JP2014075670A - Information transfer system - Google Patents

Information transfer system Download PDF

Info

Publication number
JP2014075670A
JP2014075670A JP2012221468A JP2012221468A JP2014075670A JP 2014075670 A JP2014075670 A JP 2014075670A JP 2012221468 A JP2012221468 A JP 2012221468A JP 2012221468 A JP2012221468 A JP 2012221468A JP 2014075670 A JP2014075670 A JP 2014075670A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
living body
information
carrier wave
electrode
transmission system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2012221468A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsumasa Yoda
光正 依田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alps Electric Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
Priority to JP2012221468A priority Critical patent/JP2014075670A/en
Publication of JP2014075670A publication Critical patent/JP2014075670A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an information transfer system in which a transmission side device mounted on an organism is reduced in size.SOLUTION: An information transfer system (1) performs information transfer between a transmitter (11) and a receiver (12) by a carrier transferred via an organism (2). The transmitter includes a transmitting electrode (111) disposed to face the surface of the organism and transmitting the carrier, and the receiver includes a receiving electrode (121) receiving the carrier transmitted via the organism and a detector (124) detecting an amplitude change of the carrier received from the organism in a transmission process.

Description

本発明は、人体などの生体を介して情報伝達を行う情報伝達システムに関し、特に、心拍数などの生体情報を伝送可能な情報伝達システムに関する。   The present invention relates to an information transmission system that transmits information via a living body such as a human body, and more particularly to an information transmission system that can transmit biological information such as a heart rate.

心拍数などの生体情報をセンサで検出し、生体を介して外部のデータ処理装置に伝送させるシステムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このシステムは、センサに接続された送信機と、送信機からの信号を受信する受信機とを含んでいる。送信機は、センサからの生体情報に基づき搬送波を変調し、対応する電界(電磁界)を生体に印加する。受信機は、生体を介して伝送される搬送波を受信し、搬送波中の生体情報を復調する。復調された生体情報は、受信機の後段に設けられたデータ処理装置で処理される。このシステムでは、送信機と受信機との間は有線接続されないので、被装着者の動きが接続配線により制限されずに済む。   A system has been proposed in which biological information such as a heart rate is detected by a sensor and transmitted to an external data processing apparatus via the living body (see, for example, Patent Document 1). The system includes a transmitter connected to the sensor and a receiver that receives a signal from the transmitter. The transmitter modulates a carrier wave based on biological information from the sensor, and applies a corresponding electric field (electromagnetic field) to the living body. The receiver receives a carrier wave transmitted through a living body and demodulates biological information in the carrier wave. The demodulated biological information is processed by a data processing device provided at the subsequent stage of the receiver. In this system, since the transmitter and the receiver are not connected by wire, the movement of the wearer is not limited by the connection wiring.

特開2006−271798号公報JP 2006-271798 A

ところで、上述のシステムにおいては、センサで検出された生体情報に基づいて搬送波を変調させるため、送信側の装置に、生体情報を検出するためのセンサと、搬送波を変調するための変調回路とが必要になる。しかしながら、送信側の装置にセンサ及び変調回路を設けると、生体に装着される送信側の装置が大きくなって、被装着者の負担は増大してしまう。   By the way, in the above-described system, in order to modulate the carrier wave based on the biological information detected by the sensor, the transmitting-side apparatus includes a sensor for detecting biological information and a modulation circuit for modulating the carrier wave. I need it. However, if a sensor and a modulation circuit are provided in the transmission-side device, the transmission-side device worn on the living body becomes large, and the burden on the wearer increases.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、生体に装着される送信側の装置が小型化された情報伝達システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide an information transmission system in which a transmission-side device attached to a living body is miniaturized.

本発明の情報伝達システムは、生体を介して伝送される搬送波により送信機と受信機との間で情報伝達を行う情報伝達システムであって、前記送信機は、前記生体の表面に対向して配置され前記搬送波を送信する送信用電極を備え、前記受信機は、前記生体を介して伝送される前記搬送波を受信する受信用電極と、伝送の過程で前記生体から受けた前記搬送波の振幅変化を検出する検出部と、を備えたことを特徴とする。   The information transmission system of the present invention is an information transmission system that transmits information between a transmitter and a receiver by a carrier wave transmitted through a living body, and the transmitter faces the surface of the living body. A transmitter electrode arranged to transmit the carrier wave; the receiver receiving the carrier wave transmitted through the living body; and an amplitude change of the carrier wave received from the living body in the course of transmission And a detection unit for detecting.

この構成によれば、伝送の過程で生体から受ける搬送波の振幅変化を利用して生体情報を検出できるので、生体情報を検出するためのセンサと、搬送波を変調するための変調回路とを送信機側に設ける必要がない。これにより、生体に装着される送信側の装置が小型化された情報伝達システムを提供できる。   According to this configuration, the biological information can be detected by using the amplitude change of the carrier wave received from the living body in the process of transmission. Therefore, the transmitter for detecting the biological information and the modulation circuit for modulating the carrier wave are provided. There is no need to provide it on the side. As a result, an information transmission system in which a transmission-side device attached to a living body is miniaturized can be provided.

本発明の情報伝達システムにおいて、前記検出部は、前記搬送波の振幅変化から前記生体の生体情報を取得することが好ましい。   The information transmission system of this invention WHEREIN: It is preferable that the said detection part acquires the biological information of the said biological body from the amplitude change of the said carrier wave.

本発明の情報伝達システムにおいて、前記送信用電極は、前記生体の胸部に近接して配置され、前記検出部は、前記搬送波の振幅変化から前記生体の心拍情報を取得しても良い。この構成によれば、心拍の影響を受け易い部分に送信用電極が配置されるので、搬送波は心拍に応じて振幅変化される。その結果、検出部において心拍数などの心拍情報を取得できる。   In the information transmission system of the present invention, the transmission electrode may be disposed in proximity to the chest of the living body, and the detection unit may acquire the heart rate information of the living body from a change in amplitude of the carrier wave. According to this configuration, since the transmitting electrode is arranged in a portion that is easily affected by the heartbeat, the amplitude of the carrier wave is changed according to the heartbeat. As a result, heart rate information such as heart rate can be acquired in the detection unit.

本発明の情報伝達システムにおいて、前記送信機は、識別情報の記憶される記憶部を備え、前記搬送波によって前記識別情報が伝達されても良い。この構成によれば、検出部において得られる心拍情報を、識別情報に対応させて管理することが可能になる。   In the information transmission system of the present invention, the transmitter may include a storage unit in which identification information is stored, and the identification information may be transmitted by the carrier wave. According to this configuration, it is possible to manage the heartbeat information obtained in the detection unit in correspondence with the identification information.

本発明の情報伝達システムにおいて、前記受信機は、前記識別情報を抽出するためのバンドパスフィルタと、前記心拍情報を抽出するためのローパスフィルタと、を備えても良い。この構成によれば、搬送波から識別情報と心拍情報とを適切に抽出できる。   In the information transmission system of the present invention, the receiver may include a band-pass filter for extracting the identification information and a low-pass filter for extracting the heartbeat information. According to this configuration, identification information and heartbeat information can be appropriately extracted from the carrier wave.

本発明の情報伝達システムにおいて、前記送信用電極は、前記心拍情報を検出可能な静電容量の得られる面積を有しても良い。この構成によれば、生体の心拍情報を適切に取得できる。   In the information transmission system of the present invention, the transmission electrode may have an area where a capacitance capable of detecting the heartbeat information is obtained. According to this configuration, the heart rate information of the living body can be acquired appropriately.

本発明によれば、生体に装着される送信側の装置が小型化された情報伝達システムを提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide an information transmission system in which a transmission-side device attached to a living body is downsized.

本実施の形態に係る情報伝達システムの構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structural example of the information transmission system which concerns on this Embodiment. 送信機の具体的な構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the specific structural example of a transmitter. AM検波回路の具体的な構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the specific structural example of AM detection circuit. 情報伝達システムにおいて受信機から出力される信号を示すグラフである。It is a graph which shows the signal output from a receiver in an information transmission system. 静電容量と電極面積との関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between an electrostatic capacitance and an electrode area. 電極面積と心拍情報の検出状況との関係を示すテーブルである。It is a table which shows the relationship between an electrode area and the detection condition of heart rate information.

以下、図面を参照して、本発明の一実施の形態に係る情報伝達システムの構成について説明する。なお、以下においては、心拍数などの心拍情報を取得可能な情報伝達システムについて説明するが、本発明の情報伝達システムは、心拍情報以外の生体情報を取得するために用いることもできる。また、本実施の形態では、説明の便宜上、簡略化された情報伝達システムについて説明するが、情報伝達システムに必要な構成は不足なく備えるものとする。   Hereinafter, a configuration of an information transmission system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, an information transmission system capable of acquiring heart rate information such as heart rate will be described. However, the information transmission system of the present invention can also be used to acquire biological information other than heart rate information. In the present embodiment, a simplified information transmission system will be described for convenience of explanation, but the configuration necessary for the information transmission system is provided without a shortage.

図1は、本実施の形態に係る情報伝達システムの構成例を示す模式図である。情報伝達システム1は、搬送波としての高周波信号を発生する送信機11と、人体等の生体2を介して送信機11から伝送された搬送波を受信する受信機12とを備えている。送信機11から送信された搬送波は、生体2を介して受信機12で受信される。受信機12は、生体2を介して伝送される搬送波から生体情報を取得し、後段のデータ処理装置13に送る。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an information transmission system according to the present embodiment. The information transmission system 1 includes a transmitter 11 that generates a high-frequency signal as a carrier wave, and a receiver 12 that receives the carrier wave transmitted from the transmitter 11 via a living body 2 such as a human body. The carrier wave transmitted from the transmitter 11 is received by the receiver 12 via the living body 2. The receiver 12 acquires biological information from a carrier wave transmitted via the living body 2 and sends it to the data processing device 13 at the subsequent stage.

送信機11は、生体2の胸部近傍に装着可能に構成されている。図2は、送信機の具体的な構成例を示す模式図である。図2に示すように、送信機11は、生体2の表面に対向される生体側電極(送信用電極)111と、生体側電極111に対して離間されたグランド電極112とを備える。また、送信機11は、送信機11に固有の識別情報が記憶される記憶回路(記憶部)113を備えている。   The transmitter 11 is configured to be mountable near the chest of the living body 2. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a specific configuration example of the transmitter. As shown in FIG. 2, the transmitter 11 includes a living body side electrode (transmission electrode) 111 facing the surface of the living body 2 and a ground electrode 112 spaced from the living body side electrode 111. The transmitter 11 includes a storage circuit (storage unit) 113 in which identification information unique to the transmitter 11 is stored.

生体側電極111は平板状に形成されており、生体2と適切に容量結合されるように所定の面積を有している。この生体側電極111により、搬送波に相当する高周波電界が生体2に印加される。生体側電極111は、搬送波が心臓の動きの影響を受け易くなるように、生体2の胸部に近接して配置されている。この配置では、心臓の動きに応じて伝送路の状態が変化されるので、搬送波は、生体2を通じた伝送の過程で心臓の動きに応じて振幅変化される。すなわち、搬送波の振幅変化は、生体2の心臓の動きを示す心拍情報に対応する。なお、生体側電極111は、生体2と容量結合可能であれば良く、生体2に接している必要はない。例えば、生体側電極111と生体2とは、衣類などを介して容量結合されても良い。   The living body side electrode 111 is formed in a flat plate shape and has a predetermined area so as to be appropriately capacitively coupled to the living body 2. The living body side electrode 111 applies a high frequency electric field corresponding to a carrier wave to the living body 2. The living body side electrode 111 is disposed close to the chest of the living body 2 so that the carrier wave is easily affected by the movement of the heart. In this arrangement, the state of the transmission path is changed according to the movement of the heart, so that the amplitude of the carrier wave is changed according to the movement of the heart in the process of transmission through the living body 2. That is, the change in the amplitude of the carrier wave corresponds to heartbeat information indicating the movement of the heart of the living body 2. The living body side electrode 111 is only required to be capacitively coupled to the living body 2 and does not need to be in contact with the living body 2. For example, the living body side electrode 111 and the living body 2 may be capacitively coupled through clothing or the like.

グランド電極112は、生体側電極111と同様の平板状に形成されており、地面などの定電位源と容量結合される。このグランド電極112により、搬送波の送信に用いられるグランド電位が生成される。なお、略一定のグランド電位を生成できるのであれば、グランド電極112の容量結合の対象は地面でなくとも良い。グランド電極112は、例えば、建物や車両などと容量結合されても良い。   The ground electrode 112 is formed in a flat plate shape similar to the living body side electrode 111 and is capacitively coupled to a constant potential source such as the ground. The ground electrode 112 generates a ground potential used for transmitting a carrier wave. Note that the capacitive coupling target of the ground electrode 112 may not be the ground as long as a substantially constant ground potential can be generated. For example, the ground electrode 112 may be capacitively coupled to a building or a vehicle.

記憶回路113には、送信機11(又は、被装着者)に固有の識別情報が記憶されている。搬送波は、識別情報に基づいて変調され、生体2を介して受信機12に伝送される。この識別情報により、生体2を伝送する過程で振幅変化として得られる心拍情報を、識別情報に対応させて管理することが可能である。   The storage circuit 113 stores identification information unique to the transmitter 11 (or the wearer). The carrier wave is modulated based on the identification information and transmitted to the receiver 12 via the living body 2. With this identification information, it is possible to manage the heartbeat information obtained as an amplitude change in the process of transmitting the living body 2 in correspondence with the identification information.

受信機12は、生体2に生じる電界に対応した信号を受信する受信用電極121と、受信用電極121で受信された受信信号中の所定周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタ122と、バンドパスフィルタ122を通過された信号を増幅させるアンプ123と、信号の振幅変化を検出するAM検波回路(検出部)124と、AM検波回路124で検波された信号中の低周波数帯域を通過させるローパスフィルタ125と、ローパスフィルタ125を通過された信号から所定の周波数帯域を除去するバンドストップフィルタ126と、を備えている。   The receiver 12 includes a reception electrode 121 that receives a signal corresponding to an electric field generated in the living body 2, a bandpass filter 122 that passes a predetermined frequency band in the reception signal received by the reception electrode 121, and a bandpass filter An amplifier 123 that amplifies the signal that has passed through 122, an AM detection circuit (detection unit) 124 that detects a change in the amplitude of the signal, and a low-pass filter 125 that passes through a low frequency band in the signal detected by the AM detection circuit 124. And a band stop filter 126 that removes a predetermined frequency band from the signal that has passed through the low-pass filter 125.

受信用電極121は、生体2と接触されることで、生体2に生じる電界に対応した信号を受信する。生体2には、生体側電極111から搬送波に相当する高周波電界が印加されるので、受信用電極121は、送信機11から送信される搬送波を含む信号を受信できる。受信用電極121で受信された受信信号は、後段のバンドパスフィルタ122に入力される。   The receiving electrode 121 receives a signal corresponding to the electric field generated in the living body 2 by being in contact with the living body 2. Since the high frequency electric field corresponding to the carrier wave is applied to the living body 2 from the living body side electrode 111, the receiving electrode 121 can receive a signal including the carrier wave transmitted from the transmitter 11. The reception signal received by the reception electrode 121 is input to the subsequent band-pass filter 122.

バンドパスフィルタ122は、入力された受信信号中の所定周波数帯域を通過させる。バンドパスフィルタ122の通過帯域は、送信機11で生成される搬送波の周波数に対応して設定されている。このため、受信信号中の搬送波は通過され、他の周波数成分は除去される。このようにしてバンドパスフィルタ122を通過された搬送波を含む信号には、送信機から伝送される識別情報と、生体2を通じた伝送の過程で振幅変化として得られる心拍情報とが含まれている。バンドパスフィルタ122を通過された搬送波を含む信号は、アンプ123で増幅された後にAM検波回路124に入力される。   The band pass filter 122 passes a predetermined frequency band in the input received signal. The pass band of the band pass filter 122 is set corresponding to the frequency of the carrier wave generated by the transmitter 11. For this reason, the carrier wave in the received signal is passed and other frequency components are removed. Thus, the signal including the carrier wave that has passed through the bandpass filter 122 includes identification information transmitted from the transmitter and heart rate information obtained as an amplitude change in the process of transmission through the living body 2. . The signal including the carrier wave that has passed through the band pass filter 122 is amplified by the amplifier 123 and then input to the AM detection circuit 124.

AM検波回路124は、入力された搬送波を含む信号を包絡線検波して振幅変化を検出する。搬送波は、生体2を通じた伝送の過程で心臓の動きに応じて振幅変化されている。また、搬送波は、識別情報に応じた変調を受けている。このため、AM検波回路124により搬送波を含む信号の振幅変化を検出することで、生体2の心臓の動きを示す心拍情報及び識別情報を含む信号を得ることができる。   The AM detection circuit 124 detects an amplitude change by envelope detection of a signal including an input carrier wave. The amplitude of the carrier wave is changed according to the movement of the heart in the process of transmission through the living body 2. The carrier wave is modulated according to the identification information. For this reason, by detecting the amplitude change of the signal including the carrier wave by the AM detection circuit 124, it is possible to obtain a signal including heartbeat information and identification information indicating the motion of the heart of the living body 2.

図3は、AM検波回路の具体的な構成例を示す回路図である。図3に示すAM検波回路124は、2個のダイオードD1,D2、及び1個のキャパシタC1を含んでいる。AM検波回路124の入力側において、ダイオードD1のアノードとダイオードD2のカソードとが接続されている。一方、AM検波回路124の出力側において、ダイオードD1のカソードとキャパシタC1の一方の端子とが接続されている。ダイオードD2のアノード及びキャパシタC1の他方の端子は接地されている。なお、AM検波回路124は、図3に示す構成に限定されない。   FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific configuration example of the AM detection circuit. The AM detection circuit 124 shown in FIG. 3 includes two diodes D1 and D2 and one capacitor C1. On the input side of the AM detection circuit 124, the anode of the diode D1 and the cathode of the diode D2 are connected. On the other hand, on the output side of the AM detection circuit 124, the cathode of the diode D1 and one terminal of the capacitor C1 are connected. The anode of the diode D2 and the other terminal of the capacitor C1 are grounded. The AM detection circuit 124 is not limited to the configuration shown in FIG.

AM検波回路124で検出された搬送波の振幅変化に相当する信号は、ローパスフィルタ125に入力される。ここで、AM検波回路124で検出される信号は、心拍情報の他にも比較的高い周波数成分の識別情報などを含んでいる。そこで、搬送波から心拍情報のみを抽出するために、ローパスフィルタ125で比較的高い周波数成分の信号を除去する。ローパスフィルタ125の遮断周波数は、心拍情報を適切に抽出可能な範囲で設定される。ローパスフィルタ125を通過された信号は、バンドストップフィルタ126に入力される。   A signal corresponding to a change in the amplitude of the carrier wave detected by the AM detection circuit 124 is input to the low-pass filter 125. Here, the signal detected by the AM detection circuit 124 includes identification information of a relatively high frequency component in addition to the heartbeat information. Therefore, in order to extract only heartbeat information from the carrier wave, a signal having a relatively high frequency component is removed by the low-pass filter 125. The cut-off frequency of the low-pass filter 125 is set within a range in which heartbeat information can be appropriately extracted. The signal that has passed through the low-pass filter 125 is input to the band stop filter 126.

バンドストップフィルタ126は、例えば、ノッチフィルタであり、入力される信号中の所定の周波数成分を減衰させる。ローパスフィルタ125を通過した信号には、電源に起因する周波数のノイズ(例えば、50Hz又は60Hzのノイズ)が含まれていることがある。そこで、バンドストップフィルタ126により、この電源起因のノイズを除去する。バンドストップフィルタ126を通過された心拍情報に相当する信号は、データ処理装置13に送られて各種処理が行われる。   The band stop filter 126 is a notch filter, for example, and attenuates a predetermined frequency component in the input signal. A signal that has passed through the low-pass filter 125 may include noise at a frequency (for example, noise of 50 Hz or 60 Hz) due to the power supply. Therefore, the noise caused by the power source is removed by the band stop filter 126. A signal corresponding to the heartbeat information that has passed through the band stop filter 126 is sent to the data processing device 13 for various processing.

次に、情報伝達システム1の動作の概略を説明する。送信機11の記憶回路113に記憶される識別情報に基づいて変調された搬送波は、生体側電極111から高周波電界として生体2に印加される。生体2に印加された搬送波は、生体2を伝送する過程で心臓の動きの影響を受け、心臓の動きに応じて振幅変化される。   Next, an outline of the operation of the information transmission system 1 will be described. The carrier wave modulated based on the identification information stored in the memory circuit 113 of the transmitter 11 is applied to the living body 2 from the living body side electrode 111 as a high frequency electric field. The carrier wave applied to the living body 2 is affected by the movement of the heart in the process of transmitting through the living body 2, and the amplitude is changed according to the movement of the heart.

生体2に発生した高周波電界は、受信機12の受信用電極121で受信される。受信用電極121で受信された搬送波を含む受信信号は、バンドパスフィルタ122を通過された後に、AM検波回路124に入力される。AM検波回路124は、入力された搬送波を含む信号を包絡線検波することで、生体2の心臓の動きを示す心拍情報及び識別情報を検出する。   The high frequency electric field generated in the living body 2 is received by the receiving electrode 121 of the receiver 12. A reception signal including a carrier wave received by the reception electrode 121 is input to the AM detection circuit 124 after passing through the band-pass filter 122. The AM detection circuit 124 detects heartbeat information and identification information indicating the motion of the heart of the living body 2 by performing envelope detection on the signal including the input carrier wave.

AM検波回路124で検出された信号は、ローパスフィルタ125に入力され、心拍情報が抽出される。ローパスフィルタ125を通過した信号は、バンドストップフィルタ126を介してデータ処理装置13に送られる。データ処理装置13は、心拍情報及び識別情報に基づいて各種のデータ処理を行う。   The signal detected by the AM detection circuit 124 is input to the low-pass filter 125, and heart rate information is extracted. The signal that has passed through the low-pass filter 125 is sent to the data processing device 13 via the band stop filter 126. The data processing device 13 performs various data processing based on the heartbeat information and the identification information.

図4は、情報伝達システムにおいて受信機から出力される信号を示すグラフである。図4Aは、本実施の形態の受信機12から出力される信号を示し、図4Bは、比較例の受信機から出力される信号を示す。本実施の形態と比較例との相違点は、生体側電極の面積である。具体的には、本実施の形態の生体側電極111は、心拍情報の検出に適した面積(30mm×30mm)を有しているが、比較例の生体側電極(10mm×5mm)は心拍情報の検出に適した面積を有していない。   FIG. 4 is a graph showing a signal output from the receiver in the information transmission system. 4A shows a signal output from the receiver 12 of the present embodiment, and FIG. 4B shows a signal output from the receiver of the comparative example. The difference between the present embodiment and the comparative example is the area of the living body side electrode. Specifically, the living body side electrode 111 of the present embodiment has an area (30 mm × 30 mm) suitable for detecting heart rate information, but the living body side electrode (10 mm × 5 mm) of the comparative example has heart rate information. Does not have an area suitable for detection.

図4Aに示すように、本実施の形態の生体側電極111は心拍情報の検出に適した面積を有しているので、受信機12の出力として心臓の鼓動に応じた規則的なパルス信号が得られている。一方、図4Bに示すように、比較例の生体側電極は心拍情報の検出に適した面積を有していないので、受信機からは不規則なパルス信号が出力されている。なお、図4Bに示すような不規則なパルス信号の原因は、搬送波が生体2の心臓以外の部分の動きの影響を受けることにあると考えられる。   As shown in FIG. 4A, since the living body side electrode 111 of the present embodiment has an area suitable for detecting heartbeat information, a regular pulse signal corresponding to the heartbeat is output as the output of the receiver 12. Has been obtained. On the other hand, as shown in FIG. 4B, since the living body side electrode of the comparative example does not have an area suitable for detecting heartbeat information, an irregular pulse signal is output from the receiver. Note that it is considered that the cause of the irregular pulse signal as shown in FIG. 4B is that the carrier wave is affected by the movement of the living body 2 other than the heart.

図5は、静電容量と電極面積との関係を示す模式図である。図5Aは、生体側電極111及びグランド電極112の面積が比較的大きい場合を模式的に示し、図5Bは、生体側電極111及びグランド電極112の面積が比較的小さい場合を模式的に示している。図5Aに示すように、例えば、生体側電極111とグランド電極112とで100pFの静電容量が形成されている場合、心臓21に起因する静電容量(1〜2pF程度)の影響は全体の1〜2%程度である。一方、図5Bに示すように、例えば、生体側電極111とグランド電極112とで10pFの静電容量が形成されている場合には、心臓21に起因する静電容量の影響は全体の10〜20%程度になる。   FIG. 5 is a schematic diagram showing the relationship between capacitance and electrode area. 5A schematically shows a case where the areas of the living body side electrode 111 and the ground electrode 112 are relatively large, and FIG. 5B schematically shows a case where the areas of the living body side electrode 111 and the ground electrode 112 are relatively small. Yes. As shown in FIG. 5A, for example, when a capacitance of 100 pF is formed by the living body side electrode 111 and the ground electrode 112, the influence of the capacitance (about 1 to 2 pF) caused by the heart 21 is It is about 1-2%. On the other hand, as shown in FIG. 5B, for example, when a 10 pF capacitance is formed by the living body side electrode 111 and the ground electrode 112, the influence of the capacitance caused by the heart 21 is 10 to 10%. It will be about 20%.

つまり、心臓21の動きの搬送波への影響は、図5Bに示すように、生体側電極111及びグランド電極112の面積が小さくなるほど大きくなる。よって、心拍情報を十分に検出できるようにするためには、生体側電極111及びグランド電極112の面積は大き過ぎないことが好ましい。ただし、電極面積を小さくしていくと、図4Bに示す場合のように、生体2の他の部分の動きの影響が大きくなり、心拍情報のみを適切に検出できなくなることがある。このため、生体側電極111及びグランド電極112の面積は、ある程度の大きさを有していることが好ましい。   That is, the influence of the movement of the heart 21 on the carrier wave increases as the areas of the living body side electrode 111 and the ground electrode 112 become smaller, as shown in FIG. 5B. Therefore, in order to sufficiently detect heartbeat information, it is preferable that the areas of the living body side electrode 111 and the ground electrode 112 are not too large. However, when the electrode area is reduced, the influence of the movement of the other part of the living body 2 increases as in the case shown in FIG. 4B, and only the heartbeat information may not be detected properly. For this reason, it is preferable that the areas of the living body side electrode 111 and the ground electrode 112 have a certain size.

図6は、電極面積と心拍情報の検出状況との関係を示すテーブルである。テーブル中の生体側電極及びグランド電極は、それぞれ生体側電極及びグランド電極の面積(mm)を示しており、電極間隔は、生体側電極及びグランド電極との間隔(mm)を示している。また、容量変化は、生体側電極及びグランド電極間の静電容量の変化値(pF)を示しており、検波振幅は、検出された心拍情報における振幅電圧(V)を示している。さらに、検出状況のマル印は、バンドストップフィルタ126からの出力において心拍に伴う規則的なパルス波形が表れることを示し、三角印は、心拍に伴う規則的なパルス波形に心臓以外の部分の動きの影響と考えられる不規則なパルスが含まれることを示し、バツ印は、不規則なパルスにより心拍に伴うパルス波形が読み取れないことを示している。なお、搬送波の周波数は10.7MHzとした。 FIG. 6 is a table showing the relationship between the electrode area and the heartbeat information detection status. The living body side electrode and the ground electrode in the table indicate the area (mm 2 ) of the living body side electrode and the ground electrode, respectively, and the electrode interval indicates the interval (mm) between the living body side electrode and the ground electrode. The capacitance change indicates a change value (pF) of the capacitance between the living body side electrode and the ground electrode, and the detection amplitude indicates the amplitude voltage (V) in the detected heartbeat information. Further, the mark of the detection status indicates that a regular pulse waveform accompanying the heartbeat appears in the output from the band stop filter 126, and the triangle mark indicates the movement of a part other than the heart in the regular pulse waveform associated with the heartbeat. This indicates that an irregular pulse that is considered to be an influence of the heartbeat is included, and the cross indicates that the pulse waveform accompanying the heartbeat cannot be read due to the irregular pulse. The frequency of the carrier wave was 10.7 MHz.

図6に示すように、生体側電極及びグランド電極の面積がいずれも30×30(mm)の場合には、電極間隔に関わらず、心拍情報を適切に検出できる(図4A参照)。これに対して、生体側電極及びグランド電極の面積が10×5(mm)まで小さくなると、適切に心拍情報を検出できなくなる(図4B参照)。生体側電極及びグランド電極の面積が20×5(mm)〜20×20(mm)の範囲では、ある程度の精度で心拍情報を検出できる。 As shown in FIG. 6, when the areas of the living body side electrode and the ground electrode are both 30 × 30 (mm 2 ), heartbeat information can be detected appropriately regardless of the electrode interval (see FIG. 4A). On the other hand, when the area of the living body side electrode and the ground electrode is reduced to 10 × 5 (mm 2 ), heartbeat information cannot be detected properly (see FIG. 4B). When the area of the living body side electrode and the ground electrode is in the range of 20 × 5 (mm 2 ) to 20 × 20 (mm 2 ), heart rate information can be detected with a certain degree of accuracy.

なお、生体側電極及びグランド電極の面積が20×5(mm)の場合と、10×10(mm)の場合とを比較すると、検出状況に大きな差は生じていない。このことから、検出状況は、主に、生体側電極及びグランド電極の面積に依存していることが分かる。生体側電極111及びグランド電極112は、心拍情報を適切に検出可能な静電容量の得られる面積に形成されるのが好ましい。 In addition, when the area of the living body side electrode and the ground electrode is 20 × 5 (mm 2 ) and the case of 10 × 10 (mm 2 ), there is no great difference in the detection situation. From this, it can be seen that the detection situation mainly depends on the areas of the living body side electrode and the ground electrode. The living body side electrode 111 and the ground electrode 112 are preferably formed in an area where a capacitance capable of appropriately detecting heartbeat information is obtained.

以上のように、本実施の形態に係る情報伝達システム1は、伝送の過程で生体2から受ける搬送波の振幅変化を利用して心拍情報などの生体情報を検出できるので、生体情報を検出するためのセンサと、搬送波を変調するための変調回路とを送信機11側に設ける必要がない。これにより、生体に装着される送信側の装置が小型化された情報伝達システム1を提供できる。   As described above, the information transmission system 1 according to the present embodiment can detect biological information such as heartbeat information using the amplitude change of the carrier wave received from the living body 2 during the transmission process. The transmitter 11 and the modulation circuit for modulating the carrier wave need not be provided on the transmitter 11 side. Thereby, the information transmission system 1 in which the transmission-side device attached to the living body is miniaturized can be provided.

また、本実施の形態に係る情報伝達システム1は、搬送波が心拍の影響を受け易いように、生体側電極(送信用電極)111が生体2の胸部に近接して配置されるので、受信側のAM検波回路(検出部)124において心拍数などの心拍情報を取得できる。また、送信機11は識別情報の記憶される記憶回路(記憶部)113を備え、搬送波によって識別情報が伝達されるように構成されているので、AM検波回路124において得られる心拍情報を、識別情報に対応させて管理することが可能である。   Further, in the information transmission system 1 according to the present embodiment, the living body side electrode (transmission electrode) 111 is disposed close to the chest of the living body 2 so that the carrier wave is easily affected by the heartbeat. In the AM detection circuit (detection unit) 124, heart rate information such as heart rate can be acquired. Further, the transmitter 11 includes a storage circuit (storage unit) 113 in which identification information is stored, and is configured so that the identification information is transmitted by a carrier wave. Therefore, the heartbeat information obtained in the AM detection circuit 124 is identified. It is possible to manage in correspondence with information.

また、受信機12が、識別情報を抽出するためのバンドパスフィルタ122と、心拍情報を抽出するためのローパスフィルタ125と、を備えているので、搬送波から識別情報と心拍情報とを適切に抽出できる。また、送信用電極111は、生体2の心拍情報を検出可能な静電容量の得られる面積を有しているので、生体2の心拍情報を適切に取得できる。   In addition, since the receiver 12 includes a bandpass filter 122 for extracting identification information and a low-pass filter 125 for extracting heartbeat information, the identification information and heartbeat information are appropriately extracted from the carrier wave. it can. Further, since the transmission electrode 111 has an area where a capacitance capable of detecting heartbeat information of the living body 2 is obtained, the heartbeat information of the living body 2 can be appropriately acquired.

なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、その効果が発揮される態様で適宜変更して実施できる。例えば、上記実施の形態においては、心拍情報を取得可能な情報伝達システムについて示したが、他の生体情報を取得できるように情報伝達システムを構成しても良い。例えば、送信用電極の面積を適切に変更することで、呼吸状態を示す生体情報を取得可能な情報伝達システムなどを実現できる。   In addition, this invention is not limited to description of the said embodiment, It can implement by changing suitably in the aspect in which the effect is exhibited. For example, in the above embodiment, an information transmission system capable of acquiring heart rate information has been described. However, the information transmission system may be configured so that other biological information can be acquired. For example, by appropriately changing the area of the transmission electrode, it is possible to realize an information transmission system that can acquire biological information indicating a respiratory state.

また、上記実施の形態においては、生体情報の検出対象として人体を想定して構成された情報伝達システムを示しているが、生体は人体であることに限られない。例えば、ペットや家畜などの生体情報を取得するために情報伝達システムを構成しても良い。また、情報伝達システムを構成する送信機及び受信機の構成は、適宜変更できる。例えば、動作に影響のない範囲内で、受信機の各種フィルタを変更又は省略することができる。   Moreover, in the said embodiment, although the information transmission system comprised supposing the human body as a detection target of biological information is shown, a biological body is not restricted to a human body. For example, an information transmission system may be configured to acquire biological information such as pets and livestock. In addition, the configurations of the transmitter and the receiver configuring the information transmission system can be changed as appropriate. For example, various filters of the receiver can be changed or omitted within a range that does not affect the operation.

本発明の情報伝達システムは、心拍情報などの生体情報を取得する際に有用である。   The information transmission system of the present invention is useful when acquiring biological information such as heartbeat information.

1 情報伝達システム
2 生体
11 送信機
12 受信機
13 データ処理装置
21 心臓
111 生体側電極(送信用電極)
112 グランド電極
113 記憶回路(記憶部)
121 受信用電極
122 バンドパスフィルタ
123 アンプ
124 AM検波回路(検出部)
125 ローパスフィルタ
126 バンドストップフィルタ
D1,D2 ダイオード
C1 キャパシタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Information transmission system 2 Living body 11 Transmitter 12 Receiver 13 Data processing apparatus 21 Heart 111 Living body side electrode (transmission electrode)
112 Ground electrode 113 Memory circuit (memory part)
121 reception electrode 122 band-pass filter 123 amplifier 124 AM detection circuit (detection unit)
125 Low-pass filter 126 Band stop filter D1, D2 Diode C1 Capacitor

Claims (6)

生体を介して伝送される搬送波により送信機と受信機との間で情報伝達を行う情報伝達システムであって、
前記送信機は、前記生体の表面に対向して配置され前記搬送波を送信する送信用電極を備え、
前記受信機は、前記生体を介して伝送される前記搬送波を受信する受信用電極と、伝送の過程で前記生体から受けた前記搬送波の振幅変化を検出する検出部と、を備えたことを特徴とする情報伝達システム。
An information transmission system for transmitting information between a transmitter and a receiver by a carrier wave transmitted through a living body,
The transmitter includes a transmission electrode that is arranged to face the surface of the living body and transmits the carrier wave,
The receiver includes a receiving electrode that receives the carrier wave transmitted through the living body, and a detection unit that detects a change in amplitude of the carrier wave received from the living body in the course of transmission. Information transmission system.
前記検出部は、前記搬送波の振幅変化から前記生体の生体情報を取得することを特徴とする請求項1記載の情報伝達システム。   The information transmission system according to claim 1, wherein the detection unit acquires biological information of the living body from an amplitude change of the carrier wave. 前記送信用電極は、前記生体の胸部に近接して配置され、
前記検出部は、前記搬送波の振幅変化から前記生体の心拍情報を取得することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の情報伝達システム。
The transmitting electrode is disposed close to the chest of the living body;
The information transmission system according to claim 1, wherein the detection unit acquires heart rate information of the living body from an amplitude change of the carrier wave.
前記送信機は、識別情報の記憶される記憶部を備え、
前記搬送波によって前記識別情報が伝達されることを特徴とする請求項3記載の情報伝達システム。
The transmitter includes a storage unit in which identification information is stored,
4. The information transmission system according to claim 3, wherein the identification information is transmitted by the carrier wave.
前記受信機は、前記識別情報を抽出するためのバンドパスフィルタと、前記心拍情報を抽出するためのローパスフィルタと、を備えることを特徴とする請求項4記載の情報伝達システム。   The information transmission system according to claim 4, wherein the receiver includes a band-pass filter for extracting the identification information and a low-pass filter for extracting the heartbeat information. 前記送信用電極は、前記心拍情報を検出可能な静電容量の得られる面積を有することを特徴とする請求項5記載の情報伝達システム。   The information transmission system according to claim 5, wherein the transmission electrode has an area where a capacitance capable of detecting the heartbeat information is obtained.
JP2012221468A 2012-10-03 2012-10-03 Information transfer system Withdrawn JP2014075670A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012221468A JP2014075670A (en) 2012-10-03 2012-10-03 Information transfer system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012221468A JP2014075670A (en) 2012-10-03 2012-10-03 Information transfer system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014075670A true JP2014075670A (en) 2014-04-24

Family

ID=50749553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012221468A Withdrawn JP2014075670A (en) 2012-10-03 2012-10-03 Information transfer system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014075670A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021090955A1 (en) * 2019-11-08 2021-05-14 株式会社エクォス・リサーチ Biosignal detection device, heart rate signal detection server, vehicle, biosignal detection program, and heart rate signal detection program

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11509380A (en) * 1995-05-08 1999-08-17 マサチューセッツ・インスティテュート・オブ・テクノロジー Non-contact detection and signal system using human body as signal transmission medium
JPH11253414A (en) * 1998-03-13 1999-09-21 Nec Corp Respiration measuring device and method
JP2001321353A (en) * 2000-05-16 2001-11-20 Sekisui Chem Co Ltd Electric characteristic measuring device
JP2004282733A (en) * 2003-02-27 2004-10-07 Sony Corp Communication system
JP2004305435A (en) * 2003-04-07 2004-11-04 Aloka Co Ltd Ultrasonic diagnostic apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11509380A (en) * 1995-05-08 1999-08-17 マサチューセッツ・インスティテュート・オブ・テクノロジー Non-contact detection and signal system using human body as signal transmission medium
JPH11253414A (en) * 1998-03-13 1999-09-21 Nec Corp Respiration measuring device and method
JP2001321353A (en) * 2000-05-16 2001-11-20 Sekisui Chem Co Ltd Electric characteristic measuring device
JP2004282733A (en) * 2003-02-27 2004-10-07 Sony Corp Communication system
JP2004305435A (en) * 2003-04-07 2004-11-04 Aloka Co Ltd Ultrasonic diagnostic apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021090955A1 (en) * 2019-11-08 2021-05-14 株式会社エクォス・リサーチ Biosignal detection device, heart rate signal detection server, vehicle, biosignal detection program, and heart rate signal detection program
JP2021074272A (en) * 2019-11-08 2021-05-20 株式会社エクォス・リサーチ Biological signal detection device, heart rate signal detection server, vehicle, biological signal detection program, and heart rate signal detection program
JP7169589B2 (en) 2019-11-08 2022-11-11 株式会社アイシン Biosignal detection device, heartbeat signal detection server, vehicle, biosignal detection program, and heartbeat signal detection program

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4234177B2 (en) Information transmission system and transmitter / receiver via human body
US10098544B2 (en) Wireless ECG sensor system and method
JP5279993B2 (en) Data transmission to position sensor
JP5535936B2 (en) Capacitance detection and communication
RU2016131308A (en) ANALYTIC SENSOR SUPPORTED BY AUTONOMOUS POWER AND USING ITS DEVICES
US10349858B2 (en) Heartbeat detecting device and biological signal processing device
EP2531099B1 (en) Data gathering system
US9341587B2 (en) Electric potential measuring apparatus
US9320433B2 (en) Living body detection sensor, communication apparatus having living body detection sensor, metal detection sensor
JP2017504392A5 (en)
WO2008098398A3 (en) System and portable device for transmitting identification signals
JP6445354B2 (en) Biological signal detection device and blood pressure measurement system
CN107832641B (en) For indicating moist or stemness situation system, method and object to user
US20170126282A1 (en) Sensor devices and systems for powering same including examples of body-area networks powered by near-field communication devices
WO2015142842A3 (en) Methods and systems for measuring tissue impedance and monitoring pvd treatment using neuro-implants with improved ultrasound powering
WO2014186245A1 (en) Powering and reading implanted devices
JP2020506570A5 (en)
US20120187959A1 (en) Position Detecting Device
JP2014075670A (en) Information transfer system
KR102651877B1 (en) Electronic device comprising earphone receiver and method for controlling the same
JP4814014B2 (en) Electric field detecting device, receiving device and filter amplifier
JP5395600B2 (en) Biological information measuring device
JP2010154195A (en) Radio communication method and transponder
Consul-Pacareu et al. Body-worn fully-passive wireless analog sensors for biopotential measurement through load modulation
CN207136845U (en) A kind of heart rate detection system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150205

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151013

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151019

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20151124