JP2002085360A - 心拍信号検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の心拍信号検出装置では、ステアリング
ホイール４のリム部４Ａの左右両側に分離して電極５，
６が設けられ、それを握っているドライバーの手から心
拍検出用の信号を取り出していた。しかし、高速道路を
一定速度で走行する時のように、運転操作にあまり変化
がないいわゆる単調運転をしている時には、ドライバー
が電極５（または６）から手を離し、スポーク部４Ｃ，
４Ｄの上に載せるという運転姿勢をとることがあるが、
そのような場合には心拍が検出出来なかった。 【解決手段】 スポーク部の上面にも電極１０，１１を
取り付け、そこに手を載せた場合でも、心拍検出用の信
号を取り出すことが出来るようにした。そのため、単調
運転時等にドライバーがスポーク部上に手を載せるとい
う姿勢で運転しても、心拍検出を行うことが出来るよう
になった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、運転中のドライバ
ーの心拍数を検出するための心拍信号検出装置に関する
ものであり、特にその電極部に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】多くの車両を安全に且つ効率よく運行管
理するシステムの中には、ドライバーが居眠り運転した
り急病により運転不能に陥ったりするのを未然に防止す
るため、ドライバーの生理状態を検出し、その検出信号
を運行管理センターへ送信させるようにしたものがあ
る。そして、検出する生理状態の典型的なものとして
は、心拍数がある。図３は、従来の心拍信号検出装置の
１例である。図３において、１は心拍信号検出装置、２
は電極部、３は心拍信号処理部、４はステアリングホイ
ール、４Ａはリム部、４Ｂはシャフト部、４Ｃ，４Ｄ，
４Ｅはスポーク部、５，６は電極、７，８は信号取出
線、９は差動増幅器である。

【０００３】心拍信号検出装置１は、電極部２と心拍信
号処理部３とから構成されている。電極部２は、ステア
リングホイール４のリム部４Ａの表面を覆うように、左
右両側に分離して取り付けられた電極５，６から成る。
心拍信号処理部３は、電極５，６から信号取出線７，８
を経て取り出された信号の差を増幅する、差動増幅器９
等より成る。電極５を一方の手で触り、電極６を他方の
手で触ることにより、両手間の心筋活動電位が計測でき
るので、電極５，６から得られた信号を心拍信号処理部
３で演算処理することにより、心拍数を検出することが
出来る。この例では、心拍検出用に設けられている電極
の数は２個であるが、もっと多く（例えば４個）設けら
れているものもある。なお、心拍信号検出装置に関する
従来の文献としては、例えば特開平７−２３９１６号公
報，特開２０００−２３９２９号公報等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】（問題点）しかしなが
ら、前記した従来の心拍信号検出装置では、運転操作に
あまり変化がないいわゆる単調運転をしている時に、し
ばしば心拍検出が行われないことがあるという問題点が
あった。 （問題点の説明）単調運転は、例えば高速道路を一定の
速度で走行するような場合に生ずる運転である。この場
合には、アクセル操作やブレーキ操作は少なく、ハンド
ル操作も殆どしなくともよい。長距離トラック等のドラ
イバーは、このような単調運転をしている時に居眠り運
転をし勝ちであるが、そのような時に限って心拍検出が
なされていないという困った事態が発生していた。そこ
で、その原因を究明したところ、単調運転をしている時
には、ドライバーは、片手ないしは両手をステアリング
ホイール４の横方向のスポーク部４Ｃ，４Ｄの上に載せ
て運転していることがしばしばあり、そのためリム部上
の電極５または６或いは両方から信号が得られていない
という点に原因があることが判明した。

【０００５】なぜ、トラックのドライバーがスポーク部
４Ｃ，４Ｄの上に手を載せ勝ちかということであるが、
その理由は、どうやらトラックのステアリングホイール
の配設形態に関係しており、第１にステアリングホイー
ル面の傾き加減に関係し、第２にステアリングホイール
の高さ加減に関係しているようであった。次にそれらを
説明する。図４は乗用車におけるステアリングホイール
を示す図であり、２０は乗用車、２１はステアリングホ
イール、２２はドライバー、２３は水平面である。この
ステアリングホイール２１の面は、水平面２３に対し相
当大きな角度を成すように取り付けられている。また、
ステアリングホイール２１の高さは、ドライバー２２の
首ないしは胸上部にあたる高さというように、比較的高
い位置にある。しかし、トラックの場合は、これと大い
に異なっている。

【０００６】図５は、トラックにおけるステアリングホ
イールを示す図であり、２４はトラックキャブ、２５は
ステアリングホイールである。トラックのステアリング
ホイール２５の面は、水平面２３と成す角が小さく、殆
ど上向きと言ってもよい位の面とされている。また、ス
テアリングホイール２５の高さは、ドライバー２２の胸
下部ないし腹にあたる高さというように、比較的低い位
置にある。単調運転状態になってドライバーが楽に運転
できるようになると、ステアリングホイールのリム部を
「握る」という動作から、一時的に解放されたいという
気になるものであるが、トラックのステアリングホイー
ル２５が前記のような配設形態であることも手伝い、ス
ポーク部に手を載せた状態で運転するようになることが
多い。そのため、電極５，６から手が離れてしまい、心
拍検出のための信号が得られなくなる。（なお、単調運
転ではない区間では、しっかりリム部を握りハンドル操
作をする必要があるから、スポーク部に手を載せて休む
というようなことはしない。） 本発明は、以上のような問題点を解決するべく、スポー
ク部に手を載せて運転していても、心拍検出信号が得ら
れるようにすることを課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、ステアリングホイールのリム部の表面
を覆うように取り付けられた複数個の電極を有する電極
部と、該電極からそれぞれ信号取出線を介して取り出さ
れた信号を基に心拍数を検出する心拍信号処理部から成
る心拍信号検出装置において、ステアリングホイールの
スポーク部の上面にも前記電極部の電極を新たに取り付
けることとした。なお、前記スポーク部電極は、ステア
リングホイールのスポーク部の上面から前面にわたって
取り付けた電極としてもよい。

【０００８】（解決する動作の概要）単調運転時等にお
いて、ドライバーがステアリングホイールのリム部に取
り付けた電極から手を離し、スポーク部の上に手を載せ
るという姿勢で運転するようになっても、スポーク部の
上面に取り付けられたスポーク部電極には手が触れるこ
とになる。スポーク部電極からでも心拍検出に必要な信
号が取り出され、心拍信号処理部に入力されるように接
続されているので、そのような姿勢で運転していても、
心拍検出が行われる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態を
示す図である。符号は図３のものに対応し、１０，１１
は電極、１２，１３は信号取出線である。電極１０，１
１は、ステアリングホイール４のスポーク部４Ｃ，４Ｄ
の上面に取り付けた電極である。図１の（２）は、
（１）のＸ−Ｘにおける断面を、拡大して描いたもので
ある。

【００１０】本発明では、心拍信号検出装置１の電極部
２における電極として、ステアリングホイール４のリム
部４Ａに取り付けた電極５，６の他に、スポーク部４
Ｃ，４Ｄにも取り付けるようにした。そして、スポーク
部に取り付けた電極のうち、電極５側にある電極１０に
接続される信号取出線１２は、電極５に接続される信号
取出線７と一括して心拍信号処理部３に接続され、電極
６側にある電極１１に接続される信号取出線１３は、電
極６に接続される信号取出線８と一括して心拍信号処理
部３に接続される。そして、心拍信号処理部３内で差動
増幅器９による差動増幅等の処理がなされて、心拍数が
検出される。

【００１１】このような構成にしておくと、ドライバー
が単調運転しているうちに、電極５を握っていた手を離
し、その近くのスポーク部の電極１０の上に載せるとい
う姿勢での運転に移ったとしても、心拍信号処理部３へ
は、心拍を検出するための信号は入力される。また、電
極６を握っていた手を離し、その近くのスポーク部の電
極１１の上に載せるという姿勢での運転に移ったとして
も同様である（両手を電極５，６から離し、電極１０，
１１の上に載せる姿勢をとっても同様である。）。かく
して、ドライバーが単調運転に移り、スポーク部４Ｃ，
４Ｄの上に手を載せるという姿勢をとったとしても、心
拍を検出することが可能となった。

【００１２】なお、単調運転に入った場合のステアリン
グホイール４の回動位置は、図１に示す如く、略直進状
態の位置となっている。即ち、電極５，６が、ほぼ左右
両側に対称的に分かれている状態となる。この状態でド
ライバーが手を休めるために載せるスポーク部は、横方
向のスポーク部４Ｃ，４Ｄであり、縦方向のスポーク部
４Ｅに載せることはまず無い。従って、全てのスポーク
部の上面に電極を設けてもよいが、コスト低減のため
に、縦方向のスポーク部４Ｅには設けず、横方向のスポ
ーク部４Ｃ，４Ｄだけに設けるとすることも出来る（図
１は、そのようにした例である。）。

【００１３】（第２の実施形態）図２は、本発明の第２
の実施形態を示す図である。符号は図１のものに対応し
ており、１４，１５は電極である。電極１４，１５は、
ステアリングホイール４のスポーク部４Ｃ，４Ｄに取り
付けた電極である。図２の（２）は、（１）のＸ−Ｘに
おける断面を、拡大して描いたものである。第１の実施
形態と相違する点は、スポーク部４Ｃ，４Ｄに取り付け
る電極を、上面から前面にわたって取り付けるというよ
うにした点である。このように取り付けると、手と電極
との間の接触抵抗をより一層小さくすることが出来る。
その理由は、ドライバーがスポーク部４Ｃ，４Ｄの上に
手を載せる場合、指をスポーク部の前端面に引っかけて
いることが多いのであるが、図１の実施形態のように上
面だけに電極を設けているより、図２のように前面にも
電極を設けている方が、手との接触面積が大となるから
である（接触面積大となれば接触抵抗は小となる。）。
接触抵抗が小となれば、電極からの信号取り出しが、良
好に行えるようになる。

【００１４】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の心拍信号検出
装置によれば、次のような効果を奏する。 （請求項１の発明の効果）単調運転時等において、ドラ
イバーがステアリングホイールのリム部に取り付けた電
極から手を離し、スポーク部の上に手を載せるという姿
勢で運転しても、心拍信号が検出出来るようになる。 （請求項２の発明の効果）手とスポーク部電極との接触
面積が大となるので接触抵抗が小となり、信号取り出し
が良好に行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態を示す図

【図２】 本発明の第２の実施形態を示す図

【図３】 従来の心拍信号検出装置の１例を示す図

【図４】 乗用車におけるステアリングホイールを示す
図

【図５】 トラックにおけるステアリングホイールを示
す図

【符号の説明】

１…心拍信号検出装置、２…電極部、３…心拍信号処理
部、４…ステアリングホイール、４Ａ…リム部、４Ｂ…
シャフト部、４Ｃ，Ｄ，Ｅ…スポーク部、５，６…電
極、７，８…信号取出線、９…差動増幅器、１０，１１
…電極、１２，１３…信号取出線、１４，１５…電極、
２０…乗用車、２１…ステアリングホイール、２２…ド
ライバー、２３…水平面、２４…トラックキャブ、２５
…ステアリングホイール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングホイールのリム部の表面を
   覆うように取り付けられた複数個の電極を有する電極部
   と、該電極からそれぞれ信号取出線を介して取り出され
   た信号を基に心拍数を検出する心拍信号処理部から成る
   心拍信号検出装置において、ステアリングホイールのス
   ポーク部の上面にも前記電極部の電極を新たに取り付け
   たことを特徴とする心拍信号検出装置。
2. 【請求項２】 スポーク部への電極の取り付けを、スポ
   ーク部の上面から前面にわたって取り付けるようにした
   ことを特徴とする請求項１記載の心拍信号検出装置。