头部保护装置位置调整装置和头部保护装置位置调整方法.pdf

一种头部保护装置位置调整装置100具有电容传感器单元10和驱动马达单元30，并且所述电容传感器单元10具有多个检测电极11至15和检测电路20。每个检测电极11至15都在头部保护装置的正面侧处形成为具有在与头部保护装置的高度方向相交的宽度方向上布置的长边的矩形条，并且该检查电极以长边沿高度方向对准的方式布置。检测电路20具有分别连接至检测电极11至15的多个电容检测电路21至25、和算术处理电路28；以及驱动马达单元30具有马达驱动电路和驱动马达。即使头部43处于初始条件下，检测电路20也能根据来自各个检测电极11至15的检测信号，检测头部49在高度方向上的估计中心位置或具有最高输出的检测电极来作为参考位置，并且参照参考位置调整头部保护装置43相对于座位40的位置。

1.  一种头部保护装置位置调整装置，包括：
多个检测电极，被沿附着于车辆的座位的头部保护装置的高度方向并排地布置成一行，并且每个所述检测电极均被配置为检测坐在所述座位上的人体的头部与所述头部保护装置之间的电容；
检测电路，被配置为基于来自相应的所述多个检测电极的检测信号来检测所述头部在所述高度方向上的参考位置；以及
位置调整装置，用于根据所述检测电路的检测结果、参考所述头部在所述高度方向上的所述参考位置，调整所述头部保护装置相对于所述座位的位置，以及
所述多个检测电极以对应于在所述头部保护装置静止的情况下检测所述头部在所述高度方向上的所述参考位置所需要的数量来设置。

2.  根据权利要求1所述的头部保护装置位置调整装置，其中
所述检测电路检测所述头部在所述高度方向上的估计中心位置作为所述参考位置，以及
所述位置调整装置参考所述头部在所述高度方向上的所述估计中心位置来调整所述头部保护装置相对于所述座位的位置。

3.  根据权利要求1所述的头部保护装置位置调整装置，其中
所述检测电路检测在所述多个检测电极之中检测信号具有最高输出的检测电极，作为所述参考位置，以及
所述位置调整装置调整所述头部保护装置相对于所述座位的位置，使得所述检测信号具有最高输出且由所述检测电路检测到的检测电极位于所述头部保护装置在所述高度方向上的中心位置之上。

4.  根据权利要求1或2所述的头部保护装置位置调整装置，其中，所述多个检测电极中的每一个在所述头部保护装置的正面侧处形成为具有在与所述头部保护装置的所述高度方向相交的宽度方向上布置的长边的矩形条。

5.  根据权利要求1或3所述的头部保护装置位置调整装置，其中，所述多个检测电极被以相等间隔布置到所述头部保护装置在所述高度方向上的整个区域中。

6.  根据权利要求1或3所述的头部保护装置位置调整装置，其中，所述多个检测电极被以相等间隔在所述头部保护装置的所述高度方向上布置，并且由所述多个检测电极组成的检测电极组被布置成为整体在所述高度方向上偏移，使得在所述高度方向上布置在所述检测电极组的中心附近的检测电极由所述检测电路检测，作为检测信号具有最高输出的检测电极。

7.  根据权利要求1、3、5或6所述的头部保护装置位置调整装置，其中，所述多个检测电极中的每一个均沿所述头部保护装置的正面形成为具有在与所述头部保护装置的所述高度方向相交的宽度方向上的长边的矩形条，并且被布置在所述头部保护装置的正面侧上。

8.  根据权利要求1至7中的任一项所述的头部保护装置位置调整装置，其中，至少五个检测电极被设置在所述头部保护装置的正面侧上。

9.  根据权利要求1至8中的任一项所述的头部保护装置位置调整装置，其中，所述检测电路包括：
多个电容检测电路，逐一地连接至相应的所述多个检测电极，并且每一个所述电容检测电路均被配置为输出表示由每个检测电极检测到的电容的信息；以及
算术处理电路，被配置为对基于来自相应的所述多个电容检测电路的多段信息的电容值进行比较，计算所述参考位置或者检测具有最大检测电容的检测电极，并且根据计算结果信息或检测结果，将用于所述头部保护装置的驱动信息输出至所述位置调整装置。

10.  根据权利要求1至8中的任一项所述的头部保护装置位置调整装置，其中，所述检测电路包括：
分时电路，连接至所述多个检测电极；
电容检测电路，被配置为通过所述分时电路在不同时间内输出表示由所述多个检测电极中的每一个检测到的电容的信息；以及
算术处理电路，被配置为对基于来自所述电容检测电路的多条信息的电容值进行比较，计算所述参考位置或者检测具有最大检测电容的检测电极，并且根据计算结果信息或检测结果，将用于所述头部保护装置的驱动信息输出至所述位置调整装置。

11.  一种头部保护装置位置调整方法，包括：
通过沿所述头部保护装置的高度方向在所述头部保护装置中并排地布置成一行的多个检测电极检测在坐在车辆的座位上的人体的头部与附着于所述座位的头部保护装置之间的电容，所述多个检测电极以对应于用于在所述头部保护装置静止的情况下检测坐在所述座位上的所述人体的头部在所述高度方向上的参考位置所需要的数量来设置；
基于每一个均表示检测电极并由所述多个检测电极中的每一个输出的检测信号来检测所述头部在所述高度方向上的参考位置；以及
参考所检测到的所述头部在所述高度方向上的参考位置来调整所述头部保护装置相对于所述座位的位置。

12.  根据权利要求11所述的头部保护装置位置调整方法，还包括：
基于所述检测信号检测所述头部在所述高度方向上的估计中心位置，作为所述参考位置；以及
参考所检测到的所述头部在所述高度方向上的估计中心位置来调整所述头部保护装置相对于所述座位的位置。

13.  根据权利要求11所述的头部保护装置位置调整方法，还包括：
基于所述检测信号，检测在所述多个检测电极之中检测信号具有最高输出的检测电极；以及
调整所述头部保护装置相对于所述座位的位置，使得所检测到的所述检测信号具有最高输出的检测电极位于所述头部保护装置在所述高度方向上的中心位置之上。

14.  根据权利要求11或12所述的头部保护装置位置调整方法，其中，所述多个检测电极中的每一个均在所述头部保护装置的正面侧处形成为具有布置在与所述头部保护装置的所述高度方向相交的宽度方向上的长边的矩形条。

15.  根据权利要求11或13所述的头部保护装置位置调整方法，其中，所述多个检测电极被以相等间隔布置在所述头部保护装置在所述高度方向上的整个区域上。

16.  根据权利要求11或13所述的头部保护装置位置调整方法，其中，所述多个检测电极被以相等间隔布置在所述头部保护装置的所述高度方向上，并且由所述多个检测电极组成的检测电极组被布置成为整体在所述高度方向上偏移，使得布置在所述检测电极组在所述高度方向上的中心附近的检测电极由所述检测电路检测，作为检测信号具有最高输出的检测电极。

17.  根据权利要求11、13、15或16所述的头部保护装置位置调整方法，其中，所述多个检测电极中的每一个均沿所述头部保护装置的正面形成为具有在与所述头部保护装置的所述高度方向相交的宽度方向上的长边的矩形条，并且所述多个检测电极被布置在所述头部保护装置的正面侧上。

头部保护装置位置调整装置和头部保护装置位置调整方法
技术领域
本发明涉及头部保护装置(head restraint)位置调整装置和头部保护装置位置调整方法，其调整附着于诸如汽车的车辆的座位的头部保护装置的位置，更具体地，本发明涉及将头部保护装置的位置自动调整到舒服位置的头部保护装置位置调整装置和头部保护装置位置调整方法。
背景技术
通常，存在调整附着于如汽车的车辆的座位的头部保护装置的位置的装置。即，专利文献1公开了一种车辆用的头部保护装置的装置，其包括ECU，该ECU当头部保护装置的前部向全开位置的方向上移动时将由电容传感器检测到的电容的变化量与预先设定的阈值进行比较，并且当变化量大于该阈值时，确定头部保护装置的前部被移动以更接近驾驶者/乘客(人体)的头部。
ECU在预定时刻根据电容传感器的单位位移检测电容的变化，基于检测结果改变阈值，以规则的时间间隔改变阈值，或者基于马达的驱动电压改变阈值。这样，ECU精确地检测到头部保护装置的前部被移动以更接近驾驶者/乘客的头部。
专利文献2公开了一种用于调整头部保护装置的装置。这种装置包括传感器，该传感器包括用于检测驾驶者/乘客的头部位置并被布置在头部保护装置内部的两个电容器极板。电容器极板以垂直方向布置在头部保护装置内部。
只要来自一个电容器极板的传感器信号(检测信号)增大同时来自另一个电容器极板的传感器信号减小，则以从头部保护装置被收回的原位置开始改变的方式调整头部保护装置在高度上的位置。
专利文献3公开了一种头部保护装置驱动装置，其包括：支撑装置，用于可移动地支撑头部保护装置；驱动装置，用于往复地驱动头部保护装置；多个检测电极，其彼此分离地设置在支撑头部的头部保护装置的外部覆盖物的一部分的内部；电容检测装置，用于检测通过多个检测电极相对于公共电势线形成的电容；以及位置控制装置，用于控制驱动装置以使头部保护装置在电容平衡的方向上移动。
以头部位于多个检测电极的中心处的方式驱动头部保护装置，换句话说，追踪头部的移动来移动头部保护装置，然后，自动调整头部保护装置的位置。
专利文献4公开了一种头部保护装置的调整装置，其包括头部保护装置，头部保护装置通过马达在垂直方向上可移动并布置在座位靠背(靠背部)的顶部上；头部检测传感器，检测坐在座位上的用户(驾驶者/乘客)的头部的位置；以及CPU，基于来自头部检测传感器的信号根据坐在座位上的用户的头部的位置来调整头部保护装置的高度。
当CPU检测到点火开关被接通，并且就座检测传感器检测到用户就座，而且安全带锁扣开关检测到安全带被扣紧时，开始调整头部保护装置的操作。
专利文献1：JP2007-30676A
专利文献2：JP2000-309242A
专利文献3：JPS64-11512A
专利文献4：JPH11-180200A
发明内容
然而，根据在专利文献1中所公开的车辆用头部保护装置或者在专利文献2中公开的用于调整头部保护装置的装置，在前一装置的情况下使用一个电容传感器以及在后一装置的情况下使用两个或三个电容器极板，对头部与检测电极之间的电容进行测量，并且将测量结果用于调整位置。
根据专利文献3中所公开的头部保护装置驱动装置或者专利文献4中所公开的头部保护装置调整装置，在前一装置的情况下基于头部保护装置和车辆的顶部等之间的电容以及在后一装置的情况下基于座位的每个部分的调整结果来调整头部保护装置的位置。
因此，必须将传感器的输出平衡与每个检测电极的输出峰值进行比较以检测头部的中心。这种检测方式需要进行将其内部具有检测电极的头部保护装置沿高度方向从底部移动至顶部以扫描这种移动、并指定传感器的输出平衡的位置或者检测每个检测电极的输出峰值的检测操作。因此，难以在短时间内高精度地执行位置调整。
具体地，根据上述检测方式，未考虑在检测头部的位置时随着头部移动，除了头部的形状外的因素可能引起输出波动。因此，高精度地执行位置调整要占用一定量的调整时间，从而在短时间内不能执行位置调整。
作为实例，图13示出了在用户坐在座位上的情况下当头部保护装置被设置有电容传感器时由本发明的申请人所执行的测试中的传感器输出的检测结果。在图13中，分别对在底部、中心和上部具有检测电极的三种头部保护装置执行测试。应该注意，图13中的纵轴代表从检测电极的中心到座位顶部的距离(传感器的高度)，而横轴代表在每个检测位置处的传感器输出。用户的头部与头部保护装置之间的距离被维持为20mm，并且尽可能在用户不动时执行测试。
结果，从图13中清楚示出地，传感器输出几乎不能变得稳定，并且可以预料输出在通常使用时在乘坐状态下具有更不稳定的性能。基于测试结果，应当清楚通过以上述检测方式执行检测操作来高精度地调整头部保护装置的位置需要调整时间，并且很难执行。
鉴于上述情况作出本发明，并且本发明的目的在于提供可以在短时间内高精度地自动调整头部保护装置的位置的头部保护装置位置调整装置以及头部保护装置位置调整方法。
解决问题的手段
根据本发明的一个方面的头部保护装置位置调整装置包括：多个检测电极，被沿着附着于车辆的座位的头部保护装置的高度方向并排地布置成一行，并且每个检测电极被配置为检测坐在座位的人体头部与头部保护装置之间的电容；检测电路，被配置为基于来自相应的多个检测电极的检测信号来检测头部在高度方向上的参考位置；以及位置调整装置，用于根据检测电路的检测结果、参考头部在高度方向上的参考位置来调整头部保护装置相对于座位的位置，并且多个检测电极以对应于用于在头部保护装置是静止的条件下检测头部在高度方向上的参考位置所需要的数量来设置。
具有上述配置的本发明的头部保护装置位置调整装置可以参考头部在高度方向上的参考位置来自动且适当地调整头部保护装置相对于座位的位置。因此，可以在短时间内高精度地调整头部保护装置的位置。此外，因为头部保护装置相对于座位的位置被自动调整，所以在车辆没有调整头部保护装置的位置的情况下发生碰撞时可以防止诸如驾驶者/乘客的脊柱颈段损伤的任何事故。
例如，检测电路可以检测头部在高度方向上的估计中心位置作为参考位置，并且位置调整装置可以参考头部在高度方向上的估计中心位置来调整头部保护装置相对于座位的位置。这使得能够参考头部在高度方向上的估计中心位置来适当且自动地调整头部保护装置相对于座位的位置。
检测电路可以检测在多个检测电极之中检测信号具有最高输出的检测电极来作为参考位置，并且位置调整装置可以调整头部保护装置相对于座位的位置，使得由检测电路检测到的检测信号具有最高输出的检测电极位于头部保护装置在高度方向上的中心位置之上。这使得能够适当且自动地调整头部保护装置相对于座位的位置，使得所检测到的检测信号具有最高输出的检测电极位于头部保护装置在高度方向上的中心位置之上。
多个检测电极中的每一个均可以在头部保护装置的正面侧形成为具有在与头部保护装置的高度方向相交的宽度方向上布置的长边的矩形条。
多个检测电极可以在头部保护装置的高度方向上的整个区域中以相等间隔布置。
例如，多个检测电极可以在头部保护装置的高度方向上以相等间隔布置，并且由多个检测电极组成的检测电极组可以被布置，以作为整体在高度方向上偏移，使得由检测电路检测在高度方向上布置在检测电极组的中心附近的检测电极，作为检测信号具有最高输出的检测电极。
多个检测电极中的每一个均可以沿头部保护装置的正面侧形成为具有在与头部保护装置的高度方向相交的宽度方向上的长边的矩形条，并且这些检测电极被布置在头部保护装置的正面侧上。
至少五个检测电极可以被设置在头部保护装置的正面侧上。
检测电路可以包括：逐一连接至相应的多个检测电极的多个电容检测电路，并且每个电容检测电路均被配置为输出表示由每个检测电极检测的电容的信息；以及算术处理电路，被配置为将基于来自相应的多个电容检测电路的多条信息的电容值进行比较，计算参考位置或检测具有最大检测电容的检测电极，并且根据计算结果信息或检测结果将头部保护装置的驱动信息输出至位置调整装置。
例如，检测电路可以包括：分时电路，连接至多个检测电极；电容检测电路，被配置为通过分时电路在不同的时间内输出表示由多个检测电极中的每一个检测到的电容的信息；以及算术处理电路，被配置为将基于来自电容检测电路的多条信息的电容值进行比较，计算参考位置或检测具有最大检测电容的检测电极，并且根据计算结果信息或检测结果将头部保护装置的驱动信息输出至位置调整装置。
根据本发明的另一方面的头部保护装置位置调整方法包括：通过沿着头部保护装置的高度方向在头部保护装置中被并排地布置成一行的多个检测电极检测坐在车辆的座位上的人体的头部与附着于座位的头部保护装置之间的电容，该多个检测电极是以对应于在头部保护装置是静止的条件下检测坐在座位上的人体的头部在高度方向上的参考位置所需要的数量来设置；基于每一个均表示检测电容并由多个检测电极中的每一个输出的检测信号，检测头部在高度方向上的参考位置；以及参考所检测到的头部在高度方向上的参考位置来调整头部保护装置相对于座位的位置。
具有上述配置的本发明的头部保护装置位置调整装置可以参考头部在高度方向上的参考位置从静止状态的条件下自动且适当地调整头部保护装置相对于座位的位置，从而在短时间内高精度地调整头部保护装置的位置。此外，由于头部保护装置相对于座位的位置被自动调整，所以在车辆没有调整头部保护装置的位置的情况下发生碰撞时可以防止诸如驾驶者/乘客的脊柱颈段伤害的任何事故。
头部保护装置位置调整方法可以进一步包括：基于例如检测信号检测头部在高度方向上的估计中心位置作为参考位置；以及参考检测到的头部在高度方向上的估计中心位置来调整头部保护装置相对于座位的位置。
头部保护装置位置调整方法可以进一步包括：基于例如检测信号检测在多个检测电极之中检测信号具有最高输出的检测电极；以及调整头部保护装置相对于座位的位置，使得所检测到的检测信号具有最大输出的检测电极位于头部保护装置在高度方向上的中心位置之上。
本发明的效果
根据本发明，可以提供头部保护装置位置调整装置和头部保护装置位置调整方法，其参考头部在高度方向上的参考位置从静止状态的条件下适当且自动地调整头部保护装置相对于座位的位置，从而在短时间内高精度地调整头部保护装置的位置。
附图说明
具体实施方式
将参考附图详细地给出对本发明的头部保护装置位置调整装置和头部保护装置位置调整方法的优选实施例的说明。
图1是示出了在设置有根据本发明第一实施例的头部保护装置位置调整装置的车辆中的座位实例的示意图。图2是示出了头部保护装置中头部保护装置位置调整装置的一部分的示例布置的说明图。图3是示出了头部保护装置位置调整装置的整体配置的实例的框图。
图4是示出了头部保护装置位置调整装置的电容检测电路的示例配置的框图。图5是示出了头部保护装置位置调整装置的检测电路的操作波形的实例的操作波形图。图6是示出了头部保护装置位置调整装置的检测电极的输出实例的说明图。
如图1和图2所示，头部保护装置位置调整装置100被设置在车辆等的座位40中，并且包括例如布置在座位40的头部保护装置43中的电容传感器单元10以及布置在座位40的靠背41中的驱动马达单元30。根据本实施例的头部保护装置位置调整装置100，电容传感器单元10和驱动马达单元30通过例如导线(harness)29电连接在一起。
电容传感器单元10包括形成在板19的一面上的多个检测电极11至15、以及形成在板19的另一面上的检测电路20，检测坐在座位40上的人体48的头部49。即，电容传感器单元10检测人体48的头部49与头部保护装置43(更具体地，检测电极11至15)之间的电容。
例如，板19包括挠性印制板、刚性板或刚性-挠性板。多个检测电极11至15由铜、铜合金或铝形成，其在由诸如，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)或环氧树脂的绝缘体形成的板19上形成并图案化。
多个检测电极11至15中的每一个均在头部保护装置43的正面侧处形成具有在与头部保护装置43的高度方向相交的宽度方向(沿头部保护装置43的正面与高度方向相交的宽度方向)上的长边的矩形条，并且以各个检测电极11至15的长边沿头部保护装置43的高度方向排成行的方式并排地布置成一行。
例如，电极标号1至5被分配给多个检测电极11至15。在该实施例中存在五个检测电极11至15，但是例如，等于或多于五个的检测电极可以以对应于当头部保护装置是静止时检测坐在座位40上的人体48的头部49在高度方向上的参考位置所需要的数量来设置。
检测电路20基于来自多个检测电极11至15的检测信号检测头部49在高度方向上的估计中心位置，作为例如该实施例中的参考位置。如图3所示，检测电路20包括：多个电容检测电路21至25，逐个分别连接至多个检测电极11至15并输出表示由每个检测电极11至15检测到的电容的信息；以及算术处理电路28，连接至电容检测电路21至25，将基于由各个电容检测电路输出的信息的电容值进行比较，计算头部49在高度方向上的估计中心位置，并且将计算结果信息输出至驱动马达单元30的马达驱动电路(未示出)。
多个电容检测电路21至25中的每一个均产生具有根据每个检测电极11至15与头部49之间的电容而占空比变化的脉冲信号，并且输出已经过平滑处理的信号作为检测信号。算术处理电路28包括CPU、RAM、ROM等，将基于由各个电容检测电路21至25输出的检测信号的电容值进行比较，检测头部49在高度方向上的估计中心位置，并且将控制信号(驱动信息)作为基于计算结果的信息输出至改变头部保护装置43的位置的驱动马达单元30。
如图4所示，每个电容检测电路21(22至25)根据电容C改变占空比，并且包括例如输出具有恒定周期的触发信号TG的触发信号生成电路101、输出具有根据连接至输入端子的电容C的大小而占空比变化的脉冲信号Po的定时器电路102、以及对脉冲信号Po进行平滑处理的低通滤波器(LPF)103。
定时器电路102包括例如两个比较器201和202、具有比较器201、202的输出分别输入其中的复位端子R和置位端子S的RS触发器电路(在下文中，“RS-FF”)、将RS-FF 203的输出DIS输出至LPF 103的缓冲器204、以及通过来自RS-FF 203的输出控制导通/截止的晶体管205。
比较器202将图5中所示的由触发信号发生电路101输出的触发信号TG与由电阻器R1、R2和R3划分的预定阈值Vth2进行比较，并且输出与触发信号TG同步的置位脉冲。该置位脉冲置位RS-FF 203的输出Q。
输出Q作为放电信号DIS使晶体管205截止，并且以由每个检测电极11(12至15)的电容C和连接至输入端子与电源线之间的电阻器R4设置的时间常数所限定的速度，在检测电极11(12至15)与地之间进行充电。因此，输入信号Vin的电势以电容C所限定的速度升高。
如果输入信号Vin大于晶体管R1、R2和R3所限定的阈值Vth1，则比较器201的输出被反转，并且RS-FF 203的输出也被反转。结果，晶体管205导通，并且通过晶体管205对检测电极11(12至15)中捕获的电荷进行放电。
因此，如图5所示，定时器电路102输出脉冲信号Po，其以基于检测电极11(12至15)与靠近其的人体48的头部49之间的电容C的占空比振荡。LPF 103对此输出进行平滑处理，并且输出如图5所示的直流检测信号Vout。应当注意，在图5中，由实线表示的波形和由虚线表示的波形是指，前者具有比后者更小的电容，例如，后者表示物体靠近的状态。
在该实施例中，驱动马达单元30包括：马达驱动电路，其基于来自算术处理电路28的控制信号控制未示出的驱动马达，该算术处理电路基于来自每个电容检测电路21至25的检测信号Vout计算头部49在高度方向上的估计中心位置，并且该马达驱动电路参考头部49在高度方向上的估计中心位置来改变头部保护装置43相对于座位40的靠背41的位置；以及驱动马达，在马达驱动电路的控制下实际地改变头部保护装置43的位置。
在第一实施例中，驱动马达驱动头部保护装置43可通过支撑轴43a在垂直方向(高度方向)上自由移动，但另外，可以驱动头部保护装置43在与垂直方向相交的前后左右的方向自由移动。应当注意，作为参考位置，头部49在高度方向上的估计中心位置并不总是与头部49的中心位置一致，因此该估计中心位置被以如下方式获得。
即，根据具有上述配置的头部保护装置位置调整装置100，例如，以初始条件(头部保护装置43位于最接近靠背41的位置处的条件)检测电容传感器单元101的每个检测电极11至15与头部49之间的电容C，并且检测电路20检测并相互比较各个这种输出的峰值，从而获得头部49在高度方向上的估计中心位置。
根据由本发明的申请人所执行的测试，在这种情况下，每个检测电极11至15(电极标号1至5)的输出(V)如图6所示。具有电极标号3的检测电极13的输出最大，其超过0.15V；以及具有电极标号1的检测电极11的输出最小，其低于0.05V。因此，在该实例中，检测电路20确定对应于检测电极13的位置是头部49在高度方向上的估计中心位置，并且通过使驱动马达单元30等让头部保护装置43的中心位置和估计中心位置一致来执行位置调整。
因此，第一实施例的头部保护装置位置调整装置100可以获取头部49在高度方向上的估计中心位置，而不用在从初始状态开始使头部保护装置43在顶部与底部之间的可移动范围内移动，并且可以通过关于位置调整的头部保护装置43的仅一次移动操作来将头部保护装置43布置在相对于头部49的最佳位置处。因此，当车辆在头部保护装置43的位置没有被调整的状态下发生碰撞时，可以防止诸如人体48的脊柱颈段损伤的任何事故。
注意，在该实施例中，头部保护装置位置调整装置100中的电容传感器单元10和驱动马达单元30经由导线29电连接在一起，而驱动马达单元30可以经由无线装置等远程控制。此外，驱动马达单元30可以与电容传感器单元10安装在一起，并可以被布置在头部保护装置43中。
检测电路20除了将头部保护装置43的中心位置移动至估计中心位置之外，可以使用算术处理电路28来描述头部49形状的轮廓，根据描述轮廓的结果计算估计中心位置，并基于该计算结果移动头部保护装置43。另外，检测电路20可以基于预先存储的例如关于人体48的轮廓信息(包含关于头部49形状的信息)或关于头部保护装置43自身的形状的信息，使头部保护装置43的任意位置与估计中心位置一致。
图7是示出了本发明第一实施例的头部保护装置位置调整装置100的整体配置的另一实例的框图。与已阐述的元件完全一样的元件将由相同的参考标号表示，在一些情况下将省略其说明，并且在一些情况下将不对与本发明不特别相关的元件进行阐述。
如图7所示，检测电路20包括：分时电路26，连接至检测电极11至15中的每一个；电容检测电路27，其输出表示由分时电路26通过每个检测电极11至15在不同时间内检测到的电容的信息；以及算术处理电路28，对由电容检测电路27输出的信息表示的电容值进行比较，计算头部49在高度方向上的估计中心位置等，并将计算结果输出至驱动马达单元30的马达驱动电路。
根据检测电路20的这种配置，可以通过分时电路26由各个检测电极11至15依次扫描电容并基于扫描结果获得头部49在高度方向上的估计中心位置作为参考位置。因此，使用具有这种配置的检测电路20也可以在短时间内高精度地调整头部保护装置43的位置。
接下来，将给出本发明第二实施例的阐述。图8是示出了根据本发明第二实施例的在头部保护装置中头部保护装置位置调整装置的一部分的示例布置的说明图。第二实施例的头部保护装置位置调整装置100具有与第一实施例的头部保护装置位置调整装置100相似的配置。即，第二实施例的头部保护装置位置调整装置100包括电容传感器单元10和驱动马达单元30。
如图8所示，电容传感器单元10的检测电极11至15中的每一个均在头部保护装置43的正面侧处形成为具有与沿头部保护装置43的正面的高度方向相交的宽度方向上的长边的矩形条，并且以各个检测电极11至15的长边沿头部保护装置43的高度方向在头部保护装置43高度方向上的整个区域中以等间隔排成行的方式，并排地布置成一行。
类似于第一实施例，电极标号1至5被分配给多个检测电极11至15，并且在第二实施例中存在五个检测电极。然而，不同于第一实施例，检测电极是以对应于检测到的检测信号具有最高输出的检测电极被布置在头部保护装置43在高度方向上的中心位置P’之上的方式和数量来设置，例如，设置了五个或五个以上的检测电极。
检测电路20基于来自相应的多个检测电极11至15的检测信号，检测在检测电极11至15之中检测信号具有最高输出的检测电极。检测电路20具有与参考图3所阐述的配置相同的配置，从而省略对其的说明。
然而，区别在于，算术处理电路28对由各个电容检测电路21至25输出的信息所表示的电容值进行比较，检测具有最大检测电容的检测电极，并且根据检测结果将关于头部保护装置43的驱动信息输出至驱动马达单元30的马达驱动电路。每个电容检测电路21(22至25)的配置及其操作波形与参考图4和图5所阐述的相同，从而将省略对其的说明。
驱动马达单元30包括：马达驱动电路，基于来自算术处理电路28的控制信号控制未示出的驱动马达，该算术处理电路28已检测到在来自电容检测电路21至25的检测信号Vout中检测信号具有最高(最大)输出的检测电极(下文中，为“对应的检测电极”)，并且该马达驱动电路使未示出的驱动马达以对应的检测电极位于头部保护装置43在高度方向上的中心位置P’之上的方式改变头部保护装置43相对于座位40的靠背41的位置；以及类似于第一实施例的驱动马达。
如图8所示，头部保护装置43在高度方向上的中心位置P’代表当从前面观察头部保护装置43的正面部分时的中心部分，但可以根据头部保护装置43的形状而适当地变化。
根据具有上述配置的头部保护装置位置调整装置100，在类似于第一实施例的初始状态下检测在电容传感器单元10的每个检测电极11至15与头部49之间的电容C，并且检测电路20检测并相互比较各个输出的峰值，从而检测具有最高输出的对应检测电极。对应的检测电极的位置被设定为参考位置，并且当参考位置位于头部保护装置43在高度方向上的中心位置P’之上时执行位置调整，使得参考位置成为头部保护装置43相对于头部49的适当位置。
将给出对应于第二实施例的头部保护装置位置调整装置100的比较实例的说明。应该注意，将给出当检测电极11至15在头部保护装置43的在高度方向上的整个区域中以相等间隔布置时的输出的说明。头部49的中心位置P被设定为连接眼尾与耳朵中心的线的中心。
根据由本发明的申请人所执行的测试，如图9(a)所示，当头部保护装置43在高度方向上的中心位置P’位于头部49的中心位置P之上时，如图9(b)所示，各个检测电极11至15(电极标号1至5)的输出(V)如下。
即，具有电极标号3的检测电极13的输出超过0.75V且是最高的，以及具有电极标号1、5的检测电极11、15的输出分别为大约0.25V且是最低的。在此情况下，因为头部49的中心位置P与头部保护装置43的中心位置P’在水平方向上不一致，所以很难说头部保护装置43的位置是适当位置。
相反，如图10(a)所示，当头部49的中心位置P和头部保护装置43在高度方向上的中心位置P’在水平方向上彼此一致时，各个检测电极11至15(电极标号1至5)的输出(V)如图10(b)所示。
具有电极标号4的检测电极14的输出超过0.75V且是最高的，以及具有电极标号1的检测电极11的输出在低于0.25V且是最低的。此时，因为中心位置P、P’在水平方向上一致，所以可以认为头部保护装置43在适当位置处。
检测电路20确定在此状态下头部保护装置43相对于座位40的位置是适当的，并且将控制信号输出至用于进行位置调整的驱动马达30。
因此，第二实施例的头部保护装置位置调整装置100可以设定头部保护装置43在高度方向上相对于头部49的中心位置P的中心位置P’，而不必通过例如在初始状态下在从顶部到底部的可移动范围内移动头部保护装置43来执行扫描。因此，可以通过在一个方向上仅执行一次关于位置调整的头部保护装置43的移动操作来将头部保护装置43布置到相对于头部49的最佳位置处。
因此，可以在短时间内高精度地调整头部保护装置43的位置。此外，由于头部保护装置43被自动移动到最佳位置，所以当车辆在头部保护装置43的位置没有被调整的状态下发生碰撞时可以避免诸如人体48的脊柱颈段损伤的任何事故。
检测电路20除了仅检测具有最高输出的检测信号的检测电极并移动头部保护装置43之外，还可以使用算术处理电路28来描绘车辆的驾驶者/乘客(人体)的头部49的形状的轮廓，基于描绘轮廓的结果预先存储适当位置，当开始进行位置调整时读出所存储的轮廓，并且根据每个驾驶者/乘客来移动头部保护装置43。
此外，检测电路20可以基于在从工厂出货头部保护装置位置调整装置100时预先设置的关于人体48的轮廓信息(包括关于头部49形状的信息)以及关于头部保护装置43的形状(尺寸、表面轮廓等)的信息等，将头部保护装置43从高度方向上的任意位置(包括中心位置P’)移动至与头部49的中心位置P在水平方向上一致的位置。
关于检测电路20具有一个分时电路26、电容检测电路27和算术处理电路28的结构，这与在参考附图7的第一实施例中所阐述的结构相同，并且仅存在对电容值进行比较以检测具有最大输出的检测信号的检测电极并输出基于检测结果的驱动信息的细微差别，所以将省略详细阐述。
图11是示出了在头部保护装置中的第二实施例的头部保护装置位置调整装置的一部分的另一示例性布置的说明图，以及图12是示出了头部保护装置位置调整装置的检测电极的输出实例的说明图。该实例的头部保护装置位置调整装置具有与上述配置相同的配置，除了电容传感器单元10中的每个检测电极11至15的布置不同于上述实例的电容传感器单元10之外，所以将省略对相同配置的说明。
如图11所示，各个检测电极11至15被以相等间隔布置在头部保护装置43的高度方向上，并且由检测电极11至15组成的检测电极组10a被布置成为整体相对于例如头部保护装置43在高度方向上的中心位置P’在高度方向偏移，从而在高度方向上布置在检测电极组10a的中心附近的检测电极(例如，检测电极13)由检测电路20检测，作为检测信号具有最高输出的对应检测电极。
因此，如图12(a)所示，例如，当头部49的中心位置P与头部保护装置43的高度方向的中心位置P’在水平方向上一致时，每个检测电极11至15(电极标号1至5)的输出(V)如图12(b)所示。
即，具有电极标号3的检测电极13的输出超过0.75V且是最高的，以及具有电极标号1、5的检测电极11、15的输出分别为大约0.25V且是最低的。此时，由于中心位置P、P’在水平方向上彼此一致，所以类似于第二实施例中的上述实例，可以认为头部保护装置43在适当位置处，并且检测电路20确定在此状态下头部保护装置43相对于座位40(靠背41)的位置是适当的，并且将控制信号输出至用于进行位置调整的驱动马达30。
如上所述，根据第二实施例的头部保护装置位置调整装置，可以相对于头部49的中心位置P设置高度方向上的中心位置P’，而不用通过从例如初始条件下在从顶部至底部的可移动范围内移动头部保护装置43来进行扫描，并且可以通过仅在一个方向上执行一次关于位置调整的头部保护装置43的移动操作来将头部保护装置43布置到相对于头部49的最佳位置处，使得可以在短时间内高精度地调整头部保护装置43的位置。此外，由于头部保护装置43被自动移动至最佳位置，所以当车辆在头部保护装置43的位置没有被调整的状态下发生碰撞时，可以防止诸如人体48的脊柱颈段损伤的任何事故。
尽管在第一和第二实施例中给出了将头部保护装置位置调整装置应用于车辆的座位40的头部保护装置48的情况的说明，但是头部保护装置位置调整装置100可以应用于例如可改变头部保护装置的位置的用于娱乐吸引的座位以及用于剧场欣赏的座位。
工业应用性
本发明用于通过调整头部保护装置的位置的车辆等的座位的装置在短时间内高精度地执行位置调整。
图1是示出了在设置有根据本发明第一实施例的头部保护装置位置调整装置的车辆中的座位的实例的示意图；
图2是示出了头部保护装置中头部保护装置位置调整装置的一部分的示例布置的说明图；
图3是示出了头部保护装置位置调整装置的整体配置的实例的框图；
图4是示出了头部保护装置位置调整装置的电容检测电路的示例配置的框图；
图5是示出了头部保护装置位置调整装置的检测电路的操作波形的实例的操作波形图；
图6是示出了头部保护装置位置调整装置的检测电极的输出实例的说明图；
图7是示出了根据本发明第一实施例的头部保护装置位置调整装置的整体配置的另一实例的框图；
图8是示出了根据本发明第二实施例在头部保护装置中的头部保护装置位置调整装置的一部分的示例布置的说明图；
图9是示出了头部保护装置位置调整装置的检测电极的输出的比较实例的说明图；
图10是示出了头部保护装置位置调整装置的检测电极的输出的实例的说明图；
图11是示出了头部保护装置中的头部保护装置位置调整装置的一部分的另一实例布置的说明图；
图12是示出了头部保护装置位置调整装置的检测电极的输出的实例的说明图；以及
图13是示出了在由本发明的申请人执行的测试中传感器输出的检测结果的示图。
参考标号的描述
10         电容传感器单元
10a        检测电极组
11至15     检测电极
19         板
20         检测电路
21至25、27 电容检测电路
26         分时电路
28         算术处理电路
29         导线(harness)
30         驱动马达单元
40         座位
41         靠背
42         就座部分
43         头部保护装置
43a        支撑轴
48         人体
49         头部