(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された信号を誘導する第一誘導電極及び第二誘導電極と、
前記第一誘導電極及び前記第二誘導電極のそれぞれと対をなすように近接して配置される不関電極としての第一基準電極及び第二基準電極と、
前記第一誘導電極からの信号と、前記第二誘導電極からの信号との電位差である信号差分を導出する信号差分導出手段と、
前記信号差分導出手段にて導出した信号差分に基づいて、被験者の心電波形を検出する心電検出手段と
を備えた心電計であって、
心電波形とは異なる態様を有した第一信号を前記第一誘導電極に印加すると共に、心電波形とは異なる態様を有し、かつ前記第一信号とは異なる態様の第二信号を前記第二誘導電極に印加する信号印加手段と、
前記信号差分導出手段で導出された信号差分に基づいて、前記第一誘導電極及び前記第二誘導電極への被験者の接触の状態を検知する接触検知手段と
を備えることを特徴とする心電計。
【請求項２】
前記信号印加手段は、
少なくとも心電波形の電位として想定される想定電位よりも電位が高い信号を、前記第一信号及び前記第二信号とする
ことを特徴とする請求項１に記載の心電計。
【請求項３】
前記信号印加手段は、
前記心電波形の周波数として想定される周波数よりも高い周波数の信号を、前記第一信号及び前記第二信号とする
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の心電計。
【請求項４】
前記信号印加手段は、
時間軸に沿って電位がパルス状に変化する信号を、前記第一信号及び第二信号とする
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の心電計。
【請求項５】
前記信号印加手段は、
前記第一信号と前記第二信号との位相が同一であり、かつ前記第二信号の電位を、前記第一信号の電位よりも低くすることを、前記第一信号とは異なる態様とする
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の心電計。
【請求項６】
前記信号印加手段は、
前記第二信号の位相を、前記第一信号の位相と相違させることを、前記第一信号とは異なる態様とする
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の心電計。
【請求項７】
前記信号印加手段は、
前記第二信号の周波数と前記第一信号の周波数とが異なることを、前記第一信号とは異なる態様とする
ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の心電計。
【請求項８】
前記第一誘導電極及び前記第二誘導電極と、前記信号印加手段との間には、コンデンサが設けられ、
前記信号印加手段は、
前記第一信号及び前記第二信号を、前記コンデンサを介して前記第一誘導電極及び前記第二誘導電極に印加する
ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の心電計。
【請求項９】
前記第一誘導電極及び前記第二誘導電極と、前記信号印加手段との間には、保護抵抗が設けられ、
前記信号印加手段は、
前記第一信号及び前記第二信号を、前記保護抵抗を介して前記第一誘導電極及び前記第二誘導電極に印加する
ことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の心電計。
【請求項１０】
前記心電検出手段は、
前記接触検知手段にて、前記第一誘導電極及び前記第二誘導電極への被験者の接触を検知すると、前記被験者の心電波形を検出する
ことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の心電計。
【請求項１１】
前記第一誘導電極及び前記第二誘導電極と前記信号差分導出手段との間に設けられ、抵抗とコンデンサとが直列に接続されたＣＲ回路の時定数を、入力された指令に従って設定する時定数設定手段と、
前記接触検知手段にて、前記第一誘導電極及び前記第二誘導電極への被験者の接触を検知すると、前記時定数設定手段が、前記ＣＲ回路の時定数を短縮するように指令を出力する指令出力手段と
を備えることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の心電計。
【請求項１２】
前記心電検出手段は、
前記接触検知手段にて、前記第一誘導電極及び前記第二誘導電極への被験者の接触を検知したことを契機として、前記被験者の状態を表す生体情報の生成を実行する
ことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の心電計。
【請求項１３】
前記第一誘導電極及び前記第二誘導電極は、
自動車のステアリングホイールまたはシートに設置されている
ことを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載の心電計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心電計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の運転者（以下、被験者とも称す）の心電波形を自動車内で測定することを目的として、ステアリングホイールに設けられた、少なくとも２つの誘導電極間に生じた電位差を計測して心電波形を測定する心電計が知られている。
【０００３】
このような心電計を用いて、被験者の心電波形を正確に測定するためには、被験者の身体の一部分が誘導電極の各々に接触していることを、心電計自体が認識する必要がある。
この被験者の身体の一部分が誘導電極の各々に接触していることを心電計自体が認識する方法として、心電波形を模擬し、かつ所定の信号レベルよりも信号レベルの高い信号（以下、疑似ノイズ信号と称す）を、誘導電極の１つに印加することが考えられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
すなわち、特許文献１に記載の方法を適用した車載用心電計（以下、想定心電計と称す）１００として、図８（Ａ）に示すように、ステアリングホイールＳＷにおいて左右それぞれの手にて把持される部位に設けられた第一誘導電極ＥＲ及び第二誘導電極ＥＬと、第一誘導電極ＥＲ及び第二誘導電極ＥＬそれぞれと対をなす不関電極ＩＲ，ＩＬとを備え、第二誘導電極ＥＲに疑似ノイズ信号Ｓｎを印加するものが考えられる。この想定心電計１００においては、図８（Ｂ）に示すように、第一誘導電極ＥＲから入力された信号と第二誘導電極ＥＬから入力された信号との電位差を導出する差分増幅回路１０１と、フィルタ１０２を通過した差分増幅回路１０１の出力を増幅する増幅器１０３とを備えている。
【０００５】
このような想定心電計１００では、ステアリングホイールＳＷが把持されていなければ、第一誘導電極ＥＲと第二誘導電極ＥＬとの間のインピーダンスが無限大となり、増幅器１０３からの出力が、疑似ノイズ信号Ｓｎの信号レベルに対応する値となる。一方、ステアリングホイールＳＷが左右両手で把持されると、第一誘導電極ＥＲと第二誘導電極ＥＬとの間のインピーダンスが小さくなり、増幅器１０３からの出力が、疑似ノイズ信号Ｓｎの信号レベルに対応する値よりも低くなる。この結果、想定心電計１００においては、ステアリングホイールＳＷが左右両手で把持されたか否かを検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９０６７０３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ステアリングホイールＳＷを左手のみで把持した場合、想定心電計１００では、増幅器１０３からの出力が、疑似ノイズ信号Ｓｎの信号レベルに対応する値よりも低くなり、ステアリングホイールＳＷが左右両手で把持されたものと誤検出してしまうという問題が生じる。
【０００８】
つまり、想定心電計１００では、被験者の身体の一部分が誘導電極ＥＲ，ＥＬの各々に接触していることを心電計自体にて検知することが困難であるという問題が生じる。
そこで、本発明は、心電計において、被験者の身体の一部分が誘導電極の各々に接触していることを検知可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明は、被験者の心電波形を測定する心電計に関する。
本発明の心電計は、入力された信号を誘導する第一誘導電極及び第二誘導電極と、第一誘導電極及び第二誘導電極のそれぞれと対をなすように近接して配置される不関電極としての第一基準電極及び第二基準電極とを備える。さらに、本発明の心電計では、信号差分導出手段が、第一誘導電極からの信号と、第二誘導電極からの信号との電位差である信号差分を導出し、その導出した信号差分に基づいて、心電検出手段が、被験者の心電波形を検出する。
【００１０】
ただし、本発明の心電計では、信号印加手段が、心電波形とは異なる態様を有した第一信号を第一誘導電極に印加すると共に、心電波形とは異なる態様を有し、かつ第一信号とは異なる態様の第二信号を第二誘導電極に印加し、信号差分導出手段で導出された信号差分に基づいて、接触検知手段が、第一誘導電極及び第二誘導電極への被験者の接触の状態を検知する。
【００１１】
なお、ここでいう第一誘導電極，及び第二誘導電極は、入力される信号を誘導する電極であり、例えば、抵抗結合によって入力される信号を誘導する電極や、容量結合によって入力される信号を誘導する電極を含むものである。また、ここでいう第一基準電極及び第二基準電極の各々が第一誘導電極及び第二誘導電極に近接して配置されるとは、被験者の身体が第一誘導電極及び第二誘導電極の少なくともいずれか一方に接触する際に、その接触する第一誘導電極及び第二誘導電極と対をなす第一基準電極及び第二基準電極の一方にも接触するように配置されていることであり、例えば、ステアリングホイールにおいて、第一基準電極と第一誘導電極とが隣接して、第二基準電極と第二誘導電極とが隣接して配置されることを含む。
【００１２】
さらに、ここでいう心電波形とは、人の心臓の拍動を引き起こす電気的信号であり、心電位が周期的かつパルス状に変化する電気的信号である。具体的には、一回の拍動で、いわゆる「Ｐ波」，「Ｑ波」，「Ｒ波」，「Ｓ波」，「Ｔ波」などを１つのサイクルとした信号である。
【００１３】
このような心電計では、被験者の身体の一部が第一誘導電極及び第二誘導電極に接触すると、被験者の身体を介して、第一誘導電極と第一基準電極とが、第二誘導電極と第二基準電極とが電気的に接続される。このとき、第一誘導電極と第一基準電極との間、及び第二誘導電極と第二基準電極との間のインピーダンスが小さなものとなり、信号差分は心電波形となる。
【００１４】
一方、被験者の身体の一部が、第一誘導電極及び第二誘導電極のいずれにも接触していなければ、第一誘導電極と第一基準電極とが、第二誘導電極と第二基準電極とが電気的に接続されておらず、第一誘導電極と第一基準電極との間、及び第二誘導電極と第二基準電極との間のインピーダンスが無限大に維持される。この結果、信号差分は、第一信号に対応する電位と第二信号に対応する電位との電位差となる。
【００１５】
さらに、被験者の身体の一部が第一誘導電極にのみに接触すると、第一誘導電極と第一基準電極との間のインピーダンスのみが小さくなり、第二誘導電極と第二基準電極との間のインピーダンスは無限大に維持される。このため、信号差分は第二信号に対応する電位となる。
【００１６】
そして、被験者の身体の一部が第二誘導電極にのみに接触すると、第一誘導電極と第一基準電極との間のインピーダンスは無限大に維持され、第二誘導電極と第二基準電極との間のインピーダンスのみが小さくなる。このため、信号差分は第一信号に対応する電位となる。
【００１７】
これらのことから、本発明の心電計によれば、第一誘導電極及び第二誘導電極に対する被験者の接触状態によって、信号差分導出手段で導出された信号差分が異なるため、被験者の身体の一部分が誘導電極の各々に接触していることを検知できる。
【００１８】
本発明において、信号印加手段は、少なくとも心電波形の電位として想定される想定電位よりも電位が高い信号を、第一信号及び第二信号としても良い（請求項２）。
このような心電計によれば、被験者の身体の一部分が誘導電極に接触しているのか接触していないのかを、信号差分から明確にすることができる。
【００１９】
また、本発明の心電計において、信号印加手段は、心電波形の周波数として想定される周波数よりも高い周波数の信号を、第一信号及び第二信号としても良い（請求項３）。
このような信号を第一信号及び第二信号とすれば、心電波形の計測に対する影響を低減できる。
【００２０】
本発明の心電計における信号印加手段は、時間軸に沿って電位がパルス状に変化する信号を、第一信号及び第二信号としても良い（請求項４）。
このような心電計であれば、第一信号及び第二信号を、例えば、周知のマイクロコンピュータにて簡易に生成することができ、当該マイクロコンピュータのＩ／Ｏポートなどから出力することができる。
【００２１】
本発明の心電計における信号印加手段は、第一信号と第二信号との位相が同一であり、かつ第二信号の電位を、第一信号の電位よりも低くすることを、第一信号とは異なる態様としても良い（請求項５）。
【００２２】
このような心電計によれば、被験者の身体の一部が第一誘導電極にのみに接触する状況での信号差分と、被験者の身体の一部が第二誘導電極にのみに接触する状況での信号差分とは明確に相違するため、それぞれの状況を確実に検知できる。
【００２３】
さらに、本発明の心電計における信号印加手段は、第二信号の位相を、第一信号の位相と相違させることを、第一信号とは異なる態様としても良い（請求項６）。
このような心電計によれば、被験者の身体の一部が第一誘導電極にのみに接触する状況での信号差分と、被験者の身体の一部が第二誘導電極にのみに接触する状況での信号差分とは明確に相違するため、各状況下であることを確実に検知できる。
【００２４】
また、本発明の心電計における信号印加手段は、第二信号の周波数と第一信号の周波数とが異なることを、第一信号とは異なる態様としても良い（請求項７）。
このような心電計では、被験者の身体の一部が第一誘導電極にのみに接触する状況での信号差分と、被験者の身体の一部が第二誘導電極にのみに接触する状況での信号差分とは周波数が異なる。このため、接触検知手段が、信号差分の周波数を検出するように構成されていれば、それぞれの状況を検知できる。
【００２５】
本発明の心電計において、第一誘導電極及び第二誘導電極と、信号印加手段との間には、コンデンサが設けられていても良い。この場合、信号印加手段は、第一信号及び第二信号を、コンデンサを介して第一誘導電極及び第二誘導電極に印加しても良い（請求項８）。
【００２６】
このような心電計によれば、第一信号及び第二信号の出力能力を抑制することができる。
さらに、本発明の心電計において、第一誘導電極及び第二誘導電極と、信号印加手段との間には、保護抵抗が設けられていても良い。この場合、信号印加手段は、第一信号及び第二信号を、保護抵抗を介して第一誘導電極及び第二誘導電極に印加しても良い（請求項９）。
【００２７】
このような心電計によれば、被験者の心電波形を計測する際の安全性をより向上させることができる。
また、本発明の心電計における心電検出手段は、接触検知手段にて、第一誘導電極及び第二誘導電極への被験者の接触を検知すると、被験者の心電波形を検出しても良い（請求項１０）。
【００２８】
このような心電計によれば、第一誘導電極及び第二誘導電極を介して入力される信号のノイズを心電波形として誤認識することを低減できる。
ところで、本発明の心電計では、第一誘導電極及び第二誘導電極と信号差分導出手段との間に、時定数設定手段が設けられ、当該時定数設定手段が、抵抗とコンデンサとが直列に接続されたＣＲ回路の時定数を、入力された指令に従って設定し、接触検知手段にて、第一誘導電極及び第二誘導電極への被験者の接触を検知すると、指令出力手段が、時定数設定手段によるＣＲ回路の時定数を短縮するように指令を出力しても良い（請求項１１）。
【００２９】
このような心電計によれば、第一誘導電極及び第二誘導電極に被験者の身体の一部が接触してから、被験者の電位と心電計の電位とが一致するまでに要する時間を短縮でき、この結果、心電波形の測定が開始されるまでに要する時間を短縮できる。
【００３０】
さらに、本発明の心電計において、心電検出手段は、接触検知手段にて、第一誘導電極及び第二誘導電極への被験者の接触を検知したことを契機として、被験者の状態を表す生体情報の生成を実行しても良い（請求項１２）。
【００３１】
本発明の心電計は、生体情報を生成しても良い。この場合、被験者についてのより詳細な情報を取得できる。
ここでいう生体情報とは、少なくとも心拍数を含む情報であり、心電波形から生成可能な情報である。
【００３２】
なお、本発明において、第一誘導電極及び第二誘導電極は、自動車のステアリングホイールや、シートに設置されていても良い（請求項１３）。
このような心電計によれば、自動車の乗員は、心電波形の測定を意識しなくて良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明が適用された心電計を構成する電極の設置位置を示す図である。
【図２】電極の設置位置を示す図である。
【図３】第一実施形態における心電計の構成を示す図である。
【図４】第二実施形態における心電計の構成を示す図である。
【図５】第二実施形態における心電計の動作を示すフローチャートである。
【図６】第二実施形態における心電計の効果を説明するグラフである。
【図７】心電計を構成する電極の設置位置の変形例を示す図である。
【図８】従来技術の心電計（想定心電計）について示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第一実施形態］
まず、図１，図２は、本発明が適用された心電計の一部を構成する電極群の設置位置を示す図である。図３は、本発明が適用された心電計の構成を示す図である。
【００３５】
心電計１（図３参照）は、被験者Ｈｍの心電波形を測定する装置であり、自動車に搭載される。なお、実施形態における被験者Ｈｍは、運転席Ｄｓに着座する人物（通常は、運転者）である。図３においては、被験者Ｈｍの心臓９０を、交流電源にて模式的に示した。
【００３６】
なお、ここでいう心電波形とは、人の心臓の拍動を引き起こす電気的信号であり、心電位が周期的かつパルス状に変化する電気的信号である。具体的には、一回の拍動で、いわゆる「Ｐ波」，「Ｑ波」，「Ｒ波」，「Ｓ波」，「Ｔ波」などを１つのサイクルとした信号である。
〈電極について〉
本発明が適用された心電計１は、図１に示すように、自動車に設けられたステアリングホイールＳＷに設置される電極群５５を備えている。この電極群５５は、図２に示すように、入力された信号を誘導する第一誘導電極ＥＲ、及び第二誘導電極ＥＬと、不関電極としての第一基準電極ＩＲ、及び第二基準電極ＩＬとを備えている。
【００３７】
本実施形態においては、電極群５５のうち、第一誘導電極ＥＲと第一基準電極ＩＲとが、ステアリングホイールＳＷにおいて右手で把持される部位に設けられており、電極群５５のうち、第二誘導電極ＥＬと第二基準電極ＩＬとが、ステアリングホイールＳＷにおいて左手で把持される部位に設けられている。さらに、第一基準電極ＩＲは、第一誘導電極ＥＲと対をなし、被験者Ｈｍの身体の一部分が第一誘導電極ＥＲと共に接触するように、当該第一誘導電極ＥＲに近接して配置されている。また、第二基準電極ＩＬは、第二誘導電極ＥＬと対をなし、被験者Ｈｍの身体の一部分が第二誘導電極ＥＬと共に接触するように、当該第二誘導電極ＥＬに近接して配置されている。
〈主要部の構成について〉
次に、心電計１の主要部について、図３を参照して説明する。
【００３８】
この心電計１は、電極群５５に加えて、電極群５５のうちの第一誘導電極ＥＲ及び第二誘導電極ＥＬに、心電波形として被験者Ｈｍから検出される信号の周波数よりも高い周波数の信号（以下、検知信号ＳＤとする）を入力する検知信号入力系４０と、第一誘導電極ＥＲを介して入力される信号Ｓｒと第二誘導電極ＥＬを介して入力される信号Ｓｌとの差分を表す差分信号Ｓｄを導出する差分増幅器１０とを備えている。
【００３９】
さらに、心電計１は、差分増幅器１０からの差分信号Ｓｄに基づいて、被験者Ｈｍの心電波形を生成する心電波形生成回路１５と、差分増幅器１０からの差分信号Ｓｄに基づいて、ステアリングホイールＳＷの把持状態を表す把持信号Ｓｇを生成する把持検出回路２０とを備えている。さらには、心電計１は、把持信号Ｓｇに基づいてステアリングホイールＳＷの把持状態を検出したり、心電波形に基づいて被験者Ｈｍの状態を表す生体情報を生成するマイクロコンピュータ（以下、マイコンと称す）３０と、マイコン３０で生成した生体情報を報知する報知装置５０とを備えている。
【００４０】
このうち、報知装置５０は、情報を報知する装置であり、情報を表示する表示装置（例えば、液晶ディスプレイ）や、情報を音にて出力する音出力装置（例えば、スピーカ装置）を含む。
【００４１】
このマイコン３０は、電源を切断しても記憶内容を保持する必要のあるデータやプログラムを記憶するＲＯＭと、データを一時的に格納するＲＡＭと、ＲＯＭまたはＲＡＭに記憶されたプログラムに従って処理を実行するＣＰＵとを少なくとも備えた周知のものである。さらに、マイコン３０は、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３１と、情報の入出力に使用するインターフェースであるＩ／Ｏポート３２とを備えている。
【００４２】
本実施形態において、マイコン３０は、Ｉ／Ｏポート３２を介して入力された把持信号Ｓｇに基づいてステアリングホイールＳＷの把持状態を検出する把持判定部３３と、Ａ／Ｄ変換器３１を介して入力された心電波形生成回路１５からの信号に基づいて、被験者Ｈｍの心電波形を生成する心電演算部３４と、時間軸に沿って信号レベルがパルス状に変化する信号を検知信号ＳＤとして、Ｉ／Ｏポート３２を介して出力するＰＷＭ信号生成部３５として機能する。なお、心電演算部３４は、把持判定部３３での判定の結果、ステアリングホイールＳＷが両手で把持されている場合に、心電波形を生体情報として生成して出力するように構成しても良い。さらには、心電演算部３４は、心電波形に基づいて、被験者Ｈｍの心拍数を少なくとも含む情報を生体情報として生成して出力するように構成しても良い。
【００４３】
次に、検知信号入力系４０は、第一誘導電極ＥＲに検知信号ＳＤの１つである第一検知信号ＳＤｒを入力する第一入力系４１と、第二誘導電極ＥＬに検知信号ＳＤの１つである第二検知信号ＳＤｌを入力する第二入力系４２とを備えている。
【００４４】
このうち、第一入力系４１は、第一分圧回路４５と、カップリング回路５と、抵抗器Ｒ５とを備え、第一分圧回路４５の一端がマイコン３０のＩ／Ｏポート３２に接続され、マイコン３０のＩ／Ｏポート３２に接続されていない第一分圧回路４５の他端は、カップリング回路５に接続されている。さらに、カップリング回路５の第一分圧回路４５に接続されていない他端は、抵抗器Ｒ５に接続され、抵抗器Ｒ５のカップリング回路５に接続されていない端部は、第一誘導電極ＥＲに接続されている。
【００４５】
そして、第一分圧回路４５は、マイコン３０からの検知信号ＳＤの電位を、心電波形として一般的な被験者Ｈｍから検出される信号の電位（以下、想定電位とする）よりも高い電位（以下、第一電位とする）とすることで、第一検知信号ＳＤｒを生成する回路である。カップリング回路５は、第一分圧回路４５からの第一検知信号ＳＤｒに含まれる交流成分を通過する回路であり、コンデンサＣ５と、抵抗器Ｒ３とを備えたＲＣ回路にて構成されている。抵抗器Ｒ５は、保護抵抗として機能する。
【００４６】
つまり、第一入力系４１によって、心電波形として被験者Ｈｍから検出される信号の周波数よりも周波数が高く、かつ、想定電位よりも電位が高い信号が、第一検知信号ＳＤｒとして第一誘導電極ＥＲに入力される。
【００４７】
一方、第二入力系４２は、第二分圧回路４６と、カップリング回路６と、抵抗器Ｒ６とを備えている。これら第二分圧回路４６と、カップリング回路６と、抵抗器Ｒ６との接続は、第一入力系４１における第一分圧回路４５と、カップリング回路５と、抵抗器Ｒ５との接続と同様であるため、ここでの詳しい説明は省略する。
【００４８】
第二分圧回路４６は、マイコン３０からの検知信号ＳＤの電位を、想定電位よりも電位が高く、かつ第一電位とは異なる電位（例えば、第一電位の整数倍ではない電位）とすることで、第二検知信号ＳＤｌを生成する回路である。カップリング回路６は、第二分圧回路４６からの第二検知信号ＳＤｌに含まれる交流成分を通過する回路であり、コンデンサＣ６と、抵抗器Ｒ４とを備えたＲＣ回路にて構成されている。抵抗器Ｒ６は、保護抵抗として機能する。
【００４９】
つまり、第二入力系４２によって、心電波形として被験者Ｈｍから検出される信号の周波数よりも周波数が高く、かつ、想定電位よりも電位が高い上に、第一電位とは異なる電位の信号が、第二検知信号ＳＤｌとして第二誘導電極ＥＬに入力される。
【００５０】
次に、心電波形生成回路１５は、差分増幅器１０からの差分信号Ｓｄに基づいて、被験者Ｈｍの心電波形を生成する回路である。この心電波形生成回路１５は、心電波形の周波数に相当する周波数（例えば、０．３〜３５［Ｈｚ］）の信号を通過するバンドパスフィルタ１６と、バンドパスフィルタ１６を通過した信号を増幅する増幅器１７とを備えている。
【００５１】
把持検出回路２０は、差分増幅器１０からの差分信号Ｓｄに基づいて、ステアリングホイールＳＷの把持状態を表す把持信号Ｓｇを生成する回路である。この把持検出回路２０は、心電波形の周波数に相当する周波数（例えば、０．３〜３５［Ｈｚ］）よりも高い周波数（例えば、５０［Ｈｚ］以上の周波数）の信号を通過するバンドパスフィルタ２１（ハイパスフィルタでも良い）と、バンドパスフィルタ２１を通過した信号を整流する整流回路２２と、整流回路２２にて整流された信号を増幅する増幅器２３とを備えている。
【００５２】
心電波形生成回路１５におけるバンドパスフィルタ１６と、把持検出回路２０におけるバンドパスフィルタ２１とでは、各フィルタ１６，２１を通過する信号の周波数帯域が異なる。
〈心電計の動作について〉
次に、心電計１の動作について説明する。
【００５３】
まず、心電計１では、通常、第一誘導電極ＥＲに第一検知信号ＳＤｒが、第二誘導電極ＥＬに第二検知信号ＳＤｌが入力されている。
このとき、被験者Ｈｍの身体の一部が、第一誘導電極ＥＲ及び第二誘導電極ＥＬのいずれにも接触していなければ、第一誘導電極ＥＲ及び第二誘導電極ＥＬの両方のインピーダンスが無限大であるため、差分増幅器１０からの差分信号Ｓｄの電位は、第一検知信号ＳＤｒの電位と第二検知信号ＳＤｌの電位との差分を増幅したものとなる。
【００５４】
一方、被験者Ｈｍの身体の一部が、第一誘導電極ＥＲ及び第二誘導電極ＥＬのいずれか一方に接触すると、その接触した一方の誘導電極ＥＲまたはＥＬのインピーダンスが小さくなり、その接触した一方の誘導電極ＥＲまたはＥＬから差分増幅器１０に入力される信号の電位は、「０」となる。よって、この場合、差分増幅器１０からの差分信号Ｓｄの電位は、被験者Ｈｍの身体の一部が接触していない他方の第一誘導電極ＥＲ及び第二誘導電極ＥＬから差分増幅器１０に入力される信号の電位を増幅したものとなる。
【００５５】
なお、被験者Ｈｍの身体の一部が、第一誘導電極ＥＲ及び第二誘導電極ＥＬの両方に接触すると、差分増幅器１０からの差分信号Ｓｄの電位は、被験者Ｈｍの心電波形の電位を増幅したものとなる。
［第一実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態の心電計１によれば、第一誘導電極ＥＲ及び第二誘導電極ＥＬに対する被験者Ｈｍの接触状態によって、差分増幅器１０にて導出される差分信号Ｓｄが異なる。このため、心電計１によれば、被験者Ｈｍの身体の一部分が、第一誘導電極ＥＲ及び第二誘導電極ＥＬの各々に接触していることを検知できる。
【００５６】
また、本実施形態の心電計１では、検知信号ＳＤの周波数が、心電波形として被験者Ｈｍから検出される信号の周波数よりも高いため、心電波形と検知信号ＳＤとをフィルタによって容易に切り分けられ、被験者Ｈｍの心電波形の計測に対する影響を低減できる。
【００５７】
そして、本実施形態における検知信号ＳＤは、時間軸に沿って信号レベルがパルス状に変化するものであり、２つの分圧回路４５，４６によって第一検知信号ＳＤｒと第二検知信号ＳＤｌとが生成される。つまり、本実施形態の心電計１によれば、マイコン３０や分圧回路４５，４６によって、第一検知信号ＳＤｒや第二検知信号ＳＤｌを容易に生成できる。
【００５８】
また、心電計１では、第一誘導電極ＥＲ，第二誘導電極ＥＬにカップリング回路５，６を介して第一検知信号ＳＤｒ，第二検知信号ＳＤｌを入力している。このため、心電計１によれば、第一検知信号ＳＤｒ，第二検知信号ＳＤｌの出力能力を抑制することができる。
【００５９】
この結果、第一誘導電極ＥＲ及び第二誘導電極ＥＬのうちの少なくとも一方に、被験者Ｈｍの身体の一部が接触したときに、電位をより確実に“０”に近づけることができ、心電波形の検知性能を向上させることができる。
【００６０】
さらに、心電計１によれば、第一検知信号ＳＤｒ，第二検知信号ＳＤｌを抵抗器Ｒ５，Ｒ６を介して第一誘導電極ＥＲ，第二誘導電極ＥＬに入力しているため、被験者Ｈｍの心電波形をより安全に測定することができる。
【００６１】
なお、本実施形態の心電計１によれば、ステアリングホイールＳＷに誘導電極ＥＲ，ＥＬが設けられ、ステアリングホイールＳＷを把持するだけで心電波形を計測できるため、自動車の乗員は、心電波形の測定を意識する必要がない。
【００６２】
さらには、本実施形態の心電計１によれば、心電波形生成回路１５におけるバンドパスフィルタ１６を通過する信号と、把持検出回路２０におけるバンドパスフィルタ２１を通過する信号との周波数帯域が異なるため、心電波形と、把持信号とを精度良く検知できる。
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
【００６３】
本実施形態では、第一実施形態の心電計１とは異なる構成を中心に説明し、第一実施形態の心電計１と同様の構成については、同一の符合を付して説明を省略する。
〈主要部の構成について〉
ここで、図４は、本実施形態における心電計の構成を示す図である。
【００６４】
本実施形態における心電計６０は、電極群５５に加えて、検知信号入力系４０と、差分増幅器１０と、心電波形生成回路１５と、把持検出回路２０と、マイコン３０と、報知装置５０と、被験者Ｈｍの身体の一部と当該心電計６０とを等電位とする時定数回路７，８とを備えている。
【００６５】
時定数回路７は、第一誘導電極ＥＲと差分増幅器１０との間に設けられた回路であり、コンデンサＣ７と、コンデンサＣ７と直列に接続された抵抗器Ｒ７とを備えたＣＲ回路を中心に構成されている。その時定数回路７は、抵抗器Ｒ７の抵抗値よりも抵抗値が小さい抵抗器Ｒ９と、その抵抗器Ｒ９に直列に接続されたスイッチＳ７とを備えている。
【００６６】
また、時定数回路８は、第二誘導電極ＥＬと差分増幅器１０との間に設けられた回路であり、時定数回路７と同様、コンデンサＣ８と、コンデンサＣ８と直列に接続された抵抗器Ｒ８と、抵抗器Ｒ８の抵抗値よりも抵抗値が小さい抵抗器Ｒ１０と、その抵抗器Ｒ１０に直列に接続されたスイッチＳ８とを備えている。
【００６７】
なお、マイコン３０は、時定数回路７のスイッチＳ７及び時定数回路８のスイッチＳ８をオンする時定数制御信号Ｓｈを、Ｉ／Ｏポート３２を介して出力する時定数制御部３６として機能する。なお、時定数制御部３６は、把持判定部３３にて、ステアリングホイールＳＷが両手で把持されたものと判定されると、時定数制御信号Ｓｈを出力する。
〈心電計の動作について〉
次に、本実施形態の心電計６０の動作について説明する。
【００６８】
ここで、図５は、心電計６０におけるマイコン３０の動作を示すフローチャートである。
心電計６０におけるマイコン３０は、起動されると、図５に示すように、把持検出回路２０からの把持信号Ｓｇを取得し（Ｓ１１０）、把持信号Ｓｇによって表されるステアリングホイールＳＷの把持状態が変化したか否かを判定する（Ｓ１２０）。
【００６９】
このＳ１２０での判定の結果、把持状態が変化していなければ（Ｓ１２０：ＮＯ）、把持状態が変化するまで待機し、把持状態が変化すれば（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、Ｓ１３０へと移行する。そのＳ１３０では、把持状態の変化の態様が、ステアリングホイールＳＷを両手で把持している状態から非把持である状態へと変化したか、ステアリングホイールＳＷを非把持である状態から両手で把持している状態へと変化したかを判定する。なお、ここでいう非把持とは、ステアリングホイールＳＷを片手で把持している状態、ステアリングホイールＳＷを左右いずれの手でも把持していない状態を含む。
【００７０】
このＳ１３０での判定の結果、ステアリングホイールＳＷを両手で把持から非把持へと変化していれば、Ｓ１１０へと戻り、ステアリングホイールが両手で把持されるまで待機する。一方、Ｓ１３０での判定の結果、ステアリングホイールＳＷを非把持から両手で把持へと変化していれば、時定数制御信号Ｓｈの出力を開始する（Ｓ１４０）。
【００７１】
続いて、予め規定された規定時間が、時定数制御信号Ｓｈの出力を開始してから経過したか否かを判定し（Ｓ１５０）、判定の結果、規定時間が経過していなければ（Ｓ１５０：ＮＯ）、経過するまで待機する。一方、規定時間が経過していれば（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、時定数制御信号Ｓｈの出力を停止し（Ｓ１６０）、Ｓ１１０へと戻る。
【００７２】
本実施形態においては、図５に示すフローチャートに従って動作することで得られる機能が、把持判定部３３にて得られる機能、及び時定数制御部３６にて得られる機能に相当する。
［第二実施形態の効果］
ここで、図６は、把持判定部３３にて、ステアリングホイールＳＷが両手で把持されたことを検出してから、被験者Ｈｍの心電波形の測定を開始するまでに要する時間を、本実施形態における心電計６０と第一実施形態の心電計１との双方について示したグラフである。
【００７３】
ただし、図６において、“Ｔｏｕｃｈ信号”が、把持信号Ｓｇに相当し、その“Ｔｏｕｃｈ信号”が変化するタイミングが、ステアリングホイールＳＷが両手で把持されたことを検出したタイミングに相当する。また、図６において、“時定数制御なし”が、第一実施形態の心電計１における結果を、“時定数制御あり”が、本実施形態の心電計６０における結果を表すものである。
【００７４】
この図６に示すように、本実施形態の心電計６０によれば、第一実施形態の心電計１に比べて、ステアリングホイールＳＷを両手で把持した時点から、被験者Ｈｍの心電波形の計測を開始するまでに要する時間を短縮できる。
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
【００７５】
上記実施形態では、第一検知信号ＳＤｒと第二検知信号ＳＤｌとは、同一の周波数であり、かつそれぞれの電位が異なるものであったが、第一検知信号ＳＤｒと第二検知信号ＳＤｌとは、これに限るものではなく、ステアリングホイールＳＷの把持状態を、ステアリングホイールＳＷを両手で把持している状態と、ステアリングホイールＳＷを左右のいずれかの手で把持している状態と、ステアリングホイールＳＷを把持していない状態とで切り分けて検知可能であれば、どのような信号でも良い。
【００７６】
これを実現するための第一検知信号ＳＤｒと第二検知信号ＳＤｌとしては、例えば、第一検知信号ＳＤｒと第二検知信号ＳＤｌとの間で、位相を相違させる（例えば、１８０度未満ずらす）ことが考えられる。この場合、信号の位相を相違（遅延）させる信号遅延回路を、第一入力系４１及び第二入力系４２のいずれかに設ける必要がある。
【００７７】
また、上述した把持状態の検知を実現するために、第一検知信号ＳＤｒと第二検知信号ＳＤｌとの周波数を相違させることも考えられる。この場合、検知信号ＳＤを出力するＰＷＭ信号生成部３５を、第一検知信号ＳＤｒと第二検知信号ＳＤｌとのそれぞれについて設けた上で、把持判定を実施するための回路を、第一検知信号ＳＤｒと第二検知信号ＳＤｌとのそれぞれに対して設ける必要がある。
【００７８】
上記実施形態では、第一誘導電極ＥＲ，第二誘導電極ＥＬ、第一基準電極ＩＲ、及び第二基準電極ＩＬの全てを、ステアリングホイールＳＷに設置していたが、第一誘導電極ＥＲ，第二誘導電極ＥＬ、第一基準電極ＩＲ、及び第二基準電極ＩＬの設置位置は、ステアリングホイールＳＷに限るものではない。
【００７９】
例えば、図７（Ａ）に示すように、第一誘導電極ＥＲ，第二誘導電極ＥＬ、第一基準電極ＩＲ、及び第二基準電極ＩＬの全てを、自動車における運転席Ｄｓのシート内部に設けて良い。さらには、図７（Ｂ）に示すように、第一誘導電極ＥＲ，及び第二誘導電極ＥＬを、自動車における運転席Ｄｓのシート内部に設け、第一基準電極ＩＲ、及び第二基準電極ＩＬを、ステアリングホイールＳＷに設けて良い。
【００８０】
つまり、第一誘導電極ＥＲ，第二誘導電極ＥＬ、第一基準電極ＩＲ、及び第二基準電極ＩＬは、被験者Ｈｍが心電波形の計測に適した状態であることを、心電計１，６０が検知可能であれば、どの位置に配置されていても良い。
【００８１】
なお、第一誘導電極ＥＲ，第二誘導電極ＥＬ、第一基準電極ＩＲ、及び第二基準電極ＩＬは、抵抗結合によって入力される信号を誘導する電極に限るものではなく、容量結合によって入力される信号を誘導する電極であっても良い。
［実施形態と特許請求の範囲との対応関係］
最後に、上記実施形態の記載と、特許請求の範囲の記載との関係を説明する。
【００８２】
上記実施形態における差分増幅器１０が、特許請求の範囲の記載における信号差分導出手段に相当し、心電波形生成回路１５及び心電演算部３４が、特許請求の範囲の記載における心電検出手段に相当し、ＰＷＭ生成部３５及び検知信号入力系４０が、特許請求の範囲の記載における信号印加手段に相当し、把持検出回路２０及び把持判定部３３が、特許請求の範囲の記載における接触検知手段に相当する。
【００８３】
さらに、上記第二実施形態における時定数回路７，８が、特許請求の範囲の記載における時定数設定手段に相当し、時定数制御部３６が、特許請求の範囲の記載における指令出力手段に相当する。
【符号の説明】
【００８４】
１…心電計  ５，６…カップリング回路  ７，８…時定数回路  １０…差分増幅器  １５…心電波形生成回路  １６…バンドパスフィルタ  １７…増幅器  ２０…把持検出回路  ２１…バンドパスフィルタ  ２２…整流回路  ２３…増幅器  ３０…マイコン  ３１…Ａ／Ｄ変換器  ３２…Ｉ／Ｏポート  ３３…把持判定部  ３４…心電演算部  ３５…ＰＷＭ信号生成部  ３６…時定数制御部  ４０…検知信号入力系  ４１…第一入力系  ４２…第二入力系  ４５，４６…第一分圧回路，第二分圧回路  ５０…報知装置  ５５…電極群  ６０…心電計  Ｃ５〜Ｃ８…コンデンサ  Ｄｓ…運転席  ＥＲ，ＥＬ…第一誘導電極，第二誘導電極  Ｈｍ…被験者  ＩＲ，ＩＬ…第一基準電極，第二基準電極  Ｒ３〜Ｒ１０…抵抗器  Ｓ７，８…スイッチ  ＳＤ…検知信号  ＳＤｒ，ＳＤｌ…第一検知信号，第二検知信号  ＳＷ…ステアリングホイール  Ｓｄ…差分信号  Ｓｇ…把持信号  Ｓｈ…時定数制御信号  Ｓｌ，Ｓｒ…信号
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図１】
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【図２】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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