(57)【要約】      （修正有）【課題】人の呼気内のアルコールレベルと、このアルコールレベルが運転を容認される法定アルコールレベルまで低下するのに必要とされる時間を検出する呼気アルコールテスターを提供する。【解決手段】ドライバーの呼気を取り込む採取器と、呼気内のアルコールレベルを測定するアルコール検出器と、ドライバーが運転に適する限度までアルコールレベルを分解するのに必要な分解時間を計算するマイクロコントローラユニットと、分解時間を表示するインジケータとを備える。【選択図】図６
0003174770.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ドライバーの呼気を取り込む採取器と、
前記呼気内のアルコールレベルを測定するアルコール検出器と、
ドライバーが運転に適する限度まで前記アルコールレベルを分解するのに必要な分解時間を計算するマイクロコントローラユニットと、
前記分解時間を表示するインジケータと、
を備えたことを特徴とする呼気アルコールテスター。
【請求項２】
前記呼気アルコールテスターは、ドライバー内で検出されたアルコールの容認レベルを記憶するメモリを有し、
更に、前記ドライバーの呼気内のアルコールレベルが検出されたアルコールの容認レベルと同じ、または上回るときにアラームを発する警報装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の呼気アルコールテスター。
【請求項３】
アルコールレベルの前記容認レベルが、前記ドライバーによって登録可能であることを特徴とする請求項２に記載の呼気アルコールテスター。
【請求項４】
前記呼気アルコールテスターは、前記分解時間が経過した後、前記呼気内のアルコールレベルを測定する他のサンプルを提供することをドライバーに催促することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の呼気アルコールテスター。
【請求項５】
前記分解時間が、音声認識できるように示されることを特徴とする請求項１に記載の呼気アルコールテスター。
【請求項６】
明確なアラームが、前記分解時間が経過した後に発せられることを特徴とする請求項１に記載の呼気アルコールテスター。
【請求項７】
前記明確なアラームは、音声認識可能なアラームであることを特徴とする請求項６に記載の呼気アルコールテスター。
【請求項８】
前記明確なアラームは、可視アラームであることを特徴とする請求項６に記載の呼気アルコールテスター。
【請求項９】
前記可視アラームは、前記分解時間を読みやすく表示することを特徴とする請求項６に記載の呼気アルコールテスター。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、人の呼気内のアルコールレベルを検出する分析器の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルコールの影響下での運転は、交通事故の１つの知られた原因である。ドライバーの飲酒後の運転を阻止するため、交通巡査が休日などアルコールの消費が広がるであろう日にドライバーの抜き打ち検査を行う傾向がある。そのような抜き打ち検査は、すぐその場で行われ、瞬時の検出が必要である。このため、安全かつ効果的に血液検査など侵襲的(invasive)な検査方法に頼ることはできない。従って、抜き打ち検査は、ドライバーの呼気内のアルコール量を測定する呼気アルコールテスターによって行われ、これによりドライバーの血液中のアルコールレベルの指標となる。
【０００３】
呼気アルコールテスターは、一般的にぜんそく吸入器のような携帯型手動操作機器である。図１は、吸気ノズル１０１とアルコールレベルセンサ１０２とを備えた一般的な呼気アルコールテスターを示す。吸気ノズル１０１の断面は、円形である。
【０００４】
ドライバーは、呼気アルコールテスターのマウスピース内に息を吹き出し、呼気サンプルを提供することで、ドライバーの呼気内のアルコール濃度を分析できる。呼気アルコールテスターは、人の呼気内のアルコールを定性的に、かつ定量的に測定できる検出器である。一般的に、そのような検出器として２つのタイプがあり、すなわち、燃料電池形式（電気化学形式）および半導体形式の検出器である。どちらの場合にも、検出器は容易にアルコールを分解し、その過程で呼気内のアルコール量の電圧表示を発生する。
【０００５】
ドライバーから採取された呼気は体内のアルコールレベルを表すので、呼気の量および流量は少なくとも以下の状態を満たすべきである。
（１）吐き出される呼気は５秒間、連続すべきである。
（２）呼気の空気圧は少なくとも１２ｍｂａｒである。
（３）総容量は０．５ｍｌである。
（４）気流速度は少なくとも、３３ｍ／ｓである。
【０００６】
時に、ドライバーがマウスピース内に息を吐くときに、ドライバーの息が唇の縁から漏れがちであると、前述の要求を満たすことができず、不正確な分析となる。更に、一般的な呼気アルコールテスターは、息切れをし、前述のテスト状態を満足するために複数回の試みを必要とする年配のドライバーが使用するには、非常に骨が折れる。
【０００７】
このような携帯型呼気アルコールテスターは、ドライバー自身が自己のアルコールレベルを監視するために使用され、自身の分析器として購入され、運転前に血液中のアルコールレベルを自主的に監視する。しかし、アルコールに酔った状態が、誤った自信を生み出すことは共通の認識である。アルコールの影響下で、呼気アルコールテスターは、アルコールレベルが公式に許容されるよりも高いことを表示する場合でさえも、ドライバーが運転を抑えるために十分な自制心を持ち、またはアルコールがぬけるまで十分に我慢する可能性は低い。
【０００８】
従って、前述した欠点を減らし、または緩和する適切な改良を提案することが望まれている。
【考案の概要】
【０００９】
本考案の目的の１つは、人の呼気内のアルコールレベルと、このアルコールレベルが運転を容認される法定アルコールレベルまで低下するのに必要とされる時間を検出する呼気アルコールテスターを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１側面において、本考案は、ドライバーの呼気を抽出するステップと、前記呼気内のアルコールレベルを測定するステップと、容認レベルまでドライバーの体内にあるアルコールを分解するのに必要な分解時間を計測するステップと、前記分解時間を表示するステップとを有し、ドライバーが運転する状況に有るか否かを決定する方法を提案する。
【００１１】
有利なことに、ドライバーの体内において容認レベルまでアルコールを分解するのに必要な分解時間を計測することにより、交通巡査、ドライバー自身、またはドライバーを世話する者も、ドライバーが運転できるであろう時間を判断できる。これにより、ドライバーや仲間の誰でも、ドライバーのアルコールレベルが分解するまで待つ間にリラックスし、また他のことをすることができる。更に、ドライバーに、どれくらい待たなければならないかを気付かせるため、抑制を認識させることができ、ドライバーが根気よくアルコール濃度を減らすのを奨励する。代案として、仮にドライバイーが体内のアルコールが分解するまで待つのを嫌がれば、他の誰かにドライバーになるように頼むことを選択できる。このように、ドライバーが体内のアルコールを分解するのにどれくらいの時間が必要となるかを知ることで、ドライバーに運転に関し安全な決定をする権利を与える。
【００１２】
分解時間が音声でアナウンスされることが好ましい。これは有利なことに、社会的な透明性を増し、その場所の誰もがドライバーが運転できるであろう時間を聞き、注意を喚起される。
【００１３】
前記方法は更に、ドライバーにこれから運転できることをはっきりと示すため、分解時間が経過した後、明確なアラームを発するステップを備えることが好ましい。これにより、ドライバーは自分自身で時間を監視する代わりに、明確なアラームを待つだけでよい。選択的に、前記明確なアラームは音声である。代案として、明確なアラームは点滅光、ＬＥＤまたはＬＣＤパネル内の読みやすいメッセージなど可視的なものである。ＬＥＤは色分けされ、ドライバーが運転できれば緑を示し、ドライバーが運転できないことを表示するため赤を示してもよい。
【００１４】
第２側面において、本考案は、ドライバーの呼気を取り込む採取器と、呼気内のアルコールレベルを測定するアルコール検出器と、ドライバーが運転に適する限度までアルコールレベルを分解するのに必要な分解時間を計算するマイクロコントローラユニットと、分解時間を表示するインジケータとを備えた呼気アルコールテスターを提案する。
【００１５】
好ましくは、呼気アルコールテスターは更に、ドライバーが息を吹き込む楕円形断面のノズルを備えている。楕円形断面により、人の口とノズルとの間をより適合し、息の漏出量を減らすことができる。これは特に、年配のドライバーなど息切れする傾向にあるドライバーに有利である。
【００１６】
呼気アルコールテスターは、ドライバーの呼気内で検出されたアルコールの容認レベルを記憶するメモリを有し、更に、ドライバーの呼気内のアルコールレベルがアルコールの認容レベルを上回れば、音を出すブザーなど警報装置を備えることが好ましい。
【００１７】
好適には、アルコールレベルの容認レベルはドライバーが登録できる。有利なことに、これは、呼気アルコールテスターが任意の国で使用されることを可能にする。更に、ドライバーは運転時の安全性を高めるため、法定値よりも低い値を登録することさえできる。
【００１８】
分解時間は音声で示されることが好ましい。
【００１９】
好ましくは、明確なアラームは分解時間が経過した後に発せられる。より好ましくは、明確なアラームは警報音であり、または明確なアラームは可視的な警報である。可視的な警報は、分解時間を読みやすく表示する。
【００２０】
第３側面において、本考案は、アルコールレベルセンサと、フィルタと、データ抽出ユニットと、マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）と、ＬＣＤ駆動機構と、ＬＣＤとを有する呼気アルコールテスターを提案する。前記アルコールレベルセンサの出力端は信号フィルタの入力端に電気的に接続されており、信号フィルタの出力端はデータ抽出ユニットの入力端に電気的に接続されており、データ抽出ユニットの出力端はＭＣＵの入力端に電気的に接続されており、ＭＣＵの出力端はＬＣＤ駆動機構を備えたＬＣＤに電気的に接続されている。前記アルコールレベルセンサは人の呼気内のアルコールレベルを検出し、信号フィルタに電圧信号を出力するために使用される。信号フィルタは、電圧信号を送るために使用される。データ抽出ユニットは、信号フィルタにより送信された電圧信号を抽出し、ＭＣＵに抽出された電圧信号を出力するために使用される。ＭＣＵは、抽出された電圧信号に基づき、運転を容認できる法定アルコールレベルｂまでアルコールレベルを低下するのに必要な時間ｔを算出し、時間ｔを出力する。ＬＣＤはアルコールレベルａと時間ｔ、およびアルコールレベルが容認されるかどうかを表示するために使用される。
ｔ＝（ａ−ｂ）／ｋ  −−−−−−−−−（１）
ここで、
ｋは係数、
ａはアルコールレベル、
ｂは運転を容認される法定アルコールレベル、
ｔはａからｂまでアルコールを分解するのに必要な時間である。
【００２１】
第３側面において、本考案は、ドライバーが息を吹き込む楕円形断面を有するノズルを備えた呼気アルコールテスターを提案する。前述したように、楕円形断面は人の口とノズルとの間をより合致し、息の漏出量を減らす。これは特に、年配のドライバーなど息切れする傾向にあるドライバーに有利である。
【００２２】
好ましくは、呼気アルコールテスターはまた、アルコール濃度ａと時間ｔを記憶するのに使用される補助的な運用メモリを備えている。
【００２３】
好適には、基準となるアルコール濃度ｂは、ドライバーにより登録され、または調整されてもよい。
【００２４】
好ましくは、呼気アルコールテスターはまた、呼気アルコールテスターに電力を供給するために使用される電力モジュールを備えている。
【００２５】
好適には、呼気アルコールテスターはまた、データバス（data bus）を備えたＭＣＵに電気的に接続されたＵＳＢインターフェースを備えている。
【００２６】
本考案に関する添付図面は本考案の可能な配置を示し、同じ符号は同じ部分を参照している。本考案の他の配置が可能であり、結果として添付図面の詳細は、本考案の前述した普遍性を破棄すると理解されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来技術の概略図である。
【図２】本考案の実施形態に係る回路の概略図である。
【図３】図２に係る実施形態の概略図である。
【図４】図２に係る実施形態の構成を示す。
【図５】図２に係る実施形態の電力モジュールの概略図である。
【図６】ドライバーのアルコールレベルが法的に運転を許容されているかどうかを算出し表示するステップを示すフローチャートである。
【考案を実施するための形態】
【００２８】
図２は呼気アルコールテスターの電気回路図、図３は呼気アルコールテスター内の異なる機能ブロックを示す。通常、本実施形態の外観は携帯用のぜんそく吸入器（図示せず）に似ている。
【００２９】
呼気アルコールテスターは、アルコール検出器２０１と、信号フィルタ２０２と、データ抽出ユニット２０３と、マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）２０４と、ＬＣＤ駆動機構２０５と、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）２０６とを備えている。
【００３０】
一般的に、アルコール検出器２０１は燃料電池形式のアルコール検出器であり、人の呼気内のアルコールレベルを検出し、電圧信号を出力する。燃料電池式のアルコール検出器は、白金電極と、技術分野の中で公知なように好適な触媒で充填された燃焼室とを備えている。従って、触媒は更なる詳述を必要としない。触媒は、人の呼気内に包含されたアルコールを燃焼室を通過させて“燃焼”または分解し、２つの電極間の電圧として検出される電気エネルギーを発生する。前記電圧の大きさは、呼気内のアルコールレベルに直接、比例し、アルコールレベルが高ければ高いほど、電圧も大きくなる。
【００３１】
２つの電極間の電圧は、信号として信号フィルタ２０２に入力され、信号内のノイズが濾過され取り除かれる。続いて、信号フィルタ２０２の出力が、電圧をデジタル処理で抽出するデータ抽出ユニット２０３に入力され、電圧信号をデジタルデータに変換する。データ抽出ユニット２０３はこのとき、デジタルデータをＭＣＵ２０４に送信する。このように、データ抽出ユニット２０３は信号フィルタ２０２の出力の波形を検出し、サンプル波形を抽出し、ＭＣＵ２０４に出力する。
【００３２】
ＭＣＵ２０４は、デジタルデータからアルコールレベルを算出する。更に、ＭＣＵ２０４は、例えば分解時間など運転を容認されるレベルまでアルコールレベルを分解するために要する時間を算出する。算出のためのアルゴリズム、方程式、ソフトウェアまたは任意の統計値はすでに、呼気アルコールテスター内のメモリに記憶されている。
【００３３】
数式の一例は、アルコールを分解するための公知である人間の効率に基づくものであり、数式（１）で示されている。これは教科書から、または適切な分野の専門家、若しくは研究者の助力で得ることができ、ここでは労を要しない。
ｔ＝（ａ−ｂ）／ｋ  −−−−−−−−−（１）
ここで、ｋは係数、
ａはアルコールレベル、
ｂは運転を容認される法定アルコールレベル、
ｔはａからｂまでアルコールを分解するのに必要な時間である。
【００３４】
一般的に、呼気内のアルコールレベルにおける代謝割合の平均的な定数は、０．１ｍｇ／Ｌ／ｈｒである。つまり、ｋは通常は０．１である。従って、ドライバーの測定されたアルコールレベルａ＝０．８ｍｇ／Ｌであり、運転を容認される法定アルコールレベルｂ＝０．２ｍｇ／Ｌのとき、ｔ＝（０．８−０．２）／０．１＝６（ｈ）である。言い換えれば、ドライバーのアルコールレベルは、６時間後に運転を容認される法定アルコールレベルを下回るまで小さくなる。
【００３５】
ＭＣＵ２０４は、アルコールレベルと分解時間とを、表示するＬＣＤ２０６の駆動機構２０５に送信する。呼気アルコールテスターは更に、データバスを備えたＭＣＵ２０４に電気的に接続され、他の好適な演算呼気アルコールテスターに接続するように使用されるＵＳＢインターフェースと、プリンタなどＭＣＵに接続される任意の周辺機器と、ＭＣＵ２０４がデータを配列し、Ｉ／Ｏ動作を実行するために使用されるネットワーク接続とを備えている。
【００３６】
ＭＣＵ２０４の出力側端部は、ＬＣＤ駆動機構２０５を備えたＬＣＤ２０６に電気的に接続されている。ＬＣＤ２０６は、アルコールレベルａと時間ｔ、および呼気内のアルコールレベルが運転を法的に容認されるか否かを表示する。運転を容認される法的なアルコールレベルまでアルコールレベルが下がるのに必要な時間を算出することにより、ドライバーは彼／彼女が運転を開始してもよいときを知ることができる。
【００３７】
通常、ｂの値は地域の交通法規または健康規制（health regulation）に従い、工場内でプリセットされる。選択的に、運転を容認される法定アルコールレベルｂは、ドライバーにより登録されてもよい。これにより、ドライバーは彼の滞在する国に従った基準を登録でき、または自分自身のより安全な運転のための厳しい基準を登録できる。例えば、日本で呼気テストを行ったときに表示された値が０．４ｍｇ／Ｌである場合、日本の基準値が０．２５ｍｇ／Ｌであると仮定すると、時間ｔとして２時間が分解時間として表示されるであろう。これは、ドライバーが２時間後には合法的に運転を開始できることを意味する。
【００３８】
特定の公式は、当業者に公知なように変形してもよい。例えば、アルコールレベルの単位は、％ＢＡ、ｍｇ／Ｌまたは％ＢｒＡｃであってもよい。種々の国における異なる基準によって、ドライバーが算出用のユニットを選べることはオプション機能である。代案として、公式の代わりに、統計的に収集されたデータを用いたデータベースを使用して、アルコールレベルａに応じたアルコールの分解時間を推定してもよい。
【００３９】
一般的に、燃料電池形式のアルコール検出器、データ抽出ユニット２０３、およびＭＣＵ２０４は、呼気アルコールテスターが任意のユーザまたはドライバーにより再調整される必要がなく使用できるように、工場で再調整されている。例えば、電圧からアルコールレベルを算出する係数が決定され、呼気アルコールテスターのメモリ内に記憶される。
【００４０】
好ましくは、呼気アルコールテスターは、ＭＣＵ２０４に電気的に接続され、検出されたアルコールレベルが法定の上限を超えていれば、警報を発するブザーを備えている。
【００４１】
好適には、図４に示すように、呼気ノズル５０１の断面５０３は楕円形である。円形と比べ、楕円形は呼気アルコールテスターに吹き出される息の漏れが少なくなり、このことが円形ノズルよりも１０倍、呼気アルコールテスターを通過する息の量を増やし、呼気アルコールテスターの精度を向上する。
【００４２】
図５は、呼気アルコールテスター内の機能モジュールに電力を供給する充電池など、電力モジュールを備えた呼気アルコールテスターを示している。例えば、＋５Ｖが燃料電池形式の検出器に供給され、＋３．３Ｖが信号フィルタ２０２，データ抽出ユニット２０３，ＭＣＵ２０４，ＬＣＤ２０６，およびメモリなどに供給される。任意のモジュールに必要とされる電圧を調整する演算増幅器がまた、複数の実施形態の中で設けられてもよい。
【００４３】
図６は、ドライバーのアルコールレベルが法的に運転を許容されているかどうかを算出し表示する実施形態におけるステップを示すフローチャート６００である。最初にステップ６０２で、ドライバーが呼気アルコールテスターのマウスピース内に息を吹き出す。ステップ６０４で、呼気アルコールテスターはドライバーの呼気内のアルコール濃度を検出する。ドライバーの呼気内のアルコール濃度が容認レベルｂを下回っていれば、ステップ６１４で、呼気アルコールテスターはドライバーに運転可能であることを明示する。前記明示は、アラーム音、音声案内、ＬＥＤＳライトの点滅、または読み取るメッセージのデジタル表示によって成すことができる。ドライバーの呼気内のアルコール濃度が容認レベルｂを上回る、または等しければ、呼気アルコールテスターはドライバーに運転できないことを明示する。ステップ６０８で、前記明示は、アラーム音、音声案内、ＬＥＤＳライトの点滅、または読み取るメッセージのデジタル表示によって成すことができる。ステップ６１０で、呼気アルコールテスターは、ドライバーのアルコール濃度が容認レベルｂまで分解されるであろう時間ｔを計算する。ステップ６１２で、呼気アルコールテスターは前記時間を監視する。ステップ６１２で、呼気アルコールテスターが前記時間が経過したことを検出すると、ステップ６１４で、呼気アルコールテスターはドライバーに運転可能であることを明示する。
【００４４】
好ましくは、呼気アルコールテスター内のＭＣＵは、ドライバーが現実に運転に安全な状態であることを保証するため、分解時間が経過した後、呼気の他のサンプルを提供することをドライバーに催促するようにプログラムされてもよい。
【００４５】
呼気アルコールテスターを再調整する方法、またはドライバーから吹き出された息の流量がアルコールレベルを示すのに使用できることを保証する方法などの詳細は、公知の定量化技術の一部であり、ここでは労を要しない。
【００４６】
前述した実施形態は、分解時間が計算されドライバーに明示されることを述べたが、実際の状況においては要因によって変形することが期待され、前記明示は通常、まさにすぐれた推量であり、固定されていないと理解すべきである。
【００４７】
従って、実施形態は、ドライバーの呼気を抽出するステップと、前記呼気内のアルコールレベルを測定するステップと、容認レベルまでドライバーの体内にあるアルコールを分解するのに必要な分解時間を計測するステップと、前記分解時間を表示するステップとを有し、ドライバーが運転する状況に有るか否かを決定する方法を備えた。
【００４８】
更に、実施形態は、ドライバーの呼気を取り入れるノズルと、前記呼気内のアルコールレベルを測定するアルコール検出器２０１と、ドライバーが運転に適する限度までアルコールレベルを分解するのに必要な分解時間を計算するマイクロコントローラユニットと、前記分解時間を表示するインジケータとを備えた呼気アルコールテスターに関する。
【００４９】
特に、実施形態は、アルコールレベルセンサと、信号フィルタ２０２と、データ抽出ユニット２０３と、マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）２０４と、ＬＣＤ駆動機構２０５と、ＬＣＤ２０６とを有する呼気アルコールテスターを備えており、前記アルコールレベルセンサの出力端は信号フィルタ２０２の入力端に電気的に接続されており、信号フィルタ２０２の出力端はデータ抽出ユニット２０３の入力端に電気的に接続されており、データ抽出ユニット２０３の出力端はＭＣＵ２０４の入力端に電気的に接続されており、ＭＣＵ２０４の出力端はＬＣＤ駆動機構２０５を備えたＬＣＤ２０６に電気的に接続されている。前記アルコールレベルセンサは人の呼気内のアルコールレベルを検出し、電圧信号を信号フィルタ２０２に出力するために使用される。信号フィルタ２０２は、電圧信号を送るために使用される。データ抽出ユニット２０３は、信号フィルタ２０２により送信された電圧信号を抽出し、抽出された電圧信号をＭＣＵ２０４に出力するために使用される。ＭＣＵ２０４は、抽出された電圧信号に基づき、運転を容認できる法定アルコールレベルｂまでアルコールレベルを低下するのに必要な時間ｔを算出し、時間ｔを出力する。ＬＣＤ２０６はアルコールレベルａと時間ｔ、およびアルコールレベルが容認されるかどうかを表示するために使用される。
【００５０】
前述した説明は、本考案の実施形態であり、本考案の保護範囲を限定する意図はなく、本考案の精神および原理から逸脱することなくなされる全ての改良、同質の置換および改善は、本考案の保護範囲内にあることを理解すべきである。
【符号の説明】
【００５１】
２０１  アルコール検出器
２０２  信号フィルタ
２０４  マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）
２０５  ＬＣＤ駆動機構
２０６  液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）
５０１  吸気ノズル
【図１】
0003174770.tif 000003
【図２】
0003174770.tif 000004
【図３】
0003174770.tif 000005
【図４】
0003174770.tif 000006
【図５】
0003174770.tif 000007
【図６】
0003174770.tif 000008