JP2021117202A - 生体検知装置の配設構造 - Google Patents

Abstract

【課題】生体検知装置が生体の有無をより確実に正しく判定できるようにするとともに、車室の天井周りの見栄えを良好にし、かつ外光の影響による誤判定を防止する。【解決手段】車室の天井には、光源１５と、レンズカバー２１を有し、レンズカバー２１によって光源１５の光を車室側に透過させるように光源１５を少なくとも車室側から覆うランプハウジング１１とを有するルームランプ７が取り付けられ、レーダーモジュール２３は、ランプハウジング１１によって車室側から覆われ、かつ電波を発射して電波の対象物からの反射波を受信するアンテナ部２９と、アンテナ部２９により受信した反射波に基づいて、対象物の表面の変位を特定し、特定した変位に基づいて、車室内における生体の有無を判定する制御部３１とを備えている。【選択図】図４

Description

本発明は、生体を検知する生体検知装置を自動車の車室内に配設した配設構造に関する。

特許文献１に開示された生体検知装置は、自動車の座席に設けられた重量センサの測定値に基づいて、車室における生体の有無を判定し、判定結果に応じて警告等の動作を行うことにより、幼い子供が車内に閉じ込められることによる事故を防止している。

特許文献２に開示された生体検知装置は、車室の天井周りに配置された２つのカメラの画像データに基づいて、車室における生体の有無を判定する。

特開２０００−２８９４５９号公報 特開２０１９−１４２３７５号公報

しかし、特許文献１では、座席の足元空間に子供が隠れている場合に、子供の荷重が重量センサの測定値に反映されず、生体が存在しないと判定されてしまう虞がある。また、座席に荷物が置かれている場合に、車室に生体が存在しないにも関わらず、生体が存在すると判定されてしまう虞がある。

また、特許文献２では、２つのカメラが車室内に露出して目立ち、車室の天井周りの見栄えを悪化させる虞がある。また、外光が画像データに影響し、誤判定を招く虞がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、生体検知装置が生体の有無をより確実に正しく判定できるようにするとともに、車室の天井周りの見栄えを良好にし、かつ外光の影響による誤判定を防止することにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、生体の有無の判定に電波を用いるようにしたことを特徴とする。

具体的には、第１の発明は、生体を検知する生体検知装置を自動車の車室内に配設した配設構造を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明は、上記車室の天井には、光源と、透光部を有し、当該透光部によって上記光源の光を車室側に透過させるように上記光源を少なくとも車室側から覆うランプハウジングとを有するルームランプが取り付けられ、上記生体検知装置は、上記ランプハウジングによって車室側から覆われ、かつ電波を発射して当該電波の対象物からの反射波を受信するアンテナ部と、上記アンテナ部により受信した反射波に基づいて、上記対象物の表面の変位を特定し、当該変位に基づいて、上記車室内における生体の有無を判定する制御部とを備えていることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明に係る生体検知装置の配設構造において、上記電波の周波数は、３ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下であることを特徴とする。

第３の発明は、第１又は第２の発明に係る生体検知装置の配設構造において、上記アンテナ部及び制御部は、共通のプリント基板の部品面に配設され、上記制御部及びプリント基板は、上記ランプハウジングによって車室側から覆われ、上記アンテナ部、制御部及びプリント基板は、上記光源から上記ランプハウジングの透光部に向かう光を遮らない位置に配置されていることを特徴とする。

第４の発明は、第１又は第２の発明に係る生体検知装置の配設構造であって、上記ランプハウジングの透光部には、透明なフィルムと、当該フィルムに配設されたアンテナとを有するフィルムアンテナが貼り付けられているか又はインサート成形され、上記アンテナ部は、上記フィルムアンテナのアンテナであることを特徴とする。

第５の発明は、第１〜第４の発明のうちのいずれか１つの発明に係る生体検知装置の配設構造において、上記自動車には、上記制御部により車室内に生体が存在すると判定された場合に、所定の動作を行う動作装置が設けられていることを特徴とする。

第１の発明によれば、生体検知装置が、生体の有無の判定に電波を用いるので、座席の足元空間、シートの陰、又は毛布の下に乗員が隠れている場合や、ケージの中にペットが隠れている場合でも、生体が存在すると正しく判定できる。

また、制御部が、電波を反射させる対象物の表面の変位に基づいて生体の有無を判定するので、荷物等、生体以外の物を生体と誤認識しにくい。したがって、特許文献１のように重量センサの測定値に基づいて判定を行う場合に比べ、生体の有無をより確実に正しく判定できる。

また、アンテナ部がルームランプのランプハウジングによって車室側から覆われ、アンテナ部が目立たないので、車室の天井の見栄えを向上できる。

また、生体検知装置が、外光の影響を受けない電波を用いて生体の有無を判定するので、外光の影響による誤判定を防止できる。

第２の発明によれば、生体検知装置が、生体の有無の判定に、３ＧＨｚ以上の周波数の電波を用いるので、３ＧＨｚ未満の電波を用いる場合に比べ、対象物の表面の変位をより高い精度で特定できる。また、３ＧＨｚ未満の電波を用いる場合に比べ、アンテナ部を小型化することにより、軽量化及び省スペース化を実現できる。

第３の発明によれば、ランプハウジングの外側に制御部及びプリント基板を配設するスペースを確保しなくてもよいので、省スペース化を実現できる。

また、上記アンテナ部、制御部及びプリント基板を、光源から透光部に向かう光を遮らない位置に配置するので、光源の光がアンテナ部、制御部及びプリント基板に遮られてルームランプの照度が低くなるのを防止できる。

第４の発明によれば、アンテナ部と透光部との間に空間部が介在しないので、アンテナ部と透光部との間に空間部を介在させた場合に比べ、電波及び反射波が空間部に漂う塵等の影響を受けないので、制御部が生体の有無をより確実に正しく判定できる。

第５の発明によれば、車室に生体が存在する場合に、動作装置に所定の動作を行わせることができる。

自動車の車室を示す斜視図である。 ルームランプの平面図である。 図２のIII−III線における断面図である。 ルームランプの分解斜視図である。 レーダーモジュールの機能ブロック図である。 実施形態２の図２相当図である。 図６のVII−VII線における断面図である。 実施形態２の図４相当図である。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は、自動車の車室１を示す。

自動車の車室１の天井３には、ルーフトリム５が全体に亘って配設されている。車室１の天井３のルーフトリム５における車幅方向中央の前後方向略中央には、図２〜図４にも示すルームランプ７が取り付けられている。このルームランプ７は、照明モジュール９と、ランプハウジング１１とを備えている。

照明モジュール９は、照明用プリント基板１３を有している。この照明用プリント基板１３の部品面には、光源１５と、当該光源１５を手動でオンオフさせるスライドスイッチ１７とが配設されている。また、照明用プリント基板１３の部品面には、光源１５とスライドスイッチ１７とを接続する機能等を果たす配線１３ａが実装されている。

ランプハウジング１１は、車室１の天井３のルーフトリム５に固定された樹脂製のハウジング本体１９を有している。このハウジング本体１９は、板面を上下方向に向け、平面視で車体前後方向に長い長方形板状の主板部１９ａを有している。この主板部１９ａの車体前後方向中央よりも後寄りには、その前方部分が後方部分よりも上方に位置するように段部１９ｂが形成されている。段部１９ｂよりも前方の部分の車体前後方向中央には、車幅方向に長い長方形状のハウジング開口部１９ｃが形成されている。段部１９ｂよりも後方の主板部１９ａの前端部を除く領域は、後方に向けて上方に傾斜している。また、段部１９ｂよりも後方の主板部１９ａの車体前後方向中央には、車幅方向に長い長円形状の長孔部１９ｄが形成されている。主板部１９ａの前端縁部には、前壁部１９ｅが下方（車室１側）に向けて全長に亘って一体に突設されている。主板部１９ａの外周縁部には、周壁部１９ｆが上方に向けて全周に亘って一体に突設されている。この周壁部１９ｆの先端は、ルーフトリム５に下方から当接している。

ハウジング本体１９の主板部１９ａには、照明モジュール９の照明用プリント基板１３がその部品面を下方に向けた状態で上方から取り付けられている。この状態で、照明モジュール９の光源１５が上記ハウジング開口部１９ｃから当該ハウジング開口部１９ｃの外周縁部よりも下方に突出している。また、照明モジュール９のスライドスイッチ１７が、長孔部１９ｄ内をスライド可能な状態で上記長孔部１９ｄから当該長孔部１９ｄの外周縁部よりも下方に突出している。

また、ハウジング本体１９には、透光性を有する透光部としての樹脂製のレンズ２１が取り付けられている。レンズ２１は、長方形板状の主面部２１ａと、当該主面部２１ａの長手方向両端縁部から互いに対向するように垂直に突出する１対の側面部２１ｂとを有している。このレンズ２１は、上記ハウジング本体１９に取り付けられている。レンズ２１は、ハウジング本体１９に取り付けられた状態で、光源１５とハウジング本体１９における段部１９ｂよりも前側の主板部１９ａとを主面部２１ａによって車室１側（下方）から覆い、上記光源１５の光Ｌを車室１側に透過させるようになっている。主面部２１ａは、上記光源１５と、上記ハウジング本体１９における段部１９ｂよりも前側の主板部１９ａとの間に間隔を有している。

上述のように構成された車室１内には、本発明の実施形態１に係る配設構造を適用して、生体を検知する生体検知装置としてのレーダーモジュール２３が配設されている。このレーダーモジュール２３は、ルームランプ７のランプハウジング１１の内部に配設されている。このレーダーモジュール２３は、中央に長方形状の基板開口部２５ａを有する矩形状のレーダー用プリント基板２５を有している。このレーダー用プリント基板２５の部品面には、図５にも示すように、生成器２７、アンテナ部２９、及び制御部３１が配設されている。生成器２７、アンテナ部２９、及び制御部３１は、共通のレーダー用プリント基板２５に配設されている。

レーダーモジュール２３は、レーダー用プリント基板２５の部品面を下方に向けた状態でハウジング本体１９における段部１９ｂよりも前側の主板部１９ａに取り付けられ、上記レンズ２１と上記ハウジング本体１９の段部１９ｂよりも前側の主板部１９ａとの間に介在している。つまり、レーダー用プリント基板２５、アンテナ部２９及び制御部３１は、ランプハウジング１１のレンズ２１によって車室１側から覆われている。また、この状態で、レーダー用プリント基板２５の基板開口部２５ａに、ハウジング本体１９のハウジング開口部１９ｃが重なり、上記光源１５が、基板開口部２５ａ内に位置している。また、生成器２７、アンテナ部２９、制御部３１及びレーダー用プリント基板２５は、上記光源１５からレンズ２１に向かう光Ｌを遮らない位置に配置されている。

生成器２７は、２４ＧＨｚの周波数の電波等、３ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の周波数の電波を生成する。

アンテナ部２９は、図５にのみ示すように、送信アンテナ２９ａ及び受信アンテナ２９ｂを備えている。アンテナ部２９の送信アンテナ２９ａは、生成器２７により生成された電波Ｗ１、すなわち３ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の周波数の電波Ｗ１を発射する。アンテナ部２９の受信アンテナ２９ｂは、送信アンテナ２９ａによって発射された電波Ｗ１の対象物ＯＢからの反射波Ｗ２を受信する。

制御部３１は、アンテナ部２９の受信アンテナ２９ｂにより受信した反射波Ｗ２に基づいて、対象物ＯＢの表面の変位を特定し、当該変位に基づいて、車室１内における生体の有無を判定する。詳しくは、制御部３１は、表面の変位の大きさ及び時間間隔が所定の条件を満たす対象物ＯＢが存在する場合には、車室１内に生体が存在すると判定する一方、表面の変位の大きさ及び時間間隔が所定の条件を満たす対象物ＯＢが存在しない場合には、車室１内に生体が存在しないと判定する。そして、制御部３１は、車室１内に生体が存在するか否かの判定結果を出力する。上記所定の条件は、人間の呼吸による体表の変位に対応する条件である。したがって、制御部３１は、呼吸する乗員が車室１内に存在するか否かを判定できる。制御部３１の機能は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びメモリによって実現される。

上記制御部３１には、図５にのみ示すように、無線送信機３３が配線３４を介して接続されている。この無線送信機３３は、自動車におけるレーダー用プリント基板２５から離れた位置に配設されている。無線送信機３３は、制御部３１により出力された判定結果を参照し、制御部３１により車室１内に生体が存在すると判定された場合に、運転者のスマートフォンに通知を行うための無線信号を送信する送信動作を行う。

上述のように構成されたルームランプ７の光源１５をオフした状態で、スライドスイッチ１７のスライド操作により光源１５をオンすると、光源１５から光Ｌが放出される。この光源１５の光Ｌは、レーダーモジュール２３に遮られることなく、レンズ２１の主面部２１ａ及び側面部２１ｂを透過するとともに当該レンズ２１によって拡散されて車室１内に照射される。この状態で、スライドスイッチ１７のスライド操作により光源１５をオフすると、光源１５から光Ｌが放出されなくなる。

また、車室１内に乗員がいる場合、レーダーモジュール２３の送信アンテナ２９ａから発射された電波Ｗ１が乗員の体表で反射し、この反射波Ｗ２を受信アンテナ２９ｂが受信する。そして、受信アンテナ２９ｂによって受信された反射波Ｗ２に基づいて、制御部３１が乗員の体表の位置を特定する。制御部３１は、このような電波の発射及び受信と、乗員の体表の位置の特定を繰り返すことにより、乗員の体表の変位を特定する。乗員の体表は、乗員の呼吸により微小に変位しているので、制御部３１は、表面の変位の大きさ及び時間間隔が上記所定の条件を満たす対象物ＯＢとして乗員を認識し、車室１内に生体が存在すると判定する。このように、レーダーモジュール２３が、生体の有無の判定に電波を用いるので、座席の足元空間、シートの陰、又は毛布の下に乗員が隠れている場合や、ケージの中にペットが隠れている場合でも、生体が存在すると正しく判定できる。また、制御部３１が、電波Ｗ１を反射させる対象物ＯＢの表面の変位に基づいて生体の有無を判定するので、荷物等、生体以外の物を生体と誤認識しにくい。したがって、特許文献１のように重量センサの測定値に基づいて判定を行う場合に比べ、生体の有無をより確実に正しく判定できる。さらに、レーダーモジュール２３が、外光の影響を受けない電波を用いて生体の有無を判定するので、外光の影響による誤判定を防止できる。また、レーダーモジュール２３が、生体の有無の判定に、３ＧＨｚ以上の周波数の電波を用いるので、３ＧＨｚ未満の電波を用いる場合に比べ、対象物ＯＢの表面の変位をより高い精度で特定できる。また、３ＧＨｚ未満の電波を用いる場合に比べ、アンテナ部２９を小型化することにより、軽量化及び省スペース化を実現できる。その後、無線送信機３３が、制御部３１による上記判定結果を参照し、運転者のスマートフォンに通知を行うための無線信号を送信する送信動作を行う。

一方、車室１内に乗員がいない場合には、制御部３１は、表面の変位の大きさ及び時間間隔が上記所定の条件を満たす対象物ＯＢを検出できず、車室１内に生体が存在しないと判定する。したがって、無線送信機３３は、当該判定結果を参照し、上記送信動作を行わない。

したがって、本実施形態１によれば、アンテナ部２９がルームランプ７のランプハウジング１１によって車室１側から光源１５と共に覆われ、アンテナ部２９が目立たないので、車室１の天井３の見栄えを向上できる。

また、アンテナ部２９、制御部３１及びレーダー用プリント基板２５を、上記ランプハウジング１１内における光源１５からレンズ２１に向かう光Ｌを遮らない位置に配置するので、光源１５の光Ｌがアンテナ部２９、制御部３１及びレーダー用プリント基板２５に遮られてルームランプ７の照度が低くなるのを防止できる。

また、ランプハウジング１１の内側にレーダーモジュール２３を配設したので、ランプハウジング１１の外側にレーダーモジュール２３を配設するスペースを確保しなくてもよい。したがって、省スペース化を実現できる。

（実施形態２）
図６は、本発明の実施形態２の図２相当図である。本実施形態２では、図７及び図８に示すように、ハウジング本体１９の主板部１９ａの前端近傍の車幅方向中央に、前壁部１９ｅに隣接するように貫通孔１９ｇが形成されている。また、レーダー用プリント基板２５に、アンテナ部２９が配設されておらず、レーダー用プリント基板２５が、実施形態１に比べて小さい矩形状に形成され、基板開口部２５ａを有していない。

また、透明なフィルム３５ａと、当該フィルム３５ａに配設されたアンテナ３５ｂとを有するフィルムアンテナ３５がレンズ２１の主面部２１ａに上側（車室外側）から貼り付けられ、当該フィルムアンテナ３５のアンテナ３５ｂが、アンテナ部２９を構成している。当該フィルムアンテナ３５のアンテナ３５ｂは、レーダー用プリント基板２５の生成器２７及び制御部３１に導線３７を介して接続されている。導線３７は、ハウジング本体１９の貫通孔１９ｇに挿通されている。

その他の構成及び動作は、実施形態１と同じであるので同一の構成には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

したがって、本実施形態２によれば、アンテナ部２９とレンズ２１との間に空間部が介在しないので、アンテナ部２９とレンズ２１との間に空間部を介在させた場合に比べ、電波Ｗ１及び反射波Ｗ２が空間部に漂う塵等の影響を受けないので、制御部３１が生体の有無をより確実に正しく判定できる。

なお、上記実施形態１，２では、制御部３１により車室１内に生体が存在すると判定された場合に、無線送信機３３に運転者のスマートフォンに通知を行うための無線信号を送信する送信動作を行わせたが、自動車に設けられた無線送信機３３以外の動作装置に所定の他の動作を行わせるようにしてもよい。例えば、車室１内に設けられた発光装置や車室外に設けられたヘッドランプに点灯動作を行わせたり、車室１内に設けられた画像表示装置に表示動作を行わせることにより、車室１内に生体が存在することを車外の人に視覚で認識させるようにしてもよい。また、車室１内に設けられたブザーやクラクションに警告音を出させることにより、車室１内に生体が存在することを車外の人に聴覚で認識させるようにしてもよい。また、自動車のドアにロック解除動作をさせたり、窓を開閉する開閉装置に開動作をさせるようにしてもよい。これら動作装置には、制御部３１の判定結果が、配線を介して送信されるようにしてもよいし、無線通信により送信されるようにしてもよい。

また、上記実施形態１，２では、制御部３１に、対象物ＯＢの表面の変位の大きさ及び時間間隔が、人間の呼吸による体表の変位に対応する条件を満たすか否かに基づいて、車室１内に生体が存在するか否かを判定させた。しかし、制御部３１に、対象物ＯＢの表面の変位の大きさ及び時間間隔が、人間の心拍による体表の変位に対応する条件を満たすか否かに基づいて、車室１内に生体が存在するか否かを判定させるようにしてもよい。

また、上記実施形態２では、フィルムアンテナ３５をレンズ２１に貼り付けたが、レンズ２１にインサート成形してもよい。

本発明は、生体を検知する生体検知装置を自動車の車室内に配設した配設構造として有用である。

１ 車室
３ 天井
７ ルームランプ
１１ ランプハウジング
１５ 光源
２１ レンズ（透光部）
２３ レーダーモジュール（生体検知装置）
２５ レーダー用プリント基板
２９ アンテナ部
３１ 制御部
３３ 無線送信機（動作装置）
３５ フィルムアンテナ
３５ａ フィルム
３５ｂ アンテナ
Ｗ１ 電波
Ｗ２ 反射波
ＯＢ 対象物

Claims (5)

1. 生体を検知する生体検知装置(23)を自動車の車室(1)内に配設した配設構造であって、
   上記車室(1)の天井(3)には、光源(15)と、透光部(21)を有し、当該透光部(21)によって上記光源(15)の光を車室(1)側に透過させるように上記光源(15)を少なくとも車室(1)側から覆うランプハウジング(11)とを有するルームランプ(7)が取り付けられ、
   上記生体検知装置(23)は、上記ランプハウジング(11)によって車室(1)側から覆われ、かつ電波(W1)を発射して当該電波(W1)の対象物(OB)からの反射波(W2)を受信するアンテナ部(29)と、
   上記アンテナ部(29)により受信した反射波(W2)に基づいて、上記対象物(OB)の表面の変位を特定し、当該変位に基づいて、上記車室(1)内における生体の有無を判定する制御部(31)とを備えていることを特徴とする生体検知装置の配設構造。
2. 請求項１に記載の生体検知装置の配設構造において、
   上記電波(W1)の周波数は、３ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下であることを特徴とする生体検知装置の配設構造。
3. 請求項１又は２に記載の生体検知装置の配設構造において、
   上記アンテナ部(29)及び制御部(31)は、共通のプリント基板(25)の部品面に配設され、
   上記制御部(31)及びプリント基板(25)は、上記ランプハウジング(11)によって車室(1)側から覆われ、
   上記アンテナ部(29)、制御部(31)及びプリント基板(25)は、上記光源(15)から上記ランプハウジング(11)の透光部(21)に向かう光(L)を遮らない位置に配置されていることを特徴とする生体検知装置の配設構造。
4. 請求項１又は２に記載の生体検知装置の配設構造において、
   上記ランプハウジング(11)の透光部(21)には、透明なフィルム(35a)と、当該フィルム(35a)に配設されたアンテナ(35b)とを有するフィルムアンテナ(35)が貼り付けられているか又はインサート成形され、
   上記アンテナ部(29)は、上記フィルムアンテナ(35)のアンテナ(35b)であることを特徴とする生体検知装置の配設構造。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の生体検知装置の配設構造において、
   上記自動車には、上記制御部(31)により車室(1)内に生体が存在すると判定された場合に、所定の動作を行う動作装置(33)が設けられていることを特徴とする生体検知装置の配設構造。

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