车辆用反射型光传感器技术领域
本发明涉及车辆用反射型光传感器。
背景技术
作为使用红外线传感器来控制车辆的车门开闭操作的车辆车门开闭控制装置，已
知专利文献1记载的技术。在该现有例中，在车辆搭载了向地面输出红外线等信号的足部检
测传感器，在对利用者所持有的便携型无线终端进行认证后，若由被驱动的足部检测传感
器检测到利用者，则进行车门的开闭操作。
但在上述的现有例中，足部的判定将来自足部的反射光量和给定的检测判定用阈
值进行比较来进行，由于车辆在不同的光学环境停车，设定在车辆外部的检测区域的明亮
度等也根据停车位置而改变，因此来自足部的反射光量也增减，有检测可靠性极其降低这
样的问题。
另外，为了提高检测精度，如专利文献2所示那样，还将多个反射光量数据的移动
平均值和给定的检测判定用阈值进行比较，但在该情况下，仅能降低或排除噪声对观测值
的影响，却不能防止检测环境的变化所带来的检测精度的降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2005-133529号公报
专利文献2：JP特开2006-245685号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明为了消除以上的缺点而提出，目的在于，提供使控制可靠性提升的车辆用
反射型光传感器、以及使用其的车辆车门开闭控制装置。
用于解决课题的手段
根据本发明，上述目的通过提供车辆用反射型光传感器而达成，所述车辆用反射
型光传感器具备控制部6，其从发光部2向从车辆外壁部设定至车辆外部的检测区域1空开
给定间隔投射检测光3，核查来自检测区域1的反射光4的受光部5中的受光光量超过给定的
检测判定用阈值的阈值超过状态，并在检测到检测对象10进入到检测区域1时输出检测确
认信号，其中，所述控制部6使用针对排在判定对象反射光4前面的合适数量的反射光4的反
射光量的统计上的代表值所构成的调整值、和预先决定的固定值的相加值，作为检测判定
用阈值。
在本发明中，由于阈值超过状态的检测中使用的检测判定用阈值是对排在判定对
象的反射光4前面的合适数量的反射光4进行统计上的处理而得到的调整值上加上预先决
定的固定值而得到，因此将停车位置、或停车后的时间经过所引起的明亮度等的光学的特
性的变化反映在了判定基准中，因此能不受停车场所、时间等的影响地维持高的检测精度，
提升了动作可靠性。
另外，能构成为，控制部6在所述代表值推算对象中检测到超过给定的噪声判定阈
值的噪声反射光时，以接续于噪声反射光的不超过给定的噪声判定阈值的非噪声光连续给
定数目为条件，将针对该连续非噪声光群的光量的统计上的代表值作为调整值，来算出检
测判定用阈值。
在本发明中，由于对判定对象的反射光进行噪声检查，且在判定为噪声光时，等待
噪声原因的消失并再度算出调整值，因此能排除噪声反射光给调整值带来的影响，能更加
提高判定精度。
进而能构成为：控制部6在检测确认信号输出后，以满足给定的检测重新开始条件
为条件，即使未检测到阈值超过状态的消除也根据检测确认信号输出后的反射光量算出调
整值，从而检测新的阈值超过状态。
反射型光传感器在输出检测确认信号后，根据阈值超过状态消除的检测而再度重
新开始阈值超过状态的检测动作。
在本发明中，若在检测确认信号输出后满足给定的检测重新开始条件，则在未检
测到阈值超过状态的消除的情况下也根据检测确认信号输出后的反射光量来算出调整值，
检测新的阈值超过状态。
因此根据本发明，即使在因光学环境的变化等而输出了检测确认信号的情况下，
也能检测检测对象10进入到基于自动套用新的条件的检测判定用阈值的检测区域1内。
另外，所述检测重新开始条件通过将不超过给定的噪声判定阈值的非噪声光连续
给定数目作为条件，能排除检测确认信号输出后的过渡状态所引起的不稳定要因，在将
[数式10]
-
Th
n
z
<
(
Σ
i
=
r
-
s
r
-
1
P
i
)
/
s
-
P
r
<
Th
n
z
]]>
作为检测重新开始条件的情况下，相比于对多个反射光4个别判定条件满足的情
况，由于能简化运算，因此能减轻给控制部6的负担。
另外，能构成为：车辆车门开闭控制装置的检测光3作为给定数目的脉冲所构成的
脉冲群而被发射，反射型光传感器以脉冲群为判定单位来进行阈值超过状态的判定。
在本发明中，通过以由多个脉冲构成的脉冲群为单位发射检测光3，以脉冲群为单
位进行阈值超过状态的判定，从而相比于以单发的脉冲为单位进行判定的情况下，提升了
噪声耐性，还提升了判定精度。
在该情况下，能构成为：将各脉冲群中的发光时的受光部5中的受光光量的总和与
非发光时的受光部5中的受光光量的总和的差分和给定的检测判定用阈值进行比较来进行
所述阈值超过状态的检测。
车辆的停车位置的光学环境不确定，检测区域1的明亮度等根据停车位置不同而
改变，不仅如此，即使在同一位置，在屋外停车的情况下，降雪、降雨、日照等也总是变化，因
此若仅将发光时的反射光量作为判定基准，则检测可靠性会极度降低。
与此相对，通过如本发明那样，将发光时与非发光时的反射光量的差分作为判定
对象，从而能确实地防止检测区域1的墙面等背景的反射特性的偏差所引起的判定精度的
降低。
进而，若构成为所述控制部6对所述各脉冲群执行核查，仅在针对发光时的受光部
5中的受光光量的总和与非发光时的受光部5中受光光量的总和的差分的偏差平方和相当
值为给定的核查用阈值以下的情况下才设为有效检测光，仅采用有效检测光作为判定对象
反射光4，则能更加提高精度。
另外，使用这些车辆用反射型光传感器的车辆车门开闭控制装置具有车辆用反射
型光传感器(A)；和车门控制部9，其以车辆用反射型光传感器(A)中的检测对象10的检测确
认信号为条件来使致动器7工作，从而对车辆车门8进行开放操作而构成。
在本发明中，车门控制部9若领受到检测确认信号，则将满足由适宜的认证单元认
证了开锁操作权限等给定的其他条件作为条件，对致动器7输出上锁状态的解除、以及车辆
车门8的开放操作信号，进行车门的开放操作。其结果，在满足开锁条件的状态下将行李、手
等探出到检测区域1，就能将车门开放，因此提升了便利性。
发明的效果
根据本发明，由于对应于状況使判定阈值变化，因此能使控制可靠性提升。
附图说明
图1是表示使用车辆车门开闭控制装置的车辆的图，(a)是背视图，(b)是侧视图，
(c)是(a)的1C-1C线截面图。
图2是反射型光传感器的框图。
图3是表示控制部的动作的时序图。
图4是表示阈值超过状态的检测定时的时序图。
图5是表示阈值超过状态消除的检测定时的时序图。
图6是说明核查重新开始条件的时序图。
具体实施方式
在图1示出使用车辆车门开闭控制装置的车辆。在本例中，车辆车门开闭控制装置
构成为用于控制由减震装置等的致动器7驱动的电动后车门的开闭动作的后车门控制装
置，具有固定在车辆的后车门的车辆用反射型光传感器、和用于控制致动器7的车门控制部
9。
如后述那样，反射型光传感器(A)构成为若检测到检测对象10进入到检测光3被投
射的给定的检测区域1内就输出检测确认信号，固定在被号牌饰板(finisher)11包围的号
牌安装凹部的顶板壁部。另外，在图1中，12表示号牌。
另外，在本例中，为了使反射型光传感器(A)的检测区域1的中心位于号牌安装凹
部内，使检测光3的光轴稍向车辆内方侧倾斜(角度θ)。由此，由于在号牌安装凹部外的检测
能力降低，因此能防止在利用者以外的人、动物、垃圾等接近车辆的状态下反射型光传感器
(A)不小心做出反应。
在本例中，若上述反射型光传感器(A)输出检测确认信号，则车门控制部9首先在
进行利用者所持有的电子钥匙的认证、后车门的状态检测、上锁开锁动作等准备动作后，使
致动器7驱动。电子钥匙的认证通过对与图外的认证装置相互通信而从电子钥匙输出的认
证代码进行认证来进行，若认证成立，则在以后车门8处于关门状态为条件对后车门8进行
开锁操作后，使致动器7驱动而开始开门动作。
因此在本实施方式中，由于即使在因行李等而腾不开手的状态下，也仅使成为检
测对象10的行李等接近设定为检测区域1的号牌安装凹部内、或者其近旁，就能进行后车门
8的开放操作，因此便利性提升。
如图2所示那样，反射型光传感器(A)具有：将红外线LED作为发光源的发光部2；具
备包含红外线受光元件的受光电路的受光部5；和控制部6，在控制部6中包含：对发光部2的
发光定时进行控制的发光控制部6a；对受光部5中的受光定时进行控制的受光控制部6b；以
及具备阈值运算部6d的运算部6c。
如图3所示那样，发光部2受到发光控制部6a的控制，以给定的间隔(图3中为T1、
T2)发射以合适数量(本例中为8发)的脉冲(pls)所构成的脉冲群(PLS)为单位的检测光3。
受光控制部6b为了节电而配合发光部2中的脉冲群(PLS)的发光定时使受光电路
从休眠状态激活，取得相对于各发光脉冲(pls)的发光时和非发光时的受光部5中的受光光
量。相对于发光脉冲(pls)的发光时的受光光量的取得考虑发光控制部6a将各脉冲(pls)的
发光请求送出到发光部2起到开始发光为止的延迟时间等而在相对于各发光脉冲(pls)的
反射光4达到峰值的定时进行，将其值作为发光时受光光量(H)取得。
另外，非发光时的受光光量在发光部2从发光状态迁移到非发光状态、发光时的余
辉消失的定时取得，将该值设为非发光时受光光量(L)。
另一方面，运算部6c基于受光部5中的受光光量来运算以脉冲群(PLS)为单位的反
射光量。脉冲群(PLS)的反射光量(P)用以下数式给出：
[数式1]
P
=
Σ
i
=
2
7
H
i
-
Σ
i
=
2
7
L
i
.....
(
1
)
.
]]>
另外，如(1)式所示那样，在反射光量的算出时，通过将相对于排头脉冲的受光量
(H1、L1)和相对于最末尾脉冲的受光量(H8、L8)的算入排除，从而排除了过渡状态中的不稳
定性。
以上那样求得的各脉冲群的反射光4在运算部6c对有效性进行判定。有效性用来
根据同一脉冲群内的反射光量的均质性来评价外扰要素的混入，在脉冲群内的各脉冲的偏
差、具体为偏差平方和相当值大于给定的有效性核查阈值(Thval)的情况下，设为无效数据。
在偏差平方和相当值中，能使用作为相对于各脉冲光的受光量(P)与平均值之差
的平方的合计值而给出的所谓偏差平方和、或者用偏差平方和除以数据数而得到的方差，
进而能使用作为方差的平方根而求出的标准偏差等，但在本例中，如(2)式所示那样，用各
脉冲的受光量与平均值之差的绝对值的总和代用，减轻给控制部6带来的负担。
[数式2]
0
≤
Σ
i
=
2
7
|
S
i
-
M
|
≤
Th
v
a
l
.....
(
2
)
]]>
(其中，Si＝Hi-Li，M为S2到S7的平均值)
另外，运算部6c将上述的脉冲群的反射光量和给定的检测判定用阈值(Thon)比较，
来进行阈值超过状态的检测、阈值超过状态的消除检测，进而对检测对象10进入到检测区
域1进行判定，在检测出检测对象10进入到检测区域1时，输出给定时间的检测确认信号，进
而将表示输出了检测确认信号的确认信号输出标志置位。
在确认信号输出后，在给定期间内检测到阈值超过状态消除的情况下，以及在给
定期间内未检测到阈值超过状态的情况下，该确认信号输出标志被复位为给定的消除条件
成立的情况，运算部6c仅在该确认信号输出标志处于复位状态时执行阈值超过状态的检测
步骤。
成为上述阈值超过状态的判定基准的检测判定用阈值(Thon)作为预先设定的固定
值(Thonfix)、与调整值(Thcal)之和而求得，在本例中，固定值(Thonfix)被设定为有效性核查
阈值(Thval)的20到30百分比程度。
另外，调整值(Thcal)如图4以及(3)式所示那样，作为在判定对象脉冲群(Pn)中排
在前面的给定数目(本例中为10个)的受光光量的平均值而给出，在运算部6c内的阈值运算
部6d中算出。
[数式3]
Th
o
n
=
Th
o
n
f
i
x
+
Th
c
a
l
=
Th
o
n
f
i
x
+
(
Σ
i
=
n
-
10
n
-
1
P
i
)
/
10
.....
(
3
)
]]>
另外，在本例中，示出了调整值(Thcal)通过排在前面的合适数量的受光光量的算
术平均而给出的情况下，但只要是统计上的代表值，则例如也能使用众数值、中央值等适宜
的值。
另外，上述运算部6c除了执行对各脉冲群的有效性核查以外，还执行使用了上述
调整值(Thcal)的噪声判定，在检测到噪声时，将其传达给阈值运算部6d。
噪声判定将噪声判定对象的脉冲群的受光光量(Pn)与在该受光光量(Pn)中排在前
面的10个受光光量的平均值即调整值(Thcal)的差分、和给定的噪声判定阈值(Thnz)进行比
较来进行，通过满足(4)、(5)式的任一者而判定为噪声光。在本例中，噪声判定阈值(Thnz)被
设定为Thonfix的5到8百分比程度。
[数式4]
P
n
-
(
Σ
i
=
n
-
10
n
-
1
P
i
)
/
10
≥
Th
n
z
.....
(
4
)
]]>
P
n
-
(
Σ
i
=
n
-
10
n
-
1
P
i
)
/
10
≤
Th
n
z
.....
(
5
)
]]>
被通知了噪声的发生的阈值运算部6d观察这以后的受光光量来判定受光光量的
稳定性。稳定性的判定对噪声脉冲群的后续的合适数量个(本例中为20个)判定是否满足
(6)式，即，判定反射光量是否是收敛在噪声判定阈值(Thnz)内的非噪声光，在满足(6)式的
情况下，对后续脉冲群判定为有稳定性。
[数式5]
-
Th
n
z
<
P
n
-
(
Σ
i
=
n
+
1
n
+
20
P
i
)
/
20
<
Th
n
z
.....
(
6
)
]]>
阈值运算部6d在对后续脉冲群判定为有稳定性的情况下，如(7)式所示那样，将在
判定对象脉冲群(Pn+21)中排在前面的10个受光光量的平均设为调整值(Thcal)，在判定为没
有稳定性的情况下，如(8)式所示那样，将噪声脉冲群(Pn)中排在前面的10个受光光量的平
均设为调整值(Thcal)，由此决定检测判定用阈值(Thon)。
[数式6]
Th
c
a
l
=
(
Σ
i
=
n
+
1
n
+
20
P
i
)
/
10.....
(
7
)
]]>
Th
c
a
l
=
(
Σ
i
=
n
-
10
n
-
1
P
i
)
/
10.....
(
8
)
]]>
图3以下表示控制部6中的动作。首先，若车门控制部9或图外的车载计算机等控制
装置探测到光传感器(A)进行的检测动作的开始条件得到满足，就从车门控制部9等输出光
传感器(A)的驱动信号，光传感器(A)的电源被接通。光传感器(A)的检测开始条件例如适宜
设定为根据车辆的变速杆位置等检测到的车辆的停车等。
若光传感器(A)的电源被接通，则在给定时间内控制部6的CPU被初始化后(步骤
S1)，实施阈值运算部6d进行的校准初始化(步骤S2)，在校准初始化中，发光控制部6a将脉
冲群的发射间隔(T1)维持在15(ms)程度。
发射给定数目(本例中为10发)的脉冲群，并取得相对于各脉冲群的反射光量(P1、
P2····P10)，将其平均值作为初始的调整值(Thcal)，由此进行校准初始化。
若校准初始化过程结束，则运算部6c在由发光控制部6a将检测光3的发光间隔维
持在117(ms)程度的长周期的间歇模式的状态下监视向阈值超过状态的移转(步骤S3)。
如图4所示那样，在超过状态监测模式下，运算部6c如上述那样对检测判定用阈值
(Thon)和反射光量(P)进行比较，在满足
Pn＝＞Thon
＝Thonfix+Thcal····(9)
时，判定为阈值超过状态。
若运算部6c检测到阈值超过状态(步骤S4)，则接下来执行超过状态的核查过程
(步骤S5)。核查过程用于获知上述检测到的阈值超过状态是否是利用者这样刻意的检测对
象10向检测区域1的进入操作，将包括超过状态的检测在内是否连续给定次数(本例中为4
次)超过检测判定用阈值(Thon)作为核查合格与否基准。
为了防止核查中的调整值(Thcal)的变化所引起的核查精度的降低，在该核查过程
中的检测判定用阈值(Thon)中使用阈值超过状态检测时的阈值，满足以下(10)到(13)式的
全部成为核查合格条件。
[数式7]
P
n
≥
Th
o
n
f
i
x
+
(
Σ
i
=
n
-
10
n
-
1
P
i
)
/
10.....
(
10
)
]]>
P
n
+
1
≥
Th
o
n
f
i
x
+
(
Σ
i
=
n
-
10
n
-
1
P
i
)
/
10.....
(
11
)
]]>
P
n
+
2
≥
Th
o
n
f
i
x
+
(
Σ
i
=
n
-
10
n
-
1
P
i
)
/
10.....
(
12
)
]]>
P
n
+
3
≥
Th
o
n
f
i
x
+
(
Σ
i
=
n
-
10
n
-
1
P
i
)
/
10.....
(
13
)
]]>
若满足上述条件而作为刻意的操作，从而判定为核查合格(步骤S6)，则在将确认
信号输出标志置位后，输出给定时间(T4)(150msec程度)的检测确认信号(步骤S7)。
另一方面，在核查过程，在条件符合前观测到基于(2)式的超过核查用阈值(Thv)
的无效的受光光的情况下，结束核查过程并恢复为监视模式。
另外，若在上述核查过程中检测到阈值超过状态，则发光控制部6a在以间隔(T2)
的长周期模式使检测脉冲群(Pn)之后紧挨的脉冲群(Pn+1)发生后(步骤S51)，移转到发光间
隔(T3)缩短到20(msec)程度的短周期模式(步骤S52)，等待检测确认信号的输出并移转到
超过状态消除检测模式(步骤S8)。
如图5所示那样，超过状态消除检测模式以长周期模式发射脉冲群并监视超过状
态的消除。超过状态消除的判定将满足相对于脉冲群的反射光量连续给定次数(本例中为4
次)低于检测消除判定用阈值(Toff＝Thofffix+Thcal)设为条件，即，将满足(14)到(17)式的全
部设为条件。在本例中，Thofffix和Thnz同样被设定为Thonfix的5到8百分比程度。
[数式8]
P
m
<
Th
o
f
f
f
i
x
+
(
Σ
i
=
n
-
10
n
-
1
P
i
)
/
10.....
(
14
)
]]>
P
m
+
1
<
Th
o
f
f
f
i
x
+
(
Σ
i
=
n
-
10
n
-
1
P
i
)
/
10.....
(
15
)
]]>
P
m
+
2
<
Th
o
f
f
f
i
x
+
(
Σ
i
=
n
-
10
n
-
1
P
i
)
/
10.....
(
16
)
]]>
P
m
+
3
<
Th
o
f
f
f
i
x
+
(
Σ
i
=
n
-
10
n
-
1
P
i
)
/
10.....
(
17
)
]]>
若在步骤S8中检测到超过状态消除(步骤S80)，则运算部6c将确认信号输出标志
复位，再度恢复到超过状态监测模式，准备超过状态的检测(步骤S3)。在步骤S3中的检测判
定用阈值(Thon)中使用以上述超过状态消除检测模式下使用的调整值为初始值的后续脉冲
群(Pm+4、Pm+5···)的平均值。
与此相对，如图6所示那样，在步骤S8中未检测到超过状态消除的情况下，运算部
6c以检测重新开始条件的满足为条件来使阈值超过状态消除。检测重新开始条件是通过
(6)式定义的非噪声光连续给定数目(本例中为20)，通过满足检测重新开始条件的阈值超
过状态的消除，确认信号输出标志被复位而再度恢复为超过状态监测模式，准备新的阈值
超过状态的检测(步骤S9)。步骤S9中的检测判定用阈值(Thon)的调整值(Thcal)使用通过(7)
式求得的值。
另外，上述检测重新开始条件的判定还能对每个单一的脉冲群进行，但在本例中，
为了减轻给系统带来的负担，如(18)式那样，通过评价20个脉冲群整体来类推连续的条件
符合。
[数式9]
-
Th
n
z
<
(
Σ
i
=
k
-
20
k
-
1
P
i
)
/
20
-
P
k
<
Th
n
z
.....
(
18
)
]]>
标号的说明
1检测区域
2发光部
3检测光
4反射光
5受光部
6控制部
7致动器
8车辆车门
9车门控制部
10检测对象
A车辆用反射型光传感器