JP2003000557A

JP2003000557A - 生体信号モニタリング装置

Info

Publication number: JP2003000557A
Application number: JP2001193662A
Authority: JP
Inventors: Yoshiko Suzuki; 佳子鈴木; 謙之 ▲土▼井; Kaneyuki Doi; Masaru Hashimoto; 勝橋本; Masaki Koyama; 正樹小山; Atsuhisa Nishimura; 篤久西村
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2003-01-07

Abstract

(57)【要約】【課題】伝送線を必要とせず、無線機構を搭載するこ
とによる計測器側の装置の大型化及びコスト増を生ぜず
に生体信号を観測できる生体信号モニタリング装置を提
供する。【解決手段】第１計測伝送手段１１により計測され、
第１伝送信号に変調された生体信号を、第１送信電極１
２と、第２送信電極１３により送信する第１データ通信
装置１と、第１受信電極２０と、第２受信電極２１とが
受信した第１伝送信号を復調する第１信号処理手段２２
と、復調された第１データを表示するディスプレイ２３
と、を有する第２データ通信装置２と、を具備してな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生体信号を観測す
る生体信号モニタリング装置に係わり、特に、導体であ
る人体を伝送路として信号を伝送する生体信号モニタリ
ング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、トレーニング強度の目安にし
たり、健康管理の目的で、トレーニングしながらも脈拍
や心拍などの生体信号をモニタリングする装置がある。
しかし、生体信号は観測したい生体信号によってセンシ
ングする部位がほぼ決められてしまうため、その生体信
号をセンシングする計測装置をその部位に装着しなけれ
ばならない。また、センシングした生体信号を提示する
提示手段、又は記憶する記憶手段は、トレーニング等運
動を行う際に支障になることから、その計測部位と離れ
た個所に配置されること場合が多い。そこで、センシン
グする計測装置側から提示手段、又は記憶手段への信号
の伝送が必要となる。

【０００３】たとえば、センシングしたい生体信号が、
脈拍であった場合、脈拍の計測は耳朶で行われることが
多く、また、提示手段は腕など見える位置に設置するこ
とが多いため、計測した生体信号に対応した伝送信号を
提示手段まで送信しなければならない。心拍数を計測す
る場合についても同様のことであり、いずれの場合にお
いても、生体信号に対応した伝送信号を伝送するため
に、計測装置から提示手段、又は記憶手段まで伝送線を
接続してデータの伝送を行うか、無線を用いて伝送して
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トレー
ニングなど、動いているときに伝送線があると、煩わし
いばかりではなく、伝送線を断線させてしまう恐れもあ
る。また、脈拍計測では、伝送線の揺れが脈拍計測の誤
差要因にもなる。一方、電波を使用する無線方式では、
計測装置側に、送信するデータに対応した信号を発生
し、その信号を空間を伝播させるために、伝送信号とし
ての無線信号を発信する無線信号発信機構を搭載する必
要があるとともに、提示手段、又は記憶手段にも無線信
号を受信し、データを復調する機構を搭載する必要があ
る。そのような機構を生体信号をモニタリングする装置
に搭載させるため、計測装置及び受信側となる提示手
段、又は記憶手段の装置が大型化するとともに、コスト
も増大してしまう。

【０００５】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、伝送線を必要とせず、無線による通
信を行うために必要な無線機構を搭載することによる装
置の大型化及びコスト増を生ぜずに生体信号を観測でき
る生体信号モニタリング装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の生体観測装置は、以下の構成を備える。すな
わち、請求項１の発明では、人体の生体信号を計測し、
該生体信号に応じた第１伝送信号を生成する第１計測伝
送手段と、前記第１伝送信号を送信する２つの送信電極
と、を有してなり、該送信電極の一方は他方の電極よ
り、前記人体に対するインピーダンス値が小さくなるよ
う設けられる第１データ通信装置、並びに前記第１伝送
信号を受信する２つの受信電極と、該受信電極の受信し
た前記第１伝送信号を処理し、前記第１伝送信号に応じ
た第１データを出力する第１信号処理手段と、前記第１
データを提示する第１提示手段又は記憶する第１記憶手
段と、を有してなり、前記受信電極の一方は他方の電極
より、前記人体に対するインピーダンス値が小さくなる
よう設けられる第２データ通信装置を、具備してなるこ
とを特徴とする。

【０００７】請求項２の発明では、請求項１に記載の生
体信号モニタリング装置において、前記第２データ通信
装置は、前記第１データを演算処理し、前記第１提示手
段又は前記第１記憶手段へ出力する演算手段をも備えた
ことを特徴とするを備えたことを特徴とする。

【０００８】請求項３の発明では、請求項１又は請求項
２に記載の生体信号モニタリング装置において、前記第
１データ通信装置を構成する回路の基準電位となる回路
グランドを、前記送信電極のいずれか一方として形成す
ることを特徴とする。

【０００９】請求項４の発明では、請求項１乃至請求項
３のいずれかに記載の生体信号モニタリング装置におい
て、前記第２データ通信装置を構成する回路の基準電位
となる回路グランドを、前記人体に対するインピーダン
ス値が小さい方の受信電極として形成することを特徴と
する。

【００１０】請求項５の発明では、請求項１乃至請求項
４のいずれかに記載の生体信号モニタリング装置におい
て、前記第２データ通信装置は、人体に固定するための
クリップ形状の第１固定手段を備え、この第１固定手段
に前記人体に対するインピーダンス値が小さい方の受信
電極が設けられていることを特徴とする。

【００１１】請求項６の発明では、請求項１乃至請求項
４のいずれかに記載の生体信号モニタリング装置におい
て、前記第２データ通信装置は、人体に固定するベルト
形状に形成された第２固定手段を備え、この第２固定手
段の人体側に、前記人体に対するインピーダンス値が小
さい方の受信電極が設けられていることを特徴とする。

【００１２】請求項７の発明では、請求項１乃至請求項
６のいずれかに記載の生体信号モニタリング装置におい
て、前記第１データ通信装置は、人体に固定するクリッ
プ形状に形成された第３固定手段を備え、この第３固定
手段に前記人体に対するインピーダンス値が小さい方の
送信電極が設けられていることを特徴とする。

【００１３】請求項８の発明では、請求項１乃至請求項
６のいずれかに記載の生体信号モニタリング装置におい
て、前記第１データ通信装置は、人体に固定するベルト
形状に形成された第４固定手段を備え、この第４固定手
段の人体側に、前記人体に対するインピーダンス値が小
さい方の送信電極が設けられていることを特徴とする。

【００１４】請求項９の発明では、請求項１乃至請求項
８のいずれかに記載の生体信号モニタリング装置におい
て、前記第１計測伝送手段は、発光手段と受光手段とを
備え、この発光手段より発光した光を人体を介して受光
手段で受光することにより、前記生体信号としての脈波
を計測することを特徴とする。

【００１５】請求項１０の発明では、請求項９に記載の
生体信号モニタリング装置において、前記発光手段の発
光面、及び前記受光手段の受光面の側方を導電性ゴムで
覆い、該導電性ゴムを前記第１送信電極としたことを特
徴とする。

【００１６】請求項１１の発明では、請求項９に記載の
生体信号モニタリング装置において、前記発光手段から
の光を前記受光手段へ反射させる反射体を設け、該反射
体を前記人体に対するインピーダンス値が小さい方の送
信電極としたことを特徴とする。

【００１７】請求項１２の発明では、請求項１乃至請求
項１１のいずれかに記載の生体信号モニタリング装置に
おいて、前記第２データ通信装置は、人体の生体信号を
計測し該生体信号に応じた第２伝送信号を生成する第２
計測伝送手段をも備えるとともに、前記受信電極が前記
第２伝送信号を送信可能に形成され、前記第１データ通
信装置は、前記送信電極が前記第２伝送信号を受信可能
に形成されるとともに、当該送信電極により受信した前
記第２伝送信号を処理し、前記第２伝送信号に応じた第
２データを出力する第２信号処理手段と、前記第２デー
タを提示する第２提示手段又は記憶する第２記憶手段
と、をも備えることを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本発明に係わる
生体信号モニタリング装置の第１の実施の形態を、以下
に説明する。本実施の形態における生体信号モニタリン
グ装置は、図１（ａ）に示す第１データ通信装置１と、
図１（ｂ）に示す第２データ通信装置２とを備えて構成
されている。

【００１９】図１（ａ）に示すように、第１データ通信
装置１は、人体に対するインピーダンス値が小さい送信
電極と、それに比較してインピーダンス値が大きい送信
電極と、第１計測伝送手段１１と、を備えている。以
下、人体に対するインピーダンス値が小さい方の送信電
極を第１送信電極１２、大きい方の送信電極を第２送信
電極１３とする。

【００２０】第１計測伝送手段１１は、人体の生体信号
を計測し、その生体信号に応じた生体信号データを生成
出力する生体信号計測手段１１４と、搬送波周波数を発
生するＰＬＬ等の発振手段１１１と、その搬送波周波数
に重畳して変調信号を生成する変調手段１１２と、第１
伝送信号である変調信号に対応する電圧を印加する電圧
印加手段１１３と、を備えている。すなわち、生体信号
データは、変調され、第１伝送信号として伝送される。
また、第１データ通信装置１には、回路の基準電位とな
る回路グランド（図示せず）が設けられるが、この回路
グランドを第１送信電極１２、又は第２送信電極１３の
いずれか一方として形成すれば、別途送信電極を設けな
くてもよくなる。

【００２１】また、図１（ｂ）に示すように、第２デー
タ通信装置２は、人体に対するインピーダンス値が小さ
い受信電極と、それに比較してインピーダンス値が大き
い受信電極と、受信した第１伝送信号を復調等の処理を
行い、第１伝送信号に対応した第１データを出力する第
１信号処理手段２２と、第１信号処理手段２２により取
り出された第１データを提示する第１提示手段であるデ
ィスプレイ２３と、を備えている。以下、人体に対する
インピーダンス値が小さい受信電極を第１受信電極２
０、インピーダンス値が大きい受信電極を第２受信電極
２１とする。ここで、第１提示手段は、第１伝送信号に
対応する第１データを提示するディスプレイ２３のよう
なものでよいし、また音声で提示するスピーカー（図示
せず）のようなものでもよい。また、ディスプレイ２３
の代わりに、第１データを記憶する記憶手段であるメモ
リ２４を備えてもよく、ディスプレイ２３とメモリ２４
の双方を備えてもよい。

【００２２】第１信号処理手段２２は、第１データ通信
装置１の搬送波周波数のみを取り出すことができるよう
に調節されたフィルタ手段２２１と、フィルタ手段２２
１の出力信号を増幅するアンプ等の増幅手段２２２と、
増幅手段２２２の出力から変調された伝送信号を復調す
る復調手段２２３と、を備えている。なお、第２データ
通信装置２には、回路の基準電位となる回路グランド
（図示せず）が設けられるが、この回路グランドを人体
に対するインピーダンス値が小さい方の電極である第１
受信電極２０として形成してもよい。この場合、別途第
１受信電極２０を設けなくてもよくなる。

【００２３】また、第１送信電極１２、第１受信電極２
０は、それぞれ第２送信電極１３、第２受信電極２１の
人体に対するインピーダンス値より小さくなるように設
けられていればよく、例えば、第１送信電極１２及び第
１受信電極２０が、人体に近設されており、第２送信電
極１３及び第２受信電極２１が人体から離設されていれ
ばよい。さらに、電極と人体との電気的接続を阻止する
ものでなければ、人体と電極との間に繊維やケーシング
材料等が介在してもよく、直接人体に触れる必要はな
い。

【００２４】図２は、本実施の形態の生体信号モニタリ
ング装置を人体に装着した様子を示している。図３
（ａ）に示すように、第１データ通信装置１は、耳朶に
はさんで人体に固定するクリップ形状に形成された第３
固定手段３２（以下、耳クリップ３２）を備えて形成さ
れており、生体信号計測手段１１４は生体信号を計測で
きる位置に設けられている。また、図４に示すように、
第２データ通信装置２は、人体に固定するように形成さ
れたベルト形状の第２固定手段３１を備える腕時計型
（以下、腕時計）に形成されたものである。

【００２５】第１データ通信装置１の備える各手段は、
ＩＣ化され耳クリップ３２に内蔵されている。図３
（ｂ）は、図３（ａ）に示す２個１対の耳クリップ３２
を分解し、向かい合う面を正面図として示したものであ
る。図３（ｂ）に示すように、耳クリップ３２の構造
は、耳クリップ本体Ａ１，Ａ２と、軸１４ａと、軸１４
ａに勘合する軸受１４ｂと、を備えて構成されている。

【００２６】耳クリップ本体Ａ１，Ａ２は、それぞれ中
心に貫通孔Ｃを有した突起部Ｂが設けられており、この
貫通孔Ｃに軸１４ａを通し、この軸１４ａに勘合する軸
受１４ｂにより、耳クリップ本体Ａ１，Ａ２とを接続さ
せることにより、耳クリップ３２が形成される。このよ
うにして構成された耳クリップ３２は、軸１４ａを中心
に可動となっている。また、この耳クリップ３２には、
弾性体（図示せず）が備えられており、耳クリップ本体
Ａ１，Ａ２でこの弾性体を挟むように構成しているの
で、耳クリップ３２を耳朶に挟んだときに、弾性体によ
る弾性力で耳朶を挟持するようにして耳朶に固定するも
のである。この弾性体としては、弾性力、復元力を備え
るものであればよく、バネ、ゴム等を使用している。

【００２７】第１送信電極１２は、第１データ通信装置
１の耳朶への装着時に、第１送信電極１２が耳朶に接触
するように耳クリップ３２の内側に設けられるものであ
るが、図３（ｂ）に示すように、耳朶との接触状態をさ
らによくするため、耳クリップ３２の両側、すなわち耳
クリップ本体Ａ１，Ａ２の対向する面双方に設けてもよ
い。また、図３（ａ）に示すように、第２送信電極１３
は、人体との静電結合を抑制するために、人体に対し送
信電極より離れて設けられるほうが望ましいため、耳ク
リップ３２の外側に設けられている。

【００２８】図４に示すように、第２データ通信装置２
は、腕時計型に形成されている。図４（ａ）は、腕時計
である第２データ通信装置２の表面を、図４（ｂ）は断
面を、図４（ｃ）は裏面を、それぞれ示している。この
第２データ通信装置２は、ベルト形状に形成された第２
固定手段３１により腕に巻いて用いられるものであり、
第１信号処理手段２２は、腕時計に内蔵され、第１提示
手段としてディスプレイ２３が表面に設けられている。
第１受信電極２０は、第２データ通信装置２の装着時に
人体に接触するようにベルト形状に形成された第２固定
手段３１の裏面に設けられ、第２受信電極は人体から離
れた表面に設けられる。また、図４（ｃ）ではベルト形
状に形成された第２固定手段３１の裏面の一部に第１受
信電極２０を設けていたが、第２データ通信装置の別の
形態として、図５に示すように、第１受信電極２０をベ
ルト形状に形成された第２固定手段３１の人体側すなわ
ち内側全面に設けてもよく、このようにすれば、腕と第
１受信電極２０との接触状態を、さらによくすることが
できるものである。

【００２９】次に、生体信号モニタリング装置の通信動
作について、図６乃至図８を参照して以下に説明する。
図６は、生体信号モニタリング装置の使用状態を、送信
電極１２，１３及び受信電極２０，２１に着目して示し
たものである。このとき、第１伝送信号の伝送経路とし
ては、人体を介して第１伝送信号を伝達するルート、す
なわち、「第１送信電極１２→人体→第１受信電極２
０」というルートが、第１伝送信号の基準電位が伝達さ
れる伝送経路となり、第２送信電極１３と第２受信電極
２１との静電結合により実現されるルート、すなわち、
「第２送信電極１３→第２受信電極２１」というルート
が、第１伝送信号が伝達される伝送経路となる。

【００３０】ここで、図７は、伝送経路におけるインピ
ーダンス値を示したものである。図７に示すように、第
１データ通信装置１の第１送信電極１２と人体との界面
のインピーダンス値をＺ〔送電１−人〕、人体のインピ
ーダンス値をＺ〔人〕、人体と第２データ通信装置２の
第１受信電極２０との界面のインピーダンス値をＺ〔受
電１−人〕とし、さらに、第１データ通信装置１の第２
送信電極１３と第２データ通信装置２の第２受信電極２
１との静電結合のインピーダンス値をＺ〔送電２−受電
２〕として、第１伝送信号の伝送経路を、インピーダン
ス値を用いて表現している。

【００３１】なお、第２送信電極１３と人体とのインピ
ーダンス値をＺ〔送電２−人〕、第２受信電極２１と人
体とのインピーダンス値をＺ〔受電２−人〕とすると、
Ｚ〔送電２−人〕＞Ｚ〔送電１−人〕，Ｚ〔受電２−
人〕＞Ｚ〔受電１−人〕となるように電極を設けている
ので、第２送信電極１３と第２受信電極２１が静電結合
し、「第２送信電極１３→第２受信電極２１」というル
ートが構成され、また、第１送信電極１２と第１受信電
極２０が、人体と電気的に接続されることにより、「第
１送信電極１２→人体→第１受信電極２０」というルー
トが構成される。

【００３２】この２つの伝送経路を、上記のインピーダ
ンス値を用いて等価回路で表現すると、図８に示すよう
になる。第２データ通信装置２の入力インピーダンス値
をＺ〔受〕とすれば、単純な電圧分配により、Ｚ〔受〕
にかかる電圧を検出することによって、第１データ通信
装置１から第２データ通信装置２への第１伝送信号を検
出でき、通信が実現されるものである。なお、本実施の
形態における生体信号モニタリング装置は、第１データ
通信装置１と第２データ通信装置２とを人体に装着すれ
ば、装着している間に計測した生体信号を、提示又は記
憶するものであるので、定常的に装着していれば、定常
的に生体信号を監視することができ、また、生体信号を
計測する必要があるときに適宜装着するようにすれば、
その時々に応じて生体信号を計測することができる。

【００３３】本実施の形態により、第１データ通信装置
から第２データ通信装置までの通信が実現され、伝送線
を必要とせず、また、無線発信機構を有さないので、小
型、低コスト化が実現でき、近傍に同じ生体信号モニタ
リング装置があっても、生体信号の伝送の混乱を招くこ
となく、生体信号を観測できるという効果を奏するもの
である。

【００３４】（第２実施形態）本発明に係わる生体信号
モニタリング装置の第２の実施の形態を、以下に説明す
る。本実施の形態においては、図９に示すように、第１
データ通信装置１を歩数計型として、第２データ通信装
置２をピッチ計型として構成しているものである。腰部
に装着した第１データ通信装置１は、腰部での生体信号
を計測し、耳部に備えた第２データ通信装置２で提示す
るようにしているとともに、図１３に示すように、第２
データ通信装置２に演算手段２５を備え、第１信号処理
手段２２が出力する第１データを、使用者が理解、分析
しやすいように、各種のデータ演算処理を行い、それを
提示手段により提示、又は記憶手段により記憶させるよ
うにしたものである。このデータ演算処理としては、生
体信号の計測に合わせて、第１データ通信装置１から送
信されてくる第１伝送信号を、１分あたりの脈拍数等に
演算処理等を行うものであり、これにより、使用者は生
体信号の情報を理解し易くなる。

【００３５】図１０は、歩数計型に形成された第１デー
タ通信装置１を示すものであり、第１データ通信装置１
を人体に固定するためにベルト形状に形成された第４固
定手段３３により腰部に装着するとともに、その第４固
定手段３３にクリップ３４を挟むようにして固定するも
のである。図１０に示すように、第１計測伝送手段１１
は、歩数計型構造に内蔵されている。第１送信電極１２
は、装着時に人体に接触するように歩数計型構造内の人
体側に、第２送信電極１３は、人体との静電結合を抑制
するために、第１送信電極１２よりも人体から離れた位
置に設けられている。また、図１１に示すように、第１
送信電極１２をベルト形状の第４固定手段３３の人体側
に設ければ、人体との接触状態を、さらによくすること
ができる。

【００３６】図１２は、ピッチ計型の第２データ通信装
置２を示すものである。この第２データ通信装置２は、
耳にかけて人体に固定するように形成されるクリップ形
状の第１固定手段を備えたピッチ計３０である。図１２
に示すように、第１信号処理手段２２と第１提示手段で
あるスピーカー２７がピッチ計型構造に内蔵されてい
る。第１受信電極２０は、装着時に耳または頭部に近設
するようにピッチ計３０の内側に、第２受信電極２１
は、人体に対し第１受信電極２０より離れるように外側
に設けられ、この２つの受信電極は、共に第１信号処理
手段２２に電気的に接続される。なお、本実施の形態に
おいて、第１伝送信号を伝送する動作は、第１の実施の
形態における動作と同じである。

【００３７】本実施の形態により、第２データ通信装置
を人体に装着したときに、第１受信電極と人体との接触
がよくなり、また、第１データ通信装置をベルト形状の
第４固定手段の人体側に設けたので、第１データ通信装
置の装着時に意識しなくても、第１送信電極が人体に接
するようになるとともに、生体信号の情報を使用者にと
って認識しやすいように演算処理するので、使いやすい
ものとなる。

【００３８】（第３実施形態）本発明に係わる生体信号
モニタリング装置の第３の実施の形態を、以下に説明す
る。本実施の形態においては、第１計測伝送手段１１
が、生体信号としての脈波を計測することのできるもの
である。図１４に示すように、第１計測伝送手段１１
は、発光手段１０１及び受光手段１０２と、発光手段１
０１の発光を制御して受光手段１０２から得た信号から
生体信号である脈波信号を計測する制御処理手段１０３
とを備えており、第１データ通信装置１は、脈波信号を
計測したタイミングで、第１伝送信号を送信電極より送
信する。このとき、送信する第１伝送信号のデータ形式
は、特別な形式である必要はなく、汎用のデータ形式を
用いている。また、第１データ通信装置１の別の形態と
して、図１５に示すように、制御処理手段１０３の後段
に、脈波信号から脈拍数を演算する脈拍数演算手段１０
４を備えてもよく、この場合には第１伝送信号として脈
拍数を伝送するものである。

【００３９】図１６に示すように、本実施の形態におけ
る第１データ通信装置１に備えられる発光手段１０１と
受光手段１０２が、それぞれ耳クリップ本体Ａ１，Ａ２
に設けられており、耳クリップ本体Ａ１，Ａ２を接続し
て構成された耳クリップ３２を耳朶に挟み固定すること
で、発光手段１０１から発せられた光のうち人体を透過
した光を受光手段１０２が計測することで、脈波信号を
計測するものである。また、ＬＥＤ等の発光素子により
発光する発光手段１０１の発光面、及び受光することで
電力を発生する光電変換素子等から構成される受光手段
１０２の受光面の側方を導電性ゴム４が覆うように形成
されている。この導電性ゴム４は、発光面及び受光面に
外部からの光が入射することを防止する遮光性の効果を
奏するもので、受光手段１０２は発光手段１０１からの
光のみを受光することができ、また、耳クリップ３２を
耳朶に安定させるためのすべり止めの効果も奏する。さ
らに、この導電性ゴム４を、第１送信電極１２として構
成しているので、別途第１送信電極１２を設ける必要が
ない。

【００４０】また、第１データ通信装置１の別の形態と
して、図１７に示すように、発光手段１０１からの光を
反射し、受光手段１０２へ入射させる反射体である反射
鏡５を、耳クリップ３２に設けてもよい。これは、耳ク
リップ３２を耳朶に挟んで固定したときに、耳クリップ
本体Ａ１に設けられた発光手段１０１から発せられた光
が、耳朶を通過して反射鏡５で反射され、反射されてき
た光を受光手段１０２が受光するように、耳クリップ本
体Ａ２に設けられるものである。このようにして、受光
手段１０２が受光することにより人体の生体信号である
脈波信号を計測し、送信電極から送信する。なお、この
反射鏡５は、光の反射効率を向上させることができると
ともに、第１送信電極１２として構成されているので、
別途第１送信電極１２を設ける必要がない。

【００４１】なお、本実施の形態においても、第１伝送
信号を伝送する動作は、第１の実施の形態で説明した動
作と同じである。

【００４２】本実施の形態により、発光手段と、受光手
段と、演算手段と、を備えたので、脈拍数を観測できる
とともに、導電性ゴムにより計測手段の遮光ができるの
で、脈拍数の計測精度の向上を図ることのできるもので
ある。

【００４３】（第４実施形態）本発明に係わる生体信号
モニタリング装置の第４の実施の形態を、以下に説明す
る。本実施の形態においては、受信電極２０，２１を、
伝送信号を送信可能となるように形成するとともに、第
２データ通信装置２に、人体の生体信号を計測可能な第
２計測伝送手段２６を設け、計測した生体信号に対応す
る第２伝送信号を受信電極２０，２１により送信し、ま
た、送信電極１２，１３を第２伝送信号を受信可能に形
成するとともに、第１データ通信装置１に、第２伝送信
号を処理し、対応する第２データを出力する第２信号処
理手段１５と、第２データを提示する第２提示手段を設
けたものである。

【００４４】図１９（ａ）に示すように、第１データ通
信装置１は、第１計測伝送手段１１と、第２信号処理手
段１５と、第２提示手段であるスピーカー１６と、第１
送信電極１２と、第２送信電極１３と、を備えている。
第２信号処理手段１５は、第２データ通信装置２から伝
送される第２伝送信号の搬送波周波数のみを取り出すこ
とができるように調節されたフィルタ手段１５１と、フ
ィルタ手段１５１の出力信号を増幅するアンプ等の増幅
手段１５２と、増幅手段１５２の出力から変調された信
号を復調する復調手段１５３と、を有している。なお、
第２提示手段であるスピーカー１６の代わりに、第２デ
ータを記憶する第２の記憶手段であるメモリ２８を備え
てもよく、スピーカー１６とメモリ２８の双方を備えて
もよい。

【００４５】また、図１９（ｂ）に示すように、第２デ
ータ通信装置２は、第２計測伝送手段２６と、第１信号
処理手段２２と、第１提示手段であるディスプレイ２３
と、第１受信電極２０と、第２受信電極２１と、を備え
ている。また、ディスプレイ２３の代わりに第１記憶手
段であるメモリ２４を備えてもよく、ディスプレイ２３
とメモリ２４の双方を備えてもよい。第２計測伝送手段
２６は、人体の生体信号を計測し、その生体信号に応じ
た生体信号データを生成出力する生体信号計測手段２６
４と、搬送波周波数を発生するＰＬＬ等の発振手段２６
１と、その搬送波周波数に重畳して変調信号を生成する
変調手段２６２と、第２伝送信号である変調信号に対応
する電圧を印加する電圧印加手段２６３と、を有してい
る。

【００４６】本実施の形態においては、送信電極１２，
１３、及び受信電極２０，２１は、それぞれ送信、受信
ともに行うことができるものであり、送信動作時におい
ては、電極に電圧が印加されることで、伝送信号を送信
するものであり、受信動作時においては、電極で電圧を
検出することにより伝送信号を受信するものであるの
で、この動作を切り替えることで、送信電極１２，１３
で、伝送信号を送信するとともに受信を行う機能を実現
でき、受信電極２０，２１においても、伝送信号を受信
するとともに送信を行う機能を実現できるものである。
なお、生体信号モニタリング装置の一方、例えば第１デ
ータ通信装置１を第１伝送信号の送信側とするときは、
第２データ通信装置２は第１伝送信号の受信側となり、
逆に、第１データ通信装置１を第２伝送信号の受信側と
するときは、第２データ通信装置２を第２伝送信号の送
信側とするものである。

【００４７】なお、本実施の形態における通信動作にお
いて、第２データ通信装置２から第１データ通信装置１
へ第２伝送信号が伝達される場合の通信動作は、第１の
実施の形態で説明した伝送信号の伝送が逆方向において
行われるものであり、基本的な通信動作は第１の実施の
形態における通信動作と同じである。

【００４８】本実施の形態において、生体信号モニタリ
ング装置は、図１８（ａ）に示すように、ヘッドホン型
に形成された第１データ通信装置１と、図１８（ｂ）に
示すように、腕時計型に形成された第２データ通信装置
２と、を具備して構成されている。図１８（ａ）に示す
ように、第１データ通信装置１に備えられた第１計測伝
送手段１１、及び第１送信電極１２は、ヘッドホン型構
造の一端に設けられ、人体に近設する個所に装着され
る。第２送信電極１３と、第２信号処理手段１５と、ス
ピーカー１６は、ヘッドホン型構造の他端側に設けられ
ている。

【００４９】また、図１８（ｂ）に示すように、第２デ
ータ通信装置２は、ベルト形状に形成された第２固定手
段３１を備えた時計型構造に形成され、第２計測伝送手
段２６は、第１信号処理手段２２とともに、時計型構造
内に内蔵されている。第２受信電極２１とディスプレイ
２３は、時計型構造の表面に、第１受信電極２０は、人
体と接触するように第１の実施の形態と同様に、時計型
構造の裏側に設けられている。

【００５０】本実施の形態により、第１データ通信装
置、第２データ通信装置ともに、送信機能、受信機能を
備えたので、双方向通信が可能となる。

【００５１】以上、本発明の好適な実施の形態を説明し
たが、本発明はこの実施の形態に限らず、種々の形態で
実施することができる。

【００５２】

【発明の効果】上記のように本発明の請求項１記載の生
体信号モニタリング装置は、人体の生体信号を計測し、
該生体信号に応じた第１伝送信号を生成する第１計測伝
送手段と、前記第１伝送信号を送信する２つの送信電極
と、を有してなり、該送信電極の一方は他方の電極よ
り、前記人体に対するインピーダンス値が小さくなるよ
う設けられる第１データ通信装置、並びに前記第１伝送
信号を受信する２つの受信電極と、該受信電極の受信し
た前記第１伝送信号を処理し、前記第１伝送信号に応じ
た第１データを出力する第１信号処理手段と、前記第１
データを提示する第１提示手段又は記憶する第１記憶手
段と、を有してなり、前記受信電極の一方は他方の電極
より、前記人体に対するインピーダンス値が小さくなる
よう設けられる第２データ通信装置を、具備するので、
伝送線を必要とせず、無線機構も搭載しないので小型、
低コスト化を図ることができるという効果を奏する。

【００５３】本発明の請求項２記載の生体信号モニタリ
ング装置によれば、請求項１に記載の発明において、前
記第２データ通信装置は、前記第１データを演算処理
し、前記第１提示手段又は前記第１記憶手段へ出力する
演算手段をも備えたので、身体状態をより理解しやすい
データとして提示又は記憶させることができるという効
果を奏する。

【００５４】本発明の請求項３記載の生体信号モニタリ
ング装置によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明
において、前記第１データ通信装置を構成する回路の基
準電位となる回路グランドを、前記送信電極のいずれか
一方として形成したので、送信電極を別途設けなくても
よくなるという効果を奏する。

【００５５】本発明の請求項４記載の生体信号モニタリ
ング装置によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかに
記載の発明において、前記第２データ通信装置を構成す
る回路の基準電位となる回路グランドを、前記人体に対
するインピーダンス値が小さい方の受信電極として形成
したので、受信電極を別途設けなくてもよくなるという
効果を奏する。

【００５６】本発明の請求項５記載の生体信号モニタリ
ング装置によれば、請求項１乃至請求項４のいずれかに
記載の発明において、前記第２データ通信装置は、人体
に固定するためのクリップ形状に形成された第１固定手
段を備え、この第１固定手段に前記人体に対するインピ
ーダンス値が小さい方の受信電極が設けられているの
で、前記第２データ通信装置を装着することにより、前
記第１受信電極が自然に人体と接するようになり、さら
に人体と前記第１受信電極との接触状態が向上するとい
う効果を奏する。

【００５７】本発明の請求項６記載の生体信号モニタリ
ング装置によれば、請求項１乃至請求項４のいずれかに
記載の発明において、前記第２データ通信装置は、人体
に固定するベルト形状に形成された第２固定手段を備
え、この第２固定手段の人体側に、前記人体に対するイ
ンピーダンス値が小さい方の受信電極が設けられている
ので、前記第２データ通信装置を装着したときに、前記
第１受信電極と人体との接触状態がよくなるという効果
を奏する。

【００５８】本発明の請求項７記載の生体信号モニタリ
ング装置によれば、請求項１乃至請求項６のいずれかに
記載の発明において、前記第１データ通信装置は、人体
に固定するクリップ形状に形成された第３固定手段を備
え、この第３固定手段に前記人体に対するインピーダン
ス値が小さい方の送信電極が設けられているので、前記
第１データ通信装置を装着したときに、前記第１送信電
極と人体との接触状態が向上するという効果を奏する。

【００５９】本発明の請求項８記載の生体信号モニタリ
ング装置によれば、請求項１乃至請求項６のいずれかに
記載の発明において、前記第１データ通信装置は、人体
に固定するベルト形状に形成された第４固定手段を備
え、この第４固定手段の人体側に、前記人体に対するイ
ンピーダンス値が小さい方の送信電極が設けられている
ので、前記第１データ通信装置を装着することにより、
前記第１送信電極が自動的に人体と接するようになり、
さらに、人体と前記第１データ通信装置の接触状態が向
上するという効果を奏する。

【００６０】本発明の請求項９記載の生体信号モニタリ
ング装置によれば、請求項１乃至請求項８のいずれかに
記載の発明において、前記第１計測伝送手段は、発光手
段と受光手段とを備え、この発光手段より発光した光を
人体を介してこの受光手段で受光することにより、前記
生体信号としての脈波を計測するようにしたので、生体
信号センサ側からの伝送線を必要とせず、脈波や脈拍数
を観測することができるという効果を奏する。

【００６１】本発明の請求項１０記載の生体信号モニタ
リング装置によれば、請求項９に記載の発明において、
前記発光手段の発光面、及び前記受光手段の受光面の側
方を導電性ゴムで覆い、該導電性ゴムを前記第１送信電
極としたので、導電性ゴムにより外部からの光が遮光さ
れ、外乱が少なくなるので、精度よく脈波信号を計測す
ることができるとともに、生体信号計測手段を生体によ
り確実に固定することができるという効果を奏する。

【００６２】本発明の請求項１１記載の生体信号モニタ
リング装置によれば、請求項９に記載の発明において、
前記発光手段より発光した光を前記受光手段へ反射させ
る反射体を設け、該反射体を前記人体に対するインピー
ダンス値が小さい方の送信電極としたので、前記第１送
信電極を別途設ける必要がなくなるとともに、反射体に
より光の反射効率がよくなるという効果を奏する。

【００６３】本発明の請求項１２記載の生体信号モニタ
リング装置によれば、請求項１乃至請求項１１のいずれ
かに記載の発明において、前記第２データ通信装置は、
人体の生体信号を計測し該生体信号に応じた第２伝送信
号を生成する第２計測伝送手段をも備えるとともに、前
記受信電極が前記第２伝送信号を送信可能に形成され、
前記第１データ通信装置は、前記送信電極が前記第２伝
送信号を受信可能に形成されるとともに、当該送信電極
により受信した前記第２伝送信号を処理し、前記第２伝
送信号に応じた第２データを出力する第２信号処理手段
と、前記第２データを提示する第２提示手段又は記憶す
る第２記憶手段と、をも備えたので、前記第１データ通
信装置と前記第２データ通信装置との間で双方向に通信
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる生体信号モニタリング装置の第
１の実施の形態における生体信号モニタリング装置のブ
ロック図である

【図２】上記生体信号モニタリング装置の使用状態を示
す図である

【図３】上記生体信号モニタリング装置の耳クリップ型
に形成された第１データ通信装置を示す図である

【図４】上記生体信号モニタリング装置の腕時計型に形
成された第２データ通信装置を示す図である

【図５】上記生体信号モニタリング装置の腕時計型に形
成された第２データ通信装置の別の形態を示す図である

【図６】上記生体信号モニタリング装置を送信電極と受
信電極に着目して使用状態を示す図である

【図７】上記生体信号モニタリング装置の通信経路のイ
ンピーダンス値を示す図である

【図８】上記生体信号モニタリング装置の通信経路の等
価回路を示す図である

【図９】本発明に係わる生体信号モニタリング装置の第
２の実施の形態における使用状態を示す図である

【図１０】上記生体信号モニタリング装置の歩数計型に
形成された第１データ通信装置を示す図である

【図１１】上記生体信号モニタリング装置の歩数計型に
形成された第１データ通信装置の別の形態を示す図であ
る

【図１２】上記生体信号モニタリング装置のピッチ計型
に形成された第２データ通信装置を示す図である

【図１３】上記生体信号モニタリング装置の第２データ
通信装置のブロック図である

【図１４】本発明に係わる生体信号モニタリング装置の
第３の実施の形態における第１データ通信装置のブロッ
ク図である

【図１５】上記生体信号モニタリング装置の第１データ
通信装置の別の形態を示すブロック図である

【図１６】上記生体信号モニタリング装置の第１データ
通信装置の構造を示す図である

【図１７】上記生体信号モニタリング装置の第１データ
通信装置における別の形態の構造を示す図である

【図１８】本発明に係わる生体信号モニタリング装置に
おける第４の実施の形態を示す図である

【図１９】上記生体信号モニタリング装置のブロック図
である

【符号の説明】

１第１データ通信装置２第２データ通信装置４導電性ゴム５反射鏡１１第１計測伝送手段１２第１送信電極１３第２送信電極１５第１信号処理手段１６スピーカー２０第１受信電極２１第２受信電極２２第２信号処理手段２３ディスプレイ２４メモリ２５演算手段２６第２計測伝送手段２７スピーカー３０第１固定手段３１第２固定手段３２第３固定手段３３第４固定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者橋本勝大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者小山正樹大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者西村篤久大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 2F073 AA40 AB02 AB03 AB06 AB11 BB01 BB20 CC02 DD01 FG01 FG02 FG14 FH04 FH07 FH11 GG01 GG04 4C017 AA02 AA10 AB02 AB08 AC26 CC01 FF15 4C027 AA06 DD07 JJ03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】人体の生体信号を計測し、該生体信号に
応じた第１伝送信号を生成する第１計測伝送手段と、前
記第１伝送信号を送信する２つの送信電極と、を有して
なり、該送信電極の一方は他方の電極より、前記人体に対する
インピーダンス値が小さくなるよう設けられる第１デー
タ通信装置、並びに前記第１伝送信号を受信する２つの
受信電極と、該受信電極の受信した前記第１伝送信号を処理し、前記
第１伝送信号に応じた第１データを出力する第１信号処
理手段と、前記第１データを提示する第１提示手段又は記憶する第
１記憶手段と、を有してなり、前記受信電極の一方は他方の電極より、前記人体に対す
るインピーダンス値が小さくなるよう設けられる第２デ
ータ通信装置を、具備してなることを特徴とする生体信
号モニタリング装置。
【請求項２】前記第２データ通信装置は、前記第１デ
ータを演算処理し、前記第１提示手段又は前記第１記憶
手段へ出力する演算手段をも備えたことを特徴とする請
求項１に記載の生体信号モニタリング装置。
【請求項３】前記第１データ通信装置を構成する回路
の基準電位となる回路グランドを、前記送信電極のいず
れか一方として形成することを特徴とする請求項１又は
請求項２に記載の生体信号モニタリング装置。
【請求項４】前記第２データ通信装置を構成する回路
の基準電位となる回路グランドを、前記人体に対するイ
ンピーダンス値が小さい方の受信電極として形成するこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の生体信号モニタリング装置。
【請求項５】前記第２データ通信装置は、人体に固定
するためのクリップ形状に形成された第１固定手段を備
え、この第１固定手段に前記人体に対するインピーダン
ス値が小さい方の受信電極が設けられていることを特徴
とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の生体信
号モニタリング装置。
【請求項６】前記第２データ通信装置は、人体に固定
するベルト形状に形成された第２固定手段を備え、この
第２固定手段の人体側に、前記人体に対するインピーダ
ンス値が小さい方の受信電極が設けられていることを特
徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の生体
信号モニタリング装置。
【請求項７】前記第１データ通信装置は、人体に固定
するクリップ形状に形成された第３固定手段を備え、こ
の第３固定手段に前記人体に対するインピーダンス値が
小さい方の送信電極が設けられていることを特徴とする
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の生体信号モニ
タリング装置。
【請求項８】前記第１データ通信装置は、人体に固定
するベルト形状に形成された第４固定手段を備え、この
第４固定手段の人体側に、前記人体に対するインピーダ
ンス値が小さい方の送信電極が設けられていることを特
徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の生体
信号モニタリング装置。
【請求項９】前記第１計測伝送手段は、発光手段と受
光手段とを備え、この発光手段より発光した光を人体を
介してこの受光手段で受光することにより、前記生体信
号としての脈波を計測することを特徴とする請求項１乃
至請求項８のいずれかに記載の生体信号モニタリング装
置。
【請求項１０】前記発光手段の発光面、及び前記受光
手段の受光面の側方を導電性ゴムで覆い、該導電性ゴム
を前記第１送信電極としたことを特徴とする請求項９に
記載の生体信号モニタリング装置。
【請求項１１】前記発光手段より発光した光を前記受
光手段へ反射させる反射体を設け、該反射体を前記人体
に対するインピーダンス値が小さい方の送信電極とした
ことを特徴とする請求項９に記載の生体信号モニタリン
グ装置。
【請求項１２】前記第２データ通信装置は、人体の生体
信号を計測し該生体信号に応じた第２伝送信号を生成す
る第２計測伝送手段をも備えるとともに、前記受信電極
が前記第２伝送信号を送信可能に形成され、前記第１デ
ータ通信装置は、前記送信電極が前記第２伝送信号を受
信可能に形成されるとともに、当該送信電極により受信
した前記第２伝送信号を処理し、前記第２伝送信号に応
じた第２データを出力する第２信号処理手段と、前記第
２データを提示する第２提示手段又は記憶する第２記憶
手段と、をも備えることを特徴とする請求項１乃至請求
項１１のいずれかに記載の生体信号モニタリング装置。