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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023077160
(43)【公開日】2023-06-05
(54)【発明の名称】便座装置、及び、信号処理方法
(51)【国際特許分類】
A61B 5/26 20210101AFI20230529BHJP
A61B 5/277 20210101ALI20230529BHJP
A61B 5/352 20210101ALI20230529BHJP
A61B 5/271 20210101ALI20230529BHJP
【ＦＩ】
A61B5/26 100
A61B5/277
A61B5/352
A61B5/271
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021190340
(22)【出願日】2021-11-24
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100109210
【弁理士】
【氏名又は名称】新居 広守
(74)【代理人】
【識別番号】100137235
【弁理士】
【氏名又は名称】寺谷 英作
(74)【代理人】
【識別番号】100131417
【弁理士】
【氏名又は名称】道坂 伸一
(72)【発明者】
【氏名】松本 秋憲
【テーマコード（参考）】
4C127
【Ｆターム（参考）】
4C127AA02
4C127CC01
4C127FF02
4C127GG02
4C127GG07
4C127GG18
4C127LL15
4C127LL19
(57)【要約】
【課題】心電図信号の計測品質を向上することができる便座装置を提供する。
【解決手段】便座装置１０は、便座本体２１に座る人の左大腿部と容量結合する第１電極２６Ｌに電気的に接続された第１プリアンプＰＡ１から出力される第１信号、及び、便座本体２１に座る人の右大腿部と容量結合する第２電極２６Ｒに電気的に接続された第２プリアンプＰＡ２から出力される第２信号に基づいて、心電図信号を計測する心電図信号計測回路３３と、便座本体２１に座る人に接触するボディアース電極２２と、第２信号に第２信号のＡＣ成分の極性を反転する処理を行うことによりボディアース電位を生成し、生成されたボディアース電位を、ボディアース電極２２を介して人に印加するボディアース電位生成回路３７とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】便座装置１０は、便座本体２１に座る人の左大腿部と容量結合する第１電極２６Ｌに電気的に接続された第１プリアンプＰＡ１から出力される第１信号、及び、便座本体２１に座る人の右大腿部と容量結合する第２電極２６Ｒに電気的に接続された第２プリアンプＰＡ２から出力される第２信号に基づいて、心電図信号を計測する心電図信号計測回路３３と、便座本体２１に座る人に接触するボディアース電極２２と、第２信号に第２信号のＡＣ成分の極性を反転する処理を行うことによりボディアース電位を生成し、生成されたボディアース電位を、ボディアース電極２２を介して人に印加するボディアース電位生成回路３７とを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
便座本体の裏面または内部に配置された第１電極であって前記便座本体に座る人の左大腿部と容量結合する第１電極と、
前記第１電極に電気的に接続された第１アンプと、
前記便座本体の裏面または内部に配置された第２電極であって前記便座本体に座る前記人の右大腿部と容量結合する第２電極と、
前記第２電極に電気的に接続された第２アンプと、
前記第１アンプから出力される第１信号、及び、前記第２アンプから出力される第２信号に基づいて、心電図信号を計測する心電図信号計測回路と、
少なくとも一部が前記便座本体の表側から外部に露出し、前記便座本体に座る前記人に接触するボディアース電極と、
前記第２信号に前記第２信号のＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）成分の極性を反転する処理を行うことによりボディアース電位を生成し、生成された前記ボディアース電位を、前記ボディアース電極を介して前記人に印加するボディアース電位生成回路とを備える
便座装置。
前記第１電極に電気的に接続された第１アンプと、
前記便座本体の裏面または内部に配置された第２電極であって前記便座本体に座る前記人の右大腿部と容量結合する第２電極と、
前記第２電極に電気的に接続された第２アンプと、
前記第１アンプから出力される第１信号、及び、前記第２アンプから出力される第２信号に基づいて、心電図信号を計測する心電図信号計測回路と、
少なくとも一部が前記便座本体の表側から外部に露出し、前記便座本体に座る前記人に接触するボディアース電極と、
前記第２信号に前記第２信号のＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）成分の極性を反転する処理を行うことによりボディアース電位を生成し、生成された前記ボディアース電位を、前記ボディアース電極を介して前記人に印加するボディアース電位生成回路とを備える
便座装置。
【請求項2】
前記便座本体は、樹脂材料によって形成され、
前記便座本体の前記第１電極と前記左大腿部との間に位置する部分の厚み、及び、前記便座本体の前記第２電極と前記右大腿部との間に位置する部分の厚みのそれぞれは、２ｍｍ以下であり、
前記第１電極の面積及び前記第２電極の面積のそれぞれは、１００００ｍｍ２以上であり、
前記第１電極は、１００ｐＦ以上の静電容量で前記左大腿部と容量結合し、
前記第２電極は、１００ｐＦ以上の静電容量で前記右大腿部と容量結合する
請求項１に記載の便座装置。
前記便座本体の前記第１電極と前記左大腿部との間に位置する部分の厚み、及び、前記便座本体の前記第２電極と前記右大腿部との間に位置する部分の厚みのそれぞれは、２ｍｍ以下であり、
前記第１電極の面積及び前記第２電極の面積のそれぞれは、１００００ｍｍ２以上であり、
前記第１電極は、１００ｐＦ以上の静電容量で前記左大腿部と容量結合し、
前記第２電極は、１００ｐＦ以上の静電容量で前記右大腿部と容量結合する
請求項１に記載の便座装置。
【請求項3】
前記第１アンプ及び前記第２アンプのそれぞれは、周波数１０Ｈｚにおける入力インピーダンス１ＧΩ以上であり、かつ、０．１Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下の周波数帯域における入力ノイズが２μＶｐ－ｐ以下である
請求項１または２に記載の便座装置。
請求項１または２に記載の便座装置。
【請求項4】
さらに、
前記第１電極及び前記第１アンプを電気的に接続する第１配線であって、少なくとも一部が電磁シールドによって覆われた第１配線と、
前記第２電極及び前記第２アンプを電気的に接続する第２配線であって、少なくとも一部が電磁シールドによって覆われた第２配線とを備える
請求項１～３のいずれか１項に記載の便座装置。
前記第１電極及び前記第１アンプを電気的に接続する第１配線であって、少なくとも一部が電磁シールドによって覆われた第１配線と、
前記第２電極及び前記第２アンプを電気的に接続する第２配線であって、少なくとも一部が電磁シールドによって覆われた第２配線とを備える
請求項１～３のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項5】
前記第１配線は、１０ＧΩ以上の抵抗値を有する第１抵抗素子を介してアナロググランド電位に電気的に接続され、
前記第２配線は、１０ＧΩ以上の抵抗値を有する第２抵抗素子を介して前記アナロググランド電位に電気的に接続される
請求項４に記載の便座装置。
前記第２配線は、１０ＧΩ以上の抵抗値を有する第２抵抗素子を介して前記アナロググランド電位に電気的に接続される
請求項４に記載の便座装置。
【請求項6】
前記第１配線は、前記第１抵抗素子よりも低い抵抗値を有する第３抵抗素子、及び、前記第３抵抗素子と直列に接続された第１スイッチ素子を介して前記アナロググランド電位に電気的に接続され、
前記第２配線は、前記第２抵抗素子よりも低い抵抗値を有する第４抵抗素子、及び、前記第４抵抗素子と直列に接続された第２スイッチ素子を介して前記アナロググランド電位に電気的に接続される
請求項５に記載の便座装置。
前記第２配線は、前記第２抵抗素子よりも低い抵抗値を有する第４抵抗素子、及び、前記第４抵抗素子と直列に接続された第２スイッチ素子を介して前記アナロググランド電位に電気的に接続される
請求項５に記載の便座装置。
【請求項7】
前記便座本体の前記裏面には、弾性部材が設けられ、
平面視において、前記ボディアース電極の少なくとも一部は、前記弾性部材と重なる
請求項１～６のいずれか１項に記載の便座装置。
平面視において、前記ボディアース電極の少なくとも一部は、前記弾性部材と重なる
請求項１～６のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項8】
前記便座本体の前記裏面には、弾性部材が設けられ、
さらに、前記弾性部材に加わる重量に基づいて、前記人が前記便座本体に着座したことを検出する着座センサを備え、
前記ボディアース電位生成回路は、前記着座センサによって前記人が前記便座本体に着座したことが検出されたことを契機に、前記ボディアース電位を生成する
請求項１～７のいずれか１項に記載の便座装置。
さらに、前記弾性部材に加わる重量に基づいて、前記人が前記便座本体に着座したことを検出する着座センサを備え、
前記ボディアース電位生成回路は、前記着座センサによって前記人が前記便座本体に着座したことが検出されたことを契機に、前記ボディアース電位を生成する
請求項１～７のいずれか１項に記載の便座装置。
【請求項9】
請求項１～８のいずれか１項に記載の便座装置と接続される情報端末によって実行される信号処理方法であって、
前記便座装置によって計測された前記心電図信号を取得する取得ステップと、
取得された前記心電図信号に対して解析を行う解析ステップと、
前記解析の結果を表示する表示ステップとを含む
信号処理方法。
前記便座装置によって計測された前記心電図信号を取得する取得ステップと、
取得された前記心電図信号に対して解析を行う解析ステップと、
前記解析の結果を表示する表示ステップとを含む
信号処理方法。
【請求項10】
前記解析ステップにおいては、取得された前記心電図信号のＲ波を検出し、検出したＲ波に基づいてＲＲ間隔を算出し、
前記表示ステップにおいては、心拍数またはＲＲ間隔を表示する
請求項９に記載の信号処理方法。
前記表示ステップにおいては、心拍数またはＲＲ間隔を表示する
請求項９に記載の信号処理方法。
【請求項11】
請求項９または１０に記載の信号処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、心電図信号の計測機能を有する便座装置などに関する。
【背景技術】
【0002】
人の心電図信号を計測するための様々な技術が知られている。特許文献１には、正確な心電の計測が可能な心電計測装置が開示されている。特許文献２には、シートの着座者の心電位を高感度で検知する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－０４７１３５号公報
【特許文献2】特開２０１９－０９２８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、心電図信号の計測品質を向上することができる便座装置などを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一態様に係る便座装置は、便座本体の裏面または内部に配置された第１電極であって前記便座本体に座る人の左大腿部と容量結合する第１電極と、前記第１電極に電気的に接続された第１アンプと、前記便座本体の裏面または内部に配置された第２電極であって前記便座本体に座る前記人の右大腿部と容量結合する第２電極と、前記第２電極に電気的に接続された第２アンプと、前記第１アンプから出力される第１信号、及び、前記第２アンプから出力される第２信号に基づいて、心電図信号を計測する心電図信号計測回路と、少なくとも一部が前記便座本体の表側から外部に露出し、前記便座本体に座る前記人に接触するボディアース電極と、前記第２信号に前記第２信号のＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）成分の極性を反転する処理を行うことによりボディアース電位を生成し、生成された前記ボディアース電位を、前記ボディアース電極を介して前記人に印加するボディアース電位生成回路とを備える。
【0006】
本発明の一態様に係る信号処理方法は、前記便座装置と接続される情報端末によって実行される信号処理方法であって、前記便座装置によって計測された前記心電図信号を取得する取得ステップと、取得された前記心電図信号に対して解析を行う解析ステップと、前記解析の結果を表示する表示ステップとを含む。
【0007】
本発明の一態様に係るプログラムは、前記信号処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【0008】
本発明の便座装置などは、心電図信号の計測品質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
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、いずれも包括的また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、本発明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、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。
【0011】
なお、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、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付し、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。
【0012】
（実施の形態）
［計測システムの構成］
以下、実施の形態に係る計測システムについて説明する。図１は、実施の形態に係る計測システムの構成を示す図である。図１に示されるように、計測システム１００は、便座装置１０と、情報端末４０とを備える。計測システム１００は、便座装置１０に座る人の心電図信号（ＥＣＧ Ｓｉｇｎａｌ：Ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ Ｓｉｇｎａｌ）を計測し、計測した心電図信号、及び、心電図信号の解析結果を情報端末４０に表示することができるシステムである。便座装置１０を利用する人は、便座２０に座るだけで無意識的に心電図信号の計測を受けることができる。ここで心電図信号とは、心臓からの電気的な信号のことをいう。
［計測システムの構成］
以下、実施の形態に係る計測システムについて説明する。図１は、実施の形態に係る計測システムの構成を示す図である。図１に示されるように、計測システム１００は、便座装置１０と、情報端末４０とを備える。計測システム１００は、便座装置１０に座る人の心電図信号（ＥＣＧ Ｓｉｇｎａｌ：Ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ Ｓｉｇｎａｌ）を計測し、計測した心電図信号、及び、心電図信号の解析結果を情報端末４０に表示することができるシステムである。便座装置１０を利用する人は、便座２０に座るだけで無意識的に心電図信号の計測を受けることができる。ここで心電図信号とは、心臓からの電気的な信号のことをいう。
【0013】
［便座装置の構成：便座］
まず、便座装置１０について、図１に加えて図２を参照しながら説明する。図２は、便座装置１０の外観図である。図１及び図２に示されるように、便座装置１０は、便座２０と、心電計測モジュール３０とを備える。便座装置１０は、既存の便器に取り付けられた便座と交換されて既存の便器に取り付けられる装置であってもよいし、便器と一体的に形成される装置であってもよい。
まず、便座装置１０について、図１に加えて図２を参照しながら説明する。図２は、便座装置１０の外観図である。図１及び図２に示されるように、便座装置１０は、便座２０と、心電計測モジュール３０とを備える。便座装置１０は、既存の便器に取り付けられた便座と交換されて既存の便器に取り付けられる装置であってもよいし、便器と一体的に形成される装置であってもよい。
【0014】
便座２０は、便座装置１０のうち人が用を足す際に着座する部分である。便座２０は、便座本体２１と、第１アクティブ電極２２Ｌと、第１接続配線２３Ｌと、第２アクティブ電極２２Ｒと、第２接続配線２３Ｒと、ボディアース電極２２と、第３接続配線２３と、着座センサ２４と、複数の脚ゴム２５とを備える。
【0015】
便座本体２１は、白色の樹脂材料によって形成される部材であり、便座２０を構成する他の構成要素を保持する保持部材としても機能する。便座本体２１の裏面には、第１アクティブ電極２２Ｌ、第２アクティブ電極２２Ｒ、着座センサ２４、及び、複数の脚ゴム２５が設けられる。便座本体２１の内部には、第１接続配線２３Ｌ、第２接続配線２３Ｒ、ボディアース電極２２、及び、第３接続配線２３が設けられる。
【0016】
第１アクティブ電極２２Ｌは、第１基板（図示せず）の一方の主面に第１電極２６Ｌが設けられ、当該第１基板の他方の主面に第１プリアンプＰＡ１が設けられた基板モジュールである。第１アクティブ電極２２Ｌは、より具体的には、第１電極２６Ｌと、第１プリアンプＰＡ１と、第１配線２７Ｌと、第１抵抗素子Ｒ１とを備える。
【0017】
第１電極２６Ｌは、便座本体２１の裏面に設けられたプレート状（薄膜状）の電極であり、心電図信号を計測するための計測電極として機能する。第１電極２６Ｌは、具体的には、銅箔などの抵抗率の低い金属材料によって形成される。第１電極２６Ｌは、便座本体２１に座る人の左脚の大腿部（以下、左大腿部とも記載する）と容量結合する電極である。つまり、第１電極２６Ｌは、容量電極として機能する。図３は、便座本体２１に座る人の左大腿部と第１電極２６Ｌとの容量結合を説明するための図である。
【0018】
図３に示されるように、第１電極２６Ｌは、便座本体２１のうち、便座本体２１に座る人の左大腿部が位置する部分の裏側に設けられ、便座本体２１の一部（図３において破線で囲まれた部分）を誘電体として、当該左大腿部との間に容量を形成する。第１電極２６Ｌは、左大腿部に直接接触せず、左大腿部と電気的に容量結合する。この容量は、例えば、１００ｐＦ以上であり、第１電極２６Ｌは、少なくとも０．１Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下の周波数帯域の信号を通すことができる。このような容量を維持するために、第１電極２６Ｌは、便座本体２１の裏面に、便座本体２１との間に空気が入らないように密着形成される。便座本体２１の、第１電極２６Ｌと左大腿部との間に位置する部分の厚みは、例えば、２ｍｍ以下（より好ましくは、１．５ｍｍ）である。
【0019】
第１電極２６Ｌの平面視形状は、例えば、矩形であるが、円形または楕円形であってもよい。平面視における第１電極２６Ｌの面積は、上記の静電容量を実現するために適宜設定される。平面視における第１電極２６Ｌの面積は、例えば、１００００ｍｍ２（１０ｃｍ×１０ｃｍ）以上である。また、第１電極２６Ｌを便座本体２１に固定する際に、第１電極２６Ｌの内部に穴を１か所以上開けてもよい。
【0020】
なお、第１電極２６Ｌは、左大腿部との間に便座本体２１の一部（樹脂材料）が介在するように便座本体２１に取り付けられていればよく、例えば、便座本体２１の内部に設けられてもよい。
【0021】
第１プリアンプＰＡ１は、第１アンプの一例であり、第１電極２６Ｌを通じて得られる第１生体信号が入力される増幅器である。第１プリアンプＰＡ１としては、周波数１０Ｈｚにおける入力インピーダンスが１ＧΩ以上であり、かつ、０．１Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下の周波数帯域における入力ノイズが２μＶｐ－ｐ以下であるオペアンプが使用される。
【0022】
第１プリアンプＰＡ１の正の入力端子は、第１配線２７Ｌによって第１電極２６Ｌに電気的に接続され、第１プリアンプＰＡ１の負の入力端子は、第１プリアンプＰＡ１の出力端子に電気的に接続される。第１プリアンプＰＡ１の増幅率は１に限りなく近い値であり、第１プリアンプＰＡ１は、電圧増幅を行わずにインピーダンス変換を行う。周波数１０Ｈｚにおける出力インピーダンスは、例えば、５ｋΩ程度である。
【0023】
なお、第１プリアンプＰＡ１は、電圧増幅を行ってもよい。この場合においても、０．１Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下の周波数帯域における入力換算ノイズ（入力ノイズ）が２μＶｐ－ｐ以下であることが望ましい。なお、第１プリアンプＰＡ１は、チョッパ増幅回路（図示せず）として構成されてもよい。
【0024】
チョッパ増幅回路（言い換えれば、チョッパ安定化回路）とは、第１プリアンプＰＡ１の入力段において正の入力端子の電圧と負の入力端子の電圧の差分を取り増幅する（差動増幅する）過程で混入する１／ｆノイズ（フリッカノイズ）の影響を低減し、入力ノイズを熱ノイズ（サーマルノイズ）のレベル（例えば、２μＶｐ－ｐ以下）に抑えるものである。第１プリアンプＰＡ１は、第１プリアンプＰＡ１の入力段と出力段のそれぞれにチョッパ回路を設けることでチョッパ増幅回路として構成される。
【0025】
入力段に設けられたチョッパ回路は、正の入力端子と負の入力端子とが正規に（そのまま）接続される、または、たすき掛け（正の入力端子と負の入力端子を入れ替える）に接続される動作を、所定の周波数（例えば２ｋＨｚ）で切り替えることにより、第１プリアンプＰＡ１に入力される信号を２ｋＨｚの周波数帯域（２０００．１Ｈｚ以上２０３０Ｈｚ以下）に変換（変調）する。変調後の信号は、第１プリアンプＰＡ１の入力段で差動増幅される。第１プリアンプＰＡ１の出力段に設けられているチョッパ回路により、第１プリアンプＰＡ１から出力される信号の周波数帯域は、２ｋＨｚ（２０００．１Ｈｚ以上２０３０Ｈｚ以下）から、元の０．１Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下の周波数帯域に戻され（復調され）、第１接続配線２３Ｌに伝達される。
【0026】
チョッパ増幅回路として構成される第１プリアンプＰＡ１の入力インピーダンスは、第１プリアンプＰＡ１の入力段と出力段のそれぞれに設けられたチョッパ回路を所定の周波数で動作させた状態で定義される。チョッパ増幅回路として構成される第１プリアンプＰＡ１は、周波数１０Ｈｚにおける入力インピーダンスが１ＧΩ以上有していることが望ましい。
【0027】
なお、本明細書において、「アンプ」、「オペアンプ」、「増幅回路」または「増幅器」といった用語は、必ずしも１よりも大きな電圧増幅率を有するアンプ（増幅器）、オペアンプ（演算増幅器）、オペアンプ回路（増幅回路）だけではなく、電圧増幅率が１以下であるアンプ、オペアンプ、オペアンプ回路にも用いられる。
【0028】
第１配線２７Ｌは、第１電極２６Ｌと、第１プリアンプＰＡ１の正の入力端子とを電気的に接続する。第１配線２７Ｌは、例えば、上記第１基板に設けられたパターン配線であるが、リード線などであってもよく、長さは１０ｍｍ以下が望ましい。第１配線２７Ｌは、少なくとも一部が電磁シールドによって覆われている。電磁シールドは、空気中に伝播する無線等の電界ノイズを遮蔽する役割を担う。電磁シールドの芯線は、アース電位（０Ｖ）に電気的に接続された金属配線によって形成される。
【0029】
第１配線２７Ｌは、第１抵抗素子Ｒ１を介してアナロググランド電位（より詳細には、アナロググランド電位生成回路３８の出力端子。以下同様）に電気的に接続されている。第１抵抗素子Ｒ１は、上記第１基板に設けられた抵抗素子であり、１０ＧΩ以上の抵抗値を有する。第１抵抗素子Ｒ１は、例えば、チップ形の抵抗素子であるが、リード線を有する抵抗素子であってもよい。
【0030】
以上説明した第１アクティブ電極２２Ｌは、第１接続配線２３Ｌによって心電計測モジュール３０と電気的に接続される。第１接続配線２３Ｌは、例えば、便座本体２１内に設けられたリード線であり、少なくとも一部が電磁シールドによって覆われている。電磁シールドの芯線は、アース電位に電気的に接続された金属配線によって形成される。
【0031】
第２アクティブ電極２２Ｒは、第２基板（図示せず）の一方の主面に第２電極２６Ｒが設けられ、当該第２基板の他方の主面に第２プリアンプＰＡ２が設けられた基板モジュールである。第２アクティブ電極２２Ｒは、より具体的には、第２電極２６Ｒと、第２プリアンプＰＡ２と、第２配線２７Ｒと、第２抵抗素子Ｒ２とを備える。
【0032】
第２電極２６Ｒは、便座本体２１の裏面に設けられたプレート状（薄膜状）の電極であり、心電図信号を計測するための参照電極として機能する。第２電極２６Ｒは、具体的には、銅箔などの抵抗率の低い金属材料によって形成される。第２電極２６Ｒは、便座本体２１に座る人の右脚の大腿部（以下、右大腿部とも記載する）と容量結合する電極である。つまり、第２電極２６Ｒは、容量電極として機能する。
【0033】
第２電極２６Ｒは、便座本体２１のうち、便座本体２１に座る人の右大腿部が位置する部分の裏側に設けられ、便座本体２１の一部を誘電体として、当該右大腿部との間に容量を形成する。第２電極２６Ｒは、右大腿部に直接接触せず、右大腿部と電気的に容量結合する。この容量は、例えば、１００ｐＦ以上であり、第２電極２６Ｒは、少なくとも０．１Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下の周波数帯域の信号を通すことができる。このような容量を維持するために、第２電極２６Ｒは、便座本体２１の裏面に、便座本体２１との間に空気が入らないように密着形成される。便座本体２１の、第２電極２６Ｒと右大腿部との間に位置する部分の厚みは、例えば、２ｍｍ以下（より好ましくは、１．５ｍｍ）である。
【0034】
第２電極２６Ｒの平面視形状は、例えば、矩形であるが、円形または楕円形であってもよい。平面視における第２電極２６Ｒの面積は、上記の静電容量を実現するために適宜設定される。平面視における第２電極２６Ｒの面積は、例えば、１００００ｍｍ２（１０ｃｍ×１０ｃｍ）以上である。また、第２電極２６Ｒを便座本体２１に固定する際に、第２電極２６Ｒの内部に穴を１か所以上開けてもよい。
【0035】
なお、第２電極２６Ｒは、右大腿部との間に便座本体２１の一部（樹脂材料）が介在するように便座本体２１に取り付けられていればよく、例えば、便座本体２１の内部に設けられてもよい。
【0036】
第２プリアンプＰＡ２は、第２アンプの一例であり、第２電極２６Ｒを通じて得られる第２生体信号が入力される増幅器である。第２プリアンプＰＡ２としては、周波数１０Ｈｚにおける入力インピーダンスが１ＧΩ以上であり、かつ、０．１Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下の周波数帯域における入力ノイズが２μＶｐ－ｐ以下であるオペアンプが使用される。
【0037】
第２プリアンプＰＡ２の正の入力端子は、第２配線２７Ｒによって第２電極２６Ｒに電気的に接続され、第２プリアンプＰＡ２の負の入力端子は、第２プリアンプＰＡ２の出力端子に電気的に接続される。第２プリアンプＰＡ２の増幅率は１に限りなく近い値であり、第２プリアンプＰＡ２は、電圧増幅を行わずにインピーダンス変換を行う。周波数１０Ｈｚにおける出力インピーダンスは、例えば、５ｋΩ程度である。
【0038】
なお、第２プリアンプＰＡ２は、電圧増幅を行ってもよい。この場合においても、０．１Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下の周波数帯域における入力換算ノイズ（入力ノイズ）が２μＶｐ－ｐ以下であることが望ましい。なお、第２プリアンプＰＡ２は、チョッパ増幅回路（図示せず）として構成されてもよい。
【0039】
なお、第１プリアンプＰＡ１と第２プリアンプＰＡ２の増幅率の精度は高い（例えば、±０．１％）ことが望ましい。
【0040】
第２配線２７Ｒは、第２電極２６Ｒと、第２プリアンプＰＡ２の正の入力端子とを電気的に接続する。第２配線２７Ｒは、例えば、上記第２基板に設けられたパターン配線であるが、リード線などであってもよく、長さは１０ｍｍ以下が望ましい。第２配線２７Ｒは、少なくとも一部が電磁シールドによって覆われている。電磁シールドは、空気中に伝播する無線等の電界ノイズを遮蔽する役割を担う。電磁シールドの芯線は、アース電位に電気的に接続された金属配線によって形成される。
【0041】
第２配線２７Ｒは、第２抵抗素子Ｒ２を介してアナロググランド電位に電気的に接続されている。第２抵抗素子Ｒ２は、上記第２基板に設けられた抵抗素子であり、１０ＧΩ以上の抵抗値を有する。第２抵抗素子Ｒ２は、例えば、チップ形の抵抗素子であるが、リード線を有する抵抗素子であってもよい。
【0042】
以上説明した第２アクティブ電極２２Ｒは、第２接続配線２３Ｒによって心電計測モジュール３０と電気的に接続される。第２接続配線２３Ｒは、例えば、便座本体２１内に設けられたリード線であり、少なくとも一部が電磁シールドによって覆われている。電磁シールドの芯線は、アース電位に電気的に接続された金属配線によって形成される。
【0043】
ボディアース電極２２は、ボディアース電位生成回路３７によって生成されるボディアース電位を便座本体２１に座る人に印加するための電極である。ボディアース電極２２は、少なくとも一部が便座本体２１の表側から露出し、便座本体２１に座る人の右大腿部に接触する。ボディアース電極２２は、例えば、銅などの金属材料によって形成される。
【0044】
ボディアース電極２２は、例えば、一部または全部が平面視において脚ゴム２５と重なる位置に設けられる。これにより、ボディアース電極２２は、脚ゴム２５の弾性を利用して便座本体２１に座る人の右大腿部に押し当てられる。なお、ボディアース電極２２は、便座本体２１に座る人の右大腿部に接触するように経験的または実験的に適宜配置されればよく、平面視においてボディアース電極２２の少なくとも一部が脚ゴム２５と重なるような配置は必須ではない。また、ボディアース電極２２は、便座本体２１に座る人の体の一部（例えば、臀部）に接触するように配置されればよく、右大腿部に接触するように配置されることは必須ではない。
【0045】
ボディアース電極２２は、第３接続配線２３によって心電計測モジュール３０と電気的に接続される。第３接続配線２３は、例えば、便座本体２１内に設けられたリード線である。第３接続配線２３は、少なくとも一部が電磁シールドによって覆われていてもよい。電磁シールドは、アースに電気的に接続された金属材料によって形成される。
【0046】
着座センサ２４は、脚ゴム２５に加わる重量（圧力）に基づいて、人が便座本体２１に着座したことを検出する。着座センサ２４によって人が着座したことが検出されると、便座装置１０はスタンバイ状態から、通常のトイレの機能を動作させる準備に入る。着座センサ２４は、例えば、ボディアース電極２２の少なくとも一部が重なる脚ゴム２５の内部に設けられるが、他の脚ゴム２５の内部に設けられてもよい。着座センサ２４は、例えば、脚ゴム２５に加わる重量を検出することができる圧電式センサまたは歪ゲージ式センサによって実現される。なお、図示されないが、着座センサ２４の検出結果（電気信号のフラグ）は、図示されない接続配線を介して、心電計測モジュール３０のＭＣＵ３４によって取得される。
【0047】
複数の脚ゴム２５は、便座本体２１と便器との緩衝用に、便座本体２１の裏面に設けられる弾性部材である。便座本体２１の平面視において、ボディアース電極２２が脚ゴム２５（弾性部材）の一つと重なることで、便座本体２１に人が座った際に、右大腿部とボディアース電極２２との接触性が向上する。脚ゴム２５は、例えば、ゴムによって実現されるが、エラストマーなどの他の材料によって実現されてもよい。脚ゴム２５は、例えば、便座本体２１の裏面に４つ設けられるが、脚ゴム２５の数についても特に限定されない。
【0048】
［便座装置の構成：心電計測モジュール］
心電計測モジュール３０は、第１プリアンプＰＡ１によって出力される第１信号を第１接続配線２３Ｌを介して取得し、第２プリアンプＰＡ２によって出力される第２信号を第２接続配線２３Ｒを介して取得する。また、心電計測モジュール３０は、取得した第１信号、及び、取得した第２信号に基づいて、心電図信号を計測する。心電計測モジュール３０は、第１ハイパスフィルタ３１、第２ハイパスフィルタ３２、心電図信号計測回路３３、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）３４、通信回路３５、バッファアンプ３６、ボディアース電位生成回路３７、及び、アナロググランド電位生成回路３８を備える。なお、図示されないが、心電計測モジュール３０は、電池（例えば、電圧３．７Ｖのリチウムポリマー電池）を電源として電源回路に供給させて動作する。
心電計測モジュール３０は、第１プリアンプＰＡ１によって出力される第１信号を第１接続配線２３Ｌを介して取得し、第２プリアンプＰＡ２によって出力される第２信号を第２接続配線２３Ｒを介して取得する。また、心電計測モジュール３０は、取得した第１信号、及び、取得した第２信号に基づいて、心電図信号を計測する。心電計測モジュール３０は、第１ハイパスフィルタ３１、第２ハイパスフィルタ３２、心電図信号計測回路３３、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）３４、通信回路３５、バッファアンプ３６、ボディアース電位生成回路３７、及び、アナロググランド電位生成回路３８を備える。なお、図示されないが、心電計測モジュール３０は、電池（例えば、電圧３．７Ｖのリチウムポリマー電池）を電源として電源回路に供給させて動作する。
【0049】
第１ハイパスフィルタ３１は、取得された第１信号の不要な低周波成分（基線変動等）を低減するフィルタである。第１ハイパスフィルタ３１は、例えば、カットオフ周波数が０．１Ｈｚの１次のパッシブフィルタである。
【0050】
第２ハイパスフィルタ３２は、取得された第２信号の不要な低周波成分（基線変動等）を低減するフィルタである。第２ハイパスフィルタ３２は、例えば、カットオフ周波数が０．１Ｈｚの１次のパッシブフィルタである。
【0051】
なお、第１ハイパスフィルタ３１と第２ハイパスフィルタ３２のそれぞれの抵抗値の精度は高いほうが望ましく、抵抗素子としては、例えば、±０．１％の金属皮膜チップ抵抗が用いられる。同様に、第１ハイパスフィルタ３１と第２ハイパスフィルタ３２のそれぞれの容量値の精度は高いほうが望ましく、容量素子としては、例えば、±１０％の積層セラミックコンデンサが用いられる。
【0052】
心電図信号計測回路３３は、差動アンプ３３ａ、ローパスフィルタ３３ｂ、及び、ＡＤ変換回路３３ｃを含む。差動アンプ３３ａの正の入力端子には第１信号が入力され、差動アンプ３３ａの負の入力端子には第２信号が入力される。差動アンプ３３ａは、例えば、第１信号と第２信号の差分を３００倍程度に増幅する。差動アンプ３３ａの同相弁別比（ＣＭＲＲ：Ｃｏｍｍｏｎ－Ｍｏｄｅ Ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ Ｒａｔｉｏ）は、１００ｄＢ以上あることが望ましい。ここで、同相弁別比とは、同相信号除去比ともいい、差動増幅器など２つの入力を有する構成において２つの入力に共通する信号（同相信号）を除去する性能を表す。同相弁別比は、差動信号の利得（増幅率）と同相信号の利得の比で与えられる。なお、差動アンプ３３ａの増幅率は、経験的または実験的に定められればよく、特に限定されない。
【0053】
ローパスフィルタ３３ｂは、心電図信号計測回路３３から出力される信号の不要な高周波成分を低減し、心電図信号として出力する。ローパスフィルタ３３ｂは、例えば、カットオフ周波数が７５Ｈｚの３次サレン・キーのアクティブフィルタである。
【0054】
ＡＤ変換回路３３ｃは、ローパスフィルタ３３ｂから出力される心電図信号（アナログ信号）をサンプリングしてデジタル信号に変換する変換器である。ＡＤ変換回路３３ｃは、例えば、１ｋＨｚサンプリングによって心電図信号を１２ビットのデジタル信号に変換する。
【0055】
ＭＣＵ３４は、心電図信号を情報端末４０へ送信するための情報処理を行う。ＭＣＵ３４は、例えば、ＡＤ変換回路３３ｃから出力される心電図信号にダウンサンプリング処理を行うことにより、心電図信号のサンプル数を通信回路３５が使用する無線通信の通信規格（ビットレート）に適合させる。詳細には図示されないが、ＭＣＵ３４は、プロセッサ及びメモリを含み、ＭＣＵ３４の機能は、プロセッサがメモリに記憶されたプログラムを実行することによって実現される。
【0056】
通信回路３５は、便座装置１０が情報端末４０と通信するための通信モジュールである。通信回路３５は、例えば、心電図信号を情報端末４０へ送信する通信モジュールである。通信回路３５は、例えば、ＢＬＥ（Ｂｌｕｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）などの通信規格にしたがう無線通信により情報端末４０と通信を行う。
【0057】
バッファアンプ３６の正の入力端子には第２信号が入力され、バッファアンプ３６の負の入力端子はバッファアンプ３６の出力端子に電気的に接続される。バッファアンプ３６の増幅率は１であり、バッファアンプ３６は、電圧増幅を行わずにインピーダンス変換を行う。つまり、バッファアンプ３６は、差動アンプ３３ａの動作がボディアース電位生成回路３７の動作の影響を受けないようにするために設けられている。なお、バッファアンプ３６は、電圧増幅を行ってもよい。
【0058】
ボディアース電位生成回路３７は、バッファアンプ３６から出力される第２信号に第２信号のＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）成分の極性を反転する処理を行うことによりボディアース電位を生成し、生成されたボディアース電位を、ボディアース電極２２を介して便座本体２１に座る人に印加する。上記第２信号には、環境ノイズが含まれ、ボディアース電位は、環境ノイズと極性が反転している。このようなボディアース電位が便座本体２１に座る人に印加されることにより、心電図信号から環境ノイズの成分が低減される。ボディアース電位がボディアース電極２２を介して便座本体２１に座る人に印加される構成では、人体側で環境ノイズの影響が低減される。このため、本構成は、差動アンプ３３ａにおいて同相の環境ノイズを十分に相殺することができないような場合に有効である。
【0059】
なお、環境ノイズとは、便座本体２１に座る人（生体）に起因しないノイズであって計測環境に依存するノイズを意味する。環境ノイズは、例えば、交流電源に起因するハムノイズであり、日本においては５０Ｈｚまたは６０Ｈｚのノイズである。その他の環境ノイズとしては、風または気流による１Ｈｚ付近のノイズ、音声による３００Ｈｚ以上のノイズ、及び、工事現場または工場から出る２０～３００Ｈｚの低周波ノイズ等が例示される。
【0060】
ボディアース電位生成回路３７は、具体的には、アンプ３７ａと、抵抗素子Ｒ５と、抵抗素子Ｒ６と、容量素子Ｃ１とを備える。アンプ３７ａの負の入力端子には、抵抗素子Ｒ５を介して第２信号が入力される。アンプ３７ａの正の入力端子は、アナロググランド電位に電気的に接続される。抵抗素子Ｒ６は、帰還抵抗である。容量素子Ｃ１は、抵抗素子Ｒ６に並列に接続されることにより、ボディアース電位生成回路３７にローパスフィルタとしての機能を付与する。
【0061】
ローパスフィルタのカットオフ周波数は、例えば、５０Ｈｚのハムノイズの３倍高調波（心電図信号の上限周波数３０Ｈｚの５倍程度）を通過させることを想定して、例えば、１５０Ｈｚであるが、心電図信号の上限周波数３０Ｈｚの３倍程度の信号を通過させることを想定して、９０Ｈｚ程度であってもよい。ローパスフィルタの次数及びカットオフ周波数は、理論的、経験的または実験的に適宜定められればよい。
【0062】
なお、特許文献１に記載の心電計測装置の反転増幅回路のように、中間電位近辺の信号を単に反転増幅する構成では、高周波のノイズを打ち消そうとして、位相が１８０°以上回転してもループのゲインが１より小さくならず、反転増幅回路が意図せず発振してしまう恐れがある。これに対し、ボディアース電位生成回路３７においては、ローパスフィルタによって周波数帯域が制限されているため、ボディアース電位生成回路３７が意図せず発振してしまうことが抑制される。
【0063】
抵抗素子Ｒ５は、例えば、５ｋΩであり、抵抗素子Ｒ６は、例えば、１ＭΩであり、容量素子Ｃ１は、例えば、９４０ｐＦである。アンプ３７ａの出力端子は、第３接続配線２３によってボディアース電極２２に電気的に接続される。
【0064】
アナロググランド電位生成回路３８は、アンプ３８ａと、抵抗素子Ｒ７と、抵抗素子Ｒ８とを備え、抵抗素子Ｒ７及び抵抗素子Ｒ８の抵抗分圧により、１．８Ｖの電源電圧から０．９Ｖの電源電圧を生成する。アンプ３８ａはバッファアンプとして機能し、０．９Ｖの電源電圧は、アナロググランド電位として使用される。アンプ３８ａの消費電流は例えば、１ｍＡであり、アナロググランド電位が０．９Ｖの電源電圧を保つことができる。
【0065】
［情報端末の構成］
情報端末４０は、心電計測モジュール３０の通信回路３５によって送信された心電図信号を受信し、受信した心電図信号、及び、心電図信号の解析結果を表示する。情報端末４０は、例えば、スマートフォンまたはタブレット端末などの携帯型の情報端末であるが、パーソナルコンピュータなどの据え置き型の情報端末であってもよい。また、情報端末４０は、汎用装置に計測システム１００の専用アプリケーションプログラムがインストールされることにより実現されるが、計測システム１００の専用装置であってもよい。図４は、情報端末４０の機能構成を示すブロック図である。図４に示されるように、情報端末４０は、通信部４１と、情報処理部４２と、記憶部４３と、表示部４４とを備える。
情報端末４０は、心電計測モジュール３０の通信回路３５によって送信された心電図信号を受信し、受信した心電図信号、及び、心電図信号の解析結果を表示する。情報端末４０は、例えば、スマートフォンまたはタブレット端末などの携帯型の情報端末であるが、パーソナルコンピュータなどの据え置き型の情報端末であってもよい。また、情報端末４０は、汎用装置に計測システム１００の専用アプリケーションプログラムがインストールされることにより実現されるが、計測システム１００の専用装置であってもよい。図４は、情報端末４０の機能構成を示すブロック図である。図４に示されるように、情報端末４０は、通信部４１と、情報処理部４２と、記憶部４３と、表示部４４とを備える。
【0066】
通信部４１は、情報端末４０が、心電計測モジュール３０の通信回路３５によって送信される心電図信号を受信するための通信モジュール（通信回路）である。通信部４１によって行われる通信は、例えば、無線通信である。
【0067】
情報処理部４２は、心電図信号の表示、心電図信号の解析、及び、心電図信号の解析結果の表示などに関する情報処理を行う。情報処理部４２は、例えば、マイクロコンピュータによって実現されるが、プロセッサによって実現されてもよい。情報処理部４２の機能は、例えば、情報処理部４２を構成するマイクロコンピュータまたはプロセッサ等が記憶部４３に記憶されたコンピュータプログラムを実行することによって実現される。
【0068】
記憶部４３は、上記情報処理に必要な情報、及び、情報処理部４２が実行するコンピュータプログラムなどが記憶される記憶装置である。記憶部４３は、例えば、半導体メモリなどによって実現される。
【0069】
表示部４４は、心電図信号、及び、心電図信号の解析結果を表示する。表示部４４は、例えば、液晶パネルまたは有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネルなどの表示パネルによって実現される。
【0070】
［計測システムの動作例１］
次に、計測システム１００の動作例１について説明する。図５は、計測システム１００の動作例１のシーケンス図である。
次に、計測システム１００の動作例１について説明する。図５は、計測システム１００の動作例１のシーケンス図である。
【0071】
人が便座２０（便座本体２１）に座ると、着座センサ２４は、脚ゴム２５に加わる重量に基づいて、人が便座本体２１に着座したことを検出する（Ｓ１１）。着座した人の左大腿部は、無意識のうちに第１電極２６Ｌの直上に位置し、着座した人の右大腿部は、無意識のうちに第２電極２６Ｒの直上に位置し、着座した人の右大腿部は、無意識のうちにボディアース電極２２に直接接触する。ＭＣＵ３４は、人が便座本体２１に着座したことが検出されたことを契機に、ボディアース電極２２を介して人にボディアース電位（暫定の値）を印加して、第１アクティブ電極２２Ｌ、第２アクティブ電極２２Ｒ、及び、心電計測モジュール３０を起動する。この過程で、ボディアース電位生成回路３７は、第２プリアンプＰＡ２から第２信号に第２信号のＡＣ成分の極性を反転する処理を行うことによりボディアース電位を変化させ、生成されたボディアース電位を、ボディアース電極２２を介して人に印加し、ハムノイズを低減させる（Ｓ１２）。
【0072】
また、心電図信号計測回路３３は、第１プリアンプＰＡ１からの第１信号、及び、第２プリアンプＰＡ２からの第２信号に基づいて、心電図信号を計測し、デジタルコード化された心電図信号がＭＣＵ３４に送られる（Ｓ１３）。図６は、大腿部で取得される心電図信号の波形の一例を示す図である。図６において、心電図信号の波形は１０秒間表示されている。ステップＳ１３において環境ノイズを含む第２信号のＡＣ成分と極性が反転したボディアース電位が人の体に印加されるため、ステップＳ１３において計測される心電図信号においては環境ノイズの影響が低減されている。通信回路３５は、取得された心電図信号を情報端末４０へ送信する（Ｓ１４）。
【0073】
情報端末４０の通信部４１は、通信回路３５から心電図信号を受信する。情報処理部４２は、受信された心電図信号を解析する（Ｓ１５）。情報処理部４２は、人の基線変動を平坦化させるために追加のデジタルフィルタ（例えば、カットオフ周波数２Ｈｚのハイパスフィルタ）を適用し、所定のピーク検出アルゴリズム（例えば、Ｈａｍｉｌｔｏｎアルゴリズム）を用いて、心電図信号のＲ波を検出し、検出したＲ波に基づいてＲＲ間隔を算出する。言い換えれば、情報処理部４２は、心拍数を算出する。また、情報処理部４２は、心電図信号そのものと、算出したＲＲ間隔（解析結果の一例）とを表示部４４に表示する（Ｓ１６）。図７は、情報端末４０の表示部４４における、心電図信号及びＲＲ間隔（瞬時心拍数）の表示例を示す図である。なお、ステップＳ１６においては、心電図信号そのもの、及び、解析結果の少なくとも一方が表示されればよい。
【0074】
なお、ピーク検出アルゴリズム適用に際し、ハムノイズ（５０Ｈｚ、６０Ｈｚ）の低減が不十分である場合、情報処理部４２は、追加のデジタルフィルタ（例えば、中心周波数６０Ｈｚ、帯域幅４Ｈｚのノッチフィルタ）を適用してもよい。
【0075】
このように計測システム１００は、便座装置１０に座る人の心電図信号を計測し、計測した心電図信号、及び、心電図信号の解析結果を情報端末４０に表示することができる。
【0076】
［便座装置の回路構成の変形例１］
次に、変形例１に係る便座装置の回路構成について説明する。図８は、変形例１に係る便座装置の回路構成を示す図である。
次に、変形例１に係る便座装置の回路構成について説明する。図８は、変形例１に係る便座装置の回路構成を示す図である。
【0077】
図１に示される便座装置１０においては、第１プリアンプＰＡ１、第２プリアンプＰＡ２、及び、差動アンプ３３ａとして、ＩＣチップセットが採用されているため、第１プリアンプＰＡ１、第２プリアンプＰＡ２、及び、差動アンプ３３ａはいずれも１．８Ｖの電圧の供給を受けて動作した。ここでのＩＣチップセットとは、例えば、心電図信号計測用の２種類以上のＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）で構成されるチップセットである。
【0078】
これに対し、図８に示される変形例１に係る便座装置１０ａにおいては、第１アクティブ電極２２Ｌａが備える第１プリアンプＰＡ１ａ、及び、第２アクティブ電極２２Ｒａが備える第２プリアンプＰＡ２ａのそれぞれは、差動アンプ３３ａとは異なり、３．３Ｖの電圧の供給を受けて動作する。これにより、便座装置１０ａにおいては、第１プリアンプＰＡ１ａ、及び、第２プリアンプＰＡ２ａとして汎用性の高いオペアンプを採用することができる。また、第１プリアンプＰＡ１ａ、及び、第２プリアンプＰＡ２ａのそれぞれに、より振幅の大きい信号を入力することが可能となる。なお、第１プリアンプＰＡ１ａは、第１アンプの別の一例であり、第２プリアンプＰＡ２ａは、第２アンプの別の一例である。
【0079】
第１プリアンプＰＡ１ａ及び第２プリアンプＰＡ２ａとしては、例えば、周波数１０Ｈｚにおける入力インピーダンスが１ＧΩ以上であり、かつ、０．１Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下の周波数帯域における入力ノイズが２μＶｐ－ｐ以下であるオペアンプが使用されればよい。
【0080】
［便座装置の回路構成の変形例２］
次に、変形例２に係る便座装置の回路構成について説明する。図９は、変形例２に係る便座装置の回路構成を示す図である。
次に、変形例２に係る便座装置の回路構成について説明する。図９は、変形例２に係る便座装置の回路構成を示す図である。
【0081】
図９に示される変形例２に係る便座装置１０ｂは、便座装置１０における第１アクティブ電極２２Ｌが第１アクティブ電極２２Ｌｂに置き換えられ、第２アクティブ電極２２Ｒが第２アクティブ電極２２Ｒｂに置き換えられた構成を有する。
【0082】
第１アクティブ電極２２Ｌｂは、第１アクティブ電極２２Ｌに、第３抵抗素子Ｒ３、及び、第１スイッチ素子Ｓ１が追加された構成を有する。
【0083】
第３抵抗素子Ｒ３は、第１抵抗素子Ｒ１よりも低い抵抗値を有する。第３抵抗素子Ｒ３の抵抗値は、例えば、１０ＭΩであり、第１抵抗素子Ｒ１の抵抗値（例えば、１０ＧΩ）の１０００分の１以下の抵抗値である。なお、第３抵抗素子Ｒ３は、例えば、チップ形の抵抗素子であるが、リード線を有する抵抗素子であってもよい。第３抵抗素子Ｒ３の一端は、第１スイッチ素子Ｓ１の他端に電気的に接続され、第３抵抗素子Ｒ３の他端は、アナロググランド電位に電気的に接続されている。
【0084】
第１スイッチ素子Ｓ１の一端は、第１配線２７Ｌに電気的に接続され、第１スイッチ素子Ｓ１の他端は、第３抵抗素子Ｒ３の一端に電気的に接続されている、第１スイッチ素子Ｓ１は、ＭＣＵ３４から出力される制御信号に基づいて、第１配線２７Ｌと、第３抵抗素子Ｒ３との電気的接続をオン及びオフする。第１スイッチ素子Ｓ１は、例えば、ＣＭＯＳによるＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチング素子である。
【0085】
第２アクティブ電極２２Ｒｂは、第２アクティブ電極２２Ｒに、第４抵抗素子Ｒ４、及び、第２スイッチ素子Ｓ２が追加された構成を有する。
【0086】
第４抵抗素子Ｒ４は、第２抵抗素子Ｒ２よりも低い抵抗値を有する。第４抵抗素子Ｒ４の抵抗値は、例えば、１０ＭΩであり、第２抵抗素子Ｒ２の抵抗値（例えば、１０ＧΩ）の１０００分の１以下の抵抗値である。なお、第４抵抗素子Ｒ４は、例えば、チップ形の抵抗素子であるが、リード線を有する抵抗素子であってもよい。第４抵抗素子Ｒ４の一端は、第２スイッチ素子Ｓ２の他端に電気的に接続され、第４抵抗素子Ｒ４の他端は、アナロググランド電位に電気的に接続されている。
【0087】
第２スイッチ素子Ｓ２の一端は、第２配線２７Ｒに電気的に接続され、第２スイッチ素子Ｓ２の他端は、第４抵抗素子Ｒ４の一端に電気的に接続されている、第２スイッチ素子Ｓ２は、ＭＣＵ３４から出力される制御信号に基づいて、第２配線２７Ｒと、第４抵抗素子Ｒ４との電気的接続をオン及びオフする。第２スイッチ素子Ｓ２は、例えば、ＣＭＯＳによるＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチング素子である。
【0088】
このように、便座装置１０ｂにおいては、第１配線２７Ｌは、第１抵抗素子Ｒ１よりも低い抵抗値を有する第３抵抗素子Ｒ３、及び、第３抵抗素子Ｒ３と直列に接続された第１スイッチ素子Ｓ１を介してアナロググランド電位に電気的に接続されている。また、便座装置１０ｂにおいては、第２配線２７Ｒは、第２抵抗素子Ｒ２よりも低い抵抗値を有する第４抵抗素子Ｒ４、及び、第４抵抗素子Ｒ４と直列に接続された第２スイッチ素子Ｓ２を介してアナロググランド電位に電気的に接続されている。
【0089】
なお、特許文献２では、本願の第１抵抗素子Ｒ１（第２抵抗素子Ｒ２）に相当する第１抵抗器、及び、本願の第３抵抗素子Ｒ３（第４抵抗素子Ｒ４）に相当する第２抵抗器のそれぞれは、アナロググランド電位（中間電位）ではなく、アース電位に電気的に接続されている。便座装置１０ｂのように、第１抵抗素子Ｒ１（第２抵抗素子Ｒ２）、及び、第３抵抗素子Ｒ３（第４抵抗素子Ｒ４）のそれぞれがアナロググランド電位（中間電位）に電気的に接続されれば、電圧ノイズはアンプ３８ａのバッファ動作により吸収し、ノイズ除去中にアース電位（０Ｖ）がシフトしにくいため、電圧ノイズを低減しているときにも第１プリアンプＰＡ１（第２プリアンプＰＡ２）が継続して動作する。したがって、便座装置１０ｂは、特許文献２に記載の心電センサに比べて電圧ノイズの低減を適切に行うことができる。
【0090】
［動作例２］
便座装置１０においては、大腿部と便座本体２１との摩擦により、第１電極２６Ｌ及び第２電極２６Ｒに微小な電圧ノイズが蓄積し、第１配線２７Ｌ及び第２配線２７Ｒが高インピーダンスであり、電圧ノイズを逃がす経路が存在しないため、心電図信号に電圧ノイズが混入してしまう場合がある。図１０は、このような電圧ノイズが混入した心電図信号の波形の一例を示す図である。便座装置１０ｂは、このような電圧ノイズへの対策が施されている。具体的には、便座装置１０ｂは、第１スイッチ素子Ｓ１及び第２スイッチ素子Ｓ２をオンすることで、電圧ノイズをアナロググランドへ逃がすことができる。
便座装置１０においては、大腿部と便座本体２１との摩擦により、第１電極２６Ｌ及び第２電極２６Ｒに微小な電圧ノイズが蓄積し、第１配線２７Ｌ及び第２配線２７Ｒが高インピーダンスであり、電圧ノイズを逃がす経路が存在しないため、心電図信号に電圧ノイズが混入してしまう場合がある。図１０は、このような電圧ノイズが混入した心電図信号の波形の一例を示す図である。便座装置１０ｂは、このような電圧ノイズへの対策が施されている。具体的には、便座装置１０ｂは、第１スイッチ素子Ｓ１及び第２スイッチ素子Ｓ２をオンすることで、電圧ノイズをアナロググランドへ逃がすことができる。
【0091】
以下、計測システム１００の動作例２として、計測システム１００が便座装置１０に代えて便座装置１０ｂを備える場合の動作例について説明する。図１１は、計測システム１００の動作例２のシーケンス図である。
【0092】
ステップＳ２１～ステップＳ２４の処理は、ステップＳ１１～ステップＳ１４の処理と同様であるため、詳細な説明が省略される。
【0093】
ステップＳ２４において、情報端末４０の通信部４１は、通信回路３５から心電図信号を受信する。情報処理部４２は、受信された心電図信号を解析する（Ｓ２５）。ステップＳ２４で受信した心電図信号に電圧ノイズが混入しており、当該心電図信号が図１０のような波形を有しているとする。このような心電図信号は、通常の心電図信号（図６）よりも振幅が大きい。そこで、情報処理部４２は、ステップＳ２５において心電図信号の振幅が閾値以上であるか否かを判定し、心電図信号の振幅が閾値以上である場合に心電図信号が計測できていない（計測の異常）と判定する。閾値は、例えば、２００μＶであるが、経験的または実験的に適宜定められればよい。
【0094】
情報処理部４２は、心電図信号が計測できていないと判定すると、心電図信号の再計測要求を便座装置１０ｂへ送信する（Ｓ２６）。再計測要求は、より具体的には、通信部４１によって便座装置１０ｂへ送信される。
【0095】
便座装置１０ｂの通信回路３５は、再計測要求を受信する。ＭＣＵ３４は、受信された再計測要求に基づいて、放電処理を行う（Ｓ２７）。ＭＣＵ３４は、具体的には、オフ状態の第１スイッチ素子Ｓ１及び第２スイッチ素子Ｓ２のそれぞれを所定期間の間オンした後、オフ状態に戻す。これにより、ＭＣＵ３４は、電圧ノイズのアナロググランドへの放電を図る。所定期間は、例えば、５秒であるが、経験的または実験的に適宜定められればよい。
【0096】
放電処理の後、心電図信号計測回路３３は、第１プリアンプＰＡ１からの第１信号、及び、第２プリアンプＰＡ２からの第２信号に基づいて、心電図信号を計測する（Ｓ２８）。通信回路３５は、取得された心電図信号を情報端末４０へ送信する（Ｓ２９）。
【0097】
情報端末４０の通信部４１は、通信回路３５から心電図信号を受信する。情報処理部４２は、受信された心電図信号を解析する（Ｓ３０）。ステップＳ３０では、ステップＳ２７において電圧ノイズが低減されているため、心電図信号が正常であると判定される。そうすると、情報処理部４２は、さらに、所定のピーク検出アルゴリズムを用いて、心電図信号のＲ波を検出し、検出したＲ波に基づいてＲＲ間隔を算出する。言い換えれば、情報処理部４２は、心拍数を算出する。
【0098】
その後、情報処理部４２は、心電図信号そのものと、算出したＲＲ間隔とを表示部４４に表示する（Ｓ３１）。この結果、図７に示されるように、情報端末４０の表示部４４には、２秒間の心電図信号及びＲＲ間隔（心拍数）が表示される。なお、ステップＳ３１においては、心電図信号そのもの、及び、解析結果（心拍数、ＲＲ間隔の時間的推移など）の少なくとも一方が表示されればよい。
【0099】
このように便座装置１０ｂを備える計測システム１００は、心電図信号が計測できていないと判定されたときに、電圧ノイズを低減するための放電処理を行った上で、再度、心電図信号を計測することができる。
【0100】
［効果等］
以上説明したように、便座装置１０は、便座本体２１の裏面または内部に配置された第１電極２６Ｌであって便座本体２１に座る人の左大腿部と容量結合する第１電極２６Ｌと、第１電極２６Ｌに電気的に接続された第１プリアンプＰＡ１と、便座本体２１の裏面または内部に配置された第２電極２６Ｒであって便座本体２１に座る人の右大腿部と容量結合する第２電極２６Ｒと、第２電極２６Ｒに電気的に接続された第２プリアンプＰＡ２と、第１プリアンプＰＡ１から出力される第１信号、及び、第２プリアンプＰＡ２から出力される第２信号に基づいて、心電図信号を計測する心電図信号計測回路３３と、少なくとも一部が便座本体２１の表側から外部に露出し、便座本体２１に座る人に接触するボディアース電極２２と、第２信号に第２信号のＡＣ成分の極性を反転する処理を行うことによりボディアース電位を生成し、生成されたボディアース電位を、ボディアース電極２２を介して人に印加するボディアース電位生成回路３７とを備える。第１プリアンプＰＡ１は、第１アンプの一例であり、第２プリアンプＰＡ２は、第２アンプの一例である。
以上説明したように、便座装置１０は、便座本体２１の裏面または内部に配置された第１電極２６Ｌであって便座本体２１に座る人の左大腿部と容量結合する第１電極２６Ｌと、第１電極２６Ｌに電気的に接続された第１プリアンプＰＡ１と、便座本体２１の裏面または内部に配置された第２電極２６Ｒであって便座本体２１に座る人の右大腿部と容量結合する第２電極２６Ｒと、第２電極２６Ｒに電気的に接続された第２プリアンプＰＡ２と、第１プリアンプＰＡ１から出力される第１信号、及び、第２プリアンプＰＡ２から出力される第２信号に基づいて、心電図信号を計測する心電図信号計測回路３３と、少なくとも一部が便座本体２１の表側から外部に露出し、便座本体２１に座る人に接触するボディアース電極２２と、第２信号に第２信号のＡＣ成分の極性を反転する処理を行うことによりボディアース電位を生成し、生成されたボディアース電位を、ボディアース電極２２を介して人に印加するボディアース電位生成回路３７とを備える。第１プリアンプＰＡ１は、第１アンプの一例であり、第２プリアンプＰＡ２は、第２アンプの一例である。
【0101】
このような便座装置１０は、ボディアース電位を便座本体２１に座る人に印加することで、人体側で心電図信号への環境ノイズの影響を低減することができる。つまり、便座装置１０は、心電図信号の計測品質を向上することができる。
【0102】
また、例えば、便座本体２１は、樹脂材料によって形成され、便座本体２１の第１電極２６Ｌと左大腿部との間に位置する部分の厚み、及び、便座本体２１の第２電極２６Ｒと右大腿部との間に位置する部分の厚みのそれぞれは、２ｍｍ以下である。第１電極２６Ｌの面積及び第２電極２６Ｒの面積のそれぞれは、１００００ｍｍ２以上である。第１電極２６Ｌは、１００ｐＦ以上の静電容量で左大腿部と容量結合し、第２電極２６Ｒは、１００ｐＦ以上の静電容量で前記右大腿部と容量結合する。
【0103】
このような便座装置１０は、第１電極２６Ｌと左大腿部とを適切に容量結合させ、かつ、第２電極２６Ｒと右大腿部とを適切に容量結合させることで、心電図信号の計測品質を向上することができる。
【0104】
また、例えば、第１プリアンプＰＡ１及び第２プリアンプＰＡ２のそれぞれは、周波数１０Ｈｚにおける入力インピーダンス１ＧΩ以上であり、かつ、０．１Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下の周波数帯域における入力ノイズが２μＶｐ－ｐ以下である。
【0105】
このような便座装置１０は、第１プリアンプＰＡ１及び第２プリアンプＰＡ２として心電図信号の計測に適した性能を有するアンプを採用することで、心電図信号の計測品質を向上することができる。
【0106】
また、例えば、便座装置１０は、さらに、第１電極２６Ｌ及び第１プリアンプＰＡ１を電気的に接続する第１配線２７Ｌであって、少なくとも一部が電磁シールドによって覆われた第１配線２７Ｌと、第２電極２６Ｒ及び第２プリアンプＰＡ２を電気的に接続する第２配線２７Ｒであって、少なくとも一部が電磁シールドによって覆われた第２配線２７Ｒとを備える。
【0107】
このような便座装置１０は、第１電極２６Ｌ及び第１プリアンプＰＡ１を電気的に接続する第１配線２７Ｌ、及び、第２電極２６Ｒ及び第２プリアンプＰＡ２を電気的に接続する第２配線２７Ｒのそれぞれを電磁シールドで覆うことで、心電図信号の計測品質を向上することができる。
【0108】
また、例えば、第１配線２７Ｌは、１０ＧΩ以上の抵抗値を有する第１抵抗素子Ｒ１を介してアナロググランド電位に電気的に接続される。第２配線２７Ｒは、１０ＧΩ以上の抵抗値を有する第２抵抗素子Ｒ２を介してアナロググランド電位に電気的に接続される。
【0109】
このような便座装置１０は、第１配線２７Ｌ及び第２配線２７Ｒのそれぞれを比較的高い抵抗値を有する抵抗素子を介してアナロググランド電位に電気的に接続することで、心電図信号の計測品質を向上することができる。
【0110】
また、例えば、便座装置１０ｂにおいては、第１配線２７Ｌは、第１抵抗素子Ｒ１よりも低い抵抗値を有する第３抵抗素子Ｒ３、及び、第３抵抗素子Ｒ３と直列に接続された第１スイッチ素子Ｓ１を介してアナロググランド電位に電気的に接続される。第２配線２７Ｒは、第２抵抗素子Ｒ２よりも低い抵抗値を有する第４抵抗素子Ｒ４、及び、第４抵抗素子Ｒ４と直列に接続された第２スイッチ素子Ｓ２を介してアナロググランド電位に電気的に接続される。
【0111】
このような便座装置１０ｂは、第１電極２６Ｌ及び第２電極２６Ｒに微小な電圧ノイズが蓄積した場合に、第１スイッチ素子Ｓ１及び第２スイッチ素子Ｓ２をオンすることで電圧ノイズをアナロググランドへ逃がすことができる。便座装置１０ｂは、電圧ノイズをアナロググランドへ逃がすことで、心電図信号の計測品質を向上することができる。
【0112】
また、例えば、便座本体２１の裏面には、脚ゴム２５が設けられる。平面視において、ボディアース電極２２の少なくとも一部は、脚ゴム２５と重なる。脚ゴム２５は、弾性部材の一例である。
【0113】
このような便座装置１０は、脚ゴム２５の弾性を利用して、ボディアース電極２２を便座本体２１に座る人の体に押し当てることができる。
【0114】
また、例えば、便座本体２１の裏面には、脚ゴム２５が設けられる。便座装置１０は、さらに、脚ゴム２５に加わる重量に基づいて、人が便座本体に着座したことを検出する着座センサ２４を備える。ボディアース電位生成回路３７は、着座センサ２４によって人が便座本体２１に着座したことが検出されたことを契機に、ボディアース電位を生成する。
【0115】
このような便座装置１０は、人が便座本体２１に着座したことを契機に、ボディアース電位を生成することができる。
【0116】
また、便座装置と接続される情報端末４０によって実行される信号処理方法は、便座装置１０によって計測された心電図信号を取得する取得ステップＳ１４と、取得された心電図信号に対して解析を行う解析ステップＳ１５と、解析の結果を表示する表示ステップＳ１６とを含む。
【0117】
このような信号処理方法は、心電図信号の解析結果を表示することができる。
【0118】
また、例えば、解析ステップＳ１５においては、取得された心電図信号のＲ波を検出し、検出したＲ波に基づいてＲＲ間隔を算出する。表示ステップＳ１６においては、心拍数またはＲＲ間隔を表示する。
【0119】
このような信号処理方法は、ＲＲ間隔を表示することができる。
【0120】
（その他の実施の形態）
以上、実施の形態について説明したが、本発明は、このような実施の形態に限定されるものではない。
以上、実施の形態について説明したが、本発明は、このような実施の形態に限定されるものではない。
【0121】
例えば、上記実施の形態で説明された回路構成は、一例であり、本発明は上記回路構成に限定されない。つまり、上記回路構成と同様に、本発明の特徴的な機能を実現できる回路も本発明に含まれる。例えば、上記回路構成と同様の機能を実現できる範囲で、ある素子に対して、直列又は並列に、スイッチング素子（トランジスタ）、抵抗素子、または容量素子等の素子が接続されたものも本発明に含まれる。
【0122】
また、上記実施の形態において、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、複数の処理の順序が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。
【0123】
また、本発明の全般的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【0124】
例えば、本発明は、上記実施の形態に係る計測システムとして実現されてもよいし、計測システムによって実行される心電図信号の計測方法として実現されてもよい。また、本発明は、このような計測方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現されてもよいし、このようなプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体として実現されてもよい。
【0125】
また、本発明は、便座装置または情報端末によって実行される信号処理方法として実現されてもよいし、このような信号処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現されてもよい。また、本発明は、このようなプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体として実現されてもよい。
【0126】
また、計測システムは、単一の装置として実現されてもよいし、複数の装置によって実現されてもよい。計測システムが複数の装置によって実現される場合、上記実施の形態で説明された計測システムが備える構成要素は、複数の装置にどのように振り分けられてもよい。
【0127】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【符号の説明】
【0128】
１０、１０ａ、１０ｂ 便座装置
２１ 便座本体
２２ ボディアース電極
２４ 着座センサ
２５ 脚ゴム（弾性部材）
２６Ｌ 第１電極
２６Ｒ 第２電極
２７Ｌ 第１配線
２７Ｒ 第２配線
３３ 心電図信号計測回路
３７ ボディアース電位生成回路
ＰＡ１、ＰＡ１ａ 第１プリアンプ（第１アンプ）
ＰＡ２、ＰＡ２ａ 第２プリアンプ（第２アンプ）
Ｒ１ 第１抵抗素子
Ｒ２ 第２抵抗素子
Ｒ３ 第３抵抗素子
Ｒ４ 第４抵抗素子
Ｓ１ 第１スイッチ素子
Ｓ２ 第２スイッチ素子
２１ 便座本体
２２ ボディアース電極
２４ 着座センサ
２５ 脚ゴム（弾性部材）
２６Ｌ 第１電極
２６Ｒ 第２電極
２７Ｌ 第１配線
２７Ｒ 第２配線
３３ 心電図信号計測回路
３７ ボディアース電位生成回路
ＰＡ１、ＰＡ１ａ 第１プリアンプ（第１アンプ）
ＰＡ２、ＰＡ２ａ 第２プリアンプ（第２アンプ）
Ｒ１ 第１抵抗素子
Ｒ２ 第２抵抗素子
Ｒ３ 第３抵抗素子
Ｒ４ 第４抵抗素子
Ｓ１ 第１スイッチ素子
Ｓ２ 第２スイッチ素子
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】