JPH02246925A - 皮膚電位検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

［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、アース
線Ｅとの間に入力抵抗Ｒ４、Ｒ５が設けである。

上記入力端子Ｔｌ、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ｉＣ１、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■１、■２に、
交流のノイズ成分■１＼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■１、■２
に対して交流ノイズ成分Ｖｌ−１Ｖ２°、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は数にΩ
〜数ＭΩと大きく広い範囲で変動して、容量Ｃ１、Ｃ２
ど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Ｖｌ−１Ｖ２
−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■１、■２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（数にΩ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。

［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３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、電極１．２間の電位差Ｖｄ
を検出し上記電極の接触抵抗よりも高い入力抵抗の検出
回路４に入力接続し、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、十分に高い入力抵抗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。

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。

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ｒＨＪ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に導通ずるリード線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／ＡｇＣ，Ｉｌ　）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が設けである。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が設けである。

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、Ｒ
５はこれら接触抵抗Ｒ１〜Ｒ３に比して十分高い抵抗値
としである。また、■１、■２、■３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。

かくの如き構成によれば、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■１、■２より
、電極３で検出される直流皮膚電位■３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Ｖ
ｄ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が比較的大きく広い範囲
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。

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に、学習時や勤務時
の居眠り防止にも利用でき、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、違和怒を覚えることもなく、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。

【図面の簡単な説明】

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 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 皮膚面に電極面を直接接触せしめて３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、電極間の電
   位差を検出し上記電極の接触抵抗よりも高い入力抵抗の
   検出回路に入力接続し、かつ、残る一つの電極を上記検
   出回路の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。