DE102022206262A1

DE102022206262A1 - Ultrasonic array sensor

Info

Publication number: DE102022206262A1
Application number: DE102022206262.0A
Authority: DE
Inventors: Andre Gerlach
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-06-22
Filing date: 2022-06-22
Publication date: 2023-12-28
Also published as: WO2023247185A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ultraschall-Array-Sensor (100) mit wenigstens zwei Ultraschallmembranelementen (101) zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallsignalen und einem Gehäuse (103) mit einer Abdeckplatte (105), wobei die Abdeckplatte (105) an einer Sende-Empfangsseite des Ultraschall-Array-Sensors (100) angeordnet ist, wobei die Abdeckplatte (105) die wenigstens zwei Ultraschallmembranelemente (101) kontaktiert und vollständig abdeckt, wobei die Abdeckplatte (105) eingerichtet ist, eine Übertragung von ausgesendeten und/oder empfangenen Ultraschallsignalen von und/oder zu den Ultraschallmembranelementen (101) zu bewirken, und wobei eine Außenfläche (107) der Abdeckplatte (105) als eine plane Fläche ausgebildet ist.The invention relates to an ultrasonic array sensor (100) with at least two ultrasonic membrane elements (101) for emitting and receiving ultrasonic signals and a housing (103) with a cover plate (105), the cover plate (105) being on a transmitting and receiving side of the Ultrasonic array sensor (100) is arranged, wherein the cover plate (105) contacts and completely covers the at least two ultrasound membrane elements (101), the cover plate (105) being set up to enable transmission of transmitted and/or received ultrasound signals from and/or or to the ultrasonic membrane elements (101), and wherein an outer surface (107) of the cover plate (105) is designed as a flat surface.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ultraschall-Array-Sensor. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Ultraschall-Array-Sensor für den Fahrzeugbau.The invention relates to an ultrasonic array sensor. The invention relates in particular to an ultrasonic array sensor for vehicle construction.

Stand der TechnikState of the art

Für die Abstandsbestimmung und Umfeldsensierung werden im Automobilbau und anderen Industrieanwendungen Ultraschallsensoren verwendet. Die Ultraschallsensoren aus dem Stand der Technik arbeiten hierbei nach dem Puls-Echo-Prinzip, bei dem eine Laufzeitmessung zwischen Aussenden und Empfangen von Ultraschall-Pulsen vorgenommen wird. Für eine erhöhte Leistungsfähigkeit der Sensoren sind Ultraschall-Array-Sensoren bekannt, die jeweils eine Mehrzahl verschiedener Ultraschallmembranelemente für individuelle Puls-Echo-Messungen umfassen.Ultrasonic sensors are used in automobile manufacturing and other industrial applications to determine distances and sense the environment. The ultrasonic sensors from the prior art work according to the pulse-echo principle, in which a transit time measurement is carried out between the emission and reception of ultrasonic pulses. To increase the performance of the sensors, ultrasonic array sensors are known, each of which includes a plurality of different ultrasonic membrane elements for individual pulse-echo measurements.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Ultraschall-Array-Sensor bereitzustellen.It is an object of the invention to provide an ultrasonic array sensor.

Diese Aufgabe wird durch den Ultraschall-Array-Sensor des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der untergeordneten Ansprüche.This task is solved by the ultrasonic array sensor of the independent claim. Advantageous refinements are the subject of the subordinate claims.

Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Ultraschall-Array-Sensor mit wenigstens zwei Ultraschallmembranelementen zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallsignalen und einem Gehäuse mit einer Abdeckplatte bereitgestellt, wobei die Abdeckplatte an einer Sende-Empfangsseite des Ultraschall-Array-Sensors angeordnet ist, wobei die Abdeckplatte die wenigstens zwei Ultraschallmembranelemente kontaktiert und vollständig abdeckt, wobei die Abdeckplatte eingerichtet ist, eine Übertragung von ausgesendeten und/oder empfangenen Ultraschallsignalen von und/oder zu den Ultraschallmembranelementen zu bewirken, und wobei eine Außenfläche der Abdeckplatte als eine plane Fläche ausgebildet ist.According to one aspect of the invention, an ultrasonic array sensor is provided with at least two ultrasonic membrane elements for emitting and receiving ultrasonic signals and a housing with a cover plate, the cover plate being arranged on a transmitting/receiving side of the ultrasonic array sensor, the cover plate contacts and completely covers the at least two ultrasonic membrane elements, wherein the cover plate is designed to effect a transmission of transmitted and/or received ultrasonic signals from and/or to the ultrasonic membrane elements, and wherein an outer surface of the cover plate is designed as a flat surface.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass ein verbesserter Ultraschall-Array-Sensor mit einer Mehrzahl von Ultraschallmembranelementen bereitgestellt werden kann. Durch die plane Oberfläche der Abdeckplatte kann eine ungestörte Abstrahlung der Ultraschallsignale der Ultraschallmembranelemente erreicht werden. Erhebungen und/oder Vertiefungen einer nicht-planen Abdeckplatte führen hingegen zu Reflexionseffekten der abgestrahlten oder empfangenen Ultraschallsignale. Derartige Reflexionen der Ultraschallsignale führen zu Störeffekten der Ultraschallsignale, insbesondere zu unerwünschten Veränderungen im Zeitsignal und in der Richtwirkung der Schallabstrahlung bzw. des Schallempfangs und damit letztendlich zu gestörten oder fehlerhaften Messungen bzw. Messergebnissen des Ultraschall-Array-Sensors.This makes it possible to achieve the technical advantage that an improved ultrasonic array sensor can be provided with a plurality of ultrasonic membrane elements. Due to the flat surface of the cover plate, undisturbed radiation of the ultrasonic signals from the ultrasonic membrane elements can be achieved. Raises and/or depressions in a non-plane cover plate, on the other hand, lead to reflection effects of the emitted or received ultrasound signals. Such reflections of the ultrasonic signals lead to disruptive effects of the ultrasonic signals, in particular to undesirable changes in the time signal and in the directivity of the sound radiation or reception and thus ultimately to disturbed or incorrect measurements or measurement results of the ultrasonic array sensor.

Nach einer Ausführungsform weist die Abdeckplatte in die Ultraschallmembranelemente kontaktierenden Bereichen eine höhere Steifigkeit auf als in Bereichen zwischen den wenigstens zwei Ultraschallmembranelementen.According to one embodiment, the cover plate has a higher rigidity in the areas that contact the ultrasonic membrane elements than in areas between the at least two ultrasonic membrane elements.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass durch die verringerte Steifigkeit der Abdeckplatte in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen die Schallübertragung in der Abdeckplatte zwischen den Ultraschallmembranelementen reduziert ist. Hierdurch kann verhindert werden, dass Ultraschallsignale über die Abdeckplatte zwischen den Ultraschallmembranelementen übertragen werden und die Messungen der Ultraschallmembranelemente hierdurch gestört werden. Trotz der gemeinsamen Abdeckplatte können die Ultraschallmembranelemente als eigenständige Sensorelemente ungestört von dem jeweils anderen Ultraschallmembranelement betrieben werden.In this way, the technical advantage can be achieved that the sound transmission in the cover plate between the ultrasonic membrane elements is reduced due to the reduced rigidity of the cover plate in the areas between the ultrasonic membrane elements. This can prevent ultrasonic signals from being transmitted via the cover plate between the ultrasonic membrane elements and thereby disrupting the measurements of the ultrasonic membrane elements. Despite the common cover plate, the ultrasonic membrane elements can be operated as independent sensor elements undisturbed by the other ultrasonic membrane element.

Nach einer Ausführungsform umfasst die Abdeckplatte einen Faserverbundstoff, wobei die Abdeckplatte in den die Ultraschallmembranelemente kontaktierenden Bereichen eine höhere Faserdichte einer Faserstruktur des Faserverbundstoffs aufweist als in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen.According to one embodiment, the cover plate comprises a fiber composite, wherein the cover plate has a higher fiber density of a fiber structure of the fiber composite in the areas contacting the ultrasonic membrane elements than in the areas between the ultrasonic membrane elements.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine einfache Fertigung der Abdeckplatte ermöglicht ist. Über die geringere Faserdichte in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen ist die Steifigkeit in diesen Bereichen herabgesetzt. Hierdurch ist die Schallübertragung in der Abdeckplatte zwischen den an die Ultraschallmembranelemente angrenzenden Bereichen reduziert. Dies ermöglicht eine Individualisierung der wenigstens zwei Ultraschallmembranelemente, sodass jedes Ultraschallmembranelement unabhängig von dem jeweils anderen Element betrieben werden kann.In this way, the technical advantage can be achieved that simple production of the cover plate is possible. Due to the lower fiber density in the areas between the ultrasonic membrane elements, the stiffness in these areas is reduced. This reduces the sound transmission in the cover plate between the areas adjacent to the ultrasonic membrane elements. This enables individualization of the at least two ultrasonic membrane elements, so that each ultrasonic membrane element can be operated independently of the other element.

Nach einer Ausführungsform umfasst der Faserverbundstoff eine mehrlagige Faserstruktur, wobei in den die Ultraschallmembranelemente kontaktierenden Bereichen eine Anzahl der Lagen der mehrlagigen Faserstruktur größer ist als in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen.According to one embodiment, the fiber composite comprises a multi-layer fiber structure, with a number of layers of the multi-layer fiber structure being greater in the areas contacting the ultrasonic membrane elements than in the areas between the ultrasonic membrane elements.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine hohe Flexibilität der Abdeckplatte in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen und damit verbunden eine schlechte Schallübertragung innerhalb der Abdeckplatte zwischen den Ultraschallmembranelementen bewirkt wird. Durch die geringere Anzahl von Lagen der Faserstruktur ist in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen die Steifigkeit der Abdeckplatte verringert.In this way, the technical advantage can be achieved that a high degree of flexibility of the cover plate in the areas between the ultrasonic membrane elements and associated therewith poor sound transmission within the cover plate between the ultrasonic membrane elements is caused. Due to the smaller number of layers of the fiber structure, the rigidity of the cover plate is reduced in the areas between the ultrasonic membrane elements.

Nach einer Ausführungsform sind die Lagen der mehrlagigen Faserstruktur über eine gesamte Dicke der Abdeckplatte ausgebildet.According to one embodiment, the layers of the multi-layer fiber structure are formed over an entire thickness of the cover plate.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine hohe Flexibilität der Abdeckplatte in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen und damit verbunden eine schlechte Schallübertragung innerhalb der Abdeckplatte zwischen den Ultraschallmembranelementen bewirkt wird. Hierzu sind in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen eine geringere Anzahl von Lagen der Faserstruktur angeordnet.In this way, the technical advantage can be achieved that a high level of flexibility of the cover plate in the areas between the ultrasonic membrane elements and, associated with this, poor sound transmission within the cover plate between the ultrasonic membrane elements is achieved. For this purpose, a smaller number of layers of the fiber structure are arranged in the areas between the ultrasonic membrane elements.

Nach einer Ausführungsform sind die Lagen der mehrlagigen Faserstruktur in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen nur über einen Teil der Dicke der Abdeckplatte angeordnet.According to one embodiment, the layers of the multi-layer fiber structure are arranged in the areas between the ultrasonic membrane elements only over part of the thickness of the cover plate.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine hohe Flexibilität der Abdeckplatte in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen und damit verbunden eine schlechte Schallübertragung innerhalb der Abdeckplatte zwischen den Ultraschallmembranelementen bewirkt wird.In this way, the technical advantage can be achieved that a high level of flexibility of the cover plate in the areas between the ultrasonic membrane elements and, associated with this, poor sound transmission within the cover plate between the ultrasonic membrane elements is achieved.

Nach einer Ausführungsform weist die Abdeckplatte in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen an einer Innenfläche der Abdeckplatte Ausnehmungen zur Materialverjüngung auf.According to one embodiment, the cover plate has recesses for material tapering in the areas between the ultrasonic membrane elements on an inner surface of the cover plate.

Nach einer Ausführungsform ist in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen keine Faserstruktur ausgebildet.According to one embodiment, no fiber structure is formed in the areas between the ultrasonic membrane elements.

Nach einer Ausführungsform sind die Ultraschallmembranelemente über eine Klebstoffverbindung an der Abdeckplatte fixiert.According to one embodiment, the ultrasonic membrane elements are fixed to the cover plate via an adhesive connection.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine feste Anbindung der Ultraschallmembranelemente an die Abdeckplatte und eine gute Schallübertragung zwischen den Ultraschallmembranelementen und der Abdeckplatte erreicht wird.In this way, the technical advantage can be achieved that a firm connection of the ultrasonic membrane elements to the cover plate and good sound transmission between the ultrasonic membrane elements and the cover plate are achieved.

Nach einer Ausführungsform sind die Ultraschallmembranelemente über einen Formgebungsprozess, insbesondere einen Harz-Transfer-Formgebungs-Prozess wie Resin transfer molding (RTM) oder Vacuum Assisted Resin Transfer Molding (VARTM), mit der Abdeckplatte verbunden.According to one embodiment, the ultrasonic membrane elements are connected to the cover plate via a molding process, in particular a resin transfer molding process such as resin transfer molding (RTM) or vacuum assisted resin transfer molding (VARTM).

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine vereinfachte Fertigung ermöglicht ist. Die Ultraschallmembranelemente werden hierbei bei Fertigung des Faserverbundstoffs der Abdeckplatte im jeweiligen gleichen Formprozess in die Abdeckplatte integriert. Hierdurch ist eine feste Anbindung an die Abdeckplatte und eine gute Schallübertragung erreicht.In this way, the technical advantage can be achieved that simplified production is possible. The ultrasonic membrane elements are integrated into the cover plate in the same molding process when the fiber composite material of the cover plate is manufactured. This ensures a firm connection to the cover plate and good sound transmission.

Nach einer Ausführungsform ist die Faserstruktur als ein Gewebe, Gelege, Gewirk, Gestrick, Geflecht oder Vliesstoff ausgebildet.According to one embodiment, the fiber structure is designed as a woven, laid, knitted, knitted, braided or nonwoven fabric.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine leichte und leistungsstarke Faserstruktur bereitgestellt werden kann.In this way, the technical advantage can be achieved that a light and high-performance fiber structure can be provided.

Nach einer Ausführungsform ist an der Außenfläche der Abdeckplatte eine Metallschicht angeordnet.According to one embodiment, a metal layer is arranged on the outer surface of the cover plate.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine erhöhte Belastbarkeit des Sensors ermöglicht ist. Insbesondere bei einem Einsatz im Automobilbau ermöglicht die Metallschicht eine verbesserte Lackierbarkeit des Sensors. Hierdurch kann der Sensor besser in eine Fahrzeugkarosserie integriert werden. Zusätzlich kann die Abschirmung gegen elektromagnetische Störstrahlung verbessert werden.In this way, the technical advantage can be achieved that an increased load capacity of the sensor is possible. Particularly when used in automobile construction, the metal layer enables improved paintability of the sensor. This allows the sensor to be better integrated into a vehicle body. In addition, the shielding against electromagnetic interference can be improved.

Nach einer Ausführungsform ist die Abdeckplatte mit einer Klebstoffverbindung am Gehäuse fixiert.According to one embodiment, the cover plate is fixed to the housing with an adhesive connection.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass die Abdeckplatte gesichert am Gehäuse fixiert ist. Über die Fixierung ist eine optimale Schallübertragung von den Ultraschallmembranelementen über die Abdeckplatte an die Umgebung des Sensors ermöglicht.In this way, the technical advantage can be achieved that the cover plate is securely fixed to the housing. The fixation enables optimal sound transmission from the ultrasonic membrane elements via the cover plate to the surroundings of the sensor.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der folgenden Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine schematische Explosionsdarstellung eines Ultraschall-Array-Sensors aus dem Stand der Technik;
2 eine schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors gemäß einer Ausführungsform;
3 eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;
4 eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;
5 eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;
6 eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;
7 eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;
8 eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;
9 eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;
10 eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;
11 eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;
12 eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;
13 eine schematische Draufsicht eines Ultraschall-Array-Sensors gemäß einer Ausführungsform;
14 eine weitere schematische Draufsicht eines Ultraschall-Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
15 eine weitere schematische Draufsicht eines Ultraschall-Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Embodiments of the invention are explained using the following drawings. Shown in the drawings:

1 a schematic exploded view of a prior art ultrasonic array sensor;
2 a schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor according to an embodiment;
3 a further schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor according to a further embodiment;
4 a further schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor according to a further embodiment;
5 a further schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor according to a further embodiment;
6 a further schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor according to a further embodiment;
7 a further schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor according to a further embodiment;
8th a further schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor according to a further embodiment;
9 a further schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor according to a further embodiment;
10 a further schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor according to a further embodiment;
11 a further schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor according to a further embodiment;
12 a further schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor according to a further embodiment;
13 a schematic top view of an ultrasonic array sensor according to an embodiment;
14 a further schematic top view of an ultrasonic array sensor according to a further embodiment; and
15 a further schematic top view of an ultrasonic array sensor according to a further embodiment.

1 zeigt eine schematische Explosionsdarstellung eines Ultraschall-Array-Sensors 100A aus dem Stand der Technik. 1 shows a schematic exploded view of an ultrasonic array sensor 100A from the prior art.

In 1 ist ein aus dem Stand der Technik bekannter Ultraschall-Array-Sensor 100A dargestellt. Der Ultraschall-Array-Sensor 100A umfasst ein Gehäuse 103A und eine Abdeckplatte 105A. In der Abdeckplatte 105A sind vier quadratische Ultraschallmembranelemente 101A dargestellt, die in die Abdeckplatte 105A eingelassen sind. Die Abdeckplatte 105A weist hierzu vier quadratisch-förmige Ausnehmungen auf, in die die Ultraschallmembranelemente 101A eingelassen sind. Die Ausnehmungen sind jeweils als trichterförmige Vertiefungen 106A ausgebildet. Durch die trichterförmigen Vertiefungen 106A weist die Abdeckplatte 105A eine charakteristische Strukturierung auf. Dies erschwert eine Lackierung der Abdeckplatte 105A und verhindert einen Einbau des Ultraschall-Array-Sensors 100A beispielsweise in einer Karosserie eines Fahrzeugs. Darüber hinaus stellen die abgeschrägten Randbereiche der trichterförmigen Vertiefungen 106A Reflexionsflächen für die Ultraschallsignale der Ultraschallmembranelemente 101A dar. Die Reflexionsflächen bzw. die Reflexionen der Ultraschallsignale sorgen hierbei für eine schlechtere Signalqualität sowie eine schlechtere Richtwirkung der Schallabstrahlung bzw. des Schallempfangs und verschlechtern damit die Performance des Ultraschall-Array-Sensors 100A.In 1 an ultrasonic array sensor 100A known from the prior art is shown. The ultrasonic array sensor 100A includes a housing 103A and a cover plate 105A. Four square ultrasonic membrane elements 101A are shown in the cover plate 105A, which are embedded in the cover plate 105A. For this purpose, the cover plate 105A has four square-shaped recesses into which the ultrasonic membrane elements 101A are embedded. The recesses are each designed as funnel-shaped depressions 106A. The cover plate 105A has a characteristic structure due to the funnel-shaped depressions 106A. This makes it more difficult to paint the cover plate 105A and prevents the ultrasonic array sensor 100A from being installed, for example, in the body of a vehicle. In addition, the beveled edge regions of the funnel-shaped depressions 106A represent reflection surfaces for the ultrasound signals of the ultrasound membrane elements 101A. The reflection surfaces or the reflections of the ultrasound signals ensure poorer signal quality and a poorer directivity of the sound radiation or reception and thus worsen the performance of the ultrasound -Array sensor 100A.

2 zeigt eine schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors 100 gemäß einer Ausführungsform. 2 shows a schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor 100 according to an embodiment.

Erfindungsgemäß umfasst der Ultraschall-Array-Sensor 100 wenigstens zwei Ultraschallmembranelemente 101, ein Gehäuse 103 und eine Abdeckplatte 105. Die Abdeckplatte 105 ist in einer Sende-/Empfangsseite 106 des Ultraschall-Array-Sensors 100 am Gehäuse 103 fixiert. Die Abdeckplatte 105 kontaktiert hierbei die Ultraschallmembranelemente 101. Der Ultraschall-Array-Sensor 100 umfasst ferner eine innere MEMS-Sensorstruktur 117, die beispielsweise als ein Piezoelement ausgebildet ist und eingerichtet ist, Ultraschallsignale zu erzeugen bzw. zu detektieren.According to the invention, the ultrasonic array sensor 100 comprises at least two ultrasonic membrane elements 101, a housing 103 and a cover plate 105. The cover plate 105 is fixed to the housing 103 in a transmitting/receiving side 106 of the ultrasonic array sensor 100. The cover plate 105 contacts the ultrasonic membrane elements 101. The ultrasonic array sensor 100 further comprises an inner MEMS sensor structure 117, which is designed, for example, as a piezo element and is set up to generate or detect ultrasonic signals.

Erfindungsgemäß erstreckt sich die Abdeckplatte 105 über die gesamte Sende-/Empfangsseite 106 des Ultraschall-Array-Sensors 100. Die Abdeckplatte 105 weist hierbei eine plane Außenfläche 107 auf. Die Außenfläche 107 weist im Gegensatz zu dem in 1 gezeigten Stand der Technik keine Ausnehmungen bzw. trichterförmigen Vertiefungen auf, sondern ist strukturlos als plane Oberfläche ausgebildet. Durch die Ausbildung als plane Oberfläche ist eine Lackierbarkeit der Abdeckplatte 105 erleichtert und der Ultraschall-Array-Sensor 100 kann unauffällig in eine Fahrzeugkarosserie integriert werden. Darüber hinaus weist die Abdeckplatte 105 keinerlei Strukturierungen und damit verbunden keine Reflexionsflächen auf, sodass ein ungestörtes Aussenden bzw. Empfangen von Ultraschallsignalen ermöglicht ist.According to the invention, the cover plate 105 extends over the entire transmitting/receiving side 106 of the ultrasonic array sensor 100. The cover plate 105 has a flat outer surface 107. The outer surface 107, in contrast to that in 1 The prior art shown does not have any recesses or funnel-shaped depressions, but is structured as a flat surface. The design as a flat surface makes it easier to paint the cover plate 105 and the ultrasonic array sensor 100 can be unobtrusively integrated into a vehicle body. In addition, the cover plate 105 has no structuring and therefore no reflection surfaces, so that there is no disruption Sending or receiving ultrasonic signals is possible.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Abdeckplatte 105 in Bereichen 109, in denen die Abdeckplatte 105 die Ultraschallmembranelemente 101 kontaktiert, eine höhere Steifigkeit auf als in Bereichen 111 zwischen den Ultraschallmembranelementen 101. Durch die geringere Steifigkeit in den Bereichen 111 zwischen den Ultraschallmembranelementen 101 ist eine Schallleitfähigkeit der Abdeckplatte 105 in diesen Bereichen 111 herabgesetzt. Hierdurch kann erreicht werden, dass eine Übertragung von Ultraschallsignalen über die Abdeckplatte 105 zwischen den wenigstens zwei Ultraschallmembranelementen 101 vermieden oder wenigstens herabgesetzt ist. Hierdurch kann eine Signalverunreinigung der einzelnen durch die Ultraschallmembranelemente 101 ausgesendeten bzw. empfangenen Ultraschallsignale verhindert werden. Mit der gemeinsamen Abdeckplatte 105, die die verschiedenen Ultraschallmembranelemente 101 kontaktiert und abdeckt, kann jedes einzelne Ultraschallmembranelement 101 unabhängig von den anderen Ultraschallmembranelementen 101 betrieben werden. Durch die geringere Steifigkeit der Bereiche 111 zwischen den Ultraschallmembranelementen 101 kann die Signalverunreinigung der Ultraschallsignale eines Ultraschallmembranelements 101 durch Ultraschallsignale eines weiteren Ultraschallmembranelements 101 auf ein Drittel reduziert werden.According to one embodiment, the cover plate 105 has a higher rigidity in areas 109 in which the cover plate 105 contacts the ultrasonic membrane elements 101 than in areas 111 between the ultrasonic membrane elements 101. Due to the lower rigidity in the areas 111 between the ultrasonic membrane elements 101, a sound conductivity of Cover plate 105 reduced in these areas 111. This can ensure that transmission of ultrasound signals via the cover plate 105 between the at least two ultrasound membrane elements 101 is avoided or at least reduced. In this way, signal contamination of the individual ultrasonic signals emitted or received by the ultrasonic membrane elements 101 can be prevented. With the common cover plate 105, which contacts and covers the various ultrasonic membrane elements 101, each individual ultrasonic membrane element 101 can be operated independently of the other ultrasonic membrane elements 101. Due to the lower rigidity of the areas 111 between the ultrasonic membrane elements 101, the signal contamination of the ultrasonic signals of one ultrasonic membrane element 101 by ultrasonic signals of another ultrasonic membrane element 101 can be reduced to a third.

Gemäß der in 2 gezeigten Ausführungsform ist die höhere Steifigkeit in den die Ultraschallmembranelemente 101 kontaktierenden Bereichen 109 durch eine Faserstruktur 115 eines Faserverbundstoffs der Abdeckplatte 105 realisiert. Die Faserstruktur 115 ist hierbei als eine mehrlagige Faserstruktur 115 ausgebildet und umfasst mehrere Lagen des Faserstoffs. Die Lagen können beispielsweise als Gewebe, Gelege, Gewirke, Gestrick, Geflecht oder Fließstoff ausgebildet sein. Der Faserstoff kann beispielsweise Glasfaser, Kohlefaser, Aramidfaser, Basaltfaser, UHMWPE-Fasern (ultra-high molecular weight polyethylene), LCP-Fasern (liquid crystal polymer) oder Flachsfasern umfassen. Der Faserverbundstoff der Abdeckplatte 105 kann somit als ein Kunststofffaserverbundstoff ausgebildet sein, in dem die Faserstruktur 115 in einem Kunstharzmaterial integriert ist. Die Abdeckplatte 105 kann beispielsweise durch ein Formungs- oder Gießverfahren, gegebenenfalls durch ein Resin-Transform-Molding (RTM)-Verfahren oder ein oder Vacuum Assisted Resin Transfer Molding (VARTM)-Verfahren gefertigt sein.According to the in 2 In the embodiment shown, the higher rigidity in the areas 109 contacting the ultrasonic membrane elements 101 is realized by a fiber structure 115 of a fiber composite of the cover plate 105. The fiber structure 115 is designed as a multi-layer fiber structure 115 and comprises several layers of the fiber material. The layers can be designed, for example, as woven fabrics, scrims, knitted fabrics, knitted fabrics, braids or non-woven fabrics. The fiber material can include, for example, glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, basalt fiber, UHMWPE fibers (ultra-high molecular weight polyethylene), LCP fibers (liquid crystal polymer) or flax fibers. The fiber composite of the cover plate 105 can thus be designed as a plastic fiber composite in which the fiber structure 115 is integrated in a synthetic resin material. The cover plate 105 can be manufactured, for example, by a molding or casting process, optionally by a resin transform molding (RTM) process or a vacuum assisted resin transfer molding (VARTM) process.

In der gezeigten Ausführungsform ist in den Randbereichen 113 der Abdeckplatte 105, in denen die Abdeckplatte 105 an das Gehäuse 103 angrenzt, ebenfalls eine Faserstruktur 115 ausgebildet. In den Bereichen 111 zwischen den Ultraschallmembranelementen 101 und in den Bereichen 112 zwischen den Ultraschallmembranelementen 101 und den Randbereichen 113 ist in der gezeigten Ausführungsform keine Faserstruktur 115 ausgebildet. Durch die fehlende Faserstruktur 115 in den Bereichen 111, 112 weisen diese im Vergleich zu den Bereichen 109, 113 eine verringerte Steifigkeit und damit verbunden eine verringerte Schallleitfähigkeit auf. Durch die verringerte Steifigkeit in den Bereichen 112 kann ferner eine Schallübertragung der Ultraschallsignale der Ultraschallmembranelemente 101 über die Abdeckplatte 105 von den Bereichen 109 in die Randbereiche 113 und damit in das Gehäuse 103 vermieden bzw. verringert werden.In the embodiment shown, a fiber structure 115 is also formed in the edge regions 113 of the cover plate 105, in which the cover plate 105 adjoins the housing 103. In the areas 111 between the ultrasonic membrane elements 101 and in the areas 112 between the ultrasonic membrane elements 101 and the edge areas 113, no fiber structure 115 is formed in the embodiment shown. Due to the lack of fiber structure 115 in the areas 111, 112, these have reduced rigidity and, associated with this, reduced sound conductivity compared to the areas 109, 113. Due to the reduced rigidity in the areas 112, sound transmission of the ultrasound signals from the ultrasonic membrane elements 101 via the cover plate 105 from the areas 109 into the edge areas 113 and thus into the housing 103 can be avoided or reduced.

In der gezeigten Ausführungsform sind in den Bereichen 109, 113 die Faserstrukturen 115 über eine gesamte Dicke 129 der Abdeckplatte 105 ausgebildet.In the embodiment shown, the fiber structures 115 are formed in the areas 109, 113 over an entire thickness 129 of the cover plate 105.

In der gezeigten Ausführungsform sind die Ultraschallmembranelemente 101 über eine Klebstoffverbindung 121 mit der inneren MEMS-Sensorstruktur 117 verbunden. Die Abdeckplatte 105 ist über eine weitere Klebstoffverbindung 119 mit dem Gehäuse 103 verbunden.In the embodiment shown, the ultrasonic membrane elements 101 are connected to the inner MEMS sensor structure 117 via an adhesive connection 121. The cover plate 105 is connected to the housing 103 via a further adhesive connection 119.

In der gezeigten Ausführungsform sind die Ultraschallmembranelemente 101 wenigstens teilweise in die Abdeckplatte 105 integriert. Hierzu können die Ultraschallmembranelemente 101 in dem oben genannten Spritzguss- bzw. Formungsverfahren in einer gemeinsamen Form verarbeitet und somit in die Abdeckplatte 105 wenigstens teilweise integriert und mit dieser verbunden werden.In the embodiment shown, the ultrasonic membrane elements 101 are at least partially integrated into the cover plate 105. For this purpose, the ultrasonic membrane elements 101 can be processed in a common mold in the above-mentioned injection molding or molding process and thus at least partially integrated into the cover plate 105 and connected to it.

Die Ultraschallmembranelemente 101 können aus Metall gefertigt sein.The ultrasonic membrane elements 101 can be made of metal.

3 zeigt eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 3 shows another schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor 100 according to a further embodiment.

Die Ausführungsform in 3 basiert auf der Ausführungsform in 2. Abweichend zu der Ausführungsform in 2 weist die Ausführungsform in 3 an einer Innenfläche 108 der Abdeckplatte 105 in den Bereichen 111, 112 Ausnehmungen 123 auf. Über die Ausnehmungen 123 ist eine Verjüngung der Abdeckplatte 105 und damit verbunden eine Verringerung der Steifigkeit der Abdeckplatte 105 in den Bereichen 111, 112 erreicht. Die Schallübertragung in den Bereichen 111, 112 innerhalb der Abdeckplatte 105 kann durch die Ausnehmungen 123 weiter verringert werden.The embodiment in 3 based on the embodiment in 2 . Different from the embodiment in 2 shows the embodiment in 3 on an inner surface 108 of the cover plate 105 in the areas 111, 112 recesses 123. A taper of the cover plate 105 and, associated with this, a reduction in the rigidity of the cover plate 105 in the areas 111, 112 are achieved via the recesses 123. The sound transmission in the areas 111, 112 within the cover plate 105 can be further reduced by the recesses 123.

4 zeigt eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 4 shows another schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor 100 according to a further embodiment.

Die in 4 gezeigte Ausführungsform basiert auf der Ausführungsform in 1. Abweichend hierzu weist die in 4 gezeigte Ausführungsform an der Außenfläche 107 eine Metallschicht 125 auf. Über die Metallschicht 125 ist die Lackierbarkeit der Abdeckplatte 105 und damit verbunden die Integrierbarkeit des Ultraschall-Array-Sensors 100 in eine Fahrzeugkarosserie weiter verbessert. Zusätzlich kann die Abschirmung gegen elektromagnetische Störstrahlung verbessert werden. Die Metallschicht 125 kann beispielsweise durch ein Metallabscheidungsverfahren, eine Metallplattierung, ein thermisches Verdampfen oder ein Sputter-Verfahren auf die Abdeckplatte 105 aufgebracht werden. Alternativ ist eine Integration einer Metallfolie im Rahmen des Resin Transform Molding (RTM) Verfahrens möglich. Eine Dicke der Metallschicht 125 kann in einem Nanometer- oder Mikrometerbereich angeordnet sein.In the 4 Embodiment shown is based on the embodiment in 1 . Deviating from this, the in 4 Embodiment shown has a metal layer 125 on the outer surface 107. The metal layer 125 further improves the paintability of the cover plate 105 and, associated with this, the ability to integrate the ultrasonic array sensor 100 into a vehicle body. In addition, the shielding against electromagnetic interference can be improved. The metal layer 125 may be applied to the cover plate 105 by, for example, a metal deposition process, a metal plating process, a thermal evaporation process, or a sputtering process. Alternatively, it is possible to integrate a metal foil as part of the Resin Transform Molding (RTM) process. A thickness of the metal layer 125 may be in a nanometer or micrometer range.

5 zeigt eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 5 shows another schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor 100 according to a further embodiment.

Die Ausführungsform in 5 basiert auf der Ausführungsform in 1. Abweichend hierzu sind in der in 5 gezeigten Ausführungsform die Ultraschallmembranelemente 101 über eine Klebstoffverbindung 127 an der Innenfläche 108 mit der Abdeckplatte 105 verbunden.The embodiment in 5 based on the embodiment in 1 . Deviating from this are in 5 In the embodiment shown, the ultrasonic membrane elements 101 are connected to the cover plate 105 via an adhesive connection 127 on the inner surface 108.

6 zeigt eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 6 shows another schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor 100 according to a further embodiment.

Die Ausführungsform in 6 ist eine Kombination der Ausführungsformen in 3 und 5.The embodiment in 6 is a combination of the embodiments in 3 and 5 .

7 zeigt eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 7 shows another schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor 100 according to a further embodiment.

Die in 7 gezeigte Ausführungsform basiert auf der Ausführungsform in 1. Abweichend hierzu weist die Ausführungsform in 7 in den Bereichen 111, 112 ebenfalls eine Faserstruktur 115 auf. Die Faserstruktur 115 in den Bereichen 111, 112 ist in der gezeigten Ausführungsform jedoch nicht über die gesamte Dicke 129 der Abdeckplatte 105 ausgebildet. Die Faserstruktur 115 in den Bereichen 111, 112 beschränkt sich hingegen auf einen zur Außenfläche 107 der Abdeckplatte 105 benachbarten Bereich und beträgt in der gezeigten Ausführungsform lediglich die halbe Dicke 129 der Abdeckplatte 105.In the 7 Embodiment shown is based on the embodiment in 1 . Deviating from this, the embodiment in 7 in the areas 111, 112 there is also a fiber structure 115. However, in the embodiment shown, the fiber structure 115 in the areas 111, 112 is not formed over the entire thickness 129 of the cover plate 105. The fiber structure 115 in the areas 111, 112, however, is limited to an area adjacent to the outer surface 107 of the cover plate 105 and in the embodiment shown is only half the thickness 129 of the cover plate 105.

8 zeigt eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 8th shows another schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor 100 according to a further embodiment.

Die Ausführungsform in 8 ist eine Kombination der Ausführungsformen in 5 und 7.The embodiment in 8th is a combination of the embodiments in 5 and 7 .

9 zeigt eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 9 shows another schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor 100 according to a further embodiment.

9 basiert auf der Ausführungsform in 1. Abweichend hierzu weist die Abdeckplatte 105 in der gezeigten Ausführungsform in den Bereichen 111, 112 eine Faserstruktur 115 auf. Die Faserstruktur 115 in den Bereichen 111, 112 erstreckt sich über die gesamte Dicke 129 der Abdeckplatte 105. Jedoch weist die mehrlagige Faserstruktur 115 in den Bereichen 111, 112 eine geringere Anzahl von Lagen des Faserstoffs auf als in den Bereichen 109, 113, in denen die Steifigkeit der Abdeckplatte 105 durch den Faserverbundstoff gegenüber der Steifigkeit in den Bereichen 111, 112 erhöht ist. 9 based on the embodiment in 1 . In contrast to this, the cover plate 105 in the embodiment shown has a fiber structure 115 in the areas 111, 112. The fiber structure 115 in the areas 111, 112 extends over the entire thickness 129 of the cover plate 105. However, the multi-layer fiber structure 115 in the areas 111, 112 has a smaller number of layers of the fiber material than in the areas 109, 113, in which the rigidity of the cover plate 105 is increased by the fiber composite compared to the rigidity in the areas 111, 112.

10 zeigt eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 10 shows another schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor 100 according to a further embodiment.

Die Ausführungsform in 10 basiert auf einer Kombination der Ausführungsformen in den 6 und 7.The embodiment in 10 is based on a combination of the embodiments in the 6 and 7 .

11 zeigt eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 11 shows another schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor 100 according to a further embodiment.

11 basiert auf der Ausführungsform in 10. In der gezeigten Ausführungsform weist die Faserstruktur 115 in den Bereichen 111, 112 eine verringerte Anzahl von Lagen des Faserstoffs auf. Durch die verringerte Anzahl von Lagen kann die Steifigkeit der Bereiche 111, 112 im Vergleich zu den Bereichen 109, 113 der Abdeckplatte 105 weiter reduziert werden. Dies reduziert weiter eine Schallleitfähigkeit zwischen den Bereichen 109 bzw. zwischen den Bereichen 109 und 113, was bewirkt, dass die einzelnen Ultraschallmembranelemente 101 individuell und störungsfrei voneinander betreibbar sind. 11 based on the embodiment in 10 . In the embodiment shown, the fiber structure 115 has a reduced number of layers of the fiber material in the areas 111, 112. Due to the reduced number of layers, the rigidity of the areas 111, 112 can be further reduced compared to the areas 109, 113 of the cover plate 105. This further reduces sound conductivity between the areas 109 or between the areas 109 and 113, which means that the individual ultrasonic membrane elements 101 can be operated individually and without interference from one another.

12 zeigt eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 12 shows another schematic side sectional view of an ultrasonic array sensor 100 according to a further embodiment.

Die gezeigte Ausführungsform basiert auf der Ausführungsform in 2. Abweichend zu den Ausführungsformen in den 2 bis 11 weist die Abdeckplatte 105 einen Randvorsprung 131 auf. Der Randvorsprung 131 ist in einer dafür vorgesehenen Randausnehmung 133 des Gehäuses angeordnet. Der Randvorsprung 131 ermöglicht eine Verbindung mit dem Gehäuse außerhalb des Bereiches der Außenfläche 107. Dies ist vorteilhaft für eine gleichmäßige Gestaltung der Außenfläche 107, z. B. bei Lackierung, und ermöglicht eine besser Abdichtung gegen Feuchtigkeit.The embodiment shown is based on the embodiment in 2 . Deviating from the embodiments in the 2 until 11 the cover plate 105 has an edge projection 131. The edge projection 131 is arranged in a designated edge recess 133 in the housing. The edge projection 131 enables a connection to the housing outside the area of the outer surface 107. This is advantageous for a uniform design of the outer surface 107, e.g. B. at Paintwork, and allows for a better seal against moisture.

13 zeigt eine schematische Draufsicht eines Ultraschall-Array-Sensors 100 gemäß einer Ausführungsform. 13 shows a schematic top view of an ultrasonic array sensor 100 according to an embodiment.

Die gezeigte Ausführungsform basiert auf der Ausführungsform in 1. Der Ultraschall-Array-Sensor 100 weist in der gezeigten Ausführungsform vier quadratisch-förmige Ultraschallmembranelemente 101 auf. Die Bereiche 109 der Abdeckplatte 105 mit Faserstruktur 115 weisen ebenfalls den Formen der Ultraschallmembranelemente 101 entsprechende quadratische Formen auf. In den Bereichen 111 zwischen den Ultraschallmembranelementen 101 und in den Bereichen 112 zwischen den Ultraschallmembranelementen 101 und den Randbereichen 113 der Abdeckplatte 105 ist keine Faserstruktur 115 ausgebildet. Die Bereiche 111, 112 sind in der gezeigten Ausführungsform als ein quadratischer Rahmen um die Bereiche 109 herum ausgebildet. Die Randbereiche 113 weisen der Ausführungsform in 1 entsprechend ebenfalls eine Faserstruktur 115 auf.The embodiment shown is based on the embodiment in 1 . In the embodiment shown, the ultrasonic array sensor 100 has four square-shaped ultrasonic membrane elements 101. The areas 109 of the cover plate 105 with fiber structure 115 also have square shapes corresponding to the shapes of the ultrasonic membrane elements 101. No fiber structure 115 is formed in the areas 111 between the ultrasonic membrane elements 101 and in the areas 112 between the ultrasonic membrane elements 101 and the edge areas 113 of the cover plate 105. The areas 111, 112 are designed as a square frame around the areas 109 in the embodiment shown. The edge areas 113 have the embodiment in 1 accordingly also has a fiber structure 115.

14 zeigt eine weitere schematische Draufsicht eines Ultraschall-Array-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 14 shows another schematic top view of an ultrasonic array sensor 100 according to a further embodiment.

Die Ausführungsform in 13 basiert auf der Ausführungsform in 13. Abweichend zur Ausführungsform in 13 sind die Bereiche 111, 112 zwischen den Ultraschallmembranelementen 101 und den Randbereichen 113 nicht quadratisch und rahmenförmig ausgebildet, sondern bilden eine quadratische Matrix, in der die Bereiche 109 eingelassen sind. Die Bereiche 111, 112 weisen wie in 13 ebenfalls keine Faserstruktur 115 auf.The embodiment in 13 based on the embodiment in 13 . Different from the embodiment in 13 the areas 111, 112 between the ultrasonic membrane elements 101 and the edge areas 113 are not square and frame-shaped, but rather form a square matrix in which the areas 109 are embedded. The areas 111, 112 point as in 13 also no fiber structure 115.

15 zeigt eine weitere schematische Draufsicht eines Ultraschall-Array-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 15 shows another schematic top view of an ultrasonic array sensor 100 according to a further embodiment.

In der gezeigten Ausführungsform weist die komplette Abdeckplatte 105 eine Faserstruktur 115 auf. Lediglich in den Bereichen 109, die unmittelbar die quadratischen Ultraschallmembranelemente 101 kontaktieren, ist gegenüber den Randbereichen 113 bzw. den Bereichen 111 zwischen den Ultraschallmembranelementen 101 eine erhöhte Faserdichte ausgebildet, die durch die erhöhte Schraffur in den Bereichen 109 angedeutet ist. Durch die erhöhte Faserdichte, die beispielsweise durch eine höhere Anzahl von Lagen der mehrlagigen Faserstruktur 115 erreicht werden kann, weisen die Bereiche 109 eine höhere Steifigkeit auf als andere Bereiche der Abdeckplatte 105.In the embodiment shown, the complete cover plate 105 has a fiber structure 115. Only in the areas 109, which directly contact the square ultrasonic membrane elements 101, is there an increased fiber density compared to the edge areas 113 or the areas 111 between the ultrasonic membrane elements 101, which is indicated by the increased hatching in the areas 109. Due to the increased fiber density, which can be achieved, for example, by a higher number of layers of the multi-layer fiber structure 115, the areas 109 have a higher rigidity than other areas of the cover plate 105.

Merkmale der zu den 2 bis 15 beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ultraschall-Array-Sensors 100 können abweichend zu den gezeigten Ausführungsformen beliebig kombiniert werden. Fener können die Anzahl und/oder die Form und/oder die Platzierung der Ultraschallmembranelemente 101 von den gezeigten Ausführungsformen abweichen.Features of the 2 until 15 Described embodiments of the ultrasonic array sensor 100 according to the invention can be combined in any way, different from the embodiments shown. Furthermore, the number and/or the shape and/or the placement of the ultrasonic membrane elements 101 may differ from the embodiments shown.

Claims

Ultrasonic array sensor (100) with at least two ultrasonic membrane elements (101) for emitting and receiving ultrasonic signals and a housing (103) with a cover plate (105), the cover plate (105) being on a transmitting/receiving side of the ultrasonic array. Sensor (100) is arranged, wherein the cover plate (105) contacts and completely covers the at least two ultrasonic membrane elements (101), the cover plate (105) being set up to transmit transmitted and/or received ultrasonic signals from and/or to the ultrasonic membrane elements (101), and wherein an outer surface (107) of the cover plate (105) is designed as a flat surface.

Ultrasonic array sensor (100). Claim 1 , wherein the cover plate (105) has a higher rigidity in the areas (109) that contact the ultrasonic membrane elements (101) than in areas (111) between the at least two ultrasonic membrane elements (101).

Ultrasonic array sensor (100) according to one of the preceding claims, wherein the cover plate (105) comprises a fiber composite, and wherein the cover plate (105) has a higher fiber density of a fiber structure (115) in the areas (109) that contact the ultrasonic membrane elements (101). ) of the fiber composite than in the areas (111) between the ultrasonic membrane elements (101).

Ultrasonic array sensor (100) according to one of the preceding claims, wherein the fiber composite comprises a multi-layer fiber structure (115), and wherein in the areas (109) contacting the ultrasound membrane elements (101), a number of layers of the multi-layer fiber structure (115) is larger than in the areas (111) between the ultrasonic membrane elements (101).

Ultrasonic array sensor (100). Claim 4 , wherein the layers of the multi-layer fiber structure (115) are formed over an entire thickness (129) of the cover plate (105).

Ultrasonic array sensor (100). Claim 4 , where the layers of the multi-layer fiber structure (115) are arranged in the areas (111) between the ultrasonic membrane elements (101) only over part of the thickness (129) of the cover plate (105).

Ultrasonic array sensor (100) according to one of the preceding claims, wherein the cover plate (105) has recesses (123) for material taper in the areas (111) between the ultrasonic membrane elements (101) on an inner surface (108) of the cover plate (105). .

Ultrasonic array sensor (100) according to one of the above Claims 3 until 7 , wherein no fiber structure (115) is formed in the areas (111) between the ultrasonic membrane elements (101).

Ultrasonic array sensor (100) according to one of the preceding claims, wherein the ultrasonic membrane elements (101) are fixed to the cover plate via an adhesive connection (127).

Ultrasonic array sensor (100) according to one of the preceding claims, wherein the ultrasonic membrane elements (101) are connected to the cover plate (105) via a molding process, in particular a resin transfer molding process RTM.

Ultrasonic array sensor (100) according to one of the preceding claims, wherein the fiber structure (115) is designed as a woven, laid, knitted, knitted, braided or nonwoven fabric.

Ultrasonic array sensor (100) according to one of the preceding claims, wherein a metal layer (125) is arranged on the outer surface (107) of the cover plate (105).