JPS6371236A

JPS6371236A - 車上心拍計

Info

Publication number: JPS6371236A
Application number: JP61215168A
Authority: JP
Inventors: 健池山
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Shinsangyo Kaihatsu KK
Current assignee: Shinsangyo Kaihatsu KK; Aisin Corp
Priority date: 1986-09-12
Filing date: 1986-09-12
Publication date: 1988-03-31

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、車上においてドライバ等の心拍を測定する車
上心拍計に関し、特に、ステアリングポイール上に、人
の心拍に応じた電気信号を出力する光電式心拍センサを
備える車上心拍計に関する。

（従来の技術）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。

たとえば、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仮に車輌
に持ち込んだとしても、心拍の測定は車輌を停止させた
状態で行なわざるを得ない。

すなわち、この種の一般の光学式心拍計では、発光ダイ
オードとフォトダイオード等を基板上に突出させて反射
型フォトセンサを構成し、このセンサを人の指の腹の部
分に当て、更に外来光の影響をなくすために、センサと
指を黒色のスポンジ等で覆うようになっているため、こ
れを指に装着した状態ではドライバは運転ができない。

しかも、この種のセンサを用いたものでは、測定中に指
を動かすとセンサの指との位置がずれて測定ができなく
なるため被測定者は安静を要求される。

そこで、本出願人はステアリングホイールに心拍検出セ
ンサを備えることにより、車輌の運転をしながらでも心
拍を測定できるようにした車上心拍計を提案した（特願
昭５７−１３２８４７号）。

ステアリングホイールに心拍センサを備えていれば、運
転中であっても心拍検出は行ないうる。

しかしながらこれにおいて、心拍測定を行なうには、ス
テアリングホイール上のセンサ部分に指先を押し付けて
その状態を維持しなければ心拍信号を得ることができな
いため、運転中の測定には違和感があり、普通に運転を
行なおうとすると指先がセンサから浮いて測定が中断す
る。

ところで、車輌の運転中には、進向方向を変える場合等
にステアリングホイールとその手の握り位置を変えたい
ことがある。さらに各々のドライバによってステアリン
グホイールを握る位置はまちまちである。このため、実
際に運転しながらの心拍測定を可能にするには、ドライ
バがステアリングホイールのどの位置を握っても心拍信
号を検出できるように、ステアリングホイールの握り部
分に沿って、多数の心拍センサを設ける必要がある。し
たがって、車上心拍計としては、互いに所定の間隔をお
いて多数の心拍検出センサをステアリングホイール上に
配置する。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、このような互いに所定の間隔をおいて多数の
心拍検出センサをステアリングホイール上に配置して車
上心拍計を構成する場合、ドライバがステアリングホイ
ールのどの位置を握っても心拍信号を検出できるように
、ステアリングホイールの握り部分に沿って、心拍検出
センサを配設するが、ステアリングホイールは自動車の
運転中においては、＠繁に握り位置が変えられろもので
あり、１つの位置で強く握った状態は持続されなり）。

また、従来における心拍検出用光学センサは。

その検出面がフラットになっているため、ステアリング
ホイールに装着した場合、心拍検出用光学センサの検出
面とステアリングホイール表面との間にギャップができ
、ドライバがステアリングホイールを自然に握る状態に
おいては、心拍検出センサと掌との密着性が悪い。この
ため、正常な状態で心拍測定ができない場合がありうる
。さらに、ステアリングホイールの握り部分に沿って心
拍検出センサが配設された状態におけるステアリングホ
イールは、その手の握り感覚が悪いと正常な運転にも支
障が生ずる場合があり得る。

したがって、本発明の目的は、ステアリングホイール上
に心拍検出センサを配設した車上心拍計において、心拍
検出センサとドライバの掌との密着性をよくすることで
あり、心拍検出センサとドライバの掌との密着性をよく
して安定して心拍測定を行なえろ車上心拍計を提供する
ことである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するために本発明においては、ステアリ
ングホイールもしくはそれを支持する部材に心拍検出用
光学センサを装着する車上心拍計において、前記心拍用
光学センサは、光透過性の凸曲面を有するケーシング、
および該ケーシングの内部で前記凸曲面に光軸を向けて
配置され１発光素子と受光素子の両者を有しそれらの少
なくとも一方を複数備える、反射型光検出センサとする
。

ここで、この反射型光検出センサのケーシングの光透過
性の凸曲面は、例えば、その形状が凸レンズ形状であり
、また、その形状がシリンドリカルレンズ形状である。

（作用）これによれば、ステアリングホイールもしくはそれを支
持する部材に装着される心拍検出用光学センサは、光透
過性の凸曲面を有するケーシングおよび該ケーシングの
内部で前記光透過性の凸曲面に光軸を向けて配置され１
発光素子と受光素子の両者を有しそれらの少なくとも一
方を複数備える反射型光検出センサとするので、ドライ
バがステアリングホイールを自然な状態で握っていても
。

心拍検出用光学センサの検出面である光透過性の凸曲面
が、ドライバの掌に押しつけられる状態になり、心拍検
出用光学センサと掌とのその密着性がよく、心拍検出光
学用センサからは安定した心拍測定（５号を得ることが
できる。

また、ここでの心拍検出用光学センサは、ケーシング内
部で光透過性の凸曲面の光軸を向けて配置され５発光素
子と受光素子の両者を有しそれらの少なくとも一方を複
数備える反射型光検出センサとしているので、指先のよ
うに比較的浅い位置に血管が集中しておらず、比較的ス
テアリングホイールから浮き易い掌の部分においても、
例えば。

複数の受光素子により掌の部分からも十分に心拍検出信
号が得られる。また、この心拍検出光学用センサがステ
アリングホイールに装着されろ状態は、その検出面の凸
曲面がステアリングホイールの表面から突出した状態で
装着されるので、ドライバがステアリングホイールを自
然な状態で握った状態でも、突出した状態で装着された
心拍検出用光学のセンサの凸曲面と掌の部分および指先
部分との密着性がよく、心拍検出光学用センサは、ドラ
イバが運転中でも自然な状態で、指先部分および掌部分
から心拍検出信号を得ろことができるようになる。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図に、本発明の一実施例の車上心拍計を搭載したス
テアリングホイール１を示す。第１図を参照すると、こ
の例ではステアリングホイール１の円周上に、互いに間
隔をおいて、１４個の心拍検出センサ５ＥＩ−ＳＥ１４
が配置しである。ステアリングホイール１の中央部のパ
ッド２には、心拍数表示用の数字表示器ＤＳＰ、心拍タ
イミング表示用の発光ダイオードＬＥＩ、測定異常表示
用の発光ダイオードＬＥ２等が備わっている。

次に、このステアリングホイール１に設けられる心拍検
出センサＳＥＩ〜５Ｅ１４の構成を説明する。これらの
心拍検出センサＳＥＩ〜５Ｅ１４は、各々が全て同一の
構成であり、この各心拍検出センサＳＥＩ〜５Ｅ１４は
、１つの面に光透過面が形成されたケーシングおよび該
ケーシングの内部で前記光透過面に光軸を向けて配置さ
れ、発光素子と受光素子の両者を有しそれらの少なくと
も一方を複数備えろ反射型光検出センサである心拍検出
用光学センサにより構成される。例えば、これは発光素
子の周囲にそれを囲むように複数の受光素子を配置し、
発光素子と受光素子との光軸を実質上同一の方向に向け
るようにして構成した反射型光検出センサである。そし
て、さらに、このステアリングホイールに装着する心拍
検出光学用センサの検出両件、゛すなわち、反射型光検
出センサのケーシングの光透過面は、凸曲面となってい
る。

第２ａ〜２ａｌ１４を参照すると、１つの心拍検出用光
学センサ３が詳細に示されている。第２ａ図にその平面
図が、第２ｂ図に第２ａ図のｎｂ−ｎｂ線断面図が、第
２Ｃ図に第２ａ図のｎｃ−Ｕｃ線断面図が、それぞれ示
されている。また、第３図はこの心拍検出用光学センサ
３がステアリングホイールに装着されている様子を示す
ステアリングホイールの部分斜視図である。図示される
ように。

心拍検出センサＳＥＩ〜５Ｅ１４の心拍検出用光学セン
サ部分３は、中央部に１つの赤外光発光ダイオードＬＥ
Ｄを配し、その周囲に４つのフォトトランジスタＰＴを
配置した反射型光学センサの構成となっており、これら
発光ダイオードＬＥＤおよびフォトトランジスタＰＴが
１つの光透過面を形成した上部ケーシング４および下部
ケーシング９の内部に収められている。ここで、上部ケ
ーシング４はその表面が球面の一部となっている凸レン
ズ状のカバーとなっており、心拍検出用光学センサ３の
光透過面となっている。また、この心拍検出用光学セン
サ３部分に設けられている赤外光発光ダイオードＬＥＤ
および４つのフォトトランジスタＰＴから導出される信
号線が端子５，６゜８として、心拍検出用光学センサ３
から導出されている。すなわち、この心拍検出用光学セ
ンサ３部分においては、赤外光発光ダイオードＬＥＤが
端子５，６の間に、４つのフォトトンジスタＰＴが並列
接続で端子６，８の間に、下部ケーシング９の内部に埋
め込まれているリードフレーム５ａ。

６ａ、８ａを介してそれぞれ端子５，６．８に電気的に
接続されている。例えば、端子６は赤外光発光ダイオー
ドＬＥＤおよびフォトトランジスタＰＴの共通の電源供
給端子となっている（第４Ｃ図参照）。

ところで、この心拍検出用光学センサ３がステアリング
ホイール１に、心拍検出センサＳＥＩ〜５Ｅ１４として
装着される様子は、第３図のステアリングホイールの部
分斜視図に示されているように、心拍検出用光学センサ
３の検出表面の凸曲面の１部がステアリングホイール１
の表面から突出して埋め込まれている。すなわち、第３
図を参照すると、ステアリングホイール１は、鉄心１ｂ
とそれを覆う樹脂材１ａでなっており、各心拍検出用光
学センサ３はその発光面および受光面の検出面を外側に
露出した状態で各心拍検出用光学センサ３が埋め込まれ
ろようにして装着されろ。各心拍検出用光学センサ３の
端子５，６．８からの配線１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、
樹脂材１ｂの中に埋め込まれており、この配線１０　ａ
　ｙ　　１０　ｂ　＋１０ｃは樹脂材１ｂの中を通って
、ステアリングホイール１の中央部のパッドまで達して
いる。

この心拍検出用光学センサ３をステアリングホイール１
に、第１図に示すように心拍検出センサＳＥ１〜５Ｅ１
４として、所定間隔をおいて装着すると、この心拍検出
用光学センサ３の上部ケーシング４の凸曲面がステアリ
ングホイール１の表面から突出して、第３図に示すよう
な状態で装着され固定されることになる。これにより、
ドライバがステアリングホイール１を握った状態におい
ては、ドライバの掌が自然な状態で心拍検出センサと密
着しており、心拍検出センサは安定して心拍検出信号を
送出する。

第４ａ図および第４ｂ図に、第１図のステアリングホイ
ール１の中央バッド２に備わった車上心拍計の電気回路
を示す。この電気回路は、心拍検出センサＳＥ　１−３
Ｅ　１４．数字表示ｒｔＤＳＰ。

発光ダイオードＬＥＩ、ＬＥ２を備え、大部分がパッド
２内に収納されている。第４Ｃ図は心拍検出用光学セン
サ３の電気回路図である。

まず、第４ｂ図を参照すると、心拍検出センサＳＥＩ〜
５Ｅ１４の各端子６には、定電圧Ｖｃｃが与えられ、各
端子５は発振器０３（１：１の出力端子に共通に接続さ
れている。この実施例において、発振ｆｉＯ５ｃ１は、
ＩＫＨｚ（７）デユーティ５０％の矩形波を出力する。

つまり、各心拍検出センサＳＥＩ〜５Ｅ１４の発光ダイ
オードＬＥＤ＋よｌＫ１１ｙ、の周期で点灯（オン）と
消灯（オフ）を繰り返す。また、０８ＣＩの出力は、マ
イクロプロセッサＣＰＵ　（第４ａ図）のボートＰ１に
も与えられろ。

各心拍検出センサＳＥＩ〜５Ｅ１４の端子８は、それぞ
れ、アナログスイッチＡＳＩおよびＡｓ２の対応する入
力端子に接続されている。アナログスイッチＡＳＩおよ
びＡｓ２は、それぞ九１４　＋Ｔ、Ｗのアナログスイッ
チで構成されており、これらのアナログスイッチの出力
端子は各アナログスイッチＡＳＩ、ＡＳ２内で共通に接
続されている。そして、アナログスイッチＡＳＩは、マ
イクロプロセッサＣＰＵから与えられる通電制御信号○
Ｓ１により、また、アナログスイッチＡＳ２は、マイク
ロプロセッサＣＰ　Ｕから与えられる通電制御信号Ｏ８
２により、それぞれに制御される。

第４ａ図を参照すると、このアナログスイッチＡＳＩの
出力は、復調器ＤＥＭを介してアナログスイッチＡＳ３
の第１入力端ＩＮＩに与えられ、アナログスイッチＡＳ
２の出力は、アナログスイッチＡＳ３の第２入力端Ｉ　
Ｎ　２に与えられる。このアナログスイッチＡＳ３は２
つのアナログスイッチを内蔵しており、マイクロプロセ
ッサＣＰＵからの制御信号により出力端ＯＵＴから出力
する入力を選択する。アナログスイッチＡＳ３の出力端
ＯＵＴはアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄコンバータ
）ＡＤＣのアナログ入力端子に接続されてお１１、Δ／
ＤコンバータＡＤＣは、マイクロプロセッサＣＰＵと接
続されている。

例えば、心拍検出センサＳＥＩ〜５Ｅ１４のいずれかの
検出面に人の指が係合していると（第２ａ図の赤外光発
光ダイオードＬＥＤ、フォトトランジスタＰＤに対向し
ていると）、その部分（指）の光反射率は血液流量の脈
動、つまり心拍に応じて変動する。各センサのＬＥＤは
ＩＫＨｚの周期でオンオフするので、指と係合している
センサは、心拍信号により振幅変調されたＩＫＨｚの信
号を出力する。第４ａ図に示す復調器ＤＥＭは、その変
調された信号から、元の心拍信号を復調する回路である
。この復調器ＤＥＭは、増幅器Ａ　Ｍ　１　。

ローパスフィルタＬＰＩ、増幅器ＡＭ２．ローパスフィ
ルタＬＰ２．増幅器ＡＭ３等で構成されている。復調器
ＤＥＭの出力端子はアナログスイッチＡＳ３に接続され
ろと共に、ボルテージフォロワのバッファＢｆｌが接続
されている。したがって、バッファＢｆｌは、復調した
心拍信号に応じて発光ダイオードＬＥＩを点滅する。

マイクロプロセッサＣＰＵの外部割込要求端子■：ぐＴ
には５００　Ｈ７，の発振器○Ｓ　Ｃ２，が接続されて
いる。これによりマイクロプロセッサＣＰＵは２ｍ５ｅ
ｃ毎に外部割込処理を実行する。

マイクロプロセッサＣＰＵの他ポートには、バッファＢ
ｆ２およびラッチＬＡＩ、ＬＡ２．ＬＡ３が接続されて
いる。バッファＢｆ２は、マイクロプロセッサＣＰＵか
らの点灯指示信号を増幅して、異常表示用の発光ダイオ
ードＬＥ２を点灯付勢する。ラッチＬＡＩ、ＬＡ２およ
びＬＡ３の各データ入力端子はマイクロプロセッサＣＰ
Ｕに共通に接続されており、各出力端子はデコーダＤＥ
１．。

ＤＥ２およびＤＥ３に接続されている。各ラッチ１、、
　Ａ　１〜Ｉ、Ａ３はマイクロプロセッサＣＰＵからの
ラッチ信号により制御されろ。デコーダＤＥＩ〜ＤＥ３
はＢＣＤ信号を７セグメント信号に変換するデコーダお
よびドライバを内蔵している。各デコーダＤＥＩ〜ＤＥ
３の７セグメント信号は。

それぞれ表示ＷＤＳＰの各桁のカソード端子に与えられ
る。表示器ＤＳＰはアノードコモンであり。

定電圧Ｖｃｃが与えられている。

第５ａ図、第５ｂ図および第５ｃ図は、マイクロプロセ
ッサＣＰＵの動作概略を示すフローチャートである。以
下、これらの図面を参照してマイクロプロセッサＣＰＵ
の動作概略を説明する。

電源が投入されると、つまり、Ａｃｅスイッチ（車輌に
備わるアクセサリモードスイッチ）がオンとなると、入
出力ボート、内部メモリ等を初期化する。このとき、ア
ナログスイッチＡＳ３にはＩＮ２人力選択を指示する。

Ｎレジスタを１にセットすると、ＣＮレジスタを０にリ
セットしてセンサセレクト処理を実行する。

第５ｂ図を参照してセンサセレクト処理を説明する。セ
ンサセレクト処理は、概略で１４個の心拍検出センサＳ
ＥＩ〜５Ｅ１４のうち、心拍（ｉ号を抽出することがで
きろものを探索し、それらを指定する通電制御信号Ｏ３
ＩをアナログスイッチＡＳＩに与える。

まず、アナログスイッチＡＳ３にＩＮ２人力の選択を指
示する。これにより、Ａ／ＤコンパータＡＤＣには、ア
ナログスイッチＡＳ２の出力が入力する１次に、Ｃレジ
スタに１をセットした後。

ポー８２１人力（発振器０３Ｃ１の出力）を監視して、
センサ３の発光ダイオードＬＥＤのオンタイミングにな
ると、Ｃレジスタの値に対応している通電制御信号Ｏ８
２を出力し、アナログスイッチＡＳ２にＣレジスタの値
に対応するセンサ５Ｅ（Ｃ）（Ｃ＝１〜１４：つまりＳ
ＥＩ〜５Ｅ１４に対応）の選択を指示する。該センサＳ
Ｅ　（Ｃ）出力をＡ／Ｄ変換して読み取ると、その値を
Ｃレジスタの値に応じたメモリＭＢ　（Ｃ）に格納し、
Ｃレジスタを１インクリメントする（＋１）、以上の処
理ループを繰り返し、Ｃレジスタの値が１４になるとこ
のループを抜ける。

再びＣレジスタに１をセットした後、ポート２１人力（
発振器ｏｓｃｉの出力）を監視して、今度はＬＥＤのオ
フタイミングになると、Ｃレジスタの値対応の通電制御
信号０８２を出力し、アナログスイッチＡＳ２にＣレジ
スタの値に対応するセンサ５Ｅ（Ｃ）の選択を指示する
。該センサ５Ｅ（Ｃ）出力をＡ／Ｄ変換して読み取ると
、その値を、Ｃレジスタの値に応じたメモリＭＢ　（Ｃ
）にすでに格納している値［ＬＥＤオンとしたときのＳ
　Ｅ　（Ｃ）出力］から減じ、Ｄレジスタに格納する。

Ｃレジスタの値に応じた心拍センサ５Ｅ（Ｃ）に指、掌
等が触れていれば、ＬＥＤオンの、ときと。

ＬＥＤオフのときとでは出力信号のレベルに大きな差が
生じるが、心拍センサＳＥ　（Ｃ）になにも触れていな
ければ、ＬＥＤオンのときと、ＬＥＤオフのときとでは
出力信号のレベルにあまり差を生じない、したがって、
Ｄレジスタの値が所定値Ｔｌ（２を超えるときは、Ｃレ
ジスタの値に応じたメモリＭＣ（Ｃ）に５Ｅ（Ｃ）の選
択を示す１を格納し、Ｄレジスタの値が所定値Ｔ　Ｈ２
を以下のときは、Ｃレジスタの値に応じたメモリＭＣ（
Ｃ）にＳＥ　（Ｃ）の非選択を示す０を格納する。この
後、Ｃレジスタを１インクリメントする（＋１）。

以上の処理ループを繰り返し、Ｃレジスタの値が１４に
なるとこのループを抜ける。

これにより、メモリＭＣ（１）〜ＭＣ（１４）には、心
拍センサの番号に対応して選択（１）／非選択（０）が
セットされるので、これに基づいて通電制御信号Ｏ３１
を設定し、アナログスイッチＡＳＩに与える。

最後にアナログスイッチＡＳ３にＩＮ１入力の選択を指
示して、第５ａ図に示したメインルーチンにリターンす
る。

ここで１発振器０８Ｃ２による外部割込要求に応答して
、すなわち、２ｍ５ｅＣ周期で実行される外部割込処理
を第５ｃ図を参照して説明する。

この処理では、まず、周期データを測定するためのＴレ
ジスタを１インクリメント（＋１）する。

アナログスイッチＡＳＩにはセンサセレクト処理におい
て心拍信号が抽出可能な心拍センサの選択を指示し、ア
ナログスイッチＡＳ３にはＩ　Ｎ　１人力の選択を指示
しているので、Ａ／ＤコンバータＡＤＣには、復調器Ｏ
ＥＭにおいて復調されて、心拍信号が抽出可能な心拍検
出センサからの出力信号が入力されており、それらをＡ
／Ｄ変換して読み取る。ここで、前回までのレベルデー
タが増大状態にある時、今回得たレベルデータと１回前
の外部割込処理におけるレベルデータとを比較してピー
ク検出を行なう、つまり、この比較において、今回のレ
ベルデータの方が大きいときには増加を記憶し、増加を
記憶しているときに、今回得たレベルデータと１回前の
外部割込処理におけるレベルデータとが等しいか、また
は今回のレベルデータの方が小さいとき、ピーク値（つ
まり極大値）が存在したことになるので、その場合をピ
ーク検出と判定する。

ピークを検出しない場合には、直ちに処理を終了してメ
インルーチンにリターンするが、ピークを検出すると、
Ｔレジスタの値を吟味する。Ｔレジスタは、ピーク検出
からピーク検出までの割り込み処理の回数をカウントす
るが、この外部割込処理を２ｍ５ｅｃ周期で実行するの
で、その値は時間に対応している。したがって、ノイズ
の擾乱がある場合や、選択した心拍検出センサＳＥＩ〜
５Ｅ１４から指、掌等が離れた場合などではＴレジスタ
の値が所定範囲から外れてしまう。

Ｔレジスタの値が所定範囲（Ｔ　Ｌ　＜　Ｔ　＜　Ｔ　
、４）にあれば、Ｆルジスタにピーク検出ありを示す１
をセットし、ＲＯレジスタにＴレジスタの値を格納し、
Ｔレジスタをクリアして、メインルーチンにリターンす
る。

再び第５ａ図を参照する。Ｆルジスタに１がセットされ
ていないときは、ＣＮレジスタの値を１インクリメント
する。ＣＮレジスタの値カを所定値ＣＮＨ以下であれば
、ピーク検出待ちループを構成するが、ＣＮＨを超える
と、ＣＮレジスタをクリアして、もう一度センサセレク
ト処理を実行する。つまり、選択した心拍検出センサ（
ＳＥＩ〜５Ｅ１４）から指、掌等が離れた場合などでは
、ＣＮレジスタの値がＣＮ　Ｈを超えてもピークが検出
されないので、その場合は、再びセンサセレクト処理を
実行して適正な心拍センサを選択する。

外部割込処理でピークを検出し、Ｆルジスタに１をセッ
トすると、Ｆルジスタをリセットして、ＲＯレジスタの
値を、Ｎレジスタの値に応じたメモリＭＡ　（Ｎ）に格
納する。この後、Ｎレジスタの値を１インクリメント（
＋１）Ｌ、て、Ｎレジスタの値がＬになるまでループ処
理を繰り返す６Ｎレジスタの値がＬになると、メモリＭ
Ａ　（１）〜ＭＡ　（Ｌ）には、Ｌ個の心拍の周期を表
わすデータが格納されるので、これらの平均値を演算す
る。平均値は、ＭＡ　（Ｎ）／Ｌの総和を演算すれば良
い。つまり、Ｎレジスタの値を１〜Ｌまで逐次更新して
ＭＡ　（Ｎ）／ＬをＡレジスタに加算する。

次に、Ｌ個の心拍の周期を表わすデータの分散を演算す
る。これは、Ｎレジスタの値を１〜Ｌまで逐次更新して
、（ＭＡ　（Ｎ）　−Ａ）”　／ＬをＢレジスタに加算
して、（ＭＡ　（Ｎ）−Ａ）”　／１．の総和を演算す
る。分散は、データのバラツキを示す値であり、この値
あ１大きいときは、心拍が乱れていることになる。そこ
で、Ｂレジスタの値と。

所定値ＴＨＩとを比較して、ＴＨＩを超えるときには発
光ダイオードＬＥ２を点灯して異常を報知する。なお、
図示を省略したが、Ａレジスタの値に基づいて、表示器
ＤＳＰに心拍数を表示する９この実施例においては、ス
テアリングホイール１に心拍検出センサＳＥＩ〜５Ｅ１
４を配設しているが、例えば、パッド２上あるいはステ
アリングホイール１とパッド２を結合するスポーク部に
配設しても良い。

次に本発明の他の実施例を第６ａ図、第６ｂ図。

第６ｃ図および第７図を参照して説明する。上記実施例
では、ステアリングホイール上に所定間隔をおいて設け
る心拍検出センサＳＥＩ〜５Ｅ１４は、第２ａ図〜第２
ｂ図に示すような、心拍検出用光学センサとして反射型
光検出センサを用い、その反射型光検出センサのケーシ
ングの光透過性の凸曲面は、平面状の反射型光検出セン
サのケーシングに凸レンズ状のカバーを設けて形成する
ようにしているが、他の実施例では、この反射型光検出
センサとして、第６ａ図〜第６ｃ図に示すように、反射
型光検出センサ３０のケーシング２０自体を、その光透
過性の凸曲面がシリンドリカルレンズ状に形成されたも
のを用いろ。なお、この第６ａ図〜第６ｃ図および第７
図に示す他の実施例において、前に説明した第２ａ図〜
第２ｃ図および第３図と同じ内容のものは、同じ参照番
号を付しである。このように光透過性の凸曲面がシリン
ドリカルレンズ状に形成された反射型光学センサ３０を
用いると、この反射型光検出センサ３゜のケーシング２
０は、構造上、発光素子である発光ダイオードＬＥＤと
受光素子であるフォトトランジスタＰＴとを光学的に分
離している仕切壁が高くなるため、光のクロストークが
防げて、心拍検出感度が上がる効果もある。この光透過
性の凸曲面がシリンドリカルレンズ状に形成された反射
型光学センサ３０がステアリングホイール１に装着され
た様子の一例が、第７図に示されている。

この例では、反射型光学センサ３０のケーシング２０の
光透過面であるシリンドリカルレンズ状の凸曲面は、ス
テアリングホイール１の表面がら突出した状態で埋め込
まれている。このケーシング２０の光透過性の凸曲面に
より、反射型光センサ３０の信号検出面はドライバの掌
との密着性がよい。また、この反射型光学センサ３０の
光透過面のシリンドリカルレンズ状の凸曲面をステアリ
ングホイールの表面の曲面と同様なものに形成すれば、
ステアリングホイール１上で反射型光学センサ３０の突
出部はなくなり、ステアリングホイールに心拍検出セン
サは一体的なものとじてに装着できろことになる。

なお、第６ａ図〜第６ｃ図には、反射型光検出センサ３
０のケーシング２０自体を、その光透過性の凸曲面がシ
リンドリカルレンズ状に形成されたもの示したが、この
反射型光検出センサの光透過性の凸曲面をシリンドリカ
ルレンズ状に形成するについて、第２ａ図〜第２Ｃ図に
示すように、平面状の反射型光検出センサで、その平面
状の反射型光検出センサのケーシングにシリンドリカル
レンズ状のカバー（上部ケーシング）を設けて、反射型
光検出センサのケーシングの光透過性の凸曲面を形成す
るようにしてもよい。光透過性の凸曲面を形成するカバ
ーは、発光ダイオードＬＥＤの発光波長のみを通過させ
る材質から構成することにより、この反射型光検出セン
サのＳ／Ｎ比が向上する。

ところで、逆に、第２ａ図〜第２ｃ図に示したような反
射型光検出センサのケーシングの光透過性の凸曲面を凸
レンズ状に形成するものについても、第６ａ図〜第６ｃ
図に示すように、反射型光検出センサのケーシング自体
を、その光論過性の凸曲面が凸レンズ状の形状に形成さ
れているものを用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上のとおり本発明によれば、ステアリングホイール上
に装着される心拍検出用光学センサのケーシングの光透
過面を凸曲面とするので、ドライバの掌と心拍検出用光
学センサの密着性がよくなり、心拍検出センサから安定
して心拍検出信号が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、一実施例の車上心拍計を搭載したステアリン
グホイールを示す平面図である。第２ａ図は第１図のステアリングホイールに心拍検出セ
ンサとして搭載する１つの心拍検出用光学センサの平面
図、第２ｂ図は第２ａ図のｎｂ−ｍｂ線断面図、第２ｃ
図は第２ａ図のｌ１ｃ−１１ｃ線断面図である。第３図はステアリングホイールに第２ａ図の心拍検出用
光学センサを装着した部分を拡大して示す部分斜視図で
ある。第４ａ図および第４ｂ図は車上心拍計の電気回路図、第
４ｃ図は心拍検出用光学センサの電気回路図である。第５ａ図、第５ｂ図および第５ｃ図は、第４ａ図に示し
たマイクロコンピュータＣＰＵの概略動作を示すフロー
チャートである。第６ａ図は本発明の他の実施例の１つの心拍検出用光学
センサの平面図、第６ｂ図は第６ａ図の■ｂ−ｖｘｂ線
断面図、第６ｃ図は第６ａ図のＶｌｃ−Ｖｌ　ｃ　ｍ断
面図である。第７図はステアリングホイールに第６ａ図の心拍検出用
光学センサを装着した部分を拡大して示す部分斜視図で
ある。１ニステアリングホイール２：中央パッド３：心拍検出用光学センサ４：センサ上部ケーシング（カバー）５．６，８　：センサ信号導出端子５ａ、６ａ、８ａ　：リードフレーム９：センサ下部ケーシング１０ａ、１０ｂ、１０ｃ　：ワイヤ２０：ケーシング３０：心拍検出用光学センサＬＥＤ　：赤外光発光ダイオードＰＴ：フォトトランジスタＳＥＩ、ＳＥ２．・・、５Ｅ１４　：心拍検出センサ０
５ＣＩ、０３Ｃ２：発振器ＡＭＩ、ＡＭ２．ＡＭ３　：増幅器ＬＰＩ、ＬＰ２　：ローバスフィルタＡＳＩ、ＡＳ２．ＡＳ３　：アナログスイッチｎｆｌ、
Ｂｆ２　：バッファＤＥＩ、ＤＥ２．ＤＥ３　：デコーダＬＡＩ、ＬＡ２．ＬＡ３　：ラッチＡＤＣ：アナログ／デジタル変換器ＤＳＰ：数値表示器ＬＥＩ、ＬＥ２：発光ダイオードＤＥＭ　：復調回路ＣＰＵ：マイクロコンピュータ菓１　ゾ垢２ａ阿第２ＣＩ夙２ｂワ第３ワ第５ｂ羽第６ａ父躬６Ｃ図ＥＤ￥６ｂ反第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ステアリングホイールもしくはそれを支持する部
材に心拍検出用光学センサを装着する車上心拍計におい
て：前記心拍検出用光学センサは、光透過性の凸曲面を有するケーシング、および該ケーシングの内部
で前記凸曲面に光軸を向けて配置され、発光素子と受光
素子の両者を有しそれらの少なくとも一方を複数備える
、反射型光検出センサとしたことを特徴とする、車上心
拍計。
（２）前記反射型光検出センサのケーシングの光透過性
の凸曲面は、その形状が凸レンズ形状である、前記特許
求の範囲第（１）項に記載の車上心拍計。
（３）前記反射型光検出センサのケーシングの光透過性
の凸曲面は、その形状がシリンドリカルレンズ形状であ
る、前記特許求の範囲第（１）項に記載の車上心拍計。
（４）前記反射型光検出センサのケーシングの光透過性
の凸曲面は、反射型光検出センサのケーシングの一部を
なす凸レンズ状のカバーの外表面である、前記特許求の
範囲第（１）項に記載の車上心拍計。
（５）前記反射型光検出センサのケーシングの光透過性
の凸曲面は、反射型光検出センサのケーシングの一部を
なすシリンドリカルレンズ状のカバーの外表面である、
前記特許求の範囲第（１）項に記載の車上心拍計。
（６）カバーは、反射型光検出センサの発光素子の発光
波長のみを透過させる材質である、前記特許求の範囲第
（４）項または第（５）項に記載の車上心拍計。