(57)【要約】【課題】車両のノイズに起因して生体情報の精度が低下してしまうことを抑制する。【解決手段】生体情報取得装置には、車両（10）上の生体（1）の体動が作用する第１感圧部（35）を有し、第１感圧部（35）に作用する体動に応じた第１信号を出力する第１体動検出部（38）と、車両（10）上の生体（1）の体動が作用する第２感圧部（45）を有し、第２感圧部（45）に作用する体動に応じた第２信号を出力する第２体動検出部（48）と、第１信号と、適応処理後の第２信号との差分である誤差信号が小さくなるように、該第２信号を処理する適応フィルタ（57）と、誤差信号に基づいて生体（1）の生体情報を求める生体情報取得部（60）とが設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（10）上の生体（1）の体動が作用する第１感圧部（35）を有し、該第１感圧部（35）に作用する体動に応じた第１信号を出力する第１体動検出部（38）と、
上記車両（10）上の上記生体（1）の体動が作用する第２感圧部（45）を有し、該第２感圧部（45）に作用する体動に応じた第２信号を出力する第２体動検出部（48）と、
上記第１信号と、適応処理後の上記第２信号との差分である誤差信号が小さくなるように、該第２信号を処理する適応フィルタ（57）と、
上記誤差信号に基づいて上記生体（1）の生体情報を求める生体情報取得部（60）とを備えていることを特徴とする生体情報取得装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記第１感圧部（35）及び第２感圧部（45）の一方が上記生体（1）に装着され、
上記第１感圧部（35）及び第２感圧部（45）の他方が上記車両（10）の座席（11）に設けられることを特徴とする生体情報取得装置。
【請求項３】
請求項１において、
上記第１感圧部（35）及び第２感圧部（45）の一方が上記車両（10）のハンドル（14）に設けられ、
上記第１感圧部（35）及び第２感圧部（45）の他方が上記車両（10）の座席（11）に設けられることを特徴とする生体情報取得装置。
【請求項４】
請求項１において、
上記第１感圧部（35）及び第２感圧部（45）の双方が上記車両（10）の座席（11）に設けられることを特徴とする生体情報取得装置。
【請求項５】
請求項１又は２において、
上記第１感圧部（35）は、上記生体（1）に装着されることを特徴とする生体情報取得装置。
【請求項６】
請求項１又は３において、
上記第１感圧部（35）は、上記車両（10）のハンドル（14）に設けられることを特徴とする生体情報取得装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１つにおいて、
上記生体情報取得部（60）は、上記誤差信号と、上記第１信号及び第２信号の少なくとも一方のうち最も生体情報の精度の高い信号を判定する判定部（63）を有し、該判定部（63）で判定された精度の高い信号を用いて上記生体（1）の生体情報を求めることを特徴とする生体情報取得装置。
【請求項８】
請求項７において、
上記判定部（63）は、上記誤差信号と上記第１信号と上記第２信号との３つの信号の中から生体情報の精度が高い信号を判定することを特徴とする生体情報取得装置。
【請求項９】
請求項７又は８において、
上記判定部（63）は、上記誤差信号と、上記第１信号及び第２信号のうち上記車両（10）の座席（11）に設けた感圧部（35,45）に対応する信号との中から生体情報の精度が高い信号を判定し、該精度の高い信号を用いて生体（1）の心拍情報を求めることを特徴とする生体情報取得装置。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれか１つにおいて、
上記判定部（63）は、上記誤差信号と、上記第１信号及び第２信号のうちの少なくとも一方の生体情報を示す指標の度数分布をそれぞれ求め、該度数分布の全度数に対する最頻分布の比率が最も高い信号を、上記精度の高い信号と判定することを特徴とする生体情報取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両上の生体の生体情報を取得する生体情報取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両上の生体の生体情報を取得する生体情報取得装置がある。例えば特許文献１には、自動車の車両上の運転手の生体情報を取得する装置が開示されている。
【０００３】
この生体情報取得装置は、運転座席の下部に感圧部が取り付けられている。感圧部は中空状の空気袋によって構成される。運転手の体動（心拍や呼吸に由来する微動）が感圧部に伝わると、感圧部の内圧が変化する。生体情報取得装置は、この感圧部の内圧を検知し、この内圧に応じた信号（生体信号）を生成する。これにより、生体情報取得装置は、この生体信号に基づいて運転手の生体情報（例えば心拍や呼吸に関する情報）を求める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１０５８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、車両の走行時などには、生体の体動以外の振動が、ノイズとして感圧部に作用する。このノイズとしては、車両が道を走る際に生じるロードノイズや、車両のエンジンの振動に起因するエンジンノイズなどがある。このようなノイズが感圧部に作用すると、検出した信号に上記ノイズに起因する信号（ノイズ信号という）が重畳してしまうため、生体信号を正確に検出できず、生体情報の精度が低下してしまう可能性がある。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、生体情報取得装置において、車両のノイズに起因して生体情報の精度が低下してしまうことを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、生体情報取得装置を対象とし、車両（10）上の生体（1）の体動が作用する第１感圧部（35）を有し、該第１感圧部（35）に作用する体動に応じた第１信号を出力する第１体動検出部（38）と、上記車両（10）上の上記生体（1）の体動が作用する第２感圧部（45）を有し、該第２感圧部（45）に作用する体動に応じた第２信号を出力する第２体動検出部（48）と、上記第１信号と、適応処理後の上記第２信号との差分である誤差信号が小さくなるように、該第２信号を処理する適応フィルタ（57）と、上記誤差信号に基づいて上記生体（1）の生体情報を求める生体情報取得部（60）とを備えている。
【０００８】
第１の発明では、第１感圧部（35）と第２感圧部（45）とにそれぞれ生体（1）の体動が作用する。第１体動検出部（38）は、第１感圧部（35）に作用する体動に応じた第１信号を出力し、第２体動検出部（48）は、第２感圧部（45）に作用する体動に応じた第２信号を出力する。ここで、第１感圧部（35）及び第２感圧部（45）は、厳密には異なる箇所に配置される。このため、生体（1）から生起される体動（例えば心拍や呼吸に伴う動き）が第１感圧部（35）及び第２感圧部（45）に全く同じように作用することはあり得ない。従って、第１感圧部（35）に対応する第１信号と、第２感圧部（45）に対応する第２信号とでは、生体信号の挙動が異なることになる。また、この際にロードノイズやエンジンノイズなどの原因となる振動が発生すると、この振動も第１感圧部（35）及び第２感圧部（45）に作用する。このため、第１信号及び第２信号には、ノイズ信号も重畳する。
【０００９】
本発明では、適応フィルタ（57）によって、第１信号と第２信号に基づく適応処理が行われる。具体的に、適応フィルタ（57）は、第１信号と、適応処理後の第２信号との差分である誤差信号（キャンセル信号ないしエラー信号ともいう）が小さくなるように、第２信号の適応処理を行う。即ち、適応フィルタ（57）は、第２信号の波形が第１信号の波形に近づくように、最適化アルゴリズムに従ってそのフィルタ係数を適宜更新する。
【００１０】
ここで、第１信号及び第２信号では、上述のように生体信号とともにノイズ信号が重畳している。ここで、ノイズ信号のレベルは、呼吸や心拍に起因する生体信号のレベルと比べると極めて大きい。加えて、第１信号及び第２信号の生体信号の挙動は全く同じでない。このため、これらの信号に基づき適応処理を行うと、レベルの極端に大きいノイズ信号をキャンセルできる一方、レベルが小さく且つ２つの信号間で挙動も互いに異なる生体信号は、誤差信号として残ることになる。従って、生体情報取得部（60）は、この誤差信号に基づいて生体（1）の生体情報を求める。この誤差信号は、ノイズ信号がキャンセルされ且つ生体信号が残存した状態であるため、車両（10）上でノイズが発生したとしても、精度の高い生体情報を得ることができる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、上記第１感圧部（35）及び第２感圧部（45）の一方が上記生体（1）に装着され、上記第１感圧部（35）及び第２感圧部（45）の他方が上記車両（10）の座席（11）に設けられる。ここで、本発明で定義する「生体に装着され」とは、第１感圧部（35）や第２感圧部（45）が生体（1）に直接触れるように該生体（1）に装着されるだけでなく、第１感圧部（35）や第２感圧部（45）が衣服等を介して生体（1）に装着されることも含む意味である。
【００１２】
第２の発明では、生体（1）に装着した方の感圧部（35,45）に生体（1）の体動が直接的に作用する。これに対し、座席（11）に設けた方の感圧部（35,45）には、生体（1）の体動が間接的に作用する。このため、第１信号と第２信号とでは、生体信号の挙動の差が大きくなる。この結果、適応処理後の誤差信号において、生体信号がキャンセルされてしまうことを抑制でき、誤差信号中に生体信号が残り易くなる。
【００１３】
第３の発明は、第１の発明において、上記第１感圧部（35）及び第２感圧部（45）の一方が上記車両（10）のハンドル（14）に設けられ、上記第１感圧部（35）及び第２感圧部（45）の他方が上記車両（10）の座席（11）に設けられる。
【００１４】
第３の発明では、生体（1）がハンドル（14）を握ると、生体（1）の体動がハンドル（14）にある感圧部（35,45）に直接的に作用する。これに対し、座席（11）に設けた方の感圧部（35,45）には、生体（1）の体動が間接的に作用する。このため、第１信号と第２信号とでは、生体信号の挙動の差が大きくなる。この結果、適応処理後の誤差信号において、生体信号がキャンセルされてしまうことを抑制でき、誤差信号中に生体信号が残り易くなる。
【００１５】
第４の発明は、第１の発明において、上記第１感圧部（35）及び第２感圧部（45）の双方が上記車両（10）の座席（11）に設けられる。
【００１６】
第４の発明では、第１感圧部（35）及び第２感圧部（45）の双方が車両（10）の座席（11）に設けられるため、生体（1）が各感圧部（35,45）の存在に気づきにくくなる。従って、車両（10）上の生体（1）の快適性を向上できる。
【００１７】
第５の発明は、第１又は第２の発明において、上記第１感圧部（35）は、上記生体（1）に装着される。
【００１８】
第５の発明では、第１感圧部（35）が生体（1）に装着される。このため、第１感圧部（35）から出力される第１信号は、生体（1）の姿勢や着座位置の影響を受けにくくなる。ここで、第１信号は、適応処理によってノイズが除去される前のメインの信号である。従って、装着式の感圧部（35,45）によって第１信号を得ることで、生体（1）の姿勢や着座位置の変化に起因する生体情報の精度の低下を抑制できる。
【００１９】
第６の発明は、第１又は第３の発明において、上記第１感圧部（35）は、上記車両（10）のハンドル（14）に設けられる。
【００２０】
第６の発明では、第１感圧部（35）がハンドル（14）に設けられる。このため、第１感圧部（35）から出力される第１信号には、生体信号が確実に重畳することになる。ここで、第１信号は、適応処理によってノイズが除去される前のメインの信号である。従って、ハンドル（14）の感圧部（35,45）によって第１信号を得ることで、生体情報を確実に取得できる。
【００２１】
第７の発明は、第１乃至第６のいずれか１つの発明において、上記生体情報取得部（60）は、上記誤差信号と、上記第１信号及び第２信号の少なくとも一方のうち最も生体情報の精度の高い信号を判定する判定部（63）を有し、該判定部（63）で判定された精度の高い信号を用いて上記生体（1）の生体情報を求める。
【００２２】
第７の発明では、適応処理で得られた誤差信号と、第１信号及び第２信号の少なくとも一方のうち、精度が高い方の信号を用いて生体情報が求められる。例えば車両（10）の停止時のようにノイズがほとんど発生しない状況では、適用処理後の誤差信号よりも、第１信号や第２信号の方が、生体信号がより明確に表れることがある。また、例えば車両（10）の速度や生体（1）の姿勢が大きく変化するような過渡的な状況化では、適応処理が十分に追いつかず誤差信号の波形が乱れることもある。このため、本発明の判定部（63）は、誤差信号と、第１信号及び第２信号の少なくとも一方とのうち、精度が高い方の信号を判定する。そして、生体情報取得部（60）は、これらの信号のうち精度が高い方の信号を用いて生体（1）の生体情報を取得する。この結果、生体情報の精度が更に向上する。
【００２３】
第８の発明は、第７の発明において、上記判定部（63）は、上記誤差信号と上記第１信号と上記第２信号との３つの信号の中から生体情報の精度が高い信号を判定する。
【００２４】
第８の発明では、誤差信号と第１信号と第２信号からなる３つの信号のうち、最も精度が高い信号から生体情報が求められるため、この生体情報の精度が更に向上する。
【００２５】
第９の発明は、上記判定部（63）は、上記誤差信号と、上記第１信号及び第２信号のうち上記車両（10）の座席（11）に設けた感圧部（35,45）に対応する信号との中から生体情報の精度が高い信号を判定し、該精度の高い信号を用いて生体（1）の心拍情報を求める
第９の発明では、誤差信号と、座席（11）の感圧部（35,45）に作用した体動に応じた信号とのうち、精度が高い方の信号を用いて心拍情報が求められる。例えば車両（10）の停止時おいてノイズがほとんど発生しない状況では、検出される信号中の呼吸成分が顕著になりやすい。呼吸成分のレベルは、心拍成分のレベルと比較して大きいからである。このため、このような状況では、生体信号中の呼吸成分が大きくなることに起因して心拍成分の抽出が困難となり、心拍情報の検出精度が低下する可能性がある。これに対し、座席（11）にある感圧部（35,45）には、生体（1）の呼吸に由来する微動が伝わりにくいため、例えば装着式の感圧部（35,45）を比べて呼吸成分が小さくなる。この結果、感圧部（35,45）によって生体（1）の心拍信号を確実に検出でき、心拍情報の精度が向上する。
【００２６】
一方、車両（10）の走行時等のノイズが大きい状況では、誤差信号が用いられることで、ノイズをキャンセルしつつ心拍情報を精度よく検出できる。
【００２７】
第１０の発明は、第７乃至第９のいずれか１つの発明において、上記判定部（63）は、上記誤差信号と、上記第１信号及び第２信号のうちの少なくとも一方の生体情報を示す指標の度数分布をそれぞれ求め、該度数分布の全度数に対する最頻分布の比率が最も高い信号を、上記精度の高い信号と判定する。
【００２８】
第１０の発明では、判定部（63）が生体情報を示す指標の度数分布を求める。そして、判定部（63）は、全度数に対する最頻分布の比率が最も高い信号を、精度の高い信号と判定する。つまり、全度数に対する最頻分布の比率が高い信号は、ノイズ等の外乱の影響を受けず生体情報（心拍や呼吸）のトレンドを十分に表したものとみなすことができる。そこで、判定部（63）は、このような信号を最も精度が高い信号と判定する。生体情報取得部（60）は、この信号を用いて生体情報を求める。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、２つの感圧部（35,45）で検出した信号に基づき適応処理を行い、適応処理後の誤差信号に基づいて生体情報を取得している。これにより、ロードノイズやエンジンノイズ等のノイズをキャンセルでき、生体情報の検出精度を向上できる。また、本発明では、ノイズをキャンセルするための加速度センサも不要である。従って、比較的シンプルな構成により、ノイズをキャンセルすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、生体情報取得装置が適用される車両の内部を表した模式図である。
【図２】図２は、生体情報取得装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、第１感圧ユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図４】図４は、第２感圧ユニットの概略構成を示す縦断面図である。
【図５】図５は、適応処理の流れを表したブロック図である。
【図６】図６は、第１信号、第２信号、及びキャンセル信号の波形の概念を説明するための模式図である。
【図７】図７は、感圧ユニットの他の配置を例示した図１に相当する図である。
【図８】図８は、変形例１に係る図１に相当する図である。
【図９】図９は、変形例２に係る図１に相当する図である。
【図１０】図１０は、変形例３に係る図１に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００３２】
本実施形態は、車両上の生体の生体情報を取得する車両用の生体情報取得装置（20）である。本実施形態の生体情報取得装置（20）は、車両である自動車（10）に適用され、生体である運転手（1）の心拍情報を生体情報として取得する。
【００３３】
図１に示すように、生体情報取得装置（20）は、第１感圧ユニット（30）と、第２感圧ユニット（40）と、１つの信号処理ユニット（50）とを備えている。本実施形態では、第１感圧ユニット（30）が運転手（1）に装着される装着式に構成され、第２感圧ユニット（40）が自動車（10）の座席（11）に設けられる設置式に構成される。座席（11）は、運転手（1）が着座する座部（12）と、運転手（1）の背中を受ける背もたれ部（13）とを有する。また、座席（11）の前側には、運転手（1）が操作するハンドル（14）が設けられる。
【００３４】
〈第１感圧ユニット〉
図１及び図３に示すように、第１感圧ユニット（30）は、運転手（1）のズボンに取り付けられるベルト（2）に設けられる。第１感圧ユニット（30）は、取付部材（31）と、該取付部材（31）に固定される第１感圧チューブ（35）とを有している。
【００３５】
取付部材（31）は、ベルト（2）を挟み込むことで装着されるクリップ式である。具体的に、取付部材（31）は、その上側に形成される四角柱状の基部（32）と、該基部（32）から下方に延びる一対の板部（33,33）とを有している。一対の板部（33,33）は、所定の間隔を置いて平行に延びており、これらの間にベルト（2）が差し込まれる差込口（34）が形成される。
【００３６】
第１感圧チューブ（35）は、運転手（1）の体動が作用する中空状の第１感圧部を構成している。第１感圧チューブ（35）は、細長い中空のチューブ状に構成される。第１感圧チューブ（35）は、可撓性を有する樹脂材料（例えば塩化ビニル材料）で構成される。第１感圧チューブ（35）の先端（一端）は例えば栓（図示省略）によって封止される。この栓に第１感圧チューブ（35）の内部と外部とを連通させる小さな孔を形成してもよい。第１感圧チューブ（35）の基端（他端）は、信号処理ユニット（50）に接続される。
【００３７】
第１感圧チューブ（35）は、取付部材（31）の背面に配設される第１感圧部本体（36）を有している。第１感圧部本体（36）は、内側の板部（33,33）に沿ったＵ字状に形成されている。第１感圧部本体（36）は、ベルト（2）の内側に位置し、運転手（1）の腹部ないし腰部に密着する。これにより、運転手（1）の体動（呼吸や心拍に由来する微動）が第１感圧チューブ（35）に作用し、これに伴い第１感圧チューブ（35）の内圧が変化する。
【００３８】
〈第２感圧ユニット〉
図１及び図４に示すように、第２感圧ユニット（40）は、自動車（10）の座席（11）のうち、運転手（1）が着座する座部（12）に設けられる。本実施形態の第２感圧ユニット（40）は、座部（12）に敷かれる座布団式である。具体的に、第２感圧ユニット（40）は、座部（12）の表面に設置されるクッション（41）と、該クッション（41）の内部に埋設される一対の受圧板（42,42）と、クッション（41）に固定される第２感圧チューブ（45）とを有している。
【００３９】
クッション（41）は、例えば柔軟なウレタン材料で構成され、その下側に内部空間（43）が形成されている。一対の受圧板（42,42）は、硬質の樹脂材料からなる板状の部材であり、互いに平行な状態で内部空間（43）に配置されている。
【００４０】
第２感圧チューブ（45）は、第１感圧チューブ（35）と同様の構成である。つまり、第２感圧チューブ（45）は、運転手（1）の体動が作用する中空状の第２感圧部を構成している。第２感圧チューブ（45）は、細長い中空のチューブ状に構成される。第２感圧チューブ（45）は、可撓性を有する樹脂材料（例えば塩化ビニル材料）で構成される。第２感圧チューブ（45）の先端（一端）は例えば栓（図示省略）によって封止される。この栓に第２感圧チューブ（45）の内部と外部とを連通させる小さな孔を形成してもよい。第２感圧チューブ（45）の基端（他端）は、信号処理ユニット（50）に接続される。
【００４１】
第２感圧チューブ（45）は、内部空間（43）に位置する第２感圧部本体（46）を有している。第２感圧部本体（46）は、一対の受圧板（42,42）の間に配置される。これにより、第２感圧部本体（46）の実質的な受圧面積が拡大されている。クッション（41）に着座した状態の運転手（1）の体動（呼吸や心拍に由来する微動）は、クッション（41）及び受圧板（42）を介して第２感圧チューブ（45）に作用し、これに伴い第２感圧チューブ（45）の内圧が変化する。
【００４２】
〈信号処理ユニット〉
信号処理ユニット（50）は、箱形のケーシング（51）を備えている。ケーシング（51）は、例えば座席（11）の裏側に配置される（図１を参照）。ケーシング（51）には、第１圧力センサ（52）、第２圧力センサ（53）、プリント基板（不図示）が内蔵される（図２を参照）。プリント基板は、中央処理演算装置（ＣＰＵ）及び記憶装置（メモリやレジスタ等）を含む電子回路で構成される。プリント基板には、その電子回路上で実行される機能を示すブロックとして、前処理部（54）、ノイズキャンセル部（56）、及び生体情報取得部（60）が構成される。
【００４３】
第１圧力センサ（52）及び第２圧力センサ（53）は、例えばマイクロフォンで構成される。第１圧力センサ（52）には、第１感圧チューブ（35）の基端が接続され、第２圧力センサ（53）には、第２感圧チューブ（45）の基端が接続される。第１圧力センサ（52）は、第１感圧チューブ（35）の内圧に応じた第１信号を出力する。第２圧力センサ（53）は、第２感圧チューブ（45）の内圧に応じた第２信号を出力する。
【００４４】
生体情報取得装置（20）では、第１感圧チューブ（35）に作用した体動に応じた第１信号が第１圧力センサ（52）から出力される。同時に、第２感圧チューブ（45）に作用し体動に応じた第２信号が第２圧力センサ（53）から出力される。即ち、本実施形態では、第１感圧チューブ（35）及び第１圧力センサ（52）が、体動に応じた第１信号を検出する第１体動検出部（38）を構成する。また、第２感圧チューブ（45）及び第２圧力センサ（53）が、体動に応じた第２信号を検出する第２体動検出部（48）を構成する。
【００４５】
前処理部（54）は、第１信号及び第２信号に所定のフィルタ処理を施す。
【００４６】
ノイズキャンセル部（56）は、第１信号及び第２信号に基づいて自動車（10）のノイズ（ロードノイズやエンジンノイズ）をキャンセルしたキャンセル信号（誤差信号）を生成するものである。ノイズキャンセル部（56）は、第１信号及び第２信号に基づいて適応処理を行う適応フィルタ（57）を有している。適応フィルタ（57）は、第１信号と、適応処理後の第２信号との差分である誤差信号が小さくなるように、第２信号の波形を第１信号に近づける適応処理を行う（詳細は後述する）。
【００４７】
生体情報取得部（60）は、前処理部（54）で処理された後の第１信号と、前処理部（54）で処理された及び第２信号と、ノイズキャンセル部（56）で生成されたキャンセル信号とに基づいて、運転手（1）の生体情報を取得する。本実施形態の生体情報取得部（60）は、運転手（1）の心拍情報（拍動の間隔）を検出する。この心拍情報は、例えば運転手（1）のストレス指標（ＬＨ／ＨＦ値）を求めるために利用される。生体情報取得部（60）は、記憶部（61）、拍動抽出部（62）、確度判定部（63）、及びデータ出力部（64）を有している。
【００４８】
記憶部（61）には、第１信号、第２信号、及びキャンセル信号が時々刻々と記憶される。拍動抽出部（62）は、これらの信号のそれぞれに基づいて運転手（1）の拍動の間隔を生体情報として漸次算出していく。ここで求められた拍動の間隔も記憶部（61）に適宜記憶してもよい。
【００４９】
確度判定部（63）は、拍動抽出部（62）で求めた３種類の信号に基づく拍動間隔を用いて、３つの信号のうち最も拍動間隔の精度が高い信号を判定する。具体的に、確度判定部（63）は、３種類の信号から求めたそれぞれの拍動間隔について、該拍動間隔の時系列データが蓄積された所定区間での度数分布を作成する（図５を参照）。そして確度判定部（63）は、３種類の各度数分布において、最も出現頻度の数が大きい拍動間隔を最頻分布としてそれぞれ算出する。更に、確度判定部（63）は、これらの度数分布のうち全度数分布に対する最頻分布の比率が最も高いものに対応する信号を、最も精度が高い信号と判定する。なお、確度判定部（63）は、３種類の信号に基づく拍動間隔に基づいて、全度数分布に対する最頻分布の比率を求めているが、これに代えて拍動間隔の変動値に基づいて、全度数分布に対する最頻分布の比率を求めるようにしてもよい。
【００５０】
生体情報取得部（60）は、このようにして確度判定部（63）で判定された信号を用いて、運転手（1）の最終的な拍動間隔を求める。データ出力部（64）は、この最終的な拍動間隔のデータを情報端末（70）（例えばパーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレットなど）に送信する。情報端末（70）では、例えば出力された拍動間隔に基づいて運転手（1）のストレス状態が表示される。従って、運転手（1）は、自動車（10）に乗車中のストレス状体を適宜確認することができる。また、このようなストレス情報などを含む生体情報は、自動車（10）の運転制御に利用することもできる。
【００５１】
なお、本実施形態では、生体情報取得部（60）に係る機能が信号処理ユニット（50）側に具備されているが、この機能を情報端末（70）側に具備させてもよい。この場合、情報端末（70）は、生体情報取得装置（20）の一部を構成することになる。
【００５２】
〈ノイズをキャンセルする動作の詳細〉
ところで、自動車（10）の走行時などには、上述したロードノイズやエンジンノイズが発生する。このようなノイズは、第１感圧チューブ（35）や第２感圧チューブ（45）にも伝わる。このため、第１信号や第２信号には運転手（1）の体動に起因する信号（生体信号）だけでなく、上記ノイズに起因する信号（ノイズ信号）も重畳してしまう。そこで、本実施形態では、ノイズキャンセル部（56）によって、このノイズ信号を除去できるようにしている。この動作について図６及び図７を参照しながら説明する。
【００５３】
ノイズキャンセル部（56）には、第１信号及び第２信号が入力される。ノイズキャンセル部（56）では、第１信号をメインの信号とし、第１信号からノイズ信号を除去するように、適応フィルタ（57）によって第２信号の適応処理が行われる。ここで、適応フィルタ（57）は、最適化アルゴリズムに従ってその伝達関数を自己適応させる公知のデジタルフィルタである。
【００５４】
図６に示すように、まず、ノイズキャンセル部（56）に入力される第２信号（x）に対して適応フィルタ（57）により所定のフィルタ係数のフィルタ処理が行われ、出力（ｙ）が得られる。一方、ノイズキャンセル部（56）に入力される第１信号（c）に対しては、所定の時間遅れが付与され、出力（ｄ）が得られる。これにより、適応フィルタ（57）の収束性、因果律を満足させることができる。適応フィルタ（57）は、出力（ｙ）と出力（ｄ）の差分であるキャンセル信号（e）（誤差信号ないしエラー信号ともいう）が小さくなるように、上記フィルタ係数を漸次更新していく。この際、フィルタ係数を更新するアルゴリズムとしては、公知のＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムが用いられる。
【００５５】
以上のように、適応フィルタ（57）は、第１信号（d）と、適応処理後の第２信号（ｙ）との差分であるキャンセル信号（e）が小さくなるように、第２信号（x）の適応処理を行う。これにより、キャンセル信号（e）では、上述したノイズ信号が除去される。この点について図７を参照しながら更に詳細に説明する。
【００５６】
図７に模式的に示すように、第１信号や第２信号は、運転手（1）の体動に起因する生体信号と、ノイズ信号とが重畳する波形となる。ここで、ノイズの振動レベルは、心拍や呼吸に由来する微動の振動レベルと比較すると極めて大きい。このため、第１信号や第２信号では、生体信号と比較してノイズ信号のレベルが相対的に大きくなる。従って、適応処理では、レベルの大きいノイズ信号がキャンセルされる一方、レベルの小さい生体信号はほとんど除去されない。この結果、キャンセル信号では、生体信号が残存し易くなる。
【００５７】
加えて、第１感圧チューブ（35）及び第２感圧チューブ（45）は、厳密には異なる位置にある。このため、例えば運転手（1）の心拍の動きは、第１感圧チューブ（35）及び第２感圧チューブ（45）に異なるタイミングで伝わる。よって、図７に示すように、第１信号の生体信号の成分と、第２信号の生体信号の成分との位相は僅かにずれる傾向にある。これに対し、運転手（1）には、ロードノイズやエンジンノイズが体全体に亘ってほぼ同じタイミングで作用する。このため、第１感圧チューブ（35）と第２感圧チューブ（45）の設置箇所が異なっていても、第１信号及び第２信号のノイズ信号の位相はほとんど変わらない。従って、適応処理では、２つの信号の間で同位相となるノイズ信号がキャンセルされ易い一方、位相が異なる生体信号はキャンセルされにくい。この理由からも、キャンセル信号では、生体信号が残存し易くなる。従って、適応処理を行うことで、ノイズ信号が除去され、生体信号が十分に表れたキャンセル信号を得ることができる。
【００５８】
〈判定動作の詳細〉
上述したように、確度判定部（63）は、このようにして得られたキャンセル信号と、運転手（1）に装着された第１感圧チューブ（35）に対応する第１信号と、座席（11）に設けられた第２感圧チューブ（45）に対応する第２信号とから、最も精度の高い信号を判定する。
【００５９】
例えば自動車（10）の走行中には、ロードノイズやエンジンノイズが大きくなるため、第１信号や第２信号では、ノイズに由来するノイズ信号が大きくなり易い。一方、キャンセル信号では、上述のようにノイズ信号が除去されている。このため、このような状況化では、キャンセル信号の精度（最頻分布の比率）が、第１信号や第２信号の精度（最頻分布の比率）よりも高くなり、キャンセル信号に基づいて心拍情報が求められることになる。
【００６０】
一方、例えば自動車（10）の停止時には、ロードノイズやエンジンノイズが小さくなるため、第１信号や第２信号に重畳するノイズ信号は小さくなる。この場合、第１信号や第２信号の精度が、キャンセル信号の精度よりも高くなり、第１信号や第２信号に基づいて心拍情報が求められることがある。
【００６１】
また、例えば自動車（10）が急加速するような過渡状態では、適応処理によるノイズ信号のキャンセルが間に合わず、キャンセル信号で得られる心拍情報の精度が低下してしまうこともある。このような場合にも、第１信号や第２信号の精度が、キャンセル信号の精度よりも高くなり、第１信号や第２信号に基づいて心拍情報が求められることがある。
【００６２】
運転手（1）の姿勢や着座位置が変わることに起因して、座席（11）にある第２感圧チューブ（45）に対応する第２信号の精度が低下することもある。このような場合には、第１信号の精度が第２信号の精度よりも高くなり、第１信号に基づいて心拍情報が求められることもある。第１感圧チューブ（35）は、運転手（1）に装着されるため、運転手（1）の姿勢や着座位置の影響をさほど受けないからである。
【００６３】
自動車（10）の停止時にノイズが小さくなると、検出される信号中の呼吸成分が際だって目立つことがある。ノイズ、呼吸成分、及び心拍成分で比較すると、呼吸成分のレベルはノイズのレベルに次いで大きいからである。従って、呼吸成分の影響により心拍成分の抽出が困難となり、心拍情報の精度が低下する可能性がある。このような状況では、第２信号の精度が第１信号の精度よりも高くなり、第２信号に基づいて心拍情報が求められることがある。座席（11）にある第２感圧チューブ（45）は、装着式の第１感圧チューブ（35）と比べて呼吸に由来する微動が伝播しにくく、第２信号に呼吸成分が重畳しにくいからである。
【００６４】
以上のように、本実施形態では、上述したような様々な状況化において、第１信号、第２信号、及びキャンセル信号の精度が変化する。これに対し、生体情報取得部（60）は、この精度の変化に応じて最も精度の高い信号を判定し、判定後の信号に基づいて心拍情報を求める。この結果、本実施形態では、上記のような状況変化があったとしても、常に高い精度で心拍情報を取得することができる。
【００６５】
−実施形態の効果−
本実施形態では、２つの感圧チューブ（35,45）で検出した信号に基づき適応処理を行い、適応処理後のキャンセル信号に基づいて生体情報を取得している。これにより、ロードノイズやエンジンノイズ等のノイズをキャンセルでき、生体情報の検出精度を向上できる。また、本実施形態では、比較的簡易な構成である２つの感圧チューブ（35,45）を用いることでノイズをキャンセルでき、加速度センサ等も不要である。従って、生体情報取得装置（20）の簡素化、低コスト化を図ることができる。
【００６６】
本実施形態では、装着式の第１感圧チューブ（35）に応じた第１信号と、座席（11）に設けた第２感圧チューブ（45）に応じた第２信号とを用いて適応処理を行っている。第１感圧チューブ（35）と第２感圧チューブ（45）とでは、心拍に由来する微動の伝わり方も異なるため、両者の信号中の生体信号の位相も変化する。この結果、適応処理において、生体信号自体がキャンセルされてしまうことを防止でき、キャンセル信号中に生体信号を確実に残存させることができる（図７を参照）。
【００６７】
適応処理において、ノイズが除去される前のメインの信号である第１信号は、装着式の第１感圧チューブ（35）に対応している。このため、運転手（1）の姿勢や着座位置が変化したとしても、第１信号に生体信号を確実に重畳させることができる。この結果、適応処理に伴う生体情報の精度を向上できる。
【００６８】
生体情報取得部（60）は、キャンセル信号、第１信号、及び第２信号にのうち最も精度の高い信号を用いて心拍情報を取得する。このため、車両（10）や運転手（1）の状況の変化に起因して心拍情報の精度が低下してしまうことを確実に防止でき、生体情報取得装置（20）の信頼性を向上できる。
【００６９】
−変形例−
上記実施形態の生体情報取得装置（20）において、第１感圧チューブ（35）及び第２感圧チューブ（45）を以下の各変形例のように構成してもよい。
【００７０】
〈変形例１〉
図８に示す変形例１では、第１感圧チューブ（35）が運転用の座席（11）のハンドル（14）に設けられる。第２感圧チューブ（45）は、例えば座席（11）の座部（12）の内部に埋設される。従って、運転手（1）がハンドル（14）を握ると、運転手（1）の体動が手を介して第１感圧チューブ（35）に作用する。また、運転手（1）の体動は座部（12）の内部へ伝わり、第２感圧チューブ（45）に作用する。
【００７１】
変形例１においても、第１感圧チューブ（35）と第２感圧チューブ（45）とでは体動の伝わり方に差異が生じるため、第１信号と第２信号に重畳する生体信号の波形にも差が生じる。この結果、適応処理によって生体信号がキャンセルされてしまうことを確実に抑制できる。
【００７２】
適応処理のメインの信号である第１信号は、ハンドル（14）にある第１感圧チューブ（35）に対応している。このため、第１信号には、生体信号が確実に重畳することになる。この結果、適応処理に伴う生体情報の精度を向上できる。
【００７３】
〈変形例２〉
図９に示す変形例２では、第１感圧チューブ（35）が座席（11）の座部（12）の内部に埋設される。第２感圧チューブ（45）は、座席（11）の背もたれ部（13）の内部に埋設される。つまり、第１感圧チューブ（35）と第２感圧チューブ（45）とは、運転手（1）が着座する同じ座席（11）における異なる箇所に設けられる。第１感圧チューブ（35）と第２感圧チューブ（45）とは、運転手（1）からの相対位置が大きく異なる。このため、第１信号及び第２信号に重畳する波形にも大きなずれが生じる。この結果、適応処理によって生体信号がキャンセルされてしまうことを確実に抑制できる。
【００７４】
変形例２では、運転手（1）が第１感圧チューブ（35）や第２感圧チューブ（45）の存在に気づくことがなく、運転手（1）が違和感を覚えることも防止できる。従って、運転手（1）の快適性を向上できる。
【００７５】
〈変形例３〉
図１０に示す変形例３では、第１感圧チューブ（35）がシートベルト（15）に設けられる。具体的に、第１感圧チューブ（35）は、例えばシートベルト（15）のうち、運転手（1）の胸部に装着される胸部用ベルト部（16）に設けられる。これにより、第１感圧チューブ（35）は、運転手（1）の胸部に装着される。第２感圧チューブ（45）は、例えば座席（11）の座部（12）の内部に埋設される。
【００７６】
第１感圧チューブ（35）と第２感圧チューブ（45）とは、運転手（1）からの相対位置が大きく異なる。このため、第１信号及び第２信号に重畳する波形にも大きなずれが生じる。この結果、適応処理によって生体信号がキャンセルされてしまうことを確実に抑制できる。
【００７７】
適応処理のメインの信号である第１信号は、装着式の第１感圧チューブ（35）に対応している。このため、運転手（1）の姿勢や着座位置が変化したとしても、第１信号に生体信号を確実に重畳させることができる。この結果、適応処理に伴う生体情報の精度を向上できる。
【００７８】
なお、例えば第１感圧部（35）をシートベルト（15）における腰用ベルト部（17）に設けてもよい。
【００７９】
〈その他の実施形態〉
生体情報取得装置（20）は、生体信号から呼吸成分を抽出し、生体情報としての呼吸情報を取得するものであってもよい。
【００８０】
上記実施形態や各変形例の第１体動検出部（38）は、第１感圧チューブ（35）及び第１圧力センサ（52）によって生体信号を検出するように構成されている。また、第２体動検出部（48）は、第２感圧チューブ（45）及び第２圧力センサ（53）によって生体信号を検出するように構成されている。しかし、第１体動検出部（38）及び第２体動検出部（48）は、感圧部である圧電体に作用する体動を信号に変換する圧電素子（圧電センサ）であってもよい。この場合にも、第１の圧電素子で検出した第１信号と、第２の圧電素子で検出した第２信号とに基づいて適応処理を行い、ノイズをキャンセルすることができる。
【００８１】
また、チューブ状の第１感圧チューブ（35）や第２感圧チューブ（45）に代えて、中空袋状の感圧部を用いてもよい。
【００８２】
感圧部（35,45）（感圧チューブや圧電体）の配置は、上記実施形態や各変形例に限らず、第１感圧部（35）と第２感圧部（45）の配置を逆にしたり、これまでの述べた各感圧部（35,45）の配置を如何なるパターンで組み合わせたりしてもよい。
【００８３】
第１感圧部（35）や第２感圧部（45）は、上述したベルト（2）やシートベルト（15）以外の装着物を介して生体（1）に装着されるものであってもよい。また、第１感圧部（35）や第２感圧部（45）を生体（1）に直接触れるように該生体（1）に装着させてもよい。
【００８４】
生体情報取得部（60）は、第１信号、第２信号、及びキャンセル信号の３つのうちから最も精度の高い信号を判定している。しかし、生体情報取得部（60）は、第１信号とキャンセル信号のうち精度の高い信号を判定するものであってもよいし、第２信号とキャンセル信号のうち精度の高い信号を判定するものであってもよい。また、生体情報取得部（60）は、キャンセル信号のみを用いて生体情報を求めるものであってもよい。
【００８５】
生体情報取得装置（20）が適用される車両（10）は、必ずしも自動車に限られず、例えば鉄道等の他の移送体であってもよい。
【００８６】
生体情報取得装置（20）が対象とする生体は、運転手（1）に限られない。例えば、対象となる生体は、助手席や他の席に座る乗員、チャイルドシートに座る新生児や幼児であってもよい。また、生体情報取得装置（20）が対象とする生体は、車両（10）の座席（11）上の動物（例えば猫や犬などのペット）や、車両（10）によって搬送される動物（例えば馬など）であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
以上説明したように、本発明は、生体情報取得装置について有用である。
【符号の説明】
【００８８】
１０      車両
１１      座席
１４      ハンドル
３５      第１感圧チューブ（第１感圧部）
３８      第１体動検出部
４５      第２感圧チューブ（第２感圧部）
４８      第２体動検出部
５７      適応フィルタ
６０      生体情報取得部
６３      確度判定部（判定部）
【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】
2018061781.tif 000009
【図８】
2018061781.tif 000010
【図９】
2018061781.tif 000011
【図１０】
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