JP2006346109A - Biological information detection sensor and biological state detector - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To surely detect heart rate information regardless of the physique of a living body or the like regarding a biological information detection sensor and a biological state detector loaded on a vehicle for detecting the biological information of a driver. <P>SOLUTION: In the biological information detection sensor attached to a seat belt 10 of a vehicle for measuring the heart rate of a driver, the biological information detection sensor 12 for measuring the heart rate of the driver is constituted of a piezoelectric ceramic 14 and an outer side electrode 13 and an inner side electrode 15 disposed holding it there between, and the biological information detection sensor 12 is disposed so as to be extended in the longitudinal direction of the seat belt 10. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は生体情報検出センサー及び生体状態検出装置に係り、特に車両に搭載されて運転者の生体情報を検出する生体情報検出センサー及び生体状態検出装置に関する。   The present invention relates to a biological information detection sensor and a biological state detection device, and more particularly to a biological information detection sensor and a biological state detection device that are mounted on a vehicle and detect a driver's biological information.

近年、生体情報である運転者の心拍を検出し、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、運転者の心拍を正確に検出する必要がある。   In recent years, attempts have been made to realize safer and better driver viability by detecting a driver's heartbeat, which is biological information, and utilizing the detection result for driving control. In order to perform this control accurately and reliably, it is necessary to accurately detect the driver's heartbeat.

従来、運転者の心拍を検出する生体情報検出センサーとして、特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１に開示された生体情報検出センサーは、密閉空気式音センサーをシートベルトに取り付け、運転者の心拍をこの密閉空気式音センサー内のマイクロホン或いは圧力センサーで検出する構成とされていた。
特開２００１−２８６４４８号公報 Conventionally, what was indicated by patent documents 1 is known as a living body information detection sensor which detects a driver's heartbeat. The biological information detection sensor disclosed in Patent Document 1 is configured to attach a sealed air type sound sensor to a seat belt and detect a driver's heartbeat with a microphone or a pressure sensor in the sealed air type sound sensor.
JP 2001-286448 A

しかしながら、従来の生体情報検出センサーは、密閉空気式音センサー（マイクロホン或いは圧力センサー）をシートベルト上の特定の一点に配置した構成とされていた。即ち、従来の生体情報検出センサーでは、シートベルト上の一点のみでしか運転者の心拍を検出することができなかった。   However, the conventional biological information detection sensor has a configuration in which a sealed air type sound sensor (microphone or pressure sensor) is arranged at a specific point on the seat belt. In other words, the conventional biological information detection sensor can detect the driver's heartbeat only at one point on the seat belt.

このため、身長の高低、体型の大小により運転者に対する密閉空気式音センサーの位置が変化し、よってセンサー位置が運転者の心臓位置からずれてしまう。そして、センサー位置が心臓位置からずれた場合には、心拍を確実に検出することができなくなり、生体情報の検出精度が大きく低下してしまう。   For this reason, the position of the sealed air type sound sensor with respect to the driver changes depending on the height and the size of the body, and thus the sensor position deviates from the driver's heart position. If the sensor position deviates from the heart position, the heartbeat cannot be reliably detected, and the detection accuracy of the biological information is greatly reduced.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、生体の体型等に拘らず心拍情報を確実に検出しうる生体情報検出センサー及び生体状態検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a biological information detection sensor and a biological state detection device that can reliably detect heartbeat information regardless of the body shape of the biological body.

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。   In order to solve the above-described problems, the present invention is characterized by the following measures.

請求項１記載の発明は、
車両のシートベルトに取り付けられ運転者の心拍を計測する生体情報検出センサーであって、
圧電材料を用いており前記運転者の心拍を計測するセンサー本体を、前記シートベルトの長手方向に延在するよう配設したことを特徴とするものである。 The invention according to claim 1
A biological information detection sensor that is attached to a seat belt of a vehicle and measures a driver's heartbeat,
A sensor body that uses a piezoelectric material and measures the driver's heart rate is arranged to extend in the longitudinal direction of the seat belt.

上記発明によれば、センサー本体を圧電材料を用いた構成としたことにより、圧電材料はシートベルトの広い範囲に配設することができるため、広い検出範囲において運転者の心拍を計測することが可能となる。また、この圧電材料よりなるセンサー本体をシートベルトの長手方向に延在するよう配設したことにより、運転者の体格に拘らず常に運転者の心拍を計測することが可能となる。   According to the above invention, since the sensor body is configured using the piezoelectric material, the piezoelectric material can be disposed in a wide range of the seat belt, so that the heart rate of the driver can be measured in a wide detection range. It becomes possible. Further, by arranging the sensor body made of this piezoelectric material so as to extend in the longitudinal direction of the seat belt, it is possible to always measure the heart rate of the driver regardless of the physique of the driver.

即ち、従来のようにセンサーがシートベルトの一点に配設された構成では、身長の高低、体型の大小により運転者に対するセンサーの位置が変化し、よってセンサー位置が運転者の心臓位置からずれてしまう。しかしながら、本発明のように、センサーをシートベルトの長手方向に延在するよう配設することにより、センサーは広い範囲に存在する構成となる。このため、身長の高低、体型の大小に拘らずセンサーは運転者の心臓と対向する位置に位置することとなり、運転者の体型等に拘らず精度の高い生体情報検出を行うことが可能となる。   That is, in the conventional configuration in which the sensor is disposed at one point of the seat belt, the position of the sensor with respect to the driver changes depending on the height and the size of the body, and thus the sensor position deviates from the heart position of the driver. End up. However, by arranging the sensor so as to extend in the longitudinal direction of the seat belt as in the present invention, the sensor is configured to exist in a wide range. For this reason, the sensor is positioned at the position facing the driver's heart regardless of the height and size of the body, and it is possible to detect biological information with high accuracy regardless of the body shape of the driver. .

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センサーにおいて、
前記圧電材料から心拍計測信号を取り出す電極を、前記圧電材料を挟み、かつ前記圧電材料に沿って前記シートベルトの長手方向に延在するよう配設したことを特徴とするものである。 The invention according to claim 2
The biological information detection sensor according to claim 1,
An electrode for extracting a heartbeat measurement signal from the piezoelectric material is disposed so as to sandwich the piezoelectric material and extend in the longitudinal direction of the seat belt along the piezoelectric material.

上記発明によれば、圧電材料を挟むと共に圧電材料に沿ってシートベルトの長手方向に延在するよう構成された電極を用いて圧電材料から心拍計測信号を取り出す構成としたため、センサーをシートベルトの長手方向に延在するよう配設しても、圧電材料からなるセンサーから心拍計測信号を確実に取り出すことができる。   According to the above invention, since the heart rate measurement signal is extracted from the piezoelectric material using the electrode configured to sandwich the piezoelectric material and extend in the longitudinal direction of the seat belt along the piezoelectric material, the sensor is mounted on the seat belt. Even if it is arranged so as to extend in the longitudinal direction, a heartbeat measurement signal can be reliably extracted from a sensor made of a piezoelectric material.

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センサーにおいて、
前記シートベルトは前記センサー本体の表側を覆う表部と、裏側を覆う裏部とを有しており、
前記表部に前記シートベルトとしての強度を持たせると共に、前記裏部を前記運転者の心拍の伝達を容易に行いうる振動伝達構造としたことを特徴とするものである。 The invention according to claim 3
The biological information detection sensor according to claim 1 or 2,
The seat belt has a front portion that covers the front side of the sensor body, and a back portion that covers the back side,
The front portion is given strength as the seat belt, and the back portion has a vibration transmission structure that can easily transmit the heartbeat of the driver.

上記発明によれば、シートベルトの表部にシートベルトとしての強度を持たせると共に、裏部を運転者の心拍の伝達を容易に行いうる振動伝達構造としたことにより、シートベルトの内部にセンサー本体を組み込んでも表部に強度を持たせることによりシートベルトとしての機能を確実に奏することができる。また、シートベルトの裏部を振動伝達構造とすることにより、運転者の心拍計測を確実かつ高精度に行うことが可能となる。   According to the above invention, the front part of the seat belt has strength as a seat belt, and the back part has a vibration transmission structure that can easily transmit the heartbeat of the driver. Even if the main body is incorporated, the function as a seat belt can be reliably achieved by giving the front portion strength. Further, by using a vibration transmission structure at the back of the seat belt, it is possible to reliably and accurately measure the heart rate of the driver.

また、請求項４記載の発明は、
車両に搭載され、運転者の心拍に基づき運転者の生体状態を検出する生体状態検出装置において、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の生体情報検出センサーと、
該生体情報検出センサーが検出する運転者の心拍信号より心拍間隔時間を計測する心拍間隔時間計測手段と、
該心拍間隔時間計測手段で計測される心拍間隔時間の内、正常範囲外の心拍間隔時間を除去する正常範囲抽出手段と、
該正常範囲抽出手段により抽出された心拍間隔時間に基づき、運転者の生体状態を検出する生体状態検出手段とを有することを特徴とするものである。 The invention according to claim 4
In a biological state detection device that is mounted on a vehicle and detects the biological state of the driver based on the driver's heartbeat,
The biological information detection sensor according to any one of claims 1 to 3,
A heartbeat interval time measuring means for measuring a heartbeat interval time from a driver's heartbeat signal detected by the biological information detection sensor;
A normal range extracting means for removing a heartbeat interval time outside the normal range from the heartbeat interval time measured by the heartbeat interval time measuring means;
And a biological condition detecting means for detecting the biological condition of the driver based on the heartbeat interval time extracted by the normal range extracting means.

上記発明によれば、生体情報検出センサー及び心拍間隔時間計測手段で計測される心拍間隔時間の内、正常範囲外の心拍間隔時間を正常範囲抽出手段により除去し、正常な心拍間隔時間に基づき運転者の生体状態を検出するため、生体状態を正確に検出することが可能となる。   According to the above invention, out of the heartbeat interval time measured by the biological information detection sensor and the heartbeat interval time measuring means, the heartbeat interval time outside the normal range is removed by the normal range extracting means, and the driving is performed based on the normal heartbeat interval time. Since the biological state of the person is detected, the biological state can be accurately detected.

上述の如く本発明によれば、運転者の体型等に拘らず精度の高い生体情報検出を行うことが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to detect biological information with high accuracy regardless of the body shape of the driver.

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。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図１乃至図３は、本発明の一実施例である生体情報検出センサー内蔵シートベルト１０（以下、シートベルト１０という）を示している。図１はシートベルト１０の横断面図であり、図２はシートベルト１０の部分切裁した斜視図であり、図３はシートベルト１０の使用態様を示す図である。   1 to 3 show a seat belt 10 with a built-in biological information detection sensor (hereinafter referred to as seat belt 10) according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view of the seat belt 10, FIG. 2 is a perspective view of the seat belt 10 that is partially cut, and FIG.

本実施例に係るシートベルト１０は、内部に生体情報検出センサー１２を組み込んだ構成とされている。しかしながら、このシートベルト１０は通常のシートベルトと同様に運転者をシートに固定する機能を奏するものである。このため、シートベルト１０には、リトラクタ２５，バックル２６，及びタング２８等が設けられており、タング２８をバックル２７に装着することにより運転者はシート（図示せず）に固定される。   The seat belt 10 according to the present embodiment is configured to incorporate a biological information detection sensor 12 therein. However, the seat belt 10 has a function of fixing the driver to the seat in the same manner as a normal seat belt. For this reason, the seat belt 10 is provided with a retractor 25, a buckle 26, a tongue 28, and the like, and the driver is fixed to a seat (not shown) by attaching the tongue 28 to the buckle 27.

このシートベルト１０に設けられる生体情報検出センサー１２は、図１及び図２に示すように、圧電材料１４を中心に挟んで、その外側に外側電極１３が、また内側（運転者側）に内側電極１５が配設された構成とされている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the biological information detection sensor 12 provided on the seat belt 10 has a piezoelectric material 14 in the center, an outer electrode 13 on the outer side, and an inner side (driver side) on the inner side. The electrode 15 is arranged.

本実施例では、圧電材料１４として圧電セラミックを用いている（以下、圧電セラミック１４という）。この圧電セラミック１４は圧電性を発揮するセラミックであり、例えばＰＺＴ(Pb(Zr,Ti)O3系）を用いることができる。 In this embodiment, a piezoelectric ceramic is used as the piezoelectric material 14 (hereinafter referred to as a piezoelectric ceramic 14). The piezoelectric ceramic 14 is a ceramic exhibiting piezoelectricity, and for example, PZT (Pb (Zr, Ti) O 3 system) can be used.

上記のように圧電セラミック１４はシートベルト１０に内設されるものであり、またシートベルト１０は図３に示されるように運転者に装着されて使用されるものである。このため、シートベルト１０の装着性を維持する点より、圧電セラミック１４は運転者の体に応じて変形する必要がある。更に、シートベルト１０は、不使用時においては巻き取られた状態で収納される。このため、本実施例で用いている圧電セラミック１４は、変形可能な構成とされている。上記構成とされた圧電セラミック１４は、シートベルト１０の長手方向に沿って、後述する条件を満たす長さを持って配設されている。   As described above, the piezoelectric ceramic 14 is installed in the seat belt 10, and the seat belt 10 is used by being attached to the driver as shown in FIG. For this reason, the piezoelectric ceramic 14 needs to deform | transform according to a driver | operator's body from the point which maintains the mounting | wearing property of the seatbelt 10. FIG. Further, the seat belt 10 is stored in a wound state when not in use. For this reason, the piezoelectric ceramic 14 used in the present embodiment is configured to be deformable. The piezoelectric ceramic 14 having the above-described configuration is disposed along the longitudinal direction of the seat belt 10 with a length that satisfies a condition that will be described later.

尚、本実施例では圧電材料として圧電セラミック１４を用いているが、圧電材料はこれに限定されるものではなく、上記のように変形可能で圧電効果を奏するものであれば、他の圧電材料を用いることも可能である。   In this embodiment, the piezoelectric ceramic 14 is used as the piezoelectric material. However, the piezoelectric material is not limited to this, and any other piezoelectric material can be used as long as it is deformable and exhibits a piezoelectric effect as described above. It is also possible to use.

外側電極１３及び内側電極１５は、導電性材料よりなる帯状の電極である。この各電極１３，１５は、圧電セラミック１４に沿ってシートベルト１０の長手方向に配設されている。また、各電極１３，１５の材質は特に限定されるものではないが、導電性金属箔或いは樹脂フィルムに導体パターンが形成された基板等を用いることができる。この各電極１３，１５も、前記した圧電セラミック１４と同様に運転者の体に応じて変形可能な構成とされている。また、各電極１３，１５は、図１に示すようにアンプ１９を介してＥＣＵ２０に接続されている。   The outer electrode 13 and the inner electrode 15 are band-shaped electrodes made of a conductive material. The electrodes 13 and 15 are arranged in the longitudinal direction of the seat belt 10 along the piezoelectric ceramic 14. Moreover, the material of each electrode 13 and 15 is not specifically limited, However, The board | substrate etc. in which the conductor pattern was formed in the conductive metal foil or the resin film can be used. Each of the electrodes 13 and 15 is also configured to be deformable in accordance with the driver's body, like the piezoelectric ceramic 14 described above. The electrodes 13 and 15 are connected to the ECU 20 via an amplifier 19 as shown in FIG.

従って、例えば図１に運転者から図中矢印Ｆで示す心拍が生体情報検出センサー１２に対して印加された場合、この心拍Ｆは圧電セラミック１４に伝達され、圧電セラミック１４ではこの心拍Ｆに応じた電気分極が発生する。これにより、外側電極１３と内側電極１５との間に電位差が生じ、これをアンプ１９で増幅した上でＥＣＵ２０はこれを検出する。従って、シートベルト１０に設けられた生体情報検出センサー１２を用いて、ＥＣＵ２０は運転者の心拍を計測することが可能となる。   Therefore, for example, when a heartbeat indicated by an arrow F in FIG. 1 is applied to the biological information detection sensor 12 from the driver in FIG. 1, the heartbeat F is transmitted to the piezoelectric ceramic 14. Electric polarization occurs. As a result, a potential difference is generated between the outer electrode 13 and the inner electrode 15, which is amplified by the amplifier 19 and then detected by the ECU 20. Therefore, the ECU 20 can measure the driver's heart rate using the biological information detection sensor 12 provided on the seat belt 10.

この際、本実施例では各電極１３，１５の長さを圧電セラミック１４の長さと略等しくなるよう構成している。よって、運転者の体型等によりその心臓位置が変化し、これにより圧電効果が発生する位置が変化しても、確実に生体情報検出センサー１２が生成する心拍計測信号を取り出すことができる。   At this time, in this embodiment, the lengths of the electrodes 13 and 15 are configured to be substantially equal to the length of the piezoelectric ceramic 14. Therefore, even if the position of the heart changes depending on the body shape of the driver and the position where the piezoelectric effect is generated thereby, the heartbeat measurement signal generated by the biological information detection sensor 12 can be reliably extracted.

一方、生体情報検出センサー１２の外側にはシートベルト表布１６が、運転者側にはシートベルト裏布１７が、両側部にはシートベルト側布１８が配設されている。シートベルト１０としての強度は、このシートベルト表布１６，シートベルト裏布１７，及びシートベルト側布１８により実現されている。また、シートベルト裏布１７については、運転者の心拍を生体情報検出センサー１２に伝達する必要性があるため、シートベルト表布１６に対して薄く形成されている。従って、シートベルト１０としての強度は、実質的にシートベルト表布１６において実現されている。   On the other hand, a seat belt front cloth 16 is disposed outside the living body information detection sensor 12, a seat belt back cloth 17 is disposed on the driver side, and a seat belt side cloth 18 is disposed on both sides. The strength of the seat belt 10 is realized by the seat belt front cloth 16, the seat belt back cloth 17, and the seat belt side cloth 18. Further, the seat belt backing cloth 17 is formed thinner than the seat belt outer cloth 16 because it is necessary to transmit the heartbeat of the driver to the biological information detection sensor 12. Therefore, the strength of the seat belt 10 is substantially realized in the seat belt outer cloth 16.

上記したように、本実施例に係るシートベルト１０では、運転者の心拍を計測する生体情報検出センサー１２を、シートベルト１０の長手方向に延在するよう配設した構成としている。これにより、シートベルト１０に沿って生体情報検出センサー１２は広い範囲に配設されるため、運転者の心拍を広い検出範囲において計測することが可能となり、運転者の体格に拘らず常に運転者の心拍を計測することが可能となる。   As described above, in the seat belt 10 according to the present embodiment, the biological information detection sensor 12 that measures the driver's heartbeat is configured to extend in the longitudinal direction of the seat belt 10. As a result, since the biological information detection sensor 12 is disposed in a wide range along the seat belt 10, the driver's heart rate can be measured in a wide detection range, and the driver is always provided regardless of the driver's physique. It becomes possible to measure the heartbeat of the person.

即ち、従来のようにセンサーがシートベルトの一点に配設された構成では、運転者の身長の高低や体型の大小により運転者に対するセンサーの位置が変化し、よってセンサー位置が運転者の心臓位置からずれてしまうおそれがあった。   That is, in the conventional configuration in which the sensor is disposed at one point of the seat belt, the position of the sensor with respect to the driver changes depending on the height of the driver and the size of the body, and thus the sensor position is the position of the heart of the driver. There was a risk of shifting.

これに対して本実施例に係るシートベルト１０では、生体情報検出センサー１２をシートベルト１０の長手方向に延在するよう配設することにより、生体情報検出センサー１２は広い範囲に存在する構成となる。このため、身長の高低、体型の大小に拘らず生体情報検出センサー１２は運転者の心臓と対向する位置に位置することとなり、運転者の体型等に拘らず精度の高い生体情報検出を行うことが可能となる。このため、本実施例における生体情報検出センサー１２の配設長さは、経験的に知られる運転者の体型の全てを網羅しうる長さに設定されている。   On the other hand, in the seat belt 10 according to the present embodiment, the biological information detection sensor 12 exists in a wide range by disposing the biological information detection sensor 12 so as to extend in the longitudinal direction of the seat belt 10. Become. For this reason, the biological information detection sensor 12 is positioned at a position facing the driver's heart regardless of the height and size of the body, and highly accurate biological information detection is performed regardless of the body shape of the driver. Is possible. For this reason, the arrangement | positioning length of the biological information detection sensor 12 in a present Example is set to the length which can cover all the driver | operator's body shapes known empirically.

続いて、上記構成とされたシートベルト１０（生体情報検出センサー１２）から送信される心拍計測信号に基づき、ＥＣＵ２０が実施する運転者の緊張状態を検出する処理について説明する。図４は、運転者の緊張状態検出処理を示すフローチャートである。同図に示すフローチャートは、イグニションスイッチがオンされることにより起動する処理である。   Next, a process for detecting a driver's tension state performed by the ECU 20 based on a heartbeat measurement signal transmitted from the seat belt 10 (biological information detection sensor 12) configured as described above will be described. FIG. 4 is a flowchart showing a driver's tension state detection process. The flowchart shown in the figure is a process that is started when the ignition switch is turned on.

同図に示す処理が起動すると、先ずステップ１０（図では、ステップをＳと略称している）において、心拍間隔時間Ｔnewを計測する。この心拍間隔時間Ｔnewは、前回生体情報検出センサー１２から送信された拍計測信号の送信時刻と、今回生体情報検出センサー１２から送信された拍計測信号の送信時刻との間の時間である。   When the process shown in the figure starts, first, in step 10 (step is abbreviated as S in the figure), the heartbeat interval time Tnew is measured. This heartbeat interval time Tnew is the time between the transmission time of the beat measurement signal transmitted from the previous biological information detection sensor 12 and the transmission time of the beat measurement signal transmitted from the biological information detection sensor 12 this time.

続くステップ１２では、ステップ１０で求められた心拍間隔時間Ｔnewが正常範囲内であるかどうかが判定される。ここで、心拍間隔時間Ｔnewの正常範囲とは、人の心臓の心拍間隔時間の範囲は個人差はあるものの、ある一定の範囲内にある。よって、この範囲よりも長い時間である場合には、生体情報検出センサー１２で検出された信号が拍計測信号ではなく何らかの外乱であると判断し、この拍計測信号をステップ１４以降の処理に反映しないようにした。これにより、運転者の緊張状態検出処理の精度を高めることができる。   In the following step 12, it is determined whether or not the heartbeat interval time Tnew obtained in step 10 is within the normal range. Here, the normal range of the heartbeat interval time Tnew is within a certain range, although the range of the heartbeat interval time of the person's heart is different among individuals. Therefore, if the time is longer than this range, it is determined that the signal detected by the biological information detection sensor 12 is not a beat measurement signal but some disturbance, and this beat measurement signal is reflected in the processing after step 14. I tried not to. Thereby, the precision of a driver | operator's tension state detection process can be improved.

尚、ここで考えられ外乱としては、生体情報検出センサー１２による心拍測定中に運転者がシートベルト１０を引き出す動作をした場合、心拍以外の圧力がシートベルト１０に印加された場合等が考えられる。   Note that the disturbance considered here may be a case where the driver performs an operation of pulling out the seat belt 10 during the heart rate measurement by the biological information detection sensor 12, or a case where pressure other than the heart beat is applied to the seat belt 10. .

ステップ１２で心拍間隔時間Ｔnewが正常範囲であると判断されると、続くステップ１４では、イグニションスイッチがオンされた時から現在までの心拍間隔時間Ｔnewの平均時間（平均心拍間隔時間ＴAVE）が演算される。また、ステップ１６では、３分前までの心拍間隔時間Ｔnewの最大連続上昇回数ＮＭＡＸｕｐと、最大連続下降回数ＮＭＡＸｄｗが演算される。 If in step 12 the heartbeat interval time Tnew is judged to be the normal range, the following step 14, the ignition switch is turned on by the current until the heart rate interval time Tnew average time from the time the (average heart interval time T AVE) is Calculated. In step 16, the maximum number of consecutive rises N MAXup and the maximum number of consecutive falls N MAXdw of the heartbeat interval time Tnew up to 3 minutes before are calculated.

上記したステップ１４及びステップ１６により、平均心拍間隔時間ＴAVE、最大連続上昇回数ＮＭＡＸｕｐ、及び最大連続下降回数ＮＭＡＸｄｗが演算されると、処理はステップ１８に進む。このステップ１８では、今回計測された拍間隔時間Ｔnewが、平均心拍間隔時間ＴAVEに補正値αを加算した値より大きいかどうかが判定（Ｔnew≧ＴAVE＋α）されると共に、最大連続上昇回数ＮＭＡＸｕｐが規定値βより大きいかどうかが判定（ＮＭＡＸｕｐ≧β）される。ここで、補正値αは外乱要素を除去するための定数であり、また規定値βは人が緊張状態にある場合に示す最大連続上昇回数ＮＭＡＸｕｐの最低値である。これらは、予め実験的に求められたものである。 When the average heartbeat interval time T AVE , the maximum number of consecutive rises N MAXup , and the maximum number of consecutive falls N MAXdw are calculated in Steps 14 and 16 described above, the process proceeds to Step 18. In this step 18, it is determined whether or not the beat interval time Tnew measured this time is larger than the value obtained by adding the correction value α to the average heart beat interval time T AVE (Tnew ≧ T AVE + α), and the maximum number of continuous rises It is determined whether N MAXup is greater than the prescribed value β (N MAXup ≧ β). Here, the correction value α is a constant for removing the disturbance element, and the specified value β is the minimum value of the maximum number of consecutive rises N MAXup shown when the person is in a tension state. These have been experimentally obtained in advance.

ステップ１８において、今回計測された拍間隔時間Ｔnewが平均心拍間隔時間ＴAVEに補正値αを加算した値より大きく、かつ最大連続上昇回数ＮＭＡＸｕｐが規定値βよりも大きいと判断された場合は、運転者は緊張した状態である。よって、この場合にはステップ２０に進み、ドライバ緊張状態フラグをオンする構成とした。 If it is determined in step 18 that the beat interval time Tnew measured this time is larger than the value obtained by adding the correction value α to the average heart beat interval time T AVE and the maximum number of consecutive rises N MAXup is larger than the specified value β. The driver is nervous. Therefore, in this case, the process proceeds to step 20 and the driver tension state flag is turned on.

一方、ステップ１８において、今回計測された拍間隔時間Ｔnewが平均心拍間隔時間ＴAVEに補正値αを加算した値未満であり、かつ最大連続上昇回数ＮＭＡＸｕｐが規定値β未満である場合は、運転者はリラックスした状態である。よって、この場合にはステップ２２に進み、ドライバ緊張状態フラグをオフする構成とした。よって、このドライバ緊張状態フラグの状態を見ることにより、現在の運転者の緊張状態を検知することが可能となる。 On the other hand, in step 18, when the beat interval time Tnew measured this time is less than the value obtained by adding the correction value α to the average heart beat interval time T AVE and the maximum number of consecutive rises N MAXup is less than the specified value β, The driver is in a relaxed state. Therefore, in this case, the process proceeds to step 22 to turn off the driver tension state flag. Therefore, it is possible to detect the current driver's tension state by looking at the state of the driver tension state flag.

上記した本実施例に係る運転者の緊張状態検出処理では、ステップ１２において、生体情報検出センサー１２で計測される拍間隔時間Ｔnewが正常範囲内であるかどうかを判断し、異常な拍間隔時間Ｔnewは除去し、正常な拍間隔時間Ｔnewにのみ基づき運転者の生体状態を検出する。よって、本実施例に係る運転者の緊張状態検出処理によれば、生体状態（緊張状態）を正確に検出することが可能となる。   In the driver's tension state detection process according to the above-described embodiment, in step 12, it is determined whether or not the beat interval time Tnew measured by the biological information detection sensor 12 is within the normal range, and the abnormal beat interval time. Tnew is removed, and the biological state of the driver is detected based only on the normal beat interval time Tnew. Therefore, according to the driver's tension state detection process according to the present embodiment, the living body state (tension state) can be accurately detected.

図１は、本発明の一実施例である生体情報検出センサーの基本構成図である。FIG. 1 is a basic configuration diagram of a biological information detection sensor according to an embodiment of the present invention. 図２は、本発明の一実施例である生体情報検出センサーの部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a biological information detection sensor according to an embodiment of the present invention. 図３は、本発明の一実施例である生体情報検出センサーの使用態様を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a usage mode of the biological information detection sensor according to the embodiment of the present invention. 図４は、本発明の一実施例である生体情報検出センサーを用いた生体情報検出処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing an example of biological information detection processing using the biological information detection sensor according to the embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０ シートベルト
１２ 生体情報検出センサー
１３ 外側電極
１４ 圧電セラミック
１５ 内側電極
１６ シートベルト表布
１７ シートベルト裏布
１８ シートベルト側布
１９ アンプ
２０ ＥＣＵ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Seat belt 12 Biological information detection sensor 13 Outer electrode 14 Piezoelectric ceramic 15 Inner electrode 16 Seat belt front cloth 17 Seat belt back cloth 18 Seat belt side cloth 19 Amplifier 20 ECU

Claims (4)

車両のシートベルトに取り付けられ運転者の心拍を計測する生体情報検出センサーであって、
圧電材料を用いており前記運転者の心拍を計測するセンサー本体を、前記シートベルトの長手方向に延在するよう配設したことを特徴とする生体情報検出センサー。 A biological information detection sensor that is attached to a seat belt of a vehicle and measures a driver's heartbeat,
A biological information detection sensor, wherein a sensor body that uses a piezoelectric material and measures the driver's heart rate is disposed so as to extend in a longitudinal direction of the seat belt. 請求項１記載の生体情報検出センサーにおいて、
前記圧電材料から心拍計測信号を取り出す電極を、前記圧電材料を挟み、かつ前記圧電材料に沿って前記シートベルトの長手方向に延在するよう配設したことを特徴とする生体情報検出センサー。 The biological information detection sensor according to claim 1,
An electrode for extracting a heartbeat measurement signal from the piezoelectric material is disposed so as to sandwich the piezoelectric material and extend in the longitudinal direction of the seat belt along the piezoelectric material. 請求項１または２記載の生体情報検出センサーにおいて、
前記シートベルトは前記センサー本体の表側を覆う表部と、裏側を覆う裏部とを有しており、
前記表部に前記シートベルトとしての強度を持たせると共に、前記裏部を前記運転者の心拍の伝達を容易に行いうる振動伝達構造としたことを特徴とする生体情報検出センサー。 The biological information detection sensor according to claim 1 or 2,
The seat belt has a front portion covering the front side of the sensor body, and a back portion covering the back side,
A living body information detection sensor characterized in that the front portion has strength as the seat belt, and the back portion has a vibration transmission structure capable of easily transmitting a heartbeat of the driver. 車両に搭載され、運転者の心拍に基づき運転者の生体状態を検出する生体状態検出装置において、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の生体情報検出センサーと、
該生体情報検出センサーが検出する運転者の心拍信号より心拍間隔時間を計測する心拍間隔時間計測手段と、
該心拍間隔時間計測手段で計測される心拍間隔時間の内、正常範囲外の心拍間隔時間を除去する正常範囲抽出手段と、
該正常範囲抽出手段により抽出された心拍間隔時間に基づき、運転者の生体状態を検出する生体状態検出手段とを有することを特徴とする生体状態検出装置。 In a biological state detection device that is mounted on a vehicle and detects the biological state of the driver based on the driver's heartbeat,
The biological information detection sensor according to any one of claims 1 to 3,
A heartbeat interval time measuring means for measuring a heartbeat interval time from a driver's heartbeat signal detected by the biological information detection sensor;
A normal range extracting means for removing a heartbeat interval time outside the normal range from the heartbeat interval time measured by the heartbeat interval time measuring means;
A biological state detection device comprising: a biological state detection unit that detects a biological state of a driver based on the heartbeat interval time extracted by the normal range extraction unit.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8941499B2 (en) 2011-08-01 2015-01-27 Honda Motor Co., Ltd. Monitoring system for use with a vehicle and method of assembling same
US9440646B2 (en) 2011-02-18 2016-09-13 Honda Motor Co., Ltd. System and method for responding to driver behavior
US9475502B2 (en) 2011-02-18 2016-10-25 Honda Motor Co., Ltd. Coordinated vehicle response system and method for driver behavior
US9751534B2 (en) 2013-03-15 2017-09-05 Honda Motor Co., Ltd. System and method for responding to driver state
JP2017192825A (en) * 2013-05-13 2017-10-26 ヘルスセンシング株式会社 Human health condition detecting device
CN107512239A (en) * 2017-08-24 2017-12-26 李嘉祺 Car, passenger plane Passenger-Seat-Belt condition monitoring system
US10499856B2 (en) 2013-04-06 2019-12-10 Honda Motor Co., Ltd. System and method for biological signal processing with highly auto-correlated carrier sequences
WO2022137566A1 (en) * 2020-12-25 2022-06-30 Ｐｏｓｈ Ｗｅｌｌｎｅｓｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ株式会社 Belt sensor, detection device, monitoring system, and estimation method

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH023926A (en) * 1988-06-21 1990-01-09 Nec Corp Forming method of wiring
JP2001046347A (en) * 1999-08-12 2001-02-20 Akira Akimoto Simultaneous measurement device for respiration rate and heart rate
JP2001204714A (en) * 2000-01-28 2001-07-31 Nissan Motor Co Ltd Mental stress judging device
JP2001286448A (en) * 2000-04-07 2001-10-16 M I Labs:Kk Bio-information collector using sealed air sound sensor
JP2002016301A (en) * 2000-06-28 2002-01-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Flexible piezoelectric element and abnormality monitor using the same
JP2002166744A (en) * 2000-12-01 2002-06-11 Mitsubishi Motors Corp Occupant physical condition detector
JP2003339652A (en) * 2002-03-19 2003-12-02 Sanyo Electric Co Ltd Heartbeat/respiration measuring instrument and sheet- like sensor to be used for this
JP2005074059A (en) * 2003-09-02 2005-03-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Biological information detecting apparatus
JP2005095408A (en) * 2003-09-25 2005-04-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Biological condition judgement apparatus and supporting system

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH023926A (en) * 1988-06-21 1990-01-09 Nec Corp Forming method of wiring
JP2001046347A (en) * 1999-08-12 2001-02-20 Akira Akimoto Simultaneous measurement device for respiration rate and heart rate
JP2001204714A (en) * 2000-01-28 2001-07-31 Nissan Motor Co Ltd Mental stress judging device
JP2001286448A (en) * 2000-04-07 2001-10-16 M I Labs:Kk Bio-information collector using sealed air sound sensor
JP2002016301A (en) * 2000-06-28 2002-01-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Flexible piezoelectric element and abnormality monitor using the same
JP2002166744A (en) * 2000-12-01 2002-06-11 Mitsubishi Motors Corp Occupant physical condition detector
JP2003339652A (en) * 2002-03-19 2003-12-02 Sanyo Electric Co Ltd Heartbeat/respiration measuring instrument and sheet- like sensor to be used for this
JP2005074059A (en) * 2003-09-02 2005-03-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Biological information detecting apparatus
JP2005095408A (en) * 2003-09-25 2005-04-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Biological condition judgement apparatus and supporting system

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9873437B2 (en) 2011-02-18 2018-01-23 Honda Motor Co., Ltd. Coordinated vehicle response system and method for driver behavior
US9440646B2 (en) 2011-02-18 2016-09-13 Honda Motor Co., Ltd. System and method for responding to driver behavior
US9475502B2 (en) 2011-02-18 2016-10-25 Honda Motor Co., Ltd. Coordinated vehicle response system and method for driver behavior
US9505402B2 (en) 2011-02-18 2016-11-29 Honda Motor Co., Ltd. System and method for responding to driver behavior
US11377094B2 (en) 2011-02-18 2022-07-05 Honda Motor Co., Ltd. System and method for responding to driver behavior
US10875536B2 (en) 2011-02-18 2020-12-29 Honda Motor Co., Ltd. Coordinated vehicle response system and method for driver behavior
US9855945B2 (en) 2011-02-18 2018-01-02 Honda Motor Co., Ltd. System and method for responding to driver behavior
US8941499B2 (en) 2011-08-01 2015-01-27 Honda Motor Co., Ltd. Monitoring system for use with a vehicle and method of assembling same
US10759438B2 (en) 2013-03-15 2020-09-01 Honda Motor Co., Ltd. System and method for responding to driver state
US10246098B2 (en) 2013-03-15 2019-04-02 Honda Motor Co., Ltd. System and method for responding to driver state
US10308258B2 (en) 2013-03-15 2019-06-04 Honda Motor Co., Ltd. System and method for responding to driver state
US10752252B2 (en) 2013-03-15 2020-08-25 Honda Motor Co., Ltd. System and method for responding to driver state
US10759437B2 (en) 2013-03-15 2020-09-01 Honda Motor Co., Ltd. System and method for responding to driver state
US10759436B2 (en) 2013-03-15 2020-09-01 Honda Motor Co., Ltd. System and method for responding to driver state
US10780891B2 (en) 2013-03-15 2020-09-22 Honda Motor Co., Ltd. System and method for responding to driver state
US9751534B2 (en) 2013-03-15 2017-09-05 Honda Motor Co., Ltd. System and method for responding to driver state
US11383721B2 (en) 2013-03-15 2022-07-12 Honda Motor Co., Ltd. System and method for responding to driver state
US10499856B2 (en) 2013-04-06 2019-12-10 Honda Motor Co., Ltd. System and method for biological signal processing with highly auto-correlated carrier sequences
JP2017192825A (en) * 2013-05-13 2017-10-26 ヘルスセンシング株式会社 Human health condition detecting device
CN107512239A (en) * 2017-08-24 2017-12-26 李嘉祺 Car, passenger plane Passenger-Seat-Belt condition monitoring system
WO2022137566A1 (en) * 2020-12-25 2022-06-30 Ｐｏｓｈ Ｗｅｌｌｎｅｓｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ株式会社 Belt sensor, detection device, monitoring system, and estimation method

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