WO2016147417A1 - 車両用窓ガラス昇降装置、車両用ドア、および車両 - Google Patents

Abstract

利便性を損なうことなく、窓ガラスによる挟み込みを防止することが可能な車両用窓ガラス昇降装置、車両用ドア、および車両を提供する。窓ガラス３を格納する格納部２１の上方に枠部２２を有する車両のドア２に配置され窓ガラス３を移動させる駆動機構４と、駆動機構４を制御する制御部５と、枠部２２に沿って設けられた検出ライン６を撮像するカメラ７とを備え、制御部５は、カメラ７で撮像された検出ライン６が異物によって遮蔽された遮蔽状態を検出する検出部５１と、窓ガラス３の移動時に遮蔽状態が検出されたとき、窓ガラス３による挟み込みを防止する動作を駆動機構４に行わせる挟み込み防止部５２とを有し、カメラ７の光学系７１は、枠部２２の内周縁面に形成された開口２５に対応する位置に、光学系７１の光軸Ｃが開口２５を通るように配置されている。

Description

車両用窓ガラス昇降装置、車両用ドア、および車両

本発明は、車両用窓ガラス昇降装置、車両用ドア、および車両に関する。

近年、車両には、窓ガラスの開閉操作を容易とするため、窓ガラスを自動で昇降させる車両用窓ガラス昇降装置が搭載されている。

車両のドアには、窓ガラスを格納する格納部と、格納部の上方に設けられた枠部と、が備えられており、車両用窓ガラス昇降装置は、枠部に対して窓ガラスを上下方向に移動させる駆動機構と、駆動機構を制御する制御部と、を備えて構成されている。

車両用窓ガラス昇降装置では、窓ガラスを電動で昇降させるために、窓ガラスによる挟み込みを防止する機構が設けられるのが一般的である。

このような機構として、窓ガラスを駆動するモータの回転数の変化を監視し、窓ガラスの上昇中に負荷が増加しモータの回転数が減少したときに、窓ガラスによる異物の挟み込みが発生したと判定し、窓ガラスの移動方向を反転させ自動で下降させる等の各種安全動作を行わせるものが知られている。

しかし、このような機構では、実際に異物（人体の一部等）が挟まれた後に安全動作が行われるので、人体に荷重が加わってしまうという観点から、安全性に対して問題があった。例えば、窓ガラスの上端部において車両の前後方向の端部が斜め下方に傾斜している車両では、窓ガラスの上昇中に窓ガラスと枠部との間のくさび状の空間に指等の異物が侵入した場合、安全動作が作動した場合であっても人体の一部等に大きな荷重がかかる可能性がある。さらに、このような機構では、窓ガラスの締切を挟み込みと誤検知しないように窓ガラスの締切端から例えば４ｍｍの領域が不感帯となっていることが多く、例えば、幼児の指が挟まれた際には安全動作が行われないおそれもあり、改善が望まれていた。

このような問題を解決した車両用窓ガラス昇降装置として、特許文献１がある。

特許文献１では、窓ガラスよりも車室内側で、かつ、窓ガラスよりも車両の前方側の下方にカメラを設置し、当該カメラにより撮像した画像を基に、窓ガラスによる挟み込みのおそれがある異物を検出し、窓ガラスを自動で下降させる等の各種安全動作を行わせる点が記載されている。

また、特許文献１では、窓枠周辺に塗布したマーカや窓枠の輪郭のエッジ等を異物判定用の特徴量として用い、特徴量として用いるマーカ等とカメラとの間に異物が介在したときに、各種安全動作を行わせる点が記載されている。

特許文献１のように、カメラで撮像した画像から窓ガラスに挟み込まれる可能性のある異物を検出することで、挟み込みが発生する前に安全動作を行わせることが可能になり、安全性がより向上する。

特開２００７－１８６９１５号公報

ところで、特許文献１では、窓枠の全体、すなわち窓ガラスの移動領域の全体を検出範囲とするために、窓枠よりも車室側の位置（窓ガラスよりも車両の前方側の下方）にカメラを設置し、窓枠の全体をカメラで撮像している。そのため、特許文献１では、カメラの設置位置が、必然的に窓ガラスから離れた位置となってしまう。

そのため、カメラに近い領域においては、通常、異物と判断しない位置に搭乗者が存在する場合であっても、シート位置や搭乗者の体格によってはカメラとマーカ等の間に位置してしまうこととなり、実際には窓ガラスが上昇作動している際、窓ガラスによる挟み込みのおそれがないにもかかわらず、窓ガラスを自動で下降させる、あるいは窓ガラスの移動を停止させる等の安全動作が行われてしまう場合がある。昇降操作時に窓ガラスを上昇もしくは下降させることができなくなる場合もある。

このように、特許文献１では、通常の使用の中で、窓ガラスを閉じたいときに閉じられない、あるいは、窓ガラスを動かしたいときに動かせないといった場合があり、利便性の観点から改善が望まれる。

本発明の一実施形態の目的は、利便性を損なうことなく、窓ガラスによる挟み込みを防止することが可能な車両用窓ガラス昇降装置、車両用ドア、および車両を提供することにある。

本発明の一実施形態により、窓ガラスを格納する格納部ならびに前記格納部の上方に設けられた枠部を有する車両のドアに配置され、前記枠部に対して窓ガラスを上下方向に移動させる駆動機構と、前記駆動機構を制御する制御部と、前記格納部の車室内側に取り付けられたドアトリムの上面と前記枠部の少なくとも一部に沿って前記窓ガラスよりも車室内側に設けられた検出ラインを撮像するカメラと、を備え、前記カメラは、少なくとも１つのレンズを含む光学系と、前記光学系によって被写体像が結像される撮像素子とを有し、前記制御部は、前記カメラによって撮像された前記検出ラインの少なくとも一部が異物によって遮蔽された遮蔽状態を検出する検出手段と、前記駆動機構による前記窓ガラスの移動時に前記検出手段によって前記遮蔽状態が検出されたとき、前記窓ガラスによる挟み込みを防止するための挟み込み防止動作を前記駆動機構に行わせる挟み込み防止手段とを有し、前記光学系は、前記枠部の内周縁面に形成された開口に対応する位置に、前記光学系の光軸が前記開口を通るように配置されている、車両用窓ガラス昇降装置を提供する。

本発明の上記実施形態によれば、カメラの光学系が、「枠部の内周縁面に形成された開口に対応する位置に、光学系の光軸が開口を通るように配置されている」という構成を有することにより、窓ガラスのより近くにカメラを配置することが可能になる。その結果、異物の検知エリアを窓ガラスのより近くとして不要な検知エリアを除き、窓ガラスによる挟み込みのおそれがないにもかかわらず、挟み込み防止動作が行われてしまうといった不具合を抑制し、利便性を向上することが可能になる。また、枠部やドアトリムの上面に設けられた検出ラインを監視することで、窓ガラスの移動領域の全体を検出範囲とすることが可能になる。

また、本発明の他の実施形態により、窓ガラスを格納する格納部ならびに前記格納部の上方に設けられた枠部を有する車両用ドアであって、前記枠部に対して前記窓ガラスを上下方向に移動させる駆動機構と、前記駆動機構を制御する制御部と、前記格納部の車室内側に取り付けられたドアトリムの上面と前記枠部の少なくとも一部に沿って前記窓ガラスよりも車室内側に設けられた検出ラインを撮像するカメラと、を備え、前記カメラは、少なくとも１つのレンズを含む光学系と、前記光学系によって被写体像が結像される撮像素子とを有し、前記制御部は、前記カメラによって撮像された前記検出ラインの少なくとも一部が異物によって遮蔽された遮蔽状態を検出する検出手段と、前記駆動機構による前記窓ガラスの移動時に前記検出手段によって前記遮蔽状態が検出されたとき、前記窓ガラスによる挟み込みを防止するための挟み込み防止動作を前記駆動機構に行わせる挟み込み防止手段とを有し、前記光学系は、前記枠部の内周縁面に形成された開口に対応する位置に、前記光学系の光軸が前記開口を通るように配置されている、車両用ドアを提供する。

また、本発明の他の実施形態により、前記車両用ドアを備えた車両を提供する。

本発明の一実施形態によれば、利便性を損なうことなく、窓ガラスによる挟み込みを防止することが可能な車両用窓ガラス昇降装置、車両用ドア、および車両を提供できる。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用窓ガラス昇降装置を示す説明図である。 図２は、車室側の上方から見たドアを示す説明図である。 図３は、車両の前方側の下方から見たドアを示す説明図である。 図４Ａは、カメラと検出ラインの位置関係を示す説明図である。 図４Ｂは、図４Ａのカメラを設けた部分を示す拡大図である。 図５は、カメラで撮像した画像をトリミングした一例を示す説明図である。 図６は、検出面の位置を示す上面図である。 図７は、車両用窓ガラス昇降装置の制御フローを示すフローチャートである。

［実施形態］
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係る車両用窓ガラス昇降装置を示す説明図である。

図１に示すように、車両用窓ガラス昇降装置１を搭載する車両のドア（車両用ドア）２は、窓ガラス３を格納する格納部２１と、格納部２１の上方に設けられた枠部２２と、を有している。格納部２１の車室内側には、格納部２１を覆うようにドアトリム２３が取り付けられている。

枠部２２は、車両の前後方向における格納部２１の後側の端部から上方に延びる後方立設部２２ａと、後方立設部２２ａよりも前側で格納部２１から上方に延びる前方立設部２２ｂと、後方立設部２２ａの上端部から前方立設部２２ｂの上端部に至る上方延設部２２ｃと、からなる。窓ガラス３の全閉時には、枠部２２とドアトリム２３の上端部とに囲まれた空間に、窓ガラス３が配置されることになる。

車両用窓ガラス昇降装置１は、窓ガラス３を駆動する駆動機構４と、駆動機構４を制御する制御部５と、を備えている。

駆動機構４は、枠部２２に対して窓ガラス３を上下方向に移動させるものであり、ＤＣモータ等のモータ４１と、モータ４１の駆動力を窓ガラス３の上下方向の運動力に変換する動力変換機構４２と、を備えている。動力変換機構４２としては、例えば、窓ガラス３を支持しガイドレールに沿って摺動するキャリアプレートを備え、モータ４１の駆動力によりワイヤをガイドレールに沿って摺動させることで、ワイヤに取り付けたキャリアプレートおよび窓ガラス３をガイドレールに沿って上下方向に移動させるウインドレギュレータ等を用いることができる。また、動力変換機構４２としては、Ｘアーム式のレギュレータやその他の方式のものを用いることもできる。

ドア２には、窓ガラス３を開閉操作するためのスイッチ（ＳＷ）２４が設けられている。スイッチ２４の出力信号線は、制御部５に接続されている。スイッチ２４は、例えば、２段階クリック式の揺動スイッチからなり、下降側となる一端側を１段階クリックした際には下降側第１段階クリック信号、下降側となる一端側を２段階クリックした際には下降側第２段階クリック信号、上昇側となる他端側を１段階クリックした際には上昇側第１段階クリック信号、上昇側となる他端側を２段階クリックした際には上昇側第２段階クリック信号を、制御装置５に出力するように構成されている。

制御部５は、スイッチ２４からの信号に応じて駆動機構４を制御し、窓ガラス３を上下方向に移動させるものである。制御部５は、ＣＰＵ、メモリ、インターフェイス、ソフトウェア等を適宜組み合わせたコントロールユニットとしてドア２に搭載されている。なお、制御部５は、ドア２以外では例えば車両のミラーやシート等の制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）に、機能として搭載されていてもよい。

制御装置５は、スイッチ２４から下降側第１段階クリック信号が入力された際には、当該信号が入力されている間窓ガラス３を下降し、下降側第２段階クリック信号が入力された際には、窓ガラス３が最下部まで下降されるか再びスイッチ２４が操作されるまで窓ガラス３を自動的に下降するように駆動機構４を制御するように構成される。また、制御装置５は、スイッチ２４から上昇側第１段階クリック信号が入力された際には、当該信号が入力されている間窓ガラス３を上昇し、上昇側第２段階クリック信号が入力された際には、窓ガラス３が最上部まで上昇されるか再びスイッチ２４が操作されるまで窓ガラス３を自動的に上昇するように駆動機構４を制御する。

以下、窓ガラス３による挟み込みを防止する構成について説明する。

車両用窓ガラス昇降装置１は、枠部２２とドアトリム２３の少なくとも一部に沿って窓ガラス３よりも車室内側に設けられた検出ライン６を撮像するカメラ７を備えている。本実施形態では、このカメラ７で撮像した画像を基に、窓ガラス３による挟み込みのおそれがある異物が存在するのか否かを判断することになる。カメラ７の具体的な構成、および取付位置については、後述する。

検出ライン６は、窓ガラス３による挟み込みのおそれがある異物が存在するのか否かを判断する基準となるものであり、窓ガラス３よりも車室内側に設定されている。検出ライン６の具体的な構成、および設定位置については、後述する。

また、本実施形態では、検出ライン６に向かって赤外光を照射する光源８をさらに備えている。カメラ７は、光源８から照射されて検出ライン６で反射した赤外光を撮像する赤外線カメラから構成される。光源８を備えることで、夜間および夜間以外でも赤外線が届かない暗い場所、例えば地下駐車場等であっても、挟み込みのおそれがある異物を検出することが可能になる。光源８としては、近赤外光を照射するものを用いることができる。

制御部５は、カメラ７によって撮像された検出ライン６の少なくとも一部が異物によって遮蔽された遮蔽状態を検出する検出部５１と、駆動機構４による窓ガラス３の移動時に検出部５１によって遮蔽状態が検出されたとき、窓ガラス３による挟み込みを防止するための挟み込み防止動作を駆動機構４に行わせる挟み込み防止部５２と、を有している。検出部５１は、本発明の検出手段の一態様であり、挟み込み防止部５２は、本発明の挟み込み防止手段の一態様である。

検出部５１は、カメラ７で撮像した画像の画像処理を行い、検出ライン６を抽出する画像処理部５１ａと、画像処理部５１ａで画像処理を行った画像を基に、検出ライン６の少なくとも一部が異物によって遮蔽された遮蔽状態となっているかを判定する遮蔽判定部５１ｂと、を備えている。

画像処理部５１ａにおける検出ライン６を抽出する具体的な方法については、特に限定するものではないが、例えば、カメラ７で撮像した画像をトリミングして不要部分を除き、ポスタリゼーション処理もしくは２値化処理もしくはエッジ検出処理を行うことで、周囲の部材と輝度の異なる検出ライン６を抽出することができる。

遮蔽判定部５１ｂでは、例えば、予め遮蔽状態となっていない状態の画像（画像処理部５１ａによる画像処理後の画像）を初期状態画像として記憶しておき、当該初期状態画像と、画像処理部５１ａから出力された画像とを比較することで、検出ライン６が異物によって遮蔽されているか否かを判定するように構成される。遮蔽判定部５１ｂは、例えば、初期状態画像と、画像処理部５１ａから出力された画像とを比較し、抽出した検出ライン６のエッジの差分や検出ライン６の面積の差分が予め設定した異物判定閾値を超えたとき、遮蔽状態であると判定するように構成される。

挟み込み防止部５２は、駆動機構４による窓ガラス３の移動時に検出部５１によって遮蔽状態が検出されたとき、窓ガラス３による挟み込みを防止するための挟み込み防止動作を駆動機構４に行わせる。挟み込み防止動作としては、窓ガラス３の移動を停止させる動作や、窓ガラス３を安全な位置まで下降させる動作や、車室内に設置した警報装置による音や光により操作者に警告を行う動作や、これらを組み合わせた動作が含まれる。

また、制御部５は、スイッチ２４により窓ガラス３の移動が指示された後であって窓ガラス３の移動開始前に、検出手段５１によって遮蔽状態が検出されたとき、スイッチ２４からの指示を無効とする指示無効部５３をさらに備えている。指示無効部５３を備えることによって、遮蔽状態が検出されている際にはそもそも窓ガラス３が移動しないことになるため、安全性をより高めることができる。指示無効部５３は、本発明の指示無効手段の一態様である。

次に、カメラ７と検出ライン６の具体的な構成等について説明する。

図２は、車室側の上方から見たドア２を示す説明図、図３は、車両の前方側の下方から見たドア２を示す説明図、図４Ａは、カメラ７と検出ライン６の位置関係を示す説明図、図４Ｂは図４Ａのカメラを設けた部分を示す拡大図である。

図２～４Ｂに示すように、本実施形態に係る車両用窓ガラス昇降装置１では、カメラ７は、少なくとも１つのレンズを含む光学系７１と、光学系７１によって被写体像が結像される撮像素子７２と、を有しており、光学系７１は、枠部２２の内周縁面に形成された開口２５に対応する位置に、光学系７１の光軸Ｃが開口２５を通るように配置されている。

つまり、本実施形態では、カメラ７が枠部２２の内周縁面に設けられている。ここで、枠部２２の内周縁面とは、枠部２２の窓ガラス３に臨む面であり、後方立設部２２ａにおける車両の前方側の面、前方立設部２２ｂにおける車両の後方側の面、上方延設部２２ｃの下方側の面である。つまり、枠体２２の内周縁面とは、枠体２２の外周面のうち窓ガラス３の近傍の部分である。

開口２５は、窓ガラス３よりも車室内側に形成されており、カメラ７の光学系７１は、窓ガラス３の車室内側に光軸Ｃが位置するように配置されている。

また、カメラ７の光学系７１は、ドアトリム２３よりも上方に配置されている。これにより、ドアトリム２３の上面Ｓに設けた検出ライン６もカメラ７にて撮像可能となる。本実施形態では、上方延設部２２ｃの内周縁面（下面）に開口２５となる孔２６を形成し、この孔２６にカメラ７を取り付けた。なお、ここでは、図４Ａの断面図において光学系７１の光軸Ｃが鉛直方向と一致するようにカメラ７を配置しているが、光学系７１の光軸Ｃは鉛直方向に対して車両の前後方向や車幅方向に傾斜していてもよく、カメラ７の取付位置や所望の撮像範囲に応じて適宜調整するとよい。

本実施形態では、カメラ７は、上方延設部２２ｃの下面Ｂにおける車両の前後方向の中央部に配置されている。ただし、カメラ７を設ける位置は、これに限定されるものではなく、車両の前方向あるいは後方向にずれた位置であってもよく、窓ガラス３の形状等に応じて設定するとよい。

カメラ７は、全体として円柱状に形成されており、その先端部には、径方向外方に突出するフランジ７３が形成されている。カメラ７は、上方延設部２２ｃの下方から孔２６に挿入され、フランジ７３を孔２６の周縁に形成された凹部２６ａに収容し、かつ、孔２６の下方の周縁に設けられた係止爪２６ｂをカメラ７に設けられた溝（図示せず）に係合することで、ドアトリム２３に固定される。なお、ここでは、カメラ７の先端面と上方延設部２２ｃの下面Ｂとを一致させるように構成しているが、カメラ７の先端面は、上方延設部２２ｃの下面Ｂから下方に突出していてもよいし、上方延設部２２ｃの下面Ｂよりも上方に位置していてもよい。また、ここでは、光学系７１の一部が開口２５の下方に位置するようにカメラ７を配置しているが、光学系７１が開口２５の上方に位置するようにカメラ７を配置しても構わない。また、カメラ７を上方延設部２２ｃに固定する構造や、カメラ７の挿入方向については、特に限定するものではなく、適宜変更可能である。

カメラ７は、その撮像範囲（視野角）が、窓ガラス３の移動領域の全てをカバーするように構成されることが望ましい。具体的には、カメラ７は、その視野角が、車両の後方側においては、鉛直方向下方から後方立設部２２ａの上端部まで、車両の前方側においては、鉛直方向下方から前方立設部２２ｂの上端部までの範囲をカバーするように設定されることが望ましい。カメラ７で撮像される画像（トリミング後の画像）の一例を図５に示す。

カメラ７の光学系７１としては、上述の範囲での異物の検出を可能とすべく、広角レンズを用いることが望ましい。ここでは、光学系７１として、複数のレンズを組み合わせ、視野角が車両の前後方向で１８０°以上、取付ばらつきを考慮して１９０°の超広角レンズを用いた。

また、撮像素子７２としては、異物の検出を速やかに行うため、なるべく画像の読み出し速度が速いものを用いることが望ましい。本実施形態では、撮像素子７２として、ＣＭＯＳ（Complementary MOS）イメージセンサを用いた。

検出ライン６は、後方立設部２２ａの内周縁面、前方立設部２２ｂの内周縁面、およびドアトリム２３の上面Ｓに沿って設定されており、窓ガラス３よりも車室内側に設定されている。本実施形態では、後方立設部２２ａ全体の内周縁面、前方立設部２２ｂ全体の内周縁面、および、窓ガラス３に臨む部分のドアトリム２３の上面Ｓに、窓ガラス３から車室内側に離間するように、連続して検出ライン６を設定した。

ここで、ドアトリム２３の上面Ｓとは、ドアトリム２３の上端部における外周面のことであり、鉛直方向の上方から視認可能な面である。ドアトリム２３の上面Ｓは、車幅方向（水平方向）に対して傾斜していてもよい。ドアトリム２３は、一般に、その上面Ｓの位置が、窓ガラス３の近傍、すなわち格納部２１から窓ガラス３が導出される導出口２１ａの近傍で最も高くなり、窓ガラス３から離れるほど低くなるように湾曲して形成されている。よって、ドアトリム２３の上面Ｓとは、ドアトリム２３における窓ガラス３（導出口２１ａ）の近傍の部分における外周面（窓枠の下面に相当する部分）であるといえる。

なお、本実施形態では、上方延設部２２ｃが略水平に形成されているため、上方延設部２２ｃには検出ライン６を設定しなかったが、上方延設部２２ｃの湾曲が大きい場合（例えばフロントドアなどにおいて、上方延設部２２ｃが車両の後方側から前方側に向かって下方に湾曲している場合等）には、上方延設部２２ｃの内周縁面にも検出ライン６を設定し、窓ガラス３の移動領域の全てで異物を検出可能とすることが望ましい。

以下、カメラ７の光学系７１と検出ライン６との間で、異物が配置されたときに遮蔽状態となる位置を連続させた面を検出面９と呼称する。図４Ａ－４Ｂおよび図６に示すように、本実施形態では、検出面９は、窓枠内、すなわち、ドアトリム２３の上面と枠部２２の内周縁面に囲まれた領域内に配置されることになる。検出面９は、光学系７１の具体的な構造にもよるが、光学系７１の中心（車幅方向、高さ方向、および車両の前後方向における中心）と検出ライン６とを結ぶ面と略等しくなる。

光源８は、検出ライン６の全体を照射するように構成される。ここでは、４つの光源８を用いて、検出ライン６の全体に赤外線を照射するように構成したが、光源８の個数はこれに限定されるものではない。また、ここでは、カメラ７の近傍の上方延設部２２ｃに光源８を配置したが、光源８の配置はこれに限定されず、例えば、ドアトリム２３の上面Ｓや、後方立設部２２ａの内周縁面や、前方立設部２２ｂの内周面に光源８が配置されていてもよい。

カメラ７と窓ガラス３との車幅方向における距離ｄ１（光学系７１の外面中心と窓ガラス３との車幅方向における距離）、および、検出ライン６と窓ガラス３との車幅方向における距離ｄ２は、安全性と利便性を考慮して決定される。具体的には、安全性の観点から、想定される異物の侵入速度、カメラ７の読み出し速度、制御部５の演算速度（撮像してから異物侵入を判断するまでの時間）、および駆動機構４の窓ガラス３の移動を停止する速度（窓ガラス３を停止する時間）を考慮し、十分に挟み込みが回避できる位置に検出ライン６を設定することが望ましい。また、乗車時のシート位置や搭乗者の体格によっては、人体の一部がカメラ７と検出ライン６との間に位置してしまうことも考えられるため、利便性の観点からは、カメラ７と検出ライン６はなるべく窓ガラス３の近傍に配置することが望ましい。これらのことを考慮し、安全性を十分確保できる距離と利便性を損なわない距離とがそれぞれ重なる領域において、距離ｄ１，ｄ２を決定するとよい。

例えば、カメラ７の読み出し速度を４００ｆｐｓ（フレーム／秒、１フレーム２．５ｍｓ）とし、撮像してから異物侵入を判断する時間を１０ｍｓ（明るさの補正処理等に最大７．５ｍｓ、異物の検出処理に２．５ｍｓ要すると仮定）とし、窓ガラス３を停止する時間を２０ｍｓとした場合、撮像後３０ｍｓで窓ガラス３が停止されることになる。この場合、異物の侵入速度を１ｍ／ｓとすると、異物は３０ｍｓの間に３０ｍｍ移動することになるため、距離ｄ１，ｄ２を３０ｍｍ以上（検出面９と窓ガラス３との車幅方向の距離を３０ｍｍ以上）とすることで、窓ガラス３の移動領域の全体において、異物が窓ガラス３に接触する前に窓ガラス３を停止し、十分な安全性を確保できることになる。

他方、本発明者が実際に複数の車種に対して検証を行ったところ、距離ｄ１，ｄ２を２５～３０ｍｍとすることで、十分な利便性を確保できることが確認できた。一例として、窓ガラス３からドアトリム２３の車室内側の端部（端面）までの距離ｄ３（図４Ａ参照）と、窓ガラス３から上方延設部２２ｃの車室内側の端部（端面）までの距離ｄ４（図４Ａ参照）の異なる２種の車両に対する利便性の検証結果を表１に示す。なお、表１では、従来例として、窓枠よりも車室内側の位置（窓ガラス３よりも車両の前方側の下方）にカメラ７を設置した場合の利便性の検証結果もあわせて示している。また、表１では、本発明におけるカメラ７と窓ガラス３との車幅方向における距離ｄ１を３０ｍｍとし、従来例におけるカメラ７と窓ガラス３との車幅方向における距離を５０ｍｍとしている。検出ライン６と窓ガラス３との車幅方向における距離ｄ２については、本発明と従来例の両者とも３０ｍｍとした。

表１に示すように、カメラ７と窓ガラス３との車幅方向における距離ｄ１を３０ｍｍとした本発明では、シート位置にかかわらず、搭乗者が存在（着座）している際に異物が検出されることがなかった。これに対して従来例では、シート位置を前側とした場合に、搭乗者の体格によっては、搭乗者が存在（着座）している際に搭乗者の体の一部がカメラ７と検出ライン６との間に位置してしまい、窓ガラス３による挟み込みのおそれがないにもかかわらず異物が検出されてしまう結果となった。本発明者がさらに検証を進めたところ、ドアトリム２３の上面Ｓの幅が４０ｍ程度（例えば３０～５０ｍｍ）の車両においては、距離ｄ１，ｄ２を２５～３０ｍｍとすることで、十分な利便性を確保できることが確認できた。

以上の結果より、安全性の観点からは、距離ｄ１，ｄ２は３０ｍｍ以上であることが望ましく、利便性の観点からは、距離ｄ１，ｄ２は２５～３０ｍｍであることが望ましい。よって、この場合、距離ｄ１，ｄ２は３０ｍｍに設定することが望ましいといえる。

なお、上記の安全性の検証においては、異物の侵入速度を１ｍ／ｓとしたが、例えば、高齢者の体の一部等の挟み込みを抑制するという観点から、異物の侵入速度を０．５ｍ／ｓとした場合には、距離ｄ１，ｄ２を１４．５ｍｍ以上とすることで、異物が窓ガラス３に接触する前に窓ガラス３を停止できることになる。また、異物の侵入速度を１ｍ／ｓとした場合であっても、例えば、カメラ７の読み出し速度が１０００ｆｐｓ（１フレーム１ｍｓ）に向上した場合には、距離ｄ１，ｄ２を２４ｍｍ以上とすることで、異物が窓ガラス３に接触する前に窓ガラス３を停止できることになる。さらに、適用する車両のドアトリム２３の幅や車室の広さによっては、距離ｄ１，ｄ２を３０ｍｍ以上とした場合であっても、十分な利便性を確保できる場合も考えられる。このように、距離ｄ１，ｄ２は、要求される安全性や、使用する部材（カメラ７や駆動機構４等）の性能等に応じて、適宜設定することが可能である。なお、検出ライン６と窓ガラス３との距離ｄ２は、一定でなくともよい。

検出ライン６は、赤外光を照射したときに周囲の部材と異なる輝度となるように構成される。例えば、ドア２を閉じたときにドア２を構成する金属（板金）と車体側のゴム部材（ウエスト）とが隣接する場合、それらの境界（すなわちドア２と車体の境界）を検出ライン６として用いることができる。また、枠部２２の内周面が樹脂で構成されている場合には、当該樹脂の一部に凹凸を設けて赤外線の反射率が周囲と異なるラインを形成し、このラインを検出ライン６として用いることも可能である。なお、これに限らず、検出ライン６は、赤外線の反射率が高い塗料を枠部２２の内周面に塗布して構成されてもよいし、赤外線を照射したときの輝度が周囲と異なる既存の部材から構成されてもよい。

なお、本実施形態においては、窓ガラス３の下降中においても、遮蔽状態が検出されたときには、挟み込み防止動作を行うように構成されている。これは、窓ガラス３を下降している際に指等の人体の一部が導出口２１ａに巻き込まれてしまうことを抑制するためである。導出口２１ａの周囲には、格納部２１（ドア２の内部空間）への水等の侵入を抑止すべく、窓ガラス３に摺接するリップシール３０ａを有するウェザーストリップ３０が設けられているが、窓ガラス３の下降時には、このリップシール３０ａを巻き込みつつ衣類や指等の人体の一部が格納部２１側に巻き込まれてしまうおそれがある。本実施形態によれば、このような巻き込みを抑制し、より安全性を高めることが可能である。なお、窓ガラス３の下降中に遮蔽状態が検出された際に実行される挟み込み防止動作には、窓ガラス３を下降させる動作は含まない。

次に、車両用窓ガラス昇降装置１の制御フローについて説明する。

図７に示すように、車両用窓ガラス昇降装置１では、まず、ステップＳ１にて、制御部５が、スイッチ２４から信号が入力されたかを判断する。ステップＳ１にてＮＯと判断された場合、ステップＳ２にて、制御部５が、カメラ７の電源をオフ（または電源オフの状態を継続）して、ステップＳ１に戻る。なお、図示していないが、光源８の電源がオンとなっている場合には、ステップＳ２にて光源８の電源をオフにする。

ステップＳ１にてＹＥＳと判断された場合、ステップＳ３にて、制御部５が、カメラ７の電源をオン（または電源オンの状態を継続）し、ステップＳ４に進む。ここでは図示を省略しているが、カメラ７で撮像するための照度が不足している場合には、ステップＳ３にて光源８の電源をオンにする。

ステップＳ４では、検出部５１（画像処理部５１ａおよび遮蔽状態判定部５１ｂ）が、カメラ７で撮像した画像を基に、遮蔽状態を検出する処理（遮蔽状態検出処理）を行う。その後、ステップＳ５にて、指示無効部５３が、検出部５１により遮蔽状態が検出されたかを判断する。

ステップＳ５でＹＥＳと判断された場合、指示無効部５３は、窓ガラス３による挟み込みのおそれがあると判断し、窓ガラス３の移動を行わずに（すなわちスイッチ２４からの信号を無効として）ステップＳ１に戻る。

ステップＳ５にてＮＯと判断された場合、ステップＳ６にて、制御部５が、スイッチ２４から入力された信号が、第１段階クリック信号（下降側第１段階クリック信号または上昇側第１段階クリック信号）であるかを判断する。

ステップＳ６でＹＥＳと判断された場合、ステップＳ７にて、制御部５が、駆動機構４を制御して、窓ガラス３の移動制御を行う。

その後、ステップＳ８にて、検出部５１が、カメラ７で撮像した画像を基に、遮蔽状態を検出する処理（遮蔽状態検出処理）を行う。その後、ステップＳ９にて、挟み込み防止部５２が、検出部５１により遮蔽状態が検出されたかを判断する。

ステップＳ９でＹＥＳと判断された場合、窓ガラス３による挟み込みのおそれがあるため、ステップＳ１０にて、挟み込み防止部５２が、窓ガラス３の移動を停止させる、あるいは、窓ガラス３を安全な位置まで下降させる等の挟み込み防止動作を実行する。その後、ステップＳ１８にて制御部５が窓ガラス３の移動を終了した後に、ステップＳ２に戻る。このように、本実施形態では、スイッチ２４から第１段階クリック信号の入力中に遮蔽状態が検出された場合には、挟み込み防止動作を行った後に窓ガラス３の移動を終了する。

ステップＳ９でＮＯと判断された場合、窓ガラス３による挟み込みのおそれはないので、ステップＳ１１にて、制御部５が、スイッチ２４から信号が入力されているかを判断する。ステップＳ１１でＮＯと判断された場合、スイッチ２４の操作が終了したことになるので、ステップＳ１８にて制御部５が窓ガラス３の移動を終了した後に、ステップＳ２に戻る。ステップＳ１１でＹＥＳと判断された場合、ステップＳ６に戻り、窓ガラス３の移動を継続する。

他方、ステップＳ６でＮＯと判断された場合、すなわち、スイッチ２４から第２段階クリック信号（下降側第２段階クリック信号または上昇側第２段階クリック信号）が入力された場合、ステップＳ１２にて、制御部５が、駆動機構４を制御して、窓ガラス３の移動制御を行う。

その後、ステップＳ１３にて、検出部５１が、カメラ７で撮像した画像を基に、遮蔽状態を検出する処理（遮蔽状態検出処理）を行う。その後、ステップＳ１４にて、挟み込み防止部５２が、検出部５１により遮蔽状態が検出されたかを判断する。

ステップＳ１４でＹＥＳと判断された場合、窓ガラス３による挟み込みのおそれがあるため、ステップＳ１５にて、挟み込み防止部５２が挟み込み防止動作を実行する。その後、ステップＳ１８にて窓ガラス３の移動を終了した後に、ステップＳ２に戻る。つまり、本実施形態では、スイッチ２４から第２段階クリック信号が入力され窓ガラス３を移動させている際に遮蔽状態が検出された場合には、挟み込み防止動作を行った後に窓ガラス３の移動を終了する。

ステップＳ１４でＮＯと判断された場合、窓ガラス３による挟み込みのおそれはないので、ステップＳ１６にて、制御部５が、窓ガラス３が端まで（上端または下端の位置まで）移動されたかを判断する。ステップＳ１６でＹＥＳと判断された場合、ステップＳ１８にて、制御部５が窓ガラス３の移動を終了した後に、ステップＳ２に戻る。なお、窓ガラス３の位置情報は、モータ４１の内部に組み込んだホールＩＣを用いて生成した回転パルス、または電流リップルを用いて取得するとよい。

ステップＳ１６でＮＯと判断された場合、ステップＳ１７にて、スイッチ２４から新たな信号が入力されたか（第２段階クリック信号の入力後に新たな信号が入力されたか）を判断する。ステップＳ１７でＹＥＳと判断された場合、ステップＳ６に戻る。ステップＳ１７でＮＯと判断された場合、ステップＳ１２に戻り、窓ガラス３の移動を継続する。つまり、第２段階クリック信号が入力された場合、遮蔽状態が検出されるか、窓ガラス３が端まで移動するか、あるいは新たな信号がスイッチ２４から入力されるまで、窓ガラス３の移動を継続する。

（実施形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施形態に係る車両用窓ガラス昇降装置１では、枠部２２の少なくとも一部に沿って窓ガラス３よりも車室内側に設けられた検出ライン６を撮像するカメラ７を備え、カメラ７の光学系７１は、枠部２２の内周縁面に形成された開口２５に対応する位置に、光学系７１の光軸Ｃが開口２５を通るように配置されている。

このように構成することで、窓ガラス３のより近くにカメラ７を配置できるため、異物の検知エリアをより窓ガラス３の近くに設定して、窓ガラス３による挟み込みのおそれがないにもかかわらず、挟み込み防止動作が行われてしまうといった不具合を抑制でき、安全性を確保したままで利便性を向上することが可能になる。また、枠部２２とドアトリム２３の上面Ｓに設けられた検出ライン６を監視することで、窓ガラス３の移動領域の全体を検出範囲とすることも可能になる。

また、本実施形態では、カメラ７を枠部２２（上方延設部２２ｃ）に配置しているため、カメラ７の光学系７１に埃が付着しにくく、光学系７１の汚れによる誤検出を抑制することが可能である。

（実施形態のまとめ）
次に、以上説明した実施形態から把握される技術思想について、実施形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］窓ガラス（３）を格納する格納部（２１）ならびに前記格納部（２１）の上方に設けられた枠部（２２）を有する車両のドア（２）に配置され、前記枠部（２２）に対して窓ガラス（３）を上下方向に移動させる駆動機構（４）と、前記駆動機構（４）を制御する制御部（５）と、前記格納部（２１）の車室内側に取り付けられたドアトリム（２３）の上面（Ｓ）と前記枠部（２２）の少なくとも一部に沿って前記窓ガラス（３）よりも車室内側に設けられた検出ライン（６）を撮像するカメラ（７）と、を備え、前記カメラ（７）は、少なくとも１つのレンズを含む光学系（７１）と、前記光学系（７１）によって被写体像が結像される撮像素子（７２）とを有し、前記制御部（５）は、前記カメラ（７）によって撮像された前記検出ライン（６）の少なくとも一部が異物によって遮蔽された遮蔽状態を検出する検出手段（５１）と、前記駆動機構（４）による前記窓ガラス（３）の移動時に前記検出手段（５１）によって前記遮蔽状態が検出されたとき、前記窓ガラス（３）による挟み込みを防止するための挟み込み防止動作を前記駆動機構（４）に行わせる挟み込み防止手段（５２）とを有し、前記光学系（７１）は、前記枠部（２２）の内周縁面に形成された開口（２５）に対応する位置に、前記光学系（７１）の光軸（Ｃ）が前記開口（２５）を通るように配置されている車両用窓ガラス昇降装置（１）。

［２］前記カメラ（７）は、前記ドアトリム（２３）よりも上方に前記光学系（７１）が配置されている、［１］に記載の車両用窓ガラス昇降装置（１）。

［３］前記枠部（２２）は、前記車両の前後方向における前記格納部（２１）の後側の端部から上方に延びる後方立設部（２２ａ）と、前記後方立設部（２２ａ）よりも前記前後方向における前側で前記格納部（２１）から上方に延びる前方立設部（２２ｂ）と、前記後方立設部（２２ａ）の上端部から前記前方立設部（２２ｂ）の上端部に至る上方延設部（２２ｃ）とを含み、前記光学系（７１）は、前記上部延設部（２２ｃ）の内周縁面に形成された前記開口（２５）に対応する位置に、前記光学系（７１）の光軸（Ｃ）が前記開口（２５）を通るように配置されている、［２］に記載の車両用窓ガラス昇降装置（１）。

［４］前記検出ライン（６）に向かって赤外光を照射する光源（８）をさらに備え、前記カメラ（７）は、前記光源（８）から照射されて前記検出ライン（６）で反射した赤外光を撮像する赤外線カメラである、［１］～［３］の何れか１に記載の車両用窓ガラス昇降装置（１）。

［５］前記制御部（５）は、前記窓ガラス（３）の移動が指示された後であって前記窓ガラス（３）の移動開始前に、前記検出手段（５１）によって前記遮蔽状態が検出されたとき、前記指示を無効とする指示無効手段（５３）をさらに備える、［１］～［４］の何れか１に記載の車両用窓ガラス昇降装置（１）。

［６］窓ガラス（３）を格納する格納部（２１）ならびに前記格納部（２１）の上方に設けられた枠部（２２）を有する車両用ドア（２）であって、前記枠部（２２）に対して前記窓ガラス（３）を上下方向に移動させる駆動機構（４）と、前記駆動機構（４）を制御する制御部（５）と、前記格納部（２１）の車室内側に取り付けられたドアトリム（２３）の上面（Ｓ）と前記枠部（２２）の少なくとも一部に沿って前記窓ガラス（３）よりも車室内側に設けられた検出ライン（６）を撮像するカメラ（７）と、を備え、前記カメラ（７）は、少なくとも１つのレンズを含む光学系（７１）と、前記光学系（７１）によって被写体像が結像される撮像素子（７２）とを有し、前記制御部（５）は、前記カメラ（７）によって撮像された前記検出ライン（６）の少なくとも一部が異物によって遮蔽された遮蔽状態を検出する検出手段（５１）と、前記駆動機構（４）による前記窓ガラス（３）の移動時に前記検出手段（５１）によって前記遮蔽状態が検出されたとき、前記窓ガラス（３）による挟み込みを防止するための挟み込み防止動作を前記駆動機構（４）に行わせる挟み込み防止手段（５２）とを有し、前記光学系（７１）は、前記枠部（２２）の内周縁面に形成された開口（２５）に対応する位置に、前記光学系（７１）の光軸（Ｃ）が前記開口（２５）を通るように配置されている車両用ドア（２）。

［７］前記開口（２５）は、前記ドアトリム（２３）よりも上方に形成されている、［６］に記載の車両用ドア（２）。

［８］前記枠部（２２）は、前記車両の前後方向における前記格納部（２１）の後側の端部から上方に延びる後方立設部（２２ａ）と、前記後方立設部（２２ａ）よりも前記前後方向における前側で前記格納部（２１）から上方に延びる前方立設部（２２ｂ）と、前記後方立設部（２２ａ）の上端部から前記前方立設部（２２ｂ）の上端部に至る上方延設部（２２ｃ）とを含み、前記光学系（７１）は、前記上部延設部（２２ｃ）の内周縁面に形成された前記開口（２５）に対応する位置に、前記光学系（７１）の光軸（Ｃ）が前記開口（２５）を通るように配置されている、［７］に記載の車両用ドア（２）。

［９］前記検出ライン（６）に向かって赤外光を照射する光源（８）をさらに備え、前記カメラ（７）は、前記光源（８）から照射されて前記検出ライン（６）で反射した赤外光を撮像する赤外線カメラである、［６］～［８］の何れか１に記載の車両用ドア（２）。

［１０］前記制御部（５）は、前記窓ガラス（３）の移動が指示された後であって前記窓ガラス（３）の移動開始前に、前記検出手段（５１）によって前記遮蔽状態が検出されたとき、前記指示を無効とする指示無効手段（５３）をさらに備える、［６］～［９］の何れか１に記載の車両用ドア（２）。

［１１］［６］～［１０］の何れか１に記載の車両用ドア（２）を備えた車両。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記に記載した実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施形態では言及しなかったが、車両用窓ガラス昇降装置１には、モータ４１の回転数を監視し、窓ガラス３の上昇中に負荷が増加しモータ４１の回転数が減少したときに、窓ガラスによる異物の挟み込みが発生したと判定し、窓ガラス３の移動方向を反転させ自動で下降させる等の各種安全動作を行わせる安全装置が備えられてもよい。

また、上記実施形態では、車両の後側のドア２に適用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、本発明は車両の前側のドアにも適用可能である。

本発明は、窓ガラスが自動で上昇する際に窓ガラスによる挟み込みを防止する機構を備えた車両用窓ガラス昇降装置に適用できる。

１ 車両用窓ガラス昇降装置
２ ドア（車両用ドア）
３ 窓ガラス
４ 駆動装置
５ 制御部
６ 検出ライン
７ カメラ
２１ 格納部
２２ 枠部
２３ ドアトリム
２５ 開口
５１ 検出部（検出手段）
５２ 挟み込み防止部（挟み込み防止手段）

Claims (11)

1. 窓ガラスを格納する格納部ならびに前記格納部の上方に設けられた枠部を有する車両のドアに配置され、前記枠部に対して窓ガラスを上下方向に移動させる駆動機構と、
   前記駆動機構を制御する制御部と、
   前記格納部の車室内側に取り付けられたドアトリムの上面と前記枠部の少なくとも一部に沿って前記窓ガラスよりも車室内側に設けられた検出ラインを撮像するカメラと、を備え、
   前記カメラは、少なくとも１つのレンズを含む光学系と、前記光学系によって被写体像が結像される撮像素子とを有し、
   前記制御部は、前記カメラによって撮像された前記検出ラインの少なくとも一部が異物によって遮蔽された遮蔽状態を検出する検出手段と、前記駆動機構による前記窓ガラスの移動時に前記検出手段によって前記遮蔽状態が検出されたとき、前記窓ガラスによる挟み込みを防止するための挟み込み防止動作を前記駆動機構に行わせる挟み込み防止手段とを有し、
   前記光学系は、前記枠部の内周縁面に形成された開口に対応する位置に、前記光学系の光軸が前記開口を通るように配置されている車両用窓ガラス昇降装置。
2. 前記カメラは、前記ドアトリムよりも上方に前記光学系が配置されている、請求項１に記載の車両用窓ガラス昇降装置。
3. 前記枠部は、前記車両の前後方向における前記格納部の後側の端部から上方に延びる後方立設部と、前記後方立設部よりも前記前後方向における前側で前記格納部から上方に延びる前方立設部と、前記後方立設部の上端部から前記前方立設部の上端部に至る上方延設部とを含み、
   前記光学系は、前記上部延設部の内周縁面に形成された前記開口に対応する位置に、前記光学系の光軸が前記開口を通るように配置されている、請求項２に記載の車両用窓ガラス昇降装置。
4. 前記検出ラインに向かって赤外光を照射する光源をさらに備え、
   前記カメラは、前記光源から照射されて前記検出ラインで反射した赤外光を撮像する赤外線カメラである、請求項１～３の何れか１項に記載の車両用窓ガラス昇降装置。
5. 前記制御部は、
   前記窓ガラスの移動が指示された後であって前記窓ガラスの移動開始前に、前記検出手段によって前記遮蔽状態が検出されたとき、前記指示を無効とする指示無効手段をさらに備える、請求項１～４の何れか１項に記載の車両用窓ガラス昇降装置。
6. 窓ガラスを格納する格納部ならびに前記格納部の上方に設けられた枠部を有する車両用ドアであって、
   前記枠部に対して前記窓ガラスを上下方向に移動させる駆動機構と、
   前記駆動機構を制御する制御部と、
   前記格納部の車室内側に取り付けられたドアトリムの上面と前記枠部の少なくとも一部に沿って前記窓ガラスよりも車室内側に設けられた検出ラインを撮像するカメラと、を備え、
   前記カメラは、少なくとも１つのレンズを含む光学系と、前記光学系によって被写体像が結像される撮像素子とを有し、
   前記制御部は、前記カメラによって撮像された前記検出ラインの少なくとも一部が異物によって遮蔽された遮蔽状態を検出する検出手段と、前記駆動機構による前記窓ガラスの移動時に前記検出手段によって前記遮蔽状態が検出されたとき、前記窓ガラスによる挟み込みを防止するための挟み込み防止動作を前記駆動機構に行わせる挟み込み防止手段とを有し、
   前記光学系は、前記枠部の内周縁面に形成された開口に対応する位置に、前記光学系の光軸が前記開口を通るように配置されている車両用ドア。
7. 前記開口は、前記ドアトリムよりも上方に形成されている、請求項６に記載の車両用ドア。
8. 前記枠部は、前記車両の前後方向における前記格納部の後側の端部から上方に延びる後方立設部と、前記後方立設部よりも前記前後方向における前側で前記格納部から上方に延びる前方立設部と、前記後方立設部の上端部から前記前方立設部の上端部に至る上方延設部とを含み、
   前記光学系は、前記上部延設部の内周縁面に形成された前記開口に対応する位置に、前記光学系の光軸が前記開口を通るように配置されている、請求項７に記載の車両用ドア。
9. 前記検出ラインに向かって赤外光を照射する光源をさらに備え、
   前記カメラは、前記光源から照射されて前記検出ラインで反射した赤外光を撮像する赤外線カメラである、請求項６～８の何れか１項に記載の車両用ドア。
10. 前記制御部は、
    前記窓ガラスの移動が指示された後であって前記窓ガラスの移動開始前に、前記検出手段によって前記遮蔽状態が検出されたとき、前記指示を無効とする指示無効手段をさらに備える、請求項６～９の何れか１項に記載の車両用ドア。
11. 請求項６～１０の何れか１項に記載の車両用ドアを備えた車両。

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