JP2002537568A - 自動車用静電容量センサー - Google Patents
自動車用静電容量センサーInfo
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Abstract
(57)【要約】
自動車の衝突の特徴を検出して区別するため、透明物体に対して作用する力を検出するのに使用される静電容量センサーと、エアバッグカバー及び静電容量センサーのための接地面として機能する導電性パネルと協調して使用される静電容量センサーが開示されている。これら静電容量センサーは電極で構成されており、そのうちの１電極は導電コーティングでもよい。静電容量センサーは基板上に構築でき、基準電極を含むことができる。センサー出力に対する長期的な温度の影響は、一定の望むセンサー出力と温度の影響による低頻度ドリフト現象とを比較するアルゴリズムで補償される。透明物体上の湿気は近接物体とは区別される。居眠り検出アルゴリズムはドライバーが居眠り状態にあるときを検出する。収容形状円形センサーとＬ傾形状ンサー及びダミーセンサーを有した静電容量センサーアレイは乗員頭部ポジション検出用としてサンルーフ装着車に使用される。
Description
【０００１】
関連出願 本願は１９９９年６月８日に出願された米国仮特許願第６０/１３８，１３９号
「エアバッグカバーに組み込まれた乗員用静電容量センサー」の優先権を主張す
る。さらに、１９９９年２月２４日に出願された米国仮特許願第６０/１２１，
６５３号「透明製品に埋め込まれた押力検出静電容量センサー」の優先権を主張
する。
「エアバッグカバーに組み込まれた乗員用静電容量センサー」の優先権を主張す
る。さらに、１９９９年２月２４日に出願された米国仮特許願第６０/１２１，
６５３号「透明製品に埋め込まれた押力検出静電容量センサー」の優先権を主張
する。
【０００２】 発明の分野 本願発明は静電容量センサー(capacitive sensor)に関する。特には自動車に
採用される静電容量センサーに関する。
採用される静電容量センサーに関する。
【０００３】
背景 センサー技術は自動車の安全性と利便性の改善においてますます重要になってい
る。それぞれ異なる自動車の形状と、遭遇する極端な環境条件のために現在その
利用が可能なセンサーは多くの点で不充分である。
る。それぞれ異なる自動車の形状と、遭遇する極端な環境条件のために現在その
利用が可能なセンサーは多くの点で不充分である。
【０００４】 自動車エアバッグシステムは衝突の際に自動車乗員に対する大怪我の可能性を
低減させる手段である。これらエアバッグシステムは衝突時に乗員の前方でエア
バッグを急速に膨張させるように設計されており、車内の硬質な物体と乗員との
衝突を回避させる目的で利用される。特に、ハンドル及び/又はダッシュボード
との衝突回避が意図されている。このようなシステムは典型的には車体の急激な
減速を感知する加速度計を使用して自動車が衝突に関わったことを検出する。エ
アバッグの急速な膨張は発火物質の電気的点火により提供することができる。こ
れでエアバッグを膨張させるに充分な気体が急激に発生する。あるいはエアバッ
グシステムの一部であるタンクに保存された圧縮ガスを膨張させるためにバルブ
を電気的に開くことでエアバッグを膨張させることができる。
低減させる手段である。これらエアバッグシステムは衝突時に乗員の前方でエア
バッグを急速に膨張させるように設計されており、車内の硬質な物体と乗員との
衝突を回避させる目的で利用される。特に、ハンドル及び/又はダッシュボード
との衝突回避が意図されている。このようなシステムは典型的には車体の急激な
減速を感知する加速度計を使用して自動車が衝突に関わったことを検出する。エ
アバッグの急速な膨張は発火物質の電気的点火により提供することができる。こ
れでエアバッグを膨張させるに充分な気体が急激に発生する。あるいはエアバッ
グシステムの一部であるタンクに保存された圧縮ガスを膨張させるためにバルブ
を電気的に開くことでエアバッグを膨張させることができる。
【０００５】 エアバッグシステムの乗員への重大事故防止の観点における性能は、乗員の当
初ポジションと、その後のモーションとに大きく依存する。これらは全体として
車体の減速を検出する加速度計によるシステムでは計測できないものである。乗
員の頭部モーションは特に重要である。なぜなら頭部の怪我は非常に危険だから
である。例えば、もし乗員が前方に出すぎて着座していると頭部も前方に出すぎ
た状態であり、エアバッグの膨張スペースに入り込んだ状態となり、乗員の怪我
を防止するためのエアバッグによって乗員が怪我をする場合がある。よって、乗
員ポジション検出センサー装置が必要となり、その適正な作用によって衝突時に
乗員があまりにも前方に存在するときにはエアバッグの作動を停止させることが
必要である。
初ポジションと、その後のモーションとに大きく依存する。これらは全体として
車体の減速を検出する加速度計によるシステムでは計測できないものである。乗
員の頭部モーションは特に重要である。なぜなら頭部の怪我は非常に危険だから
である。例えば、もし乗員が前方に出すぎて着座していると頭部も前方に出すぎ
た状態であり、エアバッグの膨張スペースに入り込んだ状態となり、乗員の怪我
を防止するためのエアバッグによって乗員が怪我をする場合がある。よって、乗
員ポジション検出センサー装置が必要となり、その適正な作用によって衝突時に
乗員があまりにも前方に存在するときにはエアバッグの作動を停止させることが
必要である。
【０００６】 しかしながら、たとえ乗員が衝突開始時に前方に出すぎていなくとも、車体が
急激に減速するときに乗員は頭部を先頭にして前方に身体を急速に移動させ、エ
アバッグ膨張領域に進入し、エアバッグが膨張を終了する前にエアバッグ膨張領
域内深く入り込み、エアバッグの膨張による怪我を回避できないことがある。乗
員の当初ポジション以外にも乗員個々の状況で大きく異なる乗員前方移動要因が
存在する。乗員の相対的な前方移動モーションは乗員がシートベルトをしていた
か否かによっても大きく影響を受ける。乗員モーションは衝突時の乗員の身体支
持能力にも影響を受ける。すなわち、身体の前方移動に対抗して車床に対して足
を踏ん張る本能的な瞬間動作にも関係する。そのような能力は乗員によって大き
く差が出る。この能力差によって衝突エネルギーが大きく減衰することも、全く
効果がないこともある。さらに衝突状況によっても差が出る。加えて、乗員の身
体状況、例えば酒酔い状態であったり、肢体不自由な場合にも当然に差が出る。
またさらに、衝突エネルギーの大小も乗員の前方への加速力に大きな影響を及ぼ
す。よって、多様なポジションやモーションのデータに対処することができ、そ
の情報を分析してエアバッグの膨張にゴーサインを送るか否かの決定を瞬時に行
うことができるシステムが求められている。オーバーヘッドセンサーは、ハンド
ル軸部分に音響センサーを搭載させたエアバッグシステムのごとき乗員前方設置
型ビーム発生センサーを含んだ従来システムに勝る利点を提供する。そのような
従来システムでは運転手の手や前腕によってビームがブロックされ得る。
急激に減速するときに乗員は頭部を先頭にして前方に身体を急速に移動させ、エ
アバッグ膨張領域に進入し、エアバッグが膨張を終了する前にエアバッグ膨張領
域内深く入り込み、エアバッグの膨張による怪我を回避できないことがある。乗
員の当初ポジション以外にも乗員個々の状況で大きく異なる乗員前方移動要因が
存在する。乗員の相対的な前方移動モーションは乗員がシートベルトをしていた
か否かによっても大きく影響を受ける。乗員モーションは衝突時の乗員の身体支
持能力にも影響を受ける。すなわち、身体の前方移動に対抗して車床に対して足
を踏ん張る本能的な瞬間動作にも関係する。そのような能力は乗員によって大き
く差が出る。この能力差によって衝突エネルギーが大きく減衰することも、全く
効果がないこともある。さらに衝突状況によっても差が出る。加えて、乗員の身
体状況、例えば酒酔い状態であったり、肢体不自由な場合にも当然に差が出る。
またさらに、衝突エネルギーの大小も乗員の前方への加速力に大きな影響を及ぼ
す。よって、多様なポジションやモーションのデータに対処することができ、そ
の情報を分析してエアバッグの膨張にゴーサインを送るか否かの決定を瞬時に行
うことができるシステムが求められている。オーバーヘッドセンサーは、ハンド
ル軸部分に音響センサーを搭載させたエアバッグシステムのごとき乗員前方設置
型ビーム発生センサーを含んだ従来システムに勝る利点を提供する。そのような
従来システムでは運転手の手や前腕によってビームがブロックされ得る。
【０００７】 静電容量センサーはビーム発生センサーに勝る利点を提供する。それぞれの静
電容量カップリングセンサーは、近接する人間により引き起こされるキャパシタ
（コンデンサ）の静電容量の変化を検出する。これは本質的には瞬間的な現象で
ある（光速伝播）。よって無視できない伝達時間が必要な超音波ポジションセン
サーよりも格段に反応が速い。さらに、静電容量カップリングセンサーはブロッ
クされやすいビームを利用しない。また、オーバーヘッドに配列された静電容量
カップリング近接度センサーを利用し、そこからの信号をマイクロプロセッサで
分析することで、乗員ポジション及びモーションの実質的に瞬間的で継続的なモ
ニタリングができる。これは、配列されたセンサーと乗員との三角関数計算を利
用するものであり、前後、斜め、及び横方向の乗員モーションを正確且つ継続的
に決定することができる。乗員頭部はオーバーヘッドセンサーに最も近いので、
この方法は乗員の頭部に対して特に感度が高い。
電容量カップリングセンサーは、近接する人間により引き起こされるキャパシタ
（コンデンサ）の静電容量の変化を検出する。これは本質的には瞬間的な現象で
ある（光速伝播）。よって無視できない伝達時間が必要な超音波ポジションセン
サーよりも格段に反応が速い。さらに、静電容量カップリングセンサーはブロッ
クされやすいビームを利用しない。また、オーバーヘッドに配列された静電容量
カップリング近接度センサーを利用し、そこからの信号をマイクロプロセッサで
分析することで、乗員ポジション及びモーションの実質的に瞬間的で継続的なモ
ニタリングができる。これは、配列されたセンサーと乗員との三角関数計算を利
用するものであり、前後、斜め、及び横方向の乗員モーションを正確且つ継続的
に決定することができる。乗員頭部はオーバーヘッドセンサーに最も近いので、
この方法は乗員の頭部に対して特に感度が高い。
【０００８】 現在の技術水準は次に列記する特許に記載されている。タカハシ他の米国特許
第５７０２１２３号「乗員シート用エアバッグ装置」、ブリード他の米国特許第
５６５３４６２号「自動車乗員ポジション/速度センサー」、キシルの米国特許
第５６０２７３４号「自動車エアバッグシステム」、デービズの米国特許第５５
４９３２３号「一体型乗員検出センサーモジュールを備えたプラスチックエアバ
ッグカバー」、チェン他の米国特許第５５１２８３６号「固形状態近接度センサ
ー」、キシルの米国特許第５３６６２４１号「自動車エアバッグシステム」、キ
シルの米国特許第５８０２４７９号「自動車乗員センサーシステム」、キシルの
米国特許第６０１４６０２号「自動車乗員センサーシステム」、ジェンストロム
他の米国特許第５３６３０５１号「ハンドルキャパシフレクタ(capaciflector)
センサー」及びマテス他の米国特許第５１１８１３４号「自動車乗員保護方法及
び装置」 静電容量センサーアレイ（配列構造）(capacitive sensor array)は自動車内
での人の存在/非存在やポジション等の検出のために採用されている。従来技術
のさらなる代表例には、ビックフォードの米国特許第３８６４６６８号「シート
ベルト警報及び着火インターロックシステム」、ロングの米国特許第３８９８４
７２号「受動車安全システム用乗員検出装置」があり、、ヤスダ他の米国特許第
４７９６０１３号「静電容量乗員検出装置」、スギヤマ他の米国特許第４８８７
０２４号「人員検出装置」、ベチテル他の米国特許第４９７２１５４号「ウッド
グレイン角(Wood Grain Angle)測定装置及び方法」と米国特許第５３９４０９７
号「誘電センサー」は伝統的なプリント回路基板上の電極の利用を例示している
。
第５７０２１２３号「乗員シート用エアバッグ装置」、ブリード他の米国特許第
５６５３４６２号「自動車乗員ポジション/速度センサー」、キシルの米国特許
第５６０２７３４号「自動車エアバッグシステム」、デービズの米国特許第５５
４９３２３号「一体型乗員検出センサーモジュールを備えたプラスチックエアバ
ッグカバー」、チェン他の米国特許第５５１２８３６号「固形状態近接度センサ
ー」、キシルの米国特許第５３６６２４１号「自動車エアバッグシステム」、キ
シルの米国特許第５８０２４７９号「自動車乗員センサーシステム」、キシルの
米国特許第６０１４６０２号「自動車乗員センサーシステム」、ジェンストロム
他の米国特許第５３６３０５１号「ハンドルキャパシフレクタ(capaciflector)
センサー」及びマテス他の米国特許第５１１８１３４号「自動車乗員保護方法及
び装置」 静電容量センサーアレイ（配列構造）(capacitive sensor array)は自動車内
での人の存在/非存在やポジション等の検出のために採用されている。従来技術
のさらなる代表例には、ビックフォードの米国特許第３８６４６６８号「シート
ベルト警報及び着火インターロックシステム」、ロングの米国特許第３８９８４
７２号「受動車安全システム用乗員検出装置」があり、、ヤスダ他の米国特許第
４７９６０１３号「静電容量乗員検出装置」、スギヤマ他の米国特許第４８８７
０２４号「人員検出装置」、ベチテル他の米国特許第４９７２１５４号「ウッド
グレイン角(Wood Grain Angle)測定装置及び方法」と米国特許第５３９４０９７
号「誘電センサー」は伝統的なプリント回路基板上の電極の利用を例示している
。
【０００９】
本願発明は従来技術の欠点に対処する装置と方法とを提供する。本願発明は、
衝突時のエアバッグ作動に利用すべく車体と乗員の特徴を検出したり、居眠りド
ライバーをモニターしたり、衝突の特徴を決定するシステムに関する。さらには
、衝突エネルギーによって引き起こされる車体モーションに関する情報のみなら
ず、乗員モーションに関する測定データによってシステム作動をコントロールし
、乗員に対する怪我の程度を最低限とするようにエアバッグを作動させるシステ
ムに関する。本願発明は、データを保存するメモリを備え、そのデータを基準デ
ータと比較し、さらに、センサーに対する温度の影響を補償させるアルゴリズム
を備えたマイクロプロセッサをも利用する。
衝突時のエアバッグ作動に利用すべく車体と乗員の特徴を検出したり、居眠りド
ライバーをモニターしたり、衝突の特徴を決定するシステムに関する。さらには
、衝突エネルギーによって引き起こされる車体モーションに関する情報のみなら
ず、乗員モーションに関する測定データによってシステム作動をコントロールし
、乗員に対する怪我の程度を最低限とするようにエアバッグを作動させるシステ
ムに関する。本願発明は、データを保存するメモリを備え、そのデータを基準デ
ータと比較し、さらに、センサーに対する温度の影響を補償させるアルゴリズム
を備えたマイクロプロセッサをも利用する。
【００１０】
発明の概要 本願発明は力検出静電容量センサー(force-detecting capacitive sensor)であ
り、透明物体と一体化した少なくとも２体の電極を含んでいる。そのうちの少な
くとも１体の電極は導電性フィルムまたはコーティングであり、透明物体と一体
化している。これら電極は平行形態(parallel configuration)または非平行形態
(non-parallel configuration)でよい。この透明物体はガラスでよく、例えば車
のフロントガラスでよい。
り、透明物体と一体化した少なくとも２体の電極を含んでいる。そのうちの少な
くとも１体の電極は導電性フィルムまたはコーティングであり、透明物体と一体
化している。これら電極は平行形態(parallel configuration)または非平行形態
(non-parallel configuration)でよい。この透明物体はガラスでよく、例えば車
のフロントガラスでよい。
【００１１】 本願発明は透明物体に対して瞬間的湾曲力を与える力の検出も行う。このシス
テムは少なくとも１体の力検出静電容量センサーを透明物体と一体的に含んでい
る。好適には、このセンサーは自動車の衝突を個々に差別化するように提供され
ており、さらに好適には、少なくとも１つの乗員拘束装置（シートベルト等）を
備えた乗員保護システムと協調作動する。
テムは少なくとも１体の力検出静電容量センサーを透明物体と一体的に含んでい
る。好適には、このセンサーは自動車の衝突を個々に差別化するように提供され
ており、さらに好適には、少なくとも１つの乗員拘束装置（シートベルト等）を
備えた乗員保護システムと協調作動する。
【００１２】 本願発明は透明物体の透明度の検出を行うシステムをも提供する。このシステ
ムは、透明物体と一体化した少なくも１体のセンサーを含んでいる。このセンサ
ーは透明物体の透明状態と、透明物体に近接する物体とを区別することができる
。好適には、このシステムは自動車乗員保護システムと協調して作動し、透明物
体に近接した乗員と、透明物体上の凝縮した水分とを見分けることができる。好
適には、このシステムは透明状態に復帰させることができる機能を備えている。
ムは、透明物体と一体化した少なくも１体のセンサーを含んでいる。このセンサ
ーは透明物体の透明状態と、透明物体に近接する物体とを区別することができる
。好適には、このシステムは自動車乗員保護システムと協調して作動し、透明物
体に近接した乗員と、透明物体上の凝縮した水分とを見分けることができる。好
適には、このシステムは透明状態に復帰させることができる機能を備えている。
【００１３】 本願発明はセンサーシステムに対する長期にわたる温度の影響を補償する方法
をも提供する。この方法は、一定の希望センサー出力を決定するステップと、温
度の影響による低頻度シフトを決定するステップと、その一定の希望センサー出
力をその低頻度シフトと比較するステップと、その差に対処するために補償アル
ゴリズム(compensation algorithm)を採用するステップとを含んだものである。
をも提供する。この方法は、一定の希望センサー出力を決定するステップと、温
度の影響による低頻度シフトを決定するステップと、その一定の希望センサー出
力をその低頻度シフトと比較するステップと、その差に対処するために補償アル
ゴリズム(compensation algorithm)を採用するステップとを含んだものである。
【００１４】 さらに、本願発明は、エアバッグドアとして機能する導電パネル及び静電容量
センサーの接地面(ground plane)との組み合わせによる乗員検出静電容量センサ
ー( vehicle occupant detecting capacitive sensor )を提供する。追加的な静
電容量センサーを含ませることができ、全ての静電容量センサーは導電パネルに
隣接した基板上に構築される。好適には、その静電容量センサーはそれぞれ少な
くとも１つの三角形配置に適用され、乗員の近接度の区別とエアバッグコントロ
ーラへのデータの提供とを行う。それぞれの静電容量センサーは好適には円形で
ある。
センサーの接地面(ground plane)との組み合わせによる乗員検出静電容量センサ
ー( vehicle occupant detecting capacitive sensor )を提供する。追加的な静
電容量センサーを含ませることができ、全ての静電容量センサーは導電パネルに
隣接した基板上に構築される。好適には、その静電容量センサーはそれぞれ少な
くとも１つの三角形配置に適用され、乗員の近接度の区別とエアバッグコントロ
ーラへのデータの提供とを行う。それぞれの静電容量センサーは好適には円形で
ある。
【００１５】 本願発明は、静電容量センサーと基準センサーを誘電基板上に構築する方法を
も提供する。この方法は、基板上に基準センサーと静電容量センサーとを構築す
るステップと、その基板の裏側にモノリス接地部(monolithic ground)を提供す
るステップと、プリント回路ボードをそのモノリス接地部の削除部分(deleted p
ortion)に取り付けるステップと、基準センサーをそのプリント回路ボードの電
子部品に接続するステップと、静電容量センサー出力と基準センサー出力とを比
較することで乗員の近接度に無関係な静電容量出力の変化を補償するステップと
を含んでいる。
も提供する。この方法は、基板上に基準センサーと静電容量センサーとを構築す
るステップと、その基板の裏側にモノリス接地部(monolithic ground)を提供す
るステップと、プリント回路ボードをそのモノリス接地部の削除部分(deleted p
ortion)に取り付けるステップと、基準センサーをそのプリント回路ボードの電
子部品に接続するステップと、静電容量センサー出力と基準センサー出力とを比
較することで乗員の近接度に無関係な静電容量出力の変化を補償するステップと
を含んでいる。
【００１６】 本願発明は居眠りドライバーの頭部モーションを検出する方法も提供する。こ
の方法は、四次元ベクトルで居眠りドライバーの頭部モーションを表示するステ
ップと、特徴検出ネットワークを訓練するステップと、居眠り検出器を利用して
覚醒状態ドライバーの頭部モーションとは異なり、居眠りによるモーションに類
似した頭部モーションを検出するステップと、その居眠り検出器を個々のドライ
バー用にカスタム化するステップと、車のドライバーを識別し、その識別された
ドライバー用の履歴データに基いて居眠り検出器を補正するステップとを含んで
いる。
の方法は、四次元ベクトルで居眠りドライバーの頭部モーションを表示するステ
ップと、特徴検出ネットワークを訓練するステップと、居眠り検出器を利用して
覚醒状態ドライバーの頭部モーションとは異なり、居眠りによるモーションに類
似した頭部モーションを検出するステップと、その居眠り検出器を個々のドライ
バー用にカスタム化するステップと、車のドライバーを識別し、その識別された
ドライバー用の履歴データに基いて居眠り検出器を補正するステップとを含んで
いる。
【００１７】 本願発明は乗員頭部ポジションをモニターする、サンルーフ装着自動車用の静
電容量センサーシステムをも提供する。このシステムは収容型円形静電容量セン
サー(nested circle capacitive sensor)と、その収容型円形静電容量センサー
を包囲する少なくとも１体のＬ形状静電容量センサーとで構成されており、それ
ら両方のセンサーはサンルーフに隣接して設置される。オプションで、このシス
テムは両方のセンサーとは反対側でサンルーフに設置されたダミーセンサー(dum
my sensor)を含んでいる。ダミーセンサーと収容型円形静電容量センサーのアレ
イを含んだサンルーフ装着自動車での乗員頭部ポジションの検出方法は、ダミー
センサーをサンルーフの収容型円形静電容量センサーアレイとは反対側でサンル
ーフに隣接させて設置するステップと、ダミーセンサーからの頭部ポジションと
、収容型円形静電容量センサーアレイからの三角形態頭部ポジションとの複合デ
ータを導き出すステップと、ドライバーを識別し、その識別されたドライバーの
過去のデータをそのドライバーの頭部座標と比較するステップと、そのドライバ
ーの正常状態を特定するパラメータを更新するステップとを含んでいる。
電容量センサーシステムをも提供する。このシステムは収容型円形静電容量セン
サー(nested circle capacitive sensor)と、その収容型円形静電容量センサー
を包囲する少なくとも１体のＬ形状静電容量センサーとで構成されており、それ
ら両方のセンサーはサンルーフに隣接して設置される。オプションで、このシス
テムは両方のセンサーとは反対側でサンルーフに設置されたダミーセンサー(dum
my sensor)を含んでいる。ダミーセンサーと収容型円形静電容量センサーのアレ
イを含んだサンルーフ装着自動車での乗員頭部ポジションの検出方法は、ダミー
センサーをサンルーフの収容型円形静電容量センサーアレイとは反対側でサンル
ーフに隣接させて設置するステップと、ダミーセンサーからの頭部ポジションと
、収容型円形静電容量センサーアレイからの三角形態頭部ポジションとの複合デ
ータを導き出すステップと、ドライバーを識別し、その識別されたドライバーの
過去のデータをそのドライバーの頭部座標と比較するステップと、そのドライバ
ーの正常状態を特定するパラメータを更新するステップとを含んでいる。
【００１８】 本願発明の主たる目的は、透明物体にかかる力を検出し、乗員の頭部ポジショ
ンを検出し、車体の衝突の特徴を決定し、乗員安全システムと協調して作動する
静電容量センサーアレイとシステムの提供である。
ンを検出し、車体の衝突の特徴を決定し、乗員安全システムと協調して作動する
静電容量センサーアレイとシステムの提供である。
【００１９】 本願発明の別目的は、静電容量センサー近辺に基準センサーを提供することで
ある。
ある。
【００２０】 本願発明の別目的は導電コーティングで成る静電容量センサー用電極の提供で
ある。
ある。
【００２１】 本願発明の別目的は静電容量センサーをエアバッグドアとして機能する導電パ
ネル及び静電容量センサー用接地面と組み合わせることである。
ネル及び静電容量センサー用接地面と組み合わせることである。
【００２２】 本願発明の別な目的は個々のドライバー専用に、居眠りドライバーを表す頭部
モーションを検出するための検出アルゴリズムを提供することである。
モーションを検出するための検出アルゴリズムを提供することである。
【００２３】 本願発明の主たる利点は透明物体上の凝結湿気と透明物体近辺の物体とを見分
けることができることである。
けることができることである。
【００２４】 本願発明の別な利点はセンサーに対する長期の温度の影響を補償することであ
る。
る。
【００２５】 本願発明の別な利点はドライバーを識別し、車の安全システムを特定のドライ
バー用に調整させることである。
バー用に調整させることである。
【００２６】 本願発明の別な利点はサンルーフ装着車用に、乗員の頭部ポジションを効果的
に検出することができる、ダミーセンサーを含んだ静電容量センサーアレイを提
供することである。
に検出することができる、ダミーセンサーを含んだ静電容量センサーアレイを提
供することである。
【００２７】
本願発明の他の目的、利点及び新規な特徴並びに利用法は以下の詳細な説明に
おいて図面を参考に付し記載されている。
おいて図面を参考に付し記載されている。
【００２８】 好適実施態様の解説 第１実施例においては本願発明は複数の導電性素子（電極）を含んでいる。これ
ら電極はガラス、窓またはフロントガラス等の透明物体と一体的に形成されてい
る。従来式の電極に加えて導電性フィルムまたはコーティングも電極として利用
できる。これら電極は相互静電容量を展開する。この静電容量は透明物体に作用
する力によって影響を受ける。２電極間あるいは電極と電極として作用する導電
性フィルムまたはコーティングとの間の静電容量変化をここでは“静電容量セン
サー作用”と呼称する。２つの電極または電極と導電性コーティングをここでは
“静電容量センサー”と呼称する。
ら電極はガラス、窓またはフロントガラス等の透明物体と一体的に形成されてい
る。従来式の電極に加えて導電性フィルムまたはコーティングも電極として利用
できる。これら電極は相互静電容量を展開する。この静電容量は透明物体に作用
する力によって影響を受ける。２電極間あるいは電極と電極として作用する導電
性フィルムまたはコーティングとの間の静電容量変化をここでは“静電容量セン
サー作用”と呼称する。２つの電極または電極と導電性コーティングをここでは
“静電容量センサー”と呼称する。
【００２９】 図１は窓あるいはフロントガラスのごとき透明物体１８の断面図である。そこ
には電極２２と２２’及び導電性フィルムあるいはコーティング２８が埋め込ま
れている。電極２２と２２’はキャパシタンス（静電容量）２０’を有している
。電極２２と２２’はそれぞれ導電性フィルムあるいはコーティング２８との間
でキャパシタンス２０”と２０を有することができる。内側の透明物体層２４と
外側の透明物体層２６は電極２２と２２’及び導電性コーティング２８を挟んで
いる。積層材料３０は電極２２と２２’及び導電性コーティング２８と隣接して
いる。
には電極２２と２２’及び導電性フィルムあるいはコーティング２８が埋め込ま
れている。電極２２と２２’はキャパシタンス（静電容量）２０’を有している
。電極２２と２２’はそれぞれ導電性フィルムあるいはコーティング２８との間
でキャパシタンス２０”と２０を有することができる。内側の透明物体層２４と
外側の透明物体層２６は電極２２と２２’及び導電性コーティング２８を挟んで
いる。積層材料３０は電極２２と２２’及び導電性コーティング２８と隣接して
いる。
【００３０】 図２は透明物体１８の表面に適用され、間に相互キャパシタンス２０’を有し
た電極２２と２２’の斜視図である。
た電極２２と２２’の斜視図である。
【００３１】 もちろん、複数の電極を透明物体上に形成することができる。この透明物体は
フロントガラス４０として図３で図示されている。これは電極２２と２２’のご
とき電極と協調して作用する導電性フィルムまたはコーティングを含んだ積層ガ
ラスである。２電極セット（または静電容量センサー）５０と５０’が図３に図
示されているが、複数セットの電極を透明物体またはフロントガラス上に形成さ
せることも可能である。透明物体に埋め込まれたそれぞれ２つの電極セットの軸
は平行（図３）であっても非平行（図４）であっても構わない。
フロントガラス４０として図３で図示されている。これは電極２２と２２’のご
とき電極と協調して作用する導電性フィルムまたはコーティングを含んだ積層ガ
ラスである。２電極セット（または静電容量センサー）５０と５０’が図３に図
示されているが、複数セットの電極を透明物体またはフロントガラス上に形成さ
せることも可能である。透明物体に埋め込まれたそれぞれ２つの電極セットの軸
は平行（図３）であっても非平行（図４）であっても構わない。
【００３２】 透明物体と一体となったこれら静電容量センサーは透明物体に瞬間的湾曲作用
を与える力を検出するシステムとして利用できる。このようなシステムではセン
サーはそれぞれの車の事故の特徴を表すように設計されている。この力検出シス
テムを乗員拘束装置を備えた乗員保護システムと共々利用することもできる。
を与える力を検出するシステムとして利用できる。このようなシステムではセン
サーはそれぞれの車の事故の特徴を表すように設計されている。この力検出シス
テムを乗員拘束装置を備えた乗員保護システムと共々利用することもできる。
【００３３】 透明物体に力が加わると、電極２２’のごとき電極と電極２２のごとき電極の
相互関係、及び/又は電極と導電性フィルムあるいはコーティング２８との相互
関係は瞬時的に変化する。この変化は電極間または電極と導電性フィルムあるい
はコーティングとの間に存在する静電容量を瞬間的に変化させる。この相互関係
の変化は透明物体の瞬間的湾曲または振動によって引き起こされる。
相互関係、及び/又は電極と導電性フィルムあるいはコーティング２８との相互
関係は瞬時的に変化する。この変化は電極間または電極と導電性フィルムあるい
はコーティングとの間に存在する静電容量を瞬間的に変化させる。この相互関係
の変化は透明物体の瞬間的湾曲または振動によって引き起こされる。
【００３４】 静電容量の変化は、力の量、方向、力の作用時間、並びにそれら要素の組み合
わせによって透明物体に作用した力の特徴を表すことで車の衝突の特徴の分析に
利用できる。これらの特徴は車の拘束システムのための衝突検出システムに利用
でき、衝突のタイプや程度、衝突相手のタイプ、衝突方向、衝突に関与した車の
部分量等々を決定することができる。
わせによって透明物体に作用した力の特徴を表すことで車の衝突の特徴の分析に
利用できる。これらの特徴は車の拘束システムのための衝突検出システムに利用
でき、衝突のタイプや程度、衝突相手のタイプ、衝突方向、衝突に関与した車の
部分量等々を決定することができる。
【００３５】 複数の電極を透明物体１８またはフロントガラス４０と一体的とし、識別化能
力の精度を向上させることができる。例えば、静電容量センサー５０、５０’、
５０”及び５０”’をフロントガラス４０のそれぞれのコーナ部に離して設置し
、図５に図示したように衝突検出と識別化のために４体の基準ポイントを提供す
ることができる。
力の精度を向上させることができる。例えば、静電容量センサー５０、５０’、
５０”及び５０”’をフロントガラス４０のそれぞれのコーナ部に離して設置し
、図５に図示したように衝突検出と識別化のために４体の基準ポイントを提供す
ることができる。
【００３６】 図６aから図６cにかけては右方向に移動して衝突する車両６０の平面図が提供
されている。図６aは対象物体４６との前方衝突の例であり、衝突パルス４４が
発生し、破線で示すように車体６０の前方から後方へと伝播する。図６bは別の
車４８とのオフセンター衝突による衝突パルス４４’の例を示す。図６cは立木
または電柱のごとき物体７０との衝突による衝突パルス４４”の例を示す。衝突
パルス４４、４４’及び４４”の特徴は、デルタＶとも呼称される車速に関する
衝撃の影響を表す。これは衝突対象物体のタイプ、構造及び速度の関数であり、
車と衝突対象物体とのオーバーラップ程度も関与する。
されている。図６aは対象物体４６との前方衝突の例であり、衝突パルス４４が
発生し、破線で示すように車体６０の前方から後方へと伝播する。図６bは別の
車４８とのオフセンター衝突による衝突パルス４４’の例を示す。図６cは立木
または電柱のごとき物体７０との衝突による衝突パルス４４”の例を示す。衝突
パルス４４、４４’及び４４”の特徴は、デルタＶとも呼称される車速に関する
衝撃の影響を表す。これは衝突対象物体のタイプ、構造及び速度の関数であり、
車と衝突対象物体とのオーバーラップ程度も関与する。
【００３７】 衝突パルス４４、４４’及び４４”（フロントガラス４０に配置された電極に
より検出される特徴）で、車の減速度が計算され、衝突の角度や車と衝突相手の
オーバーラップ程度が決定され、さらに衝突相手のタイプに関する他の有効な情
報が得られる。このデータは乗員保護システムを最良化するのに利用できる。例
えば、シートベルト、エアバッグ等のタイミングや拘束力等をケースバイケース
で調整することができる。
より検出される特徴）で、車の減速度が計算され、衝突の角度や車と衝突相手の
オーバーラップ程度が決定され、さらに衝突相手のタイプに関する他の有効な情
報が得られる。このデータは乗員保護システムを最良化するのに利用できる。例
えば、シートベルト、エアバッグ等のタイミングや拘束力等をケースバイケース
で調整することができる。
【００３８】 本願発明の第１実施例は同様な構造体、方法、及び適用法で利用できる。例え
ば、１）窃盗のごとき場合のガラスの歪みの検出。２）建物の窓ガラスに対する
強風のごときによる破損状況。３）透明物体表面への電極形成。４）車のフロン
トガラスやリヤガラスのごとき透明物体との電極の一体化。５）フロントガラス
あるいは他の透明物体での加速度計や応力計のごとき同様な装置の設置による衝
突パルスの検出。
ば、１）窃盗のごとき場合のガラスの歪みの検出。２）建物の窓ガラスに対する
強風のごときによる破損状況。３）透明物体表面への電極形成。４）車のフロン
トガラスやリヤガラスのごとき透明物体との電極の一体化。５）フロントガラス
あるいは他の透明物体での加速度計や応力計のごとき同様な装置の設置による衝
突パルスの検出。
【００３９】 図１と図１１（以下で解説）に図示した導電性フィルムまたはコーティング２
８は利用可能な透明導電性コーティングであり、単層または複数層のコーティン
グ層を含んだフロントガラス基材に適用することができる。ここで使用する“コ
ーティング層”とはコーティングフィルムを含んだ用語である。コーティング層
は“コーティング積層体”の一部であり、単層または複数層のコーティング層及
び/又はコーティングフィルムを含んだ概念である。酸化金属及び/又は誘電層を
有した、あるいは有さない金属層のごとき適した導電性コーティング層は登録商
標“ＳＵＮＧＡＴＥ”の名称でピッツバーグプレートガラス社（ＰＰＧ）によっ
て販売されている製品を含む。
８は利用可能な透明導電性コーティングであり、単層または複数層のコーティン
グ層を含んだフロントガラス基材に適用することができる。ここで使用する“コ
ーティング層”とはコーティングフィルムを含んだ用語である。コーティング層
は“コーティング積層体”の一部であり、単層または複数層のコーティング層及
び/又はコーティングフィルムを含んだ概念である。酸化金属及び/又は誘電層を
有した、あるいは有さない金属層のごとき適した導電性コーティング層は登録商
標“ＳＵＮＧＡＴＥ”の名称でピッツバーグプレートガラス社（ＰＰＧ）によっ
て販売されている製品を含む。
【００４０】 しかしながら、本願発明はそれらコーティング層に限らず、どのようなタイプ
のコーティング層にでも使用できる。例えば、酸化錫コーティングされたガラス
基板（ＰＰＧ製品）が利用できる。また、実質的に透明な導電コーティングされ
たフレキシブルな基板（ＩＴＯ蒸着された実質的に透明あるいは薄く着色された
登録商標“ＭＹＬＡＲ”等）が使用できよう。導電性コーティング層の適当な材
料は、有機、無機またはそれらのブレンド及び有機と無機の電気化学的に活性で
ある材料の複合体を含んだものである。例示的な導電材料はドープされた酸化イ
ンジウム、ドープされた酸化錫、ドープされた酸化亜鉛等々のコーティング材で
あり、金、銀、アルミ、ニッケル合金等々及びＷＯ3、Ｖ2Ｏ5、ＭoＯ3、Ｎb2Ｏ5
、ＴiＯ2、ＣuＯ、Ｎi2Ｏ3、Ｉr2Ｏ3、Ｃr2Ｏ3、Ｃo2Ｏ3、Ｍn2Ｏ3等々の実質的
に透明な全ての薄型金属コーティングが含まれる。また、金属層と誘電層との間
にオプションで中間層を挟むこともできる。
のコーティング層にでも使用できる。例えば、酸化錫コーティングされたガラス
基板（ＰＰＧ製品）が利用できる。また、実質的に透明な導電コーティングされ
たフレキシブルな基板（ＩＴＯ蒸着された実質的に透明あるいは薄く着色された
登録商標“ＭＹＬＡＲ”等）が使用できよう。導電性コーティング層の適当な材
料は、有機、無機またはそれらのブレンド及び有機と無機の電気化学的に活性で
ある材料の複合体を含んだものである。例示的な導電材料はドープされた酸化イ
ンジウム、ドープされた酸化錫、ドープされた酸化亜鉛等々のコーティング材で
あり、金、銀、アルミ、ニッケル合金等々及びＷＯ3、Ｖ2Ｏ5、ＭoＯ3、Ｎb2Ｏ5
、ＴiＯ2、ＣuＯ、Ｎi2Ｏ3、Ｉr2Ｏ3、Ｃr2Ｏ3、Ｃo2Ｏ3、Ｍn2Ｏ3等々の実質的
に透明な全ての薄型金属コーティングが含まれる。また、金属層と誘電層との間
にオプションで中間層を挟むこともできる。
【００４１】 登録商標“ＳＵＮＧＡＴＥ”や、フィンレーの米国特許第４８０６２２０号「
高温処理用低放射性フィルムの製造方法」に記載されたもののごとき複数層のコ
ーティング層を使用することも可能である。他にも、ギレリー他の米国特許第４
７８６５６３号「低放射性コーティングされた物体のための保護コーティング」
、ギレリーの米国特許第４６１０７７１号「酸化金属合金のスパッターフィルム
及びその製造方法」、ギレリー他の米国特許第４７１６０８６号「低放射性コー
ティング物体の保護オーバーコーティング」並びにフィンレーの米国特許第４８
９８７８９号「自動車熱負荷低減のための低放射性フィルム」がある。
高温処理用低放射性フィルムの製造方法」に記載されたもののごとき複数層のコ
ーティング層を使用することも可能である。他にも、ギレリー他の米国特許第４
７８６５６３号「低放射性コーティングされた物体のための保護コーティング」
、ギレリーの米国特許第４６１０７７１号「酸化金属合金のスパッターフィルム
及びその製造方法」、ギレリー他の米国特許第４７１６０８６号「低放射性コー
ティング物体の保護オーバーコーティング」並びにフィンレーの米国特許第４８
９８７８９号「自動車熱負荷低減のための低放射性フィルム」がある。
【００４２】 適した登録商標“ＳＵＮＧＡＴＥ”のコーティングは、導電性であり、約７０
４℃まで数分間は悪影響を受けないものである。登録商標“ＳＵＮＧＡＴＥ”の
コーティングを施したフロントガラスと窓ガラスは２枚のガラスプレート間に挟
まれた金属フィルムと誘電体フィルムとを有している。本願発明に利用できる他
のコーティングはギレリーの米国特許第４２０１６４９号「低抵抗酸化インジウ
ムコーティング」に記載されている。また、複層薄フィルム構造を含んだ導電コ
ーティングされたガラスも適している。これはフッ素ドープされた酸化錫の薄コ
ーティングを含んでおり、そのフッ素ドープ酸化錫層と下側のガラス基材との間
に提供された薄フィルム層をさらに含んでいる。このような複層コーティング積
層体はオンライン(on-line)（好適には浴槽内）パイロリティックコーティング
された(pyrolytically-coated)（好適には化学蒸着）フロートガラス製である。
そのドープされた酸化錫をアンダーコーティングする層は典型的にはシリカ/ケ
イ素層と酸化錫層である。本願発明に利用される透明導電コーティング層の別例
はＩＴＯ（Ｉn2Ｏ3、好適には約５から２０モル％のＳnＯ2を含んだもの）の薄
層である。典型的には、導電コーティング層はガラスまたはプラスチックの基材
上にコーティングとして提供され、その厚みは約５ｎｍから約１００００ｎｍ、
好適には約１０ｎｍから約１０００ｎｍである。しかし、いかなる厚さの導電層
であっても、適当な導電性を提供し、透光性に問題がない限り利用できる。
４℃まで数分間は悪影響を受けないものである。登録商標“ＳＵＮＧＡＴＥ”の
コーティングを施したフロントガラスと窓ガラスは２枚のガラスプレート間に挟
まれた金属フィルムと誘電体フィルムとを有している。本願発明に利用できる他
のコーティングはギレリーの米国特許第４２０１６４９号「低抵抗酸化インジウ
ムコーティング」に記載されている。また、複層薄フィルム構造を含んだ導電コ
ーティングされたガラスも適している。これはフッ素ドープされた酸化錫の薄コ
ーティングを含んでおり、そのフッ素ドープ酸化錫層と下側のガラス基材との間
に提供された薄フィルム層をさらに含んでいる。このような複層コーティング積
層体はオンライン(on-line)（好適には浴槽内）パイロリティックコーティング
された(pyrolytically-coated)（好適には化学蒸着）フロートガラス製である。
そのドープされた酸化錫をアンダーコーティングする層は典型的にはシリカ/ケ
イ素層と酸化錫層である。本願発明に利用される透明導電コーティング層の別例
はＩＴＯ（Ｉn2Ｏ3、好適には約５から２０モル％のＳnＯ2を含んだもの）の薄
層である。典型的には、導電コーティング層はガラスまたはプラスチックの基材
上にコーティングとして提供され、その厚みは約５ｎｍから約１００００ｎｍ、
好適には約１０ｎｍから約１０００ｎｍである。しかし、いかなる厚さの導電層
であっても、適当な導電性を提供し、透光性に問題がない限り利用できる。
【００４３】 そのようなコーティングは従来技術によって透明基板に適用できる。例えば、
基板はスパッタコーティング積層体を有することができる。ＭＳＶＤコーティン
グやパイロリティックコーティングも利用できる。スパッタコーティングにおい
ては、基板はどのような材料、例えば、プラスチックガラス、金属またはセラミ
ックでよい。本願発明では基板は好適には透明であって、ナイロン、ガラス、ま
たはＭｙｌａｒプラスチックシートである。好適には、基板はガラスである。そ
のガラスはどのような光学特性を有した、どのような組成のものでもよい。例え
ば、どのような透明度のものでも、紫外線、赤外線及び/又は太陽光透過性のも
のであってもよい。本願発明に使用できるガラスタイプは、例えば、センシの米
国特許第４７４６３４７号「パターン式フロートガラス法」、ペコラド他の米国
特許第４７９２５３６号「透明赤外線吸収ガラス及びその製造方法」、グロッタ
他の米国特許第５２４０８８６号と第５３８５８７２号「紫外線吸収グリーンガ
ラス」及びグロッタ他の米国特許第５３９３５９３号「ダークグレー赤外線吸収
ガラス組成物とプライバシー保護光沢コーティングガラス」に教示されているも
のでよい。
基板はスパッタコーティング積層体を有することができる。ＭＳＶＤコーティン
グやパイロリティックコーティングも利用できる。スパッタコーティングにおい
ては、基板はどのような材料、例えば、プラスチックガラス、金属またはセラミ
ックでよい。本願発明では基板は好適には透明であって、ナイロン、ガラス、ま
たはＭｙｌａｒプラスチックシートである。好適には、基板はガラスである。そ
のガラスはどのような光学特性を有した、どのような組成のものでもよい。例え
ば、どのような透明度のものでも、紫外線、赤外線及び/又は太陽光透過性のも
のであってもよい。本願発明に使用できるガラスタイプは、例えば、センシの米
国特許第４７４６３４７号「パターン式フロートガラス法」、ペコラド他の米国
特許第４７９２５３６号「透明赤外線吸収ガラス及びその製造方法」、グロッタ
他の米国特許第５２４０８８６号と第５３８５８７２号「紫外線吸収グリーンガ
ラス」及びグロッタ他の米国特許第５３９３５９３号「ダークグレー赤外線吸収
ガラス組成物とプライバシー保護光沢コーティングガラス」に教示されているも
のでよい。
【００４４】 スパッタコーティング積層はどようなアレンジでもよい。例えば、誘電層とも
呼称される基層、フェーズマッチング層または無反射層、導電金属層（通常は銀
フィルムであるが、どのような貴金属でもよい）、着層ステンレススチールフィ
ルム、着層銅フィルムまたは着層チタンフィルムであるプライマー(primer)ある
いは保護層及び第２誘電層あるいは第２反射防止層を含んだアレンジである。本
願発明に利用できる単銀フィルムコーティングを有したコーティング積層体は、
例えば、ギレリーの米国特許第４３２０１５５号「交互太陽エネルギー反射/吸
収型物体のコーティング方法」、クリス他の米国特許第４５１２８６３号「スパ
ッターフィルム用ステンレススチールプライマー」、ギレリー他の米国特許第４
５９４１３７号「スパッタフィルム用ステンレススチールオーバーコート」及び
前記の米国特許第４６１０７７１号に開示されている。
呼称される基層、フェーズマッチング層または無反射層、導電金属層（通常は銀
フィルムであるが、どのような貴金属でもよい）、着層ステンレススチールフィ
ルム、着層銅フィルムまたは着層チタンフィルムであるプライマー(primer)ある
いは保護層及び第２誘電層あるいは第２反射防止層を含んだアレンジである。本
願発明に利用できる単銀フィルムコーティングを有したコーティング積層体は、
例えば、ギレリーの米国特許第４３２０１５５号「交互太陽エネルギー反射/吸
収型物体のコーティング方法」、クリス他の米国特許第４５１２８６３号「スパ
ッターフィルム用ステンレススチールプライマー」、ギレリー他の米国特許第４
５９４１３７号「スパッタフィルム用ステンレススチールオーバーコート」及び
前記の米国特許第４６１０７７１号に開示されている。
【００４５】 登録商標“ＳＵＮＧＡＴＥ”のコーティングガラスにおいて、複数層はジンク
スタネート(zinc stannate)であり、プライマー層は金属銅として積層され、導
電層は銀である。そのプライマー層は好適にはフロートガラスリボンから切り出
されたガラスシートの空気面上に着層される。この空気面は溶融金属プール上に
支持されたフロートリボン面とは反対側の面である（ハイトホフの米国特許第４
０５５４０７号「ガラス耐熱搬送ピースを有した平坦ガラスの製造装置と設置方
法」に例示）。このコーティング積層体は前出の米国特許第４６１０７７１号と
４７８６５６３号に記載されている。保護層はコーティング積層体上に着層され
る。
スタネート(zinc stannate)であり、プライマー層は金属銅として積層され、導
電層は銀である。そのプライマー層は好適にはフロートガラスリボンから切り出
されたガラスシートの空気面上に着層される。この空気面は溶融金属プール上に
支持されたフロートリボン面とは反対側の面である（ハイトホフの米国特許第４
０５５４０７号「ガラス耐熱搬送ピースを有した平坦ガラスの製造装置と設置方
法」に例示）。このコーティング積層体は前出の米国特許第４６１０７７１号と
４７８６５６３号に記載されている。保護層はコーティング積層体上に着層され
る。
【００４６】 基板上に着層される別な有用コーティング積層体は、異なる誘電材料または反
射防止材料あるいはフェーズマッチング材料で成る１枚または複数枚のフィルム
を含んだ基礎層と、第１導電金属層と、誘電層あるいは反射防止層またはフェー
ズマッチング層のスパッタ処理中に金属層の劣化を防止するプライマリー層とを
含んでいる。この誘電層は１枚または複数枚のフィルムを含むことができる。第
２導電金属層はフェーズマッチング層上に着層できる。第２プライマリー層は第
２金属層上に着層でき、誘電層または反射防止層は第２プライマリー層上に着層
できる。適した二重金属層コーティング積層体はアルバブ他の米国特許第５８２
１００１号「コーティング物体」に例示されている。また、製品としては登録商
標“ＳＵＮＧＡＴＥ”のコーティングガラスとしてＰＰＧ産業インク社によって
販売されているものが適している。
射防止材料あるいはフェーズマッチング材料で成る１枚または複数枚のフィルム
を含んだ基礎層と、第１導電金属層と、誘電層あるいは反射防止層またはフェー
ズマッチング層のスパッタ処理中に金属層の劣化を防止するプライマリー層とを
含んでいる。この誘電層は１枚または複数枚のフィルムを含むことができる。第
２導電金属層はフェーズマッチング層上に着層できる。第２プライマリー層は第
２金属層上に着層でき、誘電層または反射防止層は第２プライマリー層上に着層
できる。適した二重金属層コーティング積層体はアルバブ他の米国特許第５８２
１００１号「コーティング物体」に例示されている。また、製品としては登録商
標“ＳＵＮＧＡＴＥ”のコーティングガラスとしてＰＰＧ産業インク社によって
販売されているものが適している。
【００４７】 出願人のＰＣＴ特許出願番号ＵＳ９８/１５５０５「自動車内の静電容量セン
サーシステム」は、自動車のフロントガラスに埋め込まれた電極で成る静電容量
センサーを開示している。これはエアバッグシステムへの乗員の近接度を検出し
、近づき過ぎている場合にはエアバッグシステムの作動を停止、または修正させ
るものである。これらセンサーは電極ペア間に存在する相互静電容量の物性を利
用している。
サーシステム」は、自動車のフロントガラスに埋め込まれた電極で成る静電容量
センサーを開示している。これはエアバッグシステムへの乗員の近接度を検出し
、近づき過ぎている場合にはエアバッグシステムの作動を停止、または修正させ
るものである。これらセンサーは電極ペア間に存在する相互静電容量の物性を利
用している。
【００４８】 本願発明の第２実施例では、静電容量センサーは透明物体の可視状況（透明度
）を検出するシステムで使用されている。このシステムは透明物体の可視状態と
、透明物体に近接した物体とを区別し、車の乗員保護システムと協調作用して透
明物体への乗員近接度と可視状態との間を区別する。このシステムはさらに可視
状態を修正させる反応を開始させる。
）を検出するシステムで使用されている。このシステムは透明物体の可視状態と
、透明物体に近接した物体とを区別し、車の乗員保護システムと協調作用して透
明物体への乗員近接度と可視状態との間を区別する。このシステムはさらに可視
状態を修正させる反応を開始させる。
【００４９】 車のフロントガラス等の透明物体も車内や車外表面の凝結湿気の存在から透明
度あるいは透過度が落ちることがある。凝結湿気は凝結した霧や雨滴のごとき液
体であったり、霜や雪、氷等の固形物であったりする。第２実施例では、本願発
明は透明物体の透明度を検出するシステムであり、透明度が落ちたときには透明
度を復帰させるように機器を作用させるものである。この実施例では、静電容量
センサーは透明物体１８またはフロントガラスに埋め込まれており、凝結湿気を
検出したときにはフロントガラス表面に送風したり、ヒータ/デフロスターを作
動させたり、ワイパーを作動させる等の方策をとらせる。
度あるいは透過度が落ちることがある。凝結湿気は凝結した霧や雨滴のごとき液
体であったり、霜や雪、氷等の固形物であったりする。第２実施例では、本願発
明は透明物体の透明度を検出するシステムであり、透明度が落ちたときには透明
度を復帰させるように機器を作用させるものである。この実施例では、静電容量
センサーは透明物体１８またはフロントガラスに埋め込まれており、凝結湿気を
検出したときにはフロントガラス表面に送風したり、ヒータ/デフロスターを作
動させたり、ワイパーを作動させる等の方策をとらせる。
【００５０】 図１１を説明する。図示されたセンサーはキャパシタンス２０’を備えた静電
容量センサーを形成する２個の電極２２と２２’、あるいはキャパシタンス２０
”’を形成するように透明物体に適用された導電コーティング２８を備えた静電
容量センサーを形成する１個の電極２２”’である。どちらの場合も、電極また
はコーティングは透明物体１８あるいはフロントガラス４０（図３、図５、図６
）の内面または外面に適用できる。図１１は透明物体１８の内側面に適用された
電極とコーティングの場合を図示している。
容量センサーを形成する２個の電極２２と２２’、あるいはキャパシタンス２０
”’を形成するように透明物体に適用された導電コーティング２８を備えた静電
容量センサーを形成する１個の電極２２”’である。どちらの場合も、電極また
はコーティングは透明物体１８あるいはフロントガラス４０（図３、図５、図６
）の内面または外面に適用できる。図１１は透明物体１８の内側面に適用された
電極とコーティングの場合を図示している。
【００５１】 本願発明の第２実施例の静電容量センサーは、透明物体に触れている乗員を透
明物体上の凝結水分とは区別することができる。この原理は車体フレームと静電
容量的にカップリングされた物体に対するセンサー反応と、カップリングされて
いない物体に対するセンサー反応との違いを利用している。静電容量的にカップ
リングされた物体は乗員を表し、カップリングされていない物体はガラス上の凝
結湿気を表す。
明物体上の凝結水分とは区別することができる。この原理は車体フレームと静電
容量的にカップリングされた物体に対するセンサー反応と、カップリングされて
いない物体に対するセンサー反応との違いを利用している。静電容量的にカップ
リングされた物体は乗員を表し、カップリングされていない物体はガラス上の凝
結湿気を表す。
【００５２】 乗員である場合には、センサー静電容量（０.３７５インチから１.５インチの
電極間隔で、電荷感度増幅位相幾何学(charge-sensitive amplifier topology)
を利用した強度補正信号(amplitude-modulated signal)と想定）は典型的には級
数形状(exponential shape)であり、静電容量は乗員がガラスに接近して触れる
と最低量に減少する。これは電極ペアに対する乗員のポジショニングにより引き
起こされた相互静電容量シールド効果(mutual capacitance shielding effect)
による。乗員の非常に導電性が高い外皮層は電界エネルギーに対する車体フレー
ムへの分路となる。
電極間隔で、電荷感度増幅位相幾何学(charge-sensitive amplifier topology)
を利用した強度補正信号(amplitude-modulated signal)と想定）は典型的には級
数形状(exponential shape)であり、静電容量は乗員がガラスに接近して触れる
と最低量に減少する。これは電極ペアに対する乗員のポジショニングにより引き
起こされた相互静電容量シールド効果(mutual capacitance shielding effect)
による。乗員の非常に導電性が高い外皮層は電界エネルギーに対する車体フレー
ムへの分路となる。
【００５３】 凝結水分の場合には、同一条件の基ではセンサー静電容量は最大となる。なぜ
ならガラス上の水分は分路を有しないからである。よって、水分は作動電極に静
電容量的にカップリングされ、振動作動信号を増幅する。この信号は感電荷増幅
器(charge sensitive amplifier)の入力規格を超え、飽和状態を引き起こして最
大静電容量を示す信号を発生させる。図１２は静電容量とフロントガラス表面へ
の近接度との関係を示すグラフである。非接地ケースの反転ポイントは１４２で
示されている。フロントガラス上の湿気はプロット（曲線）１４４で表されてい
る。乗員はプロット１４０で表されている。静電容量を電圧に変換させる技術は
信号を反転させる。よってガラス上の湿気の場合は最低出力電圧を示し、乗員の
場合には最大出力電圧を示す。
ならガラス上の水分は分路を有しないからである。よって、水分は作動電極に静
電容量的にカップリングされ、振動作動信号を増幅する。この信号は感電荷増幅
器(charge sensitive amplifier)の入力規格を超え、飽和状態を引き起こして最
大静電容量を示す信号を発生させる。図１２は静電容量とフロントガラス表面へ
の近接度との関係を示すグラフである。非接地ケースの反転ポイントは１４２で
示されている。フロントガラス上の湿気はプロット（曲線）１４４で表されてい
る。乗員はプロット１４０で表されている。静電容量を電圧に変換させる技術は
信号を反転させる。よってガラス上の湿気の場合は最低出力電圧を示し、乗員の
場合には最大出力電圧を示す。
【００５４】 エアバッグへの乗員距離を検出するように設計されたフロントガラス埋め込み
型センサーシステムはブロックされたセンサー状態が検出されたならエアバッグ
コントローラにその事実を知らせなければならない。このことは凝結水分がフロ
ントガラス表面に存在する場合に起こり得る。この場合にはセンサーの静電容量
は最大となり、乗員がガラスに近接しているか接触している場合には最低となる
のでエアバッグコントローラはこれら２つの場合を区別することができ、エアバ
ッグシステムを最適に反応させる。例えば、瞬間的にブロックされたセンサーか
らの論理的入力をバイパスさせる。
型センサーシステムはブロックされたセンサー状態が検出されたならエアバッグ
コントローラにその事実を知らせなければならない。このことは凝結水分がフロ
ントガラス表面に存在する場合に起こり得る。この場合にはセンサーの静電容量
は最大となり、乗員がガラスに近接しているか接触している場合には最低となる
のでエアバッグコントローラはこれら２つの場合を区別することができ、エアバ
ッグシステムを最適に反応させる。例えば、瞬間的にブロックされたセンサーか
らの論理的入力をバイパスさせる。
【００５５】 さらに、ブロックされたセンサー状態が検出されたら、自動車のデフロスター
及び/又は送風機を自動的に起動させてその状態を緩和させることができる。凝
結水分が充分に蒸発すると、センサー反応は凝結水分に関係する最大信号レベル
から急速に変化する。このデータはエアバッグコントローラによってモニターさ
れ、エアバッグシステムは乗員検出に関して通常の操作モードに戻る。
及び/又は送風機を自動的に起動させてその状態を緩和させることができる。凝
結水分が充分に蒸発すると、センサー反応は凝結水分に関係する最大信号レベル
から急速に変化する。このデータはエアバッグコントローラによってモニターさ
れ、エアバッグシステムは乗員検出に関して通常の操作モードに戻る。
【００５６】 第３実施例においては本願発明は静電容量乗員センサーであり、剛性または半
剛性導電パネルを含んだエアバッグカバーと一体化している。この導電パネルは
少なくとも２つの機能を果たす。１）エアバッグの最初の膨張でパネルのエッジ
はパネルをカバーするフォーム体またはプラスチックカバー材料を切断して開口
部を形成する。２）導電パネルは静電容量センサーに対する接地面として作用し
、パネルとエアバッグカバーの外側平面との間で挟まれる。この接地面は静電容
量センサーをエンジン電子機器のごときものからセンサー電極にカップリングす
る可能性を有した電子インターフェースから静電容量センサーを遮断して静電容
量界がエアバッグユニット内に伸び入ることを防止し、エアバッグユニットに伝
達される可能性を有した道路またはエンジンの振動に対する感応性を低減させる
。
剛性導電パネルを含んだエアバッグカバーと一体化している。この導電パネルは
少なくとも２つの機能を果たす。１）エアバッグの最初の膨張でパネルのエッジ
はパネルをカバーするフォーム体またはプラスチックカバー材料を切断して開口
部を形成する。２）導電パネルは静電容量センサーに対する接地面として作用し
、パネルとエアバッグカバーの外側平面との間で挟まれる。この接地面は静電容
量センサーをエンジン電子機器のごときものからセンサー電極にカップリングす
る可能性を有した電子インターフェースから静電容量センサーを遮断して静電容
量界がエアバッグユニット内に伸び入ることを防止し、エアバッグユニットに伝
達される可能性を有した道路またはエンジンの振動に対する感応性を低減させる
。
【００５７】 図７aから図７dを説明する。図７aから図７dはエアバッグドア及び静電容量セ
ンサーのための接地平面として機能する剛性あるいは半剛性導電パネル９２を図
示している。図７aはインスツールメントパネルまたはインパネに隣接する導電
パネル９２の側面図である。エアバッグの作動は導電パネル９２に破線で示す領
域８４でフォーム製またはプラスチック製のカバー材料８６を切り裂かせる。エ
アバッグモジュール８０は車のインパネ８２の背後に存在する。導電パネル９２
のヒンジ部分８８は導電パネル９２を上方のポジション９２’と９２”に移動さ
せる。図７bは導電パネル９２の正面図であり、破線８４でカバー材料の切断エ
ッジを示す。導電パネル９２のヒンジ部分８８は上部に示されている。図７cは
静電容量センサーの接地面としての導電パネル９２を図示している。導電パネル
９２はアース１００に接続されている。図７dは接地された導電パネル９２の正
面図である。この第３実施例においては、複数の静電容量乗員センサーは導電パ
ネル９２に隣接し、エアバッグコントローラに対してセンサー対象の乗員の特徴
に従って複数タイプのデータである近接度、ポジション及びモーションデータを
提供する。
ンサーのための接地平面として機能する剛性あるいは半剛性導電パネル９２を図
示している。図７aはインスツールメントパネルまたはインパネに隣接する導電
パネル９２の側面図である。エアバッグの作動は導電パネル９２に破線で示す領
域８４でフォーム製またはプラスチック製のカバー材料８６を切り裂かせる。エ
アバッグモジュール８０は車のインパネ８２の背後に存在する。導電パネル９２
のヒンジ部分８８は導電パネル９２を上方のポジション９２’と９２”に移動さ
せる。図７bは導電パネル９２の正面図であり、破線８４でカバー材料の切断エ
ッジを示す。導電パネル９２のヒンジ部分８８は上部に示されている。図７cは
静電容量センサーの接地面としての導電パネル９２を図示している。導電パネル
９２はアース１００に接続されている。図７dは接地された導電パネル９２の正
面図である。この第３実施例においては、複数の静電容量乗員センサーは導電パ
ネル９２に隣接し、エアバッグコントローラに対してセンサー対象の乗員の特徴
に従って複数タイプのデータである近接度、ポジション及びモーションデータを
提供する。
【００５８】 本願発明の第３実施例においてはセンサーは導電パネル９２と一体化しており
、その静電容量センサーは、パネルから電気的に隔絶されてパネル上に形成され
た少なくとも２体の隣接電極を含んでいる。好適にはそれら電極はカバー材料８
６と導電パネル９２との間に埋め込まれている。１体のセンサーが２体の電極で
構成されていると仮定する。一方の電極はドライブ電極で、オシレータのごとき
ドライブ手段に接続されており、検出電極である他方の電極は信号を受信し、複
数の電極間で静電容量カップリングにより存在する相互静電容量を検出する。電
極をパネルから電気的に絶縁する１つの手段は、それら電極を導電パネルに接着
された非導電性基板の表面に形成することである。この基板はフレキシブルであ
り、パネル内の曲面に形状を合わせることができる。また、この基板は充分な長
さを有したものであり、ＡＳＩＣに到達できるようなダイカット接続部分（例え
ば、米国特許第５８４４４８６号「集積静電容量センサーアレイ」に記載されて
いるもの）を提供することもできる。このことは、その接続部分を導電パネルの
間隙に通し、集積回路の接続ポイントに到達させることで可能である。それらポ
イントは基板からパネルの反対側に提供されている。
、その静電容量センサーは、パネルから電気的に隔絶されてパネル上に形成され
た少なくとも２体の隣接電極を含んでいる。好適にはそれら電極はカバー材料８
６と導電パネル９２との間に埋め込まれている。１体のセンサーが２体の電極で
構成されていると仮定する。一方の電極はドライブ電極で、オシレータのごとき
ドライブ手段に接続されており、検出電極である他方の電極は信号を受信し、複
数の電極間で静電容量カップリングにより存在する相互静電容量を検出する。電
極をパネルから電気的に絶縁する１つの手段は、それら電極を導電パネルに接着
された非導電性基板の表面に形成することである。この基板はフレキシブルであ
り、パネル内の曲面に形状を合わせることができる。また、この基板は充分な長
さを有したものであり、ＡＳＩＣに到達できるようなダイカット接続部分（例え
ば、米国特許第５８４４４８６号「集積静電容量センサーアレイ」に記載されて
いるもの）を提供することもできる。このことは、その接続部分を導電パネルの
間隙に通し、集積回路の接続ポイントに到達させることで可能である。それらポ
イントは基板からパネルの反対側に提供されている。
【００５９】 基材１１０は図８aと図８bに示されている。ダイカット接続“テール”１１２
は図８bのＡＳＩＣ１１４に接続されている。図８cは接続テール１１２の側面図
を示している。接続テール１１２は導電パネル９２の開口部１２２を通過してＡ
ＳＩＣ１１４に接続し、ＡＳＩＣ１１４が搭載されているプリント回路ボード１
１６の反対側に構築されている電極９０と９０’により形成されているオプショ
ンの基準センサーにも接続されている。静電容量基板１１０のダイカット接続テ
ール１１２は導電パネル９２の開口部１２２を通過する。アース１００は導電パ
ネル９２とプリント回路ボード１１６との間に接続されている。導電パネル９２
は追加開口部１２２’を有している。そこは基準静電容量カップリング界(refer
ence capacitive coupling field)１２０が存在するところであり、カバー材料
８６内へも進入している。
は図８bのＡＳＩＣ１１４に接続されている。図８cは接続テール１１２の側面図
を示している。接続テール１１２は導電パネル９２の開口部１２２を通過してＡ
ＳＩＣ１１４に接続し、ＡＳＩＣ１１４が搭載されているプリント回路ボード１
１６の反対側に構築されている電極９０と９０’により形成されているオプショ
ンの基準センサーにも接続されている。静電容量基板１１０のダイカット接続テ
ール１１２は導電パネル９２の開口部１２２を通過する。アース１００は導電パ
ネル９２とプリント回路ボード１１６との間に接続されている。導電パネル９２
は追加開口部１２２’を有している。そこは基準静電容量カップリング界(refer
ence capacitive coupling field)１２０が存在するところであり、カバー材料
８６内へも進入している。
【００６０】 センサーは人体のごとき非常に導電性が高い物体が相互静電容量界に進入した
り、一部を遮断したときに電極静電容量カップリングの減少を示す。遮断の影響
は導電物体のセンサー電極への近接度と相関する。
り、一部を遮断したときに電極静電容量カップリングの減少を示す。遮断の影響
は導電物体のセンサー電極への近接度と相関する。
【００６１】 静電容量センサーの別例である第３実施例では、センサーは１電極と駆動シー
ルド(driven shield)とを含んでいる。例えば、米国特許第５１６６６７９号（
ブラニッシュ他）に記載されたものであり、静電容量界に進入する高導電性物体
はキャパシタの第２電極を形成し、物体が接近すると静電容量カップリングを増
加させる。この実施例では導電パネル９２は駆動シールドを含んでいる。
ルド(driven shield)とを含んでいる。例えば、米国特許第５１６６６７９号（
ブラニッシュ他）に記載されたものであり、静電容量界に進入する高導電性物体
はキャパシタの第２電極を形成し、物体が接近すると静電容量カップリングを増
加させる。この実施例では導電パネル９２は駆動シールドを含んでいる。
【００６２】 静電容量センサー駆動手段と受信信号の信号処理/分析手段はＡＳＩＣ１１４
に集積されている。これは最良にはパネル９２のヒンジ部分８８に隣接して提供
されている。エアバッグ８０の急速な膨張力によってヒンジ部分８８は残りのエ
ッジを外側に回転させる。ＡＳＩＣ１１４のこの位置は好ましい。なぜなら、急
速に膨張するエアバッグ８０によってパネル９２から外れることがないからであ
る。ＡＳＩＣ１１４がエアバッグ８０との接触を避けることができるならさらに
好ましい。なぜなら、エアバッグ材料の破損が防止できるからである。非接触条
件はＡＳＩＣ１１４をエアバッグ材料から離れて設置することで可能である。あ
るいはプラスチック等の滑らかな材料で覆うことで可能である。
に集積されている。これは最良にはパネル９２のヒンジ部分８８に隣接して提供
されている。エアバッグ８０の急速な膨張力によってヒンジ部分８８は残りのエ
ッジを外側に回転させる。ＡＳＩＣ１１４のこの位置は好ましい。なぜなら、急
速に膨張するエアバッグ８０によってパネル９２から外れることがないからであ
る。ＡＳＩＣ１１４がエアバッグ８０との接触を避けることができるならさらに
好ましい。なぜなら、エアバッグ材料の破損が防止できるからである。非接触条
件はＡＳＩＣ１１４をエアバッグ材料から離れて設置することで可能である。あ
るいはプラスチック等の滑らかな材料で覆うことで可能である。
【００６３】 ＡＳＩＣ１１４は好適にはプリント回路ボード１１６に取り付けられている。
これは静電容量センサーの複数の電極及びアースに対する接続手段を提供してい
る。さらに、プリント回路ボード１１６は電極９０と９０’を含んだ基準静電容
量センサーをその１面に含むことができる。基準静電容量センサーの機能は非常
に短い範囲（通常は１/４インチ）の基準静電容量カップリング界１２０を創出
することである。それらカップリング界はフォーム体またはプラスチックカバー
材料８６に進入している。基準センサーは、例えば、カバー材料の時間に対する
温度の変化によって生じる相対的導電性及び/又はカバー材料の厚みの変化に敏
感である。信号の減算または除算を含んだ比較手段によって、フォーム体やプラ
スチック材料のそのような変化は補償できる。別実施例では基準センサーは静電
容量センサーと共に基板上に形成できる。いずれにしろ、機能的に配置され、フ
ォーム体やプラスチックカバー材料の導電性並びに厚みの変化を検出する。
これは静電容量センサーの複数の電極及びアースに対する接続手段を提供してい
る。さらに、プリント回路ボード１１６は電極９０と９０’を含んだ基準静電容
量センサーをその１面に含むことができる。基準静電容量センサーの機能は非常
に短い範囲（通常は１/４インチ）の基準静電容量カップリング界１２０を創出
することである。それらカップリング界はフォーム体またはプラスチックカバー
材料８６に進入している。基準センサーは、例えば、カバー材料の時間に対する
温度の変化によって生じる相対的導電性及び/又はカバー材料の厚みの変化に敏
感である。信号の減算または除算を含んだ比較手段によって、フォーム体やプラ
スチック材料のそのような変化は補償できる。別実施例では基準センサーは静電
容量センサーと共に基板上に形成できる。いずれにしろ、機能的に配置され、フ
ォーム体やプラスチックカバー材料の導電性並びに厚みの変化を検出する。
【００６４】 好適な第３実施例においては、複数のセンサーが導電パネル９２に近接して基
板１１０上に構築される（図９a）。円形電極ペアで成る４体のセンサー１１８
、１１８’、１１８”、１１８”’の使用はこの１例である。円形電極アレンジ
は一般的に半球状センサー界を提供する。従って、このセンサー界に非直角(non
-orthogonal angle)に進入する車の乗員は、直角（センサー面に対する角度）で
このセンサー界に進入する乗員とほぼ等しい静電容量の変化を引き起こす。セン
サー１１８、１１８’、１１８”、１１８”’は必ずしも完全な円形でなくとも
よく、楕円等の他の形状のでも利用できる。基板１１０は必要に応じて湾曲した
ものであり、図９bに示すようにインパネの内側形状にフィットさせることがで
きる。
板１１０上に構築される（図９a）。円形電極ペアで成る４体のセンサー１１８
、１１８’、１１８”、１１８”’の使用はこの１例である。円形電極アレンジ
は一般的に半球状センサー界を提供する。従って、このセンサー界に非直角(non
-orthogonal angle)に進入する車の乗員は、直角（センサー面に対する角度）で
このセンサー界に進入する乗員とほぼ等しい静電容量の変化を引き起こす。セン
サー１１８、１１８’、１１８”、１１８”’は必ずしも完全な円形でなくとも
よく、楕円等の他の形状のでも利用できる。基板１１０は必要に応じて湾曲した
ものであり、図９bに示すようにインパネの内側形状にフィットさせることがで
きる。
【００６５】 このアレンジで複数種のデータタイプがエアバッグコントロールユニットに提
供される。これらは識別/決定アルゴリズムで使用できる。このアルゴリズムは
それらデータタイプを使用してセンサー界に進入する乗員の特徴を決定し、その
乗員の特徴に基いてエアバッグ作動に関する決定を行う。
供される。これらは識別/決定アルゴリズムで使用できる。このアルゴリズムは
それらデータタイプを使用してセンサー界に進入する乗員の特徴を決定し、その
乗員の特徴に基いてエアバッグ作動に関する決定を行う。
【００６６】 例えば、それら複数のセンサーのいずれかの近接度データが提供でき、近接度
の第１派生データ、例えば速度データが提供でき、第２派生データ、例えば加速
度データが提供でき、第３派生データ、例えば“ジャーク力”データが提供でき
る。さらに、それぞれのデータタイプに対して“しきい値”が設定できる。その
しきい値は識別/決定アルゴリズムの範囲内であり、近接度、速度、加速度また
はジャーク力のしきい値の組み合わせでもよい。
の第１派生データ、例えば速度データが提供でき、第２派生データ、例えば加速
度データが提供でき、第３派生データ、例えば“ジャーク力”データが提供でき
る。さらに、それぞれのデータタイプに対して“しきい値”が設定できる。その
しきい値は識別/決定アルゴリズムの範囲内であり、近接度、速度、加速度また
はジャーク力のしきい値の組み合わせでもよい。
【００６７】 またさらに、それら４体のセンサー１１８、１１８’、１１８”、１１８”’
を図１０に示すごとく三角セットにして利用することができる。この三角法を近
接度データに適用して乗員の正確なポジションを決定することができる。図１０
はセンサー１１８、１１８’及び１１８”で成る上側三角セット１３０を示して
いる。左側三角セット１３２はセンサー１１８、１１８”及び１１８”’で成り
、底側三角セット１３６はセンサー１１８’、１１８”及び１１８”’で成る。
このポジションデータは識別/決定アルゴリズムでエアバッグ作動特徴に関して
利用される。
を図１０に示すごとく三角セットにして利用することができる。この三角法を近
接度データに適用して乗員の正確なポジションを決定することができる。図１０
はセンサー１１８、１１８’及び１１８”で成る上側三角セット１３０を示して
いる。左側三角セット１３２はセンサー１１８、１１８”及び１１８”’で成り
、底側三角セット１３６はセンサー１１８’、１１８”及び１１８”’で成る。
このポジションデータは識別/決定アルゴリズムでエアバッグ作動特徴に関して
利用される。
【００６８】 ４体のセンサーのアレイは４つの三角セットのそれぞれで利用できる。これら
４体センサーアレンジで利用できるデータタイプの例は表１にて提供されている
。
４体センサーアレンジで利用できるデータタイプの例は表１にて提供されている
。
【００６９】 表１センサーセット 近接度 しきい値 ３Ｄホ゜シ゛ション 速度 加速度 シ゛ャーク力センサー １ Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ Ｘセンサー ２ Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ Ｘセンサー ３ Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ Ｘセンサー ４ Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ 上側三角 Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ 左側三角 Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ 右側三角 Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ 底側三角 Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ Ｘ 本願発明の第３実施例は均等な形態、方法論、適用法を含んだものである。例
えば、剛性または半剛性パネルを非導電材料で形成させることが可能である。こ
れに導電性フィルムを着層させ、接地面を提供して静電容量センサーを適用する
ことができる。この導電性フィルムはブラニッシュ特許で解説されている駆動シ
ールド要素を含むことができる。パネルのカットエッジはいくつであっても構わ
ず、例えば、楕円形、方形あるいは多角形でも構わない。基準センサーはプリン
ト回路ボード上、センサー基板上、または、その他の形態で構築することができ
る。ＡＳＩＣのポジショニングはどこでも構わない。複数のセンサーはいくつで
もよい。三角セットは複数センサーの様々な形態を組み合わせることができる。
識別/決定アルゴリズムはどのような組み合わせのデータタイプを利用すること
もでき、他のセンサーからのデータを利用することさえもできる。
えば、剛性または半剛性パネルを非導電材料で形成させることが可能である。こ
れに導電性フィルムを着層させ、接地面を提供して静電容量センサーを適用する
ことができる。この導電性フィルムはブラニッシュ特許で解説されている駆動シ
ールド要素を含むことができる。パネルのカットエッジはいくつであっても構わ
ず、例えば、楕円形、方形あるいは多角形でも構わない。基準センサーはプリン
ト回路ボード上、センサー基板上、または、その他の形態で構築することができ
る。ＡＳＩＣのポジショニングはどこでも構わない。複数のセンサーはいくつで
もよい。三角セットは複数センサーの様々な形態を組み合わせることができる。
識別/決定アルゴリズムはどのような組み合わせのデータタイプを利用すること
もでき、他のセンサーからのデータを利用することさえもできる。
【００７０】 図８cは電極９０と９０’を含み、プリント回路ボード１１６の片側面に構築
された基準センサーを示すが、本願発明は図１３aから図１３cに示すように静電
容量乗員センサーと同じ基板に基準センサーを構築させることもできる。図１３
a、図１３b、及び図１３cは基板１６０の平面図、断面図及び裏面図である。基
準センサー１５０は駆動電極１５２とセンサー電極１５４を含んだ静電容量乗員
センサーに隣接している。図１３bの断面図において、プリント回路ボード１１
６はモノリスアース１６４の下方にあり、基板１６０はモノリスアース１６４の
上方にあることが示されている。駆動電極１５２と検出電極１５４は共同で静電
容量センサーを構築しており、基板１６０の上方に円形電極で成る基準センサー
１５０と共に提供されている。この基準センサーの形態では、コネクターが基板
１６０の表面または基板１６０を通過してマッチングピンまで提供されており、
あるいは電子部品を含んだプリント回路ボード１１６上の貫通穴を通過している
。この電子部品に対する基準電極の物理的接続は導電性エポキシ接着剤のごとき
通常に利用できる材料で達成できる。これら電子部品は信号条件設定を行い、基
準条件を表す利用可能な信号を出力する。この基準条件は乗員の近接度に関係し
ないセンサー出力の変化を補償するのに使用される。例えば、温度または湿度の
変化によるキャリア材料の誘電率の変化を補正する。
された基準センサーを示すが、本願発明は図１３aから図１３cに示すように静電
容量乗員センサーと同じ基板に基準センサーを構築させることもできる。図１３
a、図１３b、及び図１３cは基板１６０の平面図、断面図及び裏面図である。基
準センサー１５０は駆動電極１５２とセンサー電極１５４を含んだ静電容量乗員
センサーに隣接している。図１３bの断面図において、プリント回路ボード１１
６はモノリスアース１６４の下方にあり、基板１６０はモノリスアース１６４の
上方にあることが示されている。駆動電極１５２と検出電極１５４は共同で静電
容量センサーを構築しており、基板１６０の上方に円形電極で成る基準センサー
１５０と共に提供されている。この基準センサーの形態では、コネクターが基板
１６０の表面または基板１６０を通過してマッチングピンまで提供されており、
あるいは電子部品を含んだプリント回路ボード１１６上の貫通穴を通過している
。この電子部品に対する基準電極の物理的接続は導電性エポキシ接着剤のごとき
通常に利用できる材料で達成できる。これら電子部品は信号条件設定を行い、基
準条件を表す利用可能な信号を出力する。この基準条件は乗員の近接度に関係し
ないセンサー出力の変化を補償するのに使用される。例えば、温度または湿度の
変化によるキャリア材料の誘電率の変化を補正する。
【００７１】 出願人の米国特許第５８４４４８６号に開示されているごとく、センサーの反
対側はモノリス接地領域を含んでいる。図１３cにおいて示すように、モノリス
接地領域１６４の部分１６２の接地材料は取り除かれており、その領域には電子
プリント回路ボード１１６が接着される。プリント回路ボード１１６自体が取り
除かれたモノリス接地領域１６２の寸法の接地領域を含んでいるからである。こ
の特徴によりプリント回路ボード１１６とセンサー電極間の相互接続が単純化さ
れる。
対側はモノリス接地領域を含んでいる。図１３cにおいて示すように、モノリス
接地領域１６４の部分１６２の接地材料は取り除かれており、その領域には電子
プリント回路ボード１１６が接着される。プリント回路ボード１１６自体が取り
除かれたモノリス接地領域１６２の寸法の接地領域を含んでいるからである。こ
の特徴によりプリント回路ボード１１６とセンサー電極間の相互接続が単純化さ
れる。
【００７２】 図１５aと図１５bを解説する。円形電極アレンジはさらなる適用法を提供する
。出願人のＰＣＴ特許願ＵＳ９７/０６８２２は、サンルーフの少なくとも２コ
ーナー部のそれぞれの周囲にＬ形状電極を提供したサンルーフ車用の静電容量乗
員センサーを教示している。場合によっては、あるいは適用車によっては、追加
的なセンサーを使用して乗員の頭部ポジションに関するさらに正確なデータを得
ることが望ましいであろう。この目的を達成させる静電容量センサーの１形態は
本願発明の第４実施例であり、図１５aと図１５bに示すように収容形状円形(nes
ted circle)デザインである。図１５aは駆動電極１８６と受領電極１８２及び１
８８を備えた収容形状円形センサー１８０を示している。相互接続は１８４で示
されている。図１５bはサンルーフ開口部１９０に隣接したＬ型センサー１９２
と１９２’を備えた自動車のサンルーフ開口部１９０と、円形センサー１８０と
を図示している。
。出願人のＰＣＴ特許願ＵＳ９７/０６８２２は、サンルーフの少なくとも２コ
ーナー部のそれぞれの周囲にＬ形状電極を提供したサンルーフ車用の静電容量乗
員センサーを教示している。場合によっては、あるいは適用車によっては、追加
的なセンサーを使用して乗員の頭部ポジションに関するさらに正確なデータを得
ることが望ましいであろう。この目的を達成させる静電容量センサーの１形態は
本願発明の第４実施例であり、図１５aと図１５bに示すように収容形状円形(nes
ted circle)デザインである。図１５aは駆動電極１８６と受領電極１８２及び１
８８を備えた収容形状円形センサー１８０を示している。相互接続は１８４で示
されている。図１５bはサンルーフ開口部１９０に隣接したＬ型センサー１９２
と１９２’を備えた自動車のサンルーフ開口部１９０と、円形センサー１８０と
を図示している。
【００７３】 サンルーフ車のオーバーヘッド搭載静電容量センサーを使用した頭部ポジショ
ンの正確な検出の困難性は、センサーが乗員の頭部直上方に設置できないことで
ある。従って、信号は比較的に弱く、解析された頭部ポジションは特定の利用に
対して最善なものとはならないであろう。これらサンルーフ装着自動車では図１
５bに示すＬ型センサーアレイと収容形状円形センサーを利用して解析度を向上
させることが可能である。
ンの正確な検出の困難性は、センサーが乗員の頭部直上方に設置できないことで
ある。従って、信号は比較的に弱く、解析された頭部ポジションは特定の利用に
対して最善なものとはならないであろう。これらサンルーフ装着自動車では図１
５bに示すＬ型センサーアレイと収容形状円形センサーを利用して解析度を向上
させることが可能である。
【００７４】 図１７を説明する。図１７はサンルーフ１９０とＬ型センサー１９２及び１９
２’並びに収容形状円形センサー１８０を備えた自動車を示している。ダミーセ
ンサー２０６はサンルーフ１９０の反対側に設置されている。乗員の頭部２００
はサンルーフ１９０の下方に示されている。ダミーセンサー２０６からの固定近
接度出力は矢印（２０４）によって示されている。センサー１８０、１９２及び
１９２’で成るセンサーアレイからの近接度出力は乗員頭部に向かった矢印（２
０２）で示されている。図１５bで示すこれら３体のセンサーからの近接度を受
けつける頭部ポジション三角法アルゴリズムは、“Ｘ”で示すダミーセンサー２
０６からのデータを入力することでさらに正確さを増す。ダミーセンサー２０６
はサンルーフ１９０の反対側に設置されていると想定されており、実際のセンサ
ーアレイ１８０、１９２及び１９２’よりも乗員頭部２００からさらに距離が離
れている。この距離のために、ダミーセンサー２０６の出力は乗員の全ての可能
な頭部ポジションに対して固定値であると想定できる。複合頭部ポジションは平
均法または他の統計法によって導かれる。これはダミーセンサー２０６とセンサ
ーアレイの三角ポジションを使用して頭部ポジションを活用するものである。１
例は図１６に示されている。図１６は典型的な居眠り状態中の乗員の頭部モーシ
ョンを図示している。この方法は図１０に関して説明したように複数の三角から
の乗員ポジションを導き出す三角法と同じである。この実施例では、三角アルゴ
リズムへのセンサー近接度入力値のマトリックスは表２において“＊”で示され
ており、頭部ポジション出力はＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４として示されている。
頭部ポジションの最終回答は４値の平均であり、センサーノイズ、車体形状、実
験結果等々に従って加重平均処理(weighted)が可能である。
２’並びに収容形状円形センサー１８０を備えた自動車を示している。ダミーセ
ンサー２０６はサンルーフ１９０の反対側に設置されている。乗員の頭部２００
はサンルーフ１９０の下方に示されている。ダミーセンサー２０６からの固定近
接度出力は矢印（２０４）によって示されている。センサー１８０、１９２及び
１９２’で成るセンサーアレイからの近接度出力は乗員頭部に向かった矢印（２
０２）で示されている。図１５bで示すこれら３体のセンサーからの近接度を受
けつける頭部ポジション三角法アルゴリズムは、“Ｘ”で示すダミーセンサー２
０６からのデータを入力することでさらに正確さを増す。ダミーセンサー２０６
はサンルーフ１９０の反対側に設置されていると想定されており、実際のセンサ
ーアレイ１８０、１９２及び１９２’よりも乗員頭部２００からさらに距離が離
れている。この距離のために、ダミーセンサー２０６の出力は乗員の全ての可能
な頭部ポジションに対して固定値であると想定できる。複合頭部ポジションは平
均法または他の統計法によって導かれる。これはダミーセンサー２０６とセンサ
ーアレイの三角ポジションを使用して頭部ポジションを活用するものである。１
例は図１６に示されている。図１６は典型的な居眠り状態中の乗員の頭部モーシ
ョンを図示している。この方法は図１０に関して説明したように複数の三角から
の乗員ポジションを導き出す三角法と同じである。この実施例では、三角アルゴ
リズムへのセンサー近接度入力値のマトリックスは表２において“＊”で示され
ており、頭部ポジション出力はＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４として示されている。
頭部ポジションの最終回答は４値の平均であり、センサーノイズ、車体形状、実
験結果等々に従って加重平均処理(weighted)が可能である。
【００７５】 表２ アルゴリズム反復 １ ２ ３ ４ 最終回答 Ｓ１ ＊ ＊ ＊ Ｓ２ ＊ ＊ ＊ Ｓ３ ＊ ＊ ＊ ダミー ＊ ＊ ＊ 頭部ＸＹＺ Ｐ１ Ｐ２ Ｐ３ Ｐ４ 加重平均（Ｐ１：Ｐ４） 本願発明では、オーバーヘッド静電容量センサーシステムは、実際ｖｓ基準頭
部ポジションの比較を実行し、所定の自動車を運転するそれぞれの乗員の典型的
な頭部ポジションを記録する適当なメモリーを備えたマイクロプロセッサーを含
んでいる。このデータは運転手を識別し、その運転手の正常状態を特定するパラ
メータを更新する。
部ポジションの比較を実行し、所定の自動車を運転するそれぞれの乗員の典型的
な頭部ポジションを記録する適当なメモリーを備えたマイクロプロセッサーを含
んでいる。このデータは運転手を識別し、その運転手の正常状態を特定するパラ
メータを更新する。
【００７６】 運転手の識別は特定のドライバーの頭部ＸＹＺ座標を、その自動車を利用した
全てのドライバーのＸＹＺ座標と比較し、最も近いものを選択することで達成さ
れる。頭部ＸＹＺ解析+/-０.２５インチ、前後シートポジション+/-５インチ、
ドライバー頭部ポジション〜１インチ、〜９インチの条件で、自動車のそれぞれ
の縦方向断面にて可能な頭部ポジションのマトリックス約４ｘ１０ｘ８＝３２０
ポジションが得られる。ドライバーによっては頭部を中心から外した姿勢で座る
ので、可能な頭部ポジションは数倍数が大きくなり得る。
全てのドライバーのＸＹＺ座標と比較し、最も近いものを選択することで達成さ
れる。頭部ＸＹＺ解析+/-０.２５インチ、前後シートポジション+/-５インチ、
ドライバー頭部ポジション〜１インチ、〜９インチの条件で、自動車のそれぞれ
の縦方向断面にて可能な頭部ポジションのマトリックス約４ｘ１０ｘ８＝３２０
ポジションが得られる。ドライバーによっては頭部を中心から外した姿勢で座る
ので、可能な頭部ポジションは数倍数が大きくなり得る。
【００７７】 典型的な乗用車の場合には、比較的に少ない数のドライバーがその車を利用す
る。例えば、家族を例にとれば、２人の大人と２人の１０代の子供が３台の車を
共有しているとする。たいていは１人の給料稼ぎ手が１台の車を専用運転し、も
う１人の給料稼ぎ手が２台目の車を専用運転し、２人の子供が３台目を共有運転
する。従って、ドライバーの実際の頭部ポジションと保存された頭部ポジション
とを比較することは簡単なことであり、誰がその車を運転しているかを特定する
ことは容易である。また、運転時間とドライバーポジションとの関係をデータ化
し、そのデータを更新し、正常状態と異常状態の区別を明確化させることは容易
である。
る。例えば、家族を例にとれば、２人の大人と２人の１０代の子供が３台の車を
共有しているとする。たいていは１人の給料稼ぎ手が１台の車を専用運転し、も
う１人の給料稼ぎ手が２台目の車を専用運転し、２人の子供が３台目を共有運転
する。従って、ドライバーの実際の頭部ポジションと保存された頭部ポジション
とを比較することは簡単なことであり、誰がその車を運転しているかを特定する
ことは容易である。また、運転時間とドライバーポジションとの関係をデータ化
し、そのデータを更新し、正常状態と異常状態の区別を明確化させることは容易
である。
【００７８】 しかしながら、本願発明の実施例のセンサー出力及び他のセンサーシステムは
温度によって影響を受ける。多くのタイプのセンサーにとって長期にわたる極端
な温度への対処は困難である。このことは特に運送車両において困難である。な
ぜなら使用年数が多く、多様な気候に曝され、季節的な極端な温度変化にも曝さ
れるからである。
温度によって影響を受ける。多くのタイプのセンサーにとって長期にわたる極端
な温度への対処は困難である。このことは特に運送車両において困難である。な
ぜなら使用年数が多く、多様な気候に曝され、季節的な極端な温度変化にも曝さ
れるからである。
【００７９】 センサーによっては、それら温度変化の影響にのみ感応する非ゼロセンサー反
応(non-zero sensor response)を採用することで出力の長期の変化を補正（補償
）することは可能である。もしその非ゼロ反応が緩やかに変化すれば、大抵の場
合にはこの揺るやな変化は温度によるものであり、検出条件によるものではない
と考えられる。
応(non-zero sensor response)を採用することで出力の長期の変化を補正（補償
）することは可能である。もしその非ゼロ反応が緩やかに変化すれば、大抵の場
合にはこの揺るやな変化は温度によるものであり、検出条件によるものではない
と考えられる。
【００８０】 自動車に採用された静電容量乗員センサーにおいてはこの技術は特に好ましい
。なぜなら、乗員の存在はセンサー出力の頻繁な変動を引き起こすからである。
この変動は長期の温度による影響による非常に頻度が低い現象とは充分容易に見
分けられる。このコンセプトは図１４に図示されている。図１４は温度による静
電容量信号の長期ドリフト現象を示している。一定な望むセンサー出力は一定の
水平線１７２で示される。曲線１７０は温度の影響による静電容量信号の長期ド
リフトを表している。補償（補正）アルゴリズムは長期ドリフト１７０と一定な
望むセンサー出力１７２との間の差（１７４、１７６及び１７８）を説明する。
。なぜなら、乗員の存在はセンサー出力の頻繁な変動を引き起こすからである。
この変動は長期の温度による影響による非常に頻度が低い現象とは充分容易に見
分けられる。このコンセプトは図１４に図示されている。図１４は温度による静
電容量信号の長期ドリフト現象を示している。一定な望むセンサー出力は一定の
水平線１７２で示される。曲線１７０は温度の影響による静電容量信号の長期ド
リフトを表している。補償（補正）アルゴリズムは長期ドリフト１７０と一定な
望むセンサー出力１７２との間の差（１７４、１７６及び１７８）を説明する。
【００８１】
産業利用性 本願発明を以下の例でさらに説明する。 例 出願人の米国特許第５６９１６９３号「異常運送車ドライバー検出システム」
は、眠気、飲酒、または他の原因による運送車の運転手の運転能力の異常を検出
するシステムと、異常状態の様々な警告手段を教示している。この検出手段は車
体の天井ライナー部に設置された静電容量カップリングセンサーのアレイで構成
されており、運転手の頭部ポジションとモーションとを検出して正常及び異常頭
部モーションプロフィールと比較する。本願発明の静電容量センサーを使用して
、居眠り検出アルゴリズムの数学的解説例を以下で提供する。
は、眠気、飲酒、または他の原因による運送車の運転手の運転能力の異常を検出
するシステムと、異常状態の様々な警告手段を教示している。この検出手段は車
体の天井ライナー部に設置された静電容量カップリングセンサーのアレイで構成
されており、運転手の頭部ポジションとモーションとを検出して正常及び異常頭
部モーションプロフィールと比較する。本願発明の静電容量センサーを使用して
、居眠り検出アルゴリズムの数学的解説例を以下で提供する。
【００８２】 図１６を説明する。図１６の頭部モーションはＺ軸方向の特徴的な居眠りモー
ションの例である。正のＺ軸上方は頭部の下方モーションを表している。この波
形状は生理学的な出来事の連続を表している。波の肩部はドライバー頭部の当初
の降下現象によるものであり、下降現象期間（図では上昇）中の急降下が続く。
頂部は頭部が下げ止まったことを示す。次にドライバー頭部は急激に持ち上げら
れ、当初ポジションに戻る。
ションの例である。正のＺ軸上方は頭部の下方モーションを表している。この波
形状は生理学的な出来事の連続を表している。波の肩部はドライバー頭部の当初
の降下現象によるものであり、下降現象期間（図では上昇）中の急降下が続く。
頂部は頭部が下げ止まったことを示す。次にドライバー頭部は急激に持ち上げら
れ、当初ポジションに戻る。
【００８３】 この波形状は典型的な四次元ベクトルを使用する。
【００８４】 x(t)=（肩部/上昇、頂部/上昇、急降下部/上昇、復帰部/上昇） それぞれのサンプル時間に関係する特徴ベクトルが存在する。これらの特徴は
特徴検出ネットワークを訓練するのに利用される。
特徴検出ネットワークを訓練するのに利用される。
【００８５】 検出アルゴリズムは次のＣＮＬＳ中立ネットワークを使用する。 Ｎ 特徴ベクトルへの入力数 ｘ 寸法Ｎの入力特徴ベクトル Ｍ 核部(kernel)数 β 核部幅パラメータ aj 調整式線状パラメータ cj j∈１,Ｍ 特徴的入力特徴ベクトル（例示） ψj ネットワーク t 時間
【００８６】
【数１】
【００８７】 独立変数(argument)内の平方はドットの積
【００８８】
【数２】
【００８９】 核部
【００９０】
【数３】
【００９１】 ネットワーク構造 構造の誘導は出力変数ｙに基く。これは確率的な入力変数ｘに確率的に基く。
【００９２】
【数４】
【００９３】 ベイズの定理から、
【００９４】
【数５】
【００９５】 計算結果
【００９６】
【数６】
【００９７】 確率配分のために核近似法(kernel approximation)を使用。
【００９８】
【数７】
【００９９】 Ψj(y)は平均ajでの局所的確率核部(local probability kernel)であり、ρj(
x)は平均cjでの局所的確率核部である。入力確率密度は、
x)は平均cjでの局所的確率核部である。入力確率密度は、
【０１００】
【数８】
【０１０１】 予想値は次のごとくとなる。
【０１０２】
【数９】
【０１０３】
【数１０】
【０１０４】 ネットワークを予想値と関連付けると、ＣＮＬＳネットが回復する。
【０１０５】 エントロピーの測定値として量uj(x)は、その出力がXであるときajとなる確率
として解釈される。これでエントロピーは次のように定義できる。
として解釈される。これでエントロピーは次のように定義できる。
【数１１】
【０１０６】 エントロピーは特徴ｘの“常態”である。これは負の情報である。これは“驚
き”の測定値である。その特徴が異常である確率は、
き”の測定値である。その特徴が異常である確率は、
【０１０７】
【数１２】
【０１０８】 正常である確率は、
【０１０９】
【数１３】
【０１１０】 このアルゴリズムは逆状態の検出のための異常検出器を利用する。例えば、常
態のドライバ頭部モーションであるようには見えない頭部モーションを検出する
。例cjは１セットの核部uj(x)の中核部を形成する。これらの核部はエントロピ
ーHA(x)の計算に使用される。特徴が異常である確率は、
態のドライバ頭部モーションであるようには見えない頭部モーションを検出する
。例cjは１セットの核部uj(x)の中核部を形成する。これらの核部はエントロピ
ーHA(x)の計算に使用される。特徴が異常である確率は、
【０１１１】
【数１４】
【０１１２】 このアルゴリズムは居眠り状態の例に基いた“スパイク”検出器も利用する。
これら居眠り状態からの特徴は居眠り状態の例として使用された。これらの例は
エントロピーHS(x)の計算に使用された。その特徴が居眠り状態のものである確
率は、
これら居眠り状態からの特徴は居眠り状態の例として使用された。これらの例は
エントロピーHS(x)の計算に使用された。その特徴が居眠り状態のものである確
率は、
【０１１３】
【数１５】
【０１１４】 縦/幅/横方向モーションフィルターが適用され、その特徴がスパイクのように
見える最終的確率を次の式で求める。
見える最終的確率を次の式で求める。
【０１１５】
【数１６】
【０１１６】 頭部モーションの垂直変化がユーザー特定窓内に存在し、頭部モーションの横
変化がユーザー特定しきい値以下であればθは１である。その他の場合はθは０
である。
変化がユーザー特定しきい値以下であればθは１である。その他の場合はθは０
である。
【０１１７】 この居眠り検出器は異常検出器とスパイク検出器の複合体である。それは検出
された特徴が覚醒ドライバーのものではなく、居眠りドライバーのものである確
率を提供する。この確率は次の通りである。
された特徴が覚醒ドライバーのものではなく、居眠りドライバーのものである確
率を提供する。この確率は次の通りである。
【０１１８】
【数１７】
【０１１９】 この異常検出器は個々のドライバー専用に提供できる。
【０１２０】 本願発明は以上の好適実施例を利用して詳細に解説されているが、他の実施例
でも同様な結果が得られるであろう。よって、本願発明のそれら実施例の変形や
変更は添付の「請求の範囲」に属するものである。
でも同様な結果が得られるであろう。よって、本願発明のそれら実施例の変形や
変更は添付の「請求の範囲」に属するものである。
【図１】図１は本願発明に従って透明物体に埋め込まれた静電容量センサー
のための埋め込み電極と導電コーティングの断面図である。
のための埋め込み電極と導電コーティングの断面図である。
【図２】図２は本願発明に従って透明物体の表面に適用された静電容量セン
サー用の複数電極の斜視図である。
サー用の複数電極の斜視図である。
【図３】図３は本願発明に従って車のフロントガラスに適用された静電容量
センサー用の複数平行電極を図示している。
センサー用の複数平行電極を図示している。
【図４】図４は本願発明に従った透明物体内の静電容量センサー用の複数非
平行電極を図示している。
平行電極を図示している。
【図５】図５は本願発明に従った車のフロントガラスのそれぞれの角に配置
された宣伝容量センサー用の力検出電極を図示している。
された宣伝容量センサー用の力検出電極を図示している。
【図６ａ】図６aは本願発明に従った、車と、そのフロントガラスの静電容量
センサー用の力検出電極の衝突識別能力を示す平面図である。
センサー用の力検出電極の衝突識別能力を示す平面図である。
【図６ｂ】図６ｂは本願発明に従った、車と、そのフロントガラスの静電容量
センサー用の力検出電極の衝突識別能力を示す平面図である。
センサー用の力検出電極の衝突識別能力を示す平面図である。
【図６ｃ】図６cは本願発明に従った、車と、そのフロントガラスの静電容量
センサー用の力検出電極の衝突識別能力を示す平面図である。
センサー用の力検出電極の衝突識別能力を示す平面図である。
【図７ａ】図７ａは車のエアバッグドアとして機能する剛性または半剛性導電
パネルの側面図である。
パネルの側面図である。
【図７ｂ】図７ｂは車のエアバッグドアとして機能する剛性または半剛性導電
パネルの前面図である。
パネルの前面図である。
【図７ｃ】図７cは本願発明の静電容量センサー用の接地面として機能する剛
性または半剛性導電パネルの側面図である。
性または半剛性導電パネルの側面図である。
【図７ｄ】図７dは本願発明の静電容量センサー用の接地面として機能する剛
性または半剛性導電パネルの前面図である。
性または半剛性導電パネルの前面図である。
【図８ａ】図８aは本願発明に従った、静電容量センサー搭載用のダイカット
接続用テール部を備えた基板の平面図である。
接続用テール部を備えた基板の平面図である。
【図８ｂ】図８bは本願発明に従った、静電容量センサー搭載用のダイカット
接続用テール部を備えた基板の側面図である。
接続用テール部を備えた基板の側面図である。
【図８ｃ】図８cは本願発明に従って導電パネルの開口部を通過した接続用テ
ールをＡＳＩＣに接続させ、そのＡＳＩＣを搭載したプリント回路ボードに構築
された基準センサーを示した、図８aと図８bの基板を図示している。
ールをＡＳＩＣに接続させ、そのＡＳＩＣを搭載したプリント回路ボードに構築
された基準センサーを示した、図８aと図８bの基板を図示している。
【図９ａ】図９aは本願発明に従って基板材料上に構築された４個の円形セン
サーの平面図である。
サーの平面図である。
【図９ｂ】図９bは本願発明に従って基板材料上に構築された４個の円形セン
サーの側面図である。
サーの側面図である。
【図１０】図１０は本願発明に従って三角形状セットに利用されている図９a
と図９bのセンサーの接続状態を図示している。
と図９bのセンサーの接続状態を図示している。
【図１１】図１１は本願発明に従って透明物体に埋め込まれた静電容量センサ
ーと導電コーティングの別実施例を図示している。
ーと導電コーティングの別実施例を図示している。
【図１２】図１２は本願発明に従った静電容量とフロントガラスまたはガラス
表面への近接度の関係を表すグラフである。
表面への近接度の関係を表すグラフである。
【図１３ａ】図１３aは本願発明に従った、乗員センサーに近接した静電容量基
準センサーの平面図である。
準センサーの平面図である。
【図１３ｂ】図１３ｂは本願発明に従った、乗員センサーに近接した静電容量基
準センサーの断面図である。
準センサーの断面図である。
【図１３ｃ】図１３cは本願発明に従った、乗員センサーに近接した静電容量基
準センサーの裏面図である。
準センサーの裏面図である。
【図１４】図１４は車センサーに対する温度の影響による静電容量信号の長期
変動現象を表している。
変動現象を表している。
【図１５ａ】図１５aは本願発明に従ったサンルーフ装着車用の収容型円形セン
サーとその適用法を図示している。
サーとその適用法を図示している。
【図１５ｂ】図１５bは本願発明に従ったサンルーフ装着車用の収容型円形セン
サーとその適用法を図示している。
サーとその適用法を図示している。
【図１６】図１６は居眠り中の乗員頭部モーションと時間との関係をグラフ表
示している。
示している。
【図１７】図１７は本願発明に従った乗員頭部ポジション三角法用のダミーセ
ンサー入力形態の１例を図示している。
ンサー入力形態の１例を図示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ， ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，Ｓ Ｌ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
Claims (10)
- 【請求項１】力検出用静電容量センサーであって、透明物体と一体化した少な
くとも２体の電極を含んで構成されており、オプションにて、該少なくとも２体
の電極のうちの少なくとも２体の電極は互いに平行に配列されており、オプショ
ンにて、該少なくとも２体の電極のうち少なくとも２体の電極は互いに非平行に
配列されており、好適には、前記透明物体はガラスであり、さらに好適には該透
明物体は自動車のフロントガラスであることを特徴とするセンサー。 - 【請求項２】少なくとも２体の電極のうち少なくとも１体の電極は透明物体と
一体化した導電性コーティングを含んでいることを特徴とする請求項１記載のセ
ンサー。 - 【請求項３】透明物体を瞬間的に湾曲させる力を検出するシステムであって、
該透明物体と一体化した少なくとも１体の力検出用静電容量センサーを含んで構
成されており、好適には、該少なくとも１体のセンサーは異なる自動車衝突の特
徴を区別するようにデザインされており、好適には、本システムは、本システム
と協調して作用する少なくとも１体の乗員拘束装置を含んで成る乗員保護システ
ムをさらに含んでいることを特徴とするシステム。 - 【請求項４】透明物体の透明状態を検出するシステムであって、該透明物体と
一体化した少なくとも１体の静電容量センサーを含んで構成されており、好適に
は、本システムは該透明物体の透明度と、該透明物体に近接する物体とを区別す
ることができ、好適には、本システムは自動車乗員保護システムと協調して作用
し、前記透明物体に近接する乗員と該透明物体上の凝結湿気とを区別し、好適に
は、本システムは透明度を改善させる機能をさらに操作させることを特徴とする
検出システム。 - 【請求項５】センサーシステムに対する温度の長期的な影響を補償する方法で
あって、 a)一定な望むセンサー出力を決定するステップと、 b)温度の影響による低頻度のシフトを決定するステップと、 c)前記一定な望むセンサー出力を該温度の影響による低頻度のシフトと比較
するステップと、 d)補償アルゴリズムを利用してその差異を補償するステップと、 を含んでいることを特徴とする方法。 - 【請求項６】自動車乗員の検出用静電容量センサーであって、自動車エアバッ
グドア並びに該静電容量センサーのための接地面として作用する導電性パネルと
組み合わせて使用され、好適には、追加的な静電容量センサーを含んでおり、該
全静電容量センサーは前記導電性パネルに隣接した基板材料上に構築されており
、好適には、該静電容量センサーはそれぞれ少なくとも１体の三角形配列に利用
され、乗員の近接度を区別し、エアバッグコントローラに対してデータを提供す
るものであり、好適には、前記静電容量センサーは円形であることを特徴とする
センサー。 - 【請求項７】静電容量センサーと基準センサーとを誘電基板上に構築する方法
であって、 a)基準センサーと静電容量センサーとを基板上に構築するステップと、 b)該基板の反対側にモノリス接地部を配置するステップと、 c)該モノリス接地部の除去部分にプリント回路ボードを取り付けるステップ
と、 d)前記基準センサーを該プリント回路ボードの電子部品に接続するステップ
と、 e)自動車乗員の近接度に関係しない静電容量出力の変化を、該静電容量出力
を基準センサー出力と比較して補償するステップと、 を含んでいることを特徴とする方法。 - 【請求項８】居眠りドライバーの頭部モーションを検出する方法であって、 a)居眠りドライバーの頭部モーションを四次元で表すステップと、 b)特徴検出ネットワークを訓練するステップと、 c)居眠り検出器を利用して覚醒ドライバーの頭部モーションではなく、居眠
りドライバーの頭部モーションであると考えられる頭部モーションを検出するス
テップと、 d)該居眠り検出器を個々のドライバー用にカスタム化するステップと、 e)ドライバーを特定し、該特定ドライバーの過去のデータに基いて居眠り検
出器のパラメータを修正するステップと、 を含んでいることを特徴とする方法。 - 【請求項９】乗員の頭部ポジションをモニターするためのサンルーフ装着車用
静電容量乗員検出システムであって、収容形状円形静電容量センサーと、該収容
形状円形静電容量センサーに隣接した少なくとも１体のＬ形状静電容量センサー
とを含んで構成されており、該収容形状円形静電容量センサーと該Ｌ形状静電容
量センサーはサンルーフに隣接して設置されており、オプションで、該収容形状
円形静電容量センサーと該Ｌ形状静電容量センサーとは該サンルーフの反対側に
設置されたダミーセンサーをさらに含んでいることを特徴とする検出システム。 - 【請求項１０】ダミーセンサーと収容形状円形静電容量センサーアレイを備えた
サンルーフ装着車の乗員頭部ポジション検出方法であって、 a)ダミーセンサーを該収容形状円形静電容量センサーアレイとはサンルーフ
の反対側に設置するステップと、 b)該ダミーセンサーの頭部ポジションから複合頭部ポジションを導き出し、
前記収容形状円形静電容量センサーアレイから三角法頭部ポジションを導き出す
ステップと、 c)ドライバーの頭部座標を特定ドライバーの過去のデータと比較してドライ
バーを特定するステップと、 d)該ドライバーの正常状態を特定するパラメータを更新するステップと、 を含んでいることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12165399P | 1999-02-24 | 1999-02-24 | |
| US13813999P | 1999-06-08 | 1999-06-08 | |
| US60/121,653 | 1999-06-08 | ||
| US60/138,139 | 1999-06-08 | ||
| PCT/US2000/004765 WO2000050261A2 (en) | 1999-02-24 | 2000-02-24 | Capacitive sensors for vehicular environments |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002537568A true JP2002537568A (ja) | 2002-11-05 |
Family
ID=26819690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000600858A Pending JP2002537568A (ja) | 1999-02-24 | 2000-02-24 | 自動車用静電容量センサー |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1192409A4 (ja) |
| JP (1) | JP2002537568A (ja) |
| AU (1) | AU3604900A (ja) |
| CA (1) | CA2361735A1 (ja) |
| WO (1) | WO2000050261A2 (ja) |
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