特許 7192640 超音波センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-12

(45)【発行日】2022-12-20

(54)【発明の名称】超音波センサ

(51)【国際特許分類】

   H04R 1/02 20060101AFI20221213BHJP

   G01S 7/521 20060101ALI20221213BHJP

【ＦＩ】

H04R1/02 330

G01S7/521 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019082277

(22)【出願日】2019-04-23

(65)【公開番号】P2020182038

(43)【公開日】2020-11-05

【審査請求日】2021-09-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐竹 正義

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 陽平

(72)【発明者】

【氏名】小林 研介

(72)【発明者】

【氏名】近藤 大

【審査官】西村 純

(56)【参考文献】

【文献】独国実用新案第２０２００７００７１３５（ＤＥ，Ｕ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１２２０１８８４（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開２００９－０５５４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０３４０１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｒ １／００－３１／００

Ｇ０１Ｓ ７／５２１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波センサ（１）であって、
電気信号と超音波振動とを変換する超音波素子（５）と、
有底筒形状を有し、内側に前記超音波素子が収容される素子収容ケース（６）と、を備え、
前記素子収容ケースは、指向中心軸（ＤＡ）を囲む筒状に形成された側板部（６１）と、前記指向中心軸と平行な軸方向における前記側板部の一端側を閉塞する底板部（６２）とを有し、
前記超音波素子は、前記底板部に貼り付けられており、
前記底板部のうち前記指向中心軸から見て前記超音波素子の外郭よりも内側に位置する部分は、その一部が前記超音波素子と離間することで空間（６２２）が形成されており、
前記超音波素子のうち前記底板部と向き合う面であって、前記底板部に貼り付けられた部分を接触部（５１）とし、残部を非接触部（５２）として、
前記非接触部の面積は、前記接触部の面積以上であり、
前記底板部は、前記側板部の内壁から離れた位置に形成された凹部（６２１）を備え、
前記空間は、前記超音波素子と前記凹部とにより形成されており、
前記超音波素子は、前記側板部の内壁とは隙間を隔てて配置されている、超音波センサ。

【請求項2】

前記側板部は、前記指向中心軸と直交する径方向について所定厚さを有する円筒状または部分円筒状の薄肉部（６１１）と、前記指向中心軸を囲む周方向における前記薄肉部の一部に設けられていて前記所定厚さよりも大きな径方向寸法を有する厚肉部（６１２）とを有する、請求項１に記載の超音波センサ。

【請求項3】

前記超音波素子は、前記空間の一部を覆っており、
前記空間は、前記素子収容ケースの他の空間と連通している、請求項１または２に記載の超音波センサ。

【請求項4】

前記超音波素子は、前記空間の全部を覆っている、請求項１または２に記載の超音波センサ。

【請求項5】

前記空間には、前記底板部を構成する材料とは異なる物質が充填されている、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の超音波センサ。

【請求項6】

前記底板部の厚み方向における前記超音波素子と前記底板部との距離を深さとして、
前記空間における前記深さは、一定である、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の超音波センサ。

【請求項7】

前記底板部の厚み方向における前記超音波素子と前記底板部との距離を深さとして、
前記空間における前記深さは、場所により異なる、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の超音波センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超音波センサに関する。

【背景技術】

【0002】

探査波として超音波を外部に送信し、その反射波を受信する超音波センサは、例えば、車両に搭載される物体検知装置等に用いられている。この種の超音波センサは、有底筒状のケースと、当該ケースの内側底部に貼り付けられた圧電素子とを有してなる。

【0003】

この種の超音波センサにおいては、１つの超音波センサに複数の共振周波数を持たせる構造が検討されており、例えば特許文献１に記載のものが挙げられる。特許文献１に記載の超音波センサは、大きさの異なる２つの有底筒状ケースと、圧電素子とを備え、大きい有底筒状ケースの内側底面に小さい有底筒状ケースの開口部が貼り付けられており、小さい有底筒状ケースによりなる空間を有する。この超音波センサは、小さい有底筒状ケースの外側底面に圧電素子が貼り付けられている。そして、この超音波センサは、超音波の送信時または受信時に、大小の有底筒状ケースの底面が同じ方向へ撓む場合と逆方向に撓む場合とが生じることで、複数の共振周波数を持つ構造となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１０－２７８５９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、この超音波センサは、大小の有底筒状ケースを接着した構造となっており、耐久性が大きく低下するおそれがあり、その製造コストも大きくなってしまう。

【0006】

本発明は、上記の点に鑑み、耐久性を確保しつつ、複数の共振周波数を有する超音波センサを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、請求項１に記載の超音波センサは、超音波センサ（１）であって、電気信号と超音波振動とを変換する超音波素子（５）と、有底筒形状を有し、内側に超音波素子が収容される素子収容ケース（６）と、を備え、素子収容ケースは、指向中心軸（ＤＡ）を囲む筒状に形成された側板部（６１）と、指向中心軸と平行な軸方向における側板部の一端側を閉塞する底板部（６２）とを有し、超音波素子は、底板部に貼り付けられており、底板部のうち指向中心軸から見て超音波素子の外郭よりも内側に位置する部分は、その一部が超音波素子と離間することで空間（６２２）が形成されており、超音波素子のうち底板部と向き合う面であって、底板部に貼り付けられた部分を接触部（５１）とし、残部を非接触部（５２）として、非接触部の面積は、接触部の面積以上であり、底板部は、側板部の内壁から離れた位置に形成された凹部（６２１）を備え、空間は、超音波素子と凹部とにより形成されており、超音波素子は、側板部の内壁とは隙間を隔てて配置されている。

【0008】

これにより、超音波素子からの振動が素子収容ケースの底板部に直接伝搬する場合と、当該振動が空間を介して当該底板部に伝搬する場合との２つの振動伝搬経路を備える超音波センサとなる。そのため、複数の振動モードが生じ、複数の共振周波数を有する一個の超音波センサになる。また、素子収容ケースと超音波素子との間に別部材を接着する必要がなくなり、耐久性が向上すると共に、その製造コストが抑制される。

【0009】

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係る超音波センサの搭載例を示す図である。

【図2】超音波センサの概略的な装置構成を示す断面図である。

【図3】図２の超音波マイクロフォンの概略構成を示す斜視図である。

【図4】図３のIV-IV間の断面を示す断面図である。

【図5】超音波素子と素子収容ケースとの間の振動の伝達経路を示す図である。

【図6】図３の超音波マイクロフォンの音響インピーダンス特性を示すグラフである。

【図7】第１の変形例に係る素子収容ケースの概略構成を示す斜視図である。

【図8】第２の変形例に係る超音波マイクロフォンの概略構成を示す平面図である。

【図9】第３の変形例に係る底板部に設けられた凹部を示す断面図である。

【図10】第４の変形例に係る底板部の断面形状を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について図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、同一符号を付して説明を行う。

【0012】

（実施形態）
実施形態に係る超音波センサ１について説明する。超音波センサ１は、例えば、自動車等の車両に搭載される物体検知装置に用いられると好適であるが、これに限定されず、他の用途に適用されることもできる。本実施形態では、車載用の物体検知装置に適用された例を代表例として説明する。

【0013】

（搭載例）
超音波センサ１の車両への搭載例について、図１を参照して簡単に説明する。超音波センサ１は、例えば図１に示すように、箱状の車体Ｖ１を備える車両Ｖに搭載される。具体的には、超音波センサ１は、車体Ｖ１のうち前端部に装着されたフロントバンパーＶ２や、後端部に装着されたリアバンパーＶ３に取り付けられる。

【0014】

フロントバンパーＶ２やリアバンパーＶ３には、超音波センサ１を搭載するための貫通孔である装着孔Ｖ４が形成されている。フロントバンパーＶ２やリアバンパーＶ３に搭載された超音波センサ１は、いわゆる車載のクリアランスソナーとされる。

【0015】

（構成）
次に、超音波センサ１の構成について、図２～図４を参照して説明する。

【0016】

以下、説明の便宜上、図２に示すように、Ｚ軸が超音波センサ１の指向中心軸ＤＡと平行となるようにＸＹＺ直交座標系を設定する。このとき、指向中心軸ＤＡと平行な方向を「軸方向」と称する。図２における上側、すなわち、Ｚ軸正方向側を、軸方向における「先端側」と称することがある。同様に、図２における下側、すなわち、Ｚ軸負方向側を、軸方向における「基端側」と称することがある。さらに、軸方向と直交する任意の方向を「面内方向」と称することがある。すなわち、「面内方向」は、図２における、ＸＹ平面と平行な方向である。また、図３では、図２のＸＹＺ直交座標系に対応するＸＹＺ座標系を示すと共に、後述する超音波素子５に覆われて視認できない凹部６２１の外郭を破線で示している。

【0017】

超音波センサ１は、センサケース２と、弾性保持部材３と、超音波マイクロフォン４とを備える。超音波マイクロフォン４は、超音波素子５と素子収容ケース６とを備える。以下、超音波センサ１の各構成要素について説明する。

【0018】

センサケース２は、図２に示すように、超音波センサ１の筐体であると共に、弾性保持部材３を保持する構成とされている。センサケース２は、ケース本体部２１と、コネクタ部２２と、ケース筒部２３とを有してなる。センサケース２は、これらの各部が、例えばポリプロピレン等の硬質の合成樹脂によって一体に形成されている。

【0019】

ケース本体部２１は、略直方体状の外形形状を有する箱状部分であって、軸方向における基端側が開口する有底筒状に形成されている。

【0020】

コネクタ部２２は、超音波センサ１を電子制御ユニット等の外部機器と電気接続するために、ケース本体部２１における側壁部から外側に向かって延設されている。

【0021】

ケース筒部２３は、略円筒状の部分であって、ケース本体部２１から軸方向における先端側に突設されている。ケース筒部２３は、指向中心軸ＤＡを軸中心とする略円筒形状に形成された弾性保持部材３の、軸方向における基端部を保持するように構成されている。ケース筒部２３の内側のシリンダ状の空間は、ケース本体部２１の内側の略直方体状の空間と連通するように設けられている。以下、ケース筒部２３の内側の空間とケース本体部２１の内側の空間とを総称して、「センサケース２の内側の空間」と称する。

【0022】

センサケース２の内側の空間には、回路基板２４と、配線部２５と、シールド部２６とが収容されている。超音波センサ１の動作を制御する回路基板２４は、ケース本体部２１に収容されている。配線部２５は、超音波マイクロフォン４と回路基板２４とを電気接続するように設けられている。シールド部２６は、回路基板２４と配線部２５とを覆うことで、これらを電磁シールドするように、センサケース２の内面に固定されている。

【0023】

ダンパ部材２７は、円盤状の部材であって、弾性保持部材３の内径に対応する外径を有している。すなわち、ダンパ部材２７は、軸方向における超音波マイクロフォン４よりも基端側にて、弾性保持部材３の内側のシリンダ状の空間内に嵌め込まれている。ダンパ部材２７は、超音波マイクロフォン４からセンサケース２への振動伝達を抑制するよう設けられている。具体的には、ダンパ部材２７は、例えば、絶縁性且つ弾性を有する発泡シリコーン等の発泡弾性体によって形成されている。

【0024】

センサケース２の内側の空間には、充填材２８が充填されている。充填材２８は、例えば、絶縁性且つ弾性を有するシリコーンゴム等の合成樹脂材料によって形成されている。

【0025】

弾性保持部材３は、絶縁性且つ弾性を有するシリコーンゴム等の合成樹脂系弾性材料によって形成されている。合成樹脂系弾性材料は、「粘弾性材料」あるいは「エラストマ」とも称される。弾性保持部材３は、超音波マイクロフォン４の軸方向における先端側を露出させつつ基端側を覆うことで、超音波マイクロフォン４を弾性支持するように構成されている。

【0026】

超音波マイクロフォン４は、超音波素子５と素子収容ケース６とによって構成されており、超音波送受波器としての機能を有している。すなわち、超音波マイクロフォン４は、超音波の送受信が可能な構成とされている。

【0027】

換言すれば、超音波マイクロフォン４は、印加された駆動信号に基づいて、探査波を指向中心軸ＤＡに沿って送信するように構成されている。指向中心軸ＤＡは、超音波マイクロフォン４から超音波の送受信方向に沿って延びる仮想半直線であって、指向角の基準となるものである。「指向中心軸」は、「検出軸」とも称され得る。また、超音波マイクロフォン４は、周囲に存在する物体による反射波を受信して、受信信号を発生するように構成されている。

【0028】

超音波素子５は、電気信号と超音波振動とを変換するように構成されている。超音波素子５は、例えば圧電素子であって、軸方向に厚さ方向を有する薄膜状とされている。超音波素子５は、例えば図３に示すように、有底筒形状とされた素子収容ケース６のうち後述の底板部６２の内側面に貼り付けられている。なお、底板部６２の内側面とは、後述する側板部６１に囲まれた面である。

【0029】

具体的には、超音波素子５は、本実施形態では、例えば図４に示すように、底板部６２に形成された凹部６２１を覆うように配置されており、凹部６２１と共に第１空間６２２を構成している。超音波素子５は、底板部６２と向き合う面である貼付面に、底板部６２に貼り付けられている部分である接触部５１と、残部の非接触部５２とを有する。非接触部５２は、底板部６２に貼り付けられていない部分とも言える。

【0030】

この非接触部５２は、例えば図５において白抜き矢印で示すように、超音波素子５から底板部６２への振動の伝搬速度の異なる２つの経路を生じさせ、超音波センサ１が複数の共振周波数を持つようにするために設けられる。振動の伝搬経路は、超音波素子５から底板部６２に直接振動が伝搬する第１の伝搬経路、および超音波素子５から第１空間６２２を介して底板部６２に振動が伝搬する第２の伝搬経路の２つである。このような構成とされることによる効果については、後述する。なお、非接触部５２は、上記の効果を高めるため、貼付面において、接触部５１以上の面積を占めること、言い換えると貼付面の５０％以上を占めることが好ましい。

【0031】

素子収容ケース６は、指向中心軸ＤＡを軸中心とする有底筒形状であって、その内側に超音波素子５を収容可能な第２空間６３を備える構成とされている。素子収容ケース６は、側板部６１と底板部６２とを備えており、これらが同一の材料によって構成されている。素子収容ケース６は、例えばアルミニウム等の金属によって、継ぎ目なく一体に形成されている。

【0032】

側板部６１は、例えば、指向中心軸ＤＡを囲む筒状であって、指向中心軸ＤＡと略平行な中心軸線を有する円筒状とされている。側板部６１は、薄肉部６１１と、厚肉部６１２とを有している。

【0033】

薄肉部６１１は、指向中心軸ＤＡと直交する径方向について所定厚さを有する部分円筒状とされている。「径方向」は、指向中心軸ＤＡから放射状に延びる方向である。すなわち、径方向は、指向中心軸ＤＡを法線とする平面上にて、当該平面と指向中心軸ＤＡとの交点を中心とする仮想円を描いた場合の、当該仮想円の半径方向である。また、側板部６１の各部における径方向寸法を「厚さ」と称することがある。換言すれば、薄肉部６１１は、厚肉部６１２よりも薄い、一定厚さを有している。

【0034】

薄肉部６１１の所定厚さは、例えば、側板部６１および底板部６２の径方向または軸方向における寸法のうち、軸方向における底板部６２の厚さに最も近い寸法を有している。具体的には、薄肉部６１１は、底板部６２の厚さすなわち軸方向寸法の０．３～２．０倍、好ましくは０．５～１．５倍、より好ましくは０．７～１．２倍の厚さに形成されている。典型的には、薄肉部６１１は、底板部６２と略同じ厚さに形成され得る。

【0035】

厚肉部６１２は、薄肉部６１１よりも大きな厚さすなわち径方向寸法を有している。具体的には、本実施形態においては、厚肉部６１２は、指向中心軸ＤＡと平行な視線で見た場合に、Ｘ軸方向に沿って延設された弦と円弧とで囲まれた弓形に形成されている。また、厚肉部６１２は、指向中心軸ＤＡを囲む周方向について薄肉部６１１に隣接配置されている。「周方向」は、上記の仮想円の円周方向である。

【0036】

本実施形態では、一対の薄肉部６１１は、指向中心軸ＤＡを挟んで対向配置されている。同様に、一対の厚肉部６１２は、指向中心軸ＤＡを挟んで対向配置されている。すなわち、本実施形態では、第２空間６３は、指向中心軸ＤＡと平行な視線で見た場合に、一対の半円と一対の線分とで構成される角丸長方形状あるいは長円状に形成されている。また、側板部６１は、半円に対応して設けられた一対の薄肉部６１１と、線分に対応して設けられた一対の厚肉部６１２とを有している。これにより、超音波マイクロフォン４は、Ｙ軸方向にてＸ軸方向よりも狭い指向角を有するように構成されている。なお、厚肉部６１２は、超音波の指向性を調整する部位として設計され得るため、「指向性調整部」とも称され得る。

【0037】

底板部６２は、軸方向に厚さ方向を有する平板状あるいは薄板状の部分であって、軸方向における側板部６１の一端側を閉塞するように設けられている。具体的には、底板部６２は、側板部６１の軸方向における先端部と継ぎ目なく一体的に結合されている。底板部６２は、図３に示すように、超音波素子５が貼り付けられることで、超音波素子５による超音波の送信または受信の際に、側板部６１と結合された外縁部を固定端として撓みながら軸方向に超音波振動する構成とされている。底板部６２のうち内側面、すなわち超音波素子５が収容される第２空間６３側の面には、凹部６２１が設けられている。

【0038】

凹部６２１は、例えば、シリンジ状の溝とされており、切削工程等の任意の工程により形成される。凹部６２１は、本実施形態では、その全部が超音波素子５により覆われている。つまり、図３に示すように、底板部６２のうち指向中心軸ＤＡから見て超音波素子５の外郭よりも内側に位置する部分、すなわち外郭内側部は、その一部が超音波素子５と離間することで第１空間６２２が形成されている。本実施形態では、底板部６２のうち外郭内側部は、凹部６２１を備えることにより、超音波素子５との間に第１空間６２２を有する構成とされる。

【0039】

なお、凹部６２１と超音波素子５とにより形成される第１空間６２２は、例えば空気やシリコーン等の、底板部６２を構成する材料とは異なる振動伝搬速度となる媒質が充填されている。言い換えると、第１空間６２２は、底板部６２を構成する材料とは異なる物質が充填されている。

【0040】

以上が、本実施形態の超音波センサ１の基本的な構成である。

【0041】

（効果）
次に、本実施形態の超音波センサ１による効果について、図５、図６を参照して説明する。

【0042】

上記構成の超音波センサ１では、超音波素子５は、図示しない配線から電気信号が入力されることで超音波振動する。超音波素子５が超音波振動すると、その振動により、素子収容ケース６が励振される。これにより、超音波素子５と素子収容ケース６とによって構成される超音波マイクロフォン４は、所定の振動モードで振動する。

【0043】

ここで、上記構成では、底板部６２は、凹部６２１が設けられると共に、超音波素子５が凹部６２１を覆うように貼り付けられている。そして、凹部６２１によりなる第１空間６２２は、超音波素子５からの振動の伝搬速度が、底板部６２を構成する材料とは異なる媒質により充填されている。

【0044】

このため、超音波マイクロフォン４には、図５に示すように、超音波素子５からの振動が底板部６２に直接伝搬することに起因する第１の振動モードが生じる。また、超音波マイクロフォン４には、この第１の振動モードに加えて、超音波素子５からの振動が第１空間６２２を介して底板部６２に伝搬することに起因する第２の振動モードが生じる。これにより、第１の振動モードによる第一構造共振周波数の他に、第２の振動モードの発生に起因する第二構造共振周波数が発生する。なお、第一構造共振周波数と第二構造共振周波数とは、一方が他方の高次共振周波数とはならないような関係とされる。

【0045】

上記の振動状態を計算機シミュレーションした結果、図３に示す超音波マイクロフォン４の音響インピーダンス特性について、図６に示す結果が得られた。超音波マイクロフォン４では、４０～８０ｋＨｚの範囲内において、二個の顕著な構造共振周波数が発生している。約４８ｋＨｚにて発生している一方の構造共振周波数は、上記の第１の振動モードに対応する。約７３ｋＨｚにて発生している他方の構造共振周波数は、上記の第２の振動モードの発生に起因する。具体的には、他方の構造共振周波数は、第１の振動モードによる振動波と、第２の振動モードによる振動とが合成されたものによると推定される。

【0046】

なお、凹部６２１は、上記したように、一方が他方の高次共振周波数とはならない第一構造共振周波数および第二構造共振周波数を顕著に発生させるような、所定の寸法や形状とされる。例えば、凹部６２１は、その外郭形状が略円柱状に限られず、略多角柱状や略楕円柱状等にもされ得るし、その他の形状にもされ得る。

【0047】

本実施形態によれば、底板部６２の内側面に凹部６２１を設けるという、簡単な形状変更により一個の超音波マイクロフォン４に複数の構造共振周波数を持たせることができる。また、大小の異なる２つの有底筒状ケースを貼り合わせるような従来構造に比べて、耐久性の低下やコストの増大が抑制されるとの効果も得られる。そのため、耐久性を確保しつつも、複数の共振周波数を有する構成とされた一個の超音波センサ１となる。

【0048】

（第１の変形例）
超音波センサ１において、素子収容ケース６は、図７に示すように、側板部６１が薄肉部６１１のみで構成されてもよい。このような構造であっても、底板部６２に凹部６２１が形成され、その上に超音波素子５が配置されることで、複数の共振周波数を有するとの効果が得られる。

【0049】

（第２の変形例）
超音波センサ１において、超音波マイクロフォン４は、図８に示すように、超音波素子５が凹部６２１の一部のみを覆う構造、すなわち第１空間６２２と第２空間６３とが連通する構造とされてもよい。このような構造であっても、上記実施形態と同様に、複数の共振周波数を有する超音波センサ１となる。なお、図８では、指向中心軸から超音波マイクロフォン４を見たときの平面図を示すと共に、凹部６２１の外郭のうち超音波素子５により視認できない部分を破線で示している。

【0050】

（第３の変形例）
超音波センサ１において、凹部６２１は、図９に示すように、断面形状がくさび形状とされた溝状であってもよい。この場合、凹部６２１は、断面視にて、その外郭形状が例えば円錐状や多角錐状などとされる。つまり、凹部６２１は、超音波マイクロフォン４に、超音波素子５からの振動の第２の伝搬経路となる第１空間６２２が生じる形状であればよく、その形状については上記の実施形態に限られず、適宜変更されてもよい。

【0051】

なお、底板部６２の厚み方向における底板部６２と超音波素子５との距離を「深さ」として、上記の実施形態では、第１空間６２２における深さが一定である例について説明した。これに対して、本変形例では、上記した凹部６２１の形状により、第１空間６２２における深さが場所により異なるため、３つ以上の共振周波数を有する超音波センサとすることも可能となる。なお、この場合、凹部６２１は、断面形状がくさび形状だけでなく、例えば複数の段差を有する形状といった、深さが異なる複数の箇所を有する形状とされてもよく、その形状については任意である。また、凹部６２１は、深さが異なる形状とされることで、共振の帯域を拡大する効果も生じさせ得る。

【0052】

（第４の変形例）
超音波センサ１において、底板部６２は、図１０に示すように、その内側面において凹部６２１に代わって、枠体状または部分枠体状の凸部６２３を有する形状とされてもよい。この場合、超音波素子５は、凸部６２３の先端面に貼り付けられ、略枠体状の凸部６２３の内側の領域と併せて、第３空間６２４を構成する。言い換えると、底板部６２のうち外郭内側部は、略枠体状の凸部６２３を備え、凸部６２３の先端面に超音波素子５が貼り付けられることで、超音波素子５との間に第３空間６２４を有する構成とされる。

【0053】

これにより、超音波素子５からの振動が凸部６２３を介して底板部６２に伝搬することによる振動モードと、超音波素子５からの振動が第３空間６２４を介して底板部６２に伝搬することによる追加の振動モードとが生じる超音波マイクロフォン４となる。そのため、この構造によっても、複数の共振周波数を有する超音波センサ１が得られる。

【0054】

なお、凸部６２３は、凹部６２１と同様に、一方が他方の高次共振周波数とはならない第一構造共振周波数および第二構造共振周波数を顕著に発生させるような、所定の寸法や形状とされる。また、第３空間６２４は、超音波素子５により第２空間６３と繋がっていない閉鎖空間であってもよいし、上記の第２の変形例と同様に、第２空間６３と連通する空間であってもよい。

【0055】

（他の実施形態）
本発明は、実施例に準拠して記述されたが、本発明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。本発明は、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、それらの一要素のみ、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、本発明の範疇や思想範囲に入るものである。

【0056】

（１）例えば、超音波センサ１は、超音波を送受信可能な構成に限定されず、超音波の発信のみが可能な構成であってもよい。あるいは、超音波センサ１は、他の超音波発信器から発信された超音波である探査波の、周囲に存在する物体による反射波を受信する機能のみを有する構成であってもよい。つまり、超音波マイクロフォン４は、送受信用であってもよいし、送信用であってもよいし、受信用であってもよい。

【0057】

（２）超音波マイクロフォン４すなわち素子収容ケース６の外形形状は、略円柱状に限定されず、略正六角柱状、略正八角柱状、等であってもよい。

【0058】

（３）超音波素子５は、圧電素子に限定されず、例えば、いわゆる静電容量型素子が用いられてもよい。

【0059】

（４）上記の説明において、互いに継ぎ目無く一体に形成されていた複数の構成要素は、互いに別体の部材を貼り合わせることによって形成されてもよい。同様に、互いに別体の部材を貼り合わせることによって形成されていた複数の構成要素は、互いに継ぎ目無く一体に形成されてもよい。

【0060】

（５）上記の説明において、互いに同一の材料によって形成されていた複数の構成要素は、互いに異なる材料によって形成されてもよい。同様に、互いに異なる材料によって形成されていた複数の構成要素は、互いに同一の材料によって形成されてもよい。

【0061】

（６）上記の実施形態およびその変形例については、互いに組み合わせられてもよい。例えば、底板部６２は、凸部６２３を備えると共に、その内側に凹部６２１が形成された形状とされてもよい。

【符号の説明】

【0062】

１ 超音波センサ
４ 超音波マイクロフォン
５ 超音波素子
６ 素子収容ケース
６１ 側板部
６１１ 薄肉部
６１２ 厚肉部
６２ 底板部
６２１ 凹部
ＤＡ 指向中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】