JP2018114266A - 脈波計測装置、制御方法、及び、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】運転者に照射される光の照射量の変動を抑制する。【解決手段】車両内のユーザの少なくとも肌を含む領域に光を照射する発光部１０７Ａと、ユーザの肌を含む領域が撮像された画像を取得する撮像部１０４Ａと、（Ａ）車両の出発地から目的地までの走行経路を取得し、（Ｂ）車両が走行経路上の位置を通過する予想時刻を取得し、予想時刻に上記位置に位置する車両内に入射する太陽光の入射量を予測し、（Ｃ）予測した太陽光の入射量と発光部１０７Ａの発光量との合計が一定値になるように発光部１０７Ａの発光量を算出し、上記位置における発光部１０７Ａの発光を制御する制御部１０９Ａと、上記画像を用いてユーザの脈波を算出し、ユーザの脈波情報を出力する脈波算出部１０５Ａとを備える。【選択図】図２６

Description

本開示は、脈波計測装置、制御方法、及び、プログラムに関する。

特許文献１は、複数の移動経路の中から、運転者が太陽の眩しさを避けて走行できる経路を選択する技術を開示している。また、特許文献２は、太陽光を必要とする車両に対して、太陽光照射量の多い経路を案内する技術を開示している。

特開平８−１５９８００号公報 特開２０００−３５３２９５号公報

しかし、特許文献１に開示される従来技術では、太陽光の位置が、運転者にとって眩しい位置である場合に、経路を変更することで対応する。また、特許文献２に開示される従来技術では、太陽光によって発電をする車両に対して、発電が必要となった時に、当該車両への太陽光の照射量が増大する経路を探索し案内する。

これらの従来技術では、運転者に照射される光の照射量の変動を抑制する技術は開示されていない。

そこで、本開示の非限定的で例示的な一態様は、運転者に照射される光の照射量の変動を抑制する脈波計測装置を提供する。

本開示の一態様に係る脈波計測装置は、車両内のユーザの少なくとも肌を含む領域に光を照射する発光部と、前記ユーザの肌を含む領域が撮像された画像を取得する撮像部と、（Ａ）前記車両の出発地から目的地までの走行経路を取得し、（Ｂ）前記車両が前記走行経路上の位置を通過する予想時刻を取得し、前記予想時刻に前記位置に位置する前記車両内に入射する太陽光の入射量を予測し、（Ｃ）予測した前記太陽光の入射量と前記発光部の発光量との合計が一定値になるように前記発光部の発光量を算出し、前記位置における前記発光部の発光を制御する制御部と、前記画像を用いて前記ユーザの脈波を算出し、前記ユーザの脈波情報を出力する脈波算出部とを備え、前記制御部は、前記（Ａ）において、前記車両の前記出発地から前記目的地までの複数の走行経路の候補を取得し、取得した前記複数の走行経路の候補上の位置を通過する予想時刻を取得し、前記予想時刻に前記位置に位置する前記車両内に入射する太陽光の入射量を予測し、前記複数の走行経路の候補のうち予測された前記太陽光の入射量の変化が小さい経路ほど優先的に、前記走行経路として取得する。

なお、この包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能な記録媒体で実現されてもよく、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えばＣＤ−ＲＯＭ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性の記録媒体を含む。

本開示によれば、運転者に照射される光の照射量の変動を抑制することができる。本開示の一態様の付加的な恩恵及び有利な点は本明細書及び図面から明らかとなる。この恩恵及び／又は有利な点は、本明細書及び図面に開示した様々な態様及び特徴により個別に提供され得るものであり、その１以上を得るために全てが必要ではない。

図１は、実施の形態１における、脈波計測装置の構成を示すブロック図である。 図２は、実施の形態１における、脈波計測装置の光量予測部の詳細な構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１における、脈波計測装置の外観の一例を示す図である。 図４は、実施の形態１における、脈波計測装置の使用シーンの一例を示す図である。 図５は、実施の形態１における、脈波計測装置の姿勢調整のための案内情報の一例を示す図である。 図６は、実施の形態１における、可視光発光部が照射する光の照射領域について説明する図である。 図７は、実施の形態１における、車両内に入射する太陽光の説明図である。 図８は、実施の形態１における、照射される太陽光の光量を算出する方法の一例を示す説明図である。 図９は、実施の形態１における、脈波算出部で抽出した脈波の一例を示す図である。 図１０は、実施の形態１における、脈波タイミングの算出を説明する図である。 図１１は、実施の形態１における、心拍間隔時間を説明する図である。 図１２は、実施の形態１における、脈波のピークと変曲点について説明する図である。 図１３は、実施の形態１における、脈波計測装置の動作を説明するフローチャートである。 図１４は、実施の形態２における、脈波計測装置の構成を示すブロック図である。 図１５は、実施の形態２における、脈波計測装置の光量予測部の詳細な構成を示すブロック図である。 図１６は、実施の形態３における、脈波計測装置の構成を示すブロック図である。 図１７は、実施の形態３における、脈波計測装置の光量予測部の詳細な構成を示すブロック図である。 図１８は、実施の形態３における、車両の構造情報の説明図である。 図１９は、実施の形態４における、脈波計測装置の構成を示すブロック図である。 図２０は、実施の形態４における、脈波計測装置の光量予測部の詳細な構成を示すブロック図である。 図２１は、実施の形態４における、経路が影になる太陽高度の最大値の説明図である。 図２２は、実施の形態４における、経路周辺の建造物情報の説明図である。 図２３は、実施の形態５における、脈波計測装置の構成を示すブロック図である。 図２４は、実施の形態５における、経路探索方法の一例を示す図である。 図２５は、実施の形態５における、脈波計測装置の動作を説明するフローチャートである。 図２６は、各実施の形態の変形例における、脈波計測装置の構成を示すブロック図である。

（本開示の基礎となった知見）
本開示の一態様に係る脈波計測装置は、車両内のユーザの少なくとも肌を含む領域に光を照射する発光部と、前記ユーザの肌を含む領域が撮像された画像を取得する撮像部と、（Ａ）前記車両の出発地から目的地までの走行経路を取得し、（Ｂ）前記車両が前記走行経路上の位置を通過する予想時刻を取得し、前記予想時刻に前記位置に位置する前記車両内に入射する太陽光の入射量を予測し、（Ｃ）予測した前記太陽光の入射量と前記発光部の発光量との合計が一定値になるように前記発光部の発光量を算出し、前記位置における前記発光部の発光を制御する制御部と、前記画像を用いて前記ユーザの脈波を算出し、前記ユーザの脈波情報を出力する脈波算出部とを備え、前記制御部は、前記（Ａ）において、前記車両の前記出発地から前記目的地までの複数の走行経路の候補を取得し、取得した前記複数の走行経路の候補上の位置を通過する予想時刻を取得し、前記予想時刻に前記位置に位置する前記車両内に入射する太陽光の入射量を予測し、前記複数の走行経路の候補のうち予測された前記太陽光の入射量の変化が小さい経路ほど優先的に、前記走行経路として取得する。

上記態様によれば、脈波計測装置は、出発地から目的地までの走行経路における太陽光の入射量が変動する場合に、その変動を抑制するように発光部が照射する光の光量を変動させる。その結果、ユーザの脈波を取得するためにユーザに照射される光の量が一定値になるように発光部が制御され、取得される脈波の精度を向上させることができる。このように、脈波計測装置は、運転者であるユーザに照射される光の照射量の変動を抑制することができる。また、上記態様によれば、脈波計測装置は、複数の走行経路の候補のうち、太陽光の入射量の変動が相対的に小さい経路を走行経路として採用する。これにより、車両は、太陽光の入射量の変動が相対的に小さい経路を走行することができ、走行中にユーザに照射される太陽光の変動が抑制される。その結果、脈波計測装置は、運転者であるユーザに照射される光の照射量の変動をより一層抑制することができる。

例えば、前記制御部は、さらに、前記予想時刻における前記位置の天気情報を取得し、予測した前記太陽光の入射量を前記天気情報に基づいて調整し、調整後の前記太陽光の入射量を用いて前記発光部の発光量を算出する。

上記態様によれば、脈波計測装置は、さらに走行経路の天気に基づく太陽光の入射量の変動を用いて、ユーザの脈波を取得するためにユーザに照射される光の量が一定値になるように制御する。これにより、脈波計測装置は、天気の差異又は変化がある場合であっても、ユーザに照射される光の照射量の変動を抑制することができる。

例えば、前記制御部は、さらに、前記車両の構造情報を取得し、予測した前記太陽光の入射量を前記構造情報に基づいて調整し、調整後の前記太陽光の入射量を用いて前記発光部の発光量を算出する。

上記態様によれば、脈波計測装置は、さらに車両の構造情報を考慮して、ユーザの脈波を取得するためにユーザに照射される光の量が一定値になるように制御する。これにより、脈波計測装置は、車両の構造情報の差異又は変化がある場合であっても、ユーザに照射される光の照射量の変動を抑制することができる。

例えば、前記制御部は、さらに、前記位置の周囲における建築物情報を取得し、予測した前記太陽光の入射量を前記建築物情報に基づいて調整し、調整後の前記太陽光の入射量を用いて前記発光部の発光量を算出する。

上記態様によれば、脈波計測装置は、さらに走行経路の周辺の建築物情報を考慮して、ユーザの脈波を取得するためにユーザに照射される光の量が一定値になるように制御する。これにより、脈波計測装置は、車両の走行経路の周辺の建築物の差異又は変化がある場合であっても、ユーザに照射される光の照射量の変動を抑制することができる。

本開示の一態様に係る脈波計測装置は、車両内のユーザの少なくとも肌を含む領域に光を照射する発光部と、前記ユーザの肌を含む領域が撮像された画像を取得する撮像部と、（Ｄ）現在時刻と、前記車両の現在位置とを取得し、前記現在時刻に前記現在位置に位置する前記車両内に入射する太陽光の入射量を推定し、（Ｅ）推定した前記太陽光の入射量を用いて、前記太陽光の入射量と前記発光部の発光量との合計が一定値になるように前記発光部の発光量を算出し、前記発光部の発光を制御する制御部と、前記画像を用いて前記ユーザの脈波を算出し、前記ユーザの脈波情報を出力する脈波算出部とを備える。

上記態様によれば、脈波計測装置は、現在時刻及び現在位置における太陽光の入射量の変動を抑制するように発光部が照射する光の光量を変動させる。その結果、ユーザの脈波を取得するためにユーザに照射される光の量が一定値になるように制御され、取得される脈波の精度を向上させることができる。このように、脈波計測装置は、運転者であるユーザに照射される光の照射量の変動を抑制することができる。

また、本開示の一態様に係る制御方法は、車両の出発地から目的地までの走行経路を取得し、前記車両が前記走行経路上の位置を通過する予想時刻を取得し、前記予想時刻に前記位置に位置する前記車両内に入射する太陽光の入射量を予測し、前記入射量と発光部の発光量との合計が一定値になるように前記発光量を算出し、前記発光部に前記位置において前記発光量で光を発光させ、前記光は前記車両内のユーザの肌を含む領域を照射し、前記肌の画像を含む画像を取得し、前記画像を用いて前記ユーザの脈波を算出し、前記脈波に関する情報を出力する。

上記態様によれば、上記脈波計測装置と同様の効果を奏する。

また、本開示の一態様に係る制御方法は、現在時刻と、前記車両の現在位置とを取得し、前記現在時刻に前記現在位置に位置する前記車両内に入射する太陽光の入射量を推定し、前記入射量を用いて、前記入射量と発光部の発光量との合計が一定値になるように前記発光量を算出し、前記発光部に前記発光量で光を発光させ、前記光は前記車両内のユーザの肌を含む領域を照射し、前記肌の画像を含む画像を取得し、前記画像を用いて前記ユーザの脈波を算出し、前記脈波に関する情報を出力する。

上記態様によれば、上記脈波計測装置と同様の効果を奏する。

また、本開示の一態様に係るプログラムは、上記の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

上記態様によれば、上記脈波計測装置と同様の効果を奏する。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

（実施の形態１）
実施の形態１において、運転者に照射される光の照射量の変動を抑制する脈波計測装置について説明する。具体的には、本実施の形態における脈波計測装置は、車外から入射する太陽光と、車内の光源が出射する光との両方を利用して、ユーザの脈波を取得する。なお、本実施の形態における脈波計測装置は、単体として実現され得るほか、例えば、脈波計測装置の機能を搭載した脈波計測機能付カーナビゲーション装置として実現され得る。以降では、脈波計測装置が脈波計測機能付カーナビゲーション装置として実現される場合について説明する。

図１は、本実施の形態における脈波計測装置１１０のブロック図を示す。図２は、本実施の形態における光量予測部１０８の詳細な構成を示すブロック図である。図３は、本実施の形態における、脈波計測装置１１０の外観の一例を示す図である。

図１に示すように、脈波計測装置１１０は、経路探索部１０１と、経路設定部１０２と、経路表示部１０３と、可視光撮像部１０４と、脈波算出部１０５と、情報提示部１０６と、可視光発光部１０７と、光量予測部１０８と、光源制御部１０９とを備える。

経路探索部１０１は、現在位置である始点から目的地までの移動経路を探索する。

経路設定部１０２は、当該探索経路を移動経路として設定する。

経路表示部１０３は、当該設定した経路をユーザに提示する。

可視光撮像部１０４は、脈波計測装置１１０は、太陽光及び可視光発光部１０７が照射した光がユーザ１１１の肌の部分で反射する可視光を撮像する。

脈波算出部１０５は、可視光で撮像した画像から脈波特徴量を抽出する。

情報提示部１０６は、当該脈波情報をユーザに提示する。

可視光発光部１０７は、ユーザ１１１に可視光を照射する光源である。

光量予測部１０８は、経路探索部１０１から受けた走行経路に基づいて、走行中にユーザ１１１に照射される太陽光の光量を予測する。

光源制御部１０９は、当該予測結果を受けて、可視光発光部１０７の発光量を制御する。

上記各構成要素は、脈波計測装置１１０の筐体に配置される。このとき、図３に示されるように、経路表示部１０３と、可視光撮像部１０４と、情報提示部１０６と、可視光発光部１０７とは、筐体の外面に露出するように配置される。例えば、筐体の上部に可視光撮像部１０４が配置され、可視光発光部１０７、情報提示部１０６及び経路表示部１０３は、脈波計測装置１１０が備えるディスプレイとして実現される。

（経路探索部１０１）
経路探索部１０１は、運転者であるユーザ１１１あるいは同乗者から経路設定の指示があった場合に、車の現在地及び目的地の入力を受け付けて、目的地への到着時刻、走行しやすい経路（渋滞が少ない道、広い道など）等の観点で、現在地を始点として目的地に至る経路を探索する。経路を探索する方法には、周知のダイクストラ法、及び、その拡張アルゴリズムなどを採用し得る。

（経路設定部１０２）
経路探索部１０１が探索した経路をディスプレイによりユーザ１１１（運転者）あるいは同乗者に示し（図示せず）、ユーザ１１１等により選択された経路を走行案内経路（以降、単に案内経路ともいう）として設定する。

（経路表示部１０３）
経路設定部１０２が設定した案内経路をディスプレイにより表示し、また、表示に関する制御をする。

（可視光発光部１０７）
可視光発光部１０７は、車両内のユーザ１１１の少なくとも肌を含む領域に対して可視光領域の光を照射する。可視光発光部１０７が光を照射するか否か、及び、照射する光の照射量は、光源制御部１０９によって制御される。具体的には、可視光発光部１０７は、４００〜８００ｎｍの波長域の光を出射するものであり、例えば、図３に示すようにカーナビゲーション装置のディスプレイにより実現される。なお、可視光発光部１０７は可視光とともに赤外光を出射してもよい。また、可視光発光部１０７の代わりに赤外光を出射する赤外光発光部を採用してもよい。可視光発光部１０７又は赤外光発光部を単に発光部ともいう。

可視光発光部１０７がカーナビゲーション装置のディスプレイにより実現される場合の使用シーンの一例を説明する。図４は、本実施の形態における、脈波計測装置１１０の使用シーンの一例を示す図である。

図４に示されるように、脈波計測装置１１０は、従来のカーナビゲーション装置と同様、車両のダッシュボードの中心付近に設置される。このとき、ダッシュボードの中心付近から可視光発光部１０７により光を照射した場合、ユーザ１１１の顔において脈波が取得しやすい頬のあたりに光が照射される。より具体的には、可視光発光部１０７は、ユーザ１１１の顔の左右のどちらか半分、例えば、ユーザ１１１がドライバーであり、車両が右ハンドル車である場合には、ユーザ１１１の顔の左側の半分、車両が左ハンドル車の場合には、ユーザ１１１の顔の右側の半分に光を照射する。

なお、ユーザ１１１自身がコントローラを用いて、光の照射量を手動で制御してもよい。また、可視光発光部１０７から照射される光の方向をユーザ１１１自身が調整してもよい。例えば、ユーザ１１１自身が脈波計測装置１１０の姿勢（傾き）を調整することで光がユーザ１１１に照射されるようにするために、脈波計測装置１１０の裏側にユニバーサルジョイント機構等を備え、ユーザ１１１自らの手で動かせるようにしてもよい。これにより、運転者の顔の位置が変化する場合に対応が可能になる。特に、男性と女性とでは、運転時の顔の位置が異なることが多い。そこで、運転者が画面の方向を自由に変更できるようにすることで、より正確な脈波を検出することが可能になる。

また、脈波計測装置１１０は、上記のとおりカーナビゲーション装置のディスプレイを可視光の照明として用いるが、補助的な可視光の照明をディスプレイの隣に設置してもよい。一般に、カーナビゲーション装置のディスプレイは、地図又は現在地を確認するために利用されることが多い。一方で、可視光の照明は、ユーザ１１１の頬の領域に光を照射してもよい。そこで、カーナビゲーション装置のディスプレイの照明の光量（強度）で不十分な場合には、追加的に可視光の照明を設置してもよい。これにより、可視光の照明の方向を運転者が調整できるようにすることで、カーナビゲーション装置を用いた地図の確認のしやすさと、照明の光量の調整のしやすさ及び精度との両立ができるようになる。

なお、脈波計測装置１１０の姿勢を変更する案内情報をユーザ１１１に提示してもよい。図５は、本実施の形態における、脈波計測装置１１０の姿勢調整のための案内情報の一例を示す図である。

例えば、情報提示部１０６は、可視光発光部１０７を制御可能とする信号が光源制御部１０９に送られてから所定の時間（例えば１０秒）経過した場合に、図５に示すように、ディスプレイの姿勢を調整する指示を提示してもよい。図５において、ディスプレイの中心部１０６Ａに、ユーザ１１１の顔の目標位置を示し、ユーザ１１１の顔が中心部１０６Ａに位置するようにユーザ１１１が脈波計測装置１１０の姿勢及び位置を調整するよう指示してもよい。このようにすると、ユーザ１１１自身が脈波計測装置１１０の姿勢をどのように設定したらよいか分からない場合に有用である。

なお、脈波計測装置１１０は、車両のダッシュボードの中心付近に設置するとしたが、これに限ったものではない。例えば、ユーザ１１１の目の前に設置してもよい。このとき、可視光発光部１０７は、ユーザ１１１の正面から、顔半分ではなく、顔全体に光を照射してもよい。これにより、ユーザ１１１の顔のうち脈波が取得できる範囲が広くなり、より正確に脈波を取得できるようになる。例えば、昼等の外が明るい場合で、脈波計測装置１１０がダッシュボードの中心付近に設置されている場合は、主にユーザ１１１の顔の半分、特に窓とは反対側の部位が照らされるが、光の照射量が足りず脈波を取得できないこともある。このとき、ユーザ１１１の目の前に設置していれば、ユーザ１１１の顔のうち窓側の部位からも脈波を取得できる。

なお、可視光発光部１０７は、ユーザ１１１自身が脈波計測装置１１０の方向等を調整することによって、光が顔に照射されるようにするとしたが、これに限ったものではない。

図６は、本実施の形態における、可視光発光部１０７が照射する光の照射領域について説明する図である。図６において、可視光発光部１０７が照射する光の照射領域が破線の楕円で示されている。

ユーザ１１１が運転しているときに、図６の（ａ）に示すように、可視光発光部１０７が発光し、例えばユーザ１１１の目に光が照射されると、ユーザ１１１が眩しさを感じて事故の要因となり得る。したがって、例えば、ユーザ１１１にあらかじめ脈波計測装置１１０の姿勢を調整する機会がある場合には、図６の（ｂ）に示すように、ユーザ１１１の頬は相対的に強い照度になり、目の付近は相対的に弱い照度になるように、可視光発光部１０７が発する光の中心を、本来照射したい頬の中心部分より下側に設定してもよい。これにより、ユーザ１１１の運転を妨げることなく、照度の調整が可能になる。

また、可視光発光部１０７が発する光の発光量が運転中に急激に大きくなる場合には、前もって、可視光撮像部１０４で顔認識を行っておき、頬から顎周辺に照射し、徐々に照射範囲を上にあげていき、目に照射する前に止めてもよい。具体的には顔認識した目の輝度値信号のベースが上がらないようにする。

（光量予測部１０８）
光量予測部１０８は、経路探索部１０１が探索し、決定した案内経路を用いて、車両が当該経路上を走行する場合に、太陽光がどの程度、車両内に入射されるのかを予測する。

図２に示すように、光量予測部１０８は、予測光量算出部２０１と、太陽位置情報２０２と、時計２０３とを備える。

太陽位置情報２０２は、各日時における太陽の位置を示す情報（太陽高度（度）、及び、太陽方位（度））を保持する。

時計２０３は、日時を計時する。

予測光量算出部２０１は、経路探索部１０１から提供された案内経路、経路上の各地点（予測地点ともいう）の通過予想時刻、及び、各地点の通過予想時刻における太陽の位置（太陽高度（度）、及び、太陽方位（度））から、移動経路を通過する際の太陽光の光量を予測する。

光量予測部１０８による処理の詳細を以降で説明する。

図７は、車両Ｖ内に入射する太陽光の光量の説明図である。ここで、図７に示されるように、車両Ｖの進行方向をＸ軸プラス方向とし、車両Ｖの進行方向を向いて右から左に向かう方向をＹ軸プラス方向とし、鉛直上向き、つまり、ユーザ１１１の頭上の方向をＺ軸プラス方向とする。なお、Ｙ軸プラス方向及びＹ軸マイナス方向を、それぞれ、左方向及び右方向ともいい、また、Ｚ軸プラス方向及びＺ軸マイナス方向を、それぞれ、上方向及び下方向ともいう。

図７の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、車両Ｖと太陽Ｓとの位置関係を、車両Ｖの進行方向から見た模式図、車両Ｖの左側面から見た模式図、及び、車両Ｖの上面から見た模式図である。図７の（ｂ）に示されるように、左側面視において、太陽Ｓからの太陽光は、Ｘ軸プラス方向から角度θ上方から車両Ｖに照射される。また、図７の（ｃ）に示されるように、上面視において、太陽Ｓからの太陽光は、Ｘ軸プラス方向と角度φをなす方向から車両Ｖに照射される。

図８は、本実施の形態における、照射される太陽光の光量を算出する方法の一例を示す説明図である。図８を参照しながら、原点Ｏを含みＹＺ平面に並行な単位面積を有する面Ｕに、太陽から直接に照射される太陽光（直達光）の光量を検討する。

図８の（ａ）は、面Ｕの法線方向であるＸ軸プラス方向から太陽光が照射される場合を示した図である。この場合に面Ｕに照射される光の光量を１とし、以降の説明における光量の基準とする。

図８の（ｂ）は、方向ＳＤに位置している太陽Ｓから太陽光が照射される場合を示した図である。ここで、方向ＳＤは、Ｘ軸プラス方向を、原点Ｏを中心としてＺ軸プラス方向側へ角度θ回転させ、さらに、Ｙ軸プラス方向へ角度φ回転させた方向である。言い換えれば、方向ＳＤは、ＸＺ平面に平行な平面（ＸＺ投影面）に投影した場合にＸ軸プラス方向と角θをなし、また、ＸＹ平面に平行な平面（ＸＹ投影面）に投影した場合にＸ軸プラス方向と角φをなす。

この場合に面Ｕに照射される光の光量は以下のように算出される。

太陽光は、上記のとおり、ＸＺ投影面においてＸ軸プラス方向と角度θをなす方向ＳＤであって、ＸＹ投影面においてＸ軸プラス方向と角度φをなす方向ＳＤから面Ｕに入射する。よって、面Ｕに照射される光の光量は、図８の（ａ）に示される面Ｕに入射する光の光量よりも、ＸＺ投影面で考えてｃｏｓθ倍に減少し、かつ、ＸＹ投影面で考えてｃｏｓφ倍に減少する。言い換えれば、面Ｕに照射される光の光量は、面積ｃｏｓθ×ｃｏｓφを有する面ＵＡを貫く光の光量と同じである。よって、面Ｕに入射する光の光量は、ｃｏｓθ×ｃｏｓφ、つまり、図８の（ａ）に示される面Ｕに入射する光量のｃｏｓθ×ｃｏｓφ倍に減少する。

なお、車両Ｖ内に入射する太陽光は、上記で説明した直達光の他に、散乱光がある。散乱光は、車両Ｖと太陽Ｓとの方向にはあまり依存せず、時間帯及び天気等の違いにより変動する。光量予測部１０８は、直達光の光量と散乱光の光量との和を、車両Ｖ内に入射する太陽光の光量として算出する。

なお、経路探索部１０１と経路設定部１０２と光量予測部１０８とをまとめて制御部ということもある。すなわち、制御部は、（Ａ）車両Ｖの出発地から目的地までの走行経路を取得し、（Ｂ）車両Ｖが走行経路上の位置を通過する予想時刻を取得し、予想時刻に上記位置に位置する車両Ｖ内に入射する太陽光の入射量を予測し、（Ｃ）予測した太陽光の入射量と発光部の発光量との合計が一定値になるように発光部の発光量を算出し、上記位置における発光部の発光を制御する。

（光源制御部１０９）
光源制御部１０９は、可視光発光部１０７の発光（具体的には、発光するか否か、及び、発光する場合の光量）を制御する。

具体的には、光量予測部１０８から取得した予測光量に基づき、以下の（式１）が成立するように可視光発光部１０７の発光量を増減させる制御をする。

予測光量＋可視光発光部１０７の発光量 ＝ 一定値 （式１）

例えば、（式１）によれば、予測光量がｘルクスであり、かつ、全体の光量の一定値が１０００ルクスである場合には、可視光発光部１０７の発光量は（１０００−ｘ）ルクスと算出される。光源制御部１０９は、算出した発光量になるように可視光発光部１０７を制御する。可視光発光部１０７の制御は、可視光発光部１０７の発光量と電流値又は電圧値の関係性を表したテーブル（不図示）を利用して行われ得る。

なお、一定値は、経路設定部１０２により設定された案内経路に基づいて定められる値である。一定値については後で詳しく説明する。

なお、「一定」とは、厳密に一定であることだけを意味するものではなく、実質的に一定とみなせる範囲（例えば値の数％以内の範囲）を含む概念であるとする。以降でも同様とする。

（可視光撮像部１０４）
可視光撮像部１０４は、ユーザ１１１の肌を含む領域が撮像された画像を取得する。ユーザ１１１の肌には、太陽からの太陽光と、可視光発光部１０７からの光とが照射され、これらの光の反射光が可視光撮像部１０４により受光される。可視光撮像部１０４は、人の顔又は手を含む肌が撮像されたカラー画像である肌画像を取得する。肌画像は、人の同一の箇所を時間的に連続する複数のタイミングに撮像した画像であり、例えば、動画又は複数枚の静止画で構成される。

可視光撮像部１０４は、画像を撮像することで肌画像を取得してもよいし、他の装置等により撮像された肌画像のデータを取得することで、肌画像を取得してもよい。可視光撮像部１０４は、画像を撮像する場合、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）などのイメージセンサを備えるカメラ等により実現される。

可視光撮像部１０４では、イメージセンサに対し、フィルタを適用することで、可視光、すなわち、４００〜８００ｎｍの波長帯に存在する光を捉え、ＲＧＢ（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）の３種類の信号を取得する。

（脈波算出部１０５）
脈波算出部１０５は、画像を用いてユーザ１１１の脈波を算出し、ユーザ１１１の脈波情報を出力する。

具体的には、脈波算出部１０５は、可視光撮像部１０４で得られたユーザ１１１の肌画像から脈波を抽出し、さらに、その脈波の特徴量を算出する。脈波算出部１０５は、可視光領域における脈波の特徴量として、脈波のタイミングを取得し、時間的に隣り合う脈波のタイミングから心拍間隔時間を演算する。具体的には、脈波算出部１０５は、複数の肌画像における輝度の時間変化に基づいて、脈波のタイミング（以下、脈波タイミングともいう）を取得する。脈波算出部１０５は、この脈波タイミングの取得のために、まず、各肌画像を、各肌画像が撮像された時刻（ｔｉｍｅ ｐｏｉｎｔ）と対応付けて、可視光撮像部１０４から取得する。

例えば、脈波算出部１０５は、複数の肌画像において最も輝度変化の大きい位置を特定し、特定した位置の輝度の時間波形を用いて、脈波タイミングを算出する。または、脈波算出部１０５は、予め保持する顔又は手のパターンを用いて、複数の肌画像における顔又は手の位置を特定し、特定した位置の輝度の時間波形を用いて、脈波タイミングを算出する。このような算出によって、脈波タイミングが取得される。ここで、脈波タイミングとは、輝度の時間波形、すなわち脈波の時間波形における所定の位置における時刻である。所定の位置の例は、輝度の時間波形におけるピーク位置である。例えば、山登り法、自己相関法、および微分関数を用いた方法を含む公知の局所探索法を用いて、時間波形におけるピーク位置を得ること（すなわちピーク探索）ができる。脈波算出部１０５のハードウェアの具体例は、ＣＰＵである。

一般に、心臓が収縮することにより、心臓から血液が送り出され、顔又は手などに到達する。ヘモグロビンなどの血液中の成分の量に依存して、撮像した画像における顔又は手の輝度が変化する。つまり、画像中の顔又は手の輝度の時間変化から、血液の移動に関する情報を取得できる。脈波算出部１０５は、このような情報として脈波タイミングを取得する。

可視光領域における脈波タイミングの取得では、肌画像中の緑色の波長帯の輝度が用いられてもよい。可視光の波長範囲を含む光を用いて撮像された画像において、緑色近辺の波長帯の情報に、変化が大きく現れるためである。複数の画素を含む画像において、多くの血液が流入している状態の顔又は手に相当する画素の緑色の波長帯における輝度は、少ない血液が流入している状態の顔又は手に相当する画素の緑色の波長帯の輝度と比べて小さい。

図９は、本実施の形態における可視光領域における肌画像の輝度変化、特に緑色における輝度変化の一例を示す。具体的には、図９は、可視光撮像部１０４の撮像によって得られた可視光領域の肌画像における頬の領域の緑色成分（Ｇ）の輝度変化を示す。図９の横軸は時間であり、縦軸は輝度を示している。図９に示す輝度変化は脈波に起因し、輝度が周期的に変化していることがわかる。

日常環境下、すなわち可視光領域で肌が撮像される場合、照明による散乱光又は様々な要因によって、肌画像はノイズを含む。よって、撮像された画像にフィルタ等による信号処理を施し、脈波に起因する信号変化を含む肌画像を得てもよい。フィルタの例は、ローパスフィルタである。本実施の形態では、ローパスフィルタを通したＧの輝度変化を用いる。

図１０の（ａ）は、本実施の形態における脈波タイミングの算出の一例を示す図である。図１０の（ａ）の縦軸は輝度であり、横軸は時間である。図１０の（ａ）に示す時間波形において、時刻ｔ１〜ｔ５のそれぞれの点は、変曲点又は頂点である。時間波形における各点は、変曲点と、ピーク（頂点および谷点）とを含む。時間波形に含まれる各点において、前後の時刻の点のいずれよりも輝度が大きい点（頂点）又は小さい点（谷点）の時刻が脈波タイミングである。

図１０の（ａ）に示す時間波形を用いて、頂点の位置を特定する方法、つまりピーク探索の方法を説明する。図１０の（ａ）に示す輝度の時間波形において、現在の参照点を時刻ｔ２の点とする。時刻ｔ２の点と、一つ前の時刻ｔ１の点とが比較され、時刻ｔ２の点と、一つ後の時刻ｔ３の点とが比較される。参照点の輝度が、前の時刻の点および後の時刻の点のそれぞれの輝度よりも大きい場合、正と判定される。つまり、参照点がピーク（頂点）であって、その参照点の時刻が脈波タイミングであると判定される。参照点の輝度が、前の時刻の点および後の時刻の点の少なくとも一方の輝度よりも小さい場合、否と判定される。つまり、参照点はピーク（頂点）ではなく、その参照点の時刻は脈波タイミングではないと判定される。

図１０の（ａ）において、時刻ｔ２の点の輝度は時刻ｔ１の点の輝度より大きいが、時刻ｔ２の点の輝度は時刻ｔ３の点の輝度よりは小さいため、否と判定される。次に、参照点が一つインクリメントされ、時刻ｔ３の点が参照点になる。時刻ｔ３の点の輝度は、時刻ｔ３の一つ前の時刻ｔ２の点及び時刻ｔ３の一つ後の時刻ｔ４の点のそれぞれの輝度より大きいため、正と判定される。脈波算出部１０５は、正と判定された点の時刻を脈波タイミングとして取得する。

また、脈波タイミングの取得では、一般的な脈波（例えば６０ｂｐｍから１８０ｂｐｍ）の知識に基づき、ピーク間隔が例えば３３３ｍｓから１０００ｍｓの間であることを考慮して脈波タイミングを取得してもよい。これにより、全ての点において上述の輝度の比較を行う必要がなく、一部の点において輝度の比較を行えば、適切な脈波タイミングを取得することができる。つまり、最近に取得された脈波タイミングから３３３ｍｓ以降１０００ｍｓ以前の範囲にある各点を参照点として用いて上述の輝度の比較を行えばよい。この場合、その範囲以前の点を参照点として用いた輝度の比較を行うことなく、次の脈波タイミングを取得することができる。したがって、日常環境時にロバストな脈波タイミングの取得が可能となる。

脈波算出部１０５は、さらに、得られた隣り合う脈波タイミングの時間差から心拍間隔時間を算出する。心拍間隔時間は時系列で変動する。図１１は、心拍間隔時間の例を示す。横軸は時系列に並べたデータ数（データナンバ）であり、縦軸は心拍間隔時間を示す。図１１において、脈波から得た心拍間隔時間が時系列に変動しているのがわかる。

脈波算出部１０５は、さらに、脈波タイミング直後の変曲点タイミングを抽出する。具体的には、脈波の輝度値の一次微分を計算し、その算出された可視光微分輝度の極小点を取得し、その極小点となる時間タイミングを変曲点タイミングとする。

また、変曲点タイミングの取得においても、一般的な脈波の知識に基づき、ピーク間隔が例えば、３３３ｍｓから１０００ｍｓの間であることを考慮して変曲点タイミングを取得してもよい。

図１２は、脈波から変曲点を抽出する方法を示す。図１２の（ａ）は、可視光撮像部１０４で得られた脈波の輝度値を示しており、図１２の（ｂ）は、その一次微分値をプロットしたものである。丸印がピークを表し、バツ印が変曲点を表す。図１２の（ａ）の横軸は時間であり、縦軸が輝度値である。また、図１２の（ｂ）の横軸は時間であり、縦軸は、輝度値の微分係数を示している。

脈波では、前述のように特に緑色の光を用いるが、原理としては、血中のヘモグロビンが緑色の波長帯の光を吸収することで、可視光撮像部１０４における輝度値が変動する。具体的には、ヘモグロビンが緑色の光を吸収するとき、可視光撮像部１０４で取得できる輝度値は、吸収された分減少する。さらに、可視光撮像部１０４によって得られた脈波の形に関して、ボトムからピークまでの勾配よりも、ピークから次のボトムまでの勾配の方が急であるという特徴を持つ。したがって、ボトムからピークまでの間には、比較的ノイズの影響を受けやすいが、一方でピークから次のボトムまでは、勾配が急なため、ノイズの影響を受けにくい。このため、ピークからボトムまでの間に存在する変曲点タイミングもまた、ノイズの影響を受けにくく、比較的安定して取得しやすいという特徴を有する。

したがって、変曲点間の時間差から、心拍間隔時間を取得してもよい。

また、さらに、前述した脈波のピークは変曲点の直前の微分係数が０になる部分である。具体的には、図１２の（ｂ）に示すように、変曲点であるバツ印の直前の微分係数が０となる点がピークを表す丸印となっているのがわかる。この特徴を用いて、取得するピークを変曲点直前のピークに限定してもよい。

脈波算出部１０５は、さらに、脈波のピーク（頂点）からボトム（底点）までの傾きについての演算を行う。傾きはできるだけ大きい方がよい。これは、傾きが大きければ大きいほど、より脈波ピークの尖度が大きくなり、フィルタ処理等による脈波タイミングの時間ずれが、小さくなるからである。

（情報提示部１０６）
情報提示部１０６は、可視光撮像部１０４で撮像したユーザ１１１の顔画像を提示し、ユーザ１１１の顔が可視光撮像部１０４に映るように、ユーザ１１１に指示を与える。また、情報提示部１０６は、脈波算出部１０５より得た生体情報を提示する。情報提示部１０６は、例えば、脈波算出部１０５より得た心拍数及び/またはストレス指数及び/またはユーザ１１１の眠気情報を、脈波計測装置１１０のディスプレイに表示する。可視光発光部１０７が可視光をユーザ１１１に照射することについては、可視光発光部１０７にて上述した通りである。

なお、情報提示部１０６は、脈波計測装置１１０のディスプレイに生体情報を提示するとしたが、これに限ったものではない。例えば、脈波計測装置１１０に送信部を設け、ユーザ１１１の移動体端末と通信することで、ユーザ１１１の移動体端末のディスプレイに情報提示してもよい。また、上記移動体端末に情報記憶部を設け、得られた生体情報を情報記憶部に記録していき、ユーザ１１１自身が睡眠中及び／またはその前後の生体情報を確認できるようにしてもよい。

なお、情報提示部１０６は、脈波算出部１０５より得た生体情報を提示するとしたが、これに限ったものではない。例えば、可視光発光部１０７における光源の光量を常に提示してもよい。また、光源制御部１０９から得られる、現在時点での光量の変動率を％表示で提示してもよい。

図１３に、本実施の形態における脈波計測装置１１０の処理の流れを示すフローチャートを示す。

（ステップＳ２０１）
経路探索部１０１は、ユーザ１１１とのインタラクションによって、ユーザ１１１が目的地を設定するための支援をし（図示しない）、ユーザ１１１による目的地の入力を受け、目的地の設定を行う。目的地の設定が完了となった場合（ステップＳ２０１でＹｅｓ）には、ステップＳ２０２へ進み、そうでない場合（ステップＳ２０１でＮｏ）にはステップＳ２０１に留まり、経路探索部１０１は引き続き、ユーザ１１１の目的地設定を支援する。

（ステップＳ２０２）
経路探索部１０１は、ステップＳ２０１で設定された目的地、及び図示しないＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）から獲得した現在地に基づいて、適切な案内経路を探索し、探索した案内経路を設定する。当該設定された経路は、経路設定部１０２で移動経路案内に用いるために設定され、経路表示部１０３でユーザ１１１に見せるべく表示する。また、光量予測部１０８が、設定された案内経路を取得する。

（ステップＳ２０３）
光量予測部１０８は、ステップＳ２０２で探索された案内経路上の各通過点を走行する時刻と、太陽の位置（太陽高度（度）、及び、太陽方位（度））とに基づき、車両Ｖの走行経路における太陽光の光量を予測する。

（ステップＳ２０４）
光源制御部１０９は、光量予測部１０８が予測した、案内経路における太陽光の光量（予測光量）に基づいて、車両Ｖが案内経路を走行している途上において、予測光量と可視光発光部１０７の発光量を一定値にするように（つまり上記（式１）を満たすように）、可視光発光部１０７の発光量を増減させる制御をする。ここで、一定値は、経路設定部１０２により設定された案内経路の始点から目的地までの間で太陽光の光量の最大値よりも大きい値（例えば、上記最大値の１．１倍又は１．５倍等）としてもよい。上記一定値に満たない光量の分を可視光発光部１０７による発光により補うことで、ユーザ１１１の肌に照射される光の光量を一定に維持するためである。

（ステップＳ２０５）
可視光撮像部１０４は、ユーザ１１１の肌で反射した可視光を受光する。脈波算出部１０５は、可視光撮像部１０４が受光した可視光からユーザ１１１の脈波を算出する。

以上の一連の処理により、脈波計測装置１１０は、出発地から目的地までの走行経路における太陽光の入射量が変動する場合に、その変動を抑制するように発光部が照射する光の光量を変動させる。その結果、ユーザ１１１の脈波を取得するためにユーザ１１１に照射される光の量が一定値になるように発光部が制御され、取得される脈波の精度を向上させることができる。このように、脈波計測装置１１０は、運転者であるユーザ１１１に照射される光の照射量の変動を抑制することができる。

（実施の形態１の変形例）
なお、実施の形態１では、経路探索部１０１が探索して決定した案内経路を走行する車両Ｖについて、予測位置において予測時刻に車両Ｖ内に入射する太陽光の光量を用いて、可視光発光部１０７が出射する光量を制御する技術を説明した。この技術は、案内経路を走行する車両Ｖに限らず、車両Ｖの位置及び現在時刻を用いて可視光発光部１０７が出射する光量を制御する技術に応用することもできる。

その場合、光量予測部１０８は、ＧＰＳ等により取得した車両Ｖの現在位置を示す位置情報と、現在時刻とに基づいて、太陽光がどの程度、車両Ｖ内に入射されるのかを予測する。具体的な予測の処理は、実施の形態１の説明における予測位置を現在位置と、予測時刻を現在時刻と、それぞれ読み替えることで得られる。

光源制御部１０９は、上記のように光量予測部１０８が現在位置及び現在時刻に基づいて算出した光量にするように可視光発光部１０７を制御する。

言い換えれば、本実施の形態の制御部は、（Ｄ）現在時刻と、車両Ｖの現在位置とを取得し、現在時刻に現在位置に位置する車両Ｖ内に入射する太陽光の入射量を推定し、（Ｅ）推定した太陽光の入射量を用いて、太陽光の入射量と発光部の発光量との合計が一定値になるように発光部の発光量を算出し、発光部の発光を制御する。

以上の一連の処理により、脈波計測装置１１０は、現在時刻及び現在位置における太陽光の入射量の変動を抑制するように発光部が照射する光の光量を変動させる。その結果、ユーザ１１１の脈波を取得するためにユーザ１１１に照射される光の量が一定値になるように制御され、取得される脈波の精度を向上させることができる。このように、脈波計測装置１１０は、運転者であるユーザ１１１に照射される光の照射量の変動を抑制することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２において、運転者に照射される光の照射量の変動を抑制する脈波計測装置であって、さらに天気を考慮して、上記変動を抑制する技術について説明する。具体的には、本実施の形態における脈波計測装置は、車外から入射する太陽光と車内の光源が出射する光との両方を利用して、ユーザの脈波を取得する脈波計測装置であって、実施の形態１における光量予測部１０８が、太陽位置情報２０２に加えて、天気予報情報を利用してユーザ１１１に照射される光量を予測する。なお、実施の形態１と同等の機能を有するブロックに関しては、同じ番号を付して詳細な説明は省略する。

本実施の形態における脈波計測装置１７０２について説明する。

図１４は、本実施の形態における脈波計測装置１７０２の構成を示すブロック図である。図１５は、本実施の形態における光量予測部１７０１のさらに詳細な構成を示すブロック図である。同図において、天気予報情報１８０３は、少なくとも、脈波計測装置１７０２を搭載している車両Ｖが走行する可能性がある時間帯及び地域における天気情報を保持したデータベースである。

図１４に示すように、本実施の形態に係る脈波計測装置１７０２は、経路探索部１０１と、経路設定部１０２と、経路表示部１０３と、可視光撮像部１０４と、脈波算出部１０５と、情報提示部１０６と、可視光発光部１０７と、光量予測部１７０１と、光源制御部１０９とを備える。脈波計測装置１７０２は、光量予測部１７０１を備える点で、実施の形態１における脈波計測装置１１０と異なる。

図１５に示すように、光量予測部１７０１は、太陽位置情報２０２と、時計２０３と、天気予報情報１８０３と、予測光量算出部１８０２とを備える。

（光量予測部１７０１）
図１５に示すように、光量予測部１７０１は、予測光量を算出するに際して、太陽位置情報２０２に加えて天気予報情報１８０３を利用する点で、実施の形態１の光量予測部１０８と異なる。

本実施の形態における予測光量算出部１８０２は、実施の形態１における予測光量算出部２０１と同様の方法で案内経路における太陽光の向き及び光量を予測する。

次に、予測光量算出部１８０２は、車両Ｖが案内経路上の各地点を走行する時刻における天気予報情報１８０３を参照する。そして、予測光量算出部１８０２は、各地点における、車両Ｖが走行する時刻の天気に応じて、予測した太陽光の光量を修正する。天気が曇りや雨の場合には、雲の位置、厚さ又は種類に応じて太陽光が減衰する割合を算出し、先に予測した太陽光の光量を修正する。具体的には、例えば、天気が曇りである場合には、先に予測した太陽光の光量を１／２に修正し、天気が雨である場合には、先に予測した太陽光の光量を１／３にする。そして、予測光量算出部１８０２は、修正した光量を予測光量として、光源制御部１０９に提供する。

以降の処理は、実施の形態１と同様であるため、詳細な説明は省略する。

すなわち、本実施の形態における制御部は、予想時刻における車両Ｖの位置の天気情報を取得し、予測した太陽光の入射量を天気情報に基づいて調整し、調整後の太陽光の入射量を用いて発光部の発光量を算出する。

このようにして、脈波計測装置１７０２は、さらに走行経路の天気に基づく太陽光の入射量の変動を用いて、ユーザ１１１の脈波を取得するためにユーザ１１１に照射される光の量が一定値になるように制御する。これにより、脈波計測装置１７０２は、天気の差異又は変化がある場合であっても、ユーザ１１１に照射される光の照射量の変動を抑制することができる。

（実施の形態３）
実施の形態３において、運転者に照射される光の照射量の変動を抑制する脈波計測装置であって、さらに車両の構造を考慮して上記変動を抑制する技術について説明する。具体的には、本実施の形態における脈波計測装置は、車外から入射する太陽光と車内の光源が出射する光との両方を利用して、ユーザの脈波を取得する脈波計測装置であって、実施の形態１における光量予測部１０８が、太陽位置情報２０２に加えて、車両の構造情報を利用してユーザ１１１に照射される光量を予測する。一般に、車両のボンネットの色又は形状などの構造によって車両内に入射する太陽光の量は変化する。上記のように車両の構造情報を利用することで、ユーザに照射される光の量の変動を、より一層抑制することができる。なお、実施の形態１と同等の機能を有するブロックに関しては、同じ番号を付して詳細な説明は省略する。

本実施の形態における脈波計測装置１９０２について説明する。

図１６は、本実施の形態における脈波計測装置１９０２の構成を示すブロック図である。図１７は、本実施の形態における光量予測部１９０１のさらに詳細な構成を示すブロック図である。

図１６に示すように、本実施の形態に係る脈波計測装置１９０２は、経路探索部１０１と、経路設定部１０２と、経路表示部１０３と、可視光撮像部１０４と、脈波算出部１０５と、情報提示部１０６と、可視光発光部１０７と、光量予測部１９０１と、光源制御部１０９とを備える。脈波計測装置１９０２は、光量予測部１９０１を備える点で、実施の形態１における脈波計測装置１１０と異なる。

図１７に示すように、光量予測部１９０１は、車両の構造情報２００３と、時計２０３と、太陽位置情報２０２と、予測光量算出部２００２とを備える。

（光量予測部１９０１）
図１７に示すように、光量予測部１９０１は、予測光量を算出するに際して、太陽位置情報２０２に加えて車両の構造情報２００３を利用する点で、実施の形態１の光量予測部１０８と異なる。

本実施の形態における予測光量算出部２００２は、実施の形態１における予測光量算出部２０１と同様、まず、太陽位置情報２０２を用いて案内経路における太陽光の向き及び光量を予測する。

次に、予測光量算出部２００２は、車両の構造情報２００３を参照し、運転者であるユーザ１１１に照射される太陽光の光量を増減させる車両の構造上の要因に応じて、予測した太陽光の光量を修正する。例えば、予測光量算出部２００２は、車両の構造情報２００３を用いて、先に予測した太陽光の光量を修正する。

図１８は、本実施の形態における、車両の構造情報２００３の説明図である。

図１８に示されるように、車両の構造情報２００３は、車両の構造を示す情報のうち、運転者であるユーザ１１１に照射される太陽光の光量を増減させる要因となるものと、当該要因に応じた太陽光の光量の増減量（例えば倍率）とを対応付けたデータベースである。上記要因には、例えば、車両のダッシュボードの色、素材又は形状、車両のボンネットの色又は形状、車両の屋根の有無、フロントガラス又はサイドガラスの種類又は形状等がある。

車両の構造情報２００３は、例えば、車両Ｖのダッシュボードの色が白である場合には、予測光量算出部２００２が、太陽光の光量を１．２倍に修正することを示している。また、例えば、車両Ｖに屋根がない場合には、太陽光の光量を２倍に修正することを示している。

このように、予測光量算出部２００２は、車両の構造情報２００３に含まれる要因のうち車両Ｖが該当するものに対応付けられた倍率を、予測した太陽光の光量に乗じることで修正する。そして、予測光量算出部２００２は、修正した光量を予測光量として、光源制御部１０９に提供する。

以降の処理は、実施の形態１と同様であるため、詳細な説明は省略する。

すなわち、本実施の形態に係る制御部は、車両の構造情報２００３を取得し、予測した太陽光の入射量を構造情報に基づいて調整し、調整後の太陽光の入射量を用いて発光部の発光量を算出する。

このようにして、脈波計測装置１９０２は、さらに車両の構造情報２００３を考慮して、ユーザ１１１の脈波を取得するためにユーザ１１１に照射される光の量が一定値になるように制御する。これにより、脈波計測装置１９０２は、車両の構造情報２００３の差異又は変化がある場合であっても、ユーザ１１１に照射される光の照射量の変動を抑制することができる。

（実施の形態４）
実施の形態４において、運転者に照射される光の照射量の変動を抑制する脈波計測装置であって、さらに経路周辺の建造物情報を考慮して上記変動を抑制する技術について説明する。具体的には、本実施の形態における脈波計測装置は、車外から入射する太陽光と車内の光源が出射する光との両方を利用して、ユーザの脈波を取得する脈波計測装置であって、実施の形態１における光量予測部１０８が、太陽位置情報２０２に加えて、経路周辺の建造物情報を利用してユーザ１１１に照射される光量を予測する。なお、実施の形態１と同等の機能を有するブロックに関しては、同じ番号を付して詳細な説明は省略する。

本実施の形態における脈波計測装置２１０２について説明する。

図１９は、本実施の形態における脈波計測装置２１０２の構成を示すブロック図である。図２０は、本実施の形態における光量予測部２１０１のさらに詳細な構成を示すブロック図である。同図において、経路周辺の建造物情報２２０３は、案内経路の周辺に位置しているビルなどの建造物、壁面又はトンネルなどの、運転者であるユーザ１１１に照射される太陽光の光量を増減させる要因となるものを示す情報である。

図１９に示すように、本実施の形態に係る脈波計測装置２１０２は、経路探索部１０１と、経路設定部１０２と、経路表示部１０３と、可視光撮像部１０４と、脈波算出部１０５と、情報提示部１０６と、可視光発光部１０７と、光量予測部２１０１と、光源制御部１０９とを備える。脈波計測装置２１０２は、光量予測部２１０１を備える点で、実施の形態１における脈波計測装置１１０と異なる。

図２０に示すように、光量予測部２１０１は、経路周辺の建造物情報２２０３と、時計２０３と、太陽位置情報２０２、予測光量算出部２２０２とを備える。

（光量予測部２１０１）
図２０に示すように、光量予測部２１０１は、予測光量を算出するに際して、太陽位置情報２０２に加えて経路周辺の建造物情報２２０３を利用する点で、実施の形態１の光量予測部１０８と異なる。

本実施の形態における予測光量算出部２２０２は、実施の形態１における予測光量算出部２０１と同様、まず、太陽位置情報２０２を用いて案内経路における太陽光の向き及び光量を予測する。

次に、予測光量算出部２２０２は、経路周辺の建造物情報２２０３を用いて、太陽光の光量を修正する。経路周辺の建造物情報２２０３について図２１及び図２２を参照しながら説明する。ここでは、経路の周辺に位置するビルなどの建造物が、ユーザ１１１に照射される太陽光の光量を増減させる要因である場合を一例として説明する。

図２１は、本実施の形態における、経路が影になる太陽高度の最大値の説明図である。図２２は、本実施の形態における、経路周辺の建造物情報２２０３の説明図である。

図２１に示されるように、経路から距離Ｄ離れた位置に高さＨの建造物５０が位置しているとする。この場合、太陽Ｓの太陽高度がα度以上であれば車両Ｖに太陽光が照射され、太陽高度がα度未満であれば太陽光が建造物５０に遮られるので車両Ｖに太陽光が照射されない、つまり、車両Ｖが建造物５０の影に入る。ここでαは、以下の（式２）により算出される。

α＝ｔａｎ^−１（Ｈ／Ｄ） （式２）

経路周辺の建造物情報２２０３は、案内経路の周辺に位置しているビルなどの建造物５０と、案内経路が当該建造物の影になる太陽高度の最大値とを対応付けたデータベースである。経路周辺の建造物情報２２０３は、（式２）により算出されるαを建造物５０に対応付けて示した情報である。αを算出するための距離Ｄ及び高さＨは、公知の地図情報から得られる。経路周辺の建造物情報２２０３は、経路に照射される太陽光の光路を当該建造物が遮るか否かの判断に用いられる情報である。

予測光量算出部２２０２は、経路周辺の建造物情報２２０３を参照し、建造物５０によって車両に照射される太陽光の光路が遮られるか否かに応じて、予測した太陽光の光量を修正する。予測光量算出部２２０２は、具体的には、経路周辺の建造物情報２２０３に含まれる「経路が影になる太陽高度の最大値」より太陽高度が低い場合に、予測した太陽光の光量を所定値に修正する。この所定値は、太陽光の光量のうち直達光による寄与を含まず、散乱光の寄与を含む値である。

また、経路周辺の建造物情報２２０３の他の例はトンネルである。車両がトンネルを通過しているときには太陽光の差込みがない。そのため、予測光量算出部２２０２は、算出した太陽光の光量を、予め定義された所定の光量、すなわちトンネル内の照明が出射する光の光量に修正する。

そして、予測光量算出部２２０２は、上記修正の後の太陽光の光量（修正しない場合には、予測した光量そのもの）を予測光量として、光源制御部１０９に提供する。

以降の処理は、実施の形態１と同様なため、詳細な説明を省略する。

すなわち、本実施の形態に係る制御部は、車両の走行経路の周囲における建築物情報を取得し、予測した太陽光の入射量を建築物情報に基づいて調整し、調整後の太陽光の入射量を用いて発光部の発光量を算出する。

このようにして、脈波計測装置１９０２は、さらに走行経路の周辺の建築物情報を考慮して、ユーザ１１１の脈波を取得するためにユーザ１１１に照射される光の量が一定値になるように制御する。これにより、脈波計測装置１９０２は、車両の走行経路の周辺の建築物の差異又は変化がある場合であっても、ユーザ１１１に照射される光の照射量の変動を抑制することができる。

（実施の形態５）
実施の形態５において、運転者に照射される光の照射量の変動を抑制する脈波計測装置であって、さらに、複数の経路の候補のうちから、ユーザに照射される光の光量の変動を抑制する経路を選択する技術について説明する。

以下、開示内容について詳細に説明するが、実施の形態１と同等な機能ブロックについては、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

図２３は、本実施の形態における脈波計測装置２３０３のブロック図を示す。

図２３に示すように、脈波計測装置２３０３は、経路探索部２３０１と、経路設定部１０２と、経路表示部１０３と、可視光撮像部１０４と、脈波算出部１０５と、情報提示部１０６と、可視光発光部１０７と、光量予測部２３０２と、光源制御部１０９とを備える。

本実施の形態における脈波計測装置２３０３は、ユーザ１１１に照射される太陽光の光量の変動が小さい経路ほど優先的に、走行経路として採用する。言い換えれば、脈波計測装置２３０３は、ユーザ１１１に照射される太陽光の光量の変動ができる限り少ない移動経路を探索する。これにより、可視光の光量の変動が減り、脈波の算出精度をより高めることができる。

（経路探索部２３０１）
経路探索部２３０１は、取得した現在地と目的地とを用いて、車両の案内経路の候補を複数探索する。

（光量予測部２３０２）
光量予測部２３０２は、経路探索部２３０１が探索した複数の案内経路の候補それぞれにおける予測光量を算出し、その候補のうちで光量の変動が最も小さい経路を探索し、経路探索部２３０１に通知する。ここで、「光量の変動が小さい」とは、光源の光量の変動の絶対値が小さいことを指すが、一例としては、「ゆっくりと変動する」場合も「光量の変動が小さい」の概念に含まれるものとする。光量がゆっくりと変動する場合には、光量を一定に制御しやすいからである。

図２４は、実施の形態５における、経路探索方法の一例を示す図である。図２４は、経路探索部２３０１及び光量予測部２３０２により、光量の変動が小さい移動経路を探索する処理を示している。図２４の（ａ）及び（ｂ）それぞれの上段は、車両Ｖが走行する経路を示しており、車両Ｖに対して太陽光が真南（紙面上の下）から照射されているとする。また、図２４の（ａ）及び（ｂ）それぞれの下段は、車両Ｖが経路を走行するときに車両Ｖ内に入射する太陽光の光量の変化を示している。

車両Ｖは、地点Ｐ１から地点Ｐ２に走行しようとしている。ここで、地点Ｐ１から地点Ｐ２に至る経路として、ルートＡ及びルートＢの２つのルートがある。ルートＡは、図２４の（ａ）に示されるように、車両Ｖが交差点αで右折した後、交差点βで左折して、交差点γを直進するコースである。ルートＢは、図２４の（ｂ）に示されるように、車両Ｖが交差点αを直進してカーブを道なりに走行した後に交差点γを左折するコースである。ここで、各ルートを通る場合に太陽光がどのようにユーザ１１１に照射されるかを検討する。

上述したように、太陽光の光量は、図８に示した通り、車両の進行方向に対する太陽光の照射角度をφとし、太陽高度をθとして、ｃｏｓθ×ｃｏｓφと表わされる。車両Ｖが交差点で右左折する等、進行方向を変える場合には、角度φが変動する。そして角度φの変動は、進行方向の変更量と太陽光の照射角度φとにより定まる。

例えば、車両ＶがルートＡを走行する場合、車両Ｖが交差点αを右折するときには、太陽光の照射角度φが、−π／２から０に急激に変動する。これに伴って、太陽光の光量は、０からｃｏｓθに急激に変動する。同様に、車両Ｖが交差点βを左折するときには、太陽光量の光量は、ｃｏｓθから０に急激に変動する（図２４の（ａ）下段参照）。

これに対して、車両ＶがルートＢを走行する場合には、車両Ｖが交差点αから交差点γまでのカーブを走行する時間内に、太陽光の照射角度φは、−π／２から０にゆっくりと変動する。これに伴って、太陽光の光量は、０からｃｏｓθにゆっくりと変動する。その後、車両Ｖが交差点γを左折するときには、太陽光量の光量は、ｃｏｓθから０に急激に変動する（図２４の（ｂ）下段参照）。

このように、図２４に示した２つのルートを比較すると、ルートＢを選択する方が、車両Ｖ内に入射する太陽光の光量の急激な変動が小さい。車両ＶがルートＡを走行する場合には、右左折が２回あるのに対して、車両ＶがルートＢを走行する場合には、右左折が１回であることによる。

以上から、ルートＢを選択する方が、車両Ｖ内に入射する太陽光の光量の変動が小さいと判断できるため、光量予測部２３０２は、最も光量の変動が小さい経路としてルートＢを選択し、ルートＢを経路探索部２３０１に通知する。

図２５に、本実施の形態における脈波計測装置２３０３の処理の流れを示すフローチャートである。

（ステップＳ２５０１）
経路探索部２３０１は、運転者であるユーザ１１１又は同乗者とのインタラクションによって、ユーザ１１１が目的地を設定するための支援をし（図示しない）、ユーザ１１１による目的地の入力を受け、目的地の設定を行う。目的地の設定が完了となった場合（ステップＳ２５０１でＹｅｓ）には、ステップＳ２５０２へ進み、そうでない場合（ステップＳ２５０１でＮｏ）にはステップＳ２５０１に留まり、経路探索部２３０１は引き続き、ユーザ１１１の目的地設定を支援する。

（ステップＳ２５０２）
経路探索部２３０１は、ステップＳ２５０１で設定された目的地、及び図示しないＧＰＳから獲得した現在地に基づいて、複数の案内経路の候補を探索し、複数の案内経路の候補を出力する。このとき、上述したように、一例として、交差点で右左折する経路よりも、自然にカーブした経路の方が、車両Ｖ内に入射する太陽光の光量の変動が小さいと考えられる。こういった知識を用いて、交差点で右左折する経路が探索された場合であっても、さらに経路の探索を継続して、自然にカーブした経路を探索するようにしてもよい。

（ステップＳ２５０３）
光量予測部２３０２は、ステップＳ２５０２で探索された複数の案内経路の候補それぞれについて、当該案内経路上の各通過点における時刻と、太陽の位置（太陽高度（度）、及び、太陽方位（度））に基づき、車両Ｖの走行経路における太陽光の光量を予測する。

（ステップＳ２５０４）
光量予測部２３０２は、ステップＳ２５０３で探索された複数の案内経路の候補のうち、車両Ｖ内に入射する太陽光の光量の変動が最も小さい経路を案内経路として選択し、設定する。

（ステップＳ２５０５）
光源制御部１０９は、光量予測部２３０２が予測した案内経路における太陽光の光量（予測光量）に基づいて、車両Ｖが案内経路を走行している途上において、可視光発光部１０７の発光量を増減させる制御をする。制御の方法は、実施の形態１のステップＳ２０４と同じであるので省略する。

（ステップＳ２５０６）
可視光撮像部１０４は、ユーザ１１１の肌で反射した可視光を受光する。脈波算出部１０５は、可視光撮像部１０４が受光した可視光からユーザ１１１の脈波を算出する。

すなわち、本実施の形態に係る制御部は、車両の現在地から目的地までの複数の走行経路の候補を取得し、取得した複数の走行経路の候補上の位置を通過する予想時刻を取得し、予想時刻に上記位置に位置する車両内に入射する太陽光の入射量を予測し、複数の走行経路の候補のうち予測された太陽光の入射量の変化が小さい経路ほど優先的に、走行経路として取得する。

このようにして、脈波計測装置２３０３は、複数の走行経路の候補のうち、太陽光の入射量の変動が相対的に小さい経路を走行経路として採用する。これにより、車両は、太陽光の入射量の変動が相対的に小さい経路を走行することができ、走行中にユーザ１１１に照射される太陽光の変動が抑制される。その結果、脈波計測装置２３０３は、運転者であるユーザ１１１に照射される光の照射量の変動をより一層抑制することができる。

（各実施の形態の変形例）
上記各実施の形態における脈波計測装置の必須の構成要素について説明する。

図２６は、本変形例における、脈波計測装置１１０Ａの構成を示すブロック図である。

図２６に示されるように、脈波計測装置１１０Ａは、発光部１０７Ａと、撮像部１０４Ａと、制御部１０９Ａと、脈波算出部１０５Ａとを備える。

発光部１０７Ａは、車両のユーザ１１１の少なくとも肌を含む領域に光を照射する。

撮像部１０４Ａは、ユーザ１１１の肌を含む領域が撮像された画像を取得する。

制御部１０９Ａは、（Ａ）車両の出発地から目的地までの走行経路を取得し、（Ｂ）車両が走行経路上の位置を通過する予想時刻を取得し、予想時刻に前記位置に位置する車両内に入射する太陽光の入射量を予測し、（Ｃ）予測した太陽光の入射量と発光部１０７Ａの発光量との合計が一定値になるように発光部１０７Ａの発光量を算出し、上記位置における発光部１０７Ａの発光を制御する。

脈波算出部１０５Ａは、上記画像を用いてユーザ１１１の脈波を算出し、ユーザ１１１の脈波情報を出力する。

これにより、脈波計測装置は、運転者に照射される光の照射量の変動を抑制することができる。

なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の脈波計測装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。

すなわち、このプログラムは、コンピュータに、車両の出発地から目的地までの走行経路を取得し、前記車両が前記走行経路上の位置を通過する予想時刻を取得し、前記予想時刻に前記位置に位置する前記車両内に入射する太陽光の入射量を予測し、前記入射量と発光部の発光量との合計が一定値になるように前記発光量を算出し、前記発光部に前記位置において、前記発光量で光を発光させ、前記光は前記車両内のユーザの肌を含む領域を照射し、前記肌の画像を含む画像を取得し、前記画像を用いて前記ユーザの脈波を算出し、前記脈波に関する情報を出力する制御方法を実行させる。

また、このプログラムは、コンピュータに、現在時刻と、前記車両の現在位置とを取得し、前記現在時刻に前記現在位置に位置する前記車両内に入射する太陽光の入射量を推定し、前記入射量を用いて、前記入射量と発光部の発光量との合計が一定値になるように前記発光量を算出し、前記発光部に前記発光量で光を発光させ、前記光は前記車両内のユーザの肌を含む領域を照射し、前記肌の画像を含む画像を取得し、前記画像を用いて前記ユーザの脈波を算出し、前記脈波に関する情報を出力する制御方法を実行させる。

本開示に係る脈波計測装置は、上記のような構成であるから、運転者であるユーザの運転時における脈波の検出を精度良く行うことができる。そのため、運転中の運転者の健康をリアルタイムに監視し、異常が発生した場合に運転を中止させる等といった応用が考えられる。また、緊張を強いられる運転中の脈波の状況を時々刻々と記録しておき、安静時の脈波と比較して健康上の判断をするといった応用が考えられる。

５０ 建造物
１０１、２３０１ 経路探索部
１０２ 経路設定部
１０３ 経路表示部
１０４ 可視光撮像部
１０４Ａ 撮像部
１０５、１０５Ａ 脈波算出部
１０６ 情報提示部
１０６Ａ 中心部
１０７ 可視光発光部
１０７Ａ 発光部
１０８、１７０１、１９０１、２１０１、２３０２ 光量予測部
１０９ 光源制御部
１０９Ａ 制御部
１１０、１１０Ａ、１７０２、１９０２、２１０２、２３０３ 脈波計測装置
１１１ ユーザ
２０１、１８０２、２００２、２２０２ 予測光量算出部
２０２ 太陽位置情報
２０３ 時計
１８０３ 天気予報情報
２００３ 車両の構造情報
２２０３ 経路周辺の建造物情報
Ｓ 太陽
Ｕ、ＵＡ 面
Ｖ 車両

Claims (9)

1. 車両内のユーザの少なくとも肌を含む領域に光を照射する発光部と、
   前記ユーザの肌を含む領域が撮像された画像を取得する撮像部と、
   （Ａ）前記車両の出発地から目的地までの走行経路を取得し、
   （Ｂ）前記車両が前記走行経路上の位置を通過する予想時刻を取得し、前記予想時刻に前記位置に位置する前記車両内に入射する太陽光の入射量を予測し、
   （Ｃ）予測した前記太陽光の入射量と前記発光部の発光量との合計が一定値になるように前記発光部の発光量を算出し、前記位置における前記発光部の発光を制御する制御部と、
   前記画像を用いて前記ユーザの脈波を算出し、前記ユーザの脈波情報を出力する脈波算出部とを備え、
   前記制御部は、前記（Ａ）において、
   前記車両の前記出発地から前記目的地までの複数の走行経路の候補を取得し、
   取得した前記複数の走行経路の候補上の位置を通過する予想時刻を取得し、前記予想時刻に前記位置に位置する前記車両内に入射する太陽光の入射量を予測し、前記複数の走行経路の候補のうち予測された前記太陽光の入射量の変化が小さい経路ほど優先的に、前記走行経路として取得する
   脈波計測装置。
2. 前記制御部は、さらに、
   前記予想時刻における前記位置の天気情報を取得し、予測した前記太陽光の入射量を前記天気情報に基づいて調整し、調整後の前記太陽光の入射量を用いて前記発光部の発光量を算出する
   請求項１に記載の脈波計測装置。
3. 前記制御部は、さらに、
   前記車両の構造情報を取得し、予測した前記太陽光の入射量を前記構造情報に基づいて調整し、調整後の前記太陽光の入射量を用いて前記発光部の発光量を算出する
   請求項１又は２に記載の脈波計測装置。
4. 前記制御部は、さらに、
   前記位置の周囲における建築物情報を取得し、予測した前記太陽光の入射量を前記建築物情報に基づいて調整し、調整後の前記太陽光の入射量を用いて前記発光部の発光量を算出する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の脈波計測装置。
5. 車両内のユーザの少なくとも肌を含む領域に光を照射する発光部と、
   前記ユーザの肌を含む領域が撮像された画像を取得する撮像部と、
   （Ｄ）現在時刻と、前記車両の現在位置とを取得し、前記現在時刻に前記現在位置に位置する前記車両内に入射する太陽光の入射量を推定し、
   （Ｅ）推定した前記太陽光の入射量を用いて、前記太陽光の入射量と前記発光部の発光量との合計が一定値になるように前記発光部の発光量を算出し、前記発光部の発光を制御する制御部と、
   前記画像を用いて前記ユーザの脈波を算出し、前記ユーザの脈波情報を出力する脈波算出部とを備える
   脈波計測装置。
6. 制御方法であって、
   車両の出発地から目的地までの走行経路を取得し、
   前記車両が前記走行経路上の位置を通過する予想時刻を取得し、
   前記予想時刻に前記位置に位置する前記車両内に入射する太陽光の入射量を予測し、
   前記入射量と発光部の発光量との合計が一定値になるように前記発光量を算出し、
   前記発光部に前記位置において、前記発光量で光を発光させ、前記光は前記車両内のユーザの肌を含む領域を照射し、
   前記肌の画像を含む画像を取得し、
   前記画像を用いて前記ユーザの脈波を算出し、
   前記脈波に関する情報を出力する
   制御方法。
7. 制御方法であって、
   現在時刻と、前記車両の現在位置とを取得し、前記現在時刻に前記現在位置に位置する前記車両内に入射する太陽光の入射量を推定し、
   前記入射量を用いて、前記入射量と発光部の発光量との合計が一定値になるように前記発光量を算出し、
   前記発光部に前記発光量で光を発光させ、前記光は前記車両内のユーザの肌を含む領域を照射し、
   前記肌の画像を含む画像を取得し、
   前記画像を用いて前記ユーザの脈波を算出し、
   前記脈波に関する情報を出力する
   制御方法。
8. 請求項６に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
9. 請求項７に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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