JP2018102814A - センサ取付ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】人体に対するセンシングを行う装置において、センサの破損を防止し、センシングの確実性を高めることのできるセンサ取付ユニットを提供する。【解決手段】シートバック部を有するシートに固定されるベース部と、センサ部７と、ベース部を、シートバック部のシート後面の位置でシートに固定する固定部と、ベース部にセンサ部７を取り付けるセンサ取付機構１２と、を備え、センサ取付機構は、ベース部に対するセンサ部７の位置を、上下方向に調整可能である。【選択図】図１５

Description

本発明は、センサ取付ユニットに関する。

従来、座席に着座した人体に対するセンシングを行う装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１は、座席構造に重ねるように載置されるシート用クッションのセンシング機構部を設け、センシング機構部のセンサによって、着座者の背部からの生体信号を採取する構成を開示する。この構成は、座席構造にシート用クッションをセットし、そのシート用クッション上に人を静的状態で着座させた状態で検出を行うものであり、センサとして、マイクロフォンセンサを用いる。

特開２０１３−５２１０８号公報

特許文献１記載の構成では接触型のセンサであるマイクロフォンセンサを用いるため、検出対象の人体に接触することが好ましいが、着座したときの人体の姿勢や位置は個人差があるため、センサが望ましい状態で人体に接触するとは限らない。このため、目的とする生体情報を取得できない可能性があった。また、人体との接触によりセンサの破損を招く可能性があった。
このような問題を解決する手法として、非接触型のセンサを用いる構成が考えられる。しかしながら、非接触型のセンサの多くは電波を発信し、その反射波を利用してセンシングを行うので、特許文献１に記載されたシート用クッションにセンサを設けた構成では、検出対象の人体とセンサとの距離が近すぎて、望ましい反射波を得ることが難しく、目的とする生体情報を取得できない可能性がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、人体に対するセンシングを行う装置において、センサの破損を防止し、センシングの確実性を高めることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のセンサ取付ユニットは、背もたれを有するシートに固定されるベース部と、センサ部と、前記ベース部を、前記背もたれの背面側の位置で前記シートに固定する固定部と、前記ベース部に前記センサ部を取り付けるセンサ取付機構と、を備え、前記センサ取付機構は、前記ベース部に対する前記センサ部の位置を、上下方向に調整可能であること、を特徴とする。

また、上記構成において、前記センサ取付機構は、前記ベース部に対する前記センサ部の位置を、前記背もたれに接離する方向に調整可能である構成としてもよい。

また、上記構成において、前記固定部は、前記ベース部の上部に配設される上固定部、および、前記ベース部の下部に配設される下固定部を有し、前記ベース部は、前記上固定部と前記下固定部との間における前記ベース部のサイズを調整するサイズ調整機構を有する構成としてもよい。

また、上記構成において、前記ベース部は、上ベース部と下ベース部とに分離可能であり、前記サイズ調整機構によって前記上ベース部と前記下ベース部とを連結して構成され、前記サイズ調整機構は、前記上ベース部に対する前記下ベース部の相対位置を移動可能である構成としてもよい。

また、上記構成において、前記下ベース部は前記上ベース部に対して上下に移動可能に組み付けられ、前記サイズ調整機構は、前記下ベース部を任意の位置で前記上ベース部に固定する構成としてもよい。

また、上記構成において、前記上固定部は前記シートの上部に固定される第１固定部材を有し、前記下固定部は前記シートの下部に固定される第２固定部材を有する構成としてもよい。

また、上記構成において、前記ベース部は、前記ベース部の上下方向に延びる貫通孔を有し、前記センサ部は前記貫通孔に挿通される支持軸を有し、前記センサ取付機構は、前記溝に沿って前記支持軸を移動させることにより、上下方向における前記センサ部の位置を調整可能である構成としてもよい。

また、上記構成において、前記ベース部は、前記貫通孔に沿って延びる溝を有し、前記センサ取付機構は、前記支持軸に対して移動可能に取り付けられ、前記溝に嵌合する補助部材を有し、前記支持軸に対して前記補助部材の位置を移動させることにより前記背もたれに接離する方向で前記センサ部の位置を調整可能である構成としてもよい。

また、上記構成において、前記センサ部は検出方向に対応する検出面を有し、前記センサ取付機構は、前記検出面を前記背もたれに向けるように前記センサ部を固定する構成としてもよい。

また、上記構成において、前記センサ部は、前記検出面から前記検出方向に電磁波を照射して、反射波を検出する検出部を内蔵する構成としてもよい。

本発明によれば、背もたれを有するシートに対し、背もたれの背面側にセンサ部を取り付けることが可能である。このため、センシングの対象である人体とセンサとの接触によるセンサの破損を防止でき、センサ部を適切な位置に取り付けることによって、高い確実性でセンシングを行うことができる。

本発明の実施形態に係るセンサ取付ユニットの設置状態を示す斜視図。 センサ取付ユニットの設置状態を示す正面図。 上固定部の斜視図。 下ベース部の要部分解斜視図。 下固定部の斜視図。 センサ取付ユニットを正面側から見た斜視図。 センサ取付ユニットをセンサ取付面側から見た斜視図。 上ベース部を正面側から見た斜視図。 上ベース部をセンサ取付面側から見た斜視図。 下ベース部を正面側から見た斜視図。 下ベース部をセンサ取り付け面から見た斜視図。 図２のＡ−Ａ線における断面視図。 ハンドル部の斜視図。 センサ部の斜視図。 図２のＢ−Ｂ線における断面視図。 図２のＢ−Ｂ線における断面視図。 センサ取付ユニットを含む車両情報システムのブロック図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、実施形態に係るセンサ取付ユニット１の設置状態を示す斜視図である。また、図２は、センサ取付ユニット１の設置状態を示す正面図である。

図１および図２に示すように、センサ取付ユニット１は、検出対象の人（以下、対象者）が座るシート１００に取り付けられ、センシングを行うセンサ７９（図１４）を、センシングに好適な位置に保持する装置である。

本実施形態では、一例として、車両に設置されるシート１００にセンサ取付ユニット１を取り付ける場合を想定して説明するが、センサ取付ユニット１を取り付ける対象は、車両のシート１００に限定されない。具体的には、対象者が座る椅子であればよく、好ましくは対象者の背中を指示する背もたれを有する椅子であればよい。椅子の設置場所や用途は問わないので、例えば事務作業用の椅子等にセンサ取付ユニット１を取り付けてもよい。

シート１００は、自動車、乗用車、各種作業車両、鉄道車両等を含む車両に設置される座席である。シート１００は、車両を運転する運転者が座る座席であってもよいし、運転者以外の搭乗者が座る座席であってもよい。

シート１００は、シート１００に座る人の頭部の背後側に位置するヘッドレスト１０１、背中を支持可能なシートバック部１１０、および、臀部や脚部を支持するシートクッション部１２０を有する。ヘッドレスト１０１は、左右一対のヘッドレストポスト１０２によってシートバック部１１０に連結される。シートバック部１１０において、シート１００に座る人の身体に接する面を当接面１１１とし、当接面１１１の反対側（背面側）の面をシート後面１１２とする。

シート１００の下部はシート固定部１３０に固定される。シート固定部１３０は、車両のフレーム（図示略）にシート１００を固定する治具である。シート１００を固定する構造はシート固定部１３０に限定されず、例えば、シート１００を前後方向にスライド可能に支持するシートレール（図示略）に固定されてもよい。

センサ取付ユニット１は、センサ取付ユニット１の本体を構成するベース部１０を有し、ベース部１０は、分離可能な上ベース部２および下ベース部３により構成される。

ベース部１０は、ベース部１０をシートバック部１１０に固定する固定部１１を有する。固定部１１は、ベース部１０の上部に配設される上固定部４、および、ベース部１０の下部に配設される下固定部５を備える。固定部１１は、センサ取付ユニット１を、シート後面１１２に接する位置で固定するので、センサ取付ユニット１は設置状態において対象者の身体に接触しない。

図３は、上固定部４の構成を示す斜視図である。
上固定部４は、上ベース部２に固定されるバックル４１と、バックル４１に連結されたベルト４２（第１固定部材）とを有する。ベルト４２の数は、取り付け対象のシート１００が有するヘッドレストポスト１０２の数に対応可能な数であればよく、３以上であってもよい。本実施形態では一対のベルト４２がバックル４１に取り付けられた例を示す。ベルト４２は合成樹脂、皮革、金属等で構成される薄板状またはシート状の部材であり、可撓性を有することが好ましい。

ベルト４２は穴４３を有する。穴４３は、ヘッドレストポスト１０２を貫通させることが可能な穴であり、一般的なヘッドレストポスト１０２のサイズに対応可能なサイズであれば、穴４３の形状およびサイズは制限されない。例えば、図４に示すように、穴４３を、ベルト４２の長手方向に延びる長穴としてもよい。

図１に戻り、ヘッドレスト１０１は、シートバック部１１０からヘッドレストポスト１０２を引き抜くことにより、シートバック部１１０から取り外すことができる。ヘッドレストポスト１０２をシートバック部１１０から引き抜いた状態で、穴４３にヘッドレストポスト１０２を通し、ヘッドレストポスト１０２をシートバック部１１０に取り付けると、上固定部４がヘッドレストポスト１０２に固定される。これにより、センサ取付ユニット１は、ベルト４２によってヘッドレストポスト１０２から吊り下げられた状態となる。

図４は、下ベース部３の要部分解斜視図であり、図５は固定ベルト５１の斜視図である。
下ベース部３には、固定ベルト５１を下ベース部３に固定するベルト固定部５４が設けられる。固定ベルト５１（第２固定部材）は、合成樹脂、皮革、金属等で構成され、可撓性を有する。固定ベルト５１の基端部は、ベルト固定部５４において、タッピングビス等により下ベース部３に固定される。

下ベース部３には、固定部材５２が取り付けられる。固定部材５２は、リング状の本体に複数の横桟５２ａを備えて構成される。各々の横桟５２ａの長さは、固定ベルト５１の幅よりも長い。このため、横桟５２ａに固定ベルト５１を巻き付けること、及び、２本の横桟５２ａの間に固定ベルト５１を挿通させることができる。

センサ取付ユニット１をシート１００に取り付ける工程で、ユーザは、上述のようにベルト４２をヘッドレストポスト１０２に取り付けた後で、固定ベルト５１をシート固定部１３０に固定する。詳細には、下ベース部３から下方に伸びる固定ベルト５１の先端を、シート固定部１３０に掛け渡し、その後に引き上げて横桟５２ａに巻き掛ける。さらに、ユーザが固定ベルト５１を横桟５２ａと横桟５２ａの間を通して締め付けることにより、固定ベルト５１を介して下ベース部３がシート固定部１３０に固定される。

固定ベルト５１を取り付ける対象はシート固定部１３０に限定されず、シート１００の下部または下方に位置する金具やパイプ等に固定ベルト５１を巻き掛けることができる。また、固定ベルト５１の長さに余裕を持たせることで、センサ取付ユニット１を、様々なサイズのシート１００に装着できる。シート１００のサイズは、車両の種類、車種その他により異なるが、各種のシート１００に対してセンサ取付ユニット１を取り付けることが可能である。

下ベース部３において、固定部材５２及びベルト固定部５４が取り付けられる取付面５８には、カバー３１を装着できる。カバー３１は着脱可能であるため、固定ベルト５１の取り付けの邪魔にならず、また、センサ取付ユニット１の設置状態において固定部材５２及びベルト固定部５４を覆うことで、美観を保つことができる。また、固定部材５２は、取付面５８に対し、ブラケット５３によって回動可能に支持される。例えば、固定ベルト５１を横桟５２ａに巻きかける作業において、必要に応じて固定部材５２を回動させることができる。

後述するように、センサ取付ユニット１は、ベース部１０の長さ、すなわち上固定部４と下固定部５との間の長さを調整する調整機構１４（図１２）を有する。センサ取付ユニット１は、固定ベルト５１の巻き付け長さを調整可能であること、および、調整機構１４の機能により、幅広いサイズのシート１００に固定できる。調整機構１４は、サイズ調整機構に相当する。調整機構１４の詳細については後述する。

図１に戻り、ベース部１０の中央にはハンドル部６が設けられる。ハンドル部６は、後述するセンサ部７（図７）を上ベース部２に固定するセンサ取付機構１２（図１５）を構成する。ハンドル部６は、センサ部７を固定するセンサ固定ボルト７５（図１４）に螺合するナットを有し、ハンドル部６を回すことにより、センサ部７の固定状態を調整できる。

センサ取付ユニット１は、設置状態において、図１に示すようにハンドル部６を含む面が露出する。この面をセンサ取付ユニット１の正面とする。これに対し、センサ取付ユニット１においてシート後面１１２に接する側の面、すなわち正面に対し裏に相当する面を、センサ取付面と呼ぶ。

また、センサ取付ユニット１の設置状態におけるシート１００の上下、左右、および前後の方向を、センサ取付ユニット１の上下方向、左右（幅）方向、および前後方向とする。すなわち、センサ取付ユニット１の左右方向は、シート１００の幅方向に相当し、図１に符号ｘで示す。上下方向はシート１００の高さ方向であり、図１に符号ｙで示す。また、センサ取付ユニット１の前後方向は、シートクッション部１２０の前後方向に相当し、図１に符号ｚで示す。

図２には、シートバック部１１０の内部構造を破線で示す。シートバック部１１０は、シートバック部１１０の骨格を構成するシートバックフレーム１４０と、シートバックフレーム１４０により支持されるウレタンマット等の弾性部材（図示略）とを有し、これらがシート表皮（図示略）で覆われる。
シートバックフレーム１４０は、金属や合成樹脂で構成される剛性部材であり、シートバック部１１０の枠を構成し、この枠の内側に、弾性部材を支持する背当フレーム１４２、およびスプリング１４３を有する。

ベース部１０は、上部の幅が狭く、下部の幅が広い形状となっており、この形状が、センサ取付ユニット１をシートバック部１１０に強く固定する効果を奏する。
センサ取付ユニット１の設置状態では、上ベース部２の上部が、上下方向においてシートバックフレーム１４０の上部フレーム１４１に重なる。一般に、上部フレーム１４１はシートバック部１１０の上辺に沿って延設されるので、上ベース部２の上部の幅が小さくても、上ベース部２が上部フレーム１４１に重なる。

また、センサ取付ユニット１の設置状態では、下ベース部３が下部フレーム１４４に重なる。下ベース部３の下部は上ベース部２の上部に比べて幅が広いため、ほぼ確実に、シートバック部１１０の左右下端部において下部フレーム１４４に重なる。
すなわち、下ベース部３は、図２に示すように、上部から下部にかけて幅が広くなるテーパーを有する。このため、下部フレーム１４４がシートバック部１１０の側端部にのみ配置されていても、下ベース部３の下端部が下部フレーム１４４に重なる。

このため、センサ取付ユニット１をシートバック部１１０に押しつける力が加わった場合、ベース部１０は、上部フレーム１４１および下部フレーム１４４の剛性により強く支持される。従って、上固定部４および下固定部５を用いて、センサ取付ユニット１を、がたつき等を生じないようにシートバック部１１０に固定できる。
また、ベース部１０が上部フレーム１４１に重なる部分の幅が小さいため、センサ取付ユニット１をシートバック部１１０に押しつける力が狭い面積に集中する。このため、センサ取付ユニット１を、より強固にシートバック部１１０に固定できる。

また、上述したように、調整機構１４によってベース部１０の上下方向のサイズを変化させることができる。ベース部１０の上下方向のサイズを調整することにより、シートバック部１１０のサイズに関わらず、ベース部１０が上部フレーム１４１および下部フレーム１４４に支持される状態を実現できる。
このように、センサ取付ユニット１は、様々なサイズおよび形状のシート１００に対し、強固に固定できる。

図６は、センサ取付ユニット１を正面側から見た斜視図である。図７は、センサ取付ユニット１をセンサ取付面側から見た斜視図である。

下ベース部３は、上ベース部２の下部を収容する収容部３３を有する。上ベース部２は、収容部３３に上方から挿入されて嵌合し、収容部３３において上下にスライド可能に支持される。

上ベース部２の構成について詳述する。
図８は、上ベース部２を正面側から見た斜視図であり、図９は上ベース部２をセンサ取付面側から見た斜視図である。
上ベース部２の上端部には、上固定部４が取り付けられる取付部２９が形成されている。取付部２９は、バックル４１をはめ込み可能な凹部である嵌合部２９ｂと、嵌合部２９ｂの両側端に位置する突起２９ａとによって構成される。バックル４１は、嵌合部２９ｂに嵌め込まれ、一対の突起２９ａに対してボルトや接着剤等により固定される。

上ベース部２には、センサ取付面の中央にセンサ収容部２４が形成される。センサ収容部２４は、センサ部７を収容する凹部であり、上ベース部２の長手方向、すなわちセンサ取付ユニット１の設置状態における上下方向に沿って延びる楕円形状である。センサ収容部２４は底部に向けて断面が縮小するように傾斜する。センサ収容部２４は、図９に示すように、底部に向けて傾斜する湾曲面により構成してもよい。

センサ収容部２４の底部には、上ベース部２の長手方向に延びるナットレール２６（溝）が形成される。ナットレール２６は、所定の幅を有する溝であり、ナットレール２６の中央には、上ベース部２の長手方向に延びる長孔２５（貫通孔）が穿設される。長孔２５は上ベース部２を貫通し、上ベース部２の正面においても開口する。ナットレール２６及び長孔２５は、図９に示すように、長手方向の両端を丸めた形状としてもよい。

上ベース部２の下端部にはケーブル収納シャフト２７が接続される。ケーブル収納シャフト２７は断面角形の管であり、センサ部７から延びるケーブル７２（図１４）を収容する。センサ収容部２４の下端部にはケーブル収容部２８が開口し、ケーブル収容部２８は、ケーブル収納シャフト２７の内部空間に連通する。センサ収容部２４にセンサ部７を設置した場合、センサ部７から延びるケーブル７２を、ケーブル収容部２８からケーブル収納シャフト２７に通して、センサ取付ユニット１の外部に導くことができる。

図７に示すように、センサ収容部２４にはセンサ部７が収められる。センサ収容部２４は、上下方向に長い凹部であるため、センサ部７をセンサ収容部２４に収容した状態で、後述するようにセンサ部７を上下方向に移動できる。センサ収容部２４の深さおよび断面積は、センサ部７の少なくとも一部を収容可能であればよい。

センサ部７は、シート１００に座る対象者の呼吸、心拍、体動等を含むバイタル情報を検出する非接触型のセンサ７９（検出部）を内蔵する。センサ７９は、いわゆるバイタルセンサと呼ばれるセンサである。非接触型のバイタルセンサは、例えば、マイクロ波等の電磁波や赤外線等を検出面７１から放射し、その反射波に基づき検出を行う。具体的には、センサ７９には、ドップラーセンサ、赤外線センサ等を用いることができる。
検出面７１は、センサ取付ユニット１のセンサ取付面側に露出し、センサ取付ユニット１の設置状態において、シート後面１１２に対向する。このため、検出面７１からシート後面１１２に向けて、電磁波や赤外線が放射され、検出面７１に向けて反射する反射波を検出する。例えば、センサ７９をドップラーセンサとして構成する場合、センサ７９がマイクロ波を放射する送信用のアンテナ、および、反射波を受信する受信用のアンテナが、検出面７１に面して設置される。

センサ７９に対しては、検出面７１以外から、センサ７９が放射した電磁波等の反射波やその他の電磁波等が入射することがある。例えば、車両のシート１００にセンサ取付ユニット１を設置する場合に、シート１００よりも後方にいる人に反射した反射波がセンサ７９に入射することがあり、この反射波は、対象者でない人の心拍、呼吸、体動を反映する。また、検出面７１以外から、センサ部７が放射した電磁波等に起因しない電磁波等が入射することも考えられる。これらの電磁波等はセンサ７９の検出動作に対してノイズとして作用する。

そこで、センサ収容部２４に、電磁波等を吸収または遮蔽するシールド性を持たせることにより、検出面７１とは異なる方向からセンサ７９に入射する電磁波等を低減する構成としてもよい。センサ収容部２４は、センサ部７に対し、検出面７１とは反対側に位置するので、センサ収容部２４がシールド性を持つ構成であっても、センサ７９の検出の支障にはならず、ノイズの影響を効率よく排除または低減でき、検出精度を高めることが期待できる。具体的には、センサ収容部２４にシールド材料を貼付または塗布する方法や、センサ収容部２４自体をシールド材料により構成することで、実現可能である。シールド材料としては、金属（鋼等）や導電性高分子を板、箔または粉末状にしたものや、導電性無機繊維等を用いることができる。センサ取付ユニット１の設置状態において、センサ収容部２４は露出しないので、センサ収容部２４にシールド性を持たせても美観を損なわないという利点がある。

上ベース部２の中央部から下部にかけて、上ベース部２の両側端部には平板部２２が形成される。上ベース部２の中央部は、センサ収容部２４を形成するために厚みがあるが、これに対して平板部２２は厚みが小さい。平板部２２が形成された部分では、上ベース部２の幅はほぼ一定である。
左右の平板部２２には、それぞれ、上下方向に並ぶ複数のボルト孔２３が穿設される。ボルト孔２３は、上ベース部２の正面に開口し、後述する固定ボルト１５（図１２）を締め付け可能な穴であり、図９に示すようにセンサ取付面まで貫通してもよい。ボルト孔２３の内側には、固定ボルト１５に対応する雌ねじ（図示略）が形成される。

図１０は、下ベース部３を正面側から見た斜視図であり、図１１は下ベース部３をセンサ取付面側から見た斜視図である。
収容部３３は、上端において開口する切欠部３５と、切欠部３５の左右に位置する当接部３４とにより構成される。切欠部３５の下端に面する端面３６は正面側において傾斜面となっている。図１１に示すように、下ベース部３のセンサ取付面には、端面３６から下ベース部３の下端に達する溝３８が形成される。溝３８には、上ベース部２のケーブル収容部２８を嵌め込むことが可能である。

切欠部３５は、上ベース部２の中央部、すなわちセンサ収容部２４（図７）が形成された部分を収容可能な幅を有する。また、図１１に示すように、当接部３４は、下ベース部３の他の部分に比べ厚みが小さく、センサ取付面において、左右の当接部３４が溝を形成する。左右の当接部３４には、それぞれ、上下方向に並ぶ複数の孔３２が穿設される。孔３２は、正面とセンサ取付面とに開口する貫通孔であり、固定ボルト１５を貫通させることができる。

上ベース部２を収容部３３にはめ込んだ状態では、上ベース部２の中央部が切欠部３５に収容され、平板部２２が当接部３４に当接する。この状態で、上ベース部２は、下ベース部３に対して、収容部３３の内部を上下にスライド可能である。

図１２は、図２のＡ−Ａ線における断面視図である。図１２におけるｙ方向およびｚ方向は、図１と共通である。
上ベース部２を収容部３３において上下（図中ｙ）方向にスライドさせることにより、上ベース部２と下ベース部３との上下方向における相対位置を変更できる。また、上ベース部２のボルト孔２３と、下ベース部３の孔３２とを重ね合わせた状態で、下ベース部３側から固定ボルト１５を挿入し、ボルト孔２３の雌ねじに締め込むことで、上ベース部２と下ベース部３とを固定できる。

図１２に示すように、上ベース部２に形成されるボルト孔２３の間隔と、下ベース部３に形成される孔３２の間隔とは同一である。従って、いずれか１個のボルト孔２３を１個の孔３２に重ね合わせると、多くの場合、他のボルト孔２３と孔３２とが重なるので、複数の固定ボルト１５によって強固に上ベース部２と下ベース部３とを固定できる。

ベース部１０の長さを調整する必要がある場合は、固定ボルト１５を取り外すことにより、上ベース部２と下ベース部３とを上下方向に移動させ、ベース部１０の全体の長さを調整できる。このように、上ベース部２と下ベース部３との相対位置を任意の位置に調整した状態で、固定ボルト１５をボルト孔２３と孔３２とに通して締結することにより、ベース部１０の長さを固定できる。言い換えれば、固定ボルト１５により、上ベース部２に対する下ベース部３の位置（下ベース部３に対する上ベース部２の位置と表現することもできる）を固定できる。
ボルト孔２３、孔３２、および、固定ボルト１５は、調整機構１４を構成する。また、下ベース部３に対して上ベース部２をスライド可能とする収容部３３を、調整機構１４に含めてもよい。

図６に戻り、ハンドル部６は、上ベース部２の正面においてほぼ中央に位置しており、センサ取付ユニット１の設置状態においてユーザがハンドル部６を操作可能である。ハンドル部６の位置は、図７に示すようにセンサ部７の位置に対応する。

図１３はハンドル部６の斜視図であり、図１４はセンサ部７の斜視図である。また、図１５および図１６は、センサ部７の取付状態を示す図であり、図２のＢ−Ｂ線における断面視図である。なお、図１５および図１６ではケース７４内部の図示を省略する。また、図１５および図１６におけるｙ方向およびｚ方向は、図１と共通である。

図１３に示すように、ハンドル部６は、一体に形成されたハンドルベース６１および把持部６２を有する。ハンドルベース６１はハンドル部６の底面を構成し、ハンドル部６を上ベース部２に取り付けた状態で上ベース部２に接する平面である。把持部６２は、外周部に複数の凹部６２ａが形成された形状であり、ユーザがハンドル部６を掴む際に、凹部６２ａに指をかけることができる。ユーザが把持部６２手で掴んで回転させると、ハンドルベース６１および把持部６２が一体となって回転する。

把持部６２の中心部にはボルト孔６３が形成される。ボルト孔６３は、センサ固定ボルト７５（図１４）に係合する雌ねじを有し、センサ固定ボルト７５をボルト孔６３に螺入して締結できる。図１３の構成では、ボルト孔６３が把持部６２を貫通するが、把持部６２の表面においてボルト孔６３が塞がれていてもよい。

図１４に示すように、センサ部７は、センサ７９を収納するドーム形状のケース７４と、ケース７４に立設されたセンサ固定ボルト７５（支持軸）とを有する。ケース７４とセンサ固定ボルト７５とは、剛性を有する台座７７を介して、一体に接合または連結される。ケース７４は、合成樹脂や金属で構成される中空の容器であり、センサ７９は、上述したように対象者の心拍、呼吸、体動等を検出する非接触型のセンサである。センサ部７は、センサ７９を、センサ取付ユニット１の外部の装置に接続するケーブル７２を有し、ケーブル７２はケース７４から外に引き出される。

センサ固定ボルト７５には雄ねじ７５ａが形成され、センサ固定ボルト７５に固定ナット７６（補助部材）が螺合する。固定ナット７６は、ケース７４とは分離された部材であり、雄ねじ７５ａに沿って自由に移動可能である。固定ナット７６は、外周が少なくとも真円でないことが好ましく、より好ましくは多角形（正多角形に限定されない）であり、本実施形態では六角形とした例を示す。

図１５の断面視図には、上ベース部２にセンサ部７およびハンドル部６を取り付けた状態を示す。センサ部７は、上ベース部２のセンサ取付面側からセンサ収容部２４に収められる。図１５の状態で、センサ固定ボルト７５は長孔２５を貫通して上ベース部２の正面側に突出し、突出したセンサ固定ボルト７５にハンドル部６が螺合する。また、固定ナット７６は、ナットレール２６に嵌合する。

ナットレール２６の幅は、固定ナット７６を収容可能であり、かつ、固定ナット７６がナットレール２６の内部で回転しない大きさである。このため、固定ナット７６がナットレール２６に嵌合した状態では、センサ固定ボルト７５を回転させても固定ナット７６は回転しない。

上ベース部２に対するセンサ部７の位置は、上下（図中ｙ）方向、および、前後（図中ｚ）方向に移動可能である。
センサ部７の上下方向の位置は、固定ナット７６とハンドル部６との間の締結力により固定される。すなわち、ハンドル部６とセンサ固定ボルト７５との締結が緩んだ状態で、センサ固定ボルト７５は長孔２５内で移動可能であり、固定ナット７６はナットレール２６に沿って移動可能である。このため、センサ部７を、センサ固定ボルト７５および固定ナット７６とともに、上下に移動可能である。

ハンドル部６がユーザによって締結方向に回転されると、ボルト孔６３がセンサ固定ボルト７５に螺合して、固定ナット７６とハンドルベース６１とにより上ベース部２が挟まれて締結される。この締結力により、センサ固定ボルト７５は、長孔２５における任意の位置に保持される。

また、ケース７４がユーザによって周方向に回転されると、ケース７４とともにセンサ固定ボルト７５が回転する。ここで、固定ナット７６に対してセンサ固定ボルト７５が回転すると、雄ねじ７５ａに沿って固定ナット７６とケース７４との間の距離が変化し、ケース７４が前後方向に移動する。これにより、ケース７４の前後方向の位置を変更できる。

図１６には、図１５に示す状態からケース７４を前方に移動させた状態を示す。つまり、ケース７４が、シート後面１１２に対して接近している。ケース７４をシートバック部１１０側に移動させると、センサ７９がシート１００に座る対象者に近づき、センサ７９の検出感度が向上する。反対に、ケース７４をシート後面１１２から離隔する方向に移動させると、センサ７９の検出感度が低下する。例えば、センサ７９が検出する信号の強度が、センサ７９の適正なレンジより高い場合、ケース７４を移動させて信号強度を改善を図ることができる。従って、センサ部７を前後方向に移動させて、センサ７９の位置を、センシングに適した位置に調整でき、センシングの精度を高めることができる。

センサ部７を上ベース部２に取り付ける手順は、例えば次の通りである。上ベース部２からハンドル部６およびセンサ部７が取り外された状態で、ユーザは、上ベース部２のセンサ取付面側からセンサ部７をセンサ収容部２４に収め、長孔２５にセンサ固定ボルト７５を貫通させる。続いて、ナットレール２６に固定ナット７６を嵌合させ、上ベース部２の正面側においてセンサ固定ボルト７５にハンドル部６を螺合させる。ここで、ハンドル部６を回転させて、固定ナット７６とハンドルベース６１との距離を、固定ナット７６がナットレール２６から脱落しない程度の距離に縮める。

ハンドル部６とセンサ固定ボルト７５とを緊結する前の状態で、ユーザは、ハンドル部６を上下方向に移動させることにより、センサ部７の上下方向における位置を調整する。また、ハンドル部６とセンサ固定ボルト７５とを緊結する前の状態で、ケース７４を回転させて、検出面７１の位置を調整する。検出面７１の位置の調整が済んだ後、ユーザは、ハンドル部６を締め付ける。これにより、固定ナット７６とハンドルベース６１が上ベース部２に固定される。また、センサ固定ボルト７５がハンドル部６に対し自由に回転できなくなるので、検出面７１の前後方向の位置が固定される。

このように、長孔２５、ナットレール２６、ハンドルベース６１、ボルト孔６３、センサ固定ボルト７５、および固定ナット７６により構成されるセンサ取付機構１２によって、センサ部７を、上下方向および前後方向の位置を調整可能に、固定できる。また、センサ収容部２４、および台座７７を、センサ取付機構１２に含めてもよい。

図１７は、センサ取付ユニット１を車両に取り付けた構成例として、センサ取付ユニット１を含む車両情報システム２００のブロック図である。
車両情報システム２００は、例えば、車両の各部を制御するＥＣＵ（Electric Control Unit）８、および、カーナビゲーション装置９を備え、ＥＣＵ８に、ケーブル７２を介してセンサ取付ユニット１のセンサ７９が接続される。

センサ７９は、ＥＣＵ８の制御に従って、予め設定されたサンプリング周期で検出動作を実行する。センサ７９がドップラーセンサで構成される場合、検出動作において、センサ７９は検出面７１からマイクロ波を放射し、その反射波を検出する。センサ７９は、反射波の検出結果をＥＣＵ８に出力し、ＥＣＵ８は、センサ取付ユニット１が装着されたシート１００に着座する対象者の呼吸、心拍等を含むバイタル情報を検出する。ＥＣＵ８が検出するバイタル情報には、対象者の体動を含めてもよい。また、センサ７９が、反射波の検出結果に基づき対象者のバイタル情報を求め、求めたバイタル情報をＥＣＵ８に出力する構成としてもよい。

ＥＣＵ８は、センサ７９により検出したバイタル情報に基づき、対象者の状態を推定する。対象者の状態が、特定の状態に該当すると判定した場合、ＥＣＵ８は、カーナビゲーション装置９に対して制御信号を出力する。例えば、車両を運転する運転者を対象者とした場合、ＥＣＵ８は、対象者の状態が、運転に適しない状態に近づきつつあるか、或いは、運転に適した状態から離れていることを検出する。対象者の状態が上記の状態に該当する場合、ＥＣＵ８はカーナビゲーション装置９に対し、運転者の状態の記録や報知を指示する制御信号を出力する。カーナビゲーション装置９は、音声、画面表示、或いは、シート１００を振動させるバイブレーション装置等により、運転者の注意を喚起する報知動作を実行する。また、運転者以外の搭乗者に対する報知を行ってもよい。

以上説明したように、本発明を適用したセンサ取付ユニット１は、シートバック部１１０を有するシート１００に固定されるベース部１０と、センサ部７と、ベース部１０を、シートバック部１１０の背面側の位置でシート１００に固定する固定部１１と、ベース部１０にセンサ部７を取り付けるセンサ取付機構１２と、を備え、センサ取付機構１２は、ベース部１０に対するセンサ部７の位置を、上下方向に調整可能である。
これにより、シートバック部１１０を有するシート１００に対し、シート後面１１２側にセンサ部７を取り付けることが可能である。このため、センシングの対象である対象者の体とセンサ７９との接触によるセンサ７９の破損を防止でき、センサ部７を適切な位置に取り付けることによって、高精度で、確実にセンシングを行うことができる。

また、本実施形態では、センサ取付機構１２は、ベース部１０に対するセンサ部７の位置を、シートバック部１１０に接離する方向に調整可能である。このため、センサ７９を、シート後面１１２に接近する方向、および、シート後面１１２から離れる方向に移動させて、位置を容易に調整できる。従って、非接触型のセンサ７９が検出する信号の強度を、センシングに適したレベルに調整することができる。また、センサ７９に対しシート後面１１２から伝わる振動等の影響を軽減することができる。これにより、センサ７９を適切な位置に取り付けることによって、より高精度でセンシングを行うことができる。

また、本実施形態では、固定部１１は、ベース部１０の上部に配設される上固定部４、および、ベース部１０の下部に配設される下固定部５を有し、ベース部１０は、上固定部４と下固定部５との間におけるベース部１０のサイズを調整する調整機構１４を有する。
これにより、センサ取付ユニット１を、様々なサイズのシート１００に対して確実に取り付けることができる。

また、本実施形態では、ベース部１０は、上ベース部２と下ベース部３とに分離可能であり、調整機構１４によって上ベース部２と下ベース部３とを連結して構成され、調整機構１４は、上ベース部２に対する下ベース部３の相対位置を移動可能である。この構成により、ベース部１０のサイズを容易に調整可能である。

また、本実施形態では、本実施形態では、下ベース部３は上ベース部２に対して上下に移動可能に組み付けられ、調整機構１４は、下ベース部３を任意の位置で上ベース部２に固定する。この構成によれば、ベース部１０のサイズを容易に調整可能であり、センサ７９を使用する状態において、ベース部１０のサイズが容易に変動しない構成を実現し、センサ７９により安定してセンシングを行うことができる。

また、本実施形態では、上固定部４はシート１００の上部に固定されるベルト４２を有し、下固定部５はシート１００の下部に固定される固定ベルト５１を有する。この構成によれば、ベルト４２および固定ベルト５１によって、様々な形状のシート１００に対し、センサ取付ユニット１を容易に、確実に固定できる。

また、本実施形態では、ベース部１０は、ベース部１０の上下方向に延びる長孔２５を有し、センサ部７は長孔２５に挿通されるセンサ固定ボルト７５を有し、センサ取付機構１２は、ナットレール２６に沿ってセンサ固定ボルト７５を移動させることにより、上下方向におけるセンサ部７の位置を調整可能である。これにより、センサ部７の位置を適切な位置にすることができる。

また、本実施形態では、ベース部１０は、長孔２５に沿って延びるナットレール２６を有し、センサ取付機構１２は、センサ固定ボルト７５に対して移動可能に取り付けられ、ナットレール２６に嵌合する固定ナット７６を有し、センサ固定ボルト７５に対して固定ナット７６の位置を移動させることによりシートバック部１１０に接離する方向でセンサ部７の位置を調整可能である。この構成によれば、センサ７９を、シート後面１１２に接近する方向およびシート後面１１２から離れる方向に容易に移動させて、センサ７９の位置を調整できる。このため、センサ７９の適切な検出環境を実現し、高精度でバイタル情報を検出できる。

また、本実施形態では、センサ部７は検出方向に対応する検出面７１を有し、センサ取付機構１２は、検出面７１をシートバック部１１０に向けるようにセンサ部７を固定する。この構成によれば、検出面７１を、対象者が着座するシート１００に向けて固定することができ、高精度のセンシングを行うことができる。

また、本実施形態では、センサ部７は、検出面７１から検出方向に電磁波を照射して、反射波を検出するセンサ７９を内蔵する。この構成によれば、非接触で対象者のバイタル情報を検出できる。

例えば、本実施形態のセンサ取付ユニット１は、センサ部７の検出面７１を、対象者の体幹部に向けて固定できる。センサ７９がマイクロ波を利用するドップラーセンサである場合、検出面７１から対象者の体幹部に向けてマイクロ波が放射され、対象者の体幹部からの反射波をセンサ７９が受信することが好ましい。より好ましくは、センサ７９は、対象者の横隔膜およびその近傍に向けてマイクロ波を放射し、反射波を受信する。センサ取付ユニット１は、シートバック部１１０に対するベース部１０の位置を、調整機構１４および固定ベルト５１により調整可能である。また、センサ取付ユニット１は、センサ取付機構１２により、検出面７１の上下方向の位置を調整可能である。このため、シート１００のサイズ、シート１００に着座する対象者の体格や体形（身長、座高等）、着座姿勢の癖等に対応して、センサ部７を適切な位置に設置することができ、センサ７９の検出環境を極めて良好な状態とすることができる。従って、対象者の体幹部、或いは横隔膜およびその近傍に対し、的確なセンシングを行える。さらに、センサ取付機構１２は、センサ７９を、シート後面１１２に対し接近および離隔する方向に移動させることが可能なため、センサ７９の検出感度、シート後面１１２のクッション性が検出面７１に与える影響、シート１００が設置される環境からの振動の影響等に対応して、センサ７９の検出環境を調整できる。このため、より高精度のセンシングを実現できる。

また、センサ取付ユニット１は、固定部１１によってシートバック部１１０のシート後面１１２側に艤装される。このため、センサ取付ユニット１の設置に伴うシート１００の改造や解体などの手間を省くことができ、センシングに関する調整が容易である。例えば、対象者のバイタル情報を検出する機能部を持たない車両等に、センサ取付ユニット１を容易に後付け設置できる。

また、センサ取付ユニット１は、シート１００の躯体（シートバックフレーム１４０やシート固定部１３０など）に直接固定されず、クッション性を有するシート１００のシート後面１１２に、固定部１１により固定される。この艤装形態は、シート１００のクッション性による振動吸収構造を活用して、シート１００自体の振動がセンサ取付ユニット１に伝わりにくく、センサ７９のセンシングに好適である。
すなわち、ヘッドレストポスト１０２に、ベルト４２によってセンサ取付ユニット１を吊り下げ、かつ、シート後面１１２にベース部１０を押し当てることで、ベース部１０を固定する。この構成は、シートバック部１１０がシートバックフレーム１４０によりウレタン系緩衝部材を支持する構成であることを利用し、シート１００からセンサ７９への振動の伝達を抑制し、センサ７９のセンシングの精度を高めることを可能としている。

さらに、固定部１１は、ヘッドレストポスト１０２に取り付けられるベルト４２の長さを固定し、固定ベルト５１によって、シート固定部１３０等への取付長さを調整可能として、固定ベルト５１を締め付ける構成を有する。
そして、ベース部１０の上部は狭い幅でシート後面１１２に当接し、ベース部１０の下部では幅広い領域でシート後面１１２に接する。一般的な車両のシート１００の特性上、シートバック部１１０は、ヘッドレストポスト１０２側に柔軟なウレタン系緩衝部材等が利用される。従って、ベース部１０の上部では、狭い幅に応力を集中させて、ベース部１０を支持することで、シート１００の振動によるセンシングへの影響を軽減できる。一方、シートバック部１１０の下部においては、シートクッション部１２０とシートバック部１１０とが連結される構造があるため、下部フレーム１４４を含む各部の剛性が高い。そこで、幅広い領域でベース部１０をシート後面１１２に当接させることで、シート１００の振動によるセンシングへの影響を軽減できる。

なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。
例えば、上記実施形態では、ヘッドレストポスト１０２にベルト４２を取り付けて、シート固定部１３０に固定ベルト５１を取り付けることによってベース部１０を固定する構成を例示した。本発明はこれに限定されず、例えば、シートバック部１１０の当接面１１１側に配置されるベルト（図示略）により、センサ取付ユニット１を固定してもよい。例えば、上記ベルトによって、当接面１１１側で、バックル４１と固定ベルト５１とを連結して締め付けることで、ベース部１０を固定してもよい。この構成によれば、固定ベルト５１を巻き付ける横桟に相当する部材がシート１００の下部にない場合や、ベルト４２を固定する対象を持たないシートに対しても、センサ取付ユニット１を取り付けることができる。また、例えば、ベルト４２を、ヘッドレスト１０１の前側に巻き回して固定する構成としてもよい。この構成によれば、ヘッドレスト１０１がシートバック部１１０から分離できない構成を有するシート１００に対し、センサ取付ユニット１を固定できる。その他の細部構成についても任意に変更可能である。

１ センサ取付ユニット
２ 上ベース部
３ 下ベース部
４ 上固定部
５ 下固定部
６ ハンドル部
７ センサ部
１０ ベース部
１１ 固定部
１２ センサ取付機構
１４ 調整機構
１５ 固定ボルト
２３ ボルト孔
２５ 長孔（貫通孔）
２６ ナットレール（溝）
４２ ベルト（第１固定部材）
５１ 固定ベルト（第２固定部材）
７１ 検出面
７５ センサ固定ボルト（支持軸）
７６ 固定ナット（補助部材）
７９ センサ（検出部）
１００ シート
１１０ シートバック部（背もたれ）
１１２ シート後面（背面）

Claims (10)

1. 背もたれを有するシートに固定されるベース部と、
   センサ部と、
   前記ベース部を、前記背もたれの背面側の位置で前記シートに固定する固定部と、
   前記ベース部に前記センサ部を取り付けるセンサ取付機構と、を備え、
   前記センサ取付機構は、前記ベース部に対する前記センサ部の位置を、上下方向に調整可能であること、
   を特徴とするセンサ取付ユニット。
2. 前記センサ取付機構は、前記ベース部に対する前記センサ部の位置を、前記背もたれに接離する方向に調整可能であること、
   を特徴とする請求項１記載のセンサ取付ユニット。
3. 前記固定部は、前記ベース部の上部に配設される上固定部、および、前記ベース部の下部に配設される下固定部を有し、
   前記ベース部は、前記上固定部と前記下固定部との間における前記ベース部のサイズを調整するサイズ調整機構を有すること、
   を特徴とする請求項１または２記載のセンサ取付ユニット。
4. 前記ベース部は、上ベース部と下ベース部とに分離可能であり、前記サイズ調整機構によって前記上ベース部と前記下ベース部とを連結して構成され、
   前記サイズ調整機構は、前記上ベース部に対する前記下ベース部の相対位置を移動可能であること、
   を特徴とする請求項３記載のセンサ取付ユニット。
5. 前記下ベース部は前記上ベース部に対して上下に移動可能に組み付けられ、前記サイズ調整機構は、前記下ベース部を任意の位置で前記上ベース部に固定すること、を特徴とする請求項４記載のセンサ取付ユニット。
6. 前記上固定部は前記シートの上部に固定される第１固定部材を有し、前記下固定部は前記シートの下部に固定される第２固定部材を有すること、
   を特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載のセンサ取付ユニット。
7. 前記ベース部は、前記ベース部の上下方向に延びる貫通孔を有し、
   前記センサ部は前記貫通孔に挿通される支持軸を有し、
   前記センサ取付機構は、前記溝に沿って前記支持軸を移動させることにより、上下方向における前記センサ部の位置を調整可能であること、
   を特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のセンサ取付ユニット。
8. 前記ベース部は、前記貫通孔に沿って延びる溝を有し、
   前記センサ取付機構は、前記支持軸に対して移動可能に取り付けられ、前記溝に嵌合する補助部材を有し、前記支持軸に対して前記補助部材の位置を移動させることにより前記背もたれに接離する方向で前記センサ部の位置を調整可能であること、
   を特徴とする請求項７記載のセンサ取付ユニット。
9. 前記センサ部は検出方向に対応する検出面を有し、
   前記センサ取付機構は、前記検出面を前記背もたれに向けるように前記センサ部を固定すること、
   を特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のセンサ取付ユニット。
10. 前記センサ部は、前記検出面から前記検出方向に電磁波を照射して、反射波を検出する検出部を内蔵すること、
    を特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のセンサ取付ユニット。

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