JP2011121536A - 姿勢検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人体の姿勢を正確に検出することができる姿勢検出装置を提供する。
【解決手段】姿勢検出装置３０は、車輌用シート１０に設けられ、内部にゲル３２が充填された密閉空間３１ａを有する耐圧袋３１と、耐圧袋３１内におけるゲル３２の密度を連続的に検出する密度検出子３３と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、シート（座席）やベッドに支持された人体の姿勢を検出する姿勢検出装置に関するものである。

人が着座したか否かを検出する着座検出スイッチとして、電極がそれぞれ形成された一対のフィルムと、それらフィルムの間に積層されたスペーサとから構成されたものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−３８８２８号公報

上記の着座検出スイッチでは、一対の電極の導通（オン／オフ）のみに基づいて圧力を検出するので、人体の姿勢を正確に検出することは困難であるという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、人体の姿勢を正確に検出することができる姿勢検出装置を提供することである。

［１］本発明に係る姿勢検出装置は、シート又はベッドに支持された人体の姿勢を検出する姿勢検出装置であって、前記シート又は前記ベッドに設けられ、内部にゲルが充填された密閉空間を有する袋体と、前記袋体内における前記ゲルの密度を連続的に検出する検出手段と、を備えたことを特徴とする。

［２］本発明に係る姿勢検出装置は、シート又はベッドに支持された人体の姿勢を検出する姿勢検出装置であって、前記シート又は前記ベッドに設けられ、内部にゲルが充填された密閉空間を有する袋体と、前記袋体内における前記ゲルの圧力を連続的に検出する検出手段と、を備えたことを特徴とする。

［３］上記発明において、前記検出手段は、前記ゲルの密度に基づいて前記ゲルの圧力を検出してもよい。

［４］上記発明において、前記検出手段は、前記ゲルに直接接触する複数の検出子を有しており、複数の前記検出子は、同一の前記密閉空間に設けられていてもよい。

［５］上記発明において、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記シート又は前記ベッドに支持されている人体の姿勢を判定する判定手段を備えていてもよい。

［６］上記発明において、前記ゲルは、１〜１００［Ｐａ・ｓ］の粘度を有していてもよい。

［７］上記発明において、前記袋体は、ポリウレタンから構成されていてもよい。

本発明では、シート又はベッドに設けられた袋体内のゲルの密度や圧力を連続的に検出するので、人体の姿勢を正確に検出することができる。

図１は、本発明の実施形態における姿勢検出装置を備えた車輌用シートを示す斜視図である。 図２は、図１のII-II線に沿った断面図である。 図３は、加速時における耐圧袋内のゲルの密度分布を示す車輌用シートの断面図である。 図４は、減速時における耐圧袋内のゲルの密度分布を示す車輌用シートの断面図である。 図５は、本発明の実施形態における姿勢検出装置の効果を示すグラフである。 図６は、本発明に係る姿勢検出装置を介護用ベッドに適用した例を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本実施形態における姿勢検出装置を備えた車輌用シートを示す斜視図、図２は図１のII-II線に沿った断面図、図３及び図４は車輌の加速時及び減速時における耐圧袋内のゲルの密度分布を示す車輌用シートの断面図、図５は本実施形態における姿勢検出装置の効果を示すグラフ、図６は本発明に係る姿勢検出装置を介護用ベッドに適用した例を示す断面図である。

先ず、本実施形態における姿勢検出装置３０が設置される車輌用シート１０について説明する。

車輌用シート１０は、例えば自動車の運転席であり、図１及び図２に示すように、着座部１１、背もたれ部１２及びヘッドレスト部１３を備えている。運転者５０がこの車両用シート１０に着席すると、図２において破線で示すように、運転者５０の太腿５１が着座部１１に保持され、運転者５０の背中５２が背もたれ部１２によって支持され、さらに、運転者の頭部５３がヘッドレスト部１３によって支持される。

本実施形態における姿勢検出装置３０は、図２に示すように、車輌用シート１０に埋設された耐圧袋３１と、耐圧袋３１内に設置された複数の密度検出子３３と、複数の密度検出子３３の検出結果に基づいて運転者５０の姿勢を判定する中央処理装置３４と、を備えている。

耐圧袋３１は、車輌用シート１０の着座部１１、背もたれ部１２及びヘッドレスト部１３において運転者５０と接触する部分全体に設けられている。この耐圧袋３１は、例えば、ポリウレタン等の強度があり且つ伸縮性に富む材料から構成されている。

この耐圧袋３１の内側には単一の密閉空間３１ａが形成されており、この密閉空間３１ａ内は粘性を有するゲル３２で満たされている。このゲル３２の具体例としては、例えば、グリセリンやワセリン等を例示することができる。

この耐圧袋３１内のゲル３２は車輌用シート１０のクッション材として機能するため、ゲル３２の粘度を変更することで車輌用シート１０の座り心地を調整することが可能となっている。また、本実施形態では、後述するように、耐圧袋３１内のゲル３２の密度に基づいて、運転者５０により印加される圧力が検出されるため、ゲル３２の粘度を変更することで、圧力検出の感度を調整することも可能となっている。

このゲル３２の具体的な粘度としては、例えば１〜１００［Ｐａ・ｓ］であることが好ましい。ゲル３２の粘度が１［Ｐａ・ｓ］未満であると運転者の姿勢変更に伴って瞬時にゲル３２の密度が均一となってしまうため、圧力の検出感度が低下する。一方、ゲル３２の粘度が１００［Ｐａ・ｓ］よりも大きいと車輌用シート１０の座り心地が悪化する。

図２に示すように、この耐圧袋３１の背面３２ｂ（同図において運転者５０からゲル３２を介して対向する面）には複数の密度検出子３３が設けられている。この密度検出子３３は、ゲル３３の密度を連続的に測定可能な振動式液体密度計から構成されている。密度検出子３３は、密閉空間３１ａ内に臨むように耐圧袋３１の背面３２ｂ全体にマトリクス状に配置されており、耐圧袋３１の密閉空間３１ａ内のゲル３２の密度を測定することが可能となっている。これらの密度検出子３３は中央処理装置３４に接続されており、検出結果を中央処理装置３４にそれぞれ出力可能となっている。なお、密度検出子３３に代えて、ゲル３２の圧力を連続的に測定可能な圧力検出子を用いてもよい。

中央処理装置３４は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータで構成されている。この中央処理装置３４は、密閉空間３１ａ内におけるゲル３２には密度と圧力との間に相関関係が存在することに基づいて、個々の密度検出子３３から出力された密度値を圧力値にそれぞれ変換して、運転者５０によって押圧された車輌用シート１０の圧力分布を生成する。

例えば、図３に示すように、自動車の加速時に運転者５０の背中５２が車輌用シート１０の背もたれ部１２に押されると、図中のＡ部におけるゲル３２の密度が高くなるので、中央処理装置３４はその密度上昇に基づいてゲル３２の圧力上昇を検出する。一方、運転者５０の太腿５２は車輌用シート１０の着座部１１から若干浮き上がり、図中のＢ部におけるゲル３２の密度が低くなるので、中央処理装置３４はその密度低下に基づいてゲル３２の圧力低下を検出する。

これに対し、図４に示すように、自動車の減速時には、図中のＣ部におけるゲル３２の密度が低くなるので、中央処理装置３４はその密度低下に基づいてゲル３２の圧力低下を検出する。一方、図中Ｄ部におけるゲル３２の密度は高くなるので、中央処理装置３４はその密度上昇に基づいてゲル３２の圧力上昇を検出する。

なお、本実施形態では、単一の密閉空間３１ａ内のゲル３２の圧力分布を生成するので、運転者５０の姿勢変更に伴って車輌用シート１０の一点が押圧されると他の箇所では圧力が相対的に減少する。このように、本実施形態では、ゲル３２の圧力分布を際立たせることができるので、姿勢判定の精度向上を図ることができる。

次いで、中央処理装置３４は、先述の実際に生成した圧力分布を、様々な姿勢の圧力分布パターンと照合（パターンマッチング）し、最も類似した圧力分布パターンに対応した姿勢を、運転者５０の現在の姿勢として判定する。なお、複数の圧力分布パターンは、中央処理装置３４の記憶部に予め登録されている。

例えば、図３に示す例では、図中のＡ部におけるゲル３２の圧力上昇とＢ部におけるゲル３２の圧力低下を含む圧力分布に基づいて、運転者５０が加速により車輌用シート１０に押し付けられている姿勢にあると判定する。一方、図４に示す例では、図中Ｃ部におけるゲル３２の圧力低下とＤ部におけるゲル３２の圧力上昇を含む圧力分布に基づいて、運転者５０が減速により前のめりの姿勢にあると判定する。

また、特に図示しないが、例えば、運転者５０の背中５２の右側に対応した範囲におけるゲル３２の圧力が低下し、背中５２の左側に対応した範囲におけるゲル３２の圧力が上昇している場合には、自動車の右コーナリングによって運転者５０の姿勢が左に寄った姿勢であると判定する。一方、運転者５０の背中５２の右側に対応した範囲におけるゲル３２の圧力が上昇し、背中５２の左側に対応した範囲におけるゲル３２の圧力が低下している場合には、自動車の左コーナリングによって運転者５０の姿勢が右側に寄った姿勢であると判定する。

次いで、中央処理装置３４は、姿勢の判定結果に対応した各種の制御を実行する。例えば、運転者５０の姿勢が自動車の急減速に伴って前のめりの姿勢にあることを検出した場合には、中央制御装置４０は、シートベルトの締め付けを強める制御を実行する。また、例えば、運転者５０の姿勢が自動車の急加速に伴って車輌用シート１０に押し付けられている姿勢にあることを検出したり、運転者５０の姿勢が自動車のコーナリングによって一方に寄った姿勢にあることを検出した場合には、中央処理装置３４は、自動車のサスペンションの硬さを調整する制御を実行する。

なお、中央処理装置３４における処理内容を特に上記のものに限定されない。例えば、ゲル３２の密度を圧力と予め対応付けておき、密度から圧力値への変換を省略してもよい。また、姿勢判定結果に基づいて、自動車におけるシートベルトやサスペンション以外の車載機器（例えばエアコンやカーオーディオ等）を制御してもよい。

以上のように、本実施形態では、車輌用シート１０に埋設された耐圧袋３１内のゲル３２の圧力を、密度検出子３３を用いて連続的に検出するので、運転者５０の姿勢を正確に検出することができる。

例えば、図５は、自動車が走行する際に、本実施形態において車輌用シートの背もたれ部に位置する密度検出子から出力される信号電圧（一点鎖線）と、同位置に設けられた従来のスイッチ型のセンサから出力される信号電圧（破線）と、比較したグラフである。同図に示すように、本実施形態の姿勢検出装置では、車速に応じた運転者の姿勢を正確に検出することが可能となっている。

また、本実施形態では、密度検出子３３を用いてゲル３２の圧力を連続的に検出するので、運転者５０の姿勢に応じた多様な制御（フィードバック）を実行することも可能である。

また、本実施形態では、耐圧袋３１内のゲル３２がシートのクッション材として機能するので、車輌用シート１０の座り心地が向上する。

なお、本実施形態における耐圧袋３１が本発明における袋体の一例に相当し、本実施形態における密度検出子３３が本発明における検出手段の一例に相当し、本実施形態における中央処理装置３４が本発明における判定手段の一例に相当する。

なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

上述の実施形態では、本発明に係る圧力検出装置を車輌用シートに適用した例について説明したが、人体を支持するシートやベッドであれば、本発明において特にこれに限定されない。例えば、図６に示すように、介護用ベッド６０に耐圧袋３１を埋設し、ベッド６０に横たわっている人５０の状態を姿勢検出装置３０によってモニタリングしてもよい。

１０…車輌用シート
１１…着座部
１２…背もたれ部
１３…ヘッドレスト部
２０…介護用ベッド
３０…姿勢検出装置
３１…耐圧袋
３１ａ…密閉空間
３１ｂ…背面
３２…ゲル
３３…密度検出子
３４…中央処理装置
５０…運転者（人）
５１…太腿
５２…背中
５３…頭部

Claims (7)

1. シート又はベッドに支持された人体の姿勢を検出する姿勢検出装置であって、
   前記シート又は前記ベッドに設けられ、内部にゲルが充填された密閉空間を有する袋体と、
   前記袋体内における前記ゲルの密度を連続的に検出する検出手段と、を備えたことを特徴とする姿勢検出装置。
2. シート又はベッドに支持された人体の姿勢を検出する姿勢検出装置であって、
   前記シート又は前記ベッドに設けられ、内部にゲルが充填された密閉空間を有する袋体と、
   前記袋体内における前記ゲルの圧力を連続的に検出する検出手段と、を備えたことを特徴とする姿勢検出装置。
3. 請求項２記載の姿勢検出装置であって、
   前記検出手段は、前記ゲルの密度に基づいて前記ゲルの圧力を検出することを特徴とする姿勢検出装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の姿勢検出装置であって、
   前記検出手段は、前記ゲルに直接接触する複数の検出子を有しており、
   複数の前記検出子は、同一の前記密閉空間に設けられていることを特徴とする姿勢検出装置。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の姿勢検出装置であって、
   前記検出手段の検出結果に基づいて、前記シート又は前記ベッドに支持されている人体の姿勢を判定する判定手段を備えたことを特徴とする姿勢検出装置。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の姿勢検出装置であって、
   前記ゲルは、１〜１００［Ｐａ・ｓ］の粘度を有することを特徴とする姿勢検出装置。
7. 請求項１〜６の何れかに記載の姿勢検出装置であって、
   前記袋体は、ポリウレタンから構成されていることを特徴とする姿勢検出装置。

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