专利名称：头枕位置调节装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种头枕位置调节装置，该头枕位置调节装置调节与汽车等车辆的座椅对应而配置的头枕的位置。
背景技术：
作为调节与汽车等车辆的座椅对应而配置的头枕的位置的装置，头枕位置调节装置(例如，参照专利文献1(第6 8页、图I 6))已被公知。该头枕位置调节装置具有静电电容传感器部和驱动马达部，静电容量传感器部具有多个检测电极和检测电路。另外，该装置中，根据来自各检测电极的检测信号，检测电路计算头部高度方向的推测中心位置，以该推测中心位置为基准，调节头枕的相对于座椅的位置。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2008-265644号公报
发明内容
发明要解决的问题但是，在上述专利文献I公开的头枕位置调节装置中，构成静电电容传感器部的检测电极的面积等是固定的，因此静电电容传感器部的检测灵敏度被固定。因此，当头部和头枕过于靠近而传感器输出饱和时，存在难以确定推测中心位置的问题。另外，当头部和头枕分离时，静电电容值的输出中难以出现各检测电极之间的差异，同样无法确定推测中心位置，也存在难以适当调节头枕位置的问题。本发明的目的在于提供一种头枕位置调节装置，以解决上述现有技术中的问题点，其不管头部和头枕之间距离的远近程度，都能够正确调节头枕的位置。用于解决问题的手段为了解决上述问题并实现发明目的，本发明涉及的第一头枕位置调节装置的特征在于，具有由多个检测电极构成的电极组，设置在与车辆座椅对应而配置的头枕上，其中， 该多个检测电极用于检测坐在上述座椅上的人体的头部和上述头枕之间的静电电容；切换单元，切换上述电极组的各检测电极的电连接而改变该电极组的作用电极的总面积；检测单元，检测与来自上述电极组的所有作用电极的输出对应的静电电容值；以及位置调节单元，根据来自上述检测单元的静电电容值，调节上述头枕的高度方向的位置，在通过上述检测单元检测出的静电电容值超过阈值时，上述切换单元使上述电极组的作用电极的总面积缩小。另外，本发明涉及的第二头枕位置调节装置的特征在于，具有由多个检测电极构成的电极组，设置在与车辆座椅对应而配置的头枕上，其中，该多个检测电极用于检测坐在上述座椅上的人体的头部和上述头枕之间的静电电容；切换单元，切换上述电极组的各检测电极的电连接而改变该电极组的作用电极的总面积；检测单元，检测与来自上述电极组的所有作用电极的输出对应的静电电容值；以及位置调节单元，根据来自上述检测单元的静电电容值，调节上述头枕的高度方向的位置，上述检测单元检测在上述高度方向上位置不同的至少2个静电电容值，在通过上述检测单元检测出的静电电容值中，最大静电电容值和其他静电电容值的差分值小于阈值时，上述切换单元使上述电极组的作用电极的总面积缩小。进一步，本发明涉及的第三头枕位置调节装置的特征在于，具有由多个检测电极构成的电极组，设置在与车辆座椅对应而配置的头枕上，其中，该多个检测电极用于检测坐在上述座椅上的人体的头部和上述头枕之间的静电电容；切换单元，切换上述电极组的各检测电极的电连接而改变该电极组的作用电极的总面积；检测单元，检测与来自上述电极组的所有作用电极的输出对应的静电电容值；以及位置调节单元，根据来自上述检测单元的静电电容值，调节上述头枕的高度方向的位置，在通过上述检测单元检测出的静电电容值小于阈值时，上述切换单元使上述电极组的作用电极的总面积增大。另外，本发明涉及的第四头枕位置调节装置的特征在于，具有由多个检测电极构成的电极组，设置在与车辆座椅对应而配置的头枕上，其中，该多个检测电极用于检测坐在上述座椅上的人体的头部和上述头枕之间的静电电容；切换单元，切换上述电极组的各检测电极的电连接而改变该电极组的作用电极的总面积；检测单元，检测与来自上述电极组的所有作用电极的输出对应的静电电容值；以及位置调节单元，根据来自上述检测单元的静电电容值，调节上述头枕的高度方向的位置，上述检测单元检测上述高度方向上位置不同的至少2个静电电容值，在通过上述检测单元检测出的静电电容值中，最大静电电容值和其他静电电容值的差分值小于阈值时，上述切换单元使上述电极组的作用电极的总面积增大。另外，本发明涉及的第五头枕位置调节装置的特征在于，具有由多个检测电极构成的电极组，设置在与车辆座椅对应而配置的头枕上，其中，该多个检测电极用于检测坐在上述座椅上的人体的头部和上述头枕之间的静电电容；切换单元，切换上述电极组的各检测电极的电连接而改变该电极组的作用电极的总面积；检测单元，检测与来自上述电极组的所有作用电极的输出对应的静电电容值；以及位置调节单元，根据来自上述检测单元的静电电容值，调节上述头枕的高度方向的位置，上述检测单元检测上述高度方向上位置不同的至少2个静电电容值，上述切换单元对通过上述检测单元检测出的静电电容值中、上述电极组的作用电极的总面积较大时的最大静电电容值和其他静电电容值的差分值、与上述电极组的作用电极的总面积较小时的最大静电电容值和其他静电电容值的差分值进行比较，并选择作用电极以便变成差分值较大的总面积。上述第一及第二头枕位置调节装置优选在电极组的作用电极的总面积较大时开始处理，本发明涉及的上述第三及第四头枕位置调节装置优选在电极组的作用电极的总面积较小时开始处理。另外，上述第二、第四及第五头枕位置调节装置如下执行扫描动作即可当仅一个电极组设置在头枕上时，使头枕向高度方向移动，通过检测单元检测该高度方向上位置不同的至少2个静电电容值。进一步，上述第一至第五头枕位置调节装置优选如下进行位置调节动作位置调节单元根据通过检测单元检测出的静电电容值，计算头部的高度方向的推测中心位置，根据所计算出的该推测中心位置，调节头枕的位置。上述差分值例如是上述静电电容值的最大测定值和最小测定值的差的值。上述电极组例如沿着上述头枕的高度方向并列设置有多个。发明效果根据本发明，能够提供一种头枕位置调节装置，不管头部和头枕之间距离的远近程度，都能够正确调节头枕的位置。
图I是表示配置了本发明的一个实施方式涉及的头枕位置调节装置的车辆的座椅的例子的说明图。
图2是表示同一头枕位置调节装置的电极组在头枕中的配置例的说明图。
图3是表示同一头枕位置调节装置的整体构成的例子的框图。
图4是用于说明同一头枕位置调节装置的电极组的不同电极总面积的静电电容和头部传感器间距离的特性(距离特性)的说明图。
图5是用于说明同一头枕位置调节装置的传感器输出和头部-传感器间静电电容的特性(C-V转换特性)的说明图。
图6是用于说明同一头枕位置调节装置的因头部-传感器间距离的不同而产生的传感器输出的说明图。
图7是表示同一头枕位置调节装置的位置调节处理步骤的例子的流程图。
图8是表示同一头枕位置调节装置的位置调节处理步骤的其他例子的流程图。
图9是表示同一头枕位置调节位置的位置调节处理步骤的另外其他例子的流程图。
图10是表示同一头枕位置调节装置的位置调节处理步骤的另外其他例子的流程图。
图11是表示同一头枕位置调节装置的位置调节处理步骤的另外其他例子的流程图。
附图标记的说明
10 :静电电容传感器部；
11 15 :电极组；
IlA 15A :检测电极；
IlB 15B :检测电极；
19 :基板；
20 电路部；
21 : C-V转换电路；
22 :切换部；
23 :控制电路；
24 :屏蔽驱动电路；
30 :驱动马达部；
31 :马达驱动电路；
32 :驱动马达；40 :座椅；41 :靠背部(seat back)；42:座位部；43 :头枕；43a :支撑轴；48 :人体；49 :头部；100 :头枕位置调节装置。
具体实施例方式以下参照附图详细说明本发明涉及的头枕位置调节装置的优选实施方式。图I是表示配置了本发明的一个实施方式涉及的头枕位置调节装置的车辆的座椅的例子的说明图，图2是表示该头枕位置调节装置的电极组在头枕中的配置例的说明图，图3是表示该头枕位置调节装置的整体构成的例子的框图。如图I及图2所示，头枕位置调节装置100设置在车辆等的座椅40上，例如具有下述部件而构成静电电容传感器部10，配置在座椅40的头枕43的前面侧；以及驱动马达部30,设置在座椅40的靠背部(back seat) 41的内部。该静电电容传感器部10和驱动马达部30例如通过线束(harness) 29电连接。此外，头枕43例如相对于座椅40的靠背部41，经由支撑轴43a向车辆的上下方向(头枕43的高度方向)自由移动地连接。此外，头枕43还可在车辆的前后方向自由移动地构成，驱动马达部30还可配置在头枕43的内部。并且，头枕43能够与座椅40对应地设置在车辆的车顶部。静电电容传感器部10例如具有以下部件而构成多个电极组11 15，形成在基板19的一个面(表面)侧；以及电路部20，形成(安装)在该基板19的另一个面(背面) 侦1K该静电电容传感器部10检测基于来自各电极组11 15的静电电容的静电电容值,并且据此例如计算出坐在座椅40的座位部42的人体48的头部49的高度方向的推测的中心位置(推测中心位置)，输出将头枕43的位置与该推测中心位置对齐而至少在上下方向进行调节的运算结果。基板19例如由挠性印刷基板(FPC)、刚性基板或刚挠结合基板(rigid-flex printed board)构成，电极组11 15例如由在基板19上形成图案的铜、铜合金或招等导电材料构成，其中，该基板19由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇脂(PEN)、 聚酰亚胺(PD、聚酰胺(PA)或玻璃环氧树脂等绝缘体构成。除此之外，这些电极组11 15也可由电线、导电性薄膜等部件构成，也可由透明电极构成。这种情况下，由具有透明性的面板、薄膜形成上述基板19而将各电极组11 15 作为透明电极即可。透明电极例如可使用PED0T/PSS (聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚苯乙烯磺酸)、PED0T/Ts0 (聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-甲苯磺酸盐)等。各电极组11 15例如沿着头枕43的高度方向并列设置，各自上分配有电极编号 (chi ch5)，各自由多个检测电极构成。S卩，电极组11由检测电极IIA及检测电极IIB构
7成，电极组12由检测电极12A及检测电极12B构成。另外，电极组13由检测电极13A及检测电极13B构成，电极组14由检测电极14A 及检测电极14B构成。进一步，电极组15由检测电极15A及检测电极15B构成。各电极组 11 15的检测电极IlA 15A分别构成传感器A，例如形成为在与头枕43的高度方向交叉的宽度方向(左右方向)上具有其长度方向的矩形短条状。并且，在以其宽度方向沿着头枕43的高度方向排列的方式并列设置的状态下配置。另一方面，各电极组11 15的检测电极IlB 15B分别构成传感器B,并形成为各自包围各检测电极IlA 15A的外周侧的“口”字状(一部分为了布线而被切开的形状)， 和上述一样并列设置。此外，在该例中，构成为各检测电极IlA 15A各自的电极面积小于各检测电极IlB 15B的各自的电极面积。即，传感器A的面积<传感器B的面积。并且， 各检测电极IlA 15A及IlB 15B以绝缘的状态配置在同一平面上。因此，头枕位置调节装置100构成为能够分别改变表示仅使传感器A有效 (active)时、仅使传感器B有效时、及使传感器A+B有效时的各电极组11 15的作用电极的面积的电极总面积A、B、A+B。如图3所示，电路部20具有以下部件而构成C-V转换电路21，与静电电容传感器部10连接，例如经由切换部22与各电极组11 15连接；控制电路23，根据来自该C-V转换电路21的输出，进行各种运算、控制；以及屏蔽驱动电路24，经由切换部22与各电极组 11 15连接，为了使规定的检测电极作为屏蔽物进行动作，将该规定的检测电极驱动为与作用检测电极同等的电位。C-V转换电路21将通过各电极组11 15的检测电极IlA 15A、或通过检测电极IlB 15B、或通过检测电极IIA 15A+11B 15B分别检测的静电电容(Capacitance) 转换为电压(Voltage)，例如生成占空比对应于与头部49之间的静电电容而变化的脉冲信号，并且进行平滑化而输出检测信号(测定值)。该C-V转换电路21例如可使用公知的计时器IC而构成。控制电路23例如具有CPU、RAM、R0M等而形成，根据基于由各电极组11 15检测的静电电容的、来自C-V转换电路21的测定值形成的静电电容值，例如进行使用三次以上的函数的函数近似而计算头部49的推测中心位置，对至少使头枕43的位置向上下方向变化的驱动马达部30，输出基于运算结果的运算结果信息即控制信号。并且，控制电路23根据静电电容值控制切换部22，改变上述各电极组11 15的作用检测电极的电极总面积A、B、A+B。此外，若无需使作用检测电极以外的检测电极作为屏蔽物起作用，则也可不设置屏蔽驱动电路24。驱动马达部30具有马达驱动电路31，该马达驱动电路31根据来自控制电路23的控制信号，控制驱动马达32而改变头枕43的位置。并且，驱动马达部30具有驱动马达32， 该驱动马达32通过该马达驱动电路31的控制，实际移动头枕43的位置。此外，在头枕43上设置至少一个上述各电极组11 15即可，也可设置3个以上的构成电极组的检测电极。并且，各检测电极IlA 15A及IlB 15B可形成为面积A、B 相同。在仅设置有一个电极组的情况下，预先使头枕43在高度方向上移动而进行静电电容的扫描动作，以便检测出头枕43的高度方向上位置不同的至少2个静电电容值。图4是用于说明头枕位置调节装置的电极组的不同电极总面积的静电电容和头部-传感器间距离的特性(距离特性)的说明图，图5是用于说明头枕位置调节装置的传感器输出和头部-传感器间静电电容的特性(C-V转换特性)的说明图。其中，为了便于说明，说明电极总面积A的情况和电极总面积A+B的情况这二种情况。如图4所示，相对于电极组11 15，当被测定物(例如头部49)的大小一定或者比其大时，各电极组11 15的电极总面积越大，在头部-传感器间距离d相同时所检测到的静电电容C越大。具体而言，静电电容C在头部-传感器间距离d和电极组11 15的面积S的关系中，是C= ε (S/d)的关系。即，可以说，与电极总面积为A时的曲线相比，电极总面积为A+B时的曲线的距离特性较佳。另一方面，如图5所示，来自C-V转换电路21的传感器输出V通常与所检测到的静电电容C成比例地决定输出电压，但该输出电压达到一定以上的值时会饱和。即，若与头部-传感器间距离d对应而切换电极总面积为A时检测出的最佳静电电容范围α I、及电极总面积为Α+Β时检测出的最佳静电电容范围α 2，则能够在尽力确保动态范围的状态下进行输出电压不饱和的范围内的头部49的检测。因此，在这样构成的头枕位置调节装置100中，与头部-传感器间距离d对应而切换电极总面积，根据所获得的静电电容值，例如通过使用三次以上的函数的近似计算头部 49的推测中心位置，进行头枕43的位置调节。具体而言，测定数据如下表I所示。(表 I)
权利要求
1.一种头枕位置调节装置，其特征在于，具有由多个检测电极构成的电极组，设置在与车辆座椅对应而配置的头枕上，其中，该多个检测电极用于检测坐在上述座椅上的人体的头部和上述头枕之间的静电电容；切换单元，切换上述电极组的各检测电极的电连接而改变该电极组的作用电极的总面积；检测单元，检测与来自上述电极组的所有作用电极的输出对应的静电电容值；以及位置调节单元，根据来自上述检测单元的静电电容值，调节上述头枕的高度方向的位置，在通过上述检测单元检测出的静电电容值超过阈值时，上述切换单元使上述电极组的作用电极的总面积缩小。
2.一种头枕位置调节装置，其特征在于，具有由多个检测电极构成的电极组，设置在与车辆座椅对应而配置的头枕上，其中，该多个检测电极用于检测坐在上述座椅上的人体的头部和上述头枕之间的静电电容；切换单元，切换上述电极组的各检测电极的电连接而改变该电极组的作用电极的总面积；检测单元，检测与来自上述电极组的所有作用电极的输出对应的静电电容值；以及位置调节单元，根据来自上述检测单元的静电电容值，调节上述头枕的高度方向的位置，上述检测单元检测在上述高度方向上位置不同的至少2个静电电容值，在通过上述检测单元检测出的静电电容值中，最大静电电容值和其他静电电容值的差分值小于阈值时，上述切换单元使上述电极组的作用电极的总面积缩小。
3.一种头枕位置调节装置，其特征在于，具有由多个检测电极构成的电极组，设置在与车辆座椅对应而配置的头枕上，其中，该多个检测电极用于检测坐在上述座椅上的人体的头部和上述头枕之间的静电电容；切换单元，切换上述电极组的各检测电极的电连接而改变该电极组的作用电极的总面积；检测单元，检测与来自上述电极组的所有作用电极的输出对应的静电电容值；以及位置调节单元，根据来自上述检测单元的静电电容值，调节上述头枕的高度方向的位置，在通过上述检测单元检测出的静电电容值小于阈值时，上述切换单元使上述电极组的作用电极的总面积增大。
4.一种头枕位置调节装置，其特征在于，具有由多个检测电极构成的电极组，设置在与车辆座椅对应而配置的头枕上，其中，该多个检测电极用于检测坐在上述座椅上的人体的头部和上述头枕之间的静电电容；切换单元，切换上述电极组的各检测电极的电连接而改变该电极组的作用电极的总面积；检测单元，检测与来自上述电极组的所有作用电极的输出对应的静电电容值；以及位置调节单元，根据来自上述检测单元的静电电容值，调节上述头枕的高度方向的位置，上述检测单元检测上述高度方向上位置不同的至少2个静电电容值，在通过上述检测单元检测出的静电电容值中，最大静电电容值和其他静电电容值的差分值小于阈值时，上述切换单元使上述电极组的作用电极的总面积增大。
5.一种头枕位置调节装置，其特征在于，具有由多个检测电极构成的电极组，设置在与车辆座椅对应而配置的头枕上，其中，该多个检测电极用于检测坐在上述座椅上的人体的头部和上述头枕之间的静电电容；切换单元，切换上述电极组的各检测电极的电连接而改变该电极组的作用电极的总面积；检测单元，检测与来自上述电极组的所有作用电极的输出对应的静电电容值；以及位置调节单元，根据来自上述检测单元的静电电容值，调节上述头枕的高度方向的位置，上述检测单元检测上述高度方向上位置不同的至少2个静电电容值，上述切换单元对通过上述检测单元检测出的静电电容值中、上述电极组的作用电极的总面积较大时的最大静电电容值和其他静电电容值的差分值、与上述电极组的作用电极的总面积较小时的最大静电电容值和其他静电电容值的差分值进行比较，并选择作用电极以便变成差分值较大的总面积。
6.根据权利要求2、4或5所述的头枕位置调节装置，其特征在于，上述差分值是上述静电电容值的最大测定值和最小测定值的差的值。
7.根据权利要求I 6中任一项所述的头枕位置调节装置，其特征在于，上述电极组沿着上述头枕的高度方向并列设置有多个。
全文摘要
不管头部和头枕之间距离的远近程度，都正确地调节头枕的位置。头枕位置调节装置(100)具有静电电容传感器部(10)和驱动马达部(30)，静电电容传感器部(10)具有由多个检测电极(11A～15A、11B～15B)构成的多个电极组(11～15)。构成为电极组(11～15)的电极总面积通过电路部(20)的切换部(22)至少可切换为电极总面积(A)和电极总面积(A+B)的情况，当头部(49)和头枕(43)之间的距离(d)较近时设为电极总面积(A)，较远时设为电极总面积(A+B)，根据距离的远近程度变更检测灵敏度，根据所获得的静电电容值，计算头部(49)的推测中心位置而调节头枕(43)的位置。
文档编号A47C7/38GK102596639SQ20108004665
公开日2012年7月18日 申请日期2010年10月18日 优先权日2009年10月19日
发明者大崎卓也, 山口佑一郎, 崎山兴治, 野口雄纪 申请人:株式会社藤仓