JP2018078949A - 生体信号検出装具および生体信号検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第１の部位および第１の部位とは位置が異なる第２の部位の生体信号を、個体差により部位間の距離が異なっても、精度高く検出する。【解決手段】ヘッドバンド１００は、伸縮性を備えた環状基材層１１０と、環状における第１の部位（額）に対応する位置に設けられ、第１の部位についての第１の生体信号を検出する第１の検出手段２２０Ｂと、環状における第２の部位（耳介の付け根）に対応する位置に設けられ、第２の部位についての第２の生体信号を検出する第２の検出手段２２０Ｃと、基準となる生体信号を検出する基準検出手段２２０Ａと、検出信号が電気的に流れる伸縮性を備えた導電用ハーネス２００とを含み、導電用ハーネス２００が環状基材層１１０に接合されている。【選択図】図２

Description

本発明は、人体を含む生体に装着されて生体表面に取り付けられた電極から生体信号を検出する技術に関し、特に、第１の部位の生体信号および第１の部位とは位置が異なる第２の部位の生体信号を、生体の個体差により第１の部位から第２の部位までの距離が異なる場合であっても容易に調整可能で、かつ、精度高く生体信号を検出可能な、生体信号検出装具および生体信号検出方法に関する。

近年、健康の維持またはその増進に対する人々の関心が高まっている。そこで、健康管理のために、日常生活の中で、人々がより手軽に、たとえば、心拍信号、心電信号、脳波信号（脳活動によって生じる電気（電位）信号）、筋電信号（筋肉を動かすときに生じる電気（電位）信号）などの生体情報を精度高く検出することが望まれている。また、健康管理に限らず、疾患の診断および治療に上述したような生体情報を精度高く検出することが望まれたり、さらに人体に限らず動物実験等においても、上述したような生体情報を精度高く検出することが望まれたりしている。

たとえば、日常生活の中で手軽に生体情報を精度高く検出する心電信号検出装置が特許第５８４３００５号公報（特許文献１）に開示されている。この心電信号検出装置は、お互いに電気的に接続され、左右それぞれの外耳に接触させて取り付けられる第１外耳電極および第２外耳電極と、上腕または肩に接触させて取り付けられる上腕／肩電極と、前記第１外耳電極、前記第２外耳電極、および前記上腕／肩電極と接続され、前記第１外耳電極、前記第２外耳電極と、前記上腕／肩電極とにより検出される心電信号を計測する計測手段とを備えることを特徴とする。この心電信号検出装置によると、使用者が日常の動作・活動（たとえば運動等）をしながら心電信号を計測できる。

さらに、この特許文献１には、外耳電極が、外耳を構成する耳介と耳朶との境界領域を含む部位に接触させて取り付けられることが好ましいことが開示されている。また、この特許文献１の実施形態には、心電信号を検出するために、外耳電極と上腕電極との組合せ（第１、２、３実施形態）、額電極と上腕電極との組合せ（第４実施形態）、および、左右２つの上腕電極の組合せ（第５実施形態）が開示されている。

特許第５８４３００５号公報

特許文献１に開示された心電信号計測装置によると、外耳／額と上腕とに心電電極（外耳電極／額電極および上腕電極）が取り付けられるため、心電電極の着脱時に衣服を脱ぐ必要がなく、着脱に手間がかからず、外耳／額と上腕とに心電電極が取り付けられるため、両手が塞がれることがなく、他の動作（たとえば運動等）をしながらでも心電信号を計測することができる。

しかしながら、特許文献１に開示された心電信号計測装置では、位置が大ききく異なる少なくとも２つの人体の部位（外耳電極と上腕電極との２部位、左右の上腕電極の２部位または額電極と上腕電極との２部位）に心電電極を取り付けなければならないので、上述したように着脱に手間がかからないとはいえ、その位置調整を含めると相当な手間がかかる。特に、生体に取り付けられる心電電極を含む生体電極は、その取付位置により検出精度が大きく異なるために、その位置調整には相当な手間がかかる。さらに、生体の個体差（体格の違い）により好ましい生体電極の取付位置が異なるために、その位置調整には相当な手間がかかる。

本発明は、従来技術の上述の問題点に鑑みて開発されたものであり、その目的とするところは、人体を含む生体に装着されて生体表面に取り付けられた電極から生体信号を検出する生体信号検出装具であって、第１の部位の生体信号および第１の部位とは位置が異なる第２の部位の生体信号を、生体の個体差により第１の部位から第２の部位までの距離が異なる場合であっても容易に調整可能で、かつ、精度高く生体信号を検出可能な、生体信号検出装具および生体信号検出方法を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係る生体信号検出装具は以下の技術的手段を講じている。
すなわち、本発明のある局面に係る生体信号検出装具は、生体に装着されて前記生体における第１の部位の生体信号および前記第１の部位とは位置が異なる第２の部位の生体信号を検出する生体信号検出装具であって、少なくとも一部に伸縮性を備えた環状の基材層と、前記環状における前記第１の部位に対応する位置に設けられ、前記第１の部位についての第１の生体信号を検出する第１の検出手段と、前記環状における前記第２の部位に対応する位置に設けられ、前記第２の部位についての第２の生体信号を検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段に電気的に接続され、前記第１の検出手段により検出された信号および前記第２の検出手段により検出された信号が電気的に流れる伸縮性を備えた導電用ハーネスとを含み、前記導電用ハーネスが前記基材層に接合されている。

好ましくは、前記導電用ハーネスは、導電糸と弾性糸とを混用して製編された導電部と非導電糸のみによって製編された非導電部とを有し、前記導電部には前記導電糸として金属線を採用した電気的に独立した２以上の構成経路が設けられており、各前記検出手段は、前記２以上の構成経路の中から第１の部位と第２の部位とで異なるように選択されて電気的に接続された生体電極を含むように構成することができる。

さらに好ましくは、前記導電用ハーネスは、導電糸と弾性糸とを混用して製編された導電部と非導電糸のみによって製編された非導電部とを有し、前記導電部には前記導電糸として金属線を採用した電気的に独立した２以上の構成経路が設けられており、各前記検出手段は、前記２以上の構成経路の中から第１の部位と第２の部位とで異なるように選択されて電気的に接続され、前記導電用ハーネスに取り付けられた端子と、前記端子に電気的に接続された生体電極とを含むように構成することができる。

さらに好ましくは、生体の個体差により第１の部位から第２の部位までの距離が異なることを調整するために、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段の少なくともいずれかは、前記導電用ハーネスに取り付けられた複数の端子を備え、前記生体電極は、前記複数の端子のいずれかに電気的に接続されるように構成することができる。
さらに好ましくは、前記端子は、オス側およびメス側で一対の金属製のスナップボタンのいずれか一方側を含み、前記生体電極は、繊維編地により構成された電極層を備えており、前記繊維編地の表面粗さ（Ｒａ）が、４０μｍ以下であり、前記繊維編地には、前記一方側と対をなす他方側のスナップボタンが設けられているように構成することができる。

さらに好ましくは、前記繊維編地は、前記一方側と対をなす他方側のスナップボタンが設けられるとともに、前記オス部の大きさに対応する穴部が設けられ、前記穴部を通して前記オス側のスナップボタンと前記メス側のスナップボタンとが嵌合されて、前記端子に前記生体電極が取り付けられるように構成することができる。
さらに好ましくは、前記生体信号検出装具は、人体の頭部に装着されて、第１の生体信号として額における生体信号を検出するとともに前記第２の生体信号として耳介の付け根における生体信号を検出し、前記耳介の付け根における生体信号を検出する第２の検出手段を構成する端子は、前記導電用ハーネスに複数備えられ、前記第２の検出手段において、前記生体電極は、前記第２の検出手段を構成する複数の端子の中で耳介の付け根の位置に適合するいずれか１つの端子に電気的に接続されるように構成することができる。

また、本発明の別の局面に係る生体信号検出方法は、人体の頭部に装着されて、第１の部位として額における生体信号および第２の部位として耳介の付け根における生体信号を検出する生体信号検出装具を用いた生体信号検出方法である。この生体信号検出方法に用いられる生体信号検出装具は、少なくとも一部に伸縮性を備えた環状の基材層と、前記第１の部位に対応する基材層の位置に設けられ、前記第１の部位についての第１の生体信号を検出する第１の検出手段と、前記第２の部位に対応する基材層の位置に設けられ、前記第２の部位についての第２の生体信号を検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手段により検出された信号および前記第２の検出手段により検出された信号が電気的に流れる伸縮性を備えたハーネスであって、前記基材層に接合された導電用ハーネスとを含み、前記導電用ハーネスは、導電糸と弾性糸とを混用して製編された導電部と非導電糸のみによって製編された非導電部とを有し、前記導電部には前記導電糸として金属線を採用した電気的に独立した２以上の構成経路が設けられており、各前記検出手段は、前記２以上の構成経路の中から第１の部位と第２の部位とで異なるように選択されて電気的に接続され、前記導電用ハーネスに取り付けられた端子と、前記端子に電気的に接続された生体電極とを含み、前記第２の検出手段は、前記導電用ハーネスに取り付けられた複数の端子を備え、前記生体電極は、前記複数の端子のいずれかに電気的に接続されている。この生体信号検出装具を用いた生体信号検出方法は、前記基材層および前記基材層に接合された導電用ハーネスを、その環状の径を人為的に拡張させる拡張ステップと、環状の径が拡張させた状態の生体信号検出装具を人体の頭部に嵌めた後に、人為的な拡張を取り止めて前記生体信号検出装具を人体の頭部に装着する装着ステップと、前記第１の検出手段の位置を人体の頭部の額の位置に合わせる第１部位決定ステップと、前記第２の検出手段を構成する複数の端子の中で耳介の付け根の位置に適合するいずれか１つの端子を選択する選択ステップと、前記選択された端子に生体電極を電気的に接続する接続ステップと、前記第１の部位である額における生体信号および前記第２の部位である外耳における生体信号を検出する検出ステップと、を含む。

本発明に係る生体信号検出装具および生体信号検出方法によると、人体を含む生体に装着されて生体表面に取り付けられた電極から生体信号を検出する生体信号検出装具において、第１の部位の生体信号および第１の部位とは位置が異なる第２の部位の生体信号を、生体の個体差により第１の部位から第２の部位までの距離が異なる場合であっても容易に調整可能で、かつ、精度高く生体信号を検出可能となる。

本発明に係る生体信号検出装具の一例である生体信号測定用ヘッドバンドを人体の頭部に装着した図である。 図１の生体信号測定用ヘッドバンドの全体斜視図である。 図１の生体信号測定用ヘッドバンドの分解図である。 （Ａ）は図１の生体信号測定用ヘッドバンドを構成する導電用ハーネスの平面図、（Ｂ）はその導電用ハーネスの導電部をスムースにより構成した断面方向の両面編目図における非伸長状態を示す図、（Ｃ）はその伸長状態を示す図、（Ｄ）は図１の生体信号測定用ヘッドバンドを構成する生体電極の略図的断面図である。 図４（Ａ）の導電用ハーネスに取り付けられる取り出し基板の平面図である。 図５の取り出し基板に生体電極を取り付ける手順を説明するための図である。 本発明に係る生体信号検出装具の変形例である生体信号測定用ヘッドバンドの分解図である。 図７の生体信号測定用ヘッドバンドを人体の頭部に装着した図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。なお、本実施の形態においては、本発明に係る生体信号検出装具の一例である生体信号測定用ヘッドバンド（以下において単にヘッドバンドと記載する場合がある）を人体の頭部に装着して生体信号（主として脳波）を検出する装具および方法について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。このため、本発明は、人体に限定されない生体（実験動物等）を対象として、頭部に装着することに限定されない生体の部位（上腕、下肢等）に装着され、脳波に限定されない生体信号（心拍信号、心電信号、筋電信号等）を検出する生体信号検出装具および生体信号検出方法を含む。また、図を用いた説明において、上下左右方向を用いて説明する場合があるが、本発明に係る生体信号検出装具は、このような方向に限定されるものではない。ここで、左右方向は、このヘッドバンド１００を頭部に装着した被験者から見た左右方向である。

まず、図１〜図３を参照して、本実施の形態に係るヘッドバンド１００の概略構造を説明した後に、各部の詳細な構造およびヘッドバンド１００を用いた生体信号検出方法について説明する。
＜ヘッドバンドの概略構造＞
図１はヘッドバンド１００を被験者である人体の頭部Ｈに装着した図であって、図１（Ａ）は前方からの斜視図、図１（Ｂ）は後方からの斜視図、図１（Ｃ）は側方からの平面図である。図２はヘッドバンド１００単体の状態（被験者の頭部Ｈに装着していない状態）における全体斜視図であって、図２（Ａ）は前方からの斜視図、図２（Ｂ）は後方からの斜視図である。図３は、ヘッドバンド１００を分解した上面図である。

これらの図に示すように、このヘッドバンド１００は、生体（ここでは人体）に装着されて生体における第１の部位Ｓ（Ｂ）の生体信号および第１の部位Ｓ（Ｂ）とは位置が異なる第２の部位Ｓ（Ｃ）の生体信号を検出する。このヘッドバンド１００は、少なくとも一部に伸縮性を備えた環状基材層１１０と、環状における第１の部位Ｓ（Ｂ）に対応する位置に設けられ、第１の部位Ｓ（Ｂ）についての第１の生体信号を検出する第１の検出手段２２０Ｂと、環状における第２の部位Ｓ（Ｃ）に対応する位置に設けられ、第２の部位Ｓ（Ｃ）についての第２の生体信号を検出する第２の検出手段２２０Ｃと、第１の検出手段２２０Ｂおよび第２の検出手段２２０Ｃに電気的に接続され、第１の検出手段２２０Ｂにより検出された信号および第２の検出手段２２０Ｃにより検出された信号が電気的に流れる伸縮性を備えた導電用ハーネス２００とを含み、導電用ハーネス２００が環状基材層１１０に接合されている。

なお、第１の生体信号および第２の生体信号は生体電位信号（ここでは脳波電位信号）であって、第１の部位Ｓ（Ｂ）についての第１の生体信号は左右の第１の部位Ｓ（Ｂ）間の電位差であって、第２の部位Ｓ（Ｃ）についての第２の生体信号は左右の第２の部位Ｓ（Ｃ）間の電位差である（詳しくはこれらの電位差をそれぞれ増幅した信号）。ここで、額略中央部（図示しないが基準部位Ｓ（Ａ）とする）に対応する位置に基準検出手段２２０Ａが設けられ、基準検出手段２２０Ａにより検出された生体信号（基準生体信号）は、計測時の基準電位として使用される。そして、導電用ハーネス２００には、第１の生体信号および第２の生体信号に加えて、この基準生体信号が電気的に流れる。ここで、基準検出手段２２０Ａ、第１の検出手段２２０Ｂおよび第２の検出手段２２０Ｃの基本的な構造は同じであるため、これらを検出手段２２０と纏めて記載する場合がある。これらの複数の検出手段により検出された検出信号は、後頭部に設けられた取り出し基板２４０からリード線２４０を介してヘッドバンド１００の外部へ取り出されてアンプ等により増幅される（アナログ増幅処理）。

詳しくは後述するが、このヘッドバンド１００においては、導電用ハーネス２００として４線タイプを採用して（１線は予備）、頭部の左右で検出回路を独立させて（端子台基板２２２Ａの部分と導電用ハーネス２００の端部２０２とにおいて電気的に切断しておいて）、左右３箇所ずつの脳波信号（基準信号は左右で共通）を検出している。また、第２の部位Ｓ（Ｃ）は、耳介Ｙの付け根に対応する領域Ｓ内において、第２の生体信号（脳波信号）を最も精度高く検出することができるポイント（領域Ｓ内の点）である。

このようなヘッドバンド１００の各部の詳細な構造について、以下に詳しく説明する。
＜ヘッドバンドの詳細構造＞
・導電用ハーネス
まず、検出信号が流れる導電用ハーネス２００について説明する。この導電用ハーネス２００の平面図を図４（Ａ）に、その導電用ハーネス２００の導電部１をスムースにより構成した断面方向の両面編目図における非伸長状態を示す図を図４（Ｂ）に、その伸長状態を示す図を図４（Ｃ）に、それぞれ示す。なお、図４において記載している導電用ハーネス２と他の図において記載している導電用ハーネス２００とは同一のものである。

この導電用ハーネス２は、導電糸１０と弾性糸１１とを混用して製編された導電部１と非導電糸のみによって製編された非導電部３（４）とを有し、導電部１は少なくとも導電糸１０が編地中を表裏間方向にジグザグ状となる配置で設けられていると共に弾性糸１１が編地の表裏面の面方向に沿って引き締め力を生じて導電糸１０のジグザグ状配置を保形する配置で設けられており、導電部１には導電糸１０として金属線を採用した構成経路が設けられ、非導電部３（４）には非導電糸として合成繊維を採用した構成経路が設けられていることを特徴とする。

図４（Ａ）に示すように、導電用ハーネス２（以下、単に「ハーネス２」と記載する場合がある）を示した平面図である。このハーネス２は偏平で細長い帯紐状を呈して形成され、帯長手方向に沿って互いに平行な２本の導電部１，１を備えたものとしてある。また、図４（Ｂ）および図４（Ｃ）は導電部１，１を構成している編地を示した両面編目図である。

図４（Ａ）に示した例では導電部１が細帯状であって且つハーネス２の表裏面に露出する状態に形成され、２本の導電部１，１の相互間には互いの短絡を防止するための非導電部３が設けられたものとしてある。
また、これら導電部１，１に対する帯幅方向の外側にも非導電部４が設けられており、ハーネス２の側縁部が他物と接触したときに導電部１による短絡や漏電等が起こらないように対処してある。非導電部３，４は、いずれも合成繊維（例えばアラミド繊維）や天然繊維、合成繊維と弾性糸とを混用した素材等の非導電糸のみによって製編された編地として組成されており、導電部１と同様にハーネス２の表裏面に露出する状態に形成されている。

なお、導電部１は、ハーネス２の帯幅方向の中に３本以上設けてそれらを非導電部３で区分けするようにしてもよいし、ハーネス２の帯幅方向の中に１本だけ設けてもよい。また非導電部４については導電部１の片側だけとしたり、設けなかったりしてもよい。
また導電部１は、帯状とせず、線状に形成することも可能であるし、ハーネス２の帯幅方向及び帯長手方向の全部を形成する広幅のものとして形成することもできる（これらについては後述する）。要は、導電部１の配置や形成数は何ら限定されるものではない。またハーネス２自体も、そもそも帯紐状に形成することが限定されるものではなく、正方形や長方形などの四角形に形成すること等も可能である。

図４（Ａ）で示したハーネス２では、当然に、２本の導電部１，１が帯長手方向の両端部で電気抵抗の低い導通特性を有したものとされている。のみならず、帯長手方向の任意位置であっても、帯表面及び／又は帯裏面において電気抵抗の低い導通特性を有したものとされている。従って、導電部１の帯長手方向において導通させる２点間距離に応じて電気抵抗の大小を設定したり、反対に電気抵抗に応じた長さを設定したりするといった使い方をすればよい。或いはまた、導電部１の帯幅（コース数）を幅広にしたり幅狭にしたりすることの選択によっても電気抵抗の大小を設定することができる。

また、このハーネス２は、２本の導電部１，１及び非導電部３，４が一体となって帯長手方向に沿った豊富な伸縮性を有していると共に、表裏方向へ向けた反りや曲がり、面方向に沿った左右への曲がり、更には捻りなどに自由に対応できるだけの豊富な柔軟性を有している。そして、このようにハーネス２を帯長手方向に伸縮させたときや、表裏方向へ反らせたり曲げたり、或いは面方向に沿って曲げたりしたとき、更にはこれらの伸縮や反り、曲げを繰り返したときであっても、電気抵抗は不変状態に保持される特性を有している。

導電部１の製編時には、図４（Ｂ）および図４（Ｃ）に示すように導電糸１０と弾性糸１１とを混用させる。導電糸１０と弾性糸１１とが含まれていれば、その他に別種の糸を混用させることは任意である。
導電部１に採用し得る編組織は、例えばスムース編（両面編又はインターロックとも言う）とする。スムース編は、ゴム編を２枚重ね合わせてお互いの凹凸の溝を埋め合ったような編組織である。すなわち、図４（Ｂ）の上面側を編地表面側とおき、同下面側を編地裏面側とおいて説明すると、導電糸１０は、編地表面側の導電糸オールドループ１０ａと絡んで第１ループＰ１を形成し、編地裏面側へ移行する。そして編地裏面側の導電糸オールドループ１０ｂと絡んで第２ループＰ２を形成し、以後同様に編地表面側で第３ループＰ３を形成し、編地裏面側で第４ループＰ４を形成するといったことを繰り返す。従って導電糸１０は、導電部１の編地中を表裏間方向にジグザグ状となる配置で設けられている。

これに対して弾性糸１１は、編地裏面側の弾性糸オールドループ１１ａと絡んで第１ループＲ１を形成し、編地表面側へ移行する。そして、編地表面側の弾性糸オールドループ１１ｂと絡んで第２ループＲ２を形成し、以後同様に編地裏面側で第３ループＲ３を形成し、編地表面側で第４ループＲ４を形成するといったことを繰り返す。従って弾性糸１１も、導電部１の編地中を表裏間方向にジグザグ状となる配置で設けられている。その結果、編地中には、導電糸１０と弾性糸１１とのクロス部１３がループ毎に交互配置で形成されることになる。

但し、弾性糸１１は豊富な伸縮性を有しているのに対して導電糸１０は殆ど伸縮しない。そのため、導電部１をその表裏面の面方向（図４（Ｂ）の左右方向であり後述する「コース方向」と同じである）に沿って伸長させると、クロス部１３では、弾性糸１１が導電糸１０と交差することで編地の表裏面側に生じさせているクロス角θを徐々に拡大させ、鈍角となる状況を経て、次第に弾性糸１１だけがよく伸びてゆくようになる。

次に、この弾性糸１１の伸びに引っ張られるようにして導電糸１０がそのループからクロス部１３へと繰り出される挙動が生じる。
また、導電部１の伸長を解除すると、クロス部１３では弾性糸１１だけが収縮による引き締め力を生じ、この引き締め力を受けて導電糸１０がクロス部１３からその両外側のループへと押し込める挙動が生じる。このときの弾性糸１１による引き締め力が、非伸縮時の導電部１において、導電糸１０のジグザグ状配置を保形させ、厚さ方向のボリュウムを持たせる作用を奏することになる。

このように導電糸１０は、ループからクロス部１３への繰り出しや押し込みによってループを小さくさせたり大きくさせたりするだけでありながら、弾性糸１１の伸縮に合わせて一緒に伸び縮みをしているかのようになり、導電部１は図４（Ｃ）に示すような伸縮性を有するものとなっている。
この説明から明らかなように、導電糸１０は実質的に伸縮するものではないので、コース方向で使用された全長は変化せず、もとよりその外径も変化しない。のみならず、導電糸１０はコース方向に並ぶループ同士が接触することがなく、複数のコース間で絡まったり接触したりすることもない。従って、電気抵抗も不変となるものである。

また、導電部１では、編地中の同一コース内が導電糸１０により製編された構成経路と、弾性糸１１により製編された構成経路とに分離されたものであると言える。そのため、互いの構成経路における伸縮挙動の互いへの影響（干渉）が抑制され、各独立したものとなるので、各構成経路ではそれぞれ自由度の高い伸縮挙動が許容されることになる。これにより、導電部１として、豊富な伸縮性及び柔軟性が確保される。

このように詳説したところから明らかなように、ハーネス２が備える導電部１は、伸縮性及び柔軟性が豊富で伸長を繰り返した際の復元性をも備えた編地でありながら、伸長時と非伸長時とで電気抵抗の変化が皆無又は抑制される特性を備えている。そのため、複数の基板間を配線するような場合にあって、各基板の配置により配線経路が複雑な曲がりを有するものとなっていたり、配線する段階まで配線長さや配線経路が確定していなかったり、基板同士が配線後に移動したりするとき、或いは基板と動体との間に配線する状況下において動体の動作で配線距離に大きな伸縮変動が繰り返し起こったりするとき等にも、好適な配線部材として使用可能である。

また、伸長時と非伸長時とで電気抵抗が不変であるので、外乱を嫌う信号線としても好適に使用できることになる。
導電部１は、弾性糸１１による面方向の引き締め力（収縮力）に付随させることにより、編地の伸長状態と非伸長状態との間で導電糸１０を挙動させるものである。そのため導電部１では、豊富な伸縮性（例えば２００％以上）を発現させながらも導電糸１０として金属線を使用することができる点が、特徴点の一つである。

このように導電糸１０に金属線を用いた場合、メッキ糸などに比べて電気抵抗を遥かに低く抑えることができ、編地厚を分厚くすることなく、通電可能な電圧値や電流値を高めるのにも適している（薄地にできる）。また導電部、ひいては導電部１としての耐久性を高めることができるといった利点がある。更に、デザイン性を高めることができると共に、外観面での展開を広範に拡大させることができる。
・生体電極
次に、検出部位の体表面に密着させて生体電気信号を検出する生体電極２０について説明する。この生体電極２０の略図的断面図を図４（Ｄ）に示す。なお、図４において記載している生体電極２０と他の図において記載している生体電極２３０とは同一のものである。

この生体電極２０は、繊維編地により構成された電極層２１を備えており、繊維編地の表面粗さ（Ｒａ）が、４０μｍ以下であり、好ましくは、繊維編地が、導電性繊維と、熱融着繊維または熱合着繊維とを含んでおり、導電性繊維と熱融着繊維または熱合着繊維とが結合されており、さらに好ましくは、電極層２１が、基材層２２の上に設けられており、さらに好ましくは、電極層２１と基材層２２との間に、水分透過抑制層２３を有する。

この生体電極２０は、図４（Ｄ）に示され、上述したように、電極層２１を備えている。電極層２１は、繊維編地により構成されている。
電極層２１を構成する繊維編地は、導電性を備えている。繊維編地に導電性を付与する観点から、繊維編地は、導電性繊維を含んでいることが好ましい。導電性繊維としては、特に限定されず、導電性を備える公知の繊維を用いることができる。導電性繊維の具体例としては、金属めっき繊維、導電性高分子繊維、金属繊維、炭素繊維、スリット繊維、導電材含有繊維などが挙げられる。導電性繊維は、１種類単独で使用してもよいし、２種類以上を組み合わせて使用してもよい。

金属めっき繊維としては、特に制限されず、公知のものが使用でき、例えば、銀、銅、金、ステンレスなどの金属、またはこれらのうち少なくとも１種を含む合金などにより、合成繊維の表面が被覆された繊維が挙げられる。金属めっきが施される合成繊維としては、好ましくはナイロン繊維、ポリエステル繊維などが挙げられる。
導電性高分子繊維としては、特に制限されず、公知のものが使用でき、例えば、ポリ３、４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）にポリスチレンスルホン酸（ポリ４−スチレンサルフォネート；ＰＳＳ）をドープしたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを用いたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ繊維、また、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳとマトリックス樹脂を複合化した繊維などが挙げられる。マトリックス樹脂としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などが挙げられる。また、導電性高分子を合成繊維に含浸させたものであってもよい。合成繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維などが挙げられる。

金属繊維としては、特に制限されず、銀、ニッケル、銅、鉄、錫などの金属、またはこれらの金属のうち少なくとも１種を含む合金などにより構成された繊維が挙げられる。
導電材含有繊維としては、ポリエステル系ポリマーやポリアミド系ポリマーなどの繊維形成性ポリマーに導電性物質を均一分散したもの（つまり、導電性ポリマー）を用いて構成されるものが有用である。導電性物質としては、例えば、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、チャネルブラックなどの導電性カーボンブラック；銀、ニッケル、銅、鉄、錫などの金属単体；硫化銅、硫化亜鉛、ヨウ化銅などの金属化合物などが挙げられる。

導電性繊維の中でも、銀めっきナイロン繊維、銀めっきポリエステル繊維、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳにＰＶＡ等のマトリックス樹脂と複合化した繊維が好ましい。
導電性繊維の電気抵抗値としては、特に制限されないが、例えば、０．１〜１００,０００Ω／１０ｃｍ程度が挙げられる。
電極層２１を構成する繊維編地は、導電性繊維のみにより構成されていてもよいし、他の繊維をさらに含んでいてもよい。他の繊維としては、好ましくは熱融着繊維または熱合着繊維（以下、熱融着繊維等という。）が挙げられる。熱融着繊維と熱合着繊維との差異は、半溶融または軟化状態からの冷却により生じる結合力の強弱によって区別すればよく、結合力が強いものは熱融着繊維とし、これよりも結合力が弱いものは熱合着繊維とする。この区別は明確とは言えず曖昧模糊とした部分を含むが、要は、熱処理によって繊維同士の交差部を結合できる繊維であればよいものとする。たとえば熱融着繊維としてのポリウレタン繊維の例としては日清紡テキスタイル株式会社製のモビロンＲ、モビロンＲ−Ｌ等が例示でき、熱融着繊維とも熱合着繊維ともされるポリウレタン繊維の例としては旭化成株式会社製のロイカＳＦ等が例示できる。繊維編地が熱融着繊維等をさらに含んでいる場合、導電性繊維と熱融着繊維等とを含む電極層２１を熱プレス処理することにより、電極層２１の表面平滑性を向上（すなわち、表面粗さ（Ｒａ）を小さく）させて、皮膚（体表面）への密着性を向上することができる。生体電極２０の皮膚への密着性が高められることにより、生体電気信号をより一層精度高く取得し得る。

熱融着繊維等としては、例えば８０℃以上程度の熱プレスによって、繊維同士が結合するものであれば、特に制限されないが、好ましくはポリウレタン繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維などが挙げられる。熱融着繊維等は、１種類単独で使用してもよいし、２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
この生体電極２０においては、繊維編地の表面粗さ（Ｒａ）が４０μｍ以下である。電極層２１を構成している繊維編地表面の表面粗さ（Ｒａ）が、このような小さな値を有しており、表面平滑性が非常に高いことから、体動が大きい状況など、生体電気信号中にアーチファクトが取り込まれやすい状況においても、生体電気信号を高い精度で取得することが可能となる。より具体的には、この生体電極２０は、電極層２１表面の表面平滑性が非常に高いことから、皮膚に対する密着性が高い。これにより、皮膚と電極層２１との間の接触インピーダンスが低減し、結果として、生体電気信号中にアーチファクトが取り込まれにくくなり、生体電気信号を精度高く取得することが可能となる。また、体動が大きくなくとも、例えば汗をかきにくい状況においても、生体電気信号中にアーチファクトが取り込まれやすいが、この生体電極２０は、皮膚に対する密着性が高いことから、生体電気信号中にアーチファクトが取り込まれにくくなり、生体電気信号を精度高く取得することが可能となる。

また、従来の生体電極では、電気刺激を付与する場合にも、生体電極２０の感度が悪くなり、電気刺激を付与しにくくなる場合があったが、この生体電極２０は、皮膚と電極層２１との間の接触インピーダンスが低減しているため、感度が高く、生体に対して効果的に電気刺激を付与することもできる。
生体電気信号をより一層精度高く取得する観点から、繊維編地の表面における表面粗さ（Ｒａ）としては、好ましくは３５μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下、さらに好ましくは２６μｍ以下が挙げられる。同様の観点から、表面粗さ（Ｒａ）としては、好ましくは１０μｍ以上が挙げられる。

繊維編地の表面における表面粗さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１の規定に準拠した方法により測定した値である。
電極層２１の厚みとしては、特に制限されず、例えば１０〜１,０００μｍ程度、より好ましくは３０〜８００μｍ程度が挙げられる。
この生体電極２０において、例えば図４（Ｄ）に示されるように、電極層２１は、基材層２２の上に設けられていることが好ましい。これにより、この生体電極２０の形状安定性、機械的強度を高めることが可能となる。

基材層２２を構成する素材としては、特に制限されないが、生体電極２０の皮膚への密着性を向上させる観点からは、柔軟性に優れた素材が好ましい。基材層２２を構成する素材としては、好ましくは、クロロプレンゴムなどのゴムなどや、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエチレンなどの樹脂が挙げられる。基材層２２を構成する素材は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。生体電極２０の皮膚への密着性を向上させる観点から、基材層２２が樹脂により構成されている場合、樹脂はスポンジ状であることが好ましい。

基材層２２は、単層であってもよいし、複層であってもよい。また、基材層２２が複層である場合、各層を構成する素材は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
基材層２２の厚みとしては、特に制限されないが、生体電極２０の形状安定性、機械的強度を高めつつ、生体電極２０の皮膚への密着性を向上させる観点からは、好ましくは０．１〜１０ｍｍ程度、より好ましくは１〜８ｍｍ程度が挙げられる。

この生体電極２０において、例えば図４（Ｄ）に示されるように、電極層２１と基材層２２との間に、水分透過抑制層２３をさらに有することが好ましい。この生体電極２０においては、水分透過抑制層２３が設けられていることにより、皮膚から放出された水分を、皮膚と電極層２１表面との間に、より効率的に留めることが可能となり、生体電気信号をより一層精度高く取得し得る。

水分透過抑制層２３は、生体電極２０の水分透過を抑制できるものであれば、特に制限されず、樹脂フィルム、不織布などにより構成することができる。水分透過抑制層２３を構成する素材としては、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロンなどが挙げられる。また、水分透過抑制層２３を不織布により構成することができる。水分透過抑制層２３は、単層であってもよいし、複層であってもよい。また、水分透過抑制層２３が複層である場合、各層を構成する素材は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。

水分透過抑制層２３の水分透過率としては、特に制限されないが、好ましくは２００ｇ／ｍ^２／ｈ以下、より好ましくは１５０ｇ／ｍ^２／ｈ以下が挙げられる。なお、水分透過抑制層２３の水分透過率は、ＪＩＳ Ｌ１０９９（Ａ−１法）の方法により測定した値である。

水分透過抑制層２３の厚みとしては、特に制限されず、例えば１〜５００μｍ程度、より好ましくは１０〜２００μｍ程度が挙げられる。
電極層２１と、基材層２２や水分透過抑制層２３とを積層する方法としては、特に制限されず、熱プレスや、接着層２４を設ける方法などが挙げられる。例えば、電極層２１と基材層２２とを熱プレスにより接着する場合、温度８０〜２００℃程度、圧力０．０５〜２０ＭＰａ程度、１〜６０秒程度の条件で熱プレスすることが好ましい。また、電極層２１と水分透過抑制層２３とを熱プレスにより接着する場合、温度８０〜２００℃程度、圧力０．０１〜１０ＭＰａ程度、５〜１２０秒程度の条件で熱プレスすることが好ましい。また、基材層２２と水分透過抑制層２３とを熱プレスにより接着する場合、温度８０〜２００℃程度、圧力０．０１〜１０ＭＰａ程度、５〜１２０秒秒程度の条件で熱プレスすることが好ましい。

また、接着層２４を設ける方法としては、例えば、ウレタン不織布、ナイロン不織布などを各層の間に配置して、熱圧着させる方法や、変性シリコーンポリマーなどの接着剤を用いる方法が挙げられる。接着層２４を設ける場合、接着層２４の厚みとしては、特に制限されず、例えば１〜３００μｍ程度、より好ましくは１０〜２００μｍ程度が挙げられる。

この生体電極２０には、必要に応じて、これらの層以外の層をさらに設けてもよい。この生体電極２０の総厚みとしては、特に制限されず、例えば０．１〜１２ｍｍ程度、より好ましくは１〜１０ｍｍ程度が挙げられる。
この生体電極２０と、生体電気信号を記録する機器とを、後述するように、配線などで接続することにより、心電図、筋電図、脳波、心拍変動などの生体電気信号の取得・記録が可能となる。

この生体電極２０は、電極層２１が繊維編地により構成されているため、例えば導電性の粘着性層を電極とした従来の生体電極と異なり、繰り返し洗濯して使用することもできる。
・ヘッドバンドの詳細構造（導電用ハーネスの基材層への取付構造）
上述したように、導電用ハーネス２００は電気的に独立した２以上（ここでは４であるが１は予備であるので３であっても構わない）の構成経路が設けられており、検出手段２２０はこれら４の構成経路の中から基準部位Ｓ（Ａ）と第１の部位Ｓ（Ｂ）と第２の部位Ｓ（Ｃ）とで異なるように選択されて電気的に接続された生体電極２３０を含む。さらに詳しくは、検出手段２２０は、これら４の構成経路の中から基準部位Ｓ（Ａ）と第１の部位Ｓ（Ｂ）と第２の部位Ｓ（Ｃ）とで異なるように選択されて電気的に接続され導電用ハーネス２００に取り付けられた３つの端子台基板２２２と、端子台基板２２２の端子に電気的に接続された生体電極２３０とを含む。

図３に示すように、このヘッドバンド１００においては、導電用ハーネス２００に端子台基板２２２が取り付けられ、端子台基板２２２が取り付けられた導電用ハーネス２００が環状基材層１１０に接合されている。以下においては、図３および図５を参照して、導電用ハーネス２００への端子台基板２２２の取り付け、および、環状基材層１１０への（端子台基板２２２が取り付けられた）導電用ハーネス２００の接合について説明し、その後、図６を参照して、生体電極２３０の端子台基板２２２への取り付けを説明する。

図３に示すように、環状基材層１１０は、公知のスポーツ用ヘッドバンド等を流用することが可能であって、内側には滑り防止用のシリコーンゲル等で構成された滑り止め環１１２を備えることも好ましい。この環状基材層１１０は、少なくとも一部に伸縮性を備えた環状の形状を備えるものであれば特に限定されるものではなく、その伸縮性を備える比率は、全周長に対して５０％以上、好ましくは８０％以上であることが好ましい。この比率であると、このヘッドバンド１００を頭部Ｈに装着した場合に、生体電極２３０を皮膚に密着させて生体信号（脳波信号）を精度高く検出することができる。

ここで、生体の個体差により（頭部の大きさは略同じであっても）第１の部位Ｓ（Ｂ）から第２の部位Ｓ（Ｃ）までの距離が異なることを容易に調整することのできる変形例を後述するが、そもそも頭部の大きさが異なる人体であってもこのヘッドバンド１００で対応できるように、周囲長（径）の異なる環状基材層１１０を準備して（たとえば、Ｓ、Ｍ、Ｌ等の３種類のスポーツ用ヘッドバンド）、伸張させていない状態で大きさ（径）が異なる３種類のヘッドバンド１００を製作することも好ましい。

導電用ハーネス２００には４線タイプが採用され（１線は予備）、頭部の左右で検出回路を独立させて（端子台基板２２２Ａの部分と導電用ハーネス２００の端部２０２とにおいて電気的に切断しておいて）、左右３箇所ずつの脳波信号（基準信号は左右で共通）を検出しているために、図３および図５に示すように、導電用ハーネス２００の４つの導電部１のいずれかに端子台基板２２２の所定の端子が電気的に接続（半田付け）されているとともに、端子台基板２２２が半田付けされた３線に対して取り出し基板２４０の３つの端子が電気的に接続（半田付け）されている。ここで、導電用ハーネス２００は、額略中央の端子台基板２２２Ａの裏側部分と後頭部中央近傍の端部２０２とにおいて電気的に切断するために、導電用ハーネス２００が環状基材層１１０の左右略半分ずつで構造的（物理的）に切断されている。このように左右対称の導電用ハーネス２００を環状基材層１１０に接合しているために、均一にこのヘッドバンド１００の径が拡張される点で好ましい。

図５（Ａ）〜図５（Ｃ）（および後述する図６）に示すように、端子台基板２２２は、絶縁基板に金属製のスナップボタンのオス側（オススナップ２３０Ａ）が取り付けられている。なお、オス側（オススナップ２３０Ａ）およびメス側（メススナップ２３０Ｂ）で一対の金属製のスナップボタンのいずれか一方側が絶縁基板に取り付けられていれば良い（本実施の形態に係るヘッドバンド１００のスナップボタンのオス側とメス側とが逆でも構わない）。

ここで、スナップボタンとは、オス側のゲンコ（凸）側とメス側のバネ（凹）側とで構成される衣料等に用いられる保持具（いわゆるボタン）であって、弾性部材（ここではバネ）を含む凹部とその凹部へ嵌合され弾性部材により嵌合状態が保持される凸部とを備えた嵌合部材であれば、スナップボタンに限定されるものではない。さらに、本発明に係る生体信号検出装具においては、このようなスナップボタンおよび上述した嵌合部材に限定されるものではなく、生体信号検出時に検出可能に保持できて生体信号非検出時に取り替え可能に容易に取り外しできる面ファスナー等であっても構わない。

端子台基板２２２のうちの図５（Ａ）に示す（基準検出手段２２０Ａ用の）端子台基板２２２Ａにおいては、このオススナップ２３０Ａに端子２２２Ｔ１および端子２２２Ｔ５が電気的に接続され、端子２２２Ｔ１および端子２２２Ｔ５が、導電用ハーネス２００の導電部１Ａに電気的に接続（半田付け）されている。
端子台基板２２２のうちの図５（Ｂ）に示す（第１の検出手段２２０Ｂ用の）端子台基板２２２Ｂにおいては、このオススナップ２３０Ａに端子２２２Ｔ２および端子２２２Ｔ６が電気的に接続され、端子２２２Ｔ２および端子２２２Ｔ６が、導電用ハーネス２００の導電部１Ｂに電気的に接続（半田付け）されている。

端子台基板２２２のうちの図５（Ｃ）に示す（第２の検出手段２２０Ｃ用の）端子台基板２２２Ｃにおいては、このオススナップ２３０Ａに端子２２２Ｔ６および端子２２２Ｔ２が電気的に接続され、端子２２２Ｔ６および端子２２２Ｔ２が、導電用ハーネス２００の導電部１Ｃに電気的に接続（半田付け）されている。
図示したように、端子台基板２２２Ｃは端子台基板２２２Ｂの上下方向逆使いであって、予備用の端子台基板２２２は端子台基板２２２Ａの上下方向逆使いが可能である。

また、図５（Ｄ）に示すように、取り出し基板２４０は、絶縁基板に設けられた、端子２４０Ｔ１と端子２４０Ｔ５とが、端子２４０Ｔ２と端子２４０Ｔ６とが端子２４０Ｔ３と端子２４０Ｔ７とが、端子２４０Ｔ４と端子２４０Ｔ８とが、それぞれ電気的に接続（半田付け）され、端子２４０Ｔ１が導電用ハーネス２００の導電部１Ａに、端子２４０Ｔ２が導電用ハーネス２００の導電部１Ｂに、端子２４０Ｔ３が導電用ハーネス２００の導電部１Ｃに、それぞれ電気的に接続（半田付け）されている。そして、この取り出し基板２４０に対して、図２（Ｂ）に示すように、３本のリード線２４２（左右で合計６本）が、端子２４０Ｔ１（または端子２４０Ｔ５）、端子２４０Ｔ２（または端子２４０Ｔ６）および端子２４０Ｔ３（または端子２４０Ｔ７）に、それぞれ電気的に接続（半田付け）されて、ヘッドバンド１００の外部のアンプへリード線２４２が接続されて、アンプにより検出された生体信号が増幅される。

図３に示すように、このように端子台基板２２２および取り出し基板２４０が電気的に接続（半田付け）された導電用ハーネス２００が、環状基材層１１０に接合される。この場合において、右側（Ｒ側）と左側（Ｌ側）の検出回路を独立させて（端子台基板２２２Ａの部分と導電用ハーネス２００の端部２０２とにおいて電気的（構造的、物理的）に切断しておいて）導電用ハーネス２００が環状基材層１１０に熱融着テープ（熱溶着テープ、熱合着テープ等）により接合されている。

ここで、本実施の形態に係るヘッドバンド１００においては、伸張させていない状態における環状基材層１１０の全周長と導電用ハーネス２００の長さ（図３の右側の端部２０２から左側の端部２０２までの長さ）とを略同じにして、環状基材層１１０の全周に導電用ハーネス２００を接合しているが、環状基材層１１０の一部に導電用ハーネス２００を接合するものであっても構わない（環状基材層１１０の全周に導電用ハーネス２００が接合されるヘッドバンドに限定されない）。ただし、この場合においても、端子台基板２２２および取り出し基板２４０の位置においては、環状基材層１１０に導電用ハーネス２００が接合されていることが好ましい。

さらに、このヘッドバンド１００においては取り出し基板２４０を環状基材層１１０の周囲に接合された導電用ハーネス２００の部分に設けているが、図３における端部２０２をさらに延長して、延長した部分に取り出し基板２４０を設けるようにしても構わない。この場合、取り出し基板２４０を人体（の頭部Ｈ）から遠く離隔させて設けることもできるので、たとえば就寝時の生体信号（脳波）を検出する場合に人体が寝返りしても、硬いリード線が被検者の頭部にないので就寝中であっても違和感なく、一晩中でも生体信号（脳波）を精度高く取得することができる。
・生体電極の詳細構造（生体電極の端子台基板への取付構造）
上述したように、端子台基板２２２および取り出し基板２４０が電気的に接続された導電用ハーネス２００が環状基材層１１０へ接合された状態のヘッドバンド１００について、図６を参照して、生体電極２３０の端子台基板２２２への取り付けを説明する。なお、図６（Ａ）は生体電極２３０を端子台基板２２２への取り付け直前を、図６（Ｂ）は生体電極２３０を端子台基板２２２への取り付け途中を、図６（Ｃ）は生体電極２３０を端子台基板２２２への取り付け後を、図６（Ｄ）は図６（Ｃ）に図示した平面Ｐを矢示Ｘ方向から見た、それぞれ斜視図である。

図５（Ａ）〜図５（Ｃ）および図６に示すように、生体電極２３０が備える電極層２１を構成する繊維編地２３２には、端子台基板２２２に設けられた一方側（ここではオス側）と対をなす他方側（ここではメス側）の金属製のスナップボタン（メススナップ２３０Ｂ）が設けられるとともに、オス部２３０Ａ１の大きさに対応する穴部２３６が設けられ、穴部２３６を通してオス側のスナップボタン（オススナップ２３０Ａ）とメス側のスナップボタン（メススナップ２３０Ｂ）とが嵌合されて、端子台基板２２２に生体電極２３０が取り付けられる。ここで、生体電極２３０の少なくとも肌に当接する側（表側）は、電極層２１を構成する繊維編地２３２により構成されていなければならない。また、オススナップ２３０Ａとメススナップ２３０Ｂとで一対のスナップボタンは金属製であって、メススナップ２３０Ｂが電極層２１を構成する繊維編地２３２に設けられているために、オススナップ２３０Ａとメススナップ２３０Ｂとが嵌合した後には、電極層２１、メススナップ２３０Ｂ、オススナップ２３０Ａ、端子台基板２２２の所定の端子２２２Ｔおよび導電用ハーネス２００の所定の導電部１が電気的に導通される。

この生体電極２３０の裏側にはスポンジ等の弾力性を備えた緩衝体２３４が設けられている。図６（Ｄ）に示すように、この緩衝体２３４により、電極層２１を構成する繊維編地２３２が肌に密着されて、生体信号（脳波）を精度高く取得することができる。なお、生体電極２３０の上下方向長さは、環状基材層１１０の上下方向長さの３倍〜４倍程度であって、図６（Ｄ）に示すように生体電極２３０を端子台基板２２２に取り付けた場合に環状基材層１１０の内側であって上下方向の中央を含む部分に来るように緩衝体２３４が生体電極２３０の裏側に貼付等により設けられている。

以下において、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）を参照して、生体電極２３０の端子台基板２２２への取り付け手順を説明する。
図６（Ａ）に示すように、生体電極２３０の裏側（緩衝体２３４取り付け面）が端子台基板２２２（ここでは端子台基板２２２Ａとする）に対向させて、かつ、オススナップ２３０Ａのオス部２３０Ａ１が穴部２３６に対向させる。

次いで、図６（Ｂ）に示すように、オススナップ２３０Ａのオス部２３０Ａ１を穴部２３６に貫通させてから、環状基材層１１０の表面（外側）から裏面（内側）へ、メススナップ２３０Ｂがオススナップ２３０Ａの位置まで生体電極２３０を回り込ませる。なお、この図６（Ｂ）においては環状基材層１１０に対して生体電極２３０を上側から下側へ回り込ませているが、逆に生体電極２３０を下側から上側に回り込ませても構わない。

次いで、図６（Ｃ）に示すように、メススナップ２３０Ｂをオススナップ２３０Ａへ穴部２３６を介して嵌合させて固定することにより、端子台基板２２２に生体電極２３０を取り付ける。このとき、図６（Ｄ）に示す構造になるように、生体電極２３０の大きさ（特に上下方向長さ）、緩衝体２３４の大きさおよび位置、オススナップ２３０Ａおよびメススナップ２３０Ｂの位置、ならびに、穴部２３６の大きさおよび位置が設定されている。

＜ヘッドバンドによる生体信号検出方法＞
このようにして、端子台基板２２２および取り出し基板２４０が導電用ハーネス２００に電気的に接続され、導電用ハーネス２００が環状基材層１１０へ接合され、生体電極２３０が端子台基板２２２への電気的に接続されて、図１および図２に示すヘッドバンド１００が完成する。以下において、このヘッドバンド１００を用いた生体信号検出方法を図１を参照して説明する。

まず、ヘッドバンド１００の環状基材層１１０および環状基材層１１０に接合された導電用ハーネス２００を、その環状の径を人為的に拡張させる（拡張ステップ）。
次に、環状の径が拡張させた状態のヘッドバンド１００を人体の頭部Ｈに嵌めた後に、人為的な拡張を取り止めてヘッドバンド１００を人体の頭部Ｈに装着する（装着ステップ）。なお、このとき、ヘッドバンド１００が環状基材層１１０（および導電用ハーネス２００）の伸縮性により人体の頭部Ｈに確実に装着されるように（環状基材層１１０の伸縮性により検出部位がずれないように）ヘッドバンド１００の種類（サイズ）が適宜選択されることが好ましい。

次に、図１（Ｃ）に示すように、第１の検出手段２２０Ｂの位置を人体の頭部Ｈの額の位置（第１の部位Ｓ（Ｂ））に合わせ（第１部位決定ステップ）、第２の検出手段２２０Ｃの位置を、領域Ｓ内の所定の位置である、人体の耳介の付け根の位置（第２の部位Ｓ（Ｃ））に合わせる（第２部位決定ステップ）。このとき、ヘッドバンド１００の環状基材層１１０および導電用ハーネス２００が伸縮性を備えるので、生体の個体差により第１の部位から第２の部位までの距離が異なる場合であっても位置を調整しやすい。また、このように部位調整ステップが終わったときには、基準生体信号を検出する基準検出手段２２０Ａの位置は、額略中央部の基準部位Ｓ（Ａ）に位置決めされている。

このように検出準備が終わると、第１の部位（Ｓ（Ｂ））である額における第１の生体信号である左右の第１の部位Ｓ（Ｂ）間の電位差、および、第２の部位（Ｓ（Ｃ））である外耳における第２の生体信号である左右の第２の部位Ｓ（Ｃ）間の電位差をアンプを介して検出する（検出ステップ）。
このようにして、第１の部位の生体信号および第１の部位とは位置が異なる第２の部位の生体信号を、１つの装具で検出できるようにしたので、容易に調整可能で、かつ、精度高く生体信号を検出することができる。

なお、このような生体信号検出方法を繰り返した場合、生体電極２３０が備える電極層２１を構成する繊維編地２３２が人体の肌の皮脂等により汚損すると、精度高く生体信号を検出することが困難になる。このような場合には、生体電極２３０と端子台基板２２２とがスナップボタンで取り付けられているので、容易に交換することが可能である。
＜本実施の形態に係るヘッドバンドの作用効果＞
以上のようにして、本実施の形態に係るヘッドバンド１００によると、人体の頭部に装着されて人体の体表面に取り付けられた生体電極から生体信号を検出する場合において、第１の部位（額）の生体信号（脳波）および第１の部位とは位置が異なる第２の部位（耳）の生体信号（脳波）を、生体の個体差により第１の部位から第２の部位までの距離が異なる場合であっても容易に調整可能で、かつ、精度高く生体信号を検出することができる。

＜変形例＞
以下において、上述した図３に対応する図７および上述した図１に対応する図８を参照して、本発明に係る生体信号検出装具の変形例であるヘッドバンド１０１について説明する。なお、このヘッドバンド１０１は、上述した実施の形態に係るヘッドバンド１００の構成に加えてさらに２つの端子台基板２２２Ｃを備える点が異なる。それ以外の構造であって上述した実施の形態と同じ構造については同じ符号を付している。それらについての説明は、上述した説明と重複するために、ここでは繰り返して説明しない。

このヘッドバンド１０１は、生体の個体差により第１の部位（Ｓ（Ｂ））から第２の部位（Ｓ（Ｃ））までの距離Ｌが異なること（図８におけるＬ（１）≠Ｌ（２））を調整するために、第１の検出手段２２０Ｂおよび第２の検出手段２２０Ｃの少なくともいずれかは（このヘッドバンド１０１においては第２の検出手段２２０Ｃ）、導電用ハーネス２００に取り付けられた複数（ここでは３）の端子台基板２２２Ｃを備え、生体電極２３０は、複数の端子台基板２２２Ｃのいずれかに電気的に接続される。

さらに好ましくは、このヘッドバンド１０１は、人体の頭部に装着されて、第１の生体信号として額（第１の部位（Ｓ（Ｂ））における生体信号を検出するとともに第２の生体信号として耳介の付け根（第２の部位（Ｓ（Ｃ））における生体信号を検出し、耳介の付け根における生体信号を検出する第２の検出手段２２０Ｃを構成する端子台基板２２２Ｃは、導電用ハーネス２００に複数（ここでは３）備えられ、第２の検出手段２２０Ｃにおいて、生体電極２３０は、第２の検出手段２２０Ｃを構成する複数の端子台基板２２２Ｃの中で耳介の付け根の位置に適合するいずれか１つの端子台基板２２２Ｃに電気的に接続される。

より詳しくは、図７に示すように、このヘッドバンド１０１は、図３に示すヘッドバンド１００の端子台基板２２２Ｃの前後（環状基材層１１０の周囲方向における前後）に１つずつ端子台基板２２２Ｃをさらに設けている。なお、ヘッドバンド１０１は、ヘッドバンド１００の端子台基板２２２Ｃの前後に端子台基板２２２Ｃを１つずつ追加するものに限定されるものではなく、３つの端子台基板２２２Ｃに限定されるものでもない。すなわち、ヘッドバンド１０１は、ヘッドバンド１００に対して、２以上の端子台基板２２２Ｃを備えれば構わず、追加される端子台基板２２２Ｃの位置および個数は任意で構わず（追加される個数は１以上）、それらが連続して設けられていても構わず、間隔を備えて設けられていても構わず、それらの間隔が不一致でも構わない。ただし、追加される端子台基板２２２Ｃの個数が多くなると、環状基材層１１０の伸縮性を低下させるために（導電用ハーネス２００は伸縮しても端子台基板は基本的に伸縮しないので）好ましくない。

以上のような構造を備えたヘッドバンド１０１を用いた生体信号検出方法を図８を参照して説明する。
まず、ヘッドバンド１００の環状基材層１１０および環状基材層１１０に接合された導電用ハーネス２００を、その環状の径を人為的に拡張させる（拡張ステップ）。
次に、環状の径が拡張させた状態のヘッドバンド１００を人体の頭部Ｈに嵌めた後に、人為的な拡張を取り止めてヘッドバンド１００を人体の頭部Ｈに装着する（装着ステップ）。なお、このとき、ヘッドバンド１００が環状基材層１１０（および導電用ハーネス２００）の伸縮性により人体の頭部Ｈに確実に装着されるように（環状基材層１１０の伸縮性により検出部位がずれないように）ヘッドバンド１００の種類（サイズ）が適宜選択されることが好ましい。

次に、図８（Ｃ）または図８（Ｄ）に示すように、第１の検出手段２２０Ｂの位置を人体の頭部Ｈの額の位置（第１の部位Ｓ（Ｂ））に合わせる（第１部位決定ステップ）。このとき、基準生体信号を検出する基準検出手段２２０Ａの位置は、額略中央部の基準部位Ｓ（Ａ）に位置決めされる。
次に、第２の検出手段２２０Ｃを構成する複数の端子台基板２２２Ｃの中で耳介の付け根の位置（第２の部位Ｓ（Ｃ））に最も適合するいずれか１つの端子台基板２２２Ｃを選択する（選択ステップ）。

次に、図６を参照して説明した手順で、選択された端子台基板２２２Ｃに生体電極２３０を電気的に接続する（接続ステップ）。
このように検出準備が終わると、第１の部位（Ｓ（Ｂ））である額における第１の生体信号である左右の第１の部位Ｓ（Ｂ）間の電位差、および、第２の部位（Ｓ（Ｃ））である外耳における第２の生体信号である左右の第２の部位Ｓ（Ｃ）間の電位差をアンプを介して検出する（検出ステップ）。

このようにして、ヘッドバンド１０１はヘッドバンド１００と同様に、第１の部位の生体信号および第１の部位とは位置が異なる第２の部位の生体信号を、１つの装具で検出できるようにしたので、容易に調整可能で、かつ、精度高く生体信号を検出することができることに加えて、以下のような作用効果を備える。
図８（Ｃ）は、図１（Ｃ）と同じ図（同じ被験者）であって、符号としての長さＨ（１）および長さＬ（１）を付している。図８（Ｄ）は、図１（Ｃ）と異なる被験者であって、図８（Ｃ）の符号に加えて長さＬ（２）を付している。図８（Ｃ）に示す被験者と図８（Ｄ）に示す被験者とでは頭の大きさを示す長さＨ（１）は同じであっても（この長さＨ（１）が異なる場合にはサイズ違いのヘッドバンドを選択することになる）頭蓋に対する外耳の相対的な位置が異なるために、第１の部位Ｓ（Ｂ）と第２の部位Ｓ（Ｃ）との距離Ｌが異なり、図８（Ｃ）に示す被験者は長さＬ（１）であって、図８（Ｄ）に示す被験者は長さＬ（２）（＜Ｌ（１））である。

図８（Ｃ）に示す被験者にヘッドバンド１００を装着した場合には、第２の部位Ｓ（Ｃ）の適正な位置に第２の検出手段２２０Ｃが位置決めされるが、図８（Ｄ）に示す被験者にヘッドバンド１００を装着した場合には、第２の部位Ｓ（Ｃ）の適正な位置には第２の検出手段２２０Ｃが位置決めされない。これでは、図８（Ｄ）に示す被験者はヘッドバンド１００を使用した検出方法では精度高く生体信号を検出することができない。

これに対して、本変形例に係るヘッドバンド１０１においては、図８（Ｄ）に示す被験者に対しては、上述した選択ステップにて、第２の検出手段２２０Ｃを構成する複数の端子台基板２２２Ｃの中で耳介の付け根の位置（第２の部位Ｓ（Ｃ））に最も適合するいずれか１つの端子台基板２２２Ｃを選択するために（ここでは一番前側の端子台基板２２２Ｃが選択される）、精度高く生体信号を検出することができる。しかも、複数の端子台基板２２２Ｃの中からいずれか１つの端子台基板２２２Ｃを選択して、選択された端子台基板２２２Ｃに生体電極２３０をスナップボタンにより接続するだけにより電気的に接続されるので、その調整が極めて簡単である。

以上のようにして、本変形例に係るヘッドバンド１０１によると、人体の頭部に装着されて人体の体表面に取り付けられた生体電極から生体信号を検出する場合において、第１の部位（額）の生体信号（脳波）および第１の部位とは位置が異なる第２の部位（耳）の生体信号（脳波）を、生体の個体差により第１の部位から第２の部位までの距離Ｌが異なる場合であっても容易に調整可能で、かつ、精度高く生体信号を検出することができる。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
たとえば、上述した実施の形態に係るヘッドバンド１００もその変形例に係るヘッドバンド１０１も、緩衝体２３４を介して電極層２１を構成する繊維編地２３２が肌に当接していたが、（１）オススナップ２３０Ａのオス部２３０Ａ１が肌に当接するようにしても、（２）メススナップ２３０Ｂの表面２３０Ｂ１が肌に当接するようにしても、構わない。

本発明は、人体を含む生体に装着されて生体表面に取り付けられた電極から生体信号を検出する技術に好ましく適用され、第１の部位の生体信号および第１の部位とは位置が異なる第２の部位の生体信号を、生体の個体差により第１の部位から第２の部位までの距離が異なる場合であっても精度高く生体信号を検出する技術に特に好ましく適用される。

１ 導電性伸縮編地
２ （導電用）ハーネス
３ 非導電部
４ 非導電部
２０ 生体電極
２１ 電極層
２２ 基材層
２３ 水分透過抑制層
２４ 接着層
１００ ヘッドバンド
１０１ ヘッドバンド（変形例）
１１０ 環状基材層
２２０ 検出手段
２２０Ａ 基準検出手段
２２０Ｂ 第１の検出手段
２２０Ｃ 第２の検出手段
２２２ 端子台基板
２２２Ａ （基準検出手段用の）端子台基板
２２２Ｂ （第１の検出手段用の）端子台基板
２２２Ｃ （第２の検出手段用の）端子台基板
２３０ 生体電極
２４０ 取り出し基板

Claims (8)

1. 生体に装着されて前記生体における第１の部位の生体信号および前記第１の部位とは位置が異なる第２の部位の生体信号を検出する生体信号検出装具であって、
   少なくとも一部に伸縮性を備えた環状の基材層と、
   前記環状における前記第１の部位に対応する位置に設けられ、前記第１の部位についての第１の生体信号を検出する第１の検出手段と、
   前記環状における前記第２の部位に対応する位置に設けられ、前記第２の部位についての第２の生体信号を検出する第２の検出手段と、
   前記第１の検出手段および前記第２の検出手段に電気的に接続され、前記第１の検出手段により検出された信号および前記第２の検出手段により検出された信号が電気的に流れる伸縮性を備えた導電用ハーネスとを含み、
   前記導電用ハーネスが前記基材層に接合された、生体信号検出装具。
2. 前記導電用ハーネスは、導電糸と弾性糸とを混用して製編された導電部と非導電糸のみによって製編された非導電部とを有し、前記導電部には前記導電糸として金属線を採用した電気的に独立した２以上の構成経路が設けられており、
   各前記検出手段は、前記２以上の構成経路の中から第１の部位と第２の部位とで異なるように選択されて電気的に接続された生体電極を含む、請求項１に記載の生体信号検出装具。
3. 前記導電用ハーネスは、導電糸と弾性糸とを混用して製編された導電部と非導電糸のみによって製編された非導電部とを有し、前記導電部には前記導電糸として金属線を採用した電気的に独立した２以上の構成経路が設けられており、
   各前記検出手段は、
   前記２以上の構成経路の中から第１の部位と第２の部位とで異なるように選択されて電気的に接続され、前記導電用ハーネスに取り付けられた端子と、
   前記端子に電気的に接続された生体電極とを含む、請求項１に記載の生体信号検出装具。
4. 生体の個体差により第１の部位から第２の部位までの距離が異なることを調整するために、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段の少なくともいずれかは、前記導電用ハーネスに取り付けられた複数の端子を備え、
   前記生体電極は、前記複数の端子のいずれかに電気的に接続される、請求項３に記載の生体信号検出装具。
5. 前記端子は、オス側およびメス側で一対の金属製のスナップボタンのいずれか一方側を含み、
   前記生体電極は、繊維編地により構成された電極層を備えており、前記繊維編地の表面粗さ（Ｒａ）が、４０μｍ以下であり、
   前記繊維編地には、前記一方側と対をなす他方側のスナップボタンが設けられている、請求項４に記載の生体信号検出装具。
6. 前記繊維編地は、前記一方側と対をなす他方側のスナップボタンが設けられるとともに、前記オス部の大きさに対応する穴部が設けられ、
   前記穴部を通して前記オス側のスナップボタンと前記メス側のスナップボタンとが嵌合されて、前記端子に前記生体電極が取り付けられる、請求項５に記載の生体信号検出装具。
7. 前記生体信号検出装具は、人体の頭部に装着されて、第１の生体信号として額における生体信号を検出するとともに前記第２の生体信号として耳介の付け根における生体信号を検出し、
   前記耳介の付け根における生体信号を検出する第２の検出手段を構成する端子は、前記導電用ハーネスに複数備えられ、
   前記第２の検出手段において、前記生体電極は、前記第２の検出手段を構成する複数の端子の中で耳介の付け根の位置に適合するいずれか１つの端子に電気的に接続される、請求項３〜請求項６のいずれかに記載の生体信号検出装具。
8. 人体の頭部に装着されて、第１の部位として額における生体信号および第２の部位として耳介の付け根における生体信号を検出する生体信号検出装具を用いた生体信号検出方法であって、
   前記生体信号検出装具は、
   少なくとも一部に伸縮性を備えた環状の基材層と、
   前記第１の部位に対応する基材層の位置に設けられ、前記第１の部位についての第１の生体信号を検出する第１の検出手段と、
   前記第２の部位に対応する基材層の位置に設けられ、前記第２の部位についての第２の生体信号を検出する第２の検出手段と、
   前記第１の検出手段により検出された信号および前記第２の検出手段により検出された信号が電気的に流れる伸縮性を備えたハーネスであって、前記基材層に接合された導電用ハーネスとを含み、
   前記導電用ハーネスは、導電糸と弾性糸とを混用して製編された導電部と非導電糸のみによって製編された非導電部とを有し、前記導電部には前記導電糸として金属線を採用した電気的に独立した２以上の構成経路が設けられており、
   各前記検出手段は、
   前記２以上の構成経路の中から第１の部位と第２の部位とで異なるように選択されて電気的に接続され、前記導電用ハーネスに取り付けられた端子と、
   前記端子に電気的に接続された生体電極とを含み、
   前記第２の検出手段は、前記導電用ハーネスに取り付けられた複数の端子を備え、前記生体電極は、前記複数の端子のいずれかに電気的に接続され、
   前記基材層および前記基材層に接合された導電用ハーネスを、その環状の径を人為的に拡張させる拡張ステップと、
   環状の径が拡張させた状態の生体信号検出装具を人体の頭部に嵌めた後に、人為的な拡張を取り止めて前記生体信号検出装具を人体の頭部に装着する装着ステップと、
   前記第１の検出手段の位置を人体の頭部の額の位置に合わせる第１部位決定ステップと、
   前記第２の検出手段を構成する複数の端子の中で耳介の付け根の位置に適合するいずれか１つの端子を選択する選択ステップと、
   前記選択された端子に生体電極を電気的に接続する接続ステップと、
   前記第１の部位である額における生体信号および前記第２の部位である外耳における生体信号を検出する検出ステップと、を含む、生体信号検出方法。