WO2014196383A1 - 生体検知器、車両用着座検知器およびシートベルト非着用警告システム - Google Patents

生体検知器、車両用着座検知器およびシートベルト非着用警告システム Download PDF

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芳彦 白石
矢崎　芳太郎
康浩 田中
栄二郎 宮川
元規 清水
原田　敏一
坂井田　敦資
谷口　敏尚
倫央 郷古
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Definitions

  • the present invention relates to a living body detector using a heat flux sensor, a vehicle seat detector, and a seat belt non-wear warning system.
  • a vehicle seat detector used for a seat belt non-wearing warning system is known.
  • This seating detector detects the weight applied to the seating surface of the seat, and determines whether or not an occupant is seated on the seat based on the detected weight.
  • the above-described conventional living body detector when used, there is a possibility that an object is erroneously detected as a living body. Specifically, when a high-temperature object exists at a predetermined position, the detected temperature exceeds the predetermined temperature, and the high-temperature object is erroneously detected as a living body. Further, when the above-described vehicle seat detector is used, there is a possibility that an object is erroneously detected as an occupant. Specifically, when a heavy object is placed on the seat, the detected weight exceeds a predetermined weight, and the heavy object is erroneously detected as an occupant.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and has as its main purpose to realize accurate detection of a living body.
  • the living body detector includes a heat flux sensor and determination means.
  • the heat flux sensor is installed in a place where a heat flux emitted from a living body existing at a predetermined position can be detected.
  • the determination unit compares the detection result of the heat flux sensor with a determination criterion set in advance according to the heat flux that can be detected when a living body exists at a predetermined position, and determines whether or not the living body exists at a predetermined position. Determine whether.
  • the vehicle seating detector includes a heat flux sensor and seating determination means.
  • the heat flux sensor is installed in a vehicle seat where a heat flux emitted from an occupant seated on the seat can be detected.
  • the seating determination means compares the detection result of the heat flux sensor with a criterion set in advance according to the heat flux that can be detected when the occupant is seated on the seat, and the occupant is seated on the seat. It is determined whether or not.
  • the detection result of the heat flux sensor differs between when the heat flux emitted from the living body is detected and when the heat flux emitted from the object is detected. For example, when the heat flux emitted from a living body is compared with the heat flux emitted from a high-temperature object, the size of the heat flux, the change in heat flux with time, and the like are different.
  • the living body detector and the vehicle seating detector according to the present invention can accurately detect the presence or absence of a living body or an occupant by making a determination based on a comparison between a detection result of the heat flux sensor and a determination criterion.
  • the heat flux sensor has a plurality of first and second via holes penetrating in the thickness direction in an insulating base member made of a thermoplastic resin.
  • the first and second connection members formed of different metals are embedded in the first and second via holes, and the first and second connection members are alternately connected in series.
  • at least one of the metals forming the first and second connecting members is a sintered alloy obtained by sintering a plurality of metal atoms while maintaining the crystal structure of the metal atoms.
  • the living body detector and the vehicle seating detector according to the present invention can detect the presence or absence of a living body or an occupant more accurately by using a highly sensitive heat flux sensor.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram which shows the structure of the seat detector for vehicles which concerns on 1st Embodiment. It is a schematic diagram of the vehicle seat 1 in FIG. 1, (a) shows the state of the vehicle seat 1 before the occupant is seated, (b) when the occupant is seated, and (c) shows the state after the occupant is seated. It is a top view of the heat flux sensor in FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 3.
  • FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a first threshold value qth1, a second threshold value qth2, a third threshold value qth3, and a fourth threshold value qth4 in FIG. It is a schematic diagram which shows the structure of the health condition abnormality detection system which concerns on 2nd Embodiment.
  • the living body detector of the present invention is applied to a vehicle seat detector used in a seat belt non-wear warning system.
  • a seat belt non-wear warning system for a passenger seat of a vehicle will be described.
  • the seat belt non-wearing warning system includes a heat flux sensor 10 provided in the vehicle seat 1, a control unit 20, a seat belt buckle switch 1 c, an unillustrated indicator lamp and buzzer. Mainly prepared.
  • the heat flux sensor 10 is installed inside the seat portion 1a of the vehicle seat 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 2B, the heat flux sensor 10 detects a heat flux that passes through the heat flux sensor 10 in the thickness direction, and a passenger is seated on the vehicle seat 1. The heat flux emitted from the passenger toward the seat 1a is detected. In this way, the heat flux sensor 10 is installed at a position where it can detect the heat flux emitted toward the inside of the seat portion 1a from the buttocks of the occupant seated on the vehicle seat 1.
  • the insulating base member 100, the front surface protection member 110, and the back surface protection member 120 are integrated, and the first and second connections are made inside the integrated body.
  • the members 130 and 140 are alternately connected in series.
  • the structure of the heat flux sensor 10 will be specifically described below.
  • the surface protection member 110 is omitted for easy understanding.
  • FIG. 3 is not a cross-sectional view, the first and second connection members 130 and 140 are hatched for easy understanding.
  • the insulating base member 100 is composed of a planar rectangular thermoplastic resin film typified by polyetheretherketone (PEEK), polyetherimide (PEI), liquid crystal polymer (LCP) and the like. .
  • the insulating base member 100 is formed in a staggered pattern so that a plurality of first and second via holes 101 and 102 penetrating in the thickness direction are alternately arranged.
  • the first and second via holes 101 and 102 of the present embodiment are cylindrical with a constant diameter from the front surface 100a to the back surface 100b of the insulating base member 100, but from the front surface 100a to the back surface 100b. You may be made into the taper shape where a diameter becomes small toward it. Moreover, it may be made into the taper shape where a diameter becomes small toward the surface 100a from the back surface 100b, and you may be made into the square tube shape.
  • the first connection member 130 is disposed in the first via hole 101, and the second connection member 140 is disposed in the second via hole 102. That is, the first and second connection members 130 and 140 are alternately arranged on the insulating base member 100.
  • the first and second connection members 130 and 140 are disposed in the first and second via holes 101 and 102, the number, size, interval, and the like of the first and second via holes 101 and 102 are set. By appropriately changing, the first and second connection members 130 and 140 can be arranged with high density. As a result, the electromotive voltage can be increased, and high sensitivity of the heat flux sensor 10 can be ensured.
  • the first and second connection members 130 and 140 are made of different metals so as to exhibit the Seebeck effect.
  • the first connecting member 130 is a metal compound obtained by solid-phase sintering a Bi—Sb—Te alloy powder constituting a P-type semiconductor so as to maintain a crystal structure of a plurality of metal atoms before sintering. Composed.
  • the second connecting member 140 is made of a metal compound obtained by solid-phase sintering the Bi—Te alloy powder constituting the N-type semiconductor so as to maintain the crystal structure of a plurality of metal atoms before sintering.
  • the metal forming the first and second connection members 130 and 140 is a sintered alloy obtained by sintering a plurality of metal atoms while maintaining the crystal structure of the metal atoms.
  • the electromotive voltage generated in the first and second connection members 130 and 140 alternately connected in series can be increased, and high sensitivity of the heat flux sensor 10 can be secured.
  • a highly sensitive heat flux sensor is used, it is possible to accurately detect a living body using the heat flux sensor.
  • a member 110 On the surface 100a of the insulating base member 100, surface protection composed of a flat rectangular thermoplastic resin film typified by polyetheretherketone (PEEK), polyetherimide (PEI), liquid crystal polymer (LCP), etc.
  • PEEK polyetheretherketone
  • PEI polyetherimide
  • LCP liquid crystal polymer
  • a member 110 is disposed.
  • the surface protection member 110 has the same planar shape as the insulating base member 10, and a plurality of surface patterns 111 patterned with copper foil or the like on the one surface 110 a side facing the insulating base member 100 are separated from each other. Is formed.
  • Each surface pattern 111 is appropriately electrically connected to the first and second connection members 130 and 140, respectively.
  • first connecting member 130 and one second connecting member 140 when one adjacent first connecting member 130 and one second connecting member 140 are set as one set 150, the first and second connections of each set 150.
  • the members 130 and 140 are connected to the same surface pattern 111. That is, the first and second connection members 130 and 140 of each set 150 are electrically connected via the surface pattern 111.
  • one first connection member 130 and one second connection member 140 that are adjacent along the longitudinal direction of the insulating base member 100 (the left-right direction in FIG. 4) are combined into one set 150. ing.
  • a flat rectangular back surface protection composed of a thermoplastic resin film typified by polyether ether ketone (PEEK), polyether imide (PEI), liquid crystal polymer (LCP), etc.
  • a member 120 is disposed.
  • the length of the insulating base member 100 in the longitudinal direction is longer than that of the insulating base member 100, and the back surface 100 b of the insulating base member 100 so that both end portions in the longitudinal direction protrude from the insulating base member 100. Is arranged.
  • the back surface protection member 120 is formed with a plurality of back surface patterns 121 patterned with copper foil or the like on the one surface 120a side facing the insulating base member 100 so as to be separated from each other. Each back pattern 121 is appropriately electrically connected to the first and second connecting members 130 and 140, respectively.
  • the first connection member 130 of one set 150 and the second connection member 140 of the other set 150 are connected to the same back surface pattern 121. That is, the first and second connection members 130 and 140 are electrically connected through the same back surface pattern 121 across the set 150.
  • the first and second connecting members 130 and 140 that are adjacent along the width direction (vertical direction in FIG. 3) perpendicular to the longitudinal direction are the same at the outer edge of the insulating base member 100.
  • the back surface pattern 121 is connected. More specifically, the first and second connecting members 130 and 140 are connected in series in the longitudinal direction of the insulating base member 100 via the front surface pattern 111 and the back surface pattern 121 so that the connected body is folded back. The first and second connection members 130 and 140 are connected to the same back surface pattern 121.
  • both end portions of the back surface pattern 121 positioned at both ends of the connection body in which all the first and second connection members 130 and 140 are connected in series as described above are shown in FIGS. 3 and 4.
  • the insulating base member 100 is formed so as to be exposed. Then, both end portions of the back surface pattern 121 exposed from the insulating base member 100 function as terminals connected to the control unit 20.
  • the above is the configuration of the basic heat flux sensor 10 in the present embodiment.
  • the heat flux sensor 10 outputs a sensor signal (electromotive voltage) corresponding to the heat flux passing through the heat flux sensor 10 in the thickness direction to the control unit 20.
  • a sensor signal electromotive voltage generated in the first and second connection members 130 and 140 alternately connected in series changes.
  • the thickness direction of the heat flux sensor 10 coincides with the stacking direction of the insulating base member 100, the front surface protection member 110, and the back surface protection member 120.
  • an insulating base member 100 is prepared, and a plurality of first via holes 101 are formed by a drill, a laser, or the like.
  • each first via hole 101 is filled with a first conductive paste 131.
  • a method (apparatus) for filling the first via hole 101 with the first conductive paste 131 the method (apparatus) described in Japanese Patent Application No. 2010-50356 by the present applicant may be adopted.
  • the insulating base member 100 is disposed on a holding table (not shown) through the suction paper 160 so that the back surface 100 b faces the suction paper 160. Then, the first conductive paste 131 is filled into the first via hole 101 while the first conductive paste 131 is melted. As a result, most of the organic solvent of the first conductive paste 131 is adsorbed by the adsorption paper 160, and the alloy powder is placed in close contact with the first via hole 101.
  • the adsorbing paper 160 may be made of a material that can absorb the organic solvent of the first conductive paste 131, and general high-quality paper or the like is used.
  • the first conductive paste 131 is a paste obtained by adding an organic solvent such as paraffin having a melting point of 43 ° C. to a powder of Bi—Sb—Te alloy in which metal atoms maintain a predetermined crystal structure. Used. For this reason, when the first conductive paste 131 is filled, the surface 100a of the insulating base member 100 is heated to about 43 ° C.
  • a plurality of second via holes 102 are formed in the insulating base member 100 by a drill, a laser, or the like. As described above, the second via holes 102 are alternately arranged with the first via holes 101 and are formed so as to form a staggered pattern together with the first via holes 101.
  • the second conductive paste 141 is filled in each second via hole 102. This step can be performed in the same step as in FIG.
  • the insulating base member 100 is again disposed on the holding table (not shown) via the suction paper 160 so that the back surface 100b faces the suction paper 160, and then the second conductive paste 141 is filled in the second via hole 102. To do. As a result, most of the organic solvent of the second conductive paste 141 is adsorbed by the adsorption paper 160, and the alloy powder is placed in close contact with the second via hole 102.
  • the second conductive paste 141 is a Bi-Te alloy powder in which metal atoms different from the metal atoms constituting the first conductive paste 131 maintain a predetermined crystal structure, and an organic solvent such as terpine having a melting point of room temperature. A paste made by adding is used. That is, the organic solvent constituting the second conductive paste 141 has a lower melting point than the organic solvent constituting the first conductive paste 131.
  • the second conductive paste 141 is filled, the surface 100a of the insulating base member 100 is maintained at room temperature. In other words, the second conductive paste 141 is filled with the organic solvent contained in the first conductive paste 131 solidified. This suppresses the second conductive paste 141 from being mixed into the first via hole 101.
  • the state in which the organic solvent contained in the first conductive paste 131 is solidified means that the organic solvent remaining in the first via hole 101 without being adsorbed by the adsorption paper 160 in the process of FIG. That is.
  • one surface 110a, 120a of the surface protection member 110 and the back surface protection member 120 that faces the insulating base member 100 A copper foil or the like is formed. Then, by appropriately patterning this copper foil, the surface protection member 110 formed with a plurality of surface patterns 111 spaced apart from each other, and the back surface protection member 120 formed with a plurality of back surface patterns 121 spaced apart from each other. prepare.
  • the back surface protection member 120, the insulating base member 100, and the surface protection member 110 are sequentially stacked to form a stacked body 170.
  • the back surface protection member 120 is longer in the longitudinal direction than the insulating base member 100. And the back surface protection member 120 is arrange
  • the laminated body 170 is disposed between a pair of press plates (not shown), and is pressed while being heated in a vacuum state from the upper and lower surfaces in the laminating direction. Integrate. Specifically, the first and second conductive pastes 131 and 141 are solid-phase sintered to form the first and second connection members 130 and 140, and the first and second connection members 130 and 140 and the surface The laminated body 170 is integrated by applying pressure while heating so that the pattern 111 and the back surface pattern 121 are connected.
  • a cushioning material such as rock wool paper may be disposed between the laminate 170 and the press plate. As described above, the heat flux sensor 10 is manufactured.
  • the seat belt buckle switch 1c is a detecting unit that detects a non-wearing state of the seat belt 1b, and is turned on when the seat belt 1b is worn, and outputs a switch signal to the control unit 20.
  • the indicator lamp and the buzzer are notifying means for notifying the occupant when the seat belt 1b is not worn.
  • the control unit 20 is an electronic control device composed of, for example, a microcomputer, a memory as storage means, and its peripheral circuits, and performs predetermined arithmetic processing according to a preset program to operate the indicator lamp and the buzzer. Control.
  • control unit 20 executes the control process shown in FIG.
  • This control process is executed when the ignition switch or the engine start switch is turned on, or when the vehicle is traveling at a certain speed or higher.
  • This control process is repeatedly executed at predetermined time intervals. Note that each control step in FIG. 7 constitutes various function realizing means possessed by the control unit 2.
  • the control unit 20 first performs human body presence / absence determination processing for determining the presence / absence of an occupant (human body) sitting on the vehicle seat 1 (step S1).
  • This step S1 corresponds to the determination means and the seating determination means described in the claims of the present application. Details of this processing will be described later.
  • step S2 determines whether or not the passenger is wearing a seat belt is determined.
  • step S3 corresponds to the seat belt wearing determination means described in the claims of the present application.
  • step S4 When it is determined that the occupant is not wearing the seat belt 1b, an operation instruction signal is output to the notification means to warn the occupant that the seat belt is not worn (step S4). Specifically, the buzzer generates a warning sound and the indicator lamp lights or blinks. This step S4 corresponds to the warning means described in the claims of the present application. On the other hand, when it determines with the passenger
  • step S1 the human body presence / absence determination process in step S1 will be described.
  • the states 1, 2, and 3 in FIG. 8 are the states before the occupant is seated as shown in FIG. 2A, the occupants are seated as shown in FIG. 2B, and FIG. This corresponds to the state where the occupant shown in FIG. FIG. 8 shows a case where the body temperature of the occupant is higher than that of the vehicle seat 1.
  • the heat flux emitted from the object is placed on the vehicle seat 1 as shown by the broken line in FIG. Immediately after, it decreases toward 0 with time. At this time, if the temperature of the object is different from the body temperature, the size of the detected heat flux is different from the heat flux emitted from the human body. In addition, in the case of an object and in the case of a human body, if the thermal conductivity is different, the rate of change (slope) of the heat flux with time is different.
  • step S1 it is determined whether or not the detected heat flux is a heat flux emitted from a living body, and when the detected heat flux is a heat flux emitted from a living body, Judge that there is. That is, the detection result of the heat flux sensor 10 is compared with a criterion set in advance according to the heat flux that can be detected when an occupant is seated on the vehicle seat 1, and the detection result satisfies the criterion. In this case, it is determined that there is a human body.
  • a change tendency of the heat flux with the passage of time is obtained based on a sensor signal from the heat flux sensor 10 that is intermittently or continuously input.
  • the change tendency of heat flux here is a curve showing the change of heat flux as shown in FIG.
  • a map indicating a range in which the heat flux can be changed with time when an occupant is seated is used as a criterion. This map is created in advance by experiments or the like.
  • the heat flux from the human body varies from person to person, and even the same person varies depending on the health condition. Set the judgment criteria to be used for judgment. And when the change tendency of the calculated
  • the heat flux detection starts.
  • the heat flux is calculated immediately after the first and second predetermined times (time t1, t2).
  • time t1, t2 the first and second predetermined times
  • the curve indicated by the solid line in FIG. 10 corresponds to the state 2 of the solid line in FIG.
  • the time immediately after the start of detection of the heat flux by the heat flux sensor 10 is defined as time t0
  • the time after the first and second predetermined time immediately after the start of detection of the heat flux is defined as times t1 and t2.
  • the time when the heat flux detected by the heat flux sensor 10 becomes a substantially constant value after decreasing from the value immediately after the start of detection. .
  • the first range of heat flux that can be detected at time t0 is set to qth1 or less and qth2 or more
  • the second range of heat flux that can be detected at times t1 and t2 is set to qth3 or less and qth4 or more.
  • the heat flux from the human body varies from person to person and from person to person. Two ranges are set.
  • control part 2 performs the control process shown in FIG. 9 using the criterion shown in this FIG. Note that each control step in FIG. 9 constitutes various function realizing means possessed by the control unit 2.
  • step S11 a sensor signal (voltage value) output from the heat flux sensor 10 is read to determine whether or not the voltage value V0 is larger than the threshold value Vth. Thereby, it is determined whether the heat flux is detected by the heat flux sensor 10 or not.
  • the control unit 2 makes an affirmative determination (YES), Proceed to step S12.
  • the process proceeds to step S19, it is determined that there is no human body, and the process proceeds to step S2.
  • step S12 the heat flux is calculated based on the voltage value V0 read in step S11.
  • the heat flux at this time is defined as a heat flux q0 at time t0.
  • step S13 it is determined whether or not the heat flux q0 is within the first range. That is, it is determined whether or not the heat flux q0 is equal to or lower than the first threshold value qth1 and equal to or higher than the second threshold value qth2 (qth1 ⁇ q0 ⁇ qth2).
  • the process proceeds to step S19, it is determined that there is no human body, and the process proceeds to step S2. move on.
  • step S14 it is determined whether or not the heat flux q0 is within the first range. That is, it is determined whether or not the heat flux q0 is equal to or lower than the first threshold value qth1 and equal to or higher than the second threshold value qth2 (qth1 ⁇ q0 ⁇ qth2).
  • step S14 the sensor signal at time t1 after the elapse of the first predetermined time from time t0 is read, and the heat flux q1 at time t1 is calculated based on the read sensor signal.
  • step S15 it is determined whether or not the heat flux q1 is within the second range. That is, it is determined whether or not the heat flux q1 is not more than the third threshold value qth3 and not less than the fourth threshold value qth4 (qth3 ⁇ q1 ⁇ qth4).
  • the process proceeds to step S19, it is determined that there is no human body, and the process proceeds to step S2. move on.
  • step S16 it is determined whether or not the heat flux q1 is within the second range. That is, it is determined whether or not the heat flux q1 is not more than the third threshold value qth3 and not less than the fourth threshold value qth4 (qth3 ⁇ q1 ⁇ qth4).
  • step S16 the sensor signal at time t2 after the elapse of the second predetermined time from time t0 is read, and the heat flux q2 at time t2 is calculated based on the read sensor signal.
  • step S17 it is determined whether or not the heat flux q2 is within the second range. That is, it is determined whether or not the heat flux q2 is equal to or less than the third threshold value qth3 and equal to or greater than the fourth threshold value qth4 (qth3 ⁇ q2 ⁇ qth4).
  • This second range is the same as that used in step S15. This is because, as shown in FIG. 10, when an occupant is seated on the vehicle seat 1, the magnitude of the heat flux after a predetermined time immediately after sitting is substantially constant at a predetermined size.
  • step S17 the process proceeds to step S19, where it is determined that there is no human body, and the process proceeds to step S2.
  • step S18 the process proceeds to step S18, where it is determined that there is a human body in the vehicle seat 1, and the process proceeds to step S2.
  • the present embodiment it is possible to avoid erroneously detecting a high-temperature object as a human body, and it is possible to accurately detect the human body.
  • crew is seated in the vehicle seat 1 changes with the temperature of the vehicle seat 1, it changes a criterion according to the temperature of the vehicle seat 1. Is preferred.
  • the insulating base member 100, the surface protection member 110, and the back surface protection member 120 are configured using a thermoplastic resin and have flexibility.
  • the heat flux sensor 10 of the present embodiment has flexibility, so that the sitting comfort does not deteriorate.
  • the living body detector of the present invention is applied to a health condition abnormality detection system.
  • This abnormality detection system notifies the outside when it is determined that the health state of the human body in the house is abnormal.
  • the abnormality detection system mainly includes a plurality of heat flux sensors 10, a control unit 20, and notification means (not shown).
  • the heat flux sensor 10 has the same configuration as that of the first embodiment.
  • the heat flux sensor 10 is installed on an object with which a person comes into contact, for example, the bed 2 or the sitting chair 3 when the person lives in the house.
  • the object which a person contacts includes a cushion, a door knob, a toilet seat, and the like.
  • the heat flux sensor 10 detects a heat flux emitted from a human body when a human body is present at a predetermined position, that is, the bed 2, the chair 3 and the like.
  • Each heat flux sensor 10 outputs a sensor signal corresponding to the heat flux to the control unit 20.
  • the control unit 20 executes a human body presence / absence determination process similar to that of the first embodiment for each of the plurality of heat flux sensors 10 to determine the presence / absence of a human body at the location where the heat flux sensor 10 is installed. Then, based on the determination result for each heat flux sensor 10, it is determined whether or not the health state of the target person is abnormal. As a result, when it is determined that there is an abnormality, the notification means is activated.
  • the notification means is, for example, a communication device that sends an e-mail to the outside that the health status of the target person is abnormal.
  • the target person when the target person is healthy, the person moves in the house, and thus the human body is detected by each heat flux sensor 10.
  • the heat flux installed in the bed 2 A human body is detected only by the sensor 10, or a human body is not detected by any of the heat flux sensors 10.
  • control unit 20 determines whether or not the number of the heat flux sensors 10 in which the human body is detected is 1 or less, and the number of the heat flux sensors 10 in which the human body is detected is 1 or 0.
  • the control unit 20 determines whether or not the number of the heat flux sensors 10 in which the human body is detected is 1 or less, and the number of the heat flux sensors 10 in which the human body is detected is 1 or 0.
  • the human body presence / absence determination process similar to that of the first embodiment is executed, it is possible to avoid erroneously detecting a high-temperature object as a human body and to accurately detect a human body.
  • the insulating base member 100, the surface protection member 110, and the back surface protection member 120 are configured using a thermoplastic resin and have flexibility. For this reason, according to the shape of an installation location, the heat flux sensor 10 can be deform
  • the living body detector of the present invention is applied to a seating detector used in a seat belt non-wearing warning system.
  • another vehicle seating detector for example, an occupant is seated.
  • the present invention can also be applied to a seating detector used in a vehicle air conditioner that selectively blows conditioned air toward a seat.
  • the presence or absence of a human body is determined based on the heat flux detected by the heat flux sensor 10, but it is also possible to determine what state the human body is. is there. That is, as shown in FIG. 8, the heat flux from the human body is detected in the normal steady state (solid line in FIG. 8) and the other states (dotted line and two-dot chain line in FIG. 8). The changing tendency of heat flux is different.
  • the heat flux change in the steady state of the target person is examined in advance, and the change tendency of the heat flux is used as a judgment criterion. Then, by comparing the change tendency of the heat flux detected by the heat flux sensor 10 with the judgment criteria, it is possible to detect the life / death state, the presence / absence of illness, and the presence / absence of sleepiness of the target person. is there.
  • the installation location of the heat flux sensor is a living body contact object, but the installation location of the heat flux sensor is not limited to the living body contact object, and the heat flux emitted from the living body is It may be a place away from the living body as long as it can be detected.
  • control unit 2 calculates the heat flux based on the electromotive voltage (voltage value) generated by the heat flux sensor 10, but the current (current value) generated by the heat flux sensor 10. Based on the above, the heat flux may be calculated. In short, the control unit 2 can detect the heat flux based on the electromotive force generated by the heat flux sensor 10.
  • the metal forming the first and second connecting members 130 and 140 is a Bi—Sb—Te alloy and a Bi—Te alloy, respectively. Also good.
  • both of the metals forming the first and second connecting members 130 and 140 are solid-phase sintered sintered alloys, but at least one of them is solid-phase sintered. Any sintered alloy may be used. As a result, the electromotive force can be increased and the sensitivity of the heat flux sensor 10 can be increased compared to the case where both of the metals forming the first and second connection members 130 and 140 are not sintered solid-sintered. Is possible.

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Abstract

　所定位置に存在する生体から発せられる熱流束を検出できるように熱流束センサ１０を配置する。そして、熱流束センサの検出結果と、所定位置に生体が存在する場合に検出されうる熱流束に応じて予め設定された判定基準とを比較して、所定位置に生体が存在するか否かを判定する。そして、熱流束センサの検出結果が判定基準を満たす場合、すなわち、熱流束センサによって検出された熱流束が生体から発せられる熱流束である場合に、所定位置に生体が存在すると判定することで、正確な生体の検知が可能となる。

Description

生体検知器、車両用着座検知器およびシートベルト非着用警告システム
　本発明は、熱流束センサを用いた生体検知器、車両用着座検知器およびシートベルト非着用警告システムに関するものである。
　従来、赤外線センサ等によって温度を検出し、検出した温度に基づいて、所定位置に生体が存在するか否かを判定する生体検知器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　また、シートベルト非着用警告システムに用いられる車両用着座検知器が知られている。この着座検知器は、シートの座面にかかる重量を検出し、検出した重量に基づいて、該シートに乗員が着座しているか否かを判定する。
特許第４８５９９２６号公報
　しかし、上記した従来の生体検知器を用いた場合、物体を生体と誤って検知してしまう可能性がある。具体的に、所定位置に高温の物体が存在する場合、検出した温度が所定温度を超えてしまい、高温の物体を生体と誤って検知してしまう。また、上記した車両用着座検知器を用いた場合、物体を乗員と誤って検知してしまう可能性がある。具体的に、シートの上に重い物体が置かれている場合、検出した重量が所定重量を超えてしまい、重い物体を乗員と誤って検知してしまう。
　本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、正確な生体の検知を実現することを主な目的とする。
　本願発明に係る生体検知器は、熱流束センサと判定手段を備える。熱流束センサは、所定位置に存在する生体から発せられる熱流束を検出可能な場所に設置される。判定手段は、熱流束センサの検出結果と、所定位置に生体が存在する場合に検出されうる熱流束に応じて予め設定された判定基準とを比較して、所定位置に生体が存在するか否かを判定する。
　本願発明に係る車両用着座検知器は、熱流束センサと着座判定手段を備える。熱流束センサは、車両用シートにおいて、該シートに着座している乗員から発せられる熱流束を検出可能な場所に設置される。着座判定手段は、熱流束センサの検出結果と、上記シートに乗員が着座している場合に検出されうる熱流束に応じて予め設定された判定基準とを比較して、上記シートに乗員が着座しているか否かを判定する。
　一般的に、生体から発せられる熱流束を検出したときと、物体から発せられる熱流束を検出したときとでは、熱流束センサの検出結果が異なる。例えば、生体から発せられる熱流束と高温の物体から発せられる熱流束とを比較すると、熱流束の大きさや、時間経過に伴う熱流束変化等が異なる。
　したがって、本願発明に係る生体検知器と車両用着座検知器は、熱流束センサの検出結果と判定基準との比較に基づいて判定を行うことにより、生体または乗員の存在有無を正確に検知できる。
　また、本願発明に係る生体検知器と車両用着座検知器において、熱流束センサは、熱可塑性樹脂からなる絶縁ベース部材にその厚さ方向に貫通する複数の第１、第２ビアホールが形成されていると共に、第１、第２ビアホールに互いに異なる金属で形成された第１、第２接続部材が埋め込まれ、第１、第２接続部材が交互に直列接続された構造を有する。更に、第１、第２接続部材を形成する金属の少なくとも一方は、複数の金属原子が当該金属原子の結晶構造を維持した状態で焼結された焼結合金である。その結果として、交互に直列接続された第１、第２接続部材にて発生する起電力を大きくでき、熱流束センサの高感度を確保できる。
　したがって、本願発明に係る生体検知器と車両用着座検知器は、高感度な熱流束センサを用いることによって、生体または乗員の存在有無をもっと正確に検知できる。
　なお、本願の特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す。
第１実施形態に係る車両用着座検知器の構成を示す模式図である。 図１中の車両用シート１の模式図であり、（ａ）は乗員着座前、（ｂ）は乗員着座時、（ｃ）は乗員着座後離座時の車両用シート１の状態を示す。 図１中の熱流束センサの平面図である。 図３中のIV－IV線に沿った断面図である。 図３中のV－V線に沿った断面図である。 熱流束センサの製造工程を示す模式図である。 図１の制御部２０が実行する制御処理のフローチャートである。 車両用シート１に乗員が着座する前（状態１）、着座中（状態２）、着座後に離座している（状態３）の各状態における車両用シート１に流れる熱流束と時間との関係を示す模式図である。 図７中の人体有無判定処理のフローチャートである。 図９中の第１しきい値ｑｔｈ１、第２しきい値ｑｔｈ２、第３しきい値ｑｔｈ３、第４しきい値ｑｔｈ４を説明するための模式図である。 第２実施形態に係る健康状態異常検知システムの構成を示す模式図である。
　以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
　（第１実施形態）
　本実施形態は、本発明の生体検知器をシートベルト非着用警告システムに用いられる車両用着座検知器に適用したものである。本実施形態では、車両の助手席用のシートベルト非着用警告システムについて説明する。
　シートベルト非着用警告システムは、図１に示されるように、車両用シート１に設けられた熱流束センサ１０と、制御部２０と、シートベルトバックルスイッチ１ｃと、図示しない表示灯およびブザーとを主に備えている。
　図２（ａ）に示されるように、熱流束センサ１０は、車両用シート１の座部１ａの内部に設置されている。図２（ｂ）に示されるように、熱流束センサ１０は、熱流束センサ１０をその厚さ方向に通過する熱流束を検出するものであり、車両用シート１に乗員が着座している場合に、乗員から座部１ａに向かって発せられる熱流束を検出する。このように、熱流束センサ１０は、車両用シート１に着座した乗員の臀部から座部１ａの内部に向かって発せられる熱流束を検出できる位置に設置されている。
　熱流束センサ１０は、図３～図５に示されるように、絶縁ベース部材１００、表面保護部材１１０、裏面保護部材１２０が一体化され、この一体化されたものの内部で第１、第２接続部材１３０、１４０が交互に直列に接続されたものである。以下に、熱流束センサ１０の構造について具体的に説明する。なお、図３は、理解をし易くするために、表面保護部材１１０を省略して示してある。また、図３は、断面図ではないが、理解をし易くするために第１、第２接続部材１３０、１４０にハッチングを施してある。
　絶縁ベース部材１００は、本実施形態では、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド(ＰＥＩ)、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等に代表される平面矩形状の熱可塑性樹脂フィルムにて構成されている。そして、絶縁ベース部材１００は、その厚さ方向に貫通する複数の第１、第２ビアホール（via hole）１０１、１０２が交互に配置されるように、千鳥パターンに形成されている。
　なお、本実施形態の第１、第２ビアホール１０１、１０２は、絶縁ベース部材１００の表面１００ａから裏面１００ｂに向かって直径が一定とされた円筒状とされているが、表面１００ａから裏面１００ｂに向かって直径が小さくなるテーパ状とされていてもよい。また、裏面１００ｂから表面１００ａに向かって直径が小さくなるテーパ状とされていてもよいし、角筒状とされていてもよい。
　そして、第１ビアホール１０１には第１接続部材１３０が配置され、第２ビアホール１０２には第２接続部材１４０が配置されている。つまり、絶縁ベース部材１００には、第１、第２接続部材１３０、１４０が交互に配置されている。
　このように、第１、第２ビアホール１０１、１０２内に第１、第２接続部材１３０、１４０を配置しているため、第１、第２ビアホール１０１、１０２の数や大きさ、間隔等を適宜変更することで、第１、第２接続部材１３０、１４０を高密度に配置することができる。その結果、起電圧を大きくでき、熱流束センサ１０の高感度を確保することができる。
　第１、第２接続部材１３０、１４０は、ゼーベック効果（Seebeck effect）を発揮するように、互いに異なる金属で構成されている。例えば、第１接続部材１３０は、Ｐ型半導体を構成するＢｉ－Ｓｂ－Ｔｅ合金の粉末が、焼結前における複数の金属原子の結晶構造を維持するように固相焼結された金属化合物で構成される。また、第２接続部材１４０は、Ｎ型半導体を構成するＢｉ－Ｔｅ合金の粉末が、焼結前における複数の金属原子の結晶構造を維持するように固相焼結された金属化合物で構成される。このように、第１、第２接続部材１３０、１４０を形成する金属は、複数の金属原子が当該金属原子の結晶構造を維持した状態で焼結された焼結合金である。これにより、交互に直列接続された第１、第２接続部材１３０、１４０にて発生する起電圧を大きくでき、熱流束センサ１０の高感度を確保できる。このように、本実施形態では、高感度な熱流束センサを用いるので、熱流束センサを用いて正確に生体を検知することが可能である。
　絶縁ベース部材１００の表面１００ａには、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド(ＰＥＩ)、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等に代表される平面矩形状の熱可塑性樹脂フィルムにて構成される表面保護部材１１０が配置されている。この表面保護部材１１０は、絶縁ベース部材１０と平面形状が同じ大きさとされており、絶縁ベース部材１００と対向する一面１１０ａ側に銅箔等がパターニングされた複数の表面パターン１１１が互いに離間するように形成されている。そして、各表面パターン１１１はそれぞれ第１、第２接続部材１３０、１４０と適宜電気的に接続されている。
　具体的には、図４に示されるように、隣接する１つの第１接続部材１３０と１つの第２接続部材１４０とを１つの組１５０としたとき、各組１５０の第１、第２接続部材１３０、１４０は同じ表面パターン１１１と接続されている。つまり、各組１５０の第１、第２接続部材１３０、１４０は表面パターン１１１を介して電気的に接続されている。なお、本実施形態では、絶縁ベース部材１００の長手方向（図４中紙面左右方向）に沿って隣接する１つの第１接続部材１３０と１つの第２接続部材１４０とが１つの組１５０とされている。
　絶縁ベース部材１００の裏面１００ｂには、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド(ＰＥＩ)、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等に代表される熱可塑性樹脂フィルムにて構成される平面矩形状の裏面保護部材１２０が配置されている。この裏面保護部材１２０は、絶縁ベース部材１００の長手方向の長さが絶縁ベース部材１００より長くされており、長手方向の両端部が絶縁ベース部材１００から突出するように絶縁ベース部材１００の裏面１００ｂに配置されている。
　そして、裏面保護部材１２０には、絶縁ベース部材１００と対向する一面１２０ａ側に銅箔等がパターニングされた複数の裏面パターン１２１が互いに離間するように形成されている。そして、各裏面パターン１２１はそれぞれ第１、第２接続部材１３０、１４０と適宜電気的に接続されている。
　具体的には、図４に示されるように、絶縁ベース部材１００の長手方向に隣接する２つの組１５０において、一方の組１５０の第１接続部材１３０と他方の組１５０の第２接続部材１４０とが同じ裏面パターン１２１と接続されている。つまり、組１５０を跨いで第１、第２接続部材１３０、１４０が同じ裏面パターン１２１を介して電気的に接続されている。
　また、図５に示されるように、絶縁ベース部材１００の外縁では、長手方向と直交する幅方向（図３中紙面上下方向）に沿って隣接する第１、第２接続部材１３０、１４０が同じ裏面パターン１２１と接続されている。詳述すると、絶縁ベース部材１００の長手方向において第１、第２接続部材１３０、１４０が表面パターン１１１および裏面パターン１２１を介して直列に接続されてなる接続体が折り返されるように、隣接する第１、第２接続部材１３０、１４０が同じ裏面パターン１２１と接続されている。
　また、全ての第１、第２接続部材１３０、１４０が上記のように直列に接続されてなる接続体の両端にそれぞれ位置される裏面パターン１２１の両端部は、図３および図４に示されるように、絶縁ベース部材１００から露出するように形成されている。そして、絶縁ベース部材１００から露出する裏面パターン１２１の両端部が制御部２０と接続される端子として機能する。
　以上が本実施形態における基本的な熱流束センサ１０の構成である。そして、このような熱流束センサ１０は、熱流束センサ１０をその厚さ方向に通過する熱流束に応じたセンサ信号（起電圧）を制御部２０に出力する。熱流束が変化すると、交互に直列接続された第１、第２接続部材１３０、１４０にて発生する起電圧が変化する。なお、熱流束センサ１０の厚さ方向は、絶縁ベース部材１００、表面保護部材１１０、裏面保護部材１２０の積層方向と一致する。
　ここで、上記熱流束センサ１０の製造方法について図６を参照しつつ説明する。
　まず、図６（ａ）に示されるように、絶縁ベース部材１００を用意し、複数の第１ビアホール１０１をドリルやレーザ等によって形成する。
　次に、図６（ｂ）に示されるように、各第１ビアホール１０１に第１導電性ペースト１３１を充填する。なお、第１ビアホール１０１に第１導電性ペースト１３１を充填する方法（装置）としては、本出願人による日本特願２０１０－５０３５６号に記載の方法（装置）を採用すると良い。
　簡単に説明すると、吸着紙１６０を介して図示しない保持台上に、裏面１００ｂが吸着紙１６０と対向するように絶縁ベース部材１００を配置する。そして、第１導電性ペースト１３１を溶融させつつ、第１ビアホール１０１内に第１導電性ペースト１３１を充填する。これにより、第１導電性ペースト１３１の有機溶剤の大部分が吸着紙１６０に吸着され、第１ビアホール１０１に合金の粉末が密接して配置される。
　なお、吸着紙１６０は、第１導電性ペースト１３１の有機溶剤を吸収できる材質のものであれば良く、一般的な上質紙等が用いられる。また、第１導電性ペースト１３１は、金属原子が所定の結晶構造を維持しているＢｉ－Ｓｂ－Ｔｅ合金の粉末を融点が４３℃であるパラフィン等の有機溶剤を加えてペースト化したものが用いられる。このため、第１導電性ペースト１３１を充填する際には、絶縁ベース部材１００の表面１００ａが約４３℃に加熱された状態で行われる。
　続いて、図６（ｃ）に示されるように、絶縁ベース部材１００に複数の第２ビアホール１０２をドリルやレーザ等によって形成する。この第２ビアホール１０２は、上記のように、第１ビアホール１０１と交互に配置され、第１ビアホール１０１と共に千鳥パターンを構成するように形成される。
　次に、図６（ｄ）に示されるように、各第２ビアホール１０２に第２導電性ペースト１４１を充填する。なお、この工程は、上記図６（ｂ）と同様の工程で行うことができる。
　すなわち、再び、吸着紙１６０を介して図示しない保持台上に裏面１００ｂが吸着紙１６０と対向するように絶縁ベース部材１００を配置した後、第２ビアホール１０２内に第２導電性ペースト１４１を充填する。これにより、第２導電性ペースト１４１の有機溶剤の大部分が吸着紙１６０に吸着され、第２ビアホール１０２に合金の粉末が密接して配置される。
　第２導電性ペースト１４１は、第１導電性ペースト１３１を構成する金属原子と異なる金属原子が所定の結晶構造を維持しているＢｉ－Ｔｅ合金の粉末を融点が常温であるテレピネ等の有機溶剤を加えてペースト化したものが用いられる。つまり、第２導電性ペースト１４１を構成する有機溶剤は、第１導電性ペースト１３１を構成する有機溶剤より融点が低いものが用いられる。そして、第２導電性ペースト１４１を充填する際には、絶縁ベース部材１００の表面１００ａが常温に保持された状態で行われる。言い換えると、第１導電性ペースト１３１に含まれる有機溶剤が固化された状態で、第２導電性ペースト１４１の充填が行われる。これにより、第１ビアホール１０１に第２導電性ペースト１４１が混入することが抑制される。
　なお、第１導電性ペースト１３１に含まれる有機溶剤が固化された状態とは、上記図６（ｂ）の工程において、吸着紙１６０に吸着されずに第１ビアホール１０１に残存している有機溶剤のことである。
　そして、上記各工程とは別工程において、図６（ｅ）および図６（ｆ）に示されるように、表面保護部材１１０および裏面保護部材１２０のうち絶縁ベース部材１００と対向する一面１１０ａ、１２０ａに銅箔等を形成する。そして、この銅箔を適宜パターニングすることにより、互いに離間している複数の表面パターン１１１が形成された表面保護部材１１０、互いに離間している複数の裏面パターン１２１が形成された裏面保護部材１２０を用意する。
　その後、図６（ｇ）に示されるように、裏面保護部材１２０、絶縁ベース部材１００、表面保護部材１１０を順に積層して積層体１７０を構成する。
　なお、本実施形態では、裏面保護部材１２０は、絶縁ベース部材１００より長手方向の長さが長くされている。そして、裏面保護部材１２０は、長手方向の両端部が絶縁ベース部材１００から突出するように配置される。
　続いて、図６（ｈ）に示されるように、この積層体１７０を図示しない一対のプレス板の間に配置し、積層方向の上下両面から真空状態で加熱しながら加圧することにより、積層体１７０を一体化する。具体的には、第１、第２導電性ペースト１３１、１４１が固相焼結されて第１、第２接続部材１３０、１４０を形成すると共に、第１、第２接続部材１３０、１４０と表面パターン１１１および裏面パターン１２１とが接続されるように加熱しながら加圧して積層体１７０を一体化する。
　なお、特に限定されるものではないが、積層体１７０を一体化する際には、積層体１７０とプレス板との間にロックウールペーパー等の緩衝材を配置してもよい。以上のようにして、上記熱流束センサ１０が製造される。
　シートベルトバックルスイッチ１ｃは、シートベルト１ｂの非着用状態を検知する検知手段であり、シートベルト１ｂが着用されることでオンとなり、スイッチ信号を制御部２０に出力する。表示灯およびブザーは、シートベルト１ｂの非着用時に、乗員に報知する報知手段である。
　制御部２０は、例えばマイクロコンピュータ、記憶手段としてのメモリ、その周辺回路にて構成される電子制御装置であり、予め設定されたプログラムに従って所定の演算処理を行って、表示灯およびブザーの作動を制御する。
　具体的には、制御部２０は、図７に示される制御処理を実行する。この制御処理は、イグニッションスイッチもしくはエンジンスタートスイッチがオンになったとき、もしくは、車両がある速度以上で走行しているときに、実行される。また、この制御処理は、所定の時間間隔で繰り返し実行される。なお、図７中の各制御ステップは、制御部２が有する各種の機能実現手段を構成している。
　制御部２０は、まず、車両用シート１に着座している乗員（人体）の有無を判定する人体有無判定処理を行う（ステップＳ１）。このステップＳ１が、本願の特許請求の範囲に記載の判定手段、着座判定手段に対応する。この処理の詳細については後述する。
　そして、車両用シート１に乗員が着座していることにより、人体有無判定処理で人体有りと判定された場合、換言すると人体が検知された場合、乗員がシートベルトを着用しているか否かを判定する（ステップＳ２、Ｓ３）。この判定は、シートベルトバックルスイッチ１ｃから出力されるスイッチ信号に基づいて行われる。このステップＳ３が、本願の特許請求の範囲に記載のシートベルト着用判定手段に対応する。
　一方、車両用シート１に乗員が着座していないことにより、人体有無判定処理で人体無しと判定された場合、換言すると人体が検知されなかった場合、ステップＳ３、Ｓ４を実行せず、終了する。そして、再び、図７に示す制御処理が実行される。
　乗員がシートベルト１ｂを着用していないと判定された場合、報知手段へ作動指示信号を出力することによって、乗員にシートベルトの非着用を警告する
（ステップＳ４）。具体的に、ブザーが警告音を発生させるとともに、表示灯が点灯または点滅する。このステップＳ４が、本願の特許請求の範囲に記載の警告手段に対応する。一方、乗員がシートベルト１ｂを着用していると判定された場合、ステップＳ４を実行せず、終了する。そして、再び、図７に示す制御処理が実行される。
　このようにして、本システムでは、車両用シート１に乗員が着座しているが、該乗員がシートベルト１ｂを着用していない場合に、報知手段によって該乗員に対して警告を行う。
　次に、上記したステップＳ１の人体有無判定処理について説明する。
　まず、図８を用いて、車両用シート１に乗員が着座する前、着座中、着座後に離座している各状態において、熱流束センサ１０によって検出される熱流束について説明する。図８中の状態１、２、３は、それぞれ、図２（ａ）に示される乗員が着座する前の状態、図２（ｂ）に示される乗員が着座中の状態、図２（ｃ）に示される乗員が着座後に離座した状態に対応している。なお、図８は、車両用シート１よりも乗員の体温の方が高い場合を示している。
　図８中実線で示されるように、着座前の状態１では、熱流束は検出されないか、熱流束は０に近い状態である。そして、着座中の状態２では、着座直後から熱流束が検出され、時間経過と共に検出される熱流束が低下する。このとき、人体は常に発熱しているため、熱流束は０にはならず、常に、熱流束が検出され、検出される熱流束は、ほぼ一定の大きさとなる。その後、乗員が離座した状態３では、シート表面に残った人体からの少量の熱による熱流束が検出され、時間経過と共に検出される熱流束が低下して０に近づく。
　これに対して、一時的に高温となっている物体が車両用シート１に置かれた場合、物体から発せられる熱流束は、図８中破線で示されるように、車両用シート１に置かれた直後から時間経過と共に０に向かって低下する。このとき、物体の温度が体温と異なれば、検出される熱流束の大きさは、人体から発せられる熱流束と異なる。また、物体の場合と人体の場合では、熱伝導率が異なれば、時間経過に伴う熱流束の変化の割合（傾き）が異なる。
　このように、人体から発せられる熱流束と高温の物体から発せられる熱流束とを比較すると、熱流束の大きさや、時間経過に伴う熱流束変化が異なる。
　そこで、ステップＳ１の人体有無判定処理では、検出された熱流束が生体から発せられる熱流束であるか否かを判定し、検出された熱流束が生体から発せられる熱流束である場合に、人体有りと判定するようにする。すなわち、熱流束センサ１０の検出結果を、車両用シート１に乗員が着座している場合に検出されうる熱流束に応じて予め設定された判定基準と比較して、検出結果が判定基準を満たす場合に、人体有りと判定する。
　例えば、熱流束センサ１０の検出結果として、断続的もしくは連続的に入力される熱流束センサ１０からのセンサ信号に基づいて、時間経過に伴う熱流束の変化傾向を求める。ここでいう熱流束の変化傾向とは、図８に示されるような熱流束の変化を示す曲線である。一方、判定基準として、乗員が着座している場合に、時間経過に伴って熱流束が変動しうる範囲を示すマップを用いる。このマップは、実験等によって予め作成されるものである。
　なお、図８中一点鎖線、二点鎖線で示されるように、人体からの熱流束は、人によって異なったり、同じ人でも健康状態によって異なったりするので、これを考慮して、人体の有無を判定する際に用いる判定基準を設定する。そして、求められた熱流束の変化傾向がマップに適合した場合に、車両用シート１に人体有りと判定する。
　また、例えば、熱流束センサ１０の検出結果として、断続的もしくは連続的に入力される熱流束センサ１０からのセンサ信号に基づいて、熱流束の検出開始直後（時刻ｔ０）、熱流束の検出開始直後から第1、第２の所定時間後（時刻ｔ１、ｔ２）のそれぞれにおいて、熱流束を算出する。一方、判定基準として、図１０に示されるように、車両用シート１に乗員が着座している場合に、熱流束の検出開始直後（時刻ｔ０）、熱流束の検出開始直後（時刻ｔ０）から第1、第２の所定時間後（時刻ｔ１、ｔ２）のそれぞれにおいて、熱流束がとりうる値の範囲を定めたものを用いる。
　ここで、図１０に示す判定基準について説明する。図１０中の実線で示す曲線は、図８中実線の状態２に対応している。乗員が着座している場合において、熱流束センサ１０による熱流束の検出開始直後を時刻ｔ０とし、熱流束の検出開始直後から第1、第２の所定時間後を時刻ｔ１、ｔ２とする。この第1、第２の所定時間後とは、乗員が着座している場合に、熱流束センサ１０に検出された熱流束が検出開始直後の値から低下した後にほぼ一定値となる時期である。そして、時刻ｔ０に検出されうる熱流束の第1範囲をｑｔｈ１以下ｑｔｈ２以上と設定し、時刻ｔ１、ｔ２に検出されうる熱流束の第２範囲をｑｔｈ３以下ｑｔｈ４以上と設定する。なお、図８中一点鎖線、二点鎖線で示されるように、人体からの熱流束は、人によって異なったり、同じ人でも健康状態によって異なったりするので、これを考慮して、第1、第２範囲を設定する。
　そして、この図１０に示す判定基準を用いて、制御部２は、図９に示す制御処理を実行する。なお、図９中の各制御ステップは、制御部２が有する各種の機能実現手段を構成している。
　ステップＳ１１で、熱流束センサ１０から出力されるセンサ信号（電圧値）を読み込み、電圧値Ｖ０がしきい値Ｖｔｈよりも大きいか否かを判定する。これにより、熱流束センサ１０で熱流束が検知されたか否かが判定される。車両用シート１に乗員が着座した場合や高温の物体が車両用シート１に置かれた場合、熱流束センサ１０で起電圧が発生するので、制御部２は、肯定判定（ＹＥＳ）して、ステップＳ１２へ進む。一方、車両用シート１に人が着座していない場合や高温の物体が車両用シート１に置かれていない場合、熱流束センサ１０で起電圧が発生しないので、制御部２は、否定判定（ＮＯ）して、ステップＳ１９へ進み、人体なしと決定して、ステップＳ２へ進む。
　ステップＳ１２では、ステップＳ１１で読み込んだときの電圧値Ｖ０に基づいて、熱流束を算出する。このときの熱流束を、時刻ｔ０における熱流束ｑ０とする。
　続いて、ステップＳ１３で、熱流束ｑ０が第１範囲内であるか否かを判定する。すなわち、熱流束ｑ０が第１しきい値ｑｔｈ１以下、第２しきい値ｑｔｈ２以上（ｑｔｈ１≧ｑ０≧ｑｔｈ２）であるか否かを判定する。熱流束ｑ０が第１範囲外のとき、車両用シート１に乗員が着座していないので、ステップＳ１３で、否定（ＮＯ）判定し、ステップＳ１９へ進み、人体なしと決定して、ステップＳ２へ進む。一方、ステップＳ１３で、肯定（ＹＥＳ）判定したとき、ステップＳ１４へ進む。
　ステップＳ１４では、時刻ｔ０から第１の所定時間経過後の時刻ｔ１におけるセンサ信号を読み込み、読み込んだセンサ信号に基づいて、時刻ｔ１のときの熱流束ｑ１を算出する。
　続いて、ステップＳ１５で、熱流束ｑ１が第２範囲内であるか否かを判定する。すなわち、熱流束ｑ１が第３しきい値ｑｔｈ３以下、第４しきい値ｑｔｈ４以上（ｑｔｈ３≧ｑ１≧ｑｔｈ４）であるか否かを判定する。熱流束ｑ１が第２範囲外のとき、車両用シート１に乗員が着座していないので、ステップＳ１５で、否定（ＮＯ）判定し、ステップＳ１９に進み、人体なしと決定して、ステップＳ２へ進む。一方、ステップＳ１５で、肯定（ＹＥＳ）判定したとき、ステップＳ１６へ進む。
　ステップＳ１６では、時刻ｔ０から第２の所定時間経過後の時刻ｔ２のときのセンサ信号を読み込み、読み込んだセンサ信号に基づいて、時刻ｔ２のときの熱流束ｑ２を算出する。
　続いて、ステップＳ１７で、熱流束ｑ２が第２範囲内であるか否かを判定する。すなわち、熱流束ｑ２が第３しきい値ｑｔｈ３以下、第４しきい値ｑｔｈ４以上（ｑｔｈ３≧ｑ２≧ｑｔｈ４）であるか否かを判定する。この第２範囲は、ステップＳ１５で用いたものと同じである。これは、図１０に示されるように、車両用シート１に乗員が着座した場合、着座直後から所定時間後の熱流束の大きさが所定の大きさでほぼ一定になるからである。このため、熱流束ｑ２が第２範囲内であれば、車両用シート１に乗員が着座していることがわかり、熱流束ｑ２が第２基囲外であれば、車両用シート１に乗員が着座していないことがわかる。したがって、ステップＳ１７で、否定（ＮＯ）判定したとき、ステップＳ１９へ進み、人体なしと決定して、ステップＳ２へ進む。一方、ステップＳ１７で、肯定（ＹＥＳ）判定したとき、ステップＳ１８へ進み、車両用シート１に人体ありと決定して、ステップＳ２へ進む。
　これにより、本実施形態によれば、高温の物体を人体と誤って検知することを回避でき、正確な人体の検知が可能である。なお、車両用シート１に乗員が着座しているときに検出される熱流束の大きさは、車両用シート１の温度によって異なるので、車両用シート１の温度に応じて判定基準を変更することが好ましい。
　また、本実施形態の熱流束センサ１０は、絶縁ベース部材１００、表面保護部材１１０、裏面保護部材１２０が熱可塑性樹脂を用いて構成されており、柔軟性を有している。ここで、本実施形態と異なり、柔軟性を有していない熱流束センサを車両用シート１に設置すると、座り心地が悪くなってしまう。これに対して、本実施形態の熱流束センサ１０は、柔軟性を有するので、座り心地が悪くならない。
　（第２実施形態）
　本実施形態は、本発明の生体検知器を健康状態異常検知システムに適用したものである。この異常検知システムは、家の中にいる人体の健康状態が異常であると判定した場合に、外部に報知するものである。
　図１１に示されるように、異常検知システムは、複数の熱流束センサ１０と、制御部２０と、図示しない報知手段とを主に備えている。
　熱流束センサ１０は、第１実施形態と同じ構成のものである。熱流束センサ１０は、家の中で人が生活する際に、人が接触する物体、例えば、ベッド２、座椅子３に設置されている。なお、図示しないが、人が接触する物体としては、ベッド２、座椅子３の他に、座布団、ドアノブ、トイレの便座等が挙げられる。熱流束センサ１０は、所定位置、つまり上記のベッド２、座椅子３等に人体が存在する場合に、人体から発せられる熱流束を検出する。それぞれの熱流束センサ１０は、熱流束に応じたセンサ信号を制御部２０に出力する。
　制御部２０は、複数の熱流束センサ１０毎に、第１実施形態と同様の人体有無判定処理を実行して、熱流束センサ１０の設置箇所における人体の有無を判定する。そして、熱流束センサ１０毎の判定結果に基づいて、対象人物の健康状態が異常であるか否かを判定する。その結果、異常であると判定した場合に、報知手段を作動させる。報知手段は、例えば、外部に対して対象人物の健康状態が異常である旨の電子メールを発信する通信装置である。
　ここで、対象人物が健康である場合、その人は家の中を移動するので、それぞれの熱流束センサ１０によって人体が検知される。その反対に、対象人物の健康状態に異常がある場合、例えば、ベッド２で寝たきりとなったり、床に倒れたりすると、その人は家の中を移動できないので、ベッド２に設置された熱流束センサ１０のみによって人体が検知されるか、いずれの熱流束センサ１０によっても人体が検知されない。
　そこで、制御部２０は、例えば、人体が検知された熱流束センサ１０の数が１つ以下であるか否かを判定し、人体が検知された熱流束センサ１０の数が１つもしくは０の状態がある一定時間続いたときに、異常であると判定する。これにより、家の中にいる人体の健康状態が異常である場合に、外部に報知することができる。
　本実施形態においても、第１実施形態と同様の人体有無判定処理を実行するので、高温の物体を人体と誤って検知することを回避でき、正確な人体の検知が可能である。
　また、本実施形態の熱流束センサ１０は、絶縁ベース部材１００、表面保護部材１１０、裏面保護部材１２０が熱可塑性樹脂を用いて構成されており、可撓性を有している。このため、設置箇所の形状に応じて、熱流束センサ１０を適宜変形でき、家の中の種々の場所に熱流束センサ１０を設置することができる。
　（他の実施形態）
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
　（１）第１実施形態では、熱流束センサ１０を、車両用シート１の座部１ａに設置したが、着座した乗員から車両用シート１に向かう熱流束を検出できれば、車両用シート１の背もたれ部に設置しても良い。
　（２）第１実施形態では、本発明の生体検知器を、シートベルト非着用警告システムに用いられる着座検知器に適用したが、他の車両用着座検知器、例えば、乗員が着座している座席に向けて選択的に空調風を吹き出す車両用空調装置に用いられる着座検知器に適用することも可能である。
　（３）上記した各実施形態では、熱流束センサ１０が検出した熱流束に基づいて、人体の有無を判定したが、人体の状態がどのような状態であるかの判定を行うことも可能である。すなわち、図８に示されるように、人体からの熱流束は、普段の定常状態（図８中実線）と、それ以外の状態（図８中一点鎖線、二点鎖線）とでは、検出される熱流束の変化傾向が異なる。
　そこで、対象人物の定常状態における熱流束変化を予め調べておき、その熱流束の変化傾向を判断基準とする。そして、熱流束センサ１０が検出した熱流束の変化傾向と、判断基準とを比較することにより、対象人物の生死の状態、病気の有無の状態、眠気の有無の状態を検知することも可能である。
　（４）上記した各実施形態では、人体を検知する場合を説明したが、犬、猫に代表されるペット等の人体以外の生体を検知することも可能である。
　（５）上記した各実施形態では、熱流束センサの設置場所を生体の接触対象物としたが、熱流束センサの設置場所は、生体の接触対象物に限られず、生体から発せられる熱流束が検出可能な場所であれば、生体から離れた場所であっても良い。
　（６）上記した各実施形態では、熱流束センサ１０で発生した起電圧（電圧値）に基づいて、制御部２が熱流束を算出したが、熱流束センサ１０で発生した電流（電流値）に基づいて、熱流束を算出してもよい。要するに、制御部２は、熱流束センサ１０で発生した起電力に基づいて、熱流束を検出することができる。
　（７）上記した各実施形態では、熱流束センサ１０の検出結果として、時間経過に伴う熱流束の変化傾向を用いる例や、熱流束の検出開始直後（ｔ０）、熱流束の検出開始直後から第1、第２の所定時間後（ｔ１、ｔ２）のそれぞれにおける熱流束を用いる例を説明したが、熱流束の替わりに、熱流束センサ１０で発生する電力の電圧値や電流値を用いてもよい。
　（８）上記した各実施形態では、第１、第２接続部材１３０、１４０を形成する金属が、それぞれ、Ｂｉ－Ｓｂ－Ｔｅ合金、Ｂｉ－Ｔｅ合金であったが、他の合金であってもよい。また、上記した各実施形態では、第１、第２接続部材１３０、１４０を形成する金属の両方が、固相焼結された焼結合金であったが、少なくとも一方が固相焼結された焼結合金であればよい。これにより、第１、第２接続部材１３０、１４０を形成する金属の両方が固層焼結された焼結金属でない場合と比較して、起電力を大きくでき、熱流束センサ１０の高感度化が可能である。
　（９）上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
　１０　　　　　　熱流束センサ
　２０　　　　　　制御部
　１００　　　　　絶縁ベース部材
　１０１、１０２　第１、第２ビアホール
　１３０、１４０　第１、第２接続部材 

Claims (3)

  1. 　所定位置に存在する生体から発せられる熱流束を検出可能な場所に設置される熱流束センサ（１０）と、
    　所定位置に生体が存在するか否かを判定する判定手段（Ｓ１）とを備え、
    　前記熱流束センサは、熱可塑性樹脂からなる絶縁ベース部材（１００）にその厚さ方向に貫通する複数の第１、第２ビアホール（１０１、１０２）が形成されていると共に、前記第１、第２ビアホールに互いに異なる金属で形成された第１、第２接続部材（１３０、１４０）が埋め込まれ、前記第１、第２接続部材が交互に直列接続された構造を有し、
    　前記第１、第２接続部材を形成する前記金属の少なくとも一方は、複数の金属原子が当該金属原子の結晶構造を維持した状態で焼結された焼結合金であり、
    　前記判定手段は、前記熱流束センサの検出結果と、所定位置に生体が存在する場合に検出されうる熱流束に応じて予め設定された判定基準とを比較して、所定位置に生体が存在するか否かを判定することを特徴とする生体検知器。
  2. 　車両用シート（１）において該シートに着座している乗員から発せられる熱流束を検出可能な場所に設置される熱流束センサ（１０）と、
    　前記車両用シートに乗員が着座しているか否かを判定する着座判定手段（Ｓ１）とを備え、
    　前記熱流束センサは、熱可塑性樹脂からなる絶縁ベース部材（１００）にその厚さ方向に貫通する複数の第１、第２ビアホール（１０１、１０２）が形成されていると共に、前記第１、第２ビアホールに互いに異なる金属で形成された第１、第２接続部材（１３０、１４０）が埋め込まれ、前記第１、第２接続部材が交互に直列接続された構造を有し、
    　前記第１、第２接続部材を形成する前記金属の少なくとも一方は、複数の金属原子が当該金属原子の結晶構造を維持した状態で焼結された焼結合金であり、
    　前記着座判定手段は、前記熱流束センサの検出結果と、前記車両用シートに乗員が着座している場合に検出されうる熱流束に応じて予め設定された判定基準とを比較して、前記車両用シートに乗員が着座しているか否かを判定することを特徴とする車両用着座検知器。
  3. 　請求項２に記載の車両用着座検知器と、
    　該車両用着座検知器の着座判定手段（Ｓ１）により前記車両用シートに乗員が着座していると判定された場合に、該乗員がシートベルトを着用しているか否かを判定するシートベルト着用判定手段（Ｓ３）と、
    　前記シートベルト着用判定手段（Ｓ３）により前記乗員がシートベルトを着用していないと判定された場合に、該乗員にシートベルトの非着用を警告する警告手段（Ｓ４）と、を備えることを特徴とするシートベルト非着用警告システム。
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