(57)【要約】【課題】  本発明は生体である人間の発汗作用を利用して生体の情報を検出する生体情報検出装置に関し、発汗作用を利用した生体情報の検出精度を高めることを課題とする。【解決手段】  運転者の掌の発汗作用を生体情報として検出する生体情報検出装置において、前記運転者が把持するステアリング部２２内に空気通路２４を形成すると共にこの空気通路２４とステアリング部２２の表面とを連通する連通孔２５が形成されたステアリングホイール１４と、この空気通路２４に乾燥空気を供給するエアコン１１と、このエアコン１１から空気通路２４に送り込まれる空気の湿度を検出する第１の検出部１３と、空気通路２４から排出される空気の湿度を検出する第２の検出部１６手段と、各検出部１３，１６が検出する空気の湿度に基づき生体情報の検出を行うコンピュータ（ＰＣＳＥＣＵ１７）とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者の掌の発汗作用を生体情報として検出する生体情報検出装置において、
前記運転者が把持するステアリング部内に空気通路を形成すると共に、該空気通路と前記ステアリング部の表面とを連通する連通孔が形成されたステアリングホイールと、
該ステアリングホイールに形成された前記空気通路に乾燥空気を供給する乾燥空気供給手段と、
該乾燥空気供給手段から前記空気通路に送り込まれる空気の湿度を検出する第１の検出手段と、
前記空気通路から排出される空気の湿度を検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段が検出する空気の湿度と、前記第２の検出手段が検出する空気の湿度に基づき、生体情報の検出を行う生体情報検出手段とを有することを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の生体情報検出装置において、
前記乾燥空気供給手段としてエアコンディショナーを用いたことを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の生体情報検出装置において、
前記生体情報検出手段は、前記第２の検出手段が検出する空気の湿度から前記第１の検出手段が検出する空気の湿度を減算した湿度差に基づき、生体情報の検出を行うことを特徴とする生体情報検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生体情報検出装置に係り、特に生体である人間の発汗作用を利用して生体の情報を検出する生体情報検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体情報を検出すると共にこの検出結果を運転制御に活用することにより、より安全で良好なドライバビィリティを実現する試みが行われている。この制御を正確かつ確実に行うためには、運転者の生体状態を正確に検出する必要がある。また、生体情報しても種々のものがあり、その一つとして運転者の発汗作用を生体情報として検出することが行われている。
【０００３】
特に、人間の掌は、温熱性発汗の影響を受け難く、精神性発汗を検出するのに適した部位である。また、運転中は運転者はステアリングホイールに略常時触れているため、発汗量を測定するには好適な部位である。このため、ステアリングホイールに運転者の発汗を検出するセンサを組み込むことにより、運転者の生体状態を測定する構成とした生体情報検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
従来、この種の生体情報検出装置では、運転者の掌の発汗を検出するセンサとして、ステアリングホイールの全周にわたりループを呈するように複数の電極を露出するように配設し、定電流による３電極法により掌の皮膚インピーダンスを測定する方法が採られていた。
【特許文献１】特開平１０−０８０４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の運転者の発汗作用を生体情報として検出する生体情報検出装置は、上記のようにステアリングホイールに配設した電極を用いて掌の皮膚インピーダンスを測定することにより発汗量を測定する構成であったため、ステアリングホイールに汗が残留することが考えられ、この場合には正確な発汗量を測定することができないという問題点があった。
【０００６】
また、運転者は精神的な原因による発汗（精神性発汗という）に加え、温度が高いことによる発汗（温熱性発汗という）も行うことが知られている。掌は、上記のように温熱性発汗が発生し難い部分ではあるが、夏季等の車内温度が大きく上昇する場合等には、掌においても温熱性発汗が発生してしまう。
【０００７】
運転制御に活用しうる運転者の生体情報（発汗）は精神性発汗であり、温熱性発汗は誤差要因となる。しかしながら、従来の生体情報検出装置では、この温熱性発汗を生体情報検出から有効に排除することができないという問題点があった。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ステアリングホイールに汗が残留することを防止することにより、発汗作用を利用した生体情報の検出を高精度に行いうる生体情報検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項１記載の発明は、
運転者の掌の発汗作用を生体情報として検出する生体情報検出装置において、
前記運転者が把持するステアリング部内に空気通路を形成すると共に、該空気通路と前記ステアリング部の表面とを連通する連通孔が形成されたステアリングホイールと、
該ステアリングホイールに形成された前記空気通路に乾燥空気を供給する乾燥空気供給手段と、
該乾燥空気供給手段から前記空気通路に送り込まれる空気の湿度を検出する第１の検出手段と、
前記空気通路から排出される空気の湿度を検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段が検出する空気の湿度と、前記第２の検出手段が検出する空気の湿度に基づき、生体情報の検出を行う生体情報検出手段とを有することを特徴とするものである。
【００１１】
上記発明によれば、ステアリングホイールに形成された空気通路には、乾燥空気供給手段から乾燥空気が送られ、この乾燥空気の一部は連通孔を通り運転者が把持してステアリング部の表面に送られる。このため、運転者が把持するステアリング部に汗が残留することがなくなり、生体情報検出の精度を高めることができる。
【００１２】
また、運転者の掌には定常的に乾燥空気が当てられているため、車内温度が上昇等しても温熱性発汗の発生量を低減することができる。このように、生体情報検出の誤差要因となる温熱性発汗の発生量を低減できることにより、これによっても生体情報検出の精度を高めることができる。
【００１３】
また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載の生体情報検出装置において、
前記乾燥空気供給手段としてエアコンディショナーを用いたことを特徴とするものである。
【００１４】
上記発明によれば、通常車載されているエアコンディショナーを用いて乾燥空気の生成を行うことができるため、簡単な構成で生体情報検出装置を実現することができる。
【００１５】
また、請求項３記載の発明は、
請求項１または２記載の生体情報検出装置において、
前記生体情報検出手段は、前記第２の検出手段が検出する空気の湿度から前記第１の検出手段が検出する空気の湿度を減算した湿度差に基づき、生体情報の検出を行うことを特徴とするものである。
【００１６】
上記発明によれば、第２の検出手段が検出する空気の湿度から第１の検出手段が検出する空気の湿度を減算した湿度差に基づき生体情報の検出を行うことにより、乾燥空気に生体情報検出に対し誤差要因が含まれていたとしても、湿度差を求めるために第２の検出手段が検出する空気の湿度から第１の検出手段が検出する空気の湿度を減算した時にこの誤差要因は相殺されるため、生体情報の検出精度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１７】
上述の如く本発明によれば、残留する汗を防止でき、よって生体情報の検出精度を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。
【００１９】
図１は本発明の一実施例である生体情報検出装置１０のブロック構成図であり、図２及び図３は生体情報検出装置１０を構成するステアリングホイール１４を説明するための図である。
【００２０】
図１に示すように、生体情報検出装置１０は、大略するとエアコンディショナー１１（以下、エアコンと略称する）、第１の検出部１３、ステアリングホイール１４、第２の検出部１６、及びＰＣＳＥＣＵ１７等により構成されている。図１において、実線で示す矢印は空気の流れを示しており、破線で示す矢印は信号の流れを示している。
【００２１】
エアコン１１は一般的なものを用いることができるが、少なくとも除湿機能を有していることが必要となる。本実施例で用いているエアコン１１は、室内の冷房及び暖房を行うと共に、除湿をも行いうる構成とされている。
【００２２】
このエアコン１１で生成される除湿された空気（以下、乾燥空気という）は、エアコン吹出口１２から室内に吹き出されると共に、第１の検出部１３に送られる。
【００２３】
第１の検出部１３は、湿度計と流量計を有した構成とされている。湿度計は乾燥空気の湿度を検出するものであり、例えばMgCr2O4-TiO2多孔質セラミックス等の感湿セラミックスを利用したセンサを用いることができる。また、流量計は乾燥空気の流速を測定するものであり、例えばカルマン渦式流量計等を用いることができる。この第１の検出部１３で検出された湿度に対応した第１の湿度信号、及び流速に対応した第１の流速信号は、ＰＣＳＥＣＵ１７に送信される。
【００２４】
エアコン１１で生成され、第１の検出部１３で湿度及び流速が計測された乾燥空気は、ステアリングホイール１４に送られる。ステアリングホイール１４は、運転者に把持されて操作されるステアリング部２２と、ステアリングシャフト（図示せず）とステアリング部２２を接続する複数本（本実施例では３本）のスポーク２３Ａ〜２３Ｃとを有した構成とされている。
【００２５】
このステアリングホイール１４は、図２及び図３に示すように、ステアリング部２２内に空気通路２４が形成されている。この空気通路２４は、本実施例ではステアリングホイール１４の上半分の部分に配設されている。具体的には、ステアリングホイール１４の中心部に形成された噴出部２６、スポーク２３Ａ、ステアリング部２２の上半分の部分、スポーク２３Ｂ、ステアリングホイール１４の中心部に形成された吸引部２７を連通するよう形成されている。
【００２６】
噴出部２６は前記した第１の検出部１３に接続されており、よってエアコン１１で生成された乾燥空気は第１の検出部１３を介してステアリングホイール１４に供給される。噴出部２６から吹き出された乾燥空気は、スポーク２３Ａに形成された空気通路２４、ステアリング部２２の上部略半分に形成された空気通路２４、及びスポーク２３Ｂに形成された空気通路２４を通り、最後に吸引部２７に吸引される構成とされている。
【００２７】
また、空気通路２４が形成された領域においては、ステアリングホイール１４の表面と空気通路２４との間には多数の連通孔２５が形成されている。この連通孔２５は、ステアリングホイール１４において、特に運転者が長い時間把持する可能性がある領域を選んで形成されている。尚、図２（Ｂ）及び図３では、図示及び理解の容易化を図るために連通孔２５の直径を実際よりも大きく図示しているが、実際の連通孔２５の直径は1mm以下の小さい孔径とされている。
【００２８】
連通孔２５は、ステアリングホイール１４の表面と空気通路２４とを連通するものであり、よって乾燥空気はステアリングホイール１４の表面まで供給される。また、連通孔２５の形成位置は特に運転者が長い時間把持する可能性がある領域に選定されている。よって、運転者がステアリングホイール１４を把持している領域（図３参照）では、空気通路２４を流れる乾燥空気が連通孔２５を介して運転者の掌に触れた状態となる。
【００２９】
従って、運転者が発汗している場合には、この汗により乾燥空気の湿度は上昇する。この乾燥空気の湿度の上昇は発汗量に比例しており、また運転者の精神性発汗は運転者の緊張状態の度合いに応じて変化するため、乾燥空気の湿度変化を測定することにより運転者の緊張状態（生体情報）を検出することが可能となる。
【００３０】
また、上記のようにエアコン１１から送り込まれた乾燥空気は、空気通路２４内を通絵する過程において、その一部は連通孔２５を介して車室内に流出してしまう。しかしながら、エアコン１１で生成された乾燥空気は、そもそもエアコン吹出口１２を介して車室内に吹き出されるために生成されたものであり、よってステアリングホイール１４から車室内に吹き出されても特に問題は生じない。
【００３１】
また、運転者の掌には定常的に連通孔２５を介して乾燥空気が当てられているため、運転者が把持するステアリング部２２に汗が残留することがなくなる。また、車内温度が上昇等しても温熱性発汗の発生量を低減することができる。これにより、生体情報検出の誤差要因となる温熱性発汗の発生量を低減できるため、生体情報検出の精度を高めることができる。
【００３２】
尚、ステアリングホイール１４には舵角センサー１５が設けられており、この舵角センサー１５により検出される操舵角は、操舵角信号としてＰＣＳＥＣＵ１７に送信される。
【００３３】
上記のように、ステアリングホイール１４内を流れることにより、運転者の生体情報である精神性発汗に対応した湿度を有することとなった乾燥空気は、吸引部２７から吸引された後に第２の検出部１６に供給される。
【００３４】
第２の検出部１６は、前記した第１の検出部１３と同一構成とされており、よって例えば感湿セラミックスを利用した湿度計と、例えばカルマン渦式流量計等の流量計を有した構成とされている。この第２の検出部１６で検出された湿度に対応した第２の湿度信号、及び流速に対応した第２の流速信号は、ＰＣＳＥＣＵ１７に送信される。
【００３５】
ＰＣＳＥＣＵ１７はマイクロコンピュータよりなり、第１の検出部１３及びステアリングホイール１４等から送信される各種の情報に基づき、運転者の生体検査を行うものである。このＰＣＳＥＣＵ１７は、第１の検出部１３から送信された第１の湿度信号と、第２の検出部１６から送信された第２の湿度信号に基づき、運転者の生体状態を検出する。
【００３６】
具体的には、ＰＣＳＥＣＵ１７は、先ず第２の検出部１６で検出された乾燥空気の湿度（換言すると、運転者の生体情報である精神性発汗に対応した湿度を有する乾燥空気の湿度）から、第１の検出部１３で検出された乾燥空気の湿度（換言すると、運転者の生体情報が含まれていない乾燥空気の湿度）を減算し、この湿度差から運転者の生体状態を示す発汗量Ｗを検出する。
【００３７】
図４は、上記のようにしてＰＣＳＥＣＵ１７において演算された発汗量の一例を示している。同図において、横軸は時間を示し、縦軸は発汗量Ｗを示している。発汗量と運転者の生体状態とは関係を有し、発汗量が増大すると生体が緊張状態であることを示し、逆に発汗量が少ないとリラックス状態であることを示している。
【００３８】
本実施例では、多数の人に対して実験的に緊張状態とリラックス状態を作り出し、この時の発汗量を求める実験を行った。そして、この実験により得られたデータに基づき、平均的な人間の通常時（緊張状態でも、リラックス状態でもない状態）における最大の発汗量Ｗ１（以下、最大発汗量Ｗ１という）と、通常状態における最小の発汗量をＷ１（以下、最小発汗量Ｗ２という）とを求めた。
【００３９】
この最大発汗量Ｗ１と最小発汗量Ｗ２は、予めＰＣＳＥＣＵ１７に格納されている。そして、この最大発汗量Ｗ１及び最小発汗量Ｗ２をしきい値として、発汗量Ｗが最大発汗量Ｗ１を超えた場合には運転者は緊張状態であると判断し、発汗量Ｗが最小発汗量Ｗ２よりも少ない場合にはリラックス状態であると判定することとした（図４参照）。これにより、確実で精度の高い生体情報の検出が可能となる。
【００４０】
このようにして検出された運転者の生体情報は、ＰＣＳＥＣＵ１７から車載された各種コンピュータ（メータＥＣＵ１８，ブレーキＥＣＵ１９，ＥＰＳＥＣＵ２０，ＰＳＢＥＣＵ２１等）に送信され、夫々の制御に反映される。これにより、運転者の現在の生体状態に対応した高精度の各種制御を行うことが可能となる。
【００４１】
また、上記したように本実施例では、通常車載されているエアコン１１を用いて運転者の掌に向け乾燥空気を供給する構成としているため、別個に乾燥空気生成手段を設ける構成に比べ、簡単な構成で生体情報検出装置を実現することが可能となる。
【００４２】
更に、本実施例では第１及び第２の検出部１３，１６に空気通路２４内を流れる乾燥空気の流量を検出する流量計が設けられているため、運転者のステアリングの把持状態を検出することも可能となる。これについて、以下説明する。
【００４３】
前記したように、ステアリングホイール１４には多数の連通孔２５が形成されているが、仮に運転者がステアリングホイール１４から手を離している場合には、全ての連通孔２５が開放されていることとなる。このため、連通孔２５から乾燥空気が空気通路２４の外部に流出する流出量が多くなり、第１の検出部１３の流量計で計測される乾燥空気の流量Ｈ１に対し、第２の検出部１６の流量計で計測される乾燥空気の流量Ｈ2aは大きく減少する。
【００４４】
これに対し、仮に運転者が両手でステアリングホイール１４を把持している場合には、運転者の掌で塞がれる連通孔２５の数が最も多くなる。このため、連通孔２５から乾燥空気が空気通路２４の外部に流出する流出量は、前記のように全ての連通孔２５が開放されている場合よりも少なくなり、第１の検出部１３の流量計で計測される乾燥空気の流量Ｈ１に対し、第２の検出部１６の流量計で計測される乾燥空気の流量Ｈ2bは、前記の流量Ｈ2aよりは多くなる。
【００４５】
更に、仮に運転者が片手でステアリングホイール１４を把持している場合には、運転者の掌で塞がれる連通孔２５の数は上記した２例の約中間数となる。このため、連通孔２５から乾燥空気が空気通路２４の外部に流出する流出量は、前記した全ての連通孔２５が開放されている場合よりも少なく、かつ両手で把持した場合における連通孔２５の開放されている場合よりも多くなる。従って、第１の検出部１３の流量計で計測される乾燥空気の流量Ｈ１に対し、第２の検出部１６の流量計で計測される乾燥空気の流量Ｈ2cは、前記の流量Ｈ2aとＨ2bとの略中間の流量となる（Ｈ2a＜Ｈ2c＜Ｈ2b）。
【００４６】
従って、第１の検出部１３の流量計で検出される乾燥空気の流量と、第２の検出部１６の流量計で検出される乾燥空気の流量とを比較することにより、運転者のステアリングの把持状態を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、本発明の一実施例である生体情報検出装置のブロック構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例である生体情報検出装置を構成するステアリングホイールを説明するための図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例である生体情報検出装置により生体である人間の発汗が検出される理由を説明するための図である。
【図４】図４は、本発明の一実施例である生体情報検出装置により検出された発汗情報を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  生体情報検出装置
１１  エアコン
１２  エアコン吹出口
１３  第１の検出部
１４  ステアリングホイール
１６  第２の検出部
２２  ステアリング部
２４  空気通路
２５  連通孔
２６  噴出部
２７  吸引部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006346110.tif 000006