JPWO2020148828A1 - Seat belts and condition identification devices - Google Patents
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Abstract
複数のセンサおよび各センサに接続される配線のレイアウトの自由度を向上させる。座席に設けられているシートベルトであって、シートベルトの少なくとも一部が、帯状の布と、布に設けられているセンサと、センサの少なくとも一部に接続された導電性の配線を含む配線部とを備えるシートベルトを提供する。センサは、布の曲率に応じてインピーダンスが変化する抵抗体を有してもよい。抵抗体は、帯状の形状を有してもよい。配線部は、抵抗体の長手方向において複数に分割された領域毎にインピーダンスを測定するための配線を有してもよい。Improve the degree of freedom in the layout of multiple sensors and the wiring connected to each sensor. A seatbelt provided in a seat, wherein at least a portion of the seatbelt includes a strip of cloth, a sensor provided on the cloth, and a conductive wire connected to at least a part of the sensor. Provide a seat belt with a section. The sensor may have a resistor whose impedance changes according to the curvature of the cloth. The resistor may have a band shape. The wiring portion may have wiring for measuring impedance for each region divided into a plurality of regions in the longitudinal direction of the resistor.
Description
本発明は、シートベルトおよび状態特定装置に関する。 The present invention relates to a seat belt and a state specifying device.
従来、体表面の変位を複数のセンサで検出し、人の呼吸、心拍等の状態を検出する技術が知られている。特許文献1には、電気インピーダンストモグラフィ(EIT:Electrical Impedance Tomography)の技術をシートベルトに適用することにより、自動車の運転手の状態を監視することができる運転手監視装置が開示されている。 Conventionally, there is known a technique of detecting a displacement of a body surface with a plurality of sensors to detect a state such as a person's respiration or heartbeat. Patent Document 1 discloses a driver monitoring device capable of monitoring the state of a driver of an automobile by applying an electric impedance tomography (EIT) technique to a seat belt.
従来の技術においては、複数のセンサを配列したモジュール等をシートベルトに装着していた。しかしながら、シートベルトは長尺形状をしているので、絶縁性を保ちつつ複数のセンサと接続する配線等を配置すると、複数のセンサおよび配線のレイアウトの自由度が限定されてしまうことがあった。 In the conventional technique, a module or the like in which a plurality of sensors are arranged is attached to a seat belt. However, since the seat belt has a long shape, if wiring or the like for connecting to a plurality of sensors is arranged while maintaining insulation, the degree of freedom in layout of the plurality of sensors and wiring may be limited. ..
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、複数のセンサおよび各センサに接続される配線のレイアウトの自由度を向上させることができることを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to improve the degree of freedom in layout of a plurality of sensors and wiring connected to each sensor.
本発明の第1の態様のシートベルトは、座席に設けられているシートベルトであって、前記シートベルトの少なくとも一部が、帯状の布と、前記布に設けられているセンサと、前記センサの少なくとも一部に接続された導電性の配線を含む配線部とを備えるシートベルトを提供する。前記センサは、前記布の曲率に応じてインピーダンスが変化する抵抗体を有してもよい。 The seatbelt of the first aspect of the present invention is a seatbelt provided on a seat, and at least a part of the seatbelt is a band-shaped cloth, a sensor provided on the cloth, and the sensor. Provided is a seat belt comprising a wiring portion including a conductive wiring connected to at least a part of the seat belt. The sensor may have a resistor whose impedance changes according to the curvature of the cloth.
前記抵抗体は、帯状の形状を有してよい。前記配線部は、前記抵抗体の長手方向において複数に分割された領域毎にインピーダンスを測定するための前記配線を有してもよい。前記抵抗体は、前記布に複数設けられてよい。前記配線部は、複数の前記抵抗体のインピーダンスをそれぞれ測定するための前記配線を有してもよい。 The resistor may have a band shape. The wiring portion may have the wiring for measuring the impedance for each region divided into a plurality of regions in the longitudinal direction of the resistor. A plurality of the resistors may be provided on the cloth. The wiring unit may have the wiring for measuring the impedance of each of the plurality of resistors.
前記抵抗体は、抵抗材料が前記布に付着されてもよい。前記抵抗体は、抵抗材料が付着された繊維が前記布に織り込まれてもよい。前記配線部は、導電性材料が付着され、前記布に織り込まれている繊維を有してもよい。前記布、前記センサ、および前記配線部は、一体の帯状構造体に形成されてもよい。 In the resistor, the resistance material may be attached to the cloth. In the resistor, the fiber to which the resistance material is attached may be woven into the cloth. The wiring portion may have fibers to which a conductive material is attached and woven into the cloth. The cloth, the sensor, and the wiring portion may be formed in an integral strip-shaped structure.
前記帯状構造体は、非導電性繊維における複数個所に導電性材料が付着された、容量性を有する繊維が、前記布に織り込まれて形成されてもよい。前記帯状構造体は、導電性繊維が絶縁性材料に巻き付けられた繊維が前記布に織り込まれて形成されてもよい。前記帯状構造体は、前記シートベルトに装着するための装着部を更に備えてもよい。 The strip-shaped structure may be formed by weaving a capacitive fiber having a conductive material attached to a plurality of non-conductive fibers into the cloth. The strip-shaped structure may be formed by weaving fibers in which conductive fibers are wound around an insulating material into the cloth. The strip-shaped structure may further include a mounting portion for mounting on the seat belt.
前記センサは、前記シートベルトを装着するユーザの動きに応じて電気的特性が変化する電極対を有してもよい。前記布は、電気的特性が異なる複数種類の前記センサが設けられていてもよい。 The sensor may have a pair of electrodes whose electrical characteristics change according to the movement of the user wearing the seatbelt. The cloth may be provided with a plurality of types of sensors having different electrical characteristics.
本発明の第2の態様の状態特定装置は、第1の態様のシートベルトと、前記センサの電気的特性を測定する測定部と、前記測定部が測定した電気的特性に基づき、前記シートベルトの曲率を算出する算出部と、前記シートベルトの曲率の時間変化に基づき、前記シートベルトを装着した人の状態を特定する特定部とを備える、状態特定装置を提供する。 The state specifying device according to the second aspect of the present invention is based on the seatbelt of the first aspect, the measuring unit for measuring the electrical characteristics of the sensor, and the seatbelt based on the electrical characteristics measured by the measuring unit. Provided is a state specifying device including a calculation unit for calculating the curvature of the seatbelt and a specific unit for specifying the state of a person wearing the seatbelt based on a time change of the seatbelt curvature.
本発明によれば、複数のセンサおよび各センサに接続される配線のレイアウトの自由度を向上させることができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that the degree of freedom in the layout of a plurality of sensors and the wiring connected to each sensor can be improved.
<状態特定装置10の構成例>
図1は、本実施形態に係る状態特定装置10の構成例を示す。状態特定装置10は、座席20に座るユーザの身体の状態を特定する。状態特定装置10は、シートベルト100と、測定部200と、算出部310と、特定部320とを備える。<Configuration example of
FIG. 1 shows a configuration example of the
シートベルト100は、座席20に設けられ、当該座席20に座るユーザの体に接するように固定される。シートベルト100は、例えば、ユーザに急激な加速または減速等が加わった場合に、当該ユーザを座席20に拘束するように機能する。シートベルト100は、ユーザの身体の状態を検出するための複数のセンサを有している。複数のセンサのそれぞれは、例えば、物体の歪を測定するためのセンサである。図1においては、複数のセンサを模式的にE1からE8として示す。このようなシートベルト100については、後に説明する。
The
測定部200は、シートベルト100に設けられた複数のセンサに接続され、当該複数のセンサと電気信号を授受する。測定部200は、例えば、授受した電気信号に基づき、複数のセンサの電気的特性をそれぞれ測定する。本実施形態においては、測定部200が複数のセンサのそれぞれが有する抵抗体の抵抗値をそれぞれ測定する例を説明する。測定部200の少なくとも一部は、座席20およびシートベルト100に設けられてよい。測定部200については、後に説明する。
The
算出部310は、測定部200が検出したインピーダンス、抵抗値等といった電気的特性に基づき、ユーザの体に接しているシートベルト100の曲率を算出する。算出部310は、例えば、シートベルト100の時間的な変化を順次算出できることが好ましい。
The
特定部320は、算出部310が算出したシートベルト100の曲率の時間変化に基づき、シートベルト100を装着したユーザの状態を特定する。例えば、ユーザの呼吸および心拍等により、当該ユーザに接するシートベルト100の少なくとも一部の曲率が変動する。ユーザの呼吸および心拍等が正常であれば、シートベルト100の曲率の変動は、略一定の周期で略一定の振幅の範囲で変化することになる。
The
そこで、特定部320は、複数のセンサに基づくシートベルト100の複数の位置の曲率を解析して、ユーザの呼吸および心臓の鼓動の状態を特定する。特定部320は、例えば、過去に取得したシートベルト100の曲率の変動と比較して、ユーザの状態を特定する。また、特定部320は、1つのまたは複数の閾値とシートベルト100の曲率の変動とを比較して、ユーザの状態を特定してもよい。
Therefore, the
以上の状態特定装置10は、座席20に座り、シートベルト100を装着したユーザの身体の状態を特定することができる。これにより、状態特定装置10は、ユーザの呼吸および心拍等の異常の発生等を特定できる。このような状態特定装置10は、例えば、車両等に搭載され、車両の座席20に座ったユーザの身体の状態を特定できる。この場合、状態特定装置10は、特定した状態に基づいて車両を制御する監視装置等に適用できる。状態特定装置10は、例えば、ユーザの心拍が停止したことを特定すると、車両のエンジンを停止させるように制御装置等を制御する。
The above-mentioned
以上のように、状態特定装置10は、例えば、車、電車、飛行機等の乗り物に乗る人、映画館、劇場、遊戯場等の椅子に座る人、車椅子に乗る人、ベッド、寝台等で寝ている人等の身体の状態を特定し、異常の発生の有無等を監視できる。このような状態特定装置10のシートベルト100について次に説明する。
As described above, the
<シートベルト100の構成例>
図2は、本実施形態に係るシートベルト100の構成例を示す。図2は、シートベルト100の平面図の一例である。シートベルト100は、ベルト部110と、帯状構造体120と、装着部130とを有する。<Structure example of
FIG. 2 shows a configuration example of the
ベルト部110は、帯状に形成され、ユーザに接するように装着される。ベルト部110の一端は、一例として、座席20または座席20が固定される車両等に固定されている。この場合、ベルト部110の他端は、座席20または座席20が固定される車両等に設けられている固定具等と脱着可能に嵌合する。ベルト部110は、例えば、繊維等を加工した布状の材料を有する。
The
帯状構造体120は、ベルト部110に取り付けられている。帯状構造体120には、ユーザの身体の動きに応じたベルト部110の曲率の変化を測定するための複数のセンサが設けられている。図2は、複数のセンサとしてE1からE8が設けられている例を示す。詳細については後述するが、複数のセンサは、布に設けられている。複数のセンサは、例えば、帯状構造体120の一部の領域に抵抗材料を付着させることにより構成されている。また、帯状構造体120には、複数のセンサのそれぞれと電気信号を授受する配線および電子部品等が設けられている。帯状構造体120は、例えば、複数のセンサと電子部品等が一体に形成されたシート状のモジュールとして機能する。帯状構造体120については、後に説明する。
The band-shaped
装着部130は、座席20に設けられているシートベルト100に帯状構造体120を装着するための部位である。即ち、帯状構造体120は、シートベルト100とは分離可能に設けられている。装着部130は、帯状構造体120を当該ベルト部110に固定できればよく、例えば、このような帯状構造体120に設けられている。これに代えて、装着部130は、ベルト部110および帯状構造体120に分離して設けられてもよく、また、ベルト部110に設けられてもよい。
The mounting
装着部130は、ユーザの身体の動きに応じたベルト部110の曲率の変化を、帯状構造体120に設けられた複数のセンサが検出できるように、当該帯状構造体120を固定する。装着部130は、ベルト、ボタン、ファスナー等の帯状構造体120を固定するための部材を含む。また、装着部130は、ベルト部110の短手方向に当該ベルト部110の周囲を覆うようなベルト状の形状を有してもよい。
The mounting
以上のシートベルト100は、帯状構造体120をユーザに直接的または間接的に接触させて、当該ユーザの身体の状態を検出可能とする。帯状構造体120は、例えば、ユーザの胸に接触する。このような帯状構造体120は、ユーザの身体の異なる複数の個所にセンサを接触させることが望ましい。この場合、それぞれのセンサは、電源等を受け取るための配線と、検出結果を外部に出力するための配線とが、他の配線と絶縁を保ちつつ接続されることになる。
The
しかしながら、シートベルト100は、幅がベルト部110の幅程度の長尺構造なので、複数のセンサと、複数のセンサのそれぞれに接続する配線とをレイアウトすることが困難になることがあった。また、シートベルト100は、折り曲げが自由な繊維等の素材で形成されているので、センサ等の電子部品を実装した帯状構造体120を装着して動作させることが困難になることがあった。例えば、このような帯状構造体120に単体の電子部品および集積回路等を実装してシートベルト100に装着した場合、当該シートベルト100を折り曲げると、実装した部品等の破壊、破損、電気的な接続不良、継時的な劣化等を発生させてしまうことがあった。
However, since the
そこで、本実施形態に係る帯状構造体120は、繊維等の布に電子部品等を直接設けられることにより、簡易な構成でシートベルト100に装着可能とする。このような帯状構造体120について次に説明する。
Therefore, the strip-shaped
<帯状構造体120の構成例>
図3は、本実施形態に係る測定部200および帯状構造体120の構成例を示す。図3は、帯状構造体120の複数のセンサを、複数の抵抗体202とした例を示す。帯状構造体120は、複数の抵抗体202と、布204と、配線部206とを有する。<Structure example of strip-shaped
FIG. 3 shows a configuration example of the measuring
抵抗体202は、布204に設けられており、布204の曲率に応じてインピーダンスが変化する。なお、本実施形態においては、抵抗体202は、布204の曲率に応じて抵抗値が変化する例を説明する。図3は、抵抗体202が布204に複数設けられている例を示す。複数の抵抗体202は、帯状構造体120の歪をそれぞれ検出できる歪ゲージとして機能する。複数の抵抗体202は、例えば、抵抗材料を布204に付着させることにより形成された抵抗素子である。ここで、抵抗材料は、布204の曲率に応じて抵抗値が変化する材料であれば任意の材料でよい。複数の抵抗体202は、布204の一方の面に設けられてもよく、これに代えて、布204の両方の面に設けられていてもよい。また、少なくとも1つの抵抗体202は、抵抗材料を含んだ糸等が編み込み、織り込み等によって布204に直接組み込まれていてもよい。
The
布204は、帯状の形状である。布204は、例えば、繊維等を加工して形成されている。布204は、糸状の繊維等を織り込むことが可能に形成されていることが望ましい。また、布204は、一例として、シートベルト100のベルト部110と同様の素材を有する。
The
布204は、ベルト部110と同様に、折り曲げ可能な材質で形成されている。布204の少なくとも表面は、絶縁性の材質で形成されていることが望ましい。このような布204は、帯状構造体120がユーザに接触すると、ユーザの身体の形状に応じた曲率に曲げられる。また、布204は、ユーザの呼吸等で身体の表面が変動すると、当該変動に応じた曲率になるように曲げられる。例えば、ユーザの呼吸および心臓の鼓動によって当該ユーザの胸が変位し、布204は、当該変位に応じた曲率になるように曲げられる。そして、布204に設けられた複数の抵抗体202は、このような布204の曲率に応じて抵抗値がそれぞれ変化するように形成されている。
The
配線部206は、複数の抵抗体202と測定部200とを電気的に接続させるための部位である。配線部206は、配線207と、接続部208とを含む。配線207は、複数の抵抗体202の抵抗値をそれぞれ測定するための部位である。配線207は、抵抗体202の少なくとも一部に接続されている。配線207は、導電性を有し、抵抗体202と接続部208とを電気的に接続している。
The
配線207は、例えば、1つの抵抗体202の両端と接続部208とをそれぞれ接続している。配線207は、複数の抵抗体202のそれぞれの両端と接続部208とをそれぞれ接続していてもよい。また、配線207は、複数の抵抗体202を接続してもよく、この場合、接続した複数の抵抗体202の両端の抵抗体202と接続部208とを更に接続してよい。
The
接続部208は、複数の配線207と測定部200とを電気的に接続している。接続部208は、例えば、測定部200と電気的に接続するためのコネクタ等を含む。以上のように、複数の抵抗体202、布204、および配線部206は、一体の帯状構造体120として形成され、当該帯状構造体120および測定部200は、接続部208により脱着可能に接続される。
The
測定部200は、帯状構造体120に設けられている複数の抵抗体202の抵抗値をそれぞれ測定する。図3は、測定部200がn個の抵抗体202の抵抗値をそれぞれ検出する例を示す。測定部200は、供給部220と、取得部230と、記憶部240と、抵抗算出部250と、制御部260とを備える。
The measuring
供給部220は、複数の抵抗体202のそれぞれに予め定められた電圧値または電流値を有する電気信号を供給する。供給部220は、例えば、直流電源を有し、直流の電気信号を供給する。供給部220は、複数の抵抗体202に対して、電気信号を並列に供給してよく、これに代えて、抵抗体202毎の接続を切り替えて抵抗体202毎に電気信号を供給してもよい。
The
取得部230は、複数の抵抗体202が電気信号に応じて出力する出力信号をそれぞれ取得する。取得部230は、一例として、AD変換器を有し、出力信号の電圧値または電流値の情報を取得する。
The
記憶部240は、取得部230が取得した信号を記憶する。また、記憶部240は、測定部200の設定値等の情報を格納してもよい。また、記憶部240は、測定部200の動作の過程で生成する(または利用する)中間データ、算出結果、閾値、およびパラメータ等をそれぞれ格納してもよい。また、記憶部240は、測定部200内の各部の要求に応じて、格納したデータを要求元に供給してもよい。
The
抵抗算出部250は、出力信号に基づき、複数の抵抗体202のそれぞれの抵抗値を算出する。抵抗算出部250は、例えば、1つの抵抗体202に供給した電圧値と、当該抵抗体202に流れた電流値に応じて、当該抵抗体202の抵抗値を算出する。また、抵抗算出部250は、1つの抵抗体202に供給した電流値と、当該抵抗体202で生じた電圧降下に応じて、当該抵抗体202の抵抗値を算出してもよい。
The
制御部260は、供給部220、取得部230、記憶部240、および抵抗算出部250の動作を制御する。制御部260は、例えば、供給部220が電気信号を複数の抵抗体202にそれぞれ供給するタイミング、取得部230が複数の抵抗体202から出力信号をそれぞれ取得するタイミング、抵抗算出部250が抵抗値を算出するタイミング等を制御する。制御部260は、一例として、CPU(Central Processing Unit)である。
The
以上のように、本実施形態に係る測定部200は、帯状構造体120に接続され、帯状構造体120に設けられた複数の抵抗体202に電圧または電流を供給して抵抗値を検出するように機能する。なお、図3において、測定部200および帯状構造体120は、有線で接続される例を説明したが、これに限定されることはない。測定部200および帯状構造体120は、無線で接続されてもよい。
As described above, the measuring
この場合、接続部208は、測定部200と無線で接続するインターフェースとして機能する。接続部208は、例えば、電源等を有し、複数の配線207を介して複数の抵抗体202に略一定の電流(または電圧)をそれぞれ供給し、当該複数の抵抗体202における電圧降下(または電流)の値を測定部200に送信可能に構成されていることが望ましい。即ち、接続部208側に供給部220および取得部230の少なくとも一部が設けられてよい。
In this case, the
以上のように、本実施形態に係る帯状構造体120は、布204に抵抗材料が直接付着された抵抗体202を有する。このような抵抗体202は、布204の予め定められた位置に容易に形成することができる。また、帯状構造体120が折り曲げられても、抵抗体202に破壊、破損、電気的な接続不良、継時的な劣化等が発生することを防止することができる。このような抵抗体202と電気的に接続される配線207について次に説明する。
As described above, the strip-shaped
<配線207の構成例>
図4は、本実施形態に係る配線207の構成例を示す。図4は、配線207が導電性を有する繊維である例を示す。配線207は、非導電性繊維332と、導電性材料334とを含む。非導電性繊維332は、例えば、ポリマー等である。これに代えて、非導電性繊維332は、ゴム等の弾性体でもよい。また、導電性材料334は、導電フィルム等である。これに代えて、導電性材料334は、導電性の材料を含む導電インク等が付着されて形成されていてもよい。<Configuration example of
FIG. 4 shows a configuration example of the
以上のように、配線207は、導電性材料334が付着された繊維として形成されているので、布204の予め定められた位置に容易に配置することができる。配線207は、糸状の繊維として形成できるので、布204において、微細な回路配線として実装することができる。また、このような配線207は、例えば、布204に織り込むことができる。これにより、配線207は、布204に形成された複数の抵抗体202にそれぞれ接続するように、布204に容易に形成することができる。また、配線207は、折り曲げられても、破壊等が発生することを防止できる。
As described above, since the
以上のように、複数の抵抗体202が布204に直接設けられ、配線207が布204に織り込まれていることにより、帯状構造体120を簡易に構成することができる。即ち、本実施形態の帯状構造体120によれば、複数の抵抗体202および各抵抗体202に接続される配線207のレイアウトの自由度を向上できる。
As described above, since the plurality of
<他の電子部品の構成例>
以上の本実施形態の帯状構造体120において、複数の抵抗体202は、布204に抵抗材料が付着されて形成される例を説明したが、これに限定されることはない。これに代えて、複数の抵抗体202の少なくとも一部は、例えば、抵抗材料が繊維に付着されて形成されていてもよい。この場合、抵抗体202は、図4に示す配線207と同様に、非導電性繊維332に抵抗材料が付着されて形成されていてもよい。また、このように形成された抵抗体202は、布204を構成する他の繊維とともに布204に織り込まれていてもよい。<Configuration examples of other electronic components>
In the above-mentioned strip-shaped
以上の本実施形態の帯状構造体120において、繊維状の抵抗体202および配線207が布204に設けられる例を説明したが、これに限定されることはない。例えば、帯状構造体120が雑音除去フィルタを有する場合、測定部200と無線通信する場合等、抵抗以外の電子部品が当該帯状構造体120に形成されることがある。この場合においても、抵抗以外の電子部品が繊維等を含んで形成されてよい。ここでは、抵抗以外の電子部品として、容量素子およびインダクタンス素子の例を説明する。
In the above-mentioned strip-shaped
図5は、本実施形態に係る容量素子212の構成例を示す。容量素子212は、非導電性繊維332と、導電性材料334とを含む。容量素子212は、非導電性繊維332における複数個所に導電性材料334が付着された、容量性を有する繊維として形成されている。容量素子212は、布204に織り込まれて形成されてもよい。なお、容量素子212は、1または複数の非導電性繊維332と、1または複数の導電性の繊維とを組み合わせて形成されていてもよい。これに代えて、導電性材料334は、非導電性繊維332の断面方向に挿入されていてもよい。これにより、例えば、2つの円形電極を有する容量素子を構成できる。また、非導電性繊維332は、高誘電率素材を含んでもよい。
FIG. 5 shows a configuration example of the
図6は、本実施形態に係る容量素子212の変形例を示す。変形例の容量素子212は、複数の非導電性繊維332と、複数の導電性繊維336とを有する。導電性繊維336は、非導電性繊維332および導電性材料334を含む。導電性繊維336は、配線207と同様の構成を有してもよい。このように、容量素子212は、容量の定数等に応じて、1または複数の繊維によって構成されてもよい。また、容量素子212は、容量の定数等に応じた長さを有してもよい。
FIG. 6 shows a modified example of the
図7は、本実施形態に係るインダクタンス素子214の構成例を示す。インダクタンス素子214は、非導電性繊維332と、導電性繊維336とを含む。インダクタンス素子214は、導電性繊維336が絶縁性材料である非導電性繊維332に巻き付けられて形成されている。インダクタンス素子214は、布204に織り込まれて形成されてもよい。インダクタンス素子214の定数は、導電性繊維336の巻き数、直径、長さ等に応じて定めることができる。非導電性繊維332は、高透磁率の材料を含んでもよい。
FIG. 7 shows a configuration example of the
以上の本実施形態に係るシートベルト100において、帯状構造体120がベルト部110に取り付けられる例を説明した。このように、測定部200と接続する機能を有さない従来の座席20のシートベルト100に、当該帯状構造体120を装着することにより、当該座席20に座るユーザの状態を測定部200が検出可能とすることができる。なお、帯状構造体120がユーザの身体の変動を検出できれば、このような構成に限定されることはない。帯状構造体120は、座席20に設けられているシートベルト100に含まれていてもよい。
In the
帯状構造体120は、例えば、ベルト部110の一部として形成されてもよい。この場合、帯状構造体120は、ベルト部110に固定されてもよい。これに代えて、帯状構造体120を構成する部材がベルト部110に固定されてもよい。また、複数の抵抗体202および配線207等が、ベルト部110に設けられてもよい。この場合、シートベルト100の少なくとも一部が、抵抗体202と、布204と、配線部206とを備える。
The band-shaped
例えば、布204は、ベルト部110の一部である。この場合、複数の抵抗体202および配線部206は、ベルト部110に直接設けられてもよい。複数の抵抗体202および配線部206は、例えば、ベルト部110に織り込まれて形成されてもよい。このように、センサとして機能する複数の抵抗体202がベルト部110に実装されることで、ユーザの身体の変動を検出できる位置に、当該複数の抵抗体202を容易に配置できる。
For example, the
また、以上の本実施形態に係るシートベルト100において、複数の抵抗体202のそれぞれが別個独立の部材である例を説明したが、これに限定されることはない。抵抗体202のそれぞれは、1つまたは複数の集合抵抗体の一部であってもよい。例えば、複数の抵抗体202は、帯状に形成された帯状抵抗体が有する複数の領域に含まれてもよい。
Further, in the
<帯状抵抗体210の構成例>
図8は、本実施形態に係る帯状構造体120の変形例を示す。図8に示す変形例の帯状構造体120において、図3に示された帯状構造体120の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。変形例の帯状構造体120は、抵抗体202が帯状の形状を有する。例えば、複数の抵抗体202は、1つの帯状抵抗体210を形成する。<Structure example of strip-shaped
FIG. 8 shows a modified example of the strip-shaped
帯状抵抗体210は、例えば、当該帯状抵抗体210の長手方向において、それぞれの抵抗体202を分割する位置に配線207がそれぞれ接続される。即ち、配線部206は、帯状抵抗体210の長手方向において複数に分割された領域毎に抵抗値を測定するための配線207を有する。
In the band-shaped
これにより、抵抗算出部250は、帯状抵抗体210を複数に分割した領域毎に、抵抗値を算出することができる。即ち、複数の抵抗体202を対応する別個独立の素子とすることなく、例えば、1つの帯状抵抗体210として形成できるので、帯状構造体120をより簡便な構成にすることができる。また、このような帯状抵抗体210および配線207を、ベルト部110に直接設けてもよい。
As a result, the
以上の本実施形態に係る帯状構造体120を別個独立のモジュールとして形成し、当該帯状構造体120と供給部220および取得部230とを有線で接続することにより、当該帯状構造体120は、電源回路を含まない簡便なモジュールとすることができる。また、複数の抵抗体202および配線207を、ベルト部110に直接設けることにより、電源回路を含まない簡便なシートベルト100とすることができる。
By forming the strip-shaped
このように、帯状構造体120を別個独立のモジュールとした場合、また、複数の抵抗体202および配線207をベルト部110に直接設けた場合、供給部220、取得部230、記憶部240、抵抗算出部250、および制御部260等は、シートベルト100とは異なる位置に設けられてよい。このような測定部200の少なくとも一部は、例えば、座席20の下部等に一体となって収容されていることが望ましい。また、図1で説明した状態特定装置10を構成する場合、供給部220、取得部230、記憶部240、抵抗算出部250、および制御部260のうち少なくとも一部は、算出部310および特定部320のうち少なくとも一部と一体に形成されてもよい。
As described above, when the strip-shaped
以上の本実施形態に係る状態特定装置10において、センサが、布の曲率に応じて抵抗値が変化する抵抗体202である例について説明したが、これに限定されることはない。センサは、布に設けることができ、当該布の曲率に応じて電気的特性が変化するものであればよい。また、センサは、シートベルト100を装着するユーザの呼吸および/または心拍に応じて電気的特性が変化するセンサであってもよい。
In the
図9は、本実施形態に係るセンサEの他の一例を示す。図9に示すセンサEは、2つの電極を有し、ユーザの呼吸および心拍といった動きに応じて電極間の電気的特性が変化する電極対の例を示す。センサEは、帯状構造体120に設けられている正電極32、負電極34、および配線36を有する。図9は帯状構造体120の平面図を示す。正電極32および負電極34は、帯状構造体120に導電性繊維または抵抗体等を有する繊維が編み込み、または織り込みによって形成されている。これに代えて、正電極32および負電極34は、帯状構造体120に導電性インク等が塗布されて形成されていてもよい。また、正電極32および負電極34は、シートベルト100に直接形成されていてもよい。
FIG. 9 shows another example of the sensor E according to the present embodiment. The sensor E shown in FIG. 9 shows an example of a pair of electrodes having two electrodes and changing the electrical characteristics between the electrodes according to movements such as breathing and heartbeat of the user. The sensor E has a
例えば、運転手がこのようなセンサEが設けられたシートベルト100を装着した場合、当該運転手の呼吸および心臓の鼓動によって、運転手の胸が変位する。また、心拍による血流のインピーダンス変化、または呼吸による肺のインピーダンス変化に同期して、身体内を流れる電流の大きさが変化する。その結果、運転手の呼吸および心臓の鼓動に応じて、正電極32と負電極34との間に生じた電界が変化する。電界が変化すると、正電極32と負電極34との間の電位差が変化する。
For example, when a driver wears a
そこで、測定部200は、正電極32と負電極34との間の電位差の変化を測定する。そして算出部310は、当該電位差の変化に基づいて、シートベルト100の曲率を算出し、特定部320が運転手の状態を特定する。なお、この場合、算出部310によるシートベルト100の曲率の算出を省略し、特定部320が、当該電位差の変化に基づいて、運転手の呼吸および心臓の鼓動の状態を特定してもよい。このような正電極32および負電極34は、電極間の電位差の変化を検出するためのセンサなので、当該座席20に座るユーザの体に接しなくてもよい。
Therefore, the measuring
ここで、正電極32は、負電極34と配線36が設けられている位置を除く領域において負電極34を包囲している。配線36が設けられている位置には正電極32が設けられておらず、配線36が正電極32と重ならない。配線36と正電極32とが重なっていると、配線36と正電極32とが重なっている領域で電界が生じることでエネルギーの損失が発生する。正電極32および負電極34が図9に示すように構成されていることで、エネルギーの損失を抑制できるので、正電極32および負電極34との間の電位差の測定精度を向上させることができる。
Here, the
なお、図9に示すセンサEの正電極32および負電極34の形状は一例であり、これに限定されることはない。正電極32および負電極34は、シートベルト100を装着したユーザの呼吸および心臓の鼓動に応じた電界の変化が検出できる程度の電解強度を、当該ユーザに対して印加できればよい。正電極32および負電極34は、例えば、同一の形状でもよい。正電極32および負電極34は、n角形(nは3以上)、台形、円形、楕円形等の形状を有してよい。また、正電極32および負電極34は、帯状構造体120またはシートベルト100の長手方向および/または短手方向に配列されてよい。
The shapes of the
以上のように、本実施形態に係る状態特定装置10は、布に設けられているセンサの電気的特性の変化に基づき、シートベルトを装着した人の状態を特定することを説明した。ここで、布に設けられているセンサは、複数種類のセンサを含んでよい。この場合、布は、電気的特性が異なる複数種類のセンサが設けられていることが望ましい。これにより、ユーザの1つの動作に対して、複数種類の電気的な特性を取得することができ、これらを解析することにより、感度、ダイナミックレンジ、および精度等を向上させることができる。
As described above, it has been described that the
例えば、センサは、抵抗値の異なる複数の抵抗体202を含んでよい。また、センサは、異なる形状の電極を有する図9で説明したセンサEを含んでもよい。また、センサは、同一または異なる電気的な特性の抵抗体202と、同一または異なる電気的な特性のセンサEを含んでもよい。この場合、例えば、ユーザの姿勢等の物理的な変位を抵抗体202が検出し、ユーザの呼吸、心拍等の体内の電界の変化をセンサEが検出して、ユーザの異なる動作をそれぞれ検出することができる。
For example, the sensor may include a plurality of
以上の本実施形態に係る状態特定装置10の少なくとも一部は、一例として、コンピュータ等である。コンピュータは、例えば、プログラム等を実行することにより、本実施形態に係る取得部230、抵抗算出部250、制御部260、算出部310、および特定部320のうちの少なくとも一部として機能する。
At least a part of the
コンピュータは、CPU等のプロセッサを備え、記憶部240に記憶されたプログラムを実行することによって、取得部230、抵抗算出部250、制御部260、算出部310、および特定部320の少なくとも一部として機能する。コンピュータは、GPU(Graphics Processing Unit)等を更に備えてもよい。
The computer includes a processor such as a CPU, and by executing a program stored in the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist thereof. be. For example, the specific embodiment of the distribution / integration of the device is not limited to the above embodiment, and all or a part thereof may be functionally or physically distributed / integrated in any unit. Can be done. Also included in the embodiments of the present invention are new embodiments resulting from any combination of the plurality of embodiments. The effect of the new embodiment produced by the combination has the effect of the original embodiment together.
例えば、以上の説明においては、シートベルト100に帯状構造体120を設けてユーザの身体の状態を特定する場合を例示したが、帯状構造体120の構成および用途はこれに限らない。本発明は、人体に装着可能な任意の態様の帯状構造体120に適用することができる。また、本発明は、布等の折り曲げ可能な部位に電子部品を実装して動作させるモジュール等に適用することもできる。
For example, in the above description, the case where the band-shaped
10 状態特定装置
20 座席
32 正電極
34 負電極
36 配線
100 シートベルト
110 ベルト部
120 帯状構造体
130 装着部
200 測定部
202 抵抗体
204 布
206 配線部
207 配線
208 接続部
210 帯状抵抗体
212 容量素子
214 インダクタンス素子
220 供給部
230 取得部
240 記憶部
250 抵抗算出部
260 制御部
310 算出部
320 特定部
332 非導電性繊維
334 導電性材料
336 導電性繊維10
Claims (16)
前記シートベルトの少なくとも一部が、
帯状の布と、
前記布に設けられているセンサと、
前記センサの少なくとも一部に接続された導電性の配線を含む配線部と
を備える
シートベルト。The seat belt installed on the seat
At least part of the seat belt
With a strip of cloth,
The sensor provided on the cloth and
A seat belt comprising a wiring portion including conductive wiring connected to at least a part of the sensor.
請求項10に記載のシートベルト。The strip-shaped structure is formed by weaving a capacitive fiber having a conductive material attached to a plurality of places in the non-conductive fiber into the cloth.
The seat belt according to claim 10.
請求項10または11に記載のシートベルト。The strip-shaped structure is formed by weaving fibers in which conductive fibers are wound around an insulating material into the cloth.
The seat belt according to claim 10 or 11.
前記センサの電気的特性を測定する測定部と、
前記測定部が測定した電気的特性に基づき、前記シートベルトの曲率を算出する算出部と、
前記シートベルトの曲率の時間変化に基づき、前記シートベルトを装着した人の状態を特定する特定部と
を備える、状態特定装置。The seat belt according to any one of claims 1 to 15, and the seat belt.
A measuring unit that measures the electrical characteristics of the sensor,
A calculation unit that calculates the curvature of the seat belt based on the electrical characteristics measured by the measurement unit, and a calculation unit.
A state specifying device including a specific part for specifying the state of a person wearing the seatbelt based on a time change of the curvature of the seatbelt.
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