JPH0510084B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、車両の座席に備えられたヘツドレス
ト位置を、乗員の頭の位置に応じて自動調整する
ヘツドレスト位置自動調整装置に関するものであ
る。

［従来技術］ 従来より、車両のシートバツクには車両後面衝
突時の乗員頸部の障害を防止あるいは軽減させる
ため、つまり鞭打ち症等を防止するために、乗員
の頭部後傾を抑止して、乗員胴体に対する頭部の
相対後方移動を制限するヘツドレストを備えられ
ている。ヘツドレストの種類としてはシートバツ
クへの取付方式によつて差込式と一体式の２種類
のものがあり、また差込式には固定式と乗員の体
型や着座姿勢に応じて位置を変えられる調整式の
ものがある。

ところで上記ヘツドレストにおいては、乗員頸
部の障害を防止するためのものであることから、
乗員の体型や着座姿勢に応じて位置の調整できる
調整式のものがよく、乗員に応じて位置が調整さ
れていることが望ましいのであるが、このヘツド
レスト位置の調整は煩わしく、また忘れることも
多い。運転者以外の乗員はヘツドレストに頭をつ
けて乗員していることもあるので、運転席以外の
座席については調整されることも多いが、運転席
にあつては、運転者がヘツドレストに頭をつけて
車両を運転することは少ないのでヘツドレストの
位置調整は余り行なわれないのが現状である。従
つて、運転者に応じた最適な位置に調整し得る調
整式のヘツドレストを搭載した車両であつても、
上記シートバツトと一体式のものや、固定式のも
のよりも乗員に頭部後傾抑止能力が劣る場合があ
る。

［発明の目的］ そこで本発明は、車両乗員の頭部位置を検出
し、検出された頭部位置に応じて最適位置にヘツ
ドレストを自動調整するヘツドレスト位置自動調
整装置を提供することによつて、乗員の頭部後傾
抑止能力を向上させることを目的としている。

［発明の構成］ かかる目的を達するための本発明の構成は、第
１図に示す如く車両のシートに備えられたヘツド
レストを、該シートの上下方向及び前後方向に移
動可能なアクチユエータと、 前記シートに着座した乗員の頭部を撮像する撮
像手段と、 該撮像手段により撮像された前記乗員の頭部の
画像を処理して、少なくとも前記乗員の頭部の上
記シート上での上下方向及び前後方向の位置を検
出する検出手段と、 該検出手段により検出された前記乗員の頭部の
位置に応じた駆動信号を前記アクチユエータに出
力して、前記ヘツドレストの位置を上記上下方向
及び前後方向に２次元的に調整する調整手段と、 を備えたことを特徴とするヘツドレスト位置自動
調整装置を要旨としている。

［作用］ 上記のように構成された本発明のヘツドレスト
位置自動調整装置においては、まず撮像手段が、
車両のシートに着座した乗員の頭部を撮像し、検
出手段が、その撮像された乗員の頭部の画像を処
理して、乗員の頭部の上記シート上での上下方向
及び前後方向の位置を検出する。すると調整手段
が、その検出された乗員の頭部の位置に応じた駆
動信号をアクチユエータに出力することにより、
ヘツドレストの位置を２次元的に調整する。

［実施例］ 以下、本発明のヘツドレスト位置自動調整装置
を実施例を挙げて図面と共に説明する。

第２図は本発明の第１実施例のヘツドレスト位
置自動調整装置が搭載された車両の運転席周辺を
表わす斜視図であつて、１は運転者、２は運転席
のシートバツク、３はシートバツク２の上部に備
えられ、乗員頸部を保護すると共に位置調整が可
能なヘツドレスト、４はステアリングホイール、
５は空調装置の空気吹出口、６は車室内に取り付
けられたインサイドミラー、７は運転席側ドアに
取り付けられたドアミラーを夫々を表わしてい
る。また１０はインストルメントパネルを表わし
ており、このインストルメントパネル１０には通
常設けられている計器類の他に、乗員の頭の位置
を検出するための発光部１１と画像検出部１２及
び１３が備えられている。

次に本ヘツドレスト位置自動調整装置の構成
は、第３図のブロツク図に示す如く、ヘツドレス
ト３の位置を調整するためのアクチユエータ１
５、上述の発光部１１と画像検出部１２及び１
３、制御回路２０からなつており、発光部１１と
画像検出部１２及び１３とを動作させ画像検出部
１２及び１３にて得られた運転者１の状態を示す
２つの２次元画像から運転者１の頭の位置を検出
し、検出された頭の位置に応じて上記アクチユエ
ータ１５に駆動信号を出力することによつてヘツ
ドレスト３の位置を調整するのである。

また制御回路２０は、図に示す如く、上記各装
置に信号を入・出力するためのＡ／Ｄ変換器や増
幅回路等を備えた入・出力部２１、上記２つの２
次元画像から運転者１の頭の位置を検出する画像
処理及び運転席のヘツドレスト位置の調整処理を
実行するCPU２２、CPU２２にて演算処理実行
の際に必要なデータが予め記憶されたROM２
３、同じく演算処理実行の際に必要なデータが一
時的に記憶されるRAM２４、及び電源が常時供
給されたバツクアツプRAM２５を有すると共
に、バツクアツプRAM２５に常時電源を供給す
るためにバツテリ２６と直接接続された電源回路
２７と、上記バツクアツプRAM２５以外の各部
に電源を供給するために、イグニツシヨンスイツ
チ２８又はアクセサリスイツチ２９を介してバツ
テリ２６に接続された電源回路３０とを備えてい
る。

ここで発光部１１と画像検出部１２及び１３
は、前述の如く、運転席正面のインストルメント
パネル１０部分に設けられているのであるが、こ
れらは第４図に示す如く、光がステアリングホイ
ール４で遮られず、かつ運転者１の上半身が見通
せる位置に設置されており、また、第５図に示す
如く、発光部１１は運転席２中心軸上に設置さ
れ、画像検出部１２及び１３が発光部１１の左右
対象に設置されている。ここで本実施例において
は、発光部１１として赤外ストロボを、画像検出
部１２及び１３として２次元固体撮像素子（以
下、２次元CCDという。）を用いることとし、
夫々の構成を第６図及び第７図を用いて説明す
る。

第６図は赤外ストロボを用いた発光部１１の側
面図であつて、４０は赤外発光体、４１は赤外光
を運転者１に広く照射するためのレンズ、４２は
赤外光を透過し可視光を通さない赤外フイルタ、
４３はケース、４４はレンズ４１とフイルタ４２
をケース４３に固定するインナを表わし、本発明
発光部１１のインストルメントパネル１０への取
り付けは、ボルト４５とナツト４６との螺合によ
つて行なわれる。ここで上記フイルタ４２は可視
光を通さないためのものであるが、これは赤外発
光体４０からの発光スペクトルが必ずしも赤外領
域のものだけではなく可視光領域のものも含まれ
ることから、このフイルタ４２によつて例えば波
長800nm以下の光はカツトし、運転者に眩しさを
感じさせないようにしているのである。

第７図は画像検出部１２又は１３の側面図であ
つて、５０はプリント基板５１に装着された２次
元CCD、５２ないし５６は２次元CCD５０から
の画像の読み出しを制御する画像信号制御回路が
装着されたプリント基板、６０は２次元CCD５
０上に画像を結ばせる焦点距離ｆのレンズ６１、
２次元CCD５０へ集光する光量を調節する液晶
絞り素子６２、２次元CCD５０に集光される光
の量を検出するフオトトランジスタ６３が組込ま
れたマウントアダブタを表わしている。また６５
は本画像検出部１２、又は１３のケースであつ
て、フランジヤ６６を介して、ボルト６７及びナ
ツト６８の螺合によりインストルメンクパネル１
０に固定されている。

ここで上記液晶絞り素子６２の構造は、第８図
に示す如く、液晶層７１と、液晶層７１を挟持す
る透明電極層７２及び７３と、互いに直交する偏
光面を有する偏光板層７４及び７５とからなつて
おり、液晶層７１と透明電極層７２及び７３は、
本液晶絞り素子６２が光量を５段階に調整できる
よう、同心円状に夫々ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅと区分
されている。そして電極層７２及び７３の各部、
つまり７２ａ−７３ａ，７２ｂ−７３ｂ，７２ｃ
−７３ｃ，７２ｄ−７３ｄには夫々同時に電源が
供給できるようにされており、フオトトランジス
タ６３にて検出された光量に応じて、つまりフオ
トトランジスタ６３に流れる電流に応じて上記電
極層の外側から７２ａ−７３ａ，７２ｂ−７３
ｂ，……の順に電圧が印加できるようにされてい
る。従つて、各電極層に電源が印加されていない
場合には、液晶層７１が透過光の偏光面を90°旋
回させる性質を有することから、偏光板層７４を
透過して単偏光となり外光は液晶７１によつて偏
光面が90°旋回され、もう一方の偏光板７５層を
通過するようになるのであるが、電極層に電圧が
印加されると液晶層７１は液晶の配列方向を変え
ることから、偏光板層７４を透過した後の単偏光
の偏光面は液晶層７１によつて90°旋回されるこ
となく、もう一方の偏光板層７５に遮ぎられてし
まい、この液晶絞り素子６２を透過する光量は著
しく減少することとなる。

故に画像検出部１２及び１３においては、レン
ズ６１側へ透過される光量が上記液晶絞り素子６
２によつて調整されるので、２次元CCD５０全
体へ集光される平均光量を一定に保つことができ
るようになる。そしてこのように光量を調整され
た光は、レンズ６１によつて２次元CCD５０上
に外部の像を結び、２次元CCD５０における各
素子によつて量子化されて、各素子毎に光量に応
じた光電変換の後、電荷として蓄積される。尚、
第８図においてイは液晶絞り素子６２の平面図、
ロはＡ−Ａ線断面図を示している。

次にアクチユエータ１５は第９図に示す如く例
えばヘツドレスト位置が上下方向に10cm、前後方
向に８cm程度調整できるよう、シートバツク２内
に設けられたヘツドレスト３の上下方向（ｙ方
向）調整部１５ａと、ヘツドレスト３内に設けら
れたヘツドレスト３の前後方向（ｚ方向）調整部
１５ｂとから構成されている。

上下方向調整部１５ａは、電導機と減速用の歯
車とを一体にしたギヤードモータ８０と、ギヤー
ドモータ８０の回転を上下方向の駆動力に変換す
るための複数のギヤを有するギヤハウジング８１
とを有し、ギヤハウジング８１内にて得られた上
下方向の駆動力を上下ラツク８２、パイプステー
８３及び２本のパイプ８４を介してヘツドレスト
３に伝達するようにされている。

ここでギヤハウジング８１はシートバツク２内
に溶接又はビス止め固定されており、その壁面に
はギヤードモータ８０が取り付けられている。そ
してギヤードモータ８０のモータシヤフト８６先
端はギヤハウジング８１内に突出され，モータシ
ヤフト８６先端にはウオームギヤ８７がビス８８
止め固定されており、ウオームギヤ８７の先端は
シヤフトステー８９で回動自在に固定されてい
る。一方ギヤハウジング８１内にはウオームギヤ
８７の中心軸と直交する軸上にギヤシヤフト９０
が設けられており、このギヤシヤフト９０にはウ
オームギヤ８７の上端面と噛合するウオームホイ
ール９１がビス止め固定されている。そして図に
おけるウオームホイール９１の裏側には、ウオー
ムホイール９１の回転力を上下ラツク８２に伝達
すべく、上下ラツク８２と噛合する歯車がギヤシ
ヤフト９０にビス止め固定されており、上下ラツ
ク８２は上下方向にのみ移動できるようギヤハウ
ジング８１に固定されている。従つてギヤードモ
ータ８０の回転力はウオームギヤ８７、ウオーム
ホイール９１及び図示しない歯車を介して上下ラ
ツク８２に伝達され、上下方向の駆動力に変換さ
れるようになる。上下ラツク８にギヤハウジング
８１突出側先端部は、パイプステー８３の中央部
に嵌め込み、ビス９２止めされたアダプタ９３に
ジス９４止め固定されており、パイプステー８３
両端にはパイプ８４先端がビス９５止めされてい
る。そしてパイプ８４は、シートバツク２の上部
より嵌め込まれたパイプガイド９６によつて上下
方向にのみ移動自在に固定され、両パイプ８４の
ヘツドレスト側先端中空部には、ヘツドレスト３
の台座１００に嵌め込み固定された台座シヤフト
１０１が嵌入されビス１０２止め固定されてい
る。

次に前後方向調整部１５ｂは、上記上下方向調
整部１５ｂと同様に、台座１００の中央部にプレ
ート１０５を介してビス１０６止め固定されたギ
ヤードモータ１１０が用いられ、ギヤハウジング
１１１が取り付けられている。ギヤハウジング１
１１内にはギヤードモータ１１０のモータシヤフ
ト１１２が突出され、ギヤハウジング１１１によ
つて先端が回動自在に固定されたウオームギヤ１
１３がビス１１４止めされている。このウオーム
ギヤ１１３にはウオームホイール１１５が嵌合さ
れており、ウオームホイール１１５は、ギヤハウ
ジング１１１とプレート１０５にて回動自在に固
定されたシヤフト１１６に取り付けられている。
またシヤフト１１６には歯車１１７が取り付けら
れており、ラツクステー１２０にビス１２１止め
された前後ラツク１２２が噛合されている。ラツ
クステー１２０は台座１００上を前後方向（図に
向つて垂直方向）に移動できるようギヤハウジン
グ１１１によつて固定され、またガイドプレート
１２４にも溶接されている。そしてガイドプレー
ト１２４は、相向かい合うガイドプレート１２５
と共に前後ラツク１２２の移動に伴ない前後方向
に移動するように一体成形されており、両ガイド
プレート間には強度を保つための補強板１２７が
溶接されている。更にガイドプレート１２５にも
ラツクステー１３０が溶接されており、このラツ
クステー１３０はピン１３１によつて上下方向に
動かないよう固定されている。

従つてこの前後方向調整部１５ｂにおいてはギ
ヤードモータの回転力をウオームギヤ１１３、ウ
オームホイール１１５及び歯車１１７を介して前
後ラツク１２２に伝達し、ヘツドレスト３を前後
方向に駆動できるようになる。

尚、図において１４０および１５０は、上下ラ
ツク８２位置及び前後ラツク１２２位置を夫々検
出するために設けられたポジシヨンセンサであつ
て、各ポジシヨンセンサ１４０及び１５０によつ
てヘツドレスト３の高さ及び前後位置を検知する
ことができる。またこれらのポジシヨンセンサと
してはポテンシヨメータを用いればよい。

以上の如く構成された本ヘツドレスト位置自動
調整装置においては、制御回路２０によつて第１
０図に示す如き制御プムグラムに従つて処理が実
行され、運転者の頭の位置に応じてヘツドレスト
位置が調整される。図に示す如くまずステツプ２
００にて、続くステツプ３００及びステツプ４０
０の処理実行の際に用いられるレジスタやパラメ
ータ等をセツトする初期化の処理が実行される。
そして次ステツプ３００にて、画像検出部１２及
び１３によつて得られた２つの２次元画像から運
転者の頭の位置を検出するといつた画像処理が実
行され、続くステツプ４００にてその検出された
運転者の頭の位置に応じてヘツドレスト３位置を
上下、前後方向に調整するヘツドレスト位置調整
処理が実行されるのである。尚、本制御処理は運
転者がキースイツチを操作し、第３図に示すイグ
ニツシヨンスイツチ２８又はアクセサリスイツチ
２９がON状態にされた場合に開始され、両スイ
ツチが共にOFF状態とされるまでの間は、ステ
ツプ３００及びステツプ４００の処理がくり返し
実行されることとなる。

以下、上記ステツプ３００及びステツプ４００
にて実行される画像処理及びヘツドレスト位置調
整処理について詳しく説明する。

まずステツプ３００に示す画像処理は、第１１
図に示す制御プログラムに従つて実行される。

ステツプ３０１においては上記発光部１１の赤
外発光体８０を発光させる発光信号を出力すると
共に、画像検出部１２及び１３に検出された２次
元画像データを読み出すための同期信号が出力さ
れ、各画像検出部１２及び１３のプリント基板５
２ないし５６上に装着された画像信号制御回路に
て各画素毎に画像信号が読み出される。

続くステツプ302においては上記読み出された
画像信号を本制御回路２０内に入力し、各画像検
出部１２及び１３の画像信号をRAM２４内に設
けられた所定のエリア内に画像板Rf及びLfとし
てストアする処理がなされ、次ステツプ303にて
上記画像信号の入力が各画像検出部１２及び１３
の全ての画素について行なわれたか否かが判定さ
れる。そしてこのステツプ303においては全ての
画素について画像信号が入力されるまでの間
「NO」と判定され続け、ステツプ302及びステツ
プ303の処理がくり返し実行される。

次に全ての画素について画像信号が入力される
と、続くステツプ304に移行し、上記RAM２４
の所定リエア内にストアされた画像板Rf及びLf
に対して２値化の処理が実行され、２値化画像デ
ータRf′，Lf′を得る。ここで２値化の処理とは、
上下画像板Rf及びLfが有する各々の濃淡データ
を所定の判定レベルと大小比較し、判定レベルよ
りも濃い部分については黒レベルに、一方判定レ
ベルよりも薄い部分については白レベルに截然と
分離する処理のことである。つまり、第１２図に
示す如く、例えば画像検出部にて検出され、
RAM２４内にストアされた画像データがイに示
す如き画像である場合に画像データの２値化の処
理を実行するとロに示す如き画像となる。尚この
２値化画像は判定レベルにより変化されるが、前
述の液晶絞り素子１０２によつて各画像検出部１
２及び１３に透過される光量が調整されているこ
とから、図のように運転者の顔が白レベルとなり
背景が黒レベルとなるように判定レベルを設定す
ることは容易である。

次にステツプ305においては上記ステツプ304の
２値化の処理によつて得られた２つの２値化画像
データRf′，Lf′毎に、白レベル部の最大閉部分を
検出する処理、つまり運転者の顔面部分を検出す
る処理がなされ、続くステツプ306に移行する。

続くステツプ306においては、上記検出された
各２値化画像データRf′，Lf′の白レベル最大閉部
分の面積中心を特異点として算出する処理がなさ
れ、続くステツプ307にてこの２つの２値化画像
データRf′、Lf片からいわゆる三角測量の原理を
用いて上記特異点までの距離ｄを算出する。

つまり、まずステツプ306において、第１３図
に示す如く運転者の頭を示す白レベル最大閉部分
０の面積中心を特異点Ｐとして算出する処理が、
各２値化画像データRf′、Lf′毎に実行され、次ス
テツプ307にて画像検出部１２及び１３から上記
特異点Ｐの実際の位置までの距離ｄが算出される
のである。この距離ｄは、図に示す画像検出部１
２又は１３の２次元CCD５０のレンズ６１間の
距離ａと、各画像検出部１２，１３横方向（Ｘ方
向）中心間の距離と、各２値化画像データ毎の
画像中心に対する特異点ＰのずれXr，Ｘとか
ら次式 ｄ＝ａ・／（Ｘ−Xr） を用いて算出することができる。またこの場合
１／ｆ＝１／ａ＋１／ｄであり、ａ＜＜ｄとみな
されることから次式 ｄ＝ｆ×／（Ｘ−Xr） によつて距離ｄを求めることもできる。ｆは前述
した如くレンズ１０１の焦点距離である。

このようにして画像検出部より運転者の特異点
までの距離が算出されると、続くステツプ308に
て特異点の３次元的位置を算出する処理がなされ
る。この場合特異点の３次元的位置は、２つの画
像データのＸ座標、Ｙ座標から求められる特異点
の運転席中心に対する左右方向のずれXsと、上
下方向の基準点に対するずれYsと、上記求めら
れた距離とを用いて、特異点位置（ｄ，Xs，
Ys）として表わすことができるが、本ヘツドレ
スト位置自動調整装置においては、ヘツドレスト
３が運転席の前後、上下方向にしか移動しないこ
とから左右方向のずれXsに関しては求める必要
はなく単に基準位置Ｏとして処理すればよい。つ
まり本ステツプ308においては第１４図に示す上
下方向（Ｙ方向）の基準点Ｑに対する特異点Ｐの
ずれYsと距離ｄとから特異点の３次元的位置
（ｄ，Ｏ，Ys）が求めれらるのである。

続くステツプ309においては上記求められた特
異点位置（ｄ，Ｏ，Ys）に応じて人間の平均的
データから運転者のヘツドレスト３に当接される
後頭部位置（Yh，Zh）が求められ本画像処理を
終える。

次に前記ステツプ400に示したヘツドレスト位
置調整処理は第１５図に示す制御プログラムに従
つて実行される。

第１５図に示す如く、まずステツプ401が実行
され、上記画像処理にて求められた運転者の後頭
部位置（Yh，Zh）に応じたアクチユエータ１５
の目標ラツク位置（yo，zo）が算出される。こ
こでyoは上下ラツク８２、zoは前後ラツク１２
２の目標とするラツク位置のことであつて、この
目標ラツク位置は運転者の後頭部位置に応じて、
ヘツドレスト３が後頭部に当接しない程度に接近
するよう設定することが望ましい。それは運転者
は通常ヘツドレスト３に頭を乗せて運転すること
はなく、ヘツドレスト３としては運転者に違和感
を与えることなく運転者の頸部を保護することが
望ましいからである。そして上記目標ラツク位置
yo，zoは、夫々、運転者の後頭部位置を示す
Yh、Zhをパラメータとしたマツプから求められ
ることができる。

続くステツプ402においては、現時点でのアク
チユエータ１５の実際のラツク位置（以下、実ラ
ツク位置という。）（ｙ，ｘ）を各ラツク毎に設け
られたポジシヨンセンサ１４０及び１５０からの
信号に基づき検出し、次ステツプ403に移行する。

ステツプ403においては前記ステツプ401及びス
テツプ402にて求められた各ラツクの目標ラツク
位置（yo，zo）と実ラツク位置（ｙ，ｚ）との
差｜ｙ−yo｜、｜ｚ−zo｜を夫々算出し、続くス
テツプ404にてそれらの値が夫々設定値εy，εzよ
り小さいか否かが判定される。そして｜ｙ−yo
｜＜εyとなり、かつ｜ｚ−zo｜＜εzとなるまで
の間は本ステツプ404にて「NO」と判定され、
ステツプ405、ステツプ402、ステツプ403及びス
テツプ404の処理がくり返し実行されることとな
る。

ステツプ405においては上下ラツク８２の実ラ
ツク位置ｙを目標ラツク位置yoに、前後ラツク
１２２の実ラツク位置ｚを目標ラツク位置zoに
夫々調整すべく駆動信号を出力し、アクチユエー
タ１５を駆動する処理が実行され再度ステツプ
402の処理に移行する。

このようにしてアクチユエータ１５のラツク位
置がｙ方向ｚ方向に調整されてステツプ404にて
「YES」と判定されると本ヘツドレスト位置調整
処理は終えられ、再び上記画像処理が実行される
こととなる。

以上説明した様に、本実施例のヘツドレスト位
置自動調整装置においては、２つの２次元CCD
を用いて運転者の顔面部分の特異点位置を検出
し、この特異点位置から運転者の後頭部の位置を
検出してヘツドレスト位置を調整するようにして
いる。従つて、ヘツドレストを常に運転者の後頭
部の位置に対応した位置に調整することができ、
例えば運転者が交替したり、乗車状態が変化して
後頭部の位置が変わつたような場合にでも後頭部
の位置に応じた最適なヘツドレスト位置に設定で
きて運転者頸部を保護することができる。なお、
本実施例においては、発光部１１、画像検出部１
２及び１３が前述の撮像手段に相当し、制御回路
２０にて実行される図１０におけるステツプ300
の画像処理が前述の検出手段に相当し、制御回路
２０にて実行される図１０におけるステツプ400
のヘツドレスト位置調整処理が前述の調整手段に
相当する。

ここで、上記実施例においては制御対象となる
ヘツドレストを運転席に設けられたヘツドレスト
として説明したが、各座席のヘツドレストに対し
ても同様に調整することができる。尚その場合に
は各座席毎に乗員の後頭部の位置を検出する検出
手段が必要となる。

また、上記実施例において、画像処理及びヘツ
ドレスト位置調整処理の一連の処理はくり返し実
行するもとしたが、第１１図のステツプ306にて、
求められる特異点位置の移動する許容範囲を予め
設定しておき、現在調整されているヘツドレスト
位置に対応する特異点位置に対して許容範囲を超
えた場合にのみ次ステツプ307以後の処理を実行
するようにし、それ以外は単にステツプ301ない
しステツプ306の処理だけを行なうようにしても
よい。

更に、上記実施例ではまず乗員顔面部の特異点
位置を検出し、次にその特異点位置を基づき人間
の平均なデータから後頭部位置を算出して、その
位置に応じたヘツドレスト位置調整を行なうよう
にしているが、乗員の頭部位置として、乗員顔面
の特異点位置のみを検出し、その特異点位置から
直接ヘツドレストの位置調整を行なうようにして
もよい。尚、その場合には特異点位置をパラメー
タとして目標ラツク位置を求めるマツプあるいは
計算式が必要である。

また上記実施例においては２値化処理によつて
得られた２値化画像データ白レベル他最大閉部分
の面積中心を特異点としているが、この他にも例
えば白レベル最大閉部分内にあつて横方向に黒レ
ベルが２箇所ある部分、つまり目の位置を特異点
としたり、白レベル最大閉部分内にあつて黒レベ
ルの最下位置部分、つまり口元部分を特異点とし
てもよい。

そしてこの特異点を検出するために、上記実施
例では２次元固体撮像素子を２個使用するように
しているが、例えば２次元固体撮像素子１個と、
超音波送受信器を備えて、２次元固体撮像素子に
て検出された２次元画像から運転者の鼻の位置を
検出し、その鼻の位置までの距離を超音波送受信
器にて検出するようにしてもよい。尚この場合鼻
の位置を検出するとしたのは、人間の顔面で最も
突出されているのが鼻であつて超音波送受信器に
て検出し易いことからである。この他にも、単に
超音波送受信器だけを使用して超音波ビームを走
査させることによつて目の３次元的位置を検出す
ることもできる。

次にヘツドレスト位置調整処理においては各ラ
ツク位置をその都度検出し、それに応じてアクチ
ユエータを駆動するといつたいわゆるフイードバ
ツク制御を行なうようにしているが、例えば第１
６図に示す如く、CPU２２にて算出された各ラ
ツクｙ方向、ｚ方向の目標ラツク位置（yo，zo）
信号と、現時点のラツク位置を示すポジシヨンセ
ンサからの実リンク位置（ｙ，ｚ）信号とを大小
比較するコンパレータ５０１，５０２を制御回路
２０における入・出力部２１内に設け、コンパレ
ータ５０１，５０２からの信号をアクチユエータ
１５の駆動信号として出力するようにすれば、第
１５図のヘツドレスト位置調整処理におけるステ
ツプ402ないしステツプ404の処理は不要となり、
単にステツプ401の目標ラツク位置（yo，zo）算
出処理を実行するだけで済むようになる。尚、第
１６図における５０３ないし５０８は、各々の信
号を所定のレベルまで増幅するためのアンプであ
る。

以上説明したヘツドレスト位置自動調整装置
は、乗員の頭の位置を検出するために、２次元固
体撮像素子や超音波送受信器を座席正面に取り付
けたものであり、またヘツドレスト位置を調整す
るためのアクチユエータにはギヤードモータとラ
ツク位置を検出するポジシヨンセンサとの組み合
わせによる、いわゆるサーボモータを使用してい
るが、次に本発明の第２実施例として、２次元
CCDを座席の斜め前方に設けることによつて２
次元CCD1個だけで乗員の頭部位置を検出できる
ようにし、またアクチユエータのモータにステツ
ピングモータを使用してポジシヨンセンサを不要
としたヘツドレスト位置自動調整装置を挙げ説明
する。尚、本実施例においても運転席のヘツドレ
ストを例にとり説明するが、前記実施例と同様に
他の座席についても設置できるのは言うまでもな
いことである。

上述した如く、本実施例においては、撮像手段
として２次元CCDを単に１個だけ使用すること
から、前述の実施例における画像検出部と発光部
とを一体化した画像検出器を使用し、第１７図に
示す如く、運転者の上体を左側面から検出して得
るよう助手席側斜め上方に画像検出器６１１を設
置する。

この画像検出器６１１は第１８図イに示す如
く、画像検出部６１２を中心としてその周囲に複
数の発光部６１３が設置されている。そして第１
８図ロに示すＡ−Ａ線断面図から明らかな如く、
画像検出部６１２はホルダ６２０内に接着剤等で
固定されたレンズ６２１と２次元CCD６２２と
からなり、検出された画像信号は前記実施例と同
様に画像信号制御回路が装着されたプリント基板
６２３に出力される。また、発光部６１３は前述
の発光部１１と同様に、赤外発光体６２５、レン
ズ６２６及びフイルタ６２７からなり、電源はプ
リント基板６１３を介して供給されるようになつ
ている。

尚、第１７図において６０１ないし６０７及び
６１０については第２図に示す１ないし７及び１
０と同様であり、またシートバツク６０２及びヘ
ツドレスト６０３内に設けられたアクチユエータ
については、第９図におけるギヤードモータ８０
及び１１０にステツピングモータが使用され、ポ
ジシヨンセンサ１４０及び１５０が設けられてい
ないということ以外は前記実施例と同様であるの
で説明は省略する。

本実施例のヘツドレスト位置自動調整装置の全
体構成は、第１９図のブロツク図に示す如きもの
となり、CPU６３０、RPM６３１、RAM６３
２、バツトアツプRAM６３３、入・出力部６３
４等を有する制御回路６４０と、画像検出部６１
１及びアクチユエータ６１５から構成される。以
下本装置の動作を制御回路６４０にて実行される
制御プログラムに沿つて説明してゆくこととする
が、本実施例においても前記実施例と同様に運転
者がキースイツチを操作し、イグニツシヨンキー
６４１又はアクセサリスイツチ６４２がON状態
にされた場合に処理が開始され、両スイツチが共
にOFF状態とされるまでの間、第１０図に示し
た画像処理とミラー角度調整処理がくり返し実行
されるものとする。

画像処理は第２０図に示す制御プログラムに従
つて実行され、まずステツプ701にて発光部６１
３の赤外発光体６２５を発光させるための発光信
号を出力すると共に画像検出部６１２に検出され
た２次元画像データを読み出すための同期信号が
画像信号制御回路が装着されたプリント基板６２
３に出力される。

次にステツプ702においては上記画像信号制御
回路にて読み出された画像信号を本制御回路６４
０内に入力する処理がなされ、次ステツプ703に
て画像検出部６１２の全ての画素について画像信
号入力処理が実行されたか否かが判定される。そ
して全ての画素について画像信号が入力されるま
では本ステツプ703にて「ON」と判定され、ス
テツプ702、ステツプ703の処理がくり返し実行さ
れることとなる。一方全ての画素について画像信
号が入力されるとステツプ703にて「YES」と判
定され、続くステツプ704以降の画像データ処理
が実行される。

ステツプ704においては、上記ステツプ702の画
像信号入力処理にて得られた画像データを修正・
強調する処理がなされる。この処理は、いわゆる
エツヂ強調処理と呼ばれる処理であつて、例えば
２次元CCD６２２の、縦・横に夫々３個、合計
５個の画素における、中心画素の値を決定する処
理を、２次元CCD６２２の最端の画素を除く全
ての画素について行なうことによつて実行され
る。つまり第２１図に示す縦横３個合計５個の画
素おける中心画素P_pの値に、まず中心画素P_pとと
なり合う４つの画素P₁，P₂，P₃，P₄の値を加え、
次に中心画素P₀値の４倍の値を引き、更にその
値を４で割つたものを新しく中心画素P₀の値と
する演算処理が、２次元CCD６２２の全領域に
わたつて実行されるのである。

続くステツプ705においては、上記ステツプ704
にて修正・強調された画像データを所定のレベル
で２値化する処理が実行され、次ステツプ706に
てこの２値化画像データを細線化する処理が実行
される。ここでステツプ705にて実行される２値
化の処理は前述の実施例と同様であり、また続く
ステツプ706の細線化処理は２値化画像データの
黒線部分の中心を求めることによつて容易に実行
できるものである。

従つて、例えばステツプ702及び703の処理にて
得られた画像データが第２２図に示す如きもので
あれば、ステツプ704にて得られる画像データは
第２３図に示す如く明暗が強調された画像データ
となり、続くステツプ705の２値化処理実行後に
は第２４図に示す如き運転者等の輪郭だけが黒く
残された２値化画像データが得られ、ステツプ
706の細線化処理によつて第２５図に示す如き細
線化画像データが得られることとなる。

このようにステツプ706にて細線化画像データ
が得られると、続くステツプ707が実行され、特
異点の画像座標を検出する処理がなされる。ここ
で特異点としては運転者顔面部の最も突出してい
る部分である鼻の先端部分とすればよく、第２５
図に示す如く画像上部より走査してゆくことによ
つて特異点の画像座標（Xt，Yt）を求めること
ができる。

次にステツプ708においては上記求められた特
異点の画像座標から運転席を基準とした特異点の
位置座標（Yt，Zt）が求められ、本画像処理が
終えられる。

次に本実施例のヘツドレスト位置調整処理は第
２６図に示す制御プログラムに従つて実行され
る。まずステツプ801においては前記画像処理に
て求められた特異点の位置座標（Ys，Zs）から
アクチユエータ６１５の目標ラツク位置（yo，
zo）を算出する処理がなされる。この処理は特
異点の位置座標（Ys，Zs）をパラメータとして
予め目標ラツク位置（yo，zo）が設定されたマ
ツプ、あるいは演算式を用いて実行すればよい
が、これらのマツプあるいは演算式については前
述したように人間の鼻の位置に対する頭の位置の
平均的データを考慮して設定する必要がある。

次にステツプ802においては前回の処理にてバ
ツクアツプRAM６３３内に記憶された実ラツク
位置（ｙ，ｚ）を読み込む処理がなされ、続くス
テツプ803に移行する。

ステツプ803においては、上記ステツプ801にて
求められた目標ラツク位置（yo，zo）と、ステ
ツプ802にて求められた実ラツク位置（ｙ，ｚ）
との差（Δy，Δz）を算出する処理が次式 Δy＝yo−ｙ Δz＝zo−ｚ を用いて各方向毎に実行される。

続くステツプ804においては上記求められたラ
ツク位置の差（Δy，Δz）に対応してアクチユエ
ータ６１５内に設けられたステツピングモータを
駆動する処理が実行される。そして次ステツプ
805にて目標ラツク位置（yo，zo）を実ラツク位
置（ｙ，ｚ）に設定すべく、バツクアツプRAM
６３３内に記憶されたｙ，ｚの値をyo，zoに変
更し、本ヘツドレスト位置調整処理を終える。

以上説明したように本実施例においては、乗員
の乗車状態を座席側面からとらえられることによ
つて、座席の上下方向（Ｙ方向）、前後方向（Ｚ
方向）に対する頭（特異点）の位置を検出するよ
うにしていることから、２次元CCDを１個用い
るだけでよくなる。またアクチユエータにステツ
ピングモータを用いていることから実ラツク位置
を記憶しておくことが容易でポジシヨンセンサを
設置する必要がない。

尚、本実施例においては、アクチユエータの実
ラツク位置を常時記憶しておき、目標ラツク位置
との差だけを駆動するようにしているので、例え
ばバツクアツプRAMの電源が切れてしまつた場
合には目標リンク位置に調整することができなく
なるとか、マニユアル操作はできないとかいつた
問題がある。従つてイグニツシヨンスイツチ及び
アクセサリスイツチが共にOFF状態とされた場
合にはアクチユエータのリンク位置を基準位置に
戻すようにしてもよい。

また上記両実施例において画像処理及びヘツド
レスト位置調整処理の一連の処理が閉ループ制御
によつて常時行なわれているように説明したが、
乗員の頭の位置は常時変化することはないと考え
られるのでタイマ等を用いて所定の間隔で実行す
るようにしてもよい。

更に本発明はヘツドレスト位置を調整する装置
に関するものであることから、画像処理後はヘツ
ドレスト位置調整処理を実行するものとして説明
したが、このヘツドレスト位置地鵜製処理と同時
に乗員の乗車位置に対応したエアコン吹出口の調
整とか、チルトハンドルの調整を行なうようにし
てもよく、運転者の目の位置を検出してバツクミ
ラー角度の調整を行なうようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明のヘツドレスト位置
自動調整装置においては、車両のシートに着座し
た乗員の頭部画像から、少なくとも乗員の頭部の
シート上での上下方向及び前後方向の位置を検出
し、その検出位置に応じて、ヘツドレストの位置
を、シートの上下方向及び前後方向に２次元的に
調整するようにされている。このため、例えば乗
員が替わつた場合にその乗員が自分に合つたヘツ
ドレスト位置に調整するといつたことは不要とな
る。

また、本発明では、乗員の頭部を撮像し、その
撮像した頭部の画像を処理して、乗員の頭部の位
置を検出するようにしているので、乗員の帽子の
着用、乗員の髪型等に影響されることなく乗員の
頭部位置を正確に検出することができる。従つて
本発明によれば、ヘツドレスト位置を２次元的に
調整できるだけでなく、その位置を乗員の頭部位
置に応じて常に最適位置に調整することができ、
乗員の頭部後傾抑止能力が向上され、車両後面衝
突が起つたような場合にでも頸部の障害を防止、
あるいは著しく軽減させることができるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図ないし第１５
図は本発明の第１実施例を、第１６図は第１実施
例における制御回路２０の他の例を、第１７図な
いし第２６図は本発明の第２実施例を夫々表わす
図であつて、第２図は運転席周辺を示す斜視図、
第３図は装置全体の構成を示すブロツク図、第４
図及び第５図は発光部１１及び発光部１２，１３
の取付位置を説明する運転席近傍側面図及び平面
図、第６図は発光部１１の構成を示す部分断面
図、第７図は画像検出部１２又は１３の構成を示
す部分断面図、第８図は液晶絞り素子６２の構造
を示し、イは平面図、ロはＡ−Ａ線断面図、第９
図はアクチユエータ１５の構成を示す部分断面
図、第１０図は制御回路２０にて実行される制御
プログラムを示すフローチヤート、第１１図は画
像処理を示すフローチヤート、第１２図は画像デ
ータを示し、イは画像検出部１２又は１３にて得
られた画像データ図、ロは２値化処理にて得られ
た２値化画像データ図、第１３図は特異点位置算
出方法を説明する説明図、第１４図は特異点位置
を示す運転席側面図、第１５図はヘツドレスト位
置調整処理を示すフローチヤート、第１６図は前
述したように制御回路２０の他の例を示す回路
図、第１７図は運転席周辺を示す斜視図、第１８
図は画像検出器６１１を示し、イは平面図、ロは
部分端面図、第１９図は装置全体の構成を示すブ
ロツク図、第２０図は画像処理を示すフローチヤ
ート、第２１図は画像データ修正・強調処理の説
明図、第２２図は２次元固体撮像素子６２２にて
検出された画像データ図、第２３図は修正・強調
処理後の画像データ図、第２４図は２値化画像デ
ータ図、第２５図は細線化画像データ図、第２６
図はヘツドレスト位置調整処理を示すフローチヤ
ートである。 ２，６０２……シートバツク、３，６０３……
ヘツドレスト、１１，６１３……発光部、１２，
１３，６１２……画像検出部、１５，６１５……
アクチユエータ、２０，６４０……制御回路，８
２……上下ラツク、１２２……前後ラツク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車両のシートに備えられたヘツドレストを、
   該シートの上下方向及び前後方向に移動可能なア
   クチユエータと、 前記シートに着座した乗員の頭部を撮像する撮
   像手段と、 該撮像手段により撮像された前記乗員の頭部の
   画像を処理して、少なくとも前記乗員の頭部の上
   記シートでの上下方向及び前後方向の位置を検出
   する検出手段と、 該検出手段により検出された前記乗員の頭部の
   位置に応じた駆動信号を前記アクチユエータに出
   力して、前記ヘツドレストの位置を上記上下方向
   及び前後方向に２次元的に調整する調整手段と、 を備えたことを特徴とするヘツドレスト位置自動
   調整装置。 ２ 撮像手段が、座席正面に備えられた２個の２
   次元固体撮像素子を有する特許請求の範囲第１項
   記載のヘツドレスト位置自動調整装置。 ３ 撮像手段が、座席正面に備えられた１個の２
   次元固体撮像素子と超音波送受信器を有する特許
   請求の範囲第１項記載のヘツドレスト位置自動調
   整装置。 ４ 撮像手段が、座席正面に備えられた超音波送
   受信器を有する特許請求の範囲第１項記載のヘツ
   ドレスト位置自動調整装置。 ５ 撮像手段が、座席側面又は斜前方に備えられ
   た１個の２次元固体撮像素子を有する特許請求の
   範囲第１項記載のヘツドレスト位置自動調整装
   置。