JP2019080873A - 検出装置および運転手監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】生体情報を算出する検出装置１００を提供する。【解決手段】予め定められた第１波長を含む第１照射光と、第１波長と異なる第２波長を含む第２照射光とを、生体の部位に照射する光源部１０と、第１照射光が部位で反射された第１反射光と、第２照射光が部位で反射された第２反射光とを受光する受光部２０と、第１反射光に応じた第１入力信号および第２反射光に応じた第２入力信号を処理することにより、生体の生体情報を出力する処理部３０とを備え、処理部３０は第１入力信号と第２入力信号とが線形結合された合成信号を生成する信号合成部５０と、合成信号に基づいて生体情報を算出する生体情報算出部６０とを有し、信号合成部５０は、合成信号を生成するための係数を、複数の係数候補から選択する検出装置１００を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、検出装置および運転手監視システムに関する。

従来、検出した信号を補正して生体情報を取得する検出装置が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。
特許文献１ 特許第４７９５５９３号公報
特許文献２ 特許第６０６７７０６号公報

ノイズに強い検出装置が望まれている。

本発明の第１の態様においては、予め定められた第１波長を含む第１照射光と、第１波長と異なる第２波長を含む第２照射光とを、生体の部位に照射する光源部と、第１照射光が部位で反射された第１反射光と、第２照射光が部位で反射された第２反射光とを受光する受光部と、第１反射光に応じた第１入力信号および第２反射光に応じた第２入力信号を処理することにより、生体の生体情報を出力する処理部とを備え、処理部は第１入力信号と第２入力信号とが線形結合された合成信号を生成する信号合成部と、合成信号に基づいて生体情報を算出する生体情報算出部とを有し、信号合成部は、合成信号を生成するための係数を、複数の係数候補から選択する検出装置を提供する。

本発明の第２の態様においては、車両を運転する運転手を監視する運転手監視システムであって、車両の運転モードを切り替えるモード切替部と、第１の態様に係る検出装置とを備え、モード切替部は、検出装置が検出した生体情報に基づいて、運転モードを切り替えるか否かを決定する運転手監視システムを提供する。

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

実施例１に係る検出装置１００の構成の一例を示す。 光源部１０が照射する照射光の波長の一例を示す。 実施例２に係る検出装置１００の構成の一例を示す。 評価部５４による評価値の算出方法を説明するための図である。 係数探索部５２の離散的な係数探索法を説明するための図である。 評価部５４による評価値の算出方法を説明するための図である。 実施例３に係る検出装置１００の構成の一例を示す。 切替制御部７２による照射光の切替照射を説明するための図である。 実施例４に係る検出装置１００の構成の一例を示す。 変調制御部７４による照射光の変調照射を説明するための図である。 係数探索部５２による評価値の補間方法の一例を示す。 実施例５に係る検出装置１００の構成の一例を示す。 運転手監視システム３００の一例を示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、実施例１に係る検出装置１００の構成の一例を示す。本例の検出装置１００は、生体２００の生体情報を検出する。検出装置１００は、光源部１０と、受光部２０と、処理部３０とを備える。検出装置１００は、生体２００に照射光を照射し、その反射光に基づいて生体２００の生体情報を検出する非接触の生体情報検出装置である。生体２００は、ヒト等の脈のある生物である。

光源部１０は、生体２００に予め定められた波長の照射光を照射する。光源部１０は、第１光源１１および第２光源１２を有する。光源部１０は、生体２００の任意の部位に照射光を照射する。一例において、光源部１０は、生体２００の顔に照射光を照射する。光源部１０は、鼻などの血管の密集した部位に照射光を照射することが好ましい。光源部１０は、予め定められた波長を照射するため、発光ダイオード等の光源を有する。

第１光源１１は、予め定められた波長λ_１の第１照射光を照射する。第１照射光は、可視光であっても、赤外光であってもよい。

第２光源１２は、波長λ_１と異なる波長λ_２の第２照射光を照射する。第２照射光は、可視光であっても、赤外光であってもよい。本明細書では、波長λ_２は、波長λ_１よりも短いものとして説明するが、これに限られない。

受光部２０は、照射光が生体２００の部位に反射された反射光を受光する。本例の受光部２０は、第１照射光が生体２００の部位に反射された第１反射光と、第２照射光が生体２００の部位に反射された第２反射光とを受光する。本例の受光部２０は、第１反射光に応じた第１入力信号Ｓ_λ１および第２反射光に応じた第２入力信号Ｓ_λ２を受信する。一例において、受光部２０は、生体２００の画像を撮影する撮像装置である。本例の受光部２０は、カメラを有する。なお、受光部２０は、一度に生体２００の複数の部位、又は複数の生体２００の画像を撮影してもよい。

第１入力信号Ｓ_λ１および第２入力信号Ｓ_λ２は、受光部２０が受光した画像に含まれる。例えば、第１入力信号Ｓ_λ１および第２入力信号Ｓ_λ２は、受光部２０の撮影画像に混在して含まれる。また、第１入力信号Ｓ_λ１および第２入力信号Ｓ_λ２は、受光部２０の撮影画像において、時分割で別々に含まれていてもよい。

処理部３０は、第１入力信号Ｓ_λ１および第２入力信号Ｓ_λ２を処理することにより、生体２００の生体情報を検出する。処理部３０は、信号分離部４０と、信号合成部５０と、生体情報算出部６０とを備える。

信号分離部４０は、受光部２０から入力された第１入力信号Ｓ_λ１と第２入力信号Ｓ_λ２とを分離する。例えば、信号分離部４０は、光源部１０による照射光の照射タイミングに基づいて、第１入力信号Ｓ_λ１と第２入力信号Ｓ_λ２とを分離する。信号分離部４０は、分離した第１入力信号Ｓ_λ１および第２入力信号Ｓ_λ２を信号合成部５０に出力する。

信号合成部５０は、第１入力信号Ｓ_λ１および第２入力信号Ｓ_λ２を合成した合成信号Ｓ_ｃｏｒｒを生成する。一例において、信号合成部５０は、任意の係数を用いて、第１入力信号Ｓ_λ１および第２入力信号Ｓ_λ２を線形結合することにより、合成信号Ｓ_ｃｏｒｒを生成する。信号合成部５０は、生成した合成信号Ｓ_ｃｏｒｒを生体情報算出部６０に出力する。

生体情報算出部６０は、信号合成部５０からの合成信号Ｓ_ｃｏｒｒに基づいて、生体２００の生体情報を算出する。例えば、生体情報は、生体２００の脈拍数、呼吸状態、心拍変動および血圧の少なくとも１つを含む。

なお、信号合成部５０は、光源部１０の波長、強度、および受光部２０の特性等に応じた合成信号Ｓ_ｃｏｒｒを出力する。第１入力信号Ｓ_λ１および第２入力信号Ｓ_λ２は、受光部２０の感度Ｒ、光源部１０が照射する照射光の強度Ｉを用いて、次式で示される。
Ｓ_λ１＝Ｒ_λ１Ｉ_λ１（ρ_０（λ_１））＋ρ_{ｎｏｎ−ｐｕｌｓｅ}（ｔ）＋ρ_{ｐｕｌｓｅ}（λ_１，ｔ））
Ｓ_λ２＝Ｒ_λ２Ｉ_λ２（ρ_０（λ_２））＋ρ_{ｎｏｎ−ｐｕｌｓｅ}（ｔ）＋ρ_{ｐｕｌｓｅ}（λ_２，ｔ））

ここで、Ｒ_λ１は波長λ_１に対する受光部２０のカメラ感度である。Ｒ_λ２は波長λ_２に対する受光部２０のカメラ感度である。Ｉ_λ１は、第１光源１１が照射する波長λ_１の第１照射光の強度である。Ｉ_λ２は、第２光源１２が照射する波長λ_２の第２照射光の強度である。また、ρ_０は、反射の定常レスポンスである。ρ_{ｎｏｎ−ｐｕｌｓｅ}は、非脈波部分レスポンスの時間変化である。ρ_{ｐｕｌｓｅ}は、脈波部分レスポンスの時間変化である。

この場合、合成信号Ｓ_ｃｏｒｒは、一例において、次式で示される。
Ｓ_ｃｏｒｒ＝Ｓ_λ１−Ｃ・Ｓ_λ２
ここで、係数Ｃは次式で示される。
Ｃ＝Ｒ_λ１Ｉ_λ１／Ｒ_λ２Ｉ_λ２

係数Ｃは、光源部１０および受光部２０の特性により変化するものであり、汎用的に使いまわせるものではない。また、係数Ｃは、生体２００の動きによっても変化する。そのため、係数Ｃは、合成信号Ｓ_ｃｏｒｒの最適化により算出される。このように、検出装置１００は、生体２００の画像の撮影後に、合成信号Ｓ_ｃｏｒｒを最適化して、高いＳ／Ｎ比を実現できる。なお、合成信号Ｓ_ｃｏｒｒの算出方法は一例であり、本例に限られない。

本例の検出装置１００は、二つの波長の信号を取得し、係数の最適化により、Ｓ／Ｎの良い合成信号Ｓ_ｃｏｒｒを抽出する。例えば、信号合成部５０は、合成信号Ｓ_ｃｏｒｒを生成するための係数を、複数の係数候補から選択する。これにより、検出装置１００は、生体情報を高精度に検出できる。

また、検出装置１００は、光源部１０および受光部２０の特性に応じて、生体２００の画像の撮影後に係数を最適に設計できる。よって、検出装置１００は、光源部１０からの照射光の強度や、受光部２０の受光感度を事前に揃えておく必要がない。したがって、検出装置１００では、光源部１０および受光部２０の特性の選択の自由度が高い。

更に、本例の検出装置１００は、事前に経験的なパラメータを取得しておかなくてもよく、生体２００の画像の撮影後に係数を最適に設計できる。即ち、本例の検出装置１００は、事前に経験的なパラメータを取得しておくような方法よりも、生体２００の動きや環境光の変化によるノイズの影響を低減できる。特に、生体２００の生体情報を光学的に非接触で取得する場合のように、予期せぬノイズが生じやすい環境で有効である。

図２は、光源部１０が照射する照射光の波長の一例を示す。実線は、酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ_２）の吸収スペクトル特性を示す。また、破線は、還元ヘモグロビン（Ｈｂ）の吸収スペクトル特性を示す。本例の検出装置１００は、ＨｂＯ_２の吸収スペクトル特性に応じた波長を選択して、生体２００に照射する。

波長λ_１は、赤外領域において、ＨｂＯ_２の吸収スペクトル特性がピークとなる近傍の波長である。一方、波長λ_２は、ＨｂＯ_２の吸収スペクトル特性が波長λ_１と異なる領域に選択される。このように、検出装置１００は、ＨｂＯ_２の吸収スペクトル特性が異なる複数の波長を用いることにより、ノイズ成分を除去する。波長λ_０は、可視光領域において、ＨｂＯ_２の吸収スペクトル特性のボトムに対応する波長である。

例えば、検出装置１００は、ＨｂＯ_２の吸収スペクトル特性が異なる２つの波長を用いることにより、２つの波長成分に共通するノイズ成分を除去する。即ち、本例の検出装置１００は、各波長のノイズの乗り方が同じであるとして、ノイズ成分を除去する。但し、ノイズの大きさは光源部１０からの照射光の強度、および受光部２０が有するカメラの感度などにより変化する。そのため、ＨｂＯ_２の吸収スペクトル特性が異なる２つの波長を用いた単純な引き算では、ノイズを十分に除去できない。本例の検出装置１００は、係数を探索して最適な合成信号Ｓ_ｃｏｒｒを算出するので、単純な引き算による手法よりもノイズを正確に除去できる。

ここで、波長λ_２は、ＨｂＯ_２の吸収スペクトル特性がボトムとなる波長λ_０よりも、高波長側に設定される。本例の波長λ_２は、生体２００に可視されない波長に設定される。これにより、検出装置１００は、波長λ_１の第１照射光と波長λ_２の第２照射光を生体２００に照射した場合であっても、生体２００に気付かれることなく、生体情報を検出できる。このように、本例の検出装置１００は、ＨｂＯ_２の吸収スペクトル特性の差分が最大となる波長λ_０および波長λ_１を用いることに限定されない。

光源部１０は、第１光源１１および第２光源１２から可視光を照射してもよいし、赤外線を照射してもよい。赤外線は、０．７μｍ以上の波長の光である。

例えば、光源部１０が可視光を含む光を照射する場合、受光部２０は、感度の異なる第１受光素子および第２受光素子を有する。第１受光素子は、第２受光素子よりも、第１波長に対する感度が大きい。また、第２受光素子は、第１受光素子よりも、第２波長に対する感度が大きくてよい。一例において、信号分離部４０は、受光部２０が有する第１受光素子と第２受光素子との感度差に基づいて、第１入力信号Ｓ_λ１および第２入力信号Ｓ_λ２を分離する。例えば、信号分離部４０は、ＲＧＢの３つのチャネルを用いて、各波長に対応する信号を分離する。

一方、光源部１０が赤外線のみを生体２００に照射する場合、受光部２０は、波長が７００ｎｍ以上の光に感度を有するカメラである。例えば、受光部２０は、モノクロカメラである。

図３は、実施例２に係る検出装置１００の構成の一例を示す。本例の検出装置１００は、光源制御部７０を更に備える点で実施例１と相違する。また、本例の信号合成部５０は、係数探索部５２と、評価部５４と、決定部５６とを備える。

係数探索部５２は、信号合成部５０が合成信号Ｓ_ｃｏｒｒを生成するための係数候補を出力する。係数は、合成信号Ｓ_ｃｏｒｒを合成する際に、各信号を重み付けするものである。一例において、係数探索部５２は、後述の離散的な係数探索法により複数の係数候補を探索する。係数探索部５２は、予め複数の係数候補を格納しておいてもよい。

評価部５４は、複数の係数候補に基づいて、複数の合成信号候補を生成する。複数の合成信号候補は、複数の係数候補に基づいて生成された、合成信号Ｓ_ｃｏｒｒの候補である。評価部５４は、複数の合成信号候補に対応する複数の評価値を算出する。一例において、評価部５４は、複数の係数候補ごとのＳ／Ｎ比に基づいて、複数の評価値を算出する。また、評価部５４は、評価関数を用いて、係数候補毎の評価値を算出してよい。例えば、評価部５４は、Ｓ／Ｎ比に依存した評価関数を有する。評価関数は、離散的な係数探索時に各候補に対して、点数（即ち、評価値）を付けるための関数である。評価部５４は、算出した評価値に基づいて、係数を探索する。

決定部５６は、複数の評価値に基づいて、信号合成部５０から出力する合成信号Ｓ_ｃｏｒｒを決定する。一例において、決定部５６は、複数の評価値のうち、最も高い評価値を決定する。

光源制御部７０は、第１照射光および第２照射光の変調周波数、強度、照射タイミングの少なくとも１つを制御する。一例において、光源制御部７０は、受光部２０が受光した反射光に応じて、光源部１０の動作を制御する。

光源制御部７０は、生体２００の存在する環境に応じて、光源部１０が照射する波長を制御してよい。光源制御部７０は、第２波長が第１波長よりも短い場合、生体２００の周囲が明るくなった場合に、光源部１０に第２波長を短波長側に制御させる。また、光源制御部７０は、生体２００の周囲が暗くなった場合に、光源部１０に第２波長を長波長側に制御させてよい。即ち、光源制御部７０は、周囲が暗くなり、照射光が生体２００に感知されやすくなる状況では、照射光を生体２００に感知されにくい長波長側に制御する。これにより、検出装置１００による生体情報の検出動作が、生体２００に気付かれにくくなる。また、生体２００に照射光が気付かれる場合であっても、照射光を長波長側に制御することにより、生体２００の感じる眩しさが低減される。なお、光源制御部７０は、周囲が明るくなり、照射光が生体２００に感知されにくい状況では、照射光を生体２００に感知されやすい短波長側に制御してもよい。

図４は、評価部５４による評価値の算出方法を説明するための図である。評価部５４は、第１入力信号Ｓ_λ１および第２入力信号Ｓ_λ２の混合信号から、θの値毎に合成信号Ｓ_ｃｏｒｒを算出する。

例えば、θ＝θ_１の場合、評価部５４は、合成信号Ｓ_ｃｏｒｒとして、Ｓ_θ１を生成する。本例の評価部５４は、θ＝θ_１の場合、評価値として０．０３を出力する。また、θ＝θ_２の場合、評価部５４は、合成信号Ｓ_ｃｏｒｒとして、Ｓ_θ２を生成する。本例の評価部５４は、θ＝θ_２の場合、評価値として０．１２を出力する。さらに、θ＝θ_３の場合、評価部５４は、合成信号Ｓ_ｃｏｒｒとして、Ｓ_θ３を生成する。本例の評価部５４は、θ＝θ_３の場合、評価値として０．０５を出力する。この場合、決定部５６は、複数の評価値のうち、評価値が最大であるθ＝θ_２の場合の合成信号Ｓ_ｃｏｒｒとしてＳ_θ２を出力することを決定する。

図５は、係数探索部５２の離散的な係数探索法を説明するための図である。本例では、合成信号Ｓ_ｃｏｒｒがｓｉｎθ×Ｓ_λ１＋ｃｏｓθ×Ｓ_λ２の信号を含む。係数探索部５２は、離散的な係数探索法の範囲としてθ＝９０°〜１８０°の範囲で係数候補を探索する。これにより、係数探索部５２は、係数を探索する。離散的な係数探索法の範囲は、θ＝２７０°〜３６０°であってもよい。

係数探索部５２は、予め定められた間隔で離散的な係数探索法を実行する。例えば、係数探索部５２は、θ＝９°間隔でグリッドを取り、離散的に係数を探索する。本例の離散的な係数探索法の間隔は、一定であるが、異なっていてもよい。係数探索部５２は、係数の探索時間を考慮して、グリッドの数を調整してよい。例えば、係数探索部５２は、離散的な係数の探索間隔を大きくすることにより、グリッドの数を減らして、係数の探索時間を短縮する。また、係数探索部５２は、離散的な係数の探索間隔を小さくすることにより、グリッドの数を増やして、係数の精度を上げてよい。一例において、係数探索部５２は、評価値の離散的極値近傍の評価点を補間して評価値の極値を修正してもよい。また、係数探索部５２は、処理部３０の処理能力に応じて、グリッド数を調整してもよい。

図６は、評価部５４による評価値の算出方法を説明するための図である。本例の評価部５４は、評価関数ｆ（Ｓ）を用いて、合成信号Ｓ_ｃｏｒｒの評価値を算出する。評価関数ｆ（Ｓ）は、一例において、次式で示される。

これにより、横軸に周波数ωを取ったパワースペクトルの最大値Ｐ_ｍａｘが大きい場合に評価値が大きくなることが分かる。このように、係数探索部５２は、合成信号Ｓ_ｃｏｒｒのスペクトルにおいて、信号成分とノイズ成分との差が最大となるような係数を探索してよい。

図７は、実施例３に係る検出装置１００の構成の一例を示す。本例の光源制御部７０は、切替制御部７２を有する点で実施例２に係る検出装置１００と相違する。

切替制御部７２は、光源部１０に第１照射光および第２照射光を時分割で照射させる。一例において、切替制御部７２は、第１照射光および第２照射光を交互に照射するように光源部１０を制御する。切替制御部７２は、受光部２０と同期してよい。例えば、切替制御部７２は、受光部２０からの同期信号に応じて、第１照射光および第２照射光の照射タイミングを切り替える。これにより、受光部２０は、受光した反射光が第１照射光および第２照射光のいずれに基づくかを判断する。即ち、光源部１０および受光部２０を同期することにより、光源部１０の照射タイミングと、受光部２０の受光タイミングが分かるので、第１照射光に対応する第１反射光および第２照射光に対応する第２反射光がそれぞれ判別できる。よって、信号分離部４０は、第１入力信号Ｓ_λ１と第２入力信号Ｓ_λ２とを分離することができる。

図８は、切替制御部７２による照射光の切替照射を説明するための図である。縦軸は印加電圧を示し、横軸は時間を示す。本例の切替制御部７２は、受光部２０からカメラ同期信号を受信する。切替制御部７２は、カメラ同期信号に応じて、第１光源１１および第２光源１２の照射を制御する。本例の切替制御部７２は、カメラ同期信号がＨｉｇｈとなるタイミングで、第１光源１１および第２光源１２の照射を切り替える。

図９は、実施例４に係る検出装置１００の構成の一例を示す。本例の光源制御部７０は、変調制御部７４を有する点で実施例２に係る検出装置１００と相違する。

変調制御部７４は、光源部１０に、それぞれ異なる周波数で変調させた第１照射光および第２照射光を照射させる。本例の変調制御部７４は、光源部１０の周波数と照射タイミングを制御することにより、異なる周波数の第１照射光および第２照射光を同時に生体２００に照射させる。

図１０は、変調制御部７４による照射光の変調照射を説明するための図である。第１光源１１は、周波数ｆ１の第１照射光を生体２００に照射する。第２光源１２は、周波数ｆ２の第２照射光を生体２００に照射する。このように、検出装置１００は、第１照射光および第２照射光を変調させることにより、第１照射光および第２照射光を同時に生体２００に照射した場合であっても、第１入力信号Ｓ_λ１と第２入力信号Ｓ_λ２とを分離できる。

図１１は、係数探索部５２による評価値の補間方法の一例を示す。本例の係数探索部５２は、複数の評価値のうち、極値近傍の評価値に基づいて、複数の係数候補を補間する。即ち、係数探索部５２は、評価値の離散的極値近傍の評価点を補間して評価値の極値を修正する。例えば、係数探索部５２は、予め定められたθ＝θ_１〜θ_４を離散的に選択することにより、評価値Ｐ１〜Ｐ４を出力する。本例では、評価値Ｐ１〜Ｐ４の極値はＰ２である。ここで、係数探索部５２は、極値であるＰ２と、その次に評価値の大きなＰ３の間の評価値Ｐ２'を補間する。これにより、係数探索部５２は、係数候補を補間する。この場合、決定部５６は、補間された係数候補に基づいて、評価値Ｐ２'に応じた合成信号Ｓ_ｃｏｒｒを決定する。

図１２は、実施例５に係る検出装置１００の構成の一例を示す。本例の検出装置１００は、処理部３０に調整部８０を備える。

調整部８０は、複数の係数候補の探索方法を調整する。本例の調整部８０は、複数の係数候補の探索方法を調整することにより、処理部３０の演算量を制御する。

調整部８０は、係数探索部５２が出力する複数の係数候補の個数を調整する。例えば、調整部８０は、係数探索部５２が出力する複数の係数候補の個数を少なくすることにより、処理部３０の演算量を抑制し、処理時間を短縮する。また、調整部８０は、係数探索部５２が出力する複数の係数候補の個数を増加させることにより、生体情報の検出精度を高める。

また、調整部８０は、離散的な係数探索法の範囲を調整する。例えば、調整部８０は、合成信号Ｓ_ｃｏｒｒがｓｉｎθ×Ｓ_λ１＋ｃｏｓθ×Ｓ_λ２の信号を含む場合、離散的な係数探索法の範囲をθ＝９０°〜１８０°、又はθ＝２７０°〜３６０°の範囲に調整する。さらに、調整部８０は、係数探索部５２が出力する複数の係数候補を前回決定された係数の近傍に設定してよい。

また、調整部８０は、信号合成部５０の計算時間に基づいて、係数探索部５２における係数探索の間隔を調整する。係数探索部５２における係数探索の間隔とは、係数探索部５２が離散的な係数探索法を用いる場合、グリッドの間隔を指す。また、調整部８０は、受光部２０のキャプチャー時間と処理部３０の計算時間とを比較し、処理部３０の計算時間がフレーム間隔を超えないように、信号合成部５０の処理を調整してよい。

図１３は、運転手監視システム３００の一例を示す。運転手監視システム３００は、検出装置１００と、モード切替部１２０とを備える。本例の検出装置１００は、車両のフロントミラーに配置されるが、これに限定されない。

運転手監視システム３００は、運転手である生体２００を監視する。本例の運転手監視システム３００は、生体２００を監視し、生体２００の生体情報に応じて運転モードを切り替えるか否かを制御する。

モード切替部１２０は、生体２００が運転する車両の運転モードを切り替える。一例において、モード切替部１２０は、車両の運転モードを自動運転モード又は手動運転モードに切り替える。モード切替部１２０は、検出装置１００が検出した生体情報に基づいて、運転モードを切り替えるか否かを決定する。例えば、モード切替部１２０は、生体情報から生体２００が正常であると判断した場合に、自動運転モードから手動運転モードに切り替える。一方、モード切替部１２０は、生体情報から生体２００が非正常であると判断した場合に、自動運転モードを維持する。なお、本例のモード切替部１２０は、車両のダッシュボードに配置されるが、これに限定されない。

本例の検出装置１００は、非接触で生体の脈波情報を取得する。そのため、検出装置１００は、生体に負荷をかけずに脈波情報を取得できる。但し、生体情報を非接触で検出する場合、受光した反射光にノイズが含まれる場合がある。例えば、ノイズは、生体２００の動作や、反射条件の変化等によっても生じる。本例の検出装置１００は、受光した反射光にノイズが含まれる場合であっても、高いＳ／Ｎ比の信号を検出できるので、生体２００の生体情報を高精度に検出できる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０・・・光源部、１１・・・第１光源、１２・・・第２光源、２０・・・受光部、３０・・・処理部、４０・・・信号分離部、５０・・・信号合成部、５２・・・係数探索部、５４・・・評価部、５６・・・決定部、６０・・・生体情報算出部、７０・・・光源制御部、７２・・・切替制御部、７４・・・変調制御部、８０・・・調整部、１００・・・検出装置、１２０・・・モード切替部、２００・・・生体、３００・・・運転手監視システム

Claims (20)

1. 予め定められた第１波長を含む第１照射光と、前記第１波長と異なる第２波長を含む第２照射光とを、生体の部位に照射する光源部と、
   前記第１照射光が前記部位で反射された第１反射光と、前記第２照射光が前記部位で反射された第２反射光とを受光する受光部と、
   前記第１反射光に応じた第１入力信号および前記第２反射光に応じた第２入力信号を処理することにより、前記生体の生体情報を出力する処理部と
   を備え、
   前記処理部は
   前記第１入力信号と前記第２入力信号とが線形結合された合成信号を生成する信号合成部と、
   前記合成信号に基づいて前記生体情報を算出する生体情報算出部と
   を有し、
   前記信号合成部は、前記合成信号を生成するための係数を、複数の係数候補から選択する
   検出装置。
2. 前記信号合成部は、
   前記複数の係数候補を出力する係数探索部と、
   前記複数の係数候補に基づいて得られた複数の合成信号候補に対応する複数の評価値を算出する評価部と、
   前記複数の評価値に基づいて、前記信号合成部から出力する前記合成信号を決定する決定部と
   を有する
   請求項１に記載の検出装置。
3. 前記第１照射光および前記第２照射光の変調周波数、強度、照射タイミングの少なくとも１つを制御する光源制御部を更に備える
   請求項２に記載の検出装置。
4. 前記光源制御部は、前記第１照射光および前記第２照射光を交互に照射するように前記光源部を制御する切替制御部を更に備える
   請求項３に記載の検出装置。
5. 前記切替制御部は、前記受光部からの同期信号に応じて、前記第１照射光および前記第２照射光の照射タイミングを切り替える
   請求項４に記載の検出装置。
6. 前記光源制御部は、前記光源部に、それぞれ異なる周波数で変調させた前記第１照射光および前記第２照射光を照射させる変調制御部を更に備える
   請求項３に記載の検出装置。
7. 前記第２波長は、前記第１波長よりも短波長であり、
   前記光源制御部は、
   前記生体の周囲が明るくなった場合に、前記光源部に前記第２波長を短波長側に制御させ、
   前記生体の周囲が暗くなった場合に、前記光源部に前記第２波長を長波長側に制御させる
   請求項３から６のいずれか一項に記載の検出装置。
8. 前記受光部は、第１受光素子および第２受光素子を有し、
   前記第１受光素子は、前記第２受光素子よりも、前記第１波長に対する感度が大きく、
   前記第２受光素子は、前記第１受光素子よりも、前記第２波長に対する感度が大きく、
   前記検出装置は、
   前記第１受光素子と前記第２受光素子との感度差に基づいて、前記第１入力信号と前記第２入力信号とを分離する信号分離部を更に備える
   請求項２から７のいずれか一項に記載の検出装置。
9. 前記評価部は、前記複数の係数候補ごとのＳ／Ｎ比に基づいて、前記複数の評価値を算出する
   請求項２から８のいずれか一項に記載の検出装置。
10. 前記係数探索部は、前記複数の評価値のうち最も高い評価値の合成信号候補に対応する係数を探索する
    請求項２から９のいずれか一項に記載の検出装置。
11. 前記係数探索部は、前記複数の評価値のうち、極値近傍の評価値に基づいて、前記複数の係数候補を補間し、
    前記決定部は、前記補間された係数候補に基づいて、前記合成信号を決定する
    請求項２から１０いずれかに記載の検出装置。
12. 前記複数の係数候補の探索方法を調整する調整部を更に備える
    請求項２から１１のいずれか一項に記載の検出装置。
13. 前記調整部は、前記係数探索部が出力する前記複数の係数候補の個数を調整する
    請求項１２に記載の検出装置。
14. 前記調整部は、前記信号合成部の計算時間に基づいて、前記係数探索部における係数探索の間隔を調整する
    請求項１２又は１３に記載の検出装置。
15. 前記調整部は、前記係数探索部が出力する前記複数の係数候補を前回決定された係数の近傍に設定する
    請求項１２から１４のいずれか一項に記載の検出装置。
16. 前記係数探索部は、離散的な係数探索法により、前記複数の係数候補を探索し、
    前記調整部は、前記離散的な係数探索法の範囲を調整する
    請求項１２から１５のいずれか一項に記載の検出装置。
17. 前記合成信号は、前記第１入力信号をＳ_λ１とし、前記第２入力信号をＳ_λ２とした場合に、ｓｉｎθ×Ｓ_λ１＋ｃｏｓθ×Ｓ_λ２の信号を含み、
    前記調整部は、前記離散的な係数探索法の範囲をθ＝９０°〜１８０°、又はθ＝２７０°〜３６０°の範囲に調整する
    請求項１６に記載の検出装置。
18. 前記生体情報は、前記生体の脈拍数、呼吸状態、心拍変動および血圧の少なくとも１つを含む
    請求項１から１７のいずれか一項に記載の検出装置。
19. 前記受光部は、波長が７００ｎｍ以上の光に感度を有するカメラである
    請求項１から１８のいずれか一項に記載の検出装置。
20. 車両を運転する運転手を監視する運転手監視システムであって、
    前記車両の運転モードを切り替えるモード切替部と、
    請求項１から１９のいずれか一項に記載の検出装置と
    を備え、
    前記モード切替部は、前記検出装置が検出した前記生体情報に基づいて、前記運転モードを切り替えるか否かを決定する
    運転手監視システム。

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