JP2013090834A

JP2013090834A - ステアリングホイール用生体検出センサ

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Publication number: JP2013090834A
Application number: JP2011235103A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Morimoto; 寛森本; Kentaro Tejima; 健太郎手嶋; Yusuke Nakamura; 勇介中村; Katsumasa Nishii; 克昌西井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2013-05-16
Anticipated expiration: 2031-10-26
Also published as: JP5699902B2

Abstract

【課題】簡単な構成で生体信号の検出をより確実に行うことができるステアリングホイール用生体検出センサを得る。
【解決手段】運転者が片手で同時に接触可能な一対の電極８，１０をステアリングホイール１のリング状のグリップ部２の表面に設ける。一対の電極８，１０をグリップ部２と直交する断面外周に沿って周方向に、かつ、リング状のグリップ部２の円周方向に沿って交互に配置する。一対の電極８，１０はそれぞれ櫛形で、それぞれの電極が交互に配置されるように噛み合わせて配置した。また、一対の電極８，１０は、それぞれ導電性の布で形成すると共に、一対の電極８，１０を一枚のシート状に形成し、グリップ部２に巻き付けて両端をグリップ部２の内側に配置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステアリングホイールに設けられ、運転者の生体信号を検出するステアリングホイール用生体検出センサに関する。

従来より、特許文献１にあるように、ステアリングホイールを操作する運転者の手や指が電極に接触するように、ステアリングホイールの表面に電極を配置し、運転者の生体信号を電極を介して取得して、運転者の健康状態等を提供するものが提案されている。

特開２００８−２３７３７８号公報

しかしながら、こうした従来のものでは、一対の電極がステアリングホイールの表面に、リング状のステアリングホイールの円周方向に平行に並べて配置されているので、運転者がステアリングホイールを握るのではなく、手の平をステアリングホイールの表面に押し当てた状態でステアリングホイールを操作した場合、運転者の手の平が一対の電極の一方にしか接触せず、生体信号を取得できない場合があるという問題があった。また、電極をステアリングホイール内に埋め込んで配置しているので、加工が容易でないという問題があった。

本発明の課題は、簡単な構成で生体信号の検出をより確実に行うことができるステアリングホイール用生体検出センサを提供することにある。

かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
運転者が片手で同時に接触可能な一対の電極をステアリングホイールのリング状のグリップ部の表面に設けたステアリングホイール用生体検出センサにおいて、
前記一対の電極を前記グリップ部と直交する断面外周に沿って周方向に、かつ、リング状のグリップ部の円周方向に沿って交互に配置したことを特徴とするステアリングホイール用生体検出センサがそれである。

一対の電極はそれぞれ櫛形で、それぞれの電極が交互に配置されるように噛み合わせて配置した構成としてもよい。その際、前記一対の電極は、それぞれ導電性の布で形成すると共に、前記一対の電極を一枚のシート状に形成し、前記グリップ部に巻き付けて両端を前記グリップ部の内側に配置した構成としてもよい。

また、前記一対の電極は、それぞれ導電性の布で形成すると共に、前記一対の電極をテープ状に形成し、前記グリップ部に螺旋状に巻き付けた構成としてもよい。更に、前記一対の電極は、前記グリップ部を握る運転者の片手の指の方向に交差して、斜めに配置した構成としてもよい。

本発明のステアリングホイール用生体検出センサは、運転者の指と一対の電極とが交差して、運転者の指が一対の電極の両方に跨って接触すると共に、手の平をステアリングホイールに接触させても手の平が一対の電極の両方に跨って接触するので、確実に一対の電極の電位差を検出して、生体信号として検出でき、しかも、グリップ部の表面に巻き付ける構成を取ることができるので、簡単に構成できるという効果を奏する。

一対の電極を櫛形に形成することにより、容易に交互に電極を配置できると共に、シート状に形成できるので、構成も簡単になる。また、一対の電極をテープ状に形成することにより、グリップ部への巻き付けが容易になる。更に、指の方向と交叉するように電極を斜めに配置することにより、一対の電極への接触が確実になる。

本発明の第１実施形態としてのステアリングホイール用生体検出センサを適用したステアリングホイールの正面図である。本第１実施形態のステアリングホイール用生体検出センサの拡大展開図である。図２のＡＡ断面矢視図である。本第１実施形態のステアリングホイール用生体検出センサのグリップ部への巻き付けの説明図である。本第１実施形態のステアリングホイール用生体検出センサを右側に適用したステアリングホイールの正面図である。本第１実施形態のステアリングホイール用生体検出センサのステアリングホイールの左側と右側とへの配置の説明図である。本発明の第２実施形態としてのステアリングホイール用生体検出センサを適用したステアリングホイールの正面図である。本第２実施形態のステアリングホイール用生体検出センサの拡大展開図である。図８のＢＢ断面矢視図である。本第２実施形態のステアリングホイール用生体検出センサを巻き付けた際の断面を示す説明図である。本第２実施形態の別のステアリングホイール用生体検出センサの拡大展開図である。図１１のＣＣ断面矢視図である。

以下本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態としてのステアリングホイール用生体検出センサを適用したステアリングホイールの正面図である。

図１に示すように、１はステアリングホイールで、ステアリングホイール１はリング状のグリップ部２を備えると共に、グリップ部２の内周から中央に向かって延びたグリップ部２を支持するスポーク部４を備えている。グリップ部２の表面にはステアリングホイール用生体検出センサ６（以下、生体検出センサ６という。以下同様。）が設けられている。

本第１実施形態では、図２、図３に示すように、生体検出センサ６は長方形の一枚のシート状に形成されている。生体検出センサ６は一対の電極８，１０を備え、一対の電極８，１０は導電性の布により形成されると共に、一対の電極８，１０の間には絶縁性の布からなる絶縁体１２が設けられている。また、長方形状の生体検出センサ６の長手方向の一方の縁に沿って電極１０の端にも絶縁性の布からなる絶縁体１３が設けられている。

一対の電極８，１０はそれぞれ櫛形に形成されており、一対の電極８，１０のうち、一方の電極８は、図２に示すように、櫛歯部８ａが右上から左下方向に斜めに延びて配置されている。これに対し、他方の電極１０は、櫛歯部１０ａが左下から右上方向に斜めに延びて配置されており、一方の電極８の櫛歯部８ａの間に他方の電極１０の櫛歯部１０ａを噛み合わせて配置して、両櫛歯部８ａ，１０ａが平行に、かつ、両櫛歯部８ａ，１０ａが長方形の長手方向に沿って互い違いに平行になるように配置されている。

両櫛歯部８ａ，１０ａの間に絶縁体１２が配置されて、一対の電極８，１０の絶縁が図られている。また、一対の電極８，１０と絶縁体１２とが合わせ目を縫製または接着により一体的に結合されている。両櫛歯部８ａ，１０ａと絶縁体１２との合計の幅は、運転者の片手の指、主に、人差し指、中指、薬指の長さよりも短く形成されて、運転者が片手で両櫛歯部８ａ，１０ａと絶縁体１２とに同時に接触可能な幅に形成されている。

図４に示すように、前述したように形成されたシート状の生体検出センサ６がグリップ部２に巻き付けられる。巻き付ける際には、長方形の長手方向がリング状のグリップ部２の円周方向に合わせられ、シート状の生体検出センサ６の両端をグリップ部２の内側に配置して、生体検出センサ６の両端を縫い合わせグリップ部２に固定している。生体検出センサ６の両端は絶縁体１３と電極８からなり、縫い合わせても、一方の電極８と他方の電極１０とは短絡しない。

生体検出センサ６をグリップ部２に取り付けた際には、図１に示すように、一対の電極８，１０がグリップ部２と直交する断面外周に沿って周方向に、かつ、リング状のグリップ部２の円周方向に沿って交互に配置され、一対の電極８，１０が外周周方向に対して斜めに配置される。

また、運転者の左側のグリップ部２に一対の電極８，１０を配置した場合には、一対の電極８，１０は両櫛歯部８ａ，１０ａがグリップ部２の径方向内側から径方向外側に斜めに、かつ、外側に向かって下側に斜めに、配置される。これにより、図６（ａ）に示すように、グリップ部２を握る運転者の片手、例えば、左手の指の方向に交差して、一対の電極８，１０の両櫛歯部８ａ，１０ａが斜めに配置される。

図２に示すシート状の生体検出センサ６を表裏を逆に裏返して、図５に示すように、運転者の右側のグリップ部２に巻き付けることもできる。生体検出センサ６は、裏返しても、一対の電極８，１０は両面共に導電性を有する。

裏返すことにより、両櫛歯部８ａ，１０ａの傾斜方向が逆方向になり、図６（ｂ）に示すように、グリップ部２を握る運転者の右手の指の方向に交差して、一対の電極８，１０の両櫛歯部８ａ，１０ａが斜めに配置される。裏返すことにより、同じ生体検出センサ６を運転者の左右両側に用いることができる。

次に、前述した本第１実施形態の生体検出センサ６の作動について説明する。運転者が片手、例えば、左手でグリップ部２の表面の生体検出センサ６に接触すると、図６（ａ）に示すように、運転者の左手の指と、一対の電極８，１０の両櫛歯部８ａ，１０ａとが交差して、運転者の指が一対の電極８，１０の両方に跨って接触する。また、運転者の片手の手の平をステアリングホイール１に接触させても手の平が一対の電極８，１０の両方に跨って接触する。

従って、一対の電極８，１０の電位差を検出して、生体信号として取り出す際に、一対の電極８，１０の両方に運転者の指や手の平が接触しているので、確実に生体信号を検出できる。検出した生体信号に基づいて、運転者の健康状態等やステアリングホイール１への接触等を判定できる。しかも、グリップ部２の表面に巻き付ける構成を取ることができるので、グリップ部２に溝等を加工することなく簡単に構成できる。

次に、前述した第１実施形態と異なる第２実施形態について、図７〜図９によって説明する。尚、前述した第１実施形態と同じ部材については同一番号を付して詳細な説明を省略する。

本第２実施形態では、図７に示すように、ステアリングホイール１のグリップ部２にテープ状の生体検出センサ１６が設けられている。この生体検出センサ１６は、図８、図９に示すように、テープ状の一対の電極１８，２０が間隔を空けて配置され、その間に絶縁体２２が挟まれている。また、一対の電極１８，２０はそれぞれ断面Ｌ字状の絶縁体２３ａ，２３ｂに積層されると共に、一対の電極１８，２０の長手方向の外側の縁に沿って絶縁体２３ａ，２３ｂにより絶縁されている。

一対の電極１８，２０はテープ状の導電性布で形成され、また、一対の電極１８，２０は絶縁体２２，２３ａ，２３ｂによりそれぞれ左右側面と底面とが囲まれている。このテープ状の生体検出センサ１６を運転者の左側のグリップ部２に斜めに巻き付ける。一対の電極１８，２０と絶縁体２２，２３ａ，２３ｂとの合計の幅は、運転者の片手の指、主に、人差し指、中指、薬指の長さよりも短く形成されて、運転者が片手で一対の電極１８，２０に同時に接触可能な幅に形成されている。

生体検出センサ１６をグリップ部２に巻き付ける際には、図７に示すように、一対の電極１８，２０がグリップ部２と直交する断面外周に沿って周方向に、また、一対の電極１８，２０を外周周方向に対して斜めになるように螺旋状に巻き付けられる。絶縁体２２，２３ａ，２３ｂを有するため、螺旋状に巻き付けても、一対の電極１８，２０が短絡することはない。巻き付ける際に、図１０（ａ）に示すように、生体検出センサ１６を重ならないように、密着させて巻き付けてもよい。また、図１０（ｂ）に示すように、生体検出センサ１６の一部を重ね合わせた状態で巻き付けてもよい。その場合でも、絶縁体２２，２３ａ，２３ｂにより、一対の電極１８，２０が短絡することはない。

運転者の左側のグリップ部２に一対の電極１８，２０を配置した場合には、一対の電極１８，２０がグリップ部２の径方向内側から径方向外側に斜めに、かつ、外側に向かって下側に斜めに、配置される。これにより、グリップ部２を握る運転者の片手、例えば、左手の指の方向に交差して、一対の電極１８，２０が斜めに配置される。

テープ状の生体検出センサ１６を運転者の右側のグリップ部２に螺旋状に巻き付けてもよい。その際、生体検出センサ１６は、図７の場合と巻き付けの方向が逆方向に斜めになるように、巻き付けることにより、グリップ部２を握る運転者の右手の指の方向に交差して、一対の電極１８，２０が斜めに配置される。

本第２実施形態の場合でも、運転者が片手、例えば、左手でグリップ部２の表面の生体検出センサ１６に接触すると、運転者の左手の指と、一対の電極１８，２０とが交差して、運転者の指が一対の電極１８，２０の両方に跨って接触する。また、運転者の片手の手の平をステアリングホイール１に接触させても手の平が一対の電極１８，２０の両方に跨って接触する。

従って、一対の電極１８，２０の電位差を検出して、生体信号として取り出す際に、一対の電極１８，２０の両方に運転者の指や手の平が接触しているので、確実に生体信号を検出できる。検出した生体信号に基づいて、運転者の健康状態等やステアリングホイール１への接触等を判定できる。しかも、グリップ部２の表面に巻き付ける構成を取ることができるので、グリップ部２に溝等を加工することなく簡単に構成できる。

また、絶縁体２２を間にして一対の電極１８，２０を配置した場合に限らず、図１１、図１２に示すように、テープ状の生体検出センサ２６は一対の絶縁性の表皮３２，３４を備え、表皮３２，３４にはそれぞれ多数の小孔３２ａ，３４ａが穿設され、表皮３２，３４の裏面に一対の電極２８，３０が設けられていてもよい。一対の電極２８，３０には表皮３２，３４の小孔３２ａ，３４ａに挿入可能な多数の突起２８ａ，３０ａを形成し、突起２８ａ，３０ａを小孔３２ａ，３４ａに挿入して、突起２８ａ，３０ａを表皮３２，３４の表面に露出させる。尚、一対の電極２８，３０の間には絶縁体３６が挟まれており、一対の電極２８，３０の裏面側はそれぞれ断面Ｌ字状の絶縁体３８，４０が設けられると共に、一対の電極２８，３０の長手方向の外側の縁に沿って絶縁体３８，４０により絶縁されている。

この生体検出センサ２６をグリップ部２の表面に、前述した生体検出センサ１６と同様に螺旋状に巻き付けることにより、同様に実施可能である。尚、表皮３２，３４には皮革や絶縁性布等を用い、一対の電極２８，３０には導電性布や導電性不織布等を用いればよい。

以上本発明はこの様な実施形態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において種々なる態様で実施し得る。

１…ステアリングホイール２…グリップ部
４…スポーク部６，１６，２６…生体検出センサ
８，１０，１８，２０，２８，３０…電極８ａ，１０ａ…櫛歯部
１２，１３，２２，２３ａ，２３ｂ，３６，３８，４０…絶縁体
２８ａ，３０ａ…突起３２ａ，３４ａ…小孔
３２，３４…表皮

Claims

運転者が片手で同時に接触可能な一対の電極をステアリングホイールのリング状のグリップ部の表面に設けたステアリングホイール用生体検出センサにおいて、
前記一対の電極を前記グリップ部と直交する断面外周に沿って周方向に、かつ、リング状のグリップ部の円周方向に沿って交互に配置したことを特徴とするステアリングホイール用生体検出センサ。
一対の電極はそれぞれ櫛形で、それぞれの電極が交互に配置されるように噛み合わせて配置したことを特徴とする請求項１に記載のステアリングホイール用生体検出センサ。
前記一対の電極は、それぞれ導電性の布で形成すると共に、前記一対の電極を一枚のシート状に形成し、前記グリップ部に巻き付けて両端を前記グリップ部の内側に配置したことを特徴とする請求項２に記載のステアリングホイール用生体検出センサ。
前記一対の電極は、それぞれ導電性の布で形成すると共に、前記一対の電極をテープ状に形成し、前記グリップ部に螺旋状に巻き付けたことを特徴とする請求項１に記載のステアリングホイール用生体検出センサ。
前記一対の電極は、前記グリップ部を握る運転者の片手の指の方向に交差して、斜めに配置したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のステアリングホイール用生体検出センサ。