JP2001030869A - 乗員検知装置及びエアバッグ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＬＥＤから出力された投射光により形成され
る検知ゾーン内に存在する物体の検知精度を向上するこ
とが可能な乗員検知装置及びエアバッグ制御装置を提供
すること。 【解決手段】 ＰＳＤ部１６の各ＰＳＤ４０Ａ，４０
Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄは、相対的に光強度の大きい領域Ｐ
Ａとこの領域ＰＡより車両Ｖの後方側に位置する相対的
に光強度の小さい領域ＰＣとの境界近傍の投射光Ｐ１が
ＰＳＤ部１６から所定距離Ｌだけ離れた位置にて反射し
て、反射光Ｒ１として各受光部４２Ａ，４２Ｂ，４２
Ｃ，４２Ｄの車両Ｖの前方側端部（第１位置信号電極４
３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ側端部）に入射するよう
に配設されていることにより、相対的に光強度の大きい
領域ＰＡの車両Ｖの後方側に位置する相対的に光強度の
小さい領域ＰＣが各受光部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４
２Ｄの視野領域外に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両内のエアバッ
グが展開される領域のうちの所定の２次元的領域内に物
体が存在することを検知する乗員検知装置、及び、乗員
検知装置を備えたエアバッグ制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、衝突時に乗員を保護するエアバッ
グシステムを塔載した車両が急速に増加している。この
エアバッグシステムは、運転手側のハンドルや助手席側
のダッシュボード等にエアバッグが収容され、車両の衝
突時にそのエアバッグを瞬時に展開させることによって
乗員を保護するものである。

【０００３】ところで、上述したエアバッグシステムに
よれば、衝突時の乗員の保護を図ることができるが、エ
アバッグが展開する領域に乗員の身体の一部等が位置す
ることがある。その例として、助手席の乗員が前屈みに
なっている場合や、助手席シートの前方のエアバッグが
展開する領域に子供が立つ場合等があり、このようなと
きにエアバッグが展開すると、例えば前屈みになってい
る乗員にとってエアバッグが最適な状態にあるとは限ら
ない。

【０００４】このような問題に対処するため、三角測量
法を使用して乗員の状態を検知する技術が開発されてお
り、例えば特開平１０−１５７５６３号公報に記載され
た車両制御装置がある。特開平１０−１５７５６３号公
報に記載された車両制御装置は、投光部である複数のＬ
ＥＤから各々異なる方向にビームを出力し、この光の反
射光の光量に基づいて、各ビームの出力方向に物体が存
在するか否かを判定するものである。そして、エアバッ
グの展開領域内に所定の大きさ以上の物体が存在すると
判断された場合は、エアバッグ駆動回路が動作しないよ
うに構成されている。この装置によれは、例えば助手席
とダッシュボードとの間の空間に所定の大きさの物体が
存在するか否かを検知することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ＬＥＤから
出力された投射光により形成される検知ゾーン内に存在
する物体の検知精度を向上することが可能な乗員検知装
置及びエアバッグ制御装置を提供することを課題として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ＬＥＤか
ら出力された投射光により形成される検知ゾーン内に存
在する物体の検知精度を向上することが可能な乗員検知
装置及びエアバッグ制御装置について鋭意研究を行った
結果、以下のような事実を新たに見出した。

【０００７】ＬＥＤの発光強度分布はガウス分布となっ
ており、光軸近傍（中心部）の光強度が大きく、光軸か
ら遠ざかるに従って光強度は小さくなる。このような発
光強度分布を有するＬＥＤを投光部として用いた場合、
例えば特開平１０−１５７５６３号公報に記載された車
両制御装置において、座席に着座している乗員が前屈み
となる際には、ＬＥＤの発光強度分布で周辺部となる光
強度の小さい領域から乗員が進入してくることになる。
しかしながら、ＬＥＤの発光強度分布で周辺部となる光
強度の小さい領域での乗員からの反射光は弱く、フロ
ア、センターコンソールあるいは乗員の脚部等にて反射
された背景反射光との区別がつき難い。更に、例えば助
手席とダッシュボードとの間の空間のように広い範囲に
投射光を出力する（エアバッグが展開される領域のうち
の所定の２次元的領域を含む略平面状の投射光を出力す
る）場合には、検知ゾーンに進入した乗員からの反射光
と上述した背景反射光とが受光部に入射することにな
り、背景反射光の影響が極めて大きくなる。また、光強
度の小さい領域はＬＥＤから遠方に行くほど広がるた
め、乗員の検知ゾーン内への進入に対する乗員検知の応
答性はＬＥＤから遠方に行くほど鈍くなってしまう。こ
れらのことから、ＬＥＤを投光部として用いた場合に
は、検知ゾーンに対して車両の後方から進入する物体
（乗員の頭部等）の検知精度を低下させる恐れのあるこ
とが見出された。

【０００８】かかる研究結果を踏まえ、本発明に係る乗
員検知装置は、車両内のエアバッグが展開される領域の
うちの所定の２次元的領域内に物体が存在することを検
知する乗員検知装置であって、ＬＥＤを有し、２次元的
領域の広がりの方向に２次元的領域を含み所定の広がり
角を有した略扇状の投射光を出力して、検知ゾーンを形
成するＬＥＤ投光部と、検知ゾーン内に存在する物体に
より反射された反射光を結像させる受光用レンズと、Ｌ
ＥＤ投光部より車両後方側で且つ受光用レンズにより反
射光が結像される位置に配設され、物体により反射され
た反射光が入射する受光部を有する半導体位置検出素子
と、半導体位置検出素子における物体により反射された
反射光の入射位置を算出する入射位置算出部と、入射位
置算出部にて算出された入射位置に基づいて、検知ゾー
ン内に物体が存在するか否かを判断する判断部とが設け
られており、投射光のうちの、光軸近傍の相対的に光強
度の大きい領域より車両後方側に位置する相対的に光強
度の小さい領域が、受光部の視野領域外に設定されてい
ることを特徴としている。

【０００９】本発明に係る乗員検知装置では、受光部を
有する半導体位置検出素子をＬＥＤ投光部よりも車輌後
方側に配設すると共に、投射光のうちの、光軸近傍の相
対的に光強度の大きい領域より車両後方側に位置する相
対的に光強度の小さい領域が、半導体位置検出素子の受
光部の視野領域外に設定されているので、光軸近傍の相
対的に光強度の大きい領域より車両後方側に位置する相
対的に光強度の小さい領域において物体により反射され
た反射光が受光部に入射するのを抑制し、上述した物体
の検知に対する背景反射光の影響を低減できる。また、
主として光軸近傍の相対的に光強度の大きい領域におけ
る物体からの反射光に基づいて物体の存在が検知される
ことになり、物体の検知の応答性が向上する。この結
果、例えば座席に着座している乗員が前屈みとなり、乗
員の頭部が検知ゾーンに対して車両の後方から進入する
等の、検知ゾーンに対して車両の後方から進入する物体
の検知精度を向上することができる。

【００１０】また、半導体位置検出素子は、投射光の光
軸近傍の相対的に光強度の大きい領域と相対的に光強度
の小さい領域との境界近傍において物体により反射され
た反射光が、半導体位置検出素子の受光部の車両前方側
端部に入射するように配設されていることが好ましい。
このように、半導体位置検出素子が、投射光の光軸近傍
の相対的に光強度の大きい領域と相対的に光強度の小さ
い領域との境界近傍において物体により反射された反射
光が、半導体位置検出素子の受光部の車両前方側端部に
入射するように配設されることにより、光軸近傍の相対
的に光強度の大きい領域より車両後方側に位置する相対
的に光強度の小さい領域において、物体により反射され
た反射光の半導体位置検出素子の受光部への入射が制限
されることになる。この結果、検知ゾーンに対して車両
の後方から進入する物体の検知精度の向上を、簡単な構
成にて実現することができる。

【００１１】また、半導体位置検出素子は、半導体位置
検出素子の受光部の一部を覆い、相対的に光強度の小さ
い領域において物体により反射された反射光の半導体位
置検出素子の受光部への入射を阻止するマスクを有して
いることが好ましい。このように、半導体位置検出素子
が、半導体位置検出素子の受光部の一部を覆い、相対的
に光強度の小さい領域において物体により反射された反
射光の半導体位置検出素子の受光部への入射を阻止する
マスクを有することにより、光軸近傍の相対的に光強度
の大きい領域より車両後方側に位置する相対的に光強度
の小さい領域において、物体により反射された反射光の
半導体位置検出素子の受光部への入射が制限されること
になる。この結果、検知ゾーンに対して車両の後方から
進入する物体の検知精度の向上を、簡単な構成にて実現
することができる。

【００１２】また、ＬＥＤ投光部は、投射光の広がり方
向と平行な方向に複数個並設されたＬＥＤを含んでお
り、投射光は、複数個並設されたＬＥＤから出力される
光ビームにより構成されていることが好ましい。このよ
うな構成を採用した場合、ＬＥＤ投光部から、所定の広
がり角を有した略扇状の投射光を安定して出力すること
ができる。

【００１３】また、半導体位置検出素子は、投射光の広
がり方向と平行な方向に複数個並設されると共に、複数
個の半導体位置検出素子ごとに基準入射位置を任意設定
するための基準入射位置設定部が設けられ、入射位置算
出部は、複数個の半導体位置検出素子ごとに物体により
反射された反射光の入射位置を算出し、判断部は、入射
位置算出部にて演算された入射位置と基準入射位置設定
部にて任意設定された基準入射位置とを比較し、入射位
置が、基準入射位置に対応する投射光の反射位置よりも
投光部寄りの位置での反射に基づくものである場合に、
検知ゾーン内に物体が存在すると判断することが好まし
い。このような構成を採用した場合、物体存在判断部に
て、入射位置算出部にて演算された入射位置と基準入射
位置設定部にて任意設定された基準入射位置とを比較
し、入射位置が、基準入射位置に対応する投射光の反射
位置よりも投光部寄りの位置での反射に基づくものであ
る場合に、分割検知ゾーン内に物体が存在すると判断し
ているので、分割された複数の分割検知ゾーンごとに、
検知ゾーン内への物体の存在を検知するための基準入射
位置が任意設定されることになり、この任意設定された
基準入射位置に対応する投射光の反射位置よりも投光部
から離れた側の領域が、物体の存否を判断しない領域と
なる。この結果、分割された分割検知ゾーンごとに、物
体の存否を判断しない領域の大きさを設定することがで
き、投光部から出力された投射光により形成される検知
ゾーンのゾーン形状を任意に設定することができる。

【００１４】本発明に係るエアバッグ制御装置は、請求
項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の乗員検知装
置と、判断部にて検知ゾーン内に物体が存在すると判断
されたときに、エアバッグを展開不可能な状態にするエ
アバッグ制御部とを備えていることを特徴としている。

【００１５】本発明に係るエアバッグ制御装置では、乗
員検知装置の判断部にて、検知ゾーン内での物体の存在
が検知されると、エアバッグ制御部によってエアバッグ
は展開しない状態に制御される。このため、例えば車両
の衝突時でも、助手席に着座している乗員が前屈みとな
り、エアバッグ展開領域内の所定の２次元的領域に体の
一部が存在している場合等、エアバッグの展開動作が防
止される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係る物体検知装置、乗員検知装置及びエアバッグ制
御装置の好適な実施形態について詳細に説明する。な
お、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付
しており、重複する説明は省略する。

【００１７】図１〜図１７は、本発明の実施形態を示し
ており、本実施形態の乗員検知装置を車両の助手席側に
適用したものである。

【００１８】図１に示されるように、車両Ｖ内のダッシ
ュボード１には助手席用のエアバッグ２（以下、単にエ
アバッグと呼ぶ）がエアバッグ収容部３に収容されてい
る。そして、急減速時（例えば、衝突時）には、後述す
るエアバッグ制御部７０からの制御信号がエアバッグ駆
動回路７１に送られ、エアバッグ２内にガスが供給され
て、図１において破線で示したように、エアバッグ２が
助手席シート４に着座している乗員Ｍの前方で膨らみ
（展開）、乗員Ｍを保護する。

【００１９】乗員検知装置１０は、図１に示すように、
助手席側のフロントピラー５に取り付けられており、主
に、ＬＥＤ部１４及び投光用レンズ１５を備えたＬＥＤ
投光部１１と、半導体位置検出素子としてのＰＳＤ（位
置検出素子）４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを有する
ＰＳＤ部１６及び受光用レンズ１７を備えた受光部１２
と、ＬＥＤ投光部１１及び受光部１２を所定の間隔を隔
てて固定するための本体部１３と、から構成されてい
る。乗員検知装置１０は、図２に示されるような光学系
を構成しており、ＬＥＤ部１４の前方には、ＬＥＤ部１
４から出力された光を所定の広がり角を有する略扇状の
２次元的な投射光Ｐにする投光用レンズ１５が配置さ
れ、ＰＳＤ部１６の前方には、ＬＥＤ投光部１１（ＬＥ
Ｄ部１４）から出力された投射光Ｐが物体（乗員Ｍ）等
に反射された反射光Ｒを集光して、ＰＳＤ部１６に結像
させる受光用レンズ１７が配置されている。ＰＳＤ部１
６と受光用レンズ１７との間には、外乱光（太陽光等）
の受光部１２（ＰＳＤ部１６）への入射を抑制するため
の干渉フィルタ１８が配置されている。投光用レンズ１
５としては、シリンドリカルレンズあるいは非球面レン
ズ等を用いることができ、例えば、ｆ＝１０〜１５ｍ
ｍ、Ｆ＝１程度のものを用いている。受光用レンズ１７
としては、非球面レンズ等を用いることができ、ｆ＝１
０〜１５ｍｍ、Ｆ＝１程度のものを用いている。

【００２０】本体部１３は、図８〜図１０に示されるよ
うに、第１本体部２１と第２本体部２２とにより構成さ
れており、第１本体部２１は平面視で長方形状に形成さ
れており、短辺側の一方の端面に入出力コネクタ部２３
が設けられている。第２本体部２２は、平面視で長方形
状を有し且つ、第２本体部２２の長辺方向と第１本体部
２１の長辺方向とが所定角度を有するように設けられて
いる。第１本体部２１内には、乗員検知装置１０の制御
部５２が設けられた制御部用アセンブリ基板（図示せ
ず）が配設されている。第２本体部２２内には、ＬＥＤ
投光部１１（ＬＥＤ部１４）と受光部１２（ＰＳＤ部１
６）とが、第２本体部２２の長辺方向に所定間隔を隔て
た状態で設けられており、ＬＥＤ部１４は、ＬＥＤ部用
アセンブリ基板２４に実装された状態で配設されてい
る。ＰＳＤ部１６も、ＬＥＤ部１４と同様に、ＰＳＤ部
用アセンブリ基板２５に実装された状態で配設されてい
る。本体部１３は、入出力コネクタ部２３が設けられて
いる側を上方として、第１本体部２１の長辺方向が助手
席側のフロントピラー５に沿った状態で、フロントピラ
ー５内に配設される。第２本体部２２の長辺方向と第１
本体部２１の長辺方向とが所定角度を有するように形成
されているので、第２本体部２２の長辺方向は車両Ｖの
前後方向と略一致された状態となり、本体部１３がフロ
ントピラー５に配設された状態では、ＬＥＤ投光部１１
（ＬＥＤ部１４）が車両Ｖの前方側、受光部１２（ＰＳ
Ｄ部１６）が車両Ｖの後方側にレイアウトされることに
なる。なお、第２本体部２２は、ＬＥＤ投光部１１及び
受光部１２が設けられる位置精度の確保、及び、シール
ド効果の向上のために、導電性樹脂からなる。

【００２１】ＬＥＤ部１４は、図１１〜図１３に示され
るように、その外形が平面視で長方形状に形成されてお
り、１０個のＬＥＤチップ３０がアレイ状に設けられて
いる。各ＬＥＤチップ３０は、カソード側リードフレー
ム３３上に設けられており、ＬＥＤ部１４の長辺方向に
直線状にレイアウトされている。ＬＥＤチップ３０とア
ノード側リードフレーム３２とはボンディングワイヤ３
４により接続されている。各ＬＥＤチップ３０の近傍に
は、各ＬＥＤチップ３０から光が出力されていることを
確認するための確認用ＰＤ（フォトダイオード）３５が
配置されている。確認用ＰＤ３５はカソード側リードフ
レーム３７上に設けられており、この確認用ＰＤ３５と
アノード側リードフレーム３６とはボンディングワイヤ
３４により接続されている。各ＬＥＤチップ３０及び確
認用ＰＤ３５は、透明の樹脂モールドパッケージ３８に
より保護されている。ＬＥＤ部１４は、ＬＥＤ部１４の
長辺方向が第２本体部２２の長辺方向と略直交するよう
に、ＬＥＤ部用アセンブリ基板２４に実装されて本体部
１３に配設される。

【００２２】各ＬＥＤチップ３０は、平面視で長方形状
に形成されたＬＥＤ部１４において、ＬＥＤ部１４の長
辺方向に直線状にレイアウトされているので、ＬＥＤ部
１４からは、各ＬＥＤチップ３０から出力される光ビー
ムにより、ＬＥＤ部１４の長辺方向に広がりを有すると
共にＬＥＤ部１４に略直交する２次元的な投射光が出力
されることになる。ＬＥＤ部１４から２次元的な投射光
Ｐが出力される場合、各ＬＥＤチップ３０は平面視で長
方形状に形成されて、各ＬＥＤチップ３０の短辺方向が
ＬＥＤ部１４の長辺方向と略直交するようにレイアウト
されているので、２次元的な投射光ＰのＬＥＤ部１４の
短辺方向での広がりが極力少なくされる。

【００２３】ＰＳＤ部１６は、図１６に示されるよう
に、４個のＰＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄが各
基板４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ上に各々設けられ
ている。各ＰＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄは、
平面視で略長方形状の受光部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，
４２Ｄと、各受光部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄの
短辺側に設けられた第１位置信号電極４３Ａ，４３Ｂ，
４３Ｃ，４３Ｄ及び第２位置信号電極４４Ａ，４４Ｂ，
４４Ｃ，４４Ｄとを有しており、第１位置信号電極４３
Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ及び第２位置信号電極４４
Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄには、引出し用のリード線
がそれぞれ接続されている。各ＰＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，
４０Ｃ，４０Ｄは各受光部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４
２Ｄの短辺方向に並列された状態でレイアウトされてい
る。ＰＳＤ部１６は、各受光部４２Ａ，４２Ｂ，４２
Ｃ，４２Ｄの短辺方向が第２本体部２２の長辺方向と略
直交するように、ＰＳＤ部用アセンブリ基板２５に実装
されて本体部１３に配設される。これにより、各ＬＥＤ
チップ３０のレイアウト方向と各ＰＳＤ４０Ａ，４０
Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄのレイアウト方向が同じとされて、
ＬＥＤ部１４から出力された２次元的な投射光Ｐは、物
体（乗員Ｍ）により反射された場合、受光部４２Ａ，４
２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄの短辺方向に平行な２次元的な反
射光ＲとしてＰＳＤ部１６に入射することになる。すな
わち、各ＰＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄは、２
次元的な投射光Ｐの広がり方向と平行な方向に並設され
ることになる。この結果、ＬＥＤ部１４から投光用レン
ズ１５を介して出力された略扇状の２次元的な投射光Ｐ
により形成される検知ゾーンＳが、図７に示されるよう
に、投射光の広がり方向に４つの領域ＳＡ，ＳＢ，Ｓ
Ｃ，ＳＤに分割されることになる。

【００２４】次に、図３に基づいて、ＰＳＤ部１６（Ｐ
ＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ）の、ＬＥＤ部１
４（ＬＥＤチップ３０）から出力された２次元的な投射
光Ｐに対する配設位置を説明する。図３は、２次元的な
投射光Ｐにより形成される検知ゾーンＳに対して略平行
且つＬＥＤ部１４からの投射光Ｐの出力方向に略直行す
る方向から見た図である。ＬＥＤ部１４から出力された
２次元的な投射光Ｐは、光軸近傍の相対的に光強度の大
きい領域ＰＡと、相対的に光強度の大きい領域ＰＡの車
両Ｖの前方側に位置する相対的に光強度の小さい領域Ｐ
Ｂと、相対的に光強度の大きい領域ＰＡの車両Ｖの後方
側に位置する相対的に光強度の小さい領域ＰＣとからな
る。ここで、相対的に光強度の大きい領域ＰＡとは、投
射光Ｐの最大光強度に対して所定比率（例えば、６０
％）以上となる大きさの光強度を有する領域のことであ
る。また、相対的に光強度の小さい領域ＰＢとは、投射
光Ｐの最大光強度に対して所定比率（例えば、６０％）
より小さい光強度を有する領域のことである。

【００２５】ＰＳＤ部１６（ＰＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，４
０Ｃ，４０Ｄ）は、相対的に光強度の大きい領域ＰＡと
この領域ＰＡより車両Ｖの後方側に位置する相対的に光
強度の小さい領域ＰＣとの境界近傍の投射光Ｐ１がＰＳ
Ｄ部１６から所定距離Ｌ（例えば５０ｃｍ程度）離れた
位置にて反射して、反射光Ｒ１として各受光部４２Ａ，
４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄの車両Ｖの前方側端部（第１位
置信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ側端部）に
入射するように配設されており、相対的に光強度の小さ
い領域ＰＣが、各受光部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２
Ｄの視野領域外に設定されることになる。なお、各受光
部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄの車両Ｖの後方側端
部（第２位置信号電極４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄ
側端部）の位置により、ＬＥＤ部１４に近い側の検知限
界が規定される。

【００２６】乗員検知装置１０の電子回路部５０は、図
１４に示されるように、主に、ＬＥＤ部用アセンブリ基
板２４側及びＰＳＤ部用アセンブリ基板２５側に設けら
れるセンサヘッド部５１と、制御部用アセンブリ基板側
に設けられる制御部５２とで構成される。センサヘッド
部５１には、ＬＥＤ部１４、ＰＳＤ部１６、各ＬＥＤチ
ップ３０に対して発光指令を送信するドライブ回路５
３、確認用ＰＤ３５からの信号を出力するＰＤ用信号出
力部５４、各ＰＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄの
各第１位置信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄか
らの信号を出力する第１位置信号電極信号出力部５５、
各ＰＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄの各第２位置
信号電極４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄからの信号を
出力する第２位置信号電極信号出力部５６、及び、上述
した各部に電源を供給する電源回路５７等が含まれる。
制御部５２には、センサヘッド部５１から出力された信
号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ５８、各種演算を
行うＣＰＵ５９、及び、ＣＰＵ５９及びセンサヘッド部
５１等に電源を供給するための電源部６０等が含まれ
る。ここで、ＣＰＵ５９が各請求項における判断部を構
成している。

【００２７】ドライブ回路５３にはＣＰＵ５９からパル
ス状のトリガ信号Ｔｒｇが入力され、ドライブ回路５３
は、この入力されたトリガ信号Ｔｒｇに応じて、各ＬＥ
Ｄチップに対して同時に発光指令を送信する。例えば、
トリガ信号Ｔｒｇは、４０μｓのパルス幅を有し、１ｍ
ｓ周期で出力される。ＰＤ用信号出力部５４は、確認用
ＰＤ３５が光を受光した際に流れる電流の値を電圧信号
に変換する電流電圧変換器６１、この電流電圧変換器６
１から出力される出力信号を増幅する増幅器６２、及
び、所定のタイミングにて入力される入力信号を受信し
ているときだけ増幅器６２の出力信号を通過させるゲー
ト回路６３にて構成されている。ゲート回路６３は、ゲ
ート回路６３からの出力信号がＡ／Ｄコンバータ５８に
入力されるように、Ａ／Ｄコンバータ５８に接続されて
いる。

【００２８】第１位置信号電極信号出力部５５は、各第
１位置信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄから流
れてきた電流の値を電圧信号に変換する電流電圧変換器
６４この電流電圧変換器６４から出力される出力信号を
増幅する増幅器６５、及び、所定のタイミングにて入力
される入力信号を受信しているときだけ増幅器６５の出
力信号を通過させるゲート回路６６にて構成されてい
る。ゲート回路６６は、ゲート回路６６からの出力信号
がＡ／Ｄコンバータ５８に入力されるように、Ａ／Ｄコ
ンバータ５８に接続されている。電流電圧変換器６４、
増幅器６５、及び、ゲート回路６６は、各ＰＳＤ４０
Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄの第１位置信号電極４３
Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄごとに設けられている。

【００２９】第２位置信号電極信号出力部５６は、第２
位置信号電極４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄから流れ
てきた電流の値を電圧信号に変換する電流電圧変換器６
７、この電流電圧変換器６７から出力される出力信号を
増幅する増幅器６８、及び、所定のタイミングにて入力
される入力信号を受信しているときだけ増幅器６８の出
力信号を通過させるゲート回路６９にて構成されてい
る。ゲート回路６９は、ゲート回路６９からの出力信号
がＡ／Ｄコンバータ５８に入力されるように、Ａ／Ｄコ
ンバータ５８に接続されている。電流電圧変換器６７、
増幅器６８、及び、ゲート回路６９は、各ＰＳＤ４０
Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄの第２位置信号電極４４
Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄごとに設けられている。

【００３０】ドライブ回路５３にはＣＰＵ５９からドラ
イブ回路５３に送られるトリガ信号Ｔｒｇと、ゲート回
路６３，６６，６９に入力される入力信号との関係は、
図１５に示されるように、ゲート回路６３，６６，６９
に入力される入力信号が、トリガ信号Ｔｒｇより所定時
間だけ送れて立ち上がるようになっている。このよう
に、ゲート回路６３，６６，６９に入力される入力信号
をトリガ信号Ｔｒｇより所定時間だけ送れて立ち上げる
ことにより、ＬＥＤ部１４から出力された投射光Ｐの光
強度が十分に高まり、安定した状態にある投射光Ｐ（反
射光Ｒ）を検知して、制御部５２（Ａ／Ｄコンバータ５
８）に信号を送ることができる。ここで、ゲート回路６
３，６６，６９の外乱光除去のためのゲート機能は、制
御部５２内のＣＰＵ５９にて行っても構わない。

【００３１】制御部５２（ＣＰＵ５９）は、エアバッグ
２の展開要否を判断するエアバッグ制御部７０に接続さ
れており、エアバッグ制御部７０には、エアバッグ駆動
回路７１と警報ランプ７２とが接続されている。エアバ
ッグ制御部７０は、加速度センサ（図示せず）、乗員検
知装置１０等からの出力信号に基づいて、エアバッグ２
の展開要否を判断し、エアバッグ２の展開要と判断した
場合にはエアバッグ駆動回路７１に対して展開信号を出
力し、エアバッグ２の展開否と判断した場合にはエアバ
ッグ駆動回路７１に対して展開禁止信号を出力する。エ
アバッグ駆動回路７１は、エアバッグ制御部７０からの
展開信号に基づいて、エアバッグ２を展開させるよう
に、エアバッグ２内にガスを供給させる。

【００３２】次に、制御部５２のＣＰＵ５９における物
体検知判断について、図１６に基づいて説明する。各Ｐ
ＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄは、受光部４２
Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄの任意の位置に反射光Ｒが
入射すると、反射光Ｒの入射位置に対応した大きさの電
流が、第１位置信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３
Ｄ及び第２位置信号電極４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４
Ｄに流れるように構成されている。第１位置信号電極４
３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄに流れる電流は、第１位
置信号電極信号出力部５５及びＡ／Ｄコンバータ５８を
介することで、その電流の大きさを示す信号に変換され
てＣＰＵ５９に送られる。また、第２位置信号電極４４
Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄに流れる電流は、第２位置
信号電極信号出力部５６及びＡ／Ｄコンバータ５８を介
することで、その電流の大きさを示す信号に変換されて
ＣＰＵ５９に送られる。

【００３３】第１位置信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３
Ｃ，４３Ｄに流れる電流Ｉ１と第２位置信号電極４４
Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄに流れる電流Ｉ２の大きさ
の比は、第１位置信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４
３Ｄと反射光Ｒの入射位置との間の電気抵抗の大きさと
反射光Ｒの入射位置と第２位置信号電極４４Ａ，４４
Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄとの間の電気抵抗の大きさの比の逆
数に比例する。このことから、入射位置算出部としての
Δ／Σ演算部８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ，８１Ｄにて（Ｉ
２−Ｉ１）／（Ｉ１＋Ｉ２）、但しＩ１＋Ｉ２＝０でな
い、を演算することにより、第１位置信号電極４３Ａ，
４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄを座標＋１、第２位置信号電極
４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄを座標−１とする一次
元座標における反射光Ｒの入射位置が得られることにな
る。Δ／Σ演算部８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ，８１Ｄは、
各ＰＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ毎に設けられ
ており、各ＰＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ毎に
反射光Ｒの入射位置が演算される。反射光Ｒの入射位置
が得られると、公知の三角測量法により、ＰＳＤ部１６
に入射した投射光Ｐの反射位置とＬＥＤ部１４との間の
距離が得られることになる。なお、Δ／Σ演算部８１
Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ，８１Ｄにて（Ｉ２−Ｉ１）／（Ｉ
１＋Ｉ２）を演算する代わりに、（Ｉ２）／（Ｉ１）、
但しＩ１＝０でない、あるいは、（Ｉ２）／（Ｉ１＋Ｉ
２）、但しＩ１＋Ｉ２＝０でない、を演算するように構
成しても、反射光Ｒの入射位置を得ることができる。Ｃ
ＰＵ５９では、検知精度を高めるために、上述した演算
を複数回、例えば１０ｍｓ当たりに８回の演算を行い、
平均化した値を最終値として以下の判断に用いている。

【００３４】各Δ／Σ演算部８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ，
８１Ｄにて演算して得られた、反射光Ｒの入射位置を表
す信号は、各ＰＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ毎
に設けられた比較部８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃ，８３Ｄに
送られ、各比較部８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃ，８３Ｄ毎
で、基準入射位置設定部８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８２
Ｄにて設定された基準入射位置を表す信号と比較され
る。基準入射位置設定部８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８２
Ｄは、各比較部８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃ，８３Ｄ毎に設
けられており、いずれの基準入射位置設定部８２Ａ，８
２Ｂ，８２Ｃ，８２Ｄとも基準入射位置を任意に設定し
得るように構成されている。基準入射位置に対応する投
射光Ｐの反射位置は、図２及び図７におけるスレッシュ
位置ＳＡ１，ＳＢ１，ＳＣ１，ＳＤ１に相当しており、
各基準入射位置設定部８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８２Ｄ
にて設定された各基準入射位置に対応して、スレッシュ
位置ＳＡ１，ＳＢ１，ＳＣ１，ＳＤ１が決定され、検知
ゾーンＳのＬＥＤ投光部１１から遠い側の領域を規定す
ることになる。すなわち、基準入射位置に対応する投射
光Ｐの反射位置よりもＬＥＤ投光部１１から離れた側の
領域Ｔが、物体の存否を判断しない領域となる。

【００３５】比較部８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃ，８３Ｄに
て、Δ／Σ演算部８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ，８１Ｄから
送られた反射光Ｒの入射位置を表す信号と基準入射位置
設定部８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８２Ｄから送られた基
準入射位置を表す信号を比較して、基準入射位置を表す
信号よりΔ／Σ演算部８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ，８１Ｄ
から送られた反射光Ｒの入射位置を表す信号の方が大き
い場合、ＰＳＤ部１６に入射した光は、スレッシュ位置
ＳＡ１，ＳＢ１，ＳＣ１，ＳＤ１よりもＬＥＤ投光部１
１寄りの位置に物体が存在するために、ＬＥＤ投光部１
１から出力された投射光Ｐが反射されたものであり、検
知ゾーンＳ内に物体が存在するとして、比較部８３Ａ，
８３Ｂ，８３Ｃ，８３Ｄから物体が存在する旨を示す信
号が出力される。

【００３６】比較部８３Ａ、比較部８３Ｂ及び比較部８
３ＣはＡＮＤゲート８４に接続され、比較部８３Ａ、比
較部８３Ｂ及び比較部８３Ｃからの出力はＡＮＤゲート
８４に送られる。同様に、比較部８３Ｂ、比較部８３Ｃ
及び比較部８３ＤはＡＮＤゲート８５に接続され、比較
部８３Ｂ、比較部８３Ｃ及び比較部８３Ｄからの出力は
ＡＮＤゲート８５に送られる。ＡＮＤゲート８４及びＡ
ＮＤゲート８５はＯＲゲート８６に接続され、ＡＮＤゲ
ート８４及びＡＮＤゲート８５からの出力はＯＲゲート
８６に送られる。ＡＮＤゲート８４は、比較部８３Ａ、
比較部８３Ｂ及び比較部８３Ｃから出力があった場合
に、検知対象とする物体が進入したとして信号を出力す
る。同様に、ＡＮＤゲート８５は、比較部８３Ｂ、比較
部８３Ｃ及び比較部８３Ｄから出力があった場合に、検
知対象とする物体が進入したとして信号を出力する。Ｏ
Ｒゲート８６は、ＡＮＤゲート８４及びＡＮＤゲート８
５のいずれか一方から出力があった場合に、最終的に演
算部８７に信号を出力する。また、演算部８７には、各
Δ／Σ演算部８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ，８１Ｄから、反
射光Ｒの入射位置を表す信号が入力されている。

【００３７】ＡＮＤゲート８４，８５を設けているの
は、図７に示されているように、検知ゾーンＳに存在す
る物体のうち比較的大きい物体（乗員の頭部に相当）Ｍ
１，Ｍ２を検知対象として、検知ゾーンＳに存在する物
体のうち比較的小さい物体（乗員の腕部に相当）Ｍ３を
検知対象外とするためである。ＡＮＤゲート８５は、比
較部８３Ｂ、比較部８３Ｃ及び比較部８３Ｄとから出力
があった場合に、検知対象とする物体が存在するとして
信号を出力するように構成されているため、ＡＮＤゲー
ト８５から出力がなされるということは、図７に示され
ているように、分割された各検知ゾーンＳＡ，ＳＢ，Ｓ
Ｃ，ＳＤのうち３つの検知ゾーンＳＢ，ＳＣ，ＳＤにわ
たって物体が存在することを示しており、比較的大きい
物体Ｍ１が検知ゾーンＳ内に存在していることになる。
同様に、ＡＮＤゲート８４から出力がなされるというこ
とは、分割された各検知ゾーンＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ
のうち３つの検知ゾーンＳＡ，ＳＢ，ＳＣにわたって物
体が存在することを示しており、比較的大きい物体Ｍ２
が検知ゾーンＳ内に存在していることになる。両ＡＮＤ
ゲート８４，８５から出力がないということは、検知ゾ
ーンＳ内に物体が存在しないか、存在した場合でも検知
対象外の比較的小さい物体Ｍ３が存在していることにな
る。

【００３８】検知ゾーンＳ（投射光Ｐ）は略扇状に形成
されているため、検知ゾーンＳのＬＥＤ投光部１１に近
い位置に検知対象外の比較的小さい物体（乗員の腕部に
相当）Ｍ４が存在している場合には、図７に示されるよ
うに、分割された各検知ゾーンＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ
のうち３つの検知ゾーンＳＢ，ＳＣ，ＳＤにわたってそ
の物体が存在することになり、ＡＮＤゲート８５から出
力がなされることになる。しかしながら、演算部８７に
は、各Δ／Σ演算部８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ，８１Ｄか
ら、反射光Ｒの入射位置を表す信号が入力されているこ
とから、演算部８７にて、公知の三角測量法により物体
Ｍ４とＬＥＤ投光部１１との間の距離を求めるように
し、ここで求めた物体までの距離とＯＲゲート８６から
の出力とを勘案して検査対象の物体の存在を判断するよ
うに構成しておけば、上述の検知ゾーンＳのＬＥＤ投光
部１１に近い位置に検知対象外の比較的小さい物体Ｍ４
が存在している場合を、判断対象から除外することがで
きる。

【００３９】次に、乗員検知装置１０及びエアバッグ制
御部７０の作用を説明する。ＣＰＵ５９がドライブ回路
５３にトリガ信号Ｔｒｇを出力すると、ドライブ回路５
３は、この入力されたトリガ信号Ｔｒｇに応じて、各Ｌ
ＥＤチップ３０に対して同時に発光指令を送信し、これ
により、ＬＥＤ部１４（各ＬＥＤチップ３０）はパルス
光を出力する。そして、図２に示されるように、パルス
光は投光用レンズ１５により所定の広がり角を有する略
扇状の２次元的な投射光Ｐにされ、検知ゾーンＳが形成
される。

【００４０】例えば、図４に示されるように、助手席シ
ート４に着座している乗員Ｍが前屈み状態となって、検
知ゾーンＳに乗員Ｍの頭部Ｍ５が進入すると、乗員Ｍの
頭部Ｍ５によって反射された２次元的な投射光Ｐの反射
光Ｒは、受光用レンズ１７により結像されて、ＰＳＤ部
１６（ＰＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ）に入射
する。ＰＳＤ部１６の各ＰＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，４０
Ｃ，４０Ｄは、２次元的な投射光Ｐの広がり方向と平行
な方向に並設されていることから、ＬＥＤ部１４から投
光用レンズ１５を介して出力された略扇状の２次元的な
投射光Ｐにより形成される検知ゾーンＳが、図４に示さ
れるように、各ＰＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ
に対応して投射光Ｐの広がり方向に４つの検知ゾーンＳ
Ａ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤに分割されることになる。更に、
各基準入射位置設定部８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８２Ｄ
にて設定された各基準入射位置に対応して、スレッシュ
位置ＳＡ１，ＳＢ１，ＳＣ１，ＳＤ１が決定されること
になり、各検知ゾーンＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤの投光部
１１から遠い側の領域を規定し、基準入射位置に対応す
る投射光Ｐの反射位置（スレッシュ位置ＳＡ１，ＳＢ
１，ＳＣ１，ＳＤ１）よりも投光部１１から離れた側の
領域Ｔが、物体の存否を判断しない領域となる。図２に
おいて、Ｐ１及びＰ２は、ＰＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，４０
Ｃ，４０Ｄの第１位置信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３
Ｃ，４３Ｄ及び第２位置信号電極４４Ａ，４４Ｂ，４４
Ｃ，４４Ｄの位置により規定される検知限界を示してい
る。

【００４１】ここで、ＰＳＤ部１６（ＰＳＤ４０Ａ，４
０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ）は、相対的に光強度の大きい領
域ＰＡとこの領域ＰＡより車両Ｖの後方側に位置する相
対的に光強度の小さい領域ＰＣとの境界近傍の投射光Ｐ
１がＰＳＤ部１６から所定距離Ｌだけ離れた位置にて反
射して、反射光Ｒ１として各受光部４２Ａ，４２Ｂ，４
２Ｃ，４２Ｄの車両Ｖの前方側端部（第１位置信号電極
４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ側端部）に入射するよ
うに配設されており、相対的に光強度の大きい領域ＰＡ
の車両Ｖの後方側に位置する相対的に光強度の小さい領
域ＰＣが各受光部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄの視
野領域外に設定されることになる。従って、光強度の小
さい領域ＰＣが各受光部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２
Ｄの視野領域外に設定されることになり、図５に示され
るように、車両Ｖの後方側に位置する相対的に光強度の
小さい領域ＰＣのうちのハッチングにて示した領域ＰＣ
１において物体により反射された反射光が各受光部４２
Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄに入射することはない。こ
れらのことから、車両Ｖの後方側に位置する相対的に光
強度の小さい領域ＰＣのうちのハッチングにて示した領
域ＰＣ１の投射光Ｐの背景反射光の各受光部４２Ａ，４
２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄへの入射が抑制されることにな
る。

【００４２】また、車両Ｖの後方側に位置する相対的に
光強度の小さい領域ＰＣのうちのハッチングにて示した
領域ＰＣ１において、物体により反射された反射光が各
受光部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄに入射すること
がないため、この領域ＰＣ１は実質的に検知ゾーンＳか
ら排除されたことになり、検知ゾーンＳの車両Ｖの後方
側の境界が主として相対的に光強度の大きい領域ＰＡに
より形成されることになる。図６は、本実施形態の乗員
検知装置１０を用いて、試験を行った結果を示すもので
あり、この試験は、ＰＳＤ部１６から所定距離（試験で
は、３０ｃｍと５０ｃｍとに設定した）離れた位置にお
いて、試験片（幅４０ｍｍ、長さ３００ｍｍの白紙）を
車両Ｖの前後方向に移動させた際に、ＰＳＤ部１６に入
射する試験片からの反射光の受光量を測定したものであ
る。図６からも分かるように、試験片を車両Ｖの後方か
ら前方に向けて移動させた場合、反射光の受光量は、Ｐ
ＳＤ部１６の配設位置近傍から急激に立ち上がり、その
後、徐々に減少している。反射光の受光量が車両Ｖの後
方側にて急激に変化するのは、検知ゾーンＳの車両Ｖの
後方側の境界が主として相対的に光強度の大きい領域Ｐ
Ａにより形成されることによるものであり、反射光の受
光量が車両Ｖの前方側にて緩やかに変化するのは、車両
Ｖの前方側に位置する相対的に光強度の小さい領域ＰＢ
が存在することに因るものである。

【００４３】ＰＳＤ部１６（ＰＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，４
０Ｃ，４０Ｄ）に反射光Ｒが入射すると、反射光Ｒの入
射位置に対応した大きさの電流が、第１位置信号電極４
３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ及び第２位置信号電極４
４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄに流れ、この電流値は各
電流電圧変換器６４，６７によって電圧信号に変換され
た後、各増幅器６５，６８によって増幅されて各ゲート
回路６６，６９に到達する。ここで、上述したように、
トリガ信号Ｔｒｇの出力に遅れて各ゲート回路６６，６
９が開き、各増幅器６５，６８からの出力信号は、制御
部５２のＡ／Ｄコンバータ５８に到達することになる。

【００４４】Ａ／Ｄコンバータ５８に到達した各増幅器
６５，６８からの出力信号は、Ａ／Ｄ変換されてＣＰＵ
５９に出力される。ＣＰＵ５９は、上述したように、Ａ
／Ｄコンバータ５８から出力された信号に基づいて各Ｐ
ＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ毎に反射光Ｒの入
射位置を演算し、演算により求めた反射光Ｒの入射位置
と各ＰＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄに対応して
任意に設定された基準入射位置とを比較し、検知ゾーン
Ｓに物体（乗員Ｍの頭部Ｍ５）が存在していると判断
し、エアバッグ制御部７０に、検知ゾーンＳに物体（乗
員Ｍの頭部Ｍ５）が存在している旨を表す信号を出力す
る。エアバッグ制御部７０は、上述したＣＰＵ５９から
の出力信号に基づいて、警報ランプ７２のドライバ回路
（図示せず）に点灯信号を出力し、警報ランプ７２を点
灯させて乗員に注意を促すと共に、エアバッグ駆動回路
７１に展開禁止信号を出力し、車両Vが衝突等してもエ
アバッグ２を展開させないようにする。

【００４５】以上のように、本実施形態の乗員検知装置
１０によれば、ＰＳＤ部１６（各ＰＳＤ４０Ａ，４０
Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ）は、ＬＥＤ投光部１１（ＬＥＤ部
１４）よりも車両Ｖの後方側で且つ、相対的に光強度の
大きい領域ＰＡとこの領域ＰＡより車両Ｖの後方側に位
置する相対的に光強度の小さい領域ＰＣとの境界近傍の
投射光Ｐ１がＰＳＤ部１６から所定距離Ｌだけ離れた位
置にて反射して、反射光Ｒ１として各受光部４２Ａ，４
２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄの車両Ｖの前方側端部（第１位置
信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ側端部）に入
射するように配設されており、相対的に光強度の小さい
領域ＰＣが各受光部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄの
視野領域外に設定され、図５に示されるように、車両Ｖ
の後方側に位置する相対的に光強度の小さい領域ＰＣの
うちのハッチングにて示した領域ＰＣ１において、物体
により反射された反射光が各受光部４２Ａ，４２Ｂ，４
２Ｃ，４２Ｄに入射することはない。これにより、複数
のＬＥＤチップ３０を同時に点灯するように構成してい
るにもかかわらず、車両Ｖの後方側に位置する相対的に
光強度の小さい領域ＰＣのうちのハッチングにて示した
領域ＰＣ１における投射光Ｐがフロア、センターコンソ
ールあるいは乗員の脚部等にて反射された背景反射光の
各受光部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄへの入射が抑
制されることになり、物体の検出に対する背景反射光の
影響を低減することができる。また、図５に示されるよ
うに、検知ゾーンＳの車両Ｖの後方側の境界が主として
相対的に光強度の大きい領域ＰＡにより形成されること
から、相対的に光強度の大きい領域ＰＡでの物体からの
反射光に基づいて物体の存在が検知されることになり、
検知ゾーンＳに対して車両Ｖの後方側から進入する物体
の検知の応答性が向上する。この結果、乗員検知装置１
０における、例えば乗員Ｍが前屈みとなり、乗員Ｍの頭
部Ｍ５が検知ゾーンＳに対して車両Ｖの後方側から進入
する等の、検知ゾーンＳに対して車両Ｖの後方側から進
入する物体の検知精度を向上することができる。

【００４６】また、ＰＳＤ部１６（各ＰＳＤ４０Ａ，４
０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ）を、相対的に光強度の大きい領
域ＰＡとこの領域ＰＡより車両Ｖの後方側に位置する相
対的に光強度の小さい領域ＰＣとの境界近傍の投射光Ｐ
１がＰＳＤ部１６から所定距離Ｌだけ離れた位置にて反
射して、反射光Ｒ１として各受光部４２Ａ，４２Ｂ，４
２Ｃ，４２Ｄの車両Ｖの前方側端部（第１位置信号電極
４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ側端部）に入射するよ
うに配設することにより、相対的に光強度の小さい領域
ＰＣを各受光部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄの視野
領域外に設定しているので、検知ゾーンＳに対して車両
Ｖの後方側から進入する物体の検知精度の向上を、簡単
な構成にて実現することができる。

【００４７】また、ＬＥＤ投光部１１は、２次元的な投
射光Ｐの広がり方向と平行な方向に複数個並設されたＬ
ＥＤチップ３０を含み、各ＬＥＤチップ３０から出力さ
れた光ビームにより投射光Ｐを構成するようにしている
ので、ＬＥＤ投光部１１から、所定の広がり角を有した
略扇状の２次元的な投射光Ｐを安定して出力することが
できる。

【００４８】また、投光部１１（ＬＥＤ部１４）から出
力された略扇状の２次元的な投射光Ｐが物体にて反射さ
れて、この反射光Ｒが入射するＰＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，
４０Ｃ，４０Ｄが、投射光Ｐの広がり方向と平行な方向
に複数個並設され、投光部１１から出力された略扇状の
２次元的な投射光Ｐにより形成される検知ゾーンＳが、
ＰＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄの個数に対応し
て投射光Ｐの広がり方向に分割（本実施形態において
は、４分割されて各検知ゾーンＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ
に分かれている）されるので、検知ゾーンＳの投射光Ｐ
の広がり方向での複数の検知ゾーンＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，
ＳＤへの分割を、簡易な構成にて実現することができ
る。

【００４９】また、ＣＰＵ５９（各比較部８３Ａ，８３
Ｂ，８３Ｃ，８３Ｄ）にて、Δ／Σ演算部８１Ａ，８１
Ｂ，８１Ｃ，８１Ｄにて演算された反射光Ｒの入射位置
と基準入射位置設定部８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８２Ｄ
にて任意に設定された基準入射位置とを比較し、反射光
Ｒの入射位置が、基準入射位置に対応する投射光Ｐの反
射位置よりも投光部１１寄りの位置での反射に基づくも
のである場合に、検知ゾーンＳ（各検知ゾーンＳＡ，Ｓ
Ｂ，ＳＣ，ＳＤ）内に物体が存在する（進入した）と判
断しているので、投射光Ｐの広がり方向に分割された検
知ゾーンＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤごとに、検知ゾーンＳ
Ａ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ内への物体の存在（進入）を検知
するための基準入射位置が任意に設定されて、各検知ゾ
ーンＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤの大きさは、この基準入射
位置に対応するスレッシュ位置ＳＡ１，ＳＢ１，ＳＣ
１，ＳＤ１により規定されることになり、この任意に設
定された基準入射位置に対応するスレッシュ位置ＳＡ
１，ＳＢ１，ＳＣ１，ＳＤ１よりも投光部１１から離れ
た側の領域Ｔが、物体の存否を判断しない領域となる。
この結果、投射光Ｐの広がり方向に分割された検知ゾー
ンＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤごとに、物体の存否を判断し
ない領域Ｔの大きさを設定することができ、投光部１１
から出力された略扇状の投射光Ｐにより形成される検知
ゾーンＳのゾーン形状を任意に設定することができる。

【００５０】また、投射光Ｐの広がり方向に分割された
検知ゾーンＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤごとに、物体の存否
を判断しない領域Ｔの大きさを設定することにより、例
えば、乗員Ｍの腿Ｍ６、助手席シート４のアームレスト
４ａ、センターコンソール、各種操作レバー等が検知ゾ
ーンＳ内に存在しないように、検知ゾーンＳを設定する
ことにより、検知対象物としている物体を確実に検知す
ることが可能となり、検知対象物としている物体の検知
精度を高めることができる。

【００５１】本実施形態のエアバッグ制御装置によれ
ば、乗員検知装置１０の制御部５２のＣＰＵ５９にて、
検知ゾーンＳ内での物体の存在が判断され、物体の存在
が検知されると、このＣＰＵ５９からエアバッグ制御部
７０に対して検知ゾーンＳ内に物体が存在する旨の信号
が出力され、エアバッグ制御部７０からエアバッグ駆動
回路７１に展開禁止信号が出力される。これにより、検
知ゾーンＳ内に物体が存在する場合には、エアバッグ２
は展開しない状態に制御されることになる。この結果、
例えば車両Ｖの衝突時でも、助手席シート４に着座して
いる乗員Ｍが前屈みとなり、エアバッグ展開領域内の所
定の２次元的領域に身体の一部が存在している場合等
に、エアバッグ２の展開動作が防止される。

【００５２】次に、ＰＳＤ部１６の変形例について、図
１７に基づいて説明する。図３に示されたものでは、相
対的に光強度の大きい領域ＰＡの車両Ｖの後方側に位置
する相対的に光強度の小さい領域ＰＣを各受光部４２
Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄの視野領域外に設定するた
めに、ＰＳＤ部１６の各ＰＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，４０
Ｃ，４０Ｄを、ＰＳＤ部１６から所定距離Ｌだけ離れた
位置にて、相対的に光強度の大きい領域ＰＡとこの領域
ＰＡより車両Ｖの後方側に位置する相対的に光強度の小
さい領域ＰＣとの境界近傍の投射光Ｐ１が反射した反射
光Ｒ１が、各受光部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄの
車両Ｖの前方側端部（第１位置信号電極４３Ａ，４３
Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ側端部）に入射するように配設して
いる。これに対して、図１７に示されたＰＳＤ部９６
は、相対的に光強度の小さい領域ＰＣ内のＰＳＤ部１６
から所定距離Ｌだけ離れた位置にて物体により反射され
た反射光Ｒが、各受光部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２
Ｄに入射することを阻止するマスク９７を有している。
マスク９７は、アルミニウム製の遮光膜であり、各受光
部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄの、相対的に光強度
の大きい領域ＰＡと車両Ｖの後方側に位置する相対的に
光強度の小さい領域ＰＣとの境界近傍の投射光Ｐ１がＰ
ＳＤ部１６から所定距離Ｌだけ離れた位置にて反射し
て、反射光Ｒ１として入射する位置から車両Ｖの前方側
端部（第１位置信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３
Ｄ側端部）までの部分を覆っている。

【００５３】このように、各受光部４２Ａ，４２Ｂ，４
２Ｃ，４２Ｄに、相対的に光強度の大きい領域ＰＡとこ
の領域ＰＡより車両Ｖの後方側に位置する相対的に光強
度の小さい領域ＰＣとの境界近傍の投射光Ｐ１がＰＳＤ
部１６から所定距離Ｌだけ離れた位置にて反射して、反
射光Ｒ１として入射する位置から車両Ｖの前方側端部
（第１位置信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ側
端部）までの部分を覆うマスク９７を設けることによ
り、図３に示されたようにＰＳＤ部１６（各ＰＳＤ４０
Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ）が配設された場合と同様
に、図５においてハッチングにて示した領域ＰＣ１にお
ける投射光Ｐがフロア、センターコンソールあるいは乗
員の脚部等にて反射された背景反射光の各受光部４２
Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄに入射するのを抑制し、物
体の検出に対する背景反射光の影響を低減することがで
きる。また、検知ゾーンＳの車両Ｖの後方側の境界が主
として相対的に光強度の大きい領域ＰＡにより形成され
ることから、相対的に光強度の大きい領域ＰＡでの物体
からの反射光に基づいて物体の存在が検知されることに
なり、検知ゾーンＳに対して車両Ｖの後方側から進入す
る物体の検知の応答性が向上する。この結果、検知ゾー
ンＳに対して車両Ｖの後方側から進入する物体の検知精
度を向上することができる。

【００５４】また、各受光部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，
４２Ｄに、相対的に光強度の大きい領域ＰＡとこの領域
ＰＡより車両Ｖの後方側に位置する相対的に光強度の小
さい領域ＰＣとの境界近傍の投射光Ｐ１がＰＳＤ部１６
から所定距離Ｌだけ離れた位置にて反射して、反射光Ｒ
１として入射する位置から車両Ｖの前方側端部（第１位
置信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ側端部）ま
での部分を覆うマスク９７を設けることにより、相対的
に光強度の小さい領域ＰＣを各受光部４２Ａ，４２Ｂ，
４２Ｃ，４２Ｄの視野領域外に設定しているので、検知
ゾーンＳに対して車両Ｖの後方側から進入する物体の検
知精度の向上を、簡単な構成にて実現することができ
る。

【００５５】なお、本実施形態においては、投光部１１
として複数のＬＥＤチップ３０を直線状にレイアウトし
たものを用いているが、１つのＬＥＤからの光を光学系
（シリンドリカルレンズ、非球面レンズ等）により、一
軸方向に拡大するように構成してもよい。

【００５６】また、本実施形態においては、複数のＬＥ
Ｄチップ３０を同時に点灯するように構成しているが、
複数のＬＥＤチップ３０を順次点灯するように構成して
もよい。

【００５７】また、本実施形態においては、半導体位置
検出素子としてＰＳＤ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ
を用いているが、半導体位置検出素子としては、２分割
ＰＤ（フォトダイオード）のように光の入射位置が演算
できるものであればどの様なタイプの半導体位置検出素
子でも用いることができる。

【００５８】また、本実施形態においては、４個のＰＳ
Ｄ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを用いることにより
検知ゾーンＳを４つの検知ゾーンＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，Ｓ
Ｄに分割しているが、ＰＳＤの数及び検知ゾーンＳの分
割数は、これに限られることなく、例えば７個のＰＳＤ
を用いることにより検知ゾーンＳを７つの検知ゾーンに
分割する等、適宜設定することが可能である。

【００５９】また、本実施形態においては、助手席用の
エアバッグ２の展開される領域のうちの所定の２次元的
領域内に物体が存在することを検知する乗員検知装置１
０に適用しているが、エアバッグを収容するステアリン
グホイールに設けられたエアバッグカバーの中心と運転
手の頭部との間の空間に位置する所定の２次元的領域内
に物体が存在することを検知する乗員検知装置に適用し
てもよい。

【００６０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明の
乗員検知装置及びエアバッグ制御装置によれば、ＬＥＤ
から出力された投射光により形成される検知ゾーン内に
存在する物体の検知精度を向上することが可能な乗員検
知装置及びエアバッグ制御装置をを実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る乗員検知装置の設置例を示す説
明図である。

【図２】実施形態に係る乗員検知装置の光学系の構成と
物体検知の原理とを示す説明図である。

【図３】実施形態に係る乗員検知装置に含まれる、ＰＳ
Ｄ部の設置位置を説明するための図である。

【図４】実施形態に係る乗員検知装置の物体検知の原理
を示す説明図である。

【図５】実施形態に係る乗員検知装置の物体検知の原理
を示す説明図である。

【図６】実施形態に係る乗員検知装置による試験結果を
表す図表であり、試験片の位置とＰＳＤ部における反射
光の受光量との関係を示している。

【図７】実施形態に係る乗員検知装置の物体検知の原理
を示す説明図である。

【図８】実施形態に係る乗員検知装置の平面図である。

【図９】実施形態に係る乗員検知装置の側面図である。

【図１０】実施形態に係る乗員検知装置の正面図であ
る。

【図１１】実施形態に係る乗員検知装置に含まれる、Ｌ
ＥＤ部の平面図である。

【図１２】実施形態に係る乗員検知装置に含まれる、Ｌ
ＥＤ部の側面図である。

【図１３】実施形態に係る乗員検知装置に含まれる、Ｌ
ＥＤ部の正面図である。

【図１４】実施形態に係る乗員検知装置及びエアバッグ
制御装置の電子回路を示すブロック図である。

【図１５】実施形態に係る乗員検知装置及びエアバッグ
制御装置の電子回路における、ＬＥＤ部点灯タイミング
とデータ読み取りタイミングとの関係を示すチャート図
である。

【図１６】実施形態に係る乗員検知装置及びエアバッグ
制御装置の電子回路における物体検知判断を説明するた
めの図である。

【図１７】実施形態に係る乗員検知装置に含まれる、Ｐ
ＳＤ部の変形例を説明するための図である。

【符号の説明】

１…ダッシュボード、２…エアバッグ、３…エアバッグ
収容部、４…助手席シート、５…フロントピラー、１０
…乗員検知装置、１１…投光部、１２…受光部、１３…
本体部、１４…ＬＥＤ部、１５…投光用レンズ、１６，
９６…ＰＳＤ部、１７…受光用レンズ、１８…干渉フィ
ルタ、３０…ＬＥＤチップ、４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，
４０Ｄ…ＰＳＤ、４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ…受
光部、４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ…第１位置信号
電極、４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄ…第２位置信号
電極、５０…電子回路部、５１…センサヘッド部、５２
…制御部、５５…第１位置信号電極信号出力部、５６…
第２位置信号電極信号出力部、７０…エアバッグ制御
部、７１…エアバッグ駆動回路、７２…警報ランプ、８
１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ，８１Ｄ…Δ／Σ演算部、８２
Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８２Ｄ…基準入射位置設定部、８
３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃ，８３Ｄ…比較部、８４…ＡＮＤ
ゲート、８５…ＡＮＤゲート、８６…ＯＲゲート、８７
…演算部、９７…マスク、V…車両、Ｍ…乗員、Ｐ…投
射光、Ｒ…反射光、Ｓ…検知ゾーン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安達 泉 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA06 CC16 DD03 DD11 FF01 FF09 GG07 HH13 JJ16 JJ18 LL08 LL22 PP22 QQ03 QQ25 QQ27 3D054 AA02 AA03 AA07 AA13 AA14 EE11 EE41 EE57 FF16

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両内のエアバッグが展開される領域の
   うちの所定の２次元的領域内に物体が存在することを検
   知する乗員検知装置であって、 ＬＥＤを有し、前記２次元的領域の広がりの方向に前記
   ２次元的領域を含み所定の広がり角を有した略扇状の投
   射光を出力して、検知ゾーンを形成するＬＥＤ投光部
   と、 前記検知ゾーン内に存在する前記物体により反射された
   反射光を結像させる受光用レンズと、 前記ＬＥＤ投光部より車両後方側で且つ前記受光用レン
   ズにより前記反射光が結像される位置に配設され、前記
   物体により反射された前記反射光が入射する受光部を有
   する半導体位置検出素子と、 前記半導体位置検出素子における前記物体により反射さ
   れた前記反射光の入射位置を算出する入射位置算出部
   と、 前記入射位置算出部にて算出された前記入射位置に基づ
   いて、前記検知ゾーン内に物体が存在するか否かを判断
   する判断部とが設けられており、 前記投射光のうちの、光軸近傍の相対的に光強度の大き
   い領域より車両後方側に位置する相対的に光強度の小さ
   い領域が、前記受光部の視野領域外に設定されているこ
   とを特徴とする乗員検知装置。
2. 【請求項２】 前記半導体位置検出素子は、前記投射光
   の光軸近傍の相対的に光強度の大きい領域と前記相対的
   に光強度の小さい領域との境界近傍において前記物体に
   より反射された反射光が、前記半導体位置検出素子の受
   光部の車両前方側端部に入射するように配設されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の乗員検知装置。
3. 【請求項３】 前記半導体位置検出素子は、前記半導体
   位置検出素子の前記受光部の一部を覆い、前記相対的に
   光強度の小さい領域において前記物体により反射された
   反射光の前記半導体位置検出素子の前記受光部への入射
   を阻止するマスクを有していることを特徴とする請求項
   １に記載の乗員検知装置。
4. 【請求項４】 前記ＬＥＤ投光部は、前記投射光の広が
   り方向と平行な方向に複数個並設されたＬＥＤを含んで
   おり、 前記投射光は、前記複数個並設されたＬＥＤから出力さ
   れる光ビームにより構成されていることを特徴とする請
   求項１〜３のいずれか一項に記載の乗員検知装置。
5. 【請求項５】 前記半導体位置検出素子は、前記投射光
   の広がり方向と平行な方向に複数個並設されると共に、
   前記複数個の半導体位置検出素子ごとに基準入射位置を
   任意設定するための基準入射位置設定部が設けられ、 前記入射位置算出部は、前記複数個の半導体位置検出素
   子ごとに前記物体により反射された前記反射光の入射位
   置を算出し、 前記判断部は、前記入射位置算出部にて演算された前記
   入射位置と前記基準入射位置設定部にて任意設定された
   前記基準入射位置とを比較し、前記入射位置が、前記基
   準入射位置に対応する投射光の反射位置よりも前記投光
   部寄りの位置での反射に基づくものである場合に、前記
   検知ゾーン内に物体が存在すると判断することを特徴と
   する請求項１〜４のいずれか一項に記載の乗員検知装
   置。
6. 【請求項６】 請求項１〜請求項５のうちいずれか一項
   に記載の乗員検知装置と、 前記判断部にて前記検知ゾーン内に物体が存在すると判
   断されたときに、前記エアバッグを展開不可能な状態に
   するエアバッグ制御部とを備えていることを特徴とする
   エアバッグ制御装置。