JP2003048471A - 人体検知センサ及びその人体検知センサを備えた座席 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造の簡略化を図る。 【解決手段】 配設面を有した基台１と、基台１の配設
面１ａに対をなして配設された検知電極２と、検知電極
２間に電流を流すよう信号出力するとともに検知電極２
間に流れる電流を測定する電気回路３と、検知電極２間
の電流に依存する静電容量の変化量と予め設定された閾
値とを比較して着座を検知する検知手段と、を備えた構
成にしている。従って、着座に伴う荷重等を検出するた
めに座席にマトリクス状に配設される多数の素子を必要
とせず、構造の簡略化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の座席等へ
の着座を検知する人体検知センサ及びそれを備えた座席
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車には、衝突事故時の搭乗者
への衝撃を緩和するために、衝突事故時に動作するエア
バッグを有したエアバッグシステムが搭載されるように
なっている。このエアバッグシステムは、着座している
状態で動作するようになっており、そのために、自動車
の座席に人体検知センサを配置して、その人体検知セン
サにより、着座しているか否かを検知して、その検知結
果をエアバッグシステムに出力するようにしている。と
ころで、この人体検知センサとしては、以下に示す３種
類の着座センサが知られている。

【０００３】この着座センサの第１例は、荷重により抵
抗値が変化する素子、例えば、ＦＳＲ（Ｆｏｒｃｅ Ｓ
ｅｎｃｉｎｇ Ｒｅｓｉｓｔｏｒ）等をマトリックス状
に多数備えて構成される。このものは、多数の素子のそ
れぞれに着座時の荷重がかかるよう座席に配置され、着
座して荷重が掛かったときに、その荷重による抵抗値の
変化を配置箇所毎に検知することにより、荷重分布を判
断して、着座を検知する。

【０００４】また、着座センサの第２例は、予め設定さ
れた所定荷重が掛かると接点が導通するスイッチ等の素
子をマトリックス状に多数備えて構成される。このもの
は、多数の素子のそれぞれに着座時の荷重がかかるよう
座席に配置され、着座して荷重が掛かったときに、その
荷重が所定荷重以上であるために導通した導通箇所の分
布を判断して、着座を検知する。

【０００５】また、着座センサの第３例は、所定間隔で
対向配置された電極よりなる素子をマトリックス状に多
数備えて構成される。このものは、電極が上下に対向配
置され、かつ、多数の素子のそれぞれに着座時の荷重が
かかるよう、座席に配置され、着座して荷重が掛かった
ときに、その荷重に応じて電極間の間隔が変化して静電
容量も変化し、その静電容量変化の分布を判断して、着
座を検知する。

【０００６】ところで、多数の素子を備えることなく着
座を検知できる座席占有者検知システムが、特表平９−
５０９１１８号により開示されている。このものは、図
２９に示すように、座部及び背もたれ部に電極１００を
配置し、電極間の静電容量の変化を検知する検知回路と
接続されている。

【０００７】しかしながら、このものは、背もたれ部と
座部との相対的位置関係が変化しても静電容量が変化し
てしまい、さらに、電極が背もたれ部及び座部に配置さ
れているために、その電極に接続されて引き回される導
電線もおのずと長くなって、外来ノイズによる影響を受
け易くなる恐れがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記した着座センサに
あっては、第１例乃至第３例のいずれのものも、それら
の各構成要素である素子が、マトリックス状に座席に多
数配置され、荷重分布、導通箇所の分布、静電容量変化
の分布を判断して、着座を検知するようにしているか
ら、これらの各分布を判断をするための回路構成も複雑
となっていた。

【０００９】本発明は、上記の点に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、構造の簡略化が図れる
人体検知センサ及びその人体検知センサを備えた座席を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項１記載の人体検知センサは、配設面を有
した基台と、基台の配設面に対をなして配設された検知
電極と、検知電極間に電流を流すよう信号出力するとと
もに検知電極間に流れる電流を測定する電気回路と、検
知電極間の電流に依存する静電容量の変化量と予め設定
された閾値とを比較して着座を検知する検知手段と、を
備えた構成にしている。

【００１１】請求項２記載の人体検知センサは、請求項
１記載の人体検知センサにおいて、前記検知電極間にダ
ミー電極を前記検知電極に並列接続して前記配設面に配
設した構成にしている。

【００１２】請求項３記載の人体検知センサは、請求項
２記載の人体検知センサにおいて、前記ダミー電極とし
て、前記検知電極内側に内方ダミー電極を配設した構成
にしている。

【００１３】請求項４記載の人体検知センサは、請求項
２記載の人体検知センサにおいて、前記ダミー電極とし
て、前記検知電極外側に外方ダミー電極を配設した構成
にしている。

【００１４】請求項５記載の人体検知センサは、請求項
２記載の人体検知センサにおいて、前記ダミー電極とし
て、前記検知電極外側に外方ダミー電極を配設するとと
もに、前記検知電極外側に外方ダミー電極を配設した構
成にしている。

【００１５】請求項６記載の人体検知センサは、請求項
１乃至請求項５のいずれかに記載の人体検知センサにお
いて、前記基台は、弾性変形するものであって、前記検
知手段は、前記検知電極間の距離の変化と前記静電容量
の変化とを対応付けて、荷重を識別する構成にしてい
る。

【００１６】請求項７記載の人体検知センサは、請求項
６記載の人体検知センサにおいて、前記基台は、弾性変
形量が周囲よりも相対的に大きい弾性変形部を前記検知
電極内側に有した構成にしている。

【００１７】請求項８記載の人体検知センサは、請求項
１乃至請求項７いずれかに記載の人体検知センサにおい
て、前記検知電極は、前記配設面に略等間隔で配設され
た構成にしている。

【００１８】請求項９記載の人体検知センサは、請求項
１乃至請求項８のいずれかに記載の人体検知センサにお
いて、前記検知電極は、前記配設面に複数対配設された
構成にしている。

【００１９】請求項１０記載の座席は、座面を有した座
部に前記検知電極を位置させるよう請求項１乃至請求項
９のいずれかに記載の人体検知センサが配置された構成
にしている。

【００２０】請求項１１記載の座席は、請求項１０記載
の座席において、背もたれ部に前記検知電極を位置させ
るよう請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の人体検
知センサが追加して配置された構成にしている。

【００２１】請求項１２記載の座席は、請求項１０又は
請求項１１のいずれかに記載の座席において、前記検知
電極が前記座部に位置する前記人体検知センサが複数個
配置され、前記検知手段は、前記人体検知センサの前記
検知電極間毎に静電容量の変化を検知して、静電容量の
分布を算出し、この静電容量の分布に基づいて、着座姿
勢を判断する構成にしている。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態の人体検知
センサを図１乃至図５に基づいて以下に説明する。

【００２３】１は基台で、例えば、ゴム等の弾性材料に
より、平面視矩形で厚みが１０〜３０ｍｍの板状に形成
されており、人の臀部が載る程度の大きさを有してい
る。なお、この基台１は、ウレタンクッション製でもよ
い。

【００２４】２，２は検知電極で、３０〜３５μｍの厚
みを有した銅箔よりなり、基台１の一面に、接着や蒸着
により、対をなして平行に配設されている。すなわち、
基台１の一面が、検知電極２，２を配設する配設面１ａ
となっている。なお、この検知電極２，２は、アルミ
箔、導電性織布、導電性エラストマー、ポリエステル製
シートに導電性材料を塗布又は蒸着したものでもよい。
この検知電極２，２は、弾性材料製の基台１の一面に配
設されているから、後述するように、この人体検知セン
サが自動車の座席Ａに配置された状態では、人Ｐが座席
Ａに座った場合に、基台１が圧縮されて側方へ拡がるた
めに、互いの間の距離が僅かに大きくなる。

【００２５】３は電気回路で、この電気回路３の各回路
に給電する電源回路３ａ、発振回路３ｂ（信号出力
源）、検知電極２，２間に流れる交流信号（電流値）を
測定する電流値測定回路３ｃ、検知電極２，２間に流れ
る交流信号（電流値）を交流信号（電圧値）へ変換する
Ｉ／Ｖ変換回路３ｄ、Ｉ／Ｖ変換回路３ｄから出力され
た交流信号（電圧値）を直流信号（電圧値）に整流する
全波整流回路３ｅ、全波整流回路３ｅから出力された直
流信号（電圧値）を所望の信号レベルに増幅して後述す
るＥＣＵ４に入力する増幅回路３ｆを備えている。

【００２６】この発振回路３ｂは、一方の検知電極２に
接続され、検知電極２，２間に、仮想的に電気力線を流
すよう交流信号を出力する。なお、この発振回路３ｂが
半波整流信号を出力する場合、全波整流回路３ｅは、Ｉ
／Ｖ変換回路３ｄから出力された半波整流信号を平滑す
ることとなる。

【００２７】この発振回路３ｂから交流信号が出力され
ることにより、検知電極２，２間に電界が生じて、仮想
的に電気力線が通り、一方、検知電極２，２間に流れる
電流値は、検知電極２，２間の静電容量に依存した値と
なる。また、静電容量は、電気力線の通る空間に存在す
る物体の誘電率により変化し、誘電率の高い物体が存在
するほど大きくなる。例えば、人Ｐの誘電率が５０〜８
０程度であり、人Ｐ以外の物（例えば、荷物）の誘電率
が２〜５程度であるから、静電容量は、図４に示すよう
に、人Ｐが存在するときの方が明らかに大きくなる。従
って、検知電極２，２間に流れる電流も、図５に示すよ
うに、人Ｐが存在するときの方が明らかに大きくなるの
で、この電流値を検知することにより、静電容量を算出
することができる。

【００２８】４はＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔ
ｒｏｌ Ｕｎｉｔ）で、電気力線の通る空間に存在する
物体が人Ｐである場合に静電容量が明らかに大きくなる
ことに着目し、後述するように、この人体検知センサが
自動車の座席Ａに配置された状態では、検知電極２，２
間の静電容量（又は静電容量に対応する値）の変化量と
予め設定された閾値とを比較して、着座を検知する。ま
た、このＥＣＵ４は、座席Ａ上の物体の有無、及び、座
席Ａ上に物体が人Ｐであるか荷物等であるかを判断し、
その判断結果をエアバック等に出力する。その結果、エ
アバックは、人Ｐのときに、動作するようにしている。

【００２９】次に、この人体検知センサの自動車の座席
Ａ、詳しくは、座面を表面に有した座部Ａ１への配置状
態について説明する。自動車の座席Ａは、一般に、人が
着座する座面から順に、シート表皮、ウレタンクッショ
ン、金属シートパンにより構成されており、そのシート
表皮とウレタンクッションの間に基台１を配置して、基
台１の配設面１ａに配設された検知電極２，２が座部Ａ
１に位置して、座面と重合するよう、人体検知センサが
配置される。なお、この基台１の配置箇所は、シート表
皮とウレタンクッションの間に限るものではなく、例え
ば、シート表皮内部、ウレタンクッション内部、ウレタ
ンクッションと金属シートパンとの間でもよく、さらに
は、座面、すなわち、シート表皮の表面でもよい。

【００３０】かかる人体検知センサにあっては、配設面
１ａに対をなして配設された検知電極間２，２の、着座
に伴う静電容量の変化量を検知し、その静電容量の変化
量と予め設定された閾値とを比較して、着座を検知する
ようにしているから、着座に伴う荷重等を検出するため
に座席にマトリクス状に配設される多数の素子を必要と
せず、構造の簡略化を図ることができる。

【００３１】また、配設面１ａに対をなして配設された
検知電極２，２間の、着座に伴う静電容量の変化量を検
知し、その静電容量の変化量と予め設定された閾値とを
比較して、着座を検知するようにしているから、誘電率
に差異のある人と荷物等の物の区別することができ、確
実に着座を検知することができる。

【００３２】また、対をなす検知電極２，２が基台１の
配設面１ａに配設されているから、異なる配設面に配設
される場合に配設面の相対的位置関係によって起こり得
る静電容量のばらつきが殆ど起こらなくなる。従って、
この人体検知センサは、図２９に示した特表平９−５０
９１１８号の座席占有者検知システムに比較して、確実
に着座を検知することができる。

【００３３】また、対をなす検知電極２，２が基台１の
配設面１ａに配設されているから、検知電極２，２に接
続される信号線は、異なる配設面に配設される場合に比
較して短くなる。従って、この人体検知センサは、図２
９に示した特表平９−５０９１１８号の座席占有者検知
システムに比較して、確実に外来ノイズの影響を受け難
くなる。

【００３４】また、人体検知センサを備えた座席にあっ
ては、配置された人体検知センサにより、着座を検知す
ることができる。

【００３５】さらに、図６に示すように、検知電極２，
２が背もたれ部Ａ２に位置するよう、人体検知センサが
追加して配置された場合に、その追加して配設された人
体検知センサが、検知電極２，２が座部Ａ１に位置する
よう配置された人体検知センサとともに、着座を検知す
ることができるので、着座を確実に検知することができ
る。例えば、検知電極２，２が背もたれ部Ａ２に追加し
て配設された人体検知センサのみが着座を検知し、検知
電極２，２が座部Ａ１に位置するよう配設された人体検
知センサが着座を検知していない場合には、例えば、座
席Ａ上に落とした鍵等の小物を拾おうとして臀部を座席
Ａから浮かした状態で着座していると判断することがで
きるのである。

【００３６】次に、本発明の第２実施形態の人体検知セ
ンサを図７に基づいて以下に説明する。なお、第１実施
形態と同一の部材には同一の符号を付し、第１実施形態
と異なるところのみ記す。また、図７では、電気回路の
図示を省略している。本実施形態は、基本的には第１実
施形態と同様であるが、検知電極２，２は、内方ダミー
用電極５，５が並列接続された構成となっている。

【００３７】内方ダミー用電極５，５は、配設面１ａの
検知電極２，２内側に配設されている。従って、検知用
電極２，２間に生じる電気力線は、内方ダミー電極５，
５間に生じる電気力線の外側を通ることになる。

【００３８】かかる人体検知センサにあっては、第１実
施形態の効果に加えて、検知電極２，２に並列接続され
た内方ダミー電極５，５を配設面１ａの検知電極内側に
配設しているから、検知電極２，２間の電気力線が、内
方ダミー電極５，５間の電気力線の外側を通ることにな
るので、配設面１ａから離れた箇所での着座を検知する
ことができる。従って、座面上に、例えば、クッション
等の介在物が載置されて、その介在物上に着座する場合
でも、着座を検知することができる。

【００３９】次に、本発明の第３実施形態の人体検知セ
ンサを図８に基づいて以下に説明する。なお、第１実施
形態と同一の部材には同一の符号を付し、第１実施形態
と異なるところのみ記す。また、図８では、電気回路３
のうち、発振回路３ｂ及び電流値測定回路３ｃ以外の回
路の図示を省略している。本実施形態は、基本的には第
１実施形態と同様であるが、検知電極２，２は、内方ダ
ミー用電極５，５及び外方ダミー電極６，６が並列接続
された構成となっている。

【００４０】外方ダミー用電極６，６は、配設面１ａの
検知電極２，２外側に配設されている。従って、検知用
電極２，２間に生じる電気力線は、内方ダミー電極５，
５間に生じる電気力線の外側であり、かつ、外方ダミー
電極６，６間に生じる電気力線の内側を通ることにな
る。

【００４１】かかる人体検知センサにあっては、第２実
施形態の効果に加えて、検知電極２，２に並列接続され
た外方ダミー電極６，６を配設面１ａの検知電極２，２
外側に配設しているから、検知電極２，２間の電気力線
が、内方ダミー電極５，５間に生じる電気力線の外側で
あり、かつ、外方ダミー電極６，６間に生じる電気力線
の内側を通ることになるので、第２実施形態のものより
も、電気力線が集中することになり、着座の検知精度を
高くすることができる。

【００４２】次に、本発明の第４実施形態の人体検知セ
ンサを図９に基づいて以下に説明する。なお、第３実施
形態と同一の部材には同一の符号を付し、第３実施形態
と異なるところのみ記す。本実施形態は、基本的には第
３実施形態と同様であるが、検知電極２，２並びに内方
ダミー電極５，５及び外方ダミー電極６，６は、同心円
状に配設されることにより、前述した配設面１ａに略等
間隔で配設された構成となっている。

【００４３】従って、この人体検知センサが配置された
座席Ａでは、検知電極２，２並びに内方ダミー電極５，
５及び外方ダミー電極６，６が、座面の全面に略均等に
重合するよう、座部Ａ１に位置する構成となっている。

【００４４】かかる人体検知センサが配置された座席に
あっては、第３実施形態の人体検知センサに加えて、検
知電極２，２が配設面１ａに略等間隔で配設されている
から、着座に伴って、配設面１ａの一部に偏って荷重が
かかる場合でも、着座を確実に検知することができる。

【００４５】なお、本実施形態では、検知電極２，２並
びに内方ダミー電極５，５及び外方ダミー電極６，６が
同心円状に配設されているが、このような配設状態に限
るものではない。例えば、図１０に示すように、同心円
状でありかつ配設面１ａの四隅に亙るように配設されて
もよいし、図１１に示すように、櫛歯状に並設されても
よい。

【００４６】また、本実施形態では、検知電極２，２の
外側に外方ダミー電極６，６が設けられているが、外方
ダミー電極６，６が配設されない場合は、図１２に示す
ようになる。さらに、同心円状でありかつ配設面１ａの
四隅に亙るように配設された場合は、図１３に示すよう
になり、櫛歯状に配設された状態では、図１４に示すよ
うになる。

【００４７】次に、本発明の第５実施形態の人体検知セ
ンサを図１５に基づいて以下に説明する。なお、第３実
施形態と同一の部材には同一の符号を付し、第３実施形
態と異なるところのみ記す。本実施形態は、基本的には
第３実施形態と同様であるが、検知電極２，２並びに内
方ダミー電極５，５及び外方ダミー電極６，６は、前述
した配設面１ａを４分割してなる分割面に、それぞれ配
設されることにより、前述した配設面１ａ全面に４対ず
つ配設された構成となっている。

【００４８】従って、この人体検知センサが配置された
座席では、４対の検知電極２，２並びに内方ダミー電極
５，５及び外方ダミー電極６，６が、座面の全面に略均
等に重合するよう、座部Ａ１に位置する構成となってい
る。

【００４９】かかる人体検知センサが配置された座席に
あっては、第３実施形態の人体検知センサが配置された
座席の効果に加えて、検知電極２，２が配設面１ａに４
対配設されているから、着座に伴って、配設面１ａの一
部に偏って荷重がかかる場合でも、着座を確実に検知す
ることができる。

【００５０】また、本実施形態では、検知電極２，２の
外側に外方ダミー電極６，６が設けられているが、外方
ダミー電極６，６が配設されない場合は、図１６に示す
ようになる。

【００５１】次に、本発明の第６実施形態の人体検知セ
ンサを図１７に基づいて以下に説明する。なお、第３実
施形態と同一の部材には同一の符号を付し、第３実施形
態と異なるところのみ記す。本実施形態は、基本的には
第３実施形態と同様であるが、人Ｐの荷重を識別するよ
うにしている。

【００５２】これは、着座に伴い人Ｐの荷重がかかるこ
とにより、弾性材料製の基台１が変形して検知電極２，
２間の変化すると、静電容量も変化することに着目した
ものであり、検知電極２，２間の距離の変化と静電容量
の変化との相関に基づいて、人Ｐの荷重を識別すること
ができるのである。

【００５３】次に、図１７に基づいて、詳しく説明す
る。初めに、電流値から変換されてなる電圧値に基づい
て、検知電極２，２間の物体の静電容量を計測し、その
物体の静電容量に基づいて、検知電極２，２間の物体が
「物」であるか又は「人」であるかを判断し、その物体
が「人」であると判断された場合は、物体の静電容量と
予め設定された体重識別用閾値とを比較し、物体の静電
容量が体重識別用閾値以上のとき、「人」の体重を＊＊
ｋｇ以上と判断するのである。ただし、＊＊は正の実数
である。

【００５４】かかる人体検知センサにあっては、第３実
施形態の効果に加えて、検知電極２，２間の距離の変化
と静電容量の変化とを対応付けて、荷重を識別するよう
にしているから、例えば、大人又は子供のいずれが着座
しているかを識別することができ，その識別結果をエア
バッグに出力して、着座した人が子供であるときには大
きく膨らむように、エアバッグの動作を制御することが
できるようになる。

【００５５】次に、本発明の第７実施形態の人体検知セ
ンサを図１８に基づいて以下に説明する。なお、図１８
では、内方ダミー電極５，５及び外方ダミー電極６，６
の図示を省略している。また、第６実施形態と同一の部
材には同一の符号を付し、第６実施形態と異なるところ
のみ記す。本実施形態は、基本的には第６実施形態と同
様であるが、検知電極２，２間を局部的に薄くすること
により弾性変形量が周囲よりも相対的に大きくされた弾
性変形部１ｂを、検知電極２，２間内側に有した構成と
なっている。従って、基台１に荷重がかかると、弾性変
形部１ｂの近傍、すなわち、検知電極２，２の配設箇所
も、弾性変形部１ｂにつられて弾性変形して、検知電極
２，２間の距離が変化するのである。

【００５６】かかる人体検知度センサにあっては、着座
に伴う荷重により、弾性変形部１ｂが周囲よりも大きく
弾性変形するから、荷重に伴う静電容量の変化が大きく
なり、第６実施形態よりも、荷重を識別し易くなる。

【００５７】なお、本実施形態では、弾性変形部１ｂ
は、基台１における検知電極２，２間を局部的に薄くす
ることにより形成されているが、このようにして形成さ
れるものに限るわけではない。例えば、図１９に示すよ
うに、検知電極２，２間にＶ字型の溝を設けることによ
り形成されても、図２０に示すように、検知電極２，２
間に貫通孔を設けることにより形成されても、図２１に
示すように、検知電極２，２間に凸条を設けることによ
り形成されても、図２２に示すように、検知電極２，２
間にＶ字型の溝が設けられるとともに溝に沿う凸条が配
設されることにより形成されても、図２３に示すよう
に、検知電極２，２間に波型部分が設けられることによ
り形成されてもよい。これらの例示したものの内、図２
１に示したものは、凸条の先端部が押し込まれるように
なっており、図２２に示したものは、溝に沿う凸条が溝
部へ向かって押し込まれるので、特に変形し易く、よっ
て、検知電極２，２間の距離も、特に変化し易くなって
いる。

【００５８】次に、本発明の第８実施形態の人体検知セ
ンサを図２４乃至図２８に基づいて以下に説明する。こ
のものは、基本的には第２実施形態と同様であるが、基
台１は、座席Ａに「田」字型に４個配設されて、基台１
毎に検知電極２，２及び内方ダミー電極５，５を配設
し、ＥＣＵ４が、一基台１に配設された検知電極２，２
毎に、検知電極２，２間の静電容量の変化量を検知し
て、４つの基台１の全ての配設面１ａが集合してなる平
面に沿って、静電容量の分布を算出し、この静電容量の
分布、詳しくは、静電容量と相関のある荷重の分布に基
づいて、人Ｐの着座姿勢を判断するようにしている。

【００５９】このものでは、前述したように、基台１が
「田」字型に４個配設されており、ここでは、説明のた
めに、図２５に示すように、前部右側の基台１を第１の
基台１Ａ、前部左側の基台１を第２の基台１Ｂ、後部右
側の基台１を第３の基台１Ｃ、後部左側の基台１を第４
の基台１Ｃとして区別する。図２５中で、Ｐ１は人Ｐの
臀部を示している。

【００６０】人Ｐが、前に屈むようにした状態で着座し
た前位置着座の場合、座席の背もたれ部を倒してリクラ
イニング着座をしている場合、通常着座をしている場
合、脚を組んだ脚組着座をしている場合では、配設面１
ａに沿った人Ｐの重心は、図２６に示すようになり、配
設面１ａに沿った荷重分布は、図２７に示すようにな
る。

【００６１】具体的には、配設面１ａにおける人Ｐの重
心は、図２６に示すように、前位置着座をしている場合
に前方に位置し、リクライニング着座をしている場合に
略中央に位置し、通常着座をしている場合に後方に位置
し、脚組着座をしている場合に左右で差が生じるように
なる。

【００６２】また、配設面１ａに沿った荷重分布は、図
２７に示すように、前位置着座をしている場合に前方に
偏って、第１の基台１Ａ及び第２の基台１Ｂで、大きな
圧力が発生し、リクライニング着座をしている場合に略
均一となって、第１の基台１Ａ乃至第４の基台１Ｄで略
均等に圧力が発生し、通常着座をしている場合に後方に
少し偏って、第３の基台１Ｃ及び第４の基台１Ｄで少し
大きな圧力が発生し、脚組着座をしている場合に左右で
発生する圧力に差が生じて、この説明の例では、右側の
第１の基台１Ａ及び第３の基台１Ｃに大きな圧力が発生
している。

【００６３】このように、人Ｐの着座姿勢により、配設
面１ａに沿って、人Ｐの重心及び荷重分布に、それぞれ
特性があるので、これらの特性に応じて、人Ｐの着座姿
勢を判断することができるのである。この判断のフロー
は、図２８に示すとおりである。

【００６４】すなわち、初めに、第１の基台１Ａ乃至第
４の基台１Ｄ上の静電容量をそれぞれ検知することによ
り、静電容量と関連する荷重をそれぞれ検知し、次に、
重心を算出する。この算出する重心は、全体重心、第１
の基台１Ａ及び第３の基台１Ｃよりなる左側領域の重
心、第２の基台１Ｂ及び第４の基台１Ｄよりなる右側領
域の重心の３種である。そして、これら３種の重心によ
り、重心のパターンが算出される。次に、全荷重に対す
る各部の荷重の割合、すなわち荷重分布を算出する。

【００６５】次に、上記手順により算出した重心のパタ
ーンと予め人Ｐの着座姿勢に対応付けて算出しておいた
重心のパターンとを比較して、重心が前方に偏っている
ときには前位置着座と、重心が左右で異なっているとき
には脚組着座と判断し、圧力分布値が後方に偏っている
ときには通常着座と判断し、いずれにも該当しない姿勢
をリクライニング着座と判断する。

【００６６】かかる人体検知センサを配置した座席にあ
っては、図８に示した人体検知センサを配置した座席の
効果に加えて、配設面１ａに４対並設された検知電極
２，２毎に静電容量の変化、詳しくは、静電容量と相関
のある荷重の変化を検知して、荷重の分布を算出し、こ
の荷重の分布に基づいて、人Ｐの着座姿勢を判断するか
ら、着座姿勢に応じて、エアバッグの動作を調整するこ
とができる。例えば、人が偏った姿勢で着座している状
態でも、人Ｐに向かって膨らむようにして、エアバッグ
の動作を調整することができる。

【００６７】なお、第１実施形態乃至第９実施形態は、
自動車の座席に配置されて着座を検知するものである
が、自動車の座席に配置されて着座を検知するものに限
るわけではなく、例えば、飲食店、映画館、ジェットコ
ースター等の各種アミューズメント機器の座席や、便座
に配置されて着座を検知するものとして使用されるもの
でも、同様の効果を奏することができる。

【００６８】さらには、本発明の人体検知センサは、介
護用のオムツ内への排尿を検知するものとして使用する
こともできる。

【００６９】

【発明の効果】請求項１記載の人体検知センサは、配設
面に対をなして配設された検知電極間の、着座に伴う静
電容量の変化量を検知し、その静電容量の変化量と予め
設定された閾値とを比較して、着座を検知するようにし
ているから、着座に伴う荷重等を検出するために座席に
マトリクス状に配設される多数の素子を必要とせず、構
造の簡略化を図ることができる。

【００７０】また、配設面に対をなして配設された検知
電極間の、着座に伴う静電容量の変化量を検知し、その
静電容量の変化量と予め設定された閾値とを比較して、
着座を検知するようにしているから、誘電率に差異のあ
る人と荷物等の物の区別することができ、確実に着座を
検知することができる。

【００７１】また、対をなす検知電極が基台の配設面に
配設されているから、異なる配設面に配設される場合に
配設面の相対的位置関係によって起こり得る静電容量の
ばらつきが殆ど起こらなくなり、確実に着座を検知する
ことができる。

【００７２】請求項２記載の人体検知センサは、請求項
１記載の人体検知センサの効果に加えて、検知電極に並
列接続して配設面に配設したダミー電極により形成され
る電気力線によって、検知電極間の電気力線の通る箇所
を制御するから、ダミー電極の配置場所を適宜選択する
ことにより、着座を検知するために、所望の箇所に、検
知電極間の電気力線を通すよう制御することができ、ひ
いては、座面上に、例えば、クッション等の介在物が載
置されて、その介在物上に着座する場合でも、検知電極
間の静電容量の変化量を検知することができるので、着
座を検知することができる。

【００７３】請求項３記載の人体検知センサは、請求項
２記載の人体検知センサの効果に加えて、ダミー電極と
して、検知電極内側に内方ダミー電極を配設しているか
ら、検知電極間の電気力線が、内方ダミー電極間の電気
力線の外側を通ることになるので、配設面から離れた箇
所に電気力線を通すようになり、配設面から離れた箇所
での着座を検知できる。

【００７４】請求項４記載の人体検知センサは、請求項
２記載の人体検知センサの効果に加えて、ダミー電極と
して、検知電極外側に外方ダミー電極を配設しているか
ら、検知電極間の電気力線が、外方ダミー電極間の電気
力線の内側を通ることになるので、電気力線を配設面寄
りへと集中させることができ、着座の検知精度を高くす
ることができる。

【００７５】請求項５記載の人体検知センサは、請求項
２記載の人体検知センサの効果に加えて、ダミー電極と
して、検知電極内側に外方ダミー電極を配設するととも
に、検知電極外側に外方ダミー電極を配設しているか
ら、検知電極間の電気力線が、外方ダミー電極間の電気
力線の内側と内方ダミー電極間の電気力線の外側との間
を通ることになるので、電気力線を集中させることがで
き、着座の検知精度を高くすることができる。

【００７６】請求項６記載の人体検知センサは、請求項
１乃至請求項５のいずれかに記載の人体検知センサの効
果に加えて、検知電極間の距離の変化と静電容量の変化
とを対応付けて、荷重を識別するようにしているから、
例えば、大人又は子供のいずれが着座しているかを識別
することができる。

【００７７】請求項７記載の人体検知センサは、請求項
６記載の人体検知センサの効果に加えて、着座に伴う荷
重により、弾性変形部が周囲よりも大きく弾性変形する
から、荷重に伴う静電容量の変化が大きくなり、荷重を
識別し易くなる。

【００７８】請求項８記載の人体検知センサは、請求項
１乃至請求項７のいずれかに記載の人体検知センサの効
果に加えて、検知電極が配設面に略等間隔で配設されて
いるから、着座に伴って、配設面の一部に偏って荷重が
かかる場合でも、着座を確実に検知することができる。

【００７９】請求項９記載の人体検知センサは、請求項
１乃至請求項８のいずれかに記載の人体検知センサの効
果に加えて、検知電極が配設面に複数対配設されている
から、着座に伴って、配設面の一部に偏って荷重がかか
る場合でも、着座を確実に検知することができる。

【００８０】請求項１０記載の座席は、請求項１乃至請
求項９のいずれかに記載の人体検知センサが配置され、
座面を有した座部に前記検知電極を位置させるよう請求
項１乃至請求項９のいずれかに記載の人体検知センサが
配置されているから、その配置された人体検知センサに
より、着座を検知することができる。

【００８１】請求項１１記載の座席は、請求項１０記載
の座席の効果に加えて、背もたれ部に検知電極を位置さ
せるよう請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の人体
検知センサが追加して配置されているから、座部に検知
電極を位置させるよう配置された人体検知センサととも
に、着座を検知することができるので、着座を確実に検
知することができる。

【００８２】請求項１２記載の座席は、請求項１０又は
請求項１１のいずれかに記載の座席の効果に加えて、検
知電極が座部に位置する人体検知センサが複数個配置さ
れ、検知手段が、人体検知センサの検知電極間毎に静電
容量の変化を検知して、静電容量の分布を算出し、この
静電容量の分布に基づいて、着座姿勢を判断するから、
例えば、人の搭乗姿勢に応じてエアバッグの動作を調整
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の基本構成を示す斜視図
である。

【図２】同上のものを自動車用シートに配設した状態を
示す側面図である。

【図３】同上のもののブロック図である。

【図４】人と物とでは静電容量が異なることを示す説明
図である。

【図５】人と物とでは静電容量が異なるために、通電量
も異なることを示す説明図である。

【図６】同上のものを背もたれ面にも配置した状態を示
す側面図である。

【図７】本発明の第２実施形態の基本構成を示す斜視図
である。

【図８】本発明の第３実施形態の基本構成を示す斜視図
である。

【図９】本発明の第４実施形態の電極の配設状態を示す
平面図である。

【図１０】電極が配設面の四隅に亙るよう配設された状
態を示す平面図である。

【図１１】電極が櫛歯状に配設された状態を示す平面図
である。

【図１２】検知電極及びその内方ダミー電極が同心円状
に配設された状態を示す平面図である。

【図１３】検知電極及びその内方ダミー電極が配設面の
四隅に亙るよう配設された状態を示す平面図である。

【図１４】検知電極及びその内方ダミー電極が櫛歯状に
並設された状態を示す平面図である。

【図１５】本発明の第５実施形態のものの電極の配設状
態を示す平面図である。

【図１６】検知電極及びその内方ダミー電極がそれぞれ
４対配設された状態を示す平面図である。

【図１７】本発明の第６実施形態のものが、着座した人
の体重を識別するフローを示すフローチャートである。

【図１８】本発明の第７実施形態の弾性部材を示す正面
図である。

【図１９】検知電極間にＶ字型の溝を設けることにより
形成された弾性変形部を示す正面図である。

【図２０】検知電極間に貫通孔を設けることにより形成
された弾性変形部を示す平面図である。

【図２１】検知電極間に凸条を設けることにより形成さ
れた弾性変形部を示す正面図である。

【図２２】検知電極間にＶ字型の溝が設けられるととも
に溝に沿う凸条が配設されることにより形成された弾性
変形部を示す正面図である。

【図２３】検知電極間に波型部分が設けられることによ
り形成された弾性変化部を示す正面図である。

【図２４】本発明の第８実施形態の基本構成を示す斜視
図である。

【図２５】臀部の着座状態を示す説明図である。

【図２６】着座姿勢と重心との関係を示す説明図であ
る。

【図２７】着座姿勢と圧力分布との関係を示す説明図で
ある。

【図２８】着座姿勢を判断するフローチャートである。

【図２９】特表平９−５０９１１８号により開示された
座席占有者検知システムの構成図である。

【符号の説明】

１ 基台 １ａ 配設面 １ｂ 弾性変形部 ２ 検知電極 ３ 電気回路 ４ ＥＣＵ（検知手段） ５ 内方ダミー電極 ６ 外方ダミー電極 Ａ 座席 Ａ１ 座部 Ａ２ 背もたれ部 Ｐ 人

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桃井 義宣 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 信太 克規 佐賀県佐賀市鍋島町八戸937−20 Ｆターム(参考） 3B087 DE08 3D054 EE10

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配設面を有した基台と、基台の配設面に
   対をなして配設された検知電極と、検知電極間に電流を
   流すよう信号出力するとともに検知電極間に流れる電流
   を測定する電気回路と、検知電極間の電流に依存する静
   電容量の変化量と予め設定された閾値とを比較して着座
   を検知する検知手段と、を備えたことを特徴とする人体
   検知センサ。
2. 【請求項２】 前記検知電極間にダミー電極を前記検知
   電極に並列接続して前記配設面に配設した請求項１記載
   の人体検知センサ。
3. 【請求項３】 前記ダミー電極として、前記検知電極内
   側に内方ダミー電極を配設した請求項２記載の人体検知
   センサ。
4. 【請求項４】 前記ダミー電極として、前記検知電極外
   側に外方ダミー電極を配設した請求項２記載の人体検知
   センサ。
5. 【請求項５】 前記ダミー電極として、前記検知電極内
   側に内方ダミー電極を配設するとともに、前記検知電極
   外側に外方ダミー電極を配設した請求項２記載の人体検
   知センサ。
6. 【請求項６】 前記基台は、弾性変形するものであっ
   て、前記検知手段は、前記検知電極間の距離の変化と前
   記静電容量の変化とを対応付けて、荷重を識別するよう
   にした請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の人体検
   知センサ。
7. 【請求項７】 前記基台は、弾性変形量が周囲よりも相
   対的に大きい弾性変形部を前記検知電極内側に有した請
   求項６記載の人体検知センサ。
8. 【請求項８】 前記検知電極は、前記配設面に略等間隔
   で配設された請求項１乃至請求項７いずれかに記載の人
   体検知センサ。
9. 【請求項９】 前記検知電極は、前記配設面に複数対配
   設された請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の人体
   検知センサ。
10. 【請求項１０】 座面を有した座部に前記検知電極を位
    置させるよう請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の
    人体検知センサが配置されたことを特徴とする座席。
11. 【請求項１１】 背もたれ部に前記検知電極を位置させ
    るよう請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の人体検
    知センサが追加して配置された請求項１０記載の座席。
12. 【請求項１２】 前記検知電極が前記座部に位置する前
    記人体検知センサが複数個配置され、前記検知手段は、
    前記人体検知センサの前記検知電極間毎に静電容量の変
    化を検知して、静電容量の分布を算出し、この静電容量
    の分布に基づいて、着座姿勢を判断するようにした請求
    項１０又は請求項１１のいずれかに記載の座席。