Titel

Ultraschall-Array-Sensor

Die Erfindung betrifft ein Ultraschall-Array-Sensor. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Ultraschall-Array-Sensor für den Fahrzeugbau.

Stand der Technik

Für die Abstandsbestimmung und Umfeldsensierung werden im Automobilbau und anderen Industrieanwendungen Ultraschallsensoren verwendet. Die Ultraschallsensoren aus dem Stand der Technik arbeiten hierbei nach dem Puls- Echo-Prinzip, bei dem eine Laufzeitmessung zwischen Aussenden und Empfangen von Ultraschall-Pulsen vorgenommen wird. Für eine erhöhte Leistungsfähigkeit der Sensoren sind Ultraschall-Array-Sensoren bekannt, die jeweils eine Mehrzahl verschiedener Ultraschallmembranelemente für individuelle Puls-Echo- Messungen umfassen.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Ultraschall-Array-Sensor bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch den Ultraschall-Array-Sensor des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der untergeordneten Ansprüche.

Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Ultraschall-Array-Sensor mit wenigstens zwei Ultraschallmembranelementen zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallsignalen und einem Gehäuse mit einer Abdeckplatte bereitgestellt, wobei die Abdeckplatte an einer Sende-Empfangsseite des Ultraschall-Array- Sensors angeordnet ist, wobei die Abdeckplatte die wenigstens zwei Ultraschallmembranelemente kontaktiert und vollständig abdeckt, wobei die Abdeckplatte eingerichtet ist, eine Übertragung von ausgesendeten und/oder empfangenen Ultraschallsignalen von und/oder zu den Ultraschallmembranelementen zu bewirken, und wobei eine Außenfläche der Abdeckplatte als eine plane Fläche ausgebildet ist.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass ein verbesserter Ult- raschall-Array-Sensor mit einer Mehrzahl von Ultraschallmembranelementen bereitgestellt werden kann. Durch die plane Oberfläche der Abdeckplatte kann eine ungestörte Abstrahlung der Ultraschallsignale der Ultraschallmembranelemente erreicht werden. Erhebungen und/oder Vertiefungen einer nicht-planen Abdeckplatte führen hingegen zu Reflexionseffekten der abgestrahlten oder empfangenen Ultraschallsignale. Derartige Reflexionen der Ultraschallsignale führen zu Störeffekten der Ultraschallsignale, insbesondere zu unerwünschten Veränderungen im Zeitsignal und in der Richtwirkung der Schallabstrahlung bzw. des Schallempfangs und damit letztendlich zu gestörten oder fehlerhaften Messungen bzw. Messergebnissen des Ultraschall-Array-Sensors.

Nach einer Ausführungsform weist die Abdeckplatte in die Ultraschallmembranelemente kontaktierenden Bereichen eine höhere Steifigkeit auf als in Bereichen zwischen den wenigstens zwei Ultraschallmembranelementen.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass durch die verringerte Steifigkeit der Abdeckplatte in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen die Schallübertragung in der Abdeckplatte zwischen den Ultraschallmembranelementen reduziert ist. Hierdurch kann verhindert werden, dass Ultraschallsignale über die Abdeckplatte zwischen den Ultraschallmembranelementen übertragen werden und die Messungen der Ultraschallmembranelemente hierdurch gestört werden. Trotz der gemeinsamen Abdeckplatte können die Ultraschallmembranelemente als eigenständige Sensorelemente ungestört von dem jeweils anderen Ultraschallmembranelement betrieben werden.

Nach einer Ausführungsform umfasst die Abdeckplatte einen Faserverbundstoff, wobei die Abdeckplatte in den die Ultraschallmembranelemente kontaktierenden Bereichen eine höhere Faserdichte einer Faserstruktur des Faserverbundstoffs aufweist als in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine einfache Fertigung der Abdeckplatte ermöglicht ist. Über die geringere Faserdichte in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen ist die Steifigkeit in diesen Bereichen herabgesetzt. Hierdurch ist die Schallübertragung in der Abdeckplatte zwischen den an die Ultraschallmembranelemente angrenzenden Bereichen reduziert. Dies ermöglicht eine Individualisierung der wenigstens zwei Ultraschallmembranelemente, sodass jedes Ultraschallmembranelement unabhängig von dem jeweils anderen Element betrieben werden kann.

Nach einer Ausführungsform umfasst der Faserverbundstoff eine mehrlagige Faserstruktur, wobei in den die Ultraschallmembranelemente kontaktierenden Bereichen eine Anzahl der Lagen der mehrlagigen Faserstruktur größer ist als in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine hohe Flexibilität der Abdeckplatte in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen und damit verbunden eine schlechte Schallübertragung innerhalb der Abdeckplatte zwischen den Ultraschallmembranelementen bewirkt wird. Durch die geringere Anzahl von Lagen der Faserstruktur ist in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen die Steifigkeit der Abdeckplatte verringert.

Nach einer Ausführungsform sind die Lagen der mehrlagigen Faserstruktur über eine gesamte Dicke der Abdeckplatte ausgebildet.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine hohe Flexibilität der Abdeckplatte in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen und damit verbunden eine schlechte Schallübertragung innerhalb der Abdeckplatte zwischen den Ultraschallmembranelementen bewirkt wird. Hierzu sind in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen eine geringere Anzahl von Lagen der Faserstruktur angeordnet. Nach einer Ausführungsform sind die Lagen der mehrlagigen Faserstruktur in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen nur über einen Teil der Dicke der Abdeckplatte angeordnet.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine hohe Flexibilität der Abdeckplatte in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen und damit verbunden eine schlechte Schallübertragung innerhalb der Abdeckplatte zwischen den Ultraschallmembranelementen bewirkt wird.

Nach einer Ausführungsform weist die Abdeckplatte in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen an einer Innenfläche der Abdeckplatte Ausnehmungen zur Materialverjüngung auf.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine hohe Flexibilität der Abdeckplatte in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen und damit verbunden eine schlechte Schallübertragung innerhalb der Abdeckplatte zwischen den Ultraschallmembranelementen bewirkt wird.

Nach einer Ausführungsform ist in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen keine Faserstruktur ausgebildet.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine hohe Flexibilität der Abdeckplatte in den Bereichen zwischen den Ultraschallmembranelementen und damit verbunden eine schlechte Schallübertragung innerhalb der Abdeckplatte zwischen den Ultraschallmembranelementen bewirkt wird.

Nach einer Ausführungsform sind die Ultraschallmembranelemente über eine Klebstoffverbindung an der Abdeckplatte fixiert.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine feste Anbindung der Ultraschallmembranelemente an die Abdeckplatte und eine gute Schallübertragung zwischen den Ultraschallmembranelementen und der Abdeckplatte erreicht wird. Nach einer Ausführungsform sind die Ultraschallmembranelemente über einen Formgebungsprozess, insbesondere einen Harz-Transfer-Formgebungs-Prozess wie Resin transfer molding (RTM) oder Vacuum Assisted Resin Transfer Molding (VARTM), mit der Abdeckplatte verbunden.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine vereinfachte Fertigung ermöglicht ist. Die Ultraschallmembranelemente werden hierbei bei Fertigung des Faserverbundstoffs der Abdeckplatte im jeweiligen gleichen Formprozess in die Abdeckplatte integriert. Hierdurch ist eine feste Anbindung an die Abdeckplatte und eine gute Schallübertragung erreicht.

Nach einer Ausführungsform ist die Faserstruktur als ein Gewebe, Gelege, Gewirk, Gestrick, Geflecht oder Vliesstoff ausgebildet.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine leichte und leistungsstarke Faserstruktur bereitgestellt werden kann.

Nach einer Ausführungsform ist an der Außenfläche der Abdeckplatte eine Metallschicht angeordnet.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine erhöhte Belastbarkeit des Sensors ermöglicht ist. Insbesondere bei einem Einsatz im Automobilbau ermöglicht die Metallschicht eine verbesserte Lackierbarkeit des Sensors. Hierdurch kann der Sensor besser in eine Fahrzeugkarosserie integriert werden. Zusätzlich kann die Abschirmung gegen elektromagnetische Störstrahlung verbessert werden.

Nach einer Ausführungsform ist die Abdeckplatte mit einer Klebstoffverbindung am Gehäuse fixiert.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass die Abdeckplatte gesichert am Gehäuse fixiert ist. Über die Fixierung ist eine optimale Schallübertragung von den Ultraschallmembranelementen über die Abdeckplatte an die Umgebung des Sensors ermöglicht. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der folgenden Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Explosionsdarstellung eines Ultraschall-Array- Sensors aus dem Stand der Technik;

Fig. 2 eine schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array- Sensors gemäß einer Ausführungsform;

Fig. 3 eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall- Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 4 eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall- Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 5 eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall- Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 6 eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall- Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 7 eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall- Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 8 eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall- Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 9 eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall- Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 10 eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall- Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 11 eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall- Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform; Fig. 12 eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall- Array-Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 13 eine schematische Draufsicht eines Ultraschall-Array-Sensors gemäß einer Ausführungsform;

Fig. 14 eine weitere schematische Draufsicht eines Ultraschall-Array-Sen- sors gemäß einer weiteren Ausführungsform; und

Fig. 15 eine weitere schematische Draufsicht eines Ultraschall-Array-Sen- sors gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt eine schematische Explosionsdarstellung eines Ultraschall-Array- Sensors 100A aus dem Stand der Technik.

In Fig. 1 ist ein aus dem Stand der Technik bekannter Ultraschall-Array-Sensor 100A dargestellt. Der Ultraschall-Array-Sensor 100A umfasst ein Gehäuse 103A und eine Abdeckplatte 105A. In der Abdeckplatte 105A sind vier quadratische Ultraschallmembranelemente 101A dargestellt, die in die Abdeckplatte 105A eingelassen sind. Die Abdeckplatte 105A weist hierzu vier quadratisch-förmige Ausnehmungen auf, in die die Ultraschallmembranelemente 101A eingelassen sind. Die Ausnehmungen sind jeweils als trichterförmige Vertiefungen 106A ausgebildet. Durch die trichterförmigen Vertiefungen 106A weist die Abdeckplatte 105A eine charakteristische Strukturierung auf. Dies erschwert eine Lackierung der Abdeckplatte 105A und verhindert einen Einbau des Ultraschall-Array-Sensors 100A beispielsweise in einer Karosserie eines Fahrzeugs. Darüber hinaus stellen die abgeschrägten Randbereiche der trichterförmigen Vertiefungen 106A Reflexionsflächen für die Ultraschallsignale der Ultraschallmembranelemente 101A dar. Die Reflexionsflächen bzw. die Reflexionen der Ultraschallsignale sorgen hierbei für eine schlechtere Signalqualität sowie eine schlechtere Richtwirkung der Schallabstrahlung bzw. des Schallempfangs und verschlechtern damit die Performance des Ultraschall-Array-Sensors 100A.

Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Array-Sen- sors 100 gemäß einer Ausführungsform. Erfindungsgemäß umfasst der Ultraschall-Array-Sensor 100 wenigstens zwei Ultraschallmembranelemente 101 , ein Gehäuse 103 und eine Abdeckplatte 105. Die Abdeckplatte 105 ist in einer Sende-/Empfangsseite 106 des Ultraschall-Ar- ray-Sensors 100 am Gehäuse 103 fixiert. Die Abdeckplatte 105 kontaktiert hierbei die Ultraschallmembranelemente 101. Der Ultraschall-Array-Sensor 100 umfasst ferner eine innere MEMS-Sensorstruktur 117, die beispielsweise als ein Piezoelement ausgebildet ist und eingerichtet ist, Ultraschallsignale zu erzeugen bzw. zu detektieren.

Erfindungsgemäß erstreckt sich die Abdeckplatte 105 über die gesamte Sende-/Empfangsseite 106 des Ultraschall-Array-Sensors 100. Die Abdeckplatte 105 weist hierbei eine plane Außenfläche 107 auf. Die Außenfläche 107 weist im Gegensatz zu dem in Fig. 1 gezeigten Stand der Technik keine Ausnehmungen bzw. trichterförmigen Vertiefungen auf, sondern ist strukturlos als plane Oberfläche ausgebildet. Durch die Ausbildung als plane Oberfläche ist eine Lackierbarkeit der Abdeckplatte 105 erleichtert und der Ultraschall-Array-Sensor 100 kann unauffällig in eine Fahrzeugkarosserie integriert werden. Darüber hinaus weist die Abdeckplatte 105 keinerlei Strukturierungen und damit verbunden keine Reflexionsflächen auf, sodass ein ungestörtes Aussenden bzw. Empfangen von Ultraschallsignalen ermöglicht ist.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Abdeckplatte 105 in Bereichen 109, in denen die Abdeckplatte 105 die Ultraschallmembranelemente 101 kontaktiert, eine höhere Steifigkeit auf als in Bereichen 111 zwischen den Ultraschallmembranelementen 101. Durch die geringere Steifigkeit in den Bereichen 111 zwischen den Ultraschallmembranelementen 101 ist eine Schallleitfähigkeit der Abdeckplatte 105 in diesen Bereichen 111 herabgesetzt. Hierdurch kann erreicht werden, dass eine Übertragung von Ultraschallsignalen über die Abdeckplatte 105 zwischen den wenigstens zwei Ultraschallmembranelementen 101 vermieden oder wenigstens herabgesetzt ist. Hierdurch kann eine Signalverunreinigung der einzelnen durch die Ultraschallmembranelemente 101 ausgesendeten bzw. empfangenen Ultraschallsignale verhindert werden. Mit der gemeinsamen Abdeckplatte 105, die die verschiedenen Ultraschallmembranelemente 101 kontaktiert und abdeckt, kann jedes einzelne Ultraschallmembranelement 101 unabhängig von den anderen Ultraschallmembranelementen 101 betrieben werden. Durch die geringere Steifigkeit der Bereiche 111 zwischen den Ultraschallmembranelementen 101 kann die Signalverunreinigung der Ultraschallsignale eines Ultraschallmembranelements 101 durch Ultraschallsignale eines weiteren Ultraschallmembranelements 101 auf ein Drittel reduziert werden.

Gemäß der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist die höhere Steifigkeit in den die Ultraschallmembranelemente 101 kontaktierenden Bereichen 109 durch eine Faserstruktur 115 eines Faserverbundstoffs der Abdeckplatte 105 realisiert. Die Faserstruktur 115 ist hierbei als eine mehrlagige Faserstruktur 115 ausgebildet und umfasst mehrere Lagen des Faserstoffs. Die Lagen können beispielsweise als Gewebe, Gelege, Gewirke, Gestrick, Geflecht oder Fließstoff ausgebildet sein. Der Faserstoff kann beispielsweise Glasfaser, Kohlefaser, Aramidfaser, Basaltfaser, UHMWPE-Fasern (ultra-high molecular weight polyethylene), LCP-Fa- sern (liquid crystal polymer) oder Flachsfasern umfassen. Der Faserverbundstoff der Abdeckplatte 105 kann somit als ein Kunststofffaserverbundstoff ausgebildet sein, in dem die Faserstruktur 115 in einem Kunstharzmaterial integriert ist. Die Abdeckplatte 105 kann beispielsweise durch ein Formungs- oder Gießverfahren, gegebenenfalls durch ein Resin-Transform-Molding (RTM)-Verfahren oder ein oder Vacuum Assisted Resin Transfer Molding (VARTM)-Verfahren gefertigt sein.

In der gezeigten Ausführungsform ist in den Randbereichen 113 der Abdeckplatte 105, in denen die Abdeckplatte 105 an das Gehäuse 103 angrenzt, ebenfalls eine Faserstruktur 115 ausgebildet. In den Bereichen 111 zwischen den Ultraschallmembranelementen 101 und in den Bereichen 112 zwischen den Ultraschallmembranelementen 101 und den Randbereichen 113 ist in der gezeigten Ausführungsform keine Faserstruktur 115 ausgebildet. Durch die fehlende Faserstruktur 115 in den Bereichen 111 , 112 weisen diese im Vergleich zu den Bereichen 109, 113 eine verringerte Steifigkeit und damit verbunden eine verringerte Schallleitfähigkeit auf. Durch die verringerte Steifigkeit in den Bereichen 112 kann ferner eine Schallübertragung der Ultraschallsignale der Ultraschallmembranelemente 101 über die Abdeckplatte 105 von den Bereichen 109 in die Randbereiche 113 und damit in das Gehäuse 103 vermieden bzw. verringert werden. In der gezeigten Ausführungsform sind in den Bereichen 109, 113 die Faserstrukturen 115 über eine gesamte Dicke 129 der Abdeckplatte 105 ausgebildet.

In der gezeigten Ausführungsform sind die Ultraschallmembranelemente 101 über eine Klebstoffverbindung 121 mit der inneren MEMS-Sensorstruktur 117 verbunden. Die Abdeckplatte 105 ist über eine weitere Klebstoffverbindung 119 mit dem Gehäuse 103 verbunden.

In der gezeigten Ausführungsform sind die Ultraschallmembranelemente 101 wenigstens teilweise in die Abdeckplatte 105 integriert. Hierzu können die Ultraschallmembranelemente 101 in dem oben genannten Spritzguss- bzw. Formungsverfahren in einer gemeinsamen Form verarbeitet und somit in die Abdeckplatte 105 wenigstens teilweise integriert und mit dieser verbunden werden.

Die Ultraschallmembranelemente 101 können aus Metall gefertigt sein.

Fig. 3 zeigt eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Ar- ray-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Die Ausführungsform in Fig. 3 basiert auf der Ausführungsform in Fig. 2. Abweichend zu der Ausführungsform in Fig. 2 weist die Ausführungsform in Fig. 3 an einer Innenfläche 108 der Abdeckplatte 105 in den Bereichen 111 , 112 Ausnehmungen 123 auf. Über die Ausnehmungen 123 ist eine Verjüngung der Abdeckplatte 105 und damit verbunden eine Verringerung der Steifigkeit der Abdeckplatte 105 in den Bereichen 111 , 112 erreicht. Die Schallübertragung in den Bereichen 111 , 112 innerhalb der Abdeckplatte 105 kann durch die Ausnehmungen 123 weiter verringert werden.

Fig. 4 zeigt eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Ar- ray-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform basiert auf der Ausführungsform in Fig. 1 . Abweichend hierzu weist die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform an der Außenfläche 107 eine Metallschicht 125 auf. Über die Metallschicht 125 ist die Lackierbarkeit der Abdeckplatte 105 und damit verbunden die Integrierbarkeit des Ultraschall-Array-Sensors 100 in eine Fahrzeugkarosserie weiter verbessert. Zusätzlich kann die Abschirmung gegen elektromagnetische Störstrahlung verbessert werden. Die Metallschicht 125 kann beispielsweise durch ein Metallabscheidungsverfahren, eine Metallplattierung, ein thermisches Verdampfen oder ein Sputter-Verfahren auf die Abdeckplatte 105 aufgebracht werden. Alternativ ist eine Integration einer Metallfolie im Rahmen des Resin Transform Molding (RTM) Verfahrens möglich. Eine Dicke der Metallschicht 125 kann in einem Nanometeroder Mikrometerbereich angeordnet sein.

Fig. 5 zeigt eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Ar- ray-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Die Ausführungsform in Fig. 5 basiert auf der Ausführungsform in Fig. 1. Abweichend hierzu sind in der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform die Ultraschallmembranelemente 101 über eine Klebstoffverbindung 127 an der Innenfläche 108 mit der Abdeckplatte 105 verbunden.

Fig. 6 zeigt eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Ar- ray-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Die Ausführungsform in Fig. 6 ist eine Kombination der Ausführungsformen in Fig. 3 und Fig. 5.

Fig. 7 zeigt eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Ar- ray-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform basiert auf der Ausführungsform in Fig. 1. Abweichend hierzu weist die Ausführungsform in Fig. 7 in den Bereichen 111, 112 ebenfalls eine Faserstruktur 115 auf. Die Faserstruktur 115 in den Bereichen 111 , 112 ist in der gezeigten Ausführungsform jedoch nicht über die gesamte Dicke 129 der Abdeckplatte 105 ausgebildet. Die Faserstruktur 115 in den Bereichen 111 , 112 beschränkt sich hingegen auf einen zur Außenfläche 107 der Abdeckplatte 105 benachbarten Bereich und beträgt in der gezeigten Ausführungsform lediglich die halbe Dicke 129 der Abdeckplatte 105.

Fig. 8 zeigt eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Ar- ray-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Die Ausführungsform in Fig. 8 ist eine Kombination der Ausführungsformen in Fig. 5 und Fig. 7.

Fig. 9 zeigt eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall-Ar- ray-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Fig. 9 basiert auf der Ausführungsform in Fig. 1 . Abweichend hierzu weist die Abdeckplatte 105 in der gezeigten Ausführungsform in den Bereichen 111 , 112 eine Faserstruktur 115 auf. Die Faserstruktur 115 in den Bereichen 111 , 112 erstreckt sich über die gesamte Dicke 129 der Abdeckplatte 105. Jedoch weist die mehrlagige Faserstruktur 115 in den Bereichen 111 , 112 eine geringere Anzahl von Lagen des Faserstoffs auf als in den Bereichen 109, 113, in denen die Steifigkeit der Abdeckplatte 105 durch den Faserverbundstoff gegenüber der Steifigkeit in den Bereichen 111 , 112 erhöht ist.

Fig. 10 zeigt eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall- Array-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Die Ausführungsform in Fig. 10 basiert auf einer Kombination der Ausführungsformen in den Figuren 6 und 7.

Fig. 11 zeigt eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall- Array-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Fig. 11 basiert auf der Ausführungsform in Fig. 10. In der gezeigten Ausführungsform weist die Faserstruktur 115 in den Bereichen 111 , 112 eine verringerte Anzahl von Lagen des Faserstoffs auf. Durch die verringerte Anzahl von Lagen kann die Steifigkeit der Bereiche 111 , 112 im Vergleich zu den Bereichen 109, 113 der Abdeckplatte 105 weiter reduziert werden. Dies reduziert weiter eine Schallleitfähigkeit zwischen den Bereichen 109 bzw. zwischen den Bereichen 109 und 113, was bewirkt, dass die einzelnen Ultraschallmembranelemente 101 individuell und störungsfrei voneinander betreibbar sind.

Fig. 12 zeigt eine weitere schematische Seitenschnittansicht eines Ultraschall- Array-Sensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Die gezeigte Ausführungsform basiert auf der Ausführungsform in Fig. 2. Abweichend zu den Ausführungsformen in den Figuren 2 bis 11 weist die Abdeckplatte 105 einen Randvorsprung 131 auf. Der Randvorsprung 131 ist in einer dafür vorgesehenen Randausnehmung 133 des Gehäuses angeordnet. Der Randvorsprung 131 ermöglicht eine Verbindung mit dem Gehäuse außerhalb des Bereiches der Außenfläche 107. Dies ist vorteilhaft für eine gleichmäßige Gestaltung der Außenfläche 107, z. B. bei Lackierung, und ermöglicht eine besser Abdichtung gegen Feuchtigkeit.

Fig. 13 zeigt eine schematische Draufsicht eines Ultraschall-Array-Sensors 100 gemäß einer Ausführungsform.

Die gezeigte Ausführungsform basiert auf der Ausführungsform in Fig. 1. Der Ult- raschall-Array-Sensor 100 weist in der gezeigten Ausführungsform vier quadratisch-förmige Ultraschallmembranelemente 101 auf. Die Bereiche 109 der Abdeckplatte 105 mit Faserstruktur 115 weisen ebenfalls den Formen der Ultraschallmembranelemente 101 entsprechende quadratische Formen auf. In den Bereichen 111 zwischen den Ultraschallmembranelementen 101 und in den Bereichen 112 zwischen den Ultraschallmembranelementen 101 und den Randbereichen 113 der Abdeckplatte 105 ist keine Faserstruktur 115 ausgebildet. Die Bereiche 111 , 112 sind in der gezeigten Ausführungsform als ein quadratischer Rahmen um die Bereiche 109 herum ausgebildet. Die Randbereiche 113 weisen der Ausführungsform in Fig. 1 entsprechend ebenfalls eine Faserstruktur 115 auf.

Fig. 14 zeigt eine weitere schematische Draufsicht eines Ultraschall-Array-Sen- sors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die Ausführungsform in Fig. 13 basiert auf der Ausführungsform in Fig. 13. Abweichend zur Ausführungsform in Fig. 13 sind die Bereiche 111 , 112 zwischen den Ultraschallmembranelementen 101 und den Randbereichen 113 nicht quadratisch und rahmenförmig ausgebildet, sondern bilden eine quadratische Matrix, in der die Bereiche 109 eingelassen sind. Die Bereiche 111 , 112 weisen wie in Fig. 13 ebenfalls keine Faserstruktur 115 auf.

Fig. 15 zeigt eine weitere schematische Draufsicht eines Ultraschall-Array-Sen- sors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform.

In der gezeigten Ausführungsform weist die komplette Abdeckplatte 105 eine Faserstruktur 115 auf. Lediglich in den Bereichen 109, die unmittelbar die quadratischen Ultraschallmembranelemente 101 kontaktieren, ist gegenüber den Randbereichen 113 bzw. den Bereichen 111 zwischen den Ultraschallmembranelementen 101 eine erhöhte Faserdichte ausgebildet, die durch die erhöhte Schraffur in den Bereichen 109 angedeutet ist. Durch die erhöhte Faserdichte, die beispielsweise durch eine höhere Anzahl von Lagen der mehrlagigen Faserstruktur 115 erreicht werden kann, weisen die Bereiche 109 eine höhere Steifigkeit auf als andere Bereiche der Abdeckplatte 105.

Merkmale der zu den Figuren 2 bis 15 beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ultraschall-Array-Sensors 100 können abweichend zu den gezeigten Ausführungsformen beliebig kombiniert werden. Fener können die Anzahl und/oder die Form und/oder die Platzierung der Ultraschallmembranelemente 101 von den gezeigten Ausführungsformen abweichen.