JP5637108B2 - ECG measurement device for vehicles - Google Patents

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Description

本発明は、車両の運転者の心電図波形を計測する車両用心電計測装置に関する。   The present invention relates to a vehicle electrocardiograph that measures an electrocardiogram waveform of a vehicle driver.

従来より、身体電位を計測する電極を用いて心臓の電気的な活動を検出し、グラフの形に記録した心電図が、医療の現場で広く利用されている。このような心電図波形を車両を運転中の運転者について計測する技術について研究が進められており、運転者の心臓の活動を監視することにより、運転中における運転者の心臓の異常に起因する種々の不都合を未然に抑制することが期待されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an electrocardiogram that is detected in the form of a graph by detecting an electrical activity of the heart using an electrode for measuring body potential has been widely used in the medical field. Research has been conducted on a technique for measuring such an electrocardiogram waveform for a driver who is driving a vehicle. By monitoring the activity of the driver's heart, various techniques resulting from abnormalities in the driver's heart during driving can be performed. The inconvenience is expected to be suppressed in advance.

このような装置として、特許文献1にあるように、ステアリングに運転者の皮膚に接触して運転者の身体電位を検出する直接電極を設け、また、シートに運転者の皮膚に接触せずに運転者の身体電位を検出する容量結合型電極を設け、両電極と計測回路とを接続し、直接電極における電位と容量結合型電極における電位とに基づき運転者の心電図波形を計測する車両用心電計測装置が開示されている。   As such a device, as disclosed in Patent Document 1, a direct electrode for detecting the body potential of the driver by contacting the driver's skin is provided on the steering, and the seat is not contacted with the driver's skin. An electrocardiogram for a vehicle that provides a capacitively coupled electrode that detects the body potential of the driver, connects both electrodes and a measurement circuit, and measures the electrocardiogram waveform of the driver based on the potential at the direct electrode and the potential at the capacitively coupled electrode. A measurement device is disclosed.

特開2011−24903号公報JP 2011-24903 A

しかしながら、こうした従来のものでは、両電極と計測回路との距離が長く、また、両電極により検出される信号は微小であるため、車両のようなノイズが大きい環境ではノイズの影響を大きく受けて心電図波形を適切に得ることが難しい場合があるという問題があった。   However, in such conventional devices, the distance between both electrodes and the measurement circuit is long, and the signal detected by both electrodes is very small. Therefore, in a noisy environment such as a vehicle, it is greatly affected by the noise. There is a problem that it is sometimes difficult to obtain an ECG waveform appropriately.

本発明の課題は、電極からの距離が長くても、ノイズの影響を受け難い車両用心電計測装置を提供することにある。   The subject of this invention is providing the electrocardiograph for vehicles which is hard to receive to the influence of noise, even if the distance from an electrode is long.

かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
車両のステアリングホイールに設けられ、運転者の皮膚に接触して前記運転者の身体電位を検出する直接電極と、
前記車両のシートに設けられ、電気的絶縁状態で前記運転者の身体電位を検出する容量結合型電極と、
前記直接電極における電位と前記容量結合型電極における電位とに基づき前記運転者の心電図波形を計測する心電図波形計測器とを備えた車両用心電計測装置において、
前記直接電極からの検出信号を増幅して前記心電図波形計測器に出力するステアリング側アンプを、前記ステアリングホイールの回転と共に回転するハウジングに配置すると共に、ステアリングシャフトの周囲にフレキシブルフラットケーブルを巻回することによって構成されたスパイラルケーブルで、前記心電図波形計測器と前記ステアリング側アンプとを接続することにより、前記ステアリング側アンプを前記スパイラルケーブルよりもステアリングホイール側に設け、
かつ、前記容量結合型電極からの検出信号を増幅して前記心電図波形計測器に出力するシート側アンプを前記シートの座部の表皮の下側に設けたことを特徴とする車両用心電計測装置がそれである。
In order to achieve this problem, the present invention has taken the following measures in order to solve the problem. That is,
A direct electrode provided on the steering wheel of the vehicle for detecting the driver's body potential in contact with the driver's skin;
A capacitively coupled electrode provided on the vehicle seat for detecting the body potential of the driver in an electrically insulated state;
In the vehicle electrocardiogram measuring device, comprising: an electrocardiogram waveform measuring instrument that measures the driver's electrocardiogram waveform based on the potential at the direct electrode and the potential at the capacitively coupled electrode;
A steering-side amplifier that amplifies the detection signal from the direct electrode and outputs it to the electrocardiogram waveform measuring instrument is disposed in a housing that rotates with the rotation of the steering wheel, and a flexible flat cable is wound around the steering shaft. By connecting the electrocardiogram waveform measuring instrument and the steering side amplifier with a spiral cable constituted by the above, the steering side amplifier is provided on the steering wheel side with respect to the spiral cable,
An electrocardiograph for a vehicle comprising: a seat-side amplifier that amplifies a detection signal from the capacitively coupled electrode and outputs the amplified signal to the electrocardiogram waveform measuring device; That is it.

前記シート側アンプは前記シートの座部の表皮の下側で、前記座部のウレタン内に収納した構成としてもよい。また、前記直接電極または前記容量結合型電極を複数に分割した構成としてもよい。更に、前記容量結合型電極を前記シートの表皮の裏面側に固定した構成としてもよい。また、導電性の縫い糸を用いた表皮または導電性の織布からなる表皮を前記直接電極あるいは前記容量結合型電極とした構成としてもよい。前記容量結合型電極を固定する前記シートの表皮のうち、前記容量結合型電極が固定される前記表皮の裏側の一部を窪ませることにより、当該窪ませた部分をその周囲の部分よりも薄く形成した構成としてもよい。 The seat-side amplifier may be housed in urethane in the seat portion below the skin of the seat portion of the seat. The direct electrode or the capacitively coupled electrode may be divided into a plurality of parts. Furthermore, the capacitively coupled electrode may be fixed to the back side of the skin of the sheet. Moreover, it is good also as a structure which used as the said direct electrode or the said capacitive coupling type | mold electrode the skin which used the electrically conductive sewing thread, or the skin which consists of an electroconductive woven fabric. Of the skin of the sheet for fixing the capacitively coupled electrode, by recessing a part of the back side of the skin to which the capacitively coupled electrode is fixed, the recessed part is thinner than the surrounding part. It is good also as the formed structure.

本発明の車両用心電計測装置は、直接電極による検出信号がスパイラルケーブルを通る前にステアリング側アンプにより増幅され、容量結合型電極による検出信号もシート側アンプにより増幅されるので、心電図波形計測器に入力される際にノイズレベルが相対的に小さくなり、電極からの距離が長くても、ノイズの影響を受け難く、しかも、スパイラルケーブルを通る前にステアリング側アンプにより増幅されるので、スパイラルケーブルでノイズを拾ってもノイズレベルが相対的に小さくなるという効果を奏する。   In the vehicle electrocardiograph of the present invention, the detection signal by the direct electrode is amplified by the steering side amplifier before passing through the spiral cable, and the detection signal by the capacitive coupling type electrode is also amplified by the seat side amplifier. The noise level is relatively small when the signal is input to the cable, and even if the distance from the electrode is long, it is not easily affected by noise, and is amplified by the steering-side amplifier before passing through the spiral cable. Even if noise is picked up, there is an effect that the noise level becomes relatively small.

また、シート側アンプをシートの内部に設けることにより、よりノイズ耐性を向上できる。更に、電極を複数に分割して、検出信号の振幅レベルが大きくなる部分を抽出することにより、ノイズ耐性を向上できる。容量結合型電極をシートに固定することにより、擦れることによるノイズの発生を抑制できる。また、導電性の縫い糸を電極として用いることにより、意匠性を向上できると共にノイズを低減できる。   Further, noise resistance can be further improved by providing the seat side amplifier inside the seat. Furthermore, noise resistance can be improved by dividing the electrode into a plurality of portions and extracting a portion where the amplitude level of the detection signal increases. By fixing the capacitive coupling electrode to the sheet, generation of noise due to rubbing can be suppressed. Moreover, by using a conductive sewing thread as an electrode, the design can be improved and noise can be reduced.

本発明の一実施形態としての車両用心電計測装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the electrocardiograph for vehicles as one embodiment of the present invention. 本実施形態のステアリングホイールの拡大側面図である。It is an expansion side view of the steering wheel of this embodiment. 本実施形態のシートの拡大側面図である。It is an enlarged side view of the sheet of this embodiment. 本実施形態のシート座部の要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the seat seat part of this embodiment. 別の実施形態のステアリングホイールの正面図である。It is a front view of the steering wheel of another embodiment. 別の実施形態のシート座部の斜視図である。It is a perspective view of the seat seat part of another embodiment.

以下本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明の一実施形態としての車両用心電計測装置の概略構成図である。図1に示すように、1はステアリングホイールで、ステアリングホイール1には導電性材料により形成された直接電極2がステアリングホイール1の外周表面に露出して設けられている。直接電極2は、車両の運転者の皮膚に接触して運転者の身体電位を検出するための電極であり、例えば、クロムメッキ樹脂等により形成して、ステアリングホイール1の表面に取り付けるようにするとよい。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram of a vehicle electrocardiograph as an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes a steering wheel, and a direct electrode 2 formed of a conductive material is provided on the steering wheel 1 so as to be exposed on the outer peripheral surface of the steering wheel 1. The direct electrode 2 is an electrode for detecting the body potential of the driver by contacting the skin of the driver of the vehicle. For example, the electrode 2 is formed of chrome plating resin and attached to the surface of the steering wheel 1. Good.

運転者が着座するシート4には、その座部4aに容量結合型電極6が設けられている。容量結合型電極6は、運転者の皮膚に接触せずに運転者の身体と仮想コンデンサを形成し、電気的絶縁状態で静電容量結合によって運転者の身体電位を検出するための電極である。   The seat 4 on which the driver is seated is provided with a capacitively coupled electrode 6 on the seat 4a. The capacitively coupled electrode 6 is an electrode that forms a virtual capacitor with the driver's body without contacting the driver's skin, and detects the driver's body potential by capacitive coupling in an electrically insulated state. .

直接電極2と心電図波形計測器8とがステアリング側信号線10により接続されており、また、容量結合型電極6と心電図波形計測器8とがシート側信号線12により接続され、運転者の身体電位の変動に応じて変動する容量結合型電極6の電位を心電図波形計測器8に伝達する。   The direct electrode 2 and the electrocardiogram waveform measuring instrument 8 are connected by a steering-side signal line 10, and the capacitive coupling electrode 6 and the electrocardiogram waveform measuring instrument 8 are connected by a seat-side signal line 12, so that the driver's body The potential of the capacitively coupled electrode 6 that varies in accordance with the variation in potential is transmitted to the electrocardiogram waveform measuring instrument 8.

心電図波形計測器8は、図示しないボルテージフォロアやアンプ、マイクロコンピュータ、メモリ等により構成されており、直接電極2及び容量結合型電極6を介して検出される運転者の身体電位の電位差を算出する。この電位差に基づく電圧信号をフィルタリング処理等すると共に所定周期でサンプリングし、時系列データとしてメモリに記憶する。この時系列データが心電図波形である。   The electrocardiogram waveform measuring instrument 8 includes a voltage follower, an amplifier, a microcomputer, a memory, and the like (not shown), and calculates a potential difference between the body potentials of the driver detected via the direct electrode 2 and the capacitively coupled electrode 6. . A voltage signal based on this potential difference is subjected to filtering processing and the like, sampled at a predetermined cycle, and stored in a memory as time series data. This time series data is an electrocardiogram waveform.

心電図波形計測器8は、心電図波形に異常がないか否かを監視し、異常があると判断した場合に警報を発したり、車両を徐々に停止させたりする等の運転支援制御を行うことができる。また、無線通信によって車外設備に心電図波形に係るデータを送信し、車外設備において波形に異常がないか否かを監視することもできる。   The electrocardiogram waveform measuring instrument 8 monitors whether or not there is an abnormality in the electrocardiogram waveform, and can perform driving support control such as issuing an alarm when the abnormality is determined, or gradually stopping the vehicle. it can. It is also possible to monitor whether or not there is an abnormality in the waveform in the facility outside the vehicle by transmitting data related to the electrocardiogram waveform to the facility outside the vehicle by wireless communication.

心電図波形計測器8は車両制御コンピュータ14に接続されており、車速センサ等の出力が入力されるように構成され、車両が走行中であると判定した場合には、心電図波形のうちR波ピーク(R波の波高)の間隔等に基づいて運転者の心臓状態を大局的に判定し、車両が停車中であると判定された場合には、心電図波形のうちR波ピークを含む心電図波形全体に基づいて運転者の心臓状態をより厳密に判定するものとしてもよい。   The electrocardiogram waveform measuring instrument 8 is connected to the vehicle control computer 14 and is configured to receive an output from a vehicle speed sensor or the like. When it is determined that the vehicle is running, the R wave peak of the electrocardiogram waveform is determined. If the driver's heart condition is determined globally based on the interval of the (wave height of R wave) and the vehicle is determined to be stopped, the entire ECG waveform including the R wave peak in the ECG waveform The driver's heart condition may be determined more strictly based on the above.

ここで、心電図波形は、主に、心房の電気的興奮を反映するP波と、心室の電気的興奮を反映するQ、RおよびS波と、興奮した心室の心筋細胞が再分極する過程を反映するT波とから構成され、R波の波高(電位差)が最も大きい。   Here, the electrocardiogram waveform mainly includes the P wave reflecting the electrical excitation of the atrium, the Q, R and S waves reflecting the electrical excitation of the ventricle, and the process of repolarizing the excited myocardial cells of the ventricle. The wave height (potential difference) of the R wave is the largest.

従って、車両走行中においては、心電図波形のうち波高が最も大きい部分であるR波ピークの間隔等に基づき運転者の心臓状態を大局的に判定する。一方、車両停車中においては運転者が安静状態になり易く筋電位等のノイズを少なくすることができるので、R波よりも波高の小さいT波およびP波を含めた心電図波形全体に基づき運転者の心臓状態をより厳密に判定する。   Accordingly, while the vehicle is running, the heart state of the driver is determined globally based on the interval of the R wave peak, which is the portion of the ECG waveform having the largest wave height. On the other hand, since the driver is likely to be in a resting state while the vehicle is stopped, noise such as myoelectric potential can be reduced. Therefore, the driver is based on the entire electrocardiogram waveform including the T wave and the P wave whose wave height is smaller than the R wave. More accurately determine the heart condition of

車両の走行中においては、心電図波形からR波ピークのみを検出し、その周期から一分間当たりの心拍数を算出する。そして、RR間隔から心拍数のゆらぎを監視し、この心拍数のゆらぎを周波数解析し低周波成分および高周波成分を算出する。そして、算出した心拍数および低周波成分/高周波成分比に基づいて不整脈の有無を判定する。不整脈のおそれがあると判定した場合は、車両の駆動装置やブレーキ装置に干渉制御して車両を徐々に停止させたり、表示装置に警告画面を表示させたりする制御を行なってもよい。   While the vehicle is running, only the R wave peak is detected from the electrocardiogram waveform, and the heart rate per minute is calculated from the cycle. Then, the fluctuation of the heart rate is monitored from the RR interval, and the fluctuation of the heart rate is subjected to frequency analysis to calculate a low frequency component and a high frequency component. Then, the presence or absence of arrhythmia is determined based on the calculated heart rate and the low frequency component / high frequency component ratio. When it is determined that there is a risk of arrhythmia, control may be performed such that the vehicle is gradually stopped by interference control with the vehicle drive device or brake device, or a warning screen is displayed on the display device.

不整脈のおそれがあると判定した場合は、通信装置を介して、予め登録された連絡先に自動的に通報したり、或いは、車外に緊急事態を知らせるようホーンを鳴らしたり、ライトを点滅させたりするようにするとよい。   When it is determined that there is a risk of arrhythmia, it is automatically notified to a pre-registered contact via a communication device, or a horn is sounded to notify the emergency situation outside the vehicle, or a light is blinked. It is good to do.

直接電極2と心電図波形計測器8とを接続するステアリング側信号線10には、ステアリング側アンプ16が介装されており、ステアリング側アンプ16は直接電極2からの検出信号を増幅して心電図波形計測器8に出力する周知の増幅器である。   A steering-side amplifier 16 is interposed in the steering-side signal line 10 that connects the direct electrode 2 and the electrocardiogram waveform measuring instrument 8, and the steering-side amplifier 16 amplifies the detection signal from the direct electrode 2 to generate an electrocardiogram waveform. This is a known amplifier that outputs to the measuring instrument 8.

心電図波形計測器8とステアリング側アンプ16との間のステアリング側信号線10には、図2に示すように、一部にスパイラルケーブル10aが用いられており、本実施形態では、スパイラルケーブル10aには薄板状のフレキシブルフラットケーブルが用いられ、ステアリングシャフト18の周囲に巻回されている。   As shown in FIG. 2, a spiral cable 10a is partially used for the steering side signal line 10 between the electrocardiogram waveform measuring instrument 8 and the steering side amplifier 16. In this embodiment, the spiral cable 10a is connected to the spiral cable 10a. Is a thin flat flexible cable that is wound around the steering shaft 18.

スパイラルケーブル10aはステアリングシャフト18の回転に応じて巻き緩み、巻き締まりして、ステアリングシャフト18の回転の影響を受けることなく、信号の送受信ができるように構成されている。スパイラルケーブル10aにはステアリング側信号線10以外にも他の電力線や信号線も複数設けられている。ステアリング側アンプ16は直接電極2の近傍に設けられ、ステアリングホイール1の回転と共に回転するハウジング20に配置されている。   The spiral cable 10 a is configured to be able to transmit and receive signals without being affected by the rotation of the steering shaft 18 by being loosened and tightened in accordance with the rotation of the steering shaft 18. In addition to the steering signal line 10, the spiral cable 10a is provided with a plurality of other power lines and signal lines. The steering-side amplifier 16 is provided directly in the vicinity of the electrode 2 and is disposed in a housing 20 that rotates with the rotation of the steering wheel 1.

容量結合型電極6と心電図波形計測器8とを接続するシート側信号線12には、シート側アンプ22が介装されており、シート側アンプ22は容量結合型電極6からの検出信号を増幅して心電図波形計測器8に出力する周知の増幅器である。ステアリング側アンプ16とシート側アンプ22とは接地線24により共に接地されている。ステアリング側アンプ16とシート側アンプ22とには、同性能のものが用いられている。   A sheet-side amplifier 22 is interposed in the sheet-side signal line 12 that connects the capacitively coupled electrode 6 and the electrocardiogram waveform measuring instrument 8, and the sheet-side amplifier 22 amplifies the detection signal from the capacitively coupled electrode 6. This is a known amplifier that outputs to the electrocardiogram waveform measuring instrument 8. The steering side amplifier 16 and the seat side amplifier 22 are both grounded by a ground line 24. The steering side amplifier 16 and the seat side amplifier 22 have the same performance.

シート側アンプ22は、図3に示すように、シート4の座部4aの内部に設けられると共に、容量結合型電極6とシート側アンプ22との間のシート側信号線12の長さが短くなるように容量結合型電極6の近傍に設けられている。図4に示すように、シート4は、硬質ウレタン26、ウレタン28、表皮30が順に積層されており、運転者の臀部が乗る座部4aの硬質ウレタン26には凹部26aが形成されている。凹部26aに対応して、ウレタン28には穴部28aが形成されおり、凹部26aにシート側アンプ22が収納されて、シート側アンプ22が座部4aの表皮30の下側に設けられると共に、座部4aのウレタン28の内部に収納されている。   As shown in FIG. 3, the seat-side amplifier 22 is provided inside the seat 4 a of the seat 4, and the length of the seat-side signal line 12 between the capacitive coupling electrode 6 and the seat-side amplifier 22 is short. It is provided in the vicinity of the capacitively coupled electrode 6 so as to be. As shown in FIG. 4, the hard urethane 26, the urethane 28, and the skin 30 are sequentially laminated on the seat 4, and a recess 26 a is formed in the hard urethane 26 of the seat portion 4 a on which the driver's buttocks ride. Corresponding to the recess 26a, a hole 28a is formed in the urethane 28, the seat side amplifier 22 is accommodated in the recess 26a, the seat side amplifier 22 is provided below the skin 30 of the seat 4a, It is housed inside the urethane 28 of the seat 4a.

本実施形態では、容量結合型電極6は導電性繊維からなるシート状の導電体で、容量結合型電極6の背面側にはゴムプレート32が配置されている。また、ゴムプレート32の下面には、容量結合型電極6の背面側を覆ってノイズ侵入のシールドをするようにガード電極34が設けられており、容量結合型電極6、ゴムプレート32、ガード電極34は接着剤等により一体的に固定されている。   In the present embodiment, the capacitively coupled electrode 6 is a sheet-like conductor made of conductive fibers, and a rubber plate 32 is disposed on the back side of the capacitively coupled electrode 6. A guard electrode 34 is provided on the lower surface of the rubber plate 32 so as to cover the back side of the capacitive coupling electrode 6 and shield noise intrusion. The capacitive coupling electrode 6, the rubber plate 32, the guard electrode are provided. 34 is integrally fixed by an adhesive or the like.

また、容量結合型電極6、ゴムプレート32、ガード電極34はシート側アンプ22の上側で凹部26aと穴部28aとに収納されている。凹部26aに対応する表皮30は薄く形成されており、本実施形態では、表皮30の裏側が窪まされ、この薄くされた表皮30の裏面側に容量結合型電極6が接着剤等で固定されている。容量結合型電極6がシート4の表皮30に固定されていることで車両の振動等により発生するシート4の表皮30と容量結合型電極6間の振動(摩擦)ノイズに対しても改善することができる。尚、表皮30には皮革やファブリック等の周知の非導電性の材料が用いられている。   Further, the capacitively coupled electrode 6, the rubber plate 32, and the guard electrode 34 are accommodated in the recess 26 a and the hole 28 a on the upper side of the sheet side amplifier 22. The skin 30 corresponding to the recess 26a is thinly formed. In this embodiment, the back side of the skin 30 is recessed, and the capacitive coupling electrode 6 is fixed to the back side of the thinned skin 30 with an adhesive or the like. Yes. Since the capacitively coupled electrode 6 is fixed to the skin 30 of the seat 4, vibration (friction) noise between the skin 30 of the seat 4 and the capacitively coupled electrode 6 generated by the vibration of the vehicle can be improved. Can do. The skin 30 is made of a known non-conductive material such as leather or fabric.

次に、前述した本実施形態の車両用心電計測装置の作動について説明する。運転者がシート4に着座して運転が開始されると、運転者の手が直接接触している直接電極2による検出信号がステアリング側アンプ16に入力され、ステアリング側アンプ16により増幅されてスパイラルケーブル10a、ステアリング側信号線10を介して心電図波形計測器8に入力される。   Next, the operation of the above-described vehicle electrocardiograph of the present embodiment will be described. When the driver is seated on the seat 4 and the driving is started, a detection signal from the direct electrode 2 in direct contact with the driver's hand is input to the steering side amplifier 16 and amplified by the steering side amplifier 16 to be spiral. The signal is input to the electrocardiogram waveform measuring instrument 8 through the cable 10 a and the steering-side signal line 10.

検出信号がスパイラルケーブル10aを通る前に、ステアリング側アンプ16により増幅されるので、スパイラルケーブル10aでノイズを拾っても、心電図波形計測器8に入力される際には、ノイズのレベルが相対的に小さくなり、S/N比が改善される。   Since the detection signal is amplified by the steering-side amplifier 16 before passing through the spiral cable 10a, even if noise is picked up by the spiral cable 10a, the noise level is relative when it is input to the electrocardiogram waveform measuring instrument 8. And the S / N ratio is improved.

また、容量結合型電極6による検出信号がシート側アンプ22に入力され、シート側アンプ22により増幅されてシート側信号線12を介して心電図波形計測器8に入力される。心電図波形計測器8は両信号による電位差に基づく電圧信号をフィルタリング処理等すると共に所定周期でサンプリングし、心電図波形を得る。   Further, a detection signal from the capacitive coupling electrode 6 is input to the sheet side amplifier 22, amplified by the sheet side amplifier 22, and input to the electrocardiogram waveform measuring instrument 8 through the sheet side signal line 12. The electrocardiogram waveform measuring instrument 8 performs a filtering process or the like on the voltage signal based on the potential difference between the two signals and samples it at a predetermined cycle to obtain an electrocardiogram waveform.

容量結合型電極6による検出信号もシート側アンプ22により増幅されるので、シート側信号線12でノイズを拾っても、心電図波形計測器8に入力される際には、ノイズのレベルが相対的に小さくなると共に、両信号による電位差を算出する際に、同じ車両ノイズをキャンセルすることができるので、ノイズ耐性を向上させることができる。   Since the detection signal from the capacitive coupling electrode 6 is also amplified by the sheet side amplifier 22, even if noise is picked up by the sheet side signal line 12, when the signal is input to the electrocardiogram waveform measuring device 8, the noise level is relative. When the potential difference between the two signals is calculated, the same vehicle noise can be canceled, so that noise resistance can be improved.

また、容量結合型電極6は表皮30に固定されているので、容量結合型電極6と表皮30とが擦れることにより発生するノイズを抑制できるので、ノイズの低減を図ることができる。   Further, since the capacitive coupling electrode 6 is fixed to the skin 30, noise generated by rubbing between the capacitive coupling electrode 6 and the skin 30 can be suppressed, so that noise can be reduced.

直接電極2をステアリングホイール1の周方向に沿って複数に分割したり、容量結合型電極6を前後左右に分割してもよい。電極面積が大きくなるとアンテナとして空間のノイズを拾いやすくなり、電極2,6を分割し、分割した各電極の比較を行い検出信号の振幅レベルが大きくなる部分を抽出することでノイズ耐性を向上できる。   The direct electrode 2 may be divided into a plurality along the circumferential direction of the steering wheel 1, or the capacitive coupling electrode 6 may be divided into front, rear, left and right. As the electrode area increases, it becomes easier to pick up noise in the space as an antenna, and the resistance to noise can be improved by dividing the electrodes 2 and 6 and comparing the divided electrodes to extract the portion where the amplitude level of the detection signal increases. .

図5に示すように、前述した直接電極2に代えて、ステアリングホイール1のカバーの縫い目に導電性の縫い糸42を用いてもよい。これにより、意匠性に優れたものになる。また、図6に示すように、容量結合型電極6を導電性を有する縫い糸44により表皮30に固定してもよく、あるいは、前述した容量結合型電極6を用いることなく、縫い糸44を容量結合型電極として用いてもよい。縫い糸44が表面に露出していても、運転者の被服により縫い糸44とは電気的絶縁が保たれ、ノイズの低減も図ることができる。更に、ステアリングホイール1の表皮やシート4の表皮を導電性の織布から形成して、これらの表皮を直接電極や容量結合型電極としてもよい。   As shown in FIG. 5, instead of the direct electrode 2 described above, a conductive sewing thread 42 may be used at the seam of the cover of the steering wheel 1. Thereby, it becomes the thing excellent in the designability. In addition, as shown in FIG. 6, the capacitive coupling electrode 6 may be fixed to the skin 30 with a conductive sewing thread 44, or the sewing thread 44 may be capacitively coupled without using the capacitive coupling electrode 6 described above. It may be used as a mold electrode. Even if the sewing thread 44 is exposed on the surface, electrical insulation from the sewing thread 44 is maintained by the driver's clothing, and noise can be reduced. Furthermore, the skin of the steering wheel 1 and the skin of the seat 4 may be formed from a conductive woven fabric, and these skins may be used as direct electrodes or capacitively coupled electrodes.

以上本発明はこの様な実施形態に何等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種々なる態様で実施し得る。   The present invention is not limited to such embodiments as described above, and can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.

1…ステアリングホイール 2…直接電極
4…シート 4a…座部
6…容量結合型電極 8…心電図波形計測器
10…ステアリング側信号線 10a…スパイラルケーブル
12…シート側信号線 14…車両制御コンピュータ
16…ステアリング側アンプ 22…シート側アンプ
24…接地線 26…硬質ウレタン
26a…凹部 28…ウレタン
28a…穴部 30…表皮
32…ゴムプレート 34…ガード電極
42,44…縫い糸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering wheel 2 ... Direct electrode 4 ... Seat 4a ... Seat part 6 ... Capacitive coupling type electrode 8 ... Electrocardiogram waveform measuring instrument 10 ... Steering side signal wire 10a ... Spiral cable 12 ... Seat side signal wire 14 ... Vehicle control computer 16 ... Steering side amplifier 22 ... Seat side amplifier 24 ... Ground wire 26 ... Hard urethane 26a ... Recess 28 ... Urethane 28a ... Hole 30 ... Skin 32 ... Rubber plate 34 ... Guard electrodes 42, 44 ... Sewing thread

Claims (6)

車両のステアリングホイールに設けられ、運転者の皮膚に接触して前記運転者の身体電位を検出する直接電極と、
前記車両のシートに設けられ、電気的絶縁状態で前記運転者の身体電位を検出する容量結合型電極と、
前記直接電極における電位と前記容量結合型電極における電位とに基づき前記運転者の心電図波形を計測する心電図波形計測器とを備えた車両用心電計測装置において、
前記直接電極からの検出信号を増幅して前記心電図波形計測器に出力するステアリング側アンプを、前記ステアリングホイールの回転と共に回転するハウジングに配置すると共に、ステアリングシャフトの周囲にフレキシブルフラットケーブルを巻回することによって構成されたスパイラルケーブルで、前記心電図波形計測器と前記ステアリング側アンプとを接続することにより、前記ステアリング側アンプを前記スパイラルケーブルよりもステアリングホイール側に設け、
かつ、前記容量結合型電極からの検出信号を増幅して前記心電図波形計測器に出力するシート側アンプを前記シートの座部の表皮の下側に設けたことを特徴とする車両用心電計測装置。
A direct electrode provided on the steering wheel of the vehicle for detecting the driver's body potential in contact with the driver's skin;
A capacitively coupled electrode provided on the vehicle seat for detecting the body potential of the driver in an electrically insulated state;
In the vehicle electrocardiogram measuring device, comprising: an electrocardiogram waveform measuring instrument that measures the driver's electrocardiogram waveform based on the potential at the direct electrode and the potential at the capacitively coupled electrode;
A steering-side amplifier that amplifies the detection signal from the direct electrode and outputs it to the electrocardiogram waveform measuring instrument is disposed in a housing that rotates with the rotation of the steering wheel, and a flexible flat cable is wound around the steering shaft. By connecting the electrocardiogram waveform measuring instrument and the steering side amplifier with a spiral cable constituted by the above, the steering side amplifier is provided on the steering wheel side with respect to the spiral cable,
An electrocardiograph for a vehicle comprising: a seat-side amplifier that amplifies a detection signal from the capacitively coupled electrode and outputs the amplified signal to the electrocardiogram waveform measuring device; .
前記シート側アンプは前記シートの座部の表皮の下側で、前記座部のウレタン内に収納したことを特徴とする請求項1に記載の車両用心電計測装置。 The electrocardiograph for a vehicle according to claim 1, wherein the seat side amplifier is housed in urethane of the seat portion below the skin of the seat portion of the seat. 前記直接電極または前記容量結合型電極を複数に分割したことを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の車両用心電計測装置。 The electrocardiograph for a vehicle according to claim 1, wherein the direct electrode or the capacitively coupled electrode is divided into a plurality of parts. 前記容量結合型電極を前記シートの表皮の裏面側に固定したことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の車両用心電計測装置。 The vehicle electrocardiograph according to any one of claims 1 to 3, wherein the capacitively coupled electrode is fixed to the back side of the skin of the sheet. 導電性の縫い糸を用いた表皮または導電性の織布からなる表皮を前記直接電極あるいは前記容量結合型電極としたことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の車両用心電計測装置。 The vehicle electrocardiogram according to any one of claims 1 to 3, wherein a skin made of a conductive sewing thread or a skin made of a conductive woven fabric is used as the direct electrode or the capacitively coupled electrode. Measuring device. 前記容量結合型電極を固定する前記シートの表皮のうち、前記容量結合型電極が固定される前記表皮の裏側の一部を窪ませることにより、当該窪ませた部分をその周囲の部分よりも薄く形成したことを特徴とする請求項4に記載の車両用心電計測装置。 Of the skin of the sheet for fixing the capacitively coupled electrode, by recessing a part of the back side of the skin to which the capacitively coupled electrode is fixed, the recessed part is thinner than the surrounding part. The vehicular electrocardiograph according to claim 4, which is formed.
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