(57)【要約】【課題】製造コストの増大を招くことなく、車室内全域に電波を放射することができるアンテナ装置を実現する。【解決手段】車室空間内の中心近傍に配置されたアンテナ装置（１００）であって、アンテナ装置（１００）は、裏主面（１０ｂ）が露出する誘電体基板（１０）と、誘電体基板（１０）の表主面（１０ａ）上において、所定方向（Ａ）に沿って隣接して配置された第１アンテナ素子（１１−１）と第２アンテナ素子（１１−２）とを含むアンテナ素子群とを備える。第１アンテナ素子（１１−１）及び第２アンテナ素子（１１−２）から放射される電波が合成された合成電波を、誘電体基板（１０）の表主面（１０ａ）及び裏主面（１０ｂ）から放射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室空間内の中心近傍に配置されたアンテナ装置であって、
裏主面が露出する誘電体基板と、
上記誘電体基板の、上記裏主面と対向する表主面上において、所定方向に沿って隣接して配置された少なくとも２つのアンテナ素子から構成されたアンテナ素子群と
を備え、
上記アンテナ素子群は、
上記各アンテナ素子から放射される電波の送信信号の位相を制御することにより、上記各アンテナ素子から放射される電波が合成された合成電波を、上記誘電体基板の上記表主面及び上記裏主面から放射すると共に、
上記合成電波の、上記誘電体基板の上記表主面から放射される第１放射方向及び上記誘電体基板の上記裏主面から放射される第２放射方向を、上記所定方向に沿って切り替えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
上記第１放射方向及び上記第２放射方向の各向きのうちの一方は、上記アンテナ装置から見て車室空間内の前方側に向いており、他方は、上記アンテナ装置から見て車室空間内の後方側に向いていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
上記車室空間内には少なくとも２列以上のシートが配置されており、
上記アンテナ装置は、最後列のシートを除く、上記少なくとも２列以上のシートのうちのいずれかの列のシート中央部に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
上記アンテナ装置は、最前列のシート中央部に配置されたセンタコンソール内に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のアンテナ装置から、上記車室空間内の生体の生体情報を取得する取得部と、
上記生体情報に基づいて、上記生体を検知する検知部と
を備えることを特徴とする生体検知装置。
【請求項６】
車室空間内の中心近傍に配置されたアンテナ装置であって、
裏主面が露出する誘電体基板と、
上記誘電体基板の、上記裏主面と対向する表主面上において、所定方向に沿って隣接して配置された少なくとも２つのアンテナ素子から構成されたアンテナ素子群と
を備え、
上記アンテナ素子群は、
上記各アンテナ素子から放射された後に上記車室空間内の生体に反射され、上記各アンテナ素子に向けて到来した電波の受信信号の位相を制御することにより、上記各アンテナ素子に向けて到来する電波が合成された合成電波を、上記誘電体基板の上記表主面及び上記裏主面に向けて到来させると共に、
上記合成電波の、上記誘電体基板の上記表主面に向けて到来する第１到来方向及び上記誘電体基板の上記裏主面に向けて到来する第２到来方向を、上記所定方向に沿って切り替えることを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室空間内に配置されるアンテナ装置、及び当該アンテナ装置を用いた生体検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車室内への侵入を検出する侵入検知センサが記載されている。特許文献１の侵入検知センサは、車室内に配置されたアンテナを有している。当該アンテナは、複数のアンテナ素子を並べたものであり、各アンテナ素子からの電波の位相を制御することによって、所望の指向性を得ることができる。
【０００３】
特許文献１の侵入検知センサは、車室内のフロントウィンド中央部に設けられ、車室内の全域を監視することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７８０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、車載用センサにおいて、マイクロ波センサからミリ波センサへの切り替えが進んでいるが、ミリ波センサはマイクロ波センサに比べて、直線性が非常に強いことから、特許文献１の侵入検知センサにミリ波を適用した場合、車室内の全域を監視することが困難になるという課題がある。
【０００６】
このため、車室内の天井に車室前方から後方にかけて複数の侵入検知センサを並べて設置することが、車室内の全域をカバーする上で有効であると期待できる。しかし、侵入検知センサの個数が増えれば増えるほど製造コストが増大するという新たな課題が生じることになる。また、車室内の天井スペースは限られており、そのため、車室内の天井に複数の侵入検知センサを設置することは困難であるので、天井以外への設置を検討しなければならないという事情もある。
【０００７】
本発明の一態様は、上記課題に鑑みて成されたものであり、製造コストの増大を招くことなく、車室内全域に電波を放射することができるアンテナ装置、及び当該アンテナ装置を用いた生体検知装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るアンテナ装置は、車室空間内の中心近傍に配置されたアンテナ装置であって、裏主面が露出する誘電体基板と、上記誘電体基板の、上記裏主面と対向する表主面上において、所定方向に沿って隣接して配置された少なくとも２つのアンテナ素子から構成されたアンテナ素子群とを備え、上記アンテナ素子群は、上記各アンテナ素子から放射される電波の送信信号の位相を制御することにより、上記各アンテナ素子から放射される電波が合成された合成電波を、上記誘電体基板の上記表主面及び上記裏主面から放射すると共に、上記合成電波の、上記誘電体基板の上記表主面から放射される第１放射方向及び上記誘電体基板の上記裏主面から放射される第２放射方向を、上記所定方向に沿って切り替える。
【０００９】
上記構成によれば、誘電体基板の裏主面を露出させるという簡単な構成により、製造コストの増大を招くことなく、誘電体基板の表主面及び裏主面のそれぞれから電波を放射することができる。それゆえ、アンテナ装置を車室空間内に配置すれば、車室内全域に電波を放射することができる。
【００１０】
上記第１放射方向及び上記第２放射方向の各向きのうちの一方は、上記アンテナ装置から見て車室空間内の前方側に向いており、他方は、上記アンテナ装置から見て車室空間内の後方側に向いていることが好ましい。
【００１１】
上記構成によれば、２列シート又は３列シートが配置された車室空間内に最適なアンテナ装置の配置を実現することができる。
【００１２】
上記車室空間内には少なくとも２列以上のシートが配置されており、
上記アンテナ装置は、最後列のシートを除く、上記少なくとも２列以上のシートのうちのいずれかの列のシート中央部に設けられていることが好ましい。
【００１３】
上記構成によれば、少なくもと２列以上のシートが配置された車室空間内に最適なアンテナ装置の配置を実現することができる。
【００１４】
上記アンテナ装置は、最前列のシート中央部に配置されたセンタコンソール内に設けられていることが好ましい。
【００１５】
本発明の一態様に係る生体検知装置は、上記アンテナ装置から、上記車室空間内に存在する生体の生体情報を取得する取得部と、上記生体情報に基づいて、上記生体を検知する検知部とを備える。
【００１６】
上記構成によれば、車室空間内の全域に電波を放射することができるので、車室空間内の全域に存在する生体を検知することができる。
【００１７】
本発明の一態様に係るアンテナ装置は、車室空間内の中心近傍に配置されたアンテナ装置であって、裏主面が露出する誘電体基板と、上記誘電体基板の、上記裏主面と対向する表主面上において、所定方向に沿って隣接して配置された少なくとも２つのアンテナ素子から構成されたアンテナ素子群とを備え、上記アンテナ素子群は、上記各アンテナ素子から放射された後に上記車室空間内の生体に反射され、上記各アンテナ素子に向けて到来した電波の受信信号の位相を制御することにより、上記各アンテナ素子に向けて到来する電波が合成された合成電波を、上記誘電体基板の上記表主面及び上記裏主面に向けて到来させると共に、上記合成電波の、上記誘電体基板の上記表主面に向けて到来する第１到来方向及び上記誘電体基板の上記裏主面に向けて到来する第２到来方向を、上記所定方向に沿って切り替える。
【００１８】
上記構成によれば、誘電体基板の裏主面を露出させるという簡単な構成により、製造コストの増大を招くことなく、誘電体基板の表主面及び裏主面のそれぞれから電波を到来させることができる。それゆえ、アンテナ装置を車室空間内に配置すれば、車室内全域に電波を放射することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の一態様によれば、製造コストの増大を招くことなく、簡単な構成を用いて、車室内全域に電波を放射することできるアンテナ装置、及び当該アンテナ装置を用いた生体検知装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態１に係るアンテナ装置の構成を示す概略斜視図である。
【図２】上記アンテナ装置の指向性及び当該指向性の切替状態を示す概略平面図である。
【図３】従来のアンテナ装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は、従来のアンテナ装置を構成する誘電体基板の表主面側から見た概略斜視図であり、（ｂ）は、誘電体基板の裏主面側から見た概略斜視図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る生体検知装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】上記アンテナ装置及び上記生体検知装置が配置された車室空間内を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。又、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。更に、以下の説明における「左右」や「上下」の方向は、単に説明の便宜上の定義であって、本発明の技術的思想を限定するものではない。
【００２２】
よって、例えば、紙面を９０度回転すれば「左右」と「上下」とは交換して読まれ、紙面を１８０度回転すれば「左」が「右」に、「右」が「左」になることは勿論である。又、以下の説明における「第１」と「第２」とは、単なる説明の便宜上の定義（選択）であり、例えば、「第１アンテナ素子」と「第２アンテナ素子」とを互いに入れ替えても、本発明の本質が変わるものではない。
【００２３】
＜実施形態１＞
（アンテナ装置の構成）
図１は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１００の構成を示す概略斜視図である。図１に示すように、アンテナ装置１００は、誘電体基板１０と、誘電体基板１０の表主面１０ａ上に配置された第１アンテナ素子１１−１及び第２アンテナ素子１１−２からなるアンテナ素子群と、誘電体基板１０の表主面１０ａ上に配置された第１マイクロストリップ線路１２−１及び第２マイクロストリップ線路１２−２と、第１可変位相回路１３−１及び第２可変位相回路１３−２と、分岐回路１４とを備えている。
【００２４】
誘電体基板１０は平板形状を有する基板である。
【００２５】
第１アンテナ素子１１−１及び第２アンテナ素子１１−２は、平板形状を有する、導体から放射電極である。第１アンテナ素子１１−１及び第２アンテナ素子１１−２は、図１に示すように、誘電体基板１０の表主面１０ａの１辺と平行である方向Ａに沿って隣接して配置されている。なお、アンテナ素子群は、上下左右に複数のアンテナ素子を配置した構成であっても良い。
【００２６】
分岐回路１４は、伝送線路１５を通じて送信回路（図示省略）から供給される送信信号Ｓを第１送信信号Ｓ１及び第２送信信号Ｓ２に分岐する。
【００２７】
具体的には、分岐回路１４は、送信信号Ｓを同振幅且つ同位相の第１送信信号Ｓ１及び第２送信信号Ｓ２を第１伝送線路１６−１及び第２伝送線路１６−２に分配する。
【００２８】
第１可変位相回路１３−１及び第２可変位相回路１３−２は、分岐回路１４において分岐された第１送信信号Ｓ１及び第２送信信号Ｓ２の各位相間に位相差を設ける回路である。第１可変位相回路１３−１は第１伝送線路１６−１上に挿入され、第２可変位相回路１３−２は第２伝送線路１６−２上に挿入されている。
【００２９】
具体的には、第２可変位相回路１３−２から出力される第２送信信号Ｓ２の位相が、第１可変位相回路１３−１から出力される第１送信信号Ｓ１の位相に対して（Δ（deg又はrad）＋π）だけ遅れるように、第１可変位相回路１３−１及び第２可変位相回路１３−２が調整される。また、第１可変位相回路１３−１から出力される第１送信信号Ｓ１の位相が、第２可変位相回路１３−２から出力される第２送信信号Ｓ２の位相に対して（Δ＋π）だけ遅れるように、第１可変位相回路１３−１及び第２可変位相回路１３−２が調整される。要は、第１可変位相回路１３−１及び第２可変位相回路１３−２は、第１送信信号Ｓ１と第２送信信号との間に位相差（Δ＋π）を生成する機能を有する。
【００３０】
第１マイクロストリップ線路１２−１は、第１伝送線路１６−１を通じて第１可変位相回路１３−１から供給される第１送信信号Ｓ１を伝送し、第１アンテナ素子１１−１に供給する。第２マイクロストリップ線路１２−２は、第２伝送線路１６−２を通じて第２可変位相回路１３−２から供給される第２送信信号Ｓ２を伝送し、第２アンテナ素子１１−２に供給する。
【００３１】
ここで、注目すべき点は、誘電体基板１０の裏主面１０ｂを露出させる点にある。図３に、従来のアンテナ装置の概略構成を示す。図３の（ａ）は、従来のアンテナ装置を構成する誘電体基板５０の表主面５０ａ側から見た概略斜視図であり、図３の（ｂ）は、誘電体基板５０の裏主面５０ｂ側から見た概略斜視図である。
【００３２】
従来、所謂バックローブの抑制を目的として、図３の（ｂ）に示すように、誘電体基板５０の裏主面１０ｂには接地導体５３が配置されるのが通常である。誘電体基板５０の裏主面１０ｂに接地導体５３を配置することにより、図３の（ａ）及び図３の（ｂ）に示すように、誘電体基板５０の表主面１０ａからはメインローブＱ５が放射され、誘電体基板５０の裏主面１０ｂからのバックローブ放射が抑制される。
【００３３】
また、裏主面１０ｂを露出したままバックローブを抑制する手法として、電波吸収体を裏主面１０ｂに張り付ける手法もある。電波吸収体はカーボンや誘電体で形成され電波を熱に変換することでバックローブ放射を抑制する。
【００３４】
本願発明者は、誘電体基板１０の裏主面１０ｂに接地導体及び電波吸収体をあえて配置せず、誘電体基板１０の裏主面１０ｂからバックローブを出力させることで、新たな部材等を必要とすることなく、誘電体基板１０の表主面１０ａ及び裏主面１０ｂのいずれからも電波が放射可能になることに着目した。そして、誘電体基板１０の表主面１０ａから放射される電波を車室空間内の前方（又は後方）（第１放射方向）に向かわせ、誘電体基板１０の裏主面１０ｂから放射される電波を車室空間内の後方（又は前方）（第２放射方向）に向かうよう、アンテナ装置１００を車室空間内の中央に配置することにより、一つのアンテナ装置１００を用いて、車室空間内の前方及び後方のいずれに対しても、電波を放射させることができることを見出し、本願発明を発明するに至った。
【００３５】
（アンテナ装置の動作）
図２は、アンテナ装置１００の指向性及び当該指向性の切替状態を示す概略平面図である。図２に示すように、第２可変位相回路１３−２から出力される第２送信信号Ｓ２を、第１可変位相回路１３−１から出力される第１送信信号Ｓ１に対して位相差（Δ＋π）だけ遅らせると、第２アンテナ素子１１−２からの電波が、第１アンテナ素子１１−１からの電波よりも位相差（Δ＋π）だけ遅れる。
【００３６】
ここで、アンテナ装置１００を構成する誘電体基板１０の裏主面１０ｂは露出しているので、誘電体基板１０の表主面１０ａからメインローブ（以下、「第１電波」と称する。）が放射されることに加え、誘電体基板１０の裏主面１０ｂからバックローブ（以下、「第２電波」と称する。）が放射される。図２に示すように、第１電波の放射方向である第１放射方向と第２電波の放射方向である第２放射方向の各向きは、互いに逆向きである。
【００３７】
アンテナ装置１００から放射される、第１アンテナ素子１１−１からの電波と第２アンテナ素子１１−２からの電波との合成電波である第１電波Ｑ１−１及び第２電波Ｑ１−２は、第１アンテナ素子１１−１と第２アンテナ素子１１−２との中心軸Ｍに対して位相差（Δ＋π）に対応した角度θだけ傾き、その結果、アンテナ装置１００は、誘電体基板１０の表主面１０ａ側及び裏主面１０ｂ側のいずれに対しても、角度θ方向への指向性を持つことになる。
【００３８】
次に、第１可変位相回路１３−１から出力される第１送信信号Ｓ１を、第２可変位相回路１３−２から出力される第２送信信号Ｓ２に対して位相差（Δ＋π）だけ遅らせると、つまり、第１送信信号Ｓ１と第２送信信号Ｓ２との位相差を逆転させると、第１アンテナ素子１１−１からの電波が、第２アンテナ素子１１−２からの電波よりも位相差（Δ＋π）だけ遅れる。この結果、アンテナ装置１００から放射される、第１アンテナ素子１１−１からの電波と第２アンテナ素子１１−２からの電波との合成電波である第１電波Ｑ２−１及び第２電波Ｑ２−２は、第１アンテナ素子１１−１と第２アンテナ素子１１−２との中心軸Ｍに対して位相差（Δ＋π）に対応した角度-θだけ傾き、その結果、アンテナ装置１００は、誘電体基板１０の表主面１０ａ側及び裏主面１０ｂ側のいずれに対しても、角度-θ方向への指向性を持つことになる。
【００３９】
このように、アンテナ装置１００から放射される電波の指向性の切替えを繰り返し行うことができるので、アンテナ装置１００から車室内全域に向けて電波を放射することが可能となる。
【００４０】
＜実施形態２＞
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【００４１】
本実施形態は、上記実施形態１に係るアンテナ装置１００から、車室空間内に存在する生体の生体情報を取得し、当該生体情報に基づいて、車室空間内の生体を検知する生体検知装置に係る実施形態である。
【００４２】
図４は、本実施形態に係る生体検知装置２００の概略構成を示すブロック図である。図５は、アンテナ装置１００及び生体検知装置２００が配置された車両１の車室空間１ａ内を表す模式図である。アンテナ装置１００は、アンテナ装置１００の誘電体基板１０の表主面１０ａが車室空間内の後方側に向い、裏主面１０ｂが車室空間内の前方側に向くように設置されている。アンテナ装置１００を車室空間１ａ内の中心近傍に配置することにより、車両１の車室空間１ａ内の全域に電波を放射することができる。
【００４３】
なお、以下では、アンテナ装置１００との間において行われる処理のみを説明するものとし、生体検知装置２００が行う生体検知処理については、本実施形態を説明する上で必要となる事柄のみ、言及するものとする。
【００４４】
図４に示ように、生体検知装置２００は、取得部２１と、検知部２２と、切替部２３と、を備えている。取得部２１は、アンテナ装置１００から車室空間内に存在する生体の生体情報を取得する。取得部２１は、アンテナ装置１００から取得した生体の生体情報を検知部２２に出力する。
【００４５】
検知部２２は、取得部２１から入力された生体情報に基づき、車室空間内に存在する生体を検知する。生体情報とは、車室空間内に存在する生体の生体活動に基づく生体情報である心拍、血圧、呼吸、体動などである。
【００４６】
切替部２３は、アンテナ装置１００を構成する第１可変位相回路１３−１及び第２可変位相回路１３−２を制御し、アンテナ装置１００から放射される電波の指向性の切替えを繰り返し行う。
【００４７】
切替部２３は、自身の制御に基づく、アンテナ装置１００から放射される電波の現状の指向性を検知部２２に通知する。検知部２２は、切替部２３から通知されるアンテナ装置１００の現状の指向性から、車室空間内に存在する生体の位置を特定する。
【００４８】
このようにして、生体検知装置２００によれば、図５に示すように、車両１の車室空間１ａ内の全域に電波を放射することができるので、車室空間１ａ内の全域に存在する生体を検知することができる。
【００４９】
なお、図５における「車室空間１ａ内の全域」とは、車室空間１ａ内において生体が存在すると想定される空間である。
【００５０】
また、車室空間１ａ内には少なくとも２列以上のシートが配置されるのが通常である。アンテナ装置１００の配置としては、アンテナ装置１００をいずれかの列の中央部に設け、誘電体基板１０の表主面１０ａ及び裏主面１０ｂから放射される各電波を車室空間１ａ内の前方側及び後方側のそれぞれに向けるのが好適である。さらに、アンテナ装置１００は、最後列のシートを除く、いずれかの列のシート中央部に設けられていることがより好ましい。また、アンテナ装置１００は、最前列のシート中央部に配置されたセンタコンソール内に設けても良い。
【００５１】
＜その他の実施形態＞
上記実施形態１及び２では、アンテナ装置１００から放射される、第１アンテナ素子１１−１からの電波と第２アンテナ素子１１−２からの電波との合成電波である第１電波Ｑ１−１及び第２電波Ｑ１−２を用いるものであったが、アンテナ装置１００に向けて到来する、第１アンテナ素子１１−１への電波と第２アンテナ素子１１−２への電波との合成電波を用いても良い。第１アンテナ素子１１−１及び第２アンテナ素子１１−２から放射された後に車室空間内の生体に反射され、第１アンテナ素子１１−１に向けて第１到来方向から到来した電波及び第２アンテナ素子１１−２に向けて第２到来方向から到来した電波の受信信号の位相を制御することにより、第１アンテナ素子１１−１及び第２アンテナ素子１１−２に向けて到来する電波が合成された合成電波を、誘電体基板１０の表主面１０ａ及び裏主面１０ｂに向けて到来させることができる。
【００５２】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５３】
１０    誘電体基板
１０ａ    表主面
１０ｂ    裏主面
１１−１    第１アンテナ素子
１１−２    第２アンテナ素子
１２−１    第１マイクロストリップ線路
１２−２    第２マイクロストリップ線路
１３−１    第１可変位相回路
１３−２    第２可変位相回路
１４    分岐回路
１５    伝送線路
１６−１    第１伝送線路
１６−２    第２伝送線路
２１    取得部
２２    検知部
２３    切替部
１００    アンテナ装置
２００    生体検知装置
Ｑ１−１、Ｑ２−１    第１電波
Ｑ１−２、Ｑ２−２    第２電波
Ｓ１    第１送信信号
Ｓ２    第２送信信号
【図１】
2020150370.tif 000003
【図２】
2020150370.tif 000004
【図３】
2020150370.tif 000005
【図４】
2020150370.tif 000006
【図５】
2020150370.tif 000007