JP6982809B2 - 計測装置 - Google Patents

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Description

本開示は、計測装置に関する。
従来、車両のステアリングホイールに配置され、運転者の皮膚に接触することで運転者の身体電位を検出する直接電極と、車両のシートの背もたれに配置される第１容量結合型電極及び第２容量結合型電極と、直接電極が検出する身体電位と第１容量結合型電極が検出する身体電位との電位差と、直接電極が検出する身体電位と第２容量結合型電極が検出する身体電位との電位差との差に基づいて、運転者の心電図波形を計測する心電計測器とを備える車両用心電計測装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１３−２１２３１１号公報
例えば、上記特許文献１において、ステアリングホイールの把持を検出したい場合、ステアリングホイールの外周面上にグリップセンサを設けることとなる。この場合、ステアリングホイールの外周面のある領域に心電センサの電極を配置し、別の領域にグリップセンサの電極を配置することとなる。しかし、この構成を採用すると、一部の領域で、ステアリングホイールの把持を検出しなくなったり、他の領域で心電位検出しなくなったりするという、ステアリングホイールの外周面上において、双方に不感領域が存在することとなり、検出精度が低下する。このことから、ステアリングホイールの外周面上において、グリップセンサの電極と、心電センサの電極とを重ねて配置することも考えられる。しかし、この構成では、下層に位置する電極の感度、つまり検出精度が低下するという課題がある。
そこで、本開示は、把持検出及び心電位検出の精度の低下を抑制することができる計測装置を提供することを目的とする。
本開示の一態様に係る計測装置は、ステアリングホイールに配置される第１電極と、前記ステアリングホイールにおける前記第１電極と異なる箇所に配置される第２電極と、第１ハイパスフィルタを介して、前記第１電極と電気的に接続される把持検出回路と、第１ローパスフィルタを介して少なくとも前記第１電極と電気的に接続されるとともに、前記第２電極と電気的に接続される心電検出回路とを備え、前記第２電極は、前記第１ハイパスフィルタと独立した第２ハイパスフィルタを介して、前記把持検出回路と電気的に接続され、前記第１ローパスフィルタと独立した第２ローパスフィルタを介して、前記心電検出回路と電気的に接続される。
また、本開示の一態様に係る計測装置は、ステアリングホイールに配置される第１電極と、運転席の表面部に配置される第２電極と、第１ハイパスフィルタを介して、前記第１電極と電気的に接続される把持検出回路と、第１ローパスフィルタを介して少なくとも前記第１電極と電気的に接続されるとともに、前記第２電極と電気的に接続される心電検出回路と、前記ステアリングホイールにおいて、前記ステアリングホイールに配置された前記第１電極と異なる箇所に配置される第３電極とを備え、前記第３電極は、前記第１ハイパスフィルタと独立した第２ハイパスフィルタを介して前記把持検出回路と電気的に接続される。
また、本開示の一態様に係る計測装置は、ステアリングホイールに配置される第１電極と、運転席の表面部又は前記ステアリングホイールに配置される第２電極と、第１ハイパスフィルタを介して、前記第１電極と電気的に接続される把持検出回路と、第１ローパスフィルタを介して少なくとも前記第１電極と電気的に接続されるとともに、前記第２電極と電気的に接続される心電検出回路と、前記第１ローパスフィルタと前記心電検出回路とに電気的に接続されるボルテージフォロワ回路とを備え、前記第１ローパスフィルタ及び前記ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記第１電極までの配線距離は、前記第１ローパスフィルタ及び前記ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記心電検出回路までの配線距離よりも短い。
また、本開示の一態様に係る計測装置は、ステアリングホイールに配置される第１電極と、運転席の表面部又は前記ステアリングホイールに配置される第２電極と、第１ハイパスフィルタを介して、前記第１電極と電気的に接続される把持検出回路と、第１ローパスフィルタを介して少なくとも前記第１電極と電気的に接続されるとともに、前記第２電極と電気的に接続される心電検出回路と、前記第１電極、前記第１ローパスフィルタ及び前記第１ハイパスフィルタに電気的に接続される第１セレクタとを備え、前記心電検出回路は、前記第１ローパスフィルタを介して前記第１電極と電気的に接続され、かつ、前記第２電極と電気的に接続され、前記第１セレクタは、前記第１ローパスフィルタと前記第１ハイパスフィルタとを選択する。
また、本開示の一態様に係る計測装置は、ステアリングホイールに配置される第１電極と、運転席の表面部又は前記ステアリングホイールに配置される第２電極と、第１ハイパスフィルタを介して、前記第１電極と電気的に接続される把持検出回路と、第１ローパスフィルタを介して少なくとも前記第１電極と電気的に接続されるとともに、前記第２電極と電気的に接続される心電検出回路と、前記心電検出回路及び前記把持検出回路と電気的に接続される制御回路を備え、前記心電検出回路が心電位検出し、かつ、前記把持検出回路が把持検出した際に、前記制御回路は、正常信号を出力する。
なお、この包括的又は具体的な態様は、システム、方法又は集積回路などの任意な組み合わせで実現されてもよい。
本開示の計測装置は、把持検出及び心電位検出の精度の低下を抑制することができる。
図１は、実施の形態１に係る計測装置が搭載された車両の車室の一例を示す図である。 図２は、実施の形態１に係るステアリングカバー及び運転席等を例示する模式図である。 図３Ａは、実施の形態１に係る計測装置を示すブロック図である。 図３Ｂは、実施の形態１の変形例に係る計測装置を示すブロック図である。 図４は、実施の形態２に係る計測装置を示すブロック図である。 図５は、実施の形態３に係る計測装置を示すブロック図である。 図６は、実施の形態４に係る計測装置を示すブロック図である。 図７は、実施の形態４に係る計測装置の処理を示すフローチャートである。 図８は、実施の形態４の変形例に係る計測装置を示すブロック図である。 図９は、実施の形態５に係る計測装置を示すブロック図である。 図１０は、実施の形態６に係る計測装置を示すブロック図である。 図１１Ａは、実施の形態７に係る計測装置を示すブロック図である。 図１１Ｂは、実施の形態７に係る計測装置の第１セレクタ及び切替スイッチを示す模式図である。 図１２は、実施の形態７に係る計測装置の処理を示すフローチャートである。 図１３は、実施の形態８に係る計測装置を示すブロック図である。 図１４は、実施の形態８に係る計測装置の処理を示すフローチャートである。 図１５は、実施の形態８の変形例に係る計測装置を示すブロック図である。 図１６は、実施の形態９に係る計測装置を示すブロック図である。 図１７は、実施の形態９に係る計測装置の処理を示すフローチャートである。 図１８は、実施の形態１０に係る計測装置を示すブロック図である。 図１９は、その他変形例に係る計測装置を示すブロック図である。 図２０は、その他変形例に係る計測装置を示すブロック図である。 図２１は、その他変形例に係る計測装置を示すブロック図である。
本開示の一態様に係る計測装置は、ステアリングホイールに配置される第１電極と、運転席の表面部又は前記ステアリングホイールに配置される第２電極と、第１ハイパスフィルタを介して、前記第１電極と電気的に接続される把持検出回路と、第１ローパスフィルタを介して少なくとも前記第１電極と電気的に接続されるとともに、前記第２電極と電気的に接続される心電検出回路とを備える。
一般的に、心電位の検出信号の周波数は、把持の検出信号の周波数よりも低いという特性がある。本開示では、運転者が運転席に座ってステアリングホイールを把持した状態において、把持検出回路には、第１電極の検出信号が第１ハイパスフィルタを介して入力され、心電検出回路には、第１電極の検出信号が第１ローパスフィルタを介して入力され、第２電極の検出信号も入力される。このため、把持検出回路は、第１ハイパスフィルタを介して入力された検出信号から、第１電極と運転者の手との間の静電容量の変化に基づいて、把持検出をすることができる。また、心電検出回路は、第１電極の電位と第２電極の電位との電位差から、運転者の心電位検出をすることができる。このため、従来のように、把持検出及び心電位検出の不感領域が存在したり、電極の感度が低下したりといったことが生じ難くなる。
したがって、把持検出及び心電位検出の精度の低下を抑制することができる。
特に、第１電極及び第２電極は、把持検出の電極と心電位検出の電極とを共有することによって、同一の電極で把持検出及び心電位検出を行うことができる。このため、一部の領域で、ステアリングホイールの把持を検出しなくなったり、他の領域で心電位検出しなくなったりするという、双方の不感領域が存在し難くなる。このため、把持検出及び心電位検出を確実に行うことができる。
また、この計測装置では、把持検出と心電位検出とを別々の電極で行う必要もないため、計測装置の製造コストが高騰化し難くなる。
また、この計測装置では、心電位検出用の電極と把持検出用の電極とをリムに巻き付ける必要も生じないため、ステアリングカバーの厚みの増加によって、ステアリングホイールが握り難くなるという不具合も生じ難くなる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置において、前記第２電極は、前記ステアリングホイールに配置された前記第１電極と異なる箇所に配置され、前記第１ハイパスフィルタと異なる第２ハイパスフィルタを介して、前記把持検出回路と電気的に接続され、前記第１ローパスフィルタと異なる第２ローパスフィルタを介して、前記心電検出回路と電気的に接続される。
これによれば、ステアリングホイールに第１電極と第２電極とを設けることで、把持検出と心電位検出とを行うことができるようになるため、計測装置の設置が容易になる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置において、前記把持検出回路は、前記第１電極及び前記第２電極のそれぞれが検出した検出信号に応じた検出結果を示す信号を、それぞれ独立して出力する。
これによれば、両手でステアリングホイールを把持しているかどうかを判断することができるようになる。例えば、半自動運転状態又は自動運転状態からハンドオーバー時にステアリングホイールを両手で適切に把持しているかどうかの判断に用いることで、両手でステアリングホイールを把持するように注意喚起を行う等、車両を運転する運転者の安全性を高めることができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置において、前記第２電極は、前記表面部に配置される。
これによれば、人体において、右手から人体を通した左手までの距離よりも、一方の手から人体を通して運転者の大腿までの距離の方が長くなっている部分を活用することができる。つまり、運転者の右手を検出する第１電極の電位から運転者の左手を検出する第２電極の電位までの電位差よりも、運転者の一方の手を検出する第１電極の電位から運転者の大腿を検出する第２電極の電位までの電位差の方が大きくなる。これにより、本開示の計測装置では、より精度よく心電位計測を行うことができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置は、さらに、前記ステアリングホイールに配置された前記第１電極と異なる箇所に配置される第３電極を備え、前記第３電極は、前記第１ハイパスフィルタと異なる第２ハイパスフィルタを介して前記把持検出回路と電気的に接続される。
これによれば、上述したように、両手でステアリングホイールを把持しているかどうかを判断することができるようになるため、例えば両手でステアリングホイールを把持するように注意喚起を行う等、車両を運転する運転者の安全性を高めることができる。
また、計測装置は、第１電極も有しているため、一方の手を検出する第１電極又は第３電極と、大腿を検出する第２電極との電位差を計測できる。このため、計測装置は、より精度よく心電位計測を行うことができる。つまり、計測装置は、両手による把持検出と心電位検出の精度向上とを実現することができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置において、前記把持検出回路は、前記第１電極及び前記第３電極のそれぞれが検出した検出信号に応じた検出結果を示す信号を、それぞれ独立して出力する。
これによれば、上述したように、両手でステアリングホイールを把持しているかどうかを判断することができるようになる。このため、この計測装置では、車両を運転する運転者の安全性を、より高めることができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置は、さらに、前記表面部に配置された前記第２電極と異なる箇所に配置される第４電極と、前記第１電極と電気的に接続される第１ローパスフィルタと、前記第３電極と電気的に接続され、前記第１ローパスフィルタと異なる第２ローパスフィルタと、前記心電検出回路と、前記第１ローパスフィルタ、前記第２ローパスフィルタ、前記第２電極及び前記第４電極との間であり、前記心電検出回路、前記第１ローパスフィルタ、前記第２ローパスフィルタ、前記第２電極及び前記第４電極と電気的に接続されるマルチプレクサと、前記マルチプレクサと電気的に接続される制御回路とを備え、前記心電検出回路は、前記マルチプレクサと電気的に接続される増幅回路を有し、前記制御回路は、前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極及び前記第４電極のそれぞれの４つの検出信号のうちの２つの検出信号で前記心電検出回路が検出結果を示す信号を出力するように、前記マルチプレクサを切換える。
これによれば、制御回路は、マルチプレクサを切換えることで、第１電極、第２電極、第３電極及び第４電極のそれぞれの４つの検出信号のうちの２つの検出信号を、マルチプレクサに抽出させることができる。つまり、制御回路は４つの電極のうちの任意の２つの電極を選択することができるため、この計測装置では、運転者の姿勢等に適した把持検出及び心電位検出を行うことができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置は、さらに、前記表面部に配置された前記第２電極と異なる箇所に配置される第４電極と、前記第１電極と電気的に接続される第１ローパスフィルタと、前記第３電極と電気的に接続され、前記第１ローパスフィルタと異なる第２ローパスフィルタと、前記心電検出回路と電気的に接続される制御回路とを備え、前記心電検出回路は、前記第１ローパスフィルタ及び前記第２ローパスフィルタの少なくとも一方と電気的に接続され、かつ、前記第２電極と電気的に接続される第１増幅回路と、前記第１ローパスフィルタ及び前記第２ローパスフィルタの少なくとも一方又は前記第４電極と電気的に接続され、かつ、前記第２電極と電気的に接続される第２増幅回路と、前記第１増幅回路及び前記第２増幅回路のそれぞれの出力側に電気的に接続されるマルチプレクサとを有し、前記制御回路は、前記第１電極、前記第３電極及び前記第４電極のいずれか１つと前記第２電極とが、前記心電検出回路と電気的に接続されるように、前記マルチプレクサを切換える。
これによれば、制御回路はマルチプレクサを切換えることで、第１電極の電位、第３電極の電位及び第４電極の電位のいずれか１つと第２電極の電位との差である３つの電位差のうち、任意の電位差を選択することができる。つまり、制御回路は、それぞれの増幅回路から出力される増幅信号のうちの１つの増幅信号を、マルチプレクサに抽出させることができる。これにより、制御回路は複数の増幅信号の中から適切な増幅信号を選択することができるため、この計測装置では、把持検出及び心電位検出の精度をより向上させることができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置において、前記制御回路は、前記心電検出回路と接続され、前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極及び前記第４電極のうちの２つの電極が前記心電検出回路と電気的に接続される組み合わせの全てを選択するように、前記マルチプレクサを順次切換え、２つの電極による全ての組み合わせのうちの、検出信号の出力幅が、最大となる２つの電極による組み合わせの検出信号を出力させるように、前記マルチプレクサを制御する。
これによれば、制御回路は、第１電極、第２電極、第３電極及び第４電極の４つの電極の検出信号のうちの、出力幅が最大となる最適な組み合わせとなる２つの検出信号を抽出することで、抽出した２つの検出信号に応じた組み合わせである２つの電極を選択することができる。つまり、制御回路は、電位差が最大となる２つの電極の組み合わせを選択することができる。このため、この計測装置では、心電位検出の精度を、より確実に向上させることができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置において、前記第３電極は、前記第２ローパスフィルタを介して前記心電検出回路と電気的に接続され、前記第１ローパスフィルタの出力と前記第２ローパスフィルタの出力とは、結合して前記心電検出回路に入力される。
これによれば、心電検出回路には、第１電極の検出信号と第３電極の検出信号とが結合されて入力される。このため、第１電極及び第３電極は、１つの電極として振る舞う。これにより、運転者の手に対向する電極の面積を増やすことができるため、心電位検出の精度を、より確実に向上させることができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置は、さらに、前記第１ローパスフィルタと前記心電検出回路とに電気的に接続されるボルテージフォロワ回路を備え、前記第１ローパスフィルタ及び前記ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記第１電極までの配線距離は、前記第１ローパスフィルタ及び前記ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記心電検出回路までの配線距離よりも短い。
これによれば、第１ローパスフィルタ及びそれぞれのボルテージフォロワ回路は、第１電極から心電検出回路までの配線経路、及び、第２電極又は第３電極から心電検出回路までの配線経路において、心電検出回路側よりも、これら電極の近くに配置される。第１電極から心電検出回路までの配線経路、及び、第２電極又は第３電極から心電検出回路までの配線経路のうち、それぞれのボルテージフォロワ回路は、心電検出回路までの配線経路の出力インピーダンスをローインピーダンスにすることができる。このため、この計測装置では、ボルテージフォロワ回路から心電検出回路までの配線経路におけるノイズの影響を抑制することができる。
本開示の他の態様に係る計測装置は、さらに、前記第１電極、前記第１ローパスフィルタ及び前記第１ハイパスフィルタに電気的に接続される第１セレクタを備え、前記心電検出回路は、前記第１ローパスフィルタを介して前記第１電極と電気的に接続され、かつ、前記第２電極と電気的に接続され、前記第１セレクタは、前記第１ローパスフィルタと前記第１ハイパスフィルタとを選択する。
一般的に、心電位の検出信号の周波数は、把持の検出信号の周波数よりも低いという特性がある。本開示では、運転者が運転席に座ってステアリングホイールを把持した状態において、第１セレクタが第１ローパスフィルタと第１ハイパスフィルタとを選択することで、把持検出回路に第１電極の検出信号が第１ハイパスフィルタを介して入力されたり、心電検出回路に第２電極の検出信号が入力され、かつ、第１電極の検出信号が第１ローパスフィルタを介して入力されたりする。このため、把持検出回路は、第１ハイパスフィルタを介して入力された検出信号から、第１電極と運転者の手との間の静電容量の変化に基づいて、把持検出をすることができる。また、心電検出回路は、第１電極の電位と第２電極の電位との電位差から、運転者の心電位検出をすることができる。このため、従来のように、把持検出及び心電位検出の不感領域が存在したり、電極の感度が低下したりといったことが生じ難くなる。
したがって、把持検出及び心電位検出の精度の低下を抑制することができる。
特に、第１電極は、第１セレクタによって、第１ローパスフィルタ及び第１ハイパスフィルタと同時に接続されない、つまり、把持検出回路及び心電検出回路と同時に接続しない。このため、心電検出回路に重畳されたノイズが第１セレクタによって遮断されるため、把持検出回路に伝搬し難くなる。その結果、この計測装置では、把持検出回路の把持検出精度を向上させることができる。
また、第１電極及び第２電極は、把持検出の電極と心電位検出の電極とを共有することによって、同一の電極で把持検出及び心電位検出を行うことができる。このため、一部の領域で、ステアリングホイールの把持を検出しなくなったり、他の領域で心電位検出しなくなったりするという、双方の不感領域が存在し難くなる。このため、把持検出及び心電位検出を確実に行うことができる。
また、この計測装置では、把持検出と心電位検出とを別々の電極で行う必要もないため、計測装置の構造が複雑になり難くなるとともに、計測装置の製造コストが高騰化し難くなる。
また、この計測装置では、心電位検出用の電極と把持検出用の電極とをリムに巻き付ける必要も生じないため、ステアリングカバーの厚みの増加によって、ステアリングホイールが握り難くなるという不具合も生じ難くなる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置は、さらに、前記第２電極に電気的に接続される第２セレクタと、前記第２セレクタと電気的に接続され、前記第１ローパスフィルタと異なる第２ローパスフィルタ、及び、前記第１ハイパスフィルタと異なる第２ハイパスフィルタとを備え、前記心電検出回路は、前記第１ローパスフィルタ及び前記第２ローパスフィルタと電気的に接続され、前記把持検出回路は、前記第１ハイパスフィルタ及び前記第２ハイパスフィルタと電気的に接続され、前記第２電極は、前記ステアリングホイールに配置された前記第１電極と異なる箇所に配置され、前記第２セレクタは、前記第１セレクタと同期して、前記第２ローパスフィルタと前記第２ハイパスフィルタとを選択する。
これによれば、運転者が運転席に座ってステアリングホイールを把持した状態において、第２セレクタが第２ローパスフィルタと第２ハイパスフィルタとを選択することで、第２電極の検出信号が第２ハイパスフィルタを介して把持検出回路に入力されたり、第２電極の検出信号が第２ローパスフィルタを介して心電検出回路に入力されたりする。このため、上述した従来のように、把持検出及び心電位検出の不感領域が存在したり、電極の感度が低下したりといったことが生じ難くなる。
また、ステアリングホイールに第１電極と第２電極とを設けることで、把持検出と心電位検出とを行うことができるようになるため、計測装置の設置が容易になる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置において、前記心電検出回路が検出した心電位の振幅が所定値よりも小さい場合、前記第１セレクタは、所定期間、前記第１ハイパスフィルタを選択し、前記第２セレクタは、当該所定期間、前記第２ハイパスフィルタを選択する。
心電位に基づく心拍は一定周期ごとに行われる心臓の脈動であるため、脈動が行われる間隔つまり隣り合う２つの脈動の間の期間は、心拍を検出しない所定期間でもある。本開示の計測装置では、心電位の振幅が所定値よりも小さくなる当該所定期間、第１セレクタが第１ハイパスフィルタを選択し、かつ、第２セレクタが第２ハイパスフィルタを選択する。また、所定期間以外の期間では、第１セレクタが第１ローパスフィルタを選択し、かつ、第２セレクタが第２ローパスフィルタを選択することもできる。このため、この計測装置では、心電位のように所定期間と所定期間以外の期間とが繰り返されることで、把持検出と心電位検出とを行うことができるため、把持検出及び心電位検出を確実に行うことができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置において、さらに、前記第１セレクタは、前記第１ローパスフィルタ及び前記第１ハイパスフィルタの両方を選択する。
これによれば、心電検出と把持検出とを同時に行うことができる。このため、心電位検出及び把持検出の不感領域が減少するため、電極の感度を向上させることができる。また、心電検出と把持検出により、運転者によるステアリングホイールの把持及び座席への着座をしているかどうかの判断に用いることで、ステアリングホイールの把持を促したり、正しい姿勢で着座を促したりするように注意喚起する等、車両を運転する運転者の安全性を高めることができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置において、さらに、前記第２セレクタは、前記第１セレクタと同期して、前記第２ローパスフィルタ及び前記第２ハイパスフィルタの両方を選択する。
この場合においても、心電検出と把持検出とを同時に行うことができる。このため、把持検出及び心電位検出の不感領域が減少するため、電極の感度を向上させることができる。また、把持検出及び心電検出により、運転者によるステアリングホイールの把持及び座席への着座をしているかどうかの判断に用いることで、ステアリングホイールの把持を促したり、正しい姿勢で着座を促したりするように注意喚起する等、車両を運転する運転者の安全性を高めることができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置は、前記第１セレクタが、前記第１ローパスフィルタ及び前記第１ハイパスフィルタの両方を選択し、かつ、前記第２セレクタが、前記第２ローパスフィルタ及び前記第２ハイパスフィルタの両方を選択した状態で、前記心電検出回路に入力される検出信号、及び、前記把持検出回路に入力される検出信号の少なくとも一方が所定のノイズレベル以上であれば、前記心電検出回路が検出した心電位の振幅が所定値よりも小さい場合、前記第１セレクタは、所定期間、前記第１ハイパスフィルタを選択し、前記第２セレクタは、当該所定期間、前記第２ハイパスフィルタを選択する。
このように、心電検出回路に入力される検出信号、又は、把持検出回路に入力される検出信号が所定のノイズレベル以上であれば、心電位と把持の両方を同時に検出すると、精度が確保できなくなるので、心電位と把持のいずれかを選択して検出する。その際、心電位の振幅が所定値よりも小さい場合では、脈と脈との間（例えば隣り合う２つの脈）の、心臓が脈動を行っていない状態であるので、心臓が脈動を行っていない所定期間、第１セレクタに第１ハイパスフィルタを選択させ、かつ、第２セレクタに第２ハイパスフィルタを選択させることで、把持検出を行う。そして、所定期間経過後に第１セレクタに第１ローパスフィルタを選択させ、かつ、第２セレクタに第２ローパスフィルタを選択させることで、心電検出を行う。このような動作を繰り返すことで、ノイズが小さければ心電位と把持の両方を同時に検出して検出即時性を確保し、ノイズが大きければ心電位と把持を所定期間に基づく時間差で、それぞれ選択して検出し、ノイズによる心電位と把持の検出への相互影響を抑制することができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置は、さらに、前記第１ローパスフィルタと前記心電検出回路とに電気的に接続される第１ボルテージフォロワ回路と、前記第２ローパスフィルタと前記心電検出回路とに電気的に接続される第２ボルテージフォロワ回路とを備え、前記第１ローパスフィルタ及び前記第１ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記第１電極までの配線距離は、前記第１ローパスフィルタ及び前記第１ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記心電検出回路までの配線距離よりも短く、前記第２ローパスフィルタ及び前記第２ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記第２電極までの配線距離は、前記第２ローパスフィルタ及び前記第２ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記心電検出回路までの配線距離よりも短い。
これによれば、第１ローパスフィルタ及びそれぞれの第１ボルテージフォロワ回路は、第１電極から心電検出回路までの配線経路において、心電検出回路側よりも、第１電極の近くに配置される。また、第２ローパスフィルタ及びそれぞれの第２ボルテージフォロワ回路は、第２電極から心電検出回路までの配線経路において、心電検出回路側よりも、第２電極の近くに配置される。第１電極から心電検出回路までの配線経路の第１ボルテージフォロワ回路、及び、第２電極から心電検出回路までの配線経路の第２ボルテージフォロワ回路は、心電検出回路までの配線経路の出力インピーダンスをローインピーダンスにすることができる。このため、この計測装置では、第１ボルテージフォロワ回路及び第２ボルテージフォロワ回路から心電検出回路までの配線経路におけるノイズの影響を抑制することができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置において、前記第２電極は、前記表面部に配置され、前記心電検出回路は、前記第１ローパスフィルタ及び前記第２電極と電気的に接続される。
これによれば、人体において、右手から人体を通した左手までの距離よりも、一方の手から人体を通して運転者の大腿までの距離の方が長くなっている部分を活用することができる。つまり、運転者の右手を検出する第１電極の電位から運転者の左手を検出する第２電極の電位までの電位差よりも、運転者の一方の手を検出する第１電極の電位から運転者の大腿を検出する第２電極の電位までの電位差の方が大きくなる。これにより、本開示の計測装置では、より精度よく心電位計測を行うことができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置において、前記心電検出回路が検出した心電位の振幅が所定値よりも小さい場合、前記第１セレクタは、所定期間、前記第１ハイパスフィルタを選択する。
これによれば、心電位の振幅が所定値よりも小さくなる当該所定期間、第１セレクタが第１ハイパスフィルタを選択する。また、所定期間以外の期間では、第１セレクタが第１ローパスフィルタを選択することもできる。このため、この計測装置では、心電位のように所定期間と所定期間以外の期間とが繰り返されることで、把持検出と心電位検出とを行うことができるため、把持検出及び心電位検出を確実に行うことができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置は、さらに、前記ステアリングホイールに配置された前記第１電極と異なる箇所に配置される第３電極を備え、前記第３電極は、前記第１ハイパスフィルタと異なる第２ハイパスフィルタを介して前記把持検出回路と電気的に接続される。
これによれば、上述したように、両手でステアリングホイールを把持しているかどうかを判断することができるようになるため、例えば両手でステアリングホイールを把持するように注意喚起を行う等、車両を運転する運転者の安全性を高めることができる。
また、計測装置は、第１電極も有しているため、一方の手を検出する第１電極又は第３電極と、大腿を検出する第２電極との電位差を計測できる。このため、計測装置は、より精度よく心電位計測を行うことができる。つまり、計測装置は、両手による把持検出と心電位検出の精度向上とを実現することができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置において、前記把持検出回路は、前記第１電極及び前記第３電極のそれぞれが検出した検出信号に応じた検出結果を示す信号を、それぞれ独立して出力する。
これによれば、上述したように、両手でステアリングホイールを把持しているかどうかを判断することができるようになる。このため、この計測装置では、車両を運転する運転者の安全性を、より高めることができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置は、さらに、前記表面部に配置された前記第２電極と異なる箇所に配置される第４電極と、前記第３電極と電気的に接続され、前記第１ローパスフィルタと異なる第２ローパスフィルタと、前記第３電極と前記第２ハイパスフィルタとの間、及び、前記第３電極と第２ローパスフィルタとの間に電気的に接続される第２セレクタと、前記心電検出回路と、前記第１ローパスフィルタ、前記第２ローパスフィルタ、前記第２電極及び前記第４電極との間であり、前記心電検出回路、前記第１ローパスフィルタ、前記第２ローパスフィルタ、前記第２電極及び前記第４電極と電気的に接続されるマルチプレクサと、前記マルチプレクサと電気的に接続される制御回路とを備え、前記制御回路は、前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極及び前記第４電極のそれぞれの４つの検出信号のうちの２つの検出信号で前記心電検出回路が検出結果を示す信号を出力するように、前記マルチプレクサを切換える。
これによれば、制御回路は、マルチプレクサを切換えることで、第１電極、第２電極、第３電極及び第４電極のそれぞれの４つの検出信号のうちの２つの検出信号を、マルチプレクサに抽出させることができる。つまり、制御回路は４つの電極のうちの任意の２つの電極を選択することができるため、この計測装置では、運転者の姿勢等に適した把持検出及び心電位検出を行うことができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置は、さらに、前記表面部に配置された前記第２電極と異なる箇所に配置される第４電極と、前記第３電極と電気的に接続され、前記第１ローパスフィルタと異なる第２ローパスフィルタと、前記第３電極と前記第２ハイパスフィルタとの間、及び、前記第３電極と第２ローパスフィルタとの間に電気的に接続される第２セレクタと、前記心電検出回路と電気的に接続される制御回路とを備え、前記心電検出回路は、前記第１ローパスフィルタ及び前記第２ローパスフィルタの少なくとも一方と電気的に接続され、かつ、前記第２電極と電気的に接続される第１増幅回路と、前記第１ローパスフィルタ及び前記第２ローパスフィルタの少なくとも一方又は前記第４電極と電気的に接続され、かつ、前記第２電極と電気的に接続される第２増幅回路と、前記第１増幅回路及び前記第２増幅回路のそれぞれの出力側に電気的に接続されるマルチプレクサとを有し、前記制御回路は、前記第１電極、前記第３電極及び前記第４電極のいずれか１つと前記第２電極とが、前記心電検出回路と電気的に接続されるように、前記マルチプレクサを切換える。
これによれば、制御回路はマルチプレクサを切換えることで、第１電極の電位、第３電極の電位及び第４電極の電位のいずれか１つと第２電極の電位との３つの電位差のうち、任意の電位差を選択することができる。つまり、制御回路は、それぞれの増幅回路から出力される増幅信号のうちの１つの増幅信号を、マルチプレクサに抽出させることができる。これにより、制御回路は複数の増幅信号の中から適切な増幅信号を選択することができるため、この計測装置では、把持検出及び心電位検出の精度をより向上させることができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置において、前記制御回路は、前記心電検出回路と接続され、前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極及び前記第４電極のうちの２つの電極が前記心電検出回路と電気的に接続される組み合わせの全てを選択するように、前記マルチプレクサを順次切換え、前記第１セレクタが前記第１ローパスフィルタを選択し、かつ、前記第２セレクタが前記第２ローパスフィルタを選択している場合に、２つの電極による全ての組み合わせのうちの、検出信号の出力幅が、最大となる２つの電極による組み合わせの検出信号を出力させるように、前記マルチプレクサを制御する。
これによれば、制御回路は、第１ローパスフィルタ及び第２ローパスフィルタが選択されている場合に、第１電極、第２電極、第３電極及び第４電極の４つの電極の検出信号のうちの、出力幅が最大となる最適な組み合わせとなる２つの検出信号を抽出することで、抽出した２つの検出信号に応じた組み合わせである２つの電極を選択することができる。つまり、制御回路は、電位差が最大となる２つの電極の組み合わせを選択することができる。このため、この計測装置では、心電位検出の精度を、より確実に向上させることができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置において、前記第１ローパスフィルタの出力と前記第２ローパスフィルタの出力とは、結合して前記心電検出回路に入力され、前記第２セレクタは、前記第１セレクタと同期して、前記第２ローパスフィルタと前記第２ハイパスフィルタとを交互に選択する。
これによれば、心電検出回路には、第１電極の検出信号と第３電極の検出信号とが結合されて入力される。このため、第１電極及び第３電極は、１つの電極として振る舞う。これにより、運転者の手に対向する電極の面積を増やすことができるため、心電位検出の精度を、より確実に向上させることができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置は、さらに、前記第１ローパスフィルタと前記心電検出回路とに電気的に接続される第１ボルテージフォロワ回路を備え、前記第１ローパスフィルタ及び前記第１ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記第１電極までの配線距離は、前記第１ローパスフィルタ及び前記第１ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記心電検出回路までの配線距離よりも短い。
これによれば、第１ローパスフィルタ及びそれぞれの第１ボルテージフォロワ回路は、第１電極から心電検出回路までの配線経路において、心電検出回路側よりも、これら電極の近くに配置される。第１電極から心電検出回路までの配線経路上の第１ボルテージフォロワ回路は、心電検出回路までの配線経路の出力インピーダンスをローインピーダンスにすることができる。このため、この計測装置では、第１ボルテージフォロワ回路から心電検出回路までの配線経路におけるノイズの影響を抑制することができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置は、さらに、前記第１ローパスフィルタと前記心電検出回路とに電気的に接続される第１ボルテージフォロワ回路と、前記第２ローパスフィルタと前記心電検出回路とに電気的に接続される第２ボルテージフォロワ回路とを備え、前記第１ローパスフィルタ及び前記第１ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記第１電極までの配線距離は、前記第１ローパスフィルタ及び前記第１ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記心電検出回路までの配線距離よりも短く、前記第２ローパスフィルタ及び前記第２ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記第３電極までの配線距離は、前記第２ローパスフィルタ及び前記第２ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記心電検出回路までの配線距離よりも短い。
これによれば、第１ローパスフィルタ及びそれぞれの第１ボルテージフォロワ回路は、第１電極から心電検出回路までの配線経路において、心電検出回路側よりも、第１電極の近くに配置される。また、第２ローパスフィルタ及びそれぞれの第２ボルテージフォロワ回路は、第３電極から心電検出回路までの配線経路において、心電検出回路側よりも、第３電極の近くに配置される。第１電極から心電検出回路までの配線経路の第１ボルテージフォロワ回路、及び、第３電極から心電検出回路までの配線経路の第２ボルテージフォロワ回路は、心電検出回路までの配線経路の出力インピーダンスをローインピーダンスにすることができる。このため、この計測装置では、第１ボルテージフォロワ回路及び第２ボルテージフォロワ回路から心電検出回路までの配線経路におけるノイズの影響を抑制することができる。
本開示の一態様に係る計測装置は、さらに、前記心電検出回路及び前記把持検出回路と電気的に接続される制御回路を備え、前記心電検出回路が心電位検出し、かつ、前記把持検出回路が把持検出した際に、前記制御回路は、正常信号を出力する。
一般的に、心電位の検出信号の周波数は、把持の検出信号の周波数よりも低いという特性がある。本開示では、運転者が運転席に座ってステアリングホイールを把持した状態において、把持検出回路には、第１電極の検出信号が第１ハイパスフィルタを介して入力され、かつ、第２電極の検出信号が第２ハイパスフィルタを介して入力される。また、この状態で、心電検出回路には、第１電極の検出信号が第１ローパスフィルタを介して入力され、かつ、第２電極の検出信号が第２ローパスフィルタを介して入力される。このため、把持検出回路は、第１ハイパスフィルタを介して入力された検出信号から、第１電極と運転者の手との間の静電容量の変化に基づいて、把持検出をすることができる。また、心電検出回路は、第１電極の電位と第２電極の電位との電位差から、運転者の心電位検出をすることができる。このため、従来のように、把持検出及び心電位検出の不感領域が存在したり、電極の感度が低下したりといったことが生じ難くなる。
したがって、把持検出及び心電位検出の精度の低下を抑制することができる。その結果、制御回路は、把持検出回路が心電位を検出した場合に正常信号を確実に出力することができ、心電検出回路が心電位を検出した場合に正常信号を確実に出力することができる。
特に、第１電極及び第２電極は、把持検出の電極と心電位検出の電極とを共有することによって、同一の電極で把持検出及び心電位検出を行うことができる。このため、一部の領域で、ステアリングホイールの把持を検出しなくなったり、他の領域で心電位検出しなくなったりするという、双方の不感領域が存在し難くなる。このため、把持検出及び心電位検出を確実に行うことができる。
また、この計測装置では、把持検出と心電位検出とを別々の電極で行う必要もないため、計測装置の構造が複雑になり難くなるとともに、製造コストが高騰化し難くなる。
また、この計測装置では、心電位検出用の電極と把持検出用の電極とをリムに巻き付ける必要も生じないため、ステアリングカバーの厚みの増加によって、ステアリングホイールが握り難くなるという不具合も生じ難くなる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置において、前記第２電極は、前記ステアリングホイールに配置された前記第１電極と異なる箇所に配置され、前記第１ハイパスフィルタと異なる第２ハイパスフィルタを介して、前記把持検出回路と電気的に接続され、前記第１ローパスフィルタと異なる第２ローパスフィルタを介して、前記心電検出回路と電気的に接続され、前記心電検出回路が心電位検出し、かつ、前記把持検出回路が把持検出した際に、前記制御回路は、正常信号を出力する。
これによれば、ステアリングホイールに第１電極と第２電極とを設けることで、把持検出と心電位検出とを行うことができるようになるため、計測装置の設置が容易になる。
また、計測装置では、把持検出と心電位検出とが同時に行われれば、運転者が両手で正しくステアリングホイールを把持していると推定することができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置において、前記把持検出回路は、前記第１電極及び前記第２電極のそれぞれが検出した検出信号に応じた検出結果を示す信号を、それぞれ独立して前記制御回路に出力し、前記制御回路は、前記把持検出回路が前記第１電極及び前記第２電極の両方の把持を検出した場合に、正常信号を出力し、前記制御回路は、前記第１電極及び前記第２電極の一方のみの把持を検出した場合に、不十分信号を出力する。
これによれば、両手でステアリングホイールを把持している場合に正常信号を出力し、両手でステアリングホイールを把持していない場合に不十分信号を出力することができる。このため、例えば、半自動運転状態又は自動運転状態からハンドオーバー時にステアリングホイールを両手で適切に把持しているかどうかの判断に用いることで、両手でステアリングホイールを把持するように注意喚起を行う等、車両を運転する運転者の安全性を高めることができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置において、前記第２電極は、前記表面部に配置される。
これによれば、人体において、右手から人体を通した左手までの距離よりも、一方の手から人体を通して運転者の大腿までの距離の方が長くなっている部分を活用することができる。つまり、運転者の右手を検出する第１電極の電位から運転者の左手を検出する第２電極の電位までの電位差よりも、運転者の一方の手を検出する第１電極の電位から運転者の大腿を検出する第２電極の電位までの電位差の方が大きくなる。これにより、本開示の計測装置では、より精度よく心電位計測を行うことができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置において、さらに、前記ステアリングホイールに配置された前記第１電極と異なる箇所に配置される第３電極を備え、前記第３電極は、前記第１ハイパスフィルタと異なる第２ハイパスフィルタを介して前記把持検出回路と電気的に接続される。
これによれば、上述したように、両手でステアリングホイールを把持しているかどうかを判断することができるようになるため、例えば両手でステアリングホイールを把持するように注意喚起を行う等、車両を運転する運転者の安全性を高めることができる。
また、計測装置は、第１電極も有しているため、一方の手を検出する第１電極又は第３電極と、大腿を検出する第２電極との電位差を計測できる。このため、計測装置は、より精度よく心電位計測を行うことができる。つまり、計測装置は、両手による把持検出と心電位検出の精度向上とを実現することができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置において、前記把持検出回路は、前記第１電極及び前記第３電極のそれぞれが検出した検出信号に応じた検出結果を、それぞれ独立して前記制御回路に出力し、前記制御回路は、前記把持検出回路が前記第１電極及び前記第３電極で両方の把持を検出した場合に、正常信号を出力し、前記制御回路は、前記第１電極及び前記第３電極の一方のみの前記把持を検出した場合に、不十分信号を出力する。
これによれば、上述したように、両手でステアリングホイールを把持しているかどうかを判断することができるようになる。このため、不十分信号に基づいて、例えば両手でステアリングホイールを把持するように注意喚起を行う等、この計測装置では、車両を運転する運転者の安全性を、より高めることができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置は、さらに、前記表面部に配置された前記第２電極と異なる箇所に配置される第４電極と、前記第１電極と電気的に接続される第１ローパスフィルタと、前記第３電極と電気的に接続され、前記第１ローパスフィルタと異なる第２ローパスフィルタと、前記心電検出回路と、前記第１ローパスフィルタ、前記第２ローパスフィルタ、前記第２電極及び前記第４電極との間であり、前記心電検出回路、前記第１ローパスフィルタ、前記第２ローパスフィルタ、前記第２電極及び前記第４電極と電気的に接続されるマルチプレクサとを備え、前記マルチプレクサは、前記制御回路と電気的に接続され、前記心電検出回路は、前記マルチプレクサと電気的に接続される増幅回路を有し、前記制御回路は、前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極及び前記第４電極のそれぞれの４つの検出信号のうちの２つの検出信号で前記心電検出回路が検出結果を出力するように、前記マルチプレクサを切換える。
これによれば、制御回路は、マルチプレクサを切換えることで、第１電極、第２電極、第３電極及び第４電極のそれぞれの４つの検出信号のうちの２つの検出信号を、マルチプレクサに抽出させることができる。つまり、制御回路は４つの電極のうちの任意の２つの電極を選択することができるため、この計測装置では、運転者の姿勢等に適した把持検出及び心電位検出を行うことができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置は、さらに、前記表面部に配置された前記第２電極と異なる箇所に配置される第４電極と、前記第１電極と電気的に接続される第１ローパスフィルタと、前記第３電極と電気的に接続され、前記第１ローパスフィルタと異なる第２ローパスフィルタと、前記心電検出回路と電気的に接続される制御回路とを備え、前記心電検出回路は、前記第１ローパスフィルタ及び前記第２ローパスフィルタの少なくとも一方と電気的に接続され、かつ、前記第２電極と電気的に接続される第１増幅回路と、前記第１ローパスフィルタ及び前記第２ローパスフィルタの少なくとも一方又は前記第４電極と電気的に接続され、かつ、前記第２電極と電気的に接続される第２増幅回路と、前記第１増幅回路及び前記第２増幅回路のそれぞれの出力側に電気的に接続されるマルチプレクサとを有し、前記制御回路は、前記第１電極、前記第３電極及び前記第４電極のいずれか１つと前記第２電極とが、前記心電検出回路と電気的に接続されるように、前記マルチプレクサを切換える。
これによれば、制御回路はマルチプレクサを切換えることで、第１電極の電位、第３電極の電位及び第４電極の電位のいずれか１つと第２電極の電位との差である３つの電位差のうち、任意の電位差を選択することができる。つまり、制御回路は、それぞれの増幅回路から出力される増幅信号のうちの１つの増幅信号を、マルチプレクサに抽出させることができる。これにより、制御回路は複数の増幅信号の中から適切な増幅信号を選択することができるため、この計測装置では、把持検出及び心電位検出の精度をより向上させることができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置において、前記制御回路は、前記心電検出回路が検出した心電位の振幅が所定値より小さい場合に、不十分信号を出力する。
例えば、心電検出回路に検出信号が入力されても、この検出信号が示す心電位の振幅が所定値より小さい場合、十分にステアリングホイールを把持していなかったり、運転者の姿勢が悪く運転席に正しく座っていなかったりする場合等がある。
本開示によれば、この検出信号が示す心電位の振幅が所定値より小さい場合、不十分信号に基づいて、例えば両手でステアリングホイールを把持するように注意喚起を行ったり、運転席に正しく座るように注意喚起を行ったりすることができる。このため、この計測装置では、車両を運転する運転者の安全性を、より確実に高めることができる。
また、本開示の他の態様に係る計測装置において、前記制御回路は、前記把持検出回路が把持を検出し、かつ、前記心電検出回路が心電位を検出しない場合に、不正信号を出力する。
例えば、把持検出回路が把持を検出しても、心電検出回路が心電位検出しない場合、助手席からステアリングホイールを把持したり、導体をステアリングホイールに巻き付けたりする等の行為が行われている可能性がある。
本開示によれば、把持検出回路が把持を検出しても、心電検出回路が心電位検出しない場合、制御回路は、不正信号に基づいて、例えば、運転席に正しく座り、ステアリングホイールを把持するように注意喚起を行ったりすることができる。このため、この計測装置では、車両を運転する運転者の安全性を、より確実に高めることができる。
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。また、以下の実施の形態において、略Ｔ字などの表現を用いている。例えば、略Ｔ字状は、完全にＴ字状であることを意味するだけでなく、実質的にＴ字状である、すなわち、例えば数％程度の誤差を含むことも意味する。また、略Ｔ字状は、本開示による効果を奏し得る範囲においてＴ字状という意味である。他の「略」を用いた表現についても同様である。
（実施の形態１）
［構成：車両］
図１は、実施の形態１に係る計測装置１が搭載された車両の車室の一例を示す図である。
図１に示すように、車両は、ステアリングホイール２００、スピーカ、及び、液晶ディスプレイ等の表示装置、計測装置１等を備えている。スピーカ及び表示装置は、例えば注意喚起装置として構成されている。
ステアリングホイール２００は、車両の操舵輪に対して操舵角を与える。ステアリングホイール２００は、リム２０１と、リム２０１の内周面に一体的に形成された略Ｔ字状のスポーク２０２と、スポーク２０２の中央部分に配置されたホーンスイッチ（図示せず）を覆うホーンスイッチカバーとを有している。
リム２０１は、運転者（人）の手で握るためのグリップ部分であり、リング形状をなしている。リム２０１には、ステアリングカバー１１０が巻き付けられている。
［計測装置１］
図２は、実施の形態１に係るステアリングカバー１１０及び運転席２０３等を例示する模式図である。図３Ａは、実施の形態１に係る計測装置１を示すブロック図である。
図２及び図３Ａに示すように、計測装置１は、車両に搭載されて、運転者の生体情報である心電位を測定することで心電位検出したり、ステアリングカバー１１０への運転者の手を把持検出したりする。心電位検出は、後述する、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２が出力した検出信号に示される心電検出信号であり、心電検出信号に基づく心拍を検出することである。本実施の形態では、心電位検出は、それぞれの電極が出力した４つの検出信号のうちの２つの検出信号の電位差を表す心電検出信号に基づいて心拍を検出する。
計測装置１は、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２と、第１シート電極２１及び第２シート電極２２と、第１ハイパスフィルタ３１及び第２ハイパスフィルタ３２と、把持検出回路３０と、第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２と、複数のボルテージフォロワ回路５０と、マルチプレクサ６０と、制御回路６１と、心電検出回路７０と、情報処理装置８０とを備える。
＜第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２＞
第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２は、ステアリングホイール２００に配置されるステアリングカバー１１０の内部に設けられ、運転者の手によるステアリングカバー１１０への接触を検出するセンサ電極である。第１カバー電極１１は、ステアリングカバー１１０がリム２０１に巻き付けられた際に、リム２０１の周方向に沿ってリム２０１の一方側に配置される。また、第２カバー電極１２は、ステアリングホイール２００における第１カバー電極１１と異なる箇所に配置され、ステアリングカバー１１０がリム２０１に巻き付けられた際に、リム２０１の周方向に沿ってリム２０１の他方側に配置される。例えば、ステアリングカバー１１０をリム２０１に巻き付けた際のリム２０１と対向した状態で見た場合に、第１カバー電極１１は右側に配置され、第２カバー電極１２は左側に配置される。第１カバー電極１１は第１電極の一例であり、第２カバー電極１２は第３電極の一例である。
ここで、接触とは、運転者の手がステアリングカバー１１０に直接的に接触するだけでなく、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２が人の手を検出可能であれば、物を介する間接的な接触、及び、ステアリングカバー１１０から離間している状態をも含む意味である。
また、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２のそれぞれは、導体又は抵抗体による面状構造のべた電極であり、薄板状金属からなる板状又はシート状の導電性の電極である。なお、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２をべた電極とすることで、手との対向面積を最大化することができるので、把持検出及び心電位検出のいずれも高感度化することができる。
第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２は、配線９１、９２を介して第１ハイパスフィルタ３１及び第２ハイパスフィルタ３２と電気的に接続される。配線９２は、配線９１と電気的に接続され、配線９１の途中で分岐している。
また、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２は、配線９１を介して、第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２と電気的に接続される。第１カバー電極１１は、運転者の手によるステアリングカバー１１０への接触を検出すると、第１ハイパスフィルタ３１及び第１ローパスフィルタ４１に検出信号を入力し、第２カバー電極１２は、第２ハイパスフィルタ３２及び第２ローパスフィルタ４２に、検出信号を入力する。
また、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２のそれぞれの表面は、表層部（不図示）で覆われている。表層部は、運転者の手が触れる部分であり、ステアリングカバー１１０の表面を構成している。つまり、表層部は、運転者がリム２０１を握る際に、ユーザの手と直接接触する部分である。表層部は、革、木材、又は、樹脂等からなる。
第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２のそれぞれの裏面は、基材（不図示）で覆われている。基材は、弾性、柔軟性及び延性を有する材質によって長尺のシート状に形成された不織布である。例えば、基材は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の合成樹脂によって構成されている。
また、基材の裏面には、グランド電極（不図示）が配置されている。つまり、グランド電極は、リム２０１と基材とに挟まれた状態で配置される。グランド電極は、例えば、銅線等の金属線（導電線）、又は、面状構造のべた電極等である。
また、本実施の形態では、ステアリングカバー１１０に第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２の２つを用いているが、これら２つの電極が単一化された１つの電極であってもよい。また、ステアリングカバー１１０には、３つ以上の電極が用いられていてもよい。この場合、グランド電極は、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２と一対一で対応するようにステアリングカバー１１０に２つ設けられてもよく、１つに単一化されていてもよく、３つ以上でもよい。センサ電極とグランド電極との数は、必ずしも一致しなくてもよい。
＜第１シート電極２１及び第２シート電極２２＞
第１シート電極２１及び第２シート電極２２は、図２の運転席２０３の表面部２０３ａに配置され、運転席２０３を覆うシートカバーへの運転者の胴体の接触を検出するセンサ電極である。ここで、運転席２０３の表面部２０３ａとは、運転者が運転席２０３に座る際に運転者と接触する側のシートカバー部分である。本実施の形態では、第１シート電極２１は、運転者の大腿と接触するシートカバー部分の裏面に配置され、運転者の大腿によるシートカバーへの接触を検出する。また、第２シート電極２２は、運転者の背中と接触するシートカバー部分の裏面に配置され、運転者の背中によるシートカバーへの接触を検出する。シートカバー部分の裏面は、運転者とシートカバーとが接触する側の面（表面）とは反対側の面である。第１シート電極２１は第２電極の一例であり、第２シート電極２２は第４電極の一例である。
また、第１シート電極２１及び第２シート電極２２は、シートカバーに配置される導体又は抵抗体による面状構造のべた電極であり、薄板状金属からなる板状又はシート状の導電性の電極である。第１シート電極２１及び第２シート電極２２は、シートカバーを介して運転者の皮膚と直接的に接触せずに、運転者の身体と仮想コンデンサを形成することで、静電容量の変化によって運転者の電位を検出する。
第１シート電極２１及び第２シート電極２２のそれぞれは、配線９３及びボルテージフォロワ回路５０を介してマルチプレクサ６０と電気的に接続されている。
また、本実施の形態では、運転席２０３に第１シート電極２１及び第２シート電極２２の２つを用いているが、これら２つの電極が単一化された１つの電極であってもよい。また、運転席２０３には、３つ以上の電極が用いられていてもよい。
＜第１ハイパスフィルタ３１及び第２ハイパスフィルタ３２＞
第１ハイパスフィルタ３１は、第１カバー電極１１と把持検出回路３０とを電気的に接続する配線９１、９２上（本実施の形態では配線９２上）に配置され、第２ハイパスフィルタ３２は、第１ハイパスフィルタ３１と異なるフィルタであり、第２カバー電極１２と把持検出回路３０とを電気的に接続する配線９１、９２上（本実施の形態では配線９２上）に配置される。第１ハイパスフィルタ３１及び第２ハイパスフィルタ３２は、配線９２を介して把持検出処理部３５と電気的に接続される。
第１ハイパスフィルタ３１は、第１カバー電極１１の検出信号の低周波成分を除去することで、所定周波数以上の検出信号を取り出すフィルタ装置である。また、第２ハイパスフィルタ３２は、第２カバー電極１２の検出信号の低周波成分を除去することで、所定周波数以上の検出信号を取り出すフィルタ装置である。第１ハイパスフィルタ３１及び第２ハイパスフィルタ３２のそれぞれは、所定周波数以上の検出信号を把持検出回路３０に入力する。ここで、所定周波数とは、例えば１００ｋＨｚである。
＜把持検出回路３０＞
把持検出回路３０は、例えばスポーク２０２に埋設されている。把持検出回路３０は、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２等と電気的に接続され、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２から出力されるそれぞれの検出信号に基づいて、運転者の手によるステアリングカバー１１０の表面への接触を検出するセンサである。把持検出回路３０は、運転者の手がステアリングカバー１１０に接触しているか否か、つまり、その手の接触の検出、及び、その手の接触位置等の検出をする。
把持検出回路３０は、把持検出処理部３５を有する。
把持検出処理部３５は、第１ハイパスフィルタ３１を介して第１カバー電極１１と電気的に接続され、第２ハイパスフィルタ３２を介して第２カバー電極１２と電気的に接続される。把持検出処理部３５は、ステアリングカバー１１０への手の接触を検出するセンサ回路を有する。
また、把持検出回路３０は第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２とで、例えば静電容量式の近接センサを構成し、車両内の運転者（人）の把持を検出するグリップセンサとなる。グリップセンサは、運転者の手と第１カバー電極１１との間の静電容量の変化、及び、運転者の手と第２カバー電極１２との間の静電容量の変化によって、運転者の手がステアリングカバー１１０に接触したか否かを検出する。
具体的には、把持検出処理部３５は、配線９１、９２を介して第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２に交流の電流を流す。この際に、運転者の手がステアリングカバー１１０の表面に接触すると、接触部位に対応する第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２の静電容量が変化するため、把持検出処理部３５は、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２に流れる電流の電流値に基づいて、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２における静電容量の変化を測定する。例えば、運転者の手がステアリングカバー１１０から離れている状態では、把持検出処理部３５は、車両と第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２との間の静電容量を検出する。また、運転者の手がステアリングカバー１１０に近付く又は接触すると、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２と車体との間に運転者の手が介在するため、静電容量が変化する。検出された静電容量が規定値以上となれば、運転者の手がステアリングカバー１１０に触れている、若しくは把持していると判断することができる。
また、把持検出処理部３５は、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２のそれぞれが検出した検出信号に応じた検出結果を示す信号を、それぞれ独立して出力する。例えば、把持検出処理部３５は、運転者の手がステアリングカバー１１０に接触していることを示す検出結果であり、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２のそれぞれに対応する検出結果を示す信号を、情報処理装置８０等に入力する。
なお、本実施の形態では、把持検出回路３０は、把持検出処理部３５を有するが、さらに、第１ハイパスフィルタ３１及び第２ハイパスフィルタ３２を有していてもよい。
＜第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２＞
第１ローパスフィルタ４１は、第１カバー電極１１とマルチプレクサ６０とを電気的に接続する配線９１上に配置され、第２ローパスフィルタ４２は、第２カバー電極１２とマルチプレクサ６０とを電気的に接続する配線９１上に配置される。第１ローパスフィルタ４１は、第１カバー電極１１と、ボルテージフォロワ回路５０を介したマルチプレクサ６０と電気的に接続され、第２ローパスフィルタ４２は、第２カバー電極１２と、ボルテージフォロワ回路５０を介したマルチプレクサ６０と電気的に接続される。
第１ローパスフィルタ４１は、第１カバー電極１１の検出信号の高周波成分を除去することで、所定周波数以下の検出信号を取り出すフィルタ装置である。第２ローパスフィルタ４２は、第２カバー電極１２の検出信号の高周波成分を除去することで、所定周波数以下の検出信号を取り出すフィルタ装置である。第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２のそれぞれは、所定周波数以下の検出信号を、ボルテージフォロワ回路５０を介してマルチプレクサ６０に入力する。ここで、所定周波数とは、例えば１ｋＨｚであり、好ましくは１００Ｈｚである。
＜ボルテージフォロワ回路５０＞
複数のボルテージフォロワ回路５０は、第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２のそれぞれとマルチプレクサ６０との間、かつ、第１シート電極２１及び第２シート電極２２のそれぞれとマルチプレクサ６０との間に配置される。複数のボルテージフォロワ回路５０のそれぞれは、配線９１上の第１ローパスフィルタ４１の出力側、配線９１上の第２ローパスフィルタ４２の出力側、第１シート電極２１の出力側、及び、第２シート電極２２の出力側に配置される。具体的には、複数のボルテージフォロワ回路５０のうちの一部のボルテージフォロワ回路５０では、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２のそれぞれが、第１ローパスフィルタ４１、第２ローパスフィルタ４２及び配線９１等を介してプラス側入力端子と電気的に接続される。また、残りのボルテージフォロワ回路５０では、第１シート電極２１及び第２シート電極２２のそれぞれが、配線９３を介してプラス側入力端子と電気的に接続される。また、それぞれのボルテージフォロワ回路５０のマイナス側の入力端子は、ボルテージフォロワ回路５０の出力端子からのフィードバックが入力される。それぞれのボルテージフォロワ回路５０は、マルチプレクサ６０と電気的に接続され、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２からの検出信号の出力インピーダンスをローインピーダンスにし、ローインピーダンスにした検出信号をマルチプレクサ６０に入力する。
また、第１ローパスフィルタ４１の出力側のボルテージフォロワ回路５０及び第１ローパスフィルタ４１から第１カバー電極１１までの配線距離、及び、第２ローパスフィルタ４２の出力側のボルテージフォロワ回路５０及び第２ローパスフィルタ４２から第２カバー電極１２までの配線距離のそれぞれは、第１ローパスフィルタ４１、第２ローパスフィルタ４２及びこれら２つのボルテージフォロワ回路５０のそれぞれから心電検出回路７０までの配線距離よりも短い。つまり、第１ローパスフィルタ４１、第２ローパスフィルタ４２及びこれら２つのボルテージフォロワ回路５０は、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２からマルチプレクサ６０までの配線経路において、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２の近傍に配置され、心電検出回路７０から遠く離れた場所に配置される。
例えば第１ローパスフィルタ４１、第２ローパスフィルタ４２及びこれら２つのボルテージフォロワ回路５０は、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２から心電検出回路７０までの配線距離の１／２より短い位置に配置されてもよい。
また、第１シート電極２１の出力側のボルテージフォロワ回路５０から第１シート電極２１までの配線距離、及び、第２シート電極２２の出力側のボルテージフォロワ回路５０から第２シート電極２２までの配線距離のそれぞれは、これら２つのボルテージフォロワ回路５０のそれぞれから心電検出回路７０までの配線距離よりも短い。つまり、これら２つのボルテージフォロワ回路５０は、第１シート電極２１及び第２シート電極２２の近傍に配置され、心電検出回路７０から遠く離れた場所に配置される。
例えばこれら２つのボルテージフォロワ回路５０は、第１シート電極２１及び第２シート電極２２から心電検出回路７０までの配線距離の１／２より短い位置に配置されてもよい。
＜マルチプレクサ６０＞
マルチプレクサ６０は、例えば運転席２０３に内蔵されている。マルチプレクサ６０は、心電検出回路７０と、第１ローパスフィルタ４１、第２ローパスフィルタ４２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２との間であり、心電検出回路７０及び複数のボルテージフォロワ回路５０と電気的に接続される。マルチプレクサ６０には、第１ローパスフィルタ４１等を介して第１カバー電極１１から出力された検出信号、第２ローパスフィルタ４２等を介して第２カバー電極１２から出力された検出信号、ボルテージフォロワ回路５０等を介して第１シート電極２１から出力された検出信号、ボルテージフォロワ回路５０等を介して第２シート電極２２から出力された検出信号が入力される。
また、マルチプレクサ６０は、制御回路６１と電気的に接続される。マルチプレクサ６０には、制御回路６１から切換信号が入力される。マルチプレクサ６０は、制御回路６１からの切換信号によって制御されることで、これら４つの検出信号のうちから２つの検出信号を選択するように切換える。つまり、マルチプレクサ６０は、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２の４つの電極から、組み合わされた２つの電極の検出信号を心電検出回路７０に入力する。
＜制御回路６１＞
制御回路６１は、例えば運転席２０３に内蔵されている。制御回路６１は、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２のうちの２つの電極が心電検出回路７０と電気的に接続される組み合わせの全てを選択するように、マルチプレクサ６０を順次切換える。言い換えれば、制御回路６１は、取得した４つの検出信号の全ての組み合わせのうちの、検出信号の出力幅（振幅）が最大となる２つの検出信号（組み合わせの検出信号）を出力させるように、マルチプレクサ６０を制御する。
具体的には、制御回路６１は、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２から取得した４つの検出信号のうちの２つの検出信号の組み合わせの全てを選択し、選択した組み合わせの中で出力幅が最大となる２つの電極による組み合わせの検出信号を抽出する。
例えば、制御回路６１は、心電検出回路７０が検出した検出結果に基づいてこの抽出を行う。制御回路６１は、マルチプレクサ６０が取得した４つの検出信号のうちの２つの検出信号の組み合わせの全てを参照し、２つの検出信号が示す２つの電極の電位差が最大となる組み合わせを抽出する。
制御回路６１は、２つの電極の電位差が最大となる組み合わせとなるように、切換信号を出力してマルチプレクサ６０を制御する。
＜心電検出回路７０＞
心電検出回路７０は、マルチプレクサ６０等を介して、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２と電気的に接続される。心電検出回路７０には、マルチプレクサ６０が出力した２つの検出信号が入力される。心電検出回路７０は、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２から出力されるそれぞれの検出信号のうちの２つの検出信号に基づいて、運転者の身体を心電位検出する心電計測器である。心電検出回路７０は、例えば運転席２０３に内蔵されている。
心電検出回路７０は、増幅回路７１と、Ａ／Ｄ変換器７２とを有する。
増幅回路７１は、マルチプレクサ６０と電気的に接続され、かつ、Ａ／Ｄ変換器７２の入力側と電気的に接続される。増幅回路７１は、マルチプレクサ６０から入力された２つの検出信号の差分を増幅する差動アンプである。具体的には、増幅回路７１は、マルチプレクサ６０が組み合わせた２つの電極の電位差を差動利得で増幅した差動増幅信号（増幅信号の一例である）を生成する。増幅回路７１は、生成した差動増幅信号をＡ／Ｄ変換器７２に入力する。
Ａ／Ｄ変換器７２は、増幅回路７１の出力側と電気的に接続され、情報処理装置８０の入力側と電気的に接続される。Ａ／Ｄ変換器７２は、入力された差動増幅信号をアナログデジタル変換して、デジタル化した差動増幅信号を情報処理装置８０に入力する。
なお、本実施の形態では、心電検出回路７０は、増幅回路７１及びＡ／Ｄ変換器７２を有するが、さらに、マルチプレクサ６０を有していてもよく、またさらに、複数のボルテージフォロワ回路５０を有していてもよく、またさらに、第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２を有していてもよい。
＜情報処理装置８０＞
情報処理装置８０は、車両の各部を統括制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等の車両制御ユニットであり、例えば運転席２０３に内蔵されている。情報処理装置８０は、把持検出回路３０から取得した運転者の手がステアリングカバー１１０に接触していることを示す検出結果に基づいて、運転者によって車両が運転されているにもかかわらず、ステアリングカバー１１０への手の接触を検出していない場合、運転者への注意喚起を注意喚起装置に実行させる。ステアリングカバー１１０への手の接触を検出していない場合は、例えば、両手でステアリングホイール２００を同時に握っていない場合である。例えば、注意喚起装置は、警告音又は音声によって、運転者に注意を喚起したり、運転者にステアリングホイール２００を両手でしっかり握るように促す注意喚起のメッセージを表示したりする。
また、情報処理装置８０は、心電検出回路７０から取得した差動増幅信号に基づいて、心電位に異常がある場合、運転者への注意喚起を注意喚起装置に実行させる。例えば、注意喚起装置は、警告音又は音声によって、運転者に注意を喚起したり、運転者に休憩を促す等の車両運転を中止するように促す注意喚起のメッセージを表示したりする。
このように、情報処理装置８０は、把持検出回路３０及び心電検出回路７０の検出結果を示す信号（生体信号）に基づいて、運転者の身体的状態及び精神的状態を推定し、車両の走行を制御したりするドライバモニタリングとしての機能を有する。
［処理］
運転者が車室内で座席に座って両手でハンドルを握っている状態において、本実施の形態の計測装置１では、ステアリングカバー１１０の第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２は、ステアリングカバー１１０への運転者の手の接触を検出し、検出した検出信号を第１ハイパスフィルタ３１、第２ハイパスフィルタ３２、第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２のそれぞれに入力する。また、第１シート電極２１及び第２シート電極２２は、運転席への運転者の大腿、臀部及び背中の接触を検出し、検出した検出信号を、配線９３上のそれぞれのボルテージフォロワ回路５０に入力する。
第１ハイパスフィルタ３１には第１カバー電極１１が検出した検出信号が入力され、第２ハイパスフィルタ３２には、第２カバー電極１２が検出した検出信号が入力される。第１ハイパスフィルタ３１及び第２ハイパスフィルタ３２のそれぞれは、検出信号の低周波成分を除去し、所定周波数以上の検出信号を把持検出回路３０に入力する。
把持検出回路３０の把持検出処理部３５は、検出信号が示す運転者の手と第１カバー電極１１との間の静電容量の変化量、及び、検出信号が示す運転者の手と第２カバー電極１２との間の静電容量の変化量によって、運転者の手がステアリングカバー１１０に接触したか否かを検出する。例えば、把持検出回路３０は、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２のそれぞれが検出した検出信号に応じた検出結果である、両手でステアリングホイール２００を同時に握っているかどうかを、それぞれ独立して検出して出力する。
第１ローパスフィルタ４１には第１カバー電極１１が検出した検出信号が入力され、第２ローパスフィルタ４２には、第２カバー電極１２が検出した検出信号が入力される。第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２のそれぞれは、検出信号の高周波成分を除去し、所定周波数以下の検出信号を、配線９１上のそれぞれのボルテージフォロワ回路５０に入力する。
それぞれのボルテージフォロワ回路５０は、検出信号の出力インピーダンスをローインピーダンスにし、ローインピーダンスにした検出信号をマルチプレクサ６０に入力する。これにより、それぞれのボルテージフォロワ回路５０から心電検出回路７０までの間におけるノイズの影響を低減する。
マルチプレクサ６０は、取得した４つの検出信号のうちから抽出された２つの検出信号を出力するように、制御回路６１によって切換制御される。つまり、制御回路６１は、２つの電極の電位差が最大となる組み合わせ（２つの検出信号）を抽出し、抽出した２つの検出信号を出力させるための切換信号をマルチプレクサ６０に入力することで、マルチプレクサ６０を切換制御する。マルチプレクサ６０は、２つの電極の電位差が最大となる２つの検出信号を心電検出回路７０に入力する。
心電検出回路７０の増幅回路７１は、マルチプレクサ６０から出力された２つの検出信号に示される電位の電位差を差動利得で増幅する。Ａ／Ｄ変換器７２は、増幅した差動増幅信号をデジタル化して情報処理装置８０に入力する。
このように、本実施の形態における計測装置１では、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２によって把持検出と心電位検出とを行う。
［作用効果］
次に、本実施の形態における計測装置１の作用効果について説明する。
以上のように、本実施の形態における計測装置１では、運転者が運転席２０３に座ってステアリングホイール２００を把持した状態において、把持検出回路３０には、第１カバー電極１１から第１ハイパスフィルタ３１を介して把持による検出信号が入力され、かつ、心電検出回路７０には、第１カバー電極１１から第１ローパスフィルタ４１を介して心電位の検出信号が入力される。また、例えば、心電検出回路７０には、第２電極の一例である第２カバー電極１２又は第１シート電極２１の検出信号が入力される。このため、把持検出回路３０は、第１ハイパスフィルタ３１を介して入力された検出信号から、第１カバー電極１１と運転者の手との間の静電容量の変化に基づいて、把持検出をすることができる。また、心電検出回路７０は、第１カバー電極１１の電位と、第２カバー電極１２又は第１シート電極２１の電位との電位差から、運転者の心電位検出をすることができる。このため、従来のように、把持検出及び心電位検出の不感領域が存在したり、電極の感度が低下したりといったことが生じ難くなる。
したがって、把持検出及び心電位検出の精度の低下を抑制することができる。
特に、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２は、心電位検出の電極と把持検出の電極とを共有することによって、同一の電極で把持検出及び心電位検出を行うことができる。このため、一部の領域で、ステアリングホイール２００の把持を検出しなくなったり、他の領域で心電位検出しなくなったりするという、双方の不感領域が存在し難くなる。このため、把持検出及び心電位検出を確実に行うことができる。
また、この計測装置１では、把持検出と心電位検出とを別々の電極で行う必要もないため、計測装置１の製造コストが高騰化し難くなる。
また、この計測装置１では、心電位検出用の電極と把持検出用の電極とをリム２０１に巻き付ける必要も生じないため、ステアリングカバー１１０の厚みの増加によって、ステアリングホイール２００が握り難くなるという不具合も生じ難くなる。
また、本実施の形態における計測装置１では、第１シート電極２１が表面部２０３ａに配置されることで、人体において、右手から人体を通した左手までの距離よりも、一方の手から人体を通して運転者の大腿までの距離の方が長くなっている部分を活用することができる。つまり、運転者の右手を検出する第１シート電極２１の電位から運転者の左手を検出する第２シート電極２２の電位までの電位差よりも、運転者の一方の手を検出する第１シート電極２１の電位から運転者の大腿を検出する第１カバー電極１１の電位までの電位差の方が大きくなる。これにより、本実施の形態の計測装置１では、より精度よく心電位計測を行うことができる。
また、本実施の形態における計測装置１では、第２カバー電極１２は、ステアリングホイール２００における第１カバー電極１１と異なる箇所に配置される。このため、両手でステアリングホイール２００を把持しているかどうかを判断することができるようになる。例えば、半自動運転状態又は自動運転状態からハンドオーバー時にステアリングホイール２００を両手で適切に把持しているかどうかの判断に用いることで、両手でステアリングホイール２００を把持するように注意喚起を行う等、車両を運転する運転者の安全性を高めることができる。
また、計測装置１は、第１シート電極２１も有しているため、一方の手を検出する第１カバー電極１１又は第２カバー電極１２と、大腿を検出する第１シート電極２１との電位差を計測できる。このため、計測装置１は、より精度よく心電位計測を行うことができる。つまり、計測装置１は、両手による把持検出と心電位検出の精度向上とを実現することができる。
また、本実施の形態における計測装置１では、把持検出回路３０が、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２のそれぞれの検出信号に応じた検出結果を示す信号を、それぞれ独立して出力するため、上述したように、両手でステアリングホイール２００を把持しているかどうかを判断することができるようになる。このため、この計測装置１では、車両を運転する運転者の安全性を、より高めることができる。
また、本実施の形態における計測装置１では、制御回路６１は、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２から取得した４つの検出信号のうちの２つの検出信号で心電検出回路７０が検出結果を示す信号を出力するように、マルチプレクサ６０を切換える。このため、制御回路６１は、マルチプレクサ６０を切換えることで、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２のそれぞれの４つの検出信号のうちの２つの検出信号を、マルチプレクサ６０に抽出させることができる。つまり、制御回路６１は４つの電極のうちの任意の２つの電極を選択することができるため、この計測装置１では、運転者の姿勢等に適した把持検出及び心電位検出を行うことができる。
また、本実施の形態における計測装置１では、制御回路６１は、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２の４つの電極の検出信号のうちの、出力幅が最大となる最適な組み合わせとなる２つの検出信号を抽出することで、抽出した２つの検出信号に応じた組み合わせである２つの電極を選択することができる。つまり、制御回路６１は、電位差が最大となる２つの電極の組み合わせを選択することができる。このため、この計測装置１では、心電位検出の精度を、より確実に向上させることができる。
また、本実施の形態における計測装置１では、第１ローパスフィルタ４１及びそれぞれのボルテージフォロワ回路５０は、第１カバー電極１１から心電検出回路７０までの配線経路、及び、第２カバー電極１２又は第１シート電極２１から心電検出回路７０までの配線経路において、心電検出回路７０側よりも、これら電極の近くに配置される。第１カバー電極１１から心電検出回路７０までの配線経路、及び、第２カバー電極１２又は第１シート電極２１から心電検出回路７０までの配線経路のうち、それぞれのボルテージフォロワ回路５０は、心電検出回路７０までの配線経路の出力インピーダンスをローインピーダンスにすることができる。このため、この計測装置１では、ボルテージフォロワ回路５０から心電検出回路７０までの配線経路におけるノイズの影響を抑制することができる。
（実施の形態１の変形例）
図３Ｂは、実施の形態１の変形例に係る計測装置１ａを示すブロック図である。
本変形例の計測装置１ａの構成は、特に明記しない場合、実施の形態１と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
上記実施の形態１の図３Ａでは、第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２の出力側にそれぞれボルテージフォロワ回路５０が設けられているが、図３Ｂに示すように、本変形例では、第１ローパスフィルタ４１の出力側と第２ローパスフィルタ４２の出力側とが電気的に接続されている点で相違する。
図３Ｂに示すように、本変形例では、第１ローパスフィルタ４１の出力と第２ローパスフィルタ４２の出力とが結合（互いに電気的に接続）して、心電検出回路７０に入力される。具体的には、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２のそれぞれが出力した検出信号は、第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２を介して１つに纏められて１つのボルテージフォロワ回路５０に入力される。つまり、第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２のそれぞれから出力された検出信号が１つの信号となるため、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２は、１つ電極として振る舞う。
このような、本変形例における計測装置１ａでは、心電検出回路７０には、第１カバー電極１１の検出信号と第２カバー電極１２の検出信号とが結合されて入力される。このため、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２は、１つの電極として振る舞う。これにより、運転者の手に対向する電極の面積を増やすことができるため、心電位検出の精度を、より確実に向上させることができる。
また、本変形例においても、実施の形態１と同様の作用効果を奏する。
（実施の形態２）
［構成：計測装置１ｂ］
図４は、実施の形態２に係る計測装置１ｂを示すブロック図である。
上記実施の形態１の図３Ａでは、ステアリングカバー１１０が第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２を有するが、図４に示すように、本実施の形態の計測装置１ｂでは、第１カバー電極は２つの第１カバー電極１１ａ、１１ｂに分割され、第２カバー電極は２つの第２カバー電極１２ａ、１２ｂに分割された４つの電極を有している点で相違する。このため、本実施の形態では、一対の第１カバー電極１１ａ、１１ｂの出力側には、対応する一対の第１ハイパスフィルタ３１及び一対の第１ローパスフィルタ４１が電気的に接続され、一対の第２カバー電極１２ａ、１２ｂの出力側には、対応する一対の第２ハイパスフィルタ３２及び一対の第２ローパスフィルタ４２が電気的に接続される。
また、本実施の形態の計測装置１ｂでは、第１シート電極２１及び第２シート電極２２を設けていないが、実施の形態１の図３Ａのように心電検出回路７０に電気的に接続する第１シート電極２１及び第２シート電極２２が設けられていてもよい。本実施の形態では、一対の第１カバー電極１１ａ、１１ｂは第１電極の一例であり、一対の第２カバー電極１２ａ、１２ｂは第２電極の一例である。
本実施の形態の計測装置１ｂの構成は、特に明記しない場合、実施の形態１と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
図４に示すように、一対の第１カバー電極１１ａ、１１ｂは、リム２０１の周方向に沿ってリム２０１の一方側（例えば右側）に配置される。一対の第１カバー電極１１ａ、１１ｂのうちの、一方の第１カバー電極１１ｂはリム２０１の内周側に配置され、他方の第１カバー電極１１ａはリム２０１の外周側に配置される。
一対の第２カバー電極１２ａ、１２ｂは、リム２０１の周方向に沿ってリム２０１の他方側（例えば左側）に配置される。一対の第２カバー電極１２ａ、１２ｂのうちの、一方の第２カバー電極１２ｂはリム２０１の内周側に配置され、他方の第２カバー電極１２ａはリム２０１の外周側に配置される。
なお、一対の第１カバー電極１１ａ、１１ｂ及び一対の第２カバー電極１２ａ、１２ｂの配置は、上述の配置に限定されない。例えば、円を径方向に四分割した円弧状の一対の第１カバー電極及び一対の第２カバー電極をリム２０１の周方向に沿って配置してもよい。具体的には、一方の第１カバー電極をリム２０１の一方側上部に配置し、他方の第１カバー電極をリム２０１の一方側下部に配置し、一方の第２カバー電極をリム２０１の他方側上部に配置し、及び、他方の第２カバー電極をリム２０１の他方側下部に配置してもよい。
一対の第１ローパスフィルタ４１のそれぞれの出力が互いに電気的に接続されているため、一対の第１カバー電極１１ａ、１１ｂのそれぞれが出力した検出信号は、一対の第１ローパスフィルタ４１を介して１つに纏められて１つのボルテージフォロワ回路５０に入力される。つまり、一対の第１ローパスフィルタ４１のそれぞれから出力された検出信号が１つの信号となるため、一対の第１カバー電極１１ａ、１１ｂは、１つ電極として振る舞う。
また、一対の第２ローパスフィルタ４２のそれぞれの出力が電気的に接続されているため、一対の第２カバー電極１２ａ、１２ｂのそれぞれが出力した検出信号は、一対の第２ローパスフィルタ４２を介して１つに纏められてボルテージフォロワ回路５０に入力される。つまり、一対の第２ローパスフィルタ４２のそれぞれから出力された検出信号が１つの信号となるため、一対の第２カバー電極１２ａ、１２ｂは、１つ電極として振る舞う。
［作用効果］
次に、本実施の形態における計測装置１ｂの作用効果について説明する。
以上のように、本実施の形態における計測装置１ｂでは、ステアリングホイール２００には、第１ローパスフィルタ４１に電気的に接続される一対の第１カバー電極１１ａ、１１ｂと、第２ローパスフィルタ４２が電気的に接続される一対の第２カバー電極１２ａ、１２ｂとが配置される。ステアリングホイール２００に一対の第１カバー電極１１ａ、１１ｂ及び一対の第２カバー電極１２ａ、１２ｂを設けることで、把持検出と心電位検出とを行うことができるようになるため、計測装置１ｂの設置が容易になる。
また、本実施の形態における計測装置１ｂでは、把持検出回路３０が、一対の第１カバー電極１１ａ、１１ｂ及び一対の第２カバー電極１２ａ、１２ｂのそれぞれの検出信号に応じた検出結果を示す信号を、それぞれ独立して出力するため、上述したように、両手でステアリングホイール２００を把持しているかどうかを判断することができるようになる。このため、この計測装置１ｂでは、車両を運転する運転者の安全性を、より高めることができる。
また、本実施の形態においても、実施の形態１と同様の作用効果を奏する。
（実施の形態３）
［構成：計測装置１ｃ］
図５は、実施の形態３に係る計測装置１ｃを示すブロック図である。
上記実施の形態１の図３Ａでは、増幅回路７１とボルテージフォロワ回路５０との間にマルチプレクサ６０が設けられているが、図５に示すように、本実施の形態では、複数の増幅回路とＡ／Ｄ変換器７２との間にマルチプレクサ６０が設けられている点で相違する。
本実施の形態の計測装置１ｃの構成は、特に明記しない場合、実施の形態１と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
図５に示すように、心電検出回路７０は、複数の増幅回路を有する。本実施の形態では、３つの増幅回路である第１増幅回路７１ａ、第２増幅回路７１ｂ及び第３増幅回路７１ｃを有するが、増幅回路の数は、電極数に応じて変化するため、４つ以上の増幅回路が用いられもよく、２つの増幅回路が用いられてもよい。また、第１増幅回路７１ａ、第２増幅回路７１ｂ及び第３増幅回路７１ｃのうちの２つの増幅回路は、第１増幅回路、及び、第２増幅回路の一例である。
心電検出回路７０のそれぞれの増幅回路は、複数のボルテージフォロワ回路５０のうちの２つのボルテージフォロワ回路５０と電気的に接続されている。具体的には、全ての増幅回路は、第１シート電極２１に対応するボルテージフォロワ回路５０と電気的に接続される。また、第２シート電極２２、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２のそれぞれに対応するボルテージフォロワ回路５０は、複数の増幅回路と一対一で電気的に接続される。本実施の形態では、第１シート電極２１は、基準電位用の電極として設定されている。より具体的には、第１増幅回路７１ａは、入力側がそれぞれのボルテージフォロワ回路５０を介して第１ローパスフィルタ４１及び第１シート電極２１と電気的に接続され、出力側がマルチプレクサ６０と電気的に接続される。第２増幅回路７１ｂは、入力側がそれぞれのボルテージフォロワ回路５０を介して第２ローパスフィルタ４２及び第１シート電極２１と電気的に接続され、出力側がマルチプレクサ６０と電気的に接続される。第３増幅回路７１ｃは、入力側がそれぞれのボルテージフォロワ回路５０を介して第１シート電極２１及び第２シート電極２２と電気的に接続され、出力側がマルチプレクサ６０と電気的に接続される。
第１増幅回路７１ａ、第２増幅回路７１ｂ及び第３増幅回路７１ｃのそれぞれは、それぞれのボルテージフォロワ回路５０から出力されたローインピーダンスにされた検出信号を差動増幅した差動増幅信号をマルチプレクサ６０に入力する。
本実施の形態では、心電検出回路７０は、マルチプレクサ６０を有する。マルチプレクサ６０は、取得した複数の差動増幅信号のうちの１つの差動増幅信号をＡ／Ｄ変換器７２に入力する。具体的には、マルチプレクサ６０は、制御回路６１によって制御されることで、複数の差動増幅信号のうちから最も電位差の高い差動増幅信号を選択するように切換える。
［作用効果］
次に、本実施の形態における計測装置１ｃの作用効果について説明する。
以上のように、本実施の形態における計測装置１ｃでは、制御回路６１は、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２及び第２シート電極２２のいずれか１つと第１シート電極２１とが、心電検出回路７０と電気的に接続されるように、マルチプレクサ６０を切換える。このため、制御回路６１はマルチプレクサ６０を切換えることで、第１カバー電極１１の電位、第２カバー電極１２の電位及び第２シート電極２２の電位のそれぞれと第１シート電極２１の電位との差である３つの電位差のうち、任意の電位差を選択することができる。つまり、制御回路６１は、第１増幅回路７１ａ、第２増幅回路７１ｂ及び第３増幅回路７１ｃから出力される差動増幅信号のうちの１つの差動増幅信号を、マルチプレクサ６０に抽出させることができる。これにより、制御回路６１は複数の差動増幅信号の中から適切な差動増幅信号を選択することができるため、この計測装置１ｃでは、把持検出及び心電位検出の精度をより向上させることができる。
また、本実施の形態においても、実施の形態１等と同様の作用効果を奏する。
（実施の形態４）
［構成：計測装置２］
図６は、実施の形態４に係る計測装置２を示すブロック図である。
本実施の形態４の図６では、第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂを有する点で、実施の形態１等と相違する。
本実施の形態の計測装置２の構成は、特に明記しない場合、実施の形態１等と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
計測装置２は、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２、第１ハイパスフィルタ３１及び第２ハイパスフィルタ３２、把持検出回路３０、第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２、第１ボルテージフォロワ回路５０ａ、第２ボルテージフォロワ回路５０ｂ、第３ボルテージフォロワ回路５０ｃ、マルチプレクサ６０、制御回路６１、心電検出回路７０及び情報処理装置８０の他に、第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂを備える。なお、以下、単にボルテージフォロワ回路と呼ぶ場合は、第１ボルテージフォロワ回路５０ａ、第２ボルテージフォロワ回路５０ｂ及び第３ボルテージフォロワ回路５０ｃを総称して呼ぶ。
＜第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２＞
第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２は、配線９１ａ、９１ｂ、９２ａ、９２ｂを介して第１ハイパスフィルタ３１及び第２ハイパスフィルタ３２と電気的に接続される。配線９２ａ、９２ｂは、配線９１ａ、９１ｂと電気的に接続され、配線９１ａ、９１ｂの途中で分岐している。
また、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２はそれぞれ、配線９０ａ及び９０ｂを介して、第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２と電気的に接続される。運転者の手によるステアリングカバー１１０への接触を検出すると、後述する第１セレクタ９０ａによって切換えられることで、第１カバー電極１１は第１ハイパスフィルタ３１又は第１ローパスフィルタ４１に検出信号を入力し、後述する第２セレクタ９０ｂによって第１セレクタ９０ａと略同一のタイミングで切換えられることで、第２カバー電極１２は第２ハイパスフィルタ３２又は第２ローパスフィルタ４２に、検出信号を入力する。
＜第１ハイパスフィルタ３１及び第２ハイパスフィルタ３２＞
第１ハイパスフィルタ３１は、第１カバー電極１１と把持検出回路３０とを電気的に接続する配線９１ａ、９２ａ上（本実施の形態では配線９２ａ上）に配置され、第２ハイパスフィルタ３２は、第１ハイパスフィルタ３１と異なるフィルタであり、第２カバー電極１２と把持検出回路３０とを電気的に接続する配線９１ｂ、９２ｂ上（本実施の形態では配線９２ｂ上）に配置される。第１ハイパスフィルタ３１及び第２ハイパスフィルタ３２は、配線９２ａ、９２ｂを介して把持検出処理部３５と電気的に接続される。
＜第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂ＞
第１セレクタ９０ａは、第１カバー電極１１と第１ハイパスフィルタ３１との間であり、かつ、第１カバー電極１１と第１ローパスフィルタ４１との間に配置される。また、第２セレクタ９０ｂは、第２カバー電極１２と第２ハイパスフィルタ３２との間であり、かつ、第２カバー電極１２と第２ローパスフィルタ４２との間に配置される。
第１セレクタ９０ａは、配線９１ａ上における、配線９１ａと配線９２ａとの接続点（分岐点）に設けられ、配線９１ａを介して第１ローパスフィルタ４１及び第１カバー電極１１と電気的に接続され、配線９２ａを介して第１ハイパスフィルタ３１と電気的に接続される。また、第２セレクタ９０ｂは、配線９１ｂ上における、配線９１ｂと配線９２ｂとの接続点（分岐点）に設けられ、配線９１ｂを介して第２ローパスフィルタ４２及び第２カバー電極１２と電気的に接続され、配線９２ｂを介して第２ハイパスフィルタ３２と電気的に接続される。
また、第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂは、制御回路６１と電気的に接続される。第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂには、制御回路６１から切換信号が入力される。第１セレクタ９０ａは、制御回路６１からの切換信号によって制御されることで、第１ローパスフィルタ４１と第１ハイパスフィルタ３１との電気的な接続を選択するように切換える、スイッチである。また、第２セレクタ９０ｂは、制御回路６１からの切換信号によって制御されることで、第１セレクタ９０ａと同期して、第２ローパスフィルタ４２と第２ハイパスフィルタ３２との電気的な接続を選択するように切換える、スイッチである。なお、第１ローパスフィルタ４１と第１ハイパスフィルタ３１との電気的な接続を交互に選択ように切換えてもよく、第２ローパスフィルタ４２と第２ハイパスフィルタ３２との電気的な接続を交互に選択ように切換えてもよい。
具体的には、第２セレクタ９０ｂが第２ローパスフィルタ４２から第２ハイパスフィルタ３２に切換えると同時に、第１セレクタ９０ａが第１ローパスフィルタ４１から第１ハイパスフィルタ３１に切換える。これにより、第１カバー電極１１が第１セレクタ９０ａを介して第１ハイパスフィルタ３１と電気的に接続され、第２カバー電極１２が第２セレクタ９０ｂを介して第２ハイパスフィルタ３２と電気的に接続される。また、第２セレクタ９０ｂが第２ハイパスフィルタ３２から第２ローパスフィルタ４２に切換えると同時に、第１セレクタ９０ａが第１ハイパスフィルタ３１から第１ローパスフィルタ４１に切換える。これにより、第１カバー電極１１が第１セレクタ９０ａを介して第１ローパスフィルタ４１と電気的に接続され、第２カバー電極１２が第２セレクタ９０ｂを介して第２ローパスフィルタ４２と電気的に接続される。
また、第１セレクタ９０ａは、所定期間、第１ハイパスフィルタ３１を選択し、第２セレクタ９０ｂは、所定期間、第２ハイパスフィルタ３２を選択する。心電位に基づく心拍は一定周期ごとに行われる心臓の脈動であるため、所定期間は、隣り合う２つの脈動の間の期間（例えば、心電図波形におけるＳＱ間隔、ＲＱ間隔、ＳＲ間隔等と呼ばれる期間）のうちの少なくとも一部の期間である。所定期間と所定期間以外の期間とは、心臓の脈動に応じて交互に繰り返される。ここでいう脈動とは、例えば、心電図波形におけるＲ波、Ｑ波又はＳ波であってもよい。また、第１セレクタ９０ａは、第２セレクタ９０ｂと同期するため、第１セレクタ９０ａの所定期間は、第２セレクタ９０ｂの所定期間と略同一のタイミングである。
所定期間では、第１セレクタ９０ａは、第１ハイパスフィルタ３１を選択して、第１カバー電極１１と第１ハイパスフィルタ３１とを電気的に接続し、所定期間以外の期間では、第１セレクタ９０ａは、第１ローパスフィルタ４１を選択して、第１カバー電極１１と第１ローパスフィルタ４１とを電気的に接続する。また、所定期間では、第２セレクタ９０ｂは、第２ハイパスフィルタ３２を選択して、第２カバー電極１２と第２ハイパスフィルタ３２とを電気的に接続し、所定期間以外の期間では、第２セレクタ９０ｂは、第２ローパスフィルタ４２を選択して、第２カバー電極１２と第２ローパスフィルタ４２とを電気的に接続する。ここで、所定期間以外の期間は、心臓の脈動を検出する期間であり、例えば、心電図波形における、ＱＲＳ幅、ＱＲ幅、ＲＳ幅又はＲ幅と呼ばれる期間を含む。
なお、第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂが第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２を選択する所定期間以外の期間は、第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂが第１ハイパスフィルタ３１及び第２ハイパスフィルタ３２を選択する所定期間よりも長い期間である。例えば、第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂが第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２を選択する所定期間以外の期間は、第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂが第１ハイパスフィルタ３１及び第２ハイパスフィルタ３２を選択する所定期間よりも約１０倍長い。
＜第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２＞
第１ローパスフィルタ４１は、第１カバー電極１１とマルチプレクサ６０とを電気的に接続する配線９１ａ上に配置され、第２ローパスフィルタ４２は、第２カバー電極１２とマルチプレクサ６０とを電気的に接続する配線９１ｂ上に配置される。第１ローパスフィルタ４１は、第１カバー電極１１と、第１ボルテージフォロワ回路５０ａを介したマルチプレクサ６０と電気的に接続され、第２ローパスフィルタ４２は、第２カバー電極１２と、第２ボルテージフォロワ回路５０ｂを介したマルチプレクサ６０と電気的に接続される。
＜ボルテージフォロワ回路＞
複数のボルテージフォロワ回路は、第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２のそれぞれとマルチプレクサ６０との間、かつ、第１シート電極２１及び第２シート電極２２のそれぞれとマルチプレクサ６０との間に配置される。複数のボルテージフォロワ回路のうちの第１ボルテージフォロワ回路５０ａ及び第２ボルテージフォロワ回路５０ｂは、配線９１ａ上の第１ローパスフィルタ４１の出力側及び配線９１ｂ上の第２ローパスフィルタ４２の出力側にそれぞれ配置され、複数のボルテージフォロワ回路のうちの第３ボルテージフォロワ回路５０ｃは、第１シート電極２１の出力側、及び、第２シート電極２２の出力側に配置される。具体的には、複数のボルテージフォロワ回路のうちの第１ボルテージフォロワ回路５０ａ及び第２ボルテージフォロワ回路５０ｂでは、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２のそれぞれが、第１ローパスフィルタ４１、第２ローパスフィルタ４２及び配線９１ａ、９１ｂ等を介してプラス側入力端子と電気的に接続される。また、第３ボルテージフォロワ回路５０ｃでは、第１シート電極２１及び第２シート電極２２のそれぞれが、配線９３を介してプラス側入力端子と電気的に接続される。
また、第１ローパスフィルタ４１の出力側の第１ボルテージフォロワ回路５０ａ及び第１ローパスフィルタ４１から第１カバー電極１１までの配線距離、及び、第２ローパスフィルタ４２の出力側の第２ボルテージフォロワ回路５０ｂ及び第２ローパスフィルタ４２から第２カバー電極１２までの配線距離のそれぞれは、第１ローパスフィルタ４１、第２ローパスフィルタ４２及びこれら２つの第１ボルテージフォロワ回路５０ａ及び第２ボルテージフォロワ回路５０ｂのそれぞれから心電検出回路７０までの配線距離よりも短い。つまり、第１ローパスフィルタ４１、第２ローパスフィルタ４２及びこれら２つの第１ボルテージフォロワ回路５０ａ及び第２ボルテージフォロワ回路５０ｂは、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２からマルチプレクサ６０までの配線経路において、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２の近傍に配置され、心電検出回路７０から遠く離れた場所に配置される。
例えば第１ローパスフィルタ４１、第２ローパスフィルタ４２及びこれら２つの第１ボルテージフォロワ回路５０ａ及び第２ボルテージフォロワ回路５０ｂは、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２から心電検出回路７０までの配線距離の１／２より短い位置に配置されてもよい。
また、第１シート電極２１の出力側の第１ボルテージフォロワ回路５０ａから第１シート電極２１までの配線距離、及び、第２シート電極２２の出力側の第２ボルテージフォロワ回路５０ｂから第２シート電極２２までの配線距離のそれぞれは、これら２つの第１ボルテージフォロワ回路５０ａ及び第２ボルテージフォロワ回路５０ｂのそれぞれから心電検出回路７０までの配線距離よりも短い。つまり、これら２つの第１ボルテージフォロワ回路５０ａ及び第２ボルテージフォロワ回路５０ｂは、第１シート電極２１及び第２シート電極２２の近傍に配置され、心電検出回路７０から遠く離れた場所に配置される。
例えばこれら２つの第１ボルテージフォロワ回路５０ａ及び第２ボルテージフォロワ回路５０ｂは、第１シート電極２１及び第２シート電極２２から心電検出回路７０までの配線距離の１／２より短い位置に配置されてもよい。
＜制御回路６１＞
制御回路６１は、例えば運転席２０３に内蔵されている。制御回路６１は、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２のうちの２つの電極が心電検出回路７０と電気的に接続される組み合わせの全てを選択するように、マルチプレクサ６０を順次切換える。言い換えれば、制御回路６１は、第１セレクタ９０ａが第１ローパスフィルタ４１を選択し、かつ、第２セレクタ９０ｂが第２ローパスフィルタ４２を選択している場合に、取得した４つの検出信号の全ての組み合わせのうちの、検出信号の出力幅（振幅）が最大となる２つの検出信号（組み合わせの検出信号）を出力させるように、マルチプレクサ６０を制御する。
具体的には、制御回路６１は、第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２が選択されている場合に、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２から取得した４つの検出信号のうちの２つの検出信号の組み合わせの全てを選択し、選択した組み合わせの中で出力幅が最大となる２つの電極による組み合わせの検出信号を抽出する。
例えば、制御回路６１は、心電検出回路７０が検出した検出結果に基づいてこの抽出を行う。制御回路６１は、第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２が選択されている場合に、マルチプレクサ６０が取得した４つの検出信号のうちの２つの検出信号の組み合わせの全てを参照し、２つの検出信号が示す２つの電極の電位差が最大となる組み合わせを抽出する。
制御回路６１は、第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２が選択されている場合に、２つの電極の電位差が最大となる組み合わせとなるように、切換信号を出力してマルチプレクサ６０を制御する。
また、制御回路６１は、運転者の心電位検出した検出結果を示す心電検出信号を心電検出回路７０から取得する。制御回路６１は、心電検出信号に示される心電位の振幅が所定値よりも小さいかどうかを判定する。制御回路６１は、心電位の振幅が所定値以上の場合、第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂに切換信号を出力し、第１セレクタ９０ａが第１ハイパスフィルタ３１から第１ローパスフィルタ４１に切換え（第１ローパスフィルタ４１を選択）、第２セレクタ９０ｂが第２ハイパスフィルタ３２から第２ローパスフィルタ４２に切換える（第２ローパスフィルタ４２を選択）。また、制御回路６１は、心電位の振幅が所定値よりも小さい場合、第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂに切換信号を出力し、第１セレクタ９０ａが第１ローパスフィルタ４１から第１ハイパスフィルタ３１に切換え（第１ハイパスフィルタ３１を選択）、第２セレクタ９０ｂが第２ローパスフィルタ４２から第２ハイパスフィルタ３２に切換える（第２ハイパスフィルタ３２を選択）。
また、制御回路６１は、心電検出信号が示す心臓の脈動が行われている期間と、隣り合う２つの脈動の間の期間とを算出し、第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂを制御する。つまり、制御回路６１は、隣り合う２つの脈動の間の期間のうちの少なくとも一部の期間である所定期間中、第１ハイパスフィルタ３１と第１カバー電極１１とを電気的に接続させるために、第１セレクタ９０ａに切換信号を出力して第１セレクタ９０ａを制御し、かつ、第２ハイパスフィルタ３２と第２カバー電極１２とを電気的に接続させるために、第２セレクタ９０ｂに切換信号を出力して第２セレクタ９０ｂを制御する。また、制御回路６１は、所定期間以外の期間中、第１ローパスフィルタ４１と第１カバー電極１１とを電気的に接続させるために、第１セレクタ９０ａに切換信号を出力して第１セレクタ９０ａを制御し、かつ、第２ローパスフィルタ４２と第２カバー電極１２とを電気的に接続させるために、第２セレクタ９０ｂに切換信号を出力して第２セレクタ９０ｂを制御する。
なお、本実施の形態では、制御回路６１が第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂを切換える機能を有するが、上述したように、第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂのそれぞれが、心電検出信号に基づいてローパスフィルタとハイパスフィルタとの切換えを行ってもよい。この場合、第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂのそれぞれは、心電検出回路７０から心電検出信号を取得してもよい。
［処理］
運転者が車室内で座席に座って両手でハンドルを握っている状態において、本実施の形態の計測装置２では、ステアリングカバー１１０の第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２は、ステアリングカバー１１０への運転者の手の接触を検出し、検出した検出信号を、第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂが第１ハイパスフィルタ３１及び第２ハイパスフィルタ３２を選択することで入力したり、第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂが第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２を選択することで入力したりする。また、第１シート電極２１及び第２シート電極２２は、運転席への運転者の大腿、臀部及び背中の接触を検出し、検出した検出信号を、配線９３上のそれぞれの第３ボルテージフォロワ回路５０ｃに入力する。
第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂの選択によって、第１ハイパスフィルタ３１には第１カバー電極１１が検出した検出信号が入力され、第２ハイパスフィルタ３２には、第２カバー電極１２が検出した検出信号が入力される。第１ハイパスフィルタ３１及び第２ハイパスフィルタ３２のそれぞれは、検出信号の低周波成分を除去し、所定周波数以上の検出信号を把持検出回路３０に入力する。
第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂの選択によって、第１ローパスフィルタ４１には第１カバー電極１１が検出した検出信号が入力され、第２ローパスフィルタ４２には、第２カバー電極１２が検出した検出信号が入力される。第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２は、検出信号の高周波成分を除去し、所定周波数以下の検出信号を、配線９１ａ上の第１ボルテージフォロワ回路５０ａ及び配線９１ｂ上の第２ボルテージフォロワ回路５０ｂにそれぞれ入力する。
マルチプレクサ６０は、取得した４つの検出信号のうちから抽出された２つの検出信号を出力するように、制御回路６１によって切換制御される。つまり、制御回路６１は、第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２が選択されている場合に、２つの電極の電位差が最大となる組み合わせ（２つの検出信号）を抽出し、抽出した２つの検出信号を出力させるための切換信号をマルチプレクサ６０に入力することで、マルチプレクサ６０を切換制御する。マルチプレクサ６０は、２つの電極の電位差が最大となる２つの検出信号を心電検出回路７０に入力する。
次に、制御回路６１の処理について、図７を用いて説明する。
図７は、実施の形態４に係る計測装置２の処理を示すフローチャートである。なお、図７では、特に第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂの制御処理について説明する。また、把持検出回路３０、及び、心電検出回路７０におけるそれぞれの検出は、第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂの選択制御後（図７の、後述するＳ１３及びＳ１５の後）に行われる。
まず、制御回路６１は、心電検出回路７０から心電検出信号を取得したかどうかを判定する。制御回路６１は、心電検出回路７０から心電検出信号を取得していない場合（Ｓ１１でＮＯ）、処理をステップＳ１１に戻し、同じ処理を繰り返す。
制御回路６１は、心電検出回路７０から心電検出信号を取得した場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、心電検出信号に示される心電位の振幅が所定値よりも小さいかどうかを判定する。
制御回路６１は、心電位の振幅が所定値以上の場合（Ｓ１２でＮＯ）、第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂに切換信号を出力する。つまり、心電位の振幅が所定値以上の場合、心臓が脈動を行う所定期間以外の期間を示している。このため、制御回路６１は、第１セレクタ９０ａに切換信号を出力し、第１セレクタ９０ａが第１ハイパスフィルタ３１から第１ローパスフィルタ４１に切換える（第１ローパスフィルタ４１を選択）（Ｓ１５）。これにより、第１ローパスフィルタ４１と第１カバー電極１１とが電気的に接続される。また、制御回路６１は、第２セレクタ９０ｂに切換信号を出力し、第２セレクタ９０ｂが第２ハイパスフィルタ３２から第２ローパスフィルタ４２に切換える（第２ローパスフィルタ４２を選択）（Ｓ１５）。これにより、第２ローパスフィルタ４２と第２カバー電極１２とが電気的に接続される。そして、心電検出回路７０は、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２のそれぞれの検出信号のうちの２つの検出信号をマルチプレクサ６０から取得する。なお、所定値は、心電図波形のＳ波を検出可能な値を閾値として設定してもよい。
そして、制御回路６１は、心電検出信号を取得するたびにこの処理を繰り返す。
制御回路６１は、心電位の振幅が所定値よりも小さい場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂに切換信号を出力する。つまり、心電位の振幅が所定値よりも小さい場合、心臓が脈動を行っていない所定期間を示している。なお、所定期間は、前回検出した心電から得られる、脈と脈との間の期間として更新される。このため、制御回路６１は、第１セレクタ９０ａに切換信号を出力し、第１セレクタ９０ａが第１ローパスフィルタ４１から第１ハイパスフィルタ３１に切換える（第１ハイパスフィルタ３１を選択）（Ｓ１３）。これにより、第１ハイパスフィルタ３１と第１カバー電極１１とが電気的に接続される。また、制御回路６１は、第２セレクタ９０ｂに切換信号を出力し、第２セレクタ９０ｂが第２ローパスフィルタ４２から第２ハイパスフィルタ３２に切換える（第２ハイパスフィルタ３２を選択）（Ｓ１３）。そして、第２ハイパスフィルタ３２と第２カバー電極１２とが電気的に接続される。これにより、把持検出回路３０は、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２のそれぞれから検出信号を取得する。
制御回路６１は、切換信号を出力、つまり、第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂが第１ハイパスフィルタ３１及び第２ハイパスフィルタ３２を選択してから、所定期間が経過したかどうかを判定する（Ｓ１４）。制御回路６１は、所定期間が経過していない場合（Ｓ１４でＮＯ）、所定期間が経過するまで、この処理を繰り返す。
制御回路６１は、所定期間が経過した場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂに第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２を選択させる（Ｓ１５）。
そして、制御回路６１は、心電検出信号を取得するたびにこの処理を繰り返す。
［作用効果］
次に、本実施の形態における計測装置２の作用効果について説明する。
以上のように、本実施の形態における計測装置２では、運転者が運転席２０３に座ってステアリングホイール２００を把持した状態において、第１セレクタ９０ａが第１ローパスフィルタ４１と第１ハイパスフィルタ３１とを選択することで、把持検出回路３０に第１カバー電極１１の検出信号が第１ハイパスフィルタ３１を介して入力されたり、心電検出回路７０に第１カバー電極１１の検出信号が第１ローパスフィルタ４１を介して入力されたりする。また、例えば、心電検出回路７０には、第２電極の一例である第２カバー電極１２又は第１シート電極２１の検出信号が入力される。このため、把持検出回路３０は、第１ハイパスフィルタ３１を介して入力された検出信号から、第１カバー電極１１と運転者の手との間の静電容量の変化に基づいて、把持検出をすることができる。また、心電検出回路７０は、第１カバー電極１１の電位と、第２カバー電極１２又は第１シート電極２１の電位との電位差から、運転者の心電位検出をすることができる。このため、従来のように、把持検出及び心電位検出の不感領域が存在したり、電極の感度が低下したりといったことが生じ難くなる。
したがって、把持検出及び心電位検出の精度の低下を抑制することができる。
特に、第１カバー電極１１は、第１セレクタ９０ａによって、第１ローパスフィルタ４１及び第１ハイパスフィルタ３１と同時に接続しない、つまり、把持検出回路３０及び心電検出回路７０と同時に接続されない。このため、心電検出回路７０に重畳されたノイズが第１セレクタ９０ａによって遮断されるため、把持検出回路３０に伝搬し難くなる。その結果、この計測装置２では、把持検出回路３０の把持検出精度を向上させることができる。
また、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２は、心電位検出の電極と把持検出の電極とを共有することによって、同一の電極で把持検出及び心電位検出を行うことができる。このため、一部の領域で、ステアリングホイール２００の把持を検出しなくなったり、他の領域で心電位検出しなくなったりするという、双方の不感領域が存在し難くなる。このため、把持検出及び心電位検出を確実に行うことができる。
また、この計測装置２では、把持検出と心電位検出とを別々の電極で行う必要もないため、計測装置２の構造が複雑になり難くなるとともに、製造コストが高騰化し難くなる。
また、この計測装置２では、心電位検出用の電極と把持検出用の電極とをリム２０１に巻き付ける必要も生じないため、ステアリングカバー１１０の厚みの増加によって、ステアリングホイール２００が握り難くなるという不具合も生じ難くなる。
例えば、心電位に基づく心拍は一定周期ごとに行われる心臓の脈動であるため、脈動が行われる間隔つまり隣り合う２つの脈動の間の期間は、心拍を検出しない所定期間でもある。
また、本実施の形態における計測装置２では、心電位の振幅が所定値よりも小さくなる当該所定期間、第１セレクタ９０ａが第１ハイパスフィルタ３１を選択し、かつ、第２セレクタ９０ｂが第２ハイパスフィルタ３２を選択する。また、所定期間以外の期間では、第１セレクタ９０ａが第１ローパスフィルタ４１を選択し、かつ、第２セレクタ９０ｂが第２ローパスフィルタ４２を選択することもできる。このため、この計測装置２では、心電位のように所定期間と所定期間以外の期間とが繰り返されることで、把持検出と心電位検出とを行うことができるため、把持検出及び心電位検出を確実に行うことができる。
また、本実施の形態における計測装置２では、第１シート電極２１が表面部２０３ａに配置されることで、人体において、右手から人体を通した左手までの距離よりも、一方の手から人体を通して運転者の大腿までの距離の方が長くなっている部分を活用することができる。つまり、運転者の右手を検出する第１シート電極２１の電位から運転者の左手を検出する第２シート電極２２の電位までの電位差よりも、運転者の一方の手を検出する第１シート電極２１の電位から運転者の大腿を検出する第１カバー電極１１の電位までの電位差の方が大きくなる。これにより、本実施の形態の計測装置２では、より精度よく心電位計測を行うことができる。
また、本実施の形態における計測装置２では、心電位の振幅が所定値よりも小さくなる当該所定期間、第１セレクタ９０ａが第１ハイパスフィルタ３１を選択する。また、所定期間以外の期間では、第１セレクタ９０ａが第１ローパスフィルタ４１を選択することもできる。このため、この計測装置２では、心電位のように所定期間と所定期間以外の期間とが繰り返されることで、把持検出と心電位検出とを行うことができるため、把持検出及び心電位検出を確実に行うことができる。
また、本実施の形態における計測装置２では、第２カバー電極１２は、ステアリングホイール２００における第１カバー電極１１と異なる箇所に配置される。このため、両手でステアリングホイール２００を把持しているかどうかを判断することができるようになる。例えば、半自動運転状態又は自動運転状態からハンドオーバー時にステアリングホイール２００を両手で適切に把持しているかどうかの判断に用いることで、両手でステアリングホイール２００を把持するように注意喚起を行う等、車両を運転する運転者の安全性を高めることができる。
また、計測装置２は、第１シート電極２１も有しているため、一方の手を検出する第１カバー電極１１又は第２カバー電極１２と、大腿を検出する第１シート電極２１との電位差を計測できる。このため、計測装置２は、より精度よく心電位計測を行うことができる。つまり、計測装置２は、両手による把持検出と心電位検出の精度向上とを実現することができる。
また、本実施の形態における計測装置２では、制御回路６１は、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２から取得した４つの検出信号のうちの２つの検出信号で心電検出回路７０が検出結果を示す信号を出力するように、マルチプレクサ６０を切換える。このため、制御回路６１は、マルチプレクサ６０を切換えることで、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２のそれぞれの４つの検出信号のうちの２つの検出信号を、マルチプレクサ６０に抽出させることができる。つまり、制御回路６１は４つの電極のうちの任意の２つの電極を選択することができるため、この計測装置２では、運転者の姿勢等に適した把持検出及び心電位検出を行うことができる。
また、本実施の形態における計測装置２では、制御回路６１は、第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２が選択されている場合に、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２の４つの電極の検出信号のうちの、出力幅が最大となる最適な組み合わせとなる２つの検出信号を抽出することで、抽出した２つの検出信号に応じた組み合わせである２つの電極を選択することができる。つまり、制御回路６１は、電位差が最大となる２つの電極の組み合わせを選択することができる。このため、この計測装置２では、心電位検出の精度を、より確実に向上させることができる。
また、本実施の形態における計測装置２では、第１ローパスフィルタ４１及びそれぞれの第１ボルテージフォロワ回路５０ａは、第１カバー電極１１から心電検出回路７０までの配線経路において、心電検出回路７０側よりも、これら電極の近くに配置される。第１カバー電極１１から心電検出回路７０までの配線経路上の第１ボルテージフォロワ回路５０ａは、心電検出回路７０までの配線経路の出力インピーダンスをローインピーダンスにすることができる。このため、この計測装置２では、第１ボルテージフォロワ回路５０ａから心電検出回路７０までの配線経路におけるノイズの影響を抑制することができる。
また、本実施の形態における計測装置２では、第１ローパスフィルタ４１及びそれぞれの第１ボルテージフォロワ回路５０ａは、第１シート電極１１から心電検出回路７０までの配線経路において、心電検出回路７０側よりも、第１シート電極１１の近くに配置される。また、第２ローパスフィルタ４２及びそれぞれの第２ボルテージフォロワ回路５０ｂは、第２シート電極１２から心電検出回路７０までの配線経路において、心電検出回路７０側よりも、第２シート電極１２の近くに配置される。第１シート電極１１から心電検出回路７０までの配線経路の第１ボルテージフォロワ回路５０ａ、及び、第２シート電極１２から心電検出回路７０までの配線経路の第２ボルテージフォロワ回路５０ｂは、心電検出回路７０までの配線経路の出力インピーダンスをローインピーダンスにすることができる。このため、この計測装置では、第１ボルテージフォロワ回路５０ａ及び第２ボルテージフォロワ回路５０ｂから心電検出回路７０までの配線経路におけるノイズの影響を抑制することができる。
（実施の形態４の変形例）
図８は、実施の形態４の変形例に係る計測装置２ａを示すブロック図である。
本変形例の計測装置２ａの構成は、特に明記しない場合、実施の形態４等と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
上記実施の形態４の図６では、第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２の出力側に第１ボルテージフォロワ回路５０ａ及び第２ボルテージフォロワ回路５０ｂが設けられているが、図８に示すように、本変形例では、第１ローパスフィルタ４１の出力側と第２ローパスフィルタ４２の出力側とが電気的に接続されている点で相違する。
図８に示すように、本変形例では、第１ローパスフィルタ４１の出力と第２ローパスフィルタ４２の出力とが結合（互いに電気的に接続）して、心電検出回路７０に入力される。具体的には、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２のそれぞれが出力した検出信号は、第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２を介して１つに纏められて１つの第４ボルテージフォロワ回路５０ｄに入力される。つまり、第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２のそれぞれから出力された検出信号が１つの信号となるため、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２は、１つ電極として振る舞う。第４ボルテージフォロワ回路５０ｄは、第１ボルテージフォロワ回路又は第２ボルテージフォロワ回路の一例である。
このような、本変形例における計測装置２ａでは、心電検出回路７０には、第１カバー電極１１の検出信号と第２カバー電極１２の検出信号とが結合されて入力される。このため、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２は、１つの電極として振る舞う。これにより、運転者の手に対向する電極の面積を増やすことができるため、心電位検出の精度を、より確実に向上させることができる。
また、本変形例においても、実施の形態４等と同様の作用効果を奏する。
（実施の形態５）
［構成：計測装置２ｂ］
図９は、実施の形態５に係る計測装置２ｂを示すブロック図である。
上記実施の形態４の図６では、図２のステアリングカバー１１０が第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２を有するが、図９に示すように、本実施の形態の計測装置２ｂでは、第１カバー電極は２つの第１カバー電極１１ａ、１１ｂに分割され、第２カバー電極は２つの第２カバー電極１２ａ、１２ｂに分割された４つの電極を有している点で相違する。このため、本実施の形態では、一対の第１カバー電極１１ａ、１１ｂの出力側には、対応する一対の第１ハイパスフィルタ３１及び一対の第１ローパスフィルタ４１が電気的に接続され、一対の第２カバー電極１２ａ、１２ｂの出力側には、対応する一対の第２ハイパスフィルタ３２及び一対の第２ローパスフィルタ４２が電気的に接続される。
また、本実施の形態の計測装置２ｂでは、第１シート電極２１及び第２シート電極２２を設けていないが、実施の形態４の図６のように心電検出回路７０に電気的に接続する第１シート電極２１及び第２シート電極２２が設けられていてもよい。本実施の形態では、一対の第１カバー電極１１ａ、１１ｂは第１電極の一例であり、一対の第２カバー電極１２ａ、１２ｂは第２電極の一例である。
本実施の形態の計測装置２ｂの構成は、特に明記しない場合、実施の形態４と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
［作用効果］
次に、本実施の形態における計測装置２ｂの作用効果について説明する。
以上のように、本実施の形態における計測装置２ｂでは、運転者が運転席に座ってステアリングホイール２００を把持した状態において、第２セレクタ９０ｂが第２ローパスフィルタ４２と第２ハイパスフィルタ３２とを選択することで、一対の第２カバー電極１２ａ、１２ｂの検出信号が第２ハイパスフィルタ３２を介して把持検出回路３０に入力されたり、一対の第２カバー電極１２ａ、１２ｂの検出信号が第２ローパスフィルタ４２を介して心電検出回路７０に入力されたりする。また、第２セレクタ９０ｂと同期した第１セレクタ９０ａが第１ローパスフィルタ４１と第１ハイパスフィルタ３１とを選択することで、一対の第１カバー電極１１ａ、１１ｂの検出信号が第１ハイパスフィルタ３２を介して把持検出回路３０に入力されたり、一対の第１カバー電極１１ａ、１１ｂの検出信号が第１ローパスフィルタ４１を介して心電検出回路７０に入力されたりする。このため、上述した従来のように、把持検出及び心電位検出の不感領域が存在したり、電極の感度が低下したりといったことが生じ難くなる。
また、ステアリングホイール２００に一対の第１カバー電極１１ａ、１１ｂと一対の第２カバー電極１２ａ、１２ｂとを設けることで、把持検出と心電位検出とを行うことができるようになるため、計測装置２ｂの設置が容易になる。
また、本実施の形態における計測装置２ｂでは、把持検出回路３０が、一対の第１カバー電極１１ａ、１１ｂ及び一対の第２カバー電極１２ａ、１２ｂのそれぞれの検出信号に応じた検出結果を示す信号を、それぞれ独立して出力するため、上述したように、両手でステアリングホイール２００を把持しているかどうかを判断することができるようになる。このため、この計測装置２ｂでは、車両を運転する運転者の安全性を、より高めることができる。
また、本実施の形態における計測装置２ｂでは、第１ローパスフィルタ４１及びそれぞれの第１ボルテージフォロワ回路５０ａは、一対の第１カバー電極１１ａ、１１ｂから心電検出回路７０までの配線経路において、心電検出回路７０側よりも、一対の第１カバー電極１１ａ、１１ｂの近くに配置される。また、第２ローパスフィルタ４２及びそれぞれの第２ボルテージフォロワ回路５０ｂは、一対の第２カバー電極１２ａ、１２ｂから心電検出回路７０までの配線経路において、心電検出回路７０側よりも、一対の第２カバー電極１２ａ、１２ｂの近くに配置される。一対の第１カバー電極１１ａ、１１ｂから心電検出回路７０までの配線経路の第１ボルテージフォロワ回路５０ａ、及び、一対の第２カバー電極１２ａ、１２ｂから心電検出回路７０までの配線経路の第２ボルテージフォロワ回路５０ｂは、心電検出回路７０までの配線経路の出力インピーダンスをローインピーダンスにすることができる。このため、この計測装置では、第１ボルテージフォロワ回路５０ａ及び第２ボルテージフォロワ回路５０ｂから心電検出回路７０までの配線経路におけるノイズの影響を抑制することができる。
また、本実施の形態においても、実施の形態４等と同様の作用効果を奏する。
（実施の形態６）
［構成：計測装置２ｃ］
図１０は、実施の形態６に係る計測装置２ｃを示すブロック図である。
上記実施の形態４の図６では、増幅回路７１とボルテージフォロワ回路との間にマルチプレクサ６０が設けられているが、図１０に示すように、本実施の形態では、複数の増幅回路とＡ／Ｄ変換器７２との間にマルチプレクサ６０が設けられている点で相違する。
本実施の形態の計測装置２ｃの構成は、特に明記しない場合、実施の形態４等と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
心電検出回路７０のそれぞれの増幅回路は、複数のボルテージフォロワ回路のうちの２つのボルテージフォロワ回路と電気的に接続されている。具体的には、全ての増幅回路は、第１シート電極２１に対応する第３ボルテージフォロワ回路５０ｃと電気的に接続される。また、第２シート電極２２、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２のそれぞれに対応する第３ボルテージフォロワ回路５０ｃ、第１ボルテージフォロワ回路５０ａ及び第２ボルテージフォロワ回路５０ｂは、複数の増幅回路と一対一で電気的に接続される。本実施の形態では、第１シート電極２１は、基準電位用の電極として設定されている。より具体的には、第１増幅回路７１ａは、入力側が第１ボルテージフォロワ回路５０ａを介して第１ローパスフィルタ４１及び第３ボルテージフォロワ回路５０ｃを介して第１シート電極２１と電気的に接続され、出力側がマルチプレクサ６０と電気的に接続される。第２増幅回路７１ｂは、入力側が第２ボルテージフォロワ回路５０ｂを介して第２ローパスフィルタ４２及び第３ボルテージフォロワ回路５０ｃを介して第１シート電極２１と電気的に接続され、出力側がマルチプレクサ６０と電気的に接続される。第３増幅回路７１ｃは、入力側がそれぞれの第３ボルテージフォロワ回路５０ｃを介して第１シート電極２１及び第２シート電極２２と電気的に接続され、出力側がマルチプレクサ６０と電気的に接続される。
［作用効果］
次に、本実施の形態における計測装置２ｃの作用効果について説明する。
以上のように、本実施の形態における計測装置２ｃでは、制御回路６１は、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２及び第２シート電極２２のいずれか１つと第１シート電極２１とが、心電検出回路７０と電気的に接続されるように、マルチプレクサ６０を切換える。このため、制御回路６１はマルチプレクサ６０を切換えることで、第１カバー電極１１の電位、第２カバー電極１２の電位及び第２シート電極２２の電位のそれぞれと第１シート電極２１の電位との差である３つの電位差のうち、任意の電位差を選択することができる。つまり、制御回路６１は、第１増幅回路７１ａ、第２増幅回路７１ｂ及び第３増幅回路７１ｃから出力される差動増幅信号のうちの１つの差動増幅信号を、マルチプレクサ６０に抽出させることができる。これにより、制御回路６１は複数の差動増幅信号の中から適切な差動増幅信号を選択することができるため、この計測装置２ｃでは、把持検出及び心電位検出の精度をより向上させることができる。
また、本実施の形態においても、実施の形態４等と同様の作用効果を奏する。
（実施の形態７）
［構成：計測装置２ｅ］
図１１Ａは、実施の形態７に係る計測装置２ｅを示すブロック図である。
本実施の形態の図１１Ａでは、セレクタがハイパスフィルタ及びローパスフィルタの両方を選択する場合がある点で、実施の形態１等と相違する。
本実施の形態の計測装置２ｅの構成は、特に明記しない場合、実施の形態１等と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
計測装置２ｅは、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１、第２シート電極２２、第１ハイパスフィルタ３１、第２ハイパスフィルタ３２、把持検出回路３０、第１ローパスフィルタ４１、第２ローパスフィルタ４２、第１ボルテージフォロワ回路５０ａ、第２ボルテージフォロワ回路５０ｂ、第３ボルテージフォロワ回路５０ｃ、マルチプレクサ６０、制御回路６１、心電検出回路７０及び情報処理装置８０の他に、第１セレクタ９０ａ１及び第２セレクタ９０ｂ１と、ノイズ検知回路３９とを備える。
第１セレクタ９０ａ１は、第１ローパスフィルタ４１及び第１ハイパスフィルタ３１の両方を選択できる。つまり、第１セレクタ９０ａ１は、第１カバー電極１１から出力された図２のステアリングカバー１１０への接触を示す検出信号を取得すると、取得した検出信号を第１ローパスフィルタ４１及び第１ハイパスフィルタ３１の両方に出力する機能も備える。したがって、第１セレクタ９０ａ１は、第１ローパスフィルタ４１及び第１ハイパスフィルタ３１の少なくとも一方を選択することが可能な複数の切替スイッチを有する。
第１セレクタ９０ａ１の構成について、図１１Ｂを用いて説明する。図１１Ｂは、実施の形態７に係る計測装置２ｅの第１セレクタ９０ａ１及び複数の切替スイッチ９０ｄ１、９０ｄ２を示す模式図である。
第１セレクタ９０ａ１は、複数の切替スイッチ９０ｄ１、９０ｄ２と、配線９１ｅとを有する。切替スイッチ９０ｄ１は、第１カバー電極１１側の配線９１ａと電気的に接続するように配置され、第１ハイパスフィルタ３１側の配線９２ａと、第１ローパスフィルタ４１側の配線９１ａとのいずれか一方の電気的な接続を選択する。また、切替スイッチ９０ｄ２は、配線９１ｅと電気的に接続するように配置され、第１ハイパスフィルタ３１側の配線９２ａと、第１ローパスフィルタ４１側の配線９１ａとを電気的に接続（オン）したり、遮断（オフ）したりする。第１セレクタ９０ａ１が第１ローパスフィルタ４１及び第１ハイパスフィルタ３１の両方を選択する場合、切替スイッチ９０ｄ１、９０ｄ２は、制御回路６１から出力された切替信号を取得する。これにより、切替スイッチ９０ｄ１は第１ハイパスフィルタ３１側の配線９２ａ又は第１ローパスフィルタ４１側の配線９１ａと電気的に接続し、切替スイッチ９０ｄ２は第１ハイパスフィルタ３１側の配線９２ａと、第１ローパスフィルタ４１側の配線９１ａとを電気的に接続する。これにより、第１カバー電極１１からの検出信号が第１ハイパスフィルタ３１及び第１ローパスフィルタ４１に導かれる。また、後述するが、検出信号のノイズレベルが所定のノイズレベル以上であれば、制御回路６１は、切替スイッチ９０ｄ２をオフにさせ、切替スイッチ９０ｄ１を第１ハイパスフィルタ３１側の配線９２ａ、又は、第１ローパスフィルタ４１側の配線９１ａと電気的に接続させる。
また、第２セレクタ９０ｂ１は、第１セレクタ９０ａ１と同様の構成であるため、説明を省略する。これら第１セレクタ９０ａ１及び第２セレクタ９０ｂ１の構成は一例であり、図１１Ｂに限定されない。
また、第２セレクタ９０ｂ１は、第１セレクタ９０ａ１と同期して、第２ローパスフィルタ４２及び第２ハイパスフィルタ３２の両方を選択できる。つまり、第２セレクタ９０ｂ１は、第２カバー電極１２から出力された図２のステアリングカバー１１０への接触を示す検出信号を取得すると、取得した検出信号を第２ローパスフィルタ４２及び第２ハイパスフィルタ３２の両方に出力する機能も備える。したがって、第２セレクタ９０ｂ１は、第２ローパスフィルタ４２及び第２ハイパスフィルタ３２の少なくとも一方を選択することが可能な複数の切替スイッチを有する。
ノイズ検知回路３９は、心電検出回路７０に入力される検出信号、及び、把持検出回路３０に入力される検出信号のノイズレベルを検知する。ノイズレベルは、把持検出及び心電検出の両方において、許容誤差を超える信号の出力値である。ノイズ検知回路３９は、第１セレクタ９０ａ１が、第１ローパスフィルタ４１及び第１ハイパスフィルタ３１の両方を選択し、かつ、第２セレクタ９０ｂ１が、第２ローパスフィルタ４２及び第２ハイパスフィルタ３２の両方を選択した状態で、心電検出回路７０に入力される検出信号、及び、把持検出回路３０に入力される検出信号の少なくとも一方が所定のノイズレベル以上か否かを判定する。
ノイズ検知回路３９は、制御回路６１と電気的に接続され、かつ、第１ハイパスフィルタ３１及び第２ハイパスフィルタ３２を介して第１セレクタ９０ａ１及び第２セレクタ９０ｂ１と電気的に接続される。つまり、ノイズ検知回路３９は、第１ハイパスフィルタ３１と把持検出回路３０との間の配線９２ａ、及び、第２ハイパスフィルタ３２と把持検出回路３０との間の配線９２ｂと電気的に接続される。同様に、ノイズ検知回路３９は、第１ローパスフィルタ４１及び第１ボルテージフォロワ回路５０ａとの間の配線とも電気的に接続され、かつ、第２ローパスフィルタ４２及び第２ボルテージフォロワ回路５０ｂとの間の配線とも電気的に接続される。なお、ノイズ検知回路３９は、配線９３と電気的に接続されていてもよい。
ノイズ検知回路３９は、心電検出回路７０に入力される検出信号、及び、把持検出回路３０に入力される検出信号の少なくとも一方が所定のノイズレベル以上であれば、判定結果に応じた切換信号を、制御回路６１を介して第１セレクタ９０ａ１及び第２セレクタ９０ｂ１に出力する。判定結果は、例えば、心電検出回路７０が検出した心電位の振幅が所定値よりも小さい場合であるか否かである。これにより、心電位の振幅が所定値よりも小さければ、第１セレクタ９０ａ１が第１ハイパスフィルタ３１を選択し、第２セレクタ９０ｂ１が第２ハイパスフィルタ３２を選択する。
つまり、検出信号が所定のノイズレベル以上であれば、把持検出及び心電検出の少なくとも一方を十分な精度で検出できなくなる。このため、心電検出回路７０が検出した心電位の振幅が所定値よりも小さいときは、脈と脈との間の、心臓が脈動を行っていない状態であるので、把持を検出するために、第１セレクタ９０ａ１が少なくとも心臓が脈動を行っていない所定期間だけ第１ハイパスフィルタ３１を選択したり、第２セレクタ９０ｂ１が少なくとも上記の所定期間だけ第２ハイパスフィルタ３２を選択したりする。そして、所定期間経過後に第１セレクタ９０ａ１に第１ローパスフィルタ４１を選択させ、かつ、第２セレクタ９０ｂ１に第２ローパスフィルタ４２を選択させることで、心電検出を行う。
［処理］
図１２は、実施の形態７に係る計測装置２ｅの処理を示すフローチャートである。なお、図１２では、特に第１セレクタ９０ａ１及び第２セレクタ９０ｂ１の制御処理について説明する。また、把持検出回路３０、及び、心電検出回路７０におけるそれぞれの検出は、第１セレクタ９０ａ１及び第２セレクタ９０ｂ１の選択制御後（図１２の、後述するＳ３３でＮＯの後、Ｓ１３及びＳ１５の後）に行われる。
本実施の形態の計測装置２ｅの処理は、特に明記しない場合、図７と同様であり、同一の処理については同一の符号を付して処理に関する詳細な説明を省略する。
まず、第１セレクタ９０ａ１は、第１カバー電極１１から出力された図２のステアリングカバー１１０への接触を示す検出信号を取得すると、第１ローパスフィルタ４１及び第１ハイパスフィルタ３１の両方に取得した検出信号を出力する。つまり、第１セレクタ９０ａ１は、第１ローパスフィルタ４１及び第１ハイパスフィルタ３１の両方を選択する（Ｓ３１）。
次に、第２セレクタ９０ｂ１は、第２カバー電極１２から出力された図２のステアリングカバー１１０への接触を示す検出信号を取得すると、第２ローパスフィルタ４２及び第２ハイパスフィルタ３２の両方に取得した検出信号を出力する。つまり、第２セレクタ９０ｂ１は、第１セレクタ９０ａ１と同期して、第２ローパスフィルタ４２及び第２ハイパスフィルタ３２の両方を選択する（Ｓ３２）。
次に、ノイズ検知回路３９は、第１ハイパスフィルタ３１と把持検出回路３０との間、及び、第２ハイパスフィルタ３２と把持検出回路３０との間のノイズレベルを検出する。また、ノイズ検知回路３９は、第１ローパスフィルタ４１とマルチプレクサ６０との間、及び、第２ローパスフィルタ４２とマルチプレクサ６０との間のノイズレベルを検出する。なお、ノイズ検知回路３９は、第１ハイパスフィルタ３１又は第１ローパスフィルタ４１と第１カバー電極１１との間、及び、第２ハイパスフィルタ３２又は第２ローパスフィルタ４２と第２カバー電極１２との間のノイズレベルを検出してもよい。
ノイズ検知回路３９は、検出した検出信号のうち、所定のノイズレベル以上の検出信号が存在するか否かを判定する（Ｓ３３）。
ノイズ検知回路３９は、検出信号のうち、所定のノイズレベル以上の検出信号が存在する場合（Ｓ３３でＹＥＳ）、ステップＳ１１に進む。そして、図７と同様の処理を行う。
ノイズ検知回路３９は、検出信号のうち、所定のノイズレベル以上の検出信号が存在しない場合（Ｓ３３でＮＯ）、図１２の処理を終了する。
［作用効果］
次に、本実施の形態における計測装置２ｅの作用効果について説明する。
以上のように、本実施の形態における計測装置２ｅでは、第１セレクタ９０ａ１が第１ローパスフィルタ４１及び第１ハイパスフィルタ３１の両方を選択することができる。これにより、心電検出と把持検出とを同時に行うことができる。このため、心電検出及び把持検出の不感領域が減少するため、電極の感度を向上させることができる。また、心電検出及び把持検出により、運転者によるステアリングホイール２００の把持及び座席への着座をしているかどうかの判断に用いることで、ステアリングホイール２００の把持を促したり、正しい姿勢で着座を促したりするように注意喚起する等、車両を運転する運転者の安全性を高めることができる。
また、第２セレクタ９０ｂ１が第１セレクタ９０ａ１と同期して、第２ローパスフィルタ４２及び第２ハイパスフィルタ３２の両方を選択する場合も同様の作用効果を奏する。
また、本実施の形態における計測装置２ｅでは、心電検出回路７０に入力される検出信号、又は、把持検出回路３０に入力される検出信号が所定のノイズレベル以上であれば、心電位と把持の両方を同時に検出すると、精度が確保できなくなるので、心電位と把持のいずれかを選択して検出する。その際、心電位の振幅が所定値よりも小さい場合では、脈と脈との間の、心臓が脈動を行っていない状態であるので、心臓が脈動を行っていない所定期間、第１セレクタ９０ａに第１ハイパスフィルタ３１を選択させ、かつ、第２セレクタ９０ｂに第２ハイパスフィルタ３２を選択させることで、把持検出を行う。そして、所定期間経過後に第１セレクタ９０ａ１に第１ローパスフィルタ４１を選択させ、かつ、第２セレクタ９０ｂ１に第２ローパスフィルタ４２を選択させることで、心電検出を行う。このような動作を繰り返すことで、ノイズが小さければ心電位と把持の両方を同時に検出して検出即時性を確保し、ノイズが大きければ心電位と把持を所定期間に基づく時間差で、それぞれ選択して検出し、ノイズによる心電位と把持の検出への相互影響を抑制することができる。
また、本実施の形態においても、実施の形態４等と同様の作用効果を奏する。
（実施の形態８）
［構成：計測装置３］
図１３は、実施の形態８に係る計測装置３を示すブロック図である。
本実施の形態８の図１３では、制御回路６１が正常信号、不正信号及び不十分信号を出力する点で、実施の形態１等と相違する。
本実施の形態の計測装置３の構成は、特に明記しない場合、実施の形態１等と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
＜把持検出回路３０＞
把持検出回路３０の把持検出処理部３５は、制御回路６１と電気的に接続される。把持検出処理部３５は、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２のそれぞれが検出した検出信号に応じた検出結果を示す把持検出信号を、それぞれ独立して制御回路６１及び情報処理装置８０等に出力する。具体的には、把持検出信号は、運転者の手がステアリングカバー１１０に接触していることを示す検出結果であり、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２のそれぞれに対応する検出結果を示す信号である。
心電検出回路７０のＡ／Ｄ変換器７２は、増幅回路７１の出力側と電気的に接続され、情報処理装置８０の入力側と電気的に接続される。Ａ／Ｄ変換器７２は、入力された差動増幅信号をアナログデジタル変換して、デジタル化した差動増幅信号を制御回路６１及び情報処理装置８０等に入力する。制御回路６１に入力される差動増幅信号は、運転者の心電位検出した検出結果を示す心電検出信号である。心電検出回路７０は、運転者の心電位を検出しない場合、差動増幅信号を出力しない。
＜制御回路６１＞
制御回路６１は、例えば運転席２０３に内蔵されている。制御回路６１は、把持検出回路３０及び心電検出回路７０と電気的に接続される。制御回路６１は、運転者の手がステアリングホイール２００を把持していることを示す把持検出信号を、把持検出回路３０から取得する。具体的には、制御回路６１は、第１カバー電極１１が検出した検出信号に応じた検出結果である把持検出信号と、第２カバー電極１２が検出した検出信号に応じた検出結果である把持検出信号とを、それぞれ独立して把持検出回路３０から取得する。
また、制御回路６１は、運転者の心電位を示す心電検出信号を、心電検出回路７０から取得する。具体的には、制御回路６１は、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２の４つの電極の検出信号のうちの、出力幅が最大となる最適な組み合わせとなる２つの検出信号で表される心電検出信号を、それぞれ独立して心電検出回路７０から取得する。
制御回路６１は、把持検出回路３０から把持検出信号と、心電検出回路７０から心電検出信号とを取得した際に、正常信号を出力する。つまり、把持検出信号及び心電検出信号を、制御回路６１が取得した場合、運転者は、運転席に座ってステアリングホイール２００を把持していることを示す。本実施の形態では、制御回路６１は、２つの把持検出信号と、心電検出信号とを取得することで、正常信号を出力するが、電極の数に応じて把持検出信号及び心電検出信号を取得する数は変化してもよい。また、把持検出信号を取得する数と心電検出信号を取得する数とが異なってもよい。
また、制御回路６１は、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２の一方のみの把持を検出した場合に、不十分信号を出力する。つまり、第１カバー電極１１が検出した検出信号である把持検出信号、又は、第２カバー電極１２が検出した検出信号である把持検出信号だけを、制御回路６１が取得した場合、運転者は両手でステアリングホイール２００を把持していないことを示す。このため、制御回路６１は、両手でステアリングホイール２００を把持していないことを示す不十分信号を、情報処理装置８０に入力する。
なお、制御回路６１は、第１シート電極２１及び第２シート電極２２の一方のみが検出した検出信号が出力された場合に、不十分信号を出力してもよい。つまり、第１シート電極２１が検出した検出信号、及び、第２シート電極２２が検出した検出信号の少なくとも一方を、制御回路６１が取得しない場合、運転者は、正しい姿勢で運転席に座っていないことを示す。このため、制御回路６１は、正しい姿勢で運転席に座っていないことを示す不十分信号を、情報処理装置８０に出力してもよい。
また、制御回路６１は、把持検出回路３０が把持を検出し、かつ、心電検出回路７０が心電位を検出しない場合に、不正信号を出力する。例えば、助手席からステアリングホイール２００を把持したり、導体をステアリングホイール２００に巻き付けたりする等の行為が行われている可能性がある。つまり、不正信号は、運転者があたかも運転席に座ってステアリングホイール２００を把持しているかの様に、なりすまされていると推定できるときに、制御回路６１から出力される信号である。このため、制御回路６１は、運転席に座り、ステアリングホイール２００を把持していないことを示す不正信号を、情報処理装置８０に入力する。
また、制御回路６１は、心電検出回路７０が検出した心電位の振幅が所定値より小さい場合に、不十分信号を出力する。つまり、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２のうちの２つの検出信号の電位差が小さい場合、運転者は、正しい姿勢で運転席に座っていないことを示している。このため、制御回路６１は、正しい姿勢で運転席に座っていないつまり、運転者の姿勢が悪いことを示す不十分信号を、情報処理装置８０に入力する。
なお、心電位の振幅とは、心電位に基づく心拍つまり心臓の脈動であり、例えば、Ｒ波、Ｑ波、Ｓ波等の振幅である。本実施の形態では、心電位の振幅とは、Ｒ波の振幅としている。
また、制御回路６１は、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２のうちの２つの電極が心電検出回路７０と電気的に接続される組み合わせの全てを選択するように、マルチプレクサ６０を順次切換える。言い換えれば、制御回路６１は、取得した４つの検出信号の全ての組み合わせのうちの、検出信号の出力幅（振幅）が最大となる２つの検出信号（組み合わせの検出信号）を出力させるように、マルチプレクサ６０を制御する。
具体的には、制御回路６１は、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２から取得した４つの検出信号のうちの２つの検出信号の組み合わせの全てを選択し、選択した組み合わせの中で出力幅が最大となる２つの電極による組み合わせの検出信号を抽出する。
例えば、制御回路６１は、心電検出回路７０が検出した検出結果に基づいてこの抽出を行う。制御回路６１は、マルチプレクサ６０が取得した４つの検出信号のうちの２つの検出信号の組み合わせの全てを参照し、２つの検出信号が示す２つの電極の電位差が最大となる組み合わせを抽出する。
制御回路６１は、２つの電極の電位差が最大となる組み合わせとなるように、切換信号を出力してマルチプレクサ６０を制御する。
なお、制御回路６１は、情報処理装置８０に搭載されていてもよく、本実施の形態のように、別々の装置であってもよい。
［処理］
次に、制御回路６１の処理について、図１４を用いて説明する。
図１４は、実施の形態８に係る計測装置３の処理を示すフローチャートである。
まず、制御回路６１は、第１カバー電極１１が検出した検出信号である把持検出信号と、第２カバー電極１２が検出した検出信号である把持検出信号とを、取得したかどうかを判定する。つまり、制御回路６１は、把持検出回路３０から把持検出信号を取得したかどうかを判定する（Ｓ２１）。つまり、本実施の形態では、運転者が両手でステアリングホイール２００を把持しているかどうかを判断するために、制御回路６１は、２つの把持検出信号を取得したかどうかを判定する。
この２つの把持検出信号の少なくとも１つを取得していない場合（Ｓ２１でＮＯ）、つまり、運転者が片手でステアリングホイール２００を把持している場合、又は、ステアリングホイール２００を把持していない場合である。このため、制御回路６１は、両手でステアリングホイール２００が把持されていないことを示す不十分信号を情報処理装置８０に出力する（Ｓ２５）。例えば、情報処理装置８０は、両手でステアリングホイールを把持するように、注意喚起装置に注意喚起を行わせる。そして、制御回路６１は、処理を終了する。
この２つの把持検出信号を取得した場合（Ｓ２１でＹＥＳ）、制御回路６１は、第１シート電極２１が検出した検出信号と、第２シート電極２２が検出した検出信号とを、取得したかどうかを判定する（Ｓ２２）。つまり、運転者が運転席に座っているかどうかを判断するために、制御回路６１は、心電検出回路７０から心電検出信号を取得したかどうかを判定する。なお、心電検出信号には、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２のうちの、どの２つの電極の検出信号が選択されているかを示す情報が含まれる。
心電検出信号を取得していない場合（Ｓ２２でＮＯ）、つまり、運転者があたかも運転席に座ってステアリングホイール２００を把持しているかの様に、なりすまされていると推定できるとき、制御回路６１は、運転者が運転席に座り、ステアリングホイール２００を把持していないことを示す不正信号を出力し、情報処理装置８０に入力する（Ｓ２６）。なお、制御回路６１は、第１シート電極２１及び第２シート電極２２のうちの少なくとも１つの検出信号が出力された場合、運転者が運転席に座っていると判定してもよく、第１シート電極２１が検出信号を出力した場合、運転者が運転席に座っていると判定してもよい。
例えば、情報処理装置８０は、正しい姿勢で運転席に座るように、注意喚起装置に注意喚起を行わせる。そして、制御回路６１は、処理を終了する。
この検出信号を取得した場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、制御回路６１は、心電検出信号が示す心電位の振幅が所定値より小さいかどうかを判定する（Ｓ２３）。つまり、心電検出信号を取得しても、運転者が身体を捻ったり、上体を大きく反らしたりする等のように、運転者の姿勢が悪いかどうかを判定する。
心電検出信号が示す心電位の振幅が所定値より小さい場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、つまり、運転者の姿勢が悪い場合、制御回路６１は、運転者の姿勢が悪いことを示す不十分信号を出力し、情報処理装置８０に入力する（Ｓ２７）。例えば、情報処理装置８０は、正しい姿勢で運転席に座るように、注意喚起装置に注意喚起を行わせる。そして、制御回路６１は、処理を終了する。
心電検出信号が示す心電位の振幅が所定値以上の場合（Ｓ２３でＮＯ）、つまり、運転者が運転席に正しい姿勢で座っている場合、制御回路６１は、正常信号を出力し、情報処理装置８０に入力する（Ｓ２４）。そして、制御回路６１は、処理を終了する。
［作用効果］
次に、本実施の形態における計測装置３の作用効果について説明する。
以上のように、本実施の形態における計測装置３では、運転者が運転席２０３に座ってステアリングホイール２００を把持した状態において、把持検出回路３０には、第１カバー電極１１から第１ハイパスフィルタ３１を介して把持による検出信号が入力され、かつ、第２カバー電極１２から第２ハイパスフィルタ３２を介して把持による検出信号が入力される。また、この状態で、心電検出回路７０には、第１カバー電極１１から第１ローパスフィルタ４１を介して心電位の検出信号が入力され、かつ、第２カバー電極１２から第２ローパスフィルタ４２を介して心電位の検出信号が入力される。また、例えば、心電検出回路７０には、第２電極の一例である第２カバー電極１２又は第１シート電極２１の検出信号が入力される。このため、把持検出回路３０は、第１ハイパスフィルタ３１を介して入力された検出信号から、第１カバー電極１１と運転者の手との間の静電容量の変化に基づいて、把持検出をすることができる。また、心電検出回路７０は、第１カバー電極１１の電位と、第２カバー電極１２又は第１シート電極２１の電位との電位差から、運転者の心電位検出をすることができる。このため、従来のように、把持検出及び心電位検出の不感領域が存在したり、電極の感度が低下したりといったことが生じ難くなる。
したがって、把持検出及び心電位検出の精度の低下を抑制することができる。その結果、制御回路６１は、把持検出回路３０が心電位を検出した場合に正常信号を確実に出力することができ、心電検出回路７０が心電位を検出した場合に正常信号を確実に出力することができる。
特に、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２は、心電位検出の電極と把持検出の電極とを共有することによって、同一の電極で把持検出及び心電位検出を行うことができる。このため、一部の領域で、ステアリングホイール２００の把持を検出しなくなったり、他の領域で心電位検出しなくなったりするという、双方の不感領域が存在し難くなる。このため、把持検出及び心電位検出を確実に行うことができる。
また、この計測装置３では、把持検出と心電位検出とを別々の電極で行う必要もないため、計測装置３の構造が複雑になり難くなるとともに、製造コストが高騰化し難くなる。
また、この計測装置３では、心電位検出用の電極と把持検出用の電極とをリム２０１に巻き付ける必要も生じないため、ステアリングカバー１１０の厚みの増加によって、ステアリングホイール２００が握り難くなるという不具合も生じ難くなる。
また、本実施の形態における計測装置３では、第１シート電極２１が表面部２０３ａに配置されることで、人体において、右手から人体を通した左手までの距離よりも、一方の手から人体を通して運転者の大腿までの距離の方が長くなっている部分を活用することができる。つまり、運転者の右手を検出する第１シート電極２１の電位から運転者の左手を検出する第２シート電極２２の電位までの電位差よりも、運転者の一方の手を検出する第１シート電極２１の電位から運転者の大腿を検出する第１カバー電極１１の電位までの電位差の方が大きくなる。これにより、本実施の形態の計測装置３では、より精度よく心電位計測を行うことができる。
また、本実施の形態における計測装置３では、第２カバー電極１２は、ステアリングホイール２００における第１カバー電極１１と異なる箇所に配置される。このため、両手でステアリングホイール２００を把持しているかどうかを判断することができるようになる。例えば、半自動運転状態又は自動運転状態からハンドオーバー時にステアリングホイール２００を両手で適切に把持しているかどうかの判断に用いることで、両手でステアリングホイール２００を把持するように注意喚起を行う等、車両を運転する運転者の安全性を高めることができる。
また、計測装置３は、第１シート電極２１も有しているため、一方の手を検出する第１カバー電極１１又は第２カバー電極１２と、大腿を検出する第１シート電極２１との電位差を計測できる。このため、計測装置３は、より精度よく心電位計測を行うことができる。つまり、計測装置３は、両手による把持検出と心電位検出の精度向上とを実現することができる。
また、本実施の形態における計測装置３では、把持検出回路３０が、第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２のそれぞれの検出信号に応じた検出結果を示す把持検出信号を、それぞれ独立して出力するため、上述したように、両手でステアリングホイール２００を把持しているかどうかを判断することができるようになる。このため、不十分信号に基づいて、例えば両手でステアリングホイール２００を把持するように注意喚起を行う等、この計測装置３では、車両を運転する運転者の安全性を、より高めることができる。
また、本実施の形態における計測装置３では、制御回路６１は、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２から取得した４つの検出信号のうちの２つの検出信号で心電検出回路７０が検出結果を示す心電検出信号を出力するように、マルチプレクサ６０を切換える。このため、制御回路６１は、マルチプレクサ６０を切換えることで、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２、第１シート電極２１及び第２シート電極２２のそれぞれの４つの検出信号のうちの２つの検出信号を、マルチプレクサ６０に抽出させることができる。つまり、制御回路６１は４つの電極のうちの任意の２つの電極を選択することができるため、この計測装置３では、運転者の姿勢等に適した把持検出及び心電位検出を行うことができる。
また、本実施の形態における計測装置３では、例えば、心電検出回路７０に検出信号が入力されても、この検出信号が示す心電位の振幅が所定値より小さい場合、十分にステアリングホイール２００を把持していなかったり、運転者の姿勢が悪く運転席に正しく座っていなかったりする場合等がある。本実施の形態では、この検出信号が示す心電位の振幅が所定値より小さい場合、不十分信号に基づいて、例えば両手でステアリングホイール２００を把持するように注意喚起を行ったり、運転席に正しく座るように注意喚起を行ったりすることができる。このため、この計測装置３では、車両を運転する運転者の安全性を、より確実に高めることができる。
また、本実施の形態における計測装置３では、例えば、把持検出回路３０が把持を検出しても、心電検出回路７０が心電位検出しない場合、助手席からステアリングホイール２００を把持したり、導体をステアリングホイール２００に巻き付けたりする等の行為が行われている可能性がある。本実施の形態では、把持検出回路３０が把持を検出しても、心電検出回路７０が心電位検出しない場合、制御回路６１は、不正信号に基づいて、例えば、運転席に正しく座り、ステアリングホイール２００を把持するように注意喚起を行ったりすることができる。このため、この計測装置３では、車両を運転する運転者の安全性を、より確実に高めることができる。
（実施の形態８の変形例）
図１５は、実施の形態８の変形例に係る計測装置３ａを示すブロック図である。
本変形例の計測装置３ａの構成は、特に明記しない場合、実施の形態８と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
上記実施の形態８の図１３では、第１ローパスフィルタ４１及び第２ローパスフィルタ４２の出力側にそれぞれボルテージフォロワ回路５０が設けられているが、図１５に示すように、本変形例では、第１ローパスフィルタ４１の出力側と第２ローパスフィルタ４２の出力側とが電気的に接続されている点で相違する。
また、本変形例においても、実施の形態８と同様の作用効果を奏する。
（実施の形態９）
［構成：計測装置３ｂ］
図１６は、実施の形態９に係る計測装置３ｂを示すブロック図である。
上記実施の形態８の図１３では、ステアリングカバー１１０が第１カバー電極１１及び第２カバー電極１２を有するが、図１６に示すように、本実施の形態の計測装置３ｂでは、第１カバー電極は２つの第１カバー電極１１ａ、１１ｂに分割され、第２カバー電極は２つの第２カバー電極１２ａ、１２ｂに分割された４つの電極を有している点で相違する。
［処理］
次に、制御回路６１の処理について、図１７を用いて説明する。
図１７は、実施の形態９に係る計測装置３ｂの処理を示すフローチャートである。
図１７では、図１４と同様の処理については、同一の符号を付して、説明を適宜省略する。
まず、制御回路６１は、把持検出回路３０から把持検出信号と、心電検出回路７０から心電検出信号とを、取得したかどうかを判定する（Ｓ１１１）。つまり、運転者が両手でステアリングホイール２００を把持しているかどうかを判断するために、制御回路６１は、２つの把持検出信号を取得したかどうかを判定する。
２つの把持検出信号、及び心電検出信号の少なくとも１つの信号を取得していない場合（Ｓ１１１でＮＯ）、制御回路６１は、ステップＳ２５に進む。
２つの把持検出信号、及び心電検出信号を取得した場合（Ｓ１１１でＹＥＳ）、制御回路６１は、ステップＳ２３に進む。以下の処理は、図１４と同様である。
なお、ステップＳ１１１では、制御回路６１が把持検出回路３０から把持検出信号を取得したかどうかを判定するだけでもよい。つまり、制御回路６１は、心電検出回路７０から心電検出信号を取得したかどうかを判定しなくてもよい。
［作用効果］
次に、本実施の形態における計測装置３ｂの作用効果について説明する。
以上のように、本実施の形態における計測装置３ｂでは、ステアリングホイール２００には、第１ローパスフィルタ４１に電気的に接続される一対の第１カバー電極１１ａ、１１ｂと、第２ローパスフィルタ４２が電気的に接続される一対の第２カバー電極１２ａ、１２ｂとが配置される。ステアリングホイール２００に一対の第１カバー電極１１ａ、１１ｂ及び一対の第２カバー電極１２ａ、１２ｂを設けることで、把持検出と心電位検出とを行うことができるようになるため、計測装置３ｂの設置が容易になる。
また、把持検出と心電位検出とが同時に行われれば、計測装置３ｂでは、運転者が両手で正しくステアリングホイール２００を把持していることが推定できる。
また、本実施の形態における計測装置３ｂでは、両手でステアリングホイール２００を把持している場合に正常信号を出力し、両手でステアリングホイール２００を把持していない場合に不十分信号を出力することができる。このため、上述したように、両手で適切に把持しているかどうかの判断に用いることで、両手でステアリングホイールを把持するように注意喚起を行う等、車両を運転する運転者の安全性を高めることができる。
また、本実施の形態においても、実施の形態８と同様の作用効果を奏する。
（実施の形態１０）
［構成：計測装置３ｃ］
図１８は、実施の形態１０に係る計測装置３ｃを示すブロック図である。
上記実施の形態８の図１３では、増幅回路７１とボルテージフォロワ回路５０との間にマルチプレクサ６０が設けられているが、図１８に示すように、本実施の形態では、複数の増幅回路とＡ／Ｄ変換器７２との間にマルチプレクサ６０が設けられている点で相違する。
本実施の形態の計測装置３ｃの構成は、特に明記しない場合、実施の形態８と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
［作用効果］
次に、本実施の形態における計測装置３ｃの作用効果について説明する。
以上のように、本実施の形態における計測装置３ｃでは、制御回路６１は、第１カバー電極１１、第２カバー電極１２及び第２シート電極２２のいずれか１つと第１シート電極２１とが、心電検出回路７０と電気的に接続されるように、マルチプレクサ６０を切換える。このため、制御回路６１はマルチプレクサ６０を切換えることで、第１カバー電極１１の電位、第２カバー電極１２の電位及び第２シート電極２２の電位のそれぞれと第１シート電極２１の電位との差である３つの電位差のうち、任意の電位差を選択することができる。つまり、制御回路６１は、第１増幅回路７１ａ、第２増幅回路７１ｂ及び第３増幅回路７１ｃから出力される差動増幅信号のうちの１つの差動増幅信号を、マルチプレクサ６０に抽出させることができる。これにより、制御回路６１は複数の差動増幅信号の中から適切な差動増幅信号を選択することができるため、この計測装置３ｃでは、把持検出及び心電位検出の精度をより向上させることができる。
また、本実施の形態においても、実施の形態８等と同様の作用効果を奏する。
（その他変形例等）
以上、本開示について、実施の形態１〜１０及び実施の形態１、４、８の変形例に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態１〜１０及び実施の形態１、４、８の変形例に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態１〜１０及び実施の形態１、４、８の変形例に係る計測装置において、４つの電極を備えているが、第１カバー電極及び第２カバー電極が１つの電極であってもよい。また、第１シート電極及び第２シート電極が１つの電極であってもよい。つまり、計測装置では、電極が３つ以下であってもよい。また、計測装置は、ステアリングカバーに第１カバー電極及び第２カバー電極の他にさらに、１以上の電極が設けられていてもよく、運転席に、第１シート電極及び第２シート電極の他にさらに、１以上の電極が設けられていてもよい。
また、上記実施の形態１〜１０及び実施の形態１、４、８の変形例に係る計測装置において、第１カバー電極及び第２カバー電極に対応する、第１ローパスフィルタ及び第２ローパスフィルタ、並びに、第１ハイパスフィルタ及び第２ハイパスフィルタが設けられているが、電極の数に応じて、第１ローパスフィルタ及び第２ローパスフィルタの数、並びに、第１ハイパスフィルタ及び第２ハイパスフィルタの数が変更されてもよい。つまり、ローパスフィルタは、１つでもよく、３つ以上でもよい。また、ハイパスフィルタは、１つでもよく、３つ以上でもよい。
また、上記実施の形態１〜３及び実施の形態１の変形例に係る計測装置１ｄについて、図１９に示す。図１９は、変形例に係る計測装置１ｄを示すブロック図である。図１９に示すように、計測装置１ｄにおいて、把持検出回路３０、第１ハイパスフィルタ３１、第２ハイパスフィルタ３２、第１ローパスフィルタ４１、第２ローパスフィルタ４２、及び、ボルテージフォロワ回路５０は、ステアリング装置９として１つに纏められていてもよい。この場合、配線９１上のボルテージフォロワ回路５０には、正電源電圧Ｖｃｃと電気的に接続されていてもよい。正電源電圧Ｖｃｃは、把持検出回路３０とも電気的に接続されている。これによれば、心電検出回路７０からボルテージフォロワ回路５０へ電力を供給する配線、及び、ボルテージフォロワ回路５０から心電検出回路７０への接地用の配線を引き回す必要がなくなる。このため、計測装置１ｄが小型化するとともに、製造コストの高騰化を抑制することができる。なお、上述のステアリング装置９は、さらに、マルチプレクサ６０を有していてもよい。この場合、マルチプレクサ６０は、配線９５上のボルテージフォロワ回路５０の出力側又は入力側に配置されていてもよい。第１シート電極２１及び第２シート電極２２の検出信号は、マルチプレクサ６０に入力されてもよい。また、配線９５は、２つの配線９１の接続点からマルチプレクサ６０までの配線である。
また、上記実施の形態４〜６及び実施の形態４の変形例に係る計測装置２ｄについて、図２０に示す。図２０は、変形例に係る計測装置２ｄを示すブロック図である。図２０に示すように、計測装置２ｄにおいて、把持検出回路３０、第１ハイパスフィルタ３１、第２ハイパスフィルタ３２、第１ローパスフィルタ４１、第２ローパスフィルタ４２、及び、第４ボルテージフォロワ回路５０ｄは、ステアリング装置９として１つに纏められていてもよい。また、第１セレクタ９０ａ及び第２セレクタ９０ｂもステアリング装置９として１つに纏められていてもよい。この場合、第４ボルテージフォロワ回路５０ｄには、正電源電圧Ｖｃｃと電気的に接続されていてもよい。正電源電圧Ｖｃｃは、把持検出回路３０とも電気的に接続されている。これによれば、心電検出回路７０から第４ボルテージフォロワ回路５０ｄへ電力を供給する配線、及び、第４ボルテージフォロワ回路５０ｄから心電検出回路７０への接地用の配線を引き回す必要がなくなる。このため、計測装置２ｄが小型化するとともに、製造コストの高騰化を抑制することができる。なお、上述のステアリング装置９は、さらに、マルチプレクサ６０を有していてもよい。この場合、マルチプレクサ６０は、配線９１上の第４ボルテージフォロワ回路５０ｄの出力側又は入力側に配置されていてもよい。第１シート電極２１及び第２シート電極２２の検出信号は、マルチプレクサ６０に入力されてもよい。また、配線９１は、配線９１ａと配線９１ｂとの接続点からマルチプレクサ６０までの配線である。
また、上記実施の形態８〜１０及び実施の形態８の変形例に係る計測装置は、図２１に示すような計測装置３ｄであってもよい。図２１は、変形例に係る計測装置３ｄを示すブロック図である。図２１の計測装置３ｄは、図１９の計測装置１ｄと、ブロック図上は同じ構成であるので、詳細な説明を省略する。
また、上記各実施の形態１〜１０及び実施の形態１、４、８の変形例に係る計測装置を実現するプログラムは、典型的に集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。
また、集積回路化はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はＬＳＩ内部の回路セルの接続及び設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
なお、上記各実施の形態１〜１０及び実施の形態１、４、８の変形例において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
また、上記で用いた数字は、全て本開示を具体的に説明するために例示するものであり、本開示の実施の形態１〜１０及び実施の形態１、４、８の変形例は例示された数字に制限されない。
また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。
また、フローチャートにおける各ステップが実行される順序は、本開示を具体的に説明するために例示するためであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が、他のステップと同時（並列）に実行されてもよい。
その他、実施の形態１〜１０及び実施の形態１、４、８の変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態１〜１０及び実施の形態１、４、８の変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
本開示のグリップセンサは、例えば、車両のステアリングホイール若しくはバイクのグリップ等に適用可能である。
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 計測装置
１１、１１ａ、１１ｂ 第１カバー電極（第１電極）
１２、１２ａ、１２ｂ 第２カバー電極（第３電極、第２電極）
２１ 第１シート電極（第２電極）
２２ 第２シート電極（第４電極）
３０ 把持検出回路
３１ 第１ハイパスフィルタ
３２ 第２ハイパスフィルタ
４１ 第１ローパスフィルタ
４２ 第２ローパスフィルタ
５０ ボルテージフォロワ回路
５０ａ 第１ボルテージフォロワ回路
５０ｂ 第２ボルテージフォロワ回路
５０ｃ 第３ボルテージフォロワ回路
５０ｄ 第４ボルテージフォロワ回路
６０ マルチプレクサ
６１ 制御回路
７０ 心電検出回路
７１ 増幅回路
７１ａ 第１増幅回路
７１ｂ 第２増幅回路
７１ｃ 第３増幅回路
９０ａ、９０ａ１ 第１セレクタ
９０ｂ、９０ｂ１ 第２セレクタ
２００ ステアリングホイール
２０３ 運転席
２０３ａ 表面部

Claims (36)

  1. ステアリングホイールに配置される第１電極と、
    前記ステアリングホイールにおける前記第１電極と異なる箇所に配置される第２電極と、
    第１ハイパスフィルタを介して、前記第１電極と電気的に接続される把持検出回路と、
    第１ローパスフィルタを介して少なくとも前記第１電極と電気的に接続されるとともに、前記第２電極と電気的に接続される心電検出回路とを備え、
    前記第２電極は、
    前記第１ハイパスフィルタと独立した第２ハイパスフィルタを介して、前記把持検出回路と電気的に接続され、
    前記第１ローパスフィルタと独立した第２ローパスフィルタを介して、前記心電検出回路と電気的に接続される
    計測装置。
  2. 前記把持検出回路は、前記第１電極及び前記第２電極のそれぞれが検出した検出信号に応じた検出結果を示す信号を、それぞれ独立して出力する
    請求項１に記載の計測装置。
  3. ステアリングホイールに配置される第１電極と、
    運転席の表面部に配置される第２電極と、
    第１ハイパスフィルタを介して、前記第１電極と電気的に接続される把持検出回路と、
    第１ローパスフィルタを介して少なくとも前記第１電極と電気的に接続されるとともに、前記第２電極と電気的に接続される心電検出回路と、
    前記ステアリングホイールにおいて、前記ステアリングホイールに配置された前記第１電極と異なる箇所に配置される第３電極とを備え、
    前記第３電極は、前記第１ハイパスフィルタと独立した第２ハイパスフィルタを介して前記把持検出回路と電気的に接続される
    計測装置。
  4. 前記把持検出回路は、前記第１電極及び前記第３電極のそれぞれが検出した検出信号に応じた検出結果を示す信号を、それぞれ独立して出力する
    請求項３に記載の計測装置。
  5. さらに、前記表面部において、前記表面部に配置された前記第２電極と異なる箇所に配置される第４電極と、
    前記第３電極と電気的に接続され、前記第１ローパスフィルタと独立した第２ローパスフィルタと、
    前記心電検出回路と、前記第１ローパスフィルタ、前記第２ローパスフィルタ、前記第２電極及び前記第４電極との間であり、前記心電検出回路、前記第１ローパスフィルタ、前記第２ローパスフィルタ、前記第２電極及び前記第４電極と電気的に接続されるマルチプレクサと、
    前記マルチプレクサと電気的に接続される制御回路とを備え、
    前記心電検出回路は、前記マルチプレクサと電気的に接続される増幅回路を有し、
    前記制御回路は、前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極及び前記第４電極のそれぞれの４つの検出信号のうちの２つの検出信号で前記心電検出回路が検出結果を示す信号を出力するように、前記マルチプレクサを切換える
    請求項３又は４に記載の計測装置。
  6. さらに、前記表面部において、前記表面部に配置された前記第２電極と異なる箇所に配置される第４電極と、
    前記第３電極と電気的に接続され、前記第１ローパスフィルタと独立した第２ローパスフィルタと、
    前記心電検出回路と電気的に接続される制御回路とを備え、
    前記心電検出回路は、
    前記第１ローパスフィルタ及び前記第２ローパスフィルタの少なくとも一方と電気的に接続され、かつ、前記第２電極と電気的に接続される第１増幅回路と、
    前記第１ローパスフィルタ及び前記第２ローパスフィルタの少なくとも一方又は前記第４電極と電気的に接続され、かつ、前記第２電極と電気的に接続される第２増幅回路と、
    前記第１増幅回路及び前記第２増幅回路のそれぞれの出力側に電気的に接続されるマルチプレクサとを有し、
    前記制御回路は、前記第１電極、前記第３電極及び前記第４電極のいずれか１つと前記第２電極とが、前記心電検出回路と電気的に接続されるように、前記マルチプレクサを切換える
    請求項３又は４に記載の計測装置。
  7. 前記制御回路は、
    前記心電検出回路と接続され、
    前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極及び前記第４電極のうちの２つの電極が前記心電検出回路と電気的に接続される組み合わせの全てを選択するように、前記マルチプレクサを順次切換え、
    ２つの電極による全ての組み合わせのうちの、検出信号の出力幅が、最大となる２つの電極による組み合わせの検出信号を出力させるように、前記マルチプレクサを制御する
    請求項５又は６に記載の計測装置。
  8. 前記第３電極は、前記第２ローパスフィルタを介して前記心電検出回路と電気的に接続され、
    前記第１ローパスフィルタの出力と前記第２ローパスフィルタの出力とは、結合して前記心電検出回路に入力される
    請求項５〜７のいずれか１項に記載の計測装置。
  9. ステアリングホイールに配置される第１電極と、
    運転席の表面部又は前記ステアリングホイールに配置される第２電極と、
    第１ハイパスフィルタを介して、前記第１電極と電気的に接続される把持検出回路と、
    第１ローパスフィルタを介して少なくとも前記第１電極と電気的に接続されるとともに、前記第２電極と電気的に接続される心電検出回路と、
    前記第１ローパスフィルタと前記心電検出回路とに電気的に接続されるボルテージフォロワ回路とを備え、
    前記第１ローパスフィルタ及び前記ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記第１電極までの配線距離は、前記第１ローパスフィルタ及び前記ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記心電検出回路までの配線距離よりも短い
    計測装置。
  10. ステアリングホイールに配置される第１電極と、
    運転席の表面部又は前記ステアリングホイールに配置される第２電極と、
    第１ハイパスフィルタを介して、前記第１電極と電気的に接続される把持検出回路と、
    第１ローパスフィルタを介して少なくとも前記第１電極と電気的に接続されるとともに、前記第２電極と電気的に接続される心電検出回路と、
    前記第１電極、前記第１ローパスフィルタ及び前記第１ハイパスフィルタに電気的に接続される第１セレクタとを備え、
    前記心電検出回路は、前記第１ローパスフィルタを介して前記第１電極と電気的に接続され、かつ、前記第２電極と電気的に接続され、
    前記第１セレクタは、前記第１ローパスフィルタと前記第１ハイパスフィルタとを選択する
    計測装置。
  11. さらに、前記第２電極に電気的に接続される第２セレクタと、
    前記第２セレクタと電気的に接続され、前記第１ローパスフィルタと独立した第２ローパスフィルタ、及び、前記第１ハイパスフィルタと独立した第２ハイパスフィルタとを備え、
    前記心電検出回路は、前記第１ローパスフィルタ及び前記第２ローパスフィルタと電気的に接続され、
    前記把持検出回路は、前記第１ハイパスフィルタ及び前記第２ハイパスフィルタと電気的に接続され、
    前記第２電極は、前記ステアリングホイールに配置された前記第１電極と異なる箇所に配置され、
    前記第２セレクタは、前記第１セレクタと同期して、前記第２ローパスフィルタと前記第２ハイパスフィルタとを選択する
    請求項１０に記載の計測装置。
  12. 前記心電検出回路が検出した心電位の振幅が所定値よりも小さい場合、
    前記第１セレクタは、所定期間、前記第１ハイパスフィルタを選択し、
    前記第２セレクタは、当該所定期間、前記第２ハイパスフィルタを選択する
    請求項１１に記載の計測装置。
  13. さらに、前記第１セレクタは、前記第１ローパスフィルタ及び前記第１ハイパスフィルタの両方を選択する
    請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の計測装置。
  14. さらに、前記第２セレクタは、前記第１セレクタと同期して、前記第２ローパスフィルタ及び前記第２ハイパスフィルタの両方を選択する
    請求項１１又は１２に記載の計測装置。
  15. 前記第１セレクタが、前記第１ローパスフィルタ及び前記第１ハイパスフィルタの両方を選択し、かつ、前記第２セレクタが、前記第２ローパスフィルタ及び前記第２ハイパスフィルタの両方を選択した状態で、前記心電検出回路に入力される検出信号、及び、前記把持検出回路に入力される検出信号の少なくとも一方が所定のノイズレベル以上であれば、
    前記心電検出回路が検出した心電位の振幅が所定値よりも小さい場合、
    前記第１セレクタは、所定期間、前記第１ハイパスフィルタを選択し、
    前記第２セレクタは、当該所定期間、前記第２ハイパスフィルタを選択する
    請求項１４に記載の計測装置。
  16. さらに、前記第１ローパスフィルタと前記心電検出回路とに電気的に接続される第１ボルテージフォロワ回路と、
    前記第２ローパスフィルタと前記心電検出回路とに電気的に接続される第２ボルテージフォロワ回路とを備え、
    前記第１ローパスフィルタ及び前記第１ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記第１電極までの配線距離は、前記第１ローパスフィルタ及び前記第１ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記心電検出回路までの配線距離よりも短く、
    前記第２ローパスフィルタ及び前記第２ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記第２電極までの配線距離は、前記第２ローパスフィルタ及び前記第２ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記心電検出回路までの配線距離よりも短い
    請求項１１、１２、１４、１５のいずれか１項に記載の計測装置。
  17. 前記第２電極は、前記表面部に配置され、
    前記心電検出回路は、前記第１ローパスフィルタ及び前記第２電極と電気的に接続される
    請求項１０に記載の計測装置。
  18. 前記心電検出回路が検出した心電位の振幅が所定値よりも小さい場合、
    前記第１セレクタは、所定期間、前記第１ハイパスフィルタを選択する
    請求項１７に記載の計測装置。
  19. さらに、前記ステアリングホイールにおいて、前記ステアリングホイールに配置された前記第１電極と異なる箇所に配置される第３電極を備え、
    前記第３電極は、前記第１ハイパスフィルタと独立した第２ハイパスフィルタを介して前記把持検出回路と電気的に接続される
    請求項１７又は１８に記載の計測装置。
  20. 前記把持検出回路は、前記第１電極及び前記第３電極のそれぞれが検出した検出信号に応じた検出結果を示す信号を、それぞれ独立して出力する
    請求項１９に記載の計測装置。
  21. さらに、前記表面部において、前記表面部に配置された前記第２電極と異なる箇所に配置される第４電極と、
    前記第３電極と電気的に接続され、前記第１ローパスフィルタと独立した第２ローパスフィルタと、
    前記第３電極と前記第２ハイパスフィルタとの間、及び、前記第３電極と第２ローパスフィルタとの間に電気的に接続される第２セレクタと、
    前記心電検出回路と、前記第１ローパスフィルタ、前記第２ローパスフィルタ、前記第２電極及び前記第４電極との間であり、前記心電検出回路、前記第１ローパスフィルタ、前記第２ローパスフィルタ、前記第２電極及び前記第４電極と電気的に接続されるマルチプレクサと、
    前記マルチプレクサと電気的に接続される制御回路とを備え、
    前記制御回路は、前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極及び前記第４電極のそれぞれの４つの検出信号のうちの２つの検出信号で前記心電検出回路が検出結果を示す信号を出力するように、前記マルチプレクサを切換える
    請求項１９又は２０に記載の計測装置。
  22. さらに、前記表面部において、前記表面部に配置された前記第２電極と異なる箇所に配置される第４電極と、
    前記第３電極と電気的に接続され、前記第１ローパスフィルタと独立した第２ローパスフィルタと、
    前記第３電極と前記第２ハイパスフィルタとの間、及び、前記第３電極と第２ローパスフィルタとの間に電気的に接続される第２セレクタと、
    前記心電検出回路と電気的に接続される制御回路とを備え、
    前記心電検出回路は、
    前記第１ローパスフィルタ及び前記第２ローパスフィルタの少なくとも一方と電気的に接続され、かつ、前記第２電極と電気的に接続される第１増幅回路と、
    前記第１ローパスフィルタ及び前記第２ローパスフィルタの少なくとも一方又は前記第４電極と電気的に接続され、かつ、前記第２電極と電気的に接続される第２増幅回路と、
    前記第１増幅回路及び前記第２増幅回路のそれぞれの出力側に電気的に接続されるマルチプレクサとを有し、
    前記制御回路は、前記第１電極、前記第３電極及び前記第４電極のいずれか１つと前記第２電極とが、前記心電検出回路と電気的に接続されるように、前記マルチプレクサを切換える
    請求項１９又は２０に記載の計測装置。
  23. 前記制御回路は、
    前記心電検出回路と接続され、
    前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極及び前記第４電極のうちの２つの電極が前記心電検出回路と電気的に接続される組み合わせの全てを選択するように、前記マルチプレクサを順次切換え、
    前記第１セレクタが前記第１ローパスフィルタを選択し、かつ、前記第２セレクタが前記第２ローパスフィルタを選択している場合に、２つの電極による全ての組み合わせのうちの、検出信号の出力幅が、最大となる２つの電極による組み合わせの検出信号を出力させるように、前記マルチプレクサを制御する
    請求項２１又は２２に記載の計測装置。
  24. 前記第１ローパスフィルタの出力と前記第２ローパスフィルタの出力とは、結合して前記心電検出回路に入力され、
    前記第２セレクタは、前記第１セレクタと同期して、前記第２ローパスフィルタと前記第２ハイパスフィルタとを交互に選択する
    請求項２１〜２３のいずれか１項に記載の計測装置。
  25. さらに、前記第１ローパスフィルタと前記心電検出回路とに電気的に接続される第１ボルテージフォロワ回路を備え、
    前記第１ローパスフィルタ及び前記第１ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記第１電極までの配線距離は、前記第１ローパスフィルタ及び前記第１ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記心電検出回路までの配線距離よりも短い
    請求項１７〜２４のいずれか１項に記載の計測装置。
  26. さらに、前記第１ローパスフィルタと前記心電検出回路とに電気的に接続される第１ボルテージフォロワ回路と、
    前記第２ローパスフィルタと前記心電検出回路とに電気的に接続される第２ボルテージフォロワ回路とを備え、
    前記第１ローパスフィルタ及び前記第１ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記第１電極までの配線距離は、前記第１ローパスフィルタ及び前記第１ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記心電検出回路までの配線距離よりも短く、
    前記第２ローパスフィルタ及び前記第２ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記第３電極までの配線距離は、前記第２ローパスフィルタ及び前記第２ボルテージフォロワ回路のそれぞれから前記心電検出回路までの配線距離よりも短い
    請求項２１〜２４のいずれか１項に記載の計測装置。
  27. ステアリングホイールに配置される第１電極と、
    運転席の表面部又は前記ステアリングホイールに配置される第２電極と、
    第１ハイパスフィルタを介して、前記第１電極と電気的に接続される把持検出回路と、
    第１ローパスフィルタを介して少なくとも前記第１電極と電気的に接続されるとともに、前記第２電極と電気的に接続される心電検出回路と、
    前記心電検出回路及び前記把持検出回路と電気的に接続される制御回路を備え、
    前記心電検出回路が心電位検出し、かつ、前記把持検出回路が把持検出した際に、前記制御回路は、正常信号を出力する
    計測装置。
  28. 前記第２電極は、
    前記ステアリングホイールにおいて、前記ステアリングホイールに配置された前記第１電極と異なる箇所に配置され、
    前記第１ハイパスフィルタと独立した第２ハイパスフィルタを介して、前記把持検出回路と電気的に接続され、
    前記第１ローパスフィルタと独立した第２ローパスフィルタを介して、前記心電検出回路と電気的に接続され、
    前記心電検出回路が心電位検出し、かつ、前記把持検出回路が把持検出した際に、前記制御回路は、正常信号を出力する
    請求項２７に記載の計測装置。
  29. 前記把持検出回路は、前記第１電極及び前記第２電極のそれぞれが検出した検出信号に応じた検出結果を示す信号を、それぞれ独立して前記制御回路に出力し、
    前記制御回路は、前記把持検出回路が前記第１電極及び前記第２電極の両方の把持を検出した場合に、正常信号を出力し、
    前記制御回路は、前記第１電極及び前記第２電極の一方のみの把持を検出した場合に、不十分信号を出力する
    請求項２８に記載の計測装置。
  30. 前記第２電極は、前記表面部に配置される
    請求項２７に記載の計測装置。
  31. さらに、前記ステアリングホイールにおいて、前記ステアリングホイールに配置された前記第１電極と異なる箇所に配置される第３電極を備え、
    前記第３電極は、前記第１ハイパスフィルタと独立した第２ハイパスフィルタを介して前記把持検出回路と電気的に接続される
    請求項３０に記載の計測装置。
  32. 前記把持検出回路は、前記第１電極及び前記第３電極のそれぞれが検出した検出信号に応じた検出結果を、それぞれ独立して前記制御回路に出力し、
    前記制御回路は、前記把持検出回路が前記第１電極及び前記第３電極で両方の把持を検出した場合に、正常信号を出力し、
    前記制御回路は、前記第１電極及び前記第３電極の一方のみの前記把持を検出した場合に、不十分信号を出力する
    請求項３１に記載の計測装置。
  33. さらに、前記表面部において、前記表面部に配置された前記第２電極と異なる箇所に配置される第４電極と、
    前記第３電極と電気的に接続され、前記第１ローパスフィルタと独立した第２ローパスフィルタと、
    前記心電検出回路と、前記第１ローパスフィルタ、前記第２ローパスフィルタ、前記第２電極及び前記第４電極との間であり、前記心電検出回路、前記第１ローパスフィルタ、前記第２ローパスフィルタ、前記第２電極及び前記第４電極と電気的に接続されるマルチプレクサとを備え、
    前記マルチプレクサは、前記制御回路と電気的に接続され、
    前記心電検出回路は、前記マルチプレクサと電気的に接続される増幅回路を有し、
    前記制御回路は、前記第１電極、前記第２電極、前記第３電極及び前記第４電極のそれぞれの４つの検出信号のうちの２つの検出信号で前記心電検出回路が検出結果を出力するように、前記マルチプレクサを切換える
    請求項３１又は３２に記載の計測装置。
  34. さらに、前記表面部において、前記表面部に配置された前記第２電極と異なる箇所に配置される第４電極と、
    前記第３電極と電気的に接続され、前記第１ローパスフィルタと独立した第２ローパスフィルタと、
    前記心電検出回路と電気的に接続される制御回路とを備え、
    前記心電検出回路は、
    前記第１ローパスフィルタ及び前記第２ローパスフィルタの少なくとも一方と電気的に接続され、かつ、前記第２電極と電気的に接続される第１増幅回路と、
    前記第１ローパスフィルタ及び前記第２ローパスフィルタの少なくとも一方又は前記第４電極と電気的に接続され、かつ、前記第２電極と電気的に接続される第２増幅回路と、
    前記第１増幅回路及び前記第２増幅回路のそれぞれの出力側に電気的に接続されるマルチプレクサとを有し、
    前記制御回路は、前記第１電極、前記第３電極及び前記第４電極のいずれか１つと前記第２電極とが、前記心電検出回路と電気的に接続されるように、前記マルチプレクサを切換える
    請求項３１又は３２に記載の計測装置。
  35. 前記制御回路は、前記心電検出回路が検出した心電位の振幅が所定値より小さい場合に、不十分信号を出力する
    請求項２７又は２８に記載の計測装置。
  36. 前記制御回路は、前記把持検出回路が把持を検出し、かつ、前記心電検出回路が心電位を検出しない場合に、不正信号を出力する
    請求項２７〜３５のいずれか１項に記載の計測装置。
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