JP2009050679A

JP2009050679A - 心電センサー

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Publication number: JP2009050679A
Application number: JP2008017057A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Suzuki; 誠一鈴木; Yoshihiro Hanakai; 義博花開; Norimasa Sato; 矩正佐藤; Yoichi Nomoto; 洋一野本
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2008-01-29
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2028-01-29
Also published as: JP5057070B2

Abstract

【課題】ドライバーの心臓からの微弱な信号を効率的にセンシングすることができ、車輌等に搭載するのに好適な心電センサーを提供する。
【解決手段】座席の背もたれ部分に設けられる第１電極及２０、第２電極３０と、第１電極２０及び第２電極３０の裏面にそれぞれ設けられ、座席の背もたれ部分に埋設された１段目アンプ部２１、３１と、座席の座部に設けられるグランド電極４０と、座席以外に配され、１段目アンプ部２１、３１からの出力信号を増幅する２段目アンプ部５０と、１段目アンプ部２１、３１と２段目アンプ部５０との間を接続する同軸ケーブル２５、３５と、グランド電極４０と２段目アンプ部５０との間を接続するグランド電極用ケーブル４５と、からなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輌などの座席部分に搭載され、ドライバーの健康状態を判断する上で重要となる心臓からの微弱な信号を効率的に、しかも非侵襲にセンシングする心電センサーに関する。

近年、車輌のインテリジェント化が一層推進されており、ドライバーを中心とした搭乗者の健康状態をモニターする技術が種々提案されている。

例えば、特許文献１（特開２００４−３２９９５６号公報）に、運転者による運転対象物の運転状態をモニターする監視手段と、運転者の生体信号を検出する生体信号検出手段と、前記生体信号検出手段により検出された生体信号が含む情報を定量化する演算手段と、前記監視手段による運転情報および前記演算手段による運転開始時からの生体信号情報の変化から運転者の熟練度を判定する判定手段とを備えた運転者モニター装置が開示されている。
特開２００４−３２９９５６号公報

特許文献１記載のものにおいては、ドライバーの生体信号を検出する生体信号検出手段で、具体的にどのように運転者の生体信号を検出するかについてまでは開示されていない、という問題がある。すなわち、車載の生体信号センサーでは、センシングのための装備のドライバーの皮膚への装着をドライバーに要求することなく、着衣した上からただ座席に座っているだけの状態で、ドライバーを何ら煩わせることなく、生体信号を取得しなくてはならない。このような状況下で生体信号のセンシングを行う上では、解決しなければならない技術的に高い障壁が存在するが、特許文献１にはこのようなことが何ら開示されていない。特に、ドライバーの健康状態を判断する上で重要となる心臓に係る情報を取得する心電センサーでは、着衣のドライバーが座席に座っている状態で、心臓からの微弱な信号をセンシングする必要があり、技術的に困難が伴うが、このような車載の心電センサーにおける微弱信号の効率的な取得に係る技術については、特許文献１にはなんら記載されていない、という問題があった。

上記のような問題点を解決するために、請求項１に係る発明は、座席部分に搭載され、非侵襲に心電に係る信号を検出する心電センサーであって、座席に取り付けられる電極と、該電極の裏面に設けられ、該電極とＡＣ結合されると共に、フィードバック回路を有する座席内に収納された１段目アンプ部と、座席外に設けられて１段目アンプ部からの出力をさらに増幅する２段目アンプ部と、該１段目アンプ部と該２段目アンプ部との間を接続する同軸線、とからなることを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、座席周辺部分に搭載され、非侵襲に心電に係る信号を検出する心電センサーであって、第１電極及び第２電極と、該第１電極の裏面に設けられ、該第１電極からの出力信号を増幅する第１電極用１段目アンプ部と、該第２電極の裏面に設けられ、該第２電極からの出力信号を増幅する第２電極用１段目アンプ部と、グランド電極と、該第１電極用１段目アンプ部からの出力信号と、該第２電極用１段目アンプ部からの出力信号とを増幅する２段目アンプ部と、該第１電極用１段目アンプ部と該２段目アンプ部との間を接続する第１電極用同軸ケーブルと、該第２電極用１段目アンプ部と該２段目アンプ部との間を接続する第２電極用同軸ケーブルと、該グランド電極と該２段目アンプ部との間を接続するグランド電極用ケーブルと、からなることを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載の心電センサーにおいて、該第１電極が設けられる座席部分、及び該第２電極が設けられる座席部分には導電性糸が縫い込まれることを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、請求項２又は請求項３に記載の心電センサーにおいて、該グランド電極が座席に縫い込まれた導電性糸で構成されることを特徴とする。

また、請求項５に係る発明は、請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の心電センサーにおいて、該第１電極用１段目アンプ部及び該第２電極用１段目アンプ部には、該第１電極及び該第２電極からの出力信号を増幅する演算増幅器がそれぞれ設けられ、それぞれの該演算増幅器の非反転入力端子と該第１電極及び該第２電極との間はＡＣ結合であることを特徴とする。

また、請求項６に係る発明は、請求項５に記載の心電センサーにおいて、それぞれの該演算増幅器の入力段には、１ＧΩ以上の抵抗が設けられることを特徴とする。

また、請求項７に係る発明は、請求項５又は請求項６に記載の心電センサーにおいて、それぞれの該演算増幅器の非反転入力端子にはコンデンサを介した帰還信号が入力されることを特徴とする。

また、請求項８に係る発明は、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の心電センサーにおいて、該２段目アンプ部には、心電波形の周波数以外の周波数の信号を除去するハイパスフィルター及びローパスフィルターが設けられることを特徴とする。

また、請求項９に係る発明は、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の心電センサーにおいて、前記座席は自動車、航空機、電気鉄道、電気自動車、船舶の座席であることを特徴とする。

また、請求項１０に係る発明は、請求項２乃至請求項８のいずれかに記載の心電センサーにおいて、前記座席は自動車の座席であり、該第１電極はシート背もたれ左側、ハンドル左側、シフトレバー、肘掛け、肘置き、シート座面左側のうちのいずれか１箇所又は複数箇所に搭載され、該第２電極はシート背もたれ右側、ハンドル右側、シート座面右側、運転席側ドア内側のうちのいずれか１箇所又は複数箇所に搭載されることを特徴とする。

本発明の請求項１及び２の心電センサーによれば、座席で運転、操作、操縦を行っている者の健康状態を判断する上で重要となる心臓からの微弱な信号を、外部ノイズを除去しつつ効率的にセンシングすることができ、しかも車輌に搭載するのに好適な心電センサーを提供することができる。

また、本発明の請求項３の心電センサーによれば、電極が設けられる座席部分には導電性糸が縫い込まれた構成となるので、運転者・搭乗者と第１電極及び第２電極との間の導電性が向上し、心臓からの微弱な信号を、外部ノイズを除去しつつより効率的にセンシングすることが可能となる。

また、本発明の請求項４の心電センサーによれば、グランド電極自体が導電性糸４４によって構成されるので、運転者・搭乗者が座席１０に座ったときに臀部に違和感を感じることがない。

また、本発明の請求項５の心電センサーによれば、介挿されたコンデンサによるＡＣ結合によって、電極から１段目アンプ部に入力される信号に発生するオフセット信号を除去することができ、効率的な心電信号の取得を行うことができる。

また、本発明の請求項６の心電センサーによれば、１段目アンプ部の入力段に１ＧΩ以上の抵抗が設けられており、ドライバーと第１電極及び第２電極との間の高インピーダンスとの整合がとれるようになっている。

また、本発明の請求項７の心電センサーによれば、１段目アンプ部の演算増幅器にはコンデンサを介した帰還信号が入力されるようになっており、１段目アンプ部において安定的かつ低ノイズな信号を得ることができる。

また、本発明の請求項８の心電センサーによれば、心電波形の周波数以外の周波数の信号を除去するフィルターが設けられており、効率的に所望の信号を得ることができる。

本実施形態の心電センサーは、不図示の車輌などの座席部分に搭載され、非侵襲に心拍数などの情報に関連する心電を取得するものである。より具体的には、本発明は、自動車車輌運転中のドライバーの健康状態推定手段として、非侵襲に心拍数を測定するための容量性電極を用いた車載型の心電センサーを提供するものである。そして、心電を非侵襲で測定するために、座席のシート背もたれのカバー内に埋め込んだ２つの電極と、座面に基準電位を決定するためのグランド電極を装備する構成となっている。また、本発明の心電センサーは、これらの電極で取得された微弱な検出信号を効率的に増幅するための２段階のアンプ部によって構成されている。

また、本実施形態の非侵襲の定義は、電極を被検者（ドライバー）の皮膚に接触させずに衣服の上から生体情報を取得できる状態を言う。すなわち、非侵襲での心電信号の取得では、電極が座席の背もたれ部分や座面部分に配置された場合は、ドライバーの衣服と座席の表皮を介して電極が心電信号を取得できる状態を言い、また電極がハンドルに配置された場合はドライバーの手が直接電極表面に触れる事なく、電極を覆うようにハンドルカバーを配置された状態でも、ハンドルカバーの表皮を介した状態で電極が心電信号を取得できる状態を言う。

なお、本発明の心電センサーが搭載される座席は自動車車輌に限らず、航空機、電気鉄道、電気自動車、船舶の座席として、操縦者・運転者等の健康状態をモニターするようにしてもよい。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態に係る心電センサーの座席周辺の外観斜視図であり、図２は本発明の実施の形態に係る心電センサーにおける心電測定の様子を模式的に示す図である。

図１において、１０は座席、２０は第１電極、２１は第１電極用１段目アンプ部、２５は第１電極用同軸ケーブル、３０は第２電極、３１は第２電極用１段目アンプ部、３５は第２電極用同軸ケーブル、４０はグランド電極、４５はグランド電極用ケーブル、５０は２段目アンプ部、をそれぞれ示している。

座席１０はドライバーの座席であり、本実施形態においては、心電センサーがドライバーの座席１０に内部、特にシートの表皮から外に露出しないように設けられ、心電センサーがモニタの対象とする場合について説明するが、心電センサーによるモニタの対象となる搭乗者としては、助手席、後部座席といった同乗者に対しても同様に本発明の考えか方を適用することができるものである。

第１電極２０及び第２電極３０は共に、例えば表面に酸化膜の層が設けられた容量性電極が用いられ、シートの表皮を介した上で第１電極２０はドライバーの背中の略左側にあたるように、また第２電極３０も同様にドライバーの背中の略右側にあたるように、それぞれ配置される。

第１電極２０と基準電位（グランド電極４０）との間で検出される信号は第１電極用１段目アンプ部２１にて、また、第２電極３０と基準電位（グランド電極４０）との間で検出される信号は第２電極用１段目アンプ部３１にて、それぞれ１ｍＶ前後〜数ｍＶ（例えば、２ｍＶ）の信号レベルにまで１段目の増幅が行われる。

第１電極２０と第１電極用１段目アンプ部２１の入力端との間の距離、第２電極３０と第２電極用１段目アンプ部３１の入力端との間の距離は、外部ノイズによる影響を避けるために、共に極力短くした方が好ましいので、第１電極２０と第２電極３０との裏面に、それぞれの１段目アンプ部を配するようにする。したがって、図２に示すように第１電極用１段目アンプ部２１と第２電極用１段目アンプ部３１は共に座席１０の中に埋設されるような形態となる。

第１電極用１段目アンプ部２１からの出力信号、第２電極用１段目アンプ部３１からの出力信号は、ともに２段目アンプ部５０へと出力され、それぞれの２段目アンプ部５０で２段目の増幅が行われる。

第１電極用１段目アンプ部２１、第２電極用１段目アンプ部３１からの信号は、それぞれ第１電極用同軸ケーブル２５及び第２電極用同軸ケーブル３５で、２段目アンプ部５０に送信されて、２段目アンプ部５０で２段目の増幅が行われる。この２段目アンプ部５０で増幅された増幅信号は、不図示の処理回路等によって、ドライバーの健康状態の判定などのための情報として利用される。

グランド電極４０は、座席１０のドライバーの臀部があたる部分（座部）に配置され、グランド電極４０はグランド電極用ケーブル４５で２段目アンプ部５０と接続されている。このグランド電極４０は、第１電極２０（第２電極３０）からの信号に発生するオフセット信号を除去するための基準電位を決定する構成として用いられる。

次に、本発明の実施の形態に係る心電センサーの増幅回路について説明する。図３は本発明の実施の形態に係る心電センサーの１段目アンプ部における回路構成を示す図である。１段目アンプ部の回路構成は、第１電極２０用のものと第２電極３０用のものとで共通であるので、図３には一方の回路構成のみを図示している。図３において、ＡＭＰ１乃至３は増幅器、Ｃ１、Ｃ３はコンデンサをそれぞれ示している。

ここで、コンデンサＣ１は、第１電極２０（第２電極３０）とＡＭＰ１との間に介挿されて、第１電極２０（第２電極３０）とＡＭＰ１とをＡＣ結合（交流結合）するものである。これによって、１段目アンプ部に入力される信号に発生するオフセット信号を除去する。また、ＡＭＰ２からの出力は、ＡＭＰ３に入力されると共に、ＡＭＰ１の入力にコンデンサＣ３を介してフィードバックされる構成となっており、これによってブートストラップ回路を構成するようになっている。これらＡＭＰ１及びＡＭＰ２によって、安定的かつ低ノイズで、第１電極２０（第２電極３０）からの検出信号を１ｍV程度まで増幅することができる。ＡＭＰ３はおよそ数倍程度の増幅率のものであり、ＡＭＰ３からの１段目アンプ部の出力信号は、およそ数ｍＶ前後（例えば、２ｍV）のレベルとなる。

第１電極用１段目アンプ部２１（第２電極用１段目アンプ部３１）からの出力信号は１段目アンプ部でおよそ数倍程度に増幅された後、前述のように同軸ケーブルで２段目アンプ部へと導かれ、２段目アンプ部で数１０倍に増幅される。このような２段階のアンプ部の構成によって、本発明の心電センサーの構成は、心電センサーを車輌等に搭載するために最適な構成となっている。

図４は本発明の実施の形態に係る心電センサーの２段目アンプ部における回路構成を示す図である。２段目アンプ部の回路構成は、第１電極２０の信号用のものと第２電極３０用の信号用のものとで共通であるので、図４には一方の回路構成のみを図示している。

図４において、５１はアンプ、５２はハイパスフィルター、５３はローパスフィルターをそれぞれ示している。２段目アンプ部５０には、１段目アンプ部からの信号をおよそ数１０倍のオーダーで増幅するアンプ５１と、ハイパスフィルター５２とローパスフィルター５３とが設けられている。

ハイパスフィルター５２及びローパスフィルター５３は、心電波形の周波数以外の周波数の信号を極力抑えるために設けられており、これらフィルターにより２段目アンプ部５０では、心電に係る周波数のみを選択的に取得することができるようになっている。

次に、本発明の他の実施の形態に係る心電センサーの増幅回路について説明する。図５は本発明の実施の形態に係る心電センサーの１段目アンプ部における回路構成を示す図である。１段目アンプ部の回路構成は、第１電極２０用のものと第２電極３０用のものとで共通であるので、図３には一方の回路構成のみを図示している。図３において、ＡＭＰ１乃至ＡＭＰ３は演算増幅器等、Ｒ１乃至Ｒ2は抵抗、Ｃ１乃至Ｃ３はコンデンサをそれぞれ示している。

着衣のままのドライバーと第１電極２０（第２電極３０）との間は、およそ１０¹⁶Ωのオーダーの高インピーダンスであり、第１電極２０（第２電極３０）で検出された心電に係る信号を効率よく取得するため、これに整合するように抵抗Ｒ１及びＲ２には高抵抗器（１ＧΩ以上のもの。例えば、１００ＧΩ程度のもの。）が用いられる。また、外部ノイズの影響を小さくするために第１電極２０（第２電極３０）と、１段目アンプ部の入力部との間の結線は極力短くするようにする。この目的のために、第１電極用１段目アンプ部２１（第２電極用１段目アンプ部３１）は、第１電極２０（第２電極３０）と共に、座席１０に内蔵されるようにして設けられている。

本発明の心電センサーでは、１段目アンプ部の演算増幅器Ａｍｐ１の非反転入力端子と第１電極２０（第２電極３０）との間に、コンデンサＣ１が介挿されており、これによって第１電極２０（第２電極３０）と１段目アンプ部との間を交流結合させて、１段目アンプ部に入力される信号に発生するオフセット信号を除去する。

第１電極２０（第２電極３０）からの信号は、コンデンサＣ１を通して演算増幅器Ａｍｐ１の非反転入力端子に入力される。演算増幅器Ａｍｐ１の非反転入力端子には、演算増幅器Ａｍｐ１の出力→コンデンサＣ２→抵抗Ｒ１からの帰還、演算増幅器Ａｍｐ２の出力→コンデンサＣ３からの帰還が入力されるようになっている。このように本発明の心電センサーの１段目アンプ部の回路では、２重に正帰還がかけられているとともに、コンデンサＣ２、コンデンサＣ３などを含むブートストラップ回路が構成されるようになっている。本発明の心電センサーの増幅回路では、安定的かつ低ノイズで、第１電極２０（第２電極３０）からの検出信号を増幅するために１段目アンプ部内に、これらのフィードバックが設けられている。

演算増幅器Ａｍｐ１の出力は反転入力端子に帰還され、また演算増幅器Ａｍｐ２の出力はコンデンサＣ３を介して演算増幅器Ａｍｐ１の非反転入力端子に帰還される。

演算増幅器Ａｍｐ１の出力に出現する信号はＡＭＰ３によって、およそ数倍程度の増幅率で増幅され、１段目アンプ部の出力信号は、およそ１ｍＶ前後のレベルとなる。

本発明の他の実施の形態に係る心電センサーでも、２段目アンプ部における回路は図４に示すものを用いる。本実施形態においても、ハイパスフィルター５２及びローパスフィルター５３は、心電波形の周波数以外の周波数の信号を抑制するので、これらフィルターにより２段目アンプ部５０では、心電に係る周波数のみを選択的に取得することができるようになっている。

先の実施形態においては、第１電極２０はドライバーの背中の略左側にあたるように、そして、第２電極３０はドライバーの背中の略右側にあたるように配置されていたが、その他の第１電極２０及び第２電極３０はその他の箇所に配置するようにしてもよい。以下、第１電極２０及び第２電極３０の搭載箇所のバリエーションについて説明する。このようなバリエーションでは、特に本発明の心電センサーが自動車に搭載されたときのものであり、なおかつ、以下の説明では右ハンドル車を想定している。しかしながら、左右を鏡像的に入れ換えれば、左ハンドル車にも適用できることは言うまでもない。

図６は自動車車輌の運転席周辺の第１電極２０及び／又は第２電極３０を搭載することできる箇所を示す図であり、図７は第１電極２０及び／又は第２電極３０を搭載する場合の態様を示す図である。

図７に示すように、第１電極２０は、第１電極２０はシート背もたれ左側、ハンドル左側、シフトレバー、肘掛け、肘置き、シート座面左側のうちのいずれか１箇所、第２電極３０はシート背もたれ右側、ハンドル右側、シート座面右側、運転席側ドア内側のうちのいずれか１箇所で且つ電極２０が外部に露出しないように搭載することができる。

なお、第１電極２０は、第１電極２０はシート背もたれ左側、ハンドル左側、シフトレバー、肘掛け、肘置き、シート座面左側のうちの複数箇所を選択しても良いし、また、第２電極３０はシート背もたれ右側、ハンドル右側、シート座面右側、運転席側ドア内側のうちの複数箇所を選択しても良い。

以上のような第１電極２０及び第２電極３０の搭載箇所のバリエーションによれば、本発明の心電センサーを車載する際の設計の自由度を増すことが可能となる。

以上、本実施例の構成によれば、座席で運転、操作、操縦を行っている者の健康状態を判断する上で重要となる心臓からの微弱な信号を、外部ノイズを除去しつつ効率的にセンシングすることができ、しかも車輌等に搭載するのに好適な心電センサーを提供することができる。

また、本実施例の心電センサーによれば、介挿されたコンデンサ（Ｃ１）によるＡＣ結合によって、電極（２０，３０）から１段目アンプ部に入力される信号に発生するオフセット信号を除去することができ、効率的な心電信号の取得を行うことができる。

また、本実施例の心電センサーによれば、１段目アンプ部の入力段に１ＧΩ以上の抵抗（Ｒ１、Ｒ２）が設けられており、ドライバーと第１電極２０及び第２電極３０との間の高インピーダンスとの整合がとれるようになっている。

また、本実施例の構成によれば、１段目アンプ部の演算増幅器Ａｍｐ１にはコンデンサ（Ｃ２、Ｃ３）を介した帰還信号が入力されるようになっており、１段目アンプ部において安定的かつ低ノイズな信号を得ることができる。

また、本実施例の構成によれば、心電波形の周波数以外の周波数の信号を除去するフィルター（５２、５３）が設けられており、効率的に所望の信号を得ることができる。

なお、以上説明した実施形態においては、操縦者、操作者、運転者等の座席１０に装着された心電センサーを例に説明したが、同様の構成を車両の他の乗員席に適用することも、本発明が包含するところである。

次に、本発明の他の実施の形態に係る心電センサーについて説明する。図８は本発明の他の実施の形態に係る心電センサーの座席周辺の外観斜視図であり、図９は本発明の他の実施の形態に係る心電センサーにおける心電測定の様子を模式的に示す図である。

図８及び図９において、先の実施形態と同様の参照番号が付された構成は先の実施形態と同じものである。また、本実施形態に係る心電センサーの増幅回路としては、先に説明した増幅回路を用いることができる。本実施形態が先の実施形態と異なる点は、第１電極２０及び第２電極３０の近傍の座席10部分に導電性糸４４が配されている点、及びグランド電極４０として導電性糸４４が用いられている点である。

図８には、本発明の実施の形態に係る心電センサーの座席周辺の外観斜視図と共に、座席１０に設けられている第１電極２０近傍の一部拡大図が示されている。第２電極３０近傍も同様の構成であるので拡大図の図示は省略する。

第１電極２０及び第２電極３０は共に、例えば表面に酸化膜の層が設けられた容量性電極が用いられ、第１電極２０はドライバーの背中の略左側にあたるように、また第２電極３０はドライバーの背中の略右側にあたるように、それぞれ配置される。

本実施形態においては、座席１０の第１電極２０及び第２電極３０が設けられている場所の表面には、導電性糸４４が縫い込まれた構成となっている。

また、グランド電極４０は、座席１０のドライバーの臀部があたる部分（座部）に配置されているが、本実施形態においてはこのグランド電極４０自体が、座席１０に縫い込まれた導電性糸４４によって構成されている。このグランド電極４０（導電性糸４４）は、適当な電気的接続手段によってグランド電極用ケーブル４５で２段目アンプ部５０と接続されている。このグランド電極４０（導電性糸４４）は、第１電極２０（第２電極３０）からの信号に発生するオフセット信号を除去するための基準電位を決定する構成として用いられる。

第１電極２０及び第２電極３０近傍の座席１０に縫い込まれた導電性糸４４、及び、グランド電極を構成する導電性糸４４は、運転者・搭乗者と第１電極２０及び第２電極３０との間の導電性を向上させることとなり、運転者・搭乗者が接触することによって、搭乗者の生体情報を電気的により取得するし易くすることを可能とするものである。このような、導電性糸４４の効果によれば、搭乗者がより意識することなく、またより不快に感じることもなく、生体情報を取得することを容易とすることができる。また、このような導電性糸４４の効果によれば、心臓からの微弱な信号を、外部ノイズを除去しつつより効率的にセンシングすることが可能となる。また、本実施形態では、グランド電極４０自体が、座席１０に縫い込まれた導電性糸４４によって構成されているために、運転者・搭乗者が座席１０に座ったときに臀部に違和感を感じることがない。

導電性糸４４としては、例えばサンダーロン（日本蚕毛染色株式会社製、商品名）を用いることができる。この導電性糸４４は、アクリル繊維或はナイロン繊維に硫化銅を化学結合させた有機導電性繊維から構成されている。なお、導電性糸４４は以上の例に限定されるものではなく、可撓性を有し、縫い込まれたときにドライバーが違和感を覚えるようなものでなければ任意のものとすることができる。そのような導電性糸４４としては例えば金、銀、銅、ステンレスなどの金属糸、カーボン、チタン、アルミナなどの無機繊維、ポリアニリン、ポリアセチレンなどの導電性ポリマー、銀メッキされたナイロンフィラメントの束であるマルチフィラメントからなる銀メッキナイロン糸（例えば、Ｓａｕｑｏｉｔ社製のＸ−ＳＴＡＴＩＣ（商品名））や、硫化銅及びニッケルを含有したアクリル繊維或はナイロン繊維、ポリエステル繊維からなるフィラメント糸や紡績糸（撚糸）や、導電性の糸と非導電性の綿糸、アクリル、ナイロン、ポリエステル糸とのコアヤーン、合糸、合撚糸、混繊糸、紡績糸（撚糸）などを挙げることができ、これらのうちの任意のものを用いることができる。

本実施形態で用いた導電性糸４４の単位長さ当たりの抵抗（比抵抗）は１０^-1〜１０^-2［Ω／ｃｍ］であり、本発明実施の結果、良好な生体情報（心電信号）の取得を行うことができたことを確認している。

以上、本発明の他の実施形態によれば、導電性糸４４が用いられているので、運転者・搭乗者と第１電極及び第２電極との間の導電性が向上するので、心臓からの微弱な信号を、外部ノイズを除去しつつより効率的にセンシングすることが可能となる。

また、特に導電性糸４４によって構成されるグランド電極４０によれば、運転者・搭乗者が座席１０に座ったときに臀部に違和感を感じることがない。

本発明の実施の形態に係る心電センサーの座席周辺の外観斜視図である。本発明の実施の形態に係る心電センサーにおける心電測定の様子を模式的に示す図である。本発明の実施の形態に係る心電センサーの１段目アンプ部における回路構成を示す図である。本発明の実施の形態に係る心電センサーの２段目アンプ部における回路構成を示す図である。本発明の他の実施の形態に係る心電センサーの１段目アンプ部における回路構成を示す図である。自動車車輌の運転席周辺の第１電極２０及び／又は第２電極３０を搭載することできる箇所を示す図である。第１電極２０及び／又は第２電極３０を搭載する場合の態様を示す図である。本発明の他の実施の形態に係る心電センサーの座席周辺の外観斜視図である。本発明の他の実施の形態に係る心電センサーにおける心電測定の様子を模式的に示す図である。

符号の説明

１０・・・座席、２０・・・第１電極、２１・・・第１電極用１段目アンプ部、２５・・・第１電極用同軸ケーブル、３０・・・第２電極、３１・・・第２電極用１段目アンプ部、３５・・・第２電極用同軸ケーブル、４０・・・グランド電極、４４・・・導電性糸、４５・・・グランド電極用ケーブル、５０・・・２段目アンプ部、５１・・・アンプ、５２・・・ハイパスフィルター、５３・・・ローパスフィルター

Claims

座席部分に搭載され、非侵襲に心電に係る信号を検出する心電センサーであって、
座席に取り付けられる電極と、
該電極の裏面に設けられ、該電極とＡＣ結合されると共に、フィードバック回路を有する座席内に収納された１段目アンプ部と、
座席外に設けられて１段目アンプ部からの出力をさらに増幅する２段目アンプ部と、
該１段目アンプ部と該２段目アンプ部との間を接続する同軸線、とからなることを特徴とする心電センサー。
座席周辺部分に搭載され、非侵襲に心電に係る信号を検出する心電センサーであって、
第１電極及び第２電極と、
該第１電極の裏面に設けられ、該第１電極からの出力信号を増幅する第１電極用１段目アンプ部と、
該第２電極の裏面に設けられ、該第２電極からの出力信号を増幅する第２電極用１段目アンプ部と、
グランド電極と、
該第１電極用１段目アンプ部からの出力信号と、該第２電極用１段目アンプ部からの出力信号とを増幅する２段目アンプ部と、
該第１電極用１段目アンプ部と該２段目アンプ部との間を接続する第１電極用同軸ケーブルと、
該第２電極用１段目アンプ部と該２段目アンプ部との間を接続する第２電極用同軸ケーブルと、
該グランド電極と該２段目アンプ部との間を接続するグランド電極用ケーブルと、からなることを特徴とする心電センサー。
該第１電極が設けられる座席部分、及び該第２電極が設けられる座席部分には導電性糸が縫い込まれることを特徴とする請求項２に記載の心電センサー。
該グランド電極が座席に縫い込まれた導電性糸で構成されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の心電センサー。
該第１電極用１段目アンプ部及び該第２電極用１段目アンプ部には、該第１電極及び該第２電極からの出力信号を増幅する演算増幅器がそれぞれ設けられ、それぞれの該演算増幅器の非反転入力端子と該第１電極及び該第２電極との間はＡＣ結合であることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の心電センサー。
それぞれの該演算増幅器の入力段には、１ＧΩ以上の抵抗が設けられることを特徴とする請求項５に記載の心電センサー。
それぞれの該演算増幅器の非反転入力端子にはコンデンサを介した帰還信号が入力されることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の心電センサー。
該２段目アンプ部には、心電波形の周波数以外の周波数の信号を除去するハイパスフィルター及びローパスフィルターが設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の心電センサー。
前記座席は自動車、航空機、電気鉄道、電気自動車、船舶の座席であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の心電センサー。
前記座席は自動車の座席であり、
該第１電極はシート背もたれ左側、ハンドル左側、シフトレバー、肘掛け、肘置き、シート座面左側のうちのいずれか１箇所又は複数箇所に搭載され、
該第２電極はシート背もたれ右側、ハンドル右側、シート座面右側、運転席側ドア内側のうちのいずれか１箇所又は複数箇所に搭載されることを特徴とする請求項２乃至請求項８のいずれかに記載の心電センサー。