JP6373450B1 - 生体測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
さらに、運転者が心電センサーや血圧センサーを装着するようになっており、運転者の心拍数及び血圧などのデータが、無線又は有線で制御装置に入力される。
以上のとおり、従来の装置では、例えば、自動車の運転中の被験者(運転者)の脈波等を検出することは、安全な自動車の走行に支障が生じるという課題がある。
図1において、本実施の形態1として示す生体測定装置8は、被験者である運転者の顔写真を撮像するカメラ1と、被験者の顔に近赤外光を照射する近赤外LED4と、被験者の状態測定結果や外部の情報入力を行う外部インタフェース部(I/F)7と、演算装置10とで構成される。
従って、カメラ1は、被験者の頬辺りを撮影するように設置され、画像の輝度の変化により脈波を得る。この輝度の変化は、被験者に照射した近赤外LED4の反射光が血中のヘモグロビンの近赤外線吸収特性で起きる。
カメラ1が撮像するタイミングと、近赤外LED4がONとなるタイミングが同じになるように、被験者の状態測定部3は、図1に示すように、カメラ制御部2及びLED制御部5を制御する。この被験者の状態測定部3は、カメラ1から取得した画像による脈波の抽出と、脈波解析による被験者の状態測定のプログラムを実行する。このプログラムの実行のために、被験者の状態測定部3は、中央演算処理装置(CPU)、マイクロプロセッサ、又はFPGAなどを搭載している。
外部インタフェース部7は、被験者の脈波解析結果を外部に送付し、生体測定装置8の動作命令を受信する手段として、外部の端末に有線又は無線による通信を行う機能を備える。
まず、画像を取得するために、被験者の状態測定部3は、被験者に向けて近赤外LED4を発光する(ステップS001)。次に、カメラ1により被験者の顔、特に頬の部分を撮像する(ステップS002)。撮像した画像は被験者の状態測定部3に入力され、脈波データを取得する(ステップS003)。取得した脈波は外部記憶装置6に蓄積され、被験者の状態測定部3により被験者の状態を測定する(ステップS004)。外部インタフェース部7から受ける命令に基づき、運転終了を行うか、測定を継続するかを判断する(ステップS005)。なお、以下、脈波データは単に脈波と称することがある。
次に、カメラ1により被験者の顔を撮像し(ステップS020)、カウントtのときの画像データとして被験者の状態測定部3が蓄積する(ステップS021)。1カウント前(カウントt−1)の画像があるとき(ステップS022のYes)、カウントt−1とカウントtの両画像データ間の輝度差を被験者の状態測定部3が演算する(ステップS023)。
図5に示す本発明の実施の形態2による生体測定装置14は、運転者の顔写真を撮像するカメラ1と、運転者の顔に近赤外光を照射する近赤外LED10a及び10bと、運転者の状態測定結果や外部の情報入力を行う外部インタフェース部7と、運転者の状態より運転に支障があると判断した場合に、報知を行う注意喚起デバイス12と、演算装置20とで構成される。なお、以下の説明では、被験者として運転者を例に挙げて説明する。従って、この場合の生体測定装置14は、運転支援装置でもある。
また、近赤外光が反射した像を得るために、撮像素子の前に可視光領域である700nm以下の周波数を除去するフィルタが備えられている。
外部記憶装置6は、例えば揮発性メモリ又は不揮発性メモリを備えており、脈波を解析する最低限の時間分と状態異常を検知した結果を保存する容量を有する。
また、図5に示すように、被験者の状態測定部9は、カメラ制御部2とLED出力制御部11と注意喚起制御部13の動作の指令を行う。
図8は、近赤外LED10a及び10bのON/OFFタイミングと、カメラ1の撮像素子のON/OFFタイミングとを示しており、図示のように、カメラ1の撮像のタイミングと、近赤外LED10a及び10bの発光タイミングとが同期するように制御を行う。
最後に、運転終了を行うか、測定を継続するかを判断し(ステップS057)、運転を継続する場合(ステップS057のNo)、カウンタ30及び31をリセットする(ステップS058)。
また、脈波は個人差が大きいため、運転者の個人認識を行い、外部記憶装置6より特定した個人の脈波データを呼び出しても良い。
Claims (8)
- 被験者の顔面を撮影するカメラと、
前記カメラが前記被験者の顔面を撮影する際、前記被験者の顔面に近赤外光を照射する第1の発光素子と、
前記第1の発光素子より光度が高い近赤外光を前記被験者の顔面に照射する第2の発光素子と、
前記第1の発光素子を発光させて前記第1の発光素子が前記近赤外光を照射している間に前記カメラで前記被験者の顔面を撮影し、撮影された前記被験者の顔面の画像から前記被験者の頬を特定し、前記第1の発光素子の発光を停止させた後、前記第2の発光素子を発光させて前記第2の発光素子が前記近赤外光を照射している間に前記カメラで、特定された前記被験者の頬を撮影し、撮影された前記被験者の頬の画像から前記被験者の脈波を取得し、前記脈波に基づいて前記被験者の状態を判定する演算装置と、を備えた
生体測定装置。 - 前記発光素子は、近赤外線発光ダイオードであり、
前記カメラは、前記近赤外線の光の反射像を得るためのフィルタを備える
請求項1に記載の生体測定装置。 - 前記演算装置は、前記カメラで撮影された前記被験者の画像と比較すべき画像との間の輝度差を求めて前記脈波とする
請求項1に記載の生体測定装置。 - 前記演算装置は、前記カメラで撮影された前記被験者の画像に対して比較すべき脈波が無いとき、設定された時間内において前記被験者の脈波を取得し、前記脈波を比較すべき脈波とし、その後の前記脈波の取得に用いる
請求項1に記載の生体測定装置。 - 前記演算装置は、前記設定された時間内において前記被験者の脈波を取得できないときは、前記被験者への警報に使用されるリスクポイントを上げる
請求項4に記載の生体測定装置。 - 前記演算装置は、前記カメラで撮影された前記被験者の画像に対して比較すべき脈波が有るとき、前記比較すべき脈波を用いて、設定された時間で取得した前記被験者の脈波に基づき、脈波の解析を行うとともに、状態のリスクに応じてリスクポイントを加減する
請求項4に記載の生体測定装置。 - 前記演算装置は、前記リスクポイントが閾値を越えたときには、前記被験者へ警報を与える
請求項6に記載の生体測定装置。 - 前記被験者が車両の運転者である
請求項1から7のいずれか一項に記載の生体測定装置。
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西 拓也: "「長距離・非接触脈波計測を可能とする近赤外光センシングシステム Near-Infrared Light Sensing Syste", ロボティクスメカトロニクス講演会2016講演会論文集, JPN6018003225, 8 June 2016 (2016-06-08), JP, pages 499〜502 * |
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