JP3286045B2 - 状態検知センサおよびそのシステム - Google Patents
状態検知センサおよびそのシステムInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、人体を検知すると同時
に、車の衝突も検知する状態検知センサと、それを用い
たシステムに関するものである。
に、車の衝突も検知する状態検知センサと、それを用い
たシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、自動車にも数多くの安全が配慮さ
れており、特に、自動車事故時の安全面において、人体
検知と同時に衝突検知が期待されている。現在、自動車
用の衝突センサは通常圧電素子が用いられている。この
圧電素子は圧力が加わることによって電圧を発生するも
のであり、この圧電素子を自動車の前面や車体の周囲に
はりめぐらせることによって、衝突によって発生した圧
電素子の信号をもとに衝突を検知し、エアバッグ等の制
御を行っている。
れており、特に、自動車事故時の安全面において、人体
検知と同時に衝突検知が期待されている。現在、自動車
用の衝突センサは通常圧電素子が用いられている。この
圧電素子は圧力が加わることによって電圧を発生するも
のであり、この圧電素子を自動車の前面や車体の周囲に
はりめぐらせることによって、衝突によって発生した圧
電素子の信号をもとに衝突を検知し、エアバッグ等の制
御を行っている。
【０００３】またさらに、エアバッグの誤動作防止や人
体が座っている座席のみのエアバッグを作動させる等の
目的で、人体検知用の赤外線センサを車内に設け、エア
バックと連動させる検討も進められている。これによっ
て、衝突した時に人がいる座席の前のエアバッグのみが
作動し、無駄なエアバックの作動を回避しながら、追突
事故による怪我を未然に防ぐことができるというもので
ある。
体が座っている座席のみのエアバッグを作動させる等の
目的で、人体検知用の赤外線センサを車内に設け、エア
バックと連動させる検討も進められている。これによっ
て、衝突した時に人がいる座席の前のエアバッグのみが
作動し、無駄なエアバックの作動を回避しながら、追突
事故による怪我を未然に防ぐことができるというもので
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自動車
の衝突を検知するために、圧電素子を自動車の前面や車
体の周囲にはりめぐらせることは、多くの費用を必要と
するため、コスト的にも非常に高く、大がかりなものと
なってしまい、また、一端衝突してしまうと修復不可能
となってしまうという問題があった。そのため、簡便な
方法で容易に衝突を検知することができ、しかも何度で
もセンシングが可能であるものが必要となってきてい
る。
の衝突を検知するために、圧電素子を自動車の前面や車
体の周囲にはりめぐらせることは、多くの費用を必要と
するため、コスト的にも非常に高く、大がかりなものと
なってしまい、また、一端衝突してしまうと修復不可能
となってしまうという問題があった。そのため、簡便な
方法で容易に衝突を検知することができ、しかも何度で
もセンシングが可能であるものが必要となってきてい
る。
【０００５】また、一方、人体検知用の赤外線センサを
用いて、車中の座席に座っている人を検知して、衝突時
に人体が座っている座席のみのエアバックを作動させる
ことにおいても、衝突センサを別に設けて、その衝突セ
ンサとの連動が必要であり、衝突センサの欠点であるコ
スト的に非常に高く、大がかりなものになってしまうと
いう欠点が生じてしまう。
用いて、車中の座席に座っている人を検知して、衝突時
に人体が座っている座席のみのエアバックを作動させる
ことにおいても、衝突センサを別に設けて、その衝突セ
ンサとの連動が必要であり、衝突センサの欠点であるコ
スト的に非常に高く、大がかりなものになってしまうと
いう欠点が生じてしまう。
【０００６】さらに、圧電体を自動車に組み込むこと自
体が非常に困難であるという避けられない欠点がある。
体が非常に困難であるという避けられない欠点がある。
【０００７】本発明は、上述のような従来のセンサの課
題に鑑み、容易に信頼性の高い低コストの状態検知セン
サおよびそれを用いたシステムを提供することを目的と
するものである。
題に鑑み、容易に信頼性の高い低コストの状態検知セン
サおよびそれを用いたシステムを提供することを目的と
するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数個の検出
部が設けられた、焦電効果と圧電効果を兼ね備えたセラ
ミック素子から なる赤外線センサと、 この赤外線セン
サが固定状態で車中の人体を一括して検知することがで
きるように、且つこの赤外線センサに赤外線を、車の１
人の座席に対して前記赤外線センサ内の１個あるいは隣
接する複数個の受光部が対応するよう集光する集光手段
と、 その赤外線センサの焦電効果と圧電効果を検知する
手段と、 検知された焦電効果信号をもとに各座席に座っ
ている人体の存在を判断する手段と、 検知された圧電効
果信号をもとに前記車の衝突を判断する手段とを備えて
おり、 この赤外線センサが車中のルームミラーの近傍、
または運転席と助手席との中間の天井、または前部と後
部座席との中間の天井のいずれかの位置に設置されてい
る状態検知センサである。
部が設けられた、焦電効果と圧電効果を兼ね備えたセラ
ミック素子から なる赤外線センサと、 この赤外線セン
サが固定状態で車中の人体を一括して検知することがで
きるように、且つこの赤外線センサに赤外線を、車の１
人の座席に対して前記赤外線センサ内の１個あるいは隣
接する複数個の受光部が対応するよう集光する集光手段
と、 その赤外線センサの焦電効果と圧電効果を検知する
手段と、 検知された焦電効果信号をもとに各座席に座っ
ている人体の存在を判断する手段と、 検知された圧電効
果信号をもとに前記車の衝突を判断する手段とを備えて
おり、 この赤外線センサが車中のルームミラーの近傍、
または運転席と助手席との中間の天井、または前部と後
部座席との中間の天井のいずれかの位置に設置されてい
る状態検知センサである。
【０００９】また、本発明は、自動車等の乗り物の原動
機が始動することによって、上記本発明の状態検知セン
サが働き、車に乗って座席の所定の位置に座っている人
体の検知を行い、以降の人体検知においては数分間の間
隔をとり、断続的にセンシングを行い、かつ、そのセン
サの圧電効果を検知することによって衝突を判断し、そ
の状態検知センサからの出力に基づいて稼動する機器と
を備え、 車の衝突を判断した場合、前記状態検知センサ
からの出力に基づいて、人体が存在する座席の場所にお
ける機器のみを稼動させる状態検知システムである。
機が始動することによって、上記本発明の状態検知セン
サが働き、車に乗って座席の所定の位置に座っている人
体の検知を行い、以降の人体検知においては数分間の間
隔をとり、断続的にセンシングを行い、かつ、そのセン
サの圧電効果を検知することによって衝突を判断し、そ
の状態検知センサからの出力に基づいて稼動する機器と
を備え、 車の衝突を判断した場合、前記状態検知センサ
からの出力に基づいて、人体が存在する座席の場所にお
ける機器のみを稼動させる状態検知システムである。
【００１０】
【００１１】
【００１２】すなわち、人体検知を行うことができる焦
電素子からなる赤外線センサを、自動車の車中の前部、
または中央部に設置することによって、車中の座席に座
っている人を一括して検知、判断して、さらに、同時
に、この焦電素子の圧電効果を検知することによって、
衝突時の電気信号の変化を読み取り、衝突を判断するこ
とができるものである。さらに、赤外線センサが自動車
のエアバッグシステムと連動することによって、衝突
時、センサが人体を検知している座席のエアバッグのみ
が作動するものである。また、この時使用できる焦電素
子は、人体を検知でき、さらに、圧電効果のあるもので
あればどのようなものでも良いが、特にコンパクトでコ
スト的に安く、信頼性の高いＰｂＴｉＯ3やＬｉＴａ
Ｏ3、ＢａＴｉＯ3等が良い。この焦電型赤外線センサに
広角レンズ、およびチョッピング手段を設けることによ
って、センサを回転させずに固定して、断続的に高精度
に一括して車中の人体を検知し、さらに、圧電効果を利
用することによって衝突を判断することができ、衝突時
に、人体が座っている座席のエアバッグのみを作動させ
ることが可能である。
電素子からなる赤外線センサを、自動車の車中の前部、
または中央部に設置することによって、車中の座席に座
っている人を一括して検知、判断して、さらに、同時
に、この焦電素子の圧電効果を検知することによって、
衝突時の電気信号の変化を読み取り、衝突を判断するこ
とができるものである。さらに、赤外線センサが自動車
のエアバッグシステムと連動することによって、衝突
時、センサが人体を検知している座席のエアバッグのみ
が作動するものである。また、この時使用できる焦電素
子は、人体を検知でき、さらに、圧電効果のあるもので
あればどのようなものでも良いが、特にコンパクトでコ
スト的に安く、信頼性の高いＰｂＴｉＯ3やＬｉＴａ
Ｏ3、ＢａＴｉＯ3等が良い。この焦電型赤外線センサに
広角レンズ、およびチョッピング手段を設けることによ
って、センサを回転させずに固定して、断続的に高精度
に一括して車中の人体を検知し、さらに、圧電効果を利
用することによって衝突を判断することができ、衝突時
に、人体が座っている座席のエアバッグのみを作動させ
ることが可能である。
【００１３】繰り返すと、本発明は、前記した状態検知
センサにより、焦電素子を用いて、車内の人体を検知す
ると同時に、衝突も検知し、自動車に搭載されたエアバ
ッグが誤動作なく、かつ、人体が座っている座席のエア
バッグのみが作動することができるものである。すなわ
ち、この赤外線センサを用いることによって、容易に即
座に車の座席に座っている人体を一括して検知すること
ができ、また、この素子の圧電効果を用いることによっ
て、衝突時の衝撃による電気信号変化を検知し、衝突を
判断することができる。特に、焦電型赤外線センサを用
いることによって、圧電素子に見られるような欠点が全
くなく、正確に信頼性の高い人体検知を行いながら、同
時に、衝撃も検知することができる。また、広角レンズ
を用いることによって、センサを回転させることなく車
中の人体を一括して検知することが容易に可能である。
センサにより、焦電素子を用いて、車内の人体を検知す
ると同時に、衝突も検知し、自動車に搭載されたエアバ
ッグが誤動作なく、かつ、人体が座っている座席のエア
バッグのみが作動することができるものである。すなわ
ち、この赤外線センサを用いることによって、容易に即
座に車の座席に座っている人体を一括して検知すること
ができ、また、この素子の圧電効果を用いることによっ
て、衝突時の衝撃による電気信号変化を検知し、衝突を
判断することができる。特に、焦電型赤外線センサを用
いることによって、圧電素子に見られるような欠点が全
くなく、正確に信頼性の高い人体検知を行いながら、同
時に、衝撃も検知することができる。また、広角レンズ
を用いることによって、センサを回転させることなく車
中の人体を一括して検知することが容易に可能である。
【００１４】さらに、本発明は、前記した状態検知セン
サシステムにより、自動車の衝突時に、人が座っている
座席のエアバッグのみが作動することによって、車内の
気圧の急激な上昇を抑制することができ、車内にいる人
の安全を十分守り、また、エアバッグを元にもどすため
の費用も必要最小限でよく、コストも低くすることがで
きる。また、圧電素子を用いたものより、システム的に
非常に簡便であり、小型化が可能で、何度でも使用可能
である。
サシステムにより、自動車の衝突時に、人が座っている
座席のエアバッグのみが作動することによって、車内の
気圧の急激な上昇を抑制することができ、車内にいる人
の安全を十分守り、また、エアバッグを元にもどすため
の費用も必要最小限でよく、コストも低くすることがで
きる。また、圧電素子を用いたものより、システム的に
非常に簡便であり、小型化が可能で、何度でも使用可能
である。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１６】始めに、センサについて説明する。赤外線
発生源を検出する装置に使用される人体検知センサに
は、赤外線センサ等がある。赤外線センサとしては、赤
外線を光子としてとらえる量子型センサと、赤外線を電
磁波として吸収して、素子の温度が上昇する熱作用の結
果生じる素子の物性変化を利用する熱型センサの２種類
が知られているが、前者については通常液体窒素等によ
る冷却が必要なため、一般的には熱型センサが用いられ
ている。熱型センサの中でも、焦電型赤外線センサは他
に比べて感度が高いため、赤外線発生源検知には適して
いる。しかし、焦電型赤外線センサは基本的には赤外線
の変化を検出するものであるため、静止した赤外線発生
源を検知しようとした場合、何等かの方法で赤外線が断
続的にセンサ受光部に入射するように工夫する必要があ
る。通常は、スリット付き円板や平板等のチョッパーを
回転あるいは振動させることにより、赤外線がセンサ受
光部に断続入射（チョッピング）することを実現してい
る。
発生源を検出する装置に使用される人体検知センサに
は、赤外線センサ等がある。赤外線センサとしては、赤
外線を光子としてとらえる量子型センサと、赤外線を電
磁波として吸収して、素子の温度が上昇する熱作用の結
果生じる素子の物性変化を利用する熱型センサの２種類
が知られているが、前者については通常液体窒素等によ
る冷却が必要なため、一般的には熱型センサが用いられ
ている。熱型センサの中でも、焦電型赤外線センサは他
に比べて感度が高いため、赤外線発生源検知には適して
いる。しかし、焦電型赤外線センサは基本的には赤外線
の変化を検出するものであるため、静止した赤外線発生
源を検知しようとした場合、何等かの方法で赤外線が断
続的にセンサ受光部に入射するように工夫する必要があ
る。通常は、スリット付き円板や平板等のチョッパーを
回転あるいは振動させることにより、赤外線がセンサ受
光部に断続入射（チョッピング）することを実現してい
る。
【００１７】さらに、この焦電体素子の中で圧電効果を
持ち合わせたものもあり、これらを使用して、衝突時の
衝撃から発生する電気信号の変化を検知することによっ
て、衝突を判断することが可能である。特に、コンパク
トでコスト的に安く、信頼性の高いＰｂＴｉＯ3やＬｉ
ＴａＯ3、ＢａＴｉＯ3等は圧電率がある程度高く、圧電
素子としての使用に適している。
持ち合わせたものもあり、これらを使用して、衝突時の
衝撃から発生する電気信号の変化を検知することによっ
て、衝突を判断することが可能である。特に、コンパク
トでコスト的に安く、信頼性の高いＰｂＴｉＯ3やＬｉ
ＴａＯ3、ＢａＴｉＯ3等は圧電率がある程度高く、圧電
素子としての使用に適している。
【００１８】このようにして衝突を検知した後、赤外線
サンサで検知している人体が座っている座席のみのエア
バッグを作動させることができ、低コストで、かつ高信
頼性で正確に、安全を確保することができる。
サンサで検知している人体が座っている座席のみのエア
バッグを作動させることができ、低コストで、かつ高信
頼性で正確に、安全を確保することができる。
【００１９】（実施例１）本発明の第１の実施例の状態
検知センサおよびそのシステムについて、図面を参照し
ながら説明する。
検知センサおよびそのシステムについて、図面を参照し
ながら説明する。
【００２０】図１は本発明の一実施例において使用した
焦電型赤外線センサの概略図を示すものである。受光部
を複数個マトリックス状に設けた焦電型の赤外線アレイ
センサとしての焦電素子１１と、この焦電素子１１の前
面に、赤外線遮光板１２と、赤外線を焦電素子１１に集
光するためのシリコン赤外線透過レンズ１３を設け、さ
らに、レンズ１３前面にはレンズ１３に入射する赤外線
１７を断続的に遮断するチョッパー１４を設けた。この
チョッパー１４はステッピングモータ１６に機械的に接
続され回転できるようになっている。
焦電型赤外線センサの概略図を示すものである。受光部
を複数個マトリックス状に設けた焦電型の赤外線アレイ
センサとしての焦電素子１１と、この焦電素子１１の前
面に、赤外線遮光板１２と、赤外線を焦電素子１１に集
光するためのシリコン赤外線透過レンズ１３を設け、さ
らに、レンズ１３前面にはレンズ１３に入射する赤外線
１７を断続的に遮断するチョッパー１４を設けた。この
チョッパー１４はステッピングモータ１６に機械的に接
続され回転できるようになっている。
【００２１】このときの焦電素子１１の受光側と対向側
の電極パターンの概略図を図２に示す。（ａ）は受光
側、（ｂ）は対向側である。４つの受光電極２１に対し
て、周辺に４つの補償電極２３がそれぞれ配置された形
をしており、容易に素子を形成することができる。２
２、２４はリード部である。この図１で示した焦電型赤
外線センサは焦電素子、赤外線透過広角レンズ、チョッ
パーとから構成されているので、コンパクト化が可能で
ありコスト的にも安く作製することができ、また、信頼
性も高く、高精度に人体を検知することが可能である。
の電極パターンの概略図を図２に示す。（ａ）は受光
側、（ｂ）は対向側である。４つの受光電極２１に対し
て、周辺に４つの補償電極２３がそれぞれ配置された形
をしており、容易に素子を形成することができる。２
２、２４はリード部である。この図１で示した焦電型赤
外線センサは焦電素子、赤外線透過広角レンズ、チョッ
パーとから構成されているので、コンパクト化が可能で
ありコスト的にも安く作製することができ、また、信頼
性も高く、高精度に人体を検知することが可能である。
【００２２】この焦電型赤外線センサを、自動車の前部
と後部座席の中間に設置した時の人体検知の様子を示す
模式図が図３である。図３（ａ）は上から見た場合、図
３（ｂ）は横から見た場合の図である。赤外線センサ３
１を車の天井に設置し、赤外線検知領域３３の中に人体
３２があることを検知することができる。この赤外線セ
ンサは各座席に座っている人体から丁度等距離に設置さ
れているので、各人体から発せられた赤外線は、図２で
示した受光電極２１のそれぞれ１つ１つに正確に集光さ
れることができる。このときの赤外線受光の様子を示し
た模式図が図４である。車の座席に座っている１人の人
体４８から出た赤外線４７は赤外線透過広角レンズ４５
によって、正確にフォーカスされた状態で焦電素子４２
上の受光電極４１の１つに集光することができる。各座
席に座っている各人体において、図４のような集光状態
が可能であるので、４つの受光電極に対して４人の人体
を正確に検知し、座席の着席状況を知ることができる。
と後部座席の中間に設置した時の人体検知の様子を示す
模式図が図３である。図３（ａ）は上から見た場合、図
３（ｂ）は横から見た場合の図である。赤外線センサ３
１を車の天井に設置し、赤外線検知領域３３の中に人体
３２があることを検知することができる。この赤外線セ
ンサは各座席に座っている人体から丁度等距離に設置さ
れているので、各人体から発せられた赤外線は、図２で
示した受光電極２１のそれぞれ１つ１つに正確に集光さ
れることができる。このときの赤外線受光の様子を示し
た模式図が図４である。車の座席に座っている１人の人
体４８から出た赤外線４７は赤外線透過広角レンズ４５
によって、正確にフォーカスされた状態で焦電素子４２
上の受光電極４１の１つに集光することができる。各座
席に座っている各人体において、図４のような集光状態
が可能であるので、４つの受光電極に対して４人の人体
を正確に検知し、座席の着席状況を知ることができる。
【００２３】また、この焦電型赤外線センサのチョッピ
ング機構によって人体を検知する時に、数十回連続して
検知したものを積算させることによって、Ｓ／Ｎ比を向
上させ、より正確に高精度に人体検知を行うことができ
る。さらに、積算させて連続検知した後、数分間の間隔
をおき断続的に人体検知を行うことによって、消費電力
を少なくすることができ、また、チョッパーによる発熱
を抑制することができ、正確な人体検知が可能となる。
ング機構によって人体を検知する時に、数十回連続して
検知したものを積算させることによって、Ｓ／Ｎ比を向
上させ、より正確に高精度に人体検知を行うことができ
る。さらに、積算させて連続検知した後、数分間の間隔
をおき断続的に人体検知を行うことによって、消費電力
を少なくすることができ、また、チョッパーによる発熱
を抑制することができ、正確な人体検知が可能となる。
【００２４】この焦電型赤外線センサの回路図を図８に
示す。焦電体素子８０の受光部８１に赤外線８５が照射
されることによって、電位差が生じ、これを増幅回路８
４によって増幅することによって、座席に座っている人
体を検知することができる。さらに、この焦電体に用い
ているＬｉＴａＯ3は圧電体としても使用できるので、
衝突時の衝撃によって発生した焦電体の電圧を、補償側
の焦電体の電圧変化も含めて直列に測定することによっ
て、衝突を容易に高精度に検知することができる。
示す。焦電体素子８０の受光部８１に赤外線８５が照射
されることによって、電位差が生じ、これを増幅回路８
４によって増幅することによって、座席に座っている人
体を検知することができる。さらに、この焦電体に用い
ているＬｉＴａＯ3は圧電体としても使用できるので、
衝突時の衝撃によって発生した焦電体の電圧を、補償側
の焦電体の電圧変化も含めて直列に測定することによっ
て、衝突を容易に高精度に検知することができる。
【００２５】なお、この出力Ｖｏｕｔに基づいて、単な
るノイズか、衝突であるのかを判断する手段８７が更
に、設けられている。
るノイズか、衝突であるのかを判断する手段８７が更
に、設けられている。
【００２６】以上のように、本実施例によれば、固定型
で広角レンズ、およびチョッパーを用いた焦電型赤外線
センサを、自動車の車内の中央の位置に設置することに
よって、座席に座っている人を一括して容易に検知し、
さらに同時に、衝突時の衝撃を高精度、高信頼性で容易
に検知することができる。
で広角レンズ、およびチョッパーを用いた焦電型赤外線
センサを、自動車の車内の中央の位置に設置することに
よって、座席に座っている人を一括して容易に検知し、
さらに同時に、衝突時の衝撃を高精度、高信頼性で容易
に検知することができる。
【００２７】なお、本実施例では、赤外線透過レンズは
シリコン以外のカルコゲンガラス系でも良い。
シリコン以外のカルコゲンガラス系でも良い。
【００２８】（実施例２）以下本発明の第２の実施例の
状態検知センサおよびそのシステムについて、図面を参
照しながら説明する。
状態検知センサおよびそのシステムについて、図面を参
照しながら説明する。
【００２９】図５は、本発明の実施例における車搭載用
焦電型赤外線センサを用いた場合の人体検知の様子を示
す模式図である。図５（ａ）は上から見た場合、図５
（ｂ）は横から見た場合の図である。赤外線センサ５１
を車中のルームミラーの位置に設置し、赤外線検知領域
５３の中に人体５２があることを検知することができ
る。図のように、赤外線センサ５１の位置としては、前
部に座っている人の頭によって、後部の人が検知できな
いことがないような所であればよい。この赤外線センサ
５１は車中の前方にあるため、前部と後部座席に座って
いる人からそれぞれ発せられる赤外線の集光状態が異な
る。前部座席の人にフォーカスが合っている場合、後部
座席の人にはデフォーカス状態である。この時の後部座
席に座っている人からの赤外線受光の様子を示した模式
図が図６である。車の座席に座っている１人の人体６８
から出た赤外線６７は赤外線透過広角レンズ６５によっ
て、デフォーカスされた状態で焦電素子６２上の受光電
極６１の２つに集光される。前部座席に座っている人の
場合は、図４と同様である。
焦電型赤外線センサを用いた場合の人体検知の様子を示
す模式図である。図５（ａ）は上から見た場合、図５
（ｂ）は横から見た場合の図である。赤外線センサ５１
を車中のルームミラーの位置に設置し、赤外線検知領域
５３の中に人体５２があることを検知することができ
る。図のように、赤外線センサ５１の位置としては、前
部に座っている人の頭によって、後部の人が検知できな
いことがないような所であればよい。この赤外線センサ
５１は車中の前方にあるため、前部と後部座席に座って
いる人からそれぞれ発せられる赤外線の集光状態が異な
る。前部座席の人にフォーカスが合っている場合、後部
座席の人にはデフォーカス状態である。この時の後部座
席に座っている人からの赤外線受光の様子を示した模式
図が図６である。車の座席に座っている１人の人体６８
から出た赤外線６７は赤外線透過広角レンズ６５によっ
て、デフォーカスされた状態で焦電素子６２上の受光電
極６１の２つに集光される。前部座席に座っている人の
場合は、図４と同様である。
【００３０】また、後部座席の人にフォーカスが合って
いる場合は、前部座席に座っている人から発せられる赤
外線集光の様子は図６のようになる。従って、６つの受
光電極を用いることによって車中の４人の人体を正確に
検知し、座席の着席状況を知ることができる。
いる場合は、前部座席に座っている人から発せられる赤
外線集光の様子は図６のようになる。従って、６つの受
光電極を用いることによって車中の４人の人体を正確に
検知し、座席の着席状況を知ることができる。
【００３１】また、検出部の大きさをかえて、このデフ
ォーカスされて受光している２つの検出部を大きな１つ
の検出部にまとめて、１人の人体を検知することも可能
である。この時の焦電素子の受光側と対向側の電極パタ
ーンの概略図を図７に示す。２つの受光電極７１は大き
く、これでデフォーカスした紫外線を正確に全て受光す
ることができる。これら４つの受光電極７１に対して、
周辺に４つの補償電極７３がそれぞれ配置された形をし
ており、容易に素子を形成することができる。
ォーカスされて受光している２つの検出部を大きな１つ
の検出部にまとめて、１人の人体を検知することも可能
である。この時の焦電素子の受光側と対向側の電極パタ
ーンの概略図を図７に示す。２つの受光電極７１は大き
く、これでデフォーカスした紫外線を正確に全て受光す
ることができる。これら４つの受光電極７１に対して、
周辺に４つの補償電極７３がそれぞれ配置された形をし
ており、容易に素子を形成することができる。
【００３２】この焦電型赤外線センサの回路図を図８に
示す。その内容は上述した通りである。すなわち、焦電
体素子８０の受光部８１に赤外線８５が照射されること
によって、電位差が生じ、これを増幅回路８４によって
増幅することによって、座席に座っている人体を検知す
ることができる。さらに、この焦電体に用いているＰｂ
ＴｉＯ3は圧電体としても使用できるので、衝突時の衝
撃によって発生した焦電体の電圧を、補償側の焦電体の
電圧変化も含めて直列に測定することによって、衝突を
容易に高精度に検知することができる。また、焦電体の
面積が大きいので、衝撃に対する電圧変化を高くするこ
とができ、すなわち感度を高くすることができる。
示す。その内容は上述した通りである。すなわち、焦電
体素子８０の受光部８１に赤外線８５が照射されること
によって、電位差が生じ、これを増幅回路８４によって
増幅することによって、座席に座っている人体を検知す
ることができる。さらに、この焦電体に用いているＰｂ
ＴｉＯ3は圧電体としても使用できるので、衝突時の衝
撃によって発生した焦電体の電圧を、補償側の焦電体の
電圧変化も含めて直列に測定することによって、衝突を
容易に高精度に検知することができる。また、焦電体の
面積が大きいので、衝撃に対する電圧変化を高くするこ
とができ、すなわち感度を高くすることができる。
【００３３】以上のように、本実施例によれば、固定型
で広角レンズ、およびチョッパーを用いた、コンパクト
でコスト的に安い焦電型赤外線センサを自動車のルーム
ミラーの位置に設置することによって、座席に座ってい
る人を一括して容易に検知することができ、さらに同時
に、衝突時の衝撃を高精度、高信頼性で容易に検知する
ことができる。
で広角レンズ、およびチョッパーを用いた、コンパクト
でコスト的に安い焦電型赤外線センサを自動車のルーム
ミラーの位置に設置することによって、座席に座ってい
る人を一括して容易に検知することができ、さらに同時
に、衝突時の衝撃を高精度、高信頼性で容易に検知する
ことができる。
【００３４】また、本実施例では、２つの検出部で１人
の人体を検知しているが、３つ以上の検出部で１人の人
体を検知してもよく、また、検出部の大きさをかえて、
２つ以上の検出部を大きな１つの検出部にまとめること
によって、１人の人体を検知してもよい。
の人体を検知しているが、３つ以上の検出部で１人の人
体を検知してもよく、また、検出部の大きさをかえて、
２つ以上の検出部を大きな１つの検出部にまとめること
によって、１人の人体を検知してもよい。
【００３５】（実施例３）以下本発明の第３の実施例の
状態検知センサシステムについて説明する。実施例１の
図３で示したように、焦電型赤外線センサ３１を自動車
の中央に設置し、この赤外線センサと自動車の各座席に
設置してあるエアバッグとをつなぎ、自動車の衝突時
に、衝撃を検知し、赤外線センサによって人体が検知さ
れている座席のエアバッグのみを作動させる。こうする
ことによって、車内の気圧の急激な上昇を抑制すること
ができ、車内にいる人の安全を十分守り、また、エアバ
ッグを元にもどすための費用も必要最小限でよく、コス
トも低くすることができる。このように、焦電型赤外線
センサとエアバッグとを連動させた、状態検知センサシ
ステムは、システム的にも非常に簡便であり、このセン
サシステムを用いることによって、容易に低コストに、
信頼性の高い正確な人体検知、および衝突検知を行うこ
とができ、安全な車を提供することができる。
状態検知センサシステムについて説明する。実施例１の
図３で示したように、焦電型赤外線センサ３１を自動車
の中央に設置し、この赤外線センサと自動車の各座席に
設置してあるエアバッグとをつなぎ、自動車の衝突時
に、衝撃を検知し、赤外線センサによって人体が検知さ
れている座席のエアバッグのみを作動させる。こうする
ことによって、車内の気圧の急激な上昇を抑制すること
ができ、車内にいる人の安全を十分守り、また、エアバ
ッグを元にもどすための費用も必要最小限でよく、コス
トも低くすることができる。このように、焦電型赤外線
センサとエアバッグとを連動させた、状態検知センサシ
ステムは、システム的にも非常に簡便であり、このセン
サシステムを用いることによって、容易に低コストに、
信頼性の高い正確な人体検知、および衝突検知を行うこ
とができ、安全な車を提供することができる。
【００３６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、状態検知センサにより、容易に即座に車の座席に座
っている人体を一括して検知し、かつセンサである焦電
素子の圧電効果を利用することによって、衝突時の衝撃
によって発生する電圧変化を検知し、衝突を判断するこ
とができる。特に、状態検知センサとして焦電型赤外線
センサを用いることによって、自動車の走行時の振動に
対しても強く、正確に信頼性の高い人体検知と衝突検知
を行うことができるという効果を有するものである。ま
た、集光手段として広角レンズを用いることによって、
容易に車中の人体を一括検知することが可能である。
は、状態検知センサにより、容易に即座に車の座席に座
っている人体を一括して検知し、かつセンサである焦電
素子の圧電効果を利用することによって、衝突時の衝撃
によって発生する電圧変化を検知し、衝突を判断するこ
とができる。特に、状態検知センサとして焦電型赤外線
センサを用いることによって、自動車の走行時の振動に
対しても強く、正確に信頼性の高い人体検知と衝突検知
を行うことができるという効果を有するものである。ま
た、集光手段として広角レンズを用いることによって、
容易に車中の人体を一括検知することが可能である。
【００３７】さらに、本発明は、焦電型赤外線センサと
エアバッグとを連動させた、状態検知センサシステムに
よって、自動車の衝突時に、衝撃を検知し、人が座って
いる座席のエアバッグのみを作動し、車内の気圧の急激
な上昇を抑制することができ、車内にいる人の安全を十
分守り、また、エアバッグを元にもどすための費用も必
要最小限でよく、コストも低くすることができるという
効果を有するものである。
エアバッグとを連動させた、状態検知センサシステムに
よって、自動車の衝突時に、衝撃を検知し、人が座って
いる座席のエアバッグのみを作動し、車内の気圧の急激
な上昇を抑制することができ、車内にいる人の安全を十
分守り、また、エアバッグを元にもどすための費用も必
要最小限でよく、コストも低くすることができるという
効果を有するものである。
【００３８】よって、本発明を用いることによって、容
易に、高精度に、信頼性・安全性の高い衝突検知を行う
ことができ、安全で快適な自動車の製造に大きく寄与す
ることができる。
易に、高精度に、信頼性・安全性の高い衝突検知を行う
ことができ、安全で快適な自動車の製造に大きく寄与す
ることができる。
【図１】本発明の一実施例の状態検知センサにおける具
体的な焦電型赤外線センサの概略斜視図である。
体的な焦電型赤外線センサの概略斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例における焦電素子の
（ａ）受光側と（ｂ）対向側の電極パターンを示す概略
平面図である。
（ａ）受光側と（ｂ）対向側の電極パターンを示す概略
平面図である。
【図３】本発明の第１の実施例における状態検知センサ
を用いた場合の人体検知の様子を示す模式図である。
を用いた場合の人体検知の様子を示す模式図である。
【図４】本発明の第１の実施例の状態検知センサにおけ
る赤外線受光の様子を示す模式図である。
る赤外線受光の様子を示す模式図である。
【図５】本発明の第２の実施例における状態検知センサ
を用いた場合の人体検知の様子を示す模式図である。
を用いた場合の人体検知の様子を示す模式図である。
【図６】本発明の第２の実施例の状態検知センサにおけ
る赤外線受光の様子を示す模式側面図である。
る赤外線受光の様子を示す模式側面図である。
【図７】本発明の第２の実施例における焦電素子の
（ａ）受光側と（ｂ）対向側の電極パターンを示す概略
平面図である。
（ａ）受光側と（ｂ）対向側の電極パターンを示す概略
平面図である。
【図８】本発明の一実施例の状態検知センサにおける具
体的な回路図である。
体的な回路図である。
１１ 焦電素子 １２ 赤外線遮光板 １３ 赤外線透過レンズ １４ チョッパー １５ チョッパーシャフト １６ ステッピングモータ １７ 赤外線 ２１ 受光電極 ２２ 受光電極リード線 ２３ 補償電極 ２４ 補償電極リード部 ２５ 対向電極 ３１ 赤外線センサ ３２ 人体 ３３ 赤外線検知領域 ３４ 座席 ４１ 受光電極 ４２ 焦電素子 ４３ 対向電極 ４４ 赤外線遮光板 ４５ 赤外線透過レンズ ４６ チョッパー ４７ 赤外線 ４８ 人体 ４９ 座席 ８７ 衝突判断手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−96418（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−103427（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−61125（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−125755（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01V 9/00 B60R 21/32 G01J 5/02 G01P 15/09
Claims (2)
- 【請求項１】 複数個の検出部が設けられた、焦電効果
と圧電効果を兼ね備えたセラミック素子からなる赤外線
センサと、 この赤外線センサが固定状態で車中の人体を一括して検
知することができるように、且つこの赤外線センサに赤
外線を、車の１人の座席に対して前記赤外線センサ内の
１個あるいは隣接する複数個の受光部が対応するよう集
光する集光手段と、 その赤外線センサの焦電効果と圧電効果を検知する手段
と、 検知された焦電効果信号をもとに各座席に座っている人
体の存在を判断する手段と、 検知された圧電効果信号をもとに前記車の衝突を判断す
る手段とを備えており、 この赤外線センサが車中のルームミラーの近傍、または
運転席と助手席との中間の天井、または前部と後部座席
との中間の天井のいずれかの位置に設置されている状態
検知センサ。 - 【請求項２】 自動車等の乗り物の原動機が始動するこ
とによって、請求項１の状態検知センサが働き、車に乗
って座席の所定の位置に座っている人体の検知を行い、
以降の人体検知においては数分間の間隔をとり、断続的
にセンシングを行い、かつ、そのセンサの圧電効果を検
知することによって衝突を判断し、その状態検知センサ
からの出力に基づいて稼動する機器とを備え、 車の衝突を判断した場合、前記状態検知センサからの出
力に基づいて、人体が存在する座席の場所における機器
のみを稼動させる状態検知システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31514493A JP3286045B2 (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 状態検知センサおよびそのシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31514493A JP3286045B2 (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 状態検知センサおよびそのシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07167964A JPH07167964A (ja) | 1995-07-04 |
| JP3286045B2 true JP3286045B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=18061947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31514493A Expired - Fee Related JP3286045B2 (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 状態検知センサおよびそのシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3286045B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1296729C (zh) * | 2003-10-29 | 2007-01-24 | 株式会社电装 | 车辆的碰撞物体判定*** |
| CN100497906C (zh) * | 2003-08-01 | 2009-06-10 | 日立建机株式会社 | 行走式液压作业机 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3346245B2 (ja) * | 1997-10-22 | 2002-11-18 | 日本電気株式会社 | 乗員検知システム及び乗員検知方法 |
-
1993
- 1993-12-15 JP JP31514493A patent/JP3286045B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100497906C (zh) * | 2003-08-01 | 2009-06-10 | 日立建机株式会社 | 行走式液压作业机 |
| CN1296729C (zh) * | 2003-10-29 | 2007-01-24 | 株式会社电装 | 车辆的碰撞物体判定*** |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07167964A (ja) | 1995-07-04 |
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