JP2010221819A - ヘッドレスト位置調整装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ヘッドレストの位置を自動的に座席に着座した人の頭部に対する適切位置に調整する。
【解決手段】ヘッドレスト位置調整装置100は、静電容量センサ部10と検出回路部20と駆動モータ部とを備える。静電容量センサ部10は、ヘッドレスト43の前面側に高さ方向および横方向にて構成される平面上にそれぞれ並設して配置され全体として十文字状に配置された複数の検知電極A11〜E15を有する。頭部49とヘッドレスト43との間における各検知電極A11〜E15からの静電容量に基づいて、演算処理回路28はヘッドレスト43の頭部49に対する適正位置として、高さ方向適正位置、横方向適正位置および離間距離をそれぞれ算出し、この算出結果に基づいてヘッドレスト43を適正位置に合わせるように移動させるとともに、特定の場合に、ヘッドレスト43を適正位置よりも前方に合わせるように移動調整する。
【選択図】図2
【解決手段】ヘッドレスト位置調整装置100は、静電容量センサ部10と検出回路部20と駆動モータ部とを備える。静電容量センサ部10は、ヘッドレスト43の前面側に高さ方向および横方向にて構成される平面上にそれぞれ並設して配置され全体として十文字状に配置された複数の検知電極A11〜E15を有する。頭部49とヘッドレスト43との間における各検知電極A11〜E15からの静電容量に基づいて、演算処理回路28はヘッドレスト43の頭部49に対する適正位置として、高さ方向適正位置、横方向適正位置および離間距離をそれぞれ算出し、この算出結果に基づいてヘッドレスト43を適正位置に合わせるように移動させるとともに、特定の場合に、ヘッドレスト43を適正位置よりも前方に合わせるように移動調整する。
【選択図】図2
Description
この発明は、座席に備えられたヘッドレストの位置を調整するヘッドレスト位置調整装置に関し、特にヘッドレストの位置を自動的に適切な状態に調整し移動させることができるヘッドレスト位置調整装置に関する。
従来より、例えば自動車等の車両の座席に備えられたヘッドレストの位置を調整するものとして、次のようなものが知られている。すなわち、下記特許文献1に開示されている車両用ヘッドレスト装置は、ヘッドレスト前部を全開位置方向(前方)へ移動させるとき、静電容量センサの検出結果に基づいてヘッドレスト前部と乗員頭部との接近を判断してヘッドレストを停止させるECU(電子制御ユニット)が、静電容量センサの基準の静電容量値に対する絶対容量変化に基づいてヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断したり、静電容量センサの静電容量値の変化量に基づいてヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断したりするとされている。
しかしながら、上記特許文献1に開示されている車両用ヘッドレスト装置では、ヘッドレスト前部と乗員頭部との間の距離を判断するものであるため、例えばヘッドレストが乗員頭部に対して高さ方向あるいは横方向にずれている場合などには、ヘッドレストを乗員頭部に対して最適な位置に調整することができないという問題がある。
また、乗員頭部の大きさ(サイズ)に著しくバラツキがある場合にも、検出される静電容量値に変化が生じてしまうため、例えば最適であろう位置であったとしても今度はヘッドレスト前部と乗員頭部との間の距離(電極頭部間距離)を適正に保つことが困難となる場合がある。
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、ヘッドレストの位置を自動的に座席に着座した人の頭部に対する適切位置に調整し移動させることができるヘッドレスト位置調整装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係るヘッドレスト位置調整装置は、座席に備えられたヘッドレストの高さ方向および幅方向を含む平面上に配設されるとともに、前記座席の前方から見て全体として十文字状に配置された状態で設けられ、前記座席に着座した人体の頭部と前記ヘッドレストとの間の静電容量を検知する複数の検知電極と、前記複数の検知電極からの検知信号に基づいて、前記頭部と前記ヘッドレストとの間の静電容量値、および単位時間当たりの静電容量値の変化量を検出する検出回路と、前記検出回路によって検出された静電容量値を用いて、前記ヘッドレストの前記頭部に対する適正位置を算出する演算処理回路と、前記検出回路によって検出された単位時間当たりの静電容量値の変化量が所定のしきい値を超えた際に、前記演算処理回路からの算出結果に応じて、前記ヘッドレストの前記座席に対する位置を前記適正位置に合わせるように調整するとともに、前記ヘッドレストを前記適正位置よりも前方に移動させる位置調整手段とを備えたことを特徴とする。
この発明に係るヘッドレスト位置調整装置は、以上のように構成することにより、ヘッドレストの座席に対する位置を自動的にヘッドレストの頭部に対する適正位置に合わせるように調整し、特定の場合にこの適正位置よりも前方にヘッドレストを移動させて調整することが可能となる。また、自動的にヘッドレストの座席に対する位置を合わせて位置調整することができるため、例えば自動車などの車両に適用した場合には、ヘッドレスト位置未調整に伴う衝突時などにおける乗員の頸椎損傷などの事故防止を図ることができる。
前記演算処理回路は、例えば前記適正位置として、前記ヘッドレストの中心が前記頭部の中心に水平方向に正対する位置を算出する。
また、前記複数の検知電極は、例えば前記ヘッドレストの前記平面上にX−Y方向にそれぞれ複数並設されている。
前記複数の検知電極と前記検出回路との接続を前記演算処理回路からの切替制御によりそれぞれ切り替え可能な切替スイッチ回路を備え、前記演算処理回路は、例えば前記切替スイッチ回路を経て前記検出回路から得られた検出結果を用い、前記適正位置として前記頭部と前記ヘッドレストとの高さ方向適正位置、横方向適正位置および電極頭部間距離がそれぞれ最適となる位置を前記頭部のサイズとの関係を含めて算出する。
前記複数の検知電極は、例えば前記ヘッドレストの前面側の表面あるいは内部に前方から見て十文字状に設けられている。
前記複数の検知電極と同一平面上の周囲に、例えばそれぞれ検知電極に対して絶縁された上で検知電極と同電位または接地電位もしくは所定の固定電位が与えられたシールドパターンが配設されている。
前記演算処理回路は、例えば前記切替スイッチ回路を切替制御することにより前記複数の検知電極のうちの所定の検知電極を、他の検知電極と同電位または接地電位もしくは所定の固定電位が与えられるシールド電極として使用可能に切り替える。
前記切替スイッチ回路は、例えばマルチプレクサ、アナログスイッチ、FETおよびリレーのいずれか一つにより構成されている。
前記複数の検知電極は、例えばフレキシブルプリント基板、メンブレン基板、導電性粘着材および導体金属のいずれか一つにより形成されている。
前記複数の検知電極、前記検出回路、前記演算処理回路および前記位置調整手段は、例えば同一基板の片面上に形成され、または両面上にそれぞれ分けて形成されている。
前記座席は、例えば移動可能な乗り物に備えられており、前記乗り物の挙動に関する挙動情報を検出する挙動検出手段を備え、前記演算処理回路は、例えば前記検出回路からの検出結果とともに、前記挙動検出手段からの挙動情報を用いて前記適正位置を算出してもよい。
前記挙動情報検出手段は、例えば加速度センサまたは角速度センサである。
本発明によれば、ヘッドレストの位置を自動的に座席に着座した人の頭部に対する適切位置に調整し、この適正位置にヘッドレストを合わせるように移動させて調整することができるヘッドレスト位置調整装置を提供することが可能となる。
以下に、添付の図面を参照して、この発明に係るヘッドレスト位置調整装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置を配置した車両の座席の例を示す概略図、図2は同ヘッドレスト位置調整装置の一部のヘッドレストにおける配置例を示す斜視図、図3は同ヘッドレスト位置調整装置の一部のヘッドレストにおける配置例を示す正面図である。
また、図4は、本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置の全体構成の例を示すブロック図、図5は同ヘッドレスト位置調整装置の静電容量検知回路の構成例を示すブロック図、図6は同ヘッドレスト位置調整装置の検出回路部の動作波形の例を示す動作波形図である。
図1〜図3に示すように、ヘッドレスト位置調整装置100は、車両1などの座席40に設けられ、例えば座席40のヘッドレスト43に配置された静電容量センサ部10と、座席40の背もたれ部41に配置された駆動モータ部(図示せず)とを備えて構成されている。
なお、座席40は、例えば着座部42に着座した人体48が、車両1のハンドル2に最適な状態で手をかけられるように位置を移動調整可能に構成されている。また、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置100では、静電容量センサ部10と駆動モータ部とは、例えばワイヤハーネスにより電気的に接続されたり、無線により通信可能に構成されたりしている。
静電容量センサ部10は、本例では、ヘッドレスト43の前面側の表面あるいは内部の図示しない基板の一方の面側に、高さ方向および幅方向(この高さ方向と交差する横方向)を含む平面上にそれぞれ配設されるとともに、座席40の前方から見て全体として十文字状に配置された状態で設けられ、座席40に着座した人体48の頭部49とヘッドレスト43との間の静電容量を検知する複数の検知電極A11、検知電極B12、検知電極C13、検知電極D14および検知電極E15を備える。
また、静電容量センサ部10は、この基板の他方の面側に形成された検出回路部20を備える。そして、静電容量センサ部10は、座席40の着座部42に着座した人体48の頭部49を検出する。すなわち、静電容量センサ部10は、人体48の頭部49とヘッドレスト43(具体的には検知電極A11〜E15)との間の静電容量を検知する。
なお、各検知電極A11〜E15は、それぞれ例えば矩形状に成形されており、各検知電極A11〜E15と検出回路部20とは、基板の同一面上に形成されていてもよく、さらに別体で設けられていてもよい。この基板としては、例えばフレキシブルプリント基板、リジッド基板あるいはリジッドフレキシブル基板などが用いられる。
また、複数の検知電極A11〜E15は、基板がフレキシブルプリント基板からなる場合は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリイミド(PI)、ポリアミド(PA)あるいはエポキシ樹脂などの絶縁体からなるベース材上にパターン形成された銅、銅合金またはアルミニウムなどからなる。その他、複数の検知電極A11〜E15は、メンブレン基板に形成されたり、導電性粘着材やその他の導体金属からなるものであってもよい。
なお、複数の検知電極A11〜E15は、ヘッドレスト43の前面側において、ヘッドレスト43の横方向に向かって左側から右側へ検知電極A11、検知電極B12および検知電極B13が、その長手方向に沿って並設され、高さ方向に向かって下側から上側へ検知電極D14、検知電極B12および検知電極E15が、その短手方向に沿って並設されて配置されている。
このように各検知電極A11〜E15は、ヘッドレスト43の前面側に全体として十文字状となるように配置されている。そして、これらの検知電極A11〜E15は、本例では5つ設けられているが、ヘッドレスト43の頭部49に対する適正位置を得ることができるのに必要な数だけ設けられていればよく、例えば5つ以上など、さらに多く設けられていてもよいし、最小構成では一つの検知電極がヘッドレスト43の中心位置に設けられていてもよい。
検出回路部20は、ここでは複数の検知電極A11〜E15からの検知信号に基づいて、頭部49とヘッドレスト43との間の静電容量値を検出し、この検出結果を用いて、ヘッドレスト43の頭部49に対する適正位置を算出する。この検出回路部20は、図4に示すように、複数の検知電極A11〜E15と接続された切替スイッチ回路20aと、この切替スイッチ回路20aと接続された静電容量検知回路21と、この静電容量検知回路21と接続された演算処理回路28とを備える。
切替スイッチ回路20aは、例えばマルチプレクサ、アナログスイッチ、FETあるいはリレーなどからなり、各検知電極A11〜E15と静電容量検知回路21との接続を、演算処理回路28からの切替制御により、あるいは車両1に搭載されたECUなどからの他の切替制御情報に基づき切り替える。
静電容量検知回路21は、各検知電極A11〜E15により検知された静電容量を示す情報を出力し、演算処理回路28は、この静電容量検知回路21から出力された情報に基づく静電容量値を比較演算して、ヘッドレスト43の頭部49に対する適正位置を算出し、この算出結果情報を駆動モータ部のモータ駆動回路(図示せず)に出力してヘッドレスト43を移動させる。
また、演算処理回路28は、静電容量検知回路21からの情報とともに、車両1に搭載された図示しない加速度センサ、角速度(ジャイロ)センサ、ブレーキセンサなどの車両1の挙動情報を検出する各種センサからの情報を用いて、上記適正位置を算出するようにしてもよい。
静電容量検知回路21は、各検知電極A11〜E15と頭部49との間の静電容量に応じてデューティー比が変化するパルス信号を生成するとともに平滑化して検知信号を出力する。演算処理回路28は、例えばCPU、RAM、ROMなどを備えて構成され、静電容量検知回路21から出力された検知信号に基づく静電容量値を比較演算して、上記適正位置を算出するとともに、ヘッドレスト43の位置を変化させるための駆動情報を駆動モータ部に対して出力する。
この静電容量検知回路21は、図5に示すように、静電容量Cに応じてデューティー比が変化するものであり、例えば一定周期のトリガ信号TGを出力するトリガ信号発生回路101と、入力端に接続された静電容量Cの大きさによってデューティー比が変化するパルス信号Poを出力するタイマー回路102と、このパルス信号Poを平滑化するローパスフィルタ(LPF)103とを備えて構成されている。
タイマー回路102は、例えば2つの比較器201,202と、これら比較器201,202の出力がそれぞれリセット端子Rおよびセット端子Sに入力されるRSフリップフロップ回路(以下、「RS−FF」と呼ぶ。)203と、このRS−FF203の出力DISをLPF103に出力するバッファ204と、RS−FF203の出力DISでオン/オフ制御させるトランジスタ205とを備えて構成されている。
比較器202は、トリガ信号発生回路101から出力される図6に示すようなトリガ信号TGを、抵抗R1,R2,R3によって分割された所定のしきい値Vth2と比較して、トリガ信号TGに同期したセットパルスを出力する。このセットパルスは、RS−FF203のQ出力をセットする。
このQ出力は、ディスチャージ信号DISとしてトランジスタ205をオフ状態にし、検知電極A11(B12〜E15)およびグランドの間を、検知電極A11(B12〜E15)の対接地静電容量Cおよび入力端と電源ラインとの間に接続された抵抗R4による時定数で決まる速度で充電する。これにより入力信号Vinの電位が静電容量Cによって決まる速度で上昇する。
入力信号Vinが、抵抗R1,R2,R3で決まるしきい値Vth1を超えたら、比較器201の出力が反転してRS−FF203の出力を反転させる。この結果、トランジスタ205がオン状態となって、検知電極A11(B12〜E15)に蓄積された電荷がトランジスタ205を介して放電される。
したがって、このタイマー回路102は、図6に示すように、検知電極A11(B12〜E15)および接近した人体48の頭部49との間の静電容量Cに基づくデューティー比で発振するパルス信号Poを出力する。LPF103は、この出力を平滑化することにより、図6に示すような直流の検知信号Voutを出力する。なお、この図6中において、実線で示す波形と点線で示す波形は、前者が後者よりも静電容量が小さいことを示しており、例えば後者が物体接近状態を示している。
駆動モータ部は、静電容量検知回路21からの検知信号Voutによって、適正位置を算出した演算処理回路28からの制御信号(駆動情報)に基づいて、図示しない駆動モータを制御して、ヘッドレスト43の座席40の背もたれ部41に対する位置を、上記適正位置に合わせるように変化させるモータ駆動回路(図示せず)と、このモータ駆動回路の制御によって実際にヘッドレスト43の位置を移動させる駆動モータとを備えて構成されている。
駆動モータは、ヘッドレスト43を支持する支持軸を介して上下方向(高さ方向)、およびこの上下方向とそれぞれ交差する左右方向(横方向)ならびに前後方向に移動自在に駆動する。すなわち、このヘッドレスト位置調整装置100では、演算処理回路28によって、切替スイッチ回路20aを経て静電容量検知回路21から得られた静電容量値を用い、上記適正位置として、頭部49とヘッドレスト43との高さ方向適正位置、横方向適正位置および電極頭部間距離(前後方向適正位置)がそれぞれ最適となる位置を頭部49のサイズ(大きさ)との関係を含めて算出し、この算出結果に応じて駆動モータ部にてヘッドレスト43を自動的に適正位置に移動させるように構成されている。
次に、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置100によるヘッドレスト43の位置調整処理の手順について説明する。なお、以下において、上述した上下方向(高さ方向)はY方向、横方向(水平方向)はX方向、および前後方向はZ方向として説明し、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符号を付して説明を省略することとし、さらに本発明の特に関係しない部分については明記しないことがあることとする。
図7は、本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置によるヘッドレスト位置調整処理手順の例を示すフローチャート、図8および図9は同ヘッドレスト位置調整装置によるX方向の位置調整動作を説明するための説明図、図10および図11は同ヘッドレスト位置調整装置によるY方向の位置調整動作を説明するための説明図である。
また、図12は、本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置によるZ方向の位置調整動作を説明するための説明図、図13は同ヘッドレスト位置調整装置による頭部のサイズに基づく位置調整動作を説明するための説明図である。
まず、図7に示すように、ヘッドレスト位置調整装置100は、検知電極A11、検知電極B12および検知電極C13それぞれの頭部49との静電容量の結合プロファイルにより、ヘッドレスト43のX方向位置を調整する(ステップS101)。このステップS101の処理では、具体的には、演算処理回路28からの切替制御によって、切替スイッチ回路20aが検知電極A11,B12,C13と静電容量検知回路21とが接続され、検知電極D14,E15が接地電位などとなるように切り替えがなされる。
なお、このとき、演算処理回路28は、検知電極D14,E15に対して他の検知電極A11〜C13と同電位または接地電位もしくは所定の固定電位を与え、アクティブな検知電極A11〜C13の検知への外乱をシールドするシールド電極として使用可能となるように、切替スイッチ回路20aに切り替えさせるようにしてもよい。
図8(a)に示すように、ヘッドレスト43に対して頭部49が向かって左側に偏っている動作前の状態のときは、同図(c)に示すように、検知電極A11にて検知される静電容量値が最も大きく、検知電極C13にて検知される静電容量値が最も小さいこととなる。
したがって、この場合は、同図(c)に示すように、動作後に検知電極B12にて検知される静電容量値が最も大きくなるように、同図(b)に示すように、ヘッドレスト43を向かって左側のX方向に移動させて頭部49がヘッドレスト43のX方向における中心にくるように調整すればよい。
また、図9(a)に示すように、ヘッドレスト43に対して頭部49が向かって右側に偏っている動作前の状態のときは、同図(c)に示すように、検知電極C13にて検知される静電容量値が最も大きく、検知電極A11にて検知される静電容量値が最も小さいこととなる。
同様に、この場合は、同図(c)に示すように、動作後に検知電極B12にて検知される静電容量値が最も大きくなるように、同図(b)に示すように、ヘッドレスト43を向かって右側のX方向に移動させて頭部49がヘッドレスト43のX方向における中心にくるように調整すればよい。このようにすれば、ヘッドレスト43のX方向の位置を適正位置に調整することができる。
次に、図7に示すように、ヘッドレスト位置調整装置100は、検知電極D14、検知電極B12および検知電極E15それぞれの頭部49との静電容量の結合プロファイルにより、ヘッドレスト43のY方向位置を調整する(ステップS102)。このステップS102の処理では、具体的には、演算処理回路28からの切替制御によって、切替スイッチ回路20aが検知電極D14,B12,E15と静電容量検知回路21とが接続され、検知電極A11,C13が接地電位などとなるように切り替えがなされる。なお、このときも、演算処理回路28は、上述したように検知電極A11,C13をシールド電極として使用可能となるようにしてもよい。
図10(a)に示すように、ヘッドレスト43に対して頭部49が向かって下側に偏っている動作前の状態のときは、同図(c)に示すように、検知電極D14にて検知される静電容量値が最も大きく、検知電極E15にて検知される静電容量値が最も小さいこととなる。
したがって、この場合は、同図(c)に示すように、動作後に検知電極B12にて検知される静電容量値が最も大きくなるように、同図(b)に示すように、ヘッドレスト43を向かって下側のY方向に移動させて頭部49がヘッドレスト43のY方向における中心にくるように調整すればよい。
また、図11(a)に示すように、ヘッドレスト43に対して頭部49が向かって上側に偏っている動作前の状態のときは、同図(c)に示すように、検知電極E15にて検知される静電容量値が最も大きく、検知電極D14にて検知される静電容量値が最も小さいこととなる。
この場合も同様に、同図(c)に示すように、動作後に検知電極B12にて検知される静電容量値が最も大きくなるように、同図(b)に示すように、ヘッドレスト43を向かって上側のY方向に移動させて頭部49がヘッドレスト43のY方向における中心にくるように調整すればよい。このようにすれば、ヘッドレスト43のY方向の位置を適正位置に調整することができる。なお、上記ステップS101およびS102は、その処理の順番が入れ替わっても問題はない。
そして、図7に示すように、X方向およびY方向の位置調整の後に、ヘッドレスト位置調整装置100は、検知電極A11,B12,C13または検知電極D14,B12,E15それぞれの頭部49との静電容量の結合プロファイル頂点の値が、あらかじめ設定してあった所定のしきい値Cth1〜Cth2の間の値となるように、ヘッドレスト43のZ方向位置を調整する(ステップS103)。このステップS103の処理においても、上述したように、静電容量の検知に使用されない検知電極は、接地されたり、シールド電極として使用されたりしてもよいことは同じである。
図12(a)に示すように、ヘッドレスト43に対して頭部49の電極頭部間距離が離れている動作前の状態のときは、同図(c)に示すように、検知電極A11,B12,C13または検知電極D14,B12,E15それぞれの頭部49との静電容量の結合プロファイル頂点の値が低くなり、所定のしきい値Cth1〜Cth2の間の値とはならないこととなる。
この場合は、同図(c)に示すように、動作後に検知電極A11,B12,C13または検知電極D14,B12,E15それぞれの頭部49との静電容量の結合プロファイル頂点の値が所定のしきい値Cth1〜Cth2の間の値となるように、同図(b)に示すように、ヘッドレスト43を頭部49側のZ方向に移動させて頭部49とヘッドレスト43との電極頭部間距離が最適となるように調整すればよい。
なお、図7に示すように、上記ステップS103でのZ方向位置の調整に際して、本例のヘッドレスト位置調整装置100においては、頭部49のサイズによる調整も行う。このため、ヘッドレスト位置調整装置100は、検知電極A11,B12,C13または検知電極D14,B12,E15それぞれの頭部49との静電容量の結合プロファイル頂点の値と、真ん中の検知電極B12と隣接する検知電極(例えば、検知電極A11,C13など)の静電容量値との差分ΔC(傾き)に基づき、あらかじめ設定された最適値となるように、ヘッドレスト43のZ方向位置を調整する(ステップS104)。
すなわち、図13(a)に示すように、各検知電極A11〜E15全体の面積とほぼ同じ面積をもつ頭部49aである場合は、同図(c)に示すように、検知電極A11,B12,C13または検知電極D14,B12,E15それぞれの頭部49aとの静電容量の結合プロファイル頂点の値と、検知電極B12と隣接する検知電極の静電容量値との差分ΔCが小さくなる。
一方、図13(b)に示すように、各検知電極A11〜E15全体の面積よりも小さい面積をもつ頭部49bである場合は、同図(c)に示すように、検知電極A11,B12,C13または検知電極D14,B12,E15それぞれの頭部49bとの静電容量の結合プロファイル頂点の値と、検知電極B12と隣接する検知電極の静電容量値との差分ΔCが大きくなる。これにより、結合プロファイルの差分ΔC(傾き)と頭部のサイズとの相関をも考慮してZ方向位置の調整を行うことができる。
そして、上述したような位置調整は、車両1が始動中であるとき、または人体48が座席40に着座したときなど、いつでも行ってもよい。そして、本例のヘッドレスト位置調整装置100は、車両1の各種センサからの情報や、車両1が衝突したことなどをトリガとして、例えば瞬間的にヘッドレスト43の位置を適正位置よりも前方に移動させる。
すなわち、例えば車両1が衝突したときや衝突する前段階では、座席40に着座した人体48に対して衝撃や急激な減速Gが加わるため、頭部49は後方に後退したり、前方にのめり込んだりして、各検知電極A11〜E15の静電容量の結合プロファイルの値が、大きく変動する。
そして、衝突時などに頭部49が後方に後退したときは、静電容量の結合プロファイルの値が、あらかじめ設定されたしきい値を超えるように増大する。したがって、このときにヘッドレスト43を瞬間的に適正位置よりも前方に移動させるように、これらのセンサや各検知電極A11〜E15からの情報に基づき位置調整等を行えば、乗員の頸椎損傷などの怪我や事故等の防止を図ることもできる。
このように、本実施形態のヘッドレスト位置調整装置100は、ヘッドレスト43の座席40に対する位置をヘッドレスト43の頭部49に対する適正位置に合わせるように調整するため、ヘッドレスト43の位置を自動的に座席40に着座した人体48の頭部49に対する適切位置に調整することができる。
これとともに、ヘッドレスト位置調整装置100は、例えば車両1に適用した場合には、特定の場合にこの適正位置よりも前方にヘッドレスト43を瞬間的に合わせるように移動調整することができるため、ヘッドレスト43の位置未調整に伴う衝突時などの頸椎損傷等の事故防止を図ることができる。
なお、上述した実施形態では、各検知電極A11〜E15が矩形状に形成されたものを例に挙げて説明したが、例えば次のような構成であってもよい。図14は、本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置の一部のヘッドレストにおける他の配置例を示す正面図、図15は同ヘッドレスト位置調整装置の一部のヘッドレストにおけるさらに他の配置例を示す正面図である。
図14に示すように、ここでの検知電極A11〜E15は、ヘッドレスト43の横方向(X方向)の中心線Lを基準として、各検知電極A11〜E15が左右対称な形状で形成されている。
また、図15に示すように、ヘッドレスト43における各検知電極A11〜E15と同一平面上の周囲を、それぞれ検知電極A11〜E15に対して絶縁された上で検知電極A11〜E15と同電位または接地電位あるいは所定の固定電位が与えられたシールドパターン19で囲むようにしてもよい。このようにすれば、各検知電極A11〜E15の検知精度を高めることが可能となる。
なお、上述した実施形態では、座席40を車両1に搭載されたものとして説明したが、このヘッドレスト位置調整装置100は、例えば乗り物全般(飛行機、新幹線など)の座席や、アトラクションにおける座席、その他頭部保護が必要となる場合の座席において、ヘッドレストがあれば適用することが可能である。
1…車両、2…ハンドル、10…静電容量センサ部、11…検知電極A、12…検知電極B、13…検知電極C、14…検知電極D、15…検知電極E、20…検出回路部、20a…切替スイッチ回路、21…静電容量検知回路、28…演算処理回路、40…座席、41…背もたれ部、42…着座部、43…ヘッドレスト、48…人体、49,49a,49b…頭部、100…ヘッドレスト位置調整装置。
Claims (12)
- 座席に備えられたヘッドレストの高さ方向および幅方向を含む平面上に配設されるとともに、前記座席の前方から見て全体として十文字状に配置された状態で設けられ、前記座席に着座した人体の頭部と前記ヘッドレストとの間の静電容量を検知する複数の検知電極と、
前記複数の検知電極からの検知信号に基づいて、前記頭部と前記ヘッドレストとの間の静電容量値、および単位時間当たりの静電容量値の変化量を検出する検出回路と、
前記検出回路によって検出された静電容量値を用いて、前記ヘッドレストの前記頭部に対する適正位置を算出する演算処理回路と、
前記検出回路によって検出された単位時間当たりの静電容量値の変化量が所定のしきい値を超えた際に、前記演算処理回路からの算出結果に応じて、前記ヘッドレストの前記座席に対する位置を前記適正位置に合わせるように調整するとともに、前記ヘッドレストを前記適正位置よりも前方に移動させる位置調整手段とを備えた
ことを特徴とするヘッドレスト位置調整装置。 - 前記演算処理回路は、前記適正位置として、前記ヘッドレストの中心が前記頭部の中心に水平方向に正対する位置を算出することを特徴とする請求項1記載のヘッドレスト位置調整装置。
- 前記複数の検知電極は、前記ヘッドレストの前記平面上にX−Y方向にそれぞれ複数並設されていることを特徴とする請求項1または2記載のヘッドレスト位置調整装置。
- 前記複数の検知電極と前記検出回路との接続を前記演算処理回路からの切替制御によりそれぞれ切り替え可能な切替スイッチ回路を備え、
前記演算処理回路は、前記切替スイッチ回路を経て前記検出回路から得られた検出結果を用い、前記適正位置として前記頭部と前記ヘッドレストとの高さ方向適正位置、横方向適正位置および電極頭部間距離がそれぞれ最適となる位置を前記頭部のサイズとの関係を含めて算出することを特徴とする請求項3記載のヘッドレスト位置調整装置。 - 前記複数の検知電極は、前記ヘッドレストの前面側の表面あるいは内部に前方から見て十文字状に設けられていることを特徴とする請求項3または4記載のヘッドレスト位置調整装置。
- 前記複数の検知電極と同一平面上の周囲に、それぞれ検知電極に対して絶縁された上で検知電極と同電位または接地電位もしくは所定の固定電位が与えられたシールドパターンが配設されていることを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項記載のヘッドレスト位置調整装置。
- 前記演算処理回路は、前記切替スイッチ回路を切替制御することにより前記複数の検知電極のうちの所定の検知電極を、他の検知電極と同電位または接地電位もしくは所定の固定電位が与えられるシールド電極として使用可能に切り替えることを特徴とする請求項4〜6のいずれか1項記載のヘッドレスト位置調整装置。
- 前記切替スイッチ回路は、マルチプレクサ、アナログスイッチ、FETおよびリレーのいずれか一つにより構成されていることを特徴とする請求項4〜7のいずれか1項記載のヘッドレスト位置調整装置。
- 前記複数の検知電極は、フレキシブルプリント基板、メンブレン基板、導電性粘着材および導体金属のいずれか一つにより形成されていることを特徴とする請求項3〜8のいずれか1項記載のヘッドレスト位置調整装置。
- 前記複数の検知電極、前記検出回路、前記演算処理回路および前記位置調整手段は、同一基板の片面上に、または両面上にそれぞれ分けて形成されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項記載のヘッドレスト位置調整装置。
- 前記座席は、移動可能な乗り物に備えられており、
前記乗り物の挙動に関する挙動情報を検出する挙動情報検出手段を備え、
前記演算処理回路は、前記検出回路からの検出結果とともに、前記挙動情報検出手段からの挙動情報を用いて前記適正位置を算出することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項記載のヘッドレスト位置調整装置。 - 前記挙動情報検出手段は、加速度センサまたは角速度センサであることを特徴とする請求項11記載のヘッドレスト位置調整装置。
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