WO2017159257A1

WO2017159257A1 - 物体検知装置

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Publication number: WO2017159257A1
Application number: PCT/JP2017/006661
Authority: WO
Inventors: 充保松浦; 岳人原田; 青山　哲也; 優小山
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-03-18
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2017-09-21
Anticipated expiration: 2018-09-18
Also published as: JP2017172989A; US10598774B2; JP6568493B2; CN108885252A; US20190107611A1; DE112017001408B4; DE112017001408B8; CN108885252B; DE112017001408T5

Abstract

圧電振動子１０を駆動して探査波を送信し、物体により反射された反射波を受信する物体検知装置であって、圧電振動子１０と、圧電振動子１０を駆動する駆動電力を供給する駆動回路と、圧電振動子１０と並列に接続され、抵抗値が可変である抵抗部と、を備える。

Description

物体検知装置

関連出願の相互参照

　本出願は、２０１６年３月１８日に出願された日本出願番号２０１６－０５５８２６号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、探査波を送信し、物体により反射された反射波を受信する物体検知装置に関する。

　探査波を送信し、物体により反射された反射波を受信してその物体との距離を検知する物体検知装置では、探査波の送信時に残響が発生する。この残響のエネルギは、一般的に反射波のエネルギよりも著しく大きいため、残響が生じている時間（残響時間）に反射波を受信したとしても、その反射波を検知することが困難である。

　この残響時間を短縮するものとして、特許文献１に記載の超音波センサがある。特許文献１に記載の超音波センサでは、圧電振動子の駆動後に、残響とは逆位相のパルス信号を送信し、そのパルス信号により残響を抑制している。

特開２０１４－３５３２３号公報

　特許文献１に記載の超音波センサでは、逆位相のパルス信号を出力するタイミングがずれれば、残響を増幅することにもつながる。また、パルス信号の振幅が必要以上に大きければ、残響を打ち消すことはできるものの、そのパルス信号により圧電振動子が駆動されることとなる。すなわち、逆位相のパルス信号を精度よく生成する必要があり、これは、ロバスト性を確保することが困難であることを意味する。

　本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、物体の検知性能を向上させることができる物体検知装置を提供することにある。

　本開示は、圧電振動子を駆動して探査波を送信し、物体により反射された反射波を受信する超音波センサであって、圧電振動子と、圧電振動子を駆動する駆動電力を供給する駆動回路と、圧電振動子と並列に接続され、抵抗値が可変である抵抗部と、を備える。

　上記構成では、探査波の送信時における圧電振動子の駆動後の残響を低減したい場合に、圧電振動子に並列接続した抵抗部の抵抗値を低下させることで、残響による電力を抵抗部で消費することができる。これにより、残響が生ずる時間を短縮することができ、近距離の物体により反射された反射波も検知することが可能となる。一方、反射波の受信時等には、圧電振動子に並列接続した抵抗部の抵抗値を増加させることで、抵抗部により消費される電力を低下することができる。これにより、遠距離の物体により反射された反射波や、反射率の小さい物体により反射された反射波等の受信感度を担保することができる。したがって、近距離の物体の検知性能と遠距離の物体の検知性能とを両立することができる。

　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、第１実施形態に係る超音波センサの構成図であり、図２は、第１実施形態における制御部が実行する処理を示すタイムチャートであり、図３は、第２実施形態に係る超音波センサの構成図であり、図４は、第５実施形態に係る超音波センサの構成図であり、図５は、（ａ）は遠距離モードでのタイムチャートであり、（ｂ）は近距離モードでのタイムチャートであり、図６は、第６実施形態に係る超音波センサの構成図であり、図７は、第７実施形態に係る超音波センサの構成図であり、図８は、第７実施形態における制御部が実行する処理を示すタイムチャートである。

　以下、各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

　＜第１実施形態＞
　本実施形態に係る物体検知装置は超音波センサであり、車両等の移動体に搭載されるものである。超音波センサは、超音波を移動体の周囲に送信し、周囲に存在する物体により反射された反射波を受信し、送信から受信までの時間を測定することにより、移動体と物体との距離を求める。

　図１は、本実施形態に係る超音波センサの回路図である。超音波センサは、圧電振動子１０への電圧の印加により超音波を送信し、圧電振動子１０が受信した反射波のエネルギを電圧へ変換するものである。この圧電振動子１０には第１抵抗１１、及び、第１コイル１２が並列接続されている。第１コイル１２は、磁気的に結合する第２コイル１３とによりトランスを構成している。第２コイル１３はセンタータップを備えており、そのセンタータップに電源１４が接続されている。この電源１４の電圧は、例えば１２Ｖである。

　第２コイル１３の第１端は、第１スイッチ１５を介して接地されており、第２コイル１３の第２端は、第２スイッチ１６を介して接地されている。この第２コイル１３、第１スイッチ１５、及び第２スイッチ１６により圧電振動子１０の駆動回路を構成する。加えて、第２コイル１３の第１端と第２端とは、第３スイッチ１７と第２抵抗１８との直列接続体により接続されている。

　第１コイル１２側の電圧は、アンプ１９を介して制御部１００へ入力され、制御部１００は、第１スイッチ１５、第２スイッチ１６、及び第３スイッチ１７へ制御信号を送信する。この制御部１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータである。

　制御部１００は、探査波を送信し、送信から所定時間が経過するまでを１制御周期として制御する。制御部１００は、圧電振動子１０を駆動して超音波を送信する際には、第１スイッチ１５と第２スイッチ１６とを交互にＯＮとして駆動電力を供給する駆動制御を行う。こうすることで、圧電振動子１０には順方向と逆方向の電圧が交互に印加されて駆動する。圧電振動子１０により反射波を受信する際には、第１スイッチ１５と第２スイッチ１６とを共にＯＦＦとする。こうすることで、第２コイル１３側から第１コイル１２側へと電力は供給されず、圧電振動子１０は反射波を受信することにより振動する。その振動により生ずる電力に基づく電圧がアンプ１９を介して制御部１００へ入力されることにより、反射波の受信を検知することとなる。

　制御部１００は、反射波を受信すれば、探査波の送信から反射波の受信までの時間に基づいて物体との距離を算出し、他の制御装置へ送信する。探査波の送信から所定時間が経過するまでに反射波を検知しない場合には、検知範囲内に物体が存在しないものとする。なお、制御部１００が反射波の受信までの時間を求め、その時間を他の制御装置へ送信するものとしてもよい。

　制御部１００は、第１スイッチ１５及び第２スイッチ１６の開閉制御に加えて、第３スイッチ１７の開閉制御を行う。第１スイッチ１５及び第２スイッチ１６をＯＦＦとし、第３スイッチ１７をＯＮとした場合には、第２コイル１３の両端が第２抵抗１８を介して短絡されることとなる。したがって、第１コイル１２側に電流が残存していれば、第２コイル１３側に電流が流れ、第１抵抗１１に加えて第２抵抗１８でも電力が消費されることとなる。このとき、第２抵抗１８の抵抗値に巻数比の自乗を乗算した抵抗値を有する抵抗を第１抵抗１１に並列接続したものと等価の回路となる。すなわち、第２抵抗１８の抵抗値を５００Ωとし、第１コイル１２と第２コイル１３との巻数比を４：１とすれば、第３スイッチ１７をＯＮとした場合には、第１抵抗１１に抵抗値が８ｋΩの抵抗を並列接続したものと等価の回路となる。

　したがって、駆動制御後の圧電振動子１０の残響が生じている期間（残響時間）に第３スイッチ１７をＯＮとし、第１抵抗１１、第１コイル１２、第２コイル１３、及び第２抵抗１８により、第１抵抗１１のみが並列接続される場合よりも合成抵抗値が小さい抵抗部を構成することにより、残響の電力の時間当たりの消費量を増加させ、残響時間を短縮することができる。一方で、合成抵抗値が小さい状態で、振幅の小さい反射波を受信した場合、その反射波に基づく電力が抵抗により消費され、検知が困難となる場合がある。したがって、圧電振動子１０の残響が終了すれば、第３スイッチ１７をＯＦＦとし、圧電振動子１０に並列接続される抵抗部の抵抗値を大きくする制御を行うものとする。

　続いて、制御部１００が実行する処理を図２のタイムチャートを用いて説明する。まず、時刻ｔ１において圧電振動子１０の駆動の開始指令が発せられると、第１スイッチ１５と第２スイッチ１６とを交互にＯＮとして駆動電力を供給する、圧電振動子１０の駆動制御が行われる。この駆動制御により、圧電振動子１０には極性の異なる電圧が交互に印加され、圧電振動子１０は駆動されて超音波である探査波を送信する。このとき、探査波の振幅は、検知可能な限界の値であるｈ＿ｍａｘよりも大きい値となる。この駆動制御が行われる時間は予め定められた時間であり、時刻ｔ２まで継続される。

　時刻ｔ２では、第１スイッチ１５及び第２スイッチ１６を共にＯＦＦとし、圧電振動子１０の駆動制御を終了する。このとき、圧電振動子１０には残響が生じているため、残響時間を短縮すべく、第３スイッチ１７をＯＮとする。第３スイッチ１７をＯＮとすることにより、第２コイル１３側では、第２コイル１３と第２抵抗１８が直列接続された閉回路が形成される。これにより、第１抵抗１１と第２抵抗１８は並列接続状態となり、合成抵抗値は小さくなる。ゆえに、第１抵抗１１及び第２抵抗１８により消費される電力量が増加し、残響時間を短縮することができる。なお、図２において、第３スイッチ１７の制御を行わない場合の探査波の波形を、破線で示している。

　第３スイッチ１７をＯＮとする制御を継続し、時刻ｔ３で振幅が閾値であるｈ＿ｍｉｎよりも小さくなれば、残響の振幅が十分小さく反射波の検知が可能であるため、第３スイッチ１７をＯＦＦとする。こうすることにより、圧電振動子１０には第１抵抗１１が並列接続され第２抵抗１８は並列接続されないこととなるため、抵抗値は大きくなる。これにより、反射波の受信待機中に圧電振動子１０が反射波を受信した際に、抵抗で消費される電力が小さくなる。したがって、遠距離に存在する物体により反射された反射波や、反射率の小さい物体から反射された反射波等、振幅の小さい反射波も検知することができるようになる。

　上記構成により、本実施形態に係る超音波センサは、以下の効果を奏する。

　・圧電振動子１０の駆動制御の終了後に第３スイッチ１７をＯＮとすることで、残響の電力をより早く消費することができ、残響時間を短縮することができる。残響時間内では物体により反射された反射波を検知することができないため、残響時間の短縮により、近距離に存在する物体の検知が可能となる。

　・残響時間の終了後に第３スイッチ１７をＯＮとし、圧電振動子１０に並列接続された抵抗の抵抗値を増加させている。これにより、遠距離の物体により反射された反射波や、反射率の小さい物体に反射された反射波等、振幅の小さい反射波の受信感度を担保することができる。

　・圧電振動子１０は、高圧の電圧の印加により振動するものであるため、その圧電振動子１０に並列接続した抵抗にスイッチを直列接続した場合、スイッチの耐圧を大きくする必要がある。この点、本実施形態では、低圧の駆動回路に第３スイッチ１７と第２抵抗１８との直列接続体を設け、第３スイッチ１７をＯＮとすることにより、圧電振動子１０に並列接続される合成抵抗値を小さくするものとしている。これにより、第３スイッチ１７として耐圧が小さいものを採用することができる。

　・圧電振動子１０の駆動回路は、駆動制御後は、次の駆動制御の開始まで待機状態となり、一般的には使用されることがない。本実施形態では、圧電振動子１０の駆動回路を構成する第１コイル１２及び第２コイル１３を用いて、残響時間を短縮する抵抗部を構成するものとしているため、抵抗部を別途設ける必要がない。よって、回路の小型化及び製造コストの低減を実現することができる。

　＜第２実施形態＞
　本実施形態に係る超音波センサは、第１実施形態に係る超音波センサと回路構成が一部異なっている。図３は、本実施形態に係る超音波センサの回路図である。

　圧電振動子２０には第１抵抗２１、及び、第１コイル２２が並列接続されている。第１コイル２２は、磁気的に結合する第２コイル２３とによりトランスを構成している。第２コイル２３はセンタータップを備えており、そのセンタータップに電源２４が接続されている。第２コイル２３の第１端は、第１スイッチ２５を介して接地されており、第２コイル２３の第２端は、第２スイッチ２６を介して接地されている。

　加えて、圧電振動子２０には、第３スイッチ２７と第２抵抗２８との直列接続体が並列接続されている。すなわち、第１抵抗２１、第２抵抗２８及び第３スイッチ２７により抵抗部を構成している。したがって、第３スイッチ２７をＯＮとすれば、圧電振動子２０には第１抵抗２１と第２抵抗２８との並列接続体が並列接続されることとなり、その合成抵抗値は、第１抵抗２１のみが並列接続される場合よりも小さくなる。すなわち、第３スイッチ２７をＯＮとすることで、第１実施形態において第３スイッチ１７をＯＮとする場合と同様の効果を生じさせることができる。

　第１コイル２２側の電圧は、第１実施形態と同様に、アンプ２９を介して制御部２００へ入力され、制御部２００は、第１スイッチ２５、第２スイッチ２６、及び第３スイッチ２７へ制御信号を送信する。なお、制御部２００が実行する第１～第３スイッチ２５～２７の制御については、第１実施形態に準ずるものであるため、その説明を省略する。

　＜第３実施形態＞
　本実施形態では、回路構成は第２実施形態と同様であり、制御部２００が実行する処理が一部異なっている。本実施形態では、残響時間が長くなることを許容しつつ、遠距離に存在する物体に反射された反射波の検知性能を向上させる遠距離モード（第１モード）と、残響時間を短縮し、近距離に存在する反射波も検知可能とした近距離モード（第２モード）とを行うものとする。遠距離モードでの制御及び近距離モードでの制御は、それぞれ、探査波の送信しその送信から所定時間が経過するまでを１制御機会とする。そして、１制御機会の終了時等に、遠距離モードと近距離モードとを切り替えるか否かを判定する。

　遠距離モードでは、第３スイッチ２７のＯＦＦ状態を継続し、圧電振動子２０に並列接続される抵抗値を大きくする。こうすることにより、単位時間当たりに抵抗で消費される電力は小さくなり、残響時間は長くなる。一方で、遠距離に存在する物体に反射された反射波に基づく電力が抵抗で減衰しづらくなり、その反射波の検知性能を向上させることができる。

　近距離モードでは、第３スイッチ２７のＯＮ状態を継続し、圧電振動子２０に並列接続される抵抗値を小さくする。こうすることにより、単位時間当たりに抵抗で消費される電力は増加し、残響時間は短くなる。ゆえに、近距離に存在する物体により反射された反射波を検知可能となる。

　制御部２００は、まず、遠距離モードでの物体の検知を継続し、遠距離に存在する物体についての検知性能を担保する。遠距離に存在する物体からの反射波を継続して検知し、物体が超音波センサへ接近して距離が所定値（例えば１ｍ）を下回れば、近距離モードに切り替え、残響時間を短縮する。このように制御することにより、近距離の物体に対する検知性能と遠距離の物体に対する検知性能とを両立することができる。

　＜第４実施形態＞
　本実施形態では、回路構成は第２実施形態と同様であり、制御部２００が実行する処理が一部異なっている。加えて、制御部２００は、第３実施形態と同様の遠距離モードの制御と近距離モードの制御とを用いた制御を行う。

　制御部２００は、まず、遠距離モードと近距離モードとの一方の制御により、探査波の送信及び反射波の受信を行う。続く制御周期では、遠距離モードと近距離モードとの他方の制御により、探査波の送信及び反射波の受信を行う。したがって、遠距離モードの制御では検知が困難な物体（近距離に位置する物体）については、続いて行われる近距離モードの制御により、その位置を検出することができる。一方、近距離モードの制御では検知が困難な物体（遠距離に位置する物体）、続いて行われる合成抵抗を大きくした制御により、その位置を検知することができる。このように制御することにより、近距離の物体に対する検知性能と遠距離の物体に対する検知性能とを両立することができる。

　なお、遠距離モードの制御を複数回行った後に近距離モードの制御を複数回行うものとしてもよい。また、遠距離モードの制御を１回行った後に近距離モードの制御を複数回行うものとしてもよい。

　＜第５実施形態＞
　本実施形態に係る超音波センサは、回路の一部が第２実施形態と異なっている。図４は、本実施形態に係る超音波センサの回路図である。圧電振動子２０に並列接続される第２抵抗２８には、第２実施形態と同様に、第３スイッチ２７ａが直列接続されている。加えて、圧電振動子２０に並列接続される第１抵抗２１には、第４スイッチ２７ｂが直列接続される。このように回路を構成することで、圧電振動子２０に第１抵抗２１のみが並列接続される状態、第２抵抗２８のみが接続される状態、及び第１抵抗２１及び第２抵抗２８が共に並列接続される状態の３通りの状態を選択することが可能となる。なお、その他の構成については第２実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

　なお、第１抵抗２１の抵抗値は第２抵抗２８の抵抗値よりも大きいものとする。すなわち、第３スイッチ２７ａ及び第４スイッチ２７ｂを共にＯＮとした場合に、圧電振動子２０に並列接続される抵抗値が最も小さくなり、第３スイッチ２７ａをＯＦＦとし第４スイッチ２７ｂをＯＮとした場合に、圧電振動子２０に並列接続される抵抗値が最も大きくなる。

　図５（ａ）は、本実施形態に係る超音波センサで実行する遠距離モードのタイムチャートであり、図５（ｂ）は近距離モードのタイムチャートである。この遠距離モードと近距離モードの使い分けは、第３、第４実施形態に準ずる様態で行われる。

　遠距離モードでは、時刻ｔ１に開始される圧電振動子２０への電力の供給中には第３スイッチ２７ａをＯＦＦとし、第４スイッチ２７ｂをＯＮとする。こうすることにより、電力の供給中における抵抗での電力消費を抑制することができる。続いて、時刻ｔ２で電力の供給が終了すれば、第３スイッチ２７ａをＯＮとし第４スイッチ２７ｂをＯＦＦとする。こうすることにより、圧電振動子２０に並列接続される抵抗値を小さくし、残響を早期に減少させることができる。

　近距離モードでは、時刻ｔ１に開始される圧電振動子２０への電力の供給中には第３スイッチ２７ａをＯＮとし、第４スイッチ２７ｂをＯＦＦとする。こうすることにより、電力の供給中における抵抗での電力消費を抑制することができる。続いて、時刻ｔ２で電力の供給が終了すれば、第３スイッチ２７ａ及び第４スイッチ２７ｂを共にＯＮとする。こうすることにより、圧電振動子２０に並列接続される抵抗値を小さくし、残響を早期に減少させることができる。このとき、圧電振動子２０へ電力が供給される時間、すなわち時刻ｔ１と時刻ｔ２の間隔を、遠距離モードよりも短くしている。こうすることにより、圧電振動子２０の残響をより小さくすることができ、それにより残響時間を短縮することができる。

　なお、図５（ａ）及び（ｂ）で示したスイッチングパターンはあくまで一例であり、遠距離モードでの抵抗値が近距離モードでの抵抗値よりも大きくなっていればよい。また、第１、第２実施形態のごとく、残響の終了後には、抵抗値を大きくする制御を行うものとしてもよい。

　＜第６実施形態＞
　本実施形態に係る超音波センサは、回路構成の一部が上記各実施形態に係る超音波センサと異なっている。図６は、本実施形態に係る超音波センサの回路図である。

　圧電振動子１０には、第１実施形態と同様に、第１抵抗１１、及び、第１コイル１２が並列接続されており、第１コイル１２は磁気的に結合する第２コイル１３とによりトランスを構成している。

　第２コイル１３の一端は、第２抵抗３１を介して第１ダイオード３２のアノードに接続されており、第２コイル１３の他端は、第３抵抗３３を介して第２ダイオード３４のアノードに接続されている。これら第１、第２ダイオード３２，３４のカソードは、第３スイッチ３５を介して接地されている。

　制御部３００は、第１スイッチ１５、第２スイッチ１６、及び第３スイッチ３５へ制御信号を送信する。なお、第１スイッチ１５、第２スイッチ１６、及び第３スイッチ３５の制御のタイミングは、第１実施形態と同等であるため、その説明を省略する。

　上記構成により、本実施形態に係る超音波センサは、第１実施形態に準ずる効果を奏する。

　＜第７実施形態＞
　本実施形態に係る超音波センサは、回路構成の一部が上記各実施形態に係る超音波センサと異なっている。図７は、本実施形態に係る超音波センサの回路図である。

　第２コイル１３の一端は、第２抵抗３１を介して第１ダイオード３２のアノードに接続されており、第２コイル１３の他端は、第３抵抗３３を介して第２ダイオード３４のアノードに接続されている。第１ダイオード３２のカソード及び第２ダイオード３４のカソードは、第１接続点４１に接続されている。その第１接続点４１は、第３スイッチ４２を介して接地されている。

　第３スイッチ４２の導通制御端子であるゲートは、第２接続点４３、補助スイッチ４４を介して接地されている。補助スイッチ４４のゲートへは、抵抗４５を介して制御信号が入力されるように構成されている。また、補助スイッチ４４のゲートと接地部位間には、コンデンサ４６が設けられている。

　第１接続点４１と第２接続点４３とは、第４抵抗４７を介して接続されており、第２接続点４３は、コンデンサ４８を介して接地されている。すなわち、第４抵抗４７とコンデンサ４８とによりＲＣ直列回路を構成しており、そのＲＣ直列回路が第３スイッチ４２に対して並列接続されている。

　制御部４００は、第１スイッチ１５、第２スイッチ１６、及び補助スイッチ４４へ制御信号を送信する。第１スイッチ１５及び第２スイッチ１６の制御のタイミングは、第１実施形態と同等である。また、補助スイッチ４４の制御のタイミングは、第１実施形態における第３スイッチ１７の制御のタイミングと同等である。

　制御部４００が補助スイッチ４４をＯＮとすれば、第３スイッチ４２のゲート電圧が閾値よりも大きくなり、第３スイッチ４２がＯＮとなる。このとき、第２コイル１３の両端間の電位は０Ｖを中心として振動するものの、第４抵抗４７とコンデンサ４８とにより構成されるＲＣ直列回路が第３スイッチ４２に並列接続されているため、第３スイッチ４２のゲート電圧は閾値よりも大きい値に維持される。そのため、第３スイッチ４２のＯＮ状態が維持される。

　制御部４００が補助スイッチ４４をＯＦＦとすれば、それに伴い第３スイッチ４２もＯＦＦとなる。このとき、第３スイッチ４２に並列接続される第４抵抗４７とコンデンサ４８とにより構成されるＲＣ直列回路により、第２コイル１３の両端間の電位差は、０Ｖから緩やかに上昇することとなる。すなわち、トランスの第２コイル１３側の電圧変化を第１コイル１２で増幅したとしても、その変化は緩やかであるため、急激な電圧変化に起因する第１コイル１２側でのノイズの発生を抑制することができる。

　続いて、本実施形態に係る制御部４００が実行する処理を図８のタイムチャートを用いて説明する。上述した通り、第２コイル１３の両端間の電位差は、緩やかに増加するため、図８において破線で示したノイズの発生が抑制される。

　上記構成により、本実施形態に係る超音波センサは、第６実施形態に係る超音波センサが奏する効果に準ずる効果に加えて、以下の効果を奏する。

　・第３スイッチ４２に、第４抵抗４７とコンデンサ４８とにより構成されるＲＣ直列回路を並列接続しているため、第３スイッチ４２をＯＦＦとした際のトランスの第２コイル１３側の電圧の変化を緩やかにすることができる。そのため、電圧の急激な変化に基づくノイズの発生を抑制することができる。第３スイッチ４２をＯＦＦとした際にノイズが生じていれば、そのノイズが減衰するまでは反射波の受信精度が低下するため、ノイズが十分に減衰した後に反射波の受信待機を行うこととなる。そのため、受信待機までの時間が延び、近距離の物体の検知が困難となる。この点、第４抵抗４７とコンデンサ４８とにより構成されるＲＣ直列回路により、図８の破線で示したノイズを抑制できるため、より近距離の物体の位置も精度よく検知できる。したがって、超音波センサの検知範囲を拡大することができる。

　＜変形例＞
　・第１実施形態において、駆動回路中に第２抵抗１８と第３スイッチ１７との直列接続体を設け、圧電振動子１０の駆動の際に用いられる第１コイル１２及び第２コイル１３を用いて、残響時間を低減するものとしている。この点。第１コイル１２及び第２コイル１３とは異なる一対のコイルをさらに設け、その一対のコイルの一方に接続された抵抗とスイッチの直列接続体により抵抗部を構成するものとしてもよい。

　・第１実施形態において、第３スイッチ１７をＯＦＦとする制御を行う契機として、波高が閾値であるｈ＿ｍｉｎを下回ることを採用した。この点、圧電振動子１０への電力の供給を終了する時刻ｔ２から所定時間経過後に、第３スイッチ１７をＯＦＦするものとしてもよい。なお、この所定時間は予め定められたものであるが、気温や湿度等の諸条件により補正を行うものとしてもよい。

　・第２実施形態～第５実施形態において、抵抗を並列接続し、その接続様態を変更することにより圧電振動子２０に並列接続される抵抗の合成抵抗を変更するものとした。この点、圧電振動子２０に可変抵抗を並列接続し、その抵抗値を変更するものとしてもよい。

　・各実施形態において、トランスの一次側を構成するコイル、すなわち第２コイル１３について、センタータップが設けられているものとしたが、センタータップが設けられないコイルを用いてもよい。この場合には、順方向の電圧と逆方向の電圧とを交互に印加することができる電源回路を用いて電力を供給するものとすればよい。

　・第１実施形態において、第３スイッチ１７と第２抵抗１８との直列接続体に、さらにスイッチと抵抗との直列接続体を設け、合成抵抗値を複数段階に変更可能としてもよい。また、第２抵抗１８を可変抵抗としてもよい。

　・第２～第５実施形態において、第１抵抗２１及び第２抵抗２８に加えてさらに抵抗を並列接続し、その抵抗の接続状態を切り替えるスイッチを設けるものとしてもよい。

　・第５実施形態で示した、近距離モードにおける電力の供給時間を遠距離モードよりも短くする制御を第３、第４実施形態に適用してもよい。

　・第６、第７実施形態では、第２コイル１３の両端のそれぞれに第２抵抗３１及び第３抵抗が接続され、それら第２抵抗３１、第３抵抗３３が第３スイッチ３５を介して接地されている。この点、第２コイル１３の両端のそれぞれと、抵抗及びスイッチとを接続する具体的構成は、上記実施形態に限られない。例えば、第２コイル１３の両端のそれぞれをダイオードを介してひとつの抵抗に接続し、その抵抗をスイッチを介して接地する構成としてもよい。また、ダイオードと抵抗との間にスイッチを設けてもよい。すなわち、第２コイルの両端のそれぞれと接地部位との間に、スイッチを介して接続される抵抗を備えていればよい。

　・第７実施形態では、補助スイッチ４４、第４抵抗４７、及びコンデンサ４８により、第３スイッチ４２の開閉状態の切り替えを遅延させる遅延回路を構成するものとしたが、遅延回路の構成は、これに限られることはない。

　・実施形態では超音波センサにより物体との距離を計測するものとしたが、所定距離以内における物体の存在を検知するために用いるものとしてもよい。

　・実施形態では、超音波センサを車両等の移動体に搭載するものとしたが、搭載対象はこれに限られない。静止物等に搭載し、その静止物の周囲に存在する物体との距離を検出するものとしてもよい。

　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims

　圧電振動子（１０，２０）を駆動して探査波を送信し、物体により反射された反射波を受信する物体検知装置であって、
　前記圧電振動子と、
　前記圧電振動子を駆動する駆動電力を供給する駆動回路と、
　前記圧電振動子と並列に接続され、抵抗値が可変である抵抗部と、を備える物体検知装置。
　前記抵抗値を可変に制御する制御部（１００，２００，３００，４００）をさらに備える、請求項１に記載の物体検知装置。
　前記制御部は、前記駆動電力の供給後の前記圧電振動子に残響が生ずる期間の前記抵抗値を、前記反射波の受信待機中の前記抵抗値よりも小さくする、請求項２に記載の物体検知装置。
　前記制御部は、前記駆動電力の供給後に前記探査波の波高が所定値よりも小さくなれば、前記抵抗値を大きくする、請求項３に記載の物体検知装置。
　前記制御部は、前記駆動電力の供給中の前記抵抗値を、前記駆動電力の供給後の前記抵抗値よりも大きくする、請求項２～４のいずれか１項に記載の物体検知装置。
　前記抵抗部は、
　前記圧電振動子と並列接続される第１抵抗（１１）と、
　前記圧電振動子と並列接続される第１コイル（１２）と、
　前記第１コイルと磁気的に結合する第２コイル（１３）と、
　前記第２コイルの両端間にスイッチ（１７）を介して接続される第２抵抗（１８）と、を備える、請求項１～５のいずれか１項に記載の物体検知装置。
　前記抵抗部は、
　前記圧電振動子と並列接続される抵抗（１１）と、
　前記圧電振動子と並列接続される第１コイル（１２）と、
　前記第１コイルと磁気的に結合する第２コイル（１３）と、
　前記第２コイルの両端のそれぞれと接地部位との間に、スイッチ（３５，４２）を介して接続される抵抗（３１，３３）と、を備える、請求項１～５のいずれか１項に記載の物体検知装置。
　前記スイッチの開状態から閉状態への切り替え時、及び、閉状態から開状態への切り替え時の少なくとも一方において、前記切り替えを遅延させる遅延回路をさらに備える、請求項７に記載の物体検知装置。
　前記スイッチ（４２）は前記第２コイル側の前記抵抗と第１接続点（４１）で接続され、
　前記遅延回路は、
　前記スイッチの導通制御端子と接地部位との間を開閉する補助スイッチ（４４）と、
　前記第１接続点と、前記スイッチの前記導通制御端子と前記補助スイッチとの接続点である第２接続点（４３）とを接続する第４抵抗（４７）と、
　前記第２接続点と接地部位とを接続するコンデンサ（４８）と、を備える、請求項８に記載の物体検知装置。
　前記駆動回路は、前記第１コイル及び前記第２コイルを介して、前記圧電振動子へ電力を供給する、請求項６～９のいずれか１項に記載の物体検知装置。
　前記抵抗部は、前記圧電振動子に並列接続される、抵抗（２１，２８）とスイッチ（２７，２７ａ，２７ｂ）との直列接続体を含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の物体検知装置。
　前記制御部は、前記抵抗値を互いに異ならせて探査波の送信を行う第１モードの制御と第２モードの制御とを行う、請求項２～５、１１のいずれか１項に記載の物体検知装置。
　前記制御部は、前記第１モードにおける抵抗値を前記第２モードにおける抵抗値よりも大きく設定し、前記第１モードでの制御を継続して行い、前記反射波の受信により取得した前記物体との距離が所定値よりも小さくなった場合、前記第２モードの制御を行う、請求項１２に記載の物体検知装置。
　前記制御部は、前記第１モードの制御と前記第２モードの制御とを交互に行う、請求項１２に記載の物体検知装置。
　前記制御部は、前記第１モードにおける抵抗値を前記第２モードにおける抵抗値よりも大きく設定し、前記第１モードでは、前記駆動回路から前記駆動電力を供給する時間を第２モードよりも短くする、請求項１２に記載の物体検知装置。