心電位検出装置
【課題】運転者が着ている衣服の厚さや運転者の座り方などに起因して心電位を検出できなくなる状況の発生を抑制する
【解決手段】抵抗性結合センサ２１が、人体に接触して人体との間で発生する電位を検出するとともに、複数の容量性結合センサ２２，２３，２４が、人体に非接触で人体との間で発生する電位を検出する。そして比較器７が、複数の容量性結合センサ２２，２３，２４の中から、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサを選択し、差動アンプ６が、抵抗性結合センサ２１による検出電位と、比較器７により選択された容量性結合センサによる検出電位とを差分した電位に基づいて心電位を検出する。これにより、複数の容量性結合センサ２２，２３，２４のうちインピーダンスが最も低い容量性結合センサによる検出電位と、抵抗性結合センサ２１による検出電位とを差分した電位に基づいて心電位を検出することができる。
【解決手段】抵抗性結合センサ２１が、人体に接触して人体との間で発生する電位を検出するとともに、複数の容量性結合センサ２２，２３，２４が、人体に非接触で人体との間で発生する電位を検出する。そして比較器７が、複数の容量性結合センサ２２，２３，２４の中から、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサを選択し、差動アンプ６が、抵抗性結合センサ２１による検出電位と、比較器７により選択された容量性結合センサによる検出電位とを差分した電位に基づいて心電位を検出する。これにより、複数の容量性結合センサ２２，２３，２４のうちインピーダンスが最も低い容量性結合センサによる検出電位と、抵抗性結合センサ２１による検出電位とを差分した電位に基づいて心電位を検出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両に搭載されて運転者の心電位を検出する心電位検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のハンドルに設けられたハンドル電極に運転者の手が接触したときに生じる電位を検出する抵抗性結合センサと、運転席の座面に設けられた座面電極に衣服等を介して運転者が接触したときに生じる電位を検出する容量性結合センサとを備え、このハンドル電極と座面電極との間に生じる電位差により運転者の心電位を検出する装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４２５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に記載の装置では、運転者が着ている衣服の厚さや運転者の座り方などに起因して座面電極と運転者との間のインピーダンスが大きい場合には、運転者の心電位を検出することができなくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、心電位を検出できなくなる状況の発生を抑制する技術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】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の心電位検出装置では、抵抗性結合センサが、人体に接触して人体との間で発生する電位を検出するとともに、複数の容量性結合センサが、人体に非接触で人体との間で発生する電位を検出する。そして選択手段が、複数の容量性結合センサの中から、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサを選択し、心電位検出手段が、抵抗性結合センサによる検出電位と、選択手段により選択された容量性結合センサによる検出電位とを差分した電位に基づいて心電位を検出する。
【０００７】
このように構成された心電位検出装置によれば、複数の容量性結合センサのうちインピーダンスが最も低い容量性結合センサによる検出電位と、抵抗性結合センサによる検出電位とを差分した電位に基づいて心電位を検出することができる。
【０００８】
このため、複数の容量性結合センサのうち或る容量性結合センサにおいて人体との間のインピーダンスが高い場合であっても、人体との間のインピーダンスが低い他の容量性結合センサを用いることができるので、心電位を検出できなくなる状況の発生を抑制することができる。
【０００９】
また、請求項１に記載の心電位検出装置において、請求項２に記載のように、選択手段は、抵抗性結合センサが出力する信号の波形に最も類似する波形を有する信号を出力する容量性結合センサを、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサとして選択するようにしてもよい。
【００１０】
なぜならば、抵抗性結合センサが出力する信号の波形に類似する波形の信号を容量性結合センサが出力するということは、容量性結合センサが出力する信号の電圧値と、抵抗性結合センサが出力する信号の電圧値との差が小さく、容量性結合センサと人体との間のインピーダンスが低いことを示しているからである。
【００１１】
このように構成された心電位検出装置によれば、選択手段が選択した容量性結合センサが出力する信号において、抵抗性結合センサが出力する信号に波形が類似する度合いが大きいほど、選択手段が選択した容量性結合センサから出力される信号では、抵抗性結合センサと同じタイミングでノイズが発生することが多くなるため、抵抗性結合センサによる検出電位と、選択手段により選択された容量性結合センサによる検出電位との差分による同相ノイズ成分の除去効果が大きくなり、ノイズの少ない心電位を検出することができる。
【００１２】
また、請求項１または請求項２に記載の心電位検出装置において、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサを選択するために、具体的には、請求項３に記載のように、信号出力手段が、人体の心電位波形の周波数と異なる周波数を有する信号であるインピーダンス計測用信号を抵抗性結合センサに出力し、選択手段が、信号出力手段が出力したインピーダンス計測用信号の電圧値と、複数の容量性結合センサのそれぞれが出力する信号である容量性結合センサ出力信号の電圧値とを比較することにより、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサを選択するようにするとよい。
【００１３】
このように構成された心電位検出装置では、抵抗性結合センサ及び容量性結合性センサが、人体との間で発生する電位を検出することができる状態において、インピーダンス計測用信号が抵抗性結合センサに入力すると、このインピーダンス計測用信号は、抵抗性結合センサから人体を介して容量性結合性センサに入力し、さらに容量性結合性センサから出力される。このため、人体と容量性結合性センサとの間のインピーダンスに応じて、このインピーダンスが大きくなるほど、容量性結合性センサから出力されるインピーダンス計測用信号（すなわち、上記の容量性結合センサ出力信号）の電圧値は小さくなる。換言すると、インピーダンス計測用信号との電圧差が最も小さい容量性結合センサ出力信号を出力する容量性結合性センサは、人体との間のインピーダンスが最も小さい。なお、インピーダンス計測用信号は、人体の心電位波形の周波数と異なる周波数を有する。このため、抵抗性結合センサと容量性結合性センサから出力される信号が、心電位の信号とインピーダンス計測用信号とを重畳したものであっても、特定の周波数帯の信号のみを通過させるフィルタ回路を用いて、心電位の信号とインピーダンス計測用信号とを容易に分離することができる。
【００１４】
これにより、入力信号の電位と出力信号の電位との比較という簡便な方法によって、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサを選択することができる。
また、請求項３に記載の心電位検出装置において、請求項４に記載のように、補助心電位検出手段が、インピーダンス計測用信号の電圧値と、複数の容量性結合センサのそれぞれが出力する信号である容量性結合センサ出力信号の電圧値とを比較することにより、人体と抵抗性結合センサとが非接触であると判断した場合に、心電位検出手段の動作を禁止して、複数の容量性結合センサのうちの２つの容量性結合センサによる検出電位を差分した電位に基づいて心電位を検出するようにするとよい。
【００１５】
このように構成された心電位検出装置では、人体と抵抗性結合センサとが非接触である場合においてインピーダンス計測用信号が抵抗性結合センサに入力しても、このインピーダンス計測用信号は抵抗性結合センサから人体を介して容量性結合性センサに入力しないため、インピーダンス計測用信号と容量性結合センサ出力信号との電圧差が大きくなるという考えに基づいて、人体と抵抗性結合センサとが接触しているか否かを判断する。
【００１６】
そして、このように構成された心電位検出装置によれば、人体と抵抗性結合センサとが非接触であるために心電位検出手段により心電位を検出することができない場合であっても、２つの容量性結合センサを用いて、心電位を検出することができるため、心電位を検出できなくなる状況の発生をさらに抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１，２実施形態の心電位検出装置１の構成を示す回路図である。
【図２】ハンドル電極Ｐ１とシート電極Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の設置箇所を示す図である。
【図３】第１実施形態の比較処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態の比較処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】第３実施形態の心電位検出装置１の構成を示す回路図である。
【図６】第３実施形態の比較処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下に本発明の第１実施形態を図面とともに説明する。
図１は、本実施形態の心電位検出装置１の構成を示す回路図である。図２は、ハンドル電極Ｐ１とシート電極Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の設置箇所を示す図である。
【００１９】
心電位検出装置１は、車両に搭載され、図１に示すように、センサ群２、フィルタ群３、バッファアンプ群４、スイッチ群５、差動アンプ６、比較器７、インピーダンス計測用信号発生器８、基準電位生成部９、電圧コンバータ１０、及び抵抗性結合１１を備えている。
【００２０】
これらのうちセンサ群２は、抵抗性結合センサ２１と、容量性結合センサ２２，２３，２４とにより構成されている。抵抗性結合センサ２１は、図２に示すように、車両のハンドルＨに設置されたハンドル電極Ｐ１に運転者の手（本実施形態では、運転者の左手）が接触したときに生じる電位を検出する。また、容量性結合センサ２２，２３，２４はそれぞれ、運転席ＤＳに設置されたシート電極Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に衣服等を介して運転者が接触したときに生じる電位を検出する。
【００２１】
フィルタ群３は、図１に示すように、フィルタ３１，３２，３３，３４により構成されている。フィルタ３１，３２，３３，３４はそれぞれ、センサ２１，２２，２３，２４から出力される信号を入力し、入力した信号から予め設定された所定周波数以上の高周波成分を除去した信号を出力する。具体的には、フィルタ群３は、インピーダンス計測用信号発生器８が出力する高周波信号の通過を阻止するように構成される。
【００２２】
バッファアンプ群４は、バッファアンプ４１，４２，４３，４４により構成されている。バッファアンプ４１，４２，４３，４４はそれぞれ、フィルタ３１，３２，３３，３４から出力される信号を入力し、入力した信号を予め設定された所定の増幅度で増幅して出力する。
【００２３】
スイッチ群５は、スイッチ５２，５３，５４により構成されている。スイッチ５２，５３，５４はそれぞれ、バッファアンプ４２，４３，４４から差動アンプ６のマイナス側入力端子へ至る通電経路に設けられ、その通電経路を連通するオン状態と、その通電経路を遮断するオフ状態との何れかの状態になるように駆動される。
【００２４】
差動アンプ６は、バッファアンプ４１からの出力信号をプラス側入力端子に入力するとともに、バッファアンプ４２，４３，４４からの出力信号をマイナス側入力端子に入力して、プラス側入力端子とマイナス側入力端子との間の電位差を予め設定された所定の増幅度で増幅して出力する。
【００２５】
比較器７は、バッファアンプ４１，４２，４３，４４からの出力信号を入力してこの信号の電圧値を比較するとともに、容量性結合センサ２２，２３，２４からの出力信号を入力してこの信号の電圧値を比較して、スイッチ５２，５３，５４のオン／オフを制御する。
【００２６】
インピーダンス計測用信号発生器８は、シート電極Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と人体Ｂとの間のインピーダンスを計測するために、心電波形より十分高い周波数（例えば１ｋＨｚ）を有する信号（以下、インピーダンス計測用信号という）を、抵抗性結合センサ２１とフィルタ３１との間の通電経路上と、比較器７とに出力する。
【００２７】
基準電位生成部９は、バッファアンプ４１と差動アンプ６のプラス側入力端子との接続点ＣＰ１と、バッファアンプ４２，４３，４４と差動アンプ６のマイナス側入力端子との接続点ＣＰ２との間で直列接続された２つの抵抗９１，９２により構成されている。抵抗９１と抵抗９２の抵抗値は等しいため、抵抗９１と抵抗９２との接続点ＣＰ３における電位は、接続点ＣＰ１の電位と接続点ＣＰ２の電位の中間の電位となり、この中間電位を基準電位とする。
【００２８】
電圧コンバータ１０は、電気的にフローティングとされており、車両に搭載された直流電源ＶＢから電源供給を受け、基準電位生成部９で生成された基準電位を基準として正電圧となる正電源と、この基準電位を基準として負電圧となる負電源とを生成し、心電位検出装置１の各部に供給する。
【００２９】
抵抗性結合１１は、例えば、抵抗性結合センサ２１を構成するハンドル電極Ｐ１が接触する運転者の手（本実施形態では、運転者の左手）と反対側の手（本実施形態では、運転者の右手）が接触するように車両のハンドルＨに設置された電極である。そして、抵抗性結合１１の電位は上記基準電位と一致するように構成されている。
【００３０】
次に、比較器７が実行する処理（以下、比較処理ともいう）を説明する。図３は、比較器７が実行する処理（比較処理）の手順を示すフローチャートである。
比較器７は、図３に示すように、まずＳ１０にて、インピーダンス計測用信号発生器８から入力したインピーダンス計測用信号の電圧値Ｖｉで、容量性結合センサ２２，２３，２４から入力した信号の電圧値Ｖｓ２，Ｖｓ３，Ｖｓ４を除算した値（Ｖｓ２／Ｖｉ），（Ｖｓ３／Ｖｉ），（Ｖｓ４／Ｖｉ）を算出する。
【００３１】
なお、抵抗性結合センサ２１とフィルタ３１との間の通電経路上に出力されたインピーダンス計測用信号は、抵抗性結合センサ２１から人体Ｂに入力し、人体Ｂを介して、容量性結合センサ２２，２３，２４から出力される。そして、人体Ｂと容量性結合センサ２２，２３，２４との間のインピーダンスが小さいほど、容量性結合センサ２２，２３，２４から出力される信号の電圧降下が小さく、電圧値Ｖｓ２，Ｖｓ３，Ｖｓ４が大きくなる。
【００３２】
次にＳ２０にて、Ｓ１０で算出した除算値（Ｖｓ２／Ｖｉ），（Ｖｓ３／Ｖｉ），（Ｖｓ４／Ｖｉ）の中で、値が最も大きいものを選択する。すなわち、容量性結合センサ２２，２３，２４の中から、人体Ｂとの間のインピーダンスが最も低いセンサを選択する。なお、運転者が容量性結合センサに密着している場合、及び、運転者が着用している服の薄い箇所が容量性結合センサに接触している場合などに人体Ｂとの間のインピーダンスが低くなる。
【００３３】
そしてＳ３０にて、スイッチ群５の構成するスイッチ５２，５３，５４の中から、Ｓ３０で選択した容量性結合センサに対応するスイッチをオン状態にするとともに、Ｓ３０で選択した容量性結合センサ以外に対応するスイッチをオフ状態にするためのスイッチオン・オフ信号をスイッチ群５に出力する。これにより、スイッチ５２，５３，５４のうち１つのスイッチがオン状態となる。
【００３４】
このように構成された心電位検出装置１では、抵抗性結合センサ２１が、人体に接触して人体との間で発生する電位を検出するとともに、複数の容量性結合センサ２２，２３，２４が、人体に非接触で人体との間で発生する電位を検出する。そして比較器７が、複数の容量性結合センサ２２，２３，２４の中から、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサを選択し、差動アンプ６が、抵抗性結合センサ２１による検出電位と、比較器７により選択された容量性結合センサによる検出電位とを差分した電位に基づいて心電位を検出する。
【００３５】
このように構成された心電位検出装置１によれば、複数の容量性結合センサ２２，２３，２４のうちインピーダンスが最も低い容量性結合センサによる検出電位と、抵抗性結合センサ２１による検出電位とを差分した電位に基づいて心電位を検出することができる。
【００３６】
このため、複数の容量性結合センサ２２，２３，２４のうち或る容量性結合センサにおいて人体との間のインピーダンスが高い場合であっても、人体との間のインピーダンスが低い他の容量性結合センサを用いることができるので、心電位を検出できなくなる状況の発生を抑制することができる。
【００３７】
また、インピーダンス計測用信号発生器８が、人体の心電位波形の周波数と異なる周波数を有するインピーダンス計測用信号を抵抗性結合センサ２１に出力し、比較器７が、インピーダンス計測用信号発生器８が出力したインピーダンス計測用信号の電圧値と、容量性結合センサ２２，２３，２４が出力する信号の電圧値とを比較することにより、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサを選択する。これにより、入力信号の電位と出力信号の電位との比較という簡便な方法によって、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサを選択することができる。
【００３８】
また、電圧コンバータ１０は、電気的にフローティングとされており、その基準電位は、抵抗性結合センサ２１からの出力信号の電位と、容量性結合センサ２２，２３，２４のうち比較器７で選択された１つの容量性結合センサからの出力信号の電位との中間電位となっている。そして、電圧コンバータ１０が生成した正電源と負電源は、差動アンプ６に供給されている。
【００３９】
これにより、差動アンプ６の入力電圧範囲は、中間電位を基準として、抵抗性結合センサ２１からの出力信号の電位と容量性結合センサ２２，２３，２４からの出力信号の電位とに応じて変化する。例えば、容量性結合センサ２２，２３，２４からの出力信号の電位が変化せずに抵抗性結合センサ２１からの出力信号の電圧値が大きくなれば、差動アンプ６の入力電圧範囲の上限値が大きくなるように変化する。
【００４０】
このため、容量性結合センサ２２，２３，２４と比較して電圧値が大きくなる抵抗性結合センサ２１からの出力信号が差動アンプ６に入力した場合に、抵抗性結合センサ２１からの出力信号の電圧値が差動アンプ６の入力電圧範囲の上限値を超えてしまうという状況（オーバーフロー）の発生を、差動アンプ６の入力電圧範囲が固定されている場合よりも抑制することができる。
【００４１】
また、基準電位となっている抵抗性結合１１が人体と接触することにより人体も基準電位となり、心電位検出装置１に電源を供給している電圧コンバータ１０の基準電位と一致するため、抵抗性結合１１が人体と接触していない場合と比較して、差動アンプ６から出力される信号のノイズを低減することができる。
【００４２】
以上説明した実施形態において、比較器７は本発明における選択手段、差動アンプ６は本発明における心電位検出手段、インピーダンス計測用信号発生器８は本発明における信号出力手段である。
【００４３】
（第２実施形態）
以下に本発明の第２実施形態を説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。
【００４４】
第２実施形態の心電位検出装置１は、比較処理の手順が変更された点以外は、第１実施形態と同じである。
図４は、第２実施形態の比較処理の手順を示すフローチャートである。
【００４５】
比較器７は、図４に示すように、まずＳ１１０にて、インピーダンス計測用信号発生器８から入力したインピーダンス計測用信号の電圧値Ｖｉで、容量性結合センサ２２，２３，２４から入力した信号の電圧値Ｖｓ２，Ｖｓ３，Ｖｓ４を除算した値（Ｖｓ２／Ｖｉ），（Ｖｓ３／Ｖｉ），（Ｖｓ４／Ｖｉ）を算出する。
【００４６】
次にＳ１２０にて、Ｓ１１０で算出した除算値（Ｖｓ２／Ｖｉ），（Ｖｓ３／Ｖｉ），（Ｖｓ４／Ｖｉ）の中で、値が大きい順に２つ選択する。すなわち、容量性結合センサ２２，２３，２４の中から、人体Ｂとの間のインピーダンスが低い順に２つのセンサを選択する。
【００４７】
その後Ｓ１３０にて、抵抗性結合センサ２１に対応するバッファアンプ４１から出力される信号の電圧値と、Ｓ１２０で選択した容量性結合センサに対応するバッファアンプ（すなわち、バッファアンプ４２，４３，４４のうちの２つ）から出力される信号の電圧値とを比較して、Ｓ１２０で選択した２つの容量性結合センサの中から、バッファアンプ４１から出力される信号の波形に最も類似した波形を有する信号を出力する容量性結合センサを１つ選択する。すなわち、抵抗性結合センサ２１の出力信号に最も類似する信号を出力する容量性結合センサを選択する。
【００４８】
なお、バッファアンプ４１から出力される信号に最も類似した信号を選択する方法として、例えば、バッファアンプ４１から出力される信号の電圧値と、Ｓ１２０で選択した容量性結合センサに対応するバッファアンプから出力される信号の電圧値との差分を、所定期間内において累積加算し、その累積加算値が最も小さいものを選択する方法が挙げられる。
【００４９】
そしてＳ１４０にて、スイッチ群５の構成するスイッチ５２，５３，５４の中から、Ｓ１３０で選択した容量性結合センサに対応するスイッチをオン状態にするとともに、Ｓ１３０で選択した容量性結合センサ以外に対応するスイッチをオフ状態にするためのスイッチオン・オフ信号をスイッチ群５に出力する。これにより、スイッチ５２，５３，５４のうち１つのスイッチがオン状態となる。
【００５０】
このように構成された心電位検出装置１では、比較器７が、抵抗性結合センサ２１が出力する信号の波形に最も類似する波形を有する信号を出力する容量性結合センサを、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサとして選択する。
【００５１】
これにより、比較器７が選択した容量性結合センサが出力する信号において、抵抗性結合センサ２１が出力する信号に波形が類似する度合いが大きいほど、比較器７が選択した容量性結合センサから出力される信号では、抵抗性結合センサ２１と同じタイミングでノイズが発生することが多くなるため、抵抗性結合センサ２１による検出電位と、比較器７により選択された容量性結合センサによる検出電位との差分による同相ノイズ成分の除去効果が大きくなり、ノイズの少ない心電位を検出することができる。
【００５２】
（第３実施形態）
以下に本発明の第３実施形態を説明する。なお、第３実施形態では、第２実施形態と異なる部分のみを説明する。
【００５３】
図５は、第３実施形態の心電位検出装置１の構成を示す回路図である。
第３実施形態の心電位検出装置１は、図５に示すように、スイッチ群５の構成が変更された点以外は、第２実施形態と同じである。
【００５４】
すなわち、スイッチ群５は、スイッチ５１，５２，５３，５４，５５，５６により構成されている。そしてスイッチ５１は、バッファアンプ４１から差動アンプ６のプラス側入力端子へ至る通電経路に設けられる。またスイッチ５５は、スイッチ５２から差動アンプ６のプラス側入力端子へ至る通電経路に設けられる。またスイッチ５６は、スイッチ５２から差動アンプ６のマイナス側入力端子へ至る通電経路に設けられる。
【００５５】
図６は、第３実施形態の比較器７が実行する処理（比較処理）の手順を示すフローチャートである。
第３実施形態の比較処理は、Ｓ１４０の処理が省略されるとともに、Ｓ１１５，１４５，１５０の処理が追加された点以外は第２実施形態と同じである。
【００５６】
すなわち、Ｓ１１０の処理が終了すると、Ｓ１１５にて、Ｓ１１０で算出した除算値（Ｖｓ２／Ｖｉ），（Ｖｓ３／Ｖｉ），（Ｖｓ４／Ｖｉ）が全て、人体Ｂと容量性結合センサ２２，２３，２４との間のインピーダンスが非常に大きいことを示す予め設定された選択方法切替判定値以下であるか否かを判断する。
【００５７】
ここで、Ｓ１１０で算出した除算値のうちの少なくとも１つが選択方法切替判定値より大きい場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、Ｓ１２０に移行する。一方、Ｓ１１０で算出した除算値の全てが選択方法切替判定値以下である場合には（Ｓ１１５：ＹＥＳ）、Ｓ１５０にて、スイッチ５２，５４，５５をオン状態にするとともに、スイッチ５１，５３，５６をオフ状態にするためのスイッチオン・オフ信号をスイッチ群５に出力する。これにより、容量性結合センサ２２から出力された信号が差動アンプ６のプラス側入力端子に入力するとともに、容量性結合センサ２４から出力された信号が差動アンプ６のマイナス側入力端子に入力する。
【００５８】
また、Ｓ１３０の処理が終了すると、Ｓ１４５にて、スイッチ５１，５６をオン状態にするとともに、スイッチ５５をオフ状態にし、さらに、スイッチ群５の構成するスイッチ５２，５３，５４の中から、Ｓ１３０で選択した容量性結合センサに対応するスイッチをオン状態にするとともに、Ｓ１３０で選択した容量性結合センサ以外に対応するスイッチをオフ状態にするためのスイッチオン・オフ信号をスイッチ群５に出力する。これにより、抵抗性結合センサ２１から出力されたスイッチオン・オフ信号が差動アンプ６のプラス側入力端子に入力するとともに、Ｓ１３０で選択した容量性結合センサから出力された信号が差動アンプ６のマイナス側入力端子に入力する。
【００５９】
このように構成された心電位検出装置１では、インピーダンス計測用信号の電圧値Ｖｉで、容量性結合センサ２２，２３，２４から入力した信号の電圧値Ｖｓ２，Ｖｓ３，Ｖｓ４を除算した値（Ｖｓ２／Ｖｉ），（Ｖｓ３／Ｖｉ），（Ｖｓ４／Ｖｉ）が、人体と抵抗性結合センサ２１とが非接触であることを示す予め設定された選択方法切替判定値以下である場合に、抵抗性結合センサ２１による心電位検出を禁止して、複数の容量性結合センサ２２，２３，２４のうちの２つの容量性結合センサによる検出電位を差分した電位に基づいて心電位を検出する。
【００６０】
これにより、人体と抵抗性結合センサ２１とが非接触であるために抵抗性結合センサ２１により心電位を検出することができない場合であっても、２つの容量性結合センサを用いて、心電位を検出することができるため、心電位を検出できなくなる状況の発生をさらに抑制することができる。
【００６１】
以上説明した実施形態において、Ｓ１１５，Ｓ１５０の処理は本発明における補助心電位検出手段である。
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
【００６２】
例えば上記実施形態では、３つの容量性結合センサの中から１つの容量性結合センサを選択するものを示したが、容量性結合センサの数はこれに限定されるものではなく、２つでもよいし、４つ以上であってもよい。
【００６３】
また上記実施形態では、除算値（Ｖｓ２／Ｖｉ），（Ｖｓ３／Ｖｉ），（Ｖｓ４／Ｖｉ）を用いて、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサを選択するものを示したが、インピーダンス計測用信号の電圧値Ｖｉと、容量性結合センサ２２，２３，２４から入力した信号の電圧値Ｖｓ２，Ｖｓ３，Ｖｓ４とを用いた選択方法はこれに限定されるものではなく、例えば、ＶｉとＶｓ２，Ｖｓ３，Ｖｓ４との差に基づいて選択するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１…心電位検出装置、２…センサ群、３…フィルタ群、４…バッファアンプ群、５…スイッチ群、６…差動アンプ、７…比較器、８…インピーダンス計測用信号発生器、９…基準電位生成部、１０…電圧コンバータ、１１…抵抗性結合、２１…抵抗性結合センサ、２２，２３，２４…容量性結合センサ、３１，３２，３３，３４…フィルタ、４１，４２，４３，４４…バッファアンプ、５１，５２，５３，５４，５５…スイッチ、９１，９２…抵抗、Ｐ１…ハンドル電極、Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４…シート電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両に搭載されて運転者の心電位を検出する心電位検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のハンドルに設けられたハンドル電極に運転者の手が接触したときに生じる電位を検出する抵抗性結合センサと、運転席の座面に設けられた座面電極に衣服等を介して運転者が接触したときに生じる電位を検出する容量性結合センサとを備え、このハンドル電極と座面電極との間に生じる電位差により運転者の心電位を検出する装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４２５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に記載の装置では、運転者が着ている衣服の厚さや運転者の座り方などに起因して座面電極と運転者との間のインピーダンスが大きい場合には、運転者の心電位を検出することができなくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、心電位を検出できなくなる状況の発生を抑制する技術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】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の心電位検出装置では、抵抗性結合センサが、人体に接触して人体との間で発生する電位を検出するとともに、複数の容量性結合センサが、人体に非接触で人体との間で発生する電位を検出する。そして選択手段が、複数の容量性結合センサの中から、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサを選択し、心電位検出手段が、抵抗性結合センサによる検出電位と、選択手段により選択された容量性結合センサによる検出電位とを差分した電位に基づいて心電位を検出する。
【０００７】
このように構成された心電位検出装置によれば、複数の容量性結合センサのうちインピーダンスが最も低い容量性結合センサによる検出電位と、抵抗性結合センサによる検出電位とを差分した電位に基づいて心電位を検出することができる。
【０００８】
このため、複数の容量性結合センサのうち或る容量性結合センサにおいて人体との間のインピーダンスが高い場合であっても、人体との間のインピーダンスが低い他の容量性結合センサを用いることができるので、心電位を検出できなくなる状況の発生を抑制することができる。
【０００９】
また、請求項１に記載の心電位検出装置において、請求項２に記載のように、選択手段は、抵抗性結合センサが出力する信号の波形に最も類似する波形を有する信号を出力する容量性結合センサを、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサとして選択するようにしてもよい。
【００１０】
なぜならば、抵抗性結合センサが出力する信号の波形に類似する波形の信号を容量性結合センサが出力するということは、容量性結合センサが出力する信号の電圧値と、抵抗性結合センサが出力する信号の電圧値との差が小さく、容量性結合センサと人体との間のインピーダンスが低いことを示しているからである。
【００１１】
このように構成された心電位検出装置によれば、選択手段が選択した容量性結合センサが出力する信号において、抵抗性結合センサが出力する信号に波形が類似する度合いが大きいほど、選択手段が選択した容量性結合センサから出力される信号では、抵抗性結合センサと同じタイミングでノイズが発生することが多くなるため、抵抗性結合センサによる検出電位と、選択手段により選択された容量性結合センサによる検出電位との差分による同相ノイズ成分の除去効果が大きくなり、ノイズの少ない心電位を検出することができる。
【００１２】
また、請求項１または請求項２に記載の心電位検出装置において、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサを選択するために、具体的には、請求項３に記載のように、信号出力手段が、人体の心電位波形の周波数と異なる周波数を有する信号であるインピーダンス計測用信号を抵抗性結合センサに出力し、選択手段が、信号出力手段が出力したインピーダンス計測用信号の電圧値と、複数の容量性結合センサのそれぞれが出力する信号である容量性結合センサ出力信号の電圧値とを比較することにより、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサを選択するようにするとよい。
【００１３】
このように構成された心電位検出装置では、抵抗性結合センサ及び容量性結合性センサが、人体との間で発生する電位を検出することができる状態において、インピーダンス計測用信号が抵抗性結合センサに入力すると、このインピーダンス計測用信号は、抵抗性結合センサから人体を介して容量性結合性センサに入力し、さらに容量性結合性センサから出力される。このため、人体と容量性結合性センサとの間のインピーダンスに応じて、このインピーダンスが大きくなるほど、容量性結合性センサから出力されるインピーダンス計測用信号（すなわち、上記の容量性結合センサ出力信号）の電圧値は小さくなる。換言すると、インピーダンス計測用信号との電圧差が最も小さい容量性結合センサ出力信号を出力する容量性結合性センサは、人体との間のインピーダンスが最も小さい。なお、インピーダンス計測用信号は、人体の心電位波形の周波数と異なる周波数を有する。このため、抵抗性結合センサと容量性結合性センサから出力される信号が、心電位の信号とインピーダンス計測用信号とを重畳したものであっても、特定の周波数帯の信号のみを通過させるフィルタ回路を用いて、心電位の信号とインピーダンス計測用信号とを容易に分離することができる。
【００１４】
これにより、入力信号の電位と出力信号の電位との比較という簡便な方法によって、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサを選択することができる。
また、請求項３に記載の心電位検出装置において、請求項４に記載のように、補助心電位検出手段が、インピーダンス計測用信号の電圧値と、複数の容量性結合センサのそれぞれが出力する信号である容量性結合センサ出力信号の電圧値とを比較することにより、人体と抵抗性結合センサとが非接触であると判断した場合に、心電位検出手段の動作を禁止して、複数の容量性結合センサのうちの２つの容量性結合センサによる検出電位を差分した電位に基づいて心電位を検出するようにするとよい。
【００１５】
このように構成された心電位検出装置では、人体と抵抗性結合センサとが非接触である場合においてインピーダンス計測用信号が抵抗性結合センサに入力しても、このインピーダンス計測用信号は抵抗性結合センサから人体を介して容量性結合性センサに入力しないため、インピーダンス計測用信号と容量性結合センサ出力信号との電圧差が大きくなるという考えに基づいて、人体と抵抗性結合センサとが接触しているか否かを判断する。
【００１６】
そして、このように構成された心電位検出装置によれば、人体と抵抗性結合センサとが非接触であるために心電位検出手段により心電位を検出することができない場合であっても、２つの容量性結合センサを用いて、心電位を検出することができるため、心電位を検出できなくなる状況の発生をさらに抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１，２実施形態の心電位検出装置１の構成を示す回路図である。
【図２】ハンドル電極Ｐ１とシート電極Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の設置箇所を示す図である。
【図３】第１実施形態の比較処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態の比較処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】第３実施形態の心電位検出装置１の構成を示す回路図である。
【図６】第３実施形態の比較処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下に本発明の第１実施形態を図面とともに説明する。
図１は、本実施形態の心電位検出装置１の構成を示す回路図である。図２は、ハンドル電極Ｐ１とシート電極Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の設置箇所を示す図である。
【００１９】
心電位検出装置１は、車両に搭載され、図１に示すように、センサ群２、フィルタ群３、バッファアンプ群４、スイッチ群５、差動アンプ６、比較器７、インピーダンス計測用信号発生器８、基準電位生成部９、電圧コンバータ１０、及び抵抗性結合１１を備えている。
【００２０】
これらのうちセンサ群２は、抵抗性結合センサ２１と、容量性結合センサ２２，２３，２４とにより構成されている。抵抗性結合センサ２１は、図２に示すように、車両のハンドルＨに設置されたハンドル電極Ｐ１に運転者の手（本実施形態では、運転者の左手）が接触したときに生じる電位を検出する。また、容量性結合センサ２２，２３，２４はそれぞれ、運転席ＤＳに設置されたシート電極Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に衣服等を介して運転者が接触したときに生じる電位を検出する。
【００２１】
フィルタ群３は、図１に示すように、フィルタ３１，３２，３３，３４により構成されている。フィルタ３１，３２，３３，３４はそれぞれ、センサ２１，２２，２３，２４から出力される信号を入力し、入力した信号から予め設定された所定周波数以上の高周波成分を除去した信号を出力する。具体的には、フィルタ群３は、インピーダンス計測用信号発生器８が出力する高周波信号の通過を阻止するように構成される。
【００２２】
バッファアンプ群４は、バッファアンプ４１，４２，４３，４４により構成されている。バッファアンプ４１，４２，４３，４４はそれぞれ、フィルタ３１，３２，３３，３４から出力される信号を入力し、入力した信号を予め設定された所定の増幅度で増幅して出力する。
【００２３】
スイッチ群５は、スイッチ５２，５３，５４により構成されている。スイッチ５２，５３，５４はそれぞれ、バッファアンプ４２，４３，４４から差動アンプ６のマイナス側入力端子へ至る通電経路に設けられ、その通電経路を連通するオン状態と、その通電経路を遮断するオフ状態との何れかの状態になるように駆動される。
【００２４】
差動アンプ６は、バッファアンプ４１からの出力信号をプラス側入力端子に入力するとともに、バッファアンプ４２，４３，４４からの出力信号をマイナス側入力端子に入力して、プラス側入力端子とマイナス側入力端子との間の電位差を予め設定された所定の増幅度で増幅して出力する。
【００２５】
比較器７は、バッファアンプ４１，４２，４３，４４からの出力信号を入力してこの信号の電圧値を比較するとともに、容量性結合センサ２２，２３，２４からの出力信号を入力してこの信号の電圧値を比較して、スイッチ５２，５３，５４のオン／オフを制御する。
【００２６】
インピーダンス計測用信号発生器８は、シート電極Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と人体Ｂとの間のインピーダンスを計測するために、心電波形より十分高い周波数（例えば１ｋＨｚ）を有する信号（以下、インピーダンス計測用信号という）を、抵抗性結合センサ２１とフィルタ３１との間の通電経路上と、比較器７とに出力する。
【００２７】
基準電位生成部９は、バッファアンプ４１と差動アンプ６のプラス側入力端子との接続点ＣＰ１と、バッファアンプ４２，４３，４４と差動アンプ６のマイナス側入力端子との接続点ＣＰ２との間で直列接続された２つの抵抗９１，９２により構成されている。抵抗９１と抵抗９２の抵抗値は等しいため、抵抗９１と抵抗９２との接続点ＣＰ３における電位は、接続点ＣＰ１の電位と接続点ＣＰ２の電位の中間の電位となり、この中間電位を基準電位とする。
【００２８】
電圧コンバータ１０は、電気的にフローティングとされており、車両に搭載された直流電源ＶＢから電源供給を受け、基準電位生成部９で生成された基準電位を基準として正電圧となる正電源と、この基準電位を基準として負電圧となる負電源とを生成し、心電位検出装置１の各部に供給する。
【００２９】
抵抗性結合１１は、例えば、抵抗性結合センサ２１を構成するハンドル電極Ｐ１が接触する運転者の手（本実施形態では、運転者の左手）と反対側の手（本実施形態では、運転者の右手）が接触するように車両のハンドルＨに設置された電極である。そして、抵抗性結合１１の電位は上記基準電位と一致するように構成されている。
【００３０】
次に、比較器７が実行する処理（以下、比較処理ともいう）を説明する。図３は、比較器７が実行する処理（比較処理）の手順を示すフローチャートである。
比較器７は、図３に示すように、まずＳ１０にて、インピーダンス計測用信号発生器８から入力したインピーダンス計測用信号の電圧値Ｖｉで、容量性結合センサ２２，２３，２４から入力した信号の電圧値Ｖｓ２，Ｖｓ３，Ｖｓ４を除算した値（Ｖｓ２／Ｖｉ），（Ｖｓ３／Ｖｉ），（Ｖｓ４／Ｖｉ）を算出する。
【００３１】
なお、抵抗性結合センサ２１とフィルタ３１との間の通電経路上に出力されたインピーダンス計測用信号は、抵抗性結合センサ２１から人体Ｂに入力し、人体Ｂを介して、容量性結合センサ２２，２３，２４から出力される。そして、人体Ｂと容量性結合センサ２２，２３，２４との間のインピーダンスが小さいほど、容量性結合センサ２２，２３，２４から出力される信号の電圧降下が小さく、電圧値Ｖｓ２，Ｖｓ３，Ｖｓ４が大きくなる。
【００３２】
次にＳ２０にて、Ｓ１０で算出した除算値（Ｖｓ２／Ｖｉ），（Ｖｓ３／Ｖｉ），（Ｖｓ４／Ｖｉ）の中で、値が最も大きいものを選択する。すなわち、容量性結合センサ２２，２３，２４の中から、人体Ｂとの間のインピーダンスが最も低いセンサを選択する。なお、運転者が容量性結合センサに密着している場合、及び、運転者が着用している服の薄い箇所が容量性結合センサに接触している場合などに人体Ｂとの間のインピーダンスが低くなる。
【００３３】
そしてＳ３０にて、スイッチ群５の構成するスイッチ５２，５３，５４の中から、Ｓ３０で選択した容量性結合センサに対応するスイッチをオン状態にするとともに、Ｓ３０で選択した容量性結合センサ以外に対応するスイッチをオフ状態にするためのスイッチオン・オフ信号をスイッチ群５に出力する。これにより、スイッチ５２，５３，５４のうち１つのスイッチがオン状態となる。
【００３４】
このように構成された心電位検出装置１では、抵抗性結合センサ２１が、人体に接触して人体との間で発生する電位を検出するとともに、複数の容量性結合センサ２２，２３，２４が、人体に非接触で人体との間で発生する電位を検出する。そして比較器７が、複数の容量性結合センサ２２，２３，２４の中から、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサを選択し、差動アンプ６が、抵抗性結合センサ２１による検出電位と、比較器７により選択された容量性結合センサによる検出電位とを差分した電位に基づいて心電位を検出する。
【００３５】
このように構成された心電位検出装置１によれば、複数の容量性結合センサ２２，２３，２４のうちインピーダンスが最も低い容量性結合センサによる検出電位と、抵抗性結合センサ２１による検出電位とを差分した電位に基づいて心電位を検出することができる。
【００３６】
このため、複数の容量性結合センサ２２，２３，２４のうち或る容量性結合センサにおいて人体との間のインピーダンスが高い場合であっても、人体との間のインピーダンスが低い他の容量性結合センサを用いることができるので、心電位を検出できなくなる状況の発生を抑制することができる。
【００３７】
また、インピーダンス計測用信号発生器８が、人体の心電位波形の周波数と異なる周波数を有するインピーダンス計測用信号を抵抗性結合センサ２１に出力し、比較器７が、インピーダンス計測用信号発生器８が出力したインピーダンス計測用信号の電圧値と、容量性結合センサ２２，２３，２４が出力する信号の電圧値とを比較することにより、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサを選択する。これにより、入力信号の電位と出力信号の電位との比較という簡便な方法によって、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサを選択することができる。
【００３８】
また、電圧コンバータ１０は、電気的にフローティングとされており、その基準電位は、抵抗性結合センサ２１からの出力信号の電位と、容量性結合センサ２２，２３，２４のうち比較器７で選択された１つの容量性結合センサからの出力信号の電位との中間電位となっている。そして、電圧コンバータ１０が生成した正電源と負電源は、差動アンプ６に供給されている。
【００３９】
これにより、差動アンプ６の入力電圧範囲は、中間電位を基準として、抵抗性結合センサ２１からの出力信号の電位と容量性結合センサ２２，２３，２４からの出力信号の電位とに応じて変化する。例えば、容量性結合センサ２２，２３，２４からの出力信号の電位が変化せずに抵抗性結合センサ２１からの出力信号の電圧値が大きくなれば、差動アンプ６の入力電圧範囲の上限値が大きくなるように変化する。
【００４０】
このため、容量性結合センサ２２，２３，２４と比較して電圧値が大きくなる抵抗性結合センサ２１からの出力信号が差動アンプ６に入力した場合に、抵抗性結合センサ２１からの出力信号の電圧値が差動アンプ６の入力電圧範囲の上限値を超えてしまうという状況（オーバーフロー）の発生を、差動アンプ６の入力電圧範囲が固定されている場合よりも抑制することができる。
【００４１】
また、基準電位となっている抵抗性結合１１が人体と接触することにより人体も基準電位となり、心電位検出装置１に電源を供給している電圧コンバータ１０の基準電位と一致するため、抵抗性結合１１が人体と接触していない場合と比較して、差動アンプ６から出力される信号のノイズを低減することができる。
【００４２】
以上説明した実施形態において、比較器７は本発明における選択手段、差動アンプ６は本発明における心電位検出手段、インピーダンス計測用信号発生器８は本発明における信号出力手段である。
【００４３】
（第２実施形態）
以下に本発明の第２実施形態を説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。
【００４４】
第２実施形態の心電位検出装置１は、比較処理の手順が変更された点以外は、第１実施形態と同じである。
図４は、第２実施形態の比較処理の手順を示すフローチャートである。
【００４５】
比較器７は、図４に示すように、まずＳ１１０にて、インピーダンス計測用信号発生器８から入力したインピーダンス計測用信号の電圧値Ｖｉで、容量性結合センサ２２，２３，２４から入力した信号の電圧値Ｖｓ２，Ｖｓ３，Ｖｓ４を除算した値（Ｖｓ２／Ｖｉ），（Ｖｓ３／Ｖｉ），（Ｖｓ４／Ｖｉ）を算出する。
【００４６】
次にＳ１２０にて、Ｓ１１０で算出した除算値（Ｖｓ２／Ｖｉ），（Ｖｓ３／Ｖｉ），（Ｖｓ４／Ｖｉ）の中で、値が大きい順に２つ選択する。すなわち、容量性結合センサ２２，２３，２４の中から、人体Ｂとの間のインピーダンスが低い順に２つのセンサを選択する。
【００４７】
その後Ｓ１３０にて、抵抗性結合センサ２１に対応するバッファアンプ４１から出力される信号の電圧値と、Ｓ１２０で選択した容量性結合センサに対応するバッファアンプ（すなわち、バッファアンプ４２，４３，４４のうちの２つ）から出力される信号の電圧値とを比較して、Ｓ１２０で選択した２つの容量性結合センサの中から、バッファアンプ４１から出力される信号の波形に最も類似した波形を有する信号を出力する容量性結合センサを１つ選択する。すなわち、抵抗性結合センサ２１の出力信号に最も類似する信号を出力する容量性結合センサを選択する。
【００４８】
なお、バッファアンプ４１から出力される信号に最も類似した信号を選択する方法として、例えば、バッファアンプ４１から出力される信号の電圧値と、Ｓ１２０で選択した容量性結合センサに対応するバッファアンプから出力される信号の電圧値との差分を、所定期間内において累積加算し、その累積加算値が最も小さいものを選択する方法が挙げられる。
【００４９】
そしてＳ１４０にて、スイッチ群５の構成するスイッチ５２，５３，５４の中から、Ｓ１３０で選択した容量性結合センサに対応するスイッチをオン状態にするとともに、Ｓ１３０で選択した容量性結合センサ以外に対応するスイッチをオフ状態にするためのスイッチオン・オフ信号をスイッチ群５に出力する。これにより、スイッチ５２，５３，５４のうち１つのスイッチがオン状態となる。
【００５０】
このように構成された心電位検出装置１では、比較器７が、抵抗性結合センサ２１が出力する信号の波形に最も類似する波形を有する信号を出力する容量性結合センサを、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサとして選択する。
【００５１】
これにより、比較器７が選択した容量性結合センサが出力する信号において、抵抗性結合センサ２１が出力する信号に波形が類似する度合いが大きいほど、比較器７が選択した容量性結合センサから出力される信号では、抵抗性結合センサ２１と同じタイミングでノイズが発生することが多くなるため、抵抗性結合センサ２１による検出電位と、比較器７により選択された容量性結合センサによる検出電位との差分による同相ノイズ成分の除去効果が大きくなり、ノイズの少ない心電位を検出することができる。
【００５２】
（第３実施形態）
以下に本発明の第３実施形態を説明する。なお、第３実施形態では、第２実施形態と異なる部分のみを説明する。
【００５３】
図５は、第３実施形態の心電位検出装置１の構成を示す回路図である。
第３実施形態の心電位検出装置１は、図５に示すように、スイッチ群５の構成が変更された点以外は、第２実施形態と同じである。
【００５４】
すなわち、スイッチ群５は、スイッチ５１，５２，５３，５４，５５，５６により構成されている。そしてスイッチ５１は、バッファアンプ４１から差動アンプ６のプラス側入力端子へ至る通電経路に設けられる。またスイッチ５５は、スイッチ５２から差動アンプ６のプラス側入力端子へ至る通電経路に設けられる。またスイッチ５６は、スイッチ５２から差動アンプ６のマイナス側入力端子へ至る通電経路に設けられる。
【００５５】
図６は、第３実施形態の比較器７が実行する処理（比較処理）の手順を示すフローチャートである。
第３実施形態の比較処理は、Ｓ１４０の処理が省略されるとともに、Ｓ１１５，１４５，１５０の処理が追加された点以外は第２実施形態と同じである。
【００５６】
すなわち、Ｓ１１０の処理が終了すると、Ｓ１１５にて、Ｓ１１０で算出した除算値（Ｖｓ２／Ｖｉ），（Ｖｓ３／Ｖｉ），（Ｖｓ４／Ｖｉ）が全て、人体Ｂと容量性結合センサ２２，２３，２４との間のインピーダンスが非常に大きいことを示す予め設定された選択方法切替判定値以下であるか否かを判断する。
【００５７】
ここで、Ｓ１１０で算出した除算値のうちの少なくとも１つが選択方法切替判定値より大きい場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、Ｓ１２０に移行する。一方、Ｓ１１０で算出した除算値の全てが選択方法切替判定値以下である場合には（Ｓ１１５：ＹＥＳ）、Ｓ１５０にて、スイッチ５２，５４，５５をオン状態にするとともに、スイッチ５１，５３，５６をオフ状態にするためのスイッチオン・オフ信号をスイッチ群５に出力する。これにより、容量性結合センサ２２から出力された信号が差動アンプ６のプラス側入力端子に入力するとともに、容量性結合センサ２４から出力された信号が差動アンプ６のマイナス側入力端子に入力する。
【００５８】
また、Ｓ１３０の処理が終了すると、Ｓ１４５にて、スイッチ５１，５６をオン状態にするとともに、スイッチ５５をオフ状態にし、さらに、スイッチ群５の構成するスイッチ５２，５３，５４の中から、Ｓ１３０で選択した容量性結合センサに対応するスイッチをオン状態にするとともに、Ｓ１３０で選択した容量性結合センサ以外に対応するスイッチをオフ状態にするためのスイッチオン・オフ信号をスイッチ群５に出力する。これにより、抵抗性結合センサ２１から出力されたスイッチオン・オフ信号が差動アンプ６のプラス側入力端子に入力するとともに、Ｓ１３０で選択した容量性結合センサから出力された信号が差動アンプ６のマイナス側入力端子に入力する。
【００５９】
このように構成された心電位検出装置１では、インピーダンス計測用信号の電圧値Ｖｉで、容量性結合センサ２２，２３，２４から入力した信号の電圧値Ｖｓ２，Ｖｓ３，Ｖｓ４を除算した値（Ｖｓ２／Ｖｉ），（Ｖｓ３／Ｖｉ），（Ｖｓ４／Ｖｉ）が、人体と抵抗性結合センサ２１とが非接触であることを示す予め設定された選択方法切替判定値以下である場合に、抵抗性結合センサ２１による心電位検出を禁止して、複数の容量性結合センサ２２，２３，２４のうちの２つの容量性結合センサによる検出電位を差分した電位に基づいて心電位を検出する。
【００６０】
これにより、人体と抵抗性結合センサ２１とが非接触であるために抵抗性結合センサ２１により心電位を検出することができない場合であっても、２つの容量性結合センサを用いて、心電位を検出することができるため、心電位を検出できなくなる状況の発生をさらに抑制することができる。
【００６１】
以上説明した実施形態において、Ｓ１１５，Ｓ１５０の処理は本発明における補助心電位検出手段である。
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
【００６２】
例えば上記実施形態では、３つの容量性結合センサの中から１つの容量性結合センサを選択するものを示したが、容量性結合センサの数はこれに限定されるものではなく、２つでもよいし、４つ以上であってもよい。
【００６３】
また上記実施形態では、除算値（Ｖｓ２／Ｖｉ），（Ｖｓ３／Ｖｉ），（Ｖｓ４／Ｖｉ）を用いて、人体との間のインピーダンスが最も低い容量性結合センサを選択するものを示したが、インピーダンス計測用信号の電圧値Ｖｉと、容量性結合センサ２２，２３，２４から入力した信号の電圧値Ｖｓ２，Ｖｓ３，Ｖｓ４とを用いた選択方法はこれに限定されるものではなく、例えば、ＶｉとＶｓ２，Ｖｓ３，Ｖｓ４との差に基づいて選択するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１…心電位検出装置、２…センサ群、３…フィルタ群、４…バッファアンプ群、５…スイッチ群、６…差動アンプ、７…比較器、８…インピーダンス計測用信号発生器、９…基準電位生成部、１０…電圧コンバータ、１１…抵抗性結合、２１…抵抗性結合センサ、２２，２３，２４…容量性結合センサ、３１，３２，３３，３４…フィルタ、４１，４２，４３，４４…バッファアンプ、５１，５２，５３，５４，５５…スイッチ、９１，９２…抵抗、Ｐ１…ハンドル電極、Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４…シート電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体に接触して前記人体との間で発生する電位を検出する抵抗性結合センサと、
前記人体に非接触で前記人体との間で発生する電位を検出する複数の容量性結合センサと、
複数の前記容量性結合センサの中から、前記人体との間のインピーダンスが最も低い前記容量性結合センサを選択する選択手段と、
前記抵抗性結合センサによる検出電位と、前記選択手段により選択された前記容量性結合センサによる検出電位とを差分した電位に基づいて心電位を検出する心電位検出手段と
を備えることを特徴とする心電位検出装置。
【請求項２】
前記選択手段は、
前記抵抗性結合センサが出力する信号の波形に最も類似する波形を有する信号を出力する前記容量性結合センサを、前記人体との間のインピーダンスが最も低い前記容量性結合センサとして選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の心電位検出装置。
【請求項３】
人体の心電位波形の周波数と異なる周波数を有する信号であるインピーダンス計測用信号を前記抵抗性結合センサに出力する信号出力手段を備え、
前記選択手段は、
前記信号出力手段が出力した前記インピーダンス計測用信号の電圧値と、複数の前記容量性結合センサのそれぞれが出力する信号である容量性結合センサ出力信号の電圧値とを比較することにより、前記人体との間のインピーダンスが最も低い前記容量性結合センサを選択する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の心電位検出装置。
【請求項４】
前記インピーダンス計測用信号の電圧値と、複数の前記容量性結合センサのそれぞれが出力する信号である容量性結合センサ出力信号の電圧値とを比較することにより、前記人体と前記抵抗性結合センサとが非接触であると判断した場合に、前記心電位検出手段の動作を禁止して、複数の前記容量性結合センサのうちの２つの前記容量性結合センサによる検出電位を差分した電位に基づいて心電位を検出する補助心電位検出手段を備える
ことを特徴とする請求項３に記載の心電位検出装置。
【請求項１】
人体に接触して前記人体との間で発生する電位を検出する抵抗性結合センサと、
前記人体に非接触で前記人体との間で発生する電位を検出する複数の容量性結合センサと、
複数の前記容量性結合センサの中から、前記人体との間のインピーダンスが最も低い前記容量性結合センサを選択する選択手段と、
前記抵抗性結合センサによる検出電位と、前記選択手段により選択された前記容量性結合センサによる検出電位とを差分した電位に基づいて心電位を検出する心電位検出手段と
を備えることを特徴とする心電位検出装置。
【請求項２】
前記選択手段は、
前記抵抗性結合センサが出力する信号の波形に最も類似する波形を有する信号を出力する前記容量性結合センサを、前記人体との間のインピーダンスが最も低い前記容量性結合センサとして選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の心電位検出装置。
【請求項３】
人体の心電位波形の周波数と異なる周波数を有する信号であるインピーダンス計測用信号を前記抵抗性結合センサに出力する信号出力手段を備え、
前記選択手段は、
前記信号出力手段が出力した前記インピーダンス計測用信号の電圧値と、複数の前記容量性結合センサのそれぞれが出力する信号である容量性結合センサ出力信号の電圧値とを比較することにより、前記人体との間のインピーダンスが最も低い前記容量性結合センサを選択する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の心電位検出装置。
【請求項４】
前記インピーダンス計測用信号の電圧値と、複数の前記容量性結合センサのそれぞれが出力する信号である容量性結合センサ出力信号の電圧値とを比較することにより、前記人体と前記抵抗性結合センサとが非接触であると判断した場合に、前記心電位検出手段の動作を禁止して、複数の前記容量性結合センサのうちの２つの前記容量性結合センサによる検出電位を差分した電位に基づいて心電位を検出する補助心電位検出手段を備える
ことを特徴とする請求項３に記載の心電位検出装置。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−５０５８５（Ｐ２０１２−５０５８５Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９４６８４（Ｐ２０１０−１９４６８４）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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