(57)【要約】  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。
2020148828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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する、請求項１に記載のシートベルト。
【請求項３】
前記抵抗体は、帯状の形状を有する、請求項２に記載のシートベルト。
【請求項４】
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する、請求項３に記載のシートベルト。
【請求項５】
前記抵抗体は、前記布に複数設けられている、請求項２に記載のシートベルト。
【請求項６】
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する、請求項５に記載のシートベルト。
【請求項７】
前記抵抗体は、抵抗材料が前記布に付着されている、請求項２ら６のいずれか一項に記載のシートベルト。
【請求項８】
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いる、請求項２から６のいずれか一項に記載のシートベルト。
【請求項９】
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する、請求項１から８のいずれか一項に記載のシートベルト。
【請求項１０】
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いる、請求項１から９のいずれか一項に記載のシートベルト。
【請求項１１】
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いる、
請求項１０に記載のシートベルト。
【請求項１２】
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いる、
請求項１０または１１に記載のシートベルト。
【請求項１３】
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る、請求項１０から１２のいずれか一項に記載のシートベルト。
【請求項１４】
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する、請求項１から１２のいずれか一項に記載のシートベルト。
【請求項１５】
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る、請求項１から１４のいずれか一項に記載のシートベルト。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一項に記載のシートベルトと、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートベルトおよび状態特定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１３６３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。【０００７】
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。【０００８】
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。【０００９】
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。【００１０】
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。【００１１】
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。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る状態特定装置１０の構成例を示す。
【図２】本実施形態に係るシートベルト１００の構成例を示す。
【図３】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４】本実施形態に係る配線２０７の構成例を示す。
【図５】本実施形態に係る容量素子２１２の構成例を示す。
【図６】本実施形態に係る容量素子２１２の変形例を示す。
【図７】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。
【図８】本実施形態に係る帯状構造体１２０の変形例を示す。
【図９】本実施形態に係るセンサＥの他の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
＜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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
＜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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
＜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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
＜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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
＜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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。  
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【符号の説明】
【００７５】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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