特許 6765269 生体の姿勢検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6765269

(24)【登録日】2020年9月17日

(45)【発行日】2020年10月7日

(54)【発明の名称】生体の姿勢検出装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/107 20060101AFI20200928BHJP

   A61B 5/05 20060101ALI20200928BHJP

   A61B 5/0408 20060101ALI20200928BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/107 300

   A61B5/05 C

   A61B5/04 300N

【請求項の数】9

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-192589(P2016-192589)

(22)【出願日】2016年9月30日

(65)【公開番号】特開2018-51098(P2018-51098A)

(43)【公開日】2018年4月5日

【審査請求日】2019年7月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】504145342

【氏名又は名称】国立大学法人九州大学

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080768

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 実

(74)【代理人】

【識別番号】100106644

【弁理士】

【氏名又は名称】戸塚 清貴

(72)【発明者】

【氏名】服部 励治

(72)【発明者】

【氏名】森本 祐平

(72)【発明者】

【氏名】小野 裕太郎

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 雅之

(72)【発明者】

【氏名】道田 奈々江

(72)【発明者】

【氏名】岸 篤秀

(72)【発明者】

【氏名】西川 一男

【審査官】 近藤 利充

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００２−５３４１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 森本祐平，静電容量方式タッチパネルを用いた人体インピーダンス測定，電子情報通信学会２０１４年エレクトロニクスソサイエティ大会講演論文集２，日本，電子情報通信学会，２０１４年，p.40

【文献】 森本祐平，静電容量方式タッチパネルを用いた皮膚インピーダンス計測，電子情報通信学会２０１５年総合大会講演論文集エレクトロニクス２，日本，電子情報通信学会，２０１５年，p.46

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／００ − ５／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電極と第２電極との表面を絶縁材で被覆することにより電極部が構成され、
前記第１電極に対して共振回路を構成するための誘導素子を介して高周波電源が接続される一方、前記第２電極に対して電流測定手段が接続され、
前記高周波電源からの周波数をスイープさせて前記電流測定手段で共振を示す電流状態が検出されたときの共振周波数と共振抵抗値との相関関係を得る相関関係取得手段と、
前記相関関係取得手段により取得された相関関係に基づいて、共振周波数と共振抵抗値とが共に減少または共に増加する範囲における共振抵抗値に基づいて、生体の姿勢を判定する姿勢判定手段と、
を備えていることを特徴とする生体の姿勢検出装置。

【請求項2】

請求項１において、
前記姿勢判定手段は、生体の身体とアース部位との接触状態を判定する、ことを特徴とする生体の姿勢検出装置。

【請求項3】

請求項１において、
前記姿勢判定手段は、所定時間内における前記共振抵抗値の変化量に基づいて、生体の姿勢変化を判定する、ことを特徴とする生体の姿勢検出装置。

【請求項4】

請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
前記第１電極と前記第２電極とが、積層関係でもって、自動車のステアリングハンドルの全周に沿うように配設されている、ことを特徴とする生体の姿勢検出装置。

【請求項5】

請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
前記第１電極と前記第２電極とが、並列関係でもって、自動車のステアリングハンドルの全周に沿うように配設されている、ことを特徴とする生体の姿勢検出装置。

【請求項6】

請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
前記電極部が、自動車のステアリングハンドルに設けられ、
前記姿勢判定手段により判定された姿勢に基づいて、運転者状態を判定する運転者状態判定手段をさらに備えている、
ことを特徴とする生体の姿勢検出装置。

【請求項7】

請求項１において、
生体の姿勢と共振抵抗値との関係を記憶したデータベースを備え、
前記姿勢判定手段は、前記共振抵抗値を前記データベースに照合することにより生体の姿勢を判定する、
ことを特徴とする生体の姿勢検出装置。

【請求項8】

請求項１において、
生体の姿勢変化と所定時間内での共振抵抗値の変化量との関係を記憶したデータベースを備え、
前記姿勢判定手段は、前記変化量を前記データベースに照合することにより生体の姿勢変化を判定する、
ことを特徴とする生体の姿勢検出装置。

【請求項9】

請求項８において、
前記姿勢判定手段により判定される生体の姿勢変化の頻度に基づいて、生体の集中度を推定する集中度推定手段を備えている、ことを特徴とする生体の姿勢検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生体の姿勢検出装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

最近では、生体との関係を検出する各種センサが開発されている。特許文献１には、静電容量センサ間の距離変化に基づいて、心拍数等を検出するものが開示されている。特許文献２には、静電容量変化に基づいて、操作タッチの有無を検出するものが開示されている。特許文献３には、電極部の静電容量が最大となる構造の電極部を備えた共振回路で、共振点の抵抗値を生体の皮膚抵抗とするものが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−２１０１２７号公報

【特許文献2】特開２０１４−４４２２５号公報

【特許文献3】特開２０１５−１１０５０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、最近では、生体の姿勢状態を検出することが望まれるようになっている。例えば、自動運転を行う車両において、運転者の姿勢がとっさの場合に対応できるような状態であるか否かを判断する等のことが望まれるようになっている。また、運転者の姿勢状態は、緊張や疲労等の運転者状態を示す指標ともなるので、このような観点からも姿勢を検出することが望まれることになる。生体の姿勢を検出するのに、生体を撮像するカメラを利用することも考えられるが、この場合はコストの点で問題となる。

【0005】

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、安価に生体の姿勢を検出できるようにした生体の姿勢検出装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項１に記載のように、
第１電極と第２電極との表面を絶縁材で被覆することにより電極部が構成され、
前記第１電極に対して共振回路を構成するための誘導素子を介して高周波電源が接続される一方、前記第２電極に対して電流測定手段が接続され、
前記高周波電源からの周波数をスイープさせて前記電流測定手段で共振を示す電流状態が検出されたときの共振周波数と共振抵抗値との相関関係を得る相関関係取得手段と、
前記相関関係取得手段により取得された相関関係に基づいて、共振周波数と共振抵抗値とが共に減少または共に増加する範囲における共振抵抗値に基づいて、生体の姿勢を判定する姿勢判定手段と、
を備えているようにしてある。

【0007】

上記解決手法によれば、共振周波数と共振抵抗値とが共に減少または共に増加する範囲における共振抵抗値は、生体の身体（例えば自動車の運転者の尻や背中等）がアースされる部位（例えば運転者が運転席に接触する部位）を示すことから、この共振抵抗値に基づいて生体の姿勢状態を決定することが可能となる。また、上記範囲での共振抵抗値の変化（特に所定時間内での変化）に基づいて、姿勢変化やその頻度を検出することができる。そして、高価なカメラ等の撮像手段を用いることなく、生体の姿勢を検出することができる。

【0008】

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
前記姿勢判定手段は、生体の身体とアース部位との接触状態を判定する、ようにしてある（請求項２対応）。この場合、接触状態にあるアース部位に応じて、姿勢を検出することができる。

【0009】

前記姿勢判定手段は、所定時間内における前記共振抵抗値の変化量に基づいて、生体の姿勢変化を判定する、ようにしてある（請求項３対応）。この場合、姿勢変化を検出することができる。

【0010】

前記第１電極と前記第２電極とが、積層関係でもって、自動車のステアリングハンドルの全周に沿うように配設されている、ようにしてある（請求項４対応）。この場合、運転席に着座している運転者の姿勢を精度よく検出することができる。また、２つの電極を並列配置した場合に比して、抵抗増加を抑制することができる。

【0011】

前記第１電極と前記第２電極とが、並列関係でもって、自動車のステアリングハンドルの全周に沿うように配設されている、ようにしてある（請求項５対応）。この場合、電極に対する生体の接触面積の検出や発汗の有無検出等、生体に関する情報を幅広く検出する上で好ましいものとなる。

【0012】

前記電極部が、自動車のステアリングハンドルに設けられ、
前記姿勢判定手段により判定された姿勢に基づいて、運転者状態を判定する運転者状態判定手段をさらに備えている、
ようにしてある（請求項６対応）。この場合、決定された姿勢に基づいて運転者状態を知ることができる。

【0013】

生体の姿勢と共振抵抗値との関係を記憶したデータベースを備え、
前記姿勢判定手段は、前記共振抵抗値を前記データベースに照合することにより生体の姿勢を判定する、
ようにしてある（請求項７対応）。この場合、データベースを利用して、生体の姿勢を精度よく検出することができる。

【0014】

生体の姿勢変化と所定時間内での共振抵抗値の変化量との関係を記憶したデータベースを備え、
前記姿勢判定手段は、前記変化量を前記データベースに照合することにより生体の姿勢変化を判定する、
ようにしてある（請求項８対応）。この場合、データベースを利用して、生体の姿勢変化を精度よく検出することができる。

【0015】

前記姿勢判定手段により判定される生体の姿勢変化の頻度に基づいて、生体の集中度を推定する集中度推定手段を備えている、ようにしてある（請求項９対応）。この場合、生体（例えば車両の運転者）の集中度を推定することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、安価に生体の姿勢を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】共振回路が組み込まれた電極部に指先が触れている状態を示す図。

【図2】共振抵抗値と共振周波数との相関関係を示す特性図。

【図3】ステアリングハンドルに対して電極部を配設した例を示す図。

【図4】本発明の制御系統例を示す図。

【図5】図４におけるコントローラの制御例を示す図。

【図6】２つの電極を積層配置した例を示すもので、図１に対応した図。

【図7】運転者状態を判定するための制御例を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１において、１は第１電極（送信側電極）、２は第２電極（受信側電極）である。各電極１と２とは、実施形態では並列配置とされて、その表面は絶縁材３により被覆されている。絶縁材３は、各電極１と２との間に跨がって配設されている。なお、絶縁材３は、図１では肉厚の状態で示してあるが、実際には薄膜状とされている。各電極１、２と絶縁材３とによって、電極部Ｄが構成される。

【0019】

第１電極１は、高周波電源４に接続されている。高周波電源４は、例えば５００ＫＨｚ〜４ＭＨｚの範囲で周波数が変更可能（スイープ可能）とされている。また、第２電極２には、電流計測手段としての電流計５が接続されている。電極部Ｄに対して共振回路を構成するため、誘導素子１１（そのインダクタンスがＬとして示される）が、第１電極１と高周波電源４との間に介在されている。

【0020】

図１では、生体としての人体（実施形態では自動車の運転者）が符号Ｍで示され、その指先が符号Ｍ１で示される。そして、図１では、電極Ｄ（の絶縁材３）に対して、指先Ｍ１が触れているときの等価回路を示してある。すなわち、Ｒ１は両電極１と２との間のリーク抵抗値であり、Ｃｍは両電極１と２との間の相互容量である。また、Ｃｆは、指先Ｍ１と電極１あるいは２との間の静電容量であり（第１電極１に対する静電容量と第２電極２に対する静電容量とは同じ値Ｃｆとして示してある）、Ｒｆは皮膚抵抗である。なお、皮膚抵抗は、接触面積によって変化するものである。

【0021】

さらに、指先Ｍ１が電極Ｄに触れている状態において、生体Ｍとしての運転者の身体を流れる人体アース経路が構成されることになる。すなわち、自動車の運転者となる生体Ｍは、運転席に着座することにより車体にアースされている状態となる。この人体アース経路において、Ｒｂは人体抵抗であり、Ｃｐは人体静電容量である。

【0022】

指先Ｍ１が絶縁材３から大きく離間しているとき（例えば３０ｃｍ以上離間しているとき）は、皮膚抵抗Ｒｆや人体アースは無視されることになる。このため、高周波電源４からの電流が流れる経路としては、誘導素子１１から第１電極１を経て、リーク抵抗Ｒ１および相互容量Ｃｍを通って、第２電極２に至る経路となる。このような電流の流れが図中実線で示される。

【0023】

指先Ｍ１が絶縁材３に接触した状態では、生体Ｍに起因した２つの回路系が生成される。生体Ｍに起因した第１の回路系は、皮膚抵抗Ｒｆが関与する経路で、高周波電源４からの電流が、誘導素子１１、第１電極１、図中左側の静電容量Ｃｆ、皮膚抵抗Ｒｆ、図中右側の静電容量Ｃｆを経て、第２電極２に至る経路となる。このような電流の流れが図中一点鎖線で示される。

【0024】

生体Ｍに起因した第２の回路系は、人体アース経路であり、高周波電源４からの電流が、誘導素子１１、第１電極１、図中左側の静電容量Ｃｆ、人体抵抗Ｒｂ、人体静電容量Ｃｂを通る経路となる。このような電流の流れが図中破線で示される（電流計５を通らない経路となる）。

【0025】

ここで、指先Ｍ１を絶縁材３から若干離間した状態（接触しないが近距離にあるホバータッチ状態）でも、静電容量Ｃｆが生成されることから、電流は、実線で示す流れに加えて、破線で示す流れを生じることになる。すなわち、指先Ｍ１を、電極部Ｄ（の絶縁材３）に対して大きく離間した状態から徐々に接近させて最終的に接触させたとき、電流の流れる経路が、順次、「図１実線の状態」、「図１実線の状態＋図１破線の状態」、「「図１実線の状態＋図１破線の状態＋図１一点鎖線の状態」へと変化することになる。

【0026】

いま、指先Ｍ１を絶縁材３から大きく離間した状態から、徐々に絶縁材３に接近させて、最終的に絶縁材３に強く圧着させた状態を想定する。このように指先Ｍ１の位置を変化させる過程において、高周波電源４での周波数を変更して（スイープ）して、そのときの共振周波数と共振抵抗値との相関関係をまとめて示したのが図２である。なお、共振の検出は、電流計５が極値を検出した時点のものとされ、この共振時の周波数が共振周波数であり、そのときの抵抗値が共振抵抗値となる（共振抵抗値は、高周波電源４での発生電圧と電流計５での検出電流に基づいて算出）。

【0027】

図２において、指先Ｍ１を絶縁材３から大きく離間したときは、共振時の初期抵抗値はリーク抵抗Ｒ１となり、このときの共振周波数が初期共振周波数となる。初期抵抗値（＝Ｒ１）となるときの時点が、図２中符号αで示される。

【0028】

初期抵抗値Ｒ１が検出された状態から、指先Ｍ１をさらに絶縁材３に接近させていくと、図１中破線で示す電流の流れを生じる結果、その分電流計５が検出する電流値が減少して、共振抵抗値が増大する一方、共振周波数が減少する。このように、共振抵抗値が初期抵抗値から増大する一方、共振周波数が初期周波数から減少していく状態の範囲では、指先Ｍ１が絶縁材３の近くに位置するホバータッチ状態である。

【0029】

指先Ｍ１が絶縁材３に接触すると、図１中一点鎖線で示す電流の流れも生じて、共振抵抗値は、その増大状態から減少状態へと変化される。すなわち、指先Ｍ１を絶縁材３に強く押し当てていくのに伴って（指先Ｍ１の絶縁材３に対する接触面積が増大されるのに伴って）、皮膚抵抗Ｒｆが減少することから、共振抵抗値は減少状態へと変化される。そして、共振抵抗値の減少に伴って、共振周波数が減少していく。共振抵抗値が増大から減少へと移行する極値（極大値）となるときが、ホバータッチの終了時点となる。ホバータッチの終了時点が、図２中符号βで示される。なお、ホバータッチ状態であることが検出可能な最大距離（電極Ｄと指先Ｍ１との間の距離）は、６ｃｍ以上とすることが可能である。

【0030】

上述したように、初期抵抗値に対して共振抵抗値が大きい範囲において（図２のα〜βの範囲）、共振抵抗値の増減に対して共振周波数の増減が反対の関係となる場合（つまり、共振周波数の減少に伴って共振抵抗値が増大する場合で、換言すれば共振周波数の増大に伴って共振抵抗値が減少する場合とも言える）に、前記電極部に対して生体がホバータッチ状態であると判定することが可能となる。

【0031】

指先Ｍ１を電極部Ｄに強く押しあてた最終状態では、共振抵抗値が最小値となり、この最小値となった時点が図２中符号γで示される。なお、共振抵抗値が最小となるときの最小共振抵抗値は、皮膚抵抗値と判断することができる。そして、共振周波数が殆ど変化していないにもかかわらず皮膚抵抗値（最小共振抵抗値）が所定値以上小さくなる方向に変化したときは、生体Ｍが発汗していると判定することができる。

【0032】

上記β〜γの範囲（共振周波数と共振抵抗値とが共に減少または共に増大する範囲）における共振抵抗値に基づいて、生体Ｍの姿勢状態を判定することができ、また共振抵抗値の変化から姿勢変化を検出することができる。すなわち、生体Ｍは、例えば運転席に着座しているときの状態、例えばシートバックに寄りかかっているとき、シートバックから背中が離間しているとき、運転席から尻を浮かしているとき等では、車体に対するアース位置が変化することから、共振抵抗値が変化することになる。したがって、生体Ｍの姿勢状態と共振抵抗値との相関関係をあらかじめデータベースとして作成しておくことにより、取得した共振抵抗値をデータベースに照合して、生体Ｍの姿勢状態を判定することが可能となる。運転席に着座している運転者の姿勢（の変化）としては、例えば、床面からの足浮きの有無、背もたれからの浮きの有無（前かがみ姿勢の有無）等がある。

【0033】

図２中、βとγとの間の範囲は、指先Ｍ１の絶縁材３に対する接触面積の増大を意味することから、この範囲における共振周波数から算出した静電容量から、指先Ｍ１の絶縁材３に対する接触面積を取得することが可能となる。

【0034】

電流が図１一点鎖線で示す流れの場合において、共振時の回路抵抗Ｚは、次式（１）で算出される。なお、式中、ｆは共振周波数であり、高周波電源４での出力状態をみることにより共振周波数ｆを知ることができる。そして、共振時には、ＬとＣｆとが打ち消しあうことから、回路抵抗Ｚは皮膚抵抗Ｒｆとなる。

【0035】

【数1】

【0036】

また、静電容量値Ｃｆは次式（２）で算出される。

【0037】

【数2】

【0038】

共振周波数ｆおよび誘導素子１１のインダクタンスＬは既知なので、（２）式から静電容量値Ｃｆが算出可能である。そして、求められた静電容量値Ｃｆから、指先Ｍ１の接触面積を求めることが可能である。例えば、静電容量値Ｃｆと接触面積との関係をあらかじめデータベース化して、算出されたＣｆをデータベースに照合することにより接触面積を決定することができる。

【0039】

なお、電流の流れが図１実線で示す場合および破線で示す場合も式（１）、式（２）と同様にして回路抵抗および静電容量値を算出することができる。この場合、電流が実線で示す流れの場合は、Ｒｆに代えてＲ１を用い、Ｃｆに代えてＣｍを用いればよい。また、電流が図１破線で示す流れの場合は、Ｒｆに代えてＲｂを用い、Ｃｆに代えて「Ｃｆ＋Ｃｐ」を用いればよい。

【0040】

図３は、ステアリングハンドル４１に、１つの電極部Ｄを設けた場合を示す。すなわち、図３は、ステアリングハンドル４１が中立位置にある状態を示し、この図３において、ステアリングハンドル４１の全周に沿うように（全周に亘って）電極部Ｄを設けるようにしてある。

【0041】

なお、図３の例では、電極部Ｄを構成する第１電極１と第２電極２とは、上下方向に配設した積層構造としてある。すなわち、並列配置の場合は、第２電極２を細くする必要性が生じて、抵抗増加が懸念されることから、積層構造のが好ましい。また、第１電極１の面積を第２電極２の面積で除した値が小さい方が、センサ感度が向上する（共振周波数の変化に伴う共振抵抗値の変化が大になる）ことから、第１電極１に比して第２電極２の面積を大きくするのが好ましい、なお、実施形態では、第１電極１が第２電極２の下側に位置した状態（第２電極２がステアリングハンドル４１の表面側に位置した状態）として配設してある。

【0042】

図３の実施形態では、ステアリングハンドル４１を例えば自動運転される自動車用として用いて、生体Ｍとしての運転者が、どのような姿勢状態であるかを判定することができる。

【0043】

図６は、２つの電極１と２を積層して配設した例を示すものであり、図１に対応した構成要件には同一符号を付してその重複した説明は省略する。図６において、第１電極１の下方に、隙間を空けて第２電極２が配設されている。絶縁材３は、第１電極１の上面側を覆う第１絶縁材３Ａと、２つの電極１と２との間を絶縁する第２絶縁材３Ｂとから構成されている。なお、２つの絶縁材Ａ３Ａと３Ｂとは同一部材から構成されている。図６に示す等価回路においては、皮膚抵抗Ｒｆは存在しないものとされる。ただし、図６の等価回路においても、図２のような特性を得ることができる。

【0044】

図６中、静電容量Ｃｆは、第１電極１と指先Ｍ１との間のものを示してあるが、実際には、第２電極２と指先Ｍ１との間にも生じるものである。このとき、第１電極１と指先Ｍ１との間の静電容量をＣｆ１、第２電極２と指先Ｍ１との間の静電容量をＣｆ２とし、２つの静電容量Ｃｆ１とＣｆ２との関係を次式（３）で定義する。なお、式中ＲＲは定数である。

【0045】

Ｃｆ２＝ＲＲ・Ｃｆ１ （３）
定数ＲＲを、例えば０．１〜１０の範囲で変更（例えば各電極１と２との幅を相違させることにより変更）させたとき、ＲＲが小さいほど図２におけるαとβとの区間が大きくなり、共振周波数の減少に伴う共振抵抗値の増大分が大きくなって、ホバータッチを安定して検出する上で好ましいものとなる（ロバスト性向上）。逆に、ＲＲが大きいほど、上記αとβとの区間が小さくなり、また共振周波数の減少に伴う共振抵抗値の増大分も小さくなる。図２のような特性を得るためには、ＲＲを０．１〜１．０程度の範囲に設定しておくのが好ましい（このことは、２つの電極１と２を図１に示すように並列配置した場合も同じ）。なお、積層構造の場合、２つの電極１と２との幅の関係は、第２電極２の方が第１電極１よりも幅広で、ＲＲが大きくなるほど、第２電極２が第１電極１の幅端から左右に露出する長さが大きくなる。

【0046】

図４は、本発明おける制御系統例が示される。図中Ｕは、マイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラ（制御ユニット）である。このコントローラＵには、電流計５での検出電流が入力される。また、コントローラＵは、高周波電源４およびディスプレイ４２を制御する。ディスプレイ４２は、例えば、自動運転の実行中に、生体Ｍとしての運転者が好ましくない姿勢状態を長く維持しているときに、注意警報等を行うものとなっている。

【0047】

次に、コントローラＵによる制御例、特に姿勢検出について、図５のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の説明でＱはステップを示す。まず、Ｑ１において、高周波電源４を制御して、特定の周波数帯域の範囲でもって周波数の変更（スイープ）を行う。

【0048】

Ｑ１の後、Ｑ２において、初期抵抗値（＝Ｒ１）とそのときの共振周波数ｆ１が決定される。この後、Ｑ３において、共振抵抗値と共振周波数との相関関係が取得される（図２のような特性の取得となるが、α点からγ点までの全ての周波数範囲での特性が得られるものとは限らない）。

【0049】

Ｑ３の後、Ｑ４において、共振周波数と共振抵抗値とが共に減少または共に増加する範囲が存在するか否かが判別される。このＱ４の判別でＹＥＳのときは、Ｑ５において、上記範囲における共振抵抗値に基づいて（共振抵抗値をデータベースに照合して）、生体Ｍとしての運転者の姿勢が判定される。この後、Ｑ６において、現在の共振抵抗値が時間と共にデータベースに記憶される（時系列形式での記憶）。Ｑ４の判別でＮＯのときは、そのまま終了される。

【0050】

図７は、生体Ｍとしての運転者の姿勢変化の有無や集中度低下の有無を判定するための制御例を示す。以下、図７について説明する。まず、Ｑ２１において、図５のＱ６で取得されたデータベースにアクセスされる。この後Ｑ２２において、所定時間内における共振抵抗値の最大値が算出される。

【0051】

Ｑ２２の後、Ｑ２３において、現在の共振抵抗値が、Ｑ２２で算出された最大値以上であるか否かが判別される。このＱ２３の判別でＹＥＳのときは、Ｑ２４において、姿勢変化なしと判定される。

【0052】

Ｑ２３の判別でＮＯのときは、Ｑ２５において、所定時間内に、共振抵抗値が所定値以上変化する頻度が所定頻度以上であるか否かが判別される。このＱ２５の判別でＹＥＳのときは、姿勢変化が頻繁に行われているときであり、Ｑ２６において集中度が低下していると判定される。Ｑ２５の判別でＮＯのときは、そのまま終了される。

【0053】

ここで、姿勢変化の判定を、データベースを利用して行うことができる。すなわち、運転者の姿勢を種々変更して、ある姿勢から別の姿勢へと変化したきの共振抵抗値の変化量を対応づけて記憶したデータベースを作成しておく。そして、共振抵抗値の変化量をデータベースに照合して、姿勢変化を判定することができる。また、前かがみ状態の姿勢が所定時間以上継続して検出されたときに、運転者状態として緊張状態であると判定することができる。

【0054】

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。姿勢（あるいはその変化）の検出に加えて、ホバータッチ状態の検出と接触面積の検出と発汗の有無の検出との任意の１以上の検出を合わせて行うこともできる。検出対象となる部位は、指先に限らず、足先や肘等、生体の適宜の部位とすることができる。本発明が適用される移動物体としては、車両（特に自動車）に限らず、船舶、航空機等、人間によって操作される各種のものを対象とすることができる。

【0055】

本発明は、移動物体を操作する者の姿勢検出に限らず、例えば、介護を受ける被介護者のベッド上での姿勢状態（あるいは姿勢変化）検出等、種々の分野において適用可能である。フローチャートに示す各ステップあるいはステップ群は、コントローラＵの有する機能を示すもので、この機能を示す名称に手段の文字を付して、コントローラＵの有する構成要件として把握することができる。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

【産業上の利用可能性】

【0056】

本発明は、生体の姿勢を安価な構成でもって検出することができる。

【符号の説明】

【0057】

Ｕ：コントローラ
Ｍ：生体
Ｍ１：指先
Ｄ：電極部
１：第１電極
２：第２電極
３：絶縁材
４：高周波電源
５：電流計
Ｒ１：リーク抵抗
Ｃｍ：相互容量
Ｃｆ：静電容量（指先との間）
Ｒｆ：皮膚抵抗
Ｃｐ：人体静電容量
Ｒｂ：人体抵抗
４１：ステアリングハンドル
α：初期抵抗値を示す
β：極大値を示す
γ：最小共振抵抗値を示す（皮膚抵抗を示す）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】