特開 2024-101954 検知装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024101954

(43)【公開日】2024-07-30

(54)【発明の名称】検知装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/50 20060101AFI20240723BHJP

【ＦＩ】

G01S13/50

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023006207

(22)【出願日】2023-01-18

(71)【出願人】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】水野 健太朗

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 聖也

(72)【発明者】

【氏名】宇田 尚典

(72)【発明者】

【氏名】小沼 恒二

(72)【発明者】

【氏名】渡津 弘大

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 里穂

【テーマコード（参考）】

5J070

【Ｆターム（参考）】

5J070AB16

5J070AD02

5J070AE09

5J070AF01

5J070AH14

5J070AH34

5J070AH39

5J070AK22

(57)【要約】

【課題】検知対象の動きを検知する正確性を高める。
【解決手段】検知装置１２は、交流信号を発振する発振器６２と、発振器６２で出力された交流信号が入力される励振電極６４と、励振電極６４で生成された電磁場を検出する検出電極６６と、発振器６２で発振された交流信号と、検出電極６６が電磁場を受けることにより生成された検出信号と、の位相差を検出する検出器６８と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

交流信号を出力する発振器と、
前記発振器で出力された前記交流信号が入力される励振電極と、
前記励振電極で生成された電磁場を検出する検出電極と、
前記発振器で発振された前記交流信号と、前記検出電極が前記電磁場を受けることにより生成された検出信号と、の位相差を検出する検出器と、
を有する検知装置。

【請求項2】

同一又は異なる周波数の前記交流信号を生成する複数の前記発振器を備えている、請求項１に記載の検知装置。

【請求項3】

複数の前記励振電極を備えている請求項１に記載の検知装置。

【請求項4】

複数の前記検出電極を備えている請求項１に記載の検知装置。

【請求項5】

前記発振器の発振する前記交流信号の周波数が１ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下である請求項１に記載の検知装置。

【請求項6】

前記検出器は、入力された前記交流信号の矩形波と、入力された前記検出信号の矩形波と、から前記位相差を検出する、請求項１に記載の検知装置。

【請求項7】

前記励振電極及び前記検出電極は、導電体によって板状、シート状、網状又は線状に形成されている請求項１に記載の検知装置。

【請求項8】

前記励振電極と前記検出電極の一方が配置された第一部材と、
前記励振電極と前記検出電極の他方が配置された第二部材と、
を有する請求項１に記載の検知装置。

【請求項9】

前記第一部材が椅子の座部であり、
前記第二部材が前記椅子の背部である、請求項８に記載の検知装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、検知装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、椅子に座った人に向けて、センサ部から電磁波を送信し、人で反射した反射波を同じセンサ部で受信すると、このセンサ部からの信号を入力される判定処理部が、人の着座や椅子から離れる等の動きに伴う反射面の存否やセンサ部と反射面との間隔変化に応じて変わる信号の、所定の閾値を超える変化から、椅子に人が着座しているか否かを判定する、離席検知システムが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－１３３２６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の技術では、センサ部から送信された電磁波が人で反射される反射を用いて、椅子に人が着差しているか否かを判定している。このように、電磁波の反射を用いると、人の着衣や姿勢によって、センサ部から送信された電磁波が人により吸収されたり、反射状態が不安定になったりするため、検知対象の動きを正確に検知することが難しい。

【0005】

本開示の目的は、検知対象の動きを検知する正確性を高めることである

【課題を解決するための手段】

【0006】

第一態様の検知装置は、交流信号を出力する発振器と、前記発振器で出力された前記交流信号が入力される励振電極と、前記励振電極で生成された電磁場を検出する検出電極と、前記発振器で発振された前記交流信号と、前記検出電極が前記電磁場を受けることにより生成された検出信号と、の位相差を検出する検出器と、を有する。

【0007】

この検知装置では、発振器で出力された交流信号が励振電極に入力され、励振電極で電磁場が生成される。検出電極では、この電磁場を検出し、検出信号が生成される。電磁場が検出対象の動き、たとえば人の姿勢変化によって変動すると、検出信号も変化する。検出器では、発振器で発振された交流信号、すなわち変動していない信号と、検出電極で生成された変動後の検出信号と、位相差を検出する。そして、位相差の変化により、検知対象の動きを検知できる。

【0008】

この検知装置では、検知対象の動きの検知に電磁波の反射を利用していないので、電磁波が検知対象に吸収されたり、検知対象における反射状態が不安定になったりする影響を受けない。これにより、検知対象の動きを検知する正確性が高くなる。

【0009】

第二態様では、第一態様の検知装置において、同一又は異なる周波数の前記交流信号を生成する複数の前記発振器を備えている。

【0010】

複数の発振器を備えているので、１つ複数の発振器を備える構成と比較して、検知対象の動きを検知する範囲ごとに発振器を設けることができる。複数の発振器で発振される交流信号の周波数は、同一であっても、異なっていてもよい。

【0011】

第三態様では、第一又は第二態様の検知装置において、複数の前記励振電極を備えている。

【0012】

複数の励振電極を備えているので、１つの励振電極を備えている構成と比較して、より広い範囲に励振電極を配置して、で検知対象の動きを検出することが可能である。励振電極の配置を調整することにより、検知対象の動きを検知可能な範囲を種々に設定することも可能である。

【0013】

第四態様では、第一～第三のいずれか一態様の検知装置において、複数の前記検出電極を備えている。

【0014】

複数の検出電極を備えているので、１つの検出電極を備えている構成と比較して、より広い範囲に検出電極を配置して、検知対象の動きを検出することが可能である。検出電極の配置を調整することにより、検知対象の動きを検知可能な範囲を種々に設定することも可能である。

【0015】

第五態様では、第一～第四のいずれか一態様の検知装置において、前記発振器の発振する前記交流信号の周波数が１ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下である。

【0016】

交流信号の周波数が１ｋＨｚ以上であることで、１ｋＨｚ未満の低周波域における、いわゆる(１／ｆ）ノイズの影響を少なくできる。また、交流信号の周波数が１００ＭＨｚ以下であることで、電磁場を伝わる電磁波の波長が概ね３ｍよりも長くなり、たとえば検知対象を人の姿勢変化とした場合に、この姿勢変化を検知可能な波長にできる。

【0017】

第六態様では、第一～第五のいずれか一態様の検知装置において、前記検出器は、入力された前記交流信号の矩形波と、入力された前記検出信号の矩形波と、から前記位相差を検出する。

【0018】

入力された交流信号と、入力された検出信号と、がいずれも矩形波であることで、位相差の検出が容易になる。

【0019】

第七態様では、第一～第六のいずれか一態様の検知装置において、前記励振電極及び前記検出電極は、導電体によって板状、シート状、網状又は線状に形成されている。

【0020】

これにより、たとえば励振電極及び検出電極がブロック状に形成されている場合と比較して厚みを薄くできるので、設置位置の制限が少なくなる。

【0021】

第八態様では、第一～第七のいずれか一態様の検知装置において、前記励振電極と前記検出電極の一方が配置された第一部材と、前記励振電極と前記検出電極の他方が配置された第二部材と、を有する。

【0022】

したがって、第一部材と第二部材との間における検知対象の動きを検知できる。

【0023】

第九態様では、第八態様の検知装置において、前記第一部材が椅子の座部であり、前記第二部材が前記椅子の背部である。

【0024】

検知装置が椅子に設けられた構成の場合に、椅子の着座者の動きを検知できる。

【発明の効果】

【0025】

本開示の技術では、検知対象の動きを検知する正確性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】図１は第一実施形態の検知装置を、検知装置が適用された椅子と共に示す斜視図である。

【図2】図２は第一実施形態の検知装置を、検知装置が適用された椅子に着座者が着座した状態で示す斜視図である。

【図3】図３は開示の技術の検知装置の構成を波形の概略と共に示すブロック図である。

【図4A】図４Ａは開示の技術の検知装置における波形を着座者の姿勢の変化がない状態で示すブロック図である。

【図4B】図４Ｂは開示の技術の検知装置における波形を着座者の姿勢の変化がある状態で示すブロック図である。

【図5】図５は開示の技術の検知装置に適用可能な電極の一例を示す斜視図である。

【図6】図６は開示の技術の検知装置に適用可能な電極の一例を示す斜視図である。

【図7】図７は開示の技術の検知装置に適用可能な電極の一例を示す斜視図である。

【図8】図８は開示の技術の検知装置に適用可能な電極の一例を示す斜視図である。

【図9】図９は開示の技術の検知装置に適用可能な電極の一例を示す斜視図である。

【図10】図１０は開示の技術の検知装置に適用可能な電極の一例を示す斜視図である。

【図11】図１１は開示の技術の検知装置に適用可能な電極の一例を示す斜視図である。

【図12】図１２は第二実施形態の検知装置を、検知装置が適用された椅子と共に示す斜視図である。

【図13】図１３は第三実施形態の検知装置を、検知装置が適用された椅子と共に示す斜視図である。

【図14】図１４は開示の技術の検知装置に適用可能な電極の一例を示す斜視図である。

【図15】図１５は第四実施形態の検知装置を、検知装置が適用された椅子と共に示す斜視図である。

【図16】図１６は開示の技術の検知装置に適用可能な電極の配置の一例を示す平面図である。

【図17】図１７は開示の技術の検知装置に適用可能な電極の配置の一例を示す平面図である。

【図18】図１８は開示の技術の検知装置に適用可能な電極の配置の一例を示す平面図である。

【図19】図１９は第四実施形態の検知装置を、検知装置が適用されたベッドと共に示す斜視図である。

【図20】図２０は開示の技術の検知装置における発振器、励振電極、検出電極及び検出器の構成の一例を示す説明図である。

【図21】図２１は開示の技術の検知装置における発振器、励振電極、検出電極及び検出器の構成の一例を示す説明図である。

【図22】図２２は開示の技術の検知装置における発振器、励振電極、検出電極及び検出器の構成の一例を示す説明図である。

【図23】図２３は開示の技術の検知装置における発振器、励振電極、検出電極及び検出器の構成の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、図面を参照して第一実施形態の検知装置１２について説明する。

【0028】

図１及び図２には、検知装置１２が適用される一例としての、椅子１４が示されている。

【0029】

椅子１４は、脚部１６、座部１８及び背部２０を有している。脚部１６は、建物や車両の設置面に設置されると共に、座部１８を支持している部分である。

【0030】

座部１８は、図２に示すように、着座者ＳＨからの荷重（体重）の一部を支持する部分である。座部１８は本開示の技術の第一部材の一例である。背部２０は、着座者ＳＨが座部１８に着座している場合に、着座者ＳＨの荷重（体重）のうち、座部１８に作用していない分の一部を、着座者ＳＨの背中等を介して支持する部分である。背部２０は、本開示の技術の第二部材の一例である。なお、後述するように、本開示の技術の椅子としては、肘掛や足載せ等、座部１８や背部２０以外の機能性部品を有していてもよく、この場合には、着座者ＳＨからの荷重の一部は、さらに肘掛や足載せにも作用する。

【0031】

検知装置１２は、発振器６２、励振電極６４、検出電極６６及び検出器６８を備えている。

【0032】

図３に示すように、発振器６２は、発振部６２Ａ及び波形調整部６２Ｂを有している。発振部６２Ａは、所定の周波数で交流信号ＳＧ１を発振する。交流信号ＳＧ１は、図示の例では矩形波である。波形調整部６２Ｂでは、この交流信号ＳＧ１の波形を調整する。図示の例では、調整後の交流信号ＳＧ２の波形は正弦波であるが、矩形波や三角波であってもよい。

【0033】

本実施形態では、波形調整部６２Ｂから出力される交流信号ＳＧ２は、発振部６２Ａで生成された交流信号ＳＧ１に対し、９０度の位相差が付けられている。

【0034】

励振電極６４は、図１及び図２に示す例では、椅子１４の座部１８に配置されている。そして、図３に示すように、発振器６２で発振された交流信号ＳＧ２（波形調整部６２Ｂで調整された正弦波）が、励振電極６４に入力される。励振電極６４からは、図１に示すように、この交流信号に起因する電磁場ＥＭＦが生成される。

【0035】

検出電極６６は、図１及び図２に示す例では、椅子１４の背部２０に配置されている。検出電極６６は、励振電極６４で生成された電磁場ＥＭＦから、図３に示すように、検出信号ＳＧ３を検出する。そして、この電磁場ＥＭＦを検出電極６６で検出することにより、検出電極６６では検出信号ＳＧ３が生成される。

【0036】

検出器６８は、信号増幅部６８Ａ、同期検波部６８Ｂ及び信号処理部６８Ｃを有している。信号増幅部６８Ａには、検出電極６６で生成された検出信号ＳＧ３が入力される。信号増幅部６８Ａでは、入力された検出信号ＳＧ３を、後段の同期検波部６８Ｂでの処理に適する電圧範囲内の矩形波に変換する。矩形波に変換された検出信号ＳＧ４は、信号入力ＳＰとして同期検波部６８Ｂに入力される。

【0037】

同期検波部６８Ｂには、発振器６２の発振部６２Ａで発振された交流信号ＳＧ１（矩形波の信号）が、基準入力ＲＰとして入力される。本実施形態では、信号入力ＳＰは、基準入力ＲＰに対し９０度の位相の遅れを有している。

【0038】

同期検波部６８Ｂでは、発振部６２Ａから送られた基準入力ＲＰと、信号増幅部６８Ａから送られた信号入力ＳＰと、の位相差を検出する。実質的に、信号入力ＳＰは検出信号ＳＧ３と同位相であるため、同期検波部６８Ｂでは、検出信号ＳＧ３と交流信号ＳＧ１との位相差を検出する。そして、検波信号ＳＧ５を生成し、検波出力ＤＰとして信号処理部６８Ｃへ送る。

【0039】

信号処理部６８Ｃでは、検波出力ＤＰに対し、フィルタリング、整形及び増幅等の処理を行い、出力信号ＳＧ６を生成する。そして、出力信号ＳＧ６を検出出力ＦＰとして、外部装置（図示省略）に出力する。外部装置では、検出出力ＦＰから、着座者ＳＨの姿勢が変化したか否かの判定等の各種処理を行う。

【0040】

なお、検出器６８における各機能部は、たとえば回路構成によってそれぞれの機能を実現可能に構成できる。さらに、コンピュータにおいて、所定のプログラムを展開することにより、それぞれの機能を実現するように構成することも可能である。たとえば、同期検波部６８Ｂにおいて、基準入力ＲＰと信号入力ＳＰと、の位相差の検出を、ソフトウェア上の処理として行ってもよい。

【0041】

次に、本実施形態の作用を説明する。

【0042】

本実施形態の検知装置１２では、図１～図３に示すように、発振器６２から入力された交流信号ＳＧ１により、励振電極６４から電磁場ＥＭＦが生成されている。そして、検出電極６６では、電磁場ＥＭＦを検出し、検出信号ＳＧ３が生成されている。検出器６８では、検出電極６６で生成された検出信号ＳＧ３を検出している。この検出信号ＳＧ３は、信号増幅部６８Ａによって矩形波に変換され、信号入力ＳＰとして同期検波部６８Ｂに入力される。また、検出器６８の同期検波部６８Ｂには、発振器６２の発振部６２Ａで生成された交流信号ＳＧ１が、基準入力ＲＰとして入力されている。

【0043】

図１に示すように、椅子１４に誰も着座していない状態では、励振電極６４で生成された電磁場ＥＭＦに変化は生じず、信号入力ＳＰの位相差も生じない。

【0044】

図２に示すように、椅子１４に着座者ＳＨがいる場合の電磁場ＥＭＦは、着座者ＳＨが存在している状態の電磁場となる。すなわち、励振電極６４で生成された電磁場ＥＭＦは、着座者ＳＨの体内を伝搬することによって、着座者ＳＨの姿勢変化の影響を受ける。そして、検出電極６６では、励振電極６４から、着座者ＳＨを介して、又は着座者ＳＨの影響を受けた電磁場ＥＭＦを検出する。

【0045】

ここで、着座者ＳＨの姿勢が変化していな状態では、着座者ＳＨによって生成される電磁場ＥＭＦには変化は生じず、着座初期の電磁場ＥＭＦが継続する。

【0046】

しかし、着座者ＳＨの姿勢や体表面が変化した場合は、電磁場ＥＭＦが変動する。検出電極６６では、変動している電磁場ＥＭＦを検出する。そして、検出器６８では、この電磁場ＥＭＦの変動に応じて、電圧変化としての検波出力ＤＰを出力する。

【0047】

図４Ａ及び図４Ｂには、信号入力ＳＰと基準入力ＲＰと、から、検波出力ＤＰを生成する場合の波形の一例が示されている。図４Ａは、椅子１４に着座者ＳＨが着座していない場合、又は着座者ＳＨの姿勢に変化がない場合の一例であり、図４Ｂは着座者ＳＨの姿勢が変化した場合の一例である。検波出力ＤＰは、信号入力ＳＰと基準入力ＲＰの積である。

【0048】

本実施形態では、基準入力ＲＰの値は、１周期（位相３６０度）において、位相が０度から１８０度までは正の一定の値（便宜的に１としている）であり、位相が１８０度から３６０度までは負の一定の値（便宜的に－１としている）である。

【0049】

信号入力ＳＰの波形は、着座者ＳＨの姿勢が変化していない場合には基準入力ＲＰと同じであり、単に位相が９０度遅れている（又は２７０度進んでいる）。具体的には、信号入力ＳＰは、位相が０度から９０度では負の一定の値、９０度から２７０度では正の一定の値、２７０度から３６０度では負の一定の値である。そして、検波出力ＤＰの値は、位相が０度から９０度で－１、９０度から１８０度で１、１８０度から２７０度で－１、２７０度から３６０度で１である。

【0050】

そして、検波出力ＤＰは、位相が０度から９０度で－１、９０度から１８０度で１、１８０度から２７０度で－１、２７０度から３６０度で１である、検波出力ＤＰの値は、９０度の位相で－１と１とを繰り返しているため、１周期を単位として平均を取ると、平均値は０（ゼロ）となる。

【0051】

これに対し、着座者ＳＨの姿勢が変化すると、電磁場ＥＭＦも変動する。図４Ｂに示す信号入力ＳＰは、これによって、信号入力ＳＰの位相が変化した場合の一例である。具体的には、図４Ａに示す信号入力ＳＰと比較して、さらに４５度だけ遅れている。

【0052】

そして、この場合の検波出力ＤＰは、位相が０度から１３５度で－１、１３５度から１８０度で１、１８０度から３１５度で－１、３１５度から３６０度で１、であるため、１周期での平均値は－０．５となる。

【0053】

このようにして、生成された検波出力ＤＰは、信号処理部６８Ｃにおいて所定の信号処理が施され、検出出力ＦＰとして、図示しない外部装置に送られる。検出出力ＦＰを受けた外部装置により、実際に着座者ＳＨの姿勢の変化を検出することが可能となる。

【0054】

このように、本実施形態の検知装置１２では、着座者ＳＨ（検知対象の一例）の姿勢の変化を検知するために、着座者ＳＨに向けて送信した電磁波の反射を利用していない。したがって、電磁波の反射を利用した場合に生じる不都合、たとえば、電磁波が着座者ＳＨによって吸収されたり、反射状態が不安定になったりするといった影響を受けず、着座者ＳＨの姿勢の変化をより正確に検知できる。

【0055】

また、本実施形態の検知装置１２では、着座者ＳＨ（検知対象の一例）の姿勢の変化を検知するために、着座者ＳＨから作用する体重（荷重）を利用していない。したがって、着座者ＳＨから作用する体重の変化以外に、たとえば着座者ＳＨが上体のみの姿勢を変化させた場合でも、この姿勢の変化をより正確に検知できる。また、たとえば、着座者ＳＨから背部２０に体重の一部を作用させていない（着座者ＳＨが背部２０と非接触である）場合であっても、着座者ＳＨの姿勢の変化を検知できる。

【0056】

なお、上記では、基準入力ＲＰと信号入力ＳＰとで９０度の位相差が生じた状態で、それぞれの信号が検出器６８へ入力されるようにしている。但し、着座者ＳＨの姿勢を検知するためであれば、基準入力ＲＰと信号入力ＳＰとにこのような位相差が予め発生されている必要はない。すなわち、基準入力ＲＰと信号入力ＳＰとは同位相であってもよく、また、９０度と異なる位相差でもよい。位相差を９０度に設定しておくと、図４Ａに示したように、着座者ＳＨの姿勢の変化がない状態での検波出力ＤＰの平均値を０（ゼロ）に調整できる。このため、着座者ＳＨの姿勢が変化した場合には、検波出力において、ゼロ点からのズレを見ればよいので、検知が容易である。

【0057】

また、上記では、基準入力ＲＰ及び信号入力ＳＰの両方を矩形波として検出器６８により位相差を検出している。基準入力ＲＰ及び信号入力ＳＰの少なくとも一方が、矩形波以外の波形、たとえば正弦波や三角波である場合と比較して、振幅変化が顕著に現れるため、着座者ＳＨの姿勢の変化の検知が容易である。

【0058】

上記では、励振電極６４及び検出電極６６が板状に形成されている例を挙げているが、励振電極６４及び検出電極６６が板状であると、たとえばブロック状である場合と比較して厚みが薄いので、椅子１４の座部１８及び背部２０等への配置（埋め込み）が容易であり配置位置の制限が少なくなる。また、配置の容易さを確保しつつ、所定の撓み剛性を有するような厚みとすることで、不用意な変形を抑制することも可能である。

【0059】

板状の励振電極６４及び検出電極６６において、図５に示すように、板厚方向に貫通する複数の貫通孔７２が形成された導電体製の板材７０でもよい。このような形状の板材７０は、パンチングメタルと称されることがある。複数の貫通孔７２があることで、この板材７０を励振電極６４及び検出電極６６として用いた場合に、貫通孔７２がない形状と比較して軽量化を図ることができ、また、厚み方向の通気性も得られる。

【0060】

また、励振電極６４及び検出電極６６は、図６に示すようにシート状に形成された導電体製のシート材７４でもよい。このようなシート材７４としては、いわゆる銅薄シートや、アルミホイル等が挙げられる。さらに、図７に示すように、導電性を有する布材７６であってもよく、さらには、図８に示すように、絶縁性のシート８０に導電性の糸８２を折り合わせた繊維材７８であってもよい。シート状であることで、椅子１４の座部１８及び背部２０等への配置の容易さを確保できる。また、板状の場合と比較して撓み剛性を低くできるので、配置場所の形状が複雑である場合であっても、この形状に合わせて励振電極６４及び検出電極６６を配置できる。絶縁性のシート８０としては、天然繊維（綿、麻、絹等）で形成されたシートや、化学繊維で形成されたシートを用いることができる。シート８０で構成された励振電極６４及び検出電極６６に対し、図５に示した例と同様に貫通孔を形成してもよい。

【0061】

励振電極６４及び検出電極６６としては、図９に示すように導電体製の複数の棒材を格子状に編み込んだ網状部材８４であってもよい。網状部材８４であっても所定の撓み剛性を確保できる。また複数の棒材を格子状に組んでいることで、棒材の隙間により通気性を得られる。

【0062】

さらに、励振電極６４及び検出電極６６としては、図１０に示す導電体製の線材８６、又は図１１に示す導電体製の帯材８８を所定の形状に折り曲げた折曲部材９０であってもよい。線材８６又は帯材８８を所望の位置で曲げることで、励振電極６４及び検出電極６６の形状の自由度が高くなる。線材８６又は帯材８８は、湾曲及び屈曲させたり、重ねたり束ねたりすることで、所望の形状とすることが可能である。

【0063】

上記では、励振電極６４及び検出電極６６がそれぞれ１つ設けられた例を挙げているが、励振電極６４及び検出電極６６の数は限定されず、それぞれ複数であってもよい。また、励振電極６４及び検出電極６６を配置する位置も、上記の例に限定されず、以下の各実施形態の例を挙げることができる。

【0064】

なお、以下の各実施形態において、第一実施形態と同様の要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

【0065】

図１２に示す第二実施形態の椅子２２は、脚部１６、座部１８及び背部２０に加えて、肘掛２４、ヘッドレスト２６及び足置き２８等の機能性部品を有している。励振電極６４は、座部１８の他に、足置き２８にも配置されている。検出電極６６は、ヘッドレスト２６及び肘掛２４に配置されている。なお、図１２に示す例では、励振電極６４及び検出電極６６は、いずれも板状あるいはシート状であるが、励振電極６４及び検出電極６６の形状はこれに限定されない。たとえば、図５～図１１に示した各種構成の部材を励振電極６４及び検出電極６６として用いて、任意の形状とすることが可能である。

【0066】

このように、座部１８及び背部２０以外の部分を有する椅子２２において、座部１８及び背部２０以外の部分にも励振電極６４及び検出電極６６の少なくとも一方を配置することで、より広い範囲で着座者ＳＨの姿勢の変化を検知することが可能となる。

【0067】

図１３に示す第三実施形態の椅子２８は、脚部１６、座部１８及び背部２０に加えて、肘掛２４及びヘッドレスト２６を有している。検出電極６６は、座部１８、ヘッドレスト２６及び肘掛２４に配置されている。

【0068】

第三実施形態の椅子２８における励振電極６４は、座部１８及び背部２０のフレーム３０を使用して構成されている。フレーム３０は四角形の枠状であり、座部１８及び背部２０の内部において、これらの形状を維持している。さらに、第三実施形態の椅子２８では、脚部１６自体にも励振電極６４が備えられている。脚部１６を検出電極６６とする場合、たとえば、脚部１６が金属製であれば、脚部１６をそのまま検出電極６６として用いることが可能である。また、脚部１６が樹脂等の非導電性材料で形成されていれば、脚部１６の内部に、検出電極６６として作用する導電性の部材を配置してもよい。

【0069】

このように、椅子２８を構成しているフレーム３０及び脚部１６を励振電極６４としても用いることで、あらたに励振電極を設ける必要がなくなり、部品点数を少なくできる。図１３に示した例では、励振電極６４としてフレーム３０及び脚部１６を用いているが、検出電極６６としてフレーム３０及び脚部１６を用いてもよい。また、図１３に示した例では、検出電極６６は板状あるいはシート状であるが、検出電極６６の形状はこれに限定されない。

【0070】

図１２に示す椅子２２及び図１３に示す椅子２８において、座部１８及び背部２０の少なくとも一方を、図９に示す網状部材８４で構成してもよい。

【0071】

椅子２８を構成するフレームとしては、例えば、図１４に示す形状であってもよい。このフレーム３０は、いわゆる折り畳み椅子として用いられるフレームである。この場合、フレーム３０は金属製とされることが多いので、フレーム３０をそのまま、励振電極６４又は検出電極６６として用いることが可能である。図１４に示す椅子２８では、フレーム３０の下部（座部１８よりも下側の部分）が脚部１６を構成している。

【0072】

図１５に示す第四実施形態の椅子３２は、第一～第三実施形態の椅子１４、２２、２８と比較して、背部２０の高さが低い例である。このように、背部２０の高さが低い椅子、あるいは、背部２０がない椅子に対しては、たとえば、座部１８に、励振電極６４及び検出電極６６の少なくとも一方又は両方を配置することが可能である。

【0073】

図１６～図１８には、このように、座部１８に励振電極６４及び検出電極６６の両方を配置する場合の、励振電極６４及び検出電極６６の形状の例が示されている。

【0074】

図１６に示す例では、励振電極６４及び検出電極６６はいずれも、直線状の幹部９２と、この幹部９２から横方向に延出される複数本（図示の例では３本）の枝部９４と、を有している。複数の枝部９４の間には、枝部９４の幅より広い間隙ＧＰが構成されている。そして、励振電極６４の枝部９４と、検出電極６６の枝部９４とが、交互に間隙ＧＰに入り込むように配置されている。

【0075】

図１７に示す例では、励振電極６４及び検出電極６６はいずれも、平面視で長方形の板状又はシート状に形成されており、１つの励振電極６４と１つの検出電極６６とが並べて配置されている。

【0076】

図１８に示す例では、励振電極６４及び検出電極６６はいずれも、平面視で長方形の板状又はシート状に形成されており、複数（図示の例では２つ）の励振電極６４と複数（図示の例では２つ）の検出電極６６とが並べて配置されている。特に、図１８の上列ＵＬにおける励振電極６４と検出電極６６の並びと、下列ＬＬにおける励振電極６４と検出電極６６の並びと、は逆にされている。

【0077】

このように、座部１８に励振電極６４及び検出電極６６を配置した構成では、着座者ＳＨにおいて座部１８に近い部分（たとえば臀部）の移動を検知する感度が高くなる。また、心拍による僅かな体表面の移動を検知することも可能となる。

【0078】

また、第四実施形態の椅子３２において、励振電極６４及び検出電極６６の一方を座部１８に配置し、他方を脚部１６に配置してもよい。

【0079】

なお、図１６～図１８に示した励振電極６４及び検出電極６６の配置は、座部１８に限らず、背部２０、ヘッドレスト２６、足置き２８等に適用することも可能である。

【0080】

さらに、本開示の技術において、検知装置１２が適用される例は、椅子に限定されない。

【0081】

図１９には、第五実施形態として、検知装置１２が適用されたベッド３４が示されている。ベッド３４は、一例として、ベッドフレーム３６と、このベッドフレーム３６に支持されたマットレス３８と、を有している。そして、マットレス３８に、励振電極６４及び検出電極６６が配置されている。

【0082】

このように、ベッド３４に検知装置１２を適用した例では、ベッド３４上で人物の姿勢が変化した場合に、この姿勢の変化を検知装置１２より検知できる。

【0083】

第五実施形態において、励振電極６４及び検出電極６６の配置は、たとえば、図１６～図１８に示した例を適用できる。また、励振電極６４及び検出電極６６の一部又は全部を、ベッドフレーム３６が兼ねるように構成することも可能である。

【0084】

さらに、テーブルやデスク等の机部材に、本開示の技術の励振電極６４及び検出電極６６を配置してもよい。この場合、励振電極６４及び検出電極６６の両方を机部材に配置してもよいし、また、机部材には励振電極６４及び検出電極６６のいずれか一方を配置し、第一～第五実施形態として例示したような椅子に、励振電極６４及び検出電極６６の他方を配置してもよい。

【0085】

本開示の技術において、発振器６２、励振電極６４、検出器６８、及び検出電極６６の数は特に限定されず、たとえば、図２０～図２３に示す各種の構成を採り得る。

【0086】

図２０に示す例では、発振器６２、励振電極６４及び検出器６８は１つであり、検出電極６６が複数の例である。この場合、複数の検出電極６６に共通で１つの検出器６８が設けられる。

【0087】

図２１に示す例では、発振器６２及び励振電極６４は１つであるが、検出電極６６及び検出器６８は複数（同数）である。この場合、複数の検出器６８と複数の検出電極６６とが一対一で対応している。

【0088】

図２２に示す例では、発振器６２及び励振電極６４は複数（同数）であり、検出器６８及び検出電極６６も複数（同数）である。この場合、複数の発振器６２と複数の励振電極６４とが一対一で対応している。複数の発振器６２で発振される交流信号の周波数は同一であってもよいし、異なっていてもよい。異なる交流信号を発振する場合は、たとえば、励振電極６４の位置に応じて交流信号の周波数が異なるようにすることで、着座者ＳＨ（図２参照）の姿勢の変化を、より正確に検知できる。

【0089】

図２３に示す例では、発振器６２は１つであり、励振電極６４、検出器６８及び検出電極６６は複数である。この場合、複数の励振電極６４で共通化して１つの発振器６２が設けられる。

【0090】

なお、図２１～図２３に示す各例では、複数の検出器６８を備えているため、複数の検出器６８のそれぞれから、検波出力ＤＰが外部装置に送信される。

【0091】

本開示の技術において、発振器６２で発振される交流信号の周波数は、検知対象の動きを検知可能であれば制限されないが、一例として、１ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下に設定さえる。周波数の上限を１００ＭＨｚとすることで、励振電極６４の周囲の電磁場ＥＭＦにおいて、電磁波の波長が概ね３ｍ以下となる。これにより、電磁波の波長が３ｍ超である場合と比較して、検知対象を人とした場合に適した波長となる。また、周波数の下限を１ｋＨｚとすることで、１ｋＨｚ未満の場合と比較して、励振電極６４の周囲のノイズの影響を少なくできる。具体的には、励振電極６４の周囲には、主に、（１／ｆ）ノイズと熱ノイズと、がある。（１／ｆ）ノイズの大きさは周波数に反比例するのに対し、熱ノイズの大きさは、周波数によらず概ね一定の値を取る。そして、周波数が１ｋＨｚ未満の範囲では熱ノイズよりも（１／ｆ）ノイズが大きいが、周波数が１ｋＨｚ以上の範囲では、熱ノイズよりも（１／ｆ）ノイズが小さくなる。すなわち、周波数を１ｋＨｚ以上とすることで、（１／ｆ）ノイズの影響を少なくすることが可能である。

【0092】

本開示の技術の技術において、検知対象は、上記の着座者、すなわち人に限定されない。たとえば、人以外の動物（ペットの他に家畜を含む）であってもよく、さらには、ロボット等の導体物（非生物）であってもよい。

【0093】

さらに、以下の付記を開示する。

【0094】

（付記１）
交流信号を出力する発振器と、
前記発振器で出力された前記交流信号が入力される励振電極と、
前記励振電極で生成された電磁場を検出する検出電極と、
前記発振器で発振された前記交流信号と、前記検出電極が前記電磁場を受けることにより生成された検出信号と、の位相差を検出する検出器と、
を有する検知装置。
（付記２）
同一又は異なる周波数の前記交流信号を生成する複数の前記発振器を備えている、付記１に記載の検知装置。
（付記３）
複数の前記励振電極を備えている付記１又は付記２に記載の検知装置。
（付記４）
複数の前記検出電極を備えている付記１～付記３のいずれか一項に記載の検知装置。
（付記５）
前記発振器の発振する前記交流信号の周波数が１ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下である付記１～付記４のいずれか一項に記載の検知装置。
（付記６）
前記検出器は、入力された前記交流信号の矩形波と、入力された前記検出信号の矩形波と、から前記位相差を検出する、付記１～付記５のいずれか一項に記載の検知装置。
（付記７）
前記励振電極及び前記検出電極は、導電体によって板状、シート状、網状又は線状に形成されている付記１～付記６のいずれか一項に記載の検知装置。
（付記８）
前記励振電極と前記検出電極の一方が配置された第一部材と、
前記励振電極と前記検出電極の他方が配置された第二部材と、
を有する付記１～付記７のいずれか一項に記載の検知装置。
（付記９）
前記第一部材が椅子の座部であり、
前記第二部材が前記椅子の背部である、付記８に記載の検知装置。

【符号の説明】

【0095】

１２ 検知装置
１４ 椅子
１６ 脚部
１８ 座部
２０ 背部
２２ 椅子
２４ 肘掛
２６ ヘッドレスト
２８ 椅子
３０ フレーム
３２ 椅子
３４ ベッド
３６ ベッドフレーム
３８ マットレス
６２ 発振器
６２Ａ 発振部
６２Ｂ 波形調整部
６４ 励振電極
６６ 検出電極
６８ 検出器
６８Ａ 信号増幅部
６８Ｂ 同期検波部
６８Ｃ 信号処理部
７０ 板材
７２ 貫通孔
７４ シート材
７６ 布材
７８ 繊維材
８０ シート
８２ 糸
８４ 網状部材
８６ 線材
８８ 帯材
９０ 折曲部材
９２ 幹部
９４ 枝部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【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22】

【図23】