(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位置を一方の軸とするとともに前記検出回路によって検出された静電容量値を他方の軸とする二次元座標上にて、前記複数の検知電極のうち、
前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極または最下位置に配置された検知電極が最大の静電容量を示さない場合、前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極の位置および静電容量値を示す点と最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線と、前記ヘッドレストの最下位置に配置された検知電極の位置および静電容量値を示す点と前記最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線とで成す距離算出角度を算出して前記電極頭部間距離を測定し、
前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極または最下位置に配置された検知電極が最大の静電容量を示す場合、前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極の位置および静電容量値を示す点と前記ヘッドレストの最下位置に配置された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線の傾きの角度を算出し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】
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位置を一方の軸とするとともに前記検出回路によって検出された静電容量値を他方の軸とする二次元座標上にて、前記複数の検知電極のうち、最小の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点と最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線の傾きの角度を算出し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３】
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位置を一方の軸とするとともに前記検出回路によって検出された静電容量値を他方の軸とする二次元座標上にて、前記複数の検知電極のうち、
前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極または最下位置に配置された検知電極が最大の静電容量を示さない場合、最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点と該最大の静電容量値が検出された検知電極よりも上方に位置する検知電極のうちの最小の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線と、前記最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点と該最大の静電容量値が検出された検知電極よりも下方に位置する検知電極のうちの最小の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線とで成す距離算出角度を算出して前記電極頭部間距離を測定し、
前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極または最下位置に配置された検知電極が最大の静電容量を示す場合、最小の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点と最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線の傾きの角度を算出し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４】
前記距離測定手段は、前記最上位置に配置された検知電極の前記点と前記最大の静電容量値が検出された検知電極の前記点とを結ぶ前記直線および前記最大の静電容量値が検出された検知電極の前記点から前記一方の軸に向かって直交するように延びる基準直線で成す第１距離算出角度と、前記最下位置に配置された検知電極の前記点と前記最大の静電容量値が検出された検知電極の前記点とを結ぶ前記直線および前記基準直線で成す第２距離算出角度とを求め、これら第１および第２距離算出角度に基づき前記距離算出角度を算出する
ことを特徴とする請求項１または３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】
前記距離測定手段は、前記距離算出角度と、あらかじめ設定された距離および角度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１〜４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。
【請求項６】
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１〜５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。
【請求項７】
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１〜５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。
【請求項８】
請求項１〜７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９】
前記位置調整手段は、前記測定結果に含まれる距離算出角度に基づいて、該距離算出角度が所定角度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８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距離算出角度の値が所定のしきい値と比較して大きい場合に、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８または９記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項１１】
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距離算出角度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１０記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項１２】
前記位置調整手段は、前記測定結果に含まれる距離算出角度の値が所定のしきい値と比較して大きい場合に、前記複数の検知電極のうち、少なくとも前記最上位置に配置された検知電極および前記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８または９記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項１３】
前記位置調整手段は、前記測定結果に含まれる距離算出角度の値が所定のしきい値と比較して同一または小さい場合は、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８〜１２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１４】
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位置を一方の軸とするとともに前記検出工程によって検出された静電容量値を他方の軸とする二次元座標上にて、前記複数の検知電極のうち、
前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極または最下位置に配置された検知電極が最大の静電容量を示さない場合、前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極の位置および静電容量値を示す点と最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線と、前記ヘッドレストの最下位置に配置された検知電極の位置および静電容量値を示す点と前記最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線とで成す距離算出角度を算出して前記電極頭部間距離を測定し、
前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極または最下位置に配置された検知電極が最大の静電容量を示す場合、前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極の位置および静電容量値を示す点と前記ヘッドレストの最下位置に配置された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線の傾きの角度を算出し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１５】
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位置を一方の軸とするとともに前記検出工程によって検出された静電容量値を他方の軸とする二次元座標上にて、前記複数の検知電極のうち、最小の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点と最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線の傾きの角度を算出し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１６】
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位置を一方の軸とするとともに前記検出工程によって検出された静電容量値を他方の軸とする二次元座標上にて、前記複数の検知電極のうち、
前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極または最下位置に配置された検知電極が最大の静電容量を示さない場合、最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点と該最大の静電容量値が検出された検知電極よりも上方に位置する検知電極のうちの最小の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線と、前記最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点と該最大の静電容量値が検出された検知電極よりも下方に位置する検知電極のうちの最小の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線とで成す距離算出角度を算出して前記電極頭部間距離を測定し、
前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極または最下位置に配置された検知電極が最大の静電容量値を示す場合、最小の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点と最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線の傾きの角度を算出し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１７】
前記距離測定工程では、前記最上位置に配置された検知電極の前記点と前記最大の静電容量値が検出された検知電極の前記点とを結ぶ前記直線および前記最大の静電容量値が検出された検知電極の前記点から前記一方の軸に向かって直交するように延びる基準直線で成す第１距離算出角度と、前記最下位置に配置された検知電極の前記点と前記最大の静電容量値が検出された検知電極の前記点とを結ぶ前記直線および前記基準直線で成す第２距離算出角度とを求め、これら第１および第２距離算出角度に基づき前記距離算出角度を算出する
ことを特徴とする請求項１４または１６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１８】
前記距離測定工程では、前記距離算出角度と、あらかじめ設定された距離および角度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１４〜１７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方法。
【請求項１９】
請求項１４〜１８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２０】
前記位置調整工程では、前記測定結果に含まれる距離算出角度に基づいて、該距離算出角度が所定角度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１９記載のヘッドレスト位置調整方法。
【請求項２１】
前記位置調整工程では、前記測定結果に含まれる距離算出角度の値が所定のしきい値と比較して大きい場合に、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１９または２０記載のヘッドレスト位置調整方法。
【請求項２２】
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距離算出角度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２１記載のヘッドレスト位置調整方法。
【請求項２３】
前記位置調整工程では、前記測定結果に含まれる距離算出角度の値が所定のしきい値と比較して大きい場合に、前記複数の検知電極のうち、少なくとも前記最上位置に配置された検知電極および前記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１９または２０記載のヘッドレスト位置調整方法。
【請求項２４】
前記位置調整工程では、前記測定結果に含まれる距離算出角度の値が所定のしきい値と比較して同一または小さい場合は、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１９〜２３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位置を一方の軸とするとともに前記検出回路によって検出された静電容量値を他方の軸とする二次元座標上にて、前記複数の検知電極のうち、前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極または最下位置に配置された検知電極が最大の静電容量を示さない場合、前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極の位置および静電容量値を示す点と最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線と、前記ヘッドレストの最下位置に配置された検知電極の位置および静電容量値を示す点と前記最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線とで成す距離算出角度を算出して前記電極頭部間距離を測定し、前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極または最下位置に配置された検知電極が最大の静電容量を示す場合、前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極の位置および静電容量値を示す点と前記ヘッドレストの最下位置に配置された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線の傾きの角度を算出して前記電極頭部間距離を測定することを特徴とする。【００１２】
また、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位置を一方の軸とするとともに前記検出回路によって検出された静電容量値を他方の軸とする二次元座標上にて、前記複数の検知電極のうち、最小の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点と最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線の傾きの角度を算出して前記電極頭部間距離を測定することを特徴とする。【００１３】
さらに、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位置を一方の軸とするとともに前記検出回路によって検出された静電容量値を他方の軸とする二次元座標上にて、前記複数の検知電極のうち、前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極または最下位置に配置された検知電極が最大の静電容量を示さない場合、最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点と該最大の静電容量値が検出された検知電極よりも上方に位置する検知電極のうちの最小の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線と、前記最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点と該最大の静電容量値が検出された検知電極よりも下方に位置する検知電極のうちの最小の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線とで成す距離算出角度を算出して前記電極頭部間距離を測定し、前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極または最下位置に配置された検知電極が最大の静電容量を示す場合、最小の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点と最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線の傾きの角度を算出して前記電極頭部間距離を測定することを特徴とする。【００１４】
前記距離測定手段は、例えば前記最上位置に配置された検知電極の前記点と前記最大の静電容量値が検出された検知電極の前記点とを結ぶ前記直線および前記最大の静電容量値が検出された検知電極の前記点から前記一方の軸に向かって直交するように延びる基準直線で成す第１距離算出角度と、前記最下位置に配置された検知電極の前記点と前記最大の静電容量値が検出された検知電極の前記点とを結ぶ前記直線および前記基準直線で成す第２距離算出角度とを求め、これら第１および第２距離算出角度に基づき前記距離算出角度を算出する。【００１５】
前記距離測定手段は、例えば前記距離算出角度と、あらかじめ設定された距離および角度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。【００１６】
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。【００１７】
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。【００１８】
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。【００１９】
前記位置調整手段は、例えば前記測定結果に含まれる距離算出角度に基づいて、該距離算出角度が所定角度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。【００２０】
前記位置調整手段は、例えば前記測定結果に含まれる距離算出角度の値が所定のしきい値と比較して大きい場合に、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。【００２１】
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距離算出角度と前記所定のしきい値との比較を行う。【００２２】
前記位置調整手段は、例えば前記測定結果に含まれる距離算出角度の値が所定のしきい値と比較して大きい場合に、前記複数の検知電極のうち、少なくとも前記最上位置に配置された検知電極および前記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。【００２３】
前記位置調整手段は、前記測定結果に含まれる距離算出角度の値が所定のしきい値と比較して同一または小さい場合は、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。【００２４】
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位置を一方の軸とするとともに前記検出工程によって検出された静電容量値を他方の軸とする二次元座標上にて、前記複数の検知電極のうち、前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極または最下位置に配置された検知電極が最大の静電容量を示さない場合、前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極の位置および静電容量値を示す点と最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線と、前記ヘッドレストの最下位置に配置された検知電極の位置および静電容量値を示す点と前記最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線とで成す距離算出角度を算出して前記電極頭部間距離を測定し、前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極または最下位置に配置された検知電極が最大の静電容量を示す場合、前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極の位置および静電容量値を示す点と前記ヘッドレストの最下位置に配置された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線の傾きの角度を算出して前記電極頭部間距離を測定することを特徴とする。【００２５】
また、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位置を一方の軸とするとともに前記検出工程によって検出された静電容量値を他方の軸とする二次元座標上にて、前記複数の検知電極のうち、最小の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点と最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線の傾きの角度を算出して前記電極頭部間距離を測定することを特徴とする。【００２６】
さらに、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位置を一方の軸とするとともに前記検出工程によって検出された静電容量値を他方の軸とする二次元座標上にて、前記複数の検知電極のうち、前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極または最下位置に配置された検知電極が最大の静電容量を示さない場合、最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点と該最大の静電容量値が検出された検知電極よりも上方に位置する検知電極のうちの最小の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線と、前記最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点と該最大の静電容量値が検出された検知電極よりも下方に位置する検知電極のうちの最小の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線とで成す距離算出角度を算出して前記電極頭部間距離を測定し、前記ヘッドレストの最上位置に配置された検知電極または最下位置に配置された検知電極が最大の静電容量値を示す場合、最小の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点と最大の静電容量値が検出された検知電極の位置および静電容量値を示す点とを結ぶ直線の傾きの角度を算出して前記電極頭部間距離を測定することを特徴とする。【００２７】
前記距離測定工程では、例えば前記最上位置に配置された検知電極の前記点と前記最大の静電容量値が検出された検知電極の前記点とを結ぶ前記直線および前記最大の静電容量値が検出された検知電極の前記点から前記一方の軸に向かって直交するように延びる基準直線で成す第１距離算出角度と、前記最下位置に配置された検知電極の前記点と前記最大の静電容量値が検出された検知電極の前記点とを結ぶ前記直線および前記基準直線で成す第２距離算出角度とを求め、これら第１および第２距離算出角度に基づき前記距離算出角度を算出する。【００２８】
前記距離測定工程では、例えば前記距離算出角度と、あらかじめ設定された距離および角度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。【００２９】
本発明にかかるヘッドレスト位置調整方法は、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。【００３０】
前記位置調整工程では、例えば前記測定結果に含まれる距離算出角度に基づいて、該距離算出角度が所定角度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。【００３１】
前記位置調整工程では、例えば前記測定結果に含まれる距離算出角度の値が所定のしきい値と比較して大きい場合に、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。【００３２】
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距離算出角度と前記所定のしきい値との比較を行う。【００３３】
前記位置調整工程では、例えば前記測定結果に含まれる距離算出角度の値が所定のしきい値と比較して大きい場合に、前記複数の検知電極のうち、少なくとも前記最上位置に配置された検知電極および前記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。【００３４】
前記位置調整工程では、例えば前記測定結果に含まれる距離算出角度の値が所定のしきい値と比較して同一または小さい場合は、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】
【００３５】
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】
【００３６】
【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距離測定装置による検知電極の第２の出力例を説明するための説明図である。
【図１０】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第３の出力例を説明するための説明図である。
【図１１】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１４】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１５】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１６】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】
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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、ヘッドレスト前部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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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の位置を一方の軸とするとともに検出された静電容量値を他方の軸とする二次元座標を演算用の仮想領域上に作成する。そして、この二次元座標上にて、複数の検知電極１１〜１５のうち、ヘッドレスト前部４３ｃの最上位置に配置された検知電極（例えば、検知電極１５）の位置および静電容量値を示す点Ａ（図６参照、以下同じ。）と最大の静電容量値が検出された検知電極（例えば、検知電極１３）の位置および静電容量を示す点Ｂ（図６参照、以下同じ。）とを結ぶ直線ＡＢを作成する。
【００４５】
また、ヘッドレスト前部４３ｃの最下位置に配置された検知電極（例えば、検知電極１１）の位置および静電容量値を示す点Ｃ（図６参照、以下同じ。）と最大の静電容量値が検出された検知電極（例えば、検知電極１３）の位置および静電容量を示す点Ｂとを結ぶ直線ＣＢを作成する。こうして二次元座標上に作成した直線ＡＢおよび直線ＣＢで成す角度を距離算出角度θ（図６参照、以下同じ。）を算出し、この距離算出角度θに基づいて電極頭部間距離を測定する。
【００４６】
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２１〜２５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２１〜１５から出力された情報に基づく静電容量によって、距離算出角度θを算出するとともに電極頭部間距離を算出したり、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。
【００４７】
複数の静電容量検知回路２１〜１５は、各検知電極１１〜１５と頭部４９ａ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等からなり、各静電容量検知回路２１〜２５からの検知信号に基づく静電容量値を用いて上述した距離算出角度θや電極頭部間距離を算出し、例えば頭部４９ａの高さ位置を演算して、少なくともヘッドレスト前部４３ｃの位置を変化させる駆動モータ部３０に対して、演算結果に基づく情報である制御信号を出力する。
【００４８】
ここで、各静電容量検知回路２１（２２〜２５）は、例えば図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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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にてその静電容量値に基づき距離算出角度θ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。
【００５８】
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図である。図６（ａ）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までの電極間距離をＬとすると、二次元座標Ｄ上の出力値（静電容量値）は次のようになる。
【００５９】
すなわち、例えば電極頭部間距離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の出力値が最大となり、ヘッドレスト前部４３ｃの最上位置または最下位置の検知電極１５，１１の出力値が最小となる。
【００６０】
この場合、距離測定装置１０は、二次元座標Ｄ上にて最上位置に配置された検知電極１５の位置および出力値を示す点Ａと最大出力値が検出された検知電極１３の位置および出力値を示す点Ｂとを結ぶ直線ＡＢを作成する。また、最下位置に配置された検知電極１１の位置および出力値を示す点Ｃと最大出力値が検出された検知電極１３の位置および出力値を示す点Ｂとを結ぶ直線ＣＢを作成する。
【００６１】
これにより、二つの直線ＡＢ，ＣＢにて決まる距離算出角度θを得ることができ、得られた距離算出角度θを、例えば図７に示すような距離および角度の関係プロファイルデータと比較することにより、この距離算出角度θにより決まる電極頭部間距離Ｌを導き出すことができる。また、この距離算出角度θは、上記直線ＡＢおよび点Ｂから検知電極の位置を示す軸に向かって直交するように延びる基準直線ＢＬでなる第１距離算出角度θ１と、この基準直線ＢＬおよび上記直線ＣＢでなる第２距離算出角度θ２とを算出し、これらを合わせることで求めることもできる。
【００６２】
すなわち、例えば各検知電極１１〜１５の出力値のうちの最大出力値をＶｍａｘとし、このＶｍａｘに対する検知電極の番号をＮｍａｘとして抽出し、さらに検知電極１５（Ｎ５）の出力値をＶ５とするとともに検知電極１１（Ｎ１）の出力値をＶ１とすると、次式（１）および（２）によりθ１およびθ２を求めることができる。
【００６３】
【数１】
0005509505.tif 000002
【００６４】
【数２】
0005509505.tif 000003
【００６５】
そして、θ＝θ１＋θ２を計算することにより、距離算出角度θを得ることができる。なお、図６（ｂ）に示すように、例えば電極頭部間距離Ｌが所定範囲内であり、最下位置の検知電極１１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、最大出力値が検知電極１１の出力値となることがある。
【００６６】
この場合は、検知電極１１の出力値の零点Ｃ０および点（最大出力値の点）ＢＣを結ぶ直線ＢＣＣ０と、この点ＢＣおよび最上位置の検知電極１５の位置と出力値とを示す点Ａを結ぶ直線ＡＢＣとが距離算出角度θ（第１距離算出角度θ１、直線ＡＢＣの傾き（鋭角の角度）θ１）をなす。
【００６７】
一方、図６（ｃ）に示すように、例えば電極頭部間距離Ｌが所定範囲内であり、最上位置の検知電極１５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、最大出力値が検知電極１５の出力値となることがある。この場合は、検知電極１５の出力値の零点Ａ０および点（最大出力値の点）ＡＢを結ぶ直線ＡＢＡ０と、この点ＡＢおよび最下位置の検知電極１１の位置と出力値とを示す点Ｃを結ぶ直線ＡＢＣとが距離算出角度θ（第２距離算出角度θ２、直線ＡＢＣの傾き（鋭角の角度）θ２）をなす。
【００６８】
このように求めることができる距離算出角度θは、図７（ａ）に示すように、第１距離算出角度θ１または第２距離算出角度θ２については相関曲線Ｔ１で表すように、電極頭部間距離Ｌが大きくなるほど大きくなるという関係を示す。同様に、図７（ｂ）に示すように、距離算出角度θについても相関曲線Ｔ２で示すように、電極頭部間距離Ｌが大きくなるほど大きくなるという関係を示す。
【００６９】
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にてこの距離算出角度θ（第１および第２距離算出角度θ１，θ２を含む、以下同じ。）を用いて電極頭部間距離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。
【００７０】
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）。
【００７１】
次に、検出された静電容量値の中から、最大出力値（ピーク出力値）を抽出し（ステップＳ１１）、上述したような検知電極１１〜１５の位置を一方の軸とし、静電容量値を他方の軸とする二次元座標Ｄ上に出力値をマッピングして出力マップを作成する（ステップＳ１２）。
【００７２】
そして、上述したように距離算出角度θを算出し（ステップＳ１３）、例えば距離および角度の関係プロフィールデータと算出した距離算出角度θ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。
【００７３】
図９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第２の出力例を説明するための説明図、図１０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第３の出力例を説明するための説明図である。図６に示して上述したものの他に、距離測定装置１０は、例えば次のように距離算出角度θを得るようにしてもよい。すなわち、図９に示すように、複数の検知電極１１〜１５のうち、最小出力値が検出された検知電極１２の位置および出力値を示す点Ｅと最大出力値が検出された検知電極１４の位置および出力値を示す点Ｆとを結ぶ直線ＥＦを作成する。
【００７４】
さらに、検知電極１４の出力値の零点Ｆ０と上記点Ｆとを結ぶ直線ＦＦ０を作成し、直線ＥＦと直線ＦＦ０とで距離算出角度θをなし、電極頭部間距離Ｌを測定するようにしてもよい。この場合、距離算出角度θは、直線ＥＦの鋭角の傾きと同じであるため、この傾きの角度を算出すれば距離算出角度θを得ることとなる。
【００７５】
また、図１０（ａ）に示すように、最上位置の検知電極１５または最下位置の検知電極１１のいずれも最大出力値を示さない場合に、最大出力値が検出された検知電極１４の位置および出力値を示す点Ｊと、この検知電極１４よりも上方に位置する検知電極のうちの最小出力値が検出された検知電極１５の位置および出力値を示す点Ｋとを結ぶ直線ＪＫを作成する。
【００７６】
そして、検知電極１４の点Ｊとこの検知電極１４よりも下方に位置する検知電極のうちの最小出力値が検出された検知電極１２の位置および出力値を示す点Ｍとを結ぶ直線ＪＭを作成し、直線ＪＫと直線ＪＭとで距離算出角度θをなし、電極頭部間距離Ｌを測定するようにしてもよい。
【００７７】
また、図１０（ｂ）に示すように、最上位置の検知電極１５または最下位置の検知電極１１のいずれかが最大出力値を示す場合（ここでは、検知電極１１の場合）は、最小出力値が検出された検知電極１４の位置および出力値を示す点Ｕと最大出力値が検出された検知電極１１の位置および出力値を示す点Ｖとを結ぶ直線ＵＶを作成する。さらに、検知電極１１の出力値の零点Ｖ０と上記点Ｖとを結ぶ直線ＶＶ０を作成し、直線ＵＶと直線ＶＶ０とで距離算出角度θをなし、電極頭部間距離Ｌを測定するようにしてもよい。この場合も、距離算出角度θは、直線ＵＶの鋭角の傾きと同じであるため、この傾きの角度を算出すれば距離算出角度θを得ることができる。
【００７８】
さらに、図１０（ｃ）に示すように、最上位置の検知電極１５または最下位置の検知電極１１のいずれかが最大出力値を示す場合（ここでは、検知電極１５の場合）は、最小出力値が検出された検知電極１２の位置および出力値を示す点Ｒと最大出力値が検出された検知電極１５の位置および出力値を示す点Ｓとを結ぶ直線ＲＳを作成する。さらに、検知電極１５の出力値の零点Ｓ０と上記点Ｓとを結ぶ直線ＳＳ０を作成し、直線ＲＳと直線ＳＳ０とで距離算出角度θをなし、電極頭部間距離Ｌを測定するようにしてもよい。この場合も、距離算出角度θは、直線ＲＳの鋭角の傾きと同じであるため、この傾きの角度を算出すれば距離算出角度θを得ることができる。
【００７９】
図１１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１１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距離算出角度θ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。
【００８０】
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距離算出角度θを算出して電極頭部間距離Ｌを得ることができる。
【００８１】
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。
【００８２】
図１２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。
【００８３】
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距離算出角度θが、例えば上述した距離および角度の関係プロファイルデータにより示される所定角度以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。なお、所定角度は、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）を規定する角度に設定されればよい。
【００８４】
距離算出角度θが所定角度以上であると判断された場合（ステップＳ１０３のＹ）は、距離算出角度θにより定められる電極頭部間距離Ｌと所定角度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）。距離算出角度θが所定角度未満であると判断された場合（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）。
【００８５】
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。
【００８６】
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、距離算出角度θと所定角度とを比較するようにしたが、例えば距離算出角度θ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。
【００８７】
図１３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。
【００８８】
図１３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距離算出角度θが所定のしきい値（例えば、上述した距離および角度の関係プロファイルデータにより示される所定角度）より大きいか否かを判断する（ステップＳ１１３）。距離算出角度θが所定のしきい値より大き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）。
【００８９】
一方、距離算出角度θが所定のしきい値以下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）。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
図１４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。
【００９４】
図１４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距離算出角度θが所定のしきい値（例えば、上述した距離および角度の関係プロファイルデータにより示される所定角度）より大き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。
【００９５】
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、距離算出角度θが所定のしきい値以下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。
【００９６】
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）。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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１５（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１５（ｂ）に示すようにその差が明確となる。
【０１００】
このようにして得られる出力変化量ΔＶに基づけば、図１６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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
このように、本例のヘッドレスト位置調整装置１００では、距離算出角度θが所定のしきい値より大きく電極頭部間距離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、また距離算出角度θが所定のしきい値以下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。
【０１０３】
なお、上記ステップＳ１１３およびステップＳ１２３では、距離算出角度θと所定のしきい値とを比較するようにしたが、例えば距離算出角度θ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。
【０１０４】
なお、上述した実施形態においては、図１２〜１４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。
【０１０５】
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距離算出角度θの傾き係数をそれぞれに選定して比較することにより電極頭部間距離Ｌを測定するようにしてもよい。
【０１０６】
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、最下位置およびこれらの中間位置に３つの検知電極を配置して、これらの検知電極からの静電容量値によって距離算出角度θを算出し、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】
【０１０７】
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】
0005509505.tif 000004
【図２】
0005509505.tif 000005
【図３】
0005509505.tif 000006
【図４】
0005509505.tif 000007
【図５】
0005509505.tif 000008
【図６】
0005509505.tif 000009
【図７】
0005509505.tif 000010
【図８】
0005509505.tif 000011
【図９】
0005509505.tif 000012
【図１０】
0005509505.tif 000013
【図１１】
0005509505.tif 000014
【図１２】
0005509505.tif 000015
【図１３】
0005509505.tif 000016
【図１４】
0005509505.tif 000017
【図１５】
0005509505.tif 000018
【図１６】
0005509505.tif 000019