JP2798069B2 - Skin impedance input device - Google Patents

Skin impedance input device

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JP2798069B2
JP2798069B2 JP8235003A JP23500396A JP2798069B2 JP 2798069 B2 JP2798069 B2 JP 2798069B2 JP 8235003 A JP8235003 A JP 8235003A JP 23500396 A JP23500396 A JP 23500396A JP 2798069 B2 JP2798069 B2 JP 2798069B2
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、皮膚インピーダ
ンスの測定装置、特に皮膚インピーダンス入力装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a skin impedance measuring device, and more particularly to a skin impedance input device.

【0002】[0002]

【従来の技術】生体の皮膚インピーダンスは、覚醒水準
の指標として用いる研究がなされている。この種の皮膚
インピーダンスを測定するのに、例えば図14のAC通
電法の測定装置が使用される。ここでは、測定用の電極
は、測定電極EL1 、通電電極EL2 及び基準電極EL
Rの3個の電極が使用され、測定電極EL1 を手の掌
に、通電電極EL2 、基準電極ELRを前腕に装着して
いる。正弦波発振器1から出力電圧を電圧/電流変換器
2で同相の電流に変換し、皮膚に通電する。その電流に
より皮膚インピーダンスの変化を電位降下として取り出
し、差動増幅器3で増幅する。これを乗算器4で基準信
号によって同期整流し、基準信号に対して2倍の周波数
成分をもつ成分を、遮断周波数3.5Hzの低域通過フ
ィルタ(LPF)5を通じて取り除くことにより、LP
F出力には、直流信号が取り出され、皮膚インピーダン
スZの等価直列抵抗成分R、に比例した電圧(SIL)
となる。さらに、このSILを遮断周波数0.05Hz
の高域通過フィルタ6に通すことにより、皮膚インピー
ダンスの変動成分に比例した波形(SIR)を取り出す
ことができる〔文献:電子情報通信学会信学技報MBE
−54(1993−07)、電学論C113巻7号、平
成5年P527〕。
2. Description of the Related Art Studies have been made on using the skin impedance of a living body as an index of arousal level. In order to measure this kind of skin impedance, for example, a measuring device of an AC conduction method shown in FIG. 14 is used. Here, the electrodes for measurement are a measurement electrode EL 1 , a current-carrying electrode EL 2, and a reference electrode EL.
Are used three electrodes R, the palm of the hand measurement electrodes EL 1, and energizing the electrode EL 2, a reference electrode ELR attached to the forearm. The output voltage from the sine wave oscillator 1 is converted into an in-phase current by the voltage / current converter 2 and the skin is energized. The change in skin impedance is extracted as a potential drop by the current, and is amplified by the differential amplifier 3. This is synchronously rectified by a multiplier 4 using a reference signal, and a component having a frequency component twice that of the reference signal is removed through a low-pass filter (LPF) 5 having a cutoff frequency of 3.5 Hz.
A DC signal is extracted from the F output, and a voltage (SIL) proportional to the equivalent series resistance component R of the skin impedance Z is obtained.
Becomes Further, this SIL is cut off at a frequency of 0.05 Hz.
By passing through a high-pass filter 6, a waveform (SIR) proportional to the fluctuation component of skin impedance can be extracted [Reference: IEICE Technical Report MBE]
-54 (1993-07), Electron Theory C113, Vol. 7, 1993 P527].

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の皮膚イ
ンピーダンスの測定方法では、電極の取り付け部位、接
触状態の変化については、十分な示唆が見当たらない。
したがって、例えば手の掌の皮膚インピーダンスを測定
するための電極配置や電極と皮膚の接触条件が把握され
ておらず、測定の信頼性、データの解釈、再現性の点で
不十分であるという問題がある。
In the above-described conventional methods for measuring skin impedance, there is no sufficient suggestion regarding the location of the electrode and the change in the contact state.
Therefore, for example, the electrode arrangement for measuring the skin impedance of the palm of the hand and the contact conditions between the electrode and the skin are not known, and the measurement reliability, data interpretation, and reproducibility are insufficient. There is.

【0004】また、一般に、生体に通電して測定を行う
場合の電極としてプリゲル電極がある。このプリゲル電
極は皮膚との密着度を確保できるメリットがあり、安定
的な測定を行うことが可能となるが、耐久性、皮膚との
接触感、加工性に問題があった。この発明は上記問題点
に着目してなされたものであって、安定的な測定が行
え、かつ耐久性、皮膚との接触感、加工性に優れた電極
を持つ皮膚インピーダンス入力装置を提供することを目
的としている。
[0004] In general, there is a pregel electrode as an electrode when a current is applied to a living body for measurement. This pregel electrode has the merit of ensuring the degree of adhesion to the skin and enables stable measurement, but has problems in durability, feeling of contact with the skin, and workability. The present invention has been made in view of the above problems, and provides a skin impedance input device having electrodes capable of performing stable measurement and having excellent durability, contact with skin, and excellent workability. It is an object.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この出願の発明者等は、
図14に示す従来の通電装置を用い、図3で示すよう
に、掌に3個の電極、すなわち測定電極EL1 、通電電
極EL2 及び基準電極ELRを配置し、電流I1 を通電
して、その特性を検討中に差動増幅器3の出力V
OUT は、測定電極EL1 における皮膚接触抵抗R1 にの
み大きく依存することを見出した。以下、その理由を図
3のE部分の等価回路(図13)を参照し、式を用いて
説明する。
Means for Solving the Problems The inventors of the present application have
As shown in FIG. 3, using the conventional energizing device shown in FIG.
And three electrodes on the palm, namely the measuring electrode EL1, Energizing
Extreme ELTwoAnd the reference electrode ELR, and the current I1Energize
The output V of the differential amplifier 3 is
OUTIs the measurement electrode EL1Contact resistance R in1In
Only heavily dependent. The following shows the reason
Referring to the equivalent circuit of the E portion of FIG. 3 (FIG. 13),
explain.

【0006】ここで、図3の回路において、 電圧/電流変換器2は入力された電圧値が表現する目
標電流値を維持するための電流サーボ機能を内蔵してい
る。そのため、通電電極EL2 と皮膚との間の接触抵抗
が変動しても、通電電極EL2 を通じて手に流しこまれ
る電流値は電流サーボ機能の働きにより、変化しない。
なお、電圧/電流変換器2は、この電流サーボ機能を持
たせた状態で、例えば通電電極EL2 の接触面積が極端
に小さくなると一定電流を流すために、無限に出力電圧
が大きくなるのを防止するため、電圧リミッタを内蔵し
ている。
Here, in the circuit of FIG. 3, the voltage / current converter 2 has a built-in current servo function for maintaining a target current value represented by an input voltage value. Therefore, even if the contact resistance variation between the current supply electrode EL 2 and the skin, the value of the current crowded flowed into the hands through the energizing electrode EL 2 is due to the operation of the current servo function, unchanged.
The voltage / current converter 2 is in a state which gave this current servo function, for example to pass the contact area of the powered electrode EL 2 and is extremely small constant current, that the infinitely output voltage increases To prevent this, a voltage limiter is built in.

【0007】差動増幅器3の入力インピーダンスは非
常に大きく、実質的に無限大であるとみなせる。 上記より、図3のE部分の回路は、図13の等価回
路で表現できる。なお、R1 は測定電極EL1 と皮膚と
の接触抵抗、R2 は通電電極EL2 と皮膚との接触抵
抗、RR は基準電極ELRと皮膚との接触抵抗である
(手の内部の抵抗値は0とした)。
[0007] The input impedance of the differential amplifier 3 is very large and can be regarded as substantially infinite. From the above, the circuit of the portion E in FIG. 3 can be represented by the equivalent circuit in FIG. Incidentally, R 1 is the contact resistance between the measuring electrode EL 1 and the skin, R 2 is the contact resistance between the powered electrode EL 2 and the skin, R R is the contact resistance between the reference electrode ELR and the skin (internal resistance of the hand The value was 0).

【0008】この等価回路において、次の回路方程式が
成立する。 −VOUT =VR −V 0 …(1) VT =R1 ・I1 +V0 …(2) VR =VT …(3) (3)式が成立つのは、差動増幅器3の入力インピーダ
ンスは無限大なので、抵抗RR を電流が流れないからで
ある。
In this equivalent circuit, the following circuit equation is established. -V OUT = V R -V 0 (1) V T = R 1 · I 1 + V 0 (2) V R = V T (3) Equation (3) holds for the differential amplifier 3. since the input impedance of infinity, a resistor R R current is because not flow.

【0009】上記(1)〜(3)式より、 −VOUT =R1 ・I1 …(4) そして、 R1 =ρ・S1 …(5) であるから、(4)式は −VOUT =ρ・S1 ・I1 …(6) と変形できる。From the above equations (1) to (3), -V OUT = R 1 · I 1 (4) and R 1 = ρ · S 1 (5) Therefore, the equation (4) can be transformed into -V OUT = ρ · S 1 · I 1 (6).

【0010】それゆえ、出力VOUT は皮膚接触抵抗
1 、すなわち測定電極EL1 の皮膚接触抵抗のみの影
響を受け、単位面積当たりの皮膚接触抵抗ρに正しく対
応した出力VOUT を得ようとすれば、接触面積S1 を安
定に保つ必要がある。この出願の発明は、上記見出した
事実に基づきなされたものであって、皮膚インピーダン
ス入力装置において、最も測定を安定になし得るよう
に、測定電極を皮膚との間で一定な接触面積が得られる
ように構成している。
Therefore, the output V OUT is affected only by the skin contact resistance R 1 , that is, the skin contact resistance of the measuring electrode EL 1 , and an attempt is made to obtain an output V OUT correctly corresponding to the skin contact resistance ρ per unit area. if it is necessary to keep the contact area S 1 stably. The invention of this application has been made based on the above-described findings, and in the skin impedance input device, a constant contact area is obtained between the measurement electrode and the skin so that measurement can be performed most stably. It is configured as follows.

【0011】この明細書の特許請求の範囲の請求項1に
掛かる皮膚インピーダンス入力装置は、測定電極、通電
電極及び基準電極の3個の電極を用いて皮膚インピーダ
ンスを測定するものにおいて、少なくとも測定電極は、
被測定者の手の拇指の基部あるいは第5指の基部に接触
するように配置している。また、請求項2に係る皮膚イ
ンピーダンス入力装置は、測定電極、通電電極及び基準
電極の3個の電極を用いて皮膚インピーダンスを測定す
るものにおいて、前記測定電極は、被測定者の手の拇指
の基部に、前記通電電極を第5指の基部に接触するよう
に、かつ前記基準電極を、前記拇指の基部、第5指の基
部以外の掌領域に接触するように配置している。
A skin impedance input device according to claim 1 of the present specification is a device for measuring skin impedance using three electrodes of a measuring electrode, a conducting electrode and a reference electrode. Is
It is arranged so as to be in contact with the base of the thumb or the base of the fifth finger of the subject's hand. Further, the skin impedance input device according to claim 2 measures skin impedance using three electrodes of a measurement electrode, a conduction electrode, and a reference electrode, wherein the measurement electrode is a thumb electrode of a hand of a subject. The base is arranged so that the energizing electrode is in contact with the base of the fifth finger, and the reference electrode is so arranged as to be in contact with the palm region other than the base of the thumb and the base of the fifth finger.

【0012】また、請求項3に係る皮膚インピーダンス
入力装置は、測定電極、通電電極及び基準電極の3個の
電極を用いて皮膚インピーダンスを測定するものにおい
て、前記測定電極を第5指の基部に、通電電極を拇指の
基部に接触するように、かつ前記基準電極を、前記拇指
の基部、第5指の基部以外の掌領域に接触するように配
置している。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a skin impedance input device for measuring skin impedance using three electrodes of a measuring electrode, a conducting electrode and a reference electrode, wherein the measuring electrode is provided at a base of a fifth finger. The current-carrying electrode is arranged so as to contact the base of the thumb, and the reference electrode is arranged so as to contact the palm region other than the base of the thumb and the base of the fifth finger.

【0013】また、請求項4に係る皮膚インピーダンス
入力装置は、測定電極、通電電極及び基準電極の3個の
電極を用いて皮膚インピーダンスを測定するものにおい
て、前記測定電極は、被測定者の手の拇指の基部に、前
記基準電極を第5指の基部に接触するように、かつ前記
通電電極を、前記拇指の基部、第5指の基部以外の掌領
域に接触するように配置している。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a skin impedance input device for measuring skin impedance using three electrodes, a measuring electrode, a conducting electrode, and a reference electrode. At the base of the thumb, the reference electrode is arranged so as to contact the base of the fifth finger, and the energizing electrode is arranged so as to contact the palm base other than the base of the thumb and the base of the fifth finger. .

【0014】また、請求項5に係る皮膚インピーダンス
入力装置は、測定電極、通電電極及び基準電極の3個の
電極を用いて皮膚インピーダンスを測定するものにおい
て、前記測定電極を第5指の基部に、前記基準電極を拇
指の基部に接触するように、かつ前記通電電極を前記拇
指の基部、第5指の基部以外の掌領域に接触するように
配置している。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a skin impedance input device for measuring skin impedance using three electrodes of a measuring electrode, a conducting electrode, and a reference electrode, wherein the measuring electrode is provided at a base of a fifth finger. The reference electrode is arranged so as to contact the base of the thumb, and the energizing electrode is arranged so as to contact the palm region other than the base of the thumb and the base of the fifth finger.

【0015】また、請求項6に係る皮膚インピーダンス
入力装置は、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4
または請求項5に係るものにおいて、前記測定電極、通
電電極及び基準電極は、上面が平面状の基体の上面に形
成したものである。また、請求項項7に係る皮膚インピ
ーダンス入力装置は、請求項6に係るものにおいて、前
記基体の上面に、手を載置したときに手の掌を所定の位
置に位置決めする位置決め手段を前記基体上に備えたも
のである。
The skin impedance input device according to claim 6 is the first, second, third, or fourth aspect of the present invention.
Alternatively, in the device according to claim 5, the measurement electrode, the current-carrying electrode, and the reference electrode are formed on an upper surface of a base having a flat upper surface. A skin impedance input device according to a seventh aspect of the present invention is the skin impedance input device according to the sixth aspect, wherein the positioning means for positioning the palm of the hand at a predetermined position when the hand is placed on the upper surface of the base. It is provided above.

【0016】また、請求項8に係る皮膚インピーダンス
入力装置は、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4
または請求項5に係るものにおいて、前記測定電極、通
電電極及び基準電極は、握持したときに手の掌面が表面
にフィットするように表面を形成したジョイスティック
様の基体の表面に形成したものである。また、請求項9
に係るゲーム機は請求項6、請求項7または請求項8に
係る皮膚インピーダンス入力装置を入力手段として使用
したものである。
Further, the skin impedance input device according to claim 8 is the first, second, third, or fourth aspect of the present invention.
Alternatively, in the device according to claim 5, the measurement electrode, the current-carrying electrode, and the reference electrode are formed on a surface of a joystick-like substrate having a surface formed so that the palm surface of the hand fits the surface when gripped. It is. Claim 9
The game machine according to the third aspect uses the skin impedance input device according to the sixth, seventh or eighth aspect as an input means.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、実施の形態により、この発
明をさらに詳細に説明する。図1は、この発明の一実施
形態皮膚インピーダンス入力装置を示す平面図である。
この実施形態皮膚インピーダンス入力装置は、偏平な長
方形状の基板10の上面に、右手の手形11が形成さ
れ、さらにこの基板10の手形11に合わせて、被測定
者が右手を置くと、拇指21bの基部が接触する位置A
に測定電極EL1 が配置され、また第5指(子指)25
bの基部が接触する位置Bに基準電極ELRが配置さ
れ、さらに第2指22b〜第4指24bの基部が接触す
る位置Cに、通電電極EL2が配置されている。ここで
拇指の基部とは、図2に示す例えば左手の掌の拇指21
bと手首26b間にまたがる偏平かつ掌の中央部より膨
出した領域aの部分であり、また第5指の基部とは、図
2に示す左手の掌の第5指25bと手首26b間にまた
がる偏平かつ掌の中央部より膨出した領域bの部分であ
る。なお、図1において、21a、…、25aは、手形
11の拇指、…、第5指である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments. FIG. 1 is a plan view showing a skin impedance input device according to an embodiment of the present invention.
In the skin impedance input device of this embodiment, a right hand handprint 11 is formed on the upper surface of a flat rectangular substrate 10, and when the subject places his right hand on the handprint 11 of the substrate 10, the thumb 21 b A where the base of
Measuring electrode EL 1 is disposed, also the fifth finger (child finger) 25
position B to the reference electrode ELR which b the base of the contacts are arranged, further to the position C where the base of the second finger 22b~ fourth finger 24b in contact, the energizing electrode EL 2 are arranged. Here, the base of the thumb is, for example, the thumb 21 of the left palm shown in FIG.
b and the area a of the area a bulging from the center of the palm extending between the wrist 26b and the base of the fifth finger is between the fifth finger 25b of the left palm and the wrist 26b shown in FIG. It is a part of a region b which is flat and bulges from the center of the palm. In FIG. 1, 21a,..., 25a are the thumbs,.

【0018】測定電極EL1 は、長径が20mm、短径
10mm程度の楕円形のものであり、基板10の上面よ
り5mm程度突出させている。他の通電電極ELR及び
基準電極EL2 もほぼ同様である。また、電極材料とし
てはステンレス等の金属あるいは導電ゴムが使用され
る。基板10の上面には、被測定者が右手を手形11に
置いたときに、拇部21と第2指の又部にボス12がく
るようにして、手の掌の位置決めをするようにしてい
る。また、基板10内部には図示していないが、測定電
極EL1 、通電電極EL2 、基準電極ELRが接続され
るリード線が設けられており、皮膚インピーダンスを測
定するときは、図3に示すように測定装置の回路部に接
続される。回路部は従来のものと特に変わるところはな
い。基板10は、例えば樹脂等の電気的絶縁材が使用さ
れる。なお、この実施形態では位置決め用のボス12を
拇指と第2指の間にくるようにしているが、このボス1
2は他の位置、例えば第2指と第3指の間の指又に設け
てもよい。この場合、ボス12と通電電極EL2 を一体
的に構成してもよい。後述のように、第2指〜第4指の
基部に配置する電極が基準電極ELRである場合は、こ
の電極ELRとボス12を一体的にしてもよい。
The measuring electrode EL 1 has an elliptical shape having a major axis of about 20 mm and a minor axis of about 10 mm, and protrudes about 5 mm from the upper surface of the substrate 10. Other energizing electrode ELR and the reference electrode EL 2 is also almost the same. In addition, a metal such as stainless steel or conductive rubber is used as an electrode material. On the upper surface of the substrate 10, when the person to be measured places the right hand on the handprint 11, the boss 12 comes to the thumb 21 and the fork of the second finger so that the palm of the hand is positioned. I have. Further, although in the substrate 10 is not shown, the measuring electrode EL 1, powered electrode EL 2, and the lead lines are provided to the reference electrode ELR is connected, when measuring the skin impedance, shown in FIG. 3 Connected to the circuit section of the measuring device. The circuit section is not particularly different from the conventional one. The substrate 10 is made of, for example, an electrical insulating material such as a resin. In this embodiment, the positioning boss 12 is located between the thumb and the second finger.
2 may be provided at another position, for example, between the second and third fingers. In this case, the boss 12 and the energizing electrode EL 2 may be integrally formed. As described later, when the electrodes arranged at the bases of the second to fourth fingers are the reference electrodes ELR, the electrodes ELR and the boss 12 may be integrated.

【0019】被測定者が皮膚インピーダンスを測定する
場合には、右手を基板10に乗せ、拇指21bと第2指
22bの間がボス12の位置に当たるようにする。これ
により、測定電極EL1 全体が偏平かつ膨出した領域a
に接触し(図4参照)、かつ所定電極EL1 はコイン状
に突出しているので、少しの体動に対しても接触面積が
変化しない。それ故に、安定的な計測が可能となる。さ
らに、被測定者は手を乗せるだけで良いので、面倒さが
なく、その拘束を和らげることができる。また、電極を
金属で構成するため、接触感、耐久性、加工性が向上
し、皮膚インピーダンス入力装置の応用範囲を広げるこ
とができる。
When the subject measures the skin impedance, the right hand is placed on the substrate 10 so that the space between the thumb 21b and the second finger 22b hits the position of the boss 12. Thus, the entire measuring electrode EL 1 is flattened and bulging area a
Since contact (see FIG. 4), and a predetermined electrode EL 1 protrudes into the coin-like, do not change the contact area with respect to any body movement. Therefore, stable measurement is possible. Further, since the subject only needs to put his / her hand on the subject, there is no trouble and the restraint can be eased. Further, since the electrodes are made of metal, the feeling of contact, durability and workability are improved, and the application range of the skin impedance input device can be expanded.

【0020】また、他の実施形態として、図1に代え
て、図5に示すように、手形11に右手を乗せると、第
5指25bの基部が接触する位置Bに、測定電極EL1
を配置し、拇指21bの基部が接触する位置Aに基準電
極ELRを配置しても、図1の電極配置と同様の効果が
得られる。また、図5の場合と同様に、測定電極EL1
を第5指25bの基部が接触する位置Bに配置するとと
もに、拇指21bの基部が接触する位置Aに通電電極E
2 を配置し、基準電極ELRは第2〜第4指の基部に
配置してもよい。さらに、図1の場合と同様に、測定電
極EL1 を拇指21bの基部が接触する位置Aに配置す
るとともに、第5指25bの基部が接触する位置Bに通
電電極EL2 を配置し、基準電極ELRは第2〜第4指
の基部に配置してもよい。ようするに、測定電極EL1
のみを拇指21bの基部、あるいは第5指25bの基部
に配置し、他の通電電極EL2 及び基準電極ELRは、
掌のいずれの位置に配置しようとも安定な測定が可能と
なる。
As another embodiment, when the right hand is put on the bill 11 as shown in FIG. 5 instead of FIG. 1, the measurement electrode EL 1 is placed at the position B where the base of the fifth finger 25b contacts.
1 and the reference electrode ELR is arranged at the position A where the base of the thumb 21b contacts, the same effect as the electrode arrangement of FIG. 1 can be obtained. Also, as in the case of FIG. 5, the measuring electrode EL 1
At the position B where the base of the fifth finger 25b contacts, and the energizing electrode E at the position A where the base of the thumb 21b contacts.
The L 2 is arranged, the reference electrode ELR may be disposed in the base of the second to fourth finger. Furthermore, as in the case of FIG. 1, with the measuring electrode EL 1 is the base of the thumb 21b disposed at a position A in contact, the energizing electrode EL 2 to position B where the base of the fifth finger 25b contacts disposed, the reference The electrode ELR may be arranged at the base of the second to fourth fingers. The measurement electrode EL 1
Base of only the thumb 21b or placed at the base of the fifth finger 25b, another current electrode EL 2 and the reference electrode ELR, is
Regardless of the position on the palm, stable measurement is possible.

【0021】図6は、基板10の上面に左手の手形1
1、測定電極EL1 、通電電極EL2及び基準電極EL
Rを形成したものであり、図1と同様に、拇指21bの
基部が測定電極EL1 に接触するように配置したもので
ある。右手の場合と同様に、左手の場合でも種々の変形
配置が考えられる。また、測定電極EL1 が拇指21b
の基部、あるいは第5指25bの基部に接触するように
配置されれば充分な安定的なインピーダンスの測定が可
能であり、他の通電電極EL2 、基準電極ELRはいか
なる領域に配置されていてもさしつかえない。例えば、
図7のように、基準電極ELRと通電電極EL2 を第5
指25bの基部に接触するように配置しても良いが、極
端に接近させると、短絡が生じるおそれがあるので避け
た方が望ましい。
FIG. 6 shows a left hand bill 1 on the upper surface of the substrate 10.
1, the measuring electrode EL 1, energizing electrode EL 2 and the reference electrode EL
Is obtained by forming the R, similarly to FIG. 1, but arranged as the base of the thumb 21b comes into contact with the measuring electrode EL 1. As in the case of the right hand, various deformation arrangements can be considered in the case of the left hand. The measurement electrode EL 1 is thumb 21b
If it is arranged so as to be in contact with the base of the second finger or the base of the fifth finger 25b, a sufficiently stable impedance can be measured, and the other energized electrodes EL 2 and the reference electrode ELR are arranged in any area I can't wait. For example,
As shown in FIG. 7, the reference electrode ELR energization electrode EL 2 5
The finger 25b may be arranged so as to be in contact with the base of the finger 25b.

【0022】図8は、この発明の他の実施形態皮膚イン
ピーダンス入力装置を示す斜視図である。この実施形態
皮膚インピーダンス測定装置は、ジョイスティック型の
ものであり、略、円柱状の基体30を、この基体を被測
定者が手で握持した場合、掌及び指がフィットするよう
に曲面31を形成しており、被測定者が基体30を握持
すると、掌面が基体表面に密着する。この基体30の表
面に、拇指21bの基部が接触する位置に測定電極EL
1 が、また第5指25bの基部が接触する位置に基準電
極ELRが、さらに第2指〜第4指22b〜25bの基
部が接触する位置に通電電極EL2 が配置されている。
FIG. 8 is a perspective view showing a skin impedance input device according to another embodiment of the present invention. The skin impedance measuring apparatus according to this embodiment is of a joystick type, and has a substantially cylindrical base 30 with a curved surface 31 so that a palm and a finger fit when the subject grips the base with a hand. When the subject grasps the base 30, the palm surface comes into close contact with the surface of the base. The measurement electrode EL is placed at a position where the base of the thumb 21b contacts the surface of the base 30.
1, also the reference electrode ELR a position proximal to the contact of the fifth finger 25b are further arranged conducting electrode EL 2 at a position proximal of the second finger to the fourth finger 22b~25b contacts.

【0023】このジョイスティック型の皮膚インピーダ
ンス入力装置も測定電極EL1 を拇指21bの基部ある
いは第5指25bの基部に配置することが必須であり、
他の基準電極ELR及び通電電極EL2 は掌のいかなる
領域に配置してもよい。以上のように、上記した各実施
形態において、測定電極EL1 は必ず拇指の基部あるい
は第5指の基部が接触するようにしている。これは偏平
かつ膨出した掌の拇指の基部あいは第5指の基部に、測
定電極EL1 を接触させることにより、接触面積の変化
を少なくし、接触状態の悪さによる測定状態に対して致
命的な影響を与えるのを防止するためである。
[0023] a Placing the skin impedance input device also measuring electrodes EL 1 of the joystick-type base or the base of the fifth finger 25b of thumb 21b is required,
Other reference electrode ELR and the energizing electrode EL 2 may be disposed in any region of the palm. As described above, in the embodiments described above, the base or the base of the fifth finger of the measuring electrode EL 1 always thumb is in contact. This base Ai thumb of the palm that is flat and bulging in the base of the fifth finger, by contacting the measuring electrode EL 1, reduces the change in the contact area, fatal to the measurement state by poor contact This is to prevent any adverse effects.

【0024】次に、上記した測定電極EL1 の接触面積
の変化を少なくすることに留意し、その他の基準電極E
LR及び通電電極EL2 の接触面積の変化、つまり不安
定性を考慮しなくてもよい理由を説明する。図9、図1
0、図11は、図1の入力装置を図3に示した通電装置
に使用して、それぞれ測定開始時に測定電極EL1 、通
電電EL2 及び基準電極ELRの1つのみの電極の約半
分の面積を紙で覆った状態で、手の掌を置き、測定出力
が安定した時点で急速に紙を引いて取り除いた場合のイ
ンピーダンスの絶対値SILと変動分SIRを示す特性
図である。
Next, note that to reduce the change in the contact area of the measuring electrode EL 1 mentioned above, other criteria electrode E
Change of the LR and the contact area of the powered electrode EL 2, illustrating a good reason it is not necessary to consider the words instability. 9 and 1
0 and FIG. 11 show the case where the input device of FIG. 1 is used for the energizing device shown in FIG. 3, and about half of only one electrode of the measuring electrode EL 1 , the energizing electrode EL 2 and the reference electrode ELR at the start of measurement. FIG. 11 is a characteristic diagram showing the absolute value SIL and the variation SIR of impedance when the palm of the hand is placed in a state where the area of the hand is covered with paper and the paper is rapidly pulled out when the measurement output is stabilized.

【0025】図9に示すように、測定電極EL1 の紙を
急に引いた場合は、インピーダンスの絶対値SILその
ものが大きく変化し、接触面積の変化が外乱として生体
反応の測定に対して影響する。これに対し、通電電極E
2 の場合は、図10に示すようにインピーダンスの絶
対値SILにはほとんど影響なく、回路の通電電流の安
定化遅れなどが原因と思われる小さな(短時間の)出力
変化パルスPが発生するが、紙を引き出したことによる
生体反応期間T(短くても2秒〜数秒)に比べ、はるか
に短時間である。また、基準電極ELRの場合は、図1
1に示すように、SIR、SILとも出力信号にほとん
ど変化がない。
As shown in FIG. 9, when suddenly pull the paper measuring electrode EL 1, the absolute value SIL itself greatly changes the impedance, the influence to the measurement of the biological reaction change in the contact area as a disturbance I do. In contrast, the current-carrying electrode E
For L 2, almost no effect on the absolute value SIL impedance as shown in FIG. 10, small (short) and stabilizing delay of energization current of the circuit may be causing the output change pulse P is generated However, it is much shorter than the biological reaction period T (at least 2 seconds to several seconds at least) due to the paper being pulled out. In the case of the reference electrode ELR, FIG.
As shown in FIG. 1, there is almost no change in the output signal in both SIR and SIL.

【0026】図12は、上記図1の実施形態皮膚インピ
ーダンス入力装置を使用したゲーム機を示す斜視図であ
る。このゲーム機では、遊戯者が左手を手形に乗せるこ
とにより、皮膚インピーダンスを入力し、発汗状態等の
相違による皮膚インピーダンスの変化を取り込み、占い
ゲーム、心理ゲーム等を行う。このゲーム機では、皮膚
インピーダンス入力装置10を、ゲーム機40の操作面
41に、手形及び3個の電極を形成してもよいし、図1
に示したものをはめこんでもよい。
FIG. 12 is a perspective view showing a game machine using the skin impedance input device of the embodiment shown in FIG. In this game machine, a player puts his / her left hand on a bill, thereby inputting skin impedance, capturing changes in skin impedance due to a difference in sweating state or the like, and performing a fortune-telling game, a psychological game, or the like. In this game machine, a handprint and three electrodes may be formed on the operation surface 41 of the game machine 40 by using the skin impedance input device 10.
May be inserted.

【0027】[0027]

【発明の効果】この出願の特許請求の範囲の請求項1、
請求項2、請求項3、請求項4及び請求項5に係る発明
によれば、測定電極を拇指の基部あるいは第5指の基部
に接触するように配置するものであるから、安定な皮膚
インピーダンスの測定が可能となり、また電極として金
属を使用できるので、接触感、耐久性、加工性を向上で
き、皮膚インピーダンスの応用範囲を広げることができ
る。
[Effects of the Invention] Claims 1 and 2 in the claims of this application
According to the second, third, fourth, and fifth aspects of the present invention, the measurement electrode is disposed so as to be in contact with the base of the thumb or the base of the fifth finger, so that stable skin impedance is obtained. Can be measured, and a metal can be used as the electrode, so that the contact feeling, durability and workability can be improved, and the application range of skin impedance can be expanded.

【0028】また、請求項6に係る発明によれば、平面
状の基体の上面に掌を乗せるだけで良いので、被測定者
に拘束を与えることなく容易に測定できる。また、請求
項7に係る発明によれば、位置決め手段により掌を適正
な位置にセットすることができる。また、請求項8に係
る発明によれば、手で握持するだけで容易に測定を行う
ことができる。
Further, according to the invention of claim 6, since it is only necessary to place the palm on the upper surface of the planar base, measurement can be easily performed without restricting the subject. According to the seventh aspect of the present invention, the palm can be set at an appropriate position by the positioning means. Further, according to the invention according to claim 8, the measurement can be easily performed only by gripping with the hand.

【0029】また、請求項9の発明によれば、簡単な操
作、つまり手を手形に乗せ、あるいは握持することによ
り、皮膚インピーダンスを精度良く入力することがで
き、ゲームを楽しむことができる。
According to the ninth aspect of the present invention, the skin impedance can be accurately input by a simple operation, that is, by putting a hand on a handprint or holding the hand, and a game can be enjoyed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施形態皮膚インピーダンス入力
装置を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a skin impedance input device according to an embodiment of the present invention.

【図2】掌の拇指の基部及び第5指の基部を説明するた
めの図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a base of a thumb and a base of a fifth finger of a palm;

【図3】図1の入力装置を用いて、掌の皮膚インピーダ
ンスを測定する通電装置の回路を示すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit of an energization device for measuring palm skin impedance using the input device of FIG. 1;

【図4】上記実施形態皮膚インピーダンス入力装置に手
を置いた状態を示す側面図である。
FIG. 4 is a side view showing a state where a hand is placed on the skin impedance input device according to the embodiment.

【図5】皮膚インピーダンス入力装置の電極配置の他の
例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing another example of the electrode arrangement of the skin impedance input device.

【図6】左手用の皮膚インピーダンス入力装置を示す平
面図である。
FIG. 6 is a plan view showing a skin impedance input device for the left hand.

【図7】左手用の皮膚インピーダンス入力装置の電極配
置の他の例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing another example of the electrode arrangement of the skin impedance input device for the left hand.

【図8】この発明の他の実施形態皮膚インピーダンス入
力装置を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a skin impedance input device according to another embodiment of the present invention.

【図9】測定電極の半分を紙で覆い、紙を急に取り除い
て接触面積を変化させた場合の通電出力を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram illustrating the energization output when half of the measurement electrode is covered with paper and the contact area is changed by suddenly removing the paper.

【図10】通電電極の半分を紙で覆い、紙を急に取り除
いて接触面積を変化させた場合の通電出力を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing the energization output when half of the energization electrode is covered with paper, and the paper is suddenly removed to change the contact area.

【図11】基準電極の半分を紙で覆い、紙を急に取り除
いて接触面積を変化させた場合の通電出力を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing the energization output when half of the reference electrode is covered with paper, and the paper is suddenly removed to change the contact area.

【図12】平面状の皮膚インピーダンス入力装置をゲー
ム機に組み込んだ場合のゲーム機の斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view of the game machine when the planar skin impedance input device is incorporated in the game machine.

【図13】図3に示す回路のE部分の等価回路を示す回
路図である。
FIG. 13 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a portion E of the circuit shown in FIG. 3;

【図14】3個の電極を用いた従来の皮膚インピーダン
ス測定方法を説明する通電装置のブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram of an energizing device for explaining a conventional skin impedance measuring method using three electrodes.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 基板(基体) 11 手形 21a、…、25a 手形の指 EL1 測定電極 EL2 通電電極 ELR 基準電極10 substrate (substrate) 11 bills 21a, ..., finger EL 1 measuring electrode EL 2 energization electrode ELR reference electrode 25a bills

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】測定電極、通電電極及び基準電極の3個の
電極を用いて皮膚インピーダンスを測定する皮膚インピ
ーダンス入力装置において、 少なくとも測定電極は、被測定者の手の拇指の基部ある
いは第5指の基部に接触するように配置することを特徴
とする皮膚インピーダンス入力装置。
1. A skin impedance input device for measuring skin impedance using three electrodes of a measuring electrode, a conducting electrode and a reference electrode, wherein at least the measuring electrode is at the base of the thumb or the fifth finger of the hand of the subject. A skin impedance input device, which is arranged so as to be in contact with a base of the skin impedance.
【請求項2】測定電極、通電電極及び基準電極の3個の
電極を用いて皮膚インピーダンスを測定する皮膚インピ
ーダンス入力装置において、 前記測定電極は、被測定者の手の拇指の基部に、前記通
電電極を第5指の基部に接触するように、かつ前記基準
電極を、前記拇指の基部、第5指の基部以外の掌領域に
接触するように配置することを特徴とする皮膚インピー
ダンス入力装置。
2. A skin impedance input device for measuring skin impedance using three electrodes of a measuring electrode, a conducting electrode, and a reference electrode, wherein the measuring electrode is connected to the base of the thumb of the hand of the subject. A skin impedance input device, wherein an electrode is arranged so as to contact a base of a fifth finger, and said reference electrode is arranged so as to contact a palm region other than a base of said thumb and a base of said fifth finger.
【請求項3】測定電極、通電電極及び基準電極の3個の
電極を用いて皮膚インピーダンスを測定する皮膚インピ
ーダンス入力装置において、 前記測定電極を第5指の基部に、通電電極を拇指の基部
に接触するように、かつ前記基準電極を、前記拇指の基
部、第5指の基部以外の掌領域に接触するように配置す
ることを特徴とする皮膚インピーダンス入力装置。
3. A skin impedance input device for measuring skin impedance using three electrodes of a measuring electrode, a conducting electrode and a reference electrode, wherein the measuring electrode is located at the base of a fifth finger, and the conducting electrode is located at the base of a thumb. The skin impedance input device, wherein the skin impedance input device is arranged so as to be in contact with the base electrode and the palm region other than the base of the thumb and the base of the fifth finger.
【請求項4】測定電極、通電電極及び基準電極の3個の
電極を用いて皮膚インピーダンスを測定する皮膚インピ
ーダンス入力装置において、 前記測定電極は、被測定者の手の拇指の基部に、前記基
準電極を第5指の基部に接触するように、かつ前記通電
電極を、前記拇指の基部、第5指の基部以外の掌領域に
接触するように配置することを特徴とする皮膚インピー
ダンス入力装置。
4. A skin impedance input device for measuring skin impedance using three electrodes, a measuring electrode, a conducting electrode, and a reference electrode, wherein the measuring electrode is provided at the base of the thumb of the hand of the subject. A skin impedance input device, wherein an electrode is arranged so as to be in contact with a base of a fifth finger, and said energizing electrode is arranged so as to be in contact with a palm region other than a base of said thumb and a base of said fifth finger.
【請求項5】測定電極、通電電極及び基準電極の3個の
電極を用いて皮膚インピーダンスを測定する皮膚インピ
ーダンス入力装置において、 前記測定電極を第5指の基部に、前記基準電極を拇指の
基部に接触するように、かつ前記通電電極を前記拇指の
基部、第5指の基部以外の掌領域に接触するように配置
することを特徴とする皮膚インピーダンス入力装置。
5. A skin impedance input device for measuring skin impedance using three electrodes, a measuring electrode, a conducting electrode, and a reference electrode, wherein the measuring electrode is at a base of a fifth finger, and the reference electrode is at a base of a thumb. A skin impedance input device, wherein the current-carrying electrode is disposed so as to contact the palm region other than the base of the thumb and the base of the fifth finger.
【請求項6】前記測定電極、通電電極及び基準電極は、
上面が平面状の基体の上面に形成されたものである請求
項1、請求項2、請求項3、請求項4または請求項5記
載の皮膚インピーダンス入力装置。
6. The measuring electrode, the conducting electrode and the reference electrode,
6. The skin impedance input device according to claim 1, wherein the upper surface is formed on the upper surface of a planar substrate.
【請求項7】前記基体の上面に、手を載置したときに手
の掌を所定の位置に位置決めする位置決め手段を前記基
体上に備えた請求項6記載の皮膚インピーダンス入力装
置。
7. The skin impedance input device according to claim 6, further comprising positioning means for positioning the palm of the hand at a predetermined position when the hand is placed on the upper surface of the base.
【請求項8】前記測定電極、通電電極及び基準電極は、
握持したときに手の掌面が表面にフィットするように表
面を形成したジョイスティック様の基体の表面に形成し
たものである請求項1、請求項2、請求項3、請求項4
または請求項5記載の皮膚インピーダンス入力装置。
8. The measuring electrode, the conducting electrode and the reference electrode,
The joystick is formed on the surface of a joystick-like base body whose surface is formed so that the palm surface of the hand fits the surface when gripped.
Or the skin impedance input device according to claim 5.
【請求項9】前記請求項6、請求項7または請求項8記
載の皮膚インピーダンス入力装置を入力手段として使用
したことを特徴とするゲーム機。
9. A game machine using the skin impedance input device according to claim 6, 7 or 8 as input means.
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