JP2003121557A - 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】 より正確に着座を検知する。 【解決手段】 内部に有した封止空間に流体を気密封止
した袋体６と、袋体６を内方に配設する収容袋１と、封
止空間に荷重がかかることによる流体の圧力変化を検知
する圧力センサ７と、収容袋１の有した配設面１ｂに対
をなして配設された検知電極２，２と、検知電極２，２
に電気信号を供給して電流を流すとともに検知電極２，
２間に流れる電流を測定する電気回路４と、検知電極
２，２間の静電容量のその変化量と予め設定された閾値
との比較及び圧力センサ７により検知された流体の圧力
変化値と予め設定された圧力閾値との比較に基づいて着
座を検知する検知手段と、を備えた構成にしている。

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】

【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
となるという問題点があった。

【０００７】そのため、本願出願人は、上記した着座セ
ンサの問題点を解決するために、特願２００１−１８１
１７号により、載置物検知装置を提案している。このも
のは、図２０に示すように、載置物１００が載置される
載置面を有した載置台のその載置面に載置された載置物
１００を検知する載置物検知装置であって、内部に有し
た封止空間を載置物１００の下方に設けるよう載置台に
配設される袋体１０１と、袋体１０１の封止空間に気密
封止された流体と、載置物１００が載置面に載置されて
封止空間に荷重がかかることによる流体の圧力変化を検
知する圧力センサ１０２と、を備え、圧力センサにより
検知された流体の圧力変化値と予め設定された閾値との
比較に基づいて、載置面への載置物１００の載置を検知
するようにしている。

【０００８】また、本願出願人は、特願２００１−１８
１１７号により提案された載置物検知装置の他にも、以
下に示す人体検知センサを開発している。このものは、
図２１に示すように、基台２０１と、基台２０１の有す
る配設面２０１ａに対をなして配設された測定電極２０
２と、測定電極２０２に電気信号を供給して電流を流す
とともに測定電極２０２間に流れる電流を測定する電気
回路２０３と、測定電極２０２間に流れる電流に依存す
る静電容量のそ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（図示せず）と、を備えて
いる。

【０００９】しかしながら、特願２００１−１８１１７
号により提案されたものは、人と略同様の重量を有した
載置物１００が座席に載置された場合に、その載置され
た載置物１００を人と誤って判断してしまい、着座を正
確に検知できなくなる恐れがある。

【００１０】また、特願２００１−１８１１７号により
提案された載置物検知装置の他に本願出願人が開発した
ものは、水の入ったペットボトルが座席に載置された場
合に、水の入ったペットボトルによっても、人２００と
同様に、電極２０２，２０２間の電気力線に沿った静電
容量が変化するために、水の入ったペットボトルを人と
誤って判断してしまい、着座を正確に検知できなくなる
恐れがある。

【００１１】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、より正確に着座を検知
することができる人体検知センサ及びそれを備えた座席
を提供することにある。

【００１２】

【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、センサ本体
の表面に設けた配設面に対をなして配設された検知電極
と、検知電極に電気信号を供給して電流を流すとともに
検知電極間に流れる電流を測定する電気回路と、センサ
本体に外部より加えられた荷重を検出する荷重検出手段
と、電気回路の測定結果から求めた検知電極間の静電容
量の変化量と予め設定された静電容量閾値との比較及び
荷重検出手段により検出された荷重と予め設定された荷
重閾値との比較に基づいて着座を検知する検知手段と、
を備えた構成にしている。

【００１３】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、センサ本体を、内部
に有した封止空間に流体を気密封止した袋体と、内方に
袋体を収納するとともに外方に配設面が設けられた収容
袋とで構成し、荷重検出手段を、封止空間に荷重がかか
ることによる流体の圧力変化を検知する圧力センサで構
成している。

【００１４】請求項３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、荷重検出手段を、加
えられた圧力に応じて抵抗値の変化する導電性材料で構
成している。

【００１５】請求項４記載の人体検知センサは、請求項
１乃至請求項３のいずれかに記載の人体検知センサにお
いて、前記検知電極に並列接続された対をなすダミー電
極を前記配設面に配設した構成にしている。

【００１６】請求項５記載の人体検知センサは、請求項
４記載の人体検知センサにおいて、前記ダミー電極を前
記配設面の前記検知電極内側に配設した構成にしてい
る。

【００１７】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、前記袋体は、チューブ状とされた構成にしてい
る。

【００１８】請求項７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６
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。

【００１９】請求項８記載の座席は、請求項７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６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。

【００２０】請求項９記載の座席は、請求項７又は請求
項８のいずれかに記載の座席において、前記検知電極及
び前記荷重検出手段が前記座部に位置するよう前記人体
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センサ本体毎に荷重を検知して、前
記座面に沿って重心及び前記流体の圧力値分布を算出
し、これらの算出結果を、着座姿勢を判断する判断材料
とした構成にしている。

【００２１】請求項１０記載の座席は、請求項９記載の
座席において、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、前記配
設面に沿って静電容量の分布を算出し、この静電容量の
分布も、着座姿勢を判断する判断材料とした構成にして
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６に基づいて以下に説明する。

【００２３】１は収容袋で、内部に中空部１ａを有した
箱状に形成されている。２，２は検知電極で、収容袋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、収容袋１の一面が、検知電極２，
２を配設する配設面１ｂとなっている。この検知電極
２，２は、内部に中空部１ａを有した箱状の収容袋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、収容袋１が圧縮されて側方
へ拡がるので、互いの間の距離が僅かに大きくなる。

【００２４】３，３はダミー電極で、検知電極２，２に
並列接続されている。このダミー電極３，３は、配設面
１ｂの検知電極２，２の内側に配設されているので、こ
のダミー電極３，３間に流れる電気力線の外側を、検知
電極２，２間に流れる電気力線が通ることになる。

【００２５】４は電気回路で、この電気回路４の各回路
に給電する電源回路４ａ、発振回路４ｂ（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４ｃ、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４ｄ、Ｉ／Ｖ変換回路４ｄ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４ｅ、全波整流回路４ｅ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ＥＣＵ５に入力する増幅回路４ｆを備えている。

【００２６】この発振回路４ｂは、検知電極２，２間に
電気力線が発生するよう交流信号を出力する。なお、こ
の発振回路４ｂが半波整流信号を出力する場合、全波整
流回路４ｅは、Ｉ／Ｖ変換回路４ｄ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４ｂから交流信号が出力され
ることにより、検知電極２，２間に電気力線が発生し、
検知電極２，２間の静電容量に依存した電流が検知電極
２，２間に流れる。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５０〜８０程度であり、人Ｐ以外の物の誘電率が２
〜５程度であるから、静電容量は、図６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、人Ｐが存在する
ときの方が明らかに大きくなり、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のであ
る。

【００２８】また、人Ｐが存在する場合に大人の方が子
供よりも静電容量が多少大きくなるので、検知電極２，
２間に流れる電流値も、図６に示すように、大人の方が
子供よりも多少大きくなり得る。

【００２９】５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グ等に出力する。

【００３０】６は袋体で、内部に封止空間を有したチュ
ーブ状に形成され、その内部の封止空間には、空気より
なる流体が気密封止されている。この封止空間が有する
流体封入口６ａには、流体の流れに応じて撓み得る弁６
ｂを有した封入部６ｃが設けられており、流体の圧力
が、袋体６の外部の圧力である大気圧に追随して大気圧
と同一となるようにしている。従って、高地等の大気圧
が低い箇所では、その低い大気圧に追随して、流体の圧
力値が低くなるので、流体の圧力を検知する際に、大気
圧の変化による検知誤差を少なくすることができる。

【００３１】なお、弁を設けず、流体の圧力を袋体６の
外部の大気圧に追随させないときは、流体として、液
体、ゲル状物等、多種多様のものを使用することができ
る。

【００３２】この袋体６は、その大部分が、収容袋１の
中空部１ａ内に、折り返し部分が等間隔かつ平行となる
ようＵ字状に複数回折り返されて収容され、収容袋１に
荷重がかかることにより、封止空間、詳しくは、その封
止空間に気密封止された流体に圧力がかかるようになっ
ている。

【００３３】７は圧力センサで、例えば、ピエゾ抵抗が
ブリッジ接続されたブリッジ回路により構成され、定電
流発生回路８から定電流が供給されることにより、圧力
を検知するよう駆動され、検知した圧力に応じた出力信
号を出力する。この出力信号は、増幅回路９により、所
望の信号レベルまで増幅され、前述したＥＣＵ４に入力
される。

【００３４】この圧力センサ７は、袋体６の封止空間に
気密封止された流体の圧力が導入されて、その導入され
た流体の圧力を検知する。

【００３５】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収容袋１を収納して、
収容袋１の配設面１ｂに配設された検知電極２，２が座
部Ａ１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、この収容袋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。

【００３６】次に、図５に基づいて、人体検知手順を説
明する。なお、図５に示された処理は、前述したＥＣＵ
６により実行される。

【００３７】初めに、検知された圧力の変化値が圧力閾
値を超えているか否かを判断し、検知された圧力変化値
が圧力閾値を超えていない場合は、座席Ａに載置物が載
置されていないと判断する。検知された圧力の変化値が
圧力閾値を超えて、座席Ａに載置物が載置されていると
判断した場合は、検知された電流値（静電容量）変化量
が、人の存在を示す電流閾値（静電容量閾値）を超えて
いるか否かを判断し、電流閾値（静電容量閾値）を超え
ていないときは、座席Ａに載置された載置物が、人では
なく物であると判断する。電流閾値（静電容量閾値）を
超えていて、座席Ａに載置された載置物が人Ｐであると
判断されたときは、圧力値を荷重に換算し、人Ｐの荷
重、すなわち体重を識別する。このようにして、体重を
識別することにより、大人又は子供のいずれが着座して
いるかを判断することができる。

【００３８】かかる人体検知センサにあっては、検知電
極２，２間の静電容量の変化量と予め設定された静電容
量閾値との比較及び圧力センサ７により検知された流体
の圧力変化値と予め設定された圧力閾値との比較に基づ
いて、着座を検知するようにしているから、人Ｐと略同
様の重量を有した載置物が座席Ａに載置された場合に
は、静電容量の変化の違いから人Ｐと物とを判別するこ
とができるので、その載置された載置物を人Ｐと誤って
判断してしまうことがない。また、水の入ったペットボ
トルが座席Ａに載置された場合でも、圧力変化値の違い
により人Ｐとペットボトルとを判別することができるの
で、水の入ったペットボトルを人Ｐと誤って判断してし
まうということもない。

【００３９】また、検知電極２，２に並列接続された対
をなすダミー電極３，３を配設面１ｂの検知電極２，２
内側に配設しているから、検知電極２，２間の電気力線
が、ダミー電極３，３間の電気力線の外側を通ることに
なるので、ダミー電極３，３を設けない場合に比べて配
設面１ｂからより離れた箇所での静電容量の変化を検知
できる。これにより、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
も着座を正確に検知できる。

【００４０】また、袋体６がチューブ状で容易に屈曲さ
せることができるので、配設作業がし易く配設の自由度
が高いため、検知電極２，２間の電気力線に影響を与え
ない位置に適切に配設することが可能となる。

【００４１】また、この人体検知センサを、図７に示す
ように、座部Ａ１と背もたれ部Ａ２の両方に設けてもよ
い。これによって、着座をより確実に検知することがで
きる。例えば、検知電極２，２を背もたれ部Ａ２に設け
た人体検知センサのみが着座を検知し、検知電極２，２
を座部Ａ１に設け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。

【００４２】なお、本実施形態の人体検知センサでは、
ダミー電極３，３を、検知電極２，２の内側に配置して
いるが、検知電極２，２の外側に配置してもよく、その
ときは、検知電極２，２間の電気力線が、ダミー電極
３，３間の電気力線の内側を通ることになり、所望の空
間に電気力線を集中させることができるので、検知精度
を高くすることができる。

【００４３】また、ダミー電極３，３を、検知電極２，
２の内側及び外側にそれぞれ配置してもよく、そのとき
は、検知電極２，２間の電気力線が、検知電極２，２の
内側に配置したダミー電極３，３間の電気力線の外側を
通るとともに、検知電極２，２の外側に配置したダミー
電極３，３間の電気力線の内側を通ることになるので、
配設面１ｂから離れた所望の空間での静電容量変化を、
高い精度で検知することができる。

【００４４】次に、本発明の第２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。このものは、基
本的には第１実施形態と同様であるが、検知電極２，２
が、配設面１ｂ全面に略等間隔で配設された構成となっ
ている。

【００４５】このものの一方の検知電極２が、配設面１
ｂにおける３方の周縁部にコ字型に配設され、その内側
に、ダミー電極３，３がそれぞれコ字型に配設され、そ
の内側に、略長方形状の他方の検知電極２が配設される
ことにより、検知電極２，２が、配設面１ｂ全面に略等
間隔で配設されている。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並びにダミー電
極３，３は、座面の略全面に略均等に重合した構成とな
っている。

【００４６】かかる人体検知センサを配置した座席にあ
っては、第１実施形態の効果に加えて、検知電極２，２
が配設面１ｂに略等間隔で配設されているから、着座に
伴って、配設面１ｂ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。

【００４７】次に、本発明の第３実施形態の人体検知セ
ンサを図９乃至図１３に基づいて以下に説明する。この
ものは、基本的には第１実施形態と同様であるが、収容
袋１は、座席Ａにおける同一面上に、「田」字型に４個
配設されて、収容袋１の中空部１ａに在る袋体６の封止
空間毎に流体の圧力変化を検知して、座面に沿って、重
心及び流体の圧力値分布を算出し、これらの算出結果
を、着座姿勢を判断する判断材料とする構成にしてい
る。

【００４８】検知電極２，２及びダミー電極３，３は、
２つの収容袋１の一面にそれぞれ亙るように配設されて
いる。

【００４９】このものでは、前述したように、収容袋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１０に示すように、前部右側の収容袋１を第
１の収容袋１Ａ、前部左側の収容袋１を第２の収容袋１
Ｂ、後部右側の収容袋１を第３の収容袋１Ｃ、後部左側
の収容袋１を第４の収容袋１Ｄとして区別する。図１０
中で、Ｐ１は人Ｐの臀部を示している。

【００５０】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
ｂに沿った人Ｐの重心は、図１１に示すように、また、
配設面１ｂに沿った荷重分布は、図１２に示すようにな
る。ここで、圧力値分布とは、全圧力値に対する各部の
圧力値の比のことである。

【００５１】具体的には、座面における重心は、図１１
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。

【００５２】また、座面に沿った流体の圧力値分布は、
図１２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の収容袋１Ａ及び第２の収容袋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の収容袋１Ａ乃至第４の収容
袋１Ｄで、略均等に圧力が発生しており、通常着座をし
ている場合に後方に少し偏って、第３の収容袋１Ｃ及び
第４の収容袋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の収容袋１Ａ及び第３の
収容袋１Ｃに、大きな圧力が発生している。

【００５３】このように、人Ｐの着座姿勢により、座面
に沿って、重心及び流体の圧力値分布に、それぞれ特性
があるので、これらの特性に応じて、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１３
に示すとおりである。

【００５４】すなわち、初めに、第１の収容袋１Ａ乃至
第４の収容袋１Ｄにおける流体の圧力の変化値を検知
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の収容袋１Ａ及び第３の収容袋１Ｃよりなる
左側領域の重心、第２の収容袋１Ｂ及び第４の収容袋１
Ｄ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、全圧力値に対する各部の圧力値の割合、すなわち圧
力値分布を算出する。

【００５５】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。

【００５６】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、重心及び流体の圧力値分布を算
出し、これらの算出結果が、座席Ａへの人Ｐの着座姿勢
を判断する判断材料となって、座席Ａへの人Ｐの着座姿
勢を判断することができるので、例えば、人Ｐの着座姿
勢に応じてエアバッグの動作を調整することができる。

【００５７】次に、本発明の第４実施形態の人体検知セ
ンサを図１４に基づいて以下に説明する。このものは、
基本的には第３実施形態と同様であるが、検知電極２，
２及びダミー電極３，３は、４つの収容袋１の一面より
なる配設面１ｂにそれぞれ配設され、検知電極２，２の
各対毎に静電容量の変化を検知して、配設面１ｂに沿っ
て静電容量の分布を算出し、この静電容量の分布も、着
座姿勢を判断する判断材料としている。

【００５８】詳しくは、静電容量の分布を算出すること
により、静電容量と多少相関のある荷重の分布を算出
し、さらに、この荷重の分布を圧力値の分布に変換し、
圧力センサ７により検知された圧力値の分布と比較し
て、両方の圧力値の分布が大きく乖離しているときは、
再度圧力値の分布を求め直す等して、圧力値の分布をよ
り正確に検知するようにしている。

【００５９】かかる人体検知センサにあっては、静電容
量の分布、詳しくは、その静電容量と相関のある荷重か
ら変換された圧力値の分布からも、座席Ａへの人の着座
姿勢を判断する判断材料としているから、着座姿勢を判
断することができるという第３実施形態の効果をさらに
奏することができる。

【００６０】次に、本発明の第５実施形態の人体検知セ
ンサを図１５乃至図１９に基づいて以下に説明する。こ
のものは、基本的には第１実施形態と同様であるが、袋
体６の封止空間に気密封止された流体の圧力を検知する
圧力センサ７の代わりに、外部より加えられた圧力に応
じて抵抗値の変化する導電性材料（例えばカーボンイン
クや銀ペーストインクなど）で構成された圧力センサ１
０を用いている。

【００６１】この圧力センサ１０の断面図を図１５に、
その模式図を図１６に、また等価回路図を図１７にそれ
ぞれ示す。圧力センサ１０は、ポリエステルフィルムよ
りなる絶縁膜１１と、櫛歯状のカーボン層の表面に導電
性インクを塗布・固着してそれぞれ形成され、絶縁膜１
１の上面に配設された一対の電極１２ａ，１２ｂと、絶
縁膜１１の上方に対向して配置されたポリエステルフィ
ルムよりなる絶縁膜１３と、楕円形状のカーボン薄膜の
表面に導電性インクを塗布・固着して形成され、電極１
２ａ，１２ｂに対向するように絶縁膜１３の下面に配設
されたカーボン接点１４と、絶縁膜１１と絶縁膜１３と
間に介装されたポリエステルよりなる絶縁層１５と、絶
縁膜１１、電極１２ａ，１２ｂと絶縁層１５との間、絶
縁膜１３と絶縁層１５との間をそれぞれ貼り合わせる粘
着層１６とで構成される。

【００６２】また、上述した第１実施形態では収容袋１
の表面に配設面１ｂを設け、この配設面１ｂに検知電極
２，２およびダミー電極３，３を配設しているが、本実
施形態では収容袋１の代わりに平板状のセンサ本体（図
示せず）を用いており、このセンサ本体の一面に設けた
配設面に検知電極２，２およびダミー電極３，３を配設
し、さらに検知電極２，２間の電気力線を阻害しないよ
うな部位に圧力センサ１０を取り付けてある。

【００６３】人が着座しておらず、圧力センサ１０に荷
重がかかっていない状態では、カーボン接点１４が電極
１２ａ，１２ｂから開離しており、一対の電極１２ａ，
１２ｂの間が開放されている。一方、人が着座すると、
圧力センサ１０に加わった荷重により絶縁層１５が撓め
られて、カーボン接点１４が電極１２ａ，１２ｂと接触
し、一対の電極１２ａ，１２ｂの間がカーボン接点１４
を介して電気的に接続される。ここに、電極１２ａ，１
２ｂ及びカーボン接点１４には導電性インクを塗布して
あり、これら導電性インクは加わった荷重に応じてその
抵抗値が変化するので、一対の電極１２ａ，１２ｂ間の
電気抵抗が加わった荷重に応じて変化する。

【００６４】図１８は本実施形態の人体検知センサのブ
ロック図を示す。なお、圧力センサ１０の入力回路以外
は第１実施形態と同様であるので、同一の構成要素には
同一の符合を付してその説明は省略する。圧力センサ１
０の一方の端子には抵抗Ｒを介して一定電圧が印加さ
れ、他方の端子は回路のグランドに接続されている。そ
して、圧力センサ１０と抵抗Ｒとの接続点の電圧を電圧
測定回路１７により測定し、電圧測定回路１７の出力を
増幅回路９で増幅して上述したＥＣＵ５に出力してい
る。圧力センサ１０では、圧力センサ１０にかかる荷重
が大きくなるにつれて、その抵抗値が小さくなるため、
抵抗Ｒと圧力センサ１０との接続点の電圧が小さくな
る。したがって、ＥＣＵ５では増幅回路９の出力から圧
力センサ１０に加わった圧力の大きさを判別できる。ま
た、ＥＣＵ５には、増幅回路４ｆから検知電極２，２間
の静電容量（又は静電容量に対応する値）の変化量に応
じた電圧が入力されており、増幅回路４ｆの出力と予め
設定された静電容量閾値とを比較するとともに、上述し
た増幅回路９の出力と予め設定された圧力閾値とを比較
することで、座席Ａ上の物体の有無、及び、座席Ａ上の
物体が人Ｐであるか荷物等であるかを判断することがで
きる。

【００６５】ところで、本実施形態では圧力センサ１０
の数を１個としているが、圧力センサ１０の数を１個に
限定する趣旨のものではなく、座席Ａの座面Ａ１に複数
個の圧力センサ１０を設置して、それぞれの圧力センサ
１０を並列に接続しても良く（図１９参照）、荷重の検
出点を複数設けることで、座席Ａに着座する人の圧力を
検出し易くできる。また、上述した第２〜第４実施形態
の人体検知センサにおいて、袋体６内部の流体の圧力を
検出する圧力センサ７の代わりに、本実施形態の圧力セ
ンサ１０を用いても良いことは言うまでもない。

【００６６】尚、本実施形態では圧力センサ１０を導電
性材料で構成しているが、導電性材料で構成する代わり
にＦＳＲや、予め設定された所定荷重がかかると接点が
導通するスイッチや、所定間隔で対向配置された電極か
らなり、着座して荷重がかかった時にその荷重に応じて
電極間の距離が変化して静電容量が変化するような素子
を用いても良い。

【００６７】なお、第１実施形態乃至第５実施形態は、
自動車の座席に配設されて着座を検知するものである
が、自動車の座席に配設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
に配設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】

【発明の効果】請求項１記載の人体検知センサは、検知
電極間の静電容量の変化量と予め設定された静電容量閾
値との比較及び荷重検出手段により検出された荷重と予
め設定された荷重閾値との比較に基づいて、着座を検知
するようにしているから、人と略同様の重量を有した載
置物が座席に載置された場合に、その載置された載置物
を人と誤って判断してしまうことも、水の入ったペット
ボトルが座席に載置された場合に、水の入ったペットボ
トルによっても人と同様に検知電極間の静電容量が変化
するために、水の入ったペットボトルを人と誤って判断
してしまうということもなくなり、着座を正確に検知で
きる。

【００６９】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、センサ本体
を、内部に有した封止空間に流体を気密封止した袋体
と、内方に袋体を収納するとともに外方に配設面が設け
られた収容袋とで構成し、荷重検出手段を、封止空間に
荷重がかかることによる流体の圧力変化を検知する圧力
センサで構成しているから、着座によって生じる流体の
圧力変化を検出することができる。

【００７０】請求項３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、導電性材料を
用いた圧力センサで、着座による圧力の変化を検出する
ことができる。

【００７１】請求項４記載の人体検知センサは、請求項
１乃至請求項３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る。

【００７２】請求項５記載の人体検知センサは、請求項
４記載の人体検知センサの効果に加えて、ダミー電極を
配設面の前記検知電極内側に配設しているから、検知電
極間の電気力線が、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、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、袋体がチューブ状であるから、検知電極間
の電気力線を阻害しないよう適切に配設する際に、配設
作業が容易になる。

【００７４】請求項７記載の座席は、座部に検知電極を
位置させるよう配置された請求項１乃至請求項６のいず
れかに記載の人体検知センサにより、着座を検知するこ
とができる。

【００７５】請求項８記載の座席は、請求項７記載の座
席の効果に加えて、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６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、座部に検知電極及
び袋体が座面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。

【００７６】請求項９記載の座席は、請求項７又は請求
項８のいずれかに記載の座席の効果に加えて、重心及び
圧力値分布を算出し、これらの算出結果が、着座姿勢を
判断する判断材料となって、着座姿勢を判断することが
できるので、例えば、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。

【００７７】請求項１０記載の座席は、検知電極間毎に
静電容量の変化を検知して、配設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も、着座姿勢を判断
する判断材料としているから、着座姿勢を判断すること
ができるという請求項９記載の座席の効果をさらに奏す
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】同上のものの袋体の封入口を示す部分断面図で
ある。

【図３】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４】同上のブロック図である。

【図５】同上のものによる着座を検知するフローを示す
フローチャートである。

【図６】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７】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８】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９】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１０】臀部の着座状態を示す説明図である。

【図１１】着座姿勢と重心との関係を示す説明図であ
る。

【図１２】着座姿勢と圧力分布との関係を示す説明図で
ある。

【図１３】着座姿勢を判断するフローチャートである。

【図１４】本発明の第４実施形態の基本構成を示す斜視
図である。

【図１５】本発明の第５実施形態に用いる圧力センサの
断面図である。

【図１６】同上に用いる圧力センサの模式図である。

【図１７】同上に用いる圧力センサの等価回路図であ
る。

【図１８】同上のブロック図である。

【図１９】同上に用いる別の圧力センサの等価回路図で
ある。

【図２０】特願２００１−１８１１７により提案された
載置物検知装置の基本構成を示す斜視図である。

【図２１】特願２００１−１８１１７の他に本願出願人
が開発した人体検知センサの基本構成を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 収容袋 １ｂ 配設面 ２ 検知電極 ３ ダミー電極 ４ 電気回路 ５ ＥＣＵ（検知手段） ６ 袋体 ７ 圧力センサ Ａ 座席 Ａ１ 座面 Ａ２ 背もたれ面 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） 2G005 BA04 3B087 DE08

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサ本体の表面に設けた配設面に対を
   なして配設された検知電極と、検知電極に電気信号を供
   給して電流を流す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、センサ本体に外部より加えられた荷
   重を検出する荷重検出手段と、前記電気回路の測定結果
   から求めた検知電極間の静電容量の変化量と予め設定さ
   れた静電容量閾値との比較及び荷重検出手段により検出
   された荷重と予め設定された荷重閾値との比較に基づい
   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】 前記センサ本体を、内部に有した封止空
   間に流体を気密封止した袋体と、内方に袋体を収納する
   とともに外方に前記配設面が設けられた収容袋とで構成
   し、前記荷重検出手段を、封止空間に荷重がかかること
   による流体の圧力変化を検知する圧力センサで構成した
   ことを特徴とする請求項１記載の人体検知センサ。
3. 【請求項３】 前記荷重検出手段を、加えられた圧力に
   応じて抵抗値の変化する導電性材料で構成したことを特
   徴とする請求項１記載の人体検知センサ。
4. 【請求項４】 前記検知電極に並列接続された対をなす
   ダミー電極を前記配設面に配設した請求項１乃至請求項
   ３のいずれかに記載の人体検知センサ。
5. 【請求項５】 前記ダミー電極を前記配設面の前記検知
   電極内側に配設した請求項４記載の人体検知センサ。
6. 【請求項６】 前記袋体は、チューブ状とされた請求項
   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】 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６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。
8. 【請求項８】 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６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７記載の座席。
9. 【請求項９】 前記検知電極及び前記荷重検出手段が前
   記座部に位置するよう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セン
   サ本体毎に荷重を検知して、前記座面に沿って重心及び
   圧力値分布を算出し、これらの算出結果を、着座姿勢を
   判断する判断材料とした請求項７又は請求項８のいずれ
   かに記載の座席。
10. 【請求項１０】 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、前記
    配設面に沿って静電容量の分布を算出し、この静電容量
    の分布も、着座姿勢を判断する判断材料とした請求項９
    記載の座席。