(57)【要約】【課題】着座方位線を用いた着座状態解析を行う際に、着座方位が前後方向に対して斜めであっても、正確に着座状態を解析することができる着座状態解析装置及び着座状態解析方法を提供すること。【解決手段】臀部後方輪郭線に基づいて、押圧力の分布を二分する仮の着座方位線が決定される（ステップＳＡ３）。そして、押圧力の分布が、長手方向が仮の着座方位線に直交するようにして、複数の帯状領域に分割され（ステップＳＡ４）、帯状領域における押圧力の分布の重心位置から着座方位線が決定される（ステップＳＡ６）。従って、着座方位が前後方向に対して斜めになる等の場合であっても、正確に着座方位線を決定することが可能になる。その結果、着座方位線に基づいた着座状態の解析を正確に行うことが可能になる。【選択図】        図５
2010210367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着座時に着座者に接触する着座面に設けられ、前記着座面が受ける押圧力の分布を検出する押圧力分布検出部と、
前記押圧力の分布に基づいて、着座者の臀部後方輪郭線を決定する臀部後方輪郭線決定部と、
前記臀部後方輪郭線に基づいて、前記押圧力の分布を二分する仮の着座方位線を決定する仮着座方位線決定部と、
前記押圧力の分布を、長手方向が前記仮の着座方位線に直交する複数の帯状領域に分割する分割部と、
１つの前記帯状領域に対し、押圧力の分布の重心位置を決定する重心位置決定部と、
前記重心位置に基づいて、所定の処理を行うことで着座方位線を決定する着座方位線決定部と、
前記着座方位線に基づいて、着座状態を解析する着座状態解析部と、
を備えることを特徴とする着座状態解析装置。
【請求項２】
前記臀部後方輪郭線決定部は、所定の線対称な処理を行うことで前記臀部後方輪郭線を決定し、
前記仮着座方位線決定部は、前記臀部後方輪郭線の対称線を前記仮の着座方位線として決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の着座状態解析装置。
【請求項３】
前記着座方位線に対する前記重心位置の偏差量を判断する重心偏差量判断部と、
前記着座方位線と前記重心位置の偏差量とを対応付けて記憶する着座方位線記憶部と、
前記仮の着座方位線を所定角度移動することで、仮着座方位線候補を作成する仮着座方位線候補作成部と、
前記重心位置の偏差量が最も少ない前記着座方位線を、前記着座方位線記憶部から選択する最良着座方位線選択部とをさらに備え、
前記分割部は、さらに、前記押圧力の分布を、長手方向が前記仮着座方位線候補に直交する複数の帯状領域に分割する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の着座状態解析装置。
【請求項４】
前記押圧力分布検出部は、
マトリクス状に配置された複数の感圧部を有する圧力センサによって構成される、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の着座状態解析装置。
【請求項５】
着座時に着座者に接触する着座面が受ける押圧力の分布を検出する押圧力分布検出工程と、
前記押圧力の分布に基づいて、着座者の臀部後方輪郭線を決定する臀部後方輪郭線決定工程と、
前記臀部後方輪郭線に基づいて、前記押圧力の分布を二分する仮の着座方位線を決定する仮着座方位線決定工程と、
前記押圧力の分布を、長手方向が前記仮の着座方位線に直交する複数の帯状領域に分割する分割工程と、
１つの前記帯状領域に対し、前記押圧力の分布の重心位置を決定する重心位置決定工程と、
前記重心位置に基づいて、所定の処理を行うことで着座方位線を決定する着座方位線決定工程と、
前記着座方位線に基づいて、着座状態を解析する着座状態解析工程と、
を備えることを特徴とする着座状態解析方法。
【請求項６】
前記臀部後方輪郭線決定工程は、所定の線対称な処理を行うことで前記臀部後方輪郭線を決定し、
前記仮着座方位線決定工程は、前記臀部後方輪郭線の対称線を前記仮の着座方位線として決定する、
ことを特徴とする請求項５に記載の着座状態解析方法。
【請求項７】
前記着座方位線に対する前記重心位置の偏差量を判断する重心偏差量判断工程と、
前記着座方位線と前記重心位置の偏差量とを対応付けて記憶する着座方位線記憶工程と、
前記仮の着座方位線を所定角度移動することで、仮着座方位線候補を作成する仮着座方位線候補作成工程と、
前記重心位置の偏差量が最も少ない前記着座方位線を、前記着座方位線記憶工程の記憶結果から選択する最良着座方位線選択工程とをさらに備え、
前記分割工程は、さらに、前記押圧力の分布を、長手方向が前記仮着座方位線候補に直交する複数の帯状領域に分割する、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の着座状態解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着座者の着座状態を解析することが可能な、着座状態解析装置及び着座状態解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、椅子の座面に圧力を検知するセンサを設け、着座者の押圧力を検知し、着座者の状態を解析する技術が知られている。例えば、特許文献１では、椅子の着座面に、左右方向の行及び前後方向の列によって規定される部分押圧力を検出するために、複数の節が配設される。そして、複数のセルの検知結果に基づいて、押圧力の集中位置や押圧力の偏在が判定される。また、特許文献２では、座席上に設けられた複数の圧力センサ素子からの出力を利用して、着座者の座骨間隔を決定する技術が開示される。
【０００３】
特許文献１及び特許文献２では、着座者の状態を解析するために、押圧力の左右対称性が調べられる。例えば、特許文献１では、左右方向の中心を境として、左半分の部分押圧力の合計値と、右半分の部分押圧力の合計値との偏り具合が求められる。特許文献２では、前後方向に平行な仮想中心線Ｌを左右方向に順次移動させることで、押圧力が仮想中心線Ｌの左右で最も対称となる仮想中心線Ｌの位置が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２５７９１３号公報
【特許文献２】特開２００２−５７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、左右方向の中心を境としている。従って、着座者が中心から左右にずれた位置で着座している場合、仮に押圧力が左右対称になるように着座しても、押圧力は椅子の中心に対して偏っていると見なされる。一方、特許文献２に記載の技術では、仮想中心線Ｌを左右方向に順次移動させている。従って、着座者が中心から左右にずれた位置で着座している場合でも、押圧力が左右対称になるように着座していれば、押圧力が仮想中心線Ｌの左右で対称となる仮想中心線Ｌの位置が求められる。しかし、仮想中心線Ｌは前後方向に平行に設定されているので、着座状態の着座者が向く方向（以下、着座方位と表現する）が前後方向に対して斜めになる場合、仮に押圧力が左右対称になるように着座しても、仮想中心線Ｌの左右で押圧力は対称にならない。即ち、特許文献１及び特許文献２では、着座方位に沿って押圧力の分布を二分する線（以下、着座方位線と表現する）が前後方向に平行であることが前提であるため、例えば着座者が前後方向に対して斜めに座るなどした場合に、着座方位線を正確に求めることができない。その結果、着座者の状態を正確に解析することができない可能性がある。
【０００６】
本発明は、着座方位線を用いた着座状態解析を行う際に、着座方位が前後方向に対して斜めであっても、正確に着座状態を解析することが可能な着座状態解析装置及び着座状態解析方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、着座時に着座者に接触する着座面に設けられ、前記着座面が受ける押圧力の分布を検出する押圧力分布検出部と、前記押圧力の分布に基づいて、着座者の臀部後方輪郭線を決定する臀部後方輪郭線決定部と、前記臀部後方輪郭線に基づいて、前記押圧力の分布を二分する仮の着座方位線を決定する仮着座方位線決定部と、前記押圧力の分布を、長手方向が前記仮の着座方位線に直交する複数の帯状領域に分割する分割部と、１つの前記帯状領域に対し、押圧力の分布の重心位置を決定する重心位置決定部と、前記重心位置に基づいて、所定の処理を行うことで着座方位線を決定する着座方位線決定部と、前記着座方位線に基づいて、着座状態を解析する着座状態解析部と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
ここで、着座状態とは、着座しているときの姿勢のみならず、着座者自体の状態（性別，身長，体重等）も含む意味である。また、着座面とは、着座面の表面だけでなく、着座面の内側も意味している。即ち、押圧力分布検出部は、着座面の表面に設けられて着座者に直接接触しても良いし、着座面の内側に埋め込まれることで着座面の表面を介して着座者に接触しても良い。要は、押圧力分布検出部は、着座面が受ける押圧力の分布が検出可能なようにして、着座面に設けられれば良い。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記臀部後方輪郭線決定部は、所定の線対称な処理を行うことで前記臀部後方輪郭線を決定し、前記仮着座方位線決定部は、前記臀部後方輪郭線の対称線を前記仮の着座方位線として決定する、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記着座方位線に対する前記重心位置の偏差量を判断する重心偏差量判断部と、前記着座方位線と前記重心位置の偏差量とを対応付けて記憶する着座方位線記憶部と、前記仮の着座方位線を所定角度移動することで、仮着座方位線候補を作成する仮着座方位線候補作成部と、前記重心位置の偏差量が最も少ない前記着座方位線を、前記着座方位線記憶部から選択する最良着座方位線選択部とをさらに備え、前記分割部は、さらに、前記押圧力の分布を、長手方向が前記仮着座方位線候補に直交する複数の帯状領域に分割する、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の発明において、前記押圧力分布検出部は、マトリクス状に配置された複数の感圧部を有する圧力センサによって構成される、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、着座時に着座者に接触する着座面が受ける押圧力の分布を検出する押圧力分布検出工程と、前記押圧力の分布に基づいて、着座者の臀部後方輪郭線を決定する臀部後方輪郭線決定工程と、前記臀部後方輪郭線に基づいて、前記押圧力の分布を二分する仮の着座方位線を決定する仮着座方位線決定工程と、前記押圧力の分布を、長手方向が前記仮の着座方位線に直交するように、複数の帯状領域に分割する分割工程と、１つの前記帯状領域に対し、前記押圧力の分布の重心位置を決定する重心位置決定工程と、前記重心位置に基づいて、所定の処理を行うことで着座方位線を決定する着座方位線決定工程と、前記着座方位線に基づいて、着座状態を解析する着座状態解析工程と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記臀部後方輪郭線決定工程は、所定の線対称な処理を行うことで前記臀部後方輪郭線を決定し、前記仮着座方位線決定工程は、前記臀部後方輪郭線の対称線を前記仮の着座方位線として決定する、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の発明において、前記着座方位線に対する前記重心位置の偏差量を判断する重心偏差量判断工程と、前記着座方位線と前記重心位置の偏差量とを対応付けて記憶する着座方位線記憶工程と、前記仮の着座方位線を所定角度移動することで、仮着座方位線候補を作成する仮着座方位線候補作成工程と、前記重心位置の偏差量が最も少ない前記着座方位線を、前記着座方位線記憶工程の記憶結果から選択する最良着座方位線選択工程とをさらに備え、前記分割工程は、さらに、前記押圧力の分布を、長手方向が前記仮着座方位線候補に直交する複数の帯状領域に分割する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明では、臀部後方輪郭線に基づいて、押圧力の分布を二分する仮の着座方位線が決定される。押圧力の分布は、着座方位線に対して略左右対称になる傾向にある。そのため、押圧力の分布を二分する仮の着座方位線を決定することで、ある程度着座方位線の見当をつけることができる。そして、押圧力の分布が、長手方向が仮の着座方位線に直交する複数の帯状領域に分割される。複数の帯状領域の長手方向が仮の着座方位線に直交することで、個々の帯状領域における押圧力の分布の重心位置は、仮の着座方位線の近辺に位置する傾向にある。この重心位置に基づいて着座方位線が決定されるので、着座方位が前後方向に対して斜めになる等の場合であっても、正確に着座方位線を決定することが可能になる。その結果、着座方位線に基づいた着座状態の解析を正確に行うことが可能になる。
【００１６】
請求項２に記載の発明では、所定の線対称な処理を行うことで臀部後方輪郭線が決定され、臀部後方輪郭線の対称線が仮の着座方位線として決定される。着座者の臀部後方輪郭線の形状は、着座者の体重のかけ方等の着座状態に強く依存する押圧力の分布に比べると、着座状態への依存性が小さい。従って、所定の線対称な処理を行うことで、押圧力の場合に比べると着座状態により依存せずに、着座者の臀部後方輪郭線の形状が決定できる。また、臀部後方輪郭線の形状は、着座方位線に対して略左右対称となる。そのため、臀部後方輪郭線の形状を決定することで、仮の着座方位線が正確に決定できる。
【００１７】
請求項３に記載の発明では、着座方位線が、重心位置の偏差量と対応付けて着座方位線記憶部に記憶される。そして、着座方位線を所定角度移動することで、仮着座方位線候補が作成される。そして、重心位置決定部及び着座方位線決定部が行う処理によって、仮の着座方位線からだけでなく、この仮着座方位線候補からも着座方位線が決定される。仮着座方位線候補から決定された着座方位線もまた、重心位置の偏差量と対応付けて着座方位線記憶部に記憶される。そして、最良着座方位線選択部によって、重心位置の偏差量が最も少ない着座方位線が、着座方位線記憶部から選択されることで、より正確に着座方位線が決定できる。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、マトリクス状に配置された複数の感圧部を有する圧力センサが用いられる。押圧力分布検出部の検出結果がマトリクス状のデータとなるので、画像処理の分野で用いられる技術を利用しての着座状態解析が可能になる。従って、着座状態の解析が容易になる。
【００１９】
請求項５に記載の発明では、臀部後方輪郭線に基づいて押圧力の分布を二分する仮の着座方位線が決定される。押圧力の分布を二分する仮の着座方位線を決定することで、ある程度着座方位線の見当をつけることができる。そして、押圧力の分布が、長手方向が仮の着座方位線に直交する複数の帯状領域に分割される。複数の帯状領域の長手方向が仮の着座方位線に直交することで、個々の帯状領域における押圧力の分布の重心位置は、仮の着座方位線の近辺に位置する傾向にある。この重心位置に基づいて着座方位線が決定されるので、着座方位が前後方向に対して斜めになる等の場合であっても、正確に着座方位線を決定することが可能になる。その結果、着座方位線に基づいた着座状態の解析を正確に行うことが可能になる。
【００２０】
請求項６に記載の発明では、所定の線対称な処理を行うことで臀部後方輪郭線が決定され、臀部後方輪郭線の対称線が仮の着座方位線として決定される。前記したように、臀部後方輪郭線の形状は、着座状態への依存性が押圧力に比べてより小さく、常に着座方位線に対して略左右対称な形状となる傾向にある。従って、臀部後方輪郭線の形状を決定することで、仮の着座方位線が正確に決定できる。
【００２１】
請求項７に記載の発明では、着座方位線が、重心位置の偏差量と対応付けて着座方位線記憶部に記憶される。そして、着座方位線を所定角度移動することで、仮着座方位線候補が作成される。分割部、重心位置決定部及び着座方位線決定部が行う処理によって、仮の着座方位線からだけでなく、この仮着座方位線候補からも着座方位線が決定される。そして、仮着座方位線候補から決定された着座方位線もまた、重心位置の偏差量と対応付けて着座方位線記憶部に記憶される。そして、最良着座方位線選択部によって、重心位置の偏差量が最も少ない着座方位線が、着座方位線記憶部から選択されることで、より正確に着座方位線が決定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る着座状態解析装置１の概略図。
【図２】着座状態解析装置１の制御回路構成を示すブロック図。
【図３】座面圧力データ及び背面圧力データの一例を示す図。
【図４】本発明の実施形態におけるメイン処理を説明するフローチャート。
【図５】本発明の実施形態における、着座方位線決定処理に係る処理を説明するフローチャート。
【図６】着座方位線決定処理において、座面圧力データに対して行われる処理の概要を説明する図。
【図７】本発明の実施形態における、着座状態解析処理に係る処理を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について詳述する。
【００２４】
＜本発明の概観説明＞
図１は、本発明の実施形態に係る着座状態解析装置１及び着座状態解析装置１が設置される椅子２の概要図である。着座状態解析装置１は、椅子２の表面に配置される圧力センサ２０と、着座状態解析に係る一連の処理を実行する制御部３０と、制御部３０による着座状態解析の結果等を表示するための表示部４０とから構成される。椅子２は、椅子２への着座時に着座者の臀部が接触する着座部３と、着座部３を支持する椅子支持脚４と、椅子２への着座時に着座者の背中が接触する背当部５とを有する。圧力センサ２０は、座面圧力センサ２１と、背面圧力センサ２２とを有する。座面圧力センサ２１は、着座部３が受ける押圧力を検出するために、着座部３の表面に設けられる。背面圧力センサ２２は、背当部５が受ける押圧力を検出するために、背当部５の表面に設けられる。ここで、座面圧力センサ２１は、着座部３の内部に埋め込まれても良い。背面圧力センサ２２に関しても同様である。尚、圧力センサ２０は、着座部３に設けられる座面圧力センサ２１と、背当部５に設けられる背面圧力センサ２２との何れか一方を選択的に有しても、本発明の意図するところである。要は、椅子２への着座時に着座者が接触する着座面（着座部３及び背当部５を含む）の何処かに、圧力センサ２０が設けられれば良い。また、図１においては、着座状態解析装置１の構成要素である圧力センサ２０、制御部３０及び表示部４０が別々に記載されているが、これらは一体として構成されても良い。さらに、着座状態解析装置１が椅子２に内蔵され、着座状態を解析可能な椅子システムとして一体に構成されても良い。
【００２５】
＜本発明のブロック図の説明＞
図２は、本発明の実施形態に係る着座状態解析装置１の電気的な構成を説明するブロック図である。着座状態解析装置１は、前記した様に、圧力センサ２０と、制御部３０と、表示部４０とを備える。制御部３０は、ＣＰＵ３１，ＲＯＭ３２，ＲＡＭ３３，インターフェース３４，画像形成回路３５を備える。
【００２６】
ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２と、ＲＡＭ３３と、インターフェース３４と、画像形成回路３５との間で信号の送受信を行い、各種演算，処理を行う。ＲＯＭ３２は、着座状態解析装置１を制御する各種プログラムやパラメータを記憶する。ＲＡＭ３３は、ＣＰＵ３１で処理されるプログラムや、ＣＰＵ３１が処理するデータを、そのアドレス空間に一時記憶する。
【００２７】
インターフェース３４は、ＣＰＵ３１からの制御信号を受信し、その制御信号を圧力センサ２０に送信する。また、インターフェース３４は、圧力センサ２０からの圧力信号を受信し、その圧力信号をＣＰＵ３１に送信する。
【００２８】
画像形成回路３５は、ＣＰＵ３１から送信された制御信号に応じた画像信号を形成し、その画像信号を表示部４０に送信する。画像形成回路３５は、画像表示のための一時記憶領域として、非図示のＶＲＡＭを有する。
【００２９】
圧力センサ２０は、圧力センサ２０に対して加えられる押圧力を検知し、圧力信号を生成する。具体的には、座面圧力センサ２１が座面圧力信号を生成し、背面圧力センサ２２が背面圧力信号を生成する。生成された座面圧力信号及び背面圧力信号は、インターフェース３４を介してＣＰＵ３１に送信された後に、座面圧力データ及び背面圧力データとしてＲＡＭ３３に一時記憶される。圧力センサ２０は、マトリクス状に配置された複数の感圧部を有する。圧力センサ２０は、感圧抵抗方式，静電容量方式，電磁誘導方式等の様々な方式によって構成することができる。本実施形態では、一例として、電磁誘導方式を利用した株式会社シロク製のＬＬＳＥＮＳＯＲ（登録商標）等の圧力分布シートが用いられる。尚、前記した圧力センサ２０が、本発明の押圧力分布検出部の一例である。
【００３０】
図３（ａ）はＲＡＭ３３に一時記憶された座面圧力データを、図３（ｂ）はＲＡＭ３３に一時記憶された背面圧力データを、それぞれ説明する図である。着座部３に設けられる座面圧力センサ２１は、ｍ行×ｎ列の感圧部から構成される。即ち、座面圧力データは、図３（ａ）に示される座面圧力データの様に、ｍ行×ｎ列の画素を持つ画像データとして取り扱うことができる。ここで、図３（ａ）において、横がｘ方向，縦がｙ方向にそれぞれ対応する。従って、座面圧力データは、図３（ａ）に示されるように、左下が座標（ｘ0，ｙ0），右上が座標（ｘn-1，ｙm-1）となる。このとき、着座状態において臀部がｙ方向上側に来るように、座面圧力センサ２１は、ｙ方向上側を背当部５側に近い側にして配置される。また、背面圧力データも、座面圧力データと同様に画像データとして取り扱うことができる。
【００３１】
表示部４０は、画像形成回路３５からの画像信号に応じて画像を表示する。表示部４０は、ＣＲＴモニタ，液晶モニタ等で構成される。
【００３２】
＜本発明のフローの説明＞
図４は、ＣＰＵ３１が行う、メイン処理を説明するフローチャートである。ステップＳ１において、ＣＰＵ３１は、圧力センサ２０に座面圧力信号及び背面圧力信号を生成させるための制御信号を、インターフェース３４を介して圧力センサ２０に送信する。圧力センサ２０は、生成した座面圧力信号及び背面圧力信号を、インターフェース３４を介してＣＰＵ３１に送信する。ＣＰＵ３１は、圧力センサ２０からの座面圧力信号及び背面圧力信号を、座面圧力データ及び背面圧力データとしてＲＡＭ３３に一時記憶する。その後、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳ２に移行する。尚、前記したステップＳ１が、本発明における押圧力検出工程の一例である。
【００３３】
ステップＳ２において、ＣＰＵ３１は、座面圧力データの着座方位線を決定するために、着座方位線決定処理を実行する。図５は、ＣＰＵ３１が行う着座方位線決定処理を説明するフローチャートである。図６は、座面圧力データに対して行われる処理の概要を説明する図である。以下、図５及び図６を用いて、着座方位線決定処理を詳述する。
【００３４】
ステップＳＡ１において、ＣＰＵ３１は、座面圧力データにおける、着座によって押圧力が発生した領域（被押圧領域）を決定する。着座によって発生した押圧力は連続的に変化するので、ＣＰＵ３１は、押圧力が所定値以上の領域を、被押圧領域とみなす。この所定値は、例えば実験等で予め定められた閾値でもよいし、あるいはその都度求められても良い。その都度求められる場合は、一例として、押圧力のヒストグラムにおける最頻値が、バックグラウンドとなる押圧力、即ち被押圧領域外部の押圧力と定義される。バックグラウンドとなる押圧力が正規分布に従うと仮定すれば、バックグラウンドとなる押圧力に分散σの３倍である「３σ」を加算した値以上の押圧力を持つ領域は、着座によって押圧力が発生した領域、即ち被押圧領域とみなして良い。図６（ａ）における曲線ＢＤ１，ＢＤ２，ＢＤ３で囲まれる領域は、ステップＳＡ１における処理によって被押圧領域として決定される領域を示す。被押圧領域が決定された後、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＡ２に移行する。
【００３５】
ステップＳＡ２において、ＣＰＵ３１は、ステップＳＡ１において決定された被押圧領域に基づいて、所定の線対称な処理を行うことで臀部後方輪郭線を決定する。具体的には、臀部領域の輪郭が線対称な関数に従う座標の集まりであると仮定し、ＣＰＵ３１は、最もｙ軸上側に位置する被押圧領域の輪郭を線対称な関数に当て嵌める（フィッティングを行う）ことで、臀部後方輪郭線を決定する。この線対称な関数としては、例えば放物線関数，双曲線関数，余弦関数等の偶関数及びこれらの線形結合で表わされる関数が用いられる。望ましくは、複数の偶関数の線形結合で示される関数が用いられ、それら複数の偶関数を線形結合する際の係数を変数として最小二乗法を用いたフィッティングが行われるのが良い。着座者の臀部後方輪郭線の形状は、着座者の体重のかけ方等の着座状態に強く依存する押圧力の分布に比べると、着座状態への依存性が押圧力に比べてより小さい。従って、線対称な関数でフィッティングを行うことで、押圧力の分布に対してフィッティングを行うことに比べて、着座状態にあまり依存せずに着座者の臀部後方輪郭線の形状が決定される。図６（ｂ）に示される曲線ＣＴＲが、ステップＳＡ２における処理によって決定される臀部後方輪郭線である。その後、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＡ３に移行する。尚、ステップＳＡ２で行われる処理が、本発明における臀部後方輪郭線決定部及び臀部後方輪郭線決定工程の一例である。
【００３６】
臀部後方輪郭線が決定されることは、着座者の臀部位置が決定されることを意味する。そして、臀部後方輪郭線の形状は、着座方位線に対して略線対称となる。そこで、ステップＳＡ３において、ＣＰＵ３１は、ステップＳＡ２で決定された臀部後方輪郭線に基づいて、臀部後方輪郭線の対称線を決定する。具体的には、前記した線対称な関数の対称線が、臀部後方輪郭線の対称線となる。ＣＰＵ３１は、この対称線を、押圧力の分布を二分する仮の着座方位線としてＲＡＭ３３に一時記憶する。仮の着座方位線を決定することで、ある程度着座方位線の見当をつけることができる。図６（ｃ）に示される直線ＴＳＤが、ステップＳＡ３における処理によって決定される仮の着座方位線ＴＳＤである。その後、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＡ４に移行する。尚、ステップＳＡ３で行われる処理が、本発明における仮着座方位線決定部及び仮着座方位線決定工程の一例である。
【００３７】
ステップＳＡ４において、ＣＰＵ３１は、座面圧力データを、複数の帯状領域に分割する。この複数の帯状領域は、前記した仮の着座方位線又は仮着座方位線候補（後記するステップＳＡ１１を参照）に対して、長手方向が直交する様にして設定される。具体的に例示すると、ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３に一時記憶された仮の着座方位線又は仮着座方位線候補に直交する直線の傾きを求める。そして、ＣＰＵ３１は、座面圧力データが９個の帯状領域に分割される様に、前記直交する直線を等間隔で８本配置する。この等間隔で配置された直線によって区切られる個々の領域が、帯状領域となる。図６（ｄ）に示される複数の領域ＳＴが、ステップＳＡ４における処理によって決定される複数の帯状領域である。その後、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＡ５に移行する。尚、ステップＳＣ４で行われる処理が、本発明における分割部及び分割工程の一例である。
【００３８】
ステップＳＡ５において、ＣＰＵ３１は、個々の帯状領域における押圧力の分布の重心位置を決定する。具体的には、個々の帯状領域に含まれる感圧部に対して、質点系の重心を求める方法と同様の処理を行う。以下その処理を説明する。帯状領域におけるｘ座標及びｙ座標が最小となる感圧部の座標（ｘmin，ｙmin）から、その帯状領域に含まれる座標（ｘi，ｙj）に位置する感圧部に対する位置ベクトルをｒtと、座標（ｘi，ｙj）に位置する感圧部における押圧力をｐtと、それぞれ表記する。帯状領域の重心位置Ｒcは、その帯状領域に含まれる感圧部を用いて、
【００３９】
【数１】
2010210367.tif 000003
と決定される。但し、「Ｐ」は、その帯状領域に含まれる感圧部の押圧力の総和、即ち
【００４０】
【数２】
2010210367.tif 000004
である。図６（ｅ）に星印で示される点が、ステップＳＡ５における処理
によって決定される個々の帯状領域ＳＴにおける重心位置である。その後、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＡ６に移行する。尚、ステップＳＡ５で行われる処理が、本発明における重心位置決定部及び重心位置決定工程の一例である。
【００４１】
ステップＳＡ６において、ＣＰＵ３１は、ステップＳＡ５で決定された押圧力分布の重心位置から、着座方位線を決定する。具体的には、ＣＰＵ３１は、帯状領域における重心位置を所定の関数、例えば一次関数等を用いてフィッティングを行うことで、着座方位線を決定する。即ち、一次関数の傾き及び切片が、個々の重心位置を標本として最小二乗法によって決定される。この着座方位線は、ＲＡＭ３３に一時記憶される。帯状領域の長手方向は仮の着座方位線に直交するので、個々の重心位置は、仮の着座方位線の近辺に位置する傾向にある。この重心位置に基づいて着座方位線が決定されるので、着座方位が前後方向に対して斜めになる等の場合であっても、正確に着座方位線を決定することが可能になる。また、重心位置に基づいて着座方位線が決定されるので、押圧力の分布が着座方位線に対して略左右対称となる。図６（ｆ）に示される直線ＳＤが、ステップＳＡ６における処理によって決定される着座方位線である。その後、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＡ７に移行する。尚、ステップＳＡ６で行われる処理が、本発明における着座方位線決定部及び着座方位線決定工程の一例である。
【００４２】
ステップＳＡ７において、ＣＰＵ３１は、前記着座方位線に対する夫々の帯状領域における重心位置の偏差量を決定する。具体的には、ＣＰＵ３１は、夫々の帯状領域における重心位置から前記した着座方位線までの距離の二乗和を求め、その二乗和を重心位置の偏差量とみなす。この重心位置の偏差量は、ＲＡＭ３３に一時記憶された着座方位線と関連付けて、ＲＡＭ３３に一時記憶される。その後、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＡ８に移行する。
【００４３】
ステップＳＡ８において、ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３に一時記憶された着座方位線の重心位置の偏差量が、ＲＡＭ３３に記憶された最良着座方位線の重心位置の偏差量（最小偏差量）よりも小さいか否かを判断する。ここで、最良着座方位線とは、重心位置の偏差量が最小となる着座方位線を意味する。ステップＳＡ８の判断が肯定（Ｙ）である場合、又はステップＳＡ６及びステップＳＡ７の処理が初めて行われたためにＲＡＭ３３に最良着座方位線が未だ記憶されてない場合、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＡ９に移行する。または、ステップＳＡ８の判断が否定（Ｎ）である場合、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＡ１０に移行する。
【００４４】
ステップＳＡ９において、ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３に一時記憶された着座方位線を、新たな最良着座方位線として、ＲＡＭ３３に一時記憶する。即ち、ステップＳＡ９以前にＲＡＭ３３に一時記憶されていた以前の最良着座方位線は、ステップＳＡ９において更新される。このとき、ステップＳＡ７でＲＡＭ３３に一時記憶された重心位置の偏差量も、最良着座方位線と関連付けて、最小偏差量としてＲＡＭ３３に一時記憶される。その後、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＡ１０に移行する。
【００４５】
図５に示される着座方位線決定処理では、最良着座方位線をより正確に決定するために、ステップＳＡ４〜ステップＳＡ１１の処理が繰り返し実行される。そこでステップＳＡ１０において、ＣＰＵ３１は、ステップＳＡ４〜ステップＳＡ１１の処理の繰り返しが所定回数行われたか否かを判断する。この繰り返しの所定回数は、例えばステップＳＡ３で決定された仮の着座方位線を中心として、±３０°の範囲に対してステップＳＡ４〜ステップＳＡ１１の処理が行われる様にして設定される。ステップＳＡ１０の判断が肯定（Ｙ）である場合、ＣＰＵ３１は、一連の着座方位線決定処理を終了し、処理をステップＳ３（図４を参照）に移行する。または、ステップＳＡ１０の判断が否定（Ｎ）である場合、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＡ１１に移行する。
【００４６】
ステップＳＡ１１において、ＣＰＵ３１は、前記仮の着座方位線を所定角度移動することで、仮着座方位線候補を作成する。この所定角度は例えば１°に設定されるが、処理速度と最良着座方位線の精度との兼ね合いで適宜変更されて良い。図６（ｇ）に示される直線ＴＳＤＣが、ステップＳＡ１１における処理によって決定される仮着座方位線候補である。その後、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＡ４に移行する。
【００４７】
ステップＳ３において、ＣＰＵ３１は、座面圧力データ及び背面圧力データを用いて着座状態解析処理を行う。以下、図７を用いて、この着座状態解析処理を説明する。
【００４８】
図７は、ＣＰＵ３１が行う着座状態解析処理を説明するフローチャートである。図７に示されるフローチャートでは、着座方位線に基づいた着座状態解析処理の例として、着座者の背筋方向の良否を判断する処理（ステップＳＢ１〜ステップＳＢ６）と、着座者の大腿部姿勢の良否を判断する処理（ステップＳＢ７〜ステップＳＢ１２）とが示される。尚、図７に示される着座状態解析処理が、本発明における着座状態解析部及び着座状態解析工程の一例である。
【００４９】
ステップＳＢ１〜ステップＳＢ６において、着座者が背筋が真っ直ぐな状態で着座しているか否か、即ち背筋方向の良否が着座者に報知される。背筋が曲がった状態での着座は、着座者の腰などに負担を与え、腰痛等を引き起こす可能性がある。即ち、着座者は、背筋方向の良否を知ることで、快適かつ健康的な着座姿勢を維持することが可能になる。
【００５０】
着座者の背筋方向の良否を判断するためには、前記した最良着座方位線と、後記する背面着座方位線とが必要となる。最良着座方位線は、前記した着座方位線決定処理（ステップＳ２）においてすでに決定され、ＲＡＭ３３に一時記憶されている。従って、背面着座方位線のみが決定されれば、着座者の背筋方向の良否を判断することができる。そこで、ＣＰＵ３１は、後記するステップＳＢ１〜ステップＳＢ３において、背面圧力データに対しての処理を行う。
【００５１】
ステップＳＢ１において、ＣＰＵ３１は、前記したステップＳＡ４と同様の処理を、背面圧力データに対して行う。但し、背面圧力データには、座面圧力データにおける後方臀部形状の様な特徴的な形状が存在しない。そのため、背面圧力データにおいては、座面圧力データとは異なり仮の着座方位線が定義されない。そこで、ＣＰＵ３１は、背面圧力データを、長手方向がｘ方向に平行な複数の帯状領域に分割する。その後、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＢ２に移行する。
【００５２】
ステップＳＢ２において、ＣＰＵ３１は、前記したステップＳＡ５と同様の処理を、背面圧力データに対して行う。即ち、ＣＰＵ３１は、背面圧力データの、帯状領域における重心位置を決定する。その後、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＢ３に移行する。
【００５３】
ステップＳＢ３において、ＣＰＵ３１は、前記したステップＳＡ６と同様の処理を、背面圧力データに対して行う。即ち、ＣＰＵ３１は、個々の帯状領域における押圧力の分布の重心位置を所定の関数、例えば一次関数等を用いてフィッティングを行うことで、背面方位線を決定する。ここで、背面方位線は、前記した着座方位線と同様に、着座者が椅子２に着座することによって発生する押圧力の分布が左右対称となる対称線のことである。しかし、背面方位線は、背面圧力データに対して求められる点において前記した着座方位線と相違するので、着座方位線と区別するためにこの名称が用いられる。この背面方位線は、ＲＡＭ３３に一時記憶される。その後、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＢ４に移行する。
【００５４】
ステップＳＢ４において、ＣＰＵ３１は、最良着座方位線の傾きと、背面方位線の傾きとが一致するか否かを判断する。最良着座方位線の傾きは、着座方位を示す。背面方位線の傾きは、着座者の背筋の方向を示す。従って、最良着座方位線の傾きと背面方位線の傾きとが一致する場合、着座者の背筋の方向と着座方向とが揃っているので、体に負担が小さい姿勢と考えられる。一方、最良着座方位線の傾きと背面方位線の傾きとが一致しない場合、着座者の背筋と着座方向とがずれているので、体に負担が大きい姿勢と考えられる。ステップＳＢ４の判断が肯定（Ｙ）の場合、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＢ５に移行する。または、ステップＳＢ４の判断が否定（Ｎ）の場合、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＢ６に移行する。
【００５５】
ステップＳＢ５において、ＣＰＵ３１は、背筋の方向が体に負担が小さい状態にあることを着座者に報知するために、画像形成回路３５に制御信号を送信する。画像形成回路３５は、ＣＰＵ３１からの制御信号に応じた画像信号を形成し、その画像信号を表示部４０に送信する。そして、表示部４０が、画像形成回路３５からの画像信号に応じて、「背筋方向ＯＫ」の表示を行う。その後、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＢ７に移行する。
【００５６】
ステップＳＢ６において、ＣＰＵ３１は、背筋の方向が体に負担が大きい状態にあることを着座者に報知するために、画像形成回路３５に制御信号を送信する。画像形成回路３５は、ＣＰＵ３１からの制御信号に応じた画像信号を形成し、その画像信号を表示部４０に送信する。そして、表示部４０が、画像形成回路３５からの画像信号に応じて、「背筋方向ＮＧ」の表示を行う。その後、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＢ７に移行する。
【００５７】
ステップＳＢ７〜ステップＳＢ１２において、着座時の大腿部姿勢の良否、即ち大腿部の位置が左右対称か否かと、左右の大腿部に均等に荷重がかかっているか否かが、着座者に報知される。大腿部の位置が左右対称でない状態や、左右の大腿部に不均等に荷重がかかった状態での着座は、太腿部の裏の静脈を圧迫し、足のむくみなどを生じる可能性がある。即ち、着座者は、大腿部姿勢の良否を知ることで、快適かつ健康的な着座姿勢を維持することが可能になる。
【００５８】
ステップＳＢ７において、ＣＰＵ３１は、前記したステップＳＡ１と同様の処置を行う。
即ち、ＣＰＵ３１は、座面圧力データにおける被押圧領域を決定する。その後、ＣＰＵ３１は、処理をＳＢ８に移行する。
【００５９】
ステップＳＢ８において、ＣＰＵ３１は、被押圧領域から、着座者の大腿部によって押圧されている領域（大腿部領域）を決定する。具体的には、ＣＰＵ３１は、（１）座面圧力データのｙ方向下側に位置する、（２）領域の形状を楕円関数でフィッティングを行ったときに楕円の長軸がｙ方向に沿う、という条件に基づき、大腿部領域を決定する。その後、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＢ９に移行する。
【００６０】
ステップＳＢ９において、ＣＰＵ３１は、最良着座中心線に対して対称な位置に一対の大腿部領域が存在するか否かを判断する。この判断は、左右均等に荷重がかかる様にして着座した場合に、大腿部は着座方位線に対して左右対称になる傾向にあることを根拠とする。ステップＳＢ９の判断が肯定（Ｙ）の場合、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＢ１０に移行する。または、ステップＳＢ９の判断が否定（Ｎ）の場合、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＢ１２に移行する。
【００６１】
ステップＳＢ１０において、ＣＰＵ３１は、最良着座中心線に対して対称な一対の大腿部領域における押圧力の分布が、互いに略同じ分布か否かを判断する。この判断は、左右均等に荷重がかかる様にして着座した場合に、大腿部における荷重が左右均等になることを根拠とする。ステップＳＢ１０の判断が肯定（Ｙ）の場合、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＢ１１に移行する。または、ステップＳＢ１０の判断が否定（Ｎ）の場合、ＣＰＵ３１は、処理をステップＳＢ１２に移行する。
【００６２】
ステップＳＢ１１において、ＣＰＵ３１は、着座時の大腿部姿勢が良好（大腿部領域の位置が最良着座中心線に対して左右対称且つ大腿部領域の荷重が左右で均等）である旨を着座者に報知するために、画像形成回路３５に制御信号を送信する。画像形成回路３５は、ＣＰＵ３１からの制御信号に応じた画像信号を形成し、その画像信号を表示部４０に送信する。そして、表示部４０が、画像形成回路３５からの画像信号に応じて、「大腿部姿勢ＯＫ」の表示を行う。その後、ＣＰＵ３１は、処理をメイン処理に戻した後に、メイン処理を終了する。
【００６３】
ステップＳＢ１２において、ＣＰＵ３１は、着座時の大腿部姿勢が良好でない（大腿部領域の位置が最良着座中心線に対して左右非対称又は大腿部領域の荷重が左右で異なる）旨を着座者に報知するために、画像形成回路３５に制御信号を送信する。画像形成回路３５は、ＣＰＵ３１からの制御信号に応じた画像信号を形成し、その画像信号を表示部４０に送信する。そして、表示部４０が、画像形成回路３５からの画像信号に応じて、「大腿部姿勢ＮＧ」の表示を行う。その後、ＣＰＵ３１は、処理をメイン処理に戻した後に、メイン処理を終了する。
【００６４】
＜変形例＞
本発明は、今までに述べた実施形態に限定されることは無く、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形・変更が可能である。以下にその変形の一例を述べる。
【００６５】
図７に示される着座状態解析処理において、背面圧力データに対して着座方位線決定処理（図５）のステップＳＡ７〜ステップＳＡ１１に相当する処理が行われても良い。即ち、背面方位線を所定角度移動させることで仮背面方位線候補が決定され、仮背面方位線候補に対して重心位置の偏差量が求められ、最も小さな重心位置の偏差量を有する仮背面方位線候補が最良背面方位線として決定されても良い。この処理を行うことによって、より正確に背面方位線を決定できるようになる。
【００６６】
前記した実施形態において、着座状態解析処理の一例として、着座者の背筋方向の良否を判断する処理（ステップＳＢ１〜ステップＳＢ６）と、着座者の大腿部姿勢の良否を判断する処理（ステップＳＢ７〜ステップＳＢ１１）とが示される。本発明は、着座方位線を正確に求めることが可能な点に特徴があるので、着座状態解析処理の内容は前記した実施形態に限定されない。例えば、特許文献２に記載の技術の様に、座骨間隔を決定する解析が着座状態解析処理として行われても良い。
【００６７】
前記した実施形態において、着座状態の解析結果は表示部４０に表示される（図７参照）。しかし、表示部４０は、着座状態の解析結果を着座者へ報知する構成の一例であり、例えば音声等によって着座状態の解析結果の報知を行っても良い。さらに言えば、本発明は着座方位線を正確に求めることが可能な点に特長があるので、着座状態の解析結果を着座者へ報知する構成は、あくまで着座状態の解析結果の利用方法の一例であり、必須ではない。従って、例えば解析結果を用いて着座者の姿勢を正すように椅子を変形させる、特許文献２に記載の技術の様にエアバッグの制御に利用する等、着座状態の解析結果に対して種々の利用がなされても、本発明の意図するところである。
【符号の説明】
【００６８】
１  着座状態解析装置
２  椅子
３  着座部
４  椅子支持脚
５  背当部
２０  圧力センサ
２１  座面圧力センサ
２２  背面圧力センサ
３０  制御部
３１  ＣＰＵ
３２  ＲＯＭ
３３  ＲＡＭ
３４  インターフェース
３５  画像形成回路
４０  表示部
【図１】
2010210367.tif 000005
【図２】
2010210367.tif 000006
【図３】
2010210367.tif 000007
【図４】
2010210367.tif 000008
【図５】
2010210367.tif 000009
【図６】
2010210367.tif 000010
【図７】
2010210367.tif 000011