JPWO2017037838A1 - 超音波センサおよび障害物検知装置 - Google Patents

Abstract

超音波センサ（１０）は、超音波を送受信する送受信部（１１）と、送受信部（１１）を車両のバンパ（１）に取り付けるホルダ（１２）およびアタッチメント（１３）と、バンパ（１）の裏側に設置される光源部（１４ａ，１４ｂ）とを備える。ホルダ（１２）は、バンパ（１）の表面に露出する形状であって、光源部（１４ａ，１４ｂ）が発する光をバンパ（１）の表面に導光し、光放射面（１２ａ）から車両外部へ放射する。

Description

この発明は、超音波センサ、および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。

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。

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。

特開２００５−１７８５３６号公報

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。

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。

この発明に係る超音波センサは、超音波を送受信する送受信部と、バンパの裏側に設置される単数あるいは複数の光源部と、少なくとも一部をバンパの表面に露出して、光源部が発する光をバンパの表面に導光して車両外部へ放射する光学部とを備えるものである。

この発明によれば、少なくとも一部をバンパの表面に露出した光学部により、単数あるいは複数の光源部が発する光をバンパの表面に導光して車両外部へ放射するようにしたので、超音波センサから車両外部へ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。また、光の放射により超音波センサが動作していることを顕示することで、車外の歩行者および周辺車両の搭乗者に対して、車両の挙動を知らしめ、車両に対する注意を促すことができる。

この発明の実施の形態１に係る超音波センサの構成例を示す断面図である。 実施の形態１に係る超音波センサの変形例を示す断面図である。 実施の形態１に係る超音波センサ、および超音波センサを備えた障害物検知装置の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１に係る障害物検知装置のハードウェア構成例を示す図である。 実施の形態１に係る超音波センサにおけるホルダの変形例を示す断面図である。 実施の形態１に係る超音波センサにおけるホルダの変形例を示す断面図である。 この発明の実施の形態２に係る超音波センサの構成例を示す断面図である。 この発明の実施の形態３に係る超音波センサを、バンパ表面から見た図である。 実施の形態３に係る超音波センサの構成例を示す断面図である。 この発明の実施の形態４に係る超音波センサの構成例を示す断面図である。 実施の形態４に係る障害物検知装置の構成例を示すブロック図である。 この発明の実施の形態５に係る超音波センサの構成例を示す断面図である。 実施の形態５に係る超音波センサを、バンパ表面から見た図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、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、超音波を送受信する送受信部１１と、送受信部１１を車両のバンパ１に取り付けるホルダ１２およびアタッチメント１３と、バンパ１の裏側に設置された光源部１４ａ，１４ｂとを備えている。ホルダ１２およびアタッチメント１３は、取付部材である。また、ホルダ１２は、光源部１４ａ，１４ｂが発する光をバンパ１の表面に導光して車両外部へ放射する光学部として機能する。

送受信部１１は、アルミニウムなどの光が透過しない部材を用いて形成されたケースを備えている。ケースの内部には、圧電素子などの振動子および送受信回路などが収容されている。ケースの振動面１１ａは、バンパ１の表面に露出している。この振動面１１ａの内側には、図示していないが圧電素子からなる振動子が設置され、振動子と振動面１１ａとが一体に振動可能である。送受信回路は、振動子を振動させることによって振動面１１ａを振動させて車両外部に向けて超音波を送信する。障害物２によって反射した超音波により振動面１１ａを変移（振動）させて振動子にて受信し、送受信回路が電気信号に変換して超音波信号として出力する。

アタッチメント１３は、光が透過しない、剛性を有する樹脂などの部材を用いて形成されている。このアタッチメント１３は、送受信部１１を収容した状態で、バンパ１の裏面に接着されている。なお、アタッチメント１３は、ネジ止めなど、接着以外の方法によりバンパ１の裏面に固定されていてもよい。ホルダ１２は、光が透過する、弾性を有するゴムまたは樹脂などの部材を用いて形成されている。このホルダ１２は、バンパ１の穴と送受信部１１のケースとの間に設置されている。ホルダ１２の摩擦力および弾性力により、バンパ１に対して送受信部１１が保持される。

アタッチメント１３の、ホルダ１２に対向する位置には、ＬＥＤなどの光源部１４ａと光源部１４ｂが設置されている。光学部１５として機能するホルダ１２は、バンパ１に形成された穴から当該バンパ１の表面に露出した光放射面１２ａを有している。このホルダ１２は、光源部１４ａと光源部１４ｂが発する光を導光し、バンパ１の表面に露出した光放射面１２ａから車両外部へ放射する。光放射面１２ａは、バンパ１の表面において送受信部１１の振動面１１ａを取り囲むような環形状であるため、車両外部からバンパ１の表面を見ると環形状に光って見える。この光放射面１２ａの面積を大きくすることにより、発光をより目立たせることができる。

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、送受信部１１のケース内部に光源部１４ａと光源部１４ｂが設置されている。このケースの、光源部１４ａと光源部１４ｂとホルダ１２とに対向する位置には、穴１１ｂが形成されている。光源部１４ａと光源部１４ｂが発する光は、この穴１１ｂを通ってホルダ１２へ入射し、当該ホルダ１２によって、バンパ１の表面に導光されて車両外部へ放射される。

なお、図１および図２の例においては、光源部１４ａと光源部１４ｂが設けられているが、さらに多くの光源部が設けられていてもよい。あるいは、光源部が１つであっても構わない。また、光源部１４ａと光源部１４ｂは、バンパ１の裏側に設置されていればよく、その設置方法は、図１および図２に示した例に限定されるものではない。

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。なお、図３における光学部１５とは、図１および図２においてはホルダ１２である。

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の送受信部１１に対して出力する。また、送受信制御部２１は、送受信部１１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。送受信部１１は、送受信制御部２１からの指示に従って、振動面１１ａを振動させ、超音波を車両外部に向けて送信する。その後、送受信部１１は、障害物２によって反射した超音波を振動面１１ａ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、送受信部１１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、振動面１１ａ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。

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。

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１４ａ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１４ｂに対して発光の指示を出力する。光源部１４ａあるいは光源部１４ｂは、発光制御部２３からの指示に従って光を発する。光源部１４ａあるいは光源部１４ｂが発した光は、光学部１５であるホルダ１２によってバンパ１の表面に導光され、車両外部へ放射される。

超音波センサ１０が超音波を送信するときに車両外部へ、光源部１４ａが発する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を検知したときに車両外部へ、光源部１４ｂが発する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、図１および図２に示したような構成において、超音波センサ１０の周囲に設けた円環状の光放射面１２ａが光源部１４ａと光源部１４ｂの双方から発した光を放射できるようにする。さらに、例えば、超音波を送信するときに発光する光源部１４ａの発光色を緑色、障害物２を検知したときに発光する光源部１４ｂの発光色を黄色にする。これにより、超音波を送信するときには光放射面１２ａから緑色の光を放射し、障害物２を検知したときには光放射面１２ａから黄色の光を放射することができる。
また、例えば上記光放射面１２ａを２分割して、円弧状の２つの光放射面とする。そして、光源部１２ａおよび光源部１４ｂによって発した光を、超音波センサ１０の周囲に設けたそれぞれの光源部に対応する円弧状の光放射面から放射する構成にしてもよい。これにより、超音波を送信するときに光源部１４ａが発した光を一方の円弧状の光放射面から放射し、障害物２を検知したときに光源部１４ｂが発した光を他方の円弧状の光放射面から放射することができる。
なお、光源部１４ａおよび光源部１４ｂの発光パターンは、上記以外のパターンでもよく、例えば、超音波を送信するときに光源部１４ａと光源部１４ｂを同時に発光させ、障害物２を検知したときに光源部１４ａと光源部１４ｂを交互に発光させることもできる。
上記の構成によって、さらに光放射面１２ａの発光を目立たせることができ、歩行者などに対してより確実に報知することができる。

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。

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タイミング、さらには発光色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。

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、送受信部１１による超音波の送受信を制御し、送受信部１１による超音波の送受信結果を用いて障害物２を検知する処理回路と、送受信部１１が超音波を送信する場合に光源部１４ａを発光させ、障害物２を検知した場合に光源部１４ｂ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。

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、送受信部１１による超音波の送受信を制御するステップ、送受信部１１による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、送受信部１１の状況によって光源部１４ａあるいは光源部１４ｂ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。

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。

以上より、実施の形態１に係る超音波センサ１０は、超音波を送受信する送受信部１１と、送受信部１１をバンパ１に取り付けるホルダ１２およびアタッチメント１３と、バンパ１の裏側に設置される光源部１４ａと光源部１４ｂとを備える構成である。そして、ホルダ１２は、バンパ１の表面に露出する形状であって、光源部１４ａ，１４ｂが発する光をバンパ１の表面に導光して車両外部へ放射する光学部１５として機能する。この構成により、超音波センサ１０から車両外部へ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。また、光の放射により超音波センサ１０が動作していることを顕示することで、車外の歩行者および周辺車両の搭乗者に対して、車両の挙動を知らしめ、車両に対する注意を促すことができる。

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、送受信部１１による超音波の送受信を制御する送受信制御部２１と、送受信部１１による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、送受信部１１が超音波を送信する場合に光源部１４ａを発光させ、障害物検知部２２が障害物２を検知した場合に光源部１４ｂ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、車外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として検知された車外の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。

なお、光学部１５として機能するホルダ１２に、光を散乱させる光散乱部としての機能を持たせてもよい。図５に、ホルダ１２の変形例を示す。
図５（ａ）の変形例では、ホルダ１２のうち、少なくともバンパ１の表面に露出する光放射面１２ａが、乳白色の樹脂などの半透明部材１２ａ−１で構成されている。ホルダ１２のうち、半透明部材１２ａ−１を除く部分は、例えば透明な光透過部材で構成されている。半透明部材１２ａ−１で構成された部分が、光散乱部として機能する。図示は省略するが、ホルダ１２の全体が、半透明部材で構成されていてもよい。

図５（ｂ）の変形例では、ホルダ１２は、例えば透明な光透過部材で構成されている。そして、ホルダ１２のうち、少なくともバンパ１の表面に露出する光放射面１２ａに、微細な凹凸１２ａ−２が形成され、すりガラス状になっている。微細な凹凸１２ａ−２の形成された部分が、光散乱部として機能する。

ホルダ１２が光散乱部として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、さらに広範囲に目立たせることができる。また、光が散乱することにより、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。

また、光学部１５として機能するホルダ１２に、拡散または集光の光学特性を持たせてもよい。図６に、ホルダ１２の変形例を示す。
図６の変形例では、ホルダ１２は、光透過部材で構成されている。そして、ホルダ１２のうち、少なくともバンパ１の表面に露出する光放射面１２ａに、凸レンズ１２ａ−３が形成されている。凸レンズ１２ａ−３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。
図示は省略するが、ホルダ１２の光放射面１２ａに、凹レンズ、ブリリアントカットのような任意の多面形状、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。

ホルダ１２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、ホルダ１２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。
この構成の超音波センサ１０から車両外部へ放射する光を目立たせることによって、超音波センサ１０が動作していることを顕示することができる。これにより、車外の歩行者および周辺車両の搭乗者に対して、車両の挙動を知らしめ、車両に対する注意を促すことができる。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、送受信部１１をバンパ１に取り付ける取付部材として、ホルダ１２およびアタッチメント１３を用いる構成例を示したが、実施の形態２では、取付部材としてホルダおよびベゼルを用いる構成例を示す。

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る。図７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。
実施の形態２に係る超音波センサ１０は、取付部材としてホルダ１２およびベゼル１６を用いる構成である。このベゼル１６が光学部１５として機能する。

ベゼル１６は、光が透過する透明な樹脂などの光透過部材を用いて形成されている。このベゼル１６は、筒状であり、その一端側にはバンパ１の穴よりも大きい直径の光放射面１６ａが形成されている。また、ベゼル１６の側面には複数の保持バネ１６ｂが形成されている。ベゼル１６は、バンパ１の穴に表面側から装着され、光放射面１６ａと保持バネ１６ｂとでバンパ１を挟み込んだ状態で固定される。ベゼル１６の内部には、送受信部１１が収容されている。また、ベゼル１６と送受信部１１との間にホルダ１２が設置され、ホルダ１２の摩擦力および弾性力によりベゼル１６に対して送受信部１１が保持される。

バンパ１の裏側には光源部１４ａと光源部１４ｂが設置されている。光源部１４ａと光源部１４ｂをバンパ１の裏側に保持する方法はどのような方法でもよく、例えばベゼル１６の不図示の部位により、光源部１４ａと光源部１４ｂがバンパ１の裏側に保持されていることとする。また、図７の例においては光源部１４ａと光源部１４ｂが設けられているが、さらに多くの光源部が設けられていてもよい。あるいは、光源部が１つであっても構わない。
さらに、実施の形態２のホルダ１２に関しては、光が透過しない部材を用いて形成されていてもよいし、光が透過する部材を用いて形成されていてもよい。

ベゼル１６は、光学部１５として機能し、光源部１４ａと光源部１４ｂが発する光を、バンパ１の表面に導光して、光放射面１６ａから車両外部へ放射する。この光放射面１６ａは、送受信部１１の振動面１１ａを取り囲むような環形状であるため、車両外部からバンパ１の表面を見ると環形状に光って見える。この光放射面１６ａの面積を大きくすることにより、発光をより目立たせることができる。

以上より、実施の形態２に係る超音波センサ１０は、超音波を送受信する送受信部１１と、送受信部１１をバンパ１に取り付けるホルダ１２およびベゼル１６と、バンパ１の裏側に設置される光源部１４ａと光源部１４ｂとを備える構成である。そして、ベゼル１６は、バンパ１の表面に露出する形状であって、光源部１４ａと光源部１４ｂが発する光をバンパ１の表面に導光して車両外部へ放射する光学部として機能する。それぞれの光源部の発光動作は上記実施の形態１と同様であるため説明を省略するが、実施の形態２の構成により、上記実施の形態１の構成よりも、バンパ１の表面において車両外部へ放射する光を目立たせることができる。

なお、光学部１５として機能するベゼル１６に、光を散乱させる光散乱部としての機能を持たせてもよい。
例えば、ベゼル１６のうちの少なくともバンパ１の表面に露出する光放射面１６ａを半透明部材で構成され、当該半透明部材が光散乱部として機能する。ベゼル１６の全体が半透明部材で構成されていてもよい。
また、例えば、ベゼル１６のうちの少なくともバンパ１の表面に露出する光放射面１６ａに、微細な凹凸が形成され、当該微細な凹凸の形成された部分が光散乱部として機能する構成であってもよい。

また、光学部１５として機能するベゼル１６に、拡散または集光の光学特性を持たせてもよい。
例えば、ベゼル１６が光透過部材で構成され、光放射面１６ａに凸レンズが形成される。当該凸レンズは、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、例えば、ベゼル１６の光放射面１６ａに、凹レンズ、ブリリアントカットのような任意の多面形状、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。

実施の形態３．
上記実施の形態１，２では、超音波センサ１０から特定の方向へ光を放射する構成例を示したが、実施の形態３では、さらに多くの光源部と光放射面を備えて任意の方向へ光を放射する構成例を示す。

図８は、実施の形態３に係る超音波センサ１０をバンパ１の表面から見た図である。図９は、超音波センサ１０を図８のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。図８と図９において、図１〜図７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。
実施の形態３に係る超音波センサ１０は、取付部材としてホルダ１２およびアタッチメント１７を用いる構成である。このアタッチメント１７の一部が光学部１５として機能する。

また、実施の形態３に係る障害物検知装置２０は、図３と図４に示した実施の形態１の障害物検知装置２０と図面上は構成が同じであるため、以下では図３および図４を援用する。ただし、実施の形態３に係る障害物検知装置２０においては、障害物検知部２２が、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可能であるものとする。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。

アタッチメント１７は、光が透過しない部材を用いて形成されている。このアタッチメント１７は、送受信部１１を収容した状態で、バンパ１の裏面に固定されている。
このアタッチメント１７のうち、バンパ１側の面には、１つ以上の光学部１７ａ−１〜１７ａ−８が、光が透過する光透過部材を用いて形成されている。これらの光学部１７ａ−１〜１７ａ−８は、バンパ１の表面において送受信部１１の振動面１１ａを取り囲むように配置されている。一方、バンパ１の、光学部１７ａ−１〜１７ａ−８に対向する位置それぞれには、貫通穴が形成されている。そのため、光放射面となる光学部１７ａ−１〜１７ａ−８は、バンパ１の表面に露出する。
なお、光学部１７ａ−１〜１７ａ−８が、図３のブロック図、あるいは後述する図１１のブロック図に示す光学部１５として機能する。

また、アタッチメント１７の内部に、光源部１４−２および光源部１４−６を含む複数からなる光源部１４が設置されている。ここでは、個々の光学部に対して個々に対応する光源部が設置されていることとし、例えば図９に示すように、光学部１７ａ−２に対して光源部１４−２が設置され、光学部１７ａ−６に対して光源部１４−６が設置されている。光源部１４−２が発する光は、光学部１７ａ−２によりバンパ１の表面に導光され車両外部へ放射される。同様に、光源部１４−６が発する光は、光学部１７ａ−６によりバンパ１の表面に導光され車両外部へ放射される。

図９の例では、光学部１７ａ−１〜１７ａ−８は、透明な凸レンズであり、光源部１４の光を集光して光軸方向へ放射する。凸レンズの光軸の向きを調整することにより、光の放射方向を設定することが可能である。
例えば、図８に破線で示すように、光学部１７ａ−１〜１７ａ−４の光の放射方向を車両の左側へ向け、光学部１７ａ−５〜１７ａ−８の光の放射方向を車両の右側へ向ける。そして、障害物検知装置２０の障害物検知部２２により車両の左側で障害物２が検知された場合、発光制御部２３は、光学部１７ａ−１〜１７ａ−４と対になっている４つの光源部１４から光を発して車両左側へ光を放射するよう制御する。これにより、障害物２が検知された方向へ光を放射することができる。例えば歩行者を障害物２として検知したときは、当該歩行者へ向けて光を放射して、当該歩行者に車両の接近を報知することができる。

また、例えば、図８に二点鎖線で示すように、光学部１７ａ−１〜１７ａ−４の光の放射方向を車両の右側へ向け、光学部１７ａ−５〜１７ａ−８の光の放射方向を車両の左側へ向けて交差させるようにしてもよい。この構成においては、障害物検知部２２により車両の左側で障害物２が検知された場合、発光制御部２３は、光学部１７ａ−４〜１７ａ−８と対になっている４つの光源部１４から光を発して車両左側へ光を放射するよう制御する。

なお、発光制御部２３は、障害物２が検知されたときは上記のように対応する一方で、送受信部１１から超音波を送信しているときは、すべての光源部１４から光を発するようにしてもよい。
また、光学部１７ａ−１〜１７ａ−８は、上記実施の形態１，２と同様、光散乱部としての機能を有する構成であってもよいし、拡散または集光の光学特性を有する構成であってもよい。

以上より、実施の形態３によれば、超音波センサ１０は、個別に発光可能な複数の光源部１４を備える構成にした。また、任意の方向に光を放射する光放射面である光学部１７ａ−１〜１７ａ−８を個々の光源部１４と対応するように配置し、光源部１４が発する光を１つ以上の方向へ向けて放射する構成にした。これらの構成により、超音波センサ１０から車両外部の複数の方向へ放射する光を目立たせることができる。

また、実施の形態３によれば、光学部１７ａ−１〜１７ａ−８は、複数の光源部１４が発する光を、車両外部の１つ以上の方向へ向けて放射する構成にした。この構成により、障害物２が検知された方向に向けて光を放射できるようになる。

上記実施の形態３によれば、発光制御部２３は、障害物検知部２２が障害物２を検知した場合、光の放射方向を当該障害物２を検知した方向に制御する構成である。この構成により、障害物２として検知された歩行者に向けて光を放射して、超音波センサ１０が動作していることを顕示することで、歩行者に対して、車両の挙動を知らしめ、車両に対する注意を促すことができる。

実施の形態４．
上記実施の形態３では、光を放射する方向が固定されている超音波センサ１０の構成例を示したが、実施の形態４では、放射する方向を任意に変更できる構成例を示す。

図１０は、実施の形態４に係る超音波センサ１０を、図８のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。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。
実施の形態４に係る超音波センサ１０は、取付部材としてホルダ１２およびアタッチメント１７を用いる構成である。このアタッチメント１７の凸レンズ１７ｃ−２，１７ｃ−６を含む複数からなる凸レンズ１７ｃが、光学部１５として機能する。

図１１は、実施の形態４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。図１１において、図３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。
図１１に示すように、超音波センサ１０は、光源部１４および光学部１５を移動し光の放射方向を変えるアクチュエータ４１を備えている。アクチュエータ４１は、例えば光学部１５として機能する凸レンズ１７ｃを任意の位置に移動するモータおよびその周辺機構である。図１１では、光源部１４のうち、光源部１４−２，１４−６を図示している。また、障害物検知装置２０は、超音波センサ１０のアクチュエータ４１を制御するアクチュエータ制御部４２を備えている。

アタッチメント１７は、光を透過する凸レンズ１７ｃ以外は、光が透過しない部材を用いて形成されている。このアタッチメント１７は、送受信部１１を収容した状態で、バンパ１の裏面に固定されている。
このアタッチメント１７のうち、バンパ１に対向する面には、自在に撓む筒状の支持部１７ｂが形成されている。なお、図１１では、複数の支持部１７ｂのうち、２つの支持部１７ｂ−２，１７ｂ−６を示す。支持部１７ｂは、一端が光源部１４側を向き透明な凸レンズ１７ｃを支持し、他端で自身を支えている。図１０に示した凸レンズ１７ｃは、例えば、図８に示した光学部１７ａ−１〜１７ａ−８のように、バンパ１の表面において送受信部１１の振動面１１ａを取り囲むように配置されている。なお、図１０に示した凸レンズ１７ｃは、図１１における光学部１５である。

バンパ１の、凸レンズ１７ｃに対向する位置それぞれには、貫通穴が形成されている。そのため、上述した凸レンズ１７ｃのそれぞれの光放射面は、バンパ１の表面に露出する。例えば、光源部１４−２が発する光は、凸レンズ１７ｃ−２により放射方向を制御されてバンパ１の表面に導光され車両外部へ放射される。同様に、光源部１４−６が発する光は、凸レンズ１７ｃ−６により放射方向を制御されてバンパ１の表面に導光され車両外部へ放射される。

アクチュエータ４１は、支持部１７ｂ−２の一端に設置されている凸レンズ１７ｃ−２を任意に移動させる。また、アクチュエータ４１は、支持部１７ｂ−６の一端に設置されている凸レンズ１７ｃ−２を任意に移動させる。これにより、凸レンズ１７ｃ−２，１７ｃ−６の光軸の向きが変更され、光源部１４−２，１４−６が発する光の向きが変更される。よって、車両外部へ放射する光の方向を変更することが可能である。

なお、支持部１７ｂ−２，１７ｂ−６は、一端で凸レンズ１７ｃ−２，１７ｃ−６を移動可能に支持し、他端をアタッチメント１７に固定しながら、バンパ１の穴からアタッチメント１７などが見えないように隙間を覆うことができればよく、形状は図示例に限定されるものではない。

また、凸レンズ１７ｃ−２，１７ｃ−６を設置せず、支持部１７ｂ−２，１７ｂ−６の一端で直接光源部１４−２，１４−６を支持する構成であってもよい。この構成の場合にも、支持部１７ｂ−２，１７ｂ−６の一端で光源部１４−２，１４−６を移動することにより、車両外部へ放射する光の方向を変更することが可能である。

図１１に示す障害物検知装置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を検知すると共にその障害物２の方向を算出する。そして、障害物検知部２２は、障害物２を検知したことを発光制御部２３に対して出力し、障害物２を検知した方向をアクチュエータ制御部４２に対して出力する。

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１４−２，１４−６に対して発光の指示を出力する。光源部１４−２，１４−６は、発光制御部２３からの指示に従って光を発する。

アクチュエータ制御部４２は、障害物２が検知された方向を知らせる通知を障害物検知部２２から受け取った場合、凸レンズ１７ｃ−２，１７ｃ−６から放射する光がその方向を向くよう、アクチュエータ４１に対して移動の指示を出力する。アクチュエータ４１は、アクチュエータ制御部４２からの指示に従って、凸レンズ１７ｃ−２，１７ｃ−６の位置を移動する。

これにより、光源部１４−２，１４−６が発した光は、凸レンズ１７ｃ−２，１７ｃ−６によって障害物２の方向に導光され、放射される。
なお、発光制御部２３は、障害物２が検知されたときは上記のように対応する一方で、送受信部１１から超音波を送信しているときは、すべての光源部１４から光を発するようにしてもよい。

以上より、実施の形態４によれば、超音波センサ１０は、凸レンズ１７ｃあるいは光源部１４を、任意の方向を向いた状態で支持する支持部１７ｂと、凸レンズ１７ｃあるいは光源部１４が向く方向を変更することで車両外部へ放射する光の方向を変更するアクチュエータ４１とを備える構成にした。この構成により、歩行者を障害物２として検知したときは、当該歩行者に向けて光を放射できる。超音波センサ１０が動作していることを顕示することで、当該歩行者に対して、車両の挙動を知らしめ、車両に対する注意を促すことができる。

実施の形態５．
実施の形態５では、さらにデザイン性の向上を図る例として、超音波センサ１０から放射する光に遠近感を持たせる構成例を示す。

図１２は、実施の形態５に係る超音波センサ１０を、図８のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。図１２において、図１〜図１１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。
実施の形態５に係る超音波センサ１０は、ハーフミラー部５１、ミラー部５２および光透過部５３を備えている。ハーフミラー部５１は、取付部材兼用光学部１５として機能する。また、ミラー部５２および光透過部５３は、光学部１５として機能する。
なお、ハーフミラー部５１とミラー部５２は、透明な板材の表裏に形成した金属のめっきまたは蒸着層であってもよい。

円板状のハーフミラー部５１とミラー部５２は、互いの鏡面が向かい合った合わせ鏡のように固定されているが、両者は、透明な板材の表裏に施された鏡であっても構わない。このミラー部５２の外縁部には、光が透過する光透過部５３が設置されている。また、ハーフミラー部５１とミラー部５２の中心部には、送受信部１１が固定されている。

ハーフミラー部５１は、バンパ１の裏面に接着されている。バンパ１の、ハーフミラー部５１の光放射面に対向する位置には、当該光放射面を露出する貫通穴が形成されている。また、バンパ１の裏側には、複数の光源部１４が設置されている。図１２では、複数の光源部１４のうち、光源部１４−２，１４−６を示す。光源部１４をバンパ１の裏側に設置する方法はどのような方法でもよく、例えば取付部材を兼用するハーフミラー部５１の不図示の部位に設置されていることとする。複数の光源部１４は、例えば、図８に示した光学部１７ａ−１〜１７ａ−８のように、バンパ１の表面において送受信部１１の振動面１１ａを取り囲むように配置されている。

光源部１４−２が発する光の一部は、光透過部５３とハーフミラー部５１の鏡面とを透過して車両外部へ放射される。また、ハーフミラー部５１で反射された光は、向かい側のミラー部５２へ向かう。ミラー部５２へ向かった光は、当該ミラー部５２で反射して、再びハーフミラー部５１へ向かう。同様に、光源部１４−６が発する光も、ハーフミラー部５１とミラー部５２との間で反射を繰り返しながら、ハーフミラー部５１を透過して車両外部へ放射される。
なお、上記においては、光源部１４を光透過部５３の周囲に円形に配置した構成を示したが、光源部１４の配置は任意であり、例えばハーフミラー部５１とミラー部５２の内側に配置しても構わない。

図１３に、光源部１４を送受信部１１の周囲に１重に円形に配置して発光したときの超音波センサ１０をバンパ１の表面から見た図を示す。ハーフミラー部５１とミラー部５２の合せ鏡の効果により、振動面１１ａを取り囲むように複数の円環状の光源部１４の虚像が生じる。これにより、送受信部１１の周囲に複数の奥行きのある光の円環が現れ、発光を目立たせることができる。また、ハーフミラー部５１とミラー部５２の合せ鏡により、発現する円環に遠近感を持たせることができ、デザイン性が向上する。
なお、個々の光源部１４を順次発光させて、特異な効果を奏することも可能である。

以上より、実施の形態５によれば、超音波センサ１０は、向かい合ったハーフミラー部５１とミラー部５２とを有し、複数の光源部１４が発する光を両者の間で複数回反射させてハーフミラー部５１から車両外部へ放射する構成である。この構成により、発光に遠近感を持たせることができ、超音波センサ１０が動作していることを顕示することができる。よって、車外の歩行者および周辺車両の搭乗者に対して、車両の挙動を知らしめ、車両に対する注意を促すことができる。

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。

この発明に係る超音波センサは、バンパ表面から車両外部へ光を放射するようにしたので、光を放射することによって歩行者および周辺車両に対して注意を促す障害物検知装置などに用いるのに適している。

１ バンパ、１０ 超音波センサ、１１ 送受信部、１１ａ 振動面、１１ｂ 穴、１２ ホルダ（取付部材、光学部）、１２ａ，１６ａ 光放射面、１２ａ−１ 半透明部材、１２ａ−２ 凹凸、１２ａ−３ 凸レンズ、１３，１７ アタッチメント（取付部材）、１４，１４ａ，１４ｂ，１４−２，１４−６ 光源部、１５，１７ａ−１〜１７ａ−８ 光学部、１６ ベゼル（取付部材、光学部）、１６ｂ 保持バネ、１７ｂ−２，１７ｂ−６ 支持部、１７ｃ−２，１７ｃ−６ 凸レンズ（光学部）、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、４１ アクチュエータ、４２ アクチュエータ制御部、５１ ハーフミラー部（取付部材、光学部）、５２ ミラー部（光学部）、５３ 光透過部（光学部）。

Claims (13)

1. 車両のバンパに取り付ける超音波センサであって、
   超音波を送受信する送受信部と、
   前記バンパの裏側に設置される単数あるいは複数の光源部と、
   少なくとも一部を前記バンパの表面に露出して、前記光源部が発する光を前記バンパの表面に導光して車両外部へ放射する光学部とを備える超音波センサ。
2. 前記光学部は、車両外部へ放射する光を散乱させる光散乱部を有することを特徴とする請求項１記載の超音波センサ。
3. 前記光散乱部は、半透明の部材であることを特徴とする請求項２記載の超音波センサ。
4. 前記光散乱部は、表面に凹凸が形成された部材であることを特徴とする請求項２記載の超音波センサ。
5. 前記光学部の前記バンパの表面に露出した光放射面は、拡散または集光の光学特性を有することを特徴とする請求項１記載の超音波センサ。
6. 前記光学部は、向かい合ったミラー部とハーフミラー部とを有し、前記光源部が発する光を前記ミラー部と前記ハーフミラー部との間で複数回反射させて前記ハーフミラー部から車両外部へ放射することを特徴とする請求項１記載の超音波センサ。
7. 前記光学部あるいは前記光源部を、任意の方向に向いた状態で支持する支持部と、
   前記光学部あるいは前記光源部が向く方向を変更することで車両外部へ放射する光の方向を変更するアクチュエータとを備えることを特徴とする請求項１記載の超音波センサ。
8. 個別に発光可能な複数の前記光源部を備えることを特徴とする請求項１記載の超音波センサ。
9. 前記光学部は、前記光源部が発する光を、１つ以上の方向へ向けて放射することを特徴とする請求項８記載の超音波センサ。
10. 超音波を送受信する送受信部と、
    車両のバンパの裏側に設置される単数あるいは複数の光源部と、
    少なくとも一部を前記バンパの表面に露出して、前記光源部が発する光を前記バンパの表面に導光して車両外部へ放射する光学部と、
    前記送受信部による超音波の送受信を制御する送受信制御部と、
    前記送受信部による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、
    前記送受信部が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。
11. 前記発光制御部は、前記光源部を予め定められたパターンで発光させることを特徴とする請求項１０記載の障害物検知装置。
12. 発光色の異なる複数の前記光源部を備え、
    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、車両外部へ放射する光の色を制御することを特徴とする請求項１０記載の障害物検知装置。
13. 前記発光制御部は、前記障害物検知部が障害物を検知した場合、光の放射方向を前記障害物を検知した方向に制御することを特徴とする請求項１０記載の障害物検知装置。

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