WO2017082306A1

WO2017082306A1 - 開閉体駆動装置、車両用ドア、及び車両

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Publication number: WO2017082306A1
Application number: PCT/JP2016/083264
Authority: WO
Inventors: 真由小林; 剛近藤; 秀明柏木; 礼兼吉澤; 定二梅原; 斉藤　靖弘; 竹原　秀明; 池田　博之
Original assignee: 株式会社ミツバ
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2016-11-09
Publication date: 2017-05-18
Also published as: US20190003232A1; US10487559B2; EP3375963A1; JP6423778B2; EP3375963A4; JP2017089314A; EP3375963B1

Abstract

開閉体駆動装置１は、開閉体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２５に沿ってマイクロビーズ型の再帰性反射材によって形成された検出ライン６に非可視光を放射する光源部８と、検出ライン６で反射した非可視光が入射する入射レンズ７１ａを有するカメラ７と、を備え、入射レンズ７１ａがカメラから見た検出ラインの長手方向に対して直交する方向の少なくとも一方の端部が切り欠かれて非円形に形成され、入射レンズ７１ａをその光軸方向から見た場合に、光源部８の少なくとも一部が切り欠かれた部分に配置されている。

Description

開閉体駆動装置、車両用ドア、及び車両

本発明は、開閉体駆動装置、車両用ドア、及び車両に関する。

開口を有する枠部に対して開閉体を開位置と閉位置との間で移動させる駆動機構と、駆動機構を制御する制御部と、を備えた開閉体駆動装置が知られている。

開閉体駆動装置としては、例えば、スライド式のドアを自動で開閉する自動ドア装置や、車両のドアの窓ガラスを自動で昇降させる車両用窓ガラス昇降装置等が挙げられる。

開閉体駆動装置では、スライド式のドアや窓ガラス等の開閉体を電動で開閉するために、開閉体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。

このような開閉体駆動装置として、本出願人は、窓枠に沿って設けられた検出ラインを撮像するカメラを備え、カメラによって撮像された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ときに、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駆動機構に行わせる車両用窓ガラス昇降装置を提案している（特許文献１参照）。

特許文献１に記載の車両用窓ガラス昇降装置は、検出ラインに向かって赤外光を照射する複数の発光素子を有する光源部を備え、複数の発光素子から放射されて検出ラインで反射した赤外光を光源部の近傍に配置されたカメラで撮像することで、夜間等においても挟み込みのおそれがある異物の検出を可能としている。

また、特許文献１に記載の車両用窓ガラス昇降装置は、窓枠に沿って形成された検出ラインの全体をカメラで撮像するため、検出ラインで反射した反射光が入射するレンズの一部をドアトリムから突出させている。

特許第５７６８２０２号公報

特許文献１に記載された開閉体駆動装置において、本発明者らは、複数の発光素子から放射されて検出ラインで反射した赤外光をカメラのレンズに効率よく入射させるため、検出ラインを再帰性反射材によって形成することを考えた。再帰性反射材は、入射角と出射角とが略同じ角度となるので、複数の発光素子とレンズの光軸と距離を短くすることにより、検出ラインで反射した赤外光をレンズに効率よく入射させることができる。

しかし、単に複数の発光素子とレンズの光軸との間の距離を短くしようとしても、この距離をレンズの半径よりも短くすることはできなかった。つまり、複数の発光素子とレンズの光軸との位置を近づけることには限界があり、複数の発光素子とレンズの光軸との間の距離を十分に短くできないため、再帰性反射材の特性を十分に活かすことができなかった。

レンズの口径を小さくすれば、複数の発光素子とレンズの光軸との位置を近づけることができるが、この場合には、レンズにおいて入射光を受光する受光面積が小さくなるため、カメラの撮像デバイス（ＣＭＯＳイメージセンサ）に到達する赤外光の光量が減少してしまう。このため、所望の光量を確保するためには、配置する発光素子自体の数量を増やす、又は出力の高い発光素子を使う必要があり、これが製造コスト低減の妨げの要因となっていた。

本発明の目的は、発光素子の数量を減らし、又は、出力の低い発光素子を使用することにより、製造コストを低減することが可能な開閉体駆動装置、並びにこの開閉体駆動装置を用いた車両用ドア、及び車両を提供することにある。

本発明の一実施形態による開閉体駆動装置は、開口を有する枠部に対して開閉体を開位置と閉位置との間で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、非可視光を発する発光素子を有し、前記枠部の少なくとも一部に沿って再帰性反射材によって形成された検出ラインに前記非可視光を放射する光源部と、前記光源部から放射されて前記検出ラインで反射した前記非可視光が入射する入射レンズを有するカメラとを備え、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開閉体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、前記開閉体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、前記入射レンズは、前記カメラから見た前記検出ラインの長手方向に対して直交する方向の少なくとも一方の端部が切り欠かれて非円形に形成され、前記入射レンズをその光軸方向から見た場合に、前記光源部の少なくとも一部が前記切り欠かれた部分に配置されている。

また、本発明の他の実施形態による車両用ドアは、前記開閉体駆動装置を備え、前記開閉体は、車両のドアに設けられた窓ガラスであり、前記枠部は、全閉状態における前記窓ガラスの外縁に接する窓枠であり、前記駆動機構は、前記車両のドアに配置されて前記窓ガラスを上下方向に移動させる。

また、本発明の他の実施形態による車両は、前記車両用ドアを備える。

本発明の一実施形態によれば、発光素子の数量を減らし、又は、出力の低い発光素子を使用することにより、製造コストを低減することが可能な開閉体駆動装置、並びにこの開閉体駆動装置を用いた車両用ドア、及び車両を提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る開閉体駆動装置の概略構成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、カメラを含む位置に沿うドアの一部を示す断面図である。図４Ｂは、図４Ａに示すカメラユニットの設置位置を示す説明図である。図５は、本実施形態に係るカメラで撮像した画像を示す説明図である。図６Ａは、検出ラインの構成を示す断面図である。図６Ｂは、マイクロビーズ型の再帰性反射材を示す説明図である。図７Ａは、カメラの構成例を示す正面図である。図７Ｂは、カメラの構成例を示す上面図である。図７Ｃは、図７ＢにおけるＡ－Ａ線に沿う断面図である。図８Ａは、拡散板の一部を示す斜視図である。図８Ｂは、図８ＡにおけるＢ－Ｂ線に沿う断面図である。図９は、観測角に対する反射光の輝度の関係を示すグラフである。図１０は、開閉体駆動装置の制御フローを示すフローチャートである。図１１は、変形例に係るカメラユニットの設置位置を示す、ドアを車室側の上方から見た説明図である。図１２は、変形例に係るカメラの構成例を示す上面図である。

［実施形態］
以下、本発明の実施形態を、図１～９を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係る開閉体駆動装置の概略構成を示す説明図である。

図１に示すように、本実施形態では、一例として、開閉体駆動装置１が、車両用窓ガラス昇降装置である場合を説明する。ただし、これに限らず、開閉体駆動装置１は、例えばスライド式のドアを自動で開閉する自動ドア装置等であってもよい。

開閉体駆動装置１としての車両用窓ガラス昇降装置を搭載する車両のドア（車両用ドア）２は、開閉体としての窓ガラス３を格納する格納部２１と、格納部２１の上方に設けられた窓ガラス用枠部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。

窓ガラス用枠部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、窓ガラス用枠部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。つまり、窓ガラス用枠部２２とドアトリム２３の上端部とが、窓枠２５を構成している。本実施形態では、窓枠２５とは、全閉状態におけるドア２及び窓ガラス３の外縁に接する部分をいう。窓枠２５は、本発明の枠部の一態様である。

開閉体駆動装置１は、開口２５ａを有する枠部（窓枠２５）に対して開閉体（窓ガラス３）を開位置と閉位置との間で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、を備えている。

駆動機構４は、窓枠２５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を昇降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、制御部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。

制御部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、制御部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、開閉体（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。

開閉体駆動装置１は、枠部（窓枠２５）の少なくとも一部に沿って再帰性反射材によって形成された検出ライン６に非可視光を放射する複数の発光素子８１を含む光源部８と、光源部８から放射されて検出ライン６で反射した非可視光が入射する入射レンズ７１ａを有するカメラ７と、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。

本実施形態では、光源部８として、近赤外光を照射するものを用いた。カメラ７は、光源部８から照射されて検出ライン６で反射した近赤外光を撮像する赤外線カメラから構成される。光源部８を備えることで、夜間および夜間以外の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。カメラ７および光源部８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、ドア２及び窓ガラス３が閉まっている状態において窓ガラス３の外縁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。

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による開閉体（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、開閉体（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、検出部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。

次に、カメラ７と光源部８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を含む位置に沿うドアの一部を示す断面図であり、図４Ｂは、図４Ａに示すカメラユニット１１０の設置位置を示す説明図である。

図２～４Ｂに示すように、本実施形態に係る開閉体駆動装置１では、カメラ７がドアトリム２３の上面Ｓに設けられている。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面（窓枠２５の下側の内周縁面に相当する部分）であるといえる。

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。

以下、カメラ７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。検出面９は、カメラ７の具体的な構造にもよるが、カメラ７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。なお、検出面９はその全体が連続した面でなくてもよく、例えば検出ライン６が連続してない場合などには、検出面９は複数の面で構成されることになる。また、検出ライン６を点とした場合におけるカメラ７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線も、検出面９に含まれる。検出面９を複数の面または線で構成する場合、安全性を確保するために、隣接する面または線の間隔は、少なくとも幼児の指の太さ（例えば４ｍｍ）以下とされることが望ましい。

次に、カメラ７および光源部８と、検出ライン６との位置関係等について説明する。

図４Ａに示すように、トリム開口２３ａは、導出口２１ａよりも車室内側に形成されており、カメラ７は、導出口２１ａの車室内側に配置されている。また、図４Ｂに示すように、前方立設部２２ｂと上方延設部２２ｃのみに検出ライン６を形成する場合には、ドアトリム２３の上面Ｓにおける後方立設部２２ａの近傍に、カメラユニット１１０を配置することで、検出ライン６の全体に亘って窓枠２５内のほぼ全体を検出範囲とすることが可能になる。

検出ラインに対し、光源部８とカメラ７の光軸とがなす角（観測角）をθとすると、図９に示すように、一般的に観測角θが大きいほど、輝度が小さくなる。また、観測角θは、検出ライン６の全域において、光源部８とカメラユニット１１０との距離が小さいほどその値θが小さくなる。本実施形態では、カメラユニット１１０と光源部８との間の距離をＬとすると、この距離Ｌが例えば７．８５ｍｍの場合に、観測角が１．５°となるように構成されている。距離Ｌについての詳細は後述する。

また、図示していないが、後方立設部２２ａと上方延設部２２ｃのみに検出ライン６を形成する場合には、ドアトリム２３の上面Ｓにおける前方立設部２２ｂの近傍に、カメラユニット１１０を配置することで、検出ライン６の全体に亘って窓枠２５内のほぼ全体を検出範囲とすることが可能である。なお、カメラ７で撮像される画像の一例を図５に示す。　

次に、検出ライン６の具体的な構成等について説明する。

検出ライン６は、ドア２及び窓ガラス３が閉まっている状態において窓ガラス３の外縁の少なくとも一部に沿って形成されており、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、窓ガラス用枠部２２の全体に沿うように、かつ、窓ガラス３から車室内側に離間するように、検出ライン６を設定した。

検出ライン６は、窓枠２５に沿うように設定されていればよく、ドア２側に設定されてもよいし、車体側に設定されてもよい。また、検出ライン６は連続していなくてもよく、その一部がドア２側に設定され、その一部が車体側に設定されていてもよい。

本実施形態では、一例として、検出ライン６をドア２側に設定する場合について説明する。この場合、検出ライン６は、窓ガラス用枠部２２全体の内周縁面、すなわち、後方立設部２２ａと前方立設部２２ｂと上方延設部２２ｃの全体の内周縁面に、窓ガラス３から車室内側に離間するように設定されることになる。なお、窓ガラス用枠部２２の内周縁面とは、窓ガラス用枠部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、窓ガラス用枠部２２の内周縁面とは、窓ガラス用枠部２２の外周面のうち窓ガラス３の近傍の部分である。

図６Ａ及び６Ｂに示すように、本実施形態では、検出ライン６は、マイクロビーズ型の再帰性反射材からなる反射層６１と、反射層６１の非可視光の入射側に形成され、可視光をカットする可視光カット層６２と、可視光カット層６２の非可視光の入射側に形成された耐候層６３と、を有している。

再帰性反射材は、入射光を光源部の方向に反射するものであり、微少なガラスビーズ（マイクロビーズ）を用いたマイクロビーズ型の再帰性反射材と、微少な三角錐上のプリズムを用いたプリズム型の再帰性反射材が知られている。このうち、プリズム型の再帰性反射材は高価であることから、本実施形態では、マイクロビーズ型の再帰性反射材を検出ライン６に用いている。

反射材層６１ａは、例えば、アルミニウム等の金属からなり、多数のガラスビーズ６１ｂ及び可視光カット層６２にアルミ蒸着を施すことにより形成される。

図６Ｂに示すように、ガラスビーズ６１ｂに入射した光は、ガラスビーズ６１ｂの表面で屈折し、反射材層６１ａで反射され、再びガラスビーズ６１ｂの表面で屈折をして、光の入射方向に反射光が出射されることになり、入射角と反射角がほぼ等しくなる。つまり、本実施形態においては、光源部８から検出ライン６に入射された非可視光（近赤外光）は、光源部８側に反射されることになる。

可視光カット層６２は、可視光をカットすることで、反射層６１により可視光が反射されてドライバーが眩しく感じてしまうことを抑制するためのものである。可視光カット層６２としては、例えば、アクリル樹脂等を用いることができる。

耐候層６３は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やアクリル樹脂からなり、可視光カット層６２や反射層６１を保護するためのものである。本実施形態では、耐候層６３の表面をつや消し状として、耐候層６３の表面での可視光の反射を抑制している。耐候層６３の表面のつや消し加工は、例えばサンドブラスト加工等により行うことができる。

本実施形態に係るカメラ７の構成について図７Ａ～８Ｂを参照して説明する。図７Ａは車両の車幅方向に沿ってカメラ７を見た、カメラ７の構成例を示す正面図であり、図７Ｂはカメラ７を示す上面図であり、図７Ｃは図７ＢにおけるＡ－Ａ線に沿う断面図である。図８Ａは拡散板８３の一部を示す斜視図であり、図８Ｂは図８ＡにおけるＢ－Ｂ線に沿う断面図である。

図７Ａ～７Ｃに示すように、カメラ７は、後述する光源部８の発光素子８１が実装された回路基板１００に固定され、光源部８から放射されて検出ライン６で反射した非可視光（近赤外光）が入射する光学系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、入射レンズ７１ａ及び集光レンズ７１ｂ～７１ｄを保持する鏡筒７３と、光学系７１及び鏡筒７３を回路基板１００に保持するマウント７４と、を有している。また、光学系７１は、ドアトリム２３の上面Ｓ（図４Ａ，４Ｂに示す）に形成されたトリム開口２３ａに対応する位置に、光学系７１の光軸Ｃがトリム開口２３ａを通るように配置されている。

図７Ｃに示すように、光学系７１は、直接的に入射する単一の入射レンズ７１ａと、入射レンズ７１ａを透過した光を撮像素子７２に集光する複数の集光レンズ７１ｂ～７１ｄと、を含んで構成される。入射レンズ７１ａは、光学系７１を構成する複数のレンズのうち、光軸Ｃに沿った方向の最も検出ライン６に近い位置に配置され、その入射面７１０がドアトリム２３の上面Ｓから露呈している。

トリム開口２３ａは、導出口２１ａ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、導出口２１ａの車室内側に光軸Ｃが位置するように配置されている。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、ドアトリム２３の上面Ｓにおける車両の後側の位置（窓ガラス３に面したドアトリム２３の上面Ｓにおける後側の位置）に設けられた孔２３ｂに配置されている。なお、ここでは、一例としてドアトリム２３の上面Ｓにカメラ７を設ける場合を説明するが、カメラ７を設置する位置は、これに限定されるものではない。

カメラ７は、ドアトリム２３の上方から孔２３ｂに挿入され、孔２３ｂの下方の周縁に設けられた係止爪２３ｄ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の鏡筒７３の先端面とドアトリム２３の上面Ｓとを一致させるように構成しているが、カメラ７の鏡筒７３の先端面は、ドアトリム２３の上面Ｓから上方に突出していてもよいし、ドアトリム２３の上面Ｓよりも下方に位置していてもよい。また、ここでは、入射レンズ７１ａの一部がトリム開口２３ａの上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がトリム開口２３ａの下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をドアトリム２３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、窓ガラス３が完全に格納される場合には、カメラ７は、その視野角が、車両の後方側においては、後方立設部２２ａの上端部から下端部まで、車両の前方側においては、前方立設部２２ｂの上端部から下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。また、窓ガラス３が完全に格納されない場合には、カメラ７は、その視野角が、後方立設部２２ａの上端部から窓ガラス３を最下部に移動させた際の窓ガラス３の上端（上縁）と後方立設部２２ａの交差位置まで、車両の前方側においては、前方立設部２２ｂの上端部から窓ガラス３を最下部に移動させた際の窓ガラス３の上端（上縁）と前方立設部２２ｂとの交差位置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、入射レンズ７１ａ及び集光レンズ７１ｂ～７１ｄ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。なお、光学系７１を構成する入射レンズ７１ａ及び集光レンズ７１ｂ～７１ｄの数は限定されず、各入射レンズ７１ａ及び集光レンズ７１ｂ～７１ｄの具体的な形状も図示のものに限定されない。

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。撮像素子７２は、回路基板１００に実装されている。

本実施形態では、光源部８は、回路基板１００に実装されて非可視光（近赤外光）を発する複数（本実施形態では４つ）の発光素子８１と、発光素子８１から発した非可視光（近赤外光）を導く導光部材８２と、導光部材８２を介して発光素子８１から発した非可視光（近赤外光）を検出ライン６に沿う方向に拡散して出射する光拡散部材としての拡散板８３と、発光素子８１と導光部材８２との間に配置されて導光部材８２を回路基板１００に対して保持する保持部材８４と、を含んでいる。

なお、本実施形態では、光源部８とカメラ７とを一体としてカメラユニット１１０を構成している。カメラユニット１１０を構成することで、カメラ７および光源部８の取り付け作業が容易になる。

図７Ａに示すように、４つの発光素子８１はカメラ７から見た検出ライン６の長手方向（車両の前後方向）に沿って配列され、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つの発光素子８１を用いて、窓ガラス用枠部２２の全体の内周面に設定された検出ライン６に非可視光（近赤外線）を照射するように構成したが、発光素子８１の個数はこれに限定されるものではなく、例えば２つあるいは６つの発光素子８１で光源部８を構成してもよい。発光素子８１は、例えば発光ダイオードから構成される。

入射レンズ７１ａの入射面７１０は、光軸Ｃに沿った方向の検出ライン６（図４Ａ及び４Ｂに示す）側に凸状に湾曲している。

導光部材８２は、回路基板１００に搭載された発光素子８１から拡散板８３まで非可視光（近赤外光）を導くものであり、例えば光導波路や光ファイバから構成される。導光部材８２は、発光素子８１と拡散板８３との間に配置されて、少なくとも一部が回路基板１００に直交する方向に延在している。

保持部材８４は、４つの発光素子８１の並び方向（車両の前後方向）に沿って延在し、発光素子８１を覆う覆い部８４０と、覆い部８４０を回路基板１００に連結する一対の柱部８４１，８４２とを有している。また、保持部材８４の覆い部８４０には、挿通孔８４０ａが形成されており、この挿通孔８４０ａに導光部材８２の端部が挿通している。

図７Ｂに示すように、入射レンズ７１ａはその光軸Ｃに沿って見た場合の形状が略長方形状であり、その長手方向における長辺が直線状で、かつ、その短手方向における短辺が所定の曲率で凸状に湾曲している。より詳細に述べると、カメラ７を光軸Ｃに沿って見た場合に入射レンズ７１ａの光軸Ｃが入射面７１０に交差する点を中心点Ｏとしたとき、入射レンズ７１ａは、中心点Ｏから短辺までの距離Ｒを半径とする仮想円Ｓ（二点鎖線で示す）のカメラ７から見た検出ライン６の長手方向と直交する方向の両端部が切り欠かれた非円形である。なお、入射レンズ７１ａの形状は、これに限定されるものではなく、少なくとも、光源部８が配置される側の一方の端部が切り欠かれていればよい。

ここで、上記した仮想円Ｓの直径をＤとし、カメラ７の入射レンズ７１ａの短手方向における幅をＴとし、入射レンズ７１ａと拡散板８３との間の距離（入射レンズ７１ａの長手方向に平行な方向で、かつ中心点Ｏを通る仮想線Ｐ_１と、仮想線Ｐ１に平行で、かつ拡散板８３の短手方向における中点Ｍを通る仮想線Ｐ_２との間の距離）をＬとすると、例えば、直径Ｄが２３．５ｍｍのときに、幅Ｔは、５．７ｍｍであり、距離Ｌは７．８５ｍｍである。

拡散板８３は、光軸Ｃに沿って見た場合の形状が入射レンズ７１ａの長手方向に沿って延在した略長方形状であり、入射レンズ７１ａの切り欠かれた部位に配置されている。また、拡散板８３は、回路基板１００に対して垂直な方向において、入射レンズ７１ａとその短手方向（車幅方向）に隣接する位置に配置されている。また、拡散板８３は、図略のホルダによって回路基板１００に保持されている。

また、図８Ａに示すように、拡散板８３は、板状の基部８３０と、基部８３０の発光素子８１に対向する面とは反対側の平面８３０ａ（検出ライン６側に対向する面）から突出した複数の突起部８３１とを有している。複数の突起部８３１は、基部８３０の短手方向に沿って延在して、長手方向に沿って配列している。図８Ｂに示すように、拡散板８３は、導光部材８２を介して受光する発光素子８１の非可視光（近赤外線）を、複数の突起部８３１によって、拡散板８３の長手方向に沿って拡散する。つまり、拡散板８３は、発光素子８１から発した光を検出ライン６に沿う方向に拡散するよう構成されている。

本実施形態では、光源部８の拡散板８３が入射レンズ７１ａの切り欠かれた部分に配置されているが、これに限定されず、光源部８の少なくとも一部が切り欠かれた部分に配置されていればよい。つまり、例えば、光源部８の発光素子８１又は拡散板８３の一部が、光軸Ｃに沿った見た場合に入射レンズ７１ａに重なるように配置されていてもよい。あるいは、光源部８の発光素子８１自体が入射レンズ７１ａの切り欠かれた部分に配置されるように構成されていてもよい。

以上説明したカメラ７の構成により、例えば、入射レンズ７１ａが円形である場合と比較して、光源部８の拡散板８３と、入射レンズ７１ａとの距離を短くすることが可能である。これにより、観測角θを小さくすることができ、撮像素子７２で受光される光量の低下が抑制される。つまり、所定の輝度を得るのに必要な発光素子８１の配置数量を削減することができる。

次に、開閉体駆動装置１の制御フローについて説明する。

図１０に示すように、開閉体駆動装置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と光源部８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。

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と光源部８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。

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、本実施形態に係る開閉体駆動装置１では、検出ライン６がマイクロビーズ型の再帰性反射材によって形成されており、カメラ７の入射レンズ７１ａが円形レンズの径方向の両端部が一部切り欠かれた非円形に形成され、かつ、光源部８の拡散板８３が入射レンズ７１ａの切り欠かれた部位に配置されている。

このように構成することで、入射レンズ７１ａの実質的な口径を小さくすることなく、光源部８とカメラ７の入射レンズ７１ａの光軸Ｃとの距離を短くすることができる。これにより、光源部８から放射されて再帰性反射材によって形成された検出ライン６で反射した光がカメラ７の入射レンズ７１ａに入射される際の光量の低下を抑制することができるので、発光素子８１の配置数量を最小限にすることができ、あるいは、低輝度の安価な発光素子によって光源部８を構成することができる。

より詳細に述べると、例えば、円形の入射レンズを用いた場合は、光源部８とカメラ７の入射レンズ７１ａの光軸Ｃとの距離が本実施形態に比べて大きくなる。これに伴って、円形の入射レンズの場合は観測角が大きくなるため、発光素子８１の配置数量を増加するか、あるいは、発光素子８１に高輝度な素子を用いることによって光量の低下を防ぐことができる一方で、製造コストが増大してしまう。しかし、本実施形態によれば、光源部８とカメラ７の入射レンズ７１ａの光軸Ｃとの距離を短くすることにより観測角を小さくでき、その結果、所望の輝度値を満たすために必要な発光素子の配置数を最小限にすることができるため、上記したような発光素子８１に対するコストの増大を抑えることができる。つまり、製造コストの低減を図ることができる。さらに、比較的安価なマイクロビーズ型の再帰性反射材を検出ライン６に用いてコストを抑制しつつも、カメラ７にて十分な強度の非可視光を検出することが可能になる。その結果、コストを抑制しつつも、挟み込みのおそれがある異物を確実に検出することが可能な開閉体駆動装置１を実現できる。

次に、変形例について図１１及び１２を参照して説明する。図１１は、変形例に係る開閉体駆動装置におけるカメラユニット１１０の設置位置を示し、ドア２を車室側の上方から見た説明図であり、図１２は、変形例に係るカメラ７の構成例を示す光軸Ｃに沿った方向から見た上面図である。変形例に係る開閉体駆動装置は、その光源部の構成が本実施形態に係る光源部８と異なる他は、本実施形態に係る開閉体駆動装置と同様に構成されている。図１１及び１２において、本実施形態について説明したものと実質的に同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。なお、図１２では、その上下方向が車両の車幅方向であり、その左右方向が車両前後方向である。

図１１に示すように、変形例に係るカメラユニット１１０はドアトリム２３の上面Ｓにおける前方立設部２２ｂの近傍に配置され、検出ライン６の全体に亘って窓枠２５内のほぼ全体が検出範囲となるように構成されている。カメラユニット１１０は、本実施形態と同様に、光源部８とカメラ７とで構成されている。なお、変形例においては、検出ライン６が後方立設部２２ａと上方延設部２２ｃにのみ形成されていればよい。

図１２に示すように、変形例に係るカメラ７の入射レンズ７１Ａの形状が本実施形態に係る入射レンズ７１ａの形状と異なり、この形状の差異に伴って導光部材８２，拡散板８３，及び保持部材８４の配置が異なっている。

より具体的には、変形例に係る入射レンズ７１Ａは、カメラ７から見た上方延設部２２ｃにおける検出ライン６の長手方向の端部が切り欠かれた半円状である。変形例に係る光源部８の拡散板８３は、検出ライン６の長手方向と直交する方向に延在し、入射レンズ７１Ａの切り欠かれた部位に配置されている。

変形例に係る導光部材８２は、回路基板１００に搭載された発光素子８１から拡散板８３まで非可視光（近赤外光）を導くものであり、例えば光導波路や光ファイバから構成される。導光部材８２は、発光素子８１と拡散板８３との間に配置されて、少なくとも一部が回路基板１００に直交する方向に延在している。変形例に係る保持部材８４は、拡散板８３の長手方向に沿って延在する覆い部８４０を有し、覆い部８４０が複数の発光素子８１を覆っている。発光素子８１は、覆い部８４０の長手方向に沿って配列している。ただし、発光素子８１の並び方向はこれに限定されず、例えば検出ラインの方向に沿って配列されていてもよい。この場合には、保持部材８４の覆い部８４０を検出ライン６の長手方向に沿って延在するように構成すればよい。

上記のように構成された変形例においても、入射レンズ７１Ａの実質的な口径を小さくすることなく、光源部８とカメラ７の入射レンズ７１Ａの光軸Ｃとの距離を短くすることができるので、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

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。また、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、開閉体駆動装置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３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。

さらに、上記実施形態では、窓ガラス用枠部２２を有するドア２に適用する場合を説明したが、本発明は、ドア２側に窓ガラス用枠部２２を有さないハードトップドアにも適用可能である。

さらにまた、本発明の開閉体駆動装置１は、車両のドア２の窓ガラス３を自動で昇降させる車両用窓ガラス昇降装置に限らず、開口を有する枠部に対して開閉体を開位置と閉位置との間で移動させるあらゆる装置に適用可能である。

また、上記実施形態では、光源部８が、回路基板１００に搭載された発光素子８１から拡散板８３まで非可視光（近赤外光）を導くものとして導光部材８２を備えていたが、この導光部材８２は必ずしも必須の構成要素ではなく、導光部材８２を備えていなくてもよい。この場合には、発光素子８１を拡散板８３の直下に配置して、発光素子８１から発せられる非可視光を直接拡散板８３に入射するように構成すればよい。

また、上記実施形態では、カメラ７の撮像対象が車両の窓枠に沿って設けられた検出ライン６と、検出ライン６に沿った近傍の部位となるので、例えば、カメラ７の撮像対象が広範囲となる一般的な進入監視等のシステムの場合に比較して、検出ライン６撮像対象の範囲が小さい。そのため、本実施形態に係るカメラユニット１１０のように、開口２５ａから見た場合に拡散板８３が入射レンズ７１ａに重なる位置に配置した構成が好適である。

また、上記実施形態では、図４Ａに示すように、光源部８がカメラ７よりも車室外側に配置されているが、配置される位置はこれに限定されるものではなく、例えば光源部８がカメラ７よりも車室内側に配置されていてもよい。

１　開閉体駆動装置
３　窓ガラス（開閉体）
４　駆動機構
５　制御部
５１　検出部（検出手段）
５２　挟み込み防止部（挟み込み防止手段）
６　検出ライン
７　カメラ
７１ａ、７１Ａ　入射レンズ
８　光源部
８１　発光素子
８２　導光部材
８３　拡散板
２５　窓枠（枠部）

Claims

開口を有する枠部に対して開閉体を開位置と閉位置との間で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、
非可視光を発する発光素子を有し、前記枠部の少なくとも一部に沿って再帰性反射材によって形成された検出ラインに前記非可視光を放射する光源部と、
前記光源部から放射されて前記検出ラインで反射した前記非可視光が入射する入射レンズを有するカメラとを備え、
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開閉体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、前記開閉体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、
前記入射レンズは、その光軸方向から見た場合に、その端部が切り欠かれて非円形に形成され、前記光源部の少なくとも一部が前記切り欠かれた部分に配置されている開閉体駆動装置。
前記入射レンズは、前記カメラから見た前記検出ラインの長手方向に対して直交する方向の少なくとも一方の端部が切り欠かれている、請求項１に記載の開閉体駆動装置。
前記光源部は、前記発光素子から発した光を前記検出ラインに沿う方向に拡散する光拡散部材を有し、前記光拡散部材が前記切り欠かれた部分に配置されている、請求項１又は２に記載の開閉体駆動装置。
前記カメラは、前記発光素子が実装された基板に固定され、
前記光源部は、前記発光素子から発した光を前記光拡散部材に導く導光部材を有する、請求項３に記載の開閉体駆動装置。
請求項１～４の何れか１項に記載の開閉体駆動装置を備え、
前記開閉体は、車両のドアに設けられた窓ガラスであり、
前記枠部は、全閉状態における前記窓ガラスの外縁に接する窓枠であり、
前記駆動機構は、前記車両のドアに配置されて前記窓ガラスを上下方向に移動させる車両用ドア。
請求項５に記載の車両用ドアを備えた車両。