JP4650383B2 - 紫外線検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に設けられ、当該車両の搭乗者に照射される紫外線を検出する紫外線検出装置に関するものである。

近年、太陽光の紫外線を大量に浴びることにより健康に悪影響を及ぼす危険性について数多くの報告がなされており、紫外線をできるだけ浴びないことが推奨されている。
ほとんど屋外で走行する自動車等の車両においては、紫外線がウインドウガラスを通じて車内に照射されるため、搭乗者は、屋外にいる場合と同様に、紫外線に晒されることになる。
このような紫外線の照射を低減するために、太陽光線を遮断、または、吸収することができる着色ガラスからなるウインドウガラスが用いられているが、あまり色の濃いガラスを用いると、晴天時以外、夜間には、運転者の視界を妨げ運転の安全性を損なうため、必ずしも十分な遮蔽効果があるガラスは用いられていない。
そこで、搭乗者が必要に応じて操作し、電圧印加によりウインドウガラスの透光率を調節することにより、紫外線の照射を抑制し、視界も充分確保し得るように構成された車両用太陽光線調節装置が知られている。（特許文献１）
特開平８−２０７５６９号公報

しかし、紫外線は可視光でないため、搭乗者は紫外線が強いか弱いかを正確に判断することができず、外部の明るさなどにより感覚的に推定することしかできなかったので、強い紫外線が照射されているにもかかわらず、紫外線を遮蔽するための措置を取らないおそれがあるという問題があった。

そこで、この発明は、車両の搭乗者に照射される紫外線の強度を検出し、所定量以上の紫外線が照射された場合に、紫外線を遮蔽する処置を講じさせることが可能な紫外線検出装置を実現することを目的とする。

この発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車両に設けられ、当該車両の搭乗者に照射される紫外線を検出する紫外線検出装置であって、前記車両の車内に照射される紫外線の強度を検出するとともに、前記紫外線の入射方向に超音波を送信し、被検出対象にて反射された超音波を検出するランタンドープチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＬＺＴ）により形成された検出部を有する検出手段と、前記検出手段により所定量以上の紫外線を検出するとともに、前記被検出対象にて反射された超音波の検出結果に基づいて前記被検出対象が前記車両の搭乗者であると判断した場合に、前記搭乗者に所定量以上の紫外線が照射されたことを表す紫外線検出信号を出力する紫外線検出信号出力手段と、を備えた、という技術的手段を用いる。

請求項１に記載の発明によれば、車両に設けられ、当該車両の搭乗者に照射される紫外線を検出する紫外線検出装置は、光歪性と圧電性とを兼ね備えたランタンドープチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＬＺＴ）により形成された検出部を有する検出手段により、車両の車内に照射される紫外線の強度を検出するとともに、紫外線の入射方向に超音波を送信し、被検出対象にて反射された超音波を検出することができる。そして、紫外線検出信号出力手段により、検出手段により所定量以上の紫外線を検出するとともに、被検出対象にて反射された超音波の検出結果に基づいて被検出対象が前記車両の搭乗者であると判断した場合に、搭乗者に所定量以上の紫外線が照射されたことを表す紫外線検出信号を出力することができる。
つまり、検出手段は検出部において超音波と紫外線を同一直線上で検出するので、超音波で検出した搭乗者に対して、車外から照射される紫外線の強度を検出することができる。そして、所定量以上の紫外線が搭乗者に照射された場合に、紫外線検出信号出力手段により紫外線検出信号が出力されるので、紫外線を遮蔽する処置を講じさせることができる。
従って、車両の搭乗者に照射される紫外線の強度を検出し、所定量以上の紫外線が照射された場合に、紫外線を遮蔽する処置を講じさせることが可能な紫外線検出装置を実現することができる。
また、１つの検出部により紫外線検出及び超音波検出を行うことができるので、検出手段の数を少なくすることができ、紫外線検出装置を小型化することができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の紫外線検出装置において、前記検出部は、前記検出部が形成されている領域の少なくとも一部の領域が薄く形成されたメンブレンを備えた基板上に形成されている、という技術的手段を用いる。

請求項２に記載の発明によれば、検出部は、検出部が形成されている領域の少なくとも一部の領域が薄く形成されたメンブレンを備えた基板上に形成されているため、超音波の振動による検出部の変位を大きくすることができるので、超音波の検出感度を向上させることができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の紫外線検出装置において、前記検出部は、振動面にランタンドープチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＬＺＴ）からなる圧電膜が形成された容量式振動検出部である、という技術的手段を用いる。

請求項３に記載の発明によれば、検出部が、振動面に光歪性と圧電性とを兼ね備えているランタンドープチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＬＺＴ）からなる圧電膜が形成された容量式振動検出部であるため、検出部の共振周波数がブロードであり、ばらつきの許容範囲が大きいので、検出手段の歩留まりを大きくすることができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の紫外線検出装置において、前記検出手段は、複数個の前記検出部を備え、前記複数個の検出部は、前記各検出部をそれぞれ同一方向に向けた状態で並列して設けられている、という技術的手段を用いる。

請求項４に記載の発明によれば、検出手段は、複数個の検出部をそれぞれ同一方向に向けた状態で並列して設けられているため、検出部で受信した超音波の時間差、位相差を求めることにより、その各差に基づいて、被検出対象との距離だけでなく、被検出対象の位置も測定することができる。これにより、被検出対象の動きを精度良く把握することができるので、被検出対象が搭乗者であるか否かを、より正確に判断することができる。

請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の紫外線検出装置において、前記複数個の検出部は、同一の前記基板に形成されている、という技術的手段を用いる。

請求項５に記載の発明によれば、複数個の検出部は、同一の基板に形成されているため、一回のプロセスで同時に形成することができるとともに、複数個の検出手段を一つずつ取り付ける工程が不要なので、製造コストを下げることができる。

請求項６に記載の発明では、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の紫外線検出装置において、赤外線を検出する赤外線検出手段を更に備えた、という技術的手段を用いる。

請求項６に記載の発明によれば、紫外線検出装置が、赤外線を検出する赤外線検出手段を更に備えているため、超音波の反射だけでなく、搭乗者の熱量を赤外線で検出して被検出対象が搭乗者であるか否かを判断することができるので、より正確に被検出対象が搭乗者であるか否かを判断することができる。

請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の紫外線検出装置において、前記赤外線検出手段は、被検出対象から放射される熱線の強度を検出するとともに、超音波を送信し、被検出対象にて反射された超音波を検出するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）により形成された検出部を備えた、という技術的手段を用いる。

請求項７に記載の発明によれば、赤外線検出手段は、被検出対象から放射される熱線の強度を検出するとともに、超音波を送信し、被検出対象にて反射された超音波を検出するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）により形成された検出部を備えているため、１つの検出部において、被検出対象の存在と被検出対象の温度とを検出することができるので、より正確に被検出対象が搭乗者であるか否かを判断することができる。

請求項８に記載の発明では、請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の紫外線検出装置において、前記検出素子は、フロントガラス、リアガラス、または、サイドガラスに設けられている、という技術的手段を用いる。

請求項８に記載の発明によれば、検出素子は、フロントガラス、リアガラス、または、サイドガラスに設けられているため、各ウインドウガラスから車内の搭乗者に照射される紫外線を確実に検出することができる。

請求項９に記載の発明では、請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の紫外線検出装置において、前記検出手段は、前記検出部と前記被検出対象との間に配置され、超音波を透過可能に形成された孔部を有するカバーを備えた、という技術手段を用いる。

請求項９に記載の発明によれば、検出手段は、検出部と被検出対象との間に配置され、超音波を透過可能に形成された孔部を有するカバーを備えているため、外力の負荷から検出部を保護することができる。

請求項１０に記載の発明では、請求項２に記載の検出装置において、前記基板は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）基板である、という技術手段を用いる。

請求項１０に記載の発明によれば、基板としてＩＴＯ（Indium Tin Oxide）基板を用いているため、ＩＴＯ基板は下部電極を兼ねることもできるので、基板の上側・下側どちらからも紫外線を検出することができる。

〈第１実施形態〉
この発明に係る紫外線検出装置の第１実施形態について、図を参照して説明する。
図１は、紫外線検出装置の車両への取付位置を示す説明図である。図１（Ａ）は、紫外線検出装置の車両への取付位置を示す車両の側面説明図であり、図１（Ｂ）は、車内の運転席側から見た紫外線検出装置の車両への取付位置を示す説明図である。図２は、検出素子の縦断面図である。図３は、検出素子が超音波、または、紫外線を検出した場合の出力値の変化を示す説明図である。図３（Ａ）は、検出素子が超音波を検出した場合の出力値の変化を示す説明図であり、図３（Ｂ）は、検出素子が紫外線を検出した場合の出力値の変化を示す説明図である。図４は、紫外線検出装置のＥＣＵにより実行される紫外線検出処理の流れを示すフローチャートである。図５は、検出素子が搭乗者に照射される紫外線を検出する場合の出力値の変化を示す説明図である。図６は、紫外線検出装置の車両への取付位置の変更例を示す説明図である。
なお、各図では、説明のために一部を拡大して示している。

（紫外線検出装置）
図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、紫外線検出装置１は、超音波の送受信及び紫外線の検出を行う検出素子１０と、検出素子１０から出力された信号に基づいて、搭乗者がいると判断し、かつ、閾値以上の強度の紫外線が照射されたと判断した場合に、搭乗者に閾値以上の強度の紫外線が照射されたことを表す照射信号を出力するＥＣＵ（Electronic Control Unit）２１とを備えている。

図１（Ｂ）には、検出素子１０，１０の位置関係を把握しやすくするために、ルームミラー８１、ハンドル８２を示してある。検出素子１０，１０は、車両８０のフロントガラス４０の車内側の内面４０ａであって、運転席、助手席に座る搭乗者をそれぞれ検出可能な位置に設けられている。本実施形態では、運転席、助手席正面の上部にそれぞれ設けられている。

ＥＣＵ２１は、車両８０のエンジンルーム内に搭載されており、図示しないＣＰＵ(Central Processing Unit)を中心に、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、Ｉ／Ｏ(Input/Output Interface)や図示しない通信インターフェイス等を含むＡＳＩＣ（Application Specified Integrate Circuit）タイプのマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という。）により構成されている。当該ＣＰＵは、Ｉ／Ｏ、または、通信インターフェイスを介して検出素子１０に接続されている。

（検出素子１０の構造）
図２に示すように、検出素子１０は、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）構造の四角形状の半導体基板１１を用いて形成されている。半導体基板１１は、紫外線を透過可能な材料により構成されており、シリコンからなる支持部材１１ａの基板面上に、第１絶縁膜１１ｂ、シリコン活性層１１ｃ、第２絶縁膜１１ｄがこの順番で積層されて形成されている。
半導体基板１１の中央部は、ＭＥＭＳ技術により、支持部材１１ａ及び第１絶縁膜１１ｂの中央部が四角形状に除去される。これにより、支持部材１１ａは中央部が四角形にくり抜かれた平板状に、残されたシリコン活性層１１ｃ及び第２絶縁膜１１ｄは、四角形の薄膜状に形成されている。なお、半導体基板１１はＳｉ基板に第１絶縁膜１１ｂを成膜し、シリコン活性層１１ｃとしてポリシリコンを成膜して、イオン注入を行うなどして活性化し、その上に第２絶縁膜１１ｄを成膜した基板を用いてもよい。また、半導体基板１１の代わりにＩＴＯ（Indium Tin Oxide）基板や石英基板を使用することもできる。この構成を用いると、半導体基板１１に比べて紫外線の透過量を増大させることができる。また、ＩＴＯ基板は下部電極を兼ねることもできるため、基板の上側・下側どちらからも紫外線を検出できる。

第２絶縁膜１１ｄ上には、薄膜状に形成された部分を覆って、圧電性及び紫外線による光歪特性を有する検出部１２が形成されている。検出部１２は、例えば、ランタンドープチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＬＺＴ）からなる圧電体薄膜により形成されており、電極１３が電気的に接続されている。
これにより、支持部材１１ａにより端部が持ち上げられ、所定の共振周波数を有するメンブレン１５が形成される。
検出部１２は、被検出対象に対して超音波を送信するとともに、被検出対象で反射された超音波を受信する。受信した超音波によりメンブレン１５が共振し、この共振により生じるメンブレン１５の変位を検出部１２により電圧信号に変換して、超音波を検出する。つまり、検出部１２は超音波の検出部として機能する。
また、検出部１２は光歪特性を有しているので、照射される紫外線の強度を検出することができる。つまり、検出部１２は紫外線の検出部としても機能する。

検出素子１０は、検出部１２が搭乗者に対向するように、支持部材１１ａにおいて、フロントガラス４０の内面４０ａに取り付けられている。
検出素子１０の搭乗者側には、超音波を透過可能に形成された孔部を有する、例えば、メッシュ状に形成されたカバー９０が設けられており、外力の負荷から検出素子１０を保護してことができる。
なお、検出素子１０が、搭乗者が触れる可能性が低い位置に設置されている場合には、カバー９０を設けなくてもよい。
また、検出素子１０を紫外線が透過可能に構成された箱状のケースに収容して、このケースをフロントガラス４０に取り付けてもよい。

（超音波及び紫外線の検出）
図３には、超音波及び紫外線が検出されたときに検出素子１０から出力される出力値の時間変化を示す。図３（Ａ）に示すように、時間ｔ１に検出部１２から送信され、搭乗者により反射された超音波は、搭乗者側から検出素子１０のメンブレン１５に到達し、時間ｔ２から時間ｔ３の間、メンブレン１５を振動させる。そして、メンブレン１５が振動することにより、図３（Ａ）に示すように、検出部１２からＥＣＵ２１に対して波状に変動する電圧信号が時間ｔ２から時間ｔ３の間に出力され、超音波が検出される。ここで、時間差Ｔ１（ｔ２−ｔ１）に基づいて、被検出対象との距離を算出することができる。この算出された距離と出力値の変化量Ｖ１とにより、被検出対象が搭乗者であるか否かを判断することができる。
上記判断に加えて、複数回の距離測定結果を加味して、搭乗者の判断を行うこともできる。搭乗者がなく、被検出対象が座席となった場合には、座席は動かないため、測定される距離は一定となる。一方、被検出対象が搭乗者である場合には、多少の動きがあるため、測定される距離に変化が生じるので、被検出対象が搭乗者であると判断することができる。

車外からフロントガラス４０を通じて車内に照射される紫外線は、メンブレン１５を透過して、搭乗者と反対側から検出部１２に到達する。検出部１２の検出部１２を構成するＰＬＺＴは光歪特性を有しているので、検出部１２に紫外線が照射されると歪が生じ、その歪に応じた電気信号が出力される。つまり、図３（Ｂ）に示すように、紫外線が照射された時間ｔ４から時間ｔ５の間に、電圧信号の出力値が、紫外線の強度に応じた出力値の変化量Ｖ２だけ上昇する。

上述のように、超音波の送受信方向、つまり、検出部１２による搭乗者の検出方向は、検出部１２の法線方向のうち、搭乗者に向かう方向である。
また、検出部１２による紫外線の検出方向は、検出部１２の法線方向のうち、車外に向かう方向、つまり、搭乗者と反対方向である。
したがって、検出部１２は、超音波と紫外線を同一直線（検出部１２の法線）上で検出することになるので、超音波で検出した搭乗者に対して、車外から照射される紫外線の量を検出することができる。

（紫外線検出処理）
次に、紫外線検出装置１を用いて、ＥＣＵ２１のマイコンにより実行される紫外線検出処理の流れを図４及び図５に基づいて説明する。なお、この紫外線検出処理は、当該マイコンを構成するＲＯＭに格納される紫外線検出プログラムを当該マイコンのＣＰＵが例えばタイマ割り込み等により所定周期（例えば、１秒ないし１分）ごとに繰り返し実行することにより実現されている。

図４に示すように、紫外線検出処理では、所定の初期化処理の後、まずステップＳ１０１により、検出素子１０から出力された検出信号に基づいて、パラメータを取得する処理が行われる。具体的には、図５に示す検出信号に基づいて、紫外線の強度に対応する出力Ｖ２、被検出対象との距離を算出するための時間Ｔ１及び被検出対象において反射した超音波の強度に対応する出力Ｖ１を取得する。

次のステップＳ１０３では、紫外線強度に対応する出力Ｖ２が、紫外線の許容強度に対応する出力の閾値Ｖｓを超えているか（Ｖ２＞Ｖｓ）否かを判断する。
出力Ｖ２が閾値Ｖｓを超えていると判断された場合には（Ｓ１０３でＹｅｓ）、許容強度を超えた紫外線が車内に照射されていることになり、続くステップＳ１０５に処理を移行する。一方、出力Ｖ２が閾値Ｖｓを超えていると判断されない場合には（Ｓ１０３でＮｏ）、紫外線の強度が低いため、紫外線検出信号を出力する必要はない。そのため、本紫外線検出処理を終了する。

次のステップＳ１０５では、紫外線の照射方向に搭乗者がいるか否かを判断する処理が行われる。即ち、ステップＳ１０１により取得された被検出対象との距離を算出するための時間Ｔ１及び被検出対象において反射した超音波の強度に対応する出力Ｖ１に基づいて、搭乗者がいるか否かを判断する。
そして、搭乗者がいると判断された場合には（Ｓ１０５でＹｅｓ）、続くステップＳ１０７に処理を移行する。一方、搭乗者がいると判断されない場合には（Ｓ１０５でＮｏ）、紫外線が照射されても問題はないので、紫外線検出信号を出力する必要はない。そのため、本紫外線検出処理を終了する。

続くステップＳ１０７では、紫外線検出信号を出力する処理が行われる。即ち、ステップＳ１０５において、紫外線の照射方向に搭乗者がいると判断された場合に、ＥＣＵ２１から紫外線検出信号を出力することにより、紫外線を遮蔽する処置を高じることができる。例えば、この紫外線検出信号は図示しない警報手段に出力され、搭乗者に対して音声、または、警報音で紫外線の検出を知らせ、窓を閉めたり、上着やサングラスの着用などの処置を講ずることを促すことができる。
紫外線検出信号を図示しないウインドウガラス制御手段に出力して、ウインドウガラスにＵＶカット機能を付与することができる。例えば、紫外線を反射する物質（例えばＴｉＯ２）等を分散させたウインドウガラスを用いて、紫外線検出信号が出力されたときに電気泳動によりＴｉＯ２を配向させることにより、紫外線を遮断することができる。また、電位をかけることにより着色する電気着色ガラスを用いたり、ウインドウガラスにＵＶフィルターを挿入したりすることもできる。
この紫外線検出信号を出力する処理を行った後に、本紫外線検出処理を終了する。

なお、上述の紫外線検出処理において、ステップＳ１０３の処理とステップＳ１０５の処理とは、どちらを先に実行してもよい。

（変更例）
図６に示すように、検出素子１０は、各サイドガラス、リアガラスに取り付けて使用することもできる。この構成を用いると、後部座席の搭乗者に照射される紫外線も検出することができるため、後部座席の搭乗者が強い紫外線に晒されることを防止することができる。また、前部座席の搭乗者においては、フロントガラスを通じて照射される紫外線のみならず、サイドガラスから照射される紫外線に対する対策を講じることもできる。

［第１実施形態の効果］
（１）請求項１に記載の発明によれば、紫外線検出装置１は、光歪性と圧電性とを兼ね備えたランタンドープチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＬＺＴ）により形成された検出部１２を有する検出素子１０により、車内に照射される紫外線の強度を検出するとともに、紫外線の入射方向に超音波を送信し、被検出対象にて反射された超音波を検出することができる。そして、検出素子１０により所定量以上の紫外線を検出するとともに、被検出対象にて反射された超音波の検出結果に基づいて被検出対象が車両８０の搭乗者であると、ＥＣＵ２１により判断した場合に、搭乗者に所定量以上の紫外線が照射されたことを表す紫外線検出信号を出力（Ｓ１０７）することができる。
つまり、検出素子１０は検出部１２において超音波と紫外線を同一直線上で検出するので、超音波で検出した搭乗者に対して、車外から照射される紫外線の強度を検出することができる。そして、所定量以上の紫外線が搭乗者に照射された場合に、ＥＣＵ２１により紫外線検出信号が出力されるので、紫外線を遮蔽する処置を講じさせることができる。
従って、車両８０の搭乗者に照射される紫外線の強度を検出し、所定量以上の紫外線が照射された場合に、紫外線を遮蔽する処置を講じさせることが可能な紫外線検出装置１を実現することができる。
また、１つの検出部１２により紫外線検出及び超音波検出を行うことができるので、検出素子１０の数を少なくすることができ、紫外線検出装置１を小型化することができる。

（２）半導体基板１１は、検出部１２が形成されている領域が薄く形成されたメンブレン１５を備えているため、超音波の振動による検出部１２の変位を大きくすることができるので、超音波の検出感度を向上させることができる。

（３）検出素子１０は、フロントガラス４０、リアガラス４２、または、サイドガラス４１に設けられているため、各ウインドウガラスから車内の搭乗者に照射される紫外線を確実に検出することができる。

〈第２実施形態〉
この発明に係る紫外線検出装置の第２実施形態について、図を参照して説明する。図７は、第２実施形態に係る紫外線検出装置の検出素子の説明図である。図７（Ａ）は、第２実施形態に係る紫外線検出装置の検出素子をフロントガラス側から見た平面説明図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面説明図である。
なお、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を使用するとともに説明を省略する。

（紫外線検出装置の構造）
本実施形態の紫外線検出装置２では、複数個の検出素子１０がアレイ状に並べて配置されている点において、第１実施形態と異なっている。図３は、紫外線検出装置２における検出素子１０のみの配置を示している。
図３に示すように、本実施形態では、同一基板上に検出部１２，１２が水平横方向に配置された２個の検出素子１０ａ，１０ｂがフロントガラス４０に取り付けられている。この構成を用いると、各検出素子１０ａ，１０ｂで受信した超音波の時間差、位相差を求めることにより、その各差に基づいて、被検出対象との距離だけでなく、被検出対象の位置も測定することができるため、被検出対象の動きを精度良く把握することができるので、被検出対象が搭乗者であるか否かを、より正確に判断することができる。

ここで、互いに隣り合った各検出素子１０ａ，１０ｂのメンブレン１５の中心部の間隔が、超音波の半波長の整数倍に等しくなるように配置すると、受信した超音波の位相差からも時間差を検出することができるので、受信した超音波の時間差を更に精度良く検出することができる。
なお、検出素子１０の数は例示であり、２個に限らない。例えば、縦横に２個ずつ計４個の検出素子１０を１組として用いることができる。この構成を使用すると、被検出対象の上下方向の位置も測定することができるので、更に正確に搭乗者がいるか否かを判断することができる。
また、個別に形成した複数の検出素子１０を並列して配置する構成を用いてもよい。

（変更例）
複数個の検出素子１０の一部を赤外線を検出可能な検出素子に置き換えることができる。
例えば、検出素子１０ａの検出部１２を、焦電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）により形成すると、検出部１２は、超音波検出部として機能するとともに、被検出対象から放射される熱線の強度を検出することができるため、赤外線検出部としても機能する。
これにより、被検出対象の温度を測定することができるため、図４に示す紫外線検出処理のステップＳ１０５において、被検出対象の存在を検出し、かつ、被検出対象の温度が所定範囲内、例えば、３２度以上４３度以下の範囲内であると判断された場合に、被検出対象は搭乗者であると判断することができる。
なお、搭乗者の体表面温度を検出することにより、搭乗者が快適か否かを判断することができ、例えば、所定温度以上の温度が検出された場合にはエアコンを作動させるように構成することもできる。

［第２実施形態の効果］

（１）第２実施形態に係る紫外線検出装置２によれば、複数個の検出素子１０ａ，１０ｂが各検出部１２をそれぞれ同一方向に向けた状態で並列して設けられているため、検出素子１０ａ，１０ｂで受信した超音波の時間差、位相差を求めることにより、その各差に基づいて、被検出対象との距離だけでなく、被検出対象の位置も測定することができる。これにより、被検出対象の動きを精度良く把握することができるので、被検出対象が搭乗者であるか否かを、より正確に判断することができる。

（２）検出素子１０ａ，１０ｂの各検出部１２，１２は、同一の半導体基板１１に形成されているため、一回のプロセスで同時に形成することができるとともに、複数個の検出素子１０を一つずつ取り付ける工程が不要なので、製造コストを下げることができる。

（３）紫外線検出装置２において、複数個の検出素子１０の一部を赤外線を検出可能な検出素子に置き換えた、例えば、検出素子１０ａの検出部１２を、焦電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）により形成した構成では、超音波の反射だけでなく、搭乗者の熱量を赤外線で検出して被検出対象が搭乗者であるか否かを１つの検出部１２において判断することができるので、より正確に被検出対象が搭乗者であるか否かを判断することができる。

〈その他の実施形態〉
（１）図８に示すように、検出部１２は支持部材１１ａ側の振動面に形成してもよい。この構成を用いると、紫外線は半導体基板１１を透過せずに検出部１２に到達するため、紫外線に対して不透明な基板を用いることができる。また、紫外線の減衰を小さくすることができるので、紫外線の検出感度を向上させることができる。

（２）検出素子１０として、メンブレン１５が形成されていない平板状の半導体基板１１を用いた検出素子１０を採用することもできる。この構成を用いると、メンブレン１５を形成する必要がないため、検出素子１０の製造コストを下げることができる。
また、メンブレン１５が支持部材１１ａに片持ち支持された検出素子１０を採用することもできる。この構成を用いると、メンブレン１５が両端で支持されている場合に比べて、メンブレン１５の変形を拘束する部分が少ないため、超音波振動が伝達されると大きく変形するので、超音波の検出感度を向上させることができる。

（３）検出素子１０の超音波及び紫外線の検出部として、メンブレン１５に形成された検出部１２を用いたが、これに限定されるものではなく、種々の方式の検出部を用いることができる。例えば、振動面に紫外線を検出する圧電膜が形成された、電極間の容量変化により超音波を検出する容量式振動検出部などを用いることもできる。容量式振動検出部は、共振周波数がブロードであるため、検出素子１０の超音波検出部としてのばらつきの許容範囲が大きいので、歩留まりを大きくすることができる。
図９（Ａ）に示すように、容量式振動検出部６０は、第１絶縁膜１１ｂ上に形成された第１電極１６と、第１電極１６に対向して所定のギャップを有するように形成された紫外線を透過可能な材料で形成された第２電極１７とにより構成されている。第２電極１７の表面には、紫外線を感知し、電圧信号を出力する圧電膜１８が形成されている。ここで、圧電膜１８としては、ＰＬＺＴを好適に用いることができる。
第１電極１６には、振動による空気のダンピングの影響を避けるため、貫通形成された孔部１６ａが形成されている。超音波の伝達経路は、検出部１２と同様であり、容量式振動検出部６０が超音波を受信して振動すると、第１電極１６と第２電極１７との間のギャップが変化することにより、各電極によって形成されるコンデンサの容量が変化することにより、超音波を検出することができる。
紫外線は、第１電極１６の孔部１６ａを通過し、第２電極１７を透過して、圧電膜１８に到達する。
図９（Ｂ）に示すように、第１電極１６と第２電極１７とを入れ替えて、圧電膜１８を支持部材１１ａ側の振動面に形成してもよい。この構成を用いると、紫外線は、第２電極１７を透過せずに照射されるため、紫外線の減衰を小さくすることができる。

（４）図１０に示すように、検出素子１０を、支持部材１１ａにおいて、検出部１２がフロントガラス４０の内面４０ａに対向するようにカバー９０に取り付ける構成を用いてもよい。
この構成を使用すると、外力の負荷から検出素子１０を保護することができるとともに、紫外線が半導体基板１１を透過せずに検出部１２に到達するため、紫外線の減衰を小さくすることができるので、紫外線の検出感度を向上させることができる。

（５）検出部１２は、フロントガラス４０の内面４０ａに直接形成してもよい。この構成を用いると、半導体基板１１が必要ないため、製造コストを下げることができる。また、紫外線は半導体基板１１を透過せずに検出部１２に到達するため、紫外線の減衰を小さくすることができるので、紫外線の検出感度を向上させることができる。

［各請求項と実施形態との対応関係］
検出素子１０が請求項１に記載の検出手段に、半導体基板１１が基板に、ＥＣＵ２１が紫外線検出信号出力手段にそれぞれ対応する。また、検出素子１０が請求項６に記載の赤外線検出手段に対応する。

紫外線検出装置の車両への取付位置を示す説明図である。図１（Ａ）は、紫外線検出装置の車両への取付位置を示す車両の側面説明図であり、図１（Ｂ）は、車内の運転席側から見た紫外線検出装置の車両への取付位置を示す説明図である。 検出素子の縦断面図である。 検出素子が超音波、または、紫外線を検出した場合の出力値の変化を示す説明図である。図３（Ａ）は、検出素子が超音波を検出した場合の出力値の変化を示す説明図であり、図３（Ｂ）は、検出素子が紫外線を検出した場合の出力値の変化を示す説明図である。 紫外線検出装置のＥＣＵにより実行される紫外線検出処理の流れを示すフローチャートである。 検出素子が搭乗者に照射される紫外線を検出する場合の出力値の変化を示す説明図である。 紫外線検出装置の車両への取付位置の変更例を示す説明図である。 第２実施形態に係る紫外線検出装置の検出素子の説明図である。図７（Ａ）は、第２実施形態に係る紫外線検出装置の検出素子をフロントガラス側から見た平面説明図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面説明図である。 検出素子の構造の変更例を示す説明図である。 検出素子の構造の変更例を示す説明図である。 検出素子の取付構造の変更例を示す説明図である。

符号の説明

１、２ 紫外線検出装置
１０ 検出素子（検出手段、赤外線検出手段）
１１ 半導体基板（基板）
１２ 検出部
１５ メンブレン
１８ 圧電膜
２１ ＥＣＵ（紫外線検出信号出力手段）
４０ フロントガラス
４１ サイドガラス
４２ リアガラス
６０ 容量式振動検出部
８０ 車両
９０ カバー

Claims (10)

1. 車両に設けられ、当該車両の搭乗者に照射される紫外線を検出する紫外線検出装置であって、
   前記車両の車内に照射される紫外線の強度を検出するとともに、前記紫外線の入射方向に超音波を送信し、被検出対象にて反射された超音波を検出するランタンドープチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＬＺＴ）により形成された検出部を有する検出手段と、
   前記検出手段により所定量以上の紫外線を検出するとともに、前記被検出対象にて反射された超音波の検出結果に基づいて前記被検出対象が前記車両の搭乗者であると判断した場合に、前記搭乗者に所定量以上の紫外線が照射されたことを表す紫外線検出信号を出力する紫外線検出信号出力手段と、
   を備えたことを特徴とする紫外線検出装置。
2. 前記検出部は、前記検出部が形成されている領域の少なくとも一部の領域が薄く形成されたメンブレンを備えた基板上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の紫外線検出装置。
3. 前記検出部は、振動面にランタンドープチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＬＺＴ）からなる圧電膜が形成された容量式振動検出部であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の紫外線検出装置。
4. 前記検出手段は、複数個の前記検出部を備え、
   前記複数個の検出部は、前記各検出部をそれぞれ同一方向に向けた状態で並列して設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の紫外線検出装置。
5. 前記複数個の検出部は、同一の前記基板に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の紫外線検出装置。
6. 赤外線を検出する赤外線検出手段を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の紫外線検出装置。
7. 前記赤外線検出手段は、被検出対象から放射される熱線の強度を検出するとともに、超音波を送信し、被検出対象にて反射された超音波を検出するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）により形成された検出部を備えたことを特徴とする請求項６に記載の紫外線検出装置。
8. 前記検出手段は、フロントガラス、リアガラス、または、サイドガラスに設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の紫外線検出装置。
9. 前記検出手段は、前記検出部と前記被検出対象との間に配置され、超音波を透過可能に形成された孔部を有するカバーを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の紫外線検出装置。
10. 前記基板は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）基板であることを特徴とする請求項２に記載の紫外線検出装置。

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