JPS5922537A - 車上心拍計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、人の脈拍を測定する心拍計に関し、特に車上
に搭載する心拍ｎ１に関する。

車輌を運転する場合、ドライバの健康状態が好ましくな
いと、事故をひきおこす可能性が高い。

たとえは、長時間休みなく運転を続ける場合には、疲労
が蓄積して健康状態が悪化し、集中力の低下等が生ずる
。

人の健康状態を知りうる１つのバロメータとして心拍数
がある。心拍数を測定する装置としては。

最近では携帯用の小型の心拍計が売られている。

この種の心拍計は、どこにでも持ち運べる反面、測定精
度が低い。又、たとえば車を運転するドライバが、自分
の健康状態を知ろうとして、そのような心拍計を車輌に
持ち込んだとしても、心拍の測定は車輌を止めた状態で
行なわなければならない。そうしないと危険である。し
かしたとえば高速道路等では、長時間、運転の途中で車
輌を止めることができないので、その間は心拍測定がで
きない。車輌における心拍測定の必要性は、高速道路の
方か−・般の道路よりも高いので、高速道路において心
拍測定ができないのでは、あまり車上心拍計としての価
値がない。

本発明の第１の目的は、高精度の心拍測定を行ないうる
車上心拍針を提供することであり、第２の目的は車輌の
走行中でも、ドライバ自身で安全に心拍測定しうる車上
心拍計を提供することであり、“第３の目的はドライバ
の肉体および精神の状態を知りうる車上心拍計を提供す
ることであり、第４の目的はドライバの居眠運転を防止
することである。

上記の目的を達成するために本発明においては、発光手
段および受光手段を、ステアリングホイールの近傍に配
置し、受光手段の出力信号の変動を検出して心拍を測定
し、その８１！Ｉ定結果を表示又は音声出力する。すな
わち、たとえば人の指の同一部分に、発光手段の光軸と
受光手段の受光面を向けて発光手段から光を放射すると
、人の指の血管を通る血液の星の、心拍に同期した変化
に応して、受光手段に達する反射光の量が変化するので
、その変化を検出して心拍を測定する。これによれば、
検出部はステアリングホイール上又はその近傍にあるの
で、ドライバは、ステアリングホイールを握って運転を
しながら、心拍測定をしうる。

本発明の１つの好ましい態様においては、測定結果が所
定範囲をはずれていると警報音を発する警報装置、心拍
数をアナウンスで報知する音声出力装置の少なくとも１
つを備える。これによれば、耳で心拍数の異常の有無を
判別でき目で心拍数１確認する必要がないので、高速道
路での車の運転中でも安全に心拍測定をしうる。

また１本発明の１つの好ましい態様においては、受光手
段からの心拍情報から、心拍数と、各心拍間の周期の変
化とを検出し、その結果に応じた警報出力等を行なう。

これによれば、ドライバの居眠状態も判定しうる。

さらに、本発明の１つの好ましい態様においては、発光
手段および受光手段をスプリング等の弾性部材で支持し
たキーに固着して、キーが押されると指と発光手段およ
び受光手段との接触状態が自動的に所定状態となるよう
にする。これによれば、指と１発光手段および受光手段
との接触状態を、特別な調整をすることなく、簡単に所
定状態に設定しうる。

心拍数の測定は、受光手段の出力信号の変動、すなわち
拍動の所定時間内の数を計数してもよいし、各鼓動間の
時間つまり周期を計数してもよい。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
１ａ図に本発明を実施する一形式の自動車のステアリン
グホイール近傍を示す。第１ａ図を参照して説明すると
５１がステアリングホイール、２および３がステアリン
グホイールｌを支持するスポーク、４が車上心拍側の本
体を装備した中央パッドである。２つのスポーク２およ
び３には、それぞれ検出器５および６、ならびにスイッ
チ７および８が設けである。中央パッド４にはスイッチ
９．ｔｏ、発光ダイオード指示器＋１，１２．１３およ
び３桁の７セグメント発光ダイオー１−表示器１４が備
わっている。

第１ａ図のＩｂ−Ｉｂ１ＩＡ断面を第１ｂ図に示す。

第１ｂ図を参照して説明すると、検出器５の少し傾斜し
た面には発光ダイオード（すなわち発光手段）ＰＤＩと
フォｌ−１−ランジスタ（すなわち受光手段）ｒ）Ｔｌ
が備わっている。発光ダイオードＰＤ１のカソードとフ
ォ１−１〜ランジスタｒ−’ＴＩのエミッタは、ステア
リングホイール１およびスポーク２，３の心棒（接地さ
れた金属）１５に接続されており、発光ダイオードＰＤ
ＩのアノードおよびフォトトランジスタＰＴｌのコレク
タは、それぞれリード線１６および１７を芥して車上心
拍針の本体ｌ；接続されている。スイッチ７は、１本の
指で検出器５とスイッチ７に同時に触れることができる
ように、検出器５に近接して配置されている。なおスポ
ーク３に配置された検出器６には、発光ダイオードＰＤ
２とフォトトランジスタＰＴ２が備わっている。

第２図に、第１ａ図の車上心拍計の電気回路の概略構成
に示す。第２図を参照して構成を説明する。この実施例
においては、インテル社製のシングルデツプマイクロコ
ンピュータ　（８０４８）ＣＩ）　［Ｊを用いている。

検出器５および６の発光ダイオードＰＤｌおよびＰＤ２
のアノードは、抵抗器を介して発振器Ｏ８Ｃの出力端に
接続されている。

発振器Ｏ８Ｃは、ＩＫＩ（ｚの方形波発振器であり、発
振はマイクロコンピュータＣＰＵにより制御される。フ
ォトトランジスタＰＴ１およびＰＴ２の出力端（すなわ
ちコレクタ）はリレーＲＬＩおよびＲＬ２の接点を介し
て増幅器ＡＭＩに接続されている。リレーＲＬＩおよび
ＲＬ２は、それぞれマイクロコンピュータＣＰＵの出力
ポートに接続されたトランジスタＱｌおよびＱ２で制御
される。

増幅器ＡＭＩの出力端は、フィルタＦＬＩに接続されて
いる。フィルタＦ、Ｌ　Ｌは、ＩＫ）Ｉｚ以上の周波数
成分を除去するローパスフィルタすなわちノイズフィル
タである。フィルタＦＬ　Ｉの出力端は検波器Ｄ’１７
１に接続されており、検波器ＤＴＩの出力端は、増幅器
ＡＭ２および比較器ｃＰ１に接続されている。増幅器Ａ
Ｍ２の出力端には前記の発光ダイオード指示器１３が接
続されている。比較器ＣＰ１の出力端は、マイクロコン
ピュータＣＰＵの外部割り込み入力端ＩＮＴに接続され
ている。発光ダイオード指示器１１および１２は、それ
ぞれマイクロコンピュータＣＰ　Ｕの出力ポートに接続
されたトランジスタＱ３およびＱ４で制御される。中央
パッド４上のスイッチ９および１０は、それぞれ、イン
バータＩＮＩおよびＩＮ２を介してＣＩ）　Ｕの入カポ
−１−に接続されている。ＶＲｌおよびＶＨ２は、それ
ぞれ心拍数の上限および下限を設定するための可変抵抗
器である。可変抵抗器ＶＲＩおよびＶＨ２の可動片は、
それぞれΔ／ＤコンバータＡＤＣの入力端０および１に
接続されている。Ａ／ＤコンバータＡＤＣの変換データ
出力端および入力チャンネル選択入力端は、マイクロコ
ンピュータＣＰＵに接続されている。

スポーク２，３上のスイッチ７および８は、それぞれマ
イクロコンピュータＣＰＵの入カポ−１へに接続されて
いる。ＣＰ　ｔＪの他の出方ボートには、ブザーＢＺ、
音声出力装置ＶＧＵおよび表示回路Ｄ　Ｓ　Ｐが接続さ
れている。表示回路ＤＳＰは、４ヒツ１へラッチＬＡＩ
、ＬＡ２およびＬＡ３．マルチプレクサＭＰＸ、デコー
ダＤＥＣ，カウンタＣ０１、桁ドライバＤＲＩ、セグメ
ントドライバＤＲ２および３桁の７セグメント発光ダイ
オード表示器１４で構成されている。マイクロコンピュ
ータＣＰＵと表示回路ＤＳＰは、ＢＣＤ　（旧ｎａｒｙ
　Ｃｏｄｅｄ　ｄｅｃｉｍａｌ）信号を通すための４つ
のラインと。

桁を選択するための３つのラインで接続されている。ラ
ッチＬＡＩ、ＬＡ２およびＬＡ３の出力信号は、廿ルチ
プレクサＭＰＸに印加され、それらの内の１つが、カウ
ンタＣ○１の出力信号で選択されてデコーダＤＥＣに印
加される。デコーダＤＥＣはＢＣＤ信号から７セグメン
ト信号を生成する。デコーダＤＥＣの出方信号は、セグ
メントドライバＤＲ２に印加されている。セグメントト
ライバＤＲ２は、７組のトランジスタで構成されており
、発光ダイオード表示器１４の各セグメントのカン−１
・を接地又は開放にスイッチングする。

発光ダイオード表示器１４の各桁の共通アノードは桁ド
ライバＤＲＩに接続されている。桁ドライバＩＩ−Ｉ　
Ｒ１は３組のトランジスタ等で構成されており、カウン
タＣｏｔからの信号に応じて、表示器Ｉ４のいずれかの
桁の共通アノードを所定電位ＶＣＣに１妾続する。カウ
ンタＣＯＩは３）肪のカウンタであり、発振器Ｏ８Ｃの
出力信号をカラン］−する。

つまり、カウンタＣＯ１の３つの状態に応じて、表示器
１４のいずれかの桁のアノードに電圧Ｖｃｃが印加され
るとともに、ラッチＬＡＮ、ＬＡ２およびＬΔ３のいず
れかの出方信号（表示データ）が選択されてデコーダＤ
ＥＣに印加され、デコーダＤ　Ｅ　Ｃの出力に応じて所
定セグメントが接地され、桁ドライバＤＲＩで選択され
た桁の、セグメントトライバＤＲ２で接地されたセグメ
ントが発光する。

心拍測定の概略動作を説明する。まず測定スタートスイ
ッチ１０を操作し、第１ｂ図に示すように被検者の指を
検出器５（又は６）に押しく−Ｊけてスイッチ７（又は
８）を押す。これでフ第１−トランジスタＰＴＩ又はＰ
Ｔ２からの信号が、リレーＲ１、］又はＲＬ２の接点を
介して増幅器ＡＭＩに印加される。ここで、発光ダイオ
ードＰＤＩおよび１）　Ｉ）　２にはＯＳＣからのＩＫ
ＩＩｚの信号が印加されており、Ｐ１〕１又はＰＤ２は
指にＩＫＩＩｚの周期で間欠的に光を放射している。指
の内部では、拍動に応じて血管を通る血液の貝が変動し
ている。そして、血液の星が多い時には、ＰＤＩ又はＰ
Ｉ）、２からの光は血液で反射されてフオ］−トランジ
スタＰＴＩ又はＰＴ２に達し、血液の量が少ない時には
光の反射が少ないので、フォト１−ランジスタＰＴｌ　
　（又はＰＴ２）に達する光が−弱い。つまり、フ第１
−１−ランジスタＰＴＩの出力端には拍動に対応して振
幅変調されたＩＫＩ（ｚの信号が生ずる。この信号は、
増幅器ＡＭＩで増幅され、フィルタＦＬ１でノイズが除
去される。検波器ＤＴＩでは変調波の包絡線信号成分す
なわち拍動に対応する信号が抽出される。この信号は、
増幅器ΔＭ２を介して発光ダイオード指示器１３をイ１
勢する。またコンパレータＣＰＩの出力には、拍動に対
応する２値信号が生し、これがＣＰ　Ｕの外部割り込み
入力端ＩＮ丁に印加される。マイクロコンピュータＣＰ
　ＬＪは、その外部割り込みの所定時間内の回数をカラ
ン１〜して心拍数を測定する。なお、発光ダイオード指
示器１３は、検出器５（又は６）と指との接触状態を示
すものである。

第３図に、第２図のマイクロコンピュータＣＩ）Ｕの動
作の概略を示す。第３図を参照して各ステップの動作を
説明する。

８１　　回路を初期状態にセットする。すなわち、リレ
ーＲＬ＋およびＲＬ　２の接点を「開Ｊとし、ラッチ［
、ＡＩ、ＬＡ２およびＬＡ３にｒＯＪをセットし、ブザ
ーＢ　７．を消勢し１発光ダイオード指示器１１および
１２を消勢する。

Ｓ２　　スイッチ１０をチェックしてこれがオンとなる
のを待つ。スイッチ１０は心拍測定スタートを指示する
スタートスイッチである。

Ｓ３　　　Ａ／ＤコンバータＡＤＣの入力チャンネルを
Ｏおよび１にセットして、可変抵抗器ＶＲＩおよびＶＲ
２からの電圧をＡ／Ｄ変換した。心拍−Ｉｚ限子データ
よび心拍下限データを、それぞれレジスタＭｌおよびＭ
Ｌにセットする。なお可変抵抗器ＶＲＩおよびＶＲ２は
、予めドライバが所定の状態に設定しておく。

Ｓ４　　スイッチ７又は８が押されるのを待つ。

スイッチ７が押されるとステップ５に進み、スイッチ８
が押されるとステップＳ６に進む。

Ｓ５　　スイッチ７が押されたので、トランジスタＱ１
に高レベルトＩの信号を印加し、リレーＲＬｌの接点を
「閉」にセットする。また左手の心拍測定スタート確認
のために、左側の発光ダイオード指示器１１を点灯する
。

Ｓ６　　スイッチ８が押されたので、トランジスタＱ２
に高レベルＩ４の信号を印加し、リレーＲＬ１の接点を
「閉」にセットする。また右手の心拍測定スタート確認
のなめに、右側の発光ダイオード指示器１２を点灯する
。

ステップＳ５又はＳ６の処理を終了すると、拍動に応じ
たアナログ信号が検波器ＤＴＩの出力端に生ずる。この
アナログ信号のレベルは、指と検出器５　（又は６）と
の接触状態により大きく変化するので、被検者すなわち
ドライバは、発光ダイオード指示器１３の点滅の明るさ
が所定状態になるように指の位置および指の力を調整す
る。

８７　　所定時間ゴ０だけ待つ。時間ゴＱは、スイッチ
７又は８が押されてから、検波器ＤＴＩの出力の信号レ
ベルが安定するのに要する時間である。

Ｓ８　　変数Ｓに５をセットする。これは、５回連続し
て心拍測定を行なうことを意味する。

８９　　マイクロコンピュータＣＰ　Ｕの内部タイマを
スタートし、内部タイマの計り込みを許可する。

ＳＩ０　外部割り込み、すなわちＩＮＴ端に印加される
信号による割り込みを許可する。

Ｓｌｌ　　スイッチ９が押されているかどうかをチェッ
クする。スイッチ９は、心拍測定を途中でストップさせ
るためのキャンセルスイッチである。

Ｓ１２　　キャンセルスイッチ９が押されたので、割り
込みを禁止し、タイマ、変数Ｎ、Ｍのメモリをクリアし
、表示および指示をリセツ１−シ、リレーＲＬ　＋およ
びＲＬ　２を「開」にセラ１−シて、ステップＳ２に戻
る。

ＳＩ３　　変数Ｎを時間の定数ＴＩと比較する。ＴＩが
１回の心拍測定の時間に対応する。変数Ｎは心拍測定を
開始するときに０にクリアされ、ステップＳ３０の内部
タイマ割り込みがある度にインクリメントされる。

ＳＩ４　　変数Ｍから心拍数を演算し、その結果をレジ
スタＭｘにストアする。変数Ｍは、心拍測定を開始する
ときに０にクリアされ、ステップＳ４０のＩＮＴ端の外
部割り込みがある度に１つずつインクリメントされる。

Ｓ１５　　心拍数を格納したレジスタＭｘの内容を読み
出して、それを１桁ずつラッチＬＡＩ、ＬＡ２およびＬ
Ａ３に出力する。これで７セグメント表示器１４には、
測定結果の心拍数が３桁の数値で表示される。

８１６　レジスタＭｘの内容を、レジスタＭｌの」二限
設定値およびレジスタＭＬの一ド限設定値と比較する。

Ｓ１７　　心拍数が予め設定した範囲から外れているの
で、シザーＢＺを１秒間付勢して警報を発する。

Ｓ　１．８　　音声出力装置ＶＧＵを制御して「休憩し
なさい」とアナウンスをする。

ＳＩ９　　割り込みを禁止し、内部タイマ、メモリＮお
よびＭの内容を０にクリアする。

Ｓ２０　　変数Ｓを１つデクリメン１−する。

Ｓ２１．変数Ｓの内容が０かどうかをチェックする。０
でなければ、ステップＳ９に戻り再度心拍測定を酊始す
る。

８２２　　発光ダイオード指示器１１および１２を消勢
し、リレーＲＬＩおよびＲＬ２の接点を［開」にセット
して、ステップＳ２に戻る。

Ｓ３０　　変数Ｎをインクリメン１−する。この処理を
終えると、ただちに元の処理に戻る。

Ｓ４０　　変数Ｍをインクリメントする。この処理を終
えると、ただちに元の処理に戻る。

次にもう１つの実施例を説明する。第４回に、・、検出
器５の近傍の構成を示す。この実施例においては、検出
器５（および６）の発光ダイオードＰＤＩとフォ１−ト
ランジスタＰＴＩは、圧縮コイルスプリングＳＰで支持
された摺動キーＫ　Ｙに固着されている。スプリングＳ
Ｐの強さは、摺動キーＫＹを、それがスポーク２から突
出している分だけ押し下げる時に、指と発光ダイオード
ＰＤＩおよびフ第１〜ｌ−ラ′ンジスタＰＴＩとの接触
状態が、拍動を検出するのに好ましい状態となるように
設定しである。つまりこの実施例では、摺動キーＩ（Ｙ
を押し下げると、指の力を加減することなく、指とキー
との接触状態を自動的に心拍測定に都合がよい状態に設
定する。したがってこの実施例では、前記実施例で用い
た、指と検出器５，６との接触状態を指示する発光ダイ
オード指示器１３およびそれをドライブする回路は廃止
しである。

第５図に、第４図に示す車」−心拍計の電気回路の構成
を示す。第５図を参照して説明すると、この実施例では
、前記実施例の発光ダイオード指示器］３および増幅器
ＡＭ２を廃止しである。またこの実施例では、前記の可
変抵抗器ＶｌよＩ、ＶＲ２およびＡ　／　Ｄコンバータ
Ａ　Ｄ　Ｃを廃］１．シであり。

そのかわりに、１２個のキースイッチにＯ，Ｋｌ。

Ｋ２．　　　Ｋ３．　　　Ｋ４．　　　Ｋ５．　　　Ｋ
６．　　　Ｋ７．　　　Ｋ８．　　　Ｋ９、ＫＨおよび
ＫＬが備わっている。これらのキースイッチは、警報の
有無を定める心拍数の上限および下限髪設定するための
ものである。他の構成は前記実施例と同一である。

第６ａ図および第６ｂ図に、第５図のマイクロコンピュ
ータＣＰＵの動作を示す。まず第６ａ図を参照して動作
を説明する。第６ａ図において第３図と異なるのは、ス
テップＳ５０およびステップＳ；＋ＯＯが追加されてい
る点のみである。ステップ３５０では、キースイッチＫ
Ｏ〜に９．ＫＨおよびＫＬが操作されたかどうかをチェ
ックする。

これは、出カポ−ｈＰ４．Ｐ５およびＰ６の１つを低レ
ベルＬとし他のボートを高レベルトＩにして低レベルと
するポー１〜を所定周期で順次と変えていき、その間に
、入カポ−１−Ｐ　Ｏ−Ｐ　３の状態を読み取って、そ
れらの入カポ−Ｉ−が１つでも低レベルＬの状態である
と、キー人力ありと判別する。

ステップ５１００は、キー操作に応じた心拍数の上限値
および下限値を設定するサブルーチンである。

ステップ５１００の詳細な動作を第６ｂ図に示す。

第６ｂ図を参照して各ステップを説明する。

Ｓ５１　　押されたキースイッチがＫ　Ｉ（かどうかチ
ェックする。

Ｓ５２　　キースイッチＫ　Ｈが押されたので、上限値
の入力モードに入る。まず、変数Ｎに入力桁数に対応す
る３を設定する。

８５３　　次のキースイッチが押されるのを待つ。

Ｓ５４　　押されたキースイッチがＫＨかどうかチェッ
クする。

Ｓ５５　　押されたキースイッチがＫＬかどうかチェッ
クする。

８５６　　変数Ｎに応じたレジスタＲＨ（Ｎ）に、押さ
れたキースイッチに対応伺けられた１桁の数値をストア
する。

３５７　　押されたキースイッチに対応イ］けられた１
桁の数値を発光ダイオード表示器１４に表示する。

Ｓ５８　　変数Ｎを１回デクリメン１−する。

Ｓ５９　　変数Ｎの内容がＯかどうかチェックする。

Ｎが０になるまで、ステップＳ５３からの」−限値入力
モードの動作を行なう。

Ｓ６０　　押されたキースイッチがＫ　Ｌかどう力１を
チェックする。

Ｓ６１　　キースイッチＫ［、が押されたので、心拍数
下限値入力モードに入る。まず、変数Ｎ番；入力桁数に
対応する３を設定する。

８６２　　次のキースイッチ操作があるのを待つ。

８６３　　押されたキースイッチがＫ　）−１かどう力
亀をチェックする。

Ｓ６４　押されたキースイッチがＫ１７かどう力１をチ
ェックする・ Ｓ６５　　変数Ｎに応じたレジスタＲＬ　（Ｎ）に、押
されたキーに対応イ」けられた１桁の数値をストアする
。

８６６　　発光ダイオード表示器１４に、押されたキー
スイッチに対応伺けられた数値を表示する。

Ｓ６７　変数Ｎを１回デクリメントする。

Ｓ６８　　変数Ｎの内容が０かどうかチェックする。

Ｎが０になるまで、ステップ８６２がらの下限値入力モ
ード動作を続ける。

上記の実施例においては、検出器５および６の近傍に測
定開始指示のためのスイッチを設けたが、これらのスイ
ッチは、中央パッド４の部分に設けてもよい。また、た
とえば所定時間おきにリレーＲＬ　ＩおよびＲＬ２をオ
ンにしてそのっどフォ１〜トランジスタＰＴＩおよびＰ
Ｔ２がらの信号のレベルをチェックし、そのレベルが、
指が検出器５又は６に触れていることを示すレベルであ
る場合に、左又は右の検出器で心拍測定をスター１−す
るようにすれば、スイッチ７および８を廃止してもよい
。

ところで、各拍動の周期は短時間の間に変化する。たと
えば、第７図に示すように、ある時点での周期がＬｌで
、その次の周期がＬ２に変化する。

この周期変化の程度すなわちばらつきは１人の緊張度と
深い関係がある。次の第１表に、一般的な心拍の周期の
平均値り、および心拍周期のばらつきΔＬと１人の肉体
および精神の状態との関係の概略を示す。

第１表 一般に、車輌を運転する場合には、肉体的にはリラック
スしており、精神的には緊張状態にある。

ところが、疲労等のために居眠運転をする場合には、精
神的な緊張状態がなくなり、心拍は睡眠時の状態になる
。つまり、第１表を参照すると、車輌を運転しながら居
眠を始める場合にぽ、心拍周期のばらつきが急激に大き
くなる。そこで、次の実施例においては、心拍周期のば
らつきの変化も監視して、居眠運転を防止する手段をイ
］加する。

第８図に１本発明のもう１つの実施例の電気回路を示す
。第８図を参照して構成を説明すると、この回路の構成
は、可変抵抗器ＶＲＩおよびＶ　Ｒ２の接続が変更され
ている他は、前記第２図の回路と同一である。この実施
例においては、可変抵抗器ｖＲｔを心拍数の上限値を設
定するのに使用し、ＶＲ２を心拍周期のばらつきの上限
値を設定するのに使用する。

第９図に、第８図のマイクロコンピュータＣＰＵの動作
を示し、第１０図に、　（’；　Ｐ　Ｕの外部割り込み
入力端ＴＮＴに印加される信号とＣＰＵの動作のタイミ
ングを示す。第９図および第１０図を参照して、第９図
の各ステップの動作を説明する。

８１　　回路を初期状態にセットする。すなわち、リレ
ーＲＬＩおよびＲＬ２の接点を「開」とし。

ラッチＬＡＩ、ＬＡ２およびＬＡ３に「０」をセットし
、ブザーＢＺを消勢し、発光ダイオード指示器１１およ
び１２を消勢する。

Ｓ２　　スイッチ１０をチェックしてこれがオンとなる
のに待っ。スイッチ１ｏは心拍４１す定スタートを指示
するスタートスインチである。

Ｓ３’　　Δ／ＤコンバータＡ　Ｉ）　Ｃの入力チャン
ネルをＯおよび１にセラ１−シて、可変抵抗器ＶＲＩお
よびＶＲ２からの電圧をＡｌ１）変換した、心拍数の−
に限テータおよび心拍周期ばら−）さの１．限データを
、それぞれレジスタＭｌ＋およびＶｌ＋にセラｉ〜する
。

Ｓ４　　スイッチ７又は８が押されるの夕待つ。

スイッチ７が押されるとステップ５に進み、スイッチ８
が押されるとステップＳ６に進む。

Ｓ５　　スイッチ７が押されたので、トランジスタＱ１
に高レベルＨの信号を印加し、リレーＲＬｌの接点を「
閉」にセラ１〜する。また左手の心拍測定スター１〜確
認のために、左側の発光ダイオード指示器１１を点灯す
る。

Ｓ６　　スイッチ８が押されたので、１〜ランジスタＱ
２に高レベル■４の信号を印加し、リレーＲＬｌの接点
を「閉」にセットする。また右手の心拍測定スター１〜
確認のために、右側の発光ダイオード指示器１２を点灯
する。

ステップＳ５又はＳ６の処理を終了すると２拍動に応じ
たアナログ信号が検波器ＤＴＩの出力端に生ずる。この
アナログ信号のレベルは、指と検出器５（又は６）との
接触状態により大きく変化するので、被検者すなわちド
ライバは、発光タイオード指示器１３の点滅の明るさが
所定状態になるように指の位置および指の力を調整する
。

Ｓ７−　所定時間Ｔｏだけ待つ。時間］゛ｏは、スイッ
チ７又は８が押されてから、検波器ＤＴ＋の出力の信号
レベルが安定するのに要する時間である。

Ｓ８　　変数Ｓに５をセラ１〜する。これは、５回連続
して心拍測定を行なうことを意味する。

８９　　マイクロコンピュータＣＰＵの内部タイマをス
タートし、内部タイマの割り込みを許可する。

ＳＩＯ外部割り込み、すなわちＴＮＴ端に印加される信
号による割り込みを許可する。

Ｓ　］、　１　　スイッチ９が押されているがどうかを
チェックする。スイッチ９は、心拍測定を途中でス１−
ノブさせるためのキャンセルスイッチである。

Ｓ　Ｉ　２’　　キャ〉・セルスイッチ９が即さ汎たの
で、割り込みを禁止し、タイマ、変数Ｎ、ＭＶ、Ｖｄ。

ＮＯ＋ＭｎおよびＭｏのメモリをクリアし、表示および
指示をリセットし、リレーＲＬＩおよびＲＬ２を「開」
にセラ１−シて、ステップＳ２に戻る。

８１３　　変数Ｎを時間の定数ＴＩと比較する。ＴＩが
１回の心拍測定の時間に対応する。変数Ｎは心拍測定を
開始するときに０にクリアされ、ステップ５３０の内部
タイマ割り込みがある度にインクリメントされる。

８１４　　変数Ｍから心拍数を演算し、その結果をレジ
スタＭｘにストアする。変数Ｍは、心拍測定を開始する
ときに０にクリアされ、ステップｓ４０のＩＮＴ端の外
部割り込みがある度に１つずつインクリメントされる。

Ｓ　ｊ５　　心拍数を格納したレジスタＭｘの内容を読
み出して、それを１桁ずつラッチＬＡＩ、ＬＡ２および
ＬＡ３に出力する。これで７セグメン１−表示器Ｉ４に
は、測定結果の心拍数が３桁の数値で表示される。

Ｓｉ６”　レジスタＭｘの内容を、レジスタＭｌ＋の」
皿子設定値と比較する。

Ｓ２３　　レジスタ■の内容を、レジスタＶｄの心拍周
期ばらつき」皿子設定値と比較する。レジスタＶには、
後に詳細に説明するように、タイマをスター１−　して
から期間Ｔ】を経過するまでの、心拍周期のばらつきの
最大値がス１−アされる。

Ｓ　］、　７　　心拍数が予め設定した範囲から外れて
いるので、ブザー１３　Ｚを１秒間イ」勢して警報を発
する。

Ｓｉ２　　心拍数がＶＲＩで設定した値以上で、しかも
心拍周期のばらつきがＶＲ２で設定した値以上なので、
ドライバが居眠運転の状態にあるものと判断し、音声出
力装置ＶＧＵを制御して「休憩しなさい」とアナウンス
をする。

ＳＬ９’　割り込みを禁止し、内部タイマ、メモリＮ　
、　Ｍ　、　Ｖ　ＨＶ　ｄ　、　Ｎ　ｏ　、　Ｍ　ｒ＋
およびＭＯの内容を０にクリアする。

Ｓ２０　　変数Ｓを１つデクリメン１〜する。

Ｓ２１　　変数Ｓの内容がＯかどうかをチェックする。

０でなければ、ステップＳ９に戻り再度心拍測定を開始
する。

５２２　　発光ダイオ−１く指示器１１および１２を消
勢し、リレーＲＬ　ＪおよびＲ＋−２の接点をＦ開Ｊに
セラ１へして、ステップＳ２に戻る。

Ｓ３０　　変数Ｎをインクリメン１−する１、この処理
を終えると、ただちに元の処理に戻る。

ＣＰＵの入力Ｈａ　Ｔ　Ｎ　Ｔが低レベル１．になると
、外部割り込みかかかり、ステップ５４０ａにエン１−
リ−する。

５４０ａ　　レジスタＭの内容をチェックする。初回の
外部割り込みの際には、Ｍの内容はＯにセラ１へされて
おり、外部割り込みがかかる度に、ステップ５４０ｊで
Ｍの内容がインクリメントされる。

５４０ｂ　　レジスタＶの内容を０にセットし、しジス
タＮＯに、その時のレジスタＮの内容をス１−アする。

この処理は、レジスタＭの内容が０および１のとき、す
なわち第１回の外部割り込みと第２回の外部割り込みの
際に行なう。

５４０ｃ　　レジスタＭの内容が１かどうかチェノ′り
する。

５４０ｄ　　第２回の外部割り込み処理中なので、レジ
スタＭｎに、Ｎ−Ｎｏの値をスｌ−アする。

５４０ｅ　　レジスタＭｏにレジスタＭ　ｎの内容をス
トアした後、レジスタＭｎにＮ−Ｎｏの値をス１−アす
る。

５４Ｏｆ　　レジスタＮｏにレジスタＮの内容をストア
する。

８４０ｇ　　レジスタＶｄに、Ｍ　ｎ　−Ｍ　ｏの値を
ストアする。この処理に入る前に、レジスタＭＯには、
前々回の外部割り込み発生時から前回の外部割り込み発
生までに発生した内部タイマ割り込みの回数、すなわち
前回の心拍周期がス１−アされ。

レジスタＭ　１１には、前回の外部割り込み発生時から
今回の外部割り込み発生までに発生した内部タイマ割り
込みの回数、すなわち今回の心拍層ｊＵ１がス１−アさ
れる。したがって、レジスタＶ　（］には前回の心拍周
期と今回の心拍周期との差、すなわち心拍周期の変化（
ばらつき）がス１−アされる。

Ｓ　４０　ｈ　　レジスタＶｄの内容とレジスタＶの内
容とを比較する。

５４０１　今回の心拍周期変化がそれまでの最大値なの
で、レジスタＶにレジスタＶｄの値をス１−アする。

５４０ｊ　　レジスタＭの内容をインクリメン１−する
。

第８図に示す実施例においては、心拍数および心拍周期
のばらつきを可変抵抗器ＶＲＩおよびＶＲ２で設定する
ようにしたが、このデータを、予めＲＯＭ内に登録して
おいてもよいし、第５図に示すようなキースイッチで設
定してもよい。

以」二のとおり本発明によれば、ステアリングホイール
から手をはなすことなく心拍測定を行ないうるので、車
輌の運転中でも安全に心拍測定ｌしうる。また特に、第
８図に示す実施例によれば、トライバの居眠運転状態を
検出して警報を発するので、交通事故を防止するのに役
立つ。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明を実施する一形式の自動車のステアリ
ングホイール近傍を示す正面図、第１ｂ図は第１ａ図の
Ｉｂ−Ｉｂ線線入大断面図第２図は第１ａ図に示す装置
の電気回路の構成を示すブロック図、第３図は第２図の
マイクロコンピュータＣＰＵの動作を示すフローチャー
１〜である。第４図は本発明のもう１つの実施例の、第
１ｂ図と同一の部分を示す拡大断面図、第５図は装置の
電気回路のブロック図、第６ａ図および第６ｂ図は第５
図のマイクロコンピュータＣＩＩ）　ｔＪの動作を示す
フローチャー１〜である。第７図は心電波形の−・例を
示す波形図、第８図は本発明のもう１つの実施例を示す
電気ブロック図、第９図は第８図のマイクロコンピュー
タＣＰＵの動作を示すフローチャート、第１Ｏ図はＣＰ
ＵのＩＮＴ端の信号とＣＰＵの動作タイミングを示すタ
イミングチャー１−である。 １ニステアリングホイール　　２．３ニスボーク４：中
央パッド　　　　　　　５．６：検出器７．８．９，１
０：スイッチ １１、　　■２：発光ダイオード指示器１３：発光ダイ
オード指示器（感度表示手段）１４：７セクメン１−発
光ダイオード表示器ＰＤＩ：発光ダイオ−１へ（発光手
段）ｐＴｌ：フｙＰ　ｈ　トランジスタ（受光手段）Ｃ
Ｐ　Ｕ　：マイクロコンピュータ（制御手段）Ｓ　Ｉ）
　ニスプリング（弾性部材） ＶＧＵ　：音声出力装置（演算値出力手段）ＢＺ：ブザ
ー（警報手段） ＤＳＰ：表示量ｖＪ（演算値出力手段）第４図 第６ｂ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ステアリングホイールのホイール、スポーク又は
   ステアリングホイール上の操作ボードに、互いに近接し
   て上向きに配置された、発光手段および受光手段； 発光手段を発光付勢する発光付勢手段；心拍測定開始を
   指示するスイッチ手段；前記スイッチ手段の状態変化に
   応答して発光付勢手段に発光付勢を指示し、受光手段か
   らの電気信号の、所定時間あたりの変動回数もしくは変
   動周期に応じた値を演算する制御手段；および制御手段
   から出力される演算値に応じた表示、音声出力の少なぐ
   とも１つを行なう演算値出力手段； を備える、車上心拍計。 （２）制御手段は、演算した値と予め設定した値とを比
   較して、演算した値が所定範囲外であると警報を発する
   警報手段を含む、前記特許請求の範囲第（１）項記載の
   車上心拍側。 （３）制御手段は、受光手段からの信号の振幅に応じた
   表示をする感度表示手段を含む、前記特許請求の範囲第
   （１）項記載の車上心拍Ｒ１゜（４）発光手段および受
   光手段は１弾性部材を介して支持されたキーに固着され
   ている前記特許請求の範囲第（１）項記載の車上心拍計
   。 （５）弾性部月はスプリングである、前記特許請求の範
   囲第（４）項記載の車上心拍Ｈ（。 （６）前記スイッチ手段は、発光手段および受光手段よ
   り、少なくとも指腹を含む手の平の広がりの範囲内に配
   置されている、前記特許請求の範囲第（１）項、第（２
   ）項、第（３）項、第（４）項又は第（５）項記載の車
   」二心拍削。 （７）発光手段および受光手段は、ステアリングホイー
   ルを支えるスポークに配置されている。前記特許請求の
   範囲第（１）項、第（２）項、第（３）項又は第（４）
   項記載の車上心拍計。 （８）ステアリングホイールのホイール、スポーり又は
   ステアリングホイール上の操作ボードに、互いに近接し
   て上向きに配置された、発光手段および受光手段； 発光手段を発光付勢する発光付勢手段９心拍測定開始を
   指示するスイッチ手段；前記スイッチ手段の状態変化に
   応答して発光付勢手段に発光付勢を指示し、受光手段か
   らの電気信号の、所定時間あたりの変動回数もしくは変
   動周期、および変動周期の変化に応じた値を演算する制
   御手段；および 制御手段から出力される演算値に応じた表示、音声出力
   の少なくとも１つを行なう演算値出力手段； を備える、車上心拍計。 （９）制御手段は、演算した値と予め設定した値とを比
   較して、演算した値が所定範囲外であると警報髪発する
   警報手段を含む、前記特許請求の範囲第（８）項記載の
   車上心拍計。 （ｌＯ）制御手段は、受光手段からの電気信号の所定時
   間内の変動回数が所定よりも少なく、かつ、その電気信
   号の周期の変化が所定よりも大きいと、警報を発する、
   前記特許請求の範囲第（９）項記載の車上心拍Ｈ１゜ （ＩＩ）制御手段は、受光手段からの電気信号の各変動
   サイクル間の周期の最大変化に応じた値を演算する、前
   記特許請求の範囲第（８）項記載の車、ト心拍組。