JP5010537B2 - 飲酒検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、被験者の飲酒状態を検出する飲酒検出装置に関するものである。

従来の飲酒検出装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、被験者の指をプローブに押し付け、その時に被験者の皮膚から出る汗中の揮散成分をセンサで測定することにより、被験者の血中アルコール濃度を推定するものが知られている。
特開２００１−２１５６７号公報

しかしながら、上記従来技術のように、汗等の皮膚分泌物の測定値のみから血中アルコール濃度を推定する手法では、個人差の影響によって測定値のばらつきが生じ、結果的に被験者の正確な血中アルコール濃度が得られないことがある。

本発明の目的は、被験者の血中アルコール濃度を正確に推定することができる飲酒検出装置を提供することである。

本発明は、被験者の飲酒状態を検出する飲酒検出装置であって、被験者の皮膚分泌物を測定する皮膚分泌物測定手段と、被験者の皮膚水分量を測定する皮膚水分量測定手段と、皮膚分泌物測定手段による皮膚分泌物の測定値と皮膚水分量測定手段による皮膚水分量の測定値とに基づいて、被験者の血中アルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段とを備え、アルコール濃度推定手段は、血中アルコール濃度を、下記式（１）を用いて推定することを特徴とするものである。

ｆ（アルコール濃度）＝ａ×ｆ（皮膚分泌物）／ｆ（皮膚水分量）・・・（１）

ｆ（アルコール濃度）：血中アルコール濃度の推定値
ｆ（皮膚分泌物）：皮膚分泌物の測定値
ｆ（皮膚水分量）：皮膚水分量の測定値
ａ：係数

人の皮膚水分量は個人毎に異なっているため、実際の血中アルコール濃度が同じであっても、皮膚分泌物の測定値は変わってくる。そこで本発明では、被験者の皮膚分泌物を測定する皮膚分泌物測定手段に加え、被験者の皮膚水分量を測定する皮膚水分量測定手段を設けることにより、皮膚分泌物の測定値だけでなく皮膚水分量の測定値も考慮して、被験者の血中アルコール濃度を推定する。これにより、皮膚分泌物の測定値を用いて血中アルコール濃度を推定する際に、皮膚水分量の個人差の影響による血中アルコール濃度の推定誤差を抑制し、被験者の血中アルコール濃度を正確に推定することができる。

好ましくは、人の皮膚に付いている個人識別パターンのデータを予め登録しておく記憶手段と、被験者の皮膚の個人識別パターンを測定する識別パターン測定手段とを更に備え、アルコール濃度推定手段は、識別パターン測定手段により測定された個人識別パターンを記憶手段に登録された個人識別パターンのデータと照合し、測定された個人識別パターンが記憶手段に登録されているときに、被験者の血中アルコール濃度を推定する。個人識別パターンとしては、指紋や静脈等のパターンがある。識別パターン測定手段により測定された個人識別パターンが記憶手段に登録されていないときは、被験者の血中アルコール濃度の推定を実施せず、例えば警告を与えるようにすることで、他人による成り済まし等を防ぐことができる。

本発明は、被験者の飲酒状態を検出する飲酒検出装置であって、被験者の皮膚分泌物を測定する皮膚分泌物測定手段と、被験者の皮膚水分量を測定する皮膚水分量測定手段と、皮膚分泌物測定手段による皮膚分泌物の測定値と皮膚水分量測定手段による皮膚水分量の測定値とに基づいて、被験者の血中アルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、人の皮膚に付いている個人識別パターンのデータを予め登録しておく記憶手段と、被験者の皮膚の個人識別パターンを測定する識別パターン測定手段とを備え、アルコール濃度推定手段は、識別パターン測定手段により測定された個人識別パターンを記憶手段に登録された個人識別パターンのデータと照合し、測定された個人識別パターンが記憶手段に登録されているときに、被験者の血中アルコール濃度を推定する。個人識別パターンとしては、指紋や静脈等のパターンがある。識別パターン測定手段により測定された個人識別パターンが記憶手段に登録されていないときは、被験者の血中アルコール濃度の推定を実施せず、例えば警告を与えるようにすることで、他人による成り済まし等を防ぐことができる。
好ましくは、アルコール濃度推定手段は、皮膚分泌物の測定値に対して皮膚水分量の測定値に応じた補正を行って被験者の血中アルコール濃度を推定する。この場合には、皮膚水分量の個人差の影響による血中アルコール濃度の推定誤差を確実に抑制することができる。

本発明によれば、被験者の血中アルコール濃度を正確に推定することができる。これにより、例えば呼気吹き込み法等に比べて、被験者の飲酒状態の検出を簡単に行うことが可能となる。

以下、本発明に係わる飲酒検出装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係わる飲酒検出装置の第１実施形態を備えたシステムの概略構成図である。同図において、本実施形態の飲酒検出装置１は、自動車等の車両に搭載され、運転者の飲酒状態を検出する装置である。

飲酒検出装置１は、皮膚分泌物測定センサ２と、皮膚水分量測定センサ３と、これらの皮膚分泌物測定センサ２及び皮膚水分量測定センサ３と接続されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）４とを備えている。

皮膚分泌物測定センサ２は、運転者の指や手掌等の皮膚分泌物（汗、におい、経皮揮発アルコールガス等）の含有成分を測定するセンサである。皮膚分泌物測定センサ２としては、電気化学式センサや酸化物半導体式センサ等が用いられる。

皮膚水分量測定センサ３は、運転者の指や手掌等の皮膚水分量を測定する接触式のセンサである。なお、ここでの皮膚水分量は、皮膚水分量測定センサ３の測定面（上面）の面積当たりの皮膚水分量であり、皮膚水分率と言うこともできる。接触皮膚水分量測定センサ３としては、皮膚アドミッタンス式センサや電気容量式センサ等が用いられる。

ＥＣＵ４は、ＣＰＵ、ＲＯＭやＰＡＭ等のメモリ、入出力回路等により構成されている。ＥＣＵ４には、車両に搭載された表示部５が接続されている。ＥＣＵ４は、皮膚分泌物測定センサ２及び皮膚水分量測定センサ３の測定値を入力して所定の処理を行い、運転者の血中アルコール濃度（呼気アルコール濃度に相当）を推定し、その推定結果を表示部５に出力する。

皮膚分泌物測定センサ２、皮膚水分量測定センサ３及びＥＣＵ４は、図２に示すように、例えば上端が開放された取付ボックス６に収容されている。具体的には、皮膚水分量測定センサ３は、取付ボックス６の上端部に配置されている。皮膚分泌物測定センサ２は、その測定面（上面）の大部分が取付ボックス６の上端側に露出するように皮膚水分量測定センサ３の下方に配置されている。ＥＣＵ４は、皮膚分泌物測定センサ２の真下に配置されている。このように飲酒検出装置１は、一つのセンサモジュールとして構成され、車両のステアリングやインスツルメントパネル等に取り付けられる。なお、ＥＣＵ４については、特に取付ボックス６に収容しなくても良い。

図３は、ＥＣＵ４により実行されるアルコール濃度推定処理の詳細を示すフローチャートである。以下、図３に示すフローチャートを用いて、運転者の飲酒状態を検出する手順について説明する。

まず運転者は、自分の指や手掌を、皮膚分泌物測定センサ２の測定面を覆うように皮膚水分量測定センサ３の測定面上に載せる。すると、皮膚分泌物測定センサ２により運転者の皮膚分泌物の成分が測定されると共に、皮膚水分量測定センサ３により運転者の皮膚水分量が測定される。そして、皮膚分泌物測定センサ２及び皮膚水分量測定センサ３の測定値がＥＣＵ４に入力される（手順Ｓ５１）。

ＥＣＵ４は、その皮膚分泌物測定センサ２及び皮膚水分量測定センサ３の測定値に基づいて、運転者の血中アルコール濃度を推定する（手順Ｓ５２）。血中アルコール濃度の推定方法を以下に述べる。

即ち、図４に示すように、皮膚分泌物と血中アルコール濃度との間には相関関係があり、皮膚分泌物の測定値を用いて血中アルコール濃度を推定することができる。しかし、同じ血中アルコール濃度であっても、個人差によって皮膚分泌物の測定値が異なる（図中のＰ，Ｑ参照）。その原因は、皮膚水分量が個人差によって異なるためである。具体的には、指や手掌に汗をかきにくい皮膚水分量の少ない人は、指や手掌における代謝が良くないため、本当のアルコール濃度よりも低い値が出るようになり、指や手掌に汗をかきやすい皮膚水分量の多い人は、指や手掌における代謝が良いため、本当のアルコール濃度よりも高い値が出るようになる。

そこで、下記式のように、皮膚分泌物測定センサ２の測定値を皮膚水分量測定センサ３の測定値で除する補正を行い、血中アルコール濃度を求めるようにする。なお、ｆ（アルコール濃度）は血中アルコール濃度の推定値であり、ｆ（皮膚分泌物）は皮膚分泌物の測定値であり、ｆ（皮膚水分量）は皮膚水分量の測定値である。
ｆ（アルコール濃度）＝ａ×ｆ（皮膚分泌物）／ｆ（皮膚水分量）
但し、ａは係数であり、年齢や性別等によって異なる。

このような補正計算を行うことで、図４に示すように、皮膚水分量の個人差に起因した血中アルコール濃度の推定ばらつきが解消されるようになる。

続いて、ＥＣＵ４は、そのような血中アルコール濃度の推定結果を表示部５に表示させる（手順Ｓ５３）。このとき、血中アルコール濃度を数値で表示させても良いし、血中アルコール濃度が予め設定された基準値よりも高いか否かの旨を表示させても良い。なお、血中アルコール濃度が基準値よりも高い場合には、エンジン停止や動力遮断等を行うようにしても良い。

以上のように本実施形態によれば、皮膚分泌物測定センサ２の測定値を用いて運転者の血中アルコール濃度を推定する際に、皮膚分泌物測定センサ２の測定値に対して皮膚水分量測定センサ３の測定値に応じた補正を行うようにしたので、運転者の血中アルコール濃度を正確に推定することができる。これにより、運転者の飲酒状態を簡単かつ安価な方法で検出することができる。

図５は、本発明に係わる飲酒検出装置の第２実施形態を備えたシステムの概略構成図である。図中、上記第１実施形態と同一または同等の要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。

同図において、本実施形態の飲酒検出装置１０は、上記の皮膚分泌物測定センサ２及び皮膚水分量測定センサ３に加え、光学式あるいは電気式のタッチセンサ１１を備えている。タッチセンサ１１に運転者の指や手掌が触れることで、運転者の指紋パターンや静脈パターンを測定することが可能となる。指紋パターンや静脈パターンは、個人によって異なる個人識別パターンである。

また、飲酒検出装置１０は、上記第１実施形態におけるＥＣＵ４に代えて、皮膚分泌物測定センサ２、皮膚水分量測定センサ３及びタッチセンサ１１と接続されたＥＣＵ１２を備えている。ＥＣＵ１２には、上記の表示部５の他、警告音を発するブザー１３と、エンジンを制御するエンジン制御装置１４とが接続されている。

ＥＣＵ１２は、正規の運転者の指紋パターンや静脈パターンのデータが予め登録されたデータベース１５を有している。ＥＣＵ１２は、タッチセンサ１１で測定された指紋や静脈のパターンをデータベース１５に登録されたデータと照合し、指紋や静脈のパターンがデータベース１５に登録されているときに、皮膚分泌物測定センサ２及び皮膚水分量測定センサ３の測定値を入力して所定の処理を行い、運転者の血中アルコール濃度を推定し、その推定結果を表示部５に出力する。

タッチセンサ１１及びＥＣＵ１２は、図６に示すように、皮膚分泌物測定センサ２及び皮膚水分量測定センサ３と共に上記の取付ボックス６に収容されている。具体的には、皮膚水分量測定センサ３及びタッチセンサ１１は、取付ボックス６の上端部に所定の間隔を隔てて配置されている。皮膚分泌物測定センサ２は、その測定面の大部分が皮膚水分量測定センサ３とタッチセンサ１１との間で取付ボックス６の上端側に露出するように、皮膚水分量測定センサ３及びタッチセンサ１１の下方に配置されている。ＥＣＵ１２は、皮膚分泌物測定センサ２の真下に配置されている。なお、ＥＣＵ１２については、上記のＥＣＵ４と同様に、特に取付ボックス６に収容しなくても良い。

図７は、ＥＣＵ１２により実行されるアルコール濃度推定処理の詳細を示すフローチャートである。以下、図７に示すフローチャートを用いて、運転者の飲酒状態を検出する手順について説明する。

まず運転者は、例えば自分の指や手掌を、皮膚分泌物測定センサ２を跨いで覆うように皮膚水分量測定センサ３及びタッチセンサ１１の測定面上に載せる。すると、タッチセンサ１１により運転者の指紋パターンや静脈パターンが測定される。そして、タッチセンサ１１の測定値がＥＣＵ１２に入力される（手順Ｓ６１）。

ＥＣＵ１２は、タッチセンサ１１により測定された指紋パターンや静脈パターンとデータベース１５に登録されている指紋パターンや静脈パターンのデータとを照合することで、運転者の同定を行う（手順Ｓ６２）。そして、タッチセンサ１１により測定された指紋パターンや静脈パターンと同じデータがデータベース１５に登録されているかどうかを判定する（手順Ｓ６３）。

タッチセンサ１１により測定された指紋パターンや静脈パターンと同じデータがデータベース１５に登録されているときは、皮膚分泌物測定センサ２及び皮膚水分量測定センサ３を作動させる（手順Ｓ６４）。すると、皮膚分泌物測定センサ２により運転者の皮膚分泌物の成分が測定されると共に、皮膚水分量測定センサ３により運転者の皮膚水分量が測定される。

これにより、皮膚分泌物測定センサ２及び皮膚水分量測定センサ３の測定値がＥＣＵ１２に入力される（手順Ｓ５１）。そして、ＥＣＵ１２は、上記第１実施形態と同様にして、皮膚分泌物測定センサ２及び皮膚水分量測定センサ３の測定値に基づいて、運転者の血中アルコール濃度を推定し（手順Ｓ５２）、その血中アルコール濃度の推定結果を表示部５に表示させる（手順Ｓ５３）。

一方、タッチセンサ１１により測定された指紋パターンや静脈パターンと同じデータがデータベース１５に登録されていないときは、その旨を運転者に報知すべく、ブザー１３を制御して警報音を発生させる（手順Ｓ６５）。このとき、表示部５に何らかの警告表示を行っても良い。また、エンジン制御装置１４を制御することで、エンジンを強制的に停止させたり、動力を強制的に遮断させるようにする（手順Ｓ６６）。

このように本実施形態においては、タッチセンサ１１により運転者の指紋パターンや静脈パターンを計測し、この計測値をデータベース１５の登録データと照合することで、個人認証を行うようにしたので、他人による成り済まし等を防止し、車両の盗難等を未然に防ぐことができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態の飲酒検出装置は、車両に搭載されるものであるが、本発明は、車両の運転者以外の被験者の飲酒状態を検出するものにも適用可能である。

本発明に係わる飲酒検出装置の第１実施形態を備えたシステムの概略構成図である。 図１に示した飲酒検出装置の配置構造を示す断面図である。 図１に示したＥＣＵにより実行されるアルコール濃度推定処理の詳細を示すフローチャートである。 血中アルコール濃度に対応する皮膚分泌物に対して皮膚水分量を用いて補正する概念を示すグラフである。 本発明に係わる飲酒検出装置の第２実施形態を備えたシステムの概略構成図である。 図５に示した飲酒検出装置の配置構造を示す断面図である。 図５に示したＥＣＵにより実行されるアルコール濃度推定処理の詳細を示すフローチャートである。

符号の説明

１…飲酒検出装置、２…皮膚分泌物測定センサ（皮膚分泌物測定手段）、３…皮膚水分量測定センサ（皮膚水分量測定手段）、４…ＥＣＵ（アルコール濃度推定手段）、１０…飲酒検出装置、１１…タッチセンサ（識別パターン測定手段）、１２…ＥＣＵ（アルコール濃度推定手段）、１５…データベース（記憶手段）。

Claims (4)

1. 被験者の飲酒状態を検出する飲酒検出装置であって、
   前記被験者の皮膚分泌物を測定する皮膚分泌物測定手段と、
   前記被験者の皮膚水分量を測定する皮膚水分量測定手段と、
   前記皮膚分泌物測定手段による前記皮膚分泌物の測定値と前記皮膚水分量測定手段による前記皮膚水分量の測定値とに基づいて、前記被験者の血中アルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段とを備え、
   前記アルコール濃度推定手段は、前記血中アルコール濃度を、下記式（１）を用いて推定することを特徴とする飲酒検出装置。
   
   ｆ（アルコール濃度）＝ａ×ｆ（皮膚分泌物）／ｆ（皮膚水分量）・・・（１）
   
   ｆ（アルコール濃度）：前記血中アルコール濃度の推定値
   ｆ（皮膚分泌物）：前記皮膚分泌物の測定値
   ｆ（皮膚水分量）：前記皮膚水分量の測定値
   ａ：係数
2. 人の皮膚に付いている個人識別パターンのデータを予め登録しておく記憶手段と、
   前記被験者の皮膚の個人識別パターンを測定する識別パターン測定手段とを更に備え、
   前記アルコール濃度推定手段は、前記識別パターン測定手段により測定された個人識別パターンを前記記憶手段に登録された個人識別パターンのデータと照合し、前記測定された個人識別パターンが前記記憶手段に登録されているときに、前記被験者の血中アルコール濃度を推定することを特徴とする請求項１に記載の飲酒検出装置。
3. 被験者の飲酒状態を検出する飲酒検出装置であって、
   前記被験者の皮膚分泌物を測定する皮膚分泌物測定手段と、
   前記被験者の皮膚水分量を測定する皮膚水分量測定手段と、
   前記皮膚分泌物測定手段による前記皮膚分泌物の測定値と前記皮膚水分量測定手段による前記皮膚水分量の測定値とに基づいて、前記被験者の血中アルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段と、
   人の皮膚に付いている個人識別パターンのデータを予め登録しておく記憶手段と、
   前記被験者の皮膚の個人識別パターンを測定する識別パターン測定手段とを備え、
   前記アルコール濃度推定手段は、前記識別パターン測定手段により測定された個人識別パターンを前記記憶手段に登録された個人識別パターンのデータと照合し、前記測定された個人識別パターンが前記記憶手段に登録されているときに、前記被験者の血中アルコール濃度を推定することを特徴とする飲酒検出装置。
4. 前記アルコール濃度推定手段は、前記皮膚分泌物の測定値に対して前記皮膚水分量の測定値に応じた補正を行って前記被験者の血中アルコール濃度を推定することを特徴とする請求項３に記載の飲酒検出装置。

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