JP2016198121A - 生体情報検知装置及び生体情報検知装置を備えた座席 - Google Patents

Abstract

【課題】生体情報の検知をより確実に行うことができる生体情報検知装置を提供する。
【解決手段】人体の生体情報を検知する生体情報検知装置１であって、前方に人体が位置するように配置された検知面と、検知面に沿って検知面の後方に配置された複数の検知電極１２と、検知電極１２と検知電極１２に近接する人体との間の容量結合を用いて人体の生体情報を検知する第１検知手段１０と、人体に向けて送信信号を放射すると共にその反射信号を受信する放射部２２と、送信信号と反射信号とを用いて人体の生体情報を検知する第２検知手段２０と、を備え、放射部２２は、前方から見て、検知電極１２と重ならない位置に配置されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、生体情報検知装置及び生体情報検知装置を備えた座席に関する。

近年、車両の座席に配設されて、車両の運転者（人体）の生体情報を検知する生体情報検知装置が実用化されている。このような生体情報検知装置は、運転者の心拍間隔等の生体情報を検知し、検知データに基づいて運転者の覚醒度を判定する場合等に利用される。

このような生体情報検知装置としては、特許文献１に係る心拍検知装置（生体情報検知装置）等が開示されている。図１０は、特許文献１に係る心拍検知装置２００の構成を示す説明図である。図１０（ａ）は、心拍検知装置２００の使用例を示す説明図であり、図１０（ｂ）は、心拍検知装置２００の構成を示す説明図である。

心拍検知装置２００は、図１０に示すように、車両に乗車して座席２１２に着座した乗員２１１（人体）の心拍を検知する装置である。心拍検知装置２００は、センサ部２０１と演算部２０２とを備えている。演算部２０２は、心拍周期信号算出部２０３とＲ波存在区間設定部２０４と心拍ピーク信号算出部２０５とＲ波算出部２０６とＲＲＩ算出部２０７とを有している。

センサ部２０１は、ドップラーセンサと呼ばれる方式の検知装置であり、乗員２１１に向けて送信された送信信号とその反射信号とを用いて、乗員２１１の体表面の動きを検知している。心拍周期信号算出部２０３は、心拍ソース信号から乗員２１１の心拍の周期性を示す正弦波状の心拍周期信号を算出している。Ｒ波存在区間設定部２０４は、心拍周期信号に基づいてＲ波存在区間を設定している。心拍ピーク信号算出部２０５は、センサ部２０１の出力である心拍ソース信号から心拍のピーク波を強調させた心拍ピーク信号を算出している。Ｒ波算出部２０６は、心拍ピーク信号から振幅情報によりピーク波をＲ波として算出している。ＲＲＩ算出部２０７は、時間的に隣り合う２つのＲ波の時間間隔（ＲＲＩ：Ｒ−Ｒ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）を算出し、算出した時間間隔が異常値かどうかを判断している。

心拍検知装置２００は、このようにして、座席２１２に着座した乗員２１１の心拍に関する生体情報検を検知している。

特開２０１０−１４２４５６号公報

しかしながら、心拍検知装置２００では、車両の座席２１２の背もたれという特定の部位において、しかも、ドップラーセンサのみを用いて生体情報の検知を行っているため、乗員２１１の姿勢の変化や環境の変化等があった場合に生体情報の検知漏れが生じ易く、生体情報の検知が確実に行えないという課題があった。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、生体情報の検知をより確実に行うことができる生体情報検知装置を提供することにある。

この課題を解決するために、請求項１に記載の生体情報検知装置は、人体の生体情報を検知する生体情報検知装置であって、前方に前記人体が位置するように配置された検知面と、前記検知面に沿って前記検知面の後方に配置された複数の検知電極と、前記検知電極と前記検知電極に近接する前記人体との間の容量結合を用いて前記人体の生体情報を検知する第１検知手段と、前記人体に向けて送信信号を放射すると共にその反射信号を受信する放射部と、前記送信信号と前記反射信号とを用いて前記人体の生体情報を検知する第２検知手段と、を備え、前記放射部は、前方から見て、前記検知電極と重ならない位置に配置されていることを特徴とする。

この構成の生体情報検知装置では、検知方法の異なる第１検知手段と第２検知手段とを用いて生体情報の検知を行っている。第１検知手段と第２検知手段とでは検知に適した環境が異なるので、人体の姿勢の変化や周囲の環境の変化等があった場合でも、生体情報の検知漏れを防止し易い。しかも、放射部は、前方から見て、検知電極と重ならない位置に配置されているので、放射部から放射される送信信号が雑音成分となって検知電極と人体との間の容量結合に及ぼす影響を低減することができる。また、放射部から放射される送信信号やその反射信号を検知電極が遮ることによる影響を低減することができる。このように、生体情報検知装置では、第１検知手段と第２検知手段との間の干渉を抑制することができる。その結果、生体情報の検知をより確実に行うことができる。

請求項２に記載の生体情報検知装置では、前方から見て、前記検知電極は、前記検知面の周辺部に位置するように配置され、前記放射部は、前記検知面の中央部に位置するように配置されていることを特徴とする。

この構成の生体情報検知装置では、放射部は、前方から見て、検知面の中央部に位置するように配置されている。そのため、人体の位置が多少ずれても、送信信号を確実に人体に送信することができる。また、検知電極は、前方から見て、検知面の周辺部に配置されている。検知電極と放射部とをこのような配置とすることによって、放射部は、前方から見て、検知電極と重ならない位置となり、第１検知手段と第２検知手段との間の干渉を抑制することができる。その結果、生体情報の検知を更に確実に行うことができる。

請求項３に記載の生体情報検知装置では、前記放射部は、前記検知電極よりも前方に突出しないように配置されていることを特徴とする。

この構成の生体情報検知装置では、放射部は、検知電極よりも前方に突出しないように配置されている。そのため、人体が検知電極に近接しても、人体が放射部に接触することはない。そのため、人体が放射部に接触することによって生じる不快感を防止することができる。また、放射部が検知電極よりも前方に突出しないので、検知電極と人体との距離を近くすることができる。そのため、検知電極と人体との距離が離れることによる検知精度の低下を防止することができる。

請求項４に記載の座席は、前記人体が着座する座席であって、前記人体の背中を後方から支える背もたれ部を有し、前記背もたれ部に、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の生体情報検知装置が配設され、前記背もたれ部の背もたれ面が、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の生体情報検知装置の検知面となっていることを特徴とする。

この構成の座席は、生体情報検知装置が配設された背もたれ部を有している。そのため、この構成の座席では、着座した人体の背中を通じて生体情報の検知を行うことができる。背中は心臓に近いので、座席に着座した人体の心電や心拍動作等のような、心拍活動に関する生体情報の検知を行う場合に好適である。

請求項５に記載の生体情報検知装置は、人体の生体情報を検知する生体情報検知装置であって、上方に前記人体が位置するように配置された検知面と、前記検知面に沿って前記検知面の下方に配置された複数の検知電極と、前記検知電極と前記検知電極に近接する前記人体との間の容量結合を用いて前記人体の生体情報を検知する第１検知手段と、前記人体からの圧力を検出する感圧シートと、前記感圧シートが検出した圧力を用いて前記人体の生体情報を検知する第２検知手段と、を備え、前記感圧シートは、前記検知電極の下側に配置されていることを特徴とする。

この構成の生体情報検知装置では、検知方法の異なる第１検知手段と第２検知手段とを用いて生体情報の検知を行っている。第１検知手段と第２検知手段とでは検知に適した環境が異なるので、人体の姿勢の変化や環境の変化等があった場合でも、生体情報の検知漏れを防止し易い。しかも、感圧シートが検知電極と人体との間に介在していないので、感圧シートが検知電極と人体との間の容量結合に影響を及ぼすのを防止することができる。また、検知電極を薄くすることによって、人体からの圧力を感圧シートへ伝達し易くすることができ、検知電極が圧電の検出に影響を及ぼすのを防止することができる。このように、生体情報検知装置では、第１検知手段と第２検知手段とが互いに干渉し合うのを防止することができる。その結果、生体情報の検知をより確実に行うことができる。

請求項６に記載の生体情報検知装置では、前記検知面は、互いに対向する２つの側端部を有し、前記感圧シートは、前記２つの側端部に亘って延びる複数の感圧素子を有していることを特徴とする。

この構成の生体情報検知装置では、感圧シートは、検知面の２つの側端部に亘って延びる複数の感圧素子を有している。そのため、人体の位置が多少ずれても、圧力の検出漏れを防止し易い。その結果、生体情報の検知を更に確実に行うことができる。

請求項７に記載の座席は、前記人体が着座する座席であって、前記人体のでん部を下から支える着座部を有し、前記着座部に、請求項５又は請求項６に記載の生体情報検知装置が配設され、前記着座部の着座面が、請求項５又は請求項６に記載の生体情報検知装置の検知面となっていることを特徴とする。

この構成の座席は、生体情報検知装置が配設された着座部を有している。そのため、この構成の座席では、着座した人体のでん部を通じて生体情報の検知を行うことができる。着座中は常にでん部が着座面に押し当てられるので、検知電極とでん部との近接を安定させ易く、また、でん部からの圧力を感圧シートに伝え易い。そのため、このような座席は、着座した人体のでん部付近の心電や圧力変動等のような、心拍活動に関する生体情報の検知を行う場合に好適である。

請求項８に記載の座席は、前記人体が着座する座席であって、前記人体の背中を後方から支える背もたれ部と、前記人体のでん部を下から支える着座部と、を有し、前記背もたれ部に、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の生体情報検知装置が配設され、前記背もたれ部の背もたれ面が、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の生体情報検知装置の検知面となり、前記着座部に、請求項５又は請求項６に記載の生体情報検知装置が配設され、前記着座部の着座面が、請求項５又は請求項６に記載の生体情報検知装置の検知面となっていることを特徴とする。

この構成の座席は、生体情報検知装置が配設された背もたれ部と着座部とを有している。そのため、この構成の座席では、着座した人体の背中とでん部とを通じて生体情報の検知を行うことができる。そして、人体の背中とでん部という複数の部位を通じて生体情報の検知を行うことによって、生体情報の検知を更に確実に行うことができる。

本発明によれば、生体情報の検知をより確実に行うことができる生体情報検知装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る生体情報検知装置１の使用例を示す説明図である。 図１に示す生体情報検知装置１の配置を示す説明図である。 図１に示す生体情報検知装置１の構成を示す説明図である。 図３に示す検知電極１２と放射部２２との配置を示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る生体情報検知装置１０１の使用例を示す説明図である。 図５に示す生体情報検知装置１０１の配置を示す説明図である。 図５に示す生体情報検知装置１０１の構成を示す説明図である。 図７に示す感圧素子１２２の側断面構造を模式的に示す説明図である。 本発明の第３実施形態に係る生体情報検知装置１と生体情報検知装置１０１との配置を示す説明図である。 特許文献１に係る心拍検知装置２００の構成を示す説明図である。

［第１実施形態］
以下、本考案の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、各図において、Ｘ１方向を左方向、Ｘ２方向を右方向、Ｙ１方向を前方、Ｙ２方向を後方、Ｚ１方向を上方、Ｚ２方向を下方として、説明を進める。

まず、本実施形態に係る生体情報検知装置１の構成について、図１ないし図４を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る生体情報検知装置１の使用例を示す説明図である。図２は、図１に示す生体情報検知装置１の配置を示す説明図である。図２（ａ）は、座席７０を前方から見た図であり、図２（ｂ）は、座席７０と運転者６０とを横から見た図である。図３は、図１に示す生体情報検知装置１の構成を示す説明図である。図３は、生体情報検知装置１の分解斜視図である。図４は、図３に示す検知電極１２と放射部２２との配置を示す説明図である。図４（ａ）は、検知電極１２と放射部２２とを上方から見た図であり、図４（ｂ）は、検知電極１２と放射部２２とを前方から見た図である。

生体情報検知装置１は、図１及び図２に示すように、車両の座席７０に配設して使用され、車両の運転者６０（人体）の生体情報を検知している。座席７０は、運転者６０の背中６１を後方から支える背もたれ部７１を有している。背もたれ部７１の前面のうち、運転者６０の背中６１が接触する略長方形の部分が背もたれ面７２となっている。また、座席７０は、運転者６０のでん部６２を下から支える着座部７３を有している。着座部７３の上面のうち、運転者６０のでん部６２が接触する略長方形の部分が着座面７４となっている。

運転者６０は、背もたれ面７２の前方に背中６１が位置し、着座面７４の上方にでん部６２が位置するように、座席７０に着座する。そして、本実施形態では、座席７０の背もたれ部７１に生体情報検知装置１が配設され、座席７０の背もたれ面７２が生体情報検知装置１の検知面２となっている。

生体情報検知装置１は、図３に示すように、第１検知手段１０と第２検知手段２０とを備えている。第１検知手段１０と第２検知手段２０とは、背もたれ部７１の内部に配置されている。また、第１検知手段１０と第２検知手段２０とは、図示しない配線を介して、着座部７３の内部に配置された制御装置３０に接続されている。

第１検知手段１０は、容量結合方式の検知装置である。第１検知手段１０は、図３に示すように、検知シート１１と、検知シート１１の前面側に形成された６つの検知電極１２と、検知シート１１の背面側に形成された接地電極１３と、を有している。検知シート１１は、布等の絶縁体でできたフィルムである。検知シート１１は、検知面２に沿って検知面２の後方に配置されている。

検知電極１２は略長方形の電極である。検知電極１２の表面は、図示しない絶縁体の保護膜で覆われている。図４に示すように、３つの検知電極１２は、前方から見て、検知面２の左端部（周辺部）に位置するように上下に並べて配置され、他の３つの検知電極１２は、前方から見て、検知面２の右端部（周辺部）に位置するように上下に並べて配置されている。そして、運転者６０が着座する際には、運転者６０の背中６１が検知電極１２に近接するようになっている。

検知電極１２に運転者６０の背中６１が近接すると、検知電極１２と背中６１とが容量結合する。そして、検知電極１２は、検知電極１２と背中６１との容量結合を用いて、運転者６０の心拍等の生体活動に伴う背中６１の表面電位の変化（以下、心電と略称）に対応した電気信号を検出している。検知電極１２が検出した電気信号は制御装置３０に伝達される。

接地電極１３は、前方から見て、検知面２の上端部と下端部と左端部と右端部と（周辺部）に対応する位置に形成されている。検知面２の中央部に対応する位置には、接地電極１３は形成されていない。接地電極１３は、図示しない配線等を介して接地され、検知電極１２と背中６１との容量結合を安定させている。

尚、十分な検知精度が得られる場合には、接地電極１３は無くても構わない。また、図示しないが、検知シート１１には、ノイズ除去のための電気信号を運転者６０の背中６１にフィードバックするフィードバック用の電極が配置されていても構わない。

第２検知手段２０は、ドップラーセンサと呼ばれる方式の検知装置である。第２検知手段２０は、図３に示すように、送受信回路が内蔵された２つの本体部２１と、本体部２１の前面側にそれぞれ形成された放射部２２と、２つの本体部２１が取り付けられる取付け板２３と、取付け板２３が固定される固定フレーム２４と、を有している。

放射部２２は、高周波の電磁波信号を送受信するためのアンテナである。放射部２２は、例えば、一方の板面に送受信回路が形成された配線基板の他方の板面に所定の電極パターンを形成することで得られる。放射部２２は、図示しない配線等を介して本体部２１に内蔵された送受信回路に接続されている。

放射部２２は、本体部２１が生成した高周波の送信信号を電磁波信号として運転者６０の背中６１に放射すると共に、送信信号の運転者６０の背中６１からの反射信号を受信している。放射部２２が受信した反射信号は、本体部２１で送信信号と混合される。そして、本体部２１は、送信信号と反射信号との混合信号に基づく検波信号を出力している。検波信号は、運転者６０の心拍等の生体活動に伴う背中６１の動き（以下、心拍動作と略称）に関する動作情報を含んだ電気信号となる。本体部２１が出力した電気信号は、制御装置３０に伝達される。

取付け板２３は、アルミニウム等の金属でできた板状の部材である。放射部２２は、取付け板２３の前面側に接着等の方法で取り付けられる。固定フレーム２４は、アルミニウム等の金属でできた枠状の部材である。取付け板２３は、固定フレーム２４にねじ止め等の方法で固定され、固定フレーム２４は、座席７０の背もたれ部７１の内部に固定される。その際、図４に示すように、放射部２２は、前方から見て、検知面２の中央部に位置するように配置される。その結果、放射部２２は、前方から見て、検知電極１２や接地電極１３と重ならない位置となる。また、放射部２２は、検知電極１２の前方に突出しないように配置される。

制御装置３０は、第１検知手段１０と第２検知手段２０とを制御している。また、制御装置３０は、第１検知手段１０の６つの検知電極１２から伝達された電気信号と、第２検知手段２０の２つの本体部２１から伝達された電気信号と、に基づいて、運転者６０の心拍等に関する生体情報を算出している。

生体情報検知装置１では、このように、検知方法の異なる第１検知手段１０と第２検知手段２０とを用いて生体情報の検知を行っている。容量結合方式の検知装置を用いた生体情報の検出原理は公知なので、詳細な説明は省略する。また、ドップラーセンサ方式の検知装置を用いた生体情報の検出原理も公知なので、詳細な説明は省略する。

第１検知手段１０は、検知電極１２に運転者６０の背中６１を近接させる必要があるものの、検知電極１２に背中６１が近接していれば、運転者６０が体を多少動かしても安定して検知を行えるという利点を有している。また、第２検知手段２０は、運転者６０が体を動かした場合には検知が不安定になり易いものの、背中６１が放射部２２に近接していなくても検知できるという利点を有している。そのため、制御装置３０が、第１検知手段１０から伝達された心電に関する電気信号と、第２検知手段２０から伝達された心拍動作に関する電気信号と、に基づいて生体情報の算出を行うことによって、生体情報の検知漏れの可能性を低減することができる。

尚、第１検知手段１０の検知電極１２から伝達された電気信号に基づいて、生体情報の算出を行う際には、１つの検知電極１２から伝達された電気信号に基づいて生体情報の算出することも可能であるが、複数の検知電極１２から伝達された電気信号の差分に基づいて生体情報を算出することによって、検知の精度を高めることができる。そのため、検知電極１２の数は複数であることが望ましい。

次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態の生体情報検知装置１では、検知方法の異なる第１検知手段１０と第２検知手段２０とを用いて運転者６０の生体情報の検知を行っている。前述したように、第１検知手段１０と第２検知手段２０とでは検知に適した環境が異なるので、運転者６０の姿勢の変化や周囲の環境の変化等があった場合でも、生体情報の検知漏れを防止し易い。しかも、放射部２２は、前方から見て、検知電極１２や接地電極１３と重ならない位置に配置されているので、放射部２２から放射される送信信号は、検知電極１２や接地電極１３が配置されていない領域を通って運転者６０に到達することができる。そのため、放射部２２から放射される送信信号が雑音成分となって検知電極１２と人体との間の容量結合に及ぼす影響を低減することができる。また、放射部２２から放射される送信信号やその反射信号を検知電極１２が遮ることによる影響を低減することができる。このように、生体情報検知装置１では、第１検知手段１０と第２検知手段２０との間の干渉を抑制することができる。その結果、生体情報検知装置１では、生体情報の検知をより確実に行うことができる。

また、本実施形態の生体情報検知装置１では、放射部２２は、前方から見て、検知面の中央部に位置するように配置されている。そのため、運転者６０の背中６１の位置が多少ずれても、送信信号を確実に運転者６０の背中６１に送信することができる。また、検知電極１２は、前方から見て、検知面の周辺部に配置されている。検知電極１２と放射部２２とをこのような配置とすることによって、放射部２２は、前方から見て、検知電極１２と重ならない位置となり、第１検知手段１０と第２検知手段２０との間の干渉を抑制することができる。その結果、生体情報検知装置１では、生体情報の検知を更に確実に行うことができる。

また、本実施形態の生体情報検知装置１では、放射部２２は、検知電極１２よりも前方に突出しないように配置されている。そのため、運転者６０の背中６１が検知電極１２に近接しても、運転者６０の背中６１が放射部２２に接触することはない。そのため、運転者６０の背中６１が放射部２２に接触することによって生じる不快感を防止することができる。また、放射部２２が検知電極１２よりも前方に突出しないことから、検知電極１２と運転者６０の背中６１との距離を近くすることができる。そのため、検知電極１２と運転者６０の背中６１との距離が離れることによる検知精度の低下を防止することができる。

また、本実施形態の座席７０は、運転者６０の背中６１を後方から支える背もたれ部７１を有し、背もたれ部７１に、生体情報検知装置１が配設されている。そして、背もたれ部７１の背もたれ面７２が、生体情報検知装置１の検知面２となっている。そのため、この構成の座席７０では、着座した運転者６０の背中６１を通じて運転者６０の生体情報の検知を行うことができる。しかも、背中６１は心臓に近いので、座席７０に着座した運転者６０の心電や心拍動作等のような、心拍活動に関する生体情報の検知を行う場合に好適である。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態において、前述した第１実施形態と同一の構成である場合、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

まず、本実施形態に係る生体情報検知装置１０１の構成について、図５ないし図８を用いて説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る生体情報検知装置１０１の使用例を示す説明図である。図６は、図５に示す生体情報検知装置１０１の配置を示す説明図である。図６（ａ）は、座席７０を上方から見た図であり、図６（ｂ）は、座席７０と運転者６０とを横から見た図である。図７は、図５に示す生体情報検知装置１０１の構成を示す説明図である。図７は、生体情報検知装置１０１の分解斜視図である。図８は、図７に示す感圧素子１２２の側断面構造を模式的に示す説明図である。

生体情報検知装置１０１は、図５及び図６に示すように、車両の座席７０に配設して使用され、車両の運転者６０（人体）の生体情報を検知している。本実施形態では、着座面７４が生体情報検知装置１０１の検知面１０２となっている。

生体情報検知装置１０１は、図６に示すように、第１検知手段１１０と第２検知手段１２０とを備えている。第１検知手段１１０と第２検知手段１２０とは、着座部７３の内部に配置されている。第１検知手段１１０と第２検知手段１２０とは、図示しない配線を介して、着座部７３の内部に配置された制御装置３０に接続されている。

第１検知手段１１０は、容量結合方式の検知装置である。第１検知手段１１０は、図７に示すように、検知シート１１１と、検知シート１１１の上面側に形成された２つの検知電極１１２と、検知シート１１１の下面側に形成された接地電極１１３と、を有している。検知シート１１１は、検知面１０２に沿って検知面１０２の下方に配置されている。

検知電極１１２は略長方形の電極である。検知電極１１２の表面は、図示しない絶縁体の保護膜で覆われている。２つの検知電極１１２は、上方から見て、検知面１０２の後部側に位置するように左右に並べて配置されている。そして、運転者６０が着座する際には、運転者６０のでん部６２が検知電極１１２に近接するようになっている。

検知電極１１２に運転者６０のでん部６２が近接すると、検知電極１１２とでん部６２とが容量結合する。そして、検知電極１１２は、検知電極１１２とでん部６２との容量結合を用いて、運転者６０の心拍等の生体活動に伴うでん部６２の表面電位の変化（以下、心電と略称）に対応した電気信号を検出している。検知電極１１２が検出した電気信号は、制御装置３０に伝達される。

接地電極１１３は、上方から見て、検知面１０２の全面に対応する位置に形成されている。接地電極１１３は、図示しない配線等を介して接地され、検知電極１１２とでん部６２との容量結合を安定させている。

尚、十分な検知精度が得られる場合には、接地電極１１３は無くても構わない。また、図示しないが、検知シート１１１には、ノイズ除去のための電気信号をでん部６２にフィードバックするフィードバック用の電極等が配置されていても構わない。

第２検知手段１２０は、圧電方式の検知装置である。第２検知手段１２０は、図７に示すように、感圧シート１２１と、感圧シート１２１の上面側に配置された４つの感圧素子１２２と、感圧シート１２１の下面側に配置されたクッション１２７と、を有している。感圧シート１２１は、布等の絶縁体でできたフィルムである。

感圧素子１２２は、上方から見て細長い長方形の形状を有した素子であり、着座面７４の左端部から右端部に亘って延びている。４つの感圧素子１２２は、感圧シート１２１の上面に、前後方向にほぼ等間隔に並べて配置されている。感圧素子１２２は、図８に示すように、感圧シート１２１の上面側に配置された絶縁フィルム１２３と、絶縁フィルム１２３の上に形成された第１電極層１２４と、その上に形成された圧電体層１２５と、その上に形成された第２電極層１２６と、で構成されている。圧電体層１２５に使用される材料としては、チタン酸バリウム等の圧電性を有したセラミックの微粒子が練りこまれた樹脂等が使用される。感圧素子１２２の表面は、図示しない絶縁体の保護膜で覆われている。

感圧素子１２２は圧電効果を有している。そして、感圧素子１２２は、圧電効果を利用して、運転者６０の心拍等の生体活動に伴うでん部６２からの圧力の微小な変動（以下、圧力変動と略称）に対応した電気信号を発生させている。感圧素子１２２が発生させた電気信号は、制御装置３０に伝達される。

クッション１２７は、ウレタンのような弾力性を有した樹脂でできた板状の部材である。クッション１２７は、着座部７３の内部に保持されて、検知シート１１１と感圧シート１２１とを下側から支えている。

制御装置３０は、第１検知手段１１０と第２検知手段１２０とを制御している。また、制御装置３０は、第１検知手段１１０の２つの検知電極１１２から伝達された電気信号と、第２検知手段１２０の４つの感圧素子１２２から伝達された電気信号と、に基づいて、運転者６０の心拍等に関する生体情報を算出している。

生体情報検知装置１０１では、このように、検知方法の異なる第１検知手段１１０と第２検知手段１２０とを用いて生体情報の検知を行っている。容量結合方式の検知装置を用いた生体情報の検出原理は公知なので、詳細な説明は省略する。また、圧電方式の検知装置を用いた生体情報の検出原理も公知なので、詳細な説明は省略する。

第１検知手段１１０は、検知電極１１２に運転者６０のでん部６２を近接させる必要があるものの、検知電極１１２にでん部６２が近接していれば、運転者６０が体を多少動かしても安定して検知を行えるという利点を有している。また、第２検知手段１２０は、運転者６０が体を動かした場合には検知が不安定になり易いものの、でん部６２からの圧力が感圧素子１２２に伝達されれば、でん部６２が感圧素子１２２に近接していなくても検知できるという利点を有している。つまり、第２検知手段１２０が検知面１０２から離れていたとしても、また、検知面１０２と第２検知手段１２０との間に検知電極１１２が介在していたとしても、第２検知手段１２０に間接的に圧力が加われば検知ができる。そのため、制御装置３０が、第１検知手段１１０から伝達された電気信号と、第２検知手段１２０から伝達された電気信号と、に基づいて生体情報の算出を行うことによって、生体情報の検知漏れの可能性を低減することができる。

次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態の生体情報検知装置１０１では、検知方法の異なる第１検知手段１１０と第２検知手段１２０とを用いて運転者６０の生体情報の検知を行っている。前述したように、第１検知手段１１０と第２検知手段１２０とでは検知に適した環境が異なるので、運転者６０の姿勢の変化や環境の変化等があった場合でも、生体情報の検知漏れを防止し易い。しかも、感圧シート１２１が検知電極１１２と運転者６０のでん部６２との間に介在していないので、感圧シート１２１が検知電極１１２とでん部６２との間の容量結合に影響を及ぼすのを防止することができる。また、検知電極１１２を薄くすることによって、運転者６０のでん部６２からの圧力を感圧シート１２１へ伝達し易くすることができ、検知電極１１２が感圧シート１２１の圧電効果に影響を及ぼすのを防止することができる。このように、生体情報検知装置１０１では、第１検知手段１１０と第２検知手段１２０とが互いに干渉し合うのを防止することができる。その結果、生体情報検知装置１０１では、生体情報の検知をより確実に行うことができる。

また、本実施形態の生体情報検知装置１０１では、感圧シート１２１は、着座面７４の２つの側端部に亘って延びる４つの感圧素子１２２を有している。そのため、運転者６０のでん部６２の位置が多少ずれても、圧力の検出漏れを防止し易い。その結果、生体情報検知装置１０１では、生体情報の検知を更に確実に行うことができる。

また、本実施形態の座席７０は、運転者６０のでん部６２を下から支える着座部７３を有し、着座部７３に、生体情報検知装置１０１が配設されている。そして、着座部７３の着座面７４が、生体情報検知装置１０１の検知面１０２となっている。そのため、この構成の座席７０では、着座した運転者６０のでん部６２を通じて運転者６０の生体情報の検知を行うことができる。しかも、着座中は常にでん部６２が着座面７４に押し当てられるので、検知電極１１２とでん部６２との近接を安定させ易く、また、でん部６２からの圧力を感圧シート１２１に伝え易い。そのため、このような座席７０は、着座した運転者６０のでん部６２付近の心電や圧力変動等のような、心拍活動に関する生体情報の検知を行う場合に好適である。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態において、前述した第１実施形態や第２実施形態と同一の構成である場合、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

まず、本実施形態に係る生体情報検知装置１と生体情報検知装置１０１との構成について、図９を用いて説明する。図９は、本発明の第３実施形態に係る生体情報検知装置１と生体情報検知装置１０１との配置を示す説明図である。図９（ａ）は、座席７０を前方から見た図であり、図９（ｂ）は、座席７０と運転者６０とを横から見た図である。

図９に示すように、本実施形態では、生体情報検知装置１と生体情報検知装置１０１とが、座席７０に配設されている。生体情報検知装置１は、第１実施形態において説明したものと同じである。生体情報検知装置１０１は、第２実施形態において説明したものと同じである。生体情報検知装置１の第１検知手段１０と第２検知手段２０とは、図示しない配線を介して、制御装置３０に接続されている。生体情報検知装置１０１の第１検知手段１１０と第２検知手段１２０とも、図示しない配線を介して、制御装置３０に接続されている。

このように、本実施形態では、生体情報検知装置１の第１検知手段１０と第２検知手段２０と、生体情報検知装置１０１の第１検知手段１１０と第２検知手段１２０とを、同時に備えている。

次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態の座席７０は、運転者６０の背中６１を後方から支える背もたれ部７１を有し、背もたれ部７１に、生体情報検知装置１が配設されている。また、座席７０は、運転者６０のでん部６２を下から支える着座部７３を有し、着座部７３に、生体情報検知装置１０１が配設されている。そのため、この構成の座席７０では、着座した運転者６０の背中６１とでん部６２とを通じて人体の生体情報の検知を行うことができる。そして、運転者６０の複数の部位を通じて生体情報の検知を行うことによって、生体情報の検知を更に確実に行うことができる。

例えば、運転者６０が前方に屈んで、背中６１が背もたれ部７１から離れても、でん部６２が着座部７３に近接していれば、生体情報の検知を継続することができる。逆に、運転者６０が腰を浮かせて、でん部６２が着座部７３から離れても、背中６１が背もたれ部７１に近接していれば、生体情報の検知を継続することができる。

また、例えば、背もたれ部７１付近で発生したノイズの影響で、生体情報検知装置１の検知結果が異常値を示しても、生体情報検知装置１０１が正常に動作していれば、生体情報検知装置１０１の検知結果を使用して検知漏れを防止することができる。逆に、着座部７３付近で発生したノイズの影響で、生体情報検知装置１０１の検知結果が異常値を示しても、生体情報検知装置１が正常に動作していれば、生体情報検知装置１の検知結果を使用して検知漏れを防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することができる。

例えば、本発明の第１実施形態において、生体情報検知装置１の検知面２の向きは、装置の使用状況に応じて適宜変更しても構わない。例えば、座席７０がリクライニング構造を有している場合には、検知面２は前後方向ではなく上下方向や斜め方向を向いていても構わない。また、生体情報検知装置１の検知面２は、座席７０の背もたれ面７２以外の面であっても構わない。また、生体情報検知装置１を車両の座席７０以外に配設して使用しても構わない。また、生体情報検知装置１は、運転者６０の背中６１だけを検知対象とするのではなく、運転者６０の肩や腰を検知対象としても構わない。

また、本発明の第１実施形態において、第１検知手段１０の検知電極１２の数は６つに限定されない。十分な検知精度が得られるのであれば、検知電極１２の数は２つであっても構わない。また、検知精度を更に向上させたい場合には、検知電極１２の数を更に増やしても構わない。また、検知電極１２は、前方から見て、検知面２の上端部や下端部に位置するように配置されていても構わない。

また、本発明の第１実施形態において、第２検知手段２０の放射部２２の数は２つに限定されない。十分な検知精度が得られるのであれば、放射部２２の数は１つであっても構わない。また、検知精度を更に向上させたい場合には、放射部２２の数を更に増やしても構わない。

また、本発明の第１実施形態において、第２検知手段２０の本体部２１と放射部２２とは分離して配置されていても構わない。例えば、放射部２２は、検知シート１１の前面に検知電極１２と共に形成された電極パターンであっても構わない。そして、本体部２１は、制御装置３０と共に着座部７３の内部に配置されていても構わない。また、放射部２２を所定の位置に固定できるのであれば、取付け板２３や固定フレーム２４は無くても構わない。

また、本発明の第１実施形態において、第２検知手段２０は、高周波の電磁波信号を用いて運転者６０の生体情報を検知するのではなく、超音波信号を用いて運転者６０の生体情報を検知しても構わない。その場合、放射部２２は、超音波の送信信号を放射するスピーカと送信信号の運転者６０からの反射信号を受信するマイクとを組み合わせた装置となる。

また、本発明の第２実施形態において、生体情報検知装置１０１の検知面１０２の向きは、装置の使用状況に応じて適宜変更しても構わない。また、生体情報検知装置１０１の検知面１０２は、座席７０の着座面７４以外の面であっても構わない。また、生体情報検知装置１０１を車両の座席７０以外に配設して使用しても構わない。また、生体情報検知装置１０１は、運転者６０のでん部６２だけを検知対象とするのではなく、運転者６０の大腿部を検知対象としても構わない。

また、本発明の第２実施形態において、第１検知手段１１０の検知電極１１２の数は２つに限定されない。検知精度を更に向上させたい場合には、検知電極１１２の数を更に増やしても構わない。

また、本発明の第２実施形態において、第２検知手段１２０の感圧素子１２２の数は４つに限定されない。十分な検知精度が得られるのであれば、感圧素子１２２の数は３つ以下であっても構わない。また、検知精度を更に向上させたい場合には、感圧素子１２２の数を更に増やしても構わない。また、感圧素子１２２は、検知面１０２の前端部から後端部に亘って延びていても構わない。

また、本発明の第２実施形態において、運転者６０のでん部６２からの圧力を所定の電気信号に変換できるのであれば、第２検知手段１２０の感圧素子１２２は、図８に示す以外の構造を有した素子であっても構わない。例えば、感圧素子１２２は、でん部６２からの圧力に対応して歪み、その歪みに対応して抵抗値が変化する歪みゲージのような素子であっても構わない。また、第２検知手段１２０のでん部６２からの圧力に対応して気圧が変化する空気袋を有し、感圧素子１２２は、空気袋の気圧を検出する気圧センサのような素子であっても構わない。

１ 生体情報検知装置
２ 検知面
１０ 第１検知手段
１１ 検知シート
１２ 検知電極
１３ 接地電極
２０ 第２検知手段
２１ 本体部
２２ 放射部
２３ 取付け板
２４ 固定フレーム
３０ 制御装置
６０ 運転者
６１ 背中
６２ でん部
７０ 座席
７１ 背もたれ部
７２ 背もたれ面
７３ 着座部
７４ 着座面
１０１ 生体情報検知装置
１０２ 検知面
１１０ 第１検知手段
１１１ 検知シート
１１２ 検知電極
１１３ 接地電極
１２０ 第２検知手段
１２１ 感圧シート
１２２ 感圧素子
１２３ 絶縁フィルム
１２４ 第１電極層
１２５ 圧電体層
１２６ 第２電極層
１２７ クッション

Claims (8)

1. 人体の生体情報を検知する生体情報検知装置であって、
   前方に前記人体が位置するように配置された検知面と、
   前記検知面に沿って前記検知面の後方に配置された複数の検知電極と、
   前記検知電極と前記検知電極に近接する前記人体との間の容量結合を用いて前記人体の生体情報を検知する第１検知手段と、
   前記人体に向けて送信信号を放射すると共にその反射信号を受信する放射部と、
   前記送信信号と前記反射信号とを用いて前記人体の生体情報を検知する第２検知手段と、
   を備え、
   前記放射部は、
   前方から見て、前記検知電極と重ならない位置に配置されていることを特徴とする生体情報検知装置。
2. 前方から見て、
   前記検知電極は、前記検知面の周辺部に位置するように配置され、
   前記放射部は、前記検知面の中央部に位置するように配置されていることを特徴とする、
   請求項１に記載の生体情報検知装置。
3. 前記放射部は、
   前記検知電極よりも前方に突出しないように配置されていることを特徴とする、
   請求項１又は請求項２に記載の生体情報検知装置。
4. 前記人体が着座する座席であって、
   前記人体の背中を後方から支える背もたれ部を有し、
   前記背もたれ部に、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の生体情報検知装置が配設され、
   前記背もたれ部の背もたれ面が、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の生体情報検知装置の検知面となっていることを特徴とする座席。
5. 人体の生体情報を検知する生体情報検知装置であって、
   上方に前記人体が位置するように配置された検知面と、
   前記検知面に沿って前記検知面の下方に配置された複数の検知電極と、
   前記検知電極と前記検知電極に近接する前記人体との間の容量結合を用いて前記人体の生体情報を検知する第１検知手段と、
   前記人体からの圧力を検出する感圧シートと、
   前記感圧シートが検出した圧力を用いて前記人体の生体情報を検知する第２検知手段と、
   を備え、
   前記感圧シートは、
   前記検知電極の下側に配置されていることを特徴とする生体情報検知装置。
6. 前記検知面は、互いに対向する２つの側端部を有し、
   前記感圧シートは、前記２つの側端部に亘って延びる複数の感圧素子を有していることを特徴とする、
   請求項５記載の生体情報検知装置。
7. 前記人体が着座する座席であって、
   前記人体のでん部を下から支える着座部を有し、
   前記着座部に、請求項５又は請求項６に記載の生体情報検知装置が配設され、
   前記着座部の着座面が、請求項５又は請求項６に記載の生体情報検知装置の検知面となっていることを特徴とする座席。
8. 前記人体が着座する座席であって、
   前記人体の背中を後方から支える背もたれ部と、
   前記人体のでん部を下から支える着座部と、を有し、
   前記背もたれ部に、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の生体情報検知装置が配設され、
   前記背もたれ部の背もたれ面が、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の生体情報検知装置の検知面となり、
   前記着座部に、請求項５又は請求項６に記載の生体情報検知装置が配設され、
   前記着座部の着座面が、請求項５又は請求項６に記載の生体情報検知装置の検知面となっていることを特徴とする座席。