JP2000035486A

JP2000035486A - 物体検知装置

Info

Publication number: JP2000035486A
Application number: JP10203624A
Authority: JP
Inventors: Seiji Yamashita; 征士山下; Shinya Oita; 真也追田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 2000-02-02
Anticipated expiration: 2018-07-17
Also published as: JP3432422B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の検知対象領域に対しビームを照射し、
これの反射光に基づき物体の有無を検知する物体検知装
置の表面の汚れを防止する。【解決手段】光源１４などの発光部と、受光部１６を
覆うケース２２の外側表面に酸化チタンなどの光触媒作
用のある材料で形成された触媒層３２を設ける。光触媒
効果により、発生した活性酸素によりケース表面に付着
した汚れを分解する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対象領域の物体の
有無を検出する物体検知装置に関し、特に光学系を覆う
カバーに付着する汚れの対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】所定の対象領域に物体、例えば人や車両
があるかを、当該物体からの光によって検出するセンサ
が知られている。たとえば、店舗などの家屋の出入り口
に設けられた自動ドアのセンサなどがこれに当たる。こ
のようなセンサにおいては、発光部からビームを照射
し、物体からのビームの反射光をレンズによって集光し
て受光部に導くことが一般に行われている。そして、対
象領域が複数設定されている場合は対象領域ごとにレン
ズが設けられており、さらに前記対象領域の距離が異な
る場合はこの距離に応じて各レンズの焦点距離が設定さ
れている。前記のビームの発光部や受光部などはケース
に収められている。

【０００３】このような物体検知装置を車両に適用し、
座席に乗員が座っているかを判断する装置が、特開平６
−２０６５１４号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記公報の装置などに
おいて、ケースに汚れが付着すると、ケースの光線の透
過率が低下する。照射光と反射光がそれぞれケースを透
過するため、受光部に検出される光線の光量は、透過率
の低下の２乗で低下する。たとえは、光線透過率が１／
２となると検出光量は１／４となる。また、汚れのため
に光が散乱して画像がぼける場合もある。この検出光量
の低下、画像のぼけにより、検出精度が低下するという
問題があった。

【０００５】本発明は前述の問題点を解決するためにな
されたものであり、ケース表面を清浄な状態に保つこと
のできる物体検知装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明にかかる物体検知装置は、ビームを発する
発光部と、前記ビームの反射光を受ける受光部と、少な
くとも前記発光部と前記受光部とを覆うケースと、を有
し、前記ケース外部表面の、少なくとも前記ビームとそ
の反射光が透過する部分には、光触媒材料を含む触媒層
が形成されている。光触媒により、付着した汚れが分解
され、ケース外部表面、特にビームとその反射光の透過
する部分を清浄に保つことができる。

【０００７】前記光触媒材料は酸化チタンとすることが
できる。酸化チタンは親水性が高いため、ケース外部表
面に付着した水が水滴とはならず膜状となる。よって、
水滴による光の散乱が発生せず、画像のぼけ等の発生を
抑制できる。

【０００８】さらに、前記ケース内に紫外線光源を設け
ることができる。紫外線の照射によって光触媒が機能
し、太陽光の期待できない夜間などにも、浄化作用を発
揮することができる。

【０００９】さらに、前記ケース内部表面の、少なくと
も前記ビームとその反射光が透過する部分に透明導電層
と、前記透明導電層に電力を供給する電力供給部を設け
ることができる。透明導電層に電力供給部から電流を流
すことによって、これを発熱させケース外部表面の結露
を防止することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以
下、実施形態と記す）を図面に従って説明する。本実施
形態は、光源から照射したビームの反射光に基づき物体
の有無を検知する形式の物体検知装置である。

【００１１】図１は、本実施形態の物体検知装置１０の
概略構成を示す断面図である。基板１２上には、複数の
光源１４と、一つの受光部１６が設けられている。発光
部である光源１４は、本実施形態においては近赤外線発
光のＬＥＤにより構成される。また、受光部１６は、複
数の受光素子が配列された受光素子アレイ１８と、受け
た光を受光素子アレイ１８上に結像させる結像用レンズ
２０を有している。受光素子は、本実施形態において
は、近赤外領域に良好な感度をもつ素子（ＣＣＤまたは
ＭＯＳ型の固体撮像素子）を用いている。

【００１２】また、基板１２はケース２２に納められて
いる。ケース２２は、可視光を吸収し近赤外線および紫
外線を透過させる、フィルタ材で全体を形成している。
このようなフィルタ材を使用することにより、可視光が
カットされ、センサの中身が乗員に見えなくなり意匠性
が増す。さらに可視光がカットされることにより外乱光
（太陽光など）の影響を少なくできる。このケース２２
の下側の面の、各光源１４に対向する位置には、フレネ
ルレンズ２４とプリズム２６が形成されている。以下、
この面を光学面２８として説明する。

【００１３】光学面２８のケース２２の内側の面には、
フレネルレンズ２４が形成され、図１に示す矢印Ａから
見た様子が図２に示されている。このフレネルレンズ２
４は、光源１４から発した光を略平行光線とするか、ま
たは物体の有無を検知する対象となる領域において、前
記光が合焦するように作用する。

【００１４】また、光学面２８のケース２２の外側の面
には、プリズム２６が形成され、図１に示す矢印Ｂから
見た様子が図３に示されている。プリズム２６は、小さ
なプリズムを複数個並べて配置したものであり、図３に
おいては、フレネルレンズと似た縞模様となって現れ
る。フレネルレンズと異なるのは、プリズム２６は、光
の進路を変更するだけであって、焦点を形成するように
はなっておらず、よって縞模様は図示されるように平行
線として現れる。

【００１５】光源１４から発した光は、フレネルレンズ
２４およびプリズム２６を通過して向きを変え、あらか
じめ定められた物体検知の対象の範囲に進む。このビー
ムの光路上に物体３０があると、この表面で反射した光
が受光素子アレイ１８上の物体に応じた位置に結像す
る。たとえば、物体３０が、図１において３０ａに示す
位置にある場合、その像は受光素子アレイ１８上の点ａ
に現われ、３０ｂに示す位置にある場合、点ｂに現われ
る。また、物体がなければ受光素子アレイ１８上に像が
現われない。この受光素子アレイ１８上の結像位置の違
い、および像の有無に基づき、図示しない判定部によっ
て検知対象領域に物体があるかの判定が行われる。

【００１６】ケース２２の外部表面には、光触媒材料を
含む触媒層３２が形成されている。本実施形態において
は、この触媒層３２は酸化チタンの層である。この触媒
層３２に太陽光線または紫外線が照射されると、紫外線
のエネルギにより、空気中のの酸素や水から活性酸素が
生成される。この活性酸素の酸化力により、ケース外側
表面に付着したたばこのヤニや手の脂などの汚れが分解
され清浄化される。これにより、光の透過量の汚れによ
る低下や画像のぼけによる誤判定の発生を低減すること
ができる。よって、検知装置の精度が向上する。触媒層
３２は、ビームの経路および受光部１６に受光される反
射光の経路上のケース外側表面に設けられている必要が
ある。なお、触媒層３２は、実際には図中に示すような
厚さを有するものではなく、ごく薄い層として形成され
る。

【００１７】また、酸化チタンの層は硬度が高いので、
ケース外部表面の保護にも寄与する。ケース外側表面の
傷は、ビームおよびその反射光を散乱させるので、受光
光量を低下させるが、酸化チタン層によりこれも抑える
ことができる。この面からは、酸化チタンの層は、ビー
ムとその反射光の経路上のケース外側表面に設けられれ
ば十分であるが、意匠面からはケース全体に形成される
ことが好ましい。さらに、酸化チタンは親水性が高く、
ケース外部表面に水滴がつくことも防止できる。水滴
は、光を散乱させるので、誤判定を生じさせる一因とな
るが、これがつくことを防止できれば、検知装置の精度
が向上する。

【００１８】さらに、基板１２上に紫外線光源３４を設
けられている。前述のように、ケース２２は近赤外領域
および紫外領域を透過する材料であるため、ケース外側
表面にまで紫外線が到達する。この紫外線によって、外
部から紫外線を受けない夜間などにおいても光触媒効果
による清浄作用を期待することができる。紫外線光源３
４は、太陽光線の期待できない夜間のみ紫外線を照射す
ることが好ましい。夜間の判定は、受光部１６の全体の
光量により判定するようにできる。すなわち、受光部１
６の光量が所定のしきい値以下となったときに、夜間と
判定するようにできる。

【００１９】さらに、ケース２２の内側表面には、透明
導電層３６が設けられている。この層は、フィルムを貼
り付けて形成しても良く、またケース２２にスパッタリ
ングを行って形成しても良い。透明導電層３６には、図
示しない電源より電力が供給され、流れる電流によりジ
ュール熱を発生する。この熱により、ケース外側表面に
水滴がつくことが防止される。水滴付着の防止は、水滴
そのものが光を散乱することによる光量の減少を抑制す
る他、水滴が空気中のほこりを吸着し、乾燥後ケース表
面にほこりが残留することも防止できる。なお、透明導
電層３６は、実際には図中に示すような厚さを有するも
のではなく、ごく薄い層として形成される。

【００２０】本実施形態においては、フレネルレンズ２
４およびプリズム２６などの光学系をケース２２に一体
に設けたが、これらの光学系と同様の機能を有する光学
系を、光源と共に発光部としてケース内に配置する構成
を採ることも可能である。

【００２１】図４には、前述の物体検知装置１０を車両
の前席の乗員の有無を検知するセンサに用いた場合が示
されている。物体検知装置１０は、車両５０のルーフ前
端付近に配置され、前述の光学面２８に設けられたフレ
ネルレンズ２４とプリズム２６の作用によって、方向の
異なる複数本のビームが形成される。図中Ｌ1 で示され
る光路のビームは、当該座席に乗員がいる場合は乗員の
大腿部で反射し、いない場合は座席のシートクッション
で反射する。この反射位置の差によって座席に乗員がい
るかいないかの判別ができる。また、チャイルドシート
が後ろ向きに取り付けられた場合、光路Ｌ2 のビームの
反射位置が変わるので、これを検出することも可能とな
る。

【００２２】また、車両に適用した場合、紫外線光源３
４の夜間点灯に関し、次のように構成することができ
る。現在市販されている車両には、周囲の明るさにより
自動的にヘッドライトなどの点灯消灯を制御するコンラ
イトシステムを採用しているものがある。このシステム
は、車室内のウインドシールドの近傍に設けられたコン
ライトスキャナにより車両周囲の明るさを測定してい
る。このコンライトスキャナの出力によって夜間を判定
するようにできる。また、運転者が操作するヘッドライ
トスイッチがオンにあるときに夜間を判定するようにも
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の概略構成を示す断面図で
ある。

【図２】本実施形態のケースに形成されたフレネルレ
ンズを示す図である。

【図３】本実施形態のケースに形成されたプリズムを
示す図である。

【図４】図１に示す実施形態を車両の乗員検知装置に
適用した例を示す図である。

【符号の説明】

１０物体検知装置、１２基板、１４光源、１６
受光部、２２ケース、３２触媒層、３４紫外線光
源、３６透明導電層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の対象領域に照射されたビームの反
射光に基づき、当該対象領域の物体の有無を検出する物
体検知装置であって、前記ビームを発する発光部と、前記ビームの反射光を受ける受光部と、少なくとも前記発光部と前記受光部とを覆うケースと、
を有し、前記ケース外部表面の、少なくとも前記ビームとその反
射光が透過する部分には、光触媒材料を含む触媒層が形
成されている、物体検知装置。
【請求項２】請求項１に記載の物体検知装置におい
て、前記光触媒材料は酸化チタンである、物体検知装
置。
【請求項３】請求項１または２に記載の物体検知装置
において、前記ケース内に紫外線光源を設けた、物体検
知装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の物体検
知装置において、前記ケース内部表面の、少なくとも前記ビームとその反
射光が透過する部分には、透明導電層が設けられ、さらに、前記透明導電層に電力を供給する電力供給部を
有し、前記透明導電層は、前記電力供給部から供給される電流
により発熱する、物体検知装置。