JPS60116326A - Heart rate meter for vehicle - Google Patents
Heart rate meter for vehicleInfo
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- JPS60116326A JPS60116326A JP58225794A JP22579483A JPS60116326A JP S60116326 A JPS60116326 A JP S60116326A JP 58225794 A JP58225794 A JP 58225794A JP 22579483 A JP22579483 A JP 22579483A JP S60116326 A JPS60116326 A JP S60116326A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
[技術分野1
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、人の心拍に応じた電気信号を出力
するセンサをステアリングホイールに備える車上心拍計
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field 1] The present invention relates to an on-vehicle heart rate monitor that measures the heartbeat of a driver, etc. on a vehicle, and particularly relates to a vehicle equipped with a sensor on the steering wheel that outputs an electrical signal according to the human heartbeat. Regarding heart rate monitors.
[従来技術]
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。[Prior Art] When driving a vehicle, if the driver's health condition is not favorable, there is a high possibility that an accident will occur.
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
。For example, if you continue to drive for a long time without taking a break, fatigue accumulates, your health condition worsens, and your ability to concentrate decreases.
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。Heart rate is one barometer that can tell us about a person's health condition. Recently, small portable heart rate monitors have been sold as devices for measuring heart rate.
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−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。Although this type of heart rate monitor can be carried anywhere, its measurement accuracy is low. Furthermore, even if a driver who drives a car were to bring such a heart rate monitor into the vehicle in order to learn about his or her health condition, the heart rate measurement would have to be carried out with the vehicle stopped. .
すなわち、この種の一般の心拍計では、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るために、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
かすとセンサと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。In other words, in this type of general heart rate monitor, a light emitting diode, a photodiode, etc. are protruded from a substrate to form a reflective photosensor, and this sensor is applied to the pad of a person's finger to further reduce the influence of external light. In order to eliminate this problem, the sensor and fingers are covered with black sponge, etc., so the driver cannot drive with this covered on his fingers. In addition, with this type of sensor, if the finger is moved during measurement, the position of the sensor and finger will shift and measurement will not be possible, so the person being measured is required to rest.
そこで、本出願人はステアリングホイールに心拍検出用
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(特願昭57−
132847号)を提案した。Therefore, the present applicant has developed an on-vehicle heart rate monitor (patent application No. 57-1980) that is capable of measuring heart rate even while driving the vehicle by equipping the steering wheel with a sensor for detecting heart rate.
132847).
しかしながらこれにおいても、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の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、運転中の測定では違和感があり、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。However, even in this case, in order to measure heart rate,
Since heart rate signals cannot be obtained unless you press your fingertips against the sensor on the steering wheel and maintain that position, it feels strange when measuring while driving, and when you try to drive normally, your fingertips float off the sensor. measurement is interrupted.
[目的]
本発明は、ドライバが自然に運転を行なっている状態で
も、自動的に心拍を測定できる車上心拍計を提供するこ
とを目的とする。[Objective] An object of the present invention is to provide an on-vehicle heart rate monitor that can automatically measure the heartbeat even when the driver is driving naturally.
[構成コ
指は面積が小さいから、これをステアリングホイールの
所定位置に押し付けた状態で車輌の運転を行なうのでは
、手が不自然な位置に固定されるので、違和感が生ずる
。しかし、手の平の部分で心拍を検出できれば、手の平
は面積が大きいのでセンサ位置に対して手の位置を動か
す余裕ができ、自然な状態で車輌の運転を続けながら心
拍測定ができる。しかしながら、手の平の部分では指先
のように比較的浅い位置に血管が集中していないし、=
3−
手の平の部分はステアリングホイールから浮き易いので
、従来の検出器では手の平から心拍信号振数り出すこと
ができない。そこで、本発明においては、発光素子の周
囲にそれを囲むように複数の受光素千振配置し、発光素
子と受光素子の光軸を実質上同一の方向に向けるように
構成した検出部をステアリングホイール上に少なくとも
1つ設ける。これによれば、手の平の部分から心拍信号
を取り出すことができ、運転中でも自然な状態で心拍測
定ができる。[Since the area of the constituent fingers is small, if you drive the vehicle while pressing them against a predetermined position on the steering wheel, your hands will be fixed in an unnatural position, creating a feeling of discomfort. However, if the heartbeat can be detected in the palm of the hand, since the palm has a large surface area, there will be room to move the hand relative to the sensor position, and the heartbeat can be measured while continuing to drive the vehicle in a natural manner. However, in the palm of the hand, blood vessels are not concentrated in relatively shallow areas like the fingertips,
3- The palm of the hand tends to float above the steering wheel, so conventional detectors cannot detect the heartbeat signal frequency from the palm. Therefore, in the present invention, a plurality of light-receiving elements are arranged around a light-emitting element so as to surround it, and a detection unit configured such that the optical axes of the light-emitting element and the light-receiving element are directed in substantially the same direction is attached to a steering wheel. Provide at least one on the top. According to this, the heartbeat signal can be extracted from the palm of the hand, and the heartbeat can be measured in a natural manner even while driving.
車輌の運転中には、進向方向を変える場合等にステアリ
ングホイールと手の位置関係を変えたいことがある。ま
た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。そこで、本発明の1つの好まし
い態様においては、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、互い
に所定の間隔をおいて複数の検出ユニットをステアリン
グホイール上に配置する。While driving a vehicle, there are times when it is desired to change the positional relationship between the steering wheel and the hands, such as when changing the direction of travel. Furthermore, the position where each driver grips the steering wheel varies. Therefore, in one preferred embodiment of the present invention, a plurality of detection units are arranged on the steering wheel at predetermined intervals so that the heartbeat signal can be detected no matter where the driver grips the steering wheel.
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明す4− る。Hereinafter, a detailed explanation of the present invention will be given with reference to the drawings. Ru.
第1図に、一実施例の車上心拍計を備える車輌の運転席
近傍を示す。第1図を参照すると、ステアリングホイー
ル4の中央部に、心拍測定の開始を指示するスタートス
イッチSWI、測定のキャンセルを指示するキャンセル
スイッチSW2.および心拍に応じた表示を行なう発光
ダイオードLEDが備わっている。ステアリングホイー
ル4の左方に、2つのブラウン管表示装[CRTlおよ
びCRT2が備わっている。FIG. 1 shows the vicinity of the driver's seat of a vehicle equipped with an on-vehicle heart rate monitor according to an embodiment. Referring to FIG. 1, in the center of the steering wheel 4 there is a start switch SWI for instructing the start of heart rate measurement, a cancel switch SW2 for instructing cancellation of the measurement. It is also equipped with a light emitting diode LED that displays information according to the heart rate. Two cathode ray tube displays [CRT1 and CRT2] are provided on the left side of the steering wheel 4.
ステアリングホイール4の詳細を、第2a図。Details of the steering wheel 4 are shown in FIG. 2a.
第2b図および第2c図に示す。これらの図面を参照す
ると、ステアリングホイール4の上面には、反射型の光
学センサSEI、SF2. ・・・SF3が互いに分散
して配置されている。各々の光学センサは、1つの発光
ダイオード(LEI)とその周囲に配置した4つのフォ
トトランジスタ(PT1〜PT4)でなっている。各光
学センサに備わっている発光ダイオードは、赤外領域の
光を発する赤外発光ダイオードである。各光学センサの
1つの発光ダイオードと4つのフォトトランジスタは、
光軸を同一方向(ステアリングホイール4の上方)に向
けである。ステアリングホイール4は鉄心4bとそれを
覆う樹脂4aでなっており、各光学センサは、樹脂4a
の部分に固着されている。各光学センサから引き出され
た電線は、樹脂メ
4aの内部を通って、ステアリングホィール4中央部の
パネル内の電子回路に接続されている。Shown in Figures 2b and 2c. Referring to these drawings, the upper surface of the steering wheel 4 includes reflective optical sensors SEI, SF2. ...SF3 are arranged dispersedly from each other. Each optical sensor consists of one light emitting diode (LEI) and four phototransistors (PT1 to PT4) arranged around it. The light emitting diode provided in each optical sensor is an infrared light emitting diode that emits light in the infrared region. One light emitting diode and four phototransistors of each optical sensor are
The optical axes are directed in the same direction (above the steering wheel 4). The steering wheel 4 is made up of an iron core 4b and a resin 4a covering it, and each optical sensor is connected to the resin 4a.
It is fixed to the part. Electric wires drawn out from each optical sensor pass through the inside of the resin mesh 4a and are connected to an electronic circuit in a panel at the center of the steering wheel 4.
第3a図に、第1図に示す車輌に搭載された車上心拍n
1の回路構成の概略を示す。第3a図紛参照して説明す
る。回路全体を制御するのがマイクロコンピュータCP
Uである。マイクロコンピュータCPUには、発振回路
08C2,音声合成装置VGU、ビデオメモリVRAM
I、VRAM2゜ブザーBZ、A/DコンバータADC
,キースイッチSWI、SW2等が接続されている。キ
ースイッチSWIおよびSW2とCPUの間に備わった
回路は、波形整形回路である。音声合成装置VGUの出
力端子にはスピーカSPが接続され、ビデオメモリVR
AM1およびVRAM2にはブラウン管表示装置CRT
IおよびCRT2がそれぞれ接続されている。A/Dコ
ンバータADCの入力端子1および2には、それぞれ基
準レベル設定用の可変抵抗器VRIおよびVR2が接続
されており、入力端子3には復調回路DEMの出力端子
が接続されている。復調回路DEMの出力端子は、ドラ
イバDVを介して表示用の発光ダイオードLEDに接続
されている。発振回路osctの出力端子がセンサユニ
ットSEUに接続され、センサユニットSEUの出力端
子が復調回路DEMの入力端子に接続されている。Figure 3a shows an on-vehicle heartbeat n mounted on the vehicle shown in Figure 1.
1 shows an outline of the circuit configuration of No. 1. This will be explained with reference to Figure 3a. Microcomputer CP controls the entire circuit
It is U. The microcomputer CPU includes an oscillation circuit 08C2, a voice synthesizer VGU, and a video memory VRAM.
I, VRAM2゜Buzzer BZ, A/D converter ADC
, key switches SWI, SW2, etc. are connected. The circuit provided between the key switches SWI and SW2 and the CPU is a waveform shaping circuit. A speaker SP is connected to the output terminal of the voice synthesizer VGU, and a speaker SP is connected to the output terminal of the voice synthesizer VGU.
AM1 and VRAM2 have a cathode ray tube display device CRT.
I and CRT2 are connected to each other. Variable resistors VRI and VR2 for setting a reference level are connected to input terminals 1 and 2 of the A/D converter ADC, respectively, and an output terminal of a demodulation circuit DEM is connected to an input terminal 3. The output terminal of the demodulation circuit DEM is connected to a light emitting diode LED for display via a driver DV. The output terminal of the oscillation circuit osct is connected to the sensor unit SEU, and the output terminal of the sensor unit SEU is connected to the input terminal of the demodulation circuit DEM.
第3a図の発振回路O8CI 、センサユニットSEU
、および復調回路DEMの詳細を、第3b図に示す。第
3b図を参照して説明する。発振回路08C1は、非安
定マルチバイブレータ回路であり、この例ではIKI(
zの方形波信号を出力する。Oscillation circuit O8CI in Figure 3a, sensor unit SEU
, and the details of the demodulation circuit DEM are shown in FIG. 3b. This will be explained with reference to FIG. 3b. The oscillation circuit 08C1 is an unstable multivibrator circuit, and in this example, IKI (
Outputs a square wave signal of z.
センサユニットSEUは、8つの光学センサSE1〜S
E8でなっている。各光学センサSEI〜SE8の発光
ダイオードLEI、LE2・・・は互いに直列に接続さ
れており、その一端に発振器7−
路08CIの出力端子が接続されている。The sensor unit SEU includes eight optical sensors SE1 to S
It is E8. The light emitting diodes LEI, LE2, . . . of the optical sensors SEI to SE8 are connected in series, and one end thereof is connected to the output terminal of the oscillator 7-path 08CI.
したがって、各光学センサの発光ダイオードは、1m5
ecの周期で間欠的に点灯する。光学センサSEI〜S
E8のいずれかが人の血管に対向して位置決めされてい
ると、その部分の光反射率が血液流量の大小すなわち心
拍に応じて変動する。したがって、光学センサのフォト
トランジスタの出力端子には、心拍信号に応じて振幅変
調されたIKHzの交流信号が得られる。Therefore, the light emitting diode of each optical sensor is 1m5
Lights up intermittently at a cycle of ec. Optical sensor SEI~S
When any of E8 is positioned opposite to a human blood vessel, the light reflectance of that portion varies depending on the blood flow rate, that is, the heartbeat. Therefore, an IKHz alternating current signal whose amplitude is modulated according to the heartbeat signal is obtained at the output terminal of the phototransistor of the optical sensor.
各光学センサSEI〜SE8のフォトトランジスタPT
I、PT2.PT3・・・・は互いに並列に接続されて
おり、その一端が復調回路OEMの入力端子に接続され
ている。復調回路DEMは。Phototransistor PT of each optical sensor SEI to SE8
I, PT2. PT3... are connected in parallel with each other, and one end thereof is connected to the input terminal of the demodulation circuit OEM. The demodulation circuit DEM is.
増幅器AM 1 、ローパスフィルタLPI、増幅器A
M2.ローパスフィルタLP2.増幅器AM3等でなっ
ており、振幅変調されたIKHzの信号から、元の心拍
信号を復調する。Amplifier AM 1 , low pass filter LPI, amplifier A
M2. Low pass filter LP2. It consists of an amplifier AM3 and the like, and demodulates the original heartbeat signal from the amplitude modulated IKHz signal.
第4図に、第3a図のビデオメモリVRAM1の構成を
示す。なおビデオメモリVRAM2もVRAM1と同様
の構成になっている。第4図を参−8=
照して説明する。メモリRAMには、ブラウン管上に表
示する各々の画素に対応する、明/暗データが格納され
る。メモリRAMのアドレスラインは、マルチプレクサ
MXに接続してあり、MXの入力A、Hに印加されるア
ドレスカウンタCOのカウント値、CPUの出力アドレ
スのいずれかに応じたメモリアドレスが選択される。FIG. 4 shows the configuration of the video memory VRAM1 of FIG. 3a. Note that the video memory VRAM2 also has the same configuration as the VRAM1. This will be explained with reference to FIG. 4. The memory RAM stores bright/dark data corresponding to each pixel displayed on the cathode ray tube. The address line of the memory RAM is connected to a multiplexer MX, and a memory address is selected according to either the count value of the address counter CO applied to inputs A and H of MX or the output address of the CPU.
この選択は、マイクロコンピュータCPUが行ない、メ
モリRAMにデータを書き込む場合あるいはRA、 M
からデータを読み出す場合には、MXの入力Bを指定し
て、CPUがアドレスを指定する。This selection is made by the microcomputer CPU when writing data to the memory RAM or when writing data to the RA, M
When reading data from MX, input B of MX is designated, and the CPU designates the address.
それ以外のときには、メモリRAMのアドレスは、アド
レスカウンタCOのカウント値で指定される。At other times, the address of the memory RAM is specified by the count value of the address counter CO.
アドレスカウンタCOは、発振器08C3からの、画素
数に対応するパルス信号により、常時カウントを行なっ
ている。また、アドレスカウンタCOの出力端には同期
信号発生回路100が接続されており、この回路がCO
のカウント値に応じて、所定タイミングで垂直同期信号
および水平同期信号を発生する。The address counter CO constantly performs counting using a pulse signal corresponding to the number of pixels from the oscillator 08C3. Further, a synchronization signal generation circuit 100 is connected to the output terminal of the address counter CO, and this circuit is connected to the output terminal of the address counter CO.
A vertical synchronization signal and a horizontal synchronization signal are generated at predetermined timing according to the count value of .
メモリRAMの複数ビットでなるデータラインには、シ
フトレジスタSRが接続されており、SRのシリアル出
力端は信号合成回路110に接続されている。またこの
データラインには、双方向バッファBF2を介してCP
Uのデータラインが接続されている。A shift register SR is connected to a data line consisting of a plurality of bits of the memory RAM, and a serial output terminal of the SR is connected to a signal synthesis circuit 110. Also, this data line is connected to CP via bidirectional buffer BF2.
The U data line is connected.
ブラウン管上の所定画素を明るく表示する場合、その画
素に対応するRAMアドレスに、所定ビットを′″1″
にしたデータをCPUから書き込む。この場合、マルチ
プレクサMXのB入力を指定し、双方向バッファBF2
のCPU側を入力に、RAM側を出力に指定し、CPU
のアドレスラインおよびデータラインに所定のデータを
セットして、メモリRAMに書き込み指定信号を印加す
る。これが終了した後、次の書き込みを行なうまでは、
MXを入力Aに指定し、双方向バッファBF2のRAM
側はハイインピーダンスに設定する。When displaying a predetermined pixel on a cathode ray tube brightly, set a predetermined bit to ``1'' in the RAM address corresponding to that pixel.
Write the data from the CPU. In this case, specify the B input of multiplexer MX and bidirectional buffer BF2.
Specify the CPU side as input and the RAM side as output, and
Predetermined data is set in the address line and data line of the memory RAM, and a write designation signal is applied to the memory RAM. After this is finished, until the next write is performed,
Specify MX as input A, and write RAM of bidirectional buffer BF2.
side is set to high impedance.
この状態で、所定タイミング毎に同期信号が生成される
とともに、それに合わせてRAMのアドレスが順次選択
される。表示データを書き込んである所定アドレスが指
定されると、シフトレジスタSRに画素データを含む複
数ビットのデータがセットされ、画素位置に対応する所
定クロック分だけ遅れて、所定画素の「明」を示すデー
タが信号合成回路110に印加される。このようにして
、表示画面上の全画素のデータに対応するシリアルデ亀
一タが連続的に出力され、この像データと同期信号とが
110で合成されてコンポジット信号となり、これがブ
ラウン管表示装置(モニタテレビ)に印加される。In this state, a synchronization signal is generated at every predetermined timing, and RAM addresses are sequentially selected in accordance with the synchronization signal. When a predetermined address is specified by writing display data, multiple bits of data including pixel data are set in the shift register SR, and with a delay of a predetermined clock corresponding to the pixel position, the "bright" state of the predetermined pixel is indicated. Data is applied to signal synthesis circuit 110. In this way, a serial digital camera corresponding to the data of all pixels on the display screen is continuously output, and this image data and the synchronization signal are combined at 110 to form a composite signal, which is used in a cathode ray tube display device (monitor). television).
第5図に、第3a図のマイクロコンピュータCPUの概
略動作を示す。第5図を参照して動作を説明する。FIG. 5 shows a schematic operation of the microcomputer CPU shown in FIG. 3a. The operation will be explained with reference to FIG.
まず割り込み処理を説明する。CPUの割り込み入力端
INTには発振回路08C2からの信号が印加されるの
で、CPUは所定時間おきに割り込み処理を実行する。First, interrupt processing will be explained. Since the signal from the oscillation circuit 08C2 is applied to the interrupt input terminal INT of the CPU, the CPU executes interrupt processing at predetermined intervals.
この割り込み処理では、レジスタNの内容を+1する処
理を行なっている。In this interrupt processing, the contents of register N are incremented by one.
すなわち、経過した時間に応じてレジスタNの内容が変
わるので、あるタイミングでNの内容を011−
にクリアしておけば、メインルーチンでNの値をチェッ
クすることにより、クリアしてからの経過時間がわかる
。メインルーチン、サブルーチン等では、このレジスタ
Nの値をチェックすることにより、各種処理タイミング
を決定している。In other words, the contents of register N change depending on the elapsed time, so if you clear the contents of N to 011- at a certain timing, you can check the value of N in the main routine and check the progress since clearing. I can tell the time. In the main routine, subroutine, etc., various processing timings are determined by checking the value of this register N.
続いてメインルーチンを説明する。電源がオンすると、
まずスタートスイッチSW1をチェックする。これがオ
ンになると、可変抵抗器VRIおよびVR2で設定され
る電圧をA/DコンバータADCでデジタル信号に変換
し、変換したデータをレジスタMHおよびMLにストア
する。レジスタMHおよびMLのデータは、それぞれ、
警報を発するか否かを判別するための、心拍周期のばら
つき上限値および心拍数下限値となる。Next, the main routine will be explained. When the power is turned on,
First, check the start switch SW1. When this is turned on, the voltage set by the variable resistors VRI and VR2 is converted into a digital signal by the A/D converter ADC, and the converted data is stored in the registers MH and ML. The data in registers MH and ML are as follows:
This is the upper limit value of heart rate variation and the lower limit value of heart rate for determining whether or not to issue an alarm.
次の第1表に、一般的な心拍数の平均値1/Lおよび心
拍周期のばらつき(すなわち分散)ΔLと、人の肉体お
よび精神の状態との関係の概略を示す。Table 1 below outlines the relationship between the general average value of heart rate 1/L and the variation (i.e. variance) ΔL of the heartbeat cycle and a person's physical and mental state.
12−
第 1 表
一般に、車輌を運転する場合には、肉体的にはリラック
スしており、精神的には緊張状態にある。12-Table 1 Generally, when driving a vehicle, the driver is physically relaxed and mentally tense.
ところが、疲労等のために居眠運転をする場合には、精
神的な緊張状態がなくなり、心拍は睡眠時の状態になる
。つまり、第1表を参照すると、車輌を運転しながら居
眠を始める場合には、心拍周期のばらつきが急激に大き
くなる。However, when the driver falls asleep while driving due to fatigue or the like, the mental tension disappears and the heart rate returns to the state during sleep. In other words, referring to Table 1, when a person begins to fall asleep while driving a vehicle, the variation in heartbeat cycles increases rapidly.
そこで、この実施例では、心拍周期のばらつき参照値(
上限値)Mlおよび心拍数参照値(下限値)MHを設定
して、ばらつきが大きく、しかも心拍数が所定以下の場
合に警報を発するようにしている。Therefore, in this example, the heartbeat cycle variation reference value (
An upper limit value) Ml and a heart rate reference value (lower limit value) MH are set so that an alarm is issued when the variation is large and the heart rate is below a predetermined value.
M)IおよびMLの設定が終了したら、検出信号が安定
するのに必要な所定時間Toが経過するのを待ってから
心拍測定を開始する。心拍測定のサブルーチンについて
は後で詳細に説明する。心拍測定が終了したら、その結
果をもとに、心拍周期の分散すなわちばらつきΔLを計
算する。この計算は所定サンプル(この例では16)の
心拍周期をSとした場合法の計算式により行なう。M) Once I and ML settings are completed, heart rate measurement is started after waiting for the elapse of a predetermined time To required for the detection signal to become stable. The heart rate measurement subroutine will be explained in detail later. After the heartbeat measurement is completed, the variance of the heartbeat cycle, that is, the variation ΔL, is calculated based on the result. This calculation is performed using a calculation formula where S is the heartbeat cycle of a predetermined sample (16 in this example).
分散= 82の平均値−(Sの平均値)2次いで、Sの
平均値から心拍数、すなわち1分間あたりに換算した心
拍数を計算する。この結果に応じて、予めCPU内のR
OM (読み出し専用メモリ)に格納しである所定の数
値表示データを読み出して、それをビデオメモリVRA
M2の所定アドレスにセットする。これにより、たとえ
ば第3a図に示すように心拍数の数値がブラウン管表示
器CRT2に表示される。Variance = Average value of 82 - (Mean value of S) 2 Next, the heart rate, that is, the heart rate converted per minute, is calculated from the average value of S. Depending on this result, R in the CPU is set in advance.
Read out the predetermined numerical display data stored in the OM (read-only memory) and transfer it to the video memory VRA.
Set to a predetermined address of M2. As a result, the numerical value of the heart rate is displayed on the cathode ray tube display CRT2, for example, as shown in FIG. 3a.
次に、A/DコンバータADCにより、所定時間、所定
間隔で心拍信号をサンプリングし、サンプリグしたデー
タを波形としてブラウン管表示装置CRTIに表示する
。なおこの表示を行なう前に、予めメモリRAMをクリ
アする。表示処理では次のような処理を行なう。Next, the A/D converter ADC samples the heartbeat signal at predetermined intervals for a predetermined time, and displays the sampled data as a waveform on the cathode ray tube display device CRTI. Note that before performing this display, the memory RAM is cleared in advance. In the display processing, the following processing is performed.
第6図に示すように、表示面上の画素をX方向およびY
方向の座4m (XI Y)で指定し、所定のプロット
サブルーチン(図示せず)を実行してメモリRAMの所
定アドレスの所定ビットをrr 1 nにセットする。As shown in Figure 6, pixels on the display screen are
A predetermined plotting subroutine (not shown) is executed to set a predetermined bit at a predetermined address in the memory RAM to rr 1 n.
電圧Ovを所定のY座41(たとえば10)に指定し、
サンプリングしたデータの値に応じて指定X座標を変え
る。たとえば電圧0.1V毎にX座標を+10する場合
には、サンプリングした電圧が1.5vであると、指定
するX座標は25(10+15)となる。X座標は、初
期値を0とし、サンプリングするたびに+1の変更を行
なう。Specify the voltage Ov to a predetermined Y position 41 (for example, 10),
Change the designated X coordinate according to the value of sampled data. For example, when increasing the X coordinate by 10 for every 0.1V of voltage, if the sampled voltage is 1.5V, the specified X coordinate will be 25 (10+15). The X coordinate has an initial value of 0 and is changed by +1 each time sampling is performed.
すなわち、この処理を行なうと、画面の左側から右側に
向かって電圧に応じたX座標の画素が順次と明るく表示
される。この処理はX座標が右端すなわちX=XMとな
るまで行なう。これにより、第6図に示すような心拍波
形が、表示器CRTI上に表示される。That is, when this process is performed, pixels at the X coordinate corresponding to the voltage are sequentially displayed brightly from the left side of the screen to the right side. This process is performed until the X coordinate reaches the right end, that is, X=XM. As a result, a heartbeat waveform as shown in FIG. 6 is displayed on the display CRTI.
キャンセルスイッチSW2がオンかどうかをチェツー1
5=
りし、これがオフであれば次の処理を行なう。分散ΔL
がレジスタMHの内容よりも大きく、しかも心拍数1/
LがレジスタMLの内容よりも小さいと、居眠り運転の
可能性が高いので、ブザーB2を1秒間付勢し、音声合
成装!VGUに指示を与えて、スピーカSPでr休憩し
なさい」と音声出力を行なう。上記2つの条件が成立し
ない場合には、心拍数の表示と心拍波形の表示のみが行
なわれる。Check whether the cancel switch SW2 is on or not.
5 = Yes, if this is off, perform the next process. Dispersion ΔL
is larger than the contents of register MH, and the heart rate is 1/
If L is smaller than the contents of register ML, there is a high possibility that the driver is drowsy, so buzzer B2 is energized for one second and the voice synthesizer is activated! Give an instruction to the VGU and output a voice message saying, "Take a break from the speaker SP." If the above two conditions are not met, only the heart rate and heartbeat waveform are displayed.
次に心拍測定サブルーチンを説明する。なおこのサブル
ーチンではレジスタA、R1,0内の内容で指定される
複数のレジスタR20等を使用する。Next, the heart rate measurement subroutine will be explained. Note that this subroutine uses a plurality of registers R20 and the like specified by the contents of registers A, R1, and 0.
まず、メモリ(レジスタ)をクリアし、心拍信号をAD
Cで2m5ec毎にサンプリングする。R波が来たかど
うかをチェックし、R波であれば次に信号のピークかど
うかをチェックする。First, clear the memory (register) and AD
Sample every 2m5ec with C. Check whether an R wave has arrived, and if it is an R wave, then check whether it is the peak of the signal.
R波というのは、心拍信号の大きな山の部分であり、こ
の例では、微分値すなわち各サンプリング毎のデータの
変化が所定値よりも大きいかどうか16−
をチェックし、大きいことが所定回数連続する場合にの
みR波であると判別している。またこの例では、サンプ
リング値の変化が0又はそれ以下であることが2回連続
する場合にピークであると判別するようにしている。The R wave is a large peak in the heartbeat signal, and in this example, the differential value, that is, the change in data for each sampling, is checked to see if it is larger than a predetermined value. It is determined that it is an R wave only when Furthermore, in this example, a peak is determined when the change in the sampling value is 0 or less twice in a row.
ピークを検知したら、カウンタN(タイマ)の内容を0
にクリアし、ピーク検出から次のピーク検出までの時間
(L)の測定を行なう。この時間がいわゆるR−R間隔
(心拍周期)である。測定を行なう毎にレジスタAの内
容をカウントアツプし、各々の測定結果をレジスタR2
(A)に格納する。When a peak is detected, set the contents of counter N (timer) to 0.
, and measure the time (L) from peak detection to the next peak detection. This time is the so-called RR interval (heartbeat cycle). Each time a measurement is performed, the contents of register A are counted up, and each measurement result is stored in register R2.
Store in (A).
16波分のデータが得られたら(A=16になったら)
、測定を終了する。これでレジスタR2(A)の16個
のレジスタには16周期分の周期データが格納される。When data for 16 waves is obtained (when A=16)
, end the measurement. The 16 registers of register R2(A) now store period data for 16 periods.
したがって、このレジスタの内容から、前記処理を行な
って分散値および心拍数データが得られる。Therefore, from the contents of this register, the variance value and heart rate data can be obtained by performing the above processing.
上記実施例では、ブラウン管表示装置を2つ用いて、そ
の一方に心拍波形を表示し、もう一方に心拍数を表示す
る構成としたが、たとえば心拍数は、数値表示用の7セ
グメント表示器を複数設けてそれで代用してもよいし、
心拍波形表示用の面表示器に波形と心拍数とを重ね合わ
せて表示する構成としてもよいし、スイッチによる指示
もしくは所定周期で、波形と心拍数とを切換え表示する
構成としてもよい。In the above embodiment, two cathode ray tube display devices are used to display the heartbeat waveform on one and the heart rate on the other. You can set up more than one and use them instead,
The waveform and heart rate may be displayed in a superimposed manner on a surface display for displaying the heartbeat waveform, or the waveform and heart rate may be switched and displayed according to an instruction using a switch or at a predetermined cycle.
上記実施例においては、ステアリングホイールのホイー
ル上に、直接、発光素子および受光素子を装着する構成
にしたが、例えばステアリングホイール中央部の電子回
路本体に発光素子および受光素子を設け、光ファイバを
用いて光を導く構成にしてもよい。光ファイバを用いれ
ば、1つの発光ダイオードの発光面に複数の光ファイバ
を接続したり、複数の光ファイバを1つのフォトトラン
ジスタの受光面に接続したりして、発光素子および受光
素子の数を少なくしうる。なお、光ファイバは狭い部分
で直角に曲げるのが難しいので、実施例のようにステア
リングホイールの上方に光軸を向けるためには、鏡等を
用いる必要がある。In the above embodiment, the light emitting element and the light receiving element are mounted directly on the wheel of the steering wheel. It may also be configured to guide light. Using optical fibers, you can connect multiple optical fibers to the light emitting surface of one light emitting diode, or connect multiple optical fibers to the light receiving surface of one phototransistor, increasing the number of light emitting elements and light receiving elements. It can be reduced. Note that since it is difficult to bend the optical fiber at right angles in a narrow section, it is necessary to use a mirror or the like to direct the optical axis above the steering wheel as in the embodiment.
[効果]
以上のとおり本発明によれば、検出部がステアリングホ
イール上にあり、しかも人の手の平の部分で心拍信号を
検出できるので、運転中でも自然な状態で心拍が測定で
きる。[Effects] As described above, according to the present invention, the detection unit is located on the steering wheel and the heartbeat signal can be detected in the palm of a person's hand, so the heartbeat can be measured in a natural state even while driving.
第1図は、実施例の車上心拍計を搭載した車輌の運転席
近傍を示す正面図である。
第2a図は第1図の車輌のステアリングホイール4を示
す拡大平面図、第2b図は第2a図II b−IIb線
断面図、第2C図は第2a図のII c −IIC線断
面図である。
第3a図は、第1図の車輌に搭載した車上心拍計の概略
構成を示すブロック図、第3b図は第3a図の要部を示
す電気回路図である。
第4図は、第3a図のビデオメモリVRAM1の構成を
示すブロック図である。
第5図は、第3図の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6図は、表示装置CRTI上の画面の表示を示す平面
図である。
19−
4ニステアリングホイール
SEI、SE2.・・、SBR:光学センサ(心拍検出
手段)SEU:センサユニット
LEI、LE2.LE3・・・:発光ダイオード(発光
手段)PTI、PT2.PT3・・・:フオトトランジ
スタ(受光手段)
SWIニスタートスイッチ
SW2 :キャンセルスイッチ
osct:発振回路(発光付勢手段)
VGU:音声合成装置(報知手段)
CRTI、CRT2 ニブラウン管表示装置DEM:復
調回路
CPU:マイクロコンピュータ(電子制御手段)20−
第1 図FIG. 1 is a front view showing the vicinity of a driver's seat of a vehicle equipped with an on-vehicle heart rate monitor according to an embodiment. Fig. 2a is an enlarged plan view showing the steering wheel 4 of the vehicle shown in Fig. 1, Fig. 2b is a sectional view taken along the line IIb-IIb in Fig. 2a, and Fig. 2C is a sectional view taken along the line IIc-IIC in Fig. 2a. be. FIG. 3a is a block diagram showing a schematic configuration of the on-vehicle heart rate monitor mounted on the vehicle of FIG. 1, and FIG. 3b is an electric circuit diagram showing the main parts of FIG. 3a. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the video memory VRAM1 of FIG. 3a. FIG. 5 is a flowchart showing the general operation of the microcomputer CPU shown in FIG. FIG. 6 is a plan view showing the screen display on the display device CRTI. 19-4 steering wheel SEI, SE2. ..., SBR: optical sensor (heartbeat detection means) SEU: sensor unit LEI, LE2. LE3...: Light emitting diode (light emitting means) PTI, PT2. PT3...: Phototransistor (light receiving means) SWI start switch SW2: Cancellation switch osct: Oscillation circuit (light emission means) VGU: Voice synthesizer (notification means) CRTI, CRT2 CRT display device DEM: Demodulation circuit CPU : Microcomputer (electronic control means) 20- Fig. 1
Claims (3)
と実質上同一方向に光軸を向けて該発光手段を囲む位置
に配置した複数の受光手段を備え、ステアリングホイー
ルに配置された少なくとも1組の心拍検出手段; 発光手段を付勢する発光付勢手段; 心拍測定開始を指示するスイッチ手段;表示および音出
力の少なくとも一方を行なう報知手段;および 前記スイッチ手段の操作に応じて前記受光手段からの電
気信号の所定時間あたりの変動回数もしくは変動周期に
応じた値を演算し、その結果に応じて前記報知手段を付
勢する、電子制御手段;を備える車上心拍計。(1) A light emitting means, and a plurality of light receiving means disposed near the light emitting means in positions surrounding the light emitting means with optical axes oriented in substantially the same direction as the light emitting means, and at least one light receiving means disposed on the steering wheel. a set of heart rate detection means; a light emitting energizing means for energizing the light emitting means; a switch means for instructing the start of heart rate measurement; a notification means for performing at least one of display and sound output; An on-vehicle heart rate monitor comprising: electronic control means for calculating a value according to the number of fluctuations per predetermined time or period of fluctuation of an electrical signal from the means, and energizing the notification means according to the result.
グホイールの上方に光軸を向けて互いに所定の間隔をお
いて配置された、前記特許請求の範囲第(1)項記載の
車上心拍計。(2) The on-vehicle heart rate monitor according to claim 1, wherein there is a plurality of heart rate detecting means, each of which is arranged at a predetermined distance from each other with its optical axis directed above the steering wheel.
段を付勢する、前記特許請求の範囲第(1)項記載の車
上心拍計。(3) Jl! The on-vehicle heart rate monitor according to claim 1, wherein the pre-energizing means intermittently energizes the light emitting means at a predetermined period.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58225794A JPS60116326A (en) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | Heart rate meter for vehicle |
US06/676,326 US4706072A (en) | 1983-11-30 | 1984-11-29 | Human condition monitoring and security controlling apparatus on a road-vehicle |
GB08430182A GB2150725B (en) | 1983-11-30 | 1984-11-29 | Safety apparatus for a road vehicle |
FR8418212A FR2555522A1 (en) | 1983-11-30 | 1984-11-29 | APPARATUS FOR MONITORING THE STATUS OF A PERSON AND CONTROLLING THE SAFETY OF A MOTOR VEHICLE |
DE19843443644 DE3443644A1 (en) | 1983-11-30 | 1984-11-29 | DEVICE FOR MONITORING THE DRIVER'S CONSTITUTION AND SAFETY IN A ROAD VEHICLE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58225794A JPS60116326A (en) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | Heart rate meter for vehicle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60116326A true JPS60116326A (en) | 1985-06-22 |
JPH0147175B2 JPH0147175B2 (en) | 1989-10-12 |
Family
ID=16834879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58225794A Granted JPS60116326A (en) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | Heart rate meter for vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60116326A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62105074U (en) * | 1985-12-23 | 1987-07-04 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51106377A (en) * | 1975-02-17 | 1976-09-21 | Komanda Tomasu Oru | |
JPS5453889U (en) * | 1977-09-22 | 1979-04-13 | ||
JPS56106704A (en) * | 1980-01-19 | 1981-08-25 | Yoshida Shiyariyou Kiki Kk | Extensile conveyor device |
-
1983
- 1983-11-30 JP JP58225794A patent/JPS60116326A/en active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS51106377A (en) * | 1975-02-17 | 1976-09-21 | Komanda Tomasu Oru | |
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JPS62105074U (en) * | 1985-12-23 | 1987-07-04 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0147175B2 (en) | 1989-10-12 |
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