JPH09276254A - 作業疲労度観測システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業者の疲労度を測定可能とし、かつ必要な
休憩等を数値化し、作業者の健康の管理、作業環境の適
性化を行うことができるシステムの提供。 【構成】 作業疲労度観測システム１は、センサー３
と、脈拍計５と、データ処理装置７とからなる。センサ
ー３は、人体の所定の部位の脈拍による変動を電気信号
に変換する。脈拍計５は、このセンサー３からの検出信
号を所定のデジタル信号に変換する。また、データ処理
装置７は、この脈拍計５からのデジタル信号を基に、単
位時間当たりの脈拍数を算出して保存する。また、デー
タ処理装置７は、その算出した脈拍数が所定の基準値を
超えたとき、あるいは、当該脈拍数が特定の状態になっ
たときに、ディスプレイ上に表示し、あるいは音響装置
等を使用して音響により報知できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の作業をして
いる者の脈拍を検出して作業者の疲労度を計測できる作
業疲労度観測システムに係り、特に各種アプリケーショ
ンソフトを実行できるデータ処理装置に接続し、データ
処理装置を操作している作業者あるいはデータ処理装置
により提供されるゲームを遊技している者の脈拍を計測
して当該作業者の疲労度を得ることができる作業疲労度
観測システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近では、電子機器の発展によりコンピ
ュータが小型化、高性能化、低廉化したため、あらゆる
分野でコンピュータの利用が図られてている。特に、オ
フィス作業環境では、コンピュータを利用したオフィス
オートメーション化が図られており、多くのオフィス作
業はコンピュータを利用して行われるようになってきて
いる。ところで、コンピュータを利用して各種作業を行
う場合において、一定時間以上ディスプレイ画面を見つ
める作業等に従事したときには、所定の休憩時間を与え
なければならない等、細かな規制が行われている。この
ような規制は、本来、コンピュータ作業者の健康を守る
という目的で設定されたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンピ
ュータを利用した作業においては、作業者が健康を害す
る蓋然性が強く休憩を必要とする程度と、このような規
制上に現れた休憩時間とは、必ずしも一致していなかっ
た。つまり、規制上の休息時間でもって休息しても、作
業者によっては、必要以上に長い休憩となったり、逆
に、本来、規制上の休息時間以上の休憩が必要であるの
にもかかわらず、短い休息時間に甘んじなければならな
いという不合理を生じさせていた。これは、個人差を考
慮し、かつ作業環境に合致した休憩等の処置を取ってい
なかったからである。

【０００４】このような不合理が生じる主な理由は、従
来、コンピュータ作業を行っている者の疲労度を測定す
る有効な手段が提供されていなかったからである。そこ
で、本発明は、コンピュータ作業中の作業者の疲労度を
測定可能とし、必要な休憩等を数値化し、必要に応じて
コンピュータ作業中の作業者の疲労度等を表示し、作業
者の健康の管理、作業環境の適性化を行うことができる
作業疲労度観測システムを提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明に係る作業疲労度観測システム
は、人体の所定の部位の脈拍による変動を電気信号に変
換するセンサーと、このセンサーからの検出信号を所定
のデジタル信号に変換する脈拍計と、この脈拍計からの
デジタル信号を基に、単位時間当たりの脈拍数を算出す
るデータ処理装置とを備えたことを特徴とする。

【０００６】したがって、請求項１記載の発明では、人
体の所定の部位の脈拍による変動をセンサーで検出でき
るようにしている。このセンサーで検出された信号は脈
拍計に与えられて、データ処理装置に入力できるデジタ
ル信号に変換している。データ処理装置では、単位時間
当たりの脈拍数を算出する。この算出された脈拍数は、
保存される。これにより、作業者の脈拍数のデータを長
期間連続して計測できる。したがって、この脈拍数のデ
ータからコンピュータ作業を行っている作業者の疲労度
を知ることができ、これらデータを基に必要な休憩等を
数値化し、作業者の健康の管理、作業環境の適性化を行
うことができる。

【０００７】上記目的を達成するために、請求項２記載
の発明に係る作業疲労度観測システムは、人体の所定の
部位の脈拍による変動を電気信号に変換するセンサー
と、このセンサーからの検出信号を所定のデジタル信号
に変換する脈拍計と、この脈拍計からのデジタル信号を
基に単位時間当たりの脈拍数を算出し、この単位時間あ
たりの脈拍数があらかじめ設定された基準地を超えたと
きに報知できるデータ処理装置とを備えたことを特徴と
する。

【０００８】したがって、請求項２記載の発明では、脈
拍数の変化が一定以上になったときに、コンピュータ作
業を行う作業者の疲労度が休息を必要とする状態にある
と判定し、コンピュータ作業中の作業者の疲労度等を表
示し、あるいは音響により知らせることができる。

【０００９】上記目的を達成するために、請求項３記載
の発明に係る作業疲労度観測システムは、人体の所定の
部位の脈拍による変動を電気信号に変換するセンサー
と、このセンサーからの検出信号を所定のデジタル信号
に変換する脈拍計と、この脈拍計からの信号を基に一定
拍毎に瞬間の脈拍数を逐次求め、その脈拍数が一定数に
達する毎に、それらの脈拍数データの大きさの代表値と
パラツキの代表値を求め、それぞれを規準値と比較する
ことにより分別して点数化し、この点数を逐次加算し、
その加算結果が所定値以上であるときに作業疲労度が限
界値に達したとして報知できるデータ処理装置とを備え
たことを特徴とする。

【００１０】したがって、請求項３記載の発明では、脈
拍数のパラツキの代表値と脈拍データの大きさの代表値
とで、その疲労内容を評価しているので、休息を必要と
する状態にあると判定が確実になる。請求項４記載の発
明では、上記センサーは、人体の所定の部位に光を照射
する発光素子と、その反射光により前記部位の脈拍によ
る変動を電気信号に変換する受光素子からなる光電サン
サーであり、前記脈拍計は、前記光電サンサーの発光素
子に電力を与えるとともに、前記受光素子からの電気信
号から所定のデジタル信号に変換する脈拍検出回路と、
この脈拍検出回路からの出力信号のレベルを上記データ
処理装置の入力レベルの整合させるレベルシフト回路と
からなることを特徴とする。

【００１１】したがって、請求項４記載の発明では、セ
ンサーを光電サンサーで構成し、発光素子で発光した光
を人体の末梢の組織に照射し、また、その末梢の組織か
らの反射光を受光素子で検出することにより脈拍による
末梢血管の容積変動を電気信号に変換している。また、
脈拍計は、光電センサーの発光素子に電力を供給し、か
つ受光素子からの電気信号から所定のデジタル信号に変
換している。このデジタル信号は、レベルシフト回路で
レベルが変換されてデータ処理装置に与えられる。

【００１２】請求項５記載の発明では、上記データ処理
装置は、前記脈拍計からのデジタル信号から単位時間当
たりの脈拍数に算出するとともに当該算出結果を保存
し、かつ他のアプリケーションソフトを実行できる演算
装置と、この演算装置で処理した結果のうち表示すべき
データを表示できるディスプレイと、前記アプリケーシ
ョンソフトに必要な情報を与える入力装置とから構成さ
れたことを特徴としている。

【００１３】したがって、請求項５記載の発明では、演
算装置により単位時間当たりの脈拍数を算出し、その脈
拍数をディスプレイに表示し、あるいは保存する。ま
た、演算装置を使用中に脈拍数が所定の状態になったと
きに、作業者の疲労度が極限に達したとして、休息を促
す。請求項６記載の発明では、上記演算装置は、単位時
間当たりの脈拍数のデータを使用したアプリケーション
ソフトを処理できることを特徴とする。

【００１４】したがって、請求項６記載の発明では、演
算装置で現に処理しているアプリケーションソフトに当
該脈拍数のデータを与えて所定の処理を実行させること
ができる。例えば、脈拍数に応じて処理速度を変化させ
て作業者に対する負担を軽減させたり、あるいはゲーム
の難易度を変化させたりできる。請求項７記載の発明で
は、上記脈拍計は、上記データ処理装置の所定の入出力
端子に接続可能であり、かつ当該入出力端子に接続され
るプラグのケース内に収納されたものであることを特徴
とする。

【００１５】したがって、請求項７記載の発明では、脈
拍計は当該入出力端子に接続されるプラグのケース内に
収納される大きさとされ、小型に提供できる。請求項８
記載の発明では、上記センサーは、指の根元近くにはめ
る指輪状にしている。

【００１６】したがって、請求項８記載の発明では、作
業をするときに邪魔にならない。請求項９記載の発明で
は、上記データ処理装置の所定の入出力端子はＲＳ−２
３２Ｃインターフェース端子であり、かつ上記データ処
理装置はＲＳ−２３２Ｃインターフェース端子のデータ
端末レディ端子をオンに、送信要求端子をオフに設定す
るのであることを特徴とする。したがって、請求項９記
載の発明では、脈拍計はＲＳ−２３２Ｃインターフェー
ス端子に接続されるものであり、しかも脈拍計はＲＳ−
２３２Ｃインターフェース端子から電力の供給を受ける
ので、特別に電源を備える必要がない。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は、本発明の作業疲労度観測システム
の全体構成を示すブロック図である。この図において、
作業疲労度観測システム１は、コンピュータ作業中の作
業者の疲労度を測定可能とし、必要な休憩等を数値化
し、必要に応じてコンピュータ作業中の作業者の疲労度
等を表示し、作業者の健康の管理、作業環境の適性化を
行うことができる装置である。この作業疲労度観測シス
テム１は、作業者の脈拍を連続して計測し、その脈拍数
のデータを基に作業者の疲労度を測定する。

【００１８】具体的には、この作業疲労度観測システム
１は、人体の所定の部位の脈拍による変動を電気信号に
変換するセンサー３と、このセンサー３からの検出信号
を所定のデジタル信号に変換する脈拍計５と、この脈拍
計５からのデジタル信号を基に単位時間当たりの脈拍数
を算出し、この単位時間あたりの脈拍数があらかじめ設
定された基準地を超えたときに報知できるデータ処理装
置７とから構成されている。また、脈拍計５は所定の筐
体内に設けられており、この筐体にはプラグが設けられ
ており、このプラグがデータ処理装置７の例えばＲＳ−
２３２Ｃインターフェース端子７０に接続可能となって
いる。この脈拍計５には、ケーブル４を介してセンサー
３に接続されている。

【００１９】前記データ処理装置７は、演算装置である
パーソナルコンピュータ７１と、ディスプレイ７２と、
プリンタ７３と、入力装置７４とからなる。前記入力装
置７４は、例えばキーボード７５、マウス７６、ゲーム
用操作盤７７が考えられる。前記パーソナルコンピュー
タ７１は、例えばウインドウズ（WINDOWS(マイクロソフ
ト社))等の基本ソフトの上でアプリケーションソフトを
実行できる。また、パーソナルコンピュータ７１は、前
記脈拍計５からのデジタル信号から一拍毎に単位時間当
たりの脈拍数に算出するとともに当該算出結果を保存で
き、かつ他のアプリケーションソフトも平行に実行でき
る。

【００２０】ディスプレイ７２は、パーソナルコンピュ
ータ７１で処理した結果、表示すべきデータを表示でき
る。また、キーボード７５及びマウス７６は、前記アプ
リケーションソフトに必要な情報を与える。ゲーム用操
作盤７７は、ゲームソフトのキャラクタの移動等の情報
を与える。図２乃至図４は、センサーの具体例を示す構
成図である。図２はセンサーの正面図であって、同図
（ａ）は指輪状のセンサーを指に装着し始めた図であ
り、図２（ｂ）は指輪形状のセンサーを完全に指の根元
まで装着し、測定をする場合の装着状態図である。図３
はセンサーの斜視図である。また、図４は、センサーの
断面図である。

【００２１】これらの図において、上記センサー３は、
例えば光電センサー３１と、この光電センサー３１を人
体の所定の部位（例えば指や耳たぶ）４１に装着するた
めの装着体３２とから構成されている。なお、以下で
は、上記センサー３を、指に嵌める指輪形状のものとし
て説明する。また、前記光電センサー３１は、例えば指
４１の皮膚表面及び内部に光を照射する発光素子３３
と、その指４１の皮膚表面及び内部から反射された反射
光により前記指４１部分の脈拍を電気信号に変換する受
光素子３４とからなる。発光素子３３及び受光素子３４
は、電力供給用のラインと検出信号を伝達するラインを
含むケーブル４で脈拍計５に接続されている。

【００２２】前記装着体３２は次のように構成されてい
る。すなわち、この装着機構３２は、その外形が指輪の
形状をしている。この指輪は、装飾部３５と、リング部
３６とで構成されている。装飾部３５の内部には、光電
センサー３１が設けられている。また、リング部３６は
変形可能な材質で構成されている。また、このリング部
３６は、そのリング部分の装飾部３５とは反対側に切欠
き３７を設けており、リング部３６は全体として環状に
なっていない。

【００２３】したがって、リング部３６は、その材質が
変形可能であることと、リングの一部に切欠き３７が設
けられていて環状になっていないことにより、中空部３
８の直径の大きさを変えることができる。これにより、
リング部３６は指４１の太さに合わせることが可能で、
図２（ｂ）に示すように人によって太さの異なる指４１
であっても、各人の指４１の根元に確実に装着可能にな
るようにしてある。また、装着機構３２の装飾部３５の
内部に設けられた前記光電センサー３１の光放射面及び
反射光採り入れ面となる部分３９は、中空部３８に開口
している。

【００２４】図５は、脈拍計５の構成例を示すブロック
図である。この図において、上記脈拍計５は、上記デー
タ処理装置７のパーソナルコンピュータ７１の所定の入
出力端子、例えばＲＳ−２３２Ｃインターフェース端子
に接続可能となっている。また、脈拍計５は、当該ＲＳ
−２３２Ｃインターフェース端子に接続されるプラグの
ケース内に収納される程度の大きさとなっている。

【００２５】ここで、ＲＳ−２３２Ｃインターフェース
端子は、図示しないが、保安用接地（ＦＧ）端子、送信
データ（ＳＤ）端子、受信データ（ＲＤ）端子、送信要
求（ＲＳ）端子、送信許可（ＣＳ）端子、データセット
レディ（ＤＲ）端子、信号用接地（ＳＧ）端子、受信キ
ャリア検出（ＣＤ）端子、データ端末レディ（ＥＲ）端
子等からなる。

【００２６】また、前記脈拍計５は、脈拍検出回路５１
と、レベルシフト回路５２と、電源回路５３と、プラグ
接続電極５４と、センサー接続端子５５とを備え、次の
ように構成されている。すなわち、脈拍検出回路５１
は、前記電源回路５３とグランドライン５６との間に接
続されており、前記電源回路５３から電力の供給を受け
られるようになっている。この脈拍検出回路５１は、上
記光電センサー３１の発光素子３３（図２参照）にケー
ブル４を介して電力を供給できるとともに、前記光電セ
ンサー３１の受光素子３４（図２参照）で検出した電気
信号をケーブル４を介して取込み、この電気信号を所定
のデジタル信号に変換できるようになっている。この脈
拍検出回路５１の電力供給端子はセンサー接続端子５５
に電力供給用電極５５ａに接続されている。

【００２７】また、脈拍検出回路５１の信号入力端子は
センサー接続端子５５の信号入力用接続電極５５ｂに接
続されている。また、脈拍検出回路５１の出力端子は、
レベルシフト回路５２の入力端子に接続されている。な
お、符号５５ｃは電力供給用ライン及びセンサー検出用
ラインに共通のコモンラインである。このレベルシフト
回路５２は、前記脈拍検出回路５１からの出力信号のレ
ベルを上記データ処理装置７のパーソナルコンピュータ
７１のＲＳ−２３２Ｃの信号レベルに整合させることか
できるようになっている。このレベルシフト回路５２の
出力端子は、ＲＳ−２３２Ｃインターフェース端子用プ
ラグ接続電極５４のＤＲ端子、ＲＩ端子、ＣＳ端子、ま
たはＣＤ端子のいずれかに接続すればよい。

【００２８】また、ＲＳ−２３２Ｃインターフェース端
子用プラグ接続電極５４のＥＲ端子は、電源ライン５７
を介してレベルシフト回路５２と電源回路５３に接続さ
れている。また、このプラグ接続電極５４のＧＮＤ端子
は、グランドライン５６に接続されている。このグラン
ドライン５６には、脈拍検出回路５１、レベルシフト回
路５２及び電源回路５３の各アース端子が接続されてい
る。また、プラグ接続電極５４のＲＳ端子は、レベルシ
フト回路５２に接続されている。

【００２９】なお、上記データ処理装置７のパーソナル
コンピュータ７１は、ＲＳ−２３２Ｃインターフェース
端子のＥＲ端子をオンとし、同ＲＳ−２３２Ｃインター
フェース端子のＲＳ端子をオフと設定することにより、
プラスマイナス約１０〔Ｖ〕の電圧を脈拍計５に供給す
ることができる。このように構成された実施の形態の動
作について図１〜図５を基に、図６〜図８を参照して説
明する。まず、図６のフローチャートを参照して、第１
のデータ収集処理動作を説明する。なお、この第１のデ
ータ処理動作は、データ処理装置７において処理され
る。

【００３０】まず、データ処理装置７を動作させるに当
たり、データ処理装置７を操作するオペレータの指にセ
ンサー３を装着する。すなわち、センサー３の装着機構
３２の中空部３８に指４１を挿入する。なお、指４１の
太さに合わないときには、リング部３６を曲げて調整す
ることができる。そして、データ処理装置７の電源を投
入する。ついで、オペレータは、データ処理装置７のパ
ーソナルコンピュータ７１に所望のアプリケーションソ
フトを実行させる。このとき、データ処理装置７のパー
ソナルコンピュータ７１は、作業疲労度観測システム用
のプログラムを、当該アプリケーションソフトと平行に
実行する。

【００３１】これにより、パーソナルコンピュータ７１
は、ＲＳ−２３２Ｃインターフェース端子のＥＲ端子を
オンとし、同ＲＳ−２３２Ｃインターフェース端子のＲ
Ｓ端子をオフと設定する。その結果、脈拍計５には電力
が供給されることになり、光電センサー３１の発光素子
３３には、前記脈拍計５の脈拍検出回路５１から電力が
供給される。すると、光電センサー３１の受光素子３４
は、脈拍に関する検出信号を出力することになる。

【００３２】この光電センサー３１の受光素子３４から
の検出信号は、脈拍検出回路５１に入力される。脈拍検
出回路５１では、入力された検出信号を所定のレベルま
で増幅し、その増幅された信号を所定のレベルでスライ
スすることにより所定のパルス信号を得る。この場合、
増幅された信号を微分回路等で微分した後、一定レベル
でスライスすることにより、検出すべき脈波に直接関係
ない長周期の変動の影響を免れることができる。脈拍検
出回路５１で得られたパルス信号は、レベルシフト回路
５２に入力される。レベルシフト回路５２では、当該パ
ルス信号のレベルをパーソナルコンピュータ７１のＲＳ
−２３２Ｃインターフェース端子用のレベルや信号形式
に変換する。このようにレベルや信号形式が変換された
パルス信号（デジタル信号）は、ＲＳ−２３２Ｃインタ
ーフェース端子を介してパーソナルコンピュータ７１に
与えられる。

【００３３】パーソナルコンピュータ７１では、ＲＳ−
２３２Ｃインターフェース端子にパルス入力があるか判
定している（ステップ６０１）。ここで、パーソナルコ
ンピュータ７１は、ＲＳ−２３２Ｃインターフェース端
子にパルス入力があるときには（ステップ６０１；ＹＥ
Ｓ）、ＲＳ−２３２Ｃインターフェース端子からパルス
信号の取り込みを行う（ステップ６０２）。なお、パー
ソナルコンピュータ７１は、ＲＳ−２３２Ｃインターフ
ェース端子にパルス信号の入力がないときには（図６の
ステップ６０１；ＮＯ）、信号の取り込みは行わない。

【００３４】ついで、パーソナルコンピュータ７１は、
取り込んだパルス信号をカウントする（ステップ６０
３）。そして、例えば１５秒経過したか判定する（ステ
ップ６０４）。この時間の判定を行う理由は、１分間
（これを、「単位時間」とする）の脈拍数を算出するた
めである。したがって、前記１５秒間にカウントしたカ
ンウト値を４倍することにより、１分間の脈拍数が得ら
れる。

【００３５】ここで、パーソナルコンピュータ７１は、
１５秒経過しないときには（ステップ６０４；ＮＯ）、
再びＲＳ−２３２Ｃインターフェース端子にパルス信号
の入力があるか否かの判定（ステップ６０１）に移行す
る。一方、１５秒経過したとパーソナルコンピュータ７
１が判定したときには（ステップ６０４；ＹＥＳ）、前
記カンウト値を基に単位時間当たりの脈拍数を算出す
る。例えば、１５秒間のカウント値を基に算出する場合
には、当該カウント値を４倍する。このようにして得ら
れた脈拍数のデータにそのときの時間データを付してバ
ッファに一時格納する（ステップ６０１）。

【００３６】ついで、パーソナルコンピュータ７１はバ
ッファ内のデータ量を判定する（ステップ６０６）。バ
ッファ内のデータ量が所定の値より小さいときには（ス
テップ６０６；ＮＯ）、再びステップ６０１に戻る。一
方、バッファ内のデータ量が所定の値を超えたとパーソ
ナルコンピュータ７１が判定したときには（ステップ６
０６；ＹＥＳ）、当該バッファ内のデータを記憶装置の
所定のエリアに格納し（ステップ６０７）、再びステッ
プ６０１に戻る。

【００３７】この実施の形態によれば、上述したように
動作するため、コンピュータ作業をしている作業者の脈
拍数データを連続的に得ることができる。この脈拍数デ
ータを基に、コンピュータ作業者の疲労度の状態を把握
するたとができ、また、必要な休憩等を数値化すること
ができる。したがって、この実施例によれば、作業者の
健康の管理、作業環境の適性化を行うことができる。

【００３８】次に、図７のフローチャートを参照して、
データ処理装置７で処理される表示処理について説明す
る。データ処理装置７を操作するオペレータの脈拍のデ
ータを得たいときには、例えばキーボード７５の所定の
キーを所定の押下方法で押下する。すると、パーソナル
コンピュータ７１では、所定のキーが所定の押下方法で
押下されたことを検出する（ステップ７０１）。する
と、パーソナルコンピュータ７１では、表示の形式（例
えば時間に対して脈拍数を表に表示するのか、時間を横
軸に脈拍を縦軸にグラフ表示するのかを等）、表示デー
タの範囲（例えば現在から数分前、あるいは１時間前
等）を指定する旨のガイダンス画面をディスプレイ７２
に表示させる（ステップ７０２）。

【００３９】次に、脈拍データを得たい者は、ディスプ
レイ７２に表示されたガイダンス画面を見ながら、必要
な情報を例えばキーボード７５から入力する（ステップ
７０３）。これにより、パーソナルコンピュータ７１
は、入力された情報に基づいて記憶装置やバッファに格
納されている脈拍数のデータを読出し、指定されて表示
形式でディスプレイ７２に表示する（ステップ７０
４）。また、表示画面のハードコピーが必要な場合に
は、プリンタ７３に出力する指令を入力することによ
り、プリンタ７３からハードコピーを得ることができ
る。

【００４０】そして、処理を続けるのであればキーボー
ド７５の所定のキーを押下することにより（ステップ７
０５；ＹＥＳ）、ステップ７０２のガイダンス画面の処
理に移行する。また、処理を終了するのであればキーボ
ード７５の所定の他のキーを押下することにより（ステ
ップ７０５；ＮＯ）、処理を終了する。

【００４１】このように必要な脈拍数のデータをディス
プレイ７２上に表示させて確認することができる。な
お、上記動作例では、脈拍数のデータを単独で表示した
が、ウインドウズの機能を利用して、アプリケーション
ソフト実行中の画面に脈拍数のデータの画面を重ねて表
示させることもできる。このようにコンピュータ作業者
の脈拍数データを連続的に得ることができ、その脈拍数
データを例えばグラフ等にして表示すれば、当該作業者
の疲労の状態を作業時間との関係で得ることができる。
したがって、この実施例によれば、作業者の健康の管
理、作業環境の適性化を行うことができる。

【００４２】次に、図８のフローチャートを参照して、
第１の異常判定処理を説明する。この第１の異常判定処
理は、データ処理装置７で処理される。まず、データ処
理装置７の電源を投入した後に、脈拍異常（例えば瀕
脈）を判定するための基準値を設定しておく。

【００４３】次に、一定期間毎に図８のフローチャート
をデータ処理装置７のパーソナルコンピュータ７１は実
行する。パーソナルコンピュータ７１は、まず、バッフ
ァに格納されている現在の脈拍数のデータを取り込み
（ステップ８０１）。次に、パーソナルコンピュータ７
１は、取り込んだ脈拍数のデータとあらかじめ設定され
た基準値とを比較する（ステップ８０２）。その比較し
た結果、脈拍数のデータが基準値に対してどうなってい
るか、例えば瀕脈の場合の上基準（上限値）より小さく
逆に徐脈の場合は下の基準値（下限値）より大きいとき
（ステップ８０３；ＮＯ）、この処理を抜けてゆく。

【００４４】一方、脈拍数のデータが基準値より大きい
ときには（ステップ８０３；ＹＥＳ）、その脈拍データ
をバッファに格納する（ステップ８０４）。そして、パ
ーソナルコンピュータ７１は、バッファに格納された脈
拍データの時間を基に、一定時間連続して脈拍数が高い
か否かを判定する（ステップ８０５）。脈拍数が一定時
間以上続いていたのではないときには（ステップ８０
５；ＮＯ）、パーソナルコンピュータ７１はこの処理を
抜ける。

【００４５】また、脈拍数が一定以上続いたときには
（ステップ８０５；ＹＥＳ）、パーソナルコンピュータ
７１は、オペレータに休息が必要だと判断し、「休息す
る必要がある」旨の表示をディスプレイ７２にする（ス
テップ８０６）。あるいは、音響等によって休息の必要
があることを報知する。これにより、データ処理装置７
を操作するオペレータの健康管理を行うことができる。
なお、上記説明では、脈拍数が所定の基準値を超えたか
否かで異常を判定しているが、異常に限らず脈拍が特定
の状態になったときに、休息を要すると報知できるよう
にしてもよい。

【００４６】次に、図９のフローチャートを用いて、第
２のデータ収集動作について説明する。この第２のデー
タ収集動作もデータ処理装置７において処理される。パ
ーソナルコンピュータ７１では、ＲＳ−２３２Ｃインタ
ーフェース端子にパルス入力があるか判定している（ス
テップ９０１）。ここで、パーソナルコンピュータ７１
が、ＲＳ−２３２Ｃインターフェース端子にパルス入力
があると判定したときに（ステップ９０１；ＹＥＳ）、
タイマー７１１からタイマー値Ｔｉを読み込みその値Ｔ
ｉを一時記憶エリア７１２に一時記憶させておく（ステ
ップ６０２）。

【００４７】なお、パーソナルコンピュータ７１は、Ｒ
Ｓ−２３２Ｃインターフェース端子にパルス信号の入力
がないときには（図９のステップ９０１；ＮＯ）、タイ
マー７１１からのタイマー値の読み込みは行わず、パル
ス入力待ちとなる。次に、現在読み込んだタイマーの値
Ｔｉと、一つ前のパルスのときのタイマー値Ｔｉ-1との
差演算を実行する（Ｓ９０３）。このようにした求めた
演算結果ΔＴｉの逆数を取り、これに６０をかける演算
をすることにより、単位時間当たりの脈拍数に換算して
バッファに格納する（Ｓ９０４）。なお、バッファは例
えば１００個のデータを得たいときには、この値で満杯
になるように設定する。

【００４８】そして、バッファが満杯でないときには
（Ｓ９０５；ＮＯ）、スタートに戻る。また、バッファ
が満杯のときには（Ｓ９０５；ＹＥＳ）、そのバッファ
のデータを記憶処理する。このような方法によっても脈
拍数を収集することができる。次に、図１０に示すフロ
ーチャートを用いて、第２の異常判定処理を説明する。
この第２の異常判定処理はデータ処理装置７で処理され
る。また、第２の異常判定処理では図９で収集した脈拍
数のデータを使用する。

【００４９】図１０において、コンピュータ７１は記憶
装置から一定数の脈拍データ、例えば７５個（１分間程
度）を取り込む（Ｓ９５１）。次に、コンピュータ７１
は前記脈拍データ値の大きさの代表値と、そのバラツキ
の尺度の計算を実行する（Ｓ９５２）。そして、コンピ
ュータ７１は基準値とバラツキとを比較する（Ｓ９５
２）。このバラツキが基準値より小さいとコンピュータ
７１が判定したときには（Ｓ９５３；ＹＥＳ）、大きさ
の代表値が基準値より大きいか否かを判定する（Ｓ９５
４）。ここで、大きさの代表値が基準値より大きいとき
には（Ｓ９５４；ＹＥＳ）、「＋３点」を与えて（Ｓ９
５５）、その値を逐次加算する（Ｓ９５６）。そして、
その加算結果値が所定の基準値（例えば１００）に達し
たか否かを判定する（Ｓ９５７）。加算結果が所定の基
準値に達していないときには（Ｓ９５７；ＮＯ）、再
び、ステップ９５１に戻る。

【００５０】一方、コンピュータ７１が大きさの代表値
が基準値より小さいと判定したときには（Ｓ９５４；Ｎ
Ｏ）、「＋２点」を与えて（Ｓ９５８）、その値を逐次
加算する（Ｓ９５６）。そして、その加算結果値が所定
の基準値（例えば１００）に達したか否かを判定する
（Ｓ９５７）。加算結果が所定の基準値に達していない
ときには（Ｓ９５７；ＮＯ）、再び、ステップ９５１に
戻る。

【００５１】また、このバラツキが基準値より大きいと
コンピュータ７１が判定したときには（Ｓ９５３；Ｎ
Ｏ）、大きさの代表値が基準値より大きいか否かを判定
する（Ｓ９５９）。ここで、大きさの代表値が基準値よ
り大きいときには（Ｓ９５９；ＹＥＳ）、「＋１点」を
与えて（Ｓ９６０）、その値を逐次加算する（Ｓ９５
６）。そして、その加算結果値が所定の基準値（例えば
１００）に達したか否かを判定する（Ｓ９５７）。加算
結果が所定の基準値に達していないときには（Ｓ９５
７；ＮＯ）、再び、ステップ９５１に戻る。

【００５２】一方、コンピュータ７１が大きさの代表値
が基準値より小さいと判定したときには（Ｓ９５９；Ｎ
Ｏ）、「０点」を与えて（Ｓ９６１）、その値を逐次加
算する（Ｓ９５６）。そして、その加算結果値が所定の
基準値（例えば１００）に達したか否かを判定する（Ｓ
９５７）。加算結果が所定の基準値に達していないとき
には（Ｓ９５７；ＮＯ）、再び、ステップ９５１に戻
る。また、加算値の合計が所定の基準値を超えていると
コンピュータ７１が判定したときには（Ｓ９５７；ＹＥ
Ｓ）、コンピュータ７１は休息を促すコメントを出力す
る（Ｓ９６２）。以上のように第２の異常判定処理は動
作する。

【００５３】以上図９及び図１０のフローチャートによ
る処理を整理して説明すると、脈拍計５からのパルス信
号を基に、一定脈（一拍）毎に瞬間を脈拍数を求める。
そして、脈拍数データが一定数に達した毎に、それらの
脈拍数データ値の大きさの代表値を算出し、かつパラツ
キの代表値を求め、それぞれを基準値と比較することに
よって分別するとともに点数化する。これら点数を逐次
加算してゆき、その加算値の合計が所定の値以上のとき
に、休息を必要とする旨のガイダンスを出力するように
している。このような処理動作によっても、確実に作業
疲労度を測定できる。

【００５４】次に、図１１、図１２、図１３を用いてセ
ンサーの他の例を説明する。図１１はセンサーの他の例
の正面図、図１２はセンサーの他の例の裏面図、図１３
はセンサーを使用例を示す斜視図である。これらの図に
示すセンサー３ａは、光電センサー３１ａと、装着機構
３２ａとから構成されている。前記装着機構３２ａは、
布やプラスチックの帯体３２１と、その帯体３２１の一
端の表側（図１１参照）に長手方向に所定の幅で設けた
マジックテープ凸面３２２と、その帯体３２１の他端の
裏面（図１２参照）に長手方向に所定の幅で設けたマジ
ックテープ凹面３２３とからなる。

【００５５】この帯体３２１の中央の裏面（図１２参
照）には、光電センサー３１ａのユニットが取り付けら
れている。また、光電センサー３１ａの発光素子３３の
発光面及び受光素子３４の受光面は、図１１に示すよう
に、帯体３２１の中央開口面３２４に位置している。な
お、符号４はケーブルである。このようなセンサー３ａ
は、例えば指４１の根元において、帯体３２１の中央開
口面３２４が指４１の側に位置するように巻付け、マジ
ックテープ凸面３２２をマジックテープ凹面３２３に嵌
着することにより指４１に取り付ける。

【００５６】このようなセンサー３ａによれば、装着機
構３２ａが帯体３２１であり、かつマジックテープ凹凸
面３２２、３２３により固定されるため、指４１の太さ
を問わずに、センサー３ａを指４１に確実に固定でき
る。また、前記センサー３ａではマジックテープを利用
して指に固定していたが、ゴムを利用して指に固定して
もよいし、また、時計のパンドのように腕に固定しても
よい。

【００５７】なお、脈拍数のデータを取り入れたアプリ
ケーションソフト作成すれば、アプリケーションソフト
を実行中に、そのアプリケーションソフトを操作してい
るオペレータの状態に対応してアプリケーションソフト
を処理内容を変動させることができ、作業者の疲労に応
じて作業環境を変化させることがてきる。また、この作
業疲労度観測システムのデータ処理装置７は、キーボー
ド７５等の入力装置７４から入力がなくても、脈拍数が
算出されているときには、パーソナルコンピュータ７１
の前に人がいることなので、スクリーンセーバー画面へ
の移行を中止することもできる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、センサーからの検出信号を脈拍計で処理し
てデータ処理装置に与え、データ処理装置において脈拍
数データを得ることができるので、長期間連続しての脈
拍の計測ができ、データ処理装置を使用しているときの
脈拍数のデータを得ることができる。したがって、請求
項１記載の発明では、この脈拍数のデータを使用するこ
とにより、データ処理装置を使用しているときの、緊張
度や集中度の変化を検出でき、仕事の能率やゲームの成
績と自己の精神生理的な変化との関係を把握することが
できる。

【００５９】また、請求項１記載の発明では、前記脈拍
数データを使用し、必要な休憩等を数値化し、必要に応
じてコンピュータ作業中の作業者の疲労度等を表示し、
作業者の健康の管理、作業環境の適性化を行うことがで
きる。また、請求項２記載の発明によれば、人体の所定
の部位の脈拍をセンサーで検出し、脈拍計で信号処理し
てデータ処理装置に与えて単位時間当たりの脈拍数を算
出し、かつこの脈拍数が所定の基準値を超えたとき、あ
るいは脈拍数が特定の状態になったときに、表示あるい
は音響により報知できるようにしたので、作業環境に応
じた休息等を取るように指示することができ、作業者の
健康管理を可能とすることがてきる。

【００６０】請求項３記載の発明によれば、脈拍数のパ
ラツキの代表値と脈拍データの大きさの代表値とで、そ
の疲労内容を評価しているので、休息を必要とする状態
にあると判定が確実になる。

【００６１】請求項４記載の発明によれば、光電センサ
ーの発光素子からの光を人体の皮膚に照射し、その皮膚
からの反射光を光電センサーの受光素子で検出すること
により脈拍による皮膚の変動を電気信号に変換し、脈拍
計から光電センサーの発光素子に電力を供給し、かつ受
光素子からの電気信号から所定のデジタル信号に変換し
ているので、簡単に脈拍を電気信号として検出でき、し
かもこの電気信号をデータ処理装置用のデジタル信号に
変換できる。

【００６２】請求項５記載の発明によれば、演算装置に
より単位時間当たりの脈拍数を算出し、その脈拍数をデ
ィスプレイに表示し、あるいは保存し、演算装置を使用
中における脈拍数が所定の状態になったときに、報知す
ることができるため、データ処理装置を使用していると
きの、緊張度や集中度の変化を検出でき、仕事の能率や
ゲームの成績と自己の精神生理的な変化との関係を把握
することができ、かつ健康管理を確実に行うことができ
る。

【００６３】請求項６記載の発明によれば、演算装置で
現に処理しているアプリケーションソフトに当該脈拍数
のデータを与えて所定の処理を実行させることができる
ので、脈拍数に応じて例えばゲームの難易度を変化させ
たり、あるいは脈拍数の低下を計測することにより瞑想
状態の深度を変化を知ることができる。請求項７記載の
発明よれば、脈拍計が当該入出力端子に接続されるプラ
グのケース内に収納される大きさであるため、設置空間
が小さくて済む。

【００６４】請求項８記載の発明によれば、指の根元近
くにはめる指輪状であるため、作業をする上で邪魔にな
らずに脈拍を検出することができる。請求項９記載の発
明によれば、脈拍計をＲＳ−２３２Ｃインターフェース
端子に接続されるように構成し、かつＲＳ−２３２Ｃイ
ンターフェース端子のＥＲ端子をオンに、ＲＳ端子をオ
フに設定することよりＲＳ−２３２Ｃインターフェース
端子から電力の供給を受けることができるようにしたの
で、特別に電源を設ける必要がなく、脈拍計の部品点数
を少なくするとこができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作業疲労度観測システムの実施の形態
の全体構成を示すブロック図である。

【図２】同実施の形態で使用するセンサーの具体的構成
例を示す図である。

【図３】同実施の形態で使用するセンサーの具体的構成
例を示す斜視図である。

【図４】図３の断面図である。

【図５】同実施の形態で使用する脈拍計の具体的構成例
を示すブロック図である。

【図６】同実施の形態の第１の脈拍数データ収集動作を
説明するためのフローチャートである。

【図７】同実施の形態の脈拍数データ表示動作を説明す
るためのフローチャートである

【図８】同実施の形態における第１の脈拍数の異常を検
出する動作を説明するためのフローチャートである。

【図９】同実施の形態における第２の脈拍数データ収集
動作を説明するためのフローチャートである。

【図１０】同実施の形態における第２の脈拍数の異常を
検出する動作を説明するためのフローチャートである。

【図１１】同実施の形態におけるセンサーの他の例を示
す正面図である。

【図１２】同実施の形態におけるセンサーの他の例を示
す裏面図である。

【図１３】同実施の形態におけるセンサーの他の例を指
に巻き付けた状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１・・・作業疲労度観測システム ３、３ａ・・・センサー ５・・・脈拍計 ７・・・データ処理装置 ３１、３１ａ・・・光電センサー ３２、３２ａ・・・装着機構 ３３・・・発光素子 ３４・・・受光素子 ３５・・・装飾部 ３６・・・リング部 ３７・・・切欠き ３８・・・中空部 ５１・・・脈拍検出回路 ５２・・・レベルシフト回路 ５３・・・電源回路 ７１・・・パーソナルコンピュータ（演算装置） ７２・・・ディスプレイ ７３・・・プリンタ ７４・・・入力装置 ７５・・・キーボード ７６・・・マウス ７７・・・ゲーム用操作盤

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人体の所定の部位の脈拍による変動を電
   気信号に変換するセンサーと、 このセンサーからの検出信号を所定のデジタル信号に変
   換する脈拍計と、 この脈拍計からのデジタル信号を基に、脈拍間隔または
   単位時間当たりの脈拍数を算出して作業疲労度を計測す
   るデータ処理装置とを備えたことを特徴とする作業疲労
   度観測システム。
2. 【請求項２】 人体の所定の部位の脈拍による変動を電
   気信号に変換するセンサーと、 このセンサーからの検出信号を所定のデジタル信号に変
   換する脈拍計と、 この脈拍計からのデジタル信号を基に単位時間当たりの
   脈拍数を算出し、この単位時間あたりの脈拍数があらか
   じめ設定された基準値を一定時間以上に渡って超えたと
   きに作業疲労度が限界値に達したとして報知できるデー
   タ処理装置とを備えたことを特徴とする作業疲労度観測
   システム。
3. 【請求項３】 人体の所定の部位の脈拍による変動を電
   気信号に変換するセンサーと、 このセンサーからの検出信号を所定のデジタル信号に変
   換する脈拍計と、 この脈拍計からの信号を基に一定拍毎に瞬間の脈拍数を
   逐次求め、その脈拍数が一定数に達する毎に、それらの
   脈拍数データの大きさの代表値とパラツキの代表値を求
   め、それぞれを規準値と比較することにより分別して点
   数化し、この点数を逐次加算し、その加算結果が所定値
   以上であるときに作業疲労度が限界値に達したとして報
   知できるデータ処理装置とを備えたことを特徴とする作
   業疲労度観測システム。
4. 【請求項４】 上記センサーは、人体の所定の部位に光
   を照射する発光素子と、その反射光により前記部位の脈
   拍による変動を電気信号に変換する受光素子からなる光
   電サンサーであり、前記脈拍計は、前記光電サンサーの
   発光素子に電力を与えるとともに、前記受光素子からの
   電気信号から所定のデジタル信号に変換する脈拍検出回
   路と、この脈拍検出回路からの出力信号のレベルを上記
   データ処理装置の入力レベルの整合させるレベルシフト
   回路とからなることを特徴とする請求項１、２または３
   記載の作業疲労度観測システム。
5. 【請求項５】 上記データ処理装置は、前記脈拍計から
   のデジタル信号から単位時間当たりの脈拍数に算出して
   作業疲労度を計測保存し、かつ他のアプリケーションソ
   フトを実行できる演算装置と、この演算装置で処理した
   結果のうち表示すべきデータを表示するディスプレイ
   と、前記アプリケーションソフトに必要な情報を与える
   入力装置とから構成されたことを特徴とする請求項１、
   ２または３記載の作業疲労度観測システム。
6. 【請求項６】 上記演算装置は、単位時間当たりの脈拍
   数のデータを使用したアプリケーションソフトを処理で
   きることを特徴とする請求項５記載の作業疲労度観測シ
   ステム。
7. 【請求項７】 上記脈拍計は、上記データ処理装置の所
   定の入出力端子に接続可能であり、かつ当該入出力端子
   に接続されるプラグのケース内に収納されたものである
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載の作業疲労
   度観測システム。
8. 【請求項８】 上記センサーは、指の根元近くにはめる
   指輪状であることを特徴とする請求項１、２、３または
   ４記載の作業疲労度観測システム。
9. 【請求項９】 上記データ処理装置の所定の入出力端子
   はＲＳ−２３２Ｃインターフェース端子であり、かつ上
   記データ処理装置はＲＳ−２３２Ｃインターフェース端
   子のデータ端末レディ端子をオンに、送信要求端子をオ
   フに設定するものであることを特徴とする請求項７記載
   の作業疲労度観測システム。