JP2014230588A - 乗物用シート付き生体情報検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乗物用シート付き生体情報検出装置において、シートに着座した乗員の体の位置に応じた生体センサで乗員の生体情報を検出することにより、乗員の体格や着座姿勢に関わらず精度の良い検出を行う。
【解決手段】乗員の体の生体情報を検出する第１〜第３生体センサ３０Ａ〜３０Ｃがシートバック部１の上下方向に沿って３つ設けられ、乗員の体格又は着座姿勢を検出する乗員検出手段を備え、第１〜第３生体センサ３０Ａ〜３０Ｃの検出信号のうち、乗員検出手段の検出に基づいて、乗員の生体情報を検出するのに相応しい検出信号を選択して出力する信号処理手段を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車、飛行機等の乗物における乗員の呼吸状態等の生体情報を検出可能とする乗物用シート付き生体情報検出装置に関する。

下記特許文献１には、自動車乗員の健康状態や睡眠状態を検出するため、乗員の着座シート（乗物用シートに相当）に生体センサを設置して、乗員の脈波等の生体情報を検出する技術が開示されている。ここに開示された技術では、生体センサは、シートクッション部に一つだけ設けられている。
また、下記特許文献２には、車両運転者の健康状態を判定するため、着座シートのシートバック部に二つの生体センサを取り付けたものが開示されている。

特開２００５−１６８６０８号公報 特開２００９−１０６６７３号公報

しかし、上記特許文献１の生体センサは一つのみであり、また、上記特許文献２の生体センサも二つあるが、同様のセンサが二つあるのみで、一つのみのセンサの場合と何ら変わらない。そのため、乗員の体格や着座姿勢によっては、乗員の体と生体センサとの位置関係がずれて精度の良い検出ができない問題が生じる。
このような問題に鑑み本発明の課題は、シートに着座した乗員の体の位置に応じた生体センサで乗員の生体情報を検出することにより、乗員の体格や着座姿勢に関わらず精度の良い検出を行うことにある。

本発明の第１発明の乗物用シート付き生体情報検出装置は、乗員が着座するシートの乗員着座側に分散して複数個設けられ、乗員の体の生体情報を検出する生体センサと、前記複数の生体センサの検出信号のうち、乗員の生体情報を検出するのに相応しい検出信号を選択して出力する信号処理手段とを備えることを特徴とする。
第１発明によれば、シートに分散して設けられた複数の生体センサからの検出信号を処理して、生体情報を検出するのに相応しい信号を選択して検出信号として出力するので、乗員の体の位置に応じた生体センサで乗員の生体情報を検出することができ、乗員の体格や着座姿勢に関わらず精度の良い検出を行うことができる。

本発明の第２発明は、上記第１発明において、シートに着座した乗員の体格又は着座姿勢を検出する乗員検出手段を備え、前記信号処理手段は、前記乗員検出手段により検出される乗員の体格又は着座姿勢に基づいて、前記複数の生体センサのうち、乗員の生体情報を検出するのに相応しい位置にある生体センサの検出信号を選択することを特徴とする。
第２発明によれば、複数の生体センサからの検出信号のうち、乗員の体格又は着座姿勢に応じて、乗員の生体情報を検出するのに相応しい位置にある生体センサの検出信号を選択するので、乗員の体の位置に応じた生体センサで乗員の生体情報を検出することができ、乗員の体格や着座姿勢に関わらず精度の良い検出を行うことができる。

本発明の第３発明は、上記第２発明において、前記生体センサは、シートバック部における乗員の背中の左右方向の中央部に対応して上下方向に沿って複数個設けられ、前記乗員検出手段は、シートクッション部上における乗員の着座位置の前後方向位置を検出するものであり、前記信号処理手段は、乗員の着座位置が前側にある程、下側の生体センサの検出信号を選択し、乗員の着座位置が後側にある程、上側の生体センサの検出信号を選択することを特徴とする。
第３発明によれば、シートバック部に上下方向に沿って設置された複数の生体センサの検出信号のうち、シートクッション部上における乗員の着座位置の前後方向位置に基づいて、乗員の生体情報を検出するのに相応しい位置にある生体センサの検出信号を選択するので、乗員の体の位置に応じた生体センサで乗員の生体情報を検出することができ、乗員の体格や着座姿勢に関わらず精度の良い検出を行うことができる。

本発明の一実施形態の自動車用シートの斜視図である。 上記実施形態のシートバック部の正面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 上記実施形態のシートクッション部における着座領域を説明する説明図である。 上記実施形態の信号処理回路部分のブロック図である。 上記実施形態の信号処理回路の処理内容を示すフローチャートである。

図１〜６は、本発明の一実施形態を示し、この実施形態は、本発明を自動車用フロントシートに適用した場合を示している。各図では、矢印によりシートを車両に搭載した際の各方向を示している。以下の説明において、方向に関する記述は、この方向を基準として行うものとする。
図１に示されるように、このシートは、乗員が腰を下ろすシートクッション部２と、乗員が背中を凭せ掛けるシートバック部１と、乗員の頭部を支える枕となるヘッドレスト部３と、乗員の両腕を支える左右両側のアームレスト部４を備える。以上の自動車用フロントシートの構成は公知である。

図１〜３に示されるように、シートバック部１の乗員着座側には、第１〜第３生体センサ３０Ａ〜３０Ｃが設けられている。第１〜第３生体センサ３０Ａ〜３０Ｃは、バックパッド１０における着座乗員の背中の左右方向の中央部に対応する位置で、且つシートバック部１の上下方向に沿って３個設けられている。しかも、第１〜第３生体センサ３０Ａ〜３０Ｃは、シートバック部１における前側（乗員着座側）のバックパッド１０とシート表皮２０との間に配置されている。更に詳細には、図３に示されるように、第１〜第３生体センサ３０Ａ〜３０Ｃは、バックパッド１０の前側表面が少し（１０ｍｍ程度）切り欠かれ、その結果出来たセンサ取付溝１２の中に収納されている。第１〜第３生体センサ３０Ａ〜３０Ｃは、フィルム状に形成された圧力センサであり、外力により変形されるフィルムの曲り度合により圧力を検出している。
第１〜第３生体センサ３０Ａ〜３０Ｃの上には、硬質ウレタンパッド３１が被せられている。第１〜第３生体センサ３０Ａ〜３０Ｃは、乗員着座側に硬質ウレタンパッド３１を備えるため、局部的な圧力を受けて変形してしまうことを回避している。この状態で、硬質ウレタンパッド３１の表面は、バックパッド１０の表面と面一となり、硬質ウレタンパッド３１を含むバックパッド１０の表面全体にスラブウレタン（不図示）が被せられている。
図３では、図示を省略されているが、バックパッド１０の表面上側にはシート表皮（２０）が被さられている。
図３に示されるように、バックパッド１０の裏面（後面）は、硬質フェルト１３によって全面が覆われている。硬質フェルト１３は、不織布を熱プレスによって成形したものであり、バックパッド１０を発泡成形する際に成形型内で、バックパッド１０の裏面に接着させている。硬質フェルト１３は、バックパッド１０を成す発泡ウレタンに比べて高い剛性を備えている。

バックパッド１０の前側（乗員着座側）表面には、図２、３に示されるように、吊り溝１１が形成されている。吊り溝１１は、公知のものと全く同一であり、バックパッド１０の上下方向に沿って２本と、その２本の吊り溝１１間をつなぐように左右方向に沿って１本形成されている。この吊り溝１１内には、図示を省略したが、インサートワイヤが設けられ、このインサートワイヤによってシート表皮２０が吊り込まれてシート表皮２０に所定のテンションが付与されるようにされている。このように吊り込まれたシート表皮２０には、吊り溝１１に沿って吊込線２１が形成されている。
上記第１〜第３生体センサ３０Ａ〜３０Ｃは、吊り溝１１に対して離して配置されている。即ち、第１〜第３生体センサ３０Ａ〜３０Ｃは、第１〜第３生体センサ３０Ａ〜３０Ｃに対して着座乗員から押圧力が入る方向で吊り溝１１と重ならない位置に配置されている。
乗員の体がシートバック部１に凭れかかっている状態で、呼吸又は心拍による体の動きは、第１〜第３生体センサ３０Ａ〜３０Ｃにより検出することができ、乗員の呼吸状態又は心拍状態を検出することができる。

図４は、シートクッション部２に設けられた着座センサ（不図示）によって検出される３つの着座領域を示している。図４に示されたＨＰ+０、ＨＰ+５０、ＨＰ+１００は、それぞれシートクッション部２における後方から前方にかけての着座領域をそれぞれ表している。ＨＰ+０は、シートクッション部２における最後部の着座領域であり、ＨＰ+１００は、シートクッション部２における最前部の着座領域であり、ＨＰ+５０は、それらの中間部の着座領域である。
これらの着座領域の検出は、各領域に対応してシートクッション部２のシート表皮（２０）下部に設けられた着座センサを成す圧力センサ（不図示）によって行われる。具体的には、各着座領域ＨＰ+０、ＨＰ+５０、ＨＰ+１００に対応して、それぞれ一つづつ圧力センサが設けられ、各圧力センサの検出信号を比較して信号の振幅の最も大きい信号を出力している圧力センサが設置された領域を着座領域と判定している。この判定処理は、図５の着座領域判定装置４２（本発明の乗員検出手段に相当）によって行われている。

図５は、信号処理回路部分を示している。コンピュータを含む信号処理回路４１（本発明の信号処理手段に相当）には、上述の第１〜第３生体センサ３０Ａ〜３０Ｃからの検出信号が入力され、また図４に基づいて説明した着座領域判定装置４２からの判定信号が入力されている。信号処理回路４１では、着座領域判定装置４２からの判定結果に基づいて、第１〜第３生体センサ３０Ａ〜３０Ｃの検出信号のうち、乗員の生体情報を検出するのに相応しい検出信号を選択している。選択された検出信号は、信号処理回路４１から生体情報分析回路４３に出力され、生体情報分析回路４３では、第１〜第３生体センサ３０Ａ〜３０Ｃの検出信号を分析して、乗員の体の生体情報である呼吸状態又は心拍状態が取得される。生体情報分析回路４３は、公知のものが使用されている。

図６は、信号処理回路４１におけるコンピュータの処理ルーチンを示している。この信号処理ルーチンが起動されると、ステップＳ１において、着座領域判定装置４２から送られる着座領域の判定結果が最後部の着座領域ＨＰ+０にあるか否かが判定される。ここで肯定判断されると、ステップＳ２において生体情報分析回路４３への出力信号として第１生体センサ３０Ａの検出信号が選択される。
ステップＳ１が否定判断されると、ステップＳ３において、着座領域判定装置４２から送られる着座領域の判定結果が中間部の着座領域ＨＰ+５０にあるか否かが判定される。ここで肯定判断されると、ステップＳ４において生体情報分析回路４３への出力信号として第２生体センサ３０Ｂの検出信号が選択される。
ステップＳ３が否定判断されると、ステップＳ５において、着座領域判定装置４２から送られる着座領域の判定結果が最後部の着座領域ＨＰ+１００にあるか否かが判定される。ここで肯定判断されると、ステップＳ６において生体情報分析回路４３への出力信号として第３生体センサ３０Ｃの検出信号が選択される。
ステップＳ５が否定判断されると、以上の処理を繰り返すため、第１〜第３生体センサ３０Ａ〜３０Ｃの検出信号の選択を行わずに、このルーチンの処理を一旦終了する。

以上の信号処理を行うことにより、乗員がシートクッション部２の最後部に着座している状態では、乗員がシートクッション部２に深く掛けていると判断して、乗員の生体情報を検出するのに、シートバック部１の最上部にある第１生体センサ３０Ａの検出信号が選択される。また、乗員がシートクッション部２の最前部に着座している状態では、乗員が上体を後方へ大きく傾けてシートクッション部２に浅く掛けていると判断して、乗員の生体情報を検出するのに、シートバック部１の最下部にある第３生体センサ３０Ｃの検出信号が選択される。更に、乗員がシートクッション部２の中間部に着座している状態では、乗員が深くも浅くもない普通の姿勢でシートクッション部２に掛けていると判断して、乗員の生体情報を検出するのに、シートバック部１の中間部にある第２生体センサ３０Ｂの検出信号が選択される。

以上の実施形態によれば、シートバック部１に上下方向に沿って設置された第１〜第３生体センサ３０Ａ〜３０Ｃの検出信号のうち、シートクッション部２上における乗員の着座位置が前後方向の着座領域ＨＰ+０、ＨＰ+５０、ＨＰ+１００の何処にあるかに基づいて、乗員の生体情報を検出するのに相応しい位置にある生体センサの検出信号を選択するので、乗員の体の位置に応じた第１〜第３生体センサ３０Ａ〜３０Ｃで乗員の生体情報を検出することができ、乗員の体格や着座姿勢に関わらず精度の良い検出を行うことができる。

以上、特定の実施形態について説明したが、本発明は、それらの外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、
１．本発明における信号処理手段は、複数の生体センサの検出信号の中で、振幅の一番大きい信号を乗員の生体情報を検出するのに相応しい信号として選択する回路としても良い。
２．本発明における信号処理手段は、乗員検出手段により検出される乗員の体格又は着座姿勢に基づいて、複数の生体センサのうち、乗員の生体情報を検出するのに相応しい位置にある生体センサのみに検出信号を発生させるようにしても良い。即ち、乗員の生体情報を検出するのに相応しい位置にある生体センサには検出信号を発生させ、その他の生体センサには検出信号を発生させない構成とする。
３．本発明における乗員検出手段は、シートクッション部に着座した乗員を撮影した画像データに基づいて乗員の体格又は着座姿勢を検出するものでも良い。
４．上記実施形態では、本発明を自動車用フロントシートに適用したが、自動車用リヤシートに適用しても良い。また、飛行機用、船用、電車用等のシートに適用しても良い。

１ シートバック部
２ シートクッション部
３ ヘッドレスト部
４ アームレスト部
１０ バックパッド
１１ 吊り溝
１２ センサ取付溝
１３ 硬質フェルト
２０ シート表皮
２１ 吊込線
３０Ａ 第１生体センサ
３０Ｂ 第２生体センサ
３０Ｃ 第３生体センサ
３１ 硬質ウレタンパッド
４１ 信号処理回路（信号処理手段）
４２ 着座領域判定装置（乗員検出手段）
４３ 生体情報分析回路

Claims (3)

1. 乗員が着座するシートの乗員着座側に分散して複数個設けられ、乗員の体の生体情報を検出する生体センサと、
   前記複数の生体センサの検出信号のうち、乗員の生体情報を検出するのに相応しい検出信号を選択して出力する信号処理手段とを備えることを特徴とする乗物用シート付き生体情報検出装置。
2. 請求項１において、
   シートに着座した乗員の体格又は着座姿勢を検出する乗員検出手段を備え、
   前記信号処理手段は、前記乗員検出手段により検出される乗員の体格又は着座姿勢に基づいて、前記複数の生体センサのうち、乗員の生体情報を検出するのに相応しい位置にある生体センサの検出信号を選択することを特徴とする乗物用シート付き生体情報検出装置。
3. 請求項２において、
   前記生体センサは、シートバック部における乗員の背中の左右方向の中央部に対応して上下方向に沿って複数個設けられ、
   前記乗員検出手段は、シートクッション部上における乗員の着座位置の前後方向位置を検出するものであり、
   前記信号処理手段は、乗員の着座位置が前側にある程、下側の生体センサの検出信号を選択し、乗員の着座位置が後側にある程、上側の生体センサの検出信号を選択することを特徴とする乗物用シート付き生体情報検出装置。
   

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