paar zu bilden. Diese Struktur schafft den Ultraschallsensor 50, welcher imstande ist, ein dreidimensionales Erfassen bezüglich einer Position eines erfassten Körpers durchzuführen. Das Oszillations-Dämpfungselement 13 befindet sich zwischen jedem der akustischen Abstimmelemente 12 und zwischen jedem der akustischen Abstimmelemente 12 und dem Anbringungsabschnitt 20a. Auf diese Weise sind die jeweiligen akustischen Abstimmelemente 12 an der Stossstange 20 angebracht.
Ebenso weist jedes akustische Abstimmelement 12 das Reflexions-Begrenzungselement 14 (14p bis 14s) ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel zum wirksamen Beschränken der Reflexion der Ultraschallwelle an jedem Seitenabschnitt 12c des akustischen Abstimmelements 12 auf.
Aufgrund der vorhergehenden Struktur ist es nicht erforderlich, dass die Fläche von jeder Empfangsoberfläche 12a von jedem der akustischen Abstimmelemente 12 vergrößert ist, um den Einfluss von der Reflexion der Ultraschallwelle an der Reflexion des Seitenabschnitts 12c zu beseitigen. Als Ergebnis kann jedes akustische Abstimmelement 12 eine kleinere Fläche aufweisen und dadurch den Ultraschallsensor 50 weniger hervorstehend machen. Daher kann der Ultraschallsensor 50, der eine gute Gestaltung aufweist, derart erzeugt werden, dass das Erscheinungsbild der Stossstange 20 gut bleibt.
Gemäß dem Ultraschallsensor 50 werden eine Zeitdifferenz und eine Phasendifferenz der Ultraschallwellen, die an den jeweiligen Ultraschall-Erfassungselementen 11 empfangen werden, bestimmt und kann auf der Grundlage jeder Differenz nicht nur ein Abstand von dem erfassten Körper, sondern ebenso eine Position des erfassten Körpers gemessen werden.
Ebenso ist jedes akustische Abstimmelement 12 derart angeordnet, dass ein Abstand d zwischen Mittenabschnitten der jeweiligen angrenzenden akustischen Abstimmelemente 12 im Allgemeinen gleich einer Hälfte der Wellenlänge der Ultraschallwelle ist. Zum Beispiel entspricht der Abstand d einer Länge zwischen einer Längsmittenachse des akustischen Abstimmelements 12 (zum Beispiel des Elements 12p) und einer Längsmittenachse des angrenzenden akustischen Abstimmelements 12 (zum Beispiel des Elements 12q).
Wenn jedes der akustischen Abstimmelemente 12 angeordnet ist, wie es zuvor beschrieben worden ist, kann die Zeitdifferenz auf der Grundlage der Phasendifferenz der empfangenen Ultraschallwelle erfasst werden. Als Ergebnis kann die Zeitdifferenz der empfangenen Ultraschallwelle genauer erfasst werden und können dadurch ein Abstand von dem erfassten Körper und eine Position des erfassten Körpers genauer gemessen werden.
Alternativ muss das Reflexions-Begrenzungselement 14 nicht getrennt an jedem der akustischen Abstimmelemente 12 vorgesehen sein. Zum Beispiel kann das Reflexions-Begrenzungselement 14 zwischen jedem der akustischen Abstimmelemente 12 vorgesehen sein.
Zum Beispiel kann, wie es in 3A gezeigt ist, das Reflexions-Begrenzungselement 14 integral vorgesehen sein, um jeden der Seitenabschnitte 12c der akustischen Abstimmelemente 12 zu umgeben. Ebenso kann, wie es in 3B gezeigt ist, das Reflexions-Begrenzungselement 14 ausgebildet sein, um einen seitlichen Querschnitt einer Kreuzfugenform derart aufzuweisen, dass das Reflexions-Begrenzungselement 14 zwischen jedem der akustischen Abstimmelemente 12 vorgesehen ist und in Kontakt mit jedem angrenzenden einen der akustischen Abstimmelemente 12 ist.
In der zuvor beschriebenen Struktur kann ein Reflexions-Begrenzungselement 14 die Reflexion der Ultraschallwellen an den mehreren akustischen Abstimmelementen 12 begrenzen. Daher kann die Anzahl der Reflexions-Begrenzungselemente 14 verglichen mit einem Fall verringert werden, in dem jedes der akustischen Abstimmelemente 12 mit einem entsprechenden Reflexions-Begrenzungselement 14 versehen ist.
Ebenso trägt, da das Reflexions-Begrenzungselement 14 zwischen jedem der akustischen Abstimmelemente 12 vorgesehen ist, das Reflexions-Begrenzungselement 14 jedes der akustischen Abstimmelemente 12. Als Ergebnis kann eine Steifheit der akustischen Abstimmelemente 12 gegen den Stoss von dem Objekt (der Stossstange 20), auf welche die akustischen Abstimmelemente 12 montiert sind, verbessert werden.
Irgendeine Anzahl der akustischen Abstimmelemente 12 und der Ultraschall-Erfassungselemente 11 kann verwendet werden, und die akustischen Abstimmelemente 12 und die Ultraschall-Erfassungselemente 11 können in irgendeiner Struktur abhängig von der Anwendung angeordnet sein. Zum Beispiel sollten in einem Fall eines zweidimensionalen Erfassens bezüglich des erfassten Körpers zwei Sätze des akustischen Abstimmelements 12 und des Ultraschall-Erfassungselements 11 vorbereitet werden.
Vorteile des Beispiels werden beschrieben.

(1) Das Reflexions-Begrenzungselement 14 kann an dem Ultraschallsensor 50 angewendet werden, in welchem mehrere Paare des akustischen Abstimmelements 12 und des Ultraschall-Erfassungselements 11 in einer Gruppe zur Positionserfassung des erfassten Körpers angeordnet sind. Daher kann die Reflexion der Ultraschallwelle an jedem Seitenabschnitt 12c des akustischen Abstimmelements 12 wirksam beschränkt werden.

Aufgrund der vorhergehenden Struktur ist es nicht erforderlich, dass die Fläche von jeder Empfangsoberfläche 12a des akustischen Abstimmelements 12 vergrößert wird, um einen Einfluss von der Reflexion der Ultraschallwelle an dem Seitenabschnitt 12c zu vermeiden, wobei die Fläche von jedem akustischen Abstimmelement 12 klein gemacht werden kann. Als Ergebnis ist es beschränkt, dass der Ultraschallsensor 50 in seinem Erscheinungsbild hervorsteht. Deshalb kann der Ultraschallsensor 50 einer guten Gestaltung hergestellt werden und kann dadurch die Gestaltung des Fahrzeugs 60 verbessert werden.

(2) Wenn das Reflexions-Begrenzungselement 14 zwischen jedem der akustischen Abstimmelemente 12 vorgesehen ist, kann ein Reflexions-Begrenzungselement 14 die Reflexion der Ultraschallwelle an den mehreren akustischen Abstimmelementen 12 begrenzen. Als Ergebnis kann die Anzahl der Reflexions-Begrenzungselemente 14 verglichen mit einem Fall verringert werden, in dem das Reflexions-Begrenzungselement 14 an jedem akustischen Abstimmelement 12 vorgesehen ist.

Ebenso kann, da das Reflexions-Begrenzungselement 14 zwischen jedem der akustischen Abstimmelemente 12 vorgesehen ist, das Reflexions-Begrenzungselement 14 jedes der akustischen Abstimmelemente 12 tragen. Als Ergebnis kann eine Steifheit der akustischen Abstimmelemente 12 gegen den Stoss von dem Objekt (der Stossstange 20), auf welche die akustischen Abstimmelemente 12 montiert sind, verbessert werden.
Weiteres Beispiel

(1) Das Reflexions-Begrenzungselement 14 weist eine Aussenoberfläche 14a auf, die mindestens einen Vorsprungsabschnitt und einen Vertiefungsabschnitt derart aufweist, dass die Ultraschallwelle, die von dem Seitenabschnitt 12c des akustischen Abstimmelements 12 zu dem Inneren des Reflexions-Begrenzungselements 14 gesendet wird, in dem Reflexions-Begrenzungselement 14 ausgelöscht werden kann. Zum Beispiel kann, wie es in 4A gezeigt ist, die Aussenoberfläche 14a eine Wellenform aufweisen und kann, wie es in 4B gezeigt ist, die gesamte Oberfläche der Aussenoberfläche 14a Vertiefungsabschnitte 14b aufweisen, die verteilt vorgesehen sind.

Aufgrund der zuvor beschriebenen Struktur wird beschränkt, dass die Ultraschallwellen, die von dem Seitenabschnitt 12a in das Reflexions-Begrenzungselement 14 gesendet werden, begrenzt werden, an der Aussenoberfläche 14a reflektiert zu werden, und löschen einander in dem Reflexions-Begrenzungselement 14 aus. Daher wird begrenzt, dass die Ultraschallwellen erneut in das akustische Abstimmelement 12 gelangen.
Es ist anzumerken, dass die Aussenoberfläche 14a irgendeine Form aufweisen kann, solange die Aussenoberfläche 14a dazu ausgelegt ist, die Ultraschallwellen aufzuweisen, die einander in dem Reflexions-Begrenzungselement 14 auslöschen.

(2) Das Reflexions-Begrenzungselement 14 kann alternativ eine Form aufweisen, um einen Teil des Seitenabschnitts 12c des akustischen Abstimmelements 12 zu bedecken. Zum Beispiel kann, wie es in 5 gezeigt ist, das Reflexions-Begrenzungselement 14 in einer Nähe der Anbringungsoberfläche 12b vorgesehen sein.

In der vorhergehenden Struktur kann die Reflexion der Ultraschallwelle an dem Seitenabschnitt 12c in der Nähe des Ultraschall-Erfassungselements 11 begrenzt werden und wird deshalb die reflektierte Ultraschallwelle, die von dem Seitenabschnitt 12c reflektiert wird, vor einem Erreichen des Ultraschall-Erfassungselements 11 beschränkt. Als Ergebnis kann die Erfassungsempfindlichkeit bezüglich der Ultraschallwelle verbessert werden.
Ebenso kann, da die Nähe der Anbringungsoberfläche 12b des akustischen Abstimmelements 12 der Nähe eines Knotenabschnitts einer Stehwelle entspricht, die Dämpfung der Oszillation in dem akustischen Abstimmelement 12 aufgrund des Einengens (Beschränkens) durch das Reflexions-Begrenzungselement 14 kleiner gemacht werden. Als Ergebnis kann die Erfassungsempfindlichkeit bezüglich der Ultraschallwelle verbessert werden.
Es ist anzumerken, dass das Reflexions-Begrenzungselement 14 irgendeine Form aufweisen kann, solange das Reflexions-Begrenzungselement 14 dazu ausgelegt ist, die Reflexion der Ultraschallwelle an dem Seitenabschnitt 12c zu begrenzen. Zum Beispiel können, wie es in 6A gezeigt ist, die Reflexions-Begrenzungselemente 14 an vier Ecken des akustischen Abstimmelements 12 vorgesehen sein und kann, wie es in 6B gezeigt ist, jedes der Reflexions-Begrenzungselemente 14 an einem Mittenabschnitt von jeder Seite des Seitenabschnitts 12c des akustischen Abstimmelements 12 vorgesehen sein.

(3) Ein Beispiel des Ultraschall-Erfassungselements 11 kann ein Element beinhalten, in welchem ein Oszillationsabschnitt, der aus einem piezoelektrischen Film ausgebildet ist, auf einem dünnen Film ausgebildet ist, der unter Verwendung eines MEMS-(mikroelektromechanisches System)-Verfahrens als ein dünner Abschnitt des Substrats ausgebildet ist. Ein Beispiel eines derartigen Elements kann ein piezoelektrisches MEMS-Element oder ein kapazitives MEMS-Element beinhalten. Weiterhin kann ein Beispiel des piezoelektrischen MEMS-Elements ein Element eines Membrantyps oder eines Auslegertyps beinhalten.

Weiterhin kann ein Beispiel des Ultraschall-Erfassungselements 11 ein Ultraschall-Erfassungselement beinhalten, welches Signale nicht nur empfangen, sondern ebenso senden kann.
Der Ultraschallsensor 10 kann an einem anderen Element als der Stossstange 20 in einem zu verwendenden Fahrzeug angebracht sein. Zum Beispiel kann, wie es in 7 gezeigt ist, der Ultraschallsensor 10 an einer Scheinwerferabdeckung 21 angebracht sein. Wenn diese Struktur verwendet wird, kann, da die Ultraschallwelle, die auf einem Hindernis oder dergleichen reflektiert wird, nicht durch ein Teil eines Fahrzeugs unterbrochen wird, das Hindernis sicher von dem Ultraschallsensor 10 erfasst werden. Demgemäß ist diese Struktur in einem Fall wirksam, in dem der Ultraschallsensor 10 an einem Hindernissensor oder dergleichen angewendet wird.
Weiterhin kann der Ultraschallsensor 10 an anderen Elementen in Übereinstimmung mit einer Anwendung von diesen angebracht sein. Zum Beispiel kann er in einem Fall eines Verwendens des Ultraschallsensors 10 als ein Hindernissensor in der Seite eines Fahrzeugs an einer Abdeckung 22 eines Blinkers, einem Türspiegel 23 oder dergleichen angebracht sein. In einem Fall eines Verwendens des Ultraschallsensors 10 als ein Hindernissensor in der Rückseite eines Fahrzeugs kann er an einer Abdeckung 24 eines Rücklichts, einer Abdeckung 25 eines Rückfahrscheinwerfers (das heisst einer Rückfahrleuchte) oder dergleichen angebracht sein. In dem vorhergehenden Fall kann der Ultraschallsensor 10 direkt an dem anderen Element angebracht sein. Alternativ kann der Ultraschallsensor 10 direkt über ein Gehäuse an dem anderen Element angebracht sein. Anders ausgedrückt dient der Anbringungsabschnitt 20a als ein Teil eines Gehäuses, das eines der Scheinwerferabdeckung 21, der Rücklichtabdeckung 24, der Blinkerabdeckung 22, der Rückfahrscheinwerferabdeckung 25, des Türspiegels 23 und der Stossstange 20 des Fahrzeugs 60 ist, so dass der Ultraschallsensor 10 direkt an dem anderen Element angebracht ist. Ebenso dient der Anbringungsabschnitt 20a als ein anderes Gehäuse, das den Ultraschallsensor 10 für das Befestigen an einer der Scheinwerferabdeckung 21, der Rücklichtabdeckung 24, der Blinkerabdeckung 22, der Rückfahrscheinwerferabdeckung 25, des Türspiegels 23 und der Stossstange 20 des Fahrzeugs 60 aufnimmt. Daher ist in diesem Fall der Anbringungsabschnitt 20a zwischen dem Ultraschallsensor 10 und dem Anbringungsobjekt derart vorgesehen, dass der Ultraschallsensor 10 indirekt an dem anderen Element angebracht ist.
Ein zuvor beschriebener erfindungsgemäßer Ultraschallsensor, der an ein bestimmtes Objekt angebracht ist, beinhaltet ein Ultraschall-Erfassungselement, ein akustisches Abstimmelement und ein Reflexions-Begrenzungselement. Das Ultraschall-Erfassungselement erfasst eine Ultraschallwelle. Das akustische Abstimmelement weist eine Empfangsoberfläche auf, die auf einer Seite des bestimmten Objekts dazu ausgelegt ist, dem erfassten Körper gegenüberzuliegen. Das Reflexions-Begrenzungselement ist an einem Seitenabschnitt des akustischen Abstimmelements zwischen der Empfangsoberfläche und einer gegenüberliegenden Oberfläche des akustischen Abstimmelements angeordnet. Das Reflexions-Begrenzungselement begrenzt die Ultraschallwelle, welche in dem akustischen Abstimmelement gesendet wird, davor, von dem Seitenabschnitt reflektiert zu werden.

Claims

Ultraschallsensor, der an ein bestimmtes Objekt angebracht ist, mit: einem Ultraschall-Erfassungselement (11), das eine Ultraschallwelle erfasst, welche von einem die Ultraschallwelle sendenden Ultraschall-Sendeelement gesendet wird und welche von einem erfassten Körper reflektiert wird; einem akustisches Abstimmelement (12), das eine Empfangsoberfläche (12a) aufweist, die auf einer Seite des bestimmten Objekts dazu ausgelegt ist, dem erfassten Körper gegenüberzuliegen, wobei die Empfangsoberfläche (12a) die Ultraschallwelle empfängt, die von dem erfassten Körper reflektiert wird, wobei das akustische Abstimmelement (12) die Ultraschallwelle, die von der Empfangsoberfläche (12a) empfangen wird, zu dem Ultraschall-Erfassungselement (11) sendet, welches an einer gegenüberliegenden Oberfläche (12b) des akustischen Abstimmelements (12) angebracht ist, die der Empfangsoberfläche (12a) gegenüberliegt, wobei das akustische Abstimmelement (12) aus einem Material besteht, das eine akustische Impedanz aufweist, die größer als die von Luft und kleiner als die des Ultraschall-Erfassungselements (11) ist, und wobei das akustische Abstimmelement (12) dazu ausgelegt ist, dass eine Stehwelle in dem akustischen Abstimmelement (12) aufgrund der Ultraschallwelle erzeugt wird, die von der Empfangsoberfläche (12a) empfangen wird; einem Reflexions-Begrenzungselement (14), das an einem Seitenabschnitt (12c) des akustischen Abstimmelements (12) zwischen der Empfangsoberfläche (12a) und der gegenüberliegenden Oberfläche (12b) angeordnet ist, wobei das Reflexions-Begrenzungselement (14) die Ultraschallwelle, welche in dem akustischen Abstimmelement (12) gesendet wird, davor begrenzt, von dem Seitenabschnitt (12c) reflektiert zu werden; wobei das Reflexions-Begrenzungselement (14) eine Endoberfläche (14c) auf einer Seite des Reflexions-Begrenzungselements (14) zu dem Ultraschall-Erfassungselement (11) aufweist; und die Endoberfläche (14c) des Reflexions-Begrenzungselements (14) zu der gegenüberliegenden Oberfläche (12b) der akustischen Abstimmelemente (12) bündig ist.
Ultraschallsensor nach Anspruch 1, wobei das Reflexions-Begrenzungselement (14) aus einem Material besteht, das die akustische Impedanz aufweist, die niedriger als die des akustischen Abstimmelements (12) ist.
Ultraschallsensor nach Anspruch 1, wobei das Reflexions-Begrenzungselement (14) aus einem Material besteht, das einen Elastizitätsgrad aufweist, der kleiner als der des akustischen Abstimmelements (2) ist.
Ultraschallsensor nach Anspruch 1, wobei das Reflexions-Begrenzungselement (14) aus Silikongummi besteht.
Ultraschallsensor nach Anspruch 1, wobei der Ultraschallsensor weiterhin ein Oszillations-Dämpfungselement (13) aufweist, das zwischen einem Anbringungsabschnitt (20a) und dem akustischen Abstimmelement (12) angeordnet ist, wobei der Anbringungsabschnitt (20a) zum Anbringen des Ultraschallsensors an dem bestimmten Objekt ausgelegt ist, wobei das Oszillations-Dämpfungselement (13) ein Senden der Oszillation von dem bestimmten Objekt zu dem akustischen Abstimmelement (12) dämpft.
Ultraschallsensor nach Anspruch 5, wobei das Reflexions-Begrenzungselement (14) integral mit dem Oszillations-Dämpfungselement (13) unter Verwendung eines gemeinsamen Materials vorgesehen ist, aus welchem das Oszillations-Dämpfungselement (13) besteht.
Fahrzeug mit einem Ultraschallsensor nach einem der Ansprüche 1–6, wobei das bestimmte Objekt das Fahrzeug (60) ist.
Fahrzeug mit einem Ultraschallsensor nach Anspruch 7, das einen Anbringungsabschnitt (20a) aufweist, der zum Anbringen des Ultraschallsensors an dem Fahrzeug ausgelegt ist, wobei der Anbringungsabschnitt (20a) ein Teil eines Gehäuses ist.
Fahrzeug mit einem Ultraschallsensor nach Anspruch 8, wobei das Gehäuse eine Scheinwerferabdeckung (21), eine Rücklichtabdeckung (24), eine Blinkerabdeckung (22), eine Rückfahrscheinwerferabdeckung (25), ein Türspiegel (23) oder eine Stoßstange (20) des Fahrzeugs (60) ist.
Fahrzeug mit einem Ultraschallsensor nach Anspruch 8, wobei das Gehäuse an einer Scheinwerferabdeckung (21), einer Rücklichtabdeckung (24), einer Blinkerabdeckung (22), einer Rückfahrscheinwerferabdeckung (25), einem Türspiegel (23) oder einer Stoßstange (20) des Fahrzeugs (60) angebracht ist.
Fahrzeug mit einem Ultraschallsensor nach Anspruch 8, wobei das Reflexions-Begrenzungselement (14) des Ultraschallsensors an einem Vorsprungsabschnitt der akustischen Abstimmelemente (12) des Ultraschallsensors angebracht ist, der von dem Anbringungsabschnitt (20a) hervorsteht.
Fahrzeug mit einem Ultraschallsensor nach Anspruch 11, wobei das Reflexions-Begrenzungselement (14) des Ultraschallsensors lediglich an dem Vorsprungsabschnitt der akustischen Abstimmelemente (12) des Ultraschallsensors angebracht ist.