JP2003520976A - 機械作動型閉動作装置用安全連動装置 - Google Patents

機械作動型閉動作装置用安全連動装置

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JP2003520976A JP2001555187A JP2001555187A JP2003520976A JP 2003520976 A JP2003520976 A JP 2003520976A JP 2001555187 A JP2001555187 A JP 2001555187A JP 2001555187 A JP2001555187 A JP 2001555187A JP 2003520976 A JP2003520976 A JP 2003520976A
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オコーナー，クリストファー，ジェイ．
ホーリー，ステフェン，エー．
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Abstract

(57)【要約】 本発明目的の検知システムはパワーサンルーフ（２２）、パワーウィンドー、パワードアまたはパワーハッチ等の自動化され動力を備えた閉動作装置のピンチゾーン内での対象物の存在を検知するために光三角測量モジュールを用いている。光三角測量モジュールにはエミッタ（１６０）と位置感応検知器（１５６）が備えられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 関連出願とのクロスリファレンス 該当なし。 合衆国後援研究開発に関する記述 該当しない。 発明の背景 本発明は安全連動装置に関し、より詳細にはパワーウィンドー、パワーサンル
ーフ、パワードアまたはハッチ等の自動閉動作装置の周辺に位置するピンチゾー
ン内における対象物の存在について表示を与える方法及び装置に関する。
【０００２】 自動車ウィンドー、サンルーフ及びスライド式ドア等の開口部の閉操作は現状
一般的にはモーター駆動である。自動車の運転者あるいは乗員の便宜上、パワー
ウィンドーには運転者あるいは乗員からの簡単かつ短い指令後の開口部の自動開
閉にはしばしば制御上の特徴が付与される。他方、開口部の自動開閉を別の装置
、例えば雨あるいは温度センサからの入力に対応させることも可能である。例え
ば、ドライバー側の窓はウィンドー制御スイッチの一部を一瞬持ち上げることに
よって簡単にいずれか下側の位置から完全に閉じる位置まで押し上げるように指
令することができる。かかる操作は時には「高速閉動作」特性と呼ばれる。この
特性は自動車用サンルーフへも共通して付与されるものである。自動車メーカー
は同様にこれらの特性をパワードア、ハッチ等にも付与されるものである。かか
る自動化された開口部の閉動作特性は他の多様な家庭用器具及び工業用装置にも
利用可能なものである。
【０００３】 しかしながら、追加的な便宜性の付与に加え、かかる特性にはこれまで遭遇し
たことのない危険が伴う。無生命対象物ならば、開口部を自動的に閉める指令が
与えられた時にそれが開口部内にあっても構わない。例えば、自動ウィンドー閉
動作装置はペットが窓の外へ頭を出している時に相互連結された雨センサに当た
った雨によって作動する可能性がある。さらに、ドライバー、他の乗員あるいは
子供が誤って閉作動されたウィンドーあるいはサンルーフから子供が頭を出して
いる例も挙げられる。
【０００４】 このような起こりうる悲惨な事故あるいはパワーウィンドーやサンルーフに挟
まれる介在物を含む資産の損害を避けるため状況を検知してウィンドーの高速閉
作動指令が出されても一定期間閉動作を起こさないシステムが開発されている。
例として、ウィンドーが閉状態へ到達するまでに要する時間をモニターするシス
テムが考えられる。もし時間的しきい値を超えた場合にウィンドーが自動的に下
がるシステムである。他にウィンドーを駆動するモーターへ流れる電流をモニタ
ーするシステムも考えられる。電流が閉動作中の不適当な時にしきい値を超えた
場合に窓が再び下がる機構である。
【０００５】 かかる安全システムにおける問題点は、介在対象物が間に挟まって、安全機構
がウィンドーを下げあるいはサンルーフまたは他の閉動作装置を逆戻りさせるま
での不定期間ウィンドーあるいは他の閉動作装置の閉動作応力を受けなければな
らないことである。かかるシステムでは人的損傷あるいは資産の損害が猶起こり
得るのである。さらに、ウィンドーの駆動システムに機械的故障が起こった場合
、あるいはヒューズがとんだ場合は人あるいは対象物が挟まれたままになってし
まう。
【０００６】 開口部内に介在する対象物の存在を検知する非接触型対象物検知システムが既
知である。このシステムは例えば防犯システムやガレージドア安全連動装置にお
いて開口部を横切る光ビームの遮断を検知するために採用されている。他に各開
口部の直近あるいはそれを通って延びる介在対象物を検知するため、窓、サンル
ーフ及びスライド式ドア等のモーター作動の閉動作装置を備える自動車開口部に
使用されるシステムがある。これにより、指あるいはウィンドー等の介在物が閉
作動中に開口部を通って延びたときに開口部閉動作装置の不適当な操作が防止さ
れる。この閉動作装置は介在する検知対象物と接触することを要さない。
【０００７】 かかる対象物検知システムは介在する対象物の存在あるいは不存在を判定する
ため反射される信号の大きさを測定するものである。エミッタは開口部を横切っ
て該開口部の対向側へ向けて光ビームを射出する。妨害のない開口部では射出さ
れたビームの少なくとも一部が該開口部の対向側から反射される。エミッタの近
傍に配置された受光器は反射された光ビームを受け取り反射されたビームの強度
を表す出力信号を発生する。前記対向側からの反射は通常前記受光器へ戻される
公称強度の反射信号を生ずる。光ビームの通路にある介在対象物は、検知器出力
信号において反映される条件である反射された光ビームの強度を変化させる。こ
のように、光ビーム通路中に対象物がある場合の検知器出力信号は対象物のない
場合の検知器出力信号と異なるのである。介在対象物の反射力及び開口部周囲の
反射特性に依存して、検知器出力信号は検知器からの公称出力信号よりも大きく
なったり小さくなったりする。
【０００８】 対象物までの距離を表す出力信号を発生するために用いられる距離測定三角測
量センサが既知である。かかるセンサとしては、例えば米国シャープマイクロエ
レクトロニクス社、在ワシントン州カマスから販売されているモデル番号GP2D02
及びGP2D05の距離測定センサがある。かかるセンサには、ここでは光三角測量セ
ンサと称するが、共通の容器にエミッタと近接する検知器とが内蔵されている。
【０００９】 かかるモジュールにおいて採用されている検知器は位置感応検知器（ＰＳＤ）
と呼ばれ、この検知器は反射されたビームがＰＳＤ表面に当たる位置を表す信号
を与えるものである。前記モジュールは一般的にはエミッタが目標対象物の方向
へ光ビームを射出するように配置される。光ビームは目標対象物から反射して離
れＰＳＤ表面上へ衝突する。前記エミッタと検知器との距離は固定されているの
で、目標対象物までの距離はＰＳＤから得られた出力信号に基づいて三角測量手
法を介して測定することができる。目標対象物が前記モジュールへ近接している
場合、エミッタによって射出されかつ前記対象物から反射して離れた光ビームは
エミッタよりさらに遠く離れたＰＳＤへと衝突する。光三角測量モジュールは現
在までモジュールやカメラ内臓の焦点システムにおけるような目標対象物との距
離測定用に利用されてきた。
【００１０】 従って、人間や資産に関し動作中の身体の一部や部材の損傷及び破損を防止す
るために、自動化された閉動作装置に近接するピンチゾーン内の対象物の存在を
検知することができる安全連動装置を提供することは有益である。
【００１１】 発明の要約 ピンチゾーン内での対象物の存在を表す信号を与える方法及び装置が開示され
ている。ピンチゾーンの境界は自動閉動作装置の種類によって変動する。例えば
、自動閉動作装置が動力で補助されたパワーサンルーフ、パワーウィンドーまた
はパワードア等のスライド式閉動作装置である場合、ピンチゾーンは閉動作装置
の前縁と、閉動作装置前縁と開口部の境界部分を限定する開口部の一部とによっ
て境界を限定される。もし閉動作装置が動力を備えるヒンジ式ドアまたはハッチ
、あるいは動力を備えた回転式ドアから構成される場合は、ピンチゾーンは一般
的にはドアまたはハッチの前縁が接近する開口部の端部と、ドアまたはハッチの
前縁の移動通路中の開口部端に近接するラインによって境界が定められる面であ
る。
【００１２】 前記閉動作装置がスライド式閉動作装置から構成されている一実施態様におい
て、エミッタと位置感応検知器（ＰＳＤ）を備える光三角測量モジュールは、モ
ジュールのエミッタがピンチゾーンを通過し、該ピンチゾーンの向かい側の反射
面から前記モジュール内のＰＳＤへと反射する赤外線（ＩＲ）ビームを射出する
ように前記閉動作装置のスライド移動面に近接して選択的に位置取りを行う。前
記ＩＲ光ビームはピンチゾーン内に対象物が存在しない状態では公称位置でＰＳ
Ｄ表面へ衝突する。対象物が射出されたＩＲビームの通路内のピンチゾーン内に
存在する場合、該ＩＲビームは対象物からＰＳＤ上の異なる位置へと反射される
。ＰＳＤはピンチゾーン内の対象物の存在を表示するために分析される出力信号
を与える。前記出力信号は動力を備える閉動作装置の移動を止め、前記閉動作装
置を逆戻りさせ、警報機を作動させ、あるいはこれらの動作の組合せを行うため
に用いられる。
【００１３】 他の実施態様においては、前記光三角測量モジュールはパワーハッチ、パワー
ヒンジ式ドアあるいは回転ドアのピンチゾーンに近接して配置される。より詳細
には、モジュールは、ピンチゾーンを通過して上記したようにピンチゾーン内に
対象物がない状態で該ピンチゾーンの向かい側の反射面からピンチゾーン内に対
象物がない状態でＰＳＤ表面上の公称位置へと反射するＩＲ光ビームをエミッタ
が射出するように位置を選んで配置される。ピンチゾーン内に対象物が存在する
場合は、モジュールエミッタによって射出された光ビームは対象物からＰＳＤ表
面上の異なる位置へと反射される。ＰＳＤ出力信号の相違の検知に応答して、当
て嵌まる条件下において、パワードアまたはハッチの移動は停止され、あるいは
逆戻りされる。
【００１４】 さらに、上記の自動閉動作装置のピンチゾーン内の対象物の検知においてより
信頼性を高めるため、ＩＲ反射振幅検知システムを光三角測量モジュールと組み
合わせて利用できる。前記ＩＲ反射振幅検知システムにはＩＲエミッタ及びエミ
ッタに近接して配置されたＩＲ振幅検知器が好ましい場合は共通の収納構造中に
含まれている。一実施態様においては、前記ＩＲ反射振幅検知システムは前記光
三角測量モジュールと共通の収納構造を共有している。前記ＩＲエミッタは、ピ
ンチゾーン内に対象物がない状態でピンチゾーンの向かい側の１または２以上の
反射面からＩＲ振幅検知器へと反射されて戻るほぼ平面状の光ビームを射出する
。対象物が前記ＩＲエミッタによって射出された光ビームの通路上に入った場合
は、受けたＩＲ光ビームの振幅変化がＩＲ振幅検知器によって検知される。前記
ＩＲ振幅検知器の出力は分析あるいはしきい値処理されてピンチゾーン内の対象
物の存在についての表示を与える。前記ＩＲ振幅検知器あるいはＰＳＤのいずれ
か、あるいは双方によるピンチゾーン内の対象物存在の検知の結果によって、動
力を備えた閉動作装置の移動が停止されあるいは逆戻りされ、及び／または警報
が発せられる。
【００１５】 本願開示のシステムは侵入検知にも採用できる。例えば、閉動作装置がパワー
ウィンドーであり、駐車中に自動通気が可能とされていれば、何者かが部分的に
低く下げられた車の窓を抜けて車内へ不法侵入すること、あるいはドアロックの
開錠を目的として開けられた窓を通して物を挿入することが可能である。かかる
状況下における監視は持続的あるいは周期的に行えるが、後者の場合は電力消費
が少ない点で利点がある。
【００１６】 本発明の他の態様、特色及び特徴について以下に詳細に説明する。
【００１７】 発明の詳細な説明 パワーサンルーフ、パワーウィンドー、あるいはパワードアまたはハッチ等の
自動閉動作装置のピンチゾーン内での対象物の存在を検知する方法及び装置が開
示されている。ここで記載される各実施態様においては、前記自動閉動作装置の
ピンチゾーン内の対象物の存在を表示するために光距離測定センサが用いられる
。ピンチゾーン内での対象物の存在の表示に応答して、閉動作装置がピンチゾー
ンを通過して動作を継続した場合に起こり得る人的損傷あるいは資産の破損を最
小限に防止するために前記自動閉動作装置の動作を停止あるいは逆戻りさせるこ
とが可能である。本発明の他の実施態様においては、反射ＩＲ振幅検知システム
が自動閉動作装置のピンチゾーン内における対象物検知の実効性を向上するため
に前記光距離測定センサと連結して用いられている。
【００１８】 図１ａ−１ｃは光三角測量モジュールと連結したパワーサンルーフを説明する
図である。図１ａに示すように、自動車用ルーフ１０は閉動作装置端部１４によ
り境界を限定された開口部１２を備える。サンルーフパネル２２はルーフ１０内
を開位置（図１ａ参照）と閉位置（図１ｃ参照）間をスライドして移動できる。
前記開位置にある時、サンルーフ２２はルーフ１０中へ収納され新鮮な空気と日
光を車内へ取り入れさせ、及び閉位置にある時はサンルーフ２２は慣用的方式で
開口部を密閉する。
【００１９】 図解された閉動作装置に関わるピンチゾーンは、開口部１２の閉位置端部１４
、開口部１２側面１６，１８、及び閉位置端部１４から所定距離後方に位置する
点線ＡＡによって境界が限定される部分である。この距離は人間の頭等の対象物
３０が閉位置端部と点線ＡＡ間のピンチゾーンを通過できるように選択できる。
ピンチゾーン内の対象物の存在を検知し、対象物がこのゾーン内に存在する時サ
ンルーフ２２の閉動作を停止することによって、例えサンルーフ２２を閉じるサ
ンルーフ制御機構が作動した時にサンルーフ２２を通して子供やペットの頭ある
いは手足、あるいは対象物の部分が延び出ていても人的損傷あるいは資産の破損
の蓋然性を最小限にすることが望ましい。
【００２０】 ピンチゾーン内での対象物３０の存在を検知するため、図１ｂに示すように、
スライド式サンルーフの移動平面の下側に光三角測量モジュール３２が取り付け
られる。この光三角測量モジュール３２には共通の収納容器中に収容された赤外
線ＩＲエミッタ３４及び位置感応検知器３６が含まれている。前記モジュール３
２はピンチゾーンの一端の近接部位とサンルーフ２２移動通路平面下方へ場所を
選んで取り付けられる。この位置の自動車用ルーフライナーは急激な突出を最小
限に抑えながらモジュール３２の受け取りに適応していることが好ましい。別の
実施態様においては、前記エミッタ３４及び検知器３６は別個の収容構造中に配
置されている。
【００２１】 ピンチゾーン内に対象物がない場合には、エミッタ３４から射出されたビーム
３８ａはピンチゾーンを横切ってピンチゾーンの対向側のサンルーフ２２の移動
面下方に適合して取り付けられた反射器４０へと衝突する。この射出されたビー
ム３８ａは反射器４０から反射されて離れ、第一位置にある位置感応検知器３６
へと衝突する。
【００２２】 前記光三角測量モジュール３４の操作理論が図１ｄを参照して開示されている
。ＩＲダイオードはエミッタ直前にあるレンズ等の光学的構成部分によって焦点
調整された変調ビームを射出する。このビームは対象物に当たり、その光の一部
は反射されて受光部を通ってＰＳＤへと戻される。一実施態様においては、ＰＳ
Ｄはフォトダイオード配列として具現される。対象物Ａはエミッタへより近接し
ているので、そこから反射された光は遠くにある対象物Ｂからの光よりも大きな
角度でＰＳＤレンズ内へと入る。光がフォトダイオードの一つに当たると、フォ
トダイオードが受けた光量に比例して電流が流れる。出力電流はしきい値レベル
と比較され、前記フォトダイオード配列上の照明を受けた部位に比例した電圧が
発生する。出力電圧と対象物距離間との所定の対応関係は反射対象物までの距離
を決定するために参照される。しかしながら、本願においては絶対距離を決定す
る必要はない。むしろ、行われるべき唯一の決定は、モジュールに対向して配置
された反射器を含んでいてもよい遮断物のない開口部周囲よりも反射させる対象
物が三角測量モジュールにより近接しているかどうかである。さらに別の実施態
様においては、遮断物に関する試験は、反射された光エネルギーが遮断物のない
反射器の距離よりも大きいかあるいは小さい距離にある対象物からの光エネルギ
ーであるかどうかについての試験であってもよい。
【００２３】 対象物３０がピンチゾーンへ入りサンルーフ２２移動面直下の部位を遮る場合
、射出されたビーム４２ａはその対象物３０から反射して離れ、反射されたビー
ム４２ｂは前記第一位置とは異なる位置にある位置感応検知器３６へと衝突する
。前記位置感応検知器の出力信号は比較論理（図１ｅについての説明と関連して
以下で検討する）へ与えられ、この比較論理の出力信号が公称ＰＳＤ出力信号か
ら所定の値異なる場合、該比較論理はピンチゾーン内の対象物３０の存在を表す
信号を発生する。すなわち、対象物３０が光ビーム通路へ押し込まれた場合、光
三角測量モジュール３２内部のＰＳＤは典型例として反射器４０までの距離より
短い対象物までの距離を表示できる出力信号を発生する。射出されたビーム４２
ａを単に遮る障害物あるいは実際に検知器３６の視界範囲外にあるモジュール３
２にかなり近接している障害物は、有効な距離信号を受け取らなかったモジュー
ル３２からの表示に帰する。この表示は障害物の存在を表すものとして解釈でき
る。
【００２４】 ピンチゾーン内での対象物の存在を表示する前記比較論理から出力信号の発生
があると、サンルーフ２２の移動を起こす作動器が制御されてサンルーフ２２の
閉動作を停止させる。さらに、ピンチゾーン内に対象物３０が存在することをド
ライバー及び乗員へ警告するための警報機が備えられてもよい。サンルーフの動
作を逆戻りさせることができる実施態様が構成されてもよい。
【００２５】 図１ｅは本願開示に係る目的の検知システムに用いられるエミッタ駆動論理及
び比較論理の実例のブロック図である。図１ｅに示すように、信号発生装置５０
は前記三角測量モジュールへ与える適切な制御信号を発生する。この制御信号は
内部の制御回路５２に対応してＬＥＤドライブ５４へ指令して連結されたＬＥＤ
への照射を行わせる。対象物から反射されたエネルギーはＰＳＤ５６のフォトダ
イオードへ衝突してＰＳＤ５６の信号処理回路構成へ与えられる特徴的出力を生
ぜしめる。この出力は外部の比較論理５１へ送られる前に内部の制御回路５２に
よってさらに処理される。使用される装置５５によっては、前記出力は該装置５
５からの反射性対象物の距離を明確に特徴付ける一連のパルスであってもよく、
あるいは反射性対象物が前記装置５５からの一定距離を超えているかどうかを表
示する二元の論理出力であってもよい。前記外部比較論理５１はそれに連結した
別個のメモリ（図示なし）を備えて前記装置５５から受け取ったデータを比較し
て、反射された光が遮断物からの光かあるいはモニターされる開口部の対向側に
配置された反射器からの光なのかを表示する出力を与える。もしシャープＧＰ２
Ｄ０５等の装置５５が使用されるならば、前記内部信号処理回路５６をプログラ
ム化して反射性対象物の該装置５５からの距離が一定距離以下であるならば一定
の出力を与えることができ、これにより外部比較論理５１の必要性を潜在的に無
くするものである。信号発生器５０及び比較論理５１は別々の回路に構成できる
し、あるいはプログラム可能なマイクロプロセッサへ付随するメモリ（図示なし
）を用いて実現可能である。
【００２６】 図２ａ−２ｄは、自動閉動作装置が自動車用パワーウィンドーを備え、及び１
または２以上の光三角測量モジュールがウィンドーの１または２以上の各ピンチ
ゾーン内において対象物の存在を検知するために用いられている別の実施態様を
説明するための図である。図２ａに示すように、ウィンドーの開放部分の上部空
間に沿うピンチゾーン内において対象物の存在を検知するために単一の光三角測
量モジュール１００が用いられている。このモジュール１００は自動車内部に取
り付けられ、エミッタ１０２がピンチゾーンを横切るビームを射出するように位
置を選択して配置されている。射出されたビームは反射器１０４（同様に自動車
内部に取り付けられている）によって該光三角測量モジュール１００内に収納さ
れているＰＳＤ１０６へと反射される。ウィンドーの開放部分の上部に沿ったピ
ンチゾーン内の対象物を検知する本システムの操作は他の点においては図１ａ−
１ｄに関して上述した操作に順ずる。前記反射器１０４は射出されたＩＲビーム
のかなりの部分をＰＳＤ１０６へ反射する材料であればいかなる材料を用いて構
成してもよい。前記反射器は別個の反射器素子でも、自動車の内装と一体として
もよく、あるいは内装品それ自体でもよい。かかる反射器の実施態様における変
形は本願で開示するすべての実施態様についても適用される。
【００２７】 図２ｂに示すように、光三角測量モジュール１１０及び反射器１１２は開放し
たウィンドーの前面部分に沿ったピンチゾーン内において対象物を検知するため
に自動車内部に取り付けることも可能である。さらに、図２ｃに示すように、開
放したウィンドーの上部及び前部双方のピンチゾーン内での対象物の検知の実効
性を高めるため反射器１２４及び１２６のそれぞれと連結した複数の光三角測量
モジュール１２０及び１２２を用いることもできる。かかるモジュール及び反射
器の位置は逆にしてもよい。最後に、図２ｄでは、単一の検知システムを用いて
開放したウィンドーの前部あるいは上部のいずれかに沿ったピンチゾーン内の対
象物を検知できるように、光三角測量モジュール１３０は開放したウィンドーの
下方前部及び開放したウィンドーの上部後方部分に沿った自動車内部に取り付け
た反射器１３２に隣接する自動車内部へ取り付けられている。
【００２８】 図３ａに示すように、光三角測量モジュール１４０を自動車Ｂピラー直近のス
ライド式ドアの開口部上端に沿った自動車内部へ取り付けて、モジュール１４０
内のエミッタがドア１４２の前部に沿ったピンチゾーンを横切るＩＲ光ビームを
射出するようにしてもよい。射出された光ビームはドア１４２開口部の対向側の
自動車内部へ取り付けた反射器１４４へ衝突して、反射器１４４は射出された光
ビームを反射してモジュール１４０収納部内の位置感応検知器へと戻す。該位置
感応検知器からの出力信号の処理は図１ａ−１ｃに関連して述べた操作に準じて
行われる。
【００２９】 図３ｂはスライド式ドア１４２の前縁部への前記光三角測量モジュールの配置
を説明する図である。ドアが進むと、射出された光ビームはドア開口部の下端の
自動車内部に取り付けた反射器１４４へ衝突して、これにより反射器１４４は射
出された光ビームを反射して前記モジュール１４０収納部内の位置感応検知器へ
と戻す。位置感応検知器からの出力信号の処理は図１ａ−１ｃに関連して述べた
処理に準じて行われる。ドア開口部に対する前記モジュール１４０の配置は他の
方法によってもよい。例えば、１または２以上の光三角測量モジュール１４０を
、Ｂピラーへ向かって光を射出しそこから反射される光を受け取るＣピラー上へ
配置してもよい。もし複数のモジュールがこの実施態様において使用されるなら
ば、どのモジュールが遮断物を検知したかは無関係であるので単一の処理素子を
使用して遮断物を検知することが可能である。
【００３０】 図４ａ−４ｃに示すように、パワーヒンジ式ドア１５４、パワーハッチ１５６
、あるいはパワー回転ドア１５８のピンチゾーン内での対象物の存在を検知する
ために光三角測量モジュール１５０を反射器１５２と連結して用いることができ
る。図１ａ−１ｃ、２ａ−２ｄ、及び３ａ−３ｂの実施態様とは対照的に、かか
る状況においては、閉動作装置はその開口平面から外へと回転する。パワーハッ
チ５６の場合、反射器（図示なし）は光三角測量モジュール１５０からのピンチ
ゾーンの対向側へ配置される。同様に、回転ドア１５８の上面図においては、反
射器も光三角測量モジュールからのピンチゾーンの対向側に配置されているが、
この上面図では見えない状態になっている。
【００３１】 すべての実施態様において、前記光三角測量モジュールと前記反射器の位置を
逆にできることは認識されるべきである。しかしながら、より大きなノイズ対信
号免疫比は各ピンチゾーンの特定の一方の側へ光三角測量モジュールを配置する
ことによって達成される。
【００３２】 本願記載の装置を含む自動閉動作装置のピンチゾーン内での対象物検知の実効
性を高めるため、反射ＩＲ振幅検知器を光三角測量モジュールと連結して用いる
ことができる。より詳細には、図５に示すように、信号発生器（図示なし）を用
いてＩＲエミッタ１６０を指定の周波数で駆動する。エミッタ１６０は、ＩＲエ
ミッタ１６０から射出されたほぼ平面状の光ビーム１６２ａが少なくともピンチ
ゾーンの一部を横切ってサンルーフ開口部周辺の潜在的な開口用内装を含む自動
車内部へ衝突するように位置を選択して配置される。遮断物がない状態で反射さ
れた信号の性能を高めるために別個に反射器１６４を備えてもよい。光通路に対
象物がない場合、前記開口部周囲ないしは反射器１６４は、射出された光ビーム
１６２（反射される部分は説明の簡潔性のため図５には図示なし）の少なくとも
一部をエミッタ１６０に隣接して位置するＩＲ検知器１６６へと反射する。ＩＲ
検知器１６６は、エミッタ１６０から検知器１６６へ通ずる光通路内の対象物の
存在または不存在を表示する出力信号を発生する。例えば、検知器１６６の出力
信号の大きさは受け取った信号強度に伴って変化する。あるいは、前記検知器出
力信号は受け取った信号の変化につれて数、期間あるいは長さにおいて変化する
一連のパルスとして与えられてもよい。
【００３３】 対象物が射出された光ビーム１６２の光域内に存在する場合、その対象物から
反射された信号はその対象物のサイズ、方位及び反射力に基づいて変化するとみ
られる。対象物がない状態で観察されたＩＲ検知器１６６からの出力信号の変化
によって前記開口部１２の被照射部位内における対象物の存在を表示できる。Ｉ
Ｒ検知器１６６の出力に変化が検知されると、制御信号が発生して自動閉動作装
置の動作が停止される。前記閉動作装置の動作は、照射部位内に対象物が検知さ
れた場合、あるいは閉動作装置の前縁がピンチゾーンへ入り遮断物を検知した場
合に画きり直ちに停止される。さらに、自動閉動作装置の移動部材の動作は、前
記光三角測量システムあるいは前記ＩＲ振幅検知器システムのいずれかから受け
取ったピンチゾーン内に対象物が存在することを表示する信号が検知されると直
ちに停止できる。
【００３４】 図５のＩＲ振幅検知器１６６は一般的にはフォトダイオード、フィルター及び
メモリを備える処理回路構成によって構成される。前記フォトダイオードは反射
ＩＲ放射に反応性の素子であり、典型例としては該フォトダイオードへ衝突する
反射された放射の振幅に比例した出力を発生する。前記フィルター及び処理回路
構成はフォトダイオードへフィルター処理を行わせてノイズ対信号比を向上させ
ものである。さらに、前記処理回路構成は連結したメモリ中のしきい値に基づい
て振幅しきい値処理を行うものである。前記のように処理されたしきい値は安定
な値であってもよいし、あるいは遮断物がない状態において先に測定された反射
エネルギーに従って動的に調整される値であってもよい。上述したように、遮断
物の認知は、開口部周囲が高度に反射性である場合は反射エネルギーの減少に帰
し、あるいは前記周囲がＩＲエネルギー吸収的ならば反射エネルギーの増加に帰
すものである。
【００３５】 ここで述べたＩＲ振幅検知器システムに用いるエミッタ及び検知器の配置は前
記光三角測量システムについて示した配置と概略同様でよいが、このＩＲ振幅検
知システム中の検知器は位置感応検知器表面上の位置よりもむしろ受け取った光
ビームの振幅を測定するものである。
【００３６】 さらに、既に閉動作が作動している上記いずれかの自動閉動作装置のピンチゾ
ーン内で対象物の検知が行われてピンチゾーン内に対象物が検知されると、もし
くは閉動作装置の前縁が単にピンチゾーン内へ入った時に直ちに閉動作装置の動
作が停止できることにさらに注目しなければならない。
【００３７】 さらに、図５に示した光三角測量検知システム及びＩＲ振幅検知システムの組
合せは上述したいずれかの自動閉動作装置と連結して用いられることを理解すべ
きである。
【００３８】 本願開示による検知装置は、動力を備える閉動作装置による対象物の捕獲を防
止するための使用に加えて、侵入検知システムの一部として利用できる。例えば
、パワーウィンドーを備える自動車には自動通気システムを設けることが可能で
ある。かかるシステムの場合、自動的にウィンドーあるいはサンルーフを所定量
開けて車内の熱い空気を車外へ排出できる。どの程度開放するかによるが、侵入
者は車内へ手または他の物を入れて品物を取り出したり中へ入るため自動車のド
アを解錠することができる。上述の本発明に係るシステムは、自動通気システム
が一旦作動した後に持続的に開放部分を監視するために利用が可能である。対象
物が検知された場合は、警報機を鳴らすこともできるし、あるいは状況にもよる
が、閉動作装置が閉じるように指令することも可能である。但し、後者を選択す
る場合は侵入者あるいは介在する物を損傷する可能性があることを考慮しなけれ
ばならない。かかる検知の対応手段として、自動車の点火装置を不能にする対応
、あるいは離れた受信者へ侵入者には聞き取れない警報信号を自動通信する等の
対応が挙げられる。本方式による検知システムに要するサイクル当たりのバッテ
リー効率は通常の閉操作と連関する遮断物検知システムに要する電力よりも低く
なる。
【００３９】 前記の説明を通して例示し及び図１ｄに示したＩＲ距離測定システムを使用す
る代わりに他の装置を用いてもよい。例えば、前記ＩＲ振幅検知システムを超音
波システムに置き換えてもよい。超音波エネルギーに基づく距離測定システムは
、伝送された超音波音声のバーストと反射されたそれとの短時間の間隔を測定す
ることによってそのビーム通路中の対象物までの距離測定を実現するものである
。応用場面によって、およそ２インチから３フィートまでの検知範囲をもつ広狭
のビームユニットを用いることができる。ＩＲ距離測定システムを用いる場合は
対象物までの絶対範囲は必要とならない。むしろ、ある距離から他の距離までの
反射面の偏差を対象物の存在を認知する根拠として用いることができる。
【００４０】 さらに他の実施態様において、温度センサをＩＲの変わりに用いることができ
る。人の体温は１０ミクロンのピーク黒体放射に対応する。この波長に適するセ
ンサは自動のインドアあるいはアウトドア光スイッチにおいてしばしば見かける
パイロ電気型のものである。大部分のパイロ電気型放射検知器においては、放射
は、放射吸収を電磁波スペクトル全体の５０％以上にするように調節できる厚さ
の薄型電極によって吸収される。放射性対象物の存在下で電極温度に生じた変化
は出力電気信号に対応した変化を生ずる。電気信号の変化は連結された処理回路
構成によって対象物が目標とする範囲にあるか否かを判定するため一定の期待値
範囲と比較される。
【００４１】 さらに、他の実施態様においては、ＲＦ距離測定システムを利用できる。かか
るシステムは送信機、アンテナ、受信機及び１個のプロセッサから成る最も単純
な形態に構成されている。送信機は電磁波エネルギーを与える役割を果たし、一
方アンテナは放射されたエネルギーを望ましい方向へ向ける進路の定まったビー
ムへと集中させる働きをする。ＲＦビームの指向性ビームはモニターされる部分
、すなわち本発明ではピンチゾーン、を横切るように射出される。ビーム内の対
象物は電磁波エネルギーの一部を反射させて本発明システムへと戻す。前記アン
テナはエコー信号中に含まれるエネルギーを集めてそれを受信機へと搬送する。
戻されたエネルギー受信機によって増幅された後レーダープロセッサにより分析
される。レーダープロセッサはエコーを分析して対象物が存在するか否かを確認
する。
【００４２】 当業者はさらに上述した閉動作通路の開口部内での対象物検知を行う方法及び
装置の変形及び変更を本願において開示された本発明概念から逸脱することなく
為し得ることを認識すべきである。従って、本発明は付属の特許請求の範囲に記
載された範囲及び精神によってのみ限定されることが理解されなければならない
。
【図面の簡単な説明】 本発明は以下の詳細な記載を図面と関連付けて参照することによって、より完
全な理解が得られるものである。
【図１ａ】本発明の対象物検知システムを用いたサンルーフの開位置にある状
態を示す上面図である。
【図１ｂ】図１ａの自動車ルーフの線ＢＢに沿って切断し、自動車の前面へ向
かって見た場合の側面断面図である。
【図１ｃ】本発明の対象物検知システムを用いたサンルーフの閉位置にある状
態を示す上面図である。
【図１ｄ】本願開示の発明に用いられた場合の光三角測量モジュールの操作理
論を説明するための模式図である。
【図１ｅ】本願開示の発明に用いられた場合の光三角測量モジュールのブロッ
ク図である。
【図２ａ】開状態の自動車ウィンドーの上部に沿ったピンチゾーン内での対象
物の検知への光三角測量モジュールの使用を説明するための自動車ウィンドーの
側面図である。
【図２ｂ】開状態の自動車ウィンドーの前面部に沿ったピンチゾーン内の対象
物の検知への光三角測量モジュールの使用を説明するための自動車ウィンドーの
側面図である。
【図２ｃ】開状態の自動車ウィンドーの前面部及び上部に沿ったピンチゾーン
内の対象物の検知への複数の光三角測量モジュールの使用を説明するための自動
車ウィンドーの側面図である。
【図２ｄ】ウィンドー開放部の下方前面のコーナーからウィンドー開放部の上
方後部のコーナーへ延びる対角線に沿った対象物の検知への光三角測量モジュー
ルの使用を説明するための自動車ウィンドーの側面図である。
【図３ａ】スライド式ドア開口部のピンチゾーン内での対象物の検知のために
Ｂピラー上に配置された光三角測量モジュールの使用を説明するためのワゴン車
の部分側面図である。
【図３ｂ】スライド式ドア開口部のピンチゾーン内での対象物の検知のために
スライド式ドアの前縁部に配置された光三角測量モジュールの使用を説明するた
めのワゴン車の部分側面図である。
【図４ａ】ヒンジ式ドアのピンチゾーン内での対象物の検知への光三角測量モ
ジュールの使用を説明するための斜視図である。
【図４ｂ】ハッチのピンチゾーン内での対象物の検知への光三角測量モジュー
ルの使用を説明するための斜視図である。
【図４ｃ】回転ドアのピンチゾーン内での対象物の検知への光三角測量モジュ
ールの使用を説明するための上面図である。
【図５】自動車サンルーフのピンチゾーン内での対象物の検知への振幅検知シ
ステムと連結した光三角測量モジュールの使用を説明するための上面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E052 AA09 BA06 EA01 EA14 EA16 EB06 EC01 GA05 GA06 GA07 GB06 GC06 GD03 GD09 KA13 KA27 2F065 AA02 AA06 BB05 CC16 DD01 FF09 FF44 GG07 GG08 GG12 GG21 HH04 JJ01 JJ16 JJ18 LL21 NN01 NN08 NN17 NN20 QQ05 QQ08 QQ23 QQ25 SS09

Claims (42)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】開口部の直近へ放射線を射出するエミッタと、 前記射出された放射線の少なくとも一部を反射する反射面と、 反射された放射線を受け取る受光器、ここで前記受光器は、前記反射された放
    射線が照射する受光器上の位置に依存して出力信号を与える、から構成される開
    口部における遮断物検知回路。
  2. 【請求項２】前記反射された放射線は前記反射面から反射された前記射出放
    射線の少なくとも一部を含むことを特徴とする請求項１項記載の回路。
  3. 【請求項３】前記反射された放射線は、前記エミッタと前記反射面とを介在
    する対象物から反射された前記射出放射線の一部を含むことを特徴とする請求項
    １項記載の回路。
  4. 【請求項４】前記受光器出力信号を受け取り及び前記出力信号を比較論理に
    有効なしきい値と比較する比較論理をさら含むことを特徴とする請求項１項記載
    の回路。
  5. 【請求項５】前記しきい値を記憶する前記比較論理と通信を行うメモリユニ
    ットをさらに含むことを特徴とする請求項１項記載の回路。
  6. 【請求項６】前記受光器出力信号を受け取り及び前記出力信号を第一の許容
    可能数値の組と比較する比較論理をさらに含むことを特徴とする請求項１項記載
    の回路。
  7. 【請求項７】前記第一の許容可能数値の組を記憶する前記比較論理と通信を
    行うメモリユニットをさらに含むことを特徴とする請求項６項記載の回路。
  8. 【請求項８】前記受光器は一連のフォトダイオードを含み、各フォトダイオ
    ードは前記反射された放射線によって照射された時に特徴的出力を発することを
    特徴とする請求項１項記載の回路。
  9. 【請求項９】前記受光器出力信号に対応して前記開口部を密閉するための動
    力を備える閉動作装置を制御する制御器をさらに含むことを特徴とする請求項１
    項記載の回路。
  10. 【請求項１０】前記制御器は前記開口部内をスライドする動力を備えた閉動
    作装置を制御することを特徴とする請求項９項記載の回路。
  11. 【請求項１１】前記制御器は前記開口部に隣接してヒンジ式に動作する動力
    を備えた閉動作装置を制御することを特徴とする請求項９項記載の回路。
  12. 【請求項１２】前記エミッタは赤外線波長のエミッタで構成されることを特
    徴とする請求項１項記載の回路。
  13. 【請求項１３】前記エミッタは光発光ダイオードであることを特徴とする請
    求項１項記載の回路。
  14. 【請求項１４】前記受光器は位置感応検知器であることを特徴とする請求項
    １項記載の回路。
  15. 【請求項１５】前記開口部に直近する面へ放射線を射出する第二エミッタ、
    及び、反射された平面状の放射線を受け取る第二受光器、ここで前記受光器は前
    記反射された平面状放射線の該第二受光器における振幅に依存して出力信号を与
    える、をさらに含むことを特徴とする請求項１項記載の回路。
  16. 【請求項１６】前記受光器出力信号及び前記第二受光器出力信号に対応して
    前記開口部を密閉する動力を備えた閉動作装置を制御する制御器をさらに含むこ
    とを特徴とする請求項１５項記載の回路。
  17. 【請求項１７】前記制御器は、前記第二受光器出力信号が予測範囲の振幅値
    から前記第二の反射された放射線の変化を表示する時、前記第二受光器出力信号
    に対応することを特徴とする請求項１６項記載の回路。
  18. 【請求項１８】前記制御器は、前記受光器出力信号及び前記第二受光器出力
    信号に対応して前記動力を備えた閉動作装置の閉動作を中断しあるいは阻止する
    ことを特徴とする接続点１６項記載の回路。
  19. 【請求項１９】前記受光器出力信号は二つの可能な数値のうちの一つである
    ことを特徴とする請求項１項記載の回路。
  20. 【請求項２０】前記可能な数値の第一は、受光器位置の第一範囲内の位置を
    照射する前記反射された放射線を表示し、及び前記可能な数値の第二は受光器位
    置の前記第一範囲内の位置を照射しない前記反射された放射線を表示することを
    特徴とする請求項１９項記載の回路。
  21. 【請求項２１】開口部の一部の直近へエミッタから放射線を射出し、 前記開口部の直近の少なくとも１の表面から反射された前記射出放射線の少な
    くとも一部を受光器において受け取り、及び 前記反射され射出された放射線があった場合に該放射線を受け取った受光器上
    の位置を表示する位置信号を前記受光器によって発生することから構成される、
    開口部内で操作できる動力を備えた閉動作装置を備える開口部の直近での遮断物
    の検知方法。
  22. 【請求項２２】前記発生工程には、前記受光器から前記反射され射出された
    放射線を反射する対象物までの距離を表示する前記位置信号を発生する操作がさ
    らに含まれることを特徴とする請求項２１項記載の方法。
  23. 【請求項２３】前記発生工程には、前記反射され射出された放射線が前記受
    光器の第一部分で受け取られたか否かを表す前記位置信号を生成する操作がさら
    に含まれることを特徴とする請求項２１項記載の方法。
  24. 【請求項２４】前記発生工程には、前記受光器が前記射出された放射線の少
    なくとも一部を受け取ることに失敗したことを表示する位置信号を生成する操作
    がさらに含まれることを特徴とする接続点２４項記載の方法。
  25. 【請求項２５】前記位置信号が前記受光器において前記反射され射出された
    放射線のいずれかの受け取りを表示するか否かを決定する工程がさらに含まれる
    ことを特徴とする請求項２１項記載の方法。
  26. 【請求項２６】前記位置信号をしきい値と比較する工程をさらに含むことを
    特徴とする請求項２１項記載の方法。
  27. 【請求項２７】前記比較工程は前記位置信号を前記受光器から前記反射され
    射出された放射線を反射する対象物までの許容される距離を反映するしきい値と
    比較する操作を含むことを特徴とする接続点２６項記載の方法。
  28. 【請求項２８】前記比較工程に対応して前記開口部のための電力作動型閉動
    作装置を制御する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２６項記載の方法。
  29. 【請求項２９】第二エミッタから前記開口部に近接する放射線面を射出する
    工程と、 前記開口部の周囲から反射された前記射出放射線面の少なくとも一部を第二受
    光器で受け取る工程と、及び 前記第二受光器で受け取った前記反射され射出された放射線面の振幅を表示す
    る振幅信号を前記第二受光器によって生成する工程をさらに含むことを特徴とす
    る請求項２１項記載の方法。
  30. 【請求項３０】前記位置信号及び前記振幅信号に基づいて前記開口部のため
    の動力作動型閉動作装置を制御する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２
    ９項記載の方法。
  31. 【請求項３１】開口部の直近へ焦点調整された光エネルギービームを射出す
    る第一エミッタと、 前記開口部の直近にあり、前記反射され焦点調整されたビームが受け取られる
    前記第一受光器上の位置を表示する第一出力信号を発生する１または２以上の反
    射面から反射された前記射出され焦点調整されたビームの少なくとも一部を受け
    取る第一受光器と、及び 前記第一出力に対応して前記動力を備えた閉動作装置を制御する制御器から構
    成されることを特徴とする動力を備えた閉動作装置によって密閉可能な開口部直
    近の障害物の検知システム。
  32. 【請求項３２】前記第一受光器はさらに前記開口部に直近のいずれかの反射
    面から反射された前記射出され焦点調整されたビームの少なくとも一部を受け取
    ることに失敗し及びその受け取りの失敗を表示する第一出力信号を生成すること
    を特徴とする請求項３１項記載のシステム。
  33. 【請求項３３】前記開口部直近へ光エネルギーの平面状ビームを選択的に射
    出する第二エミッタ、及び 前記開口部に直近の１または２以上の反射面から反射された前記射出された平
    面状ビームの少なくとも一部を受け取り、及び前記第二受光器によって受け取ら
    れた前記反射された平面状ビームの相対強度を表示する第二出力信号発生する第
    二受光器をさらに含んで構成され、 前記制御器は前記第二出力に対応して前記動力を備えた閉動作装置の制御を行
    うことを特徴とする請求項３１項記載のシステム。
  34. 【請求項３４】前記制御器と連結して前記第一及び第二出力の前記制御器に
    よる比較のための１または２以上のしきい値を記憶するメモリをさらに含むこと
    を特徴とする請求項３３項記載のシステム。
  35. 【請求項３５】前記第一出力は前記射出され焦点調整されたビームの少なく
    とも一部を反射する対象物と前記第一受光器間の相対距離を表示することを特徴
    とする請求項３３項記載のシステム。
  36. 【請求項３６】前記制御器は、前記相対距離がしきい値以下である場合に前
    記動力を備えた閉動作装置の動作を停止し、逆戻りさせ、あるいは阻止するよう
    に働くことを特徴とする請求項３５項記載のシステム。
  37. 【請求項３７】前記制御器は、前記相対距離がしきい値以下である場合、及
    び前記反射された平面状ビームの前記相対強度が所定のしきい値を超える場合、
    前記動力を備えた閉動作装置の動作を停止し、逆戻りさせ、あるいは阻止するよ
    うに働くことを特徴とする請求項３６項記載のシステム。
  38. 【請求項３８】前記開口部の直近へ光エネルギーの焦点調整されたビームを
    射出する工程と、 位置感応検知器上の位置で前記焦点調整されたビームの反射された一部の受け
    取りを試みる工程と、前記焦点調整されたビームの前記反射された一部が受け取
    られた場合、前記位置感応検知器上の位置を表示する第一出力信号を発生する工
    程と、及び 前記焦点調整されたビームの反射された一部が前記開口部に直近する対象物か
    ら反射されて離れるかどうかを推断するために前記第一出力信号をしきい値と比
    較する工程から構成される動力を備えた閉動作装置によって密閉可能な開口部に
    直近する対象物の検知方法。
  39. 【請求項３９】前記位置感応検知器において前記焦点調整されたビームの反
    射された一部の受け取りの失敗を表示する前記第一出力信号を発生する工程をさ
    らに含むことを特徴とする請求項３８項記載の方法。
  40. 【請求項４０】前記比較工程に対応して前記動力を備えた閉動作装置の動作
    を選択的に停止し、逆戻りさせ、あるいは阻止する工程をさらに含むことを特徴
    とする請求項３８項記載の方法。
  41. 【請求項４１】前記開口部の直近へ光エネルギーの平面状ビームを射出する
    工程と、 振幅感応検知器において前記平面状ビームの反射された一部を受け取る工程と
    、前記振幅感応検知器によって検知された前記反射された一部の振幅を表示する
    第二出力信号を発生する工程と、及び 前記平面状ビームの反射された部分が前記開口部に直近する遮断物から反射さ
    れて離れているかどうかを推断するためのしきい値と前記第二出力信号を比較す
    る工程をさらに含むことを特徴とする請求項３８項記載の方法。
  42. 【請求項４２】前記第一及び第二出力信号をしきい値のそれぞれと比較する
    前記工程に対応して前記動力を備えた閉動作装置の動作を選択的に停止し、逆戻
    りさせ、あるいは阻止する工程をさらに含むことを特徴とする請求項４１項記載
    の方法。
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