头枕与头部之间的距离测定装置、头枕与头部之间的距离测定方法、头枕位置调整装置及头枕位置调整方法

摘要

头枕位置调整装置(100)具备距离测定装置(10)和驱动电动机部(30)，距离测定装置(10)具备多个探测电极(11～15)和检测电路(20)。检测电路(20)具备与各探测电极(11～15)一对一地连接的多个静电电容探测电路(21～25)和运算处理电路(28)，驱动电动机部(30)具备电动机驱动电路和驱动电动机。检测电路(20)基于检测出的静电电容值而运算表示最上配置及最下配置的探测电极(15、11)的位置及输出值的点与表示最大输出值的位置及输出值的点所成的距离算出角度θ，测定电极头部间距离L。基于测定结果而进行头枕(43)的位置调整动作。

说明书

技术领域

本发明涉及对汽车等车辆的座席所具备的头枕与头部之间的距离 进行测定并加以利用的头枕与头部之间的距离测定装置、头枕与头部 之间的距离测定方法、头枕位置调整装置及头枕位置调整方法。

背景技术

一直以来，作为对例如汽车等车辆的座席所具备的头枕的位置进 行调整的装置，已知有一种车辆用头枕装置(例如，参照专利文献1 (第6-8页，第1-4图))。该车辆用头枕装置中，使头枕前部向 全开位置方向移动时，ECU基于静电电容传感器的检测结果而判断头 枕前部与乘坐者头部的接近，并使头枕前部停止。

该ECU基于静电电容传感器的相对于基准的静电电容值的绝对电 容变化，或基于静电电容值的变化量，而判断为头枕前部与乘坐者头 部接近。

另外，乘坐者保护装置(例如，参照专利文献2(第3-6页，第 1-5图))是在物体发生碰撞的碰撞前阶段使能够相对于车辆向车辆 前方移动的头枕从车辆后方移动的装置，基于静电电容传感器所检测 到的静电电容的变化方式而控制头枕的前方移动量。

而且，乘坐者探测系统(例如，参照专利文献3(第3-5页，第 一-4图))使以水平状态上下分隔配置在座椅的靠背部(座椅靠背) 上的多个带状的天线电极的周围产生微弱电场。基于该微弱电场而检 测流向天线电极的电流。

并且，基于检测到的电流而提取落座在座椅上的乘坐者的肩线， 并基于该肩线而探测头部位置，并将基于该探测结果的数据向气囊装 置发送。如此将气囊装置的气囊设置成可展开或不可展开的状态。

专利文献1：日本专利第4018112号公报

专利文献2：日本特开2007-131026号公报

专利文献3：日本专利第3347069号公报

发明内容

然而，在上述的专利文献1所公开的车辆用头枕装置及专利文献 2所公开的乘坐者保护装置中，例如为了判定乘坐者头部与头枕之间的 距离，而不得不经常使头枕移动。而且，在头枕进行动作时，若乘坐 者头部移动，则存在错误检测移动量的情况。因此，存在产生多余的 电力消耗，且运算结果产生误差，难以进行准确的距离判定而使头枕 移动的情况。

此外，上述的专利文献3所公开的乘坐者探测系统是探测乘坐者 的体格的系统，因此例如存在不适用于保持头枕与乘坐者头部之间的 距离的系统这样的问题。

本发明用于消除上述的现有技术的问题点，其目的在于提供一种 能够利用简单的结构来测定头枕与头部之间的距离，尤其是防止头枕 的多余的动作而自动准确地调整头枕的位置的头枕与头部之间的距离 测定装置、头枕与头部之间的距离测定方法、头枕位置调整装置及头 枕位置调整方法。

为了解决上述课题并实现目的，本发明的头枕与头部之间的距离 测定装置的特征在于，具备：多个探测电极，在车辆的座席所具备的 头枕上以沿着高度方向并列设置的状态设置，探测落座于所述座席的 人体的头部与所述头枕之间的静电电容；检测电路，检测基于来自所 述多个探测电极的静电电容的静电电容值；距离测定单元，根据由所 述检测电路所检测到的检测结果，而测定表示所述头枕与所述头部之 间的距离的电极头部间距离，在将所述多个探测电极的位置作为一个 轴并将由所述检测电路所检测到的静电电容值作为另一个轴的二维坐 标上，所述多个探测电极中，当配置在所述头枕的最上位置的探测电 极或配置在最下位置的探测电极不表示最大的静电电容时，所述距离 测定单元算出距离算出角度而测定所述电极头部间距离，该距离算出 角度是将表示配置在所述头枕的最上位置的探测电极的位置及静电电 容值的点和表示检测到最大的静电电容值的探测电极的位置及静电电 容值的点连结的直线、与将表示配置在所述头枕的最下位置的探测电 极的位置及静电电容值的点和表示检测到所述最大的静电电容值的探 测电极的位置及静电电容值的点连结的直线所成的角度，当配置在所 述头枕的最上位置的探测电极或配置在最下位置的探测电极表示最大 的静电电容时，所述距离测定单元算出如下直线的倾斜角的角度而测 定所述电极头部间距离，该直线是将表示配置在所述头枕的最上位置 的探测电极的位置及静电电容值的点和表示配置在所述头枕的最下位 置的探测电极的位置及静电电容值的点连结的直线。

另外，本发明的头枕与头部之间的距离测定装置的特征在于，具 备：多个探测电极，在车辆的座席所具备的头枕上以沿着高度方向并 列设置的状态设置，探测落座于所述座席的人体的头部与所述头枕之 间的静电电容；检测电路，检测基于来自所述多个探测电极的静电电 容的静电电容值；距离测定单元，根据由所述检测电路所检测到的检 测结果，而测定表示所述头枕与所述头部之间的距离的电极头部间距 离，在将所述多个探测电极的位置作为一个轴并将由所述检测电路所 检测到的静电电容值作为另一个轴的二维坐标上，所述距离测定单元 算出如下直线的倾斜角的角度而测定所述电极头部间距离，该直线是 将表示所述多个探测电极中检测到最小的静电电容值的探测电极的位 置及静电电容值的点和表示检测到最大的静电电容值的探测电极的位 置及静电电容值的点连结的直线。

此外，本发明的头枕与头部之间的距离测定装置的特征在于，具 备：多个探测电极，在车辆的座席所具备的头枕上以沿着高度方向并 列设置的状态设置，探测落座于所述座席的人体的头部与所述头枕之 间的静电电容；检测电路，检测基于来自所述多个探测电极的静电电 容的静电电容值；距离测定单元，根据由所述检测电路所检测到的检 测结果，而测定表示所述头枕与所述头部之间的距离的电极头部间距 离，在将所述多个探测电极的位置作为一个轴并将由所述检测电路所 检测到的静电电容值作为另一个轴的二维坐标上，所述多个探测电极 中，当配置在所述头枕的最上位置的探测电极或配置在最下位置的探 测电极不表示最大的静电电容时，所述距离测定单元算出距离算出角 度而测定所述电极头部间距离，该距离算出角度是将表示检测到最大 的静电电容值的探测电极的位置及静电电容值的点和表示位于该检测 到最大的静电电容值的探测电极上方的探测电极中的检测到最小的静 电电容值的探测电极的位置及静电电容值的点连结的直线、与将表示 检测到所述最大的静电电容值的探测电极的位置及静电电容值的点和 表示位于该检测到最大的静电电容值的探测电极下方的探测电极中的 检测到最小的静电电容值的探测电极的位置及静电电容值的点连结的 直线所成的角度，当配置在所述头枕的最上位置的探测电极或配置在 最下位置的探测电极表示最大的静电电容时，所述距离测定单元算出 如下直线的倾斜角的角度而测定所述电极头部间距离，该直线是将表 示检测到最小的静电电容值的探测电极的位置及静电电容值的点和表 示检测到最大的静电电容值的探测电极的位置及静电电容值的点连结 的直线。

所述距离测定单元例如求出第一距离算出角度和第二距离算出角 度，基于所述第一及第二距离算出角度而算出所述距离算出角度，其 中，该第一距离算出角度是将配置在所述最上位置的探测电极的所述 点和检测到所述最大的静电电容值的探测电极的所述点连结的所述直 线与基准直线所成的角度，该基准直线是从检测到所述最大的静电电 容值的探测电极的所述点朝向所述一个轴以正交的方式延伸的直线， 该第二距离算出角度是将配置在所述最下位置的探测电极的所述点与 检测到所述最大的静电电容值的探测电极的所述点连结的所述直线与 所述基准直线所成的角度。

所述距离测定单元例如对所述距离算出角度、与预先设定的距离 及角度的关系曲线数据进行比较，而测定所述电极头部间距离。

所述多个探测电极例如形成为在所述头枕的前表面侧的与所述高 度方向交叉的宽度方向上具有长边方向的矩形长条状，所述检测电路 例如具备多个静电电容探测电路，该多个静电电容探测电路与所述多 个探测电极分别一对一连接，并输出基于由各探测电极所探测到的静 电电容的静电电容值。

所述多个探测电极例如形成为在所述头枕的前表面侧的与所述高 度方向交叉的宽度方向上具有长边方向的矩形长条状，所述检测电路 例如具备：切换电路，与所述多个探测电极连接；静电电容探测电路， 输出基于利用各探测电极所探测到的静电电容的静电电容值，其中， 所述各探测电极经由所述切换电路不同时地连接。

本发明的头枕位置调整装置的特征在于，具备位置调整单元，该 位置调整单元包括上述发明的任一项所述的头枕与头部之间的距离测 定装置，基于来自该距离测定装置的测定结果，而将所述头枕的位置 调整成相对于所述头部的适当位置。

所述位置调整单元例如基于所述测定结果中包含的距离算出角 度，使所述头枕的位置向车辆的前方或后方移动而进行调整，以使该 距离算出角度成为规定角度。

所述位置调整单元例如在所述测定结果中包含的距离算出角度的 值大于规定的阈值时，至少停止所述头枕的高度方向的位置调整动作。

所述位置调整单元例如在使所述头枕的位置调整动作停止规定时 间时，在经过该规定时间后，再次进行所述距离算出角度与所述规定 的阈值的比较。

例如在所述测定结果中包含的距离算出角度的值大于规定的阈值 时，所述位置调整单元使用基于来自所述多个探测电极中至少配置在 所述最上位置的探测电极及配置在所述最下位置的探测电极的静电电 容而由所述检测电路所检测到的静电电容值，使所述头枕的位置向车 辆的上方或下方移动而进行调整。

在所述测定结果中包含的距离算出角度的值与规定的阈值相同或 小于所述规定的阈值时，所述位置调整单元使用基于来自所述多个探 测电极的静电电容而由所述检测电路所检测到的静电电容值，算出所 述头部相对于所述头枕的适当位置，并将所述头枕的位置调整成所述 适当位置。

本发明的头枕与头部之间的距离测定方法的特征在于，包括：探 测工序，通过在车辆的座席所具备的头枕上以沿着高度方向并列设置 的状态设置的多个探测电极，探测落座于所述座席的人体的头部与所 述头枕之间的静电电容；检测工序，检测基于由所述探测工序所探测 到的静电电容的静电电容值；距离测定工序，根据由所述检测工序所 检测到的检测结果，而测定表示所述头枕与所述头部之间的距离的电 极头部间距离，在所述距离测定工序中，在将所述多个探测电极的位 置作为一个轴并将由所述检测工序所检测到的静电电容值作为另一个 轴的二维坐标上，所述多个探测电极中，当配置在所述头枕的最上位 置的探测电极或配置在最下位置的探测电极不表示最大的静电电容 时，算出距离算出角度而测定所述电极头部间距离，该距离算出角度 是将表示配置在所述头枕的最上位置的探测电极的位置及静电电容值 的点和表示检测到最大的静电电容值的探测电极的位置及静电电容值 的点连结的直线、与将表示配置在所述头枕的最下位置的探测电极的 位置及静电电容值的点和表示检测到所述最大的静电电容值的探测电 极的位置及静电电容值的点连结的直线所成的角度，当配置在所述头 枕的最上位置的探测电极或配置在最下位置的探测电极表示最大的静 电电容时，算出如下直线的倾斜角的角度而测定所述电极头部间距离， 该直线是将表示配置在所述头枕的最上位置的探测电极的位置及静电 电容值的点和表示配置在所述头枕的最下位置的探测电极的位置及静 电电容值的点连结的直线。

另外，本发明的头枕与头部之间的距离测定方法的特征在于，包 括：探测工序，通过在车辆的座席所具备的头枕上以沿着高度方向并 列设置的状态设置的多个探测电极，探测落座于所述座席的人体的头 部与所述头枕之间的静电电容；检测工序，检测基于由所述探测工序 所检测到的静电电容的静电电容值；距离测定工序，根据由所述检测 工序所检测到的检测结果，而测定表示所述头枕与所述头部之间的距 离的电极头部间距离，在所述距离测定工序中，在将所述多个探测电 极的位置作为一个轴并将由所述检测电路所检测到的静电电容值作为 另一个轴的二维坐标上，算出如下直线的倾斜角的角度而测定所述电 极头部间距离，该直线是将表示所述多个探测电极中检测到最小的静 电电容值的探测电极的位置及静电电容值的点和表示检测到最大的静 电电容值的探测电极的位置及静电电容值的点连结的直线。

此外，本发明的头枕与头部之间的距离测定方法的特征在于，包 括：探测工序，通过在车辆的座席所具备的头枕上以沿着高度方向并 列设置的状态设置的多个探测电极，探测落座于所述座席的人体的头 部与所述头枕之间的静电电容；检测工序，检测基于由所述探测工序 所探测到的静电电容的静电电容值；距离测定工序，根据由所述检测 工序所检测到的检测结果，而测定表示所述头枕与所述头部之间的距 离的电极头部间距离，在所述距离测定工序中，在将所述多个探测电 极的位置作为一个轴并将由所述检测电路所检测到的静电电容值作为 另一个轴的二维坐标上，所述多个探测电极中，当配置在所述头枕的 最上位置的探测电极或配置在最下位置的探测电极不表示最大的静电 电容时，算出距离算出角度而测定所述电极头部间距离，该距离算出 角度是将表示检测到最大的静电电容值的探测电极的位置及静电电容 值的点和表示位于该检测到最大的静电电容值的探测电极上方的探测 电极中的检测到最小的静电电容值的探测电极的位置及静电电容值的 点连结的直线、与将表示检测到所述最大的静电电容值的探测电极的 位置及静电电容值的点和表示位于该检测到最大的静电电容值的探测 电极下方的探测电极中的检测到最小的静电电容值的探测电极的位置 及静电电容值的点连结的直线所成的角度，当配置在所述头枕的最上 位置的探测电极或配置在最下位置的探测电极表示最大的静电电容 时，算出如下直线的倾斜角的角度而测定所述电极头部间距离，该直 线是将表示检测到最小的静电电容值的探测电极的位置及静电电容值 的点和表示检测到最大的静电电容值的探测电极的位置及静电电容值 的点连结的直线。

在所述距离测定工序中，例如求出第一距离算出角度和第二距离 算出角度，基于所述第一及第二距离算出角度而算出所述距离算出角 度，其中，该第一距离算出角度是将配置在所述最上位置的探测电极 的所述点和检测到所述最大的静电电容值的探测电极的所述点连结的 所述直线与基准直线所成的角度，该基准直线是从检测到所述最大的 静电电容值的探测电极的所述点朝向所述一个轴以正交的方式延伸的 直线，该第二距离算出角度是将配置在所述最下位置的探测电极的所 述点与检测到所述最大的静电电容值的探测电极的所述点连结的所述 直线与所述基准直线所成的角度。

在所述距离测定工序中，例如对所述距离算出角度、与预先设定 的距离及角度的关系曲线数据进行比较，而测定所述电极头部间距离。

本发明的头枕位置调整方法的特征在于，包括位置调整工序，该 位置调整工序包括上述发明的任一项所述的头枕与头部之间的距离测 定方法，基于由该距离测定方法测定的测定结果，而将所述头枕的位 置调整成相对于所述头部的适当位置。

在所述位置调整工序中，例如基于所述测定结果中包含的距离算 出角度，使所述头枕的位置向车辆的前方或后方移动而进行调整，以 使该距离算出角度成为规定角度。

在所述位置调整工序中，例如在所述测定结果中包含的距离算出 角度的值大于规定的阈值时，至少停止所述头枕的高度方向的位置调 整动作。

在所述位置调整工序中，例如在使所述头枕的位置调整动作停止 规定时间时，在经过该规定时间后，再次进行所述距离算出角度与所 述规定的阈值的比较。

在所述位置调整工序中，例如在所述测定结果中包含的距离算出 角度的值大于规定的阈值时，使用基于来自所述多个探测电极中至少 配置在所述最上位置的探测电极及配置在所述最下位置的探测电极的 静电电容而由所述检测工序所检测到的静电电容值，使所述头枕的位 置向车辆的上方或下方移动而进行调整。

在所述位置调整工序中，例如在所述测定结果中包含的距离算出 角度的值与规定的阈值相同或小于所述规定的阈值时，使用基于来自 所述多个探测电极的静电电容而由所述检测工序所检测到的静电电容 值，算出所述头部相对于所述头枕的适当位置，并将所述头枕的位置 调整成所述适当位置。

[发明效果]

根据本发明，能够利用简单的结构来测定头枕与头部之间的距离， 防止头枕的多余的动作而能够自动准确地调整头枕的位置。

附图说明

图1是表示配置有头枕位置调整装置的车辆的座席的例子的简 图，该头枕位置调整装置具备本发明的一实施方式的头枕与头部之间 的距离测定装置。

图2是表示本发明的一实施方式的头枕与头部之间的距离测定装 置的头枕中的配置例的说明图。

图3是表示该距离测定装置的整体结构的例子的框图。

图4是表示该距离测定装置的静电电容探测电路的结构例的框 图。

图5是表示该距离测定装置的检测电路的动作波形例的动作波形 图。

图6是表示基于本发明的一实施方式的距离测定装置的探测电极 的输出例的说明图。

图7是用于说明该距离测定装置的距离算出角度与电极头部间距 离的关系的说明图。

图8是表示基于本发明的一实施方式的头枕与头部之间的距离测 定方法的距离测定处理步骤的一例的流程图。

图9是用于说明基于本发明的一实施方式的距离测定装置的探测 电极的第二输出例的说明图。

图10是用于说明基于本发明的一实施方式的距离测定装置的探 测电极的第三输出例的说明图。

图11是表示本发明的一实施方式的头枕与头部之间的距离测定 装置的整体结构的另一例的框图。

图12是表示基于本发明的一实施方式的头枕位置调整方法的位 置调整处理步骤的例子的流程图。

图13是用于说明基于本发明的一实施方式的头枕位置调整方法 的位置调整处理步骤的另一例的流程图。

图14是表示基于本发明的一实施方式的头枕位置调整方法的位 置调整处理步骤的又一例的流程图。

图15是表示基于本发明的一实施方式的头枕位置调整装置的探 测电极的输出例的说明图。

图16是用于说明该头枕位置调整装置的头枕移动量与输出变化 量比的关系的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的头枕与头部之间的距离测定装置、 头枕与头部之间的距离测定方法、头枕位置调整装置及头枕位置调整 方法的优选的实施方式。

图1是表示配置有头枕位置调整装置的车辆的座席的例子的简 图，该头枕位置调整装置具备本发明的一实施方式的头枕与头部之间 的距离测定装置，图2是表示本发明的一实施方式的头枕与头部之间 的距离测定装置的头枕中的配置例的说明图。

如图1及图2所示，头枕位置调整装置100具备：距离测定装置 10，设置于车辆等的座席40，例如配置于构成座席40的头枕43的一 部分的头枕前部43c；驱动电动机部30，配置在构成头枕43的另一部 分的头枕后部43d。上述距离测定装置10和驱动电动机部30例如通过 线束29电连接。

需要说明的是，头枕前部43c例如经由支承轴43b与头枕后部43d 连结成在车辆的前后方向上移动自如，头枕后部43d例如经由支承轴 43a与座席40的靠背部(座椅靠背)41连结成在车辆的上下方向(头 枕43的高度方向)或左右方向上移动自如。

距离测定装置10具备例如在基板19的一个面(表面)侧形成的 多个探测电极11～15和在该基板19的另一个面(背面)侧形成(安 装)的检测电路20，检测基于来自各探测电极11～15的静电电容的静 电电容值，并检测落座在座席40的落座部42上的人体49的头部49a， 从而测定表示头枕前部43c与头部49a之间的距离的电极头部间距离。

基板19例如由柔性印刷基板、刚性基板或刚性柔性基板构成，多 个探测电极11～15由在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸 乙二醇酯(PEN)、聚亚胺(PI)、聚酰胺(PA)或环氧树脂等绝缘 部件所构成的基板19上进行了图案形成的铜、铜合金或铝等导电材料 构成。多个探测电极11～15也可以由其他的电线或导电性薄膜等部件 构成。

多个探测电极11～15例如在头枕前部43c的前表面侧形成为在头 枕43的与高度方向交叉的宽度方向(左右方向)上具有其长边方向的 矩形长条状，以其宽度方向沿着高度方向排列的方式而并列设置的状 态配置于头枕43。对上述多个探测电极11～15例如分别分配电极号码 1～5(N1～N5或ch1～ch5)，在本例中设有五个，但只要设置成在头 枕43静止的状态下探测落座于座席40的人体49的头部49a与头枕43 之间的静电电容所需的数目即可，例如为两个以上即可。

需要说明的是，详细情况在后面说明，但具体而言，距离测定装 置10基于测定时检测到的静电电容值，而在运算用的假想区域上生成 二维坐标，该二维坐标以多个探测电极11～15的位置作为一个轴并将 检测到的静电电容值作为另一个轴。然后，在该二维坐标上，生成将 点A(参照图6，以下相同)和点B(参照图6，以下相同)连结的直 线AB，该点A表示多个探测电极11～15中的配置在头枕前部43c的 最上位置的探测电极(例如探测电极15)的位置及静电电容值，该点 B表示检测到最大的静电电容值的探测电极(例如探测电极13)的位 置及静电电容。

另外，生成将点C(参照图6，以下相同)和点B连结的直线CB， 该点C表示在头枕前部43c的最下位置上配置的探测电极(例如探测 电极11)的位置及静电电容值，该点B表示检测到最大的静电电容值 的探测电极(例如探测电极13)的位置及静电电容。算出如此在二维 坐标上生成的直线AB及直线CB所成的角度作为距离算出角度θ(参 照图6，以下相同)，并基于该距离算出角度θ而测定电极头部间距离。

如图3所示，距离测定装置10的检测电路20例如具备多个静电 电容探测电路21～25，这多个静电电容探测电路21～25与各探测电极 11～15分别一对一地连接，并输出表示各探测电极11～15所探测到的 静电电容的信息。而且，检测电路20具备运算处理电路28，该运算处 理电路28与上述静电电容探测电路21～15连接，根据基于从各静电 电容探测电路21～15输出的信息的静电电容而算出距离算出角度θ并 算出电极头部间距离，或对这些静电电容进行比较而运算头部49a的高 度位置，然后将运算结果信息向驱动电动机部30的电动机驱动电路(未 图示)输出。

多个静电电容探测电路21～15生成对应于各探测电极11～15与 头部49a之间的静电电容而占空比进行变化的脉冲信号，并对该脉冲信 号进行平滑化而输出探测信号。运算处理电路28例如由CPU、RAM、 ROM等构成，使用基于来自各静电电容探测电路21～25的探测信号 的静电电容值而算出上述的距离算出角度θ、电极头部间距离，例如运 算头部49a的高度位置，对于至少使头枕前部43c的位置变化的驱动电 动机部30，输出基于运算结果的信息即控制信号。

在此，例如图4所示，各静电电容探测电路21(22～25)是占空 比对应于静电电容C进行变化的电路，例如具备：触发信号产生电路 101，其输出恒定周期的触发信号TG；定时电路102，其输出根据与输 入端连接的静电电容C的大小而占空比进行变化的脉冲信号Po；低通 滤波器(LPF)103，其对该脉冲信号Po进行平滑化。

定时电路102例如具备：两个比较器201、202；将这两个比较器 201、202的输出分别向复位端子R及置位端子S输入的RS双稳态多 谐振荡器电路(以下，称为“RS-FF”)203将该RS-FF203的输 出DIS向LPF103输出的缓冲器204；以RS-FF203的输出DIS来进 行接通/断开控制的晶体管205。

比较器202对从触发信号产生电路101输出的图5所示的触发信 号TG和由电阻R1、R2、R3分割的规定的阈值Vth2进行比较，而输 出与触发信号TG同步的置位脉冲。该置位脉冲对RS-FF203的Q输 出进行置位。

该Q输出作为放电信号DIS而将晶体管205形成为断开状态，以 由基于电阻R4的时间常数而决定的速度对探测电极11(12～15)及地 面(GND)之间进行充电，所述电阻R4连接在探测电极11(12～15) 的接地静电电容C及输入端与电源线之间。由此，输入信号Vin的电 位以静电电容C所决定的速度上升。

若输入信号Vin超过电阻R1、R2、R3所决定的阈值Vth1，则比 较器201的输出反转而使RS-FF203的输出反转。其结果是，晶体管 205成为接通状态，而蓄积在探测电极11(12～15)中的电荷经由晶 体管205放电。

因此，如图5所示，该定时电路102输出以基于探测电极11(12～ 15)及接近的人体49的头部49a之间的静电电容C的占空比进行振荡 的脉冲信号Po。LPF103通过对该输出进行平滑化，而输出图5所示的 直流的探测信号Vout。需要说明的是，在图5中的实线所示的波形和 虚线所示的波形中，表示出前者比后者的静电电容小，例如后者表示 物体接近状态。

驱动电动机部30具备电动机驱动电路，该电动机驱动电路基于控 制信号，控制未图示的驱动电动机而使头枕43的位置变化，所述控制 信号是在距离测定装置10的检测电路20中根据来自通过各静电电容 探测电路21～25发出的探测信号Vout而进行运算处理的运算处理电 路28的运算结果所产生的控制信号。而且，驱动电动机部30具备通 过该电动机驱动电路的控制而使头枕43的位置实际移动的驱动电动 机。

驱动电动机部30在本例中基于来自距离测定装置10的测定结果， 至少使头枕前部43c向车辆的前方或后方移动(前后移动)而调整到适 当位置。即，使用包含在测定结果中的电极头部间距离，而使头枕前 部43c进行追随移动，以使得头枕前部43c与头部49a之间的距离成为 恒定。

需要说明的是，驱动电动机具体而言构成为，对头枕前部43c的 支承轴43b进行驱动，以使其沿前后方向移动自如，并对头枕后部43d 的支承轴43a进行驱动，以使其沿上下方向及左右方向移动(上下左右 移动)自如。因此，在本例的头枕位置调整装置100中，不仅能够进 行上述那样的前后移动，而且能够进行上下左右移动，从而将头枕43 调整到相对于头部49a的适当位置。

在如此构成的头枕位置调整装置100中，能够基于包含头部49a 与头枕43(头枕前部43c)之间的距离(电极头部间距离)的测定结果 而进行头枕43的位置调整，其中，利用距离测定装置10的各探测电 极11～15来探测其与头部49a之间的静电电容C，并利用检测电路20 基于该静电电容值而运算距离算出角度θ等，由此求出所述距离(电 极头部间距离)。

图6是表示基于本发明的一实施方式的距离测定装置的探测电极 的输出例的说明图，图7是用于说明该距离测定装置中的距离算出角 度与电极头部间距离的关系的图。如图6(a)所示，例如设头部49a 的高度方向的中心位置为P，并设从处于电极间距离H内的该中心位 置P到各探测电极11～15的电极间距离为L时，二维坐标D上的输出 值(静电电容值)如下所述。

即，例如若电极头部间距离L在规定范围内，各探测电极11～15 的并列设置方向中心附近(头枕前部43c的中心附近)与头部49a的中 心位置P沿水平方向大致正相对，则各探测电极11～15的输出值中， 探测电极13的输出值最大，头枕前部43c的最上位置或最下位置的探 测电极15、11的输出值最小。

这种情况下，距离测定装置10在二维坐标D上生成将点A和点B 连结的直线AB，其中该点A表示在最上位置上配置的探测电极15的 位置及输出值，该点B表示检测到最大输出值的探测电极13的位置及 输出值。而且，生成将点C和点B连结的直线CB，该点C表示在最 下位置上配置的探测电极11的位置及输出值，该点B表示检测到最大 输出值的探测电极13的位置及输出值。

由此，能够得到由两条直线AB、CB决定的距离算出角度θ，通 过将得到的距离算出角度θ与例如图7所示的距离及角度的关系曲线 数据进行比较，而能够导出由该距离算出角度θ所决定的电极头部间 距离L。而且，算出第一距离算出角度θ1和第二距离算出角度θ2并将 它们相加，从而也能够求出该距离算出角度θ，其中，该第一距离算出 角度θ1是上述直线AB与从点B朝向表示探测电极的位置的轴以正交 的方式延伸的基准直线BL所成的角度，该第二距离算出角度θ2是该 基准直线BL与上述直线CB所成的角度。

即，例如设各探测电极11～15的输出值中的最大输出值为V_max， 选出与该Vmax相对的探测电极的号码作为N_max，而且设探测电极15 (N₅)的输出值为V₅并设探测电极11(N₁)的输出值为V₁时，可通 过下式(1)及(2)来求出θ1及θ2。

[数1]

${\theta }_1={\tan }^{-1}\left(\frac{N_{\max }-N_5}{V_{\max }-V_5}\right)······\left(1\right)$

[数2]

${\theta }_2={\tan }^{-1}\left(\frac{N_1-N_{\max }}{V_{\max }-V_1}\right)······\left(2\right)$

然后，通过计算θ＝θ1+θ2，而能够得到距离算出角度θ。需要说 明的是，如图6(b)所示，有时例如若电极头部间距离L在规定范围 内且最下位置的探测电极11附近与头部49a的中心位置P沿水平方向 大致正相对，则最大输出值为探测电极11的输出值。

这种情况下，直线BCC0与直线ABC形成距离算出角度θ(第一 距离算出角度θ1、直线ABC的倾斜角(锐角的角度)θ1)，其中该直 线BCC0将探测电极11的输出值的零点C0及点(最大输出值的点) BC连结，该直线ABC将该点BC及表示最上位置的探测电极15的位 置和输出值的点A连结。

另一方面，如图6(c)所示，有时例如若电极头部间距离L在规 定范围内且最上位置的探测电极15附近与头部49a的中心位置P沿水 平方向大致正相对，则最大输出值为探测电极15的输出值。这种情况 下，直线ABA0与直线ABC形成距离算出角度θ(第二距离算出角度 θ2、直线ABC的倾斜角(锐角的角度)θ2)，其中该直线ABA0将探 测电极15的输出值的零点A0及点(最大输出值的点)AB连结，该直 线ABC将该点AB及表示最下位置的探测电极11的位置和输出值的点 C连结。

如此能够求出的距离算出角度θ如图7(a)所示，关于第一距离 算出角度θ1或第二距离算出角度θ2，如相关曲线T1所示，表示出电 极头部间距离L越大而第一距离算出角度θ1或第二距离算出角度θ2 越大的关系。同样地，如图7(b)所示，关于距离算出角度θ也如相 关曲线T2所示，表示出电极头部间距离L越大而距离算出角度θ越大 的关系。

因此，本例的距离测定装置10能够通过检测电路20的运算处理 电路28，使用该距离算出角度θ(包括第一及第二距离算出角度θ1、θ2， 以下相同。)而测定电极头部间距离L。并且，包括该距离测定装置 10的头枕位置调整装置100基于利用距离测定装置10得到的测定结 果，而将头枕43的位置调整成相对于头部49a的适当位置。

图8是表示基于本发明的一实施方式的头枕与头部之间的距离测 定方法的距离测定处理步骤的一例的流程图。如图8所示，距离测定 装置10首先检测基于利用各探测电极11～15探测到的与头部49a之间 的静电电容所得到的静电电容值(步骤S10)。

接着，从检测到的静电电容值中选出最大输出值(峰值输出值) (步骤S11)，在二维坐标D上匹配输出值而生成输出映射，所述二 维坐标D将上述的探测电极11～15的位置作为一个轴并将静电电容值 作为另一个轴(步骤S12)。

然后，如上所述算出距离算出角度θ(步骤S13)，通过对例如距 离及角度的关系曲线数据与算出的距离算出角度θ进行比较，而算出 电极头部间距离L(步骤S14)，从而测定实际的头枕43与头部49a 之间的距离。

图9是用于说明基于本发明的一实施方式的距离测定装置的探测 电极的第二输出例的说明图，图10是用于说明基于本发明的一实施方 式的距离测定装置的探测电极的第三输出例的说明图。除了图6所示 的上述的情况之外，距离测定装置10例如也可以如下所述得到距离算 出角度θ。即，如图9所示，生成将点E和点F连结的直线EF，该点 E表示多个探测电极11～15中的检测到最小输出值的探测电极12的位 置及输出值，该点F表示检测到最大输出值的探测电极14的位置及输 出值。

而且，也可以生成将探测电极14的输出值的零点F0和上述点F 连结的直线FF0，通过直线EF和直线FF0形成距离算出角度θ，从而 测定电极头部间距离L。这种情况下，由于距离算出角度θ与直线EF 的锐角的倾斜角相同，因此只要算出该倾斜角的角度就能得到距离算 出角度θ。

另外，如图10(a)所示，在最上位置的探测电极15或最下位置 的探测电极11都未表示最大输出值时，生成将点J和点K连结的直线 JK，该点J表示检测到最大输出值的探测电极14的位置及输出值，该 点K表示位于比该探测电极14靠上方的探测电极中的检测到最小输出 值的探测电极15的位置及输出值。

并且，也可以生成将探测电极14的点J和点M连结的直线JM， 通过直线JK和直线JM形成距离算出角度θ，从而测定电极头部间距 离L，该点M表示位于比该探测电极14靠下方的探测电极中的检测到 最小输出值的探测电极12的位置及输出值。

另外，如图10(b)所示，当最上位置的探测电极15或最下位置 的探测电极11的某一者表示最大输出值时(在此为探测电极11表示 最大输出值时)，生成将点U和点V连结的直线UV，该点U表示检 测到最小输出值的探测电极14的位置及输出值，该点V表示检测到最 大输出值的探测电极11的位置及输出值。而且，也可以生成将探测电 极11的输出值的零点V0和上述点V连结的直线VV0，通过直线UV 和直线VV0形成距离算出角度θ，从而测定电极头部间距离L。这种 情况下，也是由于距离算出角度θ与直线UV的锐角的倾斜角相同，因 此只要算出该倾斜角的角度就能得到距离算出角度θ。

此外，如图10(c)所示，在最上位置的探测电极15或最下位置 的探测电极11的某一者表示最大输出值时(在此为探测电极15表示 最大输出值时)，生成将点R和点S连结的直线RS，该点R表示检测 到最小输出值的探测电极12的位置及输出值，该点S表示检测到最大 输出值的探测电极15的位置及输出值。而且，也可以生成将探测电极 15的输出值的零点S0和上述点S连结的直线SS0，通过直线RS和直 线SS0形成距离算出角度θ，从而测定电极头部间距离L。这种情况下， 也是由于距离算出角度θ与直线RS的锐角的倾斜角相同，因此只要算 出该倾斜角的角度就能够得到距离算出角度θ。

图11是表示本发明的一实施方式的头枕与头部之间的距离测定 装置的整体结构的另一例的框图。需要说明的是，以后，对与已经说 明的部分重复的部位标注同一标号而省略说明。如图11所示，检测电 路20具备：切换电路26，其与各探测电极11～15连接；静电电容探 测电路27，其输出表示利用经由该切换电路26不同时地连接的各探测 电极11～15所探测到的静电电容的信息；运算处理电路28，其基于从 该静电电容探测电路27输出的信息而运算距离算出角度θ和电极头部 间距离L等，并将运算结果信息向驱动电动机部30的电动机驱动电路 输出。

若如此构成检测电路20，则能够使静电电容探测电路的数目为最 小限度而构成距离测定装置10，依次扫描通过切换电路26切换的各探 测电极11～15的静电电容，基于其结果而算出上述的距离算出角度θ， 从而能够得到电极头部间距离L。

图12是表示基于本发明的一实施方式的头枕位置调整方法的位 置调整处理步骤的例子的流程图。需要说明的是，上述的头枕位置调 整装置100是包括距离测定装置10的结构，因此检测电路20的运算 处理电路28具备控制头枕位置调整装置100整体的控制部的功能和作 为距离测定单元及位置调整单元的功能。在此，说明头枕43的向前后 方向的位置调整处理。

如图12所示，首先，例如车辆的点火开关处于ACCESSORY(辅 助)或ON(接通)，这种情况成为触发，而头枕位置调整装置100判 断处理是否开始(步骤S100)。当判断为处理未开始时(步骤S100 为否)，结束基于本流程图的一连串的位置调整处理。

当判断为处理开始时(步骤S100为是)，通过距离测定装置10， 进行上述的距离测定处理(步骤S101)，取得测定结果(步骤S102)。 然后，判断测定结果中包含的距离算出角度θ是否为例如上述的距离 及角度的关系曲线数据所示的规定角度以上(步骤S103)。需要说明 的是，规定角度只要预先设定为对最优选作为电极头部间距离L的距 离(即，相对于头部49a的最优距离)进行规定的角度即可。

当判断为距离算出角度θ在规定角度以上时(步骤S103为是)， 算出由距离算出角度θ决定的电极头部间距离L与由规定角度决定的 距离之差，控制驱动电动机部30，使头枕前部43c向前方移动算出量 (步骤S104)。当判断为距离算出角度θ小于规定角度时(步骤S103 为否)，同样地算出差，使头枕前部43c向后方移动算出量(步骤S105)。

如此使头枕前部43c移动后，例如判断是否车辆的点火开关断开 而结束处理(步骤S106)，当判断为结束处理时(步骤S106为是)， 结束基于本流程图的一连串的位置调整处理。当判断为不结束处理时 (步骤S106为否)，向上述步骤S101移动而重复进行以后的处理。

通过如此进行位置调整处理，能够使用由距离测定装置10测定出 的测定结果，进行头枕前部43c的相对于头部49a的位置的向前后方向 的追随移动的位置调整。需要说明的是，在上述步骤S103中，对距离 算出角度θ和规定角度进行了比较，但例如也可以对通过距离算出角 度θ求出的电极头部间距离L与上述的最优距离进行比较，而向上述 步骤S104或步骤S105转移。

图13是表示基于本发明的一实施方式的头枕位置调整方法的位 置调整处理步骤的另一例的流程图。在此，说明头枕43的向上下方向 的位置调整处理。需要说明的是，本流程图中的步骤S110～步骤S112 的处理与上述的步骤S100～步骤S102的处理相同，因此省略说明。

如图13所示，头枕位置调整装置100判断测定结果中包含的距离 算出角度θ是否大于规定的阈值(例如，由上述的距离及角度的关系 曲线数据表示的规定角度)(步骤S113)。当判断为距离算出角度θ 大于规定的阈值时(步骤S113为是)，能够判断为电极头部间距离L 离开规定范围，因此停止头枕后部43d的高度方向的位置调整动作(步 骤S114)，等待直至经过规定时间(步骤S115为否)。

另一方面，当判断为距离算出角度θ为规定的阈值以下时(步骤 S113为否)，能够判断为电极头部间距离L在规定范围内，因此使用 测定结果中包含的静电电容值，而运算头部49a的高度位置(步骤 S117)，进行头枕后部43d的高度方向的位置调整动作(步骤S118)。

需要说明的是，在该步骤S117中，基于通过距离测定装置10的 全部的探测电极11～15得到的测定结果中包含的静电电容值，而运算 头部49a的高度位置。例如，对这些静电电容值进行比较，而算出头部 49a的高度方向的推定出的中心位置(推定中心位置)，基于该推定中 心位置而运算头部49a的高度位置。

在经过了规定时间(步骤S115为是)或进行了位置调整动作(步 骤S118)后，判断处理是否结束(步骤S116)，当判断为结束处理时 (步骤S116为是)，结束基于本流程图的一连串的位置调整处理。当 判断为不结束处理时(步骤S116为否)，向上述步骤S111转移而重 复进行以后的处理。

通过如此进行位置调整处理，能够使用由距离测定装置10测定出 的测定结果，进行头枕后部43d的基于向上下方向的移动的位置调整。 而且，电极头部间距离L离开规定范围时(即，从头部49a离开时)， 停止头枕后部43d的高度方向的位置调整动作，因此能够防止头枕43 移动这样的多余动作，极力防止搭乘者(乘坐者)的不舒适的情况而 抑制多余的电力消耗。

图14是表示基于本发明的一实施方式的头枕位置调整方法的位 置调整处理步骤的又一例的流程图。需要说明的是，本流程图中的步 骤S120～步骤S123的处理与上述的步骤S110～步骤S113的处理相 同，因此省略说明。

如图14所示，头枕位置调整装置100判断为测定结果中包含的距 离算出角度θ大于规定的阈值(例如，由上述的距离及角度的关系曲 线数据表示的规定角度)时(步骤S123为是)，能够判断为电极头部 间距离L离开规定范围。

因此，基于测定结果，对最上位置的探测电极(例如，探测电极 15)及最下位置的探测电极(例如，探测电极11)的静电电容值进行 比较(步骤S124)，运算头部49a的高度位置。另一方面，判断为距 离算出角度θ为规定的阈值以下时(步骤S123为否)，能够判断为电 极头部间距离L在规定范围内。

因此，基于测定结果，对来自各探测电极11～15的全部的静电电 容值进行比较，而运算头部49a的高度位置(步骤S125)。然后，基 于来自步骤S124或步骤S125的运算结果，进行头枕后部43d的高度 方向的位置调整动作(步骤S126)。

在进行了位置调整动作后，判断是否结束处理(步骤S127)，当 判断为结束处理时(步骤S127为是)，结束基于本流程图的一连串的 位置调整处理，当判断为不结束处理时(步骤S127为否)，向上述步 骤S121转移而重复进行以后的处理。

在此，对测定结果中包含的来自各探测电极11～15的静电电容值 进行比较时，能够得到基于来自各探测电极11～15的输出的静电电容 变化量ΔC。当电极头部间距离L离开规定范围时，输出差不明确，因 此该静电电容变化量ΔC难以作为用于得到头部49a的高度位置的信息 处理，从而难以进行位置调整。

然而，对来自最上位置的探测电极15的静电电容值与来自最下位 置的探测电极11的静电电容值进行比较时，如下所述。即，如图15 (a)所示，即使在电极头部间距离L离开规定范围的情况下，关于基 于探测电极15、11的输出A、B的输出变化量ΔV(mV)，虽然当头 部49a的中心位置P的高度与头枕43的中心为大致相同程度时它们的 差不明确，但在除此以外的情况下，如图15(b)所示，它们的差变得 明确。

若基于如此得到的输出变化量ΔV，则如图16所示，探测电极11 的输出B与探测电极15的输出A的输出比α能够根据α＝B/(A+B) 得到，利用该得到的输出比α能够算出头枕(H/R)的移动量(mm)。

因此，当设定头部49a的中心位置P的高度与头枕43的中心高度 在水平方向上相同时的移动量为0mm的情况下，以如下方式对驱动电 动机部30输出控制信号：当该输出比α接近0时，使头枕后部43d向 上方(+方向)移动，接近于1时，向下方(-方向)移动。

如此，在本例的头枕位置调整装置100中，当距离算出角度θ大 于规定的阈值而电极头部间距离L离开规定范围时，在上述步骤S124 中，根据最上位置及最下位置的探测电极15、11的静电电容值，能够 得到头部49a的位置；而当距离算出角度θ为规定的阈值以下而电极头 部间距离L在规定范围内时，在上述步骤S125中，根据各探测电极11～ 15的静电电容值，能够得到头部49a的位置。因此，能够以简单的结 构高精度地调整头枕43的位置，还能够防止伴随位置未调整的碰撞时 等的人体49的颈椎损伤等事故。

需要说明的是，在上述步骤S113及步骤S123中，对距离算出角 度θ和规定的阈值进行了比较，但例如也可以对根据距离算出角度θ 求出的电极头部间距离L和上述的最优距离进行比较，而进行以后的 处理。

需要说明的是，在上述的实施方式中，说明了通过图12～14所示 的位置调整处理，使头枕前部43c或头枕后部43d向前后方向或上下方 向移动而进行位置调整的情况，但也可以基于从距离测定装置10得到 的测定结果，对它们进行并行处理等，从而在前后上下左右方向全部 的方向上将头枕43的位置调整成相对于头部49a的适当位置。

另外，距离测定装置10在测定到来自各探测电极11～15的静电 电容值时，也可以根据计测到最大输出值的探测电极，在运算处理电 路28中分别选定预先决定的距离算出角度θ的倾斜角系数而进行比 较，从而测定电极头部间距离L。

此外，距离测定装置10例如也可以在头枕前部43c的最上位置、 最下位置及它们的中间位置配置三个探测电极，根据来自这些探测电 极的静电电容值而算出距离算出角度θ，从而测定电极头部间距离L。

[标号说明]

10        距离测定装置

11～15    探测电极

19        基板

20        检测电路

21～25    静电电容探测电路

26        切换电路

27        静电电容探测电路

28        运算处理电路

29        线束

30        驱动电动机部

40        座席

41        靠背部(座椅靠背)

42        落座部

43        头枕

43a       支承轴

43b       支承轴

43c       头枕前部

43d       头枕后部

49        人体

49a       头部

100       头枕位置调整装置