JPH09309402A - 車両用エアバッグシステムのための乗員判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両用エアバッグシステムにて単一の光学式
センサを有効に活用し、乗員の状態を正しく判定する乗
員判定装置を提供する。 【解決手段】 光学的センサ４０の投光系４２では、投
光レンズ４２ｂは、赤外発光ダイオード４２ａの赤外光
を平行光として走査機構４３のミラー４３ａに投光す
る。走査機構４３では、ロータリソレノイド４３ｄが回
動するとミラー４３ａは揺動回動し、この回動角に応
じ、投光レンズ４２ｂからの平行光を補助席１０、乗員
等の判定対象に向けて反射する。ミラー４３ａは、判定
対象による反射拡散光を受けて受光系４４に向けて反射
する。受光系４４はミラー４３ａからの反射拡散光を集
光レンズ４４ａにより集光しＰＳＤ４４ｂに入射する。
ＰＳＤ４４ｂは集光レンズ４４ａからの集光光を受光し
て、判定対象の反射位置とミラー４３ａとの間の距離を
測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用エアバッグ
システムに採用するに適した乗員判定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、車両の助手席用エアバッグシス
テムにおいては、助手席に着座した乗員は、運転席の着
座乗員とは異なり、様々な着座姿勢をとることが多い。
このため、その着座姿勢によっては、本来乗員を保護す
るためのエアバッグが、逆にその展開により乗員に障害
を与えるおそれがある。

【０００３】従って、助手席においては、乗員の着座姿
勢に対応して、エアバッグの展開を制御することが望ま
しく、その着座姿勢を正しく検知することが必要とされ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような例として
は、特開平６−２０６５１４号公報にて開示された乗員
位置検出装置がある。この乗員検出装置では、様々な着
座姿勢をとる乗員の位置を正しく検出する必要性から、
乗員の頭上に位置する車室内の上壁部分に赤外線センサ
を配設するとともに、乗員の前側に超音波センサを配設
している。

【０００５】しかし、この乗員位置検出装置によれば、
乗員の位置を正しく検出し得るとしても、互いに異なる
位置に配置される赤外線センサ及び超音波センサの双方
を必要とする。このため、乗員検出装置の構成や車室内
の配置構成が複雑になるという不具合がある。そこで、
本発明は、このようなことに対処するため、車両用エア
バッグシステムにおいて、単一の光学式センサを有効に
活用して、車両の乗員の状態を正しく判定する乗員判定
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１乃至９に記載の発明によれば、光学的セン
サを車室内の適所に配設してこの車室内に位置する判定
対象を光による走査でもって検出し、この光学的センサ
による検出出力に基づき判定手段によりエアバッグシス
テムにおける乗員の保護に必要な状態を判定する。

【０００７】このように、光学的センサを一個採用する
のみでこの光学的センサの光による走査でもって判定対
象の状態を判定する。従って、判定対象の状態を正しく
判定し得るのは勿論のこと、エアバッグシステムの乗員
判定装置の構成を簡単にし得るとともに、この乗員判定
装置の車室内における取り付け構成も簡単になる。ま
た、請求項４に記載の発明によれば、投光系及び受光系
自体を駆動手段により判定対象の走査可能に揺動するの
で、光学的センサの構成がより一層簡単になる。

【０００８】また、請求項５に記載の発明によれば、受
光系の単一の受光素子が、順次発光するように駆動され
る両発光素子の間にてこれらと同一平面上にて配置され
ている。従って、例えば、乗員の着座位置が、座席の中
心位置から左右にずれている場合でも、両発光素子のい
ずれか一方からの光が、ずれた位置にて着座している乗
員に入射することとなる。このため、乗員の状態の判定
が、乗員の左右への着座ずれとはかかわりなく、正しく
なされ得る。

【０００９】また、請求項６に記載の発明によれば、投
光手段が複数の発光素子を判定対象の走査可能に順次発
光させて判定対象に入射させ、受光手段が単一の受光素
子により、判定対象の反射光を受光する。これにより、
発光素子からの光を走査する手段が不要となるので、光
学的センサをより一層コンパクトな構成とし得る。

【００１０】また、請求項７に記載の発明によれば、投
光手段が、両発光素子グループの各発光素子を判定対象
の走査可能に順次発光させて判定対象の左右側部に入射
させ、受光手段が、両発光素子グループの間に配置した
単一の受光素子により、判定対象の反射光を受光する。
これにより、着座乗員の姿勢が左右方向にずれていて
も、両発光グループのいずれか一方の光に基づいて、着
座乗員に対する光の入射が確保され得る。従って、判定
対象の状態判定の確度が増す。

【００１１】また、請求項９に記載の発明によれば、受
光手段が、判定対象の反射光を集光して受光素子に受光
させるレンズとしてシリンドリカルレンズを有する。こ
れにより、光学的センサの構成をより一層コンパクトに
し得る。この場合、シリンドリカルレンズにより一筋の
集光光として受光素子に受光させるので、光学的センサ
の位置が多少左右及び上下の方向にずれても、判定対象
の反射光を確実に受光素子に受光させ得る。

【００１２】また、請求項１０に記載の発明によれば、
各発光素子による判定対象からの各反射光を単一の受光
素子に導くように、各発光素子に対応した複数のミラー
を有する。これにより、判定対象の反射光をミラーで折
り曲げることで、光学的センサの体格を薄型にすること
ができる。その結果、車室内の適所、特に厚みのない天
井部等への取り付けが容易となる。さらには、ミラーで
反射させることで、各発光素子に対応した判定対象から
の反射光の受光レンズへの入射角度が半分となり、レン
ズによる影響が軽減され、受光性能が向上する。

【００１３】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）以下、本発明の第１実施形態を図１乃
至図６に基づいて説明する。図１は、本発明が車両用エ
アバッグシステムに適用された例を示している。このエ
アバッグシステムは、当該車両の車室内の助手席１０に
着座する乗員（以下、乗員Ｍという）を保護するために
採用されている。

【００１４】当該エアバッグシステムは、図１にて示す
ごとく、エアバッグ２０を有しており、このエアバッグ
２０は、助手席１０の前側にて、車室内のインストルメ
ントパネル３０の適所に装備されている。また、エアバ
ッグシステムは、図３にて示すごとく、エアバッグ２０
を駆動するエアバッグ駆動回路Ｄ及び乗員判定装置Ｓを
備えており、エアバッグ駆動回路Ｄは、乗員判定装置Ｓ
による制御を受けてエアバッグ２０を助手席１０に向け
て展開させる。

【００１５】乗員判定装置Ｓは、光学的センサ４０を備
えており、この光学的センサ４０は、図１にて示すごと
く、当該車両のフロントウインドシールドＷの上縁近傍
にて車室内上壁Ｃに、補助席１０前面に対向するように
配設されている。この光学的センサ４０は、図２にて示
すごとく、遮光材料からなる直方体形状のケーシング４
１を備えている。このケーシング４１は、その上壁４１
ａにて、車室内上壁Ｃに装着されており、このケーシン
グ４１の底壁には、開口部４１ｂが、補助席１０前面を
臨むように形成されている。

【００１６】また、光学的センサ４０は、ケーシング４
１内に配設した投光系４２、走査機構４３及び受光系４
４を備えている。投光系４２は、赤外発光ダイオード４
２ａと、投光レンズ４２ｂを有しており、赤外発光ダイ
オード４２ａは、ケーシング４１の後壁４１ｃに装着さ
れている。投光レンズ４２ｂは、赤外発光ダイオード４
２ａの発光面の前方に支持されており、この投光レンズ
４２ｂは、赤外発光ダイオード４２ａから発光される赤
外光を平行光として後述する走査機構４３の長方形板状
のミラー４３ａに投光する。

【００１７】走査機構４３は、ミラー４３ａを有してお
り、このミラー４３ａは、その長手方向一端にて軸受け
４３ｂを介しケーシング４１の左側壁４１ｄに軸支され
ている。一方、ミラー４３ａの長手方向他端は、軸受け
４３ｃを介し、ケーシング４１の右側壁４１ｅに装着し
たロータリソレノイド４３ｄの回動軸に回動可能に同軸
的に軸支されている。

【００１８】これにより、走査機構４３においては、ロ
ータリソレノイド４３ｄが、そのソレノイドの励磁によ
り、その回動軸を所定回動角範囲にて一方向又は他方向
に回動すると、ミラー４３ａは、両軸受け４３ｂ、４３
ｃを基準とする水平軸周り（図２にて図示矢印Ｒ方向）
に揺動回動し、この回動角に応じ、投光レンズ４２ｂか
らの平行光を補助席１０（又は乗員Ｍ）、車室内フロア
及びインストルメントパネル３０等の判定対象に向けて
反射して走査する。また、ミラー４３ａは、上記判定対
象により反射拡散された赤外光を受けて受光系４４に向
け反射する。

【００１９】受光系４４は、集光レンズ４４ａ及び半導
体位置センサ４４ｂ（以下、ＰＳＤ４４ｂという）を備
えており、集光レンズ４４ａは、投光レンズ４２ｂの左
側に支持されている。しかして、この集光レンズ４４ａ
はミラー４３ａからの反射拡散光を集光しＰＳＤ４４ｂ
に入射する。ＰＳＤ４４ｂは、赤外発光ダイオード４２
ａの左側にて、ケーシング４１の後壁４１ｃに装着され
ており、このＰＳＤ４４ｂは、その受光面にて、集光レ
ンズ４４ａからの集光光を受光して、上記判定対象の反
射位置とミラー４３ａとの間の距離、即ち、ＰＳＤ４４
ｂの受光面上の中心からの左右方向へのずれ長さを測定
する。

【００２０】この場合、投光レンズ４２ｂからの平行光
のミラー４３ａに対する入射位置、ミラー４３ａからの
反射光の上記判定対象に対する入射位置及び当該判定対
象からの拡散反射光のミラー４３ａに対する入射位置の
間の幾何学的位置関係に基づき、三角測量法によりＰＳ
Ｄ４４ｂの受光面上の中心からの左右方向へのずれ長さ
として検出できるように、赤外発光ダイオード４２ａ、
投光レンズ４２ｂ、ミラー４３ａ、集光レンズ４４ａ及
びＰＳＤ４４ｂの幾何学的位置関係が設定されている。

【００２１】また、乗員判定装置Ｓは、図３にて示すご
とく、赤外発光ダイオード駆動回路５０、ロータリソレ
ノイド駆動回路６０、ＰＳＤ信号処理回路７０及びマイ
クロコンピュータ８０を備えている。赤外発光ダイオー
ド駆動回路５０は、マイクロコンピュータ８０による制
御を受けて赤外発光ダイオード４２ａを発光させるよう
に駆動する。ロータリソレノイド駆動回路６０は、マイ
クロコンピュータ８０による制御を受けて、ミラー４３
ａを揺動回動させるように、ロータリソレノイド４３ｄ
のソレノイドを励磁する。ＰＳＤ信号処理回路７０は、
ＰＳＤ４４ｂの検出出力を処理して、ミラー４３ａと上
記判定対象の反射位置との間の距離を表す処理信号をマ
イクロコンピュータ８０に出力する。

【００２２】マイクロコンピュータ８０は、図４及び図
５にて示すフローチャートに従いコンピュータプログラ
ムを実行し、この実行中において、赤外発光ダイオード
駆動回路５０及びロータリソレノイド駆動回路６０の駆
動処理、ＰＳＤ信号処理回路７０の出力に基づく測距処
理、助手席状態判定処理及びこの処理に基づくエアバッ
グ駆動回路Ｄの駆動処理等を行う。

【００２３】なお、上記コンピュータプログラムはマイ
クロコンピュータ８０のＲＯＭに予め記憶されている。
また、乗員判定装置Ｓは、光学的センサ４０を除き、エ
アバッグ駆動回路Ｄと共に、車室内の適所に配置されて
いる。また、本第１実施形態では、図６にて示す乗員着
座状態パターンＮがマイクロコンピュータ８０のＲＯＭ
に予め記憶されている。この乗員着座状態パターンＮ
は、次のようにして設定されている。

【００２４】即ち、ミラー４３ａの揺動角θが初期角θ
ｏ＝１５０°から最終角θ＝０°までの範囲において、
補助席１０に乗員Ｍが着座した状態における上記判定対
象の複数の位置（図１及び図６にて示す各点Ｐ１乃至Ｐ
６に対応する）と光学的センサ４０（図６にて原点Ｏに
位置する）との間の所定距離Ａ１乃至Ａ６をそれぞれ特
定するパターンとして、上記乗員着座状態パターンＮが
設定されている。

【００２５】ここで、点Ｐ１は、インストルパネル３０
の上壁部に相当する。各点Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５及び
Ｐ６は、乗員Ｍの足の向こう脛部、膝部、太股部、腹部
及び胸部にそれぞれ相当する。また、図６にて原点Ｏと
点Ｐ１乃至点Ｐ６とを結ぶ各直線が原点Ｏから初期角θ
ｏ＝１５０°の方向に向く直線となす角度をそれぞれ所
定角θ１乃至θ６としてマイクロコンピュータ８０のＲ
ＯＭに予め記憶されている。なお、θ＝０°は、ミラー
４３ａがケーシング４１の底壁に平行（即ち、水平）に
位置するときに対応する。

【００２６】このように構成した本第１実施形態におい
て、マイクロコンピュータ８０が図４及び図５のフロー
チャートに従いコンピュータプログラムの実行を開始す
れば、図４のステップ１００において、初期設定の処理
がなされる。このとき、各フラグＦ１乃至Ｆ６は、共に
零とセットされる。然る後、ステップ１１０において、
投光系４２及び走査機構４３の駆動開始処理がなされ、
これに伴い、赤外発光ダイオード４２ａが赤外発光ダイ
オード駆動回路５０により駆動されて赤外光を発光し、
ロータリソレノイド４３ｄがロータリソレノイド駆動回
路６０により駆動されて回動し始める。このため、ミラ
ー４３ａが初期角θｏ＝１５０°の位置から揺動回動し
始める。また、ミラー４３ａは、初期角θｏ＝１５０°
と最終角θ＝０°との間を揺動回動するように、ロータ
リソレノイド４３ｄが制御される。

【００２７】上述のように赤外発光ダイオード４２ａの
発光及びミラー４３ａの揺動回動が開始されると、赤外
発光ダイオード４２ａからの赤外光が投光レンズ４２ｂ
を通り平行光としてミラー４３ａに入射する。すると、
このミラー４３ａがその入射光を揺動回動しながら上記
判定対象に向けて反射して走査する。ついで、当該判定
対象がその入射光を拡散反射すると、この拡散反射光が
ミラー４３ａにより反射され集光レンズ４４ａにより集
光されてＰＳＤ４４ｂに入射する。これに伴い、ＰＳＤ
４４ｄが、光学的センサ４０と上記判定対象の反射位置
との間の現実の距離（以下、距離Ｌという）を検出し、
ＰＳＤ信号処理回路７０が、この検出出力を信号処理し
てマイクロコンピュータ８０に出力する。

【００２８】ミラー４３ａの揺動角θが所定角θ１（点
Ｐ１に対応）に達すると、ステップ１２０において、Ｐ
ＳＤ信号処理回路７０の出力に基づき、光学的センサ４
０（原点Ｏに対応）とインストルパネル３０の上壁部と
の間の距離がＬ＝Ｌ１として算出される。現段階にて、
距離Ｌ１が乗員着座状態パターンＮによる所定距離Ａ１
未満であれば、ステップ１３０における判定がＮＯとな
り、ステップ１３１において、フラグＦ１がＦ１＝１と
セットされる。一方、距離Ｌ１が所定距離Ａ１以上の場
合には、ステップ１３０における判定がＹＥＳとなり、
フラグＦ１がＦ１＝０のままに保持される。

【００２９】ここで、Ｆ１＝１は、補助席１０の前で例
えば子供が立っている場合に、光学的センサ４０からの
赤外光が、インストルパネル３０の上壁部ではなく子供
により反射されることから、距離Ｌ１が所定距離Ａ１未
満であることを表す。一方、Ｆ１＝０は、光学的センサ
４０からの赤外光がインストルパネル３０の上壁部によ
り反射されたために、距離Ｌ１が所定距離Ａ１以上であ
ることを表す。

【００３０】以下、ミラー４３ａの揺動角θが所定角θ
２乃至θ６（それぞれ、点Ｐ２乃至Ｐ６に対応）に順次
達すると、乗員Ｍが補助席１０に着座している場合に
は、各ステップ１４０、１６０、１８０、２００及び２
２０にて、ＰＳＤ信号処理回路７０からの各出力に基づ
き、光学的センサ４０と乗員Ｍの足の向こう脛部、膝
部、太股部、腹部及び胸部との間の各距離Ｌ＝Ｌ２乃至
Ｌ６が順次算出される。

【００３１】一方、乗員Ｍが補助席１０に着座していな
い場合には、光学的センサ４０からの赤外光が、乗員Ｍ
ではなく、車室内のフロア（図６にて点Ｑ２に対応）、
補助席１０の着座部（図６にて点Ｑ３、Ｑ４に対応）、
背もたれ部（図６にて点Ｑ５、Ｑ６に対応）により反射
される。従って、光学的センサ４０と補助席１０上の各
点Ｑ２乃至Ｑ６との間の距離がＬ２乃至Ｌ６として順次
算出される。なお、各点Ｑ２乃至Ｑ６は、図６の補助席
１０の前面形状を表す補助席パターンＮａにより特定さ
れる。

【００３２】このような処理過程において、乗員Ｍが補
助席１０に着座している場合には、距離Ｌ２が乗員着座
状態パターンＮによる所定距離Ａ２以下となる。従っ
て、ステップ１５０における判定がＮＯとなり、ステッ
プ１５１にて、フラグＦ２が、Ｆ２＝１とセットされ
る。同様に、乗員Ｍが補助席１０に着座している場合に
は、各距離Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５及びＬ６が乗員着座状態パ
ターンＮによる各所定距離Ａ３、Ａ４、Ａ５及びＡ６以
下になるため、各ステップ１７０、１９０、２１０及び
２３０における判定が順次ＮＯとなる。

【００３３】従って、各ステップ１５１、１７１、１９
１、２１１及び２３１にて、各フラグＦ３、Ｆ４、Ｆ５
及びＦ６が、それぞれ、Ｆ３＝１、Ｆ４＝１、Ｆ５＝１
及びＦ６＝１とセットされる。一方、乗員Ｍが補助席１
０に着座していない場合には、距離Ｌ２乃至Ｌ６が乗員
着座状態パターンＮによる所定距離Ａ２乃至Ａ６よりも
それぞれ長くなり、原点Ｏと各点Ｑ２乃至Ｑ６との間の
各距離になる。

【００３４】このため、各ステップ１７０、１９０、２
１０及び２３０における判定が順次ＹＥＳとなる。従っ
て、Ｆ３＝０、Ｆ４＝０、Ｆ５＝０及びＦ６＝０のまま
保持される。以上のようにして、ステップ２３０或いは
２３１までの処理が終了すると、次のステップ２４０に
おいて、フラグＦ１乃至Ｆ６に基づき助手席１０の状態
が判定される。この場合、各フラグＦ２乃至Ｆ６が共に
「１」とセットされていれば、補助席１０には乗員Ｍが
着座していると判定される（表１の例１参照）。

【００３５】また、各フラグＦ２乃至Ｆ６が共に「０」
とセットされていれば、補助席１０には乗員Ｍが着座し
ていないと判定される。また、両フラグＦ１、Ｆ２が共
に「１」とセットされており、残りのフラグＦ３乃至Ｆ
６が共に「０」とセットされている場合には、補助席１
０には乗員Ｍが着座しておらず、かつ、子供が補助席１
０の前に立っていると判定される（表１の例３参照）。

【００３６】

【表１】 すると、ステップ２５０にて、エアバッグ２０の処理が
ステップ２４０における判定に基づきなされる。

【００３７】即ち、乗員Ｍが補助席１０に着座している
との判定の場合には、エアバッグ２０の展開許容処理が
なされ、その旨がエアバッグ駆動回路Ｄに指令される。
このため、エアバッグ駆動回路Ｄが当該車両の衝突事故
の検知に伴いエアバッグ２０を展開して乗員Ｍを保護す
る。一方、乗員Ｍが補助席１０に着座していないとの判
定の場合、この場合に子供が補助席１０の前でたってい
るとの判定のときには、エアバッグ２０の展開処理が抑
制される。

【００３８】また、本第１実施形態では、上述のごと
く、光学的センサ４０を、一個、車室の上壁に設けるの
みで、この光学的センサ４０の赤外光による走査作用で
もって補助席１０の状態を判定できる。従って、本第１
実施形態によれば、エアバッグシステムの乗員判定装置
の構成を簡単にし得るとともに、乗員判定装置の車室内
における取り付け構成も簡単になる。

【００３９】なお、表１の例２は、子供椅子が後ろ向き
状態で補助席１０に置かれている場合を示す。また、上
記第１実施形態では、乗員着座状態パターンＮを基準に
各ステップ１３０、１５０、１７０、１９０、２１０、
２３０における判定を行うようにしたが、これに代え
て、この判定を補助席パターンＮａを基準に行うように
してもよい。

【００４０】（第２実施形態）図７は、本発明の第２実
施形態の要部を示している。この第２実施形態では、上
記第１実施形態にて述べた光学的センサ４０において、
投光系４５が、ケーシング４１内において、受光系４４
を基準に、投光系４２とは左側に対称的に配設されてい
る。

【００４１】投光系４５は、赤外発光ダイオード４５ａ
と、投光レンズ４５ｂを有しており、赤外発光ダイオー
ド４５ａは、ケーシング４１の後壁４１ｃに装着されて
いる。投光レンズ４５ｂは、赤外発光ダイオード４５ａ
の発光面の前方に支持されており、この投光レンズ４５
ｂは、赤外発光ダイオード４５ａから発光される赤外光
を平行光としてミラー４３ａに投光する。なお、赤外発
光ダイオード４５ａは、上記第１実施形態にて述べた赤
外発光ダイオード駆動回路５０により駆動される。

【００４２】これにより、走査機構４３においては、ロ
ータリソレノイド４３ｄが、所定回動角範囲にて回動す
ると、ミラー４３ａは、その揺動回動角に応じ、投光レ
ンズ４２ｂ又は４５ｂからの平行光を上記判定対象に向
けて反射して走査する。また、ミラー４３ａは、上記判
定対象により反射拡散された赤外光を受けて受光系４４
の集光レンズ４４ａに向けて反射する。

【００４３】このように構成した本第２実施形態では、
上述した図４及び図５のフローチャートに従いコンピュ
ータプログラムが一サイクル実行されるごとに、ステッ
プ１１０において両投光系４２、４５を交互に駆動処理
することで、上記判定対象の左右の異なる両走査線（図
７にて両符号Ｍ１、Ｍ２参照）と光学的センサ４０との
距離を求めることができる。

【００４４】従って、例えば、図８にて両符号Ｍａ、Ｍ
ｂにて示すように、乗員Ｍの着座位置が、補助席１０の
中心位置から左右にずれている場合でも、両投光系４
２、４５のいずれか一方からの赤外光が、ミラー４３ａ
により反射されて、ずれた位置にて着座している乗員Ｍ
に入射することとなる。このため、光学的センサ４０か
ら乗員までの距離の測定が、乗員の左右への着座ずれと
はかかわりなく、確実になされ得る。その結果、乗員の
着座位置が左右にずれていても、上記第１実施形態と同
様の作用効果を達成できる。

【００４５】（第３実施形態）図９は、本発明の第３実
施形態の要部を示している。この第３実施形態では、上
記第１実施形態にて述べた光学的センサ４０に代えて、
光学的センサ４０Ａが採用されている。この光学的セン
サ４０Ａは、光学的センサ４０において、投光系４２及
び受光系４４を収納した補助ケーシング４６を、ミラー
４３ａに代えて、両軸受け４３ｂ、４３ｃにより揺動回
動可能に軸支した構成となっている。

【００４６】投光系４２及び受光系４４は、補助ケーシ
ング４６内に左右に並んで配設されており、赤外発光ダ
イオード４２ａ及びＰＳＤ４４ｂは、補助ケーシング４
６の後壁に装着されている。ここで、投光レンズ４２ｂ
は、補助ケーシング４６の揺動回動に伴い、赤外発光ダ
イオード４２ａからの赤外光を補助ケーシング４６の前
側開口部４６ａ及びケーシング４１の開口部４１ｂを通
し平行光として上記判定対象に入射させる。また、この
判定対象による拡散反射光は、開口部４１ｂ及び前側開
口部４６ａを通り集光レンズ４４ａに入射して集光され
ＰＳＤ４４ｂにより受光される。その他の構成は上記第
１実施形態と同様である。

【００４７】しかして、本第３実施形態では、上述のよ
うに、投光系４２及び受光系４４を収納した補助ケーシ
ング４６を両軸受け４３ｂ、４３ｃにより揺動回動可能
に軸支した構成とすることで、ミラー４３ａを廃止して
構成をさらに簡単かつコンパクトにしつつ、上記第１実
施形態と同様の作用効果を達成できる。 （第４実施形態）図１０及び図１１は、本発明の第４実
施形態の要部を示している。

【００４８】この第４実施形態では、上記第１実施形態
にて述べた光学的センサ４０に代えて、図１０にて示す
ごとく、光学的センサ９０が採用されている。この光学
的センサ９０は、光学的センサ４０に代えて、フロント
ウインドシールドＷの上縁近傍にて車室内上壁Ｃに、補
助席１０前面に対向するように配設されている。この光
学的センサ９０は、ケーシング９１と、このケーシング
９１内に収納した投光系９２及び受光系９３を備えてお
り、ケーシング９１は、その上壁９１ａにて、車室内上
壁Ｃに装着されている。

【００４９】投光系９２は、三つの赤外発光ダイオード
９２ａ乃至９２ｃと、三つの投光レンズ９２ｄ乃至９２
ｆを備えており、各赤外発光ダイオード９２ａ乃至９２
ｃは、ケーシング９１の右壁９１ｂの上部近傍にて、上
壁９１ａに支持部材９２ｇを介し装着されている。ここ
で、各赤外発光ダイオード９２ａ乃至９２ｃに対する支
持部材９２ｇの装着面は、各赤外発光ダイオード９２ａ
乃至９２ｃからの赤外光が、その下方にて一点にて交差
するように一定の曲率半径に選定されている。

【００５０】各投光レンズ９２ｄ乃至９２ｆは、これら
に対応する各赤外発光ダイオード９２ａ乃至９２ｃの下
方にて支持部材９２ｇの装着面と同一中心で一定の曲率
面内に支持されており、各投光レンズ９２ｄ乃至９２ｆ
は、各赤外発光ダイオード９２ａ乃至９２ｃからの赤外
光を平行光としてケーシング９１の下壁に形成した各開
口部９１ｅ乃至９１ｃを通して放射状に判定対象に向け
入射する。

【００５１】受光系９３は、ケーシング９１の下壁近傍
にて左壁９１ｆ側に支持されている。この受光系９３
は、三つの集光レンズ９３ａ乃至９３ｃ及びＰＳＤ９３
ｄを有している。集光レンズ９３ａ乃至９３ｃは、図１
０にて示すごとく、支持部材９２ｇの装着面と同一中心
で一定の曲率面内に支持されており、ＰＳＤ９３ｄは、
当該中心の位置に配置されている。

【００５２】しかして、各集光レンズ９３ａ乃至９３ｃ
は、ケーシング９１の下壁に形成した各開口部９１ｇ乃
至９１ｉを通し、判定対象からの拡散反射光を受けて集
光し、ＰＳＤ９３ｄに入射させる。このＰＳＤ９３ｄ
は、上記ＰＳＤ４４ｂと同様の機能を有し、各集光レン
ズ９３ａ乃至９３ｃからの集光光を受けて判定対象と光
学的センサ９０との距離を検出する。各集光レンズ９３
ａ乃至９３ｃは、ＰＳＤ９３ｄ上に焦点位置がくるよう
に配置されている。

【００５３】ここで、本実施形態では、ＰＳＤ９３ｄと
投光系９２の各赤外発光ダイオードとが互いに三角測距
可能に配置されている。また、本第４実施形態では、図
３にて述べた回路構成中、赤外発光ダイオード駆動回路
５０が、三つの赤外発光ダイオード９２ａ乃至９２ｃを
順次駆動するに必要な駆動パルスを所定の周期にて発生
するようになっている。このことは、各赤外発光ダイオ
ード９２ａ乃至９２ｃが、赤外発光ダイオード駆動回路
５０から出力される各駆動パルスにより順次赤外光を発
することを意味する。なお、ロータリソレノイド駆動回
路６０は廃止されている。

【００５４】このように構成した本第４実施形態によれ
ば、投光系９２の各赤外発光ダイオード９２ａ乃至９２
ｃから順次発せられる赤外光が判定対象により順次拡散
反射されると、これら各拡散反射光が、受光系９３の各
集光レンズ９３ａ乃至９３ｃにより順次集光されてＰＳ
Ｄ９３ｄにより受光される。これにより、ＰＳＤ９３ｄ
から順次出力される受光出力に基づき、上記第１実施形
態にて述べたと実質的に同様に判定対象と光学的センサ
９０との間の距離を算出することにより、判定対象の形
状を判定できる。

【００５５】また、このような作用効果は、互いに光軸
的に対応する赤外発光ダイオード、投光レンズ及び集光
レンズの組みを三組採用し、かつ、一つのＰＳＤを採用
し、各赤外発光ダイオードを順次駆動することで、達成
できるので、上記第１実施形態にて述べたような走査機
構が不要となる。その結果、光学的センサをコンパクト
な構成とし得るのは勿論のこと、走査機構の作動による
振動や騒音がなくなる。また、受光素子は、ＰＳＤ一つ
故、光学的センサの構成をより一層コンパクトにし得
る。なお、投光系の赤外発光ダイオードの数は適宜変更
して実施してもよい。

【００５６】図１２及び図１３は、上記第４実施形態の
変形例の要部を示している。この変形例では、受光系９
３において、三つの集光レンズ９３ａ乃至９３ｃを採用
した例について説明したが、これに限らず、図１２及び
図１３にて示すごとく、集光レンズ９３ａ乃至９３ｃに
代えて、単一のシリンドリカルレンズ９３ｅを採用して
実施してもよい。

【００５７】これにより、三つの集光レンズ９３ａ乃至
９３ｃとしての機能を単一のシリンドリカルレンズ９３
ｅでもって達成することとなり、その結果、光学的セン
サの構成をより一層コンパクトにし得る。この場合、三
つの集光レンズ９３ａ乃至９３ｃからの各集光光に代え
て、シリンドリカルレンズ９３ｅにより一筋の集光光と
してＰＳＤ５３ｄに受光させるので、光学的センサの位
置が多少左右及び上下の方向にずれても、判定対象の拡
散反射光を確実にＰＳＤ９３ｄに受光させ得る。その結
果、光学的センサにおける設計上の余裕も生まれる。

【００５８】なお、上記変形例では、一つの投光系９２
及び受光系９３を採用した例について説明したが、これ
に代えて、図１４及び図１５にて示すように変形して実
施してもよい。この図１４及び図１５では、図１２及び
図１３にて示したシリンドリカルレンズ９３ｅ及びＰＳ
Ｄ９３ｄを有する受光系を、ケーシング９１の左右両壁
間中央に配置し、かつ、三つの赤外発光ダイオード９２
ａ乃至９２ｃ及び三つの投光レンズ９２ｄ乃至９２ｆを
有する投光系９２をもう一つ採用し、これら両投光系９
２を上記受光系の左右両側に配置するようにしてある。

【００５９】しかして、このような構成では、両投光系
９２、９２の各々の各赤外発光ダイオードから出射され
る赤外光が、対応する各投光レンズ及びケーシング９１
の下壁に設けた各開口部を通して判定対象の左右両側部
に入射される。すると、この判定対象により拡散反射さ
れた各光が、ケーシング９１の下壁に設けた他の各開口
部を通りシリンドリカルレンズ９３ｅにより集光されて
ＰＳＤ９３ｄによりその受光面の中心の両側にて受光さ
れる。これにより、このＰＳＤ９３ｄの受光出力に基づ
き上記変形例と同様の作用効果を達成できる。

【００６０】この場合、両投光系９２の発光タイミング
及び発光方向を相互にずらせておけば、判定対象の測定
位置を６箇所にすることもできる。また、補助席１０の
着座乗員の姿勢が左右方向にずれていても、両投光系９
２、９２のいずれか一方の赤外光に基づいて、着座乗員
に対する赤外光の入射が確保され得る。従って、判定対
象の形状判定の確度が増す。また、上述のように、シリ
ンドリカルレンズ９３ｅからの各集光光がＰＳＤ９３ｄ
の両側部に入射するので、ＰＳＤ９３ｄの受光面をより
一層有効に活用することができる。その結果、光学的セ
ンサの全体構成をより一層コンパクトにし得る。なお、
このような作用効果は、シリンドリカルレンズ９３ｅに
代えて、三つの集光レンズを採用しても、同様に達成で
きる。

【００６１】（第５実施形態）図１６乃至図１８は、本
発明の第５実施形態の要部を示している。この第５実施
形態では、光学的センサ３００が、上記第１実施形態に
て述べた光学的センサ４０に代えて、採用されている。
この光学的センサ３００は、ケーシング３１０と、この
ケーシング３１０内に収容した投光系３２０、受光系３
３０及びミラー系３４０を備えており、ケーシング３１
０は、その上壁３１０ａにて、車室内上壁Ｃに装着され
ている。

【００６２】なお、ケーシング３１０に形成した投受光
光通過用開口部には、外乱光の入射を低減する赤外線透
過フィルタ３１１が装着されている。投光系３２０は、
図１６及び図１７にて示すごとく、６個の赤外発光ダイ
オード３２１ａ乃至３２１ｆ（図１７では、赤外発光ダ
イオード３２１ｂ、３２１ｄ、３２１ｆのみを示す）
と、各赤外発光ダイオード３２１ａ乃至３２１ｆにそれ
ぞれ対応する各投光レンズ３２２ａ乃至３２２ｆとを備
えている。

【００６３】そして、各投光レンズ３２２ａ、３２２
ｃ、３２２ｅが赤外発光ダイオード３２１ａ、３２１
ｃ、３２１ｅと共に支持部材３２３ａを介しケーシング
３１０内にてそのの上壁３１０ａに取り付けられてい
る。一方、各投光レンズ３２２ｂ、３２２ｄ、３２２ｆ
が赤外発光ダイオード３２１ｂ、３２１ｄ、３２１ｆと
共に支持部材３２３ｂを介しケーシング３１０内にてそ
の上壁３１０ａに取り付けられている。

【００６４】但し、両赤外発光ダイオード３２１ａ、３
２１ｂ、両赤外発光ダイオード３２１ｃ、３２１ｄ及び
両赤外発光ダイオード３２１ｅ、３２１ｆは、図１６及
び図１７にて示すごとく、両赤投光レンズ３２２ａ、３
２２ｂ、両投光レンズ３２２ｃ、３２２ｄ及び両投光レ
ンズ３２２ｅ、３２２ｆを通し上記判定対象に対し放射
状に発光できるように、相互に角度をずらせて設置され
ている。

【００６５】受光系３３０は、図１６及び図１８にて示
すように、受光レンズであるシリンドリカルレンズ３３
２と、受光素子であるＰＳＤ３３１とを、支持部材３３
３を介しケーシング３１０内にてその上壁３１０ａに取
り付けられており、この受光系３３０は、ミラー系３４
０に対向して位置している。なお、投光系３２０が下向
きに配置されているのに対し、受光系３３０は、その光
軸を横向きにして配置されている。

【００６６】ミラー系３４０は、図１６及び図１８にて
示すごとく、６個のミラー３４１ａ乃至３４１ｆを備え
ており、これら各ミラー３４１ａ乃至３４１ｆは、各投
光レンズ３２２ａ乃至３２２ｆにそれぞれ対応して、支
持部材３４２を介しケーシング３１０内にてその上壁３
１０ａに取り付けられている。各ミラー３４１ａ乃至３
４１ｆは、これらに対応する各投光レンズ３２２ａ乃至
３２２ｆからの出射光に対する上記判定対象からの反射
光を、シリンドリカルレンズ３３２を通しＰＳＤ３３１
に入射させるように、各所定の角度にて設置されてい
る。なお、両支持部材３２３ａ、３２３ｂは、ミラー系
３４０を挟んで位置している。

【００６７】このように構成した本第５実施形態では、
上記構成により、光学的センサ３００の厚さ方向（ケー
シング３１０の高さ方向）の体格を薄くすることができ
る。その結果、車両の天井部等の厚さの薄い部分への装
着がより一層簡単になされ得る。また、各投光レンズ３
２２ａ乃至３２２ｆからの出射光に対する各ミラー３４
１ａ乃至３４１ｆによる反射を利用するので、これら各
反射光のシリンドリカルレンズ３３２への円筒軸方向へ
の入射角を半分にすることができる。

【００６８】このため、シリンドリカルレンズ３３２の
収差による影響が軽減され、その結果、このシリンドリ
カルレンズ３３２による受光性能が向上すると共に測距
精度も向上する。 （第６実施形態）図１９乃至図２１は、本発明の第６実
施形態の要部を示している。

【００６９】この第６実施形態において、上記実施形態
にて述べた光学的センサ４０に代えて、光学的センサ４
００が採用されている。この光学的センサ４００は、ベ
ース４１０と、投光系４２０と、受光系４３０と、支持
部材４１１とにより構成されており、支持部材４１１
は、ベース４１０を介し車室内上壁Ｃに装着されてい
る。

【００７０】投光系４２０は、図１９及び図２０にて示
すように、三つの発光点をそれぞれ有する両赤外発光ダ
イオード４２１ａ、４２１ｂ（以下、３チップ赤外発光
ダイオード４２１ａ、４２１ｂという）と、これら両３
チップ赤外発光ダイオード４２１ａ、４２１ｂにそれぞ
れ対応する両投光レンズ４２２ａ、４２２ｂとを備えて
いる。ここで、３チップ赤外発光ダイオード４２１ａ及
び投光レンズ４２２ａと、３チップ赤外発光ダイオード
４２１ｂ及び投光レンズ４２２ｂとは、受光系４３０の
シリンドリカルレンズ４３２の円筒軸線に沿いこの受光
系４３０を挟むように設置されている。

【００７１】各３チップ赤外発光ダイオード４２１ａ、
４２１ｂは、それぞれ、各投光レンズ４２２ａ、４２２
ｂを通し各３本のビームとして発光するようになってい
る。ここで、これら６本のビームが上記判定対象に対し
放射状に入射するように、当該６本のビームの進行方向
が、シリンドリカルレンズ４３２の光軸に対し各所定の
角度だけずらして設定されている。また、各３チップ赤
外発光ダイオード４２１ａ、４２１ｂからの各ビーム間
の相対角は、３チップ赤外発光ダイオード内のチップ間
隔と投光レンズの焦点距離により決定される。

【００７２】一方、受光系４３０は、図１９及び図２１
にて示すように、受光素子であるＰＳＤ４３１と、受光
レンズであるシリンドリカルレンズ４３２とを備えてお
り、これらＰＳＤ４３１及びシリンドリカルレンズ４３
２は、支持部材４１１の図１９及び図２１にて図示中間
部位に配置されている。このように構成した本第６実施
形態では、６点の位置を測距するにあたり、３チップ赤
外発光ダイオードと投光レンズとの組み合わせを二つ利
用するだけでよい。従って、部品点数を低減することが
でき、その結果、より一層、光学的センサを小型化する
ことができるとともに、光学的センサの車室内への装着
もより一層容易に行える。

【００７３】なお、本発明の実施にあたっては、受光素
子としては、ＰＳＤに限ることなく、例えば、分割式フ
ォトダイオードを採用して実施してもよい。また、投光
レンズや集光レンズに代えて、ホログラフィックオプテ
ィカルレンズ（特定波長の光を回折させたり集光したり
する素子）を採用して実施してもよい。また、本発明の
実施にあたっては、三角測距に限ることなく、例えば、
光学的センサから判定対象までの到達時間及び判定対象
から光学的センサへの到達時間により測距を行うように
してもよい。

【００７４】また、本発明の実施にあたり、光学的セン
サの配置位置は、車室内上壁に限ることなく、例えば、
車室内のインストルパネルに配置して実施してもよい。
また、本発明に実施にあたっては、補助席１０に限るこ
となく、当該車両の運転席や後席に着座する乗員を保護
するためのエアバッグシステムの乗員判定装置に本発明
を適用して実施してもよい。

【００７５】また、本発明の実施にあたり、上述したフ
ローチャートに代えて、このフローチャートにおける各
ステップを、それぞれ、機能実行手段としてハードロジ
ック構成により実現するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態での光学的センサの配置
位置を示す側面図である。

【図２】図１の光学的センサの要部破断拡大斜視図であ
る。

【図３】図１の光学的センサを有する乗員判定装置を示
すブロック図である。

【図４】図３のマイクロコンピュータの作用を示すフロ
ーチャートの前段部である。

【図５】当該フローチャートの後段部である。

【図６】上記第１実施形態における乗員着座状態パター
ンＮ及び補助席形状パターンＮａを示す図である。

【図７】本発明の第２実施形態を示す要部破断拡大斜視
図である。

【図８】上記第２実施形態において補助席着座乗員の姿
勢が左右にずれている場合の光学的センサからの光の入
射状態を示す模式的説明図である。

【図９】本発明の第３実施形態を示す要部破断拡大斜視
図である。

【図１０】本発明の第４実施形態を示す図１１にて１０
−１０線に沿う断面図である。

【図１１】図１０にて１１−１１線に沿う断面図であ
る。

【図１２】上記第４実施形態の変形例を示す図１３にて
１２−１２線に沿う断面図である。

【図１３】図１２にて１３−１３線に沿う断面図であ
る。

【図１４】図１２の変形例をさらに変形した場合を示す
図１５にて１４−１４線に沿う断面図である。

【図１５】図１４にて１５−１５線に沿う断面図であ
る。

【図１６】本発明の第５実施形態を示す光学的センサの
図１７にて１６−１６線に沿う断面図である。

【図１７】図１６にて１７−１７線に沿う断面図であ
る。

【図１８】図１６にて１８−１８線に沿う断面図であ
る。

【図１９】本発明の第６実施形態を示す光学的センサの
下面図である。

【図２０】図１９にて２０−２０線に沿う断面図であ
る。

【図２１】図２０にて２１−２１線に沿う断面図であ
る。

【符号の説明】

Ｍ…乗員、１０…補助席、２０…インストルパネル、４
０、９０、３００、４００…光学的センサ、４２、９
２、３２０、４２０…投光系、４２ａ、４５ａ、９２ａ
乃至９２ｃ、３２１ａ乃至３２１ｆ、４２１ａ、４２１
ｂ…赤外発光ダイオード、４４ｂ、９３ｄ、３３１、４
３１…受光素子、４３…走査機構、４３ａ…ミラー、４
３ｄ…ロータリソレノイド、４４、９３、３３０、４３
０…受光系、５０…赤外発光ダイオード駆動回路、６０
…ロータリソレノイド駆動回路、７０…ＰＳＤ信号処理
回路、８０…マイクロコンピュータ、９３ｅ、３３２、
４３２…シリンドリカルレンズ、３４０…ミラー系。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の衝突時に乗員を保護するように作
   動するエアバッグシステムにおいて、 車室内の適所に配設されて車室内に位置する判定対象
   （Ｍ、１０、３０）を光による走査でもって検出する光
   学的センサ（４０、９０）と、 この光学的センサによる検出出力に基づき乗員の保護に
   必要な状態を判定する判定手段（８０）とを備えてなる
   車両用エアバッグシステムのための乗員判定装置。
2. 【請求項２】 前記光学的センサが、 投光系（４２、９２）と、 受光系（４４、９３）と、 前記投光系からの光を前記判定対象にこれを走査しなが
   ら入射させるとともに、当該判定対象からの反射光を前
   記受光系に受光させる走査手段（４３）とを備えて、 前記受光系による受光出力を前記検出出力として前記判
   定手段に付与することを特徴とする請求項１に記載の車
   両用エアバッグシステムのための乗員判定装置。
3. 【請求項３】 前記走査手段が、 駆動手段（４３ｄ）と、 この駆動手段により前記判定対象の走査可能に揺動され
   て前記投光系からの光を反射し前記判定対象に入射させ
   るとともにこの判定対象からの反射光を前記受光系に受
   光させるように反射するミラー（４３ａ）とを備えるこ
   とを特徴とする請求項２に記載の車両用エアバッグシス
   テムのための乗員判定装置。
4. 【請求項４】 前記光学的センサが、 駆動手段（４３ｄ）と、 この駆動手段により前記判定対象の走査可能に揺動され
   て当該判定対象に光を入射させる投光系（４２）と、前
   記駆動手段により前記投光系と共に揺動されて前記判定
   対象の反射光を受光する受光系（４４）とを有する投受
   光手段とを備えて、 前記受光系の受光出力を前記検出出力として前記判定手
   段に付与することを特徴とする請求項１に記載の車両用
   エアバッグシステムのための乗員判定装置。
5. 【請求項５】 前記投光系が、順次発光するように駆動
   される一対の発光素子（４２ａ、４５ａ）を有し、 前記受光系が、前記両発光素子の間にてこれらと同一平
   面上にて配置してなる単一の受光素子（４４ｂ）を有
   し、この受光素子により前記判定対象の反射光を受光す
   ることを特徴とする請求項２乃至４に記載の車両用エア
   バッグシステムのための乗員判定装置。
6. 【請求項６】 前記光学的センサが、 複数の発光素子（９２ａ乃至９２ｃ）を有し、これら各
   発光素子を前記判定対象の走査可能に順次発光させて当
   該判定対象に入射させる投光手段（９２）と、 単一の受光素子（９３ｄ）を有し、前記判定対象の反射
   光を前記受光素子により受光する受光手段（９３）と、 前記受光素子による受光出力を前記検出出力として前記
   判定手段に付与することを特徴とする請求項１に記載の
   車両用エアバッグシステムのための乗員判定装置。
7. 【請求項７】 前記光学的センサが、 複数の発光素子（９２ａ乃至９２ｃ）からそれぞれ構成
   される両発光素子グループを有し、これら両発光素子グ
   ループの各発光素子を前記判定対象の走査可能に順次発
   光させて当該判定対象の左右側部に入射させる投光手段
   （９２）と、 前記両発光素子グループの間に配置した単一の受光素子
   （９３ｄ）を有し、前記判定対象の反射光を前記受光素
   子により受光する受光手段（９３）と、 前記受光素子による受光出力を前記検出出力として前記
   判定手段に付与することを特徴とする請求項１に記載の
   車両用エアバッグシステムのための乗員判定装置。
8. 【請求項８】 前記受光素子と前記各発光素子とが三角
   測距可能に配置されていることを特徴とする請求項６又
   は７に記載の車両用エアバッグシステムのための乗員判
   定装置。
9. 【請求項９】 前記受光手段が、前記判定対象の反射光
   を集光して前記受光素子に受光させるレンズとしてシリ
   ンドリカルレンズ（９３ｅ）を有することを特徴とする
   請求項６乃至８のいずれか一つに記載の車両用エアバッ
   グシステムのための乗員判定装置。
10. 【請求項１０】 前記受光系において、前記各発光素子
    による前記判定対象からの各反射光を、前記単一の受光
    素子に導くように、前記各発光素子に対応した複数のミ
    ラー（３４０）を有することを特徴とする請求項５乃至
    ９のいずれか一つに記載の車両用エアバッグシステムの
    ための乗員判定装置。