JP2004345617A - シート負荷体判定装置、シート及び生体信号収集センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】シートに荷重を付与するシート負荷体が、大人並みの体格であるか、子供並みの体格であるかという、体格の大小の区別を自動的に従来よりも正確に行う。人と物の判別も自動的に行う。
【解決手段】生体信号収集センサ１０を備え、心拍数及び呼吸数を検出してシート上に位置するシート負荷体の種別、すなわち、人であるか物であるか、及び人である場合には体格の大小（体格の大きさ）を判定する構成である。従って、シート負荷体の重量のみを基準とした手段と比較して、判定結果の信頼性が高い。また、生体信号収集センサ１０を用いているため、人と物との区別も確実に行うことができる。さらに、重量センサも組み合わせた構成とすることにより、体格の大小の区別をより確実に行うことができる。
【選択図】 図１
【解決手段】生体信号収集センサ１０を備え、心拍数及び呼吸数を検出してシート上に位置するシート負荷体の種別、すなわち、人であるか物であるか、及び人である場合には体格の大小（体格の大きさ）を判定する構成である。従って、シート負荷体の重量のみを基準とした手段と比較して、判定結果の信頼性が高い。また、生体信号収集センサ１０を用いているため、人と物との区別も確実に行うことができる。さらに、重量センサも組み合わせた構成とすることにより、体格の大小の区別をより確実に行うことができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート負荷体の区別、すなわち、シートに荷重を付与する人と物の区別、及び人の場合には体格の大小の区別を自動的に行うシート負荷体判定装置、シート及び生体信号収集センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエアバックは、例えば、乗員が子供の場合には、開くことによって円滑な呼吸を阻害するおそれがあることが指摘されている。また、助手席にチャイルドシートが後ろ向きに取り付けられている場合には、エアバックが展開した際にチャイルドシートを後方に押し付け、チャイルドシートに着座している子供に衝撃を与えるおそれがあることが指摘されている。このようなことから、エアバックの作動をＯＮ／ＯＦＦ制御する切り換え式のスイッチを付けるなどの工夫がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は、上記のように、エアバックの作動制御は手動で切り換えるものがほとんであり、乗車時にスイッチの切り換えを忘れた場合には意味がない。
【０００４】
また、エアバックの作動制御を自動で切り換えるために、シートに着座した乗員が大人であるか、子供であるかを自動で区別して、エアバックの作動制御部にフィードバックする技術も知られている。従来提案されている手段は、クッション材としてのウレタンフォームを支持するスプリングの変位量を測定し、変位量の大小によって重量を検知する重量センサを用いたものである。すなわち、重量について所定の閾値を設定し、シート負荷体の重量が該閾値を上回るか否かによって、大人か子供かを区別する。しかしながら、大人でも体重の軽い人、子供でも体重の重い人がおり、重量センサのみによって大人と子供を区別するのは信頼性の点で問題が残る。また、上記のようにエアバックの作動制御は、乗員が子供である場合に求められるが、これは子供が一般に体格が小さいためである。従って、大人と子供の区別というより、大人並みの体格であるか、子供並みの体格であるか、すなわち、体格の大小を区別してエアバック等の作動制御を行うことが望ましい。しかしながら、上記のような重量検知のみでこのような区別を行ったのでは、上背があっても体重が軽ければ子供と判断されるおそれやその逆のおそれもあり、判断の正確性の点で問題がある。
【０００５】
また、チャイルドシートを後ろ向きに取り付けた場合に限り、チャイルドシートから電波を発信してエアバックの作動を自動制御する技術も知られているが、この場合は、当然、チャイルドシートをこのように取り付けた場合のみ有効であり、子供が直接シートに着座した場合は、自動制御できない。
【０００６】
さらに、シート負荷体が、人ではなく、物の場合には、エアバックは展開する必要がない。衝突時において、例えば、助手席に物が載っているに過ぎないにも拘わらず展開した場合には、無用な修理費用が生じる。しかしながら、従来、所定の重量を備えた物がシートに載せられている場合に、これを物であるか人であるか自動的に区別する手段は知られていない。上記した重量センサを用いたものであっても、所定の重量のある物であれば、例えば、大人と判定してしまうため、エアバックの動作を制限することはできない。
【０００７】
本発明は上記した点に鑑みなされたものであり、シートに荷重を付与するシート負荷体が、大人並みの体格であるか、子供並みの体格であるかという、体格の大小の区別を自動的に従来よりも正確に行うことができ、しかも、人であるか物であるかの区別も自動的に行うことができる、シート負荷体判定装置及びシートを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１記載の本発明では、シートに付設され、シート負荷体からの生体信号を収集する生体信号収集センサと、
前記生体信号収集センサから得られた生体信号を基に、心拍数及び呼吸数を算出する演算手段、及び、前記演算手段により得られる心拍数及び呼吸数によって、前記シート負荷体の種別を、基準となる心拍数及び呼吸数と比較して判定する比較・判定手段を有する生体信号解析装置と
を備えることを特徴とするシート負荷体判定装置を提供する。
請求項２記載の本発明では、前記比較・判定手段は、シート負荷体が人であるか物であるかを比較判定する手段と、人と判定された場合にその体格の大小を比較判定する手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載の生体信号解析装置を提供する。
請求項３記載の本発明では、前記生体信号解析装置の演算手段が、前記生体信号収集センサから得られた生体信号を周波数分析し、周波数分析により得られるパワースペクトラムを基に、心拍数及び呼吸数を算出する手段であることを特徴とする請求項１又は２記載のシート負荷体判定装置を提供する。
請求項４記載の本発明では、さらに、前記シートに付設され、シート負荷体の重量を検知する重量センサを備え、
前記比較・判定手段においては、前記重量センサから得られるシート負荷体の重量を、体格の大小を区別する基準重量と比較し、前記心拍数及び呼吸数と共に、該重量を比較要素に加えて、体格の大小を比較判定することを特徴とする請求項２記載のシート負荷体判定装置を提供する。
請求項５記載の本発明では、前記生体信号収集センサが、圧力センサであることを特徴とする請求項１記載のシート負荷体判定装置を提供する。
請求項６記載の本発明では、前記重量センサが、シート負荷体の重量によって変位するクッション材の変位量を測定する歪みゲージであることを特徴とする請求項４記載のシート負荷体判定装置を提供する。
請求項７記載の本発明では、前記シート負荷体が物、又は人である場合には体格が小と判断された場合に、出力手段からエアバックの作動を制御する信号を出力する構成であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載のシート負荷体判定装置を提供する。
請求項８記載の本発明では、シート上に位置するシート負荷体から心拍数及び呼吸数の算出要素となる生体信号を収集する生体信号収集センサを、クッション材に付設してなることを特徴とするシートを提供する。
請求項９記載の本発明では、前記生体信号収集センサは、シート上に位置するシート負荷体の種別を比較判定するための心拍数及び呼吸数の算出要素となる生体信号を収集するものであることを特徴とする請求項８記載のシートを提供する。
請求項１０記載の本発明では、シートクッション又はシートバックを構成するクッション材が、シート負荷体の有無により張力差を生じる張力構造体からなり、前記生体信号収集センサが、該張力構造体からなるクッション材の裏面に取り付けられていることを特徴とする請求項８又は９記載のシートを提供する。
請求項１１記載の本発明では、さらに、前記シート負荷体の重量を検知する重量センサを備えていることを特徴とする請求項８記載のシートを提供する。
請求項１２記載の本発明では、前記生体信号収集センサが、圧力センサであることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１に記載のシートを提供する。
請求項１３記載の本発明では、前記重量センサが、シート負荷体の重量によって変位するクッション材の変位量を測定する歪みゲージであることを特徴とする請求項１１記載のシートを提供する。
請求項１４記載の本発明では、クッション材を介して伝達されるシート負荷体の心拍及び呼吸に伴う圧力変化を検知する圧力センサからなり、クッション材に付設されて用いられることを特徴とする生体信号収集センサを提供する。
請求項１５記載の本発明では、クッション材を介して伝達されるシート負荷体の心拍及び呼吸に伴う圧力変化を検知する圧力センサからなり、シートクッション又はシートバックを構成する、シート負荷体の有無により張力差を生じる張力構造体からなるクッション材の裏面に取り付けられて用いられることを特徴とする生体信号収集センサを提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施形態に基づき本発明をさらに詳細に説明する。図１は、本発明の一の実施形態に係るシート負荷体判定装置１の概略構成を示す図であり、シート１００に付設される生体信号収集センサ１０と、生体信号収集センサ１０から採取された生体信号データを受信する生体信号解析装置２０とを有して構成される。
【００１０】
生体信号収集センサ１０としては、圧力センサを用いることができる。但し、シートバック又はシートクッションの少なくとも一方に取り付けて用いるため、着座時において、人に異物感を感じさせない必要があり、圧力センサとしては、例えば、フィルム状の圧電素子を用いることが好ましい。フィルム状の圧電素子としては、例えば、（株）東京センサ、製品名：ＰＩＥＺＯ ＦＩＬＭ ＬＤＴシリーズ、型番：ＬＤＴ４−０２８Ｋ／Ｌを用いることができる。
【００１１】
ここで、生体信号収集センサ１０を取り付けるシート１００は、限定されるものではないが、生体信号収集センサ１０をクッション材の表面に張設することは外観上問題があるし、人が異物感を感じやすい。従って、生体信号収集センサ１０を取り付けるシートバック１２０及びシートクッション１３０を構成するクッション材１２５又は１３５は、シート負荷体の有無、すなわち、着座時、非着座時において張力差を生じる張力構造体であることが好ましい。例えば、フレーム材１２１又は１３１に掛け渡して張られるものであることが好ましい。このような張力構造体からなるクッション材１２５又は１３５とすることにより、人の呼吸又は心拍に伴って生じる筋肉の僅かな圧力変動が、クッション材１２５又は１３５に伝達され、クッション材１２５又は１３５の裏面に生体信号収集センサ１０を取り付けても、生体信号データを確実に収集することができる。なお、張力構造体は、上記したようにシート負荷体の有無によって張力差が生じるように設けられていればよく、フレーム材に張る場合に限らず、例えば、ウレタンフォームに幅方向に離間してワイヤ材を配設し、このワイヤ材に張力構造体となるクッション材を掛け渡し配設する構成であってもよい。
【００１２】
また、張力構造体を形成するクッション材１２５，１３５としては、二次元のネット材、薄型のウレタン材などから形成することもできるが、立体編物を用いることが好ましい。立体編物は、例えば、ダブルラッセル編機等を用いて形成され、所定間隔をおいて位置する一対のグランド編地間に連結糸を往復させて編成される。立体編物を張力構造体として構成することにより、薄型でも必要なクッション性を十分発揮でき、人の心拍や呼吸に伴って生じる筋肉の僅かな圧力変動を敏感に伝達することができる。
【００１３】
但し、張力構造体として設けられるクッション材１２５又は１３５の裏面側には、必要に応じて他のクッション層を配置することができる。例えば、図１に示した態様では、シートクッション１３０のクッション材１３５の裏面側にウレタンフォームからなる他のクッション層１３６を配置しており、張力構造体として設けられるクッション材１３５の裏面に取り付けられた生体信号収集センサ１０は、ウレタンフォームからなる他のクッション層１３６にサンドイッチされて配置されることになる。このような他のクッション層１３６を設けることにより、着座時のストローク感を補い、また、振動吸収特性を向上させると共に、生体信号収集センサ１０の異物感をより軽減することができる。
【００１４】
生体信号解析装置２０は、上記した生体信号収集センサ１０と無線又は信号ケーブルを介して接続されており、図２に示したように、演算手段２１及び比較・判定手段２２を有して構成される。
【００１５】
演算手段２１は、生体信号収集センサ１０から送信された生体信号データを加工し、心拍数及び呼吸数を算出するプログラムから構成される。具体的には、生体信号データを受信したならば、これを周波数分析する工程と、周波数分析により得られたパワースペクトラムを基に心拍数及び呼吸数を算出する工程とを備えている。なお、生体信号データの元信号には、ノイズが含まれているため、ノイズ除去などの前処理を行って周波数分析することが好ましい。例えば、元信号を平滑化微分し、波形のピークを鋭敏化及びノイズ除去などを行う。
【００１６】
図３は、図１に示したシート１００に被験者（年齢４１才、男性、健康状態：良好）を４０分間着座させて得た生体信号データであり、図４は、この生体信号データを周波数分析して得たパワースペクトラムである。図４の周波数分析結果を見ると、生体信号データの中に３つの特徴的ピークがあることがわかる。すなわち、０．３２６９Ｈｚ、０．６１９６Ｈｚ、１．１３９０Ｈｚの各ピークである。このうち、１．１３９０Ｈｚにあるピークが脈拍成分を示し、０．３２６９Ｈｚにあるピークが呼吸成分を示す。なお、０．６１９６Ｈｚも呼吸成分であるが、呼吸数の換算には用いない。そして、このパワースペクトラムから得られた上記周波数をそれぞれ６０倍することにより心拍数及び呼吸数が得られる。すなわち、図３に示した生体信号データを採取した被験者の場合には、心拍数＝６８．３、呼吸数＝１９．６であることがわかる。
【００１７】
ここで、本実施形態のように圧力センサからなる生体信号収集センサ１０をシートクッション１３０のクッション材１３５の裏面、すなわち、人の臀部下に配置した場合に得られる生体信号データから、上記のように周波数分析して得た呼吸数及び心拍数の有効性を確かめるため、上記試験の際に、同時に、光学式指尖脈波計により被験者の脈波を測定すると共に呼吸測定器により呼吸数を測定した。光学式指尖脈波計は、株式会社コンピュータコンビニエンスの商品名「ＢＡＣＳ−ＢＣ２０００」を用い、呼吸測定器は、日本光電社製の商品名「呼吸ピックアップ ＴＲ−７５１Ｔ」を用いた。
【００１８】
図５は光学式指尖脈波計からの検出信号を示し、図６がその周波数解析結果であり、図７は呼吸測定器からの検出信号を示し、図８がその周波数解析結果である。図６では１．１１５３Ｈｚに脈拍成分のピークがあり、図８では０．３０４０Ｈｚと０．５９２６Ｈｚに呼吸成分のピークがあることがわかる。この結果から上記と同様に心拍数及び呼吸数を算出すると、心拍数＝６６．９、呼吸数＝１８．２となり、本実施形態の生体信号収集センサ１０によって得られる生体信号データを基に算出する場合とほぼ一致しており、本実施形態の圧力センサからなる生体信号収集センサ１０が、運転者を含む自動車の乗員から生体信号を収集するセンサとして極めて有効であることがわかる。
【００１９】
比較・判定手段２２においては、上記演算手段２１により得られた心拍数及び呼吸数を、心拍数及び呼吸数に関する、大人並みの体格の人（体格の大きい人）と子供並みの体格の人（体格の小さい人）の基本データと比較して、体格の大小（大人並みか又は子供並みか）を判定する。また、演算手段２１から心拍数及び呼吸数が得られない場合、すなわち、生体信号収集センサ１０から生体信号データが送られてこない場合には、シートには物が載っているか、何も載っていないと判定する。シート負荷体が物であるか、何も載っていないかは、後述する重量センサ４０との組み合わせにより、荷重が検知されれば物と判断でき、荷重が検知されない場合にはシート負荷体がないと判断できる。
【００２０】
図９は、心拍数及び呼吸数に関する大人並みの体格の人（体格の大きい人）と子供並みの体格の人（体格の小さい人）のデータの一例を示す図であり、これが、比較・判定手段２２に基本データとして設定される。図９は、全国学校平均統計値に基づいて作成したものであり、子供は心拍数、呼吸数とも高く、大人（１７歳以上）は心拍数、呼吸数共に低い傾向であることがわかる。従って、例えば、心拍数７５以下、呼吸数２５以下の場合に大人並みの体格（体格大）と判定し、心拍数８０以上、呼吸数２０以上の場合に５〜１１歳の子供並みの体格（体格小）と判定し、心拍数７５〜８０、呼吸数１５〜２０の範囲に収まっている場合に１２〜１６歳の子供並みの体格（体格中）と判定するように設定することができる。
【００２１】
心拍数及び呼吸数において、子供であっても心拍数が低かったり、大人であっても心拍数、呼吸数が高かったりする場合もある。しかしながら、心拍数及び呼吸数という２つの指標を考慮し、しかも、これらはいずれも体格との相関性が高いことから、上記のような判断指標とすることにより、エアバック等を体格に合わせて制御することができ、従来の体重のみを基準として大人と子供の別を測定する場合よりも、正確性の点で優れている。なお、上記のように「体格中」と判定される指標を設けるか否かは任意であるが、例えば、「体格中」と判定される指標を設けた場合には、エアバック等の展開量を「体格大」と判定された場合よりも小さくするなど、より細かな制御を行うことができる。
【００２２】
また、心拍数及び呼吸数による体格の大小の区別をより明確にするため、図１０に示したように、図９の全国学校平均統計値に基づいて作成された大人と子供のそれぞれの心拍数と呼吸数の積を基本データとして設定することもできる。
【００２３】
さらに、生体信号解析装置２０に設定する基本データは、例えば、自動車の乗員となる保有者の家族の心拍数及び呼吸数に関するデータを入力可能な構成とすることもできる。ある自動車に乗車する人は、その保有者の家族などのように比較的限定されるのが通常であるため、このような構成とすることにより、全国平均のデータ等を用いる場合と比較して、当該自動車に乗車した人の体格の大小の区別をより正確に判定することができる。
【００２４】
上記したように、心拍数と呼吸数から体格の大小を判定する場合においても、明確に区別されない領域も存在する。そこで、シート負荷体の重量を検知する重量センサ４０を併設し、重量データを加味することが好ましい。重量センサ４０は限定されるものではないが、シート負荷体の荷重によって変位するクッション材の変位量を検知できる歪みゲージを用いることが好ましい。クッション材の変位を検知するには、クッション材を支持するバネ機構の変位量を検知するように歪みゲージを設置する。例えば、シートクッション１３０のクッション材１３５として張力構造体を用いた場合、図１１に示したように、シートクッション１３０の後部に幅方向に沿ってトーションバー１４０を配置し、このトーションバー１４０にアーム１４１を設けてクッション材１３５を弾性的に支持する機構があるが、このような場合には、クッション材１３５上にシート負荷体が位置すると、その重量に応じてトーションバー１４０がねじられる。従って、このトーションバー１４０に、歪みゲージを取り付け、トーションバー１４０のねじり角度を歪み量として検知するすることにより、シート負荷体の重量を容易かつ正確に測定することができる。
【００２５】
重量センサ４０を設けた場合には、上記した演算手段２１においては、重量センサ４０から得られた検出信号を重量に換算するプログラムを設定し、比較・判定手段２２においては、体格の大小を区別する基準重量と比較するプログラムを設定する。具体的には、シートに着座した際のシートクッションにかかる重量は、およそ実荷重の０．８倍から足の荷重（成人の平均値約１２ｋｇ）を引いたものであることが知られているため、この基準重量データを記憶させておき、比較する。
【００２６】
次に、上記したシート負荷体判定装置１を用いたシート負荷体の判別方法を説明する。
まず、図２に示したように、生体信号収集センサ１０を構成する圧力センサから図３に示したような圧力変動データを、生体信号解析装置２０において生体信号として受信し、記憶する。同様に、重量センサ４０を構成する歪みゲージから歪み量を、生体信号解析装置２０において重量信号として受信し、記憶する。
【００２７】
得られた生体信号及び重量信号を基に、演算手段２１において、シート負荷体の心拍数、呼吸数、及び重量を換算し、検出する。演算手段２１によって換算された心拍数、呼吸数、及び重量の各データを、比較・判定手段２２において、予め生体信号解析装置２０に記憶されている基準データと比較し、体格の大小、物の区別をする。この際、心拍数及び呼吸数の有無、あるいはいずれか一方の有無により、シート負荷体が物であるか人であるかを区別する。物の場合には、その旨の信号が出力手段２３に送られる。人である場合には、比較・判定手段２２において基準データと比較され、その結果が、出力手段２３に送られる。
【００２８】
ここで、比較・判定手段２２における比較・判定のアルゴリズムは、例えば、図１２（ａ），（ｂ）に示したように行うことができる。図１２（ａ）においては、まず、呼吸信号の有無によって人と物とを区別する（Ｓ３００）。次に、体重が基準データの第１閾値を超えているか否かにより、超えていない場合は子供並みの「体格小」と判定する（Ｓ３１０）。超えている場合には、体重が第２閾値を下回る否か、及び心拍数と呼吸数の積が基準データを基に設定した閾値を超えているか否かにより、両方満足する場合は子供並み（「体格小」）と判定し、両方満足しない場合には大人並み（「体格大」）と判定する（Ｓ３２０）。
【００２９】
図１２（ｂ）のアルゴリズムは、まず、呼吸信号の有無によって人と物とを区別する（Ｓ４００）。次に、体重が基準データの閾値を上回る否かを判定し、下回る場合は子供並みの「体格小」と判定する（Ｓ４１０）。超えている場合には、心拍数及び呼吸数が、それぞれ閾値を上回るか否か比較し、上回る場合は、子供並み（「体格小」）と判定し、下回る場合は大人並み（「体格大」）と判定する（Ｓ４２０）。
【００３０】
このようにして得られた結果は、出力手段２３に送られた後、例えば、図２に示したように、エアバックの作動制御部に送られる。エアバックの作動制御部では、大人並みの「体格大」と判断された場合には通常の作動状態に制御されるが、子供並みの「体格小」や物と判断された場合には、エアバックが展開しないように制御する。あるいは、子供並みの場合には、展開量を制御する構成とすることもできる。シート負荷体判定装置１によって制御される車両に搭載された機構は、エアバックの作動制御部に限らず、例えば、シートベルトのプリテンションを制御するようにしてもよい。また、図１２に示したアルゴリズムにおいては「体格大」か「体格小」のみしか判定していないが、上記したように両者の間の「体格中」と判定するアルゴリズムを付加することも可能であり、その場合には、エアバックの展開制御等をさらに細かく行うことができる。なお、言うまでもないが、本明細書において「体格の大小の区別」を判定するということは、大きいか小さいかの二者択一を意味するものではなく、体格の大きさを判定することを意味する。
【００３１】
なお、上記した実施形態では、生体信号収集センサ１０によって収集した生体信号を基に、心拍数及び呼吸数を検出し、それによって、体格の大小、物の区別を判定しているが、本発明の生体信号収集センサは、検出した心拍数及び呼吸数を基にして、例えば、それらをカオス指標に基づいて解析することにより、生体の状態を判定するために用いることもできる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、生体信号収集センサを備え、心拍数及び呼吸数を検出してシート上に位置するシート負荷体の種別、すなわち、人であるか物であるか、及び人である場合には体格の大小（体格の大きさ）を判定する構成である。従って、シート負荷体の重量のみを基準とした手段と比較して、判定結果の信頼性が高い。また、生体信号収集センサを用いているため、人と物との区別も確実に行うことができる。さらに、重量センサも組み合わせた構成とすることにより、体格の大小の区別をより確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一の実施形態にかかるシート負荷体判定装置と該シート負荷体判定装置を取り付けるシートを示す図である。
【図２】図２は、上記実施形態にかかるシート負荷体判定装置を示すブロック図である。
【図３】図３は、生体信号収集センサにより得られた生体信号データを示す図である。
【図４】図４は、図３の生体信号データを周波数解析した結果を示す図である。
【図５】図５は、光学式指尖脈波計により測定した脈拍の測定データを示す図である。
【図６】図６は、図５の脈拍の測定データを周波数解析した結果を示す図である。
【図７】図７は、呼吸測定器により測定した呼吸の測定データを示す図である。
【図８】図８は、図７の呼吸の測定データを周波数解析した結果を示す図である。
【図９】図９は、心拍数及び呼吸数の平均値を示し、生体信号解析装置に設定される基準データの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、図９の基準データを心拍数と呼吸数の積で示した図である。
【図１１】図１１（ａ）は、重量センサとして歪みゲージを取り付けたシートクッションの概略構成を示す図であり、図１１（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。
【図１２】図１２（ａ），（ｂ）は、比較・判定手段における判定アルゴリズムの一例を示すフロー図である。
【符号の説明】
１ シート負荷体判定装置
１０ 生体信号収集センサ
２０ 生体信号解析装置
２１ 演算手段
２２ 比較・判定手段
４０ 重量センサ
１００ シート
１２０ シートバック
１３０ シートクッション
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート負荷体の区別、すなわち、シートに荷重を付与する人と物の区別、及び人の場合には体格の大小の区別を自動的に行うシート負荷体判定装置、シート及び生体信号収集センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエアバックは、例えば、乗員が子供の場合には、開くことによって円滑な呼吸を阻害するおそれがあることが指摘されている。また、助手席にチャイルドシートが後ろ向きに取り付けられている場合には、エアバックが展開した際にチャイルドシートを後方に押し付け、チャイルドシートに着座している子供に衝撃を与えるおそれがあることが指摘されている。このようなことから、エアバックの作動をＯＮ／ＯＦＦ制御する切り換え式のスイッチを付けるなどの工夫がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は、上記のように、エアバックの作動制御は手動で切り換えるものがほとんであり、乗車時にスイッチの切り換えを忘れた場合には意味がない。
【０００４】
また、エアバックの作動制御を自動で切り換えるために、シートに着座した乗員が大人であるか、子供であるかを自動で区別して、エアバックの作動制御部にフィードバックする技術も知られている。従来提案されている手段は、クッション材としてのウレタンフォームを支持するスプリングの変位量を測定し、変位量の大小によって重量を検知する重量センサを用いたものである。すなわち、重量について所定の閾値を設定し、シート負荷体の重量が該閾値を上回るか否かによって、大人か子供かを区別する。しかしながら、大人でも体重の軽い人、子供でも体重の重い人がおり、重量センサのみによって大人と子供を区別するのは信頼性の点で問題が残る。また、上記のようにエアバックの作動制御は、乗員が子供である場合に求められるが、これは子供が一般に体格が小さいためである。従って、大人と子供の区別というより、大人並みの体格であるか、子供並みの体格であるか、すなわち、体格の大小を区別してエアバック等の作動制御を行うことが望ましい。しかしながら、上記のような重量検知のみでこのような区別を行ったのでは、上背があっても体重が軽ければ子供と判断されるおそれやその逆のおそれもあり、判断の正確性の点で問題がある。
【０００５】
また、チャイルドシートを後ろ向きに取り付けた場合に限り、チャイルドシートから電波を発信してエアバックの作動を自動制御する技術も知られているが、この場合は、当然、チャイルドシートをこのように取り付けた場合のみ有効であり、子供が直接シートに着座した場合は、自動制御できない。
【０００６】
さらに、シート負荷体が、人ではなく、物の場合には、エアバックは展開する必要がない。衝突時において、例えば、助手席に物が載っているに過ぎないにも拘わらず展開した場合には、無用な修理費用が生じる。しかしながら、従来、所定の重量を備えた物がシートに載せられている場合に、これを物であるか人であるか自動的に区別する手段は知られていない。上記した重量センサを用いたものであっても、所定の重量のある物であれば、例えば、大人と判定してしまうため、エアバックの動作を制限することはできない。
【０００７】
本発明は上記した点に鑑みなされたものであり、シートに荷重を付与するシート負荷体が、大人並みの体格であるか、子供並みの体格であるかという、体格の大小の区別を自動的に従来よりも正確に行うことができ、しかも、人であるか物であるかの区別も自動的に行うことができる、シート負荷体判定装置及びシートを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１記載の本発明では、シートに付設され、シート負荷体からの生体信号を収集する生体信号収集センサと、
前記生体信号収集センサから得られた生体信号を基に、心拍数及び呼吸数を算出する演算手段、及び、前記演算手段により得られる心拍数及び呼吸数によって、前記シート負荷体の種別を、基準となる心拍数及び呼吸数と比較して判定する比較・判定手段を有する生体信号解析装置と
を備えることを特徴とするシート負荷体判定装置を提供する。
請求項２記載の本発明では、前記比較・判定手段は、シート負荷体が人であるか物であるかを比較判定する手段と、人と判定された場合にその体格の大小を比較判定する手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載の生体信号解析装置を提供する。
請求項３記載の本発明では、前記生体信号解析装置の演算手段が、前記生体信号収集センサから得られた生体信号を周波数分析し、周波数分析により得られるパワースペクトラムを基に、心拍数及び呼吸数を算出する手段であることを特徴とする請求項１又は２記載のシート負荷体判定装置を提供する。
請求項４記載の本発明では、さらに、前記シートに付設され、シート負荷体の重量を検知する重量センサを備え、
前記比較・判定手段においては、前記重量センサから得られるシート負荷体の重量を、体格の大小を区別する基準重量と比較し、前記心拍数及び呼吸数と共に、該重量を比較要素に加えて、体格の大小を比較判定することを特徴とする請求項２記載のシート負荷体判定装置を提供する。
請求項５記載の本発明では、前記生体信号収集センサが、圧力センサであることを特徴とする請求項１記載のシート負荷体判定装置を提供する。
請求項６記載の本発明では、前記重量センサが、シート負荷体の重量によって変位するクッション材の変位量を測定する歪みゲージであることを特徴とする請求項４記載のシート負荷体判定装置を提供する。
請求項７記載の本発明では、前記シート負荷体が物、又は人である場合には体格が小と判断された場合に、出力手段からエアバックの作動を制御する信号を出力する構成であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載のシート負荷体判定装置を提供する。
請求項８記載の本発明では、シート上に位置するシート負荷体から心拍数及び呼吸数の算出要素となる生体信号を収集する生体信号収集センサを、クッション材に付設してなることを特徴とするシートを提供する。
請求項９記載の本発明では、前記生体信号収集センサは、シート上に位置するシート負荷体の種別を比較判定するための心拍数及び呼吸数の算出要素となる生体信号を収集するものであることを特徴とする請求項８記載のシートを提供する。
請求項１０記載の本発明では、シートクッション又はシートバックを構成するクッション材が、シート負荷体の有無により張力差を生じる張力構造体からなり、前記生体信号収集センサが、該張力構造体からなるクッション材の裏面に取り付けられていることを特徴とする請求項８又は９記載のシートを提供する。
請求項１１記載の本発明では、さらに、前記シート負荷体の重量を検知する重量センサを備えていることを特徴とする請求項８記載のシートを提供する。
請求項１２記載の本発明では、前記生体信号収集センサが、圧力センサであることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１に記載のシートを提供する。
請求項１３記載の本発明では、前記重量センサが、シート負荷体の重量によって変位するクッション材の変位量を測定する歪みゲージであることを特徴とする請求項１１記載のシートを提供する。
請求項１４記載の本発明では、クッション材を介して伝達されるシート負荷体の心拍及び呼吸に伴う圧力変化を検知する圧力センサからなり、クッション材に付設されて用いられることを特徴とする生体信号収集センサを提供する。
請求項１５記載の本発明では、クッション材を介して伝達されるシート負荷体の心拍及び呼吸に伴う圧力変化を検知する圧力センサからなり、シートクッション又はシートバックを構成する、シート負荷体の有無により張力差を生じる張力構造体からなるクッション材の裏面に取り付けられて用いられることを特徴とする生体信号収集センサを提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施形態に基づき本発明をさらに詳細に説明する。図１は、本発明の一の実施形態に係るシート負荷体判定装置１の概略構成を示す図であり、シート１００に付設される生体信号収集センサ１０と、生体信号収集センサ１０から採取された生体信号データを受信する生体信号解析装置２０とを有して構成される。
【００１０】
生体信号収集センサ１０としては、圧力センサを用いることができる。但し、シートバック又はシートクッションの少なくとも一方に取り付けて用いるため、着座時において、人に異物感を感じさせない必要があり、圧力センサとしては、例えば、フィルム状の圧電素子を用いることが好ましい。フィルム状の圧電素子としては、例えば、（株）東京センサ、製品名：ＰＩＥＺＯ ＦＩＬＭ ＬＤＴシリーズ、型番：ＬＤＴ４−０２８Ｋ／Ｌを用いることができる。
【００１１】
ここで、生体信号収集センサ１０を取り付けるシート１００は、限定されるものではないが、生体信号収集センサ１０をクッション材の表面に張設することは外観上問題があるし、人が異物感を感じやすい。従って、生体信号収集センサ１０を取り付けるシートバック１２０及びシートクッション１３０を構成するクッション材１２５又は１３５は、シート負荷体の有無、すなわち、着座時、非着座時において張力差を生じる張力構造体であることが好ましい。例えば、フレーム材１２１又は１３１に掛け渡して張られるものであることが好ましい。このような張力構造体からなるクッション材１２５又は１３５とすることにより、人の呼吸又は心拍に伴って生じる筋肉の僅かな圧力変動が、クッション材１２５又は１３５に伝達され、クッション材１２５又は１３５の裏面に生体信号収集センサ１０を取り付けても、生体信号データを確実に収集することができる。なお、張力構造体は、上記したようにシート負荷体の有無によって張力差が生じるように設けられていればよく、フレーム材に張る場合に限らず、例えば、ウレタンフォームに幅方向に離間してワイヤ材を配設し、このワイヤ材に張力構造体となるクッション材を掛け渡し配設する構成であってもよい。
【００１２】
また、張力構造体を形成するクッション材１２５，１３５としては、二次元のネット材、薄型のウレタン材などから形成することもできるが、立体編物を用いることが好ましい。立体編物は、例えば、ダブルラッセル編機等を用いて形成され、所定間隔をおいて位置する一対のグランド編地間に連結糸を往復させて編成される。立体編物を張力構造体として構成することにより、薄型でも必要なクッション性を十分発揮でき、人の心拍や呼吸に伴って生じる筋肉の僅かな圧力変動を敏感に伝達することができる。
【００１３】
但し、張力構造体として設けられるクッション材１２５又は１３５の裏面側には、必要に応じて他のクッション層を配置することができる。例えば、図１に示した態様では、シートクッション１３０のクッション材１３５の裏面側にウレタンフォームからなる他のクッション層１３６を配置しており、張力構造体として設けられるクッション材１３５の裏面に取り付けられた生体信号収集センサ１０は、ウレタンフォームからなる他のクッション層１３６にサンドイッチされて配置されることになる。このような他のクッション層１３６を設けることにより、着座時のストローク感を補い、また、振動吸収特性を向上させると共に、生体信号収集センサ１０の異物感をより軽減することができる。
【００１４】
生体信号解析装置２０は、上記した生体信号収集センサ１０と無線又は信号ケーブルを介して接続されており、図２に示したように、演算手段２１及び比較・判定手段２２を有して構成される。
【００１５】
演算手段２１は、生体信号収集センサ１０から送信された生体信号データを加工し、心拍数及び呼吸数を算出するプログラムから構成される。具体的には、生体信号データを受信したならば、これを周波数分析する工程と、周波数分析により得られたパワースペクトラムを基に心拍数及び呼吸数を算出する工程とを備えている。なお、生体信号データの元信号には、ノイズが含まれているため、ノイズ除去などの前処理を行って周波数分析することが好ましい。例えば、元信号を平滑化微分し、波形のピークを鋭敏化及びノイズ除去などを行う。
【００１６】
図３は、図１に示したシート１００に被験者（年齢４１才、男性、健康状態：良好）を４０分間着座させて得た生体信号データであり、図４は、この生体信号データを周波数分析して得たパワースペクトラムである。図４の周波数分析結果を見ると、生体信号データの中に３つの特徴的ピークがあることがわかる。すなわち、０．３２６９Ｈｚ、０．６１９６Ｈｚ、１．１３９０Ｈｚの各ピークである。このうち、１．１３９０Ｈｚにあるピークが脈拍成分を示し、０．３２６９Ｈｚにあるピークが呼吸成分を示す。なお、０．６１９６Ｈｚも呼吸成分であるが、呼吸数の換算には用いない。そして、このパワースペクトラムから得られた上記周波数をそれぞれ６０倍することにより心拍数及び呼吸数が得られる。すなわち、図３に示した生体信号データを採取した被験者の場合には、心拍数＝６８．３、呼吸数＝１９．６であることがわかる。
【００１７】
ここで、本実施形態のように圧力センサからなる生体信号収集センサ１０をシートクッション１３０のクッション材１３５の裏面、すなわち、人の臀部下に配置した場合に得られる生体信号データから、上記のように周波数分析して得た呼吸数及び心拍数の有効性を確かめるため、上記試験の際に、同時に、光学式指尖脈波計により被験者の脈波を測定すると共に呼吸測定器により呼吸数を測定した。光学式指尖脈波計は、株式会社コンピュータコンビニエンスの商品名「ＢＡＣＳ−ＢＣ２０００」を用い、呼吸測定器は、日本光電社製の商品名「呼吸ピックアップ ＴＲ−７５１Ｔ」を用いた。
【００１８】
図５は光学式指尖脈波計からの検出信号を示し、図６がその周波数解析結果であり、図７は呼吸測定器からの検出信号を示し、図８がその周波数解析結果である。図６では１．１１５３Ｈｚに脈拍成分のピークがあり、図８では０．３０４０Ｈｚと０．５９２６Ｈｚに呼吸成分のピークがあることがわかる。この結果から上記と同様に心拍数及び呼吸数を算出すると、心拍数＝６６．９、呼吸数＝１８．２となり、本実施形態の生体信号収集センサ１０によって得られる生体信号データを基に算出する場合とほぼ一致しており、本実施形態の圧力センサからなる生体信号収集センサ１０が、運転者を含む自動車の乗員から生体信号を収集するセンサとして極めて有効であることがわかる。
【００１９】
比較・判定手段２２においては、上記演算手段２１により得られた心拍数及び呼吸数を、心拍数及び呼吸数に関する、大人並みの体格の人（体格の大きい人）と子供並みの体格の人（体格の小さい人）の基本データと比較して、体格の大小（大人並みか又は子供並みか）を判定する。また、演算手段２１から心拍数及び呼吸数が得られない場合、すなわち、生体信号収集センサ１０から生体信号データが送られてこない場合には、シートには物が載っているか、何も載っていないと判定する。シート負荷体が物であるか、何も載っていないかは、後述する重量センサ４０との組み合わせにより、荷重が検知されれば物と判断でき、荷重が検知されない場合にはシート負荷体がないと判断できる。
【００２０】
図９は、心拍数及び呼吸数に関する大人並みの体格の人（体格の大きい人）と子供並みの体格の人（体格の小さい人）のデータの一例を示す図であり、これが、比較・判定手段２２に基本データとして設定される。図９は、全国学校平均統計値に基づいて作成したものであり、子供は心拍数、呼吸数とも高く、大人（１７歳以上）は心拍数、呼吸数共に低い傾向であることがわかる。従って、例えば、心拍数７５以下、呼吸数２５以下の場合に大人並みの体格（体格大）と判定し、心拍数８０以上、呼吸数２０以上の場合に５〜１１歳の子供並みの体格（体格小）と判定し、心拍数７５〜８０、呼吸数１５〜２０の範囲に収まっている場合に１２〜１６歳の子供並みの体格（体格中）と判定するように設定することができる。
【００２１】
心拍数及び呼吸数において、子供であっても心拍数が低かったり、大人であっても心拍数、呼吸数が高かったりする場合もある。しかしながら、心拍数及び呼吸数という２つの指標を考慮し、しかも、これらはいずれも体格との相関性が高いことから、上記のような判断指標とすることにより、エアバック等を体格に合わせて制御することができ、従来の体重のみを基準として大人と子供の別を測定する場合よりも、正確性の点で優れている。なお、上記のように「体格中」と判定される指標を設けるか否かは任意であるが、例えば、「体格中」と判定される指標を設けた場合には、エアバック等の展開量を「体格大」と判定された場合よりも小さくするなど、より細かな制御を行うことができる。
【００２２】
また、心拍数及び呼吸数による体格の大小の区別をより明確にするため、図１０に示したように、図９の全国学校平均統計値に基づいて作成された大人と子供のそれぞれの心拍数と呼吸数の積を基本データとして設定することもできる。
【００２３】
さらに、生体信号解析装置２０に設定する基本データは、例えば、自動車の乗員となる保有者の家族の心拍数及び呼吸数に関するデータを入力可能な構成とすることもできる。ある自動車に乗車する人は、その保有者の家族などのように比較的限定されるのが通常であるため、このような構成とすることにより、全国平均のデータ等を用いる場合と比較して、当該自動車に乗車した人の体格の大小の区別をより正確に判定することができる。
【００２４】
上記したように、心拍数と呼吸数から体格の大小を判定する場合においても、明確に区別されない領域も存在する。そこで、シート負荷体の重量を検知する重量センサ４０を併設し、重量データを加味することが好ましい。重量センサ４０は限定されるものではないが、シート負荷体の荷重によって変位するクッション材の変位量を検知できる歪みゲージを用いることが好ましい。クッション材の変位を検知するには、クッション材を支持するバネ機構の変位量を検知するように歪みゲージを設置する。例えば、シートクッション１３０のクッション材１３５として張力構造体を用いた場合、図１１に示したように、シートクッション１３０の後部に幅方向に沿ってトーションバー１４０を配置し、このトーションバー１４０にアーム１４１を設けてクッション材１３５を弾性的に支持する機構があるが、このような場合には、クッション材１３５上にシート負荷体が位置すると、その重量に応じてトーションバー１４０がねじられる。従って、このトーションバー１４０に、歪みゲージを取り付け、トーションバー１４０のねじり角度を歪み量として検知するすることにより、シート負荷体の重量を容易かつ正確に測定することができる。
【００２５】
重量センサ４０を設けた場合には、上記した演算手段２１においては、重量センサ４０から得られた検出信号を重量に換算するプログラムを設定し、比較・判定手段２２においては、体格の大小を区別する基準重量と比較するプログラムを設定する。具体的には、シートに着座した際のシートクッションにかかる重量は、およそ実荷重の０．８倍から足の荷重（成人の平均値約１２ｋｇ）を引いたものであることが知られているため、この基準重量データを記憶させておき、比較する。
【００２６】
次に、上記したシート負荷体判定装置１を用いたシート負荷体の判別方法を説明する。
まず、図２に示したように、生体信号収集センサ１０を構成する圧力センサから図３に示したような圧力変動データを、生体信号解析装置２０において生体信号として受信し、記憶する。同様に、重量センサ４０を構成する歪みゲージから歪み量を、生体信号解析装置２０において重量信号として受信し、記憶する。
【００２７】
得られた生体信号及び重量信号を基に、演算手段２１において、シート負荷体の心拍数、呼吸数、及び重量を換算し、検出する。演算手段２１によって換算された心拍数、呼吸数、及び重量の各データを、比較・判定手段２２において、予め生体信号解析装置２０に記憶されている基準データと比較し、体格の大小、物の区別をする。この際、心拍数及び呼吸数の有無、あるいはいずれか一方の有無により、シート負荷体が物であるか人であるかを区別する。物の場合には、その旨の信号が出力手段２３に送られる。人である場合には、比較・判定手段２２において基準データと比較され、その結果が、出力手段２３に送られる。
【００２８】
ここで、比較・判定手段２２における比較・判定のアルゴリズムは、例えば、図１２（ａ），（ｂ）に示したように行うことができる。図１２（ａ）においては、まず、呼吸信号の有無によって人と物とを区別する（Ｓ３００）。次に、体重が基準データの第１閾値を超えているか否かにより、超えていない場合は子供並みの「体格小」と判定する（Ｓ３１０）。超えている場合には、体重が第２閾値を下回る否か、及び心拍数と呼吸数の積が基準データを基に設定した閾値を超えているか否かにより、両方満足する場合は子供並み（「体格小」）と判定し、両方満足しない場合には大人並み（「体格大」）と判定する（Ｓ３２０）。
【００２９】
図１２（ｂ）のアルゴリズムは、まず、呼吸信号の有無によって人と物とを区別する（Ｓ４００）。次に、体重が基準データの閾値を上回る否かを判定し、下回る場合は子供並みの「体格小」と判定する（Ｓ４１０）。超えている場合には、心拍数及び呼吸数が、それぞれ閾値を上回るか否か比較し、上回る場合は、子供並み（「体格小」）と判定し、下回る場合は大人並み（「体格大」）と判定する（Ｓ４２０）。
【００３０】
このようにして得られた結果は、出力手段２３に送られた後、例えば、図２に示したように、エアバックの作動制御部に送られる。エアバックの作動制御部では、大人並みの「体格大」と判断された場合には通常の作動状態に制御されるが、子供並みの「体格小」や物と判断された場合には、エアバックが展開しないように制御する。あるいは、子供並みの場合には、展開量を制御する構成とすることもできる。シート負荷体判定装置１によって制御される車両に搭載された機構は、エアバックの作動制御部に限らず、例えば、シートベルトのプリテンションを制御するようにしてもよい。また、図１２に示したアルゴリズムにおいては「体格大」か「体格小」のみしか判定していないが、上記したように両者の間の「体格中」と判定するアルゴリズムを付加することも可能であり、その場合には、エアバックの展開制御等をさらに細かく行うことができる。なお、言うまでもないが、本明細書において「体格の大小の区別」を判定するということは、大きいか小さいかの二者択一を意味するものではなく、体格の大きさを判定することを意味する。
【００３１】
なお、上記した実施形態では、生体信号収集センサ１０によって収集した生体信号を基に、心拍数及び呼吸数を検出し、それによって、体格の大小、物の区別を判定しているが、本発明の生体信号収集センサは、検出した心拍数及び呼吸数を基にして、例えば、それらをカオス指標に基づいて解析することにより、生体の状態を判定するために用いることもできる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、生体信号収集センサを備え、心拍数及び呼吸数を検出してシート上に位置するシート負荷体の種別、すなわち、人であるか物であるか、及び人である場合には体格の大小（体格の大きさ）を判定する構成である。従って、シート負荷体の重量のみを基準とした手段と比較して、判定結果の信頼性が高い。また、生体信号収集センサを用いているため、人と物との区別も確実に行うことができる。さらに、重量センサも組み合わせた構成とすることにより、体格の大小の区別をより確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一の実施形態にかかるシート負荷体判定装置と該シート負荷体判定装置を取り付けるシートを示す図である。
【図２】図２は、上記実施形態にかかるシート負荷体判定装置を示すブロック図である。
【図３】図３は、生体信号収集センサにより得られた生体信号データを示す図である。
【図４】図４は、図３の生体信号データを周波数解析した結果を示す図である。
【図５】図５は、光学式指尖脈波計により測定した脈拍の測定データを示す図である。
【図６】図６は、図５の脈拍の測定データを周波数解析した結果を示す図である。
【図７】図７は、呼吸測定器により測定した呼吸の測定データを示す図である。
【図８】図８は、図７の呼吸の測定データを周波数解析した結果を示す図である。
【図９】図９は、心拍数及び呼吸数の平均値を示し、生体信号解析装置に設定される基準データの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、図９の基準データを心拍数と呼吸数の積で示した図である。
【図１１】図１１（ａ）は、重量センサとして歪みゲージを取り付けたシートクッションの概略構成を示す図であり、図１１（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。
【図１２】図１２（ａ），（ｂ）は、比較・判定手段における判定アルゴリズムの一例を示すフロー図である。
【符号の説明】
１ シート負荷体判定装置
１０ 生体信号収集センサ
２０ 生体信号解析装置
２１ 演算手段
２２ 比較・判定手段
４０ 重量センサ
１００ シート
１２０ シートバック
１３０ シートクッション
Claims (15)
- シートに付設され、シート負荷体からの生体信号を収集する生体信号収集センサと、
前記生体信号収集センサから得られた生体信号を基に、心拍数及び呼吸数を算出する演算手段、及び、前記演算手段により得られる心拍数及び呼吸数によって、前記シート負荷体の種別を、基準となる心拍数及び呼吸数と比較して判定する比較・判定手段を有する生体信号解析装置と
を備えることを特徴とするシート負荷体判定装置。 - 前記比較・判定手段は、シート負荷体が人であるか物であるかを比較判定する手段と、人と判定された場合にその体格の大小を比較判定する手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載の生体信号解析装置。
- 前記生体信号解析装置の演算手段が、前記生体信号収集センサから得られた生体信号を周波数分析し、周波数分析により得られるパワースペクトラムを基に、心拍数及び呼吸数を算出する手段であることを特徴とする請求項１又は２記載のシート負荷体判定装置。
- さらに、前記シートに付設され、シート負荷体の重量を検知する重量センサを備え、
前記比較・判定手段においては、前記重量センサから得られるシート負荷体の重量を、体格の大小を区別する基準重量と比較し、前記心拍数及び呼吸数と共に、該重量を比較要素に加えて、体格の大小を比較判定することを特徴とする請求項２記載のシート負荷体判定装置。 - 前記生体信号収集センサが、圧力センサであることを特徴とする請求項１記載のシート負荷体判定装置。
- 前記重量センサが、シート負荷体の重量によって変位するクッション材の変位量を測定する歪みゲージであることを特徴とする請求項４記載のシート負荷体判定装置。
- 前記シート負荷体が物、又は人である場合には体格が小と判断された場合に、出力手段からエアバックの作動を制御する信号を出力する構成であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載のシート負荷体判定装置。
- シート上に位置するシート負荷体から心拍数及び呼吸数の算出要素となる生体信号を収集する生体信号収集センサを、クッション材に付設してなることを特徴とするシート。
- 前記生体信号収集センサは、シート上に位置するシート負荷体の種別を比較判定するための心拍数及び呼吸数の算出要素となる生体信号を収集するものであることを特徴とする請求項８記載のシート。
- シートクッション又はシートバックを構成するクッション材が、シート負荷体の有無により張力差を生じる張力構造体からなり、前記生体信号収集センサが、該張力構造体からなるクッション材の裏面に取り付けられていることを特徴とする請求項８又は９記載のシート。
- さらに、前記シート負荷体の重量を検知する重量センサを備えていることを特徴とする請求項８記載のシート。
- 前記生体信号収集センサが、圧力センサであることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１に記載のシート。
- 前記重量センサが、シート負荷体の重量によって変位するクッション材の変位量を測定する歪みゲージであることを特徴とする請求項１１記載のシート
- クッション材を介して伝達されるシート負荷体の心拍及び呼吸に伴う圧力変化を検知する圧力センサからなり、クッション材に付設されて用いられることを特徴とする生体信号収集センサ。
- クッション材を介して伝達されるシート負荷体の心拍及び呼吸に伴う圧力変化を検知する圧力センサからなり、シートクッション又はシートバックを構成する、シート負荷体の有無により張力差を生じる張力構造体からなるクッション材の裏面に取り付けられて用いられることを特徴とする生体信号収集センサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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