JP5568784B2 - ヘッドレスト位置調整装置 - Google Patents

Description

この発明は、自動車等の車両の座席に対応させて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する。

自動車等の車両の座席に対応させて備えられたヘッドレストの位置を調整するものとして、ヘッドレスト位置調整装置（例えば、特許文献１（第６−８頁、第１−６図）参照）が知られている。このヘッドレスト位置調整装置は、静電容量センサ部と駆動モータ部とを備え、静電容量センサ部は、複数の検知電極と検出回路とを備える。

そして、各検知電極からの検知信号に基づいて、検出回路が頭部の高さ方向の推定中心位置を算出し、この推定中心位置を基準にしてヘッドレストの座席に対する位置を調整するとされている。

特開２００８−２６５６４４号公報

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位置調整装置では、静電容量センサ部を構成する検知電極の面積などが一定のものであるので、静電容量センサ部の検知感度が固定されている。このため、頭部とヘッドレストとが近すぎてセンサ出力が飽和すると、推定中心位置を特定することができないという問題がある。

また、頭部とヘッドレストとが離れている場合は、静電容量値の出力に各検知電極間での差が出にくく、同様に推定中心位置を特定することができず、適切にヘッドレストの位置を調整することが困難となるという問題もある。

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、頭部とヘッドレストとの間の距離の遠近度合いにかかわらず、ヘッドレストの位置を正確に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、この発明にかかる第１のヘッドレスト位置調整装置は、車両の座席に対応させて備えられたヘッドレストに設けられ、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からなる電極群と、前記電極群の各検知電極の電気的な接続を切り替えて、該電極群のアクティブな電極の総面積を変化させる切替手段と、前記電極群のアクティブな電極すべてからの出力に応じた静電容量値を検出する検出手段と、前記検出手段からの静電容量値に基づいて、前記ヘッドレストの高さ方向の位置を調整する位置調整手段とを備え、前記切替手段は、前記検出手段によって検出された静電容量値が、しきい値を超えた場合、前記電極群のアクティブな電極の総面積をより小さくすることを特徴とする。

また、この発明にかかる第２のヘッドレスト位置調整装置は、車両の座席に対応させて備えられたヘッドレストに設けられ、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からなる電極群と、前記電極群の各検知電極の電気的な接続を切り替えて、該電極群のアクティブな電極の総面積を変化させる切替手段と、前記電極群のアクティブな電極すべてからの出力に応じた静電容量値を検出する検出手段と、前記検出手段からの静電容量値に基づいて、前記ヘッドレストの高さ方向の位置を調整する位置調整手段とを備え、前記検出手段は、前記高さ方向に位置の異なる少なくとも２つの静電容量値を検出し、前記切替手段は、前記検出手段によって検出された静電容量値のうち、最大の静電容量値とその他の静電容量値との差分値が、しきい値未満の場合、前記電極群のアクティブな電極の総面積をより小さくすることを特徴とする。

さらに、この発明にかかる第３のヘッドレスト位置調整装置は、車両の座席に対応させて備えられたヘッドレストに設けられ、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からなる電極群と、前記電極群の各検知電極の電気的な接続を切り替えて、該電極群のアクティブな電極の総面積を変化させる切替手段と、前記電極群のアクティブな電極すべてからの出力に応じた静電容量値を検出する検出手段と、前記検出手段からの静電容量値に基づいて、前記ヘッドレストの高さ方向の位置を調整する位置調整手段とを備え、前記切替手段は、前記検出手段によって検出された静電容量値が、しきい値未満の場合、前記電極群のアクティブな電極の総面積をより大きくすることを特徴とする。

また、この発明にかかる第４のヘッドレスト位置調整装置は、車両の座席に対応させて備えられたヘッドレストに設けられ、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からなる電極群と、前記電極群の各検知電極の電気的な接続を切り替えて、該電極群のアクティブな電極の総面積を変化させる切替手段と、前記電極群のアクティブな電極すべてからの出力に応じた静電容量値を検出する検出手段と、前記検出手段からの静電容量値に基づいて、前記ヘッドレストの高さ方向の位置を調整する位置調整手段とを備え、前記検出手段は、前記高さ方向に位置の異なる少なくとも２つの静電容量値を検出し、前記切替手段は、前記検出手段によって検出された静電容量値のうち、最大の静電容量値とその他の静電容量値との差分値が、しきい値未満の場合、前記電極群のアクティブな電極の総面積をより大きくすることを特徴とする。

また、この発明にかかる第５のヘッドレスト位置調整装置は、車両の座席に対応させて備えられたヘッドレストに設けられ、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からなる電極群と、前記電極群の各検知電極の電気的な接続を切り替えて、該電極群のアクティブな電極の総面積を変化させる切替手段と、前記電極群のアクティブな電極すべてからの出力に応じた静電容量値を検出する検出手段と、前記検出手段からの静電容量値に基づいて、前記ヘッドレストの高さ方向の位置を調整する位置調整手段とを備え、前記検出手段は、前記高さ方向に位置の異なる少なくとも２つの静電容量値を検出し、前記切替手段は、前記検出手段によって検出された静電容量値のうち、前記電極群のアクティブな電極の総面積がより大きい場合の最大の静電容量値とその他の静電容量値との差分値と、前記電極群のアクティブな電極の総面積がより小さい場合の最大の静電容量値とその他の静電容量値との差分値とを比較して、差分値が大きい方の総面積になるようにアクティブな電極を選択することを特徴とする。

上記第１および第２のヘッドレスト位置調整装置は、電極群のアクティブな電極の総面積がより大きい場合から処理を開始し、この発明にかかる上記第３および第４のヘッドレスト位置調整装置は、電極群のアクティブな電極の総面積がより小さい場合から処理を開始することが好ましい。

また、上記第２、第４および第５のヘッドレスト位置調整装置は、電極群が１つのみヘッドレストに設けられている場合は、ヘッドレストを高さ方向に移動させて検出手段によってこの高さ方向に位置の異なる少なくとも２つの静電容量値を検出するようにスキャン動作を実行するとよい。

さらに、上記第１〜第５のヘッドレスト位置調整装置は、位置調整手段が、検出手段によって検出された静電容量値に基づいて、頭部の高さ方向の推定中心位置を算出し、この算出された推定中心位置に合わせてヘッドレストの位置を調整するように位置調整動作を行うことが好ましい。

前記差分値は、例えば前記静電容量値の最大測定値と最小測定値との差の値である。

前記電極群は、例えば前記ヘッドレストの高さ方向に沿って複数並設されている。

本発明によれば、頭部とヘッドレストとの間の距離の遠近度合いにかかわらず、ヘッドレストの位置を正確に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できる。

本発明の一実施形態にかか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説明図である。 同ヘッドレスト位置調整装置の電極群のヘッドレストにおける配置例を示す説明図である。 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。 同ヘッドレスト位置調整装置の電極群の電極総面積別の静電容量と頭部−センサ間距離との特性（距離特性）を説明するための説明図である。 同ヘッドレスト位置調整装置のセンサ出力と頭部−センサ間静電容量との特性（Ｃ−Ｖ変換特性）を説明するための説明図である。 同ヘッドレスト位置調整装置の頭部−センサ間距離の違いによるセンサ出力を説明するための説明図である。 同ヘッドレスト位置調整装置による位置調整処理手順の例を示すフローチャートである。 同ヘッドレスト位置調整装置による位置調整処理手順の他の例を示すフローチャートである。 同ヘッドレスト位置調整装置による位置調整処理手順のさらに他の例を示すフローチャートである。 同ヘッドレスト位置調整装置による位置調整処理手順のさらに他の例を示すフローチャートである。 同ヘッドレスト位置調整装置による位置調整処理手順のさらに他の例を示すフローチャートである。

以下に、添付の図面を参照して、この発明にかかるヘッドレスト位置調整装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態にかか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説明図、図２はこのヘッドレスト位置調整装置の電極群のヘッドレストにおける配置例を示す説明図、図３はこの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１および図２に示すように、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の前面側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（バックシート）４１の内部に設けられた駆動モータ部３０とを備えて構成されている。この静電容量センサ部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。

なお、ヘッドレスト４３は、例えば座席４０の背もたれ部４１に対して支持軸４３ａを介して車両の上下方向（ヘッドレスト４３の高さ方向）に移動自在に連結されている。その他、ヘッドレスト４３は、車両の前後方向に移動自在に構成されてもよく、駆動モータ部３０は、ヘッドレスト４３の内部に配置されてもよい。また、ヘッドレスト４３は、車両の天井部に、座席４０に対応するように設けられていてもよい。

静電容量センサ部１０は、例えば基板１９の一方の面（表面）側に形成された複数の電極群１１〜１５と、この基板１９の他方の面（裏面）側に形成（実装）された回路部２０とを備えて構成され、各電極群１１〜１５からの静電容量に基づく静電容量値を検出するとともに、これに基づき例えば座席４０の着座部４２に着座した人体４８の頭部４９の高さ方向の推定される中心位置（推定中心位置）を算出して、ヘッドレスト４３の位置をこの推定中心位置に合わせて少なくとも上下方向に調整させる演算結果を出力する。

基板１９は、例えばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）、リジッド基板またはリジッドフレックス基板により構成されており、電極群１１〜１５は、例えば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）またはガラス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等の導電材からなる。

これら電極群１１〜１５は、その他、電線や導電性フィルム等の部材からなるものでもよく、透明電極により構成することもできる。この場合は、上記基板１９を透明性を有するパネルやフィルムにて形成し、各電極群１１〜１５を透明電極とすればよい。透明電極は、例えばＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォニック酸）やＰＥＤＯＴ／ＴｓＯ（ポリエチレンジオキシチオフェン／トルエンスルフォネート）などを用いることができる。

各電極群１１〜１５は、例えばヘッドレスト４３の高さ方向に沿って並設され、それぞれに電極番号（ｃｈ１〜ｃｈ５）が割り当てられており、それぞれが複数の検知電極により構成されている。すなわち、電極群１１は検知電極１１Ａおよび検知電極１１Ｂにより構成され、電極群１２は検知電極１２Ａおよび検知電極１２Ｂにより構成されている。

また、電極群１３は検知電極１３Ａおよび検知電極１３Ｂにより構成され、電極群１４は検知電極１４Ａおよび検知電極１４Ｂにより構成されている。さらに、電極群１５は検知電極１５Ａおよび検知電極１５Ｂにより構成されている。各電極群１１〜１５の検知電極１１Ａ〜１５ＡはそれぞれセンサＡを構成し、例えばヘッドレスト４３の高さ方向と交差する幅方向（左右方向）にその長手方向を有する矩形短冊状に形成されている。そして、ヘッドレスト４３の高さ方向に沿ってその幅方向が並ぶように並設された状態で配置されている。

一方、各電極群１１〜１５の検知電極１１Ｂ〜１５ＢはそれぞれセンサＢを構成し、各検知電極１１Ａ〜１５Ａの外周側をそれぞれが囲むようなロの字状（一部が配線のために切り欠かれている形状）に形成され、上記と同様に並設されている。なお、本例では、各検知電極１１Ａ〜１５Ａのそれぞれの電極面積は、各検知電極１１Ｂ〜１５Ｂのそれぞれの電極面積よりも小さくなるように構成されている。すなわち、センサＡの面積＜センサＢの面積となっている。また、各検知電極１１Ａ〜１５Ａおよび１１Ｂ〜１５Ｂは、同一平面上に絶縁した状態で配置されている。

このため、ヘッドレスト位置調整装置１００は、センサＡのみをアクティブにした場合、センサＢのみをアクティブにした場合、およびセンサＡ＋Ｂをアクティブにした場合の各電極群１１〜１５のアクティブな電極の面積を表す電極総面積Ａ，Ｂ，Ａ＋Ｂをそれぞれ変化させることが可能な構成となっている。

回路部２０は、図３に示すように、静電容量センサ部１０と接続され、例えば各電極群１１〜１５と切替部２２を介して接続されたＣ−Ｖ変換回路２１と、このＣ−Ｖ変換回路２１からの出力に基づき種々の演算や制御を行う制御回路２３と、各電極群１１〜１５と切替部２２を介して接続され、所定の検知電極をシールドとして動作させるためにアクティブな検知電極と同等の電位に駆動するシールド駆動回路２４とを備えて構成されている。

Ｃ−Ｖ変換回路２１は、各電極群１１〜１５の検知電極１１Ａ〜１５Ａによって、または検知電極１１Ｂ〜１５Ｂによって、あるいは検知電極１１Ａ〜１５Ａ＋１１Ｂ〜１５Ｂによって、それぞれ検知された静電容量（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を電圧（Ｖｏｌｔａｇｅ）に変換し、例えば頭部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（測定値）を出力する。このＣ−Ｖ変換回路２１は、例えば公知のタイマーＩＣを用いて構成することができる。

制御回路２３は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えてなり、各電極群１１〜１５により検知された静電容量に基づくＣ−Ｖ変換回路２１からの測定値による静電容量値に基づいて、例えば三次以上の関数を用いた関数近似を行って頭部４９の推定中心位置を演算し、少なくともヘッドレスト４３の位置を上下方向に変化させる駆動モータ部３０に対して、演算結果に基づく演算結果情報である制御信号を出力する。

また、制御回路２３は、静電容量値に基づいて切替部２２を制御して、上述した各電極群１１〜１５のアクティブな検知電極の電極総面積Ａ，Ｂ，Ａ＋Ｂを変化させる。なお、アクティブな検知電極以外の検知電極をシールドとして作用させる必要がなければ、シールド駆動回路２４は設けなくてもよい。

駆動モータ部３０は、制御回路２３からの制御信号に基づいて、駆動モータ３２を制御してヘッドレスト４３の位置を変化させるモータ駆動回路３１を備える。また、駆動モータ部３０は、このモータ駆動回路３１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３２を備える。

なお、上述した各電極群１１〜１５は、少なくともヘッドレスト４３に１つ設けられていればよく、電極群を構成する検知電極は、３以上設けられていてもよい。また、各検知電極１１Ａ〜１５Ａおよび１１Ｂ〜１５Ｂは、面積Ａ，Ｂが同じとなるように形成されていてもよい。電極群が１つのみ設けられている場合は、ヘッドレスト４３の高さ方向に位置の異なる少なくとも２つの静電容量値を検出するように、あらかじめヘッドレスト４３を高さ方向に移動させて静電容量のスキャン動作を行う。

図４は、ヘッドレスト位置調整装置の電極群の電極総面積別の静電容量と頭部−センサ間距離との特性（距離特性）を説明するための説明図、図５はヘッドレスト位置調整装置のセンサ出力と頭部−センサ間静電容量との特性（Ｃ−Ｖ変換特性）を説明するための説明図である。ここでは、説明の便宜上、電極総面積Ａの場合と電極総面積Ａ＋Ｂの場合の二通りの場合について説明する。

図４に示すように、電極群１１〜１５に対して、被測定物（例えば、頭部４９）の大きさが一定あるいはそれ以上大きいときには、各電極群１１〜１５の電極総面積が大きい程、頭部−センサ間距離ｄが同じ場合に検知される静電容量Ｃは大きくなる。具体的には、静電容量Ｃは、頭部−センサ間距離ｄと電極群１１〜１５の面積Ｓとの関係において、Ｃ＝ε（Ｓ／ｄ）の関係となる。すなわち、電極総面積Ａのときの曲線よりも電極総面積Ａ＋Ｂのときの曲線の方が距離特性がよいといえる。

一方、図５に示すように、Ｃ−Ｖ変換回路２１からのセンサ出力Ｖは、通常は検知された静電容量Ｃに比例して出力電圧が決まるが、この出力電圧がある一定以上の値になると飽和してしまうこととなる。すなわち、電極総面積Ａのときに検出される最適静電容量範囲α１と、電極総面積Ａ＋Ｂのときに検出される最適静電容量範囲α２とを頭部−センサ間距離ｄに応じて切り替えれば、極力ダイナミックレンジを確保した状態で出力電圧が飽和しない範囲での頭部４９の検出が可能となる。

そこで、このように構成されたヘッドレスト位置調整装置１００では、頭部−センサ間距離ｄに応じて電極総面積を切り替えて、得られた静電容量値に基づいて例えば頭部４９の推定中心位置を三次以上の関数を用いた近似により演算し、ヘッドレスト４３の位置調整を行うようにしている。具体的には、測定データは次の表１に示すようになる。

この表１に示すように、まず、各電極群１１〜１５の電極総面積Ａのときの頭部４９が検出されない状態での初期容量（Ｃ−Ｖ変換値）をＶ０_Ａとし、電極総面積Ａ＋Ｂのときの初期容量（Ｃ−Ｖ変換値）をＶ０_ＡＢとすると、センサＮｏ．ｃｈ１〜ｃｈ５に対応する初期容量はそれぞれＶ０_Ａ（１）〜Ｖ０_Ａ（５）、Ｖ０_ＡＢ（１）〜Ｖ０_ＡＢ（５）となる。

また、各電極群１１〜１５の電極総面積Ａのときの頭部４９が検出された状態でのセンサ出力（絶対値）をＶ１_Ａとし、電極総面積Ａ＋Ｂのときのセンサ出力（絶対値）をＶ１_ＡＢとすると、センサＮｏ．ｃｈ１〜ｃｈ５に対応するセンサ出力はそれぞれＶ１_Ａ（１）〜Ｖ１_Ａ（５）、Ｖ１_ＡＢ（１）〜Ｖ１_ＡＢ（５）となる。

さらに、各電極群１１〜１５の電極総面積Ａのときのセンサ出力（絶対値）から初期容量（Ｃ−Ｖ変換値）を引いたセンサ出力（差分値）をΔＶ_Ａ（＝Ｖ１_Ａ−Ｖ０_Ａ）とし、電極総面積Ａ＋Ｂのときのセンサ出力（差分値）をΔＶ_ＡＢ（＝Ｖ１_ＡＢ−Ｖ０_ＡＢ）とすると、センサＮｏ．ｃｈ１〜ｃｈ５に対応するセンサ出力はそれぞれΔＶ_Ａ（１）〜ΔＶ_Ａ（５）、ΔＶ_ＡＢ（１）〜ΔＶ_ＡＢ（５）となる。

図６は、ヘッドレスト位置調整装置の頭部−センサ間距離の違いによるセンサ出力を説明するための説明図である。図６（ａ）に示すように、ヘッドレスト位置調整装置１００は、例えば頭部−センサ間距離ｄが近い場合であって、各電極群１１〜１５の電極総面積が電極総面積Ａよりも大きい場合、すなわち、ここでは電極総面積がＡ＋Ｂのときに、検出されたセンサ出力（絶対値）が所定値（ここでは、飽和電圧）を超えるか判断する。

図示の例では、少なくともセンサ出力（絶対値）Ｖ１_ＡＢ（２）〜（４）が飽和電圧を超えているため（超過分の出力は図示せず）、制御回路２３によって切替部２２を制御して、各電極群１１〜１５の電極総面積Ａ＋Ｂを電極総面積Ａに切り替え、検知感度を変更して（抑えて）得られたセンサ出力（差分値）ΔＶ_Ａ（１）〜（５）を用いてヘッドレスト４３の位置調整を行うようにする。

この場合、センサ出力（差分値）を用いて上述したような関数近似を行い、例えば最大測定値であるΔＶ_Ａ（３）を観測したｃｈ３（電極群１３の検知電極１３Ａ）の位置を頭部４９の推定中心位置とする。そして、例えばヘッドレスト４３の高さ方向の中心位置をこの推定中心位置に合わせるように駆動モータ３２を動かす制御信号を駆動モータ部３０に出力し、ヘッドレスト４３の位置調整を行う。

この他、電極総面積がＡ＋Ｂのときに、次のように動作してもよい。すなわち、センサ出力（絶対値）のうちの最大測定値（ここでは、Ｖ１_ＡＢ（３）とする）と、最小測定値（ここでは、Ｖ１_ＡＢ（１）とする）との差分値（＝Ｖ１_ＡＢ（３）−Ｖ１_ＡＢ（１））が、所定値未満であるかを判断する。

そして、差分値が所定値未満である場合に、各電極群１１〜１５の電極総面積Ａ＋Ｂを電極総面積Ａに切り替えて、検知感度を変更して同様にヘッドレスト４３の位置調整を行うようにしても、上記と同様に頭部−センサ間距離ｄが近い場合であっても、ヘッドレスト４３の位置を調整することが可能となる。なお、上記最小測定値の代わりに、その他の測定値（ここでは、Ｖ１_ＡＢ（５））であってもよい。

一方、図６（ｂ）に示すように、ヘッドレスト位置調整装置１００は、例えば頭部−センサ間距離ｄが遠い場合であって、各電極群１１〜１５の電極総面積が電極総面積Ａ＋Ｂよりも小さい場合、すなわち、ここでは電極総面積がＡのときに、検出されたセンサ出力（絶対値）が所定値（ここでは、所定のしきい値）未満であるか判断する。

図示の例では、すべてのセンサ出力（絶対値）Ｖ１_Ａ（１）〜（５）が所定値を下回っているため、制御回路２３によって切替部２２を制御して、各電極群１１〜１５の電極総面積Ａを電極総面積Ａ＋Ｂに切り替え、検知感度を変更して（向上させて）得られたセンサ出力（差分値）ΔＶ_ＡＢ（１）〜（５）を用いてヘッドレスト４３の位置調整を行うようにする。

この場合、センサ出力（差分値）を用いて上述したような関数近似を行い、例えば最大測定値であるΔＶ_ＡＢ（３）を観測したｃｈ３（電極群１３の検知電極１３Ａ，１３Ｂ）の位置を頭部４９の推定中心位置とする。そして、例えばヘッドレスト４３の高さ方向の中心位置をこの推定中心位置に合わせるように駆動モータ３２を動かす制御信号を駆動モータ部３０に出力し、ヘッドレスト４３の位置調整を行う。

この他、電極総面積がＡのときに、次のように動作してもよい。すなわち、センサ出力（絶対値）のうちの最大測定値（ここでは、Ｖ１_Ａ（３）とする）と、最小測定値（ここでは、Ｖ１_Ａ（１）とする）との差分値（＝Ｖ１_Ａ（３）−Ｖ１_Ａ（１））が、所定値未満であるかを判断する。

そして、差分値が所定値未満である場合に、各電極群１１〜１５の電極総面積Ａを電極総面積Ａ＋Ｂに切り替えて、検知感度を変更して同様にヘッドレスト４３の位置調整を行うようにしても、上記と同様に頭部−センサ間距離ｄが遠い場合であっても、ヘッドレスト４３の位置を調整することが可能となる。なお、上記他の測定値としては、最小測定値（ここでは、例えばＶ１_Ａ（５））であってもよい。

このように、ヘッドレスト位置調整装置１００は、頭部４９とヘッドレスト４３との間の距離ｄの遠近度合いにかかわらず、検知感度を最適な状態に調整して確実に頭部４９の推定中心位置を算出し、ヘッドレスト４３の位置を正確に調整することが可能となる。なお、各電極群１１〜１５の電極総面積をＡ＜Ｂ＜Ａ＋Ｂのように数段階に切り替えたり、検知電極が３以上ある場合はこれらの組み合わせ等によって電極総面積をより詳細に切り替えたりして、検知感度を変更するようにしてもよい。

また、ヘッドレスト位置調整装置１００は、得られた頭部４９の推定中心位置に応じてヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整するのみならず、センサ出力を用いて前後方向の位置も調整するようにしてもよい。この場合は、例えばセンサ出力を用いて頭部４９の形状プロファイルデータ等を算出し、この形状プロファイルデータがあらかじめ設定された頭部−センサ間距離ｄにおける最適な距離のときの形状プロファイルと合致するように、駆動モータ部３０によってヘッドレスト４３を前後方向に駆動させればよい。

図７は、ヘッドレスト位置調整装置による位置調整処理手順の例を示すフローチャート、図８はヘッドレスト位置調整装置による位置調整処理手順の他の例を示すフローチャートである。また、図９〜図１１は、ヘッドレスト位置調整装置による位置調整処理手順のさらに他の例を示すフローチャートである。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し、本発明に特に関連のない部分については明記しないことがあるとする。

図７に示すように、まず、ヘッドレスト位置調整装置１００は、各電極群１１〜１５の電極総面積を大（電極総面積Ａ＋Ｂ）の状態から処理をスタートし、各電極群１１〜１５からの出力に基づく静電容量値を検出する（ステップＳ１０１）。そして、例えば検出した静電容量値の少なくとも１つが所定値（飽和電圧）を超えているか否かを判断する（ステップＳ１０２）。

静電容量値の少なくとも１つが所定値を超えていると判断した場合（ステップＳ１０２のＹ）は、切替部２２を介して各電極群１１〜１５の電極総面積を小（電極総面積Ａ）に切り替え（ステップＳ１０３）、静電容量値を測定して（ステップＳ１０４）、例えば各電極群１１〜１５（電極総面積Ａ）の測定値を基に算出される関数近似等で頭部４９の形状を推定し、推定中心位置を算出する（ステップＳ１０５）。そして、この推定中心位置やセンサ出力（測定値）を用いて、上述したようにヘッドレスト４３の位置を調整する位置調整動作を行い（ステップＳ１０６）、本フローチャートによる一連の処理を終了する。

静電容量値の少なくとも１つが所定値を超えていないと判断した場合（ステップＳ１０２のＮ）は、上記ステップＳ１０５に移行して各電極群１１〜１５の電極総面積が大きい（電極総面積Ａ＋Ｂ）状態のままで、例えば各電極群１１〜１５（電極総面積Ａ＋Ｂ）の測定値を基に算出される関数近似等で頭部４９の形状を推定し、推定中心位置を算出し（ステップＳ１０５）、位置調整動作を行って（ステップＳ１０６）、本フローチャートによる一連の処理を終了する。

また、ヘッドレスト位置調整装置１００は、図８に示すように動作してもよい。すなわち、ヘッドレスト位置調整装置１００は、まず、各電極群１１〜１５の電極総面積を小（電極総面積Ａ）に切り替えてから処理をスタートし、各電極群１１〜１５からの出力に基づく静電容量値を検出する（ステップＳ２０１）。そして、例えば検出した静電容量値のいずれもが所定値（所定のしきい値）を下回っているか（未満か）否かを判断する（ステップＳ２０２）。

静電容量値のいずれもが所定値を下回っていると判断した場合（ステップＳ２０２のＹ）は、切替部２２を介して各電極群１１〜１５の電極総面積を大（電極総面積Ａ＋Ｂ）に切り替え（ステップＳ２０３）、静電容量値を測定して（ステップＳ２０４）、例えば各検知電極群１１〜１５（電極総面積Ａ＋Ｂ）の測定値を基に算出される関数近似等で頭部４９の形状を推定し、推定中心位置を算出する（ステップＳ２０５）。そして、上述したような位置調整動作を行い（ステップＳ２０６）、本フローチャートによる一連の処理を終了する。

静電容量値のいずれかが所定値以上であると判断した場合（ステップＳ２０２のＮ）は、上記ステップＳ２０５に移行して各電極群１１〜１５の電極総面積が小さい（電極総面積Ａ）状態のままで、例えば各検知電極群１１〜１５（電極総面積Ａ）の測定値を基に算出される関数近似等で頭部４９の形状を推定し、推定中心位置を算出し（ステップＳ２０５）、位置調整動作を行って（ステップＳ２０６）、本フローチャートによる一連の処理を終了する。

さらに、ヘッドレスト位置調整装置１００は、図９に示すように動作してもよい。すなわち、ヘッドレスト位置調整装置１００は、まず、各電極群１１〜１５の電極総面積を大（電極総面積Ａ＋Ｂ）の状態から処理をスタートし、各電極群１１〜１５からの出力に基づく静電容量値を検出する（ステップＳ３０１）。そして、例えば検出した静電容量値のうちの最大測定値と最小測定値との差分値を算出し（ステップＳ３０２）、差分値が所定値未満であるか否かを判断する（ステップＳ３０３）。

差分値が所定値未満であると判断した場合（ステップＳ３０３のＹ）は、切替部２２を介して各電極群１１〜１５の電極総面積を小（電極総面積Ａ）に切り替え（ステップＳ３０４）、静電容量値を測定して（ステップＳ３０５）、例えば各検知電極群１１〜１５（電極総面積Ａ）の測定値を基に算出される関数近似等で頭部４９の形状を推定し、推定中心位置を算出する（ステップＳ３０６）。そして、上述したような位置調整動作を行い（ステップＳ３０７）、本フローチャートによる一連の処理を終了する。

差分値が所定値以上であると判断した場合（ステップＳ３０３のＮ）は、上記ステップＳ３０６に移行して各電極群１１〜１５の電極総面積が大きい（電極総面積Ａ＋Ｂ）状態のままで、例えば各検知電極群１１〜１５（電極総面積Ａ＋Ｂ）の測定値を基に算出される関数近似等で頭部４９の形状を推定し、推定中心位置を算出し（ステップＳ３０６）、位置調整動作を行って（ステップＳ３０７）、本フローチャートによる一連の処理を終了する。

また、ヘッドレスト位置調整装置１００は、図１０に示すように動作してもよい。すなわち、ヘッドレスト位置調整装置１００は、まず、各電極群１１〜１５の電極総面積を小（電極総面積Ａ）の状態から処理をスタートし、各電極群１１〜１５からの出力に基づく静電容量値を検出する（ステップＳ４０１）。そして、例えば検出した静電容量値のうちの最大測定値と最小測定値との差分値を算出し（ステップＳ４０２）、差分値が所定値未満であるか否かを判断する（ステップＳ４０３）。

差分値が所定値未満であると判断した場合（ステップＳ４０３のＹ）は、切替部２２を介して各電極群１１〜１５の電極総面積を大（電極総面積Ａ＋Ｂ）に切り替え（ステップＳ４０４）、静電容量値を測定して（ステップＳ４０５）、例えば各電極群１１〜１５（電極総面積Ａ＋Ｂ）の測定値を基に算出される関数近似等で頭部４９の形状を推定し、推定中心位置を算出する（ステップＳ４０６）。そして、上述したような位置調整動作を行い（ステップＳ４０７）、本フローチャートによる一連の処理を終了する。

差分値が所定値以上であると判断した場合（ステップＳ４０３のＮ）は、上記ステップＳ４０６に移行して各電極群１１〜１５の電極総面積が小さい（電極総面積Ａ）状態のままで、例えば各検知電極群１１〜１５（電極総面積Ａ）の測定値を基に算出される関数近似等で頭部４９の形状を推定し、推定中心位置を算出し（ステップＳ４０６）、位置調整動作を行って（ステップＳ４０７）、本フローチャートによる一連の処理を終了する。

また、ヘッドレスト位置調整装置１００は、図１１に示すように動作してもよい。すなわち、まず、ヘッドレスト位置調整装置１００は、各電極群１１〜１５の電極総面積を大（電極総面積Ａ＋Ｂ）に切り替え（ステップＳ５０１）、各電極群１１〜１５からの出力に基づく静電容量値を検出する（ステップＳ５０２）。そして、例えば検出した静電容量値のうちの最大測定値と最小測定値との差分値を算出する（ステップＳ５０３）。

次に、各電極群１１〜１５の電極総面積を小（電極総面積Ａ）に切り替え（ステップＳ５０４）、各電極群１１〜１５からの出力に基づく静電容量値を検出する（ステップＳ５０５）。そして、例えば検出した静電容量値のうちの最大測定値と最小測定値との差分値を算出する（ステップＳ５０６）。

こうして電極総面積が異なる場合に得られた差分値を比較して（ステップＳ５０７）、値が大きい方の差分値を算出した際の電極総面積を採用（選択）して（ステップＳ５０８）、例えば得られた最大測定値に基づき頭部４９の推定中心位置を算出し、上述したような位置調整動作を行って（ステップＳ５０９）、本フローチャートによる一連の処理を終了する。なお、上記ステップＳ５０１とステップＳ５０４は、その順番が入れ替わってもよい。また、最小測定値の代わりに、その他の測定値を用いて差分値を算出するようにしてもよい。

さらに、上述した実施形態では、複数の電極群１１〜１５を用いて説明したが、ヘッドレスト４３に１つの電極群のみが設けられている場合は、ヘッドレスト４３の高さ方向に位置の異なる少なくとも２つの静電容量値を検出する必要がある。このような場合は、位置調整動作の処理開始時等にヘッドレスト４３を移動させて静電容量のスキャン動作をあらかじめ行えばよい。

このように、本実施形態にかかるヘッドレスト位置調整装置１００では、頭部４９とヘッドレスト４３との間の距離ｄの遠近度合いに応じて、各電極群１１〜１５の電極総面積を切り替えて検知感度を変化させ、例えば確実に頭部４９の推定中心位置を算出してヘッドレスト４３の位置を正確に調整することが可能となる。

１０ 静電容量センサ部
１１〜１５ 電極群
１１Ａ〜１５Ａ 検知電極
１１Ｂ〜１５Ｂ 検知電極
１９ 基板
２０ 回路部
２１ Ｃ−Ｖ変換回路
２２ 切替部
２３ 制御回路
２４ シールド駆動回路
３０ 駆動モータ部
３１ モータ駆動回路
３２ 駆動モータ
４０ 座席
４１ 背もたれ部（シートバック）
４２ 着座部
４３ ヘッドレスト
４３ａ 支持軸
４８ 人体
４９ 頭部
１００ ヘッドレスト位置調整装置

Claims (7)

1. 車両の座席に対応させて備えられたヘッドレストに設けられ、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からなる電極群と、
   前記電極群の各検知電極の電気的な接続を切り替えて、該電極群のアクティブな電極の総面積を変化させる切替手段と、
   前記電極群のアクティブな電極すべてからの出力に応じた静電容量値を検出する検出手段と、
   前記検出手段からの静電容量値に基づいて、前記ヘッドレストの高さ方向の位置を調整する位置調整手段とを備え、
   前記切替手段は、前記検出手段によって検出された静電容量値が、しきい値を超えた場合、前記電極群のアクティブな電極の総面積をより小さくする
   ことを特徴とするヘッドレスト位置調整装置。
2. 車両の座席に対応させて備えられたヘッドレストに設けられ、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からなる電極群と、
   前記電極群の各検知電極の電気的な接続を切り替えて、該電極群のアクティブな電極の総面積を変化させる切替手段と、
   前記電極群のアクティブな電極すべてからの出力に応じた静電容量値を検出する検出手段と、
   前記検出手段からの静電容量値に基づいて、前記ヘッドレストの高さ方向の位置を調整する位置調整手段とを備え、
   前記検出手段は、前記高さ方向に位置の異なる少なくとも２つの静電容量値を検出し、
   前記切替手段は、前記検出手段によって検出された静電容量値のうち、最大の静電容量値とその他の静電容量値との差分値が、しきい値未満の場合、前記電極群のアクティブな電極の総面積をより小さくする
   ことを特徴とするヘッドレスト位置調整装置。
3. 車両の座席に対応させて備えられたヘッドレストに設けられ、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からなる電極群と、
   前記電極群の各検知電極の電気的な接続を切り替えて、該電極群のアクティブな電極の総面積を変化させる切替手段と、
   前記電極群のアクティブな電極すべてからの出力に応じた静電容量値を検出する検出手段と、
   前記検出手段からの静電容量値に基づいて、前記ヘッドレストの高さ方向の位置を調整する位置調整手段とを備え、
   前記切替手段は、前記検出手段によって検出された静電容量値が、しきい値未満の場合、前記電極群のアクティブな電極の総面積をより大きくする
   ことを特徴とするヘッドレスト位置調整装置。
4. 車両の座席に対応させて備えられたヘッドレストに設けられ、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からなる電極群と、
   前記電極群の各検知電極の電気的な接続を切り替えて、該電極群のアクティブな電極の総面積を変化させる切替手段と、
   前記電極群のアクティブな電極すべてからの出力に応じた静電容量値を検出する検出手段と、
   前記検出手段からの静電容量値に基づいて、前記ヘッドレストの高さ方向の位置を調整する位置調整手段とを備え、
   前記検出手段は、前記高さ方向に位置の異なる少なくとも２つの静電容量値を検出し、
   前記切替手段は、前記検出手段によって検出された静電容量値のうち、最大の静電容量値とその他の静電容量値との差分値が、しきい値未満の場合、前記電極群のアクティブな電極の総面積をより大きくする
   ことを特徴とするヘッドレスト位置調整装置。
5. 車両の座席に対応させて備えられたヘッドレストに設けられ、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からなる電極群と、
   前記電極群の各検知電極の電気的な接続を切り替えて、該電極群のアクティブな電極の総面積を変化させる切替手段と、
   前記電極群のアクティブな電極すべてからの出力に応じた静電容量値を検出する検出手段と、
   前記検出手段からの静電容量値に基づいて、前記ヘッドレストの高さ方向の位置を調整する位置調整手段とを備え、
   前記検出手段は、前記高さ方向に位置の異なる少なくとも２つの静電容量値を検出し、
   前記切替手段は、前記検出手段によって検出された静電容量値のうち、前記電極群のアクティブな電極の総面積がより大きい場合の最大の静電容量値とその他の静電容量値との差分値と、前記電極群のアクティブな電極の総面積がより小さい場合の最大の静電容量値とその他の静電容量値との差分値とを比較して、差分値が大きい方の総面積になるようにアクティブな電極を選択する
   ことを特徴とするヘッドレスト位置調整装置。
6. 前記差分値は、前記静電容量値の最大測定値と最小測定値との差の値である
   ことを特徴とする請求項２、４または５記載のヘッドレスト位置調整装置。
7. 前記電極群は、前記ヘッドレストの高さ方向に沿って複数並設されている
   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。

Images