JP2017217221A - 生体情報測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生体情報の測定に要する時間を短くするとともに測定精度を向上させることができる生体情報測定装置を提供すること。【解決手段】生体情報測定装置１００は、車両のステアリング２００の左位置に配置され、２つの左分割電極ＥＬ１、ＥＬ２によって構成される左電極１０と、ステアリング２００の右位置に配置され、２つの右分割電極ＥＲ１、ＥＲ２によって構成される右電極２０と、２つの左分割電極ＥＬ１、ＥＬ２の電位差を検出する電位差検出部３０と、２つの右分割電極ＥＲ１、ＥＲ２の電位差を検出する電位差検出部３２と、左分割電極ＥＬ２と右分割電極ＥＲ２の電位差を検出する電位差検出部３４と、電位差検出部３０、３２、３４の各検出結果に基づいて、ステアリング２００を操作する運転者の生体情報を算出するデータ処理部４０とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、車両のハンドルを握る運転者の生体情報を測定する生体情報測定装置に関する。

従来から、運転者が左右の手で同時に把持可能なステアリングホイールの左右の２箇所の把持部に、それぞれ４個、合計８個の電極部を設け、心電波形を測定する際には、全ての電極部の接触インピーダンスを測定して、その測定した接触インピーダンスが閾値以下の電極部の中から、心電波形の測定に用いる左右の電極の組を設定するようにした生体情報測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−２３７３７９号公報

ところで、特許文献１に開示された生体情報測定装置では、測定対象となるｉ番目の電極部のインピーダンスを測定する際に、スイッチング回路部を切り換えて、このｉ番目の電極部の両電極をインピーダンス測定部に接続しても、その後、インピーダンス測定部からの検出信号が安定するのに時間がかかることから、スイッチング回路部を切り換えてから検出信号が安定するのに要する時間が経過した後、一定期間、検出信号をサンプリングし、そのサンプリングした検出信号を平均化しており、インピーダンス測定ひいては生体情報の測定に時間がかかるという問題があった。８個の電極部のそれぞれについてインピーダンス測定を行った後に、左右一組の電極部を選択して生体情報を測定することになるため、生体情報の測定が終了するまでかなりの時間を要することのになる。さらに、測定に要する時間が長くなると、インピーダンス測定の時点と生体情報測定の時点では運転者の手の接触状態が変化するおそれがあり、測定精度の低下が懸念されるため、測定に要する時間は短いほど望ましい。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、生体情報の測定に要する時間を短くするとともに測定精度を向上させることができる生体情報測定装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の生体情報測定装置は、車両のステアリングの左位置に配置され、複数の左分割電極によって構成される左電極と、ステアリングの右位置に配置され、複数の右分割電極によって構成される右電極と、複数の左分割電極の電位差を検出する左電位差検出手段と、複数の右分割電極の電位差を検出する右電位差検出手段と、左分割電極と右分割電極の電位差を検出する左右電位差検出手段と、左電位差検出手段、右電位差検出手段および左右電位差検出手段の各検出結果に基づいて、ステアリングを操作する運転者の生体情報を算出する生体情報算出手段とを備えている。

同時（あるいは、多少の時間差が生じてもよい）に検出した３種類の電位差に基づいて生体情報を測定しているため、生体情報の測定に要する時間を短くすることができる。また、測定時間を短くすることにより、測定中に運転者の手の接触状態が変化する事態を避けることができ、生体情報の測定精度を向上させることができる。さらに、複数の左分割電極の電位差と複数の右分割電極の電位差を検出することにより、ステアリングを握る運転者の左右の手の接触状態を反映させた生体情報の測定を行うことが可能となり、生体情報の測定精度をさらに向上させることができる。

また、上述した生体情報算出手段は、左電位差検出手段、右電位差検出手段および左右電位差検出手段の各検出結果の中から、左電位差検出手段および右電位差検出手段の各検出結果に基づいて、生体情報の算出に必要な検出結果を選択することが望ましい。

具体的には、上述した生体情報算出手段は、左電位差検出手段および右電位差検出手段のそれぞれによって検出された電位差が、ともに所定の閾値よりも小さい場合に、左右電位差検出手段によって検出された電位差に基づいて生体情報を算出する。

また、上述した生体情報算出手段は、左電位差検出手段によって検出された電位差が所定の閾値よりも大きく、かつ、右電位差検出手段によって検出された電位差が閾値よりも小さい場合に、左右電位差検出手段によって検出された電位差に基づいて、あるいは、左右電位差検出手段によって検出された電位差から左電位差検出手段によって検出された電位差を差し引いた値に基づいて、生体情報を算出する。

また、上述した生体情報算出手段は、左電位差検出手段によって検出された電位差が所定の閾値よりも小さく、かつ、右電位差検出手段によって検出された電位差が閾値よりも大きい場合に、左右電位差検出手段によって検出された電位差に基づいて、あるいは、左右電位差検出手段によって検出された電位差から右電位差検出手段によって検出された電位差を差し引いた値に基づいて、生体情報を算出する。

また、上述した生体情報算出手段は、左電位差検出手段によって検出された電位差が所定の閾値よりも大きく、かつ、右電位差検出手段によって検出された電位差が閾値よりも大きい場合に、左右電位差検出手段によって検出された電位差に基づいて、あるいは、左右電位差検出手段によって検出された電位差から左電位差検出手段によって検出された電位差を差し引いた値に基づいて、あるいは、左右電位差検出手段によって検出された電位差から右電位差検出手段によって検出された電位差を差し引いた値に基づいて、あるいは、左右電位差検出手段によって検出された電位差から左電位差検出手段および右電位差検出手段によって検出された各電位差を差し引いた値に基づいて、生体情報を算出する。

これにより、運転者の左右の手の接触状態の組み合わせ毎に、左右電極の正確な電位差を検出して精度の高い生体情報の測定が可能となる。

また、上述した生体情報算出手段は、生体情報の算出に必要な電位差の候補が複数ある場合に、これら複数の候補のそれぞれに対応する生体情報の算出を行い、この算出によって得られた生体情報の中から正常範囲に含まれる生体情報を選択することが望ましい。これにより、不安定な手の接触状態に起因する生体情報の異常値を排除して、精度の高い生体情報の測定が可能となる。

また、上述した生体情報は、心電図信号や心拍数であることが望ましい。これにより、運転者の心電図信号や心拍数を正確に測定することができる。

一実施形態の生体情報測定装置の構成を示す図である。 左電極および右電極の設置状態を示す図である。 左電極と右電極を左右の手でしっかり握ったときに現れる電極間の電位差としてのＥＣＧ波形を示す図である。 ＥＣＧ波形の１周期を示す図である。 組合せＤに対応する３つの電位差検出部の各検出結果を示す図である。 組合せＤに対応する３つの電位差検出部の各検出結果を用いて左分割電極ＥＬ１と右分割電極ＥＲ１との間の電位差Ｖ_R1-L1を算出した結果を示す図である。 ＥＣＧ波形および心拍数を測定する本実施形態の生体情報測定装置の動作手順を示す流れ図である。 ＥＣＧ波形および心拍数を測定する本実施形態の生体情報測定装置の動作手順を示す流れ図である。 ＥＣＧ波形および心拍数を測定する本実施形態の生体情報測定装置の動作手順を示す流れ図である。 ＥＣＧ波形および心拍数を測定する本実施形態の生体情報測定装置の動作手順を示す流れ図である。 ＥＣＧ波形および心拍数を測定する本実施形態の生体情報測定装置の動作手順を示す流れ図である。

以下、本発明を適用した一実施形態の生体情報測定装置について、図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態の生体情報測定装置の構成を示す図である。この生体情報測定装置は、車両に搭載されて、運転者の生体情報（心電図や心拍数）を測定する。図１に示すように、本実施形態の生体情報測定装置１００は、左電極１０、右電極２０、電位差検出部３０、３２、３４、データ処理部４０を備えている。

図２は、左電極１０および右電極２０の設置状態を示す図である。図２（Ａ）には、ステアリング２００を運転席側から見た状態が示されている。また、図２（Ｂ）にはステアリング２００を左側面方向から見た状態が、図２（Ｃ）にはステアリング２００を右側面方向から見た状態がそれぞれ示されている。

図２に示すように、左電極１０は、車両走行時に運転者がステアリング２００を両手で握ったときに左手が接触する可能性がある範囲であって、ステアリング２００のリング部２１０の左側に配置されている。また、左電極１０は、ホイール部２１０の円周方向に延在する２つの左分割電極ＥＬ１、ＥＬ２によって構成されている。一方の左分割電極ＥＬ１が運転席側に、他方の左分割電極ＥＬ２が反運転席側に配置されている。

同様に、右電極２０は、車両走行時に運転者がステアリング２００を両手で握ったときに右手が接触する可能性がある範囲であって、ステアリング２００のリング部２１０の右側に配置されている。また、右電極２０は、ホイール部２１０の円周方向に延在する２つの右分割電極ＥＲ１、ＥＲ２によって構成されている。一方の右分割電極ＥＲ１が運転席側に、他方の右分割電極ＥＲ２が反運転席側に配置されている。

電位差検出部３０は、左電極１０に対応して電位差を検出するためのものであり、一方の左分割電極ＥＬ１の電位をＶ_L1、他方の左分割電極ＥＬ２の電位をＶ_L2としたときに、これら２つの左分割電極ＥＬ１、ＥＬ２間の電位差Ｖ_L1-L2（＝Ｖ_L1−Ｖ_L2）を検出する。

電位差検出部３２は、右電極２０に対応して電位差を検出するためのものであり、一方の右分割電極ＥＲ１の電位をＶ_R1、他方の右分割電極ＥＲ２の電位をＶ_R2としたときに、これら２つの右分割電極ＥＲ１、ＥＲ２間の電位差Ｖ_R2-R1（＝Ｖ_R2−Ｖ_R1）を検出する。

電位差検出部３４は、左電極１０と右電極２０との間の電位差を検出するためのものであり、左分割電極ＥＬ２と右分割電極ＥＲ２との間の電位差Ｖ_R2-L2（＝Ｖ_R2−Ｖ_L2）を検出する。

データ処理部４０は、３つの電位差検出部３０、３２、３４の各検出結果（Ｖ_L1-L2、Ｖ_R2-R1、Ｖ_R2-L2）に基づいて、生体情報としての心電図（ＥＣＧ：Electrocardiogram）信号と心拍数を算出する。このために、データ処理部４０は、ＥＣＧ算出部４２、ＲＲＩ（R-R interval）算出部４４、心拍数算出部４６を含んで構成されている。

ＥＣＧ算出部４２は、３つの電位差検出部３０、３２、３４の各検出結果を用いて、左電極１０と右電極２０との間の電位差としてのＥＣＧ信号（ＥＣＧ波形）を算出する。

図３は、左電極１０と右電極２０を左右の手でしっかり握ったときに現れる電極間の電位差としてのＥＣＧ波形を示す図である。また、図４は、ＥＣＧ波形の１周期を示す図である。

ところで、本実施形態では、左電極１０として２つの左分割電極ＥＬ１、ＥＬ２が備わっており、右電極２０として２つの右分割電極ＥＲ１、ＥＲ２が備わっているため、左電極１０と右電極２０の電位差としては、以下に示す４つの組合せＡ〜Ｄが存在する。
（組合せＡ：左分割電極ＥＬ２と右分割電極ＥＲ２との間の電位差Ｖ_R2-L2）
この電位差は、電位差検出部３４によって検出される電位差Ｖ_R2-L2そのものである。
（組合せＢ：左分割電極ＥＬ１と右分割電極ＥＲ２との間の電位差Ｖ_R2-L1）
この電位差は、電位差検出部３４によって検出される電位差Ｖ_R2-L2から電位差検出部３０によって検出される電位差Ｖ_L1-L2を差し引くことにより取得することができる。

Ｖ_R2-L2−Ｖ_L1-L2＝（Ｖ_R2−Ｖ_L2）−（Ｖ_L1−Ｖ_L2）
＝Ｖ_R2−Ｖ_L2−Ｖ_L1＋Ｖ_L2
＝Ｖ_R2−Ｖ_L1
＝Ｖ_R2-L1
（組合せＣ：左分割電極ＥＬ２と右分割電極ＥＲ１との間の電位差Ｖ_R1-L2）
この電位差は、電位差検出部３４によって検出される電位差Ｖ_R2-L2から電位差検出部３２によって検出される電位差Ｖ_R2-R1を差し引くことにより取得することができる。

Ｖ_R2-L2−Ｖ_R2-R1＝（Ｖ_R2−Ｖ_L2）−（Ｖ_R2−Ｖ_R1）
＝Ｖ_R2−Ｖ_L2−Ｖ_R2＋Ｖ_R1
＝Ｖ_R1−Ｖ_L2
＝Ｖ_R1-L2
（組合せＤ：左分割電極ＥＬ１と右分割電極ＥＲ１との間の電位差Ｖ_R1-L1）
この電位差は、電位差検出部３４によって検出される電位差Ｖ_R2-L2から電位差検出部３０、３２によって検出される各電位差Ｖ_L1-L2、電位差Ｖ_R2-R1を差し引くことにより取得することができる。

Ｖ_R2-L2−（Ｖ_L1-L2＋Ｖ_R2-R1）
＝（Ｖ_R2−Ｖ_L2）−（（Ｖ_L1−Ｖ_L2）＋（Ｖ_R2−Ｖ_R1））
＝Ｖ_R2−Ｖ_L2−Ｖ_L1＋Ｖ_L2−Ｖ_R2＋Ｖ_R1
＝Ｖ_R1−Ｖ_L1
＝Ｖ_R1-L1
図５は、組合せＤに対応する３つの電位差検出部３０、３２、３４の各検出結果を示す図である。図５において横軸は経過時間を、縦軸は電圧（電位差）をそれぞれ示している。

図５（Ａ）は、電位差検出部３４によって検出された左分割電極ＥＬ２と右分割電極ＥＲ２との間の電位差Ｖ_R2-L2を示す図である。組合せＤは、左分割電極ＥＬ１と右分割電極ＥＲ１に運転者の両手が安定して接触した状態を想定しており、左分割電極ＥＬ２と右分割電極ＥＲ２には運転者の両手が確実に接触してはいない。したがって、図５（Ａ）に示すように、波形に乱れが生じている。

図５（Ｂ）は、電位差検出部３０によって検出された左分割電極ＥＬ１、ＥＬ２間の電位差Ｖ_L1-L2を示す図である。左手が一方の左電極電圧ＥＬ１には安定して接触しているが、他方の左電極電圧ＥＬ２には確実に接触していない。したがって、図５（Ｂ）に示すように、これらの間の電位差が所定の閾値よりも小さくならない。

図５（Ｃ）は、電位差検出部３２によって検出された右分割電極ＥＲ１、ＥＲ２間の電位差Ｖ_R2-R1を示す図である。右手が一方の左電極電圧ＥＲ１には安定して接触しているが、他方の左電極電圧ＥＲ２には確実に接触していない。したがって、図５（Ｃ）に示すように、これらの間の電位差が所定の閾値よりも小さくならない。

図６は、組合せＤに対応する３つの電位差検出部３０、３２、３４の各検出結果を用いて左分割電極ＥＬ１と右分割電極ＥＲ１との間の電位差Ｖ_R1-L1を算出した結果を示す図である。図５（Ａ）に示した電位差Ｖ_R2-L2から、電位差検出部３０、３２によって検出される各電位差Ｖ_L1-L2、電位差Ｖ_R2-R1を差し引くことにより、図６に示すような安定したＥＣＧ波形が得られる。

ＥＣＧ算出部４２は、上述した４つの組合せＡ〜Ｄのそれぞれの電位差を順番に、あるいは、並行して算出する。なお、本実施形態では、これら４つの組合せＡ〜Ｄのそれぞれの電位差を用いて、後述する心拍数算出部４６において順番に、あるいは、並行して心拍数の算出も行われる。

ＲＲＩ算出部４４は、ＥＣＧ算出部４２によって算出されたＥＣＧ波形において、２つの隣り合うＲ波間の時間差であるＲＲＩを算出する。具体的には、ＲＲＩ算出部４４は、図３に示すＥＣＧ波形から、図４に示すＲ波のピーク間隔であるＲＲＩを算出する。例えば、所定周期分のＲＲＩが平均されてＲＲＩ算出部４４から出力される。

心拍数算出部４６は、ＲＲＩ算出部４４によって算出されたＲＲＩに基づいて、以下の式を用いて心拍数を算出する。

心拍数（ｂｐｍ）＝６００００／ＲＲＩ（ｍｓｅｃ）
上述した電位差検出部３０が左電位差検出手段に、電位差検出部３２が右電位差検出手段に、電位差検出部３４が左右電位差検出手段に、データ処理部４０が生体情報算出手段にそれぞれ対応する。

本実施形態の生体情報測定装置１００はこのような構成を有しており、次に、その動作を説明する。生体情報としてのＥＣＧ波形を算出する際には、上述した組合せＡ〜Ｄのいずれかを用いることになるが、本実施形態では、運転者の左右の手の動き（操作内容）を予想することにより、用いる組合せを選択するようにしている。具体的には、以下のケース１〜４で示す手の動きを想定している。
（ケース１：運転者の両手ともしっかりステアリング２００を握っている）
この状態では、電位差検出部３０によって検出される電位差Ｖ_L1-L2と電位差検出部３２によって検出される電位差Ｖ_R2-R1がともに所定の閾値より小さくなる。このケース１では、左電極１０と右電極２０の電位差としては、上述した組合せＡが用いられる。
（ケース２：運転者が左手で何らかの操作（例えば、ワイパーの操作）を行っている）
この状態では、電位差検出部３０によって検出される電位差Ｖ_L1-L2が所定の閾値よりも大きくなり、かつ、電位差検出部３２によって検出される電位差Ｖ_R2-R1が所定の閾値より小さくなる。このケース２では、左電極１０と右電極２０の電位差としては、上述した組合せＢあるいはＡが用いられる。
（ケース３：運転者が右手で何らかの操作（例えば、ウインカーの操作）を行っている）
この状態では、電位差検出部３０によって検出される電位差Ｖ_L1-L2が所定の閾値よりも小さくなり、かつ、電位差検出部３２によって検出される電位差Ｖ_R2-R1が所定の閾値より大きくなる。このケース３では、左電極１０と右電極２０の電位差としては、上述した組合せＣあるいはＡが用いられる。
（ケース４：運転者が右手および左手のそれぞれで何らかの操作（例えば、ワイパーの操作）を行っている）
この状態では、電位差検出部３０によって検出される電位差Ｖ_L1-L2と電位差検出部３２によって検出される電位差Ｖ_R2-R1がともに所定の閾値より大きくなる。このケース４では、左電極１０と右電極２０の電位差としては、上述した組合せＡ〜Ｄのいずれかが用いられる。

図７〜図１１は、ＥＣＧ波形および心拍数を測定する本実施形態の生体情報測定装置１００の動作手順を示す流れ図である。

まず、ＥＣＧ算出部４２、ＲＲＩ算出部４４、心拍数算出部４６は、上述した組合せＡ〜Ｄのそれぞれに対応する電位差を用いてＥＣＧ、ＲＲＩ、心拍数を算出する（ステップ１００）。

次に、心拍数算出部４６は、上述したケース１に該当するか否か（電位差検出部３０によって検出される電位差Ｖ_L1-L2と電位差検出部３２によって検出される電位差Ｖ_R2-R1がともに所定の閾値より小さいか否か）を判定する（ステップ１０２）。該当する場合には肯定判断が行われる。この場合には、心拍数算出部４６は、左分割電極ＥＬ１、ＥＬ２および右分割電極ＥＲ１、ＥＲ２の全てに運転者の左右の手が接触しているものと判定し（ステップ１０４）、組合せＡに対応するＥＣＧや心拍数を採用する（ステップ１０６）。なお、ステップ１０４や後述する１１２等の判定動作は、説明をわかりやすくするために追加したが、実際の動作とは関係ないため、省略するようにしてもよい。また、ステップ１０２の判定動作は、心拍数算出部４６が行う代わりに、ＥＣＧ算出部４２やＲＲＩ算出部４４あるいはその他の制御部を設けて行うようにしてもよい。

また、ケース１に該当しない場合にはステップ１０２の判定において否定判断が行われる。次に、心拍数算出部４６は、上述したケース２に該当するか否か（電位差検出部３０によって検出される電位差Ｖ_L1-L2が所定の閾値よりも大きく、かつ、電位差検出部３２によって検出される電位差Ｖ_R2-R1が所定の閾値より小さいか否か）を判定する（ステップ１０８）。該当する場合には肯定判断が行われる。この場合には、心拍数算出部４６は、上述した組合せＡに対応する心拍数が正常範囲内に含まれるか否かを判定する（ステップ１１０）。含まれる場合には肯定判断が行われ、心拍数算出部４６は、左分割電極ＥＬ２および右分割電極ＥＲ１、ＥＲ２に運転者の左右の手が安定して接触しているものと判定し（ステップ１１２）、組合せＡに対応するＥＣＧや心拍数を採用する（ステップ１１４）。

また、組合せＡに対応する心拍数が正常範囲内に含まれずにステップ１１０の判定において否定判断が行われると、次に、心拍数算出部４６は、上述した組合せＢに対応する心拍数が正常範囲内に含まれるか否かを判定する（ステップ１１６）。含まれる場合には肯定判断が行われ、心拍数算出部４６は、左分割電極ＥＬ１および右分割電極ＥＲ１、ＥＲ２に運転者の左右の手が安定して接触しているものと判定し（ステップ１１８）、組合せＢに対応するＥＣＧや心拍数を採用する（ステップ１２０）。

また、組合せＢに対応する心拍数が正常範囲内に含まれずにステップ１１６の判定において否定判断が行われると、次に、心拍数算出部４６は、右分割電極ＥＲ１、ＥＲ２のみに運転者の右手が安定して接触し、左分割電極ＥＬ１、ＥＬ２のどちらにも左手がきちんと接触していないと判定し（ステップ１２２）、ＥＣＧや心拍数の算出が行えない旨を決定する（ステップ１２４）。

また、ケース２に該当しない場合にはステップ１０８の判定において否定判断が行われる。次に、心拍数算出部４６は、上述したケース３に該当するか否か（電位差検出部３０によって検出される電位差Ｖ_L1-L2が所定の閾値よりも小さく、かつ、電位差検出部３２によって検出される電位差Ｖ_R2-R1が所定の閾値より大きいか否か）を判定する（ステップ１２６）。該当する場合には肯定判断が行われる。この場合には、心拍数算出部４６は、上述した組合せＡに対応する心拍数が正常範囲内に含まれるか否かを判定する（ステップ１２８）。含まれる場合には肯定判断が行われ、心拍数算出部４６は、左分割電極ＥＬ１、ＥＬ２および右分割電極ＥＲ２に運転者の左右の手が安定して接触しているものと判定し（ステップ１３０）、組合せＡに対応するＥＣＧや心拍数を採用する（ステップ１３２）。

また、組合せＡに対応する心拍数が正常範囲内に含まれずにステップ１２８の判定において否定判断が行われると、次に、心拍数算出部４６は、上述した組合せＣに対応する心拍数が正常範囲内に含まれるか否かを判定する（ステップ１３４）。含まれる場合には肯定判断が行われ、心拍数算出部４６は、左分割電極ＥＬ１、ＥＬ２および右分割電極ＥＲ１に運転者の左右の手が安定して接触しているものと判定し（ステップ１３６）、組合せＣに対応するＥＣＧや心拍数を採用する（ステップ１３８）。

また、組合せＣに対応する心拍数が正常範囲内に含まれずにステップ１３４の判定において否定判断が行われると、次に、心拍数算出部４６は、左分割電極ＥＬ１、ＥＬ２のみに運転者の左手が安定して接触し、右分割電極ＥＲ１、ＥＲ２のどちらにも右手がきちんと接触していないと判定し（ステップ１４０）、ＥＣＧや心拍数の算出が行えない旨を決定する（ステップ１４２）。

また、ケース３に該当しない場合にはステップ１２６の判定において否定判断が行われる。これはケース４に該当する場合であって、次に、心拍数算出部４６は、上述した組合せＡに対応する心拍数が正常範囲内に含まれるか否かを判定する（ステップ１４４）。含まれる場合には肯定判断が行われ、心拍数算出部４６は、左分割電極ＥＬ２および右分割電極ＥＲ２に運転者の左右の手が安定して接触しているものと判定し（ステップ１４６）、組合せＡに対応するＥＣＧや心拍数を採用する（ステップ１４８）。

また、組合せＡに対応する心拍数が正常範囲内に含まれずにステップ１４４の判定において否定判断が行われると、次に、心拍数算出部４６は、上述した組合せＢに対応する心拍数が正常範囲内に含まれるか否かを判定する（ステップ１５０）。含まれる場合には肯定判断が行われ、心拍数算出部４６は、左分割電極ＥＬ１および右分割電極ＥＲ２に運転者の左右の手が安定して接触しているものと判定し（ステップ１５２）、組合せＢに対応するＥＣＧや心拍数を採用する（ステップ１５４）。

また、組合せＢに対応する心拍数が正常範囲内に含まれずにステップ１５０の判定において否定判断が行われると、次に、心拍数算出部４６は、上述した組合せＣに対応する心拍数が正常範囲内に含まれるか否かを判定する（ステップ１５６）。含まれる場合には肯定判断が行われ、心拍数算出部４６は、左分割電極ＥＬ２および右分割電極ＥＲ１に運転者の左右の手が安定して接触しているものと判定し（ステップ１５８）、組合せＣに対応するＥＣＧや心拍数を採用する（ステップ１６０）。

また、組合せＣに対応する心拍数が正常範囲内に含まれずにステップ１５６の判定において否定判断が行われると、次に、心拍数算出部４６は、上述した組合せＤに対応する心拍数が正常範囲内に含まれるか否かを判定する（ステップ１６２）。含まれる場合には肯定判断が行われ、心拍数算出部４６は、左分割電極ＥＬ１および右分割電極ＥＲ１に運転者の左右の手が安定して接触しているものと判定し（ステップ１６４）、組合せＤに対応するＥＣＧや心拍数を採用する（ステップ１６６）。

また、組合せＤに対応する心拍数が正常範囲内に含まれずにステップ１６２の判定において否定判断が行われると、次に、心拍数算出部４６は、必要な電極への両手の接触が不充分（左分割電極ＥＬ１、ＥＬ２のいずれにもきっちり左手が接触しておらず、かつ、右分割電極ＥＲ１、ＥＲ２のいずれにもきっちり左手が接触していない場合や、片手あるいは両手が左電極１０や右電極２０から離れている場合）であると判定し（ステップ１６８）、ＥＣＧや心拍数の算出が行えない旨を決定する（ステップ１７０）。

このように、本実施形態の生体情報測定装置１００では、同時（あるいは、多少の時間差が生じてもよい）に検出した３種類の電位差Ｖ_R2-L2、Ｖ_L1-L2、Ｖ_R2-R1に基づいて生体情報を測定しているため、生体情報の測定に要する時間を短くすることができる。また、測定時間を短くすることにより、測定中に運転者の手の接触状態が変化する事態を避けることができ、生体情報の測定精度を向上させることができる。さらに、２つの左分割電極ＥＬ１、ＥＬ２の電位差Ｖ_L1-L2と２つの右分割電極ＥＲ１、ＥＲ２の電位差Ｖ_R2-R1を検出することにより、ステアリング２００を握る運転者の左右の手の接触状態を反映させた生体情報の測定を行うことが可能となり、生体情報の測定精度をさらに向上させることができる。

また、上述したケース１〜４に示したような運転者の左右の手の接触状態の組み合わせを想定し、これらの各ケース毎に左右電極の正確な電位差を検出することにより、精度の高い生体情報の測定が可能となる。

また、上述したケース２〜４では、組合せＡ〜Ｄの中から複数の選択候補が抽出され、その中から生体情報（心拍数）が正常範囲に含まれるものを選択しており、不安定な手の接触状態に起因する生体情報の異常値を排除して、精度の高い生体情報の測定が可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、ＥＣＧや心拍数に基づいて運転者の眠気やストレス度合いや安らぎ度合いなどを生体情報として測定するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、左電極１０を２つの左分割電極ＥＬ１、ＥＬ２で構成し、右電極２０を２つの右分割電極ＥＲ１、ＥＲ２で構成したが、分割電極の数は３以上であってもよい。

上述したように、本発明によれば、同時（あるいは、多少の時間差が生じてもよい）に検出した３種類の電位差に基づいて生体情報を測定しているため、生体情報の測定に要する時間を短くすることができる。また、測定時間を短くすることにより、測定中に運転者の手の接触状態が変化する事態を避けることができ、生体情報の測定精度を向上させることができる。さらに、複数の左分割電極の電位差と複数の右分割電極の電位差を検出することにより、ステアリングを握る運転者の左右の手の接触状態を反映させた生体情報の測定を行うことが可能となり、生体情報の測定精度をさらに向上させることができる。

１０ 左電極
２０ 右電極
３０、３２、３４ 電位差検出部
４０ データ処理部
４２ ＥＣＧ算出部
４４ ＲＲＩ算出部
４６ 心拍数算出部
１００ 生体情報測定装置
２００ ステアリング
２１０ リング部
ＥＬ１、ＥＬ２ 左分割電極
ＥＲ１、ＥＲ２ 右分割電極

Claims (9)

1. 車両のステアリングの左位置に配置され、複数の左分割電極によって構成される左電極と、
   前記ステアリングの右位置に配置され、複数の右分割電極によって構成される右電極と、
   前記複数の左分割電極の電位差を検出する左電位差検出手段と、
   前記複数の右分割電極の電位差を検出する右電位差検出手段と、
   前記左分割電極と前記右分割電極の電位差を検出する左右電位差検出手段と、
   前記左電位差検出手段、前記右電位差検出手段および前記左右電位差検出手段の各検出結果に基づいて、前記ステアリングを操作する運転者の生体情報を算出する生体情報算出手段と、
   を備えることを特徴とする生体情報測定装置。
2. 請求項１において、
   前記生体情報算出手段は、前記左電位差検出手段、前記右電位差検出手段および前記左右電位差検出手段の各検出結果の中から、前記左電位差検出手段および前記右電位差検出手段の各検出結果に基づいて、前記生体情報の算出に必要な検出結果を選択することを特徴とする生体情報測定装置。
3. 請求項２において、
   前記生体情報算出手段は、前記左電位差検出手段および前記右電位差検出手段のそれぞれによって検出された電位差が、ともに所定の閾値よりも小さい場合に、前記左右電位差検出手段によって検出された電位差に基づいて前記生体情報を算出することを特徴とする生体情報測定装置。
4. 請求項２または３において、
   前記生体情報算出手段は、前記左電位差検出手段によって検出された電位差が所定の閾値よりも大きく、かつ、前記右電位差検出手段によって検出された電位差が前記閾値よりも小さい場合に、前記左右電位差検出手段によって検出された電位差に基づいて、あるいは、前記左右電位差検出手段によって検出された電位差から前記左電位差検出手段によって検出された電位差を差し引いた値に基づいて、前記生体情報を算出することを特徴とする生体情報測定装置。
5. 請求項２〜４のいずれか一項において、
   前記生体情報算出手段は、前記左電位差検出手段によって検出された電位差が所定の閾値よりも小さく、かつ、前記右電位差検出手段によって検出された電位差が前記閾値よりも大きい場合に、前記左右電位差検出手段によって検出された電位差に基づいて、あるいは、前記左右電位差検出手段によって検出された電位差から前記右電位差検出手段によって検出された電位差を差し引いた値に基づいて、前記生体情報を算出することを特徴とする生体情報測定装置。
6. 請求項２〜５のいずれか一項において、
   前記生体情報算出手段は、前記左電位差検出手段によって検出された電位差が所定の閾値よりも大きく、かつ、前記右電位差検出手段によって検出された電位差が前記閾値よりも大きい場合に、前記左右電位差検出手段によって検出された電位差に基づいて、あるいは、前記左右電位差検出手段によって検出された電位差から前記左電位差検出手段によって検出された電位差を差し引いた値に基づいて、あるいは、前記左右電位差検出手段によって検出された電位差から前記右電位差検出手段によって検出された電位差を差し引いた値に基づいて、あるいは、前記左右電位差検出手段によって検出された電位差から前記前記左電位差検出手段および前記右電位差検出手段によって検出された各電位差を差し引いた値に基づいて、前記生体情報を算出することを特徴とする生体情報測定装置。
7. 請求項３〜６のいずれか一項において、
   前記生体情報算出手段は、前記生体情報の算出に必要な電位差の候補が複数ある場合に、これら複数の候補のそれぞれに対応する生体情報の算出を行い、この算出によって得られた生体情報の中から正常範囲に含まれる生体情報を選択することを特徴とする生体情報測定装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項において、
   前記生体情報は、心電図信号であることを特徴とする生体情報測定装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項において、
   前記生体情報は、心拍数であることを特徴とする生体情報測定装置。

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