JPH01270499A - 超音波素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は１個の素子によって超音波を発信および受信す
る超音波素子に関するものである。

［従来の技術〕 従来８例えば車両用の障害物検知装置としては。

超音波送信器から超音波パルスを送信し、検知対象物若
しくは障８物からの反射波を超音波受信器によって受信
し、この受信信号を処理して警報を発するように構成し
たものが一最的である。そして上記障害物の検知範囲若
しくは指向性を広域化するために、ごれまでに種々の発
明が提案されている（例えば特開昭５７−４０６６５号
、同５７−１８２６６６号。

同５９−１５４３８０号公報参蕉）。−力士記検知装置
の小型化若しく；よコンパクト化のために、送信器と受
信器とを兼用させた装置も使用されており、更には屋外
において使用することを勘案して密閉型若しくは防滴型
とした構成のものがある。

第６図（ａ＋は一ヒ記従来の超音波送受信器の一例を示
す要部罹断面図である。同図においてｌはケースであり
１例えばアルミニウム合金により閉端部を円錐台状に形
成し、他端に開口端を設ける。ケース１の閉端部の内側
には圧電材料からなる振動子２を一体に固着すると共に
、開口端には端子板３を袋着して密閉構造とする。４は
端子であり。

端子板３の内外に貫通するように固着し、リード緑５を
介して各々振動子２およびケースｌと電気的に接続する
。

次に第６図（ｂｌは第６図ｔａ＋における振動子２の拡
大縦断面図である。第６図ｆｂｌにおいて、２ａは振動
板であり９例えばジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺ］゛）に
よって形成し、上下両面に恨等の導電材料からなる２掻
２ｂを塗布若し７くは固着するのである。

上記の構成により、第６図＋ａ＋に示すように組込み、
端子４！こ信号電圧を印加すると振動子２がたわみ振動
を行ない、ケース１の閉端面１ａから空中に超音波を送
信する。また逆に閉端面１ａに超音波が入射すると、閉
端面１ａに固着した振動子２が励振されてたわみ振動を
行ない、電極２ｂを介して端子４に信号電圧を発生する
。従って前記のようにして障害物の検知を行なうことが
できるのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記構成の超音波送受信器は、１個の振動子２によって
超音波の送信と受（３とを行なうため５例えば障害物と
の距離が短い場合には、送信信号の近傍に残響信号が存
在するため、受信信号とカップルを起して検出困難とな
るという問題点がある。

一方上記残響信号を小さくすると、振動子２の感度が著
しく低下するという不都合がある。また感度を向上させ
ると１周囲のノイズも拾うこととなり、前記残ｇ信号が
増大することとなる。このように従来の振動子２若しく
は超音波素子には送信と受信とを同一の振動手段によっ
ているため、残響信号の除去および感度向上という相反
する特性を同時に向上させることができないという問題
点がある。

本発明は上記従来の技術に存在する問題点を解決し、残
響信号を除去し得ると共に、感度の高い超音波素子を提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために１本）９１の発明においては
、圧電材料からなる振動板の一方の側に共通電極を設け
、他方の側に送信用および受信用の電極を設けて、各々
独立の送イ３部および受信部を形成する。という技術的
手段を採用した。

なお上記の構成において、送信用の１鳩と受信用の電極
とを間隙を介して分離した構成にすると効果的である。

また振動板も含めて送信部と受信部とを間隙を介して分
離した構成にすると更に効果的である。

更に共通電極も含めて送信部と受信部とを間隙を介して
分離した構成にすると更に一層の効果を期待できる。

なお前記第１の発明の構成において、同一の圧電特性を
有する材ｔ４からなる２個の振動板間に送信用若しくは
受信用の電極を挟着すると共に、他方の側に前記電極以
外の電極を設けてもよい。

また前記第４若しくは第５の発明の構成において、送信
部および受信部を構成する各振動板の厚さを異なる寸法
に形成すると送信部および受信部の特性を最適化するた
めに効果的である。

〔作　用〕

上記の構成により、送信部および受信部の回路定数を別
個に設定することが可能となり、送信受信兼用の超音波
素子であるのにも拘らず、各特性全１にね備えた機能を
発揮することができる。

〔実応例〕

第１図ｔａ＋　（ｂｌは各ケ本発明の第１実施例を示ず
ζイ［１１斤画面７１および工面図である。両図におい
て、１１は振動板であり、前記第６図ｆｂｌに示すもの
と同様に１例えばジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）によ
って、直径８ｍｍ、厚さＱ、　２ｍ　ｍに形成する。

１２は共Ｉｊｌ！電極であり、導電材料によって形成し
。

振動板１１の一方の表面に固着する。次に１３゜１４は
各々送信用電極および受信用型）玉であり。

導電材ｔ１によって形成し、振動板１１の他方の表面に
同着する。なお送信用電極１３と受信用電極１４とはリ
ング状の間隙１５を介して分離し、８々独立の送信部お
よび受信部を形成するようにする。上記の構成において
、夫々の電ｔｆｆｉ１２．１３゜１．４の厚さを例えば
１０μｍとし１間隙を０．１〜Ｑ、　２ｍ　ｍに設定す
る。

上記のように構成した後、共通電電１２の側を前記第６
図ｆａ＋に示すようなケース１の閉端部の内側に固着し
５夫々の電ｉ１２，１３．１４を夫々の端子（図示せず
）と電気的に接続する。

上記の構成により送信用電極１３と受信用電極１４とに
より、各々独立の送信部と受信部を形成するから、送信
による残響信号の影響を受信部にできる。

第２図ｆａｌ　（ｂｌは各々本発明の第２の実施例を示
す縦断面図および平面図であり、同一部分は前記第１Ｉ
２Ｉ（ａｌ　（ｂｌと同一の参照符号で示す。第２図ｆ
ａｔ　（ｂフに示すものは、送信用量Ｉ！ｌ１１３を円
板部１３ａとリング部１３ｂおよび両者を接続する接続
部１３Ｃとによって形成すると共に、受信用電極１４を
一部切欠いたリング状に形成し１間隙１５を介して送信
用量１Ｍ１３を構成する円板部１３ａとリング部１３ｂ
との間に配設したものであり３作用は前記第１実施例と
同一である。

第３図（ａｌ　（ｂｌは各々本発明の第３実施例を示す
縦断面図および平面図であり、同一部分は前記の実施例
を示す図と同一の参照符号で示す。第３図ｊａｌｆｂ＋
において、１６はリング状の溝であり、送（ε用電極１
３と受信用電極１４との間に設けると共に。

振動板１１中に穿設し、共通電極１２との間に若干の接
続部１６ａを残存させる。この接続部の厚さδ５よ例え
ば０．１〜０．１５ｍｍとする。

上記の構成により、送信用電極１３と受信用電極１４と
によって形成される送信部と受信部との独立性が掻めで
大となり、送信による残響信号の影Ｉｇを更に一層小さ
くすると共に、感度の向上が期待できる。

第４図ｆａｌ　（ｂｌは各々本発明の第４実施例を示す
縦断面図および平面図であり、同一部分は前記の実施例
を示す図と同一の参照符号で示す。第４図ｔａ＋［ｂｌ
　ニ示すものは、第３図ｔａ＋　（ｂｌにおける７８１
６を。

共通電極１２の部分まで延ばしたものである。このよう
な構成により、共通電極１２は、送信用電極１３に対応
する円板部１２ａと、受信用電極１４に対応するリング
部１２ｂとに分離されるから、送信部と受信部とが完全
に分離独立した状態となり、より一層の残響信号の除去
、感度の向上が期待できる。また送信部と受信部を構成
する振動板１１の厚さを各々独立に設定することができ
。

送信機能および受信機能を最適化することができるので
ある。

第５図は本発明の第５実施例を示す縦断面図であり、同
一部分は前記の実施例を示す図と同一の参照符号で示す
。第５図において、ｌｌａ、１１ｂは各々送信用振動板
および受信用振動板であり。

例えば送信用電極１３を介して固着すると共に。

送信用振動板１１ａおよび受信用振動板１１ｂの表面に
各々共１ｉＴｌ電極１２および受信用電照１４を固着す
る。

以Ｆの構成により、受（３部に対する送信信号の影３は
若干残るが、送信用振動板１１ａおよび受信用振動板１
１ｂの厚さを自由に選定することができ、送信および受
信にＲ通の回路定数を選定することができる利点がある
。

本実施例においては送信用量）ｊおよび受信用電極の配
設例を数例示したが２両者の配置を逆Ｓこしても作用は
同一であり、また電極および振卸Ｊ板の材質および寸法
は、適用すべき用途その他を勘にと２でｊ官選定すべき
である。更に電極の形状についても１本実施例に示す円
板状およびリング状５こ■定さね、ず、他の形状を自由
に選定することができる。

〔発明の効果〕

本別の発明は以上記述のような構成および作用であるか
ら、下記の効果を期待できる。

（１）　　振動板に独立の送信部と受信部とを形成した
ものであるため、送信に伴って発生する残響信号の影響
を受信部に与えることが皆無となるか若しくは形容を大
幅に減少することができ、感度を大幅に向上することが
できる。

（２）送信部と受信部とに対応する振動板を異なる厚さ
に形成することができ、送信および受信に最適な回路定
数を選定することができ、感度を大幅に向上させ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は夫々本発明の第１実施例ない１．
第４実施例を示す図であり夫々の（ａｔ　（ｂｌは縦断
面図および平面図３第５１は本発明の第５実施例を示す
縦断面図、第６図ｆａ＋は従来の超音波送受イ３器の一
例を示す要部縦断面図、第６図（ｂｌは第６図＋ａ＋に
おける振動子の拡大縦断面図である。 １１：振動板、１２：共通電極、１３：送信用型ろ、１
４：受信用電極、１５二間隙、１６：溝。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧電材料からなる振動板の一方の側に共通電極を
   設け，他方の側に送信用および受信用の電極を設けて，
   各々独立の送信部および受信部を形成したことを特徴と
   する超音波素子。
2. （２）送信用の電極と受信用の電極とを間隙を介して分
   離した請求項１記載の超音波素子。
3. （３）振動板を間隙を介して分離した請求項２記載の超
   音波素子。
4. （４）共通電極を間隙を介して分離した請求項３記載の
   超音波素子。
5. （５）同一の圧電特性を有する材料からなる２個の振動
   板間に送信用若しくは受信用の電極を挟着すると共に，
   他方の側に前記電極以外の電極を設けた請求項１記載の
   超音波素子。
6. （６）送信部および受信部を構成する各振動板の厚さを
   異なる寸法に形成した請求項４若しくは５記載の超音波
   素子。