JP5339267B2 - 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 - Google Patents

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。

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に開示されている車両用ヘッドレスト装置は、ヘッドレスト前部を全開位置方向へ移動させるときに、静電容量センサから検出された静電容量の変化量とあらかじめ設定されたしきい値とを比較し、変化量がしきい値よりも大きければヘッドレスト前部が乗員（人体）の頭部に接近したと判断するＥＣＵを備えて構成される。

そして、ＥＣＵは、所定のタイミングの静電容量センサの単位移動量あたりの容量変化を検出し、その検出結果に基づいてしきい値を切り替えたり、一定時間ごとにしきい値を切り替えたり、モータの駆動電圧に基づいてしきい値を変更したりする。これにより、ヘッドレスト前部が乗員の頭部に接近したことを的確に検出することができる構成とされている。

また、下記特許文献２に開示されているヘッドレストを調節するための装置は、乗員の頭部位置を検知するためのヘッドレスト内に配置されている２つのコンデンサプレートを含むセンサを有して構成され、これら２つのコンデンサプレートは、ヘッドレスト内に上下に配置されている。

そして、一方のコンデンサプレートのセンサ信号（検知信号）の増加が他方のコンデンサプレートのセンサ信号の減少と同時に生じる限り、ヘッドレストの高さ位置が、引っ込められているヘッドレストを伴う定位置から出発して変化するように調節される構成とされている。

また、下記特許文献３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位の内側に互いに離れて設けられた複数の検出電極と、これら複数の検出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る。

そして、頭部が複数の検出電極の中心に位置するように、換言すると、頭部の動きに追従してヘッドレストが移動するようにヘッドレストが駆動され、自動的にヘッドレストの位置を調整することができる構成とされている。

さらに、下記特許文献４に開示されているヘッドレスト調整装置は、モータの駆動によって上下動可能なようにシートバック（背もたれ部）の上部に配置されたヘッドレストと、着座者（乗員）の頭部位置を検出する頭部検出センサと、頭部検出センサからの信号に基づいて、着座者の頭部位置に応じてヘッドレストの高さを調整するＣＰＵとを備えて構成される。

そして、ＣＰＵがイグニッションスイッチの導通を検知し、かつ着座センサが着座があることを検知し、さらにシートベルトバックルスイッチが車両のシートベルトが装着されていることを検知したときに、ヘッドレストの調整動作を開始することができる構成とされている。

特開２００７−３０６７６号公報 特開２０００−３０９２４２号公報 特開昭６４−１１５１２号公報 特開平１１−１８０２００号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示されている車両用ヘッドレスト装置では、１つの静電容量センサにより、また、上述した特許文献２に開示されているヘッドレストを調節するための装置では、２つもしくは３つのコンデンサプレートにより、それぞれ頭部と検知電極との間の静電容量を測定して位置調整に利用するとされている。

また、上述した特許文献３に開示されているヘッドレスト駆動装置では、ヘッドレストと車両の天井部などとの間の静電容量により、さらに上述した特許文献４に開示されているヘッドレスト調整装置では、シート各部の調整結果により、それぞれヘッドレストの位置調整を行うとされている。

このため、センサの出力バランスや各検知電極の出力ピークなどを比較して頭部中心を検出する必要がある。そして、このような検出方式では検知電極が配置されているヘッドレストを、例えば高さ方向に下端側から上端側まで移動させて走査し、センサの出力がバランスする位置の特定や、各検知電極の出力ピークを検出するというような検出動作を行わなければならない。したがって、短時間で高精度の位置調整を行うことができないという問題がある。

特に、上記のような検出方式では、検出動作中に頭部が動くことなどによって、頭部の形状以外の要因がセンサなどの出力変動を引き起こしてしまうという点については考慮されていない。このため、高精度に位置調整を行うためにはある程度の調整時間が掛かってしまい、短時間に位置調整を行うことができない構成となっていた。

一例として、ヘッドレストに静電容量センサを設置し、シートに被験者が着座した状態における本出願人の実験によるセンサ出力の検出結果を図１１に示す。なお、図１１において、ヘッドレストは、検知電極を下部、中央部、上部の３箇所に別々に配置したパターンのものを３種類用意して実験を行った。また、図１１における縦軸は検知電極中心からシート上端までの距離（センサ高さ）を表し、横軸は各検出位置でのセンサ出力を表している。なお、被験者の頭部とヘッドレストとの距離は２０ｍｍを維持するようにしつつ、なるべく動かない状態で実験を行った。

この結果、図１１からも明らかなように、センサ出力は決して安定したものとはならず、通常時における乗車状態ではさらに出力は不安定な挙動を示すであろうと想定された。このことからも、上述したような検出方式による検出動作を実施してヘッドレストの位置調整を高精度に行うことは、調整時間を要するとともに困難であるといわざるを得ないことが判明した。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、短時間で高精度なヘッドレストの位置調整を自動的に行う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。

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に高さ方向に並設された状態で設けられ、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と、前記複数の検知電極のうち、検知信号の出力が最も高い検知電極を検出する検出回路と、前記検出回路によって検出された検知信号の出力が最も高い検知電極が前記ヘッドレストの高さ方向の中心位置よりも上方に位置するように前記ヘッドレストの前記座席に対する位置を調整する位置調整手段とを備えたことを特徴とする。

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、検出された検知信号の出力が最も高い検知電極がヘッドレストの高さ方向の中心位置よりも上方に位置するように、ヘッドレストの座席に対する位置を適切かつ自動的に調整することができる。このため、短時間で高精度なヘッドレストの位置調整を行うことが可能となる。また、自動的にヘッドレストの座席に対する位置を調整することができるため、ヘッドレスト位置未調整に伴う車両の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。

なお、前記複数の検知電極は、例えば前記ヘッドレストの高さ方向全域にわたって等間隔をおいて配置されている構成とされていてもよい。

また、前記複数の検知電極は、例えば前記ヘッドレストの高さ方向に等間隔をおいて配置され、かつ前記複数の検知電極からなる検知電極群の高さ方向の中心近傍に配置された検知電極が、前記検出回路によって検知信号の出力が最も高い検知電極として検出されるように、前記検知電極群全体が前記高さ方向に偏った状態で配置されている構成とされていてもよい。

また、前記複数の検知電極は、例えばそれぞれ前記ヘッドレストの前方表面に沿った前記高さ方向と交差する方向に長手方向を有する矩形短冊状に形成され、前記ヘッドレストの前面側に配置されている構成とされていてもよい。

さらに、前記複数の検知電極は、例えば前記ヘッドレストの前面側に少なくとも５つ設けられている構成とされていてもよい。

前記検出回路は、例えば前記複数の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比較して検知された静電容量値が最も大きい検知電極を検出し、検出結果に応じた前記ヘッドレストの駆動情報を前記位置調整手段に対して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。

また、前記検出回路は、例えば前記複数の検知電極と接続された時分割回路と、この時分割回路により各検知電極にてそれぞれ異時的に検知された静電容量を示す情報を出力する静電容量検知回路と、こ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比較して検知された静電容量値が最も大きい検知電極を検出し、検出結果に応じた前記ヘッドレストの駆動情報を前記位置調整手段に対して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。

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に高さ方向に沿って並設された状態で設けられた複数の検知電極によって、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し、前記複数の検知電極のうち、検知信号の出力が最も高い検知電極を検出し、検出された検知信号の出力が最も高い検知電極が前記ヘッドレストの高さ方向の中心位置よりも上方に位置するように前記ヘッドレストの前記座席に対する位置を調整することを特徴とする。

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、検出された検知信号の出力が最も高い検知電極がヘッドレストの高さ方向の中心位置よりも上方に位置するように、ヘッドレストの座席に対する位置を適切かつ自動的に調整することができ、短時間で高精度なヘッドレストの位置調整を行うことが可能となる。また、自動的にヘッドレストの座席に対する位置を調整することができるため、ヘッドレスト位置未調整に伴う車両の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可能となる。

本発明によれば、検出された検知信号の出力が最も高い検知電極がヘッドレストの高さ方向の中心位置よりも上方に位置するように、ヘッドレストの座席に対する位置を適切かつ自動的に調整することができ、短時間で高精度なヘッドレストの位置調整を行う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可能となる。

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の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施の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。

また、図４は、同ヘッドレスト位置調整装置の静電容量検知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はヘッドレスト位置調整装置の検知電極の出力の比較例を示す説明図、図７は本発明の第１実施の形態に係るヘッドレスト位置調整装置の検知電極の出力の例を示す説明図である。

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。本実施の形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００では、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。

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複数の検知電極１１〜１５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の頭部４９とヘッドレスト４３（具体的には、検知電極１１〜１５）との間の静電容量を検知する。

基板１９は、例えばフレキシブルプリント基板、リジッド基板あるいはリジッドフレキシブル基板により構成されている。また、複数の検知電極１１〜１５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）あるい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からなる。

これら複数の検知電極１１〜１５は、例えばヘッドレスト４３の前面側において、ヘッドレスト４３の前方の表面に沿った高さ方向と交差する幅方向に、その長手方向を有する矩形短冊状に形成され、ヘッドレスト４３の高さ方向に沿って検知電極１１〜１５の幅方向が並ぶように高さ方向全域にわたって等間隔をおいて並設された状態で配置されている。

そして、複数の検知電極１１〜１５には、例えばそれぞれ電極番号１〜５が割り当てられている。これら複数の検知電極１１〜１５は、本例では５つ設けられているが、検出された検知信号の出力が最も高い検知電極がヘッドレスト４３の高さ方向の中心位置よりも上方に位置するような態様や数が配置されていればよく、例えば５以上設けられていてもよい。

検出回路２０は、複数の検知電極１１〜１５からの検知信号に基づいて、これら各検知電極１１〜１５のうち、検知信号の出力が最も高い検知電極を検出する。この検出回路２０は、図３に示すように、例えば複数の検知電極１１〜１５とそれぞれ一対一で接続され、各検知電極１１〜１５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２１〜２５と、これら複数の静電容量検知回路２１〜２５と接続され、各静電容量検知回路２１〜２５から出力された情報に基づく静電容量値を比較して検知された静電容量値が最も大きい検知電極を検出し、検出結果に応じたヘッドレスト４３の駆動情報を駆動モータ部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。

複数の静電容量検知回路２１〜２５は、例えば各検知電極１１〜１５と頭部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を出力する。演算処理回路２８は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えてなり、各静電容量検知回路２１〜２５から出力された検知信号に基づく静電容量値を比較して検知された静電容量値が最も大きい検知電極を検出するとともに、ヘッドレスト４３の位置を変化させる駆動モータ部３０に対して検出結果に基づく制御信号（駆動情報）を出力する。

各静電容量検知回路２１（２２〜２５）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。

タイマー回路１０２は、例えば２つの比較器２０１，２０２と、これら比較器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（以下、「ＲＳ−ＦＦ」と呼ぶ。）２０３と、このＲＳ−ＦＦ２０３の出力ＤＩＳをＬＰＤ１０３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。

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。

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、検知電極１１（１２〜１５）およびグランドの間を、各検知電極１１（１２〜１５）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。

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、検知電極１１（１２〜１５）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。

したがって、このタイマー回路１０２は、図５に示すように、検知電極１１（１２〜１５）および接近した人体４８の頭部４９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。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。

駆動モータ部３０は、各静電容量検知回路２１〜２５からの検知信号Ｖｏｕｔによって、検知信号の出力が最も高い（大きい）検知電極（以下、「該当検知電極」と呼ぶ。）を検出した演算処理回路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の背もたれ部４１に対する位置を、該当検知電極がヘッドレスト４３の高さ方向の中心位置よりも上方に位置するよう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。

なお、この駆動モータは、第１実施の形態ではヘッドレスト４３を支持軸４３ａを介して上下方向（高さ方向）に移動自在に駆動するが、これに加えて例えば上下方向とそれぞれ交差する左右方向や前後方向に移動自在に駆動するようにしてもよい。また、ヘッドレスト４３の高さ方向の中心位置は、ここではヘッドレスト４３の前面側を正面に見たときの中心部分を指すが、ヘッドレスト４３の形状等によりその位置は適宜変化してもよい。

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、例えば初期状態（ヘッドレスト４３の位置が背もたれ部４１に対して最も近い状態）において、静電容量センサ部１０の各検知電極１１〜１５にて頭部４９との間の静電容量Ｃを検知し、検出回路２０にてその出力のピークを検出して比べることで、出力が最も高い電極である該当検知電極を検出する。そして、この該当検知電極の位置が、ヘッドレスト４３の高さ方向の中心位置よりも上方に位置するときがヘッドレスト４３の頭部４９に対する適正位置として位置調整を行う。

ここで、第１実施の形態のヘッドレスト位置調整装置１００に対する比較例について説明する。なお、ここでは、上述したように、ヘッドレスト４３の高さ方向全域にわたって各検知電極１１〜１５が等間隔に配置された場合の出力について説明する。また、頭部４９の中心位置Ｐを、目尻と耳の中心とを結ぶ線の中心に設定した。

本出願人が実施した実験によると、図６（ａ）に示すように、例えば頭部４９の中心位置Ｐよりもヘッドレスト４３の高さ方向の中心位置Ｐ’が上方に位置する場合、同図（ｂ）に示すように、各検知電極１１〜１５（電極番号１〜５）の出力（Ｖ）は、次のようなものとなった。すなわち、ここでは電極番号３の検知電極１３の出力が０．７５Ｖを超えて最も高く、電極番号１，５の検知電極１１，１５の出力が０．２５Ｖ程度となり最も低い結果となった。この場合は、頭部４９の中心位置Ｐとヘッドレスト４３の中心位置Ｐ’とが水平方向に一致しないため、必ずしも適正な位置とは言い難い結果となった。

一方、図７（ａ）に示すように、頭部４９の中心位置Ｐとヘッドレスト４３の高さ方向の中心位置Ｐ’とが水平方向に一致する場合は、各検知電極１１〜１５（電極番号１〜５）の出力（Ｖ）は、同図（ｂ）に示すようになった。ここでは、電極番号４の検知電極１４の出力が０．７５Ｖを超えて最も高く、電極番号１の検知電極１１の出力が０．２５Ｖを下回って最も低い結果となった。このとき、各中心位置Ｐ，Ｐ’は水平方向に一致しているため、ヘッドレスト４３が適正位置にあるとみなすことができ、検出回路２０は、この状態におけるヘッドレスト４３の座席４０（背もたれ部４１）に対する位置が適正であるとして、駆動モータ部３０に対して位置調整のための制御信号を出力する。

したがって、第１実施の形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００は、例えば上記初期状態からヘッドレスト４３を可動範囲の上下端に移動させて走査（スキャニング）することなく、頭部４９の中心位置Ｐに対してその高さ方向の中心位置Ｐ’を位置させることができる。このため、位置調整に関する一方向（一回）のヘッドレスト４３の移動動作により頭部４９に対して最適な位置にヘッドレスト４３を配置させることができる。

これにより、短時間で高精度なヘッドレスト４３の位置調整を行うことが可能となる。また、自動的に最適な位置にヘッドレスト４３を移動させることができるので、ヘッドレスト４３の位置未調整に伴う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。

なお、第１実施の形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００の静電容量センサ部１０と駆動モータ部３０は、ハーネス２９により電気的に接続されていたが、例えば無線などのデバイスによって遠隔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。

さらに、検出回路２０は、検知信号の出力が最も高い検知電極を検出してヘッドレスト４３を移動させる他に、演算処理回路２８によって、車両の乗員（人体）の頭部４９の形状をプロファイルし、このプロファイル結果から適正位置をあらかじめ記憶しておき、位置調整開始時に記憶されたプロファイルを読み出してヘッドレスト４３を乗員に合わせて移動するようにしてもよい。

その他、検出回路２０は、例えばヘッドレスト位置調整装置１００の工場出荷時などにあらかじめプリセットされた人体４９のプロファイル情報（頭部４９の形状に関する情報を含む）やヘッドレスト４３の形状（大きさ、表面形状など）に関する情報などに基づいて、ヘッドレスト４３の高さ方向の中心位置Ｐ’を含めた任意の位置を、頭部４９の中心位置Ｐと水平方向に一致する位置に合わせるように移動させるようにしてもよい。

図８は、本発明の第１実施の形態に係るヘッドレスト位置調整装置の全体構成の他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し、本発明に特に関わる部分以外は明記しない場合があることとする。

図８に示すように、検出回路２０は、各検知電極１１〜１５と接続された時分割回路２６と、この時分割回路２６により各検知電極１１〜１５にてそれぞれ異時的に検知された静電容量を示す情報を出力する静電容量検知回路２７と、この静電容量検知回路２７から出力された情報に基づく静電容量値を比較して検知された静電容量値が最も大きい該当検知電極を検出し、検出結果に応じたヘッドレスト４３の駆動情報を駆動モータ部３０のモータ駆動回路に出力する演算処理回路２８とを備えて構成されている。

このように検出回路２０を構成すれば、時分割回路２６を介して各検知電極１１〜１５にて静電容量を順番に走査（スキャニング）し、その結果に基づき出力が最も高い該当検知電極を検出して上述したようなヘッドレスト４３の位置調整を行うことが可能となる。したがって、このような構成の検出回路２０を採用しても、短時間で高精度なヘッドレスト４３の位置調整を行うことが可能となる。

図９は、本発明の第２実施の形態に係る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１０は同ヘッドレスト位置調整装置の検知電極の出力の例を示す説明図である。この第２実施の形態に係るヘッドレスト位置調整装置は、静電容量センサ部１０における各検知電極１１〜１５の配置態様が先の第１実施の形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００における静電容量センサ部１０と相違している以外、その他の各構成部については同一であるため、ここでは説明を省略する。

図９に示すように、静電容量センサ部１０の各検知電極１１〜１５は、ヘッドレスト４３の高さ方向に等間隔をおいて配置され、かつ各検知電極１１〜１５からなる検知電極群１０ａの高さ方向の中心近傍に配置された検知電極（例えば、検知電極１３）が、検出回路２０によって検知信号の出力が最も高い該当検知電極として検出されるように、例えばヘッドレスト４３の高さ方向の中心位置Ｐ’を基準とした場合に各検知電極１１〜１５からなる検知電極群１０ａ全体が高さ方向に偏った状態で配置されている。

このため、図１０（ａ）に示すように、例えば頭部４９の中心位置Ｐとヘッドレスト４３の高さ方向の中心位置Ｐ’とが水平方向に一致する場合は、各検知電極１１〜１５（電極番号１〜５）の出力（Ｖ）は、同図（ｂ）に示すようになった。すなわち、ここでは電極番号３の検知電極１３の出力が０．７５Ｖを超えて最も高く、電極番号１，５の検知電極１１，１５の出力が０．２５Ｖ程度となり最も低い結果となった。このとき、各中心位置Ｐ，Ｐ’は水平方向に一致しているため、第１実施の形態で説明したことと同様に、ヘッドレスト４３が適正位置にあるとみなすことができ、検出回路２０は、この状態におけるヘッドレスト４３の座席４０（背もたれ部４１）に対する位置が適正であるとして、駆動モータ部３０に対して位置調整のための制御信号を出力する。

このように、第２実施の形態に係るヘッドレスト位置調整装置においても、例えば上記初期状態からヘッドレスト４３を可動範囲の上下端に移動させて走査（スキャニング）することなく、頭部４９の中心位置Ｐに対してその高さ方向の中心位置Ｐ’を位置させることができるとともに、位置調整に関する一方向（一回）のヘッドレスト４３の移動動作により頭部４９に対して最適な位置にヘッドレスト４３を配置させることができ、短時間で高精度なヘッドレスト４３の位置調整を行うことが可能となる。また、自動的に最適な位置にヘッドレスト４３を移動させることができるので、ヘッドレスト４３の位置未調整に伴う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。

なお、上述した第１および第２実施の形態では、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１００を適用した場合を例に挙げて説明したが、このヘッドレスト位置調整装置１００は、車両のみならず、その他にも、ヘッドレストの位置を可変可能なアトラクションにおける座席や、劇場観賞用の座席などに適用することもできる。

本発明によれば、自動車等の車両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。

本発明の一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である。 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静電容量検知回路の構成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検出回路の動作波形の例を示す動作波形図である。 ヘッドレスト位置調整装置の検知電極の出力の比較例を示す説明図である。 本発明の第１実施の形態に係るヘッドレスト位置調整装置の検知電極の出力の例を示す説明図である。 本発明の第１実施の形態に係るヘッドレスト位置調整装置の全体構成の他の例を示すブロック図である。 本発明の第２実施の形態に係る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である。 同ヘッドレスト位置調整装置の検知電極の出力の例を示す説明図である。 本出願人が行った実験におけるセンサ出力の検出結果を示す図である。

符号の説明

１０…静電容量センサ部、１１〜１５…検知電極、１９…基板、２０…検出回路、２１〜２５，２７…静電容量検知回路、２６…時分割回路、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。

Claims (12)

1. 車両の座席に備えられたヘッドレストに高さ方向に沿って並設された状態で前記ヘッドレストの高さ方向の中心近傍位置及びその上下位置を含むように設けられ、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であって、前記ヘッドレストの高さ方向の中心位置と前記人体の頭部の中心位置とが一致したときに最も高い検知信号を出力する所定の検知電極を前記ヘッドレストの高さ方向の中心位置よりも上方に位置するように含む複数の検知電極と、
   前記ヘッドレストが初期位置に静止した状態で前記複数の検知電極のうち、検知信号を比較してその出力が最も高い検知電極を検出する検出回路と、
   前記検出回路によって検出された検知信号の出力が最も高い検知電極の位置と前記所定の検知電極の位置とに基づいて前記ヘッドレストの高さ方向の中心位置と前記人体の頭部の中心位置とが一致するように前記ヘッドレストの前記座席に対する位置を調整する位置調整手段とを備えた
   ことを特徴とするヘッドレスト位置調整装置。
2. 前記複数の検知電極は、前記ヘッドレストの高さ方向全域にわたって等間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求項１記載のヘッドレスト位置調整装置。
3. 前記複数の検知電極は、前記ヘッドレストの高さ方向に等間隔をおいて配置され、かつ前記複数の検知電極からなる検知電極群の高さ方向の中心近傍に配置された検知電極が、前記所定の検知電極となるように、前記検知電極群全体が前記高さ方向に偏った状態で配置されていることを特徴とする請求項１記載のヘッドレスト位置調整装置。
4. 前記複数の検知電極は、それぞれ前記ヘッドレストの前方表面に沿った前記高さ方向と交差する幅方向に長手方向を有する矩形短冊状に形成され、前記ヘッドレストの前面側に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整装置。
5. 前記複数の検知電極は、前記ヘッドレストの前面側に少なくとも５つ設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整装置。
6. 前記検出回路は、前記複数の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比較して検知された静電容量値が最も大きい検知電極を検出し、検出結果に応じた前記ヘッドレストの駆動情報を前記位置調整手段に対して出力する演算処理回路とを備えて構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整装置。
7. 前記検出回路は、前記複数の検知電極と接続された時分割回路と、この時分割回路により各検知電極にてそれぞれ異時的に検知された静電容量を示す情報を出力する静電容量検知回路と、こ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比較して検知された静電容量値が最も大きい検知電極を検出し、検出結果に応じた前記ヘッドレストの駆動情報を前記位置調整手段に対して出力する演算処理回路とを備えて構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整装置。
8. 車両の座席に備えられたヘッドレストに高さ方向に沿って並設された状態で前記ヘッドレストの高さ方向の中心近傍位置及びその上下位置を含むように設けられた複数の検知電極であって、前記ヘッドレストの高さ方向の中心位置と前記人体の頭部の中心位置とが一致したときに最も高い検知電極を出力する所定の検知電極を前記ヘッドレストの高さ方向の中心位置よりも上方に位置するように含む複数の検知電極によって、前記ヘッドレストが初期位置に静止した状態で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し、
   前記複数の検知電極のうち、検知信号を比較してその出力が最も高い検知電極を検出し、
   検出された検知信号の出力が最も高い検知電極の位置と前記所定の検知電極の位置とに基づいて前記ヘッドレストの高さ方向の中心位置と前記人体の頭部の中心位置とが一致するように前記ヘッドレストの前記座席に対する位置を調整する
   ことを特徴とするヘッドレスト位置調整方法。
9. 前記複数の検知電極は、前記ヘッドレストの高さ方向全域にわたって等間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求項８記載のヘッドレスト位置調整方法。
10. 前記複数の検知電極は、前記ヘッドレストの高さ方向に等間隔をおいて配置され、かつ前記複数の検知電極からなる検知電極群の高さ方向の中心近傍に配置された検知電極が、前記所定の検知電極となるように、前記検知電極群全体が前記高さ方向に偏った状態で配置されていることを特徴とする請求項８記載のヘッドレスト位置調整方法。
11. 前記複数の検知電極は、それぞれ前記ヘッドレストの前方表面に沿った前記高さ方向と交差する幅方向に長手方向を有する矩形短冊状に形成され、前記ヘッドレストの前面側に配置されていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整方法。
12. 前記複数の検知電極は、前記ヘッドレストの前面側に少なくとも５つ設けられていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整方法。

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