JPS6371237A

JPS6371237A - 車上心拍計

Info

Publication number: JPS6371237A
Application number: JP61215169A
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１人の心拍に応じた電気信号を出
力する複数の光電式心拍センサをステアリングホイール
上に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り、
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
上心拍計を組立てろ場合、心拍検出センサは指先の大き
さ程度の小さなものであり、それをステアリングホイー
ルに置いて、そこからの信号線をステアリングホイール
の内部に埋め込まれた信号線と接続して（ハンダ付は等
により接続して）、組立てなければならない、したがっ
て。

この作業は心拍検出センサが小さいために困難なもので
ある。また、ここでステアリングホイールに装着した心
拍検出センサが傷、汚れなどで１個でも故障した場合、
その故障した心拍検出センサを取り換えなければならな
いが、この作業も心拍検出センサが小さいために容易な
ものではない。

このため、場合によってはそのステアリングホイール全
体、またはステアリングホイールの鉄心を覆っている心
拍検出センサを埋め込んでいる樹脂製のステアリングカ
バーごとを取換えなければならないことになるという問
題点があった。

したがって１本発明は、ステアリングホイール上に複数
の心拍検出センサを配設した車上心拍計において、心拍
検出センサの取り付は作業が容易であり、また、故障の
心拍検出センサの交換作業が容易に行なえる車上心拍計
を提供することを目的とする。

〔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１本発明においては、心拍検
出センサを配置する車上心拍計において：信号を導出す
るプラグ端子を有する心拍検出用光学センサ；前記心拍
検出用光学センサの背面に固着されたセンサ固定用磁石
；および、ステアリングホイールもしくはそれを支持す
る部材にあって。

前記センサ固定用磁石を吸引する部材、前記心拍検出用
光学センサのプラグ端子が結合するコネクタ、および前
記コネクタに電気的に接続され該コネクタからの信号を
信号処理系に導出する信号線；を備える。

ここで、心拍検出用光学センサは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、これ
らの受光素子および発光素子からの信号を導出するプラ
グ端子を有する反射型光学センサである。

（作用）これによれば、心拍検出用光学センサとしての反射型光
学センサは、その内部素子の発光素子および受光素子か
らの信号線が導出されるプラグ端子を有し、この心拍検
出用光学センサの背面には。

この心拍検出用光学センサをステアリングホイールに固
定するためのセンサ固定用磁石が接着剤などで固着され
て一つのユニットを形成し、心拍検出センサを構成する
。また、ステアリングホイールには、その心拍検出セン
サのユニットに固着されたセンサ固定用磁石に対応して
、そのセンサ固定用磁石を吸引する部材が備えられてお
り、さらに、心拍検出用光学センサからの信号を導出す
るプラグ端子に接続されろコネクタおよび、該コネクタ
に電気的に接続されて信号を信号処理系に導出する信号
線がその内部に備えられている。このセンサ固定用磁石
を吸引する部材は、具体的には鉄製のプレートまた磁石
であり、磁力により該ユニットがステアリングホイール
に固定される。

したがって、ステアリングホイールにおいてはその内部
に、信号処理系に信号が導出される信号線に電気的に接
続されたコネクタと磁石固定用プレートとが設けられ、
心拍検出センサにおいては、その主体となる心拍検出用
光学センサにプラグ端子とセンサ固定用磁石とを一体化
して設けて心拍検出センサをユニット化しておくことに
より、ステアリングホイール番と取り付けられる個々の
心拍検出センサの着脱性が容易となる。すなわち、心拍
検出センサをステアリングホイールに装着し固定する場
合は、心拍検出センサに設けであるプラグ端子をステア
リングホイール内に設けたコネクタに差し込み、心拍検
出センサの背面に接着して固着しである磁石を、ステア
リングホイールに埋め込んで固定しである磁石またはプ
レート等に磁力により固定し保持する。また、心拍検出
センサをステアリングホイールから装脱し分離する場合
には、上述とは逆の操作を行なう。すなわち、磁石によ
る固定部分を分離して、コネクタ部をはずすことにより
心拍検出センサの装着を解除し脱着する。これにより、
心拍検出用光学センサが傷。

汚れなどにより故障した場合、故障した心拍検出用光学
センサを有する心拍検出センサは、その交換がＮ易に行
なえることとなる。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１ｒｐＪ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ＳＥＩ〜５Ｅ
１４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ＬＥ１．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に設けられろ心拍検
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〜５ＥＩＯは
、心拍検出用光学センサ、心拍検出用光学センサの背面
に固着された磁石、および心拍検出用光学センサから導
出されろ信号線のプラグ端子がユニットとしてを１つに
まとめられて構成されている。

第３ａ〜３８図を参照すると、ユニットとして１つにま
とめられている心拍検出センサが詳細に示さ九ている。

心拍検出センサ３は、第３ａ図にその平面図が、第３ｂ
図に側面図が、第３ｃ図に背面図が、第３ｄ図に正面図
が、それぞれ示されている。第３ｅ図には心拍検出セン
サ３の要部を構成する心拍検出用光学センサ２ｏの電気
回路構成の′Ｉ電気回路図が示されている。図示される
ように、この心拍検出センサ３の心拍検出用光学センサ
部分２０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
配置した構成となっており、これらが１つの光透過面を
形成したケーシングの内部に収められている。心拍検出
用光学センサ２０の背面には、この心拍検出センサ３を
ステアリングホイール１に配設して固定するためのセン
サ固定用磁石５が接着剤により固着されている。また、
心拍検出用光学センサ２０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プラグ端子９ａ、９ｂ、９ｃと
して、心拍検出用光学センサ２０の回路基板７の一方端
を延長して構成される。

即ちプラグ端子９ａ、９ｂ、９ｃは心拍検出用光学セン
サ２０の回路基板上７上に信号端子を設けて構成される
。プラグ端子９ａ、９ｂ、９ｃの接続関係は、第３ｅ図
に示すように、赤外光発光ダイオードＬＥＤが端子９ｂ
、９ｃの間に、４つのフォトダイオードＰＴが並列接続
されて端子９ａ。

９ｂの間に電気的に接続されており、３本の信号線がこ
の端子９ａ、９ｂ、９ｃからの外部への信号接続用の端
子となっている。この信号接続用端子の３端子のうちの
端子９ｂは赤外光発光ダイオードＬＥＤおよびフォトダ
イオードＰＴの共通の電源供給端子となっている。この
ように心拍検出センサ３は、信号導出用のプラグ端子９
ａ、９ｂ。

９ｃを有する心拍検出用光学センサ２０に、その背面に
固定用磁石５が固着されて構成される。

ところで、この心拍検出センサ３がステアリングホイー
ル１に装着される様子は、第２ａ図、第２ｂ図および第
２ｃ図に、それぞれ示すステアリングホイールの部分拡
大平面図２部分縦断面図および部分横断面図に明確に示
されている。

第２ａ図は、ステアリングホイール１における１つの心
拍検出センサ３の装着部分を拡大して示したものである
。第２ｂ図は第２ａ図のＡ−Ａｆｉ断面図であり、第２
ｃ図は第２ａ図のＢ−Ｂ線断面図である。これらの図を
参照すると、ステアリングホイール１は、パイプ状の鉄
心１ｂとそれを覆うラバー材１ａでなっており、ラバー
材１ａの部分に、心拍検出用光学センサ２０の検出面を
外側に露出した状態で心拍検出センサ３が埋め込まれる
ようにして装着される。前述したように、この心拍検出
センサ３は、プラグ端子を有する心拍検出用光学センサ
２０にその背面にセンサ固定用磁石５を固着して構成さ
れており、ステアリングホイールｌに心拍検出センサ３
が装着されろ状態は、背面のセンサ固定用磁石５がステ
アリングホイールに埋め込まれた磁石８により固定され
て装着される。これらの心拍検出センサ３は、第１図に
示すように、ステアリングホイール１に所定間隔をおい
て配置され固定される。

ところで、ここでのステアリングホイール１には、その
ラバー材１ａの内に、心拍検出用光学センサ２０の背面
に設けたセンサ固定用磁石５に対応して、心拍検出セン
サ３を磁力により固定するための磁石またはプレート８
が埋め込まれて設けられていると共に、心拍検出センサ
３の心拍検出用光学センサ２０が有する信号導出用のプ
ラグ端子９ａ、９ｂ、９ｃに対応して、それと接続され
るコネクタ１０（端子１０ｂ等）が設けられており、コ
ネクタ１０はステアリングホイール１のラバー材１ａに
埋め込まれた信号線のワイヤ６ａ　、　６ｂ　、　６ｃ
に電気的に接続され、このワイヤ６ａ　、　６ｂ　、　
６ｃを通して、ステアリングホイール１の中央パッド内
に設けられた信号処理系の回路に接続されている。

この心拍検出センサ３をステアリングホイール１に取り
付ける作業は、心拍検出センサ３のプラグ端子９ａ、９
ｂ、９ｅの部分を、ステアリングホイール１のコネクタ
１０の部分に差し込み、心拍検出センサ３の背面に固着
して設けてあろセンサ固定用磁石５を、ステアリングホ
イール１のラバー材１ａの中に埋め込まれた磁石８に押
しつけるようにして固定する。これにより、センサ固定
用磁石５はステアリングホイール１側の磁石８との磁力
により堅固に固定される。

この心拍検出センサ３の一部を構成している心拍検出用
光学センサ２０が何らかの原因により、その表面に傷、
汚れ等がつき、心拍検出用光学センサ２０が使用不能に
なった場合、ステアリングホイール側の固定用磁石と心
拍検出用光学センサの１″！面のセンサ固定用磁石とを
分前して、プラグ端子をコネクタからはずすと、この心
拍検出センサ３はステアリングホイール１からに容易に
脱離でき、故障した心拍検出用光学センサ２０を持つ心
拍検出センサ３を容易にか交換できる構造となっている
。

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の中央パッド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ＳＥＩ〜５Ｅ
１４．数字表示器ＤＳＰ。

発光ダイオードＬＥＩ、ＬＥ２を備え、これらの図面に
示す電気回路の大部分は、パッド２内に収納さ九ている
。

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０８ＣＩ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。

発振器○ＳＣ１は、ＩＫＨｚのデユーティ５０％の矩形
波を出力する。つまり、各心拍検出センサＳＥ１〜５Ｅ
１４の発光ダイオードＬＥＤはＩＫＨｚの周期で点灯（
オン）と消灯（オフ）を繰り返す。また、０５ＣＩの出
力は、マイクロプロセッサＣＰＵ（第４ａ図）のボート
Ｐｌにも与えられる。

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ＡＳＬ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ΔＳ２は、それぞれ１４個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、ΔＳ２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ＣＰＵから与えられる通電制御信号ｏＳ２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ΔＳ１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ＩＮ
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ＯＵ
Ｔはアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄコンバータ）Ａ
ＤＣのアナログ入力端子に接続されており、Ａ／Ｄコン
バータノ＼ＤＣ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Ｌ　Ｅ　
ＤはＩ　Ｋ　Ｈｚ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１、　Ｋ　Ｈｚ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Ｄ　Ｅ　Ｍは、増幅器ＡＭＩ。

ローパスフィルタＬ　Ｐ　１　、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ＴＮＴに
は５００１−１　ｚの発振器○ＳＣ２が接続されている
。これによりマイクロプロセッサＣＰＵは２ｍ５ｅｃ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ＣＰＵに共通に接続されており、各
出力端子はデコーダＤＥＩ。

ＤＥ２およびＤＥ３に接続されている。各ラッチＬ、Ａ
Ｉ−ＬＡ３はマイクロプロセッサＣＰＵからのラッチ信
号により制御される。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〜ＤＥ３の７セ
グメント信号は、それぞれ表示器ＤＳＰの各桁のカソー
ド端子に与えられる０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ｌ輌に偉
わるアクセサリモードスイッチ）がオンとなると、入出
力ポート、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峠は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、心拍信号を抽出することができ
ろものを探索し、七れらを指定する通電制御信号ＯＳＩ
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コンバータＡＤＣには、ア
ナログスイッチＡＳ２の出力が入力する。次に、Ｃレジ
スタに１をセットした後、ポートＰ１人力（発振器０８
ＣＩの出力）を監視して、センサ３の発光ダイオードＬ
ＥＤ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Ｏ３２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ＳＥＩ〜５Ｅ１４に対応）の選
択を指示する。該センサ５Ｅ（（１）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、ボート２１人力（
発振器ｏＳＣ１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Ｏ３２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５
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５Ｅ（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ＴＩ２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ＴＨ２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（ｔ）〜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ｆＩＩ信号Ｏ
８ｌ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Ｉ　Ｎ　１人力の選択
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、発振５０３Ｃ２による外部割込要求１；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１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ＩＮＩ入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Ｄ　Ｅ
　Ｍ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ろ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ろ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１すると、Ｔ
レジスタの値を吟味する。１゛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１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　
Ｈ）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レジスタの値が所定値ＣＮ　Ｈ以下であれば
、ピーク検出待ちループを構成するが、　ＣＮ　Ｈ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〜ＳＥ　１４）から指、掌等が離れた場合な
どでは、ＣＮレジスタの値がＣＮＩＩ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）ｕ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。

Ｎレジスタの値がＬになると、メモリＭＡ　（１）〜Ｍ
Ａ　（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〜Ｔ、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）”　／Ｌの総和を演算する６
分散は、データのバラツキを示す値であり、この値が大
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Ｔ　Ｈ１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。

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〜５Ｅ１４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。　　゛〔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
に配置される複数個の心拍検出センサの各々には、信号
線接続用のプラグ端子、およびその背面に固着したセン
サ固定泪磁石が設けら、Ｉｔており、一方、ステアリン
グホイール側にはこれに対応して、コネクタ、そのセン
サ固定用磁石を吸引する部材が埋め込まれて固定されて
いるので、ステアリングホイールに配設される心拍検出
センサの着脱の作業が容易となり、故障した心拍検出セ
ンサの交換が簡易に行なうことができろ。

【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図はステアリングホイールにおける１つの心拍検
出センサの装着部分を拡大して示す部分拡大図、第２ｂ
図は第２ａ図のＡ−Ａ線描断面図、第２ｃ図は第２ａ図
のｒ３−Ｉ３線縦断面図である。第３ａ図は第１図のステアリングホイールに搭載した１
つの心拍検出センサの平面図、第３ｂ図は心拍検出セン
サの側面図、第３ｃ図は心拍検出センサの背面図、第３
ｄ図は心拍検出センサの正面図、第３ｅ図は心拍検出セ
ンサの電気回路図である。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。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５：センサ固定用磁石６ａ、６ｂ、６ｃ　：ワイヤ７：回路基板８：磁石９ａ、９ｂ、９ｃ　ニブラグ端子１０：コネクタ１０ｂ＝コネクタ端子２０：心拍検出光学センサ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　、０５Ｃ２：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Ｂｆｌ、
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第３ａ母第３ｄ父第３ｂ図　　　　第３ｃ興第３ｅゾ壓５ｂワ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）心拍検出センサを配置する車上心拍計において：信号を導出するプラグ端子を有する心拍検出用光学センサ；前記心拍検出用光学センサの背面に固着されたセンサ固定用磁石；およびステアリングホイールもしくはそれを支持する部材にあって、前記センサ固定用磁石を吸引する部
材、前記心拍検出用光学センサのプラグ端子が結合する
コネクタ、および前記コネクタに電気的に接続され該コ
ネクタからの信号を信号処理系に導出する信号線；を備えることを特徴とする車上心拍計。
（２）心拍検出用光学センサは、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、これ
らの受光素子および発光素子からの信号を導出するプラ
グ端子を有する反射型光学センサである、前記特許求の
範囲第（１）項に記載の車上心拍計。