JP5375747B2 - 生体情報検出システム - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載して用いられ、ステアリングホイールに設けられたセンサから生体情報を取得する生体情報検出システムに関する。

従来、車両を運転する運転者の生体情報を取得する光学センサをステアリングホイール上に備えるシステムが知られている。
例えば、特許文献１には、光を照射する照射手段と受光手段とからなる検出器をステアリングホイール上に分散して複数配置してなる心拍検出手段を有する車上心拍計が提案されている。この車上心拍計は、出力信号レベルの大きい一部のセンサを検出して、その検出されたセンサの出力に基づいて心拍信号を出力する。

特公平２−２８９６８号公報

ステアリングホイールに設けられた受光手段は、照射手段が照射した照射光以外の光、例えば車両外部からフロントガラス等を通過して入射する太陽光や街灯の明かりなどを外乱光として受光すると、センサ信号にノイズが混入したり、センサ信号が飽和してしまうという問題がある。

そして、ステアリングホイールは運転中に頻繁に回転するため、その回転に伴って受光手段の位置が変化する。位置が変化すると外乱光の受光量も変化するため、受光手段が出力する信号に対して適切なノイズ対策を行うことが難しいという問題があった。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、外乱光の影響を低減できる生体情報検出システムを提供することである。

上述した問題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、車両に搭載される生体情報検出システムであって、この生体情報検出システムは、照射手段、受光手段、選別手段、および生体情報検出手段を有する。

照射手段は、ステアリングホイールを握る被験者の手または指に光を照射する。受光手段は、照射手段から照射された光が手または指から反射した反射光、あるいは、照射された光が手または指を透過した透過光を捉えて受光信号を取得する手段であって、ステアリングホイールに１つ以上が配置される。選別手段は、車両室内における所定の領域に位置する受光手段を選別する。そして、生体情報検出手段は、選別手段により選別された受光手段が取得した受光信号に基づいて、生体情報を検出する。

このように構成された生体情報検出システムでは、照射手段が照射した光（以降、単に照射光ともいう。）を、車両のステアリングホイールに備えられた受光手段が受光することにより、車両の運転者の手や指から生体情報を検出する。

そして上記構成の生体情報検出システムでは、生体情報の検出に用いられる受光信号は、車両室内における所定の領域に位置する受光手段が捉えた照射光に基づくものとなる。受光手段の位置が制限されることによって、受光手段に入射する外乱光の変化が抑制される。

従って、外乱光による受光信号の出力変動が小さくなるため、外乱光の影響を小さくして、精度の高い生体情報を検出することができるようになる。例えば、上述した所定の領域を、外乱光を受け難い場所、例えばステアリングホイールの下側を中心とした領域に設定すれば、外乱光を受光すること自体を抑制でき、精度の高い生体情報を出力することができるようになる。また、外乱光を受けてしまう場合であっても、外乱光の変化が小さいので外乱光による影響度合の想定が容易になり、出力値の補正を適切に行うことができ、精度の高い生体情報を出力することができるようになる。

上述した生体情報検出システムにおいて、照射手段の配置は特に限定されず、様々な位置に配置することができる。例えば、インストールメントパネルの下側に配置して、ステアリングホイールに向けて光を照射するように配置することが考えられる。この場合、受光手段は、手や指を透過した透過光を受光することとなる。また、請求項２に記載の生体情報検出システムのように、照射手段が、照射手段の照射した光を受光する受光手段に近接して前記ステアリングホイールに配置されていてもよい。

このように構成された生体情報検出システムであれば、受光手段が近接する照射手段により照射された照射光の反射光を受光することで、精度の高い受光信号を出力することができる。

上述した請求項２の構成では、所定の領域に受光手段が位置しない場合、その受光手段に対応する照射手段が照射した照射光は、受光手段が受光しても生体情報の検出には用いられない。また照射手段もステアリングホイールの回転に伴って移動するため、照射手段が車両室内の様々な位置に光を照射することとなる。

そこで、上述した請求項２に記載の生体情報検出システムは、請求項３に記載されているように、照射手段が、選別手段により選別されている受光手段、即ち所定の領域にある受光手段に対して照射を実行し、選別手段により選別されていない受光手段に対して照射を実行しないように構成してもよい。

このように構成された生体情報検出システムであれば、所定の領域に位置しない受光手段に対して照射を行わないため、不要な光の照射を抑制して電力消費を抑制できる。また光の照射を行わないため、照射光が他の受光手段に対してノイズとなったり、運転者の目に照射光が入ってまぶしく感じたり、他の計器の表示に反射して計器の視認を阻害したりすることを防止できる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の生体情報検出システムにおいて、さらにステアリングホイールに対して被験者の手または指が接触している接触領域を検出する接触検出手段を備えるものである。そして、生体情報検出手段は、選別手段により選別され、かつ、接触検出手段により検出された接触領域に配置されている受光手段が取得した受光信号に基づいて生体情報を検出することを特徴とする。

このように構成された生体情報検出システムでは、所定の領域に位置しており、かつ、被験者の手または指が接触している領域に位置すると判断できる受光手段により検出された受光信号から生体情報を検出するため、受光信号が生体情報の検出に適した信号である蓋然性を高めることができ、生体情報を高い精度で取得できる。

上述した接触検出手段として、例えば、圧力センサを用いることが考えられる。その他にも、光学式のセンサや電極接点などのセンサを用いてもよい。
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の生体情報検出システムにおいて、さらに、ステアリングホイールに照射される外乱光の強度を測定する外乱光測定手段を備えるものである。そして、選別手段は、外乱光測定手段によって測定される外乱光の強度が所定の閾値以下である場合には、全ての受光手段を選別することを特徴とする。

ステアリングホイールに照射される外乱光の強度が小さい場合には、ステアリングホイール上のいずれの受光手段であっても外乱光の影響が小さくなる。よって、上述した生体情報検出システムであれば、外乱光が強い場合には外乱光の影響を小さくできるように使用する受光手段を所定の領域に位置するものに制限し、外乱光が弱い場合には位置を制限せず多くの受光手段を用いることで、ノイズの小さい受光信号を効率よく取得して生体情報を検出することができる。

ところで、受光手段を選別するために、受光手段が所定の領域に位置するか否かを判別する手段としては様々なものが考えられる。例えば、請求項６に記載の生体情報検出システムのように、ステアリングホイールの回転角度を検出する角度検出手段を設けておき、その角度検出手段により検出された回転角度に基づいて、所定の領域に位置する受光手段を選別することが考えられる。

このように構成された生体情報検出システムであれば、ステアリングホイールの回転角度に基づいて受光手段を選別できる。例えば、ステアリングホイールの回転角度に応じて選別される受光手段を予め対応付けておけば、回転角度を検出することで選別される受光手段を定めることができる。

角度検出手段としては、ステアリングホイールの回転軸に取り付けられる一般的な操舵角センサを用いてもよいが、請求項７に記載のように回転角度を検出してもよい。
請求項７に記載の生体情報検出システムでは、車両の現在位置を検出する位置検出手段を備えており、この位置検出手段により検出された現在位置の経時変化に基づいて回転角度を算出することを特徴とする。

このように構成された生体情報検出システムでは、車両の位置の変化からステアリングホイールの回転角度を逆算して検出することができる。
また、受光手段を選別するための手段は、請求項８のようなものであってもよい。請求項８に記載の生体情報検出システムは、ステアリングホイールに配置される１つ以上の移動部と、ステアリングホイールと同期して回転しない位置に配置される固定部と、からなる回転位置センサを備えている。この回転位置センサは、移動部が固定部に対して所定の位置関係となった場合に、移動部が所定の信号を出力するものである。そして、受光手段は、いずれかの近接する移動部に対応付けられており、上述した所定の信号を出力する移動部に対応付けられた受光手段を、所定の領域に位置する受光手段として選別することを特徴とする。

このように構成された生体情報検出システムでは、移動部が所定の信号を出力することで、その移動部が固定部に対して所定の位置関係となったことを判別できる。よって、その移動部に対応付けられた受光手段の位置もその移動部の近傍であると判別できる。ここで、移動部が所定の領域に位置するときに所定の信号を出力するように固定部の配置を定めておけば、出力される信号によって受光手段が所定の領域に位置するか否かを判別でき、受光手段の選別が可能となる。

ところで、車両室内における所定の領域を太陽光などの外乱光が入りにくい位置に設定すると外乱光の影響を受けにくくなるが、その位置は車両の形状（例えばウインドガラスやダッシュボードの形状）によって変化するので、車両の形状とステアリングホイールの配置に応じて適宜決定することが好ましい。

しかしながら、通常、車両室内において下方ほど外乱光が届き難いので、請求項９に記載の生体情報検出システムのように、所定の領域を、所定の水平面よりも下にある領域として定めてもよい。この場合には、請求項１０に記載の手段によって受光手段の選別を行ってもよい。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の生体情報検出システムにおいて、ステアリングホイールに配置され、微小空気圧力を測定することで自身の高度を検出する１つ以上の微小圧力センサを備えている。また、受光手段はいずれかの近接する微小圧力センサに対応付けられており、微小圧力センサが検出した高度が所定の水平面よりも下である当該微小圧力センサに対応する受光手段を、所定の領域に位置する受光手段として選別することを特徴とする。

このように構成された生体情報検出システムでは、微小圧力センサによってそれに対応付けられた受光手段の高さを検出できる。よって、例えば他の受光手段の位置と相対的に高さを比較することで、受光手段の車両室内における位置が分かるため、所定の水平面よりも下であることを判別でき、受光手段の選別が可能となる。

請求項１１に記載の発明は、車両に搭載される生体情報検出システムであって、ステアリングホイールに配置され、当該ステアリングホイールを握る被験者の手または指に光を照射する１つ以上の照射手段と、照射手段から照射された光が手または指から反射した反射光、または、光が手または指を透過した透過光を捕らえて受光信号を取得する受光手段と、受光手段が取得した受光信号に基づいて、生体情報を検出する生体情報検出手段と、車両室内における所定の領域に位置する照射手段を選別する選別手段と、を備え、照射手段は、当該照射手段が選別手段により選別されている場合に照射を実行し、選別されていない場合には照射を停止することを特徴とする。

このように構成された生体情報検出システムでは、照射手段が照射した照射光を、車両のステアリングホイールに備えられた受光手段が受光することにより、車両の運転者の手や指から生体情報を検出する。

そして上記構成の生体情報検出システムでは、生体情報の検出に用いられる受光信号は、車両室内における所定の領域に位置する照射手段が照射した照射光に基づくものとなる。照射手段の位置が制限されることによって、その照射光を捉えることができる受光手段の位置も制限されるため、受光手段に入射する外乱光の変化が抑制される。

従って、外乱光による受光信号の出力変動が小さくなるため、外乱光の影響を小さくして、精度の高い生体情報を検出することができるようになる。
なお、請求項１１の構成において、受光手段はステアリングホイールに配置されていてもよいし、ステアリングホイール外に配置されていてもよい。

ところで、生体情報検出システムが検出する生体情報とは、請求項１２に記載されているように脈波とすることが考えられる。
このような生体情報検出システムであれば、精度の高い脈波を検出することができる。なお、脈波以外には、血流、血中成分を検出することが考えられる。

実施例１の生体情報検出システムおよびその周辺の概略構成を示した側面図 生体情報検出システムの構成を示すブロック図 車両室内における太陽光の入射状態の一例を示す図 ステアリングホイールにおける脈波センサの配置と、回転による位置の変化を説明する図 実施例１のステアリングホイールの周辺を示す側面図 実施例１の脈波センサ決定処理の処理手順を示すフローチャート 実施例２のステアリングホイールの周辺を示す側面図 実施例２の脈波センサ決定処理の処理手順を示すフローチャート 実施例３のステアリングホイールの周辺を示す側面図 接点スイッチと磁石の動作を説明する図 実施例３の脈波センサ決定処理の処理手順を示すフローチャート 変形例における所定の領域を説明する図

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示にすぎず、本発明が、下記の事例以外にも様々な形態で実施できるのはもちろんである。
［実施例１］
（１）全体構成
本実施例の生体情報検出システム１、およびその生体情報検出システム１周辺の概略構成を示した側面図を図１に示す。また、生体情報検出システム１の構成を示すブロック図を図２に示す。

生体情報検出システム１は、車両３に搭載されて用いられるものであり、ステアリングホイール１１に配置されて車両の運転者５（被験者）から生体信号を取得する計測装置群１３と、ステアリングホイール１１の回転角度を検出する操舵角センサ１５と、車両室内に射し込む光の強さを測定する照度センサ１７と、画像情報を出力するディスプレイ１９および音声を出力するスピーカ２１からなる情報出力装置２３と、を備えている。さらに、生体情報検出システム１は、計測装置群１３で取得された生体信号を解析して生体情報を生成すると共に、その生成した生体情報に基づいて、運転者の状態を推定する制御装置２５を備えている。

計測装置群１３は、近接して配置される照射部３１および検出部３３からなる脈波センサ３５と、圧力センサ３７と、からなる。脈波センサ３５および圧力センサ３７は、ステアリングホイール１１の裏面（ダッシュボード側）に多数配置されている。脈波センサ３５と圧力センサ３７とは１対１で対応付けられており、その対応付けられた脈波センサ３５と圧力センサ３７は近接して配置される。

脈波センサ３５における照射部３１は、ＬＥＤなどの発光素子を有しており、制御装置２５からの制御信号に応じてステアリングホイール１１を握る被験者の手または指に光を照射する。検出部３３は、照射部３１から照射された光が手または指から反射した反射光を捉えて受光信号を取得し、制御装置２５に出力する。制御装置２５は、検出部３３から出力された受光信号に基づいて脈波（容積脈波）を検出する。

つまり、本実施例の生体情報検出システム１では、生体信号とは反射光に基づいて生成された受光信号であり、生体情報とは運転者５の脈波である。
圧力センサ３７は、加えられた圧力に応じた圧力信号を制御装置２５に出力するセンサであって、ステアリングホイール１１に対して被験者の手や指による圧力を電気信号に変換して出力する。制御装置２５は、圧力センサ３７から出力された圧力信号に基づいて手や指が接触している接触領域を検出する。

操舵角センサ１５は、ステアリングホイール１１の回転軸に沿って配置され、ステアリングホイール１１の回転角度を検出し、その角度に応じた操舵角信号を制御装置２５に出力する。

照度センサ１７は、車両室内のダッシュボード上に配置され、太陽光などの外乱光の強度を測定し、この強度に応じた照度信号を制御装置２５に出力する。なお、配置される位置はダッシュボード上に限らず、ステアリングホイール１１に対して照射される光の強度を測定できる位置であれば様々な位置に配置することができる。

情報出力装置２３は、制御装置２５から出力される信号に基づいて、ディスプレイ１９に画像を表示させると共に、スピーカ２１に音声を出力させる。
制御装置２５は、ＣＰＵ２５ａ，ＲＯＭ２５ｂ，ＲＡＭ２５ｃの他、図示しないＩ／Ｏおよびこれらの構成を接続するバスライン等からなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されており、生体情報検出システム１全体を制御する。また、ＲＯＭ２５ｂには、操舵角センサ１５、照度センサ１７、圧力センサ３７から取得した信号に基づいて、作動する脈波センサ３５を決定し、決定された脈波センサ３５の検出部３３が取得した受光信号に基づいて脈波を検出する脈波センサ決定処理をＣＰＵ２５ａが実行するための処理プログラムが格納されている。なお、脈波センサの作動とは、照射部３１により光を照射し、検出部３３によって受光信号を出力するという動作を実行することをいう。

また、マイクロコンピュータには、書き換え可能な不揮発性の記憶装置２５ｄ（例えば、ハードディスクドライブやフラッシュＥＥＰＲＯＭ等）が接続されている。この記憶装置２５ｄには、ステアリングホイール１１の操舵角と、その操舵角に対応する各脈波センサ３５の位置を示すデータテーブルが格納されている。後述する脈波センサ決定処理では、操舵角センサ１５から取得した操舵角とこのデータテーブルから各脈波センサ３５の位置を特定し、所定の領域に位置するものを選別する。所定の領域については後述する。
（２）生体情報検出システムによる処理
＜処理の概要＞
車両３に搭載される光学式の脈波センサ３５は、太陽光や街灯の明かりなどの外乱光を多く受けることによって、検出精度が低下してしまう可能性がある。車両室内における太陽光の入射状態の一例を図３に示す。斜線で示す領域が、太陽光が直接差し込みにくい領域である。ウインドガラスなどから射し込む太陽光は、車両室内の上方ほど当たりやすく、下方ほど当たりにくい。ステアリングホイール１１においても同様に上方に光が当たりやすい。

そこで、本実施例の生体情報検出システム１では、ステアリングホイール１１に備えられた複数の脈波センサ３５のうち、光の当たりにくい領域に位置する脈波センサ３５のみを選別する。この光の当たりにくい領域が所定の領域であって、本実施例では所定の水平面Ｚより下方の領域を所定の領域とする。

図４（Ａ），（Ｂ）に、ステアリングホイール１１の裏面を模式的に示した図を示す。Ａ〜Ｌはそれぞれ脈波センサを示しており、ステアリングホイール１１の裏面全体に所定の間隔を開けて配置される。なお、実際には圧力センサが脈波センサに近接して配置されているが、ここでは図示を省略する。

図４（Ａ）においては、Ｅ〜Ｉの脈波センサが水平面Ｚよりも下方に位置する。ここで、ステアリングホイール１１を回転させると、水平面Ｚよりも下方に位置する脈波センサが入れ替わる。図４（Ｂ）においては、脈波センサＣ，Ｄが新たに水平面Ｚよりも下方の領域に位置することとなり、脈波センサＩが水平面Ｚより上方に位置することとなる。そこで、水平面Ｚよりも下方（即ち所定の領域）に位置する脈波センサ３５を頻繁にチェックして選別する。

さらに、本実施例では、圧力センサ３７を用いて被験者の手や指が当たっている接触領域を検出して、作動させる脈波センサ３５をその接触領域にある脈波センサ３５のみにさらに限定する。

図５に、ステアリングホイール１１の周辺を示す模式的な側面図を示す。ステアリングホイール１１は回転軸１１ａを中心に回転する。圧力センサ３７（３７ａ〜３７ｄ）は、各脈波センサ３５（３５ａ〜３７ｄ）に隣接して配置されている。図５においては、脈波センサ３５ａ〜３５ｄのうち、水平面Ｚよりも下の領域にある脈波センサ３５ｃ，３５ｄが、まずは作動する脈波センサ３５の候補となる。

そして、図５においては、脈波センサ３５ｄと隣接する圧力センサ３７ｄのみが被験者の手７と接触している。よって、圧力センサ３７ｄに隣接する脈波センサ３５ｄが作動する脈波センサとして決定される。このように構成することにより、外乱の影響が少なく、被験者の手または指の反射光を高い確率で検出している検出部３３の受光信号に基づいて脈波を検出できるようになる。

なお、仮に手７が圧力センサ３７ａ，３７ｂに接触していても、水平面Ｚより上に位置しているため、それらに対応する脈波センサ３５ａ，３５ｂが作動する脈波センサとはならない。

また、照度センサ１７を利用して、例えば夜間のように差し込む光の照度が所定の閾値よりも低い場合には上述した所定の領域による位置の制限を無くし、全ての脈波センサ３５を作動する脈波センサの候補としてもよい。

そして、本実施例の生体情報検出システム１では、検出された脈波に基づいて血圧を測定し、情報出力装置２３にて被験者に報知する。
＜制御装置２５による処理＞
以下に、生体情報検出システム１が備える制御装置２５により実行される本発明の特徴的な処理である脈波センサ決定処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。この脈波センサ決定処理は、生体情報検出システム１が起動している間、繰り返し実行される。なお、生体情報検出システム１はこの処理にて取得した脈波に基づいて血圧推定を行うが、その処理の詳細については割愛する。

この脈波センサ決定処理では、まず、照度センサ１７から外乱光の強度を示す照度信号を受信し（Ｓ１）、この信号に基づいて外乱光が所定の照度以上であるか否かを判定する（Ｓ２）。

Ｓ２にて、所定の照度以上であれば（Ｓ２：ＹＥＳ）、操舵角センサ１５から操舵角信号を取得する（Ｓ３）。この取得した操舵角信号と、記憶装置２５ｄに格納されているデータテーブルに基づいて、所定の領域に位置する脈波センサ３５を選別する（Ｓ４）。データテーブルには、操舵角と全ての脈波センサ３５の位置との対応が記憶されているので、Ｓ３にて取得した操舵角から各脈波センサ３５の位置が特定できる。そして、その位置が水平面Ｚ以下の脈波センサ３５を選別する。なお、データテーブルに、操舵角と、その操舵角のときに所定の領域に位置する脈波センサ３５と、の対応付けがなされたデータを記憶しておき、操舵角から直接脈波センサ３５を選別することとしてもよい。

一方、Ｓ２にて所定の照度以上でなければ（Ｓ２：ＮＯ）、全ての脈波センサ３５を選別する（Ｓ５）。
次に、全ての圧力センサ３７から圧力信号を取得する（Ｓ６）。そして、所定以上の圧力を受けている圧力センサ３７の近辺を被験者が触れている接触領域とし、そこに位置する脈波センサ３５を作動する脈波センサ３５として決定する（Ｓ７）。本実施例ではその圧力センサに近接して配置される脈波センサ３５がそれに該当する。

次に、Ｓ７にて作動する脈波センサ３５として決定された脈波センサ３５の照射部３１に光を照射させ（Ｓ８）、同脈波センサ３５の検出部３３から、受光信号を受信する（Ｓ９）。

その後、照射部３１による光の照射を終了して（Ｓ１０）、受信した受光信号に基づいて脈波を検出する（Ｓ１１）。その後、本処理を終了する。
（３）発明の効果
本実施例の生体情報検出システム１では、生体情報（脈波）の検出に用いられる受光信号は、車両室内における所定の領域（水平面Ｚより下方の領域）に位置する検出部３３が捉えた照射光に基づくものである。上述した所定の領域は外乱光が届きにくい位置であるため、外乱光の影響を小さくして、精度の高い生体情報を検出することができる。また、使用する脈波センサ３５は、照射部３１と検出部３３とが近接して配置される反射型の脈波センサであるため、さらに外乱光の影響を受けにくくできる。

また、上記構成の生体情報検出システム１では、被験者の手または指が接触している領域に位置する検出部３３により検出された受光信号に限定して生体情報を検出するため、受光信号が生体情報の検出に適した信号である蓋然性を高めることができ、高い精度で取得できる。

また、Ｓ７にて作動する脈波センサ３５であると決定されなかった脈波センサ３５では照射部３１が照射を行わないため、不要な光の照射を抑制して電力消費を抑制できる。また不要な照射を行わないことによって、他の検出部３３に対してノイズとなったり、照射光が目に入ったり、他の計器の表示に反射して視認を阻害したりすることを防止できる。

また、上記構成の生体情報検出システム１では、ステアリングホイール１１に照射される外乱光の強度が強い場合には外乱光の影響を小さくできるように使用する検出部３３の位置を所定の領域に制限し、外乱光が弱い場合には位置を限定せず多くの検出部３３にて取得した受光信号を用いることで、ノイズの小さい受光信号を効率よく取得して生体情報を検出することができる。
（４）本発明との対応関係
以上説明した実施例において、照射部３１が本発明の照射手段に相当し、検出部３３が受光手段に相当し、圧力センサ３７が接触検出手段に相当し、照度センサ１７が外乱光測定手段に相当し、操舵角センサ１５が角度検出手段に相当し、制御装置２５が選別手段、生体情報検出手段に相当する。
［実施例２］
実施例２における生体情報検出システムは、脈波センサの構成が相違する以外は基本的に実施例１と同じ構成である。よって、実施例１との相違点のみを説明し、同一である構成については同じ符号を用いてその説明を割愛する。
（１）全体構成
本実施例のステアリングホイール１１の周辺を示す模式的な側面図を図７に示す。本実施例においては、照射部４１がステアリングホイール１１の下部であって、ステアリングホイール１１と同期して回転しない位置に配置されていて、領域４５に対して光を照射する。この領域４５は、外乱光の影響を受けにくい所定の領域である。また検出部４３は圧力センサ４７に近接して配置されており、被験者の手を透過した透過光を捉えて受光信号を取得する。
（２）生体情報検出システムによる処理
以下に、本実施例の脈波センサ決定処理について、図８のフローチャートを参照して説明する。本実施例では、上述したように予め外乱を受けにくい領域にのみ照射光が到達する。即ち、外乱光の強度の影響が常時小さいため、外乱光の強度を調べる必要がなくなる。また、照射部４１は光の照射を常時行っている。

この脈波センサ決定処理では、まず、操舵角センサ１５から操舵角信号を取得する（Ｓ２１）。この取得した操舵角信号と、記憶装置２５ｄに格納されているデータテーブル（本実施例では、操舵角と検出部の位置が対応付けて記憶される）に基づいて、所定の領域に位置する検出部４３を選別する（Ｓ２２）。

次に、圧力センサ４７から圧力信号を取得する（Ｓ２３）。ここで、Ｓ２２にて選別された検出部４３の中から、所定の圧力以上を検出している圧力センサ４７に近接する検出部４３を、作動する検出部４３として決定する（Ｓ２４）。

次に、Ｓ２４にて作動する検出部４３から、受光信号を受信する（Ｓ２５）。
その後、受信した受光信号に基づいて脈波を検出し（Ｓ２６）、本処理を終了する。
（３）効果
本実施例の生体情報検出システム１では、実施例１と同様に、外乱光の影響を小さくして精度の高い脈波を検出することができる。
（４）本発明との対応関係
以上説明した実施例において、照射部４１が本発明の照射手段に相当し、検出部４３が受光手段に相当し、圧力センサ４７が接触検出手段に相当し、制御装置２５が選別手段、生体情報検出手段に相当する。
［実施例３］
実施例３における生体情報検出システムは、操舵角センサを用いずに、脈波センサが所定の領域に位置することを検出する構成を有している点以外は基本的に実施例１と同じ構成である。よって、実施例１との相違点のみを説明し、同一である構成については同じ符号を用いてその説明を割愛する。
（１）全体構成
本実施例のステアリングホイール１１の周辺を示す模式的な側面図を図９に示す。本実施例においては、実施例１と同様に脈波センサ５１と圧力センサ５３とが近接して配置されており、さらにそれらに近接して接点スイッチ５５が配置されている。また、ステアリングホイール１１の下部であって、ステアリングホイール１１と同期して回転しない位置に磁石５７が配置されている。

接点スイッチ５５と磁石５７との動作を、図１０を用いて説明する。接点スイッチは、スイッチ側磁石５９を有している。接点スイッチ５５が磁石５７に近接すると、スイッチ側磁石５９が磁石５７に接近して、端子６１，６３が導通してスイッチがＯＮとなり、その旨を示す信号（以降、ＯＮ信号という）が制御装置２５に出力される。制御装置２５はスイッチがＯＮとなった接点スイッチ５５が磁石５７に接近したと判断できるため、接点スイッチ５５と近接する脈波センサ５１が所定の領域に位置していると判断できる。
（２）生体情報検出システムによる処理
以下に、本実施例の脈波センサ決定処理について、図１１のフローチャートを参照して説明する。

なお、本実施例の脈波センサ決定処理において、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３５〜Ｓ４１の処理は図６の処理と同様であるため、その説明を割愛する。
Ｓ３２にて、所定の照度以上であれば、全ての接点スイッチ５５からＯＮ信号を取得する（Ｓ３３）。そして、ＯＮ信号を出力している接点スイッチ５５に近接する脈波センサ５１を、所定の領域に位置する脈波センサとして選別する（Ｓ３４）。その後、Ｓ３６へ移行する。
（３）効果
本実施例の生体情報検出システム１では、接点スイッチ５５がＯＮ信号を出力することで、その接点スイッチ５５が所定の領域に位置するか否かを判別でき、所定の領域に位置する脈波センサ５１の選別が可能となる。

なお、接点スイッチ５５が磁石５７に近づいたときに出力信号が変化すれば、制御装置２５にてそれらが接近したことが判別できる。よって、接点スイッチ５５が磁石５７近づいていないときにＯＮ信号を出力し、近づいたときにＯＮ信号の出力を停止する構成であってもよい。
（４）本発明との対応関係
以上説明した実施例において、接点スイッチ５５が本発明の移動部に相当し、磁石５７が固定部に相当する。即ち、接点スイッチ５５と磁石５７により本発明の回転位置センサを構成している。
［変形例］
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。

例えば、上記各実施例においては、水平面Ｚより下の領域を所定の領域として、その領域にある脈波センサまたは検出部を選別する（Ｓ４、Ｓ２２、Ｓ３７）構成を例示したが、所定の領域は水平面にて区切られるものでなくともよい。例えば車両室内の中央側において太陽光が届き難い場合には、図１２に示すように、中央側の所定の領域が上方にあるように構成されていてもよい。

なお、所定の領域の区切りを水平面とする場合には、微小空気圧力を測定することで自身の高度を検出する微小圧力センサをステアリングホイール１１に複数備えることでも検出部が所定の領域にあるか否かを判別できる。具体的には、例えば検出部それぞれに近接して微小圧力センサを配置して、近接する微小圧力センサと検出部とを対応付けておく。複数の微小圧力センサの高さを比較することで、各微小圧力センサの車両室内における位置が分かるため、所定の水平面よりも下であることを判別して、その微小圧力センサに対応する検出部を、所定の領域に位置する検出部として選別することが考えられる。

また、上記各実施例においては、図６のＳ７、図８のＳ２４、図１１のＳ３７にて作動すると決定された脈波センサまたは検出部（実施例１，３では脈波センサ、実施例２では検出部が該当する。以下、これらを合わせて脈波センサ等という。）のみが受光信号を出力し、それ以外のものは受光信号を出力しない構成を例示した。しかしながら、作動すると決定されたもの以外も含む（例えば全ての）脈波センサ等が受光信号を出力して、制御装置２５において決定された脈波センサ等から受信した受光信号を選択して脈波検出に使用するように構成してもよい。

また上記各実施例においては、圧力センサを用いて手や指が接触している接触領域を検出する構成を例示したが、電極接点などの生体が接触していることを検出できる圧力センサ以外のセンサを用いる構成であってもよい。また、接触領域を検出することなく、所定の領域に脈波センサ等があることのみに基づいて作動する脈波センサ等を決定するように構成してもよい。

また、上記実施例１においては、操舵角センサ１５によってステアリングホイール１１の回転角度を検出する構成を例示したが、回転角度を検出できれば、操舵角センサ１５以外の手段であってもよい。例えば、車両の現在位置を検出する位置検出手段として、ＧＰＳ受信機、ジャイロスコープ、車速センサ、地磁気センサなどを車両に設け、これらにより検出された現在位置の経時変化に基づいて回転角度を算出してもよい。

また、上記各実施例においては、所定の領域に位置するか否かを判断するための対象物は検出部であったが、照射部が所定の領域にあるか否かのみを判断する構成であってもよい。例えば、ステアリングホイール１１に１つ以上の照射部を配置しておき、所定の領域に位置する照射部に対して照射を実行させ、所定の領域に位置しない照射部の照射を停止する構成とすることが考えられる。照射部が所定の領域に位置するか否かの判断は、上記各実施例にて脈波センサ等から作動するものを決定する手法と同様の手法で実現することができる。なお、検出部はステアリングホイール１１に配置されていてもよいが、ステアリングホイール１１以外の外乱光の影響を受けにくい領域に配置されていてもよい。

このように構成された生体情報検出システムでは、生体情報の検出に用いられる受光信号は、車両室内における所定の領域に位置する照射部が照射した照射光に基づくものとなる。照射部の位置が制限されることによって、その照射光を捉えることができる検出部の位置も制限されるため、検出部に入射する外乱光の変化が抑制され、外乱光による受光信号の出力変動が小さくなるため、外乱光の影響を小さくして、精度の高い生体情報を検出することができるようになる。

また、上記実施例３においては、接点スイッチ５５と磁石５７によって脈波センサ５１の位置を判別する構成を例示したが、ステアリングホイール１１側に設けられた移動部とステアリングホイール１１外に設けられた固定部とが所定の位置関係となったことを検出できる構成であれば、上記構成に限定されない。例えば、磁石５７に変えて超音波発振部を設け、接点スイッチ５５に変えて超音波受信部を設けて、超音波発振部が発振する超音波を超音波受信部で受信することで脈波センサ５１の位置を判別する構成としてもよい。

また、上記各実施例において、作動させる脈波センサや検出部の位置を特定するために用いられる位置特定用のセンサ（圧力センサ、接点スイッチなど）は、近接する脈波センサ等と１対１で対応している構成を例示したが、１つの位置特定用のセンサが複数の脈波センサ等に対応付けられていてもよいし、１つの脈波センサ等に対して複数の位置特定用のセンサが対応付けられていてもよい。後者の場合、対応付けられている複数の位置特定用のセンサのうち、１つのセンサが所定の信号を出力したときに脈波センサ等が選択される構成であっても良いし、複数、または全てのセンサが所定の信号を出力したときに選択される構成であってもよい。

また、上記各実施例においては、脈波センサ等がステアリングホイール１１の裏面に配置される構成を例示したが、表面に配置されていてもよいし、側面（ステアリングホイール１１の周縁外側）に配置されていてもよい。

１…生体情報検出システム、３…車両、５…運転者、７…手、１１…ステアリングホイール、１３…計測装置群、１５…操舵角センサ、１７…照度センサ、１９…ディスプレイ、２１…スピーカ、２３…情報出力装置、２５…制御装置、３１…照射部、３３…検出部、３５…脈波センサ、３７…圧力センサ、４１…照射部、４３…検出部、４５…領域、４７…圧力センサ、５１…脈波センサ、５３…圧力センサ、５５…接点スイッチ、５７…磁石、５９…スイッチ側磁石、６１，６３…端子

Claims (12)

1. 車両に搭載される生体情報検出システムであって、
   ステアリングホイールを握る被験者の手または指に光を照射する照射手段と、
   前記ステアリングホイールに配置され、前記照射手段から照射された光が前記手または指から反射した反射光、または、前記光が前記手または指を透過した透過光を捉えて受光信号を取得する１つ以上の受光手段と、
   前記車両室内における所定の領域に位置する前記受光手段を選別する選別手段と、
   前記選別手段により選別された前記受光手段が取得した前記受光信号に基づいて、生体情報を検出する生体情報検出手段と、を備える
   ことを特徴とする生体情報検出システム。
2. 前記照射手段は、当該照射手段の照射した光を受光する前記受光手段に近接して前記ステアリングホイールに配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の生体情報検出システム。
3. 前記照射手段は、前記選別手段により選別されている前記受光手段に対して照射を実行し、前記選別手段により選別されていない前記受光手段に対して照射を実行しない
   ことを特徴とする請求項２に記載の生体情報検出システム。
4. 前記ステアリングホイールに対して被験者の手または指が接触している接触領域を検出する接触検出手段を備え、
   前記生体情報検出手段は、前記選別手段により選別され、かつ、前記接触検出手段により検出された前記接触領域に配置されている前記受光手段が取得した前記受光信号に基づいて生体情報を検出する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の生体情報検出システム。
5. 前記ステアリングホイールに照射される外乱光の強度を測定する外乱光測定手段を備え、
   前記選別手段は、前記外乱光測定手段によって測定される外乱光の強度が所定の閾値以下である場合には、全ての前記受光手段を選別する
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の生体情報検出システム。
6. 前記選別手段は、前記ステアリングホイールの回転角度を検出する角度検出手段を備え、前記角度検出手段により検出された回転角度に基づいて、前記所定の領域に位置する前記受光手段を選別する
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の生体情報検出システム。
7. 前記角度検出手段は、
   前記車両の現在位置を検出する位置検出手段を備え、前記位置検出手段により検出された前記現在位置の経時変化に基づいて前記回転角度を算出する
   ことを特徴とする請求項６に記載の生体情報検出システム。
8. 前記選別手段は、
   前記ステアリングホイールに配置される１つ以上の移動部と、前記ステアリングホイールと同期して回転しない位置に配置される固定部と、からなり、前記移動部が前記固定部に対して所定の位置関係となった場合に、前記移動部が所定の信号を出力する回転位置センサを備え、
   前記受光手段は、いずれかの近接する前記移動部に対応付けられており、
   前記選別手段は、前記信号を出力する前記移動部に対応付けられた前記受光手段を、前記所定の領域に位置する前記受光手段として選別する
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の生体情報検出システム。
9. 前記所定の領域とは、所定の水平面よりも下にある領域である
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の生体情報検出システム。
10. 前記選別手段は、前記ステアリングホイールに配置され、微小空気圧力を測定することで自身の高度を検出する１つ以上の微小圧力センサを備え、
    前記受光手段は、いずれかの近接する前記微小圧力センサに対応付けられており、
    前記選別手段は、前記微小圧力センサが検出した高度が前記所定の水平面よりも下である当該微小圧力センサに対応する前記受光手段を、前記所定の領域に位置する前記受光手段として選別する
    ことを特徴とする請求項９に記載の生体情報検出システム。
11. 車両に搭載される生体情報検出システムであって、
    ステアリングホイールに配置され、当該ステアリングホイールを握る被験者の手または指に光を照射する１つ以上の照射手段と、
    前記照射手段から照射された光が前記手または指から反射した反射光、または、前記光が前記手または指を透過した透過光を捕らえて受光信号を取得する受光手段と、
    前記受光手段が取得した前記受光信号に基づいて、生体情報を検出する生体情報検出手段と、
    前記車両室内における所定の領域に位置する前記照射手段を選別する選別手段と、を備え、
    前記照射手段は、当該照射手段が前記選別手段により選別されている場合に照射を実行し、選別されていない場合には照射を停止する
    ことを特徴とする生体情報検出システム。
12. 前記生体情報とは、脈波である
    ことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の生体情報検出システム。