特許 7451776 アンテナ装置、検出装置、開閉部制御システム、及び、乗員検知システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-08

(45)【発行日】2024-03-18

(54)【発明の名称】アンテナ装置、検出装置、開閉部制御システム、及び、乗員検知システム

(51)【国際特許分類】

   H01Q 19/10 20060101AFI20240311BHJP

   H01Q 1/32 20060101ALI20240311BHJP

【ＦＩ】

H01Q19/10

H01Q1/32 Z

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2022581196

(86)(22)【出願日】2021-11-22

(86)【国際出願番号】 JP2021042849

(87)【国際公開番号】W WO2022172553

(87)【国際公開日】2022-08-18

【審査請求日】2023-03-01

(31)【優先権主張番号】P 2021020998

(32)【優先日】2021-02-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼岡 寛之

(72)【発明者】

【氏名】池田 友樹

(72)【発明者】

【氏名】ユータルビロフ ベンジャミン

(72)【発明者】

【氏名】加藤 祐規

(72)【発明者】

【氏名】柴山 貴光

(72)【発明者】

【氏名】大瀧 幸夫

(72)【発明者】

【氏名】佐野 崇

【審査官】佐藤 当秀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０６０４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０９７１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５１３１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２８２５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０８２９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－３２０３７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ １９／１０

Ｈ０１Ｑ １／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板の表面に配置されるアンテナと、
前記基板の前記表面に立設され、前記表面に沿って延在する反射器と
を含み、
前記反射器は、
所定の曲率で湾曲し、前記アンテナ側に突出し、前記アンテナが放射する電波を反射する凸湾曲面を有する湾曲部と、
前記凸湾曲面の両側部から前記基板の表面に沿って延設され、平面視で前記凸湾曲面とともにＶ字状をなし、前記アンテナが放射する電波を反射する第１反射面及び第２反射面をそれぞれ有する第１平面部及び第２平面部と
を有し、
前記凸湾曲面は、円筒の外周面のうちの円筒軸から所定の方位角に含まれる部分に相当する形状を有し、
前記凸湾曲面は、前記基板に対して前記アンテナ側に傾いており、前記円筒軸に平行な方向においては湾曲していない形状を有する、アンテナ装置。

【請求項10】

請求項１乃至９のいずれか１項に記載のアンテナ装置と、
前記アンテナに送信信号を出力する送信回路と、
前記送信信号が検出対象で反射された反射波を受信する受信回路と、
前記受信回路によって受信された信号に基づいて、前記検出対象の存在又は動作の少なくともいずれか一方を検出する検出部と
を含む、検出装置。

【請求項13】

車両のドアの下部、車両のバンパーの内側、又は、車両の車室内に取り付け可能な取付部を有する筐体をさらに含み、
前記アンテナ装置、前記送信回路、前記受信回路、及び前記検出部は、前記筐体に収容されている、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の検出装置。

【請求項15】

請求項１４に記載の検出装置と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記車両の開閉部の開閉制御を行う制御部と
を含む、開閉部制御システム。

【請求項16】

請求項１４に記載の検出装置と、
前記検出部の検出結果に基づいて車室内の乗員の有無を検出する乗員検出部と
を含む、乗員検知システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンテナ装置、検出装置、開閉部制御システム、及び、乗員検知システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、ミリ波レーダと、ミリ波レーダの送受信波を反射する反射鏡とを備える車載レーダ装置がある。反射鏡は高さよりも半径が長い半切円錐体であり、半切円錐体の側面が反射面である。反射面は半切円錐体の母線を底面に向けて湾曲させた凹曲面である（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－１５４１８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、反射波の分布がより良くなるように反射面を設計する際に、従来の車載レーダ装置の反射鏡の反射面のように、半切円錐体の母線を底面に向けて湾曲させた反射面は、形状が複雑で設計が容易ではない。

【0005】

そこで、簡易な構成で設計が容易な反射器を有するアンテナ装置、検出装置、開閉部制御システム、及び、乗員検知システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の実施形態のアンテナ装置は、基板と、前記基板の表面に配置されるアンテナと、前記基板の前記表面に立設され、前記表面に沿って延在する反射器とを含み、前記反射器は、所定の曲率で湾曲し、前記アンテナ側に突出し、前記アンテナが放射する電波を反射する凸湾曲面を有する湾曲部と、前記凸湾曲面の両側部から前記基板の表面に沿って延設され、平面視で前記凸湾曲面とともにＶ字状をなし、前記アンテナが放射する電波を反射する第１反射面及び第２反射面をそれぞれ有する第１平面部及び第２平面部とを有し、前記凸湾曲面は、円筒の外周面のうちの円筒軸から所定の方位角に含まれる部分に相当する形状を有し、前記凸湾曲面は、前記基板に対して前記アンテナ側に傾いている。

【発明の効果】

【0007】

簡易な構成で設計が容易な反射器を有するアンテナ装置、検出装置、開閉部制御システム、及び、乗員検知システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態の検出装置１００を示す図である。

【図2】検出装置１００の分解図である。

【図3】検出装置１００及びアンテナ装置１００Ａを示す図である。

【図4】検出装置１００及びアンテナ装置１００Ａを示す図である。

【図5】検出装置１００及びアンテナ装置１００Ａを示す図である。

【図6】検出装置１００及びアンテナ装置１００Ａを示す図である。

【図7】湾曲部１３１を示す図である。

【図8】図４のＡ－Ａ矢視断面を示す図である。

【図9】図４のＢ－Ｂ矢視断面を示す図である。

【図10】検出装置１００の評価座標系を示す図である。

【図11】検出装置１００の放射強度のシミュレーション結果を示す図である。

【図12】検出装置１００の放射強度のシミュレーション結果を示す図である。

【図13】検出装置１００の放射強度を示す図である。

【図14】検出装置１００の方位角に対する放射強度の特性の実測結果を示す図である。

【図15】様々な動径Ｒと様々なＶ字の角度θとの組み合わせで得られたシミュレーション結果を示す図である。

【図16】湾曲部１３１の幅Ｗと、幅Ｗ及び動径Ｒの関係とを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明のアンテナ装置、検出装置、開閉部制御システム、及び、乗員検知システムを適用した実施形態について説明する。以下では、ＸＹＺ座標系を定義して説明する。Ｘ軸に平行な方向（Ｘ方向）、Ｙ軸に平行な方向（Ｙ方向）、Ｚ軸に平行な方向（Ｚ方向）は、互いに直交する。また、以下では、説明の便宜上、－Ｚ方向側を下側又は下、＋Ｚ方向側を上側又は上と称す場合がある。また、平面視とはＸＹ面視することをいう。また、以下では構成が分かり易くなるように各部の長さ、太さ、厚さ等を誇張して示す場合がある。また、平行、上下等の文言は、実施形態の効果を損なわない程度のずれを許容するものとする。

【0010】

＜実施形態＞
図１は、実施形態の検出装置１００を示す図である。図１には、ＥＣＵ(Electronic Control Unit：電子制御装置)３００も示す。図２は、検出装置１００の分解図である。検出装置１００は、下ケース１０、上ケース２０、基板１１０、送受信装置１２０、及び反射器１３０を含む。送受信装置１２０は、アンテナ１２１、送信回路１２２、受信回路１２３、及び制御部１２４を有する。

【0011】

検出装置１００は、少なくとも基板１１０、送受信装置１２０、及び反射器１３０を含む。実施形態のアンテナ装置１００Ａは、少なくとも基板１１０、アンテナ１２１、及び反射器１３０を含む。このため、図２において、基板１１０、アンテナ１２１、及び反射器１３０には括弧書きで符号１００Ａを記す。

【0012】

下ケース１０及び上ケース２０は、筐体の一例であり、位置合わせして係合されることによって、封止された内部空間を有するケースになる。下ケース１０及び上ケース２０で構成されるケースの内部空間には、基板１１０、送受信装置１２０、及び反射器１３０が収容される。このように、検出装置１００は、基板１１０、送受信装置１２０、及び反射器１３０が、下ケース１０及び上ケース２０に収容されてパッケージ化されている。

【0013】

一例として、上ケース２０は、係合部２１、ネジ孔２２、及びコネクタ２３を有する。係合部２１及びネジ孔２２は、下ケース１０及び上ケース２０で構成されるケースを車両のドアの下部、バンパーの内側、又は、車両の車室内に取り付け可能な取付部の一例である。コネクタ２３は、基板１１０を介して送受信装置１２０に接続される端子を有する。コネクタ２３は、例えば、車両に搭載されるＬＩＮ(Local Interconnect Network)やＣＡＮ(Controller Area Network)を介して、車両のＥＣＵ３００に接続される。これにより、検出装置１００はコネクタ２３を介してＥＣＵ３００に接続される。

【0014】

このような検出装置１００は、一例として、車両のトランクリッド、リアゲート、又はスライドドア等の開閉部の電動オープナの作動検出装置として用いることができる。この場合には、検出装置１００は、リアバンパーの下における車両の利用者のつま先の存在又は動きを検出する。リアバンパーの下につま先を挿入する利用者は、車両の周囲にいる操作者の一例である。

【0015】

電動オープナは、ロックの解錠と、トランクリッド、リアゲート、又はスライドドア等の開閉部を開閉させるアクチュエータの駆動とを行う装置である。ここで、ＥＣＵ３００が、検出装置１００の検出結果に基づいて車両の開閉部の開閉制御を行う制御部である場合には、検出装置１００とＥＣＵ３００とを含むシステムは、開閉部制御システムである。また、ＥＣＵ３００が、検出装置１００の検出結果に基づいて車室内の乗員の有無を検出する乗員検出部である場合には、検出装置１００とＥＣＵ３００とを含むシステムは、乗員検知システムである。

【0016】

検出装置１００は、車両のトランクリッド又はリアゲートの電動オープナの作動検出装置として用いられる場合には、一例として車両のリアバンパーの内側において、車両の幅方向の中央に設けられる。この場合には、＋Ｘ方向が鉛直下方であり、－Ｘ方向が鉛直上方であり、＋Ｙ方向が車両の進行方向における右側であり、－Ｙ方向が車両の進行方向における左側であり、＋Ｚ方向が車両の後方であり、＋Ｚ方向が車両の前方である。検出装置１００は、＋Ｘ方向に電波を放射し、反射波を受信して＋Ｘ方向における検出対象の存在又は検出対象の動作を検出する。

【0017】

以下では、一例として、検出装置１００が車両のリアバンパーの内側に設けられ、トランクリッド又はリアゲートの電動オープナを作動させようとする利用者のつま先の存在又は動きを検出する形態について説明する。すなわち、以下では、一例として検出装置１００の検出対象は、利用者のつま先である。

【0018】

検出装置１００は、＋Ｘ方向に電波を放射し、反射波を受信することによって＋Ｘ方向における検出対象の存在又は検出対象の動作を検出する。検出対象である利用者のつま先が検出装置１００の下方に存在しない場合と、存在する場合とでは反射波を受信するタイミングが異なるため、検出装置１００は、反射波を受信するタイミングに基づいて、つま先の存在、又は、つま先が検出装置１００の下に挿入された動作の少なくともいずれか一方を検出する。

【0019】

次に、基板１１０、送受信装置１２０、及び反射器１３０の構成の詳細について説明する。ここでは、図１及び図２に加えて、図３乃至図６を用いて説明する。図３乃至図６は、検出装置１００及びアンテナ装置１００Ａを示す図である。図３乃至図６には、基板１１０、送受信装置１２０、及び反射器１３０を示す。

【0020】

基板１１０は、図２乃至図４に示すように、下ケース１０及び上ケース２０の平面視での形状に合わせた形状を有する。基板１１０は、例えば、ＦＲ４(Flame Retardant type 4)規格等に準じた配線基板である。基板１１０の上面１１１には、送受信装置１２０及び反射器１３０が実装されている。送受信装置１２０の制御部１２４（図２参照）は、基板１１０の配線を介してコネクタ２３（図１及び図２参照）の端子に接続されている。基板１１０は、一例として上ケース２０の内部にネジ等で固定される。

【0021】

送受信装置１２０は、図２に拡大して示すように、アンテナ１２１、送信回路１２２、受信回路１２３、及び制御部１２４を有し、図２乃至図６に示すように、基板１１０の上面１１１に実装されている。送受信装置１２０のうちの送信回路１２２、受信回路１２３、及び制御部１２４の部分は、所謂ＩＣ(Integrated Circuit)チップで実現される。

【0022】

アンテナ１２１は、ＩＣチップの上面に設けられており、送信回路１２２及び受信回路１２３に接続されている。アンテナ１２１は、一例としてパッチアンテナであり、電波を送信する送信アンテナと、電波を受信する受信アンテナとを兼ねたアンテナである。アンテナ１２１は、一例として、６０．５ＧＨｚのミリ波を送受信可能である。

【0023】

送信回路１２２及び受信回路１２３は、ＩＣチップに含まれるアナログ集積回路で一体的に構成されている。また、送信回路１２２及び受信回路１２３は、制御部１２４に接続されており、制御部１２４によって動作が制御される。送信回路１２２は、制御部１２４から出力される送信指令に従ってアンテナ１２１に送信信号を出力する。受信回路１２３は、送信信号が検出対象で反射された反射波を受信する。

【0024】

制御部１２４は、ＩＣチップに含まれるコンピュータによって実現される機能を表したものである。制御部１２４は、受信回路１２３によって受信された信号に基づいて、検出対象の存在又は動作の少なくともいずれか一方を検出する検出部としての機能を有する。

【0025】

反射器１３０は、図３乃至図６に示すように、基板１１０の上面１１１に立設されている。上面１１１に立設されるとは、上面１１１上に起立した状態で設けられていること、又は、上面１１１上に立てた状態で設けられていることをいう。また、反射器１３０は、上面１１１に対して傾けて設けられている。この詳細については後述する。

【0026】

反射器１３０は、湾曲部１３１と、平板部１３２及び１３３と、固定部１３４と、係合部１３５とを有する。平板部１３２は第１平面部の一例であり、平板部１３３は第２平面部の一例である。湾曲部１３１と平板部１３２及び１３３とは、基板１１０の上面１１１に沿って延在している。反射器１３０は、アンテナ１２１が放射する電波を＋Ｘ方向側に反射する。また、反射器１３０は、検出対象で反射された電波をアンテナ１２１に向けて反射する。

【0027】

反射器１３０は、車両のリアバンパーの内部において、車両の幅方向における中央に設けられるため、車両のリアバンパーの左斜め下方向と右斜め下方向に、より遠くまで反射波を到達可能であることが求められる。左右方向のより広い範囲で利用者のつま先を検出可能にするためである。

【0028】

反射器１３０からつま先までの距離は、つま先が真下に位置する場合よりも、つま先が左斜め下と右斜め下に位置する場合の方が長くなる。このため、反射器１３０は、＋Ｘ方向における－Ｙ方向側である左斜め下方向と、＋Ｘ方向における＋Ｙ方向側である右斜め下方向とにおいて、より遠くまで電波を反射できるように構成される。

【0029】

＋Ｘ方向における－Ｙ方向側（左斜め下方向）と、＋Ｘ方向における＋Ｙ方向側（右斜め下方向）とにおける反射波の到達距離を長くするためには、到達距離を伸ばすための精緻な設計が可能であることが求められる。これを実現するために、本実施形態のアンテナ装置１００Ａ及び検出装置１００の反射器１３０は、比較的簡易な形状を有する。

【0030】

湾曲部１３１は、所定の曲率で湾曲し、アンテナ１２１（図２参照）を有する送受信装置１２０側に突出する凸湾曲面１３１Ｓを有する。凸湾曲面１３１Ｓは、湾曲部１３１の反射面である。湾曲部１３１は、平板を湾曲させた形状を有し、凸湾曲面１３１Ｓは、円筒の外周面のうちの円筒軸から所定の方位角に含まれる部分に相当する形状を有する。湾曲部１３１は、基板１１０の上面１１１に対してアンテナ１２１（図２参照）を有する送受信装置１２０側に傾いている。

【0031】

ここで、湾曲部１３１の形状を説明するために、図３乃至図６に加えて図７乃至図９を用いて説明する。図７は、湾曲部１３１を示す図である。図７には、反射器１３０のうちの湾曲部１３１のみを抜き出して示すとともに、湾曲部１３１を含む仮想的な円筒１を示す。図８は、図４のＡ－Ａ矢視断面を示す図である。図９は、図４のＢ－Ｂ矢視断面を示す図である。

【0032】

図７（Ａ）に示すように、湾曲部１３１は、動径がＲで円筒軸Ｃを有する円筒１のうち、円筒軸Ｃに対する方位角φに含まれる部分である。方位角φは所定の方位角の一例である。湾曲部１３１は、凸湾曲面１３１Ｓの上端における円弧の頂点１３１Ａ１と、凸湾曲面１３１Ｓの下端における円弧の頂点１３１Ａ２と、頂点１３１Ａ１及び頂点１３１Ａ２を結ぶ直線１３１Ｂとを有する。直線１３１Ｂは凸湾曲面１３１Ｓ上に位置し、円筒軸Ｃに平行である。直線１３１Ｂは、円筒１の母線に相当する直線である。

【0033】

図７（Ｂ）に示すように、湾曲部１３１は、頂点１３１Ａ１と頂点１３１Ａ２とを結ぶ直線１３１ＢがＸＺ平面に平行で送受信装置１２０の上面の中心１２０Ｃを通る平面上に位置し、かつ、直線１３１Ｂが送受信装置１２０側に傾くように、上面１１１上に配置されている。直線１３１Ｂが送受信装置１２０側に傾いているため、凸湾曲面１３１Ｓが送受信装置１２０側に傾いている。中心１２０Ｃは、アンテナ１２１（図２参照）の表面の中心に相当する。

【0034】

湾曲部１３１は、ＸＺ平面に平行で送受信装置１２０の中心１２０Ｃを通る平面上において、頂点１３１Ａ１及び頂点１３１Ａ２を結ぶ直線１３１Ｂと、上面１１１とがなす角度がα度になるように傾けられている。凸湾曲面１３１Ｓは、円筒１の外周面のように、周方向には湾曲しているが、円筒軸Ｃ及び直線１３１Ｂに平行な方向には湾曲していない形状を有する。

【0035】

本実施形態では、図８に示すように一例として角度αは５２度である。このような湾曲部１３１は、設計が比較的容易である。湾曲部１３１は、平板を仮想的な円筒軸Ｃに沿って曲率半径Ｒで折り曲げることによって作製可能である。なお、角度αは５２度に限られるものではない。角度αは鋭角（０度より大きく９０度未満の角度）である。

【0036】

湾曲部１３１は、一例として、図４に示すように平面視で送受信装置１２０と重なっている。ここでは、湾曲部１３１が平面視で送受信装置１２０の全体と重なる形態を示すが、湾曲部１３１は、平面視で送受信装置１２０の少なくとも一部と重なっていることが好ましい。送受信装置１２０のアンテナ１２１（図２参照）から放射される電波を効率的に反射することができるからである。なお、例えば、アンテナ１２１が鉛直上方よりも湾曲部１３１側に向けて傾けて電波を放射するような場合には、湾曲部１３１は平面視で送受信装置１２０と重なっていなくてもよい。

【0037】

平板部１３２及び１３３は、ともに平板状（板状）の部分であり、図３、図５、及び図６に示すように、＋Ｘ方向側の表面１３２Ｓ及び１３３Ｓをそれぞれ有する。表面１３２Ｓ及び１３３Ｓは、平板部１３２及び１３３の反射面である。表面１３２Ｓは第１反射面の一例であり、表面１３３Ｓは第２反射面の一例である。

【0038】

表面１３２Ｓ及び１３３Ｓは、凸湾曲面１３１Ｓの周方向における両側部から基板１１０の上面１１１に沿って延設され、図４に破線で示すように平面視で凸湾曲面１３１ＳとともにＶ字状をなしている。表面１３２Ｓ及び１３３ＳがなすＶ字の角度（内角）θは、一例として１２０度である。角度θは９０度以上であることが好ましい。

【0039】

平板部１３２は、湾曲部１３１の周方向における－Ｙ方向側の側部から連続的に設けられており、平板部１３３は、湾曲部１３１の周方向における＋Ｙ方向側の側部から連続的に設けられている。このため、表面１３２Ｓは、凸湾曲面１３１Ｓの－Ｙ方向側の端部から連続する面であり、表面１３３Ｓは、凸湾曲面１３１Ｓの＋Ｙ方向側の端部から連続する面である。

【0040】

このため、図９に示すように、ＸＺ平面に平行な平面に沿って平板部１３２を切断した断面で見ると、表面１３２Ｓと上面１１１とがなす角度はαであり、湾曲部１３１の直線１３１Ｂと上面１１１とがなす角度αに等しい。ＸＺ平面内において、平板部１３２は、上面１１１に対して湾曲部１３１と同じ角度で傾いているからである。ここでは、一例として角度αは５２度である。

【0041】

また、平板部１３２と平板部１３３とは、湾曲部１３１の直線１３１Ｂを含みＸＺ平面に平行な平面に対して、互いに鏡像になる対称（面対称）な形状を有するため、ＸＺ平面に平行な平面に沿って平板部１３３を切断した断面で見ると、表面１３３Ｓと上面１１１とがなす角度はαであり、湾曲部１３１の直線１３１Ｂと上面１１１とがなす角度αに等しい。

【0042】

２つの固定部１３４は、平板部１３２の－Ｙ方向側の端部と、平板部１３３の＋Ｙ方向側の端部とから延設される部分であり、－Ｘ方向に延在している。固定部１３４は、反射器１３０を基板１１０の上面で安定的に固定するために設けられており、下方に突出する凸部１３４Ａ（図６参照）を有する。凸部１３４Ａは、基板１１０を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する貫通孔に挿入され、接着剤等で基板１１０に固定される。

【0043】

２つの係合部１３５は、平板部１３２と平板部１３３との下端から突出する部分であり、基板１１０を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する貫通孔に挿入され、接着剤等で基板１１０に固定される。

【0044】

以上のような反射器１３０において、平面視において頂点１３１Ａ１及び１３１Ａ２から＋Ｘ方向を見た方向は、反射器１３０の正面の方向であり、アンテナ装置１００Ａ及び検出装置１００の正面の方向である。

【0045】

以上のように、湾曲部１３１と、平板部１３２及び１３３と、固定部１３４と、係合部１３５とを有する反射器１３０は、例えば、板金をパンチング処理で打ち抜いて得る金属板を仮想的な円筒軸Ｃに沿って曲率半径Ｒで折り曲げることによって作製可能である。金属板は、例えば、アルミニウム製であってよい。

【0046】

図１０は、検出装置１００の評価座標系を示す図である。検出装置１００はアンテナ装置１００Ａを含むため、以下では検出装置１００の評価結果について説明する。図１０に示すように、ＸＹＺ座標系は、図１乃至図９に示すＸＹＺ座標系と同一であり、原点は送受信装置１２０の上面における中心１２０Ｃ（図７（Ｂ）参照）に一致するものとして説明する。

【0047】

評価座標系は極座標系である。方位角は－Ｙ方向を基準（０度）として矢印で示す方向の角度を示す。このため、＋Ｘ方向の方位角は９０度、＋Ｙ方向の方位角は１８０度である。－Ｘ方向の方位角は２７０度であるとともに－９０度である。仰角は、＋Ｘ方向を基準（０度）として矢印で示す方向の角度を示す。このため、＋Ｚ方向の仰角は９０度、－Ｚ方向の仰角は－９０である。

【0048】

図１１は、検出装置１００の放射強度のシミュレーション結果を示す図である。図１１（Ａ）～図１１（Ｃ）において、横軸は方位角（度）を示し、縦軸は仰角（度）を示す。図１１（Ａ）～図１１（Ｃ）において明るいほど放射強度が高く、暗いほど放射強度が低いことを表す。また、図１１（Ｃ）の放射強度のシミュレーション結果の下側には、比較用の検出装置５０を示す。比較用の検出装置５０は、反射器１３０の湾曲部１３１の凸湾曲面１３１Ｓと平板部１３２及び１３３の表面１３２Ｓ及び１３３Ｓとに相当する反射面を放物線状の表面にした反射器５３を有する。

【0049】

図１２は、検出装置１００の放射強度のシミュレーション結果を示す図である。図１２（Ａ）～図１２（Ｃ）において、上段には仰角が１０度の平面における方位角に対する放射強度（ｄＢ）の特性を示し、下段にはＸＺ平面における仰角に対する放射強度の特性を示す。ＸＺ平面は方位角が９０度の平面である。

【0050】

図１１（Ａ）及び図１２（Ａ）には、湾曲部１３１の動径Ｒが７．５ｍｍで反射器１３０のＶ字の角度θが１２０度のシミュレーションモデルについての放射強度を示す。図１１（Ｂ）及び図１２（Ｂ）には、湾曲部１３１の動径Ｒが７．５ｍｍで反射器１３０のＶ字の角度θが１５０度のシミュレーションモデルについての放射強度を示す。また、図１１（Ｃ）及び図１２（Ｃ）には、比較用の検出装置５０についてのシミュレーション結果による放射強度を示す。

【0051】

図１１（Ａ）及び図１２（Ａ）と図１１（Ｂ）及び図１２（Ｂ）とを、図１１（Ｃ）及び図１２（Ｃ）と比べると、方位角については、４０度から５０度の範囲と、１３０度から１４０度の範囲において放射強度が向上していることが分かる。検出装置１００は、車両のリアバンパーの内部において、車両の幅方向における中央に設けられるため、方位角が４０度から５０度の範囲と、１３０度から１４０度の範囲とは、それぞれ、車両のリアバンパーの左斜め下方向と右斜め下方向に相当する。方位角が４０度から５０度の範囲と、１３０度から１４０度の範囲とは、アンテナ１２１から放射され、反射器１３０によって反射される電波がＸＹ平面内で伝搬する角度のうち、方位角が９０度の方向に対する広角側の範囲である。方位角が９０度の方向は、反射器１３０の正面の方向であり、広角側の範囲とは反射器１３０の正面の方向に対する角度が比較的大きい範囲である。

【0052】

また、仰角に対する特性については、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、及び図１１（Ｃ）の下段の特性から分かるように、検出装置１００と比較用の検出装置５０とは同等の放射強度を示した。

【0053】

このため、検出装置１００は、比較用の検出装置５０と比べて、車両のリアバンパーの左斜め下方向と右斜め下方向において、より遠くまで反射波を到達可能であることが分かった。検出装置１００は、左右方向のより広い範囲で利用者のつま先を検出可能である。

【0054】

図１３は、検出装置１００の放射強度を示す図である。図１３では、実測結果をシミュレーション結果と比較するために、図１３（Ａ）～図１３（Ｃ）の上段に図１１（Ａ）～図１１（Ｃ）に示すシミュレーション結果を示し、下段に実測結果を示す。

【0055】

図１３（Ａ）～図１３（Ｃ）において、横軸は方位角（度）を示し、縦軸は仰角（度）を示す。図１３（Ａ）～図１３（Ｃ）において明るいほど放射強度が高く、暗いほど放射強度が低いことを表す。

【0056】

図１４は、検出装置１００の方位角に対する放射強度の特性の実測結果を示す図である。図１４では、実測結果をシミュレーション結果と比較するために、図１４（Ａ）～図１４（Ｃ）の上段に図１２（Ａ）～図１２（Ｃ）に示す方位角に対する放射強度の特性のシミュレーション結果を示し、下段に実測結果を示す。実測結果は、シミュレーション結果と同様に、仰角が１０度の平面における方位角に対する放射強度の特性である。

【0057】

図１３（Ａ）及び図１４（Ａ）には、湾曲部１３１の動径Ｒが７．５ｍｍで反射器１３０のＶ字の角度θが１２０度の検出装置１００についての放射強度を示す。図１３（Ｂ）及び図１４（Ｂ）には、湾曲部１３１の動径Ｒが７．５ｍｍで反射器１３０のＶ字の角度θが１５０度の検出装置１００についての放射強度を示す。また、図１３（Ｃ）及び図１４（Ｃ）には、比較用の検出装置５０についての放射強度を示す。

【0058】

図１３（Ａ）から図１３（Ｃ）の上段のシミュレーション結果と、下段の実測結果とを比較すると、Ｖ字の角度θが１２０度の検出装置１００、Ｖ字の角度θが１５０度の検出装置１００、及び、比較用の検出装置５０のそれぞれにおいて、シミュレーション結果と実測結果が同様の結果を示していることが確認できる。

【0059】

また、図１３（Ａ）及び図１４（Ａ）と図１３（Ｂ）及び図１４（Ｂ）との実測結果を、図１３（Ｃ）及び図１４（Ｃ）の実測結果と比べると、方位角が４０度から５０度の範囲と、１３０度から１４０度の範囲において放射強度が向上していることが分かる。

【0060】

このような実測結果から、検出装置１００は、比較用の検出装置５０と比べて、車両のリアバンパーの左斜め下方向と右斜め下方向において、より遠くまで反射波を到達可能であることを確認できた。検出装置１００は、左右方向のより広い範囲で利用者のつま先を検出可能であり、左右方向のより広い範囲で電動オープナを動作させることが可能であることが確認できた。

【0061】

図１５は、様々な動径Ｒと様々なＶ字の角度θとの組み合わせで得られたシミュレーション結果を示す図である。図１５には、仰角が１０度の平面における方位角に対する放射強度の特性のシミュレーション結果を示す。動径Ｒは、１ｍｍ、２．５ｍｍ、５．０ｍｍ、７．５ｍｍ、及び１０ｍｍに設定した。Ｖ字の角度θは、１５０度、１４０度、１３０度、１２０度、及び９０度に設定した。

【0062】

車両のリアバンパーの左斜め下方向と右斜め下方向に相当する方位角が４０度から５０度の範囲と、１３０度から１４０度の範囲とのような広角側において、比較用の検出装置５０の放射強度（図１２（Ｃ）の上段の特性参照）よりも放射強度が増大したのは、太線Ａで囲む範囲内の組み合わせであった。なお、太線Ａで囲む範囲内における空白の部分はシミュレーションを行っていない組み合わせを示す。また、ここでは、太線Ａで囲む範囲外の組み合わせについての特性を省略する。

【0063】

図１６は、湾曲部１３１の幅Ｗと、幅Ｗ及び動径Ｒの関係とを示す図である。図１６（Ａ）に示すように、湾曲部１３１の幅Ｗは、Ｙ方向において湾曲部１３１が存在する区間の長さによって表されることとする。このような幅Ｗを用いると、図１５において太線Ａで囲む範囲内の組み合わせは、幅Ｗが送受信装置１２０の通信周波数における波長の１波長以下になる組み合わせであった。

【0064】

図１６（Ｂ）に示すように、幅Ｗ及び動径Ｒの関係では、Ｖ字の角度θが大きいほど、幅Ｗの増大に対して動径Ｒが増大する傾向にある。幅Ｗが１波長に相当するのは６０．５ＧＨｚにおいて５ｍｍであり、幅Ｗ＝５ｍｍに示す太点線よりも左側における幅Ｗ及び動径Ｒの関係が、広角側において放射強度が増大する幅Ｗ及び動径Ｒの組み合わせを表している。このため、幅Ｗが送受信装置１２０の通信周波数である６０．５ＧＨｚにおける波長の１波長以下になる湾曲部１３１を設計するには、例えば図１６（Ｂ）における幅Ｗが５ｍｍ以下になる幅Ｗ及び動径Ｒの組み合わせにすればよい。

【0065】

なお、幅Ｗが送受信装置１２０の通信周波数における波長の１波長よりも幅広い場合と、Ｖ字の角度θが１５０度よりも大きい場合と、Ｖ字の角度θが９０度よりも小さい場合とでは、方位角が４０度から５０度の範囲と１３０度から１４０度の範囲とのような広角側において、比較用の検出装置５０よりも放射強度が増大するケースは認められなかった。

【0066】

このような結果になったのは、幅Ｗが１波長以下の場合は湾曲部１３１が狭いため、平板部１３２及び１３３で電波が反射して広角側へ反射波が広がりやすくなるが、幅Ｗが１波長よりも広い場合には、湾曲部１３１によって反射される電波が多くなり、平板部１３２及び１３３で広角側へ反射される電波は少なくなり、広角側の電波の強度が低下するからである。また、Ｖ字の角度θが９０度以下の場合は、平板部１３２及び１３３での反射する電波が＋Ｘ方向側よりも－Ｘ方向に向くため、広角側へ反射される電波の強度が低下するからである。また、Ｖ字の角度θが１５０度以上の場合は、幅Ｗは１波長以下であっても湾曲部１３１が平面に近くなるため、広角側へ反射される電波の強度が低下するためである。

【0067】

このことから、車両のリアバンパーの左斜め下方向と右斜め下方向に相当する方位角が４０度から５０度の範囲と、１３０度から１４０度の範囲とのような広角側において放射強度を増大させるためには、Ｖ字の角度θが９０度以上で、湾曲部１３１の幅Ｗが送受信装置１２０の通信周波数における波長の１波長以下であることが好ましいことが分かった。

【0068】

以上のように、反射器１３０は、湾曲部１３１と平板部１３２及び１３３とを有する。湾曲部１３１は、所定の曲率で湾曲し、アンテナ１２１側（アンテナ側）に突出し、アンテナ１２１が放射する電波を反射する凸湾曲面１３１Ｓを有する。凸湾曲面１３１Ｓは、円筒の外周面のうちの円筒軸Ｃから所定の方位角φに含まれる部分に相当する形状を有し、基板１１０の上面１１１に対してアンテナ１２１側に傾いている。

【0069】

また、平板部１３２及び１３３は、アンテナ１２１が放射する電波を反射する表面１３２Ｓ及び１３３Ｓをそれぞれ有する。表面１３２Ｓ及び１３３Ｓは、凸湾曲面１３１Ｓの周方向における両側部から基板１１０の上面１１１に沿って延設され、平面視で凸湾曲面１３１ＳとともにＶ字状をなす。凸湾曲面１３１Ｓと、表面１３２Ｓ及び１３３Ｓとは、反射器１３０の反射面である。

【0070】

このような凸湾曲面１３１Ｓを有する湾曲部１３１と、表面１３２Ｓ及び１３３Ｓを有する平板部１３２及び１３３とで構成される反射器１３０は、構成が簡易であり、容易に設計できる。

【0071】

したがって、簡易な構成で設計が容易な反射器１３０を有するアンテナ装置１００Ａ及び検出装置１００を提供することができる。また、簡易な構成で設計が容易な反射器１３０を有するアンテナ装置１００Ａ及び検出装置１００を含む、開閉部制御システム及び乗員検知システムを提供することができる。また、簡易な構成で設計が容易な反射器１３０を有するため、反射器１３０で反射された電波の到達距離を上述した広角側の範囲のような所望の方向において確実に伸ばすことができる。

【0072】

また、凸湾曲面１３１Ｓは、平面視で少なくとも一部がアンテナ１２１と重なるように基板１１０に対して傾いているので、アンテナ１２１が放射する電波を反射器１３０で確実に反射できるとともに、検出対象で反射された電波を反射器１３０で確実にアンテナ１２１に向けて反射できる。

【0073】

また、凸湾曲面１３１Ｓと、表面１３２Ｓ及び１３３Ｓとは、連続する面であるため、アンテナ１２１が放射する電波と、検出対象で反射された電波とを均等的に反射させることができる。また、より容易に反射器１３０の設計及び作製を行うことができる。

【0074】

湾曲部１３１は、平板を湾曲させた形状を有するので、より容易に湾曲部１３１の設計及び作製を行うことができる。

【0075】

また、湾曲部１３１になる平板は、湾曲部１３１になる部分の両側に平板部１３２及び１３３を有する平板であるので、より容易に反射器１３０の設計及び作製を行うことができる。

【0076】

また、平面視において湾曲部１３１と平板部１３２及び１３３とが配列される一軸方向の一例であるＹ軸方向における湾曲部１３１の幅Ｗは、アンテナの通信周波数における波長の１波長以下であるので、反射器１３０で反射された電波の到達距離を広角側の範囲においてより確実に伸ばすことができる。

【0077】

また、平面視において表面１３２Ｓ及び１３３Ｓがなす角度は９０度以上であるので、反射器１３０で反射された電波の到達距離を広角側の範囲においてより確実に伸ばすことができる。

【0078】

また、アンテナ１２１は、電波を送信する送信アンテナと、電波を受信する受信アンテナとを兼ねたアンテナであるので、１つのアンテナ１２１で送受信を行うことができ、より容易に反射器１３０の設計及び作製を行うことができる。

【0079】

また、アンテナ１２１は、電波を送信する送信アンテナと、電波を受信する受信アンテナとを有し、送信アンテナと受信アンテナとは並べて配置されるので、送信アンテナと受信アンテナとが別々の構成において、より容易に反射器１３０の設計及び作製を行うことができる。

【0080】

また、検出装置１００は、アンテナ装置１００Ａと、送信回路１２２と、受信回路１２３と、受信回路１２３によって受信された信号に基づいて検出対象の存在又は動作の少なくともいずれか一方を検出する検出部として機能する制御部１２４とを含む。このような検出装置１００は、凸湾曲面１３１Ｓを有する湾曲部１３１と、表面１３２Ｓ及び１３３Ｓを有する平板部１３２及び１３３とで構成される反射器１３０を含むので、構成が簡易であり、容易に設計できる。

【0081】

また、送信回路１２２及び受信回路１２３が集積回路で一体的に構成されているので、構成が簡易な検出装置１００を提供することができる。

【0082】

また、アンテナ１２１と、送信回路１２２及び受信回路１２３を実現する集積回路とが一体で構成されていて、構成がより簡易な検出装置１００を提供することができる。

【0083】

車両のドアの下部、車両のバンパーの内側、又は、車両の車室内に取り付け可能な取付部を有する筐体を構成する下ケース１０及び上ケース２０をさらに含み、アンテナ装置１００Ａ、送信回路１２２、受信回路１２３、及び、検出部として機能する制御部１２４は、下ケース１０及び上ケース２０に収容されているので、反射器１３０の設計が容易で、パッケージ化された検出装置１００を提供することができる。

【0084】

また、検出部として機能する制御部１２４は、車両の周囲における操作者の存在又は動作の少なくともいずれか一方を検出するので、車両の開閉部の電動オープナの作動検出装置として利用可能な検出装置１００を提供することができる。

【0085】

なお、以上では、反射器１３０の湾曲部１３１と平板部１３２及び１３３とが一例として平板状の金属板を折り曲げることによって作製される形態について説明した。しかしながら、反射器１３０は平板状の金属板を折り曲げたものに限られるものではなく、樹脂製であってもよい。反射器１３０が樹脂製の場合には、樹脂成形で作製したものであってもよい。また、反射器１３０は上述のような平板状のものに限られるものではない。反射器１３０は、凸湾曲面１３１Ｓと表面１３２Ｓ及び１３３Ｓとを有する物体であれば、どのような形状を有していてもよく、例えば箱型等であってもよい。

【0086】

また、以上では、送受信装置１２０が送受信可能なアンテナ１２１を有する形態について説明したが、アンテナ１２１は、電波を送信する送信アンテナと、電波を受信する受信アンテナとを有し、送信アンテナと受信アンテナとが並べて配置される構成であってもよい。

【0087】

また、以上では、送受信装置１２０がアンテナ１２１を有する形態について説明したが、アンテナ１２１は、送受信装置１２０とは別に設けられていてもよい。送受信装置１２０が送信回路１２２、受信回路１２３、及び制御部１２４を有する形態について説明したが、送信回路１２２、受信回路１２３、及び制御部１２４は、別々に設けられていてもよく、送信回路１２２及び受信回路１２３と、制御部１２４とが分けられていてもよい。

【0088】

また、以上では、平板部１３２及び１３３が、湾曲部１３１の直線１３１Ｂを含みＸＺ平面に平行な平面に対して互いに鏡像になる対称（面対称）な形状を有する形態について説明した。しかしながら、平板部１３２と平板部１３３は、平面視でＶ字をなし、ＸＺ平面に平行な平面で切断した際に角度αで傾く表面１３２Ｓ及び１３３Ｓを有していれば、互いに異なる形状を有していてもよい。

【0089】

以上、本発明の例示的な実施形態のアンテナ装置、検出装置、開閉部制御システム、及び、乗員検知システムについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

【0090】

なお、本国際出願は、２０２１年２月１２日に出願した日本国特許出願２０２１－０２０９９８に基づく優先権を主張するものであり、その全内容は本国際出願にここでの参照により援用されるものとする。

【符号の説明】

【0091】

１００ 検出装置
１００Ａ アンテナ装置
１１０ 基板
１２０ 送受信装置
１２０Ｃ 中心
１２１ アンテナ
１２２ 送信回路
１２３ 受信回路
１３０ 反射器
１３１ 湾曲部
１３１Ｓ 凸湾曲面
１３１Ａ１ 頂点
１３１Ａ２ 頂点
１３１Ｂ 直線
１３２、１３３ 平板部
１３２Ｓ、１３３Ｓ 表面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】