JP5134890B2 - Headrest position adjustment device and headrest position adjustment method - Google Patents
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Description
本発明は、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ヘッドレスト位置調整装置およびヘッドレスト位置調整方法に関し、特にヘッドレストの位置を自動的に適切な状態に調整することができるヘッドレスト位置調整装置およびヘッドレスト位置調整方法に関する。 The present invention relates to a headrest position adjusting device and a headrest position adjusting method for adjusting the position of a headrest provided in a seat of a vehicle such as an automobile, and more particularly to a headrest position capable of automatically adjusting the position of the headrest to an appropriate state. The present invention relates to an adjusting device and a headrest position adjusting method.
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に開示されているヘッドレスト駆動装置は、ヘッドレストを移動可能に支持する支持手段と、ヘッドレストを往復駆動する駆動手段と、ヘッドレスト外カバーの頭部を支える部分の内側に互いに離れて設けられた複数の検知電極と、これら複数の検知電極が共通電位ラインに対して形成する静電容量を検出する静電容量検出手段と、静電容量がバランスする方向にヘッドレストを移動させるように駆動手段を制御する位置制御手段とを備えて構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, the following is known for adjusting the position of a headrest provided in a seat of a vehicle such as an automobile. That is, the headrest driving device disclosed in the following
そして、このヘッドレスト駆動装置は、静電容量がバランスして頭部が複数の検知電極の中心に位置するように、すなわち頭部の動きに追従してヘッドレストが位置するようにヘッドレストが駆動され、これにより自動的にヘッドレストの位置を頭部への適正位置(頭部の中心)に調整することができる構成とされている。 And this headrest drive device, the headrest is driven so that the electrostatic capacitance is balanced and the head is positioned at the center of the plurality of detection electrodes, that is, the headrest is positioned following the movement of the head, Thereby, it is set as the structure which can adjust the position of a headrest automatically to the appropriate position (center of a head) to a head.
しかしながら、上述した特許文献1に開示されているヘッドレスト駆動装置では、複数の検知電極からの静電容量がバランスするようにヘッドレストを動かす。このため、例えば頭部の後頭部形状が丸くなくて比較的平らである場合や、頭部と各検知電極とが離れている場合(頭部がヘッドレストから離れるように着座する人の場合)などでは、各検知電極の静電容量がバランスする範囲が広くなったり、バランスする位置が頭部の中心位置にならないなどの状態が起こり得て、必ずしもヘッドレストを適正位置に位置調整することができないという問題がある。
However, in the headrest driving device disclosed in
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、人体の頭部とヘッドレストとの間の距離や頭部の形状などにかかわらずにヘッドレストを短時間で確実に頭部に対する適正位置に調整することができるヘッドレスト位置調整装置およびヘッドレスト位置調整方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and ensures that the headrest is properly positioned with respect to the head in a short time regardless of the distance between the head and the headrest of the human body or the shape of the head. It is an object to provide a headrest position adjusting device and a headrest position adjusting method that can be adjusted to each other.
本発明に係るヘッドレスト位置調整装置は、車両の座席に備えられたヘッドレストの前面側上部に少なくとも二つ設けられ、前記座席に着座した人体と前記ヘッドレストとの間の静電容量を検知する上部検知電極と、前記ヘッドレストの前面側下部に少なくとも一つ設けられ、前記人体と前記ヘッドレストとの間の静電容量を検知する下部検知電極と、前記上部検知電極および前記下部検知電極からの検知信号に基づいて前記人体の頭部の頭頂部位置を検出するとともに、前記上部検知電極からの検知信号に基づいて該頭部の水平方向中心位置を検出する検出回路と、前記検出回路からの検出結果に応じて、前記ヘッドレストの前記座席に対する位置を、前記頭頂部位置および前記水平方向中心位置に基づく前記頭部に対しての適正位置に調整する位置調整手段とを備えたことを特徴とする。 The headrest position adjusting device according to the present invention includes at least two headrest position detecting devices for detecting an electrostatic capacity between a human body seated on the seat and the headrest, provided at least in front of the headrest provided on the seat of the vehicle. At least one electrode and a lower detection electrode for detecting a capacitance between the human body and the headrest, and detection signals from the upper detection electrode and the lower detection electrode. And detecting the top position of the head of the human body based on the detection signal from the upper detection electrode and detecting the horizontal center position of the head based on the detection result from the detection circuit. Accordingly, the position of the headrest with respect to the seat is adjusted to an appropriate position with respect to the head based on the top position and the horizontal center position. Characterized by comprising a position adjusting means for.
本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、人体の頭部の頭頂部位置と水平方向中心位置とに基づいて、ヘッドレストの座席に対する位置を頭部に対しての適正位置に自動的かつ確実に調整することができる。このため、人体の頭部とヘッドレストとの間の距離や頭部の形状などにかかわらずにヘッドレストを短時間で確実に頭部に対する適正位置に調整することができる。 The headrest position adjusting device according to the present invention is configured as described above, so that the position of the headrest with respect to the seat is determined based on the top position and the horizontal center position of the head of the human body. The position can be adjusted automatically and reliably. For this reason, regardless of the distance between the head of the human body and the headrest, the shape of the head, and the like, the headrest can be reliably adjusted to an appropriate position with respect to the head in a short time.
また、自動的にヘッドレストの位置を頭部に対する適正位置に調整することができるため、ヘッドレストの位置未調整による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。さらに、上部検知電極および下部検知電極からの静電容量値に基づいて頭部の頭頂部位置および水平方向中心位置を検出し、これらの位置に基づいてヘッドレストの位置調整を行うことができるので、人体の肩や首の位置、あるいは座高の高さなどの様々な要因に左右されずに高精度な位置調整を行うことができる。 In addition, since the position of the headrest can be automatically adjusted to an appropriate position with respect to the head, it is possible to prevent accidents such as injury to the cervical spine of the occupant at the time of a collision due to unadjusted headrest position. Furthermore, since the top position of the head and the horizontal center position can be detected based on the capacitance values from the upper detection electrode and the lower detection electrode, the position of the headrest can be adjusted based on these positions. High-accuracy position adjustment can be performed without being influenced by various factors such as the position of the shoulder or neck of the human body or the height of the sitting height.
前記上部検知電極は、前記ヘッドレストの前面側上部における該前面に沿った水平方向両端近傍位置に少なくともそれぞれ設けられ、前記下部検知電極は、前記ヘッドレストの前面側下部における該前面に沿った水平方向両端間中央近傍位置に少なくとも設けられている構成とされていてもよい。 The upper detection electrodes are provided at least in the vicinity of both ends in the horizontal direction along the front surface of the upper portion of the front side of the headrest, and the lower detection electrodes are arranged at both ends in the horizontal direction along the front surface of the lower portion of the front side of the headrest. It may be configured to be provided at least in the vicinity of the center of the space.
前記検出回路は、前記上部検知電極からの検知信号に基づく前記頭部の頭頂部近傍との間の静電容量が示す静電容量値を、前記下部検知電極からの検知信号に基づく前記頭頂部近傍以外の人体の部位との間の静電容量が示す静電容量値と比較して前記頭頂部位置を検出するとともに、前記上部検知電極それぞれからの前記静電容量値を比較して前記水平方向中心位置を検出する構成とされていてもよい。 The detection circuit has a capacitance value indicated by a capacitance between the head and the vicinity of the top of the head based on a detection signal from the upper detection electrode, and the top of the head based on a detection signal from the lower detection electrode. The position of the top of the head is detected by comparing with the capacitance value indicated by the capacitance between a part of the human body other than the vicinity, and the capacitance value from each of the upper detection electrodes is compared with the horizontal value. You may be set as the structure which detects a direction center position.
前記位置調整手段は、前記上部検知電極からの静電容量値と、前記下部検知電極からの静電容量値との比較値が、あらかじめ設定されたしきい値の範囲に含まれないときは、該比較値が該しきい値の範囲に含まれるまで前記ヘッドレストを上方向または下方向に移動させ、前記検出回路は、該比較値が該しきい値の範囲に含まれるときに前記頭頂部位置を決定した後に、前記位置調整手段は、前記上部検知電極それぞれからの前記静電容量値が同等の検出値となるまで前記ヘッドレストを左方向または右方向に移動させ、前記検出回路は、該検出値が同等となったときに前記水平方向中心位置を決定する構成とされていてもよい。 When the comparison value between the capacitance value from the upper detection electrode and the capacitance value from the lower detection electrode is not included in a preset threshold range, the position adjustment unit, The headrest is moved upward or downward until the comparison value is included in the threshold value range, and the detection circuit detects the top position when the comparison value is included in the threshold value range. After the determination, the position adjustment means moves the headrest leftward or rightward until the capacitance value from each of the upper detection electrodes becomes an equivalent detection value, and the detection circuit The horizontal center position may be determined when the values are equal.
前記上部検知電極は、前記ヘッドレストの前面側上部の前記水平方向両端近傍位置にそれぞれ設けられた第1および第2検知電極からなり、前記下部検知電極は、前記ヘッドレストの前面側下部の前記水平方向両端間中央近傍位置に設けられた第3検知電極からなる構成とされていてもよい。 The upper detection electrode includes first and second detection electrodes provided in the vicinity of both ends in the horizontal direction on the front side upper part of the headrest, and the lower detection electrode is in the horizontal direction on the lower side on the front side of the headrest. You may be set as the structure which consists of a 3rd sensing electrode provided in the center vicinity position between both ends.
前記位置調整手段は、前記ヘッドレストの前記適正位置への移動を開始する前に、該ヘッドレストを前記座席に対する最上部位置または最下部位置における該座席の中心位置に移動させる構成とされていてもよい。 The position adjusting means may be configured to move the headrest to the center position of the seat at the uppermost position or the lowermost position with respect to the seat before starting the movement of the headrest to the appropriate position. .
前記検出回路は、前記第1、第2および第3検知電極とそれぞれ一対一に接続され、各検知電極により検知された静電容量を示す情報を出力する複数の静電容量検知回路と、これら複数の静電容量検知回路からの前記情報に基づく静電容量値を用いて前記頭頂部位置および前記水平方向中心位置を演算し、演算結果情報に応じた信号を前記位置調整手段に出力する演算処理回路とを備えて構成されていてもよい。 The detection circuit is connected to the first, second, and third detection electrodes in a one-to-one relationship, and outputs a plurality of capacitance detection circuits that output information indicating the capacitance detected by the detection electrodes; Calculation for calculating the top position and the horizontal center position using capacitance values based on the information from a plurality of capacitance detection circuits, and outputting a signal corresponding to the calculation result information to the position adjustment means And a processing circuit.
また、前記検出回路は、前記第1および第2検知電極のいずれか一方とは直接接続されるとともにいずれか他方とは第1スイッチを介して接続され、これらの検知電極により検知された静電容量を示す情報を出力する第1静電容量検知回路と、該第1静電容量検知回路と前記第1スイッチを介して接続された検知電極と第2スイッチを介して接続されるとともに前記第3検知電極と第3スイッチを介して接続され、これらの検知電極により検知された静電容量を示す情報を出力する第2静電容量検知回路と、これら第1および第2静電容量検知回路からの前記情報に基づく静電容量値を用いて前記頭頂部位置および前記水平方向中心位置を演算し、演算結果情報に応じた信号を前記位置調整手段に出力する演算処理回路とを備えて構成されていてもよい。 In addition, the detection circuit is directly connected to one of the first and second detection electrodes and connected to the other via a first switch, and the detection circuit detects electrostatic charges detected by these detection electrodes. A first capacitance detection circuit for outputting information indicating capacitance; a detection electrode connected to the first capacitance detection circuit via the first switch; and a second switch connected to the first capacitance detection circuit. A second capacitance detection circuit which is connected to the three detection electrodes via a third switch and outputs information indicating the capacitance detected by these detection electrodes; and the first and second capacitance detection circuits. An arithmetic processing circuit that calculates the top position and the horizontal center position using a capacitance value based on the information from and outputs a signal corresponding to the calculation result information to the position adjusting means. Been It may be.
なお、前記複数の静電容量検知回路は、それぞれ検知電極により検知された静電容量を電圧に変換するC−V変換回路と、該C−V変換回路からのアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換回路とを備えて構成されていてもよい。 The plurality of capacitance detection circuits convert a capacitance detected by the detection electrode into a voltage, and convert an analog signal from the CV conversion circuit into a digital signal. An A / D conversion circuit may be provided.
また、前記上部検知電極および前記下部検知電極の該前面側とは反対側の該ヘッドレストの内部側にそれぞれ設けられ、各検知電極の外部環境変化による静電容量変化を抑制する複数の補助電極をさらに備え、前記複数の補助電極は、各検知電極と同等の電位が与えられている構成とされていてもよい。 In addition, a plurality of auxiliary electrodes provided on the inner side of the headrest on the opposite side of the front side of the upper detection electrode and the lower detection electrode, respectively, to suppress capacitance changes due to changes in the external environment of the detection electrodes. Further, the plurality of auxiliary electrodes may be configured to be supplied with the same potential as each of the detection electrodes.
また、少なくとも前記下部検知電極の近傍位置における前記ヘッドレストの前記座席側にさらに前記補助電極を設けた構成とされていてもよい。 Further, the auxiliary electrode may be further provided on the seat side of the headrest at least in the vicinity of the lower detection electrode.
本発明に係るヘッドレスト位置調整方法は、車両の座席に備えられたヘッドレストの前面側下部に少なくとも二つ設けられた上部検知電極および前記ヘッドレストの前面側下部に少なくとも一つ設けられた下部検知電極によって、前記座席に着座した人体と前記ヘッドレストとの間の静電容量を検知し、検知された静電容量を示す前記上部検知電極および前記下部検知電極からの検知信号に基づいて前記人体の頭部の頭頂部位置を検出するとともに、前記上部検知電極からの検知信号に基づいて該頭部の水平方向中心位置を検出し、検出された前記頭頂部位置および前記水平方向中心位置に基づき、前記ヘッドレストの前記座席に対する位置を前記頭部に対しての適正位置に調整することを特徴とする。 The headrest position adjusting method according to the present invention includes at least two upper detection electrodes provided at a front lower portion of a headrest provided in a vehicle seat and at least one lower detection electrode provided at a lower front side of the headrest. Detecting the electrostatic capacity between the human body seated on the seat and the headrest, and detecting the electrostatic capacity based on detection signals from the upper detection electrode and the lower detection electrode And a horizontal center position of the head is detected based on a detection signal from the upper detection electrode, and the headrest is detected based on the detected top position and horizontal center position. The position with respect to the seat is adjusted to an appropriate position with respect to the head.
本発明に係るヘッドレスト位置調整方法は、以上のように構成されることにより、人体の頭部の頭頂部位置と水平方向中心位置とに基づいて、ヘッドレストの座席に対する位置を頭部に対しての適正位置に自動的かつ確実に調整することができる。このため、人体の頭部とヘッドレストとの間の距離や頭部の形状などにかかわらずにヘッドレストを短時間で確実に頭部に対する適正位置に調整することができる。 The headrest position adjustment method according to the present invention is configured as described above, so that the position of the headrest relative to the seat with respect to the head is determined based on the top position of the head of the human body and the horizontal center position. It can be automatically and reliably adjusted to an appropriate position. For this reason, regardless of the distance between the head of the human body and the headrest, the shape of the head, and the like, the headrest can be reliably adjusted to an appropriate position with respect to the head in a short time.
また、自動的にヘッドレストの位置を頭部に対する適正位置に調整することができるため、ヘッドレストの位置未調整による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。さらに、上部検知電極および下部検知電極からの静電容量値に基づいて頭部の頭頂部位置および水平方向中心位置を検出し、これらの位置に基づいてヘッドレストの位置調整を行うことができるので、人体の肩や首の位置、あるいは座高の高さなどの様々な要因に左右されずに高精度な位置調整を行うことができる。 In addition, since the position of the headrest can be automatically adjusted to an appropriate position with respect to the head, it is possible to prevent accidents such as injury to the cervical spine of the occupant at the time of a collision due to unadjusted position of the headrest. Furthermore, since the top position of the head and the horizontal center position can be detected based on the capacitance values from the upper detection electrode and the lower detection electrode, the position of the headrest can be adjusted based on these positions. High-accuracy position adjustment can be performed without being influenced by various factors such as the position of the shoulder or neck of the human body or the height of the sitting height.
また、本発明に係るヘッドレスト位置調整装置は、車両の座席に備えられたヘッドレストの前面側上部における該前面に沿った水平方向両端近傍位置にそれぞれ設けられ、前記座席に着座した人体と前記ヘッドレストとの間の静電容量を検知する二つの上部検知電極と、前記ヘッドレストの前面側下部における該前面に沿った水平方向両端間中央近傍位置に一つ設けられ、前記人体と前記ヘッドレストとの間の静電容量を検知する下部検知電極と、前記上部検知電極および下部検知電極からの検知信号に基づいて、前記人体の頭部の位置を検出する検出回路と、前記検出回路からの検出結果に応じて、前記ヘッドレストの前記座席に対する位置を前記頭部に対しての適正位置に調整する位置調整手段とを備えたことを特徴とする。 Further, the headrest position adjusting device according to the present invention is provided at each position near both ends in the horizontal direction along the front surface of the upper portion of the front surface of the headrest provided in the seat of the vehicle, and the human body seated on the seat and the headrest Two upper detection electrodes for detecting a capacitance between the headrest and one at a position near the center between both ends in the horizontal direction along the front surface of the lower portion on the front surface side of the headrest, between the human body and the headrest According to a lower detection electrode for detecting capacitance, a detection circuit for detecting the position of the head of the human body based on detection signals from the upper detection electrode and the lower detection electrode, and a detection result from the detection circuit And a position adjusting means for adjusting the position of the headrest relative to the seat to an appropriate position relative to the head.
本発明によれば、人体の頭部の頭頂部位置と水平方向中心位置とに基づいて、ヘッドレストの座席に対する位置を頭部に対しての適正位置に自動的かつ確実に調整することができ、人体の頭部とヘッドレストとの間の距離や頭部の形状などにかかわらずにヘッドレストを短時間で確実に頭部に対する適正位置に調整することができるヘッドレスト位置調整装置およびヘッドレスト位置調整方法を提供することができる。 According to the present invention, the position of the headrest with respect to the seat can be automatically and reliably adjusted to an appropriate position with respect to the head based on the top position and the horizontal center position of the head of the human body, Provided is a headrest position adjustment device and a headrest position adjustment method capable of adjusting the headrest to an appropriate position with respect to the head in a short time regardless of the distance between the head of the human body and the headrest or the shape of the head. can do.
以下、添付の図面を参照して、本発明に係るヘッドレスト位置調整装置およびヘッドレスト位置調整方法の好適な実施形態について説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a headrest position adjusting device and a headrest position adjusting method according to the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の第1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説明図、図3は同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である。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a vehicle seat in which the headrest position adjusting device according to the first embodiment of the present invention is arranged, and FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an arrangement example of a part of the headrest position adjusting device in the headrest FIG. 3 is a block diagram showing an example of the overall configuration of the headrest position adjusting device.
また、図4は、同ヘッドレスト位置調整装置の検出回路における静電容量検知回路内のC−V変換回路の構成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検出回路の動作波形の例を示す動作波形図、図6および図7は同ヘッドレスト位置調整装置の動作を説明するための動作説明図である。 FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a CV conversion circuit in the capacitance detection circuit in the detection circuit of the headrest position adjustment device, and FIG. 5 is an operation waveform of the detection circuit of the headrest position adjustment device. FIG. 6 and FIG. 7 are operation explanatory diagrams for explaining the operation of the headrest position adjusting device.
図1および図2に示すように、第1実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置100は、車両などの座席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30とを備えて構成されている。なお、この第1実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置100においては、静電容量センサ部10と駆動モータ部30は、例えばハーネス29により電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the headrest
静電容量センサ部10は、例えば基板19の一方の面側に形成された第1検知電極11、第2検知電極12および第3検知電極13と、この基板19の他方の面側に形成された検出回路20とを備えて構成され、座席40の着座部42に着座した人体48の所定部位(例えば、首部48aや肩部48b(図6参照)などの頭部49とは異なる部位)や頭部49(特に頭頂部49a)を検出する。すなわち、静電容量センサ部10は、人体48の所定部位および頭部49とヘッドレスト43(具体的には第1〜第3検知電極11〜13)との間の静電容量を検知する。
The
基板19は、例えばフレキシブルプリント基板、リジッド基板またはリジッドフレキシブル基板により構成されており、第1〜第3検知電極11〜13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)またはエポキシ樹脂などの絶縁体からなる基板19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の導電体からなる。
The board |
第1〜第3検知電極11〜13は、例えばヘッドレスト43の前面側に配置され、上部検知電極である第1および第2検知電極11,12は前面側上部に、下部検知電極である第3検知電極13は前面側下部にそれぞれ配置されている。具体的には、第1検知電極11はヘッドレスト43の前面側上部におけるこの前面に沿った水平方向左端(向かって左側)近傍位置に、および第2検知電極12は水平方向右端(向かって右側)近傍位置にそれぞれ配置され、第3検知電極13はヘッドレスト43の前面側下部におけるこの前面に沿った水平方向両端間中央近傍位置に配置されている。
The first to
各検知電極11〜13は、矩形状に形成されており、座席40に着座した人体48の所定部位や頭部49との間の静電容量を検知し、この頭部49の頭頂部49aの位置(頭頂部位置)や頭部49の水平方向中心位置(左右端からの中間位置)を検出することができるように構成されている。
Each of the
そして、このヘッドレスト位置調整装置100は、各検知電極11〜13からの検知信号に基づく静電容量が示す静電容量値を用いて、頭部49の頭頂部位置および水平方向中心位置を検出し、座席40に対するヘッドレスト43の位置を、これら頭頂部位置および水平方向中心位置に基づき頭部49に対する適正位置に調整する。
The headrest
検出回路20は、第1〜第3検知電極11〜13からの検知信号に基づいて(すなわち、例えば各検知電極11〜13からの検知信号によりそれぞれ示される静電容量値を相対的に比較して)、上述した頭部49の頭頂部位置を検出する。また、検出回路20は、ヘッドレスト43の前面側上部の第1および第2検知電極11,12からの検知信号に基づいて(すなわち、例えば各検知電極11,12からの検知信号によりそれぞれ示される静電容量値をそれぞれ比較して)、上述した頭部49の水平方向中心位置を検出する。
Based on the detection signals from the first to
なお、第1および第2検知電極11,12は主に頭部49の頭頂部49a近傍の静電容量を検知し、第3検知電極13は頭部49の頭頂部49a以外の人体48の部位(例えば、首部48aや肩部48b)の静電容量を検知する。
The first and
具体的には、検出回路20は、例えば第3検知電極13により検知された静電容量値から第1および第2検知電極11,12により検知された静電容量の合計値を減算した値を比較値とし、この比較値があらかじめ設定されたしきい値より上の範囲にあるか下の範囲にあるか(すなわち、しきい値より上に含まれるか下に含まれるか)を判断して頭頂部位置を検出する。
Specifically, for example, the
その他、検出回路20は、第3検知電極13により検知された静電容量値と第1および第2検知電極11,12により検知された静電容量の合計値とを比較したり、第3検知電極13により検知された静電容量値に定数を乗算したものを第1および第2検知電極11,12により検知された静電容量の合計値に他の定数を乗算したもので除算したりして、頭頂部位置を検出するようにしてもよい。
In addition, the
そして、検出回路20は、例えば頭頂部位置を検出した後、第1および第2検知電極11,12によりそれぞれ検知された静電容量値を、例えば各静電容量値が同等となるか否かを判断することによりそれぞれ比較して、頭部49の水平方向中心位置を検出する。
Then, the
この検出回路20は、例えば図3に示すように、第1〜第3検知電極11〜13とそれぞれ一対一で接続され、各検知電極11〜13により検知された静電容量を示す情報を出力する複数の静電容量検知回路21,22,23と、これら静電容量検知回路21〜23と接続され、各静電容量検知回路21〜23から出力された情報に基づく静電容量値を用いて頭部49の頭頂部位置や水平方向中心位置を演算し、演算結果情報に応じてヘッドレスト43を頭部49に対する適正位置に移動させたり停止させたりするための制御信号を駆動モータ部30のモータ駆動回路(図示せず)に出力する演算処理回路28とを備えて構成されている。
For example, as shown in FIG. 3, the
複数の静電容量検知回路21〜23は、それぞれ、例えば第1〜第3検知電極11〜13によって検知した静電容量(Capacitance)を電圧(Voltage)に変換するC−V変換回路21a,22a,23aと、これらC−V変換回路21a〜23aからの電圧を示すアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換回路21b,22b,23bとを備えて構成されている。
Each of the plurality of
各静電容量検知回路21〜23は、各検知電極11〜13と人体48の頭部49や首部48aまたは肩部48b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出力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やFPGAなどからなり、各静電容量検知回路21〜23からの検知信号に基づく静電容量値を相対的に比較して頭部49の頭頂部位置を検出するとともに、静電容量検知回路21,22からの検知信号に基づく静電容量値を比較して頭部49の水平方向中心位置を検出し、駆動モータ部30に対してヘッドレスト43の位置を変化させるための演算結果に基づく制御信号を出力する。
Each capacitance detection circuit 21-23 outputs a pulse signal whose duty ratio changes according to the capacitance between each detection electrode 11-13 and the
各静電容量検知回路21〜23のC−V変換回路21a〜23aは、図4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。
As shown in FIG. 4, the
タイマー回路102は、例えば2つの比較器201,202と、これら2つの比較器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。
The
比較器202は、トリガ信号発生回路101から出力される図5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。
The
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、各検知電極11〜13およびグランドの間を、各検知電極11〜13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。
This Q output turns off the
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、各検知電極11〜13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。
When the input signal Vin exceeds the threshold value Vth1 determined by the resistors R1, R2, and R3, the output of the
したがって、このタイマー回路102は、図5に示すように、各検知電極11〜13および接近した人体48の頭部49や首部48aまたは肩部48b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5に示すような直流の検知信号Voutを出力する。
Therefore, as shown in FIG. 5, the
こうして、各C−V変換回路21a〜23aから出力された検知信号Voutは、各A/D変換回路21b〜23bにてディジタル信号に変換される。なお、図5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。
Thus, the detection signals Vout output from the
駆動モータ部30は、各静電容量検知回路21〜23からの検知信号Voutによって、頭部49の頭頂部49aの頭頂部位置や頭部49の水平方向中心位置を演算し、これら頭頂部位置および水平方向中心位置に基づく頭部49に対しての適正位置にヘッドレスト43を移動させたり停止させたりする演算処理回路28からの制御信号に基づいて、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に対する位置を、上記適正位置に変化させるモータ駆動回路と、このモータ駆動回路の制御により、ヘッドレスト43の位置を実際に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、具体的には、ヘッドレスト43の支持軸43aを上下方向、左右方向および前後方向に移動自在に駆動する。
The
なお、駆動モータ部30は、ヘッドレスト43の適正位置への移動開始前の初期状態においては、例えばヘッドレスト43を、座席40に対する最上部位置(ヘッドレスト43の位置が背もたれ部41に対して最も離れた位置)や最下部位置(ヘッドレスト43の位置が背もたれ部41に対して最も近い位置)に移動させるようにしてもよい。
In the initial state before the movement of the
このように構成されたヘッドレスト位置調整装置100は、例えば次のように動作する。なお、ここでは、例えば第3検知電極13により検知された静電容量値C3から第1検知電極11により検知された静電容量値C1と第2検知電極12により検知された静電容量値C2との合計値を減算した値を比較値CA(CA=C3−(C1+C2))とし、あらかじめ設定されたしきい値をしきい値CBとして説明する。
The headrest
まず、ヘッドレスト43の上下方向の位置調整動作について説明する。ここでは、ヘッドレスト43が上述した最下部位置にある場合の動作について説明する。図6(a)に示すように、ヘッドレスト43が最下部位置にあるときは、第1および第2検知電極11,12が人体48の頭部49の後頭部下方付近と水平方向に対応する位置にあり、第3検知電極13が首部48aの下の肩部48b付近と水平方向に対応する位置にあることとなる。
First, the vertical position adjustment operation of the
この場合、各検知電極11〜13から人体48の各部位(頭部49および肩部48b付近)までの距離は、実際には第1および第2検知電極11,12の方がヘッドレスト43の両端側にあるために第3検知電極13よりは離れているが、側方から見た場合は図示のようにほぼ等しくなる。このため、図6(a)に示す実施例においては、検出回路20によって検出される静電容量C1+C2,C3の値は図示のようにほぼ同等となり、比較値CAはしきい値CBよりも小さい状態(比較値CA<しきい値CB)となる。つまり、ヘッドレスト43が頭部49に対する適正位置よりも下方にある場合には、比較値CAはしきい値CBよりも小さい値となる。
In this case, the distance from each of the
このような状態のときは、ヘッドレスト43を上昇させながら、各検知電極11〜13の静電容量C1〜C3の値を監視して、比較値CAがしきい値CBよりも大きな値となった時点でヘッドレスト43を停止させる。すなわち、例えばヘッドレスト43を最下部位置から上昇させて、図6(b)に示すような位置まで移動させると、第1および第2検知電極11,12が人体48の頭部49の後頭部上方付近と水平方向に対応する位置にあり、第3検知電極13が首部48a付近と水平方向に対応する位置にあることとなる。
In such a state, while the
この場合も、各検知電極11〜13から人体48の各部位(頭部49および首部48a付近)までの距離および検出される静電容量C1〜C3の値は、上記と同様かつ図示のようにほぼ等しくなり、比較値CAはしきい値CBよりも小さい状態(比較値CA<しきい値CB)となる。したがって、ヘッドレスト43は未だ頭部49に対する適正位置よりも下方にあることとなる。
Also in this case, the distances from the
そして、ヘッドレスト43をさらに上昇させ、図6(c)に示すような位置まで移動させると、第1および第2検知電極11,12が人体48の頭部49の頭頂部49a付近と水平方向に対応する位置(頭頂部位置)にあり、第3検知電極13が頭部49の後頭部下方付近と水平方向に対応する位置にあることとなる。
When the
この場合は、第1および第2検知電極11,12から頭部49に近い部分が少なくなって第1および第2検知電極11,12によって検知される静電容量C1,C2の値は小さくなるが、第3検知電極13によって検知される静電容量C3の値は上述した場合とほぼ変らないため、比較値CAはしきい値CBよりも大きい状態(比較値CA>しきい値CB)となる。つまり、ヘッドレスト43が頭部49に対する適正位置にある場合には、比較値CAはしきい値CBよりも大きい値となる。
In this case, the portions near the
このような状態になったら、ヘッドレスト43の上昇を停止させて、ヘッドレスト43の上方向の位置調整の動作を終了する。このヘッドレスト位置調整装置100は、ヘッドレスト43の頭部49に対する上下方向の位置を、各検知電極11〜13の位置としきい値CBとの関係に基づきあらかじめ設定しておけば、一方向(例えば、上方向)への動作のみで位置調整することができる。
If it will be in such a state, the raise of the
一方、ヘッドレスト43が上述した最上部位置にある場合の動作は、図6(d)に示すように、ヘッドレスト43が最上部位置にあるため、第1および第2検知電極11,12が人体48の頭部49の頭頂部49aのはるか上方付近と水平方向に対応する位置にあり、第3検知電極13が頭部49の後頭部下方付近と水平方向に対応する位置にあることとなる。
On the other hand, when the
この場合、第1および第2検知電極11,12から頭部49までの距離は離れているために第1および第2検知電極11,12によって検知される静電容量C1+C2の値はとても小さくなるが、第3検知電極13によって検知される静電容量C3の値は、第3検知電極13から人体48までの距離によるが、静電容量C1+C2と比べると大きくなる。
In this case, since the distance from the first and
このため、比較値CAはしきい値CBよりも大きい状態(比較値CA>しきい値CB)となり、このような状態のときは、ヘッドレスト43を下降させながら、各検知電極11〜13の静電容量C1+C2,C3の値を監視して、比較値CAがしきい値CBよりも小さな値となった時点でヘッドレスト43を停止させる。
Therefore, the comparison value CA is larger than the threshold value CB (comparison value CA> threshold value CB). In such a state, the static electricity of each of the
すなわち、例えばヘッドレスト43を最上部位置から下降させて、図6(e)に示すような位置まで移動させると、第1および第2検知電極11,12が人体48の頭部49の頭頂部49a付近と水平方向に対応する位置(頭頂部位置)にあり、第3検知電極13が頭部49の後頭部下方付近と水平方向に対応する位置にあることとなる。
That is, for example, when the
この場合は、第1および第2検知電極11,12から頭部49に近い部分が多くなって第1および第2検知電極11,12によって検知される静電容量C1+C2の値は大きくなっていくが、第3検知電極13によって検知される静電容量C3の値は上述した場合とほぼ変らないため、比較値CAはしきい値CBよりも小さい状態(比較値CA<しきい値CB)となる。
In this case, the portion close to the
このような状態になったら、ヘッドレスト43の下降を停止させて、ヘッドレスト43の下方向の位置調整の動作を終了する。したがって、このヘッドレスト位置調整装置100は、上述した上方向のみならず、例えば下方向への一方向の動作のみでも位置調整することができる。
If it will be in such a state, the descent | fall of the
次に、ヘッドレスト43の上下方向の位置が決定した後のヘッドレスト43の左右方向の位置調整の動作について説明する。ヘッドレスト43の上下方向の位置が決定したら、第1および第2検知電極11,12からの静電容量値C1,C2を比較する。具体的には、例えば図7(a)に示すような場合は、頭部49がヘッドレスト43に対して左右方向の中央付近にあるといえるので、第1および第2検知電極11,12にて検知される静電容量C1,C2の値はほぼ同等となり(C1≒C2)、頭部49が水平方向中心位置にあると決定して、ヘッドレスト43の左右方向への動作は行わず、適正位置への位置調整を終了する。
Next, the operation of adjusting the position of the
一方、図7(b)に示すように、頭部49がヘッドレスト43に対して左方向に片寄った場合は、第1検知電極11によって検知される静電容量C1の値は減少し、第2検知電極12によって検知される静電容量C2の値は増加する(C1<C2)。このため、ヘッドレスト43を左方向に移動させ、各静電容量C1,C2の値がほぼ同等となる位置にてその動作を停止させて、頭部49の水平方向中心位置にヘッドレスト43を停止させ、位置調整を終了する。
On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the
また、図7(c)に示すように、頭部49がヘッドレスト43に対して右方向に片寄った場合は、第2検知電極12によって検知される静電容量C2の値は減少し、第1検知電極11によって検知される静電容量C1の値は増加する(C1>C2)。このため、ヘッドレスト43を右方向に移動させ、各静電容量C1,C2の値がほぼ同等となる位置にてその動作を停止させて、頭部49の水平方向中心位置にヘッドレスト43を停止させ、位置調整を終了する。
Further, as shown in FIG. 7C, when the
このように、このヘッドレスト位置調整装置100では、上下方向および左右方向への一度の動作によってヘッドレスト43を頭部49に対する適正位置へ位置調整することが可能となる。なお、ヘッドレスト位置調整装置100は、第1〜第3検知電極11〜13をヘッドレスト43の前面側上部および下部に上述したように配置したため、次のような場合にも効果的に位置調整を行うことができる。
As described above, in the headrest
すなわち、図示は省略するが、例えば人体48の頭部49が各検知電極11〜13から離れている場合(頭部49がヘッドレスト43から離れている場合)でも、第1および第2検知電極11,12が頭頂部49a付近よりも上方にて水平方向に対応する位置にあれば、静電容量C1+C2の値が静電容量C3の値に対して小さくなる。これとともに、第1および第2検知電極11,12が頭頂部49a付近よりも下方にて水平方向に対応する位置にあれば、静電容量C1+C2の値が静電容量C3の値とほぼ同等あるいは大きくなる。
That is, although illustration is omitted, for example, even when the
また、例えば座席40に着座した人体48の頭部49の後頭部形状がほぼ平らな状態である場合(すなわち、凹凸などの形状変化による静電容量の変化が少ない場合)であっても、第1および第2検知電極11,12が頭頂部49a付近よりも上方または下方にて水平方向に対応する位置にあれば、同様に静電容量C1+C2の値が静電容量C3に対して変化する。
Further, for example, even when the occipital shape of the
さらに、このようにして頭頂部位置を検出し、ヘッドレスト43の上下方向の位置が決定すれば、後は第1および第2検知電極11,12からの静電容量C1,C2の値をそれぞれ比較するだけで、ヘッドレスト43の左右方向(水平方向)の位置を検出し、ヘッドレスト43を頭部49に対する適正位置へ位置調整することが可能となる。したがって、このような場合であっても、静電容量C1〜C3に基づく比較値CAとしきい値CB、および静電容量C1,C2を用いて位置調整を行えば、短時間で精度よくヘッドレスト43を頭部49に対する適正位置へ確実に位置調整することが可能となる。
Furthermore, if the top position is detected in this way and the vertical position of the
なお、例えば頭部49の頭頂部49aの頭頂部位置のみを検出するのであれば、ヘッドレスト43の前面側上部に検知電極を一つ設ければ十分であるが、上述したように静電容量C1〜C3の値を利用する(例えば、静電容量C1+C2の値と静電容量C3の値を相対的に比較する等)ことによって、着座する人体48とヘッドレスト43との間の距離が変化した場合や、頭部49の後頭部形状が異なる場合などのあらゆるケースにおいても、ヘッドレスト43を頭部49に対する上下方向および左右方向の適正位置へ移動させることができる。
For example, if only the position of the top of the
図8は、本発明の第2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である。なお、以降において、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とともに、発明に特に関わる部分以外は説明を省略している場合があるものとする。 FIG. 8 is a block diagram showing an example of the overall configuration of the headrest position adjusting device according to the second embodiment of the present invention. In the following description, parts that are the same as those already described are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and descriptions other than those particularly related to the invention may be omitted.
図8に示すように、第2実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置は、検出回路20Aが2つの静電容量検知回路21,23と、3つのスイッチSW1,SW2,SW3とを備え、第2および第3検知電極12,13がこれらのスイッチSW1〜SW3を介して静電容量検知回路21,23と接続されている点が先の例の検出回路20と相違している。
As shown in FIG. 8, in the headrest position adjusting apparatus according to the second embodiment, the
具体的には、この検出回路20Aでは、第1検知電極11が静電容量検知回路21と直接接続されるとともに、第2検知電極12がスイッチSW1を介して接続されている。また、この第2検知電極12は、スイッチSW2を介して静電容量検知回路23と接続され、第3検知電極13はスイッチSW3を介してこの静電容量検知回路23と接続されている。
Specifically, in the
これら各スイッチSW1〜SW3は、FET(電界効果トランジスタ)などの電気的なスイッチや、リレースイッチなどの機械的なスイッチにより構成される。また、各スイッチSW1〜SW3の制御ライン(図示せず)は、演算処理回路28にそれぞれ接続されている。
Each of these switches SW1 to SW3 is configured by an electrical switch such as an FET (field effect transistor) or a mechanical switch such as a relay switch. The control lines (not shown) of the switches SW1 to SW3 are connected to the
この検出回路20Aにおいて、ヘッドレスト43の上下方向の位置調整を行う場合は、まず、スイッチSW1,SW3をクローズ(ON)にし、スイッチSW2をオープン(OFF)にする。これにより、第1および第2検知電極11,12は統合された状態で静電容量検知回路21に接続され、第3検知電極13は静電容量検知回路23に接続される。
In the
そして、静電容量検知回路23により検出された静電容量値CMから静電容量検知回路21により検出された静電容量値CNを減算した値を比較値CA(CA=CM−CN)とし、あらかじめ設定されたしきい値をしきい値CBとして、第1実施形態において説明した処理と同様の処理を行って位置調整の動作を行う。
A value obtained by subtracting the capacitance value CN detected by the
すなわち、ヘッドレスト43を最下部位置から上昇させて位置調整を行う場合は、比較値CAがしきい値CB以上となったときにヘッドレスト43の上昇を停止させ、ヘッドレスト43を最上部位置から下降させて位置調整を行う場合は、比較値CAがしきい値CB以下となったときにヘッドレスト43の下降を停止させて、上下方向の位置を決定する。
That is, when adjusting the position by raising the
こうしてヘッドレスト43の上下方向の位置が決定したら、次に、スイッチSW1,SW3をオープン(OFF)にし、スイッチSW2をクローズ(ON)にする。これにより、第1検知電極11は静電容量検知回路21に接続され、第2検知電極12は静電容量検知回路23に接続されて、第3検知電極13はオープン(OFF)の状態となる。
When the vertical position of the
この状態のときに、例えば比較値CAが正の値である場合は第2検知電極12の方向(すなわち、左方向)に、負の値である場合は第1検知電極11の方向(すなわち、右方向)にヘッドレスト43を移動させて、比較値CAの絶対値がしきい値CB以下になった時点でヘッドレスト43を停止させれば、適正位置への位置調整を行うことができる。
In this state, for example, when the comparison value CA is a positive value, it is in the direction of the second detection electrode 12 (that is, the left direction). If the
図9は、本発明の第3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である。図9に示すように、第3実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置は、検出回路20Bが差動動作をするものであり、1つの静電容量検知回路29と、3つのスイッチSW1〜SW3とを備えている点が先の例の検出回路20Aと相違している。
FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of the overall configuration of a headrest position adjusting device according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, in the headrest position adjustment device according to the third embodiment, the
具体的には、この検出回路20Bでは、第1検知電極11が静電容量検知回路29のC−V変換回路29aのマイナス側入力端に接続され、第2検知電極12がスイッチSW1を介して同じくマイナス側入力端に接続されている。また、この第2検知電極12は、スイッチSW2を介してC−V変換回路29aのプラス側入力端に接続され、第3検知電極13はスイッチSW3を介して同じくプラス側入力端に接続されている。
Specifically, in the
この検出回路20Bにおいて、ヘッドレスト43の上下方向の位置調整を行う場合は、まず、スイッチSW1,SW3をクローズ(ON)にし、スイッチSW2をオープン(OFF)にして、第1および第2検知電極11,12を統合した状態でC−V変換回路29aのマイナス側入力端に接続し、第3検知電極13をプラス側入力端に接続する。
In the
そして、演算処理回路28にて所定の中心電圧にプラス側入力端での検出値を加算したものからマイナス側入力端での検出値を減算した出力電圧Vを監視し、この出力電圧Vとしきい値Vthとを比較して、第1および第2実施形態において説明した処理と同様の処理を行って位置調整の動作を行う。
The
すなわち、ヘッドレスト43を最下部位置から上昇させて位置調整を行う場合は、出力電圧Vがしきい値Vth以上となったときにヘッドレスト43の上昇を停止させ、ヘッドレスト43を最上部位置から下降させて位置調整を行う場合は、出力電圧Vがしきい値Vth以下となったときにヘッドレスト43の下降を停止させて、上下方向の位置を決定する。
That is, when adjusting the position by raising the
上下方向の位置が決定したら、次に、スイッチSW1,SW3をオープン(OFF)にし、スイッチSW2をクローズ(ON)にして、第1検知電極11をC−V変換回路29aのマイナス側入力端に接続し、第2検知電極12をプラス側入力端に接続する。この状態のときに、出力電圧Vから所定の中心電圧を減算した値が正の値である場合は第2検知電極12の方向に、負の値である場合は第1検知電極11の方向にヘッドレスト43を移動させる。そして、出力電圧Vの絶対値がしきい値Vth以下になった時点でヘッドレスト43を停止させれば、適正位置への位置調整を行うことができる。
Once the vertical position is determined, the switches SW1 and SW3 are opened (OFF), the switch SW2 is closed (ON), and the
このように、上述した第1〜第3実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置は、上述した初期状態(ヘッドレスト43が最下部位置または最上部位置にある状態)からヘッドレスト43を上下方向のうち一方向に移動させるだけで頭部49の頭頂部49aの位置を検出し、左右方向のうち一方向に移動させるだけで頭部49の水平方向中心位置を検出して、これらに基づいた頭部49に対する適正位置へヘッドレスト43を確実に配置させることができる。
As described above, the headrest position adjusting device according to the first to third embodiments described above moves the
このため、人体48の頭部49とヘッドレスト43との間の距離や頭部49の形状にかかわらずに、短時間でヘッドレスト43を高精度に適正位置に移動させることができる。これにより、ヘッドレスト43の位置未調整による衝突時などにおける人体48の頸椎損傷などの事故防止を図ることができる。
For this reason, regardless of the distance between the
なお、ヘッドレスト位置調整装置の静電容量センサ部10と駆動モータ部30は、ハーネス29により接続されていたが、例えば無線などによって制御可能に構成されていてもよい。また、駆動モータ部30が静電容量センサ部10と一体的に構成され、ヘッドレスト43側に配置されていてもよい。
In addition, although the electrostatic
また、第1〜第3実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置において、検知された静電容量に基づき頭部49の頭頂部位置を検出する検出回路20の構成として、静電容量検知回路のC−V変換回路が抵抗とコンデンサにより出力パルスのデューティー比が変化する周知のタイマーICを利用するものを説明したが、これに限定されるものではない。
Further, in the headrest position adjusting device according to the first to third embodiments, as a configuration of the
すなわち、例えば直接インピーダンスを測定する方式、発振回路を構成して発振周波数を測定する方式、RC充放電回路を構成して充放電時間を測定する方式、既知の電圧で充電した電荷を既知の容量に移動してその電圧を測定する方式、または電荷の移動を複数回行って既知容量に所定電圧が充電されるまでの回数を測定する方式などがあり、検出した静電容量値にしきい値を設け、または静電容量の波形を解析して該当する静電容量波形になったときにトリガとするなどの処理を行ってもよい。 That is, for example, a method of directly measuring impedance, a method of measuring an oscillation frequency by configuring an oscillation circuit, a method of measuring a charge / discharge time by configuring an RC charge / discharge circuit, and a charge charged at a known voltage with a known capacity To measure the voltage, or to measure the number of times until the specified voltage is charged to the known capacity by moving the charge multiple times. Alternatively, processing such as providing a trigger when the waveform of the capacitance is analyzed and a corresponding capacitance waveform is obtained may be performed.
また、静電容量検知回路のC−V変換回路が静電容量を電圧に変換することを前提としたが、電気的にあるいはソフトウェアとして扱いやすいデータに変換できればよく、例えばパルス幅に変換したり、直接ディジタル値に変換したりしてもよい。さらに、上記第1〜第3実施形態では、3つの検知電極(第1〜第3検知電極11〜13)を用いた例を説明したが、ヘッドレスト位置調整装置は、例えば次のように構成されていてもよい。 In addition, the CV conversion circuit of the capacitance detection circuit is assumed to convert capacitance to voltage. However, it may be converted into data that can be easily handled electrically or as software. Alternatively, it may be converted directly into a digital value. Furthermore, although the said 1st-3rd embodiment demonstrated the example using three detection electrodes (1st-3rd detection electrodes 11-13), the headrest position adjustment apparatus is comprised as follows, for example. It may be.
図10は、他の構成のヘッドレスト位置調整装置の例を説明するための説明図である。この例のヘッドレスト位置調整装置は、ヘッドレスト43における上述した第1および第2検知電極11,12の下部に、さらに第4および第5検知電極14,15を配置した構成を有し、検出回路20の少なくとも一部を差動動作するものとして、例えばマイナス側入力端に第4検知電極14を接続し、プラス側入力端に第5検知電極15を接続して、静電容量C5の値から静電容量C4の値を減算し、その出力値をコンパレータなどでしきい値と比較して頭部49の水平方向中心位置を検出するようにしたものである。
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining an example of a headrest position adjusting device having another configuration. The headrest position adjusting apparatus of this example has a configuration in which the fourth and
このような検出回路20の動作としては、例えばスイッチS1がオープン(OFF)で、スイッチS2が接地(GND)され、スイッチS3がクローズ(ON)となっているときに、スイッチS3をオープン(OFF)にし、スイッチS2をVrに切り替え、スイッチS1をオペアンプの反転入力に接続すると、静電容量C5とCfにC5Vrが充電され、静電容量C4とCfにC4Vrが充電される。
As such an operation of the
次に、スイッチS1をオープン(OFF)およびスイッチS2を接地(GND)した後に、スイッチS1を接地(GND)したときの電圧Vを測定する。このときの電圧は、V/Vr={(Cf+C5)/Cf}−{(Cf+C4)/Cf}となり、静電容量C5と静電容量C4の割合に応じた電圧が出力され、これにより同様に水平方向中心位置を検出することができる。 Next, after the switch S1 is opened (OFF) and the switch S2 is grounded (GND), the voltage V when the switch S1 is grounded (GND) is measured. The voltage at this time is V / Vr = {(Cf + C5) / Cf} − {(Cf + C4) / Cf}, and a voltage corresponding to the ratio between the capacitance C5 and the capacitance C4 is output. The horizontal center position can be detected.
なお、ヘッドレスト43や背もたれ部41の内部には、金属製の部材が用いられている場合があり、ヘッドレスト43が移動するとこの金属製の部材と第1〜第3検知電極11〜13(第4および第5検知電極14,15がある場合はこれらを含む)との位置関係が変化するため、その外部環境変化による静電容量変化を検出してしまい誤動作に繋がってしまうことがある。
Note that a metal member may be used inside the
このような影響を受けないようにするために、図示は省略するが、各検知電極11〜13のヘッドレスト43の前面側とは反対側のヘッドレスト43の内部側(すなわち、裏面側)に、またはこれとともに各検知電極11〜13(特に第3検知電極13)の近傍位置における背もたれ部41側に、上記静電容量変化を抑制する補助電極(シールド電極)を設けるようにしてもよい。
In order not to be affected by such influence, illustration is omitted, but the inner side of the
この場合、各シールド電極には、それぞれ各検知電極11〜13と同等の電位が与えられていればよい。同等の電位は、例えば各検知電極11〜13に加えられる電位から高い入力インピーダンスで1倍のアンプ(バッファ)を通して生成するようにしてもよいし、図10に示したオペアンプの場合ではオペアンプの非反転入力の部分をシールド電極に接続すれば、同等の電位を与えることができる。
In this case, each shield electrode only needs to have a potential equal to that of each of the
なお、上述した第1〜第3実施形態においては、車両の座席40のヘッドレスト43にヘッドレスト位置調整装置を適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明に係るヘッドレスト位置調整装置は、その他にも、ヘッドレストの位置を調整できる各種の座席(例えば、アトラクション用座席、劇場観賞用座席やマッサージチェアーなど)に適用することも可能である。
In the first to third embodiments described above, the case where the headrest position adjusting device is applied to the
本発明によれば、自動車等の車両などに設けられた座席のヘッドレストの位置を調整する装置において、特に短時間で高精度な位置調整を行うのに有用である。 According to the present invention, an apparatus for adjusting the position of a headrest of a seat provided in a vehicle such as an automobile is particularly useful for highly accurate position adjustment in a short time.
10…静電容量センサ部、11…第1検知電極、12…第2検知電極、13…第3検知電極、19…基板、20…検出回路、21〜23,29…静電容量検知回路、21a〜23a,29a…C−V変換回路、21b〜23b,29b…A/D変換回路、28…演算処理回路、29…ハーネス、30…駆動モータ部、40…座席、41…背もたれ部、42…着座部、43…ヘッドレスト、43a…支持軸、48…人体、49…頭部、49a…頭頂部。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記ヘッドレストの前面側下部に少なくとも一つ設けられ、前記人体と前記ヘッドレストとの間の静電容量を検知する下部検知電極と、
前記上部検知電極および前記下部検知電極からの検知信号に基づいて前記人体の頭部の頭頂部位置を検出するとともに、前記上部検知電極からの検知信号に基づいて該頭部の水平方向中心位置を検出する検出回路と、
前記検出回路からの検出結果に応じて、前記ヘッドレストの前記座席に対する位置を、前記頭頂部位置および前記水平方向中心位置に基づく前記頭部に対しての適正位置に調整する位置調整手段とを備え、
前記上部検知電極は、前記ヘッドレストの前面側上部における該前面に沿った水平方向両端近傍位置にそれぞれ設けられた第1および第2検知電極を有し、前記下部検知電極は、前記ヘッドレストの前面側下部における該前面に沿った水平方向両端間中央近傍位置に設けられた第3検知電極を有する
ことを特徴とするヘッドレスト位置調整装置。 An upper detection electrode provided on at least two front upper portions of a headrest provided in a vehicle seat, and detecting an electrostatic capacity between a human body seated on the seat and the headrest;
A lower detection electrode that is provided at least on the lower front side of the headrest and detects a capacitance between the human body and the headrest;
Based on the detection signals from the upper detection electrode and the lower detection electrode, the top position of the head of the human body is detected, and the horizontal center position of the head is determined based on the detection signal from the upper detection electrode. A detection circuit to detect;
Position adjusting means for adjusting the position of the headrest relative to the seat to an appropriate position with respect to the head based on the position of the top of the head and the center position in the horizontal direction according to the detection result from the detection circuit. ,
The upper detection electrode has first and second detection electrodes provided at positions near both ends in the horizontal direction along the front surface of the upper portion of the front surface of the headrest, and the lower detection electrode is on the front surface side of the headrest. A headrest position adjustment device comprising a third detection electrode provided at a position near the center between both ends in the horizontal direction along the front surface in the lower part .
前記複数の補助電極は、各検知電極と同等の電位が与えられていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載のヘッドレスト位置調整装置。 A plurality of auxiliary electrodes provided on the inner side of the headrest opposite to the front side of the upper detection electrode and the lower detection electrode, respectively, for suppressing a change in capacitance due to a change in the external environment of each detection electrode; ,
Wherein the plurality of auxiliary electrodes, head restraint position adjusting device of any one of claims 1-6, characterized in that the potential equivalent to the sensing electrodes is given.
前記ヘッドレストの前面側下部に少なくとも一つ設けられ、前記人体と前記ヘッドレストとの間の静電容量を検知する下部検知電極と、
前記上部検知電極および前記下部検知電極からの検知信号に基づいて、前記人体の頭部の位置を検出する検出回路と、
前記検出回路からの検出結果に応じて、前記ヘッドレストの前記座席に対する位置を前記頭部に対しての適正位置に調整する位置調整手段とを備え、
前記上部検知電極は、前記ヘッドレストの前面側上部における該前面に沿った水平方向両端近傍位置にそれぞれ設けられた第1及び第2検知電極を有し、前記下部検知電極は、前記ヘッドレストの前面側下部における該前面に沿った水平方向両端間中央近傍位置に設けられた第3検知電極を有する
ことを特徴とするヘッドレスト位置調整装置。 At least is two provided on the front side upper portion of the headrest provided on a seat of a vehicle, the upper portion detection electrode you detect the capacitance between the human body and the head rest seated in the seat,
A lower detection electrode that is provided at least on the lower front side of the headrest and detects a capacitance between the human body and the headrest;
A detection circuit for detecting a position of the head of the human body based on detection signals from the upper detection electrode and the lower detection electrode;
Position adjusting means for adjusting the position of the headrest relative to the seat to an appropriate position relative to the head according to the detection result from the detection circuit ;
The upper detection electrode has first and second detection electrodes provided at positions near both ends in the horizontal direction along the front surface of the upper portion of the front surface of the headrest, and the lower detection electrode is on the front surface side of the headrest. A headrest position adjusting device comprising: a third detection electrode provided at a position near the center between both ends in the horizontal direction along the front surface in the lower part .
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