專利名稱：空中超聲波傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種向空中放射超聲波來接收來自存在于周圍的反射源(物體)的反射波從而求出離反射源的距離或者周圍的傳遞聲速的空中超聲波傳感器，特別是涉及一種用于降低在安裝傳感器主體的殼體中傳播而到達傳感器主體的無用波的技術(shù)。
背景技術(shù)：
一般，空中超聲波傳感器是指向空氣中發(fā)送超聲波并接收在物體處反射的超聲波的設(shè)備，應(yīng)用于車載用等各種領(lǐng)域。首先，作為現(xiàn)有裝置，提出了具備空中超聲波傳感器的車載用障礙物檢測裝置 (例如參照專利文獻1)。在專利文獻1所記載的現(xiàn)有裝置中，代替開槽于車輛的保險杠(bumper)來露出聲放射面的構(gòu)造，在保險杠背面設(shè)置凹部并在凹部中形成傳感器，由此防止外觀損壞。但是，根據(jù)上述專利文獻1，保險杠與傳感器成一體，因此有可能導(dǎo)致由傳感器接收在保險杠中傳播的無用波。因此，為了防止這種無用波的接收，還提出了在保險杠中形成槽部的裝置(例如參照專利文獻2)。在專利文獻2所記載的障礙物檢測裝置中，具有如下結(jié)構(gòu)在配置于保險杠背面的傳感器的周圍設(shè)置槽部、突起部，從而不收發(fā)因不需要的振動產(chǎn)生的信號。但是，根據(jù)上述專利文獻2，沒有設(shè)想來自反射源的反射波入射到保險杠而產(chǎn)生的無用波，因此充分考慮到實際上入射到保險杠而產(chǎn)生的無用波在保險杠中傳播而由傳感器接收那樣的狀況。在此，參照圖7來說明空中超聲波傳感器中的無用波的傳播路徑以及無用波的影響。圖7是表示現(xiàn)有的空中超聲波傳感器的俯視圖。在圖7中，傳感器主體1安裝在殼體(在車載用的空中超聲波傳感器的情況下是保險杠)20的背面。在傳感器主體1上連接有電信號的收發(fā)裝置10，傳感器主體1被從收發(fā)裝置10輸入的激勵信號激勵而發(fā)送超聲波。由傳感器主體1發(fā)送的超聲波通過殼體20而從放射面20a向外部傳播。通過殼體20向外部傳播的超聲波在反射源3(周圍物體)處反射，反射波的一部分(需要波)經(jīng)由路徑Rl和殼體20而由傳感器主體1接收并轉(zhuǎn)換為電信號。另一方面，來自反射源3的反射波不限于向傳感器主體1的方向而向廣范圍傳播， 因此當(dāng)然還向與傳感器主體1不同的方向傳播，還存在如路徑R2所示那樣使殼體20振動的反射波(無用波)。當(dāng)殼體20振動時，其振動(參照虛線波箭頭)在殼體20中傳播而到達傳感器主體1。
即，作為來自反射源3的反射波被傳感器主體1接收的傳播路徑，存在路徑Rl (直接向傳感器主體1的方向傳播而接收)和路徑R2(殼體20的振動在殼體20中傳播而接收)這兩個路徑。在如上所述那樣存在兩個傳播路徑的情況下，如果傳播路徑差為“波長的自然數(shù)倍”，則經(jīng)由兩個傳播路徑的接收信號增強，相反，如果是“波長的自然數(shù)倍+半波長”，則經(jīng)由兩個傳播路徑的接收信號變?nèi)?。S卩，在考慮包含無用波的兩個接收信號的干擾(interference)狀態(tài)時，在傳播路徑差為1個波長的情況下，兩個接收信號以增強的方式發(fā)生干擾，因此合成波的振幅變大。 另一方面，在傳播路徑差為半波長的情況下，兩個接收信號以變?nèi)醯姆绞桨l(fā)生干擾，因此合成波的振幅變小。例如在傳播路徑差為1個波長而振幅增強的狀況下，在應(yīng)用于根據(jù)合成波的振幅估計反射源3的大小的系統(tǒng)的情況下，有可能過大評價反射源4的大小。另一方面，如果傳播路徑差為半波長而合成波的振幅變小，則結(jié)果上有可能難以檢測反射源3。另外，即使在兩個接收信號不干擾的情況下，合成波的振動持續(xù)時間變長，因此結(jié)果上也有可能使空中超聲波傳感器的分辨率劣化。專利文獻1 日本特開平10-123236號公報專利文獻2 日本特開2008-96113號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題現(xiàn)有的空中超聲波傳感器在如圖7那樣傳感器主體1與殼體20具有一體化構(gòu)造的情況下，作為接收信號，不僅存在經(jīng)由路徑Rl而直接接收的需要波，還存在經(jīng)由路徑R2 和殼體20而間接接收的無用波，因此存在難以得到穩(wěn)定的接收信號的問題。本發(fā)明是為了解決如上所述的問題而完成的，其目的在于得到一種在傳感器主體與殼體具有一體化構(gòu)造的空中超聲波傳感器中能夠降低在殼體中傳播而到達傳感器主體的無用波的空中超聲波傳感器。用于解決問題的方案本發(fā)明所涉及的空中超聲波傳感器具備傳感器主體，向空中放射超聲波，并且接收來自存在于空中的反射源的反射波；收發(fā)裝置，驅(qū)動傳感器主體，并且根據(jù)反射波求出離反射源的距離或者傳遞聲速；以及殼體，以一體化構(gòu)造固定傳感器主體，其中，殼體具有聲阻抗不同于周圍的特異部位，特異部位相對于傳感器主體的左右方向和上下方向中的某一方向傾斜設(shè)置。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，通過特異部位來反射無用波，由此能夠抑制到達傳感器主體的無用波，因此能夠得到穩(wěn)定的接收信號。


圖1是表示本發(fā)明的實施例1所涉及的空中超聲波傳感器的俯視圖。(實施例1)
圖2是圖1的空中超聲波傳感器的正視圖。(實施例1)圖3是表示反射源垂直的情況下的圖1的空中超聲波傳感器的接收狀態(tài)的側(cè)視圖。(實施例1)圖4是表示反射源傾斜的情況下的圖1的空中超聲波傳感器的接收狀態(tài)的側(cè)視圖。(實施例1)圖5是表示圖1的空中超聲波傳感器的另一例的正視圖。(實施例1)圖6是表示圖2內(nèi)的槽部的排列周期的說明圖。(實施例1)圖7是表示現(xiàn)有的空中超聲波傳感器的俯視圖。(附圖標(biāo)記說明)1 傳感器主體；2 殼體；3 反射源；4 槽部(特異部位)；10 收發(fā)裝置；P 排列周期；Rl 需要波的路徑；R2 無用波的路徑。
具體實施例方式(實施例1)下面，參照圖1 圖6來說明本發(fā)明的實施例1所涉及的空中超聲波傳感器。圖1是表示本發(fā)明的實施例1所涉及的空中超聲波傳感器的俯視圖，圖2是圖1 的空中超聲波傳感器的正視圖。另外，圖3和圖4是表示圖1的空中超聲波傳感器的接收狀態(tài)的側(cè)視圖，分別示出了來自反射源3的反射波的路徑Rl和路徑R2不同的情況。此外，在圖3、圖4中，為了避免復(fù)雜，以簡化為目的而省略了槽部4的圖示。圖5是圖1的空中超聲波傳感器的另一正視圖，圖6是具體示出圖2內(nèi)的槽部4 的排列周期的說明圖。在圖1和圖2中，傳感器主體1被來自收發(fā)裝置10的電信號激勵而發(fā)送超聲波， 從殼體2的放射面加射出超聲波。在反射源3處反射的反射波經(jīng)由路徑Rl、R2而入射到殼體2，由傳感器主體1接收到的信號在收發(fā)裝置10中進行處理，計算出離反射源3的相對距離以及傳遞聲速等。此時，在安裝了傳感器主體1的殼體2中，以覆蓋傳感器主體1的兩側(cè)面的方式以等間隔設(shè)置有多個槽部4。由此，如圖1所示，從反射源3經(jīng)由路徑R2到達殼體2的反射波(無用波)在通過了多個槽部4之后(參照虛線波箭頭)由傳感器主體1接收。此時，沿著路徑R2而在殼體2中傳播的無用波在通過多個槽部4時在各槽部4處反射，因此到達傳感器主體1之前成為小振幅。這樣，合成到沿著原來的路徑Rl而傳播到傳感器主體1的需要波中的無用波變小，因此對需要波產(chǎn)生的無用波的影響得到抑制，因此在傳感器主體1中能夠得到穩(wěn)定的接收信號。此外，如圖2所示，各槽部4相對于殼體2的延伸方向傾斜設(shè)置，而且僅設(shè)置在傳感器主體1的左右方向上，在傳感器主體1的上下方向上并沒有設(shè)置。在此，首先說明槽部4傾斜設(shè)置的理由。在假設(shè)槽部4相對于殼體2的延伸方向垂直設(shè)置的情況下，在發(fā)送超聲波時，槽部4將從傳感器主體1沿側(cè)面方向傳播來的發(fā)送波向入射來的方向(傳感器主體1的方向) 反射。其結(jié)果，在發(fā)送時，傳感器主體1接收來自槽部4的反射波，因此導(dǎo)致剛激勵傳感器主體1后的接收信號較長地持續(xù)?！?，剛激勵傳感器主體1后持續(xù)的接收信號被稱為發(fā)送的拖尾(tailing)，如果如上所述那樣發(fā)送的拖尾變長，則難以檢測存在于近距離的反射源3。為了將發(fā)送的拖尾抑制為較短，需要將在發(fā)送時從傳感器主體1傳播來的波向與入射方向不同的方向反射，因此如圖2那樣槽部4傾斜設(shè)置。如上所述，通過將槽部4傾斜設(shè)置，對在殼體2中沿延伸方向傳播的波進行反射， 并且能夠?qū)l(fā)送的拖尾抑制為較短。接著，參照圖3和圖4，關(guān)于圖1和圖2內(nèi)的槽部4僅設(shè)置在傳感器主體1的左右方向上的理由，與傳感器主體1的指向性以及反射源3的形狀相關(guān)聯(lián)地進行說明。本發(fā)明的實施例1所涉及的空中超聲波傳感器設(shè)想上下方向的指向性與左右方向的指向性不同，設(shè)對于上下方向具有尖的指向性而對于左右方向具有寬的指向性。這是因為，如果將對于上下方向的指向性設(shè)定為較寬，則有可能誤檢測反射源3。例如，在車載用的空中超聲波傳感器中，當(dāng)設(shè)想殼體2為保險杠時，在上下方向的指向性較寬的情況下，接收來自地面的凸凹的反射波，因此即使在車輛周圍不存在障礙物的情況下，也誤檢測障礙物(反射源3)。因此，為了避免上下方向上的反射源3的誤檢測，將上下方向的指向性設(shè)定為較尖，使得不接收來自地面的凸凹的反射波。另一方面，反射源3 (電線桿、道路標(biāo)志等)如圖3所示那樣與地面垂直地豎立設(shè)置的情況較多，因此如果由與地面垂直地豎立設(shè)置的反射源3以尖的指向性反射，則經(jīng)由路徑R2的反射波(無用波)不會向傳感器主體1的方向返回，而向上下發(fā)散方向傳播(參照圖3內(nèi)的虛線波箭頭)。因此，即使經(jīng)由路徑R2的反射波(無用波)在殼體2中傳播，也不會由傳感器主體1接收，因此不需要在傳感器主體1的上下方向上設(shè)置槽部4。另外，如圖4所示，即使在反射源3相對于地面傾斜地豎立設(shè)置的情況下，當(dāng)上下方向的指向性尖時，只有相對于路徑Rl的傾斜角度差小的路徑R2的反射波(無用波)被傳感器主體1接收，因此路徑Rl與路徑R2的傳播路徑差非常短。因而，傳感器主體1中的兩個接收信號不會發(fā)生干擾，以難以區(qū)分兩個接收信號的程度在幾乎相同的定時接收。因此，不需要在上下方向上設(shè)置槽部4，如果在上下方向上也設(shè)置槽部，則很有可能成為使上述發(fā)送時的拖尾變長的原因。如上所述，本發(fā)明的實施例1(圖1、圖2)所涉及的空中超聲波傳感器具備傳感器主體1，其向空中放射超聲波，并且接收來自存在于空中的反射源3的反射波；收發(fā)裝置 10，其驅(qū)動傳感器主體1，并且根據(jù)反射波求出離反射源3的距離或者傳遞聲速；以及殼體 2，其以一體化構(gòu)造固定傳感器主體1，其中，殼體2具有聲阻抗不同于周圍的槽部4(特異部位)，僅在傳感器主體1的左右方向上傾斜設(shè)置槽部4。另外，槽部4在傳感器主體1的左右方向上分別設(shè)置有多個。
這樣，通過將多個槽部4在傳感器主體1的左右方向上傾斜設(shè)置，不會使發(fā)送時的拖尾變長，能夠降低在殼體2中傳播的無用波，因此能夠得到能夠獲取穩(wěn)定的接收信號的空中超聲波傳感器。此外，在圖1、圖2中，在傳感器主體1的左右設(shè)置了多個(各三個)槽部4，但是槽部4的設(shè)置數(shù)是任意的，也可以是三個以上，如果能夠充分降低在殼體2中傳播的無用波， 則也可以是一個。另外，在圖2中，將槽部4的傾斜角度設(shè)定為45度左右，但是不限定于45度，只要能夠降低在殼體2中傳播的無用波、并且能夠抑制發(fā)送時的拖尾，就能夠設(shè)定為任意的角度。另外，代替圖2所示的傾斜形狀，也可以如圖5所示那樣在殼體2A的表面上將槽部4A形成為“日文〈字的形狀”。通過圖5的形狀，到達殼體2A的反射波(無用波)不僅對于左右方向，而且對于上下方向也向傳播來的方向返回，因此還能夠抑制反射波(無用波)向上下方向的傳播。另外，在圖2中，沒有說明設(shè)置多個槽部4的情況下的排列周期，下面參照圖6說明槽部4的排列條件。槽部4是以對在殼體2中傳播的波進行反射為目的而設(shè)置的，在來自各槽部4的反射波以相同相位重疊的情況下，反射效率最大。在如圖6那樣將多個槽部4以傾斜角45度且排列周期P設(shè)置的情況下，來自相鄰的槽部4的反射波(參照虛線箭頭)的傳播路徑差為“P”。因而，期望當(dāng)使用在殼體2中傳播的波的波長λ來表示時排列周期P滿足以下式 ⑴。P = λ Xn... (1)其中，在式(1)中η是自然數(shù)。在滿足式(1)的情況下，例如圖6內(nèi)的相鄰反射波(參照虛線箭頭)的相位相同， 因此反射效率最大。這樣，通過以滿足式(1)的方式設(shè)定排列周期P，相鄰的各槽部4處的反射波的傳播距離差成為反射波的波長λ的η(自然數(shù))倍，因此使無用波降低的效果變大。此外，在槽部4的傾斜角度為45度的情況下，滿足式(1)時反射波的相位相同，而根據(jù)槽部4的傾斜角度使成為相同相位的條件式不同是理所當(dāng)然的。另外，在圖2中，將槽部4(特異部位)僅在傳感器主體1的左右方向上傾斜設(shè)置， 但是也可以相對于傳感器主體1的左右方向和上下方向中的某一方向傾斜設(shè)置。而且，在上述說明中，說明了考慮制造工序的容易性而在殼體2中設(shè)置槽部4來降低無用波的例子，但是只要能夠?qū)υ跉んw2中傳播的波進行反射，即使不是槽部4也能夠起到相同的作用效果。例如，代替形成槽部4，而設(shè)置凸部也能夠?qū)υ跉んw2中傳播的波進行反射，因此起到相同的作用效果?？傊?，只要在殼體2的表面上形成聲阻抗不同于周圍的特異部位，就能夠?qū)Τ騻鞲衅髦黧w1的無用波進行反射，因此得到與上述相同的作用效果。
權(quán)利要求
1.一種空中超聲波傳感器，其特征在于，具備傳感器主體，向空中放射超聲波，并且接收來自存在于所述空中的反射源的反射波； 收發(fā)裝置，驅(qū)動所述傳感器主體，并且根據(jù)所述反射波求出離所述反射源的距離或者傳遞聲速；以及殼體，以一體化構(gòu)造固定所述傳感器主體， 其中，所述殼體具有聲阻抗不同于周圍的特異部位，所述特異部位相對于所述傳感器主體的左右方向和上下方向中的某一方向傾斜設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空中超聲波傳感器，其特征在于， 所述特異部位在所述殼體的表面上具有日文“ < ”字的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空中超聲波傳感器，其特征在于，所述特異部位在所述傳感器主體的左右方向和上下方向中的某一方向上分別設(shè)置有多個。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空中超聲波傳感器，其特征在于，所述特異部位的排列周期被設(shè)定成相鄰的各特異部位處的反射波的傳播距離差為所述反射波的波長的自然數(shù)倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任一項所述的空中超聲波傳感器，其特征在于， 所述特異部位由設(shè)置于所述殼體的槽部形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中的任一項所述的空中超聲波傳感器，其特征在于， 所述特異部位僅形成在所述傳感器主體的左右方向上。
全文摘要
得到一種在傳感器主體與殼體具有一體化構(gòu)造的空中超聲波傳感器中能夠降低在殼體中傳播而到達傳感器主體的無用波的空中超聲波傳感器。具備傳感器主體(1)，其向空中放射超聲波，并且接收來自存在于空中的反射源(3)的反射波；收發(fā)裝置(10)，其驅(qū)動傳感器主體(1)，并且根據(jù)反射波求出離反射源(3)的距離或者傳遞聲速；以及殼體(2)，其以一體化構(gòu)造固定傳感器主體(1)。殼體(2)具有聲阻抗不同于周圍的槽部(4)。相對于傳感器主體(1)的左右方向和上下方向中的某一方向傾斜設(shè)置有槽部(4)。
文檔編號H04R1/02GK102576072SQ20098016201
公開日2012年7月11日 申請日期2009年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月19日
發(fā)明者井上悟, 井幡光詞, 木村友則 申請人:三菱電機株式會社