(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングに設けられたＧＮＤ電極と、
複数の容量式センサと、
前記ステアリングの把持状態を検出する把持状態検出手段と、
前記把持状態検出手段の検出結果に基づき、前記複数の容量式センサの一部の容量式センサを選択する選択手段と、
前記ＧＮＤ電極、及び前記選択手段により選択された容量式センサを用いて乗員の心電を計測する心電計測手段と、
を備え、
前記複数の容量式センサは、乗員の臀部に接する第１の容量式センサと、乗員の右肩に接する第２の容量式センサとを含み、
前記選択手段は、前記把持状態検出手段により検出された前記把持状態が、乗員の右手がステアリングを把持している状態の場合、前記第１の容量式センサを選択し、前記把持状態が、乗員の右手がステアリングを把持していない状態の場合、少なくとも前記第２の容量式センサを選択することを特徴とする車両用心電計測システム。
【請求項２】
前記ＧＮＤ電極にて乗員の右手及び左手の人体電位を検出する人体電位検出手段を備え、
前記心電計測手段は、前記把持状態検出手段により検出された前記把持状態が、乗員の右手がステアリングを把持している状態の場合、前記選択手段により選択された前記容量式センサの信号値から、前記右手の人体電位を差し引いて、前記心電を計測するとともに、乗員の右手がステアリングを把持していない状態の場合、前記選択手段により選択された前記容量式センサの信号値から、前記左手の人体電位を差し引いて、前記心電を計測することを特徴とする請求項１記載の車両用心電計測システム。
【請求項３】
前記第１の容量式センサは、車両のシートの中に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用心電計測システム。
【請求項４】
前記第２の容量式センサは、車両のシートの中、又はシートベルトに配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用心電計測システム。
【請求項５】
前記ＧＮＤ電極にて乗員の人体電位を検出する人体電位検出手段を備え、
前記心電計測手段は、前記容量式センサの信号値から、前記人体電位を差し引いて、前記心電を計測することを特徴とする請求項１記載の車両用心電計測システム。
【請求項６】
前記把持状態検出手段は、
前記ステアリングにおいて乗員の右手で把持する部分、及び／又は、乗員の左手で把持する部分に設けられた、ＧＮＤに接地した電極Ａ、及び所定の電位が与えられた電極Ｂを備え、
前記電極Ｂの電位に基づき、前記把持状態を検出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用心電計測システム。
【請求項７】
前記ステアリングにおいて、前記電極Ａは、前記電極Ｂよりも、広い範囲にわたって設けられていることを特徴とする請求項６記載の車両用心電計測システム。
【請求項８】
前記把持状態検出手段により検出される前記把持状態が変化した場合、その変化後における前記心電の計測結果の振幅が、所定の値となるように、前記心電の計測における増幅率を設定する増幅率設定手段を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両用心電計測システム。
【請求項９】
前記心電の計測結果を記憶する記憶手段を備え、
前記増幅率設定手段は、前記把持状態が変化した後における前記心電の計測結果の振幅が、前記記憶手段に記憶された、前記把持状態が変化する前における前記心電の計測結果の振幅となるように、前記増幅率を設定することを特徴とする請求項８記載の車両用心電計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の乗員の心電を計測できる車両用心電計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の乗員の心電を計測するシステムとして、ステアリングに取り付けた電極と、シートに取り付けられた容量式センサとの間の電圧を測定することで心電を取得する手段（以下、第１の手段とする）と、ステアリングの左右にそれぞれ設けられた一対の電極間の電圧を計測することで心電を取得する手段（以下、第２の手段とする）とを備えるシステムが開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、乗員の心電を計測する場合、図１１（ａ）に示す、乗員Ｐ１の心臓Ｐ３における心電ベクトル（心電電位ベクトル）Ｐ５と、計測ベクトル（電極Ｐ７から、乗員Ｐ１の体内を通り、心臓Ｐ３を経て、他方の電極又は容量式センサＰ９に至る経路における、心臓付近でのベクトル）Ｐ１１とが成す角度が小さい（心電ベクトルＰ５と計測ベクトルＰ１１とが平行に近い）ほど、心電を正確に計測することができる。図１１（ｂ）に示すように、心電ベクトルＰ５と計測ベクトルＰ１１とがほぼ直交する場合は、心電を正確に計測することができない。
【０００４】
特許文献１記載のシステムは、前記第１の手段と前記第２の手段とでは、計測ベクトルの方向が異なり、少なくとも一方の計測ベクトルは心電ベクトルと非直交であることを利用して、前記第１の手段と前記第２の手段のうちのいずれかを用いて、心電を計測しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２４９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、車両の乗員は、片手のみでステアリングを把持することがある。この場合、特許文献１記載のシステムでは、ステアリングの左右にそれぞれ設けられた一対の電極のうち、一方には乗員の手が接触しないので、前記第２の手段では心電を計測することができない。よって、片手のみでステアリングを把持する場合、心電の計測に使用できる手段は前記第１の手段だけであるので、仮に、前記第１の手段における計測ベクトルと心電ベクトルとが直交する場合、心電を正確に計測することができなくなってしまう。
【０００７】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、ステアリングの把持状態によらず、乗員の心電を正確に計測できる車両用心電計測システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の車両用心電計測システムは、把持状態検出手段により、ステアリングの把持状態を検出し、その検出結果に基づき、選択手段により、複数の容量式センサの一部の容量式センサを選択する。そして、心電計測手段により、ＧＮＤ電極、及び選択手段により選択された容量式センサを用いて乗員の心電を計測する。
【０００９】
本発明の車両用心電計測システムは、複数の容量式センサを備え、ステアリングの把持状態に応じて、一部の容量式センサを選択するので、ステアリングの把持状態がいずれの場合でも、乗員の心電を正確に計測することができる。
【００１０】
また、本発明の車両用心電計測システムは、ステアリングの把持状態により、使用する容量式センサを選択する。そのため、使用する容量式センサの選択において、複雑な演算が必要ない。その結果、計算コストを低減できるとともに、リアルタイムの心電計測が可能になる。
【００１１】
前記把持状態とは、乗員が車両のステアリングを把持する状態を意味する。把持状態としては、例えば、左手のみでステアリングを把持する状態（左手把持）、左右両手でステアリングを把持する状態（両手把持）、右手のみでステアリングを把持する状態（右手把持）がある。前記把持状態検出手段は、上記３つの状態を区別して検出してもよいし、所定の基準（例えば、右手でステアリングを把持しているか否か）を満たす把持状態（右手把持、両手把持）と、満たさない把持状態（左手把持）を区別して検出するものであってもよい。
【００１２】
前記選択手段が選択する容量式センサとしては、例えば、以下のものが挙げられる。
・把持状態検出手段が検出したステアリングの把持状態の下で、選択した容量式センサについて、計測ベクトル（ＧＮＤ電極から、乗員の体内を通り、乗員の心臓を経て、選択した容量式センサに至る経路における、心臓付近でのベクトル）が存在するもの。
【００１３】
・把持状態検出手段が検出したステアリングの把持状態の下で、選択した容量式センサの計測ベクトルと、心電ベクトルとの成す角度が、他の(選択されなかった)容量式センサの場合よりも小さいもの。
【００１４】
前記選択手段が選択する容量式センサの数は、１であってもよいし、複数（例えば、２、３、４、５、・・・）であってもよい。複数の容量式センサを選択する場合は、それらの信号を加算して出力してもよいし、個々に出力してもよい。また、選択手段は、全ての容量式センサを選択してもよい。
【００１５】
本発明において、選択手段による選択の意味は、例えば、以下のように定義できる。すなわち、車両用心電計測システムが外部に出力する信号に、ある容量式センサの出力信号が含まれていれば、その容量式センサは選択されたとする。
【００１６】
前記複数の容量式センサは、互いに異なる場所に設けられることが望ましい。そうすることにより、いずれかの容量式センサにおいては、計測ベクトルと心電ベクトルとを非直交にすることができる。
【００１７】
前記複数の容量式センサは、乗員の臀部に接する第１の容量式センサと、乗員の右肩に接する第２の容量式センサとを含む。第１の容量式センサは、例えば、車両のシートの中に配置することができる。また、第２の容量式センサは、例えば、車両のシートの中、又はシートベルトに配置することができる。
【００１８】
選択手段は、把持状態検出手段により検出された把持状態が、乗員の右手がステアリングを把持している状態の場合、第１の容量式センサを選択し、把持状態が、乗員の右手がステアリングを把持していない状態の場合、少なくとも第２の容量式センサ（例えば、第２の容量式センサのみ、又は、第２の容量式センサと第１の容量式センサの両方）を選択する。
【００１９】
容量式センサの配置と、選択方法を上記のようにすることにより、ステアリングの把持状態がいずれの場合でも、乗員の心電を正確に計測することができる。
本発明の車両用心電計測システムは、例えば、ＧＮＤ電極にて乗員の人体電位を検出する人体電位検出手段を備えることができる。この場合、心電計測手段は、容量式センサの信号値から、人体電位を差し引いて、心電を計測することができる。こうすることにより、コモンモードノイズ（人体に由来するノイズ）を除去し、心電を一層正確に計測することができる。
【００２０】
また、本発明の車両用心電計測システムは、例えば、ＧＮＤ電極にて乗員の右手及び左手の人体電位を検出する人体電位検出手段を備えることができる。この場合、心電計測手段は、把持状態検出手段により検出された把持状態が、乗員の右手がステアリングを把持している状態の場合、選択手段により選択された容量式センサの信号値から、右手の人体電位を差し引いて、心電を計測するとともに、乗員の右手がステアリングを把持していない状態の場合、選択手段により選択された容量式センサの信号値から、左手の人体電位を差し引いて、心電を計測することができる。
【００２１】
こうすることにより、ステアリングの把持状態に応じて、コモンモードノイズ（人体に由来するノイズ）を除去し、心電を一層正確に計測することができる。
前記把持状態検出手段としては、例えば、ステアリングにおいて乗員の右手で把持する部分、及び／又は、乗員の左手で把持する部分に設けられた、ＧＮＤに接地した電極Ａ、及び所定の電位が与えられた電極Ｂを備え、前記電極Ｂの電位に基づき、把持状態を検出するものが挙げられる。この把持状態検出手段は、簡単な構成で把持状態を検出することができる。電極Ｂは、前記ＧＮＤ電極と同一のものであってもよいし、別の電極であってもよい。
【００２２】
前記電極Ａは、前記電極Ｂよりも、ステアリング上で、広い範囲にわたって設けられていることが好ましい。この場合、乗員の手がステアリングを把持したとき、電極Ｂのみを把持し、電極Ａは把持しない、という事態が生じにくい。
【００２３】
本発明の車両用心電計測システムは、例えば、把持状態検出手段により検出される把持状態が変化した場合、その変化後における心電の計測結果の振幅が、所定の値となるように、心電の計測における増幅率を設定する増幅率設定手段を備えることができる。こうすることにより、把持状態が変化しても、心電の計測結果における振幅を一定に保つことができる。
【００２４】
本発明の車両用心電計測システムは、例えば、増幅率設定手段とともに、心電の計測結果を記憶する記憶手段を備えることができる。この場合、増幅率設定手段は、把持状態が変化した後における心電の計測結果の振幅が、記憶手段に記憶された、把持状態が変化する前における心電の計測結果の振幅となるように、増幅率を設定することができる。こうすることにより、増幅率の設定を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】車両用心電計測システム１の全体構成を表すブロック図である。
【図２】内側電極３、５、外側電極７、９の形状及び配置を表す説明図である。
【図３】シートセンサ１１、１３の配置を表す説明図である。
【図４】ステアリング把持データＲの測定結果を表すグラフである。
【図５】ステアリングの把持状態と、計測ベクトル及び心電ベクトルとの関係を表す説明図であり、（ａ）は左手把持の状態を表し、（ｂ）は両手把持の状態を表し、（ｃ）は右手把持の状態を表す。
【図６】車両用心電計測システム１の全体構成を表すブロック図である。
【図７】車両用心電計測システム１が実行する処理を表すフローチャートである。
【図８】ステアリング把持状態の変化と心電信号とを表すグラフである。
【図９】車両用心電計測システム１の全体構成を表すブロック図である。
【図１０】ステアリングの把持状態と、計測ベクトル及び心電ベクトルとの関係を表す説明図であり、（ａ）は左手把持の状態を表し、（ｂ）は両手把持の状態を表し、（ｃ）は右手把持の状態を表す。
【図１１】計測ベクトル及び心電ベクトルを表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
１．車両用心電計測システム１の構成
車両用心電計測システム１の構成を、図１〜図３に基づいて説明する。図１は、車両用心電計測システム１の全体構成を表すブロック図である。図２は、後述する内側電極３、５、外側電極７、９の形状及び配置を表す説明図である。図３は、後述するシートセンサ１１、１３の配置を表す説明図である。
【００２７】
車両用心電計測システム１は、車両に搭載され、乗員（運転者）の心電を計測するシステムである、図１に示すように、車両用心電計測システム１は、内側電極３、内側電極（電極Ａ）５、外側電極（ＧＮＤ電極）７、外側電極（ＧＮＤ電極、電極Ｂ）９、シートセンサ（容量式センサ、第１の容量式センサ）１１、シートセンサ（容量式センサ、第２の容量式センサ）１３、ボルテージフォロワ１５、１７、１９、フィルター２１、２３、スイッチ（ＳＷ）２５、ゲイン演算回路２７、２９、加算回路３１を備える。
【００２８】
図２に示すように、内側電極３、５、外側電極７、９は、車両のステアリング３３に設けられている。内側電極３と外側電極７は、乗員が左手でステアリング３３を把持する位置にある。内側電極３と外側電極７は、それぞれ、ステアリング３３の内側と外側に位置し、ステアリング３３上では両者は離間しているが、図１に示すように、内側電極３と外側電極７はともにＧＮＤに接地している。図２に示すように、内側電極３は、ステアリング３３の円周上において、外側電極７よりも広い範囲にわたって設けられている。
【００２９】
また、内側電極５と外側電極９は、乗員が右手でステアリング３３を把持する位置にある。内側電極５と外側電極９は、それぞれ、ステアリング３３の内側と外側に位置し、ステアリング３３上で両者は離間している。図１に示すように、内側電極５はＧＮＤに接地しており、外側電極９は２．５Ｖの電位を与えられている。乗員の右手がステアリング３３を把持していないとき、外側電極９は内側電極５と接続していないので、外側電極９の電位は２．５Ｖ（Ｈｉ）である。一方、乗員の右手がステアリング３３を把持したとき、内側電極５と外側電極９は、ともに乗員の右手に接し、両者は導通する。その結果、外側電極９の電位は、Ｌｏ（ＧＮＤに比べ、人体電位の分だけ高い電位であり、２．５Ｖよりも低い電位）となる。
【００３０】
図２に示すように、内側電極５は、ステアリング３３の円周上において、外側電極９よりも広い範囲にわたって設けられている。そのため、乗員の右手がステアリング３３を把持したとき、乗員の右手が外側電極９のみに接し、内側電極５には接しない、という事態が生じにくい。
【００３１】
シートセンサ１１、１３は、乗員の皮膚に接触せずに、静電容量結合によって乗員の身体電位を検出できる電極を備えた、周知の容量式センサ（容量結合型電極）であり、例えば、特許文献１記載のものを用いることができる。図３に示すように、シートセンサ１１は、車両の運転者用のシート３５において、乗員の臀部に接する位置に設けられている。さらに詳しくは、シートセンサ１１はシート３５の中に取り付けられている。
【００３２】
また、シートセンサ１３は、シート３５において、乗員の右肩に接する位置に設けられている。さらに詳しくは、シートセンサ１３はシート３５の中に取り付けられている。なお、シートセンサ１３の位置は、図示しないシートベルト上であって、乗員の右肩に接する位置であってもよい。
【００３３】
ボルテージフォロワ１５、１７、１９は、それぞれ周知の構成を有するものであり、アンプ３７から構成される。ボルテージフォロワ１５は、シートセンサ１１の出力信号を増幅する。また、ボルテージフォロワ１７は、シートセンサ１３の出力信号を増幅する。また、ボルテージフォロワ１９は、外側電極９の電位を増幅する。ボルテージフォロワ１５とシートセンサ１１との間には、抵抗３９が設けられている。また、ボルテージフォロワ１７とシートセンサ１３との間には、抵抗３９が設けられている。
【００３４】
フィルター２１、２３は、それぞれ  周知の構成を有するものであり、コンデンサ４１、抵抗４３から構成される。フィルター２１は、シートセンサ１１の出力信号のうち、不要な周波数成分をカットする。また、フィルター２３は、シートセンサ１３の出力信号のうち、不要な周波数成分をカットする。
【００３５】
スイッチ２５の２つの入力端子２５ａ、２５ｂにはそれぞれ、シートセンサ１３の出力系、及びＧＮＤが接続している。また、スイッチ２５には、その他に、外側電極９が出力する、Ｌｏ又はＨｉである信号（以下では、ステアリング把持データＲとする）も入力する。スイッチ２５の出力端子２５ｃは、ゲイン演算回路２９を介して、加算回路３１に接続している。
【００３６】
スイッチ２５は、ステアリング把持データＲがＬｏである場合（乗員の右手がステアリング３３を把持している場合）は、入力端子２５ｂと出力端子２５ｃを接続し、入力端子２５ａと出力端子２５ｃとの間は絶縁する。この場合、スイッチ２５は、ゲイン演算回路２９、及び加算回路３１に、ＧＮＤを出力する。
【００３７】
一方、ステアリング把持データＲがＨｉである場合（乗員の右手がステアリング３３を把持していない場合）、スイッチ２５は、入力端子２５ａと出力端子２５ｃを接続し、入力端子２５ｂと出力端子２５ｃとの間は絶縁する。この場合、スイッチ２５は、ゲイン演算回路２９、及び加算回路３１に、シートセンサ１３の出力信号を出力する。
【００３８】
ゲイン演算回路２７、２９は、周知の構成を有するゲイン演算回路であり、アンプ４５、抵抗４７、４９から構成される。ゲイン演算回路２７は、シートセンサ１１の出力信号におけるゲインを増大させる。また、ゲイン演算回路２９は、スイッチ２５から出力された信号（シートセンサ１３の出力信号又はＧＮＤ）におけるゲインを増大させる。
【００３９】
加算回路３１は、周知の構成を有する加算回路であり、アンプ５１、抵抗５３、５５、５７から構成される。加算回路３１は、シートセンサ１１の出力信号と、スイッチ２５から出力された信号（シートセンサ１３の出力信号又はＧＮＤ）とを加算し、その加算した信号を出力する。
【００４０】
２．車両用心電計測システム１の動作
次に、車両用心電計測システム１の動作を説明する。シートセンサ１１は、乗員の臀部に接し、その乗員の心電を計測する。シートセンサ１１の出力信号は、ボルテージフォロワ１５、フィルター２１、及びゲイン演算回路２７、を経て、加算回路３１に送られる。
【００４１】
シートセンサ１３は、乗員の右肩部に接し、その乗員の心電を計測する。シートセンサ１３の出力信号は、ボルテージフォロワ１７、及びフィルター２３を経て、スイッチ２５に送られる。
【００４２】
また、スイッチ２５には、外側電極９から、ステアリング把持データＲが送られる。そのステアリング把持データＲは、乗員の右手がステアリング３３を把持している場合はＬｏであり、乗員の右手がステアリング３３を把持していない場合はＨｉである。図４に、ステアリング把持データＲの例を示す。外側電極９は、ステアリング３３の把持状態を検出する把持状態検出手段として機能する。
【００４３】
スイッチ２５は、上述したように、ステアリング把持データＲがＬｏの場合は、ＧＮＤを出力し、Ｈｉの場合は、シートセンサ１３の出力信号を出力する。スイッチ２５の出力信号は、ゲイン演算回路２９を経て、加算回路３１に送られる。
【００４４】
加算回路３１は、シートセンサ１１の出力信号と、スイッチ２５の出力信号とを加算した信号を出力する。その加算した信号は、ステアリング把持データＲがＬｏの場合（乗員の右手がステアリング３３を把持している場合）は、シートセンサ１１の出力信号であり、ステアリング把持データＲがＨｉの場合（乗員の右手がステアリング３３を把持していな場合）は、シートセンサ１１の出力信号とシートセンサ１３の出力信号とを加算した信号である。
【００４５】
よって、スイッチ２５と加算回路３１は、シートセンサ１１、１３の中から、心電の計測に使用するシートセンサを選択する選択手段として機能する。また、外側電極９、シートセンサ１１、１３、スイッチ２５、及び加算回路３１は、選択されたシートセンサを用いて乗員の心電を計測する心電計測手段として機能する。
【００４６】
３．車両用心電計測システム１が奏する効果
（１）車両用心電計測システム１は、乗員がステアリング３３を把持する状態がいずれの場合でも、乗員の心電を正確に計測することができる。このことを、図５に基づいて説明する。
【００４７】
図５（ａ）は、乗員５９が左手６１のみでステアリング３３を把持している状態（右手６３がステアリング３３を把持していない状態）を表す。この場合、車両用心電計測システム１は、上述したように、シートセンサ１１の出力信号とシートセンサ１３の出力信号とを加算した信号を出力する。
【００４８】
図５（ａ）の場合、左手６１から、心臓６５を通り、シートセンサ１１に至る計測ベクトル６７と、左手６１から、心臓６５を通り、シートセンサ１３に至る計測ベクトル６９が存在する。従って、シートセンサ１１を用いた心電の計測と、シートセンサ１３を心電の計測は、それぞれ、心電の計測に適したものである。なお、図中の符号７０は心臓６５の心電ベクトルを示す。計測ベクトル６７と計測ベクトル６９とを対比すると、計測ベクトル６９の方が、心電ベクトル７０に対する角度が小さい（平行に近い）。そのため、シートセンサ１１とシートセンサ１３とを対比すると、シートセンサ１３の方が、心電の計測に一層適している。
【００４９】
車両用心電計測システム１は、図５（ａ）の場合、心電の計測に適したシートセンサ１１及びシートセンサ１３を使用するので、心電を正確に計測することができる。
図５（ｂ）は、乗員５９が左手６１と右手６３の両方でステアリング３３を把持している状態（右手６３がステアリング３３を把持している状態）を表す。この場合、車両用心電計測システム１は、上述したように、シートセンサ１１の出力信号を出力する。
【００５０】
図５（ｂ）の場合、左手６１から、心臓６５を通り、シートセンサ１１に至る計測ベクトル６７と、右手６３から、心臓６５を通り、シートセンサ１１に至る計測ベクトル７１が存在する。なお、右手６３から、心臓６５を通り、シートセンサ１３に至る計測ベクトルは存在しない。従って、シートセンサ１１を用いた心電の計測は、心電の計測に適したものであるが、シートセンサ１３を用いた心電の計測は、ノイズが大きく、心電の計測に適さない。
【００５１】
車両用心電計測システム１は、図５（ｂ）の場合、心電の計測に適したシートセンサ１１を使用し、心電の計測に適さないシートセンサ１３は使用しないので、心電を正確に計測することができる。
【００５２】
図５（ｃ）は、乗員５９が右手６３のみでステアリング３３を把持している状態（右手６３がステアリング３３を把持している状態）を表す。この場合、車両用心電計測システム１は、上述したように、シートセンサ１１の出力信号を出力する。
【００５３】
図５（ｃ）の場合、右手６３から、心臓６５を通り、シートセンサ１１に至る計測ベクトル７１が存在する。なお、右手６３から、心臓６５を通り、シートセンサ１３に至る計測ベクトルは存在しない。従って、シートセンサ１１を用いた心電の計測は、心電の計測に適したものであるが、シートセンサ１３を用いた心電の計測は、ノイズが大きく、心電の計測に適さない。
【００５４】
車両用心電計測システム１は、図５（ｃ）の場合、心電の計測に適したシートセンサ１１を使用し、心電の計測に適さないシートセンサ１３は使用しないので、心電を正確に計測することができる。
【００５５】
以上のように、車両用心電計測システム１は、乗員がステアリング３３を把持する状態が図５（ａ）〜（ｃ）のいずれの場合においても、心電の計測に適したシートセンサを選択し、心電計測を行うことにより、乗員の心電を正確に計測することができる。
（２）車両用心電計測システム１は、乗員がステアリング３３を把持する状態に対応して変化するステアリング把持データＲにより、使用するシートセンサを選択する。そのため、使用するシートセンサの選択において、複雑な演算が必要ない。その結果、計算コストを低減できるとともに、リアルタイムの心電計測が可能になる。
＜第２の実施形態＞
１．車両用心電計測システム１の構成
本実施形態における車両用心電計測システム１の構成を図６に基づいて説明する。図６は、車両用心電計測システム１の全体構成を表すブロック図である。
【００５６】
車両用心電計測システム１の構成は、基本的には、前記第１の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、フィルター２１、２３、スイッチ２５、ゲイン演算回路２７、２９、及び加算回路３１の代わりに、それらと同じ機能を有するデジタル回路（増幅率設定手段を含む）７３を備えている。
【００５７】
デジタル回路７３には、シートセンサ１１の出力信号、シートセンサ１３の出力信号、及びステアリング把持データＲ（外側電極９の電位）が入力する。また、デジタル回路７３は、出力端子７３ａを有する。
【００５８】
また、デジタル回路７３は、図示しないメモリ（記憶手段）を備えており、そのメモリに、出力端子７３ａから出力する信号の振幅を常時記憶する。
２．車両用心電計測システム１の動作
本実施形態の車両用心電計測システム１は、前記第１の実施形態と同様に動作する。すなわち、ステアリング把持データＲがＬｏの場合（乗員の右手がステアリング３３を把持している場合）、車両用心電計測システム１は、デジタル回路７３の出力端子７３ａから、シートセンサ１１の出力信号を出力し、ステアリング把持データＲがＨｉの場合（乗員の右手がステアリング３３を把持していない場合）は、デジタル回路７３の出力端子７３ａから、シートセンサ１１の出力信号とシートセンサ１３の出力信号とを加算した信号を出力する。
【００５９】
また、本実施形態の車両用心電計測システム１は、ステアリング３３の把持状態が変化したとき、デジタル回路７３の出力端子７３ａから出力する信号のゲイン（増幅率）を、適切に再設定することができる。このことを図７のフローチャートに基づいて説明する。図７は、車両用心電計測システム１が実行する処理を表すフローチャートである。
【００６０】
ステップ１０では、所定の初期設定を行う。
ステップ２０では、本ステップ２０の処理を前回実行したときに比べて、ステアリング３３の把持状態が変化したか否かを判断する。具体的には、ステアリング把持データＲの変化（ＨｉからＬｏへの変化、又はＬｏからＨｉへの変化）があったか否かを判断する。把持状態が変化した場合はステップ３０に進み、把持状態が変化していない場合はステップ４０に進む。
【００６１】
ステップ３０では、デジタル回路７３の出力端子７３ａから出力する信号のゲインを、次のようにして設定する。まず、デジタル回路７３のメモリから、把持状態が変化する直前の所定期間における心電（デジタル回路７３の出力端子７３ａから出力する信号）の平均振幅値Ｍ１と、把持状態が変化した直後の所定期間における心電の平均振幅値Ｍ２とを取得する。次に、平均振幅値Ｍ２が、平均振幅値Ｍ１と同じになるように、デジタル回路７３の出力端子７３ａから出力する信号のゲインを設定する。
【００６２】
ステップ４０では、把持状態が、乗員の右手でステアリング３３を把持している状態（両手で把持する状態を含む）であるか否かを、ステアリング把持データＲに基づき判断する。乗員の右手でステアリング３３を把持している状態の場合はステップ５０に進み、乗員の右手でステアリング３３を把持していない状態の場合はステップ６０に進む。
【００６３】
ステップ５０では、デジタル回路７３の出力端子７３ａから出力する信号を、シートセンサ１１の出力信号とする。ステップ６０では、デジタル回路７３の出力端子７３ａから出力する信号を、シートセンサ１１の出力信号とシートセンサ１３の出力信号とを加算した信号とする。
【００６４】
ステップ７０では、出力端子７３ａから出力する信号の振幅を、デジタル回路７３のメモリに記憶する。なお、この記憶した振幅は、前記ステップ３０の処理で使用する。
３．車両用心電計測システム１が奏する効果
本実施形態の車両用心電計測システム１は、前記第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、本実施形態の車両用心電計測システム１は、ステアリング３３の把持状態が変化したとき、心電信号のゲインを再設定するので、図８に示すように、把持状態が変化（すわなち、ステアリング把持データＲが変化）する前後において、心電信号の振幅を一定に保つことができる。
＜第３の実施形態＞
１．車両用心電計測システム１の構成
本実施形態における車両用心電計測システム１の構成を図９に基づいて説明する。図９は、車両用心電計測システム１の全体構成を表すブロック図である。
【００６５】
車両用心電計測システム１の構成は、基本的には、前記第１の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、外側電極７は２．５Ｖの電位を与えられている。乗員の左手がステアリング３３を把持していないとき、外側電極７は内側電極３と接続せず、その電位は２．５Ｖ（Ｈｉ）である。一方、乗員の左手がステアリング３３を把持したとき、内側電極３と外側電極７は、ともに乗員の左手に接し、両者は導通する。その結果、外側電極７の電位は、Ｌｏ（ＧＮＤに比べ、人体電位の分だけ高い電位であり、２．５Ｖよりも低い電位）となる。
【００６６】
また、本実施形態では、ボルテージフォロワ１９の代わりに判別回路７５を備えている。さらに、ボルテージフォロワ１５とフィルター２１との間に、差分取得用のアンプ７７を備え、ボルテージフォロワ１７とフィルター２３との間に、差分取得用のアンプ７９を備えている。
【００６７】
判別回路７５は、アンプ８１、８３、スイッチ８５、抵抗８７、８９から構成される。スイッチ８５の２つの入力端子８５ａ、８５ｂには、それぞれ、外側電極９が出力する、Ｌｏ又はＨｉである信号（ステアリング把持データＲ）と、外側電極７が出力する、Ｌｏ又はＨｉである信号（以下では、ステアリング把持データＬとする）が入力する。よって、判別回路７５は、乗員の右手及び左手の人体電位（ステアリング把持データＲ、Ｌ）を検出する人体電位検出手段として機能する。
【００６８】
また、スイッチ８５の出力端子８５ｃは、アンプ７７に接続している。また、ステアリング把持データＬは、スイッチ８５の他に、アンプ７９にも入力している。
スイッチ８５は、以下のように動作する。ステアリング把持データＲがＨｉの場合、入力端子８５ｂと出力端子８５ｃを接続し、アンプ７７に対し、ステアリング把持データＬを出力する。一方、ステアリング把持データＲがＬｏの場合、入力端子８５ａと出力端子８５ｃを接続し、アンプ７７に対し、ステアリング把持データＲを出力する。
【００６９】
また、判別回路７５は、ステアリング把持データＲをスイッチ２５に出力し、スイッチ２５は前記第１の実施形態と同様に動作する。
２．車両用心電計測システム１の動作
本実施形態の車両用心電計測システム１は、前記第１の実施形態と基本的には同様に動作する。すなわち、スイッチ２５に入力するステアリング把持データＲがＬｏの場合（乗員の右手がステアリング３３を把持している場合）、車両用心電計測システム１は、加算回路３１から、シートセンサ１１の出力信号を出力し、スイッチ２５に入力するステアリング把持データＲがＨｉの場合（乗員の右手がステアリング３３を把持していな場合）は、加算回路３１から、シートセンサ１１の出力信号とシートセンサ１３の出力信号とを加算した信号を出力する。
【００７０】
ただし、本実施形態では、加算回路３１に入力するシートセンサ１１の出力信号は、シートセンサ１１の出力そのままではなく、アンプ７７において作成された、シートセンサ１１の出力と、スイッチ８５から送られる信号との差分の信号である。ここで、スイッチ８５からアンプ７７に送られる信号は、ステアリング把持データＲがＨｉの場合は、ステアリング把持データＬであり、ステアリング把持データＲがＬｏの場合は、ステアリング把持データＲである。
【００７１】
また、加算回路３１に入力するシートセンサ１３の出力信号は、シートセンサ１３の出力そのままではなく、アンプ７７において作成された、シートセンサ１３の出力と、ステアリング把持データＬとの差分の信号である。
【００７２】
本実施形態の車両用心電計測システム１において、ステアリング３３の把持状態が各状態の場合に、ステアリング把持データＲ、ステアリング把持データＬ、スイッチ８５の出力、シートセンサ１１の基準（アンプ７７において差分の作成に用いる信号）、シートセンサ１３の基準（アンプ７９において差分の作成に用いる信号）、使用センサ（心電の計測に使用するシートセンサ）がそれぞれどのようになるかを、表１に示す。
【００７３】
【表１】
0005585551.tif 000002
【００７４】
３．車両用心電計測システム１が奏する効果
（１）本実施形態の車両用心電計測システム１は、前記第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。
（２）また、本実施形態では、シートセンサ１１、１３の出力をそのまま用いるのではなく、シートセンサ１１、１３の出力と人体電位との差分の信号を用いているので、コモンモードノイズ（人体に由来するノイズ）を除去し、心電を一層正確に計測することができる。
（３）さらに、本実施形態では、ステアリング３３の把持状態に応じて、差分の作成に用いる人体電位を、適切に選択することができる。このことを図１０に基づいて説明する。
【００７５】
図１０（ａ）は、乗員５９が左手６１のみでステアリング３３を把持している状態（右手６３がステアリング３３を把持していない状態）を表す。この場合、車両用心電計測システム１は、シートセンサ１１とシートセンサ１３を選択する。
【００７６】
図１０（ａ）の場合、左手６１から、心臓６５を通り、シートセンサ１１に至る計測ベクトル６７と、左手６１から、心臓６５を通り、シートセンサ１３に至る計測ベクトル６９は、ともに、左手６１を通るものである。そのため、図１０（ａ）の場合、心電の計測に影響する人体電位は、左手の人体電位（ステアリング把持データＬ）である。
【００７７】
車両用心電計測システム１は、図１０（ａ）の場合、シートセンサ１１、１３の両方について、差分の作成にステアリング把持データＬを用いるので（表１参照）、人体電位の影響を除去し、心電を正確に計測することができる。
【００７８】
図１０（ｂ）は、乗員５９が左手６１と右手６３の両方でステアリング３３を把持している状態（右手６３がステアリング３３を把持している状態）を表す。この場合、車両用心電計測システム１は、シートセンサ１１のみを選択する。
【００７９】
図１０（ｂ）の場合、左手６１から、心臓６５を通り、シートセンサ１１に至る計測ベクトル６７と、右手６３から、心臓６５を通り、シートセンサ１１に至る計測ベクトル７１が存在するが、計測ベクトル７１の方が、心電ベクトル７０との間に成す角度が小さい(平行に近い)ため、心電の計測において、より重要である。よって、図１０（ｂ）の場合、心電の計測に影響する人体電位は、右手の人体電位（ステアリング把持データＲ）である。
【００８０】
車両用心電計測システム１は、図１０（ｂ）の場合、選択するシートセンサ１１の信号と人体電位との差分の作成にステアリング把持データＲを用いるので（表１参照）、人体電位の影響を除去し、心電を正確に計測することができる。
【００８１】
図１０（ｃ）は、乗員５９が右手６３のみでステアリング３３を把持している状態（右手６３がステアリング３３を把持している状態）を表す。この場合、車両用心電計測システム１は、シートセンサ１１のみを選択する。
【００８２】
図１０（ｃ）の場合、右手６３から、心臓６５を通り、シートセンサ１１に至る計測ベクトル７１が存在する。そのため、図１０（ｃ）の場合、心電の計測に影響する人体電位は、右手の人体電位（ステアリング把持データＲ）である。
【００８３】
車両用心電計測システム１は、図１０（ｃ）の場合、選択するシートセンサ１１の信号と人体電位との差分の作成にステアリング把持データＲを用いるので（表１参照）、人体電位の影響を除去し、心電を正確に計測することができる。
【００８４】
以上のように、車両用心電計測システム１は、ステアリング３３の把持状態がいずれであっても、差分の作成に用いる人体電位を適切に選択し、心電の計測を一層正確に行うことができる。
【００８５】
尚、本発明は前記実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、前記第１〜第３の実施形態において、左手のみでステアリング３３を把持している場合は、シートセンサ１３のみの出力を、車両用心電計測システム１で検出してもよい。
【００８６】
また、前記第２の実施形態において、ステアリング３３の把持状態が変化したとき、デジタル回路７３は、Ｒ波処理用の係数を変えるようにしてもよい。Ｒ波処理用の係数としては、例えば、心電検出の閾値、心電→状態推定の判定閾値等が挙げられる。
【００８７】
また、前記第２の実施形態において、ステアリング３３の把持状態が変化した直後（例えば、把持状態の変化から０．５秒間）の計測結果は、使用しないようにしてもよい。こうすることにより、信頼性の低いチャタリングデータを除去することができる。
【００８８】
また、前記第１〜第３の実施形態において、ステアリング３３の把持状態の検出は、他の方法であってもよい。例えば、右手による把持の有無と、左手による把持の有無とを、それぞれ検出してもよい。また、ステアリング３３の把持は、電極を用いる方法以外の方法（例えば、ステアリング３３に設けられた押圧センサや温度センサにより検出する方法、ステアリング３３付近を撮影した画像により検出する方法等）で検出してもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１・・・車両用心電計測システム、３、５・・・内側電極、
７、９・・・外側電極、１１、１３・・・シートセンサ、
１５、１７、１９・・・ボルテージフォロワ、
２１、２３・・・フィルター、２５・・・スイッチ、
２５ａ、２５ｂ・・・入力端子、２５ｃ・・・出力端子、
２７、２９・・・ゲイン演算回路、３１・・・加算回路、
３３・・・ステアリング、３５・・・シート、
３７、４５、５１、７７、７９、８１・・・アンプ、
３９、４３、４７、５３、５５、８７・・・抵抗、
４１・・・コンデンサ、５９・・・乗員、６１・・・左手、
６３・・・右手、６５・・・心臓、
６７、６９、７１・・・計測ベクトル、７０・・・心電ベクトル、
７３・・・デジタル回路、７３ａ・・・出力端子、
７５・・・判別回路、８５・・・スイッチ、
８５ａ、８５ｂ・・・入力端子、８５ｃ・・・出力端子
【図３】
0005585551.tif 000003
【図４】
0005585551.tif 000004
【図７】
0005585551.tif 000005
【図８】
0005585551.tif 000006
【図１】
0005585551.tif 000007
【図２】
0005585551.tif 000008
【図５】
0005585551.tif 000009
【図６】
0005585551.tif 000010
【図９】
0005585551.tif 000011
【図１０】
0005585551.tif 000012
【図１１】
0005585551.tif 000013