JP2760021B2 - 皮膚電位検出装置 - Google Patents
皮膚電位検出装置Info
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- JP2760021B2 JP2760021B2 JP1069564A JP6956489A JP2760021B2 JP 2760021 B2 JP2760021 B2 JP 2760021B2 JP 1069564 A JP1069564 A JP 1069564A JP 6956489 A JP6956489 A JP 6956489A JP 2760021 B2 JP2760021 B2 JP 2760021B2
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Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、皮膚面の異なる箇所に電極を取り付けてこ
れら電極間の電位差を検出する皮膚電位検出装置に関
し、特に、電極と皮膚の間に導電剤を介在せしめる必要
がない取扱い容易な皮膚電位検出装置に関する。
れら電極間の電位差を検出する皮膚電位検出装置に関
し、特に、電極と皮膚の間に導電剤を介在せしめる必要
がない取扱い容易な皮膚電位検出装置に関する。
［従来の技術］ 皮膚電位を検出してその変化を知ることにより、身体
状態を判定することが可能であり、例えば指の腹部と手
首の間の電位差より身体の覚醒状態を判定することがで
きる。かかる皮膚電位検出装置の検出部の一例を第５図
に示し、検出回路４の一対の各入力端子T1、T2はそれぞ
れバッファアンプ411、412で受けられ、アーム線Ｅとの
間に入力抵抗R4、R5が設けてある。
状態を判定することが可能であり、例えば指の腹部と手
首の間の電位差より身体の覚醒状態を判定することがで
きる。かかる皮膚電位検出装置の検出部の一例を第５図
に示し、検出回路４の一対の各入力端子T1、T2はそれぞ
れバッファアンプ411、412で受けられ、アーム線Ｅとの
間に入力抵抗R4、R5が設けてある。
上記入力端子T1、T2にはそれぞれ指の腹部と手首の皮
膚面に取り付けた電極１、２が接続してあり、各電極
１、２は抵抗R1、R2と容量C1、C2を有して皮膚表面に接
触している。かかる電極１、２に現れる皮膚電位は、検
出の対象となる直流の電位成分V1、V2に、交流のノイズ
成分V1′、V2′が重畳することがあり、大地を基準にし
て測定すると、直流電位成分V1、V2に対して交流ノイズ
成分V1′、V2′、例えば商用電源周波数50〜60Hzのノイ
ズ成分が重畳している。
膚面に取り付けた電極１、２が接続してあり、各電極
１、２は抵抗R1、R2と容量C1、C2を有して皮膚表面に接
触している。かかる電極１、２に現れる皮膚電位は、検
出の対象となる直流の電位成分V1、V2に、交流のノイズ
成分V1′、V2′が重畳することがあり、大地を基準にし
て測定すると、直流電位成分V1、V2に対して交流ノイズ
成分V1′、V2′、例えば商用電源周波数50〜60Hzのノイ
ズ成分が重畳している。
［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記従来の構成では、入力抵抗R4、R5は直
接大地アースされており、各電極１、２と検出回路４は
大地を共通の電位基準として互いに接続されている。一
方、電極１、２を直接皮膚に接触せしめて使用すると、
皮膚との接触状態により接触抵抗R1、R2は数ＫΩ〜数Ｍ
Ωと大きく広い範囲で変動して、容量C1、C2との時定数
が無視できなくなることがある。この結果、各入力抵抗
R4、R5には交流ノイズ成分V1′、V2′が大きな位相差を
有して現れることがあり、微小な直流電位成分V1、V2の
差Vdの測定が困難となる。
接大地アースされており、各電極１、２と検出回路４は
大地を共通の電位基準として互いに接続されている。一
方、電極１、２を直接皮膚に接触せしめて使用すると、
皮膚との接触状態により接触抵抗R1、R2は数ＫΩ〜数Ｍ
Ωと大きく広い範囲で変動して、容量C1、C2との時定数
が無視できなくなることがある。この結果、各入力抵抗
R4、R5には交流ノイズ成分V1′、V2′が大きな位相差を
有して現れることがあり、微小な直流電位成分V1、V2の
差Vdの測定が困難となる。
そこで、従来は電極面にペースト状の導電剤を塗布し
て上記接触抵抗を小さく（数ＫΩ以下）かつ電極の接触
状態に無関係に安定するようにして、交流ノイズ成分の
影響を除去している。しかしながら、測定の都度、導電
剤を塗布することは、例えば車両運転者の居眠りを防止
する用途にかかる皮膚電位検出装置を手軽に使用しよう
とする場合に、障害となる。
て上記接触抵抗を小さく（数ＫΩ以下）かつ電極の接触
状態に無関係に安定するようにして、交流ノイズ成分の
影響を除去している。しかしながら、測定の都度、導電
剤を塗布することは、例えば車両運転者の居眠りを防止
する用途にかかる皮膚電位検出装置を手軽に使用しよう
とする場合に、障害となる。
本発明はこのような背景に鑑みてなされたもので、導
電剤を塗布することなく正確に皮膚電位を検出すること
ができる皮膚電位検出装置を提供することを目的とす
る。
電剤を塗布することなく正確に皮膚電位を検出すること
ができる皮膚電位検出装置を提供することを目的とす
る。
［課題を解決するための手段］ 本発明の構成を第１図、第２図で説明すると、皮膚電
位検出装置は、皮膚面Ｓに電極面を直接接触せしめて三
つの電極１、２、３を設けるとともに、これら電極１〜
３のうち二つの電極１、２を一方の電極１が検出する皮
膚電位と他方の電極２が検出する皮膚電位との差Vdを検
出する検出回路４に入力接続し、該検出回路４の、二つ
の電極１、２とそれぞれ接続される入力端子T1、T2と上
記検出回路４のアース線Ｅの間に上記電極の接触抵抗よ
うりも高い入力抵抗R4、R5を設け、かつ、残る一つの電
極３を上記検出回路４のアース線Ｅに接続したことを特
徴とするものである。
位検出装置は、皮膚面Ｓに電極面を直接接触せしめて三
つの電極１、２、３を設けるとともに、これら電極１〜
３のうち二つの電極１、２を一方の電極１が検出する皮
膚電位と他方の電極２が検出する皮膚電位との差Vdを検
出する検出回路４に入力接続し、該検出回路４の、二つ
の電極１、２とそれぞれ接続される入力端子T1、T2と上
記検出回路４のアース線Ｅの間に上記電極の接触抵抗よ
うりも高い入力抵抗R4、R5を設け、かつ、残る一つの電
極３を上記検出回路４のアース線Ｅに接続したことを特
徴とするものである。
［作用］ 本発明の構成において、上記電極３を設けたことによ
り、電極１、２、３は、第１図に示す如く、抵抗の小さ
い皮膚面Ｓを共通の電位基準として互いに接続される。
しかして、電圧の高い交流ノイズ成分は無視できる程小
さくなり、充分に高い入力抵抗R4,R5で受ければ、これ
ら入力抵抗R4、R5には検出対象である直流電位成分のみ
が得られる。
り、電極１、２、３は、第１図に示す如く、抵抗の小さ
い皮膚面Ｓを共通の電位基準として互いに接続される。
しかして、電圧の高い交流ノイズ成分は無視できる程小
さくなり、充分に高い入力抵抗R4,R5で受ければ、これ
ら入力抵抗R4、R5には検出対象である直流電位成分のみ
が得られる。
［実施例］ 第３図には、本発明の皮膚電位検出装置を、車両運転
者の居眠り防止に利用した例における装置構成を示す。
者の居眠り防止に利用した例における装置構成を示す。
図において、検出回路４は検出部41と送信部42よりな
り、検出部41には後述する運転者の指等に装着した三つ
の電極１、２、３が接続されている。検出部41は上記電
極１、２、３のうち、電極１、２で得られる皮膚電位を
検出し、これらの電位差を算出して、これを送信部42に
出力する。送信部42は上記電位差信号を変調して電波と
して送出する。
り、検出部41には後述する運転者の指等に装着した三つ
の電極１、２、３が接続されている。検出部41は上記電
極１、２、３のうち、電極１、２で得られる皮膚電位を
検出し、これらの電位差を算出して、これを送信部42に
出力する。送信部42は上記電位差信号を変調して電波と
して送出する。
受信部61はインストルメントパネル等に設けられ、上
記電波を受信して復調し、上記電位差信号を得る。電位
差信号はコンパレータ63に入力し、ここで、基準電圧発
生回路62より出力される定電圧と比較される。上記電位
差信号は、運転者の覚醒状態が低下する、すなわち眠気
を催すと、低下する性質を有する。しかして、上記電位
差信号が定電圧より低くなるとコンパレータ63より
「Ｈ」レベル出力が発せられ、これが所定時間（例えば
１分）以上持続すると、後段のタイマ回路64よりクーラ
起動指令信号が発せられる。この起動指令信号はクーラ
制御回路65に入力し、クーラが起動して運転者に冷風を
吹付け、再び高い覚醒状態に戻す。
記電波を受信して復調し、上記電位差信号を得る。電位
差信号はコンパレータ63に入力し、ここで、基準電圧発
生回路62より出力される定電圧と比較される。上記電位
差信号は、運転者の覚醒状態が低下する、すなわち眠気
を催すと、低下する性質を有する。しかして、上記電位
差信号が定電圧より低くなるとコンパレータ63より
「Ｈ」レベル出力が発せられ、これが所定時間（例えば
１分）以上持続すると、後段のタイマ回路64よりクーラ
起動指令信号が発せられる。この起動指令信号はクーラ
制御回路65に入力し、クーラが起動して運転者に冷風を
吹付け、再び高い覚醒状態に戻す。
上記検出回路４は、第２図に示す如く、運転者の手首
の甲にリストバンド44により装着されており、上記検出
部41に接続される電極２、３は、検出回路ケース43の下
面の近接位置に形成されて、ケース43装着時に手首の皮
膚面Ｓにそれぞれ接触する。一方、手指の一本には指輪
７が装着してあり、該指輪７には指の腹に接する部分に
電極１が形成されて皮膚面Ｓに接触している。指輪７か
らは上記電極１に導通するリード線71が延び、上記検出
回路４へ至っている。ここで、電極１、２、３は、銀−
塩化銀（Ag/AgCl）等よりなる乾燥電極である。
の甲にリストバンド44により装着されており、上記検出
部41に接続される電極２、３は、検出回路ケース43の下
面の近接位置に形成されて、ケース43装着時に手首の皮
膚面Ｓにそれぞれ接触する。一方、手指の一本には指輪
７が装着してあり、該指輪７には指の腹に接する部分に
電極１が形成されて皮膚面Ｓに接触している。指輪７か
らは上記電極１に導通するリード線71が延び、上記検出
回路４へ至っている。ここで、電極１、２、３は、銀−
塩化銀（Ag/AgCl）等よりなる乾燥電極である。
検出部41における上記各電極１、２、３の接続状態を
第１図で説明すると、電極１は入力端子T1を経てバッフ
ァアンプ411に入力し、該入力端子T1とアース線Ｅ間に
は高抵抗値の入力抵抗R4が設けてある。また、電極２は
入力端子T2を経てバッファアンプ412に入力し、該入力
端子T2とアース線Ｅ間には高抵抗値の入力抵抗R5が設け
てある。
第１図で説明すると、電極１は入力端子T1を経てバッフ
ァアンプ411に入力し、該入力端子T1とアース線Ｅ間に
は高抵抗値の入力抵抗R4が設けてある。また、電極２は
入力端子T2を経てバッファアンプ412に入力し、該入力
端子T2とアース線Ｅ間には高抵抗値の入力抵抗R5が設け
てある。
電極３は、上記アース線Ｅが接続されたアース端子T3
に接続されている。図中、R1、R2、R3はそれぞれ各電極
１、２、３の接触抵抗であり、入力抵抗R4、R5はこれら
接触抵抗R1〜R3に比して十分高い抵抗値としてある。ま
た、V1、V2、V3はそれぞれ各電極１、２、３を設けた部
位の皮膚電位の直流成分である。
に接続されている。図中、R1、R2、R3はそれぞれ各電極
１、２、３の接触抵抗であり、入力抵抗R4、R5はこれら
接触抵抗R1〜R3に比して十分高い抵抗値としてある。ま
た、V1、V2、V3はそれぞれ各電極１、２、３を設けた部
位の皮膚電位の直流成分である。
かくの如く構成によれば、各電極１、２、３は抵抗の
小さい皮膚面Ｓを共通の電位基準として互いに接続され
ることとなり、上記皮膚面Ｓに生じる交流ノイズ分はか
かる検出系においては無視し得るほど小さくなる。しか
して、十分高い抵抗値とした各入力抵抗R4、R5には、各
電極１、２で検出される直流皮膚電位V1、V2より、電極
３で検出される直流皮膚電位V3を各々減じた電位が生
じ、この電位の差Vdを検出すると、該電位差Vdは正確に
運転者の覚醒状態を示すものとなる。
小さい皮膚面Ｓを共通の電位基準として互いに接続され
ることとなり、上記皮膚面Ｓに生じる交流ノイズ分はか
かる検出系においては無視し得るほど小さくなる。しか
して、十分高い抵抗値とした各入力抵抗R4、R5には、各
電極１、２で検出される直流皮膚電位V1、V2より、電極
３で検出される直流皮膚電位V3を各々減じた電位が生
じ、この電位の差Vdを検出すると、該電位差Vdは正確に
運転者の覚醒状態を示すものとなる。
上記検出系に交流ノイズ分が存在しないことにより、
各電極１、２、３の接触抵抗R1、R2、R3に並列に生じる
容量C1、C2、C3（第５図）は無視することができ、上記
接触抵抗R1〜R3が比較的大きい広い範囲で変化しても、
上記電位差Vdには殆ど誤差を生じない。これにより、各
電極１、２、３は導電剤を塗布することなく直接皮膚へ
接触せしめることができ、容易に検出装置を装着して運
転者の居眠りを防止することができる。
各電極１、２、３の接触抵抗R1、R2、R3に並列に生じる
容量C1、C2、C3（第５図）は無視することができ、上記
接触抵抗R1〜R3が比較的大きい広い範囲で変化しても、
上記電位差Vdには殆ど誤差を生じない。これにより、各
電極１、２、３は導電剤を塗布することなく直接皮膚へ
接触せしめることができ、容易に検出装置を装着して運
転者の居眠りを防止することができる。
なお、電極３位置は手首の甲に限定されるものではな
く、電極３を、第４図に示す如く、リストバンド44に設
けて、手首の腹に接触せしめる構造としても良い。
く、電極３を、第４図に示す如く、リストバンド44に設
けて、手首の腹に接触せしめる構造としても良い。
また、眠気の覚醒には、冷風以外に、ブザーやチャイ
ムを鳴らし、あるいはランプを点灯せしめる等の方法が
ある。
ムを鳴らし、あるいはランプを点灯せしめる等の方法が
ある。
検出回路からの信号送出は無線である必要はない。
本発明は、運転者の居眠り防止以外は、学習時や勤務
時の居眠り防止しも利用でき、また、他の身体状態の測
定にも利用できる。
時の居眠り防止しも利用でき、また、他の身体状態の測
定にも利用できる。
［発明の効果］ 以上の如く、本発明の皮膚電位検出装置によれば、導
電剤を塗布しない乾式の電極によって正確に皮膚（直
流）電位を測定することができるから、装着が簡単であ
る上に、違和感を覚えることもなく、また電極の接触状
態の影響が小さいから、電極配置の自由度が高く、例え
ば車両運転者の居眠り防止装置に好適に使用することが
できる。
電剤を塗布しない乾式の電極によって正確に皮膚（直
流）電位を測定することができるから、装着が簡単であ
る上に、違和感を覚えることもなく、また電極の接触状
態の影響が小さいから、電極配置の自由度が高く、例え
ば車両運転者の居眠り防止装置に好適に使用することが
できる。
第１図は検出装置検出部の入力回路図、第２図は検出装
置を装着した手先の斜視図、第３図は検出装置を使用し
た居眠り防止装置の全体構成図、第４図は検出装置の他
の例を示す手先の斜視図、第５図は従来装置検出部の入
力回路図である。 １、２、３……電極 ４……検出回路 41……検出部 411、412……バッファアンプ 43……検出回路ケース 44……リストバンド ７……指輪 Ｅ……アース線 R1、R2、R3……接触抵抗 R4、R5……入力抵抗 Ｓ……皮膚面 T1、T2……入力端子
置を装着した手先の斜視図、第３図は検出装置を使用し
た居眠り防止装置の全体構成図、第４図は検出装置の他
の例を示す手先の斜視図、第５図は従来装置検出部の入
力回路図である。 １、２、３……電極 ４……検出回路 41……検出部 411、412……バッファアンプ 43……検出回路ケース 44……リストバンド ７……指輪 Ｅ……アース線 R1、R2、R3……接触抵抗 R4、R5……入力抵抗 Ｓ……皮膚面 T1、T2……入力端子
フロントページの続き (72)発明者 義則 毅 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−27956（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−158834（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−143（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) A61B 5/04 A61B 5/05
Claims (1)
- 【請求項１】皮膚面に電極面を直接接触せしめて三つの
電極を設けるとともに、これら電極のうち二つの電極
を、一方の電極が検出する皮膚電位と他方の電極が検出
する皮膚電位と差を検出する検出回路に入力接続し、該
検出回路の、上記二つの電極とそれぞれ接続される入力
端子と上記検出回路のアース線の間に上記電極の接触抵
抗よりも高い入力抵抗を設け、かつ、残る一つの電極を
上記アース線に接続したことを特徴とする皮膚電位検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1069564A JP2760021B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 皮膚電位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1069564A JP2760021B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 皮膚電位検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02246925A JPH02246925A (ja) | 1990-10-02 |
| JP2760021B2 true JP2760021B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=13406390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1069564A Expired - Fee Related JP2760021B2 (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | 皮膚電位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2760021B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024004949A1 (ja) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | テルモ株式会社 | 生体情報検出装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55143A (en) * | 1978-06-19 | 1980-01-05 | Nippon Kouden Kogyo Kk | Electrode resistance measuring apparatus |
| JPS60158834A (ja) * | 1984-01-03 | 1985-08-20 | リバテイ ミユーチユアル インシユアランス カンパニー | 乾式筋肉動作信号検出装置 |
| JPS6227956A (ja) * | 1985-07-29 | 1987-02-05 | オムロン株式会社 | 皮膚インピ−ダンス測定方法 |
-
1989
- 1989-03-22 JP JP1069564A patent/JP2760021B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02246925A (ja) | 1990-10-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |