JP6429751B2 - Obstacle detection device - Google Patents
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Description
この発明は、超音波センサを備えて障害物を検知する障害物検知装置に関するものである。 The present invention relates to an obstacle detection device that includes an ultrasonic sensor and detects an obstacle.
従来、車載用超音波センサは、アルミニウムなどの光が透過しない部材で構成された振動板を、セラミック振動子等によって振動させることにより、当該振動板から車両周辺に向けて超音波を送受信する。障害物検知装置は、当該超音波センサによって発せられ障害物によって反射されて戻ってくる超音波の送受信結果に基づいて、車両周辺の障害物を検知する。そして、障害物検知装置は、当該超音波センサによって車両周辺の障害物を検知した場合、例えば車室内のスピーカからブザー音を出力したり警告灯を点滅させたりして、運転者に対して注意を促す。 Conventionally, in-vehicle ultrasonic sensors transmit and receive ultrasonic waves from the vibration plate toward the periphery of the vehicle by vibrating a vibration plate made of a member that does not transmit light, such as aluminum, with a ceramic vibrator or the like. The obstacle detection device detects an obstacle around the vehicle based on the transmission / reception result of the ultrasonic wave emitted by the ultrasonic sensor and reflected by the obstacle. When the obstacle detection device detects an obstacle around the vehicle using the ultrasonic sensor, the obstacle detection device, for example, outputs a buzzer sound from a speaker in the passenger compartment or blinks a warning light to alert the driver. Prompt.
また、例えば特許文献1に記載された車両用障害物検知装置においては、超音波センサをバンパに取り付けるためのベゼルに、送受信部およびLED(Light Emitting Diode)が収納されている。このベゼルは、光透過性の部材で形成されており、アルミ製振動板である光不透過の送受信部の周囲に設けた部位を通して、内部に備えたLEDが発する光を車両外部に放射する。障害物が検知された場合にLEDが発する光をアルミ製振動板の周囲のベゼルから車両外部へ放射することにより、車両外部に向けて車両が接近していることを報知することができる。
For example, in the vehicle obstacle detection device described in
従来は、バンパ表面に設置された超音波センサが目立たないように、バンパ表面に露出するベゼルの面積は小さくなっていた。そのため、上記特許文献1のようにLEDの光がベゼルを透過する構成にしただけでは、発光する部位の面積が狭く、車両外部から見てその光が目立たないという課題があった。
Conventionally, the area of the bezel exposed on the bumper surface has been reduced so that the ultrasonic sensor installed on the bumper surface is not noticeable. For this reason, there is a problem in that the area of the light emitting portion is narrow and the light is not conspicuous when viewed from the outside of the vehicle, simply by adopting a configuration in which the light from the LED is transmitted through the bezel as in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、車両外部へ光を放射することによって車外の歩行者および周辺車両の搭乗者に対して自車両の存在を顕示し注意を喚起する超音波センサの視認性を高くすることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. By radiating light to the outside of the vehicle, the presence of the own vehicle is clearly indicated to pedestrians outside the vehicle and passengers in the surrounding vehicles. The purpose is to increase the visibility of the ultrasonic sensor to be invoked.
この発明に係る障害物検知装置は、光が透過する部材からなる、超音波を空気中に送信および受信する振動板と、振動板を振動させる振動子と、振動子の振動を振動板に伝達する伝達部材と、振動板の裏側に設置され、振動板を透過して表側へ放射される光を発する光源部と、振動子を制御して超音波を送受信させる送受信制御部と、超音波の送受信結果を用いて障害物を検知する障害物検知部と、振動板から超音波を送信する場合および障害物検知部が障害物を検知した場合に光源部を発光させる発光制御部とを備えるものである。 The obstacle detection device according to the present invention includes a vibration plate that transmits and receives ultrasonic waves in the air, a vibrator that vibrates the vibration board, and a vibration of the vibrator that is transmitted to the vibration plate. A transmission member that is installed on the back side of the diaphragm, emits light that is transmitted through the diaphragm and radiated to the front side, a transmission / reception control unit that controls the vibrator to transmit and receive ultrasonic waves, An obstacle detection unit that detects an obstacle using a transmission / reception result, and a light emission control unit that emits a light source unit when transmitting an ultrasonic wave from the diaphragm and when the obstacle detection unit detects an obstacle It is.
この発明によれば、光透過型の振動板を用いることにより、従来のような光不透過型の振動板と光透過型のベゼルとを用いた場合に比べて光を放射する面積を大きくすることができる。そのため、超音波センサから放射する光を目立たせることができ、超音波センサの視認性を高くすることができる。 According to the present invention, by using a light transmission type diaphragm, an area for emitting light is increased as compared with the case where a light non-transmission type diaphragm and a light transmission type bezel are used. be able to. Therefore, the light emitted from the ultrasonic sensor can be conspicuous, and the visibility of the ultrasonic sensor can be increased.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る超音波センサ10の構成例を示す断面図である。超音波センサ10は、光が透過する部材からなる、超音波を送受信する振動板11と、振動板11を振動可能に保持する保持部材12と、振動板11を振動させる振動子13と、振動子13の振動を振動板11に伝達する伝達部材14と、振動板11の裏側に設置され、振動板11を透過して表側へ放射される光を発する光源部15と、ケース16とを備えている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of an
ケース16は、例えば、光が透過しない部材を用いて形成されている。このケース16は、例えば車両のバンパ1に取り付けられる。ケース16をバンパ1に取り付ける方法は、接着、ネジ止めまたは爪嵌合など、どのような方法でもよい。
The
保持部材12は、可撓性と防水性を有する部材を用いて形成されている。この保持部材12は、ケース16の開口部において振動板11を振動可能に保持している。振動板11は、ケース16がバンパ1に取り付けられた状態で、バンパ1の穴から車両外部に露出する。また、ケース16の内部には、振動子13、伝達部材14および光源部15が設置されている。
ここでは、振動板11の車両外部を向く面を表面とし、振動板11の車両内部、つまりケース16側を向く面を裏面とする。
The
Here, a surface of the
振動子13は、振動板11を表裏方向に振動させる駆動力を発生するアクチュエータである。この振動子13は、例えば、圧電素子を用いた圧電式アクチュエータ、電磁力を利用する電動式アクチュエータ、または静電引力を利用する静電式アクチュエータなど、振動板11を振動させる駆動力を発生するものであれば何でもよい。図1では、振動子13として、多層の圧電素子を模式化して図示している。
The
伝達部材14は、一端が振動子13に接合され、他端が振動板11の裏面に接合されており、振動子13の振動を受けて振動板11の表面を振動可能である。振動子13は、伝達部材14を振動させることによって振動板11を振動させて車両外部に向けて超音波を送信(放射)する。障害物2によって反射した超音波を振動板11にて受信し、振動子13により電気信号に変換して出力する。
The
振動板11は、光が透過する樹脂などの部材を用いて形成されている。実施の形態1における振動板11は、剛性を有し、振動板11全体が表裏方向に振動する。この振動板11の裏側には、LEDなどの光源部15が1つ以上配置されている。光源部15が発する光は、振動板11を透過して、車両外部へ放射される。振動板11の全面から光を放射することができるため、従来のようなアルミ製の光不透過型の振動板と、光透過型のベゼルとを用いた場合に比べて、光を放射する面積を大きくすることができる。また、放射効率を高めることもできる。そのため、超音波センサ10から放射する光を目立たせることができる。
The
なお、光源部15から振動板11へ入射する光を遮らないよう、振動板11だけでなく伝達部材14も、光が透過する部材を用いて形成されていることが望ましい。
また、樹脂材を射出成形することにより、振動板11と伝達部材14とを一体に形成してもよい。もちろん、振動板11と伝達部材14を別々に形成した後に接合して一体化しても構わない。光が透過する樹脂材としては、例えばポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂またはスチロール樹脂などがある。樹脂材は強度が高く、かつ、軽量であるため、振動板11の面積を大きくすることができる。これにより、超音波センサ10の感度が向上する。また、発光を目立たせることができる。
In addition, it is desirable that not only the
Further, the
図2は、実施の形態1に係る超音波センサ10の変形例を示す断面図である。図2の例では、ケース16の内部に、導光部材となるプリズム17が設置されている。光源部15が発する光は、プリズム17により振動板11へ導光され、振動板11を透過して車両外部へ放射される。
FIG. 2 is a sectional view showing a modification of the
次に、超音波センサ10を用いた障害物検知装置20を説明する。
図3は、実施の形態1に係る超音波センサ10を用いた障害物検知装置20の構成例を示すブロック図である。障害物検知装置20は、超音波センサ10と、送受信制御部21と、障害物検知部22と、発光制御部23とを備えている。
Next, the
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the
送受信制御部21は、超音波を送信する指示を、超音波センサ10の振動子13に対して出力する。また、送受信制御部21は、振動子13に対して超音波の送信を指示する際、超音波の送信を知らせる通知を発光制御部23に対して出力する。振動子13は、送受信制御部21からの指示に従って、伝達部材14を介して振動板11を振動させ、超音波を車両外部に向けて送信する。その後、振動子13は、障害物2によって反射した超音波を振動板11によって受信し、電気信号に変換し、送受信制御部21へ出力する。
送受信制御部21は、振動子13からの電気信号を受け取り、超音波の送信から受信までにかかった時間を測定する。そして、送受信制御部21は、測定した時間を用いて、振動板11から障害物2までの距離を算出し、障害物検知部22へ出力する。
The transmission /
The transmission /
障害物検知部22は、送受信制御部21から距離の算出結果を受け取る。障害物検知部22は、この距離が予め定められた距離以下である場合、障害物2が車両周辺に存在していると検知する。そして、障害物検知部22は、障害物2を検知したことを知らせる通知を、発光制御部23に対して出力する。
The
発光制御部23は、超音波の送信を知らせる通知を送受信制御部21から受け取った場合、超音波センサ10の光源部15に対して発光の指示を出力する。また、発光制御部23は、障害物2を検知したことを知らせる通知を障害物検知部22から受け取った場合、超音波センサ10の光源部15に対して発光の指示を出力する。光源部15は、発光制御部23からの指示に従って光を発する。光源部15が発した光は、振動板11を透過して車両外部へ放射される。
The light
超音波センサ10が超音波を送信するときに車両外部へ光を放射することにより、車両周辺の歩行者などに対して、障害物検知動作を行っていることを報知することができる。
また、障害物検知装置20が障害物2を検知したときに超音波センサ10が車両外部へ光を放射することにより、障害物2として検知された歩行者などに対して、車両が接近していることを報知することができる。
その際、振動板11の全面から光を放射することによって発光を目立たせることで、歩行者などに対してより確実に報知することができる。
By emitting light to the outside of the vehicle when the
Further, when the
In that case, by making light emission conspicuous by radiating light from the entire surface of the
なお、図示は省略するが、障害物検知装置20は、障害物検知部22により障害物2を検知したときに車室内のスピーカからブザー音を出力したり車室内の警告灯を点滅させたりして、運転者に対して注意を促すようにしてもよい。障害物2の検知を、運転者と歩行者の双方が共有することにより、接触事故などの発生を抑制することができる。
Although illustration is omitted, the
また、バンパ1の表面に複数の超音波センサ10が設置されている場合、障害物検知装置20は、複数の超音波センサ10のそれぞれについて超音波の送受信および発光を制御することも可能である。この構成の場合、障害物検知装置20は、障害物2を検知した超音波センサ10のみが発光するよう制御してもよいし、いずれかの超音波センサ10において障害物2を検知した場合に当該超音波センサ10だけでなく他の超音波センサ10も連動して発光するよう制御してもよい。
When a plurality of
また、発光色の異なる複数の光源部15を備え、状況によって発光する光源部15を任意に選択しても構わない。障害物検知装置20は、例えば、超音波を送信するときは緑色の光源部15を発光させ、障害物2を検知したときは黄色の光源部15を発光させる。
Further, a plurality of
次に、障害物検知装置20のハードウェア構成例を説明する。
図4は、実施の形態1に係る障害物検知装置20のハードウェア構成例を示す図である。障害物検知装置20における送受信制御部21、障害物検知部22および発光制御部23の各機能は、処理回路により実現される。即ち、障害物検知装置20は、振動子13による振動板11からの超音波の送受信を制御し、超音波の送受信結果を用いて障害物2を検知し、振動板11から超音波を送信する場合および障害物2を検知した場合に光源部15を発光させるための処理回路を備える。処理回路は、メモリ32に格納されたプログラムを実行するプロセッサ31である。
Next, a hardware configuration example of the
FIG. 4 is a diagram illustrating a hardware configuration example of the
送受信制御部21、障害物検知部22および発光制御部23の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ32に格納される。プロセッサ31は、メモリ32に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。即ち、障害物検知装置20は、プロセッサ31により実行されるときに、振動子13による振動板11からの超音波の送受信を制御するステップ、超音波の送受信結果を用いて障害物2を検知するステップ、振動板11から超音波を送信する場合および障害物2を検知した場合に光源部15を発光させるステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ32を備える。また、このプログラムは、送受信制御部21、障害物検知部22および発光制御部23の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
Each function of the transmission /
プロセッサ31は、CPU(Central Processing Unit)、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはDSP(Digital Signal Processor)等ともいう。
メモリ32は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(Electrically EPROM)等の不揮発性または揮発性の半導体メモリであってもよいし、ハードディスク、フレキシブルディスク等の磁気ディスクであってもよい。
The
The
図5に、振動子13の一例を示す。図5における振動子13は圧電式アクチュエータであり、プラスとマイナスの電極を持つ圧電素子が積層された多層の圧電素子13aと、電源13bと、受信アンプ13cとを備えている。多層の圧電素子13aには伝達部材14が接合される。振動子13は、送受信制御部21から超音波を送信する指示を受け付けると、多層の圧電素子13aに電圧を印加して、この多層の圧電素子13aを積層方向に伸縮させる。この伸縮運動により、伝達部材14を介して振動板11が振動する。障害物2によって反射した超音波により振動板11が振動すると、この振動が伝達部材14を介して多層の圧電素子13aに伝達される。多層の圧電素子13aは、振動を電力に変換して電気信号を出力する。受信アンプ13cは、この電気信号を増幅し、送受信制御部21へ出力する。
なお、上記においては多層の圧電素子を用いた構成を示したが、充分な特性が得られれば、単層の圧電素子でも構わない。
FIG. 5 shows an example of the
In the above, a configuration using a multilayer piezoelectric element is shown, but a single-layer piezoelectric element may be used as long as sufficient characteristics are obtained.
以上より、実施の形態1に係る超音波センサ10は、光が透過する部材からなる、超音波を空気中に送信および受信する振動板11と、振動板11を振動させる振動子13と、振動子13の振動を振動板11に伝達する伝達部材14と、振動板11の裏側に設置され、振動板11を透過して表側へ放射される光を発する光源部15とを備える構成である。この構成により、従来のような光不透過型の振動板と光透過型のベゼルとを用いた場合に比べて、光を放射する面積を大きくすることができる。そのため、超音波センサ10から放射する光を目立たせることができ、超音波センサ10の視認性を高くすることができる。
As described above, the
また、実施の形態1に係る障害物検知装置20は、上述した超音波センサ10と、振動子13を制御して超音波を送受信させる送受信制御部21と、超音波の送受信結果を用いて障害物2を検知する障害物検知部22と、振動板11から超音波を送信する場合および障害物検知部22が障害物2を検知した場合に光源部15を発光させる発光制御部23とを備える構成である。この構成により、車両周辺の歩行者および周辺車両の搭乗者などに対して、障害物検知動作を行っていることを報知することができる。また、障害物2として検知された歩行者および周辺車両の搭乗者などに対して、車両が接近していることを報知することができる。
The
なお、振動板11に、光を散乱させる機能を持たせてもよい。
例えば、振動板11を、乳白色の樹脂などの半透明部材を用いて形成する。これにより、振動板11から放射される光が散乱光になる。また、例えば、振動板11の表面に、微細な凹凸を形成し、すりガラス状にする。この場合にも、振動板11から放射される光が散乱光になる。
The
For example, the
振動板11が光散乱の機能を有することにより、広範囲に光を放射することができる。そのため、バンパ1の表面において車両外部へ放射する光を、さらに目立たせることができる。また、振動板11の全面に光散乱の機能を持たせることにより、振動板11の全面が一様に発光するため、光のむらが低減され、照明としてのデザイン性が向上する。
Since the
また、振動板11に、拡散または集光の光学特性を持たせてもよい。図6に、振動板11の変形例を示す。
図6(a)は振動板11の平面図、図6(b)は振動板11の側面図である。この振動板11の片面には、透明な凸レンズ11aが4つ形成されている。凸レンズ11aは、車両外部へ放射する光を拡散させる光学特性を有する。
また、図示は省略するが、4つの凸レンズ11aに対向する4箇所に4つの光源部15を配置する。この構成により、4つの凸レンズ11aのそれぞれから光が放射されるため、光源単位で発光することができる。
Further, the
FIG. 6A is a plan view of the
Although not shown, four
なお、図示は省略するが、振動板11に、凹レンズ、ブリリアントカットのような任意な多面形状、プリズムまたはエンボスなどを形成することにより、拡散または集光の光学特性を持たせてもよい。
また、光学特性を持たせるための形状加工を振動板11の表面に施すことによって超音波にノイズが生じる場合には、振動板11の裏面に施しても構わない。
Although illustration is omitted, the
In addition, when noise is generated in the ultrasonic waves by applying shape processing for giving optical characteristics to the surface of the
振動板11が拡散の光学特性を有することにより、広範囲に光を放射することができる。また、振動板11が集光の光学特性を有することにより、遠くまで光を放射することができる。そのため、光を放射する範囲および方向を任意に設定することができる。
Since the
また、振動板11から車両外部の複数の方向へ、光を放射する構成にしてもよい。
例えば、複数の光源部15を、光を発する方向が互いに異なる向きに設置する。これにより、複数の方向へ光を放射することができ、振動板11の発光をより目立たせることができる。あるいは、図6に示した4つの凸レンズ11aを、各凸レンズ11aの光軸が互いに異なる向きになるように形成してもよい。振動板11の表面に、光を屈折させる凹凸を形成することにより、複数の方向へ光を放射することができ、振動板11の発光をより目立たせることができる。
Further, the light may be emitted from the
For example, the plurality of
さらに、超音波センサ10が複数の光源部15を備えて車両外部の複数の方向へ光を放射可能である場合に、障害物2が検知された方向へ選択的に光を放射するようにしてもよい。
その場合、障害物検知装置20において障害物検知部22は、超音波の送受信結果を用いて、障害物2が存在する方向を算出する。障害物2の方向を算出する方法は、公知の技術を用いればよいため説明を省略する。そして、障害物検知部22は、障害物2を検知したことおよび当該障害物2を検知した方向を知らせる通知を、発光制御部23に対して出力する。発光制御部23は、障害物検知部22から上記通知を受け取った場合、複数の光源部15のうち、障害物2が検知された方向へ光を放射する光源部15から光を発するよう制御する。
このような構成により、障害物2として検知された歩行者などに向けて光を放射して、車両の接近を報知することが可能となる。
Further, when the
In that case, the
With such a configuration, it is possible to notify the approach of the vehicle by emitting light toward a pedestrian or the like detected as the obstacle 2.
実施の形態2.
上記実施の形態1では、振動板11の表面が平面状である構成例を示したが、実施の形態2では、振動板11の表面を凸面状または凹面状とする構成例を示す。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the configuration example in which the surface of the
図7は、実施の形態2に係る超音波センサ10の構成例を示す断面図であり、振動板11の表面が凸面11bになっている。
図8は、実施の形態2に係る超音波センサ10の構成例を示す断面図であり、振動板11の表面が凹面11cになっている。
図7および図8において、図1〜図6と同一または相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the
7 and 8, the same or corresponding parts as those in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図7に示すように、振動板11の表面を凸面11bにした場合、凸面11bから放射される光は収束し、凸面11bから送信される超音波は拡散する。
図8に示すように、振動板11の表面を凹面11cにした場合、凹面11cから放射される光は拡散し、凹面11cから送信される超音波は収束する。
なお、図7および図8では振動板11の表面全体を凸面11bまたは凹面11cにしたが、振動板11の表面の一部を凸面11bまたは凹面11cにしてもよい。
As shown in FIG. 7, when the surface of the
As shown in FIG. 8, when the surface of the
7 and 8, the entire surface of the
以上より、実施の形態2によれば、振動板11の表面を凸面11bにするか凹面11cにするかによって、放射光と超音波の拡散と収束を選択できる。例えば、振動板11の表面が凸面11bであって、超音波が広範囲に送信される構成である場合、車両に設置する超音波センサ10の個数を減らすことができる。また、例えば、振動板11の表面が凹面11cであって、超音波が遠くまで送信される構成である場合、車両から離れた位置にある障害物を検知することができる。
As described above, according to the second embodiment, the diffusion and convergence of the radiation light and the ultrasonic wave can be selected depending on whether the surface of the
なお、上記実施の形態1と同様に、実施の形態2においても、振動板11を半透明部材で構成したり、凸面11bおよび凹面11cに微細な凹凸を形成してすりガラス状にしたりして、光散乱機能を持たせてもよい。
As in the first embodiment, also in the second embodiment, the
実施の形態3.
上記実施の形態2では、振動板11を凸面11bまたは凹面11cにして指向性を持たせた構成例を示したが、実施の形態3では、振動板11の縦横比を変更して指向性を持たせる構成例を示す。
Embodiment 3 FIG.
In the second embodiment, the configuration example in which the
図9は、実施の形態3に係る超音波センサ10のうち、振動板11と保持部材12の形状を示す平面図である。図9において、図1〜図8と同一または相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。
ここでは、図9(a)と図9(b)の紙面上、縦方向は、超音波センサ10を車両のバンパ1に設置したときの垂直方向に相当し、横方向は水平方向に相当するものとする。
FIG. 9 is a plan view showing the shapes of the
9A and 9B, the vertical direction corresponds to the vertical direction when the
図9(a)に示す振動板11の実質的な搖動面は、縦に長く横に短い長方形状である。また、図9(b)に示す振動板11の実質的な搖動面は、縦に長く横に短い楕円形状である。これらの構成により、振動板11から送信される超音波は、縦方向に狭く、横方向に広い指向性を持つ。
図示は省略するが、振動板11の実質的な搖動面を、縦に短く横に長い形状にした場合、この振動板11から送信される超音波は、縦方向に広く、横方向に狭い指向性を持つ。
The substantial sliding surface of the
Although illustration is omitted, when the substantial peristaltic surface of the
以上より、実施の形態3によれば、振動板11の搖動面を、縦と横の長さが異なる形状にすることで、超音波の指向性を任意に変更することができる。そのため、障害物の検知範囲を最適化できる。
As described above, according to the third embodiment, the directivity of the ultrasonic waves can be arbitrarily changed by making the peristaltic surface of the
実施の形態4.
上記実施の形態1〜3では、振動板11として剛性を有する部材を用いた構成例を示したが、実施の形態4では、振動板11として可撓性を有する部材を用いた構成例を示す。
Embodiment 4 FIG.
In the first to third embodiments, a configuration example using a rigid member as the
図10は、実施の形態4に係る超音波センサ10の構成例を示す図である。図10(a)は超音波センサ10をバンパ1の表面から見た平面図、図10(b)は超音波センサ10をA−A’線に沿って切断した断面図、図10(c)は超音波センサ10をB−B’線に沿って切断した断面図である。また、図10において、図1〜図9と同一または相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。
ここでは、図10(a)と図10(b)の紙面上、縦方向は、超音波センサ10を車両のバンパ1に設置したときの垂直方向に相当し、横方向は水平方向に相当するものとする。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the
10A and 10B, the vertical direction corresponds to the vertical direction when the
実施の形態4において、振動板11は、可撓性を有する部材を用いて形成されている。この振動板11の外縁部は、ケース16の開口部に固定されている。つまり、振動板11の外縁部は、当該振動板11を振動可能に保持する保持部材12として機能する。
In the fourth embodiment, the
また、実施の形態4における振動板11は可撓性を有するため、振動板11のうち、主として伝達部材14と接合された部分が撓んで振動する。この構成の場合にも、実施の形態1〜3と同様に、振動子13は、伝達部材14を振動させることによって、振動板11を振動させて車両外部に向けて超音波を送信する。また、障害物2によって反射した超音波は、振動板11にて受信し、振動子13が電気信号に変換して出力する。
Moreover, since the
また、振動板11のうちの主として伝達部材14と接合された部分が振動するため、超音波の指向性は、振動板11と伝達部材14との接合部分の形状によって定まる。そこで、例えば図10に示すように、伝達部材14の振動板11に接合する端面を、縦に長く横に短い長方形状にした場合、振動板11から送信される超音波は、縦方向に狭く、横方向に広い指向性を持つ。
Further, since the portion of the
一方、伝達部材14の振動子13に接合する端面は、どのような形状でもよい。図10の例では、伝達部材14を、振動子13に接合する端面側に向かって先細る形状とすることで、伝達部材14の軽量化を図っている。伝達部材14が軽量になることで、振動子13の振動が減衰することなく振動板11へ伝達されるため、振動板11の振動の振幅が大きくなる。よって、超音波センサ10の感度が向上する。
On the other hand, the end face joined to the
ここで、図11に、伝達部材14の振動板11に接合する端面形状の変形例を示す。図11(a)〜図11(c)は、超音波センサ10をバンパ1の表面から見た図である。
図11(a)の例では、伝達部材14の振動板11に接合する端面は、縦に長く横に短い楕円形状である。また、伝達部材14を中空の筒状にする、適当な肉ぬきを施す、または剛性が保たれる程度の発泡材を使用することにより、軽量化してもよい。
図11(b)と図11(c)の例では、伝達部材14の振動板11に接合する端面は、縦に長く横に短い十字形状である。
図11(a)〜図11(c)に示す構成の場合、振動板11から送信される超音波は、縦方向に狭く、横方向に広い指向性を持つ。なお、伝達部材14の端面形状は、図10および図11の例に限定されるものではなく、超音波センサ10に要求される指向性に応じた形状にすればよい。
Here, FIG. 11 shows a modification of the end face shape of the
In the example of FIG. 11A, the end surface joined to the
In the example of FIG. 11B and FIG. 11C, the end surface of the
In the case of the configuration shown in FIGS. 11A to 11C, the ultrasonic waves transmitted from the
図12に、振動板11の変形例を示す。図12(a)は超音波センサ10をバンパ1の表面から見た図、図12(b)は超音波センサ10をA−A’線に沿って切断した断面図、図12(c)は超音波センサ10をB−B’線に沿って切断した断面図である。
図12の例では、振動板11の振動する部分と、保持部材12として機能する部分との境界に、円環状の薄肉部11dが形成されている。薄肉部11dが形成されていることにより、振動板11が撓みやすくなり、振動の振幅が大きくなる。よって、超音波センサ10の感度が向上する。なお、薄肉部11dの形状は、図12の例に限定されるものではなく、振動板11を撓みやすくする形状であればよい。
FIG. 12 shows a modification of the
In the example of FIG. 12, an annular
以上より、実施の形態4によれば、振動板11と伝達部材14との接合面を、縦と横の長さが異なる形状にすることで、超音波の指向性を任意に変更することができる。そのため、障害物の検知範囲を最適化できる。
As described above, according to the fourth embodiment, it is possible to arbitrarily change the directivity of the ultrasonic wave by making the joint surface between the
なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、または各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of each embodiment, any component of each embodiment can be modified, or any component of each embodiment can be omitted.
1 バンパ、2 障害物、10 超音波センサ、11 振動板、11a 凸レンズ、11b 凸面、11c 凹面、11d 薄肉部、12 保持部材、13 振動子、13a 多層の圧電素子、13b 電源、13c 受信アンプ、14 伝達部材、15 光源部、16 ケース、17 プリズム、20 障害物検知装置、21 送受信制御部、22 障害物検知部、23 発光制御部、31 プロセッサ、32 メモリ。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記振動板を振動させる振動子と、
前記振動子の振動を前記振動板に伝達する伝達部材と、
前記振動板の裏側に設置され、前記振動板を透過して表側へ放射される光を発する光源部と、
前記振動子を制御して超音波を送受信させる送受信制御部と、
超音波の送受信結果を用いて障害物を検知する障害物検知部と、
前記振動板から超音波を送信する場合および前記障害物検知部が障害物を検知した場合に前記光源部を発光させる発光制御部とを備える障害物検知装置。 A diaphragm that transmits and receives ultrasonic waves in the air, made of a member that transmits light;
A vibrator for vibrating the diaphragm;
A transmission member for transmitting vibration of the vibrator to the diaphragm;
A light source unit that is installed on the back side of the diaphragm and emits light that is transmitted to the front side through the diaphragm;
A transmission / reception control unit for controlling the vibrator to transmit / receive ultrasonic waves;
An obstacle detection unit that detects an obstacle using an ultrasonic transmission / reception result; and
An obstacle detection device comprising: a light emission control unit that causes the light source unit to emit light when transmitting ultrasonic waves from the diaphragm and when the obstacle detection unit detects an obstacle.
前記発光制御部は、発光色の異なる複数の前記光源部の発光を制御することによって、前記振動板を透過して表側へ放射される光の色を制御することを特徴とする請求項1記載の障害物検知装置。 A plurality of the light source units having different emission colors;
The light emission control unit, by controlling the light emission of the plurality of the light source unit of different emission colors, according to claim 1, wherein the controlling the color of light emitted to the front side by passing through the diaphragm Obstacle detection device.
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