JP2001289939A - 超音波送受信装置及び車両周辺障害物検出装置 - Google Patents
超音波送受信装置及び車両周辺障害物検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の超音波送受信装置においては、指向性
をもたせるようにホーンの形状を形成した場合、そのホ
ーン部分において、超音波の減衰が生じたり、装置の全
長が長くなり、更には、ホーン部分に泥雪が詰まったり
していた。また、超音波センサのハウジングの形状を調
整して指向性をもたせるように形成しようとしても、十
分な指向性が得られなかったり、形状が複雑となり、形
成工程が複雑になったりしていた。 【解決手段】 本願発明に係る超音波送受信装置は、振
動素子が設けられた超音波センサを収容するケースと、
このケースと超音波センサとの間に配置される弾性部材
とを備え、この弾性部材を介さずに超音波センサ側面と
面するケースの面の少なくとも一部を、該超音波センサ
の面に対して傾きを持たせたものである。
をもたせるようにホーンの形状を形成した場合、そのホ
ーン部分において、超音波の減衰が生じたり、装置の全
長が長くなり、更には、ホーン部分に泥雪が詰まったり
していた。また、超音波センサのハウジングの形状を調
整して指向性をもたせるように形成しようとしても、十
分な指向性が得られなかったり、形状が複雑となり、形
成工程が複雑になったりしていた。 【解決手段】 本願発明に係る超音波送受信装置は、振
動素子が設けられた超音波センサを収容するケースと、
このケースと超音波センサとの間に配置される弾性部材
とを備え、この弾性部材を介さずに超音波センサ側面と
面するケースの面の少なくとも一部を、該超音波センサ
の面に対して傾きを持たせたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波の送受信を
行なう装置に関し、例えば、自動車のバンパー等に搭載
されて車両の周囲の障害物を検知する障害物検出システ
ムに用いられる超音波受信装置及び車両周辺障害物検出
装置に関するものである。
行なう装置に関し、例えば、自動車のバンパー等に搭載
されて車両の周囲の障害物を検知する障害物検出システ
ムに用いられる超音波受信装置及び車両周辺障害物検出
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、車両のバンパーに超音波送受
信センサを取り付け、車両後方あるいはコーナー部に超
音波を送信し、障害物にて反射した超音波を受信してそ
の障害物を検出するようにし、この超音波センサには、
ケース内に超音波振動子を組み付けられていて、円形状
の振動面を有し、電圧を印加すると圧電効果により振動
して超音波信号を送信するとともに、この送信した超音
波信号の反射を受信すると逆圧電効果により電圧を発生
する圧電素子を備えた車両の障害物検出用の超音波送受
信センサが知られている。また、車両前部に超音波セン
サを設けて、車両前部の障害物を検出することも行われ
ている。
信センサを取り付け、車両後方あるいはコーナー部に超
音波を送信し、障害物にて反射した超音波を受信してそ
の障害物を検出するようにし、この超音波センサには、
ケース内に超音波振動子を組み付けられていて、円形状
の振動面を有し、電圧を印加すると圧電効果により振動
して超音波信号を送信するとともに、この送信した超音
波信号の反射を受信すると逆圧電効果により電圧を発生
する圧電素子を備えた車両の障害物検出用の超音波送受
信センサが知られている。また、車両前部に超音波セン
サを設けて、車両前部の障害物を検出することも行われ
ている。
【０００３】従来の超音波送受信センサ８０としては、
その側方より見た断面図である図８（ａ）及び上方より
見た断面図である図８（ｂ）で示すように、内部に圧電
振動素子を有し、超音波の送受信を行なう超音波センサ
８１と、この超音波センサ８１の制御を行なう制御基板
８２と、この制御基板８２を外部の自動車のＥＣＵなど
に接続するための外部入出力配線８３とこれら超音波セ
ンサ８１などをその内部に収納するためのケース８４か
ら構成されるものが知られており、特に、このケース８
４には、超音波センサから送信される超音波の指向性を
高めるために断面が長円状のホーン形状とされている開
口部８５が設けられている。
その側方より見た断面図である図８（ａ）及び上方より
見た断面図である図８（ｂ）で示すように、内部に圧電
振動素子を有し、超音波の送受信を行なう超音波センサ
８１と、この超音波センサ８１の制御を行なう制御基板
８２と、この制御基板８２を外部の自動車のＥＣＵなど
に接続するための外部入出力配線８３とこれら超音波セ
ンサ８１などをその内部に収納するためのケース８４か
ら構成されるものが知られており、特に、このケース８
４には、超音波センサから送信される超音波の指向性を
高めるために断面が長円状のホーン形状とされている開
口部８５が設けられている。
【０００４】また、超音波センサ８１が振動を行なえる
ように固定するために、その周囲には超音波センサ固定
用のゴムホルダ８６が設けられ、制御基板８２上には、
超音波センサ８１で受信した信号を増幅するためのアン
プである受信波増幅ＡＭＰ８７が設けられている。その
他の従来技術としては、特開昭５８−１８２５７１号公
報に示されるような超音波送信器と超音波受信器とを別
体にし、それぞれ特性を変化させた障害物検出装置や、
実開昭６０−１４８９７５号公報に示されるようなホー
ンの基部に電子部品と弾性充填材を有する超音波センサ
ーや、実開昭６２−１２６８６号公報に示されるような
リアバンパーを超音波阻止壁として用いた車両用後方監
視装置や、特開平９−２８４８９６号公報に示されるよ
うな圧電振動素子を収納するケースの形状の厚みを調節
して指向性をもたせた超音波送受波器や、特開平１０−
３３２８１７号公報に示されるような超音波振動子のハ
ウジングの形状を縦横で異ならせることにより組付け間
違いを防止する超音波センサが知られている。
ように固定するために、その周囲には超音波センサ固定
用のゴムホルダ８６が設けられ、制御基板８２上には、
超音波センサ８１で受信した信号を増幅するためのアン
プである受信波増幅ＡＭＰ８７が設けられている。その
他の従来技術としては、特開昭５８−１８２５７１号公
報に示されるような超音波送信器と超音波受信器とを別
体にし、それぞれ特性を変化させた障害物検出装置や、
実開昭６０−１４８９７５号公報に示されるようなホー
ンの基部に電子部品と弾性充填材を有する超音波センサ
ーや、実開昭６２−１２６８６号公報に示されるような
リアバンパーを超音波阻止壁として用いた車両用後方監
視装置や、特開平９−２８４８９６号公報に示されるよ
うな圧電振動素子を収納するケースの形状の厚みを調節
して指向性をもたせた超音波送受波器や、特開平１０−
３３２８１７号公報に示されるような超音波振動子のハ
ウジングの形状を縦横で異ならせることにより組付け間
違いを防止する超音波センサが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波送受信装置においては、指向性をもたせるように
ホーンの形状を形成した場合、そのホーン部分におい
て、超音波の減衰が生じたり、装置の全長が長くなり、
更には、ホーン部分に泥雪が詰まったりしていた。ま
た、超音波センサの振動子のハウジングの形状を調整し
て指向性をもたせようとしても十分な指向性が得られな
かったり、ハウジング形状やホーン形状が複雑となり、
形成工程が複雑になったりしていた。
超音波送受信装置においては、指向性をもたせるように
ホーンの形状を形成した場合、そのホーン部分におい
て、超音波の減衰が生じたり、装置の全長が長くなり、
更には、ホーン部分に泥雪が詰まったりしていた。ま
た、超音波センサの振動子のハウジングの形状を調整し
て指向性をもたせようとしても十分な指向性が得られな
かったり、ハウジング形状やホーン形状が複雑となり、
形成工程が複雑になったりしていた。
【０００６】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、容易な構成により適切な指向
性を有することができる超音波送受信装置を提供するも
のである。
めになされたものであり、容易な構成により適切な指向
性を有することができる超音波送受信装置を提供するも
のである。
【０００７】また、車両の後方の障害物を検出するに適
切な検出領域を持つ車両周辺障害物検出装置を得ること
を目的とする。
切な検出領域を持つ車両周辺障害物検出装置を得ること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願発明に係る超音波送
受信装置は、振動素子が設けられた超音波センサと、こ
の超音波センサを収容するケースと、このケースと上記
超音波センサとの間に配置される弾性部材とを備え、こ
の弾性部材を介さずに上記超音波センサ側面と面する上
記ケースの面の少なくとも一部を、該超音波センサの面
に対して傾きを持たせたものである。
受信装置は、振動素子が設けられた超音波センサと、こ
の超音波センサを収容するケースと、このケースと上記
超音波センサとの間に配置される弾性部材とを備え、こ
の弾性部材を介さずに上記超音波センサ側面と面する上
記ケースの面の少なくとも一部を、該超音波センサの面
に対して傾きを持たせたものである。
【０００９】また、振動素子が設けられた超音波センサ
と、この超音波センサを収容するケースと、このケース
と上記超音波センサとの間に配置される弾性部材と、こ
の弾性部材より露出した上記超音波センサの側面と対向
し、上記ケースに設けられた斜面部とを備え、上記超音
波センサより送信される超音波が上記斜面部により反射
されて、上記超音波センサの略正面方向に送信されるも
のである。
と、この超音波センサを収容するケースと、このケース
と上記超音波センサとの間に配置される弾性部材と、こ
の弾性部材より露出した上記超音波センサの側面と対向
し、上記ケースに設けられた斜面部とを備え、上記超音
波センサより送信される超音波が上記斜面部により反射
されて、上記超音波センサの略正面方向に送信されるも
のである。
【００１０】本願発明に係る車両周辺障害物検出装置
は、振動素子が設けられた超音波センサを収容するケー
ス、このケースと上記超音波センサとの間に配置される
弾性部材、及び、この弾性部材より露出した上記超音波
センサの側面と対向し上記ケースに設けられた斜面部を
有した超音波送受信装置と、該超音波送受信装置からの
信号により障害物の有無を判定する判定部とを備え、上
記超音波センサより送信される超音波が上記斜面部によ
り反射されて、略車両の周辺に送信されること及び、上
記判定部は車両周辺の障害物の有無を検出するものであ
る。
は、振動素子が設けられた超音波センサを収容するケー
ス、このケースと上記超音波センサとの間に配置される
弾性部材、及び、この弾性部材より露出した上記超音波
センサの側面と対向し上記ケースに設けられた斜面部を
有した超音波送受信装置と、該超音波送受信装置からの
信号により障害物の有無を判定する判定部とを備え、上
記超音波センサより送信される超音波が上記斜面部によ
り反射されて、略車両の周辺に送信されること及び、上
記判定部は車両周辺の障害物の有無を検出するものであ
る。
【００１１】また、斜面部の端部は、超音波センサの側
面端部と同一高さとされるものである。
面端部と同一高さとされるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の一形態を説明する。図１は本発明における超音波
送受信装置の上方より見た部分断面図であり、図２は図
１中の矢印Ａ方向より見た部分断面図であり、図３
（ａ）は図１中の矢印Ｂ方向より見た正面図、図３
（ｂ）は図１中の矢印Ｃ方向より見た後面図である。ま
た、図４は、図１中の点線枠Ｄ内での超音波送信の状態
を説明するための説明図であり、図５は、車両の後方障
害物検出における超音波センサの送信の一例を示す説明
図である。
実施の一形態を説明する。図１は本発明における超音波
送受信装置の上方より見た部分断面図であり、図２は図
１中の矢印Ａ方向より見た部分断面図であり、図３
（ａ）は図１中の矢印Ｂ方向より見た正面図、図３
（ｂ）は図１中の矢印Ｃ方向より見た後面図である。ま
た、図４は、図１中の点線枠Ｄ内での超音波送信の状態
を説明するための説明図であり、図５は、車両の後方障
害物検出における超音波センサの送信の一例を示す説明
図である。
【００１３】これらの図において、１は、自動車の後部
バンパーなどに取り付けられて、自動車の後方へ超音波
を発振（すなわち、超音波を発生させて出力する）し、
障害物により反射された超音波を受信して、障害物の有
無を検出するための超音波送受信装置である。なお、そ
の検出方向（すなわち、送信方向）は、図１中において
はその左方向であり、図２中においてはその上方向、図
３（ａ）においては手前方向、図３（ｂ）においてはそ
の奥方向である。２は、内部に圧電振動素子１０を有
し、超音波の送受信を行なう超音波センサであり、３
は、この超音波センサ２の送受信の制御を行うと共に、
外部の自動車用ＥＣＵ等に信号を送信する制御基板であ
り、４は、この制御基板３を外部の自動車のＥＣＵなど
に接続するための外部入出力配線である。５は、これら
超音波センサ２などをその内部に収納するための樹脂製
のケースであり、６は、このケース５の外側に固定さ
れ、このケース５を自動車のバンパーなどに設けられた
挿入口に装着する際にその弾性力により固定する固定用
スプリングである。
バンパーなどに取り付けられて、自動車の後方へ超音波
を発振（すなわち、超音波を発生させて出力する）し、
障害物により反射された超音波を受信して、障害物の有
無を検出するための超音波送受信装置である。なお、そ
の検出方向（すなわち、送信方向）は、図１中において
はその左方向であり、図２中においてはその上方向、図
３（ａ）においては手前方向、図３（ｂ）においてはそ
の奥方向である。２は、内部に圧電振動素子１０を有
し、超音波の送受信を行なう超音波センサであり、３
は、この超音波センサ２の送受信の制御を行うと共に、
外部の自動車用ＥＣＵ等に信号を送信する制御基板であ
り、４は、この制御基板３を外部の自動車のＥＣＵなど
に接続するための外部入出力配線である。５は、これら
超音波センサ２などをその内部に収納するための樹脂製
のケースであり、６は、このケース５の外側に固定さ
れ、このケース５を自動車のバンパーなどに設けられた
挿入口に装着する際にその弾性力により固定する固定用
スプリングである。
【００１４】７は、超音波センサ２と制御基板３とを接
続する内部入出力配線であり、８は、超音波センサ２の
周囲でケース５との隙間に充填され、超音波センサ２を
振動可能に固定し、また、ケース５への振動の伝達を防
止するための超音波センサ２固定用の弾性部材としての
ゴムホルダである。このゴムホルダ８は、超音波センサ
２が適切な振動を行なえるような弾性特性を持った樹脂
（特に、ゴムが最適である）により形成されている。な
お、ゴムホルダ８は、超音波センサ２が適切な振動を行
えるような弾性特性をもっていれば、樹脂以外のもので
あってもよい。９は、ケース５の超音波センサ２と対向
する面に傾きを持って形成された斜面部としてのテーパ
であり、このテーパ部は超音波センサ２より送信された
超音波を反射するものである。このテーパ９は、図４に
示すように、超音波センサ２の前面の延長面（図４中点
線Ｌで示す）上又はそれより前方側（すなわち、検出方
向（図４中左方向））にその端部を設けるようにするの
が、超音波センサ２から直接真横方向に超音波が漏れる
のを防ぐ点で望ましいが、その端部位置を前後させて、
後述する障害物検知範囲Ａ２の範囲を広げたり、狭めた
りすることにより、各々の適用製品にあわせて変化させ
適切なものとすればよい。また、テーパ９を設けること
により、テーパ９を設けず、単なる溝形状とした場合と
比較して、泥や雪などが詰まりにくく、泥や雪が詰まる
ことによる障害物検知特性の変化などを防止することが
できる。なお、テーパ９部分の材質は、超音波を反射し
やすい材質がよく、ケース５の材質を超音波の反射特性
により選択したり、また、テーパ９部分は超音波を反射
しやすい別部材で形成するようにしてもよい。２１は、
制御基板３上に設けられ、超音波センサ２で受信した信
号を車載ＥＣＵなどにおいて信号処理が可能なように増
幅するアンプとしての受信波増幅ＡＭＰである。
続する内部入出力配線であり、８は、超音波センサ２の
周囲でケース５との隙間に充填され、超音波センサ２を
振動可能に固定し、また、ケース５への振動の伝達を防
止するための超音波センサ２固定用の弾性部材としての
ゴムホルダである。このゴムホルダ８は、超音波センサ
２が適切な振動を行なえるような弾性特性を持った樹脂
（特に、ゴムが最適である）により形成されている。な
お、ゴムホルダ８は、超音波センサ２が適切な振動を行
えるような弾性特性をもっていれば、樹脂以外のもので
あってもよい。９は、ケース５の超音波センサ２と対向
する面に傾きを持って形成された斜面部としてのテーパ
であり、このテーパ部は超音波センサ２より送信された
超音波を反射するものである。このテーパ９は、図４に
示すように、超音波センサ２の前面の延長面（図４中点
線Ｌで示す）上又はそれより前方側（すなわち、検出方
向（図４中左方向））にその端部を設けるようにするの
が、超音波センサ２から直接真横方向に超音波が漏れる
のを防ぐ点で望ましいが、その端部位置を前後させて、
後述する障害物検知範囲Ａ２の範囲を広げたり、狭めた
りすることにより、各々の適用製品にあわせて変化させ
適切なものとすればよい。また、テーパ９を設けること
により、テーパ９を設けず、単なる溝形状とした場合と
比較して、泥や雪などが詰まりにくく、泥や雪が詰まる
ことによる障害物検知特性の変化などを防止することが
できる。なお、テーパ９部分の材質は、超音波を反射し
やすい材質がよく、ケース５の材質を超音波の反射特性
により選択したり、また、テーパ９部分は超音波を反射
しやすい別部材で形成するようにしてもよい。２１は、
制御基板３上に設けられ、超音波センサ２で受信した信
号を車載ＥＣＵなどにおいて信号処理が可能なように増
幅するアンプとしての受信波増幅ＡＭＰである。
【００１５】次に動作について説明する。ドライバーが
車庫入れなどを行なうために、後進（バック）ギアに入
れるなどした場合に、車載ＥＣＵは車両が後進状態にな
ったことを検出し、外部入出力配線４を介して制御基板
３に超音波センサ２から超音波を出力するように指示す
る。この指示を受けた制御基板３は、外部入出力配線４
の上記車載ＥＣＵからの信号が重畳されたバッテリ電流
を内部入出力配線７から超音波センサ２に出力し、この
バッテリ電流により超音波センサ２内の圧電振動素子１
０を一定時間振動させる。この圧電振動素子の振動は、
超音波センサ２に伝導され、ゴムホルダ８に覆われた部
分以外の超音波センサ２の表面から超音波が発生する。
この超音波センサ２に発生した超音波は、その方向に障
害物が存在する場合には、該障害物により超音波は反射
され、障害物との距離に応じた時間遅れをもって、超音
波センサ２までに戻ってくる。そして、この超音波セン
サ２まで戻ってきた超音波が、超音波センサ２を振動さ
せ、この振動を超音波センサ２内の圧電振動素子１０に
伝わり、圧電振動素子１０に電流が発生し、制御基板３
上の受信波増幅ＡＭＰ２１により増幅され、外部入出力
配線４を介して、車載ＥＣＵなどに送られ、反射波の検
出の有無や発振してから反射波が戻ってくるまでの時間
遅れなどにより、障害物の有無や位置（距離）を検出す
ることとなる。
車庫入れなどを行なうために、後進（バック）ギアに入
れるなどした場合に、車載ＥＣＵは車両が後進状態にな
ったことを検出し、外部入出力配線４を介して制御基板
３に超音波センサ２から超音波を出力するように指示す
る。この指示を受けた制御基板３は、外部入出力配線４
の上記車載ＥＣＵからの信号が重畳されたバッテリ電流
を内部入出力配線７から超音波センサ２に出力し、この
バッテリ電流により超音波センサ２内の圧電振動素子１
０を一定時間振動させる。この圧電振動素子の振動は、
超音波センサ２に伝導され、ゴムホルダ８に覆われた部
分以外の超音波センサ２の表面から超音波が発生する。
この超音波センサ２に発生した超音波は、その方向に障
害物が存在する場合には、該障害物により超音波は反射
され、障害物との距離に応じた時間遅れをもって、超音
波センサ２までに戻ってくる。そして、この超音波セン
サ２まで戻ってきた超音波が、超音波センサ２を振動さ
せ、この振動を超音波センサ２内の圧電振動素子１０に
伝わり、圧電振動素子１０に電流が発生し、制御基板３
上の受信波増幅ＡＭＰ２１により増幅され、外部入出力
配線４を介して、車載ＥＣＵなどに送られ、反射波の検
出の有無や発振してから反射波が戻ってくるまでの時間
遅れなどにより、障害物の有無や位置（距離）を検出す
ることとなる。
【００１６】ここで、超音波センサ２より発振される超
音波について図４を用いて説明する。なお、必要に応じ
て、参考図である図６と対比して説明する。超音波セン
サ２は、その構造によりある程度方向性をもって超音波
を発振するため（検出対象にあわせた方向性をもつよう
に、超音波センサのハウジングは形成されている。）図
４中のＷ１、Ｗ２のように発振される。ここまでは、図
６においても同様である。なお、超音波センサの形状
（すなわち、ハウジングの形状）は円筒形のものが通常
であるが、切り欠きを設けたり、その内部の振動素子の
配置を変えるなどの方法によって、超音波発振の方向性
を用途に合わせて変更することができる。
音波について図４を用いて説明する。なお、必要に応じ
て、参考図である図６と対比して説明する。超音波セン
サ２は、その構造によりある程度方向性をもって超音波
を発振するため（検出対象にあわせた方向性をもつよう
に、超音波センサのハウジングは形成されている。）図
４中のＷ１、Ｗ２のように発振される。ここまでは、図
６においても同様である。なお、超音波センサの形状
（すなわち、ハウジングの形状）は円筒形のものが通常
であるが、切り欠きを設けたり、その内部の振動素子の
配置を変えるなどの方法によって、超音波発振の方向性
を用途に合わせて変更することができる。
【００１７】次に、図４においては、超音波センサ２の
側面の一部が、ゴムホルダ８より露出しているために、
この露出した側面より、Ｗ３、Ｗ４のように超音波が発
振される。まず、Ｗ３について説明すると、超音波セン
サ２の側面から発振された超音波は、ケース５のテーパ
９により反射される。このテーパ９による反射によっ
て、超音波センサ２の側面から発振された超音波はその
方向を変えられ、前方（図４中左方向）へ発振されるこ
ととなる。また、Ｗ４について説明すると、超音波セン
サ２の側面より発振された超音波の内で、前記テーパ９
により反射されない角度で発振されるものであり、テー
パ９やケース５により反射されることなく、斜め前方
（図４中左下方向）に発振されることとなる。一方、図
６においては、側面が全てゴムホルダにより覆われてお
り、また、ケースにテーパが設けられてもいないので、
図４中のＷ３、Ｗ４に相当する超音波は発生しないこと
となる。
側面の一部が、ゴムホルダ８より露出しているために、
この露出した側面より、Ｗ３、Ｗ４のように超音波が発
振される。まず、Ｗ３について説明すると、超音波セン
サ２の側面から発振された超音波は、ケース５のテーパ
９により反射される。このテーパ９による反射によっ
て、超音波センサ２の側面から発振された超音波はその
方向を変えられ、前方（図４中左方向）へ発振されるこ
ととなる。また、Ｗ４について説明すると、超音波セン
サ２の側面より発振された超音波の内で、前記テーパ９
により反射されない角度で発振されるものであり、テー
パ９やケース５により反射されることなく、斜め前方
（図４中左下方向）に発振されることとなる。一方、図
６においては、側面が全てゴムホルダにより覆われてお
り、また、ケースにテーパが設けられてもいないので、
図４中のＷ３、Ｗ４に相当する超音波は発生しないこと
となる。
【００１８】次に、図４と図６とを対比しつつ説明し
た、超音波の発振の違いにより、障害物検知範囲がどの
ように異なってくるのかについて、図５、図７を用いて
説明する。図５は上述した図４のような超音波の発振に
よる障害物検知範囲を示すものであり、図７は上述した
図６のような超音波の発振による障害物検知範囲を示す
ものである。これらの図を比較しても分かるように、そ
れらの障害物検知範囲は、形状において大きく異なり、
図７（ａ）においては、奥行きが短くて広角度な障害物
検知範囲のみが形成されているのに対して、図５（ａ）
においては、図７（ａ）より前方への奥行きが長く、狭
角度な障害物検知範囲部分（図５中Ａ１で示す）と、図
７（ａ）より奥行きが短く、より広角度な障害物検知範
囲部分との２つの障害物検知範囲部分が組み合わされて
障害物検知範囲（図５中Ａ２で示す）が形成されてい
る。
た、超音波の発振の違いにより、障害物検知範囲がどの
ように異なってくるのかについて、図５、図７を用いて
説明する。図５は上述した図４のような超音波の発振に
よる障害物検知範囲を示すものであり、図７は上述した
図６のような超音波の発振による障害物検知範囲を示す
ものである。これらの図を比較しても分かるように、そ
れらの障害物検知範囲は、形状において大きく異なり、
図７（ａ）においては、奥行きが短くて広角度な障害物
検知範囲のみが形成されているのに対して、図５（ａ）
においては、図７（ａ）より前方への奥行きが長く、狭
角度な障害物検知範囲部分（図５中Ａ１で示す）と、図
７（ａ）より奥行きが短く、より広角度な障害物検知範
囲部分との２つの障害物検知範囲部分が組み合わされて
障害物検知範囲（図５中Ａ２で示す）が形成されてい
る。
【００１９】図５（ａ）で示される障害物検知範囲の内
のＡ１は、図４中のＷ１、Ｗ２、Ｗ３により説明される
超音波により形成されるものであり、特に、Ｗ２とＷ３
とは、干渉し合うことにより、横方向の広がりが抑えら
れ、縦方向の長さが長くなるものであり、すなわち、図
５（ａ）中のＡ１のような障害物検知範囲を得ることが
できるものである。図５（ａ）で示される障害物検知範
囲の内のＡ２は、図４中のＷ２、Ｗ４により形成される
もので、Ｗ２はＷ３と干渉される為に、特に、Ｗ４によ
る超音波が主となるものであり、超音波センサ２とケー
ス５のテーパ９との位置関係によりその範囲や強さが決
定されるものである。また、超音波センサ２の側面から
の超音波Ｗ４が主であるＡ２より、超音波センサ２の前
面からの超音波Ｗ１が主であるＡ１の方が、超音波が強
く、障害物検出の感度が高いものである。
のＡ１は、図４中のＷ１、Ｗ２、Ｗ３により説明される
超音波により形成されるものであり、特に、Ｗ２とＷ３
とは、干渉し合うことにより、横方向の広がりが抑えら
れ、縦方向の長さが長くなるものであり、すなわち、図
５（ａ）中のＡ１のような障害物検知範囲を得ることが
できるものである。図５（ａ）で示される障害物検知範
囲の内のＡ２は、図４中のＷ２、Ｗ４により形成される
もので、Ｗ２はＷ３と干渉される為に、特に、Ｗ４によ
る超音波が主となるものであり、超音波センサ２とケー
ス５のテーパ９との位置関係によりその範囲や強さが決
定されるものである。また、超音波センサ２の側面から
の超音波Ｗ４が主であるＡ２より、超音波センサ２の前
面からの超音波Ｗ１が主であるＡ１の方が、超音波が強
く、障害物検出の感度が高いものである。
【００２０】ちなみに、図５（ｂ）及び図７（ｂ）にお
いては、上下方向の角度すなわち仰角の角度は同様にな
っているが、これは、超音波センサ２のハウジングの形
状を工夫することによりなされているものであり、左右
方向より上下方向の角度を狭くすることにより、地面に
よる超音波の反射によって誤検出を行なうことを防止し
ているものである。したがって、図２及び図３（ａ）の
ように、ケース５のテーパ９は全周に亘って設けられて
いるが、超音波センサ２のハウジングの形状により、上
下方向の超音波が弱められている為に、その上下方向側
面より発振される超音波は弱く、たとえば、左右方向の
Ａ２のように障害物検出に用いるような強さではなく、
テーパ９を全周に設けたとしても、地面を誤検出するこ
とはない。また、超音波センサ２の全周（上下・左右）
にわたってテーパ９があることにより、上下・左右側面
からの超音波も、図４中Ｗ３で示されるに前方へ反射さ
せることができ、より前方への超音波を強くすることが
できる。さらに、テーパ面の深さ（図４中Ｍで示され
る）を、より深くすればより多く超音波センサ２の側面
の超音波を前面に発振させることができ、前面方向の超
音波をより強くすることができる。但し、テーパ面の傾
きは、超音波センサ２の側面に対して、約４５°の角度
がもつ場合がもっとも前面方向に超音波を発振させるこ
とができるので、テーパの深さを深くすればするほど、
ケース５の横方向の大きさが大きくなってしまうもので
ある。そのため、テーパの深さ、傾き、ケースの大きさ
などについては、各々の製品の特徴に応じて、設計を行
えばよい。なお、超音波センサ２の上下方向のテーパ９
は廃止して、ゴムホルダ８で覆ってしまい、左右方向の
テーパ９のみとすれば、前面方向への超音波は弱くなっ
てしまうが、地面の誤検出はより少なくすることができ
る。また、上記実施の形態においては、超音波センサ２
のゴムホルダ８から露出した側面と面するケース５の面
の全ての面についてテーパ９を設けているが、一部の面
のみテーパ面として、その他の面は並行面や垂直面とし
てもよい。
いては、上下方向の角度すなわち仰角の角度は同様にな
っているが、これは、超音波センサ２のハウジングの形
状を工夫することによりなされているものであり、左右
方向より上下方向の角度を狭くすることにより、地面に
よる超音波の反射によって誤検出を行なうことを防止し
ているものである。したがって、図２及び図３（ａ）の
ように、ケース５のテーパ９は全周に亘って設けられて
いるが、超音波センサ２のハウジングの形状により、上
下方向の超音波が弱められている為に、その上下方向側
面より発振される超音波は弱く、たとえば、左右方向の
Ａ２のように障害物検出に用いるような強さではなく、
テーパ９を全周に設けたとしても、地面を誤検出するこ
とはない。また、超音波センサ２の全周（上下・左右）
にわたってテーパ９があることにより、上下・左右側面
からの超音波も、図４中Ｗ３で示されるに前方へ反射さ
せることができ、より前方への超音波を強くすることが
できる。さらに、テーパ面の深さ（図４中Ｍで示され
る）を、より深くすればより多く超音波センサ２の側面
の超音波を前面に発振させることができ、前面方向の超
音波をより強くすることができる。但し、テーパ面の傾
きは、超音波センサ２の側面に対して、約４５°の角度
がもつ場合がもっとも前面方向に超音波を発振させるこ
とができるので、テーパの深さを深くすればするほど、
ケース５の横方向の大きさが大きくなってしまうもので
ある。そのため、テーパの深さ、傾き、ケースの大きさ
などについては、各々の製品の特徴に応じて、設計を行
えばよい。なお、超音波センサ２の上下方向のテーパ９
は廃止して、ゴムホルダ８で覆ってしまい、左右方向の
テーパ９のみとすれば、前面方向への超音波は弱くなっ
てしまうが、地面の誤検出はより少なくすることができ
る。また、上記実施の形態においては、超音波センサ２
のゴムホルダ８から露出した側面と面するケース５の面
の全ての面についてテーパ９を設けているが、一部の面
のみテーパ面として、その他の面は並行面や垂直面とし
てもよい。
【００２１】以上のように構成された超音波送受信装置
は、前面方向に対して遠くまで検出する領域と左右方向
の比較的近くまでしか検出しない領域とを設けることが
でき、特に、車両の後方障害物検出システムに用いた場
合には、後方正面の障害物は、遠くのものでも確実に検
出し、後方左右の障害物は、近くのものだけを確実に検
出し、遠くのものは検出しないという、車両の後方障害
物検出に適した特性を持たせることができるものであ
る。
は、前面方向に対して遠くまで検出する領域と左右方向
の比較的近くまでしか検出しない領域とを設けることが
でき、特に、車両の後方障害物検出システムに用いた場
合には、後方正面の障害物は、遠くのものでも確実に検
出し、後方左右の障害物は、近くのものだけを確実に検
出し、遠くのものは検出しないという、車両の後方障害
物検出に適した特性を持たせることができるものであ
る。
【００２２】すなわち、車両用の後方障害物検出システ
ムにおいては、後方正面の障害物については、例えば、
車庫入れ時の車庫の後方壁面のように、その障害物まで
の距離などを報知する必要が有り、遠くまで且つ強い超
音波を発する必要があるが、後方左右の遠方において
は、例えば、車庫入れ時の車庫の左右壁面のように、検
知する必要のないものであり（特に、左右の間隔の狭い
車庫入れを行なっている場合には、車庫の左右壁面を誤
検出してしまう可能性が高い）、さらに、後方左右の近
傍においては、運転者視野の死角に入った障害物がある
可能性があり、障害物の検出が求められているためであ
る。
ムにおいては、後方正面の障害物については、例えば、
車庫入れ時の車庫の後方壁面のように、その障害物まで
の距離などを報知する必要が有り、遠くまで且つ強い超
音波を発する必要があるが、後方左右の遠方において
は、例えば、車庫入れ時の車庫の左右壁面のように、検
知する必要のないものであり（特に、左右の間隔の狭い
車庫入れを行なっている場合には、車庫の左右壁面を誤
検出してしまう可能性が高い）、さらに、後方左右の近
傍においては、運転者視野の死角に入った障害物がある
可能性があり、障害物の検出が求められているためであ
る。
【００２３】
【発明の効果】本願発明に係る超音波送受信装置は、弾
性部材を介さずに超音波センサの側面と面するケースの
面の少なくとも一部を、超音波センサの側面に対して傾
きを持たせたので、超音波センサの側面より送信される
超音波を有効に利用することができるものである。
性部材を介さずに超音波センサの側面と面するケースの
面の少なくとも一部を、超音波センサの側面に対して傾
きを持たせたので、超音波センサの側面より送信される
超音波を有効に利用することができるものである。
【００２４】また、超音波センサの側面より送信される
超音波が斜面部により反射されて、超音波センサの略正
面方向に送信されるものであるので、超音波センサの側
面より送信される超音波を有効に利用することができ
る。
超音波が斜面部により反射されて、超音波センサの略正
面方向に送信されるものであるので、超音波センサの側
面より送信される超音波を有効に利用することができ
る。
【００２５】本願発明に係る車両周辺障害物検出装置
は、弾性部材より露出した超音波センサの側面と対向し
ケースに設けられた斜面部を有した超音波送受信装置
と、超音波送受信装置からの信号により障害物の有無を
判定する判定部とを設け、超音波センサより送信される
超音波が斜面部により反射されて、略車両の周辺に送信
されるものであるので、車両の周辺の障害物検出に適切
な検知範囲を得ることができる。
は、弾性部材より露出した超音波センサの側面と対向し
ケースに設けられた斜面部を有した超音波送受信装置
と、超音波送受信装置からの信号により障害物の有無を
判定する判定部とを設け、超音波センサより送信される
超音波が斜面部により反射されて、略車両の周辺に送信
されるものであるので、車両の周辺の障害物検出に適切
な検知範囲を得ることができる。
【００２６】また、斜面部の端部は、超音波センサの側
面端部と同一高さとされるので、斜面部によって、車両
の周辺の障害物検出により適切な検知範囲を得ることが
できる。
面端部と同一高さとされるので、斜面部によって、車両
の周辺の障害物検出により適切な検知範囲を得ることが
できる。
【図１】 この発明の実施の形態１による超音波送受信
装置の上方より見た部分断面図である。
装置の上方より見た部分断面図である。
【図２】 図１中の矢印Ａ方向より見た超音波送受信装
置の部分断面図である。
置の部分断面図である。
【図３】 図３（ａ）は、図１中の矢印Ｂ方向より見た
超音波送受信装置の正面図、図３（ｂ）は図１中の矢印
Ｃ方向より見た後面図である。
超音波送受信装置の正面図、図３（ｂ）は図１中の矢印
Ｃ方向より見た後面図である。
【図４】 図１中の点線枠Ｄ内での超音波送信の状態を
説明するための説明図である。
説明するための説明図である。
【図５】 超音波送センサの送信の一例を示す説明図で
ある。
ある。
【図６】 図４と対比される参考図である。
【図７】 図５と対比される参考図である。
【図８】 図８（ａ）は、従来の超音波送受信センサを
示す上方より見た断面図であり、図８（ｂ）は、従来の
超音波送受信センサを示す側方より見た断面図である。
示す上方より見た断面図であり、図８（ｂ）は、従来の
超音波送受信センサを示す側方より見た断面図である。
１：超音波送受信装置、２：超音波センサ、３：制御基
板、４：外部入出力配線、５：ケース、６：固定用スプ
リング、７：内部入出力配線、８：ゴムホルダ、９：テ
ーパ、１０：圧電振動素子、２１：受信波増幅ＡＭＰ
板、４：外部入出力配線、５：ケース、６：固定用スプ
リング、７：内部入出力配線、８：ゴムホルダ、９：テ
ーパ、１０：圧電振動素子、２１：受信波増幅ＡＭＰ
Claims (4)
- 【請求項１】 振動素子が設けられた超音波センサと、 この超音波センサを収容するケースと、 このケースと上記超音波センサとの間に配置される弾性
部材とを備え、 この弾性部材を介さずに上記超音波センサの側面に面す
る上記ケースの面の少なくとも一部を、該超音波センサ
の側面に対して傾きを持たせたことを特徴とする超音波
送受信装置。 - 【請求項２】 振動素子が設けられた超音波センサと、 この超音波センサを収容するケースと、 このケースと上記超音波センサとの間に配置される弾性
部材と、 この弾性部材より露出した上記超音波センサの側面と対
向し、上記ケースに設けられた斜面部とを備え、 上記超音波センサより送信される超音波が上記斜面部に
より反射されて、上記超音波センサの略正面方向に送信
されることを特徴とする超音波送受信装置。 - 【請求項３】 振動素子が設けられた超音波センサを収
容するケース、このケースと上記超音波センサとの間に
配置される弾性部材、及び、この弾性部材より露出した
上記超音波センサの側面と対向し上記ケースに設けられ
た斜面部を有した超音波送受信装置と、 該超音波送受信装置からの信号により障害物の有無を判
定する判定部とを備え、 上記超音波センサより送信される超音波が上記斜面部に
より反射されて、車両の周辺に送信されること及び、 上記判定部は車両周辺の障害物の有無を検出することを
特徴とする車両周辺障害物検出装置。 - 【請求項４】 斜面部の端部は、超音波センサの側面端
部と同一高さ又はより高くされることを特徴とする請求
項３記載の車両周辺障害物検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000383068A JP2001289939A (ja) | 2000-02-02 | 2000-12-18 | 超音波送受信装置及び車両周辺障害物検出装置 |
| US09/774,876 US6484581B2 (en) | 2000-02-02 | 2001-02-01 | Ultrasonic transceiver and vehicle's surrounding obstruction sensor |
| TW090101989A TW518291B (en) | 2000-02-02 | 2001-02-01 | Ultrasonic transceiver and vehicle's surrounding obstruction sensor |
| KR1020010004842A KR100676447B1 (ko) | 2000-02-02 | 2001-02-01 | 초음파송수신장치 및 이 장치를 사용한 차량주변 장해물검출장치 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000025292 | 2000-02-02 | ||
| JP2000-25292 | 2000-02-02 | ||
| JP2000383068A JP2001289939A (ja) | 2000-02-02 | 2000-12-18 | 超音波送受信装置及び車両周辺障害物検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001289939A true JP2001289939A (ja) | 2001-10-19 |
Family
ID=26584729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000383068A Pending JP2001289939A (ja) | 2000-02-02 | 2000-12-18 | 超音波送受信装置及び車両周辺障害物検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6484581B2 (ja) |
| JP (1) | JP2001289939A (ja) |
| KR (1) | KR100676447B1 (ja) |
| TW (1) | TW518291B (ja) |
Cited By (29)
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| US8788092B2 (en) | 2000-01-24 | 2014-07-22 | Irobot Corporation | Obstacle following sensor scheme for a mobile robot |
| US8874264B1 (en) | 2004-07-07 | 2014-10-28 | Irobot Corporation | Celestial navigation system for an autonomous robot |
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| US8972052B2 (en) | 2004-07-07 | 2015-03-03 | Irobot Corporation | Celestial navigation system for an autonomous vehicle |
| US9008835B2 (en) | 2004-06-24 | 2015-04-14 | Irobot Corporation | Remote control scheduler and method for autonomous robotic device |
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| DE112021005204T5 (de) | 2020-10-02 | 2023-08-10 | Aisin Corporation | Ultraschallgenerator, Wandler und Objektdetektor |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2005088656A (ja) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp | 傾斜センサ付き車両 |
| JP4158664B2 (ja) * | 2003-09-25 | 2008-10-01 | 三菱ふそうトラック・バス株式会社 | 車両用ヘッドランプの光軸制御装置 |
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