JP2001337064A

JP2001337064A - 呼気成分検査装置

Info

Publication number: JP2001337064A
Application number: JP2000155810A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Ito; 雄介伊藤; Kuniyoshi Koizumi; 邦善小泉; Hitoshi Katayama; 仁片山; Takashi Matsumoto; 隆松本
Original assignee: Tanita Corp; FIS Inc
Current assignee: Tanita Corp; FIS Inc
Priority date: 2000-05-26
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2001-12-07

Abstract

(57)【要約】【課題】不十分な照明下でも液晶表示手段による検査結
果等の表示を明瞭に判読可能とする。【解決手段】ボディ２１に設けた表示窓２４を通してＬ
ＣＤ４の表示面が外部から見えるようになっている。Ｌ
ＣＤ４の背面側には矩形平板状の導光板４０が配設され
ている。導光板４０は、透光性部材によって矩形平板状
に形成され、プリント基板１１に実装されている発光ダ
イオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２が配置される溝４１，４１
が設けてある。この溝４１，４１の内側面が発光ダイオ
ードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の光を導光板４０に導入する入
射面として機能する。而して、発光ダイオードＬＥＤ
１，ＬＥＤ２と導光板４０からなるバックライトでＬＣ
Ｄ４を照明しているので、不十分な照明下でもＬＣＤ４
による検査結果等の表示が明瞭に判読可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、呼気に含まれる口
臭要因ガスやアルコール等の検知対象ガスの濃度を測定
する呼気成分検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、検知対象ガスの吸着によって抵抗
値が変化する金属酸化物半導体で形成された感ガス体を
有するガスセンサを用いて呼気に含まれる口臭要因ガス
やアルコールの濃度を測定する呼気成分検査装置におい
ては、発光ダイオードや液晶表示器等の表示素子を用い
て、ガスセンサに呼気を吹きかけるタイミングを知らせ
たり、検査結果の表示を行っている。また、上記ガスセ
ンサは通電開始から濃度測定が可能となるまでに通常数
秒から数十秒間の待機時間（ウォーミングアップ時間）
が必要であり、従来の呼気成分検査装置では表示素子を
用いて待機時間中並びに待機時間の終了（検査可能）を
表示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
呼気成分検査装置は、例えば呼気中のアルコール濃度を
測定することで飲酒による酩酊度（血中アルコール濃
度）を検査し、自己の健康管理等に使用されることが多
い。しかしながら、飲酒の状況としては、時間帯として
も夜間が多く、必ずしも照明のある場所で検査が行われ
るとは限らない。したがって、不十分な照明下で、例え
ば液晶表示器によって検査結果を表示する場合には検査
結果が見づらいという不具合がある。

【０００４】本発明は上記事情に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、不十分な照明下でも液
晶表示手段による検査結果等の表示が明瞭に判読できる
呼気成分検査装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、検知対象ガスの吸着によって抵
抗値が変化する金属酸化物半導体で形成された感ガス体
を有するガスセンサと、ガスセンサを駆動し感ガス体の
抵抗値変化に基づいて呼気中に含まれる検知対象ガス成
分の濃度を測定する駆動測定手段と、駆動測定手段での
測定濃度に応じた検査結果を表示する液晶表示手段と、
液晶表示手段を照明するバックライトとを備えたことを
特徴とし、バックライトで液晶表示手段を照明すること
により、不十分な照明下でも液晶表示手段による検査結
果等の表示が明瞭に判読できる。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、各手段に電源を供給する電池と、電池から各手段へ
の電源供給を入切する電源スイッチと、少なくとも電源
スイッチをオンして電池からの電源供給が開始してから
液晶表示手段での検査結果の表示が終了するまでの間だ
けバックライトを点灯するバックライト制御手段とを備
えたことを特徴とし、必要なときにだけバックライトを
点灯することで電池の消耗を抑えることができる。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、各構成要素を内部に収納するとともに液晶表
示手段の表示画面を外部に露呈させる窓孔が開口した器
体と、電源スイッチを操作する操作ハンドルとを備え、
蓄光顔料を含有した合成樹脂により操作ハンドルを形成
したことを特徴とし、不十分な照明下でも蓄光顔料の発
する光で操作ハンドルの位置が視認でき、操作に不慣れ
なうちでも容易に検査を開始することができる。

【０００８】請求項４の発明は、請求項１又は２又は３
の発明において、液晶表示手段が透過型又は半透過型の
液晶表示器からなることを特徴とし、請求項１又は２又
は３の発明と同様の作用を奏する。

【０００９】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、バックライトは、発光ダイオードと、透明材料によ
り平板状に形成され発光ダイオードからの光が入射する
入射面を周面に有し表面を面状に発光する発光面とした
導光板とを具備し、液晶表示器の背面側に導光板を配置
したことを特徴とし、発光ダイオードを光源とすること
で消費電力の低減が図れ、しかも導光板により充分な大
きさの発光面が得られるとともにバックライトの小型化
が図れる。

【００１０】請求項６の発明は、請求項１〜４の何れか
の発明において、バックライトは、エレクトロルミネッ
センス素子を光源とすることを特徴とし、バックライト
をさらに小型化することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を呼気に含まれるア
ルコールの濃度を測定して酩酊度（血中アルコール濃
度）を検査するアルコール検査装置（アルコールチェッ
カ）に適用した実施形態について図面を参照して詳細に
説明する。

【００１２】図６に本実施形態の回路図を示す。本実施
形態は、乾電池、充電池などの低電圧（例えば３Ｖ）の
電池電源１と、感ガス体内にヒータ２を埋設し、ヒータ
２の両端が接続される電極端子Ｔ１，Ｔ２と、感ガス体
の一端に接続される出力電極端子Ｔ３の３端子構造の金
属酸化物半導体ガスセンサ（以下、ガスセンサと略す）
３と、透過型又は半透過型の液晶表示器（以下ＬＣＤと
称する）４と、上記ヒータ２の通電制御を行う手段や被
検知対象ガスの検知を行う検知手段などの機能がプログ
ラム化され、またＬＣＤ４のドライバ機能を備え、装置
全体の制御処理を行うマイクロコンピュータ（以下マイ
コンと略す）５と、酩酊度（血中アルコール濃度）の判
定を行うための基準となるデータを格納するＥＥＰＲＯ
Ｍ６とを主要な構成要素としている。

【００１３】ガスセンサ３は、感ガス体の出力電極端子
Ｔ３と、ヒータ２のグランド側の一端が接続される電極
端子Ｔ２との間の抵抗値が感ガス体にガスが接触するこ
とにより変化するもので、内蔵したヒータ２をＰＮＰ型
のトランジスタＱ１を介して電池電源１に接続してあ
る。また感ガス体は、電池電源１に対してダイオードＤ
１からＰＮＰ型のトランジスタＱ２と抵抗Ｒ５との直列
回路と、ＰＮＰ型のトランジスタＱ３と抵抗Ｒ６との直
列回路との並列回路を介して接続されており、トランジ
スタＱ２又はＱ３或いは両方がオン時に感ガス体に抵抗
Ｒ５又はＲ６又は両抵抗の並列回路をそれぞれ介して流
れる電流によって発生する感ガス体の両端電圧Ｖｓがマ
イコン５の入力ポートである１３番ピン（以下、マイコ
ン５の各ピンをＰ１３のように表記する）Ｐ１３に取り
込まれ、マイコン５はこの両端電圧Ｖｓから感ガス体の
抵抗値を演算する。

【００１４】マイコン５は電池電源１にダイオードＤ１
を介して電源端子Ｐ３９を接続して電源供給を受け、電
池電源１に接続された電源スイッチＳＷと抵抗Ｒ３の直
列回路の中点を入力ポートＰ３３に接続し、該入力ポー
トＰ３３がハイレベルになればガス検知のための制御処
理をプログラムに沿って開始するようになっている。

【００１５】またマイコン５は、トランジスタＱ１のベ
ースに中点を接続し、一端を電池電源１の＋極に接続し
た抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路の他端を出力ポートＰ１７
に接続し、出力ポートＰ１７からデューティ制御用のパ
ルス信号を出力してトランジスタＱ１をオンオフさせる
ことによりヒータ２の通電を制御する機能を備え、該機
能によりトランジスタＱ１のオンデューティを長くする
ことによりガスセンサ３を高温状態に加熱したり、逆に
短くすることにより低温加熱状態とする加熱制御を行
う。

【００１６】更にマイコン５は、上記トランジスタＱ２
のバイアス回路を出力ポートＰ２１に、またトランジス
タＱ３のバイアス回路を出力ポートＰ２２に接続し、出
力ポートＰ２１，Ｐ２２をローレベルにすることによ
り、対応するトランジスタＱ２，Ｑ３にベース電流を流
してオンさせ、感ガス体の抵抗Ｒｓと電池電源１の＋極
との間にダイオードＤ１を介して抵抗Ｒ５，Ｒ６を接続
するようになっている。つまり負荷抵抗を切り替える機
能が備わっている。

【００１７】また更にマイコン５は、出力ポートＰ４０
〜Ｐ４４にＬＣＤ４の入力端子ＳＥＧ０〜ＳＥＧ４を夫
々接続し、また出力ポートＰ３５〜Ｐ３８に共通端子Ｃ
ＯＭ１〜ＣＯＭ４を夫々接続し、出力ポートＰ４０〜Ｐ
４４より出力するドライブ信号にてＬＣＤ４のキャラク
タ表示を制御するようになっている。

【００１８】またマイコン５は３端子レギュレータ７の
電圧を入力ポートＰ１２に取り込み、該３端子レギュレ
ータ７の電圧が規定値以上になると、電池切れを検知す
る電池切れ検知機能を持つ。

【００１９】３端子レギュレータ７は、上記トランジス
タＱ２とダイオードＤ１を介して電池電源１に接続さ
れ、電池電圧を所定電圧に安定化させるようになってお
り、その安定化した電圧を上記入力ポートＰ１２に印加
するとともに該安定化した電圧から電池電圧を監視して
電池電圧の低下を相対的に検出できるようになってい
る。

【００２０】ＥＥＰＲＯＭ６は、検知対象のガス検知に
用いる基準値を登録するものであって、装置の検査工程
時に、高温状態下の当該ガスセンサ３の感ガス体の抵抗
Ｒ０の値と、高温状態から低温加熱状態に切り替えたと
きの抵抗Ｒｓの値と、両者の比Ｒｓ／Ｒ０の値を夫々格
納し、通常時にこの格納した比の値が被検知対象ガスた
るアルコールガスの濃度、つまり酩酊度の検知のための
基準値として用いられる。

【００２１】そしてＥＥＰＲＯＭ６はデータ入力端子た
る４番ピン（以下、ＥＥＰＲＯＭ６の各ピンをＰＰ４の
ように表記する）ＰＰ４、シリアルクロック端子ＰＰ５
及びチップセレクタ端子ＰＰ３をマイコン５のデータ出
力ポートＰ２７，Ｐ２６及びＰ２４に夫々接続するとと
もに、抵抗Ｒ９，Ｒ８，Ｒ１０で夫々プルアップしてい
る。またデータ出力端子ＰＰ６をマイコン５のデータ入
力端子Ｐ２５に接続してある。

【００２２】ＬＣＤ４は入力端子ＳＥＧ０〜ＳＥＧ４と
共通端子ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４の何れかの組み合わせがハ
イレベルになると、当該組み合わせに対応させたキャラ
クタを表示するようになっている。

【００２３】ところで、ＬＣＤ４のバックライト用の光
源である発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２と抵抗Ｒ１
１，Ｒ１２の直列回路が電池電源１の＋極とマイコン５
の出力ポートＰ２０，Ｐ１９に夫々接続されており、マ
イコン５が出力ポートＰ２０，Ｐ１９をローレベルとす
ることで電池電源１から発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥ
Ｄ２に通電されて発光するようになっている。また、圧
電ブザーＢＺと抵抗Ｒ７の並列回路が電池電源１の＋極
とマイコン５の出力ポートＰ１８に接続されており、マ
イコン５が出力ポートＰ１８をローレベルとすることで
電池電源１から通電されて圧電ブザーＢＺが鳴動するよ
うになっている。

【００２４】尚図中８は電源投入時にマイコン５にリセ
ット信号を与えてリセットするリセットＩＣ、９はマイ
コンに基準クロックを与えるクロック発振器である。ま
たＣ１〜Ｃ７はコンデンサである。

【００２５】上述のような回路を構成するマイコン５や
ＥＥＰＲＯＭ６等を含む回路部品が矩形平板状のプリン
ト基板１１に実装されて器体２０内に収納される。図１
及び図２に示すように、器体２０は合成樹脂製であって
背面が開口する矩形箱状に形成され、略中央の隔壁２１
ａによって上下に２分されたボディ２１と、ボディ２１
の隔壁２１ａで２分された上部背面に被着されるカバー
２２と、ボディ２１の隔壁２１ａで２分された下部背面
に着脱自在に被着される電池カバー２３とで構成され
る。ボディ２１の隔壁２１ａより上部の空間はプリント
基板１１やＬＣＤ４等が収納される収納室２１ｂとな
り、ボディ２１の隔壁２１ａより下部の空間は電池電源
１たる乾電池（例えば、２本の単４電池）Ｂが収納され
る電池収納室２１ｃとなる。

【００２６】プリント基板１１の下部には片方の乾電池
Ｂの陽極及びもう片方の乾電池Ｂの陰極に各々接触導通
する一対の端子片３１，３１が実装されている。また、
ボディ２１の隔壁２１ａには各端子片３１，３１が挿入
保持される保持溝２１ｄ，２１ｄが設けられ、隔壁２１
ａに対向するボディ２１の下端部内壁面には２本の乾電
池Ｂの陽極と陰極とを接続するための端子板３２が挿入
保持される端子板保持溝２１ｅが設けられている。

【００２７】一方、プリント基板１１の上部中央には凹
所１１ａが形成されており、この凹所１１ａにガスセン
サ３が配設される。ガスセンサ３は、図５に示すように
有底筒状のセンサ筐体１３の底部を兼ねる樹脂製のベー
ス１４と、ベース１４を貫通してセンサ筐体１３内外に
突出する３本の端子１５₁，１５₂，１５₃と、端子１
５₁，１５₂，１５₃にリード線１６₁，１６₂，１６₃を接
続固定して支持されたセンシング素子１７と、センサ筐
体１３の天井面に設けられたガス導入用のステンレス製
の金網１８とを備えている。センシング素子１７は、楕
円球状に形成された感ガス体に貴金属線から成るヒータ
兼用電極が埋設されるとともに、ヒータ兼用電極の内部
に貴金属線からなる芯線が設けられている。ここに、ヒ
ータ兼用電極は上述のリード線１６₁，１６₃間に設けら
れ、芯線は上述のリード線１６₂により形成されてい
る。また、リード線１６₂と、リード線１６₁，１６₃の
いずれか一方とで電気抵抗測定用の端子を構成し、リー
ド線１６₁とリード線１６₃とがヒータ加熱用の端子を構
成している。そして、３本の端子１５₁，１５₂，１５₃
がそれぞれプリント基板１１の表面に形成された導電パ
ターンに半田付け等の適宜の方法で接続される。

【００２８】ボディ２１の上部前面には収納室２１ｂと
連通する矩形の表示窓２４、並びにプリント基板１１に
実装された電源スイッチＳＷを操作する操作ハンドル１
２を外部に臨ませる窓孔２５が設けてある。表示窓２４
には透光性樹脂からなる表示窓カバー２６がボディ２１
の内側からからはめ込まれ、この表示窓カバー２６を通
してボディ２１の収納室２１ｂに収納したＬＣＤ４の表
示面が外部から見えるようになっている。ＬＣＤ４は略
矩形であって長手方向に沿った一端縁から表面に電極が
形成された舌片４ａが突設されている。また、ＬＣＤ４
の背面側には矩形平板状の導光板４０が配設されてい
る。さらに導光板４０の下端よりも下方にはＬＣＤ４の
舌片４ａが突出しており、この舌片４ａとプリント基板
１１との間には短冊形の配線部材１０が配設される。

【００２９】配線部材１０は、シリコンゴムシート中の
厚み方向における略中央にのみ導電性粒子を配置して弾
性を持ちながら短幅方向にのみ通電を行う、いわゆる局
在型異方性導電ゴムシートからなり、ＬＣＤ４の舌片４
ａ表面に形成されている電極とプリント基板１１の表面
に形成されている電極とを接続している。すなわち、配
線部材１０を介してプリント基板１１に実装されたマイ
コン５からＬＣＤ４にドライブ信号が伝達されるのであ
る。

【００３０】導光板４０は、図４に示すようにポリカー
ボネイトのような透光性部材によって矩形平板状に形成
され、片方の長辺を除く各辺には背面側に向けて周壁４
０ａが突設されている。また、他方の長辺の周壁４０ａ
には、プリント基板１１に実装されている発光ダイオー
ドＬＥＤ１，ＬＥＤ２が配置される溝４１，４１が設け
てあり、この溝４１，４１の内側面が発光ダイオードＬ
ＥＤ１，ＬＥＤ２の光を導光板４０に導入する入射面と
して機能する。また、入射面と対向する表面側の角部に
は約４５度の傾斜面４２が形成してあり、入射面から入
射した発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２の光を、発光
面となる導光板４０の底面側に反射させている。さら
に、周壁４０ａ内側の底面（発光面）には入射面から導
入された光を前方へ反射させるために白色のシート材
（図示せず）が貼着されており、このシート材による反
射によって発光面の輝度を向上させることができる。

【００３１】また、窓孔２５の周縁からはボディ２１内
部側に突出する周壁２５ａが立設されている。操作ハン
ドル１２は、周壁２５ａ内に挿入される略三角柱状の主
部１２ａと、主部１２ａの後端縁より側方に突設され周
壁２５ａの後端縁に当接して操作ハンドル１２の窓孔２
５からの抜け落ちを防ぐ鍔部１２ｂと、主部１２ａの背
面略中央より背方に突設されプリント基板１１に実装さ
れたタクトスイッチからなる電源スイッチＳＷの操作部
を押駆動する操作突起１２ｃとが一体に形成されてい
る。すなわち、窓孔２５から露出する操作ハンドル１２
を押操作すれば、操作ハンドル１２の主部１２ａが周壁
２５ａ内を背方へ摺動し、主部１２ａの背面から突設さ
れた操作突起１２ｃで電源スイッチＳＷをオンさせるこ
とができる。ここで、操作ハンドル１２は蓄光顔料を含
有した合成樹脂によって形成されており、不十分な照明
下でも蓄光顔料の発する光で操作ハンドル１２の位置が
視認できるようになっている。

【００３２】また、ボディ２１及びカバー２２の上部に
はガスセンサ３のセンサ筐体１３が載置される載置壁２
８によって収納室２１ｂと仕切られたガスセンサ収納室
２９が設けてあり、プリント基板１１を器体２０内に収
納した状態でプリント基板１１に実装されたガスセンサ
３の先端部（金網１８が設けられている側）がガスセン
サ収納室２９内に収納される。また、ボディ２１並びに
カバー２２には、それぞれセンサ収納室２９に連通して
呼気をセンサ収納室２９内に取り込むためにスリット状
の取込口３０が開口させてある。したがって、取込口３
０から器体２０の内部（センサ収納室２９）に取り込ま
れた呼気が金網１８を通してセンサ筐体１３内のセンシ
ング素子１７に接触することとなり、ガスセンサ３によ
る呼気中のアルコールの測定が可能になっている。

【００３３】ここで、配線部材１０に使用されているシ
リコンゴムからはガスセンサ３の被毒物質である有機シ
リコンが経時的に放出されており、放出されたガス状の
有機シリコンが器体２０内を移動してガスセンサ収納室
２９に侵入してガスセンサ３が被毒してしまう虞があ
る。ガスセンサ３が被毒すると検知対象ガスの測定精度
が著しく低下してしまうので、初期の性能を長期間に渡
って維持するためには上記被毒物質（有機シリコン）が
ガスセンサ３に接触することを回避しなければならな
い。そこで本実施形態では、収納室２１ｂ内における載
置壁２８とプリント基板１１との間の部位に被毒物質を
除去するための一対のフィルタ１９を配設している。各
フィルタ１９は合成樹脂製のスポンジ材に活性炭を含浸
させて立方体状に形成され、ガスセンサ３と接する側の
面に絶縁シート（図示せず）が貼着されている。そし
て、図２及び図３に示すようにボディ２１並びにカバー
２２の載置壁２８の下側の部位に絶縁シートを開口側に
向けてフィルタ１９が収納してあり、ボディ２１とカバ
ー２２を組み立てれば弾性を有するフィルタ１９がガス
センサ３に押されて撓み、ボディ２１及びカバー２２の
内壁面とガスセンサ３のセンサ筐体１３とに密着してガ
スセンサ収納室２９がフィルタ１９，１９によって収納
室２１ｂの他の部分から隔離されることになる。

【００３４】すなわち、配線部材１０から放出された被
毒物質（有機シリコン）はフィルタ１９，１９に含まれ
る活性炭に吸着されて全量あるいは大部分が除去される
から、内部で発生した被毒物質のガスセンサ収納室２９
にほとんど侵入することがなく、ガスセンサ３の被毒を
防ぐあるいは少なくとも軽減することができる。しか
も、フィルタ１９，１９は取込口３０から取り込まれた
呼気が直接ガスセンサ３に接触することを妨げない配置
又は形状で器体２０内に設けてあるので、呼気はフィル
タ１９，１９を介さずに直接ガスセンサ３に接触するた
めにガスセンサ３による測定精度が低下することがな
い。

【００３５】なお、カバー２２のプリント基板１１に対
向する内底面には略円盤状の圧電ブザーＢＺが嵌め込ま
れる嵌め込み凹部２２ａが設けてあり、この嵌め込み凹
部２２ａの略中心には圧電ブザーＢＺの発する音を器体
２０の外へ出すために貫通孔２２ｂが設けてある。

【００３６】次に本実施形態の動作を説明する。

【００３７】まず電池電源１が接続されると、リセット
ＩＣ８の働きによりマイコン５はリセットされ、初期設
定を行う。以後マイコン５は低消費モードで動作して待
機状態となっている。

【００３８】この待機状態において、マイコン５の出力
ポートＰ２１に接続されている設定端子ＡＤＪとグラン
ドの間が短絡された状態で、電源スイッチＳＷがオン操
作され、入力ポートＰ３３の入力がハイレベルに立ち上
がると、つまり動作開始信号が入力すると、マイコン５
は予めプログラムされている調整モードの動作状態にな
り、出力ポートＰ１７から例えば周期が８．２ｍｓｅｃ
で、ローレベル期間が９６０μｓｅｃのパルス信号を発
生させる。

【００３９】従って、トランジスタＱ１は９６０μｓｅ
ｃのオンデューティで且つ周期８．２ｍｓｅｃでオンオ
フし、オン期間にヒータ２には電池電源１から電力が供
給される。このときのヒータ２に印加される平均電圧は
デューティ制御により略１．０Ｖとなり、そのためヒー
タ２の発熱量が多く、ガスセンサ３を高温状態に加熱す
る。

【００４０】一方マイコン５は、例えば０．５ｓｅｃ毎
にトランジスタＱ１のオフのタイミングでトランジスタ
Ｑ２及びＱ３（或いはＱ２又はＱ３のみ）をオンさせる
信号を出力ポートＰ２１及びＰ２２（或いはＰ２１又は
Ｐ２２）より出力させ、負荷抵抗である抵抗Ｒ５及びＲ
６からなる並列回路（或いは抵抗Ｒ５又はＲ６）をガス
センサ３の感ガス体に直列に接続し、この負荷抵抗を通
じて感ガス体に通電する。そして、トランジスタＱ１が
オフしているタイミングにおいて、マイコン５はガスセ
ンサ３の感ガス体の両端電圧Ｖｓを入力ポートＰ１３に
取り込み、感ガス体の両端電圧Ｖｓをサンプリングして
感ガス体の抵抗値Ｒｓを計算するとともに、今回のサン
プリングにより求めた抵抗値Ｒｓと前回のサンプリング
により求めた抵抗値Ｒｓ’の比を０．５ｓｅｃ毎に演算
する。

【００４１】それから、高温状態下でアルコールガスを
含む調整ガスをガスセンサ３に吹きかけると、感ガス体
の抵抗値Ｒｓが低下することになる。そして、０．５ｓ
ｅｃ毎に求める今回のサンプリングで求めた抵抗値Ｒｓ
と前回のサンプリングで求めたＲｓ’の比が０．９６以
下となると、マイコン５は調整ガスが吹きかけられたと
検知する。

【００４２】そして調整ガスの検知から例えば２ｓｅｃ
経過時点で、マイコン５は上記出力ポートＰ１７から出
力されるパルス信号のローレベル期間を７５μｓｅｃに
切り替え、周期はそのままでトランジスタＱ１のオンデ
ューティを７５μｓｅｃとする。これによりトランジス
タＱ１を通じてヒータ２に印加される平均電圧が略０．
３Ｖに低下し、ヒータ２の発熱量が低下する。従ってガ
スセンサ３は高温状態から低温加熱状態へ移行すること
になる。

【００４３】さて高温状態から低温加熱状態への切り替
え開始時で且つトランジスタＱ１がオフしているタイミ
ングにおいて、マイコン５はガスセンサ３の感ガス体の
両端電圧Ｖｓを入力ポートＰ１３に取り込み、この取り
込んだ電圧Ｖｓ及び負荷抵抗値、電源電圧値からガスセ
ンサ３の感ガス体の基準抵抗値Ｒ０を演算する。

【００４４】そして低温加熱状態への移行開始からガス
センサ３の抵抗値が安定するまでの過渡期間、例えば２
ｓｅｃ経過後で且つトランジスタＱ１がオフしているタ
イミングにおいて、マイコン５はガスセンサ３の感ガス
体の両端電圧Ｖｓを入力ポートＰ１３に取り込み、この
取り込んだ電圧Ｖｓ及び負荷抵抗値、電源電圧値からガ
スセンサ３の感ガス体の抵抗値Ｒｓを演算し、更にこの
抵抗値Ｒｓと上記基準抵抗値Ｒ０の比Ｒｓ／Ｒ０を求
め、Ｒｓ及びＲ０の値とともに基準値データとしてＥＥ
ＰＲＯＭ６に格納する。

【００４５】これにより、当該アルコール検査装置の検
知対象ガスである呼気中のアルコール成分の濃度を検知
するための基準値が設定される。

【００４６】上記の調整モードが終了すると、マイコン
５は待機状態に戻ることになる。そして設定端子ＡＤＪ
と、グランド間の接続が解除された後、電源スイッチＳ
Ｗがオン操作されれば、マイコン５は通常動作モードの
検知動作を開始することことになる。

【００４７】次に上述の基準値データがＥＥＰＲＯＭ６
に登録された本実施形態が酩酊度の検査に実際に使用さ
れる場合の動作を説明する。

【００４８】既に電池電源１が接続されてマイコン５が
待機の状態にあるとし、この待機状態時に電源スイッチ
ＳＷがオン操作され、入力ポートＰ３３がハイレベルに
立ち上がると、マイコン５は初期化処理後、通常動作モ
ードによる動作を開始し、まずＥＥＰＲＯＭ６に登録し
ているデータを読み出して内蔵ＲＡＭに格納し、酩酊度
の検査に用いる基準値を設定する。さらに、出力ポート
Ｐ１９，Ｐ２０をローレベルとしてバックライトの光源
である発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２を点灯させて
ＬＣＤ４を照明するとともに、出力ポートＰ１８をロー
レベルとすることで圧電ブザーＢＺを鳴動させる。

【００４９】また通常動作モードが開始されると、調整
モード時と同様に、マイコン５は出力ポートＰ１７から
周期が８．２ｍｓｅｃで、ローレベル期間が９６０μｓ
ｅｃのパルス信号を発生させる。

【００５０】従って、トランジスタＱ１が９６０μｓｅ
ｃのオンデューティで且つ周期８．２ｍｓｅｃでオンオ
フし、オン期間にガスセンサ３のヒータ２に電池電源１
より電力を供給し、上述と同様にガスセンサ３を高温状
態とする。そして例えば０．５ｓｅｃ毎にトランジスタ
Ｑ１のオフのタイミングでマイコン５は感ガス体の両端
電圧をサンプリングして、感ガス体の抵抗値Ｒｓを計算
するとともに、今回のサンプリングにより求めた抵抗値
Ｒｓと前回のサンプリングにより求めた抵抗値Ｒｓ’の
比を０．５ｓｅｃ毎に演算する。

【００５１】高温状態下で検知対象の人が呼気をガスセ
ンサ３に吹きかけると、呼気には水蒸気やガス成分が含
まれているため感ガス体の抵抗値Ｒｓが低下することに
なり、０．５ｓｅｃ毎に求める今回のサンプリングで求
めた抵抗値Ｒｓと前回のサンプリングで求めたＲｓ’の
比が０．９６以下となると、マイコン５は呼気が吹きか
けられたと検知する。

【００５２】ここでマイコン５は上記の呼気検知直後に
雰囲気の汚染（大気汚染）の検知判断を行って、雰囲気
が汚染していると検知判断した場合には呼気検知動作を
中断する。つまり呼気検知開始時点の直後のサンプリン
グ時に検知したガスセンサ３の感ガス体の抵抗値Ｒｓと
調整モード時に検知してＥＥＰＲＯＭ６に格納した基準
抵抗値Ｒ０との比を求め、その求めた値が所定値（例え
ば０．２）より小さい場合と、上昇傾向で有る場合、つ
まり抵抗値Ｒｓが上昇する清浄方向である場合には、ア
ルコール濃度の測定が不可能な汚染状態にあると判断し
て、マイコン５は測定動作を停止して待機状態に戻ると
ともに、ＬＣＤ４に大気汚染状態であることを表示させ
る。図７はこの大気汚染判断の模式図を示しており、図
中イ、イ’の曲線は大気の汚染が少ない場合の呼気検知
のタイミングｔａからのＲｓ／Ｒ０’の変化を示し、ロ
は大気汚染状態のＲｓ／Ｒ０’の変化を示し、ハは大気
汚染度合がより高く、呼気を吹きかけたことにより、Ｒ
ｓ／Ｒ０’の値が清浄方向を示す場合を示しており、α
が呼気検知限界、βが大気汚染検知限界点を示してい
る。

【００５３】さて大気の汚れ判定が良である場合には、
マイコン５は呼気検知から例えば２ｓｅｃ経過時点で、
周期はそのままで、トランジスタＱ１のオンデューティ
を７５μｓｅｃとするパルス信号を出力ポートＰ１７よ
り出力してガスセンサ３の温度を低温加熱状態へ移行さ
せる。

【００５４】この移行開始時点においてサンプリングし
た感ガス体の抵抗値を基準抵抗値Ｒ０’として内蔵ＲＡ
Ｍに格納し、以後０．５ｓｅｃ毎のサンプリングで求め
た抵抗値Ｒｓとの比Ｒｓ／Ｒ０’を演算する。そして低
温加熱状態移行開始から２ｓｅｃ経過時点で求めた演算
値の、調整モードで求めた基準値（Ｒｓ／Ｒ０）に対す
る比率を求めてその比率の値から酩酊度を複数段階（本
実施形態では４段階）で判定し、図１０（ａ）〜（ｄ）
に示すような各レベル１〜４（レベル１が最も酩酊度が
低く、レベル４が最も酩酊度が高い）に応じたキャラク
タ、例えば顔の表情及びグラスの中身の減り具合を示す
キャラクタをＬＣＤ４で表示させる。マイコン５はその
後一定時間経過すると待機状態に戻ることになり、ＬＣ
Ｄ４の表示を消灯させるとともに発光ダイオードＬＥＤ
１，ＬＥＤ２も消灯させる。

【００５５】図８、図９は、電源スイッチＳＷのオン操
作時点ｔ１からのＲｓ／Ｒ０’の遷移状態を示してい
る。図８では基準値Ｒｓ／Ｒ０が２であるのに対して、
時点ｔ３から約２ｓｅｃ経過時点ｔ４で求めたＲｓ／Ｒ
０’の値が１０と非常に大きく、この場合アルコールが
呼気中に無い、すなわち酩酊度が最も低い（酔っていな
い）と判断されて図１０（ａ）に示すキャラクタをＬＣ
Ｄ４に表示させる。一方、図９では基準値Ｒｓ／Ｒ０が
２であるのに対してＲｓ／Ｒ０’の値が１．５と小さ
く、この場合アルコールが呼気中に存在していると判断
され、この値と基準値の値とから血中アルコール濃度
（酩酊度）を演算し、その演算結果に基づいて、図１０
（ｂ）〜（ｄ）に示すような酩酊度に対応したキャラク
タをＬＣＤ４に表示させるのである。

【００５６】ところでマイコン５は３端子レギュレータ
７の電圧を常時監視してその値が所定値より低下すると
電池切れと判断し、図１１に示すようにＬＣＤ４に電池
切れのキャラクタを点滅表示させる。

【００５７】また、マイコン５は電源スイッチＳＷが操
作された時点ｔ１からガスセンサ３が所定温度まで加熱
される時間を含むウォーミングアップ時間（約３秒間）
において、図１２（ａ）〜（ｄ）に示すようにＬＣＤ４
にウォーミングアップ時間の残り時間（３秒前、２秒
前、１秒前、吹きかけ開始）に対応したキャラクタを表
示させるとともに、ウォーミングアップ時間終了時点並
びに検査完了時点に圧電ブザーＢＺを鳴動させる。さら
に、呼気の吹きかけが充分に行われなかった場合、マイ
コン５は図１３に示すようにＬＣＤ４に呼気吹きかけが
不十分であることを示すキャラクタ（顔の輪郭）を点滅
表示させる。

【００５８】上述のように本実施形態では、発光ダイオ
ードＬＥＤ１，ＬＥＤ２と導光板４０からなるバックラ
イトでＬＣＤ４を照明しているので、不十分な照明下で
もＬＣＤ４による検査結果等の表示が明瞭に判読でき、
しかも、電源スイッチＳＷをオンして電池電源１からの
電源供給が開始してからＬＣＤ４での検査結果の表示が
終了するまでの間だけバックライト制御手段たるマイコ
ン５でバックライトを点灯させているから、必要なとき
にだけバックライトを点灯することで電池電源１の消耗
を抑えることができる。また、発光ダイオードＬＥＤ
１，ＬＥＤ２をバックライトの光源とすることで消費電
力の低減が図れ、しかも導光板４０により充分な大きさ
の発光面が得られるとともにバックライトの小型化が図
れるという利点もある。

【００５９】ところで、本実施形態では発光ダイオード
ＬＥＤ１，ＬＥＤ２と導光板４０でバックライトを構成
しているが、従来周知のエレクトロルミネッセンス素子
でバックライトを構成することも可能である。このよう
にエレクトロルミネッセンス素子を用いれば、バックラ
イトをさらに小型化することができるという利点があ
る。

【００６０】

【発明の効果】請求項１の発明は、検知対象ガスの吸着
によって抵抗値が変化する金属酸化物半導体で形成され
た感ガス体を有するガスセンサと、ガスセンサを駆動し
感ガス体の抵抗値変化に基づいて呼気中に含まれる検知
対象ガス成分の濃度を測定する駆動測定手段と、駆動測
定手段での測定濃度に応じた検査結果を表示する液晶表
示手段と、液晶表示手段を照明するバックライトとを備
えたので、バックライトで液晶表示手段を照明すること
により、不十分な照明下でも液晶表示手段による検査結
果等の表示が明瞭に判読できるという効果がある。

【００６１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、各手段に電源を供給する電池と、電池から各手段へ
の電源供給を入切する電源スイッチと、少なくとも電源
スイッチをオンして電池からの電源供給が開始してから
液晶表示手段での検査結果の表示が終了するまでの間だ
けバックライトを点灯するバックライト制御手段とを備
えたので、必要なときにだけバックライトを点灯するこ
とで電池の消耗を抑えることができるという効果があ
る。

【００６２】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、各構成要素を内部に収納するとともに液晶表
示手段の表示画面を外部に露呈させる窓孔が開口した器
体と、電源スイッチを操作する操作ハンドルとを備え、
蓄光顔料を含有した合成樹脂により操作ハンドルを形成
したので、不十分な照明下でも蓄光顔料の発する光で操
作ハンドルの位置が視認でき、操作に不慣れなうちでも
容易に検査を開始することができるという効果がある。

【００６３】請求項４の発明は、請求項１又は２又は３
の発明において、液晶表示手段が透過型又は半透過型の
液晶表示器からなるので、請求項１又は２又は３の発明
と同様の効果を奏する。

【００６４】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、バックライトは、発光ダイオードと、透明材料によ
り平板状に形成され発光ダイオードからの光が入射する
入射面を周面に有し表面を面状に発光する発光面とした
導光板とを具備し、液晶表示器の背面側に導光板を配置
したので、発光ダイオードを光源とすることで消費電力
の低減が図れ、しかも導光板により充分な大きさの発光
面が得られるとともにバックライトの小型化が図れると
いう効果がある。

【００６５】請求項６の発明は、請求項１〜４の何れか
の発明において、バックライトは、エレクトロルミネッ
センス素子を光源とするので、バックライトをさらに小
型化することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の側面断面図である。

【図２】同上のボディの背面図である。

【図３】同上の上側断面図である。

【図４】同上における導光板を示し、（ａ）は正面図、
（ｂ）は上面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は側断面図で
ある。

【図５】同上におけるガスセンサの一部破断した側面図
である。

【図６】同上の回路図である。

【図７】同上の大気汚染検知の動作説明用タイミングチ
ャートである。

【図８】同上におけるアルコール検知無し時のガスセン
サの動作説明用タイミングチャートである。

【図９】同上におけるアルコール検知有り時のガスセン
サの動作説明用タイミングチャートである。

【図１０】（ａ）〜（ｄ）は同上におけるアルコール濃
度のレベルをキャラクタ表示したＬＣＤ画面を示す図で
ある。

【図１１】同上における電池切れをキャラクタ表示した
ＬＣＤ画面を示す図である。

【図１２】（ａ）〜（ｄ）は同上におけるウォーミング
アップ時間のカウントダウンをキャラクタ表示したＬＣ
Ｄ画面を示す図である。

【図１３】同上における呼気の吹きかけエラーをキャラ
クタ表示したＬＣＤ画面を示す図である。

【符号の説明】

３ガスセンサ４ＬＣＤ５マイコン４０導光板ＬＥＤ１，ＬＥＤ２発光ダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｎ 33/497 Ｆ２１Ｙ 101:02 ４Ｃ０５２ 33/98 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０Ｆ２１Ｙ 101:02 Ａ６１Ｃ 19/04 Ｚ (72)発明者小泉邦善東京都板橋区前野町１−14−２株式会社タニタ内 (72)発明者片山仁大阪府池田市鉢塚２丁目５番26号エフアイエス株式会社内 (72)発明者松本隆大阪府池田市鉢塚２丁目５番26号エフアイエス株式会社内Ｆターム(参考） 2G045 AA33 CB22 DA74 FB05 JA04 JA07 JA08 2G046 AA24 BA09 BD02 BD04 BE02 DC13 DD01 EB01 FB02 2H089 HA40 JA10 QA11 TA07 TA18 TA20 UA09 2H091 FA23Z FA44Z FA45Z GA11 LA11 LA16 2H093 NC42 NC49 NC50 ND08 ND39 ND42 NE06 NE07 NG20 4C052 AA20 FF10 NN01 NN17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検知対象ガスの吸着によって抵抗値が変
化する金属酸化物半導体で形成された感ガス体を有する
ガスセンサと、ガスセンサを駆動し感ガス体の抵抗値変
化に基づいて呼気中に含まれる検知対象ガス成分の濃度
を測定する駆動測定手段と、駆動測定手段での測定濃度
に応じた検査結果を表示する液晶表示手段と、液晶表示
手段を照明するバックライトとを備えたことを特徴とす
る呼気成分検査装置。
【請求項２】各手段に電源を供給する電池と、電池か
ら各手段への電源供給を入切する電源スイッチと、少な
くとも電源スイッチをオンして電池からの電源供給が開
始してから液晶表示手段での検査結果の表示が終了する
までの間だけバックライトを点灯するバックライト制御
手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の呼気成
分検査装置。
【請求項３】各構成要素を内部に収納するとともに液
晶表示手段の表示画面を外部に露呈させる窓孔が開口し
た器体と、電源スイッチを操作する操作ハンドルとを備
え、蓄光顔料を含有した合成樹脂により操作ハンドルを
形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の呼気成
分検査装置。
【請求項４】液晶表示手段が透過型又は半透過型の液
晶表示器からなることを特徴とする請求項１又は２又は
３記載の呼気成分検査装置。
【請求項５】バックライトは、発光ダイオードと、透
明材料により平板状に形成され発光ダイオードからの光
が入射する入射面を周面に有し表面を面状に発光する発
光面とした導光板とを具備し、液晶表示器の背面側に導
光板を配置したことを特徴とする請求項４記載の呼気成
分検査装置。
【請求項６】バックライトは、エレクトロルミネッセ
ンス素子を光源とすることを特徴とする請求項１〜４の
何れかに記載の呼気成分検査装置。