(57)【特許請求の範囲】
【請求項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設けられ、前記座席に着座する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からの静電容量に基づく静電容量値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出結果に応じて、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離を示す電極頭部間距離を測定する距離測定手段とを備え、
前記距離測定手段は、前記複数の検知電極のうち、前記検出回路によって検出された静電容量が最大値を示す検知電極の静電容量値と、前記検出回路によって検出された静電容量が最小値を示す検知電極の静電容量値との差分値を算出し、その差分値に基づいて前記電極頭部間距離を測定する
ことを特徴とするヘッドレストと頭部との間の距離測定装置。
【請求項２】
前記距離測定手段は、前記差分値と、あらかじめ設定された距離および差分値の関係プロファイルデータとを比較して、前記電極頭部間距離を測定する
ことを特徴とする請求項１記載のヘッドレストと頭部との間の距離測定装置。
【請求項３】
前記複数の検知電極は、前記ヘッドレストの前面側における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に基づく静電容量値を出力する複数の静電容量検知回路を備える
ことを特徴とする請求項１または２記載のヘッドレストと頭部との間の距離測定装置。
【請求項４】
前記複数の検知電極は、前記ヘッドレストの前面側における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、
前記検出回路は、前記複数の検知電極と接続された切替回路と、前記切替回路を介して異時的に接続された各検知電極にて検知された静電容量に基づく静電容量値を出力する静電容量検知回路とを備える
ことを特徴とする請求項１または２記載のヘッドレストと頭部との間の距離測定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載のヘッドレストと頭部との間の距離測定装置を含み、該距離測定装置からの測定結果に基づいて、前記ヘッドレストの位置を前記頭部に対する適正位置に調整する位置調整手段を備えた
ことを特徴とするヘッドレスト位置調整装置。
【請求項６】
前記位置調整手段は、前記測定結果に含まれる差分値に基づいて、該差分値が所定値となるように前記ヘッドレストの位置を車両の前方向または後方向に移動させて調整する
ことを特徴とする請求項５記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項７】
前記位置調整手段は、前記測定結果に含まれる差分値が所定のしきい値と比較して小さい場合に、少なくとも前記ヘッドレストの高さ方向の位置調整動作を停止する
ことを特徴とする請求項５または６記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項８】
前記位置調整手段は、前記ヘッドレストの位置調整動作を所定時間の間停止した場合は、該所定時間経過後に再度前記差分値と前記所定のしきい値との比較を行う
ことを特徴とする請求項７記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項９】
前記位置調整手段は、前記測定結果に含まれる差分値が所定のしきい値と比較して小さい場合に、前記複数の検知電極のうち、少なくとも前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極および前記ヘッドレストの最下位置に配置された検知電極からの静電容量に基づき前記検出回路によって検出された静電容量値を用いて、前記ヘッドレストの位置を車両の上方向または下方向に移動させて調整する
ことを特徴とする請求項５または６記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項１０】
前記位置調整手段は、前記測定結果に含まれる差分値が所定のしきい値と比較して同一または大きい場合は、前記複数の検知電極からの静電容量に基づき前記検出回路によって検出された静電容量値を用いて、前記ヘッドレストに対する前記頭部の適正位置を算出し、前記ヘッドレストの位置を前記適正位置に調整する
ことを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項１１】
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、前記座席に着座する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検知工程と、
前記検知工程によって検知された静電容量に基づく静電容量値を検出する検出工程と、
前記検出工程によって検出された検出結果に応じて、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離を示す電極頭部間距離を測定する距離測定工程とを備え、
前記距離測定工程では、前記複数の検知電極のうち、前記検出工程によって検出された静電容量が最大値を示す検知電極の静電容量値と、前記検出工程によって検出された静電容量が最小値を示す検知電極の静電容量値との差分値を算出し、その差分値に基づいて前記電極頭部間距離を測定する
ことを特徴とするヘッドレストと頭部との間の距離測定方法。
【請求項１２】
前記距離測定工程では、前記差分値と、あらかじめ設定された距離および差分値の関係プロファイルデータとを比較して、前記電極頭部間距離を測定する
ことを特徴とする請求項１１記載のヘッドレストと頭部との間の距離測定方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２記載のヘッドレストと頭部との間の距離測定方法を含み、該距離測定方法によって測定された測定結果に基づいて、前記ヘッドレストの位置を前記頭部に対する適正位置に調整する位置調整工程を備えた
ことを特徴とするヘッドレスト位置調整方法。
【請求項１４】
前記位置調整工程では、前記測定結果に含まれる差分値に基づいて、該差分値が所定値となるように前記ヘッドレストの位置を車両の前方向または後方向に移動させて調整する
ことを特徴とする請求項１３記載のヘッドレスト位置調整方法。
【請求項１５】
前記位置調整工程では、前記測定結果に含まれる差分値が所定のしきい値と比較して小さい場合に、少なくとも前記ヘッドレストの高さ方向の位置調整動作を停止する
ことを特徴とする請求項１３または１４記載のヘッドレスト位置調整方法。
【請求項１６】
前記位置調整工程では、前記ヘッドレストの位置調整動作を所定時間の間停止した場合は、該所定時間経過後に再度前記差分値と前記所定のしきい値との比較を行う
ことを特徴とする請求項１５記載のヘッドレスト位置調整方法。
【請求項１７】
前記位置調整工程では、前記測定結果に含まれる差分値が所定のしきい値と比較して小さい場合に、前記複数の検知電極のうち、少なくとも前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極および前記ヘッドレストの最下位置に配置された検知電極からの静電容量に基づき前記検出工程によって検出された静電容量値を用いて、前記ヘッドレストの位置を車両の上方向または下方向に移動させて調整する
ことを特徴とする請求項１３または１４記載のヘッドレスト位置調整方法。
【請求項１８】
前記位置調整工程では、前記測定結果に含まれる差分値が所定のしきい値と比較して同一または大きい場合は、前記複数の検知電極からの静電容量に基づき前記検出工程によって検出された静電容量値を用いて、前記ヘッドレストに対する前記頭部の適正位置を算出し、前記ヘッドレストの位置を前記適正位置に調整する
ことを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の車両の座席に備えられたヘッドレストと頭部との間の距離を測定し利用するヘッドレストと頭部との間の距離測定装置、ヘッドレストと頭部との間の距離測定方法、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。
【背景技術】
【０００２】
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、車両用ヘッドレスト装置（例えば、特許文献１（第６−８頁、第１−４図）参照）が知られている。この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、ＥＣＵが静電容量センサの検出結果に基づいてヘッドレスト前部と乗員頭部との接近を判断してヘッドレスト前部を停止させる。【０００３】
このＥＣＵは、静電容量センサの基準の静電容量値に対する絶対容量変化に基づいて、または静電容量値の変化量に基づいて、ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断するとされている。【０００４】
また、乗員保護装置（例えば、特許文献２（第３−６頁、第１−５図）参照）は、車両に対して車両前方に移動可能なヘッドレストを車両後方から物体が衝突する衝突前段階に移動させるものであり、静電容量センサにより検出される静電容量の変化態様に基づいてヘッドレストの前方移動量を制御するとされている。【０００５】
さらに、乗員検知システム（例えば、特許文献３（第３−５頁、第１−４図）参照）は、シートの背もたれ部（シートバック）に水平状態で上下に離隔して配置した複数の帯状のアンテナ電極の周囲に微弱電界を発生させる。この微弱電界に基づいてアンテナ電極に流れる電流を検出する。【０００６】
そして、検出された電流に基づいてシートに着座している乗員の肩のラインを抽出し、これに基づいて頭部位置を検知するとともに、この検知結果に基づくデータをエアバッグ装置に送信する。こうしてエアバッグ装置のエアバッグを展開可能または展開不可能な状態にセットするとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４０１８１１２号公報
【特許文献２】特開２００７−１３１０２６号公報
【特許文献３】特許第３３４７０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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および特許文献２に開示されている乗員保護装置では、例えば乗員頭部とヘッドレストとの間の距離を判定するために、常時ヘッドレストを移動させなければならない。また、ヘッドレストが動作している際に乗員頭部が動いてしまうと、移動量を誤検出してしまうことがある。このため、無駄な電力消費が発生するとともに、演算結果に誤差が生じてしまい、正確な距離判定を行ってヘッドレストを移動させることが困難となる場合がある。【０００９】
さらに、上述した特許文献３に開示されている乗員検知システムは、乗員の体格を検知するシステムであるため、例えばヘッドレストと乗員頭部との間の距離を保つようなシステムには適用できないという問題がある。【００１０】
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、簡単な構成でヘッドレストと頭部との間の距離を測定し、特にヘッドレストの不要な動作を防止して自動的に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と頭部との間の距離測定装置、ヘッドレストと頭部との間の距離測定方法、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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかるヘッドレストと頭部との間の距離測定装置は、車両の座席に備えられたヘッドレストに高さ方向に沿って並設された状態で設けられ、前記座席に着座する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からの静電容量に基づく静電容量値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出結果に応じて、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離を示す電極頭部間距離を測定する距離測定手段とを備え、前記距離測定手段は、前記複数の検知電極のうち、前記検出回路によって検出された静電容量が最大値を示す検知電極の静電容量値と、前記検出回路によって検出された静電容量が最小値を示す検知電極の静電容量値との差分値を算出し、その差分値に基づいて前記電極頭部間距離を測定することを特徴とする。【００１２】
前記距離測定手段は、例えば前記差分値と、あらかじめ設定された距離および差分値の関係プロファイルデータとを比較して、前記電極頭部間距離を測定する。【００１３】
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おける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に基づく静電容量値を出力する複数の静電容量検知回路を備える。【００１４】
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おける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、前記検出回路は、例えば前記複数の検知電極と接続された切替回路と、前記切替回路を介して異時的に接続された各検知電極にて検知された静電容量に基づく静電容量値を出力する静電容量検知回路とを備える。【００１５】
本発明にかかるヘッドレスト位置調整装置は、上記発明のいずれかにかかるヘッドレストと頭部との間の距離測定装置を含み、該距離測定装置からの測定結果に基づいて、前記ヘッドレストの位置を前記頭部に対する適正位置に調整する位置調整手段を備えたことを特徴とする。【００１６】
前記位置調整手段は、例えば前記測定結果に含まれる差分値に基づいて、該差分値が所定値となるように前記ヘッドレストの位置を車両の前方向または後方向に移動させて調整する。【００１７】
前記位置調整手段は、例えば前記測定結果に含まれる差分値が所定のしきい値と比較して小さい場合に、少なくとも前記ヘッドレストの高さ方向の位置調整動作を停止する。【００１８】
前記位置調整手段は、例えば前記ヘッドレストの位置調整動作を所定時間の間停止した場合は、該所定時間経過後に再度前記差分値と前記所定のしきい値との比較を行う。【００１９】
前記位置調整手段は、例えば前記測定結果に含まれる差分値が所定のしきい値と比較して小さい場合に、前記複数の検知電極のうち、少なくとも前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極および前記ヘッドレストの最下位置に配置された検知電極からの静電容量に基づき前記検出回路によって検出された静電容量値を用いて、前記ヘッドレストの位置を車両の上方向または下方向に移動させて調整する。【００２０】
前記位置調整手段は、例えば前記測定結果に含まれる差分値が所定のしきい値と比較して同一または大きい場合は、前記複数の検知電極からの静電容量に基づき前記検出回路によって検出された静電容量値を用いて、前記ヘッドレストに対する前記頭部の適正位置を算出し、前記ヘッドレストの位置を前記適正位置に調整する。【００２１】
本発明にかかるヘッドレストと頭部との間の距離測定方法は、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、前記座席に着座する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検知工程と、前記検知工程によって検知された静電容量に基づく静電容量値を検出する検出工程と、前記検出工程によって検出された検出結果に応じて、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離を示す電極頭部間距離を測定する距離測定工程とを備え、前記距離測定工程では、前記複数の検知電極のうち、前記検出工程によって検出された静電容量が最大値を示す検知電極の静電容量値と、前記検出工程によって検出された静電容量が最小値を示す検知電極の静電容量値との差分値を算出し、その差分値に基づいて前記電極頭部間距離を測定することを特徴とする。【００２２】
前記距離測定工程では、例えば前記差分値と、あらかじめ設定された距離および差分値の関係プロファイルデータとを比較して、前記電極頭部間距離を測定する。【００２３】
本発明にかかるヘッドレスト位置調整方法は、上記発明にかかるヘッドレストと頭部との間の距離測定方法を含み、該距離測定方法によって測定された測定結果に基づいて、前記ヘッドレストの位置を前記頭部に対する適正位置に調整する位置調整工程を備えたことを特徴とする。【００２４】
前記位置調整工程では、例えば前記測定結果に含まれる差分値に基づいて、該差分値が所定値となるように前記ヘッドレストの位置を車両の前方向または後方向に移動させて調整する。【００２５】
前記位置調整工程では、例えば前記測定結果に含まれる差分値が所定のしきい値と比較して小さい場合に、少なくとも前記ヘッドレストの高さ方向の位置調整動作を停止する。【００２６】
前記位置調整工程では、例えば前記ヘッドレストの位置調整動作を所定時間の間停止した場合は、該所定時間経過後に再度前記差分値と前記所定のしきい値との比較を行う。【００２７】
前記位置調整工程では、例えば前記測定結果に含まれる差分値が所定のしきい値と比較して小さい場合に、前記複数の検知電極のうち、少なくとも前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極および前記ヘッドレストの最下位置に配置された検知電極からの静電容量に基づき前記検出工程によって検出された静電容量値を用いて、前記ヘッドレストの位置を車両の上方向または下方向に移動させて調整する。【００２８】
前記位置調整工程では、例えば前記測定結果に含まれる差分値が所定のしきい値と比較して同一または大きい場合は、前記複数の検知電極からの静電容量に基づき前記検出工程によって検出された静電容量値を用いて、前記ヘッドレストに対する前記頭部の適正位置を算出し、前記ヘッドレストの位置を前記適正位置に調整する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、簡単な構成でヘッドレストと頭部との間の距離を測定し、ヘッドレストの不要な動作を防止して自動的にヘッドレストの位置を正確に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態にかかるヘッドレストと頭部との間の距離測定装置を備えた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。
【図２】本発明の一実施形態にかかるヘッドレストと頭部との間の距離測定装置のヘッドレストにおける配置例を示す説明図である。
【図３】同距離測定装置の全体構成の例を示すブロック図である。
【図４】同距離測定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。
【図５】同距離測定装置の検出回路の動作波形例を示す動作波形図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる距離測定装置による検知電極の出力例を示す説明図である。
【図７】同距離測定装置における距離算出角度と電極頭部間距離との関係を説明するための説明図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかるヘッドレストと頭部との間の距離測定方法による距離測定処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態にかかるヘッドレストと頭部との間の距離測定装置の全体構成の他の例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態にかかるヘッドレスト位置調整方法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。
【図１１】本発明の一実施形態にかかるヘッドレスト位置調整方法による位置調整処理手順の他の例を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明の一実施形態にかかるヘッドレスト位置調整方法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。
【図１３】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による検知電極の出力例を示す説明図である。
【図１４】同ヘッドレスト位置調整装置におけるヘッドレスト移動量と出力変化量比との関係を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付の図面を参照して、この発明にかかるヘッドレストと頭部との間の距離測定装置、ヘッドレストと頭部との間の距離測定方法、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説明する。
【００３２】
図１は、本発明の一実施形態にかかるヘッドレストと頭部との間の距離測定装置を備えた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は本発明の一実施形態にかかるヘッドレストと頭部との間の距離測定装置のヘッドレストにおける配置例を示す説明図である。
【００３３】
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の一部を構成するヘッドレスト前部４３ｃに配置された距離測定装置１０と、ヘッドレスト４３の他の一部を構成するヘッドレスト後部４３ｄ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。これら距離測定装置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。
【００３４】
なお、ヘッドレスト前部４３ｃは、例えばヘッドレスト後部４３ｄに対して支持軸４３ｂを介して車両の前後方向に移動自在に連結されており、ヘッドレスト後部４３ｄは、例えば座席４０の背もたれ部（バックシート）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）や左右方向に移動自在に連結されている。
【００３５】
距離測定装置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検知電極１１〜１５と、この基板１９の他方の面（裏面）側に形成（実装）された検出回路２０とを備えて構成され、各検知電極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、座席４０の着座部４２に着座した人体４９の頭部４９ａを検出し、ヘッドレスト４３ｃと頭部４９ａとの間の距離を示す電極頭部間距離を測定する。
【００３６】
基板１９は、例えばフレキシブルプリント基板、リジッド基板またはリジッドフレキシブル基板により構成されており、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）また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の導電材からなる。複数の検知電極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い。
【００３７】
複数の検知電極１１〜１５は、例えばヘッドレスト前部４３ｃの前面側において、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、ヘッドレスト４３に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。これら複数の検知電極１１〜１５には、例えばそれぞれ電極番号１〜５（Ｎ１〜Ｎ５またはｃｈ１〜ｃｈ５）が割り当てられて、本例では５つ設けられているが、ヘッドレスト４３が静止した状態で座席４０に着座した人体４９の頭部４９ａとヘッドレスト４３との間の静電容量を検知するのに必要な数だけ設けられていればよく、例えば２つ以上あればよい。
【００３８】
なお、詳細は後述するが、距離測定装置１０は、具体的には、測定に際して検出された静電容量値に基づいて、複数の検知電極１１〜１５のうち、検出された静電容量が最大値を示す検知電極（例えば、検知電極１３）の静電容量値（図７参照、以下同じ。）と、検出された静電容量が最小値を示す検知電極（例えば、検知電極１１）の静電容量値（図７参照、以下同じ。）との差分値を算出し、この差分値に基づいて電極頭部間距離を測定する。
【００３９】
図３に示すように、距離測定装置１０の検出回路２０は、例えば各検知電極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２１〜１５を備える。また、検出回路２０は、これら静電容量検知回路２１〜１５と接続され、各静電容量検知回路２１から２５から出力された情報に基づく静電容量によって、差分値を算出するとともに電極頭部間距離を演算したり、これらの静電容量を比較して頭部４９ａの高さ位置を演算したりして、演算結果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を備える。
【００４０】
ここで、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。
【００４１】
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フリップフロップ回路（以下、「ＲＳ−ＦＦ」と呼ぶ。）２０３と、このＲＳ−ＦＦ２０３の出力ＤＩＳをＬＰＦ１０３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。
【００４２】
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。
【００４３】
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（ＧＮＤ）の間を、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。
【００４４】
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。
【００４５】
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４９の頭部４９ａ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。
【００４６】
駆動モータ部３０は、距離測定装置１０の検出回路２０において、各静電容量検知回路２１〜２５からの検知信号Ｖｏｕｔによって演算処理を行った演算処理回路２８からの演算結果による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の位置を変化させるモータ駆動回路を備える。また、駆動モータ部３０は、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を備える。
【００４７】
駆動モータ部３０は、本例では距離測定装置１０からの測定結果に基づいて、少なくともヘッドレスト前部４３ｃを車両の前方向または後方向に移動（前後移動）させて適正位置に調整する。すなわち、測定結果に含まれる電極頭部間距離を用いて、ヘッドレスト前部４３ｃを頭部４９ａとの間の距離が一定となるように追従移動させる。
【００４８】
なお、駆動モータは、具体的にはヘッドレスト前部４３ｃの支持軸４３ｂを前後方向に移動自在に駆動し、ヘッドレスト後部４３ｄの支持軸４３ａを上下方向および左右方向に移動（上下左右移動）自在に駆動するように構成されている。したがって、本例のヘッドレスト位置調整装置１００では、上述したような前後移動のみならず、上下左右移動を行って、ヘッドレスト４３を頭部４９ａに対する適正位置に調整することができる。
【００４９】
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、距離測定装置１０の各検知電極１１〜１５にて頭部４９ａとの間の静電容量Ｃを検知し、検出回路２０にてその出力値に基づき差分値等を演算することにより求められた、頭部４９ａとヘッドレスト４３（ヘッドレスト前部４３ｃ）との間の距離（電極頭部間距離）を含む測定結果に基づいて、ヘッドレスト４３の位置調整を行うことができる。
【００５０】
図６は、本発明の一実施形態にかかる距離測定装置による検知電極の出力例を示す説明図、図７は同距離測定装置における検知電極の出力および変化量と電極頭部間距離との関係を説明するための図である。図６に示すように、例えば頭部４９ａの高さ方向の中心位置をＰとし、電極間距離Ｈ内にあるこの中心位置Ｐから各検知電極１１〜１５までの電極頭部間距離をＬとすると、出力値は次のようになる。
【００５１】
すなわち、電極頭部間距離Ｌが所定範囲内であり、各検知電極１１〜１５の並設方向中心付近（ヘッドレスト前部４３ｃの中心付近）と頭部４９ａの中心位置Ｐとが水平方向にほぼ正対していれば、各検知電極１１〜１５の出力値は検知電極１３の出力値（静電容量値）が最大出力値となり、最上位置または最下位置の検知電極１５，１１の出力値（静電容量値）が最小出力値となる。
【００５２】
このような出力特性を有する各検知電極１１〜１５の出力値と電極頭部間距離Ｌとの関係を表すと、図７（ａ）に示すようになる。そして、同図（ａ）に示すように、例えば、上記検知電極１３の出力値が、頭部４９ａと検知電極１３とが近くなった場合の増加率が最も大きくなる（すなわち、電極頭部間距離Ｌの変化によって増加率が最も変化する）ことが分かる。
【００５３】
そこで、本出願人は、各検知電極１１〜１５の出力値の増加率をそれぞれ測定した結果、増加率が最も大きくなった出力値Ｖｍａｘから増加率が最も小さくなった出力値Ｖｍｉｎを引いた差分値（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）が、図７（ｂ）に示すように、電極頭部間距離Ｌ（バックセット値）と相関があることが判明した。すなわち、電極頭部間距離Ｌが大きくなるほど差分値は小さくなるといえる。
【００５４】
したがって、本例の距離測定装置１０は、検出回路２０の演算処理回路２８にてこの差分値を用いて、例えば図７（ｂ）に示すような距離および差分値の関係プロファイルデータと比較することにより電極頭部間距離Ｌを測定することができる。そして、この距離測定装置１０を含むヘッドレスト位置調整装置１００は、距離測定装置１０にて得られた測定結果に基づいて、ヘッドレスト４３の位置を頭部４９ａに対する適正位置に調整する。
【００５５】
図８は、本発明の一実施形態にかかるヘッドレストと頭部との間の距離測定方法による距離測定処理手順の一例を示すフローチャートである。図８に示すように、距離測定装置１０は、まず、各検知電極１１〜１５にて検知された頭部４９ａとの間の静電容量に基づく静電容量値を検出する（ステップＳ１０）。
【００５６】
次に、検出された静電容量値に基づいて、各検知電極１１〜１５のうちの静電容量が最大および最小を示す検知電極の静電容量値を抽出し（ステップＳ１１）、抽出した静電容量値から差分値を算出し（ステップＳ１２）、例えば距離および差分値の関係プロフィールデータと算出した差分値とを比較することにより、電極頭部間距離Ｌを算出して（ステップＳ１４）、実際のヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離を測定する。
【００５７】
図９は、本発明の一実施形態にかかるヘッドレストと頭部との間の距離測定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割愛する。図９に示すように、検出回路２０は、各検知電極１１〜１５と接続された切替回路２６と、この切替回路２６を介して異時的に接続された各検知電極１１〜１５にて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き差分値や電極頭部間距離Ｌ等を演算し、演算結果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。
【００５８】
このように検出回路２０を構成すれば、静電容量検知回路の数を最小限にして距離測定装置１０を構成することができ、切替回路２６にて切り替えられた各検知電極１１〜１５の静電容量を順番に走査し、その結果に基づき上述した差分値を算出して電極頭部間距離Ｌを得ることができる。
【００５９】
図１０は、本発明の一実施形態にかかるヘッドレスト位置調整方法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。なお、上述したヘッドレスト位置調整装置１００は、距離測定装置１０を含む構成であるため、検出回路２０の演算処理回路２８は、ヘッドレスト位置調整装置１００の全体を制御する制御部の機能と、距離測定手段および位置調整手段としての機能を備えることとする。ここでは、ヘッドレスト４３の前後方向への位置調整処理を説明する。
【００６０】
図１０に示すように、まず、ヘッドレスト位置調整装置１００は、例えば車両のイグニッションスイッチがアクセサリーやＯＮとなって、これらがトリガとなり処理が開始されるか否かを判断する（ステップＳ１００）。処理が開始されないと判断された場合（ステップＳ１００のＮ）は、本フローチャートによる一連の位置調整処理を終了する。
【００６１】
処理が開始されると判断された場合（ステップＳ１００のＹ）は、距離測定装置１０によって、上述した距離測定処理を行い（ステップＳ１０１）、測定結果を取得する（ステップＳ１０２）。そして、測定結果に含まれる差分値が、例えば上述した距離および差分値の関係プロファイルデータにより示される所定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。なお、所定値は、あらかじめ電極頭部間距離Ｌとして最も好ましいもの（すなわち、頭部４９ａに対する最適距離）を規定する値に設定されればよい。
【００６２】
差分値が所定値以下であると判断された場合（ステップＳ１０３のＹ）は、差分値により定められる電極頭部間距離Ｌと所定値により定められる距離との差を算出し、駆動モータ部３０を制御して、ヘッドレスト前部４３ｃを前方向に算出量分移動させる（ステップＳ１０４）。差分値が所定値より大きいと判断された場合（ステップＳ１０３のＮ）は、同様に差を算出し、ヘッドレスト前部４３ｃを後方向に算出量分移動させる（ステップＳ１０５）。
【００６３】
こうしてヘッドレスト前部４３ｃを移動させた後、例えば車両のイグニッションスイッチがＯＦＦとなって、処理が終了されるか否かを判断し（ステップＳ１０６）、処理が終了されると判断された場合（ステップＳ１０６のＹ）は、本フローチャートによる一連の位置調整処理を終了する。処理が終了されないと判断された場合（ステップＳ１０６のＮ）は、上記ステップＳ１０１に移行して以降の処理を繰り返す。
【００６４】
このように位置調整処理を行うことによって、距離測定装置１０にて測定された測定結果を用い、ヘッドレスト前部４３ｃの頭部４９ａの位置に対する前後方向への追従移動による位置調整を行うことができる。なお、上記ステップＳ１０３では、差分値と所定値とを比較するようにしたが、例えば差分値により求まる電極頭部間距離Ｌと上述した最適距離とを比較して、上記ステップＳ１０４またはステップＳ１０５に移行するようにしてもよい。
【００６５】
図１１は、本発明の一実施形態にかかるヘッドレスト位置調整方法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。ここでは、ヘッドレスト４３の上下方向への位置調整処理を説明する。なお、本フローチャートにおけるステップＳ１１０〜ステップＳ１１２までの処理は、上述したステップＳ１００〜ステップＳ１０２までの処理と同様であるため、説明を省略する。
【００６６】
図１１に示すように、ヘッドレスト位置調整装置１００は、測定結果に含まれる差分値が所定のしきい値（例えば、上述した距離および差分値の関係プロファイルデータにより示される所定値）より小さいか否かを判断する（ステップＳ１１３）。差分値が所定のしきい値より小さいと判断された場合（ステップＳ１１３のＹ）は、電極頭部間距離Ｌが所定範囲より離れていると判断することができるので、ヘッドレスト後部４３ｄの高さ方向の位置調整動作を停止し（ステップＳ１１４）、所定時間が経過するまで待つ（ステップＳ１１５のＮ）。
【００６７】
一方、差分値が所定のしきい値以上であると判断された場合（ステップＳ１１３のＮ）は、電極頭部間距離Ｌが所定範囲内であると判断することができるので、測定結果に含まれる静電容量値を用いて、頭部４９ａの高さ位置を演算し（ステップＳ１１７）、ヘッドレスト後部４３ｄの高さ方向の位置調整動作を行う（ステップＳ１１８）。
【００６８】
なお、このステップＳ１１７においては、距離測定装置１０のすべての検知電極１１〜１５によって得られた測定結果に含まれる静電容量値に基づいて、頭部４９ａの高さ位置を演算する。例えば、これらの静電容量値を比較して、頭部４９ａ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、この推定中心位置に基づいて頭部４９ａの高さ位置を演算する。
【００６９】
所定時間が経過したり（ステップＳ１１５のＹ）、位置調整動作を行ったり（ステップＳ１１８）したら、処理が終了されるか否かを判断し（ステップＳ１１６）、処理が終了されると判断された場合（ステップＳ１１６のＹ）は、本フローチャートによる一連の位置調整処理を終了する。処理が終了されないと判断された場合（ステップＳ１１６のＮ）は、上記ステップＳ１１１に移行して以降の処理を繰り返す。
【００７０】
このように位置調整処理を行うことによって、距離測定装置１０によって測定された測定結果を用い、ヘッドレスト後部４３ｄの上下方向への移動による位置調整を行うことができる。また、電極頭部間距離Ｌが所定範囲より離れている場合（すなわち、頭部４９ａから離れている場合）に、ヘッドレスト後部４３ｄの高さ方向の位置調整動作を停止するので、ヘッドレスト４３が移動するという不要な動作を防止して、搭乗者（乗員）を不快にさせることを極力防止して無駄な電力消費を抑えることができる。
【００７１】
図１２は、本発明の一実施形態にかかるヘッドレスト位置調整方法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、本フローチャートにおけるステップＳ１２０〜ステップＳ１２３までの処理は、上述したステップＳ１１０〜ステップＳ１１３までの処理と同様であるため、説明を省略する。
【００７２】
図１２に示すように、ヘッドレスト位置調整装置１００は、測定結果に含まれる差分値が所定のしきい値（例えば、上述した距離および差分値の関係プロファイルデータにより示される所定値）より小さいと判断された場合（ステップＳ１２３のＹ）は、電極頭部間距離Ｌが所定範囲より離れていると判断することができる。
【００７３】
したがって、測定結果に基づき最上位置の検知電極（例えば、検知電極１５）および最下位置の検知電極（例えば、検知電極１１）の静電容量値を比較して（ステップＳ１２４）、頭部４９ａの高さ位置を演算する。一方、差分値が所定のしきい値以上であると判断された場合（ステップＳ１２３のＮ）は、電極頭部間距離Ｌが所定範囲内であると判断することができる。
【００７４】
このため、測定結果に基づき各検知電極１１〜１５からのすべての静電容量値を比較して、頭部４９ａの高さ位置を演算する（ステップＳ１２５）。その後、ステップＳ１２４またはステップＳ１２５からの演算結果に基づき、ヘッドレスト後部４３ｄの高さ方向の位置調整動作を行う（ステップＳ１２６）。
【００７５】
位置調整動作を行ったら、処理が終了されるか否かを判断し（ステップＳ１２７）、処理が終了されると判断された場合（ステップＳ１２７のＹ）は、本フローチャートによる一連の位置調整処理を終了し、処理が終了されないと判断された場合（ステップＳ１２７のＮ）は、上記ステップＳ１２１に移行して以降の処理を繰り返す。
【００７６】
ここで、測定結果に含まれる各検知電極１１〜１５からの静電容量値を比較すると、各検知電極１１〜１５からの出力に基づく静電容量変化量ΔＣを得ることができる。この静電容量変化量ΔＣは、電極頭部間距離Ｌが所定範囲より離れると出力差が曖昧となるため、頭部４９ａの高さ位置を得るための情報としては扱いにくいものとなり、位置調整を行うことが困難となってしまう。
【００７７】
しかし、最上位置の検知電極１５からの静電容量値と最下位置の検知電極１１からの静電容量値とを比較すると、次のようになる。すなわち、図１３（ａ）に示すように、電極頭部間距離Ｌが所定範囲より離れた場合であっても、検知電極１５，１１の出力Ａ，Ｂに基づく出力変化量ΔＶ（ｍＶ）は、頭部４９ａの中心位置Ｐの高さがヘッドレスト４３の中心とほぼ同程度である場合にはその差は明確ではないが、それ以外の場合では図１３（ｂ）に示すようにその差が明確となる。
【００７８】
このようにして得られる出力変化量ΔＶに基づけば、図１４に示すように、検知電極１１の出力Ｂと検知電極１５の出力Ａとの出力比αは、α＝Ｂ／（Ａ＋Ｂ）によって得ることができ、この得られた出力比αにてヘッドレスト（Ｈ／Ｒ）の移動量（ｍｍ）を算出することが可能となる。
【００７９】
したがって、頭部４９ａの中心位置Ｐの高さがヘッドレスト４３の中心高さと水平方向に同じであるときの移動量を０ｍｍとした場合、この出力比αが０に近い場合はヘッドレスト後部４３ｄを上方向（＋方向）へ移動させ、１に近い場合は下方向（−方向）へ移動させるように駆動モータ部３０に対して制御信号を出力する。
【００８０】
このように、本例のヘッドレスト位置調整装置１００では、差分値が所定のしきい値より小さく電極頭部間距離Ｌが所定範囲より離れている場合は、上記ステップＳ１２４にて最上位置および最下位置の検知電極１５，１１の静電容量値によって、また差分値が所定のしきい値以上であり電極頭部間距離Ｌが所定範囲内である場合は、上記ステップＳ１２５にて各検知電極１１〜１５の静電容量値によって、それぞれ頭部４９ａの位置を得ることができる。このため、簡単な構成で高精度にヘッドレスト４３の位置を調整することができ、位置未調整に伴う衝突時などにおける人体４９の頸椎損傷などの事故防止を図ることもできる。
【００８１】
なお、上記ステップＳ１１３およびステップＳ１２３では、差分値と所定のしきい値とを比較するようにしたが、例えば差分値により求まる電極頭部間距離Ｌと上述した最適距離とを比較して、以降の処理を行うように構成してもよい。
【００８２】
なお、上述した実施形態においては、図１０〜１２に示した位置調整処理によって、ヘッドレスト前部４３ｃまたはヘッドレスト後部４３ｄを前後方向あるいは上下方向に移動させて位置調整を行うことを説明したが、距離測定装置１０から得た測定結果に基づいて、これらを並行処理等することによって、ヘッドレスト４３の位置を前後上下左右方向すべてにおいて頭部４９ａに対する適正位置に位置調整するようにしてもよい。
【００８３】
また、距離測定装置１０は、各検知電極１１〜１５からの静電容量値を測定した際に、最大出力値を計測した検知電極によって、演算処理回路２８にてあらかじめ定められたこの検知電極による出力曲線をそれぞれに選定して電極頭部間距離Ｌを測定するようにしてもよい。
【００８４】
さらに、距離測定装置１０は、例えばヘッドレスト前部４３ｃの最上位置および最下位置の中間位置に配置された検知電極（例えば、検知電極１３）を基準として、この検知電極の静電容量値から最小出力値の検知電極の静電容量値を引いた差分値を算出し、この差分値を用いて電極頭部間距離Ｌを測定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１０        距離測定装置
１１〜１５  検知電極
１９        基板
２０        検出回路
２１〜２５  静電容量検知回路
２６        切替回路
２７        静電容量検知回路
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（シートバック）
４２        着座部
４３        ヘッドレスト
４３ａ      支持軸
４３ｂ      支持軸
４３ｃ      ヘッドレスト前部
４３ｄ      ヘッドレスト後部
４９        人体
４９ａ      頭部
１００      ヘッドレスト位置調整装置
【図１】
0005483238.tif 000002
【図２】
0005483238.tif 000003
【図３】
0005483238.tif 000004
【図４】
0005483238.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005483238.tif 000007
【図７】
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【図８】
0005483238.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0005483238.tif 000013
【図１３】
0005483238.tif 000014
【図１４】
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