JP5134434B2 - 超音波センサ - Google Patents

Description

本発明は、主として監視空間内において移動する物体の存在を検出する移動体検出装置において超音波の送受波に用いられる超音波センサに関する。

近年、自動車の車両盗難並びに車上盗難が増加しているため、駐車中の車両に不審者が侵入した場合に警報音を鳴動する車載用盗難警報装置が普及してきており、かかる車載用盗難警報装置には監視空間（車内）における移動物体（人）の存否を検出するために移動体検出装置が搭載されている。この種の移動体検出装置は、所定周波数の連続エネルギ波（例えば、超音波）を監視空間内に放射しておき、監視空間内に存在する物体の移動に伴ってドップラー効果として生じる反射波の周波数偏移を検出するように構成され、一般的に超音波を送受波する超音波センサを有する。このような超音波センサには、例えば特許文献１，２に開示されているようなものがある。
特開２０００−１０５１１５号公報 特開２０００−３４１７８５号公報

ところで、上記のような超音波センサは、超音波を送波する送波手段（図示せず）と、送波された超音波の反射波を受波する受波手段（図示せず）と、送波手段及び受波手段を収納するとともに送波手段から送波される超音波を外部に取り出す音波放射口１ａを有するセンサ本体１とを備え、図３（ａ）に示すように、車両Ａのフロント側の天井（造営面）２にセンサ本体１が配置されることで車内に超音波を送波するようになっている。尚、送波手段及び受波手段としては一般的に超音波振動子が用いられる。

ここで、車両Ａのフロント側の天井２は、互いに鈍角を成すように屈曲された第１の壁面２０及び第２の壁面２１から成り、第２の壁面２１において第１の壁面２０及び第２の壁面２１の屈曲部位近傍に開口２１ａが設けられている。而して、当該開口２１ａと音波放射口１ａとが連通するようにセンサ本体１を配設することで、音波放射口１ａ及び開口２１ａを介して超音波が車内に送波される。尚、超音波の空気中への放射分布は、音波放射口１ａの形状及び音波放射口１ａ周辺の形状に依存するため、各形状を適切なものとすることで車内における超音波の放射分布を制御することができる。

しかしながら、図３（ｂ）に示すように、センサ本体１の位置によっては車内において超音波が十分な音圧で送波されない空間が生じ、車内において移動物体が検知されない死角が生じてしまうという問題があった。この問題を解消するためにセンサ本体１が配設される部位周辺（ここでは、車両Ａのフロント側の天井２）の形状を変更することで超音波の送波方向を変更することが考えられるが、意匠的な制約があるために形状を大幅に変更することができず、上記問題を解消することができない。

本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、センサ本体が配設される部位周辺の形状を変更することなく超音波の送波方向を変更し、車内において移動物体が検知されない死角が生じるのを防ぐことのできる超音波センサを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、超音波を送波する送波手段と、送波された超音波の反射波を受波する受波手段と、送波手段及び受波手段を収納するとともに送波手段から送波される超音波を外部に取り出す音波放射口を有するセンサ本体とを備え、互いに鈍角を成すように屈曲された第１の壁面及び第２の壁面から成る造営面の何れか一方の壁面に設けられた開口と音波放射口とが連通するようにセンサ本体が配置される超音波センサであって、第１の壁面及び第２の壁面の屈曲部位と音波放射口との間の距離を、送波する超音波の波長よりも短くなるように設定したことを特徴とする。

本発明によれば、センサ本体が配設される部位周辺の形状を変更することなく超音波の送波方向を変更することができ、超音波の放射分布を制御できる。

以下、本発明に係る移動体検出装置の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態は、図１（ａ）に示すように、超音波を送波する送波手段（図示せず）と、送波された超音波の反射波を受波する受波手段（図示せず）と、送波手段及び受波手段を収納するとともに送波手段から送波される超音波を外部に取り出す音波放射口１ａを有するセンサ本体１とを備え、互いに鈍角を成すように屈曲された第１の壁面２０及び第２の壁面２１から成る造営面（ここでは、車両Ａのフロント側の天井２）において第２の壁面２１に設けられた開口２１ａと音波放射口１ａとが連通するようにセンサ本体１が配置される。

ここで、例えば、図３（ａ）に示すように、第１の壁面２０及び第２の壁面２１の屈曲部位（以下、「屈曲点」と呼ぶ）と音波放射口１ａとの間の距離Ｌ１を１０ｍｍ、送波する超音波の周波数を約４０ｋＨｚとすると、超音波の波長は約８．５ｍｍとなり、前記距離Ｌ１よりも短くなる。この場合における超音波の音圧レベルの測定結果を図２の破線イに示す。尚、同図において、縦軸が超音波の音圧レベル、横軸が音波放射口１ａの法線方向を０度とした時の超音波の送波角を表している。同図によれば、送波角が約４０度の送波方向において音圧が極端に下がっており、上記課題にて述べたように車内において移動物体が検知されない死角が生じる（図３（ｂ）の実線ウで囲まれた領域参照）。

一方、本実施形態では、屈曲点と音波放射口１ａとの間の距離Ｌ１を５ｍｍとし、送波手段の送波する超音波の波長（約８．５ｍｍ）が、屈曲点と音波放射口１ａとの間の距離Ｌ１よりも長くなるように設定している。この場合における超音波の音圧レベルの測定結果を図２の実線アに示す。同図によれば、上記の場合と比較して送波角が約４０度の送波方向における音圧の低下が生じないようになっている。而して、超音波の放射分布において音圧が極端に下がる箇所を無くすことができ、車内において移動物体が検知されない死角が生じるのを防ぐことができる（図１（ｂ）参照）。

上述のように、送波手段の送波する超音波の波長を屈曲点と音波放射口１ａとの間の距離Ｌ１よりも長く設定することで、センサ本体１が配設される部位周辺の形状を変更することなく超音波の送波方向を変更することができ、車内において移動物体が検知されない死角が生じるのを防ぐことができる。

本発明に係る超音波センサの実施形態を示す図で、（ａ）は断面図で、（ｂ）は車両にセンサを配設した場合の超音波の放射分布を示す概略図である。 本実施形態の超音波センサと従来の超音波センサとの超音波の放射分布の比較図である。 従来の超音波センサを示す図で、（ａ）は断面図で、（ｂ）は車両にセンサを配設した場合の超音波の放射分布を示す概略図である。

符号の説明

１ センサ本体
１ａ 音波放射口
２ 天井（造営面）
２０ 第１の壁面
２１ 第２の壁面
２１ａ 開口

Claims (1)

1. 超音波を送波する送波手段と、送波された超音波の反射波を受波する受波手段と、送波手段及び受波手段を収納するとともに送波手段から送波される超音波を外部に取り出す音波放射口を有するセンサ本体とを備え、互いに鈍角を成すように屈曲された第１の壁面及び第２の壁面から成る造営面の何れか一方の壁面に設けられた開口と音波放射口とが連通するようにセンサ本体が配置される超音波センサであって、第１の壁面及び第２の壁面の屈曲部位と音波放射口との間の距離を、送波する超音波の波長よりも短くなるように設定したことを特徴とする超音波センサ。

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