(57)【要約】【課題】車両乗員の生体情報を、より適切に取得することが可能な車両用生体情報取得装置を提供すること。【解決手段】車両乗員の上体に向けて設置され、電磁波又は音波を放射して反射波を受信することにより物体検知を行なう物体検知手段を備え、該物体検知手段の検知結果に基づき前記車両乗員の生体情報を取得する車両用生体情報取得装置であって、前記物体検知手段は、物体検知方向を変更可能に構成されており、所定のタイミングで所定範囲を走査するように前記物体検知手段における物体検知方向を変更し、次回の走査までの間、当該回の走査において前記物体検知手段が受信した受信波の強度に基づき決定される方向に前記物体検知手段における物体検知方向を固定するように、前記物体検知手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両乗員の上体に向けて設置され、電磁波又は音波を放射して反射波を受信することにより物体検知を行なう物体検知手段を備え、
該物体検知手段の検知結果に基づき前記車両乗員の生体情報を取得する車両用生体情報取得装置であって、
前記物体検知手段は、物体検知方向を変更可能に構成されており、
所定のタイミングで所定範囲を走査するように前記物体検知手段における物体検知方向を変更し、次回の走査までの間、当該回の走査において前記物体検知手段が受信した受信波の強度に基づき決定される方向に前記物体検知手段における物体検知方向を固定するように、前記物体検知手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする、
車両用生体情報取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両乗員の生体情報を取得する車両用生体情報取得装置に関し、特に、電磁波や音波等の受信波を利用して非接触により車両乗員の生体情報を取得する車両用生体情報取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両乗員、特に運転者の心拍や呼吸数等の生体情報を取得し、種々の用途に用いる装置について研究が進められている。心拍については電極を身体に取り付けることで取得する手法が周知であるが、車両に搭載する場合には、乗員の煩わしさ等を考慮すると受容性が低いものとなってしまう。従って、非接触により車両乗員の生体情報を取得する手法が望ましい。
【０００３】
これに関連し、人体に向けてマイクロ波を発信してその受信波を受信し、送信されたマイクロ波と受信されたマイクロ波の周波数の差分を求めて、その差分に応じた信号を生成するマイクロ波ドップラセンサ装置についての発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この装置では、ドップラー信号が最大になるよう調整手段を設けたことを特徴としており、調整手段の具体例として、装置と人体の距離を調整したり、マイクロ波の周波数を調整したり、マイクロ波の位相を調整したりすることが挙げられている。なお、この装置は車両に搭載することを前提としておらず、適用例として、就寝中の人の生体情報をベッドの裏側から取得することが例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−６５６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、こうした生体情報取得装置が車両に搭載される場合、装置と人体の距離、マイクロ波の周波数や位相を調整することでは不十分な場合があり、また不要な調整である場合もある。
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、車両乗員の生体情報を、より適切に取得することが可能な車両用生体情報取得装置を提供することを、主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
車両乗員の上体に向けて設置され、電磁波又は音波を放射して反射波を受信することにより物体検知を行なう物体検知手段を備え、
該物体検知手段の検知結果に基づき前記車両乗員の生体情報を取得する車両用生体情報取得装置であって、
前記物体検知手段は、物体検知方向を変更可能に構成されており、
所定のタイミングで所定範囲を走査するように前記物体検知手段における物体検知方向を変更し、次回の走査までの間、当該回の走査において前記物体検知手段が受信した受信波の強度に基づき決定される方向に前記物体検知手段における物体検知方向を固定するように、前記物体検知手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする、
車両用生体情報取得装置である。
【０００９】
車両乗員は、シートに着座しているため、装置との距離は余り変動しない。むしろ、シート上での姿勢変化等により、装置から見た心臓や肺の方向が変動する傾向にある。従って、所定のタイミングで所定範囲を走査するように物体検知手段における物体検知方向を変更し、次回の走査までの間、当該回の走査において物体検知手段が受信した受信波の強度に基づき決定される方向に物体検知手段における物体検知方向を固定する本発明の一態様によれば、車両乗員の生体情報を、より適切に取得することができる。
【００１０】
本発明の一態様において、
前記物体検知手段は、電磁波又は音波を放射する放射部における放射角度を変更することにより、物体検知方向を変更可能な手段であるものとしてよい。
【００１１】
また、本発明の一態様において、
前記物体検知手段は、電磁波を受信する受信部がアレイ状の複数のアンテナを有し、受信波を処理することにより物体検知方向を変更可能な手段であるものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、車両乗員の生体情報を、より適切に取得することが可能な車両用生体情報取得装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施例に係る車両用生体情報取得装置１が作動する様子を模式的に示す図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る車両用生体情報取得装置１のシステム構成例である。
【図３】アクチュエータ１２の作動原理を模式的に示す図である。
【図４】シート上での姿勢変化等により、装置から見た心臓や肺の方向が変動し、心臓や肺以外の箇所を監視し続けるという不都合が生じる様子を示す図である。
【図５】車両乗員の上体に相当する基準範囲（所定範囲の一例である）を走査する様子を概念的に示す図である。
【図６】本発明の第１実施例に係るリフレッシュ制御装置５０により実行される特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】その時点で決定されている最適なアクチュエータ１２の角度を中心に限定的な走査を行なう様子を模式的に示す図である。
【図８】本発明の第２実施例に係るリフレッシュ制御装置５０により実行される特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】アダプティブアレイレーダー等を用いて、物体検知方向を変更する場合の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例】
【００１５】
＜第１実施例＞
以下、図面を参照し、本発明の第１実施例に係る車両用生体情報取得装置１について説明する。車両用生体情報取得装置１は、運転者等の車両乗員の前方に設置され、当該車両乗員の心拍や呼吸数等の生体情報を取得する装置である。
【００１６】
本装置によって取得された生体情報は、例えば携帯電話の電波網等を用いて外部の監視機関に送信され、必要に応じてレスキュー車両の派遣等が行なわれることになる。また、単にアラーム等を鳴らすことによって車両乗員の異常を本人又は同乗者に知らせるものであってもよいし、プリクラッシュ・エアバッグを作動させてもよい。
【００１７】
このように、取得された生体情報の使用態様については本発明の本質的部分ではなく、如何なる使用態様に適用されても構わない。
【００１８】
図１は、本発明の第１実施例に係る車両用生体情報取得装置１が作動する様子を模式的に示す図である。本図は、運転者の生体情報を取得することを前提としている。
【００１９】
また、図２は、本発明の第１実施例に係る車両用生体情報取得装置１のシステム構成例である。車両用生体情報取得装置１は、主要な構成として、送信器１０と、受信器１５と、信号処理装置２０と、生体情報処理装置３０と、記憶装置４０と、リフレッシュ制御装置５０と、を備える。
【００２０】
送信器１０は、車両乗員が運転者である場合は、ステアリングホイールの中央部であるボス部等に取り付けられる。また、他の乗員である場合は、インストルメントパネルや前席シートの裏側等に取り付けられる。
【００２１】
送信器１０は、例えば図示しない変調信号発生装置やＶＣＯ（Voltage-Controlled Oscillator）を内蔵し、ＶＯＣの出力をアンプにより増幅した送信用信号に基づいて、運転者の状態に向けて電磁波又は音波を放射する。電磁波を放射する場合、送信器１０は送信アンテナを含み、音波を放射する場合、送信機１０はマイクロホン等を含む。
【００２２】
また、送信器１０には、アクチュエータ１２が取り付けられており、電磁波又は音波の放射方向を変更可能な構成となっている。図３は、アクチュエータ１２の作動原理を模式的に示す図である。アクチュエータ１２は、リフレッシュ制御装置５０によって駆動制御がなされている。
【００２３】
受信器１５は、送信器１０付近の位置に取り付けられる。受信器１５は、送信器１０により放射された電磁波又は音波が運転者の上体で反射された受信波を受信し、これを電圧信号に変換して信号処理装置２０に出力する。
【００２４】
なお、電磁波を送受信する場合、送信器１０が有するアンテナと受信器１５が有するアンテナは別体であってもよいし同体であってもよい。
【００２５】
信号処理装置２０では、受信器１５から入力された信号の位相や周波数変化等を解析し、運転者の上体の対象箇所における本装置との距離及び移動速度を検出する。また、受信器１５から入力された信号の大きさ（電圧）によって受信波の強度を把握し、受信波の強度に関する情報をリフレッシュ制御装置５０に出力する。
【００２６】
生体情報処理装置３０は、信号処理装置２０が検出した距離の変化を時系列で観察し、運転者の心拍や呼吸数等の生体情報を取得する。こうして取得された生体情報は、前述の如く種々の用途に用いられる。
【００２７】
ところで、車両乗員は、シートに着座しているため、装置との距離は余り変動しないが、シート上での姿勢変化等により、装置から見た心臓や肺の方向が変動する傾向にある。従って、常に同じ方向に電磁波又は音波を放射して受信波を監視していると、心臓や肺以外の箇所を監視し続けることにもなりかねない。図４は、係る不都合が生じる様子を示す図である。このような状態に陥ると、受信器１５の出力波形における振幅が低下し、生態情報を正確に取得するのが困難になってしまう。
【００２８】
そこで、車両用生体情報取得装置１は、以下の構成により、最適な方向に電磁波又は音波を放射するように制御を行なっている。
【００２９】
記憶装置４０は、例えばフラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）等の読み書き可能な記憶装置である。
【００３０】
リフレッシュ制御装置５０は、例えばＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、内部タイマー等を有するマイクロコンピュータであり、信号処理装置２０からの入力に基づいてアクチュエータ１２を駆動制御し、最適な方向に電磁波又は音波を放射するように制御する。
【００３１】
より具体的には、所定のタイミングで所定範囲を走査するようにアクチュエータ１２の角度を変更し、当該回の走査において信号処理装置２０から入力された受信波の強度に基づき最適なアクチュエータ１２の角度を決定する。そして、次回の走査までの間、決定したアクチュエータ１２の角度を維持するようにアクチュエータ１２を制御する。
【００３２】
図５は、車両乗員の上体に相当する基準範囲（所定範囲の一例である）を走査する様子を概念的に示す図である。装置から見た車両乗員の上体に相当する基準範囲は幾つかのブロックに分割され、それぞれのブロックと対応付けられたアクチュエータ１２の角度がＲＯＭ等に予め記憶されている。
【００３３】
リフレッシュ制御装置５０は、各ブロックに対応するアクチュエータ１２の角度を順に実現するようにアクチュエータ１２を制御し、それぞれの角度における受信波の強度を記憶装置４０に記憶させる。そして、例えば最も受信波が強くなったアクチュエータ１２の角度を、最適なアクチュエータ１２の角度と決定する。
【００３４】
図６は、本発明の第１実施例に係るリフレッシュ制御装置５０により実行される特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。本フローは、例えば所定周期をもって繰り返し実行される。なお、本フローによって、前述の走査を開始する所定のタイミングが決定される。
【００３５】
まず、現在、信号処理装置２０から入力されている受信波の強度が閾値未満であるか否かを判定する（Ｓ１００）。ここで、閾値は、一定値であってもよいし、現在シートに着座している車両乗員について予め算出されている平均値を基準とした値であってもよい。
【００３６】
受信波の強度が閾値以上である場合は、生体情報処理装置３０による生体情報の取得を実行する（継続する）ように信号処理装置２０や生体情報処理装置３０に指示する（Ｓ１０２）。この場合、アクチュエータ１２の角度変更は行なわない。
【００３７】
一方、受信波の強度が閾値未満である場合は、生体情報処理装置３０による生体情報の取得を一時停止させて（Ｓ１０４）、前述した走査を行なって最適なアクチュエータ１２の角度を決定し（Ｓ１０６）、これを実現するようにアクチュエータ１２の角度変更を行なう（Ｓ１０８）。また、この際に最適なアクチュエータ１２の角度を記憶装置４０に記憶させておく（Ｓ１１０）。
【００３８】
なお、２回目以降の走査においては、前述の基準領域を全て走査するのではなく、その時点で決定されている最適なアクチュエータ１２の角度を中心に限定的な走査を行なってもよい（「所定範囲」を必要に応じて縮小する）。
【００３９】
図７は、係る様子を模式的に示す図である。また、元々のアクチュエータ１２の角度を中心に走査を行なって、受信波の強度が閾値未満となる前の受信波強度に戻った段階で、走査を終了してもよい。こうすれば、各ブロックに対応するアクチュエータ１２の角度を全て走査する場合に比して、処理時間を短縮することができる。
【００４０】
以上説明した本実施例の車両用生体情報取得装置１によれば、装置から見た心臓や肺の方向変動に対応することができるため、車両乗員の生体情報を、より適切に取得することができる。
【００４１】
＜第２実施例＞
以下、本発明の第２実施例に係る車両用生体情報取得装置２について説明する。車両用生体情報取得装置２は、第１実施例と同様、運転者等の車両乗員の前方に設置され、当該車両乗員の心拍や呼吸数等の生体情報を取得する装置である。
【００４２】
また、車両用生体情報取得装置２は、第１実施例と同様のハードウエア構成を有し、リフレッシュ制御装置５０の処理内容のみが第１実施例と異なるため、構成については図２を参照することとし、係る相違点を中心に説明する。
【００４３】
図８は、本発明の第２実施例に係るリフレッシュ制御装置５０により実行される特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。なお、本フローによって、前述の走査を開始する所定のタイミングが決定される。
【００４４】
まず、内部タイマーの値を初期値（ゼロ）に設定する（Ｓ２００）。
【００４５】
次に、生体情報処理装置３０による生体情報の取得を実行する（継続する）ように信号処理装置２０や生体情報処理装置３０に指示する（Ｓ２０２）。
【００４６】
そして、内部タイマーの値が所定値に至ったか否かを判定する（Ｓ２０４）。内部タイマーの値が所定値に至っていないと判定した場合は、Ｓ２０２に戻る。
【００４７】
一方、内部タイマーの値が所定値に至ったと判定した場合は、生体情報処理装置３０による生体情報の取得を一時停止させて（Ｓ２０６）、前述した基準領域について走査を行なって最適なアクチュエータ１２の角度を決定し（Ｓ２０８）、これを実現するようにアクチュエータ１２の角度変更を行なう（Ｓ２１０）。また、この際に最適なアクチュエータ１２の角度を記憶装置４０に記憶させておく（Ｓ２１２）。
【００４８】
その後は、Ｓ２００に戻り内部タイマーの値を初期値に戻す。係る処理によって、定期的に基準領域についての走査が行なわれることになる。
【００４９】
以上説明した本実施例の車両用生体情報取得装置２によれば、装置から見た心臓や肺の方向変動に対応することができるため、車両乗員の生体情報を、より適切に取得することができる。
【００５０】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等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内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【００５１】
例えば、第１実施例、第２実施例共に、送信器１０が電磁波又は音波を放射する方向を変更することにより物体検知方向を変更するものとしたが、これに限定されず、例えばアダプティブアレイレーダー等を用いて、物体検知方向を変更するものとしてもよい。この場合、機械的な首振り機構は不要となる。
【００５２】
そのための構成として、例えば、送信器１０は拡散的に電磁波又は音波を放射し、受信器１５はアレイ状の複数のアンテナを有し、信号処理装置２０が受信器１５から入力される受信信号をデジタル処理して方向（方位）、距離を測定する。係る技術は、ＤＢＦ（Digital Beam Forming）等と称されている。また、送信器１０がアレイ状の複数のアンテナを有するものとしてもよい。図９は、このような場合の構成を模式的に示す図である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１、２  車両用生体情報取得装置
１０  送信器
１２  アクチュエータ
１５  受信器
２０  信号処理装置
３０  生体情報処理装置
４０  記憶装置
５０  リフレッシュ制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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