ヘッドレスト位置調整装置及びヘッドレスト位置調整方法
【課題】簡単な構成で不要な動作及び誤検出を防止しつつ高精度且つ自動的にヘッドレストの位置を正確な位置に調整する。
【解決手段】ヘッドレスト位置調整装置１００は、静電容量センサ部１０、検出回路２０及び制御部３０を備え、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１以下である場合は各検知電極１１〜１５により検知された全ての静電容量値に基づきヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出してヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整する。距離Ｌが第１の所定距離より長く第２の所定距離以下である場合は少なくとも最上及び最下に位置する検知電極１５，１１により検知された静電容量値に基づき頭部４９ａの高さ位置を検出してヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整する。距離Ｌが第２の所定距離より長い場合は、ヘッドレスト４３を停止又は所定位置に移動させる。
【解決手段】ヘッドレスト位置調整装置１００は、静電容量センサ部１０、検出回路２０及び制御部３０を備え、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１以下である場合は各検知電極１１〜１５により検知された全ての静電容量値に基づきヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出してヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整する。距離Ｌが第１の所定距離より長く第２の所定距離以下である場合は少なくとも最上及び最下に位置する検知電極１５，１１により検知された静電容量値に基づき頭部４９ａの高さ位置を検出してヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整する。距離Ｌが第２の所定距離より長い場合は、ヘッドレスト４３を停止又は所定位置に移動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の車両の座席に対応して設けられたヘッドレストの位置を調整するヘッドレスト位置調整装置及びヘッドレスト位置調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば自動車等の車両の座席に対応して設けられたヘッドレストの位置を調整するものとして、次のようなものが知られている。すなわち、下記特許文献１に開示されたヘッドレスト駆動制御装置は、車両の天井部とヘッドレストに組み込まれた一対の検知電極間の静電容量を監視し、ヘッドレストを下端から上方向へ駆動しながら走査を行った時の静電容量の変化量から、人体（乗員）の頭部の有無を判断してヘッドレストの位置を調整する。
【０００３】
また、下記特許文献２に開示されたヘッドレストを調節するための装置は、ヘッドレスト内に配置された２つ若しくは３つのコンデンサプレートを用いて頭部と各コンデンサプレートとの間の静電容量値を測定し、ヘッドレストを適切な高さに調節する。
【０００４】
さらに、下記特許文献３に開示されたヘッドレスト調整装置は、ヘッドレスト内に１つの検知電極を配置し、頭部との間の静電容量を監視してヘッドレストを上下方向へ駆動しながら走査を行った時の静電容量の変化量から、頭部の有無を判断してヘッドレストの位置を調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６４−１１５１１号公報
【特許文献２】特開２０００−３０９２４２号公報
【特許文献３】特開平１１−１８０２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１〜３に開示されたものでは、ヘッドレストを移動させながら走査を行っているが、乗員が着座した状態で前後方向に揺らいだ場合などに、高さ方向の調整位置がずれてしまったり、ヘッドレスト制御側（例えば、ＥＣＵ（電子制御ユニット）など）でのデータ処理の負荷が大きくなってしまうなどの問題がある。
【０００７】
また、上記のものでは、配置された静電容量センサの出力変化から頭部の位置を推定しようとしているが、頭部が静電容量センサから遠い位置にあると出力変化が小さくなり、頭部の凹凸を明確に検知できずに調整精度が劣ってしまうという問題もある。
【０００８】
更に、上記のものでヘッドレストの高さを頭部に常時追従させて位置調整しようとすると、頭部とヘッドレストとの間の距離が離れている時であっても位置調整動作が実行されてしまうことが予想され、このような場合は静電容量の出力値が微弱になることが想定されるので、誤検出が頻繁に起こり精度の高い位置調整を行うことが困難となると共に、不要な動作に伴う無駄な消費電力が発生するという問題もある。
【０００９】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、簡単な構成で不要な動作及び誤検出を防止しつつ高精度且つ自動的にヘッドレストの位置を正確な位置に調整することができるヘッドレスト位置調整装置及びヘッドレスト位置調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係るヘッドレスト位置調整装置は、座席に着座した人体の頭部の後方に配置されるヘッドレストに高さ方向に沿って少なくとも３つ並設され、前記頭部と前記ヘッドレストと前記頭部との間の静電容量を検知する複数の検知電極と、前記複数の検知電極により検知された静電容量値に基づいて、前記ヘッドレストに対する前記頭部の高さ位置を検出する検出回路と、前記検出回路の検出結果に基づいて、前記ヘッドレストの上下方向の位置を調整する位置調整手段とを備え、前記検出回路は、（１）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が第１の所定距離以下である場合は、前記複数の検知電極により検知された全ての静電容量値に基づき前記高さ位置を検出し、（２）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離より長く且つ前記第１の所定距離よりも長い第２の所定距離以下である場合は、前記複数の検知電極のうちの少なくとも最上位置の検知電極と最下位置の検知電極とにより検知された静電容量値に基づき前記高さ位置を検出し、（３）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第２の所定距離より長い場合は、前記位置調整手段によって前記ヘッドレストを停止又は所定位置に移動させることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るヘッドレスト位置調整装置は、検出回路によって、ヘッドレストと頭部との間の距離が第１の所定距離以下であるかそれよりも長いかにより、ヘッドレストに対する頭部の高さ位置を検出するために用いる静電容量値を異ならせているので、簡単な構成で誤検出を防止しつつ高精度且つ自動的にヘッドレストの位置を正確な位置に調整することができる。
また、本発明に係るヘッドレスト位置調整装置は、検出回路によって、ヘッドレストと頭部との間の距離が第２の所定距離以下であるかそれよりも長いかにより、ヘッドレストの位置調整動作の種類が決定されるので、簡単な構成で不要な動作を防止しつつ高精度にヘッドレストの位置を正確な位置に調整することができる。
【００１２】
本発明に係るヘッドレスト位置調整装置において、前記検出回路は、前記複数の検知電極により検知された静電容量値のうちの最小値が第１のしきい値以上である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離以下であると判断し、前記最小値が前記第１のしきい値未満で且つ前記第１のしきい値よりも小さい第２のしきい値以上である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離よりも長く且つ前記第２の所定距離以下であると判断し、前記最小値が前記第２のしきい値未満である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第２の所定距離よりも長いと判断する構成とすることが好ましい。
【００１３】
また、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離を測定する距離測定手段を更に備え、前記検出回路は、前記距離測定手段の測定値に基づいて、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離を判断する構成とすることができる。
【００１４】
前記検出回路は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離より長く且つ前記第２の所定距離以下である場合に、前記最上位置の検知電極及びそこから所定個数の検知電極により検知された静電容量値と、前記最下位置の検知電極及びそこから所定個数の検知電極により検知された静電容量値とに基づいて、前記高さ位置を検出する構成とすることができる。
【００１５】
前記複数の検知電極は、それぞれが矩形短冊状に形成され、その長手方向が前記高さ方向と交差するように前記ヘッドレストの前面側に配置されるようにしても良い。
【００１６】
本発明に係るヘッドレスト位置調整方法は、座席に着座した人体の頭部と前記頭部の後方に配置されるヘッドレストとの間の静電容量を、前記ヘッドレストに高さ方向に沿って少なくとも３つ並設された複数の検知電極によって検知し、（１）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が第１の所定距離以下である場合は、前記複数の検知電極により検知された全ての静電容量値に基づき前記ヘッドレストに対する前記頭部の高さ位置を検出して前記ヘッドレストの上下方向の位置を調整し、（２）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離より長く且つ前記第１の所定距離よりも長い第２の所定距離以下である場合は、前記複数の検知電極のうちの少なくとも最上位置の検知電極と最下位置の検知電極とにより検知された静電容量値に基づき前記高さ位置を検出して前記ヘッドレストの上下方向の位置を調整し、（３）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第２の所定距離より長い場合は、前記ヘッドレストを停止又は所定位置に移動させることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係るヘッドレスト位置調整方法は、ヘッドレストと頭部との間の距離が第１の所定距離以下であるかそれよりも長いかにより、ヘッドレストに対する頭部の高さ位置を検出するために用いる静電容量値を異ならせているので、簡単な構成で誤検出を防止しつつ高精度且つ自動的にヘッドレストの位置を正確な位置に調整することができる。
また、本発明に係るヘッドレスト位置調整方法は、ヘッドレストと頭部との間の距離が第２の所定距離以下であるかそれよりも長いかにより、ヘッドレストの位置調整動作の種類が決定されるので、簡単な構成で不要な動作を防止しつつ高精度にヘッドレストの位置を正確な位置に調整することができる。
【００１８】
本発明に係るヘッドレスト位置調整方法において、前記複数の検知電極により検知された静電容量値のうちの最小値が第１のしきい値以上である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離以下であると判断し、前記最小値が前記第１のしきい値未満で且つ前記第１のしきい値よりも小さい第２のしきい値以上である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離よりも長く且つ前記第２の所定距離以下であると判断し、前記最小値が前記第２のしきい値未満である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第２の所定距離よりも長いと判断する構成とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、簡単な構成で不要な動作及び誤検出を防止しつつ高精度且つ自動的にヘッドレストの位置を正確な位置に調整することができるヘッドレスト位置調整装置及びヘッドレスト位置調整方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置を配置した車両の座席を示す図である。
【図２】同ヘッドレスト位置調整装置の検知電極のヘッドレストにおける配置態様を示す図である。
【図３】同ヘッドレスト位置調整装置の全体構成を示すブロック図である。
【図４】同ヘッドレスト位置調整装置の第１の動作態様を示すフローチャートである。
【図５】同ヘッドレスト位置調整装置の静電容量センサ部による第１の出力例を示す図である。
【図６】同ヘッドレスト位置調整装置の静電容量センサ部による第２の出力例を示す図である。
【図７】同ヘッドレスト位置調整装置による調整方式を説明するための図である。
【図８】同ヘッドレスト位置調整装置の第２の動作態様を示すフローチャートである。
【図９】同ヘッドレスト位置調整装置の第３の動作態様を示すフローチャートである。
【図１０】同ヘッドレスト位置調整装置の静電容量センサ部による第３の出力例を示す図である。
【図１１】距離算出角度とヘッドレストと頭部との間の距離との関係を説明するための図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置によるヘッドレストと頭部との間の距離の第１の方式での検出処理を示すフローチャートである。
【図１３】同ヘッドレスト位置調整装置の静電容量センサ部による第４の出力例を示す図である。
【図１４】同ヘッドレスト位置調整装置の静電容量センサ部による第５の出力例を示す図である。
【図１５】同ヘッドレスト位置調整装置の静電容量センサ部による第６の出力例を示す図である。
【図１６】各検知電極の出力値とヘッドレストと頭部との間の距離との関係を説明するための図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置によるヘッドレストと頭部との間の距離の第２の方式での検出処理を示すフローチャートである。
【図１８】各検知電極と頭部との間の静電容量値を高次関数近似した結果を示す図である。
【図１９】各検知電極と頭部との間の距離と最高次の係数との相関を表す図である。
【図２０】本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置によるヘッドレストと頭部との間の距離の第３の方式での検出処理を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置の全体構成の他の例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、添付の図面を参照して、本発明に係るヘッドレスト位置調整装置及びヘッドレスト位置調整方法の実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、ヘッドレスト位置調整装置１００は、車両などの座席４０に設けられ、例えば座席（シート）４０のヘッドレスト４３に配置された静電容量センサ部１０と、座席４０の背もたれ部（バックシート）４１に配置された駆動モータ４４と、静電容量センサ部１０の検出結果に基づき駆動モータ４４の駆動を制御する制御部３０とを備えて構成されている。
【００２３】
本実施形態のヘッドレスト位置調整装置１００では、制御部３０は、静電容量センサ部１０と一体的に構成されてヘッドレスト４３側に配置され、この制御部３０と駆動モータ４４とは、例えばハーネス３２により電気的に接続されている。
【００２４】
静電容量センサ部１０は、例えば基板１９の一方の面側に形成された複数の検知電極１１〜１５と、この基板１９の他方の面側に形成された検出回路２０とを備えて構成される。この静電容量センサ部１０は、座席４０の着座部４２に着座した人体（乗員）４９の頭部４９ａとヘッドレスト４３（具体的には、ヘッドレスト４３に配置された各検知電極１１〜１５）との間の静電容量を検知し、ヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する。
【００２５】
すなわち、静電容量センサ部１０は、例えば頭部４９ａの後頭部の凹凸形状に応じて可変する静電容量の値（静電容量値）を各検知電極１１〜１５によってそれぞれ検知し、ヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する。
【００２６】
基板１９は、例えばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）、リジッド基板或いはリジッドフレキシブル基板により構成されている。複数の検知電極１１〜１５は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）或いはエポキシ樹脂（例えば、ガラスエポキシ樹脂）などの絶縁体からなる基板１９上にパターン形成された銅、銅合金又はアルミニウムなどの導電材からなる。
【００２７】
これら複数の検知電極１１〜１５は、その他、メンブレン回路に形成されたり、導電性粘着材や導電性フィルム、或いは一般的な電線等のその他の部材からなるものでも良く、設置される箇所によっては、透明電極により構成することもできる。この場合は、基板１９を透明性を有するパネルやフィルム材にて形成し、各検知電極１１〜１５を透明電極で構成すれば良い。
【００２８】
透明電極は、例えばＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）やＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォニック酸）、或いはＰＥＤＯＴ／ＴｓＯ（ポリエチレンジオキシチオフェン／トルエンスルフォネート）などを用いることができる。
【００２９】
複数の検知電極１１〜１５は、例えば矩形短冊状に形成され、その長手方向がヘッドレスト４３の高さ方向に交差すると共に、ヘッドレスト４３に高さ方向に沿って並設された状態でヘッドレスト４３の前面側に配置されている。そして、これらの検知電極１１〜１５には、例えばそれぞれ電極番号１〜５が割り当てられている。
【００３０】
これら複数の検知電極１１〜１５は、本実施形態では５つ設けられているが、これに限定されず、例えばヘッドレスト４３が静止した状態で座席４０に着座した乗員４９の頭部４９ａの高さ位置を検出するのに必要な数（少なくとも３つ）だけ設けられていれば良く、５つよりも更に多く設けられていても良い。
【００３１】
図３に示すように、検出回路２０は、複数の検知電極１１〜１５とそれぞれ一対一で接続され、各検知電極１１〜１５により検知された静電容量を示す情報を出力する複数の静電容量検知回路２１〜２５と、これら複数の静電容量検知回路２１〜２５と接続され、各静電容量検知回路２１〜２５から出力された情報に基づいてヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出（演算）する演算処理回路２８とを備えて構成されている。
【００３２】
また、制御部３０は、回路部２０の演算処理回路２８と接続され、演算処理回路２８の検出結果（演算結果）に基づいて駆動モータ４４の駆動を制御するモータ駆動回路３１を備えて構成されている。そして、駆動モータ４４は、モータ駆動回路３１から出力された制御信号に基づいて、ヘッドレスト４３を上下移動させる。
【００３３】
複数の検知電極１１〜１５により検知された静電容量を示す情報を出力する複数の静電容量検知回路２１〜２５は、各検知電極１１〜１５と頭部４９ａとの間の静電容量に応じてデューティー比が変化するパルス信号を生成すると共に平滑化して検知信号を出力する。
【００３４】
すなわち、各静電容量検知回路２１〜２５は、静電容量（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を電圧（Ｖｏｌｔａｇｅ）に変換するＣ−Ｖ変換機能を有し、例えば公知のＣＲ充放電時間を計測する回路、充電した電荷を既知のコンデンサに転送する回路、インピーダンスを測定する回路、発振回路を構成して発振周波数を計測する回路等を用いて構成することができる。
【００３５】
演算処理回路２８は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えてなり、各静電容量検知回路２１〜２５からの検知信号を比較する。すなわち、演算処理回路２８は、各検知電極１１〜１５により検知された各静電容量Ｃの値（以下、電極番号１〜５に対応する静電容量値Ｃ１〜Ｃ５とする。）を比較する。
【００３６】
そして、各静電容量値Ｃ１〜Ｃ５のうちの最小値が第１のしきい値（例えば、Ｔｈ１）以上である場合は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１以下であると判断し、複数の検知電極１１〜１５により検知された全ての静電容量値Ｃ１〜Ｃ５に基づき頭部４９の高さ位置を検出すると共に、この検出結果をモータ駆動回路３１に出力する。
【００３７】
また、各静電容量値Ｃ１〜Ｃ５のうちの最小値が第１のしきい値Ｔｈ１未満で且つ第１のしきい値Ｔｈ１よりも小さい第２のしきい値（例えば、Ｔｈ２）以上である場合は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１より長く且つ第１の所定距離Ｌ１よりも長い第２の所定距離Ｌ２以下であると判断する。
【００３８】
そして、複数の検知電極１１〜１５のうちの少なくともヘッドレスト４３の最上位置の検知電極１５と最下位置の検知電極１１とにより検知された静電容量値Ｃ５，Ｃ１に基づき頭部４９の高さ位置を検出すると共に、この検出結果をモータ駆動回路３１に出力する。
【００３９】
更に、各静電容量値Ｃ１〜Ｃ５のうちの最小値が第２のしきい値Ｔｈ２未満である場合は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第２の所定距離Ｌ２よりも長いと判断し、ヘッドレスト４３を停止又は予め設定された所定位置（例えば、ヘッドレスト４３が背もたれ部４１に最も近い位置）に移動させる演算結果をモータ駆動回路３１に出力する。
【００４０】
モータ駆動回路３１は、演算処理回路２８の検出結果（演算結果）に基づいて、駆動モータ４４の駆動を制御し、座席４０の背もたれ部４１に対するヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整する。なお、駆動モータ４４は、ヘッドレスト４３の支持軸４３ａを上下方向、左右方向及び前後方向に移動自在に駆動するように構成することができる。
【００４１】
次に、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００の動作について、図４に示すフローチャートに基づき説明する。図４に示すように、まず、駆動モータ４４を駆動してヘッドレスト４３を初期位置（例えば、背もたれ部４１に対してヘッドレスト４３が最も高い位置）に移動させた後、この初期位置において、静電容量センサ部１０の各検知電極１１〜１５にて頭部４９ａとの間の静電容量Ｃを検知する（ステップＳ１００）。
【００４２】
そして、演算処理回路２８は、各静電容量検知回路２１〜２５からの検知信号に基づき、例えば各検知電極１１〜１５で検知された各静電容量Ｃの値（静電容量値Ｃ１〜Ｃ５）のうちの最小値が、しきい値Ｔｈ１以上であるか否か（すなわち、最小値がしきい値Ｔｈ１以上か、或いはしきい値Ｔｈ１未満か）の判断を行う（ステップＳ１０２）。
【００４３】
ステップＳ１０２において、最小値がしきい値Ｔｈ１以上であると判断した場合（ステップＳ１０２のＹ）は、演算処理回路２８は、例えばヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１以下であると判断して、各静電容量値Ｃ１〜Ｃ５を全て用いてこれらを比較し、ヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する（ステップＳ１０４）。
【００４４】
そして、この演算処理回路２８からの検出結果に基づいて、モータ駆動回路３１が駆動モータ４４を制御し、これによりヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整して（ステップＳ１０６）、本フローチャートによる一連のヘッドレスト位置調整処理を終了する。
【００４５】
ステップＳ１０２において、最小値がしきい値Ｔｈ１未満であると判断した場合（ステップＳ１０２のＮ）は、演算処理回路２８は、最小値がしきい値Ｔｈ１よりも小さいしきい値Ｔｈ２以上であるか否か（すなわち、最小値がしきい値Ｔｈ１未満で且つしきい値Ｔｈ２以上か）の判断を行う（ステップＳ１０８）。
【００４６】
ステップＳ１０８において、最小値がしきい値Ｔｈ２以上であると判断した場合（ステップＳ１０８のＹ）は、演算処理回路２８は、例えばヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１より長く且つ第２の所定距離Ｌ２以下であると判断する。
【００４７】
そして、ヘッドレスト４３に高さ方向に沿って並設された各検知電極１１〜１５のうち、少なくとも最上に位置する検知電極１５で検知された静電容量の値（静電容量値Ｃ５）と、最下に位置する検知電極１１で検知された静電容量の値（静電容量値Ｃ１）とを比較し、この比に基づいてヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する（ステップＳ１１０）。
【００４８】
モータ駆動回路３１は、上記と同様にこの検出結果に基づいて駆動モータ４４を制御し、ヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整して（ステップＳ１０６）、本フローチャートによる一連のヘッドレスト位置調整処理を終了する。一方、ステップＳ１０８において、最小値がしきい値Ｔｈ２未満であると判断した場合（ステップＳ１０８のＮ）は、演算処理回路２８は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第２の所定距離Ｌ２よりも長いと判断して、モータ駆動回路３１による駆動モータ４４の制御によって、ヘッドレスト４３を停止又は予め設定された所定位置に移動させ（ステップＳ１１２）、本フローチャートによる一連のヘッドレスト位置調整処理を終了する。
【００４９】
ここで、静電容量センサ部１０によるによる出力例を、図５に示す静電容量値のグラフに基づいて説明する。図５（ａ）は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１以下である場合（例えば、Ｌ＝５０ｍｍ程度である場合）に、各検知電極１１〜１５で検知された静電容量値Ｃを示している。
【００５０】
また、図５（ｂ）は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１より長く且つ第２の所定距離Ｌ２以下である場合（例えば、Ｌ＝７０ｍｍ程度である場合）に、各検知電極１１〜１５で検知された静電容量値Ｃを示している。更に、図５（ｃ）は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第２の所定距離Ｌ２よりも長い場合（例えば、Ｌ＝９０ｍｍ程度である場合）に、各検知電極１１〜１５で検知された静電容量値Ｃを示している。
【００５１】
図５（ａ）に示すように、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが５０ｍｍ程度の時（すなわち、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１以下である場合）は、検知電極１１〜１５で検知された各静電容量値Ｃの差が明確であり、頭部４９ａの後頭部の凹凸に応じて変化する静電容量値のグラフを得ることができる。
【００５２】
このため、図５（ａ）に示すような場合は、各検知電極１１〜１５で検知された全ての静電容量値に基づき、演算処理回路２８によって頭部４９ａの後頭部形状を推測することができるので、後頭部中心Ｐの高さ位置を推定することができる。つまり、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが５０ｍｍ程度の時は、各検知電極１１〜１５で検知された静電容量の値に基づき頭部４９ａの高さ方向の推定中心位置を算出し、この算出結果に基づきヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出して、ヘッドレスト４３の位置調整を行うことが可能である。
【００５３】
しかし、図５（ｂ）に示すように、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが７０ｍｍ程度の時（すなわち、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第１の所定距離より長く且つ第２の所定距離以下である場合）は、検知電極１１〜１５で検知された各静電容量値Ｃの差が曖昧であるため、正確な頭部４９ａの高さ方向の推定中心位置を得ることが困難となってしまう。
【００５４】
特に、頭部４９ａの後頭部中心Ｐの高さ位置に近い領域では、外乱の影響を受けて、頭部４９ａの凹凸に応じた静電容量値Ｃの大小関係が得られない可能性がある。このように、頭部４９ａとヘッドレスト４３の前面との距離が単に２０ｍｍ程度変化しただけで、ヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出することが困難となり、ヘッドレストの位置調整を行うことが難しくなってしまう。
【００５５】
なお、図５（ｃ）に示すように、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが９０ｍｍ程度の時（すなわち、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第２の所定距離Ｌ２よりも長い場合）は、検知電極１１〜１５で検知された各静電容量値Ｃの値自体が曖昧となってしまうため（ヘッドレスト４３の位置調整に用いることができる程度の値とはならないため）、ヘッドレスト４３の位置調整を行わずに、ヘッドレスト４３を停止又は所定位置（上記初期位置等）に移動させる。
【００５６】
一方、ヘッドレスト４３に高さ方向に沿って並設された各検知電極１１〜１５のうち、最上に位置する検知電極１５で検知された静電容量値Ｃ５と、最下に位置する検知電極１１で検知された静電容量値Ｃ１との比（各静電容量値Ｃ５，Ｃ１の差）は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌによる影響が小さく、この距離Ｌが５０ｍｍ程度の時も７０ｍｍ程度の時も同様の結果が得られる。
【００５７】
すなわち、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが離れていても（例えば、Ｌ＝７０ｍｍ程度であっても）、図６（ａ）に示すように、検知電極１１，１５で検知された静電容量の値（静電容量値Ｃ１及びＣ５）を比較すると、頭部４９ａの後頭部中心Ｐの高さ位置がヘッドレスト４３の高さ方向の中心と水平方向にほぼ同程度である場合には、両者共に同等の静電容量値である。
【００５８】
また、図６（ｂ）に示すように、頭部４９ａの後頭部中心Ｐの高さ位置がヘッドレスト４３の高さ方向の中心から外れ、後頭部中心Ｐの高さ位置が検知電極１１の中心と水平方向にほぼ同程度である場合には、検知電極１１で検知された静電容量と検知電極１５で検知された静電容量との比が大きくなる。
【００５９】
このようにして得られた２つの検知電極１１，１５で検知された各静電容量の値の比に基づいて、ヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの位置を検出し、この検出結果に基づいてヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整する調整方式は、例えば図７に示すように表すことができる。
【００６０】
図７は、上述したステップＳ１１０及びステップＳ１０６における本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００による調整方式を説明するための図である。図７に示すように、ヘッドレスト４３の下部に配置された検知電極１１で検知された静電容量値Ｃ１と、上部に配置された検知電極１５で検知された静電容量値Ｃ５との比αは、α＝Ｃ１／Ｃ１＋Ｃ５によって得ることができる。こうして得られた比αに基づいて、ヘッドレスト４３の移動量（ｍｍ）を決定することが可能となる。
【００６１】
すなわち、頭部４９ａの後頭部中心Ｐの高さ位置がヘッドレスト４３の中心の高さ位置と水平方向に同じである時の移動量を０ｍｍとした場合、この比αが０に近い時はヘッドレスト４３を上方向（＋方向）へ移動させ、１に近い時は下方向（−方向）へ移動させるように駆動モータ４４に対して制御信号を出力する。
【００６２】
本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００において、上述したステップＳ１０２において判定基準とされるしきい値Ｔｈ１を、例えばヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが６０ｍｍ程度となる際に各検知電極１１〜１５で検知される各静電容量の値（静電容量値Ｃ１〜Ｃ５）のうちの最小値と設定することによって、各検知電極１１〜１５で検知された静電容量の値に基づき、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第１の所定距離（例えば、６０ｍｍ）以下であるか否かを判断することができる。
【００６３】
例えば、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが６０ｍｍ以下の場合（すなわち、第１の所定距離以下の場合）は、静電容量値Ｃ１〜Ｃ５の最小値がしきい値Ｔｈ１以上となるため、上述したステップＳ１０４及びステップＳ１０６によって全ての静電容量値Ｃ１〜Ｃ５を用いて頭部４９ａの高さ位置の検出を行う。
【００６４】
また、上述したステップＳ１０８において判定基準とされるしきい値Ｔｈ２を、例えばヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが８０ｍｍ程度となる際に各検知電極１１〜１５で検知される各静電容量の値（静電容量値Ｃ１〜Ｃ５）のうちの最小値と設定することによって、各検知電極１１〜１５で検知された静電容量の値に基づき、ヘッドレストと頭部４９ａとの間の距離Ｌが第２の所定距離（例えば、８０ｍｍ）以下であるか否かを判断することができる。
【００６５】
例えば、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが６０ｍｍよりも長い場合（すなわち、第１の所定距離よりも長い場合）であって、この距離Ｌが８０ｍｍ以下の場合（すなわち、第２の所定距離以下の場合）は、静電容量値Ｃ１〜Ｃ５の最小値がしきい値Ｔｈ１未満で且つしきい値Ｔｈ２以上となるため、上述したステップＳ１１０及びステップＳ１０６によって静電容量値Ｃ１，Ｃ５を用いて頭部４９ａの高さ位置の検出を行う。
【００６６】
更に、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが８０ｍｍよりも長い場合（すなわち、第２の所定距離よりも長い場合）は、静電容量値Ｃ１〜Ｃ５の最小値がしきい値Ｔｈ２未満となるため、上述したステップＳ１１２によってヘッドレスト４３を停止又は所定位置に移動させる。
【００６７】
このように、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００では、簡単な構成で不要な動作及び誤検出を防止しつつ高精度且つ自動的にヘッドレスト４３の位置を正確な位置に調整することが可能となり、ヘッドレスト４３の位置未調整に伴う車両の衝突時などにおける乗員４９の頸椎損傷などの事故防止を図ることができる。
【００６８】
次に、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００は、図８のフローチャートに示すように、ヘッドレスト４３の上下方向の位置の調整を行っても良い。すなわち、まず、例えばヘッドレスト４３を初期位置（背もたれ部４１に対してヘッドレスト４３が最も高い位置）に移動させた後、この初期位置において、静電容量センサ部１０の各検知電極１１〜１５にて頭部４９ａとの間の静電容量Ｃを検知する（ステップＳ２００）。
【００６９】
そして、演算処理回路２８は、各検知電極１１〜１５で検知された各静電容量の値（静電容量値Ｃ１〜Ｃ５）を比較して、ヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する（ステップＳ２０２）と共に、最上に位置する検知電極１５で検知された静電容量値Ｃ５と、最下に位置する検知電極１１で検知された静電容量値Ｃ１とを比較し、この比に基づいてヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する（ステップＳ２０４）。
【００７０】
次に、上記ステップＳ２０２の検出値とステップＳ２０４の検出値とを比較して、両者が同一又はその誤差が予め設定された第１の所定範囲内か否かを判定する（ステップＳ２０６）。このステップＳ２０６において、両者が同一又はその誤差が第１の所定範囲内であると判定された場合（ステップＳ２０６のＹ）は、上記ステップＳ２０２の検出値に基づいて、モータ駆動回路３１が駆動モータ４４を制御して、ヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整し（ステップＳ２０８）、本フローチャートによる一連のヘッドレスト位置調整処理を終了する。
【００７１】
ステップＳ２０６において、両者の誤差が第１の所定範囲内ではないと判定された場合（ステップＳ２０６のＮ）は、上記ステップＳ２０２の検出値とステップＳ２０４の検出値とを比較して、両者の誤差が予め設定された第２の所定範囲内か否かを判定する（ステップＳ２１０）。
【００７２】
このステップＳ２１０において、両者の誤差が第２の所定範囲内である（すなわち、第１の所定範囲内ではないが第２の所定範囲内である）と判定された場合（ステップＳ２１０のＹ）は、上記ステップＳ２０４の検出値に基づいて、モータ駆動回路３１が駆動モータ４４を制御して、ヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整し（ステップＳ２１２）、本フローチャートによる一連のヘッドレスト位置調整処理を終了する。
【００７３】
ステップＳ２１０において、両者の誤差が第２の所定範囲内ではないと判定された場合（ステップＳ２１０のＮ）は、モータ駆動回路３１が駆動モータ４４を制御して、ヘッドレスト４３を停止又は所定位置に移動させ（ステップＳ２１４）、本フローチャートによる一連のヘッドレスト位置調整処理を終了する。
【００７４】
また、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを測定して検出する距離センサ（図示せず）を別途設けて構成されていても良い。距離センサとしては、公知の赤外線センサ、集電型紫外線センサ、光センサ及び超音波センサなど、種々のセンサを用いることができる。
【００７５】
このように、別途距離センサを設けた場合、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００は、図９のフローチャートに示すようにヘッドレスト４３の上下方向の位置の調整を行っても良い。すなわち、まず、例えばヘッドレスト４３を初期位置（背もたれ部４１に対してヘッドレスト４３が最も高い位置）に移動させた後、この初期位置において、静電容量センサ部１０の各検知電極１１〜１５にて頭部４９ａとの間の静電容量Ｃを検知する（ステップＳ３００）と共に、距離センサによってヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを測定して検出する（ステップＳ３０２）。
【００７６】
その後、演算処理回路２８は、距離センサによって検出された距離Ｌが予め設定された第１の所定距離Ｌ１以下か否かを判定する（ステップＳ３０４）。このステップＳ３０４において、距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１以下であると判定された場合（ステップＳ３０４のＹ）は、各静電容量値Ｃ１〜Ｃ５を全て用いてこれらを比較し、ヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する（ステップＳ３０６）。
【００７７】
そして、この演算処理回路２８からの検出結果に基づいて、モータ駆動回路３１が駆動モータ４４を制御し、これによりヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整して（ステップＳ３０８）、本フローチャートによる一連のヘッドレスト位置調整処理を終了する。
【００７８】
ステップＳ３０４において、距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１よりも長いと判定された場合（ステップＳ３０４のＮ）は、演算処理回路２８は、距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１よりも長い第２の所定距離Ｌ２以下か（すなわち、第１の所定距離Ｌ１より長く且つ第２の所定距離Ｌ２以下か）否かを判定する（ステップＳ３１０）。
【００７９】
このステップＳ３１０において、距離Ｌが第２の所定距離Ｌ２以下であると判定された場合（ステップＳ３１０のＹ）は、演算処理回路２８は、各検知電極１１〜１５のうち、少なくとも最上に位置する検知電極１５で検知された静電容量の値（静電容量値Ｃ５）と、最下に位置する検知電極１１で検知された静電容量の値（静電容量値Ｃ１）とを比較し、この比に基づいてヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する（ステップＳ３１２）。
【００８０】
モータ駆動回路３１は、同様にこの検出結果に基づいて駆動モータ４４を制御し、ヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整して（ステップＳ３０８）、本フローチャートによる一連のヘッドレスト位置調整処理を終了する。一方、ステップＳ３１０において、距離Ｌが第２の所定距離Ｌ２よりも長いと判定された場合（ステップＳ３１０のＮ）は、モータ駆動回路３１による駆動モータ４４の制御によって、ヘッドレスト４３を停止又は所定位置に移動させ（ステップＳ３１４）、本フローチャートによる一連のヘッドレスト位置調整処理を終了する。
【００８１】
なお、上述したように別途距離センサを設けなくても、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００は、上記ステップＳ３００において各検知電極１１〜１５によって検知された静電容量の値を用いて、具体的には次の３つの方式によりヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離ＬをステップＳ３０２にて検出することもできる。
【００８２】
すなわち、まず、第１の方式として、例えば距離算出角度を算出して、予め設定された距離及び角度の関係プロファイルデータとこれを比較することでヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを得るようにすることもできる。この場合は、演算処理回路２８は、例えば各検知電極１１〜１５の位置を一方の軸とすると共に、検出された静電容量の値（静電容量値Ｃ１〜Ｃ５）を他方の軸とする二次元座標をＲＡＭ等の仮想領域上に作成する。
【００８３】
そして、作成した二次元座標上にて、各検知電極１１〜１５のうち、ヘッドレスト４３の最上に位置する検知電極１５又は最下に位置する検知電極１１が最大の静電容量を示さない場合に、ヘッドレスト４３の最上に位置する検知電極１５の位置及び静電容量値Ｃ５を示す点と最大の静電容量値が検出された検知電極の位置及び静電容量値を示す点とを結ぶ直線と、ヘッドレスト４３の最下に位置する検知電極１１の位置及び静電容量値Ｃ１を示す点と最大の静電容量値が検出された検知電極の位置及び静電容量値を示す点とを結ぶ直線とでなす距離算出角度を算出して距離Ｌを検出する。
【００８４】
また、ヘッドレスト４３の最上に位置する検知電極１５又は最下に位置する検知電極１１が最大の静電容量を示す場合には、ヘッドレスト４３の最上に位置する検知電極１５の位置及び静電容量値Ｃ５を示す点と最下に位置する検知電極１１の位置及び静電容量値Ｃ１を示す点とを結ぶ直線の傾きの角度を算出して距離Ｌを検出する。
【００８５】
更に、作成した二次元座標上にて、各検知電極１１〜１５のうち、最小の静電容量値が検出された検知電極の位置及び静電容量値を示す点と最大の静電容量値が検出された検知電極の位置及び静電容量値を示す点とを結ぶ直線の傾きの角度を算出して距離Ｌを検出するようにしても良い。
【００８６】
その他、例えば上記二次元座標上にて、各検知電極１１〜１５のうち、ヘッドレスト４３の最上に位置する検知電極１５又は最下に位置する検知電極１１が最大の静電容量を示さない場合、最大の静電容量値が検出された検知電極の位置及び静電容量値を示す点とこの最大の静電容量値が検出された検知電極よりも上方に位置する検知電極のうちの最小の静電容量値が検出された検知電極の位置及び静電容量値を示す点とを結ぶ直線と、最大の静電容量値が検出された検知電極の位置及び静電容量値を示す点とこの最大の静電容量値が検出された検知電極よりも下方に位置する検知電極のうちの最小の静電容量値が検出された検知電極の位置及び静電容量値を示す点とを結ぶ直線とでなす距離算出角度を算出して距離Ｌを検出する。
【００８７】
また、ヘッドレスト４３の最上に位置する検知電極１５又は最下に位置する検知電極１１が最大の静電容量値を示す場合には、最小の静電容量値が検出された検知電極の位置及び静電容量値を示す点と最大の静電容量値が検出された検知電極の位置及び静電容量値を示す点とを結ぶ直線の傾きの角度を算出して距離Ｌを検出する。
【００８８】
なお、第１の方式における距離算出角度は、例えばヘッドレスト４３の最上に位置する検知電極１５の上記点と最大の静電容量値が検出された検知電極の上記点とを結ぶ直線及び最大の静電容量値が検出された検知電極の上記点から一方の軸に向かって直交するように延びる基準直線でなす第１距離算出角度と、最下に位置する検知電極１１の上記点と最大の静電容量値が検出された検知電極の上記点とを結ぶ直線及び上記基準直線でなす第２距離算出角度とを求め、これら第１及び第２距離算出角度に基づき算出されても良い。
【００８９】
次に、第２の方式として、例えば静電容量値の差分値を算出して、予め設定された距離及び差分値の関係プロファイルデータとこれを比較することでヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを得るようにすることもできる。この場合は、演算処理回路２８は、例えば各検知電極１１〜１５のうち、検知された静電容量が最大値を示す検知電極の静電容量値と、検知された静電容量が最小値を示す検知電極の静電容量値との差分値を算出して距離Ｌを検出する。
【００９０】
また、第３の方式として、例えば３次以上の関数を用いてヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを得るようにすることもできる。この場合は、演算処理回路２８は、静電容量値をｙ軸、検知電極の位置をｘ軸とする二次元座標を上述したように作成する。そして、この二次元座標上に、検出された静電容量値及び各検知電極１１〜１５のヘッドレスト４３における配置位置を示す位置情報と、予め設定された３次以上の高次関数とを用いて、上記静電容量値を実測定点としてそれらを連続的に結ぶ高次曲線を算出すると共に、この高次曲線の最高次の係数を算出して距離Ｌを検出する。
【００９１】
このように、上述した第１〜第３の方式によっても、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出することができるので、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００は、別途距離センサを設ける構成としなくても十分に機能する構成とすることができる。次に、上記第１の方式について詳細に説明する。
【００９２】
図１０に示すように、この第１の方式においては、演算処理回路２８は、各検知電極１１〜１５からの静電容量を示す静電容量値に基づいて、各検知電極１１〜１５の位置を一方の軸とすると共に、検出された静電容量値を他方の軸とする二次元座標Ｄを演算用の仮想領域上に作成する。
【００９３】
そして、この二次元座標Ｄ上にて、各検知電極１１〜１５のうち、例えばヘッドレスト４３の最上に位置する検知電極１５の位置及び静電容量値Ｃ５を示す点Ａ（図１０参照、以下同じ。）と最大の静電容量値が検出された検知電極（例えば、検知電極１３）の位置及び静電容量値Ｃ３を示す点Ｂ（図１０参照、以下同じ。）とを結ぶ直線ＡＢを作成する。
【００９４】
また、ヘッドレスト４３の最下に位置する検知電極１１の位置及び静電容量値Ｃ１を示す点Ｃ（図１０参照、以下同じ。）と最大の静電容量値が検出された検知電極（同じく、検知電極１３）の位置及び静電容量値Ｃ３を示す点Ｂとを結ぶ直線ＣＢを作成する。こうして二次元座標Ｄ上に作成した直線ＡＢ及び直線ＣＢでなす角度を距離算出角度θ（図１０参照、以下同じ。）とし、この距離算出角度θに基づいて距離Ｌを検出する。
【００９５】
具体的には、図１０（ａ）に示すように、例えば頭部４９ａの後頭部の高さ方向の中心位置を後頭部中心Ｐとし、最上に位置する検知電極１５と最下に位置する検知電極１１との間の電極間距離Ｈ内にある後頭部中心Ｐから各検知電極１１〜１５までの距離を距離Ｌとすると、二次元座標Ｄ上の出力値（静電容量値）は次のようになる。
【００９６】
すなわち、例えば距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１以下であり、各検知電極１１〜１５の並設方向中心付近（ヘッドレスト４３の高さ方向の中心付近）と頭部４９ａの後頭部中心Ｐとがほぼ水平方向に正対していれば、各検知電極１１〜１５の出力値は検知電極１３の出力値が最大となり、ヘッドレスト４３の最上又は最下に位置する検知電極１５，１１の出力値が最小となる。
【００９７】
この場合、上述したように二次元座標Ｄ上にて点Ａ，Ｂを結ぶ直線ＡＢと点Ｃ，Ｂを結ぶ直線ＣＢを作成する。これにより、２つの直線ＡＢ，ＣＢにて決まる距離算出角度θを得ることができ、この得られた距離算出角度θを、例えば予め設定された図１１に示すような距離及び角度の関係プロファイルデータと比較することにより、この距離算出角度θにて決まるヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを導き出すことができる。
【００９８】
また、この距離算出角度θは、上記直線ＡＢ及び点Ｂから検知電極の位置を示す軸に向かって直交するように延びる基準直線ＢＬでなる第１距離算出角度θ１と、この基準直線ＢＬ及び上記直線ＣＢでなる第２距離算出角度θ２とを算出し、これらを合わせることで求めることもできる。
【００９９】
すなわち、例えば各検知電極１１〜１５からの出力値のうちの最大出力値をＶｍａｘとし、このＶｍａｘに対する検知電極の電極番号をＮｍａｘとして抽出し、更に最上に位置する検知電極１５（Ｎ５）の出力値をＶ５とすると共に、最下に位置する検知電極１１（Ｎ１）の出力値をＶ１とすると、次式（１）及び（２）によりθ１及びθ２を求めることができる。
【０１００】
【数１】
【０１０１】
【数２】
【０１０２】
そして、θ＝θ１＋θ２を計算することにより、距離算出角度θを得ることができる。なお、図１０（ｂ）に示すように、例えば距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１以下であり、最下に位置する検知電極１１付近と頭部４９ａの後頭部中心Ｐとがほぼ水平方向に正対していれば、最大出力値が検知電極１１の出力値となることがある。
【０１０３】
この場合は、検知電極１１の出力値の零点Ｃ０及び点（最大出力値の点）ＢＣを結ぶ直線ＢＣＣ０と、この点ＢＣ及び最上に位置する検知電極１５の位置と出力値とを示す点Ａを結ぶ直線ＡＢＣとが距離算出角度θ（第１距離算出角度θ１、直線ＡＢＣの傾き（鋭角の角度）θ１）をなす。
【０１０４】
一方、図１０（ｃ）に示すように、例えば距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１以下であり、最上に位置する検知電極１５付近と頭部４９ａの後頭部中心Ｐとが水平方向にほぼ正対していれば、最大出力値が検知電極１５の出力値となることがある。この場合は、検知電極１５の出力値の零点Ａ０及び点（最大出力値の点）ＡＢを結ぶ直線ＡＢＡ０と、この点ＡＢ及び最下に位置する検知電極１１の位置と出力値とを示す点Ｃを結ぶ直線ＡＢＣとが距離算出角度θ（第２距離算出角度θ２、直線ＡＢＣの傾き（鋭角の角度）θ２）をなす。
【０１０５】
このようにして求めることができる距離算出角度θは、図１１（ａ）に示すように、第１距離算出角度θ１又は第２距離算出角度θ２については相関曲線Ｔ１で表すように、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが長くなる程大きくなるという関係を示す。同様に、図１１（ｂ）に示すように、距離算出角度θについても相関曲線Ｔ２で示すように、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが長くなる程大きくなるという関係を示す。
【０１０６】
従って、この第１の方式によれば、ヘッドレスト位置調整装置１００は、演算処理回路２８にてこの距離算出角度θ（第１及び第２距離算出角度θ１，θ２を含む）を用いてヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出することができる。そして、この検出結果に基づいて、ヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整することができる。
【０１０７】
この場合、ヘッドレスト位置調整装置１００は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出するに際して、上記ステップＳ３００及びステップＳ３０２に代わり、次のように動作する。図１２に示すように、まず、演算処理回路２８は、各検知電極１１〜１５にて検知された頭部４９ａとの間の静電容量に基づく静電容量値Ｃ１〜Ｃ５を検出する（ステップＳ４００）。
【０１０８】
次に、検出された静電容量値Ｃ１〜Ｃ５の中から、最大出力値（ピーク出力値）を抽出し（ステップＳ４０２）、上述したような各検知電極１１〜１５の位置を一方の軸とし、静電容量値を他方の軸とする二次元座標Ｄ上に出力値をマッピングして出力マップを作成する（ステップＳ４０４）。
【０１０９】
こうして出力マップを作成したら、上述したように距離算出角度θを算出し（ステップＳ４０６）、例えば距離及び角度の関係プロファイルデータと算出した距離算出角度θとを比較することにより、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出し（ステップＳ４０８）、上記ステップＳ３０４に移行して、以降の処理を実行する。
【０１１０】
なお、上述したものの他に、例えば次のように距離算出角度θを得るようにしても良い。すなわち、図１３に示すように、複数の検知電極１１〜１５のうち、例えば最小出力値が検出された検知電極１２の位置及び出力値を示す点Ｅと最大出力値が検出された検知電極１４の位置及び出力値を示す点Ｆとを結ぶ直線ＥＦを作成する。
【０１１１】
更に、検知電極１４の出力値の零点Ｆ０と上記点Ｆとを結ぶ直線ＦＦ０を作成し、直線ＥＦと直線ＦＦ０とで距離算出角度θをなし、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出するようにしても良い。この場合、距離算出角度θは、直線ＥＦの鋭角の傾きと同じであるため、この傾きの角度を算出すれば距離算出角度θを得ることができ、上述したように距離Ｌを検出することができる。
【０１１２】
また、図１４（ａ）に示すように、最上に位置する検知電極１５又は最下に位置する検知電極１１のいずれも最大出力値を示さない場合に、最大出力値が検出された検知電極１４の位置及び出力値を示す点Ｊと、この検知電極１４よりも上方に位置する検知電極のうちの最小出力値が検出された検知電極（図示の場合、検知電極１５）の位置及び出力値を示す点Ｋとを結ぶ直線ＪＫを作成する。
【０１１３】
そして、検知電極１４の点Ｊとこの検知電極１４よりも下方に位置する検知電極のうちの最小出力値が検出された検知電極（図示の場合、検知電極１２）の位置及び出力値を示す点Ｍとを結ぶ直線ＪＭを作成し、直線ＪＫと直線ＪＭとで距離算出角度θをなし、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出するようにしても良い。
【０１１４】
更に、図１４（ｂ）に示すように、最上に位置する検知電極１５又は最下に位置する検知電極１１のいずれかが最大出力値を示す場合（ここでは、検知電極１１）は、最小出力値が検出された検知電極（図示の場合、検知電極１４）の位置及び出力値を示す点Ｕと最大出力値が検出された検知電極１１の位置及び出力値を示す点Ｖとを結ぶ直線ＵＶを作成する。
【０１１５】
そして、検知電極１１の出力値の零点Ｖ０と上記点Ｖとを結ぶ直線ＶＶ０を作成し、直線ＵＶと直線ＶＶ０とで距離算出角度θをなし、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出するようにしても良い。この場合も、距離算出角度θは、直線ＵＶの鋭角の傾きと同じであるため、この傾きの角度を算出すれば距離算出角度θを得ることができる。
【０１１６】
また、図１４（ｃ）に示すように、最上に位置する検知電極１５又は最下に位置する検知電極１１のいずれかが最大出力値を示す場合（ここでは、検知電極１５）は、最小出力値が検出された検知電極（図示の場合、検知電極１２）の位置及び出力値を示す点Ｒと最大出力値が検出された検知電極１５の位置及び出力値を示す点Ｓとを結ぶ直線ＲＳを作成する。
【０１１７】
そして、検知電極１５の出力値の零点Ｓ０と上記点Ｓとを結ぶ直線ＳＳ０を作成し、直線ＲＳと直線ＳＳ０とで距離算出角度θをなし、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出するようにしても良い。この場合も、距離算出角度θは、直線ＲＳの鋭角の傾きと同じであるため、この傾きを算出すれば距離算出角度θを得ることができる。
【０１１８】
次に、上記第２の方式について詳細に説明する。この第２の方式においては、演算処理回路２８は、各検知電極１１〜１５からの静電容量を示す静電容量値に基づいて、出力値の差分値を演算し、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出する。図１５に示すように、例えば頭部４９ａの後頭部の高さ方向の中心位置を後頭部中心Ｐとし、電極間距離Ｈ内にある後頭部中心Ｐから各検知電極１１〜１５までの距離を距離Ｌとすると、出力値は次のようになる。
【０１１９】
すなわち、例えば距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１以下であり、各検知電極１１〜１５の並設方向中心付近（ヘッドレスト４３の高さ方向の中心付近）と頭部４９ａの後頭部中心Ｐとが水平方向にほぼ正対していれば、各検知電極１１〜１５の出力値は検知電極１３の出力値（静電容量値Ｃ３）が最大出力値となる。また、最上或いは最下に位置する検知電極１５，１１の出力値（静電容量値Ｃ５，Ｃ１）が最小出力値となる。
【０１２０】
このような出力特性を有する各検知電極１１〜１５の出力値とヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌとの関係を表すと、図１６（ａ）に示すようになる。そして、同図（ａ）に示すように、例えば上記検知電極１３の出力値が、頭部４９ａと検知電極１３とが近くなった場合の増加率が最も大きくなる（すなわち、距離Ｌの変化によって増加率が最も変化する）ことが分かる。
【０１２１】
そこで、本出願人は、各検知電極１１〜１５の出力値の増加率をそれぞれ測定した結果、増加率が最も大きくなった出力値Ｖｍａｘから増加率が最も小さくなった出力値Ｖｍｉｎを引いた差分値（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）が、図１６（ｂ）に示すように、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌ（すなわち、バックセット値）と相関があることを突き止めた。つまり、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが長くなればなる程差分値は小さくなると言える。
【０１２２】
従って、この第２の方式によれば、ヘッドレスト位置調整装置１００は、演算処理回路２８にてこの差分値を算出する。そして、この差分値を用い、例えば図１６（ｂ）に示すような距離及び差分値の関係プロファイルデータと比較することによって、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出することができ、この検出結果に基づいて、ヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整することが可能となる。
【０１２３】
この場合、ヘッドレスト位置調整装置１００は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出するに際して、上記ステップＳ３００及びステップＳ３０２に代わり、次のように動作する。図１７に示すように、まず、演算処理回路２８は、各検知電極１１〜１５にて検知された頭部４９ａとの間の静電容量に基づく静電容量値Ｃ１〜Ｃ５を検出する（ステップＳ５００）。
【０１２４】
次に、検出された静電容量値Ｃ１〜Ｃ５に基づいて、各検知電極１１〜１５のうちの静電容量が最大及び最小を示す検知電極の静電容量値を抽出し（ステップＳ５０２）、抽出した静電容量値から差分値を算出して（ステップＳ５０４）、例えば距離及び差分値の関係プロファイルデータと算出した差分値とを比較することにより、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出し（ステップＳ５０６）、上記ステップＳ３０４に移行して、以降の処理を実行する。
【０１２５】
次に、上記第３の方式について詳細に説明する。この第３の方式においては、演算処理回路２８は、各検知電極１１〜１５からの静電容量を示す静電容量値と、各検知電極１１〜１５の位置情報と、予め設定された３次以上の高次関数とを用いて、高次曲線とこれの最高次の係数を算出し、算出結果に基づきヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出する。
【０１２６】
上述したように、電極間距離Ｈ内にある頭部４９ａの後頭部中心Ｐから各検知電極１１〜１５までの距離Ｌにおける各検知電極１１〜１５の出力値及び出力特性は、図１５を用いて説明したものと同様であり、このような出力特性を有する各検知電極１１〜１５と頭部４９ａとの間の静電容量値Ｃ１〜Ｃ５を、３次以上の高次関数を用いて高次関数近似した場合の結果は、図１８に示すようになる。
【０１２７】
例えば、静電容量値をｙ軸、各検知電極１１〜１５の位置をｘ軸とする二次元座標上に表される少なくとも３以上（ここでは、５以上）の実測定点を通る高次曲線を算出する。すると、図１８中の高次曲線αのように、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが短くなればなる程曲線の形状が急峻な頂点を有するもの（すなわち、頭部４９ａの後頭部の凹凸が強調されるもの）になる。
【０１２８】
これに対し、図１８中の高次曲線βのように、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが長くなればなる程なだらかな形状の曲線となる。なお、演算処理回路２８は、例えば電極番号１〜５の検知電極１１〜１５をそれぞれ実測定点とし、各検知電極１１〜１５間（例えば、検知電極１１と検知電極１２との間など）を仮想測定点とするために、上述した高次関数近似により二次元座標上に出力の高次曲線を算出する。
【０１２９】
そして、本出願人は、これらの高次曲線の形状からヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを判定して検出するために、この距離Ｌと高次関数の係数との相関を調べたところ、図１９に示すように、最高次の係数が頭部４９ａの後頭部の凹凸の形を表しており、距離Ｌによって変化していることが判明した。
【０１３０】
上記高次関数近似を、例えば、ｙ＝ａｘ４＋ｂｘ３＋ｃｘ２＋ｄｘ＋ｅの４次関数を用いて行った場合、第１項ａｘ４の係数（すなわち、最高次の係数）ａがヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌと相関していると言える。この係数ａは、温度や湿度などの環境変化による外来ノイズの影響を受けることなく、距離Ｌが長い（すなわち、距離が遠い）と小さくなり、短い（すなわち、近い）と大きくなるという固有の相関性が見られるものである。
【０１３１】
従って、この第３の方式によれば、ヘッドレスト位置調整装置１００は、演算処理回路２８にてこの最高次の係数を用いて、例えば図１９に示すような相関データと比較することによりヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出することができ、この検出結果に基づいて、ヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整することが可能となる。
【０１３２】
この場合、ヘッドレスト位置調整装置１００は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出するに際して、上記ステップＳ３００及びステップＳ３０２に代わり、次のように動作する。図２０に示すように、まず、演算処理回路２８は、各検知電極１１〜１５にて検知された頭部４９ａとの間の静電容量に基づく静電容量値Ｃ１〜Ｃ５を検出する（ステップＳ６００）。
【０１３３】
次に、検出された静電容量値Ｃ１〜Ｃ５及び各検知電極１１〜１５の位置情報に基づいて、例えば静電容量値をｙ軸、各検知電極１１〜１５の位置をｘ軸とした二次元座標上に、上記高次曲線を算出して高次関数による近似を行い（ステップＳ６０２）、この高次関数の最高次の係数を算出する（ステップＳ６０４）。
【０１３４】
そして、この算出結果に基づき、例えば最高次の係数を上記相関データと照らし合わせることにより、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出し（ステップＳ６０６）、上記ステップＳ３０４に移行して、以降の処理を実行する。本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００は、このような第１〜第３の方式によりヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出して、ヘッドレスト４３の上下方向の位置の調整を行うこともできる。
【０１３５】
なお、ヘッドレスト位置調整装置１００の静電容量センサ部１０と駆動モータ４４は、本例ではハーネス２９により接続されていたが、例えば無線などによって制御可能に構成されていても良い。更に、駆動モータ４４が静電容量センサ部１０と一体的に構成され、ヘッドレスト４３側に配置されていても良い。
【０１３６】
また、検出回路２０は、後頭部中心Ｐに基づいて頭部４９ａの高さ位置を検出する場合、ヘッドレスト４３の中心位置を後頭部中心Ｐに合わせて移動させる他に、演算処理回路２８によって、頭部４９ａの後頭部形状をプロファイルし、このプロファイル結果から後頭部中心Ｐを算出し、この算出結果に基づいてヘッドレスト４３を上下動させるようにしても良い。
【０１３７】
その他、検出回路２０は、予めプリセットされた乗員４９のプロファイル情報（頭部４９ａの後頭部形状に関する情報を含む）やヘッドレスト４３の形状に関する情報などに基づいて、ヘッドレスト４３の任意の位置を上述した後頭部中心Ｐに合わせるように移動させるようにしても良い。
【０１３８】
更に、検出回路２０は、最上に位置する検知電極１５で検知された静電容量値Ｃ５と、最下に位置する検知電極１１で検知された静電容量値Ｃ１とを比較してヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する場合、最上に位置する検知電極１５及びそこから２つの検知電極１４，１３からの出力（静電容量値Ｃ５，Ｃ４，Ｃ３）の合計値と、最下に位置する検知電極１１及びそこから２つの検知電極１２，１３からの出力（静電容量値Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の合計値に基づいて上述したような比（出力比）αを求め、同様に頭部４９ａの高さ位置を検出するようにしても良い。
【０１３９】
また、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００における検出回路２０の他の例としては、図２１に示すように、検出回路２０は、各検知電極１１〜１５と接続された時分割回路２６と、この時分割回路２６により各検知電極１１〜１５にてそれぞれ異時的に検知された検知信号（静電容量を示す情報）をそれぞれ出力する静電容量検知回路２７と、この静電容量検知回路２７から出力された検知信号に基づく静電容量の値を比較してヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する演算処理回路２８とを備えて構成されている。
【０１４０】
このように検出回路２０を構成すれば、頭部４９ａの後頭部中心Ｐに基づいてヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する場合、時分割回路２６を介して各検知電極１１〜１５にて静電容量を順番に走査し、その結果に基づき頭部４９ａの後頭部中心Ｐを得ることが可能となる。
【０１４１】
また、検出回路２０は、最上と最下に位置する検知電極１５，１１で検知した静電容量の値から頭部４９ａの高さ位置を検出する場合、検知電極１５，１１と接続された時分割回路２６と、この時分割回路２６により各検知電極１５，１１にて、例えば異時的に検知された静電容量を示す情報を出力する静電容量検知回路２７と、この静電容量検知回路２７から出力された情報に基づく静電容量の値を比較して頭部４９ａの高さ位置を演算する演算処理回路２８とを備えて構成されても良い。従って、このような種々の構成の検出回路２０を採用しても、短時間で高精度なヘッドレスト４３の上下方向の位置の調整を行うことが可能となる。
【０１４２】
なお、上述した実施形態では、車両の座席４０のヘッドレスト４３にヘッドレスト位置調整装置１００を適用した場合を例に挙げて説明したが、このヘッドレスト位置調整装置１００は、その他にも、ヘッドレストの位置を可変可能なアトラクション設備における座席や、劇場観賞用の座席などの種々の座席に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明によれば、自動車等のヘッドレストの位置を調整する装置において、特に簡単な構成で高精度な位置調整を行うのに有用である。
【符号の説明】
【０１４４】
１０…静電容量センサ部、１１〜１５…検知電極、１９…基板、２０…検出回路、２１〜２５，２７…静電容量検知回路、２６…時分割回路、２８…演算処理回路、３０…制御部、３１…モータ駆動回路、４０…座席、４１…背もたれ部、４２…着座部、４３…ヘッドレスト、４４…駆動モータ、４９…人体（乗員）、４９ａ…頭部、１００…ヘッドレスト位置調整装置。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の車両の座席に対応して設けられたヘッドレストの位置を調整するヘッドレスト位置調整装置及びヘッドレスト位置調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば自動車等の車両の座席に対応して設けられたヘッドレストの位置を調整するものとして、次のようなものが知られている。すなわち、下記特許文献１に開示されたヘッドレスト駆動制御装置は、車両の天井部とヘッドレストに組み込まれた一対の検知電極間の静電容量を監視し、ヘッドレストを下端から上方向へ駆動しながら走査を行った時の静電容量の変化量から、人体（乗員）の頭部の有無を判断してヘッドレストの位置を調整する。
【０００３】
また、下記特許文献２に開示されたヘッドレストを調節するための装置は、ヘッドレスト内に配置された２つ若しくは３つのコンデンサプレートを用いて頭部と各コンデンサプレートとの間の静電容量値を測定し、ヘッドレストを適切な高さに調節する。
【０００４】
さらに、下記特許文献３に開示されたヘッドレスト調整装置は、ヘッドレスト内に１つの検知電極を配置し、頭部との間の静電容量を監視してヘッドレストを上下方向へ駆動しながら走査を行った時の静電容量の変化量から、頭部の有無を判断してヘッドレストの位置を調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６４−１１５１１号公報
【特許文献２】特開２０００−３０９２４２号公報
【特許文献３】特開平１１−１８０２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１〜３に開示されたものでは、ヘッドレストを移動させながら走査を行っているが、乗員が着座した状態で前後方向に揺らいだ場合などに、高さ方向の調整位置がずれてしまったり、ヘッドレスト制御側（例えば、ＥＣＵ（電子制御ユニット）など）でのデータ処理の負荷が大きくなってしまうなどの問題がある。
【０００７】
また、上記のものでは、配置された静電容量センサの出力変化から頭部の位置を推定しようとしているが、頭部が静電容量センサから遠い位置にあると出力変化が小さくなり、頭部の凹凸を明確に検知できずに調整精度が劣ってしまうという問題もある。
【０００８】
更に、上記のものでヘッドレストの高さを頭部に常時追従させて位置調整しようとすると、頭部とヘッドレストとの間の距離が離れている時であっても位置調整動作が実行されてしまうことが予想され、このような場合は静電容量の出力値が微弱になることが想定されるので、誤検出が頻繁に起こり精度の高い位置調整を行うことが困難となると共に、不要な動作に伴う無駄な消費電力が発生するという問題もある。
【０００９】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、簡単な構成で不要な動作及び誤検出を防止しつつ高精度且つ自動的にヘッドレストの位置を正確な位置に調整することができるヘッドレスト位置調整装置及びヘッドレスト位置調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係るヘッドレスト位置調整装置は、座席に着座した人体の頭部の後方に配置されるヘッドレストに高さ方向に沿って少なくとも３つ並設され、前記頭部と前記ヘッドレストと前記頭部との間の静電容量を検知する複数の検知電極と、前記複数の検知電極により検知された静電容量値に基づいて、前記ヘッドレストに対する前記頭部の高さ位置を検出する検出回路と、前記検出回路の検出結果に基づいて、前記ヘッドレストの上下方向の位置を調整する位置調整手段とを備え、前記検出回路は、（１）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が第１の所定距離以下である場合は、前記複数の検知電極により検知された全ての静電容量値に基づき前記高さ位置を検出し、（２）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離より長く且つ前記第１の所定距離よりも長い第２の所定距離以下である場合は、前記複数の検知電極のうちの少なくとも最上位置の検知電極と最下位置の検知電極とにより検知された静電容量値に基づき前記高さ位置を検出し、（３）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第２の所定距離より長い場合は、前記位置調整手段によって前記ヘッドレストを停止又は所定位置に移動させることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るヘッドレスト位置調整装置は、検出回路によって、ヘッドレストと頭部との間の距離が第１の所定距離以下であるかそれよりも長いかにより、ヘッドレストに対する頭部の高さ位置を検出するために用いる静電容量値を異ならせているので、簡単な構成で誤検出を防止しつつ高精度且つ自動的にヘッドレストの位置を正確な位置に調整することができる。
また、本発明に係るヘッドレスト位置調整装置は、検出回路によって、ヘッドレストと頭部との間の距離が第２の所定距離以下であるかそれよりも長いかにより、ヘッドレストの位置調整動作の種類が決定されるので、簡単な構成で不要な動作を防止しつつ高精度にヘッドレストの位置を正確な位置に調整することができる。
【００１２】
本発明に係るヘッドレスト位置調整装置において、前記検出回路は、前記複数の検知電極により検知された静電容量値のうちの最小値が第１のしきい値以上である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離以下であると判断し、前記最小値が前記第１のしきい値未満で且つ前記第１のしきい値よりも小さい第２のしきい値以上である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離よりも長く且つ前記第２の所定距離以下であると判断し、前記最小値が前記第２のしきい値未満である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第２の所定距離よりも長いと判断する構成とすることが好ましい。
【００１３】
また、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離を測定する距離測定手段を更に備え、前記検出回路は、前記距離測定手段の測定値に基づいて、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離を判断する構成とすることができる。
【００１４】
前記検出回路は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離より長く且つ前記第２の所定距離以下である場合に、前記最上位置の検知電極及びそこから所定個数の検知電極により検知された静電容量値と、前記最下位置の検知電極及びそこから所定個数の検知電極により検知された静電容量値とに基づいて、前記高さ位置を検出する構成とすることができる。
【００１５】
前記複数の検知電極は、それぞれが矩形短冊状に形成され、その長手方向が前記高さ方向と交差するように前記ヘッドレストの前面側に配置されるようにしても良い。
【００１６】
本発明に係るヘッドレスト位置調整方法は、座席に着座した人体の頭部と前記頭部の後方に配置されるヘッドレストとの間の静電容量を、前記ヘッドレストに高さ方向に沿って少なくとも３つ並設された複数の検知電極によって検知し、（１）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が第１の所定距離以下である場合は、前記複数の検知電極により検知された全ての静電容量値に基づき前記ヘッドレストに対する前記頭部の高さ位置を検出して前記ヘッドレストの上下方向の位置を調整し、（２）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離より長く且つ前記第１の所定距離よりも長い第２の所定距離以下である場合は、前記複数の検知電極のうちの少なくとも最上位置の検知電極と最下位置の検知電極とにより検知された静電容量値に基づき前記高さ位置を検出して前記ヘッドレストの上下方向の位置を調整し、（３）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第２の所定距離より長い場合は、前記ヘッドレストを停止又は所定位置に移動させることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係るヘッドレスト位置調整方法は、ヘッドレストと頭部との間の距離が第１の所定距離以下であるかそれよりも長いかにより、ヘッドレストに対する頭部の高さ位置を検出するために用いる静電容量値を異ならせているので、簡単な構成で誤検出を防止しつつ高精度且つ自動的にヘッドレストの位置を正確な位置に調整することができる。
また、本発明に係るヘッドレスト位置調整方法は、ヘッドレストと頭部との間の距離が第２の所定距離以下であるかそれよりも長いかにより、ヘッドレストの位置調整動作の種類が決定されるので、簡単な構成で不要な動作を防止しつつ高精度にヘッドレストの位置を正確な位置に調整することができる。
【００１８】
本発明に係るヘッドレスト位置調整方法において、前記複数の検知電極により検知された静電容量値のうちの最小値が第１のしきい値以上である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離以下であると判断し、前記最小値が前記第１のしきい値未満で且つ前記第１のしきい値よりも小さい第２のしきい値以上である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離よりも長く且つ前記第２の所定距離以下であると判断し、前記最小値が前記第２のしきい値未満である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第２の所定距離よりも長いと判断する構成とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、簡単な構成で不要な動作及び誤検出を防止しつつ高精度且つ自動的にヘッドレストの位置を正確な位置に調整することができるヘッドレスト位置調整装置及びヘッドレスト位置調整方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置を配置した車両の座席を示す図である。
【図２】同ヘッドレスト位置調整装置の検知電極のヘッドレストにおける配置態様を示す図である。
【図３】同ヘッドレスト位置調整装置の全体構成を示すブロック図である。
【図４】同ヘッドレスト位置調整装置の第１の動作態様を示すフローチャートである。
【図５】同ヘッドレスト位置調整装置の静電容量センサ部による第１の出力例を示す図である。
【図６】同ヘッドレスト位置調整装置の静電容量センサ部による第２の出力例を示す図である。
【図７】同ヘッドレスト位置調整装置による調整方式を説明するための図である。
【図８】同ヘッドレスト位置調整装置の第２の動作態様を示すフローチャートである。
【図９】同ヘッドレスト位置調整装置の第３の動作態様を示すフローチャートである。
【図１０】同ヘッドレスト位置調整装置の静電容量センサ部による第３の出力例を示す図である。
【図１１】距離算出角度とヘッドレストと頭部との間の距離との関係を説明するための図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置によるヘッドレストと頭部との間の距離の第１の方式での検出処理を示すフローチャートである。
【図１３】同ヘッドレスト位置調整装置の静電容量センサ部による第４の出力例を示す図である。
【図１４】同ヘッドレスト位置調整装置の静電容量センサ部による第５の出力例を示す図である。
【図１５】同ヘッドレスト位置調整装置の静電容量センサ部による第６の出力例を示す図である。
【図１６】各検知電極の出力値とヘッドレストと頭部との間の距離との関係を説明するための図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置によるヘッドレストと頭部との間の距離の第２の方式での検出処理を示すフローチャートである。
【図１８】各検知電極と頭部との間の静電容量値を高次関数近似した結果を示す図である。
【図１９】各検知電極と頭部との間の距離と最高次の係数との相関を表す図である。
【図２０】本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置によるヘッドレストと頭部との間の距離の第３の方式での検出処理を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の一実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置の全体構成の他の例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、添付の図面を参照して、本発明に係るヘッドレスト位置調整装置及びヘッドレスト位置調整方法の実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、ヘッドレスト位置調整装置１００は、車両などの座席４０に設けられ、例えば座席（シート）４０のヘッドレスト４３に配置された静電容量センサ部１０と、座席４０の背もたれ部（バックシート）４１に配置された駆動モータ４４と、静電容量センサ部１０の検出結果に基づき駆動モータ４４の駆動を制御する制御部３０とを備えて構成されている。
【００２３】
本実施形態のヘッドレスト位置調整装置１００では、制御部３０は、静電容量センサ部１０と一体的に構成されてヘッドレスト４３側に配置され、この制御部３０と駆動モータ４４とは、例えばハーネス３２により電気的に接続されている。
【００２４】
静電容量センサ部１０は、例えば基板１９の一方の面側に形成された複数の検知電極１１〜１５と、この基板１９の他方の面側に形成された検出回路２０とを備えて構成される。この静電容量センサ部１０は、座席４０の着座部４２に着座した人体（乗員）４９の頭部４９ａとヘッドレスト４３（具体的には、ヘッドレスト４３に配置された各検知電極１１〜１５）との間の静電容量を検知し、ヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する。
【００２５】
すなわち、静電容量センサ部１０は、例えば頭部４９ａの後頭部の凹凸形状に応じて可変する静電容量の値（静電容量値）を各検知電極１１〜１５によってそれぞれ検知し、ヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する。
【００２６】
基板１９は、例えばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）、リジッド基板或いはリジッドフレキシブル基板により構成されている。複数の検知電極１１〜１５は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）或いはエポキシ樹脂（例えば、ガラスエポキシ樹脂）などの絶縁体からなる基板１９上にパターン形成された銅、銅合金又はアルミニウムなどの導電材からなる。
【００２７】
これら複数の検知電極１１〜１５は、その他、メンブレン回路に形成されたり、導電性粘着材や導電性フィルム、或いは一般的な電線等のその他の部材からなるものでも良く、設置される箇所によっては、透明電極により構成することもできる。この場合は、基板１９を透明性を有するパネルやフィルム材にて形成し、各検知電極１１〜１５を透明電極で構成すれば良い。
【００２８】
透明電極は、例えばＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）やＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォニック酸）、或いはＰＥＤＯＴ／ＴｓＯ（ポリエチレンジオキシチオフェン／トルエンスルフォネート）などを用いることができる。
【００２９】
複数の検知電極１１〜１５は、例えば矩形短冊状に形成され、その長手方向がヘッドレスト４３の高さ方向に交差すると共に、ヘッドレスト４３に高さ方向に沿って並設された状態でヘッドレスト４３の前面側に配置されている。そして、これらの検知電極１１〜１５には、例えばそれぞれ電極番号１〜５が割り当てられている。
【００３０】
これら複数の検知電極１１〜１５は、本実施形態では５つ設けられているが、これに限定されず、例えばヘッドレスト４３が静止した状態で座席４０に着座した乗員４９の頭部４９ａの高さ位置を検出するのに必要な数（少なくとも３つ）だけ設けられていれば良く、５つよりも更に多く設けられていても良い。
【００３１】
図３に示すように、検出回路２０は、複数の検知電極１１〜１５とそれぞれ一対一で接続され、各検知電極１１〜１５により検知された静電容量を示す情報を出力する複数の静電容量検知回路２１〜２５と、これら複数の静電容量検知回路２１〜２５と接続され、各静電容量検知回路２１〜２５から出力された情報に基づいてヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出（演算）する演算処理回路２８とを備えて構成されている。
【００３２】
また、制御部３０は、回路部２０の演算処理回路２８と接続され、演算処理回路２８の検出結果（演算結果）に基づいて駆動モータ４４の駆動を制御するモータ駆動回路３１を備えて構成されている。そして、駆動モータ４４は、モータ駆動回路３１から出力された制御信号に基づいて、ヘッドレスト４３を上下移動させる。
【００３３】
複数の検知電極１１〜１５により検知された静電容量を示す情報を出力する複数の静電容量検知回路２１〜２５は、各検知電極１１〜１５と頭部４９ａとの間の静電容量に応じてデューティー比が変化するパルス信号を生成すると共に平滑化して検知信号を出力する。
【００３４】
すなわち、各静電容量検知回路２１〜２５は、静電容量（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を電圧（Ｖｏｌｔａｇｅ）に変換するＣ−Ｖ変換機能を有し、例えば公知のＣＲ充放電時間を計測する回路、充電した電荷を既知のコンデンサに転送する回路、インピーダンスを測定する回路、発振回路を構成して発振周波数を計測する回路等を用いて構成することができる。
【００３５】
演算処理回路２８は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えてなり、各静電容量検知回路２１〜２５からの検知信号を比較する。すなわち、演算処理回路２８は、各検知電極１１〜１５により検知された各静電容量Ｃの値（以下、電極番号１〜５に対応する静電容量値Ｃ１〜Ｃ５とする。）を比較する。
【００３６】
そして、各静電容量値Ｃ１〜Ｃ５のうちの最小値が第１のしきい値（例えば、Ｔｈ１）以上である場合は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１以下であると判断し、複数の検知電極１１〜１５により検知された全ての静電容量値Ｃ１〜Ｃ５に基づき頭部４９の高さ位置を検出すると共に、この検出結果をモータ駆動回路３１に出力する。
【００３７】
また、各静電容量値Ｃ１〜Ｃ５のうちの最小値が第１のしきい値Ｔｈ１未満で且つ第１のしきい値Ｔｈ１よりも小さい第２のしきい値（例えば、Ｔｈ２）以上である場合は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１より長く且つ第１の所定距離Ｌ１よりも長い第２の所定距離Ｌ２以下であると判断する。
【００３８】
そして、複数の検知電極１１〜１５のうちの少なくともヘッドレスト４３の最上位置の検知電極１５と最下位置の検知電極１１とにより検知された静電容量値Ｃ５，Ｃ１に基づき頭部４９の高さ位置を検出すると共に、この検出結果をモータ駆動回路３１に出力する。
【００３９】
更に、各静電容量値Ｃ１〜Ｃ５のうちの最小値が第２のしきい値Ｔｈ２未満である場合は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第２の所定距離Ｌ２よりも長いと判断し、ヘッドレスト４３を停止又は予め設定された所定位置（例えば、ヘッドレスト４３が背もたれ部４１に最も近い位置）に移動させる演算結果をモータ駆動回路３１に出力する。
【００４０】
モータ駆動回路３１は、演算処理回路２８の検出結果（演算結果）に基づいて、駆動モータ４４の駆動を制御し、座席４０の背もたれ部４１に対するヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整する。なお、駆動モータ４４は、ヘッドレスト４３の支持軸４３ａを上下方向、左右方向及び前後方向に移動自在に駆動するように構成することができる。
【００４１】
次に、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００の動作について、図４に示すフローチャートに基づき説明する。図４に示すように、まず、駆動モータ４４を駆動してヘッドレスト４３を初期位置（例えば、背もたれ部４１に対してヘッドレスト４３が最も高い位置）に移動させた後、この初期位置において、静電容量センサ部１０の各検知電極１１〜１５にて頭部４９ａとの間の静電容量Ｃを検知する（ステップＳ１００）。
【００４２】
そして、演算処理回路２８は、各静電容量検知回路２１〜２５からの検知信号に基づき、例えば各検知電極１１〜１５で検知された各静電容量Ｃの値（静電容量値Ｃ１〜Ｃ５）のうちの最小値が、しきい値Ｔｈ１以上であるか否か（すなわち、最小値がしきい値Ｔｈ１以上か、或いはしきい値Ｔｈ１未満か）の判断を行う（ステップＳ１０２）。
【００４３】
ステップＳ１０２において、最小値がしきい値Ｔｈ１以上であると判断した場合（ステップＳ１０２のＹ）は、演算処理回路２８は、例えばヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１以下であると判断して、各静電容量値Ｃ１〜Ｃ５を全て用いてこれらを比較し、ヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する（ステップＳ１０４）。
【００４４】
そして、この演算処理回路２８からの検出結果に基づいて、モータ駆動回路３１が駆動モータ４４を制御し、これによりヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整して（ステップＳ１０６）、本フローチャートによる一連のヘッドレスト位置調整処理を終了する。
【００４５】
ステップＳ１０２において、最小値がしきい値Ｔｈ１未満であると判断した場合（ステップＳ１０２のＮ）は、演算処理回路２８は、最小値がしきい値Ｔｈ１よりも小さいしきい値Ｔｈ２以上であるか否か（すなわち、最小値がしきい値Ｔｈ１未満で且つしきい値Ｔｈ２以上か）の判断を行う（ステップＳ１０８）。
【００４６】
ステップＳ１０８において、最小値がしきい値Ｔｈ２以上であると判断した場合（ステップＳ１０８のＹ）は、演算処理回路２８は、例えばヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１より長く且つ第２の所定距離Ｌ２以下であると判断する。
【００４７】
そして、ヘッドレスト４３に高さ方向に沿って並設された各検知電極１１〜１５のうち、少なくとも最上に位置する検知電極１５で検知された静電容量の値（静電容量値Ｃ５）と、最下に位置する検知電極１１で検知された静電容量の値（静電容量値Ｃ１）とを比較し、この比に基づいてヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する（ステップＳ１１０）。
【００４８】
モータ駆動回路３１は、上記と同様にこの検出結果に基づいて駆動モータ４４を制御し、ヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整して（ステップＳ１０６）、本フローチャートによる一連のヘッドレスト位置調整処理を終了する。一方、ステップＳ１０８において、最小値がしきい値Ｔｈ２未満であると判断した場合（ステップＳ１０８のＮ）は、演算処理回路２８は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第２の所定距離Ｌ２よりも長いと判断して、モータ駆動回路３１による駆動モータ４４の制御によって、ヘッドレスト４３を停止又は予め設定された所定位置に移動させ（ステップＳ１１２）、本フローチャートによる一連のヘッドレスト位置調整処理を終了する。
【００４９】
ここで、静電容量センサ部１０によるによる出力例を、図５に示す静電容量値のグラフに基づいて説明する。図５（ａ）は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１以下である場合（例えば、Ｌ＝５０ｍｍ程度である場合）に、各検知電極１１〜１５で検知された静電容量値Ｃを示している。
【００５０】
また、図５（ｂ）は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１より長く且つ第２の所定距離Ｌ２以下である場合（例えば、Ｌ＝７０ｍｍ程度である場合）に、各検知電極１１〜１５で検知された静電容量値Ｃを示している。更に、図５（ｃ）は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第２の所定距離Ｌ２よりも長い場合（例えば、Ｌ＝９０ｍｍ程度である場合）に、各検知電極１１〜１５で検知された静電容量値Ｃを示している。
【００５１】
図５（ａ）に示すように、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが５０ｍｍ程度の時（すなわち、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１以下である場合）は、検知電極１１〜１５で検知された各静電容量値Ｃの差が明確であり、頭部４９ａの後頭部の凹凸に応じて変化する静電容量値のグラフを得ることができる。
【００５２】
このため、図５（ａ）に示すような場合は、各検知電極１１〜１５で検知された全ての静電容量値に基づき、演算処理回路２８によって頭部４９ａの後頭部形状を推測することができるので、後頭部中心Ｐの高さ位置を推定することができる。つまり、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが５０ｍｍ程度の時は、各検知電極１１〜１５で検知された静電容量の値に基づき頭部４９ａの高さ方向の推定中心位置を算出し、この算出結果に基づきヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出して、ヘッドレスト４３の位置調整を行うことが可能である。
【００５３】
しかし、図５（ｂ）に示すように、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが７０ｍｍ程度の時（すなわち、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第１の所定距離より長く且つ第２の所定距離以下である場合）は、検知電極１１〜１５で検知された各静電容量値Ｃの差が曖昧であるため、正確な頭部４９ａの高さ方向の推定中心位置を得ることが困難となってしまう。
【００５４】
特に、頭部４９ａの後頭部中心Ｐの高さ位置に近い領域では、外乱の影響を受けて、頭部４９ａの凹凸に応じた静電容量値Ｃの大小関係が得られない可能性がある。このように、頭部４９ａとヘッドレスト４３の前面との距離が単に２０ｍｍ程度変化しただけで、ヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出することが困難となり、ヘッドレストの位置調整を行うことが難しくなってしまう。
【００５５】
なお、図５（ｃ）に示すように、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが９０ｍｍ程度の時（すなわち、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第２の所定距離Ｌ２よりも長い場合）は、検知電極１１〜１５で検知された各静電容量値Ｃの値自体が曖昧となってしまうため（ヘッドレスト４３の位置調整に用いることができる程度の値とはならないため）、ヘッドレスト４３の位置調整を行わずに、ヘッドレスト４３を停止又は所定位置（上記初期位置等）に移動させる。
【００５６】
一方、ヘッドレスト４３に高さ方向に沿って並設された各検知電極１１〜１５のうち、最上に位置する検知電極１５で検知された静電容量値Ｃ５と、最下に位置する検知電極１１で検知された静電容量値Ｃ１との比（各静電容量値Ｃ５，Ｃ１の差）は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌによる影響が小さく、この距離Ｌが５０ｍｍ程度の時も７０ｍｍ程度の時も同様の結果が得られる。
【００５７】
すなわち、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが離れていても（例えば、Ｌ＝７０ｍｍ程度であっても）、図６（ａ）に示すように、検知電極１１，１５で検知された静電容量の値（静電容量値Ｃ１及びＣ５）を比較すると、頭部４９ａの後頭部中心Ｐの高さ位置がヘッドレスト４３の高さ方向の中心と水平方向にほぼ同程度である場合には、両者共に同等の静電容量値である。
【００５８】
また、図６（ｂ）に示すように、頭部４９ａの後頭部中心Ｐの高さ位置がヘッドレスト４３の高さ方向の中心から外れ、後頭部中心Ｐの高さ位置が検知電極１１の中心と水平方向にほぼ同程度である場合には、検知電極１１で検知された静電容量と検知電極１５で検知された静電容量との比が大きくなる。
【００５９】
このようにして得られた２つの検知電極１１，１５で検知された各静電容量の値の比に基づいて、ヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの位置を検出し、この検出結果に基づいてヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整する調整方式は、例えば図７に示すように表すことができる。
【００６０】
図７は、上述したステップＳ１１０及びステップＳ１０６における本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００による調整方式を説明するための図である。図７に示すように、ヘッドレスト４３の下部に配置された検知電極１１で検知された静電容量値Ｃ１と、上部に配置された検知電極１５で検知された静電容量値Ｃ５との比αは、α＝Ｃ１／Ｃ１＋Ｃ５によって得ることができる。こうして得られた比αに基づいて、ヘッドレスト４３の移動量（ｍｍ）を決定することが可能となる。
【００６１】
すなわち、頭部４９ａの後頭部中心Ｐの高さ位置がヘッドレスト４３の中心の高さ位置と水平方向に同じである時の移動量を０ｍｍとした場合、この比αが０に近い時はヘッドレスト４３を上方向（＋方向）へ移動させ、１に近い時は下方向（−方向）へ移動させるように駆動モータ４４に対して制御信号を出力する。
【００６２】
本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００において、上述したステップＳ１０２において判定基準とされるしきい値Ｔｈ１を、例えばヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが６０ｍｍ程度となる際に各検知電極１１〜１５で検知される各静電容量の値（静電容量値Ｃ１〜Ｃ５）のうちの最小値と設定することによって、各検知電極１１〜１５で検知された静電容量の値に基づき、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが第１の所定距離（例えば、６０ｍｍ）以下であるか否かを判断することができる。
【００６３】
例えば、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが６０ｍｍ以下の場合（すなわち、第１の所定距離以下の場合）は、静電容量値Ｃ１〜Ｃ５の最小値がしきい値Ｔｈ１以上となるため、上述したステップＳ１０４及びステップＳ１０６によって全ての静電容量値Ｃ１〜Ｃ５を用いて頭部４９ａの高さ位置の検出を行う。
【００６４】
また、上述したステップＳ１０８において判定基準とされるしきい値Ｔｈ２を、例えばヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが８０ｍｍ程度となる際に各検知電極１１〜１５で検知される各静電容量の値（静電容量値Ｃ１〜Ｃ５）のうちの最小値と設定することによって、各検知電極１１〜１５で検知された静電容量の値に基づき、ヘッドレストと頭部４９ａとの間の距離Ｌが第２の所定距離（例えば、８０ｍｍ）以下であるか否かを判断することができる。
【００６５】
例えば、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが６０ｍｍよりも長い場合（すなわち、第１の所定距離よりも長い場合）であって、この距離Ｌが８０ｍｍ以下の場合（すなわち、第２の所定距離以下の場合）は、静電容量値Ｃ１〜Ｃ５の最小値がしきい値Ｔｈ１未満で且つしきい値Ｔｈ２以上となるため、上述したステップＳ１１０及びステップＳ１０６によって静電容量値Ｃ１，Ｃ５を用いて頭部４９ａの高さ位置の検出を行う。
【００６６】
更に、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが８０ｍｍよりも長い場合（すなわち、第２の所定距離よりも長い場合）は、静電容量値Ｃ１〜Ｃ５の最小値がしきい値Ｔｈ２未満となるため、上述したステップＳ１１２によってヘッドレスト４３を停止又は所定位置に移動させる。
【００６７】
このように、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００では、簡単な構成で不要な動作及び誤検出を防止しつつ高精度且つ自動的にヘッドレスト４３の位置を正確な位置に調整することが可能となり、ヘッドレスト４３の位置未調整に伴う車両の衝突時などにおける乗員４９の頸椎損傷などの事故防止を図ることができる。
【００６８】
次に、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００は、図８のフローチャートに示すように、ヘッドレスト４３の上下方向の位置の調整を行っても良い。すなわち、まず、例えばヘッドレスト４３を初期位置（背もたれ部４１に対してヘッドレスト４３が最も高い位置）に移動させた後、この初期位置において、静電容量センサ部１０の各検知電極１１〜１５にて頭部４９ａとの間の静電容量Ｃを検知する（ステップＳ２００）。
【００６９】
そして、演算処理回路２８は、各検知電極１１〜１５で検知された各静電容量の値（静電容量値Ｃ１〜Ｃ５）を比較して、ヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する（ステップＳ２０２）と共に、最上に位置する検知電極１５で検知された静電容量値Ｃ５と、最下に位置する検知電極１１で検知された静電容量値Ｃ１とを比較し、この比に基づいてヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する（ステップＳ２０４）。
【００７０】
次に、上記ステップＳ２０２の検出値とステップＳ２０４の検出値とを比較して、両者が同一又はその誤差が予め設定された第１の所定範囲内か否かを判定する（ステップＳ２０６）。このステップＳ２０６において、両者が同一又はその誤差が第１の所定範囲内であると判定された場合（ステップＳ２０６のＹ）は、上記ステップＳ２０２の検出値に基づいて、モータ駆動回路３１が駆動モータ４４を制御して、ヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整し（ステップＳ２０８）、本フローチャートによる一連のヘッドレスト位置調整処理を終了する。
【００７１】
ステップＳ２０６において、両者の誤差が第１の所定範囲内ではないと判定された場合（ステップＳ２０６のＮ）は、上記ステップＳ２０２の検出値とステップＳ２０４の検出値とを比較して、両者の誤差が予め設定された第２の所定範囲内か否かを判定する（ステップＳ２１０）。
【００７２】
このステップＳ２１０において、両者の誤差が第２の所定範囲内である（すなわち、第１の所定範囲内ではないが第２の所定範囲内である）と判定された場合（ステップＳ２１０のＹ）は、上記ステップＳ２０４の検出値に基づいて、モータ駆動回路３１が駆動モータ４４を制御して、ヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整し（ステップＳ２１２）、本フローチャートによる一連のヘッドレスト位置調整処理を終了する。
【００７３】
ステップＳ２１０において、両者の誤差が第２の所定範囲内ではないと判定された場合（ステップＳ２１０のＮ）は、モータ駆動回路３１が駆動モータ４４を制御して、ヘッドレスト４３を停止又は所定位置に移動させ（ステップＳ２１４）、本フローチャートによる一連のヘッドレスト位置調整処理を終了する。
【００７４】
また、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを測定して検出する距離センサ（図示せず）を別途設けて構成されていても良い。距離センサとしては、公知の赤外線センサ、集電型紫外線センサ、光センサ及び超音波センサなど、種々のセンサを用いることができる。
【００７５】
このように、別途距離センサを設けた場合、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００は、図９のフローチャートに示すようにヘッドレスト４３の上下方向の位置の調整を行っても良い。すなわち、まず、例えばヘッドレスト４３を初期位置（背もたれ部４１に対してヘッドレスト４３が最も高い位置）に移動させた後、この初期位置において、静電容量センサ部１０の各検知電極１１〜１５にて頭部４９ａとの間の静電容量Ｃを検知する（ステップＳ３００）と共に、距離センサによってヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを測定して検出する（ステップＳ３０２）。
【００７６】
その後、演算処理回路２８は、距離センサによって検出された距離Ｌが予め設定された第１の所定距離Ｌ１以下か否かを判定する（ステップＳ３０４）。このステップＳ３０４において、距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１以下であると判定された場合（ステップＳ３０４のＹ）は、各静電容量値Ｃ１〜Ｃ５を全て用いてこれらを比較し、ヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する（ステップＳ３０６）。
【００７７】
そして、この演算処理回路２８からの検出結果に基づいて、モータ駆動回路３１が駆動モータ４４を制御し、これによりヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整して（ステップＳ３０８）、本フローチャートによる一連のヘッドレスト位置調整処理を終了する。
【００７８】
ステップＳ３０４において、距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１よりも長いと判定された場合（ステップＳ３０４のＮ）は、演算処理回路２８は、距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１よりも長い第２の所定距離Ｌ２以下か（すなわち、第１の所定距離Ｌ１より長く且つ第２の所定距離Ｌ２以下か）否かを判定する（ステップＳ３１０）。
【００７９】
このステップＳ３１０において、距離Ｌが第２の所定距離Ｌ２以下であると判定された場合（ステップＳ３１０のＹ）は、演算処理回路２８は、各検知電極１１〜１５のうち、少なくとも最上に位置する検知電極１５で検知された静電容量の値（静電容量値Ｃ５）と、最下に位置する検知電極１１で検知された静電容量の値（静電容量値Ｃ１）とを比較し、この比に基づいてヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する（ステップＳ３１２）。
【００８０】
モータ駆動回路３１は、同様にこの検出結果に基づいて駆動モータ４４を制御し、ヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整して（ステップＳ３０８）、本フローチャートによる一連のヘッドレスト位置調整処理を終了する。一方、ステップＳ３１０において、距離Ｌが第２の所定距離Ｌ２よりも長いと判定された場合（ステップＳ３１０のＮ）は、モータ駆動回路３１による駆動モータ４４の制御によって、ヘッドレスト４３を停止又は所定位置に移動させ（ステップＳ３１４）、本フローチャートによる一連のヘッドレスト位置調整処理を終了する。
【００８１】
なお、上述したように別途距離センサを設けなくても、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００は、上記ステップＳ３００において各検知電極１１〜１５によって検知された静電容量の値を用いて、具体的には次の３つの方式によりヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離ＬをステップＳ３０２にて検出することもできる。
【００８２】
すなわち、まず、第１の方式として、例えば距離算出角度を算出して、予め設定された距離及び角度の関係プロファイルデータとこれを比較することでヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを得るようにすることもできる。この場合は、演算処理回路２８は、例えば各検知電極１１〜１５の位置を一方の軸とすると共に、検出された静電容量の値（静電容量値Ｃ１〜Ｃ５）を他方の軸とする二次元座標をＲＡＭ等の仮想領域上に作成する。
【００８３】
そして、作成した二次元座標上にて、各検知電極１１〜１５のうち、ヘッドレスト４３の最上に位置する検知電極１５又は最下に位置する検知電極１１が最大の静電容量を示さない場合に、ヘッドレスト４３の最上に位置する検知電極１５の位置及び静電容量値Ｃ５を示す点と最大の静電容量値が検出された検知電極の位置及び静電容量値を示す点とを結ぶ直線と、ヘッドレスト４３の最下に位置する検知電極１１の位置及び静電容量値Ｃ１を示す点と最大の静電容量値が検出された検知電極の位置及び静電容量値を示す点とを結ぶ直線とでなす距離算出角度を算出して距離Ｌを検出する。
【００８４】
また、ヘッドレスト４３の最上に位置する検知電極１５又は最下に位置する検知電極１１が最大の静電容量を示す場合には、ヘッドレスト４３の最上に位置する検知電極１５の位置及び静電容量値Ｃ５を示す点と最下に位置する検知電極１１の位置及び静電容量値Ｃ１を示す点とを結ぶ直線の傾きの角度を算出して距離Ｌを検出する。
【００８５】
更に、作成した二次元座標上にて、各検知電極１１〜１５のうち、最小の静電容量値が検出された検知電極の位置及び静電容量値を示す点と最大の静電容量値が検出された検知電極の位置及び静電容量値を示す点とを結ぶ直線の傾きの角度を算出して距離Ｌを検出するようにしても良い。
【００８６】
その他、例えば上記二次元座標上にて、各検知電極１１〜１５のうち、ヘッドレスト４３の最上に位置する検知電極１５又は最下に位置する検知電極１１が最大の静電容量を示さない場合、最大の静電容量値が検出された検知電極の位置及び静電容量値を示す点とこの最大の静電容量値が検出された検知電極よりも上方に位置する検知電極のうちの最小の静電容量値が検出された検知電極の位置及び静電容量値を示す点とを結ぶ直線と、最大の静電容量値が検出された検知電極の位置及び静電容量値を示す点とこの最大の静電容量値が検出された検知電極よりも下方に位置する検知電極のうちの最小の静電容量値が検出された検知電極の位置及び静電容量値を示す点とを結ぶ直線とでなす距離算出角度を算出して距離Ｌを検出する。
【００８７】
また、ヘッドレスト４３の最上に位置する検知電極１５又は最下に位置する検知電極１１が最大の静電容量値を示す場合には、最小の静電容量値が検出された検知電極の位置及び静電容量値を示す点と最大の静電容量値が検出された検知電極の位置及び静電容量値を示す点とを結ぶ直線の傾きの角度を算出して距離Ｌを検出する。
【００８８】
なお、第１の方式における距離算出角度は、例えばヘッドレスト４３の最上に位置する検知電極１５の上記点と最大の静電容量値が検出された検知電極の上記点とを結ぶ直線及び最大の静電容量値が検出された検知電極の上記点から一方の軸に向かって直交するように延びる基準直線でなす第１距離算出角度と、最下に位置する検知電極１１の上記点と最大の静電容量値が検出された検知電極の上記点とを結ぶ直線及び上記基準直線でなす第２距離算出角度とを求め、これら第１及び第２距離算出角度に基づき算出されても良い。
【００８９】
次に、第２の方式として、例えば静電容量値の差分値を算出して、予め設定された距離及び差分値の関係プロファイルデータとこれを比較することでヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを得るようにすることもできる。この場合は、演算処理回路２８は、例えば各検知電極１１〜１５のうち、検知された静電容量が最大値を示す検知電極の静電容量値と、検知された静電容量が最小値を示す検知電極の静電容量値との差分値を算出して距離Ｌを検出する。
【００９０】
また、第３の方式として、例えば３次以上の関数を用いてヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを得るようにすることもできる。この場合は、演算処理回路２８は、静電容量値をｙ軸、検知電極の位置をｘ軸とする二次元座標を上述したように作成する。そして、この二次元座標上に、検出された静電容量値及び各検知電極１１〜１５のヘッドレスト４３における配置位置を示す位置情報と、予め設定された３次以上の高次関数とを用いて、上記静電容量値を実測定点としてそれらを連続的に結ぶ高次曲線を算出すると共に、この高次曲線の最高次の係数を算出して距離Ｌを検出する。
【００９１】
このように、上述した第１〜第３の方式によっても、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出することができるので、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００は、別途距離センサを設ける構成としなくても十分に機能する構成とすることができる。次に、上記第１の方式について詳細に説明する。
【００９２】
図１０に示すように、この第１の方式においては、演算処理回路２８は、各検知電極１１〜１５からの静電容量を示す静電容量値に基づいて、各検知電極１１〜１５の位置を一方の軸とすると共に、検出された静電容量値を他方の軸とする二次元座標Ｄを演算用の仮想領域上に作成する。
【００９３】
そして、この二次元座標Ｄ上にて、各検知電極１１〜１５のうち、例えばヘッドレスト４３の最上に位置する検知電極１５の位置及び静電容量値Ｃ５を示す点Ａ（図１０参照、以下同じ。）と最大の静電容量値が検出された検知電極（例えば、検知電極１３）の位置及び静電容量値Ｃ３を示す点Ｂ（図１０参照、以下同じ。）とを結ぶ直線ＡＢを作成する。
【００９４】
また、ヘッドレスト４３の最下に位置する検知電極１１の位置及び静電容量値Ｃ１を示す点Ｃ（図１０参照、以下同じ。）と最大の静電容量値が検出された検知電極（同じく、検知電極１３）の位置及び静電容量値Ｃ３を示す点Ｂとを結ぶ直線ＣＢを作成する。こうして二次元座標Ｄ上に作成した直線ＡＢ及び直線ＣＢでなす角度を距離算出角度θ（図１０参照、以下同じ。）とし、この距離算出角度θに基づいて距離Ｌを検出する。
【００９５】
具体的には、図１０（ａ）に示すように、例えば頭部４９ａの後頭部の高さ方向の中心位置を後頭部中心Ｐとし、最上に位置する検知電極１５と最下に位置する検知電極１１との間の電極間距離Ｈ内にある後頭部中心Ｐから各検知電極１１〜１５までの距離を距離Ｌとすると、二次元座標Ｄ上の出力値（静電容量値）は次のようになる。
【００９６】
すなわち、例えば距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１以下であり、各検知電極１１〜１５の並設方向中心付近（ヘッドレスト４３の高さ方向の中心付近）と頭部４９ａの後頭部中心Ｐとがほぼ水平方向に正対していれば、各検知電極１１〜１５の出力値は検知電極１３の出力値が最大となり、ヘッドレスト４３の最上又は最下に位置する検知電極１５，１１の出力値が最小となる。
【００９７】
この場合、上述したように二次元座標Ｄ上にて点Ａ，Ｂを結ぶ直線ＡＢと点Ｃ，Ｂを結ぶ直線ＣＢを作成する。これにより、２つの直線ＡＢ，ＣＢにて決まる距離算出角度θを得ることができ、この得られた距離算出角度θを、例えば予め設定された図１１に示すような距離及び角度の関係プロファイルデータと比較することにより、この距離算出角度θにて決まるヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを導き出すことができる。
【００９８】
また、この距離算出角度θは、上記直線ＡＢ及び点Ｂから検知電極の位置を示す軸に向かって直交するように延びる基準直線ＢＬでなる第１距離算出角度θ１と、この基準直線ＢＬ及び上記直線ＣＢでなる第２距離算出角度θ２とを算出し、これらを合わせることで求めることもできる。
【００９９】
すなわち、例えば各検知電極１１〜１５からの出力値のうちの最大出力値をＶｍａｘとし、このＶｍａｘに対する検知電極の電極番号をＮｍａｘとして抽出し、更に最上に位置する検知電極１５（Ｎ５）の出力値をＶ５とすると共に、最下に位置する検知電極１１（Ｎ１）の出力値をＶ１とすると、次式（１）及び（２）によりθ１及びθ２を求めることができる。
【０１００】
【数１】
【０１０１】
【数２】
【０１０２】
そして、θ＝θ１＋θ２を計算することにより、距離算出角度θを得ることができる。なお、図１０（ｂ）に示すように、例えば距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１以下であり、最下に位置する検知電極１１付近と頭部４９ａの後頭部中心Ｐとがほぼ水平方向に正対していれば、最大出力値が検知電極１１の出力値となることがある。
【０１０３】
この場合は、検知電極１１の出力値の零点Ｃ０及び点（最大出力値の点）ＢＣを結ぶ直線ＢＣＣ０と、この点ＢＣ及び最上に位置する検知電極１５の位置と出力値とを示す点Ａを結ぶ直線ＡＢＣとが距離算出角度θ（第１距離算出角度θ１、直線ＡＢＣの傾き（鋭角の角度）θ１）をなす。
【０１０４】
一方、図１０（ｃ）に示すように、例えば距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１以下であり、最上に位置する検知電極１５付近と頭部４９ａの後頭部中心Ｐとが水平方向にほぼ正対していれば、最大出力値が検知電極１５の出力値となることがある。この場合は、検知電極１５の出力値の零点Ａ０及び点（最大出力値の点）ＡＢを結ぶ直線ＡＢＡ０と、この点ＡＢ及び最下に位置する検知電極１１の位置と出力値とを示す点Ｃを結ぶ直線ＡＢＣとが距離算出角度θ（第２距離算出角度θ２、直線ＡＢＣの傾き（鋭角の角度）θ２）をなす。
【０１０５】
このようにして求めることができる距離算出角度θは、図１１（ａ）に示すように、第１距離算出角度θ１又は第２距離算出角度θ２については相関曲線Ｔ１で表すように、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが長くなる程大きくなるという関係を示す。同様に、図１１（ｂ）に示すように、距離算出角度θについても相関曲線Ｔ２で示すように、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが長くなる程大きくなるという関係を示す。
【０１０６】
従って、この第１の方式によれば、ヘッドレスト位置調整装置１００は、演算処理回路２８にてこの距離算出角度θ（第１及び第２距離算出角度θ１，θ２を含む）を用いてヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出することができる。そして、この検出結果に基づいて、ヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整することができる。
【０１０７】
この場合、ヘッドレスト位置調整装置１００は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出するに際して、上記ステップＳ３００及びステップＳ３０２に代わり、次のように動作する。図１２に示すように、まず、演算処理回路２８は、各検知電極１１〜１５にて検知された頭部４９ａとの間の静電容量に基づく静電容量値Ｃ１〜Ｃ５を検出する（ステップＳ４００）。
【０１０８】
次に、検出された静電容量値Ｃ１〜Ｃ５の中から、最大出力値（ピーク出力値）を抽出し（ステップＳ４０２）、上述したような各検知電極１１〜１５の位置を一方の軸とし、静電容量値を他方の軸とする二次元座標Ｄ上に出力値をマッピングして出力マップを作成する（ステップＳ４０４）。
【０１０９】
こうして出力マップを作成したら、上述したように距離算出角度θを算出し（ステップＳ４０６）、例えば距離及び角度の関係プロファイルデータと算出した距離算出角度θとを比較することにより、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出し（ステップＳ４０８）、上記ステップＳ３０４に移行して、以降の処理を実行する。
【０１１０】
なお、上述したものの他に、例えば次のように距離算出角度θを得るようにしても良い。すなわち、図１３に示すように、複数の検知電極１１〜１５のうち、例えば最小出力値が検出された検知電極１２の位置及び出力値を示す点Ｅと最大出力値が検出された検知電極１４の位置及び出力値を示す点Ｆとを結ぶ直線ＥＦを作成する。
【０１１１】
更に、検知電極１４の出力値の零点Ｆ０と上記点Ｆとを結ぶ直線ＦＦ０を作成し、直線ＥＦと直線ＦＦ０とで距離算出角度θをなし、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出するようにしても良い。この場合、距離算出角度θは、直線ＥＦの鋭角の傾きと同じであるため、この傾きの角度を算出すれば距離算出角度θを得ることができ、上述したように距離Ｌを検出することができる。
【０１１２】
また、図１４（ａ）に示すように、最上に位置する検知電極１５又は最下に位置する検知電極１１のいずれも最大出力値を示さない場合に、最大出力値が検出された検知電極１４の位置及び出力値を示す点Ｊと、この検知電極１４よりも上方に位置する検知電極のうちの最小出力値が検出された検知電極（図示の場合、検知電極１５）の位置及び出力値を示す点Ｋとを結ぶ直線ＪＫを作成する。
【０１１３】
そして、検知電極１４の点Ｊとこの検知電極１４よりも下方に位置する検知電極のうちの最小出力値が検出された検知電極（図示の場合、検知電極１２）の位置及び出力値を示す点Ｍとを結ぶ直線ＪＭを作成し、直線ＪＫと直線ＪＭとで距離算出角度θをなし、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出するようにしても良い。
【０１１４】
更に、図１４（ｂ）に示すように、最上に位置する検知電極１５又は最下に位置する検知電極１１のいずれかが最大出力値を示す場合（ここでは、検知電極１１）は、最小出力値が検出された検知電極（図示の場合、検知電極１４）の位置及び出力値を示す点Ｕと最大出力値が検出された検知電極１１の位置及び出力値を示す点Ｖとを結ぶ直線ＵＶを作成する。
【０１１５】
そして、検知電極１１の出力値の零点Ｖ０と上記点Ｖとを結ぶ直線ＶＶ０を作成し、直線ＵＶと直線ＶＶ０とで距離算出角度θをなし、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出するようにしても良い。この場合も、距離算出角度θは、直線ＵＶの鋭角の傾きと同じであるため、この傾きの角度を算出すれば距離算出角度θを得ることができる。
【０１１６】
また、図１４（ｃ）に示すように、最上に位置する検知電極１５又は最下に位置する検知電極１１のいずれかが最大出力値を示す場合（ここでは、検知電極１５）は、最小出力値が検出された検知電極（図示の場合、検知電極１２）の位置及び出力値を示す点Ｒと最大出力値が検出された検知電極１５の位置及び出力値を示す点Ｓとを結ぶ直線ＲＳを作成する。
【０１１７】
そして、検知電極１５の出力値の零点Ｓ０と上記点Ｓとを結ぶ直線ＳＳ０を作成し、直線ＲＳと直線ＳＳ０とで距離算出角度θをなし、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出するようにしても良い。この場合も、距離算出角度θは、直線ＲＳの鋭角の傾きと同じであるため、この傾きを算出すれば距離算出角度θを得ることができる。
【０１１８】
次に、上記第２の方式について詳細に説明する。この第２の方式においては、演算処理回路２８は、各検知電極１１〜１５からの静電容量を示す静電容量値に基づいて、出力値の差分値を演算し、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出する。図１５に示すように、例えば頭部４９ａの後頭部の高さ方向の中心位置を後頭部中心Ｐとし、電極間距離Ｈ内にある後頭部中心Ｐから各検知電極１１〜１５までの距離を距離Ｌとすると、出力値は次のようになる。
【０１１９】
すなわち、例えば距離Ｌが第１の所定距離Ｌ１以下であり、各検知電極１１〜１５の並設方向中心付近（ヘッドレスト４３の高さ方向の中心付近）と頭部４９ａの後頭部中心Ｐとが水平方向にほぼ正対していれば、各検知電極１１〜１５の出力値は検知電極１３の出力値（静電容量値Ｃ３）が最大出力値となる。また、最上或いは最下に位置する検知電極１５，１１の出力値（静電容量値Ｃ５，Ｃ１）が最小出力値となる。
【０１２０】
このような出力特性を有する各検知電極１１〜１５の出力値とヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌとの関係を表すと、図１６（ａ）に示すようになる。そして、同図（ａ）に示すように、例えば上記検知電極１３の出力値が、頭部４９ａと検知電極１３とが近くなった場合の増加率が最も大きくなる（すなわち、距離Ｌの変化によって増加率が最も変化する）ことが分かる。
【０１２１】
そこで、本出願人は、各検知電極１１〜１５の出力値の増加率をそれぞれ測定した結果、増加率が最も大きくなった出力値Ｖｍａｘから増加率が最も小さくなった出力値Ｖｍｉｎを引いた差分値（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）が、図１６（ｂ）に示すように、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌ（すなわち、バックセット値）と相関があることを突き止めた。つまり、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが長くなればなる程差分値は小さくなると言える。
【０１２２】
従って、この第２の方式によれば、ヘッドレスト位置調整装置１００は、演算処理回路２８にてこの差分値を算出する。そして、この差分値を用い、例えば図１６（ｂ）に示すような距離及び差分値の関係プロファイルデータと比較することによって、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出することができ、この検出結果に基づいて、ヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整することが可能となる。
【０１２３】
この場合、ヘッドレスト位置調整装置１００は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出するに際して、上記ステップＳ３００及びステップＳ３０２に代わり、次のように動作する。図１７に示すように、まず、演算処理回路２８は、各検知電極１１〜１５にて検知された頭部４９ａとの間の静電容量に基づく静電容量値Ｃ１〜Ｃ５を検出する（ステップＳ５００）。
【０１２４】
次に、検出された静電容量値Ｃ１〜Ｃ５に基づいて、各検知電極１１〜１５のうちの静電容量が最大及び最小を示す検知電極の静電容量値を抽出し（ステップＳ５０２）、抽出した静電容量値から差分値を算出して（ステップＳ５０４）、例えば距離及び差分値の関係プロファイルデータと算出した差分値とを比較することにより、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出し（ステップＳ５０６）、上記ステップＳ３０４に移行して、以降の処理を実行する。
【０１２５】
次に、上記第３の方式について詳細に説明する。この第３の方式においては、演算処理回路２８は、各検知電極１１〜１５からの静電容量を示す静電容量値と、各検知電極１１〜１５の位置情報と、予め設定された３次以上の高次関数とを用いて、高次曲線とこれの最高次の係数を算出し、算出結果に基づきヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出する。
【０１２６】
上述したように、電極間距離Ｈ内にある頭部４９ａの後頭部中心Ｐから各検知電極１１〜１５までの距離Ｌにおける各検知電極１１〜１５の出力値及び出力特性は、図１５を用いて説明したものと同様であり、このような出力特性を有する各検知電極１１〜１５と頭部４９ａとの間の静電容量値Ｃ１〜Ｃ５を、３次以上の高次関数を用いて高次関数近似した場合の結果は、図１８に示すようになる。
【０１２７】
例えば、静電容量値をｙ軸、各検知電極１１〜１５の位置をｘ軸とする二次元座標上に表される少なくとも３以上（ここでは、５以上）の実測定点を通る高次曲線を算出する。すると、図１８中の高次曲線αのように、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが短くなればなる程曲線の形状が急峻な頂点を有するもの（すなわち、頭部４９ａの後頭部の凹凸が強調されるもの）になる。
【０１２８】
これに対し、図１８中の高次曲線βのように、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌが長くなればなる程なだらかな形状の曲線となる。なお、演算処理回路２８は、例えば電極番号１〜５の検知電極１１〜１５をそれぞれ実測定点とし、各検知電極１１〜１５間（例えば、検知電極１１と検知電極１２との間など）を仮想測定点とするために、上述した高次関数近似により二次元座標上に出力の高次曲線を算出する。
【０１２９】
そして、本出願人は、これらの高次曲線の形状からヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを判定して検出するために、この距離Ｌと高次関数の係数との相関を調べたところ、図１９に示すように、最高次の係数が頭部４９ａの後頭部の凹凸の形を表しており、距離Ｌによって変化していることが判明した。
【０１３０】
上記高次関数近似を、例えば、ｙ＝ａｘ４＋ｂｘ３＋ｃｘ２＋ｄｘ＋ｅの４次関数を用いて行った場合、第１項ａｘ４の係数（すなわち、最高次の係数）ａがヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌと相関していると言える。この係数ａは、温度や湿度などの環境変化による外来ノイズの影響を受けることなく、距離Ｌが長い（すなわち、距離が遠い）と小さくなり、短い（すなわち、近い）と大きくなるという固有の相関性が見られるものである。
【０１３１】
従って、この第３の方式によれば、ヘッドレスト位置調整装置１００は、演算処理回路２８にてこの最高次の係数を用いて、例えば図１９に示すような相関データと比較することによりヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出することができ、この検出結果に基づいて、ヘッドレスト４３の上下方向の位置を調整することが可能となる。
【０１３２】
この場合、ヘッドレスト位置調整装置１００は、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出するに際して、上記ステップＳ３００及びステップＳ３０２に代わり、次のように動作する。図２０に示すように、まず、演算処理回路２８は、各検知電極１１〜１５にて検知された頭部４９ａとの間の静電容量に基づく静電容量値Ｃ１〜Ｃ５を検出する（ステップＳ６００）。
【０１３３】
次に、検出された静電容量値Ｃ１〜Ｃ５及び各検知電極１１〜１５の位置情報に基づいて、例えば静電容量値をｙ軸、各検知電極１１〜１５の位置をｘ軸とした二次元座標上に、上記高次曲線を算出して高次関数による近似を行い（ステップＳ６０２）、この高次関数の最高次の係数を算出する（ステップＳ６０４）。
【０１３４】
そして、この算出結果に基づき、例えば最高次の係数を上記相関データと照らし合わせることにより、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出し（ステップＳ６０６）、上記ステップＳ３０４に移行して、以降の処理を実行する。本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００は、このような第１〜第３の方式によりヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離Ｌを検出して、ヘッドレスト４３の上下方向の位置の調整を行うこともできる。
【０１３５】
なお、ヘッドレスト位置調整装置１００の静電容量センサ部１０と駆動モータ４４は、本例ではハーネス２９により接続されていたが、例えば無線などによって制御可能に構成されていても良い。更に、駆動モータ４４が静電容量センサ部１０と一体的に構成され、ヘッドレスト４３側に配置されていても良い。
【０１３６】
また、検出回路２０は、後頭部中心Ｐに基づいて頭部４９ａの高さ位置を検出する場合、ヘッドレスト４３の中心位置を後頭部中心Ｐに合わせて移動させる他に、演算処理回路２８によって、頭部４９ａの後頭部形状をプロファイルし、このプロファイル結果から後頭部中心Ｐを算出し、この算出結果に基づいてヘッドレスト４３を上下動させるようにしても良い。
【０１３７】
その他、検出回路２０は、予めプリセットされた乗員４９のプロファイル情報（頭部４９ａの後頭部形状に関する情報を含む）やヘッドレスト４３の形状に関する情報などに基づいて、ヘッドレスト４３の任意の位置を上述した後頭部中心Ｐに合わせるように移動させるようにしても良い。
【０１３８】
更に、検出回路２０は、最上に位置する検知電極１５で検知された静電容量値Ｃ５と、最下に位置する検知電極１１で検知された静電容量値Ｃ１とを比較してヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する場合、最上に位置する検知電極１５及びそこから２つの検知電極１４，１３からの出力（静電容量値Ｃ５，Ｃ４，Ｃ３）の合計値と、最下に位置する検知電極１１及びそこから２つの検知電極１２，１３からの出力（静電容量値Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の合計値に基づいて上述したような比（出力比）αを求め、同様に頭部４９ａの高さ位置を検出するようにしても良い。
【０１３９】
また、本実施形態に係るヘッドレスト位置調整装置１００における検出回路２０の他の例としては、図２１に示すように、検出回路２０は、各検知電極１１〜１５と接続された時分割回路２６と、この時分割回路２６により各検知電極１１〜１５にてそれぞれ異時的に検知された検知信号（静電容量を示す情報）をそれぞれ出力する静電容量検知回路２７と、この静電容量検知回路２７から出力された検知信号に基づく静電容量の値を比較してヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する演算処理回路２８とを備えて構成されている。
【０１４０】
このように検出回路２０を構成すれば、頭部４９ａの後頭部中心Ｐに基づいてヘッドレスト４３に対する頭部４９ａの高さ位置を検出する場合、時分割回路２６を介して各検知電極１１〜１５にて静電容量を順番に走査し、その結果に基づき頭部４９ａの後頭部中心Ｐを得ることが可能となる。
【０１４１】
また、検出回路２０は、最上と最下に位置する検知電極１５，１１で検知した静電容量の値から頭部４９ａの高さ位置を検出する場合、検知電極１５，１１と接続された時分割回路２６と、この時分割回路２６により各検知電極１５，１１にて、例えば異時的に検知された静電容量を示す情報を出力する静電容量検知回路２７と、この静電容量検知回路２７から出力された情報に基づく静電容量の値を比較して頭部４９ａの高さ位置を演算する演算処理回路２８とを備えて構成されても良い。従って、このような種々の構成の検出回路２０を採用しても、短時間で高精度なヘッドレスト４３の上下方向の位置の調整を行うことが可能となる。
【０１４２】
なお、上述した実施形態では、車両の座席４０のヘッドレスト４３にヘッドレスト位置調整装置１００を適用した場合を例に挙げて説明したが、このヘッドレスト位置調整装置１００は、その他にも、ヘッドレストの位置を可変可能なアトラクション設備における座席や、劇場観賞用の座席などの種々の座席に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明によれば、自動車等のヘッドレストの位置を調整する装置において、特に簡単な構成で高精度な位置調整を行うのに有用である。
【符号の説明】
【０１４４】
１０…静電容量センサ部、１１〜１５…検知電極、１９…基板、２０…検出回路、２１〜２５，２７…静電容量検知回路、２６…時分割回路、２８…演算処理回路、３０…制御部、３１…モータ駆動回路、４０…座席、４１…背もたれ部、４２…着座部、４３…ヘッドレスト、４４…駆動モータ、４９…人体（乗員）、４９ａ…頭部、１００…ヘッドレスト位置調整装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
座席に着座した人体の頭部の後方に配置されるヘッドレストに高さ方向に沿って少なくとも３つ並設され、前記頭部と前記ヘッドレストとの間の静電容量を検知する複数の検知電極と、
前記複数の検知電極により検知された静電容量値に基づいて、前記ヘッドレストに対する前記頭部の高さ位置を検出する検出回路と、
前記検出回路の検出結果に基づいて、前記ヘッドレストの上下方向の位置を調整する位置調整手段とを備え、
前記検出回路は、
（１）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が第１の所定距離以下である場合は、前記複数の検知電極により検知された全ての静電容量値に基づき前記高さ位置を検出し、
（２）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離より長く且つ前記第１の所定距離よりも長い第２の所定距離以下である場合は、前記複数の検知電極のうちの少なくとも最上位置の検知電極と最下位置の検知電極とにより検知された静電容量値に基づき前記高さ位置を検出し、
（３）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第２の所定距離より長い場合は、前記位置調整手段によって前記ヘッドレストを停止又は所定位置に移動させる
ことを特徴とするヘッドレスト位置調整装置。
【請求項２】
前記検出回路は、
前記複数の検知電極により検知された静電容量値のうちの最小値が第１のしきい値以上である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離以下であると判断し、
前記最小値が前記第１のしきい値未満で且つ前記第１のしきい値よりも小さい第２のしきい値以上である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離よりも長く且つ前記第２の所定距離以下であると判断し、
前記最小値が前記第２のしきい値未満である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第２の所定距離よりも長いと判断する
ことを特徴とする請求項１記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項３】
前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離を測定する距離測定手段を更に備え、
前記検出回路は、
前記距離測定手段の測定値に基づいて、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離を判断する
ことを特徴とする請求項１又は２記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項４】
前記検出回路は、
前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離より長く且つ前記第２の所定距離以下である場合に、前記最上位置の検知電極及びそこから所定個数の検知電極により検知された静電容量値と、前記最下位置の検知電極及びそこから所定個数の検知電極により検知された静電容量値とに基づいて、前記高さ位置を検出する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項５】
前記複数の検知電極は、それぞれが矩形短冊状に形成され、その長手方向が前記高さ方向と交差するように前記ヘッドレストの前面側に配置されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項６】
座席に着座した人体の頭部と前記頭部の後方に配置されるヘッドレストとの間の静電容量を、前記ヘッドレストに高さ方向に沿って少なくとも３つ並設された複数の検知電極によって検知し、
（１）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が第１の所定距離以下である場合は、前記複数の検知電極により検知された全ての静電容量値に基づき前記ヘッドレストに対する前記頭部の高さ位置を検出して前記ヘッドレストの上下方向の位置を調整し、
（２）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離より長く且つ前記第１の所定距離よりも長い第２の所定距離以下である場合は、前記複数の検知電極のうちの少なくとも最上位置の検知電極と最下位置の検知電極とにより検知された静電容量値に基づき前記高さ位置を検出して前記ヘッドレストの上下方向の位置を調整し、
（３）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第２の所定距離より長い場合は、前記ヘッドレストを停止又は所定位置に移動させる
ことを特徴とするヘッドレスト位置調整方法。
【請求項７】
前記複数の検知電極により検知された静電容量値のうちの最小値が第１のしきい値以上である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離以下であると判断し、
前記最小値が前記第１のしきい値未満で且つ前記第１のしきい値よりも小さい第２のしきい値以上である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離よりも長く且つ前記第２の所定距離以下であると判断し、
前記最小値が前記第２のしきい値未満である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第２の所定距離よりも長いと判断する
ことを特徴とする請求項６記載のヘッドレスト位置調整方法。
【請求項１】
座席に着座した人体の頭部の後方に配置されるヘッドレストに高さ方向に沿って少なくとも３つ並設され、前記頭部と前記ヘッドレストとの間の静電容量を検知する複数の検知電極と、
前記複数の検知電極により検知された静電容量値に基づいて、前記ヘッドレストに対する前記頭部の高さ位置を検出する検出回路と、
前記検出回路の検出結果に基づいて、前記ヘッドレストの上下方向の位置を調整する位置調整手段とを備え、
前記検出回路は、
（１）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が第１の所定距離以下である場合は、前記複数の検知電極により検知された全ての静電容量値に基づき前記高さ位置を検出し、
（２）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離より長く且つ前記第１の所定距離よりも長い第２の所定距離以下である場合は、前記複数の検知電極のうちの少なくとも最上位置の検知電極と最下位置の検知電極とにより検知された静電容量値に基づき前記高さ位置を検出し、
（３）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第２の所定距離より長い場合は、前記位置調整手段によって前記ヘッドレストを停止又は所定位置に移動させる
ことを特徴とするヘッドレスト位置調整装置。
【請求項２】
前記検出回路は、
前記複数の検知電極により検知された静電容量値のうちの最小値が第１のしきい値以上である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離以下であると判断し、
前記最小値が前記第１のしきい値未満で且つ前記第１のしきい値よりも小さい第２のしきい値以上である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離よりも長く且つ前記第２の所定距離以下であると判断し、
前記最小値が前記第２のしきい値未満である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第２の所定距離よりも長いと判断する
ことを特徴とする請求項１記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項３】
前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離を測定する距離測定手段を更に備え、
前記検出回路は、
前記距離測定手段の測定値に基づいて、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離を判断する
ことを特徴とする請求項１又は２記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項４】
前記検出回路は、
前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離より長く且つ前記第２の所定距離以下である場合に、前記最上位置の検知電極及びそこから所定個数の検知電極により検知された静電容量値と、前記最下位置の検知電極及びそこから所定個数の検知電極により検知された静電容量値とに基づいて、前記高さ位置を検出する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項５】
前記複数の検知電極は、それぞれが矩形短冊状に形成され、その長手方向が前記高さ方向と交差するように前記ヘッドレストの前面側に配置されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整装置。
【請求項６】
座席に着座した人体の頭部と前記頭部の後方に配置されるヘッドレストとの間の静電容量を、前記ヘッドレストに高さ方向に沿って少なくとも３つ並設された複数の検知電極によって検知し、
（１）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が第１の所定距離以下である場合は、前記複数の検知電極により検知された全ての静電容量値に基づき前記ヘッドレストに対する前記頭部の高さ位置を検出して前記ヘッドレストの上下方向の位置を調整し、
（２）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離より長く且つ前記第１の所定距離よりも長い第２の所定距離以下である場合は、前記複数の検知電極のうちの少なくとも最上位置の検知電極と最下位置の検知電極とにより検知された静電容量値に基づき前記高さ位置を検出して前記ヘッドレストの上下方向の位置を調整し、
（３）前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第２の所定距離より長い場合は、前記ヘッドレストを停止又は所定位置に移動させる
ことを特徴とするヘッドレスト位置調整方法。
【請求項７】
前記複数の検知電極により検知された静電容量値のうちの最小値が第１のしきい値以上である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離以下であると判断し、
前記最小値が前記第１のしきい値未満で且つ前記第１のしきい値よりも小さい第２のしきい値以上である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第１の所定距離よりも長く且つ前記第２の所定距離以下であると判断し、
前記最小値が前記第２のしきい値未満である場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が前記第２の所定距離よりも長いと判断する
ことを特徴とする請求項６記載のヘッドレスト位置調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−５１４６９（Ｐ２０１２−５１４６９Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９５６０４（Ｐ２０１０−１９５６０４）
【出願日】平成２２年９月１日（２０１０．９．１）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１日（２０１０．９．１）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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