(57)【要約】【課題】個人差を考慮した閾値を設定することを課題とする。【解決手段】飽和水蒸気を有するか否かを検出する水蒸気センサ１と、外気に含まれるガスの濃度を測定するガスセンサ２と、を備え、閾値算出部が、実際に曝された非飲酒時の呼気によって得られるガスセンサ２の実測信号値を基に、ガスセンサ２にガスが付着しているか否かを判定するための閾値である第２の閾値と、ガスセンサ２及び水蒸気センサ１の信号値が人の呼気であるか否かを判定するための閾値である第１の閾値と、を算出し、誤検知防止部が、曝された外気について、水蒸気センサ１の信号値が第１の閾値を超え、かつ、ガスセンサ２の信号値が第２の閾値及び第１の閾値を超えたか否かを基に、外気が、人の呼気であるか否かの判定を行うことを特徴とする。【選択図】図１
2020034309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気に含まれるガスの濃度を測定するガス検出素子と、
前記ガス検出素子から出力される信号について解析を行う解析部と、
前記解析部により解析される結果を出力する出力部と
を備え、
前記解析部は、
前記ガス検出素子が非飲酒時の呼気に曝された際に得られる前記ガス検出素子の実測信号値を基に、前記ガス検出素子の信号値が人の前記呼気であるか否かを判定するための閾値である第１の閾値を算出し、
その後、曝された前記外気について、前記ガス検出素子の前記信号値が前記第１の閾値を超えたか否かを基に、前記外気が、人の前記呼気であるか否かの判定を行う
ことを特徴とする呼気ガス検出装置。
【請求項２】
前記外気に曝されることによって、飽和水蒸気を有するか否かを検出する水蒸気検出素子を有し、
前記解析部は、
前記水蒸気検出素子が非飲酒時の呼気に曝された際に得られる前記水蒸気検出素子の実測信号値を基に、前記水蒸気検出素子の信号値が人の前記呼気であるか否かを判定するための閾値である第４の閾値を算出し、
その後、曝された前記外気について、前記水蒸気検出素子の前記信号値が前記第４の閾値を超えたか否かを基に、前記外気が、人の前記呼気であるか否かの判定を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の呼気ガス検出装置。
【請求項３】
前記解析部は、
前記ガス検出素子が前記非飲酒時の呼気に曝された際に得られる前記ガス検出素子の実測信号値を基に、前記ガス検出素子にガスが付着しているか否かを判定するための閾値である第２の閾値を算出し、
前記人の呼気であるか否かの判定を行う前に、前記ガス検出素子の信号値が、前記第２の閾値以上となるまで、前記ガス検出素子に備えられているヒータを稼働させる
ことを特徴とする請求項１に記載の呼気ガス検出装置。
【請求項４】
前記解析部において算出される前記第１の閾値及び前記第２の閾値は、複数回、実際に曝された前記呼気を基に算出される
ことを特徴とする請求項３に記載の呼気ガス検出装置。
【請求項５】
前記解析部は、
複数回、実際に曝された前記呼気について、前記ガス検出素子の信号値の最大値である最大信号値の平均値及び標準偏差を算出し、当該標準偏差を基に、前記第１の閾値及び前記第２の閾値を算出する
ことを特徴とする請求項３に記載の呼気ガス検出装置。
【請求項６】
前記解析部は、
前記外気が、人の呼気であり、かつ、その後行われる飲酒判定の結果、非飲酒であると判定されると、前記ガス検出素子の最大信号値を格納し、格納された前記最大信号値を基に、前記第１の閾値及び前記第２の閾値を更新する
ことを特徴とする請求項３に記載の呼気ガス検出装置。
【請求項７】
前記解析部は、
前記ガス検出素子の信号値の立ち上がりの傾きに関する情報を基に第３の閾値を算出し、
前記第１の閾値及び前記第３の閾値に基づいて、前記ガス検出素子に曝された外気が人の呼気であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の呼気ガス検出装置。
【請求項８】
前記解析部は、
前記ガス検出素子の前記信号値における減衰時において、当該信号値が第４の閾値以下である場合、前記信号値における所定期間の減衰率を算出し、当該減衰率が所定値以下となった場合における前記信号値を前記第１の閾値とする
ことを特徴とする請求項１に記載の呼気ガス検出装置。
【請求項９】
外気に含まれるガスの濃度を測定するガス検出素子と、
前記ガス検出素子から出力される信号について解析を行う解析部と、
前記解析部により解析される結果を出力する出力部と
を備える呼気ガス検出装置の前記解析部が、
前記ガス検出素子が非飲酒時の呼気に曝された際に得られる前記ガス検出素子の実測信号値を基に、前記ガス検出素子の信号値が人の前記呼気であるか否かを判定するための閾値である第１の閾値を算出し、
その後、曝された前記外気について、前記ガス検出素子の前記信号値が前記第１の閾値を超えたか否かを基に、前記外気が、人の前記呼気であるか否かの判定を行う
ことを特徴とする呼気ガス検出方法。
【請求項１０】
前記呼気ガス検出装置は、前記外気に曝されることによって、飽和水蒸気を有するか否かを検出する水蒸気検出素子を有し、
前記解析部が、
前記水蒸気検出素子が非飲酒時の呼気に曝された際に得られる前記水蒸気検出素子の実測信号値を基に、前記水蒸気検出素子の信号値が人の前記呼気であるか否かを判定するための閾値である第４の閾値を算出し、
その後、前記第１の閾値を用いて前記外気が、人の前記呼気であるか否かの判定を行うとともに、曝された前記外気について、前記水蒸気検出素子の前記信号値が前記第４の閾値を超えたか否かを基に、前記外気が、人の前記呼気であるか否かの判定を行う
ことを特徴とする請求項９に記載の呼気ガス検出方法。
【請求項１１】
前記解析部は、
前記ガス検出素子が前記非飲酒時の呼気に曝された際に得られる前記ガス検出素子の実測信号値を基に、前記ガス検出素子にガスが付着しているか否かを判定するための閾値である第２の閾値を算出し、
前記人の呼気であるか否かの判定を行う前に、前記ガス検出素子の信号値が、前記第２の閾値以上となるまで、前記ガス検出素子に備えられているヒータを稼働させる
ことを特徴とする請求項９に記載の呼気ガス検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、呼気の解析を行う呼気ガス検出装置及び呼気ガス検出方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
将来における車両の自動運転化において、自動と手動運転との切り替えの際、飲酒の有無、人の状態検知等が必要となる。特に、呼気中のアルコール濃度を検知する際、あたかも外気を呼気であるかのように装置に導入することによるなりすましを防止するため、人間の自然な呼気を検知する技術が要求されている。
また、市場では様々なユースケースに適したモバイルタイプの検知端末のニーズが拡大しており、今後モバイル化への対応が必要となる。
【０００３】
飲酒運転防止のための技術として、例えば、特許文献１が開示されている。特許文献１には、「導入された外気が人の呼気であるか否かを精度よく判定するため、呼気ガス検出装置は、導入された外気が飽和水蒸気を有するか否かを検出する水蒸気センサ（１）と、導入された外気について、水蒸気センサ（１）から得られる信号値が所定の閾値を超え、かつ、ガスセンサ（２）から得られる信号値が所定の閾値を超えたか否かを基に、導入された外気が、人の呼気であるとの判定を行う解析装置とを備えることを特徴とする」呼気ガス検出装置及び呼気ガス検出方法が記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１７／１５８８４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、人によって水蒸気センサや、ガスセンサの感度が異なることが発明者らによって見い出された。つまり、水蒸気センサや、ガスセンサによる信号値が閾値を超えたか否かの判定結果が、人によって異なることが発明者らによって見出された。特許文献１に記載の技術は、この点が考慮されておらず、更なる改良が求められる。
【０００６】
また、従来では、閾値の決定は、経験に依存したり、対症療法的に行われたりしていた。しかし、水蒸気センサや、ガスセンサの出力信号（特に、最大出力電圧）は、個人差があり、一律に定めた閾値では、閾値を超えたか否かの判定結果にばらつきが生じることが発明者らによって見出された。
【０００７】
このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、個人差を考慮した閾値を設定することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明は、外気に含まれるガスの濃度を測定するガス検出素子と、前記ガス検出素子から出力される信号について解析を行う解析部と、前記解析部により解析される結果を出力する出力部とを備え、前記解析部は、前記ガス検出素子が非飲酒時の呼気に曝された際に得られる前記ガス検出素子の実測信号値を基に、前記ガス検出素子の信号値が人の前記呼気であるか否かを判定するための閾値である第１の閾値を算出し、その後、曝された前記外気について、前記ガス検出素子の前記信号値が前記第１の閾値を超えたか否かを基に、前記外気が、人の前記呼気であるか否かの判定を行うことを特徴とする。
その他の解決手段は、実施形態中において説明する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、個人差を考慮した閾値を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る呼気検知装置の概略構成を示す図である。
【図２Ａ】水蒸気センサの原理を示す模式図を示す図である。
【図２Ｂ】水蒸気センサの上面模式図を示す図である。
【図３Ａ】水蒸気付着前における水蒸気センサの原理を示す模式図である。
【図３Ｂ】水蒸気付着前における水蒸気センサの等価回路を示す図である。
【図３Ｃ】水蒸気付着後における水蒸気センサの原理を示す模式図である。
【図３Ｄ】水蒸気付着後における水蒸気センサの等価回路を示す図である。
【図４】本実施形態に係る水蒸気センサのヒータの設置位置の別の例を示す図（その１）である。
【図５】本実施形態に係る水蒸気センサのヒータの設置位置の別の例を示す図（その２）である。
【図６】本実施形態に係るガスセンサの例を示すブロック図である。
【図７】本実施形態に係る呼気計測システムの構成を示す図である。
【図８】本実施形態に係る呼気ガス検出装置の別の例を示す図である。
【図９】本実施形態における処理の概略を説明するための図である。
【図１０】本実施形態に係る呼気ガス検出装置の機能ブロックの例を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る計測制御装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図１２】本実施形態に係る解析装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図１３】本実施形態に係る呼気計測システムの処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】本実施形態に係るガスセンサイニシャライズ処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】水素センサにおける閾値の設定方法を説明するための図である。
【図１６】エタノールセンサにおける閾値の設定方法を説明するための図である。
【図１７】本実施形態に係る誤検知防止処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【図１８】ピーク回数比ＲＢについて説明する図である。
【図１９】図１７のステップＳ５２２における判定を説明する。
【図２０】本実施形態に係る呼気計測システムの別の構成例を示す図である。
【図２１】閾値ＴＧ及び閾値Ｔｗの更新に関する説明を示す図である。
【図２２】第２実施形態における閾値の決定手法を示す図である。
【図２３】これまでのセンサＳｅの設置を示す図である。
【図２４Ａ】第３実施形態における呼気検知装置の周辺部の上面図（その１）である。
【図２４Ｂ】第３実施形態における呼気検知装置の周辺部の側面図である。
【図２５】第３実施形態における呼気検知装置の周辺部の上面図（その２）である。
【図２６】第４実施形態おける呼気ガス検出装置を示す図（その１）である。
【図２７】第４実施形態おける呼気ガス検出装置を示す図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００１２】
＜第１実施形態＞
（装置構成）
図１は、本実施形態に係る呼気検知装置の概略構成を示す図である。
呼気検知装置Ａ１は、水蒸気センサ（水蒸気検知センサ）１、ガスセンサ（ガス検出センサ）２及び温度センサ（温度検出素子）３が基板５上に設置されている構成を有している。
水蒸気センサ１は、導入された外気が飽和水蒸気であるか否かを検出する。水蒸気センサ１についての詳細は後記する。
ガスセンサ２は、導入された外気に含まれるガスの計測を行う。ガスセンサ２についての詳細は後記する。
温度センサ３は、基板５の温度（基板温度）を測定する。なお、基板５の温度は、水蒸気センサ１及びガスセンサ２の温度と、ほぼ同じといえる。
【００１３】
［水蒸気センサ］
（水蒸気センサの構造）
図２Ａ及び図２Ｂは、本実施形態に係る水蒸気センサの構造を示す図であり、図２Ａは水蒸気センサの原理を示す模式図である。図２Ｂは水蒸気センサの上面模式図を示している。
図２Ａに示すように、水蒸気センサ１は交流電源１４に接続され、交流電源１４によって印加電圧Ｖｉが印加される印加電極１１と、水蒸気の検出時に電位Ｖｏを検出する検出電極１２と、絶縁部１３とを有している。
絶縁部１３は、基板１５上に設けられている親水性の絶縁物であり、具体的には、絶縁性金属酸化物等、少なくとも表面が酸化物で構成されている。なお、絶縁部１３の形状はほぼ板状でなくてもよい。
図２Ａに示すように、検出電極１２と、印加電極１１との間には絶縁部１３が介在している。ここで、絶縁部１３は凹凸のある構造を有していることが望ましい。
【００１４】
また、図２Ｂに示すように、水蒸気センサ１の基板１５にはヒータ１６が埋め込まれている。あるいは、ヒータ１６は、基板１５と絶縁部１３との間に設けられてもよい。そして、図２Ｂに示すように、ヒータ１６は印加電極１１と、検出電極１２との間をぬうように設置されている。ちなみに、図２Ａではヒータ１６を図示省略してある。
【００１５】
（水蒸気検出原理）
図３Ａ〜図３Ｄは、本実施形態に係る水蒸気センサが水蒸気を検出する原理を説明するための図である。図３Ａは水蒸気付着前における水蒸気センサの原理を示す模式図である。図３Ｂは水蒸気付着前における水蒸気センサの等価回路である。図３Ｃは水蒸気付着後における水蒸気センサの原理を示す模式図である。図３Ｄは水蒸気付着後における水蒸気センサの等価回路である。
なお、図３Ａ及び図３Ｃで示される各構成は、図２Ａに示されている各構成と同様であるので、同一の符号を付して説明を省略する。
【００１６】
図３Ａで示されるように、水蒸気付着前では、検出電極１２及び印加電極１１とは絶縁部１３とで接続されているので、検出電極１２と、印加電極１１との間は通電されていない。従って、印加電極１１には交流電圧が印加されているが、検出電極１２から電圧は検出されない。
【００１７】
そして、水蒸気が水蒸気センサ１の絶縁部１３に付着すると、図３Ｃに示すように、水分子１０１が絶縁部１３に付着（凝縮）する。これにより、検出電極１２と、印加電極１１とは、水分子１０１をパスとして通電するようになる。すると、検出電極１２から印加電極１１に加えられた電圧が検出（出力）される。検出（出力）された電圧に基づき水蒸気センサ１は水蒸気を検出する。
【００１８】
次に、水蒸気の付着前及び付着後における水蒸気センサ１の等価回路１１１ａ，１１１ｂの変化を比較する。
水蒸気の付着前では、図３Ｂに示すような等価回路１１１ａとなっている。ここで、コンデンサＣ１は絶縁部１３を示すコンデンサである。なお、検出電極１２及び印加電極１１の間の距離は十分に大きいので、コンデンサＣ１の静電容量は小さな値（≪１）となる。従って、図３Ｂに示す等価回路１１１ａの容量リアクタンスは大きな値となり、検出電極１２及び印加電極１１の間は、ほとんど通電していない状態となっている。
ちなみに、コンデンサＣａ及び抵抗Ｒａで構成される回路は大気の等価回路である。
【００１９】
ここで、呼気に含まれる水蒸気が付着すると、図３Ｂに示す等価回路１１１ａは、図３Ｄに示す等価回路１１１ｂとなる。等価回路１１１ｂにおいて、抵抗Ｒｂ及びコンデンサＣ２で示される回路１１２は水分子１０１の等価回路である。
図３Ｃに示すように、水蒸気（水分子１０１）が絶縁部１３に付着すると、図３Ｄに示すように水分子１０１に由来する抵抗Ｒｂ及びコンデンサＣ２が生じる。これらの抵抗Ｒｂ及びコンデンサＣ２によってインピーダンスが変化（低下）する。この結果、検出電極１２と印加電極１１との間が通電状態となり、検出電極１２から電圧を検出することができる。このように、水蒸気（水分子１０１）が絶縁部１３に付着することによる水蒸気センサ１のインピーダンス変化を利用して、呼気中の水蒸気を検出することで、応答性を高くすることができる。なお、水分子１０１の付着量が大きくなると、等価回路１１２のインピーダンスは小さくなる。
【００２０】
なお、図２Ｂに示すように、検出電極１２及び印加電極１１は、櫛歯形の形状を有している。そして、検出電極１２及び印加電極１１は、絶縁部１３上で、互いの櫛歯がかみ合って対向するように離間して設置されている。このようにすることで、水蒸気付着部（反応部位）の面積を大きくすることができる。
【００２１】
例えば、一般的な湿度センサは、空気中の湿度を測定することを目的としている。
これに対し、本実施形態に係る水蒸気センサ１は、高湿度（ほぼ、飽和状態）の呼気の検出を目的としている。従って、空気中の水蒸気量を測定することを目的とせず、高湿度の空気（呼気）を検出できればよい。
【００２２】
本実施形態に係る水蒸気センサ１は、図２に示すように、検出電極１２と、印加電極１１との間に絶縁部１３が介在している構成となっている。そして、図３Ｃに示すように、呼気に含まれる水分子１０１が絶縁部１３に付着することで、この水分子１０１をパスとして通電が行われる。これにより、検出電極１２で出力電圧が検出される。従って、本実施形態に係る水蒸気センサ１は、水分子１０１が付着できるほどの広さの絶縁部１３があればよく、小型化を実現することができる。
【００２３】
また、水蒸気（水分子１０１）が絶縁部１３に付着する前は、出力電圧はほぼ０であるのに対し、水蒸気（水分子１０１）の付着後では出力電圧をほぼＶｉ（印加電圧）とすることができる。これにより、優れたＳ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ／Ｎｏｉｓｅ）比を実現することができる。
【００２４】
なお、水蒸気センサ１において、前記したように絶縁部１３の表面は凹凸のある構造を有していることが望ましい。このように、絶縁部１３の表面が凹凸を有することにより、絶縁部１３の表面積を増やすことができる。すなわち、絶縁部１３の表面が凹凸を有することにより、より多くの水分子１０１を付着させることができ、出力電圧を増加させることができ、高感度化を図ることができる。
さらに、絶縁部１３が、少なくとも表面が、親水性の高い酸化物（金属酸化物）で構成されるようにすることで、水蒸気を付着させやすくすることができる。
【００２５】
図４及び図５は、本実施形態に係る水蒸気センサのヒータの設置位置の別の例を示す図である。図４及び図５では、水蒸気センサ１ａ，１ｂの断面模式図が示されている。
図２Ｂに示す例では、ヒータ１６は基板１５中に印加電極１１と、検出電極１２との間をぬうように設置されている。なお、水蒸気センサ１の基板１５を温め、絶縁部１３に付着している水分を蒸発できる構成であれば、これに限らない。
例えば、図４に示すように、水蒸気センサ１ａの基板１５内の中央付近に板状のヒータ１６ａが設けられもよい。あるいは、図５に示すように、水蒸気センサ１ｂの基板１５内のほぼ全体にわたって板状のヒータ１６ｂが設けられるようにしてもよい。
【００２６】
なお、本実施形態における水蒸気センサ１は、図２〜図５に示すような構成を有するものとしている。しかし、水分の付着の有無を判定でき、かつ、付着している水分の蒸発を行うヒータ１６が備えられているものであれば、図２〜図５に示すような構成でなくてもよい。
【００２７】
［ガスセンサ］
図６は、本実施形態に係るガスセンサの例を示すブロック図である。
ガスセンサ２は、エタノールセンサ２１、水素センサ２２、アセトアルデヒドセンサ２３を有している。エタノールセンサ２１、水素センサ２２、アセトアルデヒドセンサ２３のそれぞれには、ヒータ２４ａ〜２４ｃ（２４）が備えられている。
図６に示すように、ガスセンサ２がエタノールセンサ２１、水素センサ２２、アセトアルデヒドセンサ２３を有することにより、飲酒の有無判定を行うことができる。
【００２８】
（システム構成）
図７は、本実施形態に係る呼気計測システムの構成を示す図である。
図７に示すように、呼気計測システムＺは、呼気ガス検出装置Ａ２と、スマートフォン等の携帯装置Ａ３とを有している。
呼気ガス検出装置Ａ２は、人が片手で持つことができる程度の大きさであり、筺体３０に設けられている表示装置（出力部）３１と、インジケータ（出力部）３２と、導入部３３とを有している。
ユーザは、導入部３３から呼気ガス検出装置Ａ２に呼気（外気）を導入する。これによって、呼気ガス検出装置Ａ２の内部に備えられている呼気検知装置Ａ１に呼気（外気）が吹きつけられる。
すると、呼気ガス検出装置Ａ２は、後記するように閾値変更処理、ガスセンサイニシャライズ処理、誤検知防止処理等を行った後、導入された外気（気体）が人の呼気であるか否かを判定する。そして、呼気ガス検出装置Ａ２は、計測されたガス濃度等の情報を表示装置３１に表示する。また、インジケータ３２では、導入された呼気量（呼気導入量）が表示される。インジケータ３２には、水蒸気センサ１から出力された出力電圧のピーク強度が表示される。なお、ガス濃度とは、エタノール濃度や、アセトアルデヒド濃度や、水素濃度等である。
【００２９】
そして、表示装置３１には、導入された外気（気体）が人の呼気であるか否かの判定結果と、計測されたアルコール濃度（エタノール濃度）が表示されている。
さらに、呼気ガス検出装置Ａ２は、アルコール濃度（エタノール濃度）が運転可能なレベルにまで下がる時間である運転可能時間を算出し、算出した運転可能時間等を携帯装置Ａ３へ送信する。
携帯装置Ａ３は、ユーザが所有している装置であり、送信された運転可能時間等の情報を表示する。なお、呼気ガス検出装置Ａ２に運転可能時間等の表示がなされてもよい。また、携帯装置Ａ３に導入された外気（気体）が人の呼気であるか否かの判定結果や、計測されたアルコール濃度（エタノール濃度）が表示されてもよい。
【００３０】
図８は、本実施形態に係る呼気ガス検出装置の別の例を示す図である。図８において、図７と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図８に示す呼気ガス検出装置Ａ２ａは、図７におけるインジケータ３２の代わりにスピーカ（出力部）３２ａが備えられている。
呼気ガス検出装置Ａ２ａでは、呼気の導入強度（呼気導入量）が音で示される。例えば、呼気の導入強度が弱い場合は、小さい音や、低い音が発せられ、呼気の導入強度が強くなるにつれ、音が大きくなったり、高い音が発せられたりする。なお、呼気の導入強度とは、水蒸気センサ１の出力電圧の大きさに基づくもので、呼気導入量に比例するものである。また、呼気の導入強度が弱い場合、発せられる音の間隔が小さく、呼気の導入強度が強くなるにつれ、発せられる音の間隔が大きくなる等、発せられる音の間隔で呼気の導入強度が示されてもよい。
【００３１】
なお、図７及び図８に示す例では、アルコール濃度（エタノール濃度）に関する情報のみが表示装置３１に示されているが、水素濃度、アセトアルデヒド濃度等といった詳細な情報が表示されてもよい。
【００３２】
このように、呼気ガス検出装置Ａ２，Ａ２ａにおいて、呼気導入量が表示や、音で示されることにより、使いやすさが向上する。また、ユーザは、アルコール（エタノール）検出に必要な呼気が呼気ガス検出装置Ａ２，Ａ２ａに導入されたか否かを確認することができる。
【００３３】
［本実施形態の処理概略］
図９は、本実施形態における処理の概略を説明するための図である。適宜、図２、図６を参照する。
図９において、横軸は時間を示し、縦軸は出力電圧（任意単位）を示す。ここで、出力電圧とは、水蒸気センサ１、エタノールセンサ２１、水素センサ２２、アセトアルデヒドセンサ２３の出力である。なお、水蒸気センサ１の出力は脈流または交流となる。
符号１０１は、水蒸気センサ１の出力電圧を示す波形である。前記したように、水蒸気センサ１には、交流電圧が印加されるので、その出力も交流波形となる。
水蒸気センサ１の出力電圧には、２つの閾値Ｔｓ１（第４の閾値），Ｔｓ２が設定されている。このうち、閾値Ｔｓ１は後記する結露回避処理で使用される閾値であり、呼気が導入されていないにもかかわらず、結露等が原因で水蒸気センサ１の絶縁部１３に水分が付着しているか否かを判定するための閾値である。また、閾値Ｔｓ２は、呼気ガス検出装置Ａ２に呼気が十分に導入されたか否かを判定するための閾値である。
【００３４】
符号１０２はエタノールセンサ２１の出力電圧を示す波形であり、符号１０３はアセトアルデヒドセンサ２３の出力電圧を示す波形であり、符号１０４は水素センサ２２の出力電圧を示す波形である。
そして、これらのガスセンサ２の各出力電圧に対して、閾値Ｔｅ，Ｔａ，Ｔｈ（第１の閾値）が設定されている。すなわち、閾値Ｔｅは、エタノールセンサ２１の出力電圧に対する閾値である。また、閾値Ｔａは、アセトアルデヒドセンサ２３の出力電圧に対する閾値である。そして、閾値Ｔｈは、水素センサ２２の出力電圧に対する閾値である。
これらの閾値Ｔｅ，Ｔａ，Ｔｈは、呼気ガス検出装置Ａ２に導入された外気が人の呼気であるか否かを判定するための閾値である。
【００３５】
飲酒をしていなくても、人の呼気はアルコール（エタノール）や、アセトアルデヒド、水素を微量に含んでいる。閾値Ｔｅ，Ｔａ，Ｔｈは、非飲酒時でもエタノールセンサ２１や、アセトアルデヒドセンサ２３、水素センサ２２の出力電圧を検知可能な程度に低く設定されている。
このように各ガスセンサ２の出力電圧に対する閾値Ｔｅ，Ｔａ，Ｔｈが設定されることで、水蒸気を含んだだけの外気との区別をすることができ、なりすましを防止することができる。
【００３６】
［呼気計測装置ブロック図］
図１０は、本実施形態に係る呼気ガス検出装置の機能ブロックの例を示す図である。
呼気計測システムＺは、呼気ガス検出装置Ａ２と、呼気ガス検出装置Ａ２と通信可能なスマートフォン等の携帯装置Ａ３とを含んで構成される。呼気ガス検出装置Ａ２と携帯装置Ａ３は、呼気ガス検出装置Ａ２への電源供給を含めた有線（例えば、ＵＳＢケーブル）で接続されていることが好ましい。ただし、呼気ガス検出装置Ａ２の電源が別途可能な場合は、図７に示すような無線通信でも構わない。呼気ガス検出装置Ａ２は、呼気検知装置Ａ１と、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器３０１ａ，３０１ｂと、計測制御装置４００と、解析装置（解析部）５００とを有する。また、呼気ガス検出装置Ａ２は、送信装置６０１と、記憶装置６０２と、出力装置６０３とを含む。呼気検知装置Ａ１、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器３０１ａ，３０１ｂ、計測制御装置４００、解析装置５００、送信装置６０１及び記憶装置６０２は、いずれも筺体３０（図７、図８参照）の中に設けられている。
呼気検知装置Ａ１は、水蒸気センサ１と、ガスセンサ２とを有しているが、これらについては、図１〜図９で説明済みであるので、ここでの説明を省略する。
計測制御装置４００は、交流電源１４（図２参照）の周波数を変換して出力する。
また、呼気検知装置Ａ１は、水蒸気センサ１や、ガスセンサ２から入力されたアナログ信号を、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器３０１ａ，３０１ｂでディジタル信号に変換して解析装置５００へ出力する。
【００３７】
解析装置５００は、呼気検知装置Ａ１における水蒸気センサ１から出力電圧を取得するとともに、ガスセンサ２から出力電圧を取得する。そして、解析装置５００は、水蒸気センサ１から取得した出力電圧や、ガスセンサ２から取得した出力電圧等を基に、導入された外気（気体）が人の呼気であるか否かを判定し、呼気中におけるガスの含有率を解析する。なお、本実施形態では、解析装置５００が呼気検知装置Ａ１から出力電圧及び出力電圧を取得するとしている。しかし、これに限らず、計測制御装置４００が呼気検知装置Ａ１から出力電圧及び出力電圧を取得し、解析装置５００へ取得した出力電圧及び出力電圧をわたすようにしてもよい。
【００３８】
記憶装置６０２は、解析装置５００が水蒸気センサ１から取得した出力電圧や、ガスセンサ２から取得した出力電圧を検査時刻とともに保持したり、解析装置５００による解析結果を保持したりする。
送信装置６０１は、解析装置５００による解析結果等を携帯装置Ａ３へ送信する。
出力装置６０３は、図７における表示装置３１や、インジケータ３２や、図８におけるスピーカ３２ａ等である。
【００３９】
解析装置５００による解析結果は、携帯装置Ａ３へわたされる。携帯装置Ａ３は、わたされた解析結果を図示しない記憶装置に保持したり、解析結果に関する情報を図示しない表示装置に表示する。なお、携帯装置Ａ３は省略可能である。
【００４０】
（計測制御装置）
図１１は、本実施形態に係る計測制御装置の構成例を示す機能ブロック図である。
計測制御装置４００は、メモリ４０１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０２、入力装置４０３、ＡＣ／ＡＣインバータ回路４０４、交流端子４０５、ＡＣ／ＤＣコンバータ回路４０６及び直流端子４０７を有する。
メモリ４０１には、プログラムがＣＰＵ４０２によって実行されることで、制御部４１１が具現化している。
制御部４１１は、入力装置４０３を介して入力された情報に基づいてＡＣ／ＡＣインバータ回路４０４等に指示を送る。
入力装置４０３は、呼気ガス検出装置Ａ２の筺体３０（図７、図８参照）に備えられている図示しないボタン等である。ユーザは、入力装置４０３を操作することにより、交流端子４０５から出力する交流電圧の周波数や、電圧を調整することができる。このように、交流端子４０５から出力する交流電圧の周波数や、電圧を調整することにより、交流端子４０５に接続されている水蒸気センサ１の周波数や、出力電圧を調整することができる。例えば、いくら呼気を導入しても水蒸気センサ１の出力が低い場合、交流端子４０５から出力される電圧を高くすることができる。あるいは、水蒸気センサ１の出力電圧の波形の周波数が低く、後記するピーク回数比ＲＢの算出が困難である場合等に、周波数を高く調整することができる。
【００４１】
ＡＣ／ＡＣインバータ回路４０４は、制御部４１１から送られた指示に基づいて、交流電源１４から入力された交流電圧の周波数及び電圧を変換し、交流端子４０５へ出力する。交流端子４０５には、水蒸気センサ１が接続される。
また、ＡＣ／ＤＣコンバータ回路４０６は、制御部４１１から送られた指示に基づいて、交流電源１４から入力された交流電圧の電圧を変換し、さらに交流電流を直流電流に変換して直流端子４０７へ出力する。直流端子４０７には、ガスセンサ２が接続される。
【００４２】
なお、図１１に示す計測制御装置４００の構成は一例であり、図１１に示す構成に限らない。例えば、水晶発振器を用いて交流信号（交流電圧）を発生させてもよい。
【００４３】
（解析装置）
図１２は、本実施形態に係る解析装置の構成例を示す機能ブロック図である。
解析装置５００は、メモリ５０１、ＣＰＵ５０２、記憶装置５０５等を有している。
【００４４】
メモリ５０１には、記憶装置５０５に格納されているプログラムがロードされ、このプログラムが、ＣＰＵ５０２によって実行される。これにより、処理部５１１、及び処理部５１１を構成する閾値変更部５１２、結露回避部５１３、ガスセンサイニシャライズ部５１４、誤検知防止部５１５、ガス濃度算出部５１６、飲酒判定部５１７、運転可能時間算出部５１８、出力処理部５１９、送信処理部５２０及び閾値算出部（解析部）５２１が具現化されている。
【００４５】
閾値変更部５１２は、水蒸気センサ１の基板温度に応じて、閾値Ｔｓ２を変化させる。
結露回避部５１３は、呼気ガス検出装置Ａ２の電源がオンされた後に、結露等による通電があるか否かを判定する。そして、結露等による通電がある場合、結露回避部５１３は、水蒸気センサ１に備えられているヒータ１６をオンにして基板１５（図２参照）を温めることで、結露等に由来する水分を蒸発させる。
なお、ヒータ１６によって水蒸気センサ１が加熱されるが、大量の呼気が導入されることによって、水蒸気センサ１の温度が下がるため、ヒータ１６による加熱の影響は考慮しなくてもよい。
【００４６】
ガスセンサイニシャライズ部５１４は、呼気ガス検出装置Ａ２の電源がオンされた後に、ガスセンサ２にガスが付着していること等による通電があるか否かを判定する。そして、ガスが付着していること等による通電がある場合、ガスセンサイニシャライズ部５１４は、ガスセンサ２に備えられているヒータ２４をオンにして、ガスを除去する。
なお、ガスセンサ２を構成するエタノールセンサ２１、水素センサ２２及びアセトアルデヒドセンサ２３は、ヒータ２４ａ〜２４ｃによって加熱される。なお、接触燃焼式、ニューセラミック式、熱粒子化式によるセンサであれば、熱の影響は考慮しなくてもよい。
【００４７】
誤検知防止部５１５は、水蒸気センサ１及びガスセンサ２の双方から得られた出力電圧が、ともに閾値を超えているか否かを判定する。これにより、呼気ガス検出装置Ａ２に導入された外気（気体）が人の呼気であるか否かを判定する。
ガス濃度算出部５１６は、ガスセンサ２の出力電圧を基に、呼気ガス検出装置Ａ２に導入された外気に含まれるガス（エタノール等）の濃度を算出する。
飲酒判定部５１７は、ガス濃度算出部５１６が算出した外気に含まれるガスの濃度を基に、ユーザが飲酒しているか否かを判定する。
運転可能時間算出部５１８は、ガス濃度算出部５１６が算出した外気中のガス濃度を基に、アルコール濃度（エタノール濃度）が運転可能なレベルにまで下がる時間である運転可能時間を算出する。
【００４８】
出力処理部５１９は、出力装置６０３（図１０参照）等から情報を出力させる。
送信処理部５２０は、送信装置６０１（図１０参照）を介して情報を携帯装置Ａ３に送信する。
閾値算出部５２１は、複数回（本実施形態では３回）導入された呼気に基づいて、後記する閾値ＴＧ，Ｔｗを算出し、設定したり、更新したりする。閾値ＴＧ，Ｔｗは後記する。
なお、閾値変更部５１２から閾値算出部５２１は、必要に応じて、携帯装置Ａ３側に搭載されていても構わない。
【００４９】
なお、図１０では、呼気検知装置Ａ１と、Ａ／Ｄ変換器３０１ａ，３０１ｂと、計測制御装置４００と、解析装置５００と、送信装置６０１と、記憶装置６０２とが１つの呼気ガス検出装置Ａ２に備えられている構成となっているが、これに限らない。例えば、呼気検知装置Ａ１と、Ａ／Ｄ変換器３０１ａ，３０１ｂと、計測制御装置４００とが呼気ガス検出装置Ａ２に備えられ、解析装置５００と、送信装置６０１と、記憶装置６０２とは、例えば、解析センタに設置されているサーバ等に備えられてもよい。
【００５０】
［フローチャート］
（全体フローチャート）
図１３は、本実施形態に係る呼気計測システムの処理手順を示すフローチャートである。以降の説明では、適宜図１、図６〜図８、図１０、図１２を参照する。
まず、呼気ガス検出装置Ａ２の電源がオンされる（Ｓ１０１）。
次に、結露回避部５１３が結露回避処理を行う（Ｓ１０３）。ここでは、外気（呼気）導入前に水蒸気センサ１の現在の出力電圧Ｖｓが閾値Ｔｓ１以上であるか否かを判定している。これによって、呼気ガス検出装置Ａ２は、結露等に由来する水分が水蒸気センサ１に付着していることによる誤検知を防止することができる。さらに、外気（呼気）導入前に水蒸気センサ１の現在の出力電圧Ｖｓが閾値Ｔｓ１以上である場合、ヒータ１６を所定時間、オンとする。これにより、呼気ガス検出装置Ａ２は、結露等によって水蒸気センサ１に付着している水分を蒸発させることができる。これにより、結露に由来する誤動作を防止することができる。
そして、ガスセンサイニシャライズ部５１４がガスセンサイニシャライズ処理を行う（Ｓ１０４）。ガスセンサイニシャライズ処理については後記する。
なお、ステップＳ１０３〜Ｓ１０４の処理は、この順番に行われなくてもよい。
【００５１】
次に、誤検知防止部５１５が誤検知防止処理を行う（Ｓ１０５）。この誤検知防止処理において、呼気ガス検出装置Ａ２に導入された外気が人の呼気であるか否かが判定される。誤検知防止処理については後記する。
そして、ガス濃度算出部５１６は、ステップＳ１０５の処理中で導入された外気（呼気）においてガスセンサ２（エタノールセンサ２１、アセトアルデヒドセンサ２３及び水素センサ２２）から取得した出力電圧を基に、導入された外気におけるガス濃度を算出するガス濃度算出処理を行う（Ｓ１１１）。ここで、前記したように、ガス濃度とは、エタノール濃度、アセトアルデヒド濃度及び水素濃度である。例えば、ガス濃度算出部５１６は、予めわかっている各ガス（エタノール、アセトアルデヒド及び水素）のガス濃度とガスセンサ２の出力電圧の関係を示す校正曲線等と、現在のガス濃度とを基に、平衡状態となったときのガス濃度を算出する。なお、ガス濃度の算出方法は、この方法に限らない。
【００５２】
そして、飲酒判定部５１７が、ステップＳ１１１で算出されたエタノール濃度Ｃｅが基準値Ｃｓ以上（Ｃｅ≧Ｃｓ）であるか否かを判定する（Ｓ１２１）。基準値Ｃｓの値は、例えば、飲酒疑いも含めて４０ｐｐｍである。この基準値Ｃｓは、国や自動車メーカの安全基準を基に、ユーザが任意に決定することができる。そのため、エタノール濃度に基づく基準値Ｃｓ以外の基準値がステップＳ１２１の判定に追加されてもかまわない。
ステップＳ１２１の結果、エタノール濃度が基準値Ｃｓ未満である場合（Ｓ１２１→Ｎｏ）、飲酒判定部５１７はユーザが飲酒していないと判定する（Ｓ１２２）。
そして、閾値算出部５２１は、このとき得られたガスセンサ２及び水蒸気センサ１の最大出力電圧Ｖｍａｘを取得し（Ｓ１２２ａ）、記憶装置５０５に格納する。
その後、処理部５１１はステップＳ１２５へ処理を進める。
【００５３】
ステップＳ１２１の結果、エタノール濃度が基準値Ｃｓ以上である場合（Ｓ１２１→Ｙｅｓ）、飲酒判定部５１７はユーザが飲酒していると判定する（Ｓ１２３）。
そして、運転可能時間算出部５１８が、ステップＳ１１１で算出されたガス濃度を基に運転可能時間を算出し（Ｓ１２４）、ステップＳ１２５へ処理を進める。ここで、運転可能時間とは、前記したように、エタノール濃度（アルコール濃度）が運転可能なレベルにまで下がる時間である。運転可能時間算出部５１８は、記憶装置５０５に格納しているエタノール濃度減少曲線等を基に運転可能時間を算出する。
【００５４】
ステップＳ１２５では、出力処理部５１９がステップＳ１２１の結果や、運転可能時間の情報等を出力装置６０３から出力させる。ここで、出力装置６０３は、ユーザが飲酒していると判定した場合、表示装置３１に飲酒をしている旨を表示したり、スピーカ３２ａからブザーを発したり、音声で通知したりする。また、図示しないＬＥＤライトにおいて、光を点滅させたり、赤色の光を点灯させたりしてもよい。また、出力処理部５１９は、ユーザが飲酒していないと判定した場合、何も出力しなくてもよい。なお、出力処理部５１９が、飲酒していない旨を音声で通知したり、図示しないＬＥＤライトにおいて緑色の光を点灯させたりして、ユーザが飲酒していないと判定した旨を通知してもよい。
また、送信処理部５２０は、送受信装置を介して、ユーザの携帯装置Ａ３に運転可能時間等を送信し（Ｓ１２６）、携帯装置Ａ３は運転可能時間を表示部に表示する（Ｓ１２７）。このように、運転可能時間が算出され、携帯装置Ａ３で運転可能時間が表示されることで、ユーザは、あとどれくらいすれば運転可能か否かを容易に確認することができる。
【００５５】
その後、閾値算出部５２１は、ステップＳ１２２ａで取得したガスセンサ２の最大出力電圧Ｖｍａｘを基に、閾値ＴＧ、閾値Ｔｗの更新を行う（Ｓ１２８）。この処理については後記する。ここで、閾値ＴＧは、エタノールセンサ２１の閾値Ｔｅ１、水素センサ２２の閾値Ｔｈ１、アセトアルデヒド２３の閾値Ｔａ１を含むものである。それぞれの閾値Ｔｅ１，Ｔｈ１，Ｔａ１については後記する。また、閾値Ｔｗは、エタノールセンサ２１の閾値Ｔｅ、水素センサ２２の閾値Ｔｈ、アセトアルデヒド２３の閾値Ｔａ、水蒸気センサ１の閾値Ｔｓ２を含むものである。それぞれの閾値Ｔｅ，Ｔｈ，Ｔａについては後記する。なお、水蒸気センサ１の閾値Ｔｓ２については前記してある。
【００５６】
（ガスセンサイニシャライズ処理）
図１４は、本実施形態に係るガスセンサイニシャライズ処理（図１３のＳ１０４）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
まず、ガスセンサイニシャライズ部５１４は、ガスセンサ２に設けられているヒータ２４（図６参照）をオンとする（Ｓ４０１）。
ガスセンサイニシャライズ部５１４は、ガスセンサ２から現在の出力電圧（センサ出力電圧）ＶＧ１を取得する（Ｓ４０２）。ここでの、出力電圧ＶＧ１とは、エタノールセンサ２１の出力電圧、アセトアルデヒドセンサ２３の出力電圧、及び、水素センサ２２の出力電圧を含むものである。
【００５７】
次に、ガスセンサイニシャライズ部５１４は、ステップＳ４０２で取得した出力電圧ＶＧ１が所定の閾値ＴＧ（第２の閾値）以上（ＶＧ１≧ＴＧ）であるか否かを判定する（Ｓ４０３）。ここで、ガスセンサ２の出力電圧ＶＧ１が閾値ＴＧ以上であるとは、エタノールセンサ２１の出力電圧が閾値Ｔｅ１以上であり、アセトアルデヒドセンサ２３の出力電圧が閾値Ｔａ１以上であり、かつ、水素センサ２２の出力電圧が閾値Ｔｈ１以上であることである。なお、これらの閾値Ｔｅ１，Ｔａ１，Ｔｈ１は、各ガスセンサ２にガスが付着しているか否かを判定できる程度の閾値であり、図９に示す閾値Ｔｅ，Ｔａ，Ｔｈより低い値である。
なお、後記する閾値ＴＧの算出処理（Ｓ４２８）が行われる前に、ステップＳ４０３の処理が行われた場合、閾値ＴＧは出荷時に予め設定されている値（初期設定値）が用いられる。初期設定値は、例えば、例えば、Ｔｅ１＝０．４Ｖ、Ｔａ１＝０．３Ｖ、Ｔｈ１＝０．２４Ｖである（この値に限らない）。
ステップＳ４０３の結果、出力電圧ＶＧ１が所定の閾値ＴＧ未満の場合（Ｓ４０３→Ｎｏ）、処理部５１１はステップＳ４２１へ処理を進める。
【００５８】
ちなみに、ステップＳ４０３の処理では、後記する図１７のステップＳ５２２における導入された外気が人の呼気であるか否かの判定と同じロジックによって、ガスセンサイニシャライズ部５１４が、ガスセンサ２にガスが付着しているか否かを判定している。
なお、ステップＳ４０３で「Ｎｏ」が判定されたということは、ガスセンサ２にガスが付着していないことを意味するため、処理部５１１はステップＳ４２１へ処理を進めて閾値ＴＧ，Ｔｗの算出・設定に移行する。
【００５９】
ステップＳ４０３の結果、出力電圧ＶＧ１が所定の閾値ＴＧ以上の場合（Ｓ４０３→Ｙｅｓ）、ガスセンサイニシャライズ部５１４は所定時間経過したか否かを判定する（Ｓ４０４）。所定時間は、例えば、１分である（この値に限らない）。このように、所定時間待機することで、ガスセンサ２がヒータ２４によって温まるのを待つ。
ステップＳ４０４の結果、所定時間経過していない場合（Ｓ４０４→Ｎｏ）、ガスセンサイニシャライズ部５１４は、ステップＳ４０４へ処理を戻す。
【００６０】
ステップＳ４０４の結果、所定時間経過している場合（Ｓ４０４→Ｙｅｓ）、ガスセンサイニシャライズ部５１４は、ガスセンサ２から現在の出力電圧（センサ出力電圧）ＶＧ２を取得する（Ｓ４１１）。
そして、ガスセンサイニシャライズ部５１４は、ステップＳ４１１で取得した出力電圧ＶＧ２が所定の閾値ＴＧ以上（ＶＧ２≧ＴＧ）であるか否かを判定する（Ｓ４１２）。ここで、ガスセンサ２の出力電圧ＶＧ２が閾値ＴＧ以上であるとは、前記と同じく、エタノールセンサ２１の出力電圧が閾値Ｔｅ１以上であり、アセトアルデヒドセンサ２３の出力電圧が閾値Ｔａ１以上であり、かつ、水素センサ２２の出力電圧が閾値Ｔｈ１以上であることである。
なお、後記する閾値ＴＧの算出処理（Ｓ４２８）が行われる前に、ステップＳ４１２の処理が行われた場合、閾値ＴＧは出荷時に予め設定されている値（初期設定値）が用いられる。初期設定値は、例えば、例えば、Ｔｅ１＝０．４Ｖ、Ｔａ１＝０．３Ｖ、Ｔｈ１＝０．２４Ｖである（この値に限らない）。
【００６１】
ステップＳ４１２の結果、出力電圧ＶＧ２が所定の閾値ＴＧ以上の場合（Ｓ４１２→Ｙｅｓ）、ガスセンサイニシャライズ部５１４は、ＶＧ１−ＶＧ２の値が０より大きい（ＶＧ１−ＶＧ２＞０）か否かを判定する（Ｓ４１３）。
ステップＳ４１３の結果、ＶＧ１−ＶＧ２の値が０以下である場合（Ｓ４１３→Ｎｏ）、ガスセンサイニシャライズ部５１４は、ヒータ２４がオンとなっているにもかかわらず、ガスセンサ２の出力電圧が変わらない、もしくは、上がってきていると判定する。この場合、ガスセンサイニシャライズ部５１４は、ガスセンサ２が故障している可能性があると判定する。
そして、出力処理部５１９は、ガスセンサ２が故障している可能性がある旨を表示装置３１にエラー表示等をさせ（Ｓ４１４）、処理を終了する。
ステップＳ４１３の結果、ＶＧ１−ＶＧ２の値が０より大きい場合（Ｓ４１３→Ｙｅｓ）、ガスセンサ２の出力電圧が順調に下がってきているので、ガスセンサイニシャライズ部５１４は、ステップＳ４０２へ処理を戻す。
【００６２】
ステップＳ４０３で「Ｎｏ」、もしくは、ステップＳ４１２で「Ｎｏ」が判定されると（Ｓ４０３→Ｎｏ，Ｓ４１２→Ｎｏ）、ガスセンサイニシャライズ部５１４は付着していたガスが蒸発したと判定する。
その後、ガスセンサイニシャライズ部５１４はヒータ２４をオフにする。
そして、閾値算出部５２１が、現時点で閾値Ｔｗが算出されていない（未算出）か否かを判定する（Ｓ４２１）。
ステップＳ４２１の結果、閾値Ｔｗが算出されている場合（Ｓ４２１→Ｎｏ）、処理部５１１は図１３のステップＳ１０５へ処理をリターンする。
【００６３】
ステップＳ４２１の結果、閾値Ｔｗが算出されていない場合（Ｓ４２１→Ｙｅｓ）、出力処理部５１９は、出力装置６０３（表示装置３１）を介してユーザに呼気導入を促す出力をする（Ｓ４２２）。その後、導入部３３から外気（呼気）が導入される（Ｓ４２３）。なお、このときに導入される呼気は、非飲酒時の呼気である。
そして、閾値算出部５２１は、ガスセンサ２及び水蒸気センサ１の最大出力電圧Ｖｍａｘを取得する（Ｓ４２４）。最大出力電圧Ｖｍａｘは、呼気導入前後での上昇分（最大上昇分）を指す。
その後、閾値算出部５２１は、計測時間が所定時間を経過したかを判定する。（経過時間Ｔｍｅ≧Ｔｘ；Ｓ４２５）。
ステップＳ４２５の結果、計測時間が所定時間を超えていない場合（Ｓ４２５→Ｎｏ）、閾値算出部５２１はステップＳ４２５へ処理を戻す。
【００６４】
ステップＳ４２５の結果、計測時間が所定時間を超えた場合（Ｓ４２５→Ｙｅｓ）、閾値算出部５２１は、呼気の導入が３回行われたか否かを判定する（Ｓ４２６）。
ステップＳ４２６の結果、呼気の導入が３回行われていない場合（Ｓ４２６→Ｎｏ）、閾値算出部５２１はステップＳ４０１へ処理を戻す。
【００６５】
ステップＳ４２６の結果、呼気の導入が３回行われている場合（Ｓ４２６→Ｙｅｓ）、閾値算出部５２１は、ガスセンサ２及び水蒸気センサ１の最大出力電圧Ｖｍａｘの平均値及び標準偏差を算出する（Ｓ４２７）。
そして、閾値算出部５２１は、以下の式（１１）及び式（１２）を演算することにより、閾値ＴＧ及び閾値Ｔｗを算出する（Ｓ４２８）。
【００６６】
ＴＧ＝ＡＶＥ−３σ  ・・・（１１）
Ｔｗ＝ＡＶＥ−σ  ・・・（１２）
【００６７】
なお、閾値ＴＧについては、後記する第２実施形態で記載の算出方法が用いられてもよい。
また、式（１１），（１２）では、−３σ、−σとしているが、−２σあるいは＋σ等、状況に応じて別の係数、計算式を用いてもよい。
なお、式（１１）及び式（１２）において、「ＡＶＥ」はガスセンサ２、水蒸気センサ１の最大出力電圧Ｖｍａｘの平均値を示し、「σ」は標準偏差を示す。ただし、最大出力電圧Ｖｍａｘは、呼気導入前後での電圧値の上昇分（最大上昇分）を指す。
【００６８】
次に、閾値算出部５２１は、予め定められている出力電圧Ｖｍａｘｃよりも算出した閾値ＴＧが大きいか否かを確認する（Ｓ４２９）。出力電圧Ｖｍａｘｃは、呼気以外のガス（例えば、水素センサ２２の校正曲線であれば、エタノール１０ｐｐｍのガス）を導入したときのガスセンサ２あるいは水蒸気センサ１の出力電圧変化である。このような電圧値は、予め記憶装置６０２に格納されている。ステップＳ４２９の処理により、呼気ではない擬似ガスで閾値ＴＧ，Ｔｗを設定することによる不正利用を防止することができる。
ステップＳ４２９の結果、校正曲線の出力電圧Ｖｍａｘｃよりも算出した閾値ＴＧ以下の場合（Ｓ４２９→Ｎｏ）、閾値算出部５２１はステップＳ４２２へ処理を戻し、再度呼気の導入及び閾値ＴＧ，Ｔｗの算出を行う。
【００６９】
ステップＳ４２９の結果、予め定められている出力電圧Ｖｍａｘｃよりも算出した閾値ＴＧが大きい場合（Ｓ４２９→Ｙｅｓ）、閾値算出部５２１は、算出した閾値ＴＧ及び閾値Ｔｗを新たな閾値として設定する（Ｓ４３０）。なお、算出された閾値ＴＧ及び閾値Ｔｗは、ユーザのＩＤとひも付けされて記憶装置６０２に格納される。なお、呼気ガス検出装置Ａ２が、特定のユーザしか使用されない場合、算出された閾値ＴＧ及び閾値Ｔｗに含まれるそれぞれの閾値がＩＤとひも付けされなくてもよい。
【００７０】
長い期間使用されているガスセンサ２には、様々なガスが吸着してしまうことがある。
呼気ガス検出装置Ａ２の起動後、外気（呼気）導入前にガスセンサ２の現在の出力電圧ＶＧ１，ＶＧ２が閾値ＴＧ以上であるか否かを判定する。これによって、呼気ガス検出装置Ａ２は、ガスセンサ２にガスが吸着してしまっていることによる誤検知を防止することができる。さらに、呼気ガス検出装置Ａ２は、外気（呼気）が導入されていないにもかかわらず、出力が行われているガスセンサ２にはガスが吸着してしまっている状態とみなし、ヒータ２４による加熱で吸着しているガスを蒸発させることができる。
【００７１】
なお、図１３のステップＳ１２８で行われる閾値ＴＧ及び閾値Ｔｗの更新は、図１４におけるステップＳ４２８〜Ｓ４３０と同様の処理が行われる。
【００７２】
図１５は、水素センサにおける閾値ＴＧ及び閾値Ｔｗの設定方法を説明するための図である。
ここで、符号８００は水素センサ２２の出力電圧の時間変化の例を示している。なお、符号８００は、１回目の呼気導入で得られた水素センサ２２の出力電圧の時間変化を示している。
図１５に示す符号８０１は、水素センサ２２の最大出力電圧Ｖｍａｘの平均値ＡＶＥである。
そして、図１５に示すように、最大出力電圧Ｖｍａｘの平均値ＡＶＥ（符号８０１）から標準偏差σ分下の値に閾値Ｔｈ（Ｔｗ）が設定される。そして、平均値ＡＶＥ（符号８０１）から標準偏差σ×３分下の値に閾値Ｔｈ１（ＴＧ）が設定される。符号Ｄａ，Ｄｓについては後記する。
【００７３】
図１６は、エタノールセンサにおける閾値ＴＧ及び閾値Ｔｗの設定方法を説明するための図である。
ここで、符号８１０はエタノールセンサ２１の出力電圧の時間変化の例を示している。なお、符号８１０は、１回目の呼気導入で得られたエタノールセンサ２１の出力電圧の時間変化を示している。
図１５に示す符号８１１は、エタノールセンサ２１の最大出力電圧Ｖｍａｘの平均値ＡＶＥである。
そして、図１５に示すように、最大出力電圧Ｖｍａｘの平均値ＡＶＥ（符号８１１）から標準偏差σ分下の値に閾値Ｔｅ（Ｔｗ）が設定される。そして、平均値ＡＶＥ（符号８１１）から標準偏差σ×３分下の値に閾値Ｔｅ１（ＴＧ）が設定される。
【００７４】
ここでは、水素センサ２２及びエタノールセンサ２１の例について説明したが、アセトアルデヒドセンサ２３についても同様に閾値ＴＧ、閾値Ｔｗが設定される。また、水蒸気センサ１の閾値Ｔｓ２は、閾値Ｔｗと同様の手法で設定される。
【００７５】
ここで、閾値ＴＧの値が大きすぎると、減衰時の早い段階で呼気導入ＯＫとなってしまう。その結果、ガスセンサ２の出力電圧が十分に下がっていない状態で呼気が導入されてしまう。その結果、十分に下がり切っていないガスセンサ２の出力電圧に対して、新たに導入された呼気による出力電圧が上乗せされてしまう。その結果、飲酒判定において大きな誤差が生じてしまう。逆に、閾値ＴＧの値が小さすぎると、いつまでたっても呼気導入ＯＫとならないことになってしまう。
【００７６】
また、閾値Ｔｗの値が大きすぎると、正常に呼気を導入しているのに呼気導入が検知されないことになってしまう。逆に、閾値Ｔｗの値が小さすぎると、呼気を導入していないのに、環境空気中のガスによって呼気導入と検知されてしまう。また、閾値Ｔｗの設定には個人差を考慮する必要がある。
【００７７】
本実施形態によれば、個人差を考慮し、かつ、適切な閾値ＴＧ及び閾値Ｔｗの設定が可能となる。
【００７８】
また、閾値ＴＧ，Ｔｗに加えて、信号の立ち上がりの傾きに関する閾値が設定されてもよい。つまり、閾値算出部５２１は、図１４のステップＳ４２７において、最大出力電圧Ｖｍａｘの平均値及び標準偏差を算出するとともに、呼気導入から所定時間におけるガスセンサ２や、水蒸気センサ１の信号値の傾きを算出する。これを立ち上がりの傾きと称する。そして、閾値算出部５２１は、複数回（例えば、３回）呼気が導入されたときの立ち上がりの傾きの平均値Ｄａ及び標準偏差Ｄｓを算出する（図１５参照）。そして、図１７のステップＳ５１２及びステップＳ５２２において、誤検知防止部５１５は水蒸気センサ１や、ガスセンサ２の信号値の立ち上がりにおける傾きが２つの標準偏差Ｄｓの範囲内にあるか否かを判定する。この判定は、図１７のステップＳ５１２及びステップＳ５２２に記載の処理とともに行われる。２つの標準偏差Ｄｓの範囲外である場合、誤検知防止部５１５は導入された外気が人の呼気ではないと判定する。このようにすることで、誤検知防止の精度を向上させることができる。
【００７９】
（誤検知防止処理）
図１７は、本実施形態に係る誤検知防止処理（図１３のＳ１０５）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
まず、出力処理部５１９は、出力装置６０３（表示装置３１）を介してユーザに呼気導入を促す出力をし（Ｓ５０１）、導入部３３から外気（呼気）が導入される（Ｓ５０２）。
出力処理部５１９は、導入された呼気導入量に関する情報を出力装置６０３から出力させる（Ｓ５０３）。ここでの出力は、インジケータ３２による表示や、スピーカ３２ａから発せられる音等で行われる。
【００８０】
次に、誤検知防止部５１５は、図示しない外気温度センサから取得する外気温が３０℃より大きいか否かを判定する（Ｓ５１０）。
ステップＳ５１０の結果、外気温が３０℃より大きければ（Ｓ５１０→Ｙｅｓ)、ステップＳ５２１へ処理を進める。つまり、水蒸気センサ１の出力電圧を用いずに、ガスセンサ２の出力電圧のみで誤検知の判定が行われる。これは、外気温が３０℃を超えると、水蒸気センサ１の表面の呼気中の水蒸気が水蒸気センサ１の絶縁部１３に付着（凝縮）しにくくなる傾向があるためである。なお、本実施形態では、外気温が３０℃より大きければ、水蒸気センサ１の出力電圧を用いずに誤検知の判定を行うとしている。しかし、水蒸気センサ１の絶縁部１３に呼気中の水蒸気が付着しなくなる温度であれば、３０℃に限らない。また、温度は、外気温ではなく呼気検知装置Ａ１の基板温度や、呼気検知装置Ａ１の周囲の温度でもよい。
【００８１】
ステップＳ５１０の結果、外気温が３０℃以下であれば（Ｓ５１０→Ｎｏ）、誤検知防止部５１５は、水蒸気センサ１の出力電圧Ｖｓを取得する（Ｓ５１１）。
そして、誤検知防止部５１５は、水蒸気センサ１の出力電圧Ｖｓが閾値Ｔｓ２以上（Ｖｓ≧Ｔｓ２）であり、かつ、ＲＢ（ピーク回数比）≧８０％であるか否かを判定する（Ｓ５１２）。
【００８２】
ここで、図１８を参照して、ピーク回数比ＲＢについて説明する。
図１８において、横軸は時間を示し、縦軸は水蒸気センサ１の出力電圧を示す。
図１８に示すように、水蒸気センサ１の出力電圧２０１は交流波形となる。これは、図２で示したように水蒸気センサ１に入力される電圧が交流電圧であるためである。
ここで、図１８に示すｔ０が外気（呼気）導入した時刻を示す。そして、外気（呼気）導入から所定時間経過した時刻をｔ１とする。また、図１８に示すように、閾値Ｔｓ２が設定されている。
【００８３】
ここで、誤検知防止部５１５は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までにおける水蒸気センサ１の出力電圧におけるピークの数を計数する。この数をＰ１とする。図１８の例ではＰ１＝９である。
また、誤検知防止部５１５は、水蒸気センサ１の出力電圧のピークが閾値Ｔｓ２を超えてから時刻ｔ１までの水蒸気センサ１の出力電圧におけるピークの数を計数する。この数をＰ２とする。図１８の例ではＰ２＝７である。
【００８４】
そして、ＲＢは以下の式（１）で定義される。
ＲＢ＝（Ｐ２／Ｐ１）×１００  ・・・  （１）
図１７のステップＳ５１２では、式（１）で示されるＲＢが８０（％）以上であるか否かを判定する。ちなみに、図１８の例では、Ｐ１＝９、Ｐ２＝７であるので、ＲＢ≒７７（％）となり、ステップＳ５２１では「Ｎｏ」が選択されることになる。
【００８５】
図１７の説明に戻る。
ステップＳ５１２の結果、水蒸気センサ１の出力電圧Ｖｓが閾値Ｔｓ２未満、又は、ＲＢ＜８０％である場合（Ｓ５１２→Ｎｏ）、誤検知防止部５１５は、呼気導入量（すなわち、呼気強度）不足と判定し（Ｓ５１３）、ステップＳ５０１へ処理を戻す。これにより、呼気の再測定を促す。
ステップＳ５１２の結果、蒸気センサの出力電圧Ｖｓが閾値Ｔｓ２以上であり、かつ、ＲＢ≧８０％である場合（Ｓ５１２→Ｙｅｓ）、誤検知防止部５１５は、ガスセンサ２の出力電圧Ｖｇを取得する（Ｓ５２１）。ここで、ここで、出力電圧Ｖｇとは、エタノールセンサ２１、水素センサ２２及びアセトアルデヒドセンサ２３の出力電圧である。ここで取得されたエタノールセンサ２１の出力電圧をＶｅとし、アセトアルデヒドセンサ２３の出力電圧をＶａとし、水素センサ２２の出力電圧をＶｈとする。
【００８６】
次に、誤検知防止部５１５は、取得したガスセンサ２の出力電圧Ｖｇが所定の閾値Ｔｗ（第１の閾値）以上（Ｖｇ≧Ｔｗ）であるか否かを判定する（Ｓ５２２）。ここで、ガスセンサ２の出力電圧Ｖｇが閾値Ｔｗ以上であるとは、エタノールセンサ２１の出力電圧が閾値Ｔｅ（図９参照）以上であり、アセトアルデヒドセンサ２３の出力電圧が閾値Ｔａ（図９参照）以上であり、かつ、水素センサ２２の出力電圧が閾値Ｔｈ（図９参照）以上であることである。なお、ステップＳ５２２の判定は、エタノールセンサ２１の出力電圧が閾値Ｔｅ以上であるか、アセトアルデヒドセンサ２３の出力電圧が閾値Ｔａ以上であるか、または、水素センサ２２の出力電圧が閾値Ｔｈ以上であることとしてもよい。あるいは、エタノールセンサ２１の出力電圧が閾値Ｔｅ以上、アセトアルデヒドセンサ２３の出力電圧が閾値Ｔａ以上、水素センサ２２の出力電圧が閾値Ｔｈ以上のうち、いずれか２つが成立すれば、ステップＳ５２２で「Ｙｅｓ」の判定が行われてもよい。
【００８７】
ステップＳ５２２の結果、エタノールセンサ２１の出力電圧Ｖｇが所定の閾値Ｔｗ以上である場合（Ｓ５２２→Ｙｅｓ）、誤検知防止部５１５は、導入された外気が人の呼気であると判定する（Ｓ５２３）。その後、処理部５１１は図１４のステップＳ１１１へ処理をリターンする。
ステップＳ５２２の結果、エタノールセンサ２１の出力電圧Ｖｇが所定の閾値Ｔｗ未満である場合（Ｓ５２２→Ｎｏ）、誤検知防止部５１５は、導入された外気が人の呼気でない可能性があると判定する（Ｓ５２４）。そして、誤検知防止部５１５はステップＳ５０１へ処理を戻すことで呼気の再測定を促す。
【００８８】
なお、前記したように、ステップＳ５２２の処理では、図１４のステップＳ４０３におけるガスセンサ２にガスが付着しているか否かの判定と同じロジックによって、誤検知防止部５１５が、導入された外気について、人の呼気であるか否かの判定を行っている。
【００８９】
図１９を参照して、図１７のステップＳ５２２における判定を説明する。
図１９は、エタノールセンサ２１、水素センサ２２及びアセトアルデヒドセンサ２３の出力電圧の時間変化の例を示す図である。ここで、符号２５１はエタノールセンサ２１の出力電圧の時間変化を示し、符号２５２はアセトアルデヒドセンサ２３の出力電圧の時間変化を示す。符号２５３は水素センサ２２の出力電圧の時間変化を示す。
図１９において、横軸は時間を示し、縦軸はエタノールセンサ２１、水素センサ２２及びアセトアルデヒドセンサ２３の出力電圧（任意単位）を示す。
図１９において、時刻ｔ１１は外気（呼気）導入が開始された時刻であり、時刻ｔ１２は外気（呼気）導入が終了した時刻である。
図１９に示すように、外気（呼気）導入が開始されると、エタノールセンサ２１、水素センサ２２及びアセトアルデヒドセンサ２３の出力電圧２５１〜２５３が上昇し始め、外気（呼気）導入が終了すると、所定時間かけて下降していく。
【００９０】
また、エタノールセンサ２１の出力電圧２５１に対する閾値Ｔｅ、アセトアルデヒドセンサ２３の出力電圧２５２に対する閾値Ｔａ、及び、水素センサ２２の出力電圧２５３に対する閾値Ｔｈが設けられている。
図１７のステップＳ５２２では、エタノールセンサ２１の出力電圧２５１が所定の閾値Ｔｅ以上であり、アセトアルデヒドセンサ２３の出力電圧２５２が所定の閾値Ｔａ以上であり、かつ、水素センサ２２の出力電圧２５３が所定の閾値Ｔｈ以上であるか否かを判定する。これにより、導入された外気が人の呼気であるか否かが判定される。
【００９１】
前記したように、例え、飲酒していなくても人の呼気には、エタノールや、アセトアルデヒドや、水素が微量に含まれている。本実施形態では、エタノールセンサ２１の出力電圧２５１に対する閾値Ｔｅ、及び、アセトアルデヒドセンサ２３の出力電圧２５２に対する閾値Ｔａ、水素センサ２２の出力電圧２５３に対する閾値Ｔｈ等を飲酒していない状態でも検知可能な値とする。このようにすることで、導入された外気が人の呼気であるか否かを検知できるようにしている。
【００９２】
本実施形態に係る呼気ガス検出装置Ａ２によれば、水蒸気センサ１と、ガスセンサ２とのダブルチェックを行うことで、人の呼気であるか否かの判定の精度を高めることができる。特に、人の呼気は個人差や、体調にかかわりなく、湿度１００％の飽和水蒸気であるため、本実施形態に係る呼気ガス検出装置Ａ２は、個人差や、体調に左右されずに、精度の高い呼気判定を行うことができる。
【００９３】
また、本実施形態に係る呼気ガス検出装置Ａ２によれば、結露回避処理と、ガスセンサイニシャライズ処理とが行われる。これにより、呼気ガス検出装置Ａ２の起動時における異常検知が可能になるとともに、異常からの復帰も可能となる。
【００９４】
なお、本実施形態の水蒸気センサ１を既存の湿度センサに置き換えても、湿度センサは、湿度を計測するものであるのでレスポンスが遅いため、呼気ガス検出装置Ａ２に導入された外気が呼気であるか否かを瞬時に判定することが困難である。また、湿度センサは、計測できる湿度の上限が８０％〜９０％であり、飽和水蒸気である人の呼気を検知するのには不適である。
【００９５】
そして、本実施形態に係る呼気ガス検出装置Ａ２が、図１３のステップＳ１２１において、ガスセンサ２の出力電圧に基づくアルコール濃度（エタノール濃度）が基準値Ｃｓ以上であれば、飲酒していると判定する。これにより、飲酒の有無判定の精度を高めることができる。
また、図１７のステップＳ５１２に示すように、呼気ガス検出装置Ａ２が、水蒸気センサ１の出力電圧Ｖｓが閾値Ｔｓ２以上（Ｖｓ≧Ｔｓ２）であり、かつ、ピーク回数比ＲＢ≧８０％であるか否かを判定する。これにより、外気が呼気であるか否かの判定精度を向上させることができる。
【００９６】
［別のシステム例］
図２０は、本実施形態に係る呼気計測システムの別の構成例を示す図である。
図２０では、呼気計測システムＺａが車両に備えられている例を示す。
呼気計測システムＺａにおいて、呼気検知装置Ａ１は、導入部３３ａが設けられているステアリング７０１内に設置されている。この場合、ステアリング７０１が筺体３０（図７、図８参照）となる。そして、車両内に設置されている解析装置５００ａによって、図１３〜図１７に示す処理が行われる。解析装置５００ａの構成は図１９と同様であるので、ここでの説明を省略する。
そして、解析装置５００ａにおける処理結果は表示装置６０３ａに表示される。表示装置６０３ａに表示される内容は、図７の表示装置３１に表示される内容や、携帯装置Ａ３に表示される内容である。
【００９７】
なお、本実施形態では、呼気ガス検出装置Ａ２を車両運転時における飲酒の有無判定に用いられることを想定しているが、呼気ガス検出装置Ａ２の用途はこれに限らない。例えば、呼気ガス検出装置Ａ２が医療関係に用いられてもよい。この場合、自宅で呼気ガス検出装置Ａ２による呼気の測定を行い、その測定値が医療機関にネットワーク経由で送信され、医療機関において呼気中のガスの解析が行われてもよい。この場合、ガスセンサ２に含まれるセンサは、エタノールセンサ２１、水素センサ２２、アセトアルデヒドセンサ２３以外のセンサが用いられてもよい。
【００９８】
また、本実施形態における呼気ガス検出装置Ａ２は、筺体３０（図７、図８参照）の中に呼気検知装置Ａ１（図１参照）が備えられ、ユーザは導入部３３（図７、図８参照）から呼気を導入する構成としているが、これに限らない。例えば、呼気検知装置Ａ１が露出した状態で、ユーザは直接呼気検知装置Ａ１に呼気を吹きかけるようにしてもよい。あるいは、筺体３０にふたが備えられおり、ユーザがふたを開けることにより、呼気検知装置Ａ１が露出し、ユーザは、露出した呼気検知装置Ａ１に呼気を吹きかけるようにしてもよい。
【００９９】
図２１は、閾値ＴＧ及び閾値Ｔｗの更新に関する説明を示す図である。この図は、図１３のステップＳ１２８の更新処理を説明する図である。
図２１では、水素センサ２２、エタノールセンサ２１、アセトアルデヒドセンサ２３、水蒸気センサ１の閾値の更新が示されている。
なお、前記したように、水素センサ２２の閾値Ｔｈ１、エタノールセンサ２１の閾値Ｔｅ１、アセトアルデヒドセンサ２３の閾値Ｔａ１は、閾値ＴＧに含まれるものである。
同様に、水素センサ２２の閾値Ｔｈ、エタノールセンサ２１の閾値Ｔｅ、アセトアルデヒドセンサ２３の閾値Ｔａ、水蒸気センサ１の閾値Ｔｓ２は、閾値Ｔｗに含まれるものである。
なお、このような更新は、毎回行われてもよいし、複数回(例えば３回)ごとに行われてもよい。毎回、行われる場合は、最新３回分のデータが用いられてもよい。
【０１００】
図２１に示すように、水素センサ２２の閾値Ｔｈ１，Ｔｈは、ステップＳ１２２ａで取得された水素センサ２２の最大出力電圧Ｖｍａｘｈを用いて更新されている。同様に、エタノールセンサ２１の閾値Ｔｅ１，Ｔｅは、ステップＳ１２２ａで取得されたエタノールセンサ２１の最大出力電圧Ｖｍａｘｅを用いて更新されている。さらに、アセトアルデヒドセンサ２３の閾値Ｔａ１，Ｔａは、ステップＳ１２２ａで取得されたアセトアルデヒドセンサ２３の最大出力電圧Ｖｍａｘａを用いて更新されている。そして、水蒸気センサ１の閾値Ｔｓ２は、ステップＳ１２２ａで取得された水蒸気センサ１の最大出力電圧Ｖｍａｘｖを用いて更新されている。
それぞれの閾値の算出は、図１５等に基づいた手法で行われる。
【０１０１】
このように、常に更新が行われ続けることで、日々異なるユーザの体調等を考慮した閾値ＴＧ，Ｔｗの設定が可能となる。
【０１０２】
＜第２実施形態＞
図２２は、第２実施形態における閾値ＴＧ及び閾値Ｔｗの決定手法を示す図である。
図２２において、横軸は時間を示し、縦軸はセンサの出力電圧を示す。ここで、センサとは、水蒸気センサ１またはガスセンサ２である。
また、図２２において破線は所定の閾値（第４の閾値）Ｂを示す。
第２実施形態では、閾値算出部５２１は、１回の呼気導入によって取得された信号電圧について、以下の２つの条件が満たされたときの値を基に閾値ＴＧを算出する。
（Ｂ１）センサの出力電圧が減衰期において、閾値Ｂ以下の値である。閾値Ｂは、例えば、ガス濃度１０ｐｐｍに相当する電圧値である。ちなみに、ガス濃度１０ｐｐｍは、ベースラインノイズの影響を受けないことに由来する値である。
（Ｂ２）減衰率が所定値以下となること。減衰率は、例えば、図２２の（符号９０１の出力電圧−符号９０２の出力電圧）／時間ＴＭ１である。所定値として、例えば、１％が考えられる。
【０１０３】
これら（Ｂ１）かつ（Ｂ２）の条件が満たされたとき、閾値算出部５２１は、図２２の符号９０２の出力電圧を閾値ＴＧとする。
なお、第２実施形態において、閾値Ｔｗは、第１実施形態で前記した手法で定められてもよいし、１回の呼気測定で得られる最大出力電圧Ｖｍａｘ（すなわち、第２実施形態の手法）で設定されてもよい。この場合、１回の呼気導入で、個人差を考慮した閾値ＴＧ，Ｔｗの算出が可能となる。
【０１０４】
＜第３実施形態＞
次に、図２３〜図２５を参照して、センサＳｅの設置について説明する。
なお、センサＳｅは、水蒸気センサ１、ガスセンサ２等である。ちなみに、複数のセンサＳｅは直列になっている方が、感度や、安定性の観点から好ましいことが確認されている。
図２３は、これまでの呼気検知装置Ａ１の周辺部の上面図である。
また、図２３に示すように、導入部３３の下にセンサＳｅが設置されている。
このような構成では、導入部３３から導入された呼気は、センサＳｅの周囲へ流れてしまう。この結果、センサＳｅの感度が低下してしまう。
非飲酒時の複数（ここでは、３つ）のセンサＳｅの日常的な出力電圧の変動から、体調の変化を読み取ることができる。
【０１０５】
図２４Ａは第３実施形態における呼気検知装置Ａ１の周辺部の上面図、図２４Ｂは第３実施形態における呼気検知装置Ａ１の周辺部の側面図である。
これに対して、図２４Ａ及び図２４Ｂに示す呼気検知装置Ａ１の周辺部では、センサＳｅに対して、ｚ軸方向に板状部ＢＤを設置している。このような板状部ＢＤを設置することによって、導入部３３から導入された呼気が周囲に流れることを防ぐことができる。これによって、センサＳｅの感度を良好に保つことができる。また、図２４Ｂに示すように、センサＳｅの上部に導入部３３が開口されている天板ＢＤ１が設けられている。
さらに、図２４Ａ及び図２４Ｂに示す例では、導入部３３が図２３に示す導入部３３よりも小さく、さらに、真ん中のセンサＳｅの直上に設けられている。このようにすることで、呼気が集中してセンサＳｅにあてることができる。
【０１０６】
図２５は、第３実施形態における呼気検知装置Ａ１の周辺部の別の例を示す上面図である。
また、図２５に示す図では、導入部３３を頂点とする山形となるよう板状部ＢＤが設置されている。そして、センサＳｅは、山形において、すそ野の部分に配置されている。
このような構成とすることで、導入部３３から導入された呼気は、板状部ＢＤに沿ってセンサＳｅの方向へ流れる。これによって、３つのセンサＳｅに対して呼気が均等にかかる。
【０１０７】
＜第４実施形態＞
図２６は、第４実施形態おける呼気ガス検出装置Ａ２ｂを示す図である。
呼気ガス検出装置Ａ２ｂは、呼気検知装置Ａ１周辺の空気を排気する排気部１００１を有している。なお、呼気ガス検出装置Ａ２ｂは導入部３３をユーザが口にくわえる形態を有している。
【０１０８】
呼気ガス検出装置Ａ２ｂの筺体内にユーザに由来しない外気が溜まっていると、この外気は外部に排出されにくい。このような状態で、ユーザが呼気を導入しても、水蒸気センサ１や、ガスセンサ２の周囲の空気がユーザの呼気に置換されないというおそれがある。あるいは、ユーザ以外の外部由来の外気と、ユーザ由来の呼気とが混合してしまうおそれがある。
【０１０９】
図２６の例では、排気部１００１によって、呼気検知装置Ａ１周辺のユーザ外部に由来する空気が排出される。これにともなって、ユーザの口腔内の空気が呼気検知装置Ａ１周辺に導入される。このように、排気部１００１を有することによって、呼気検知装置Ａ１周辺におけるユーザ外部に由来する空気を、ユーザの口腔内の空気に素早く置換することができる。
これによって、ユーザが呼気ガス検出装置Ａ２ｂの導入部３３を口にくわえるだけで、呼気を意識的に吹き込まなくても呼気検知装置Ａ１周辺にユーザの口腔内の空気を導入することができる。
【０１１０】
図２７は、導入部３３と、本体部１００３が配管１００２で接続されている呼気ガス検出装置Ａ２ｃを示す図である。
図２７に示すような呼気ガス検出装置Ａ２ｃでも排気部１００１を有する。これにより、ユーザが呼気ガス検出装置Ａ２ｃの導入部３３を口にくわえるだけで、呼気を意識的に吹き込まなくても呼気検知装置Ａ１周辺にユーザの口腔内の空気を導入することができる。
【０１１１】
なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を有するものに限定されるものではない。また、本実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【０１１２】
また、前記した各構成、機能、処理部５１１、各部５１２〜５２１、各記憶装置５０５，６０２等は、それらの一部またはすべてを、例えば集積回路で設計すること等によりハードウェアで実現してもよい。また、図１２で示すように、前記した各構成、機能等は、ＣＰＵ等のプロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、図１２に示すように記憶装置５０５に格納すること以外に、メモリや、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣ（Integrated Circuit）カードや、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体に格納することができる。
また、各実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１，１ａ，１ｂ  水蒸気センサ（水蒸気検出素子）
２      ガスセンサ（ガス検出素子）
３      温度センサ（温度検出素子）
２１    エタノールセンサ（ガス検出素子）
２２    水素センサ（ガス検出素子）
２３    アセトアルデヒドセンサ（ガス検出素子）
５００，５００ａ  解析装置（解析部）
５１５  誤検知防止部（解析部）
５２１  閾値算出部（解析部）
Ａ１    呼気検知装置
Ａ２    呼気ガス検出装置
Ｂ      閾値（第４の閾値）
Ｄａ    立ち上がりの傾きの平均値
Ｄｓ    立ち上がりの傾きの標準偏差（第３の閾値）
Ｔａ，Ｔｅ，Ｔｈ，Ｔｓ２，Ｔｗ  閾値（第１の閾値、第４の閾値）
Ｔｈ１，Ｔｅ１，ＴＧ  閾値（第２の閾値）
Ｚ，Ｚａ  呼気計測システム
【図１】
2020034309.tif 000003
【図２Ａ】
2020034309.tif 000004
【図２Ｂ】
2020034309.tif 000005
【図３Ａ】
2020034309.tif 000006
【図３Ｂ】
2020034309.tif 000007
【図３Ｃ】
2020034309.tif 000008
【図３Ｄ】
2020034309.tif 000009
【図４】
2020034309.tif 000010
【図５】
2020034309.tif 000011
【図６】
2020034309.tif 000012
【図７】
2020034309.tif 000013
【図８】
2020034309.tif 000014
【図９】
2020034309.tif 000015
【図１０】
2020034309.tif 000016
【図１１】
2020034309.tif 000017
【図１２】
2020034309.tif 000018
【図１３】
2020034309.tif 000019
【図１４】
2020034309.tif 000020
【図１５】
2020034309.tif 000021
【図１６】
2020034309.tif 000022
【図１７】
2020034309.tif 000023
【図１８】
2020034309.tif 000024
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2020034309.tif 000028
【図２３】
2020034309.tif 000029
【図２４Ａ】
2020034309.tif 000030
【図２４Ｂ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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