特開 2024-113288 検出システム

(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】P2024113288

(43)【公開日】2024-08-22

(54)【発明の名称】検出システム

(51)【国際特許分類】

   G01B 7/16 20060101AFI20240815BHJP

   B60N 2/90 20180101ALI20240815BHJP

【ＦＩ】

G01B7/16 R

B60N2/90

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023018167

(22)【出願日】2023-02-09

(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

(74)【代理人】

【識別番号】110002789

【氏名又は名称】弁理士法人ＩＰＸ

(72)【発明者】

【氏名】木佐貫 義勝

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 博光

【テーマコード（参考）】

2F063

3B087

【Ｆターム（参考）】

2F063AA25

2F063BB01

2F063BB02

2F063CA09

2F063DA01

2F063DA05

2F063DD06

2F063FA00

2F063KA01

3B087DE08

3B087DE09

(57)【要約】      （修正有）

【課題】柔軟体の変形を検出する技術を提供する。
【解決手段】本発明の一態様によれば、検出システムが提供される。この検出システムは、少なくとも１つの検出装置を備える。検出装置のそれぞれは、第１の導電体と、第２の導電体と、信号部と、を備える。第１の導電体および第２の導電体は、外力に応じて変形可能な柔軟体の表面または内部に配設される。第１の導電体と第２の導電体との位置関係は、柔軟体が所定の第１の方向に伸びるように変形することに伴い変化する。信号部は、第１の導電体および第２の導電体の合成抵抗値に関する信号を出力可能に構成される。合成抵抗値は、第１の導電体と第２の導電体との位置関係の変化に応じて変化する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

検出システムであって、
少なくとも１つの検出装置を備え、
前記検出装置のそれぞれは、第１の導電体と、第２の導電体と、信号部と、を備え、
前記第１の導電体および前記第２の導電体は、外力に応じて変形可能な柔軟体の表面または内部に配設され、ここで、
前記第１の導電体と前記第２の導電体との位置関係は、前記柔軟体が所定の第１の方向に伸びるように変形することに伴い変化し、
前記信号部は、前記第１の導電体および前記第２の導電体の合成抵抗値に関する信号を出力可能に構成され、ここで、前記合成抵抗値は、前記第１の導電体と前記第２の導電体との位置関係の変化に応じて変化する、もの。

【請求項2】

請求項１に記載の検出システムにおいて、
前記第１の導電体と前記第２の導電体とは、前記柔軟体が前記第１の方向に伸びるように変形することに伴い、前記第１の方向とは異なる第２の方向における前記第１の導電体と前記第２の導電体との間の距離である間隔距離が短くなるように構成され、これにより、前記合成抵抗値が減少する、もの。

【請求項3】

請求項２に記載の検出システムにおいて、
前記第１の導電体および前記第２の導電体は、線状に延び、
前記第２の導電体は、前記第１の導電体から分岐するように接続され、
前記第１の導電体と前記第２の導電体との間の接触領域は、前記柔軟体が前記第１の方向に伸びることにより増加するように構成される、もの。

【請求項4】

請求項２に記載の検出システムにおいて、
前記第１の導電体および／または前記第２の導電体は、互いに接続されることにより所定の内部領域を規定するように構成される環状構造を有する、もの。

【請求項5】

請求項１に記載の検出システムにおいて、
前記第１の導電体および前記第２の導電体は、前記柔軟体の変形に伴い伸縮可能な導電糸を用いて形成される、もの。

【請求項6】

請求項１に記載の検出システムにおいて、
複数の前記検出装置を備え、
前記検出装置のそれぞれは、前記第１の方向への前記柔軟体の変形量に対して異なる変化率で前記合成抵抗値を出力するように構成される、もの。

【請求項7】

請求項１に記載の検出システムにおいて、
さらに、前記柔軟体および前記合成抵抗値を測定する測定部のうちの少なくとも１つを備える、もの。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検出システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、障害者、人型ロボットの身体挙動を検知するシステムに使用される引張変形検知布において、編物または織物の伸縮を静電容量の変化として検出することにより、検知システムとしての消費電力を抑制する技術が開示されている。

【0003】

特許文献１に記載の引張変形検知布は、複数の導電糸を含んで構成された編物または織物を一方向に伸縮自在にすると共に、その伸縮に伴って前記導電糸の隣接するもの同士の間隔が変化し、その隣接する導電糸同士間は絶縁状態が維持されるように構成され、隣接する各導電糸の端部が静電容量を測定するための一対の電極とされていることを特徴とする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２－１７７５６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、編物等のような柔軟体の変形を検出する技術には、未だ改善の余地がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様によれば、検出システムが提供される。この検出システムは、少なくとも１つの検出装置を備える。検出装置のそれぞれは、第１の導電体と、第２の導電体と、信号部と、を備える。第１の導電体および第２の導電体は、外力に応じて変形可能な柔軟体の表面または内部に配設される。第１の導電体と第２の導電体との位置関係は、柔軟体が所定の第１の方向に伸びるように変形することに伴い変化する。信号部は、第１の導電体および第２の導電体の合成抵抗値に関する信号を出力可能に構成される。合成抵抗値は、第１の導電体と第２の導電体との位置関係の変化に応じて変化する。

【0007】

このような構成によれば、よりよい柔軟体の変形を検出する技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】検出システム１の構成の一例を示す図である。

【図2】検出ユニット３の全体的な構成を示す図である。

【図3】図２に示される検出装置３ａの詳細を示す図である。

【図4】外力Ｆによる布帛２３の変形に伴う検出装置３ａの変形を示す図である。

【図5】図３に示される検出装置３ａの具体例を示す写真である。

【図6】検出装置３ａの第１の別例を示す図である。

【図7】外力Ｆによる布帛２３の変形に伴う、図６に示される検出装置３ａの変化を示す図である。

【図8】内部領域ＳＰ１を規定する環状構造を備える検出装置３ａの具体例を示す写真である。

【図9】検出導体部３２が三角形状に構成された、検出装置３ａの第２の別例を示す図である。

【図10】検出装置３ａの第３の別例を示す図である。

【図11】第１の方向Ｄ１の距離の変化によって合成抵抗値の変化が生じる検出ユニット３の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。

【0010】

ところで、本実施形態に登場するソフトウェアを実現するためのプログラムは、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体（Ｎｏｎ－Ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－Ｒｅａｄａｂｌｅ Ｍｅｄｉｕｍ）として提供されてもよいし、外部のサーバからダウンロード可能に提供されてもよいし、外部のコンピュータで当該プログラムを起動させてクライアント端末でその機能を実現（いわゆるクラウドコンピューティング）するように提供されてもよい。

【0011】

また、本実施形態において「部」とは、例えば、広義の回路によって実施されるハードウェア資源と、これらのハードウェア資源によって具体的に実現されうるソフトウェアの情報処理とを合わせたものも含みうる。また、本実施形態においては様々な情報を取り扱うが、これら情報は、例えば電圧・電流を表す信号値の物理的な値、０または１で構成される２進数のビット集合体としての信号値の高低、または量子的な重ね合わせ（いわゆる量子ビット）によって表され、広義の回路上で通信・演算が実行されうる。

【0012】

また、広義の回路とは、回路（Ｃｉｒｃｕｉｔ）、回路類（Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）、プロセッサ（Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、およびメモリ（Ｍｅｍｏｒｙ）等を少なくとも適当に組み合わせることによって実現される回路である。すなわち、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等を含むものである。

【0013】

１．検出システム１の構成の概要について
本節では、検出システム１の構成の概要について説明する。図１は、検出システム１の構成の一例を示す図である。図１に示されるように、検出システム１は、座席２と、検出ユニット３と、測定部４と、情報処理装置５と、を備える。

【0014】

<座席２>
座席２は、人が着座可能に構成されており、人が着座することによって変形するように構成される。具体的には、座席２は、人等が着座する座面を含む座部２１と、座部２１に着座した人等がもたれかかるための榻背部２２と、柔軟体としての布帛２３と、少なくとも検出ユニット３と、を備える。

【0015】

布帛２３は、座部２１および榻背部２２等の座席２の構成要素の少なくとも一部を包むように構成される。布帛２３の表面は、布帛２３の厚みに平行な厚み方向Ｄｔによって規定することができる。厚み方向Ｄｔは、布帛２３の表面に対してほぼ垂直である。なお、布帛２３の表面が曲面を含む場合、厚み方向Ｄｔは、当該曲面の局所的な法線を規定する方向となる。布帛２３は、外力Ｆに応じて変形可能に構成されている。具体的には、布帛２３は、布帛２３の表面に沿った方向の外力Ｆに対しては当該外力Ｆとほぼ方向に伸縮するように変形し、厚み方向Ｄｔに沿った方向の外力Ｆに対しては当該外力Ｆとほぼ平行な方向に屈曲するように変形し、これに伴い、布帛２３の表面に沿った方向に伸縮するように変形する。したがって、外力Ｆによる外力Ｆの変形は、布帛２３の表面に沿った方向の変形によって表現することができる。

【0016】

<検出ユニット３>
検出ユニット３は、人が座席２に着座することによる座部２１および榻背部２２を包む布帛２３の変形を検出可能に構成されている。検出ユニット３は、布帛２３の変形により、検出ユニット３の電気特性としての抵抗値が変化するように構成されている。複数の検出ユニット３のそれぞれは、布帛２３の表面または内部に、布帛２３の表面に沿って所定の分布で配置されている。本実施形態では、検出ユニット３は、互いに布帛２３の表面または内部に、布帛２３の表面に沿って格子状に配置されている。本実施形態では、検出ユニット３の詳細は後述される。

【0017】

<測定部４>
測定部４は、検出ユニット３の電気特性を測定可能に構成され、信号線Ｌを介して検出ユニット３と電気的に接続されている。本実施形態の測定部４は、検出ユニット３に含まれる各種導電体（例えば、後述される信号部３１および検出導体部３２）の合成抵抗値を測定するように構成され、例えば、検出ユニット３による電圧降下を測定可能な電圧計である。なお、測定部４は、電流計やＬＣＲメータなどであってもよい。

【0018】

<情報処理装置５>
情報処理装置５は、測定部４による測定結果を取得し、座席２の変形量の分布を算出する種々の情報処理を実行するように構成される。情報処理装置５は、通信バス５０と、通信部５１と、記憶部５２と、プロセッサ５３と、表示部５４と、ＨＭＩデバイス５５とを備え、これらの構成要素が情報処理装置５の内部において通信バス５０を介して電気的に接続されている。各構成要素についてさらに説明する。

【0019】

通信部５１は、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ（登録商標）、有線ＬＡＮネットワーク通信等といった有線型の通信手段が好ましいものの、無線ＬＡＮネットワーク通信、３Ｇ／ＬＴＥ／５Ｇ等のモバイル通信、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）通信等を必要に応じて含めてもよい。すなわち、これら複数の通信手段の集合として実施することがより好ましい。すなわち、情報処理装置５は、通信部５１およびネットワークを介して、外部から種々の情報を通信してもよい。

【0020】

記憶部５２は、前述の記載により定義される様々な情報を記憶する。これは、例えば、プロセッサ５３によって実行される情報処理装置５に係る種々のプログラム等を記憶するソリッドステートドライブ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ：ＳＳＤ）等のストレージデバイスとして、あるいは、プログラムの演算に係る一時的に必要な情報（引数、配列等）を記憶するランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）等のメモリとして実施されうる。記憶部５２は、プロセッサ５３によって実行される情報処理装置５に係る種々のプログラムや変数等を記憶している。

【0021】

プロセッサ５３は、情報処理装置５に関連する全体動作の処理・制御を行う。プロセッサ５３は、例えば不図示の中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）である。プロセッサ５３は、記憶部５２に記憶された所定のプログラムを読み出すことによって、情報処理装置５に係る種々の機能を実現する。すなわち、記憶部５２に記憶されているソフトウェアによる情報処理が、ハードウェアの一例であるプロセッサ５３によって具体的に実現されることで、プロセッサ５３に含まれる各機能部として実行されうる。これらについては、次節においてさらに詳述する。なお、プロセッサ５３は単一であることに限定されず、機能ごとに複数のプロセッサ５３を有するように実施してもよい。またそれらの組合せであってもよい。

【0022】

表示部５４は、情報処理装置５筐体に含まれるものであってもよいし、外付けされるものであってもよい。表示部５４は、ユーザが操作可能なグラフィカルユーザインターフェース（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：ＧＵＩ）の画面を表示する。これは例えば、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイおよびプラズマディスプレイ等の表示デバイスを、情報処理装置５の種類に応じて使い分けて実施することが好ましい。

【0023】

ＨＭＩデバイス５５は、ヒューマン・マシン・インターフェースデバイスである。ＨＭＩデバイス５５は、情報処理装置５の筐体に含まれるものであってもよいし、外付けされるものであってもよい。例えば、ＨＭＩデバイス５５は、表示部５４と一体となってタッチパネルとして実施されてもよい。タッチパネルであれば、ユーザは、タップ操作、スワイプ操作等を入力することができる。もちろん、タッチパネルに代えて、スイッチボタン、マウス、ＱＷＥＲＴＹキーボード、音声認識装置、ジェスチャ検出装置、視線検出装置、生体信号検出装置、撮像装置などを採用してもよい。すなわち、ＨＭＩデバイス５５がユーザによってなされた操作入力を受け付ける。ＨＭＩデバイス５５は、応答として、通信バス５０を介し操作入力に対応する信号をプロセッサ５３に転送する。プロセッサ５３が必要に応じて所定の制御や演算を実行しうる。ＨＭＩデバイス５５は、ユーザからの入力を受付可能に構成されている入力部を含むともいえる。

【0024】

２．検出ユニット３の構成例について
本節では、前述した検出ユニット３の一例について説明する。図２は、検出ユニット３の全体的な構成を示す図である。図３は、図２に示される検出装置３ａの詳細を示す図である。図２に示すように、検出ユニット３は、少なくとも１つの（本実施形態では複数であり、具体的には５つである。）検出装置３ａ～３ｅを備える。これらの検出装置３ａ～３ｅは、検出装置３ａおよび検出装置３ｅを端部として、検出装置３ａ～３ｅの順に、互いに直列に接続されている。検出装置３ａ～３ｅのそれぞれは、布帛２３の表面に沿って布帛２３の表面または内部に配設されている。そのため、布帛２３に対して加えられる外力Ｆが、布帛２３の変形を通じて検出装置３ａ～３ｅに伝達される。本実施形態の検出装置３ａ～３ｅは、互いに第１の方向Ｄ１に沿って線状に（例えば直線状に）配置されている。第１の方向Ｄ１は、布帛２３の表面に沿った方向であり、厚み方向Ｄｔとほぼ垂直となる。第１の方向Ｄ１は、検出装置３ａ～３ｅによって検出しやすい布帛２３の変形方向を規定し、布帛２３の伸縮方向ともいえる。第１の方向Ｄ１は布帛２３の特性および用途に応じて適宜設定可能であるが、特に布帛２３の変形量が大きい方向、例えば布帛２３のバイアス方向であるとよい。これにより、検出システム１による布帛２３の変形量の検出精度を向上することができる。以下、説明の便宜上、布帛２３の表面に沿った方向であって、上記第１の方向Ｄ１と垂直な方向を第２の方向Ｄ２という。第２の方向Ｄ２は、第１の方向Ｄ１を基準とする検出ユニット３の幅を規定する方向ともいえる。

【0025】

検出装置３ａ～３ｅは、布帛２３の表面に沿った方向の変形を検出するように構成されている。検出装置３ａ～３ｅのそれぞれは、所定の第１の方向Ｄ１に検出装置３ａ～３ｅのそれぞれは、信号部３１と、少なくとも１つ（本実施形態では２つ）の検出導体部３２と、を備える。本実施形態の信号部３１および検出導体部３２は、布帛２３の変形に伴い伸縮可能な導電糸を用いて形成される。導電糸による信号部３１および検出導体部３２（さらには、検出装置３ａ～３ｅ）の形成方法は任意であるが、例えば布帛２３への編み込みによって形成される。これにより、信号部３１および検出導体部３２は、布帛２３の表面または内部に配設される。このような構成によれば、布帛２３にこれらの導電体（本実施形態では信号部３１および検出導体部３２）を配設するのが容易となる。導電糸としては、銅線、金線などの金属線、炭素繊維、ポリエステル、ナイロンなどの導電繊維、導電性ゴムなど任意である、なお、信号部３１および検出導体部３２を構成する部材は、導電糸に限られず、布帛２３の変形に伴い弾性変形可能であれば任意である。本実施形態では、信号部３１は、第１の導電体として機能し、検出導体部３２は、第２の導電体として機能する。したがって、信号部、第１の導電体、第２の導電体等の検出装置３ａ～３ｅを構成する部材は、それぞれが別体として構成されている必要はない。

【0026】

信号部３１は、隣り合う他の検出装置３ａ～３ｅの信号部３１と接続されている。本実施形態では、５つの検出装置３ａ～３ｅの信号部３１は、一体となるように構成されている。本実施形態の信号部３１は、第１の方向Ｄ１に沿って線状に延びている。

【0027】

検出導体部３２は、第１の方向Ｄ１とは異なる方向に線状に延びる。線状に延びる検出導体部３２は、その両端として接続端部３２１と開放端部３２２とを備える。

【0028】

接続端部３２１は、信号部３１の端部以外、言い換えれば線状に延びる信号部３１の線の途中に接続されている。これにより、検出導体部３２は、信号部３１から分岐するように接続される。

【0029】

開放端部３２２は、接続端部３２１とは異なり、少なくとも布帛２３が変形していない状態では信号部３１等の他の導電体とは接続されていない。そのため、開放端部３２２は、信号部３１の両端に電圧が印加された場合、布帛２３が変形していない状態では開放端部３２２には信号部３１からの電流が分流しないように構成されている。

【0030】

本実施形態では、検出導体部３２のそれぞれは、第１の方向Ｄ１および第２の方向Ｄ２の双方と異なる方向に延びており、信号部３１に対して第１の方向Ｄ１から第２の方向Ｄ２に向かって傾斜角θで傾斜するように構成されている。このとき、検出導体部３２は、接続端部３２１以外の位置では信号部３１と直接接触していない。傾斜角θは任意であるが、具体的には例えば、０．１，０．２，０．３，０．４，０．５，０．６，０．７，０．８，０．９，１，２，４，６，８，１０，１２，１４，１６，１８，２０度であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であっても、０より大きければこれらの数値未満の値であってもよい。布帛２３が変形していない状態における傾斜角θが大きいほど、布帛２３の第１の方向Ｄ１への変形によって信号部３１と検出導体部３２との接触領域Ｒが大きくなりやすくなる。そのため、傾斜角θは、検出装置３ａ～３ｅにおける布帛２３の変形量の検出感度を制御するためのパラメータの１つとなる。本実施形態では、検出装置３ａ～３ｅのそれぞれにおける検出導体部３２の傾斜角θは、検出装置３ａ～３ｅの順に大きくなる。したがって、検出装置３ａ～３ｅのそれぞれは、第１の方向Ｄ１への布帛２３の変形量に対して異なる変化率で合成抵抗値を出力するように構成される。このような構成によれば、より多様な変形に対する合成抵抗値を検出することができる。異なる変化率とは、第１の方向Ｄ１への布帛２３の単位長さの変化量あたりの合成抵抗値の変化量を示し、これらの変化量が線形の関係である場合、その線形関係の傾きをいう。

【0031】

本実施形態では、検出ユニット３の両端に位置する検出装置３ａ，３ｅのそれぞれは、接続部３３を１つずつ備える。接続部３３は、検出ユニット３と測定部４とを接続するための端子であり、検出装置３ａ～３ｅに含まれる信号部３１の両端にそれぞれ１つずつ設けられている。接続部３３のそれぞれは、信号線Ｌを通じて測定部４に接続されており、測定部４は、接続部３３の両端の電圧降下量を測定することにより、検出ユニット３全体の合成抵抗値を測定することができる。そのため、一対の接続部３３は、検出ユニット３の測定端子として機能する。本実施形態では当該接続部３３は、接続ポートのような物理的な端子でなく、信号線Ｌと検出ユニット３との接続点によって規定される仮想的な端子である。当該接続は、導電糸による編み込み、はんだ等の導電性接着部材による接着など、任意の態様で実装可能である。

【0032】

測定部４は、このように構成された検出ユニット３に対して、信号線Ｌおよび接続部３３を介して検出装置３ａ～３ｅの信号部３１に対して電圧を印加する。これにより、信号部３１に電流が流れる。このとき、検出導体部３２が接続端部３２１以外の領域で信号部３１と接触している場合、信号部３１に流れる電流の一部が、接続端部３２１から検出導体部３２に分流し、信号部３１に再び戻る導電経路が構成される。本実施形態の検出導体部３２が信号部３１と接触する場合、当該信号部３１と検出導体部３２との回路モデルは、信号部３１によって表される抵抗体と、検出導体部３２によって表される抵抗体との並列接続として表される。そのため、当該導電経路が形成されることにより、信号部３１と検出導体部３２との合成抵抗値が低下することとなる。すなわち、合成抵抗値は、信号部３１と検出導体部３２との位置関係の変化に応じて変化する。このとき、信号部３１は、信号部３１および検出導体部３２の合成抵抗値に関する信号を他の検出装置３ａ～３ｅおよび接続部３３を介して測定部４に出力可能に構成される。測定部４は、このようにして出力される以下、説明の便宜上、検出装置３ａ～３ｅのそれぞれに含まれる信号部３１と検出導体部３２との合成抵抗値を、検出装置３ａ～３ｅの合成抵抗値ということがある。

【0033】

ここで、上述した検出装置３ａ～３ｅの合成抵抗値の変化と布帛２３との変形との関係について説明する。図４は、外力Ｆによる布帛２３の変形に伴う検出装置３ａの変形を示す図である。なお、他の検出装置３ｂ～３ｅも、図４に示される検出装置３ａと同様に変形する。ここでは、外力Ｆは、布帛２３に対して第１の方向Ｄ１に沿って加えられている。これにより、布帛２３は、布帛２３が所定の第１の方向Ｄ１に伸びるように変形し、これに伴い信号部３１と検出導体部３２との位置関係が変化する。このような構成によれば、布帛２３の変形に伴い、第１の導電体と第２の導電体との空間が変化する。これに伴い、信号部３１と検出導体部３２との接触状態が変化するため、これらの導電体の合成抵抗値が変化する。したがって、検出システム１は、このような導電体の合成抵抗値の変化に起因する電気信号の変化量から、布帛２３の変形をより定量的に検出することができる。例えば、布帛２３に加える外力Ｆを大きくするにつれて布帛２３の第１の方向Ｄ１に伸びる変形量が大きくなる。これに伴い、検出導体部３２は、接続端部３２１が信号部３１と接続された状態で、第１の方向Ｄ１に拡大されるように伸びるように変形する。これにより、信号部３１と検出導体部３２とは、第１の方向Ｄ１とは異なる第２の方向Ｄ２における第１の導電体と第２の導電体との間の距離である間隔距離Ｗが短くなる。間隔距離Ｗが短くなるにつれて、傾斜角θもまた小さくなる。これにより、信号部３１と検出導体部３２との接触領域Ｒが増加することで、上述した作用に基づき検出装置３ａ～３ｅの合成抵抗値が減少する。このような構成によれば、布帛２３の第１の方向Ｄ１への変形によって合成抵抗値が変化するため、布帛２３の第１の方向Ｄ１の変形を定量的に検出することができる。このとき、当該変形に伴い、その結果、信号部３１と検出導体部３２とが少なくとも第２の方向Ｄ２において第１の導電体と第２の導電体との間の接触領域Ｒは、布帛２３が第１の方向Ｄ１に伸びることにより増加するように構成される。このような構成によれば、布帛２３の変形に応じて導電体の合成抵抗値が変化するため、布帛２３の変形量を電気信号として検出することが可能となる。このとき、布帛２３の変形に応じて第１の導電体と第２の導電体の位置関係が変化するため、布帛２３の変形を定量的に検出することができる。

【0034】

図５は、図３に示される検出装置３ａの具体例を示す写真である。図５（ａ）および図５（ｂ）に示されるように、検出ユニット３は、複数の検出装置３ａ～３ｅを直列的に接続することで、木のような意匠性の高い形状で実装され得る。例えば図５（ａ）に示されるように、信号部３１および検出導体部３２等の導電体は、完全な直線上でなくてもよく、それぞれが延びる方向に沿ってジグザグ縫いによって実装されていてもよい。これにより、信号部３１および検出導体部３２の伸縮性を高めることができるため、検出ユニット３を布帛２３に取り付けることによる布帛２３の自然な変形を阻害する可能性を低減することができる。

【0035】

また、図５（ｂ）に示されるように、信号部３１は、第１の方向Ｄ１と完全に一致するように直線的に延びていなくてもよく、おおよそ第１の方向Ｄ１の方向に沿っていれば、曲線的に構成されていてもよい。また、各検出装置３ａ～３ｅのそれぞれにおける検出導体部３２の数は任意であり、信号部３１の第２の方向Ｄ２における両側に対称的に配置されていなくてもよい。例えば、信号部３１の片側にのみ、検出導体部３２が配置されていてもよい。さらに、検出装置の数は、上述の図３や図５（ａ）で述べたような５つでなくてもよく任意であり、例えば、１つであっても、６つ以上であってもよい。さらに、信号部３１に接続されている検出導体部３２から、さらに検出導体部３２が分岐するように構成されていてもよい。このような構成によれば、より複雑で意匠性の高い形状をもつ検出ユニット３を実装することができる。なお、信号部３１と検出導体部３２とは一連の導電糸によって一体となるように布帛２３に配設されていてもよい。すなわち、信号部３１と検出導体部３２とが別体として個別に設けられている必要はない。

【0036】

３．検出装置３ａの別例について
本節では、上述した検出装置３ａの第１の別例について説明する。本節で説明する検出装置３ａは、上述した検出装置３ａとは異なり、信号部３１および／または検出導体部３２が、互いに接続されることにより所定の内部領域ＳＰ１を規定するように構成される環状構造を有するように構成される。このような構成によれば、導電体の配置を布帛２３に応じて効率的に行うことができる。なお、環状構造は、信号部３１と検出導体部３２とが接続されることによって構成されていても、検出導体部３２同士が接続されることによって構成されていてもよい。

【0037】

図６は、検出装置３ａの第１の別例を示す図である。なお、本実施形態では、１つの検出装置３ａによって検出ユニット３が実装されているが、前節までに説明した検出ユニット３と同様に、複数の検出装置３ａによって構成されていてもよい。図６に示される検出装置３ａは、２つの信号部３１と、２つの検出導体部３２と、２つの接続部３３と、を備える。接続部３３は、前節にて述べられた接続部３３と同様に、信号線Ｌを介して測定部４に接続されている。本実施形態では、２つの検出導体部３２の一方が第１の導電体として機能し、２つの検出導体部３２の他方が第２の導電体として機能する。

【0038】

本実施形態の信号部３１のそれぞれは、異なる２つの接続部３３にそれぞれ接続されており、対応する接続部３３から第１の方向Ｄ１に沿って、他の接続部３３に向かうように延びている。また、信号部３１は、接続部３３から第１の方向Ｄ１に延びるにつれて、第２の方向Ｄ２に拡大するように分岐している。すなわち、信号部３１は、接続部３３からいわゆるＶ字状に延びている。

【0039】

本実施形態の検出導体部３２は、線状ではなく楕円形状であり、その長軸は第１の方向Ｄ１に沿って延び、その短軸は第２の方向Ｄ２に沿って延びている。検出導体部３２のそれぞれは、２つの接続端部３２１を備え、各接続端部３２１は第１の方向Ｄ１に離れて位置する信号部３１の分岐の端部に接続されている。これにより、検出導体部３２は、ある信号部３１の分岐の端部と、当該信号部３１とは異なる信号部３１の分岐の端部とを機械的および電気的に接続する。このように、信号部３１のそれぞれが有する２つの先端のそれぞれから検出導体部３２が延びることにより、２つの検出導体部３２が第２の方向Ｄ２に並んで配設される。これにより、２つの信号部３１および２つの検出導体部３２によって環状構造が規定され、その環状構造の内部に内部領域ＳＰ１が構成される。なお、本実施形態では、内部領域ＳＰ１には布帛２３のような非導電体が配置されている。このように、内部領域ＳＰ１は、検出導体部３２同士の第１の方向における電気的接触を規制可能であれば任意であり、中空空間でなくてもよい。

【0040】

このように構成された検出装置３ａでは、測定部４によって接続部３３の両端に印加される電圧によって、接続部３３→信号部３１→検出導体部３２の並列接続体→接続部３３という導電経路が構成される。そのため、本実施形態の検出装置３ａの合成抵抗値は、特に２つの検出導体部３２という抵抗体の並列接続をした際の抵抗値となる。

【0041】

図７は、外力Ｆによる布帛２３の変形に伴う、図６に示される検出装置３ａの変化を示す図である。
本実施形態では、これらの検出導体部３２の一部は、布帛２３が変形していない状態において互いに接触している。２つの検出導体部３２のそれぞれは、例えば、検出導体部３２の楕円の短径を規定する部分の接線同士が重なる程度に接触している。これにより、検出導体部３２の間で接触領域Ｒが形成され、一方の検出導体部３２から他方の検出導体部３２への導電経路が形成される。布帛２３の変形に伴い接触領域Ｒが広がるにつれて検出導体部３２間の導電経路が大きくなる。これにより、検出装置３ａの合成抵抗値が下がる。このような構成によれば、布帛２３が変形していない状態から変形する際の検出装置３ａの合成抵抗値の変化を連続的にすることができるため、布帛２３の変形量の定量的な評価が容易となる。なお、２つの検出導体部３２は、布帛２３が変形指定ない状態において互いに接触していなくてもよい。これにより、布帛２３の変形によって検出導体部３２同士が接触することで検出導体部３２間の導電経路が開通する。そのため、検出装置３ａの合成抵抗値が、検出導体部３２同士が接触していない場合に比べて劇的に変化するため、例えば、布帛２３の変形量が所定の閾値に達したか否かを検出しやすくなる。

【0042】

図８は、内部領域ＳＰ１を規定する環状構造を備える検出装置３ａの具体例を示す写真である。なお、当該検出装置３ａにおいて、検出導体部３２はほぼ直線状となるように構成されている。そのため、上述した検出装置３ａの第１の別例において、検出導体部３２は線状に構成されていてもよい。図１１に示されるように、検出装置３ａは複数の検出装置３ａを備えており、これに伴い複数の環状構造を有している。これらの環状構造の形状は任意であり、図８（ａ）に示されるように、複数の環状構造によって規定される内部領域ＳＰ１のそれぞれは、第１の方向Ｄ１に沿って延びるように構成されていてもよい。また、図８（ｂ）に示されるように、内部領域ＳＰ１のそれぞれは、その一部が円形上に構成されていてもよく、また、第１の方向Ｄ１以外の方向に沿って延びていてもよい。また、図８（ｃ）に示されるように、内部領域ＳＰ１の大きさは互いに異なっていてもよい。例えば、検出装置３ａにおいて中央の内部領域ＳＰ１の面積または体積は、外縁に位置する内部領域ＳＰ１の面積または体積に比べて大きく構成されていてもよい。これにより、検出装置３ａ全体としての合成抵抗値の変化量を均一にし、より線形性を担保しやすくすることができる。

【0043】

４．その他
上記検出システム１の態様はあくまで一例であり、これに限られない。

【0044】

上述したように、検出導体部３２の形状は線状に限られない。例えば、検出導体部３２の形状は、上述したように楕円形状であってもよく、三角形状、波線形状など、任意である。図９は、検出導体部３２が三角形状に構成された、検出装置３ａの第２の別例を示す図である。図９に示される例では、２つの直角三角形状の検出導体部３２が２つの信号部３１の間を第１の方向Ｄ１に延びる。このとき、検出導体部３２の第２の方向Ｄ２における長さが、一方の信号部３１から他方の信号部３１に向かうにつれて減少するように構成されている。これにより、布帛２３の変形に伴い、接触領域Ｒが連続的に変化するため、布帛２３の変形に対する検出装置３ａの合成抵抗値の変化を線形にしやすくなる。

【0045】

検出装置３ａが複数の検出導体部３２が並列に接続されるように構成される場合、当該検出導体部３２の数は上述した第１の別例のように２つに限られない。図１０は、検出装置３ａの第３の別例を示す図である。図１０に示されるように、検出装置３ａの第３の別例では、３以上の検出導体部３２が２つの信号部３１の間を線状に並列に延びている。このとき、第３の別例では、第１の方向Ｄ１における検出導体部３２の長さは、互いに異なっている。特に、第２の方向Ｄ２において隣り合う２つの検出導体部３２の第１の方向Ｄ１における長さは、互いに異なっている。具体的には、複数の検出導体部３２のうち、第２の方向Ｄ２において中央に位置する検出導体部３２は、第２の方向Ｄ２において端に位置する検出導体部３２に比べて長くなるように構成されている。これにより、布帛２３の変形に対する線形性をより担保しやすくなる。これに伴い、信号部３１は、直線状ではなく、曲線状、具体的には円弧状に構成されている。

【0046】

検出装置３ａの合成抵抗値の変化は、信号部３１および／または検出導体部３２の第２の方向Ｄ２における間隔距離Ｗの変化によって生じるものに限られない。当該合成抵抗値の変化は、例えば第１の方向Ｄ１の距離の変化によって生じるものであってもよい。図１１は、第１の方向Ｄ１の距離の変化によって合成抵抗値の変化が生じる検出ユニット３の一例を示す図である。

【0047】

図１１に示される検出ユニット３は、３つの検出装置３ａ～３ｃを備え、これらの検出装置３ａ～３ｃは、２つの接続部３３の間で互いに直列接続されている。なお、接続部３３と検出装置３ａおよび接続部３３と検出装置３ｃとの間は、信号部３１によって接続されている。検出装置３ａ～３ｃのそれぞれは、第２の方向Ｄ２を往復しながら第１の方向Ｄ１に沿って延びる導電体３４を備える。当該導電体３４は、いわゆるジグザグ縫いによって構成されており、第１の方向Ｄ１において所定の周期長Ｌ１で進みながら、第２の方向Ｄ２を往復するように延びている。当該周期長検出装置３ａ～３ｃは、第１の方向Ｄ１における周期長Ｌ１が異なっており、検出装置３ａ、検出装置３ｂ、検出装置３ｃの順に周期長Ｌ１が短くなるように構成される。周期長Ｌ１が短くなるにつれて、第１の方向Ｄ１において隣り合う導電体３４の距離が短くなり、これに伴い当該導電体３４同士の接触領域Ｒが大きくなる。

【0048】

なお、図１１中では説明の便宜上、導電体３４同士が離れて配置されているように図示されているが、これらの導電体３４は、布帛２３が変形していない状態ではほぼ接触した状態で配置されている。このような状態から布帛２３が第１の方向Ｄ１に変形することにより、隣り合う導電体３４の第１の方向Ｄ１における距離、すなわち周期長Ｌ１が長くなり、接触領域Ｒが小さくなっていく。その結果、隣り合う導電体３４同士の導電経路が狭くなり、検出装置３ａ全体の合成抵抗値が大きくなる。ここで、当該接触領域Ｒの変化量は、検出装置３ａの周期長Ｌ１に依存する。したがって、検出装置３ａ～３ｃのそれぞれは、互いに布帛２３の第１の方向Ｄ１の変形量に対する合成抵抗値の増加量が異なる。具体的には、布帛２３が変形していない状態における周期長Ｌ１が短くなるにつれて、検出装置３ａによる布帛２３の変形量に対する合成抵抗値の変化量が大きくなる。したがって、当該周期長Ｌ１は、検出装置３ａによる布帛２３の変形を検出する際の感度を規定するパラメータである。

【0049】

一方、隣り合う一周期分の導電体３４が、ジグザグ縫いの端部以外で接触領域Ｒをもたなくなると、検出装置３ａの合成抵抗値が最大となる。そのため、当該検出装置３ａによって検出可能な布帛２３の変形量は、布帛２３が変形していない状態での周期長Ｌ１に依存する。そのため、検出装置３ａによる検出感度を向上させるために周期長Ｌ１を短くすると、検出装置３ａによって検出可能な変形量の上限が小さくなる可能性がある。そこで、本実施形態では、互いに異なる周期長Ｌ１の検出装置３ａ～３ｃを直列接続することによって検出ユニット３を構成している。これにより、例えば、布帛２３の変形量が、周期長Ｌ１が最も短い検出装置３ｃによって検出可能な上限値を超えた場合であっても、検出装置３ｃより周期長Ｌ１が長い検出装置３ａ，３ｂによって、当該上限値以上の布帛２３の変形を検出することができる。したがって、布帛２３の変形量の感度と検出可能範囲の両立を図ることができる。

【0050】

なお、検出装置３ａ～３ｃの接続態様は直列接続に限られず、並列接続であってもよい。また、導電体３４の形状は、ジグザグ縫いのように第２の方向Ｄ２に往復するものに限られず、例えば三重縫いなどのように厚み方向Ｄｔおよび第１の方向Ｄ１を往復するようなものであってもよい。そのため、上記技術的思想は、第２の方向Ｄ２に往復するジグザグ縫いのように第２の方向Ｄ２に往復するものの少なくとも一部の態様を除いてもよい。

【0051】

上記検出システム１等は、次に記載の各態様で提供されてもよい。

【0052】

（１）検出システムであって、少なくとも１つの検出装置を備え、前記検出装置のそれぞれは、第１の導電体と、第２の導電体と、信号部と、を備え、前記第１の導電体および前記第２の導電体は、外力に応じて変形可能な柔軟体の表面または内部に配設され、ここで、前記第１の導電体と前記第２の導電体との位置関係は、前記柔軟体が所定の第１の方向に伸びるように変形することに伴い変化し、前記信号部は、前記第１の導電体および前記第２の導電体の合成抵抗値に関する信号を出力可能に構成され、ここで、前記合成抵抗値は、前記第１の導電体と前記第２の導電体との位置関係の変化に応じて変化する、もの。

【0053】

このような構成によれば、柔軟体の変形に応じて導電体の合成抵抗値が変化するため、柔軟体の変形量を電気信号として検出することが可能となる。このとき、柔軟体の変形に応じて第１の導電体と第２の導電体の位置関係が変化するため、柔軟体の変形を定量的に検出することができる。

【0054】

（２）上記（１）に記載の検出システムにおいて、前記第１の導電体と前記第２の導電体とは、前記柔軟体が前記第１の方向に伸びるように変形することに伴い、前記第１の方向とは異なる第２の方向における前記第１の導電体と前記第２の導電体との間の距離である間隔距離が短くなるように構成され、これにより、前記合成抵抗値が減少する、もの。

【0055】

このような構成によれば、柔軟体の第１の方向への変形によって合成抵抗値が変化するため、柔軟体の第１の方向の変形を定量的に検出することができる。

【0056】

（３）上記（２）に記載の検出システムにおいて、前記第１の導電体および前記第２の導電体は、線状に延び、前記第２の導電体は、前記第１の導電体から分岐するように接続され、前記第１の導電体と前記第２の導電体との間の接触領域は、前記柔軟体が前記第１の方向に伸びることにより増加するように構成される、もの。

【0057】

このような構成によれば、柔軟体の変形に伴い、第１の導電体と第２の導電体との空間が変化する。これに伴い、第１の導電体と第２の導電体との接触状態が変化するため、これらの導電体の合成抵抗値が変化する。したがって、このような導電体の合成抵抗値の変化に起因する電気信号の変化量から、柔軟体の変形をより定量的に検出することができる。

【0058】

（４）上記（２）または（３）に記載の検出システムにおいて、前記第１の導電体および／または前記第２の導電体は、互いに接続されることにより所定の内部領域を規定するように構成される環状構造を有する、もの。

【0059】

このような構成によれば、導電体の配置を柔軟体に応じて効率的に行うことができる。

【0060】

（５）上記（１）～（４）の何れか１つに記載の検出システムにおいて、前記第１の導電体および前記第２の導電体は、前記柔軟体の変形に伴い伸縮可能な導電糸を用いて形成される、もの。

【0061】

このような構成によれば、柔軟体にこれらの導電体を配設するのが容易となる。

【0062】

（６）上記（１）～（５）の何れか１つに記載の検出システムにおいて、複数の前記検出装置を備え、前記検出装置のそれぞれは、前記第１の方向への前記柔軟体の変形量に対して異なる変化率で前記合成抵抗値を出力するように構成される、もの。

【0063】

このような構成によれば、より多様な変形に対する合成抵抗値を検出することができる。

【0064】

（７）上記（１）～（６）の何れか１つに記載の検出システムにおいて、さらに、前記柔軟体および前記合成抵抗値を測定する測定部のうちの少なくとも１つを備える、もの。
もちろん、この限りではない。

【0065】

最後に、本開示に係る種々の実施形態を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0066】

１ ：検出システム
２ ：座席
２１ ：座部
２２ ：榻背部
２３ ：布帛
３ ：検出ユニット
３ａ ：検出装置
３ｂ ：検出装置
３ｃ ：検出装置
３ｄ ：検出装置
３ｅ ：検出装置
３１ ：信号部
３２ ：検出導体部
３２１ ：接続端部
３２２ ：開放端部
３３ ：接続部
３４ ：導電体
４ ：測定部
５ ：情報処理装置
５０ ：通信バス
５１ ：通信部
５２ ：記憶部
５３ ：プロセッサ
５４ ：表示部
５５ ：ＨＭＩデバイス
Ｄ１ ：第１の方向
Ｄ２ ：第２の方向
Ｄｔ ：厚み方向
Ｆ ：外力
Ｌ ：信号線
Ｌ１ ：周期長
Ｒ ：接触領域
ＳＰ１ ：内部領域
Ｗ ：間隔距離
θ ：傾斜角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】